KR101261658B1 - 플레이트 부재, 기판 유지 장치, 노광 장치 및 노광 방법,그리고 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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도모하루 후지와라
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

기판 홀더 (PH) 는, 기판 (P) 을 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 대해서 소정의 갭 (A) 을 사이에 두고 대향하고, 발액성을 갖는 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 과, 내측면 (Tc) 의 상부에 형성된 모따기부 (C) 를 구비하고 있다. 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에는 발액성을 갖는 발액 영역이 형성되어 있고, 모따기부 (C) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 발액 영역과 대향하도록 형성되어 있다. 이것에 의해, 기판의 이면측에 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있는 기판 유지 장치가 제공된다.
기판 홀더, 플레이트, 모따기부, 액침, 발액성

Description

플레이트 부재, 기판 유지 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법{PLATE MEMBER, SUBSTRATE HOLDING DEVICE, EXPOSURE DEVICE AND EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 기판의 근방에 배치되는 플레이트 부재, 기판을 유지하는 기판 유지 장치, 기판을 노광하는 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 마이크로 디바이스의 제조 공정의 하나인 포토리소그래피 공정에서는 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성 기판 상에 전사하는 노광 장치가 사용된다. 이 노광 장치는 마스크를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지와, 기판을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지를 가지며, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 축차 (逐次) 이동하면서 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통하여 기판에 전사한다. 마이크로 디바이스의 제조에 있어서는, 디바이스의 고밀도화를 위해, 기판 상에 형성되는 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이 요구에 부응하기 위해 노광 장치의 고해상도화가 더욱 요구되고 있다. 그 고해상도화를 실현하기 위한 수단의 하나로서, 하기 특허 문헌 1 에 개시되어 있는, 투영 광학계와 기판 사이의 노광광의 광로 공간을 액체로 채우고, 투영 광학계 와 액체를 통하여 기판을 노광하는 액침 노광 장치가 안출되어 있다.
특허 문헌 1 : 국제 공개 제99/49504호 팜플렛
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
액체가 기판과 기판 스테이지 사이의 갭 등을 통하여 기판의 이면측에 침입하면, 여러 가지 문제가 발생할 가능성이 있다. 예를 들어 기판의 이면측에 침입한 액체에 의해 기판의 이면이 젖으면, 기판 홀더 (기판 유지 장치) 로 기판을 양호하게 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 또는, 소정의 반송 (搬送) 장치를 사용하여 기판 홀더로부터 기판을 반출 (언로드) 할 때, 젖은 기판의 이면을 유지한 반송계에 액체가 부착하거나, 반송 경로에 액체가 비산 (飛散) 하는 등, 피해가 확대될 우려도 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 기판의 이면측에 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있는 플레이트 부재, 기판 유지 장치, 노광 장치, 노광 방법, 그리고 그 노광 장치 및 노광 방법을 이용한 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 각 도면에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 붙인 괄호 안의 부호는 그 요소의 예시에 불과하며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 액체 (LQ) 를 통하여 노광되는 기판 (P) 을 유지하는 기판 유지 장치로서, 기판 (P) 을 유지하는 유지부 (PH1) 와, 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 대해서 소정의 갭 (A) 을 사이에 두고 대향하고, 발액성을 갖는 소정면 (Tc) 과, 소정면 (Tc) 의 상부에 형성된 모따기부 (C) 를 구비하고, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에는 발액성을 갖는 발액 영역 (A1) 이 형성되어 있고, 모따기부 (C) 는 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 과 대향하도록 형성되어 있는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 모따기부가 기판의 측면의 발액 영역과 대향하도록 형성되어 있으므로, 모따기부가 존재하고 있어도 기판의 측면과 소정면 사이의 갭을 통하여 기판의 이면측에 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 상기 양태의 기판 유지 장치 (PH) 를 구비하고, 그 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 기판 (P) 을 액체 (LQ) 를 통하여 노광하는 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 액체의 침입이 억제된 기판 유지 장치로 기판을 유지하여 노광할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 상기 양태의 노광 장치 (EX) 를 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 액체의 침입이 억제된 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 방법으로서, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과, 발액성을 갖는 소정면 (Tc) 을 소정의 갭 (A) 을 사이에 두고 대향시키는 것과, 상기 액체를 통하여 기판을 노광하는 것을 포함하고, 소정면 (Tc) 의 상부에 모따기부 (C) 가 형성되어 있고, 그 모따기부 (C) 와 대향하도록 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 발액성을 갖는 발액 영역 (A1) 이 형성되어 있는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 모따기부와 대향하도록, 기판의 측면에 발액 영역이 형성되어 있으므로, 기판의 측면과 대향하는 소정면에 모따기부가 존재하고 있어도 기판의 측면과 소정면 사이의 갭을 통하여 기판의 이면측에 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 상기 양태의 노광 방법을 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 제 5 양태에 의하면, 액체의 침입이 억제된 노광 방법을 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 통하여 노광광을 조사함으로써 기판을 노광하는 노광 장치 (EX) 에서 사용되는 플레이트 부재로서, 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 소정의 갭 (A) 을 사이에 두고 대향하는 발액성의 소정면 (Tc) 과, 소정면 (Tc) 의 상부에 형성된 모따기부 (C) 를 구비하고, 모따기부 (C) 가 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 기판의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 과 대향하도록 형성되어 있는 플레이트 부재 (T) 가 제공된다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 모따기부가 기판의 측면의 발액 영역과 대향하도록 형성되어 있으므로, 모따기부가 존재하고 있어도 기판의 측면과 소정면 사이의 갭을 통하여 기판의 이면측에 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 액체 (LQ) 를 통하여 노광되는 기판 (P) 을 유지하는 기판 유지 장치로서, 기판 (P) 을 유지하는 유지부 (PH1) 와, 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 갭 (A) 을 사이에 두고 대향하는 소정면 (Tc) 을 구비하고, 소정면 (Tc) 은 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 대략 평행한 평탄부 (F4) 와, 그 평탄부 (F4) 의 상방에 연장되는 모따기부 (C) 를 가지며, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θp) 과 소정면 (Tc) 의 평탄부 (F4) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θT) 의 합이 180°보다 큰 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 모따기부가 존재하고 있어도 기판의 측면과 소정면 사이의 갭을 통하여 기판의 이면측에 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 상기 양태의 기판 유지 장치 (PH) 를 구비하고, 그 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 기판 (P) 을 액체 (LQ) 를 통하여 노광하는 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 액체의 침입이 억제된 기판 유지 장치로 기판을 유지하여 노광할 수 있다.
본 발명의 제 9 양태에 의하면, 상기 양태의 노광 장치 (EX) 를 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 9 양태에 의하면, 액체의 침입이 억제된 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 10 양태에 의하면, 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 통하여 노광광을 조사함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치 (EX) 에서 사용되는 플레이트 부재로서, 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 갭 (A) 을 사이에 두고 대향하는 소정면 (Tc) 을 가지며, 그 소정면 (Tc) 은 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 대략 평행한 평탄부 (F4) 와, 그 평탄부의 상방에 연장되는 모따기부 (C) 를 가지며, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θp) 과 소정면 (Tc) 의 평탄부 (F4) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θT) 의 합이 180°보다 큰 플레이트 부재가 제공된다.
본 발명의 제 10 양태에 의하면, 모따기부가 존재하고 있어도 기판의 측면과 소정면 사이의 갭을 통하여 기판의 이면측에 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 기판의 이면측에 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있고, 침입한 액체에 기인하는 문제의 발생을 방지할 수 있다.
도 1 은 노광 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 기판 홀더를 나타내는 측단면도이다.
도 3 은 기판의 측면 및 플레이트 부재의 내측면 근방을 나타내는 확대도이다.
도 4(A) ∼ 4(C) 는 각각 액체의 거동 (擧動) 을 나타내는 모식도이다.
도 5(A) 및 5(B) 는 각각 액체의 거동을 나타내는 모식도이다.
도 6 은 본 실시형태와 관련되는 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 7 은 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
*부호의 설명*
1 : 기재 (基材)
2 : 막
A : 갭
A1 : 발액 영역
A2 : 비발액 영역
C : 모따기부
EX : 노광 장치
LQ : 액체
P : 기판
Pa : 상면 (표면)
Pb : 하면 (이면)
Pc : 측면
PH : 기판 홀더
PH1 : 제 1 유지부
PH2 : 제 2 유지부
T : 플레이트 부재
Ta : 상면 (표면)
Tb : 하면 (이면)
Tc : 측면
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.
본 실시형태와 관련되는 노광 장치에 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), 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH), 기판 (P) 을 유지한 기판 홀더 (PH) 를 이동 가능한 기판 스테이지 (PST), 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 조명 광학계 (IL), 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 투영하는 투영 광학계 (PL), 및 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 이미지면측에 있어서의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우기 위한 액침 기구 (100) 를 구비하고 있다. 액침 기구 (100) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 근방에 형성되며, 액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 및 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 를 갖는 노즐 부재 (70), 노즐 부재 (70) 에 형성된 공급구 (12) 를 통하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 기구 (10), 및 노즐 부재 (70) 에 형성된 회수구 (22) 를 통하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수 기구 (20) 를 구비하고 있다. 노즐 부재 (70) 는 기판 (P) (기판 홀더 (PH)) 의 상방에 있어서, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학 소자의, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학 소자 (LS1) 를 둘러싸도록 환상 (環狀) 으로 형성되어 있다.
노광 장치 (EX) 는 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 투영하고 있는 동안, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급한 액체 (LQ) 에 의해 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. 구체적으로는, 노광 장치 (EX) 는 액침 기구 (100) 를 사용하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광 학 소자 (LS1) 와, 기판 홀더 (PH) 에 유지되고, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치된 기판 (P) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우고, 이 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통하여 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 을 기판 (P) 에 조사함으로써 마스크 (M) 의 패턴을 기판 (P) 에 전사한다. 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급 기구 (10) 를 사용하여 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 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 채우고, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성한다.
본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사 방향에 있어서의 서로 다른 방향 (역방향) 으로 동기 이동하면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광 장치 (소위 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 수평면 내에서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 X 축 방향, 수평면 내에서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향 (비주사 방향), X 축 및 Y 축 방향에 수직이고 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z 축 방향으로 한다. 또, X 축, Y 축 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θX, θY 및 θZ 방향으로 한다. 또한, 여기에서 말하는 「기판」 은 노광 처리를 포함하는 각종 프로세스 처리가 실시되는 기판 (처리 기판) 으로서, 반도체 웨이퍼 등의 기재 (상면, 하면 및 측면을 갖는다) 상에 감광재 (레지스트), 보호막 (발액성막) 등의 각종 막을 전면 (全面) 적으로 또는 부분적으로 도포한 것을 포함하고, 「마스크」 는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.
조명 광학계 (IL) 는 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인터그레이터, 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 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광), ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 및 F2 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에 있어서는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다.
본 실시형태에 있어서는, 액체 (LQ) 로서 순수 (純水) 가 이용되고 있다. 순수는 ArF 엑시머 레이저광 뿐만 아니라, 예를 들어, 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 도 투과 가능하다.
마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능하다. 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 모 터 등을 포함하는 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 의 구동에 의해 마스크 (M) 를 유지한 상태에서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면내, 즉 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 (微少) 회전 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 상에는 이동경 (91) 이 고정 설치되어 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 위치를 제어한다.
투영 광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 소정의 투영 배율 (β) 로 기판 (P) 에 투영한다. 투영 광학계 (PL) 는 복수의 광학 소자를 포함하고, 그들 광학 소자는 경통 (PK) 에 의해 유지되어 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, 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) 를 구성하는 복수의 광학 소자의, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학 소자 (LS1) 는 경통 (PK) 으로부터 노출되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 는 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 지지하면서 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 있어서 베이스 부재 (BP) 상에서 이동 가능하다. 기판 스테이지 (PST) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 의 구동에 의해, 베이스 부재 (BP) 상에서 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 는 Z 축 방향, θX 방향, 및 θY 방향으로도 이동 가능하다. 따라서, 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 홀더 (PH), 및 그 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 상면 (표면) (Pa) 은 X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 자유도의 방향으로 이동 가능하다. 기판 홀더 (PH) 의 측면에는 이동경 (93) 이 고정 설치되어 있다. 또, 이동경 (93) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (94) 가 형성되어 있다. 기판 홀더 (PH) 상의 기판 (P) 의 2 차원 방향의 위치, 및 회전각은 레이저 간섭계 (94) 에 의해 실시간으로 계측된다. 또, 노광 장치 (EX) 는 기판 (P) 의 상면 (Pa) 의 면위치 정보를 검출하는 사입사 (斜入射) 방식의 포커스·레벨링 검출계 (도시 생략) 를 구비하고 있다. 포커스·레벨링 검출계는 기판 (P) 의 상면 (Pa) 의 면위치 정보 (Z 축 방향의 위치 정보, 및 θX 및 θY 방향의 경사 정보) 를 검출한다. 또한, 포커스·레벨링 검출계는 정전 용량형 센서를 사용한 방식의 것을 채용해도 된다. 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 포커스·레벨링 검출계의 검출 결과도 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는 포커스·레벨링 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) 의 표면을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춤과 함께, 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과에 기초하여 기판 (P) 의 X 축 방향, Y 축 방향, 및 θZ 방향에 있어서의 위치를 제어한다.
다음으로, 액침 기구 (100) 의 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 에 대해 설명한다. 액체 공급 기구 (10) 는 액체 (LQ) 를 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급한다. 액체 공급 기구 (10) 는 액체 (LQ) 를 송출 가능한 액체 공급부 (11) 와, 액체 공급부 (11) 에 그 일단을 접속하는 공급관 (13) 을 구비하고 있다. 공급관 (13) 의 타단은 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 내부에는 공급관 (13) 의 타단과 공급구 (12) 를 접속하는 내부 유로 (공급 유로) 가 형성되어 있다. 액체 공급부 (11) 는 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크, 가압 펌프, 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를 조정하는 온도 조정 기구, 및 액체 (LQ) 중의 이물을 제거하는 필터 유닛 등을 구비하고 있다. 액체 공급부 (11) 의 액체 공급 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 또한, 액체 공급 기구 (10) 의 탱크, 가압 펌프, 온도 조정 기구, 필터 유닛 등은 그 모두를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다.
액체 회수 기구 (20) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수한다. 액체 회수 기구 (20) 는 액체 (LQ) 를 회수 가능한 액체 회수부 (21) 와, 액체 회수부 (21) 에 그 일단을 접속하는 회수관 (23) 을 구비하고 있다. 회수관 (23) 의 타단은 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 내부에는 회수관 (23) 의 타단과 회수구 (22) 를 접속하는 내부 유로 (회수 유로) 가 형성되어 있다. 액체 회수부 (21) 는 예를 들어 진공 펌프 등의 진공계 (흡인 장치), 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기, 및 회수한 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 또한, 액체 회수 기구 (20) 의 진공계, 기액 분리기, 탱크 등은 그 모두를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 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 기판 (P) 의 상면 (Pa) (플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta)) 과 대향하는 위치에 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 는 제 1 광학 소자 (LS1) 의 측면을 둘러싸도록 형성된 환상 부재로서, 공급구 (12) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 광학 소자 (LS1) (투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX)) 를 둘러싸도록 복수 형성되어 있다. 또, 회수구 (22) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 제 1 광학 소자 (LS1) 에 대해서 공급구 (12) 보다 외측에 형성되어 있고, 제 1 광학 소자 (LS1) 및 공급구 (12) 를 둘러싸도록 형성되어 있다.
액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 형성할 때, 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급부 (11) 및 액체 회수부 (21) 의 각각을 구동한다. 제어 장치 (CONT) 의 제어 하에서 액체 공급부 (11) 로부터 액체 (LQ) 가 송출되면, 그 액체 공급부 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는 공급관 (13) 을 흐른 후, 노즐 부재 (70) 의 공급 유로를 통하여 공급구 (12) 로부터 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급된다. 또, 제어 장치 (CONT) 하에서 액체 회수부 (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 회수부 (21) 에 회수된다.
기판 (P) 을 액침 노광하는 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는 액침 기구 (100) 를 사용하여 투영 광학계 (PL) 와 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사함으로써, 기판 (P) 을 노광한다.
다음으로, 도 2 를 참조하면서 기판 홀더 (PH) 에 대해 설명한다. 도 2 는 기판 홀더 (PH) 의 측단면도이다. 기판 홀더 (PH) 는 기재 (PHB), 기재 (PHB) 에 형성되고 기판 (P) 을 유지하는 제 1 유지부 (PH1), 및 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고 있다. 플레이트 부재 (T) 는 기재 (PHB) 와는 다른 부재로서, 제 2 유지부 (PH2) 에 대해서 탈착 (교환) 가능하게 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 은 평면에서 보아 대략 원형상이다. 또, 플레이트 부재 (T) 는 대략 환상 부재로서, 그 중앙부에는 기판 (P) 을 배치 가능한 대략 원형상의 구멍 (TH) 이 형성되어 있다. 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (내측의 측면) (Tc) 은 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 을 둘러싸도록 배치되어 있다. 또, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 상부는 모따기되어 있고, 내측면 (Tc) 의 상부에는 모따기부 (C) 가 형성되어 있다. 금속 등의 재료로부터 가공되는 각종 부재는 가공시에 에지가 모따기되는 경우가 많다. 본 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 주위에 배치되는 플레이트 부재 (T) 도 모따기되어 있고, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 상부를 모따기함으로써, 에지 등에 바리 (burrs) 의 발생이 억제되고, 이물 등의 발생이 방지된다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 플레이트 부재 (T) 는 액침 영역의 액체와 접촉하기 때문에, 플레이트 부재 (T) 에 형성되는 모따기부 (C) 가 액체의 거동에 영향을 미칠 가능성이 있다. 특히, 플레이트 부재 (T) 에 모따기부 (C) 가 형성됨으로써, 플레이트 부재 (T) 와 기판 (P) 사이의 갭 (A) 이 넓어지거나, 플레이트 부재 (T) 와 기판 (P) 의 사이에 있어서의 액체 (LQ) 의 계면의 형상이 +Z 방향으로 볼록한 형상이 되기 쉬워진다. 이 결과, 액체가 갭 (A) 에 침입하기 쉬워지고, 또한 갭 (A) 을 통하여 기판 (P) 의 이면에 도달할 우려가 있다. 본 발명자는 이러한 상황을 분석한 결과, 모따기부 (C) 가 플레이트 부재 (T) 에 형성되어 있는 경우, 모따기부 (C) 와 기판의 측면의 발액성 영역의 위치 관계가 중요한 것을 발견하였다.
기판 홀더 (PH) 의 제 1 유지부 (PH1) 는 기재 (PHB) 의 제 1 상면 (PU1) 상에 형성된 볼록 형상의 제 1 지지부 (46), 제 1 지지부 (46) 의 주위를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 1 주벽부 (周壁部; 42), 및 제 1 주벽부 (42) 내측의 기재 (PHB) 의 제 1 상면 (PU1) 상에 형성된 제 1 흡인구 (41) 를 구비하고 있다. 제 1 지지부 (46) 는 기판 (P) 의 하면 (이면) (Pb) 을 지지하는 것으로서, 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서 복수 일정하게 형성되어 있다. 제 1 지지부 (46) 는 복수의 지지 핀을 포함하고 있다. 제 1 주벽부 (42) 는 기판 (P) 의 외형에 따라 대략 원환상으로 형성되어 있다. 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 은 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 하면 (Pb) 의 주연 영역 (에지 영역) 에 대향하도록 형성되어 있다. 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 은 평탄면으로 되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 은 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 과 동일한 높이이거나, 상면 (42A) 보다 약간 높게 형성되어 있다. 그리고, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 하면 (Pb) 측에는 기판 (P) 과 제 1 주벽부 (42) 와 기재 (PHB) 의 제 1 상면 (PU1) 으로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 이 형성된다.
제 1 흡인구 (41) 는 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 것으로서, 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서, 기재 (PHB) 의 제 1 상면 (PU1) (제 1 지지부 (46) 는 제외) 의 복수의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 흡인구 (41) 는 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서 제 1 상면 (PU1) 상에 복수 일정하게 배치되어 있다.
제 1 흡인구 (41) 의 각각은 도시를 생략한 진공계에 유로를 사이에 두고 접속되어 있다. 진공계는 기판 (P) 과 제 1 주벽부 (42) 와 기재 (PHB) 로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 을 부압으로 하기 위한 진공 펌프를 포함한다. 상기 기술한 바와 같이, 제 1 지지부 (46) 는 지지 핀을 포함하고, 본 실시형태에 있어서의 제 1 유지부 (PH1) 는 소위, 핀 척 (pin chuck) 기구를 구성하고 있다. 제어 장치 (CONT) 는 진공계를 구동하고, 기판 (P) 과 제 1 주벽부 (42) 와 기재 (PHB) 의 제 1 상면 (PU1) 으로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 1 공간 (31) 을 부압 (負壓) 으로 함으로써, 기판 (P) 을 제 1 유지부 (PH1) 로 흡착 유지한다.
기판 홀더 (PH) 의 제 2 유지부 (PH2) 는 제 1 주벽부 (42) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 대략 원환상의 제 2 주벽부 (62), 제 2 주벽부 (62) 의 외측에 형성되고 제 2 주벽부 (62) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 3 주벽부 (63), 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록 형상의 제 2 지지부 (66), 및 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 제 2 상면 (PU2) 상에 형성된 제 2 흡인구 (61) 를 구비하고 있다. 제 2 지지부 (66) 는 플레이트 부재 (T) 의 하면 (이면) (Tb) 을 지지하는 것으로서, 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이에 있어서 복수 일정하게 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 지지부 (66) 도 제 1 지지부 (46) 와 마찬가지로 복수의 지지 핀을 포함한다. 제 3 주벽부 (63) 는 제 1 공간 (31) 에 대해서 제 2 주벽부 (62) 의 외측에 형성되어 있다. 또, 제 2 주벽부 (62) 는 플레이트 부재 (T) 의 구멍 (TH) 의 형상에 따라 대략 원환상으로 형성되어 있다. 한편, 제 3 주벽부 (63) 는 플레이트 부재 (T) 의 외형에 따라 대략 직사각형 환상으로 형성되어 있다. 제 2 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 은 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 의, 구멍 (TH) 근방의 내연 영역 (내측의 에지 영역) 에 대향하도록 형성되어 있다. 제 3 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 은 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 의, 외연 영역 (외측의 에지 영역) 에 대향하도록 형성되어 있다. 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 측에는 기재 (PHB) 의 제 2 상면 (PU2) 과 제 2, 제 3 주벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 으로 둘러싸인 제 2 공간 (32) 이 형성된다.
제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 제 2 상면 (PU2) 상에는 제 2 흡인구 (61) 가 형성되어 있다. 제 2 흡인구 (61) 는 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하기 위한 것으로서, 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 의 사이에 있어서, 기재 (PHB) 의 상면의 제 2 지지부 (66) 이외의 복수의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 흡인구 (61) 는 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 의 사이에 있어서 제 2 상면 (PU2) 상에 복수 일정하게 배치되어 있다.
제 2 흡인구 (61) 의 각각은 도시를 생략한 진공계에 유로를 사이에 두고 접속되어 있다. 진공계는 기재 (PHB) 와 제 2, 제 3 주벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 으로 둘러싸인 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하기 위해 진공 펌프를 포함한다. 상기 기술한 바와 같이, 제 2 지지부 (66) 는 지지 핀을 포함하고, 본 실시형태에 있어서의 제 2 유지부 (PH2) 도 제 1 유지부 (PH1) 와 마찬가지로, 소위 핀 척 기구를 구성하고 있다. 제 2, 제 3 주벽부 (62, 63) 는 제 2 지지부 (66) 를 포함하는 제 2 공간 (32) 의 외측을 둘러싸는 외벽부로서 기능하고 있고, 제어 장치 (CONT) 는 진공계를 구동하고, 기재 (PHB) 와 제 2, 제 3 주벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 로 둘러싸인 제 2 공간 (32) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 2 공간 (32) 을 부압으로 함으로써, 플레이트 부재 (T) 를 제 2 지지부 (66) 로 흡착 유지한다.
제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 은 대향하고 있고, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 사이에는 소정의 갭 (A) 이 형성되어 있다.
또, 플레이트 부재 (T) 의 상면 (표면) (Ta) 및 하면 (Tb) 의 각각은 평탄면으로 되어 있다. 또, 플레이트 부재 (T) 의 두께 (D2) 는 기판 (P) 의 두께 (D1) 보다 두껍게 형성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는, 기판 홀더 (PH) 는 기판 (P) 의 하면 (Pb) 이 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 보다 높아지도록 (+Z 측이 되도록), 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 각각을 제 1 유지부 (PH1) 및 제 2 유지부 (PH2) 의 각각으로 유지한다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 이 대략 면일하게 되도록 형성되어 있다.
플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta), 하면 (Tb), 및 내측면 (Tc) 의 각각은 액체 (LQ) 에 대해서 발액성을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 플레이트 부재 (T) 는 스테인리스강 등의 금속제이고, 그 금속제 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta), 하면 (Tb), 및 내측면 (Tc) 의 각각에 액체 (LQ) 에 대해서 발액성을 갖는 발액성 재료가 피복되어 있다. 발액성 재료로는 폴리 4불화 에틸렌 등의 불소계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료 등을 들 수 있다. 또는, 그 플레이트 부재 (T) 에 아사히 글라스사 제조 「사이톱」 을 피복할 수 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 를 발액성으로 하기 위해, 플레이트 부재 (T) 자체를 불소계 수지 재료 등의 발액성 재료로 형성해도 된다.
따라서, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 대해 소정의 갭 (A) 을 사이에 두고 발액성을 갖는 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 이 대향하고 있다.
기판 (P) 의 주위에 플레이트 부재 (T) 를 배치함으로써, 예를 들어 기판 (P) 의 상면 (Pa) 의 주연 영역을 노광할 때, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 에 걸쳐 형성하거나, 또는 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 사이에서 액침 영역 (LR) 을 이동하는 경우에 있어서도, 액침 영역 (LR) 을 양호하게 유지할 수 있고, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 계속 채울 수 있다.
도 3 은 기판 (P) 의 측면 (Pc) 및 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 일례를 나타내는 도면이다. 상기 기술한 바와 같이, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 하면 (Pb) 은 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 보다 높은 위치에 형성되고, 플레이트 부재 (T) 의 두께 (D2) 는 기판 (P) 의 두께 (D1) 보다 두껍게 형성되어 있다. 또, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 은 대략 면일하게 되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 두께 (D1) 는 약 0.775㎜ 이다.
또, 본 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 상부 및 하부의 각각을 포함하는 영역은 단면에서 보아 곡면 (원호 형상) 으로 되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 기판 (P) 측면 (Pc) 의 상부의 곡면 영역을 적당히 「상(上) 원호부 (R1)」 라고 하고, 하부의 곡면 영역을 적당히 「하(下) 원호부 (R2)」 라고 한다. 또, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 원호부 (R1, R2) 이외의 영역 (F1) 의 단면 형상은 평면 (평탄 형상) 이고, 연직 방향 (Z 축 방향) 과 대략 평행하게 형성되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 원호부 (R1, R2) 이외의 영역을 적당히 「제 1 평탄부 (F1)」 라고 한다.
제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 상부에는 모따기부 (C) 가 형성되어 있다. 또, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 모따기부 (C) 이외의 영역 (F2) 의 단면 형상은 평면 (평탄 형상) 이고, 연직 방향 (Z 축 방향) 과 대략 평행하게 형성되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 모따기부 (C) 이외의 영역을 적당히 「제 2 평탄부 (F2)」 라고 한다.
그리고, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 제 1 평탄부 (F1) 와 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 제 2 평탄부 (F2) 각각은 Z 축 방향과 대략 평행하게 형성되어 있으므로, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 제 1 평탄부 (F1) 와 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 제 2 평탄부 (F2) 는 서로 대략 평행하게 되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 원호부 (R1, R2) 의 Z 축 방향의 크기 (D3, D4) 는 각각 약 0.25㎜ 이다. 여기에서, 상 원호부 (R1) 의 크기 (D3) 란, 기판 (P) 의 상면 (Pa) 의 위치와 상 원호부 (R1) 의 하단 위치 사이의 Z 축 방향의 거리이다. 하 원호부 (R2) 의 크기 (D4) 란, 기판 (P) 의 하면 (Pb) 의 위치와 하 원호부 (R2) 의 상단 위치 사이의 Z 축 방향의 거리이다. 기판 (P) 의 두께 (D1) 는 약 0.775㎜ 이고, 원호부 (R1, R2) 의 크기 (D3, D4) 는 각각 약 0.25㎜ 이므로, 제 1 평탄부 (F1) 의 Z 축 방향의 크기 (D5) 는 약 0.275㎜ 가 된다.
본 실시형태에 있어서, 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 의 모따기 각도는 대략 45 도이다. 즉, 모따기부 (C) 는 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 에 대해 대략 45 도의 각도를 이루는 평탄한 면으로 형성되어 있다. 모따기부 (C) 의 깊이 (Z 축 방향의 크기) (D6) 는 0.5㎜ 이하로 설정되어 있다. 또, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 상부에 형성된 모따기부 (C) 는 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 과 연속적으로 형성되어 있다 (플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 에 이르도록 연장되어 있다). 내측면 (Tc) 에 형성된 모따기부 (C) 및 상면 (Ta) 의 각각은 발액성을 가지며, 상기 기술한 바와 같이, 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 은 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 대략 면일이다. 따라서, 기판 홀더 (PH) 는 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 대략 면일하게 되도록, 내측면 (Tc) 의 상부의 모따기부 (C) 에 대해서 연속적으로 형성된 발액성의 상면 (Ta) 을 구비하고 있다.
또, 상기 기술한 바와 같이, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에는 갭 (A) 을 사이에 두고 발액성을 갖는 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 이 대향하도록 형성되어 있다. 갭 (A) 은, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 제 1 평탄부 (F1) 와 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 제 2 평탄부 (F2) 사이의 거리이다. 본 실시형태에 있어서는, 갭 (A) 은, 0.1 ∼ 0.5㎜ 정도로 설정되어 있다.
기판 (P) 의 상면 (Pa) 및 측면 (Pc) 의 일부에는, 액체 (LQ) 에 대해서 발액성을 갖는 영역 (A1) 이 형성되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 기판 (P) 의 상면 (Pa) 및 측면 (Pc) 의 일부에 형성된 발액성을 갖는 영역을 적당히 「발액 영역 (A1)」이라고 한다. 기판 (P) 의 상면 (Pa) 및 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 은, 기판 (P) 의 기재 (1) 에 발액성 재료를 피복한 영역이다. 기판 (P) 은, 반도체 웨이퍼 (실리콘 웨이퍼) 등의 기재 (1) 의 상면에 감광재 (레지스트) 를 도포한 것이지만, 본 실시형태에 있어서는, 기재 (1) 의 상면에 도포된 감광재를 추가로 덮는 막 (2) 이 형성된다. 또한 도 3 에는 감광재는 도시되어 있지 않다. 막 (2) 은, 감광재를 보호하는 보호막 (톱 코트막) 으로서 기능하고 있고, 기판 (P ; 기재 (1)) 의 상면 (Pa) 과, 상 원호부 (R1) 를 포함하는 측면 (Pc) 의 각각에 연속적으로 대략 균일한 두께 (약 200㎚) 로 형성된다. 그리고, 이 막 (2) 을 형성하는 재료가, 액체 (LQ) 에 대해서 발액성을 가지고, 그 발액성 재료를 기판 (P) 의 기재 (1) 에 피복함으로써, 기판 (P) 의 상면 (Pa) 및 측면 (Pc) 의 각각에 발액 영역 (A1) 이 형성된다. 본 실시형태에 있어서는, 막 (2) 을 형성하는 형성 재료 (발액성 재료) 로서 도쿄 응화 공업 주식회사 제조 「TSP-3A」가 사용되고 있다. 또한, 기판 (P ; 기재 (1)) 의 상면 (Pa) 은 발액성이 아니어도 된다. 즉, 기판 (P ; 기재 (1)) 의 상면 (Pa) 은 발액 영역 (A1) 에 포함되지 않아도 된다.
발액 영역 (A1 ; 막 (2)) 은 기판 (P ; 기재 (1)) 의 측면 (Pc) 의 일부에도 형성되어 있다. 도 3 에 나타내는 예에서는, 발액 영역 (A1) 은, 상 원호부 (R1) 의 전부와 제 1 평탄부 (F1) 의 일부에 형성되어 있다. 그리고, 기판 (P) 의 하면 (Pb) 의 위치와 발액 영역 (A1) 의 하단 위치 사이의 거리 (D7) 가 소정치로 설정되어 있다. 또, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의, 발액 영역 (A1) 이외의 영역 (A2) 에는 막 (2) 이 피복되어 있지 않고, 그 영역 (A2) 에 있어서는 기재 (1) 가 노출되어 있다. 또한, 기판 (P) 의 하면 (Pb) 에도 막 (2) 이 피복되어 있지 않다. 이하의 설명에 있어서는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 이외의 영역 및 하면 (Pb) 을 적당히 「비발액 영역 (A2)」이라고 한다.
비발액 영역 (A2) 을 형성함으로써, 예를 들어 기판 (P) 의 하면 (Pb) 을 유지하여 반송하는 반송 장치의 오염을 방지할 수 있다. 비발액 영역 (A2) 은, 예를 들어 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 막 (2) 을 피복한 후, 그 막 (2) 을 제거 (린스) 함으로써 형성된다. 즉, 거리 (D7) 는, 막 (2) 의 제거 (린스) 위치를 조 정함으로써, 원하는 값으로 설정할 수 있다.
그리고, 도 3 에 나타내는 예에서는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 제 1 평탄부 (F1) 에는, 발액 영역 (A1) 과 비발액 영역 (A2) 의 각각이 형성되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 제 1 평탄부 (F1) 의 발액 영역 (A1) 을 적당히 「제 1 발액 평탄부 (F3)」라고 한다.
그리고, 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 발액 영역 (A1 ; 막 (2)) 과 대향하도록 형성되어 있다. 즉, 상기 기술한 바와 같이, 플레이트 부재 (T) 에 모따기부 (C) 가 형성됨으로써, 플레이트 부재 (T) 와 기판 (P) 사이의 갭 (A) 에 액체가 침입하여 기판 (P) 의 이면에 도달하기 쉬워진다. 이것을 방지하기 위해서, 본 발명에서는 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 와 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 이 서로 대향하고 있다. 특히 본 발명자의 해석에 의하면, 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 과 그것에 대향하는 모따기부 (C) 의 위치 관계를 소정의 관계로 조정함으로써 기판 (P) 의 이면에 액체가 도달하는 것을 더욱 유효하게 방지할 수 있는 것을 알았다. 그러므로, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 는, 후술하는 바와 같이 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 에 따라 설정된다. 구체적으로는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 의 하단이, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 의 하단보다 높은 위치 (＋Z 측의 위치) 가 되도록, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 가 설정되어 있다. 따라서, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 제 2 평탄부 (F2) 의 일부에는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 제 1 발액 평탄부 (F3) 와 대향하는 영역 (F4) 이 형성된다. 이하의 설명에 있어서는, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 제 2 평탄부 (F2) 의, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 제 1 발액 평탄부 (F3) 와 대향하는 영역을 적당히 「제 2 발액 평탄부 (F4)」라고 한다.
또, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θp) 과, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θT) 의 합은, 180 도보다 커져 있다. 즉, 대략 평행한 제 1 발액 평탄부 (F3) 와 제 2 발액 평탄부 (F4) 사이에 액체 (LQ) 의 계면 (L) 이 존재하는 경우, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 액체 (LQ) 의 계면 (L) 의 교점 (J1) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θp) 과, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 과 액체 (LQ) 의 계면 (L) 의 교점 (J2) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θT) 의 합이 180 도보다 커져 있다. 접촉각 (θp) 과 접촉각 (θT) 의 합이 180 도보다 크면, 플레이트 부재 (T) 와 기판 (P) 사이에 있어서의 액체 (LQ) 의 계면 형상이 하방 (-Z 방향) 으로 볼록 형상이 되고, 라플라스의 정리 등에 기초하여, 액체 (LQ) 의 표면 장력, 액체 (LQ) 의 계면이 하방으로 이동하기 어려워진다. 그 때문에, 액체 (LQ) 에 상당한 압력이 가해지지 않는 한, 액체 (LQ) 의 표면 장력에 의해 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 의 갭으로부터 침입한 액체는 하방 (기판의 이면측) 으로 흘러나오지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θp) 은 90 도 이상인 것이 바람직하고, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θT) 도 90 도 이상인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θp) 은 거의 110 도이고, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θT) 도 거의 110 도이다. 즉, 본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θp) 과, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θT) 의 합은, 약 220 도로 되어 있다. 또한, 라플라스의 정리에 대해서는, 예를 들어 「표면 장력의 물리학」((주) 요시오카 서점 발행) 의 제 6 페이지 ∼ 제 9 페이지 등에 기재되어 있다.
그리고, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를, 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 에 따라 설정하고, 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 형성하도록 함으로써, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 갭 (A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 이 형성되어도, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이에 있어서의 액체 (LQ) 와 그 외측 (하측) 의 기체의 계면 (L) 의 형상을 하(下)방향 볼록 형상 (-Z 방향을 향해 볼록 형상) 으로 유지할 수 있어, 갭 (A) 을 통하여 기판 (P) 의 하면 (Pb) 측에 액체 (LQ) 가 침입하는 것을 억제할 수 있다.
도 4(A) ∼ 4(C) 는, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이에서 액체 (LQ) 가 다양한 위치에 존재하는 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 액체가 모따기부 (C) 상에 존재하고 있는 상황, 즉, 액체 (LQ) 의 계면 (L) 의 기판 (P) 과의 교점 (J1) 이 상 원호부 (R1) 에 위치하고, 계면 (L) 의 플레이트 부재 (T) 와의 교점 (J2) 이 모따기부 (C) 에 위치하고 있는 경우, 계면 (L) 의 형상은 상방향 볼록 형상이 된다. 액체 (LQ) 와 상 원호부 (R1) 의 접촉각 (θp) 이 110 도임과 함께, 액체 (LQ) 와 모따기부 (C) 의 접촉각 (θT) 이 110 도인 경우에 있어서도, 상 원호부 (R1) 및 모따기부 (C) 는 Z 축 방향에 대해서 경사져 있고, 상 원호부 (R1) 와 모따기부 (C) 사이의 갭은 하측으로 향함에 따라 점차 좁아지는 테이퍼 형상이기 때문에, 계면 (L) 의 형상은 상방향 볼록 형상이 된다. 이와 같이, 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 각각이 발액성이어도, 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 형상에 따라, 계면 (L) 의 형상이 상방향 볼록 형상이 되는 경우가 있다. 계면 (L) 의 형상이 상방향 볼록 형상인 경우에는, 액체 (LQ) 의 표면 장력에 따라 액체 (LQ) 에 하방향 (-Z 방향) 의 힘이 작용하고, 모세관 현상에 의해 계면 (L ; 액체 (LQ)) 은 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이를 하방향으로 이동한다. 도 4(A) 에 나타내는 상황으로부터 계면 (L ; 액체 (LQ)) 이 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이를 하방향으로 이동하면, 도 4(B) 에 나타내는 상황에 이를 것이다.
도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 액체 (LQ) 가 모따기부 (C) 의 하단에 도달하고 있는 상황, 즉, 계면 (L) 의 기판 (P) 과의 교점 (J1) 이 제 1 발액 평탄부 (F3) 에 위치하고, 계면 (L) 의 플레이트 부재 (T) 와의 교점 (J2) 이 모따기부 (C) 의 하단에 위치하고 있는 경우에 있어서도, 계면 (L) 의 형상은 하방향 볼록 형상이 되지 않을 가능성이 높다. 그러므로, 이 경우에 있어서도, 계면 (L) 은 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이를 하방향으로 이동할 가능성이 높다. 도 4(B) 에 나타내는 상황으로부터 추가로 (액체 (LQ)) 가 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이를 하방향으로 이동하면, 도 4(C) 에 나타내는 상황에 이를 것이다.
도 4(C) 에 나타내는 바와 같이, 계면 (L) 의 기판 (P) 과의 교점 (J1) 이 제 1 발액 평탄부 (F3) 에 위치하고, 계면 (L) 의 플레이트 부재 (T) 와의 교점 (J2) 이 제 2 발액 평탄부 (F4) 에 위치하는 경우에 있어서는, 액체 (LQ) 와 제 1 발액 평탄부 (F3) 의 접촉각 (θp) 이 110 도임과 함께, 액체 (LQ) 와 제 2 발액 평탄부 (F4) 의 접촉각 (θT) 이 110 도이며, 제 1 발액 평탄부 (F3) 와 제 2 발액 평탄부 (F4) 는 서로 대략 평행하기 때문에, 계면 (L) 의 형상은 하방향 볼록 형상이 된다. 이 경우, 액체 (LQ) 의 표면 장력에 따라 액체 (LQ) 에는 상방향의 힘이 작용하기 때문에, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이에 있어서 계면 (L) 이 하방향으로 이동하는 것이 방지된다.
이와 같이, 제 2 발액 평탄부 (F4) 가 형성될 정도로 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 작게 설정함으로써, 갭 (A) 의 상측에 형성된 액침 영역 (LR) 의 액체(LQ ; 계면 (L)) 가, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이를 하방향으로 이동해도, 계면 (L) 의 하방향의 이동을, 제 1 발액 평탄부 (F3) 와 제 2 발액 평탄부 (F4) 사이에서 막을 수 있다.
예를 들어, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 과 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 모따기부 (C) 의 일부의 영역이 대향하지 않는 상황이 발생했을 경우, 바꿔 말하면, 제 2 발액 평탄부 (F4) 가 형성되지 않을 정도로 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 크게 했을 경우, 계면 (L) 의 하방향의 이동을 막는 영역이 없어지므로, 액체 (LQ) 가 갭 (A) 을 통하여 기판 (P) 의 하면 (Pb) 측에 침입해 버릴 가능성이 높아진다.
또한, 도 5(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 형성했을 경우라도, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 의 틈의 상측에 형성된 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 의 압력 (Pf) 이 높아져 계면 (L) 이 -Z 방향으로 이동하고, 계면 (L) 의 기판 (P) 과의 교점 (J1) 이 비발액 영역 (A2) 에 도달했을 경우, 기판 (P) 의 기재 (1) 는 친액성 (예를 들어 액체 (LQ) 에 대한 접촉각이 10 도 정도) 이므로, 계면 (L) 의 형상은 상방향 볼록 형상이 되어, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이에 있어서 계면 (L) 이 하방향으로 이동하고, 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 하면 (Pb) 측에 침입할 가능성이 높아진다. 따라서, 압력 (Pf) 이 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이의 액체 (LQ) 의 표면 장력에 기인하는 압력 (Ps) 보다 작아지도록, 액침 기구 (100) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급 동작 및 회수 동작을 실시하는 것이 바람직하다. 여기에서, 압력 (Pf) 은, 액체 (LQ) 의 흐름에 기인하는 압력 및 액체 (LQ) 의 자중 (自重; 정수압 (靜水壓)) 을 포함한다.
도 6 은, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 와, 계면 (L) 의 위치와, 표면 장력에 기인하는 압력 (내압 ; Ps) 의 관계를 도출한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이 다. 도 6 중, 횡축은 기판 (P) 의 하면 (Pb) 을 기준으로 한 계면 (L) 과 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과의 교점 (J1) 의 Z 축 방향의 위치, 바꿔 말하면 기판 (P) 의 하면 (Pb) 과 교점 (J1) 의 Z 축 방향에 관한 거리 (D8 ; 도 3 참조) 이며, 종축은 내압 (Ps) 이다. 내압 (Ps) 이 플러스인 경우에는, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이의 계면 (L) 의 하방향의 이동이 억제되고, 내압 (Ps) 이 마이너스인 경우에는, 계면 (L) 이 하방향으로 이동한다. 또, 라인 (L2, L3, L4, L5, L6) 의 각각은, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 가 0.2㎜, 0.3㎜, 0.4㎜, 0.5㎜, 0.6㎜ 인 경우의 계면 (L) 의 위치와 내압 (Ps) 의 관계를 나타내고 있다.
도 6 에 있어서는, 교점 (J1) 과 교점 (J2) 의 Z 축 방향의 위치는 동일한 것으로 한다. 또, 도 6 에 있어서는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 전부 (상 원호부 (R1), 제 1 평탄부 (F1), 하 원호부 (R2)) 가 발액성을 갖는 발액 영역 (A1) 인 것으로 한다.
예를 들어 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 가 0.4㎜ 로 설정되어 있는 경우, 기판 (P) 의 하면 (Pb) 을 기준으로 했을 때의 제 2 발액 평탄부 (F4) 의 하단부의 위치는 0.25㎜ 이며, 상단부의 위치는 0.375㎜ 이다. 그리고, 계면 (L) 의 교점 (J1 ; J2) 의 위치가 0.375㎜ 보다 높은 위치에 존재하는 상태에 있어서는, 내압 (Ps) 은 마이너스가 되어, 계면 (L) 이 하방향으로 이동한다. 또, 제 2 발액 평탄부 (F4) 에 계면 (L) 의 교점 (J2 ; 나아가서는 교점 (J1)) 이 도달하고 있는 상태에 있어서는, 내압 (Ps) 은 최대치 (약 250Pa) 가 된다. 또, 교점 (J1) 이 기판 (P) 의 하 원호부 (R2) 에 형성되는 경우, 교점 (J1) 이 제 1 발액 평탄부 (F3) 에 형성되는 경우에 비해 내압 (Ps) 은 저하되고, 하 원호부 (R2) 에 있어서의 교점 (J1) 의 위치가 기판 (P) 의 하면 (Pb) 에 가까워짐에 따라 서서히 작아진다. 도 6 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 가 0.4㎜ 인 경우에 있어서, 내압 (Ps) 을 플러스로 하기 위해서는, 교점 (J1) 의 위치를 약 0.1㎜ ∼ 0.375㎜ 의 범위에 들어가도록 하면 된다.
기판 (P) 의 측면 (Pc) 전부가 발액 영역 (A1) 이고, 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 이 대략 면일인 경우에 있어서, 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 형성하기 위해서는, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 는, 최대 0.525㎜ 로 허용되나, 압력 (Pf) 의 변동 등에 기인하는 계면 (L) 의 상하 방향으로의 요동, 제 1 유지부 (PH1) 에 대한 기판 (P) 의 재치 오차, 및 제 2 유지부 (PH2) 에 대한 플레이트 부재 (T) 의 재치 오차 등을 고려하여, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 0.5㎜ 이하로 설정한다. 이렇게 함으로써, 원하는 양의 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 확보할 수 있다.
또, 기판 (P) 의 하면 (Pb) 과 발액 영역 (A1) 의 하단부의 거리 (D7) 가 크게 형성되어 있는 경우, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 작게 함으로써, 제 2 발액 평탄부 (F4) 의 크기를 크게 할 수 있다. 거리 (D7) 를 크게 형성함으로써, 반송 장치의 오염 등을 보다 효과적으로 억제할 수도 있다. 또, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각이 비교적 작은 경우에는, 모따기부 (C) 의 깊이는 가능한 한 작은 편이 바람직하다. 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각이 비교적 작은 경우에는, 액체 (LQ) 의 계면 (L) 이 제 1 발액 평탄부 (F3) 와 제 2 발액 평탄부 (F4) 사이에 위치하고 있어도, 내압 (Ps) 이 작기 때문에, 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 크게 할 필요가 있기 때문이다. 또, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 이 충분히 큰 경우 (거리 (D7) 가 작은 경우), 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 비교적 크게 해도, 원하는 양의 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 확보할 수 있다. 또, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각이 충분히 큰 경우에는, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 크게 해도 된다. 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각이 충분히 큰 경우에는, 액체 (LQ) 의 계면 (L) 이 제 1 발액 평탄부 (F3) 와 제 2 발액 평탄부 (F4) 사이에 위치하고 있을 때의 내압 (Ps) 이 크기 때문에, 제 2 발액 평탄부 (F4) 가 작아도 액체 (LQ) 의 계면 (L) 의 하방으로의 이동을 억제할 수 있기 때문이다. 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 크게 하는 편이, 모따기부 (C) 를 가공 할 때의 가공성이 좋기 때문에, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 크게 형성함으로써, 가공성 좋게 플레이트 부재 (T) 를 제조할 수 있다. 이와 같이, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를, 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 의 크기에 따라 설정할 수 있다.
또한, 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 이 대략 면일한 경우, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 0.25㎜ 이하로 억제했다고 해도, 그 모따기부 (C) 와 대향하는 위치에는, 기판 (P) 의 상 원호부 (R1) 가 형성되어 있기 때문에, 계면 (L) 의 교점 (J1) 이 상 원호부 (R1) 에 형성된 상태에 있어서는, 계면 (L) 의 형상이 하방향 볼록 형상이 되지 않을 가능성이 높다. 또, 상기 기술한 바와 같이, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 작게 하는 것은 가공성이 낮기 때문에, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 는, 0.25㎜ 이상으로 설정하는 것이 가공의 관점으로부터 바람직하다.
또, 가공 상의 이유 등에 의해 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 가 정해져 있는 경우에는, 플레이트 부재 (T) 의 상부에 형성되어 있는 모따기부 (C) 와 대향하도록, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 발액성을 갖는 발액 영역 (A1) 의 깊이 (거리 (D7)) 를 설정해도 된다. 즉, 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 을, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 에 따라 설정해도 된다. 이 경우에 있어서도, 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 의 하단 위치가 모따기부 (C) 의 하단 위치보다 낮아지도록 발액 영역 (A1) 을 형성함으로써, 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 형성할 수 있다. 예를 들어, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 가 크게 형성되어 있는 경우에는, 거리 (D7) 가 작아지도록 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 을 광범위하게 형성함으로써, 원하는 양의 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 확보할 수 있다. 한편, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 가 작은 경우에는, 거리 (D7) 가 커지도록 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 발액 영역 (A1) 을 형성함으로써, 반송 장치의 오염 등을 방지하면서, 원하는 양의 제 2 발액 평탄부 (F4) 를 확보할 수 있다.
액체 (LQ) 의 침입 (누설) 방지의 관점으로부터, 제 2 발액 평탄부 (F4) 는 가능한 한 큰 것이 바람직하고, 그러기 위해서는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 을 크게 함과 함께, 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 작게 하는 것이 바람직하다. 한편, 예를 들어 측면 (Pc) 의 하단부까지 막 (2) 을 형성하는 발액성 재료를 도포했을 경우, 상기 기술한 바와 같이, 기판 (P) 의 하면 (Pb) 을 유지하여 반송하는 반송 장치에 발액성 재료가 부착되어 반송 장치를 오염시킬 가능성이 있다. 따라서, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에 있어서, 하단부의 소정 영역에는 발액성 재료를 피복하지 않는 것이 바람직하다. 또 도 6 에 나타낸 바와 같이, 하 원호부 (R2) 에 발액성 재료를 피복했다고 해도, 교점 (J1) 이 하 원호부 (R2) 에 형성되어 있는 상태에 있어서는, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 에 관계 없이, 충분한 내압 (Ps) 을 얻을 수 없다. 또, 교점 (J1, J2) 이 제 1, 제 2 발액 평탄부 (F3, F4) 에 형성되어 있을 때에, 계면 (L) 이 하방향 볼록 형상이 되어 큰 내압치를 얻을 수 있기 때문에, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의, 제 2 평탄부 (F2) 에 대향하는 제 1 평탄부 (F1) 에 발액성 재료를 피복해 둠으로써, 액체 (LQ) 의 침입 (누설) 을 효과적으로 방지할 수 있다. 기판 (P) 의 하면 (Pb) 을 기준으로 한 제 1 평탄부 (F1) 의 하단부의 위치는 0.25㎜ 이기 때문에, 기판 (P) 의 하면 위치와 발액 영역 (A1 ; 막 (2)) 의 하단 위치의 거리 (D7) 를 0.25㎜ 로 설정함으로써, 제 1 평탄부 (F1) 의 전부를 발액 영역 (A1) 으로 할 수 있다. 그리고, 압력 (Pf) 의 변동 등에 기인하는 계면 (L) 의 상하 방향으로의 요동, 막 (2) 을 형성할 때의 가공 정밀도 등을 고려하여, 기판 (P) 의 하면 위치와 발액 영역 (A1 ; 막 (2)) 의 하단 위치의 거리 (D7) 를 0.2㎜ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 모따기부 (C) 를, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 의 발액 영역 (A1) 과 대향하도록 형성했으므로, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 사이의 갭을 통하여 기판 (P) 의 하면 (Pb) 측에 액체 (LQ) 가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 기판 (P) 의 형상에 관한 조건 및 기판 (P) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각에 관한 조건에 따라, 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 최적화함으로써, 액체 (LQ) 의 침입 (누설) 을 억제할 수 있다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서, 기판 (P) 에 노치부, 오리엔테이션 플랫부 (orientation plat ; 오리프라부) 등의 절결부가 형성되어 있는 경우에는, 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 를 포함하는 내측면 (Tc) 을, 기판 (P) 의 절결부를 따른 형상으로 형성해도 된다. 구체적으로는, 기판 (P) 의 절결부에 대응하도록, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc) 의 일부에 돌기부를 형성하고, 기판 (P) 의 절결부와 플레이트 부재 (T) 의 돌기부 사이에 있어서도 갭 (A) 을 확보한다.
또한, 기판의 두께 (D1) 와 플레이트 부재 (T) 의 두께 (D2) 는 거의 동일해도 된다. 또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 은 대략 면일하지만, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 계속 채울 수 있다면, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 상면 (Pa) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 사이에 단차가 있어도 상관없다. 그 경우, 그 단차에 따라 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 설정할 필요가 있다.
또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 의 흡착 유지에는 핀 척 기구를 채용하고 있지만, 그 외의 척 기구를 채용해도 된다. 동일하게 하여, 플레이트 부재 (T) 의 흡착 유지에는 핀 척 기구를 채용하고 있지만, 그 외의 척 기구를 채용해도 된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 흡착 유지에 진공 흡착 기구를 채용하고 있지만, 적어도 일방을 정전 흡착 기구 등의 다른 기구를 사용하여 유지하도록 해도 된다.
또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기판 홀더 (PH) 는, 기재 (PHB) 와, 그 기재 (PHB) 에 탈착 가능한 플레이트 부재 (T) 를 가지고 있지만, 기재 (PHB) 와 플레이트 부재 (T) 를 일체적으로 형성해도 된다.
또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기재 (1) 는 직경 300㎜ (12inch), 두께 0.775㎜ 의 웨이퍼에 대해 설명하고 있지만, 직경 200㎜ (8inch), 두께 0.725㎜ 의 웨이퍼에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 기판 (P) 의 형상 및/또는 기판 (P ; 발액 영역) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각에 따라, 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 최적화하고 있지만, 노광 장치 (EX) 에서 처리되는 기판 (P) 의 형상, 및/또는 기판 (P ; 발액 영역) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각이 변화되는 경우에는, 기판 (P) 에 따라 플레이트 부재 (T) 를 변경하도록 해도 된다. 또, 플레이트 부재 (T) 의 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 를 최적화할 수 없는 경우에는, 모따기부 (C) 의 깊이 (D6) 에 따라 기판 (P) 의 형상, 및/또는 기판 (P ; 발액 영역) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각을 최적화하도록 해도 된다. 또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 발액 영역 (A1) 은, 감광제를 덮는 막 (2) 으로 형성되어 있지만, 감광재가 발액성을 가지고 있는 경우에는, 발액 영역 (A1) 을 감광제로 형성해도 된다. 또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 모따기부 (C) 는, 플레이트 부재 (T) 의 상면 (Ta) 에 대해서 대략 45 도의 각도를 이루는 평탄한 면으로서 형성되어 있지만, 이 각도는 45 도가 아니어도 된다. 또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 발액 영역 (A1) 은, 감광재를 덮는 막 (2) 으로 형성되어 있지만, 기재 (1) 상으로서, 감광재 밑에 형성된 발액성의 막 (층) 으로 발액 영역 (A1) 을 형성해도 된다. 또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 의 측면 (Pc ; 제 1 발액 평탄부 (F3)) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θp) 은 110°이며, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc ; 제 2 평탄부 (F4)) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θT) 도 110°이고, 기판 (P) 의 측면 (Pc ; 제 1 발액 평탄부 (F3)) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θp) 과, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc ; 제 2 평탄부 (F4)) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θT) 의 합이 180°보다 커져 있지만, 접촉각 (θp) 과 접촉각 (θT) 의 합이 180°보다 커지면, 접촉각 (θp) 과 접촉각 (θT) 은 상이해도 된다. 예를 들어, 기판 (P) 의 측면 (Pc ; 제 1 발액 평탄부 (F3)) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θp) 이 60° ∼ 90°이어도, 플레이트 부재 (T) 의 내측면 (Tc ; 제 2 평탄부 (F4)) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θT) 이 120°이상이면, 액체 (LQ) 의 표면 장력 등에 의해, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로의 액체 (LQ) 의 침입을 억제할 수 있다. 이 경우, 상기 기술한 실시형태에 있어서의 막 (2) 으로서, HMDS 막 (층) 을 형성해도 된다. 또, 상기 기술한 바와 같이, 기판 (P) 의 표면 (상면 (Pa)) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각과, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (상면 (Ta)) 의 액체 (LQ) 의 접촉각을 거의 동일 (예를 들어, 약 110°) 하게 함으로써, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 상을 액침 영역 (LR) 이 통과하는 경우에도, 액체 (LQ) 의 압력 변화를 억제할 수 있으므로, 액체 (LQ) 의 기판 (P) 의 이면측으로의 누설을 억제할 수 있다. 이 경우, 기판 (P) 의 발액 영역 (A1) 을 형성하는 막과 동일 재료로, 플레이트 부재를 피복하도록 해도 된다. 단, 기판 (P) 의 표면 (상면 (Pa)) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각과, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (상면 (Ta)) 의 액체 (LQ) 의 접촉각이 상이해도 된다.
상기 기술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 액체 (LQ) 는 순수를 사용하였다. 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 선단면 (先端面) 에 형성되어 있는 광학 소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다. 또한 공장 등으로부터 공급되는 순수의 순도가 낮은 경우에는, 노광 장치가 초순수 제조기를 가지도록 해도 된다.
그리고, 파장이 193㎚ 정도의 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 (n) 은 대략 1.44 로 알려져 있고, 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 중에 비해 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 있어, 이 점에서도 해상도가 향상된다.
본 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 장착하는 광학 소자로는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성의 조정에 사용하는 광학 플레이트이어도 된다. 또는 노광광 (EL) 을 투과 가능한 평행 평면판이어도 된다.
또한, 액체 (LQ) 의 흐름에 의해 발생하는 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, 노즐 부재 (70) 등의 액침 기구 (100) 의 구조는, 상기 기술한 구조에 한정되지 않고, 예를 들어, 유럽 특허 공개 공보 제1420298호, 국제 공개 제2004/055803호, 국제 공개 제2004/057590호, 국제 공개 제2005/029559호에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이는 액체 (LQ) 로 채워져 있지만, 예를 들어 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 장착한 상태에서 액체 (LQ) 를 채워도 된다.
또, 상기 기술한 실시형태의 투영 광학계는, 선단의 광학 소자의 이미지면측의 광로 공간을 액체로 채우고 있지만, 국제 공개 제2004/019128호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 선단의 광학 소자의 마스크측의 광로 공간도 액체로 채우는 투영 광학계를 채용할 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 액체 (LQ) 는 물이지만, 물 이외의 액체이어도 되고, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과 하지 않기 때문에, 액체 (LQ) 로는 F2 레이저광을 투과 가능한, 예를 들어, 과불화폴리에테르 (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) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해 안정적인 것 (예를 들어, 시더유 (cedar oil)) 을 사용하는 것도 가능하다. 또, 액체 (LQ) 로는, 굴절률이 1.6 ∼ 1.8 정도인 것을 사용해도 된다. 또한 석영 및 형석보다 굴절률이 높은 재료 (예를 들어 1.6 이상) 로 광학 소자 (LS1) 를 형성해도 된다. 액체 (LQ) 로서 다양한 액체, 예를 들어, 초임계 액체를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼 뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판, 박막 자기 헤드용의 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 이동하여 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지한 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하고, 기판 (P) 을 순차 스텝 이동시키는 스텝·앤드·리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.
또, 노광 장치 (EX) 로는, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지한 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, 추가로 그 후에, 제 2 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지한 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영 광학계를 사용하여, 제 1 패턴과 부분적으로 중첩하여 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 중첩하여 전사하고, 기판 (P) 을 순차 이동시키는 스텝·앤드·스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 상기 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 를 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명했지만, 투영 광학계 (PL) 를 사용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명을 적용할 수 있다. 이와 같이 투영 광학계 (PL) 를 사용하지 않는 경우라도, 노광광은 렌즈 등의 광학 부재를 통하여 기판에 조사되고, 그러한 광학 부재와 기판 사이의 소정 공간에 액침 영역이 형성된다.
또, 본 발명은, 일본 공개 특허 공보 평10-163099호, 일본 공개 특허 공보 평10-214783호 (대응 미국 특허 6,341,007, 6,400,441, 6,549,269 및 6,590,634), 일본 공표 특허 공보 2000-505958호 (대응 미국 특허 5,969,441) 또는 미국 특허 6,208,407 등에 개시되어 있는 복수의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있고, 지정국 및 선택국의 국내 법령이 허용하는 한, 그들의 미국 특허의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
또한, 일본 공개 특허 공보 평11-135400호, 일본 공개 특허 공보 2000-164504호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 스테이지와 기준 마크가 형성된 기준 부재, 및/또는 각종 광전 센서를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 광투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크를 사용했지만, 이 마스크를 대신하여, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크를 사용해도 된다.
또, 국제 공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 줄무늬를 기판 (P) 상에 형성함으로써, 기판 (P) 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 노광하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원 청구의 범위에 거론된 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 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 실시된다. 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 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 실시되어 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 전술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에서 마스크의 패턴을 기판에 노광하고, 노광한 기판을 현상하는 기판 처리 (노광 처리) 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함한다) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.
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) 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.

Claims (39)

  1. 액체를 통하여 노광되는 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 유지부와,
    상기 유지부에 유지된 상기 기판의 측면에 대해서 소정의 갭을 사이에 두고 대향하고, 발액성을 갖는 소정면과,
    상기 소정면의 상부에 형성된 모따기부를 구비하고,
    상기 기판의 측면에는 발액성을 갖는 발액 영역이 형성되어 있고,
    상기 모따기부는 상기 유지부에 유지된 상기 기판의 발액 영역과 대향하도록 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모따기부의 깊이는 상기 기판의 발액 영역에 따라 설정되어 있는, 기판 유지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모따기부의 하단은 상기 기판의 발액 영역의 하단보다 높은 위치에 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지부에 유지된 상기 기판의 표면과 면일 (面一) 하게 되도록, 상기 소정면의 상부의 모따기부로부터 연장되는 발액성의 상면을 추가로 구비한, 기판 유지 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판의 두께는 0.775㎜ 이고,
    상기 모따기부의 깊이는 0.5㎜ 이하인, 기판 유지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 발액 영역의 액체와의 접촉각과, 상기 소정면의 액체와의 접촉각의 합은 180 도보다 큰, 기판 유지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발액 영역은 상기 기판의 기재 (基材) 에 발액성 재료를 피복한 영역인, 기판 유지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 갭은 0.1 ∼ 0.5㎜ 인, 기판 유지 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정면은 상기 기판의 측면을 둘러싸도록 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 이면에는 발액 영역이 형성되어 있지 않은, 기판 유지 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 모따기부에 발액성 재료가 피복되어 있는, 기판 유지 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 상측부 및 하측부의 단면 형상이 원호 형상인, 기판 유지 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 모따기부의 모따기 각도가 45 도인, 기판 유지 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 유지 장치를 구비하고, 그 기판 유지 장치에 유지된 기판을 액체를 통하여 노광하는, 노광 장치.
  15. 제 14 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 기판을 현상하는 것과, 현상된 기판을 가공하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  16. 액체를 통하여 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 기판의 측면과, 발액성을 갖는 소정면을 소정의 갭을 사이에 두고 대향시키는 것과,
    상기 액체를 통하여 기판을 노광하는 것을 포함하고,
    상기 소정면의 상부에 모따기부가 형성되어 있고, 그 모따기부와 대향하도록 상기 기판의 측면에 발액성을 갖는 발액 영역이 형성되어 있는, 노광 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판의 발액 영역은 상기 모따기부의 깊이에 따라 설정되어 있는, 노광 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판의 발액 영역의 하단 위치가 상기 모따기부의 하단 위치보다 낮아지도록, 상기 발액 영역이 설정되는, 노광 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 기판의 하면 위치와 상기 발액 영역의 하단 위치 사이의 거리는 0.2㎜ 이상인, 노광 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 측면의 상부를 포함하는 제 1 영역의 단면 형상은 곡면이고,
    상기 제 1 영역 아래의 제 2 영역의 단면 형상은 평면이고,
    상기 발액 영역은 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 적어도 일부를 포함하는, 노광 방법.
  21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발액 영역은 상기 기판의 기재에 발액성 재료를 피복한 영역인, 노광 방법.
  22. 제 16 항에 기재된 노광 방법에 의해 기판을 노광하는 것과, 노광된 기판을 현상하는 것과, 현상된 기판을 가공하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  23. 기판 유지 장치에 유지된 기판 상에 액체를 통하여 노광광을 조사함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에서 사용되는 플레이트 부재로서,
    상기 기판 유지 장치에 유지된 기판의 측면과 소정의 갭을 사이에 두고 대향하는 발액성의 소정면과,
    상기 소정면의 상부에 형성된 모따기부를 구비하고,
    상기 모따기부가 상기 기판 유지 장치에 유지된 상기 기판의 측면의 발액 영 역과 대향하도록 형성되어 있는, 플레이트 부재.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판 유지 장치에 흡착 유지되고, 릴리스 (release) 가능한, 플레이트 부재.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 모따기부의 깊이는 상기 기판의 발액 영역에 따라 설정되어 있는, 플레이트 부재.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 모따기부의 깊이는 상기 발액 영역에 있어서의 상기 액체의 접촉각에 따라 설정되어 있는, 플레이트 부재.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 모따기부의 하단은 상기 기판의 발액 영역의 하단보다 높은 위치에 형성되어 있는, 플레이트 부재.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판 유지 장치에 유지된 상기 기판의 표면과 면일하게 되도록, 상기 소정면의 상부의 모따기부로부터 연장되는 발액성의 상면을 추가로 구비한, 플레이트 부재.
  29. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판의 발액 영역의 액체와의 접촉각과, 상기 소정면의 액체와의 접촉각의 합은 180 도보다 큰, 플레이트 부재.
  30. 제 23 항에 있어서,
    상기 소정의 갭은 0.1 ∼ 0.5㎜ 인, 플레이트 부재.
  31. 액체를 통하여 노광되는 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 유지부와,
    상기 유지부에 유지된 상기 기판의 측면과 갭을 사이에 두고 대향하는 소정면을 구비하고,
    상기 소정면은 상기 유지부에 유지된 상기 기판의 측면과 평행한 평탄부와, 그 평탄부의 상방에 연장되는 모따기부를 가지며,
    상기 기판의 측면에 있어서의 상기 액체의 접촉각과 상기 소정면의 평탄부에 있어서의 상기 액체의 접촉각의 합이 180 도보다 큰, 기판 유지 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 유지부에 유지된 상기 기판의 표면과 면일하게 되도록, 상기 모따기부로부터 연장되는 발액성의 상면을 추가로 구비한, 기판 유지 장치.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 소정면의 평탄부는 상기 기판의 기재에 소정의 재료를 피복한 영역인, 기판 유지 장치.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 소정면은 상기 기판의 측면을 둘러싸도록 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  35. 제 31 항에 있어서,
    상기 모따기부의 모따기 각도가 45 도인, 기판 유지 장치.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 기판의 두께는 0.775㎜ 이고,
    상기 모따기부의 깊이는 0.5㎜ 이하인, 기판 유지 장치.
  37. 제 31 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 유지 장치를 구비하고, 그 기판 유지 장치에 유지된 기판을 액체를 통하여 노광하는, 노광 장치.
  38. 제 37 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 기판을 현상하는 것과, 현상된 기판을 가공하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  39. 기판 유지 장치에 유지된 기판 상에 액체를 통하여 노광광을 조사함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에서 사용되는 플레이트 부재로서,
    상기 기판 유지 장치에 유지된 기판의 측면과 소정의 갭을 사이에 두고 대향하는 소정면을 가지며,
    상기 소정면은 상기 기판 유지 장치에 유지된 상기 기판의 측면과 평행한 평탄부와, 그 평탄부의 상방에 연장되는 모따기부를 가지며,
    상기 기판의 측면에 있어서의 상기 액체의 접촉각과 상기 소정면의 평탄부에 있어서의 상기 액체의 접촉각의 합이 180 도보다 큰, 플레이트 부재.
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