KR101276392B1 - 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

투영 광학계와 액체를 통해 기판 상에 노광광을 조사하여 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서, 상기 투영 광학계의 선단보다 하방에 배치된 물체 상에 액체가 있는지 여부를 검출하는 검출 장치를 구비하는 노광 장치. 또한, 투영 광학계와 그 이미지면측에 배치된 물체 사이에 형성된 액침 영역에 대하여 검출광을 사출하는 사출부와, 상기 검출광에 대하여 소정 위치에 배치된 수광부를 갖고, 상기 수광부의 수광 결과에 기초하여 상기 액침 영역의 크기 및 형상 중 적어도 일방을 구하는 검출 장치도 개시한다. 검출 장치를 사용하여, 투영 광학계의 선단보다 하방에 배치되어 있는 물체 상에 있어서의 액체의 유무나 액침 영역의 상태, 또는 액체의 형상이나 접촉각을 검출함으로써, 그 검출 결과에 기초하여 높은 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지하기 위한 최적의 처치를 행한다.

Description

노광 장치 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND METHOD OF PRODUCING DEVICE}
본 발명은, 투영 광학계와 액체를 통해 기판 상에 노광광을 조사하여 기판을 노광하는 노광 장치, 및 이 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성의 기판 상에 전사하는 이른바 포토리소그래피 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) 이동시키면서 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통해 기판에 전사하는 것이다. 최근, 디바이스 패턴이 더 한층 고집적화되는 것에 대응하기 위해 투영 광학계의 추가적인 고해상도화가 요구되고 있다. 투영 광학계의 해상도는, 사용하는 노광 파장이 짧을수록, 또 투영 광학계의 개구수가 클수록 높아진다. 그 때문에, 노광 장치에서 사용되는 노광 파장은 해마다 단파장화되고 있고, 투영 광학계의 개구수도 증가하고 있다. 그리고, 현재 주류인 노광 파장은 KrF 엑시머 레이저의 248㎚ 이지만, 더욱 단파장인 ArF 엑시머 레이저의 193㎚ 도 실용화되고 있는 중이다. 또한, 노광을 행할 때에는, 해상도와 마찬가지로 초점 심도 (DOF) 도 중요해진다. 해상도 (R), 및 초점 심도 (δ) 는 각각 이하의 식에 의해 나타난다.
R=k1ㆍλ/NA … (1)
δ=±k2ㆍλ/NA2 … (2)
여기서, λ 는 노광 파장, NA 는 투영 광학계의 개구수, k1, k2 는 프로세스 계수이다. (1) 식, (2) 식에서, 해상도 (R) 를 높이기 위해 노광 파장 (λ) 을 짧게 하고 개구수 (NA) 를 크게 하면, 초점 심도 (δ) 가 좁아지는 것을 알 수 있다.
초점 심도 (δ) 가 지나치게 좁아지면, 투영 광학계의 이미지면에 대하여 기판 표면을 합치시키는 것이 어려워져, 노광 동작시의 포커스 마진이 부족해질 우려가 있다. 그래서, 실질적으로 노광 파장을 짧게 하고, 또 초점 심도를 넓히는 방법으로서, 예를 들어 하기 특허문헌 1 에 개시되어 있는 액침법이 제안되어 있다. 이 액침법은, 투영 광학계의 하면 (下面) 과 기판 표면 사이를 물이나 유기용매 등의 액체로 채워 액침 영역을 형성하고, 액체 중에서의 노광광의 파장이 공기 중의 1/n (n 은 액체의 굴절률로 통상 1.2∼1.6 정도) 이 되는 것을 이용하여 해상도를 향상시킴과 함께, 초점 심도를 약 n 배로 확대한다는 것이다.
특허문헌 1: 국제 공개 제99/49504호 팜플렛
그런데, 액침 노광 장치에 있어서는 액체의 액침 영역을 원하는 상태로 형성하는 것이 중요하다. 예를 들어 기판 상에 액체의 액침 영역이 원하는 상태로 형성되어 있지 않으면, 패턴 이미지가 열화되거나, 또는 노광광이 기판 상에 도달하지 않는 등의 문제가 생겨 노광 정밀도가 열화된다. 또한, 예를 들어 기판 스테이지 상에 형성된 계측 부재나 계측용 센서를 사용하여 액체를 통한 계측 처리를 행하는 것도 생각할 수 있지만, 그 경우에 있어서도 기판 스테이지 상에 액체의 액침 영역이 원하는 상태로 형성되어 있지 않으면 계측 정밀도가 열화된다.
또한, 액침 영역의 액체가 유출되거나, 또는 노광용의 액체가 누설되는 등에 의해 원하는 위치 이외의 위치에 액체가 침입·부착되면, 그 액체에 의해 장치·부재 (部材) 의 고장, 누전 또는 녹 등과 같은 문제를 야기할 가능성이 있고, 그것에 의하여 노광 정밀도나 계측 정밀도가 열화된다. 또한, 예를 들어 기판을 유지하기 위한 기판 홀더 상에 액체가 부착되어 있는 상태에서 그 기판 홀더 상에 기판을 반입 (로드) 하면, 액체가 윤활막으로서 기능하여, 기판 홀더에 대한 기판의 위치 어긋남을 일으키고, 그것에 의하여 노광 정밀도나 계측 정밀도가 열화된다.
또한, 액침 영역을 양호하게 형성하기 위해서나, 액체를 양호하게 회수하기 위해서, 기판이나 기판 스테이지 상면과 액체의 친화성을 최적의 상태로 유지하는 것이 바람직하다. 액체를 완전히 회수하지 못하고 잔존시키면, 그 잔존한 액체가 기화하여, 예를 들어 기판이나 기판 스테이지가 열 변형되거나, 기판이 놓여 있는 환경 (온도, 습도) 이 변동하여, 기판의 위치 정보 등을 계측하는 각종 계측광의 광로가 변동하는 등에 의해 노광 정밀도나 계측 정밀도가 열화된다. 또한, 잔류한 액체가 기화한 후에, 물 자국 (이른바 워터 마크) 이 형성되어, 각종 계측의 오차 요인이 되거나, 이물이 발생하여 기판 등을 오염시킬 가능성도 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 액체를 통한 노광 처리 및 계측 처리를 양호하게 행할 수 있는 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용하고 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 각 요소에 괄호를 붙인 부호를 부여하여, 도 1∼도 20 에 나타내는 실시형태의 구성과 대응시키고 있는데, 각 요소에 부여한 괄호를 붙인 부호는 그 요소의 예시에 불과하고, 각 요소를 한정하는 것이 아니다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 선단보다 하방에 배치된 물체 (P, PST, 300, 400, 500 등) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출하는 검출 장치 (60) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 검출 장치를 사용하여 투영 광학계의 선단보다 하방에 배치되어 있는 물체 상에 액체가 있는지 여부를 검출할 수 있다. 따라서, 예를 들어 원하는 위치에 액침 영역이 형성되어 있지 않은 경우에는, 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 원하는 위치에 액체를 배치하기 위한 적절한 처치를 행함으로써, 높은 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지할 수 있다.
마찬가지로, 원하는 위치 이외의 위치에 액체가 유출·부착되어 있는 경우에는, 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 예를 들어 액체의 공급을 멈추거나, 그 액체를 제거하는 등 적절한 처치를 행함으로써, 높은 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 투영 광학계 (PL) 와 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치된 물체 (P, PST, 300, 400, 500 등) 사이에 형성된 액침 영역 (AR2) 에 대하여 검출광 (La) 을 사출하는 사출부 (61) 와, 검출광 (La) 에 대하여 소정 위치에 배치된 수광부 (62) 를 갖고, 수광부 (62) 의 수광 결과에 기초하여 액침 영역 (AR2) 의 크기 및 형상 중 적어도 일방을 구하는 검출 장치 (60) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 검출 장치를 사용하여 액침 영역의 크기 및 형상 중 적어도 일방을 광학적으로 구함으로써, 그 구한 결과에 기초하여, 액침 영역의 크기나 형상을 원하는 상태로 하기 위한 적절한 처치를 행할 수 있다. 이것에 의해, 노광광의 광로를 액체로 확실하게 채워 노광 처리나 계측 처리를 양호하게 행할 수 있다. 또한, 예를 들어 액침 영역이 과도하게 확장되어 유출될 우려가 있는 경우에도, 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 적절한 처치를 행함으로써, 액체의 유출 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에서 이동 가능한 물체 (P, PST, 300, 400, 500 등) 상의 액체 (LQ) 의 형상을 구하는 형상 검출 장치 (60) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 형상 검출 장치를 사용하여 액체의 형상을 구함으로써, 물체에 대한 액체의 친화성, 구체적으로는 물체에 대한 액체의 접촉각을 구할 수 있다. 따라서, 그 구한 결과에 기초하여, 기판이나 기판 스테이지 상면과 액체의 친화성을 최적의 상태로 유지하기 위한 적절한 처치를 행할 수 있어, 높은 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 (PST) 상면의 액체 (LQ) 의, 그 기판 스테이지 (PST) 상면에 대한 접촉각을 검출하는 검출 장치 (60) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판 스테이지 상면에 대한 액체의 접촉각을 알 수 있어, 그 결과에 기초하여 기판 스테이지 상면과 액체의 친화성을 최적의 상태로 유지하기 위한 최적의 처치를 행할 수 있어, 높은 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지할 수 있다.
본 발명의 디바이스 제조 방법은, 상기 기재의 노광 장치를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 액체를 통한 노광 처리 및 계측 처리를 양호하게 행할 수 있는 노광 장치를 사용하여, 원하는 성능을 발휘하는 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 검출 장치를 사용하여, 투영 광학계의 선단보다 하방에 배치된 물체 상에 있어서의 액체의 유무나 액침 영역의 상태, 또는 액체의 형상이나 접촉각을 검출함으로써, 그 검출 결과에 기초하여 높은 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지하기 위한 최적의 처치를 행할 수 있다. 따라서, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 노광 장치의 일실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 기판 스테이지를 상방에서 본 평면도이다.
도 3 은 본 발명과 관련된 검출 장치의 일실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 4 는 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 5 는 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 평면도이다.
도 6 은 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 평면도이다.
도 7 은 노광 장치의 노광 동작의 일례를 나타내는 플로우 차트도이다.
도 8 은 검출광과 물체 표면의 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9 는 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 10 은 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 11 은 동일 실시형태의 평면도이다.
도 12 는 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 13a 는 노광 장치의 동작의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 13b 는 마찬가지로, 노광 장치의 동작의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 14 는 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 15 는 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 16 은 노광 장치의 동작의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 17 은 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 18a 는 도 17 의 측면도이다.
도 18a 는 도 17 의 B-B' 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 19 는 본 발명과 관련된 검출 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 평면도이다.
도 20 은 반도체 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우 차트도이다.
이하, 본 발명의 노광 장치에 관하여 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
도 1 은 본 발명의 노광 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 지지하는 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 지지하는 기판 스테이지 (PST) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 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 지지되어 있는 기판 (P) 에 투영 노광하는 투영 광학계 (PL) 와, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 선단부보다 하방에 배치된 물체 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출하는 검출 장치 (60) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 있다. 제어 장치 (CONT) 에는, 노광 처리에 관하여 이상이 생겼을 때에 경보를 발하는 경보 장치 (K) 가 접속되어 있다. 또한, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 스테이지 (MST) 및 투영 광학계 (PL) 를 지지하는 메인 칼럼 (3) 을 구비하고 있다. 메인 칼럼 (3) 은, 바닥면에 수평하게 탑재된 베이스 플레이트 (4) 상에 설치되어 있다. 메인 칼럼 (3) 에는, 내측을 향하여 돌출하는 상측 단부 (3A) 및 하측 단부 (3B) 가 형성되어 있다.
본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점 심도를 실질적으로 넓게 하기 위해서 액침법을 적용한 액침 노광 장치로서, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 기구 (10) 와, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수 기구 (20) 를 구비하고 있다. 노광 장치 (EX) 는, 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 전사하고 있는 동안, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급한 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 선단부의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 의 표면 사이에 액체 (LQ) 를 채우고, 이 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통해 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 투영함으로써 이 기판 (P) 을 노광한다.
본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사방향에 있어서의 서로 다른 방향 (역방향) 으로 동기 이동시키면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광 장치 (이른바 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로써 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z 축 방향, Z 축 방향에 수직인 평면내에서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동방향 (주사방향) 을 X 축 방향, Z 축 방향 및 X 축 방향에 수직인 방향 (비주사방향) 을 Y 축 방향으로 한다. 또한, X 축, Y 축, 및 Z 축 주위의 회전 (경사) 방향을 각각, θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다. 또한, 여기서 말하는 「기판」은 반도체 웨이퍼 상에 감광성 재료인 포토 레지스트를 도포한 것을 포함하고, 「마스크」는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.
조명 광학계 (IL) 는, 메인 칼럼 (3) 의 상부에 고정된 지지 칼럼 (5) 에 의해 지지되어 있다. 조명광학계 (IL) 는, 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 것으로서, 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속 (光束) 의 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) 으로 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g선, h선, i선) 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 실시형태에 있어서는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다.
본 실시형태에 있어서, 액체 (LQ) 에는 순수가 사용된다. 순수는 ArF 엑시머 레이저광뿐만 아니라, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 도 투과 가능하다.
마스크 스테이지 (MST) 는, 마스크 (M) 를 지지하는 것으로서, 그 중앙부에 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 통과시키는 개구부 (34A) 를 구비하고 있다. 메인 칼럼 (3) 의 상측단부 (3A) 에는, 방진 유닛 (6) 을 통해 마스크 정반 (31) 이 지지되어 있다. 마스크 정반 (31) 의 중앙부에도, 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 통과시키는 개구부 (34B) 가 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 의 하면에는 비접촉 베어링인 기체 베어링 (에어 베어링; 32) 이 복수 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는 에어 베어링 (32) 에 의해 마스크 정반 (31) 의 상면 (가이드면; 31A) 에 대하여 비접촉 지지되어 있고, 리니어 모터 등의 마스크 스테이지 구동 기구에 의해, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면내, 즉 XY 평면내에서 2차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 에는 이동 거울 (35) 이 형성되어 있다. 또한, 이동 거울 (35) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (36) 가 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2차원 방향의 위치, 및 θZ 방향의 회전각 (경우에 따라서는 θX, θY 방향의 회전각도 포함한다) 은 레이저 간섭계 (36) 에 의해 실시간으로 계측되고, 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (36) 의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동 기구를 구동함으로써 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 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 (렌즈; 2) 를 포함하는 복수의 광학 소자로 구성되어 있고, 이들 광학 소자는 경통 (PK) 으로 지지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는, 투영 배율 β 가 예를 들어 1/4 또는 1/5 인 축소계이다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는, 굴절 소자를 포함하지 않는 반사계, 반사 소자를 포함하지 않는 굴절계, 굴절 소자와 반사 소자를 포함하는 반사 굴절계 중 어느 것이어도 된다. 경통 (PK) 의 외주부에는 플랜지부 (FLG) 가 형성되어 있다. 또한, 메인 칼럼 (3) 의 하측단부 (3B) 에는, 방진 유닛 (7) 를 통해 경통 정반 (8) 이 지지되어 있다. 그리고, 투영 광학계 (PL) 의 플랜지부 (FLG) 가 경통 정반 (8) 에 계합 (係合) 됨으로써, 투영 광학계 (PL) 가 경통 정반 (8) 에 지지되어 있다.
본 실시형태의 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 는 경통 (PK) 으로부터 노출되어 있어, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 접촉한다. 광학 소자 (2) 는 형석으로 형성되어 있다. 형석 표면은 물과의 친화성이 높기 때문에, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 의 대략 전체면에 액체 (LQ) 를 밀착시킬 수 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서는 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 과의 친화성이 높은 액체 (물; LQ) 를 공급하도록 하고 있기 때문에, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 과 액체 (LQ) 의 밀착성이 높아, 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이의 광로를 액체 (LQ) 로 확실하게 채울 수 있다. 또한, 광학 소자 (2) 는, 물과의 친화성이 높은 석영이어도 된다. 또한, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 에 친수화 (친액화) 처리를 행하여, 액체 (LQ) 와의 친화성을 더욱 높이도록 해도 된다.
기판 스테이지 (PST) 는, 기판 홀더 (PH) 를 통해 기판 (P) 을 유지하여 이동 가능하도록 형성되어 있고, 투영 광학계 (PL) 에 대하여 이동 가능하도록 형성되어 있다. 기판 홀더 (PH) 는 기판 (P) 을 유지하는 것으로서, 진공 흡착 방식 또는 정전 척 방식에 의해서 기판 (P) 을 유지한다. 기판 스테이지 (PST) 의 하면에는 복수의 비접촉 베어링인 기체 베어링 (에어 베어링; 42) 이 형성되어 있다. 베이스 플레이트 (4) 상에는, 방진 유닛 (9) 을 통해 기판 정반 (41) 이 지지되어 있다. 에어 베어링 (42) 은, 기판 정반 (41) 의 상면 (가이드면; 41A) 에 대하여 기체 (에어) 를 분출하는 분출구 (42B) 와, 기판 스테이지 (PST) 하면 (베어링면) 과 가이드면 (41A) 사이의 기체를 흡인하는 흡기구 (42A) 를 구비하고 있고, 분출구 (42B) 로부터의 기체의 분출에 의한 반발력과 흡기구 (42A) 에 의한 흡인력의 균형에 의해, 기판 스테이지 (PST) 하면과 가이드면 (41A) 사이에 일정한 간극을 유지한다. 요컨대, 기판 스테이지 (PST) 는 에어 베어링 (42) 에 의해 기판 정반 (41) 의 상면 (가이드면; 41A) 에 대하여 비접촉 지지되어 있고, 리니어 모터 등의 기판 스테이지 구동 기구에 의해, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면내, 즉 XY 평면내에서 2차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 또한, 기판 홀더 (PH) 는, 홀더 구동 기구에 의해, Z 축 방향, θX 방향, 및 θY 방향으로도 이동 가능하도록 형성되어 있다. 기판 스테이지 구동 기구는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다.
또한, 노광 장치 (EX) 는, 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 표면의 위치를 검출하는 도시 생략의 포커스·레벨링 검출계를 구비하고 있다. 또한, 포커스·레벨링 검출계의 구성으로서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-37149호에 개시되어 있는 것을 사용할 수 있다. 포커스·레벨링 검출계의 검출 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는 포커스·레벨링 검출계의 검출 결과에 기초하여, 기판 (P) 표면의 Z 축 방향의 위치 정보, 및 기판 (P) 의 θX 및 θY 방향의 경사 정보를 검출할 수 있다.
제어 장치 (CONT) 는 홀더 구동 기구를 구동하고, 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 표면의 포커스 위치 (Z 위치) 및 경사각을 제어하여 기판 (P) 의 표면을 오토 포커스 방식, 및 오토 레벨링 방식으로 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춰 넣는다.
기판 스테이지 (PST) 상에는 오목부 (1) 가 형성되어 있고, 기판 홀더 (PH) 는 오목부 (1) 에 배치되어 있다. 그리고, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 은, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 표면과 대략 동일한 높이가 되는 (면일 (面一) 해지는) 평탄면으로 되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 에는 이동 거울 (45) 이 형성되어 있다. 또한, 이동 거울 (45) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (46) 가 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 2차원 방향의 위치, 및 회전각은 레이저 간섭계 (46) 에 의해 실시간으로 계측되고, 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 로 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (46) 의 계측 결과에 기초하여 리니어 모터를 포함하는 기판 스테이지 구동 기구를 구동함으로써 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 X 축 방향 및 Y 축 방향에 있어서의 위치 결정을 행한다.
또한, 기판 스테이지 (PST) 는, X 가이드 스테이지 (44) 에 의해 X 축 방향으로 자유롭게 이동하도록 지지되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 는, X 가이드 스테이지 (44) 에 안내되면서 X 리니어 모터 (47) 에 의해 X 축 방향으로 소정 스트로크로 이동 가능하다. X 리니어 모터 (47) 는, X 가이드 스테이지 (44) 에 X 축 방향으로 연장되도록 형성된 고정자 (47A) 와, 이 고정자 (47A) 에 대응하여 형성되어 기판 스테이지 (PST) 에 고정된 가동자 (47B) 를 구비하고 있다. 그리고, 가동자 (47B) 가 고정자 (47A) 에 대하여 구동함으로써 기판 스테이지 (PST) 가 X 축 방향으로 이동한다. 여기서, 기판 스테이지 (PST) 는, X 가이드 스테이지 (44) 에 대하여 Z 축 방향으로 소정량의 갭을 유지하는 자석 및 액츄에이터로 이루어지는 자기 가이드에 의해 비접촉으로 지지되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 는 X 가이드 스테이지 (44) 에 비접촉 지지된 상태에서 X 리니어 모터 (47) 에 의해 X 축 방향으로 이동한다.
X 가이드 스테이지 (44) 의 길이방향 양단에는, 이 X 가이드 스테이지 (44) 를 기판 스테이지 (PST) 와 함께 Y 축 방향으로 이동 가능한 한 쌍의 Y 리니어 모터 (48, 48) 가 형성되어 있다. Y 리니어 모터 (48) 의 각각은, X 가이드 스테이지 (44) 의 길이방향 양단에 형성된 가동자 (48B) 와, 이 가동자 (48B) 에 대응하여 형성된 고정자 (48A) 를 구비하고 있다.
그리고, 가동자 (48B) 가 고정자 (48A) 에 대하여 구동함으로써 X 가이드 스테이지 (44) 가 기판 스테이지 (PST) 와 함께 Y 축 방향으로 이동한다. 또한, Y 리니어 모터 (48, 48) 의 각각의 구동을 조정함으로써 X 가이드 스테이지 (44) 는 θZ 방향으로도 회전 이동 가능하게 되어 있다. 따라서, 이 Y 리니어 모터 (48, 48) 에 의해 기판 스테이지 (PST) 가 X 가이드 스테이지 (44) 와 대략 일체적으로 Y 축 방향 및 θZ 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
기판 정반 (41) 의 X 축 방향 양측의 각각에는, 정면에서 보아 L 자 형상으로 형성되고, X 가이드 스테이지 (44) 의 Y 축 방향으로의 이동을 안내하는 가이드부 (49) 가 형성되어 있다. 가이드부 (49) 는 베이스 플레이트 (4) 상에 지지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 가이드부 (49) 의 평탄부 (49B) 상에, Y 리니어 모터 (48) 의 고정자 (48A) 가 형성되어 있다. 한편, X 가이드 스테이지 (44) 의 하면의 길이방향 양단부의 각각에는 오목 형상의 피가이드 부재 (50) 가 형성되어 있다. 가이드부 (49) 는 피가이드 부재 (50) 와 계합하고, 가이드부 (49) 의 상면 (가이드면; 49A) 과 피가이드 부재 (50) 의 내면이 대향하도록 형성되어 있다. 가이드부 (49) 의 가이드면 (49A) 에는 비접촉 베어링인 기체 베어링(에어 베어링; 51) 이 형성되어 있고, X 가이드 스테이지 (44) 는 가이드면 (49A) 에 대하여 비접촉 지지되어 있다.
또한, Y 리니어 모터 (48) 의 고정자 (48A) 와 가이드부 (49) 의 평탄부 (49B) 사이에는 비접촉 베어링인 기체 베어링 (에어 베어링; 52) 이 개재되어 있고, 고정자 (48A) 는 에어 베어링 (52) 에 의해 가이드부 (49) 의 평탄부 (49B) 에 대하여 비접촉 지지된다. 이것 때문에, 운동량 보존의 법칙에 의해 X 가이드 스테이지 (44) 및 기판 스테이지 (PST) 의 +Y 방향 (-Y 방향) 의 이동에 따라 고정자 (48A) 가 -Y 방향 (+ Y 방향) 으로 이동한다. 이 고정자 (48A) 의 이동에 의해 X 가이드 스테이지 (44) 및 기판 스테이지 (PST) 의 이동에 수반하는 반력 (反力) 이 상쇄됨과 함께 중심 위치의 변화를 막을 수 있다. 즉, 고정자 (48A) 는 이른바 카운터매스 (countermass) 로서의 기능을 갖고 있다.
액체 공급 기구 (10) 는, 소정의 액체 (LQ) 를 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 송출 가능한 액체 공급부 (11) 와, 액체 공급부 (11) 에 그 일단부를 접속하는 공급관 (13; 13A, 13B) 을 구비하고 있다. 액체 공급부 (11) 는, 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크, 및 가압 펌프 등을 구비하고 있다. 액체 공급부 (11) 의 액체 공급 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 기판 (P) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성할 때, 액체 공급 기구 (10) 는, 소정온도 (예를 들어 23℃) 로 제어된 액체 (LQ) 를 기판 (P) 상에 공급한다. 또한, 액체 공급부 (11) 의 탱크, 가압 펌프 등은, 반드시 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대용할 수도 있다.
또한, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 의 온도 안정성 및 온도 균일성은, 0.01-0.001℃ 정도로 제어되어 있는 것이 바람직하다.
공급관 (13A, 13B) 의 도중에는, 공급관 (13A, 13B) 의 유로를 개폐하는 밸브 (15) 가 각각 형성되어 있다. 밸브 (15) 의 개폐 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되도록 되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 밸브 (15) 는, 예를 들어 정전 등에 의해 노광 장치 (EX; 제어 장치 (CONT)) 의 구동원 (전원) 이 정지한 경우에 공급관 (13A, 13B) 의 유로를 기계적으로 폐색하는 이른바 노멀 클로즈 방식으로 되어 있다.
액체 회수 기구 (20) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 회수 가능한 액체 회수부 (21) 와, 액체 회수부 (21) 에 그 일단부를 접속하는 회수관 (23; 23A, 23B) 을 구비하고 있다. 액체 회수부 (21) 는 예를 들어 진공 펌프 등의 진공계 (흡인장치), 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 (氣液) 분리기, 및 회수한 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 또 진공계로서, 노광 장치 (EX) 에 진공 펌프를 설치하지 않고, 노광 장치 (EX) 가 배치되는 공장의 진공계를 사용하도록 해도 된다. 액체 회수부 (21) 의 액체 회수 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 기판 (P) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해서, 액체 회수 기구 (20) 는 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급된 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 소정량 회수한다.
투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학 소자 중, 액체 (LQ) 에 접하는 광학 소자 (2) 의 근방에는 유로 형성 부재 (70) 가 배치되어 있다. 유로 형성 부재 (70) 는, 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 있어서, 광학 소자 (2) 의 측면을 둘러싸도록 형성된 고리형 부재이다. 유로 형성 부재 (70) 와 광학 소자 (2) 사이에는 간극이 형성되어 있고, 유로 형성 부재 (70) 는 광학 소자 (2) 에 대하여 진동적으로 분리되도록 소정의 지지 기구로 지지되어 있다.
유로 형성 부재 (70) 는, 예를 들어 알루미늄, 티탄, 스테인리스강, 듀랄루민, 및 이들을 함유하는 합금에 의해서 형성 가능하다. 또는, 유로 형성 부재 (70) 는, 유리 (석영) 등의 광 투과성을 갖는 투명 부재 (광학 부재) 에 의해서 구성되어도 된다.
유로 형성 부재 (70) 는, 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 형성되고, 그 기판 (P) 표면에 대향하도록 배치된 액체 공급구 (12; 12A, 12B) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 유로 형성 부재 (70) 는 2개의 액체 공급구 (12A, 12B) 를 갖고 있다. 액체 공급구 (12A, 12B) 는 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성되어 있다.
또한, 유로 형성 부재 (70) 는, 그 내부에 액체 공급구 (12A, 12B) 에 대응한 공급 유로를 갖고 있다. 또한, 액체 공급구 (12A, 12B) 및 공급 유로에 대응하도록 복수 (2개) 의 공급관 (13A, 13B) 이 형성되어 있다. 그리고, 공급 유로의 일단부는 공급관 (13A, 13B) 을 통해 액체 공급부 (11) 에 각각 접속되고, 타단부는 액체 공급구 (12A, 12B) 에 각각 접속되어 있다.
또한, 2개의 공급관 (13A, 13B) 의 각각의 도중에는, 액체 공급부 (11) 로부터 송출되어, 액체 공급구 (12A, 12B) 의 각각에 대한 단위 시간 당 액체 공급량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러라 불리는 유량 제어기 (16; 16A, 16B) 가 형성되어 있다. 유량 제어기 (16A, 16B) 에 의한 액체 공급량의 제어는 제어 장치 (CONT) 의 지령 신호하에서 행해진다.
또한, 유로 형성 부재 (70) 는, 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 형성되고, 그 기판 (P) 표면에 대향하도록 배치된 액체 회수구 (22; 22A, 22B) 를 구비하고 있다.
본 실시형태에 있어서, 유로 형성 부재 (70) 는 2개의 액체 회수구 (22A, 22B) 를 갖고 있다. 액체 회수구 (22A, 22B) 는 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성되어 있다.
또한, 유로 형성 부재 (70) 는, 그 내부에 액체 회수구 (22A, 22B) 에 대응한 회수 유로를 갖고 있다. 또한, 액체 회수구 (22A, 22B) 및 회수 유로에 대응하도록 복수 (2개) 의 회수관 (23A, 23B) 이 형성되어 있다. 그리고, 회수 유로의 일단부는 회수관 (23A, 23B) 를 통해 액체 회수부 (21) 에 각각 접속되고, 타단부는 액체 회수구 (22A, 22B) 에 각각 접속되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 유로 형성 부재 (70) 는, 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 각각의 일부를 구성하고 있다. 그리고, 액체 공급 기구 (10) 를 구성하는 액체 공급구 (12A, 12B) 는, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 협지한 X 축 방향 양측의 각각의 위치에 형성되어 있고, 액체 회수 기구 (20) 를 구성하는 액체 회수구 (22A, 22B) 는, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 에 대하여 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급구 (12A, 12B) 의 외측에 형성되어 있다.
액체 공급부 (11) 및 유량 제어기 (16) 의 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급부 (11) 로부터 액체 (LQ) 를 송출하고, 공급관 (13A, 13B), 및 공급 유로를 통해, 기판 (P) 의 상방에 형성되어 있는 액체 공급구 (12A, 12B) 로부터 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급한다. 이 때, 액체 공급구 (12A, 12B) 는 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 협지한 양측의 각각에 배치되어 있고, 그 액체 공급구 (12A, 12B) 를 통해, 투영 영역 (AR1) 의 양측으로부터 액체 (LQ) 를 공급 가능하다. 또한, 액체 공급구 (12A, 12B) 의 각각으로부터 기판 (P) 상에 공급되는 액체 (LQ) 의 단위 시간 당 양은, 공급관 (13A, 13B) 의 각각에 형성된 유량 제어기 (16A, 16B) 에 의해 개별적으로 제어 가능하다.
액체 회수부 (21) 의 액체 회수 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수부 (21) 에 의한 단위 시간 당 액체 회수량을 제어가능하다. 기판 (P) 의 상방에 형성된 액체 회수구 (22A, 22B) 로부터 회수된 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 는, 유로 형성 부재 (70) 의 회수 유로, 및 회수관 (23A, 23B) 를 통해 액체 회수부 (21) 에 회수된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 공급관 (13A, 13B) 은 1개의 액체 공급부 (11) 에 접속되어 있지만, 공급관의 수에 대응한 액체 공급부 (11) 를 복수 (여기서는 2개) 형성하여, 공급관 (13A, 13B) 의 각각을 상기 복수의 액체 공급부 (11) 의 각각에 접속하도록 해도 된다. 또한, 회수관 (23A, 23B) 은, 1개의 액체 회수부 (21) 에 접속되어 있지만, 회수관의 수에 대응한 액체 회수부 (21) 를 복수 (여기서는 2개) 형성하고, 회수관 (23A, 23B) 의 각각을 상기 복수의 액체 회수부 (21) 의 각각에 접속하도록 해도 된다.
투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A), 및 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (액체 접촉면; 70A) 은 친액성 (친수성) 을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 광학 소자 (2) 및 유로 형성 부재 (70) 의 액체 접촉면에 대하여 친액 처리가 행해지고, 그 친액 처리에 의해서 광학 소자 (2) 및 유로 형성 부재 (70) 의 액체 접촉면이 친액성으로 되어 있다. 환언하면, 기판 스테이지 (PST) 에 유지된 기판 (P) 의 피노광면 (표면) 과 대향하는 부재의 표면 중 적어도 액체 접촉면은 친액성으로 되어 있다. 본 실시형태에 있어서의 액체 (LQ) 는 극성이 큰 물이기 때문에, 친액 처리 (친수 처리) 는, 예를 들어 알코올 등 극성이 큰 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써, 이 광학 소자 (2) 나 유로 형성 부재 (70) 의 액체 접촉면에 친수성을 부여한다. 즉, 액체 (LQ) 로서 물을 사용하는 경우에는 OH 기 등 극성이 큰 분자 구조를 가진 것을 상기 액체 접촉면에 형성하는 처리가 바람직하다. 또는, MgF2, Al2O3, Si02 등의 친액성 재료를 상기 액체 접촉면에 형성해도 된다.
유로 형성 부재 (70) 의 하면 (기판 (P) 측을 향하는 면; 70A) 은 대략 평탄면이고, 광학 소자 (2) 의 하면 (액체 접촉면; 2A) 도 평탄면으로 되어 있고, 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (70A) 과 광학 소자 (2) 의 하면 (2A) 은 대략 면일하게 되어 있다. 이것에 의해, 원하는 범위내에 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 형성할 수 있다.
또한, 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 상에 국소적으로 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 기구는, 상기 서술에 한정되지 않고, 예를 들어 미국 특허공개 제2004/020782호 공보에 개시되어 있는 기구를 채용할 수도 있고, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령에서 허용되는 한, 이들 문헌의 기재 내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
검출 장치 (60) 는, 투영 광학계 (PL) 의 선단부보다 하방에 배치된 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출하는 것으로서, 검출광 (La) 을 사출하는 사출부 (61) 와, 검출광 (La) 에 대하여 소정 위치에 배치된 수광부 (62) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 사출부 (61) 는 메인 칼럼 (3) 의 소정 위치에 형성되어 있고, 수광부 (62) 는 메인 칼럼 (3) 중 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 협지하여 사출부 (61) 와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 검출 장치 (60) 의 사출부 (61) 로부터 사출된 검출광 (La) 은, 기판 (P) 표면 및 이 기판 (P) 표면과 대략 면일한 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 평행하게 조사되도록 설정되어 있다. 사출부 (61) 로부터 사출된 검출광 (La) 은, 투영 광학계 (PL) 의 선단부에 형성된 광학 소자 (2) 의 하방을 통과한다.
도 2 는 기판 (P) 을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지 (PST) 를 상방에서 본 평면도이다.
도 2 에 있어서, 평면에서 보아 직사각형 형상의 기판 스테이지 (PST) 의 서로 수직인 2개의 가장자리부에 이동 거울 (45) 이 배치되어 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 은, Y 축 방향을 긴 방향으로 하고, X 축 방향을 짧은 방향으로 한 평면에서 보아 직사각형 형상으로 설정되어 있다.
*검출 장치 (60) 중, 검출광 (La) 을 사출하는 사출부 (61) 는, 기판 스테이지 (PST) 에 대하여 -X 측으로 이간된 소정 위치 (본 실시형태에서는 메인 칼럼 (3)) 에 고정되고, 수광부 (62) 는 +X 측으로 이간된 소정 위치 (메인 칼럼 (3)) 에 고정되어 있다. 그리고, 검출 장치 (60) 의 사출부 (61) 는 기판 스테이지 (PST) 의 외측으로부터 검출광 (La) 을 조사하고, 수광부 (62) 에서의 수광 결과에 기초하여, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상의 액체 (LQ) 를 검출하도록 되어 있다. 즉, 검출 장치 (60) 는, 기판 (P) 을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지 (PST) 의 외측으로부터 액체 (LQ) 를 광학적으로 검출하도록 되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 의 대략 중앙부에 오목부 (1) 가 형성되어 있고, 이 오목부 (1) 에 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 가 배치되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 중 오목부 (1) 이외의 상면 (43) 은, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 표면과 대략 동일한 높이 (면일) 로 설정되어 있다. 기판 (P) 의 주위에 기판 (P) 표면과 대략 면일한 상면 (43) 을 형성하였기 때문에, 기판 (P) 의 에지영역 (E) 을 액침 노광할 때에 있어서도, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 유지하여 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 형성할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 검출광 (La) 은, 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 의 하방으로서, 그 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1), 즉 노광광 (EL) 의 광로를 통과하도록 설정되어 있다. 더욱 구체적으로는, 검출광 (La) 은 광학 소자 (2) 와 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 사이를 통과하도록 설정되어 있다. 또한, 검출광 (La) 은 노광광 (EL) 의 광로 이외의 영역을 통과하도록 형성되어 있어도 된다. 그리고, 검출광 (La) 은, 기판 (P) 표면 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 평행하게 조사된다.
또한, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 은 발액화 (撥液化) 처리되어 발액성을 갖고 있다. 상면 (43) 의 발액화 처리로서는, 예를 들어 불소계 수지 재료 또는 아크릴계 수지 재료 등의 발액성 재료를 도포, 또는 상기 발액성 재료로 이루어지는 박막을 부착한다. 발액성으로 하기 위한 발액성 재료로서는 액체 (LQ) 에 대하여 비용해성의 재료가 사용된다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 전체 또는 일부를 예를 들어 폴리4불화에틸렌 (테플론 (등록상표)) 등의 불소계 수지를 비롯한 발액성을 갖는 재료로 형성해도 된다. 또한, 상기 폴리4불화에틸렌 등으로 이루어지는 발액성을 갖는 플레이트 부재를 기판 스테이지 (PST) 의 상면에 교환 가능하도록 배치하도록 해도 된다. 본 실시형태에 있어서는, 상면 (43) 을 갖는 플레이트 부재 (43P) 가 기판 스테이지 (PST) 상에 대하여 교환 가능하도록 배치되어 있다.
또한, 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 측면 (PB) 과 플레이트 부재 (43P) 사이에는 간극이 형성되는데, 이 간극은 수㎜ 정도로 약간이기 때문에, 액체 (LQ) 의 표면 장력의 작용 등에 의해서 그 간극에 액체 (LQ) 가 침입하는 문제가 억제되어 있다.
액체 공급구 (12A, 12B) 는, X 축 방향 (주사방향) 에 관하여, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 협지한 양측의 각각에 형성되어 있다. 구체적으로는, 액체 공급구 (12A) 는, 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (70A) 중, 투영 영역 (AR1) 에 대하여 주사방향 일방측 (-X 측) 에 형성되고, 액체 공급구 (12B) 는 타방측 (+X 측) 에 형성되어 있다. 요컨대 액체 공급구 (12A, 12B) 는 투영 영역 (AR1) 의 가까이에 형성되고, 주사방향 (X 축 방향) 에 관하여 투영 영역 (AR1) 을 협지하도록 그 양측에 형성되어 있다. 액체 공급구 (12A, 12B) 의 각각은, Y 축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 대략 コ 자 형상 (원호 형상) 의 슬릿 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 액체 공급구 (12A, 12B) 의 Y 축 방향에 있어서의 길이는 적어도 투영 영역 (AR1) 의 Y 축 방향에 있어서의 길이보다 길게 되어 있다. 액체 공급구 (12A, 12B) 는, 적어도 투영 영역 (AR1) 을 둘러싸도록 형성되어 있다. 액체 공급 기구 (10) 는, 액체 공급구 (12A, 12B) 를 통해 투영 영역 (AR1) 의 양측에서 액체 (LQ) 를 동시에 공급 가능하다.
액체 회수구 (22A, 22B) 는, 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급구 (12A, 12B) 로부터 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 에 대하여 외측에 형성되어 있고, X 축 방향 (주사방향) 에 관하여, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 협지한 양측의 각각에 형성되어 있다. 구체적으로는, 액체 회수구 (22A) 는, 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (70A) 중, 투영 영역 (AR1) 에 대하여 주사방향 일방측 (-X 측) 에 형성되고, 액체 회수구 (22B) 는 타방측 (+X 측) 에 형성되어 있다. 액체 회수구 (22A, 22B) 의 각각은, Y 축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 대략 コ 자 형상 (원호 형상) 의 슬릿 형상으로 형성되어 있다. 액체 회수구 (22A, 22B) 는, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1), 및 액체공급구 (12A, 12B) 를 둘러싸도록 형성되어 있다.
그리고, 액체 (LQ) 가 채워된 액침 영역 (AR2) 은, 투영 영역 (AR1) 을 포함하도록 실질적으로 2개의 액체 회수구 (22A, 22B) 로 둘러싸인 영역내이고 또한 기판 (P) 상의 일부에 국소적으로 형성된다. 또한, 액침 영역 (AR2) 은 적어도 투영 영역 (AR1) 을 덮고 있으면 되고, 반드시 2개의 액체 회수구 (22A, 22B) 로 둘러싸인 영역 전체가 액침 영역이 되지 않아도 된다.
또한, 액체 공급구 (12) 는 투영 영역 (AR1) 의 양측의 각각에 1개씩 형성되어 있는 구성이지만, 복수로 분할되어 있어도 되고, 그 수는 임의이다. 마찬가지로, 액체 회수구 (22) 도 복수로 분할되어 있어도 된다. 또한, 투영 영역 (AR1) 의 양측에 형성된 액체 공급구 (12) 의 각각은 서로 대략 동일한 크기 (길이) 로 형성되어 있지만, 서로 다른 크기여도 된다. 마찬가지로, 투영 영역 (AR1) 의 양측에 형성된 액체 회수구 (22) 의 각각이 서로 다른 크기여도 된다. 또한, 공급구 (12) 의 슬릿 폭과 회수구 (22) 의 슬릿 폭은 동일해도 되고, 회수구 (22) 의 슬릿 폭을, 공급구 (12) 의 슬릿 폭보다 크게 해도 되고, 반대로 회수구 (22) 의 슬릿 폭을, 공급구 (12) 의 슬릿 폭보다 작게 해도 된다.
또한, 기판 스테이지 (PST) 상에 있어서, 기판 (P) 의 외측의 소정 위치에는, 기준 부재 (300) 가 배치되어 있다. 기준 부재 (300) 에는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평4-65603호에 개시되어 있는 바와 같은 구성을 갖는 기판 얼라인먼트계에 의해 검출되는 기준 마크 (PFM) 와, 예를 들어 일본 공개특허공보 평7-176468호에 개시되어 있는 바와 같은 구성을 갖는 마스크 얼라인먼트계에 의해 검출되는 기준 마크 (MFM) 가 소정의 위치관계로 형성되어 있다. 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 은 대략 평탄면으로 되어 있고, 기판 (P) 표면, 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 동일한 높이 (면일) 로 형성되어 있다. 기판 얼라인먼트계는 기판 스테이지 (PST) 의 근방에 형성되고, 기판 (P) 상의 얼라인먼트 마크도 검출한다. 또한, 마스크 얼라인먼트계는 마스크 스테이지 (MST) 의 근방에 형성되고, 마스크 (M) 와 투영 광학계 (PL) 를 통해 기판 스테이지 (PST) 상의 기준 마크 (MFM) 를 검출한다.
또한, 기판 스테이지 (PST) 상 중, 기판 (P) 의 외측의 소정 위치에는, 계측용 센서로서 예를 들어 일본 공개특허공보 소57-117238호에 개시되어 있는 바와 같은 조도 불균일 센서 (400) 가 배치되어 있다. 조도 불균일 센서 (400) 는 평면에서 보아 직사각형 형상의 상판 (401) 을 구비하고 있다. 상판 (401) 의 상면 (401A) 은 대략 평탄면으로 되어 있고, 기판 (P) 표면, 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 동일한 높이 (면일) 로 형성되어 있다. 상판 (401) 의 상면 (401A) 에는, 광을 통과 가능한 핀 홀부 (470) 가 형성되어 있다. 상면 (401A) 중, 핀 홀부 (470) 이외에는 크롬 등의 차광성 재료로 덮여 있다.
또한, 기판 스테이지 (PST) 상 중, 기판 (P) 의 외측의 소정 위치에는, 계측용 센서로서 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-14005호에 개시되어 있는 바와 같은 공간 이미지 계측 센서 (500) 가 형성되어 있다. 공간 이미지 계측 센서 (500) 는 평면에서 보아 직사각형 형상의 상판 (501) 을 구비하고 있다. 상판 (501) 의 상면 (501A) 은 대략 평탄면으로 되어 있고, 기판 (P) 표면, 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 동일한 높이 (면일) 로 형성되어 있다. 상판 (501) 의 상면 (501A) 에는, 광을 통과 가능한 슬릿부 (570) 가 형성되어 있다. 상면 (501A) 중, 슬릿부 (570) 이외에는 크롬 등의 차광성 재료로 덮여 있다.
또한, 도시는 생략하였지만, 기판 스테이지 (PST) 상에는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평11-16816호에 개시되어 있는 바와 같은 조사량 센서 (조도 센서) 도 형성되어 있고, 그 조사량 센서의 상판의 상면은 기판 (P) 표면이나 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 동일한 높이 (면일) 로 형성되어 있다.
이와 같이, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 은, 기준 부재 (300), 센서 (400, 500) 를 포함하여 대략 동일한 높이 (면일) 이고, 발액성을 갖고 있다. 또한 이동 거울 (45) 의 상면도 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 동일한 높이 (면일) 이고, 이동 거울 (45) 의 상면 및 반사면도 발액성을 갖고 있다. 이것에 의해 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서의 기판 스테이지 (PST) 의 이동범위를 크게 할 수 있을 뿐 아니라, 기준 부재 (300) 나 센서 (400, 500) 상, 또는 이동 거울 (45) 의 상면이나 반사면에 액체가 부착되었다 하더라도, 그 부착된 액체를 용이하게 제거할 수 있다.
그리고, 기준 부재 (300), 및 상판 (401, 501) 등은 기판 스테이지 (PST) 에 대하여 탈착 가능하도록 구성되어 있어, 그 상면의 발액성이 열화된 경우 등에 교환할 수 있다.
도 3 은 검출 장치 (60) 가 액체 (LQ) 를 검출하고 있는 상태의 일례를 나타내는 측면도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 검출 장치 (60) 는, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 평행하게 검출광 (La) 을 조사한다. 그리고, 검출 장치 (60) 는, 수광부 (62) 의 수광 결과에 기초하여, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출한다.
사출부 (61) 와 수광부 (62) 는 대향하고 있고, 사출부 (61) 로부터 사출된 검출광 (La) 은 수광부 (62) 에 도달하여, 그 수광부 (62) 에 소정의 광량 (광 강도) 으로 수광되도록 되어 있다. 이 때, 예를 들어 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 의 액적 (물방울) 이 배치되어 있는 경우에 있어서, 검출광 (La) 이 액체 (LQ) 에 조사되면, 그 검출광 (La) 은 액체 (LQ) 에 의해서 굴절 또는 산란, 또는 흡수된다. 따라서, 검출광 (La) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 있는 경우, 수광부 (62) 에서 수광되는 광량 (광 강도) 이 저하되거나 또는 검출광 (La) 이 수광부 (62) 에 도달하지 않게 된다. 그래서, 검출 장치 (60) 는, 수광부 (62) 의 수광 결과 (수광량) 에 기초하여, 검출광 (La) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고, 검출광 (La) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출함으로써, 검출 장치 (60) 는, 투영 광학계 (PL) 의 선단부보다 하방에 배치된 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 수 있다.
또한, 검출 장치 (60) 의 검출광 (La) 과 기판 스테이지 (PST) 를 상대적으로 이동시키면서, 검출광 (La) 을 조사함으로써, 기판 (P) 을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상의 비교적 넓은 영역에 있어서의 액체 (LQ) 의 유무를 검출할 수 있다.
또한, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 배치되어 있는 (또는 액체 (LQ) 가 부착되어 있는) 상태에 있어서, 검출광 (La) 과 기판 스테이지 (PST) 를 상대적으로 이동시키면서, 검출광 (La) 을 조사함으로써, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 위치를 구할 수 있다. 요컨대, 레이저 간섭계 (46) 를 사용하여 기판 스테이지 (PST) 의 위치를 모니터하면서, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키면서 검출광 (La) 을 조사한다. 제어 장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (46) 의 위치 계측 결과와, 검출 장치 (60) 의 수광부 (62) 의 수광 결과에 기초하여, 레이저 간섭계 (46) 로 규정되는 좌표계에 있어서의 액체 (LQ) 의 위치를 구할 수 있다.
또한, 도 3 에 있어서는, 사출부 (61) 및 수광부 (62) 의 각각이, X 축 방향에 관하여, 기판 스테이지 (PST) 를 협지한 양측의 각각에 배치되어 있고, 사출부 (61) 로부터 검출광 (La) 을 사출하면서, 기판 스테이지 (PST) 를 Y 축 방향으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 Y 축 방향에 관한 위치를 검출하는 구성이지만, 사출부 (61) 및 수광부 (62) 의 각각을, Y 축 방향에 관하여, 기판 스테이지 (PST) 를 협지한 양측의 각각에도 배치하고, 그 사출부 (61) 로부터 검출광 (La) 을 사출하면서, 기판 스테이지 (PST) 를 X 축 방향으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 X 축 방향에 관한 위치와 범위도 검출할 수 있다.
또한, 도 3 에 있어서는, 검출 장치 (60) 의 사출부 (61) 와 수광부 (62) 는 대향하여 배치되어 있는 구성이지만, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 검출 장치 (60) 의 검출광 (La) 의 광로 상에, 검출광 (La) 의 광로를 절곡하는 절곡부로서의 광학 부재 (63, 64) 를 형성해도 된다. 이렇게 함으로써, 사출부 (61) 및 수광부 (62) 를 임의의 위치에 배치하면서 원하는 위치에 검출광 (La) 을 조사할 수 있어, 검출 장치 (60) 를 구성하는 각 부재 및 기기의 배치나 노광 장치 (EX) 전체의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 사출부 (61) 로부터 사출된 검출광 (La) 을 광 섬유의 입사단에 입사시키고, 그 광 섬유의 사출단으로부터 사출한 검출광 (La) 을 조사하도록 해도 된다. 또한, 수광부 (62) 에 광 섬유를 접속하고, 그 광 섬유를 통한 검출광 (La) 을 수광부 (62) 에서 수광하도록 해도 된다.
또한, 상기 서술한 구성에 있어서는, 검출 장치 (60) 의 검출광 (La) 에 대하여 기판 (P) 및 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키면서 검출함으로써, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 위치를 검출하고 있지만, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 복수의 검출광 (La) 을 매트릭스 형상으로 2차원적으로 조사함으로써도, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 위치를 구할 수 있다.
도 5 에 있어서, 검출 장치 (60) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 +Y 측에 배치되어, X 축 방향으로 배열된 복수의 검출광 (La) 을 사출하는 제 1 사출부 (61X) 와, 기판 스테이지 (PST) 의 -Y 측에 배치되어, 제 1 사출부 (61X) 로부터 사출된 검출광 (La) 에 대하여 소정 위치에 배치된 제 1 수광부 (62X) 와, 기판 스테이지 (PST) 의 -X 측에 배치되어, Y 축 방향으로 배열된 복수의 검출광 (La) 을 사출하는 제 2 사출부 (61Y) 와, 기판 스테이지 (PST) 의 +X 측에 배치되고, 제 2 사출부 (61Y) 로부터 사출된 검출광 (La) 에 대하여 소정 위치에 배치된 제 2 수광부 (62Y) 를 구비하고 있다. 제 1 수광부 (62X) 는, 제 1 사출부 (61X) 로부터 사출되는 복수의 검출광 (La) 에 대응한 복수의 수광 소자를 갖고 있고, 마찬가지로, 제 2 수광부 (62Y) 는, 제 2 사출부 (61Y) 로부터 사출되는 복수의 검출광 (La) 에 대응한 복수의 수광 소자를 갖고 있다.
제 1 사출부 (61X) 로부터 사출된 검출광 (La), 및 제 2 사출부 (61Y) 로부터 사출된 검출광 (La) 의 각각은, 기판 (P) 표면 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 평행하게 조사되고, 이들 검출광 (La) 의 광로는 평면에서 보아 매트릭스 형상으로 형성되어 있다.
여기서 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 사출부 (61X) 로부터 사출된 복수의 검출광 (La) 중 특정한 검출광 (Lax) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 있는 경우, 제 1 수광부 (62X) 의 복수의 수광 소자 중, 그 검출광 (Lax) 에 대응하는 수광 소자에서 수광되는 광량이 저하된다. 마찬가지로, 제 2 사출부 (61Y) 로부터 사출된 복수의 검출광 (La) 중 특정한 검출광 (Lay) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 있는 경우, 제 2 수광부 (62Y) 의 복수의 수광 소자 중, 그 검출광 (Lay) 에 대응하는 수광 소자에서 수광되는 광량이 저하된다. 제 1, 제 2 수광부 (62X, 62Y) 의 수광 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 제 1, 제 2 수광부 (62X, 62Y) 각각의 수광 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 의 위치가 검출광 (Lax) 과 검출광 (Lay) 의 교점 부근임을 특정할 수 있다. 여기서, 검출광 (Lax, Lay) 을 수광하는 수광 소자의 위치 정보는 설계치 등에 의해 미리 알고 있기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 검출광 (Lax, Lay) 을 수광한 수광 소자의 위치 정보에 기초하여, 기판 (P) 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 위치를 구할 수 있다.
또한 도 6 에 나타내는 바와 같이, 검출 장치 (60) 는, 사출부 (61) 로부터 복수 위치의 각각에 검출광 (La) 을 조사하였을 때의 수광부 (62) 의 수광 결과에 기초하여, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있는 액체 (LQ) 의 크기 (액체 (LQ) 가 배치되어 있는 영역의 크기) 를 구할 수 있다. 요컨대, 액체 (LQ) 가 기판 스테이지 (PST) 상 (또는 기판 (P) 상) 의 소정 영역에 배치되어 있는 경우에 있어서, 사출부 (61) 는 그 액체 (LQ) 의 에지부 (LG) 를 포함하는 복수 위치의 각각에 대하여 검출광 (La) 을 조사한다. 도 6 에 나타내는 예에서는, 사출부 (61) 는 Y 축 방향으로 배열된 복수의 검출광 (La) 을 X 축 방향을 따라 조사하고 있다.
수광부 (62) 는 상기 복수의 검출광 (La) 에 대응한 복수의 수광 소자를 갖고 있다. 이들 수광 소자의 위치 정보는 설계치 등에 의해서 미리 알고 있다. 사출부 (61) 로부터 사출되는 복수의 검출광 (La) 중, 일부의 검출광 (La1) 이 액체 (LQ) 에 조사되면, 그 검출광 (La1) 에 대응하는 수광부 (62) 의 수광 소자에는 검출광 (La1) 이 도달하지 않거나, 또는 수광 소자에서 수광되는 광량이 저하된다. 한편, 나머지의 일부의 검출광 (La2) 은 액체 (LQ) 를 통하지 않고 수광부 (62) 에 도달한다. 따라서, 검출 장치 (60) 는, 검출광 (La1) 을 수광한 수광부 (62) 의 수광 소자의 수광 결과와, 그 수광 소자의 위치 정보에 기초하여, 액체 (LQ; 액체 (LQ) 가 배치되어 있는 영역) 의 크기를 구할 수 있다.
또한 도 6 에 나타내는 예에 있어서는, 검출 장치 (60) 는 액체 (LQ) 에 대하여 X 축 방향으로부터 검출광 (La) 을 조사하고 있기 때문에, 액체 (LQ; 액체 (LQ) 가 배치되어 있는 영역) 의 Y 축 방향에 있어서의 크기를 구할 수 있지만, 액체 (LQ) 에 대하여 Y 축 방향으로부터 검출광 (La) 을 조사함으로써, 액체 (LQ) 의 X 축 방향에 있어서의 크기를 구할 수 있다. 또한, XY 평면내에서 X 축 (Y 축) 방향에 대하여 경사방향으로부터 검출광 (La) 을 조사하는 것도 물론 가능하다. 그리고, 액체 (LQ) 에 대하여 복수방향으로부터 검출광 (La) 을 조사하였을 때의 각각의 수광 결과를 연산 처리함으로써, 검출 장치 (60; 또는 제어 장치 (CONT)) 는 액체 (LQ; 액체 (LQ) 가 배치되어 있는 영역) 의 형상을 구할 수 있다.
또한 도 6 을 참조하여 설명한 예에서는, 사출부 (61) 는 복수의 검출광 (La) 을 일괄적으로 조사하고 있지만, 예를 들어 도 3 등을 참조하여 설명한 바와 같이, 레이저 간섭계 (46) 를 사용하여 기판 스테이지 (PST) 의 위치를 모니터하면서 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키면서, 사출부 (61) 에 의해 1개 (또는 소정의 복수) 의 검출광 (La) 을 조사하고, 그 검출광 (La) 을 조사하였을 때의 수광부 (62) 의 수광 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 의 크기 또는 형상을 구하는 것도 가능하다. 그 경우, 검출 장치 (60; 또는 제어 장치 (CONT)) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 복수의 위치에 따른 수광부 (62) 에서의 복수의 수광 결과를 연산 처리함으로써, 액체 (LQ) 의 크기 및 형상 중 적어도 어느 일방을 구한다.
또한, 도 6 을 참조하여 설명한 예에서는, 사출부 (61) 는 복수 배열된 검출광 (La) 을 조사하고 있지만, 액체 (LQ) 를 덮도록 조사되는 시트 형상 광속이어도 된다. 시트 형상 광속으로서는, 예를 들어 레이저 광원으로부터 사출된 레이저 광속을, 핀 홀이나 실린드리컬 렌즈를 갖는 광학계를 통과시킴으로써 생성되는 이른바 레이저 시트광을 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 서술한 구성을 갖는 노광 장치 (EX) 를 사용하여 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 노광하는 방법에 관하여, 도 7 에 나타내는 플로우 차트도를 참조하면서 설명한다.
우선, 마스크 (M) 가 마스크 스테이지 (MST) 에 반입 (로드) 됨과 함께, 노광 대상인 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 에 반입 (로드) 된다 (단계 S1).
기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 에 로드할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 를 투영 광학계 (PL) 에 대하여 이간된 위치에 설정되어 있는 로드 위치로 이동시킨다. 기판 (P) 은 로드 위치에 있어서 도시 생략의 반송계 (로더 장치) 에 의해 로드된다.
기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 에 로드된 후, 기판 (P) 에 대한 얼라인먼트 처리 및 계측 처리가 행해진다 (단계 S2).
얼라인먼트 처리에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는, 예를 들어 상기 기판 얼라인먼트계를 사용하여 기준 부재 (300) 에 형성되어 있는 기준 마크 (PFM) 를 검출함과 함께, 마스크 얼라인먼트계를 사용하여 투영 광학계 (PL) 를 통해 기준 부재 (300) 에 형성되어 있는 기준 마크 (MFM) 를 검출함으로써, 기판 스테이지 (PST) 의 이동을 규정하는 좌표계에 있어서의 기판 얼라인먼트계의 검출 기준 위치와 마스터 (M) 의 패턴 이미지의 투영 위치와의 거리 (위치 관계) 인 베이스 라인량을 구한다. 마스크 얼라인먼트계를 사용하여 기준 부재 (300) 상의 기준 마크 (MFM) 를 검출할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 와 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 을 대향시킨 상태에서, 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여, 액체 (LQ) 의 공급 및 회수를 행하고, 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 와 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 상 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해, 마스크 얼라인먼트계에 의해 기준 부재 (300) 상의 기준 마크 (MFM) 를 검출한다.
기준 마크 (MFM) 의 검출이 종료한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 또는 액체 회수 기구 (20) 와는 별도로 형성된 소정의 액체 회수 기구를 사용하여, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 회수한다.
기판 (P) 에 대하여 중첩 노광을 행할 때에는, 예를 들어 기판 (P) 상의 노광 대상 영역인 쇼트 영역에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크를 기판 얼라인먼트계에서 검출하고, 기판 얼라인먼트계의 검출 기준 위치에 대한 쇼트 영역의 위치 정보 (어긋남) 를 구하여, 그 때의 기판 스테이지 (PST) 의 위치로부터 상기 베이스 라인량 및 기판 얼라인먼트계에서 구한 쇼트 영역의 어긋남분만큼 기판 스테이지 (PST) 를 이동시킴으로써, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 위치와 그 쇼트 영역을 위치 정합할 수 있다.
또한, 계측 처리에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 와 조도 불균일 센서 (400) 의 상판 (401) 을 대향시킨 상태에서, 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여, 액체 (LQ) 의 공급 및 회수를 행하고, 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 와 상판 (401) 의 상면 (401A) 상 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 조명 광학계 (IL) 로부터 노광광 (EL) 을 사출하고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해, 조도 불균일 센서 (400) 에 의해 투영 영역 (AR1) 내에 있어서의 노광광 (EL) 의 조도 분포를 검출한다. 제어 장치 (CONT) 는, 조도 불균일 센서 (400) 의 검출 결과에 기초하여, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 내에 있어서의 노광광 (EL) 의 조도 분포가 원하는 상태가 되도록, 그 노광광 (EL) 의 조사 분포를 적절히 보정한다.
노광광 (EL) 의 조도 분포의 검출이 종료한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20), 또는 액체 회수 기구 (20) 와는 별도로 형성된 소정의 액체 회수 기구를 사용하여, 조도 불균일 센서 (400) 의 상판 (401) 의 상면 (401A) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 회수한다.
또한, 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 와 공간 이미지 계측 센서 (500) 의 상판 (501) 을 대향시킨 상태에서, 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여, 액체 (LQ) 의 공급 및 회수를 행하고, 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 와 상판 (501) 의 상면 (501A) 상 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 조명 광학계 (IL) 로부터 노광광 (EL) 을 사출하고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해, 공간 이미지 계측 센서 (500) 에 의해 공간 이미지 계측을 행한다. 제어 장치 (CONT) 는, 공간 이미지 계측 센서 (500) 의 계측 결과에 기초하여, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통한 이미지 특성이 원하는 상태가 되도록, 투영 광학계 (PL) 의 이미지 특성을 적절히 보정한다.
공간 이미지 계측이 종료한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 또는 액체 회수 기구 (20) 와는 별개로 형성된 소정의 액체 회수 기구를 사용하여, 공간 이미지 계측 센서 (500) 의 상판 (501) 의 상면 (501A) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 회수한다.
마찬가지로, 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 와 상기 서술한 조도 센서 (도시 생략) 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 있어서의 노광광 (EL) 의 조사량 (조도) 을 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 노광광 (EL) 의 조도를 적절히 보정한다. 그리고, 조도 센서를 사용한 계측 처리가 종료한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 등을 사용하여, 조도 센서의 상판 상의 액체 (LQ) 를 회수한다.
그런데, 상기 기준 부재 (300) 나 조도 불균일 센서 (400), 또는 공간 이미지 계측 센서 (500) 나 조도 센서를 사용한 액체 (LQ) 를 통한 계측 처리가 종료하여, 액체 (LQ) 가 회수된 후, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 등에 액체 (LQ) 가 잔류 (부착) 하고 있을 가능성이 있다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 (LQ) 의 회수 작업을 행한 후에, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 상기 상면 (301A, 401A, 501A) 등을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출한다.
예를 들어, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 상의 액체 (LQ) 를 회수한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 기준 부재 (300) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출한다. 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 회수 기구 (20) 의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 기준 부재 (300) 상에 액체 (LQ) 가 있다고 판단되었을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 등을 사용하여, 기준 부재 (300) 상에 있는 액체 (LQ) 를 회수하는 동작을 다시 행한다. 이어서, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 기준 부재 (300) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 다시 검출한다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 에 의해서 액체 (LQ) 가 검출되지 않게 될 때까지, 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작과 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 동작을 반복한다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 에 의한 액체 검출 동작과, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 동작을 병행하여 행할 수도 있다.
이 경우, 검출 장치 (60) 가 액체 (LQ) 를 검출하지 않게 될 때까지, 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 동작을 계속한다. 이것에 의해, 액체 (LQ) 를 통한 계측 처리 후에 있어서, 기준 부재 (300) 상을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하는 문제의 발생이 회피된다. 단, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하는 한번의 액체 회수 작업으로 액체 (LQ) 의 회수가 완료되었다고 판단하여, 검출 장치 (60) 에 의한 검출을 다시 실행하지 않아도 된다.
또한, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하였을 때, 그 액침 영역 (AR2) 의 주위에 액체 (LQ) 가 비산이나 유출될 가능성도 있다. 따라서, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 기준 부재 (300) 상에 더하여, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 등에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출한다. 그리고, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 에 액체 (LQ) 가 있다고 판단되었을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여, 그 상면 (43) 에 있는 액체 (LQ) 를 회수한다.
여기서, 상기 서술한 바와 같이, 검출 장치 (60) 는, 기판 스테이지 (PST; 기준 부재 (300)) 상에 있는 액체 (LQ) 의 위치 정보를 구할 수 있다. 따라서, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 액체 (LQ) 의 위치 정보에 기초하여 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키고, 액체 (LQ) 가 있는 위치와 액체 회수 기구 (20) 의 액체 회수구 (22) 를 위치 정합한 상태에서 액체 회수 동작을 행할 수 있다. 이것에 의해, 액체 회수 동작의 스루풋 (throughput) 을 향상시킬 수 있다. 물론, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 의 전체영역이 액체 회수구 (12) 아래를 통과하도록, 기판 스테이지 (PST) 를 액체 회수구 (12) 에 대하여 이동시키면서 액체를 회수하도록 해도 된다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 검출 장치 (60) 는, 기판 스테이지 (PST; 기준 부재 (300)) 상에 있는 액체 (LQ) 의 크기, 나아가서는 액체 (LQ) 의 양에 관한 정보를 구할 수 있다. 따라서, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 액체 (LQ) 의 크기 (양) 에 관한 정보에 기초하여, 액체 회수 기구 (20) 의 회수력 (흡인력) 을 제어하거나, 또는 회수시간 (흡인시간) 을 제어할 수 있다. 예를 들어, 액체 (LQ) 의 크기가 큰 경우 (양이 많은 경우), 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 의 회수력을 상승시키거나, 또는 회수시간을 길게 한다.
이것에 의해, 액체 (LQ) 는 양호하게 회수된다. 한편, 액체 (LQ) 의 크기가 작은 경우 (양이 적은 경우), 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 의 회수력을 저하시키거나, 또는 회수시간을 짧게 한다. 이것에 의해, 액체 회수 동작의 스루풋이 향상된다.
*또한, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 기준 부재 (300) 상 (기판 스테이지 (PST) 상) 에 있는 액체 (LQ) 의 양이, 미리 설정되어 있는 임계값보다 적다고 판단하였을 때나, 액체 (LQ) 가 존재하고 있더라도 계측 처리나 노광 처리에 영향이 적은 위치 (물체 상) 에 액체 (LQ) 가 있다고 판단하였을 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 를 사용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행하지 않도록 하는 것도 가능하다.
또한, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서의 계측 동작과, 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작을 병행하여 행하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상면 (301A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서의 계측 동작 중에, 검출 장치 (60) 는 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 와 상면 (301A) 사이에 검출광 (La) 을 조사한다. 이것에 의해, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 와 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 사이에 액체 (LQ) 가 채워져 있는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고, 액체 (LQ) 가 채워져 있지 않다고 판단하였을 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 예를 들어 기준 부재 (300) 를 사용한 계측 동작을 정지하거나, 액체 (LQ) 를 채우기 위해서 예를 들어 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급 조건이나 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 조건을 변경하는 등의 적절한 처치를 행한다.
또한, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 상에 형성되는 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 의 외측에 검출광 (La) 을 통과시키고, 기준 부재 (300) 를 사용한 계측 동작을 행하도록 해도 된다.
이것에 의해, 예를 들어 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 상으로부터 액체 (LQ) 가 유출되는 등의 이상이 생긴 경우, 검출 장치 (60) 는, 그 액체 (LQ) 의 유출을 검출할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 가 유출되는 등의 이상이 생겼다고 판단하였을 때, 예를 들어 액체 공급 기구 (10) 에 의한 단위 시간 당 액체 공급량을 저감하거나, 또는 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지한다. 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지할 때에는, 액체 공급부 (11) 의 구동을 정지시켜도 되고, 밸브 (15A, 15B) 를 사용하여 공급관 (13A, 13B) 의 유로를 닫도록 해도 된다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 단위 시간 당 액체 회수량을 늘린다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 를 정지하도록 해도 된다.
이상과 같이, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 공급 기구 (10) 나 액체 회수 기구 (20) 의 동작을 제어할 수 있고, 이것에 의해 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 형성할 수 있다. 또한, 액체 (LQ) 의 유출 등과 같은 이상이 생기더라도, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지하는 등, 적절한 처치를 행함으로써, 피해의 확대를 억제할 수 있다.
또한, 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작은, 기준 부재 (300) 를 사용한 계측 처리 후나 계측 처리와 병행하여 행하는 것 외에, 계측 처리 전에 행하는 것도 물론 가능하다. 예를 들어 계측 처리를 행하기 전에, 검출 장치 (60) 에 의해서 투영 광학계 (PL) 와 기준 부재 (300) 사이에 액침 영역 (AR2) 이 양호하게 형성되었는지 여부를 검출한 후, 계측 처리를 행할 수 있다.
또한 여기서는, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역을 형성하여 계측 처리를 행하고, 액체 회수를 행한 후, 검출 장치 (60) 를 사용하여 상기 상면 (301A) 을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상의 액체 (LQ) 의 검출을 행하는 경우를 예로써 설명하였지만, 조도 불균일 센서 (400) 의 상판 (401) 의 상면 (401A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역을 형성하여 계측 처리하고, 그 상면 (40 1A) 상의 액체 (LQ) 를 회수한 후나, 공간 이미지 계측센서 (500) 의 상판 (501) 의 상면 (501A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역을 형성하여 계측 처리하고, 그 상면 (501A) 상의 액체 (LQ) 를 회수한 후, 또는, 조도 센서의 상판의 상면 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역을 형성하여 계측 처리하고, 그 상면 상의 액체 (LQ) 를 회수한 후에, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 이들 상판 상이나 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 그 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 공급 기구 (10) 나 액체 회수 기구 (20) 의 동작을 제어할 수 있다. 나아가서는, 조도 불균일 센서 (400) 나 공간 이미지 계측 센서 (500) 등에 의한 계측 동작과 병행하여, 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작을 행하는 것도 가능하고, 계측 동작 전에 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작을 행하는 것도 가능하다.
상기 얼라인먼트 처리나 계측 처리가 종료한 후, 기판 (P) 의 주사 노광 처리를 행하기 위해서, 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 을 대향시킨다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 를 구동하여 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 를 구동하여 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 소정량 회수한다. 이것에 의해, 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 형성된다 (단계 S3).
또한, 얼라인먼트 처리 및 계측 처리 (단계 S2) 의 종료 후에 액체 (LQ) 를 회수하지 않고, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 유지한 채, 기판 (P) 의 액침 노광 처리 동작으로 이행해도 된다.
제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 기판 (P) 상에 대한 액체 (LQ) 의 공급과 병행하여, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 회수를 행하면서, 기판 (P) 을 지지하는 기판 스테이지 (PST) 를 X 축 방향 (주사방향) 으로 이동시키면서, 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통해 기판 (P) 상에 투영 노광한다 (단계 S4).
액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해서 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급부 (11) 로부터 공급된 액체 (LQ) 는, 공급관 (13A, 13B) 을 유통시킨 후, 유로 형성 부재 (70) 내부에 형성된 공급 유로를 통해 액체 공급구 (12A, 12B) 로부터 기판 (P) 상에 공급된다. 액체 공급구 (12A, 12B) 로부터 기판 (P) 상에 공급된 액체 (LQ) 는, 투영 광학계 (PL) 의 선단부 (광학 소자 (2)) 의 하단면과 기판 (P) 사이에 젖어 확산되도록 공급되고, 투영 영역 (AR1) 을 포함하는 기판 (P) 상의 일부에, 기판 (P) 보다 작게 또한 투영 영역 (AR1) 보다 큰 액침 영역 (AR2) 을 국소적으로 형성한다. 이 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 중 투영 영역 (AR1) 의 X 축 방향 (주사방향) 양측에 배치된 액체 공급구 (12A, 12B) 의 각각으로부터, 주사방향에 관하여 투영 영역 (AR1) 의 양측으로부터 기판 (P) 상으로의 액체 (LQ) 의 공급을 동시에 행한다. 이것에 의해, 액침 영역 (AR2) 은 균일하고 양호하게 형성되어 있다.
본 실시형태에 있어서의 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 X 축 방향 (주사방향) 으로 이동시키면서 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영 노광하는 것으로서, 주사 노광시에는, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통해 마스크 (M) 의 일부의 패턴 이미지가 투영 영역 (AR1) 내에 투영되고, 마스크 (M) 가 -X 방향 (또는 +X 방향) 으로 속도 V 로 이동하는 데 동기하여, 기판 (P) 이 투영 영역 (AR1) 에 대하여 +X 방향 (또는 -X 방향) 으로 속도 β·V (β 는 투영 배율) 로 이동한다. 그리고, 기판 (P) 상에는 복수의 쇼트 영역이 설정되어 있고, 1개의 쇼트 영역에의 노광 종료 후에, 기판 (P) 의 스테핑 이동에 의해서 다음 쇼트 영역이 주사 개시 위치로 이동하고, 이하, 스텝 앤드 스캔 방식으로 기판 (P) 을 이동시키면서 각 쇼트 영역에 대한 주사 노광 처리가 순차 행해진다.
또한 본 실시형태에 있어서, 투영 영역 (AR1) 의 주사 방향 양측으로부터 기판 (P) 에 대하여 액체 (LQ) 를 공급할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 의 유량 제어기 (16A, 16B) 를 사용하여 단위 시간 당 액체 공급량을 조정하고, 기판 (P) 상의 1개의 쇼트 영역의 주사 노광 중에, 주사방향에 관하여 투영 영역 (AR1) 의 일방측으로부터 공급하는 액체량 (단위 시간 당 액체 공급량) 을, 타방측으로부터 공급하는 액체량과 다르게 한다. 구체적으로는, 제어 장치 (CONT) 는, 주사방향에 관하여 투영 영역 (AR1) 의 앞에서 공급하는 단위 시간 당 액체 공급량을, 그 반대측에서 공급하는 액체 공급량보다 많게 설정한다. 예를 들어, 기판 (P) 을 +X 방향으로 이동시키면서 노광 처리하는 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 투영 영역 (AR1) 에 대하여 -X 측 (즉 액체 공급구 (12A)) 으로부터의 액체량을, +X 측 (즉 액체 공급구 (12B)) 으로부터의 액체량보다 많게 하고, 한편, 기판 (P) 을 -X 방향으로 이동시키면서 노광 처리하는 경우, 투영 영역 (AR1) 에 대하여 +X 측으로부터의 액체량을, -X 측으로부터의 액체량보다 많게 한다. 이와 같이, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 이동방향에 따라, 액체 공급구 (12A, 12B) 로부터의 각각의 단위 시간 당 액체 공급량을 바꾼다.
그리고, 기판 (P) 의 액침 노광 처리 동작과, 검출 장치 (60) 에 있어서의 검출 동작을 병행하여 행할 수 있다. 예를 들어, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서의 계측 동작 중에, 검출 장치 (60) 는 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이에 검출광 (La) 을 조사한다. 이것에 의해, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 가 채워져 있는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고, 액체 (LQ) 가 채워져 있지 않다고 판단하였을 때에는, 제어장치 (CONT) 는, 예를 들어 액침 노광 동작을 정지하거나, 액체 (LQ) 를 채우기 위해서 예를 들어 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급 조건이나 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 조건을 변경하는 등의 적절한 처치를 행한다. 이것에 의해, 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 형성한 상태에서 노광 처리할 수 있다.
또한, 기판 (P) 상에 형성되는 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 의 외측에 검출광 (La) 을 조사한 상태에서, 기판 (P) 을 액침 노광 처리하도록 해도 된다. 이것에 의해, 예를 들어 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 으로부터 액체 (LQ) 가 유출되는 등의 이상이 생긴 경우, 검출 장치 (60) 는, 그 액체 (LQ) 의 유출을 검출할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 가 유출되는 등의 이상이 생겼다고 판단하였을 때, 예를 들어 액체 공급 기구 (10) 에 의한 단위 시간 당 액체 공급량을 저감하거나, 또는 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지한다. 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지할 때에는, 액체 공급부 (11) 의 구동을 정지해도 되고, 밸브 (15A, 15B) 를 사용하여 공급관 (13A, 13B) 의 유로를 닫도록 해도 된다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 단위 시간 당 액체 회수량을 늘린다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 기판 (P) 에 대한 노광 동작이나 기판 스테이지 (PST) 의 이동을 정지한다.
또한, 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작은, 기판 (P) 의 액침 노광 전, 또는 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급하기 전에 행하는 것도 가능하다. 예를 들어 액침 노광을 행하기 전에, 기판 (P) 상에 액체가 없는 것을 검출 장치 (60) 를 사용하여 확인하고 나서, 기판 얼라인먼트계를 사용하여 기판 (P) 상의 얼라인먼트 마크의 검출을 행할 수도 있고, 검출 장치 (60) 에 의해서 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 양호하게 형성되었는지 여부를 검출한 후, 액침 노광 처리를 행할 수 있다.
기판 (P) 의 액침 노광이 종료한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20), 또는 액체 회수 기구 (20) 와는 별도로 형성된 소정의 액체 회수 기구를 사용하여, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 회수한다. 또한, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 주위에 비산 또는 유출되어 있을 가능성도 있다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 상에 잔류하고 있는 액체 (LQ) 외에, 예를 들어 기준 부재 (300) 상이나 상판 (401, 501) 을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 에 잔류하고 있는 액체 (LQ) 도, 액체 회수 기구 (20), 또는 액체 회수 기구 (20) 와는 별도로 형성된 소정의 액체 회수 기구를 사용하여 회수한다 (단계 S5).
기판 (P) 표면을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상의 액체 (LQ) 를 회수한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 기판 (P) 상이나 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출한다. 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 회수 기구 (20) 의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있다고 판단되었을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 등을 사용하여, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있는 액체 (LQ) 를 회수하는 동작을 다시 행한다. 이어서, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 다시 검출한다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 에 의해서 액체 (LQ) 가 검출되지 않게 될 때까지, 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작과 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 동작을 반복한다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 에 의한 액체 검출 동작과, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 동작을 병행하여 행할 수도 있다. 이 경우, 검출 장치 (60) 가 액체 (LQ) 를 검출하지 않게 될 때까지, 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 동작을 계속한다. 이것에 의해, 액침 노광 후에 있어서, 기판 (P) 상이나 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하는 문제의 발생이 회피된다.
단, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하는 한번의 액체 회수 작업으로 액체 (LQ) 의 회수가 완료되었다고 판단하여, 검출 장치 (60) 에 의한 검출을 다시 실행하지 않아도 된다.
검출 장치 (60) 는, 기판 (P) 상 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 있는 액체 (LQ) 의 위치 정보를 구할 수 있기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 액체 (LQ) 의 위치 정보에 기초하여 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키고, 액체 (LQ) 가 있는 위치와 액체 회수 기구 (20) 의 액체 회수구 (22) 를 위치 정합한 상태에서 액체 회수 동작을 행할 수 있다. 이것에 의해, 액체 회수 동작의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 물론, 기판 (P) 표면을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 의 전체영역이 액체 회수구 (12) 아래를 통과하도록, 기판 스테이지 (PST) 를 액체 회수구 (12) 에 대하여 이동시키면서 액체를 회수하도록 해도 된다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 검출 장치 (60) 는, 기판 (P) 표면을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상에 있는 액체 (LQ) 의 크기, 나아가서는 액체 (LQ) 의 양에 관한 정보를 구할 수 있다. 따라서, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 액체 (LQ) 의 크기 (양) 에 관한 정보에 기초하여, 액체 회수 기구 (20) 의 회수력 (흡인력) 을 제어하거나, 또는 회수시간 (흡인시간) 을 제어할 수 있다. 예를 들어, 액체 (LQ) 의 크기가 큰 경우 (양이 많은 경우), 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 의 회수력을 상승시키거나, 또는 회수시간을 길게 한다. 이것에 의해, 액체 (LQ) 는 양호하게 회수된다. 한편, 액체 (LQ) 의 크기가 작은 경우 (양이 적은 경우), 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 의 회수력을 저하시키거나, 또는 회수시간을 짧게 한다. 이것에 의해, 액체 회수 동작의 스루풋이 향상된다.
또한, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 기판 (P) 표면을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상에 있는 액체 (LQ) 의 양이, 미리 설정되어 있는 임계값보다 적다고 판단하였을 때나, 액체 (LQ) 가 존재하고 있더라도 계측 처리나 노광 처리에 영향이 적은 위치 (물체 상) 에 액체 (LQ) 가 있다고 판단하였을 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 를 사용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행하지 않도록 하는 것도 가능하다.
기판 (P) 상 및 기판 스테이지 (PST) 상의 액체 (LQ) 를 회수한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 노광 완료된 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 반출 (언로드) 한다 (단계 S6).
기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 를 투영 광학계 (PL) 에 대하여 이간된 위치에 설정되어 있는 언로드 위치로 이동시킨다. 기판 (P) 은 언로드 위치에 있어서 도시 생략의 반송계 (언로더 장치) 에 의해 언로드된다. 또한, 로드 위치와 언로드 위치는 동일한 위치여도 되고 별도의 위치여도 된다.
또한 본 실시형태에 있어서는, 검출 장치 (60) 는, 기판 (P) 표면을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출하고 있지만, 투영 광학계 (PL) 의 선단부보다 하방에 배치되어 있는, 예를 들어 리니어 모터 (47, 48) 나, 리니어 모터 (47) 의 고정자 (47A) 가 형성되어 있는 X 가이드 스테이지 (44) 의 표면이나, 에어 베어링 (42, 51, 52), 또는 기판 스테이지 (PST) 의 측면등에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 수도 있다. 기판 (P) 상이나 기판 스테이지 (PST) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 비산되거나 유출되어, 상기 리니어 모터나 에어 베어링, 또는 X 가이드 스테이지 (44) 의 표면 등에 부착될 가능성이 있다. 예를 들어 X 가이드 스테이지 (44) 의 리니어 모터 (47; 고정자 (47A)) 에 액체 (LQ) 가 부착된 경우, 누전 등의 문제가 발생한다. 또는 에어 베어링 (42) 근방에 액체 (LQ) 가 부착된 경우, 에어 베어링 (42) 의 흡기구 (42A) 에 액체 (LQ) 가 유입되는 문제가 발생한다. 또는, 기판 스테이지 (PST) 의 측면 등에 부착된 액체 (LQ) 를 방치해 두면, 녹이 생기거나, 그 액체 (LQ) 가 기화되어 기판 (P) 이 놓여 있는 환경 변동을 일으킬 가능성도 있다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여 그 부착된 액체 (LQ) 를 검출한다. X 가이드 스테이지 (44) 등 원하는 위치 이외의 위치 (부재) 에 액체 (LQ) 가 부착되어 있는 것은 이상한 것이기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과를 이상한 것으로 판단하였을 때, 소정의 액체 제거 기구 등을 사용하여, 그 액체 (LQ) 를 제거함으로써, 상기 문제의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 리니어 모터 (전자 (電磁) 구동원) 을 비롯한 전기 기기 근방에 액체 (LQ) 가 있는 것을 검출하였을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과가 이상한 것으로 판단하여, 예를 들어 그 전기 기기로의 전력 공급을 정지하도록 해도 된다. 이렇게 함에 따라, 누전의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 예를 들어 에어 베어링 (42) 의 흡기구 (42A) 근방에 액체 (LQ) 가 있는 것을 검출하였을 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 흡기구 (42A) 로부터의 흡기 동작을 정지하도록 해도 된다.
또한, X 가이드 스테이지 (44) 등에 부착되어 있는 액체 (LQ) 를 검출하는 등, 검출 장치 (60) 의 검출 결과가 이상한 것으로 판단하였을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 경보 장치 (K) 를 구동하여 경보를 발하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 예를 들어 오퍼레이터는 노광 장치 (EX) 내부에 있어서, 액체 (LQ) 가 누설되는 등의 이상이 발생한 것을 파악할 수 있기 때문에, 적절한 처치를 행할 수 있다. 경보 장치 (K) 는, 경고등, 경고음, 디스플레이 등을 사용하여 경보를 발할 수 있다. 또한, 검출 장치 (60) 의 검출 결과가 이상한 것으로 판단되었을 때, 예를 들어 컴퓨터 네트워크 등을 통해 오퍼레이터에게 이상이 생겼다는 취지를 전하도록 해도 된다.
또한, 예를 들어 기판 (P) 의 액침 노광 중이나, 기준 부재 (300) 나 상판 (401, 501) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서의 계측 처리 중에 있어, 검출 장치 (60) 가 X 가이드 스테이지 (44) 나 기판 스테이지 (PST) 의 측면 등에 다량의 액체 (LQ) 가 있는 등의 이상을 검출하였을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 상의 액침 영역 (AR2) 으로부터 액체 (LQ) 가 유출되고 있는 등의 이상이 발생하였다고 판단한다. 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과가 이상한 것으로 판단하였을 때, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지하도록 해도 된다. 이것에 의해, 누전이나 유출된 액체 (LQ) 의 확산, 또는 흡기구 (42A) 로의 액체 (LQ) 의 유입 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 이 경우에 있어서도, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과가 이상한 것으로 판단하였을 때, 노광 동작을 정지하도록 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 검출 장치 (60) 를 사용하여 투영 광학계 (PL) 의 선단부보다 하방에 배치되어 있는 기판 (P) 이나 기판 스테이지 (PST), 또는 X 가이드 스테이지 (44) 등의 원하는 위치 또는 원하는 위치 이외의 위치에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 수 있다. 따라서, 예를 들어 원하는 위치 이외의 위치에 액체 (LQ) 가 배치되어 있는 경우에는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 공급 기구 (10) 나 액체 회수 기구 (20) 등의 동작을 제어하거나, 그 액체 (LQ) 를 제거하는 등이 적절한 처리를 행할 수 있어, 액체 (LQ) 의 유출 등과 같은 이상이 생기더라도 피해의 확대를 억제할 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 검출 장치 (60) 의 사출부 (61) 및 수광부 (62) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 외측 (메인 칼럼 (3)) 에 형성되어 있지만, 검출 장치 (60) 의 사출부 (61) 및 수광부 (62) 중 적어도 일방을 기판 스테이지 (PST) 상에 형성하는 것도 가능하다. 한편, 상기 서술한 실시형태와 같이, 검출 장치 (60) 의 사출부 (61) 및 수광부 (62) 를 기판 스테이지 (PST) 의 외측에 형성하고, 기판 스테이지 (PST) 의 외측으로부터 액체 (LQ) 를 광학적으로 (비접촉으로) 검출하는 구성으로 함으로써, 예를 들어 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 를 검출하기 위한 검출 소자나 그 검출 소자에 접속하는 배선이나 각종 부재 (기기) 등을 배치할 필요가 없다. 그 때문에, 기판 스테이지 (PST) 의 이동에 미치는 영향을 적게 할 수 있다.
또한, 검출광 (La) 으로서는 가시광 등을 사용할 수도 있지만, 소정 파장 (소정 파장 대역) 의 적외광을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 검출광 (La) 으로서, 파장이 예를 들어 약 1200㎚, 약 1450㎚, 약 1940㎚, 및 약 2950㎚ 인 적외광을 사용하는 것이 바람직하다. 물 (액체; LQ) 에는, 상기 파장의 광 (적외광) 을 흡수하는 성질이 있기 때문에, 상기 파장을 갖는 검출광 (적외광; La) 을 액체 (LQ) 에 조사하였을 때, 그 검출광 (La) 의 광 에너지가 물 (액체; LQ) 에 흡수되어, 수광부 (62) 에 수광되는 광량이 크게 저하된다. 따라서, 검출광 (La) 이 액체 (LQ) 에 조사되었을 때의 수광부 (62) 에서의 수광량과, 검출광 (La) 이 액체 (LQ) 에 조사되지 않을 때의 수광부 (62) 에서의 수광량의 차이가 커지기 때문에, 검출 장치 (60) 는, 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 보다 고감도로 검출할 수 있다.
또한, 검출광 (La) 으로서 적외광을 사용함으로써, 예를 들어 기판 (P) 상에 부착되어 있는 이물 (파티클) 에 검출광 (La) 이 조사되었을 때의 수광부 (62) 에서의 수광량과, 액체 (LQ) 에 검출광 (La) 이 조사되었을 때의 수광부 (62) 에서의 수광량이 크게 다른 값이 되기 때문에, 검출 장치 (60) 는 파티클과 액체 (LQ) 를 구별할 수 있다. 그리고, 액체 (LQ) 가 있다고 판단하였을 때에는, 액체 공급 기구 (20) 등을 사용하여 액체 (LQ) 를 회수하고, 파티클이 있다고 판단하였을 때에는, 소정의 파티클 제거 기구를 사용하여 그 파티클을 제거하면 된다.
또한, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 이나 기판 홀더 (PH) 의 상면 등에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 때에 있어서, 예를 들어 기판 홀더 (PH) 의 상면으로부터 약간 돌기하는 부재 (예를 들어 기판 (P) 을 유지하는 유지 기구 (핀 척 기구) 의 일부를 구성하는 핀 부재 등) 가 존재하고 있더라도, 검출광 (La) 으로서 적외광을 사용함으로써, 검출 장치 (60) 는, 그 돌기 부재와 액체 (LQ) 를 구별하는 것도 가능해진다. 따라서, 돌기 부재를 액체 (LQ) 라고 잘못 판단하는 문제의 발생을 회피할 수 있기 때문에, 액체 (LQ) 가 없음에도 불구하고, 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행하여 스루풋을 저하시키는 문제의 발생을 회피할 수 있다.
또한 검출광 (La) 으로서 상기 파장을 갖는 적외광을 사용하는 경우, 예를 들어 약 1940㎚ 의 파장을 갖는 적외광 (2㎛ 대 레이저광) 과, 약 2950㎚ 의 파장을 갖는 적외광 (3㎛ 대 레이저광) 을 조합한 2파장 레이저광을 조사하도록 해도 된다. 또는, 서로 다른 파장 (파장 대역) 을 갖는 3개 이상의 복수의 레이저광을 조합한 검출광을 조사하도록 해도 된다.
그런데, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 검출광 (La) 은, 기판 (P) 이나 기판 스테이지 (PST) 등의 물체의 표면과 대략 평행하게 조사되는 구성이고, 그 검출광 (La) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출함으로써, 물체 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출하는 구성이다. 요컨대, 물체 상에 액체 (LQ) 가 있는 경우, 검출광 (La) 을 액체 (LQ) 에 확실하게 조사할 필요가 있다. 그 때문에, 검출 장치 (60) 는, 물체 상에 존재하는 액체 (LQ) 에 검출광 (La) 을 확실하게 조사하기 위해서, 검출광 (La) 이 물체 표면보다 소정 거리 이내의 이간된 영역의 내측을 통과하도록 하고 있다. 구체적으로는, 검출광 (La) 은, 물체 표면으로부터 5.5㎜ 이내의 이간된 영역을 통과하도록 설정되어 있다. 이것에 대하여 도 8 을 참조하면서 설명한다.
도 8 에 있어서, 물체 표면 (도 8 에서는 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) ) 상에는 액체 (LQ) 가 액적 (물방울) 의 상태로 배치되어 있다. 이 때,
cosθ=1-(ρ×g×h2)/(2×σ) ···(1A) 의 관계가 성립한다. 여기서,
θ: 물체 표면에 대한 액체 (LQ) 의 접촉각,
ρ: 액체의 밀도,
h: 액체 (액적) 의 높이,
σ: 표면 장력 계수,
g: 중력 가속도이다. 본 실시형태에 있어서 액체 (LQ) 는 물이기 때문에, ρ=998〔㎏/㎥〕, σ=73×10-3〔N/m〕이다. 상기 (1A) 식을 변형하면,
h=〔(2×σ)×(1-cosθ)/(ρ×g)〕1/2···(2A) 가 된다. 물체 표면이 충분한 발액성을 갖고 있고, θ=180°(cosθ=-1) 로 하면, h=5.46×10-3〔m〕, 즉 약 5.5㎜ 가 된다.
실제로는, 접촉각 θ 는 180°보다 작은 값이기 때문에, 높이 h 의 값도 5.5㎜ 이하가 된다. 예를 들어, 상면 (43) 이 폴리4불화에틸렌 (테플론 (등록상표)) 으로 형성되어 있는 경우, 그 상면 (43) 에 대한 액체 (물; LQ) 의 접촉각 θ 는 약 115°정도이기 때문에, 높이 h 는 약 4.6㎜ 가 된다. 그리고, 높이 h 의 값은, 액체 (LQ) 의 양이 충분하면 그 액체 (LQ) 의 양에 의해서 변화하지 않고 일정한 값이 된다. 그래서, 물체 표면에 대하여 5.5㎜ 이내의 높이의 범위의 영역내를 검출광 (La) 이 통과하도록 설정함으로써, 환언하면, 물체 표면과 그 물체 표면에 대략 평행하게 조사되는 검출광 (La) 과의 거리 D 가 5.5㎜ 이하가 되도록 설정함으로써, 물체 표면에 존재하는 액체 (물; LQ) 에 검출광 (La) 을 확실하게 조사할 수 있다.
그리고, 예를 들어 계측 처리 (단계 S2) 의 전이나 후, 또는 액침 노광 처리 (단계 S4) 의 전이나 후에, 검출광 (La) 을 조사하여 기판 (P) 표면을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상면의 액체 (LQ) 의 유무를 검출하는 경우에는, 검출광 (La) 이, 기판 스테이지 (PST) 상면으로부터 5.5㎜ 이내의 영역을 통과하도록, 기판 스테이지 (PST) 를 Z 축 방향으로 구동하여 그 상면의 위치를 조정하도록 해도 된다. 또는, 사출부 (61) 나 광학 부재 (63) 등을 포함하는 검출 장치 (60) 를 이동시켜 검출광 (La) 의 위치를 조정해도 되고, 기판 스테이지 (PST) 와 검출광 (La) 의 쌍방의 위치를 이동시키도록 해도 된다.
또한, 높이 h 의 값은 물체의 표면 상태 (접촉각 θ) 나, 사용하는 액체 (LQ) 의 종류 (물성) 에 따라 변화하기 때문에, 예를 들어 액체 (LQ) 로서 물 이외의 액체를 사용한 경우에는, 상기 (2A) 식으로부터 높이 h 를 구하고, 그 높이 h 에 기초하여, 거리 D 를 설정하면 된다.
또한, 액체 (LQ) 의 양이 적은 경우 (액적의 크기가 작은 경우) 에는, 그 높이 h 의 값이 작아지는데, 그 경우에 있어서도, 기판 스테이지 (PST) 나 검출광 (La) 의 위치를 조정함으로써, 검출광 (La) 을 기판 스테이지 (PST) 상의 액체 (액적; LQ) 에 조사할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 별도의 실시형태에 관하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는 동일의 부호를 붙여, 그 설명을 간략 또는 생략한다.
도 9 는 본 발명의 별도의 실시형태를 나타내는 사시도이다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 검출 장치 (60) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 외측에 형성된 복수의 사출부 (61A∼61H), 및 이들 사출부 (61A∼61H) 에 대응하도록 형성된 복수의 수광부 (62A∼62H) 를 구비하고 있다. 이들 사출부 (61A∼61H), 및 수광부 (62A∼62H) 는 메인 칼럼 (3) 등에 고정되어 있다.
검출 장치 (60) 는, 각 사출부 (61A∼61H) 의 각각으로부터, XY 평면에 대략 평행한, 즉 기판 (P) 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 에 대략 평행한 검출광 (La) 을 사출한다. 각 사출부 (61A∼61H) 의 각각으로부터 사출된 복수의 검출광 (La) 은, 기판 (P) 상에 형성된 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 의 에지부 (LG) 근방에 대하여 조사된다. 그리고, 검출 장치 (60) 는, 이들 사출부 (61A∼61H) 에 의해서, 서로 다른 복수의 방향으로부터, 액침 영역 (AR2) 의 에지부 (LG) 근방의 복수 위치의 각각에 검출광 (La) 을 조사하고 있다. 구체적으로는, 복수 형성된 사출부 (61A∼61H) 중, 사출부 (61A, 61B) 는 X 축 방향에 대략 평행한 방향으로부터 액침 영역 (AR2) 의 에지부 (LG) 근방에 대하여 검출광 (La) 을 조사하고, 사출부 (61E, 61F) 는 Y 축 방향에 대략 평행한 방향으로부터 검출광 (La) 을 조사한다. 또한, 사출부 (61C, 61D) 는, X 축 (Y 축) 방향에 대하여 경사방향으로부터 액침 영역 (AR2) 의 에지부 (LG) 에 대하여 검출광 (La) 을 조사하고, 사출부 (61G, 61H) 는, 사출부 (61C, 61D) 로부터 사출된 검출광 (La) 과는 다른 경사방향으로부터 검출광 (La) 을 조사한다. 즉, 각 사출부 (61A∼61H) 로부터 사출되는 복수의 검출광 (La) 의 광로는, 액침 영역 (AR2) 의 주위를 둘러싸도록 설정되어 있다.
또한, 사출부 (61A, 61B) 의 각각으로부터 사출된 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (AR2) 을 협지하고 그 액침 영역 (AR2) 의 양측의 에지부 (LG) 근방의 각각에 조사되도록 형성되어 있다. 마찬가지로, 사출부 (61C, 61D) 의 각각으로부터 사출된 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (AR2) 의 양측의 에지부 (LG) 근방의 각각에 조사되고, 사출부 (61E, 61F) 의 각각으로부터 사출된 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (AR2) 의 양측의 에지부 (LG) 근방의 각각에 조사되고, 사출부 (61G, 61H) 의 각각으로부터 사출된 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (AR2) 의 양측의 에지부 (LG) 근방의 각각에 조사되도록 형성되어 있다.
제어 장치 (CONT) 는, 각 사출부 (61A∼61H) 로부터 검출광 (La) 을 사출한 상태에서, 기판 (P) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 그 기판 (P) 에 액체 (LQ) 를 통해 노광광 (EL) 을 조사하여 액침 노광한다. 요컨대, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작과 기판 (P) 의 노광을 병행하여 행한다. 물론, 상기 서술한 계측 처리와 병행하여 검출 동작을 행해도 된다.
여기서, 기판 (P) 상의 액침 영역 (AR2) 이 소정의 위치에 원하는 상태 (원하는 크기 및 형상) 로 형성되어 있을 때, 검출광 (La) 의 광로는, 액침 영역 (AR2) 의 에지부 (LG) 로부터 외측으로 소정 거리 이간된 위치에 설정되어 있다. 즉, 액침 영역 (AR2) 이 원하는 상태로 형성되어 있을 때, 각 사출부 (61A∼61H) 의 각각으로부터 사출된 검출광 (La) 은, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 에 조사되지 않고, 액체 (LQ) 를 통하지 않고 수광부 (62A∼62H) 에 도달하도록 형성되어 있다.
요컨대, 미리 설정되어 있는 액침 영역 (AR2) 의 목표 형상 또는 크기에 따라, 액침 영역 (AR2) 의 에지부 (LG) 근방에 조사되는 복수의 검출광 (La) 의 광로의 각각이 설정되어 있다.
예를 들어 기판 (P) 을 액침 노광 중에 있어, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 형성된 액침 영역 (AR2) 이 미리 설정되어 있는 소정 (소망) 의 크기 이상이 되었을 때, 복수의 검출광 (La) 중 어느 하나의 검출광 (La) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 배치된다. 또한, 기판 (P) 상으로부터 액체 (LQ) 가 유출되거나, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 유지할 수 없고, 투영 광학계 (PL) 의 선단부와 기판 (P) 사이로부터 액체 (LQ) 가 유출되었을 때에도, 검출광 (La) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 배치된다. 그 때문에, 검출 장치 (60) 는, 수광부 (62A∼62H) 의 어느 하나의 수광 결과에 기초하여, 액침 영역 (AR2) 의 크기가 원하는 크기보다 커지거나, 액체 (LQ) 가 유출되는 등의 이상이 생긴 것을 검출할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액침 영역 (AR2) 의 크기를 원하는 크기로 하기 위해, 예를 들어 액체 공급 기구 (10) 에 의한 단위 시간 당 액체 공급량을 저감하거나, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 단위 시간 당 액체 회수량을 늘리는 등의 제어를 행한다. 또한, 제어 장치 (CONT) 는, 액침 영역 (AR2) 이 소정의 크기 이상이 되거나, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 가 유출되는 등, 검출 장치 (60) 의 검출 결과를 이상한 것으로 판단하였을 때, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지한다. 이것에 의해, 액체 (LQ) 의 유출을 방지할 수 있다. 나아가서는, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 기판 스테이지 (PST) 의 이동을 정지하거나, 기판 (P) 에 대한 노광 동작을 정지하도록 해도 된다.
또한, 복수의 검출광 (La) 중 적어도 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (AR2) 의 양측의 에지부 (LG) 근방의 각각에 조사되어 있고, 본 실시형태에 있어서는, 액침 영역 (AR2) 을 둘러싸도록 복수의 검출광 (La) 의 광로가 설정되어 있기 때문에, 액침 영역 (AR2) 으로부터 유출하는 액체 (LQ) 의 방향을 검출할 수도 있다. 따라서, 제어 장치 (CONT) 는, 그 방향으로의 액체 (LQ) 의 유출을 억제하기 위해서, 예를 들어 복수의 액체 공급구 (12A, 12B) 로부터 공급되는 액체 공급량의 각각을 유량 제어기 (16A, 16B) 등을 사용하여 개별적으로 조정하거나, 또는 복수의 액체 회수구 (22A, 22B) 를 통한 액체 회수량의 각각을 개별적으로 조정한다.
또한, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에 있어서, 기판 (P) 을 유지한 기판 스테이지 (PST) 를 고속으로 이동시키면, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 이동하는 기판 (P) 으로 잡아 당겨져 유출되거나, 액침 영역 (AR2) 이 커질 가능성이 있다. 그러한 경우에는, 기판 스테이지 (PST) 의 이동속도를 저하시켜 주면 된다. 이와 같이 기판 스테이지 (PST) 의 이동속도, 또는 이동방향을 조정하는 등 기판 스테이지 (PST) 의 구동제어를 행함으로써, 액체 (LQ) 의 유출을 억제할 수도 있다.
또한, 검출 장치 (60) 에 의해서 액체 (LQ) 가 유출된 방향을 검출하였을 때, 예를 들어 액침 노광 종료 후에 있어서, 유출한 액체 (LQ) 가 액체 회수구 (22) 의 아래에 배치되도록, 액체 (LQ) 가 유출된 방향에 따라 기판 스테이지 (PST) 를 XY 방향으로 이동시켜, 그 액체 (LQ) 를 회수하도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 검출광 (La) 으로서 소정 파장의 적외광을 사용함으로써, 액체 (LQ) 의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 10 은 본 발명의 별도의 실시형태를 나타내는 측면도, 도 11 은 평면도이다. 도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 검출 장치 (60) 는, 사출부 (61) 로부터 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 형성된 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 에 대하여 검출광 (La) 을 조사한다. 본 실시형태에 있어서는, 사출부 (61) 는 Y 축 방향으로 배열된 복수의 검출광 (La) 을 X 축 방향을 따라 조사하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 노광 동작이나 계측 동작과 검출 장치 (60) 에 의한 검출 동작을 병행하여 행하고 있다.
검출 장치 (60) 는, 사출부 (61) 로부터 액침 영역 (AR2) 의 복수 위치의 각각에 조사한 검출광 (La) 의 수광부 (62) 에서의 수광 결과에 기초하여, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 크기를 구할 수 있다.
수광부 (62) 는 상기 복수의 검출광 (La) 에 대응한 복수의 수광 소자를 갖고 있다. 이들 수광 소자의 위치 정보는 설계치 등에 의해서 미리 알고 있다. 사출부 (61) 로부터 사출되는 복수의 검출광 (La) 중, 일부의 검출광 (La1) 이 액침 영역 (AR2) 에 조사되면, 그 검출광 (La1) 에 대응하는 수광부 (62) 의 수광 소자에는 검출광 (La1) 이 도달하지 않거나, 또는 수광 소자에서 수광되는 광량이 저하된다. 한편, 나머지의 일부의 검출광 (La2) 은 액침 영역 (AR2) 을 통하지 않고 수광부 (62) 에 도달한다. 따라서, 검출 장치 (60) 는, 검출광 (La1) 을 수광한 수광부 (62) 의 수광 소자의 수광 결과와, 그 수광 소자의 위치 정보에 기초하여, 액침 영역 (AR2) 의 크기를 구할 수 있다.
또한 본 실시형태에 있어서는, 검출 장치 (60) 는 액체 (LQ) 에 대하여 X 축 방향으로부터 검출광 (La) 을 조사하고 있기 때문에, 액침 영역 (AR2) 의 Y 축 방향에 있어서의 크기를 구할 수 있지만, 액침 영역 (AR2) 에 대하여 Y 축 방향으로부터 검출광 (La) 을 조사함으로써, 액침 영역 (AR2) 의 X 축 방향에 있어서의 크기를 구할 수 있다. 또한, XY 평면내에 있어서 X 축 방향에 대하여 경사방향으로부터 검출광 (La) 을 조사하는 것도 물론 가능하다. 그리고, 액침 영역 (AR2) 에 대하여 복수 방향으로부터 검출광 (La) 을 조사하였을 때의 각각의 수광 결과를 연산 처리함으로써, 검출 장치 (60; 또는 제어 장치 (CONT)) 는 액침 영역 (AR2) 의 형상을 구할 수 있다.
그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 의 검출 결과에 기초하여, 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 중 적어도 일방의 동작을 제어한다. 예를 들어, 액침 영역 (AR2) 이 소정의 크기 이상으로 검출되었을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액침 영역 (AR2) 을 원하는 크기로 하기 위해서, 예를 들어 액체 공급 기구 (10) 에 의한 단위 시간 당 액체 공급량을 감하거나, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 단위 시간 당 액체 회수량을 늘린다. 또는, 액침 영역 (AR2) 이 소정의 크기 이상이라고 검출되었을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지하도록 해도 된다. 반대로, 액침 영역 (AR2) 이 소정의 크기 이하라고 검출되었을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액침 영역 (AR2) 을 원하는 크기로 하기 위해서, 예를 들어 액체 공급 기구 (10) 에 의한 단위 시간 당 액체 공급량을 늘리거나, 액체 회수기구 (20) 에 의한 단위 시간 당 액체 회수량을 줄인다.
또한, 복수의 검출광 (La) 전체의 광로 상에 액체 (LQ) 가 배치되고, 검출광 (La) 이 소정의 광량으로 수광부 (62) 에 수광되지 않을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 상으로부터 액체 (LQ) 가 유출되는 등의 이상이 발생한 것으로 판단한다. 그 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급을 정지한다.
또한, 액침 영역 (AR2) 의 형상이 미리 설정되어 있는 목표 형상과 크게 다를 때에는, 예를 들어 복수의 액체 공급구 (12A, 12B) 로부터 단위 시간 당 공급되는 액체량을 각각 개별적으로 조정하거나, 또는 복수의 액체 회수구 (22A, 22B) 를 통한 단위 시간 당 액체 회수량을 개별적으로 조정하거나, 또는 기판 스테이지 (PST) 의 구동을 제어함으로써, 액침 영역 (AR2) 의 형상을 조정하는 것도 가능하다.
*또한, 본 실시형태에 있어서는, 검출 장치 (60) 는 액침 영역 (AR2) 중 노광광 (EL) 의 광로 상에도 검출광 (La) 을 조사하는 구성이기 때문에, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이에 있는 기체 부분을 검출하는 것도 가능하다. 따라서, 검출 장치 (60) 가 기체 부분을 검출하였을 때, 즉 액침 영역 (AR2) 의 액 끊어짐을 검출하였을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기체 부분을 없애기 위해서, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급량을 늘리거나, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수량을 줄인다. 또는, 기체 부분이 생성된 경우, 패턴 이미지가 기판 (P) 에 양호하게 전사되지 않기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 노광을 정지하도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 사출부 (61) 는 복수 배열된 검출광 (La) 을 조사하고 있지만, 액침 영역 (AR2) 을 덮도록 조사되는 시트 형상 광속이어도 된다. 시트 형상 광속으로서는, 예를 들어 레이저 광원으로부터 사출된 레이저 광속을, 핀 홀이나 실린드리컬 렌즈를 갖는 광학계를 통과시킴으로써 생성되는 이른바 레이저 시트광을 사용할 수 있다.
또한, 시트 형상 광속의 조사 영역으로서는, 적어도 액침 영역 (AR2) 의 목표의 크기 이상의 크기를 갖도록 설정된다. 이렇게 함으로써, 액침 영역 (AR2) 이 원하는 크기인 경우에는, 수광부 (62) 는 검출광 (La2) 을 수광할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 검출광 (La) 으로서 소정 파장의 적외광을 사용함으로써, 액체 (LQ) 의 유무의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 복수의 검출광 (La) 은 수평방향으로 나란히 조사되고 있지만, 수직방향으로 나란히 조사되도 된다. 이렇게 함으로써, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 를 채운 경우에 있어서, 예를 들어 기판 (P) 표면 근방에는 액체 (LQ) 가 배치되어 있는 한편, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 근방에는 기체 부분이 형성되어 있는 상황이 발생한 경우에도, 그 기체 부분을 양호하게 검출할 수 있고, 액체 (LQ) 를 회수한 후에, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 이나 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 부착된 액체를 검출할 수도 있다.
그런데, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 검출광 (La) 은 기판 스테이지 (PST) 상면과 대략 평행하게 조사되고 있지만, 예를 들어 기판 스테이지 (PST) 상에 오목부가 형성되어 있는 경우에 있어서, 그 오목부의 내측 (예를 들어, 기판 홀더 (PH) 상) 에 액체 (LQ) 가 잔류 (부착) 되어 있는 경우, 검출광 (La) 을 기판 스테이지 (PST) 상면과 대략 평행하게 조사하면, 그 오목부의 내측의 액체 (LQ) 를 검출하는 것은 곤란하다. 이 경우, 검출 장치는, 기판 스테이지 (PST) 의 상면에 대하여 수직 상방으로부터, 또는 비스듬한 상방으로부터 검출광 (La) 을 조사한다.
도 12 는 기판 스테이지 (PST) 상에 형성된 오목부 (1) 의 내측에 배치된 액체 (LQ) 를 검출하고 있는 상태를 나타내는 모식도이다. 도 12 에 나타내는 검출 장치 (65) 는, 검출광 (La) 을 조사하는 사출부와, 광을 수광하는 수광부의 기능을 겸비하고 있다. 그리고, 검출 장치 (65) 는, 기판 스테이지 (PST) 상에 형성되고, 기판 홀더 (PH) 가 배치되어 있는 오목부 (1) 에 대하여 상방으로부터 검출광 (La) 을 조사함과 함께, 그 오목부 (1) 로부터의 광을 수광하고, 그 수광 결과에 기초하여, 오목부 (1) 의 내측에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출한다. 검출 장치 (65) 는, 오목부 (1) 에 대하여 상방으로부터 검출광 (La) 을 조사한다.
기판 홀더 (PH) 의 상면 (유지면; PHa) 를 포함하는 오목부 (1) 의 내측에 액체 (LQ) 가 존재하지 않는 경우, 오목부 (1) 에 대하여 조사한 검출광 (La) 의 반사광은 소정의 광 강도로 검출 장치 (65) 에 수광된다. 한편, 오목부 (1) 의 내측에 액체 (LQ) 가 존재하는 경우, 오목부 (1) 에 대하여 조사한 검출광 (La) 은, 액체 (LQ) 로 산란 또는 흡수되기 때문에, 그 반사광은, 상기 소정의 광 강도보다 약한 광 강도로 검출 장치 (65) 에 수광된다. 검출 장치 (65) 는, 반사광의 수광 결과에 기초하여, 오목부 (1) 의 내측에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 오목부 (1; 기판 스테이지 (PST) 상면) 에 검출광 (La) 을 조사할 때에, 검출광 (La) 에 대하여 기판 스테이지 (PST) 를 XY 방향으로 이동시키면서 검출할 수 있다. 물론, 검출 장치 (65) 로부터 사출된 검출광 (La) 을 이동시키면서 검출하는 것도 가능하고, 기판 스테이지 (PST) 및 검출광 (La) 의 쌍방을 이동시키면서 검출하는 것도 가능하다. 이와 같이, 기판 스테이지 (PST) 및 검출 장치 (65) 로부터 사출된 검출광 (La) 중 적어도 어느 일방을 이동시키면서 검출함으로써, 오목부 (1) 의 내측의 넓은 영역에 있어서의 액체 (LQ) 의 유무를 검출할 수 있다.
또한, 이 경우에 있어서도, 검출광 (La) 으로서 소정 파장의 적외광을 사용함으로써, 액체 (LQ) 의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한 오목부로서는, 기판 홀더 (PH) 를 배치하는 오목부에는 한정되지 않고, 기판 스테이지 (PST) 를 비롯한 투영 광학계 (PL) 의 선단부보다 하방에 배치된 물체 상에 형성된 오목부는 모두 포함된다.
그런데, 검출 장치 (65) 는, 오목부 (1) 의 내측의 기판 홀더 (PH) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 수 있지만, 검출 장치 (65) 에 의한 기판 홀더 (PH) 에 대한 검출광 (La) 의 조사는, 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 을 탑재하기 전, 즉 도 7 을 참조하여 설명한 단계 S1 전에 행해지는 것이 바람직하다.
즉, 검출 장치 (65) 에 의해서 기판 홀더 (PH) 상에 액체 (LQ) 가 있음을 검출하였을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 도 13a 에 나타내는 바와 같이, 소정의 액체 제거 기구 (25) 를 사용하여, 그 기판 홀더 (PH) 상의 액체 (LQ) 를 회수한다. 도 13a 에 나타내는 액체 제거 기구 (25) 는, 액체 (LQ) 를 흡인 회수하는 흡인 노즐을 갖고 있다. 흡인 노즐은 기판 홀더 (PH) 의 상방으로부터 접근하여, 기판 홀더 (PH) 상의 액체 (LQ) 를 회수한다. 또한, 액체 제거 기구 (25) 로서는, 기판 홀더 (PH) 상에 기체를 분출하여 액체 (LQ) 를 비산하는 구성이어도 되고, 액체 흡수 부재를 사용하여 액체 (LQ) 를 흡수하는 구성이어도 된다. 그리고, 기판 홀더 (PH) 상의 액체 (LQ) 를 회수한 후, 도 13b 에 나타내는 바와 같이, 로더 장치 (80) 에 의해서 기판 (P) 이 기판 홀더 (PH) 상에 탑재된다.
기판 홀더 (PH) 상에 액체 (LQ) 가 배치되어 있는 상태에서 그 기판 홀더 (PH) 상에 기판 (P) 을 로드하면, 액체 (LQ) 가 윤활막으로서 기능하여, 기판 홀더 (PH) 에 대한 기판 (P) 의 위치 어긋남을 일으키고, 그것에 의하여 노광 정밀도나 계측 정밀도가 열화될 가능성이 있다. 또한, 기판 홀더 (PH) 가 진공 흡착 방식으로 기판 (P) 을 유지하는 구성인 경우, 진공 흡착 구멍을 통해 진공계에 액체 (LQ) 가 유입되는 문제도 생긴다. 그런데, 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 을 탑재하기 전에, 기판 홀더 (PH) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 유무를 검출 장치 (65) 로 검출하여, 액체 (LQ) 를 검출한 경우에는, 액체 제거 기구 (25) 로 액체 (LQ) 를 회수함으로써, 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 을 탑재하였을 때의 기판 홀더 (PH) 에 대하여 기판 (P) 을 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 검출 장치 (65) 에 의한 기판 홀더 (PH) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 검출 동작은, 액침 노광을 종료한 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 반출 (언로드) 한 후, 요컨대 도 7 을 참조하여 설명한 단계 S6 후에 행하는 것도 물론 가능하다. 또한, 액체 제거 기구 (25) 를 로더 장치 (80) 에 장착해도 된다.
또한, 검출 장치 (65) 는, 오목부의 내측에 있어서의 액체 (LQ) 의 유무를 검출하는 것 외에, 기판 (P) 표면이나 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 등 평탄면에 있어서의 액체 (LQ) 의 유무를 검출 가능함은 당연하다. 또한, 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 을 탑재한 상태에서, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출할 때에는, 검출 장치 (65) 에 의한 검출 동작과 기판 (P) 에 대한 노광 동작을 병행하여 행해도 된다.
또한, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 를 기판 스테이지 (PST) 의 플레이트 부재 (43) 에 대하여 Z 축 방향, 및 θX, θY 방향으로 이동 가능하도록 구성한 경우에는, 기판 홀더 (PH) 상의 액체 (LQ) 의 유무를 검출할 때에, 기판 홀더 (PH) 를 구동하는 홀더 구동 기구 (PHL) 을 사용하여, 기판 홀더 (PH) 의 상면 (PHa) 과 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 을 대략 면일하게 하고, 검출광 (La) 을 기판 홀더 (PH) 의 상면 (PHa) 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 과 대략 평행하게 조사하도록 해도 된다.
도 15 는 본 발명의 별도의 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 15 에 있어서, 기판 스테이지 (PST) 에는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 선단부의 광학 소자 (2) 의 하면 (2A), 또는 그 근방에 형성되어 있는 부품으로서의 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (70A) 등에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출하는 검출 장치 (66) 가 형성되어 있다. 검출 장치 (66) 는, 도 12 를 참조하여 설명한 검출 장치 (65) 와 마찬가지로, 검출광 (La) 을 사출하는 사출부와, 광을 수광하는 수광부와의 각각의 기능을 겸비하고 있다. 검출 장치 (66) 의 사출부 및 수광부는, 기판 스테이지 (PST) 중 기판 홀더 (PH) 이외의 위치, 구체적으로는 상면 (43) 에 형성되어 있다.
검출 장치 (66) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 채운 상태에서의 노광 동작의 전 또는 후, 또는 계측 동작의 전 또는 후에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 의 하면 (2A) 이나 유로 형성 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 검출광 (La) 을 조사한다. 그리고, 액체 (LQ) 가 부착되어 있는 경우에는, 소정의 액체 제거 기구에 의해서 액체 (LQ) 를 제거한다. 광학 소자 (2) 등에 부착된 액체 (LQ) 를 방치해 두면, 그 광학 소자 (2) 표면에 물 자국 (이른바 워터 마크) 이 형성되는 문제가 생기지만, 검출 장치 (66) 로 광학 소자 (2) 에 액체 (LQ) 가 부착되어 있는지 여부를 검출하여, 부착되어 있는 경우에는 그 액체 (LQ) 를 제거함으로써, 상기 문제의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 검출 장치 (66) 에 의해서 광학 소자 (2) 에 액체 (LQ) 가 부착되어 있음을 검출하였을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 예를 들어 도 16 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 공급하고 액침 영역 (AR2) 을 형성하여, 광학 소자 (2) 를 젖게 해도 된다. 도 16 에 나타내는 예에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 을 대향시킨 상태에서, 그 투영 광학계 (PL) 와 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 사이에 액체 (LQ) 를 공급함으로써 액침 영역 (AR2) 이 형성되어 있다. 이렇게 함으로써도, 워터 마크가 형성되는 문제를 방지할 수 있다.
노광 처리 완료된 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드할 때, 기판 (P) 은 예를 들어 기판 홀더 (PH) 에 형성되어 있는 리프트 기구에 의해서 기판 홀더 (PH; 기판 스테이지 (PST)) 에 대하여 상승되고, 기판 (P) 의 이면과 기판 홀더 (PH) 의 유지면 (PHa) 이 이간된다. 이 때, 검출 장치 (66) 를 사용하여, 상승된 기판 (P) 의 이면에 액체 (LQ) 가 부착되어 있는지 여부를 검출해도 된다. 이 경우, 검출 장치 (66) 로서, 기판 (P) 의 이면에 비스듬한 하방으로부터 검출광을 조사하는 조사부와 그 반사광을 수광하는 수광부를 구비해 두고, 수광부의 수광 결과에 기초하여 기판 (P) 의 이면에 액체가 부착되어 있는지 여부를 검출하면 된다. 또는 검출 장치 (66) 로서, 기판 (P) 의 이면을 촬상 가능한 촬상 장치 (CCD 등) 를 구비해 두고, 화상 처리에 의해서 기판 (P) 의 이면에 액체가 부착되어 있는지 여부를 검출하도록 해도 된다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 이면에 액체 (LQ) 가 부착되어 있을 때, 소정의 액체 제거 기구에 의해서 기체를 분출하는 등에 의해 기판 (P) 의 이면의 액체 (LQ) 를 제거한다. 이렇게 함에 따라, 예를 들어 언로더 장치가 기판 (P) 의 이면을 진공 흡착 구멍을 통해 흡착 유지하는 구성이더라도, 진공 흡착 구멍의 내부에 액체 (LQ) 가 침입하거나, 액체 (LQ) 가 윤활막이 되어 기판 (P) 의 위치 어긋남을 일으키는 등의 문제를 회피할 수 있어, 언로더 장치의 지지면에 대하여 기판 (P) 을 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 기판 (P) 의 이면에 부착된 액체가 검출된 경우에는, 그 기판 (P) 의 언로드 (반출) 를 중지하여, 예를 들어 경고 등을 발하여, 오퍼레이터가 기판 (P) 을 취출하도록 해도 된다. 이 경우도 언로드 장치로의 액체의 부착 등을 방지할 수 있다.
또한, 기판 (P) 의 이면에 액체가 부착되어 있는지 여부의 검출은, 기판 스테이지 (PST) 로부터 기판 (P) 을 반출한 후, 즉 도시 생략의 언로드 장치가 기판 (P) 을 받아들이고 나서 행하도록 해도 된다. 그리고, 기판 (P) 이면의 액체의 부착이 검출되었을 때에는, 액체 제거 또는 경고 등을 행하도록 하면 된다. 단, 이 경우에는, 도시 생략의 언로드 장치에 액체가 부착되었을 가능성이 있으므로, 언로드 장치의 액체 제거 또는 클리닝을 행할 필요가 있다.
도 17 은 본 발명의 별도의 실시형태를 나타내는 사시도, 도 18a 는 도 17 을 화살표 A 방향에서 본 측면도, 도 18a 는 도 17 의 B-B' 화살표 방향에서 본 단면도이다. 도 17 및 도 18a, 18a 에 있어서, 검출 장치 (60) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 에 대하여 Z 축 방향으로 복수 배열된 검출광 (La) 을 사출하는 사출부 (61K) 와, 검출광 (La) 에 대하여 소정 위치에 배치된 수광부 (62K) 를 구비하고 있다. 수광부 (62K) 는, 사출부 (61K) 로부터 사출되는 복수의 검출광 (La) 에 대응한 복수의 수광 소자를 갖고 있다.
사출부 (61K) 및 수광부 (62K) 는, 예를 들어 메인 칼럼 (3) 에 고정되어 있고, 사출부 (61K) 로부터 사출된 검출광 (La) 은, 투영 광학계 (PL) 와는 이간된 위치를 통과하도록 설정되어 있다. 또한, 사출부 (61K) 및 수광부 (62K) 는, 예를 들어 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 에 로드하는 로드 위치나 언로드하는 언로드 위치 근방, 또는 로드 위치와 노광 위치 (투영 광학계 (PL) 의 아래의 위치) 사이의 소정의 위치, 또는 언로드 위치와 노광 위치 사이의 소정의 위치에 형성할 수 있다.
도 6 등을 참조하여 설명한 실시형태에 있어서는, 수평방향 (XY 방향) 으로 복수 배열된 검출광 (La) 을 조사함으로써, 액체 (LQ) 의 수평방향에 있어서의 크기나 형상을 검출하고 있지만, 본 실시형태에 있어서는, 수직방향 (Z 축 방향) 에 복수 배열된 검출광 (La) 을 조사하고 있기 때문에, 검출 장치 (60) 는, 수광부 (62K) 의 수광 결과에 기초하여, 액체 (액적; LQ) 의 높이를 구할 수 있다.
제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여 상면 (43) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 높이 h 를 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여, 도 18a 에 나타내는 바와 같이, 상면 (43) 에 대한 액체 (LQ) 의 접촉각 θ 를 구하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여 액체 (LQ) 의 높이 h 를 검출한 후, 상기 (1A) 식 등에 기초하여, 접촉각 θ 를 산출할 수 있다.
또한, 도 17 에 나타내는 실시형태에 있어서는, 검출광 (La) 은 Y 축 방향에 대략 평행하게 조사되어 있지만, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 를 검출광 (La) 의 광로와 교차하는 방향인 X 축 방향으로 이동시키면서 검출광 (La) 을 조사할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 복수의 위치에 따른 수광부 (62K) 의 복수의 수광 결과를 연산 처리함으로써, 기판 스테이지 (PST) 상에 있는 액체 (액적; LQ) 의 Z 축 방향에 관한 형상을 구할 수 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 구한 액체 (액적; LQ) 의 형상에 기초하여, 도 18a 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 에 대한 액체 (LQ) 의 친화성, 구체적으로는 상면 (43) 에 대한 액체 (LQ) 의 접촉각 θ 를 구할 수 있다.
그런데, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43; 투영 광학계 (PL) 의 하면 (2A) 과 대향하는 물체의 면) 은 발액성인 것이 바람직하다. 상면 (43) 이 발액성인 것에 의해, 상면 (43) 에 액체 (LQ) 가 잔류하고 있는 경우라도 그 액체 (LQ) 를 원활히 회수할 수 있다. 또한, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 형성되는 기판 (P) 표면, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A), 조도 불균일 센서 (400) 의 상면 (401A), 공간 이미지 계측 센서 (500) 의 상면 (501A) 등도 발액성인 것이 바람직하다. 이들 상면이나 기판 (P) 표면을 발액성으로 함으로써, 투영 광학계 (PL) 와의 사이에서 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 형성할 수 있고, 또한 액체 (LQ) 를 원활히 회수할 수 있다. 또한, 기판 (P) 표면을 발액성으로 함으로써, 그 기판 (P) 을 이동시키면서 액침 노광할 때에도, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이에 형성된 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 유지할 수 있다. 마찬가지로, 각 상면 (301A, 401A, 501A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키면서 계측 처리를 행하는 것도 생각되어지지만, 상면 (301A, 401A, 501A) 을 발액성으로 함으로써, 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 유지할 수 있다.
그런데, 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 이나, 상판 (401, 501) 의 상면 (401A, 501A) 등을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 의 상면의 발액성은, 시간이 경과함에 따라 열화될 가능성이 있다. 예를 들어, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 등을 발액성으로 하기 위해서 발액성 재료를 도포하거나, 또는 상기 부재나 상판 등을 발액성 재료로 형성한 경우, 노광광 (EL) 이 조사되면, 그 발액성이 열화될 가능성이 있다. 특히, 발액성 재료로서 예를 들어 불소계 수지를 사용하고, 노광광 (EL) 으로서 자외광을 사용한 경우, 기판 스테이지 (PST) 상면 등의 발액성은 열화되기 쉽다 (친액화되기 쉽다). 그러면, 액체 (LQ) 가 기판 스테이지 (PST) 상에 잔류하기 쉬워져, 노광 정밀도나 계측 정밀도의 열화를 초래하게 된다.
그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 상기 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 이나 상판 (401, 501) 의 상면 (401A, 501A) 등을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 에 대한 액체 (LQ) 의 접촉각 θ, 즉 상면 (43) 에 대한 액체 (LQ) 의 친화성을 정기적으로 구한다. 접촉각 θ 를 구함으로써, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 의 발액성 레벨을 파악할 수 있다. 그리고, 구한 접촉각 θ (발액성 레벨) 가, 미리 설정되어 있는 접촉각 (발액성 레벨) 의 허용치 이하인 경우, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (43) 에 대하여 적절한 처치가 행해진다.
예를 들어, 기판 스테이지 (PST) 에 대하여 교환 가능하도록 배치되어 있는 기준 부재 (300) 의 상면 (301A) 에 대한 액체 (LQ) 의 접촉각 θ 를 검출하였을 때, 상기 허용치 이하인 경우에는, 그 기준 부재 (300) 는, 충분한 발액성을 갖고 있는 별도의 (새로운) 기준 부재 (300) 와 교환된다.
마찬가지로, 상판 (401) 의 상면 (401A) 이나 상판 (501) 의 상면 (501A) 에 대한 액체 (LQ) 의 접촉각 θ 를 검출하였을 때, 상기 허용치 이하인 경우에는, 그 상판 (401) 또는 상판 (501) 은, 충분한 발액성을 갖고 있는 별도의 (새로운) 상판 (401, 501) 과 교환된다.
또는, 상면 (43) 에 대한 액체 (LQ) 의 접촉각 θ 를 검출하고, 그 검출된 접촉각 θ 에 기초하여, 기판 스테이지 (PST) 중 상면 (43) 을 갖는 플레이트 부재 (43P) 를 교환하는 것도 가능하다.
또한, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (60) 를 사용하여, 기판 스테이지 (PST) 상에 유지된 기판 (P) 표면에 대한 접촉각 θ 를 검출하는 것도 물론 가능하다.
또한, 기판 스테이지 (PST) 를 경사시킨 상태에서 도 17 에 나타낸 검출 장치 (60) 를 사용하여 액체 (LQ) 방울의 형상을 구함으로써, 기판 스테이지 (PST; 기판 (P)) 상에 있어서의 액체 (LQ) 의 동적인 접촉각이나 전락각 (轉落角) 을 구할 수도 있다.
또한, 상면 (43) 등에 대한 액체 (LQ) 의 접촉각 θ 를 검출하는 때에는, 예를 들어 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급구 (12) 로부터 상면 (43) 상에 소량의 액체 (액적) 을 공급하고, 그 상면 (43) 에 배치된 액체 (LQ) 가, 사출부 (61K) 로부터 사출되는 검출광 (La) 의 광로 상에 배치되도록, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜주면 된다.
또한, 기판 (P) 표면이나 상면 (301A, 401A, 501A) 을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상면이 충분한 발액성을 갖고 있지 않는 경우, 상기 서술한 바와 같이, 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 유지하는 것이 곤란해져, 예를 들어 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 유출되는 문제가 발생할 가능성이 있다. 그래서, 검출된 접촉각 θ 에 기초하여, 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수기구 (20) 중 적어도 일방의 동작을 제어함으로써, 상기 문제의 발생을 회피할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치 (CONT) 는, 검출된 접촉각 θ 에 기초하여, 기판 (P) 표면의 발액성 레벨이 낮다록 판단하였을 때에는, 기판 (P) 을 이동시키면서 액침 노광할 때의, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급량을 저감하거나, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수량 (회수력) 을 증가시키는 등의 제어를 행한다.
또는, 제어 장치 (CONT) 는, 검출된 접촉각 θ 에 기초하여, 기판 (P) 을 이동시키면서 액침 노광할 때의, 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동속도를 조정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 기판 (P) 상의 발액성 레벨이 낮다고 판단하였을 때에는, 제어 장치 (CONT) 는 기판 (P) 의 이동속도를 느리게 한다. 이것에 의해, 액체 (LQ) 가 원하는 영역으로부터 유출될 가능성을 저감할 수 있다.
또한, 기판 (P) 표면의 접촉각 θ (발액성 레벨) 에 따라 액침 영역 (AR2) 의 압력이 변화할 가능성도 있어, 압력 변동이 생기면, 기판 (P) 이나 기판 스테이지 (PST) 를 조금이나마 변형시킬 가능성이 생긴다. 예를 들어 발액성 레벨이 높으면 액침 영역 (AR2) 은 양압화되고, 발액성 레벨이 낮으면 액침 영역 (AR2) 은 부압화된다. 그래서, 검출된 접촉각 θ 에 기초하여, 기판 (P) 이나 기판 스테이지 (PST) 에 미치는 힘을 저감하도록, 액체 공급량이나 액체 회수량을 조정하도록 해도 된다.
또한 본 실시형태에 있어서도, 검출광 (La) 으로서 소정 파장의 적외광을 사용함으로써, 접촉각 θ 의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서, 검출 장치 (60) 로서, 촬상 장치를 적용할 수도 있어, 오퍼레이터 등이 기판 스테이지 (PST; 기판 (P)) 상에 배치되어 있는 액체나 부착되어 있는 액체의 상태를 용이하게 파악할 수 있다.
또한 본 발명은, 웨이퍼 등의 피처리 기판을 따로따로 탑재하여 XY 방향으로 독립하여 이동할 수 있는 2개의 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 트윈 스테이지형의 노광 장치는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응 미국특허 6,341,007, 6,400,441, 6,549,269 및 6,590,634), 일본 특허공표공보 2000-505958호 (대응 미국특허 5,969,441) 또는 미국특허 6,208,407 에 개시되어 있고, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령에서 허용되는 한, 이들 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
도 19 는 트윈 스테이지형 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도이다. 트윈 스테이지형 노광 장치는 공통되는 베이스상을 각각 독립적으로 이동 가능한 제 1, 제 2 기판 스테이지 (PST1, PST2) 를 구비하고 있다. 트윈 스테이지형 노광 장치는, 노광 스테이션 (ST1) 과 계측·교환 스테이션 (ST2) 을 갖고 있고, 노광 스테이션 (ST1) 에는, 도 1 을 참조하여 설명한 바와 같은, 조명 광학계 (IL), 마스크 스테이지 (MST), 및 투영 광학계 (PL) 등이 탑재되어 있다. 또한, 계측·교환 스테이션 (ST2) 에는, 기판 얼라인먼트계나 포커스·레벨링 검출계 등의 각종 계측계가 탑재되어 있다.
이러한 트윈 스테이지형 노광 장치의 기본적인 동작으로서는, 예를 들어 노광 스테이션 (ST1) 에 있어서 제 2 기판 스테이지 (PST2) 상의 기판 (P) 의 노광 처리 중에, 계측·교환 스테이션 (ST2) 에 있어서, 제 1 기판 스테이지 (PST1) 상의 기판 (P) 의 교환 및 계측 처리가 행해진다. 그리고, 각각의 작업이 종료하면, 제 2 기판 스테이지 (PST2) 가 계측·교환 스테이션 (ST2) 으로 이동하고, 그것과 병행하여 제 1 기판 스테이지 (PST1) 가 노광 스테이션 (ST1) 으로 이동하고, 이번에는 제 2 기판 스테이지 (PST2) 에 있어서 계측 및 교환 처리가 행해지고, 제 1 기판 스테이지 (PST1) 상의 기판 (P) 에 대하여 노광 처리가 행해진다.
노광 스테이션 (ST1) 에 있어서 노광 처리를 종료하고, 계측·교환 스테이션 (ST2) 으로 이동한 기판 스테이지 (PST) 는, 노광 처리 완료된 기판 (P) 을 언로드하기 위해서, 언로드 위치 ST3 까지 이동한다. 그리고, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 상이나 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출하는 검출 장치 (60) 는, 노광 처리를 종료한 기판 스테이지 (PST2) 가 언로드 위치 ST3 로 이동하기까지의 동안의 위치에 형성되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 노광 처리를 종료한 기판 스테이지 (PST) 를 언로드 위치 ST3 로 이동하기까지의 사이에, 검출 장치 (60) 를 사용하여 기판 (P) 이나 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 (LQ) 가 있는지 여부를 검출한다. 검출 장치 (60) 를 사용하여 액체 (LQ) 의 유무를 검출할 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 를 언로드 위치 ST3 까지 이동시키면서, 사출부 (61) 로부터 검출광 (La) 을 사출한다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 를 일단 정지시킨 상태에서, 검출광 (La) 을 사출해도 된다. 그리고, 검출 장치 (60) 가 액체 (LQ) 를 검출하지 않았을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 를 언로드 위치 ST3 까지 이동시키고, 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 을 언로드 장치로 언로드한다. 한편, 검출 장치 (60) 가 액체 (LQ) 를 검출하였을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 예를 들어 언로드 위치 ST3 등에 미리 형성되어 있는 소정의 액체 제거 기구를 사용하여 그 액체 (LQ) 를 제거하는 것도 가능하고, 기판 스테이지 (PST) 를 계측·교환 스테이션 (ST2) 또는 노광 스테이션 (ST1) 까지 되돌려, 노광 스테이션 (ST1) 이나 계측·교환 스테이션 (ST2) 에 미리 형성되어 있는 소정의 액체 제거 기구를 사용하여 그 액체 (LQ) 를 제거하는 것도 가능하다. 그리고, 액체 (LQ) 가 제거되었음이 확인된 후, 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (PST) 를 언로드 위치 ST3 까지 이동시키고, 기판 (P) 을 언로드한다. 이 경우, 검출 장치 (60) 를, 도 17 에 나타나 있는 바와 같은 구성으로 하여, 액체 (LQ) 의 유무뿐만 아니라, 액체 (LQ) 의 접촉각 θ 를 계측하도록 해도 된다.
또한, 본 발명은, 웨이퍼 등의 피처리 기판을 유지하여 이동 가능한 노광 스테이지와, 각종 기준 부재나 계측 센서 등의 계측 부재를 구비한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 상기 서술한 실시형태에 있어서 기판 스테이지 (PST) 에 배치되어 있는 기준 부재나 각종 계측 센서의 적어도 일부를 계측 스테이지에 배치할 수 있고, 검출 장치 (60) 는 계측 스테이지 상의 액체 (LQ) 의 검출에 사용할 수 있다. 노광 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평11-135400호에 기재되어 있고, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령에서 허용되는 한, 이 문헌의 기재 내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 액체 (LQ) 는 순수에 의해 구성되어 있다. 순수는, 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량에 입수할 수 있음과 동시에, 기판 (P) 상의 포토 레지스트나 광학 소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없는 이점이 있다. 또한, 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 등에서 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 대략 1.44 라고 일컬어지고 있고, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 을 사용한 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 134㎚ 로 단파장화되어 높은 해상도가 얻어진다. 또한, 초점 심도는 공기 중에 비하여 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 더욱 증가시킬 수 있어, 이 점에서도 해상도가 향상된다.
또한, 상기 서술한 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 의해서 결상 성능이 악화되는 경우도 있기 때문에, 편광 조명을 사용하는 것이 바람직하다. 그 경우, 마스크 (레티클) 의 라인 앤드 스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향에 맞춘 직선 편광 조명을 행하고, 마스크 (레티클) 의 패턴으로부터는, S 편광 성분 (TE 편광 성분), 즉 라인 패턴의 길이방향을 따른 편광방향 성분의 회절광이 많이 사출되도록 하면 된다. 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트 사이가 액체로 채워져 있는 경우, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트 사이가 공기 (기체) 로 채워져 있는 경우에 비하여, 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. 또한, 위상 시프트 마스크나 일본 공개특허공보 평6-188169호에 개시되어 있는 바와 같은 라인 패턴의 길이방향에 맞춘 사입사 (斜入射) 조명법 (특히 다이폴 조명법) 등을 적절히 조합하면 더욱 효과적이다.
*또한, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하고, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하여, 미세한 라인 앤드 스페이스 패턴 (예를 들어 25∼50㎚ 정도의 라인 앤드 스페이스) 을 기판 (P) 상에 노광하는 경우, 마스크 (M) 의 구조 (예를 들어 패턴의 미세도나 크롬의 두께) 에 따라서는, 도파관 (Wave guide) 효과에 의해 마스크 (M) 가 편광판으로서 작용하여, 콘트라스트를 저하시키는 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 마스크 (M) 로부터 많이 사출되게 되므로, 상기 서술한 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. 또한, 마스크 (M) 상의 극미세한 라인 앤드 스페이스 패턴을 기판 (P) 상에 노광하는 것과 같은 경우, Wire Grid 효과에 의해 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 이 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 보다 커질 가능성도 있는데, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하고, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하여, 25㎚ 보다 큰 라인 앤드 스페이스 패턴을 기판 (P) 상에 노광하는 경우에는, S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다 마스크 (M) 로부터 많이 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 길이방향에 맞춘 직선 편광 조명 (S 편광 조명) 뿐만 아니라, 일본 공개특허공보 평6-53120호에 개시되어 있는 바와 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 (주위) 방향에 직선 편광하는 편광 조명법과 사입사 조명법의 조합도 효과적이다. 특히, 마스크 (레티클) 의 패턴이 소정의 1방향으로 연장되는 라인 패턴뿐만 아니라, 복수의 다른 방향으로 연장되는 라인 패턴이 혼재하는 경우에는, 동일하게 일본 공개특허공보 평6-53120호에 개시되어 있는 바와 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선방향에 직선 편광하는 편광 조명법과 윤대 조명법을 병용함으로써, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 큰 경우에도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다.
본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 광학 소자 (2) 가 장착되어 있으며, 이 렌즈에 의해 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 의 조정을 행할 수 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 장착하는 광학 소자로서는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성의 조정에 사용하는 광학 플레이트여도 된다. 또는 노광광 (EL) 을 투과 가능한 평행 평면판이어도 된다.
또한, 액체 (LQ) 의 흐름에 의해서 생기는 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학 소자를 교환 가능하게 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해서 광학 소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정시켜도 된다.
또한, 상기 서술한 액침법을 적용한 노광 장치는, 투영 광학계 (PL) 의 종단광학 소자 (2) 의 광사출측의 광로 공간을 액체 (순수) 로 채워 기판 (P) 을 노광하는 구성으로 되어 있지만, 국제공개 2004/019128호에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 종단 광학 소자 (2) 의 광입사측의 광로 공간도 액체 (순수) 로 채우도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이는 액체 (LQ) 로 채워져 있는 구성이지만, 예를 들어 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 장착한 상태에서 액체 (LQ) 를 채우는 구성이어도 된다.
또한, 본 실시형태의 액체 (LQ) 는 물이지만, 물 이외의 액체여도 되고, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체 (LQ) 로서는 F2 레이저광을 투과 가능한 예를 들어, 과불화폴리에테르 (PFPE) 나 불소계 오일 등의 불소계 유체여도 된다. 이 경우, 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분에는, 예를 들어 불소를 함유하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또한, 액체 (LQ) 로서는, 그 외에도, 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있어 가능한 한 굴절률이 높고, 투영 광학계 (PL) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토 레지스트에 대하여 안정적인 것 (예를 들어 시더유 (ceder oil)) 을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에도 표면 처리는 사용하는 액체 (LQ) 의 극성에 따라 행해진다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 종단 광학 소자 (2) 의 노광광 (EL) 에 대한 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 액체를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로서는, 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, 규소 웨이퍼) 등이 적용된다.
노광 장치 (EX) 로서는, 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 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하고, 기판 (P) 을 순차 단계 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 기판 (P) 상에서 적어도 2개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하는 스텝 앤드 스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있지만, 노광 대상의 기판의 표면 전체가 액체로 덮이는 액침 노광 장치에도 본 발명을 적용 가능하다. 노광 대상의 기판의 표면 전체가 액체로 덮이는 액침 노광 장치의 구조 및 노광 동작은, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-124873호, 일본 공개특허공보 평10-303114호, 미국특허 제5,825,043호 등에 상세히 기재되어 있고, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령에서 허용되는 한, 이 문헌의 기재 내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
노광 장치 (EX) 의 종류로서는, 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 (USP5,623,853 또는 USP5,528,118 참조) 를 사용하는 경우는, 에어 베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형 중 어느 쪽을 사용해도 된다. 또한, 각 스테이지 (PST, MST) 는, 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 형성하지 않는 가이드리스 (guideless) 타입이어도 된다.
각 스테이지 (PST, MST) 의 구동기구로서는, 2차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과, 2차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시켜 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동하는 평면 모터를 사용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 어느 일방을 스테이지 (PST, MST) 에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛의 타방을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측에 형성하면 된다.
기판 스테이지 (PST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전달되지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-166475호 (USP5,528,118) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가게 해도 된다.
마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전달되지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-330224호 (USP5,874,820) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가게 해도 된다.
이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원 특허청구의 범위에 예로 든 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 관해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 관해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 관해서는 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 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있음은 당연하다. 각종 서브 시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해져, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 행하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 행하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상기 서술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 노광 처리 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.
검출 장치를 사용하여, 투영 광학계의 선단보다 하방에 배치된 물체 상에 있어서의 액체의 유무나 액침 영역의 상태, 또는 액체의 형상이나 접촉각을 검출함으로써, 그 검출 결과에 기초하여 높은 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지하기 위한 최적의 처치를 행할 수 있다. 예를 들어 원하는 위치에 액침 영역이 형성되어 있지 않은 경우에는, 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 원하는 위치에 액체를 배치하기 위한 적절한 처치를 행하면 된다. 또한, 원하는 위치 이외의 위치에 액체가 유출·부착되어 있는 경우에는, 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 예를 들어 액체의 공급을 멈추거나, 그 액체를 제거하는 등 적절한 처치를 행하면 된다. 이로써, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.
1: 오목부 2: 광학 소자
10: 액체 공급 기구 20: 액체 회수 기구
43: (기판 스테이지) 상면 60: 검출 장치
61: 사출부 62: 수광부
63, 64: 광학 부재 (절곡부) 65, 66: 검출 장치
300: 기준 부재 301A: 상면
401: 상판 401A: 상면
501: 상판 501A: 상면
AR1: 투영 영역 AR2: 액침 영역
CONT: 제어 장치 EL: 노광광
EX: 노광 장치 K: 경보 장치
La: 검출광 LG: 에지부
LQ: 액체 P: 기판
PH: 기판 홀더 PL: 투영 광학계
PST: 기판 스테이지

Claims (48)

  1. 투영 광학계와 액체를 통해 기판 상에 노광광을 조사하여 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 투영 광학계의 선단보다 하방에서 이동 가능한 물체 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부를 검출하는 검출 장치를 구비하고,
    상기 검출 장치는, 상기 투영 광학계와 상기 물체 사이에 액체의 액침 영역이 있을 때에, 상기 물체 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부를 검출 가능한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 장치는, 상기 물체 상에 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광을 수광하는 수광부를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 장치는, 상기 물체 상에 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광을 사출 가능한 사출부를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 사출되는 광과 상기 물체를 상대적으로 이동하면서, 상기 물체 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부가 검출되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 사출되는 광은, 상기 물체 표면과 평행하게 조사되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 사출되는 광은, 상기 물체 표면으로부터 5.5 mm 이내의 이간된 영역을 통과하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 검출 장치는, 상기 물체 표면에 대하여 상기 물체 상에 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 검출 장치는, 수광부를 갖고,
    상기 수광부는 상기 물체 표면으로부터의 광을 수광하고, 이 수광 결과에 기초하여 상기 물체 표면에 잔류하는 액체가 있는지 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 물체 상에 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광은, 소정 파장의 적외광인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체 상에 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광은, 복수로 나란히 사출되는 노광 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 사출되는 광의 광로는, 상기 액침 영역을 둘러싸도록 배치되는 노광 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체는, 상기 기판을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지, 또는 상기 기판 스테이지에 유지된 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 물체는 상기 기판이며, 상기 기판 상에 상기 액침 영역을 통해 상기 노광광이 조사되고 있을 때에, 상기 기판 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부가 검출되는 노광 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 물체는 상기 기판 스테이지이며, 상기 기판 스테이지 상의 평탄면 상에 상기 액침 영역이 위치할 때에, 상기 기판 스테이지 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부가 검출되는 노광 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지의 평탄면은, 상기 기판 스테이지에 형성되는 계측 부재의 상면을 포함하는 노광 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지의 평탄면은, 상기 기판 스테이지에 유지된 기판의 표면과 동일한 높이인 노광 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 계측 부재의 상면은, 상기 기판 스테이지에 유지된 기판의 표면과 동일한 높이인 노광 장치.
  18. 투영 광학계와 액체를 통해 기판 상에 노광광을 조사하여 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 사용되는 액체 검출 방법에 있어서,
    상기 투영 광학계의 선단보다 하방에서 이동 가능한 물체와 상기 투영 광학계 사이에 액체의 액침 영역이 있을 때에, 상기 물체 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 액체 검출 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광이 수광부에서 수광됨으로써, 상기 잔류하는 액체가 있는지 여부가 검출되는 것을 특징으로 하는 액체 검출 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광이 사출부로부터 사출되어, 상기 잔류하는 액체가 있는지 여부가 검출되는 액체 검출 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 사출되는 광과 상기 물체를 상대적으로 이동하면서 상기 물체 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 액체 검출 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 사출되는 광은, 상기 물체 표면과 평행하게 조사되는 것을 특징으로 하는 액체 검출 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 사출되는 광은, 상기 물체 표면으로부터 5.5 mm 이내의 이간된 영역을 통과하는 것을 특징으로 하는 액체 검출 방법.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 물체 상에 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광은, 상기 물체 표면에 대하여 조사되는 것을 특징으로 하는 액체 검출 방법.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 사출되는 광은, 소정 파장의 적외광인 것을 특징으로 하는 액체 검출 방법.
  26. 제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체 상에 잔류하는 액체를 검출하기 위한 광은, 복수로 나란히 사출되는 액체 검출 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 사출되는 광의 광로는, 상기 액침 영역을 둘러싸도록 배치되는 액체 검출 방법.
  28. 제 18 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체는, 상기 기판을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지, 또는 상기 기판 스테이지에 유지된 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 검출 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 물체는 상기 기판이며, 상기 기판 상에 상기 액침 영역을 통해 상기 노광광이 조사되고 있을 때에, 상기 기판 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부가 검출되는 액체 검출 방법.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 물체는 상기 기판 스테이지이며, 상기 기판 스테이지 상의 평탄면 상에 상기 액침 영역이 위치할 때에, 상기 기판 스테이지 상에 잔류하는 액체가 있는지 여부가 검출되는 액체 검출 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지의 평탄면은, 상기 기판 스테이지에 형성되는 계측 부재의 상면을 포함하는 액체 검출 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지의 평탄면은, 상기 기판 스테이지에 유지된 기판의 표면과 동일한 높이인 액체 검출 방법.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 계측 부재의 상면은, 상기 기판 스테이지에 유지된 기판의 표면과 동일한 높이인 액체 검출 방법.
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