KR101511876B1 - 기판 유지 장치 및 그것을 구비하는 노광 장치, 노광 방법, 디바이스 제조 방법, 그리고 발액 플레이트 - Google Patents

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Abstract

기판 홀더 (PH) 는, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 또한 기판 (P) 을 흡착 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 또한 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된 기판 (P) 의 근방에 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고 있다. 기판 홀더 (PH) 를 구비하는 노광 장치는, 플레이트의 교환이 용이하고, 메인터넌스가 용이하다. 따라서, 액침 노광에 적합하다.

Description

기판 유지 장치 및 그것을 구비하는 노광 장치, 노광 방법, 디바이스 제조 방법, 그리고 발액 플레이트{SUBSTRATE HOLDING DEVICE, EXPOSURE APPARATUS HAVING SAME, EXPOSURE METHOD, METHOD FOR PRODUCING DEVICE, AND LIQUID REPELLENT PLATE}
본 발명은, 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치 및 그것을 구비하는 노광 장치, 노광 방법, 디바이스 제조 방법, 그리고 발액 플레이트에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성 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 통해서 기판에 전사하는 것이다. 최근, 디바이스 패턴이 보다 더 고집적화되는 것에 대응하기 위해 투영 광학계의 고해상도화에 추가적인 향상이 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 개구수 (開口數) 도 증대되고 있다. 그리고, 현재 주류인 노광 파장은 KrF 엑시머 레이저의 248㎚ 이지만, 더욱 단파장인 ArF 엑시머 레이저의 193㎚ 도 실용화되고 있는 중이다. 또한, 노광할 때에는, 해상도와 마찬가지로 초점 심도 (DOF) 도 중요해진다. 해상도 (R) 및 초점 심도 (δ) 는 각각 이하의 식으로 표시된다.
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 국제 공개 제99/49504호 공보에 개시되어 있는 액침법 (液浸法) 이 제안되어 있다. 이 액침법은, 투영 광학계의 하면 (下面) 과 기판 표면의 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.
그런데, 도 18 에 나타낸 바와 같이, 기판 (P) 을 액침 노광하는 경우에는, 투영 광학계의 투영 영역 (AR1') 을 덮는 액침 영역 (AR2') 의 일부 또는 전부가 기판 (P) 의 외측에 형성되는 경우가 생긴다. 이 경우, 기판 (P) 주위의 기판 스테이지 (PST') 의 상면이 액체와 접하기 때문에, 그 기판 스테이지 (PST') 의 상면을 형성하는 부재 (또는 그 피막) 의 열화나 파손이 생기기 쉽다. 또한, 이러한 열화나 파손이 생긴 경우에는 기판 스테이지 (PST') 의 교환이나 수복 등의 메인터넌스 작업을 실시하기 때문에, 노광 장치의 가동률이 저하된다는 문제가 있었다.
또한, 액침 영역 (AR2') 의 일부를 기판 (P) 의 외측에 형성한 상태에서 기판 (P) 의 에지 영역을 노광하는 경우, 액체가 기판과 기판 스테이지 사이의 갭 (간극) 등을 통하여 기판의 이면측으로 돌아 들어가, 기판과 기판 스테이지 (기판 홀더) 사이로 침입할 가능성이 있다. 그 경우, 기판 스테이지가 기판을 양호하게 유지할 수 없을 가능성이 생긴다. 예를 들어, 기판의 이면과 기판 스테이지 사이로 침입한 액체가 이물질로서 작용하기 때문에, 지지한 기판의 플랫니스의 열화를 초래할 가능성이 있다. 또는, 침입한 액체가 기화함으로써 부착 자국 (소위 워터 마크) 이 형성되는 경우도 있을 수 있다. 그 워터 마크도 이물질로서 작용하기 때문에, 지지한 기판의 플랫니스의 열화를 초래할 가능성이 있다. 또한, 기판과 기판 스테이지 사이로 침입한 액체가 기화되었을 때의 기화열에 의해 기판 스테이지가 열변형되는 등의 문제가 생길 가능성도 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 메인터넌스 작업을 용이하게 실행 가능한 기판 유지 장치 및 노광 장치, 그 노광 장치를 사용한 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 액침 노광 장치에 바람직한 발액 플레이트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 본 발명은, 기판의 이면측으로의 액체의 침입을 방지할 수 있는 기판 유지 장치 및 노광 장치, 그 노광 장치를 사용한 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타낸 도 1∼도 17 에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 부가된 괄호안의 부호는 그 요소의 예시에 불과하며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 처리 기판 (P) 을 유지하는 기판 유지 장치로서, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 처리 기판 (P) 을 흡착 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된 처리 기판 (P) 의 근방에 플레이트 (T) 를 흡착 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명에 의하면, 제 1 유지부에 흡착 유지된 처리 기판의 근방에 배치되는 플레이트를 제 2 유지부에 대하여 용이하게 착탈할 수 있다. 따라서, 예를 들어 그 플레이트가 열화ㆍ파손된 경우에는, 그 플레이트만을 새로운 것으로 용이하게 교환할 수 있다. 또한, 플레이트는 제 2 유지부에 의해 흡착 유지되는 구성이기 때문에, 플레이트나 기재 등에 국소적인 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 플레이트나 기재의 변형을 억제할 수 있다. 또, 본원에 있어서, 용어 「처리 기판」은 노광 처리를 포함하는 각종 프로세스 처리가 실시되는 기판을 의미하고, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼, 액정 표시 (LCD) 용 기판, 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 규소 웨이퍼) 등 여러 가지 용도에 사용되는 기판에 감광성 재료인 포토레지스트를 도포한 것을 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 패턴의 이미지를 처리 기판 (P) 상에 투영하여, 처리 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 제 1 플레이트 (T1) 와, 제 2 플레이트 (T2) 와, 처리 기판 (P) 을 흡착 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된 처리 기판 (P) 의 근방에 제 1 플레이트 (T1) 를 흡착 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 와, 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된 처리 기판 (P) 의 근방에 제 2 플레이트 (T2) 를 흡착 유지하는 제 3 유지부 (PH3) 를 갖는 기판 유지 장치 (PH) 를 구비하는 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명에 의하면, 제 1 유지부에 흡착 유지된 처리 기판의 근방에 배치되는 제 1, 제 2 플레이트를 제 2, 제 3 유지부에 대하여 용이하게 착탈할 수 있다. 따라서, 예를 들어 그 제 1, 제 2 플레이트가 파손된 경우에는 새로운 플레이트와 용이하게 교환할 수 있다. 또한, 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트 중 어느 일방만을 교환하는 것도 가능하고, 복수의 플레이트 중 임의의 플레이트만을 교환하는 것이 가능하다. 또한, 기판 유지 장치의 상면을 형성하는 제 1, 제 2 플레이트는 제 2, 제 3 유지부에 의해 흡착 유지되는 구성이기 때문에, 제 1, 제 2 플레이트나 기재 등에 국소적인 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제 1, 제 2 플레이트나 기재의 변형을 억제할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 기재된 노광 장치 (EX) 를 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 의하면, 양호하게 노광 처리 및 계측 처리할 수 있기 때문에, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제공할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 처리 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 통해서 노광광 (EL) 을 조사함으로써 처리 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치 (EX) 에서 사용되는 발액 플레이트로서, 기판 유지 장치 (PH) 에 흡착 유지되고, 기판 유지 장치 (PH) 에 흡착 유지된 처리 기판 (P) 의 근방에 그 표면이 발액성인 평탄부 (Ta, Td) 를 형성하는 발액 플레이트 (T, T1, T2) 가 제공된다.
본 발명에 의하면, 처리 기판의 근방에 그 표면이 발액성인 평탄부를 형성할 수 있기 때문에, 처리 기판의 에지 영역을 노광할 때에도 액침 영역을 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 예를 들어 그 발액 플레이트의 발액성이 열화되었을 때에는, 새로운 발액 플레이트와 교환하는 것만으로 처리 기판의 근방에 형성되는 평탄부 표면의 발액 성능을 유지할 수 있다. 따라서, 기판 유지 장치 상에 액체가 잔류하는 것을 억제할 수 있고, 가령 잔류하더라도 그 액체를 원활하게 회수할 수 있다. 따라서, 잔류한 액체의 기화에 의해, 예를 들어 기판이 놓여있는 환경 (온도, 습도) 이 변동하여 기판이나 기판 유지 장치가 열변형되거나, 또는 기판의 위치 정보 등을 계측하는 각종 계측광의 광로가 변동되거나, 액체의 부착 자국 (이른바 워터 마크) 가 형성되는 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.
*본 발명의 제 4 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광광 (EL) 이 조사되는 처리 기판 (P) 을 유지하는 기판 유지 장치로서, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고, 처리 기판 (P) 을 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 처리 기판 (P) 의 근방에 플레이트 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 처리 기판 (P) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 (T) 와의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 액체 회수구 (61, 161, 181) 를 구비하는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명에 의하면, 제 1 유지부에 유지된 처리 기판의 근방에 배치되는 플레이트를 제 2 유지부에 대하여 용이하게 착탈할 수 있다. 따라서, 예를 들어 그 플레이트가 열화ㆍ파손된 경우에는, 그 플레이트만을 새로운 것으로 용이하게 교환할 수 있다. 또한, 액체 회수구에 의해 제 1 유지부에 유지된 처리 기판과 제 2 유지부에 유지된 플레이트의 갭으로부터 침입한 액체를 회수할 수 있기 때문에, 기판의 이면측으로 액체가 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광광 (EL) 이 조사되는 처리 기판 (P) 을 유지하는 기판 유지 장치로서, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 처리 기판 (P) 을 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 처리 기판 (P) 의 근방에 플레이트 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 (T) 는, 처리 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 대략 면일 (面一) 한 제 1 면 (Ta) 과, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 처리 기판 (P) 의 주연부 (周緣部) 에서 그 처리 기판 (P) 의 이면과 대향하는 제 2 면 (Tj) 을 갖는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명에 의하면, 제 1 유지부에 유지된 처리 기판의 근방에 배치되는 플레이트를 제 2 유지부에 대하여 용이하게 착탈할 수 있다. 따라서, 예를 들어 그 플레이트가 열화ㆍ파손된 경우에는, 그 플레이트만을 새로운 것으로 용이하게 교환할 수 있다. 또한, 플레이트는 처리 기판의 표면과 대략 면일한 제 1 면을 갖고 있기 때문에, 처리 기판 상에 형성된 액침 영역의 일부가 플레이트 상에 배치되더라도 액침 영역을 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 플레이트는 처리 기판의 주연부에서 처리 기판의 이면과 대향하는 제 2 면을 갖고 있기 때문에, 제 1 유지부에 유지된 처리 기판과 제 2 유지부에 유지된 플레이트의 갭으로부터 침입한 액체가 기판의 이면측으로 액체가 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 기재된 기판 유지 장치 (PH) 를 구비하고, 그 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 처리 기판 (P) 에 액체 (LQ) 를 통해서 노광광 (EL) 을 조사함으로써, 그 처리 기판 (P) 을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명에 의하면, 제 1 유지부에 유지된 처리 기판의 근방에 배치되는 플레이트를 제 2 유지부에 대하여 용이하게 착탈할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 그 플레이트가 파손된 경우에는, 새로운 플레이트와 용이하게 교환할 수 있다. 또한, 기판의 이면측으로의 액체의 침입이 방지되어 있기 때문에, 기판을 기판 유지 장치에 의해 양호하게 유지한 상태에서 높은 정밀도로 노광할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 기재된 노광 장치 (EX) 를 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 의하면, 양호하게 노광 처리 및 계측 처리할 수 있기 때문에, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제공할 수 있다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 노광광이 조사되는 처리 기판 (P) 을 유지하면서 이동하는 기판 스테이지 (PST) 로서, 기재 (PHB) 와, 플레이트 (T) 와, 상기 기재 (PHB) 에 형성되고 상기 처리 기판 (P) 을 착탈 가능하게 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 상기 기재 (PHB) 에 형성되고 상기 플레이트 (T) 를 제 1 유지부에 유지된 처리 기판의 근방에 착탈 가능하게 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하는 기판 스테이지가 제공된다. 본 발명에 의하면, 기판 스테이지 상에서, 플레이트는 기재에 형성된 제 2 유지부에 착탈 가능하게 유지되어 있기 때문에, 플레이트가 양호한 상태로 유지되어, 플레이트의 교환 작업이 용이해진다.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 처리 기판 (P) 을 소정 패턴으로 노광하는 노광 방법으로서, 상기 처리 기판 (P) 을, 평탄면 (Ta) 이 형성된 기판 홀더 (PH) 상에 처리 기판 (P) 과 평탄면 (Ta) 사이에 소정의 갭 (A) 으로 설치하는 것과, 상기 처리 기판에 액체 (LQ) 를 통해서 노광광을 조사하여 처리 기판을 노광하는 것과, 상기 노광된 처리 기판의 노광 처리 종료 후, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수하는 것을 포함하는 노광 방법이 제공된다. 본 발명의 노광 방법에 의하면, 액체 회수 동작에 의한 진동 등이 노광 동작에 영향을 주는 것이 방지된다.
도 1 은 본 발명의 노광 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 기판 홀더의 일 실시형태를 나타내는 측단면도이다.
도 3 은 기판 홀더의 일 실시형태를 나타내는 평면도이다.
도 4 는 기판 스테이지의 평면도이다.
도 5 는 도 2 의 요부 확대도이다.
도 6 은 기판 홀더에 대하여 기판 및 플레이트 부재가 떨어져 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7 은 노광 순서의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
도 8 은 기판 홀더를 연마 처리하는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 9 는 기판 홀더의 액체 회수구로부터 액체가 회수되는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 10 은 기판 홀더의 별도의 실시형태 (제 2 실시형태) 를 나타내는 도면이다.
도 11 은 기판 홀더의 별도의 실시형태 (제 3 실시형태) 를 나타내는 도면이다.
도 12 는 기판 홀더의 별도의 실시형태 (제 4 실시형태) 를 나타내는 도면이다.
도 13 은 기판 홀더의 별도의 실시형태 (제 5 실시형태) 를 나타내는 도면이다.
도 14 는 기판 홀더의 별도의 실시형태 (제 6 실시형태) 를 나타내는 평면도이다.
도 15 는 제 6 실시형태의 기판 홀더의 측단면도이다.
도 16 은 노광 장치의 별도의 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 17 은 반도체 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
도 18 은 종래 기술의 과제를 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
<제 1 실시형태>
도 1 은 본 발명의 노광 장치의 제 1 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH; 기판 유지 장치) 를 갖고, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 을 이동 가능한 기판 스테이지 (PST) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 에 의해 조명하는 조명 광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 에 의해 조명된 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 에 투영하는 투영 광학계 (PL) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 있다.
본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점 심도를 실질적으로 넓히기 위해 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. 본 실시형태에 있어서, 액체 (LQ) 에는 순수 (純水) 가 사용된다. 노광 장치 (EX) 는, 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 전사하고 있는 동안, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급된 액체 (LQ) 에 의해 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 포함하는 기판 (P) 상의 적어도 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 선단부 (先端部) 의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 표면 (노광면) 사이에 액체 (LQ) 를 채우고, 이 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통해서 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 상에 투영함으로써, 기판 (P) 을 노광한다.
여기서, 본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사 방향에서의 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 예로 들어 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z 축 방향, Z 축 방향에 수직인 평면 내에서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 X 축 방향, Z 축 방향 및 X 축 방향에 수직인 방향 (비주사 방향) 을 Y 축 방향으로 한다. 또한, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다. 그리고, 여기서 말하는 「기판」은 노광 처리를 포함한 각종 프로세스 처리가 실시되는 처리 기판으로서, 반도체 웨이퍼 상에 감광성 재료인 포토레지스트를 도포한 것을 포함한다. 또한, 「마스크」는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.
조명 광학계 (IL) 는 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 에 의해 조명하는 것으로서, 노광광 (EL) 을 사출하는 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 노광광 (EL) 의 조도를 균일화하는 옵티컬 인터그레이터, 옵티컬 인터그레이터로부터 사출된 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 슬릿형상으로 설정하는 가변 시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정의 조명 영역은 조명 광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 에 의해 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 이나, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 및 F2 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에서는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다. 상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서의 액체 (LQ) 는 순수로서, 노광광 (EL) 이 ArF 엑시머 레이저광이라도 투과 가능하다. 또한, 순수는 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 가능한 것으로서, 예를 들어 마스크 (M) 를 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해 고정시키고 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면 내, 즉 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 는 리니어 모터 등의 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 에 의해 구동된다. 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다.
마스크 스테이지 (MST) 상에는 마스크 스테이지 (MST) 와 함께 이동하는 이동경 (91) 이 설치되어 있다. 또한, 이동경 (91) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (92) 가 설치되어 있다. 이동경 (91) 은, 마스크 스테이지 (MST) 의 위치를 계측하기 위한 레이저 간섭계 (92) 용 미러이다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2 차원 방향 (XY 방향) 의 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 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 노광한다. 투영 광학계 (PL) 는, 기판 (P) 측의 선단부에 설치된 광학 소자 (2) 를 포함하는 복수의 광학 소자로 구성되어 있고, 이들 광학 소자는 경통 (PK) 에 의해 지지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는, 투영 배율 (β) 이 예를 들어 1/4, 1/5 또는 1/8 의 축소계이다. 또, 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것도 상관없다. 투영 광학계 (PL) 는, 굴절 소자와 반사 소자를 포함하는 반사 굴절계, 반사 소자를 포함하지 않은 굴절계, 굴절 소자를 포함하지 않은 반사계의 어느 것이나 가능하다. 또한, 본 실시형태의 투영 광학계 (PL) 선단부의 광학 소자 (2) 는 경통 (PK) 에 대하여 착탈 (교환) 가능하게 설치되어 있고, 광학 소자 (2) 에는 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 접촉한다.
기판 스테이지 (PST) 는, 기판 (P) 을 흡착 유지하는 기판 홀더 (PH), 및 기판 홀더 (PH) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 를 갖고, 베이스 (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. 즉, 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 은, Z 축 방향, θX, θY 방향 (경사 방향), 2 차원 방향 (XY 방향), 및 θZ 방향으로 이동 가능하다.
기판 스테이지 (PST) 는, 리니어 모터 등을 포함하는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 에 의해 구동된다. 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 따라서, 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 Z 축 방향에서의 위치 (포커스 위치), 경사 방향에서의 위치, XY 방향에서의 위치, 및 θZ 방향에서의 위치가 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 통하여 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 또, 기판 스테이지 (PST) 의 이동 기구는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평9-5463호나 일본 공개특허공보 소59-101835호에 개시되어 있다.
기판 홀더 (PH) 에는, 기판 홀더 (PH) 와 함께 투영 광학계 (PL) 에 대하여 이동하는 이동경 (93) 이 설치되어 있다. 또한, 이동경 (93) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (94) 가 설치되어 있다. 이동경 (93) 은, 기판 스테이지 (PST (기판 홀더 (PH)) 의 위치를 계측하기 위한 레이저 간섭계 (94) 용 미러이다. 기판 스테이지 (PST) 의 2 차원 방향의 위치, 및 θZ 방향의 회전각은 레이저 간섭계 (94) 에 의해 실시간으로 계측된다. 레이저 간섭계 (94) 에 의해 기판 스테이지 (PST) 의 위치가 계측됨으로써, 기판 (P) 의 2 차원 방향의 위치 및 θZ 방향의 회전각이 계측된다. 또한, 도시가 생략되어 있지만, 노광 장치 (EX) 는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-37149호에 개시되어 있는, 기판 스테이지 (PST) 의 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 표면의 위치 정보를 검출하는 포커스 레벨링 검출계를 구비하고 있다. 포커스 레벨링 검출계는, 기판 (P) 표면의 Z 축 방향의 위치 정보, 및 기판 (P) 의 θX 및 θY 방향의 경사 정보를 검출한다.
레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 포커스 레벨링 검출계의 수광 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 및 경사각을 제어하여 기판 (P) 의 표면을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춘다. 또한, 제어 장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과에 기초하여, 레이저 간섭계 (94) 에 의해 규정되는 2 차원 좌표계 내에서 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 통해 기판 스테이지 (PST) 를 구동함으로써, 기판 (P) 의 X 축 방향 및 Y 축 방향에서의 위치를 제어한다.
투영 광학계 (PL) 의 선단 근방에는, 기판 (P) 상의 얼라인먼트 마크 또는 기판 스테이지 (PST) 상에 형성된 후술하는 기준 마크 (PFM) 를 검출하는 기판 얼라인먼트계 (95) 가 형성되어 있다. 본 실시형태의 기판 얼라인먼트계 (95) 에서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평4-65603호 (대응 미국 특허 제 5,493,403호) 에 개시되어 있는, 기판 스테이지 (PST) 를 정지시켜 마크 상에 할로겐 램프로부터의 백색광 등의 조명광을 조사하고, 얻어진 마크의 화상을 촬상 소자에 의해 소정의 촬상 시야 내에서 촬상하여, 화상 처리에 의해 마크의 위치를 계측하는 FIA (필드 이미지 얼라인먼트) 방식이 채용되어 있다.
또한, 마스크 스테이지 (MST) 의 근방에는, 마스크 (M) 와 투영 광학계 (PL) 를 통하여 기판 홀더 (PH) 상에 형성된 후술하는 기준 마크 (MFM) 를 검출하는 마스크 얼라인먼트계 (96) 가 형성되어 있다. 본 실시형태의 마스크 얼라인먼트계 (96) 에서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평7-176468호에 개시되어 있는, 마크에 대하여 광을 조사하고, CCD 카메라 등으로 촬상한 마크의 화상 데이터를 화상 처리하여 마크 위치를 검출하는 VRA (비주얼 레티클 얼라인먼트) 방식이 채용되어 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 일단이 접속되는 공급관 (13) 을 구비하고 있다. 액체 공급부 (11) 는, 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크, 가압 펌프, 및 액체 (LQ) 중에 포함되는 이물질이나 기포를 제거하는 필터 유닛 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 액체 (LQ) 를 기판 (P) 상에 공급한다. 또, 탱크, 가압 펌프, 및 필터 유닛 등의 적어도 일부를 노광 장치 (EX) 에 설치하지 않고, 노광 장치 (EX) 가 배치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다.
액체 회수 기구 (20) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하는 것으로서, 액체 (LQ) 를 회수 가능한 액체 회수부 (21) 와, 액체 회수부 (21) 에 그 일단부가 접속되는 회수관 (23) 을 구비하고 있다. 액체 회수부 (21) 는 예를 들면 진공 펌프 등의 진공계 (흡인 장치), 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 (氣液) 분리기, 및 회수한 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 또 진공계, 기액 분리계, 탱크 등의 전부를 노광 장치 (EX) 에 설치하지 않고, 노광 장치 (EX) 가 배치되는 공장의 설비를 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 노즐 부재 (70) 가 배치되어 있다. 노즐 부재 (70) 는, 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 있어서, 광학 소자 (2) 의 측면을 둘러싸도록 설치된 환상 (環狀) 부재이다. 노즐 부재 (70) 와 광학 소자 (2) 사이에는 간극이 형성되어 있고, 노즐 부재 (70) 는 광학 소자 (2) 에 대하여 진동적으로 분리되도록 소정의 지지 기구에 의해 지지되어 있다. 또한, 그 간극으로 액체 (LQ) 가 침입하지 않도록, 또한 그 간극으로부터 액체 (LQ) 중에 기포가 혼입하지 않도록 구성되어 있다. 노즐 부재 (70) 는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되어 있다.
노즐 부재 (70) 는 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 설치되고, 그 기판 (P) 표면에 대향하도록 배치된 공급구 (12) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 노즐 부재 (70) 는 2 개의 공급구 (12A, 12B) 를 갖고 있다. 공급구 (12A, 12B) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성되어 있다.
노즐 부재 (70) 의 내부에는, 기판 (P) 상에 공급되는 액체 (LQ) 가 흐르는 공급 유로 (流路) 가 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 공급 유로의 일단부는 공급관 (13) 타단부에 접속되고, 공급 유로의 타단부는 공급구 (12A, 12B) 의 각각에 접속되어 있다. 여기서, 노즐 부재 (70) 의 내부에 형성된 공급 유로의 타단부는, 복수 (2 개) 의 공급구 (12A, 12B) 각각에 접속 가능하도록 도중에서 분기되어 있다.
또한, 노즐 부재 (70) 는 기판 (P; 기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 설치되고, 그 기판 (P) 표면에 대향하도록 배치된 회수구 (22) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 회수구 (22) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2; 투영 영역 (AR1)) 및 공급구 (12) 를 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있다.
또한, 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 회수구 (22) 를 통하여 회수된 액체 (LQ) 가 흐르는 회수 유로가 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 회수 유로의 일단부는 회수관 (23) 의 타단부에 접속되고, 회수 유로의 타단부는 회수구 (22) 에 접속되어 있다. 여기서, 노즐 부재 (70) 의 내부에 형성된 회수 유로는, 회수구 (22) 에 따른 환상 유로와, 그 환상 유로를 흐른 액체 (LQ) 를 집합하는 매니폴드 유로를 구비하고 있다.
본 실시형태에 있어서, 노즐 부재 (70) 는, 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 각각의 일부를 구성하고 있다. 액체 공급 기구 (10) 를 구성하는 공급구 (12A, 12B) 는, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 사이에 둔 X 축 방향 양측의 각각의 위치에 형성되어 있다. 액체 회수 기구 (20) 를 구성하는 회수구 (22) 는, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 에 대하여 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급구 (12A, 12B) 의 외측에 형성되어 있다. 즉, 회수구 (22) 는, 투영 영역 (AR1) 에 대하여 액체 공급구 (12A, 12B) 보다도 떨어진 위치에 배치되어 있다. 또, 본 실시형태에 있어서의 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 은, Y 축 방향을 긴 길이 방향으로 하고, X 축 방향을 짧은 길이 방향으로 한 평면에서 보아 직사각형상으로 설정되어 있다.
액체 공급부 (11) 의 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급부 (11) 에 의한 단위 시간당 액체 공급량을 제어 가능하다. 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급부 (11) 로부터 액체 (LQ) 를 송출하고, 공급관 (13) 및 노즐 부재 (70) 내부에 형성된 공급 유로를 통해, 기판 (P) 의 상방에 형성되어 있는 공급구 (12A, 12B) 로부터 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급한다. 액체 (LQ) 는, 공급구 (12A, 12B) 를 통하여 투영 영역 (AR1) 의 양측에서 공급된다.
액체 회수부 (21) 의 액체 회수 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수부 (21)에 의한 단위 시간당 액체 회수량을 제어 가능하다. 기판 (P) 의 상방에 형성된 회수구 (22) 로부터 회수된 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 는, 노즐 부재 (70) 내부에 형성된 회수 유로 및 회수관 (23) 을 통하여 액체 회수부 (21) 에 회수된다. 또, 공급구 (12A, 12B), 및 회수구 (22) 의 수, 형상, 배치 등은 상기 서술한 것에 한정되지 않고, 노광광 (EL) 의 광로를 액체 (LQ) 로 채우는 구조이면 된다.
투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 의 하면 (액체 접촉면; 2A), 및 노즐 부재 (70) 의 하면 (액체 접촉면; 70A) 은 친액성 (친수성) 을 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 광학 소자 (2) 는 순수와의 친화성이 높은 형석으로 형성되어 있기 때문에, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 의 거의 전체면에 순수를 밀착시킬 수 있다. 한편, 액체 공급 기구 (10) 는, 본 실시형태에 있어서, 액체 (LQ) 로서 순수를 공급하기 때문에, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 과 액체 (LQ) 와의 밀착성을 높일 수 있어, 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이의 광로를 액체 (LQ) 로 확실하게 채울 수 있다. 또, 광학 소자 (2) 는 물과의 친화성이 높은 석영이어도 된다. 또 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 및 노즐 부재 (70) 의 액체 접촉면 (70A) 에 친수화 (친액화) 처리를 실시하여, 액체 (LQ) 와의 친화성을 보다 높이도록 해도 된다. 친액화 처리로는, MgF2, Al2O3, SiO2 등의 친액성 재료를 상기 액체 접촉면에 형성하는 처리를 들 수 있다. 또는, 본 실시형태에서의 액체 (LQ) 는 극성이 큰 물이기 때문에, 친액화 처리 (친수화 처리) 로서, 예를 들어 알코올 등 극성이 큰 분자 구조의 물질로 박막을 형성하도록 해도 된다. 또, 노즐 부재 (70) 를 물과의 친화성이 높은 친수성의 티탄으로 형성해도 된다.
다음으로, 도 2, 도 3, 및 도 4 를 참조하면서, 기판 스테이지 (PST; 기판 홀더 (PH)) 의 일 실시형태에 관해서 설명한다. 도 2 는 기판 (P) 및 후술하는 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지한 기판 홀더 (PH) 의 측단면도, 도 3 은 기판 홀더 (PH) 를 상방에서 본 평면도, 도 4 는 기판 스테이지 (PST) 를 상방에서 본 평면도이다.
도 2 에 있어서, 기판 홀더 (PH) 는, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 기판 (P) 을 흡착 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된 기판 (P) 의 근방에 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고 있다. 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 는 이동 가능하다. 플레이트 부재 (T) 는 기재 (PHB) 와는 별도의 부재로서, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 에 대하여 탈착 가능하게 설치되어 있고, 교환이 가능하다. 또 본 실시형태에서는, 기재 (PHB) 에 플레이트 부재 (T) 가 흡착 유지된 상태를 기판 스테이지 (PST) 라고 칭한다.
플레이트 부재 (T) 는, 기판 홀더 (PH) 상에 있어서 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 근방에 배치되고, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 표면 (Pa) 의 주위에는, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 이 배치되어 있다. 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 및 이면 (Tb) 의 각각은 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 는 기판 (P) 과 대략 동일한 두께이다. 그리고, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 표면 (평탄면; Ta) 과, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과는 대략 면일하게 되어 있다. 즉, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 주위에, 그 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 대략 면일한 평탄면 (Ta) 을 형성한다. 또, 본 실시형태에서는, 기판 스테이지 (PST) 의 상면은, 기판 (P) 을 유지했을 때, 유지된 플레이트 부재 (T) 의 평탄면 (Ta) 과 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 을 포함하여 거의 전체 영역에 있어서 평탄면 (풀-플랫면) 이 되도록 형성되어 있다.
도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 는 평면에서 볼 때 직사각형상으로 형성되어 있고, 그 기판 홀더 (PH) 중 기재 (PHB) 의 서로 수직인 2 개의 측면에는, 기재 (PHB; 기판 홀더 (PH)) 의 위치를 계측하기 위한 레이저 간섭계 (94) 용 이동경 (93) 이 각각 형성되어 있다.
도 4 에 나타낸 바와 같이, 플레이트 부재 (T) 의 외형은 기재 (PHB) 의 형상을 따르도록 평면에서 볼 때 직사각형상으로 형성되어 있고, 그 중앙부에 기판 (P) 을 배치 가능한 대략 원형상의 구멍부 (TH) 를 갖고 있다. 즉, 플레이트 부재 (T) 는 대략 환상 부재로서, 기판 홀더 (PH) 의 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 을 둘러싸도록 배치된다. 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 은, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주위에 배치되어, 그 기판 (P) 을 둘러싸도록 형성되어 있다.
또 도 4 에 있어서는, 플레이트 부재 (T) 의 외형은 기재 (PHB) 의 외형과 거의 일치하도록 평면에서 볼 때 직사각형상으로 형성되어 있지만, 플레이트 부재 (T) 를 기재 (PHB) 보다 크게 할 수도 있다. 이 경우, 직사각형상의 플레이트 부재 (T) 의 주연부가 기재 (PHB) 의 외측면에 대하여 오버행되어 있기 때문에, 기재 (PHB) 의 외측면에 형성되어 있는 간섭계용 미러면에 대한 액체의 부착을 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 제 1 유지부 (PH1) 는, 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록형상의 제 1 지지부 (46) 와, 제 1 지지부 (46) 의 주위를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 1 둘레벽부 (42) 와, 제 1 둘레벽부 (42) 의 내측의 기재 (PHB) 상에 형성된 제 1 흡인구 (41) 를 구비하고 있다. 제 1 지지부 (46) 는 제 1 둘레벽부 (42) 의 내측에서 복수 일정하게 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 지지부 (46) 는 복수의 지지 핀을 포함한다. 제 1 흡인구 (41) 는 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 것으로서, 제 1 둘레벽부 (42) 의 내측에 있어서 기재 (PHB) 의 상면 중 제 1 지지부 (46) 이외의 복수의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 흡인구 (41) 는 제 1 둘레벽부 (42) 의 내측에서 복수 일정하게 배치되어 있다. 또한, 제 1 둘레벽부 (42) 는, 기판 (P) 의 형상에 따라서 대략 원환상으로 형성되어 있다. 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 는, 기판 (P) 이면 (Pb) 의 에지 영역에 대향하도록 형성되어 있다.
제 1 흡인구 (41) 의 각각은 유로 (45) 를 통해서 제 1 진공계 (40) 에 접속되어 있다. 제 1 진공계 (40) 는, 기재 (PHB) 와 제 1 둘레벽부 (42) 와 기판 (P) 의 이면으로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 을 부압으로 하기 위한 것으로서, 진공 펌프를 포함한다. 전술한 바와 같이, 제 1 지지부 (46) 는 지지 핀을 포함하고, 본 실시형태에서의 제 1 유지부 (PH1) 는 이른바 핀 척 기구의 일부를 구성하고 있다. 제 1 둘레벽부 (42) 는 제 1 지지부 (46) 를 포함하는 제 1 공간 (31) 을 둘러싸는 외벽부로서 기능하고 있고, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 를 구동하여, 기재 (PHB) 와 제 1 둘레벽부 (42) 와 기판 (P) 으로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 1 공간 (31) 을 부압으로 하는 것에 의해, 기판 (P) 을 제 1 지지부 (46) 에 흡착 유지한다.
기판 홀더 (PH) 의 제 2 유지부 (PH2) 는, 제 1 유지부 (PH1) 의 제 1 둘레벽부 (42) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 대략 원환상의 제 2 둘레벽부 (62) 와, 제 2 둘레벽부 (62) 의 외측에 형성되고, 제 2 둘레벽부 (62) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 3 둘레벽부 (63) 와, 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록형상의 제 2 지지부 (66) 와, 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 제 2 흡인구 (61) 를 구비하고 있다. 제 2 둘레벽부 (62) 는 제 1 공간 (31) 에 대하여 제 1 둘레벽부 (42) 의 외측에 형성되어 있고, 제 3 둘레벽부 (63) 는 제 2 둘레벽부 (62) 의 더욱 외측에 형성되어 있다. 제 2 지지부 (66) 는 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이에서 복수 일정하게 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 2 지지부 (66) 는 복수의 지지 핀을 포함한다. 또한, 제 2 흡인구 (61) 는 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하기 위한 것으로서, 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 의 사이에서, 기재 (PHB) 의 상면 중 제 2 지지부 (66) 이외의 복수의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 2 흡인구 (61) 는 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이에서 복수 일정하게 배치되어 있다. 또한, 제 2 둘레벽부 (62) 는, 플레이트 부재 (T) 의 구멍부 (TH) 의 형상에 따라서 대략 원환상으로 형성되어 있다. 제 3 둘레벽부 (63) 는, 플레이트 부재 (T) 의 외형에 따라서 대략 직사각형 환상으로 형성되어 있다. 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 은, 플레이트 부재 (T) 의 구멍부 (TH) 근방의 내측 에지 영역에서, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 에 대향하도록 형성되어 있다. 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 은, 플레이트 부재 (T) 의 외측 에지 영역에서, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 에 대향하도록 형성되어 있다.
또, 도면에서는, 제 1 둘레벽부 (42), 제 2 둘레벽부 (62), 및 제 3 둘레벽부 (63) 각각의 상면은 비교적 넓은 폭을 가지고 있지만, 실제로는 2㎜ 이하, 예를 들어 0.1㎜ 정도의 폭이다.
제 2 흡인구 (61) 의 각각은, 유로 (65) 를 통해서 제 2 진공계 (60) 에 접속되어 있다. 제 2 진공계 (60) 는, 기재 (PHB) 와 제 2, 제 3 둘레벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 로 둘러싸인 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하기 위한 것으로서, 진공 펌프를 포함한다. 전술한 바와 같이, 제 2 지지부 (66) 는 지지 핀을 포함하고, 본 실시형태에서의 제 2 유지부 (PH2) 는 이른바 핀 척 기구의 일부를 구성하고 있다. 제 2, 제 3 둘레벽부 (62, 63) 는 제 2 지지부 (66) 를 포함하는 제 2 공간 (32) 을 둘러싸는 외벽부로서 기능하고 있고, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 진공계 (60) 를 구동하여, 기재 (PHB) 와 제 2, 제 3 둘레벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 로 둘러싸인 제 2 공간 (32) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하는 것에 의해, 플레이트 부재 (T) 를 제 2 지지부 (66) 에 흡착 유지한다.
또, 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 흡착 유지에 핀 척 기구를 채용하고 있지만, 그 밖의 척 기구를 채용해도 된다. 마찬가지로, 플레이트 부재 (T) 의 흡착 유지에는 핀 척 기구를 채용하고 있지만, 그 밖의 척 기구를 채용해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 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.
또한, 제 1 공간 (31) 을 부압으로 하기 위한 제 1 진공계 (40) 와, 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하기 위한 제 2 진공계 (60) 는 서로 독립되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는 제 1 진공계 (40) 및 제 2 진공계 (60) 각각의 동작을 개별적으로 제어 가능하여, 제 1 진공계 (40) 에 의한 제 1 공간 (31) 에 대한 흡인 동작과, 제 2 진공계 (60) 에 의한 제 2 공간 (32) 에 대한 흡인 동작을 각각 독립적으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 플레이트 부재 (T) 를 제 2 유지부 (PH2) 에 유지한 채로, 기판 (P) 의 교환을 실시할 수 있다. 또한, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 와 제 2 진공계 (60) 를 각각 제어하여, 제 1 공간 (31) 의 압력과 제 2 공간 (32) 의 압력을 서로 다르게 할 수도 있다.
도 2 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 외측의 에지부와, 그 기판 (P) 주위에 형성된 플레이트 부재 (T) 의 내측 (구멍부 (TH) 측) 의 에지부 사이에는 0.1∼1.0㎜ 정도의 갭 (간극; A) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 갭 (A) 은 0.3㎜ 정도이다. 기판 (P) 의 에지부와 플레이트 부재 (T) 의 에지부와의 갭 (A) 을 0.1∼1.0㎜ 정도로 설정함으로써, 즉 기판 (P) 의 외경보다 구멍부 (TH) 의 내경을 0.2∼2.0㎜ 정도 크게 함으로써, 갭 (A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 경우에 있어서도 액체 (LQ) 의 표면장력에 의해 갭 (A) 으로 액체 (LQ) 가 빨려 들어오는 일이 거의 없고, 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 을 노광하는 경우에도, 플레이트 부재 (T) 에 의해 투영 광학계 (PL) 아래에 액체 (LQ) 를 유지할 수 있다.
또한, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서의 기판 (P) 에는, 위치 맞춤을 위한 절결부인 노치부 (NT) 가 형성되어 있다. 노치부 (NT) 에 있어서의 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 의 갭도 0.1∼1.0㎜ 정도로 설정되도록, 기판 (P) 의 외형 (노치부 (NT) 의 형상) 에 따라서 플레이트 부재 (T) 의 형상이 설정되어 있다. 즉, 노치부 (NT) 를 포함하는 기판 (P) 에지부의 전체 영역과 플레이트 부재 (T) 사이에, 0.1∼1.0㎜ 정도의 갭 (A) 이 확보되어 있다. 구체적으로는, 플레이트 부재 (T) 에는, 기판 (P) 의 노치부 (NT) 의 형상에 대응하도록 구멍부 (TH) 의 내측을 향하여 돌출하는 돌기부 (150) 가 형성되어 있다. 또한, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 둘레벽부 (62) 및 그 상면 (62A) 에는, 플레이트 부재 (T) 의 돌기부 (150) 형상에 따른 볼록부 (62N) 가 형성되어 있다. 돌기부 (150) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 노치부 (NT) 에 있어서의 표면 (Pa) 과 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 과의 갭을 작게 하기 위한 갭 조정부로서의 기능을 갖고 있다. 또, 여기서는 돌기부 (150) 는 플레이트 부재 (T) 의 일부로서 일체적으로 형성되어 있지만, 플레이트 부재 (T) 와 돌기부 (150) 를 따로따로 형성하고, 플레이트 부재 (T) 에 대하여 돌기부 (150) 를 교환 가능하게 해도 된다.
또한, 제 1 유지부 (PH1) 의 제 1 둘레벽부 (42) 및 그 상면 (42A) 에는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 볼록부 (62N) 및 기판 (P) 의 노치부 (NT) 형상에 따른 오목부 (42N) 가 형성되어 있다. 제 1 둘레벽부 (42) 의 오목부 (42N) 는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 볼록부 (62N) 와 대향하는 위치에 형성되어 있고, 오목부 (42N) 와 볼록부 (62N) 사이에는 소정의 갭이 형성되어 있다.
또 여기서는, 기판 (P) 의 절결부로서 노치부 (NT) 를 예로 들어 설명하였지만, 절결부가 없는 경우나, 절결부로서 기판 (P) 에 오리엔테이션 플랫부가 형성되어 있는 경우에는, 플레이트 부재 (T), 제 1 둘레벽부 (42), 및 제 2 둘레벽부 (62) 의 각각을 기판 (P) 의 외형에 따른 형상으로 하고, 기판 (P) 과 그 주위의 플레이트 부재 (T) 와의 사이에 있어서 소정의 갭 (A) 을 확보하도록 하면 된다.
또, 기판 (P) 에 노치부 (NT) 가 없는 경우, 또는 노치부 (NT) 가 충분히 작은 경우에는, 플레이트 부재에 돌기부 (150) 를 형성하지 않아도 된다. 이 경우, 오목부 (42N) 와 볼록부 (62N) 를 형성하지 않아도 된다.
기재 (PHB) 상에 형성되어 있는 제 2 흡인구 (61) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 과, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수구로서의 기능을 갖고 있다. 전술한 바와 같이, 제 2 유지부 (PH2) 는, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 제 2 공간 (32) 이 형성되도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하고 있고, 제 2 흡인구 (61) 는 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 형성되어, 갭 (A) 으로부터 플레이트 부재 (T) 이면 (Tb) 측의 제 2 공간 (32) 으로 침입한 액체 (LQ) 를 회수하는 기능도 갖고 있다.
도 5 는 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 를 유지한 기판 홀더 (PH) 의 요부 확대 단면도이다. 도 5 에 있어서, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과, 그 측면 (Pc) 에 대향하는 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 사이에는, 전술한 바와 같이 0.1∼1.0㎜ 정도의 갭 (A) 이 확보되어 있다. 또한, 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A), 및 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 은 평탄면으로 되어 있다. 또, 도 5 에는 도시가 생략되었지만, 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 도 평탄면으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 유지부 (PH1) 중, 제 1 지지부 (46) 는 제 1 둘레벽부 (42) 와 동일한 높이이거나, 제 1 둘레벽부 (42) 보다 약간 높게 형성되어 있다. 즉, 제 1 유지부 (PH1) 중, 제 1 지지부 (46) 상면 (46A) 의 Z 축 방향에 관한 위치는, 제 1 둘레벽부 (42) 상면 (42A) 의 Z 축 방향에 관한 위치와 동일하거나, 또는 제 1 둘레벽부 (42) 상면 (42A) 의 Z 축 방향에 관한 위치보다 약간 높다. 이것에 의해, 제 1 공간 (31) 을 부압으로 했을 때, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 을 밀착시킬 수 있다. 그리고, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 에 지지된다. 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 이 밀착함으로써, 가령 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 침입하더라도, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 사이를 통하여 제 1 공간 (31) 에 액체 (LQ) 가 침입하는 것을 방지할 수 있다.
제 2 유지부 (PH2) 중, 제 2 지지부 (66) 는, 제 2 둘레벽부 (62) 보다 약간 높게 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 둘레벽부 (62) 는 제 2 지지부 (66) 보다 낮게 형성되어 있다. 즉, 제 2 유지부 (PH2) 중, 제 2 지지부 (66) 상면 (66A) 의 Z 축 방향에 관한 위치는 제 2 둘레벽부 (62) 상면 (62A) 의 Z 축 방향에 관한 위치보다 약간 높아, 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하여, 플레이트 부재 (T) 를 제 2 지지부 (66) 상에 흡착 유지한 상태에 있어서도, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 사이에는 소정의 갭 (B) 이 형성되어 있다. 갭 (B) 는 갭 (A) 보다 작고 50㎛ 이하, 예를 들어, 수 ㎛ (예를 들어 3㎛) 정도이다. 또한, 도 5 에는 도시하지 않았지만, 제 3 둘레벽부 (63) 는, 제 2 지지부 (66) 보다 약간 낮거나, 또는 제 2 지지부 (66) 와 대략 동일한 높이에 형성되어 있어, 제 2 공간 (32) 을 부압으로 했을 때에, 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 과 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이 밀착한다. 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 과의 갭 (B) 는 미소하기 때문에, 제 2 공간 (32) 의 부압은 유지된다.
또, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 이 밀착하도록 제 2 지지부 (66) 의 높이와 제 2 둘레벽부 (62) 의 높이를 정할 수 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 사이에 매우 작은 갭이 형성되도록 제 2 지지부 (66) 의 높이와 제 3 둘레벽부 (63) 의 높이를 정할 수도 있다.
또한, 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 사이에는 갭 (C) 이 형성되어 있다. 여기서, 환상의 제 1 둘레벽부 (42; 제 1 유지부 (PH1)) 의 외경은 기판 (P) 의 외경보다 작게 형성되어 있다. 따라서, 기판 (P) 의 주연부가 제 1 둘레벽부 (42) 의 외측에 예를 들어 0.5∼1.5㎜ 정도 오버행되어 있고, 갭 (C) 은 갭 (A) 보다 크고, 예를 들어 1.5∼2.5㎜ 정도이다.
도 5 에 있어서, 기판 (P) 의 두께 (Dp) 와, 플레이트 부재 (T) 의 두께 (Dt) 는 대략 동일하다. 그리고, 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A), 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A), 제 2 지지부 (66) 의 상면 (66A), 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A), 및 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 은 미소한 높이의 차이는 있지만, 거의 동일한 높이로 되어 있어, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 은 대략 면일하게 되어 있다.
본 실시형태에 있어서의 플레이트 부재 (T) 는 석영 (유리) 으로 형성되어 있다. 그리고, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 의 소정 위치에는, 투영 광학계 (PL) 을 통한 마스크 (M) 의 패턴 이미지에 대한 기판 (P) 의 위치를 규정하기 위한 기준 마크 (MFM, PFM) 를 구비한 레퍼런스부 (300) 가 형성되어 있다. 이들 기준 마크 (PFM, MFM) 는, 석영으로 이루어지는 플레이트 부재 (T) 상에, 예를 들어 크롬 등의 소정 재료를 사용하여, 소정의 위치 관계로 형성되어 있다. 기준 마크 (PFM) 는 기판 얼라인먼트계 (95) 에 의해 검출되고, 기준 마크 (MFM) 은 마스크 얼라인먼트계 (96) 에 의해 검출된다. 또, 기준 마크 (MFM) 와 기준 마크 (PFM) 는 어느 쪽이든 하나만 검출되어도 된다.
또한, 플레이트 부재 (T) 표면 (Ta) 의 소정 위치에는, 포커스 레벨링 검출계의 기준면으로서 사용되는 기준판 (400) 이 형성되어 있다. 그리고, 레퍼런스부 (300) 의 상면 및 기준판 (400) 의 상면은, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 대략 면일하게 되어 있다.
석영으로 이루어지는 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta; 평탄부), 이면 (Tb), 및 측면 (Tc) 의 각각에는 발액성 재료가 피복되어 있다. 발액성 재료는, 기준 마크 (MFM, PFM) 를 갖는 레퍼런스부 (300) 상 및 기준판 (400) 에도 피복되어 있고, 레퍼런스부 (300) 의 상면 및 기준판 (400) 의 상면도 발액성으로 되어 있다. 발액성 재료로는, 폴리 4불화에틸렌 등의 불소계 수지 재료, 또는 아크릴계 수지 재료 등을 들 수 있다. 그리고 이들 발액성 재료를 석영으로 이루어지는 플레이트 부재 (T) 에 도포 (피복) 함으로써, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta), 이면 (Tb), 및 측면 (Tc) 의 각각이 액체 (LQ) 에 대하여 발액성으로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 석영으로 이루어지는 플레이트 부재 (T) 에는 아사히 가라스사 제조의 「사이톱」이 피복되어 있다. 또, 플레이트 부재 (T) 를 발액성으로 하기 위해서, 상기 발액성 재료로 이루어지는 박막을 플레이트 부재 (T) 에 부착하도록 해도 된다. 또, 발액성으로 하기 위한 발액성 재료로는 액체 (LQ) 에 대하여 비용해성 재료가 사용된다. 또한, 플레이트 부재 (T) 자체를 발액성 재료 (불소계 재료 등) 로 형성해도 된다. 또는 플레이트 부재 (T) 를 스테인리스강 등으로 형성하고, 표면 (Ta), 이면 (Tb), 및 측면 (Tc) 의 적어도 일부에 발액 처리를 실시해도 된다.
또, 플레이트 부재 (T) 의 소정 위치에 개구를 형성하고, 그 개구로부터 광학 센서의 상면을 노출시키도록 해도 된다. 그와 같은 광학 센서로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 소57-117238호에 개시되어 있는 조도 불균일 센서, 일본 공개특허공보 2002-14005호 (대응 미국 특허공개 2002/0041377호) 에 개시되어 있는 공간 이미지 계측 센서, 및 일본 공개특허공보 평11-16816호 (대응 미국 특허공개 2002/0061469호) 에 개시되어 있는 조사량 센서 (조도 센서) 등을 들 수 있다. 이들 광학 센서를 설치하는 경우에는, 광학 센서의 상면도 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 및 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 대략 면일하게 한다. 또한, 이들 광학 센서의 상면도 발액성 재료를 피복하여 발액성으로 한다.
기판 (P) 의 노광면인 표면 (Pa) 에는 포토레지스트 (감광재) 가 도포되어 있다. 본 실시형태에서, 감광재는 ArF 엑시머 레이저용의 감광재로서 발액성 (발수성, 접촉각 80°∼85°) 을 갖고 있다. 또한, 본 실시형태에서, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 은 발액화 처리 (발수화 처리) 되어 있다. 구체적으로는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 에도 발액성을 갖는 상기 감광재가 도포되어 있다. 이것에 의해, 표면 (Ta) 이 발액성인 플레이트 부재 (T) 와 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과의 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 또, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에도 상기 감광재가 도포되어 발액화 처리되어 있다. 또, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이나 측면 (Pc) 을 발액성으로 하기 위한 재료로는, 상기 감광재에 한정되지 않고, 소정의 발액성 재료여도 된다. 예를 들어, 기판 (P) 의 노광면인 표면 (Pa) 에 도포된 감광재의 상층에 톱 코트층이라고 불리는 보호층 (액체로부터 감광재를 보호하는 막) 을 도포하는 경우가 있지만, 이 톱 코트층의 형성 재료 (예를 들어 불소계 수지 재료) 가 발액성 (발수성) 을 갖고 있는 경우에는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 이나 이면 (Pb) 에 이 톱 코트층 형성 재료를 도포하도록 해도 된다. 물론, 감광재나 톱 코트층 형성용 재료 이외의 발액성을 갖는 재료를 도포하도록 해도 된다.
또, 기판 (P) 의 표면 (Pa) 이 반드시 발액성일 필요는 없고, 액체 (LQ) 와의 접촉각이 60°∼80°정도인 레지스트를 사용할 수도 있다. 또한, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 및 이면 (Pb) 도 발액화 처리가 필수적인 것은 아니다. 즉, 기판 (P) 의 표면 (Pa), 이면 (Pb), 측면 (Pc) 은 발액성이 아니어도 되며, 필요에 따라서 그들 중 적어도 하나를 발액성으로 해도 된다.
또한, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 의 적어도 일부의 표면도 발액화 처리되어 발액성으로 되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 중, 제 1 유지부 (PH1) 의 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A), 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A), 및 측면 (42B; 제 2 둘레벽부 (62) 와 대향하는 면) 이 발액성을 갖고 있다. 또한, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A), 제 2 지지부 (66) 의 상면 (66A), 및 측면 (62B; 제 1 둘레벽부 (42) 와 대향하는 면) 이 발액성을 갖고 있다. 기판 홀더 (PH) 의 발액화 처리로는, 전술한 바와 같은 불소계 수지 재료 또는 아크릴계 수지 재료 등의 발액성 재료를 도포, 또는 상기 발액성 재료로 이루어지는 박막을 부착하는 처리를 들 수 있다. 또, 기판 홀더 (PH) 의 제 1 둘레벽부 (42) 및 제 2 둘레벽부 (62) 를 포함하는 기재 (PHB) 전체를, 발액성을 갖는 재료 (불소계 수지 등) 로 형성해도 된다. 또, 기판 홀더 (PH) 나 플레이트 부재 (T) 를 발액성으로 하기 위해서, 상기 감광재나 톱 코트층 형성 재료를 도포하도록 해도 된다. 또, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이나 측면 (Pc) 에 대하여, 기판 홀더 (PH) 의 발액화 처리에 사용한 재료 (불소계 수지 재료나 아크릴계 수지 재료 등) 를 도포하도록 해도 된다. 또, 가공상, 또는 정밀도상, 기재 (PHB) 표면의 발액화가 어려운 경우에는 기재 (PHB) 의 어떠한 표면 영역도 발액성이 아니어도 된다.
또한, 기재 (PHB) 에는, 기재 (PHB) 에 대하여 기판 (P) 을 승강시키는 제 1 승강 부재 (56) 를 배치하기 위한 구멍부 (56H) 가 형성되어 있다. 구멍부 (56H) 는, 제 1 둘레벽부 (42) 내측 (즉, 제 1 공간 (31) 의 내측) 의 3 군데에 형성되어 있다 (도 3 참조). 제어 장치 (CONT) 는, 도시하지 않은 구동 장치를 통하여 제 1 승강 부재 (56) 의 승강 동작을 제어한다.
또한, 기재 (PHB) 에는, 기재 (PHB) 에 대하여 플레이트 부재 (T) 를 승강시키는 제 2 승강 부재 (57) 를 배치하기 위한 구멍부 (57H) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 구멍부 (57H) 는 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이 (즉, 제 2 공간 (32) 의 내측) 의 4 군데에 형성되어 있다 (도 3 참조). 제어 장치 (CONT) 는, 도시하지 않은 구동 장치를 통하여 제 2 승강 부재 (57) 의 승강 동작을 제어한다.
도 6 에 나타낸 바와 같이, 제 1 승강 부재 (56) 는 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 유지한 상태로 상승 가능하다. 제 1 승강 부재 (56) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 유지하여 상승함으로써, 기판 (P) 과 제 1 유지부 (PH1) 를 분리할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 승강 부재 (57) 는, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 을 유지한 상태로 상승 가능하다. 전술한 바와 같이, 플레이트 부재 (T) 는 기재 (PHB) 와는 별도의 부재로서, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 에 대하여 탈착 가능하게 형성되어 있기 때문에, 제 2 승강 부재 (57) 가 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 을 유지하여 상승함으로써, 플레이트 부재 (T) 와 제 2 유지부 (PH2) 를 분리할 수 있다.
플레이트 부재 (T) 를 교환할 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 플레이트 부재 (T) 에 대한 제 2 유지부 (PH2) 에 의한 흡착 유지를 해제한 후, 제 2 승강 부재 (57) 를 상승시킨다. 제 2 승강 부재 (57) 는, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 을 유지한 상태로 상승시킨다. 그리고, 제 2 승강 부재 (57) 에 의해서 상승한 플레이트 부재 (T) 와 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 사이에 도시하지 않은 반송 (搬送) 아암이 진입하여, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 을 지지한다. 그리고, 반송 아암은, 플레이트 부재 (T) 를 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB; 제 2 유지부 (PH2)) 로부터 반출한다.
한편, 새로운 플레이트 부재 (T) 를 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 상에 장착하는 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 새로운 플레이트 부재 (T) 를 반송 아암을 사용하여 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 상으로 반입한다. 이 때, 제 2 승강 부재 (57) 는 상승되어 있고, 반송 아암은 플레이트 부재 (T) 를 상승되어 있는 제 2 승강 부재 (57) 에 건네 준다. 제 2 승강 부재 (57) 는 반송 아암으로부터 받은 플레이트 부재 (T) 를 유지하여 하강한다. 제 2 승강 부재 (57) 를 하강하여, 플레이트 부재 (T) 가 제 2 유지부 (PH2) 상에 설치된 후, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 진공계 (60) 를 구동하여 제 2 공간 (32) 을 부압으로 한다. 이것에 의해, 플레이트 부재 (T) 는 제 2 유지부 (PH2) 에 흡착 유지된다.
또, 기재 (PHB) 에 대한 플레이트 부재 (T) 의 위치 맞춤은, 기재 (PHB) 와 플레이트 부재 (T) 의 적어도 일방에 기계적인 기준을 형성하여 그 기계적인 기준을 사용하도록 해도 되고, 전용 얼라인먼트 센서를 설치하여 그 센서를 사용하도록 해도 된다. 예를 들어 기재 (PHB) 와 플레이트 부재 (T) 의 각각 마크를 형성해 두고, 각 마크를 광학적으로 검출하여, 그 검출 결과에 기초해서 기재 (PHB) 와 플레이트 부재 (T) 의 상대 위치를 조정함으로써, 기재 (PHB) 의 소정 위치에 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지할 수 있다.
또한, 노광 처리 완료된 기판 (P) 을 반출할 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 에 대한 제 1 유지부 (PH1) 에 의한 흡착 유지를 해제한 후, 제 1 승강 부재 (56) 를 상승시킨다. 제 1 승강 부재 (56) 는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 유지한 상태로 상승시킨다. 그리고, 제 1 승강 부재 (56) 에 의해서 상승한 기판 (P) 과 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 사이로 도시하지 않은 반송 아암이 진입하여, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 유지한다. 그리고, 반송 아암은, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB; 제 1 유지부 (PH1)) 로부터 반출 (언로드) 한다.
한편, 노광 처리될 새로운 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 상으로 반입하는 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 새로운 기판 (P) 을 반송 아암을 사용하여 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 상에 반입 (로드) 한다. 이 때, 제 1 승강 부재 (56) 는 상승되어 있고, 반송 아암은 기판 (P) 을 상승되어 있는 제 1 승강 부재 (56) 에 건네 준다. 제 1 승강 부재 (56) 는 반송 아암으로부터 받은 기판 (P) 을 유지하여 하강한다. 제 1 승강 부재 (56) 를 하강하여, 기판 (P) 이 제 1 유지부 (PH1) 상에 설치된 후, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 를 구동하여 제 1 공간 (31) 을 부압으로 한다. 이것에 의해, 기판 (P) 은 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된다.
그리고, 전술한 바와 같이, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 의 흡착 동작과 제 2 진공계 (60) 의 흡착 동작을 독립시켜 실시할 수 있기 때문에, 기판 (P) 의 반입 및 반출에 따르는 제 1 유지부 (PH1) 의 흡착 유지 및 흡착 유지 해제 동작과, 플레이트 부재 (T) 의 반입 및 반출에 따르는 제 2 유지부 (PH2) 의 흡착 유지 및 흡착 유지 해제 동작을 독립적으로, 별도의 타이밍에서 실시할 수 있다.
본 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T) 를 기재 (PHB) 에 대하여 탈착하기 위해서 제 2 승강 부재 (57) 를 형성하였기 때문에, 플레이트 부재 (T) 의 교환 작업 (반출 작업) 을 원활하게 실시할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T) 는 제 2 승강 기구 (57) 를 사용하여 자동 교환할 수 있는 구성으로 되어 있지만, 제 2 승강 기구 (57) 는 생략할 수도 있다. 이 경우에는, 플레이트 부재 (T) 의 흡착을 해제한 상태에서 오퍼레이터 등에 의해 플레이트 부재 (T) 의 교환이 실시된다.
다음으로, 상기 서술한 노광 장치 (EX) 를 사용하여 기판 (P) 을 노광하는 방법에 관해서 도 7 의 플로우차트도를 참조하면서 설명한다.
전제로서, 전술한 바와 같은 기판 스테이지 (PST) 상의 광학 센서를 사용하여, 기판 (P) 의 노광 전에 액체 (LQ) 를 통한 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성이 계측되고, 그 계측 결과에 기초하여 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성 조정 (캘리브레이션) 처리가 실시된다. 또한, 기판 얼라인먼트계 (95) 및 마스크 얼라인먼트계 (96) 등을 사용하여, 기판 얼라인먼트계 (95) 의 검출 기준 위치와 패턴 이미지의 투영 위치와의 위치 관계 (베이스라인량) 가 계측된다.
여기서, 본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 X 축 방향 (주사 방향) 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 통해서 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 βㆍV (β 는 투영 배율) 로 이동한다. 기판 (P) 상에는 복수의 쇼트 영역 (S1∼S24) 이 매트릭스형상으로 설정되어 있고, 하나의 쇼트 영역에 대한 노광 종료 후에 기판 (P) 의 스테핑 이동에 의해 다음 쇼트 영역이 주사 개시 위치로 이동하고, 이하, 스텝 앤드 스캔 방식에 의해 기판 (P) 을 이동시키면서 각 쇼트 영역 (S1∼S24) 에 대한 주사 노광 처리가 순차 실시된다.
플레이트 부재 (T) 를 제 2 유지부 (PH2) 에 흡착 유지한 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 이 로드되면, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 상에 형성되어 있는 복수의 얼라인먼트 마크 (AM) 를, 기판 얼라인먼트계 (95) 를 사용하여 액체를 통하지 않고 순차적으로 검출한다 (단계 SA1). 기판 얼라인먼트계 (95) 가 얼라인먼트 마크 (AM) 를 검출하고 있을 때의 기판 스테이지 (PST; 기판 홀더 (PH)) 의 위치는 레이저 간섭계 (94) 에 의해서 계측된다. 이것에 의해, 레이저 간섭계 (94) 에 의해서 규정되는 좌표계 내에서의 각 얼라인먼트 마크 (AM) 의 위치 정보가 계측된다. 기판 얼라인먼트계 (95) 및 레이저 간섭계 (94) 를 사용하여 검출된 얼라인먼트 마크 (AM) 의 위치 정보의 검출 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 또한, 기판 얼라인먼트계 (95) 는, 레이저 간섭계 (94) 에 의해서 규정되는 좌표계 내에 검출 기준 위치를 갖고 있고, 얼라인먼트 마크 (AM) 의 위치 정보는 그 검출 기준 위치와의 편차로서 검출된다.
다음으로, 제어 장치 (CONT) 는, 얼라인먼트 마크 (AM) 의 위치 정보의 검출 결과에 기초하여, 기판 (P) 상의 복수의 쇼트 영역 (S1∼S24) 각각의 위치 정보를 연산 처리 (EGA 처리) 에 의해서 구한다 (단계 SA2). 본 실시형태에서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 소61-44429호에 개시되어 있는, 이른바 EGA (Enhanced Global Alignment) 방식에 의해 쇼트 영역 (S1∼S24) 의 위치 정보가 구해진다.
이상과 같은 처리가 종료하면, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성되어 있는 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상으로 이동한다. 이것에 의해, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액침 영역 (AR2) 이 형성된다. 그리고, 기판 (P) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성한 후, 기판 (P) 의 복수의 쇼트 영역 각각에 순차적으로 패턴 이미지가 투영되고 액침 노광된다 (단계 SA3). 보다 구체적으로는, 단계 SA2에서 구한 각 쇼트 영역 (S1∼S24) 의 위치 정보, 및 제어 장치 (CONT) 가 기억하고 있는 기판 얼라인먼트계 (95) 의 검출 기준 위치와 패턴 이미지의 투영 위치와의 위치 관계 (베이스라인량) 에 기초하여, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키고, 기판 (P) 상의 각 쇼트 영역 (S1∼S24) 과 패턴 이미지를 위치 맞춤하면서, 각 쇼트 영역의 액침 노광 처리를 실시한다.
기판 (P) 상의 각 쇼트 영역 (S1∼S24) 의 주사 노광이 종료되면, 제어 장치 (CONT) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 유지한 채, 또는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수한 후에, 그 노광 처리가 완료된 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드하고, 처리 전인 기판을 기판 스테이지 (PST) 에 로드한다 (단계 SA4).
그런데, 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 에 형성된 쇼트 영역 (S1, S4, S21, S24) 등을 액침 노광할 때나, 상기 서술한 바와 같이 레퍼런스부 (300) 의 기준 마크 (MFM) 를 액체 (LQ) 를 통하여 계측할 때에는, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 의 일부 또는 전부가 형성된다. 또 기판 홀더 (PH) 상에 상기 광학 센서가 설치되어 있는 경우에는, 그 광학 센서를 사용하여 액체 (LQ) 를 통한 계측을 실시하는 경우에도, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 의 일부 또는 전부가 형성된다. 그러한 경우, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 은 발액성이기 때문에 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 액체 (LQ) 를 양호하게 회수할 수 있어, 플레이트 부재 (T) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하는 문제가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 플레이트 부재 (T) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하면, 그 잔류한 액체 (LQ) 의 기화에 의해, 예를 들어 플레이트 부재 (T) 가 변형되거나, 기판 (P) 이 놓여있는 환경 (온도, 습도) 이 변동하여 기판 (P) 의 위치 정보 등을 계측하는 각종 계측광의 광로가 변동하는 등 노광 정밀도가 열화되는 문제가 발생한다. 또 잔류된 액체가 기화된 후에 액체의 부착 자국 (이른바 워터 마크) 이 플레이트 부재 (T) 에 형성되어, 레퍼런스부 (300) 등의 오염의 요인이 될 가능성도 있다. 본 실시형태에서는 플레이트 부재 (T) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하는 것이 방지되어 있기 때문에, 잔류한 액체 (LQ) 에 기인하여 노광 정밀도 및 계측 정밀도가 열화되는 것이 방지된다.
또한, 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 에 형성된 쇼트 영역을 노광할 때에는, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 일부가 플레이트 부재 (T) 상에 형성되는데, 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 은 대략 면일하여, 기판 (P) 의 에지부와 그 주위에 설치된 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 사이에는 단차가 거의 없기 때문에 액침 영역 (AR2) 의 형상을 양호하게 유지할 수 있어, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 유출되거나, 또는 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 중에 기포가 혼입되는 등의 문제가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 에 형성된 쇼트 영역을 노광할 때에는 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 갭 (A) 상에 형성되는데, 갭 (A) 은 소정치 이하, 본 실시형태에서는 0.1∼1.0㎜ 정도로 설정되어 있고, 기판 (P) 의 표면 (Pa) 및 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 은 발액성이고, 갭 (A) 을 형성하는 기판 (P) 의 측면 (Pc) 이나 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 은 발액성이기 때문에, 액체 (LQ) 의 표면 장력에 의해, 갭 (A) 을 통하여 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측이나 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측으로 침입하는 것이 억제된다. 또한 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 노치부 (절결부; NT) 에 있어서도 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 와의 사이의 갭 (A) 이 확보되어 있기 때문에, 노치부 (NT) 근방으로부터의 액체 (LQ) 의 침입도 방지되어 있다.
또한, 가령 갭 (A) 을 통하여 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측이나 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 액체 (LQ) 가 침입한 경우에서도, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 은 발액성이고, 그 이면 (Tb) 에 대향하는 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 도 발액성이기 때문에, 갭 (B) 을 통하여 액체 (LQ) 가 제 2 공간 (32) 으로 침입하는 것이 방지된다. 따라서, 제 2 공간 (32) 의 내측에 있는 제 2 흡인구 (61) 를 통하여 제 2 진공계 (60) 로 액체 (LQ) 가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과, 그 이면 (Pb) 에 대향하는 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 은 밀착되어 있기 때문에, 제 1 공간 (31) 으로 액체 (LQ) 가 침입하는 것도 방지되어 있다. 따라서, 제 1 공간 (31) 의 내측에 있는 제 1 흡인구 (41) 를 통하여 제 1 진공계 (40) 로 액체 (LQ) 가 침입하는 것도 방지된다.
또한, 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 에 형성된 쇼트 영역을 노광할 때에는 투영 영역 (AR1) 이 기판 (P) 의 외측으로 튀어나와, 노광광 (EL) 이 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 에 조사되고, 그 노광광 (EL) 의 조사에 의해 표면 (Ta) 의 발액성이 열화될 가능성이 있다. 특히, 플레이트 부재 (T) 에 피복한 발액성 재료가 불소계 수지이고, 노광광 (EL) 이 자외광인 경우, 그 플레이트 부재 (T) 의 발액성은 열화되기 쉽다 (친액화되기 쉽다). 본 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T) 는 제 2 유지부 (PH2) 에 대하여 탈착 가능하게 설치되어 있어, 교환 가능하기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 플레이트 부재 (T; 표면 (Ta)) 의 발액성의 열화 정도에 따라서, 그 발액성이 열화된 표면 (Ta) 을 갖는 플레이트 부재 (T) 를 새로운 (발액성을 충분히 갖는) 플레이트 부재 (T) 와 교환함으로써, 플레이트 부재 (T) 와 기판 (P) 의 갭으로부터의 액체 (LQ) 의 침입이나, 플레이트 부재 (T) 상에서의 액체 (LQ) 의 잔류 등과 같은 문제의 발생을 방지할 수 있다.
또, 플레이트 부재 (T) 를 교환하는 타이밍으로는, 예를 들어 소정 기판 처리 매수마다 또는 소정 시간 간격마다 등, 미리 정해진 소정 간격으로 플레이트 부재 (T) 를 교환할 수 있다. 또는, 노광광 (EL) 의 조사량 (조사 시간, 조도) 과 플레이트 부재 (T) 의 발액성 레벨과의 관계를 실험이나 시뮬레이션에 의해서 미리 구해 두고, 그 구한 결과에 기초하여 플레이트 부재 (T) 를 교환하는 타이밍을 설정하도록 해도 된다. 플레이트 부재 (T) 의 교환 타이밍은 플레이트 부재 표면의 발액성의 열화에 따라서 결정한다. 발액성의 열화의 평가는, 예를 들어, 표면을 현미경 또는 육안으로 관찰하는, 액적을 평가면에 흘려서 액적의 상태를 육안 또는 현미경으로 관찰함으로써, 또는 액적의 접촉각을 측정함으로써 실시할 수 있다. 그와 같은 평가를 노광광 등의 자외선의 적산 조사량 (적산 펄스수) 과의 관계에 의해 미리 제어 장치 (CONT) 에 기록해 둠으로써, 그 관계로부터 플레이트 (T) 의 수명, 즉 교환 시간 (시기) 을 제어 장치 (CONT) 가 결정할 수 있다.
또한, 기판 홀더 (PH) 의 상면을 형성하는 플레이트 부재 (T) 는 제 2 유지부 (PH2) 에 의해 흡착 유지되는 구성이기 때문에, 예를 들어 플레이트 부재 (T) 와 기재 (PHB) 를 볼트 등을 사용하여 연결하는 구성과 비교하여, 플레이트 부재 (T) 나 기재 (PHB) 등에 국소적인 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 플레이트 부재 (T) 나 기재 (PHB) 의 변형을 억제할 수 있어, 플레이트 부재 (T) 나 기판 (P) 의 평탄도를 양호하게 유지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태의 기판 홀더 (PH) 에서는, 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A), 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A), 제 2 지지부 (66) 의 상면 (66A), 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A), 및 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 은 미소한 높이의 차가 있으나, 대략 동일한 높이로 되어 있다. 그리고, 기판 홀더 (PH) 의 상면을 형성하기 위한 플레이트 부재 (T) 는, 제 2 유지부 (PH2) 에 대하여 탈착 가능하게 형성된 구성이다. 따라서, 도 8 에 나타내는 모식도와 같이, 기판 홀더 (PH) 를 제조할 때에, 상기 각 상면 (42A, 46A, 62A, 63A, 66A) 을 연마 처리 등의 소정 처리를 하는 경우에 있어서도, 각각의 상면 (42A, 46A, 62A, 63A, 66A) 을 양호한 작업성으로 처리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 유지부 (PH1) 가 제 2 유지부 (PH2) 에 대하여 낮게 형성되어 있는 경우에 있어서는, 제 2 유지부 (PH2) 의 상면에 대해서는 상기 연마 처리를 원활하게 실시할 수 있지만, 제 1 유지부 (PH1) 는, 제 2 유지부 (PH2) 에 대하여 우묵하게 되어 있기 때문에, 제 1 유지부 (PH1) 의 상면을 연마 처리하기란 용이하지 않다. 본 실시형태에서는, 제 1 유지부 (PH1) 의 상면과 제 2 유지부 (PH2) 의 상면이 대략 동일한 높이이기 때문에, 제 1 유지부 (PH1) 의 상면 및 제 2 유지부 (PH2) 의 상면 각각 대하여 상기 처리를 원활하게 실시할 수 있다. 또한, 연마 처리할 때에는, 제 1 유지부 (PH1) 의 상면 및 제 2 유지부 (PH2) 의 상면 각각에 대하여 연마 처리를 대략 동시에 실시할 수 있기 때문에, 양호한 작업성으로 처리할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta), 측면 (Tc), 및 이면 (Tb) 의 전체면에 발액화 처리를 위해 발액성 재료가 피복되어 있지만, 측면 (Tc) 및 이면 (Tb) 은 필요에 따라서 선택적으로 발액성으로 할 수도 있다. 예를 들어, 갭 (A) 을 형성하는 영역, 즉 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 과, 갭 (B) 을 형성하는 영역, 즉 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 중 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 에 대향하는 영역만을 발액화 처리하는 구성이어도 된다. 또는, 갭 (B) 이 충분히 작고, 또한 발액화 처리하기 위해서 도포하는 재료의 발액성 (접촉각) 이 충분히 크면, 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (32) 에 액체 (LQ) 가 유입될 가능성이 더욱 낮아지기 때문에, 갭 (B) 을 형성하는 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 에는 발액화 처리를 실시하지 않고, 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 만을 발액화 처리하는 구성이어도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 가령 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입했을 때, 그 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측으로 빨려 들어가도록, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 2 지지부 (66) 의 높이가 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 형성되어 있는 제 2 흡인구 (61) 의 흡인 동작에 의해서 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측으로 빨려 들어가도록, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 과, 제 2 지지부 (66) 에 흡착 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 사이의 갭 (B) 이 설정되어 있다. 그리고, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 형성되어 있는 제 2 흡인구 (61) 의 흡인 동작에 의해서 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측으로 빨려 들어가도록, 제 2 지지부 (66) 에 지지되어 있는 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 그 이면 (Tb) 에 대향하는 기재 (PHB) 의 상면과의 갭 (F) 이 가장 적합하게 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 갭 (F) 은 50㎛ 정도이다. 또한, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 이 밀착하고 있기 때문에, 제 2 흡인구 (61) 를 통하여 제 2 공간 (32) 내의 기체가 흡인되면, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 사이의 갭 (B) 에는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 외측 공간에서부터 제 2 공간 (32) 으로 향하는 기류가 발생한다. 이것에 의해, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 갭 (A) 에 침입한 경우에서도, 그 침입한 액체 (LQ) 는 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가지 않고, 갭 (B) 을 통하여 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 형성되어 있는 제 2 공간 (32) 으로 유입되고, 그 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 형성되어 있는 제 2 흡인구 (61) 로부터 회수된다.
본 실시형태에서는, 갭 (B) 은, 기판 (P) 의 외측에서, 기판 (P) 의 에지를 따라서 기판 (P) 을 둘러싸도록 연속적으로 형성된 구성이다. 따라서, 기판 (P) 의 노치부 (절결부; NT) 근방을 포함하는 갭 (A) 의 임의의 위치로부터 액체 (LQ) 가 침입하였다고 해도, 그 액체 (LQ) 를 갭 (B) 을 통하여 기판 (P) 외측의 제 2 공간 (32) 으로 유입시켜, 제 2 흡인구 (61) 로부터 원활하게 회수할 수 있다.
이와 같이, 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입해도, 그 침입한 액체 (LQ) 는 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가지 않고 (유입되지 않고), 갭 (B) 을 통하여 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측으로 빨려 들어가기 때문에, 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어감으로써 원인이 되어 기판 (P) 의 플랫니스가 열화되는 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 플레이트 부재 (T) 는, 기판 (P) 과 비교하여 교환 빈도가 적고, 또한 기판 (P) 에 비하여 높은 플랫니스가 요구되지 않기 때문에, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측으로 액체 (LQ) 가 돌아 들어가더라도 문제는 생기지 않는다.
또한, 본 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하기 위한 제 2 흡인구 (61) 와 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수구가 겸용되어 있는 구성으로, 제 2 유지부 (PH2) 는, 적어도 기판 (P) 의 노광 중에 있어 서는 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하고 있는 구성이다. 따라서, 제 2 흡인구 (액체 회수구; 61) 는, 적어도 기판 (P) 의 노광 중에 있어서는 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 상시 회수하는 구성이다. 따라서, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 침입하면, 기판 (P) 과 제 1 유지부 (PH1) 가 액체 (LQ) 에 의해서 흡착되어, 제 1 승강 부재 (56) 에 의해 기판 (P) 을 원활히 상승시킬 수 없는 문제가 생길 우려가 있지만, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로의 액체 (LQ) 의 침입을 방지함으로써, 그와 같은 문제의 발생을 방지할 수 있다.
그런데, 본 실시형태에서는, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 제 2 흡인구 (61) 에 접속하는 유로 (65) 의 도중에 다공체 (68) 가 배치되어 있다. 그리고, 제 2 흡인구 (61) 를 통하여 회수되어서, 유로 (65) 를 흐르는 액체 (LQ) 는 다공체 (68) 에 의해 포집되도록 되어 있다. 이렇게 함으로써, 제 2 진공계 (60) 로 액체 (LQ) 가 유입되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 다공체 (68) 에 의해 포집된 액체 (LQ) 는, 유로 (65) 내에서 기화되도록 되어 있다. 제 2 흡인구 (61) 를 통하여 회수되는 액체 (LQ) 는 미량으로, 다공체 (68) 에 의해 포집된 액체 (LQ) 는 유로 (65) 내에서 기화시킬 수 있다. 또, 다공체 (68) 대신에 메시 (mesh) 부재를 유로 (65) 에 배치해도 된다. 또는, 제 2 흡인구 (61) 와 제 2 진공계 (60) 를 접속하는 유로 (65) 의 도중에 제 2 흡인구 (61) 로부터 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기를 설치하는 것에 의해서도, 제 2 진공계 (60) 로의 액체 (LQ) 의 유입을 방지할 수 있다. 또는, 유로 (65) 의 도중의 소정 영역에, 다른 영역보다 큰 버퍼 공간을 형성하고, 이 버퍼 공간에서 액체 (LQ) 를 포집하여, 제 2 진공계 (60) 로의 액체 (LQ) 의 유입을 방지하도록 해도 된다.
본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 을 밀착시켜 둠으로써, 즉, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 사이의 갭 (D) 을 거의 제로로 함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 사이를 통하여 제 1 공간 (31) 측으로 침입하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 한편, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 사이에 갭 (D) 이 형성되는 경우, 갭 (B) 으로의 액체 (LQ) 의 흡인력이 갭 (D) 으로의 액체 (LQ) 의 흡인력보다 커지도록 갭 (B), 갭 (D), 제 1 공간 (31) 의 부압, 및 제 2 공간 (32) 의 부압을 설정함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측으로 원활하게 흘려 보낼 수 있어, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 제 2 흡인구 (61) 는, 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 상면 (플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 대향하는 면) 에 대략 일정하게 복수 형성되어 있지만, 복수의 제 2 흡인구 (61) 중 일부의 제 2 흡인구 (61) 를, 예를 들어 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 상면 중, 제 2 둘레벽부 (62) 근방에, 제 2 둘레벽부 (62) 를 따라서 복수의 슬릿형상으로 형성해도 된다. 이렇게 함으로써, 갭 (B) 을 통하여 제 2 공간 (32) 으로 유입된 액체 (LQ)를 보다 원활하게 회수할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 제 2 둘레벽부 (62) 는 평면에서 볼 때 원환상으로 형성되고, 갭 (B) 은 기판 (P) 을 둘러싸도록 연속적으로 형성되어 있지만, 제 2 둘레벽부 (62) 의 높이를 부분적으로 다르게 함으로써 갭 (B) 이 불연속적으로 형성되어 있어도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 기재 (PHB) 상에 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 를 형성함으로써 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하기 위한 제 2 공간 (32) 을 형성하고 있지만, 제 1 둘레벽부 (42) 외측의 복수 군데에 환상의 둘레벽부 (제 2 외벽부) 를 형성하고, 환상의 둘레벽부로 둘러싸인 공간을 각각 부압으로 함으로써, 그 환상의 둘레벽부 외측에 배치된 복수의 볼록형상 부재 (핀형상 부재) 상에 플레이트 부재 (T) 를 유지하도록 해도 된다. 이 경우, 환상의 둘레벽부 외측에 액체 (LQ) 의 흡인구를 형성함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 그 흡인구로부터 회수할 수 있다. 특히, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 그 이면 (Tb) 에 대향하는 기재 (PHB) 의 상면과의 갭 (F) 를 최적화함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가게 하는 일없이, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 형성된 흡인구를 통하여 흡인 회수할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T) 와 기판 홀더 (PH) 는 분리 가능하지만, 플레이트 부재 (T) 와 기판 홀더 (PH) 를 일체로 형성해도 된다. 한편으로, 플레이트 부재 (T) 와 기판 홀더 (PH) 를 서로 독립된 부재로 하고, 제 2 유지부 (PH2) 에 의해 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 구성으로 함으로써, 갭 (B) 을 용이하게 형성할 수 있고, 또한 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 이나 제 2 지지부 (66) 등을 발액성으로 하기 위한 처리를 원활하게 실시할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 기판 (P) 의 두께와 플레이트 부재 (T) 의 두께는 대략 동일하며, 갭 (B) 과 갭 (D) 와의 Z 축 방향에 관한 위치는 대략 동일하지만, 서로 다른 위치여도 된다. 예를 들어, 갭 (B) 의 Z 축 방향에 관한 위치가 갭 (D) 보다 높은 위치여도 된다. 이렇게 함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는 기판 (P) 의 이면 (갭 (D)) 에 도달하기 전에, 갭 (B) 을 통하여 제 2 흡인구 (61) 로부터 회수할 수 있어, 기판 (P) 이면 (Pb) 측의 제 1 공간 (31) 으로의 액체 (LQ) 의 침입을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 및 그 상면 (62A) 에 대향하는 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 은 XY 평면에 대하여 대략 평행 (즉 수평면) 하지만, 갭 (B) 을 확보하면서 XY 평면에 대하여 경사되어 있어도 된다. 또, 상기 서술한 실시형태에서는 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 2 둘레벽부 (62) 상면 (62A) 의 전체 영역이 대향되어 있지만, 제 2 둘레벽부 (62) 의 직경을 플레이트 부재 (T) 의 구멍부 (TH) 보다 약간 작게 하거나 또는 상면 (62A) 의 폭을 크게 하여, 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 의 일부가 갭 (A; 또는 기판 (P) 의 이면 (Pb)) 에 대향하고 있어도 된다.
상기 서술한 실시형태에서는 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 사이에는 오목부가 형성되어 갭 (C) 이 형성되어 있지만, 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 가 연속하고 있어도 된다. 즉, 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 대신에 폭이 넓은 하나의 둘레벽부를 형성해도 된다. 그 경우, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 갭 (B) 으로 빨려 들어가도록, 제 2 공간의 부압과 제 1 공간의 부압을 다르게 해도 되고, 그 폭이 넓은 둘레벽부의 상면과 기판 (P) 이면 (Pb) 과의 갭 (B') 이 그 둘레벽부의 상면과 플레이트 부재 (T) 이면 (Tb) 과의 갭 (D') 과는 다르도록, 그 둘레벽부의 상면에 단차 또는 경사를 형성하도록 해도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 액체 (LQ) 를 통하여 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 액침 노광 장치를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 액체 (LQ) 를 통하지 않고 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 통상적인 건식 노광 장치에 적용하는 것도 물론 가능하다. 기판 스테이지 (PST) 의 상면을 형성하는 플레이트 부재 (T) 는 제 2 유지부 (PH2) 에 흡착 유지되고, 기재 (PHB) 에 대하여 탈착 가능 (교환 가능) 하기 때문에, 예를 들어 플레이트 부재 (T) 상이나 레퍼런스부 (300) 에 이물질 (불순물) 이 부착ㆍ오염되거나, 파손되었을 때 등에는 새로운 플레이트 부재와 원활하게 교환할 수 있다.
<제 2 실시형태>
다음으로, 기판 스테이지 (PST; 기판 홀더 (PH)) 의 제 2 실시형태에 관해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략한다. 또한, 제 1 실시형태와 공통되는 변형예의 설명도 생략한다.
도 10 에 있어서, 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 상면에는, 그 제 2 둘레벽부 (62) 를 둘러싸도록 형성된 평면에서 볼 때 대략 원환상의 중간 둘레벽부 (162) 가 형성되어 있다. 중간 둘레벽부 (162) 는, 제 2 지지부 (66) 보다 약간 낮거나 또는 제 2 지지부 (66) 와 대략 동일한 높이로 형성되어 있고, 중간 둘레벽부 (162) 의 상면 (162A) 과 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 은 대략 밀착되어 있다. 그리고, 기재 (PHB) 와, 중간 둘레벽부 (162) 와, 제 3 둘레벽부 (63) 와, 플레이트 부재 (T) 에 의해 제 2 공간 (32) 이 형성되어 있다. 제 2 진공계 (60) 에 유로 (65) 를 통하여 접속되어 있는 제 2 흡인구 (61) 는, 제 2 공간 (32) 에 대응하는 기재 (PHB) 의 상면 (중간 둘레벽부 (162) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 상면) 에 형성되어 있다. 제 2 진공계 (60) 는, 제 2 흡인구 (61) 로부터 제 2 공간 (32) 의 기체를 흡인하여 그 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하는 것에 의해서, 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지한다.
또한, 기재 (PHB) 와, 제 2 둘레벽부 (62) 와, 중간 둘레벽부 (162) 와, 플레이트 부재 (T) 에 의해, 제 2 공간 (32) 과는 별도의 공간 (167) 이 형성되어 있다. 제 2 둘레벽부 (62) 와 중간 둘레벽부 (162) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 상면에는, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 액체 회수구 (161) 가 형성되어 있다. 액체 회수구 (161) 는, 제 2 둘레벽부 (62) 와 중간 둘레벽부 (162) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 상면 중, 제 2 둘레벽부 (62) 근방에 제 2 둘레벽부 (62) 를 따라서 복수 슬릿형상으로 형성되어 있다. 액체 회수구 (161) 는 유로 (165) 를 통해서 회수용 진공계 (160) 에 접속되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40), 제 2 진공계 (60), 및 회수용 진공계 (160) 의 동작을 각각 독립적으로 제어 가능하다.
또한, 제 2 둘레벽부 (62) 와 중간 둘레벽부 (162) 사이에는, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 을 지지하는 제 2 지지부 (66) 가 형성되어 있다. 또, 제 2 둘레벽부 (62) 와 중간 둘레벽부 (162) 사이의 제 2 지지부 (66) 는 없어도 된다. 또한, 중간 둘레벽부 (162) 의 상면 (162A) 을 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 과 마찬가지로 발액성으로 해도 된다. 또한, 중간 둘레벽부 (162) 의 상면 (162A) 과 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 사이에는 미소한 갭이 형성되어도 상관없다.
도 10 에 나타내는 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 노광 중을 포함하는 소정 기간, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1, 제 2 진공계 (40, 60) 를 구동하여 제 1, 제 2 공간 (31, 32) 을 부압으로 하는 것에 의해, 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 각각을 제 1, 제 2 유지부 (PH1, PH2) 에 흡착 유지하고 있다. 여기서, 기판 (P) 의 노광 중에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는 회수용 진공계 (160) 의 구동을 정지시키고 있다.
기판 (P) 을 액침 노광함으로써, 갭 (A) 상이나 갭 (A) 의 내측에 액체 (LQ) 가 고일 가능성이 있다. 또한, 갭 (A) 을 통하여 침입한 액체 (LQ) 가, 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 사이의 공간 (168) 에 고일 가능성도 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 노광 종료 후, 도 6 을 참조하여 설명한 바와 같이, 노광 완료된 기판 (P) 을 새로운 기판 (P) 과 교환한다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 을 제 1 유지부 (PH1) 로부터 분리하기 직전에, 회수용 진공계 (160) 의 구동을 시작하여 공간 (168) 등에 고인 액체 (LQ) 를 갭 (B) 및 액체 회수구 (161) 를 통하여 흡인 회수한다 (이 동작은, 도 7 에서의 단계 SA3 후에 이어진다). 회수용 진공계 (160) 의 구동을 기판 (P) 의 교환 중에 계속해도 되지만, 새로운 기판 (P) 을 기판 유지부 (PH1) 에 탑재할 때에는, 진동 등에 기인하는 기판 (P) 의 위치 어긋남 등을 방지하기 위해서 회수용 진공계 (160) 의 구동은 정지시켜 두는 것이 바람직하다. 또, 액체 회수구 (161) 와 회수용 진공계 (160) 를 접속하는 유로 (165) 에는 전술한 바와 같은 기액 분리기 등이 설치되어 있기 때문에, 액체 회수구 (161) 를 통하여 액체 (LQ) 를 회수하더라도, 회수용 진공계 (160) 로 액체 (LQ) 가 유입되는 것이 방지되어 있다.
이와 같이, 기재 (PHB) 와 중간 둘레벽부 (162) 와 제 3 둘레벽부 (63) 와 플레이트 부재 (T) 에 의해 둘러싸인 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하기 위한 제 2 흡인구 (61) 와는 별도로, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수구 (161) 를 기재 (PHB) 상에 형성함으로써, 제 2 흡인구 (61) 를 사용한 플레이트 부재 (T) 의 흡착 유지 동작과, 액체 회수구 (161) 를 사용한 액체 회수 동작을 각각 독립적으로 실시할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 의 노광 중에 회수용 진공계 (160) 의 구동을 정지할 수 있기 때문에, 회수용 진공계 (180) 의 구동에 수반되는 진동이 노광에 미치는 영향이나 노광 중의 액침 영역 (AR2) 의 변동을 억제할 수 있다.
또, 도 10 을 참조하여 설명한 실시형태에 있어서, 회수용 진공계 (160) 의 구동에 수반되는 진동이 노광에 미치는 영향이나 노광 중의 액침 영역 (AR2) 의 변동이 작은 경우에는, 기판 (P) 의 노광 중에서도 회수용 진공계 (160) 를 구동해도 된다. 이렇게 함으로써, 제 2 진공계 (60) 가 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하는 것과 함께, 회수용 진공계 (160) 가 공간 (167) 을 부압으로 하기 때문에, 제 2 유지부 (PH2) 는 플레이트 부재 (T) 를 보다 안정적으로 흡착 유지할 수 있다. 또한, 기판 (P) 의 노광 중에 회수용 진공계 (160) 를 구동함으로써, 기판 (P) 의 노광 중에 있어서 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 갭 (B) 및 액체 회수구 (161) 를 통하여 양호하게 회수할 수 있기 때문에, 기판 (P) 이면 (Pb) 측의 제 1 공간 (31) 으로의 액체 (LQ) 의 침입을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
이 경우, 기판 (P) 의 노광 중에 있어서의 액체 회수구 (161) 로부터의 흡인량 (흡인력) 을 기판 (P) 의 노광 후의 액체 회수구 (161) 로부터의 흡인량 (흡인력) 보다 작게 하여, 회수용 진공계 (180) 의 구동에 수반되는 진동이 노광에 미치는 영향이나 노광 중의 액침 영역 (AR2) 의 변동이 문제가 되지 않도록 해도 된다.
또, 상기 서술한 제 1, 제 2 실시형태에서는, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 과 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 사이에 형성되는 갭 (B) 은, 제 2 둘레벽부 (62) 의 내측에 형성된 흡인구 (61, 161) 를 통하여 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수할 때의 회수구 (회수 노즐) 가 되기 때문에, 흡인구 (61, 161) 의 액체 회수량을 조정하는 기능도 할 수 있다. 따라서, 갭 (A) 으로부터 침입하는 액체 (LQ) 의 양이 증가하여 액침 영역 (AR2) 의 상태가 변동하지 않도록, 갭 (B) 의 크기를 최적으로 설정하는 것이 바람직하다.
<제 3 실시형태>
도 11 은 제 3 실시형태를 나타내는 도면이다. 또, 제 1, 제 2 실시형태와 공통된 구성이나 변형예에 관해서는 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략한다. 도 11 에 있어서, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 대략 면일한 표면 (제 1 면; Ta) 과, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 대향하는 측면 (Tc) 과, 측면 (Tc) 을 따라서 형성되고, 표면 (Ta) 과 대략 평행한 액체 받이면 (Tg) 과, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주연부에서 그 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 대향하는 대향면 (제 2 면; Tj) 을 갖고 있다. 상기 서술한 실시형태와 동일하게 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 은 기판 (P) 의 표면 (Pa) 을 둘러싸도록 형성되어 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 의 대향면 (Tj) 은 기판 (P) 의 주연부에 따르도록 원환상으로 형성되어 있다. 즉, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주연을 따라서, 표면 (Ta) 과 대향면 (Tj) 을 형성하고 있다. 본 실시형태에서도, 기판 (P) 표면 (Pa) 의 에지와 플레이트 부재 (T) 표면 (Ta) 의 에지와의 사이에 갭 (A) 이 형성되어 있고, 그 갭 (A) 은 0.1∼1.0㎜ 로 되어 있다.
받이면 (Tg) 은, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A; 기판 (P) 의 이면 (Pb)) 보다 하방에 형성되어 있다. 또한, 대향면 (Tj) 은, 받이면 (Tg) 보다 Z 축 방향에 관해서 높은 위치 (＋Z 측) 에 형성되어 있다. 그리고, 측면 (Tc) 과, 받이면 (Tg) 과, 대향면 (Tj) 에 접속하고, 측면 (Tc) 과 대향하는 내측면 (Th) 에 의해 액체 (LQ) 를 유지 가능한 오목부 (170) 가 형성되어 있다. 오목부 (170) 는, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 유지할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 기판 (P) 표면 (Pa) 의 에지와 플레이트 부재 (T) 표면 (Ta) 의 에지와의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 과 받이면 (Tg) 에 의해 형성된 공간 (173) 에 유지되도록 되어 있다.
제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 대향면 (Tj) 은 비접촉이고, 그 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 플레이트 부재 (T) 의 대향면 (Tj) 사이에는 소정의 갭 (G) 이 형성되어 있다. 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 대향면 (Tj) 사이의 갭 (G) 의 간격은, 액체 (LQ) 가 침입하지 않도록 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 갭 (G) 의 간격은 50㎛ 정도로 설정되어 있다. 이것에 의해, 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입한 경우에도, 그 액체 (LQ) 가 갭 (G) 을 통하여 공간 (173) 의 외측 (기판 (P) 의 이면 (Pb) 측) 으로 누출되는 것이 방지되어 있다.
상기 서술한 실시형태와 마찬가지로, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta), 이면 (Tb), 및 측면 (Tc) 은 발액성을 갖고 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 의 받이면 (Tg), 내측면 (Th), 및 대향면 (Tj) 도 발액성을 갖고 있다. 또한, 기판 (P) 의 표면 (Pa), 이면 (Pb), 및 측면 (Pc) 도 발액성을 갖고 있다. 전술한 바와 같이, 갭 (G) 의 간격은 액체 (LQ) 가 침입하지 않도록 설정되어 있지만, 그 갭 (G) 을 형성하는 기판 (P) 의 이면 (Pb) 및 플레이트 부재 (T) 의 대향면 (Tj) 이 발액성이기 때문에, 액체 (LQ) 가 갭 (G) 을 통하여 플레이트 부재 (T) 의 외측으로 누출되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
또, 전술한 바와 같이, 갭 (G) 으로부터의 액체 (LQ) 의 침입을 방지하기 위해서 플레이트 부재 (T) 의 대향면 (Tj) 은 발액성인 것이 바람직하지만, 측면 (Tc), 받이면 (Tg), 내측면 (Th) 은 반드시 발액성일 필요는 없고, 적절히 선택하여 발액성으로 해도 된다.
도 10 을 참조하여 설명한 실시형태와 마찬가지로, 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 는, 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이에 형성된 중간 둘레벽부 (162) 를 갖고 있다. 그리고, 기재 (PHB) 와, 중간 둘레벽부 (162) 와, 제 3 둘레벽부 (63) 와, 플레이트 부재 (T) 에 의해 제 2 공간 (32) 이 형성되어 있다. 제 2 흡인구 (61) 는 제 2 공간 (32) 에 대응하는 기재 (PHB) 의 상면에 형성되어 있고, 제 2 진공계 (60; 도 11 에는 도시 생략) 는, 제 2 흡인구 (61) 로부터 제 2 공간 (32) 의 기체를 흡인하여 그 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하는 것에 의해서, 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지한다.
또한, 기재 (PHB) 와, 제 2 둘레벽부 (62) 와, 중간 둘레벽부 (162) 와, 플레이트 부재 (T) 에 의해 공간 (167) 이 형성되어 있다. 회수용 진공계 (160) 에 유로 (165) 를 통하여 접속되어 있는 액체 회수구 (161) 는, 공간 (167) 에 대응하는 기재 (PHB) 의 상면에 형성되어 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 중, 액체 회수구 (161) 와 대향하는 위치에는 액체 (LQ) 를 유통 가능한 유로 (171) 가 형성되어 있다. 유로 (171) 는 플레이트 부재 (T) 의 받이면 (Tg) 과 이면 (Tb) 을 관통하는 구멍이다. 공간 (173) 에 유지되어 있는 액체 (LQ) 는, 유로 (171) 를 통하여 공간 (167) 으로 흐른다. 기판 (P) 표면 (Pa) 의 에지와 플레이트 부재 (T) 표면 (Ta) 의 에지와의 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 플레이트 부재 (T) 의 받이면 (Tg) 에 형성되고, 유로 (171) 의 상단부에 접속되어 있는 회수구 (172) 를 통하여, 공간 (167) 내의 액체 회수구 (161) 로부터 회수되도록 되어 있다.
도 11 에 나타내는 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 노광 중을 포함하는 소정 기간, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1, 제 2 진공계 (40, 60; 도 11 에는 도시 생략) 를 구동하여 제 1, 제 2 공간 (31, 32) 을 부압으로 하는 것에 의해서, 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 각각을 제 1, 제 2 유지부 (PH1, PH2) 에 흡착 유지한다. 여기서, 기판 (P) 의 노광 중에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는 회수용 진공계 (160) 의 구동을 정지하고 있다.
예를 들어, 기판 (P) 의 액침 노광 중에 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입한 경우, 그 액체 (LQ) 는 공간 (173) 에 고인다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 노광 종료 후, 도 6 을 참조하여 설명한 바와 같이, 노광 완료된 기판 (P) 을 새로운 기판 (P) 과 교환한다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 을 제 1 지지부 (46) 로부터 분리하기 전에 회수용 진공계 (160) 의 구동을 시작하여, 액체 회수구 (161) 를 통하여 공간 (167) 의 기체를 흡인함으로써 공간 (167) 을 부압으로 한다. 공간 (167) 이 부압으로 됨으로써, 공간 (173) 에 고여 있는 액체 (LQ) 는, 플레이트 부재 (T) 의 회수구 (172) 로부터 유로 (171) 로 유입되고, 공간 (167) 측으로 흐른다. 그리고, 공간 (167) 으로 흐른 액체 (LQ) 는, 공간 (167) 의 기재 (PHB) 상에 형성되어 있는 액체 회수구 (161) 를 통하여 흡인 회수된다.
이와 같이, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 플레이트 부재 (T) 에서 유지할 수 있다. 그리고, 기판 (P) 의 교환 중 등과 같은 소정의 타이밍에서, 플레이트 부재 (T) 에 형성되어 있는 액체 회수구 (172) 를 통하여 그 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다. 또한, 기판 (P) 의 노광 중에는 회수용 진공계 (160) 의 구동을 정지하고 있기 때문에, 회수용 진공계 (160) 의 구동에 수반되는 진동이 노광에 미치는 영향이나 노광 중의 액침 영역 (AR2) 의 변동을 억제할 수 있다.
또, 회수용 진공계 (160) 의 구동을 기판 (P) 의 교환 중에 계속해도 되지만, 새로운 기판 (P) 을 기판 유지부 (PH1) 에 탑재할 때에는, 진동 등에 기인하는 기판 (P) 의 위치 어긋남 등을 방지하기 위해서 회수용 진공계 (160) 의 구동은 정지시켜 두는 것이 바람직하다. 또한, 기판 (P) 의 노광 중에 회수용 진공계 (160) 를 구동시켜도 되지만, 그 경우에는, 노광 정밀도에 영향을 주거나, 액침 영역 (AR2) 이 변동되거나 하지 않도록 공간 (167) 의 부압을 작게 해 두면 좋다.
<제 4 실시형태>
도 12 는 제 4 실시형태를 나타내는 도면이다. 또, 제 1 실시형태나 그 변형예와의 공통된 구성이나 변형예에 관해서는 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략한다. 도 12 에 있어서, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 액체 회수구 (181) 는, 기재 (PHB) 상 중, 제 1 공간 (31) 및 제 2 공간 (32) 의 외측에 형성되어 있다. 구체적으로는, 액체 회수구 (181) 는, 제 1 유지부 (PH1) 의 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 둘레벽부 (62) 사이에 있어서의 기재 (PHB) 의 상면에 형성되어 있고, 갭 (A) 과 대략 대향하는 위치에 형성되어 있다. 액체 회수구 (181) 는, 평면에서 볼 때, 제 1 둘레벽부 (42; 제 2 둘레벽부 (62)) 를 따라서 복수 슬릿형상으로 형성되어 있다. 또, 기재 (PHB) 에 형성된 액체 회수구 (181) 는 회수용 진공계 (180) 에 접속되어 있다.
또한, 기재 (PHB) 의 상면에는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를, 액체 회수구 (181) 로 모으기 위한 경사면 (182) 이 형성되어 있다. 경사면 (182) 은, 제 1 둘레벽부 (42) 로부터 액체 회수구 (181) 를 향하여 내려가는 제 1 경사면 (182A) 과, 제 2 둘레벽부 (62) 로부터 액체 회수구 (181) 를 향하여 내려가는 제 2 경사면 (182B) 을 갖고 있다. 또, 본 실시형태에서는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 은 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 대략 밀착되어 있다.
도 12 에 나타내는 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 노광 중을 포함하는 소정 기간, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1, 제 2 진공계 (40, 60; 도 12 에는 도시 생략) 을 구동하여 제 1, 제 2 공간 (31, 32) 을 부압으로 하는 것에 의해서, 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 각각을 제 1, 제 2 유지부 (PH1, PH2) 에 흡착 유지한다. 여기서, 기판 (P) 의 노광 중에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는 회수용 진공계 (180) 의 구동을 정지하고 있다.
예를 들어, 기판 (P) 의 액침 노광 중에, 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입하였다고 해도, 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 과 기판 (P) 의 이면 (Pb), 및 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 과 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 은 대략 밀착되어 있고, 또한 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 과 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 은 각각 발액 처리되어 있기 때문에, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 기판 (P) 이면 (Pb) 측의 제 1 공간 (31), 및 플레이트 부재 (T) 이면 (Tb) 측의 제 2 공간 (32) 으로 침입하지 않고, 갭 (A) 상이나 갭 (A) 의 내측, 또는 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 사이의 공간에 고인다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 노광 종료 후, 도 6 을 참조하여 설명한 바와 같이, 노광 완료된 기판 (P) 을 새로운 기판 (P) 과 교환한다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 을 제 1 지지부 (46) 로부터 분리하기 전에 회수용 진공계 (180) 의 구동을 시작하여, 액체 회수구 (181) 로부터 액체 (LQ) 를 흡인 회수한다. 기재 (PHB) 상에는, 액체 (LQ) 를 액체 회수구 (181) 로 모으기 위한 경사면 (182) 이 형성되어 있기 때문에, 액체 (LQ) 는 액체 회수구 (181) 로부터 양호하게 회수된다.
또한, 기판 (P) 의 노광 중에는 회수용 진공계 (180) 의 구동을 정지하고 있기 때문에, 회수용 진공계 (180) 의 구동에 수반되는 진동이 노광에 미치는 영향이나 노광 중의 액침 영역 (AR2) 의 변동을 억제할 수 있다.
*또, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 플레이트 부재 (T) 측면 (Tc) 의 갭 (A) 에 대하여, 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 의 갭 (C) 을 크게 함으로써, 즉 둘레벽부 (42, 62) 로부터의 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 튀어나온 폭을 크게 함으로써, 기판 (P) 이면 (Pb) 측의 제 1 공간 (31), 및 플레이트 부재 (T) 이면 (Tb) 측의 제 2 공간 (32) 으로의 액체 (LQ) 의 침입을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 회수용 진공계 (180) 의 구동을 기판 (P) 의 교환 중에 계속해도 되지만, 새로운 기판 (P) 을 기판 유지부 (PH1) 에 탑재할 때에는, 진동 등에 기인하는 기판 (P) 의 위치 어긋남 등을 방지하기 위해서 회수용 진공계 (180) 의 구동은 정지시켜 두는 것이 바람직하다.
또한, 기판 (P) 의 노광 중에 회수용 진공계 (180) 를 구동시켜도 되지만, 그 경우에는, 노광 정밀도가 열화되거나 액침 영역 (AR2) 이 변동되지 않도록 회수용 진공계 (180) 에 의한 흡인력을 작게 해 두면 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 과 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 은 대략 밀착되어 있지만, 미소한 갭 (B) 이 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에 기재되어 있는 바와 같이, 제 2 둘레벽부 (62) 내에 침입한 액체 (LQ) 를 회수하는 구성으로 해 두는 것이 바람직하다.
<제 5 실시형태>
도 13 은 본 발명의 제 5 실시형태를 나타내는 도면이다. 제 5 실시형태는 제 1 실시형태의 변형예로서, 제 1 실시형태와 공통된 부분은 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략한다. 도 13 에 있어서, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 액체 회수구는, 도 9 에 나타낸 실시형태와 동일하게, 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하기 위해서 제 2 공간 (32) 의 내측에 형성되어 있는 제 2 흡인구 (61) 와 겸용되고 있다. 또한, 제 1 공간 (31) 및 제 2 공간 (32) 의 외측에 있어서의 기재 (PHB) 의 상면에는, 제 1 둘레벽부 (42; 제 1 공간 (31)) 로부터 제 2 둘레벽부 (62; 제 2 공간 (32)) 를 향하여 내려가는 경사면 (192) 이 형성되어 있다. 경사면 (192) 은 갭 (A) 에 대략 대향하는 위치에 형성되어 있어, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 제 2 둘레벽부 (62) 측으로 모으는 기능을 갖고 있다.
예를 들어 기판 (P) 의 노광 중에 있어서, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 사이의 공간, 및 갭 (B) 을 통하여 제 2 공간 (32) 으로 유입되고, 제 2 흡인구 (61) 로부터 흡인 회수된다. 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 사이의 기재 (PHB) 의 상면에는 경사면 (192) 이 형성되어 있기 때문에 액체 (LQ) 를 제 2 둘레벽부 (62) 측으로 한데 모을 수 있으므로, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 제 2 흡인구 (61) 로부터 양호하게 흡인 회수할 수 있다.
또한, 도 13 의 실시형태에 있어서도, 제 2 실시형태와 같이 중간 둘레벽부 (162) 를 배치해도 되지만, 도 12 의 제 4 실시형태와 같이 제 1 둘레벽부 (42) 와 제 2 둘레벽부 (62) 사이에 액체 (LQ) 회수용의 유로를 형성할 수도 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 및 측면을 발액성으로 하고 있지만, 플레이트 부재 (T) 이면측으로의 액체 (LQ) 의 침입을 허용하는 경우에는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 및 측면을 발액성으로 할 필요는 없으며, 반대로 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면이나 측면을 친액성으로 해도 된다. 이 경우, 플레이트 부재 (T) 의 이면측에 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 등을 형성해도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T) 는 1 장의 판형상 부재에 의해 형성되어 있지만, 복수 장의 플레이트 부재에 의해 기판 스테이지 (PST) 의 상면을 형성하도록 해도 된다. 또, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 과 기판 (P) 의 표면 (Pa) 이 대략 면일해지도록, 제 2 유지부 (PH2) 에 플레이트 부재 (T) 의 Z 축 방향의 위치 (높이) 나 기울기를 조정하는 기능을 부가해도 된다.
<제 6 실시형태>
다음으로, 기판 스테이지 (PST; 기판 홀더 (PH)) 의 별도 실시형태, 특히 제 1 실시형태의 변형예에 관해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략한다.
도 14 는 본 실시형태의 기판 스테이지 (PST) 의 평면도, 도 15 는 기판 스테이지 (PST; 기판 홀더 (PH)) 의 측단면도이다. 도 14 및 도 15 에 있어서, 기판 홀더 (PH) 는, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 기판 (P) 을 흡착 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된 기판 (P) 의 근방에 제 1 플레이트 부재 (T1) 를 흡착 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된 기판 (P) 의 근방에 제 2 플레이트 부재 (T2) 를 흡착 유지하는 제 3 유지부 (PH3) 를 구비하고 있다. 제 1 플레이트 부재 (T1) 및 제 2 플레이트 부재 (T2) 는, 기재 (PHB) 와는 별도의 부재로서, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 에 대하여 탈착 가능하게 형성되어 있고, 교환 가능하다.
제 1 플레이트 부재 (T1) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 근방에 배치되어 있다. 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 근방에는, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 표면 (Ta) 이 배치되어 있다. 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 표면 (Ta) 및 이면 (Tb) 은 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다. 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 표면 (Td) 및 이면 (Te) 도 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다.
도 14 에 나타낸 바와 같이, 제 1 플레이트 부재 (T1) 는 대략 원환상 부재로서, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 을 둘러싸도록 배치되어 있다. 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 제 1 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 은, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주위에 배치되어, 그 기판 (P) 을 둘러싸도록 형성되어 있다. 즉, 제 1 플레이트 부재 (T1) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주위에 평탄면 (Ta) 을 형성하고 있다.
도 14 에 나타낸 바와 같이, 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 외형은 기재 (PHB) 의 형상에 따르도록 평면에서 볼 때 직사각형상으로 형성되어 있고, 그 중앙부에 기판 (P) 및 제 1 플레이트 부재 (T1) 를 배치 가능한 대략 원형상의 구멍부 (TH2) 를 가지고 있다. 즉, 제 2 플레이트 부재 (T2) 는 대략 환상 부재로서, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 및 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 주위에 배치되어, 그 기판 (P) 및 제 1 플레이트 부재 (T1) 를 둘러싸도록 배치되어 있다. 그리고, 제 3 유지부 (PH3) 에 유지된 제 2 플레이트 부재 (T2) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 에 대하여 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 외측에 평탄면 (Td) 을 형성하고 있다.
또한, 제 1 플레이트 부재 (T1) 및 제 2 플레이트 부재 (T2) 각각은, 기판 (P) 과 거의 동일한 두께이다. 그리고, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 표면 (평탄면; Ta) 과, 제 3 유지부 (PH3) 에 유지된 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 표면 (평탄면; Td) 과, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 은 대략 면일하게 되어 있다. 즉, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 표면 및 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 표면은, 기판 (P) 의 주위에 기판 (P) 의 표면과 대략 면일한 평탄부를 형성한다.
또한, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 표면 (Ta) 및 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 표면 (Td) 은, 액체 (LQ) 에 대하여 발액성으로 되어 있다. 그리고, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 이면 (Tb) 및 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 이면 (Te) 도 액체 (LQ) 에 대하여 발액성으로 되어 있다.
기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 는 평면에서 볼 때 직사각형상으로 형성되어 있고, 그 기판 홀더 (PH) 중 기재 (PHB) 의 서로 수직인 2 개의 측면에는, 기재 (PHB; 기판 홀더 (PH)) 의 위치를 계측하기 위한 레이저 간섭계 (94) 용 이동경 (93) 이 형성되어 있다. 즉, 본 실시형태에서도, 기판 스테이지 (PST) 의 상면은, 기판 (P) 을 유지했을 때, 유지한 기판 (P) 의 표면 (Pa) 을 포함하여 거의 전체 영역에서 평탄면 (풀-플랫면) 이 되도록 형성되어 있다.
도 15 에 나타낸 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 제 1 유지부 (PH1) 는, 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록형상의 제 1 지지부 (46) 와, 제 1 지지부 (46) 의 주위를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 1 둘레벽부 (42) 와, 제 1 둘레벽부 (42) 의 내측의 기재 (PHB) 상에 형성된 제 1 흡인구 (41) 를 구비하고 있다. 제 1 지지부 (46) 및 제 1 흡인구 (41) 각각은 제 1 둘레벽부 (42) 의 내측에 있어서 복수 일정하게 배치되어 있다. 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 은 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 대향하고 있다. 제 1 흡인구 (41) 의 각각은 유로 (45) 를 통해서 제 1 진공계 (40) 에 접속되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 를 구동하여, 기재 (PHB) 와 제 1 둘레벽부 (42) 와 기판 (P) 으로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 1 공간 (31) 을 부압으로 하는 것에 의해서, 기판 (P) 을 제 1 지지부 (46) 에 흡착 유지한다.
기판 홀더 (PH) 의 제 2 유지부 (PH2) 는, 제 1 유지부 (PH1) 의 제 1 둘레벽부 (42) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 대략 원환상의 제 2 둘레벽부 (62) 와, 제 2 둘레벽부 (62) 의 외측에 형성되고 제 2 둘레벽부 (62) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 3 둘레벽부 (63) 와, 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록형상의 제 2 지지부 (66) 와, 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 제 2 흡인구 (61) 를 구비하고 있다. 제 2 둘레벽부 (62) 는 제 1 공간 (31) 에 대하여 제 1 둘레벽부 (42) 의 외측에 형성되어 있고, 제 3 둘레벽부 (63) 는 제 2 둘레벽부 (62) 의 더욱 외측에 형성되어 있다. 제 2 지지부 (66) 및 제 2 흡인구 (61) 각각은 제 2 둘레벽부 (62) 와 제 3 둘레벽부 (63) 의 사이에 있어서 복수 일정하게 형성되어 있다. 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 및 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 은 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 이면 (Tb) 과 대향하고 있다. 제 2 흡인구 (61) 의 각각은, 유로 (65) 를 통해서 제 2 진공계 (60) 에 접속되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는 제 2 진공계 (60) 를 구동하여, 기재 (PHB) 와 제 2, 제 3 둘레벽부 (62, 63) 와 제 1 플레이트 부재 (T1) 에 의해 둘러싸인 제 2 공간 (32) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하는 것에 의해서, 제 1 플레이트 부재 (T1) 를 제 2 지지부 (66) 에 흡착 유지한다.
기판 홀더 (PH) 의 제 3 유지부 (PH3) 는, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 3 둘레벽부 (63) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 대략 원환상의 제 4 둘레벽부 (82) 와, 제 4 둘레벽부 (82) 의 외측에 형성되고 제 4 둘레벽부 (82) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 5 둘레벽부 (83) 와, 제 4 둘레벽부 (82) 와 제 5 둘레벽부 (83) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록형상의 제 3 지지부 (86) 와, 제 4 둘레벽부 (82) 와 제 5 둘레벽부 (83) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 제 3 흡인구 (81) 를 구비하고 있다. 제 4 둘레벽부 (82) 는 제 2 공간 (32) 에 대하여 제 4 둘레벽부 (82) 의 외측에 형성되어 있고, 제 5 둘레벽부 (83) 는 제 4 둘레벽부 (82) 의 더욱 외측에 형성되어 있다. 제 3 지지부 (86) 및 제 3 흡인구 (81) 각각은 제 4 둘레벽부 (82) 와 제 5 둘레벽부 (83) 의 사이에 있어서 복수 일정하게 형성되어 있다. 제 4 둘레벽부 (82) 의 상면 (82A) 및 제 5 둘레벽부 (83) 의 상면 (83A) 은 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 이면 (Te) 과 대향하고 있다. 제 3 흡인구 (81) 의 각각은, 유로 (85) 를 통해서 제 3 진공계 (80) 에 접속되어 있다. 제 3 진공계 (80) 는, 기재 (PHB) 와 제 4, 제 5 둘레벽부 (82, 83) 와 제 2 플레이트 부재 (T2) 에 의해 둘러싸인 제 3 공간 (33) 을 부압으로 하기 위한 것이다. 제 4, 제 5 둘레벽부 (82, 83) 는, 제 3 지지부 (86) 를 포함하는 제 3 공간 (33) 의 외측을 둘러싸는 외벽부로서 기능하고 있고, 제어 장치 (CONT) 는, 제 3 진공계 (80) 를 구동하여, 기재 (PHB) 와 제 4, 제 5 둘레벽부 (82, 83) 와 제 2 플레이트 부재 (T2) 에 의해 둘러싸인 제 3 공간 (33) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 3 공간 (33) 을 부압으로 하는 것에 의해서, 제 2 플레이트 부재 (T2) 를 제 3 지지부 (86) 에 흡착 유지한다.
또한, 제 1 공간 (31) 을 부압으로 하기 위한 제 1 진공계 (40) 와, 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하기 위한 제 2 진공계 (60) 와, 제 3 공간 (33) 을 부압으로 하기 위한 제 3 진공계 (80) 는 서로 독립되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40), 제 2 진공계 (60), 및 제 3 진공계 (80) 각각의 동작을 개별적으로 제어 가능하고, 제 1 진공계 (40) 에 의한 제 1 공간 (31) 에 대한 흡인 동작과, 제 2 진공계 (60) 에 의한 제 2 공간 (32) 에 대한 흡인 동작과, 제 3 진공계 (80) 에 의한 제 3 공간 (33) 에 대한 흡인 동작을 각각 독립적으로 실시할 수 있다. 예를 들어 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 와 제 2 진공계 (60) 와 제 3 진공계 (80) 를 각각 제어하여, 제 1 공간 (31) 의 압력과 제 2 공간 (32) 의 압력과 제 3 공간 (33) 의 압력을 서로 다르게 할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 외측 에지부와, 그 기판 (P) 의 주위에 형성된 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 내측 에지부 사이에는, 예를 들어 0.1∼1.0㎜ 정도의 갭이 형성되어 있다. 또한, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 외측 에지부와, 그 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 주위에 형성된 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 내측 에지부 사이에도 소정의 갭, 예를 들어 0.1∼1.0㎜ 정도의 갭이 형성되어 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태와 동일하게, 기판 (P) 의 주위에 배치된 제 1 플레이트 부재 (T1) 에는, 기판 (P) 에 형성된 노치부 (NT; 또는 오리엔트 플랫부) 에 따른 돌기부 (150) 가 형성되어 있다. 또한, 제 1 둘레벽부 (42) 나 제 2 둘레벽부 (62) 도, 기판 (P) 의 노치부 (NT) 에 따른 형상을 갖고 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태와 동일하게, 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A), 및 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A), 및 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 은 평탄면으로 되어 있다. 그리고, 제 4 둘레벽부 (82) 의 상면 (82A), 및 제 5 둘레벽부 (83) 의 상면 (83A) 의 각각도 평탄면으로 되어 있다.
또한, 제 1 유지부 (PH1) 중, 제 1 지지부 (46) 는, 제 1 둘레벽부 (42) 와 동일한 높이이거나, 제 1 둘레벽부 (42) 보다 약간 높게 형성되어 있고, 제 1 공간 (31) 을 부압으로 했을 때, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A) 을 밀착시킬 수 있다. 제 2 유지부 (PH2) 중 제 2 지지부 (66) 는 제 2 둘레벽부 (62) 보다 약간 높게 형성되어 있어, 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하여도, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 이면 (Tb) 과 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 사이에는 소정의 갭 (B) 이 형성되어 있다. 제 3 둘레벽부 (63) 는 제 2 지지부 (66) 보다 약간 낮거나, 또는 제 2 지지부 (66) 와 대략 동일한 높이에 형성되어 있고, 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 과 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 이면 (Tb) 은 밀착된다.
또, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 이면 (Tb) 과 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A) 이 밀착하도록 제 2 지지부 (66) 의 높이와 제 2 둘레벽부 (62) 의 높이를 정할 수 있다. 또한, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 이면 (Tb) 과 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A) 사이에 작은 갭이 형성되도록 제 2 지지부 (66) 의 높이와 제 3 둘레벽부 (63) 의 높이를 정할 수도 있다.
또한, 제 3 유지부 (PH3) 중 제 3 지지부 (86) 는 제 4 둘레벽부 (82) 및 제 5 둘레벽부 (83) 보다 약간 높거나, 또는 제 4 둘레벽부 (82) 및 제 5 둘레벽부 (83) 와 대략 동일한 높이에 형성되어 있고, 제 4 둘레벽부 (82) 의 상면 (82A) 및 제 5 둘레벽부 (83) 의 상면 (83A) 과 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 이면 (Te) 은 밀착한다. 또, 제 4 둘레벽부 (82) 의 상면 (82A) 및 제 5 둘레벽부 (83) 의 상면 (83A) 과 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 이면 (Te) 사이에 소정의 갭이 형성되어 있어도 된다.
본 실시형태에서는 제 1 플레이트 부재 (T1) 와 제 2 플레이트 부재 (T2) 는 상이한 재질로 형성되어 있고, 제 1 플레이트 부재 (T1) 표면 (Ta) 의 발액성의 내구 성능은, 제 2 플레이트 부재 (T2) 표면 (Td) 의 발액성의 내구 성능보다 높게 되어 있다.
본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 주위에 배치된 제 1 플레이트 부재 (T1) 는 예를 들어 PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌) 등의 불소계 수지 재료에 의해 형성되어 있다. 한편, 제 2 플레이트 부재 (T2) 는 석영 (유리) 으로 형성되어 있고, 그 표면 (Td), 이면 (Te), 및 측면 (Tf; 제 1 플레이트 부재 (T1) 와 대향하는 면) 에 발액성 재료가 피복되어 있다. 발액성 재료로는, 상기 서술한 바와 같이 폴리4불화에틸렌 등의 불소계 수지 재료, 또는 아크릴계 수지 재료 등을 들 수 있다. 그리고 이들 발액성 재료를 석영으로 이루어지는 플레이트 부재 (T) 에 도포 (피복) 함으로써, 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 표면 (Td), 이면 (Te), 및 측면 (Tf) 의 각각이 액체 (LQ) 에 대하여 발액성으로 되어 있다.
그리고, 도 14 에 나타낸 바와 같이, 제 2 플레이트 부재 (T2) 표면 (Td) 의 소정 위치에는, 투영 광학계 (PL) 을 통한 마스크 (M) 의 패턴 이미지에 대한 기판 (P) 의 위치를 규정하기 위한 기준 마크 (MFM, PFM) 를 구비한 레퍼런스부 (300) 가 형성되어 있다. 또한, 제 2 플레이트 부재 (T2) 표면 (Td) 의 소정 위치에는, 포커스ㆍ레벨링 검출계의 기준면으로서 사용되는 기준판 (400) 이 설치되어 있다. 레퍼런스부 (300) 의 상면 및 기준판 (400) 의 상면은, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 대략 면일하게 되어 있다. 발액성 재료는, 기준 마크 (MFM, PFM) 를 갖는 레퍼런스부 (300) 상 및 기준판 (400) 에도 피복되어 있고, 레퍼런스부 (300) 의 상면 및 기준판 (400) 의 상면도 발액성으로 되어 있다.
또한, 제 1 플레이트 부재 (T1) 중 원환상으로 형성되어 있는 표면 (Ta) 의 폭 (Ht) 은 적어도 투영 영역 (AR1) 보다 크게 형성되어 있다. 이것에 의해, 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 을 노광할 때에 있어서, 노광광 (EL) 은 제 2 플레이트 부재 (T2) 에 조사되지 않는다. 이것에 의해, 제 2 플레이트 부재 (T2) 표면 (Td) 의 발액성의 열화를 억제할 수 있다. 그리고, 노광광 (EL) 이 조사되는 제 1 플레이트 부재 (T1) 는 그 형성 재료 자체가 발액성 재료 (예를 들어 PTFE) 로서, 제 1 플레이트 부재 (T1) 표면 (Ta) 의 발액성의 내구 성능이 제 2 플레이트 부재 (T2) 표면 (Td) 의 발액성의 내구 성능보다 높다. 따라서, 노광광 (EL) 이 조사되더라도 그 발액성은 크게 열화되지 않고, 발액성을 장기간 유지할 수 있다. 제 2 플레이트 부재 (T2) 를 석영으로 형성하지 않고서 예를 들어 PTFE 로 형성하는 방법도 있지만, 제 2 플레이트 부재 (T2) 에 기준 마크 (MFM, PFM) 를 형성하기 위해서는, 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 형성 재료로서 석영이 바람직하다. 그리고, 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 표면 (Td) 에 기준 마크 (MFM, PFM) 를 형성함으로써, 기판 스테이지 (PST) 의 상면을 풀-플랫면으로 할 수 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 노광광 (EL) 이 조사되지 않는 영역인 제 2 플레이트 부재 (T2) 를 석영으로 형성하고, 그 표면 (Td) 에 기준 마크 (MFM, PFM) 를 형성한 후, 기준 마크 (MFM, PFM) 가 형성된 제 2 플레이트 부재 (T2) 에 발액성 재료를 피복함으로써 발액성을 갖는 풀-플랫면을 형성하고 있다. 또, 기준 마크 (MFM) 와 기준 마크 (PFM) 는 일방만이 제 2 플레이트 부재에 형성되어 있어도 된다.
또, 제 1 플레이트 부재 (T1) 표면 (Ta) 의 폭 (Ht) 은, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성되는 액침 영역 (AR2) 보다 크게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 을 액침 노광할 때에, 액침 영역 (AR2) 은 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 표면 (Ta) 상에 배치되고, 제 2 플레이트 부재 (T2) 상에는 배치되지 않기 때문에, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 제 1 플레이트 부재 (T1) 와 제 2 플레이트 부재 (T2) 사이의 갭에 침입하는 문제를 방지할 수 있다.
그리고, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 제 1 플레이트 부재 (T1) 를 교환하는 경우에는, 제 1 플레이트 부재 (T1) 아래에 형성된 제 2 승강 부재 (57) 를 사용하여 제 1 플레이트 부재 (T1) 를 승강시킨다. 또한, 도시를 생략했지만, 제 2 플레이트 부재 (T2) 아래에도 승강 부재가 형성되어 있어, 제 2 플레이트 부재 (T2) 를 교환하는 경우에는 그 승강 부재를 사용하여 제 2 플레이트 부재 (T2) 가 승강된다. 제 1 플레이트 부재 (T1) 를 흡착 유지하기 위한 제 2 진공계 (40) 와, 제 2 플레이트 부재 (T2) 를 흡착 유지하기 위한 제 3 진공계 (60) 는 서로 독립되어 있기 때문에, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 흡착 유지 및 흡착 유지 해제 동작과, 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 흡착 유지 및 흡착 유지 해제 동작을 서로 독립적으로 실시할 수 있다. 따라서, 예를 들어 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 플레이트 부재 (T1) 및 제 2 플레이트 부재 (T2) 각각의 발액성의 열화 레벨에 따라서, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 교환과 제 2 플레이트 부재 (T2) 의 교환을 다른 타이밍으로 실행할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 제 1 둘레벽부 (42) 의 상면 (42A), 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A), 제 2 지지부 (66) 의 상면 (66A), 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 (62A), 제 3 둘레벽부 (63) 의 상면 (63A), 제 3 지지부 (86) 의 상면 (86A), 제 4 둘레벽부 (82) 의 상면 (82A), 및 제 5 둘레벽부 (83) 의 상면 (83A) 은 미소한 높이의 차이는 있지만, 대략 동일한 높이로 되어 있다. 따라서, 이들 상면을 연마 처리 등을 할 때의 작업성이 양호하다.
본 실시형태에서는, PTFE 등으로 이루어지는 제 1 플레이트 부재 (T1) 는 원환상으로 형성되어 있고, 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 석영으로 이루어지는 제 2 플레이트 부재 (T2) 는 환상으로 형성되어 있고, 제 1 플레이트 부재 (T1) 의 외측에 있어서 그 제 1 플레이트 부재 (T1) 를 둘러싸도록 배치되어 있지만, 예를 들어 기준 마크 (MFM, PFM) 를 갖는 레퍼런스부 (300) 를 포함한 일부의 작은 영역만을 석영으로 이루어지는 제 2 플레이트로 형성하고, 다른 대부분의 영역을 PTFE 등으로 이루어지는 제 1 플레이트 부재로 형성하도록 해도 된다. 즉, 상면 중, 노광광 (EL) 이 조사되는 영역이 예를 들어 PTFE 등의 발액성 재료로 이루어지는 플레이트 부재로 형성되고, 레퍼런스부 (300) 를 포함하는 영역이 석영으로 이루어지는 플레이트 부재로 형성되는 것이 바람직하다.
또 여기서는, 액체 (LQ) 를 통해서 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 액침 노광 장치를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 실시형태에 있어서도, 액체 (LQ) 를 통하지 않고서 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 통상적인 건식 노광 장치에 적용하는 것이 가능하다. 기판 스테이지 (PST) 의 상면을 형성하는 제 1, 제 2 플레이트 부재 (T1, T2)는, 제 2, 제 3 유지부 (PH2, PH3) 에 흡착 유지되고, 기재 (PHB) 에 대하여 탈착 가능 (교환 가능) 하기 때문에, 예를 들어 플레이트 부재 상에 이물질 (불순물) 이 부착되거나, 오염되거나 하여 교환하고자 할 때, 새로운 플레이트 부재와 교환할 수 있다.
제 6 실시형태와 같이 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트를 사용하는 구성은, 제 2∼제 5 실시형태에 적용할 수 있다. 또한, 도 14 를 참조하여 설명한 제 6 실시형태에 있어서는, 기판 홀더 (PH) 는 제 1 플레이트 부재와 제 2 플레이트 부재의 2 개의 플레이트 부재를 갖는 구성이지만, 3 개 이상의 임의의 복수 플레이트 부재를 갖는 구성이어도 된다. 이 경우, 기재 (PHB) 상에는 플레이트 부재의 수에 따른 흡착 유지부가 형성된다. 그리고, 복수의 플레이트 부재를 기재 (PHB) 에 대하여 흡착 유지한 구성에 있어서는, 복수의 플레이트 부재 중 교환이 필요한 소정의 플레이트 부재만을 교환하면 된다.
또한, 각 플레이트의 재료도 상기 서술한 것에 한정되지 않고, 레퍼런스부의 유무나 발액 성능의 내구성 등을 고려하여 적절한 재료를 정하면 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 및 측면을 발액성으로 하고 있지만, 플레이트 부재 (T; T1, T2) 이면측으로의 액체 (LQ) 의 침입을 허용하는 경우에는, 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면 및 측면을 발액성으로 할 필요는 없고, 반대로 제 2 둘레벽부 (62) 의 상면이나 측면을 친액성으로 해도 된다. 이 경우, 플레이트 부재 (T; T1, T2) 의 이면측에 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 등을 형성해도 된다.
또한, 제 6 실시형태에 있어서는, 제 2∼5 둘레벽부는 제 1 둘레벽부 (42) 를 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있지만, 제 2∼5 둘레벽부의 위치나 형상은, 플레이트 부재 (T; T1, T2) 를 흡착 유지할 수 있으면, 다양한 양태를 채용하는 것이 가능하다. 즉, 기재 (PHB) 와 플레이트 부재 (T; T1, T2) 의 이면 사이에, 플레이트 부재 (T; T1, T2) 를 흡착 유지하기 위한 폐(閉)공간 (부압 공간) 이 형성되도록 둘레벽부를 형성하면 되고, 예를 들어, 1 개의 플레이트 부재 (T; T1, T2) 와 기재 (PHB) 사이에 복수의 폐공간 (부압 공간) 이 형성되도록 둘레벽부를 형성해도 된다.
또한 상기 서술한 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T; T1, T2) 의 두께는 기판 (P) 과 대략 동일한 두께이지만, 기판 (P) 의 두께와 달라도 된다. 그 경우, 기판 홀더 (PH) 에 흡착 유지된 기판 (P) 의 표면과 플레이트 부재 (T; T1, T2) 의 표면은 대략 면일해지도록, 기판 (P) 의 지지부 (46) 또는 플레이트 부재 (T; T1, T2) 의 지지부 (66 (86)) 의 높이를 설정하는 것이 바람직하다.
상기 서술한 실시형태에서는, 플레이트 부재 (T, T1, T2) 는 기재 (PHB) 에 진공 흡착 방식에 의해 유지되어 있지만, 정전 척 기구, 전자 (電磁) 척 기구, 마그네트 척 기구 등의 다른 유지 기구를 사용할 수도 있다.
상기 서술한 각 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 는 1 개의 기판 스테이지 (PST) 를 구비한 구성이지만, 본 발명은, 2 개의 스테이지를 구비한 노광 장치에도 적용 가능하다. 이것에 관해서, 도 16 을 참조하면서 설명한다.
도 16 에 나타내는 노광 장치 (EX) 는, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고, 기판 (P) 을 유지한 상태로 이동 가능한 기판 스테이지 (PST1) 와, 기판 스테이지 (PST1) 에 정렬되는 위치에 형성되고, 상기 서술한 레퍼런스부 (300) 를 구비한 계측 스테이지 (PST2) 를 구비하고 있다. 기판 스테이지 (PST1) 상의 기판 홀더 (PH) 에는 플레이트 부재 (T) 가 흡착 유지되어 있다. 한편, 계측 스테이지 (PST2) 는 계측 전용 스테이지로서 기판 (P) 을 유지하지 않은 스테이지이고, 그 계측 스테이지 (PST2) 에는 레퍼런스부 (300) 를 가진 플레이트 부재 (T') 를 흡착 유지하는 유지부가 형성되어 있다. 계측 스테이지 (PST2) 에는, 상기 유지부에 의해서 레퍼런스부 (300) 를 가진 플레이트 부재 (t') 가 흡착 유지되어 있다. 또한, 도시를 생략했지만, 계측 스테이지 (PST2) 에는 전술한 바와 같은 조도 불균일 센서 등을 포함하는 광학 센서가 설치되어 있다. 기판 스테이지 (PST1) 및 계측 스테이지 (PST2) 는, 리니어 모터 등을 포함하는 스테이지 구동 장치에 의해 XY 평면 내에서 서로 독립적으로 2 차원 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 기판 스테이지 (PST1) 및 계측 스테이지 (PST2) 의 XY 방향의 위치는 레이저 간섭계에 의해서 계측된다.
도 16 에 나타내는 실시형태에서는, 기판 스테이지 (PST1) 상 및 계측 스테이지 (PST2) 상의 쌍방에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 형성되기 때문에, 기판 스테이지 (PST1) 상의 플레이트 부재 (T) 의 상면 및 계측 스테이지 (PST2) 상의 플레이트 부재 (T') 의 상면의 각각에 이물질이 부착되거나, 액체 (LQ) 의 부착 자국 (워터 마크) 이 형성될 가능성이 있다. 그러나, 도 16 의 실시형태에 있어서도, 기판 스테이지 (PST1) 및 계측 스테이지 (PST2) 각각의 플레이트 부재 (T, T') 를 교환할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 유지하는 2 개의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형 노광 장치에도 적용할 수 있다. 트윈 스테이지형 노광 장치의 구조 및 노광 동작은, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응 미국 특허 6,341,007, 6,400,441, 6,549,269 및 6,590,634), 일본 공표특허공보 2000-505958호 (대응 미국 특허 5,969,441) 또는 미국 특허 6,208,407 에 개시되어 있고, 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 이들의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
또, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액침 영역 (AR2) 을 형성하는 기구는 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 각종 형태의 기구를 사용할 수 있다. 예를 들어, 유럽 특허출원 공개 EP1420298 (A2) 공보에 개시되어 있는 기구를 사용할 수도 있다.
전술한 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 없다는 이점이 있다. 또한, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 의 표면 및 투영 광학계 (PL) 의 선단면에 설치되어 있는 광학 소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다. 또한 공장 등에서 공급되는 순수의 순도가 낮은 경우에는, 노광 장치가 초순수 제조기를 가지도록 해도 된다.
그리고, 파장이 193㎚ 정도인 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 n 은 대략 1.44 정도로 알려져 있어, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 을 사용한 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 134㎚ 정도로 단파장화되어 높은 해상도가 얻어진다. 또, 초점 심도는 공기 중과 비교하여 약 n 배, 즉 약 1.44 배 정도로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점 심도를 확보할 수만 있으면 되는 경우에는 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있어, 이 점에서도 해상도가 향상된다.
또, 상기 서술한 바와 같이 액침법을 사용한 경우에는, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 0.9∼1.3 이 되는 경우도 있다. 이렇게 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 커지는 경우에는, 종래부터 노광광으로서 사용되고 있는 랜덤 편광광에서는 편광 효과에 의해 결상 성능이 악화되는 경우도 있기 때문에 편광 조명을 사용하는 것이 바람직하다. 그 경우, 마스크 (레티클) 의 라인 앤드 스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이 방향에 매칭시킨 직선 편광 조명을 실시하여, 마스크 (레티클) 의 패턴으로부터는 S 편광 성분 (TE 편광 성분), 즉 라인 패턴의 길이 방향을 따른 편광 방향 성분의 회절광이 많이 사출되도록 하면 된다. 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트의 사이가 액체로 채워져 있는 경우, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트의 사이가 공기 (기체) 로 채워져 있는 경우와 비교하여, 콘트라스트의 향상에 기여하는 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광의 레지스트 표면에서의 투과율이 높아지기 때문에, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 1.0 을 초과하는 경우라도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다. 또한, 위상 시프트 마스크나 일본 공개특허공보 평6-188169호에 개시되어 있는 라인 패턴의 길이 방향에 매칭시킨 사입사 (斜入射) 조명법 (특히 다이폴 조명법) 등을 적절히 조합하면 더욱 효과적이다. 특히, 직선 편광 조명법과 다이폴 조명법의 조합은, 라인 앤드 스페이스 패턴의 주기 방향이 소정의 일방향으로 한정되어 있는 경우나, 소정의 일방향을 따라서 홀 패턴이 밀집되어 있는 경우에 유효하다. 예를 들어, 투과율 6% 의 하프톤형 위상 시프트 마스크 (하프 피치 45㎚ 정도의 패턴) 를 직선 편광 조명법과 다이폴 조명법을 병용하여 조명하는 경우, 조명계의 동공면에 있어서 다이폴을 형성하는 2 광속의 외접원에 의해 규정되는 조명 (σ) 을 0.95, 그 동공면에서의 각 광속의 반경을 0.125σ, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 NA=1.2 로 하면, 랜덤 편광광을 사용하는 것보다도 초점 심도 (DOF) 를 150㎚ 정도 증가시킬 수 있다.
또한, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하고, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하여 미세한 라인 앤드 스페이스 패턴 (예를 들면 25∼50㎚ 정도의 라인 앤드 스페이스) 을 기판 (P) 상에 노광하는 경우, 마스크 (M) 의 구조 (예를 들어 패턴의 미세도나 크롬의 두께) 에 따라서는 Wave guide 효과에 의해 마스크 (M) 가 편광판으로서 작용하여, 콘트라스트를 저하시키는 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 많이 마스크 (M) 로부터 사출되게 된다. 이 경우, 상기 서술한 직선 편광 조명을 사용하는 것이 바람직하지만, 랜덤 편광광으로 마스크 (M) 를 조명하더라도, 투영 광학계 (PL) 의 개구수 (NA) 가 0.9∼1.3 과 같이 큰 경우에서도 높은 해상 성능을 얻을 수 있다.
또한, 마스크 (M) 상의 극미세한 라인 앤드 스페이스 패턴을 기판 (P) 상에 노광하는 경우, Wire Grid 효과에 의해 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 이 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 보다 커질 가능성도 있지만, 예를 들면 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 많이 마스크 (M) 로부터 사출되기 때문에, 투영 광학계 (PL) 의 개구수 (NA) 가 0.9∼1.3 과 같이 큰 경우에서도 높은 해상 성능을 얻을 수 있다.
그리고, 마스크 (레티클) 의 라인 패턴의 길이 방향에 매칭시킨 직선 편광 조명 (S 편광 조명) 뿐만 아니라, 일본 공개특허공보 평6-53120호에 개시된 것과 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 (둘레) 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 사입사 조명법의 조합도 효과적이다. 특히, 마스크 (레티클) 의 패턴이 소정 일방향으로 연장되는 라인 패턴뿐만 아니라, 복수의 상이한 방향으로 연장되는 라인 패턴이 혼재 (주기 방향이 상이한 라인 앤드 스페이스 패턴이 혼재) 하는 경우에는, 마찬가지로 일본 공개특허공보 평6-53120호에 개시되어 있는 바와 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 윤대 조명법을 병용함으로써, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 큰 경우라도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다. 예를 들어, 투과율 6% 의 하프톤형 위상 시프트 마스크 (하프 피치 63㎚ 정도의 패턴) 를 광축을 중심으로 한 원의 접선 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 윤대 조명법 (윤대비 3/4) 을 병용하여 조명하는 경우, 조명 (σ) 을 0.95, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 NA=1.00 로 하면, 랜덤 편광광을 사용하는 것보다 초점 심도 (DOF) 를 250㎚ 정도 증가시킬 수 있고, 하프 피치 55㎚ 정도의 패턴이며 투영 광학계의 개구수 NA=1.2 에서는 초점 심도를 100㎚ 정도 증가시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 광학 소자 (2) 가 장착되어 있고, 이 렌즈에 의해 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 를 조정할 수 있다. 또, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 장착되는 광학 소자로는 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성 조정에 사용되는 광학 플레이트여도 된다. 또는 노광광 (EL) 을 투과 가능한 평행 평면판이어도 된다.
그리고, 액체 (LQ) 의 흐름에 의해 생기는 투영 광학계 (PL) 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.
또, 본 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면과의 사이가 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. 이 경우, 커버 유리는 플레이트 표면의 일부를 덮어도 된다.
또, 본 실시형태의 액체 (LQ) 는 물이지만, 물 이외의 액체일 수도 있다. 예를 들어 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 못하기 때문에, 액체 (LQ) 로는 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. 또, 액체 (LQ) 로는, 그 밖에도 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있고 가능한 한 굴절률이 높으며, 투영 광학계 (PL) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대하여 안정적인 것 (예를 들어 시더유) 을 사용할 수도 있다. 이 경우도 표면 처리는 사용하는 액체 (LQ) 의 극성에 따라서 실시된다. 또한, 액체 (LQ) 인 순수 대신에, 원하는 굴절률을 갖는 각종 유체, 예를 들어 초임계 유체나 고굴절률의 기체를 사용하는 것도 가능하다.
또, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판이나, 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 이동시켜 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 스텝 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.
또한, 노광 장치 (EX) 로는, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 대략 정지시킨 상태에서 제 1 패턴의 축소 이미지를 투영 광학계 (예를 들어 1/8 축소 배율로 반사 소자를 포함하지 않은 굴절형 투영 광학계) 를 사용하여 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 그 후에 다시 제 2 패턴과 기판 (P) 을 대략 정지시킨 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영 광학계를 사용하여, 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐서 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 겹쳐서 전사하고, 기판 (P) 을 순차 이동시키는 스텝 앤드 스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용의 노광 장치나, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD) 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다. 그리고 상기 서술한 실시형태에는 광투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴ㆍ감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크 (레티클) 를 사용하였지만, 이 레티클을 대신해서, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호에 개시되어 있듯이, 노광할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크를 사용해도 된다. 또한, 국제공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 웨이퍼 (W) 상에 형성함으로써 웨이퍼 (W) 상에 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.
기판 스테이지 (PST) 나 마스크 스테이지 (MST) 에 리니어 모터를 사용하는 경우에는, 에어 베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형 중 어느 것을 사용해도 상관없다. 또, 각 스테이지 (PST, MST) 는, 가이드를 따라서 이동하는 타입일 수도 있고, 가이드를 설치하지 않은 가이드리스 타입일 수도 있다. 스테이지에 리니어 모터를 사용한 예는 미국 특허 5,623,853 및 5,528,118 에 개시되어 있고, 각각 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 이들의 개시 내용을 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
각 스테이지 (PST, MST) 의 구동 기구로는, 2 차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과 2 차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시켜 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동하는 평면 모터를 사용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 임의의 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 전해지지 않도록, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가게 할 수도 있다. 이 반력의 처리 방법은, 예를 들어 미국 특허 5,528,118 (일본 공개특허공보 평8-166475호) 에 상세하게 개시되어 있고, 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 이 문헌의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가게 할 수도 있다. 이 반력의 처리 방법은, 예를 들어 미국 특허 5,874,820 (일본 공개특허공보 평8-330224호) 에 상세하게 개시되어 있고, 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 이 문헌의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
본원 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원의 특허청구범위에 열거된 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 관해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 관해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 관해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있음은 물론이다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면 종합 조정이 실시되어, 노광 장치 전체적으로 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능을 설계하는 단계 (201), 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 (202), 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 (203), 전술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 노광 처리 단계 (204), 디바이스 조립 단계 (205; 다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함), 검사 단계 (206) 등을 거쳐 제조된다.
본 발명에 의하면, 기판 유지 장치 또는 기판 스테이지, 및 노광 장치의 메인터넌스 작업을 용이하게 실시할 수 있다. 또한 노광 장치의 가동률 저하를 억제할 수 있기 때문에, 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 액침 노광 장치의 메인터넌스 작업을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 액체의 침입을 억제한 상태에서 기판을 양호하게 노광할 수 있다.
10; 액체 공급 기구
20; 액체 회수 기구
31; 제 1 공간
32; 제 2 공간
40; 제 1 진공계
42; 제 1 둘레벽부 (제 1 외벽부)
46; 제 1 지지부
60; 제 2 진공계
61; 제 2 흡인구 (액체 회수구)
62; 제 2 둘레벽부 (제 2 외벽부)
63; 제 3 둘레벽부 (제 3 외벽부)
66; 제 2 지지부
93; 이동경 (미러)
94; 간섭계
160; 회수용 진공계
161; 액체 회수구
180; 회수용 진공계
181; 액체 회수구
182; 경사면
192; 경사면
300; 레퍼런스부
AR1; 투영 영역
AR2; 액침 영역
EL; 노광광
EX; 노광 장치
LQ; 액체
P; 기판 (처리 기판)
PH; 기판 홀더 (기판 유지 장치)
PH1; 제 1 유지부
PH2; 제 2 유지부
PH3; 제 3 유지부
PHB; 기재
PL; 투영 광학계
PST; 기판 스테이지
T; 플레이트 부재 (플레이트, 발수 플레이트)
Ta; 표면 (평탄부, 제 1 면)
Tb; 이면

Claims (23)

  1. 투영 광학계와 액체를 통해서 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 기판 유지부를 갖고, 상기 투영 광학계에 대하여 이동가능한 스테이지를 구비하고,
    상기 스테이지는, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판과 상기 기판 유지부로부터 외측에 형성된 스테이지 상면 사이의 갭에 침입한 상기 액체를 회수하는 회수부를 포함하고,
    상기 회수부는, 다공체 또는 메시(mesh) 부재와, 상기 갭에 침입한 액체를 상기 다공체 또는 메시 부재를 통해서 흡인하기 위한 유로를 포함하는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지는, 상기 스테이지 상면을 포함하여 탈착 가능하게 형성된 플레이트 부재와, 그 플레이트 부재를 유지하는 플레이트 유지부를 포함하고,
    상기 유로의 회수구는, 상기 플레이트 유지부에 유지된 상기 플레이트 부재의 하면측에 형성되어 있는, 노광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다공체 또는 메시 부재는, 상기 플레이트 유지부에 유지된 상기 플레이트 부재의 하면측에 형성되어 있는, 노광 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유로의 상기 회수구는, 상기 플레이트 유지부의 내부에 형성되어 있는, 노광 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 다공체 또는 메시 부재는, 상기 플레이트 유지부의 내부에 형성되어 있는, 노광 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트 유지부에 유지된 상기 플레이트 부재의 측면과 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판의 측면은 서로 대향하는, 노광 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트 유지부는, 상기 플레이트 부재의 하면을 지지하는 플레이트 지지부와, 상기 플레이트 지지부에 지지된 상기 플레이트 부재의 하면에 대향하도록 상기 플레이트 지지부의 주위에 형성된 둘레벽부를 포함하는, 노광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 둘레벽부의 상면의 높이는, 상기 플레이트 지지부의 상면의 높이보다 낮은, 노광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 둘레벽부의 상면의 높이와 상기 플레이트 지지부의 상면의 높이의 차이는, 상기 갭보다 작은, 노광 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 유로는, 상기 둘레벽부에 둘러싸인 공간에 접속되고,
    상기 회수부는, 상기 플레이트 유지부에 유지된 상기 플레이트 부재와 상기 둘레벽부 사이의 간극을 통과하여 상기 둘레벽부에 둘러싸인 공간에 유입된 액체를 회수하는, 노광 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 플레이트 유지부는, 상기 둘레벽부에 둘러싸인 공간을 부압으로 한 상태에서 상기 플레이트 부재를 유지하는, 노광 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공체 또는 메시 부재는, 상기 갭에 침입한 액체를 포집하는, 노광 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지부는, 상기 기판을 지지하는 지지부와, 그 지지부의 주위에 형성된 둘레벽부와, 그 둘레벽부로부터 내측의 공간 내의 가스를 흡인 가능하도록 그 내측의 공간에 접속된 가스 유로를 포함하고, 상기 지지부에 지지된 상기 기판을, 상기 내측의 공간 내의 가스가 상기 가스 유로를 통해서 흡인되어 그 내측의 공간이 부압으로 된 상태에서 유지하는, 노광 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판 유지부는, 상기 지지부 및 상기 둘레벽부가 상부에 형성된 베이스부를 포함하고,
    상기 가스 유로는, 상기 베이스부의 내부에 형성되고,
    상기 가스 유로의 흡인구는, 상기 베이스부의 표면 중에서 상기 내측의 공간을 향한 표면에 형성되어 있는, 노광 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지 상면은, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판의 상면과 동일한 높이가 되도록 형성되어 있는, 노광 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지 상면은, 평탄면을 포함하는, 노광 장치.
  17. 투영 광학계와 액체를 통해서 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 투영 광학계에 대하여 이동 가능한 스테이지를 구비하는 기판 유지부에 의해 상기 기판을 유지하는 것과,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판과 상기 기판 유지부로부터 외측에 형성된 스테이지 상면 사이의 갭에 침입한 상기 액체를, 다공체 또는 메시(mesh) 부재와 유로를 통해서 회수하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 다공체 또는 메시 부재는, 상기 스테이지 상면의 하방에 형성되고, 상기 갭에 침입한 액체는, 상기 스테이지 상면의 하방으로부터 흡인되는, 노광 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 갭에 침입한 액체를 상기 다공체 또는 메시 부재에 의해 포집하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지부가 구비하는 지지부에 의해 상기 기판의 하면을 지지하는 것과,
    상기 지지부에 지지된 상기 기판과 상기 지지부의 주위에 형성된 둘레벽부로 둘러싸이는 공간을 부압으로 하는 것을 포함하고,
    상기 기판은, 상기 공간이 부압으로 된 상태에서 상기 기판 유지부에 유지되는, 노광 방법.
  21. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판에, 상기 투영 광학계에 의해 상기 액체를 통해서 패턴 이미지를 투영하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  22. 제 17 항에 기재된 노광 방법을 사용하여 기판에 패턴을 노광하는 것과,
    상기 패턴이 노광된 상기 기판 상에 디바이스를 조립하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 투영 광학계에 의해 액체를 통해서 상기 기판에 패턴 이미지를 투영하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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