KR101873344B1 - 액체 회수 시스템, 액침 노광 장치, 액침 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

액체 회수 시스템은 액침 노광 장치로써 이용된다. 액체 회수 시스템은, 제 1 개구부; 제 1 개구부와 대향하는 물체 상의 액체가 제 1 개구부를 통해 유입가능한 공극부; 공극부로 유입되는 액체의 적어도 일부를 다공성 부재를 통해 흡인하는 액체 회수부; 및 제 1 개구부와 상이한 제 2 개구부를 포함한다. 공극부가 제 2 개구부를 통해 대기에 개방되어 있다.

Description

액체 회수 시스템, 액침 노광 장치, 액침 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법{LIQUID RECOVERY SYSTEM, IMMERSION EXPOSURE APPARATUS, IMMERSION EXPOSING METHOD, AND DEVICE FABRICATING METHOD}
본 발명은 액체 회수 시스템, 액체 회수 시스템을 이용하는 액침 노광 장치, 액침 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
2007 년 1 월 23 일자로 출원된 미국 가출원 제 60/881,826 호 및 2008 년 1 월 22 일자로 출원된 미국 특허 출원에 대해서 우선권을 주장하고, 이들의 요지는 참조로서 본 명세서에 포함된다.
포토리소그래피 프로세스에 이용되는 노광 장치들 중에서, PCT 국제 공개 제 WO99/49504 호에 개시되는 바와 같이, 액체를 통해 기판을 노광하는 액침 노광 장치가 알려져 있다.
노광 장치들에 있어서는, 기판의 이동 속도의 증가가 요구된다. 액침 노광 장치에 있어서는, 노광 광의 광로에 액체가 공급되고, 액체가 광로로부터 회수된다. 기판의 이동 속도가 증가되는 경우, 액체가 충분히 회수되지 않거나 액체가 누출되거나 기판 상에 잔류할 가능성이 있다. 이러한 문제가 일어나면, 예를 들어, 기판 상에 형성된 패턴에 결함을 야기하여 노광 불량이 발생할 가능성이 있다. 그 결과, 결함 디바이스가 제조될 가능성이 있다.
본 발명의 몇몇 양태들의 목적은 액체를 양호하게 회수할 수 있는 액체 회수 시스템을 제공하는 데 있다. 또다른 목적은 액체를 양호하게 회수하므로 노광 불량의 발생을 방지할 수 있는 액침 노광 장치 및 액침 노광 방법을 제공하는 데 있다. 여전히 또다른 목적은 결함 디바이스의 제조를 방지할 수 있는 디바이스 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 1 양태는 액침 노광 장치로써 이용되는 액체 회수 시스템으로서, 제 1 개구부; 제 1 개구부와 대향하는 물체 상의 액체가 제 1 개구부를 통해 유입가능한 공극부; 공극부로 유입되는 액체의 적어도 일부를 다공성 부재를 통해 흡인하는 액체 회수부; 및 제 1 개구부와 상이한 제 2 개구부를 포함하고, 공극부가 제 2 개구부를 통해 대기에 개방되는 액체 회수 시스템을 제공한다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 액체를 양호하게 회수하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 2 양태는 기판을 노광하는 액침 노광 장치로서, 노광 광을 방출하는 방출면 (emergent surface) 을 포함하는 광학 부재, 및 제 1 개구부, 제 1 개구부와 상이한 제 2 개구부, 제 1 개구부와 대향하는 물체 상의 액체가 제 1 개구부를 통해 유입가능한 공극부, 및 공극부로 유입되는 액체의 적어도 일부를 다공성 부재를 통해 흡인하는 액체 회수부를 포함하는 액체 회수 시스템을 포함하며, 공극부가 제 2 개구부를 통해 대기에 개방되는 액침 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 액체를 양호하게 회수하므로, 노광 불량을 방지하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 3 양태는, 위에서 언급된 양태들에 따른 액침 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 결함 디바이스의 제조를 방지하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 4 양태는, 기판을 노광하는 액침 노광 방법으로서, 기판 상의 액체를 통해 노광 광으로 기판을 노광하는 단계; 및 기판의 노광 중에 위에서 언급된 양태에 따른 액체 회수 시스템을 이용하여 기판 상의 액체를 회수하는 단계를 포함하는 액침 노광 방법을 제공한다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 액체를 양호하게 회수하므로 노광 불량을 방지하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 5 양태는 위에서 언급된 양태에 따른 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 결함 디바이스의 제조를 방지하는 것이 가능하다.
본 발명의 몇몇 양태들에 따르면, 액체를 양호하게 회수하므로 노광 불량을 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 결함 디바이스의 제조를 방지하는 것이 가능하다.
도 1 은 제 1 실시형태에 따른 노광 장치를 도시하는 개략적인 블록도이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 따른 액침 부재의 근방을 도시하는 단면도이다.
도 3 은 제 1 실시형태에 따른 액침 부재를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 는 제 1 실시형태에 따른 액침 부재를 하부로부터 본 도면이다.
도 5a 는 제 1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시한 도면이다.
도 5b 는 제 1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시한 도면이다.
도 6a 는 종래 기술에 따른 액침 부재의 작용을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6b 는 제 1 실시형태에 따른 액침 부재의 작용을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7a 는 제 2 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시한 도면이다.
도 7b 는 제 2 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시한 도면이다.
도 8 은 제 3 실시형태에 따른 액침 부재의 근방을 도시하는 측단면도이다.
도 9 는 제 3 실시형태에 따른 액침 부재를 하부로부터 본 도면이다.
도 10 은 제 3 실시형태에 따른 액침 부재의 작용을 설명하기 위한 개략도이다.
도 11 은 제 4 실시형태에 따른 액침 부재의 근방을 도시하는 측단면도이다.
도 12 는 제 5 실시형태에 따른 액침 부재의 근방을 도시하는 측단면도이다.
도 13 은 제 6 실시형태에 따른 액침 부재의 근방을 도시하는 측단면도이다.
도 14 는 제 7 실시형태에 따른 액침 부재의 근방을 도시하는 측단면도이다.
도 15 는 또다른 실시형태에 따른 액침 부재를 하부로부터 본 도면이다.
도 16 은 마이크로디바이스를 제조하는 프로세스의 일례를 도시하는 흐름도이다.
이하는 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태들을 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명은 XYZ 직교 좌표 시스템을 정의하고, 본 시스템을 참조하여 부재들 사이의 위치 관계를 설명한다. 그리고, 수평면 내의 소정의 방향들이 X 축 방향이고, 수평면에서의 X 축 방향과 직교인 방향이 Y 축 방향이며, X 축 방향 및 Y 축 방향과 직교인 방향 (수직 방향) 이 Z 축 방향이다. 또한, X 축, Y 축 및 Z 축에 따른 회전 (경사) 방향이 각각 θX 방향, θY 방향 및 θZ 방향이다.
<제 1 실시형태>
이하에서는 제 1 실시형태를 설명할 것이다. 도 1 은 제 1 실시형태에 따른 노광 장치 (EX) 를 도시하는 개략적인 블록도이다. 도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는 마스크 (M) 를 지지하면서 이동가능한 마스크 스테이지 (1), 기판 (P) 을 지지하면서 이동가능한 기판 스테이지 (2), 마스크 (M) 를 노광 광 (EL) 으로 조명하는 조명계 (IL), 노광 광 (EL) 으로 조명되는 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 투영하는 투영 광학계 (PL), 및 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다.
또한, 본 명세서에서 참조된 기판 (P) 은 디바이스를 제조하기 위한 기판이고, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼인 기재 (base material) 에 광감성 재료 (포토레지스트) 와 같은 막이 형성되는 기재를 갖는 것이나 감광성 부재가 코팅되는 것에 추가하여 보호막 (탑 코트 막) 과 같은 다양한 종류의 막이 도포되는 것을 포함할 수 있다. 마스크 (M) 는 기판 (P) 상으로 투영되는 디바이스 패턴이 형성되는 레티클을 포함한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 마스크 (M) 로서 투과형의 마스크가 이용되나, 반사형의 마스크도 이용될 수 있다. 투과형의 마스크는 차광막으로 패턴이 형성되는 바이너리 마스크에 한정되지 않고, 예를 들어, 하프-톤 (half-tone) 형 또는 공간 주파수 변조형과 같은 위상 시프트 마스크를 포함한다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 액체 (LQ) 를 통하여 노광 광 (EL) 으로 기판 (P) 을 노광하고, 노광 광 (EL) 의 광로 공간 (K) 의 적어도 일부가 액체 (LQ) 로 채워지도록 액침 공간 (LS) 을 형성하는 액침 노광 장치이다. 게다가, 노광 광 (EL) 의 광로 공간 (K) 은 노광 광 (EL) 이 통과하는 광로를 포함하는 공간이다. 액침 공간 (LS) 은 액체 (LQ) 로 채워지는 공간이다. 본 실시형태에서, 액체 (LQ) 로서 물 (순수) 이 이용된다.
본 실시형태에 있어서, 액침 공간 (LS) 은 투영 광학계 (PL) 의 복수의 광학 소자들 중 투영 광학계 (PL) 의 이미지 평면에 가장 가까운 광학 소자인 종단 광학 소자 (4) 의 이미지 평면 측 상에 광로 공간 (K) 이 액체 (LQ) 로 채워지도록 형성된다. 종단 광학 소자 (4) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지 평면으로 노광 광 (EL) 을 방출하는 방출면 (emergent surface, 5) 을 포함한다. 액침 공간 (LS) 은 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 상 (이미지 평면 측) 의 광로 공간 (K) 이 액체 (LQ) 로 채워지도록 형성된다.
노광 장치 (EX) 는 액침 공간 (LS) 을 형성가능한 액침 부재 (6) 를 포함한다. 액침 부재 (6) 는 종단 광학 소자 (4) 의 근방에 배치된다.
액침 부재 (6) 는 하면 (7) 을 포함한다. 종단 광학 소자 (4) 의 방출측 (이미지 평면 측) 에서 이동가능한 물체는 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 대향하는 위치로 이동가능하고, 또한 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 과 대향하는 위치로 이동가능하다. 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 대향하는 위치에 물체가 배치되는 경우, 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 의 적어도 일부와 물체의 표면은 대향된다. 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 과 물체의 표면이 대향되는 경우, 액체 (LQ) 는 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 과 물체의 표면 사이에 유지될 수 있다. 또한, 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 물체의 표면이 대향되는 경우, 액체 (LQ) 는 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 물체의 표면 사이에 유지될 수 있다. 일방측의 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 및 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 타방측의 물체의 표면 사이에 액체 (LQ) 를 유지시키는 것은 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 물체의 표면 사이의 광로 공간 (K) 이 액체 (LQ) 로 채워지도록 액침 공간 (LS) 을 형성하는 것을 가능하게 한다.
또한, 노광 장치 (EX) 는 액체 (LQ) 를 공급하는 공급 메커니즘 (8) 과 액체 (LQ) 를 회수하는 회수 메커니즘 (9) 을 포함한다. 공급 메커니즘 (8) 은 물체의 표면과 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 사이뿐만 아니라 물체의 표면과 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 사이에 액체 (LQ) 를 공급가능하게 한다. 회수 메커니즘 (9) 은 물체의 표면과 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 사이뿐만 아니라 물체의 표면과 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 사이의 액체 (LQ) 를 회수가능하게 한다.
본 실시형태에 있어서, 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 및 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 대향가능한 물체는 기판 스테이지 (2) 와 기판 스테이지 (2) 에 의해 지지되는 기판 (P) 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 설명을 단순화하기 위하여, 이하에서는 주로 기판 (P) 이 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 뿐만 아니라 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 대향하는 상태를 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 액침 공간 (LS) 은 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 뿐만 아니라 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 대향하는 위치에 배치되는 물체가 액체 (LQ) 에 의해 덮여지고, 액체 (LQ) 의 계면 (메니스커스, 에지) (LG) 은 물체의 표면과 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 사이에 형성된다. 즉, 본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는 기판 (P) 의 노광 중에 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (PR) 을 포함하는 기판 (P) 상의 영역 중 일부가 액체 (LQ) 로 채워지도록 액침 공간 (LS) 이 형성되는 국소 액침 시스템을 채용한다.
조명계 (IL) 는 마스크 (M) 상의 소정의 조명 영역 (IR) 을 균일한 조도 세기 (luminous flux intensity) 분포를 갖는 노광 광 (EL) 으로 조명한다. 조명계 (IL) 로부터 방출된 노광 광 (EL) 으로써 이용될 수 있는 광의 예들은 예를 들어, 수은 램프로부터 방출된 휘선 (g-선, h-선 또는 i-선) 및 KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248㎚) 과 같은 원자외선 광 (DUV 광), ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193㎚) 및 F2 레이저 광 (파장 157㎚) 과 같은 진공 자외선 광 (VUV 광) 을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 노광 광 (EL) 으로서는 자외 광 (진공 자외 광) 인 ArF 엑시머 레이저 광이 이용된다.
마스크 스테이지 (1) 는, 엑츄에이터, 예를 들어, 선형 모터를 포함하는 구동 시스템 (1D) 에 의해, 마스크 스테이지 (1) 가 마스크 (M) 를 지지하는 상태에서, X 축, Y 축 및 θZ 방향으로 이동가능하다. 레이저 간섭계 (1S) 는 마스크 스테이지 (1) (마스크 (M)) 의 X 축, Y 축 및 θZ 방향에서의 위치 정보를 측정한다. 레이저 간섭계 (1S) 는 마스크 스테이지 (1) 에 제공되는 반사 미러 (1R) 를 이용한 위치 정보를 측정한다. 레이저 간섭계 (1S) 의 측정 결과에 기초하여, 제어 장치 (3) 는 구동 시스템 (1D) 을 구동시켜 마스크 스테이지 (1) 에 의해 지지되는 마스크 (M) 의 위치를 제어한다.
투영 광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 소정의 투영 배율로 기판 (P) 에 투영한다. 렌즈 경통 (PK) 은 투영 광학계 (PL) 의 복수의 광학 소자들을 지지한다. 본 실시형태의 투영 광학계 (PL) 는 투영 배율, 예를 들어, 1/4, 1/5 또는 1/8 인 축소계이다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 축소계, 등배 (unity magnification) 계 또는 확대계일 수도 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 은 Z 축 방향에 평행하다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 반사 광학 소자 (catoptric element) 를 포함하지 않는 굴절계; 굴절 광학 소자 (dioptric element) 를 포함하지 않는 반사계; 반사 광학 소자 및 굴절 광학 소자 양자 모두를 포함하는 반사굴절 (catadioptric) 계일 수도 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 도립상 또는 정립상 중 어느 하나를 형성할 수도 있다.
기판 스테이지 (2) 는, 액츄에이터, 예를 들어, 선형 모터를 포함하는 구동 시스템 (2D) 에 의해, 기판 스테이지 (2) 가 기판 (P) 을 지지하는 상태에서, 6 개의 자유도로, 즉, X 축, Y 축, Z 축, θX 방향, θY 방향 및 θZ 방향에서 이동될 수 있다. 레이저 간섭계 (2S) 는 기판 스테이지 (2) (기판 (P)) 의 X 축, Y 축 및 θZ 방향에서의 위치 정보를 측정한다. 레이저 간섭계 (2S) 는 기판 스테이지 (2) 에 제공되는 반사 미러 (2R) 를 이용한 위치 정보를 측정한다. 또한, 포커스 및 레벨 검출 시스템 (미도시) 은 기판 스테이지 (2) 에 의해 지지되는 기판 (P) 의 표면의 표면 위치 정보 (Z 축, θX 방향 및 θY 방향에서의 위치 정보) 를 검출한다. 레이저 간섭계 (2S) 의 측정 결과 및 포스커 및 레벨 검출 시스템의 검출 결과에 기초하여, 제어 장치 (3) 는 구동 시스템 (2D) 을 구동시켜 기판 스테이지 (2) 에 의해 지지되는 기판 (P) 의 위치를 제어한다.
기판 스테이지 (2) 는 기판 (P) 을 지지하는 기판 홀더 (2H) 및 기판 홀더 (2H) 주위에 배치되고, 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 에 대향가능한 상면 (2T) 을 포함한다. 기판 홀더 (2H) 는 기판 스테이지 (2) 내에 제공되는 함몰부 (2C) 내에 배치되어 있다. 기판 홀더 (2H) 는 기판 (P) 의 표면과 XY 평면이 실질적으로 평행하도록 기판 (P) 을 지지한다. 기판 홀더 (2H) 에 의해 지지된 기판 (P) 의 표면은 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 대향가능하다. 또한, 기판 스테이지 (2) 의 상면 (2T) 은 XY 평면과 실질적으로 평행한 평탄면이다. 기판 홀더 (2H) 에 의해 지지된 기판 (P) 의 표면 및 기판 스테이지 (2) 의 상면 (2T) 는 실질적으로 동일한 평면 내에 배치되고 실질적으로 서로 같은 높이이다. 상면 (2T) 은 예를 들어, 불소를 포함하는 재료로부터 형성되므로 액체 (LQ) 에 대해서 발액성 (撥液性) 이 있다.
노광 장치 (EX) 는 기판 스테이지 (2) 를 이동가능하게 지지하는 가이드 면 (10) 을 포함하는 기저 평면 (base plate; 11) 을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 가이드 면 (10) 은 XY 평면과 실질적으로 평행하다. 기판 스테이지 (2) 는 가이드 면 (10) 을 따라 X 방향 및 Y 방향 (2 차원 방향) 으로 이동가능하다.
본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는 마스크 (M) 및 기판 (P) 을 소정의 스캐닝 방향으로 동기 이동시키면서 마스크 (M) 상에 형성된 패턴의 이미지를 기판 (P) 으로 투영하는 스캐닝 방식의 노광 장치 (소위 스캐닝 스텝퍼) 이다. 본 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 스캐닝 방향 및 마스크 (M) 의 스캐닝 방향 (동기 이동 방향) 은 Y 축 방향이다. 노광 장치 (EX) 는 기판 (P) 을 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (PR) 에 대해서 Y 축 방향으로 이동시키고, Y 축 방향에서 그 기판 (P) 의 이동에 대해 동기화되어 조명계 (IL) 의 조명 영역 (IR) 에 대해서 Y 축 방향에서 마스크 (M) 를 이동시키면서 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통해 기판 (P) 에 노광 광 (EL) 을 조사한다. 이로써, 마스크 (M) 의 패턴의 이미지가 기판 (P) 에 투영되며, 여기서 기판 (P) 은 이로써 노광 광 (EL) 으로 노광된다.
이하에서는 액침 부재 (6), 공급 메커니즘 (8) 및 회수 메커니즘 (9) 을 도 1 내지 도 4 를 참조하여 설명한다. 도 2 는 액침 부재 (6) 의 근방을 도시하는 측단면도이고, 도 3 은 액침 부재 (6) 를 도시하는 사시도이며, 도 4 는 하면 (7) 측으로부터 본 액침 부재 (6) 를 도시한다. 또한, 도 3 은 분해된 상태의 액침 부재 (6) 를 도시한다.
또한, 이하에서는 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 뿐만 아니라 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 대향하는 위치에 기판 (P) 이 배치되는 예시적인 경우를 설명하나; 상술한 바와 같이, 기판 스테이지 (2) 와 같은 기판 (P) 이외의 물체도 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 뿐만 아니라 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 과 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 종단 광학 소자 (4) 의 방출면 (5) 은 적절하게 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 으로 불린다.
도 1 내지 도 4 에 있어서, 액침 부재 (6) 는 제 1 부재 (12), 및 제 1 부재 (12) 와 상이한 제 2 부재 (13) 를 포함한다. 제 1 부재 (12) 및 제 2 부재 (13) 는 환상의 부재들이다. 제 1 부재 (12) 는 종단 광학 소자 (4) 의 근방에, 노광 광 (EL) 의 광로를 둘러싸도록 제공된다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 는 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 종단 광학 소자 (4) 의 외측에 제 1 부재 (12) 와 종단 광학 소자 (4) 사이에 삽입된 공극 (14) 으로 종단 광학 소자 (4) 를 둘러싸도록 배치된다. 제 2 부재 (13) 는 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 제 1 부재 (12) 의 외측에 제 2 부재 (13) 와 제 1 부재 (12) 사이에 개재된 공극 (15) 으로 제 1 부재 (12) 를 둘러싸도록 제공된다.
본 실시형태에 있어서, 종단 광학 소자 (4) 는 투영 광학계 (PL) 의 물체 평면으로부터의 노광 광 (EL) 이 충돌하는 입사면 (16), 투영 광학계 (PL) 의 이미지 평면으로 노광 광 (EL) 을 방출하는 방출면 (하면) (5), 및 입사면 (16) 의 외주를 방출면 (5) 의 외주에 접속하는 외주면 (측면) (17) 을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 방출면 (하면) (5) 은 XY 평면과 실질적으로 평행하다. 외주면 (17) 은 노광 광 (EL) 의 광로로부터 멀어지게 이격됨에 따라 기판 (P) 의 표면에 대한 자신의 거리가 커지도록 경사진다.
제 1 부재 (12) 는 종단 광학 소자 (4) 의 외주면 (17) 에 따라 형성되고 외주면 (17) 과 대향하는 내주면 (18), 종단 광학 소자 (4) 에 대해서 내주면 (18) 의 외측에 배치되는 외주면 (19), 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 의 일부와 대향하는 상면 (20), 및 기판 (P) 의 표면과 대향하는 하면 (21) 을 포함한다.
제 1 부재 (12) 는 Z 축 방향에 있어서 적어도 일부가 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 배치되는 하판부 (12A), 하판부 (12A) 의 외주에 접속되며 종단 광학 소자 (4) 의 외주면 (17) 을 둘러싸도록 배치되는 측판부 (12B), 및 측판부 (12B) 의 상단에서 자신의 외주에 접속되고 종단 광학 소자 (4) 의 외주면 (17) 을 둘러싸도록 배치되는 상판부 (12C) 를 포함한다. 하판부 (12A) 의 외주는 측판부 (12B) 의 하단에서 측판부 (12B) 의 내주에 접속된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 는 하판부 (12A), 측판부 (12B), 및 상판부 (12C) 를 포함하는 단일 부재로부터 형성되나; 하판부 (12A), 측판부 (12B), 및 상판부 (12C) 는 제 1 부재 (12) 를 형성하도록 접속되는 복수의 부재들로부터 형성될 수도 있다.
제 1 부재 (12) 의 내주면 (18) 은 측판부 (12B) 의 일방의 표면을 포함하고, 제 1 부재 (12) 의 내주면 (18) 과 종단 광학 소자 (4) 의 외주면 (17) 사이에 공극 (14) 을 개재해 종단 광학 소자 (4) 의 외주면 (17) 과 대향하도록 배치된다. 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 은 측판부 (12B) 의 타방의 표면을 포함하고, 내주면 (18) 과 실질적으로 평행하다. 또한, 외주면 (19) 은 내주면 (18) 과 평행하지 않을 수 있다.
제 1 부재 (12) 의 상면 (20) 은 하판부 (12A) 의 상면을 포함하고 제 1 부재 (12) 의 상면 (20) 과 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 사이에 공극 (22) 을 개재해 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 과 대향하도록 배치된다. 제 1 부재 (12) 의 상면 (20) 은 XY 평면과 실질적으로 평행한 평탄 면이다.
제 1 부재 (12) 의 하면 (21) 은 하판부 (12A) 의 하면을 포함한다. 예를 들어, 기판 (P) 의 노광 동안, 기판 (P) 의 표면은 기판 (P) 의 표면과 제 1 부재 (12) 의 하면 (21) 사이에 공극 (23) 을 개재해 제 1 부재 (12) 의 하면 (21) 과 대향하도록 배치된다. 제 1 부재 (12) 의 하면 (21) 은 XY 평면에 실질적으로 평행한 평탄 면이다.
또한, 하판부 (12A) 는 자신의 중앙에 개구 (24) 를 포함한다. 개구 (24) 는 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 으로부터 방출되는 노광 광 (EL) 을 투과가능하게 한다. 예를 들어, 기판 (P) 의 노광 동안, 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 으로부터 방출되는 노광 광 (EL) 은 개구 (24) 를 통과하여 기판 (P) 의 표면에 조사된다. 본 실시형태에 있어서, 개구 (24) 에 있어서의 노광 광 (EL) 의 단면 형상은 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 실질적으로 장방형 (슬릿 형상) 이다. 개구 (24) 는 XY 평면 내에서 노광 광 (EL) 의 단면 형상에 따라 X 방향 및 Y 방향에 있어서 실질적으로 장방형 형상 (슬릿 형상) 으로 형성된다. 또한, 개구 (24) 에 있어서 노광 광 (EL) 의 단면 형상, 및 기판 (P) 상의 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (PR) 의 형상은 실질적으로 동일하다. 제 1 부재 (12) 의 상면 (20) 및 하면 (21) 은 개구 (24) 주위에 형성된다.
이하의 설명에 있어서, 제 1 부재 (12) 의 하면 (21) 은 적절히 제 1 랜드 면 (21) 이라 불린다.
제 2 부재 (13) 는 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 에 따라 형성되고 외주면 (19) 과 대향하는 내주면 (25), 제 1 부재 (12) 에 대해서 내주면 (25) 의 외측에 배치되는 외주면 (26), 제 1 부재 (12) 의 상판부 (12C) 의 하면 (27) 과 대향하는 상면 (28), 및 기판 (P) 의 표면과 대향하는 하면 (29) 을 포함한다.
제 2 부재 (13) 는 기판 (P) 의 표면과 대향하는 하판부 (13A), 제 1 부재 (12) 의 상판부 (12C) 와 대향하는 상판부 (13C), 하판부 (13A) 의 외주를 상판부 (13C) 의 외주에 접속시키도록 배치되는 측판부 (13B), 및 하판부 (13A) 의 내주의 근방을 상판부 (13C) 의 내주의 근방에 접속시키도록 배치되는 다공성 부재 (30) 를 포함한다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 제 2 부재 (13) 은 하판부 (13A), 측판부 (13B) 및 상판부 (13C) 를 포함하는 단일 부재로부터 형성될 수도 있으나, 하판부 (13A), 측판부 (13B) 및 상판부 (13C) 는 제 2 부재 (13) 를 형성하도록 함께 결합되는 복수의 부재들로부터 형성될 수도 있다.
제 2 부재 (13) 의 내주면 (25) 은 다공성 부재 (30) 의 표면, 하판부 (13A) 의 내측면 및 상판부 (13C) 의 내측면을 포함하고, 제 2 부재 (13) 의 내주면 (25) 과 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 사이에 공극 (15) 을 개재해 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 과 대향하도록 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 및 제 2 부재 (13) 의 내주면 (25) 은 실질적으로 평행하다. 또한, 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 및 제 2 부재 (13) 의 내주면 (25) 은 평행하지 않을 수 있다.
제 2 부재 (13) 의 상면 (28) 은 상판부 (13C) 의 상면을 포함하고, 제 2 부재 (13) 의 상면 (28) 과 제 1 부재 (12) 의 상판부 (12C) 의 하면 (27) 사이에 공극 (31) 을 개재해 제 1 부재 (12) 의 상판부 (12C) 의 하면 (27) 과 대향하도록 배치된다. 제 2 부재 (13) 의 상면 (28) 및 제 1 부재 (12) 의 상판부 (12C) 의 하면 (27) 은 XY 평면에 실질적으로 평행한 평탄 면들이다.
제 2 부재 (13) 의 하면 (29) 은 하판부 (13A) 의 하면을 포함한다. 예를 들어, 기판 (P) 의 노광 동안, 기판 (P) 의 표면은 기판 (P) 의 표면과 제 2 부재 (13) 의 하면 (29) 사이에 공극 (32) 을 개재해 제 2 부재 (13) 의 하면 (29) 과 대향하도록 배치된다. 제 2 부재 (13) 의 하면 (29) 은 XY 평면과 실질적으로 평행한 평탄 면이다.
이하의 설명에 있어서, 제 1 랜드 면 (21) 의 주위에 배치되는 제 2 부재 (13) 의 하면 (29) 은 적절히 제 2 랜드 면 (29) 이라 불린다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 및 제 2 부재 (13) 는 지지 메커니즘 (미도시) 에 의해 소정의 위치 관계로 지지된다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 및 제 2 부재 (13) 의 내주면 (25) 이 대향되도록 제 1 부재 (12) 및 제 2 부재 (13) 가 소정의 위치 관계로 배치된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 이 동일 평면 내 (XY 평면 내) 에 배치되도록, 즉 그들이 실질적으로 같은 높이에 있도록 제 1 부재 (12) 및 제 2 부재 (13) 가 소정의 위치 관계로 배치된다.
제 1 개구부 (33) 는 제 1 랜드 면 (21) 과 제 2 랜드 면 (29) 사이에 형성된다. 제 1 개구부 (33) 는 공극 (15) 의 하단에 배치되고, 기판 (P) 의 표면은 제 1 개구부 (33) 와 대향하는 위치로 이동가능하다. 제 1 개구부 (33) 는 환상의 슬릿으로서 제 1 랜드 면 (21) 을 둘러싸도록 제공된다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 개구부 (33) 는 원형 링의 형상으로 제공된다. 제 1 개구부 (33) 의 폭 (슬릿 폭) 은 공극 (15) 의 사이즈로 변화한다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 과 제 2 부재 (13) 의 내주면 (25) 사이의 간격은 제 1 개구부 (33) 의 폭 (제 1 랜드 면 (21) 과 제 2 랜드 면 (29) 사이의 간격) 과 실질적으로 동일하다. 또한, 공극 (15) 도 제 1 부재 (12) 를 둘러싸도록 제 1 개구부 (33) 에 따라 환상으로 제공된다.
제 2 개구부 (34) 는 제 1 부재 (12) 의 상판부 (12C) 의 하면 (27) 의 외주와 제 2 부재 (13) 의 상면 (28) 의 외주 사이에 형성된다. 제 2 개구부 (34) 는 기판 (P) 의 표면과 대향하지 않는 위치에서 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 공극 (31) 의 외측단에 배치된다. 제 2 개구부 (34) 는 제 1 개구부 (33) 의 +Z 측에 배치된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 제 2 개구부 (34) 는 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 제 1 개구부 (33) 의 외측에 배치된다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 개구부 (33), 제 2 개구부 (34) 및 공극 (15) 은 제 1 부재 (12) 와 제 2 부재 (13) 사이에 제공된다.
본 실시형태에 있어서, 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 은 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 제 1 개구부 (33) 의 내측에 배치되는 제 1 랜드 면 (21), 및 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 제 1 개구부 (33) 의 외측에 배치되는 제 2 랜드 면 (29) 을 포함한다. 액침 부재 (6) 및 기판 (P) 이 대향되는 경우, 제 1 랜드 면 (21) 과 기판 (P) 의 표면 간에 그리고 제 2 랜드 면 (29) 과 기판 (P) 의 표면 간에 액체 (LQ) 가 유지될 수 있다. 예를 들어, 도 2 에 있어서, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 일부는 기판 (P) 의 표면과 제 1 랜드 면 (21) 간에 그리고 기판 (P) 의 표면과 제 2 랜드 면 (29) 간에 유지된다. 예를 들어, 기판 (P) 의 노광 동안, 제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 을 포함하는 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 과 기판 (P) 의 표면 간의 액체 (LQ) 를 유지함으로써 액침 공간 (LS) 이 형성된다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 및 제 2 부재 (13) 중 제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 은 예를 들어, 티타늄으로 형성되고, 액체 (LQ) 에 대해서 친액성 (lyophilic) (액체-유인성) 을 갖는다. 예를 들어, 제 1 랜드 면 (21) 과 액체 (LQ) 사이의 접촉각 CA1, 및 제 2 랜드 면 (29) 과 액체 (LQ) 사이의 접촉각 CA2 는 양자 모두 40°미만인 것이 바람직하고, 20°미만인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 접촉각 CA1 및 접촉각 CA2 는 상이할 수도 있다.
도 2 에 도시되는 바와 같이, 제 1 개구부 (33) 는 기판 (P) 상의 액체 (LQ) (액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ)) 와 접촉가능하다. 즉, 제 1 개구부 (33) 는 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 가 제 1 개구부 (33) 를 통해 유입할 수 있는 위치에 제공된다.
한편, 본 실시형태에 있어서, 제 2 개구부 (34) 는 기판 (P) 의 표면과 대향하지 않는 위치에서 배치된다. 제 2 개구부 (34) 는 제 1 개구부 (33) 위에 위치된다. 제 2 개구부 (34) 는 제 1 개구부 (33) 가 있는 것보다 기판 (P) 의 표면으로부터 더 떨어져 있다. 제 2 개구부 (34) 는 기판 (P) 상의 액체 (LQ) (액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ)) 와 접촉가능하지 않다. 즉, 제 2 개구부 (34) 는 제 1 개구부 (33) 와 대향하는 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 가 제 2 개구부 (34) 를 통해 유입되지 않는 위치에 배치된다.
제 2 개구부 (34) 는 액침 부재 (6) (액침 공간 (LS)) 를 둘러싸는 외부 공간 (주위 환경) 의 가스와 접촉할 수 있는 위치에 배치된다. 즉, 제 2 개구부 (34) 는 외부 공간의 가스가 제 2 개구부 (34) 를 통해 유입될 수 있는 위치에 제공된다.
외부 공간의 가스는 제 2 개구부 (34) 를 통해 공극들 (15, 31) 로 유입가능하고, 공극들 (15, 31) 의 가스는 제 2 개구부 (34) 를 통해 외부 공간으로 유출가능한다. 또한, 공극 (15) 및 공극 (31) 은 접속된다 (그들은 일체이다). 이하의 설명에 있어서, 공극 (15) 및 공극 (31) 의 조합은 적절히 공극 (35) 으로 불린다.
본 실시형태에 있어서, 공극 (35) 과 그 공극 (35) 의 외측의 외부 공간 (대기의 공간) 사이에서 제 2 개구부 (34) 를 통해 가스가 연속적으로 출입가능하게 한다. 즉, 공극 (35) 은 제 2 개구부 (34) 를 통해 대기에 개방된다.
공극 (35) 이 대기에 개방되어 있는 상태는 공극 (35) 이 (액침 공간 (LS) 을 둘러싸는) 액침 부재 (6) 를 둘러싸는 가스 공간과 항상 연통하는 상태를 포함한다. 예를 들어, 공극 (35) 이 대기에 개방되는 상태에서 제 1 개구부 (33) 의 전체 영역이 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 로 덮여 있는 경우에서도, 공극 (35) 과 외부 공간 (주위 환경) 간에 제 2 개구부 (34) 를 통해 가스가 여전히 출입할 수 있다. 또한, 일반적으로, 노광 장치 (EX) 는 환경적으로 제어된 챔버 내에 배치되고, 위에서 언급된 "대기에 개방" 은 챔버 내의 가스 공간과 공극 (35) 이 연통하는 상태를 포함한다. 또한, 외부 공간의 가스는 반드시 공기일 필요는 없고, 예를 들어, 질소일 수도 있다.
공급 메커니즘 (8) 은 청정하고 온도 제어된 액체 (LQ) 를 공급가능한 액체 공급 장치 (36), 광로 공간 (K) 의 근방에 배치되는 공급구 (37) 들, 및 액체 공급 장치 (36) 및 공급구 (37) 를 접속하는 유로 (38) 들을 포함한다.
본 실시형태에서, 공급구 (37) 는 제 1 부재 (12) 에 형성되어 있다. 각 유로 (38) 는 제 1 부재 (12) 내부에 형성되는 공급 유로 (38A), 및 공급 유로 (38A) 와 액체 공급 장치 (36) 를 접속시키는 공급관으로부터 형성되는 유로 (38B) 를 포함한다. 액체 공급 장치 (36) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 는 대응 유로 (38) 를 통해 각 공급구 (37) 로 공급된다. 공급구 (37) 들은 액체 공급 장치 (36) 로부터의 액체 (LQ) 를 광로 공간 (K) 으로 공급한다.
본 실시형태에 있어서, 공급구 (37) 들은 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 과 제 1 부재 (12) 의 상면 (20) 간의 공극 (22) 에 접속되고, 공극 (22) 에 액체 (LQ) 를 공급가능하게 한다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 2 개의 공급구 (37) 들은 Y 축 방향에서 광로 공간 (K) 의 양측에, 각 측에 하나씩 제공된다. 또한, 2 개의 공급구 (37) 들은 X 축 방향에서 광로 공간 (K) 의 양측에, 각 측에 하나씩 제공될 수도 있다. 공급구의 수는 2 개로 제한되지 않고, 필요에 따라 변경될 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 공급구 (37) 들은 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 제 1 개구부 (33) 의 내측에 배치된다.
회수 메커니즘 (9) 은 진공 시스템을 포함하고 액체 (LQ) 를 흡인하여 회수가능하게 하는 액체 회수 장치 (39), 액체 (LQ) 를 회수가능하게 하는 회수부 (40), 및 액체 회수 장치 (39) 및 회수부 (40) 를 접속하는 유로 (41) 를 포함한다. 회수 메커니즘 (9) 의 진공 시스템은 진공 펌프를 포함하지 않아도 된다. 노광 장치 (EX) 가 제공되는 공장에 포함된 진공 펌프 등이 이용될 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 공극 (15) 은 제 1 개구부 (33) 와 대향하는 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 가 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 으로 유입될 수 있도록 제공된다. 즉, 액침 부재 (6) 의 하면 (7) (제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29)) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 으로 유입될 수 있다. 회수부 (40) 는, 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 으로 유입되는 액체 (LQ) 를 흡인할 수 있는 위치에 배치된다. 바꿔 말하면, 회수부 (40) 는, 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 으로 유입되는 액체 (LQ) 와 접촉하는 위치에 배치된다. 회수부 (40) 는 공극 (15) 의 내측에 있어서 제 1 개구부 (33) 위에 배치된다.
회수부 (40) 는 액침 부재 (6) 의 하면 (7) (제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29)) 과 상이한 방향으로 향하는 평면에 배치되고, 액체 (LQ) 를 회수가능한 흡인구를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 회수부 (40) 는 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 과 대향하는 제 2 부재 (13) 의 일부에 배치된다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 과 대향하는 개구를 포함하는 흡인 유로 (공간) (41A) 는 하판부 (13A), 상판부 (13C), 및 측판부 (13B) 에 의해 제 2 부재 (13) 내에 형성되고, 회수부 (40) 는 공간 (41A) 의 개구에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 회수부 (40) 는 공극 (15) 을 따라 환상으로 제공된다.
회수부 (40) 는 흡인구를 덮도록 배치되는 다공성 부재 (메쉬 부재) (30) 를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 다공성 부재 (30) 는 기공 (pore) (관통홀) 들이 형성되는 평면을 갖는다. 다른 방법으로, 다공성 부재로서, 복수의 기공들이 형성되는 소결 부재 (예를 들어, 소결 금속), 발포 부재 (예를 들어, 발포 금속) 등이 이용될 수도 있다. 다공성 부재 (30) 의 표면은 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 과 대향하는 제 2 부재 (13) 의 내주면 (25) 중 적어도 일부를 형성한다.
본 실시형태에 있어서, 회수부 (40) 는, 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 으로 유입되는 액체 (LQ) 의 적어도 일부를 다공성 부재 (30) 를 통해서 흡인한다.
본 실시형태에 있어서, 유로 (41) 는 제 2 부재 (13) 내에 형성되는 흡인 유로 (41A), 및 흡인 유로 (41A) 및 액체 회수 장치 (39) 와 접속하는 회수관으로 형성되는 유로 (41B) 를 포함한다. 액체 회수 장치 (39) 에 의하여, 흡인 유로 (41A) 의 부압 (負壓) 이 조절되고, 공극 (15) 내의 액체 (LQ) 의 적어도 일부가 회수부 (40) 에 의하여 흡인된다. 회수부 (40) 에 의하여 흡인된 액체 (LQ) 는 유로 (41) 를 통해 액체 회수 장치 (39) 에 회수된다. 바꿔 말하면, 다공성 부재 (30) 는 제 1 부재 (12) 에 면하는 제 1 면, 흡인 유로 (41A) 에 면하는 제 2 면, 및 제 1 면 및 제 2 면과 연통하는 복수의 세공들을 갖는다 (즉, 세공들이 제 1 면에 제 2 면을 유체적으로 접속한다). 액체 회수 장치 (39) 는 다공성 부재 (30) 의 제 1 면 측과 제 2 면 측의 간의 압력차를 발생시킨다. 그 결과, 공극 (15) 내의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는 다공성 부재 (30) 에 의하여 흡인 유로 (41A) 내로 흡인되고, 액체 회수 장치 (39) 로 회수된다.
공극 (15) 은, 다공성 부재 (30) 의 표면 (제 1 면) 과 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 사이에 형성된다. 다공성 부재 (30) 의 표면은, 제 1 개구부 (33) 위에, 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 으로 유입되는 액체 (LQ) 와 접촉할 수 있는 위치에서 배치된다.
본 실시형태에 있어서, 공극 (15) 은 노광 광 (EL) 의 광로로부터 멀어짐에 따라 기판 (P) 의 표면에 대한 거리가 증가하도록 경사진다. 다공성 부재 (30) 의 표면은 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 과 대향하고, 액침 부재 (6) 의 하면 (7) (제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29)) 이 향하는 방향과 상이한 방향에서 배향된다. 즉, 회수부 (40) (다공성 부재 (30) 의 표면) 는 기판 (P) 의 표면과 대향하지 않도록 배치된다. 구체적으로, 다공성 부재 (30) 의 표면은 노광 광 (EL) 의 광로로부터 멀어짐에 따라 기판 (P) 의 표면에 대한 거리가 증가하도록 상방 (+Z 방향) 으로 경사진다.
이로써, 공극 (15) 이 경사지기 때문에, 액체 (LQ) 는 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 내로 원활하게 유입될 수 있다.
또한, 공극 (15) 이 제 2 개구부 (34) 를 통해 대기에 개방되기 때문에, 액체 (LQ) 는 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 내로 원활하게 유입될 수 있다.
또한, 공극 (15) 은 제 1 개구부 (33) 의 근방에 공극 (15M) 을 포함한다. 공극 (15M) 은 제 2 부재 (13) 의 하판부 (13A) 의 내측면과 제 1 부재 (12) 의 외주면 (19) 사이에 형성된다. 본 실시형태에 있어서, 모세관 현상은 제 1 개구부 (33) 의 근방의 공극 (15M) 이 액체 (LQ) 를 유지하는 것을 가능하게 한다. 즉, 공극 (15M) 은 모세관 작용에 의해 액체 (LQ) 를 유지가능하도록 하는 크기 (폭) 를 갖는다. 예를 들어, 제 2 부재 (13) 의 하판부 (13A) 의 내측면과 제 1 부재 (12) 의 외측면 (19) 간의 간격은 0.5㎜ 내지 2.0㎜ 이다. 공극 (15M) 은 모세관력에 의해 액체 (LQ) 를 끌어들일 수 있다. 즉, 공극 (15M) 은 액체 (LQ) 가 모세관 작용에 의해 유입될 수 있는 모세관 (15M) 을 형성한다.
본 실시형태에 있어서, 다공성 부재 (30) 의 표면은 제 1 개구부 (33) 위에서 제 1 개구부 (33) 를 통해 모세관 (15M) 으로 유입되고 모세관 (15M) 의 모세관 현상에 의해 상승하는 (이송되는) 액체 (LQ) 와 접촉가능한 위치에 배치된다. 바꿔 말하면, 제 1 개구부 (33) 로부터 유입되는 액체 (LQ) 가 모세관 현상에 의해 다공성 부재 (30) 의 표면에 도달하도록 모세관 (15M) 의 길이 (다공성 부재 (30) 의 하단과 제 1 개구부 (33) 사이의 거리) 가 설정된다. 제 1 개구부 (33) 와 접촉하는 액체 (LQ) 는 모세관 현상에 의해 모세관 (15M) 내로 끌어드려지고, 다공성 부재 (30) 의 표면과 접촉한다.
또한, 본 실시형태의 회수 메커니즘 (9) 에 있어서는, 예를 들어, PCT 국제공개 제 WO2005/024517 호, 및 US 특허 출원 공개 공보 제 2007/0222959 호에 개시된 바와 같이, 공극 (15) 내부의 가스가 다공성 부재 (30) 를 통과하는 것을 방지하기 위해, 다공성 부재 (30) 의 홀들의 크기, 다공성 부재 (30) 에 대한 액체 (LQ) 의 표면 장력, 및 공극 (15) (35) 의 압력 (외부 공간의 압력) 에 대한 흡인 유로 (41A) 의 압력 (즉, 다공성 부재 (30) 의 제 1 면과 제 2 면 사이의 압력차) 을 포함하는 액체 회수 조건이 설정된다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 공극 (35) 내부의 액체 (LQ) 만이 다공성 부재 (30) 를 통과하고, 흡인 유로 (41A) 로 유입되도록 액체 회수 조건들이 설정되며, 공극 (35) 내부의 가스는 다공성 부재 (30) 를 실질적으로 통과하지 못한다. 바꿔 말하면, 본 실시형태의 회수부 (40) 는 액체 (LQ) 만을 흡인 (회수) 하고, 가스를 흡인하지 않는다.
회수부 (40) 가 액체 (LQ) 와 가스를 함께 흡인한다면, 진동이 발생할 가능성이 있다. 본 실시형태에 있어서는, 회수부 (40) 가 다공성 부재 (30) 를 통해 액체 (LQ) 만을 흡인하기 때문에, 이러한 진동을 방지할 수 있다.
이하에서는 상술한 구조를 갖는 노광 장치 (EX) 를 이용하여 기판 (P) 에 액침 노광을 실시하는 방법을 설명한다.
액침 공간 (LS) 를 형성하기 위하여, 제어 장치 (3) 는 공급 메커니즘 (8) 을 이용하여 노광 광 (EL) 의 광로 공간 (K) 에 액체 (LQ) 를 공급한다. 액체 (LQ) 가 공급될 경우, 제어 장치 (3) 는 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 및 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 과 대향하는 위치에 기판 (P) (기판 스테이지 (2)) 과 같은 물체를 배치한다. 액체 공급 장치 (36) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 는 유로 (38) 를 통해 공급구 (37) 로 공급된다. 공급구 (37) 는 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 과 제 1 부재 (12) 의 상면 (20) 사이의 공극 (22) 에 액체 (LQ) 를 공급한다. 액체 (LQ) 는 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 과 제 1 부재 (12) 의 상면 (20) 간의 공극 (22) 에 흐르고, 개구부 (24) 를 통해 제 1 부재 (12) 의 제 1 랜드 면 (21) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 공극 (23) 에 유입되며, 그 후 제 1 부재 (12) 의 제 1 랜드 면 (21) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 유지된다. 또한, 액체 (LQ) 의 적어도 일부는 제 2 부재 (13) 의 제 2 랜드 면 (29) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 공극 (32) 에 유입되고, 제 2 부재 (13) 의 제 2 랜드 면 (29) 과 기판 (P) 의 표면 사이에서 유지된다. 이렇게 하는 동안, 공극 (22) 및 공극 (23) 이 액체 (LQ) 로 채워지고, 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 광로 공간 (K) 이 액체 (LQ) 로 채워지도록 액침 공간 (LS) 이 형성된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 제어 장치 (3) 는 공급 메커니즘 (8) 에 의한 액체 공급 동작과 병행하여 회수 메커니즘 (9) 에 의한 액체 회수 동작을 실시한다. 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 에 유입된다. 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 는 예를 들어, 모세관 현상에 의해 공극 (15) 내부 (모세관 (15M) 내부) 로 상승된다. 공극 (15) 내부에서는, 다공성 부재 (30) 의 표면과 접촉하는 액체 (LQ) 가 회수부 (40) 의 다공성 부재 (30) 를 통해 흡인된다. 회수부 (40) 에 의해 흡인되는 액체 (LQ) 는 유로 (41) 를 통해 액체 회수 장치 (39) 에 의해 회수된다.
제어 장치 (3) 는 공급 메커니즘 (8) 에 의한 액체 공급 동작 및 회수 메커니즘 (9) 에 의한 액체 회수 동작을 병행하게 실시하므로 항상 원하는 조건 (예를 들어, 온도 및 청결도 수준) 을 갖는 액체 (LQ) 로 기판 (P) 상의 액침 영역을 국소적으로 형성할 수 있다.
액침 공간 (LS) 이 형성된 후에, 제어 장치 (3) 는 기판 (P) 의 노광을 개시한다. 상술한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는 스캐닝형 노광 장치이다. 제어 장치 (3) 는 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 액체 (LQ) 를 유지시켜 액침 공간 (LS) 이 형성되는 상태에서 노광 광 (EL) 의 광로 및 액침 공간 (LS) 에 대해서 기판 (P) 의 표면이 Y 축 방향들 중 하나로 이동하면서 투영 광학계 (PL) 및 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 통해 기판 (P) 으로 노광 광 (EL) 을 조사한다. 이로써, 마스크 (M) 의 패턴의 이미지는, 기판 (P) 상에 투영되므로 노광 광 (EL) 으로 노광된다.
또한, 예를 들어, 기판 (P) 상의 제 1 쇼트 영역의 노광이 완료한 후, 제 2 쇼트 영역의 노광을 개시하기 위하여, 제어 장치 (3) 는 액침 공간 (LS) 이 형성되는 상태에서 기판 (P) 의 표면을 X 축 방향들 중 하나 (XY 평면 내에 있어서 X 축 방향들에 대해 경사진 방향) 로 이동시키는 동작을 수행한다.
본 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 표면이 X 방향 및 Y 방향에서 이동되더라도, 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 액체 (LQ) 는 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 공간 (공극 (32)) 의 외측으로 누출되지 않는다.
도 5a 및 도 5b 는 노광 광 (EL) 의 광로 및 액침 공간 (LS) 에 대해서 기판 (P) 의 표면이 Y 축 방향들 중 일방향으로 이동되는 상태를 도시하는 개략도들이며; 여기서, 도 5a 는 측단면도이고, 도 5b 는 하부로부터 본 액침 부재 (6) 를 도시한다. 도 5a 및 도 5b 에 도시되는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 이 정지 중인 것뿐만 아니라 이동 중에서도 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 의 계면 (메니스커스, 에지) (LG) 이 기판 (P) 의 표면과 제 2 랜드 면 (29) 사이에서 형성되도록 노광 조건들이 설정된다. 본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 의 이동 중에서도 액체 (LQ) 의 계면 (LG) 이 제 2 랜드 면 (29) 과 접촉하도록 노광 조건들이 설정된다. 노광 조건들은 기판 (P) 의 이동 조건들과, 액침 공간 (LS) 을 형성하는 액침 조건을 포함한다. 기판 (P) 의 이동 조건들은 기판 (P) 의 이동 속도, 가속도, 감속도, 소정 방향들 중 일방향 (예를 들어, +Y 방향) 으로 이동하는 때의 거리, 및 이동 방향을 포함한다. 액침 조건들은 공급구 (37) 에 의한 단위 시간 당 액체 (LQ) 의 공급량을 포함한다. 따라서, 기판 (P) 의 이동 동안에서도, 제 1 개구부 (33) 의 전체는 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 로 항상 덮인다. 제 1 개구부 (33) 를 항상 액체 (LQ) 로 덮는 것은 예를 들어, 공극 (15) 의 가스가 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 와 혼합되는 것뿐만 아니라 액체 (LQ) 중에 기포의 생성을 방지하는 것을 가능하게 한다. 또한, 제 1 개구부 (33) 를 항상 액체 (LQ) 로 덮는 것에 의해, 제 1 개구부 (33) 가 액체 (LQ) 의 계면 (LG) 의 내측에 배치되며, 이것은 또한 액체 (LQ) 의 계면 (LG) 의 상태에 대한 교란을 억제하는 것을 가능하게 한다. 또한, 제 1 개구부 (33) 를 항상 액체 (LQ) 로 덮는 것에 의해, 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 는 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 으로 원활하게 유입될 수 있고, 회수부 (40) 에 의해 회수될 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 회수부 (40) 는, 기판 (P) 의 표면과 대향하지 않는 면 (본 실시형태에 있어서, 제 2 부재 (13) 의 내주면 (25)) 에 배치되고, 제 1 개구부 (33) 를 통해 공극 (15) 으로 유입되는 액체 (LQ) 를 다공성 부재 (30) 를 통해서 흡인한다. 이로써, 액침 공간 (LS) 에 대해서 X 방향 및 Y 방향으로 기판 (P) 이 이동되더라도, 예를 들어, 액체 (LQ) 가 누출되거나 기판 (P) 의 표면 상에 잔류하는 것 (예를 들어, 막 또는 방울로서) 을 방지하는 것이 가능하다.
이 방식으로 기판 (P) 의 표면과 대향하지 않는 위치에 회수부 (40) (다공성 부재 (30)) 를 제공하는 것은 이하와 같은 발명자의 발견들에 기초한다.
도 6a 는 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 를 회수하는 회수부 (40J) 가 기판 (P) 의 표면과 대향하는, 액침 부재 (6J) 의 하면 (7J) 에 배치되는 상태를 도시하는 개략도이다. 액침 부재 (6J) 가 이용되고, 기판 (P) 이 액침 공간 (LS) (액침 부재 (6J)) 에 대해서 XY 평면 내의 일방향 (여기서, -Y 방향) 에서 고속으로 이동되면, 회수부 (40J) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 가 기판 (P) 상으로 얇은 막을 형성할 것이나, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 가 회수부 (40J) 의 외측에서, 구체적으로 기판 (P) 의 이동 방향에서 기판 (P) 의 전방측 (-Y 측) 에서 회수부 (40J) 의 외측으로 누출될 것이다. 이 현상은 액침 부재 (6J) 의 하면 (7J) 과 기판 (P) 의 표면 사이에서, 액침 부재 (6J) 의 하면 (7J) 의 근방, 즉 회수부 (40J) 근방의 액체 (LQ) 가 회수부 (40J) 의 흡인 동작에 기인하여 상방 (+Z 방향) 으로 흐르고, 그 후 회수부 (40J) 에 의해 회수되지만, 기판 (P) 의 표면의 근방의 액체 (LQ) 가 예를 들어, 기판 (P) 에 대해서 표면 장력의 결과로서 회수부 (40J) 에 의해 완전히 회수되지 않고, 그 결과로 기판 (P) 상에 얇은 막을 형성하고, 기판 (P) 이 이동함에 따라 자신의 이동 방향으로 기판 (P) 의 전방 측에서 회수부 (40J) 의 외측으로 당겨나오게 되기 때문에 발생한다. 이러한 현상이 발생하는 경우, 회수부 (40J) 의 외측으로 당겨나오게 되는 액체 (LQ) 는 기판 (P) 상에 잔류하는 방울 등을 형성하며, 여기서 이것은 패턴 결함 등을 야기한다. 또한, 이러한 현상은 기판 (P) 의 이동 속도가 증가함에 따라 발생하기 쉬우며, 이것은 발명자의 발견들을 더욱 명확하게 한다.
도 6b 는 본 실시형태에 따른 액침 부재 (6) 를 도시하는 개략도이다. 본 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 표면과 대향하는 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 에 회수부 (40) 가 제공되지 않고, 그 결과 액침 부재 (6) 의 하면 (7) 근방 (제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 의 근방) 에 액체 (LQ) 의 상방 (+Z 방향) 으로의 강한 흐름이 발생하지 않는다. 또한, 공극 (15) 은 대기에 개방되는 상태에 있고, 제 1 개구부 (33) 에서 공극 (15) 으로의 액체 (LQ) 의 흐름은 주로 공극 (15) 의 모세관력에 의존되고, 그 결과 액체 (LQ) 의 상방 (+Z 방향) 으로의 강한 흐름은 또한 제 1 개구부 (33) 의 근방에서 발생하지 않는다. 따라서, 액침 공간 (LS) (액침 부재 (6)) 에 대해서 XY 평면 내의 일방향 (-Y 방향) 에서 고속으로 기판 (P) 이 이동하더라도, 본 실시형태에 따른 액침 부재 (6) 의 사용은 자신의 이동 방향에서 기판 (P) 의 전방 측 (-Y 측) 에서 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 얇은 막을 형성하는 현상이 방지되고, 제 2 랜드 면 (29) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 원하는 상태가 유지된다. 즉, 기판 (P) 이 이동되더라도, 제 2 랜드 면 (29) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 액체 (LQ) 는 제 2 랜드 면 (29) 으로부터 분리되는 것이 방지된다. 이로써, 본 실시형태에 있어서, 제 2 랜드 면 (29) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 액체 (LQ) 는 제 2 랜드 면 (29) 과 접촉하고, 그 결과 기판 (P) 의 이동 방향에서 기판 (P) 의 전방 측 (-Y 측) 에서도 액체 (LQ) 의 계면 (LG) 이 원하는 상태로 유지된다. 따라서, 액체 (LQ) 는 예를 들어, 액침 부재 (6) 와 기판 (P) 사이의 공간의 외측으로 누출되거나 기판 (P) 상에 (방울 등으로서) 잔류하는 것이 방지된다.
위에서 설명한 바와 같이 본 실시형태에 따르면, 액체 (LQ) 를 양호하게 회수하는 것이 가능하고, 액침 공간 (LS) 에 대해서 기판 (P) 의 이동에 따라 예를 들어, 액체 (LQ) 가 누출되고/누출되거나 기판 (P) 의 표면 상에 잔류하는 문제를 방지하는 것이 가능하므로 노광 불량을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 노광 불량이 방지되면서 기판 (P) 의 이동 속도는 증가시킬 수 있다. 따라서, 만족스런 디바이스가 양호한 생산성으로 제조될 수 있다.
<제 2 실시형태>
이하에서는 제 2 실시형태를 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 위에서 언급된 실시형태에서의 구성 부분들과 동일하거나 동등한 구성 부분들이 동일 부호로 지정되므로 그들의 설명은 축약되거나 생략된다.
도 7a 및 도 7b 는 제 2 실시형태를 나타내고, 노광 광 (EL) 의 광로 및 액침 공간 (LS) 에 대해서 기판 (P) 의 표면이 -Y 방향으로 이동되는 상태를 나타내는 개략도를 포함하며; 여기서, 도 7a 는 측단면도이고, 도 7b 는 하부로부터 본 액침 부재 (6) 를 도시한다. 액침 부재 (6) 등의 구성은 위에서 언급된 제 1 실시형태의 구성과 동등하다. 위에서 언급된 제 1 실시형태는, 기판 (P) 의 이동 중에서라도 제 1 개구부 (33) 전체가 액체 (LQ) 로 덮이는 예시적인 경우를 설명하였으나; 도 7a 및 도 7b 에 도시되는 바와 같이, 제 1 개구부 (33) 의 일부 (+Y 측의 일부분) 는 액체 (LQ) 로 덮이지 않아도 된다. 도 7a 및 도 7b 에 도시된 상태는, 도 5a 및 도 5b 에 도시된 실시형태들의 기판 (P) 의 -Y 방향으로의 이동 속도보다 빠르도록 기판 (P) 의 -Y 방향으로의 이동 속도를 증가시킴으로써 발견되었다.
도 7a 및 도 7b 에 도시된 상태에서도, 기판 (P) 의 이동 방향의 전방 측 (-Y 측) 에서의 액체 (LQ) 의 계면 (LG) 의 상태 (형상 등) 가 제 2 랜드 면 (29) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 원하는 상태로 유지된다. 따라서, 기판 (P) 의 이동 방향의 전방 측에서의 액체 (LQ) 의 누출과 같은 문제를 방지하면서 액체 (LQ) 가 양호하게 회수될 수 있다.
위에 언급된 제 1 실시형태에 설명된 바와 같이, 본 실시형태에서도 제 1 개구부 (33) 의 근방의 공극 (15M) 은 모세관을 형성한다. 따라서, 기판 (P) 의 이동에 따라, 제 1 개구부 (33) 가 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 와 접촉하지 않는 부분이 발생하더라도, 제 1 개구부 (33) 의 근방에 공극 (모세관) (15M) 에서의 모세관 작용에 의해 액체 (LQ) 가 유지될 것이라는 가능성이 높고; 또한, 제 1 개구부 (33) 가 다시 한번 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 와 접촉하는 경우, 공극 (15) 의 가스가 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 에 혼합되는 것을 방지하고 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 를 공극 (15) 으로 원활히 유입하게 하는 것이 가능하다.
또한, 도 7a 및 도 7b 에 도시되는 바와 같이, 제 1 개구부 (33) 의 근방의 공극 (모세관) (15M) 의 일부에 액체 (LQ) 가 유지되지 않는 상황이 발생할 가능성이 또한 존재하나; 본 실시형태에 있어서, 제 1 개구부 (33) (공극 (15)) 는 환상으로 제공되므로, 기판 (P) 의 이동 방향이 변화하더라도, 공극 (15M) 의 모세관력을 이용하여 공극 (15) 으로 액체 (LQ) 를 원활히 유입하게 할 수 있다. 예를 들어, 기판 (P) 이 -Y 방향으로 이동하였던 후에 +Y 방향으로 이동하더라도, 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 와 기체가 혼합하는 것을 방지하고 제 1 개구부 (33) 의 +Y 측의 일부의 근방에의 공극 (모세관) (15M) 으로 액체 (LQ) 를 원활히 유입하게 하는 것이 가능하다.
또한, 도 7a 및 도 7b 에 있어서는 기판 (P) 이 -Y 방향으로 이동하는 경우를 설명하였으나; 기판 (P) 이 XY 평면 내의 임의의 방향으로 이동되는 경우, 기판 (P) 의 이동 방향으로의 전방 측에서 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 가 얇은 막을 형성하지 않고 항상 제 2 랜드 면 (29) 과 접촉한다. 따라서, 액체 (LQ) 와의 가스 혼합 또는 액체 (LQ) 의 누출과 같은 문제를 방지하면서 액체 (LQ) 를 양호하게 회수하는 것이 가능하다.
<제 3 실시형태>
이하에서는 제 3 실시형태를 설명한다. 위에서 언급된 실시형태들은 제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 이 실질적으로 같은 높이인 예시적인 경우를 설명하였으나, 제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 이 서로 평행해야 할 필요가 없다.
도 8 은 제 3 실시형태에 따른 액침 부재 (6B) 를 나타내는 측단면도이고; 도 9 는 하부에서 본 액침 부재 (6B) 의 도면이다. 도 8 및 도 9 에 도시되는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 제 2 랜드 면 (29) 은 기판 (P) 의 표면으로부터 제 1 랜드 면 (21) 보다 더 멀어진 위치에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 의 제 1 랜드 면 (21) 에 대해서 제 2 부재 (13) 의 제 2 랜드 면 (29) 이 경사진다. 구체적으로, 제 2 랜드 면 (29) 은 기판 (P) 의 표면과의 간격이 노광 광 (EL) 의 광로로부터 크게 이격됨에 따라 기판 (P) 의 표면과의 간격이 증가하도록 경사진다. 제 1 랜드 면 (21) 은 XY 평면 (기판 (P) 의 표면) 과 실질적으로 평행하다.
본 실시형태에 있어서, 제 2 랜드 면 (29) 은 4 개의 상이한 방향들에 면하는 4 개의 평탄 면들 (29A-29D) 로 형성된다. 도 9 에 도시되는 바와 같이, 평탄 면들 (29A-29D) 의 각각은 평면도에서 노광 광 (EL) 의 광로로부터 더 이격됨에 따라 폭이 넓어지도록 실질적으로 사다리꼴 (trapezoidal) 로 형상화된다.
도 10 은 제 3 실시형태에 따른 액침 부재 (6B) 를 이용하여 형성되는 액침 공간 (LS) 에 대해서 기판 (P) 이 -Y 방향으로 이동되는 경우의 액침 공간 (LS) 의 상태를 나타낸다. 본 실시형태에 있어서도, 액침 부재 (6B) 의 하면 (7B) 에서는 회수부 (40) 가 없으므로, 액체 (LQ) 의 계면 (LG) 은 원하는 상태로 유지된다. 또한, 제 2 랜드 표면 (29) 이 경사지므로, 제 2 랜드 면 (29) 을 따라 비스듬히 상방으로 이동하는 성분 F1, 및 수평 방향으로 이동하는 성분 F2 가 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 에 발생된다. 또한, 기판 (P) 과 제 2 랜드 면 (29) 사이의 공간의 체적을 증가시키는 것이 가능하다. 따라서, 액침 공간 (LS) 의 확대를 방지하는 것이 가능하다. 또한, 제 2 랜드 면 (29) 과 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 가 제 2 랜드 면 (29) 로부터 분리되지 않도록 제 2 랜드 면 (29) 의 XY 평면 (제 1 랜드 면 (21)) 에 대한 경사각은 물론, 예를 들어, 2°내지 10°로 조정된다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태는 액침 공간 (LS) 의 확대를 방지하면서 액체 (LQ) 를 양호하게 회수할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 제 2 랜드 면 (29) 은 상이한 방향들에 면하는 4 개의 평탄 면들 (29A-29D) 로 형성되나, 만곡된 면들일 수도 있다. 다른 방법으로, 제 2 랜드 면 (29) 은 5 개 이상의 평탄 면들을 조합함으로써 형성될 수도 있다.
<제 4 실시형태>
이하에서는 제 4 실시형태를 설명한다. 도 11 은 제 4 실시형태에 따른 액침 부재 (6C) 를 나타내는 측단면도이다. 본 실시형태에 있어서, 액침 부재 (6C) 의 하면 (7C) 의 제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 은 평행하나, 기판 (P) 의 표면의 법선 방향 (Z 축 방향) 에 대해서 상이한 위치들에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 양자 모두는 XY 평면에 실질적으로 평행하고, 제 2 랜드 면 (29) 은 기판 (P) 의 표면으로부터 제 1 랜드 면 (21) 보다 더 멀어진 위치에 배치된다. 본 실시형태에 있어서도, 액침 공간 (LS) 의 확대를 방지하면서 액체 (LQ) 가 양호하게 회수될 수 있다. 다른 방법으로, 제 2 랜드 면 (29) 은 제 1 랜드 면 (21) 의 표면보다 기판 (P) 의 표면에 가까울 수 있다.
<제 5 실시형태>
이하는 제 5 실시형태를 설명한다. 도 12 는 제 5 실시형태에 따른 액침 부재 (6D) 를 나타내는 측단면도이다. 본 실시형태에 있어서, 액침 부재 (6D) 의 하면 (7D) 의 제 2 랜드 면 (29) 에 단차 (42) 가 형성된다. 제 1 랜드 면 (21) 은 XY 평면에 실질적으로 평행하다. 제 2 랜드 면 (29) 중, 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 단차 (42) 의 내측의 제 1 영역 (42A) 은 제 1 랜드 면 (21) 과 실질적으로 같은 높이이고, 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 단차 (42) 의 외측의 제 2 영역 (42B) 은 기판 (P) 의 표면으로부터 제 1 영역 (42A) 보다 더 멀어진 위치에 배치된다. 본 실시형태에 있어서도, 액침 공간 (LS) 의 확대를 방지하면서 액체 (LQ) 가 양호하게 회수될 수 있다. 또한, 제 1 영역 (42A) 은 제 1 랜드 면 (21) 과 같은 높이이어야 할 필요는 없다. 다른 방법으로, 제 2 영역 (42B) 은 제 1 영역 (42A) 의 표면보다 기판 (P) 의 표면에 가까울 수 있다. 이 경우, 제 2 영역 (42B) 은 제 1 랜드 면 (21) 의 표면보다 기판 (P) 의 표면에 가까울 수 있다.
<제 6 실시형태>
이하에서는 제 6 실시형태를 설명한다. 도 13 은 제 6 실시형태에 따른 노광 장치 (EX) 의 측단면도이다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 및 제 2 부재 (13) 는 서로 상대적으로 이동가능하다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 노광 장치 (EX) 는 제 1 부재 (12) 및 제 2 부재 (13) 를 서로 상대적으로 이동시키는 구동 메커니즘 (43) 을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 부재 (12) 는 지지 메커니즘 (미도시) 으로 지지되고, 제 1 부재 (12) 의 위치는 그 지지 메커니즘에 의해 고정된다. 본 실시형태에 있어서, 구동 메커니즘 (43) 은 제 2 부재 (13) 를 이동시킨다. 구동 메커니즘 (43) 은 제 2 부재 (13) 에 접속되는 접속 부재 (44), 접속 부재 (44) 를 이동시킴으로써 제 2 부재 (13) 를 이동시키는 액츄에이터 (45), 및 액츄에이터 (45) 를 예를 들어, 노광 장치 (EX) 의 바디인 지지 부재 (BD) 에 연결하는 연결 부재 (46) 를 포함한다. 제어 장치 (3) 는 구동 메커니즘 (43) 을 이용하여 제 1 부재 (12) 에 대해서 제 2 부재 (13) 를 이동시킨다.
제어 장치 (3) 는 구동 메커니즘 (43) 을 이용하여 제 2 부재 (13) 의 제 2 랜드 면 (29) 을 상이한 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 8 에 도시되는 바와 같이 제 2 랜드 면 (29) 등을 기울이는 것뿐만 아니라 도 11 에 설명된 바와 같이 제 1 랜드 면 (21) 및 제 2 랜드 면 (29) 의 Z 축에서의 위치들을 서로 상이하게 하는 것이 가능하다.
또한, 제 1 부재 (12) 와 제 2 부재 (13) 사이의 공극 (15) (15M) 의 간격이 조정되는 구성이 채용될 수도 있다. 공극 (15) (15M) 의 간격을 조정하는 것은 예를 들어, 공극 (15) (15M) 의 모세관력을 조정하는 것과 공극 (15) 내의 액체 (LQ) 의 계면의 위치를 조정하는 것을 가능하게 하고, 또한 공극 (15) 으로 액체 (LQ) 를 원활히 유입시키는 것을 가능하게 한다. 이 경우, 제 2 부재 (13) 는 복수의 부재들로 분할될 수도 있다.
제어 장치 (3) 는, 예를 들어, 기판 (P) 의 이동 조건 (이동 속도, 이동 방향 등), 액체 (LQ) 의 물리적 특성, 및 기판 (P) 에 대한 액체 (LQ) 의 접촉 상태 (접촉각) 에 따라 기판 (P) 의 표면과 제 2 랜드 면 (29) 사이의 위치 관계가 조정되도록 제 2 부재 (13) 를 이동시킬 수 있다. 본 실시형태에 있어서도, 기판 (P) 의 표면에 있어서 예를 들어, 액체 (LQ) 가 누출되거나 잔류하는 것을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 제 2 부재 (13) 만이 이동되나, 제 1 부재 (12) 만을 이동시키거나 양자 모두를 이동시키는 것이 가능하다.
<제 7 실시형태>
이하는 제 7 실시형태를 설명한다. 도 14 는 제 7 실시형태에 따른 액침 부재 (6E) 의 측단면도이다. 위에서 언급된 실시형태들의 각각은 제 1 부재 (12) 의 하판부 (12A) 의 적어도 일부가 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 배치되는 예시적인 경우를 설명하였으나, 도 14 에 도시되는 바와 같이, 제 1 부재 (12) 의 하판부가 생략될 수도 있다. 또한, 도 14 에서, 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5), 제 1 부재 (12) 의 제 1 랜드 면 (21), 및 제 2 부재 (13) 의 제 2 랜드 면 (29) 은 서로 실질적으로 같은 높이에 있다. 공급구 (37) 들의 각각은 종단 광학 소자 (4) 의 외주면 (17) 과 대향하는 위치에 배치되고, 외주면 (17) 을 향해 액체 (LQ) 를 공급한다. 본 실시형태에 있어서도, 액체 (LQ) 가 양호하게 회수될 수 있다. 또한, 종단 광학 소자 (4) 의 하면 (5), 제 1 부재 (12) 의 제 1 랜드 면 (21), 및 제 2 부재 (13) 의 제 2 랜드 면 (29) 은 서로 같은 높이에 있을 필요는 없다.
또한, 위에서 언급된 실시형태들의 각각은 액침 부재 (6) 가 제 1 부재 (12) 및 제 1 부재 (12) 와 상이한 제 2 부재 (13) 를 포함하는 예시적인 경우를 설명하였으나, 액침 부재 (6) 는 단일 부재로 형성될 수도 있다. 이 경우, 단일 부재로 형성되는 액침 부재 (6) 은 제 1 개구부 (33), 제 2 개구부 (34), 공극 (35), 제 1 랜드 면 (21), 및 제 2 랜드 면 (29) 을 포함한다.
또한, 도 15 에 도시되는 바와 같이, 액침 부재 (6F) 의 제 1 개구부 (33) 는 다수의 개구부들로 분할될 수도 있다. 이 경우, 도 15 에 도시되는 바와 같이, 다수의 제 1 개구부 (33) 들은 원주 방향으로 분포되도록 제공될 수도 있다. 도 15 에 도시된 제 1 개구부 (33) 는 XY 평면 내에 원호상으로 형성되는 4 개의 슬릿들 (33A-33D) 로 형성된다. 슬릿들 (33A-33D) 은 노광 광 (EL) 의 광로에 대해서 기판 (P) 의 스캐닝 방향 (Y 축 방향) 의 양측에, 그리고 기판 (P) 의 비-스캐닝 방향 (X 축 방향) 의 양측에 배치된다.
또한, 위에서 언급된 제 1 실시형태 내지 제 7 실시형태에 있어서, 제 2 부재 (13) 의 회수부 (40) 는 환상으로 제공되나, 환상의 회수부 (40) 는 다수로 분할될 수도 있다. 이 경우, 다수의 회수부 (40) 들은 원주 방향으로 분포되도록 배치될 수도 있다.
위에서 언급된 실시형태들의 각각에 있어서, 공급구 (37) 들은 대안적으로 -Z 방향에 면하도록 (즉, -Z 방향을 따라 배향되도록) 제공된다. 바꿔 말하면, 제 1 부재 (12) 의 하면 (21) 상에 공급구(들)이 제공될 수도 있다.
위에서 언급된 실시형태들의 각각에 있어서, 다공성 부재 (30) 의 면 (제 1 면) 은 +Z 방향에 면하도록 경사지게 (즉, 상방으로 경사지게) 배치된다. 또다른 실시형태에 있어서, 다공성 부재 (30) 의 면 (제 1 면) 은 Z 방향에 실질적으로 평행하게 그리고 노광 광 (EL) 의 광로에 면하도록 배치될 수 있다. 다른 방법으로, 다공성 부재 (30) 의 면 (제 1 면) 은 XY 평면에 실질적으로 평행하게 그리고 +Z 방향에 면하도록 배치될 수 있다. 이 경우에 있어서, 제 1 부재 (12) 의 상판부 (12c) 와 제 2 부재 (13) 간의 공극 내에 모세관력에 의해 끌어들여진 액체 (LQ) 는 다공성 부재 (30) 를 통해 회수될 수 있다.
또한, 위에서 언급된 제 1 실시형태 내지 제 7 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 종단 광학 소자 (4) 의 방출측 (이미지 평면 측) 의 광로 공간은 액체 (LQ) 로 채워지나, PCT 국제 공개 제 WO2004/019128 호에 개시된 바와 같이 종단 광학 소자 (4) 의 입사측 (물체 평면 측) 의 광로 공간도 액체 (LQ) 로 채워지는 투영 광학계를 채용하는 것을 가능하게 한다.
또한, 위에서 언급된 실시형태들의 액체 (LQ) 가 물이더라도, 그것이 물 이외의 액체일 수도 있다. 액체 (LQ) 로서는, 노광 광 (EL) 에 대해 투과성이 있고, 가능한 한 굴절율이 높고, 투영 광학계 (PL) 또는 기판 (P) 의 표면을 형성하는 감광 재료 (포토레지스트) 의 막에 대해서 안정적인 액체를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 액체 (LQ) 로서 하이드로-플루오로-에테르 (HFE), 과불화 폴리에테르 (PFPE), 폼브린 오일 (Fomblin oil), 세다르 오일 (cedar oil) 등을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 액체 (LQ) 로서는 굴절율이 약 1.6 내지 1.8 인 액체가 이용될 수도 있다. 또한, 액체 (LQ) 와 접촉하는 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (종단 광학 소자 (4) 등) 는 예를 들어, 석영 (실리카) 또는 형석 (螢石), 불화 바륨, 불화 스트론튬, 불화 리튬, 불화 나트륨, 또는 다른 불화 화합물의 단결정 재료로부터 형성될 수도 있다. 또한, 종단 광학 소자는 석영 또는 형석 보다 더 큰 굴절율 (예를 들어, 1.6 이상) 을 갖는 큰 재료로부터 형성될 수도 있다. 굴절율이 1.6 이상인 재료로서는, 예를 들어, PCT 국제 공개 제 WO2005/059617 호에 개시된 사파이어, 이산화 게르마늄 등, 또는 PCT 국제 공개 제 WO2005/059618 호에 개시된 염화 칼륨 (굴절율이 약 1.75) 등이 사용될 수 있다. 또한, 친액성 및/또는 용해-방지 기능을 갖는 박막이 종단 광학 소자의 (적어도 액체와의 접촉면을 포함한) 일부 또는 전체에 형성될 수도 있다. 석영은 액체에 대한 높은 친화성이 있으므로 용해 방지막이 필요하지는 않다. 그러나, 형석용으로서는, 적어도 용해 방지막이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 액체 (LQ) 로서, 다양한 유체들, 예를 들어, 초임계 유체를 이용하는 것이 가능하다. 순수 보다 큰 굴절율 (예를 들어, 1.5 이상) 을 갖는 액체로서는, 예를 들어, 굴절율이 약 1.50 인 이소프로판올, 굴절율이 약 1.61 인 글리세롤 (글리세린) 등의 C-H 결합 또는 O-H 결합을 갖는 소정의 액체, 뿐만 아니라 헥산, 헵탄, 데칸 등의 소정의 액체들 (유기 용제), 뿐만 아니라 굴절율이 약 1.60 인 데칼린 (디카하이드로나프탈렌) 이 이용될 수도 있다. 게다가, 액체로서는 이들 액체들 중 임의의 2 개 이상의 액체들이 함께 혼합되어 이용될 수도 있거나, 이들 액체들 중 하나 이상이 순수에 첨가 (혼합) 되어 이용될 수도 있다. 게다가, 액체로서는, H+, Cs+, K+, Cl-, SO4 2-, PO4 2-, 또는 다른 염기나 산이 첨가 (혼합) 되는 순수가 이용될 수도 있거나, Al 산화물 또는 다른 미세 입자들이 첨가 (혼합) 된 순수가 이용될 수도 있다. 또한, 액체로서는, 광 흡수계수가 낮고, 온도 의존성이 작고, 투영 광학계 및/또는 기판의 면들에 도포된 감광 재료 (또는 탑코트 (topcoat) 막, 또는 반사-방지막, 또는 유사물) 에 대해서 안정적인 액체가 이용되는 것이 바람직하다. 또한, 탑코트 막 등은 액체로부터 감광 재료 또는 기판을 보호하도록 기판 상에 제공될 수 있다.
또한, 예를 들어, 노광 광 (EL) 으로서 F2 레이저 광이 이용되는 경우, F2 레이저 광은 물을 통과하지 못할 것이기 때문에; 이 경우, 액체 (LQ) 로서 F2 레이저 광을 투과할 수 있는 유체, 예를 들어, 과불화폴리에테르 (PFPE), 불소계 오일과 같은 불소계 유체가 이용될 수 있다. 이 경우, 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분들은 예를 들어, 불소를 포함하고 극성이 낮은 분자 구조를 갖는 물질로 박막을 형성하여 친액성 (liquid affinity) 을 갖게 한다.
또한, 위에서 언급된 실시형태들의 각각에 있어서의 기판 (P) 은 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼에 한정되지 않으나, 예를 들어, 디스플레이 디바이스용 유리 기판, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에 의해 이용되는 마스크나 레티클의 원판 (합성 석영 또는 실리콘 웨이퍼), 막 부재 등일 수 있다. 또한, 기판은 둥근 형상에 한정되지 않고, 장방형 또는 다른 형상일 수도 있다.
또한, 노광 장치 (EX) 는 마스크 (M) 및 기판 (P) 을 동기로 이동시켜 마스크 (M) 의 패턴을 스캐닝하고 노광시키는 스텝-앤드-스캔 방식의 스캐닝 노광 장치 (스캐닝 스텝퍼) 뿐만 아니라 마스크 (M) 및 기판 (P) 을 정지 상태에서 마스크 (M) 의 패턴의 일괄 노광을 수행하고 기판 (P) 을 순차적으로 스텝 이동시키는 스텝-앤드-리피트 방식의 투영 노광 장치 (스텝퍼) 에 적용될 수 있다.
또한, 스텝-앤드-리피트 시스템으로 노광을 수행하는 경우, 제 1 패턴 및 기판 (P) 이 실질적으로 정지한 상태에서, 투영 광학계가 이용되어 제 1 패턴의 축소 이미지를 기판 (P) 상에 전사한 후, 제 2 패턴 및 기판 (P) 이 실질적으로 정지한 상태에서 투영 광학계가 이용되어 제 2 패턴의 축소 이미지가 제 1 패턴과 부분적으로 중첩시켜 기판 (P) 의 일괄 노광을 수행할 수도 있다 (스위칭 방식의 일광 노광 장치). 또한, 스위칭 방식의 노광 장치는 또한 기판 (P) 상으로 적어도 2 개의 패턴들을 전사시켜 부분적으로 중첩하고 순차적으로 이동시키는 스텝-앤드-스위치 방식의 노광 장치로 적용될 수 있다.
또한, 예를 들어, PCT 국제 공개의 일본 공표 제 2004-519850 호 (대응 US 특허 제 6,611,316 호) 에 개시되는 바와 같이, 예를 들어, 2 개의 마스크들의 패턴을 투영 광학계를 통해 기판 상에 합성하고, 단일 스캐닝 노광을 이용하여 기판 상의 단일 쇼트 영역을 실질적으로 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 프록시미티 방식의 노광 장치 및 미러 프로젝션 얼라이너 (mirror projection aligner) 에도 본 발명이 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제 H10-163099A 호, 일본 특허 출원 공개 제 H10-214783A 호, PCT 국제 공개의 일본 공표 제 2000-505958 호, US 특허 제 6,341,007 호, US 특허 제 6,400,441 호, US 특허 제 6,549,269 호, US 특허 제 6,590,634 호, US 특허 제 6,208,407 호, 및 US 특허 제 6,262,796 호에 개시되는 바와 같이 복수의 기판 스테이지가 제공되는 트윈 스테이지 형의 노광 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 공보 제 H11-135400 호 및 일본 특허 출원 공개 공보 제 2000-164504A 호 (대응 US 특허 제 6,897,963 호) 에 기재되는 바와 같이, 기판을 지지하는 기판 스테이지와 기준 마크가 형성되는 다양한 광전 센서들 및/또는 기준 부재가 탑재되는 측정 스테이지가 제공되는 노광 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 복수의 기판 스테이지와 복수의 측정 스테이지를 포함하는 노광 장치에도 적용될 수 있다.
노광 장치 (EX) 의 유형은 기판 (P) 에 반도체 디바이스의 패턴을 노광하는 반도체 디바이스 제조 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어, 액정 디바이스 또는 디스플레이를 제조하기 위해 이용되는 노광 장치 및 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD), 마이크로머신, MEMS, DNA 칩, 또는 레이티클과 마스크를 제조하기 위하여 이용되는 노광 장치들에 광범위하게 적용될 수 있다.
또한, 위에서 언급된 실시형태들의 각각에 있어서, 레이저 간섭계들 (1S, 2S) 을 포함하는 간섭계 시스템을 이용하여 마스크 스테이지 (1) 및 기판 스테이지 (2) 의 위치 정보가 측정되나, 본 실시형태는 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 스테이지들 (1, 2) 각각에 제공되는 스케일 (회절 격자) 을 검출하는 엔코더 시스템이 이용될 수도 있다. 이 경우, 시스템은 간섭계 시스템 및 엔코더 시스템 양자 모두가 제공되는 하이브리드 시스템으로서 구성되는 것이 바람직하고, 간섭계 시스템의 측정 결과를 이용하여 엔코더 시스템의 측정 결과를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 간섭계 시스템과 엔코더 시스템 사이에서 전환함으로써 또는 양자 모두를 이용함으로써 스테이지의 위치가 제어될 수도 있다.
또한, 위에서 언급된 실시형태들의 각각에 있어서, 노광 광 (EL) 로써 이용되는 ArF 액시머 레이저 광을 발생시키는 광원 장치로서 ArF 액시머 레이저가 이용될 수도 있으나; 예를 들어, PCT 국제 공개 번호 제 WO1999/46835 호 (대응 US 특허 번호 제 7,023,610 호) 에 개시되는 바와 같이, (DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저와 같은) 고체 레이저 광원, 파이버 증폭기 등을 갖는 광 증폭부 및 파장 변환부를 포함하고, 파장이 193㎚ 인 펄스 광을 출력하는 고조파 발생 장치가 이용될 수도 있다. 또한, 위에서 언급된 실시형태들에 있어서, 각 조명 영역 및 투영 영역이 장방형이나, 몇몇 다른 형상, 예를 들어, 원호상일 수도 있다.
또한, 위에서 언급된 실시형태들의 각각에 있어서, 광 투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴 또는 감광 (dimming) 패턴) 이 형성되는 광 투과형 마스크가 이용되나; 이러한 마스크 대신, 예를 들어, US 특허 제 6,778,257 호에 개시되는 바와 같이 노광될 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴, 반사 패턴, 또는 발광 패턴이 형성되는 가변 성형 마스크 (전자 마스크, 액티브 마스크, 또는 이미지 발생기로도 불림) 가 이용될 수도 있다. 가변 성형 마스크는 비-발광형 이미지 디스플레이 디바이스 (공간 광 변조기 (SLM: Spatial Light Modulator) 로도 불림) 의 한 종류인 DMD (digital micromirror device) 를 포함한다. DMD 를 이용한 노광 장치는 예를 들어, US 특허 제 6,778,257 호에 개시되어 있다. 또한, 가변 성형 마스크는 DMD 에 한정되지 않고, DMD 대신에 이하에서 설명되는 비-발광형 이미지 디스플레이 디바이스가 이용될 수도 있다. 여기서, 비-발광형 이미지 디스플레이 디바이스는 소정의 방향으로 진행하는 광의 진폭 (강도), 위상, 또는 편광 상태를 공간적으로 변조하는 디바이스이고; 게다가, 투과형 공간 광 변조기의 예로서는 투과형 액정 디스플레이 (LCD) 디바이스뿐만 아니라 일렉트로크로믹 디스플레이 (ECD: electrochromic display) 를 포함한다. 또한, 반사형 공간 광 변조기의 예들은 위에서 언급되었던 DMD 뿐만 아니라 반사 미러 어레이, 반사형 액정 디스플레이 디바이스, 전기영동 디스플레이 (EPD: electrophoretic display), 전자 페이퍼 (또는 전자 잉크), 및 회절 광 밸브 (grating light valve) 를 포함한다.
또한, 비-발광형 이미지 디스플레이 디바이스가 제공되는 가변 성형 마스크 대신에, 자체 발광형 이미지 디스플레이 디바이스를 포함하는 패턴 형성 장치가 제공될 수도 있다. 이 경우에 있어서, 조명계는 불필요하다. 여기서, 자체 발광형 이미지 디스플레이 디바이스의 예들은 CRT (음극선관), 무기 EL (electroluminescence) 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 (OLED: organic light emitting diode), LED 디스플레이, LD 디스플레이, 전계 방출 디스플레이 (FED: field emission display), 및 플라즈마 디스플레이 (PDP: plasma display panel) 를 포함한다. 또한, 패턴 형성 장치가 제공되는 자체 발광 이미지 디스플레이 디바이스로서 복수의 발광점을 갖는 고체 광원 장치, 복수의 칩들이 어레이되는 고체 광원 칩 어레이, 복수의 발광점을 단일 기판에 만드는 고체 광원 디바이스 등이 이용될 수도 있고, 고체 광원 칩(들)을 전기적으로 제어하여 패턴이 형성될 수도 있다. 또한, 고체 광원 디바이스가 무기 또는 유기 여부에 상관이 없다.
위에서 언급된 실시형태들의 각각은 투영 광학계 (PL) 가 제공되는 노광 장치의 예시적 경우를 설명하나, 투영 광학계 (PL) 를 이용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명이 적용될 수 있다. 투영 광학계 (PL) 가 이용되지 않더라도, 노광 광은 광학 부재, 예를 들어, 렌즈를 통해 기판에 조사되고, 기판과 이러한 광학 부재들 사이의 소정의 공간 내에 액침 공간이 형성된다.
또한, 예를 들어, PCT 국제 공개 제 WO2001/035168 호에 개시된 바와 같이 간섭 무늬들을 기판 (P) 상에 형성함으로써, 기판 (P) 에 라인-앤드-스페이스 패턴을 노광하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명이 적용될 수 있다.
허용되는 한, 위에서 언급된 실시형태들, 변형예들 등의 각각에 인용된 노광 장치에 관련한 전체의 일본 특허 출원 공개 공보 및 US 특허의 각 개시물이 참조로서 본 명세서에 포함된다.
위에서 서술한 바와 같이, 본 실시형태들의 노광 장치 (EX) 는 소정의 기계적 정확도, 전기적 정확도, 및 광학적 정확도가 유지되도록 각 구성 요소를 포함한 다양한 서브시스템들을 조립하여 제조된다. 이들의 다양한 정확도들을 확보하기 위하여, 다양한 서브시스템들의 조립 전후에 다양한 광학계들을 위한 광학적 정확도를 달성하기 위한 조정, 다양한 기계계들을 위한 기계적 정확도를 달성하기 위한 조정, 및 다양한 전기계들을 위한 전기적 정확도를 달성하기 위한 조정을 포함한 조정들이 수행된다. 다양한 서브시스템들로부터 노광 장치 (EX) 를 조합하는 프로세스는, 예를 들어, 다양한 서브시스템들의 기계적인 상호접속, 전기 회로의 배선 및 접속, 및 기압 회로의 배관 및 접속을 포함한다. 자연스럽게, 이들 다양한 서브시스템들로부터 노광 장치 (EX) 를 조립하는 프로세스 수행하기 전에, 각각의 개별 서브시스템을 조립하는 프로세스들도 존재한다. 다양한 서브시스템들로부터 노광 장치 (EX) 를 조립하는 프로세스가 완료되는 경우, 포괄적인 조정이 수행되어 노광 장치 (EX) 전체로서의 다양한 정확도를 확보한다. 또한, 예를 들어, 온도 및 청결도 수준이 제어되는 크린룸에서 노광 장치 (EX) 를 제조하는 것이 바람직하다.
도 16 에 도시되는 바와 같이, 반도체 디바이스와 같은 마이크로-디바이스는 마이크로-디바이스의 기능 및 성능을 설계하는 단계 201; 이 설계 단계에 기초하여 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202; 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203; 위에서 언급된 실시형태들에 따라, 마스크 패턴을 이용하여 기판에 노광 광을 노광하는 것과 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 기판 처리 (노광 프로세스) 를 포함하는 기판 처리 단계 204; 디바이스 조립 단계 (다이싱 프로세스, 본딩 프로세스, 및 패키징 프로세스와 같은 제조 프로세스들을 포함) 205; 검사 단계 206; 등에 의해 제조된다.
2: 기판 스테이지
4: 종단 광학 소자
5: 방출면
6: 액침 부재
7: 하면
9: 액체 회수 메커니즘
12: 제 1 부재
13: 제 2 부재
15: 공극
15M: 모세관
19: 외주면
21: 제 1 랜드 면
22: 제 2 랜드 면
25: 내주면
30: 다공성 부재
33: 제 1 개구부
34: 제 2 개구부
37: 공급구
40: 회수부
43: 구동 메커니즘
EX: 노광 장치
K: 광로 공간
LQ: 액체
LS: 액침 공간
P: 기판

Claims (33)

  1. 기판의 표면의 일부가 국소적으로 덮이도록 액침 공간을 형성하고, 광학 부재의 사출면과 상기 기판 사이의 액체를 통해 상기 기판을 주사 노광하는 액침 노광 장치에 있어서 상기 액침 공간의 형성에 사용되는 액침 부재로서,
    상기 노광광이 통과 가능한 개구, 및 상기 개구의 주위에 배치된 제 1 하면을 갖는 제 1 부재와,
    상기 기판의 표면이 대향 가능하게 배치된 제 2 하면을 갖고, 이동 가능한 제 2 부재와,
    액체 공급구와,
    상기 제 2 부재에 형성되고, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 사이의 공극으로부터 액체를 회수 가능한 액체 회수부를 구비하는, 액침 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 공급구는, 상기 제 1 부재에 형성되어 있는, 액침 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 공급구는, 상기 광학 부재의 외주면과 대향하는 위치에 배치되는, 액침 부재.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 공급구로부터 공급된 액체가, 상기 노광광이 통과하는 개구를 통해 상기 공극에 유입할 수 있도록, 상기 액침 노광 장치에 있어서 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 배치된, 액침 부재.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 공급구는, 상기 제 1 하면에 형성되어 있는, 액침 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부재는, 상기 액체 회수부로부터 회수된 액체가 흐르는 회수 유로를 갖는, 액침 부재.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액체 회수부는, 상기 공극으로부터 상기 회수 유로로의 기체의 통과를 억제되도록 형성되는, 액침 부재.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 하면 및 상기 제 2 하면은, 상기 광학 부재의 광축과 수직인 평면과 평행이 되도록, 상기 액침 노광 장치에 있어서 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 배치되는, 액침 부재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부재를 움직이게 함으로써, 상기 광학 부재의 광축과 평행한 방향에 관한 상기 제 2 하면의 위치가 변화하는, 액침 부재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부재를 움직이게 함으로써, 상기 공극의 간격이 변화하는, 액침 부재.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극이, 상기 제 1 하면 및 상기 제 2 하면보다도 상방에서 주위 공간에 개방되도록, 상기 액침 노광 장치에 있어서 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 배치되는, 액침 부재.
  12. 기판의 표면의 일부가 국소적으로 덮이도록 액침 공간을 형성하고, 광학 부재의 사출면과 상기 기판 사이의 액체를 통해 상기 기판을 주사 노광하는 액침 노광 장치에 있어서 상기 액침 공간의 형성에 사용되는 액침 부재로서,
    상기 노광광이 통과 가능한 개구, 및 상기 개구의 주위에 배치된 제 1 하면을 갖는 제 1 부재와,
    상기 기판의 표면이 대향 가능하게 배치된 제 2 하면을 갖고, 이동 가능한 제 2 부재와,
    액체 공급구와,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 사이의 공극으로부터 액체를 회수 가능한 액체 회수부를 구비하고,
    상기 공극이, 상기 제 1 하면 및 상기 제 2 하면보다도 상방에서 주위 공간에 개방되도록, 상기 액침 노광 장치에 있어서 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 배치되는, 액침 부재.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 액체 공급구는, 상기 제 1 부재에 형성되어 있는, 액침 부재.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 액체 공급구는, 상기 광학 부재의 외주면과 대향하는 위치에 배치되는, 액침 부재.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 액체 공급구로부터 공급된 액체가, 상기 노광광이 통과하는 개구를 통해 상기 공극에 유입할 수 있도록, 상기 액침 노광 장치에 있어서 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 배치된, 액침 부재.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 액체 공급구는, 상기 제 1 하면에 형성되어 있는, 액침 부재.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 액체 회수부로부터 회수된 액체가 흐르는 회수 유로를 갖는, 액침 부재.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 액체 회수부는, 상기 공극으로부터 상기 회수 유로로의 기체의 통과가 억제되도록 형성되는, 액침 부재.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 하면 및 상기 제 2 하면은, 상기 광학 부재의 광축과 수직인 평면과 평행이 되도록, 상기 액침 노광 장치에 있어서 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 배치된, 액침 부재.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 부재를 움직이게 함으로써, 상기 광학 부재의 광축과 평행한 방향에 관한 상기 제 2 하면의 위치가 변화하는, 액침 부재.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 부재를 움직이게 함으로써, 상기 공극의 간격이 변화하는, 액침 부재.
  22. 기판을 노광하는 액침 노광 장치로서,
    노광광을 사출하는 사출면을 갖는 광학 부재와,
    제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 액침 부재를 구비한, 액침 노광 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 액침 부재의 상기 액체 공급구로부터 액체 공급을 실시함과 함께, 상기 액침 부재의 상기 액체 회수부로부터 액체 회수를 실시하면서, 상기 기판의 표면의 일부가 국소적으로 덮이도록 액침 공간을 형성하고, 상기 기판의 표면의 일부를 덮는 액침 공간의 액체를 통하여 상기 기판에 상기 노광광이 조사되는, 액침 노광 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 부재도 가동(可動)인, 액침 노광 장치.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재는, 상대적으로 이동 가능한, 액침 노광 장치.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 부재를 움직이게 하는 구동 장치를 구비하는, 액침 노광 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 기판의 이동 조건에 기초하여 상기 제 2 부재를 이동시키는, 액침 노광 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 기판의 이동 조건은, 상기 기판의 이동 속도 및 이동 방향의 적어도 일방을 포함하는, 액침 노광 장치.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 액체의 물성에 기초하여, 상기 제 2 부재를 이동시키는, 액침 노광 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 있어서의 상기 액체의 접촉각에 기초하여, 상기 제 2 부재를 이동시키는, 액침 노광 장치.
  31. 제 22 항에 있어서,
    상기 액침 부재는, 상기 제 2 하면과 상기 기판의 표면과의 사이에 액침 공간의 계면의 적어도 일부가 위치하도록, 상기 기판 상에 상기 액침 공간을 형성 가능한, 액침 노광 장치.
  32. 기판을 노광하는 액침 노광 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 액침 부재를 사용하여 상기 기판 상에 액침 공간을 형성하는 것과,
    상기 기판 상의 상기 액침 공간의 액체를 통해 노광광으로 상기 기판을 노광하는 것을 포함하는, 액침 노광 방법.
  33. 제 32 항의 액침 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 것과,
    상기 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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