KR20050062665A

KR20050062665A - 노광장치 및 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR20050062665A
Application number: KR1020057009676A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 네이; 나오유키 고바야시; 다이 아라이; 소이치 오와
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2005-06-23
Also published as: WO2004053953A1; CN1723541B; KR20120127755A; SG158745A1; TWI334160B; EP1571695A1; CN1723541A; SG157962A1; SG150388A1; US20050219488A1; JP4596077B2; US8089611B2; EP1571695A4; TW200425268A; CN101852993A; US20090180089A1; US7589820B2; JP2009105472A; AU2003289236A1; US20060238730A1

Abstract

노광장치는 투영광학계 (PL) 의 이미지면측을 국소적으로 액체 (50) 로 채우고, 액체 (50) 와 투영광학계 (PL) 를 통해 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 투영함으로써, 기판 (P) 을 노광하는 것으로서, 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체 (50) 를 회수하는 회수장치 (20) 를 구비하고 있다. 액침법으로 노광처리하는 경우에, 기판의 외측으로 액체가 유출되어도 환경 변동을 억제하여 정밀도 높게 패턴을 전사할 수 있다.

Description

노광장치 및 디바이스 제조방법{EXPOSURE APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}

기술분야

본 발명은 투영광학계의 이미지면측을 국소적으로 액체로 채운 상태에서 투영광학계에 의해 투영한 패턴의 이미지로 노광하는 노광장치, 및 이 노광장치를 사용하는 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스는 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성 기판 상에 전사하는 소위 포토리소그래피의 수법에 의해 제조된다. 이 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광장치는 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와 기판을 지지하는 기판 스테이지를 가지며, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 순서대로 이동시키면서 마스크의 패턴을 투영광학계를 통해 기판에 전사하는 것이다. 최근, 디바이스 패턴이 더욱 고집적화되는 것에 대응하기 위해 더욱 향상된 투영광학계의 고해상도화가 요망되고 있다. 투영광학계의 해상도는 사용하는 노광 파장이 짧아질수록, 또한 투영광학계의 개구수가 클수록 높아진다. 그 때문에, 노광장치에서 사용되는 노광 파장은 해마다 단파장화되고 있고, 투영광학계의 개구수도 증대하고 있다. 그리고, 현재 주류를 이루는 노광 파장은 KrF 엑시머 레이저의 248㎚ 이지만, 더욱 단파장인 ArF 엑시머 레이저의 193㎚ 도 실용화되고 있다. 또한, 노광을 행할 때는 해상도와 마찬가지로 초점심도 (DOF) 도 중요해진다. 해상도 R, 및 초점심도 δ 는 각각 이하의 식으로 표현된다.

R=k₁·λ/NA … (1)

δ=±k₂·λ/NA² … (2)

여기서, λ 는 노광 파장, NA 는 투영광학계의 개구수, k₁, k₂ 는 프로세스 계수이다. (1) 식, (2) 식으로부터, 해상도 R 을 높이기 위해, 노광 파장 λ 를 짧게 하고, 개구수 NA 를 크게 하면, 초점심도 δ 가 좁아짐을 알 수 있다.

초점심도 δ 가 너무 좁아지면, 투영광학계의 이미지면에 대하여 기판 표면을 합치시키기 어려워지고, 노광 동작시의 마진이 부족해질 우려가 있다. 그래서, 실질적으로 노광 파장을 짧게 하고, 또한 초점심도를 넓게 하는 방법으로서, 예를 들어 국제공개공보 제99/49504호에 개시되어 있는 액침법이 제안되어 있다. 이 액침법은 투영광학계의 하면과 기판 표면 사이를 물이나 유기용매 등의 액체로 채우고, 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, 초점심도를 약 n 배로 확대한다는 것이다.

그런데, 상기 종래기술에는 이하에 서술하는 문제가 존재한다. 상기 종래기술은 투영광학계의 이미지면측의 하면과 기판 (웨이퍼) 사이를 국소적으로 액체로 채우는 구성이고, 기판의 중앙 부근의 쇼트영역을 노광하는 경우에는 액체의 기판 외측으로의 유출은 발생하지 않는다. 그러나, 도 14 에 나타내는 모식도와 같이, 기판 (P) 의 주변영역 (에지영역; E) 을 투영광학계의 투영영역 (1OO) 으로 이동시키고, 이 기판 (P) 의 에지영역 (E) 을 노광하고자 하면, 액체는 기판 (P) 의 외측으로 유출된다. 이 유출된 액체를 방치하면, 기판 (P) 이 놓여 있는 환경 (습도 등) 의 변동을 초래하고, 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 위치 정보를 계측하는 간섭계의 광로 상이나 각종 광학적 검출장치의 검출광의 광로 상의 굴절률의 변화를 야기하는 등, 원하는 패턴 전사 정밀도를 얻을 수 없게 될 우려가 생긴다. 또한, 유출된 액체로 인해, 기판 (P) 을 지지하는 기판 스테이지 주변의 기계부품 등에 녹을 발생시키는 등의 문제도 생긴다. 기판 (P) 의 에지영역 (E) 을 노광하지 않음으로써 액체를 유출시키지 않도록 하는 것도 고려되지만, 에지영역 (E) 에도 노광처리를 하여 패턴을 형성해 두지 않으면, 후공정인 예를 들어 CMP (화학적 기계적 연마) 처리시에 있어서, CMP 장치의 연마면에 대하여 웨이퍼인 기판 (P) 의 편면이 닿아 양호하게 연마할 수 없다는 또 다른 문제가 생긴다. 또한, 유출된 액체가 진공계 (흡기계) 의 관내에 침입하면, 진공원이 되는 진공펌프 등이 파손되거나, 고장날 우려도 있었다.

발명의 개시

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 투영광학계와 기판 사이를 액체를 채워 노광처리하는 경우에 있어서, 정밀도 높게 패턴 전사할 수 있는 노광장치 및 노광방법, 그리고 이 노광장치를 사용하는 디바이스 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 도 1∼도 13 에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 부여한 괄호 첨부 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않고, 각 요소를 한정할 의도는 없다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계 (PL) 와,

상기 기판의 외측으로 유출된 액체를 회수하는 회수장치 (20) 를 구비하는 노광장치 (EX) 가 제공된다.

본 발명에 의하면, 기판의 외측으로 액체가 유출되더라도, 이 유출된 액체는 방치되지 않고 회수장치에 의해 회수된다. 따라서, 기판이 놓여 있는 환경의 변동이 억제됨과 함께, 기판을 지지하는 기판 스테이지 주변의 기계부품에 녹 등이 발생하는 등의 문제의 발생도 억제되므로, 기판에 대하여 정밀도 높게 패턴 전사할 수 있어, 높은 패턴 정밀도를 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계 (PL) 와,

상기 기판의 상방으로부터 액체를 공급하는 액체공급기구 (1) 와,

상기 액체공급기구 (1) 로부터 공급된 액체를 회수하는 회수장치 (20) 를 구비하고,

상기 회수장치는 상기 기판의 상방으로부터 액체의 회수를 행하지 않는 노광장치 (EX) 가 제공된다.

본 발명에 의하면, 기판의 상방으로부터가 아니더라도 액체를 회수 (흡인) 할 수 있다. 그러므로, 기판의 노광 중에 소리나 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판의 외측으로 유출된 액체는 회수장치에 의해 회수되기 때문에, 기판이 놓여 있는 환경의 변동이나 기계부품의 녹 등의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 기판에 정밀도 높게 패턴을 형성할 수 있어, 높은 패턴 정밀도를 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계 (PL) 와,

흡기구 (24) 를 갖는 흡기계 (26, 28, 29, 30, 32, 33) 와, 이 흡기구로부터 흡인된 액체를 회수하는 회수장치 (20) 를 구비하는 노광장치 (EX) 가 제공된다.

본 발명에 의하면, 예를 들어 액체가 유출되고, 흡기계의 흡기구로 액체가 유입되더라도, 그 액체가 회수되어, 그 흡기의 근원으로서의 진공원으로의 액체의 침입이 방지된다. 그러므로, 액침 노광을 행하더라도, 흡기계의 기능이 보증되어, 확실하게 기판을 고정밀도의 패턴으로 노광하여 디바이스를 제조할 수 있다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계 (PL) 와,

상기 기판을 유지하는 기판 스테이지 (PST) 와,

상기 기판 스테이지에 적어도 일부가 설치되고, 액체의 회수를 행하는 회수장치 (20) 를 구비하는 노광장치가 제공된다. 본 발명의 노광장치는 기판이 놓여 있는 환경의 변동이나 기계부품의 녹 등의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 5 양태에 따르면, 투영광학계에 의해 소정 패턴의 이미지를 기판 상에 전사함으로써 기판을 노광하는 노광방법으로서,

상기 투영광학계와 상기 기판 사이에 액체를 기판의 상방으로부터 공급하는 것과,

상기 공급된 액체를 기판의 외측에서 또한 기판보다 낮은 위치로부터 회수하는 것과,

상기 액체의 공급 및 회수가 행해지고 있는 동안에 상기 기판을 노광하는 것을 포함하는 노광방법이 제공된다.

본 발명의 노광방법에서는, 액침 노광을 행할 때, 액체를 기판의 상방으로부터 공급함과 함께 기판의 유지위치보다 하방으로부터 액체를 회수하므로, 기판의 노광 중에 소리나 진동이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명에서는, 또한 상기 제 1∼4 중 어느 한 양태의 노광장치 (EX) 를 사용하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 노광장치의 일 실시형태를 나타내는 개략구성도이다.

도 2 는 투영광학계의 선단부와 액체공급장치 및 액체회수장치의 위치관계를 나타내는 도면이다.

도 3 은 공급노즐 및 회수노즐의 배치예를 나타내는 도면이다.

도 4 는 공급노즐 및 회수노즐의 배치예를 나타내는 도면이다.

도 5 는 회수장치의 일 실시형태를 나타내는 사시도이다.

도 6 은 회수장치의 일 실시형태를 나타내는 요부 확대단면도이다.

도 7 은 회수장치의 다른 실시형태를 나타내는 요부 확대단면도이다.

도 8 은 회수장치의 다른 실시형태를 나타내는 사시도이다.

도 9(a) 및 (b) 는 회수장치의 다른 실시형태를 나타내는 모식적인 단면도이다.

도 1O(a) 및 (b) 는 회수장치의 다른 실시형태를 나타내는 모식적인 단면도이다.

도 11 은 회수장치에 의한 액체 회수 동작의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 12 는 회수장치에 의한 액체 회수 동작의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 13 은 반도체 디바이스의 제조공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.

도 14 는 종래의 과제를 설명하기 위한 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 노광장치 및 디바이스 제조방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 도 1 은 본 발명의 노광장치의 일 실시형태를 나타내는 개략구성도이다.

제 1 실시형태

도 1 에 있어서, 노광장치 (EX) 는 마스크 (M) 를 지지하는 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 지지하는 기판 스테이지 (PST) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 조명광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 에 투영노광하는 투영광학계 (PL) 와, 기판 (P) 상에 액체 (50) 를 공급하는 액체공급장치 (1) 와, 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체 (50) 를 회수하는 회수장치 (2O) 와, 노광장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어장치 (CONT) 를 구비하고 있다.

여기서, 본 실시형태에서는, 노광장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사방향에 있어서의 서로 다른 방향 (역방향) 으로 동기이동시키면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광장치 (소위 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z축 방향, Z축 방향에 수직인 평면내에서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기이동 방향 (주사 방향) 을 X축 방향, Z축 방향 및 Y축 방향에 수직인 방향 (비주사 방향) 을 Y축 방향으로 한다. 또한, X축, Y축 및 Z축 둘레 방향을 각각 θX, θY 및 θZ 방향으로 한다. 또한, 여기서 말하는 「기판」은 반도체 웨이퍼상에 레지스트를 도포한 것을 포함하고, 「마스크」는 기판 상에 축소투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.

조명광학계 (IL) 는 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 것으로, 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인테그레이터, 옵티컬 인테그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명영역을 슬릿 형상으로 설정하는 가변 시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정 조명영역은 조명광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도분포의 노광광 (EL) 으로 조명된다. 조명광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어 수은램프로부터 사출되는 자외역의 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 이나, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 및 F₂ 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에서는 ArF 엑시머 레이저광을 사용하고 있다.

마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 지지하는 것으로, 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면내, 즉 XY 평면내에서 2차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 는 리니어 모터 등의 마스크 스테이지 구동장치 (MSTD) 에 의해 구동된다. 마스크 스테이지 구동장치 (MSTD) 는 제어장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계에 의해 리얼 타임으로 계측되고, 계측결과는 제어장치 (CONT) 에 출력된다. 제어장치 (CONT) 는 레이저 간섭계의 계측결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동장치 (MSTD) 를 구동함으로써 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 의 위치 결정을 행한다.

투영광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴을 소정의 투영배율 β 로 기판 (P) 에 투영노광하는 것으로, 복수의 광학소자 (렌즈) 로 구성되어 있고, 이들 광학소자는 금속부재로서의 경통 (PK) 으로 지지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영광학계 (PL) 는 투영배율 β 가 예를 들어 1/4 또는 1/5 인 축소계이다. 또한, 투영광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 또한, 본 실시형태의 투영광학계 (PL) 의 선단측 (기판 (P) 측) 에는 광학소자 (렌즈; 60) 가 경통 (PK) 으로부터 노출되어 있다. 이 광학소자 (60) 는 경통 (PK) 에 대하여 착탈 (교환) 가능하도록 설치되어 있다.

기판 스테이지 (PST) 는 기판 (P) 을 지지하는 것으로, 기판 (P) 을 기판 홀더를 통해 유지하는 Z 스테이지 (51) 와, Z 스테이지 (51) 를 지지하는 XY 스테이지 (52) 와, XY 스테이지 (52) 를 지지하는 베이스 (53) 를 구비하고 있다. 기판 스테이지 (PST) 는 리니어 모터 등의 기판 스테이지 구동장치 (PSTD) 에 의해 구동된다. 기판 스테이지 구동장치 (PSTD) 는 제어장치 (CONT) 에 의해 제어된다. Z 스테이지 (51) 를 구동함으로써, Z 스테이지 (51) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 Z축 방향에 있어서의 위치 (포커스 위치) 및 θX, θY 방향에 있어서의 위치가 제어된다. 또한, XY 스테이지 (52) 를 구동함으로써, 기판 (P) 의 XY 방향에 있어서의 위치 (투영광학계 (PL) 의 이미지면과 실질적으로 평행한 방향의 위치) 가 제어된다. 즉, Z 스테이지 (51) 는 기판 (P) 의 포커스 위치 및 경사각을 제어하여 기판 (P) 의 표면을 오토 포커스 방식 및 오토 레벨링 방식으로 투영광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춰 넣고, XY 스테이지 (52) 는 기판 (P) 의 X축 방향 및 Y축 방향에 있어서의 위치 결정을 행한다. 또한, Z 스테이지와 XY 스테이지를 일체적으로 형성해도 됨은 당연하다.

기판 스테이지 (PST; Z 스테이지 (51)) 상에는, 기판 스테이지 (PST) 와 함께 투영광학계 (PL) 에 대하여 이동하는 이동 거울 (54) 이 설치되어 있다. 또한, 이동 거울 (54) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (55) 가 설치되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 2차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계 (55) 에 의해 리얼 타임으로 계측되고, 계측결과는 제어장치 (CONT) 에 출력된다. 제어장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (55) 의 계측결과에 기초하여 기판 스테이지 구동장치 (PSTD) 를 구동함으로써 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 위치 결정을 행한다.

본 실시형태에서는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께, 초점심도를 실질적으로 넓히기 위해 액침법을 적용한다. 그 때문에, 적어도 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 전사하고 있는 동안에는, 기판 (P) 의 표면과 투영광학계 (PL) 의 기판 (P) 측의 광학소자 (렌즈; 60) 의 선단면 (하면; 7) 사이에 소정의 액체 (50) 가 채워진다. 전술한 바와 같이, 투영광학계 (PL) 의 선단측에는 렌즈 (60) 가 노출되어 있고, 액체 (50) 는 렌즈 (60) 에만 접촉하도록 공급되어 있다. 이로써, 금속으로 이루어지는 경통 (PK) 의 부식 등이 방지되어 있다. 또한, 렌즈 (60) 의 선단면 (7) 은 투영광학계 (PL) 의 경통 (PK) 및 기판 (P) 보다 충분히 작고, 또한 전술한 바와 같이 액체 (50) 는 렌즈 (60) 에만 접촉하도록 구성되어 있기 때문에, 액체 (50) 는 투영광학계 (PL) 의 이미지면측에 국소적으로 채워져 있는 구성으로 되어 있다. 즉, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액침 부분은 기판 (P) 보다 충분히 작다. 본 실시형태에 있어서, 액체 (50) 에는 순수가 사용된다. 순수는 ArF 엑시머 레이저광뿐만 아니라, 노광광 (EL) 을 예를 들어 수은램프로부터 사출되는 자외역의 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 으로 한 경우라도, 이들 노광광 (EL) 을 투과 가능하다.

노광장치 (EX) 는 투영광학계 (PL) 의 선단면 (렌즈 (60) 의 선단면; 7) 과 기판 (P) 사이의 공간 (56) 에 소정의 액체 (50) 를 공급하는 액체공급장치 (1) 와 공간 (56) 의 액체 (50), 즉 기판 (P) 상의 액체 (50) 를 회수하는 제 2 회수장치로서의 액체회수장치 (2) 를 구비하고 있다. 액체공급장치 (1) 는 투영광학계 (PL) 의 이미지면측을 국소적으로 액체 (50) 로 채우기 위한 것으로, 액체 (50) 를 수용하는 탱크, 가압펌프, 및 공간 (56) 에 공급하는 액체 (50) 의 온도를 조정하는 온도조정장치 등을 구비하고 있다. 액체공급장치 (1) 에는 공급관 (3) 의 일단부가 접속되고, 공급관 (3) 의 타단부에는 공급노즐 (4) 이 접속되어 있다. 액체공급장치 (1) 는 공급관 (3) 및 공급노즐 (4) 을 통해 공간 (56) 에 액체 (50) 를 공급한다.

액체회수장치 (2) 는 흡인펌프, 회수한 액체 (50) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 액체회수장치 (2) 에는 회수관 (6) 의 일단부가 접속되고, 회수관 (6) 의 타단부에는 회수노즐 (5) 이 접속되어 있다. 액체회수장치 (2) 는 회수노즐 (5) 및 회수관 (6) 을 통해 공간 (56) 의 액체 (50) 를 회수한다. 공간 (56) 에 액체 (50) 를 채울 때, 제어장치 (CONT) 는 액체공급장치 (1) 를 구동하고, 공급관 (3) 및 공급노즐 (4) 을 통해 공간 (56) 에 대하여 단위시간 당 소정량의 액체 (50) 를 공급함과 함께, 액체회수장치 (2) 를 구동하고, 회수노즐 (5) 및 회수관 (6) 을 통해 단위시간 당 소정량의 액체 (50) 를 공간 (56) 으로부터 회수한다. 이로써 투영광학계 (PL) 의 선단면 (7) 과 기판 (P) 사이의 공간 (56) 에 액체 (50) 가 유지되고, 액침 부분이 형성된다. 여기서, 제어장치 (CONT) 는 액체공급장치 (1) 를 제어함으로써 공간 (56) 에 대한 단위시간 당 액체 공급량을 임의로 설정 가능함과 함께, 액체회수장치 (2) 를 제어함으로써 기판 (P) 상에으로부터의 단위시간 당 액체회수량을 임의로 설정 가능하다.

도 2 는 노광장치 (EX) 의 투영광학계 (PL) 의 하부, 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 등을 나타내는 도 1 의 부분확대도이다. 도 2 에 있어서, 투영광학계 (PL) 의 최하단의 렌즈 (60) 는 선단부 (60A) 가 주사방향으로 필요한 부분만을 남기고 Y축 방향 (비주사 방향) 으로 가늘고 긴 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 주사 노광시에는 선단부 (60A) 바로 아래의 직사각형의 투영영역에 마스크 (M) 의 일부의 패턴 이미지가 투영되고, 투영광학계 (PL) 에 대하여 마스크 (M) 가 -X 방향 (또는 +X 방향) 으로 속도 V 로 이동하는 데 동기하여, XY 스테이지 (52) 를 통해 기판 (P) 이 +X 방향 (또는 -X 방향) 으로 속도 β·V (β 는 투영배율) 로 이동한다. 그리고, 하나의 쇼트영역에의 노광종료 후에, 기판 (P) 의 스테핑에 의해 다음 쇼트영역이 주사 개시위치로 이동하여, 이하, 스텝·앤드·스캔 방식으로 각 쇼트영역에 대한 노광처리가 순차적으로 행해진다. 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 이동방향을 따라 기판 (P) 의 이동방향과 동일방향으로 액체 (50) 를 흐르게 하도록 설정되어 있다.

도 3 은 투영광학계 (PL) 의 렌즈 (60) 의 선단부 (60A) 와, 액체 (50) 를 X축 방향으로 공급하는 공급노즐 (4; 4A∼4C) 과, 액체 (50) 를 회수하는 회수노즐 (5; 5A, 5B) 의 위치관계를 나타내는 도면이다. 도 3 에 있어서, 렌즈 (60) 의 선단부 (60A) 의 형상은 Y축 방향으로 가늘고 긴 직사각형 형상으로 되어 있고, 투영광학계 (PL) 의 렌즈 (60) 의 선단부 (60A) 를 X축 방향으로 사이에 두도록 +X 방향측에 3개의 공급노즐 (4A~4C) 이 배치되고, -X 방향측에 2개의 회수노즐 (5A, 5B) 이 배치되어 있다. 그리고, 공급노즐 (4A∼4C) 은 공급관 (3) 을 통해 액체공급장치 (1) 에 접속되고, 회수노즐 (5A, 5B) 은 회수관 (4) 을 통해 액체회수장치 (2) 에 접속되어 있다. 또한, 공급노즐 (4A∼4C) 과 회수노즐 (5A, 5B) 을 선단부 (60A) 의 중심에 대하여 약 180°회전시킨 위치에 공급노즐 (8A∼8C) 과 회수노즐 (9A, 9B) 이 배치되어 있다. 공급노즐 (4A∼4C) 과 회수노즐 (9A, 9B) 은 Y축 방향으로 교대로 배열되고, 공급노즐 (8A∼8C) 과 회수노즐 (5A, 5B) 은 Y축 방향으로 교대로 배열되고, 공급노즐 (8A∼8C) 은 공급관 (10) 을 통해 액체공급장치 (1) 에 접속되고, 회수노즐 (9A, 9B) 은 회수관 (11) 을 통해 액체회수장치 (2) 에 접속되어 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 선단부 (60A) 를 사이에 두고 Y축 방향 양측의 각각에 공급노즐 (13, 14) 및 회수노즐 (15, 16) 을 설치할 수도 있다. 이 공급노즐 및 회수노즐에 의해, 스텝 이동할 때의 기판 (P) 의 비주사 방향 (Y축 방향) 으로의 이동시에도, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (50) 를 안정적으로 공급할 수 있다.

또한, 전술한 노즐의 형상은 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 선단부 (60A) 의 긴변에 대하여 2쌍의 노즐로 액체 (50) 의 공급 또는 회수를 행하도록 해도 된다. 또한, 이 경우에는 +X 방향 또는 -X 방향 중 어느 방향으로부터도 액체 (50) 의 공급 및 회수를 행할 수 있도록 하기 위해, 공급노즐과 회수노즐 상하로 나열하여 배치해도 된다.

다음으로, 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체를 회수하는 회수장치 (20) 의 일 실시형태에 관해서 도 5 및 도 6 을 참조하면서 설명한다. 도 5 는 Z 스테이지 (51; 기판 스테이지 (PST)) 의 사시도이고, 도 6 은 요부 확대단면도이다.

도 5 및 도 6 에 있어서, 회수장치 (20) 는 Z 스테이지 (51) 상에 있어서 홀더부 (57) 에 유지된 기판 (P) 의 주위에 배치되어 있는 액체흡수부재 (21) 를 구비하고 있다. 액체흡수부재 (21) 는 소정폭을 갖는 고리 형상 부재로서, Z 스테이지 (51) 상에 고리 형상으로 형성된 홈부 (23) 에 배치되어 있다. 또한, Z 스테이지 (51) 내부에는 홈부 (23) 와 연속하는 유로 (22) 가 형성되어 있고, 홈부 (23) 에 배치되어 있는 액체흡수부재 (21) 의 바닥부는 유로 (22) 에 접속되어 있다. 액체흡수부재 (21) 는 예를 들어, 다공질 세라믹스 등의 다공성 재료에 의해 구성되어 있다. 또는 액체흡수부재 (21) 의 형성재료로서 다공성 재료인 스폰지를 사용해도 된다. 다공성 재료로 이루어지는 액체흡수부재 (21) 는 액체를 소정량 유지 가능하다.

Z 스테이지 (51) 상에 있어서, 액체흡수부재 (21) 와 홀더부 (57) 에 유지되어 있는 기판 (P) 사이에는, 이 기판 (P) 의 외주를 소정폭으로 둘러싸는 고리 형상의 보조 플레이트부 (59) 가 형성되어 있다. 보조 플레이트부 (59) 의 표면의 높이는 Z 스테이지 (51) 의 홀더부 (57) 에 유지되어 있는 기판 (P) 표면의 높이와 대략 일치하도록 설정되어 있다. 이 보조 플레이트부 (59) 에 의해, 기판 (P) 의 주변영역 (에지영역; E) 이 투영광학계 (PL) 의 렌즈 (60) 아래에 위치하는 경우에도, 투영광학계 (PL) 의 렌즈 (60) 와 기판 (P) 사이에 액체 (50) 를 계속해서 유지할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 이 보조 플레이트부 (59) 의 외주를 소정폭으로 둘러싸도록 배치되어 있는 액체흡수부재 (21) 는 제 2 회수장치로서의 액체회수장치 (2) 에서 다 회수하지 못하고, 보조 플레이트부 (59) 의 외측으로 유출된 액체 (50) 를 흡수 (회수) 하는 역할을 하고 있다.

홀더부 (57) 는 Z 스테이지 (51) 상에서 기판 (P) 과 대략 동일한 크기로 형성된 원형 오목부에, 기판 (P) 의 이면을 지지하기 위한 복수의 돌출부 (58) 를 형성한 것이다. 이들 돌출부 (58) 의 각각에는 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 흡착구멍 (24) 이 형성되어 있다. 그리고, 흡착구멍 (24) 의 각각은 Z 스테이지 (51) 내부에 형성된 유로 (25) 에 접속하고 있다. 또한, 홀더부 (57; 원형 오목부) 의 최외주 부근에는 복수의 액체회수구멍 (46) 이 형성되어 있다. 이들 액체회수구멍 (46) 은 액체흡수부재 (21) 에 접속하고 있는 유로 (22) 에 접속하고 있다. 또한, 액체흡수부재 (21; 홈부 (23)) 에 접속하고 있는 유로 (22) 와는 별도의 유로를 형성하여, 액체회수구멍 (46) 에 접속하도록 해도 된다.

액체흡수부재 (21) 및 액체회수구멍 (46) 의 각각에 접속되어 있는 유로 (22) 는 Z 스테이지 (51) 외부에 형성되어 있는 관로 (26) 의 일단부에 접속되어 있다. 한편, 관로 (26) 의 타단부는 Z 스테이지 (51) 외부에 설치된 제 1 탱크 (27) 및 밸브 (28) 를 통해 흡인장치인 펌프 (29) 에 접속되어 있다. 흡착구멍 (24) 에 접속되어 있는 유로 (25) 는 Z 스테이지 (51) 외부에 형성되어 있는 관로 (30) 의 일단부에 접속되어 있다. 한편, 관로 (30) 의 타단부는 Z 스테이지 (51) 외부에 설치된 제 2 탱크 (31) 및 밸브 (32) 를 통해 흡인장치인 펌프 (33) 에 접속되어 있다. 액체흡수부재 (21) 및 액체회수구멍 (46) 으로부터는 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체가 주위의 기체 (공기) 와 함께 회수된다. 또한, 기판 (P) 의 이면측으로 유입된 액체가 주위의 기체 (공기) 와 함께 흡착구멍 (24) 으로부터 회수된다. 이들 액체회수방법에 관한 상세는 후술한다. 액체흡수부재 (21) 및 액체회수구멍 (46) 그리고 흡착구멍 (24) 으로부터 회수된 액체 (물) 는 기체 (공기) 와 분리되어, 제 1 탱크 (27) 와 제 2 탱크 (31) 의 각각에 일시적으로 축적된다. 이 기액분리에 의해 진공원으로서의 진공펌프 (29, 33) 로의 액체의 유입이 방지되어, 진공펌프 (29, 33) 의 파손을 방지할 수 있다. 제 1, 제 2 탱크 (27, 31) 의 각각에는 배출유로 (27A, 31A) 가 형성되어 있고, 수위 센서 등을 사용하여, 액체가 소정량 고이면 배출유로 (27A, 31A) 로부터 배출되도록 되어 있다.

또한, 액체흡수부재 (21; 홈부 (23)) 에 접속하고 있는 유로 (22; 탱크 (27), 밸브 (28), 진공펌프 (29)) 와는 별도의 유로를 형성하여, 액체회수구멍 (46) 에 접속하도록 해도 된다. 또한, 도 5 에 있어서, Z 스테이지 (51) 의 +X 측 단부에는 Y축 방향으로 연재하는 이동 거울 (54X) 이 설치되고, Y 측 단부에는 X축 방향으로 연재하는 이동 거울 (54Y) 이 설치되어 있다. 레이저 간섭계는 이들 이동 거울 (54X, 54Y) 에 레이저광을 조사하여 기판 스테이지 (PST) 의 X축 방향및 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출한다.

다음으로, 전술한 노광장치 (EX) 를 사용하여 마스크 (M) 의 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 순서에 관하여 설명한다.

마스크 (M) 가 마스크 스테이지 (MST) 에 로드됨과 함께, 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 에 로드되면, 제어장치 (CONT) 는 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 를 구동하여, 공간 (56) 에 액체 (50) 의 액침 부분을 형성한다 (도 1 참조). 그리고, 제어장치 (CONT) 는 조명광학계 (IL) 에 의해 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하여, 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 투영광학계 (PL) 및 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 에 투영한다. 여기서, 기판 (P) 의 중앙 부근의 쇼트영역을 노광하고 있는 동안은 액체공급장치 (1) 로부터 공급된 액체 (50) 는 액체회수장치 (2) 에 의해 회수됨으로써, 기판 (P) 의 외측으로 유출되지 않는다.

한편, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 에지영역 (E) 를 노광처리함으로써 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액침 부분이 기판 (P) 의 에지영역 (E) 부근에 있을 때, 보조 플레이트부 (59) 에 의해 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (50) 를 계속 유지할 수 있는데, 유체 (50) 의 일부가 보조 플레이트부 (59) 의 외측으로 유출되는 경우가 있고, 유출된 유체 (50) 는 액체흡수부재 (21) 에 흡수 (회수) 된다. 여기서, 제어장치 (CONT) 는 상기 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 의 구동 개시와 함께, 밸브 (28) 의 개방 및 펌프 (29) 의 구동을 개시한다. 따라서, 액체흡수부재 (21) 에 의해 회수된 액체 (50) 는 흡인장치로서의 펌프 (29) 의 흡인에 의해, 주위의 공기와 함께 유로 (22) 및 관로 (26) 를 통해 제 1 탱크 (27) 에 흡입되도록 하여 모아진다.

또한, 기판 (P) 과 보조 플레이트부 (59) 의 간극에서 유출된 액체 (50) 는 기판 (P) 의 이면측에 형성된 액체회수구멍 (46) 을 통해 주위의 공기와 함께 유로 (22) 측으로 흡입되고, 관로 (26) 를 통해 제 1 탱크 (27) 로 회수된다.

또한, 기판 (P) 과 보조 플레이트부 (59) 의 간극을 통해 기판 (P) 의 이면측에 들어간 액체 (50) 가 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 흡착구멍 (24) 에 유입될 가능성도 있다. 흡착구멍 (24) 은, 전술한 바와 같이, 유로 (25), 관로 (30) 및 제 2 탱크 (31) 를 통해 흡인장치로서의 펌프 (33) 에 접속되어 있기 때문에, 밸브 (32) 의 개방 및 펌프 (33) 의 구동을 행함으로써, 기판 (P) 을 Z 스테이지 (51) 상에 흡착 유지함과 함께, 흡착구멍 (24) 에 유입된 액체 (50) 를 유로 (25) 및 관로 (30) 를 통해 제 2 탱크 (31) 에 모을 수 있다. 즉, 흡착구멍 (24) 에 유입된 액체 (50) 를 회수하는 제 3 회수장치는 유로 (25), 관로 (30), 제 2 탱크 (31), 밸브 (32), 펌프 (33) 및 이들을 구동제어하는 제어장치 (CONT) 를 구비하고 있다. 또한, 이 때의 흡착구멍 (24) 은 기판 (P) 의 이면측에 형성된 액체회수구멍 (회수장치) 으로서도 기능하고 있다.

또한, 흡착구멍 (24) 으로부터는, 액체회수구멍 (46) 과 마찬가지로, 기판 (P) 의 이면으로 돌아들어간 액체와 기판 (P) 이면의 기체 (공기) 가 유입되게 되는데, 제 2 탱크 (31) 에 낙하시킴으로써, 액체 (물) 와 기체 (공기) 를 분리한다. 제 2 탱크 (31) 에 고인 액체를 정기적으로 회수함으로써, 진공원으로서의 진공펌프 (33) 로의 액체의 유입이 방지된다. 이렇게 해서, 진공펌프 (33) 의 파손을 방지하도록 하고 있다.

그런데, 기판 (P) 의 에지영역 (E) 를 노광처리할 때, 즉 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액침 부분이 기판 (P) 의 주연 부근에 있을 때, 전술한 바와 같이, 액체 (50) 의 일부는 기판 (P) 의 외측으로 유출될 가능성이 있다. 본 실시형태에서는, 액체 (50) 가 기판 (P) 의 외측으로 유출되더라도, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 충분히 액체 (50) 로 채울 수 있도록, 제어장치 (CONT) 는 액침 부분이 기판 (P) 의 에지영역 (E) 에 있을 때에, 액체공급장치 (1) 를 제어하여 공간 (56) 으로의 단위시간 당 액체공급량을 증가시키는 것과, 액체회수장치 (제 2 회수장치; 2) 를 제어하여 공간 (56) 으로부터의 단위시간 당 액체회수량을 저감시키는 것 중 적어도 한쪽을 행한다. 여기서, 상기 액체공급량의 증가 및 액체회수량의 저감의 제어에 있어서, 제어장치 (CONT) 는 레이저 간섭계의 기판 (P) 위치 검출결과에 기초하여, 액체공급장치 (1) 및/또는 액체회수장치 (2) 의 제어를 행해도 되며, 또는 제 1, 제 2 탱크 (27, 32), 또는 관로 (26, 30) 등에 회수 (유출) 한 액체량을 검출하는 검출장치를 설치하고, 이 검출장치의 검출결과에 기초하여, 액체공급장치 (1) 및/또는 액체회수장치 (2) 의 제어를 행해도 된다.

또한, 본 실시형태의 노광장치 (EX) 는 소위 스캐닝 스테퍼이다. 따라서, 화살표 Xa (도 3 참조) 로 나타내는 주사방향 (-X 방향) 으로 기판 (P) 을 이동시켜 주사노광을 행하는 경우에는, 공급관 (3), 공급노즐 (4A∼4C), 회수관 (4) 및 회수노즐 (5A, 5B) 을 사용하여, 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 에 의해 액체 (50) 의 공급 및 회수가 행해진다. 즉, 기판 (P) 이 -X 방향으로 이동할 때는, 공급관 (3) 및 공급노즐 (4; 4A∼4C) 을 통해 액체공급장치 (1) 로부터 액체 (50) 가 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 공급됨과 함께, 회수노즐 (5; 5A, 5B) 및 회수관 (6) 을 통해 액체 (50) 가 액체회수장치 (2) 로 회수되고, 렌즈 (60) 와 기판 (P) 사이를 채우도록 -X 방향으로 액체 (50) 가 흐른다. 한편, 화살표 Xb 로 나타내는 주사방향 (+X 방향) 으로 기판 (P) 을 이동시켜 주사노광을 행하는 경우에는, 공급관 (10), 공급노즐 (8A∼8C), 회수관 (11) 및 회수노즐 (9A, 9B) 을 사용하여, 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 에 의해 액체 (50) 의 공급 및 회수가 행해진다. 즉, 기판 (P) 이 +X 방향으로 이동할 때는, 공급관 (10) 및 공급노즐 (8; 8A∼8C) 을 통해 액체공급장치 (1) 로부터 액체 (50) 가 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 공급됨과 함께, 회수노즐 (9; 9A, 9B) 및 회수관 (11) 을 통해 액체 (50) 가 액체회수장치 (2) 로 회수되고, 렌즈 (60) 와 기판 (P) 사이를 채우도록 +X 방향으로 액체 (50) 가 흐른다. 이와 같이, 제어장치 (CONT) 는 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 를 사용하여, 기판 (P) 의 이동방향을 따라 액체 (50) 를 흐르게 한다. 이 경우, 예를 들어 액체공급장치 (1) 로부터 공급노즐 (4) 을 통해 공급되는 액체 (50) 는 기판 (P) 의 -X 방향으로의 이동에 수반하여 공간 (56) 으로 인입되듯이 흐르기 때문에, 액체공급장치 (1) 의 공급 에너지가 작아도 액체 (50) 를 공간 (56) 에 용이하게 공급할 수 있다. 그리고, 주사방향에 따라 액체 (50) 를 흐르게 하는 방향을 전환함으로써, +X 방향 또는 -X 방향의 어느 방향으로 기판 (P) 을 주사하는 경우에도, 렌즈 (60) 의 선단면 (7) 과 기판 (P) 사이를 액체 (50) 로 채울 수 있어, 높은 해상도 및 넓은 초점심도를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 기판 (P) 의 외측으로 액체 (50) 가 유출되더라도, 이 유출된 액체 (50) 는 방치되지 않고 회수장치 (20) 로 회수된다. 따라서, 기판 (P) 이 놓여 있는 환경의 변동이 억제됨과 함께, 기판 (P) 을 지지하는 기판 스테이지 (PST) 주변의 기계 부품에 녹 등이 발생하는 문제의 발생도 억제되므로, 기판 (P) 에 대하여 정밀도 높게 패턴 전사할 수 있어, 높은 패턴 정밀도를 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

또한, 회수장치 (20) 로서 기판 스테이지 (PST) 상에 액체흡수부재 (21) 를 설치함으로써, 액체 (50) 를 넓은 범위에서 확실하게 유지 (회수) 할 수 있다. 또한, 액체흡수부재 (21) 에 유로를 통해 흡인장치로서의 펌프 (29) 를 접속함으로써, 액체흡수부재 (21) 에 흡수된 액체 (50) 는 항상 기판 스테이지 (PST) 외부로 배출된다. 따라서, 기판 (P) 이 놓여 있는 환경의 변동을 한층 더 확실히 억제할 수 있음과 함께, 기판 스테이지 (PST) 의 액체 (50) 에 의한 중량 변동을 억제할 수 있다. 또한, 기판의 노광 중에는 펌프 (29) 를 정지시켜, 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체 (50) 는 액체흡수부재 (21) 등에 유지해 두고, 기판의 노광완료 후에 펌프 (29) 를 동작시켜 액체를 배출하도록 해도 된다. 한편, 펌프 (29) 를 설치하지 않고, 액체흡수부재 (21) 에 의해 회수한 액체 (50) 를 자중에 의해 탱크 (27) 측에 방류하는 구성이어도 된다. 또한, 펌프 (29), 탱크 (27) 및 유로를 형성하지 않고, 기판 스테이지 (PST) 상에 액체흡수부재 (21) 만을 배치해 두고, 액체 (50) 를 흡수한 액체흡수부재 (21) 를 정기적으로 (예를 들어, 1로트마다) 교환하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 기판 스테이지 (PST) 는 액체 (50) 에 의해 중량 변동하지만, 액체흡수부재 (21) 로 회수한 액체 (50) 의 중량에 따라 스테이지 제어 파라미터를 변경함으로써, 스테이지 위치 결정 정밀도를 유지할 수 있다.

또한, 진공펌프 (29, 33) 앞에 액체 (물) 와 기체 (공기) 를 분리하기 위한 탱크 (27, 31) 를 설치하여, 액체가 진공펌프 (29, 33) 에 침입하는 것을 방지하고 있기 때문에, 진공펌프 (29, 33) 의 고장이나 파손을 방지할 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에 있어서의 진공펌프 (29, 33) 는 노광장치 (EX) 내에 배치해도 되고, 노광장치 (EX) 가 설치되는 공장에 설치되어 있는 것이어도 된다. 또한, 전술한 실시형태에 있어서는, 액체 (물) 와 기체 (공기) 를 분리하기 위한 탱크를 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체를 회수하는 회수장치 (20) 의 진공계 (진공펌프의 앞), 및 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 진공계에 설치하였으나, 액체 (물) 와 기체 (공기) 를 분리하기 위한 기구 (액체회수용 탱크 등) 의 설치는 이것에 한정되지 않고, 액체가 침입할 우려가 있는 다른 흡기구에 접속된 흡기계 (진공계) 에 설치해도 된다. 예를 들어, 기체 베어링의 기체 회수계 (흡기계), 기판 반송 아암에 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 흡기계, 또는 기판 유지 부재를 기판 스테이지에 탈착 가능하게 흡착 유지하기 위한 흡기계에 배치하도록 해도 된다. 기체 베어링의 기체 회수계 (흡기계) 에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평11-166990호에, 기판 반송 아암에 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 흡기계에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-181157호에, 또한 기판 유지 부재를 기판 스테이지에 탈착 가능하게 흡착 유지하기 위한 흡기계에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-116760호에 각각 개시되어 있고, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령으로 허용되는 한, 이들 문헌의 기재내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 액체 (물) 와 기체 (공기) 를 분리하는 탱크 등의 기구를 기판 (P) 상의 일부의 영역에 액침영역을 형성하면서 기판 (P) 의 노광을 행하는 노광장치에 적용하고 있는데, 기판 스테이지를 액조 (液槽) 중에서 이동시키는 노광장치나, 기판 스테이지 상에 액체조를 형성하여 그 안에 기판을 유지하는 노광장치에 적용해도 된다. 기판 스테이지를 액조 중에서 이동시키는 노광장치의 구조 및 노광동작에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-124873호에, 기판 스테이지 상에 액체조를 형성하고 그 안에 기판을 유지하는 노광장치에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-303114호 (대응 미국특허 제5,825,043호) 에 개시되어 있고, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령으로 허용되는 한, 이들 문헌의 기재내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

또한, 상기 실시형태에 있어서, 액체흡수부재 (21) 는 기판 (P) 의 주위 전체를 둘러싸도록 연속된 고리 형상으로 형성되어 있는데, 기판 (P) 주위의 일부에 배치되어 있어도 되고, 불연속으로 소정 간격으로 배치되어 있어도 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 액체흡수부재 (21) 는 고리 형상으로 형성되어 있는데, 예를 들어 직사각형 형상 등, 그 형상은 임의로 설정 가능하다.

또한, 액체공급장치 (1) 와 액체회수장치 (2) 의 구성이나 노즐의 배치는 상기의 실시형태에 한정되지 않는다. 또한, 기판 (P) 의 노광 중에 반드시 액체공급장치 (1) 와 액체회수장치 (2) 가 병행하여 동작하고 있을 필요는 없고, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 노광광 광로가 액체 (50) 로 채워져 있으면, 어느 한쪽을 정지시키고 있어도 되고, 양쪽을 정지시키고 있어도 된다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 액체 (50) 는 순수를 사용하였다. 순수는 반도체 제조공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트나 광학소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없다는 이점이 있다. 또한, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께, 불순물의 함유량이 매우 낮으므로, 기판 (P) 의 표면 및 투영광학계 (PL) 의 선단면에 설치되어 있는 광학소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다.

그리고, 파장이 193㎚ 정도인 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 n 은 대략 1.47∼1.44 정도이며, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 을 사용한 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 131∼134㎚ 정도로 단파장화되어 높은 해상도가 얻어진다. 또한, 초점심도는 공기 중에 비하여 약 n 배, 즉 약 1.47∼1.44배 정도로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점심도를 확보할 수 있으면 되는 경우에는, 투영광학계 (PL) 의 개구수를 더욱 증가시킬 수 있고, 이 점에서도 해상도가 향상된다.

본 실시형태에서는, 투영광학계 (PL) 의 선단에 렌즈 (6O) 가 장착되어 있는데, 투영광학계 (PL) 의 선단에 장착하는 광학소자로는, 투영광학계 (PL) 의 광학특성, 예를 들어 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 의 조정에 사용하는 광학 플레이트여도 된다. 또는, 노광광 (EL) 을 투과 가능한 평행평면판이어도 된다. 액체 (50) 와 접촉하는 광학소자를 렌즈보다 저렴한 평행평면판으로 함으로써, 노광장치 (EX) 의 운반, 조립, 조정시 등에 있어서 투영광학계 (PL) 의 투과율, 기판 (P) 상에서의 노광광 (EL) 의 조도 및 조도분포의 균일성을 저하시키는 물질 (예를 들어 규소계 유기물 등) 이 그 평행평면판에 부착하더라도, 액체 (50) 를 공급하기 직전에 그 평행평면판을 교환하기만 해도 되고, 액체 (50) 와 접촉하는 광학소자를 렌즈로 하는 경우에 비하여 그 교환비용이 낮아진다는 이점이 있다. 즉, 노광광 (EL) 의 조사에 의해 레지스트로부터 발생하는 비산 입자, 또는 액체 (50) 중의 불순물의 부착 등에 기인하여 액체 (50) 에 접촉하는 광학소자의 표면이 더러워지기 때문에, 그 광학소자를 정기적으로 교환할 필요가 있으나, 이 광학소자를 저렴한 평행평면판으로 함으로써, 렌즈에 비하여 교환 부품의 비용이 낮고, 또한 교환에 요하는 시간을 짧게 할 수 있어, 메인터넌스 비용 (러닝 코스트) 의 상승이나 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 액체 (50) 의 흐름에 의해 생기는 투영광학계의 선단의 광학소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학소자를 교환 가능하게 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해 광학소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정해도 된다.

또한, 본 실시형태의 액체 (50) 는 물이지만, 물 이외의 액체여도 되며, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F₂ 레이저인 경우, 이 F₂ 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 이 경우 액체 (50) 로는 F₂ 레이저광을 투과 가능한 예를 들어 불소계 오일이나 불화 폴리에테르 (PFPE) 등의 불소계 액체를 사용하면 된다. 또한, 액체 (50) 로는, 그 밖에도 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있고 가능한 한 굴절률이 높고, 투영광학계 (PL) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대하여 안정적인 것 (예를 들어, 시더유) 을 사용하는 것도 가능하다.

제 2 실시형태

다음으로, 본 발명의 노광장치 (EX) 의 다른 실시형태에 관하여, 도 7 을 참조하면서 설명한다. 여기서, 이하의 설명에 있어서, 전술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 간략 또는 생략한다. 본 실시형태와 관련된 특징적인 부분은 회수장치로서 액체흡수부재 (21) 대신에 기판 (P) 의 주위에 액체회수홈 (35) 를 형성한 점과, 기판 스테이지 (PST) 와 관로 (26) 가 접속·분리가 자유롭게 되어 있는 점이다.

도 7 에 있어서, 회수장치 (20) 는 Z 스테이지 (51) 상에 있어서 보조 플레이트부 (59) 의 주위에 소정폭으로 형성된 액체회수홈 (35) 을 구비하고 있다. 또한, 유로 (22) 의 단부에는 접속밸브 (36) 가 설치되어 있다. 한편, 관로 (26) 의 단부에는 접속밸브 (36) 에 대하여 접속·분리 가능한 접속밸브 (37) 가 설치되어 있다. 접속밸브 (36, 37) 가 분리되어 있는 상태에서는, 유로 (22) 의 단부는 폐색되어, 유체 (50) 가 스테이지 외부로 유출하지 않게 되어 있다. 한편, 접속밸브 (36, 37) 가 접속됨으로써, 유로 (22) 의 단부는 개방되어, 유로 (22) 의 액체 (50) 가 관로 (26) 에 유통 가능하게 된다.

노광처리 중에 있어서는, 접속밸브 (36) 와 접속밸브 (37) 는 분리된다. 따라서, 노광처리 중에 있어서 기판 스테이지 (PST) 는 관로 (26) 와 분리되어 있는 상태이기 때문에, 주사방향으로의 이동 (스캔 이동) 및 비주사 방향으로의 이동 (스텝 이동) 을 원활히 행할 수 있다. 노광처리 중에 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체 (50) 는 액체회수홈 (35) 이나 유로 (22) 에 고인다.

노광처리가 종료하면, 기판 스테이지 (PST) 는 기판 (P) 의 교환위치 (로드·언로드 위치) 로 이동한다. 이 기판 교환위치에 있어서, 접속밸브 (36, 37) 가 접속된다. 접속밸브 (36, 37) 가 접속되면, 제어장치 (CONT) 는 밸브 (28) 를 개방함과 함께 펌프 (29) 를 구동한다. 이로써, 회수장치로서의 액체회수홈 (35) 에 회수된 액체 (50) 는 기판 교환위치에 있어서 스테이지 외부로 배출된다.

또한, 본 실시형태에 있어서 액체회수홈 (35) 에 회수된 액체 (50) 는 정기적 (예를 들어 1 로트마다) 으로 스테이지 외부로 배출되는 구성이기 때문에, 액체회수홈 (35) 의 크기 (용적) 는, 예를 들어 1 로트분으로 유출되는 양에 상당하는 액체를 유지 가능한 정도의 크기로 설정되어 있다. 이 경우, 소정의 노광처리 기판 매수 (즉 1 로트분) 와 유출되는 액체량과의 관계를 미리 구해 놓고, 그 구한 관계에 기초하여, 액체회수홈 (35) 의 크기가 설정된다. 또는, 상기 구한 관계에 기초하여, 접속밸브 (36, 37) 를 접속하는 시간 간격 (즉, 스테이지 외부로 액체배출동작을 행하는 타이밍) 이 설정된다.

또한, 상기 실시형태에 있어서, 액체회수홈 (35) 은 기판 (P) 의 주위 전체를 둘러싸도록 연속된 고리 형상으로 형성되어 있지만, 기판 (P) 의 주위의 일부에 배치되어 있어도 되고, 불연속으로 소정 간격으로 배치되어 있어도 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 액체회수홈 (35) 은 고리 형상으로 형성되어 있지만, 예를 들어 직사각형 형상 등 그 형상은 임의로 설정 가능하다. 또한, 액체회수홈 (35) 내에 액체흡수부재를 배치해 두어도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 외측에 보조 플레이트부 (59) 가 형성되어 있지만, 이 보조 플레이트부 (59) 를 형성하지 않고, 기판 (P) 의 외주 근방에 액체흡수부재 (21) 나 액체회수홈 (35) 를 형성하도록 해도 된다.

또한, 전술한 실시형태에 있어서는, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광장치를 채용하고 있지만, 도 6 이나 도 7 에 개시되어 있는 바와 같은 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 흡착구멍에 유입된 액체를 회수하는 회수기구는 노광 대상의 기판을 유지한 스테이지를 액조 중에서 이동시키는 액침 노광장치나, 스테이지 상에 소정 깊이의 액체조를 형성하여 그 안에 기판을 유지하는 액침 노광장치에도 본 발명을 적용 가능하다. 전술한 바와 같이, 노광대상의 기판을 유지한 스테이지를 액조 중에서 이동시키는 액침 노광장치의 구조 및 노광동작에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-124873호에, 스테이지 상에 소정 깊이의 액체조를 형성하고 그 안에 기판을 유지하는 액침 노광장치의 구조 및 노광동작에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-303114호 (대응 미국특허 제5,825,043호) 에 각각 개시되어 있다.

제 3 실시형태

이하, 도 8∼도 10 을 참조하면서, 회수장치의 다른 실시형태에 관하여 설명한다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, Z 스테이지 (51) 의 상면은 경사져 있고, 기판 (P) 을 유지하는 홀더부 (57) 의 상면은 수평으로 되어 있다. 그리고, 홀더부 (57) 의 주위를 둘러싸도록 액체회수홈 (35) 이 형성되어 있다. 이 때, 액체회수홈 (35) 은 평면에서 볼 때 고리 형상이지만, 측면에서 볼 때 경사져 있다. 즉, 액체회수홈 (35) 은 Z 스테이지 (51) 의 상면의 경사를 따라 형성되어 있다. 이로써, 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체 (50) 는 액체회수홈 (35) 의 경사 하부(35A) 에 자연적으로 고인다. 액체 (50) 를 회수할 때에는 이 경사 하부 (35A) 에 고인 액체 (50) 를 회수하기만 하면 되므로, 회수동작을 용이하게 행할 수 있다.

도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, Z 스테이지 (51) 의 상면 일부에 액체회수홈 (35) 이 형성되어 있다. 노광처리함으로써, 액체회수홈 (35) 에 액체 (50) 가 고인다. 그리고, 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 이 액체회수홈 (35) 에 고인 액체 (50) 는 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 에 대하여 로드·언로드하는 반송장치 (H) 에 장착되어 있는 튜브 (38) 를 통해 회수된다. 흡인장치의 일부를 구성하는 튜브 (37) 는 노광처리가 종료된 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드하기 위해서 반송장치 (H) 가 기판 스테이지 (PST) 에 대하여 액세스할 때에, 액체회수홈 (35) 에 고여 있는 액체 (50) 를 흡인한다.

제 4 실시형태

또한, 회수장치의 또 다른 실시형태에 관하여, 이하에 설명한다. 도 10(a) 에 나타내는 바와 같이, Z 스테이지 (51) 의 상면에 액체회수홈 (35) 이 형성되어 있다. 액체회수홈 (35) 은 Z 스테이지 (51) 의 하면측으로 관통하는 유로 (39) 에 접속하고 있다. 유로 (39) 에는 밸브 (39A) 가 설치되어 있다. 또한, Z 스테이지 (51) 의 유로 (39) 에 대응하여, XY 스테이지 (52) 및 베이스 (53) 의 각각에는 관통구멍인 유로 (40, 41) 가 형성되어 있다. 노광처리 중에 있어서, 밸브 (39A) 는 닫혀져 있고, 도 10(a) 에 나타내는 바와 같이, 액체 (50) 가 액체회수홈 (35) 에 고인다. 그리고, 노광처리가 종료되면, 제어장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (PST) 를 기판 교환위치로 이동시켜, 밸브 (39A) 를 개방한다. 이로써, 도 10(b) 에 나타내는 바와 같이, 액체회수홈 (35) 의 액체 (50) 는 기판 교환위치에 있어서, 유로 (39, 40 및 41) 를 통해 자중에 의해 스테이지 외부로 배출된다. 또한, 액체회수홈 (35) 의 액체 (50) 의 회수는 기판 교환위치에 있어서 행하는 것이 바람직하지만, 기판 교환위치와는 별도의 위치에서 배출작업을 행하도록 해도 된다.

제 5 실시형태

그런데, 전술한 각 실시형태에 있어서는, 액체공급장치 (1) 가 공급노즐 (4) 을 통해 기판 (P) 의 상방으로부터 기판 (P) 상에 액체 (50) 를 공급함과 함께, 제 2 회수장치로서의 액체회수장치 (2) 가 회수노즐 (5) 을 통해 기판 (P) 의 상방으로부터 기판 (P) 상의 액체 (50) 를 회수함으로써, 기판 (P) 상의 일부에 액침영역을 형성하고 있지만, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 상방에 액체회수장치 (2; 회수노즐 (5)) 를 설치하지 않고, 기판 (P) 상에 공급된 거의 모든 액체 (50) 를 기판 스테이지 (PST) 에 설치된 회수장치 (20) 에 의해 회수하도록 해도 된다. 도 11 에는, 투영광학계 (PL) 의 투영영역 (광학소자 (60)) 을 사이에 둔 주사방향 (X축 방향) 양측의 각각에 설치된 공급노즐 (4, 8) 이 도시되어 있다. 기판 (P) 을 주사노광할 때 액체 (50) 를 공급하는 경우에는, 기판 (P) 의 이동방향에 따라 공급노즐 (4, 8) 중의 어느 한쪽의 공급노즐로부터 액체 (50) 를 공급하도록 해도 되고, 또는 양쪽의 공급노즐 (4, 8) 로부터 동시에 액체 (50) 를 공급하도록 해도 된다. 액체공급장치 (1) 로부터 공급된 액체 (50) 는 기판 (P) 상에 있어서 크게 퍼져, 큰 액침영역을 형성할 수 있다. 그리고, 도 12 의 사시도에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 상에 공급된 액체 (50) 는 곧 기판 (P) 의 외측으로 유출되는데, 기판 (P) 의 주위에 회수구로서 형성된 홈부 (23; 액체흡수부재 (21)) 를 갖는 회수장치 (20) 에 의해 대략 전부가 회수된다. 여기서, 기판 (P) 에 대한 노광처리 중, 액체공급장치 (1) 는 기판 (P) 상에 대하여 액체 (50) 의 공급을 계속함으로써 기판 (P) 상에 양호하게 액침영역을 형성할 수 있음과 함께, 공급한 액체 (50) 에 의해 기판 (P) 상의 액체 (50) 에 흐름을 생기게 할 수 있으므로, 신선 (청정) 한 액체 (50) 를 기판 (P) 상에 항상 공급함과 함께 기판 (P) 상의 액체 (50) 를 홈부 (23) 까지 흐르게 할 수 있다.

상기 제 2 액체회수장치로서의 액체회수장치 (2) 는 기판 (P) 상의 액체 (50) 를 회수노즐 (5) 을 통해 기판 (P) 의 상방으로부터 진공계를 사용하여 흡인회수하는 구성으로서, 액체 (물) 와 기체 (공기) 를 함께 회수함으로써, 그 액체가 회수관 (6) 내벽 등에 닿아 소리나 진동을 발생시키는 경우가 있다. 이 경우, 도 11 및 도 12 에 나타내는 실시형태와 같이, 기판 (P) 의 상방으로부터 액체 (50) 를 흡인회수하지 않고 기판 스테이지 (PST) 에 설치된 회수장치 (20) 만을 사용하여 액체 (50) 를 회수함으로써, 기판 (P) 노광 중의 소리나 진동의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 기판 (P) 의 상방으로부터 액체를 회수하지 않는 본 실시형태의 경우에는, 회수장치 (20) 로서 제 2 실시형태에 있어서 도 7 에 나타낸 구성을 사용해도 된다. 도 7 의 경우에는, 진공펌프 (29) 가 기판 (P) 의 노광 중에 액체회수홈 (35) 에 의해 회수된 액체를 흡인하지 않고 있으므로, 그 액체의 흡인에 수반되는 소리나 진동의 발생도 억제할 수 있어 더욱 효과적이다.

또한, 앞서 설명한 실시형태와 같이, 기판 (P) 의 상방으로부터 회수노즐 (5) 을 통해 액체를 회수하는 액체회수장치 (2) 를 배치해 두고, 기판 (P) 의 노광 중에는 액체회수장치 (2) 를 동작시키지 않고 회수장치 (20) 만으로 액체를 회수하여, 기판 (P) 의 노광완료 후에, 액체회수장치 (2) 와 회수장치 (20) 를 병용하여 액체 (50) 의 회수를 행하도록 해도 된다. 이 경우도, 기판 (P) 의 노광 중의 액체의 흡인 (회수) 에 수반되는 소리나 진동의 영향을 억제할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼 뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리기판이나, 박막 자기헤드용 세라믹 웨이퍼, 또는 노광장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 규소 웨이퍼) 등이 적용된다.

노광장치 (EX) 로는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기이동하여 마스크 (M) 의 패턴을 주사노광하는 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하고, 기판 (P) 을 순서대로 스텝 이동시키는 스텝·앤드·리피트 방식의 투영노광장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 기판 (P) 상에서 적어도 2개의 패턴을 부분적으로 겹쳐서 전사하는 스텝·앤드·스티치 방식의 노광장치에도 적용할 수 있다.

노광장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광장치에 한정되지 않고, 액정표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광장치나, 박막 자기헤드, 촬상소자 (CCD) 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광장치 등에도 널리 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 트윈 스테이지형 노광장치에 적용할 수도 있다. 트윈 스테이지형 노광장치의 구조 및 노광동작에 관해서는, 일본 공개특허공보 평10-163099호, 일본 공개특허공보 평10-214783호, 일본 특허공표공보 2000-505958호, 미국특허 제6,341,007호, 제6,400,441호, 제6,549,269호 및 제6,590,634호 등의 문헌에 개시되어 있어, 이들을 참조할 수 있다. 이들 미국특허를 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령으로 허용되는 한, 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

기판 스테이지 (PST) 나 마스크 스테이지 (MST) 에 리니어 모터를 사용하는 경우는, 에어 베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형 중 어느 것을 사용해도 된다. 또한, 각 스테이지 (PST, MST) 는 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되며, 가이드를 형성하지 않은 가이드리스 타입이어도 된다. 스테이지에 리니어 모터를 사용한 예는, 미국특허 제5,623,853호 및 제5,528,118호에 개시되어 있고, 각각 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령으로 허용되는 한, 이들의 문헌의 기재내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

각 스테이지 (PST, MST) 의 구동기구로는, 2차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과, 2차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시켜 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동하는 평면모터를 사용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 어느 한쪽을 스테이지 (PST, MST) 에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛의 다른 쪽을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측에 설치하면 된다.

기판 스테이지 (PST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은 투영광학계 (PL) 에 전달되지 않도록, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 흘려보내도 된다. 이 반력의 처리방법은, 예를 들어, 미국특허 제5,528,118호 (일본 공개특허공보 평8-166475호) 에 상세히 개시되어 있고, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령으로 허용되는 한, 이 문헌의 기재내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은 투영광학계 (PL) 에 전달되지 않도록, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 흘려보내도 된다. 이 반력의 처리방법은, 예를 들어 미국특허 제5,874,820호 (일본 공개특허공보 평8-330224호) 에 상세히 개시되어 있고, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령으로 허용되는 한, 이 문헌의 기재내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

이상과 같이, 본원 실시형태의 노광장치 (EX) 는 본원 특허청구의 범위에 제시된 각 구성요소를 포함하는 각종 서브 시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브 시스템으로부터 노광장치로의 조립 공정은 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기회로의 배선 접속, 기압회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광장치로의 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있음은 당연하다. 각종 서브 시스템의 노광장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해지고, 노광장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 행하는 것이 바람직하다.

반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 을 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 전술한 실시형태의 노광장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 노광처리 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.

산업상이용가능성

본 발명에 의하면, 액체가 유출되더라도 이 유출된 액체는 방치되지 않고 회수장치로 회수된다. 따라서, 유출된 액체에 기인하는 문제를 방지할 수 있어, 높은 패턴 정밀도를 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

Claims

패턴의 이미지를 액체를 통해 기판 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계; 및

상기 기판의 외측으로 유출된 액체를 회수하는 회수장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판을 유지하는 기판 스테이지를 구비하고, 상기 회수장치는 상기 기판 스테이지에 형성되어 있는 회수부를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서,

상기 회수장치의 회수부는 상기 기판 스테이지에 형성된 기판의 유지부 주위의 적어도 일부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서,

상기 회수장치의 회수부는 상기 기판 스테이지에 배치된 액체흡수부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 4 항에 있어서,

상기 액체흡수부재는 다공질 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서,

상기 회수장치의 회수부는 상기 기판 스테이지에 배치된 액체회수홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서,

상기 회수장치의 회수부는 상기 기판 스테이지에 형성된 회수구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서,

상기 회수장치는 상기 기판 스테이지에 유지된 상기 기판의 이면측으로 돌아들어간 액체를 회수하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서,

상기 회수장치는 상기 회수부에서 회수된 액체를 상기 기판 스테이지가 기판 교환위치에 왔을 때 배출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서,

상기 회수장치의 회수부에서 회수된 액체를 흡인하기 위한 흡인장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서,

상기 회수장치의 회수부에서 회수된 액체를 모으는 탱크를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서,

상기 투영광학계와 상기 기판 사이에 액체를 공급하는 공급장치를 구비하고, 상기 투영광학계와 상기 기판 사이의 액침 부분이 상기 기판의 주연 부근에 있을 때, 상기 공급장치는 액체의 공급량을 늘리는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판 상의 액체를 회수하는 제 2 회수장치를 구비하고, 상기 투영광학계와 상기 기판 사이의 액침 부분이 상기 기판의 주연 부근에 있을 때, 상기 제 2 회수장치는 액체의 회수량을 줄이는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판을 유지하는 기판 스테이지는 상기 기판을 흡착 유지하기 위한 흡착구멍을 가지며, 상기 기판의 외측으로 유출되어 상기 흡착구멍에 유입된 액체를 회수하는 제 3 회수장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 14 항에 있어서,

상기 제 3 회수장치는 상기 흡착구멍으로부터 유입된 기체와 액체를 분리하는 분리기를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회수장치는 회수한 액체와 그 액체와 함께 회수된 기체를 분리하는 분리기를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판의 상방으로부터 상기 기판 상의 액체를 회수하는 제 2 회수장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판의 상방으로부터 상기 기판 상에 액체를 공급하는 액체공급장치를 구비하고, 상기 기판 상에 공급된 대략 모든 액체는 상기 회수장치로 회수되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
패턴의 이미지를 액체를 통해 기판 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계;

상기 기판의 상방으로부터 액체를 공급하는 액체공급기구; 및

상기 액체공급기구로부터 공급된 액체를 회수하는 회수장치를 구비하고,

상기 회수장치는 상기 기판의 상방으로부터 액체의 회수를 행하지 않는 노광장치.
패턴의 이미지를 액체를 통해 기판 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계;

흡기구를 갖는 흡기계; 및

이 흡기구로부터 흡인된 액체를 회수하는 회수장치를 구비하는 노광장치.
제 20 항에 있어서,

상기 회수장치는 상기 흡기구로부터 흡인된 액체와 기체를 분리하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 20 항에 있어서,

상기 흡기구는 물체를 소정 위치에 유지하기 위해 설치되어 있는 노광장치.
제 22 항에 있어서,

기판 스테이지를 더 구비하고, 상기 물체가 기판이고, 상기 흡기구가 기판을 흡착 유지하기 위해 상기 기판 스테이지에 설치되어 있는 노광장치.
패턴의 이미지를 액체를 통해 기판 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계;

상기 기판을 유지하는 기판 스테이지; 및

상기 기판 스테이지에 적어도 일부가 설치되어, 액체의 회수를 행하는 회수장치를 구비하는 노광장치.
제 24 항에 있어서,

상기 회수장치는 상기 기판의 이면으로 돌아들어간 액체의 회수를 행하는 노광장치.
제 24 항에 있어서,

상기 회수장치는 상기 기판 스테이지의 상면에 회수부를 갖는 노광장치.
제 26 항에 있어서,

상기 기판 스테이지는 상기 기판의 이면을 유지하는 유지부를 가지며, 상기 회수장치는 상기 유지부에 추가로 별도의 회수부를 갖는 노광장치.
제 24 항에 있어서,

상기 회수장치는 액체흡수부재를 포함하는 노광장치.
제 24 항에 있어서,

상기 회수장치는 상기 기판 스테이지에 형성된 홈부를 갖는 노광장치.
제 24 항에 있어서,

상기 회수장치는 회수한 액체를 기체와 분리하는 분리기를 갖는 노광장치.
제 24 항에 있어서,

상기 회수장치로 회수된 액체는 상기 기판 스테이지가 소정 위치로 이동하였을 때에 배출되는 노광장치.
제 31 항에 있어서,

상기 소정 위치는 기판 교환위치를 포함하는 노광장치.
제 24 항에 있어서,

상기 기판 스테이지에 설치된 간섭계 미러를 더 구비하고, 상기 회수장치의 액체회수부는 상기 간섭계 미러의 근방에 배치되어 있는 노광장치.
제 1 항, 제 19 항, 제 20 항 및 제 24 항 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
투영광학계에 의해 소정 패턴의 이미지를 기판 상에 전사함으로써 기판을 노광하는 노광방법으로서,

상기 투영광학계와 상기 기판 사이에 액체를 기판의 상방으로부터 공급하는 단계;

상기 공급된 액체를 기판의 외측에서 또한 기판보다 낮은 위치로부터 회수하는 단계; 및

상기 액체의 공급 및 회수가 행해지고 있는 동안에 상기 기판을 노광하는 단계를 포함하는 노광방법.
제 35 항에 있어서,

상기 공급된 액체를 기판의 상방으로부터 회수하는 단계를 더 포함하는 노광방법.