KR20070054603A - 기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기판의 이면측으로의 액체의 침입을 방지할 수 있는 기판 유지 장치를 제공한다. 기판 유지 장치 (PH) 는 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 기판 (P) 을 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에서 유지된 처리 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고 있다. 제 2 유지부 (PH2) 는 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 제 2 공간 (32) 이 형성되도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하고 있다. 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 에는, 제 1 유지부 (PH1) 에서 유지된 기판 (P) 과 상기 제 2 유지부 (PH2) 에서 유지된 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 흡수하는 흡수 부재 (100) 가 배치되어 있다.
기판 유지 장치, 노광 장치, 액침

Description

기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법{SUBSTRATE HOLDING APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
기술분야
본 발명은 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치, 처리 기판을 노광하는 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2004년 9월 17일에 출원된 일본 특허출원2004-271634호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
배경기술
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 마이크로 디바이스의 제조 공정 중 하나인 포토리소그래피 공정에서는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성의 기판 상에 투영하는 노광 장치가 사용된다. 이 노광 장치는, 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와 기판을 지지하는 기판 스테이지를 갖고, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 축차 (逐次) 이동하면서 마스크 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판에 투영하는 것이다. 마이크로 디바이스의 제조에서는, 디바이스의 고밀도화를 위해, 기판 상에 형성되는 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이 요구에 응하기 위해 노광 장치의 더욱 고해상도화가 요구되고 있고, 그 고해상도화를 실현하기 위한 수단 중 하나로서, 하기 특허 문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같은, 투영 광학계와 기판 사이를 기체보다 굴절률이 높은 액체로 채운 상태에서 노광 처리를 실행하 는 액침 노광 장치가 안출되어 있다.
특허 문헌 1 :국제 공개 제99/49504호 팜플렛
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그런데, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 기판 (처리 기판; P) 의 주연 (周緣) 영역 (에지 영역; E) 을 액침 노광하는 경우에는, 투영 광학계의 투영 영역 (AR1') 을 덮는 액침 영역 (AR2') 의 일부가 기판 (P) 의 외측에 형성되는 경우가 발생한다. 액침 영역 (AR2') 의 일부를 기판 (P) 의 외측에 형성한 상태에서 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 을 노광하는 경우, 액체가 기판과 기판 스테이지 사이의 갭 (간극) 등을 통해서 기판의 이면측으로 돌아 들어와, 기판과 기판 스테이지 (기판 홀더) 사이에 침입할 가능성이 있다. 이 경우, 기판 스테이지가 기판을 양호하게 유지할 수 없을 가능성이 발생한다. 예를 들어, 기판의 이면과 기판 스테이지 사이에 침입한 액체는 이물질로서 작용하기 때문에, 지지된 기판의 플랫니스 (flatness) 의 열화를 초래할 가능성이 있다. 또는, 침입한 액체가 기화함으로써 부착 흔적 (이하, 액체가 물이 아닌 경우도 워터 마크라고 칭한다) 이 형성되는 경우도 생각할 수 있다. 그 워터 마크도 이물질로서 작용하기 때문에, 지지된 기판의 플랫니스의 열화를 초래할 가능성이 있다. 또, 기판과 기판 스테이지 사이에 침입한 액체가 기화했을 때의 기화열에 의해 기판 스테이지가 열변형하는 등의 문제가 생길 가능성도 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 처리 기판의 이면측 으로의 액체의 침입을 방지할 수 있는 기판 유지 장치 및 노광 장치, 그 노광 장치를 이용한 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시 형태에 나타내는 도 1 내지 도 18 에 대응한 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 부여된 괄호가 붙여진 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않고, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광되는 처리 기판 (P) 을 유지하는 기판 유지 장치로서, 기재 (基材; PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 처리 기판 (P) 을 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되고 제 1 유지부 (PH1) 에서 유지된 처리 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고, 제 2 유지부 (PH2) 는 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 공간 (32) 이 형성되도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하고, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 에는, 제 1 유지부 (PH1) 에서 유지된 처리 기판 (P) 과 제 2 유지부 (PH2) 에서 유지된 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 흡수하는 흡수 부재 (100) 가 배치되어 있는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 처리 기판과 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체는 흡수 부재에 의해 흡수되므로, 처리 기판의 이면측의 공간으로의 액체의 침입을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 유지 장치는 처리 기판을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광되는 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) 에서 유지된 처리 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고, 플레이트 부재 (T) 중 물체 (P) 와 대향하는 측면 (Tc) 에는, 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (300) 가 형성되어 있는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 처리 기판 등의 물체와 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체는, 플레이트 부재 중 물체와 대향하는 측면에 형성된 회수구를 통해서 회수되므로, 물체의 이면측의 공간으로의 액체의 침입을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 유지 장치는 물체를 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광되는 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) 에서 유지된 처리 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고, 제 1 유지부 (PH1) 는, 처리 기판 (PH2) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부 (46) 와, 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 대향하고 제 1 지지부 (46) 를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부 (周壁部; 42) 를 갖고, 제 1 주벽부 (42) 중 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 대향하는 상면 (42A) 은 조면 (粗面) 처리되어 있는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 조면 처리된 제 1 주벽부의 상면은 액체의 이동을 방해하므로, 처리 기판의 이면과 조면 처리된 제 1 주벽부의 상면 사이를 통해서, 처리 기판의 이면측의 공간으로 액체가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 유지 장치는 처리 기판을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광되는 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) 에서 유지된 처리 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고, 제 1 유지부 (PH1) 는 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부 (46) 와, 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 대향하고 제 1 지지부 (46) 를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부 (42) 를 갖고, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에는, 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 갖는 발액성 부재 (450) 가 형성되어 있는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 처리 기판과 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체는, 제 1 주벽부의 외측에 형성된 발액성 부재에 의해 튕겨지므로, 처리 기판의 이면측의 공간으로의 액체의 침입을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 유지 장치는 처리 기판을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광되는 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 유 지부 (PH1) 에서 유지된 처리 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고, 제 1 유지부 (PH1) 는 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부 (46) 와 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 대향하고 제 1 지지부 (46) 를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부 (42) 를 갖고, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에는 제 1 유지부 (PH1) 에서 유지된 처리 기판 (P) 과 제 2 유지부 (PH2) 에서 유지된 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 유지하는 다공질 부재 (500) 가 형성되어 있는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 처리 기판과 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체는, 처리 기판을 유지하는 제 1 주벽부의 외측에 배치되어 있는 다공질 부재에 의해 흡수되므로, 처리 기판의 이면측의 공간으로의 액체의 침입을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 유지 장치는 처리 기판을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광되는 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) 에서 유지된 처리 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고, 제 1 유지부 (PH1) 는 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부 (46) 와, 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 대향하고 제 1 지지부 (46) 를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부 (42) 를 갖고, 제 1 주벽부 (42) 의 적어도 일부는 다공체 (600, 700) 로 이루어지는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 처리 기판과 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체는, 제 1 주벽부의 일부를 구성하는 다공체로 유지되므로, 처리 기판의 이면측의 공간으로의 액체의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 침입한 액체를, 다공체를 통해서 흡인 회수하거나 또는 다공체를 통해서 기체를 불어내어 처리 기판의 이면측으로의 액체의 침입을 저지할 수 있다. 따라서, 기판 유지 장치는 처리 기판을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통해서 노광되는 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 형성되며 제 1 유지부 (PH1) 에서 유지된 처리 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고, 제 1 유지부 (PH1) 는 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부 (46) 와, 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 대향하고 제 1 지지부 (46) 를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부 (42) 를 갖고, 제 1 주벽부 (42) 의 적어도 일부로부터 기체를 불어 내는 기체 공급 기구 (701, 801) 를 구비한 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 기체 공급 기구가 제 1 주벽부에서 기체를 불어냄으로써, 처리 기판과 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체가 처리 기판의 이면측의 공간으로 침입하는 것을 저지할 수 있다. 따라서, 기판 유지 장치는 처리 기판을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명의 제 8 양태에 따르면, 상기 양태의 기판 유지 장치 (PH) 를 구비하고, 그 기판 유지 장치 (PH) 에 유지된 처리 기판 (P) 을 액체 (LQ) 를 통해서 노광하는 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명의 제 8 양태에 따르면, 기판 유지 장치로 처리 기판을 양호하게 유지한 상태에서 양호한 정밀도로 액침 노광시킬 수 있다.
본 발명의 제 9 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 장치 (EX) 를 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 9 양태에 따르면, 처리 기판을 양호한 정밀도로 노광하여, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제공할 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 처리 기판의 이면측으로의 액체의 침입을 억제시킨 상태에서 기판을 양호하게 노광시킬 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 기판 홀더를 나타내는 측단면도이다.
도 3 은 기판 홀더를 나타내는 평면도이다.
도 4 는 기판 스테이지의 평면도이다.
도 5 는 제 1 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 (要部) 확대 단면도이 다.
도 6 은 제 2 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 7 은 제 2 실시 형태에 관련된 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8 은 제 3 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 9 는 제 3 실시 형태에 관련된 변형예를 나타내는 도면이다.
도 10 은 제 4 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 11 은 제 5 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 12 는 제 6 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 13 은 제 7 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 14 는 제 8 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 15 는 제 9 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 16 은 제 10 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 17 은 제 11 실시 형태에 관련된 기판 홀더의 요부 확대 단면도이다.
도 18 은 반도체 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 19 은 종래의 과제를 설명하기 위한 모식도이다.
부호의 설명
1…액침 기구 10…액체 공급 기구
20…액체 회수 기구 31…제 1 공간
32…제 2 공간 40…제 1 진공계
42…제 1 주벽부 42A…상면
46…제 1 지지부 60…제 2 진공계
61…제 2 흡인로 62…제 2 주벽부
63…제 3 주벽부 66…제 2 지지부
100…흡수 부재 300…회수로
301…내부 유로 320…홈부
450…발액성 부재 500…다공질 부재
501…회수 기구 600…다공체
601…회수 기구 700…다공체
701…기체 공급 기구 801…기체 공급 기구
AR1…투영 영역 AR2…액침 영역
EL…노광광 EX…노광 장치
LQ…액체 P…기판 (처리 기판)
PH…기판 홀더 PH1…제 1 유지부
PH2…제 2 유지부 PHB…기재
PL…투영 광학계 PST…기판 스테이지
T…플레이트 부재 Ta…표면
Tb…이면 Tc…측면
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명에 관련된 노광 장치의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
여기서, 이하의 설명에서는 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 설명한다. 그리고, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 와 일치하는 방향 (연직 방향) 을 Z축 방향, Z축 방향에 수직인 평면내에서의 소정 방향을 X축 방향, Z축 방향 및 X축 방향에 수직인 방향을 Y축 방향, X축, Y축 및 Z축 주위의 회전 (경사) 방향을 각각, θX, θY 및 θZ 방향으로 한다.
<제 1 실시 형태>
도 1 은 본 발명에 관련된 노광 장치의 제 1 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 지지하여 이동 가능한 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (기판 유지 장치; PH) 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) 으로 조명하는 조명 광학계 (IL) 과, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 에 투영 노광하는 투영 광학계 (PL) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어장치 (CONT) 를 구비하고 있다. 또한, 여기서 의미하는 「기판」은, 노광 처리를 포함하는 각종 프로세스 처리가 실시되는 처리 기판으로서, 반도체 웨이퍼 상에 감광성 재료인 포토레지스트를 도포한 것을 포함한다. 또, 「마스크」는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 레티클을 포함한다.
본 실시 형태의 노광 장치 (EX) 는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점 심도를 실질적으로 넓히기 위해서 액침법을 적용한 액 침 노광 장치로서, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 액침 기구 (1) 를 구비하고 있다. 액침 기구 (1) 는, 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. 또, 투영 광학계 (PL) 의 선단부 근방에는, 액침 기구 (1) 의 일부를 구성하는 노즐 부재 (70) 가 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 선단부의 광학 소자 (2) 를 둘러싸도록 형성된 환상 (環狀) 부재로서, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급하기 위한 공급구 (12) 및 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 회수구 (22) 를 구비하고 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 액체 (LQ) 로서 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 선단의 광학 소자 (2) 와, 기판 (P) 의 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.
조명 광학계 (IL) 는 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 것으로, 노광광 (EL) 을 사출하는 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 노광광 (EL) 의 조도를 균일화하는 옵티컬 인터그레이터, 옵티컬 인터그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 설정하는 시야 조리개 등을 가지고 있다. 마스크 (M) 상의 소정 조명 영역은 조명 광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 으로 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로서는, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248nm) 등의 원자외광 (DUV광) 이나, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193nm) 및 F2 레이저광 (파장 157nm) 등의 진공 자외광 (VUV광) 등이 사용된다. 본 실시 형태에서는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다. 상기 서술한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 액체 (LQ) 는 순수이고, 노광광 (EL) 이 ArF 엑시머 레이저광이어도 투과할 수 있다. 또, 순수는 자외역의 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248nm) 등의 원자외광 (DUV광) 도 투과할 수 있다.
마스크 스테이지 (MST) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동할 수 있고, 예를 들어 마스크 (M) 를 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해 고정하고 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면내, 즉, XY 평면내에서 2차원 이동 가능 및 θZ 방향에 미소 회전할 수 있다. 마스크 스테이지 (MST) 상에는 레이저 간섭계 (92) 용의 이동경 (91) 이 형성되어 있고, 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2차원 방향 (XY 방향) 의 위치 및 θZ 방향의 회전각 (경우에 따라서는 θX, θY 방향의 회전각도 포함한다) 은 레이저 간섭계 (92) 에 의해 실시간으로 계측된다. 제어장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (92) 의 계측 결과에 기초하여, 리니어 모터 등을 포함하는 마스크 스테이지 구동장치 (MSTD) 를 구동함으로써 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 의 위치를 제어한다.
투영 광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴을 소정 투영 배율 β 로 기판 (P) 에 투영 노광하는 것이다. 투영 광학계 (PL) 는 기판 (P) 측의 선단부에 형성된 광학 소자 (2) 를 포함하는 복수 광학 소자로 구성되어 있고, 이들 광학 소자는 경통 (PK) 로 지지되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는, 투영 배율 β 가 예를 들어 1/4, 1/5, 혹은 1/8 의 축소계이다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 또, 본 실시 형태의 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자 (2) 에는 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 접촉된다.
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 평면내에서 2차원 이동 및 θZ 방향에 미소 회전할 수 있다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 는, Z축 방향, θX 방향 및 θY 방향으로도 이동할 수 있다. 즉, 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 는 Z축 방향, θX, θY 방향 (경사 방향), 2차원 방향 (XY 방향) 및 θZ 방향으로 이동할 수 있다. 기판 홀더 (PH) 의 측면에는 레이저 간섭계 (94) 용의 이동경 (93) 이 형성되어 있고, 기판 홀더 (PH) (기판 스테이지 (PST)) 의 2차원 방향의 위치 및 θZ 방향의 회전각은 레이저 간섭계 (94) 에 의해 실시간으로 계측된다. 또, 도시되어 있지 않으나, 노광 장치 (EX) 는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평8-37149호에 개시되어 있는 바와 같이, 기판 스테이지 (PST) 의 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 표면의 위치 정보를 검출하는 포커스ㆍ레벨링 검출계를 구비하고 있다. 포커스ㆍ레벨링 검출계는, 기판 (P) 표면의 Z축 방향의 위치 정보 및 기판 (P) 의 θX 및 θY 방향의 경사 정보를 검출한다. 제어장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과 및 포커스ㆍ레벨링 검출계의 검출 결과에 기초하여, 기판 스테이지 구동장치 (PSTD) 를 구동하여 기판 스테이지 (PST) 를 구동함으로써, 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 Z축 방향에서의 위치 (포커스 위치), 경사 방향에서의 위치, XY 방향에서의 위치 및 θZ 방향에서의 위치를 제어한다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 의 이동 기구는 예를 들어 일본 공개특허공보 평9-5463호나 일본 공개특허공보 소59-101835호에 개시되어 있다.
액체 공급 기구 (10) 는, 액체 (LQ) 를 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 송출 가능한 액체 공급부 (11) 와 액체 공급부 (11) 에 그 일단부를 접속하는 공급관 (13) 을 구비하고 있다. 공급관 (13) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 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 회수 기구 (20) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 회수 가능한 액체 회수부 (21) 와 액체 회수부 (21) 에 그 일단부를 접속하는 회수관 (23) 을 구비하고 있다. 회수관 (23) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 액체 회수부 (21) 는 예를 들어 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. 또한 진공계로서 노광 장치 (EX) 에 진공 펌프를 형성하지 않고, 노광 장치 (EX) 가 배치되는 공장의 진공계를 이용하도록 해도 된다.
노즐 부재 (70) 는, 기판 (P) (기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 있어서, 광학 소자 (2) 의 측면을 둘러싸도록 형성된 환상 부재이다. 노즐 부재 (70) 와 광학 소자 (2) 사이에는 간극이 형성되어 있고, 노즐 부재 (70) 는 광학 소자 (2) 에 대해 진동적으로 분리되도록 소정의 지지 기구로 지지되어 있다. 노즐 부재 (70) 중, 기판 (P) 과 대향하는 하면 (70A) 에는, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 가 형성되어 있다. 또, 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 기판 (P) 상에 공급되는 액체 (LQ) 가 흐르는 공급 유로가 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 공급 유로의 일단부는 공급관 (13) 의 타단부에 접속되고, 공급 유로의 타단부는 공급구 (12) 에 접속되어 있다.
또, 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에는, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 가 형성되어 있다. 본 실시 형태에 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. 또, 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 회수구 (22) 를 통해서 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.
액체 공급부 (11) 의 동작은 제어장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급할 때, 제어장치 (CONT) 는, 액체 공급부 (11) 로부터 액체 (LQ) 를 송출하고, 공급관 (13) 및 노즐 부재 (70) 내부에 형성된 공급 유로를 통해서, 기판 (P) 의 상방에 형성되어 있는 공급구 (12) 로부터 기판 (P) 상에 단위 시간당 소정량의 액체 (LQ) 를 공급한다. 또, 액체 회수부 (21) 의 동작도 제어장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 제어장치 (CONT) 는 액체 회수부 (21) 에 의한 단위 시간당의 액체 회수량을 제어할 수 있다. 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 통해서 액체 회수부 (21) 에 회수된다.
이어서, 도 2, 도 3 및 도 4 를 참조하면서, 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 에 대해 설명한다. 도 2 는 기판 (P) 및 후술하는 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하는 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) 로 흡착 유지된 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고 있다. 플레이트 부재 (T) 는, 기재 (PHB) 와는 다른 부재로서, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 에 대해 탈착 (교환) 가능하게 형성되어 있다. 또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 플레이트 부재 (T) 는 대략 환상 부재로서, 그 중앙부에는, 기판 (P) 을 배치 가능한 대략 원형상의 구멍부 (TH) 가 있다. 그리고, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 배치된다. 또, 플레이트 부재 (T) 의 외형은 기재 (PHB) 의 형상을 따르도록 평면에서 볼 때, 직사각형상으로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 기재 (PHB) 에 플레이트 부재 (T) 가 흡착 유지된 상태를 기판 스테이지 (PST) 라고 칭한다.
도 2 있어서, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta 및 Tb) 각각은 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다. 또, 플레이트 부재 (T) 는 기판 (P) 과 거의 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) 은 거의 면일 (面一) 하게 된다. 즉, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주위에, 그 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 거의 면일한 평탄면 (Ta) 을 형성한다. 본 실시 형태에서는, 기판 스테이지 (PST) 의 상면은, 기판 (P) 을 유지했을 때, 유지한 기판 (P) 의 표면 (Pa) 을 포함하고, 거의 전체 영역에서 평탄면 (풀 플랫면) 이 되도록 형성되어 있다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 제 1 유지부 (PH1) 는, 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록 형상인 제 1 지지부 (46) 와 제 1 지지부 (46) 의 주위를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상인 제 1 주벽부 (42) 를 구비하고 있다. 제 1 지지부 (46) 는 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 것으로서, 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서 복수 일정하게 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제 1 지지부 (46) 는 복수 지지핀을 포함한다. 제 1 주벽부 (42) 는 기판 (P) 의 형상에 따라 대략 환상으로 형성되어 있고, 그 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 은 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 주연 영역 (에지 영역) 에 대향하도록 형성되어 있다. 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측에는, 기재 (PHB) 와 제 1 주벽부 (42) 와 기판 (P) 의 이면 (Pb) 으로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 이 형성된다.
제 1 주벽부 (42) 의 내측의 기재 (PHB) 상에는 제 1 흡인구 (41) 가 형성되어 있다. 제 1 흡인구 (41) 는 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 것으로서, 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서 기재 (PHB) 의 상면 중 제 1 지지부 (46) 이외의 복수의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제 1 흡인구 (41) 는 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서 복수 일정하게 배치되어 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), 제 1 주벽부 (42), 및 기판 (P) 의 이면 (Pb) 으로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 을 부압 (負壓) 으로 하기 위한 것으로서, 진공 펌프를 포함한다. 상기 서술한 바와 같이, 제 1 지지부 (46) 는 지지핀을 포함하고, 본 실시 형태에서의 제 1 유지부 (PH1) 는 소위 핀척 기구의 적 어도 일부를 구성하고 있다. 제 1 주벽부 (42) 는, 제 1 지지부 (46) 를 포함하는 제 1 공간 (31) 의 외측을 둘러싸는 외벽부로서 기능하고 있고, 제어장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 를 구동하고, 기재 (PHB), 제 1 주벽부 (42), 및 기판 (P) 으로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 1 공간 (31) 을 부압으로 함으로써, 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 주벽부 (42) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 대략 환상인 제 2 주벽부 (62) 와 제 2 주벽부 (62) 의 외측에 형성되고, 제 2 주벽부 (62) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상인 제 3 주벽부 (63) 와, 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록 형상인 제 2 지지부 (66) 을 구비하고 있다. 제 2 지지부 (66) 는, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 를 지지하는 것으로, 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이에 있어서 복수 일정하게 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제 2 지지부 (66) 도, 제 1 지지부 (46) 와 동일하게, 복수 지지핀을 포함하여 구성되어 있다. 제 2 주벽부 (62) 는 제 1 공간 (31) 에 대해 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 형성되어 있고, 제 3 주벽부 (63) 는 제 2 주벽부 (62) 보다 더 외측에 형성되어 있다. 또, 제 2 주벽부 (62) 는 플레이트 부재 (T) 의 구멍부 (TH) 의 형상에 따라 대략 환상으로 형성되어 있다. 제 3 주벽부 (63) 는, 플레이트 부재 (T) 의 외형에 따라 대략 직사각형 환상으로 형성되어 있다. 제 2 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 은, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 중, 구멍부 (TH) 근방의 내연 영역 (내측의 에지 영역) 에 대향 하도록 형성되어 있다. 제 3 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 은, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 중, 외연 (外緣) 영역 (외측의 에지 영역) 에 대향하도록 형성되어 있다. 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에는, 기재 (PHB), 제 2, 제 3 주벽부 (62, 63), 및 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 으로 둘러싸인 제 2 공간 (32) 이 형성된다.
제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이에서의 기재 (PHB) 상에는 제 2 흡인구 (61) 가 형성되어 있다. 제 2 흡인구 (61) 는 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하기 위한 것으로서, 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이에 있어서, 기재 (PHB) 의 상면 중 제 2 지지부 (66) 이외의 복수 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제 2 흡인구 (61) 는 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이에 있어서 복수 일정하게 배치되어 있다.
제 2 흡인구 (61) 의 각각은, 유로 (65) 를 통해서 제 2 진공계 (60) 에 접속되어 있다. 제 2 진공계 (60) 는, 기재 (PHB), 제 2, 제 3 주벽부 (62, 63), 및 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 으로 둘러싸인 제 2 공간 (32) 을 부압으로 하기 위한 것으로서, 진공 펌프를 포함한다. 상기 서술한 바와 같이, 제 2 지지부 (66) 는 지지핀을 포함하고, 본 실시 형태에서의 제 2 유지부 (PH2) 도, 제 1 유지부 (PH1) 와 동일하게, 소위 핀척 기구의 적어도 일부를 구성하고 있다. 제 2, 제 3 주벽부 (62, 63) 는, 제 2 지지부 (66) 를 포함하는 제 2 공간 (32) 의 외측을 둘러싸는 외벽부로 기능하고 있고, 제어장치 (CONT) 는, 제 2 진공계 (60) 를 구동하고, 기재 (PHB) 와 제 2, 제 3 주벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 로 둘러싸인 제 2 공간 (32) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 2 공간 (32) 을 부압으로 함으로써, 플레이트 부재 (T) 를 제 2 지지부 (66) 에 흡착 유지한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기판 (P) 의 흡착 유지하게 위해서는 핀척 기구를 채용하고 있지만, 그 외의 척 기구를 채용해도 된다. 동일하게, 플레이트 부재 (T) 의 흡착 유지에는 핀척 기구를 채용하고 있지만, 그 외의 척 기구를 채용해도 된다. 또, 본 실시 형태에서는, 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 의 흡착 유지에 진공 흡착 기구를 채용하고 있지만, 적어도 일방을 정전 흡착 기구 등의 다른 기구를 이용하여 유지하도록 해도 된다.
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. 제어장치 (CONT) 는, 각각의 제 1 진공계 (40) 및 제 2 진공계 (60) 의 동작을 개별적으로 제어할 수 있고, 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 실행할 수가 있다. 또, 제어장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 와 제 2 진공계 (60) 를 각각 제어하고, 제 1 공간 (31) 의 압력과 제 2 공간 (32) 의 압력을 서로 상이하게 할 수도 있다.
도 2 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 외측의 에지부와 그 기판 (P) 의 주위에 형성된 플레이트 부재 (T) 의 내측 (구멍부 (TH)측) 의 에지부 사이에는, 0.1 ~ 1.0mm 정도의 갭 (간극; A) 이 형성되 어 있다. 본 실시 형태에서는, 갭 (A) 은 0.3mm 정도이다.
또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서의 기판 (P) 에는, 위치 맞춤을 위한 절결부인 노치부 (NT) 가 형성되어 있다. 노치부 (NT) 에서의 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 와의 갭도 0.1 ~ 1.0mm 정도로 설정되도록, 기판 (P) 의 외형 (노치부 (NT) 의 형상) 에 따라, 플레이트 부재 (T) 의 형상으로 설정되어 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. 이에 따라, 노치부 (NT) 를 포함하는 기판 (P) 의 에지부의 전체 영역과 플레이트 부재 (T) 사이에, 0.1 ~ 1.0mm 정도의 갭 (A) 이 확보되어 있다. 또, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 주벽부 (62) 및 그 상면 (62A) 에는, 플레이트 부재 (T) 의 돌기부 (150) 의 형상에 따른 볼록부 (62N) 가 형성되어 있다.
또, 제 1 유지부 (PH1) 의 제 1 주벽부 (42) 및 그 상면 (42A) 에는, 제 2 주벽부 (62) 의 볼록부 (62N) 및 기판 (P) 의 노치부 (NT) 의 형상에 따른 오목부 (42N) 가 형성되어 있다. 제 1 주벽부 (42) 의 오목부 (42N) 는, 제 2 주벽부 (62) 의 볼록부 (62N) 와 대향하는 위치에 형성되어 있고, 오목부 (42N) 와 볼록부 (62N) 사이에는 소정 갭이 형성되어 있다.
또한 여기서는, 기판 (P) 의 절결부로서 노치부 (NT) 를 예로 하여 설명했지만, 절결부가 없는 경우나, 절결부로서 기판 (P) 에 오리엔테이션 플랫 (orientation flat) 부가 형성되어 있는 경우에는, 플레이트 부재 (T), 제 1 주벽부 (42) 및 제 2 주벽부 (62) 각각을, 기판 (P) 의 외형에 따른 형상으로 하고, 기 판 (P) 과 그 주위의 플레이트 부재 (T) 사이에 있어서 소정 갭 (A) 을 확보하도록 하면 된다.
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) 와 그 측면 (Pc) 에 대향하는 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 사이에는, 상기 서술한 바와 같이 0.1 ~ 1.0mm 정도의 갭 (A) 이 확보되어 있다. 또, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 및 제 2 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 은 평탄면으로 되어 있다. 또한, 도 5 에는 도시 생략되어 있지만, 제 3 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 도 평탄면으로 되어 있다. 또 본 실시 형태에서는, 제 1 유지부 (PH1) 중, 제 1 지지부 (46) 는, 제 1 주벽부 (42) 와 동일한 높이이거나, 제 1 주벽부 (42) 보다 훨씬 높게 형성되어 있다. 그리고, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 가 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 에 지지된다.
플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 에는, 액체 (LQ) 를 흡수 가능한 흡수 부재 (100) 가 배치되어 있다. 흡수 부재 (100) 는 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 흡수하기 위한 것으로서, 스펀지 상(狀) 부재를 포함하는 다공질 부재에 의해 형성되어 있다. 흡수 부재 (100) 는 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 의 거의 전체 영역에 형성되어 있어도 되고, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 중 구멍부 (TH) 근방의 내연 (內緣) 영역에만 형성되어 있어도 된다.
제 2 유지부 (PH2) 중, 제 2 지지부 (66) 는 제 2 주벽부 (62) 보다 약간 높게 형성되어 있고, 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) (흡수 부재 (100) 의 하면을 포함한다) 과 제 2 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 사이에는 소정 갭 (B) 이 형성되어 있다. 갭 (B) 은 갭 (A) 보다 작고, 수㎛ (예를 들어 3㎛) 정도이다. 갭 (B) 은 적으므로, 제 2 공간 (32) 의 부압은 유지된다.
또, 제 2 유지부 (PH2) 는, 흡수 부재 (100) 에 흡수되고, 그 흡수 부재 (100) 에 유지되어 있는 액체 (LQ) 를 흡인 회수하는 회수 기구 (101) 를 구비하고 있다. 회수 기구 (101) 는, 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상의 소정 위치에 형성된 볼록부 (102) 와, 볼록부 (102) 의 상면 (102A) 에 형성된 회수구 (103) 와, 그 회수구 (103) 에 유로 (104) 를 통해서 접속된 진공계 (105) 를 구비하고 있다. 회수구 (103) 는, 볼록부 (102) 의 상면 (102A) 의 복수 소정 위치의 각각에 형성되어 있다. 볼록부 (102) 는, 그 볼록부 (102) 의 상면 (102A) 과 제 2 지지부 (66) 로 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 의 흡수 부재 (100) 가 접촉하도록 형성되어 있다. 진공계 (105) 가 구동되면, 다공질 부재인 흡수 부재 (100) 에 유지되어 있는 액체 (LQ) 는, 그 흡수 부재 (100) 에 접촉되어 있는 회수구 (103) 를 통해서 진공계 (105) 에 흡인 회수되고, 소정 탱크에 수용된다. 회수구 (103) 는, 흡수 부재 (100) 에 접촉하는 상면 (102A) 에 형성되어 있으므로, 흡수 부재 (100) 에 유지되어 있는 액체 (LQ) 를 원활하게 회수할 수 있다. 또한, 도시되어 있지 않으나, 회수구 (103) 와 진공계 (105) 사이의 유로 (104) 도중에는, 회수구 (103) 에 의해 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기가 형성되어 있고, 진공계 (105) 에 액체 (LQ) 가 유입하는 것을 방지하고 있다.
또한, 볼록부 (102) 는, 그 상면 (102A) 과 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 의 흡수 부재 (100) 가 접촉하도록 형성되어 있으면 되고, 예를 들어, 평면에서 볼때, 환상으로 형성되어 있어도 되고, 기재 (PHB) 상의 복수 소정 위치의 각각에 분할하여 형성되어 있어도 된다. 또한, 상면 (102A) 은 흡수 부재 (100) 에 반드시 접촉되어 있을 필요는 없고, 즉, 흡수 부재 (100) 에 유지되어 있는 액체 (LQ) 를 회수구 (103) 를 통해서 회수할 수 있으면 된다.
또, 제 1 주벽부 (42) 와, 제 2 주벽부 (62) 사이에는 갭 (C) 이 형성되어 있다. 갭 (C) 은 갭 (A) 보다 크고, 예를 들어 2.5mm 정도이다. 또, 제 1 유지부 (PH1) 중 환상인 제 1 주벽부 (42) 의 외경은 기판 (P) 의 직경보다 작게 형성되어 있고, 기판 (P) 의 주연 영역은 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 소정량 오버행되어 있다. 또한, 제 2 유지부 (PH2) 중 환상인 제 2 주벽부 (62) 의 내경은, 플레이트 부재 (T) 의 구멍부 (TH) 의 내경보다 크게 형성되어 있고, 플레이트 부재 (T) 의 구멍부 (TH) 근방의 내연 영역은 제 2 주벽부 (62) 의 내측에 소정량 오버행되어 있다.
또, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 사이에는 소정 갭 (D) 이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 갭 (B) 에 대한 액체 (LQ) 의 흡인력이, 갭 (D) 에 대한 액체 (LQ) 의 흡인력보다 커지도록 갭 (B), 갭 (D), 제 1 공간 (31) 의 부압 및 제 2 공간 (32) 의 부압이 설정되어 있다.
또, 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 회수구로서 기능을 하고 있다. 즉, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가, 갭 (B) 을 통해서 제 2 공간 (32) 에 침입했을 경우에 있어서도, 그 액체 (LQ) 는, 제 2 흡인구 (61) 로부터 흡인 회수되도록 되어 있다. 여기서, 제 2 흡인구 (61) 와 제 2 진공계 (60) 를 접속하고 있는 유로 (65) 도중에도 기액 분리기가 형성되어 있고 제 2 흡인구 (61) 로부터 회수된 액체 (LQ) 가 제 2 진공계 (60) 로 유입하는 것이 방지되어 있다.
도 2 로 되돌아가, 제 3 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 은 평탄면으로서, 제 3 주벽부 (63) 는, 제 2 지지부 (66) 보다 훨씬 낮게 형성되어 있다. 그리고, 제 3 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 과 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 사이에는 소정 갭 (K) 이 형성되어 있다. 또, 플레이트 부재 (T) 는, 제 3 주벽부 (63) 의 외형보다 크게 형성되어 있고, 플레이트 부재 (T) 의 외연 영역은 제 3 주벽부 (63) 의 외측에 소정량 오버행되어 있다. 플레이트 부재 (T) 상의 액체 (LQ) 가 플레이트 부재 (T) 의 외측에 유출했을 경우, 기판 홀더 (PH) 의 측면으로 형성되어 있는 이동경 (93) 에 부착될 우려가 있지만, 플레이트 부재 (T) 가 제 3 주벽부 (63) 의 외측에, 나아가서는 이동경 (93) 의 외측에 오버행되어 있으므로, 플레이트 부재 (T) 의 외측에 유출된 액체 (LQ) 가 이동경 (93) 에 부착하는 것이 방지되어 있다. 또, 플레이트 부재 (T) 와 제 3 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 사이 에는 갭 (K) 이 형성되어 있기 때문에, 제 2 진공계 (60) 에 의해 제 2 공간 (32) 을 부압으로 함으로써, 제 2 공간 (32) 의 외측에서 내측을 향하는 갭 (K) 을 개재한 기체의 흐름이 생성된다. 따라서, 플레이트 부재 (T) 의 외측에 유출된 액체 (LQ) 는, 이동경 (93) 을 포함하는 기판 홀더 (PH) 의 측면으로 흐르기 전에 (부착되기 전에), 갭 (K) 을 통해서 제 2 공간 (32) 으로 인입되므로, 이동경 (93) 에 액체 (LQ) 가 부착되는 문제를 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta), 이면 (Tb) 및 측면 (Tc) 각각에는, 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 갖는 발액성 재료가 피복되어 있다. 발액성 재료로서는, 폴리4불화에틸렌 등의 불소계 수지 재료나 아크릴계 수지 재료 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 석영으로 이루어지는 플레이트 부재 (T) 에는, 아사히 가라스사 제조 「사이톱」이 피복되어 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 에 피복되는 발액성 재료로서 HMDS (헥사메틸디실라잔) 를 이용할 수도 있다. 또는, 플레이트 부재 (T) 를 발액성으로 하기 위해, 플레이트 부재 (T) 자체를 발액성 재료 (불소계의 재료 등) 로 형성해도 된다.
기판 (P) 의 노광면인 표면 (Pa) 에는 포토레지스트 (감광재) 가 피복되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 감광재는 ArF 엑시머 레이저용의 감광재로서, 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 가지고 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이나 측면 (Pc) 에도, 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 갖는 발액성 재료가 피복되어 있다. 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이나 측면 (Pc) 에 피복하는 발액성 재료로서는, 상기 감광재를 들 수 있다. 또, 기판 (P) 의 노광면인 표면 (Pa) 에 도포된 감광재의 상층에 오버코트층이라 불리는 보호층 (액체로부터 감광재를 보호하는 막) 을 도포하는 경우가 있지만, 이 오버코트층을 형성하기 위한 재료가, 예를 들어 불소계 수지 재료 등의 발액성 재료인 경우에는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이나 측면 (Pc) 을 덮는 발액성 재료로서 이 오버코트층 형성용 재료를 이용해도 된다. 또한, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이나 측면 (Pc) 에 피복하는 발액성 재료로서 HMDS (헥사메틸디실라잔) 를 이용할 수도 있다. 또, 이 HMDS 를 오버코트층 형성용 재료로서 기판 (P) 의 표면 (Pa) 에 피복하도록 해도 된다.
또, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 의 적어도 일부 표면에 대해 발액화 처리를 실행하고, 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 부여해도 된다. 본 실시 형태에서는, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 중, 제 1 유지부 (PH1) 의 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 및 외측면 (제 2 주벽부 (62) 와 대향하는 면; 42C), 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 이 발액성을 가지고 있다. 또, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 2 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 및 내측면 (제 1 주벽부 (42) 와 대향하는 면; 62B), 제 2 지지부 (66) 의 상면 (66A) 이 발액성을 가지고 있다. 기판 홀더 (PH) 의 발액화 처리로서는, 상기 서술한 바와 같은 불소계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료, 감광재, 오버코트층 형성용 재료, HMDS 등을 덮는 처리를 들 수 있다.
다음으로, 상기 서술한 구성을 갖는 노광 장치 (EX) 의 동작의 일례 및 기판 홀더 (PH) 작용에 대해 설명한다.
본 실시 형태에서의 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 X축 방향 (주사 방향) 으로 이동하면서 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하 는 주사형 노광 장치 (소위 스캐닝 스테퍼) 로서, 주사 노광시에는 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통해서 마스크 (M) 의 일부 패턴 이미지가 투영 영역 (AR1) 내에 투영되고, 마스크 (M) 가 -X 방향 (또는 +X 방향) 으로 속도 V 로 이동하는 것에 동기하고, 기판 (P) 이 투영 영역 (AR1) 에 대해 +X 방향 (또는 -X 방향) 으로 속도 βㆍV (β 는 투영 배율) 로 이동한다. 기판 (P) 상에는 복수 쇼트 영역이 설정되어 있고, 1개의 쇼트 영역에 대한 노광 종료 후에, 기판 (P) 의 스텝 이동에 의해 다음의 쇼트 영역이 주사 개시 위치로 이동하고, 이하, 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식으로 기판 (P) 을 이동하면서 각 쇼트 영역에 대한 주사 노광 처리가 순차 행해진다.
기판 (P) 의 표면 (Pa) 의 주연 영역 (에지 영역; E) 을 노광할 때, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성된 액침 영역 (AR2) 의 일부가 기판 (P) 의 외측에 형성되는 상태가 발생하고, 그 상태에서는, 갭 (A) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 형성된다. 이 경우, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 갭 (A) 으로부터 침입하고, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아들어갈 가능성이 있지만, 제 1 유지부 (PH1) 에서 유지된 기판 (P) 과 제 2 유지부 (PH2) 에서 유지된 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 은, 0.1 ~ 1.0mm 정도로 설정되어 있으므로, 액체 (LQ) 의 표면장력에 의해, 갭 (A) 에 액체 (LQ) 가 침입하는 것이 방지되어 있다. 또, 본 실시 형태에서는 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 이나 측면 (Tc) 이 발액성인 것과 함께, 기판 (P) 의 측면 (Pc) 도 발액성이기 때문에, 갭 (A) 으로부터의 액체 (LQ) 의 침입이 더욱 확실하게 방지되어 있다. 따라서, 기판 (P) 의 에지 영역 (E) 을 노광하는 경우에도 플레이트 부재 (T) 에 의해 투영 광학계 (PL) 아래에 액체 (LQ) 를 유지할 수 있다.
또, 만일 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입한 경우에도, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 에는 액체 (LQ) 를 흡수하는 흡수 부재 (100) 가 형성되어 있으므로, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가지 않고, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 인입되어, 흡수 부재 (100) 로 흡수된다. 따라서, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다.
또, 흡수 부재 (100) 로 흡수 (유지) 된 액체 (LQ) 는, 회수 기구 (101) 로 회수되므로, 흡수 부재 (100) 로부터 액체 (LQ) 가 제 2 공간 (32) 의 내측의 기재 (PHB) 상 등에 적하되는 문제도 방지된다. 또한, 만일, 흡수 부재 (100) 로부터 액체 (LQ) 가 적하해도, 상기 서술한 바와 같이, 기재 (PHB) 상에 형성되어 있는 제 2 흡인구 (61) 는, 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수구로서의 기능을 가지고 있기 때문에, 그 액체 (LQ) 를 제 2 흡인구 (61) 를 통해서 회수할 수 있다.
또, 상기 서술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 갭 (B) 에 대한 액체 (LQ) 의 흡인력이, 갭 (D) 에 대한 액체 (LQ) 의 흡인력보다 커지도록 갭 (B), 갭 (D), 제 1 공간 (31) 의 부압 및 제 2 공간 (32) 의 부압이 설정되어 있으므로, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 원활하게 인입할 수 있고, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 을 밀착시키고, 갭 (D) 을 거의 제로 (0) 로함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 사이를 통해서, 제 1 공간 (31) 측에 침입하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 흡수 부재 (100) 로 유지된 액체 (LQ) 는 회수 기구 (101) 로 회수되지만, 흡수 부재 (100) 를 플레이트 부재 (T) 에 대해 탈착(교환) 가능하게 형성해 두고 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 에 형성된 흡수 부재 (100) 가 액체 (LQ) 를 소정량 유지시킨 후, 새로운 것과 교환하도록 해도 된다.
<제 2 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해 도 6 을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해는 동일한 부호를 부착하고, 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 6 에 있어서, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 중, 기판 (P) 과 대향하는 측면 (Tc) 에는, 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (300) 가 형성되어 있다. 플레이트 부재 (T) 의 내부에는, 회수구 (300) 에 접속하여 액체 (LQ) 가 흐르는 내부 유로 (301) 가 형성되어 있다. 회수구 (300) 는 내부 유로 (301) 의 일단부에 접속되어 있고, 내부 유로 (301) 의 타단부는, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 의 소정 위치에 형성된 개구부 (302) 에 접속되어 있다. 개구부 (302) 는 제 2 유지부 (PH2) 가 플레이트 부재 (T) 를 유지시켰을 때, 제 2 공간 (32) 에 배치되는 위치에 형성되어 있다. 즉, 플레이트 부재 (T) 의 내부 유로 (301) 는 회수구 (300) 와 제 2 공간 (32) 을 접속하도록 형성되어 있다.
회수구 (300) 는, 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 에 있어서, 둘레 방향에 소정 간격으로 복수 형성되어 있고, 내부 유로 (301) 도 회수구 (300) 의 수에 따라 복수 형성되어 있다. 또 도 6 에서는, 1개의 회수구 (300) 에 대해 개구부 (302) 가 1개씩 형성되어 있도록 나타나 있지만, 1개의 회수구 (300) 에 대해 개구부 (302) 를 복수 형성하고 내부 유로 (301) 를 타단부를 향해 복수로 분기시켜, 그 분기유로의 각각과 복수 개구부 (302) 를 접속하도록 해도 된다.
제어장치 (CONT) 는, 제 2 진공계 (60) 를 구동하여 제 2 공간 (32) 을 부압으로 함으로써, 그 제 2 공간 (32) 에 접속하는 플레이트 부재 (T) 의 내부 유로 (301) 를 부압으로 할 수가 있다. 내부 유로 (301) 가 부압이 됨으로써, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지되어 있는 기판 (P) 과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지되어 있는 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 회수구 (300) 를 통해서 회수된다. 회수구 (300) 를 통해서 회수된 액체 (LQ) 는, 내부 유로 (301) 를 흐른 후, 개구부 (302) 를 통해서 제 2 공간 (32) 에 유입한다. 여기서, 상기 서술한 제 1 실시 형태와 동일하게, 제 2 공간 (32) 의 내측에 형성되어 있는 제 2 흡인구 (61) 는 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수구로서의 기능을 가지고 있기 때문에, 플레이트 부재 (T) 의 회수구 (300) 를 통해서 회수되고, 내부 유로 (301) 를 흐른 액체 (LQ) 는, 제 2 흡인구 (61) (제 2 진공계 (60)) 에 의해 흡인 회수된다.
이와 같이, 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입한 경우에도, 그 갭 (A) 의 내측의 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 에 형성된 회수구 (300) 를 통해서 회수할 수 있으므로, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다.
또, 플레이트 부재 (T) 의 측면 (Tc) 중 회수구 (300) 근방이나, 내부 유로 (301) 의 내벽을 액체 (LQ) 에 대해 친액성으로 하여 둠으로써, 액체 (LQ) 를 보다 원활하게 회수할 수 있다. 예를 들어, 친액성 재료로 이루어지는 관 부재를, 플레이트 부재 (T) 를 형성하기 위한 2 개 (혹은 임의의 복수) 의 판부재로 끼워넣음으로써, 플레이트 부재 (T) 의 내부에 친액성의 내부 유로 (301) 를 형성할 수 있다.
또한, 도 6 의 실시 형태에서는, 내부 유로 (301) 에 의해 회수구 (300) 와 제 2 공간 (32) 을 접속하고, 제 2 진공계 (60) 를 사용하여 제 2 공간 (32) 을 부압으로 함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수구 (300) 를 통해서 회수하고 있지만, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 내부 유로 (301) 의 타단부를, 플레이트 부재 (T) 중 기판 (P) 과 대향하지 않는 측면의 소정 위치, 혹은 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 의 소정 위치에 형성된 개구부 (303) 에 접속함과 함께, 그 개구부 (303) 에 진공계 (304) 를 접속하도록 해도 된다. 제어장치 (CONT) 는, 진공계 (304) 를 구동함으로써, 내부 유로 (301) 를 부압으로 하고, 회수구 (300) 를 통해서 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다. 회수구 (300) 를 통해서 회수된 액체 (LQ) 는, 내부 유로 (301) 를 흐른 후, 개구부 (303) 를 통해서 진공계 (304) 에 회수된다.
<제 3 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 3 실시 형태에 대해 도 8 을 참조하면서 설명한다.
도 8 에 있어서, 제 1 주벽부 (42) 중, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 대향하는 상면 (42A) 은, 조면 처리되어 있다. 조면 처리된 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 은, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 사이에 형성된 갭 (D) 에 있어서, 액체 (LQ) 의 이동을 방해하므로, 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입했어도, 그 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 갭 (D) 을 통해서 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측의 제 1 공간 (31) 에 액체 (LQ) 가 침입하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상면 (42A) 의 조면 처리로서는, 샌드 블라스트 등의 수법을 이용해도 되고, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 에 둘레 방향을 따라 홈부 (320) 를 형성해도 된다. 도 9 에 나타내는 예로서는, 홈부 (320) 는 동심상 (同心狀) 으로 복수 형성되어 있다.
<제 4 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 4 실시 형태에 대해 도 10 을 참조하면서 설명한다.
도 10 에 있어서, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 중 갭 (A) 의 근방에는, 발액성 재료로 이루어지는 시트상 부재 (400) 가 형성되어 있다. 시트상 부재 (400) 를 형성하는 발액성 재료로서는, 예를 들어 불소계 수지 재료나 아크릴계 수지 재료 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 시트상 부재 (400) 에는, 「고어텍스 (상품명)」가 이용되고 있다. 시트상 부재 (400) 는, 기판 (P) 의 주연 영역 에 따른 환상으로 형성되어 있고, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 주연 영역에 배치되어 있다. 상기 서술한 바와 같이, 기판 (P) 의 주연 영역은 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 소정량 오버행되어 있고, 시트상 부재 (400) 는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (Pbh) 를 포함하는 영역 및 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 과 대향하는 일부 영역을 포함하도록 배치되어 있다. 또한, 시트상 부재 (400) 는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 중, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 과 대향하고 있지 않은 오버행부 (Pbh) 에만 배치되어 있어도 되고, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 의 전체 영역과 대향하도록, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 주연 영역에 있어서 광범위하게 배치되어 있어도 된다.
이와 같이, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 중, 갭 (A) 의 근방으로서, 갭 (D) 보다 외측 영역을 포함하는 영역에, 발액성인 시트상 부재 (400) 를 배치함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측의 제 1 공간 (31) 측에 침입하고자 하여도, 그 액체 (LQ) 의 침입을 시트상 부재 (400) 로 저지할 수 있다.
<제 5 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 5 실시 형태에 대해 도 11 을 참조하면서 설명한다. 도 11 에 있어서, 기재 (PHB) 상에서의 제 1 주벽부 (42) 의 외측에는, 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 갖는 발액성 부재 (450) 가 형성되어 있다. 발액성 부재 (450) 는, 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (62) 사이에서, 제 1 주벽부 (42) 의 외측을 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있다. 발액성 부재 (450) 를 형성하 는 발액성 재료로서는, 예를 들어 불소계 수지 재료나 아크릴계 수지 재료 등을 들 수 있다. 상기 서술한 제 4 실시 형태와 같이, 발액성 부재 (450) 에는 「고어텍스 (상품명)」가 이용되고 있다. 발액성 부재 (450) 는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (Pbh) 아래에 형성되어 있고 발액성 부재 (450) 의 상면 (450a) 과 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과는 대향하고 있다.
이와 같이, 갭 (A) 의 근방으로서, 갭 (D) 보다 외측 영역에, 발액성 부재 (450) 를 배치함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측의 제 1 공간 (31) 측에 침입하고자 해도, 그 액체 (LQ) 의 침입을 발액성 부재 (450) 로 저지할 수 있다.
<제 6 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 6 실시 형태에 대해 도 12 를 참조하면서 설명한다.
도 12 에 있어서, 기재 (PHB) 상에서의 제 1 주벽부 (42) 의 외측에는, 액체 (LQ) 를 유지할 수 있는 다공질 부재 (500) 가 형성되어 있다. 다공질 부재 (500) 는, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 유지하기 위한 것이다. 다공질 부재 (500) 는, 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (62) 사이에서, 제 1 주벽부 (42) 의 외측을 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있다. 다공질 부재 (500) 는, 갭 (A) 아래에 배치되어 있다. 또한, 다공질 부재 (500) 는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (Pbh) 아래의 영역 및 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 의 오버행부 (Tbh) 아래의 영역의 각각에 배치되도록 크게 형성되어 있다. 그리고, 다공질 부재 (500) 의 상면 (500A) 과, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) (오버행부 (Pbh)) 및 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) (오버행부 (Tbh)) 은 대향하고 있다.
또, 기판 홀더 (PH) 는, 다공질 부재 (500) 로 유지된 액체 (LQ) 를 흡인 회수하는 회수 기구 (501) 를 구비하고 있다. 회수 기구 (501) 는, 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상의 소정 위치에 형성된 회수구 (503) 와 그 회수구 (503) 에 유로 (504) 를 통해서 접속된 진공계 (505) 를 구비하고 있다. 회수구 (503) 는 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상의 복수 소정 위치의 각각에 형성되어 있다. 다공질 부재 (500) 의 하면 (500B) 는, 회수구 (503) 가 형성되어 있는 제 2 주벽부 (62) 와 제 3 주벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 에 접촉하도록 형성되어 있다. 진공계 (505) 가 구동되면, 다공질 부재 (500) 에 유지되어 있던 액체 (LQ) 는, 그 다공질 부재 (500) 에 접촉하고 있는 회수구 (503) 를 통해서 진공계 (505) 에 흡인 회수되어 소정 탱크에 수용된다. 회수구 (503) 는, 다공질 부재 (500) 에 접촉하는 기재 (PHB) 의 상면에 형성되어 있으므로, 다공질 부재 (500) 에 유지되어 있는 액체 (LQ) 를 원활하게 회수할 수 있다. 또, 회수구 (503) 와 진공계 (505) 사이의 유로 (504) 도중에는, 회수구 (503) 로 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기가 형성되어 있고 진공계 (505) 에 액체 (LQ) 가 유입하는 것을 방지하고 있다.
이와 같이, 갭 (A) 의 하방으로서, 갭 (D) 보다 외측 영역에, 다공질 부재 (500) 를 배치함으로써, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 다공질 부재 (500) 로 유지할 수 있으므로, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 다공질 부재 (500) 로 유지된 액체 (LQ) 는 회수 기구 (501) 로 회수되지만, 다공질 부재 (500) 를 기재 (PHB) 에 대해 탈착 (교환) 가능하게 형성해 두고 다공질 부재 (500) 가 액체 (LQ) 를 소정량 유지한 후, 새로운 다공질 부재와 교환하도록 해도 된다.
<제 7 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 7 실시 형태에 대해 도 13 을 참조하면서 설명한다.
도 13 에 있어서, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 의 일부는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 대향하고 있는 것과 함께, 나머지의 일부는 갭 (A) 아래에 배치되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 기판 (P) 에는 오버행부가 형성되지 않고, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 은, 그 폭 (제 1 주벽부의 직경 방향의 사이즈; 42H) 이 비교적 커지도록 (폭이 넓어지도록) 형성되어 있다.
이와 같이, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 을 크게 형성하고, 오버행부를 형성하지 않고, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 과 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이 대향하고 있는 영역의 크기 (거리; 42H) 를 크게 했으므로, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 갭 (D) 을 통해서 제 1 공간 (31) 에 침입하는 것이 어려워진다. 따라서, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다.
<제 8 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 8 실시 형태에 대해 도 14 를 참조하면서 설명한다. 도 14 에 있어서, 제 1 주벽부 (42) 의 적어도 일부는 다공체 (600) 에 의해 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제 1 주벽부 (42) 는, 기재 (PHB) 와 동일한 재료 (예를 들어, 금속) 로 이루어지고, 제 1 공간 (31) 측에 형성된 내측면 (42B) 과, 제 2 주벽부 (62) 에 대향하도록 형성된 외측면 (42C) 을 구비하고 있고, 그 내측면 (42B) 과 외측면 (42C) 사이에 다공체 (600) 가 형성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 도 다공체 (600) 에 의해 형성되어 있다. 제 1 주벽부 (42) 의 적어도 일부를 다공체 (600) 에 의해 형성함으로써, 갭 (A) 으로부터 액체 (LQ) 가 침입한 경우에도, 그 액체 (LQ) 는 다공체 (600) 로 유지되므로, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로의 액체 (LQ) 의 침입을 방지할 수 있다.
또, 기판 홀더 (PH) 는, 다공체 (600) 의 표면, 본 실시 형태에서는 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 을 형성하고 있는 다공체 (600) 의 상면 (600A) 에 배치된 액체 (LQ) 를, 그 다공체 (600) 를 통해서 흡인 회수하는 회수 기구 (601) 를 구비하고 있다. 회수 기구 (601) 는, 다공체 (600) 의 하면 (600B) 에 접촉하는 기재 (PHB) 상에 형성된 회수구 (603) 과 그 회수구 (603) 에 유로 (604) 를 통해서 접속된 진공계 (605) 를 구비하고 있다. 진공계 (605) 가 구동되면, 다공체 (600) 의 상면 (600A) 에 배치된 액체 (LQ) 는, 다공체 (600) 를 상면 (600A) 에서 하면 (600B) 을 향하여 이동하고, 그 다공체 (600) 의 하면 (600B) 에 접촉하 고 있는 회수구 (603) 를 통해서 진공계 (605) 에 흡인 회수된다.
이와 같이, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 갭 (D) 을 통과하고자 하여도, 다공체 (600) 에 유지되고, 추가로 다공체 (600) 의 상면 (600A) 에 배치된 액체 (LQ) 는 회수 기구 (601) 에 의해 다공체 (600) 를 통해서 흡인 회수되므로, 제 1 공간 (31) 에 액체 (LQ) 가 침입하는 것을 방지할 수 있다.
<제 9 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 9 실시 형태에 대해 도 15 를 참조하면서 설명한다.
도 15 에 있어서, 제 1 주벽부 (42) 는 다공체 (700) 에 의해 형성되어 있다.
또, 기판 홀더 (PH) 는, 다공체 (700) 를 통해서, 그 다공체 (700) 의 표면에서 기체를 불어 내는 기체 공급 기구 (701) 를 구비하고 있다. 기체 공급 기구 (701) 는, 다공체 (700) 의 하면 (700B) 에 접촉하는 기재 (PHB) 상에 형성된 분출구 (703) 와, 그 분출구 (703) 에 유로 (704) 를 통해서 접속된 기체 공급계 (705) 를 구비하고 있다. 기체 공급계 (705) 가 구동되면, 기체 공급계 (705) 로부터 송출된 기체는, 유로 (704) 를 흐른 후, 분출구 (703) 를 통해서 다공체 (700) 의 하면 (700B) 으로 불어 넣어진다. 하면 (700B) 으로 불어 넣어진 기체는 다공체 (700) 의 내부를 통과한 후, 다공체 (700) 의 상면 (700A; 즉, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A)), 다공체 (700) 의 내측면 (700C; 즉, 제 1 주벽부 (42) 의 내측면 (42B)), 다공체 (700) 의 외측면 (700D; 즉, 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42C)) 등에서, 외부로 불어 나온다. 따라서, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가, 갭 (D) 을 통해서 제 1 공간 (31) 에 침입하고자 하여도, 다공체 (700) 의 상면 (700A) 이나 외측면 (700D) 등으로부터 불어 나온 기체의 흐름에 따라, 제 1 공간 (31) 에 대한 액체 (LQ) 의 침입을 저지할 수 있다.
또한, 도 14 에 나타낸 제 1 주벽부 (42) 를 구성하는 다공체 (600) 에 기체 공급 기구 (701) 를 접속하고, 그 다공체 (600) 의 상면 (600A) 으로부터 기체를 불어 넣어도 되고, 도 15 에 나타낸 제 1 주벽부 (42) 를 구성하는 다공체 (700) 에 회수 기구 (601) 를 접속하고, 상면 (700A), 내측면 (700C), 외측면 (700D) 각각을 포함하는 다공체 (700) 의 표면에 배치된 액체 (LQ) 를 회수하도록 해도 된다.
<제 10 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 10 실시 형태에 대해 도 16 을 참조하면서 설명한다. 도 16 에 있어서, 제 1 주벽부 (42) 의 표면에는 기체를 불어 내는 분출구 (803) 가 형성되어 있다. 도 16 에 나타내는 예에서는, 분출구 (803) 는, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A), 내측면 (42B) 및 외측면 (42C) 의 각각에 형성되어 있다. 분출구 (803) 에는 유로 (804) 를 통해서 기체 공급계 (805) 가 접속되어 있다. 기체 공급계 (805) 가 구동되면, 기체 공급계 (805) 로부터 송출된 기체는 유로 (804) 를 흐른 후, 분출구 (803) 를 통해서 제 1 주벽부 (42) 의 외부로 불어 나온다. 따라서, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가, 갭 (D) 을 통해서 제 1 공간 (31) 에 침입하고자 해도, 분출구 (803) 로부터 불어 나온 기체의 흐름에 따라, 제 1 공간 (31) 에 대한 액체 (LQ) 의 침입을 저지할 수 있다.
<제 11 실시 형태>
상기 서술한 제 1 ~ 제 10 실시 형태에서는, 플레이트 부재 (T) 와 기판 (P) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 처리하는 경우에 대해 설명했지만, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 상에는, 예를 들어, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 개재한 노광광 (EL) 의 조사 상태를 계측하는 광계측부 (900) 가 형성되어 있는 경우가 있다. 도 17 의 광계측부 (900) 는, 예를 들어 일본 공개특허공보 소57-117238호에 개시되어 있는 바와 같은 조도 불균일 센서를 모식적으로 나타낸 것으로서, 광투과성을 갖는 상판 (901) 과 상판 (901) 아래에 형성된 광학 소자 (902) 를 구비하고 있다. 상판 (901) 상에는, 크롬 등의 차광성 재료를 포함하는 박막 (960) 이 형성되어 있고 그 박막 (960) 의 일부에 광을 통과시킬 수 있는 핀홀부 (970) 가 형성되어 있다. 상판 (901) 및 광학 소자 (902) 는, 기재 (PHB) 상에 형성된 지지 부재 (903) 에 지지되어 있다. 지지 부재 (903) 는, 상판 (901) 및 광학 소자 (902) 를 둘러싸는 연속적인 벽부를 가지고 있다. 또, 광학 소자 (902) 의 하방에는, 핀홀부 (970) 를 통과한 광 (노광광 (EL)) 을 수광하는 광 센서 (950) 가 배치되어 있다. 광 센서 (950) 는 기재 (PHB) 상에 배치되어 있다.
플레이트 부재 (T) 의 소정 위치에는, 이 광계측부 (900) 를 배치하기 위한 구멍부 (TH') 가 형성되어 있고, 상판 (901) (지지 부재 (903)) 과 플레이트 부재 (T) 사이에는 소정 갭 (A') 이 형성된다. 또, 광계측부 (900) 의 상판 (901) 의 상면 (901A) 과, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 은 거의 면일되어 있다.
그리고, 플레이트 부재 (T) 중 상판 (901) 과 대향하는 측면 (Tc) 에는, 상기 서술한 제 2 실시 형태에서 설명한 바와 같은 회수구 (300) 가 형성되어 있다. 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 상판 (901) 상에 형성된 상태에서, 광계측부 (900) 를 사용하여 광계측했을 경우, 갭 (A') 로부터 액체 (LQ) 가 침입할 가능성이 있지만, 이 갭 (A') 로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수구 (300) 를 통해서 회수할 수 있다. 물론, 이 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 중 갭 (A') 의 근방에, 상기 서술한 제 1 실시 형태와 동일한 흡수 부재 (100) 를 배치하여 둘 수도 있고, 도 11 이나 도 12 에서 설명한 바와 같은 발액성 부재 (450) 나 다공질 부재 (500) 를, 지지 부재 (903) 를 둘러싸도록 형성할 수도 있다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 액체 (LQ) 는 순수이다. 순수는 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있는 것과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트나 광학 소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없다는 이점이 있다. 또, 순수는 환경에 대한 악영향이 없는 것과 함께, 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 의 표면 및 투영 광학계 (PL) 의 선단면 (先端面) 에 형성되어 있는 광학 소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다. 또한 공장 등에서 공급되는 순수의 순도가 낮은 경우에는, 노광 장치가 초순수 제조기를 갖고 있어도 된다.
그리고, 파장이 193nm 정도의 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 (n) 은 거의 1.44 라고 서술되어 있고 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193nm) 을 이용했을 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉, 약 134nm 에 단파장 화되어 높은 해상도를 얻을 수 있다. 또한, 초점 심도는 공기 중에 비해 약 n배, 즉, 약 1.44배로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점심도를 확보할 수 있는 경우에는, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 있고, 이 점에서도 해상도가 향상된다.
또한, 상기 서술한 바와 같이 액침법을 이용했을 경우에는, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 0.9 ~ 1.3 이 될 수도 있다. 이와 같이 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 커지는 경우에는, 종래부터 노광광으로서 이용되고 있는 랜덤 편광광에서는 편광 효과에 의해 결상 성능이 악화되는 경우도 있으므로, 편광 조명을 이용하는 것이 바람직하다. 그 경우, 마스크 (레티클) 의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이 방향에 맞춘 직선 편광 조명을 실행하고, 마스크 (레티클) 의 패턴으로부터는, S 편광 성분 (TE 편광 성분), 즉 라인 패턴의 길이 방향에 따른 편광 방향 성분의 회절광이 많이 사출되도록 하면 된다. 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트 사이가 액체로 채워져 있는 경우, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트 사이가 공기 (기체) 로 채워져 있는 경우에 비해, 콘트라스트의 향상에 기여하는 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광의 레지스트 표면에서의 투과율이 높아지기 때문에, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 1.0 을 초과하는 경우에도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다. 또, 위상 쉬프트 마스크나 일본 공개특허공보 평6-188169호에 개시되어 있는 라인 패턴의 길이 방향에 맞춘 사입사 (斜入射) 조명법 (특히 다이폴 조명법) 등을 적절하게 조합하면 더욱 효과적이다. 특히, 직선 편광 조명법과 다이폴 조명법의 조합은, 라 인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 주기 방향이 소정 일방향에 한정되어 있는 경우나, 소정 일방향을 따라 홀 패턴이 밀집되어 있는 경우에 유효하다. 예를 들어, 투과율 6% 의 하프톤형의 위상 쉬프트 마스크 (하프 피치 45nm 정도의 패턴) 를, 직선 편광 조명법과 다이폴 조명법을 병용하여 조명하는 경우, 조명계의 동공면에 있어서 다이폴을 형성하는 이광속의 외접원으로 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 이용하는 것보다도, 초점심도 (DOF) 를 150nm 정도 증가시킬 수가 있다.
또, 직선 편광 조명과 소σ 조명법 (조명계의 개구수 (NAi) 와 투영 광학계의 개구수 (NAp) 의 비를 나타내는 σ값이 0.4 이하가 되는 조명법) 의 조합도 유효하다.
또, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하여, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하고, 미세한 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴 (예를 들어 25 ~ 50nm 정도의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스) 을 기판 (P) 상에 노광하는 경우, 마스크 (M) 의 구조 (예를 들어, 패턴의 미세도나 크롬의 두께) 에 의해서는, Wave guide 효과에 의해 마스크 (M) 가 편광판으로서 작용하고, 콘트라스트를 저하시키는 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다 많은 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 마스크 (M) 로부터 사출되도록 된다. 이 경우, 상기 서술한 직선 편광 조명을 이용하는 것이 바람직하지만, 랜덤 편광광으로 마스크 (M) 를 조명해도, 투영 광학계 (PL) 의 개구수 (NA) 가 0.9 ~ 1.3 과 동일하게 큰 경우에도 높은 해상 성능을 얻을 수 있다.
또, 마스크 (M) 상의 극미세한 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 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 들어, ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하고, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하여, 25nm 보다 큰 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴을 기판 (P) 상에 노광하는 경우에는, P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다 많은 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 마스크 (M) 로부터 사출되므로, 투영 광학계 (PL) 의 개구수 (NA) 가 0.9 ~ 1.3 과 같이 큰 경우에도 높은 해상 성능을 얻을 수 있다.
또한, 마스크 (레티클) 의 라인 패턴의 길이 방향에 맞춘 직선 편광 조명 (S 편광 조명) 뿐만 아니라, 일본 공개특허공보 평6-53120호에 개시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 (둘레) 방향에 직선 편광하는 편광 조명법과 경사 입사 조명법의 조합도 효과적이다. 특히, 마스크 (레티클) 패턴이 소정 일방향에 연장하는 라인 패턴뿐만 아니라, 복수 상이한 방향으로 연장하는 라인 패턴이 혼재 (주기 방향이 상이한 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴이 혼재) 하는 경우에는, 동일한 일본 공개특허공보 평6-53120호에 개시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 방향에 직선 편광하는 편광 조명법과 윤대 (輪帶) 조명법을 병용함으로써, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 큰 경우에도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다. 예를 들어, 투과율 6% 의 하프톤형의 위상 쉬프트 마스크 (하프 피치 63nm 정도의 패턴) 를, 광축을 중심으로 한 원의 접선 방향에 직선 편광하는 조명법과 윤대 조 명법 (윤대 비 3/4) 을 병용하여 조명하는 경우, 조명 (σ) 을 0.95, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 NA=1.00 으로 하면, 랜덤 편광광을 이용하는 것보다도, 초점심도 (DOF) 를 250nm 정도 증가시킬 수 있고, 하프 피치 55nm 정도의 패턴으로 투영 광학계의 개구수 (NA)=1.2 에서는, 초점심도를 100nm 정도 증가시킬 수가 있다.
또한, 상기 서술한 각종 조명법에 가하여, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평4-277612호나 일본 공개특허공보2001-345245호에 개시되어 있는 누진 초점 노광법이나, 다파장 (예를 들어, 2 파장) 의 노광광을 이용하여 누진 초점 노광법과 동일한 효과를 얻는 다파장 노광법을 적용하는 것도 유효하다.
본 실시 형태에서는, 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) 의 조정을 행할 수가 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 부착되는 광학 소자로서는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성의 조정에 이용하는 광학 플레이트이어도 된다. 또는, 노광광 (EL) 을 투과 가능한 평행 평면판이어도 된다.
또한, 액체 (LQ) 의 흐름에 따라 생기는 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학 소자를 교환할 수 있도록 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해 광학 소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이는 액체 (LQ) 로 채워져 있는 구성이지만, 예를 들어, 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 부착한 상태에서 액체 (LQ) 를 채우는 구성이어도 된다.
또한, 본 실시 형태의 액체 (LQ) 는 물이지만, 물 이외의 액체이어도 되고, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체 (LQ) 로서는 F2 레이저광을 투과할 수 있고 예를 들어, 과불화폴리에테르 (PFPE) 나 불소계 오일 등의 불소계 유체이어도 된다. 이 경우, 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분에는, 예를 들어, 불소를 함유한 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또, 액체 (LQ) 로서는, 그 외에도, 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있어 가능한 한 굴절률이 높고, 투영 광학계 (PL) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해 안정적인 것 (예를 들어, 시더유 (cedar oil)) 을 이용할 수 있다. 이 경우도 표면 처리는 이용하는 액체 (LQ) 의 극성에 따라 행해진다.
또한, 상기 서술한 각 실시 형태의 기판 (P) 으로서는, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판이나, 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 혹은 노광 장치로 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.
노광 장치 (EX) 로서는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동시켜 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지한 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하고, 기판 (P) 을 순서대로 스텝 이동시키는 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.
또, 노광 장치 (EX) 로서는, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서 제 1 패턴의 축소 이미지를 투영 광학계 (예를 들어, 1/8 축소 배율로 반사 소자를 포함하지 않는 굴절형 투영 광학계) 를 이용하여 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 나아가 그 후에, 제 2 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영 광학계를 이용하고, 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 스티치 방식의 노광 장치로서는, 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하고, 기판 (P) 을 순차 이동시키는 스텝ㆍ앤드ㆍ스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 본 발명은, 일본 공개특허공보 평10-163099호, 일본 공개특허공보 평10-214783호, 일본 특허공표공보 2000-505958호 등에 개시되어 있는 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 일본 공개특허공보 평11-135400호에 개시되어 있는 기판 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 적용할 수 있다.
노광 장치 (EX) 의 종류로서는, 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) 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
기판 스테이지 (PST) 나 마스크 스테이지 (MST) 에 리니어 모터 (USP5,623,853 또는 USP5,528,118 참조) 를 이용하는 경우에는, 에어 베어링을 이용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 이용한 자기 부상형 중 어느 것을 이용해도 된다. 또, 각 스테이지 (PST, MST) 는, 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 형성하지 않는 가이드리스 (guideless) 타입이어도 된다.
각 스테이지 (PST, MST) 의 구동 기구로서는, 2차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과 2차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시켜 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동하는 평면 모터를 이용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 일방을 스테이지 (PST, MST) 에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 타방을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측으로 형성해도 된다.
기판 스테이지 (PST) 의 이동에 따라 발생하는 반력 (反力) 은, 투영 광학계 (PL) 에 전달되지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-166475호 (USP 5,528,118) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가도 된다.
마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전달되지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-330224호 (US S/N 08/416,558) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 이용해 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가도 된다.
이상과 같이, 본원 실시 형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원 특허 청구의 범위 에서 서술된 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 대해는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정을 행한다. 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 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면, 종합 조정을 실행하고 노광 장치 전체에 대한 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 클린룸에서 실행되는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 실행하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초하는 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상기 서술한 실시 형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크 패턴을 기판에 노광하는 처리를 포함하는 기판 처리 단계 204, 디바이스 조립하고 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.

Claims (25)

  1. 액체를 통해서 노광되는 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    기재 (基材) 와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하고,
    상기 제 2 유지부는 상기 플레이트 부재의 이면측에 공간이 형성되도록 상기 플레이트 부재를 유지하고,
    상기 플레이트 부재의 이면에는, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판과 상기 제 2 유지부에서 유지된 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체를 흡수하는 흡수 부재가 배치되어 있는, 기판 유지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수 부재는 다공질 부재를 포함하고, 상기 다공질 부재로 유지된 액체를 흡인 회수하는 회수 기구를 갖는, 기판 유지 장치.
  3. 액체를 통해서 노광되는 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    기재와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하고,
    상기 플레이트 부재 중 물체와 대향하는 측면에는 액체를 회수하는 회수구가 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 물체는 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판이고,
    상기 회수구는 상기 처리 기판과 상기 제 2 유지부에서 유지된 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체를 회수하는, 기판 유지 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 플레이트 부재의 내부에는, 상기 회수구에 접속하여 액체가 흐르는 내부 유로가 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 유지부는, 상기 플레이트 부재의 이면측에 공간이 형성되도록 상기 플레이트 부재를 유지하고,
    상기 공간을 부압으로 하는 흡인 기구를 구비하고,
    상기 플레이트 부재의 내부 유로는, 상기 회수구와 상기 공간을 접속하는, 기판 유지 장치.
  7. 액체를 통해서 노광되는 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    기재와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하고,
    상기 제 1 유지부는, 상기 처리 기판의 이면을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부와, 상기 처리 기판의 이면에 대향하고, 상기 제 1 지지부를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부 (周壁部) 를 갖고,
    상기 제 1 주벽부 중 상기 처리 기판의 이면과 대향하는 상면은, 조면 처리되어 있는, 기판 유지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 유지부는, 상기 처리 기판의 이면측에 공간이 형성되도록 상기 처리 기판을 유지하고,
    상기 조면 처리된 상면은, 상기 처리 기판의 이면과의 사이에서, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판과 상기 제 2 유지부에서 유지된 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체가 상기 공간에 침입하는 것을 저지하는, 기판 유지 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 주벽부의 상면에는, 상기 조면 처리로서 둘레 방향에 따른 홈부가 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  10. 액체를 통해서 노광되는 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    기재와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하고,
    상기 제 1 유지부는, 상기 처리 기판의 이면을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부와, 상기 처리 기판의 이면에 대향하고, 상기 제 1 지지부를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부를 갖고,
    상기 제 1 주벽부의 외측에는, 상기 액체에 대해 발액성을 갖는 발액성 부재가 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 유지부는 상기 처리 기판의 이면측에 공간이 형성되도록 상기 처리 기판을 유지하고,
    상기 발액성 부재는, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판과 상기 제 2 유지부에서 유지된 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체가 상기 공간에 침입하는 것을 저지하는, 기판 유지 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 발액성 부재는, 상기 제 1 주벽부의 외측을 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  13. 액체를 통해서 노광되는 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    기재와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하고,
    상기 제 1 유지부는, 상기 처리 기판의 이면을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부와, 상기 처리 기판의 이면에 대향하고, 상기 제 1 지지부를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부를 갖고,
    상기 제 1 주벽부의 외측에는, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판과 상기 제 2 유지부에서 유지된 플레이트 부재 사이의 갭으로부터 침입한 액체를 유지하는 다공질 부재가 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다공질 부재는, 상기 제 1 주벽부의 외측을 둘러싸도록 환상으로 형성 되어 있는, 기판 유지 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 유지부는, 상기 플레이트의 이면을 지지하는 볼록 형상인 제 2 지지부와, 상기 플레이트 부재의 이면에 대향하고, 상기 제 1 주벽부를 둘러싸도록 형성된 제 2 주벽부를 갖고,
    상기 다공질 부재는, 상기 제 1 주벽부와 상기 제 2 주벽부 사이에 형성되어 있는, 기판 유지 장치.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공질 부재는, 상기 갭 아래에 배치되어 있는, 기판 유지 장치.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공질 부재에 접촉하고, 상기 다공질 부재로 유지된 액체를 흡인 회수하는 회수 기구를 갖는, 기판 유지 장치.
  18. 액체를 통해서 노광되는 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    기재와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판의 주위를 둘 러싸도록 플레이트 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하고,
    상기 제 1 유지부는, 상기 처리 기판의 이면을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부와, 상기 처리 기판의 이면에 대향하고 상기 제 1 지지부를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부를 갖고,
    상기 제 1 주벽부의 적어도 일부는 다공체로 이루어지는, 기판 유지 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다공체의 표면에 배치된 액체를 상기 다공체를 통해서 흡인 회수하는 회수 기구를 구비하는, 기판 유지 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 다공체를 통해서 상기 다공체의 표면으로부터 기체를 불어 내는 기체 공급 기구를 구비하는, 기판 유지 장치.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 주벽부는, 상기 처리 기판의 이면과 대향하는 상면을 갖고, 적어도 상기 상면이 상기 다공체인, 기판 유지 장치.
  22. 액체를 통해서 노광되는 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    기재와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 기재에 형성되고, 상기 제 1 유지부에서 유지된 처리 기판의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하고,
    상기 제 1 유지부는, 상기 처리 기판의 이면을 지지하는 볼록 형상인 제 1 지지부와, 상기 처리 기판의 이면에 대향하고 상기 제 1 지지부를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부를 갖고,
    상기 제 1 주벽부의 적어도 일부로부터 기체를 불어 내는 기체 공급 기구를 구비하는, 기판 유지 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트 부재는 액체에 대해 발액성을 갖는, 기판 유지 장치.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 유지 장치를 구비하고 그 기판 유지 장치에 유지된 처리 기판을, 액체를 통해서 노광하는, 노광 장치.
  25. 제 24 항에 기재된 노광 장치를 이용하는, 디바이스 제조 방법.
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