KR20070100865A - 기판 처리 방법, 노광 방법, 노광 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

기판 처리 방법, 노광 방법, 노광 장치 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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KR20070100865A
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도모하루 후지와라
다카시 호리우치
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법에 있어서, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 있는 접액 시간을 관리한다. 디바이스 제조 공정에 있어서, 디바이스 결함의 발생을 억제할 수 있다.
액침 영역, 접액 시간, 접촉각

Description

기판 처리 방법, 노광 방법, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, EXPOSURE METHOD, EXPOSURE APPARATUS, AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은 액체를 통하여 노광하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법, 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 마이크로 디바이스의 제조 공정의 하나인 포토리소그래피 공정에서는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성의 기판 상에 투영 노광하는 노광 장치가 사용된다. 이 노광 장치는, 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와 기판을 지지하는 기판 스테이지를 갖고, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 순차적으로 이동시키면서 마스크의 패턴의 이미지를 투영 광학계를 통하여 기판에 투영한다. 마이크로 디바이스의 제조에 있어서는, 디바이스의 고밀도화를 위해, 기판 상에 형성되는 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이 요구에 부응하기 위해 노광 장치가 더욱더 고해상도화될 것이 요망되고 있다. 그 고해상도화를 실현시키기 위한 수단의 하나로서, 하기 특허 문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같은, 투영 광학계와 기판 사이를 액체로 채워 액침 영역을 형성하고, 그 액침 영역의 액체를 통하여 노광 처리를 실시하는 액침법이 안출되어 있다.
특허 문헌 1 : 국제공개 제99/49504호 팜플렛
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
기판 상에 액체가 잔류하고, 그 잔류된 액체가 기화되면, 기판 상에 액체의 부착 흔적이 형성될 가능성이 있다. 이하, 액체가 물이 아닌 경우에도 액체의 부착 흔적을 워터마크라고 한다. 워터마크가 형성되면, 제조되는 디바이스에 결함이 생길 우려가 있다. 예를 들어, 기판을 액침 노광 처리한 후, 기판 상에 워터마크가 형성된 상태에서 현상 처리를 실시했을 경우, 현상 결함이 생겨 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 없게 될 우려가 있다. 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조하기 위해서는, 워터마크의 발생을 억제하는 것이 중요하다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 액침 노광 공정을 포함하는 디바이스 제조 공정에 있어서, 디바이스 결함의 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 방법, 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 도 1∼도 12 에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 붙인 괄호가 붙어 있는 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않으며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 기판 처리 방법으로서, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 것과, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 있는 접액(接液) 시간을 관리하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 기판이 액체와 접촉하고 있는 접액 시간 (기판이 액체와 접촉한 후의 경과 시간) 을 관리함으로써, 기판 상에 액체의 부착 흔적 (워터마크) 이 형성되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 기판 처리 방법으로서, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 것과, 상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거하는 것과, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거한 후의 시간을 관리하는 것을 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후의 시간을 관리함으로써, 기판 상에 액체의 부착 흔적 (워터마크) 이 형성되는 문제를 방지할 수 있다.
여기에서, 「기판 상으로부터 액침 영역을 제거한다」란, 액체 회수 기구를 사용하여 기판 상으로부터 액체를 회수하는 것뿐만 아니라, 기판 상으로부터 다른 부재 상에 액체를 이동시키는 일도 포함하며, 액침 영역을 기판 상으로부터 제거하는 방법 또는 그것에 사용하는 기구는 임의이다. 기판 상으로부터 액침 영역을 제거하는 처리를 실시해도, 기판 표면과 액체의 친화성 등에 따라서는, 기판 상에 액체의 방울 등이 잔류하는 경우가 있다. 본 발명은 이러한 상황에도 대처할 수 있다. 그러므로, 본원에 있어서는, 용어 「기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후의 상태」는, 기판 상으로부터 액체가 완전히 제거된 상태뿐만 아니라, 기판 상으로부터 액침 영역을 제거해도 액체의 방울 등이 기판 상에 잔류하고 있는 상태도 포함하는 의미이다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 기판 처리 방법으로서, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 에 형성하고, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 것과, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하는 것과, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거한 후에, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하도록, 기판 (P) 의 액체 (LQ) 에 대한 접촉각을 설정하는 것을 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후에, 기판 상으로 액체가 잔류하도록, 기판의 액체에 대한 접촉각을 설정함으로써, 기판 상에 액체의 부착 흔적 (워터마크) 이 형성되는 문제를 방지할 수 있다.
여기에서, 「기판 상으로부터 액침 영역을 제거한다」란, 액체 회수 기구를 사용하여 기판 상으로부터 액체를 회수하는 것뿐만 아니라, 기판 상으로부터 다른 부재 상에 액체를 이동시키는 것도 포함하며, 액침 영역을 기판 상으로부터 제거하는 방법 또는 그것에 사용하는 기구는 임의이다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 와, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 제거하기 위한 액체 제거 기구 (20, 90) 와, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 있는 접액 시간을 관리하는 제어 장치 (CONT) 를 구비한 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 기판이 액체와 접촉하고 있는 접액 시간 (기판이 액체와 접촉을 개시한 후의 경과 시간) 을 제어 장치가 관리함으로써, 기판 상에 액체의 부착 흔적 (워터마크) 이 형성되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 와, 액침 영역 (AR2) 을 형성하는 액체 (LQ) 와 접촉한 기판 (P) 을, 기판 홀더 (PH) 로부터 젖은 상태에서 반송하는 반송계 (H) 를 구비한 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 액침 영역의 액체와 접촉한 기판을 반송계에 의해 기판 홀더로부터 젖은 상태에서 반송함으로써, 기판 상에 액체의 부착 흔적 (워터마크) 이 형성되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 와, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 있는 접액 시간을 관리하는 제어 장치 (CONT) 를 구비한 노광 장치 (EX) 가 제공된다. 본 발명의 제 6 기판이 액체와 접촉하고 있는 접액 시간 (기판이 액체와 접촉을 개시한 후의 경과 시간) 을 제어 장치가 관리함으로써, 원하는 패턴을 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 상기 양태의 기판 처리 방법을 사용하는 노광 방법이 제공된다. 본 발명의 제 7 양태에 의하면, 부착 흔적 (워터마크) 의 발생을 방지하여, 원하는 노광 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 제 8 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 장치 (EX) 를 사용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 제 8 양태에 의하면, 부착 흔적 (워터마크) 에 기인하는 디바이스 결함의 발생을 억제하여, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 디바이스 결함의 발생을 억제하여, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.
도 1 은 노광 장치를 구비한 디바이스 제조 시스템의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 기판의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 노광 장치 본체의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4 는 액침 영역의 액체를 통하여 기판이 노광되고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 는 기판의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6(A) 및 도 6(B) 는 디바이스 제조 시스템의 동작의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
도 7 은 반송계가 기판을 젖은 상태에서 반송하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8 은 세정 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9 는 액체 제거 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10 은 기판 스테이지와 계측 스테이지 사이에서 액침 영역이 이동하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11 은 디바이스 제조 시스템의 동작의 다른 예를 나타내는 플로우차트도이다.
도 12 는 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 기재 2 : 감광재 (막)
3 : 보호막 (막) 10 : 액체 공급 기구
20 : 액체 회수 기구 90 : 액체 제거 시스템
100 : 세정 장치 300 : 액침 기구
AR2 : 액침 영역 C/D-SYS : 코터ㆍ디벨로퍼 장치
CONT : 제어 장치 EL : 노광광
EX : 노광 장치 본체 EX-SYS : 노광 장치
H : 반송계 LQ : 액체
P : 기판 PH : 기판 홀더
SYS : 디바이스 제조 시스템
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하는데, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 1 은 본 발명에 관련된 노광 장치를 구비한 디바이스 제조 시스템의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 1 에 있어서, 디바이스 제조 시스템 (SYS) 은 노광 장치 (EX-SYS) 와, 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 를 구비하고 있다.
노광 장치 (EX-SYS) 는 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 와의 접속부를 형성하는 인터페이스부 (IF) 와, 기판 (P) 의 노광 처리를 실시하는 노광 장치 본체 (EX) 와, 기판 (P) 을 반송하는 반송계 (H) 와, 노광 장치 (EX-SYS) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 있다. 제어 장치 (CONT) 는 노광 처리에 관한 시간을 관리하기 위해 타이머 (7) 를 구비하고 있다.
노광 장치 본체 (EX) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동시킬 수 있는 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고, 기판 (P) 을 유지한 기판 홀더 (PH) 를 이동시킬 수 있는 기판 스테이지 (PST) 와, 마스크 스테 이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 조명 광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 투영하는 투영 광학계 (PL) 를 구비하고 있다. 또한, 여기에서 말하는 「기판」은 반도체 웨이퍼 등의 기재 상에 감광재 (레지스트) 를 도포한 것을 포함하고, 「마스크」는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.
노광 장치 본체 (EX) 는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점 심도를 실질적으로 넓게 하기 위해 액침법을 적용한 액침 노광 장치로서, 기판 스테이지 (PST) 에 유지된 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광한다.
본 실시형태에서는, 노광 장치 본체 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사 방향에 있어서의 서로 상이한 방향 (역방향) 으로 동기 이동시키면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광 장치 (소위, 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 수평면 내에서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 X 축 방향, 수평면 내에서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향 (비주사 방향), X 축 및 Y 축 방향이고 수직으로 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z 축 방향으로 한다. 또, X 축, Y 축 및 Z 축 주위의 회전 (경사) 방향을 각각 θX, θY 및 θZ 방향으로 한다.
노광 장치 (EX-SYS) 는 반송계 (H) 의 반송 경로의 도중에 형성되고, 액침 노광 처리된 후의 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 제거하기 위한 액체 제거 시스템 (90) 과, 기판 (P) 의 표면을 촬상하는 촬상 장치 (80) 를 구비하고 있다. 촬상 장치 (80) 의 촬상 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT) 는 촬상 장치 (80) 의 촬상 결과에 기초하여, 기판 (P) 의 표면 정보를 구할 수 있다. 또, 촬상 장치 (80) 는, 도시하지 않은 구동 기구에 지지되어 있으며, 반송계 (H) 의 반송 경로를 따라 이동할 수 있도록 형성되어 있다.
코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 는 노광 처리되기 전의 기판 (P) 의 기재 (반도체 웨이퍼) 에 대해 감광재 (레지스트) 의 도포 처리를 실시하는 도포 장치 (도시하지 않음), 및 노광 장치 본체 (EX) 에 있어서 노광 처리된 후의 기판 (P) 에 대해 현상 처리를 실시하는 현상 장치 (도시하지 않음) 를 포함하는 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 와, 기판 (P) 을 반송하는 반송계 (HCD) 와, 기판 (P) 을 세정하는 세정 장치 (100) 를 구비하고 있다. 또한, 노광 장치 (EX-SYS) 가 세정 장치 (100) 를 구비하고 있어도 된다.
노광 장치 본체 (EX) 및 반송계 (H) 등은 청정도가 관리된 제 1 챔버 장치 (CH1) 내부에 배치되어 있다. 한편, 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 및 반송계 (HCD) 등은 제 1 챔버 장치 (CH1) 와는 다른 제 2 챔버 장치 (CH2) 내부에 배치되어 있다. 제 1 챔버 장치 (CH1) 와 제 2 챔버 장치 (CH2) 는 인터페이스부 (IF) 를 통하여 접속되어 있다.
반송계 (H) 는 인터페이스부 (IF) 와 노광 장치 본체 (EX) 사이에서 기판 (P) 을 반송하는 복수의 반송 아암 (H1∼H4) 을 구비하고 있다. 반송계 (H) 는, 노광 처리되기 전의 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 에 반입 (로드) 하는 제 1 반송 아암 (H1) 과, 노광 처리된 후의 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 로부터 반출 (언로드) 하는 제 2 반송 아암 (H2) 을 구비하고 있다. 또한, 반송계 (H) 는, 노광 처리된 후의 기판 (P) 을 인터페이스부 (IF) 까지 반송하는 제 3, 제 4 반송 아암 (H3, H4) 을 구비하고 있다.
여기에서, 기판 (P) 의 반송 순서의 개략을 설명한다. 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 의 도포 장치에 의해 감광재의 도포 처리가 실시된 기판 (P) 은, 반송계 (HCD) 에 의해 인터페이스부 (IF) 까지 반송된다. 인터페이스부 (IF) 에 반송된 기판 (P) 은, 노광 장치 (EX-SYS) 에 형성되어 있는 프리 얼라이먼트부 (도시하지 않음) 로 전달된다. 여기에서, 제 1, 제 2 챔버 장치 (CH1, CH2) 각각의 인터페이스부 (IF) 와 대면하는 부분에는 개구 및 이 개구를 개폐하는 셔터가 형성되어 있으며, 기판 (P) 의 인터페이스부 (IF) 에 대한 반송 동작 중에는 셔터가 개방된다. 프리 얼라이먼트부로 전달된 기판 (P) 은, 프리 얼라이먼트부에서, 기판 스테이지 (PST) 에 대해 대략적으로 위치가 맞춰진다. 이 때, 촬상 장치 (80) 가, 프리 얼라이먼트부에 유지된 기판 (P) 의 표면을 촬상하고, 촬상 결과를 제어 장치 (CONT) 에 출력한다. 제어 장치 (CONT) 는 촬상 장치 (80) 의 촬상 결과에 기초하여, 노광 처리 전의 기판 (P) 의 표면 정보를 취득한다. 또한, 촬상 장치 (80) 에 의해 노광 처리 전의 기판 (P) 의 표면을 촬상하는 경우에는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 촬상 장치 (80) 가 프리 얼라이먼트부에 유지된 기판 (P) 의 상방에 배치된다.
제어 장치 (CONT) 는 프리 얼라이먼트부에서 위치가 맞춰진 기판 (P) 을, 제 1 반송 아암 (H1) 에 의해 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 에 로드한다. 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (PST) 에 로드된 기판 (P) 의 액침 노광 처리를 실시한 후, 그 노광 처리 후의 기판 (P) 을, 제 2 반송 아암 (H2) 에 의해 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 로부터 언로드한다. 이 때, 촬상 장치 (80) 가, 제 2 반송 아암 (H2) 에 유지된 기판 (P) 의 표면을 촬상하고, 촬상 결과를 제어 장치 (CONT) 에 출력한다. 제어 장치 (CONT) 는, 촬상 장치 (80) 의 촬상 결과에 기초하여, 노광 처리 후의 기판 (P) 의 표면 정보를 취득한다. 또한, 촬상 장치 (80) 에 의해 노광 처리 후의 기판 (P) 의 표면을 촬상하는 경우에는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 촬상 장치 (80) 가 제 2 반송 아암 (H2) 에 유지된 기판 (P) 의 상방에 배치된다.
제어 장치 (CONT) 는, 제 2 반송 아암 (H2) 에 의해 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드한 노광 처리 후의 기판 (P) 을 인터페이스부 (IF) 까지 반송한다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 반송 아암 (H2) 에 의해 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드한 노광 처리 후의 기판 (P) 을, 제 4 반송 아암 (H4) 에 전달하고, 제 4 반송 아암 (H4) 에 의해, 인터페이스부 (IF) 까지 반송할 수도 있다.
또, 반송계 (H) 의 반송 경로 상에는 액체 제거 시스템 (90) 이 형성되어 있 으며, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 반송 아암 (H2) 에 의해 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드한 노광 처리 후의 기판 (P) 을, 액체 제거 시스템 (90) 에 건넬 수도 있다. 그 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 반송 아암 (H2) 에 의해 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드한 노광 처리 후의 기판 (P) 을, 액체 제거 시스템 (90) 을 통하여, 제 3 반송 아암 (H3) 또는 제 4 반송 아암 (H4) 의 일방에 전달한다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 에 의한 처리 내용에 따라, 제 3 반송 아암 (H3) 또는 제 4 반송 아암 (H4) 의 일방을 선택하고, 그 선택된 반송 아암 (H3 또는 H4) 을 사용하여, 기판 (P) 을 인터페이스부 (IF) 까지 반송한다.
인터페이스부 (IF) 까지 반송된 노광 처리 후의 기판 (P) 은, 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 의 반송계 (HCD) 로 전달된다. 반송계 (HCD) 는, 노광 처리 후의 기판 (P) 을 세정 장치 (100) 에 반송한다. 세정 장치 (100) 는 노광 처리 후의 기판 (P) 을 세정한다. 반송계 (HCD) 는, 세정 장치 (100) 에서 세정된 후의 기판 (P) 을, 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 의 현상 장치에 반송한다. 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 의 현상 장치는, 반송된 기판 (P) 에 대해 현상 처리를 실시한다.
상기 기술한 바와 같이, 제 1 반송 아암 (H1) 은 노광 처리 전의 액체 (LQ) 가 부착되어 있지 않은 기판 (P) 을 유지하여 기판 스테이지 (PST) 에 로드한다. 한편, 제 2 반송 아암 (H2) 은 액침 노광 처리 후의 액체 (LQ) 가 부착되어 있을 가능성이 있는 기판 (P) 을 유지하여 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드한다. 이와 같이, 액체 (LQ) 가 부착되어 있지 않은 기판 (P) 을 반송하는 제 1 반송 아암 (H1) 과, 액체 (LQ) 가 부착되어 있을 가능성이 있는 기판 (P) 을 반송하는 제 2 반송 아암 (H2) 을 구분하여 사용하고 있기 때문에, 제 1 반송 아암 (H1) 에는 액체 (LQ) 가 부착되지 않아, 기판 스테이지 (PST) 에 로드되는 기판 (P) 의 이면 등으로의 액체 (LQ) 의 부착을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 스테이지 (PST) 의 기판 홀더 (PH) 가 기판 (P) 을 진공 흡착하여 유지해도, 기판 홀더 (PH) 의 흡착 구멍을 통하여 진공 펌프 등의 진공계에 액체 (LQ) 가 침입하는 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.
또, 액체 제거 시스템 (90) 은, 액침 노광 처리 후의 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 제거하는 것인데, 후술하는 바와 같이, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 에 의한 액침 노광 처리 후의 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 제거 동작을 실시하지 않는 경우도 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 에 의한 액침 노광 처리 후의 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 제거 동작을 실시한 경우에는, 제 3 반송 아암 (H3) 에 의해 액체 제거 시스템 (90) 으로부터 기판 (P) 을 꺼내어 반송하고, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 제거 동작을 실시하지 않는 경우에는, 제 4 반송 아암 (H4) 에 의해 기판 (P) 을 반송한다. 이와 같이, 액체 제거 시스템 (90) 에 의해 액체 제거 처리가 실시된 기판 (P) 을 반송하는 제 3 반송 아암 (H3) 과, 액체 제거 처리가 실시되지 않고 액체 (LQ) 가 부착되어 있을 가능성이 있는 기판 (P) 을 반송하는 제 4 반송 아암 (H4) 을 구분하여 사용하고 있기 때문에, 제 3 반송 아암 (H3) 에 액체 (LQ) 가 부착되는 것이 방지되고 있다.
또, 기판 (P) 의 반송 경로에는, 노광 후의 기판 (P) 으로부터 비산 (飛散; 낙하) 된 액체 (LQ) 를 회수하는 회수 기구 (60) 가 형성되어 있다. 회수 기구 (60) 는, 기판 스테이지 (PST) 와 액체 제거 시스템 (90) 사이에 있어서의 반송계 (H) (제 2 반송 아암 (H2)) 의 반송 경로 아래에 배치된 통 부재 (61) 와, 통 부재 (61) 에 의해 회수된 액체 (LQ) 를 통 부재 (61) 로부터 배출하는 액체 흡인 장치 (62) 를 구비하고 있다. 통 부재 (61) 는 제 1 챔버 장치 (CH1) 내부에 형성되고, 액체 흡인 장치 (62) 는 제 1 챔버 장치 (CH1) 외부에 형성되어 있다. 통 부재 (61) 와 액체 흡인 장치 (62) 는 관로 (63) 를 통하여 접속되어 있으며, 관로 (63) 에는, 이 관로 (63) 의 유로를 개폐하는 밸브 (63B) 가 형성되어 있다. 또, 회수 기구 (60) 는, 액체 제거 시스템 (90) 과 인터페이스부 (IF) 사이에 있어서의 반송계 (H) (제 4 반송 아암 (H4)) 의 반송 경로 아래에 배치된 통 부재 (64) 도 구비하고 있으며, 통 부재 (64) 에 의해 회수된 액체 (LQ) 도 액체 흡인 장치 (62) 에 의해, 통 부재 (64) 로부터 배출되도록 되어 있다. 액체 (LQ) 가 부착되어 있는 기판 (P) 을 반송계 (H) 에 의해 반송했을 경우, 기판 (P) 으로부터 액체 (LQ) 가 낙하될 가능성이 있지만, 그 낙하된 액체 (LQ) 는 통 부재 (61, 64) 에 의해 회수할 수 있다. 낙하된 액체 (LQ) 를 통 부재 (61, 64) 에 의해 회수함으로써, 반송 경로 상의 주변 기기나 부재에 기판 (P) 로부터의 액체 (LQ) 가 부착되는 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다. 그리고, 액체 흡인 장치 (62) 는 챔버 장치 (CH1) 내부에 형성된 통 부재 (61, 64) 상의 액체 (LQ) 를 흡인함으로써, 챔버 장치 (CH1) 외부에 배출하고, 챔버 장치 (CH1) 내부의 통 부재 (61, 64) 에 액체 (LQ) 가 고이지 않도록 할 수 있다. 따라서, 챔버 장치 (CH1) 내부에 습도 변동 (환경 변동) 이 생기는 문제를 방지할 수 있다. 여기에서, 액체 흡인 장치 (62) 는, 통 부재 (61, 64) 에 회수된 액체 (LQ) 의 흡인 동작을 연속적으로 실시할 수 있으며, 미리 설정된 소정 기간에 있어서만 흡인 동작을 단속적으로 실시할 수도 있다. 흡인 동작을 연속적으로 실시함으로써, 통 부재 (61, 64) 에는 액체 (LQ) 가 고이지 않기 때문에, 챔버 장치 (CH1) 내부의 습도 변동을 보다 한층 방지할 수 있다. 한편, 예를 들어, 노광 장치 본체 (EX) 에서의 기판 (P) 의 노광 중에는, 액체 흡인 장치 (62) 에 의한 흡인 동작 (배출 동작) 을 실시하지 않고, 노광 이외의 기간에서만 흡인 동작을 실시함으로써, 흡인 동작에 의해 발생하는 진동이 노광 정밀도에 영향을 준다는 문제를 방지할 수 있다.
도 2 는 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 에 있어서 도포 처리가 실시된 후의 기판 (P) 의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2 에 있어서, 기판 (P) 은, 기재 (1) 와, 그 기재 (1) 의 상면 (1A) 에 형성된 막 (2) 을 가지고 있다. 기재 (1) 는 실리콘 웨이퍼를 포함하는 것이다. 막 (2) 은 감광재 (레지스트) 에 의해 형성되어 있으며, 기재 (1) 의 상면 (1A) 의 중앙부의 대부분을 차지하는 영역에, 소정의 두께 (예를 들어, 약 200㎛) 로 피복되어 있다. 본 실시형태에서는, 감광재로서 화학 증폭형 레지스트가 사용되고 있다. 한편, 기재 (1) 의 상면 (1A) 의 주연부(周緣剖; 1As) 에는 감광재 (막 ; 2) 는 피복되어 있지 않으며, 그 상면 (1A) 의 주연부 (1As) 에 있어서는, 기재 (1) 가 노출되어 있다. 또, 기재 (1) 의 측면 (1C) 이나 하면 (1B) 에도 감광재 (2) 는 피복되어 있지 않다. 스핀코 트법 등의 소정의 도포 방법으로 기재 (1) 상에 감광재 (2) 를 형성한 경우, 기재 (1) 의 주연부에서 감광재 (2) 가 중앙부보다 부풀어 오르도록 다량으로 형성되는 현상이 발생하는 경우가 있다. 그 기재 (1) 의 주연부의 감광재 (2) 는 박리되기 쉽고, 박리된 감광재 (2) 는 이물이 되어, 그 이물이 기판 (P) 상에 부착되면 패턴 전사 정밀도에 영향을 미친다. 그래서, 기재 (1) 상에 소정의 도포 방법으로 감광재 (2) 를 형성한 후, 노광 처리를 실시하기 전에, 주연부 (1As) 의 감광재 (2) 를, 예를 들어, 용제를 사용하여 제거하는 처리 (소위, 에지 린스) 가 행해진다. 이에 따라, 기재 (1) (기판 (P)) 의 주연부에서는 감광재 (2) 가 제거되어, 그 주연부 (1As) 에서 기재 (1) 가 노출된다.
다음으로, 도 3 을 참조하면서 노광 장치 본체 (EX) 에 대하여 설명한다. 도 3 은 노광 장치 본체 (EX) 를 나타내는 개략 구성도이다. 노광 장치 본체 (EX) 는, 액침법에 기초하여 기판 (P) 을 노광하는 것으로서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에서의 노광광 (EL) 의 광로 공간을 액체 (LQ) 로 채우기 위한 액침 기구 (300) 를 구비하고 있다. 액침 기구 (300) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 근방에 형성되고, 액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 및 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 를 갖는 노즐 부재 (70) 와, 노즐 부재 (70) 에 형성된 공급구 (12) 를 통하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 기구 (10) 와, 노즐 부재 (70) 에 형성된 회수구 (22) 를 통하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수 기구 (20) 를 구비하고 있다. 노즐 부재 (70) 는 기판 (P) (기판 스테이지 (PST)) 의 상방에서, 투영 광 학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학 소자 중, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학 소자 (LS1) 를 둘러싸도록 환상 (環狀) 으로 형성되어 있다.
노광 장치 본체 (EX) 는 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 투영하고 있는 동안에, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급된 액체 (LQ) 에 의해 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 포함하는 기판 (P) 상의 일부에, 투영 영역 (AR1) 보다도 크고 또한 기판 (P) 보다도 작은 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 국소적으로 형성하는 국소 액침 방식을 채용하고 있다. 구체적으로는, 노광 장치 본체 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학 소자 (LS1) 의 하면 (LSA) 과, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치된 기판 (P) 의 상면 사이의 광로 공간을 액체 (LQ) 로 채우고, 이 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통하여 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 을 기판 (P) 에 조사함으로써 마스크 (M) 의 패턴의 이미지로 기판 (P) 을 노광한다. 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급 기구 (10) 를 사용하여 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 소정량 회수함으로써, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한다.
조명 광학계 (IL) 는 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인티그레이터, 옵티컬 인티그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 및 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 설정하는 시야 조리개 등을 가지고 있다. 마스크 (M) 상의 소정의 조명 영역은 조명 광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 으로 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 에를 들어, 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, j 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 이나, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 및 F2 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에 있어서는 ARF 엑시머 레이저광이 사용된다.
본 실시형태에 있어서는, 액침 영역 (AR2) 을 형성하는 액체 (LQ) 로서 순수가 사용되고 있다. 순수는 ArF 엑시머 레이저광뿐만 아니라, 예를 들어, 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 도 투과 가능하다.
마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 마스크 (M) 를 진공 흡착 (또는, 정전 흡착) 에 의해 유지한다. 마스크 스테이지 (MST) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 의 구동에 의해, 마스크 (M) 를 유지한 상태에서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직한 평면 내, 즉 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 상에는 마스크 스테이지 (MST) 와 함께 이동하는 이동 거울 (41) 이 고정 형성되어 있다. 또, 이동 거울 (41) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (42) 가 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2 차원 방향의 위치, 및 θZ 방향의 회전각 (경우에 따라서는, θX, θY 방향의 회전각도 포함한다) 은 레이저 간섭계 (42) 에 의해 리얼타임으로 계측된다. 레이저 간섭계 (42) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (42) 의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 를 제어하여 마스크 스테이지 (MST) 를 구동시키고, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 의 위치를 제어한다.
투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 소정의 투영 배율 (β) 로 기판 (P) 에 투영한다. 투영 광학계 (PL) 는 복수의 광학 소자를 포함하고, 이들 광학 소자는 경통 (PK) 에 의해 유지되고 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는 투영 배율 (β) 이 예를 들어, 1/4, 1/5 또는 1/8 인 축소계이다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 등배계(等倍系) 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학 소자 중, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학 소자 (LS1) 는 경통 (PK) 으로부터 노출되어 있다. 또, 본 실시형태의 투영 광학계 (PL) 는 반사 소자를 포함하지 않는 굴절계인데, 굴절 소자와 반사 소자를 포함하는 반사 굴절계이어도 되고, 굴절 소자를 포함하지 않는 반사계이어도 된다.
기판 스테이지 (PST) 는 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에서 베이스 부재 (BP) 상에서 이동 가능하다. 기판 홀더 (PH) 는 예를 들어, 진공 흡착 등에 의해 기판 (P) 을 유지한다. 기판 스테이지 (PST) 상에는 오목부 (46) 가 형성되어 있으며, 기판 (P) 을 유지하기 위한 기판 홀더 (PH) 는 오목부 (46) 에 배치되어 있다. 그리고, 기판 스테이지 (PST) 중 오목부 (46) 이외의 상면 (47) 은, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 상면과 거의 동일한 높이 (면일(面一)) 가 되는 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 에 의해 구동되고, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 를 통하여 유지한 상태에서, 베이스 부재 (BP) 상에서 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 는 Z 축 방향, θX 방향 및 θY 방향으로도 이동 가능하다. 따라서, 기판 스테이지 (PST) 에 지지된 기판 (P) 의 상면은, X 축, Y 축, Z 축, θX, θY 및 θZ 방향의 6 자유도의 방향으로 이동 가능하다. 기판 스테이지 (PST) 의 측면에는 기판 스테이지 (PST) 와 함께 이동하는 이동 거울 (43) 이 고정 형성되어 있다. 또, 이동 거울 (43) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (44) 가 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 2 차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계 (44) 에 의해 리얼타임으로 계측된다. 또, 노광 장치 (EX) 는, 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 상면의 면 위치 정보를 검출하는 사입사 방식의 포커스ㆍ레벨링 검출계 (30) 를 구비하고 있다. 포커스ㆍ레벨링 검출계 (30) 는, 기판 (P) 의 상면에 검출광 (La) 을 투사하는 투광부 (31) 와, 기판 (P) 의 상면에서 반사된 검출광 (La) 의 반사광을 수광하는 수광부 (32) 를 구비하고 있으며, 기판 (P) 의 상면의 면 위치 정보 (Z 축 방향의 위치 정 보, 및 기판 (P) 의 θX 및 θY 방향의 경사 정보) 를 검출한다. 레이저 간섭계 (44) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 포커스ㆍ레벨링 검출계 (30) (수광부 (32)) 의 검출 결과도 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는 포커스ㆍ레벨링 검출계 (30) 의 검출 결과에 기초하여, 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 구동시키고, 기판 (P) 의 포커스 위치 (Z 위치) 및 경사각 (θX, θY) 을 제어하여 기판 (P) 의 상면을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞추어 넣음과 함께, 레이저 간섭계 (44) 의 계측 결과에 기초하여, 기판 (P) 의 X 축 방향, Y 축 방향 및 θZ 방향에서의 위치를 제어한다.
다음으로, 액침 기구 (300) 의 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 에 대하여 설명한다. 액체 공급 기구 (10) 는 액체 (LQ) 를 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급한다. 액체 공급 기구 (10) 는, 액체 (LQ) 를 송출할 수 있는 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. 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 공급관 (13) 의 타단부와 공급구 (12) 를 접속시키는 내부 유로 (공급 유로) 가 형성되어 있다. 액체 공급부 (11) 는 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크, 가압 펌프, 및 액체 (LQ) 중의 이물을 제거하는 필터 유닛 등을 구비하고 있다. 또한, 액체 공급 기구 (10) 의 탱크, 가압 펌프, 필터 유닛 등은, 그 모두를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다. 액체 공급부 (11) 의 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다.
액체 회수 기구 (20) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수한다. 액체 회수 기구 (20) 는 액체 (LQ) 를 회수할 수 있는 액체 회수부 (21) 와, 액체 회수부 (21) 에 그 일단부를 접속시키는 회수관 (23) 을 구비하고 있다. 회수관 (23) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 회수관 (23) 의 타단부와 회수구 (22) 를 접속시키는 내부 유로 (회수 유로) 가 형성되어 있다. 액체 회수부 (21) 는 예를 들어, 진공 펌프 등의 진공계 (흡인 장치), 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기, 및 회수한 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 또한, 액체 회수 기구 (20) 의 진공계, 기액 분리기, 탱크 등은, 그 모두를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없으며, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다. 액체 공급부 (21) 의 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다.
액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 및 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 은, 기판 (P) 의 상면, 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (47) 과 대향하는 위치에 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 는, 광학 소자 (LS1) 의 측면을 둘러싸도록 형성된 환상 부재로서, 공급구 (12) 는, 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 광학 소자 (LS1) (투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 을 둘러싸도록 복수 형성되어 있다. 또, 회수구 (22) 는, 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 제 1 광학 소자 (LS1) 에 대해 공급구 (12) 보다도 외측으로 떨어져 형성되어 있으며, 제 1 광학 소자 (LS1) 및 공급구 (12) 를 둘러싸도록 형성되어 있다.
그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 를 사용하여 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 소정량 회수함으로써, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 국소적으로 형성한다. 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급부 (11) 및 액체 회수부 (21) 를 구동시킨다. 제어 장치 (CONT) 의 제어 하에서 액체 공급부 (11) 로부터 액체 (LQ) 가 송출되면, 그 액체 공급부 (11) 으로부터 송출된 액체 (LQ) 는, 공급관 (13) 을 흐른 후, 노즐 부재 (70) 의 공급 유로를 통하여, 공급구 (12) 로부터 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급된다. 또, 제어 장치 (CONT) 하에서 액체 회수부 (21) 가 구동되면, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 액체 (LQ) 는 회수구 (22) 를 통하여 노즐 부재 (70) 의 회수 유로에 유입되어, 회수관 (23) 을 흐른 후, 액체 회수부 (21) 에 회수된다.
액체 회수 기구 (20) 에 의해 회수된 적어도 일부의 액체 (LQ) 를 액체 공급 기구 (10) 로 되돌려도 된다. 또는, 액체 회수 기구 (20) 에 의해 회수된 액체 (LQ) 를 모두 폐기하여, 새로운 청정한 액체 (LQ) 를 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급하도록 해도 된다. 또한, 노즐 부재 (70) 등의 액침 기구 (1) 의 구조는 상기 기술한 구조에 한정되지 않고, 예를 들어, 유럽특허 공개 제1420298호, 국제공개 제2004/055803호, 국제공개 제2004/057589호, 국제공개 제2004/057590호, 국제공개 제 2005/029559호에 기재되어 있는 것도 사용할 수 있다.
도 4 는 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 이 액침 노광 처리되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다. 기판 홀더 (PH) 는 기판 스테이지 (PST) 의 오목부 (46) 에 배치되어 있으며, 기판 (P) (기재 (1)) 의 하면 (1B) 에 대향하는 상면 (51A) 을 갖는 베이스 부재 (51) 와, 베이스 부재 (51) 의 상면 (51A) 에 형성되고, 기판 (P) 의 하면 (1B) 의 주연 영역과 대향하는 평면에서 보아 거의 원환상의 상면 (52A) 을 갖는 둘레 벽부 (52) 와, 베이스 부재 (51) 의 상면 (51A) 중 둘레 벽부 (52) 의 내측에 복수 형성된 핀 형상의 지지부 (53) 를 구비하고 있다. 또, 베이스 부재 (51) 의 상면 (51A) 중 지지부 (53) 가 형성되어 있는 위치 이외의 위치에는, 도시하지 않은 진공계와 접속하는 흡착 구멍 (54) 이 복수 형성되어 있다. 즉, 기판 홀더 (PH) 는, 소위 핀척 기구의 일부이며, 제어 장치 (CONT) 는, 흡착 구멍 (54) 에 접속되어 있는 진공계를 구동시키고, 흡착 구멍 (54) 을 통하여, 베이스 부재 (51) 의 상면 (51A) 과 둘레 벽부 (52) 와 기판 (P) 의 하면 (1B) 으로 둘러싸인 공간 (55) 의 기체를 흡인하고, 이 공간 (55) 을 부압(負壓)으로 함으로써, 기판 (P) 의 하면 (1B) 을 지지부 (53) 에 의해 지지한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하여 액체 (LQ) 와 감광재 (2) 를 접촉시켰을 경우, 감광재 (2) 를 통하여 액체 (LQ) 와 기재 (1) 가 접촉할 가능성이 있다. 예를 들어, 액체 (LQ) 가 감광재 (2) 를 침투하고, 그 침투한 액체 (LQ) 와 기재 (1) 가 접촉하거나 감광재 (2) 의 일부에 도포 결함이 있는 경우에는, 그 도포 결함 부분을 통하여 액체 (LQ) 와 기재 (1) 가 접촉하거나 할 가능성이 있다. 또, 기판 (P) 상면의 주연 영역 을 액침 노광할 때에, 액체 (LQ) 와 기재 (1) 의 주연부 (1As) 가 접촉하는 경우도 있다.
액체의 부착 흔적 (워터마크) 은 불순물을 함유한 상태 (오염된 상태) 의 액체가 건조됨으로써 형성되는 건조잔사(乾燥殘渣)라고 일반적으로 말해지고 있다. 워터마크의 원인이 되는 불순물의 하나로서, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 중에 용출된 기재 (1) 를 구성하는 물질인 실리콘에 기인하는 실리카 화합물을 들 수 있다. 실리콘을 함유하는 기재 (1) 가 산소와 반응하면, 기재 (1) 표면에 산화막 (SiO2) 이 형성된다. 산화막 (SiO2) 은 기재 (1) 와 액체 (LQ) 가 접촉하기 전에 있어서는, 대기 중의 산소와 반응함으로써 형성된다고 생각되며, 기재 (1) 와 액체 (LQ) 가 접촉한 후에 있어서는, 대기 중의 산소에 추가하여, 액체 (LQ) 중의 용존 산소나 대기 중으로부터 액체 (LQ) 중에 용해된 산소와 반응함으로써 형성된다고 생각된다. 그리고, 기재 (1) 의 상면 (1A) 에 산화막이 형성되었을 경우, 그 상면 (1A) 의 산화막과 액체 (LQ) 가 감광재 (2) 를 개재하여 (주연부 (1As) 에 있어서는 감광재 (2) 를 개재시키지 않고) 접촉하면, 기재 (1) 상에 형성된 산화막은 액체 (LQ) 중에 용출되어, 실리카 화합물 (H2SiO3) 이 되어 확산된다. 이 액체 (LQ) 중에 용출된 실리카 화합물이 워터마크의 원인이 되는 불순물로서 작용한다. 이와 같이, 기재 (1) 상에 형성된 산화막으로부터 액체 (LQ) 중에 워터마크의 원인이 되는 실리카 화합물이 용출된다. 따라서, 워터마크의 발생을 억제하기 위한 대책 중 하나로서, 액체 (LQ) 에 대한 실리카 화합물의 용출을 억제하는 것을 들 수 있다. 바꾸어 말하면, 액체 (LQ) 에 대한 실리카 화합물의 용출량을 억제하여, 액체 (LQ) 중의 실리카 화합물의 농도를 허용 농도 이하로 억제함으로써, 워터마크의 발생을 억제할 수 있다.
그런데, 기판 (P) (기재 (1)) 과 액체 (LQ) 가 접촉하고 나서, 실리카 화합물의 용출이 개시되어 액체 (LQ) 중의 실리카 화합물의 농도가 허용 농도 이상에 달할 때까지는, 소정 시간 (예를 들어, 3 분 정도 ; Tr) 이 걸린다고 여겨지고 있다. 즉, 기판 (P) (기재 (1)) 과 액체 (LQ) 가 접촉하고 있는 시간이 길수록, 액체 (LQ) 에 대한 실리카 화합물의 용출량이 많아져, 액체 (LQ) 중의 실리카 화합물의 농도가 높아진다. 따라서, 기판 (P) 과 액체 (LQ) 가 접촉하고 있는 시간을 소정 시간 (허용 시간 ; Tr) 이하로 억제함으로써, 액체 (LQ) 중에, 워터마크의 원인이 되는 실리카 화합물이 다량으로 용출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판 (P) 이 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta), 즉 기판 (P) 이 액체 (LQ) 를 개시한 후의 경과 시간을 미리 정해진 소정 시간 (허용 시간 ; Tr) 이하로 억제함으로써, 액체 (LQ) 중의 실리카 화합물의 농도를 허용 농도 이하로 억제할 수 있다. 이 때문에, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성했을 경우, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과하지 않도록, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 제거 처리를 실시함으로써, 기판 (P) 에 워터마크가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
허용 시간 (Tr) 은 예를 들어, 실험 또는 시뮬레이션에 의해 미리 구할 수 있으며, 구한 허용 시간 (Tr) 에 관한 정보는, 제어 장치 (CONT) 에 미리 기억된 다. 제어 장치 (CONT) 는, 허용 시간 (Tr) 에 따라, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 을 관리하면서, 노광 처리 및 반송 처리를 포함하는 각종 처리를 실시한다. 노광 장치는, 제어 장치 (CONT) 의 내부에 또는 그 외부에 상기 정보를 기억하는 메모리를 구비하고 있어도 된다. 이러한 메모리는, 사용하는 액체 (LQ) 및 기판 (기재 및 그 위에 형성되는 막 (특히, 최상층)) 의 종류에 따라 허용 시간 (Tr) 을 기억할 수 있다. 또, 이러한 메모리는, 사용하는 액체 (LQ) 및 기판 (기재 및 그 위에 형성되는 막 (특히, 최상층)) 의 종류에 따라, 상기 허용 시간 (Tr) 을 고려한 접액 시간을 기억할 수 있다.
또, 기판 (P) 과 액체 (LQ) 가 접촉하고 나서 액체 (LQ) 에 대한 실리카 화합물의 용출이 개시될 때까지의 시간, 및/또는 액체 (LQ) 에 대한 실리카 화합물의 단위 시간당 용출량, 및/또는 기판 (P) 이 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서 액체 (LQ) 중의 실리카 화합물의 농도가 허용 농도 이상에 달할 때까지의 시간은, 액체 (LQ), 및/또는 기판 (P) (기재 (1)) 에 따라 변화될 가능성이 있다. 따라서, 소정 시간 (Tr) 을, 액체 (LQ), 및/또는 기판 (P) 에 관한 정보에 기초하여 설정하고, 기판 (P) 이 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 을 허용 시간 (Tr) 이하로 억제함으로써, 액체 (LQ) 중의 실리카 화합물의 농도를 허용 농도 이하로 억제하여, 기판 (P) 에 워터마크가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 이, 감광재 (2) 의 표면을 덮도록 형성된 탑코팅막이라고 불리는 보호막 (3) 을 구비하고 있는 경우, 기재 (1) 로 부터 액체 (LQ) 중으로의 실리카 화합물의 용출을 억제할 수 있을 가능성이 있다. 그 경우에는, 허용 시간 (Tr) 을 비교적 길게 설정할 수 있다. 이와 같이, 허용 시간 (Tr) 을, 기판 (P) 의 막 구성 (적층 구조 및 특히 최상층을 형성하는 재료) 에 관한 정보에 기초하여 설정할 수도 있다.
또한, 상기 기술한 바와 같이, 액체 (LQ) 중에 용출되는 실리카 화합물은, 기재 (1) 상에 형성된 산화막 (SiO2) 에 기인하여 생성된다고 생각되기 때문에, 산화막의 형성을 억제하기 위해, 예를 들어, 챔버 장치 내부의 산소 농도를 저감시켜 기판 (P) 이 놓여지는 환경의 산소 농도를 저감시키거나, 액침 영역 (AR2) 주위의 환경의 산소 농도를 국소적으로 저감시키거나, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 중의 용존 산소량을 저감시킬 수 있다.
또, 본 실시형태의 노광 장치 (EX-SYS) 에 있어서, 워터마크의 원인이 되는 불순물로는, 상기 기술한 바와 같은 「(1) 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 중에 용출된 기재 (1) 를 구성하는 물질인 실리콘에 기인하는 실리카 화합물」외에, 「(2) 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 중에 분산 또는 용해된 대기 중의 부유 파티클이나 화학 물질 등의 오염물」을 들 수 있다. 따라서, 기판 (P) 이 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 을 짧게 함으로써, 기판 (P) 과 접촉하고 있는 액체 (LQ) 가 대기에 노출되어 있는 시간을 짧게 할 수 있어, 액체 (LQ) 중에 대기 중의 오염물이 분산 또는 용해되는 양을 억제할 수 있으며, 상기 (2) 에 기인하는 워터마크의 형성을 억제할 수 있다.
한편, 워터마크는, 불순물을 함유한 상태의 액체가 건조됨으로써 형성되는 건조 잔사라고 여겨지고 있다. 이러한 워터마크가 불순물을 함유한 상태의 액체가 건조됨으로써 일단 형성되면, 기판을 액체에 다시 침지해도 또는 기판 상에 액체를 흐르게 해도 제거하는 것이 매우 곤란하다. 본 실시형태에서는, 워터마크를 형성하는 불순물을 함유한 액체를 기판 상에서 건조시키지 않도록 하고 있다. 구체적으로는, 기판 (P) 과 액체 (LQ) 를 접촉시킨 후 (기판 (P) 의 액침 노광 완료 후), 기판 (P) 상으로부터 액체 (LQ) 를 완전히 제거하지 않고, 즉, 기판 (P) 을 젖은 상태에서 세정 장치 (100) 로 반송하여 세정 처리로 이행하고, 세정 장치 (100) 에서 실리카 화합물이나 대기 중의 오염물을 함유하는 워터마크의 원인이 되는 불순물을 제거함으로써, 기판 (P) 상에 워터마크가 형성되는 것을 억제한다. 또한, 「기판 (P) 을 젖은 상태에서 세정 장치 (100) 로 반송한다」란, 기판 (P) 의 반송 중에 액체가 기판 (P) 상에서 건조되어 워터마크가 형성되지 않을 정도로 기판 상에 벌크 또는 방울로서 남아 있는 상태를 의미하고 있다.
또한, 워터마크의 원인이 되는 불순물로는, 상기 (1), (2) 에 추가하여, 「(3) 기판 (P) 에 흡착되어 있는 흡착물」, 「(4) 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 중에 함유되는 불순물」등도 들 수 있다. 따라서, 기판 (P) 을 노광하기 전에, 예를 들어, 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 나 노광 장치 (EX-SYS) 에 형성된 세정 장치를 사용하여 기판 (P) 을 세정함으로써, 상기 (3) 에 기인하는 워터마크의 발생을 억제할 수 있다. 또, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 의 품질 (수질) 을 향상시킴으로써, 상기 (4) 에 기인하는 워 터마크의 발생을 억제할 수 있다.
다음으로, 상기 기술한 노광 장치 본체 (EX) 를 구비한 디바이스 제조 시스템 (SYS) 의 동작의 일례에 대하여, 도 6(A) 및 도 6(B) 의 플로우차트도를 참조하면서 설명한다.
코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 로부터 노광 장치 (EX-SYS) 의 프리 얼라이먼트부에 노광 처리 전의 기판 (P) 이 반송되면, 제어 장치 (CONT) 는, 프리 얼라이먼트부에서, 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 에 대해 대략적으로 위치를 맞춘다. 또, 제어 장치 (CONT) 는, 촬상 장치 (80) 에 의해, 노광 처리 전의 기판 (P) 의 표면 정보를 취득한다. 노광 처리 전의 기판 (P) 의 표면에는 액체 (LQ) 는 부착되어 있지 않으며, 제어 장치 (CONT) 는, 이 노광 처리 전의 액체 (LQ) 가 부착되어 있지 않은 기판 (P) 의 표면 정보를, 기준 표면 정보 (기준 화상 정보) 로서 기억한다 (단계 SA1).
이어서, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 반송 아암 (H1) 에 의해, 기판 (P) 을 노광 장치 본체 (EX) 의 기판 홀더 (PH) 에 로드한다. 기판 (P) 은 기판 홀더 (PH) 에 유지된다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급 동작 및 액체 회수 기구 (20) 에 의한 회수 동작을 개시한다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 과 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 액체 (LQ) 가 처음으로 접촉한 시점을 계측 개시 시점 (T0) 으로 하여, 타이머 (7) 에 의한 시간 계측을 개시한다 (단계 SA2).
본 실시형태에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 상에 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급 동작을 개시하고, 그 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급된 액체 (LQ) 가 기판 (P) 에 처음으로 접촉한 시점을 계측 개시 시점 (T0) 으로 하여, 타이머 (7) 에 의한 시간 계측을 개시한다. 이 경우, 예를 들어, 노즐 부재 (70) 의 공급구 (12) 근방에 액체 (LQ) 를 검출할 수 있는 액체 센서를 형성해 두고, 제어 장치 (CONT) 는, 그 액체 센서의 검출 결과에 기초하여, 타이머 (7) 에 의한 시간 계측을 개시할 수 있다. 즉, 공급구 (12) 근방에 형성된 액체 센서가 액체 (LQ) 를 처음으로 검출한 시점과, 기판 (P) 이 공급구 (12) 로부터 공급된 액체 (LQ) 와 처음으로 접촉한 시점은 거의 동시이기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 센서가 액체 (LQ) 를 처음으로 검출한 시점을, 기판 (P) 과 액체 (LQ) 가 처음으로 접촉한 시점으로 할 수 있다. 또는, 제어 장치 (CONT) 가 액체 공급 기구 (10) 에 액체 (LQ) 의 공급을 개시시키는 신호를 송신한 시점부터 시간 계측을 개시해도 된다. 이 경우, 미리 그러한 신호가 송신되고 나서 액체가 기판 (P) 에 접촉할 때까지의 필요 시간을 구해 두고, 그 필요 시간을 시간 계측을 개시한 시각에서 뺌으로써, 현실적인 계측 개시 시점 (T0) 을 액체 센서를 사용하지 않고 구할 수 있다.
또는, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (47) 과 투영 광학계 (PL) 사이에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 후, 기판 스테이지 (PST) 를 XY 방향으로 이동시키고, 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상에 처음으로 배치한 시점을 계측 개시 시점 (T0) 으로 하여, 타이머 (T) 에 의한 시간 계측을 개시하도록 해도 된다. 이 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 XY 방향에 관한 위치를 계측하는 레이저 간섭계 (44) 의 계측 결과에 기초하여, 액침 영역 (AR2) 이 기판 (P) 상에 배치되었는지 여부, 즉 기판 (P) 과 액체 (LQ) 가 접촉했는지 여부를 판단하여, 타이머 (7) 에 의한 시간 계측을 개시할 수 있다.
기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 형성된 후, 제어 장치 (CONT) 는 기판 (P) 의 액침 노광을 개시한다 (단계 SA3). 제어 장치 (CONT) 는, 조명 광학계 (IL) 로부터 노광광 (EL) 을 사출하고, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명한다. 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 은, 투영 광학계 (PL) 및 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 상에 조사되고, 기판 (P) 은 액침 노광 처리된다.
기판 (P) 상에는 복수의 쇼트 영역이 설정되어 있으며, 1 개의 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 이동시키면서 각 쇼트 영역에 대한 주사 노광 처리가 순차적으로 행해진다.
각 쇼트 영역 각각에 대한 액침 노광 처리가 종료된 후 (단계 SA4), 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 기판 (P) 상으로의 액체 공급을 정지 시킴과 함께, 타이머 (7) 의 계측 결과에 기초하여, 계측 개시 시점 (T0) 으로부터의 경과 시간이 허용 시간 (Tr) 을 초과했는지 여부, 즉 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 접촉했는지 여부를 판단한다 (단계 SA5).
예를 들어, 노광 장치 (EX-SYS) 가 복수 로트의 기판 (P) 을 순차적으로 노광할 때, 각 로트마다 노광 조건 (프로세스 조건) 을 다르게 하는 경우가 있다. 예를 들어, 각 로트마다 기판 (P) 1 장당 노광 처리 시간 (나아가서는, 접액 시간 (Ta)) 이 상이한 경우, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 미만이 되는 로트 (기판 (P)) 와, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 이상이 되는 로트 (기판 (P)) 가 혼재할 가능성이 있다. 그 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 접액 시간 (Ta) 을 관리하여, 각 기판 (P) 의 노광 완료마다, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과했는지 여부를 판단한다.
단계 SA5 에 있어서, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과했다고 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여, 액체 (LQ) 의 일부가 기판 (P) 상에 잔류하도록, 즉 기판 (P) 이 젖은 상태를 유지하도록, 기판 (P) 상의 액침 영역 (AR2) 을 형성하고 있는 액체 (LQ) 를 부분적으로 회수한다 (단계 SA6). 여기에서, 기판 (P) 이 젖은 상태를 유지함으로써, 액체 (LQ) 의 회수 후에 잔류한 액체가 기판 (P) 상에서 즉시 건조되어 워터마크가 형성되는 것이 방지된다. 적어도 후술하는 단계 SA9 또는 단계 SA17 에서의 처리까지는, 기판 (P) 상에 잔류한 액체가 건조되어 워터마크를 형성하지 않을 정도로, 기판 (P) 상에 잔류시켜 두는 것이 바람직하다.
제어 장치 (CONT) 는, 단계 SA6 에서, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 회수한 후, 제 2 반송 아암 (H2) 을 사용하여, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드한다. 제 2 반송 아암 (H2) 은, 기판 홀더 (PH) 로부터 기판 (P) 을 젖은 상태에서 언로드한다 (단계 SA7).
도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 2 반송 아암 (H2) 은, 젖은 상태의 기판 (P) 을 반송한다. 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 반송 아암 (H2) 을 사용하여, 액체 제거 시스템 (90) 에서의 액체 제거 작업을 실시하지 않고, 기판 (P) 을 젖은 상태에서 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 로 반송한다 (단계 SA8). 또한, 제어 장치 (CONT) 는, 젖은 상태의 기판 (P) 을 제 2 반송 아암 (H2) 으로부터 제 4 반송 아암 (H4) 으로 전달되고, 제 4 반송 아암 (H4) 에 의해, 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 까지 반송하도록 해도 된다. 노광 후의 액체 (LQ) 가 부착되어 있는 기판 (P) 을 제 2 반송 아암 (H2) (또는, 제 4 반송 아암 (H4)) 으로 반송하고 있는 도중에, 기판 (P) 으로부터 액체 (LQ) 가 낙하될 가능성이 있지만, 그 낙하된 액체 (LQ) 는 통 부재 (61) (또는, 64) 에 의해 회수할 수 있다. 낙하된 액체 (LQ) 를 통 부재 (61) 로 회수함으로써, 반송 경로의 주위에 액체 (LQ) 가 비산하는 등의 문제를 방지할 수 있다.
여기에서, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 노광 처리 후의 기판 (P) 의 표면을 촬상 장치 (80) 에 의해 관측함으로써 표면 정보를 취득하도록 해도 된다. 제어 장치 (CONT) 는, 촬상 장치 (80) 의 촬상 결과와, 단계 SA1 에서 구한 기준 표면 정보에 기초하여, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 부착되어 있는 것 (기판 (P) 이 젖어 있는 것) 을 확인할 수 있다. 기판 (P) 의 표면에 액체 (LQ) 가 부착되어 있을 때의 촬상 상태와, 부착되어 있지 않은 때의 촬상 상태는 서로 상이하기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 단계 SA1 에서 구한 노광 처리 전의 기판 (P) 의 기준 표면 정보와, 노광 처리 후의 기판 (P) 의 표면 정보를 비교함으로써, 액체 (LQ) 가 부착되어 있는지 여부, 즉 기판 (P) 이 젖어 있는지 여부를 관측할 수 있다. 어떠한 원인으로, 기판 (P) 이 젖어 있지 않은 경우에는, 기판 (P) 에 액체 (LQ) 를 공급할 수 있는 액체 공급 장치를 예를 들어, 반송계 (H) 의 반송 경로 상에 형성해 두고, 그 액체 공급 장치를 사용하여 기판 (P) 에 액체 (LQ) 를 예를 들어, 분무하도록 공급함으로써 기판 (P) 을 젖게 할 수 있다.
또한, 제어 장치 (CONT) 는 포커스ㆍ레벨링계 (30) 를 사용하여, 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드되기 전의 기판 (P) 이 젖어 있는 것을 확인할 수도 있다. 기판 (P) 의 표면에 액체 (LQ) 가 부착되어 있을 때의 포커스ㆍ레벨링계 (30) 의 수광부 (32) 의 수광 상태와, 부착되어 있지 않을 때의 수광 상태는 서로 상이하기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 수광부 (32) 의 수광 결과에 기초하여, 기판 (P) 이 젖어 있는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 기판 홀더 (PH) 로부터 반출된 기판 (P) 은, 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 의 세정 장치 (100) 에 반송되고, 세정 장치 (100) 는, 반송된 기판 (P) 의 세정 처리를 실시한다 (단계 SA9). 또한, 상기 기술한 바와 같이, 세정 장치 (100) 는 노광 장치 (EX-SYS) 에 형성되어 있어도 된다.
도 8 은 세정 장치 (100) 를 나타내는 도면이다. 도 8 에 있어서, 세정 장치 (100) 는, 기판 (P) 의 하면 (기재 (1) 의 하면 (1B)) 의 중앙부를 유지하는 홀더 (101) 와, 홀더 (101) 에 접속하는 축부 (103) 와, 기판 (P) 을 유지한 홀더 (101) 를 축부 (103) 를 통하여 회전하는 회전 기구 (102) 와, 액체의 비산을 방지하기 위해 홀더 (101) 에 유지된 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 형성된 링 형상 부재 (104) 와, 기판 (P) 상에 세정액 (LQ') 을 공급하는 공급 부재 (105) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 세정액 (LQ') 과, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 는 동일한 액체 (순수) 이다. 홀더 (101) 의 상면에는 진공 장치의 일부를 구성하는 진공 흡착 구멍이 형성되어 있으며, 홀더 (101) 는 기판 (P) 의 하면 중앙부를 흡착 유지한다. 회전 기구 (102) 는 모터 등의 액츄에이터를 포함하고 있으며, 홀더 (101) 에 접속된 축 (103) 을 회전시킴으로써, 홀더 (101) 에 유지된 기판 (P) 을 θZ 방향으로 회전시킨다. 공급 부재 (105) 는, 홀더 (101) 에 유지된 기판 (P) 의 상방에 배치되어 있으며, 세정액 (LQ') 을 기판 (P) 의 상방으로부터, 기판 (P) 의 상면에 공급한다. 또, 공급 부재 (105) 는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, X 축, Y 축, Z 축, θX, θY 및 θZ 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 즉, 공급 부재 (105) 는, 홀더 (101) 에 유지된 기판 (P) 에 대해 상대적으로 이동 가능하게 되어 있다. 세정 장치 (100) 는, 공급 부재 (105) 를 기판 (P) 에 대해 상대적으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 에 대해 세정액 (LQ') 을 공급하는 방향이나, 공급 부재 (105) 와 기판 (P) 의 거리 등을 조정할 수 있다. 세정 장치 (100) 는, 홀더 (101) 에 유지된 기판 (P) 에, 공급 부재 (105) 로부터 세정액 (LQ') 을 공급하고, 기판 (P) 을 세정액 (LQ') 으로 세정한다. 본 실시형태에 있어서는, 세정 장치 (100) 는, 회전 기구 (102) 에 의해 홀더 (101) 에 유지된 기판 (P) 을, 도면 중, θZ 방향으로 회전시키면서, 홀더 (101) 에 유지된 기판 (P) 에 대해 공급 부재 (105) 를 상대적으로 이동시키면서, 공급 부재 (105) 로부터 세정액 (LQ') 을 연속적으로 공급한다. 이에 따라, 기판 (P) 상면의 넓은 영역에 세정액 (LQ') 이 공급된다. 따라서, 세정 장치 (100) 는, 기판 (P) 의 넓은 영역을 세정액 (LQ') 으로 세정할 수 있다. 또, 홀더 (101) 에 유지된 기판 (P) 의 주위에는 링 형상 부재 (104) 가 형성되어 있기 때문에, 링 형상 부재 (104) 에 의해 제 2 액체 (LQ2) 의 비산을 방지할 수 있다.
세정 장치 (100) 에 있어서 세정 처리가 실시된 기판 (P) 은, 예를 들어, 세정액 (LQ') 의 공급을 정지시켜 축 (103) 을 회전시킴으로써, 세정액 (LQ') 을 제거한 후, 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 에 반송되어, 현상 처리가 실시된다 (단계 SA10). 기판 (P) 은 워터마크의 발생이 억제되어 있기 때문에, 현상 결함을 일으키지 않고, 양호하게 현상 처리된다.
이와 같이, 허용 시간 (Tr) 을 초과한 기판 (P) 을 젖은 상태에서 세정 장치 (100) 까지 반송함으로써, 워터마크의 발생을 억제할 수 있다. 그리고, 기판 (P) 을 젖은 상태에서 세정 장치 (100) 로 반송하여 세정 처리를 실시하고, 워터마크의 원인이 되는 불순물을 함유하는 액체 (LQ) 를 씻어내기 때문에, 기판 (P) 상에 워터마크가 형성되는 것을 억제할 수 있다.
단계 SA5 에 있어서, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과하고 있지 않다고 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여, 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 상의 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 충분히 제거한다 (단계 SA11).
제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 충분히 제거한 후, 제 2 반송 아암 (H2) 을 사용하여, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드한다 (단계 SA12).
여기에서, 「기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거한다」란, 상기 기술한 바와 같이, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상으로부터 액체 (LQ) 를 회수하는 것에 추가하여, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하지 않고, 예를 들어, 기판 (P) 을 기울여 중력 작용 등에 의한 액체 (LQ) 의 움직임만으로 기판 (P) 상으로부터 액체를 이동시키는 것도 포함한다. 또는, 기판 (P) 상으로부터 다른 물체 상에 액침 영역 (AR2) 을 이동시키는 경우도 포함한다. 예를 들어, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜, 기판 (P) 상으로부터 기판 스테이지 (PST) (상면 (47)) 상으로 액침 영역 (AR2) 을 이동시키는 경우나, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 을 계측 스테이지 (PST2) 상으로 이동 시키는 것도 포함한다. 즉, 「기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하기」위해, 임의의 방법 및 그 방법을 실시하는 임의의 기구를 사용할 수 있다. 여기에서, 계측 스테이지 (PST2) 는 기판 (P) 을 유지하지 않는 스테이지로서, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소57-117238호에 개시되어 있는 조도 편차 센서나 일본 공개특허공보 평11-16816호에 개시되어 있는 조사량 센서 (조도 센서) 등의 노광 처리에 관한 계측 처리를 실시하는 각종 계측기를 탑재하고 있다. 기판 스테이지 (PST1) 와 계측 스테이지 (PST2) 가 서로 근접 또는 접촉한 상태에서 XY 방향으로 함께 이동함으로써, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성된 액침 영역 (AR2) 을 기판 스테이지 (PST1) 상과 계측 스테이지 (PST2) 상 사이에서 이동시킬 수 있다.
기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 노광 처리 후의 기판 (P) 의 표면을 촬상 장치 (80) 에 의해 관측함으로써 표면 정보를 취득한다 (단계 SA13). 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 촬상 장치 (80) 의 촬상 결과와, 단계 SA1 에서 구한 기준 표면 정보에 기초하여, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 부착되어 있지 않은 것을 확인 (부착되어 있는지 여부를 판단) 한다 (단계 SA14). 즉, 기판 홀더 (PH) 로부터 기판 (P) 을 언로드하기 전에, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 제거하는 동작을 실시한 경우에도, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 잔류할 가능성이 있기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 촬상 장치 (80) 의 촬상 정보에 기초하여, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 부착 (잔류) 되어 있는지 여부를 판단한다. 또한, 이 경우에 있어서도, 제어 장치 (CONT) 는, 포커스ㆍ레벨링계 (30) 를 사용하여, 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드되기 전의 기판 (P) 에, 액체 (LQ) 가 부착되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.
단계 SA14 에 있어서, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 부착되어 있지 않다고 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 반송 아암 (H2) 을 사용하여, 액체 (LQ) 가 부착되어 있지 않은 기판 (P) 을, 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 로 반송한다 (단계 SA15). 또한, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 (LQ) 가 부착되어 있지 않은 (젖어 있지 않은) 기판 (P) 을 제 2 반송 아암 (H2) 으로부터 제 3 반송 아암 (H3) 에 전달되고, 제 3 반송 아암 (H3) 에 의해 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 까지 반송하도록 해도 된다. 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 까지 반송된 기판 (P) 은, 현상 처리된다 (단계 SA10).
한편, 단계 SA14 에 있어서, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 부착되어 있다고 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 타이머 (7) 의 계측 결과에 기초하여, 계측 개시 시점 (T0) 으로부터의 경과 시간이 미리 정해진 허용 시간 (Tr) 을 초과했는지 여부, 즉 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과했는지 여부를 판단한다 (단계 SA16).
이 경우, 접액 시간 (Ta) 은, 계측 개시 시점 (T0) 으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하는 동작을 실시한 (완료한) 시점까지의 시간과, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하는 동작을 실시한 후에 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하고 있는 시간을 포함하고 있다. 단계 SA14 에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거한 후에 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하고 있는 시간을 포함하는 접액 시간 (Ta) 에 따라, 기판 (P) 상에 잔류하고 있는 액체 (LQ) 의 제거를 실시할지 여부를 판단한다.
단계 SA16 에 있어서, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과하지 않았다고 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 상에 잔류하고 있는 액체 (LQ) 의 제거 동작을, 액체 제거 시스템 (90) 을 사용하여 실행한다 (단계 SA17).
도 9 는 액체 제거 시스템 (90) 을 나타내는 도면이다. 액체 제거 시스템 (90) 은, 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드된 후의 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 제거 동작을 실시하는 것으로서, 기판 (P) 을 유지할 수 있는 유지 테이블 (91) 과, 유지 테이블 (91) 을 수용하는 커버 부재 (92) 와, 유지 테이블 (91) 에 유지된 기판 (P) 에 기체를 분무하는 분무 노즐 (93) 을 구비하고 있다. 커버 부재 (92) 에는 제 1, 제 2 개구 (94, 95) 가 형성되어 있으며, 제 1, 제 2 개구 (94, 95) 각각에는, 셔터 (94A, 95A) 가 형성되어 있다. 액침 노광 후의 기판 (P) 을 유지한 제 2 반송 아암 (H2) 은, 유지 테이블 (91) 을 수용한 커버 부재 (92) 의 내부에, 제 1 개구 (94) 로부터 진입한다. 이 때, 제어 장치 (CONT) 는 셔터 (94A) 를 구동시켜 제 1 개구 (94) 를 개방시키고 있다. 한편, 제 2 개구 (95) 는 셔터 (95A) 에 의해 닫혀져 있다. 그리고, 도시하지 않은 분무 노즐이 기판 (P) 의 이면에 기체를 분무하여, 그 기판 (P) 의 이면에 부착되어 있는 액체를 제거한다. 이어서, 제 2 반송 아암 (H2) 은 기판 (P) 을 유지 테이블 (91) 에 전달한 다. 유지 테이블 (91) 은 전달받은 기판 (P) 을 진공 흡착하여 유지한다. 커버 부재 (92) 의 내부에는, 액체 제거 시스템 (90) 의 일부를 구성하는 분무 노즐 (93) 이 배치되어 있으며, 분무 노즐 (93) 에는 유로 (96) 를 통하여 기체 공급계 (97) 가　접속되어 있다. 유로 (96) 에는, 기판 (P) 에 대해 분무하는 기체 중의 이물 (먼지나 오일 미스트) 을 제거하는 필터가 형성되어 있다. 그리고, 기체 공급계 (97) 가 구동함으로써, 유로 (96) 를 통하여 분무 노즐 (93) 로부터 소정의 기체가 기판 (P) 의 표면에 분무되고, 기판 (P) 의 표면에 부착되어 있는 액체 (LQ) 는 분무된 기체에 의해 날아가 제거된다. 커버 부재 (92) 에는, 액체 회수부 (99) 가 회수관 (98) 을 통하여 접속되어 있다. 회수관 (98) 에는 그 회수관 (98) 의 유로를 개폐하는 밸브 (98B) 가 형성되어 있다. 기판 (P) 으로부터 날아간 액체 (LQ) 는 커버 부재 (92) 에 접속되어 있는 액체 회수부 (99) 에 의해 회수된다. 액체 회수부 (99) 는 커버 부재 (92) 내부의 기체를 비산된 액체 (LQ) 와 함께 흡인함으로써, 기판 (P) 으로부터 날아온 액체 (LQ) 를 회수한다. 여기에서, 액체 회수부 (99) 는, 커버 부재 (92) 내부의 기체 및 비산된 액체 (LQ) 의 흡인 동작을 계속적으로 실시한다. 이에 따라, 커버 부재 (92) 의 내벽이나 바닥 등 커버 부재 (92) 내부에 액체 (LQ) 가 고이지 않기 때문에, 커버 부재 (92) 내부의 습도가 크게 변동되는 경우는 없다. 또, 셔터 (94A, 95A) 가 개방되었을 때에도, 커버 부재 (92) 내의 습한 기체가 커버 부재 (92) 밖으로 흘러나오는 경우도 없다.
액체 제거 시스템 (90) 에 의해 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 제거한 후, 제 어 장치 (CONT) 는, 제 3 반송 아암 (H3) 을 사용하여, 기판 (P) 을 액체 제거 시스템 (90) 으로부터 반출한다. 제 3 반송 아암 (H3) 은, 유지 테이블 (91) 을 수용한 커버 부재 (92) 의 내부에, 제 2 개구 (95) 로부터 진입한다. 이 때, 제어 장치 (CONT) 는 셔터 (95A) 를 구동시켜 제 2 개구 (95) 를 개방시키고 있다. 한편, 제 1 개구 (94) 는 셔터 (94A) 에 의해 닫혀져 있다. 그리고, 제 3 반송 아암 (H3) 은 유지 테이블 (91) 로부터 반출되어, 커버 부재 (92) 의 외측으로 나온다.
제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 처리가 실시된 기판 (P) 을, 제 3 반송 아암 (H3) 을 사용하여, 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 에 반송한다 (단계 SA15). 반송된 기판 (P) 은, 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 에 의해 현상 처리가 실시된다 (단계 SA10).
여기에서, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 처리가 실시된 기판 (P) 을 인터페이스부 (IF) 에 반송하기 전에, 촬상 장치 (80) 를 사용하여, 액체 제거 처리 후의 기판 (P) 의 표면 정보를 취득할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 촬상 장치 (80) 의 촬상 결과와, 단계 SA1 에서 구한 기준 표면 정보에 기초하여, 기판 (P) 상으로부터 액체 (LQ) 가 완전히 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 액체 (LQ) 가 부착되어 있다고 판단하고, 허용 시간 (Tr) 을 아직 초과하고 있지 않다고 판단했을 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 에 의한 기판 (P) 상의 액체 제거 동작을 다시 실행할 수 있다.
한편, 단계 SA16 에 있어서, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과했다고 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 에 의한 액체 제거 동작을 실시하지 않고, 젖은 상태의 기판 (P) 을 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 에 반송한다 (단계 SA18). 반송된 기판 (P) 은, 세정 장치 (100) 에서 세정 처리가 실시된 후 (단계 SA9), 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 에 의해 현상 처리가 실시된다 (단계 SA10).
또한, 단계 SA5 에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는, 그때까지의 접액 시간 (Ta) 에, 단계 SA11 에서의 액체 제거에 요하는 시간 등을 추가하여, 허용 시간 (Tr) 을 초과하는지 여부를 판단하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 단계 SA16 에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체의 제거 동작을 개시할 때까지의 시간도 가미하여, 허용 시간을 초과하는지 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
또, 상기 기술한 실시형태에 있어서 촬상 장치 (80) 를 생략할 수도 있다. 즉, 도 6(A) 및 도 6(B) 의 플로우차트에 있어서, 단계 SA1 및 단계 SA13, SA14, SA16∼SA18 를 생략하고, 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드한 후에, 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 에 반송하여, 즉시 현상 처리를 행하도록 해도 된다.
또, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 (LQ) 의 회수만으로는 불충분하다고 생각되는 경우에는, 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드한 기판 (P) 을 액체 제거 시스템 (90) 으로 반송하도록 해도 된다. 도 11 은 기판 스테이지 (PST) 로부 터 언로드한 기판 (P) 을 액체 제거 시스템 (90) 으로 반송하는 일례를 나타내는 플로우차트이다. 또한, 도 11 의 플로우차트에 있어서도, 촬상 장치 (80) 를 생략한 동작을 나타내고 있다.
제어 장치 (CONT) 는, 제 1 반송 아암 (H1) 에 의해 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 로드함과 함께, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급 동작과 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 개시한다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 과 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해 액체 (LQ) 가 접촉한 시점을 계측 개시 시점 (T0) 으로 하고, 타이머 (7) 에 의한 시간 계측을 개시한다 (단계 SB1).
기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 이 형성된 후, 제어 장치 (CONT) 는 기판 (P) 의 액침 노광을 개시한다 (단계 SB2). 각 쇼트 영역의 각각에 대한 액침 노광 처리가 종료된 후 (단계 SB3), 제어 장치 (CONT) 는, 액침 공급 기구 (10) 에 의한 기판 (P) 상으로의 액체 공급을 정지시킴과 함께, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 제거한다 (단계 SB4).
이 경우, 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상으로부터 기판 스테이지 (PST) 상 등의 다른 물체 상으로 이동시키기만 해도 된다.
다음으로, 제어 장치 (CONT) 는, 타이머 (7) 의 계측 결과에 기초하여, 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 로부터 언로드하고, 액체 제거 시스템 (90) 으로 반송하여, 액체 제거 동작을 개시할 때까지의 경과 시간이 허용 시간 (Tr) 을 초과하는지 여부를 판단한다 (단계 SB5). 여기에서, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 제거 시스템 (90) 으로 반송하고, 액체 제거 동작을 개시할 때까지의 시간을 접액 시간 (Ta) 의 일부로서 단계 SB5 에 있어서의 판단을 행하고 있다. 이것은, 액체 회수 기구 (20) 로 기판 (P) 상의 액체를 제거해도, 일부의 액체 (LQ) 가 기판 (P) 상에 잔류하고 있을 가능성이 있고, 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 작업을 행할 때까지는 액체 (LQ) 가 기판 (P) 에 접촉하고 있을 가능성이 있기 때문이다. 단계 SB5 에 있어서, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과한다고 판단했을 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 반송 아암 (H2) 을 사용하여 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드한다 (단계 SB6). 제 2 반송 아암 (H2) 은, 액체 제거 시스템 (90) 에서의 액체 제거 작업을 행하지 않고, 기판 (P) 을 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 의 세정 장치 (100) 에 반송한다 (단계 SB7). 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 는, 세정 장치 (100) 에 반송된 기판 (P) 에 부착되어 있을 가능성이 있는 불순물을 함유하는 액체 (LQ) 를 상기 기술한 바와 동일하게 하여 씻어낸 후 (단계 SB8) 에, 코터ㆍ디벨로퍼 본체 (C/D) 에 세정 후의 기판 (P) 을 반송하고, 현상 처리를 실시한다 (단계 SB9).
또, 단계 SB5 에 있어서, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과하지 않는다고 판단했을 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 반송 아암 (H2) 을 사용하 여, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드함과 함께 (단계 SB10), 액체 제거 시스템에 반송하여, 상기 기술한 바와 동일하게 하여 기판 (P) 의 액체 제거 동작을 실행한다 (단계 SB11). 액체 제거 시스템 (90) 에 의해 기판 (P) 상의 액체를 제거한 후, 제어 장치 (CONT) 는 제 3 반송 아암 (H3) 을 사용하여, 기판 (P) 을 액체 제거 시스템 (90) 으로부터 반출한다. 제 3 반송 시스템 (H3) 은, 액체 제거 처리된 기판 (P) 을, 인터페이스부 (IF) 를 통하여 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 로 반송한다 (단계 SB12). 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 에 반송된 기판 (P) 은, 세정 장치 (100) 에서의 세정 처리를 행하지 않고, 현상 처리가 실시된다 (단계 SB9).
이상과 같이, 도 11 의 플로우차트의 동작에 있어서는, 접액 시간 (Ta) 이 소정의 허용 시간 (Tr) 을 초과하기 전에, 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 처리를 개시할 수 있다고 판단했을 경우에는, 액체 제거 시스템 (90) 에서 오염물이 혼입된 액체가 부착되어 있을 가능성이 있는 기판 (P) 의 액체 제거 처리를 행하도록 하고 있기 때문에, 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 액체 제거 처리를 개시하기 전에, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과한다고 판단했을 경우에는, 기판 (P) 을 즉시 세정 장치 (100) 로 반송하여, 오염물이 혼입된 액체가 부착되어 있을 가능성이 있는 기판 (P) 을 세정 처리하기 때문에, 도 6(A) 및 도 6(B) 에서 나타낸 동작예와 마찬가지로, 워터마크의 발생을 방지할 수 있다.
그런데, 기판 (P) 의 액침 노광 중 (단계 SA3) 에, 어떠한 원인으로 노광 동 작을 정지해야 할 에러가 발생하는 경우가 있다. 그러한 에러가 발생했을 경우 (에러 신호가 검지되었을 경우), 제어 장치 (CONT) 는, 그 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드하여, 소정의 퇴피(退避) 위치로 퇴피하는 처리를 실시하는 경우가 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 에러가 발생한 기판 (P) 의 접액 시간 (Ta) 이 소정의 허용 시간 (Tr) 을 초과하지 않는 경우에는, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 처리와 액체 제거 시스템 (90) 에 의한 액체 제거 처리의 적어도 일방을 행하고 나서, 에러가 발생한 기판 (P) 을 소정의 퇴피 위치로 반송한다. 한편, 에러가 발생한 기판 (P) 의 접액 시간 (Ta) 이 소정의 허용 시간 (Tr) 을 초과하는 경우에는, 에러가 발생한 기판 (P) 을 즉시 세정 장치 (100) 로 반송하여 세정 처리를 행한 후에, 소정의 퇴피 위치로 반송한다. 이와 같이 함으로써, 에러가 발생한 기판 (P) 의 워터마크의 발생을 방지할 수 있다.
상기 기술한 실시형태에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는, 미리 정해진 허용 시간 (Tr) 에 따라, 기판 (P) 이 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 와 접촉하고 나서의 접액 시간 (Ta) 을 관리하면서, 노광 처리 및 반송 처리를 포함하는 각종 처리를 실시하고 있는데, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하고 나서의 시간 (Tb) 을 관리하면서, 각종 처리를 실시하도록 해도 된다. 여기에서, 「기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거한다」란, 상기 기술한 바와 같이, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상으로부터 액체 (LQ) 를 회수하는 것에 추가하여, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하지 않고, 예를 들어, 기판 (P) 을 기울여 중력 작용 등에 의한 액체 (LQ) 의 움직임만으로 기판 (P) 상으로부터 액체를 이동 시키는 것도 포함한다. 또는, 기판 (P) 상으로부터 다른 물체 상에 액침 영역 (AR2) 을 이동시키는 경우도 포함한다. 예를 들어, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜, 기판 (P) 상으로부터 기판 스테이지 (PST) 상으로 액침 영역 (AR2) 을 이동시키는 경우, 또는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 을 계측 스테이지 (PST2) 상에 이동시키는 것도 포함한다. 즉, 「기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하기」위해, 임의의 방법 및 그 방법을 실시하는 임의의 기구를 사용할 수 있다. 여기에서, 계측 스테이지 (PST2) 는 기판 (P) 을 유지하지 않는 스테이지로서, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소57-117238호에 개시되어 있는 조도 편차 센서나 일본 공개특허공보 평11-16816호에 개시되어 있는 조사량 센서 (조도 센서) 등의 노광 처리에 관한 계측 처리를 실시하는 각종 계측기를 탑재하고 있다. 기판 스테이지 (PST1) 와 계측 스테이지 (PST2) 가 서로 근접 또는 접촉한 상태에서 XY 방향으로 함께 이동함으로써, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성된 액침 영역 (AR2) 을 기판 스테이지 (PST1) 상과 계측 스테이지 (PST2) 상 사이에서 이동시킬 수 있다.
기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거한 후의 상태에는, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하고 있는 상태가 포함된다 (기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 이동 또는 제거해도, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가, 예를 들어, 액적 형상으로 잔류하고 있는 경우도 있을 수 있다). 그 잔류한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 상에서 건조되기 전에, 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 작업이 완료되면, 워터마크의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 상으로부터 액침 영 역 (AR2) 을 제거하는 동작을 실시한 (완료한) 시점을 계측 개시 시점 (T1) 으로 하여, 계측 개시 시점 (T1) 으로부터의 경과 시간, 즉 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하고 나서 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 처리를 개시할 때까지의 시간 (Tb) 이 미리 정해진 허용 시간 (Tr') 을 초과하는지 여부를 판단하고, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하고 나서의 시간 (Tb) 이 허용 시간 (Tr') 을 초과하지 않는다고 판단되었을 경우에는, 기판 (P) 상에 잔류한 액체 (LQ) 을 제거 처리함으로써, 워터마크의 발생을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하고 나서의 시간 (Tb) 이 허용 시간 (Tr') 을 초과한다고 판단되었을 경우에는, 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 처리를 행하지 않고, 즉시 기판 (P) 을 세정 장치 (100) 으로 반송하여 세정 처리함으로써, 워터마크의 발생을 방지할 수 있다.
기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거한 후, 기판 스테이지 (PST) 로부터 기판 (P) 을 언로드하고, 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 처리를 개시할 때까지의 시간은 거의 일정하다고 간주할 수 있지만, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 잔류량이나 분포는, 기판 (P) 의 표면 상태에 따라서도 상이하기 때문에, 허용 시간 (Tr') 은 기판마다 또는 로트마다 변경할 필요가 있다. 예를 들어, 기판 (P) 의 표면에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (동적 접촉각을 포함한다) 이 작은 경우에는, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 대량으로 잔류하고, 젖어 확산된다. 이와 같이 잔류한 대량의 액체 (LQ) 가 건조될 때까지의 시간은 길어지기 때문에, 허용 시간 (Tr') 도 길게 설정할 수 있다. 반대로, 기판 (P) 의 표면에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각이 큰 (예를 들어, 100°이상인) 경우에는, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 가 작은 방울이 되어 잔류하는 정도이다. 그와 같이 잔류한 소량의 액체가 건조될 때까지의 시간은 매우 짧기 때문에, 허용 시간 (Tr') 도 짧게 설정해야 한다. 또는 후술하는 바와 같이, 접촉각을 액체와 기판의 표면을 형성하는 재료의 조합을 적당히 선택함으로써 허용 시간을 조정할 수도 있다. 또, 도 2 에 나타낸 기판 (P) 과 같이, 기판 (P) 의 주연부의 막이 제거되어 있는 경우에는, 기판 (P) 의 중앙 부근에 미소한 방울이 남아, 주연부에 대량의 액체가 잔류 (부착) 할 가능성도 있다. 이 경우에는, 잔류한 액체가 건조될 때까지의 시간이 짧다고 생각되는 기판 (P) 의 중앙 부근의 표면 상태에 맞추어 허용 시간 (Tr') 을 설정할 필요가 있다. 기판 (P) 의 표면 상태와 기판 (P) 상에 잔류한 액체가 건조될 때까지의 시간은, 실험이나 시뮬레이션에 의해 미리 구해 둘 수 있기 때문에, 제어 장치 (CONT) 에, 기판 (P) 의 표면 상태로부터 허용 시간 (Tr') 을 결정하기 위한 테이블이나 함수를 기억해 두고, 다음에 노광되는 기판 (P) 의 정보 (기판 (P) 표면에 있어서의 액체 (LQ) 와의 접촉각나 막의 유무 등) 를 미리 취득함으로써, 다음에 노광되는 기판 (P) 에 대한 허용 시간 (Tr') 을 결정할 수 있다.
이와 같이, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하고 나서의 경과 시간 (Tb) 이 소정의 허용 시간 (Tr') 을 초과하기 전에 액체 제거 시스템 (90) 에서 액체 제거 처리를 실시하고, 경과 시간 (Tb) 이 소정 시간 (Tr') 을 초과하는 경우에는, 액체 제거 처리를 행하지 않고, 기판 (P) 에 부착되어 있을 가능성이 있 는 오염된 액체를 세정 처리하기 때문에, 워터마크의 발생을 방지할 수 있다.
또, 기판 (P) 의 노광 중에 에러가 발생했을 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 에러가 발생한 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거하고 나서의 경과 시간 (Tb) 이 소정의 허용 시간 (Tr') 을 초과하지 않는 경우에는, 액체 제거 시스템 (90) 에 의한 액체 제거 처리를 행하고 나서, 에러가 발생한 기판 (P) 을 소정의 퇴피 위치로 반송하여, 경과 시간 (Tb) 이 허용 시간 (Tr') 을 초과하는 경우에는, 에러가 발생한 기판 (P) 을 즉시 세정 장치 (100) 로 반송하여, 세정 처리를 행한 후에, 소정의 퇴피 위치로 반송한다. 이와 같이 함으로써, 에러가 발생한 기판 (P) 의 워터마크의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 경과 시간 (Tb) 이 소정 시간 (Tr') 을 초과한다고 판단하여, 액체 제거 시스템 (90) 에서의 액체 제거 처리를 행하지 않고, 세정 장치 (100) 로 기판 (P) 을 반송하는 경우, 세정 장치 (100) 로 반송되기 전에, 기판 (P) 상에 잔류하고 있는 액체가 건조되어 버릴 가능성이 있는 경우에는, 기판 (P) 을 언로드하기 전, 또는 기판 (P) 의 반송 도중에, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급하도록 해도 된다. 또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서 액체 제거 시스템 (90) 은, 노광 장치 (EX-SYS) 내에 배치되어 있는데, 인터페이스부 (IF), 또는 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 내에 배치해도 된다.
상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 의 접액 시간 (Ta), 및/또는 기판 (P) 상으로부터 액침 영역을 제거하고 나서의 경과 시간 (Tb) 을 관리하여, 기판 (P) 에서의 워터마크의 발생을 방지하도록 하고 있는데, 이러한 시간 관리를 하 지 않고, 기판 스테이지 (PST) 로부터 기판 (P) 을 젖은 상태에서 언로드하여, 즉시, 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 의 세정 장치 (100) 로 반송하도록 해도 된다.
상기 실시형태에서는, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과하고 있는지를 판단하여 각종의 처리를 실시하고 있었는데, 허용 시간 (Tr) 에 기초하여 접액 시간 (Ta), 즉 액침 상태를 유지하고 있는 시간을 설정할 수 있다. 특히, 액체 (LQ) 및 기판 (P) 의 재료 (특히, 액체 (LQ) 와 접하는 막의 재료) 마다 접액 시간 (Ta) 을 설정할 수 있다. 이렇게 함으로써, 액침 노광의 노광 특성에 영향을 미친다고 생각되는 액체와 기판의 접촉에 의한 영향을 최소한으로 하여 최적의 액침 노광을 실현할 수 있다. 그러한 액체 (LQ) 및 기판 (P) 의 재료마다 설정된 접액 시간 (Ta) 은 미리 노광 장치의 제어 장치 또는 기억 장치에 기억시켜도 된다.
본 실시형태의 경우에는, 기판 (P) 을 젖은 상태에서 반송하기 때문에, 액체 회수 기구 (20) 를 생략할 수도 있다. 또, 세정 장치 (100) 에 기판 (P) 을 반송할 때까지 기판 (P) 이 건조되지 않는 적당량의 액체가 기판 (P) 상에 잔류하도록 액체 회수 기구 (20) 에서의 회수 동작을 행하도록 해도 된다. 또, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수를 실시하여, 기판 (P) 상으로부터 액침 영역 (AR2) 을 제거해도, 세정 장치 (100) 에 기판 (P) 을 반송할 때까지 기판 (P) 이 건조되지 않는 적당량의 액체가 기판 (P) 상에 잔류하도록 기판 (P) 의 표면에 소정의 처리를 실시해도 된다. 예를 들어, 기판 (P) 표면에 있어서의 액체 (LQ) 의 접촉각 (동적 접촉각을 포함한다) 이 작아지도록 기판 (P) 의 표면에 소정의 막 을 형성할 수 있다. 접촉각은 액체 (LQ) 와 기판 (P) 의 표면 (액체와 접촉하는 면) 을 형성하는 재료의 조합으로 결정되기 때문에, 이들을 미리 선정함으로써, 액체 (LQ) 의 기판 상에서의 잔류의 용이성이나 기판과 액체 (LQ) 가 접촉하는 접액 시간의 허용 범위를 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에서는, 기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후에 기판 상에 액체가 잔류하도록 기판의 액체에 대한 접촉각을 설정함으로써, 기판 상에 액체의 부착 흔적 (워터마크) 이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 에서의 워터마크의 발생을 방지하기 위해, 기판 (P) 의 접액 시간 (Ta), 및/또는 기판 (P) 상으로부터 액침 영역을 제거하고 나서의 경과 시간 (Tb) 을 관리하고 있는데, 기판 (P) 의 접액 시간 (Ta), 및/또는 기판 (P) 상으로부터 액침 영역을 제거하고 나서의 경과 시간 (Tb) 의 관리는, 이 목적에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 (P) 과 액체 (LQ) 의 접촉 시간이 허용 시간을 초과하면, 기판 (P) 의 감광재 (3) 의 개질이 발생하여, 현상 후에 기판 (P) 상에 패턴 형성되어야 하는 패턴의 선폭에 이상이 생기는 경우가 있다. 기판 (P) 상에 형성되는 패턴의 선폭의 에러는 디바이스 결함으로 될 가능성이 있다. 따라서, 기판 상에 형성되는 패턴의 선폭 변화를 고려하여 접액 시간 (Ta), 및/또는 경과 시간 (Tb) 의 허용 시간 (Tr) 을 설정하도록 해도 된다. 이 경우, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과한 경우에는, 패턴의 선폭 에러가 생기지 않도록, 코터ㆍ디벨로퍼 장치 (C/D-SYS) 로 액침 노광 후의 기판 (P) 에 대해 행해지는 가열 처리의 조건 (가열 온도, 가열 시간 등) 을 조정할 수 있다. 또, 접액 시간 (Ta) 이 허용 시간 (Tr) 을 초과한 것을 미리 알고 있는 경우에는, 패턴의 선폭 에러가 생기지 않도록, 액침 노광 중의 기판 (P) 에 대한 도스량을 조정해도 된다.
상기 기술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 액체 (LQ) 는 순수를 사용하고 있다. 순수는, 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트나 광학 소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없는 이점이 있다. 또, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께, 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 의 표면, 및 투영 광학계 (PL) 의 선단면에 형성되어 있는 광학 소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다. 또한, 공장 등으로부터 공급되는 순수의 순도가 낮은 경우에는, 노광 장치가 초순수 제조기를 가지도록 해도 된다.
그리고, 파장이 193㎚ 정도의 노광광 (EL) 에 대한 순수 (수) 의 굴절률 (n) 은 대략 1.44 라고 하며, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 을 사용했을 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 134㎚ 로 단파장화되어 높은 해상도가 얻어진다. 또한, 초점 심도는 공기 중에 비해 약 n 배, 즉 약 1.44 배로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점 심도를 확보할 수 있으면 되는 경우에는, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있으며, 이 점에서도 해상도가 향상된다.
본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 광학 소자 (LS1) 가 부착되어 있으며, 이 렌즈에 의해 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어, 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 를 조정할 수 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단 에 부착하는 광학 소자로는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성의 조정에 사용하는 광학 플레이트이어도 된다. 또는, 노광광 (EL) 을 투과할 수 있는 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 교환 가능하게 하는 것은 아니며, 그 압력에 따라 광학 소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정시켜도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면의 사이는 액체 (LQ) 로 채워져 있는 구성이지만, 예를 들어, 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 부착시킨 상태에서 액체 (LQ) 를 채우는 구성이어도 된다.
또, 상기 기술한 실시형태의 투영 광학계는, 선단의 광학 소자의 이미지면측의 광로 공간을 액체로 채우고 있는데, 국제공개 제2004/019128호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 선단의 광학 소자의 마스크측의 광로 공간도 액체로 채우는 투영 광학계를 채용할 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 액체 (LQ) 는 물인데, 물 이외의 액체이어도 된다, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체 (LQ) 로는 F2 레이저광을 투과할 수 있는, 예를 들어, 과플루오르화폴리에테르 (PFPE) 나 불소계 오일 등의 불소계 유체이어도 된다. 이 경 우, 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분에는, 예를 들어, 불소를 함유하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또, 액체 (LQ) 로는, 이 밖에도, 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있으며, 가능한 한 굴절률이 높고, 투영 광학계 (PL) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해 안정적인 것 (예를 들어, 세다유) 을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에도 표면 처리는 사용하는 액체 (LQ) 의 극성에 따라 행해진다. 액체 (LQ) 로는, 여러 가지의 유체, 예를 들어, 초임계 유체를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리 기판이나, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.
노광 장치 (EX) 로는 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 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하고, 기판 (P) 을 순차적으로 스텝 이동시키는 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.
또, 노광 장치 (EX) 로는, 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 사용하여 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 또한 그 후에, 제 2 패턴과 기 판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영 광학계를 사용하여, 제 1 패턴과 부분적으로 중첩시켜 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 2 개 이상의 패턴을 부분적으로 중첩시켜 전사하고, 기판 (P) 을 순차적으로 이동시키는 스텝ㆍ앤드ㆍ스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 상기 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 를 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명해 왔는데, 투영 광학계 (PL) 를 사용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 본 발명은, 트윈 스테이지형 노광 장치에도 적용할 수 있다. 트윈 스테이지형 노광 장치의 구조 및 노광 동작은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응 미국특허 제6,341,007호, 제6,400,441호, 제6,549,269호 및 제6,590,634호), 일본 공표특허공보 2000-505958호 (대응 미국특허 제5,969,441호) 또는 미국특허 제6,208,407호 에 개시되어 있으며, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 한, 이들의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
또한, 일본 공개특허공보 평11-135400호에 개시되어 있는 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 스테이지와 기준 마크가 형성된 기준 부재나 각종의 광전 센서를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있는데, 본 발명은 일본 공개 특허공보 평6-124873호, 일본 공개특허공보 평10-303114호 및 미국특허 제5,825,043호에 개시되어 있는 바와 같은, 노광 대상의 기판 표면 전체를 액체에 담근 상태에서 기판의 노광을 실시하는 액침 노광 장치에도 적용할 수 있다. 그러한 액침 노광 장치의 구조 및 노광 동작은, 미국특허 제5,825,043호에 상세하게 기재되어 있으며, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 한, 이 미국특허의 기재 내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광 장치나, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD) 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
기판 스테이지 (PST) 나 마스크 스테이지 (MST) 에 리니어 모터를 사용하는 경우에는, 에어 베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형 중 어느 쪽을 사용해도 된다. 또, 각 스테이지 (PST, MST) 는, 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 형성하지 않는 가이드리스 타입이어도 된다. 스테이지에 리니어 모터를 사용한 예는, 미국특허 제5,623,853호 및 제5,528,118호 에 개시되어 있으며, 각각 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 한, 이들 문헌의 기재 내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
각 스테이지 (PST, MST) 의 구동 기구로는, 2 차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과 2 차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시키고 전자력에 의해 각 스 테이지 (PST, MST) 를 구동시키는 평면 모터를 사용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 어느 일방을 스테이지 (PST, MST) 에 접속시키고, 자석 유닛과 전기자 유닛의 타방을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측에 형성하면 된다.
기판 스테이지 (PST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-166475호 (미국특허 제5,528,118호) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가도록 해도 된다. 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 한, 미국특허 제5,528,118호의 기재 내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-330224호 (미국특허 제5,874,820) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가도록 해도 된다. 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 한, 미국특허 제5,874,820호의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원 청구의 범위에서 든 각 구성요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각 종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브 시스템에서 노광 장치로의 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템에서 노광 장치로의 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있다는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해지고, 노광 장치 전체적인 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 실시하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상기 기술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하고, 노광한 기판을 현상하는 기판 처리 (노광 처리 단계) 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함한다) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다. 또한, 기판 처리 단계 204 에는, 도 6(A) 및 도 6(B) 및 도 11 에서 설명한 처리 공정이 포함된다.

Claims (36)

  1. 기판 처리 방법으로서,
    액체의 액침 영역을 기판 상에 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통하여 상기 기판에 노광광을 조사하여 상기 기판을 노광하는 것과,
    상기 기판이 상기 액침 영역의 액체와 접촉하고 있는 접액(接液) 시간을 관리하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접액 시간이 소정의 허용 시간을 초과하지 않도록, 상기 기판 상의 액체를 제거하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거하는 것을 추가로 포함하고,
    상기 접액 시간은, 상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후에 상기 기판 상에 액체가 잔류하고 있는 경우에는, 기판 상에 액체가 잔류하고 있는 잔류 시간도 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판은, 기재와 이 기재 표면에 형성된 막을 갖고,
    상기 허용 시간은, 상기 기판에 관한 정보에 기초하여 설정되는, 기판 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기재는 실리콘으로 형성되어 있는, 기판 처리 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 허용 시간은, 상기 기판 상에 액체의 부착 흔적이 형성되지 않도록 설정되는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항에 기재된 기판 처리 방법을 포함하는, 노광 방법.
  8. 기판 처리 방법으로서,
    액체의 액침 영역을 기판 상에 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통하여 상기 기판에 노광광을 조사하여 상기 기판을 노광하는 것과,
    상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거하는 것과,
    상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후의 시간을 관리하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후의 시간이 소정의 허용 시간을 초과하기 전에, 상기 기판 상에 잔류한 액체를 제거하는, 기판 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판은, 기재와 이 기재 표면에 형성된 막을 갖고,
    상기 허용 시간은, 상기 기판에 관한 정보에 기초하여 설정되는, 기판 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기재는 실리콘으로 형성되어 있는, 기판 처리 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 허용 시간은, 상기 기판 상에 액체의 부착 흔적이 형성되지 않도록 설정되는, 기판 처리 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 상으로부터 액체를 제거한 후의 시간에 따라, 상기 기판 상에 잔류하고 있는 액체의 제거를 실시할지의 여부를 판단하는, 기판 처리 방법.
  14. 제 8 항에 기재된 기판 처리 방법을 포함하는, 노광 방법.
  15. 기판 처리 방법으로서,
    액체의 액침 영역을 기판 상에 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통하여 상기 기판에 노광광을 조사하여 상기 기판을 노광하는 것과,
    상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거하는 것과,
    상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후에 상기 기판 상에 액체가 잔류하도록, 상기 기판의 액체에 대한 접촉각을 설정하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판 상에 액체의 부착 흔적이 형성되지 않도록 상기 접촉각이 설정되는, 기판 처리 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 액체와 기판의 액체와 접하는 면의 재료를 선정함으로써 접촉각을 설정하는, 기판 처리 방법.
  18. 제 15 항에 기재된 기판 처리 방법을 포함하는, 노광 방법.
  19. 액체의 액침 영역을 기판 상에 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통하여 상기 기판에 노광광을 조사하여 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 기판 홀더와,
    상기 기판 상의 액체를 제거하는 액체 제거 기구와,
    상기 기판이 상기 액침 영역의 액체와 접촉하고 있는 접액 시간을 관리하는 제어 장치를 구비한, 노광 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는, 상기 접액 시간이 소정의 허용 시간을 초과하지 않도록, 상기 기판 상의 액체를 제거하는, 노광 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는, 상기 기판 홀더로부터 상기 기판을 반출한 후에, 상기 기판 상의 액체를 제거하는, 노광 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는, 상기 기판 홀더로부터 상기 기판을 반출하기 전에, 상기 기판 상의 액체를 제거하는, 노광 장치.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    노광 후의 기판에 현상 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 접속되고,
    상기 접액 시간이 소정의 허용 시간을 초과한 경우에는, 상기 액체 제거 기구에 의한 액체 제거를 실시하지 않고, 상기 기판을 상기 기판 처리 장치로 반송하는, 노광 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어 장치가, 노광되는 기판 및 사용하는 액체 중 적어도 일방에 따라 상기 접액 시간을 관리하는, 노광 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    추가로, 노광되는 기판 및 사용하는 액체 중 적어도 일방에 따른 상기 접액 시간의 정보를 기억한 기억 장치를 구비하는, 노광 장치.
  26. 제 19 항에 있어서,
    추가로, 상기 접액 시간을 계측하는 타이머를 구비하는, 노광 장치.
  27. 액체의 액침 영역을 기판 상에 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통하여 상기 기판에 노광광을 조사하여 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 기판 홀더와,
    상기 액침 영역을 형성하는 액체와 접촉한 기판을, 상기 기판 홀더로부터 젖은 상태에서 반송하는 반송계를 구비한, 노광 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 기판 상으로부터 액침 영역을 제거한 후에, 상기 기판 상에 액체가 잔류하도록, 상기 기판의 액체에 대한 접촉각이 설정되어 있는, 노광 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 기판 홀더로부터 반출된 기판의 세정을 실시하는 세정 장치를 추가로 구비한, 노광 장치.
  30. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    노광 후의 기판에 현상 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 접속되고,
    상기 반송계는, 상기 기판을 젖은 상태에서 상기 기판 처리 장치로 반송하는, 노광 장치.
  31. 액체의 액침 영역을 기판 상에 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통하여 상기 기판에 노광광을 조사하여 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 기판 홀더와,
    상기 기판이 상기 액침 영역의 액체와 접촉하고 있는 접액 시간을 관리하는 제어 장치를 구비한, 노광 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 접액 시간에 관한 소정의 허용 시간을 관리하는, 노광 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 허용 시간은, 노광되는 기판 및 사용하는 액체 중 적어도 일방에 따라 설정되는, 노광 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 허용 시간의 정보를 기억한 기억 장치를 구비하는, 노광 장치.
  35. 제 31 항에 있어서,
    추가로, 상기 접액 시간을 계측하는 타이머를 구비하는, 노광 장치.
  36. 제 19 항 또는 제 27 항 또는 제 31 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하는, 디바이스 제조 방법.
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