KR20070115861A - 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법 Download PDF

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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

노광 장치는, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 제 1 액체 (LQ) 로 채워 액침 공간을 형성하는 액침 공간 형성 부재 (70) 와, 액침 공간의 형성 해제에 수반되는 액침 공간 형성 부재 (70) 의 온도 변화를 억제하는 온도 조정 기구 (60) 를 구비한다.
노광 장치, 광로 공간, 액침 공간, 온도 조정 기구

Description

노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법{EXPOSURE DEVICE, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
기술분야
본 발명은 액체를 통하여 기판을 노광하는 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2005년 4월 18일에 출원된 일본 특허출원 2005-120185호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.
배경기술
반도체 디바이스, 액정 표시 디바이스 등의 마이크로 디바이스 (전자 디바이스 등) 의 제조 공정 중 하나인 포토리소그래피 공정에서는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성 기판 상에 투영 노광하는 노광 장치가 이용된다. 이 노광 장치는, 마스크를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지와, 기판을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지를 가지며, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 순서대로 이동하면서 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통하여 기판에 투영 노광하는 것이다. 마이크로 디바이스의 제조에 있어서는, 디바이스의 고밀도화를 위해, 기판 상에 형성되는 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이 요구에 부응하기 위하여 노광 장치의 추가적인 고해상도화가 요망되고 있다. 그 고해상도화를 실현하기 위한 수단의 하나로서, 하기 특허 문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같은, 노광광의 광로 공 간을 액체로 채우고, 그 액체를 통하여 기판을 노광하는 액침 노광 장치가 고안되어 있다.
특허 문헌 1 : 국제공개 제99/49504호 팜플렛
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
액침 노광 장치에 있어서, 광로 공간을 액체로 채워 액침 공간을 형성하는 부재, 예를 들어 노즐 부재의 온도가 변화하면, 광로 공간에 공급되는 액체의 온도가 변화하여, 광로 공간을 원하는 온도의 액체로 채울 수 없게 될 가능성이 있다. 또, 노즐 부재의 온도 변화에 수반되어, 노즐 부재 근방에 배치되어 있는 각종 부재가 열변형하여 노광 정밀도가 열화될 가능성이 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 액침 공간 형성 부재 (예를 들어, 노즐 부재를 포함함) 의 온도 변화에 기인하는 성능 열화를 방지할 수 있는 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 그 노광 장치 또는 노광 방법을 이용하는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시의 형태에 나타내는 각 도면에 대응한 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 붙인 괄호가 있는 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않으며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 에 채워진 제 1 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 액침 공간 (K2) 을 형성하는 액침 공간 형성 부재 (70 등) 와, 액침 공간 (K2) 의 형성 해제에 수반되는 액침 공간 형성 부재 (70 등) 의 온도 변화를 억제하는 온도 조정 기구 (60) 를 구비한 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 액침 공간 형성 부재의 온도 변화를 억제하기 위한 온도 조정 기구를 형성하였으므로, 액침 공간 형성 부재의 온도 변화에 기인하는 노광 정밀도의 열화를 방지할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 장치 (EX) 를 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 노광 정밀도의 열화가 방지된 노광 장치를 이용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 액체 (LQ) 를 통하여 노광광 (EL) 으로 기판 (P) 을 노광하는 노광 방법으로서, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 액침 공간 (K2) 을 형성하는 액침 공간 형성 부재 (70 등) 를 이용하여 기판 (P) 을 노광함과 함께, 액침 공간 (K2) 의 형성 해제에 수반되는 액침 공간 형성 부재 (70 등) 의 온도 변화를 억제하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 액침 공간 형성 부재의 온도 변화를 억제하여 노광 정밀도의 열화를 방지할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 방법을 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 제 4 양태에 따르면, 노광 정밀도의 열화를 방지할 수 있는 노광 방법을 이용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 제 1 실시 형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 액침 기구 및 온도 조정 기구를 설명하기 위한 도이다.
도 3a 는 액침 기구에 의한 액체 회수 동작의 원리를 설명하기 위한 도이다.
도 3b 는 액침 기구에 의한 액체 회수 동작의 원리를 설명하기 위한 도이다.
도 4 는 액침 기구 및 온도 조정 기구를 설명하기 위한 도이다.
도 5a 는 온도 조정 기구의 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 5b 는 온도 조정 기구의 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 6 은 제 2 실시 형태에 관련된 노광 장치의 주요부를 나타내는 확대도이다.
도 7 은 제 3 실시 형태에 관련된 노광 장치의 주요부를 나타내는 확대도이다.
도 8 은 제 4 실시 형태에 관련된 노광 장치의 주요부를 나타내는 확대도이다.
도 9 는 제 5 실시 형태에 관련된 노광 장치의 주요부를 나타내는 확대도이다.
도 10 은 제 6 실시 형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 도이다.
도 11 은 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
부호의 설명
1 : 액침 기구 11 : 액체 공급 장치
12 : 공급구 14 : 공급 유로
17 : 온도 조정기 21 : 액체 회수 장치
22 : 회수구 24 : 회수 유로
25 : 다공 부재 60 : 온도 조정 기구
61 : 내부 유로 62 : 재킷 부재
63 : 히터 64 : 방사부
70 : 노즐 부재 EL : 노광광
EX : 노광 장치 K1 : 광로 공간
LQ : 액체 P : 기판
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
<제 1 실시 형태>
도 1 은 제 1 실시 형태에 관련된 노광 장치 (EX) 를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 가지며 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지 (ST1) 와, 노광 처리에 관한 계측을 하는 계측 장치의 적어도 일부를 탑재하여 이동 가능한 계측 스테이지 (ST2) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 를 노광 광 (EL) 으로 조명하는 조명광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 스테이지 (ST1) 에 유지되어 있는 기판 (P) 에 투영하는 투영 광학계 (PL) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 있다. 기판 스테이지 (ST1) 및 계측 스테이지 (ST2) 각각은, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에서, 베이스 부재 (BP) 상에 있어서 서로 독립하여 이동 가능하게 되어 있다.
본 실시 형태의 노광 장치 (EX) 는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점 심도를 실질적으로 넓게 하기 위해 액침법을 적용한 액침 노광 장치로서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에서의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 액침 공간을 형성하기 위한 액침 기구 (1) 를 구비하고 있다. 액침 기구 (1) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 근방에 형성되며, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 및 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 를 가지는 노즐 부재 (70) 와, 제 1 공급관 (13) 및 노즐 부재 (70) 에 형성된 공급구 (12) 를 통하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 장치 (11) 와, 노즐 부재 (70) 에 형성된 회수구 (22), 및 회수관 (23) 을 통하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수 장치 (21) 를 구비하고 있다. 뒤에 상세하게 서술하는 바와 같이, 노즐 부재 (70) 의 내부에는 공급구 (12) 와 제 1 공급관 (13) 을 접속하는 유로 (공급 유로 ; 14) 가 형성되어 있음과 함께, 회수구 (22) 와 회수관 (23) 을 접속하는 유로 (회수 유로 ; 24) 가 형성되어 있다. 또한 도 1 에는, 공급구, 회수구, 공급 유로 및 회수 유로는 도시되어 있지 않다. 노즐 부재 (70) 는 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학 소자 중 적어도 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 최종 광학 소자 (LS1) 를 둘러싸듯이 환형으로 형성되어 있다.
또 본 실시 형태의 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR) 를 포함하는 기판 (P) 상의 일부에, 투영 영역 (AR) 보다 크고 또한 기판 (P) 보다 작은 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성하는 국소 액침 방식을 채용하고 있다. 노광 장치 (EX) 는, 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 전사하고 있는 동안, 액침 기구 (1) 를 사용하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 최종 광학 소자 (LS1) 와 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치된 기판 (P) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워, 투영 광학계 (PL) 와 광로 공간 (K1) 에 채워진 액체 (LQ) 를 통하여 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 을 기판 (P) 에 조사함으로써, 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영 노광한다. 제어 장치 (CONT) 는 액침 기구 (1) 의 액체 공급 장치 (11) 를 사용하여 액체 (LQ) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 장치 (21) 를 사용하여 액체 (LQ) 를 소정량 회수함으로써, 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성한다.
이하의 설명에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 이 대향하고 있는 상태에서 광로 공간 (K1) 이 액체 (LQ) 로 채워져 있는 경우에 대해 설명하지만, 기판 (P) 이외의 물체 (예를 들어 기판 스테이지 (ST1) 및 계측 스테이지 (ST2) 의 적어도 일부) 가 투영 광학계 (PL) 와 대향하고 있는 상태에서 광로 공간 (K1) 이 액체 (LQ) 로 채워져 있는 경우도 마찬가지이다.
본 실시 형태에서는, 노광 장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사 방향으로 동기 이동하면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광 장치 (이른바 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 수평면 내에 있어서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 Y 축 방향, 수평면 내에 있어서 Y 축 방향과 직교하는 방향을 X 축 방향 (비주사 방향), X 축 및 Y 축 방향과 직교하는 방향 (본 예에서는 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 평행한 방향) 을 Z 축 방향으로 한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 주위의 회전 (경사) 방향을 각각 θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다. 여기에서 말하는 「기판」은 반도체 웨이퍼 상에 레지스트, 보호막 등의 막을 도포한 것을 포함한다. 「마스크」는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.
또한 뒤에 상세하게 서술하겠지만, 노광 장치 (EX) 는, 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후 (즉, 액침 공간의 형성이 해제된 후) 의 액침 공간 형성 부재 (본 실시 형태에서는 노즐 부재 (70)) 의 온도 변화를 억제하기 위한 온도 조정 기구 (60) 를 구비하고 있다. 온도 조정 기구 (60) 는, 액체 공급 장치 (11) 와 노즐 부재 (70) 에 형성된 회수 유로 (24) 를 접속하며, 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 를 회수 유로 (24) 에 공급하는 제 2 공급관 (15) 을 구비하고 있다.
조명광학계 (IL) 는, 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인테그레이터, 옵티컬 인테그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계 및 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 설정하는 시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정 조명 영역은 조명광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 으로 조명된다. 조명광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광), ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 및 F2 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공자외광 (VUV 광) 등이 이용된다. 본 실시 형태에 있어서는 ArF 엑시머 레이저광이 이용된다.
본 실시 형태에 있어서는, 액체 (LQ) 로서 순수가 이용되고 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, 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 마스크 (M) 를 유지한다. 마스크 스테이지 (MST) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 마스크 스테이지 구동장치 (MD) 의 구동에 의해, 마스크 (M) 를 유지한 상태에서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면 내, 즉 XY 평면 내에 서 이차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 상에는 이동 거울 (51) 이 형성되어 있다. 또, 이동 거울 (51) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (52) 가 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 이차원 방향의 위치, 및 θZ 방향의 회전각 (경우에 따라서는 θX, θY 방향의 회전각도 포함함) 은 레이저 간섭계 (52) 에 의해 실시간으로 계측된다. 레이저 간섭계 (52) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (52) 의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동장치 (MD) 를 구동해, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 의 위치 제어를 한다.
레이저 간섭계 (52) 는 그 일부 (예를 들어, 광학계) 만 이동 거울 (51) 에 대향하여 형성하도록 해도 된다. 또, 이동 거울 (51) 은 평면 거울뿐만 아니라 코너 큐브 (레트로 리플렉터) 를 포함하는 것으로 해도 되고, 이동 거울 (51) 을 고정 설치하는 대신에, 예를 들어 마스크 스테이지 (MST) 의 단면 (측면) 을 경면 가공하여 형성되는 반사면을 이용해도 된다. 그리고 마스크 스테이지 (MST) 는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-130179호 (대응하는 미국특허 제6,721,034호) 에 개시되는 조(粗)미동 가능한 구성으로 해도 된다.
투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴을 소정의 투영 배율 β 로 기판 (P) 에 투영하는 것으로서, 복수의 광학 소자로 구성되어 있으며, 그들 광학 소자는 경통 (PK) 으로 유지되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 투영광학계 (PL) 는, 투영배율 β 가 예를 들어 1/4, 1/5 혹은 1/8 인 축소계이며, 상기 서술한 조 명 영역과 공액인 투영 영역 (AR) 에 마스크 패턴의 축소 이미지를 형성한다. 투영광학계 (PL) 는 축소계, 등배계 및 확대계 어느 것이든 된다. 또, 투영광학계 (PL) 는, 반사 광학 소자를 포함하지 않는 굴절계, 굴절 광학 소자를 포함하지 않는 반사계, 반사 광학 소자와 굴절 광학 소자를 포함하는 반사 굴절계 어느 것이든 된다. 투영광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학 소자 중 투영광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 최종 광학 소자 (LS1) 는 경통 (PK) 으로부터 노출되어 있다. 또한, 최종 광학 소자 (LS1) 는 굴절력을 가지는 렌즈 소자이지만, 무굴절력의 평행 평면판이어도 된다.
기판 스테이지 (ST1) 는, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고 있으며, 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 을 유지하여 이동 가능하다. 기판 홀더 (PH) 는, 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 기판 (P) 을 유지한다. 기판 스테이지 (ST1) 상에는 오목부 (58) 가 형성되어 있으며, 기판 (P) 을 유지하기 위한 기판 홀더 (PH) 는 오목부 (58) 에 배치되어 있다. 그리고 기판 스테이지 (ST1) 중 오목부 (58) 이외의 상면 (57) 은, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 표면과 거의 동일한 높이 (면일) 가 되는 평탄면으로 되어 있다. 이것은, 기판 (P) 의 노광 동작시, 상기 서술한 액침 영역 (LR) 의 일부가 기판 (P) 의 표면으로부터 튀어 나와 상면 (57) 에 형성되기 때문이다. 또 기판 스테이지 (ST1) 의 상면 (57) 의 일부, 예를 들어 기판 (P) 을 둘러싸는 소정 영역 (액침 영역 (LR) 이 비어저나오는 범위를 포함함) 만 기판 (P) 의 표면과 거의 동일한 높이로 해도 된다. 또, 투영광학계 (PL) 의 이미지면측의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 계속 채 울 수 있다면 (즉, 액침 영역 (LR) 을 양호하게 유지할 수 있다면), 기판 스테이지 (ST1) 의 상면 (57) 과 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 표면에 단차가 있어도 된다. 게다가 기판 홀더 (PH) 를 기판 스테이지 (ST1) 의 일부와 일체로 형성해도 되지만, 본 실시 형태에서는 기판 홀더 (PH) 와 기판 스테이지 (ST1) 를 따로따로 구성하여, 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 기판 홀더 (PH) 를 오목부 (58) 내에 고정하는 것으로 한다.
기판 스테이지 (ST1) 는, 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 기판 스테이지 구동장치 (SD1) 의 구동에 의해, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 를 통하여 유지한 상태에서, 베이스 부재 (BP) 상에서 XY 평면 내에서 이차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 그리고, 기판 스테이지 (ST1) 는 Z 축 방향, θX 방향, 및 θY 방향으로도 이동 가능하다. 따라서 기판 스테이지 (ST1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면은 X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 자유도의 방향으로 이동 가능하다. 기판 스테이지 (ST1) 의 측면에는 이동 거울 (53) 이 설치되어 있다. 또, 이동 거울 (53) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (54) 가 설치되어 있다. 기판 스테이지 (ST1) 상의 기판 (P) 의 이차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계 (54) 에 의해 실시간으로 계측된다. 또, 도시하지 않지만, 노광 장치 (EX) 는 기판 스테이지 (ST1) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 표면의 면위치 정보를 검출하는 포커스 레벨링 검출계를 구비하고 있다.
또 레이저 간섭계 (54) 는 그 일부 (예를 들어, 광학계) 만을 이동 거울 (53) 에 대향하여 설치해도 되고, 기판 스테이지 (ST1) 의 Z 축 방향의 위치, 및 θX, θY 방향의 회전 정보도 계측 가능하게 해도 된다. 기판 스테이지 (ST1) 의 Z 축방향의 위치를 계측 가능한 레이저 간섭계를 구비한 노광 장치의 상세한 것은, 예를 들어 일본 공표특허공보 2001-510577호 (대응 국제공개 제1999/28790호 팜플렛) 에 개시되어 있다. 그리고 이동 거울 (53) 을 기판 스테이지 (ST1) 에 고정 설치하는 대신에, 예를 들어 기판 스테이지 (ST1) 의 일부 (측면 등) 를 경면 가공하여 형성되는 반사면을 이용해도 된다.
또한, 포커스 레벨링 검출계는 그 복수의 계측점에서 각각 기판 (P) 의 Z 축 방향의 위치 정보를 계측함으로써 기판 (P) 의 θX 및 θY 방향의 경사 정보 (회전각) 를 검출하는 것인데, 이 복수의 계측점은 그 적어도 일부가 액침 영역 (LR ; 또는 투영영역 (AR)) 내에 설정되어도 되고, 혹은 그 전부가 액침 영역 (LR) 의 외측에 설정되어도 된다. 게다가 예를 들어 레이저 간섭계 (54) 가 기판 (P) 의 Z 축, θX 및 θY 방향의 위치 정보를 계측 가능할 때에는, 기판 (P) 의 노광 동작 중에 그 Z 축 방향의 위치 정보가 계측 가능해지도록 포커스 레벨링 검출계를 설치하지 않아도 되며, 적어도 노광 동작 중에는 레이저 간섭계 (54) 의 계측 결과를 이용하여 Z 축, θX 및 θY 방향에 관한 기판 (P) 의 위치 제어를 하도록 해도 된다.
레이저 간섭계 (54) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 포커스 레벨링 검출계의 검출 결과도 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 포커스 레벨링 검출계의 검출 결과에 기초하여 기판 스테이지 구동장치 (SD1) 를 구동하여, 기판 (P) 의 포커스 위치 (Z 위치) 및 경사각 (θX, θY) 을 제어하고, 기판 (P) 의 표면을 투영광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통하여 형성되는 이미지면에 맞춰 넣음과 함께 레이저 간섭계 (54) 의 계측 결과에 기초하여 기판 (P) 의 X 축 방향, Y 축 방향, 및 θZ 방향에서의 위치 제어를 행한다.
계측 스테이지 (ST2) 는, 노광 처리에 관한 계측을 행하는 각종 계측 장치 (계측 부재를 포함함) 를 탑재하고 있으며, 투영광학계 (PL) 의 이미지면측에서, 베이스 부재 (BP) 상에서 이동 가능하게 설치되어 있다. 계측 스테이지 (ST2) 는 계측 스테이지 구동장치 (SD2) 에 의해 구동된다. 계측 스테이지 구동장치 (SD2) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 그리고 제어 장치 (CONT) 는, 스테이지 구동장치 (SD1, SD2) 각각을 통하여 기판 스테이지 (ST1) 및 계측 스테이지 (ST2) 각각을 베이스 부재 (BP) 상에서 서로 독립하여 이동 가능하다. 계측 스테이지 구동장치 (SD2) 는 기판 스테이지 구동장치 (SD1) 와 동등한 구성을 가지며, 계측 스테이지 (ST2) 는 계측 스테이지 구동장치 (SD2) 에 의해 기판 스테이지 (ST1) 와 마찬가지로 X 축, Y 축, 및 Z 축 방향, θX, θY 및 θZ 방향의 각각으로 이동 가능하다. 또, 계측 스테이지 (ST2) 의 측면에는 이동 거울 (55) 이 설치되어 있으며, 이동 거울 (55) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (56) 가 설치되어 있다. 계측 스테이지 (ST2) 의 이차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계 (56) 에 의해 실시간으로 계측되며, 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (56) 의 계측 결과에 기초하여 계측 스테이지 (ST2) 의 위치를 제어한다. 레이저 간섭계 (56) 는 그 일부 (예를 들어, 광학계) 만 이동 거울 (55) 에 대향하여 설치하 도록 해도 되고, 계측 스테이지 (ST2) 의 Z 축 방향의 위치, 및 θX, θY 방향의 회전각도 계측 가능하게 해도 된다. 또, 이동 거울 (55) 을 계측 스테이지 (ST2) 에 고정 설치하는 대신에, 예를 들어 계측 스테이지 (ST2) 의 일부 (측면 등) 를 경면 가공하여 형성되는 반사면을 이용해도 된다.
계측 스테이지 (ST2) 에 탑재되어 는 계측 장치로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-21314호 (대응 미국특허 제RE36,730호) 등에 개시되어 있는 바와 같은, 복수의 기준 마크가 형성된 기준 마크판, 예를 들어 일본 공개특허공보 소57-117238호 (대응 미국특허 제RE32,795호) 에 개시되어 있는 바와 같이 조도 불균일을 계측하거나, 일본 공개특허공보 2001-267239호 (대응 미국특허 제6,721,039호) 에 개시되어 있는 바와 같이 투영광학계 (PL) 의 노광광 (EL) 의 투과율 변동량을 계측하기 위한 불균일 센서, 일본 공개특허공보 2002-14005호 및 일본 공개특허공보 2002-198303호 (대응 미국공개 2002/0041377A1) 에 개시되어 있는 바와 같은 공간 이미지 계측 센서, 및 일본 공개특허공보 평11-16816호 (대응 미국공개 2002/0061469A1) 에 개시되어 있는 바와 같은 조사량 센서 (조도 센서) 를 들 수 있다. 혹은, 계측 스테이지 (ST2) 에 탑재되는 계측 장치로서, 예를 들어 국제공개 제99/60361호 팜플렛 (대응 특허 6,819,414호), 일본 공개특허공보 2002-71514호, US 특허 제6650399호 등에 개시되어 있는 파면 수차 계측 장치, 및 예를 들어 일본 공개특허공보 소62-183522호 (대응 미국특허 제4,780,747호) 에 개시되어 있는 반사부 등도 들 수 있다.
이와 같이, 계측 스테이지 (ST2) 는 노광 처리에 관한 계측 처리를 행하기 위한 전용 스테이지로서, 기판 (P) 을 유지하지 않는 구성으로 되어 있으며, 기판 스테이지 (ST1) 는, 노광 처리에 관한 계측을 행하는 계측 장치가 탑재되어 있지 않은 구성으로 되어 있다. 이러한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평11-135400호 (대응 국제공개 1999/23692), 및 일본 공개특허공보 2000-164504호 (대응 미국특허 제6,897,963호) 등에 의해 상세하게 개시되어 있다. 상기 서술한 계측 장치 중 적어도 일부를 기판 스테이지 (ST1) 에 탑재해도 된다.
또한 계측 스테이지 (ST2) 의 상면 (59) 및 기판 (P) 의 표면을 포함하는 기판 스테이지 (ST1) 의 상면 (57) 각각은 거의 면일(面一)하게 설치되어 있으며, 본 실시 형태에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (ST1) 의 상면 (57) 과 계측 스테이지 (ST2) 의 상면 (59) 을, 예를 들어 그 스테이지 (ST1, ST2) 중 적어도 일방을 Z 축 방향 (및/또는 θX, θY 방향) 으로 구동함으로써, Z 축 방향에 관해 거의 동일한 위치 (높이) 가 되도록 제어 (조정) 할 수 있다.
또한 제어 장치 (CONT) 는, 액침 기구 (1) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급 동작과 회수 동작을 행하면서, 기판 스테이지 (ST1) 의 상면 (57) 과 계측 스테이지 (ST2) 의 상면 (59) 을 접촉 (또는 접근) 시킨 상태에서, 투영 광학계 (PL) 아래에서 기판 스테이지 (ST1) 와 계측 스테이지 (ST2) 를 예를 들어 X 축 방향으로 함께 이동시킴으로써, 투영광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성되어 있는 액침 영역 (LR) 을 기판 스테이지 (ST1) 의 상면 (57) 과 계측 스테이지 (ST2) 의 상면 (59) 사이에서 이동시킬 수 있다. 이 때, 기판 스테이지 (ST1) 와 계측 스테이지 (ST2) 는 그 상면 (57, 59) 이 거의 동일한 높이 (Z 위치) 에 설정되고 그 구동이 병행하여 행해진다.
다음에, 액침 기구 (1) 에 대해 도 2 를 참조하면서 설명한다. 도 2 는 노즐 부재 (70) 근방의 횡단면도이다. 액침 기구 (1) 의 액체 공급 장치 (11) 는, 최종 광학 소자 (LS1) 의 광사출측의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우기 위해 액체 (LQ) 를 공급하는 것으로서, 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크, 가압 펌프, 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를 조정하는 온도 조정 장치, 및 액체 (LQ) 중의 이물을 제거하는 필터 유닛 등을 구비하고 있다. 도면에는 일례로서 온도 조정 장치 (18) 가 나타나 있다. 액체 공급 장치 (11) 에는 제 1 공급관 (13) 의 일단부가 접속되어 있고, 제 1 공급관 (13) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 액체 공급 장치 (11) 의 액체 공급 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 액체 공급 장치 (11) 의 탱크, 가압 펌프, 온도 조정 장치, 필터 유닛 등은 그 전부를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다.
액침 기구 (1) 의 액체 회수 장치 (21) 는, 최종 광학 소자 (LS1) 의 광사출측의 광로 공간 (K1) 에 채워져 있는 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 것으로서, 진공 펌프 등의 진공계, 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기, 및 회수한 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 액체 회수 장치 (21) 에는 회수관 (23) 의 일단부가 접속되어 있고, 회수관 (23) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 액체 회수 장치 (21) 의 액체 회수 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 액체 회수 장치 (21) 의 진공계, 기액 분리기, 탱크 등은 그 전부를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다.
노즐 부재 (70) 는, 투영광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치되는 적어도 하나의 광학 소자 (본 예에서는 최종 광학 소자 (LS1)) 를 둘러싸듯이 설치된 환형 부재로서, 그 중앙부에 최종 광학 소자 (LS1) 를 배치 가능한 구멍부 (70H) 를 갖고 있다. 노즐 부재 (70) 는, 기판 스테이지 (ST1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면과 대향하는 저판부 (71) 와, 최종 광학 소자 (LS1) 의 측면 (LT) 과 대향하는 경사판부 (72) 와, 측판부 (73) 과, 천판부 (75), 를 갖고 있다. 경사판부 (72) 는 사발 모양으로 형성되어 있으며, 최종 광학 소자 (LS1) 는, 경사판부 (72) 에 의해 형성된 구멍부 (70H) 의 내측에 배치된다. 최종 광학 소자 (LS1) 의 측면 (LT) 과 노즐 부재 (70) 의 구멍부 (70H) 의 내측면 (70T) 은 소정의 갭을 두고 대향하고 있다. 저판부 (71) 는 최종 광학 소자 (LS1) 의 하면과 기판 (P) 사이에 배치된다. 저판부 (71) 에는 노광광 (EL) 을 통과시키기 위한 개구부 (74) 가 설치되어 있다. 저판부 (71) 의 상면 (71A) 은 최종 광학 소자 (LS1) 의 하면과 소정의 갭을 두고 대향하며, 저판부 (71) 의 하면 (71B) 은 기판 (P) 의 표면과 소정의 갭을 두고 대향하고 있다. 저판부 (71) 의 상면 (71A) 은 내측면 (70T) 의 하단부와 접속되어 있다. 저판부 (71) 의 하면 (71B) 은 평탄면으로 되어 있다.
노즐 부재 (70) 는, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 를 공급하 는 공급구 (12) 와, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 를 구비하고 있다. 또한 노즐 부재 (70) 는, 공급구 (12) 에 접속하는 공급 유로 (14), 및 회수구 (22) 에 접속하는 회수 유로 (24) 를 구비하고 있다.
공급구 (12) 는 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 를 공급하기 위한 것으로서, 노즐 부재 (70) 의 내측면 (70T) 중 저판부 (71) 의 상면 (71A) 근방에 설치되어 있다. 공급구 (12) 는 광로 공간 (K1) 의 외측에 설치되어 있으며, 본 실시 형태에 있어서, 공급구 (12) 는 광로 공간 (K1) 에 대해 X 축 방향 양측의 각각에 하나씩 설치되어 있다. 공급구 (12) 는 광로 공간 (K1) 에 대해 Y 축 방향 양측의 각각에 설치되어 있어도 되고, 광로 공간 (K5) 을 둘러싸듯이 복수 설치되어 있어도 된다.
공급 유로 (14) 는, 노즐 부재 (70) 의 경사판부 (72) 의 내부를 경사 방향을 따라 관통하는 슬릿 형상의 관통 구멍에 의해 형성되어 있다. 공급구 (12) 와 제 1 공급관 (13) 은 공급 유로 (14) 를 통하여 접속되어 있다. 제 1 공급관 (13) 의 타단부는 공급 유로 (14) 의 상단부와 접속되며, 공급구 (12) 는 공급 유로 (14) 의 하단부와 접속되어 있다. 따라서 액체 공급 장치 (11) 와 공급구 (12) 는 제 1 공급관 (13) 및 공급 유로 (14) 를 통하여 접속되어 있고, 공급구 (12) 에는 액체 공급 장치 (11) 로부터 액체 (LQ) 가 공급된다.
공급구 (12) 로부터 공급된 액체 (LQ) 는, 광로 공간 (K1) 을 포함하는, 투영광학계 (PL) 및 노즐 부재 (70) 의 하면과 기판 (P) 의 표면 사이의 소정 공간 (액침 공간 ; K2) 에 채워진다. 액체 (LQ) 는, 투영광학계 (PL) 및 노즐 부재 (70) 와 기판 (P) 사이에 유지된다. 소정 공간 (K2) 에 채워진 액체 (LQ) 는 노즐 부재 (70) 의 적어도 일부와 접촉한다.
또한 제 1 공급관 (13) 의 유로 도중에는, 이 제 1 공급관 (13) 의 유로를 개폐 가능한 밸브 기구 (13B) 가 설치되어 있다. 밸브 기구 (13B) 의 동작은 제어 장치 (CONT) 에 제어된다. 제어 장치 (CONT) 는 밸브 기구 (13B) 를 작동하여 제 1 공급관 (13) 의 유로를 닫음으로써, 액체 공급 장치 (11) 로부터 공급구 (12) 에 대한 액체 (LQ) 의 공급을 정지시킬 수 있다.
회수구 (22) 는 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 것으로서, 노즐 부재 (70) 중 기판 (P) 과 대향하는 하면에 설치되어 있다. 회수구 (22) 는, 광로 공간 (K1) 에 대해 공급구 (12) 및 저판부 (71) 보다 외측에서, 광로 공간 (K1) 을 둘러싸듯이 환형으로 설치되어 있다.
회수 유로 (24) 는 노즐 부재 (70) 의 내부에 설치되어 있다. 노즐 부재 (70) 에는 경사판부 (72) 와 측판부 (73) 사이에서 아래로 개구하는 공간부가 형성되어 있고, 회수 유로 (24) 는 그 공간부에 의해 구성되어 있다. 회수구 (22) 는 그 공간부의 하단 (개구부) 에 배치되어 있으며, 회수 유로 (24) 에 접속되어 있다. 그리고 회수 유로 (24) 의 일부에 회수관 (23) 의 타단부가 접속되어 있다. 따라서, 액체 회수 장치 (21) 와 회수구 (22) 는 회수 유로 (24) 및 회수관 (23) 을 통하여 접속되어 있다. 진공계를 포함하는 액체 회수 장치 (21) 는, 회수 유로 (24) 를 부압(負壓)으로 함으로써, 광로 공간 (K1) 을 포함하는 기 판 (P) 과 노즐 부재 (70) 및 투영광학계 (PL) 사이의 소정 공간 (K2) 에 존재하는 액체 (LQ) 를 회수구 (22) 를 통하여 회수할 수 있다. 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 에 채워져 있는 액체 (LQ) 는 노즐 부재 (70) 의 회수구 (22) 를 통하여 회수 유로 (24) 에 유입되고, 그 회수 유로 (24) 에 유입된 액체 (LQ) 는 액체 회수 장치 (21) 에 회수된다. 이와 같이, 액체 회수 장치 (21) 는, 회수 유로 (24) 를 부압으로 함으로써 회수구 (22) 를 통하여 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 의 액체 (LQ) 를 회수함과 함께, 회수 유로 (24) 의 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다.
노즐 부재 (70) 는, 회수구 (22) 를 덮듯이 설치된 복수의 구멍을 가지는 다공 부재 (25) 를 구비하고 있다. 다공 부재 (25) 는 평면에서 보아 환형으로 형성되어 있다. 다공 부재 (25) 는 세라믹스제의 다공체 등이면 되지만, 예를 들어 복수의 구멍을 가진 메시 부재에 의해 구성 가능하다. 다공 부재 (25) 를 형성 가능한 재료로는, 티탄, 스테인리스강 (예를 들어 SUS316), 및 세라믹스 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 다공 부재 (25) 는 티탄으로 형성되며, 액체 (LQ) 에 대해 친액성 (친수성) 을 갖고 있다. 물론 티탄 이외의 친액성 재료로 다공 부재 (25) 를 형성해도 된다. 또, 다공 부재 (25) 를 스테인리스강 (예를 들어 SUS316) 으로 형성하고, 그 표면에 친액성으로 하기 위한 친액화 처리 (표면 처리) 를 해도 된다. 친액화 처리의 일례로는, 다공 부재 (25) 에 산화 크롬을 부착하는 처리를 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 Kobelco Eco-Solutions Co.,Ltd.의 「GOLDEP」처리 혹은 「GOLDEP WHITE」처리를 들 수 있다. 또, 이러한 표면 처리를 함으로써 다공 부재 (25) 로부터 액체 (LQ) 로의 불순물의 용출을 억제할 수 있다.
다공 부재 (25) 는, 기판 스테이지 (ST1) 에 유지된 기판 (P) 과 대향하는 하면 (26) 을 갖고 있다. 다공 부재 (25) 의 하면 (26) 은 거의 평탄하다. 다공 부재 (25) 는, 그 하면 (26) 이 기판 스테이지 (ST1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (즉 XY 평면) 과 거의 평행해지도록 회수구 (22) 에 설치되어 있다. 또 회수구 (22) 에 설치된 다공 부재 (25) 의 하면 (26) 과 저판부 (71) 의 하면 (71B) 은 기판 (P) 의 표면에 대해 거의 동일한 위치 (높이) 에 설치되어 있다.
여기에서, 도 3a 및 3b 를 참조하면서 본 실시 형태에서의 액침 기구 (1) 에 의한 액체 회수 동작의 원리에 대해 설명한다. 도 3a 는 다공 부재 (25) 의 일부를 확대한 단면도이며, 다공 부재 (25) 를 통하여 행해지는 액체 회수 동작을 설명하기 위한 모식도이다. 본 실시 형태에 있어서, 액침 기구 (1) 는 회수구 (22) 를 통하여 액체 (LQ) 만 회수하도록 설치되어 있다. 따라서, 액침 기구 (1) 는, 회수구 (22) 를 통하여 회수 유로 (24) 에 기체를 실질적으로 유입시키는 일 없이 액체 (LQ) 를 양호하게 회수할 수 있다.
도 3a 에 있어서, 회수구 (22) 에는 다공 부재 (25) 가 설치되어 있다. 또, 다공 부재 (25) 의 하측에는 기판 (P) 이 배치되어 있다. 또, 도 3a 및 3b 에 있어서는, 다공 부재 (25) 와 기판 (P) 사이에는 기체 공간 및 액체 공간이 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 다공 부재 (25) 의 제 1 구멍 (25Ha) 과 기 판 (P) 사이에는 기체 공간이 형성되고, 다공 부재 (25) 의 제 2 구멍 (25Hb) 과 기판 (P) 사이에는 액체 공간이 형성되어 있다. 또, 다공 부재 (25) 의 상측에는 회수 유로 (유로 공간 ; 24) 가 형성되어 있다.
다공 부재 (25) 의 제 1 구멍 (25Ha) 과 기판 (P) 사이의 공간의 압력 (다공 부재 (25H) 의 하면에서의 압력) 을 Pa, 다공 부재 (25) 의 상측의 유로 공간 (24) 의 압력 (다공 부재 (25) 의 상면에서의 압력) 을 Pc, 구멍 (25Ha, 25Hb) 의 구멍 지름 (직경) 을 d, 다공 부재 (25 ; 구멍 (25H) 의 내측면) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각을 θ, 액체 (LQ) 의 표면 장력을 γ 로 한 경우, 본 실시 형태의 액침 기구 (1) 는,
(4×γ×cosθ)/d
Figure 112007014647306-PCT00001
(Pa-Pc) ···(1)
의 조건을 만족하도록 설정되어 있다. 상기 (1) 식에 있어서는, 설명을 간단하게 하기 위해 다공 부재 (25) 의 상측의 액체 (LQ) 의 정수압은 고려하지 않았다.
이 경우에 있어서, 다공 부재 (25 ; 구멍 (25H) 의 내측면) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θ) 은
θ
Figure 112007014647306-PCT00002
90° ···(2)
의 조건을 만족할 필요가 있다.
상기 조건이 성립하는 경우, 다공 부재 (25) 의 제 1 구멍 (25Ha) 의 하측 (기판 (P) 측) 에 기체 공간이 형성된 경우에도, 그 기체 공간의 기체가 구멍 (25Ha) 을 통하여 다공 부재 (25) 의 상측의 유로 공간 (24) 에 이동 (침입) 하는 것이 방지된다. 즉, 상기 조건을 만족하도록 다공 부재 (25) 의 구멍 지름 (d), 다공 부재 (25) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (친화성 ; θ), 액체 (LQ) 의 표면 장력 (γ) 및 압력 (Pa, Pc) 을 최적화함으로써 액체 (LQ) 와 기체의 계면을 다공 부재 (25) 의 제 1 구멍 (25Ha) 의 내측에 유지할 수 있어, 제 1 구멍 (25Ha) 을 통하여 다공 부재 (25) 아래의 기체 공간으로부터 유로 공간 (24) 에 기체가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 한편, 다공 부재 (25) 의 제 2 구멍 (25Hb) 의 하측 (기판 (P) 측) 에는 액체 공간이 형성되어 있으므로, 제 2 구멍 (25Hb) 을 통하여 액체 (LQ) 만 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 다공 부재 (25) 의 하측의 공간의 압력 (Pa), 구멍 지름 (d), 다공 부재 (25 ; 구멍 (25H) 의 내측면) 의 액체 (LQ) 의 접촉각 (θ), 액체 (순수 ; LQ) 의 표면 장력 (γ) 은 거의 일정하며, 액침 기구 (1) 는 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력을 제어하여 상기 조건을 만족하도록 다공 부재 (25) 상측의 유로 공간 (24) 의 압력 (Pc) 을 조정한다.
상기 (1) 식에 있어서, (Pa-Pc) 의 절대값이 클수록, 즉 ((4×γ×cosθ)/d) 의 절대값이 클수록 상기 조건을 만족하는 압력 (Pc) 의 제어가 용이해지기 때문에, 구멍 지름 (d) 은 가능한 한 작고, 다공 부재 (25) 의 액체 (LQ) 와의 접촉각 (θ) 은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 다공 부재 (25) 는 액체 (LQ) 에 대해 친액성을 갖고 있으며, 충분히 작은 접촉각 (θ) 을 갖고 있다.
또, 도 3a 에 있어서는, 다공 부재 (25) 에 형성되어 있는 각 구멍은, 다공 부재 (25) 의 상면측의 개구 지름과 하면측의 개구 지름이 거의 동일해지도록 형성되어 있지만, 다공 부재 (25) 의 각 구멍의 상면측의 개구 지름과 하면측의 개구 지름을 다르게 해도 된다. 예를 들어, 실험 등에 의해, 도 3b 에 나타내는 바와 같이 다공 부재 (25) 의 각 구멍의 상면측의 개구 지름을 하면측의 개구 지름보다 작게 하면, 상기 서술한 (Pa-Pc) 의 절대값을 보다 크게 할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 다공 부재 (25) 가 젖은 상태 (다공 부재 (25) 의 상면이 액체 (LQ) 로 덮여 있는 상태) 에서 다공 부재 (25) 의 상측의 유로 공간 (24) 과 하측의 공간의 압력차 (다공 부재 (25) 의 상면과 하면의 압력차) 를 상기 조건을 만족하도록 제어함으로써, 다공 부재 (25) 의 구멍 (25H) 으로부터 액체 (LQ) 만 회수한다. 이것에 의해, 액체 (LQ) 와 기체를 함께 흡인하는 것에 기인하는 진동의 발생을 억제할 수 있다.
또한 상기 조건을 만족하도록 제어함으로써, 유로 공간 (24) 내의 액체 (LQ) 는 다공 부재 (25) 의 하측의 공간으로 이동하지 않게 되어 있다. 즉, 상기 조건을 만족하는 것에 의해, 다공 부재 (25) 의 상측의 공간인 유로 공간 (회수 유로 ; 24) 의 액체 (LQ) 가 다공 부재 (25) 를 통하여 다공 부재 (25) 의 하측의 공간에 방울져 떨어지지 않게 되어 있다.
도 2 에 있어서는 유로 공간 (24) 의 일부에 기체 공간이 형성되어 있지만, 유로 공간 (24) 전부가 액체 (LQ) 로 채워져 있는 편이 바람직하다.
다음에, 온도 조정 기구 (60) 에 대해 설명한다. 온도 조정 기구 (60) 는, 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후의 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 억제하기 위한 것이다. 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사할 때 등에 있어서는, 투영광학계 (PL) 및 노즐 부재 (70) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 가 유지되어, 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 에 액체 (LQ) 가 채워지지만, 그 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 의 액체 (LQ) 를 제거한 후 (액침 공간의 형성 해제 후), 노즐 부재 (70) 에 접촉하고 있는 액체 (LQ) 의 적어도 일부가 기화될 가능성이 있다. 그리고 그 액체 (LQ) 가 기화함으로 인해 생기는 기화열에 의해 노즐 부재 (70) 가 온도 변화 (저하) 될 가능성이 있다. 온도 조정 기구 (60) 는 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후, 노즐 부재 (70) 에 접촉하고 있는 액체 (LQ) 의 적어도 일부가 기화함으로 인해 생기는 기화열에 의한 노즐 부재 (70) 의 온도 저하를 억제한다.
도 2 에 있어서, 온도 조정 기구 (60) 는, 액체 공급 장치 (11) 와 노즐 부재 (70) 에 설치된 회수 유로 (24) 에 접속되며, 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 를 회수 유로 (24) 에 공급하는 제 2 공급관 (15) 을 구비하고 있다. 즉, 액체 공급 장치 (11) 는 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에 액체 (LQ) 를 공급 가능하게 되어 있다. 온도 조정 기구 (60) 는 노즐 부재 (70) 를 온도 조정하기 위한 액체 (LQ) 를 액체 공급 장치 (11) 로부터 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에 공급한다. 또, 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출되어 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 공급되는 액체 (LQ) 와, 노즐 부재 (70) 의 온도 조정을 위해 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출되어 제 2 공 급관 (15) 으로부터 회수 유로 (24) 에 대해 공급되는 액체 (LQ) 는 동일한 액체 (순수) 이다.
또한 온도 조정 기구 (60) 는, 제 2 공급관 (15) 도중에 설치되며, 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 공급되는 단위시간당 액체 (LQ) 의 양을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러라 불리는 유량 제어기 (16) 를 구비하고 있다. 유량 제어기 (16) 의 동작은 제어 장치 (CONT) 로 제어된다.
또한 온도 조정 기구 (60) 는, 제 2 공급관 (15) 도중에 설치되며, 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 조정 가능한 온도 조정기 (17) 를 구비하고 있다. 온도 조정기 (17) 의 동작은 제어 장치 (CONT) 로 제어된다. 온도 조정기 (17) 는 액체 공급 장치 (11) 에 설치된 온도 조정 장치 (18) 와는 다른 온도 조정기이며, 제어 장치 (CONT) 는 온도 조정기 (17) 및 온도 조정 장치 (18) 의 각 동작을 독립적으로 제어 가능하다. 온도 조정기 (17) 는 온도 조정 장치 (18) 를 포함하는 액체 공급 장치 (11) 와 노즐 부재 (70) 사이에 배치되어 있으며, 온도 조정 장치 (18) 를 통하여 액체 공급 장치 (11) 로부터 공급된 액체 (LQ) 의 온도를 추가로 조정 가능하다.
다음에, 상기 서술한 구성을 가지는 노광 장치 (EX) 를 이용하여 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 노광하는 방법에 대해 설명한다.
기판 (P) 을 액침 노광하기 위해, 제어 장치 (CONT) 는 액침 기구 (1) 의 액체 공급 장치 (11) 를 구동하여 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 에 대해 공급구 (12) 로부터 단위시간당 소정량의 액체 (LQ) 를 공급함과 함께, 액체 회 수 장치 (21) 를 구동하여 회수구 (22) 를 통하여 단위시간당 소정량의 액체 (LQ) 를 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 으로부터 회수함으로써, 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 을 액체 (LQ) 로 채워 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성한다.
제어 장치 (CONT) 의 제어하에서 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는, 제 1 공급관 (13) 을 흐른 후, 노즐 부재 (70) 의 공급 유로 (14) 를 통하여 공급구 (12) 로부터 투영광학계 (PL) 의 최종 광학 소자 (LS1) 와 저판부 (71) 사이의 공간에 공급된다. 공급구 (12) 로부터 공급된 액체 (LQ) 는, 저판부 (71) 의 상면 (71A) 을 흐른 후, 개구부 (74) 에 이른다. 그 후, 액체 (LQ) 는 개구부 (74) 를 통하여 노즐 부재 (70) 와 기판 (P) 사이의 소정 공간 (K2) 에 유입되어, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 이 액체 (LQ) 로 채워진다. 이와 같이, 액침 기구 (1) 는 공급구 (12) 로부터 최종 광학 소자 (LS1) 와 저판부 (71) 사이의 공간에 액체 (LQ) 를 공급하는 것에 의해, 최종 광학 소자 (LS1) 와 기판 (P) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채운다.
제어 장치 (CONT) 의 제어하에서 구동되고 있는 진공계를 포함하는 액체 회수 장치 (21) 는, 회수 유로 (24) 를 부압으로 함으로써, 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 에 존재하는 액체 (LQ) 를 다공 부재 (25) 가 배치된 회수구 (22) 를 통하여 회수한다. 소정 공간 (K2) 의 액체 (LQ) 는, 노즐 부재 (70) 의 회수구 (22) 를 통하여 회수 유로 (24) 에 유입되어 회수관 (23) 을 흐른 후, 액체 회수 장치 (21) 에 회수된다.
또한 액체 회수 장치 (21) 는, 도시하지 않은 압력 조정 기구를 사용하여 유로 공간 (24) 의 압력 (다공 부재 (25) 의 상면의 압력 (부압)) 을 조정하고, 다공 부재 (25) 를 통하여 회수구 (22) 로부터 액체 (LQ) 만 회수한다.
제어 장치 (CONT) 는 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채운 상태에서, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 을 상대적으로 이동하면서 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 투영광학계 (PL) 및 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 투영 노광한다. 상기 서술한 바와 같이, 본 실시 형태의 노광 장치 (EX) 는 Y 축 방향을 주사 방향으로 하는 주사형 노광 장치이기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는 마스크 스테이지 (MST) 및 기판 스테이지 (ST1) 를 제어하고, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 각각 Y 축 방향으로 이동시키면서 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광한다. 기판 (P) 에 노광광 (EL) 이 조사되고 있을 때에는 액체 (LQ) 는 노즐 부재 (70) 와 기판 (P) 사이에 유지되어 광로 공간 (K1) 을 채우고 있다.
또 기판 (P) 의 노광 전 혹은 노광 후에 있어서는, 계측 스테이지 (ST2) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 이 형성되며, 제어 장치 (CONT) 는 계측 스테이지 (ST2) 에 탑재되어 있는 계측 장치를 사용하여 노광 처리에 관한 계측 처리를 필요에 따라 행한다. 상기 서술한 바와 같이, 액침 영역 (LR) 은 기판 스테이지 (ST1) 의 상면 (57) 과 계측 스테이지 (ST2) 의 상면 (59) 사이에서 이동 가능하고, 예를 들어 기판 스테이지 (ST1) 가 기판 (P) 의 교환 등을 위해 투영광학계 (PL) 아래로부터 멀어진 경우에도, 기판 스테이지 (ST1) 와의 교환으로 계측 스테이지 (ST2) 를 투영광학계 (PL) 의 최종 광학 소자 (LS1) 의 하면과 대향시킴으로써, 액침 기구 (1) 를 사용하여 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 계속 채울 수 있다. 그리고 계측 스테이지 (ST2) 가 최종 광학 소자 (LS1) 와 대향하고 있을 때, 필요에 따라 계측 스테이지 (ST2) 에 탑재되어 있는 계측 장치 및/또는 계측 부재 (예를 들어 기준 마크 등) 를 사용하여 소정의 계측 동작이 행해진다. 또, 예를 들어 기판 (P) 의 노광 동작을 위해 기판 스테이지 (ST1) 가 최종 광학 소자 (LS1) 와 대향하는 위치에 배치되었을 때에는, 계측 스테이지 (ST2) 는 최종 광학 소자 (LS1) 로부터 멀어진 소정 위치 (퇴피 위치) 로 이동된다. 이와 같이 본 실시 형태에 있어서는, 투영광학계 (PL) 아래에 기판 스테이지 (ST1) 및 계측 스테이지 (ST2) 중 적어도 일방이 배치됨으로써 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 계속 채울 (즉, 최종 광학 소자 (LS1) 의 사출측에 액침 공간 (액침 영역 (LR)) 을 유지(지지)할) 수 있다.
도 5a 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 노광 중 등에 있어서는 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 에 대해 공급구 (12) 로부터 단위시간당 소정량 (F1) 의 액체 (LQ) 가 공급되고 있다. 이하의 설명에 있어서는, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 에 대해 공급되는 단위시간당 액체 공급량을 적절히 「제 1 양 (F1)」이라 한다.
액침 기구 (1) 는, 회수구 (22) 를 통하여 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 에 존재하는 액체 (LQ) 를 단위시간당 소정량으로 회수한다. 액침 기구 (1) 는 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 에 공급되는 단위시간당 액체 공급량 (제 1 양 (F1)) 과, 회수구 (22) 를 통하여 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 으로부터 회수되는 단위시간당 액체 회수량을 거의 동일하게 한다. 즉, 소정 공간 (K2) 으로부터 회수구 (22) 를 통하여 회수 유로 (24) 에 유입하는 액체 (LQ) 의 양은 제 1 양 (F1) 과 거의 동일하다. 이것에 의해, 광로 공간 (K1) 에 대한 액체 공급량과 광로 공간 (K1) 으로부터의 액체 회수량의 균형이 잡혀 액침 영역 (LR) 의 확대, 액체 (LQ) 의 누출, 혹은 액체 (LQ) 의 고갈 (액 부족) 등의 문제점 발생이 방지되면서 광로 공간 (K1) 이 액체 (LQ) 로 채워진다.
또 본 실시 형태에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는, 도 5a 에 나타내는 바와 같이, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 이 액체 (LQ) 로 채워지고 있는 동안, 액체 공급 장치 (11) 로부터 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에 단위시간당 소정량 (F2) 의 액체 (LQ) 를 계속 공급한다. 즉, 제어 장치 (CONT) 는 기판 (P) 을 액침 노광하고 있을 때도 온도 조정 기구 (60) 를 구성하는 제 2 공급관 (15) 을 통하여 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 액체 (LQ) 를 계속 공급한다. 여기에서, 이하의 설명에 있어서는 광로 공간 (K1) 이 액체 (LQ) 로 채워져 있는 상태에 있어서, 제 2 공급관 (15 ; 온도 조정 기구 (60)) 으로부터 회수 유로 (24 ; 노즐 부재 (70)) 에 대해 공급되는 단위시간당 액체 공급량을 적절히 「제 2 양 (F2)」이라 한다.
따라서 기판 (P) 을 액침 노광하기 위해 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 를 채우고 있을 때에는, 회수 유로 (24) 에는 제 1 양 (F1) 과 제 2 양 (F2) 의 합 (F1+F2) 의 양의 액체 (LQ) 가 유입하게 된다. 액체 회수 장치 (21) 는 회수 유로 (24) 에 유입하는 액체 (LQ) 의 양 (F1+F2) 에 따른 흡인력 (W1) 으로 회수 유로 (24) 를 부압으로 함으로써, 소정 공간 (K2) 의 액체 (LQ) 를 회수구 (22) 를 통하여 회수 유로 (24) 에 유입시켜 회수함과 함께, 제 2 공급관 (15) 으로부터 회수 유로 (24) 에 유입한 액체 (LQ) 를 회수한다.
또한 도 5a 에 나타내는 바와 같이, 액침 영역 (LR) 이 형성되어 있는 상태에서, 온도 조정 기구 (60) 의 제 2 공급관 (15) 으로부터 회수 유로 (24) 에 액체 (LQ) 가 공급되고 있는 경우에도, 상기 서술한 (1) 식을 만족하도록 유로 공간 (24) 의 압력 (다공 부재 (25) 의 상면의 압력 ; Pc) 이 액체 회수 장치 (21) 에 의해 제어된다.
여기에서 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 에 대해 공급되는 액체 (LQ) 의 온도와, 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도는 상이한 값으로 설정되는 것으로 해도 되지만, 본 실시 형태에서는 거의 동일한 값으로 조정되어 있다.
광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채운 상태로 기판 (P) 의 노광 처리 등 소정 처리를 행한 후, 예를 들어 장치의 메인터넌스를 위해 광로 공간 (K1) 을 채우고 있는 액체 (LQ) 를 모두 제거하는 경우가 있다. 이하의 설명에 있어서는, 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 을 채우고 있는 액체 (LQ) 를 모두 제거하는 (회수하는) 것을 적당히 「전체 회수」라 한다.
광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 전체 회수할 때에는, 제어 장치 (CONT) 는 밸브 기구 (13B) 를 제어하여 제 1 공급관 (13) 의 유로를 닫고, 공급구 (12) 로부터의 광로 공간 (K1) 에 대한 액체 (LQ) 의 공급을 정지시킨다. 한편, 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 장치 (21) 의 구동을 계속한다. 액체 회수 장치 (21) 의 구동이 계속됨으로써 회수 유로 (24) 의 부압은 유지되므로, 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 의 액체 (LQ) 는 회수구 (22) 를 통하여 회수되어, 마침내 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 은 액체 (LQ) 가 전체 회수된 상태가 된다.
도 4 는 광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 의 액체 (LQ) 를 전체 회수한 후의 상태를 나타내는 도면이다. 제어 장치 (CONT) 는 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 전체 회수하여, 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 에 액체 (LQ) 가 없는 상태에서도 액체 공급 장치 (11) 로부터 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24 ; 노즐 부재 (70)) 에 액체 (LQ) 를 계속 공급한다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 회수 유로 (24 ; 노즐 부재 (70)) 에는 액체 공급 장치 (11) 로부터 제 2 공급관 (15) 을 통하여 액체 (LQ) 가 항상 계속 공급된다.
광로 공간 (K1) 을 포함하는 소정 공간 (K2) 에 액체 (LQ) 가 채워져 있는 경우에는, 그 액체 (LQ) 에 의해 노즐 부재 (70) 의 온도가 조정되지만, 상기 서술한 바와 같이, 광로 공간 (K1 ; 소정 공간 (K2)) 의 액체 (LQ) 를 제거한 경우, 노즐 부재 (70) 에 접촉하고 있는 액체 (LQ) 가 기화함으로 인해 생기는 기화열에 의해 노즐 부재 (70) 의 온도가 저하될 가능성이 있다. 노즐 부재 (70) 의 하면 및 다공 부재 (25) 등이 친액성인 경우, 노즐 부재 (70) 에 액체 (LQ) 가 잔류할 가능성이 높다. 또, 액침 기구 (1) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급 동작 및 회수 동작을 정지시킨 경우, 공급 유로 (14) 및 회수 유로 (24) 내부에도 액체 (LQ) 가 잔류할 가능성이 높아지기 때문에, 그 잔류한 액체 (LQ) 의 기화열에 의해 노즐 부재 (70) 가 차가워질 가능성이 높아진다. 노즐 부재 (70) 의 온도가 저하하면, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대한 액체 (LQ) 의 공급 동작을 재개했을 때, 공급되는 액체 (LQ) 의 온도가 원하는 온도보다 낮아져, 액체 (LQ) 를 통과하는 노광광 (EL) 의 광로가 변동하거나 혹은 그 액체 (LQ) 에 접촉하는 기판 (P) 이 열변형하여 액체 (LQ) 를 통한 노광 정밀도가 열화될 가능성이 있다. 또한 노즐 부재 (70) 근방에 배치되어 있는 각종 부재, 예를 들어 최종 광학 소자 (LS1) 가 차가워져, 원하는 결상 특성을 얻을 수 없게 될 가능성도 있다. 그리고, 노광 장치 (EX) 가 놓여 있는 환경 (온도) 이 변화하여 레이저 간섭계 등의 광학적인 계측 장치의 계측 정밀도가 열화되거나, 투영광학계 (PL) 를 지지하는 지지 부재 (노광 장치 (EX) 의 보디) 가 열변형하는 등, 주변 기기·부재에 영향을 미칠 가능성도 있다.
그래서 제어 장치 (CONT) 는, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 없는 동안에도 온도 조정 기구 (60) 의 제 2 공급관 (15) 을 통하여 노즐 부재 (70) 의 회수 유로 (24) 에 대해 액체 (LQ) 를 계속 공급함으로써, 노즐 부재 (70) 의 온도 변화 (저하) 를 억제한다. 또, 이 경우도 상기 서술한 (1) 식을 만족하도록 액체 회수 장치 (21) 에 의해 회수 유로 (24) 의 부압 상태가 유지되어 있으므로, 액체 공급 장치 (11) 로부터 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에 공급된 액체 (LQ) 는 다공 부재 (25) 로부터 하측의 소정 공간 (K2) 에 방울져 떨어지는 일 없 이 액체 회수 장치 (21) 에 회수된다. 이와 같이, 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 전체 회수된 후에 있어서도 노즐 부재 (70) 에 온도 조정용 액체 (LQ) 가 계속 흐르므로, 노즐 부재 (70) 의 온도 변화 (온도 저하) 를 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는 광로 공간 (K1) 으로부터 액체 (LQ) 를 제거한 후에 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 단위시간당 양 (F3) 을, 기판 (P) 의 노광 중 등에 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 단위시간당 양 (제 2 양 ; F2) 보다 많게 한다. 여기에서, 이하의 설명에 있어서는 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 없는 상태에 있어서, 제 2 공급관 (15 ; 온도 조정 기구 (60)) 으로부터 회수 유로 (24 ; 노즐 부재 (70)) 에 대해 공급되는 단위시간당 액체 공급량을 적당히 「제 3 양 (F3)」이라 한다.
구체적으로는, 도 5b 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (CONT) 는 광로 공간 (K1) 으로부터 액체 (LQ) 를 제거한 후에 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 액체 (LQ) 를 공급할 때의 제 3 양 (F3) 이, 기판 (P) 의 노광 중 등에 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 액체 (LQ) 를 공급할 때의 제 2 양 (F2) 과, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 액체 (LQ) 를 공급할 때의 제 1 양 (F1) 의 합과 거의 같아지도록, 즉 F3=F1+F2 가 되도록 유량 제어기 (16) 를 이용하여 제 3 양 (F3) 을 조정한다. 액체 (LQ) 의 전체 회수 후, 회수 유로 (24) 에는 제 2 공급관 (15) 을 통하여 제 3 양 (F3) 으로서 제 1 양 (F1) 과 제 2 양 (F2) 의 합의 양 (=F1+F2) 의 액체 (LQ) 가 공급된다. 이것에 의해, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태와 없는 상태에서 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력 (W1) 을 크게 변경하지 않아도, 액체 회수 장치 (21) 는 상기 서술한 (1) 식을 만족하도록 회수 유로 (24) 의 부압 상태를 유지할 수 있다.
광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 전체 회수한 상태에서 예를 들어 메인터넌스 등 소정의 처리를 실시한 후, 다시 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채울 때에는, 제어 장치 (CONT) 는 밸브 기구 (13B) 를 구동하여 제 1 공급관 (13) 의 유로를 열어 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대한 액체 (LQ) 의 공급을 개시한다. 광로 공간 (K1) 에는 공급구 (12) 로부터 제 1 양 (F1) 으로 액체 (LQ) 가 공급된다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 유량 제어기 (16) 를 제어하여 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에 제 2 양 (F2) 으로 액체 (LQ) 를 공급한다.
이상 설명한 바와 같이, 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 억제하기 위한 온도 조정 기구 (60) 를 설치하였기 때문에, 노즐 부재 (70) 의 온도 변화에 기인하는 노광 정밀도의 열화를 방지할 수 있다. 온도 조정 기구 (60) 는 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 제거한 후, 그 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 없는 상태에서도 노즐 부재 (70) 를 온도 조정하기 위하여 액체 (LQ) 를 노즐 부재 (70) 의 회수 유로 (24) 에 계속 공급하므로, 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 제거한 후, 액체 (LQ) 의 기화열에 의한 노즐 부재 (70) 의 온도 저하를 억제할 수 있다.
또한 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 없는 상태에 있어서 노즐 부재 (70) 를 온도 조정하기 위해 액체 공급 장치 (11) 로부터 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에 공급하는 액체 (LQ) 의 온도와, 기판 (P) 을 노광할 때 등에 공 급구 (12) 를 통하여 광로 공간 (K1) 에 대해 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 거의 동일하게 함으로써 노즐 부재 (70) 의 큰 온도 변화를 억제할 수 있다. 또, 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를 바꾸는 경우, 온도 조정 장치 (18) 의 조정량 (제어량) 을 변경하게 되는데, 온도 조정 장치 (18) 의 조정량을 변경하고 나서 온도 조정 장치 (18) 로부터 송출되는 액체 (LQ) 의 온도가 원하는 온도에 이를 (안정될) 때까지는 어느 정도의 시간을 필요로 하기 때문에, 액체 (LQ) 의 온도가 안정될 때까지의 대기 시간을 마련할 필요가 생길 가능성이 있다. 그러나 노즐 부재 (70) 의 온도 조정을 위해 회수 유로 (24) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도와, 광로 공간 (K1) 을 채우기 위해 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 거의 동일하게 함으로써 상기 서술한 대기 시간을 마련하지 않아도 되므로, 노광 장치 (EX) 의 가동률을 향상시킬 수 있다.
또한 본 실시 형태에 있어서는, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 경우에도 없는 경우에도, 온도 조정 장치 (18) 를 포함하는 액체 공급 장치 (11) 는 항상 계속 구동되므로, 노광 장치 (EX) 의 가동률을 향상시킬 수 있다. 즉, 액체 공급 장치 (11) 의 동작을 일단 정지시킨 후 그 동작을 재개한 경우, 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출되는 액체 (LQ) 상태 (온도, 클린도 등) 가 안정될 때까지의 대기 시간을 마련할 필요가 생길 가능성이 있지만, 액체 공급 장치 (11) 의 구동을 계속함으로써, 예를 들어 액체 (LQ) 가 없는 광로 공간 (K1) 에 대해 액체 (LQ) 를 공급하는 동작을 재개할 때 등에도 상기 서술한 바와 같은 대기 시간을 마련하지 않아도 된다.
또한 광로 공간 (K1) 으로부터 액체 (LQ) 를 제거한 후에 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 제 3 양 (F3) 을, 기판 (P) 의 노광 중에 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 제 2 양 (F2) 보다 많게 함으로써, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 없는 경우에 온도 조정 장치 (18) 혹은 온도 조정기 (17) 에 의해 온도 조정된 액체 (LQ) 가 노즐 부재 (70) 에 다량으로 공급되게 되므로, 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한 광로 공간 (K1) 으로부터 액체 (LQ) 를 제거한 후에 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 제 3 양 (F3) 을, 기판 (P) 의 노광 중에 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 제 1 양 (F1) 과, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 제 2 양 (F2) 의 합과 거의 같아지도록 하였기 때문에, 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력 (W1) 을 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 제거하기 전과 제거한 후에 크게 변경하지 않아도 된다. 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력 (W1) 을 변경한 경우, 그 액체 회수 장치 (21) 의 동작이 안정될 때까지의 대기 시간을 마련할 필요가 생기는 등 문제점이 생길 가능성이 있지만, 본 실시 형태에 있어서는 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력 (W1) 을 크게 변경하지 않아도 되므로, 노광 장치 (EX) 의 가동률 저하를 억제할 수 있다.
그런데, 본 실시 형태에 있어서는, 제 3 양 (F3) 은 제 1 양 (F1) 과 제 2 양 (F2) 의 합과 거의 같으며, 그로 인해 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력 (W1) 을 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태와 없는 상태에서 크게 변경하지 않아도 되도록 하고 있다. 액체 (LQ) 의 공급량은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우기 위해 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 제 1 양 (F1) 으로 액체 (LQ) 를 공급하고, 그 때 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에는 액체 (LQ) 를 공급하지 않고 (제 2 양 (F2)=0), 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 제거하기 위해 공급구 (12) 로부터의 액체 (LQ) 의 공급을 정지시켰을 때 (제 1 양 (F1)=0), 액체 공급 장치 (11) 로부터 제 2 공급관 (15) 을 통하여 회수 유로 (24) 에 공급하는 액체 (LQ) 의 제 2 양 (F2) 을 제 1 양 (F1) 과 거의 동일하게 해도 된다. 이렇게 함으로써, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태에서도 없는 상태에서도 회수 유로 (24) 에 유입하는 액체 (LQ) 의 양을 제 1 양 (F1) 으로 할 수 있다.
또한, 원하는 상태의 액침 영역 (LR) 을 형성하고자 하는 경우, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 액체 (LQ) 를 공급할 때의 제 1 양 (F1) 은, 기판 (P) 을 노광할 때의 기판 (P) 의 이동 속도 등을 포함하는 이동 조건 및/또는 기판 (P) 의 표면을 형성하는 막의 액체 (LQ) 와의 접촉각 조건 등을 포함하는 기판 조건 등에 의해 조정해야 할 가능성이 있다. 제 1 양 (F1) 이 적은 경우, 광로 공간 (K1) 으로부터 액체 (LQ) 를 제거한 후, 액체 회수 장치 (21) 의 회수력 (흡인력; W1) 을 변경하지 않게 하기 위해, 회수 유로 (24) 에 노즐 부재 (70) 의 온도 조정을 위해 공급하는 액체 (LQ) 의 제 3 양 (F3) 을 제 1 양 (F1) 에 따라 적게 할 필요가 있기 때문에, 액체 (LQ) 의 온도 변화 (온도 저하) 를 충분히 억제할 수 없을 가능성이 있다. 그래서 상기 서술한 실시 형태와 같이, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 경우에도, 액체 공급 장치 (11) 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 노즐 부재 (70) 를 온도 조정하기 위한 액체 (LQ) 를 계속 공급함으로써, 가령 제 1 양 (F1) 이 적어도, 제 2 양 (F2) 을 많게 함으로써 액체 회수 장치 (21) 의 회수력 (W1) 을 거의 일정하게 한 상태에서 제 3 양 (F3) 을 충분히 많게 할 수 있다.
또한 이상의 설명에 있어서는, 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력 (W1) 을 크게 변경하지 않고, 상기 서술한 (1) 식을 만족하도록, 액체 (LQ) 의 공급량 (F1∼F3) 을 조정하고 있지만, 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력 (W1) 을 조정해도 되고, 액체 회수 장치 (21) 의 흡인력 (W1) 과 액체 (LQ) 의 공급량 (F1∼F3) 양쪽을 조정하도록 해도 된다.
또한 상기 서술한 실시 형태에 있어서는, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 와, 제 2 공급관 (15) 으로부터 회수 유로 (24) 에 공급되는 액체 (LQ) 는 동일한 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출되기 때문에, 공급구 (12) 로부터 액체 (LQ) 를 공급하고 있는 경우에는, 제 2 공급관 (15) 에 설치된 온도 조정기 (17) 를 반드시 구동하지 않아도, 온도 조정 장치 (18) 에 의해, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도와, 제 2 공급관 (15) 으로부터 회수 유로 (24) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 거의 동일하게 할 수 있다. 한편, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 없는 경우에 있어서, 온도 조정기 (17) 를 이용하여, 온도 조정 장치 (18) 를 포함하는 액체 공급 장치 (11) 로 부터 송출되어 노즐 부재 (70) 의 회수 유로 (24) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 추가로 조정하도록 해도 된다. 또한 온도 조정기 (17) 를 생략해도 된다.
또 온도 조정 기구 (60) 는, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 없을 때, 노즐 부재 (70) 의 온도 조정을 위해 회수 유로 (24) 에 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 온도보다 높게 해도 된다. 예를 들어, 기화열에 의해 노즐 부재 (70) 의 온도가 현저하게 저하되는 경우에는, 노즐 부재 (70 ; 회수 유로 (24)) 에 대해 비교적 높은 온도의 액체 (LQ) 를 공급함으로써, 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 보다 억제할 수 있다. 이 경우, 온도 조정 장치 (18) 의 제어량을 바꾸는 일 없이, 온도 조정기 (17) 를 사용하여 제 2 공급관 (15) 을 통하여 노즐 부재 (70 ; 회수 유로 (24)) 에 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를 높게 할 수 있다. 그리고 공급구 (12) 로부터의 액체 (LQ) 의 공급을 재개하는 경우에는, 온도 조정 장치 (18) 로 온도 조정된 액체 (LQ) 를 즉시 광로 공간 (K1) 에 공급할 수 있다.
노즐 부재 (70) 의 온도 조정을 위해 회수 유로 (24) 에 공급되는 액체 (LQ) 와, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 공급되는 액체 (LQ) 가 상이한 종류인 것이어도 된다. 상기 서술한 실시 형태에 있어서는, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 공급되는 액체 (LQ) 는 순수이지만, 노즐 부재 (70) 의 온도 조정을 위해 회수 유로 (24) 에 공급되는 액체 (LQ) 로서, 예를 들어 순수보다 비열이 큰 액체를 이용해도 된다.
<제 2 실시 형태>
제 2 실시 형태에 대해 도 6 을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
상기 서술한 제 1 실시 형태에 있어서는, 액체 공급 장치 (11) 는 공급구 (12) 를 통하여 액체 (LQ) 를 광로 공간 (K1) 에 공급함과 함께, 제 2 공급관 (15) 을 통하여 액체 (LQ) 를 회수 유로 (24 ; 다공 부재 (25) 의 상면측의 공간) 에 공급하고 있고, 액침 기구 (1) 와 온도 조정 기구 (60) 는 액체 공급 장치 (11) 을 겸용하는 구성이지만, 도 6 에 나타내는 바와 같이 광로 공간 (K1) 을 채우기 위한 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 장치 (11) 에 대해, 노즐 부재 (70) 를 온도 조정하기 위해 노즐 부재 (70 ; 회수 유로 (24)) 에 액체 (LQ) 를 공급하는 제 2 액체 공급 장치 (11') 를 별도로 설치해도 된다. 그리고 액체 공급 장치 (11) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 온도 조정과, 제 2 액체 공급 장치 (11') 로부터 회수 유로 (24) 에 대해 공급하는 액체 (LQ) 의 온도 조정을 독립적으로 행하도록 해도 된다. 제 2 액체 공급 장치 (11') 는, 온도 조정기 (17) 을 사용하여, 노즐 부재 (70) 의 온도 조정용 액체 (LQ) 의 온도를 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 대해 공급되는 액체 (LQ) 의 온도와 동일하게 해도 되고, 광로 공간 (K1) 에 대해 공급되는 액체 (LQ) 의 온도보다 높게 해도 된다.
또 상기 서술한 제 1 및 제 2 실시 형태에 있어서는, 기판 (P) 과 대향하는 노즐 부재 (70) 의 하면 중, 회수구 (22 ; 다공 부재 (25)) 의 상면측의 회수 유로 (24) 에 온도 조정용 액체 (LQ) 를 흘려보내도록 하고 있지만, 회수구 (22) 의 다 공 부재 (25) 의 상면측뿐만 아니라, 노즐 부재 (70) 내부의 다른 공간에 온도 조정용 액체 (LQ) 를 흘려보내어 노즐 부재 (70) 의 하면에서의 액체 (LQ) 기화의 영향을 저감·방지하는 것이 바람직하다.
<제 3 실시 형태>
제 3 실시 형태에 대해 도 7 을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 간략 혹은 생략한다. 도 7 에 있어서, 노즐 부재 (70) 는, 광로 공간 (K1) 에 대해 액체 (LQ) 를 공급하기 위한 공급구 (12) 에 접속하는 공급 유로 (14), 및 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 회수구 (22) 에 접속하는 회수 유로 (24) 와는 별개의, 노즐 부재 (70) 의 온도를 조정하기 위한 액체 (LQ) 가 흐르는 내부 유로 (61) 를 갖고 있다. 도 7 에 나타내는 예에서는, 노즐 부재 (70) 의 경사판부 (72), 측판부 (73) 및 천판부 (75) 의 각각의 내부에 내부 유로 (61) 가 설치되어 있다. 내부 유로 (61) 는, 예를 들어 광로 공간 (K1) 을 둘러싸듯이 노즐 부재 (70) 의 내부에 있어서 환형으로 형성되어 있어도 되고, 나선형으로 형성되어 있어도 된다. 내부 유로 (61) 의 일부에는 제 2 공급관 (15) 에 접속되는 도입구가 설치되어 있으며, 온도 조정 기구 (60) 를 구성하는 액체 공급 장치 (11) 는 제 2 공급관 (15) 및 도입구를 통하여 내부 유로 (61) 에 액체 (LQ) 를 공급한다. 또, 내부 유로 (61) 의 타부에는 내부 유로 (61) 를 흐른 액체 (LQ) 를 배출하기 위한 배출구가 설치되어 있다. 그리고 온도 조정 기구 (60) 는, 내부 유로 (61) 에 대해 도입구로부터 액체 (LQ) 를 공급함 과 함께 배출구로부터 액체 (LQ) 를 배출함으로써, 내부 유로 (61) 에 온도 조정용 액체 (LQ) 를 계속 흘려보낼 수 있다.
제어 장치 (CONT) 는, 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후, 내부 유로 (61) 에 액체 (LQ) 를 공급한다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태에서도 내부 유로 (61) 에 대해 액체 (LQ) 를 공급한다. 또 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 공급관 (15) 의 도중에 설치된 온도 조정기 (17) 를 사용하여, 내부 유로 (61) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 조정 가능하다. 제어 장치 (CONT) 는, 온도 조정기 (17) 을 사용하여, 내부 유로 (61) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도와, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 거의 동일하게 한다. 이상과 같은 구성에 의해서도 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 억제할 수 있다.
또 제 3 실시 형태에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후 내부 유로 (61) 에 액체 (LQ) 를 공급하고, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태에서는 내부 유로 (61) 에 대한 액체 (LQ) 의 공급을 정지시키도록 해도 된다.
또 제 3 실시 형태에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는 제 2 공급관 (15) 의 도중에 설치된 온도 조정기 (17) 를 사용하여, 내부 유로 (61) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도보다 높게 해도 된다.
또 제 3 실시 형태에 있어서, 제 2 실시 형태와 마찬가지로 공급구 (12) 에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 장치와, 내부 유로 (61) 에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 장치를 따로따로 설치해도 된다.
또 제 3 실시 형태에 있어서, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 와, 내부 유로 (61) 에 공급되는 액체 (LQ) 는 상이한 종류의 것이어도 된다. 또, 노즐 부재 (70) 의 온도를 조정하기 위해 내부 유로 (61) 에 기체를 공급하도록 해도 된다.
<제 4 실시 형태>
제 4 실시 형태에 대해 도 8 을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 간략 혹은 생략한다. 도 8 에 있어서, 온도 조정 기구 (60) 는, 노즐 부재 (70) 의 벽면에 대향하며, 노즐 부재 (70) 를 온도 조정하기 위한 액체 (LQ) 가 흐르는 재킷 부재 (62) 를 갖고 있다.
재킷 부재 (62) 는 내부 유로를 가지는 튜브 형상의 부재로서, 노즐 부재 (70) 의 측판부 (73) 에 감겨지도록 설치되어 있으며, 재킷 부재 (62) 와 노즐 부재 (70) 는 접촉하고 있다. 재킷 부재 (62) 의 일부에는 제 2 공급관 (15) 에 접속되는 도입구가 설치되며, 타부에는 재킷 부재 (62) 내부의 액체 (LQ) 를 배출하기 위한 배출구가 설치되어 있다. 액체 공급 장치 (11) 는 제 2 공급관 (15) 및 도입구를 통하여 재킷 부재 (62) 에 액체 (LQ) 를 공급한다. 제어 장치 (CONT) 는, 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후, 재킷 부재 (62) 에 액체 (LQ) 를 공급한다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태에서도 재킷 부재 (62) 에 대해 액체 (LQ) 를 항상 공급한다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 제 2 공급관 (15) 의 도중에 설치된 온도 조정기 (17) 를 사용하여, 재킷 부재 (62) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 조정 가능하다. 제어 장치 (CONT) 는 온도 조정기 (17) 를 사용하여, 재킷 부재 (62) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도와, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 거의 동일하게 한다. 이상과 같은 구성에 의해서도 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 억제할 수 있다.
제 4 실시 형태에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후, 재킷 부재 (62) 에 액체 (LQ) 를 공급하여, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태에서는 재킷 부재 (62) 에 대한 액체 (LQ) 의 공급을 정지시키도록 해도 된다.
또한 제 4 실시 형태에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는 제 2 공급관 (15) 의 도중에 설치된 온도 조정기 (17) 를 사용하여, 재킷 부재 (62) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도보다 높게 해도 된다.
제 4 실시 형태에 있어서, 제 2 실시 형태와 마찬가지로 공급구 (12) 에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 장치와, 재킷 부재 (62) 에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 장치를 따로따로 설치해도 된다.
제 4 실시 형태에 있어서, 공급구 (12) 로부터 광로 공간 (K1) 에 공급되는 액체 (LQ) 와, 재킷 부재 (62) 에 공급되는 액체 (LQ) 는 상이한 종류의 것이어도 된다. 또, 노즐 부재 (70) 의 온도를 조정하기 위해 재킷 부재 (62) 에 기체를 공급하도록 해도 된다.
<제 5 실시 형태>
다음에, 제 5 실시 형태에 대해 도 9 를 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 간략 혹은 생략한다. 도 9 에 있어서, 온도 조정 기구 (60) 는 노즐 부재 (70) 에 부착된 히터 (63) 를 갖고 있다.
히터 (63) 는 노즐 부재 (70) 의 측판부 (73) 에 접촉되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후, 히터 (63) 를 이용하여 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 억제한다. 액체 (LQ) 의 기화에 의한 기화열에 의해 노즐 부재 (70) 의 온도가 현저하게 저하되는 경우, 제어 장치 (CONT) 는 히터 (63) 를 이용하여 노즐 부재 (70) 를 따뜻하게 함으로써, 노즐 부재 (70) 의 온도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 제어 장치 (CONT) 는, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태에서도 히터 (63) 를 이용하여 노즐 부재 (70) 의 온도를 조정할 수 있다. 이상과 같은 구성에 의해서도 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 억제할 수 있다.
또한, 제 5 실시 형태에 있어서, 제어 장치 (CONT) 는 광로 공간 (K1) 의 액체 (LQ) 가 제거된 후, 히터 (63) 를 이용하여 노즐 부재 (70) 의 온도를 조정하고, 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 가 있는 상태에서는 히터 (63) 에 의한 노즐 부재 (70) 의 온도 조정을 하지 않게 해도 된다.
<제 6 실시 형태>
다음에, 제 6 실시 형태에 대해 도 10 을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 간략 혹은 생략한다. 도 10 에 있어서, 온도 조정 기구 (60) 는 노즐 부재 (70) 를 향해 열을 방사하는 방사부 (64) 를 갖고 있다. 방사부 (64) 는 계측 스테이지 (ST2) 에 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 방사부 (64) 는 계측 스테이지 (ST2) 중 노즐 부재 (70) 에 대향 가능한 상면 (59) 에 설치되어 있다.
방사부 (64) 는, 예를 들어 원적외선 세라믹 히터 등에 의해 구성되어 있다. 노즐 부재 (70) 와 대향하는 위치에 방사부 (64) 를 배치함으로써, 방사부 (64) 로부터 방사된 열에 의해 노즐 부재 (70) 를 따뜻하게 할 수 있기 때문에, 액체 (LQ) 의 기화에 의한 기화열에 의해 노즐 부재 (70) 의 온도가 현저하게 저하된 경우에도, 방사부 (64) 를 이용하여 노즐 부재 (70) 를 따뜻하게 함으로써 노즐 부재 (70) 의 온도 저하를 억제할 수 있다. 이상과 같은 구성에 의해서도 노즐 부재 (70) 의 온도 변화를 억제할 수 있다.
또 방사부 (64) 는 기판 스테이지 (ST1) 에 설치되어 있어도 되고, 기판 스테이지 (ST1), 계측 스테이지 (ST2) 이외의 소정의 지지 기구 (가동체 등을 포함함) 에 설치해도 된다.
또한 상기 서술한 제 1∼제 6 실시 형태에 있어서, 노즐 부재 (70) 는 공급구 (12) 및 회수구 (22) 의 쌍방을 갖고 있지만, 노즐 부재 (70) 의 형태는 상기 서술한 것에 한정되지 않고, 공급구 및 회수구 중 어느 하나를 가지는 노즐 부재의 온도 변화를 억제할 때 상기 서술한 각 실시 형태의 온도 조정 기구를 이용할 수 있다.
또, 상기 서술한 제 1∼제 6 실시 형태에서는 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 액침 공간 (K2) 을 형성하는 액침 공간 형성 부재가 액침 기구 (1) 의 일부, 즉 노즐 부재 (70) 인 것으로 했지만 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 노즐 부재 (70) 이외의 부재도 포함하는 것으로 해도 되고, 공급구 및 회수구 중 적어도 일방만 포함하는 것으로 해도 된다. 그리고 상기 서술한 제 1∼제 6 실시 형태에서는 광로 공간 (K1) 으로부터 액체 (LQ) 를 모두 제거하는 것 (전체 회수) 에 의해 액침 공간의 형성이 해제되는 것으로 했으나 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 노광시에 비해 액침 영역 (LR) 이 축소되도록, 광로 공간 (K1 ; 또는 소정 공간 (K2)) 의 액체 (LQ) 의 일부만 제거하는 경우에도 액침 공간의 형성이 해제되는 것으로 해도 된다. 중요한 것은, 액체 (LQ) 의 적어도 일부를 제거하는 것에 의해 액침 공간 형성 부재 (노즐 부재 (70) 등) 의 온도 변화가 소정의 허용 범위를 넘을 때에는 액침 공간의 형성이 해제된 것으로 해도 된다.
또한, 상기 서술한 제 1∼제 6 실시 형태의 각각에서 설명한 온도 조정 기구 (60) 를 적당히 조합하여 사용해도 된다. 예를 들어, 제 1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 노즐 부재 (70) 의 회수 유로 (24) 에 온도 조정된 액체 (LQ) 를 공급함과 함께, 제 3 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 노즐 부재 (70) 에 내부 유로 (61) 을 설치하여 거기에 온도 조정용 유체 (액체, 기체) 를 흘려보내도록 해도 된 다. 혹은, 그 노즐 부재 (70) 에, 제 4 실시 형태에서 설명한 바와 같은 재킷 부재 (62) 를 부착하거나, 제 5 실시 형태에서 설명한 바와 같은 히터 (63) 를 부착하거나 해도 된다. 그리고, 제 6 실시 형태에서 설명한 바와 같은 방열부 (64) 를 사용하여 노즐 부재 (70) 를 따뜻하게 해도 된다.
또한 상기 서술한 제 1∼제 6 실시 형태에 있어서는, 투영광학계 (PL) 의 이미지면측 (노즐 부재 (70) 의 하면측) 으로부터 액체 (LQ) 가 제거되었을 때의 액체 (LQ) 의 기화에 기인하는 노즐 부재 (70) 의 온도 변화의 저감·방지에 대해 주로 서술하고 있지만, 노즐 부재 (70) 의 하면측에 액체 (LQ) 가 유지되어 있는 상태에서도, 노즐 부재 (70) 의 하면의 일부에는 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 와 접촉한 후에 액침 영역 (LR) 의 계면 위치의 변동에 의해 액체 (LQ) 와 접촉하지 않는 상태가 생길 수 있다. 이러한 경우에도, 상기 서술한 바와 같이 액침 공간의 형성이 일시적으로 해제된 것으로 하여, 상기 서술한 제 1∼제 6 실시 형태와 같이 노즐 부재 (70) 의 온도 조정을 행함으로써, 노즐 부재 (70) 의 적어도 일부에 생길 수 있는 액체 (LQ) 의 기화에 기인하는 온도 변화를 저감·방지할 수 있다.
또한 상기 서술한 제 1∼제 6 실시 형태에서는 노즐 부재 (70) 의 온도를 조정하여 그 온도 변화를 억제하는 것으로 했지만, 노즐 부재 (70) 와 마찬가지로 액침 공간의 형성 해제에 수반되어 액체 (LQ) 의 기화열에 의한 투영광학계 (PL) 의 적어도 최종 광학 소자 (LS1) 의 온도가 변동한다. 이 경우, 그 온도 변동에 의해 최종 광학 소자 (LS1) 의 광학 특성의 변화 혹은 파손 등이 생길 수 있으므 로, 예를 들어 온도 조정용 유체의 공급, 적외선 등의 조사, 또는 온도 조정 소자 (펠티에 소자 등) 에 의해 최종 광학 소자 (LS1) 의 온도도 조정하는 것으로 해도 된다.
상술한 바와 같이, 상기 각 실시 형태에서의 액체 (LQ) 는 순수에 의해 구성되어 있다. 순수는 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트 및 광학 소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없다는 이점이 있다. 또, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 의 표면 및 투영광학계 (PL) 의 선단면에 설치되어 있는 광학 소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다. 또한 공장 등으로부터 공급되는 순수의 순도가 낮은 경우에는, 노광 장치가 초순수 제조기를 갖도록 해도 된다.
그리고 파장이 193㎚ 정도인 노광광 (EL) 에 대한 순수 (수) 의 굴절률 (n) 은 대략 1.44 라고 알려져 있으며, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 을 이용한 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 134㎚ 로 단파장화되어 높은 해상도를 얻을 수 있다. 그리고 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 투영광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있어, 이 점에서도 해상도가 향상된다.
상기 각 실시 형태에서는, 투영광학계 (PL) 의 선단에 광학 소자 (LS1) 가 부착되어 있으며, 이 렌즈에 의해 투영광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 을 조정할 수 있다. 투영광학계 (PL) 의 선단에 부착하는 광학 소자로는, 투영광학계 (PL) 의 광학 특성의 조정에 이용하는 광학 플레이트여도 된다. 혹은 노광광 (EL) 을 투과 가능한 평행 평면판 (커버 플레이트 등) 이어도 된다.
액체 (LQ) 의 흐름에 의해 생기는 투영광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학 소자를 교환 가능하게 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해 광학 소자가 움직이지 않게 견고하게 고정해도 된다.
노즐 부재 (70) 를 포함하는 액침 기구 (1) 의 구조는 상기 서술한 구조에 한정되지 않고, 예를 들어 유럽 특허공개 제1420298호 공보, 국제공개 제2004/055803호 공보, 국제공개 제2004/057590호 공보, 국제공개 제2005/029559호 공보에 기재되어 있는 것도 이용할 수 있다.
상기 각 실시 형태에서는, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이는 액체 (LQ) 로 채워져 있지만, 예를 들어 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 부착한 상태에서 적어도 그 표면과의 사이에 액체 (LQ) 를 채워도 된다.
상기 각 실시 형태에서는, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이는 액체 (LQ) 로 채워져 있지만, 예를 들어 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 부착한 상태에서 액체 (LQ) 를 채워도 된다.
또한 상기 서술한 실시 형태의 투영광학계는, 선단의 광학 소자 (LS1) 의 이미지면측의 광로 공간을 액체로 채우고 있지만, 국제공개 제2004/019128호 팜플렛 에 개시되어 있는 바와 같이, 선단의 광학 소자의 물체면측의 광로 공간도 액체로 채우는 투영광학계를 채용할 수도 있다. 그리고 그 물체면측의 광로 공간을 액체로 채우기 위한 노즐 부재가 설치되어 있는 경우에는, 그 노즐 부재의 온도 변화를 억제하도록 해도 된다.
또한 상기 각 실시 형태의 액체 (LQ) 는 물 (순수) 이지만, 물 이외의 액체여도 되고, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체 (LQ) 로는 F2 레이저광을 투과 가능한, 예를 들어 과불화 폴리에테르 (PFPE), 혹은 불소계 오일 등의 불소계 유체여도 된다. 이 경우, 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분에는, 예를 들어 불소를 포함하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또, 액체 (LQ) 로는 그 외에도 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있고 가능한 한 굴절률이 높으며, 투영광학계 (PL) 및 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해 안정적인 것 (예를 들어 시더유) 을 이용하는 것도 가능하다.
또한 액체 (LQ) 로는, 굴절률이 1.6∼1.8 정도인 것을 사용해도 된다. 그리고, 석영 혹은 형석보다 굴절률이 높은 (예를 들어 1.6 이상) 재료로 광학 소자 (LS1) 를 형성해도 된다. 액체 (LQ) 로서 여러 가지 액체, 예를 들어 초임계 유체를 이용하는 것도 가능하다. 또, 상기 각 실시 형태에서는 기판 (P) 의 온도와 거의 동일한 온도의 액체 (LQ) 를 공급하여 액침 영역 (LR) 을 형성하는 것으로 해도 된다. 이것에 의해, 액체 (LQ) 와의 온도차에 의한 기판 (P) 의 열 변형 등을 방지할 수 있다.
또한 상기 각 실시 형태에서는 간섭계 시스템 (52,54,56) 을 이용하여 마스크 스테이지 (MST), 기판 스테이지 (ST1), 및 계측 스테이지 (ST2) 의 각 위치 정보를 계측하는 것으로 하였지만 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 각 스테이지에 설치되는 스케일 (회절 격자) 을 검출하는 인코더 시스템을 이용해도 된다. 이 경우, 간섭계 시스템과 인코더 시스템 양쪽을 구비하는 하이브리드 시스템으로 하여, 간섭계 시스템의 계측 결과를 이용하여 인코더 시스템의 계측 결과의 교정 (캘리브레이션) 을 하는 것이 바람직하다. 또, 간섭계 시스템과 인코더 시스템을 바꾸어 이용하거나 혹은 그 양쪽을 이용하여 스테이지의 위치 제어를 하도록 해도 된다.
또한 상기 각 실시 형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리 기판, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼 혹은 노광 장치에서 이용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.
노광 장치 (EX) 로는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동하여 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태로 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하여, 기판 (P) 을 차례로 스텝 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.
또한 노광 장치 (EX) 로는, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에 서 제 1 패턴의 축소 이미지를 투영광학계 (예를 들어 1/8 축소 배율이며 반사 소자를 포함하지 않는 굴절형 투영광학계) 를 이용하여 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 다시 그 후에 제 2 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영광학계를 이용하여 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하여, 기판 (P) 을 차례로 이동시키는 스텝 앤드 스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한 상기 각 실시 형태에서는 투영광학계 (PL) 를 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명해 왔지만, 투영광학계 (PL) 를 이용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명을 적용할 수 있다. 투영광학계를 이용하지 않는 경우에도, 노광광은 마스크 또는 렌즈 등의 광학 부재를 통하여 기판에 조사되어, 그러한 광학 부재와 기판 사이의 소정 공간에 액침 영역이 형성된다.
또한 본 발명은, 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응 미국특허 제6,590,634호), 일본 공표특허공보 2000-505958호 (대응 미국특허 제5,969,441호) 혹은 미국특허 제6,208,407호 등에 개시되어 있는 바와 같은 복수의 기판 스테이지를 갖춘 트윈 스테이지형 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한 본 발명은, 국제공개 제99/49504호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 계측 스테이지를 구비하지 않은 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 복수의 기 판 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한 상기 서술한 실시 형태에 있어서는, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있지만, 본 발명은 일본 공개특허공보 평6-124873호, 일본 공개특허공보 평10-303114호, 미국특허 제5,825,043호 등에 개시되어 있는 바와 같은 노광 대상인 기판의 표면 전체가 액체 중에 침지되어 있는 상태에서 노광하는 액침 노광 장치에도 적용 가능하다.
노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체소자 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광 장치, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA 칩, 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
또한 상기 서술한 실시 형태에 있어서는, 광투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크를 이용하였지만, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국특허 제6,778,257호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크라고도 불리며, 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광변조기) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함함) 를 이용해도 된다.
또, 국제공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭무늬를 기판 (P) 상에 형성함으로써 기판 (P) 상에 라인 앤드 스페이스 패턴을 노광하 는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.
그리고 예를 들어 일본 공표특허공보 2004-519850호 (대응 미국특허 제6,611,316호) 에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 마스크의 패턴을 투영광학계를 통하여 기판 상에서 합성하고, 1 회의 스캔 노광에 의해 기판 상의 하나의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
본 국제출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령에서 허용되는 한, 상기 각 실시 형태 및 변형예에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공개 공보 및 미국특허의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
이상과 같이 본원 실시 형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원 청구의 범위에 든 각 구성요소를 포함하는 각종 서브시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립하여 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, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은, 각종 서브시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에 각 서브시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 것도 없다. 각종 서브시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해져 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하 다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상기 서술한 실시 형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 공정, 노광한 기판을 현상하는 공정, 현상한 기판의 가열 (큐어) 및 에칭 공정 등의 기판 처리 프로세스를 포함하는 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함함) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 액침 공간 형성 부재의 온도 변화에 기인하는 노광 정밀도의 열화를 방지하여 기판을 양호하게 노광할 수 있다. 그러므로 본 발명은, 예를 들어 반도체 소자, 액정 표시 소자 또는 디스플레이, 박막 자기 헤드, CCD, 마이크로 머신, MEMS, DNA 칩, 레티클 (마스크) 과 같은 광범위한 제품을 제조하기 위한 노광 장치 및 방법에 매우 유용해진다.

Claims (37)

  1. 노광광의 광로 공간에 채워진 제 1 액체를 통하여 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 광로 공간을 상기 제 1 액체로 채워 액침 공간을 형성하는 액침 공간 형성 부재와,
    상기 액침 공간의 형성 해제에 수반되는 상기 액침 공간 형성 부재의 온도 변화를 억제하는 온도 조정 기구를 구비하는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액침 공간의 형성 해제에서는, 상기 광로 공간으로부터 상기 제 1 액체가 제거되는, 노광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액침 공간 형성 부재는, 상기 광로 공간에 상기 제 1 액체를 공급하는 공급구 및 상기 광로 공간의 상기 제 1 액체를 회수하는 회수구 중 적어도 일방을 가지는, 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액침 공간 형성 부재는, 상기 공급구 및 상기 회수구 중 적어도 일방이 설치되는 노즐 부재를 포함하고, 상기 기판에 상기 노광광이 조사되고 있을 때 상기 노즐 부재와 상기 기판 사이의 적어도 일부에 상기 제 1 액체가 유지되는, 노광 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광광은, 적어도 사출측에 상기 액침 공간이 형성되는 광학 부재, 및 상기 액침 공간의 제 1 액체를 통하여 상기 기판에 조사되는, 노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학 부재는, 적어도 상기 액침 공간의 형성이 해제되어 있는 동안 그 온도 조정이 행해지는, 노광 장치.
  7. 제 1 항 내지 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조정 기구는, 상기 제 1 액체의 기화열에 의한 상기 액침 공간 형성 부재의 온도 저하를 억제하는, 노광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조정 기구는, 온도 조정용 유체를 이용하여 상기 액침 공간 형성 부재의 온도 변화를 억제하는, 노광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 온도 조정 기구는, 상기 광로 공간이 상기 제 1 액체로 채워지지 않은 동안, 상기 온도 조정용 유체를 상기 액침 공간 형성 부재에 공급하는, 노광 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 온도 조정용 유체는, 상기 광로 공간에 공급되는 상기 제 1 액체와 동일한 물질인, 노광 장치.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조정 기구는, 상기 온도 조정용 유체의 온도 조정을 행하는 온도 조정기를 가지는, 노광 장치.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조정용 유체는 그 온도가 상기 광로 공간에 공급되는 상기 제 1 액체의 온도와 거의 동일한, 노광 장치.
  13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조정용 유체는 그 온도가 상기 광로 공간에 공급되는 상기 제 1 액체의 온도보다 높은, 노광 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액침 공간 형성 부재는, 상기 광로 공간의 상기 제 1 액체를 회수하는 회수구에 접속되는 회수 유로가 설치되는 노즐 부재를 포함하고,
    상기 온도 조정 기구는, 상기 회수 유로에 온도 조정용 제 2 액체를 공급하는, 노광 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광로 공간에 상기 제 1 액체가 있는 동안에도 상기 제 2 액체는 상기 회수 유로에 공급되는, 노광 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 회수 유로의 상기 제 1 및 제 2 액체를 회수하는 액체 회수 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 회수구에 다공 부재가 배치되는, 노광 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 다공 부재의 각 구멍의 일방측의 개구 지름은 타방측의 개구 지름과 상이한, 노광 장치.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 액체 회수 장치는, 상기 광로 공간의 상기 제 1 액체가 실질적으로 기체의 통과없이 상기 다공 부재를 통과하도록, 상기 회수 유로의 압력을 조정하는, 노광 장치.
  20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 액체의 공급 정지와 상기 제 1 액체의 회수에 의해, 상기 광로 공간으로부터 상기 제 1 액체가 제거되는, 노광 장치.
  21. 제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광로 공간으로부터 상기 제 1 액체가 제거된 후에 상기 회수 유로에 공급되는 상기 제 2 액체의 단위시간당 양은, 상기 기판의 노광 중에 상기 회수 유로에 공급되는 상기 제 2 액체의 단위시간당 양보다 많은, 노광 장치.
  22. 제 14 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광로 공간으로부터 상기 제 1 액체가 제거된 후에 상기 회수 유로에 공급되는 상기 제 2 액체의 단위시간당 양은, 상기 기판의 노광 중에 상기 회수 유로에 공급되는 상기 제 2 액체의 단위시간당 양과 상기 광로 공간에 공급되는 상기 제 1 액체의 단위시간당 양의 합과 거의 동일한, 노광 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액침 공간 형성 부재는, 상기 광로 공간에 상기 제 1 액체를 공급하는 공급구, 및 상기 광로 공간의 상기 제 1 액체를 회수하는 회수구로부터 유체적으로 독립된 제 1 온도 조정 유체 유로를 가지는, 노광 장치.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조정 기구는, 상기 액침 공간 형성 부재의 적어도 일부를 덮는 제 2 온도 조정 유체 유로를 가지는 재킷 부재를 가지는, 노광 장치.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조정 기구는, 상기 액침 공간 형성 부재를 향해 열을 방사하는 방사부를 가지는, 노광 장치.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조정 기구는, 상기 액침 공간 형성 부재에 부착된 히터를 가지는, 노광 장치.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용하는, 디바이스 제조 방법.
  28. 액체를 통하여 노광광으로 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 노광광의 광로 공간을 상기 액체로 채워 액침 공간을 형성하는 액침 공간 형성 부재를 이용하여 상기 기판을 노광함과 함께, 상기 액침 공간의 형성 해제에 수반되는 상기 액침 공간 형성 부재의 온도 변화를 억제하는, 노광 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 액침 공간의 형성 해제에서는, 상기 광로 공간으로부터 상기 액체가 제거되는, 노광 방법.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 노광광은, 적어도 사출측에 상기 액침 공간이 형성되는 광학 부재, 및 상기 액침 공간의 액체를 통하여 상기 기판에 조사되는, 노광 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 광학 부재는, 적어도 상기 액침 공간의 형성이 해제되어 있는 동안 그 온도 조정이 행해지는, 노광 방법.
  32. 제 28 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체의 기화열에 의한 상기 액침 공간 형성 부재의 온도 저하가 억제되 는, 노광 방법.
  33. 제 28 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액침 공간 형성 부재는 온도 조정용 유체에 의해 그 온도 변화가 억제되는, 노광 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 온도 조정용 유체는 상기 광로 공간에 공급되는 상기 액체와 동일한 물질인, 노광 방법.
  35. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    상기 온도 조정용 유체는 그 온도가 상기 액침 공간의 액체의 온도와 동일한 정도 이상인, 노광 방법.
  36. 제 28 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액침 공간 형성 부재는 열의 방사에 의해 그 온도 변화가 억제되는, 노광 방법.
  37. 제 28 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하는, 디바이스 제조 방법.
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