KR20130058082A - 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 것으로서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 부근에 배치되어, 액체 (1) 가 부착되어 있는 기준 부재 (7) 나 이동 거울 (55) 에 대하여 단속적으로 기체를 분사하여 그 액체를 제거하는 액체 제거 기구 (40) 를 구비하고 있다. 이러한 구성에 의해, 투영 광학계와 액체를 통해 기판에 패턴을 투영하여 노광할 때, 불필요한 액체를 제거하여 원하는 디바이스 패턴을 기판 상에 형성할 수 있는 노광 장치를 제공할 수 있다.

Description

노광 장치 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE PRODUCING METHOD}
본 발명은 투영 광학계와 액체를 통해 기판에 패턴을 노광하는 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2003년 8월 29일에 출원된 일본 특허출원공보 2003-307025호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스는 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성의 기판 상에 전사하는 이른바 포토리소그래피의 수법에 의해 제조된다. 이 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치는 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와 기판을 지지하는 기판 스테이지를 갖고, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 축차 이동시키면서 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통해 기판에 전사하는 것이다. 최근, 디바이스 패턴이 보다 나은 고집적화에 대응하기 위해서 투영 광학계의 추가적인 고해상도화가 요망되고 있다. 투영 광학계의 해상도는 사용하는 노광 파장이 짧아질수록, 또한 투영 광학계의 개구수가 클수록 높아진다. 이 때문에, 노광 장치에서 사용되는 노광 파장은 해마다 단파장화되고 있고, 투영 광학계의 개구수도 증대하고 있다. 그리고, 현재 주류인 노광 파장은 KrF 엑시머 레이저의 248nm 이지만, 더욱 단파장인 ArF 엑시머 레이저의 193nm 도 실용화되고 있다. 또한, 노광을 행할 때에는 해상도와 마찬가지로 초점 심도 (DOF) 도 중요해진다. 해상도 (R), 및 초점 심도 (δ) 는 각각 이하의 식으로 표현된다.
R=k1·λ/NA … (1)
δ=±k2·λ/NA2 … (2)
여기서, λ 는 노광 파장, NA 는 투영 광학계의 개구수, k1, k2 는 프로세스 계수이다. (1) 식, (2) 식으로부터, 해상도 (R) 를 높이기 위해서, 노광 파장 (λ) 을 짧게 하고, 개구수 (NA) 를 크게 하면, 초점 심도 (δ) 가 좁아짐을 알 수 있다.
초점 심도 (δ) 가 지나치게 좁아지면, 투영 광학계의 이미지면에 대하여 기판 표면을 합치시키기가 어려워져, 노광 동작시의 마진이 부족할 우려가 있다. 그래서, 실질적으로 노광 파장을 짧게 하고, 또한 초점 심도를 넓히는 방법으로서, 예를 들어, 국제 공개 제99/49504호 팜플렛에 개시되어 있는 액침법이 제안되어 있다. 이 액침법은 투영 광학계의 하면과 기판 표면 사이를 물이나 유기 용매 등의 액체로 채우고, 액체 중에서의 노광광의 파장이, 공기 중의 1/n (n 은 액체의 굴절률로 통상 1.2∼1.6 정도) 이 되는 것을 이용하여 해상도를 향상시킴과 함께, 초점 심도를 약 n 배로 확대시킨다는 것이다. 본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 팜플렛의 개시 내용을 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
그런데, 상기 종래 기술에는 이하와 같은 문제가 존재한다.
상기 국제 공개 제99/49504호 팜플렛에 개시되어 있는 노광 장치는 액침 영역을 기판 상의 일부에 형성하도록 액체를 공급 및 회수하는 구성으로, 액침 노광 종료 후, 액침 영역의 액체가 충분히 회수되지 않은 상태에서, 예를 들어 기판 스테이지 상의 기판을 언로드하여 새로운 기판을 로드하기 위해서 기판 스테이지가 로드·언로드 위치 (기판 교환 위치) 까지 이동하면, 투영 광학계의 선단이나 액체 공급 노즐 또는 회수 노즐에 잔류 (부착) 하고 있던 액체가 주위의 장치나 부재, 예를 들어, 스테이지의 가이드면이나 스테이지의 간섭계용 반사경 등으로 떨어질 가능성이 있다.
또한, 투영 광학계 선단의 광학 소자에 액체가 잔류하고 있으면, 이 잔류하고 있는 액체가 기화된 후에 투영 광학계 선단의 광학 소자에 부착 흔적 (이른바 워터 마크) 을 남겨, 다음의 노광 처리시에 기판 상에 형성되는 패턴에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 또한, 노광 처리 이외에도 기판 스테이지 상의 기판의 주위에 배치되어 있는 기준 평면 부재나 기준 마크 부재를 사용할 때에 액침 영역을 형성하는 것이 고려되지만, 그들의 액침 영역의 액체를 충분히 다 회수할 수 없어, 그들의 부재 상에 부착 흔적이 남거나, 그들의 부재 상에 남은 액체가 비산 (飛散) 할 가능성이 있다.
또, 노광 중에 기판 상의 액침 영역으로부터 액체가 주위의 장치나 부재로 비산하여 부착될 가능성도 있다. 노광 중에 기판 상으로부터 비산한 액체가 예를 들어 스테이지의 간섭계용의 반사 거울에 부착된 경우, 간섭계에 의한 스테이지 위치 계측 정밀도를 저하시킬 우려가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 투영 광학계와 액체를 통해 기판에 패턴을 투영하여 노광할 때, 불필요한 액체를 충분히 제거 및/또는 회수하여 원하는 디바이스 패턴을 기판 상에 형성할 수 있는 노광 장치, 및 이 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 실시형태에 나타내는 도 1∼도 22 에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다. 그리고, 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해서, 일 실시형태를 나타내는 도면의 부호에 대응시켜 설명하겠지만, 본 발명은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 부근에 배치되어, 액체 (1) 가 부착되어 있는 부품 (2, 7, 8A, 13, 23, 55, 57, LS 등) 에 대하여 단속 (斷續) 적으로 기체를 분사하여 그 액체 (1) 를 제거하는 액체 제거 기구 (40, 60, 90) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 부근에 배치되어, 액체 (1) 가 부착되어 있는 부품 (2, 7, 8A, 13, 23, 55, 57, LS 등) 에 대하여 기체를 분사하여 그 액체 (1) 를 제거하는 액체 제거 기구 (40, 60, 90) 를 구비하고, 액체 제거 기구 (40, 60, 90) 는 분사하는 기체의 유속을 변화시키면서 기체를 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 투영 광학계의 이미지면 부근에 배치되어 있는 부품에 대하여 기체를 단속적, 또는 그 유속을 변화시키면서 분사함으로써, 부품의 표면 상에서 난류 (亂流) 를 형성하여, 부품 상에 부착되어 있는 불필요한 액체를 양호하게 제거할 수 있다. 따라서, 부품으로부터의 액체의 낙하나 비산, 그들 부품 상의 부착 흔적 (워터 마크) 의 발생을 방지할 수 있어, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 부근에 배치된 부품 (2, 7, 8A, 13, 23, 55, 57, LS 등) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 제거하기 위해서 그 부품에 진동을 가하는 가진 (加振) 장치 (8E, 17, 43B, 92, 151) 를 갖는 액체 제거 기구 (40, 60, 90) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 투영 광학계의 이미지면 부근에 배치되어 있는 부품에 진동을 가함으로써, 부품 상에 부착되어 있는 액체의 제거가 촉진되어, 불필요한 액체를 양호하게 제거할 수 있다. 따라서, 부품으로부터의 액체의 낙하나 비산, 그들 부품 상의 부착 흔적 (워터 마크) 의 발생을 방지할 수 있어, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 부근에 배치된 부품 (55) 상에, 노광 중인 기판 (P) 상으로부터 비산하여 부착된 액체 (1) 를 제거하는 액체 제거 기구 (90) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 액침 노광 중에 기판 상으로부터 액체가 주위로 비산한 경우라도, 그 비산한 액체를 제거함으로써, 비산한 액체에 기인하는 노광 정밀도의 저하와 같은 문제를 방지할 수 있어, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 기판 (P) 에 대한 노광 동작과 병행하여, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 부근에 배치된 부품 (55) 상에 부착되어 있는 액체 (1) 를 제거하는 액체 제거 기구 (90) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 액침 노광 중에 기판 상으로부터 액체가 비산하여 부품에 부착되더라도, 그 노광 동작과 병행하여 부품에 부착된 액체의 제거 동작을 행함으로써, 노광 처리 전체의 스루풋을 저하시키지 않고 액체를 제거할 수 있다. 그리고, 부품에 부착된 액체를 제거함으로써, 부착된 액체에 기인하는 노광 정밀도의 저하와 같은 문제를 방지할 수 있어, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 부근에 배치된 부품 (55) 의 상측에, 부품 (55) 에 대한 액체 (1) 의 부착을 방지하기 위한 차양 부재 (180) 가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판의 노광 중 및 노광 종료 후 (또는 전) 의 어느 때에 있어서나, 기판 상으로부터 비산한 액체나 노즐 등의 부품으로부터 낙하된 액체를 차양 부재로 차단할 수 있어, 그 차양 부재의 하측에 있는 부품에 액체가 부착되는 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 부품에 부착된 액체에 기인하는 노광 정밀도의 저하와 같은 문제를 방지할 수 있어, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 기판 (P) 을 유지하는 유지면을 갖고, 투영 광학계 (PL) 에 대하여 이동가능한 스테이지 (52, PST) 와, 스테이지 (52, PST) 의 주위에 배치되어, 액체를 받는 면이 유지면보다 하방에 위치하도록 설정된 액체 받이 부재 (102) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 스테이지의 단부로부터 낙하된 액체나, 투영 광학계의 선단에 배치된 광학 소자나 이 광학 소자를 유지하는 렌즈 셀로부터 낙하된 액체를, 액체 받이 부재로 받을 수 있기 때문에, 스테이지의 구동부나 베이스 등, 액체의 부착이 바람직하지 않은 개소에 대한 액체의 부착, 비산을 방지할 수 있다. 그래서, 기판의 위치 결정 정밀도의 저하를 억제하여, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 기판 (P) 에 공급된 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 기판 (P) 을 유지하여 이동가능한 스테이지 (52, PST) 와, 스테이지 (52, PST) 의 위치에 관한 정보를 검출하기 위해서 스테이지 (52, PST) 에 형성된 위치 검출 부재 (55) 와, 위치 검출 부재 (55) 에 부착된 액체 (1) 를 제거하는 액체 제거 기구 (90) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 스테이지의 위치에 관한 정보를 검출하는 위치 검출 부재 (예를 들어, 레이저 간섭계로부터의 계측광을 반사하는 이동 거울) 에 부착된 액체를 제거할 수 있기 때문에, 스테이지의 위치 계측 및 기판의 위치 결정 정밀도에 대한 영향을 억제할 수 있어, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 기판 (P) 에 액체에 의한 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 상기 액침 영역 (AR2) 의 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 기판 (P) 을 유지하여 이동가능한 스테이지 장치 (52, PST), 스테이지 장치 (52, PST) 의 위치 정보를 검출하는 간섭계 (56), 및 스테이지 장치 (52, PST) 에 형성되어 간섭계 (56) 로부터의 계측광을 반사하는 반사면 (55) 을 구비하고, 반사면 (55) 의 상단이, 액침 영역 (AR2) 보다 하방에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 기판 (P) 에 공급된 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 상에 이미지를 투영함으로써 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 기판 (P) 을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재 (52, PST), 기판 유지 부재 (52, PST) 의 위치 정보를 검출하는 간섭계 (56), 기판 유지 부재 (52, PST) 의 상면에 설치된 발액성을 갖는 판상 부재 (180), 및 판상 부재 (180) 의 하방에서 기판 유지 부재 (52, PST) 에 형성되어, 간섭계 (56) 로부터의 계측광 (56a) 을 반사하는 반사면 (55) 을 구비하고, 계측광 (56a) 이 반사면 (55) 에 입사하는 방향에 관하여, 판상 부재 (140) 의 단부의 적어도 일부가 반사면 (55) 보다 입사 방향측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 에 의해서 이미지를 기판 (P) 에 형성하는 노광 장치로서, 기판 (P) 을 유지하여 적어도 평면 내에서의 이동이 가능한 기판 유지 부재 (52, PST), 기판 유지 부재 (52, PST) 의 상기 평면 내에서의 위치 정보를 검출하는 간섭계 (56), 및 기판 유지 부재 (52, PST) 에 형성되어, 간섭계 (56) 로부터의 계측광 (56a) 을 반사하는 반사면 (55) 을 구비하고, 계측광 (56a) 이 반사면 (55) 에 입사하는 광로의 적어도 일부가, 기판 유지 부재 (52, PST) 의 적어도 일부의 하방을 통과하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 디바이스 제조 방법은 상기 기재된 노광 장치 (EX) 를 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 환경 변화나 투영 광학계의 이미지면 부근의 광학 소자에 대한 부착 흔적의 발생을 억제한 상태에서 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 노광 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 액침 영역을 형성하기 위한 액체 공급 기구 및 액체 회수 기구를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3 은 기판 스테이지의 평면도이다.
도 4는 스테이지 액체 회수 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 5b 는 액체 제거 기구인 제 1 액체 제거 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 6 은 액체 제거 기구인 제 2 액체 제거 장치의 동작의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 7a 및 7b 는 기체의 분사 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8 은 액체 제거 기구인 제 2 액체 제거 장치의 동작의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 9 는 가진 장치의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 10 은 액체 제거 기구인 제 2 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 11 은 액체 제거 기구인 제 2 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 12 는 가진 장치의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 13 은 액체 제거 기구인 제 1 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 14 는 액체 제거 기구인 제 1 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 15 는 액체 제거 기구인 제 1 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 16 은 액체 제거 기구인 제 3 액체 제거 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 17 은 액체 제거 기구인 제 3 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 18 은 액체 제거 기구인 제 3 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 19 는 액체 제거 기구인 제 3 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 20 은 액체 제거 기구인 제 2 액체 제거 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 21 은 이동 거울의 상측에 차양 부재가 형성되어 있는 형태를 나타내는 개략도이다.
도 22 는 반도체 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우 차트도이다.
이하, 본 발명의 노광 장치에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은 본 발명의 노광 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는 마스크 (M) 를 지지하는 마스크 스테이지 (MST), 기판 (P) 을 지지하는 기판 스테이지 (PST), 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 조명 광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 에 투영 노광하는 투영 광학계 (PL), 및 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 있다. 노광 장치 (EX) 전체는 챔버 장치 (CH) 내에 수용되어 있다.
본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점 심도를 실질적으로 넓히기 위해서 액침법을 적용한 액침 노광 장치로서, 기판 (P) 상에 액체 (1) 를 공급하는 액체 공급 기구 (10) 와, 기판 (P) 상의 액체 (1) 를 회수하는 액체 회수 기구 (20) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 액체 (1) 에는 순수가 사용된다. 노광 장치 (EX) 는 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 전사하고 있는 동안, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급된 액체 (1) 에 의해 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 포함하는 기판 (P) 상의 적어도 일부에 액침 영역 (AR2) 을 형성한다. 구체적으로는 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 의 표면 (노광면) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 이 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (1) 및 투영 광학계 (PL) 를 통해 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 투영함으로써 기판 (P) 을 노광한다.
여기서, 본 실시형태에서는 노광 장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사 방향 (소정 방향) 에 있어서의 서로 상이한 방향 (역 방향) 으로 동기 이동시키면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광 장치 (이른바 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 수평면 내에 있어서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 X축 방향, 수평면 내에 있어서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향 (비주사 방향), X축 및 Y축 방향으로 수직으로 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z축 방향으로 한다. 또한, X축, Y축, 및 Z축 주위 방향의 회전 (경사) 방향을 각각, θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다. 또, 여기서 말하는 「기판」 은 반도체 웨이퍼 상에 레지스트를 도포한 것을 포함하고, 「마스크」 는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.
조명 광학계 (IL) 는 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 것이고, 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인테그레이터, 옵티컬 인테그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 슬릿 형상으로 설정하는 가변 시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정 조명 영역은 조명 광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 으로 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로서는 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 자외역의 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248nm) 등의 원자외광 (DUV 광) 이나, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193nm) 및 F2 레이저광 (파장 157nm) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에서는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다. 상기 기술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 액체 (1) 는 순수로서, 노광광 (EL) 이 ArF 엑시머 레이저광이더라도 투과가능하다. 또한, 순수는 자외역의 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248nm) 등의 원자외광 (DUV 광) 도 투과가능하다.
마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 지지하는 것으로서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면 내, 즉 XY 평면 내에서 2차원 이동가능 및 θZ 방향으로 미소 회전가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 는 리니어 모터 등의 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 에 의해 구동된다. 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 마스크 스테이지 (MST) 상에는 이동 거울 (50) 이 형성되어 있다. 또한, 이동 거울 (50) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (51) 가 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2차원 방향의 위치, 및 회전각은 레이저 간섭계 (51) 에 의해 실시간으로 계측되고, 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (51) 의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 를 구동함으로써 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 의 위치를 결정한다.
투영 광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴을 소정 투영 배율 (β) 로 기판 (P) 에 투영 노광하는 것으로서, 복수의 광학 소자로 구성되어 있는 투영 광학계 본체 (MPL) 와, 기판 (P) 측 (투영 광학계 (PL) 의 이미지면측) 의 선단부에 형성된 광학 소자 (2) 를 구비하고 있다. 투영 광학계 본체 (MPL) 를 구성하는 복수의 광학 소자는 경통 (PK) 에 의해 유지되어 있고, 선단부의 광학 소자 (2) 는 렌즈 셀 (LS) 에 의해 유지되어 있다. 그리고, 광학 소자 (2) 를 유지하는 렌즈 셀 (LS) 과 경통 (PK) 의 선단부는, 복수의 링크부 (151) 를 갖는 연결 장치 (150) 에 의해 연결되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는 투영 배율 (β) 이 예를 들어 1/4 또는 1/5 의 축소계이다. 또, 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계의 어느 것이나 된다. 선단부의 광학 소자 (2) 및 렌즈 셀 (LS) 은 액침 영역 (AR2) 의 액체 (1) 와 접촉한다.
광학 소자 (2) 는 형석으로 형성되어 있다. 형석은 순수와의 친화성이 높기 때문에, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2a) 의 거의 전체면에 액체 (1) 를 밀착시킬 수 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서는 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2a) 과의 친화성이 높은 액체 (1; 물) 를 공급하도록 하고 있으므로, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2a) 과 액체 (1) 의 밀착성이 높고, 광학 소자 (2) 는 물과의 친화성이 높은 석영이어도 된다. 또 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2a) 에 친수화 (친액화) 처리를 실시하여, 액체 (1) 와의 친화성을 높이도록 해도 된다.
또한, 노광 장치 (EX) 는 포커스 검출계 (4) 를 갖고 있다. 포커스 검출계 (4) 는 발광부 (4a) 와 수광부 (4b) 를 갖고, 발광부 (4a) 로부터 액체 (1) 를 통해 기판 (P) 표면 (노광면) 에 경사 방향으로부터 검출광을 투사하고, 그 반사광을 수광부 (4b) 에서 수광한다. 제어 장치 (CONT) 는 포커스 검출계 (4) 의 동작을 제어함과 함께, 수광부 (4b) 의 수광 결과에 기초하여, 소정 기준면에 대한 기판 (P) 표면의 Z축 방향에서의 위치 (포커스 위치) 를 검출한다. 또한, 기판 (P) 표면에서의 복수의 각 점에서의 각 포커스 위치를 구함으로써, 포커스 검출계 (4) 는 기판 (P) 의 경사 방향의 자세를 구할 수도 있다. 또, 포커스 검출계 (4) 의 구성으로서는 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-37149호 및 이것에 대응하는 미국 특허 6,327,025호에 개시되어 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 공보에 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
기판 스테이지 (PST) 는 기판 (P) 을 지지하는 것으로서, 기판 (P) 을 기판 홀더를 통해 유지하는 Z 스테이지 (52), Z 스테이지 (52) 를 지지하는 XY 스테이지 (53), 및 XY 스테이지 (53) 를 지지하는 베이스 (54) 를 구비하고 있다. 기판 스테이지 (PST) 는 리니어 모터 등의 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 에 의해 구동된다. 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 는 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 또, Z 스테이지와 XY 스테이지를 일체적으로 형성해도 되는 것은 물론이다. 기판 스테이지 (PST) 의 XY 스테이지 (53) 를 구동함으로써, 기판 (P) 의 XY 방향에서의 위치 (투영 광학계 (PL) 의 이미지면과 실질적으로 평행한 방향의 위치) 가 제어된다.
기판 스테이지 (PST) (Z 스테이지 (52)) 의 측부에는 이동 거울 (55; 반사 거울) 이 형성되어 있다. 또한, 이동 거울 (55) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (56) 가 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 2차원 방향의 위치, 및 회전각은 레이저 간섭계 (56) 에 의해 실시간으로 계측되고, 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (56) 의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 통해 XY 스테이지 (53) 를 구동함으로써 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 X축 방향 및 Y축 방향에서의 위치를 결정한다.
또한, 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 통해 기판 스테이지 (PST) 의 Z 스테이지 (52) 를 구동함으로써, Z 스테이지 (52) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 Z축 방향에 있어서의 위치 (포커스 위치), 및 θX, θY 방향에 있어서의 위치를 제어한다. 즉, Z 스테이지 (52) 는 포커스 검출계 (4) 의 검출 결과에 기초하는 제어 장치 (CONT) 로부터의 지령에 기초하여 동작하고, 기판 (P) 의 포커스 위치 (Z 위치) 및 경사각을 제어하여 기판 (P) 의 표면 (노광면) 을 투영 광학계 (PL) 및 액체 (1) 를 통해 형성되는 이미지면에 맞춘다.
기판 스테이지 (PST) (Z 스테이지 (52)) 상에는 기판 (P) 을 둘러싸도록 보조 플레이트 (57) 가 형성되어 있다. 보조 플레이트 (57) 는 기판 홀더에 유지된 기판 (P) 의 표면과 거의 같은 높이의 평면을 갖고 있다. 여기서, 기판 (P) 의 에지와 보조 플레이트 (57) 사이에는 0.1∼1mm 정도의 간극이 있지만, 액체 (1) 의 표면 장력에 의해 그 간극으로 액체 (1) 가 흘러 들어 오는 일은 거의 없고, 기판 (P) 의 주연 근방을 노광하는 경우에도, 보조 플레이트 (57) 에 의해 투영 광학계 (PL) 의 밑에 액체 (1) 를 유지할 수 있다.
또한, 기판 스테이지 (PST; Z 스테이지 (52)) 상에는 마스크 (M) 및 기판 (P) 의 얼라인먼트 처리에 사용하는 기준 마크 (MFM, PFM) 를 갖는 기준 부재 (7) 가 형성되어 있다. 그리고, 투영 광학계 (PL) 의 선단 근방에는 기판 (P) 상의 얼라인먼트 마크 또는 기준 부재 (7) 에 형성된 기준 마크 (PFM) 를 검출하는 기판 얼라인먼트계 (5) 가 형성되어 있다. 또한, 마스크 스테이지 (MST) 의 근방에는 마스크 (M) 과 투영 광학계 (PL) 를 통해 기준 부재 (7) 에 형성된 기준 마크 (MFM) 를 검출하는 마스크 얼라인먼트계 (6) 가 형성되어 있다. 또, 기판 얼라인먼트계 (5) 의 구성으로서는 예를 들어 일본 공개특허공보 평4-65603호 및 이에 대응하는 미국 특허 5,493,403호에 개시되어 있는 것을 사용할 수 있고, 마스크 얼라인먼트계 (6) 의 구성으로서는 일본 공개특허공보 평7-176468호 및 이에 대응하는 미국 특허 5,646,413호에 개시되어 있는 것을 사용할 수 있다.
또, 본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 각 공보 및 대응하는 각 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
또, 기판 스테이지 (PST; Z 스테이지 (52)) 상에는 투영 광학계 (PL) 를 통해 그 이미지면측 (기판 (P) 측) 으로 조사되는 광을 수광하는 수광기 (8) 가 형성되어 있다. 수광기 (8) 는 Z 스테이지 (52) 상에 형성된 유리판으로 이루어지는 광투과 부재 (8A) 와, Z 스테이지 (52) 에 매설되어, 광투과 부재 (8A) 를 통한 광을 수광하는 수광 소자 (8B) 를 구비하고 있다.
기판 얼라인먼트계 (5) 의 근방에는 Z 스테이지 (52) 에 형성되어 있는 기준 부재 (7) 에 잔류하여 부착되어 있는 액체 (1) 를 제거하는 제 1 액체 제거 장치 (40; 액체 제거 기구) 가 형성되어 있다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 에는 액체 (1) 를 회수하는 스테이지 액체 회수 장치 (30; 액체 제거 기구) 가 형성되어 있다.
액체 공급 기구 (10) 는 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해서 기판 (P) 상에 상방으로부터 소정 액체 (1) 를 공급하는 것으로서, 액체 (1) 를 송출가능한 액체 공급 장치 (11) 와, 액체 공급 장치 (11) 에 유로를 갖는 공급관 (12) 을 통해 접속되고, 이 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출된 액체 (1) 를 기판 (P) 상에 공급하는 공급구를 갖는 공급 노즐 (13) 을 구비하고 있다. 액체 공급 장치 (11) 는 액체 (1) 를 수용하는 탱크, 및 가압 펌프 등을 구비하고 있고, 공급관 (12) 및 공급 노즐 (13) 을 통해 기판 (P) 상에 액체 (1) 를 공급한다. 액체 공급 장치 (11) 의 액체 공급 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되고, 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급 장치 (11) 에 의한 기판 (P) 상에 대한 단위 시간당 액체 공급량을 각각 독립하여 제어가능하다. 또한, 액체 공급 장치 (11) 는 액체 (1) 의 온도 조정 기구를 갖고 있고, 장치가 수용되는 챔버 장치 (CH) 내의 온도와 거의 같은 온도 (예를 들어 23℃) 의 액체 (1) 를 기판 (P) 상에 공급하도록 되어 있다. 공급 노즐 (13) 은 기판 (P) 에 근접하여 배치되어 있고, 기판 (P) 에 대하여 그 기판 (P) 의 상방으로부터 액체 (1) 를 공급한다. 또한, 공급 노즐 (13) 은 액침 노광 중에 있어서 액침 영역 (AR2) 의 액체 (1) 에 접촉한다.
액체 회수 기구 (20) 는 기판 (P) 상의 액체 (1) 을 상방으로부터 회수하는 것으로서, 기판 (P) 의 표면에 근접하여 배치된 회수구를 갖는 회수 노즐 (23) 과, 이 회수 노즐 (23) 에 유로를 갖는 회수관 (22) 을 통해 접속된 액체 회수 장치 (21) 를 구비하고 있다. 액체 회수 장치 (21) 는 예를 들어 진공 펌프 등의 진공계 (흡인 장치), 및 회수한 액체 (1) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있고, 기판 (P) 상의 액체 (1) 를 회수 노즐 (23), 및 회수관 (22) 을 통해 회수한다. 액체 회수 장치 (21) 의 액체 회수 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되고, 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 장치 (21) 에 의한 단위 시간당 액체 회수량을 제어가능하다. 회수 노즐 (23) 은 액침 노광 중에 있어서 액침 영역 (AR2) 의 액체 (1) 에 접촉하고, 액체 회수 기구 (20) 는 회수 노즐 (23) 을 통해 기판 (P) 의 상방으로부터 기판 (P) 상의 액체 (1) 를 흡인 회수한다.
도 2 는 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 과, 액체 (1) 를 X축 방향으로 공급하는 공급 노즐 (13; 13A∼13C) 과, 액체 (1) 를 회수하는 회수 노즐 (23; 23A, 23B) 의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 2 에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 의 형상은 Y축 방향으로 가늘고 긴 직사각 형상으로 되어 있고, 그 투영 영역 (AR1) 에 마스크 (M) 의 일부의 패턴 이미지가 투영된다. 이 투영 영역 (AR1) 을 X축 방향으로 사이에 두도록, +X 방향측으로 3개의 공급 노즐 (13A∼13C) 이 배치되고, -X 방향측으로 2개의 회수 노즐 (23A, 23B) 이 배치되어 있다. 그리고, 공급 노즐 (13A∼13C) 은 공급관 (12) 을 통해 액체 공급 장치 (11) 에 접속되고, 회수 노즐 (23A, 23B) 은 회수관 (22) 을 통해 액체 회수 장치 (21) 에 접속되어 있다. 또한, 공급 노즐 (13A∼13C) 과 회수 노즐 (23A, 23B) 을 거의 180°회전시킨 배치에, 공급 노즐 (15A∼15C) 과, 회수 노즐 (25A, 25B) 이 배치되어 있다. 공급 노즐 (13A∼13C) 과 회수 노즐 (25A, 25B) 은 Y축 방향으로 교대로 배열되고, 공급 노즐 (15A∼15C) 과 회수 노즐 (23A, 23B) 은 Y축 방향으로 교대로 배열되고, 공급 노즐 (15A∼15C) 은 공급관 (14) 을 통해 액체 공급 장치 (11) 에 접속되고, 회수 노즐 (25A, 25B) 은 회수관 (24) 을 통해 액체 회수 장치 (21) 에 접속되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대하여, 마스크 (M) 가 -X 방향 (또는 +X 방향) 으로 속도 V 로 이동하는 데에 동기하여, XY 스테이지 (53) 를 통해 기판 (P) 이 +X 방향 (또는 -X 방향) 으로 속도 (β·V; β 는 투영 배율) 로 이동한다. 1개의 쇼트 영역에 대한 노광 종료 후에, 기판 (P) 의 스테핑에 의해서 다음 쇼트 영역이 주사 개시 위치로 이동하고, 이하, 스텝·앤드·스캔 방식으로 각 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 순차적으로 행해진다.
본 실시형태에서는 제어 장치 (CONT) 는 액체 (1) 를 기판 (P) 의 이동 방향을 따라 흐르게 한다. 예를 들어, 화살표 (Xa) 로 나타내는 주사 방향 (-X 방향) 으로 기판 (P) 을 이동시켜 주사 노광을 행하는 경우에는, 공급관 (12), 공급 노즐 (13A∼13C), 회수관 (22), 및 회수 노즐 (23A, 23B) 을 사용하여, 액체 공급 장치 (11) 및 액체 회수 장치 (21) 에 의해 액체 (1) 의 공급 및 회수가 행해진다. 즉, 기판 (P) 이 -X 방향으로 이동할 때에는 공급관 (12) 및 공급 노즐 (13; 13A∼13C) 을 통해 액체 공급 장치 (11) 로부터 액체 (1) 가 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 공급됨과 함께, 회수 노즐 (23; 23A, 23B), 및 회수관 (22) 을 통해 액체 (1) 가 액체 회수 장치 (21) 에 회수되어, 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이를 채우도록 -X 방향으로 액체 (1) 가 흐른다. 한편, 화살표 (Xb) 로 나타내는 주사 방향 (+X 방향) 으로 기판 (P) 을 이동시켜 주사 노광하는 경우에는 공급관 (14), 공급 노즐 (15A∼15C), 회수관 (24), 및 회수 노즐 (25A, 25B) 을 사용하여, 액체 공급 장치 (11) 및 액체 회수 장치 (21) 에 의해 액체 (1) 의 공급 및 회수가 행해진다. 즉, 기판 (P) 이 +X 방향으로 이동할 때에는 공급관 (14) 및 공급 노즐 (15; 15A∼15C) 을 통해 액체 공급 장치 (11) 로부터 액체 (1) 가 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이로 공급됨과 함께, 회수 노즐 (25; 25A, 25B), 및 회수관 (24) 을 통해 액체 (1) 가 액체 회수 장치 (21) 에 회수되어, 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이를 채우하도록 +X 방향으로 액체 (1) 가 흐른다. 이와 같이, 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급 장치 (11) 및 액체 회수 장치 (21) 를 사용하여, 기판 (P) 의 이동 방향을 따라 기판 (P) 의 이동 방향과 동일방향으로 액체 (1) 를 흐르게 한다. 이 경우, 예를 들어 액체 공급 장치 (11) 로부터 공급 노즐 (13) 을 통해 공급되는 액체 (1) 는 기판 (P) 의 -X 방향으로의 이동에 수반되어 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 공간으로 끌려 들어가도록 하여 흐르므로, 액체 공급 장치 (11) 의 공급 에너지가 작더라도 액체 (1) 를 투영 광학계 (PL) 과 기판 (P) 사이의 공간에 용이하게 공급할 수 있다. 그리고, 주사 방향에 따라 액체 (1) 를 흐르게 하는 방향을 전환함으로써, +X 방향, 또는 -X 방향의 어느 방향으로 기판 (P) 을 주사하는 경우에도, 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이를 액체 (1) 로 채울 수 있어, 높은 해상도 및 넓은 초점 심도를 얻을 수 있다.
또, 상기 기술한 노즐의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 투영 영역 (AR1) 의 장변에 대해서 2쌍의 노즐로 액체 (1) 를 공급 또는 회수하도록 해도 된다. 또, 이 경우에는 +X 방향, 또는 -X 방향의 어느 방향에서부터나 액체 (1) 를 공급 및 회수할 수 있도록 하기 위해서, 공급 노즐과 회수 노즐과 상하로 나열하여 배치해도 된다. 또, 액체 (1) 를 공급 및 회수하는 노즐을, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 의 주위에 소정 간격으로 형성하고, 기판 (P) 이 주사 방향 (+X 방향, -X 방향) 이외의 방향으로 이동하는 경우에도, 기판 (P) 의 이동 방향과 평행하게, 기판 (P) 의 이동 방향과 동 방향으로 액체 (1) 를 흐르게 하도록 할 수도 있다.
도 3 은 기판 스테이지 (PST) 의 Z 스테이지 (52) 를 상방에서 본 개략 평면도이다. 직사각 형상의 Z 스테이지 (52) 의 서로 수직한 두 측면에는 이동 거울 (55; 55X, 55Y) 이 배치되어 있다. 구체적으로는 Z 스테이지 (52) 의 +X측 단부에 있어서 Y축 방향으로 연장되도록 이동 거울 (55X) 이 형성되고, Z 스테이지 (52) 의 +Y측 단부에 있어서 X축 방향으로 연장되도록 이동 거울 (55Y) 이 형성되어 있다. 그리고, Z 스테이지 (52) 의 거의 중앙에 도시하지 않은 홀더를 통해 기판 (P) 이 유지되어 있다.
이동 거울 (55; 55X, 55Y) 의 각각에 대향하는 위치에는 이동 거울 (55) 에 대하여 레이저광 (계측광) 을 조사하는 레이저 간섭계 (56; 56X, 56Y) 가 배치되어 있다. 그리고, 기판 스테이지 (PST) 의 외측으로서, 레이저 간섭계 (56) 각각의 근방에는 이동 거울 (55) 에 대하여 기체를 분사하여 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 제거하는 제 2 액체 제거 장치 (90; 액체 제거 기구) 의 일부를 구성하는 기체 분사구 (91A) 를 갖는 분사 노즐 (91) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 분사 노즐 (91) 은 레이저 간섭계 (56) 를 사이에 두고 그 양측에 각각 형성되어 있다.
이동 거울 (55) 의 상부에는 그 이동 거울 (55) 의 길이 방향을 따른 홈부 (58; 상부 홈부) 가 형성되어 있다. 이동 거울 (55) 중 홈부 (58) 내측의 복수의 소정 위치의 각각에는 그 이동 거울 (55) 에 진동을 가하는 가진 장치 (92) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 가진 장치 (92) 는 압전 소자인 피에조 필름에 의해 구성되어 있고, 이동 거울 (55) 의 홈부 (58) 의 길이 방향 중앙부와 양 단부와의 3개소에 장착되어 있다. 또, 피에조 필름 (92) 의 설치 위치 및 수는 임의로 설정가능하다.
기판 (P) 의 주위에는 상기 기술한 바와 같이, 기판 (P) 의 표면과 거의 같은 높이의 평면을 갖는 보조 플레이트 (57) 가 형성되어 있다. 그리고, 보조 플레이트 (57) 의 주위에는 액체 (1) 를 회수하는 스테이지 액체 회수 장치 (30) 의 일부를 구성하는 액체 흡수 부재 (31) 가 형성되어 있다. 액체 흡수 부재 (31) 는 소정 폭을 갖는 고리형 부재로서, Z 스테이지 (52) 상에 고리형으로 형성된 홈부 (33; 회수구) 에 배치되어 있다. 액체 흡수 부재 (31) 는 예를 들어 다공질 세라믹스 등의 다공성 재료로 구성되어 있다. 또는 액체 흡수 부재 (31) 의 형성 재료로서 다공성 재료인 스폰지를 사용해도 된다. 다공성 재료로 이루어지는 액체 흡수 부재 (31) 는 액체 (1) 를 소정량 유지가능하다.
Z 스테이지 (52) 의 1개의 코너에는 기준 부재 (7) 가 형성되어 있다. 기준 부재 (7) 에는 기판 얼라인먼트계 (5) 에 의해 검출되는 기준 마크 (PFM) 와, 마스크 얼라인먼트계 (6) 에 의해 검출되는 기판 마크 (MFM) 가 소정 위치 관계로 형성되어 있다. 또한, 기준 부재 (7) 의 표면은 거의 평탄하게 되어 있고, 포커스 검출계 (4) 의 기준면으로서의 역할도 한다.
또, 포커스 검출계 (4) 의 기준면을 기준 부재 (7) 와는 별도로 Z 스테이지 (52) 상에 형성해도 된다. 또한, 기준 부재 (7) 와 보조 플레이트 (57) 를 일체로 형성해도 된다.
그리고, Z 스테이지 (52) 상에 있어서 기준 부재 (7) 의 근방에는 제 1 액체 제거 장치 (40) 에 의해 기준 부재 (7) 로부터 제거된 액체 (1) 를 회수하는 액체 흡수 부재 (42) 가 형성되어 있다. 액체 흡수 부재 (42) 는 Z 스테이지 (52) 에 형성된 홈부 (44) 에 배치되어 있다. 또, Z 스테이지 (52) 의 별도의 코너에는 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 나 이 광학 소자 (2) 를 유지하는 렌즈 셀 (LS) 에 잔류하여 부착되어 있는 액체 (1) 를 제거하는 제 3 액체 제거 장치 (60; 액체 제거 기구) 의 일부를 구성하는 노즐부 (64) 의 기체 분사구 (64A) 가 배치되어 있고, 그 기체 분사구 (64A) 의 근방에는 광학 소자 (2) 로부터 제거된 액체 (1) 를 회수하는 액체 흡수 부재 (65) 가 형성되어 있다. 액체 흡수 부재 (65) 는 Z 스테이지 (52) 에 형성된 홈부 (66) 에 배치되어 있다.
또, Z 스테이지 (52) 의 별도의 코너에는 투영 광학계 (PL) 를 통해 그 이미지면측 (기판 (P) 측) 으로 조사되는 광을 수광하는 수광기 (8) 의 일부를 구성하는 광투과 부재 (8A) 가 형성되어 있다. 광투과 부재 (8A) 는 유리판의 표면에 크롬 등의 차광성 재료를 포함하는 막을 패터닝하고, 그 중앙부에 Y축 방향을 길이 방향으로 하는 광투과부인 슬릿부 (8S) 를 형성한 것이다. 투영 광학계 (PL) 를 통해 그 이미지면측으로 조사된 광은 슬릿 (8S) 을 통과한 후, Z 스테이지 (52) 에 매설되어 있는 수광 소자 (8B) 에 수광된다. 그리고, Z 스테이지 (52) 상에 있어서 광투과 부재 (8A) 의 근방에는 광투과 부재 (8A) 로부터 제거된 액체 (1) 를 회수하는 액체 흡수 부재 (142) 가 형성되어 있다. 액체 흡수 부재 (142) 는 Z 스테이지 (52) 에 형성된 홈부 (144) 에 배치되어 있다.
도 4 는 스테이지 액체 회수 장치 (30) 를 나타내는 단면도이다. 스테이지 액체 회수 장치 (30) 는 Z 스테이지 (52) 상에 고리형으로 형성된 홈부 (33; 회수구) 에 배치된 상기 기술한 액체 흡수 부재 (31), Z 스테이지 (52) 내부에 형성되어, 홈부 (33) 와 연속하는 유로 (32), Z 스테이지 (52) 외부에 형성되어, 그 일단부를 유로 (32) 에 접속한 관로 (36), 및 관로 (36) 의 타단부에 접속되어, Z 스테이지 (52) 외부에 형성된 탱크 (37) 와, 이 탱크 (37) 에 밸브 (38A) 를 갖는 관로 (38) 를 통해 접속된 진공계 (흡인 장치) 인 펌프 (39) 를 구비하고 있다. 탱크 (37) 에는 배출 유로 (37A) 가 형성되어 있고, 액체 (1) 가 소정량 고였을 때 배출 유로 (37A) 로부터 배출되도록 되어 있다. 그리고, 스테이지 액체 회수 장치 (30) 는 펌프 (39) 를 구동하여, 액체 흡수 부재 (31) 에 의해 회수된 액체 (1) 를 탱크 (37) 에 빨아들이도록 하여 모은다.
다음으로, 상기 기술한 노광 장치 (EX) 를 사용하여 마스크 (M) 의 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 순서에 관해서 설명한다.
액체 공급 기구 (10) 로부터 액체 (1) 를 공급하기 전에, 기판 (P) 상에 액체 (1) 가 없는 상태에서, 우선 계측 처리가 행해진다. 제어 장치 (CONT) 는 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 이 도 3 의 파선 화살표 (18) 를 따라 진행하도록 레이저 간섭계 (56) 의 출력을 모니터하면서 XY 스테이지 (53) 를 이동시킨다. 그 이동의 도중에, 기판 얼라인먼트계 (5) 는 쇼트 영역 (S1∼S11) 에 따라 기판 (P) 상에 형성되어 있는 복수의 얼라인먼트 마크 (도시하지 않음) 를 액체 (1) 를 통하지 않고 검출한다 (단계 SA1). 또, 기판 얼라인먼트계 (5) 가 얼라인먼트 마크를 검출할 때에는 XY 스테이지 (53) 는 정지된다. 그 결과, 레이저 간섭계 (56) 에 의해서 규정되는 좌표계 내에서의 각 얼라인먼트 마크의 위치 정보가 계측된다. 또, 기판 얼라인먼트계 (5) 에 의한 얼라인먼트 마크의 검출은 기판 (P) 상의 모든 얼라인먼트 마크를 검출해도 되고, 그 일부만 검출해도 된다.
또한, 그 XY 스테이지 (53) 의 이동 중에, 포커스 검출계 (4) 에 의해 기판 (P) 의 표면 정보가 액체 (1) 를 통하지 않고 검출된다 (단계 SA2). 포커스 검출계 (4) 에 의한 표면 정보의 검출은 기판 (P) 상의 모든 쇼트 영역 (S1∼S11) 마다 행해지고, 검출 결과는 기판 (P) 의 주사 방향 (X축 방향) 의 위치를 대응시켜 제어 장치 (CONT) 에 기억된다. 또, 포커스 검출계 (4) 에 의한 표면 정보의 검출은 일부의 쇼트 영역에 대해서만 행해도 된다.
기판 (P) 의 얼라인먼트 마크의 검출, 및 기판 (P) 의 표면 정보의 검출이 종료되면, 기판 얼라인먼트계 (5) 의 검출 영역이 기준 부재 (7) 상에 위치 결정되도록, 제어 장치 (CONT) 는 XY 스테이지 (53) 를 이동한다. 기판 얼라인먼트계 (5) 는 기준 부재 (7) 상의 기준 마크 (PFM) 를 검출하여, 레이저 간섭계 (56) 에 의해서 규정되는 좌표계 내에서의 기준 마크 (PFM) 의 위치 정보를 계측한다 (단계 SA3).
이 기준 마크 (PFM) 의 검출 처리의 완료에 의해, 기준 마크 (PFM) 와 기판 (P) 상의 복수의 얼라인먼트 마크와의 위치 관계, 즉, 기준 마크 (PFM) 와 기판 (P) 상의 복수의 쇼트 영역 (S1∼S11) 과의 위치 관계가 각각 구해진 것으로 된다. 또한, 기준 마크 (PFM) 와 기준 마크 (MFM) 는 소정 위치 관계에 있으므로, XY 평면 내에서의 기준 마크 (MFM) 와 기판 (P) 상의 복수의 쇼트 영역 (S1∼S11) 의 위치 관계가 각각 결정된 것으로 된다.
또한, 기판 얼라인먼트계 (5) 에 의한 기준 마크 (PFM) 의 검출 전 또는 후에, 제어 장치 (CONT) 는 기준 부재 (7) 의 표면 (기준면) 의 표면 정보를 포커스 검출계 (4) 에 의해 검출한다 (단계 SA4). 이 기준 부재 (7) 의 표면의 검출 처리의 완료에 의해, 기준 부재 (7) 표면과 기판 (P) 표면의 관계가 구해진 것으로 된다.
다음으로, 마스크 얼라인먼트계 (6) 에 의해 기준 부재 (7) 상의 기준 마크 (MFM) 를 검출할 수 있도록, 제어 장치 (CONT) 는 XY 스테이지 (53) 를 이동시킨다. 당연한 일이지만 이 상태에서는 투영 광학계 (PL) 의 선단부와 기준 부재 (7) 는 대향하고 있다. 여기서, 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 (1) 의 공급 및 회수를 시작하여, 투영 광학계 (PL) 와 기준 부재 (7) 사이를 액체 (1) 로 채워 액침 영역을 형성한다.
다음으로, 제어 장치 (CONT) 는 마스크 얼라인먼트계 (6) 에 의해 마스크 (M), 투영 광학계 (PL), 및 액체 (1) 를 통해 기준 마크 (MFM) 를 검출한다 (단계 SA5). 그럼으로써 투영 광학계 (PL) 와 액체 (1) 를 통해, XY 평면 내에서의 마스크 (M) 의 위치, 즉 마스크 (M) 의 패턴의 이미지의 투영 위치 정보가 기준 마크 (MFM) 를 사용하여 검출된 것으로 된다.
이상과 같은 계측 처리가 종료되면, 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급 기구 (10) 에 의한 기준 부재 (7) 상으로의 액체 (1) 의 공급 동작을 정지한다. 한편, 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 기구 (20) 에 의한 기준 부재 (7) 상의 액체 (1) 의 회수 동작을 소정 기간 계속한다. 그리고, 상기 소정 기간이 경과된 후, 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 기구 (20) 에 의한 회수 동작을 정지함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 로 다 회수하지 못하고 기준 부재 (7) 상에 잔류한 액체 (1) 를 제거하기 위해서, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시킨다.
도 5a 및 도 5b 는 기판 스테이지 (PST; Z 스테이지 (52)) 상에 형성되어 있는 기준 부재 (7) 에 잔류한 액체 (1) 를 제 1 액체 제거 장치 (40) 가 제거하고 있는 모습을 나타내는 도면으로서, 도 5a 는 개략 사시도, 도 5b 는 단면도이다. 도 5a 및 5b 에 있어서, 제 1 액체 제거 장치 (40) 는 기체를 기준 부재 (7) 에 대하여 분사하는 분사 장치 (41) 와, 기준 부재 (7) 에 진동을 가하는 가진 장치 (43B) 를 구비하고 있다. 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 기준 부재 (7) 는 Z 스테이지 (52) 에 형성된 오목부 (52A) 에 설치된 지지부 (7A) 에 지지되어 있고, 기준 부재 (7) 와 오목부 (52A) 사이에 공간 (7S) 이 형성되어 있다. 기준 부재 (7) 는 판상 부재로서, 지지부 (7A) 는 기준 부재 (7) 의 하면 (7K) 의 단부를 지지하고 있다. 그리고, 기준 부재 (7) 의 하면 (7K) 의 중앙부에 가진 장치 (43B) 가 형성되어 있다. 가진 장치 (43B) 는 압전 소자 (피에조 소자) 에 의해 구성되어 있고, 제어 장치 (CONT) 는 압전 소자 (43B; 가진 장치) 에 소정 전압을 인가함으로써, 이 압전 소자 (43B) 를 사용하여 기준 부재 (7) 에 진동을 가한다.
분사 장치 (41) 는 기체를 송출가능한 기체 공급부 (41A) 와, 기체 공급부 (41A) 에 접속된 노즐부 (43) 를 구비하고 있다. 노즐부 (43) 의 기체 분사구 (43A) 는 슬릿 형상으로 형성되어 있고, 기준 부재 (7) 에 근접하여 배치되어 있다. 기체 공급부 (41A) 및 노즐부 (43) 는 투영 광학계 (PL) 와는 독립된 도시하지 않은 지지부에 지지되어 있다.
Z 스테이지 (52) 상에 있어서, 기준 부재 (7) 에 인접하는 위치에는 제 1 액체 제거 장치 (40) 에 의해서 기준 부재 (7) 로부터 제거된 액체를 회수 (유지) 하는 액체 흡수 부재 (42) 가 형성되어 있다. 액체 흡수 부재 (42) 는 기준 부재 (7) 를 사이에 두고 노즐부 (43) 의 기체 분사구 (43A) 와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 액체 흡수 부재 (42) 는 Z 스테이지 (52) 에 형성된 회수구인 홈부 (44) 에 배치되어 있다. 액체 흡수 부재 (42) 는 스테이지 액체 회수 장치 (30) 의 액체 흡수 부재 (31) 와 마찬가지로, 예를 들어 다공질 세라믹스나 스폰지 등의 다공성 재료에 의해 구성되어 있어, 액체 (1) 를 소정량 유지가능하다.
기체 공급부 (41A) 로부터 기체가 송출됨으로써, 노즐부 (43) 의 슬릿 형상의 기체 분사구 (43A) 를 통해 고속의 기체가 기준 부재 (7) 에 경사 방향으로부터 분사되도록 되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 노즐부 (43) 로부터 기준 부재 (7) 에 대하여 기체를 분사함으로써, 기준 부재 (7) 상에 잔류하여 부착되어 있는 액체 (1) 를 날려버려 제거한다. 이 때 제어 장치 (CONT) 는 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 노즐부 (43; 기체 분사구 (43A)) 에 대하여 기판 스테이지 (PST; 즉 기준 부재 (7)) 를 이동시키면서 노즐부 (43) 로부터 기체를 기준 부재 (7) 에 분사함으로써, 기준 부재 (7) 의 표면 전체에 골고루 기체를 분사할 수 있다. 날려버려진 액체 (1) 는 노즐부 (43) 의 기체 분사구 (43A) 와 대향하는 위치에 배치되어 있는 액체 흡수 부재 (42) 에 유지 (회수) 된다.
본 실시형태에서는 압전 소자 (43B) 를 사용하여 기준 부재 (7) 에 진동을 가하면서, 그 기준 부재 (7) 에 대하여 노즐부 (43) 의 기체 분사구 (43A) 로부터 기체를 분사한다. 기준 부재 (7) 에 진동을 가함으로써, 액체 (1) 의 제거 (튀김) 가 촉진되고, 기체를 분사함으로써 기준 부재 (7) 상에서 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다.
Z 스테이지 (52) 내부에는 홈부 (44) 와 연속하는 유로 (45) 가 형성되어 있고, 홈부 (44) 에 배치되어 있는 액체 흡수 부재 (42) 의 밑바닥부는 유로 (45) 에 접속되어 있다. 액체 흡수 부재 (42) 를 배치한 홈부 (44) 에 접속되어 있는 유로 (45) 는 Z 스테이지 (52) 외부에 형성되어 있는 관로 (46) 의 일단부에 접속되어 있다. 한편, 관로 (46) 의 타단부는 Z 스테이지 (52) 외부에 형성된 탱크 (47) 및 밸브 (48A) 를 갖는 관로 (48) 를 통해 흡인 장치인 펌프 (49) 에 접속되어 있다. 탱크 (47) 에는 배출 유로 (47A) 가 형성되어 있고, 액체 (1) 가 소정량 고였을 때 배출 유로 (47A) 로부터 배출되도록 되어 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 기체 공급부 (41A) 를 구동함과 함께, 펌프 (49) 를 구동하여, 액체 흡수 부재 (42) 에 의해 회수된 액체 (1) 를, 탱크 (47) 에 빨아들이도록 하여 모은다. 즉 여기서는 액체 흡수 부재 (42), 탱크 (47), 및 펌프 (49) 등이, 기준 부재 (7) 로부터 제거된 액체 (1) 를 회수하는 액체 회수 기구 (제 2 액체 회수 기구) 를 구성하고 있다.
이어서, 제어 장치 (CONT) 는 기판 (P) 상의 각 쇼트 영역 (S1∼S11) 을 노광하기 위해서, XY 스테이지 (53) 를 이동시켜 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 을 대향시킨다 (단계 SA6). 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 을 대향시킨 후, 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급 기구 (10) 를 구동시켜 기판 (P) 상에 대한 액체 공급 동작을 시작한다. 기판 (P) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해서 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출된 액체 (1) 는 공급관 (12) 을 유통한 후, 공급 노즐 (13) 을 통해 기판 (P) 상에 공급되어, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액침 영역 (AR2) 을 형성한다. 기판 (P) 상에 공급된 액체 (1) 는 적어도 투영 영역 (AR1) 보다 넓은 범위의 액침 영역 (AR2) 을 기판 (P) 상에 형성한다. 또한, 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 기구 (20) 의 액체 회수 장치 (21) 를 제어하여, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (1) 의 공급 동작과 병행하여, 기판 (P) 상의 액체 회수 동작을 행한다. 요컨대, 제어 장치 (CONT) 는 기판 (P) 의 노광 중에 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해서, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급과 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수를 동시에 행한다. 기판 (P) 상의 액체 (1) 는 회수 노즐 (23) 의 회수구로부터 회수된다 (단계 SA7).
그리고, 전술한 계측 처리 중에 구한 각 정보를 사용하여, 기판 (P) 상의 각 쇼트 영역 (S1∼S11) 을 주사 노광한다 (단계 SA8). 즉, 각 쇼트 영역의 각각에 대한 주사 노광 중에는 액체 (1) 의 공급 전에 구한 기준 마크 (PFM) 와 각 쇼트 영역 (S1∼S11) 의 위치 관계의 정보, 및 액체 (1) 의 공급 후에 기준 마크 (MFM) 를 사용하여 구한 마스크 (M) 의 패턴의 이미지의 투영 위치 정보에 기초하여, 기판 (P) 상의 각 쇼트 영역 (S1∼S11) 과 마스크 (M) 의 위치맞춤이 행해진다.
또한, 각 쇼트 영역 (S1∼S11) 에 대한 주사 노광 중에는 액체 (1) 의 공급 전에 구한 기판 (P) 의 표면 정보, 및 주사 노광 중에 포커스 검출계 (4) 를 사용하여 검출되는 기판 (P) 표면의 면정보에 기초하여, 포커스 검출계 (4) 를 사용하지 않고, 기판 (P) 표면과 액체 (1) 를 통해 형성되는 이미지면과의 위치 관계가 조정된다.
각 쇼트 영역 (S1∼S11) 에 대한 주사 노광 중, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (AR2) 으로부터 그 기판 (P) 의 외측으로 액체 (1) 가 비산하는 경우가 있다. 예를 들어, 기판 (P) 의 노광 중에 있어서 기판 (P) 상으로부터 비산한 액체 (1) 가 이동 거울 (55) 의 반사면에 부착된 경우, 레이저 간섭계 (56) 로부터 이동 거울 (55) 에 대하여 조사된 계측광은 그 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 에 의해 산란되거나 하여, 레이저 간섭계 (56) 에 의한 기판 스테이지 (SPT) 의 위치 계측을 고정밀도로 행할 수 있게 될 가능성이 있다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는 기판 (P) 상에서 비산한 액체 (1) 가 이동 거울 (55) 에 부착된 것으로 판단하였을 때, 제 2 액체 제거 장치 (90) 에 의해, 이동 거울 (55) 의 액체 제거 처리를 시작한다.
여기서, 액체 (1) 가 이동 거울 (55) 에 부착된 경우에 있어서, 레이저 간섭계 (56) 가 이동 거울 (55) 에 계측광을 조사하였을 때, 그 이동 거울 (55) 에서의 반사광의 레이저 간섭계 (56) 에 수광되는 수광량은 저하된다. 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (56) 의 계측 결과 (수광 결과), 요컨대 이동 거울 (55) 로부터의 반사광의 수광량에 기초하여, 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착되었는지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제 6 쇼트 영역 (S6) 의 노광 중에 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착된 것으로 판단한 경우, 제어 장치 (CONT) 는 제 6 쇼트 영역 (S6) 에 대한 주사 노광을 종료한 후, 다음 제 7 쇼트 영역 (S7) 에 대한 주사 노광을 시작하기 전의 기간에 있어서, 제 2 액체 제거 장치 (90) 에 의한 액체 제거 처리를 행한다.
도 6 은 제 2 액체 제거 장치 (90) 에 의해 이동 거울 (55: 55X) 에 부착된 액체 (1) 를 제거하는 동작을 나타내는 측단면도이다. 또 이하에서는 Z 스테이지 (52) 의 +X측 단부에 형성된 이동 거울 (55X) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 제거하는 경우에 관해서 설명하겠지만, Z 스테이지 (52) 의 +Y측 단부에 형성된 이동 거울 (55Y) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 제거하는 경우에도 동일한 동작이 실행된다.
도 6 에 있어서, 이동 거울 (55; 55X) 은 그 상부에 이동 거울 (55) 의 길이 방향 (Y축 방향) 을 따라 절결 형상으로 형성된 상부 홈부 (58) 와, 그 하부에 이동 거울 (55) 의 길이 방향을 따라 절결 형상으로 형성된 하부 홈부 (59) 를 구비하고 있고, 단면에서 보았을 때 대략 H 형으로 되어 있다. 단면에서 보았을 때 H 형으로 형성된 이동 거울 (55) 중, 웹부 (55C) 의 일방의 측에 형성된 내측 플랜지부 (55A) 가 Z 스테이지 (52) 에 접속되고, 웹부 (55C) 의 타방의 측에 형성된 외측 플랜지부 (55B) 의 외측면 (55S) 이 레이저 간섭계 (56) 에 의해 조사된 계측광의 반사면으로 되어 있다. 그리고, 이동 거울 (55) 중 외측 플랜지부 (55B) 는 그 높이 방향 (Z축 방향) 중앙부를 웹부 (55C) 에 의해 지지받고 있고, 상단부 (55J) 는 자유단으로 되어 있다. 레이저 간섭계 (56) 로부터의 계측광은 외측 플랜지부 (55B) 의 반사면 (55S; 외측면) 의 상단부 (55J) 근방 (즉 자유단 근방) 으로 조사되도록 되어 있다. 또 이동 거울 (55) 전체는 세라믹스 또는 광학 유리 등에 의해 구성되고, 외측면 (55S) 에는 금속 등의 광반사성을 갖는 재료를 증착하여 반사면이 형성되어 있다.
제 2 액체 제거 장치 (90) 는 레이저 간섭계 (56) 의 근방에 형성되고, 기체 분사구 (91A) 를 갖는 분사 노즐 (91) 과, 이동 거울 (55) 의 홈부 (58) 내측에 형성되어, 이동 거울 (55) 에 진동을 가하는 피에조 필름 (92; 가진 장치) 을 구비하고 있다. 피에조 필름 (92) 은 이동 거울 (55) 중 반사면 (55S) 을 갖는 외측 플랜지부 (55B) 의 홈부 (58) 에 면하는 내측면 (55D) 에 부착되어 있다. 더욱 구체적으로는 피에조 필름 (92) 은 외측 플랜지부 (55B) 의 내측면 (55D) 중, 진동의 자유단인 상단부 (55J) 근방에 부착되어 있다. 피에조 필름 (92) 은 내측면 (55D) 에 부착된 상태에서, 도 6 중 화살표 (z1) 로 나타내는 바와 같이, 상하 방향 (Z축 방향) 으로 신축하도록 되어 있고, 이 피에조 필름 (92) 의 신축 동작에 의해, 외측 플랜지부 (55B) 의 상단부 (55J) 근방이, 웹부 (55C; 지지부) 를 기단 (基端) 으로 하여 화살표 (b1) 로 나타내는 바와 같이 θY 방향으로 진동한다. 외측 플랜지부 (55B) 가 피에조 필름 (92) 에 의해서 진동됨으로써, 그 외측 플랜지부 (55B; 반사면 (55S)) 에 부착되어 있는 액체 (1) 의 제거가 촉진된다. 특히, 외측 플랜지부 (55B) 의 자유단인 상단부 (55J) 근방에 진동을 가함으로써, 반사면 (55S) 중 레이저 간섭계 (56) 로부터의 계측광이 조사되는 위치가 특히 진동되게 되므로, 반사면 (55S) 중 계측광이 조사되는 위치 (즉 상단부 (55J) 근방) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다.
분사 노즐 (91) 은 레이저 간섭계 (56) 의 양측에 각각 형성되어 있고 (도 3 참조), 기체 분사구 (91A) 로부터 이동 거울 (55) 에 대하여 경사 상방으로부터 기체를 분사한다. 분사 노즐 (91) 은 도시하지 않은 구동 기구에 의해 상하 방향 (Z축 방향) 으로 이동가능하게 형성되어 있고, 이동 거울 (55) 에 대하여 골고루 기체를 내뿜을 수 있게 되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 의 외측에는 이동 거울 (55) 에서 제거된 액체 (1) 를 회수하는 제 2 액체 회수 기구 (100) 가 형성되어 있다. 제 2 액체 회수 기구 (100) 는 기판 스테이지 (PST) 의 외측에 형성되고, 이동 거울 (55) 에서 제거되어 낙하된 액체 (1) 를 처리하는 처리 기구 (101) 를 갖고 있다. 처리 기구 (101) 는 기판 스테이지 (PST) 의 외측에 있어서 분사 노즐 (91) 의 하방에 형성되고, 액체 (1) 를 회수하는 홈통 부재 (102) 와, 홈통 부재 (102) 에 의해 회수된 액체 (1) 를 배출하는 배출 기구 (103) 를 구비하고 있다. 배출 기구 (103) 는 홈통 부재 (102) 에 관로 (104) 를 통해 접속된 탱크 (105) 와, 이 탱크 (105) 에 관로 (106) 를 통해 접속된 진공계 (흡인 장치) 인 펌프 (107) 를 구비하고 있다. 관로 (106) 의 도중에는 관로 (106) 의 유로를 개폐하는 밸브 (106A) 가 형성되어 있다. 홈통 부재 (102) 는 챔버 장치 (CH) 내부에 배치되고, 배출 기구 (103) 는 챔버 장치 (CH) 외부에 배치되어 있다. 탱크 (105) 에는 배출 유로 (105A) 가 형성되어 있어, 홈통 부재 (102) 로부터의 액체 (1) 가 소정량 고였을 때 배출 유로 (105A) 로부터 배출되도록 되어 있다. 그리고, 배출 기구 (103) 는 펌프 (107) 를 구동시켜, 홈통 부재 (102) 에 의해 회수된 액체 (1) 를 탱크 (105) 에 빨아들이도록 하여 모은다.
예를 들어, 제 6 쇼트 영역 (S6) 의 노광 중에 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착된 것으로 판단한 경우, 제어 장치 (CONT) 는 제 6 쇼트 영역 (S6) 에 대한 주사 노광을 종료한 후, 제 6 쇼트 영역 (S6) 에 관한 정보를 기억한다. 제 6 쇼트 영역 (S6) 에 관한 정보는 그 제 6 쇼트 영역 (S6) 을 노광하였을 때의 기판 스테이지 (PST) 의 위치 정보 (즉 제 6 쇼트 영역 (S6) 의 위치 정보) 를 포함한다. 이 때의 기판 스테이지 (PST) 의 위치 정보는 레이저 간섭계 (56) 의 계측 결과에 기초하여 구할 수 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는 제 6 쇼트 영역 (S6) 에 관한 정보를 기억한 후, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜, 이동 거울 (55) 을 액체 제거 처리 위치인 분사 노즐 (91) 근방에 근접시킨다.
제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜, 이동 거울 (55) 을 액체 제거 처리 위치인 분사 노즐 (91) 과 제 2 액체 회수 기구 (100) 사이로 이동시킨 후, 도시하지 않은 압착 공기 공급 장치를 구동시켜, 분사 노즐 (91) 의 기체 분사구 (91A) 로부터 이동 거울 (55) 의 반사면 (55S) 에 대하여 경사 상방으로부터 기체를 분사한다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 분사 노즐 (91) 로부터의 기체 분사 동작과 병행하여, 피에조 필름 (92) 을 구동시켜 이동 거울 (55) 에 진동을 가한다. 이동 거울 (55) 에 진동을 가함으로써 액체 (1) 의 제거 (튀김) 가 촉진되고, 분사 노즐 (91) 의 기체 분사구 (91A) 로부터 기체가 분사된 반사면 (55S) 에 부착되어 있는 액체 (1) 는 반사면 (55S) 에서 제거되어 낙하한다. 여기서, 분사 노즐 (91) 을 상하 방향으로 이동시킴과 함께, 기판 스테이지 (PST) 를 수평 방향 (Y축 방향) 으로 이동시키면서, 분사 노즐 (91) 로부터 이동 거울 (55) 에 대하여 기체를 분사함으로써, 이동 거울 (55) 에 기체를 골고루 분사할 수 있다. 그리고, 분사 노즐 (91) 은 레이저 간섭계 (56) 의 양측에 각각 형성되어 있으므로, 기판 스테이지 (PST) 의 이동 범위를 억제한 상태에서, 이동 거울 (55) 에 기체를 골고루 분사할 수 있다.
또, 분사 노즐 (91) 로부터 이동 거울 (55) 에 대하여 기체를 분사할 때, 분사 노즐 (91) 을 수평 방향 (Y축 방향) 으로도 이동가능하게 형성해 두고, 기판 스테이지 (PST) 를 수평 방향 (Y축 방향) 으로 이동시키지 않고 분사 노즐 (91) 을 수평 방향 (Y축 방향) 으로 이동시켜도 되고, 기판 스테이지 (PST) 및 분사 노즐 (91) 의 쌍방을 수평 방향 (Y축 방향) 으로 이동시켜도 된다. 마찬가지로, 분사 노즐 (91) 을 상하 방향 (Z축 방향) 으로 이동시키는 대신에, 기판 스테이지 (PST) 를 상하 방향으로 이동시켜도 되고, 기판 스테이지 (PST) 및 분사 노즐 (91) 의 쌍방을 상하 방향으로 이동시켜도 된다.
이동 거울 (55) 에서 제거되어 낙하한 액체 (1) 는 제 2 액체 회수 기구 (100) 의 홈통 부재 (102) 에 회수되어, 배출 기구 (103) 에 의해 챔버 장치 (CH) 외부로 배출된다. 이렇게 함으로써, 홈통 부재 (102) 에는 액체 (1) 가 고이지 않으므로, 챔버 장치 (CH) 내부의 환경 변동 (습도 변동) 을 방지할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 분사 노즐 (91) 은 이동 거울 (55) 에 대하여, 상시, 경사 상방으로부터 기체를 분사하여 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 제거하거나, 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착되지 않도록 하거나 할 수 있다. 또한, 상시 기체를 분사하는 것이 아니라, 전술한 바와 같이, 이동 거울 (55) 에 대하여 단속적으로 기체를 분사하도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 더욱 양호하게 제거할 수 있다. 요컨대, 도 7a 에 나타내는 모식도와 같이, 이동 거울 (55) 에 대하여 분사 노즐 (91) 로부터 기체를 연속적으로 분사한 경우, 이동 거울 (55) 의 표면 (반사면) 에 있어서 기체의 층류 영역이 형성되기 쉬워지고, 예를 들어 부착되어 있는 액체 (1) 의 액적 (물방울) 이 작은 경우 등에 있어서는 이 액체 (1) 를 제거하기 어려워지는 경우가 있다. 그러나, 도 7b 에 나타내는 모식도와 같이, 이동 거울 (55) 에 대하여 기체를 단속적으로 분사함으로써, 이동 거울 (55) 의 표면에 있어서 난류가 형성되고, 그 난류 영역에 의해서 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 원활하게 제거할 수 있다.
또, 이동 거울 (55) 에 대하여 기체를 단속적으로 분사하는 대신에, 그 분사하는 기체의 유속을 높은 주파수로 변화시키면서 분사하도록 하여도, 이동 거울 (55) 의 표면에 있어서 난류를 형성할 수 있고, 그럼으로써 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 원활하게 제거할 수 있다.
또, 도 5a 및 5b 를 참조하여 설명한 기준 부재 (7) 에 대하여 노즐부 (43) 로부터 기체를 분사하는 경우에도, 그 기체를 단속적으로 또는 유속을 변화시키면서 분사할 수 있다.
제 2 액체 제거 장치 (90) 에 의한 이동 거울 (55) 의 액체 제거 처리가 종료된 후, 제어 장치 (CONT) 는 상기 기억한 제 6 쇼트 영역 (S6) 에 관한 정보 (제6 쇼트 영역 (S6) 의 위치 정보) 에 기초하여, 다음 제 7 쇼트 영역 (S7) 에 대하여 주사 노광하기 위한 노광 개시 위치에 제 7 쇼트 영역 (S7) 을 배치하기 위해서, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시킨다. 그리고, 제 7 쇼트 영역 (S7) 이 노광 개시 위치에 배치된 후, 제어 장치 (CONT) 는 제 7 쇼트 영역 (S7) 에 대한 주사 노광을 시작하고, 이후, 제 8∼제 11 쇼트 영역에 대한 노광을 순차적으로 행한다.
기판 (P) 상의 각 쇼트 영역 (S1∼S11) 의 주사 노광이 종료되면, 제어 장치 (CONT) 는 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급을 정지함과 함께, 기판 스테이지 (PST) 에 형성된 스테이지 액체 회수 장치 (30) 의 회수구 (33) 가 투영 광학계 (PL) 와 대향하도록 기판 스테이지 (PST) 를 이동시킨다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 기구 (20) 와 스테이지 액체 회수 장치 (30) 를 병용하여, 투영 광학계 (PL) 의 밑에 있는 액체 (1) 를 회수한다. 이와 같이, 기판 스테이지 (PST; 기판 (P)) 의 상방에 회수구가 배치되어 있는 액체 회수 기구 (20) 와, 기판 스테이지 (PST) 상에 회수구가 배치되어 있는 스테이지 액체 회수 장치 (30) 에 의해 동시에 액침 영역 (AR2) 의 액체 (1) 를 회수하도록 하고 있으므로, 투영 광학계 (PL) 의 선단이나 기판 (P) 상에 액체 (1) 가 잔류하는 것을 저감할 수 있다.
또한, 스테이지 액체 회수 장치 (30) 는 기판 (P) 의 노광 종료 후에 액침 영역 (AR2) 의 액체 (1) 를 회수하는 것 외에, 액침 노광 중에 기판 (P; 보조 플레이트 (57)) 의 외측으로 유출된 액체 (1) 를 회수할 수 있다. 또한, 스테이지 액체 회수 장치 (30) 의 회수구 (33) 는 기판 (P) 의 주위에 윤대 (원고리) 형상으로 형성되어 있지만, 기판 (P) 의 노광 종료 후의 기판 스테이지 (PST) 의 이동 방향을 고려하여, 기판 (P; 보조 플레이트 (57)) 근방의 소정 위치에 부분적으로 형성하도록 해도 된다. 또, 액침 노광의 전후에 있어서는 회수 동작에 수반되는 진동이 커지더라도 허용되기 때문에, 액체 회수 기구 (20) 의 회수 파워를 액침 노광 중보다 크게 해도 된다.
또한, 액침 노광 종료 후, 기판 (P) 상의 액체 (1) 를 다 회수할 수 없는 경우, 예를 들어 이 기판 (P) 을 지지한 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜 기판 (P) 을 투영 광학계 (PL) 에서 떨어진 위치, 구체적으로는 상기 분사 장치 (41) 의 하방에 배치하고, 기판 (P) 에 기체를 분사하여, 날려버려진 액체 (1) 를 스테이지 액체 회수 장치 (30) 에 의해 회수하도록 해도 된다. 물론, 이 기체 분사 동작은 기판 (P) 에 대해서뿐만 아니라, 보조 플레이트 (57) 나 보조 플레이트 (57) 외측의 Z 스테이지 (52) 표면에 대하여 행할 수도 있다. 이 경우에 있어서도, 기체를 단속적으로 (또는 유속을 변화시키면서) 분사함으로써, 잔류하여 부착되어 있는 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다.
요컨대, 제 1 액체 제거 장치 (40) 는 기준 부재 (7) 상에 잔존하고 있는 액체 (1) 를 제거하는 것이지만, 기판 스테이지 (PST) 상에 있어서 기준 부재 (7) 이외의 부품에 잔류한 액체 (1) 를 제거할 수도 있다. 예를 들어, 액침 노광 중에 기판 (P) 의 외측에 액체 (1) 가 유출 또는 비산하여, 기판 스테이지 (PST; Z 스테이지 (52)) 에 액체 (1) 가 배치된 상태의 경우, 기판 (P) 의 노광 종료 후에 이 기판 스테이지 (PST) 상의 액체 (1) 를 제 1 액체 제거 장치 (40) 로 제거할 수 있다. 이 경우, 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 분사 장치 (41) 에 의해 날려버려진 액체 (1) 를 스테이지 액체 회수 장치 (30) 의 홈부 (33; 회수구) 에 배치된 액체 흡수 부재 (31) 로 회수해도 된다.
또한, 분사 장치 (41) 의 노즐부 (43) 를 기판 스테이지 (PST) 에 대하여 이동가능하게 형성해 두고, 기판 (P) 의 노광 중이나 노광 종료 후에 있어서 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체 (1) 를 회수하도록 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 부근에 배치되어 있는 이동 거울 (55; 또는 기준 부재 (7)) 에 대하여 기체를 단속적, 또는 그 유속을 변화시키면서 분사함으로써, 이동 거울 (55) 의 표면 상에서 난류를 형성하여, 이동 거울 (55) 상에 부착되어 있는 불필요한 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다. 그리고, 기체의 분사 동작과 병행하여 이동 거울 (55) 에 진동을 가함으로써, 이동 거울 (55) 상에 부착되어 있는 액체 (1) 의 제거가 촉진되어, 그 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다.
또 본 실시형태에서는 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (56) 의 계측 결과에 기초하여, 기판 (P) 상으로부터 비산한 액체 (1) 가 이동 거울 (55) 에 부착되어 있다고 판단한 경우, 1장의 기판 (P) 상의 모든 쇼트 영역 (S1∼S11) 에 대한 노광 완료를 기다리지 않고, 그 노광의 도중에 있어서 (제 6 쇼트 영역 (S6) 의 노광 후로서 제 7 쇼트 영역 (S7) 의 노광 개시까지의 기간에 있어서), 즉시 액체 제거 처리를 행하고 있다. 한편, 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착되어 이동 거울 (55) 로부터의 반사광의 레이저 간섭계 (56) 에 수광되는 수광량이 저하되었다고 하더라도, 레이저 간섭계 (56) 의 성능 등에 의해서 정해지는 소정치 이상 (임계치 이상) 의 수광량이 확보되어 있으면, 기판 스테이지 (PST) 의 위치 계측은 가능하다. 그래서, 1장의 기판 (P) 의 노광 중에, 가령 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착되었다고 하더라도, 제어 장치 (CONT) 는 그 1장의 기판 (P) 의 모든 쇼트 영역 (S1∼S11) 에 대한 노광 종료 후에, 제 2 액체 제거 장치 (90) 에 의한 액체 제거 처리를 하도록 해도 된다. 요컨대, 제어 장치 (CONT) 는 복수의 기판 (P) 을 순차적으로 노광할 때, 어느 1개의 기판 (P; 제 1 기판) 상의 제 11 쇼트 영역 (S11) 의 노광 완료 후로서, 다음 기판 (P; 제 2 기판) 상의 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 노광 개시까지의 기간에, 제 2 액체 제거 장치 (90) 를 사용하여, 이동 거울 (55) 에 부착된 액체 (1) 를 제거하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (56) 의 계측 결과 (수광 결과) 에 기초하여, 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착되었는지 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 기초하여, 액체 제거 처리를 행하는 타이밍을 결정하고 있다. 한편, 상기 기술한 바와 같이, 이동 거울 (55) 에 부착된 액체 (1) 의 양이 미소하면, 기판 스테이지 (PST) 의 위치 계측은 가능하다. 따라서, 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (56) 의 계측 결과에 의하지 않고, 제 2 액체 제거 장치 (90) 에 의한 액체 제거 처리를 미리 정해진 소정 시간 간격 (또는 소정 처리 기판 장수간격) 으로 정기적으로 행하도록 해도 된다.
상기 기술한 바와 같이, 이동 거울 (55) 에 부착된 액체 (1) 를 제거하기 위한 액체 제거 동작은 1장의 기판 (P) 에 대한 노광 동작 중에 행할 수 있다. 여기서, 상기 실시형태에 있어서는 액체 제거 동작은 제 6 쇼트 영역 (S6) 에 대한 노광과 제 7 쇼트 영역 (S7) 에 대한 노광 사이에 행해지고, 그 액체 제거 동작 중에 있어서는 노광 동작이 일단 중단된다. 한편, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 에 대한 노광 동작을 계속하면서 (기판 (P) 에 대한 노광 동작과 병행하여), 분사 노즐 (91) (및 제 2 액체 회수 기구 (100)) 을 기판 스테이지 (PST) 의 이동 거울 (55) 에 액세스하고 (X축 방향에 관해서 접근하여), 그 이동 거울 (55) 에 대하여 기체를 분사함으로써 액체 (1) 를 제거하는 구성도 가능하다. 이 때, 분사 노즐 (91) 은 레이저 간섭계 (56) 의 양측에 각각 형성된 구성이기 때문에, 레이저 간섭계 (56) 의 계측광의 광로를 방해하지 않고 이동 거울 (55) 에 액세스하여 그 이동 거울 (55) 과 X축 방향에 관해서 동기 이동시키면서 기체를 분사할 수 있다. 또, 액체 제거 동작에 의해 이동 거울 (55) 이 진동하여 레이저 간섭계 (56) 에 의한 위치 계측 정밀도를 저하시키지 않도록, 가진 장치의 구동은 행하지 않고, 분사하는 기체의 유속 등도 위치 계측 정밀도를 저하시키지 않는 최적치로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 노광 동작과 액체 제거 동작을 병행하여 행하는 경우, 액체 제거 동작으로서는 상기 기체 분사 동작 외에, 액체의 흡인 동작이나 건조 기체의 공급 동작이어도 된다.
또, 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착되었을 때, 제어 장치 (CONT) 는 분사 노즐 (91) 로부터 이동 거울 (55) 의 표면 (반사면) 의 전부의 영역에 기체를 분사할 수도 있고, 액체 (1) 가 부착되어 있는 일부의 영역에 기체를 분사할 수도 있다. 액체 (1) 가 이동 거울 (55) 의 일부의 영역에 부착되어 있는 경우, 그 일부의 영역에 계측광을 조사하였을 때의 반사광의 수광량만이 저하되므로, 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (56) 로부터 조사한 계측광의 이동 거울 (55) 에서의 반사광의 수광량에 기초하여, 이동 거울 (55) 중 액체 (1) 가 부착되어 있는 영역을 구할 수 있다. 따라서 이동 거울 (55) 의 일부의 영역에만 기체를 분사하도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 기체 분사 작업 시간을 저감할 수 있다. 이와 같이, 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (56) 의 계측 결과에 기초하여, 제 2 액체 제거 장치 (90) 에 의한 액체 제거 처리를 행하는 타이밍을 결정하는 것 외에, 제 2 액체 제거 장치 (90) 에 의한 액체 제거 처리의 영역도 결정할 수 있다.
또 상기 실시형태에 있어서, 이동 거울 (55) 에 부착된 액체 (1) 를 제거하기 위해서, 피에조 필름 (92) 에 의한 가진 동작과, 기체 분사구 (91A) 로부터의 기체 분사 동작을 병행하여 행하고 있지만, 가진 동작 및 기체 분사 동작 중의 어느 일방을 행하는 것에 의해서도, 이동 거울 (55) 에 부착된 액체 (1) 를 제거할 수 있다. 특히, 이동 거울 (55) 의 반사면 (55S) 은 수평면에 대하여 수직 (또는 대략 수직) 으로 형성되어 있으므로, 가진 동작 및 기체 분사 동작 중의 어느 일방을 행함으로써, 액체 (1) 의 자중 (중력 작용) 에 의해 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다.
또, 예를 들어 이동 거울 (55) 에 진동을 가하였을 때, 위치어긋남 등이 생겨, 그 이동 거울 (55) 에 조사한 계측광에 기초하는 위치 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키면, 예를 들어 XY 평면 내에서의 기준 좌표계에 대한 직교도에 오차가 생길 가능성이 있다. 그래서, 직교도 오차를 포함하는 기판 스테이지 위치 계측 오차를 보정하는 캘리브레이션 처리를 정기적으로 행하는 것이 바람직하다.
상기 실시형태에 있어서는 제 6 쇼트 영역 (S6) 을 노광한 후, 액체 제거 처리를 행하기 위해서, 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜 이동 거울 (55) 을 분사 노즐 (91) 근방 (액체 제거 처리 위치) 에 액세스시키고 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 분사 노즐 (91) 및 홈통 부재 (102) (제 2 액체 제거 기구 (100)) 에 이동 기구를 형성해 두고, 제 6 쇼트 영역 (S6) 을 노광한 후, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키지 않고, 분사 노즐 (91) 및 홈통 부재 (102) 를 이동 거울 (55) 에 액세스시킬 수도 있다. 또는 기판 스테이지 (PST) 와 분사 노즐 (91) 및 홈통 부재 (102) 와의 쌍방을 이동해도 된다.
상기 실시형태에 있어서, 이동 거울 (55) 에 진동을 가하는 가진 장치 (92) 는 피에조 필름으로 이루어지고, 이동 거울 (55) 에 장착된 (부착된) 구성이지만, 이동 거울 (55) 에 장착하지 않는 구성도 가능하다. 예를 들어, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 아암 기구 (120) 의 선단부에 압전 소자 등의 가진 장치 (121) 를 장착하고, 액체 (1) 의 제거를 위해 이동 거울 (55) 에 진동을 가할 때에, 아암 기구 (120) 를 구동시켜 그 선단부에 장착된 압전 소자 (121) 를 이동 거울 (55) 에 접촉시키고, 이동 거울 (55) 에 압전 소자 (121) 를 접촉시킨 상태에서 압전 소자 (121) 에 전압을 인가하여 구동함으로써도, 이동 거울 (55) 에 진동을 가할 수 있다. 액체 제거 동작 종료 후에는 압전 소자 (121) 는 아암 기구 (120) 에 의해서 퇴피 (退避) 된다. 그리고, 이 아암 기구 (120) 및 그 선단부에 장착된 압전 소자 (121) 를, 레이저 간섭계 (56) 의 양측에 배치하는 구성도 가능하다.
*상기 실시형태에서는 이동 거울 (55) 이나 기준 부재 (7) 등의 부품마다 가진 장치 (압전 소자) 를 장착하여 진동을 가하고 있는데, 액체 제거 처리시에 이들 각 부품을 지지하는 기판 스테이지 (PST) 전체를 가진 장치로 진동을 가해도 되고, 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 구동시켜 기판 스테이지 (PST) 를 미동 (가진) 하도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 이동 거울 (55) 이나 기준 부재 (7) 뿐만 아니라, 보조 플레이트 (57) 상 등에 부착되어 있는 액체 (1) 의 제거도 촉진할 수 있다.
상기 실시형태에서는 이동 거울 (55) 에 기체를 분사함으로써 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체를 제거하고 있지만, 도 10 에 나타내는 바와 같은 흡인 장치 (130) 를 사용하여 이동 거울 (55) 에 부착된 액체 (1) 를 제거할 수도 있다. 도 10 에 있어서, 흡인 장치 (130) 는 탱크 및 펌프를 포함하는 흡인부 (131) 와, 흡인부 (131) 에 접속된 흡인 노즐 (132) 을 구비하고 있다. 그리고, 흡인 노즐 (132) 의 흡입구가 이동 거울 (55) 에 근접하여 배치된다. 이동 거울 (55) 에 부착된 액체 (1) 를 제거할 때에는 제어 장치 (CONT) 는 흡인부 (131) 를 구동시켜, 흡인 노즐 (132) 을 통해 이동 거울 (55) 상의 액체 (1) 를 흡인 회수한다. 또, 흡인 장치 (130) 를 사용하여 액체 (1) 를 회수하는 경우에 있어서도, 가진 장치 (92) 에 의한 가진 동작을 병용해도 되고, 흡인 장치 (130) 에 의한 흡인 동작만을 행해도 된다.
또는 도 11 에 나타내는 바와 같은 건조 장치 (160) 를 사용하여 이동 거울 (55) 에 부착된 액체 (1) 를 제거할 수도 있다. 도 11 에 있어서, 건조 장치 (160) 는 이동 거울 (55) 을 덮는 커버 부재 (161) 와, 커버 부재 (161) 의 내부 공간에 건조 기체를 공급하는 건조 기체 공급부 (162) 를 구비하고 있다. 건조 기체 공급부 (162) 는 관로 (163) 를 통해, 이동 거울 (55) 을 덮는 커버 부재 (161) 의 내부 공간에 건조 기체를 공급한다. 이렇게 함으로써, 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 의 기화가 촉진되어, 액체 (1) 가 제거된다.
또 상기 실시형태에서는 가진 장치로서 피에조 액츄에이터 등의 압전 소자를 예로 들어 설명하였으나, 가진 장치로서는, 예를 들어 보이스 코일 모터 등의 다른 로렌츠력을 사용한 액츄에이터를 사용할 수도 있다.
도 12 는 이동 거울 (55) 에 진동을 가하는 가진 장치의 다른 실시형태를 나타내는 개략 사시도이다. 본 실시형태에 있어서, 이동 거울 (55) 은 홈부를 갖고 있지 않고, Z 스테이지 (52) 의 단부에 장착되어 있다. 도 12 에 있어서, Z 스테이지 (52) 의 +X측 단부에는 측면에서 보았을 때 L 자 모양의 단부 (52D) 가 Y축 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 그리고, 이동 거울 (55) 의 Z 스테이지 (52) 와 대향하는 면 중의 하부 영역 (55G) 이 Z 스테이지 (52) 에 접속되어 있고, 상부 영역 (55H) 과 Z 스테이지 (52) 사이에는 이간부 (28) 가 형성되어 있다. 즉, 그 하부가 Z 스테이지 (52) 에 접속된 이동 거울 (55) 의 상부는 진동의 자유단으로 되어 있다.
이동 거울 (55) 의 Z 스테이지 (52) 와 대향하는 면 중의 상부 영역 (55H) 의 복수의 소정 위치의 각각에는, 가진 장치로서의 압전 소자 (17; 피에조 소자 (17A, 17B)) 가 장착되어 있다. 또, 가진 장치로서는 보이스 코일 모터 등의 다른 액츄에이터를 사용해도 된다. 본 실시형태에 있어서, 압전 소자 (17A, 17B) 는 이동 거울 (55) 의 상부 영역 (55H) 의 길이 방향 양 단부의 각각에 장착되어 있다. 또, 이 압전 소자 (17A, 17B) 의 각각에는 추 부재 (19A, 19B) 가 접속되어 있다. 여기서, 이동 거울 (55) 에 장착된 압전 소자 (17) 및 추 부재 (19) 와 Z 스테이지 (52) 는 이간되어 있다. 압전 소자 (17A, 17B) 가, 도면 중, 화살표 (x1, x2) 로 나타내는 방향으로 신축함으로써, 이동 거울 (55) 에 진동이 가해진다. 여기서, 압전 소자 (17A, 17B) 에는 추 부재 (19A, 19B) 가 접속되어 있기 때문에, 가진력 (운동량) 이 증대된다.
본 실시형태에서는 제어 장치 (CONT) 는 2개의 압전 소자 (17A, 17B) 의 각각을 사용하여 이동 거울 (55) 의 복수 (2개) 의 위치에 진동을 가함으로써, 그 이동 거울 (55) 에 진행파를 생성시킨다. 구체적으로는 2개의 압전 소자 (17A, 17B) 각각의 장착 위치에 있어서 각각에 동 파장으로 위상이 어긋난 고주파를 발생시킴으로써, 이동 거울 (55) 에 진행파가 생성된다.
예를 들어, 이동 거울 (55) 상의 어느 한 점에서 생성되는 정재파 (Uo) 는 진행파와 후퇴파의 합으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
진행파 (U) 는 (1) 식의 정재파를 2개 더하고, 또한 일방의 위상을 벗어나게 함으로써 생성된다.
Figure pat00002
제어 장치 (CONT) 는 상기 (2) 식을 만족하도록, 2개의 압전 소자 (17A, 17B) 의 각각을 사용하여 이동 거울 (55) 에 진동을 가하여, 이동 거울 (55) 에 진행파를 생성시킨다. 이렇게 함으로써, 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다.
이하, 액체 제거 장치의 다른 실시형태에 관해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서 상기 기술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략한다.
도 13 은 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 13 에 있어서, 제 1 액체 제거 장치 (40) 는 기준 부재 (7) 상에 부착되어 있는 액체 (1) 를 흡인하는 흡인 장치 (81) 를 구비하고 있다. 흡인 장치 (81) 는 탱크 및 펌프를 포함하는 흡인부 (81A) 와, 흡인부 (81A) 에 접속된 흡인 노즐 (82) 을 구비하고 있다. 그리고, 흡인 노즐 (82) 의 흡입구 (82a) 가 기준 부재 (7) 에 근접하여 배치되어 있다. 기준 부재 (7) 상에 잔류한 액체 (1) 를 제거할 때에는 분사 장치 (41) 가 기준 부재 (7) 에 대하여 기체를 분사함과 함께, 흡인 장치 (81) 가 기준 부재 (7) 상의 액체 (1) 를 흡인한다.
또, 도 13 을 참조하여 설명한 예에서는, 제 1 액체 제거 장치 (40) 에는 분사 장치 (41) 와 흡인 장치 (81) 가 병설되어 있지만, 흡인 장치 (81) 만이 형성되어 있는 구성이어도 된다. 흡인 장치 (81) 는 흡입구 (82A) 로부터 기준 부재 (7) 상에 잔류하고 있는 액체 (1) 를 흡인함으로써, 이 액체 (1) 를 제거 (회수) 할 수 있다. 또한, 압전 소자 (43B) 에 의한 가진 동작과 흡인 장치 (81) 에 의한 흡인 동작을 병행하여 행하는 것은 물론 가능하다. 또, 흡인 장치 (81) 의 노즐부 (82) 를 기판 스테이지 (PST) 에 대하여 이동가능하게 형성하여, 기판 (P) 의 노광 중이나 노광 종료 후에 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체 (1) 를 회수하도록 해도 된다.
도 14 는 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다. 도 14 에 나타내는 바와 같이, 제 1 액체 제거 장치 (40) 는 기준 부재 (7) 를 덮는 커버 부재 (84) 와, 커버 부재 (84) 의 내부 공간에 건조 기체를 공급하는 건조 기체 공급부 (85) 를 구비하고 있다. 건조 기체 공급부 (85) 는 관로 (86) 를 통해, 기준 부재 (7) 가 배치되어 있는 커버 부재 (84) 의 내부 공간으로 건조 기체를 공급한다. 이렇게 함으로써, 기준 부재 (7) 에 잔류한 액체 (1) 의 기화가 촉진되어, 액체 (1) 가 제거된다.
도 15 는 수광기 (8) 중 기판 스테이지 (PST) 상에 형성되어 있는 광투과 부재 (8A) 에 부착된 액체 (1) 를 제거하고 있는 모습을 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 있어서, 수광기 (8) 는 투영 광학계 (PL) 를 통해 그 이미지면측 (기판 (P) 측) 으로 조사되는 광 (노광광) 을 수광하고, 투영 광학계 (PL) 를 통한 계측 마크의 공간 이미지를 계측함으로써 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성 변화를 보정하기 위한 결상 특성 조정 정보를 계측하는 센서 (AIS 센서) 이다. 수광기 (8) 는 기판 스테이지 (PST) (52; Z 스테이지) 상에 형성되고, 유리판의 표면에 차광막을 패터닝하여 그 중앙부에 광투과부인 슬릿부 (8S) 가 형성된 광투과 부재 (8A), Z 스테이지 (52) 에 매설되어, 광투과 부재 (8A) 의 슬릿부 (8S) 를 통과한 광이 조사되는 집광 광학계 (8C), 및 집광 광학계 (8C) 를 통과한 광을 수광하는 수광 소자 (8B) 를 구비하고 있다. 또, 예를 들어 집광 광학계 (8C) 와 수광 소자 (8B) 사이에 릴레이 광학계를 형성하고, 수광 소자 (8B) 를 Z 스테이지 (52) 의 외측에 배치할 수도 있다.
수광기 (8) 에 의해서 공간 이미지를 계측하는 경우, 투영 광학계 (PL) 와 수광기 (8) 의 광투과 부재 (8A) 를 대향시킨 상태에서, 그 투영 광학계 (PL) 와 광투과 부재 (8A) 사이를 액체 (1) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (1) 를 통해 수광기 (8) 에 광 (노광광) 을 조사하는 동작을 행하는 것이 생각된다. 제어 장치 (CONT) 는 액체 (1) 를 통한 공간 이미지 계측의 종료 후, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 노즐부 (43) 의 밑에, 광투과 부재 (8A; 수광기 (8)) 를 배치한다. 광투과 부재 (8A) 는 Z 스테이지 (52) 에 형성된 개구부 (52C) 에 지지되어 있고, 그 하면 (8K) 중 슬릿부 (8S) 이외의 소정 위치에는 가진 장치 (8E) 가 형성되어 있다. 가진 장치 (8E) 는 압전 소자 (피에조 소자) 에 의해 구성되어 있고, 제어 장치 (CONT) 는 압전 소자 (8E; 가진 장치) 에 소정 전압을 인가함으로써, 이 압전 소자 (8E) 를 사용하여 광투과 부재 (8A) 에 진동을 가한다.
Z 스테이지 (52) 상에 있어서, 광투과 부재 (8A) 에 인접하는 위치에는 제 1 액체 제거 장치 (40) 에 의해서 광투과 부재 (8A) 로부터 제거된 액체 (1) 를 회수하는 액체 흡수 부재 (142) 가 형성되어 있다. 액체 흡수 부재 (142) 는 광투과 부재 (8A) 를 사이에 두고 노즐부 (43) 의 기체 분사구 (43A) 와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 액체 흡수 부재 (142) 는 Z 스테이지 (52) 에 형성된 회수구인 홈부 (144) 에 배치되어 있다. 액체 흡수 부재 (142) 는 스테이지 액체 회수 장치 (30) 의 액체 흡수 부재 (31) 와 마찬가지로, 예를 들어 다공질 세라믹스나 스폰지 등의 다공성 재료에 의해 구성되어 있고, 액체 (1) 를 소정량 유지가능하다.
제어 장치 (CONT) 는 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 노즐부 (43) 로부터 광투과 부재 (8A) 에 대하여 기체를 분사함으로써, 광투과 부재 (8A) 상에 잔류하여 부착되어 있는 액체 (1) 를 날려버려 제거한다. 날려버려진 액체 (1) 는 노즐부 (43) 의 분사구 (43A) 와 대향하는 위치에 배치되어 있는 액체 흡수 부재 (142) 에 유지 (회수) 된다.
그리고, 압전 소자 (8E) 를 사용하여 광투과 부재 (8A) 에 진동을 가하면서, 노즐부 (43) 의 기체 분사구 (43A) 로부터 기체를 그 광투과 부재 (8A) 에 대하여 분사한다. 광투과 부재 (8A) 에 진동을 가함으로써, 액체 (1) 의 제거 (튀김) 가 촉진되고, 기체를 분사함으로써 기준 부재 (7) 상에서 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다. 또한 이 경우에 있어서도, 광투과 부재 (8A) 에 대하여 기체를 단속적으로 분사하도록 해도 된다.
Z 스테이지 (52) 내부에는 홈부 (144) 와 연속하는 유로 (145) 가 형성되어 있고, 홈부 (144) 에 배치되어 있는 액체 흡수 부재 (142) 의 밑바닥부는 유로 (145) 에 접속되어 있다. 액체 흡수 부재 (142) 를 배치한 홈부 (144) 에 접속되어 있는 유로 (145) 는 Z 스테이지 (52) 외부에 형성되어 있는 관로 (146) 의 일단부에 접속되어 있다. 한편, 관로 (146) 의 타단부는 Z 스테이지 (52) 외부에 형성된 탱크 (147) 및 밸브 (148A) 를 갖는 관로 (148) 를 통해 흡인 장치인 펌프 (149) 에 접속되어 있다. 탱크 (147) 에는 배출 유로 (147A) 가 형성되어 있어, 액체 (1) 가 소정량 고였을 때 배출 유로 (147A) 로부터 배출되도록 되어 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는 제 1 액체 제거 장치 (40) 의 기체 공급부 (41A) 를 구동함과 함께, 펌프 (149) 를 구동하여, 액체 흡수 부재 (142) 에 의해 회수된 액체 (1) 를, 탱크 (147) 에 빨아들이도록 하여 모은다.
또 여기서는 수광기 (8) 로서 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성 조정 정보를 계측하기 위한 공간 이미지 계측 센서를 예로 들어 설명하였지만, 수광기 (8) 로서는 예를 들어 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 조사된 노광광 (EL) 의 조도를 검출하는 조도 센서, 또는 투영 영역 (AR1) 의 조도 분포를 계측하기 위한 조도 불균일 센서 등이어도 된다.
다음으로, 도 16 을 참조하면서, 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자 (2) 나 그 광학 소자 (2) 를 유지하는 렌즈 셀 (LS) 에 잔류한 액체 (1) 를 제거하는 제 3 액체 제거 장치 (60) 에 관해서 설명한다. 도면 16 에 있어서, 제 2 액체 제거 장치 (60) 는 투영 광학계 (PL) 의 선단의 부품을 구성하는 광학 소자 (2) 나 이것을 유지하는 렌즈 셀 (LS) 에 대하여 기체를 분사하는 분사 장치 (61) 를 구비하고 있다. 투영 광학계 (PL) 의 선단에 잔류하여, 분사 장치 (61) 에 의한 기체 분사에 의해 날려버려져 낙하한 액체는 회수 장치 (62; 제 2 액체 회수 기구) 에 의해 회수된다. 분사 장치 (61) 는 기체 공급부 (63) 와, 기체 공급부 (63) 에 접속되어, Z 스테이지 (52) 의 오목부 (64B) 에 형성되어 있는 노즐부 (64) 를 구비하고 있고, 노즐부 (64) 의 기체 분사구 (64A) 는 상방으로 향하여 투영 광학계 (PL) 의 선단 근방에 배치할 수 있게 되어 있다. 한편, 회수 장치 (62) 는 Z 스테이지 (52) 에 형성된 회수구 (65; 홈부), 회수구 (65) 에 배치된 다공성 재료로 이루어지는 액체 흡수 부재 (66), Z 스테이지 (52) 내부에 형성되어, 홈부 (66) 에 연속하는 유로 (67), Z 스테이지 (52) 외부에 형성되고, 그 일단부를 유로 (67) 에 접속한 관로 (68), 관로 (68) 의 타단부에 접속되어, Z 스테이지 (52) 외부에 형성된 탱크 (69), 및 이 탱크 (69) 에 밸브 (70A) 를 갖는 관로 (70) 를 통해 접속된 흡인 장치인 펌프 (71) 를 구비하고 있다. 탱크 (69) 에는 배출 유로 (69A) 가 형성되어 있고, 액체 (1) 가 소정량 고였을 때 배출 유로 (69A) 로부터 배출되도록 되어 있다. 그리고, 회수 장치 (62) 는 펌프 (71) 를 구동시켜, 액체 흡수 부재 (66) 에 의해 회수된 액체 (1) 를, 탱크 (69) 에 빨아들이도록 하여 모은다.
본 실시형태에 있어서, 분사 장치 (61) 의 노즐부 (64) 의 기체 분사구 (64A) 는 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 슬릿 형상이고 (도 3 참조), 회수 장치 (62) 의 회수구 (65) 는 기체 분사구 (64A) 의 +X측에 인접하는 위치에, Y축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 제 3 액체 제거 장치 (60) 는 기판 (P) 의 노광 종료 후에, 기판 (P) 의 노광 중에 액침 영역 (AR2) 의 액체 (1) 에 접촉한 투영 광학계 (PL) 의 선단뿐만 아니라, 액체 공급 기구 (10) 의 공급 노즐 (13), 액체 회수 기구 (20) 의 회수 노즐 (23) 에 잔류한 액체 (1) 도 제거한다.
기판 (P) 에 대한 액침 노광 종료 후 (상기 단계 SA8 종료 후), 제어 장치 (CONT) 는 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 액체 (1) 를 회수한다. 그리고, 액체 회수 기구 (20) 에 의한 기판 (P) 상의 액체 (1) 의 회수가 종료된 후, 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (PST) 를 이동시켜, 투영 광학계 (PL) 의 밑에 제 3 액체 제거 장치 (60) 를 배치한다. 그리고, 제 3 액체 제거 장치 (60) 는 투영 광학계 (PL) 의 선단에 대하여 분사 장치 (61) 의 노즐부 (64) 로부터 경사 방향으로 기체를 분사하여, 이 투영 광학계 (PL) 의 선단에 잔류한 액체 (1) 를 날려버려 제거한다. 이 때, 기체를 단속적으로 분사함으로써, 더욱 양호하게 액체 (1) 를 제거할 수 있다.
날려버려진 액체 (1) 는 낙하하여, 회수 장치 (62) 의 액체 흡수 부재 (66) 를 배치한 회수구 (65) 에 회수된다. 여기서, 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (PST) 를 예를 들어, 기체 분사구 (64A) 및 회수구 (65) 의 길이 방향 (Y축 방향) 과 직교하는 X축 방향으로 이동시키면서, 제 3 액체 제거 장치 (60) 를 구동한다. 이렇게 함으로써, 투영 광학계 (PL) 의 선단은 물론, 그 주위에 배치되어 있는 액체 공급 기구 (10) 의 공급 노즐 (13) 이나, 액체 회수 기구 (20) 의 회수 노즐 (23) 에도 기체를 분사하여, 이들 공급 노즐 (13) 및 회수 노즐 (23) 에 잔류하고 있는 액체 (1) 도 제거할 수 있다.
또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 에 진동을 가하면서, 기체를 분사하도록 해도 된다. 광학 소자 (2) 는 렌즈 셀 (LS) 에 유지되어 있고, 렌즈 셀 (LS) 과 투영 광학계 본체 (MPL) 의 경통 (PK) 은, 보이스 코일 모터나 압전 소자 등의 액츄에이터 (가진 장치) 를 갖는 복수 (예를 들어 6개) 의 링크부 (151) 에 의해서 연결되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는 링크부 (151) 에 내장된 상기 액츄에이터를 구동함으로써, 렌즈 셀 (LS) 및 이것에 유지되어 있는 광학 소자 (2) 에 진동을 가할 수 있다. 또, 상기 액츄에이터를 내장한 링크부 (151) 를 복수 형성하여 패럴렐 링크 기구를 구성함으로써, 기판 (P) 의 액침 노광 중에 있어서, 액체 (1) 를 통해 광학 소자 (2) 에 전해지는 진동을, 상기 패럴렐 링크 기구를 구동시킴으로써 흡수 (진동 제거) 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 노광 중인 액침 영역 (AR2) 의 액체 (1) 에 접촉하는 투영 광학계 (PL) 의 선단, 공급 노즐 (13) 및 회수 노즐 (23) 에 잔류한 액체 (1) 를 제거함으로써, 예를 들어 기판 스테이지 (PST) 가 투영 광학계 (PL) 의 밑 (노광 처리 위치) 으로부터, 기판 (P) 을 로드·언로드하는 위치 (기판 교환 위치) 까지 이동시켜도, 상기 투영 광학계 (PL) 의 선단 등에 잔류하고 있던 액체 (1) 가 낙하하여 주변 장치에 영향을 주거나 환경 변화를 초래하거나 하는 문제의 발생을 억제할 수 있다. 특히, 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자 (2) 에 액체 (1) 를 잔존시키지 않음으로써 부착 흔적 (워터 마크) 의 발생을 억제할 수 있다.
그리고, 제 3 액체 제거 장치 (60) 를 기판 스테이지 (PST) 에 형성한 것에 의해, 기판 스테이지 (PST) 를 이동시키면서 제 3 액체 제거 장치 (60) 를 구동시키면, 새로운 액츄에이터를 형성하지 않더라도, 투영 광학계 (PL) 나 공급 노즐, 회수 노즐에 대하여 제 3 액체 제거 장치 (60) 를 주사하면서 기체를 분사할 수 있다. 또한, 액침 노광 종료 후, 노광 처리 위치로부터 기판 교환 위치까지 이동하는 동안에, 제 3 액체 제거 장치 (60) 에 의한 기체의 분사 동작을 행하도록 함으로써, 액체 제거 동작 (기체 분사 동작) 과 스테이지 이동 동작을 동시에 행할 수 있어, 시간 효율을 향상시킬 수 있다. 제 3 액체 제거 장치 (60) 는 기판 스테이지 (PST) 가 노광 처리 위치로부터 기판 교환 위치까지 이동하는 동안에 투영 광학계 (PL) 의 밑을 통과하는 위치에 미리 형성해 둘 수 있다.
또, 공급 노즐 (13) 이나 회수 노즐 (23) 에 압전 소자 등의 가진 장치를 장착하여, 액체 제거를 위해 공급 노즐 (13) 이나 회수 노즐 (23) 에 진동을 가할 수도 있다.
도 17, 도 18 은 제 3 액체 제거 장치 (60) 의 변형예이다. 도 17 에 나타내는 바와 같이, Z 스테이지 (52) 상에 큰 홈부 (72) 를 형성해 두고, 이 홈부 (72) 내에, 분사 장치 (61) 의 노즐부 (64) 및 회수 장치 (62) 의 유로 (67; 회수구) 를 배치해도 된다. 또, 도 17 에 나타내는 예에 있어서 액체 흡수 부재 (66) 는 형성되어 있지 않다. 이와 같이, 액체 흡수 부재 (66) 를 형성하지 않는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 홈부 (72) 내에, 분사 장치 (61) 의 노즐부 (64) 를 복수 (도 18 에 나타내는 예에서는 2개) 형성해도 된다. 또, 도 17, 도 18 에 나타낸 예와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 선단보다 큰 홈부 (72) 를 형성하고, 이 속에 노즐부 (64) 및 회수구 (67) 를 배치한 것에 의해, 기체가 분사된 액체 (1) 의 주위로의 비산을 홈부 (72) 에 의해 억제할 수 있다. 그리고 이 경우에 있어서도, 제어 장치 (CONT) 는 기체를 단속적으로 분사함으로써, 액체 (1) 를 양호하게 제거할 수 있다.
또는 도면 19 에 나타내는 바와 같이, 노즐부 (64) 의 기체 분사구 (64A) 및 회수구 (65) 의 주위에, 기체가 분사된 액체 (1) 의 주위로의 비산을 방지하기 위한 커버 부재 (73) 를 형성할 수도 있다. 도 19 에 나타내는 커버 부재 (73) 는 투영 광학계 (PL) 의 선단을 배치가능한 평면에서 보았을 때 U 자 모양으로 형성되어 있고, U 자 모양 개구측으로부터 투영 광학계 (PL) 의 선단이 커버 부재 (73) 내부에 대하여 출입하도록 되어 있다. 그리고, 이 커버 부재 (73) 의 길이 방향을 기판 스테이지 (PST) 의 이동 방향 (X축 방향) 에 일치시키고, 이 커버 부재 (73) 내부에 Y축 방향을 길이 방향으로 하는 기체 분사구 (64A) 및 회수구 (65) 를 형성해 둠으로써, 1회의 주사 이동으로 액체 (1) 의 비산을 방지하면서 효율적으로 액체를 제거할 수 있다.
또, 제 3 액체 제거 장치 (60) 의 회수 장치 (62) 의 회수구 (65) 를 통해, 기판 (P) 의 노광 중에 기판 (P) 의 외측으로 유출된 액체 (1) 를 회수할 수도 있다. 이 때, 회수 장치 (62) 의 회수구 (65) 를, 기판 (P) 의 주위에 소정 간격으로 복수 형성해 두는 것이 바람직하다.
도 20 은 기판 교환 위치 (로드·언로드 위치) 에 형성된 액체 제거 기구를 구성하는 분사 노즐을 나타내는 모식도이다. 도 20 에 있어서, 기판 스테이지 (PST) 는 노광 처리 위치 (A) 와 기판 교환 위치 (B) 사이를 이동한다. 노광 처리 위치 (A) 에 있어서 기판 (P) 에 대한 노광 처리 종료 후, 제어 장치 (CONT) 는 노광 처리 후의 기판 (P) 을 유지한 기판 스테이지 (PST) 를 기판 교환 위치 (B) 로 이동시킨다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 교환 위치 (B) 에 이동된 기판 스테이지 (PST) 의 이동 거울 (55) 에 대하여 분사 노즐 (171) 로부터 단속적으로 기체를 분사한다. 이렇게 함으로써, 노광 중인 기판 (P) 상 등으로부터 비산하여 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 를 기판 교환 위치 (B) 에서 제거할 수 있다. 또, 기판 교환 위치 (B) 에도, 도 6 을 참조하여 설명한 바와 같은 홈통 부재를 갖는 액체 회수 기구가 형성되어 있어, 이동 거울 (55) 로부터 제거된 액체 (1) 는 액체 회수 기구에 회수된다. 그리고, 이동 거울 (55) 에 부착되어 있는 액체 (1) 의 제거 작업을 행한 후 (또는 전), 도시하지 않은 기판 반송 장치에 의해, 기판 스테이지 (PST) 상의 노광 처리가 완료된 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 로부터 반출됨과 함께 미노광의 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 에 반입된다.
도 21 은 이동 거울 (55) 의 상측에 그 이동 거울 (55) 에 대한 액체 (1) 의 부착을 방지하기 위한 차양 부재 (180) 를 형성한 실시형태를 나타내는 측면도이다. 도 21 에 있어서, 이동 거울 (55) 은 Z 스테이지 (52; 기판 스테이지 (PST)) 의 측부에 장착되어 있다. 그리고, 차양 부재 (180) 는 Z 스테이지 (52) 의 상면에 있어서 Z 스테이지 (52) 의 외측으로 그 일부를 돌출하도록 장착되어 있다. 차양 부재 (180) 를 형성한 것에 의해, 예를 들어 노광 중인 기판 (P) 상으로부터 기판 (P) 의 외측으로 액체 (1) 가 비산하였다고 해도, 차양 부재 (180) 에 의해 차단되어 이동 거울 (55) 에 액체 (1) 가 부착되는 경우는 없다.
차양 부재 (180) 의 상면은 보조 플레이트 (57) 의 표면과 거의 같은 높이로 되어 있다. 차양 부재 (180) 와 보조 플레이트 (57) 사이에는 0.1∼1mm 정도의 간극이 있지만, 액체 (1) 의 표면 장력에 의해 그 간극으로 액체 (1) 가 흘러 들어 오는 경우는 거의 없다. 차양 부재 (180) 의 하방에 이동 거울 (55; 반사면 55a) 이 형성되므로, 간섭계 (56) 로부터의 계측광 (56a) 은 기판 스테이지 (PST) 와 함께 이동하는 차양 부재 (180) 의 하방을 통해 이동 거울 (55) 의 반사면 (55a) 에 입사한다. 이동 거울 (55; 반사면 (55a)) 의 상단은 액침 영역 (AR2) 의 하방에 위치하게 되지만, 차양 부재 (180) 의 돌출부에 차단되어 이동 거울 (55) 의 반사면 (55a) 에 액체 (1) 가 부착되는 경우는 없다.
차양 부재 (180) 는 판상 부재로서, 적어도 그 상면은 발액성을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서, 차양 부재 (180) 는 예를 들어 폴리4불화에틸렌 등의 발액성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있다. 또, 차양 부재 (180) 로서 예를 들어 소정 금속 재료 또는 합성 수지 재료로 이루어지는 판상 부재의 표면 (상면) 에, 불소 화합물 등의 발액성을 갖는 재료를 코팅하는 등의 표면 처리를 실시해도 된다. 차양 부재 (180) 의 상면을 발액성으로 함으로써, 비산한 액체 (1) 가 차양 부재 (180) 의 상면에 부착되더라도 튕겨져, 차양 부재 (180) 상 (기판 스테이지 (PST)) 상에 고이지 않고, 그 하방에 배치된 홈통 부재 (102) 를 갖는 처리 기구 (100) 에 용이하게 회수된다.
차양 부재 (180) 는 그 상면뿐만 아니라, 단면이나 하면에도 발액성을 갖게 하는 처리를 해 둘 수 있다. 또한, 차양 부재 (180) 의 단부 근방의 하면에 있어서, 이동 거울 (55) 의 반사면의 전체 또는 일부에 걸쳐 그 길이 방향으로 홈 (180a) 을 형성해도 된다. 이 홈 (180a) 에 의해서 단부로부터 돌아들어온 액체 (1) 가 이동 거울 (55) 에 부착되는 것을 막을 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 제 2 액체 제거 기구 (100) 를 구성하는 홈통 부재 (102) 의 크기는 차양 부재 (180) 의 크기, 차양 부재 (180) 와 홈통 부재 (102) 의 거리 (H), 및 차양 부재 (160) 를 지지하는 기판 스테이지 (PST) 의 이동 속도 V 에 맞춰 설정되어 있다. 더욱 구체적으로는 예를 들어, 기판 스테이지 (PST) 가 +X 방향으로 속도 V 로 이동하여, 액체 제거 처리 위치 (SH) 에 있어서 정지하였을 때에 있어서, 차양 부재 (180) 의 선단부와 홈통 부재 (102) 의 +X측 단부의 거리 (L1) 가, 기판 스테이지 (PST) 의 이동 속도 V 와, 차양 부재 (180) 와 홈통 부재 (102) 사이의 Z축 방향에 관한 거리 (H) 에 맞춰 설정되어 있다. 즉, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 차양 부재 (180) 의 상면 선단부에 액체 (1) 의 액적이 배치되어 있는 경우에 있어서, 기판 스테이지 (PST) 가 +X 방향으로 속도 V 로 이동하고, 액체 제거 처리 위치 (SH) 에 있어서 정지한 것으로 한다. 그 정지하였을 때를 기준으로 하면, 시간 (t) 후의 액적의 X축 방향에서의 위치 (x) 는 x=Vt, Z축 방향에서의 위치 (z) 는 z=H-(gt2)/2 가 된다 (단, g 는 중력 가속도). 따라서, 이들 두 식을 통해, 차양 부재 (180) 로부터 낙하된 액체 (1) 의 액적이 홈통 부재 (102) 에 회수가능한 홈통 부재 (102) 의 크기 (L1) 의 최소치를 구할 수 있다. 이 때, 차양 부재 (180) 의 상면은 발액성이므로, 상면에 부착되어 있는 액체 (1) 는 그 상면으로부터 원활하게 떨어지게 되어, 홈통 부재 (102) 에 대하여 낙하한다.
또한, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 차양 부재 (180) 에 압전 소자 등에 의해서 구성되는 가진 장치 (182) 를 장착할 수 있다. 압전 소자 (182; 가진 장치) 로 차양 부재 (180) 에 진동을 가함으로써, 차양 부재 (180) 로부터 액체 (1) 의 제거가 촉진된다. 또한, 압전 소자 (182) 를 복수의 소정 위치의 각각에 형성하여, 차양 부재 (180) 에 진행파를 생성하도록 해도 된다.
또, 본 실시형태에서 사용한 홈통 부재 (102) 는 이동 거울 (55) 의 하부뿐 아니라, Z 스테이지 (52) 의 주위 전체 둘레에 걸쳐 이 Z 스테이지 (52) 하부에 배치되도록 해도 된다. 예를 들어, 도 6 에서 설명한 제 2 액체 제거 기구 (100) 를, Z 스테이지 (52) 를 지지하고 있는 XY 스테이지 (53) 상에 형성함과 함께, 이 제 2 액체 제거 기구 (100) 의 홈통 부재 (102) 를, Z 스테이지 (52) 의 주위를 둘러싸도록 배치해도 된다. 이 경우, 도면에 나타내는 바와 같이, 홈통 부재 (102) 가 액체를 받는 면은 Z 스테이지 (52) 가 기판 (P) 을 유지하는 유지면 (예를 들어, 기판 홀더에 있어서의 지지면) 이나, 보조 플레이트 (57) 의 상면 및 Z 스테이지 (52) 에 형성된 액체 회수 장치 (30) 의 일부를 구성하는 홈부 (33; 회수구) 의 개구면보다 하방 (-Z 방향) 에 위치하도록 설정된다. 또한, Z 스테이지 (52) 의 유지면의 단부 (이동 거울 (55) 의 단부도 포함) 가, 홈통 부재 (102) 의 액체를 받는 부분의 상방에 위치하도록 해 둔다. 이러한 구성에 의하면, 액체 회수 장치 (30) 로 다 회수하지 못하고 Z 스테이지 (52) 단부로부터 낙하된 액체를, 홈통 부재 (102) 로 받아, 그 액체를 액체 제거 기구 (100) 에 의해서 제거 또는 회수할 수 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자 (2) 나 이 광학 소자 (2) 를 유지하는 렌즈 셀 (LS) 로부터 낙하된 액체를, 이 홈통 부재 (102) 로 받아 제거 또는 회수할 수도 있다.
또, 홈통 부재 (102) 에 의해서, XY 스테이지 (53) 에 액체가 낙하, 부착되는 것을 막을 수도 있다. 그래서, Z 스테이지 (52), XY 스테이지 (53) 의 구동부나 베이스 (54) 의 표면 등, 액체의 부착이 바람직하지 않은 개소에 대한 액체의 비산을 방지할 수 있다. 따라서, 기판의 위치 결정 정밀도의 저하를 억제하고, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 (P) 상에 형성할 수 있다. 또, 홈통 부재 (102) 는 XY 스테이지 (53) 의 상면 (52; Z 스테이지와의 대향면측) 에 형성해도 되고, Z 스테이지 (52) 의 하면 (XY 스테이지와의 대향면측) 이나 단면의 측부에 차양과 같이 형성해도 된다.
상기 기술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 액체 (1) 는 순수에 의해 구성되어 있다. 순수는 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트나 광학 소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없는 이점이 있다. 또한, 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.
그리고, 파장이 193nm 정도인 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 n 은 대략 1.44 라고 알려져 있고, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193nm) 을 사용한 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 134nm 로 단파장화되어 높은 해상도가 얻어진다. 또, 초점 심도는 공기 중에 비하여 약 n배, 즉 약 1.44배로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 같은 정도의 초점 심도를 확보할 수 있으면 되는 경우에는 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있어, 이 점에서도 해상도가 향상된다.
본 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 의 선단에 광학 소자 (2) 가 장착되어 있고, 이 렌즈에 의해 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 를 조정할 수 있다. 또, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 장착되는 광학 소자로서는 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성의 조정에 사용하는 광학플레이트이어도 된다. 또는 노광광 (EL) 을 투과가능한 평행 평면판이어도 된다.
또, 액체 (1) 의 흐름에 의해서 생기는 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는 그 광학 소자를 교환가능하게 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해서 광학 소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정해도 된다.
또, 본 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이는 액체 (1) 로 채워져 있는 구성이지만, 예를 들어 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 장착한 상태에서 액체 (1) 를 채우는 구성이어도 된다.
또, 본 실시형태의 액체 (1) 는 물이지만, 물 이외의 액체이어도 되고, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않으므로, 액체 (1) 로서는 F2 레이저광을 투과가능한 예를 들어, 과불화폴리에테르 (PFPE) 나 불소계 오일 등의 불소계 유체이어도 된다. 이 경우, 액체 (1) 와 접촉하는 부분에는 예를 들어 불소를 포함하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또한, 액체 (1) 로서는, 그 밖에도, 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있으며 될 수 있는 한 굴절률이 높고, 투영 광학계 (PL) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대하여 안정적인 것 (예를 들어 시더유 (ceder oil)) 을 사용할 수도 있다. 이 경우에도 표면 처리는 사용하는 액체 (1) 의 극성에 따라 행해진다.
또, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로서는 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판이나, 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 규소 웨이퍼) 등이 적용된다.
노광 장치 (EX) 로서는 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동시켜 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝·앤드· 스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하여, 기판 (P) 을 순차 단계 이동시키는 스텝·앤드· 리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 기판 (P) 상에서 적어도 2개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하는 스텝·앤드· 스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 이것에 대응하는 미국 특허 6,341,007호, 일본 공개특허공보 평10-214783호 및 이것에 대응하는 미국 특허 6,341,007호, 일본 특허공표공보 2000-505958호 및 이것에 대응하는 미국 특허 5,969,441호 등에 개시되어 있는 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 각 공보 및 대응하는 각 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있지만, 본 발명은 일본 공개특허공보 평6-124873호에 개시되어 있는 바와 같은 노광 대상의 기판을 유지한 스테이지를 액조 속에서 이동시키는 액침 노광 장치에도 적용가능하다.
또한, 본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 공보에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
노광 장치 (EX) 의 종류로서는 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용의 노광 장치나, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD) 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
기판 스테이지 (PST) 나 마스크 스테이지 (MST) 에 미국 특허 5,623,853호나 미국 특허 5,528,118호에 개시되어 있는 바와 같은 리니어 모터를 사용하는 경우에는 에어 베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형의 어느 쪽을 사용해도 된다. 또, 각 스테이지 (PST, MST) 는 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 형성하지 않은 가이드리스 (guideless) 타입이어도 된다.
본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 공보에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
각 스테이지 (PST, MST) 의 구동 기구로서는 2차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과, 2차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시켜 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동하는 평면 모터를 사용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛의 어느 일방을 스테이지 (PST, MST) 에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛의 다른 일방을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측에 형성하면 된다.
기판 스테이지 (PST) 의 이동에 의해 발생되는 반력은 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-166475호 및 이것에 대응하는 미국 특허 5,528,118호 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 내보내도 된다.
본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 공보 및 이것에 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생되는 반력은 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-330224호 및 이것에 대응하는 미국 특허 5,874,820호에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 내보내도 된다.
본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한, 상기 공보 및 이것에 대응하는 미국 특허에 있어서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치 (EX) 는 본원 특허 청구의 범위에 언급된 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록, 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립의 전후에는 각종 광학계에 관해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 관해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 관해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있음은 물론이다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해져, 노광 장치 전체적인 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 청정실에서 실시하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는 도 22 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 행하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 전술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 기판 처리 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 포함) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.
본 발명에 의하면, 노광 후에 잔류하여 부착된 불필요한 액체 또는 노광 중에 비산하여 부착된 불필요한 액체를 제거함으로써, 이 불필요한 액체에 의한 노광 정밀도의 열화를 방지할 수 있어, 원하는 패턴을 고정밀도로 기판 상에 형성할 수 있게 된다.

Claims (55)

  1. 투영 광학계와 기판 사이를 액체로 채우고, 상기 투영 광학계와 액체를 통해 상기 기판 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 투영 광학계의 이미지면 부근에 배치되어, 액체가 부착되어 있는 부품에 대하여 단속적으로 기체를 분사하여 그 액체를 제거하는 액체 제거 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 투영 광학계와 기판 사이를 액체로 채우고, 상기 투영 광학계와 액체를 통해 상기 기판 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 투영 광학계의 이미지면 부근에 배치되어, 액체가 부착되어 있는 부품에 대하여 기체를 분사하여 그 액체를 제거하는 액체 제거 기구를 구비하고,
    상기 액체 제거 기구는 분사 기체의 유속을 변화시키면서 기체를 분사하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는 기체 분사구을 갖고, 상기 기체 분사구는 상기 부품에 대하여 상대적으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는 상기 액체가 부착되어 있는 부품에 진동을 가하는 가진 (加振) 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 투영 광학계와 기판 사이를 액체로 채우고, 상기 투영 광학계와 액체를 통해 상기 기판 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 투영 광학계의 이미지면 부근에 배치된 부품에 부착되어 있는 액체를 제거하기 위해서 그 부품에 진동을 가하는 가진 장치를 갖는 액체 제거 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 부품은 그 일부가 지지되어 있고, 상기 가진 장치는 상기 일부가 지지된 부품의 자유단에 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가진 장치는 압전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 가진 장치는 상기 부품의 복수 위치에 진동을 가하여, 그 부품에 진행파를 생성하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 부품에 부착되어 있는 액체는 잔류한 액체 및 노광 중인 기판 상으로부터 비산한 액체 중의 적어도 어느 일방인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구에 의한 액체 제거 동작은 상기 기판에 대한 노광 동작과 병행하여 행해지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 투영 광학계와 기판 사이를 액체로 채우고, 상기 투영 광학계와 액체를 통해 상기 기판 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 투영 광학계의 이미지면 부근에 배치된 부품 상에, 노광 중인 기판 상으로부터 비산하여 부착된 액체를 제거하는 액체 제거 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 투영 광학계와 기판 사이를 액체로 채우고, 상기 투영 광학계와 액체를 통해 상기 기판 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 기판에 대한 노광 동작과 병행하여, 상기 투영 광학계의 이미지면 부근에 배치된 부품 상에 부착되어 있는 액체를 제거하는 액체 제거 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는 상기 부품에 대하여 기체를 분사하는 기체 분사구를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는 상기 부품에 부착된 액체를 흡인하는 흡인 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는 건조 기체를 공급하는 건조 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재 상에 형성되고, 광이 조사되는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재의 위치 정보를 계측하기 위한 간섭계로부터의 광이 조사되는 반사 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는 상기 간섭계 근방에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는 상기 간섭계를 사이에 두고 양측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구에 의한 액체 제거 처리는 상기 간섭계의 계측 결과에 기초하여 행해지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재 상에 형성되고, 상기 투영 광학계를 통해 그 이미지면 측에 조사되는 광을 수광하는 수광기를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  24. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재 상에 형성된 광투과 부재, 및 상기 광투과 부재를 통한 광을 수광하는 수광 소자를 구비하고,
    상기 부품은 상기 광투과 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  25. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재에 형성되어 있는 기준 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  26. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판의 노광 중에 액체에 접촉하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  27. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 투영 광학계의 선단의 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  28. 제 12 항에 있어서,
    액체를 공급하는 공급 노즐을 갖는 액체 공급 기구를 구비하고,
    상기 부품은 상기 공급 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  29. 제 12 항에 있어서,
    액체를 회수하는 회수 노즐을 갖는 액체 회수 기구를 구비하고,
    상기 부품은 상기 회수 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  30. 제 12 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구는 기판 교환 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  31. 제 12 항에 있어서,
    상기 부품으로부터 제거된 액체를 회수하는 제 2 액체 회수 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 2 액체 회수 기구는 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재의 외측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 액체 회수 기구는 상기 기판 유지 부재의 외측에 형성되어, 상기 부품으로부터 제거된 액체를 처리하는 처리 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 처리 기구는 상기 기판 유지 부재의 외측에 형성되어, 액체를 회수하는 홈통 부재, 및 상기 홈통 부재에 의해 회수된 액체를 배출하는 배출 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  35. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 복수 설정된 쇼트 영역을 순차 노광하고,
    상기 액체 제거 기구에 의한 액체 제거 처리는 제 1 쇼트 영역의 노광 완료 후로서 다음 제 2 쇼트 영역의 노광 개시까지의 적어도 일부의 기간에 있어서 행해지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 쇼트 영역과 제 2 쇼트 영역은 1 개의 기판 상에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 쇼트 영역은 제 1 기판 상에 설정되고, 상기 제 2 쇼트 영역은 상기 제 1 기판의 다음 제 2 기판 상에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 쇼트 영역과 제 2 쇼트 영역 사이의 기간에서 액체 제거 처리를 행할 때, 상기 제 1 쇼트 영역의 쇼트 정보가 기억되어, 액체 제거 처리 후, 상기 기억 정보에 기초하여 제 2 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 시작되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  39. 제 11 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 제거 기구에 의한 액체 제거 처리는 정기적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 부품의 상측에, 상기 부품에 대한 액체의 부착을 방지하기 위한 차양 부재가 형성된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  41. 투영 광학계와 기판 사이를 액체로 채우고, 상기 투영 광학계와 액체를 통해 상기 기판 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 투영 광학계의 이미지면 부근에 배치된 부품의 상측에, 상기 부품에 대한 액체의 부착을 방지하기 위한 차양 부재가 형성된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재의 측부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 기판 유지 부재의 위치 정보를 계측하기 위한 간섭계로부터의 광이 조사되는 반사 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  44. 재 40 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차양 부재의 적어도 상면은 발액성인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  45. 재 40 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차양 부재의 하방에 배치된 홈통 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 홈통 부재의 크기는 상기 차양 부재의 크기, 차양 부재와 홈통 부재의 거리, 및 차양 부재를 지지하고 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재의 이동 속도에 맞춰 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  47. 제 41 항에 있어서,
    상기 차양 부재에 진동을 가하는 가진 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  48. 투영 광학계와 기판 사이를 액체로 채우고, 상기 투영 광학계와 액체를 통해 상기 기판 상에 패턴의 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 기판을 유지하는 유지면을 갖고, 상기 투영 광학계에 대하여 이동가능한 스테이지, 및
    상기 스테이지의 주위에 배치되어, 액체를 받는 면이 상기 유지면보다 하방에 위치하도록 설정된 액체 받이 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  49. 기판에 공급된 액체를 통해 상기 기판 상에 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 기판을 유지하여 이동가능한 스테이지,
    상기 스테이지의 위치에 관한 정보를 검출하기 위해서 그 스테이지에 형성된 위치 검출 부재, 및
    상기 위치 검출 부재에 부착된 액체를 제거하는 액체 제거 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  50. 제 40 항 내지 제 49 항에 기재된 노광 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
  51. 기판에 액체에 의한 액침 영역을 형성하여, 상기 액침 영역의 액체를 통해 상기 기판 상에 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 유지하여 이동가능한 스테이지 장치,
    상기 스테이지 장치의 위치 정보를 검출하는 간섭계, 및
    상기 스테이지 장치에 형성되어 상기 간섭계로부터의 계측광을 반사하는 반사면을 구비하고,
    상기 반사면의 상단이 상기 액침 영역보다 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  52. 기판에 공급된 액체를 통해 상기 기판 상에 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 유지 부재,
    상기 기판 유지 부재의 위치 정보를 검출하는 간섭계,
    상기 기판 유지 부재의 상면에 설치된 발액성을 갖는 판상 부재, 및
    상기 판상 부재의 하방에서 상기 기판 유지 부재에 형성되어, 상기 간섭계로부터의 계측광을 반사하는 반사면을 구비하고,
    상기 계측광이 상기 반사면에 입사하는 방향에 관하여, 상기 판상 부재의 단부의 적어도 일부가 상기 반사면보다 상기 입사 방향측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  53. 투영 광학계에 의해서 이미지를 기판에 형성하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 유지하여 적어도 평면 내에서의 이동이 가능한 기판 유지 부재,
    상기 기판 유지 부재의 상기 평면 내에서의 위치 정보를 검출하는 간섭계, 및
    상기 기판 유지 부재에 형성되어, 상기 간섭계로부터의 계측광을 반사하는 반사면을 구비하고,
    상기 계측광이 상기 반사면에 입사하는 광로의 적어도 일부가, 상기 기판 유지 부재의 적어도 일부의 하방을 통과하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재는 상기 평면과 직교하는 축과 평행한 방향에 대해서도 이동가능한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  55. 제 53 항에 있어서,
    상기 노광 장치는 상기 투영 광학계와 상기 기판 사이를 액체로 채우고, 상기 투영 광학계와 상기 액체를 통해 상기 기판 상에 이미지를 투영함으로써 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서, 상기 기판 유지 부재의 적어도 일부는 상기 반사면에 대한 상기 액체의 부착을 방지하기 위한 부재인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
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