TW201415535A - 曝光裝置、曝光方法及元件製造方法 - Google Patents

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Abstract

曝光裝置具備：嘴構件70，包含供應口12(用以供應液體LQ)及回收口22(用以回收液體LQ)中之至少一方；及嘴調整機構80，按照基板P的位置或姿勢，來調整嘴構件70的位置及姿勢之至少一方。曝光裝置，係在基板P上形成液體LQ的液浸區域，以透過液浸區域的液體LQ而使基板P曝光。藉此，能將液體良好保持在投影光學系統與基板之間，而能進行高精度之曝光處理。

Description

曝光裝置、曝光方法及元件製造方法
本發明，係有關透過液體而使基板曝光之曝光裝置、曝光方法、及元件製造方法。
半導體裝置或液晶顯示裝置等之微元件，在其製程之一的微影步驟，使用曝光裝置，以將形成於光罩上之圖案轉印至感光性基板上。該曝光裝置，具有用以支持光罩之光罩載台與用以支持基板之基板載台，且逐次移動光罩載台與基板載台，而透過投影光學系統將光罩圖案投影曝光於基板上。在微元件的製造中，由於元件之高密度化，而要求對形成於基板上之圖案的微細化。為了對應上述要求，期望曝光裝置具有更高解析度，為實現上述高解析度的手段之一，如下述專利文獻1所揭示，在投影光學系統與基板間填滿折射率較氣體為高之液體狀態下，進行曝光處理之液浸曝光裝置。
專利文獻1：國際公開第99/49504號公報
在液浸曝光裝置中，必須將液體良好保持於，投影光學系統與和該投影光學系統對向配置之物體(基板或載台)之間。若不能良好保持液體，很可能會有液體之外流、擴散、或是液體中混入氣泡甚至氣體部分(Void)之情形。一旦有液體外流，可能發生例如該外流之液體附著在機器(構成曝光裝置)而造成該機器之誤動作。又，若是該機器係測量機器之情形時，可能會因外流液體而使該測量機器之測量精度劣化。一旦造成前述之機器誤動作 或測量精度的劣化，曝光裝置的曝光精度亦會劣化。又例如，在基板的曝光中，若有氣泡或氣體部分混入投影光學系統與基板之間的液體中，則會使圖案轉印至基板上之轉印精度劣化。
又，在上述習知技術，雖使用嘴構件來進行液體的供應及回收，然而，在嘴構件發生振動的情形時，該振動若傳至例如投影光學系統，可能會使透過投影光學系統與液體而轉印至基板上之圖案的轉印精度劣化。
本發明有鑑於此，其目的在於提供，可良好保持液體，以進行高精度曝光處理之曝光裝置及曝光方法、以及使用該曝光裝置及曝光方法之元件形成方法。
為解決上述問題而採用以下的構成。再者，雖將各種要件與表示實施形態之圖1~圖17對應而以帶括號的符號來表示之，然而，其等僅是作為各要件之示例，未有限定各要件之意圖。
本發明之第1形態係一種曝光裝置，係透過液浸區域的液體而使基板曝光，其特徵在於具備：嘴構件，包含供應口(用以供應該液體)及回收口(用以回收該液體)之至少一方；及嘴調整機構，按照與該嘴構件對向配置之物體的表面位置，來調整該嘴構件的位置及傾斜度之至少一方。
依本發明之第1形態，雖液體被保持在嘴構件與物體之間，但可藉嘴調整機構來按照物體的表面位置以調整嘴構件的位置及傾斜度之至少一方，藉此，可將嘴構件與物體的位置關係維持在期望狀態。因此，例如，就算在曝光中基板或基板載台(物體)的表面位置改變，仍可按照其表面位置的變化來改變嘴構件的位置及傾斜度之至少一方，藉此能將液體良好保持於嘴構件與基板之間。因此，可防止液體的外流、或是氣泡甚至氣體部分混入液體中，而能使曝光裝置以高精度來進行曝光處理。
本發明之第2形態，係一種元件製造方法，該元件係使用上述形態之曝光裝置來製造。
依本發明之第2形態，可在維持高曝光精度之狀態下來製造元件，故而，可製得能發揮期望性能之元件。
本發明之第3形態係提供一種曝光方法，以透過基板上之液體而使該基板曝光，其包含以下步驟：將液體供應至有供應口(用以供應該液體)及回收口(用以回收該液體)之至少一方之嘴構件與基板之間；按照與該嘴構件對向配置之物體的表面位置，來調整該嘴構件的位置及傾斜度之至少一方；及透過液體而使基板曝光。
依本發明之曝光方法，按照物體的表面位置來調整嘴構件的位置及傾斜度之至少一方，藉此，可將嘴構件與物體的位置關係維持在期望狀態。因此，例如，就算在曝光中基板或基板載台(物體)的表面位置有改變，仍可按照其表面位置的變化來改變嘴構件的位置及傾斜度之至少一方，藉此能將液體良好保持於嘴構件與基板之間。因此，可防止液體的外流、或是氣泡甚至氣體部分混入液體中，而能以高精度來進行曝光處理。
本發明之第4形態一種元件製造方法，其中包含以下步驟：以曝光方法而使基板曝光；使經曝光之基板顯影；以及對經顯影之基板予以加工。依此製造方法，可在維持高曝光精度之狀態下來製造元件，故可製得能發揮期望性能之元件。
依本發明，能良好保持液體，以高精度而進行曝光處理，而能製得具有期望性能之元件。
1‧‧‧主支架
8‧‧‧下側段部
10‧‧‧液體供應機構
12‧‧‧供應口
20‧‧‧液體回收機構
22‧‧‧回收口
30‧‧‧聚焦調平檢測系統
70‧‧‧嘴構件
70A‧‧‧下面
71‧‧‧第1嘴構件
71A‧‧‧下面
72‧‧‧第2嘴構件
72A‧‧‧下面
80、80'‧‧‧嘴調整機構
81‧‧‧支持機構
83‧‧‧驅動機構
100‧‧‧液浸機構
150‧‧‧吹氣機構
151‧‧‧吹氣口
152‧‧‧吹氣構件
152A‧‧‧下面
AR1‧‧‧投影區域
AR2‧‧‧液浸區域
EX‧‧‧曝光裝置
LQ‧‧‧液體
LS1‧‧‧光學元件
P‧‧‧基板
PK‧‧‧鏡筒
PL‧‧‧投影光學系統
PST‧‧‧基板載台
PSTD‧‧‧基板載台驅動機構
圖1係第1實施形態之曝光裝置的概略構成圖。
圖2係圖1之要部放大截面圖。
圖3係由下側觀察嘴構件之圖。
圖4係用以說明嘴構件的動作之示意圖。
圖5係用以說明液浸區域的液體動作之示意圖。
圖6係第2實施形態之曝光裝置之圖。
圖7係第3實施形態之曝光裝置之圖。
圖8係第4實施形態之曝光裝置之圖。
圖9係第5實施形態之曝光裝置之圖。
圖10係與嘴構件連接的吹氣構件與基板之位置關係示意(俯視)圖。
圖11係第6實施形態之曝光裝置之圖。
圖12係第7實施形態之曝光裝置的概略構成圖。
圖13係圖12之要部放大截面圖。
圖14係用以說明第7實施形態中液浸區域的液體動作之示意圖。
圖15係用以說明第7實施形態中液浸區域的液體動作之示意圖。
圖16係第8實施形態之曝光裝置之圖。
圖17係表示微元件的製程之一例之流程圖。
以下，參照圖式來說明本發明之實施形態，但本發明並不侷限於此。
(第1實施形態)
圖1係第1實施形態之曝光裝置EX的概略構成圖。圖1所示之曝光裝置EX包含：光罩載台MST，以可移動方式保持光罩M；基板載台PST，以可移動方式保持基板P；照明光學系統IL，用以將曝光用光EL照明於光罩載台MST所保持的光罩M；投影光學系統PL，用以將被曝光用光EL所照明的光罩M之圖案像，投影曝光至基板載台PST所保持的基板P上；及控制裝置CONT，用以綜合控制曝光裝置EX整體之動作。控制裝置 CONT，與儲存有曝光處理之相關資訊之儲存裝置MRY連接。
本實施形態之曝光裝置EX，係實質縮短曝光波長以提高解析度，並且為實質增大焦點深度而使用液浸法之液浸曝光裝置，其具備用以在基板P上形成液體LQ的液浸區域AR2之液浸機構100。液浸機構100具備：環狀之嘴構件70，其係設置在基板P(基板載台PST)的上方，以在投影光學系統PL的像面側前端附近圍繞該投影光學系統PL的方式而設置；液體供應機構10，透過設置在嘴構件70之供應口12，而將液體LQ供應至基板P上；以及液體回收機構20，透過設置在嘴構件70之回收口22，回收基板P上之液體LQ。在本實施形態之嘴構件70具備：第1嘴構件71，包含用以供應液體LQ之供應口12；及第2嘴構件72，包含用以回收液體LQ之回收口22。第1嘴構件71與第2嘴構件係個別之構件，彼此並未以機械方式相連。第1嘴構件71，係以在基板P(基板載台PST)的上方圍繞投影光學系統PL的像面側前端附近之方式，而設置成為環狀。第2嘴構件72，係以在基板P(基板載台PST)的上方圍繞第1嘴構件71外側的方式，而設置成環狀。
曝光裝置EX，至少在將光罩M的圖案像轉印至基板P上之期間，藉由液體供應機構10所供應的液體LQ而在基板P上之至少一部分(包含投影光學系統PL之投影區域AR1)，局部形成較投影區域AR1為大且較基板P為小之液浸區域AR2。具體而言，曝光裝置EX係採用局部液浸方式，將液體填滿於投影光學系統PL的像面側前端部之光學元件LS1、與配置在該像面側之基板P表面之間，使通過光罩M的曝光用光EL，在透過該投影光學系統PL與基板P間的液體LQ、及投影光學系統PL後，照射在基板P，藉此，將光罩M的圖案投影曝光至基板P。控制裝置CONT使用液體供應機構10，將既定量之液體LQ供應至基板P上，且使用液體回收機構20以回收基板P上之既定量的液體LQ，藉以在基板P上局部形成液體LQ的液 浸區域AR2。
又，曝光裝置EX具備嘴調整機構80，用以按照基板P的表面位置，來調整嘴構件70之位置及姿勢(傾斜度)之至少一方。嘴調整機構80具有可驅動嘴構件70之驅動機構83，用以調整嘴構件70的下面70A之至少一部分與基板P表面間之相對距離及相對傾斜度之至少一方。在此，嘴構件70的下面70A，係指包含第1嘴構件71的下面71A及/或第2嘴構件72的下面72A，乃是與由基板載台PST所支持的基板P表面呈對向之面。故而，嘴調整機構80所調整者，係下面71A、72A之至少一方與基板P表面之間的相對距離及相對傾斜度之至少一方。再者，在以下的說明中，將第1、第2嘴構件71、72中與基板P表面對向之下面71A、72A，併稱為「嘴構件70的下面70A」。
本實施形態的曝光裝置EX，係以使用掃描型曝光裝置(掃描步進機)為例的情形來說明，其係使光罩M與基板P於掃描方向彼此朝不同方向(逆向)同步移動，而將光罩M所形成的圖案曝光於基板P上。當然，使光罩M與基板P朝同一掃描方向同步移動之掃描型曝光裝置亦可。在以下的說明，與投影光學系統PL的光軸AX一致的方向係設為Z軸方向，在垂直於Z軸方向之平面內之光罩M與基板P同步移動的方向(掃描方向)係設為X軸方向，與Z軸方向及X軸方向垂直的方向係設為Y軸方向(非掃描方向)。又，繞X軸、Y軸及Z軸旋轉(傾斜)的方向，分別設為θ X、θ Y、及θ Z方向。
曝光裝置EX具備：設置在地面上之底座9、及設置在該底座9上之主支架(main column)1。在主支架1形成有，朝內側突出之上側段部7及下側段部8。照明光學系統IL，用以將曝光用光EL照明於由光罩載台MST所支持之光罩M，以固定在主支架1的上部之支架3所支持。
照明光學系統IL具備：曝光用光源、使曝光用光源射出的光束之照度 均勻之光學積分器、使來自光學積分器之曝光用光EL會聚之聚光鏡、中繼透鏡系統、以及藉曝光用光EL設定光罩M上之照明區域之視野光圈等。光罩M上之既定照明區域，係由照明光學系統IL以照度均勻分布之曝光用光EL來照明。自照明光學系統IL射出之曝光用光EL，可舉例為，由水銀燈所射出之光線(g線、h線、i線)及KrF準分子雷射光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)、或ArF準分子雷射光(波長193nm)及F2雷射光(波長157nm)等真空紫外光(VUV光)。本實施形態係使用ArF準分子雷射光。
本實施形態的液體LQ係使用純水。純水不僅可使ArF準分子雷射光透過，例如水銀燈所射出之光線(g線、h線、i線)以及KrF準分子雷射光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)，亦可透過純水。
光罩載台MST，以可移動的方式來保持光罩M。光罩載台MST，係以真空吸附(或靜電吸附)方式來保持光罩M。在光罩載台MST的下面，設有複數個作為非接觸式軸承之空氣軸承(air bearing)45。光罩載台MST藉由空氣軸承45，以非接觸方式被支持於光罩定盤4的上面(導引面)。在光罩載台MST及光罩定盤4的中央部，分別設有供光罩M的圖案像通過之開口部(開口部的側壁以MK1、MK2表示)。光罩定盤4係透過防振裝置46而由主支架1的上側段部7所支持。亦即，光罩載台MST係透過防振裝置46及光罩定盤4而被支持於主支架1(上側段部7)。又，光罩定盤4與主支架1藉防振裝置46來分隔振動，避免主支架1的振動傳至支持光罩載台MST的光罩定盤4。
光罩載台MST，係由控制裝置CONT所控制之包含線性馬達等之光罩載台驅動裝置MSTD來驅動，以在保持光罩M的狀態下，在光罩定盤4上之與投影光學系統PL的光軸AX垂直之平面內，亦即是XY平面內，進行2維移動及繞θ Z方向之微旋轉。光罩載台MST能以指定的掃描速度朝X軸方向移動，光罩M的全面至少具有能僅橫切於投影光學系統PL的光軸 AX之X軸方向的移動行程(stroke)。
在光罩載台MST上，設置有與光罩載台一起移動之移動鏡41。又，在對向於移動鏡41的位置設有雷射干涉計42。在光罩載台MST上的光罩M，其在2維方向的位置、以及θ Z方向的旋轉角(視情況而有包含θ X、θ Y方向之旋轉角者)，係藉由雷射干涉計42作即時測量。將雷射干涉計42的測量結果輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT係根據雷射干涉計42的測量結果來驅動光罩載台驅動裝置MSTD，以進行光罩載台MST所支持的光罩M之位置控制。
投影光學系統PL，係以既定之投影倍率β將光罩M的圖案投影曝光至基板P上者，其包含設置在基板P側之前端部的光學元件LS1之複數個光學元件，該等光學元件係以鏡筒PK支持。本實施形態中的投影光學系統PL，係投影倍率β例如為1/4、1/5或1/8之縮小系統。再者，投影光學系統PL亦可為等倍系統或放大系統之任一種。又，投影光學系統PL，亦可為不含反射元件之折射系統、或不含折射元件之反射系統、或包含折射元件與反射元件之反射折射系統。
在保持投影光學系統PL的鏡筒PK之外緣，設有凸緣PF，投影光學系統PL透過該凸緣PF而被支持於鏡筒定盤5。鏡筒定盤5透過防振裝置47而被支持於主支架1的下側段部8。亦即，投影光學系統PL係透過防振裝置47及鏡筒定盤5而被支持於主支架1(下側段部)8。又，鏡筒定盤5與主支架1藉由防振裝置47而分隔振動，避免主支架1的振動傳至支持投影光學系統PL的鏡筒定盤5。
基板載台PST以可移動之方式，支持用來保持基板P之基板保持具PH。基板保持具PH以例如真空吸附等方式來保持基板P。在基板載台PST上設有凹部50，用以保持基板P的基板保持具PH被配置在凹部50。又，在基板載台PST中的凹部50以外之上面51，乃是與被基板保持具PH所保 持的基板P之表面大致等高(同一面)之平坦面(平坦部)。
在基板載台PST的下面，設有複數個作為非接觸式軸承之空氣軸承(air bearing)48。基板載台PST藉由空氣軸承48，以非接觸方式被支持於基板定盤6的上面(導引面)。基板定盤6係透過防振裝置49而被支持於底座9上。又，基板定盤6與主支架1及底座9(地面)藉防振裝置49來分隔振動，避免底座9(地面)或主支架1的振動傳至支持基板載台PST的基板定盤6。
基板載台PST，由控制裝置CONT所控制之包含線性馬達等之基板載台驅動裝置PSTD來驅動，在透過基板保持具PH而保持著基板P的狀態下，在基板定盤6上方的XY平面內進行2維移動、及繞θ Z方向之微旋轉。再者，基板載台PST亦可移動於Z軸方向、θ X方向、及θ Y方向。故而，由基板載台PST所支持的基板之表面，可移動於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y、θ Z方向之6個自由度方向。
在基板載台PST的側面，設有與基板載台PST一起移動之移動鏡43。又，在與移動鏡43對向的位置，設有雷射干涉計44。藉由雷射干涉計44，可即時測量基板載台PST上之基板P在2維方向的位置及旋轉角。
又，在曝光裝置EX中，設有例如日本特開平8-37149號公報所揭示之斜入射方式之聚焦調平(focus leveling)檢測系統30，來檢測由基板載台PST所支持的基板P表面的位置資訊。聚焦調平檢測系統30，具有將檢測光束La透過液體LQ照射至基板P表面之投射系統31，及用來接收照射至基板P表面之檢測光束La之反射光之受光系統32。聚焦調平檢測系統30，檢測出基板P表面之面位置資訊(Z軸方向之位置資訊、及基板P在θ x和θ Y方向之傾斜資訊)。再者，所採用之聚焦調平檢測系統，若是以不透過液體LQ的方式而將檢測光束La照射在基板P表面者，亦為可選用者，而採用靜電電容型感測器之方式者亦可採用。
將雷射干涉計44的測量結果輸出至控制裝置CONT。聚焦調平檢測系 統30的檢測結果亦輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT根據聚焦調平檢測系統30的檢測結果，驅動基板載台驅動裝置PSTD，以控制基板P的聚焦位置(Z位置)及傾斜角(θ X、θ Y)，俾以自動聚焦方式及自動調平方式將基板P表面對位於投影光學系統PL的像面，且，根據雷射干涉計44的測量結果，進行基板P在X方向、Y軸方向、及θ Z方向之位置控制。
液浸機構100的液體供應機構10，將液體LQ供應至投影光學系統PL的像面側。液體供應機構10具備：可送出液體LQ之液體供應部11；以及以其一端部與液體供應部11相連之供應管13。供應管13的另一端則與第1嘴構件71相連。液體供應部11具有：用以貯存液體LQ之貯存槽、加壓泵、用以對所供應液體LQ調溫之調溫裝置、以及用以去除液體LQ中的異物(包含氣泡)之過濾器單元等。液體供應部11的動作由控制裝置CONT所控制。
再者，貯存槽、加壓泵、調溫裝置、及過濾器單元等，並不見得皆須由曝光裝置EX的液體供應機構10所具備，亦可利用設置有曝光裝置EX之工廠等所具有的設備，來代替其中之至少一部分。
液浸機構100的液體回收機構20，係用以回收投影光學系統PL之像面側的液體LQ。液體回收機構20具備：可回收液體LQ之液體回收部21；以及以其一端部與液體回收部21相連之回收管23。回收管23的另一端則與第2嘴構件72相連。液體回收部21具有例如真空泵等真空系統(吸引裝置)、用以將回收的液體LQ與氣體分離之氣液分離器、以及用以貯存回收的液體LQ之貯存槽等。液體回收部21的動作由控制裝置CONT所控制。
再者，真空系統、氣液分離器及貯存槽等，並不見得皆須由曝光裝置EX的液體回收機構20所具備，亦可利用設置有曝光裝置EX之工廠等所具有的設備，來代替其中之至少一部分。
圖2係投影光學系統PL的像面側前端附近之側視截面圖。再者，於圖 2中，構成投影光學系統PL的光學元件雖以3個光學元件LS1~LS3來表示，然而，實際上之投影光學系統PL係由3個以上之複數個光學元件所構成。在構成投影光學系統PL之複數個光學元件中，設置在投影光學系統PL的像面側前端之光學元件LS1，係不具有透鏡作用之無折射力的光學元件，乃是平行平面板。亦即，光學元件LS1的下面T1及上面T2分別呈大致平面，且彼此大致平行。又，所使用之光學元件LS1，亦可為其上面T2朝投影光學系統PL的物體面側(光罩M側)鼓出而形成之具折射力的光學元件。
光學元件LS1的上面T2的外徑，較下面T1的外徑為大，在光學元件LS1的上面T2附近，形成有凸緣部F1。鏡筒PK係以圍繞光學元件LS1的外側面C1之方式而設置，在鏡筒PK的內側，設有支持光學元件LS1的凸緣部F1之支持部PKF。又，鏡筒PK的下面TK，與由鏡筒所支持(保持)的光學元件LS1的下面T1，呈大致同一面。
在鏡筒PK的內側面PKS與光學元件LS1的外側面C1之間，設置有既定之間隙(gap)G1。在間隙G1設置有密封構件60。密封構件60不僅可防止液浸區域AR2的液體LQ滲入間隙G1，亦可避免存在於間隙G1的氣體混入液浸區域AR2的液體LQ。一旦有液體LQ滲入間隙G1，對光學元件LS1的外側面C1可能會有力的作用，而可能因為此種力的影響而造成光學元件LS1的振動或變形。又，存在於間隙G1的氣體若混入液浸區域AR2的液體LQ，混入的氣體(氣泡)有可能滲入曝光用光EL的光路上。為了降低上述諸情形發生的可能性，位在鏡筒PK的內側面PKS與光學元件LS1的外側面C1之間的間隙G1，設置密封構件60。
本實施形態中的密封構件60，係截面呈V字形之V型環，V型環的本體部，由鏡筒PK的內側面PKS所保持。又V型環中具有撓性之前端部係與光學元件LS1的外側面C1接觸。再者，所使用的密封構件60，只要能 夠防止液浸區域AR2的液體LQ滲入間隙G1，並能防止存在於間隙G1的氣體混入液浸區域AR2中，且減少施於光學元件LS1的應力，則可使用例如O型環、C型環等各種密封構件。
嘴構件70，係以在投影光學系統PL的像面側前端附近圍繞該投影光學系統PL的方式而形成為環狀，其具備：以圍繞投影光學系統PL的光學元件LS1的方式而配置之第1嘴構件71；以及以圍繞該第1嘴構件71外側之方式而配置的第2嘴構件72。第1嘴構件71，係由保持著構成投影光學系統PL之光學元件的鏡筒PK來支持。第1嘴構件71係環狀構件，與鏡筒PK的外側面PKC相連。又，在鏡筒PK的外側面PKC與第1嘴構件71的內側面71S之間，並無間隙(gap)的設置。亦即，鏡筒PK與第1嘴構件71係以無間隙的方式來接合，大致成為一體。因此，液浸區域AR2的液體LQ，不會滲入鏡筒PK的外側面PKC與第1嘴構件71的內側面71S之間。又，亦能避免因為在鏡筒PK的外側面PKC與第1嘴構件71的內側面71S之間存有間隙，而使氣體混入液浸區域AR2的液體LQ之情形。
第2嘴構件72，係透過支持機構81而由主支架1的下側段部8所支持。支持機構81具備：連結構件82、以及設置在連結構件82的一端部(上端部)與下側段部8之間的驅動機構83；連結構件82的另一端(下端部)，則是連接於(固定在)第2嘴構件72的上面。支持構件81可藉驅動機構83的驅動，而將第2嘴構件72以相對主支架1的下側段部8之方式來移動。又，儘管未圖示，支持機構81亦具備被動式防振機構，以防止由第2嘴構件72所產生的振動傳至主支架1的下側段部8。被動式防振機構係設置在連結構件82與主支架1的下側段部8之間，由空氣彈簧(例如氣筒或風箱等)所構成，其防振方式係藉氣體(空氣)的彈性作用，避免第2嘴構件72的振動傳至主支架1。再者，被動式防振機構亦可為包含線圈彈簧者。第2嘴構件72，與第1嘴構件71皆係環狀構件，其以圍繞第1嘴構件71的外側面71C之 方式而設置。又，在與鏡筒PK相連之第1嘴構件71的外側面71C，與由支持機構81所支持的第2嘴構件72之內側面72S之間，設置有既定之間隙(gap)G2。因此，第1嘴構件71與第2嘴構件72並無直接連接，而可分離振動。
第1、第2嘴構件71、72，分別具有與基板P表面(基板載台PST的上面)對向之下面71A、72A。與鏡筒PK連接之第1嘴構件71的下面71A，與由支持機構81所支持的第2嘴構件72的下面72A，呈大致同一面。又，第1、第2嘴構件71、72的下面71A、72A，與光學元件LS1的下面T1呈大致同一面。因此，在本實施形態中，第1嘴構件71的下面71A、第2嘴構件72的下面72A、鏡筒PK的下面TK、及光學元件LS1的下面T1，呈大致同一面。
用以將液體LQ供應至基板P上之供應口12，係設置在第1嘴構件71的下面71A。又，用以回收基板P上之液體LQ的回收口22，係設置在第2嘴構件72的下面72A。供應口12之設置，係以在第1嘴構件71的下面71A圍繞投影光學系統PL的光軸AX之方式。而設置複數個(參照圖3)。又，回收口22，係在第2嘴構件72的下面72A中，相較於設置在第1嘴構件71的下面71A之供應口12，位在遠離投影光學系統PL的光軸AX之外側。回收口22係以在第2嘴構件72的下面72A圍繞投影光學系統PL的光軸AX之方式，而形成為例如環狀之狹縫(參照圖3)。又，在本實施形態中的回收口22，配置有多孔構件(網狀構件)22P。
在第1嘴構件71內部，設置有內部流路14，其係分別連接複數個供應口12與供應管13。形成於第1嘴構件71之內部流路14自途中分支，以分別與複數個供應口12連接。又，在第2嘴構件72內部，設置有連接著環狀之回收口22與回收管23之內部流路24(參照圖2)。內部流路24，與環狀之回收口22對應而形成為環狀，其具備：與該回收口22相連之環狀流 路；以及連接該環狀流路的一部分與回收管23之多岐管流路。在將液體LQ供應至基板P上時，控制裝置CONT，係使液體供應部11送出液體LQ，透過供應管13、及第1嘴構件71內部流路14，從設置在基板P的上方之供應口12，將液體LQ供應至基板P上。在回收基板P上的液體LQ時，控制裝置CONT則驅動液體回收部21。藉液體回收部21的驅動，使基板P上的液體LQ透過設置在基板P的上方之回收口22而流入第2嘴構件72內部流路24，然後透過回收管23而被回收至液體回收部21。
在形成液體LQ的液浸區域AR2時，控制裝置CONT係使用液浸機構100的液體供應機構10及液體回收機構20來對基板P上進行液體LQ的供應及回收。液體LQ被填滿於嘴構件70的下面70A(71A、72A)及投影光學系統PL的光學元件LS1的下面T1與基板P表面之間，而形成液浸區域AR2。
圖3係從下側觀察嘴構件70之圖。如圖3所示，支持第2嘴構件72的支持機構81，其具備：3個連結構件82，以及與其等連結構件82對應而設置之3個驅動機構83。各連結構件82，係沿著第2嘴構件72的圓周方向(θ Z方向)而保持大致等間隔(120。間隔)。各連結構件82的下端，分別固定在第2嘴構件72的上面之3個既定位置。驅動機構83係設置於，3個連結構件82的各個上端部與主支架1的下側段部8之間。亦即，在本實施形態中之驅動機構83，亦以大致等間隔(120°間隔)之方式而設置有3個。又，上述之被動式防振機構，亦和連結構件82對應而設置有3個。驅動機構83，係以例如由洛倫茲(Lorentz)力所驅動之音圈馬達或線性馬達等而構成。由洛倫茲力所驅動之音圈馬達等，其具有線圈部與磁極部，乃是在其等線圈部與磁極部保持非接觸之狀態下而驅動。因此，驅動機構83，乃是音圈馬達等由洛倫茲力所驅動之驅動機構，藉此，可防止振動的發生。
驅動機構83的動作由控制裝置CONT所控制。控制裝置CONT係使 用3個驅動機構83，使與連結構件82接連之第2嘴構件72以相對主支架1的下側段部8之方式而驅動(變位或移動)。亦即，控制裝置CONT藉調整複數個驅動機構83之驅動量，藉此來調整與連結構件82連接之第2嘴構件72的位置及姿勢(傾斜度)之至少一方。在本實施形態中設有3個驅動機構83，控制裝置CONT藉調整複數個驅動機構83之驅動量，即可使第2嘴構件72驅動於θ X方向、θ Y方向、及Z軸方向之3個自由度方向。
又，控制裝置CONT，根據用以檢測基板P表面之面位置資訊之聚焦調平檢測系統30之檢測結果，來調整第2嘴構件72的位置及姿勢之至少一方。
再者，雖在此之嘴調整機構80具有3個驅動機構83，但驅動機構83的數目及位置可任意設定。例如，亦可設有6個驅動機構83，使第2嘴構件72能夠驅動(變位或移動)於6個自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y、及θ Z方向)。如所揭示者，驅動機構83的數目及位置，可按照驅動第2嘴構件72時所需要的自由度之數目來妥為設定。
接著說明，使用具上述構成之曝光裝置EX而將光罩M的圖案像投影於基板P而使其曝光之方法。
在將基板P裝載於基板保持具PH之後，控制裝置CONT使用液浸機構100的液體供應機構10及液體回收機構20來對基板P上進行液體LQ的供應及回收。藉液浸機構100之液體供應動作及液體回收動作，可將液體填滿於，嘴構件70的下面70A及投影光學系統PL的下面T1與基板P表面之間，以在基板P上局部形成液體LQ的液浸區域AR2。
本實施形態之曝光裝置EX，係使光罩M與基板P朝X軸方向(掃描方向)移動而使光罩M的圖案像投影至基板P者，使基板P朝X軸方向移動而施以掃描曝光。在掃描曝光時，將光罩M的一部分之圖案像透過液浸區域AR2的液體LQ及投影光學系統PL而投影在投影區域AR1內，光罩M 以速度V朝-X方向(或+X方向)同步移動，基板P則以β×V(β為投影倍率)之速度相對於投影區域AR1朝+X方向(或-X方向)移動。在基板P上設定有複數個照射區域，於結束對1個照射區域之曝光後，基板P以步進方式移動至下一個照射區域之掃描開始位置，之後再以步進掃描方式移動基板P而依序對各照射區域進行掃描曝光處理。
在各照射區域之掃描曝光中，基板P的面位置資訊(Z方向的位置資訊及傾斜資訊)，係藉聚焦調平檢測系統30而檢測得知。在基板P的掃描曝光中，控制裝置CONT根據聚焦調平檢測系統30之檢測結果，調整基板P表面與投影光學系統PL的像面之位置關係。具體而言，控制裝置CONT透過基板載台驅動機構PSTD來驅動基板載台PST，來調整由該基板載台PST所支持的基板P之面位置(Z位置、θ X、θ Y)，以使基板P表面與透過投影光學系統PL及液體LQ所形成的像面一致。再者，用來調整基板P與投影光學系統PL的像面之位置關係之調整機構，並不限於調整基板P表面之面位置的基板載台PST(基板載台驅動機構PSTD)，例如，揭示於日本特開昭60-78454號公報之設置於投影光學系統PL的成像特性調整裝置亦可。成像特性調整裝置，可藉驅動構成投影光學系統PL之複數個光學元件中之特定的光學元件，來調整鏡筒PK之內部壓力，藉此而調整投影光學系統PL的像面位置。因此，控制裝置CONT可根據聚焦調平檢測系統30之檢測結果，驅動成像特性調整裝置，藉以調整基板P表面與投影光學系統PL的像面之位置關係，以使投影光學系統PL的像面與基板P表面一致。又，亦可併用基板載台PST的驅動與成像特性調整裝置的驅動，以使基板P表面與投影光學系統PL的像面一致。
又，控制裝置CONT係按照基板P的面位置(Z位置、θ X、θ Y)，來調整第2嘴構件72的位置及姿勢(Z位置、θ X、θ Y)之至少一方。具體而言，控制裝置CONT根據於基板P表面之面位置資訊，亦即是根據於聚焦 調平檢測系統30之檢測結果，來調整第2嘴構件72的位置及姿勢之至少一方，以使第2嘴構件72的環狀之下面72A與基板P表面之相對距離及相對傾斜之至少一方維持在期望狀態。
一旦第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之相對距離或相對傾斜有變動，會有無法良好保持液體LQ，而導致液浸區域AR2的液體LQ外流、或是有氣泡混入液浸區域AR2之情形。在基板P的掃描曝光中，控制裝置CONT驅動驅動機構83，來調整第2嘴構件72的位置與姿勢之至少一方，以將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之相對距離及相對傾斜維持為大致一定。藉此，能將液體LQ良好保持在第2嘴構件72的下面72A與基板P之間，而能避免液浸區域AR2之液體LQ的外流、或有氣泡混入液浸區域AR2之情形發生。
本實施形態之控制裝置CONT，在調整第2嘴構件72的位置及姿勢之至少一方時，係使基板P表面與第2嘴構件72的下面72A之距離維持在L1(大約1mm)，且使基板P表面與下面72A大致平行。亦即，如圖4(A)的示意圖所示般，在基板P的掃描曝光中，為了使投影光學系統PL的像面與基板P表面一致，當基板P表面的Z軸方向位置有變動時，控制裝置CONT乃藉由驅動機構83來改變第2嘴構件72在Z軸方向之位置，以將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之相對距離維持在既定距離L1。又，如圖4(B)、圖4(C)所示般，當基板P表面朝θ X方向或θ Y方向傾斜時，控制裝置CONT邊將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之相對距離維持在既定距離L1，邊藉由驅動機構83來改變第2嘴構件72在θ X方向或θ Y方向之位置(第2嘴構件72的傾斜度)，以將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之相對傾斜維持於大致平行之狀態。亦即，控制裝置CONT乃是按照基板P的表面位置之變化，驅動驅動機構83，而使第2嘴構件72的下面72A移動於基板P表面之法線方向及傾斜方向。再者，第2嘴構件 72的初始位置及初始傾斜度，可按照與基板P的基準面位置(設計值)之關係而分別預設成既定之值，驅動機構83乃以該設定之初始值作為基準，來改變第2嘴構件72的位置，以將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之相對距離維持在既定距離L1，且維持第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之平行狀態。
如此，在基板P的掃描曝光中，控制裝置CONT以追隨基板P的面位置變化的方式，來調整第2嘴構件72的位置及姿勢之至少一方，藉此，可將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之相對距離及相對傾斜維持成一定。
又，在本實施形態中，嘴構件70的下面70A(71A、72A)、鏡筒PK的下面TK、與投影光學系統PL(光學元件LS1)的下面T1呈大致同一面。因此，液浸區域AR2可良好形成於嘴構件70的下面70A及投影光學系統PL的下面T1與基板P之間。然而，下面71A、下面72A、下面TK、及下面T1，未必須為同一面，可以設定各個下面之Z方向位置來良好地維持液浸區域AR2。再者，作為與液浸區域AR2的液體LQ接觸之液體接觸面的嘴構件70的下面70A、或投影光學系統PL的下面T1、鏡筒PK的下面TK，若是預先使其對液體LQ具有親液性，則能進一步將液浸區域AR2維持在良好期望狀態。又，在基板P的周圍，設有與基板P表面大致成同一面之上面51，使其狀態成為，在基板P的邊緣部之外側幾乎不存在有段差部位。因此，在對基板P表面之邊緣區域施以液浸曝光等之情況時，能將液體LQ保持在投影光學系統PL的像面側而可良好的形成液浸區域AR2。又，在基板P的邊緣部與設置在該基板P周圍之平坦面(上面)51之間，雖有0.1~1mm左右之間隙，但由於液體LQ的表面張力所致，液體LQ幾乎不會滲入該間隙之內。再者，就算是在預使上面51對液體LQ具有撥液性而將液浸區域AR2的一部分配置在上面51上之情形時(亦即，用以形成液浸區域AR2 之液體LQ被保持於，基板P與基板載台PST的上面51、和嘴構件的下面70A與投影光學系統PL的下面T1之間的情形)，亦能防止液體LQ外流至基板載台PST外側，也可防止上面51上有液體LQ的殘留。
本實施形態中的液體回收機構20，係驅動設置在液體回收部21之真空系統，藉以透過回收口22來回收液體LQ。在該情形時，有可能透過回收口22而將液體LQ連同其周圍氣體一併回收。因此，具有回收口22之第2嘴構件72，與第1嘴構件71相較，較易發生振動。然而，因為在第1嘴構件71與第2嘴構件72之間設有間隙G2(彼此間未以機械方式連接)，因此，由第2嘴構件72所產生的振動，並不會直接傳至第1嘴構件71、以及與該第1嘴構件71相連之鏡筒PK(投影光學系統PL)。
又，第2嘴構件72，係藉包含被動式防振機構之支持機構81，而由主支架1(下側段部)8來支持之，故而，由第2嘴構件72所產生的振動，亦不會傳至主支架1。
又，以透過支持機構81的方式來支持第2嘴構件72之主支架1、與以透過凸緣PF的方式來支持投影光學系統PL的鏡筒PK之鏡筒定盤5，乃是透過防振裝置47來分離其振動。因此，利用支持機構81的被動式防振機構與防振機構47之各功能，能避免第2嘴構件72產生之振動傳至投影光學系統PL。又，主支架1以及支持基板載台PST之基板定盤6，係透過防振裝置49來分離其振動。故亦能防止由第2嘴構件72產生的振動，透過主支架1及底座9而傳至基板載台PST。又，主支架1與支持光罩載台PST之光罩定盤4，係透過防振裝置46來分離其振動。故亦可防止由第2嘴構件72所產生的振動透過主支架1而傳至光罩載台MST。
另一方面，第1嘴構件71並不具有回收口，而僅具有用來供應液體LQ之供應口12，在透過供應口12來供應液體LQ時，較不易發生會損及曝光精度之振動。因此，就算第1嘴構件71與投影光學系統PL的鏡筒PK連 接，也不太可能因為第1嘴構件71而在投影光學系統PL(鏡筒PK)發生損及曝光精度之振動，而能維持曝光精度。
又，間隙G2所具有之距離，係就算第2嘴構件72受驅動機構83的驅動，仍不致使第2嘴構件72與第1嘴構件71碰觸(即不干涉)之距離。故而，不會妨礙驅動機構83對第2嘴構件72的驅動。再者，以不妨礙第2嘴構件72的驅動之方式，而以可伸縮之具有撓性的管等來構成與第2嘴構件72相連之回收管23之至少一部分則較佳。
又，隨著掃描曝光時之基板P的移動，位在投影光學系統PL的下面T1及嘴構件70的下面70A與基板P之間的液浸區域AR2的液體LQ，有可能會受移動中的基板P所牽動而有移動情形。例如，如圖5所示，隨著基板P朝+X方向的移動，可能造成液浸區域AR2的液體LQ之一部分朝+X方向移動。然而，因為在第1嘴構件71與第2嘴構件72間形成有間隙G2，該間隙G2的上端部係朝著大氣開放，故而，液體LQ可出入於間隙G2。因此，就算嘴構件70的尺寸(徑長)較小，亦能防止有液體LQ外流至回收口22的外側。
又，雖存在於間隙G2之氣體有可能混入液浸區域AR2之液體LQ，但因間隙G2係設置於以曝光用光EL的光路(投影區域AR1)為基準較供應口12為外側，由供應口12所供應的液體LQ之一部分，形成朝向較供應口12為外側之液流(參照圖5中之箭頭y1)。因此，就算有氣泡從間隙G2混入液浸區域AR2的液體LQ中，藉助於供應口12所供應的液體LQ之部分液流，能使所混入之氣泡被帶離曝光用光EL的光路。因之，可避免有混入之氣體(氣泡)滲入至曝光用光EL的光路，而能使轉印至基板P上之光罩M圖案不致有轉印精度劣化之情形。
如以上所述，將液體LQ保持於嘴構件70的下面70A與基板P表面之間，藉以形成液浸區域AR2之情形時，乃是按照基板P的面位置，來調整 嘴構件70的位置及姿勢之至少一方，藉此，可將嘴構件70與基板P的位置關係維持於期望狀態。故而，就算在掃描曝光中基板P的面位置有改變，亦能將液體LQ良好保持在嘴構件70與基板P之間，甚至亦能良好保持於投影光學系統PL與基板P之間。因此，可防止有液體LQ外流至基板P的外側、或有氣泡混入液體LQ中，而能使曝光裝置EX以高精度來進行曝光處理。
特別是，在本實施形態中，乃是對於第1、第2嘴構件71、72之中，來調整具有回收口22之第2嘴構件72之位置及姿勢之至少一方，故而，能夠邊追隨基板P的面位置之改變，邊透過第2嘴構件72的回收口22來良好的回收液體LQ。因此，就算是在基板P的掃描曝光中，液體回收機構20亦能良好回收液體LQ。再者，亦可使第1嘴構件71未與鏡筒PK連接，而是與第2嘴構件72相同地，透過具有驅動機構之支持機構而由主支架1的下側段部來支持之，並且以獨立於第2嘴構件72的方式，按照基板P的面位置來調整第1嘴構件71的位置及姿勢(Z方向之位置及傾斜度)之至少一方。
(第2實施形態)
接著，參照圖6來說明本發明之第2實施形態。在以下的說明，對於與上述實施形態相同或相等之構成部分，係賦與同一符號，簡化或省略其說明。
第2實施形態之特徵部分在於，嘴構件70由1個構件所構成，在嘴構件70的下面70A，分別設有用來供應液體LQ之供應口12與用來回收液體LQ之回收口22。在圖6中的嘴構件70，係以圍繞投影光學系統PL的方式而形成為環狀構件，在投影光學系統PL的鏡筒PK之外側面PKC與嘴構件70的內側面70S之間，設置有既定之間隙G3。藉由該間隙G3，就算隨液體LQ的供應或回收而在嘴構件70有發生振動，亦能防止該振動直接傳至 投影光學系統PL。又，該嘴構件70，乃是透過具有驅動機構83之支持機構81而由主支架1的下側段部8所支持之。在基板P的掃描曝光時，控制裝置CONT根據聚焦調平檢測系統30之檢測結果，調整嘴構件70的位置及姿勢之至少一方。如所揭示者，就算是在嘴構件70由1個構件所構成之情形，亦是按照基板P的面位置來調整嘴構件70之位置及姿勢之至少一方，藉此，可防止液體LQ的外流、或是有氣泡混入液浸區域AR2之情形。
(第3實施形態)
接著，參照圖7來說明本發明之第3實施形態。第3實施形態與第1實施形態之相異點，亦即是第3實施形態之特徵部分在於，用以供應液體LQ之供應口12，係設置在鏡筒PK的下面TK；連接著該供應口12與供應管13之內部流路14，乃是設置在鏡筒PK內部。亦即，本實施形態中，在保持著構成投影光學系統PL之光學元件LS1的鏡筒PK內，包含有用以供應液體LQ之第1嘴構件。又，第2嘴構件72，係圍繞於具有該供應口12之鏡筒PK。第2嘴構件72，在其下面72A設置有回收口22，係透過支持機構81而由主支架1的下側段部8所支持。第2嘴構件72，係以圍繞投影光學系統PL的方式而形成為環狀構件，在投影光學系統PL的鏡筒PK之外側面PKC與第2嘴構件72的內側面72S之間，設有既定之間隙G4。藉由該間隙G4，就算在透過回收口22來回收液體LQ時伴隨有第2嘴構件72之振動產生，亦能防止該振動直接傳至投影光學系統PL。另一方面，如以上所述，在透過供應口12將液體LQ供應至基板P上時所發生之振動不大，因此，就算將供應口12形成於鏡筒PK，也幾乎不會因為液體LQ的供應而在鏡筒PK發生損及曝光精度之振動。又，藉將供應口12設置在鏡筒PK，可縮小液浸區域AR2的尺寸。又，隨著液浸區域AR2的小型化，可縮短基板載台PST的移動行程，且具有曝光裝置EX全體之小型化效果。
(第4實施形態)
接著，參照圖8來說明本發明之第4實施形態。第4實施形態與第1實施形態之相異點，亦即第4實施形態之特徵部分在於，在曝光裝置EX具備檢測器110，用以檢測嘴構件70(第2嘴構件72)與基板載台PST之相對位置關係。又，控制裝置CONT係根據檢測器110之檢測結果，來調整第2嘴構件72的位置及姿勢之至少一方。
檢測器110具備：X干涉計111，用以測量基板載台PST與第2嘴構件72在X軸方向之位置關係；Y干涉計112(但在圖8中並未以圖示)，用以測量基板載台PST與第2嘴構件72在Y軸方向之位置關係；及Z干涉計113，用以測量基板載台PST與第2嘴構件72在Z軸方向之位置關係。其等干涉計111~113，係分別設在基板載台PST中不妨礙曝光處理之既定位置。在圖8中的各干涉計111~113，係設置在基板載台PST的側面。
檢測器110具備複數個(2個)X干涉計111(111A、111B)。具體而言，檢測器110具備，在基板載台PST的側面並排於Y軸方向而設置的2個X干涉計111A、111B。又，在第2嘴構件72的側面，設置有分別與X干涉計111A、111B相對應之反射面114(114A、114B)；X干涉計111的測量光束透過反射鏡而照射在反射面114。控制裝置CONT可根據X干涉計111A、111B之至少一方的測量結果，取得第2嘴構件72相對於基板載台PST之X軸方向之相關位置。又，控制裝置CONT根據複數個X干涉計111A、111B之各測量結果，可取得第2嘴構件72相對基板載台PST之θ Z方向之相關位置。
又，檢測器110具備1個Y干涉計118。具體而言，檢測器110具備設置在基板載台PST的側面之Y干涉計118。又，在第2嘴構件72的側面，設有與Y干涉計相對應之反射面(未圖示)。控制裝置CONT可根據Y干涉計之測量結果，取得第2嘴構件72相對基板載台PST之Y軸方向之相關位置。
又，檢測器110具備複數個(3個)Z干涉計113。具體而言，檢測器110具備：在基板載台PST的側面並排於X軸方向而設置之Z干涉計113A和113B，以及與該Z干涉計113B相對而並排於Y軸方向之Z干涉計113C(但在圖8中並未圖示)。又，在第2嘴構件72的側面，設有分別與Z干涉計113A、113B、113C對應之反射面116(116A、116B、116C)。Z干涉計113的測量光束透過反射鏡而照射在反射面116。控制裝置CONT可根據Z干涉計113A、113B、113C中至少一個之測量結果，取得第2嘴構件72相對基板載台PST之Z軸方向之相關位置。又，控制裝置CONT可根據複數個Z干涉計113A、113B、113C中至少2個之測量結果，來取得第2嘴構件72相對基板載台PST之θ X方向及θ Y方向之相關位置，亦即，取得第2嘴構件72相對基板載台PST之傾斜度。
如此，控制裝置CONT根據複數個干涉計111~113的測量結果，而取得第2嘴構件72相對基板載台PST之6個自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y、及θ Z方向)的位置。
再者，X干涉計、Y干涉計、及Z干涉計的數目及配置可任意的設定。例如，亦可設有1個X干涉計、2個Y干涉計。重點在於，只要其構成係使用複數個干涉計來測量第2嘴構件72在6個自由度(至少在Z位置、θ X、θ Y)方向之相關位置即可。又，檢測器110之使用並不侷限於干涉計，亦可使用例如靜電電容感測器、編碼器等、具有其他構成之位置測量器。
各干涉計111~113與控制裝置CONT連接，將各干涉計111~113的測量結果輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT可根據複數個干涉計111~113的測量結果，取得第2嘴構件72相對基板載台PST之6個自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y、及θ Z方向)的位置。控制裝置CONT根據所取得之位置資訊，在基板P的掃描曝光中驅動驅動機構83，以調整基板載台PST與第2嘴構件72的位置關係。此處，在與控制裝置CONT 相連接之儲存裝置MRY中，預先儲存著有關基板載台PST與第2嘴構件72的最佳位置關係之資訊。控制裝置CONT根據於儲存在儲存裝置MRY的儲存資訊，而在基板P的掃描曝光中調整第2嘴構件72的位置及姿勢之至少一方，以根據檢測器110的檢測結果，維持基板載台PST與第2嘴構件72之最佳位置關係。
再者，於第4實施形態中，在控制裝置CONT的儲存裝置MRY中所儲存之資訊，有能使基板P表面與第2嘴構件72的下面72A之距離為L1(大約1mm)、且使基板P表面與下面72A大致平行之資訊。
如此，控制裝置CONT並非根據聚焦調平檢測系統30的檢測結果，而是根據檢測器110所測得之基板載台PST的位置資訊，來調整第2嘴構件(嘴構件70)之位置及姿勢之至少一方，而能將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之位置關係維持在期望狀態。
再者，亦可根據聚焦調平檢測系統30之檢測結果與檢測器110的檢測結果，來調整第2嘴構件72(嘴構件70)的位置及姿勢之至少一方，而將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之位置關係維持在期望狀態。
又，亦可將本實施形態之檢測器110設置在上述第2實施形態之曝光裝置EX，以調整嘴構件70的位置及傾斜度之至少一方；亦可將本實施形態之檢測器110設置在上述第3實施形態之曝光裝置EX，以調整第2嘴構件72的位置及傾斜度之至少一方；
(第5實施形態)
其次，參照圖9來說明本發明之第5實施形態。第5實施形態之特徵部分在於，為了將嘴構件70的下面70A與基板P表面之相對距離及相對傾斜之至少一方維持在期望狀態，而設有嘴調整機構80'，其所包含之吹氣機構150具備吹氣口151，用以將氣體吹於較液浸區域AR2為外側之基板P表面。
在圖9中，具有供應口12(用以供應液體LQ)之第1嘴構件71，與投影光學系統PL的鏡筒PK係以無間隙的方式來連接；而具有回收口22(用以回收液體LQ)的第2嘴構件72，係透過支持機構81'而由主支架1的下側段部8所支持。支持機構81'具備：連結構件82；以及設置在連結構件82的上端部與下側段部8之間的被動式防振機構84。被動式防振機構84之構成中，包含例如空氣彈簧或線圈彈簧。亦即，本實施形態中的支持機構81'，並不具備包含致動器之驅動機構83。又，連結構件82的下端部，與第2嘴構件72的上面連接。
在第2嘴構件72的外側面72C，係透過連接構件153而連接於，具有與基板P表面對向之下面152A的吹氣構件152。吹氣構件152的下面152A，與嘴構件70的下面70A(71A、72A)大致成為同一面。在吹氣構件152的下面152A，設有能將氣體吹於基板P表面之吹氣口151。吹氣機構150具有氣體供應部155，從氣體供應部155所供應的氣體，透過供應管154而由吹氣口151吹出。液浸機構100雖與上述實施形態同樣是局部地在基板P上形成液體LQ的液浸區域AR2，然而，吹氣機構150的吹氣口151，係將氣體吹於，較液浸機構100所形成之液浸區域AR2為外側之基板P表面。吹氣機構150的吹氣口151係設置成，能將氣體吹於液浸區域AR2的邊緣部附近。
圖10係以俯視之示意圖來表示，與第2嘴構件72的外側連接之吹氣構件152與基板P的關係。如圖10所示般，連結構件153設有3個，各個連接構件153之配置方式，係沿第2嘴構件72的圓周方向(θ Z方向)而成大致等間隔(120°間隔)。與該連接構件153連接之吹氣構件152，同樣是以大致等間隔(120°間隔)的方式而設置成3個，係以圍繞第2嘴構件72的方式來配置。因此，設置在吹氣構件152的下面152A之吹氣口151，係以圍繞第2嘴構件72的方式而設置有複數個。對於複數個吹氣口151所分別吹 出的每單位時間之氣體供應量(氣體吹出量)，乃是設定成大致相等之值。
嘴調整機構80'，藉設置在吹氣機構150的吹氣構件152之吹氣口151，利用其朝基板P表面吹氣之力量，對於透過連接構件153而與吹氣構件152相連之第2嘴構件72，以相對基板P呈浮起狀態之方式而予支持。相對基板P而以浮起方式被支持之第2嘴構件72，維持著與基板P表面之間的相對距離及相對傾斜。因此，在基板P的掃描曝光中，就算基板P的面位置有改變，在該情形，包含有吹氣機構150之嘴調整機構80'，能使第2嘴構件72(係相對基板P以浮起方式被支持之狀態)的位置及姿勢之至少一方，追隨基板P的面位置之改變。在與第2嘴構件72連結之連結構件82與主支架1的下側段部8之間，設有包含空氣彈簧或線圈彈簧之被動式防振機構84。因此，第2嘴構件72藉由被動式防振機構84，能相對主支架1的下側段部8而搖動。因此，不會妨礙第2嘴構件72以追隨基板P的面位置之方式所進行之移動。再者，基板P的面位置，可使用上述實施形態所述般的聚焦調平檢測系統或其他檢測系統來檢測得知。
本實施形態中的吹氣機構150，將氣體吹於液浸區域AR2的邊緣部附近。由於將氣體吹在液浸區域AR2的邊緣部附近，而能藉助該氣體的流動來防止液浸區域AR2的放大、或是液浸區域AR2的液體LQ之外流情形。再者，由於在液浸區域AR2的附近有氣體的流動，因此，可能會有氣體(氣泡)透過液浸區域AR2的邊緣部而混入液浸區域AR2中。然而，由於在液浸區域AR2的邊緣部附近設有回收口22，就算有氣泡透過液浸區域AR2的邊緣部而混入，氣泡會立即被回收口22所回收。又，如同參照圖5所說明者，藉由供應口15所供應的液體LQ之流動，亦能防止透過液浸區域AR2之邊緣部所混入氣泡滲入曝光用光EL的光路上之情形。再者，當然可將用以吹氣之吹氣口151設置在遠離液浸區域AR2之處。藉此作法，可降低氣體(氣泡)混入液浸區域AR2的可能性。
再者，於本實施形態中，雖設有3個吹氣構件152，但只要能夠對第2嘴構件72以相對基板P成浮起狀態而予支持，則可任意設定其數目及配置。或者，吹氣構件152亦可為環繞第2嘴構件72之環狀構件。又，可在設置成環狀之吹氣構件152的下面152A之複數個既定位置，分別設置有吹氣口151。又，在本實施形態中，具有吹氣口151之吹氣構件152雖係與第2嘴構件72連接，然而，亦可如同參照圖6所說明者，使具有吹氣口151之吹氣構件152，連接至具有供應口12及回收口22雙方之嘴構件70。又，嘴構件70的下面70A與吹氣構件152的下面152A，只要是在能良好形成液浸區域AR2之條件下，就算不是同一面亦可。
(第6實施形態)
接著，參照圖11來說明本發明之第6實施形態。第6實施形態之特徵部分在於，在嘴構件70的下面70A，設有用來吹氣之吹氣口151。更具體而言，吹氣口151係設置在第2嘴構件72的下面72A，以投影光學系統PL的光軸AX為基準，位在較回收口22為外側。又，在吹氣口151的更外側之處，設置有用來吸引氣體之吸引口156。嘴調整機構80'係藉由從吹氣口151所吹出之氣體、及透過吸引口156所吸引之氣體的平衡性，藉以將第2嘴構件72的下面72A與基板P表面之間的相對距離及相對傾斜維持在期望狀態。如此，亦可在嘴構件70的下面70A設置吹氣口151及吸引口156。又，在本實施形態中，因為設有用來吸引氣體之吸引口156，使第2嘴構件72能良好的相對基板P而呈浮起方式之被支持狀態。又，因為吸引口156係設置在以吹氣口151為基準較液浸區域AR2為外側(遠離液浸區域AR2的位置)，因此，可防止液體LQ滲入吸引口156。當然，亦可將吸引口156設置在吹氣口151與回收口22之間。又，吸引口156，可如同參照圖9等所說明般，設置在吹氣構件152的下面152A。進而，亦可如同參照圖6所說明者，將吹氣口151及吸引口152設置於，具有供應口12及回收口22 雙方之嘴構件70的下面70A。又，在圖11的第2嘴構件72的下面72A中，只要是在能良好形成液浸區域AR2的條件下，吹氣口151之形成面與回收口22之形成面，就算並非同一面亦可。
再者，於第6實施形態中之基板P的面位置，可如同前述實施形態般，以聚焦調平檢測系統或其他檢測系統來檢測得知。
又，亦可組合在第1~第4實施形態所採用之支持機構81、與第5及第6實施形態所採用之吹氣口151及/或吸引口156。
再者，上述第1~第6實施形態所舉之說明例，在將液浸區域AR2形成於基板P上時，係將基板P表面與嘴構件(70或72)的下面之位置關係維持在期望狀態，然而，在其他情形，例如將液浸區域AR2形成於基板載台PST上之情形、或是跨基板P與基板載台PST而形成之情形等，可按照與嘴構件(70、72)對向配置之物體表面的面位置變化，來調整嘴構件(70、72)之位置及姿勢之至少一方。因此，並不侷限於基板P的掃描曝光中，在將液體LQ的液浸區域AR2形成於投影光學系統PL的像面側之各種動作中，可依照其必要性，施以嘴構件(70或72)之位置及姿勢(傾斜度)之至少一方的調整。
又，在上述第1~第6實施形態中，對於嘴構件的位置及姿勢之至少一方的調整方式，係使物體(基板P)表面與嘴構件(70、72)的下面保有既定間隔且成大致平行狀態，然而，物體(基板P)與嘴構件(70、72)之相對距離及相對傾斜的調整，可考慮液體LQ的黏性、物體(基板P)表面與液體LQ的親和性(物體表面之與液體LQ的接觸角)、及物體(基板P)的移動速度等，以維持良好的液浸區域AR2。
又，在上述第1~第4實施形態中，係使用聚焦調平檢測系統30或檢測器110，俾以光學方式來檢測基板P或基板載台PST的位置，然後根據其檢測結果，調整嘴構件70的位置及姿勢(傾斜度)之至少一方。另一方面， 亦可不根據聚焦調平檢測系統30等之檢測結果施以回授(feed back)控制，而能調整嘴構件(70、72)之位置及姿勢(傾斜度)之至少一方。亦即，在基板P的掃描曝光前，控制裝置CONT先行檢測物體表面(基板P表面)的面位置資訊，將該檢測結果視為對比資料而預先儲存在儲存裝置MRY。又，控制裝置CONT並未使用聚焦調平檢測系統30(或檢測系統110)，而是根據儲存在儲存裝置MRY之儲存資訊(對比資料)，使用驅動機構83來調整嘴構件(70、72)之位置及姿勢(傾斜度)之至少一方。此情形時，在投影光學系統PL的像面側附近，用以檢測物體(基板P)表面之面位置資訊之聚焦調平檢測系統30可予以省略。例如，如日本特開2002-158168號公報所揭示般之情形，在遠離曝光載台(對基板P施以曝光)的測量載台，於曝光前取得基板P的表面位置資訊(對比資料)之情形時，可根據該對比資料，來調整(前授控制)嘴構件(70、72)的位置及姿勢(傾斜度)之至少一方。
又，支持基板P之基板載台PST，在根據基板載台驅動機構PSTD的驅動而移動於Z軸方向、θ X方向、θ Y方向之情形時，控制裝置CONT可亦按照基板載台PSTD的驅動量，使用驅動機構83來調整嘴構件70、72的位置及姿勢之至少一方。此情形時，同樣可不根據聚焦調平檢測系統30等之檢測結果施以回授控制，即可將物體(基板P)的表面與嘴構件(70、72)之下面的位置關係維持在期望狀態。
(第7實施形態)
本實施形態之曝光裝置，除了投影光學系統PL的鏡筒係分割鏡筒、以及支持構件81並不具備嘴板(nozzle plate)之驅動構件外，其餘則與第3實施形態之曝光裝置具有大致相等之要件及構造。因此，在以下的說明中及圖12~圖15中，對於與上述第1及第3實施形態相同或相等之構成要件，賦與同一符號，簡化或省略其說明。
如圖12及圖13所示，本實施形態之曝光裝置EX，其第1嘴構件71 保持著構成投影光學系統PL之複數個光學元件LS1~LS6中最靠近像面側之第1光學元件LS1，其與第3實施形態同樣構成鏡筒PK的一部分。
如圖12所示般，投影光學系統PL中具有複數個光學元件LS1~LS6，其中包含設置在基板P側前端的第1光學元件LS1，其等之光學元件LS1~LS6，由鏡筒PK所保持。鏡筒PK係複數個分割鏡筒SB組合而成者。又，複數個分割鏡筒SB中，配置在最靠近投影光學系統PL的像面側(-Z側)之分割鏡筒，乃是具有供應口12之第1嘴構件71，其保持著第1光學元件LS1。亦即，第1嘴構件71與其等分割鏡筒SB成為一體化，全體則構成為鏡筒PK。
第2嘴構件72，係透過支持機構81而由主支架1的下側段部8所支持。支持機構81具備，連結構件82，及設置在連結構件82的一端部(上端部)與下側段部8之間的被動式防振機構84，而連結構件82的另一端(下端部)，則是連接於(固定在)第2嘴構件72的上面。支持機構81係在遠離第1嘴構件71(鏡筒PK)的狀態下，支持第2嘴構件72。
第2嘴構件72與第1嘴構件71同樣為環狀構件，乃是以在投影光學系統PL的像面側附近圍繞第1嘴構件71(鏡筒PK)的外側面71C之方式而設置。第2嘴構件72係與第1嘴構件71(鏡筒PK)分開設置，第1嘴構件71(鏡筒PK)的外側面71C，與支持機構81所支持的第2嘴構件72之內側面72S之間，設置有既定之間隙(gap)G6。
用以將液體LQ供應至基板P上之供應口12，係設置在第1嘴構件71的下面71A，而回收口22，則是以在第2嘴構件72的下面72A圍繞投影光學系統PL的光軸AX之方式，而形成為例如環狀之狹縫。又，本實施形態中的回收口22，配置有多孔構件(網狀構件)22P。
又，雖存在於間隙G6之氣體有可能混入液浸區域AR2之液體LQ，但因間隙G6之設置處，係在相對曝光用光EL的光路(投影區域AR1)之供應 口12的更外側，如圖14之示意圖所示般，由供應口12所供應的液體LQ之一部分，形成朝向較供應口12為外側之液流(參照圖14中之箭頭y1)。因此，就算有氣泡因間隙G6而混入液浸區域AR2的液體LQ中，仍可藉助於由供應口12所供應的液體LQ之部分液流，將氣泡帶至相對曝光用光EL之光路的外側。
隨著掃描曝光時基板P的移動，位在投影光學系統PL的下面T1及第1、第2嘴構件71、72之下面71A、72A與基板P間的液浸區域AR2之液體LQ，有可能受移動中的基板P牽動而隨之移動。例如，如圖15所示般，隨著基板P朝+X方向移動，有可能使液浸區域AR2的液體LQ之一部分移動於+X方向。然而，因為在第1嘴構件71與第2嘴構件72之間有形成間隙G6，該間隙G6的上端部朝大氣開放，因此，液體LQ可出入於間隙G6。因此，故可防止液浸區域AR2的巨大化，就算嘴構件70的尺寸(徑長)不大，亦能防止液體LQ外流至回收口22的外側。
(第8實施形態)
接著，參照圖16來說明本發明之曝光裝置之第8實施形態。在以下的說明及圖16中，對於與上述第1實施形態相同或相等之構成要件，係賦與同一符號，簡化或省略其說明。在本實施形態之曝光裝置中，雖與第1實施形態同樣具有驅動第2嘴構件之驅動機構383，但該驅動機構383係作為主動防振機構之功能，以防止第2嘴構件72產生的振動傳至主支架1(下側段部8)，而並不是如第1實施形態般，用以隨物體(基板P等)的面位置來調整第2嘴構件的位置及/或傾斜。以下，本實施形態將驅動機構383稱為主動防振機構。
支持機構81'具備，連結構件82，及設置在連結構件82的上端部與下側段部8之間的主動防振機構383。主動防振機構383，係使第2嘴構件72能以主動方式對主支架1的下側段部8防振，具有例如由洛倫茲力所驅動 的音圈馬達或線性馬達等致動器。由洛倫茲力所驅動的音圈馬達等，具有線圈部與磁極部，係在其等線圈部與磁極部之非接觸狀態下來驅動之。因此，藉音圈馬達等由洛倫茲力所驅動的驅動機構，來構成主動防振機構383，藉此而可防止振動的發生。
主動防振機構383設置在例如6個位置(在圖16之圖示已予簡化)，各個主動防振機構383的動作由控制裝置CONT所控制。控制裝置CONT使用其等之主動防振機構383，使與連結構件82相連之第2嘴構件72，能夠以相對主支架1的下側段部8之方式而適當的驅動於6個自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y、及θ Z方向)。在第2嘴構件72中，設有用來測量該第2嘴構件72的加速度資訊之加速度測量器73。加速度測量器73，以能在6個自由度方向測量第2嘴構件72之加速度資訊的方式，而設置成複數個。控制裝置CONT根據加速度測量器73的測量結果，驅動主動防振機構383，避免第2嘴構件72產生之振動傳至主支架1(下側段部8)，達到主動防振目的。又，在主動防振機構383中，亦包含橡膠或彈簧等被動式防振構件(衰減構件)，以藉助該被動式防振構件，有效減少由第2嘴構件72傳至主支架1的振動之高頻成分。又，藉主動防振機構383的驅動可減少振動頻率較低之成分，因此，主動防振機構383具備寬頻帶域之防振效果。再者，第2嘴構件72的振動成分中，其頻率極低的成分(例如1Hz以下之頻率成分)，對基板P上之圖案轉印精度的影響咸認為不大，故對於主動防振機構383之控制系統的建構，就算不對該頻率成分施以防振控制亦可。藉此，可防止控制系統的振盪，能以較簡單之構成來建構控制系統。
再者，於此處，雖係根據第2嘴構件72的加速度資訊來主動防振，但亦可設置例如用來測量第2嘴構件72與主支架1(下側段部8)的位置關係之位置測量器，以根據該位置測量器的測量結果，使用主動防振機構383來進行主動防振。或者，亦可根據加速度測量器的測量結果與位置測量器之 測量結果(即兩者併用)，使用主動防振機構383來進行主動防振。
再者，主動防振機構383可適用在第7實施形態之曝光裝置EX。又，適用在上述第7實施形態之曝光裝置的被動式防振機構，亦可適用在第8實施形態之曝光裝置。
如上述，各實施形態中係以純水作為液體LQ。使用純水的優點在於，在半導體製造工廠易大量取得，並且，對於基板P上的光阻或光學元件(透鏡)等無不良影響。又，純水不僅對環境無不良影響，其雜質之含量亦極低，因此，對於基板P的表面、以及設在投影光學系統PL的前端面之光學元件表面，亦有洗淨作用。又，由工廠供應的純水之純度過低時，此時可在曝光裝置設置超純水製造器。
又，純水(水)對於波長193nm之曝光用光EL的折射率n，大致為1.44左右，若使用ArF準分子雷射光(波長193nm)作為曝光用光EL時，在基板P上，能短波長化為1/n、即134nm左右而獲得高解析度。再者，與空氣中相較，其焦點深度為n倍，亦即放大為約1.44倍，因此，當其焦點深度與空氣中使用的情形同程度即可時，可更增加投影光學系統PL之數值孔徑，此點亦可提高解析度。
再者，使用如上述般之液浸法時，投影光學系統的數值孔徑NA會有在0.9~1.3的情形。當投影光學系統之數值孔徑NA如此大的情形，習知作為曝光用光的隨機偏光光源，會因偏光效應而使成像特性惡化，因此，較佳為使用偏光照明。在此情形，可進行對準光罩(標線片)的等間隔線(line and space)圖案之線圖案的長邊方向之直線偏光照明，以使光罩(標線片)圖案射出較多的S偏光成分(TE偏光成分)，亦即，射出較多沿線圖案之長邊方向的偏光方向成分之繞射光。在投影光學系統PL與塗布於基板P表面的光阻間填滿液體時，相較於在投影光學系統PL與塗布於基板P表面的光阻間係填滿空氣(氣體)時，由於有助於提高對比的S偏光成分(TE偏光成分)之繞射 光在光阻表面具有高透過率，故即使投影光學系統的數值孔徑NA超過1.0，亦可得到高成像性能。又，若是適當組合相移光罩或日本特開平6-188169號公報所揭示之沿著線圖案之長邊方向的斜入射照明法(特別是雙極照明法)等將更具效果。特別是，組合直線偏光照明光與雙極照明法，對於等間隔線的圖案被侷限在既定的一個方向時、或沿既定之一方向有密集的孔形圖案(hole pattern)時，尤有效果。例如，使透過率6%的半色調型之相移光罩(半間距45nm之圖案)，與直線偏光照明法和雙極照明法併用於照明時，在照明系統的瞳面中，由形成雙極的二光束之外切圓所限定之照明σ為0.95，使該瞳面中之各光束的半徑為0.125 σ，使投影光學系統PL的數值孔徑NA=1.2，則相較於使用隨機偏光，焦點深度(DOF)可增加150nm左右。
又，直線偏光照明與小σ照明法(表示照明系統的數值孔徑NAi與投影光學系統的數值孔徑NAp之比值之σ在0.4以下之照明法)的組合，亦有良效。
又例如，以ArF準分子雷射光作為曝光用光，使用縮小倍率1/4左右之投影光學系統PL，將微細的等間隔線圖案(例如25~50nm左右之等間隔線)曝光於基板P上之情形，因光罩M之構造(例如圖案的微細程度或鉻厚)的導波(Wave guide)效應而使光罩M具有偏光板作用，從光罩所射出之S偏光成分(TE偏光成分)的繞射光，多於會降低對比度之P偏光成分(TM偏光成分)之繞射光。此時，雖最好是使用前述之直線偏光照明，但就算以隨機偏光光源來照明光罩M，使用數值孔徑NA高達0.9~1.3之投影光學系統，仍能獲得高解析度。
又，使光罩M上的極微細之等間隔線圖案曝光於基板P上時，雖有因線柵(Wire Grid)效應而使P偏光成分(TM偏光成分)大於S偏光成分(TE偏光成分)之可能，但若以例如ArF準分子雷射光為曝光用光，使用縮小倍率 1/4左右之投影光學系統PL，將25nm以上之等間隔線圖案曝光於基板P上，從光罩所射出之S偏光成分(TE偏光成分)的繞射光會多於P偏光成分(TM偏光成分)，故即使投影光學系統之數值孔徑NA高達0.9~1.3，仍可獲得高解析度。
再者，並不僅止於對準光罩(標線片)的線圖案之長邊方向的直線偏光照明(S偏光照明)，亦可組合日本特開平6-53120號公報所揭示般，朝以光軸為中心之圓的切線(圓周)方向直線偏光之偏光照明法與斜入射照明法，其效果亦佳。特別是，當光罩(標線片)的圖案並不僅朝既定之單方向延伸之線圖案，在混有朝複數個不同方向之延伸線圖案的情形(混有週期方向相異之等間隔線圖案)，若同樣併用日本特開平6-53120號公報所揭示般，朝以光軸為中心之圓的切線方向直線偏光之偏光照明法與環帶照明法，藉此，即使投影光學系統的數值孔徑NA較大的情形，仍能獲得高成像性能。例如，使透過率6%的半色調型之相移光罩(半間距63nm之圖案)，連同朝以光軸為中心之圓的切線方向直線偏光之偏光照明法與環帶照明法(環帶比3/4)而併用於照明時，使照明σ為0.95，使投影光學系統PL的數值孔徑NA=1.00，則相較於使用隨機偏光，焦點深度(DOF)可增加250nm左右，在半間距55nm之圖案，若投影光學系統的數值孔徑NA=1.2，可增加焦點深度100nm左右。
再者，除適用上述各種照明法，亦適用在例如日本特開平4-277612號公報或特開2001-345245號公報所揭示之漸進式焦點曝光法、或者是使用多波長(例如雙波長)之曝光用光來獲得與累進式焦點曝光法具同樣效果之多波長曝光法。
本實施形態中，在投影光學系統PL的前端安裝光學元件LS1，藉由該透鏡的調整，可調整投影光學系統PL之光學特性，例如像差(球面像差、彗形像差等)。又，安裝在投影光學系統PL的前端之光學元件，亦可使用 供調整投影光學系統PL的光學特性之光學板。
再者，因液體LQ的流動而導致投影光學系統PL前端之光學元件與基板P間產生過大壓力時，該光學元件亦可使用非替換式者，以避免受該壓力移動的方式而牢固地固定光學元件。
又，本實施形態的構成，係在投影光學系統PL與基板P表面間填滿液體LQ，然而，亦可在基板P的表面安裝有例如平行平面板所構成之蓋玻璃，而在該狀態下填滿液體LQ。
又，上述實施形態的投影光學系統，亦藉由液體來填滿前端光學元件之像面側的光路空間，然而，亦可如國際公開第2004/019128號所揭示般，使液體LQ亦填滿於投影光學系統之前端光學元件在光罩側的光路空間。
又，上述實施形態中所舉之說明例，係具有投影光學系統之曝光裝置，然而，本發明亦適用於未具有投影光學系統之曝光裝置。此情形時，來自光源的曝光用光乃是通過光學元件而照射在液浸區域。例如國際公開第2001/035168號公報所揭示般，在基板上形成干涉波紋藉以在基板上使等間隔線圖案曝光之曝光裝置(微影系統)，亦為本發明所適用者。
嘴構件70等之液浸機構100的構造，並不侷限於以上所述者，可在本發明之範圍內予以改變。例如，可採用歐洲專利公開第1420298號公報、國際公開第2004/055803號公報、國際公開第2004/057589號公報、國際公開第2004/057590號公報、及國際公開第2005/029559號公報所載之構造。
再者，本實施形態中雖以水作為液體LQ，但亦可使用水以外的液體，例如，當曝光用光EL係F2雷射時，因為該F2雷射光未能透過於水，宜使用可使F2雷射光透過者來作為液體LQ，例如全氟聚醚(PFPE)或氟系油料等氟系之流體。此時，對於接觸液體LQ的部分，例如，係以含氟之極性小的分子結構物質來形成薄膜，以實施親液化處理。又，液體LQ亦可使用其他 對曝光用光EL具有透過性且折射率儘可能地高、並對投影光學系統PL或基板P表面所塗布的光阻具穩定性者(例如洋杉油)。此時，亦按照使用的液體LQ之極性來進行表面處理。又，亦可使用具有期望折射率之各種流體，例如超臨界流體、或高折射率之氣體，來取代液體LQ之純水。
又，上述各實施形態之基板P，並不侷限於半導體元件製造用之半導體晶圓，舉凡顯示元件用之玻璃基板、薄膜磁頭用之陶瓷晶圓、或曝光裝置所使用的光罩或標線片之原版(合成石英、矽晶圓)等皆可適用。再者，上述之實施形態中所使用者，係在光透過性的基板上形成既定遮光圖案(或相位圖案、減光圖案)之光透過型光罩(標線片)，但亦可不採用該種標線片，而代之以例如美國專利第6,778,257號公報所揭示般，根據擬曝光圖案的電子資料來形成透過圖案、反射圖案、或發光圖案之電子式光罩。
曝光裝置EX所適用者，除了同步移動光罩M與基板P以實施光罩M圖案之掃描曝光之步進掃描方式之掃描型曝光裝置(掃描步進機)，此外尚能適用於，在光罩M與基板P的靜止狀態下使光罩M圖案整體曝光，進而依序步進移動基板P之步進重複方式之投影曝光裝置(步進機)。
又，曝光裝置EX亦適用於，在第1圖案與基板P大致靜止的狀態下，以投影光學系統(例如1/8縮小倍率之未含反射元件的折射型投影光學系統)將第1圖案之縮小像整體曝光於基板P上之整體曝光方式者。亦可適用於，在此之後，在第2圖案與基板P大致靜止的狀態下，以該投影光學系統，將第2圖案之縮小像以部分重疊於第1圖案的方式整體曝光於基板P上之接合方式之整體曝光裝置。又，所適用之接合方式之曝光裝置，尚可例舉如，在基板P上將至少2個圖案局部疊合以進行轉印，然後使基板P依序移動之步進接合(step and stitch)方式之曝光裝置。
又，本發明亦適用於雙載台型之曝光裝置。雙載台型曝光裝置之構造及曝光動作，揭示於例如日本特開平10-163099號及特開平10-214783號(對 應美國專利6,341,007、6,400,441、6,549,269及6,590,634)、日本特表2000-505958號(對應美國專利5,969,441)或美國專利6,208,407等公報內。
再者，本發明亦適用於，例如日本特開平11-135400號公報所揭示般，在曝光裝置具備：用以保持基板之基板載台；及裝載有基準構件(形成有基準標記)或各種光電感測器之測量載台。在該情形，在測量載台上形成液浸區域時，其較佳係，按照測量載台之上面的位置來調整嘴構件(70、72)的位置及/或傾斜度。
又，曝光裝置EX的種類，並不限於將半導體元件圖案曝光於基板P之半導體元件製造時所使用的曝光裝置，亦可廣泛適用於，製造液晶顯示元件或顯示器等之曝光裝置，或是用於製造薄膜磁頭、攝影元件(CCD)、標線片或光罩等之曝光裝置。
又，基板載台PST或光罩載台MST使用線性馬達的情形，可使用空氣軸承之氣浮型、或是使用洛倫茲力或電抗(reactance)力之磁浮型者。又，各載台PST、MST，可以是沿著導軌移動的方式，或者是未設有導軌(無軌式)者亦可。在載台使用線性馬達之示例，揭示於美國專利5,623,853及5,528,118號。
各載台PST、MST之驅動機構可使用平面馬達，其使具有二維配置磁鐵而成之磁鐵單元與二維配置線圈而成之電樞單元相對向，以電磁力來驅動各載台PST、MST。此時，可使磁鐵單元或電樞單元的任一方連接於載台PST、MST，使磁鐵單元或電樞單元的另一方設於載台PST、MST的移動面側。
為了避免基板載台PST因移動而形成之反作用力傳至投影光學系統PL，可使用框架(frame)構件以機械性地釋放至地板(大地)，例如日本特開平8-166475號公報(美國專利第5,528,118號)所載者。
為了避免光罩載台MST因移動而形成之反作用力傳至投影光學系統 PL，可使用框架構件機械性地釋放至地板(大地)，例如日本特開平8-330224號公報(美國專利第5,874,820)所載者。
如上述，本案實施形態之曝光裝置EX，係將各種包含本案申請專利範圍所舉之各構成要件之子系統以保持既定之機械精度、電氣精度、光學精度的方式予以組裝來製造。為了確保上述各種精度，在該組裝前後，尚進行各種調整，例如對各種光學系統施以供達成光學精度之調整、對各種機械系統施以供達成機械精度之調整、對各種電氣系統施以供達成電氣精度之調整。各種子系統對曝光裝置之組裝步驟，亦包含各種子系統彼此間的機械連接、電路之配線連接、及氣壓迴路之配管連接等。各種子系統對曝光裝置之組裝步驟前，當然有各子系統之組裝步驟。一旦完成各子系統對曝光裝置之組裝步驟，即進行綜合調整，以確保曝光裝置整體之各種精度。再者，曝光裝置之製造，較佳係在溫度及潔淨度等受到管理之潔淨室內進行。
半導體元件等微元件之製造，如圖17所示般，經由步驟201進行微元件之功能、性能設計，接著根據該設計步驟以步驟202製作光罩(標線片)，以步驟203製造作為元件基材的基板，以曝光處理步驟204利用上述實施形態之曝光裝置EX將光罩圖案曝光於基板，經元件組裝步驟(含切割步驟、接合步驟、封裝步驟等加工步驟)205，以及檢查步驟206等來製造。再者，曝光處理步驟204中，包含上述實施形態所說明之嘴構件的調整程序或基板的顯影程序。
依本發明，能將液體良好保持在基板上，俾以更佳之精度將微細圖案曝光於基板，因此，可製得具有期望性能之高密度元件。
5‧‧‧鏡筒定盤
8‧‧‧下側段部
11‧‧‧液體供應部
12‧‧‧供應口
13‧‧‧供應管
14‧‧‧內部流路
21‧‧‧液體回收部
22‧‧‧收口
22P‧‧‧多孔構件
23‧‧‧回收管
24‧‧‧內部流路
30‧‧‧聚焦調平檢測系統
31‧‧‧投射系統
32‧‧‧受光系統
47‧‧‧防振裝置
50‧‧‧凹部
51‧‧‧上面
60‧‧‧密封構件
70‧‧‧嘴構件
70A‧‧‧下面
71‧‧‧第1嘴構件
71A‧‧‧下面
71C‧‧‧外側面
71S‧‧‧內側面
72‧‧‧第2嘴構件
72A‧‧‧下面
72S‧‧‧內側面
80‧‧‧嘴調整機構
81‧‧‧支持機構
82‧‧‧連結構件
83‧‧‧驅動機構
C1‧‧‧外側面
G1、G2‧‧‧間隙
F1‧‧‧凸緣部
La‧‧‧檢測光束
LQ‧‧‧體
LS1‧‧‧光學元件
P‧‧‧基板
PF‧‧‧凸緣
PK‧‧‧鏡筒
PKC‧‧‧外側面
PKF‧‧‧支持部
PKS‧‧‧內側面
PL‧‧‧投影光學系統
PST‧‧‧基板載台
T1‧‧‧下面
T2‧‧‧上面
TK‧‧‧(鏡筒之)下面

Claims (39)

  1. 一種曝光裝置，係透過液浸區域的液體而使基板曝光，其特徵在於具備：嘴構件，包含供應口(用以供應該液體)及回收口(用以回收該液體)之至少一方；及嘴調整機構，按照與該嘴構件對向配置之物體的表面位置，來調整該嘴構件的位置及傾斜度之至少一方。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其進一步具備投影光學系統，透過投影光學系統與該液浸區域的液體而使該基板曝光。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中該嘴構件，具有與該物體的表面對向之下面；該嘴調整機構，係調整該嘴構件的下面與該物體的表面間的相對距離及相對傾斜之至少一方。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其中該嘴調整機，係以將該相對距離及相對傾斜之至少一方維持在既定狀態的方式來進行調整。
  5. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其中該嘴構件，以圍繞該投影光學系統的方式而形成為環狀；在該嘴構件的下面及該投影光學系統的下面、與該物體的表面之間，形成該液浸區域。
  6. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該物體包含該基板；該基板係朝既定方向移動而進行掃描曝光；該嘴調整機構係在該掃描曝光中調整該嘴構件。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置，其具備焦點調整機構，用以調整該基板表面與該投影光學系統的像面之位置關係；該焦點調整機構，為了調整該位置關係而在掃描曝光中改變該基板的位置或姿勢；該嘴調整機構，係以追蹤該掃描曝光中之基板表面的面位置變化之方式，來調整該嘴構件。
  8. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中該嘴調整機構，係根據該物體表面的面位置資訊來調整該嘴構件。
  9. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其進一步具備檢測系統，用以檢測該物體表面之面位置資訊；該嘴調整機構，係根據該檢測系統之檢測結果，來調整該嘴構件。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其具備：支持構件，用以支持該嘴構件；及驅動機構，將該嘴構件以相對該支持構件之方式而驅動；該驅動機構，係根據該檢測系統之檢測結果來驅動該嘴構件。
  11. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，該液浸區域係在該物體上局部形成；該嘴調整機構包含吹氣機構；該吹氣機構具有吹氣口，其將氣體吹拂在該液浸區域外側的該物體之表面，俾將該嘴構件的下面與該物體表面之相對距離及相對傾斜之至少一方維持在既定狀態。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，該吹氣機構具有吹氣構件，其與該嘴構件的外側連接，且具有與該物體的表面互為對向之下面； 該吹氣口係設在該吹氣構件的下面。
  13. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，該吹氣口係以圍繞該嘴構件的方式而設置複數個。
  14. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，該吹氣口係形成於該嘴構件的下面。
  15. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中該吹氣機構，係將氣體吹拂在該液浸區域的邊緣部附近。
  16. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中該回收口係設置於，以該投影光學系統的光軸為基準較該供應口為外側。
  17. 如申請專利範圍第2、7、及15項中任一項之曝光裝置，其中，該嘴構件具備：第1嘴構件，以圍繞該投影光學系統的方式而設置，且具有該供應口；以及第2嘴構件，以圍繞該第1嘴構件外側的方式而設置，且具有該回收口；該嘴調整機構係供調整該第2嘴構件。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光裝置，其中，該第1嘴構件係與用來保持光學元件(構成該投影光學系統)之保持構件連接。
  19. 如申請專利範圍第17項之曝光裝置，其中，該第1嘴構件係包含於用來保持光學元件(構成該投影光學系統)之保持構件。
  20. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其具備：第1嘴構件，設置在該投影光學系統的像面側附近，且具有用來供應該液體之供應口；第2嘴構件，設置在以該投影光學系統的光軸為基準較該第1嘴構件 為外側，且具有用來回收該液體之回收口；支持機構，在與該第1嘴構件互相分離之狀態下，將該第2嘴構件支持；該第1嘴構件，係保持構成該投影光學系統之複數個光學元件中配置在最靠近像面側之第1光學元件。
  21. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其中該第1嘴構件，係以圍繞該投影光學系統的方式而形成為環狀；該第2嘴構件，係以圍繞該第1嘴構件外側的方式而形成為環狀。
  22. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其中該支持機構包含：支持構件，用以支持該第2嘴構件；及防振機構，以避免該第2嘴構件的振動傳達至該支持構件的方式來進行防振。
  23. 如申請專利範圍第22項之曝光裝置，其中該支持構件亦支持該投影光學系統；該防振機構，以避免該第2嘴構件的振動傳達至該投影光學系統的方式來進行防振。
  24. 如申請專利範圍第22項之曝光裝置，其中該防振機構包含被動式防振機構，使該第2嘴構件能以被動方式對該支持構件防振。
  25. 如申請專利範圍第22項之曝光裝置，其中該防振機構包含主動防振機構，使該第2嘴構件能以主動方式對該支持構件防振。
  26. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其具備保持構件，其對於構成該投影光學系統之複數個光學元件中，由該第1嘴構件保持之第1光學元件以外之其他光學元件予以保持； 該第1嘴構件係與該保持構件連接而成一體化。
  27. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其中，該第1嘴構件具有與該基板表面對向之下面；由該第1嘴構件所保持之該第1光學元件的下面，係與該第1嘴構件的下面呈大致同一面。
  28. 如申請專利範圍第27項之曝光裝置，其中，該供應口係設置在該第1嘴構件的下面。
  29. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其中，由該供應口所供應之液體的一部分，產生朝較該供應口為外側流動之液流。
  30. 如申請專利範圍第20~29項中任一項之曝光裝置，其中，該第1嘴構件係以圍繞該第1光學元件的方式而設置；且具備密封構件，以防止液體滲入該第1嘴構件與該第1光學元件間之間隙。
  31. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其具備：鏡筒，用以保持構成該投影光學系統之光學元件；環狀構件，以在該投影光學系統的像面側附近圍繞該鏡筒的方式，而與該鏡筒分離設置；用來供應該液體之供應口，係設在該鏡筒中與該基板對向之下面；用來回收該液體之回收口，係設置在該環狀構件。
  32. 如申請專利範圍第31項之曝光裝置，其中該鏡筒的下面，係與構成該投影光學系統之複數個光學元件中配置在最靠近像面側之第1光學元件的下面呈大致同一面。
  33. 一種元件製造方法，其特徵在於：該元件係使用申請專利範圍第1項之曝光裝置來製造。
  34. 一種曝光方法，係透過基板上之液體而使該基板曝光，其特徵在於包含以下步驟：將液體供應至具有供應口(用以供應該液體)及回收口(用以回收該液體)至少一方之嘴構件與基板之間；按照與該嘴構件對向配置之物體的表面位置，來調整該嘴構件之位置及傾斜度之至少一方；及透過液體使基板曝光。
  35. 如申請專利範圍第34項之曝光方法，其中，該物體係指基板；使該基板曝光，而調整該嘴構件的位置及傾斜度之至少一方。
  36. 如申請專利範圍第34項之曝光方法，其進一步包含檢測步驟，俾檢測與該嘴構件對向配置之物體的表面位置，然後根據其檢測結果，調整該嘴構件的位置及傾斜度之至少一方。
  37. 如申請專利範圍第34項之曝光方法，其中，該嘴構件具有與該物體表面對向之表面；檢測該嘴構件的表面與該物體表面間的相對距離及相對傾斜之至少一方，然後根據其檢測結果，調整該嘴構件的位置及傾斜度之至少一方。
  38. 如申請專利範圍第34項之曝光方法，其中，從該嘴構件或與其連接之構件將氣體吹於，位在較該液體所供應之區域為外側之該物體的表面，用以調整該嘴構件的位置及傾斜度之至少一方。
  39. 一種元件製造方法，其特徵在於包含以下步驟： 以申請專利範圍第35項之曝光方法來使基板曝光；使經曝光之基板顯影；及對經顯影之基板予以加工。
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