TW201447981A - 液體回收裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種曝光裝置，其在發生停電等之異常情形時，亦能抑制液體流出至基板外側。曝光裝置EX，係在投影光學系統PL與基板P間之充滿液體1，透過投影光學系統PL與液體1將圖案像投影至基板P上來使基板P曝光。曝光裝置EX，包含：具有以商用電源100所供應之電力來驅動之驅動部的液體回收機構20,60、與不同於商用電源100的不斷電電源102，在商用電源100之停電時，對驅動部之電力供應即切換為以不斷電電源102來進行。

Description

液體回收裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法
本發明，係關於液體回收裝置、曝光裝置、曝光方法及元件製造方法，特別是在投影光學系統與基板之間以液體加以充滿，透過投影光學系統與液體將圖案曝光至基板的曝光裝置，以及使用此曝光裝置之元件製造方法。
半導體元件及液晶顯示元件，係使用將光罩上形成之圖案轉印至感光性基板上之所謂的微影法來加以製造。此微影製程中所使用之曝光裝置，具有支持光罩之光罩載台與支持基板之基板載台，一邊逐次移動光罩載台及基板載台、一邊透過投影光學系統將光罩圖案轉印至基板。近年來，為因應元件圖案更進一步之高積體化，皆要求投影光學系統具有更高的解像度。投影光學系統之解像度，隨著所使用之曝光波長越短、投影光學系統之數值孔徑越大而越高。因此，隨著積體電路之微細化，投影曝光裝置所使用之曝光波長亦年年短波長化，且投影光學系統之數值孔徑亦增大。目前，雖仍以krF準分子雷射248nm之曝光波長為主流，但波長更短之ArF準分子雷射之193nm亦日漸實用化。又，在進行曝光時，與解像度同樣的，焦深(DOF)亦非常重要。解像度R及焦深δ分別以下式定義。
R=k1‧λ/NA (1)
δ=±k2‧λ/NA2 (2)
此處，λ係曝光波長、NA係投影光學系統之數值孔徑、k1,k2係製程係數。根據式(1)、式(2)可知，為提高解像度R，而縮短曝光波長λ、加大數值孔徑NA時，焦深δ將變窄。
若焦深變得過窄的話，欲將基板表面對齊投影光學系統之像面將會非常困難，而有曝光動作時裕度(margin)不足之虞。因此，作為一種實質上縮短曝光波長且使焦深廣之方法，提出了例如下述專利文獻所揭示之液浸法。此液浸法，係將投影光學系統之下面與晶圓表面之間，以水、或有機溶媒等液體加以充滿，利用曝光用光在液體中之波長為空氣中之1/n倍(n係液體之折射率，一般為1.2~1.6左右)之特性，來提昇解像度且將焦深擴大至約n倍的方法。
[專利文獻]國際公開第99/49504號
上述專利文獻1所揭示之曝光裝置，係使用液體供應機構及液體回收機構進行液體之供應及回收，以在基板上形成液體之液浸區域的構成，惟，當因停電等所產生之電源異常而導致液體回收機構之驅動停止時，將會因殘留在基板上之液體漏至基板載台外側、或飛散等，使得該液體沾到基板載台周邊之機械零件而產生鏽蝕或故障等不良情形。
本發明有鑑於上述問題，其目的係提供一種即使因停電等所產生之電源異常時，亦能抑制液體之流出及飛散的液體回收裝置、曝光裝置、曝光方法，以及使用此曝光裝置之元件製造方法。
為解決上述課題，本發明係採用對應圖1~圖10所示 之各實施形態的以下構成。
本發明之第1曝光裝置(EX)，係在投影光學系統(PL)與基板(P)之間充滿液體(1)，透過該投影光學系統(PL)與液體(1)將圖案像投影至基板(P)上以使基板(P)曝光，其特徵在於，包含：具有以第1電源(100)所供應之電力來驅動之驅動部的液體回收機構(20,60)、與不同於該第1電源的第2電源(102)；在該第1電源(100)之停電時，對該驅動部之電力供應即切換為以該第2電源(102)進行。
根據本發明，以第1電源所供應之電力驅動液體回收機構時，由於在該第1電源之異常時，對液體回收機構之電力供應即切換為第2電源，因此殘留在基板上之液體不會被放置而以第2電源所供應之電力驅動液體回收機構來加以回收。是以，能防止液體之流出，進而防止因液體流出所產生的不良情形。
本發明之第2曝光裝置(EX)，係以投影光學系統(PL)將圖案像曝光至基板(P)上，其特徵在於，具備：液體回收機構(20,60)，係以第1電源(100)所供應之電力來回收供應至該基板(P)之液體；第2電源(102)，至少在該第1電源(100)之異常時將電力供應至該液體回收機構(20,60)。
根據本發明，由於係在第1電源之異常時以第2電源對液體回收機構供應電力，因此在第1電源之異常時亦能回收供應至基板的液體，防止基板周邊之機械零件及電氣零件的劣化。
本發明之第3曝光裝置，係在投影光學系統(PL)與基板(P)之間充滿液體(1)，透過該投影光學系統(PL)與液體(1)將 圖案像投影至基板(P)上以使基板(P)曝光，其特徵在於：具備用以供應液體(1)之液體供應機構(10)；該液體供應機構(10)，具有用以排出停電後停留在液體供應流路之液體的排出機構(17)。
根據本發明，由於在發生停電之情形時，藉由排出機構來排出停留在液體供應流路，因此將該排出之液體加以回收的話，即能防止之後液體從液體供應機構漏出至基板上等不良情形。
本發明之第4曝光裝置(EX)，係在投影光學系統(PL)與基板(P)之間充滿液體(1)，透過該投影光學系統(PL)與液體(1)將圖案像投影至基板(P)上以使基板(P)曝光，其特徵在於：具備液體供應機構(10)，係具有供應液體(1)之液體供應流路；該液體供應機構(10)，具有在停電時遮斷液體供應流路的遮斷部(13)。
根據本發明，由於係以遮斷部來遮斷液體供應流路，因此在異常時亦能防止因液體而造成基板周邊零件及電氣零件之劣化。
本發明之第5曝光裝置(EX)，係在投影光學系統(PL)與基板(P)之間充滿液體(1)，透過該投影光學系統(PL)與液體(1)將圖案像投影至基板(P)上以使基板(P)曝光，其特徵在於：具備用以供應液體之液體供應機構(10)；該液體供應機構(10)，具有在停電時檢測液體供應流路中是否有殘留液體之感測器(81)。
根據本發明，由於在發生停電之情形時，能確認液體供應流路中是否有殘留液體，因此藉由該感測器而得知有 液體殘留時，即可藉由該液體之回收來防止之後液體從液體供應機構漏出至基板上等不良情形。
本發明之液體回收裝置，係具備以第1電源(100)所供應之電力來回收供應至基板(P)之液體(1)的液體回收機構(20)，其特徵在於：具備第2電源(102)，係至少在該第1電源(100)之異常時將電力供應至該液體回收機構(20)。
根據本發明，由於在第1電源之異常時以第2電源供應液體回收機構之電力，因此在第1電源之異常時亦能回收供應至基板之液體，防止基板周邊機械零件及電氣零件之劣化。
本發明之第1曝光方法，係在投影光學系統(PL)與基板(P)之間供應液體(1)，透過該投影光學系統(PL)與液體(1)將圖案曝光至該基板(P)，其特徵在於，包含：使用第1電源(100)所供應之電力以液體回收機構(20)回收該液體(1)的步驟；至少在該第1電源(100)之異常時，使用不同於該第1電源(100)之第2電源(102)所供應之電力以該液體回收機構(20)回收該液體(1)的步驟。
根據本發明，由於在第1電源之異常時以第2電源供應液體回收機構之電力，因此在第1電源之異常時亦能回收供應至基板之液體，防止基板周邊機械零件及電氣零件之劣化。
本發明之第6曝光裝置(EX)，係以投影光學系統(PL)將圖案像曝光至基板(P)上，其特徵在於：具備液體供應機構(10)，係具有用以將液體(1)供應至該投影光學系統(PL)與該基板(P)之間的供應路(15)；於該液體供應機構(10)設有吸 引部(17)，其具有用以吸引該液體(1)之吸引路(18)。
根據本發明，由於係透過吸引路由吸引部來吸引液體供應機構之液體，因此即使是在液體供應機構或曝光裝置本體發生異常時，亦能防止液體從液體供應機構漏洩等不良情形。因此，能防止基板周邊機械零件及電氣零件之劣化。
本發明之第2曝光方法，係具有將液體(1)供應至投影光學系統(PL)與基板(P)之間的液體供應機構(10)，以該投影光學系統(PL)將圖案像曝光至該基板(P)上，其特徵在於，包含：根據該曝光之處理狀態，從該液體供應機構(10)吸引該液體(1)的步驟。
根據本發明，由於係根據曝光之處理狀態從液體供應機構吸引液體，因此即使是在液體供應機構發生異常時，亦能防止液體從液體供應機構漏洩等不良情形。因此，能防止基板周邊機械零件及電氣零件之劣化。
又，以上之記載，雖係為便於說明而對應代表一實施例之圖式符號作了說明，但本發明當然不限於實施例之記載。
1‧‧‧液體
2‧‧‧光學元件
10‧‧‧液體回收機構
11‧‧‧液體供應部
13,16‧‧‧閥(遮斷部)
14(14A~14C),14’(14A’~14C’)‧‧‧供應嘴
15,15’‧‧‧供應管(供應路)
17‧‧‧第3液體回收機構(吸引部)
18‧‧‧吸引管(吸引路)
19‧‧‧切換部
20‧‧‧液體回收機構
21(21A,21B),(21A’,21B’)‧‧‧回收嘴
22,71,75‧‧‧氣液分離器
23,76‧‧‧乾燥器
24‧‧‧回收管
25,70,74,90‧‧‧真空系統
26‧‧‧第2回收管
28,73‧‧‧液體回收部
43‧‧‧輔助板
45(45X,45Y)‧‧‧移動鏡
46‧‧‧雷射干涉儀
51‧‧‧Z載台
52‧‧‧XY載台
53‧‧‧基座
60‧‧‧第2液體回收機構
61‧‧‧回收口
62‧‧‧液體吸收構件
64‧‧‧液體回收孔
65‧‧‧突出部
66‧‧‧吸附孔
68,69‧‧‧管路
81,82‧‧‧液體感測器
92,95‧‧‧防逆閥
100‧‧‧商用電源(第1電源)
102‧‧‧不斷電源(第2電源)
AR1‧‧‧投影區域
AR2‧‧‧液浸區域
AX‧‧‧光軸
CONT‧‧‧控制裝置
EL‧‧‧曝光用光
EX‧‧‧曝光裝置
IL‧‧‧照明光學系統
M‧‧‧光罩
MRY‧‧‧記憶裝置
MST‧‧‧光罩載台
MSTD‧‧‧光罩載台驅動系統
P‧‧‧基板
PK‧‧‧鏡筒
PL‧‧‧投影光學系統
PST‧‧‧基板載台
PSTD‧‧‧基板載台驅動裝置
第1圖，係顯示本實施形態之曝光裝置的概略構成圖。
第2圖，係顯示投影光學系統之前端部與液體供應機構及液體回收機構間之位置關係的圖。
第3圖，係顯示供應嘴及回收嘴之配置例的圖。
第4圖，係基板載台的概略立體圖。
第5圖，係顯示第2液體回收機構之一實施形態的主要 部位放大截面圖。
第6圖，係顯示本發明之曝光裝置之其他實施形態的概略構成圖。
第7圖，係顯示本發明之曝光動作例的示意圖。
第8圖，係顯示供應路之液體動作的示意圖。
第9圖，係顯示供應路之液體動作的示意圖。
第10圖，係顯示半導體元件之一製程例的流程圖。
以下，參照圖式說明本發明。圖1，係顯示本實施形態之曝光裝置的概略構成圖。
圖1中，曝光裝置本體EX，具備：支持光罩M的光罩載台MST，支持基板P的基板載台PST，以曝光用光EL照射光罩載台MST所支持之光罩M的照明光學系統IL，將以曝光用光EL照明之光罩M之圖案像投影至基板P上的投影光學系統PL，統籌控制曝裝置EX全體之動作的控制裝置CONT。又，。圖1中以虛線所示之處理室，至少係收納光罩載台MST、基板載台PST、照明光學系統IL及投影光學系統PL，保持於既定溫度及濕度。曝光裝置EX全體，係以電力公司所供應、來自設在處理室外側之商用電源(第1電源)100之電力加以驅動。
本實施形態之曝光裝置EX，係為了實質縮短曝光波長以提高解析度並同時顧及焦深之擴大，而使用液浸法之液浸曝光裝置，其具備將液體1供應至基板P上的液體供應機構10，以及用以自基板P上回收液體1的液體回收機構30。曝光裝置EX，至少在將光罩M的圖案像轉印至基板P 上的期間，使用液體供應機構10所供應的液體1，在基板P上之至少一部分(局部的，包含投影光學系統PL之投影區域AR1)形成液浸區域AR2。具體而言，曝光裝置EX，係在投影光學系統PL之前端部(終端部)之光學元件2及基板P表面之間充滿液體1，透過位於投影光學系統PL與基板P間之液體1及投影光學系統PL，將光罩M之圖案像投影至基板P上，據以使基板P曝光。
本實施形態之曝光裝置本體EX，係以使用一邊使光罩M與基板P於掃描方向以彼此不同之面向(反方向)同步移動，一邊將光罩M上所形成之圖案曝光至基板P的掃描型曝光裝置(所謂之掃描步進器)為例，來作說明。以下之說明中，係取與投影光學系統光軸AX一致的方向為Z軸方向，與Z軸方向垂直之平面內取光罩M與基板P之同步移動方向(掃描方向)為X軸方向，取與Z軸方向及Y軸方向垂直之方向為Y軸方向(非掃描方向)。此外，取繞X軸、Y軸、及Z軸(傾斜)方向分別為θX方向、θY方向、及θZ方向。又，此處所指之「基板」包含在半導體晶圓上塗布光阻者，所謂之「光罩」則包含其上形成欲縮小投影至基板上之元件圖案的標線片。
照明光學系統IL，係用來以曝光用光EL照明被光罩載台MST所支持之光罩M，具有：曝光用光源，用以使曝光用光源所射出之光束照度均勻化之光學積分器，用以將來自光學積分器之曝光用光EL加以聚光之聚光透鏡，中繼透鏡系統，及可變視野光闌(用來將曝光用光EL照射於光罩M上之照明區域設定成狹縫狀)等。光罩M上之既定照明區 域，係使用照明光學系統IL以照度分佈均勻之曝光用光EL來加以照明。從照明光學系統IL射出之曝光用光EL，例如係使用從水銀燈射出之紫外線帶之亮線(g線、h線、i線)以及KrF準分子雷射光(波長248nm)等之遠紫外光(DUV光)、ArF準分子雷射光(波長193nm)及F2雷射光(波長157nm)等之真空紫外光等。本實施形態，係使用ArF準分子雷射光。
本實施形態中，從液體供應機構10供應之液體1係使用純水。純水不僅能使ArF準分子雷射光穿透，例如從水銀燈射出之紫外線帶的亮線(g線、h線、i線)及KrF準分子雷射光(波長248nm)等之遠紫外線(DUV光)亦能穿透。
光罩載台MST係用來支持光罩M，能在與投影光學系統PL之光軸AX垂直的平面內，亦即能在XY平面內進行2維移動及θZ方向之微小旋轉。光罩載台MST係以線性馬達等之光罩載台驅動裝置MSTD來加以驅動。光罩載台驅動裝置MSTD係以控制裝置CONT來加以控制。光罩載台MST上光罩M之2維方向位置、及旋轉角，係以未圖示之雷射干涉儀即時加以測量，測量結果被送至控制裝置CONT。控制裝置CONT，根據雷射干涉儀之測量結果來驅動光罩載台驅動裝置MSTD，據以進行光罩載台MST所支持之光罩M之定位。
投影光學系統PL，係以既定投影倍率β將光罩M之圖案投影曝光至基板P，以複數個光學元件(透鏡等)構成，此等光學元件係以鏡筒PK來加以支持。本實施形態中，投影倍率β係例如1/4或1/5之縮小系統。又，投影光學系統 PL，除折射系統外亦可以是折反射系統或反射系統，形成倒立像或正立像之任一者皆可。此外，在本實施形態之投影光學系統PL前端側(基板P側)，光學元件2係從鏡筒PK露出。此光學元件2係以能裝卸(更換)之方式設於鏡筒PK。
基板載台PST係用來支持基板P，具備：透過基板保持具來保持基板P之Z載台(基板保持具)51，用以支持Z載台之XY載台52，以及用以保持XY載台52之基座53。基板載台PST係以線性馬達等之基板載台驅動裝置PSTD加以驅動。基板載台驅動裝置PSTD係以控制裝置CONT加以控制。藉驅動Z載台51，來控制Z載台51所保持之基板P在Z方向之位置(焦點位置)、以及θX,θY方向之位置。此外，藉驅動XY載台52，來控制基板P在XY方向之位置(與投影光學系統PL像面實質上平行方向之位置)。亦即，Z載台51，係控制基板P之焦點位置及傾斜角，以自動對焦方式及自動調平方式將基板P之表面對齊投影光學系統PL之像面，XY載台52，則係進行基板P之X軸方向及Y軸方向的定位。此外，當然也可將Z載台與XY載台設置成一體。
基板載台PST(Z載台51)上設有移動鏡45。又，在移動鏡54之對向位置設有雷射干涉儀46。基板載台PST上基板P之2維方向位置及旋轉角，係以雷射干涉儀46即時加以測量，測量結果輸出至控制裝置CONT。控制系統CONT根據雷射干涉儀46之測量結果驅動基板載台驅動裝置PSTD，來進行基板載台PST所支持之基板P的定位。
又，在基板載台PST(Z載台52)上，設有圍繞基板P之輔助板42。輔助板47，其表面與基板保持具所保持之基板 P的表面約略同高。即使在使基板P之邊緣區域曝光時，亦可藉由輔助板43將液體1保持於投影光學系統PL之下。
此外，在Z載台51中之輔助板43外側，設有用來回收流出至基板P外側之液體1的第2液體回收機構60之回收口61。回收口61係圍繞輔助板43形成的環狀構件，其內部配置有由海棉狀構件、或多孔質體等所構成之液體吸收構件62。
圖2，係顯示液體供應機構10、液體回收機構20、及投影光學系統PL之前端部附近的放大圖。液體供應機構10，係用以將液體1供應至投影光學系統PL與基板P之間者，具備可送出液體的液體供應部11，及透過供應管15連接於液體供應部11、將此液體供應部11送出之液體1供應至基板P上的供應嘴14。供應嘴14係接近基板P表面配置。液體供應部11具備儲存液體1之收納槽、及加壓泵等，透過供應管15及供應嘴14將液體1供應至基板P上。液體供應部11之液體供應動作，係由控制裝置CONT所控制，控制裝置CONT可控制液體供應部11對基板P上單位時間的液體供應量。又，液體供應部11可不設在曝光裝置，而使用工廠之液體供應系統。
於供應管15之途中，設有用來開關供應管15之流路的閥(遮斷部)13。閥13之開關動作係以控制裝置CONT加以控制。又，本實施形態之閥13，係在例如因停電等而使曝光裝置EX(控制裝置CONT)之驅動源(商用電源100)停止時，能以機械方式遮斷供應管15之液體供應流路的所謂的正常閉(normal closed)方式。
又，供應管15中、閥13與供應嘴14之間，連接(合流)了其一端部連接於第3液體回收機構17之吸引管18的另一端。又，於吸引管18之途中，設有用來開關此吸引管18之流路的閥16。吸引管18之另一端，係連接在供應管15之液體供應流路中、閥13之下游側後的位置。
液體回收機構20，係用來回收以液體供應機構10所供應之基板P上的液體1，具備配置在接近基板P表面的回收嘴21、以及透過回收管24連接於回收嘴21的真空系統25。真空系統25包含真空泵，其動作係以控制裝置CONT來加以控制。藉由真空系統25之驅動，基板P上之液體1即與其周圍之氣體(空氣)一起透過回收嘴21被回收。又，作為真空系統25，亦可不在曝光裝置設置真空泵，而使用配置曝光裝置之工廠的真空系統。
於回收管24之途中，設有用來將被回收嘴21吸入之液體1與氣體加以分離的氣液分離器22。此處，如前所述，從回收嘴21的除基板P上之液體1外亦包含其周圍之氣體。氣液分離器22係將回收嘴21所回收之液體1與氣體加以分離。作為氣液分離器22，例如可採用重力分離方式或離心分離方式等。重力分離方式，係使回收之液體與氣體流過具有複數個孔部之管構件，藉由重力作用使液體透過該孔部落下來將液體與氣體加以分離；離心分離方式，係使用離心力來將所回收之液體與氣體加以分離。此外，真空系統25係吸引以氣液分離器22所分離之氣體。
回收管24中、在真空系統25與氣液分離器22之間設有乾燥器23，以使氣液分離器22所分離之氣體乾燥。即使 以氣液分離器22所分離之氣體中混有液體成分，亦能以乾燥器23來使氣體乾燥，將該乾燥之氣體流入真空系統25，據以防止因流入液體成分而造成真空系統25之故障等不良情形。作為乾燥器23，例如可採用將氣液分離器22所供應之氣體(混有液體成分之氣體)，冷卻至該液體之露點以下以除去液體成分的方法、或加熱至該液體之沸點以上以除去液體成分的方法等。
另一方面，以氣液分離器22所分離之液體1，係透過第2回收管26回收至液體回收部28。液體回收部28，具有用來儲存所回收之液體1的容器等。被回收至液體回收部28之液體1，例如係予以廢棄、或淨化後回到液體供應部11等加以再利用。
於液體回收機構20，連接有不斷電電源(備用電源)102，俾在商用電源100之停電時將電力供應至此液體回收機構20之驅動部。不斷電電源102(UPS)，係在停電或電壓變動等產生各種電源問題時，亦能藉由設於內部之蓄電池所儲存之電力來安定的供應電力之裝置。本實施例中，為避免不斷電電源102生熱的影響，係將不斷電電源102設在處理室外側。本實施例中，於商用電源100之停電時，不斷電電源102係對液體回收機構20中真空系統25之電力驅動部、分離器22之電力驅動部、及乾燥器23之電力驅動部分別供應電力。又，不斷電電源102可與商用電源100一起對各電力驅動部進行電力之供應，亦可因應商用電源100之電壓變動來對各電力驅動部進行電力之供應。
於供應管15，設有用來檢測此供應管15中是否存在液 體1(液體1是否流通於其中)的液體感測器81。液體感測器81，係設在供應管15中供應嘴14的附近。又，於回收管24，設有用來檢測此回收管24中是否存在液體1(液體1是否流通於其中)的液體感測器82。液體感測器82，係設在回收管24中回收嘴14的附近。本實施形態中，液體感測器81(82)係以光學方式檢測液體1。例如以透明構件來構成供應管15(回收管14)，將液體感測器81(82)安裝在該供應管15(回收管24)外側，液體感測器81(82)即能透過以透明構件構成之供應管15(回收管24)來檢測液體1是否流通於其中。又，此等液體感測器81,82係以商用電源100所供應之電力來驅動，但在商用電源100之停電時，則係以不斷電電源102所供應之電力加以驅動。
再者，於液體回收機構20設有記憶裝置MRY，此記憶裝置MRY儲存有關於液浸曝光裝置之各種資訊(含液體1之相關資訊)。以後述方式，在商用電源100之停電時，根據記憶裝置MRY之儲存資訊來驅動液體回收機構20。
圖3，係顯示液體供應機構10及液體回收機構20與投影光學系統PL之投影區域AR1間之位置關係的俯視圖。投影光學系統PL之投影區域AR1，係於Y軸方向細長之矩形(狹縫狀)，以在X軸方向挾著投影光學系統PL之方式，在+X側配置有3個供應嘴14A~14C，在-X側配置有2個回收嘴21A,21B。又，供應嘴14A~14C係透過供應管15連接於液體供應部11，回收嘴21A,21B則係透過回收管24連接於真空系統25。又，在將供應嘴14A~14C與回收嘴21A,21B旋轉大致180度之位置，配置有供應嘴14A’~ 14C’及回收嘴21A’,21B’。供應嘴14A~14C與回收嘴21A’,21B’係於Y軸方向交互排列，供應嘴14A’~14C’與回收嘴21A,21B係於Y軸方向交互排列，供應嘴14A’~14C’係透過供應管15連接於液體供應部11，回收嘴21A’,21B’則係透過回收管24’連接於真空系統25。此外，於供應管15’之途中，與供應管15同樣的設有閥13’，並連接於第3液體回收機構17’、在其途中與具有閥16’之吸引管18’合流(連接)。又，於回收管24’之途中，與回收管24同樣的設有氣液分離器22’及乾燥器23’。
又，上述嘴部之形狀並無特別之限定，例如，亦可是在投影區域AR1之長邊以二對嘴部來進行液體1之供應或回收。又，此時，為了在+X方向、-X方向之任一方向皆能進行液體1之供應及回收，可將供應嘴與回收嘴上下並排配置。
圖4係Z載台51的立體圖，圖5係顯示設於Z載台51之第2液體回收機構60的主要部位放大截面圖。第2液回收機構60，係用以回收流出至基板P外側之液體1，具備：於Z載台(基板保持具)51上形成為環狀圍繞輔助板43外側的回收口61，與配置於回收口61、由海棉狀構件、或多孔質陶瓷等多孔質體所構成之液體吸收構件62。液體吸收構件62係具有既定寬度之環狀構件，可保持既定量之液體1。被配置成以既定寬度圍繞輔助板43外周之液體吸收構件62，具有用以吸收(回收)以液體回收機構20無法完全回收而流出至輔助板43外側之液體1的功能。於Z載台51內部，形成有與回收口61連續之流路63，而配置於回收口61之 液體吸收構件62底部則連接於流路63。又，Z載台51上之基板P與輔助板43之間，設有複數個液體回收孔64。此等液體回收口64亦連接於流路63。
在保持基板P之Z載台(基板保持具)51上面，設有用來支持基板P之背面的複數個突出部65。於此等突出部65之各個中，開設有用以吸附保持基板P之吸附孔66。各吸附孔66，係分別連接於形成在Z載台51內部之流路67。
分別連接於回收口61及液體回收口64之流路63，係連接於設在Z載台51外部之管路68的一端部。另一方面，管路68之另一端部係連接於真空系統70(含真空泵)。於管路68之途中，設有氣液分離器71，在氣液分離器71與真空系統70之間設有乾燥器72。藉由真空系統70之驅動從回收口61將液體1與其周圍之氣體一起加以回收。被氣液分離器71分離、以乾燥器72加以乾燥之氣體流入真空系統70。另一方面，以氣液分離器71加以分離之液體1係流入液體回收部73(具備可收容液體1之容器(tank))。又，被回收至液體回收部73之液體1，例如係予以廢棄、或淨化後回到液體供應部11等加以再利用。
又，連接於吸附孔66之流路67，係連接於設在Z載台51外部之管路69的一端部。另一方面，管路69之另一端部係連接於設在Z載台51外部之真空系統74(含真空泵)。藉由真空系統74之驅動，基板P(以突出部65支持)被吸附保持於吸附孔66。於管路69之途中，設有氣液分離器75，在氣液分離器75與真空系統74之間設有乾燥器76。此外，於氣液分離器75連接有液體回收部73(具備可收容液體1 之容器)。即使液體1從基板P與輔助板43之間侵入並繞至基板P之背面側，亦能從吸附孔66將該液體1與周圍之氣體一起加以回收。
又，圖4中，於Z載台51之+X側端部設有延設於Y軸方向之移動鏡45X，Y側端部設有延設於X軸方向之移動鏡45Y。雷射干涉儀對此等移動鏡45X,45Y照射雷射光，來檢測基板載台PST在X軸方向及Y軸方向之位置。
接著，說明使用上述曝光裝置EX將光罩M之圖案曝光至基板P之順序。
將光罩M裝載於光罩載台MST，並將基板P裝載於基板載台PST後，控制裝置CONT即驅動液體供應機構10之液體供應部11，透過供應管15及供應嘴14將單位時間既定量之液體1供應至基板P上。此時，供應管15之液體供應流路係開放、而吸引管18之流路則以閥16加以封閉。此外，控制裝置CONT，隨著液體供應機構10所進行之液體1的供應，亦驅動液體回收機構20之真空系統25，透過回收嘴21及回收管24回收單位時間既定量之液體1。據此，在投影光學系統PL前端部之光學元件2與基板P之間形成液體1之液浸區域AR2。此時，曝光裝置EX全體係以商用電源100所供應之電力加以驅動。此處，為了形成液浸區域AR2，控制裝置CONT分別控制液體供應機構10及液體回收機構20，以使對基板P上之液體供應量與從基板P回收之液體回收量大致相等。控制裝置CONT進行以下之控制，亦即，使曝光裝置EX以照明光學系統IL之曝光用光EL來照明光罩M，將光罩M之圖案像透過投影光學系統PL及液 體1投影至基板P。
於掃描曝光時，光罩M之部分圖案像被投影於投影區域AR1，相對於投影光學系統PL，光罩M係於-X方向(或+X方向)以速度V移動，基板P則與此同步，透過XY載台52於+X方向(或-X方向)以速度β‧V(β係投影倍率)移動。在對一個曝光照射區域之曝光結束後，藉由基板P之步進移動將下一個曝光照射區域移動至掃描開始位置，之後即以步進掃描方式依序進行對各曝光照射區域之曝光。本實施形態中，液體1之流動方向，係設定成與基板P之移動方向平行、與基板P之移動方向為同一方向。也就是說，在使基板P往箭頭Xa(參照圖3)所示之掃描方向(-X方向)移動來進行掃描曝光時，係使用供應管15、供應嘴14A~14C、回收管24、及回收嘴21A,21B，以液體供應機構10及液體回收機構20進行液體1之供應及回收。亦即，在基板P往-X方向移動時，係使用供應嘴14(14A~14C)將液體1供應至投影光學系統PL與基板P之間，且使用回收嘴21(21A,21B)及將基板P上之液體1與其周圍之氣體一起回收，使液體41往-X方向流動以充滿光學元件2與基板P之間。另一方面，在使基板P往箭頭Xb所示之掃描方向(+X方向)移動來進行掃描曝光時，係使用供應管15’、供應嘴14A’~14C’、回收管24’、及回收嘴21A’,21B’，以液體供應機構10及液體回收機構20進行液體1之供應及回收。亦即，在基板P往+X方向移動時，係使用供應嘴14’(14A’~14C’)將液體1供應至投影光學系統PL與基板P之間，且使用回收嘴21’(21A’,21B’)將基板P上之 液體1與其周圍之氣體一起回收，液體50往+X方向流動以充滿投影光學系統PL前端部之光學元件2與基板P之間。此時，例如透過供應嘴14所供應之液體1，係隨著基板P往-X方向之移動而被吸入流至光學元件2與基板P之間，因此即使液體供應機構10(液體供應部11)之供應能量小，亦能輕易的將液體1供應至光學元件2與基板P之間。此外，視掃描方向切換液體1之流動方向，則無論在從+X方向、或-X方向之任一方向掃描基板P時，皆能以液體1將光學元件2與基板P之間予以充滿，獲得高解像度及廣的焦深。
在進行基板P中央附近之曝光照射區域的曝光期間，，以液體供應機構10供應之液體1係以液體回收機構20加以回收。另一方面，如圖5所示，因進行基板P邊緣區域之曝光處理而液浸區域AR2在基板P之邊緣區域附近時，雖能藉由輔助板43而將液體1持續保持在投影光學系統PL與基板P之間，但有時部分液體1回流出至輔助板43的外側。此流出之液體1，係以配置有液體吸收構件62之回收口61來加以回收。此處，控制裝置CONT，開始上述液體供應機構10及液體回收機構20之驅動，並開始第2液體回收機構60之動作。因此，從回收口61回收之液體1，係藉由真空系統70之吸引，與其周圍之空氣一起透過流路63及管路68被回收。此外，流入基板p與輔助板43間之間隙的液體1，則透過液體回收孔64，與其周圍之空氣一起透過流路63及管路68被回收。此時，分離器71回收口61及回收孔64回收之液體1與氣體加以分離。被分離器71分離之 氣體，以乾燥器72加以乾燥後留入真空系統70。如此，即能防止液體成分流入真空系統70另一方面，被分離器71分離之液體則被回收至液體回收部73。
流出至基板P外側的液體1，亦有可能從基板P與輔助板43間之間隙侵入而到達基板P之背面。此外，侵入至基板P背面的液體1亦有可能流入照明光學系統IL用來吸附保持基板P之吸附孔66。此時，為吸附保持基板P而設於Z載台41之吸附孔66，係透過流路67及管路69連接於真空系統74，於其途中設有氣液分離器75、以及乾燥器76(用來乾燥以氣液分離器75所分離之氣體)。因此，即使液體1流入吸附孔66，亦能防止液體成分流入真空系統74之不良情形。
本實施形態之曝光裝置EX中，包含液體供應機構10、液體回收機構20、及第2液體回收機構60等構成曝光裝置EX之各電力驅動部，雖係以商用電源100所供應之電力來加以驅動，但在商用電源100之停電時，對液體回收機構20之電力供應係切換為不斷電電源(備用電源)102。以下，就商用電源100之停電時曝光裝置EX的動作加以說明。
當商用電源100停電時，不斷電電源102即如前所述將對液體回收機構20之電力供應，切換為例如以內藏之電池來進行無瞬間斷電之供電。之後，不斷電電源102，為因應長時間的停電而啟動內建的發電機，將對液體回收機構20之電力供應從電持切換為發電機。此時，不斷電電源102至少係對液體回收機構20中之真空系統25、分離器22、及乾燥器23進行電力供應。如此，即使在商用電源100之停 電中亦能持續對液體回收機構20之電力供應，而維持液體回收機構20所進行之液體回收動作。又，不斷電電源102並不限於上述實施形態，可採用週知的不斷電系統。此外，本實施形態中，雖係以不斷電電源裝置為例來說明商用電源100之停電時的備用支援系統，但當然亦可使用備用電池作為備用支援電源，在商用電源100之停電時切換至該電持。再者，亦可使用工廠自備之發電裝置來作為備用電源。
又，在商用電源100之停電時，不斷電電源102亦進行對第2液體回收機構60之電力供應。具體而言，不斷電電源102係至少對第2液體回收機構60中之真空系統70、分離器71及乾燥器72進行電力之供應。如此，即使例如在液體1之液浸區域AR2之一部分配置在輔助板43上的狀態下，商用電源100停電而液體1流出至基板P外側，第2液體回收機構60亦能回收該流出之液體1。又，在商用電源100之停電時，不斷電電源102亦可是對真空系統74、分離器75及乾燥器76進行電力之供應。如此，即使是商用電源100之停電時亦能維持Z載台51對基板P之吸附保持，因此不會因停電而產生基板P相對Z載台51之位置偏移。故在停電恢復後再開始曝光動作時，能順暢的進行曝光處理再開始動作。
又，當商用電源100停電時，設在液體供應機構10之供應管15的正常閉方式閥13即動作，而遮斷供應管15之液體供應流路。如此，在商用電源100之停電後，不會產生液體1從液體供應機構10漏出至基板P上之不良情形。再者，本實施形態中，在商用電源100之停電時，吸引管18 之閥16即機械性動作而開放吸引管18之流路，且不斷電電源102將電力供應至第3液體回收機構17。第3液體回收機構17，具有與第2液體回收機構60大致相同功能，具備未圖示之吸引泵等之真空系統、乾燥器、分離器、液體回收部。藉由不斷電電源102所供應之電力，例如，當第3液體回收機構17之吸引泵動作時，停留在(積在)供應管15中、閥13下游側之液體流路及供應嘴14之液體1，即透過吸引管18被吸引至吸引泵17。吸引管18，由於係連接在供應管15之液體供應流路中、緊接在閥13下游側後位置，因此能吸引並回收停留在供應管15中、閥13與供應嘴14間之液體供應流路的液體1。藉由此方式，能更為確實防止液體1從液體供應機構10漏出至基板P上的不良情形，進而防止液體1飛散至基板載台PST上及基板載台PST周邊等的不良情形。
此外，不斷電電源102在商用電源100之停電後，持續對液體回收機構20及第2液體回收機構60進行電力之供應，直到將殘留在基板P上之液體1、以及第3液體回收機構17無法完全回收而由液體供應機構10(供應管15)所排出之液體1完全回收為止。
例如，根據液體感測器82(設在回收管24中回收嘴21附近)之檢測結果，以不斷電電源102所供應之電力來驅動液體回收機構20。具體而言，在液體感測器82檢測液體1之期間，由於係從基板P上回收液1之狀態(亦即，在基板P上停留有液體1之狀態)，液體回收機構20至少到液體感測器82檢測不出液體1為止，持續其驅動。同樣的，亦可 於第2液體回收機構60之管路68,69設置液體感測器，根據該液體感測器之檢測結果，來驅動第2液體回收機構60。此時，第2液體回收機構60亦係持續其驅動，直到前述液體感測器檢測不出液體1為止。
又，亦可根據供應嘴14附近所設之液體感測器81之檢測結果，來驅動構成排出機構之第3液體回收機構17。例如，在液體感測器81檢測液體1之期間，由於係液體1停留在供應管15之狀態，因此第3液體回收機構17係持續其驅動，直到液體感測器81檢測不出液體1為止。
或者，於商用電源100之停電後，將從液體供應機構10之供應嘴14之供應口排出之液體量的相關資訊，預先以例如實驗或模擬等求出，將求出之資訊儲存在記憶裝置MRY，根據該儲存資訊來驅動液體回收機構20、第2液體回收機構60、及第3液體回收機構17亦可。例如，在商用電源100之停電後，以閥13將供應管15之液體供應流路加以遮斷後，藉由第3液回收機構17之驅動所回收之液體量，可根據供應管15之液體供應流路的容積預先加以求出。又，於商用電源100之停電後，殘留在基板P上之液體量，與液浸區域AR2之液體量大致相等，例如可藉由投影光學系統PL與光學元件2間之距離及液浸區域AR2之面前來預先加以求出。預先將商用電源100停電後殘留在基板P上之液體量及從供應管15排出之液體量之總和的相關資訊儲存在記憶裝置MRY，液體回收機構20及第2液體回收機構60在商用電源100停電後，至少持續回收動作直到所回收之液體量總和達到記憶裝置MRY中所儲存之液體量的總和。
又，在商用電源100之停電後，例如亦可使第2液體回收機構60之液體回收量多於停電前。具體而言，係提昇第2液體回收機構60之真空系統的驅動量(驅動力)。由於第2液體回收機構(真空系統)之驅動為振動源，在曝光處理中最好是降低或停止第2液體回收機構之驅動力，但在商用電源100停電後曝光處理亦停止，因此，第2液體回收機構60在不斷電電源102所供應之電力下提昇真空系統之驅動力，即能防止液體1洩漏至基板載台PST之外側(至少是回收口61的外側)，或防止洩漏的擴大。
又，在商用電源100之異常時，亦將無法進行處理室之溫度、濕度管理，尤其是有可能使投影光學系統PL之性能惡化。因此，可將不斷電電源102之電力亦供應至處理室。或者，使用不同於不斷電電源102之其他不斷電電源(第3電源)，在商用電源100之異常時對處理室進行電力之供應。此時，亦可將處理室分割為複數個區域，至少對收納投影光學系統PL之處理室進行電力供應。據此，在商用電源100恢復後能迅速的使曝光裝置EX動作，將商用電源100之異常所造成的不良影響控制在最小限度。
又，一台曝光裝置並不一定需要設置一台不斷電電源102(及其他不斷電電源(第3電源))，可採複數台曝光裝置共用之方式。如此，不僅能減少不斷電電源102之數量，亦能減少曝光裝置EX(含不斷電電源102)之設置面積。
如以上之說明，使用商用電源100供應之電力驅動液體回收機構20(第2液體回收機構60)時，即使在該商用電源100之停電時，亦能將對液體回收機構20,60之電力供應切 換為不斷電電源102，故殘留在基板P上之液體1不會被放置，而係以不斷電電源102供應電力所驅動之液體回收機構20,60加以回收。因此，能防止液體1之流出，進而防止支持基板P之基板載台PST周邊之機械零件的鏽蝕及故障、或基板P所處周邊環境之變動等不良情形的產生。承上所述，能防止在商用電源100之停電恢復後，因流出之液體1而產生曝光精度降低等不良情形的產生，製造具有高圖案精度之元件。
又，由於在基板載台PST上設置有液體吸收構件62來作為第2液體回收機構60，因此能在一廣範圍確實保持(回收)液體1。藉由將真空系統70透過流路63及管路68連接於液體吸收構件62，能將液體吸收構件62吸收之液體1隨時排出至基板載台PST外部。因此，能更進一步的確實抑制基板P所處周邊環境之變動，且能抑制基板載台PST因液體1而產生重量變動。另一方面，亦可不設置真空系統70，而利用液體吸收構件62所回收之液體1的本身重量使其流下至液體回收部73側。進一步的，亦可不設置真空系統70及液體回收部73等，而僅在基板載台PST上配置液體吸收構件62，將吸收了液體1之液體吸收構件62予以定期(例如每處理一批)更換。此場合，基板載台PST雖會因液體1而產生重量變動，但視液體吸收構件62所回收之液體1之重量來變更載台控制參著，即能維持載台定位精度。
此外，亦可取代第3液體回收機構17而設置加壓泵，透過吸引管18使氣體(空氣)從供應管15之液體供應流路中、閥13下游側後方位置流向供應嘴14。如此，在商用電 源100之停電後，停留在供應管15中閥13下游側之液體流路及供應嘴14中之液體1，即會被排出至基板P上。將此排出之液體以液體回收機構20或第2液體回收機構60來加以回收即可。又，此情形下，亦可根據記憶裝置MRY中所儲存之資訊來驅動加壓泵。
又，亦可設置與平時使用之真空系統25不同的另一真空系統，將不斷電電源102連接於此真空系統。此時，若將此另一真空系統之吸引力設定成大於真空系統25之吸引力的話，即能在短時間內回收液體1。
接著，參照圖6來說明其他的實施形態。以下之說明中，與上述實施形態相同或同等之構成部分係賦予相同符號，並簡化或省略其說明。
圖6中，曝光裝置EX具備液體供應機構10(具有將液體1供應至投影光學系統PL與基板P之間的供應管15)、與液體回收機構20(具有回收基板P上之液體的回收管24)。又，液體供應機構10具備構成吸引部(具有可吸引液體1之吸引管18)之第3液體回收機構17。
第3液體回收機構17，具有與液體回收機構20、第2液體回收機構60大致相同的功能，具備：連接於吸引管18之一端部的真空系統90、設在吸引管18之途中的氣液分離器92、與用以使氣液分離器92所分離之液體乾燥的乾燥器91。此外，以氣液分離器92分離之液體1係透過回收管93回收至液體回收部94。
液體供應機構10具備切換部19，此切換部19係用以切換連接於液體供應部11之供應管15的供應路、與連接於 真空系統90之吸引管18的吸引路。本實施形態中，切換部19包含電磁線閥，供應管15及吸引管18分別連接於切換部19。
本實施形態中，將形成用來連接真空系統90與切換部19之流路的管構件稱為吸引管18，將形成用來連接液體供應部11與切換部19之流路的管構件稱為供應管15。並將形成用來連接切換部19與液體供應口14A之流路的管構件稱為供應嘴14。
切換部19之動作係以控制裝置CONT加以控制，當切換部19連接於供應管15時，供應嘴14之供應口14A與液體供應部11即透過供應管15而連接。此時，吸引管18之吸引路被遮斷。另一方向，當切換部19連接於吸引管18時，供應嘴14之供應口14A與第3液體回收機構17之真空系統90即透過吸引管18而連接。此時，供應管15之供應路被遮斷。此外，由於切換部19有可能成為熱源，因此為防止因熱而造成曝光精度之惡化，最好是能設置在收容曝光裝置EX之處理裝置外部。
又，本實施形態之切換部19，係在因停電等而產生曝光裝置EX(控制裝置CONT)之驅動源(商用電源100)停止等的異常時，使用彈簧等以機械方遮斷供應管15之供應路的所謂的正常閉方式的構件。此外，本實施形態之切換部19，在發生異常狀態時以機械方式關閉供應管15之供應路，與此同時亦連接吸引路18之吸引路而打開吸引路18之吸引路。
於吸引管18設有防逆閥95。防逆閥95係設在連接切 換部19與真空系統90之吸引管18中、切換部19與氣液分離器92之間，接近切換部19之位置。逆止閥95，係阻止流於吸引管18之液體中、液體1從真空系統90側流向切換部19側。
其次，參照圖7之示意圖說明具有上述構成之曝光裝置EX的動作。
對基板載台PST所支持之基板P進行液浸曝光時，如圖7(a)所示，控制裝置CONT將切換部19連接於液體供應機構10之供應管15，透過供應管15將液體供應部11與供應嘴14之供應口14A加以連接。據此，從液體供應部1送出之液體1，即透過供應管15、切換部19、及供應嘴14之供應口14A而被供應至基板P上，在基板P上形成液浸區AR2。
基板P之液浸曝光結束後，為回收基板P上之液體1，控制裝置CONT即停止從液體供應機構10之液體供應部11送出(供應)液體1，且在一既定期間持續液體回收機20及第2液體回收機構60之驅動。進一步的，控制裝置CONT驅動切換部19來連接吸引管18，關閉供應管15之供應路並打開吸引管18之吸引路。據此，如圖7(b)所示，基板P上之液體1即被第3回收機構17回收。以此方式，於曝光結束後回收液體1時，藉由並用液體回收機構20、第2液體回收機構60及第3液體回收機構17來進行液體回收動作，能在短時間內以良好的效率進行液體1之回收動作。
在持續液體回收機構20、第2液體回收機構60及第3液體回收機構17之驅動一既定期間，回收基板P上之液體 1後，控制裝置CONT即停止液體回收機構20、第1液回收機構60及第3液體回收機構17之驅動。另一方面，在液體回收機構20及第2液體回收機構60之驅動停止後，亦維持切換部19與吸引管18之吸引路的連接，持續第3液體回收機構17之吸引動作。
控制裝置CONT，為了從基板載台PST卸下基板P，如圖7(c)所示，將基板載台PST移動至卸載位置。此時，切換部19係連接於吸引管18之吸引路，供應嘴14之供應口14A與真空系統90係透過吸引管18連接。因此，在液浸曝光結束後(或之前)等液體供應機構10不供應液體1之無需液體供應時，由於設於液體供應機構10之第3液體回收機構17進行之液體吸引動作係持續中，因此殘留在供應嘴14之流路內、及供應口14A附近之液體1，即被第3液體回收機構17吸引回收。故能防止在液浸曝光結束後(或之前)等液體供應機構10不供應液體1之無需液體供應時，殘留在供應嘴14等之液體1漏出(滴落至)至基板P上及基板載台PST、或基板載台PST之周邊機械零件等。因此，能防止因漏出之液體1造成基板載台周邊之機械零件產生鏽蝕或故障等不良情形。
又，此處，液體回收機構20及第2液體回收機構60之驅動係在持續一既定期間後停止，但此驅動亦可持續進行。如此，即使液體1從供應嘴14等滴落，亦能以液體回收機構20或第2液體回收機構60來回收該液體1。
又，於基板P之液浸曝光中，在發生商用電源100停電等異常時，液體供應機構10之正常閉方式之切換部19即動 作，遮斷供應管15之供應路。如此，在商用電源100之停電後，不會發生液體1從液體供應機構10漏至基板P上之情形。再者，商用電源100停電時，切換部19動作而連接吸引管18之吸引路，使吸引管18之吸引路開放，透過吸引管18將供應嘴14之供應口14A與真空系統90加以連接。此外，商用電源100停電時，係由不斷電電源102對第3液體回收機構17進行電力供應。藉由不斷電電源102供應之電力，第3液體回收機構17之真空系統90動作時，殘留在供應嘴14內部或供應口14A附近之液體1，即透過吸引管18被吸引至第3液體回收機構17之真空系統90。如此，在商用電源100停電後，即能更為確實防止液體1從液體供應機構10漏至基板P上，並防止液體1飛散至基板載台PST上或基板載台PST周邊。
如以上之說明，由於在液體供應機構10不供應液體1時，能藉由驅動第3液體回收機構17吸引液體1，來回收殘留在液體供應機構10之供應嘴14等之液體1，因此能防止在無需進行液體供應等時液體1從液體供應機構10漏出。故能防止因漏出之液體1造成基板載台PST周邊之機械零件產生鏽蝕或故障等不良情形。
又，在發生停電等異常時將無法進行曝光而為無需供應液體的狀態，在此情形下，亦能使用第3液體回收機構17來吸引回收液體1，防止停電後液體1從液體供應機構10漏出等不良情形。
又，在吸引管18途中設有用來阻止液體1從真空系統90側流至切換部19側之逆止閥95，在因某種原因使得真空 系統90無法動作時，亦能防止所吸引之液體1逆流至基板P側。此場合，將逆止閥95設在接近切換部19之位置，在可能範圍內盡可能縮小逆止閥95與切換部19間之吸引管18之吸引路的容積，如此，即使發現液體1逆流至基板P側之情形，亦能將該液體1之量控制在最小限度。
本實施形態中，雖係說明了在液浸曝光結束後或商用電源100停電時使切換部19動作的情形，但在基板P之液浸曝光中，例如液體回收機構20因某種原因不動作而無法回收基板P上之液體1時，使切換部19動作以液體供應機構10之第3液體回收機構17來吸引回收液體1亦可。此時，將能檢測出液體回收機構20之液體回收量的流量感測器，例如設在回收管24的話，即能根據該流量感測器之檢測結果，掌握液體回收機構20之動作狀況。控制裝置CONT，根據該流量感測器之檢測結果，當判斷液體回收量低於既定值時，即停止液體供應機構10之液體供應部11的液體供應動作，並使切換部19動作以第3液體回收機構17來吸引回收液體1。如此，即使在液體回收機構20之液體回收動作發生異常時，亦能使切換部19動作以液體供應機構10之第3液體回收機構17來吸引回收液體1，據以防止液體1漏出或飛散至基板P外側，進而防止機械零件之鏽蝕或電子機器(使基板載台PST移動之線性馬達等驅動裝置、或光電倍增器等之感測器)之漏電等不良情形的發生。
又，亦可在檢測出支持基板P之基板載台PST與投影光學系統PL間之位置關係發生異常時，停止液體供應機構10之液體供應，並開始以第3液體回收機構17進行液體1 之吸引動作。此處，基板載台PST與投影光學系統PL間之位置關係的異常，係指無法將液體1保持在投影光學系統PL下方的狀態，包含Z軸方向及XY方向中至少一方之位置關係的異常。也就是說，例如，即使液體供應機構10、液體回收機構20之動作正常，而基板載台PST之動作發生異常，使得基板載台PST相對投影光學系統PL之期望位置產生配置在偏於XY方向(或Z方向)之情形時，即會發生在投影光學系統PL與基板載台PST所支持之基板P之間，無法良好的形成液體1之液浸區域AR2的狀態(無法將液體1保持在投影光學系統PL下方的狀態)。此場合，將會發生液體1洩漏至基板P外側或基板載台PST外側，或液體1沾到基板載台PST之移動鏡45的狀況。如此一來，由於液體回收機構20無法回收既定量之液體1，因此，控制裝置CONT可根據前述設在回收管24等之流量感測器之檢測結果來檢測出發生異常之情形。控制裝置CONT在檢測出該異常時，使切換部19動作，停止液體供應機構10之液體供應動作，並使用液體供應機構10之第3液體回收機構17來吸引回收液體1。
此外，為檢測基板載台PST相對投影光學系統PL之位置關係的異常，亦可不使用設在液體回收機構20之回收管24等的流量感測器之檢測結果，而例如使用干擾儀46來檢測基板載台PST於XY方向之位置，根據此位置檢測結果，來檢測位置關係之異常。控制裝置CONT，可將干擾儀46之基板載台位置檢測結果與預先設定之容許值加以比較，當干擾儀46之基板載台位置檢測結果超過該容許值時，停 止液體1之供應動作或使切換部19動作等。又，亦可使用檢測基板P表面之Z軸方向位置的焦點檢測系統來檢測基板P之Z軸方向位置，將焦點檢測系統之載台位置檢測結果與預先設定之容許值加以比較，當焦點檢測系統之檢測結果超過容許值時，即停止液體1之供應動作或使切換部19動作等。如此，控制裝置CONT，即能根據干擾儀46及包含焦點檢測系統之基板載台位置檢測裝置之檢測結果，檢測投影光學系統PL與基板載台PST間之位置關係的異常，當檢測出異常時，停止液體供應動作或使切換部19動作、及以第3液體回收機構17進行液體之吸引回收。
此外，本實施形態中，係說明切換部19之作用為進行供應管15與吸引管18之切換，但亦可是具有皆不連接於供應管15與吸引管18雙方之模式(待機模式)。此處，液體供應機構10之待機模式，包含不進行液體1之供應及回收雙方的模式。
又，供應口14A與切換部19間之供應路之截面積，係根據液體1(本實施形態為水)之表面張力來決定。根據液體1之表面張力來將供應路之截面積予以最佳化，在液體供應機構10不供液體1時，能更進一步的防止液體1從供應口14A漏出(滴落)。具體而言，供應路之截面積，係決定成當液體1殘留在供應口14A與切換部19間之供應路時，以該液體1之表面張力覆蓋供應路之程度。亦即，在截面積(內徑)設定為D1之供應路內部有液體1時，如圖8(a)之示意圖所示，在液體1以其表面張力堵塞供應路時，由於供應路之切換部19側(真空系統90側)與供應口14側對液體1之壓 力差變大，因此能良好的吸引回收該液體1。然而，當液體1之表面張力低時，如圖8(b)所示，有可能產生無法堵塞供應路之狀況，此時，將會產生液體(液滴)1因其自重(重力作用)等而掉落，不被第3液體回收機構回收，而從供應口14A漏出的不良情形。而為了吸引回收此種液(液滴)1，必須提昇第3液體回收機構17之吸引力(驅動量)，造成能量損失。
因此，為了能良好的以第3液體回收機構17吸引回收液體1，根據液體1之表面張力，縮小供應路之截面積。圖9(a)，係顯示具有截面積(內徑)D2(小於截面積D1)之供應路中有液體1之狀態的示意圖。即使是表面張力低的液體1，亦能藉由根據液體1之表面張力決定供應路之截面積，而能如圖9(a)所示以液體1堵塞供應路，據以良好的吸引回收液體1。又，如圖9(b)之示意圖所示，在具有小截面積D2之供應路中，即使產生液體(液滴)1殘留的狀況，由於該液體1之液滴非常小，因此，不會因本身重量(重力作用)落下而從供應口14A漏出，且不需提昇第3液體回收機構17之吸引力(驅動力)，即能良好的吸引回收該液體1之液滴。
如前所述，本實施形態之液體1係以純水構成。使用純水之優點在於，在半導體製造工廠能容易的大量取得，且對基板P上之光阻及光學元件(透鏡)等沒有不良影響。此外，純水不至於對環境造成不良影響，且由於雜質之含量極低，因此亦可期待對基板P之表面、及對設在投影光學系統PL前端面之光學元件表面的洗淨作用。
又，純水(水)對波長為193nm左右之曝光用光EL的折射率n被認為在1.44左右，而作為曝光用光EL之光漁而使 用ArF準分子雷射光(波長193nm)時，在基板P上為1/n，亦即193nm之波長經純水而成為134nm左右之短波長，能獲得高的解像度。再者，由於焦深與空氣中相較約為n倍，亦即被放大約1.44倍左右，因此只要能確保與在空氣中使用時相同程度之焦深即可之情形時，能更進一步的增加投影光學系統PL之數值孔徑，就此點而言，亦能提昇解像度。
本實施形態，雖於投影光學系統PL之前端安裝有透鏡2，但作為安裝於投影光學系統PL前端之光學元件，亦可是用來調整投影光學系統PL之光學特性，例如調整像差(球面像差、彗形像差等)所使用之光學板。或者，亦可是能使曝光用光EL穿透之平行平面板。又，在因液體1之流動而使投影光學系統前端之光學元件與基板P間之壓力較大時，亦可不採取更換該光學元件之構成，而堅固的固定光學元件以避免因該壓力而移動。
又，上述實施形態之液體1雖為水，但亦可是水以外之液體，例如，在曝光用光EL之光源為F2雷射時，由於此F2雷射不會穿透水，因此，此時作為液體1可使用能使F2雷射穿透之例如氟系油(氟系液體)、或全氟化聚醚(PFPE)。又，作為液體1，除此以外，亦可使用曝光用光之穿透性高且折射率盡可能的高，並且對投影光學系統PL及基板P表面所塗之光阻安定者(例如杉木油、cedar oil)。
又，上述實施形態中，雖係採用在投影光學系統PL與基板P之間局部的充滿液體之曝光裝置，但本發明亦能適用於將保持有曝光對象基板之載台在液槽中移動之液浸曝光裝置，或適用於在載台上形成既定深度之液體槽、於其 中保持基板之液浸曝光裝置。
又，作為上述各實施形態之基板P，不僅是半導體元件製造用之半導體晶圓，亦可適用顯示元件用之玻璃基板、薄膜磁頭用陶瓷晶圓、或用於曝光裝置之光罩或標線片原板(合成石英、矽晶圓)等。
作為曝光裝置EX，除可使用同步移動光罩M與基板P來掃描曝光光罩M之圖案的步進掃描(step & scan)方式之掃描型曝光裝置(掃描步進器)外，亦可適用在光罩M與基板P靜止狀態下將光罩M之圖案予以一次性的曝光，並使基板P依序步進移動之步進重複(step & repeat)方式之投影曝光裝置(步進器)。此外，本發明亦能適用於在基板P上將至少2個圖案加以部分重疊轉印之步進接合(step & stitch)方式之曝光裝置。
作為曝光裝置EX之種類，本發明並不限於將半導體元件圖案曝光至基板P之半導體元件製造用的曝光裝置，亦能廣泛的適用於液晶顯示元件製造用或顯示器製造用之曝光裝置，或用以製造薄膜磁頭、攝影元件(CCD)或標線片、光罩等的曝光裝置等。
又，本發明亦可適用於日本專利特開平10-163099號、特開平10-214783號、特表2000-505958號等所揭示之雙載台型的曝光裝置。
於基板載台PST或光罩載台MST使用線性馬達(請參照USP5,623,853或USP5,528,118)時，無論是採用空氣懸浮型(使用空氣軸承)或磁氣懸浮型(使用羅倫茲力或反作用)之任一種皆可。又，各載台PST、MST，可以是沿導軌移動之型 式、或不設置導軌之無導軌型式者皆可。
作為各載台PST、MST之驅動機構，可使用將磁鐵2維配置之磁鐵單元、與將線圈2維配置之電樞單元予以對向，藉電磁力來驅動各載台PST、MST之平面馬達。此時，將磁鐵單元與電樞單元之任一方接觸於載台PST、MST，將磁鐵單元與電樞單元之另一方設在載台PST、MST之移動面側即可。
因基板載台PST之移動所產生之反作用力，例如，可如日本專利特開平8-166475號公報(USP5,528,118)之記載，使用框架構件將其機械性的釋放至地面，以避免傳至投影光學系統PL。又，因光罩載台MST之移動所產生之反作用力，例如，可如日本專利特開平8-330224號公報(USP5,874,820)之記載，使用框架構件將其機械性的釋放至地面，以避免傳至投影光學系統PL。
如上述般，本案實施形態之曝光裝置EX，係將包含本案申請專利範圍所例舉之各構成要素的各種次系統，以能保持既定機械精度、電氣精度、光學精度之方式，加以組裝製造。為確保上述各種精度，於此組裝之前後，對各種光學系統進行用以達成光學精度之調整，對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整，對各種電氣系統則進行用達成各種電氣精度之調整。各種次系統組裝至曝光裝置之步驟，包含各種次系統彼此間之機械連接、電氣迴路之連接、氣壓迴路之連接等。此各種次系統組裝至曝光裝置之步驟前，當然有各個次系統之組裝步驟。各種次系統組裝至曝光裝置之步驟結束後，即進行綜合調整，以確保曝光 裝置舔之各種精度。又，曝光裝置的製造以在溫度及清潔度等受到管理的無塵室中進行較佳。
半導體元件等之微元件，係如圖7所示，經微元件之功能、性能設計步驟201，根據此設計步驟製作光罩(標線片)的步驟202，製造基板(元件之基材)的步驟203，使用前述實施形態之曝光裝置EX將光罩之圖案曝光至基板的曝光處理步驟204，元件組裝步驟(切割製程、結合製程、封裝製程)205，檢查步驟206而製造。
根據本發明，由於即使在發生停電等電源異常之情形時亦能防止液體之流出，因此能防止因流出之液體所產生之不良情形。此外，亦能防止在不需液體之供應時，液體從液體供應機構之漏出。因此，能以良好之精度將圖案轉印基板，製造具有高圖案精度之元件。
1‧‧‧液體
2‧‧‧光學元件
10‧‧‧液體回收機構
11‧‧‧液體供應部
13,16‧‧‧閥(遮斷部)
14‧‧‧供應嘴
15‧‧‧供應管(供應路)
17‧‧‧第3液體回收機構(吸引部)
18‧‧‧吸引管(吸引路)
20‧‧‧液體回收機構
21‧‧‧回收嘴
22‧‧‧氣液分離器
23‧‧‧乾燥器
24‧‧‧回收管
25‧‧‧真空系統
26‧‧‧第2回收管
28‧‧‧液體回收部
43‧‧‧輔助板
45‧‧‧移動鏡
46‧‧‧雷射干涉儀
51‧‧‧Z載台
52‧‧‧XY載台
53‧‧‧基座
60‧‧‧第2液體回收機構
61‧‧‧回收口
62‧‧‧液體吸收構件
81,82‧‧‧液體感測器
100‧‧‧商用電源(第1電源)
102‧‧‧不斷電源(第2電源)
AR1‧‧‧投影區域
AR2‧‧‧液浸區域
AX‧‧‧光軸
CONT‧‧‧控制裝置
EL‧‧‧曝光用光
EX‧‧‧曝光裝置
IL‧‧‧照明光學系統
M‧‧‧光罩
MRY‧‧‧記憶裝置
MST‧‧‧光罩載台
MSTD‧‧‧光罩載台驅動系統
P‧‧‧基板
PK‧‧‧鏡筒
PL‧‧‧投影光學系統
PST‧‧‧基板載台
PSTD‧‧‧基板載台驅動裝置

Claims (37)

  1. 一種曝光裝置，係在投影光學系統與基板之間充滿液體，透過該投影光學系統與液體將圖案像投影至基板上以使基板曝光，其特徵在於，包含：具有以第1電源所供應之電力來驅動之驅動部的液體回收機構、與不同於該第1電源的第2電源；在該第1電源之停電時，對該驅動部之電力供應即切換為以該第2電源進行。
  2. 一種曝光裝置，係以投影光學系統將圖案像曝光至基板上，其特徵在於，具備：液體回收機構，係以第1電源所供應之電力來回收供應至該基板之液體；第2電源，至少在該第1電源之異常時將電力供應至該液體回收機構。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，該液體回收機構具備真空系統；該第2電源係將電力供應至該真空系統之驅動部。
  4. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該液體回收機構具備真空系統；該第2電源係將電力供應至該真空系統之驅動部。
  5. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，該液體回收機構係回收該基板上之液體。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置，其中，該液體回收機構係回收流出至該基板外側之液體。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置， 其中，該第2電源至少係持續電力之供應至完全回收液體為止。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置，其中，具備設於液體回收機構、以該第2電源所供應之電力來加以驅動，用以檢測液體的液體感測器；根據該液體感測器之檢測結果，驅動該液體回收機構。
  9. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置，其中，具有用以供應液體之液體供應機構；根據停電後關於從該液體供應機構之液體供應口所排出之液體量的資訊，來驅動該液體回收機構。
  10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置，其中，具有用以供應液體之液體供應機構；該液體供應機構，具有在停電時遮斷液體供應流路的遮斷部。
  11. 如申請專利範圍第10之曝光裝置，其中，該液體供應機構，具有用以排出停電後停留在液體供應流路之液體的排出機構。
  12. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置，其中，具備用以供應液體之液體供應機構；該液體供應機構，具有用以排出停留在液體供應流路之液體的排出機構。
  13. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置，其中，至少具有用以收納該投影光學系統之處理室；該第1電源與第2電源之至少一方係配置在該處理室之外側。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置，其中，係以該第2電源將電力供應至該處理室。
  15. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置，其中，係以不同於該第1電源及該第2電源之第3電源，將電力供應至該處理室。
  16. 一種曝光裝置，係在投影光學系統與基板之間充滿液體，透過該投影光學系統與液體將圖案像投影至基板上以使基板曝光，其特徵在於：具備用以供應液體之液體供應機構；該液體供應機構，具有在停電時檢測液體供應流路中是否有殘留液體之感測器。
  17. 一種液體回收裝置，係具備以第1電源所供應之電力來回收供應至基板之液體的液體回收機構，其特徵在於：具備第2電源，係至少在該第1電源之異常時將電力供應至該液體回收機構。
  18. 如申請專利範圍第17項之液體回收裝置，其中，該第2電源器係與該第1電源一起將電力供應至該液體回收機構。
  19. 如申請專利範圍第17或18項之液體回收裝置，其中，該第2電源係根據該第1電源之電壓變動來將電力供應至該液體回收機構。
  20. 一種曝光方法，係在投影光學系統與基板之間供應液體，透過該投影光學系統與液體將圖案曝光至該基板，其特徵在於，包含：使用第1電源所供應之電力以液體回收機構回收該液 體的步驟；至少在該第1電源之異常時，使用不同於該第1電源之第2電源所供應之電力以該液體回收機構回收該液體的步驟。
  21. 如申請專利範圍第20項之曝光方法，其中，該液體回收機構為複數個；該第2電源係將電力供應至該複數個液體回收機構。
  22. 一種元件製造方法，其特徵在於：係使用申請專利範圍第1至第16項中任一項之曝光裝置。
  23. 一種液體回收裝置，係透過投影光學系統與液體將圖案像投影至基板上以使該基板曝光之液浸曝光所使用；具備以第1電源所供應之電力來回收為了充滿該投影光學系統與該基板之間而供應之液體的液體回收機構；在該第1電源之異常時，維持該液體回收機構的液體回收動作。
  24. 如申請專利範圍第23項之液體回收裝置，其中，該第1電源之異常包含停電。
  25. 如申請專利範圍第23項之液體回收裝置，其中，該液體回收機構回收該基板上的液體。
  26. 如申請專利範圍第23項之液體回收裝置，其中，該液體回收機構回收從形成於該基板周圍之間隙侵入的液體。
  27. 如申請專利範圍第23項之液體回收裝置，其具備偵測液體是否存在的感測器； 根據該感測器之輸出控制該液體回收動作。
  28. 如申請專利範圍第27項之液體回收裝置，其中，該感測器偵測用以充滿該投影光學系統與該基板之間之液體是否流通於供應流路。
  29. 如申請專利範圍第27項之液體回收裝置，其中，該液體回收機構具備回收流路；該感測器偵測液體是否流通於該回收流路。
  30. 一種曝光裝置，其具備申請專利範圍第23至29項中任一項之液體回收裝置。
  31. 如申請專利範圍第30項之曝光裝置，其具備保持基板的基板載台；該液體回收機構之液體回收口係設於該基板載台。
  32. 如申請專利範圍第30項之曝光裝置，其中，該基板之曝光中，於該基板上之一部分局部地形成液浸區域。
  33. 一種元件製造方法，其包含使用申請專利範圍第30至32項中任一項之曝光裝置使基板曝光的動作。
  34. 一種液體回收方法，係透過投影光學系統與液體將圖案像投影至基板上以使該基板曝光之液浸曝光所使用，其包含：藉由以第1電源所供應之電力而動作之液體回收機構來回收為了充滿該投影光學系統與該基板之間而供應之液體的動作；以及在該第1電源之異常時，維持該液體回收機構之液體回收動作的動作。
  35. 如申請專利範圍第34項之液體回收方法，其中， 該第1電源之異常包含停電。
  36. 如申請專利範圍第34項之液體回收方法，其中，該液體回收機構回收該基板上的液體。
  37. 如申請專利範圍第34項之液體回收方法，其中，該液體回收機構回收從形成於該基板周圍之間隙侵入的液體。
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