TWI467634B - An exposure method, a substrate stage, an exposure apparatus, and an element manufacturing method - Google Patents

An exposure method, a substrate stage, an exposure apparatus, and an element manufacturing method Download PDF

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Description

曝光方法、基板載台、曝光裝置、及元件製造方法
本案係以日本專利2003-169904號(2003年6月13日申請)、日本專利2003-383887號(2003年11月13日申請)、及日本專利2004-039654號(2004年2月17日申請)為基礎案提出申請，而援用其等的內容。
本發明係有關透過投影光學系統和液體將圖案像曝光在基板上之曝光方法，並關於支持基板之基板載台、曝光裝置及元件製造方法。
半導體元件和液晶顯示元件係藉由所謂光微影(係將形成於光罩上之圖案轉印於感光性基板上)之方法來加以製造。這種光微影製程所使用之曝光裝置係具有光罩載台(供支持光罩)和基板載台(供支持基板)，邊逐次移動光罩載台及基板載台，邊透過投影光學系統，將光罩圖案轉印於基板上者。近年來，為了對應元件圖案之更進一步高積體化，投影光學系統之更高解析度化乃為所希望者。所使用之曝光波長愈短，且投影光學系統之數值孔徑愈大，投影光學系統之解析度變愈高。因此，曝光裝置所使用之曝光波長係逐年短波長化，投影光學系統之數值孔徑也逐年增大起來。而且，現在主流之曝光波長係KrF準分子雷射之248nm，而更短波長之ArF準分子雷射之193nm亦正在實用化。
又，當進行曝光之際，焦點深度(DOF)係與解析度同樣變得重要。解析度R、及焦點深度δ係分別用以下之公式來表示。
R=k1 ．λ/NA　…(1)
δ=±k2 ．λ/NA2 　…(2)
式中，λ係曝光波長，NA係投影光學系統之數值孔徑，k1 、k2 係處理係數。由(1)式、(2)式可知，為了提高解析度R，若縮短曝光波長λ、增大數值孔徑NA，則焦點深度δ變窄。
若焦點深度δ變太窄，則要使基板表面對投影光學系統之像面一致變成不易，曝光動作時之聚焦裕度可能會不夠。因此，就實質上可縮短曝光波長，且擴大焦點深度之方法而言，已被提出者有例如國際公開第99/49504號公報所揭示之浸液法。
這種浸液法係用水或有機溶媒等液體，來填滿投影光學系統下面和基板表面之間，形成浸液區域，利用液體中之曝光用光波長為空氣中之1/n(n係液體之折射率，通常為1.2～1.6左右)，來提高解析度，並且將焦點深度放大約n倍。
但是，在上述習知技術中，存在以下所述之問題。上述習知技術係用液體局部性填滿投影光學系統之像面側端面和基板(晶圓)間之構成，將基板中央附近之照射區域曝光時，不會產生液體向基板外側流出的情況。但是，如第27圖之示意圖所示，若將投影光學系統之投影區域100對上基板P之週邊區域(邊緣區域)E來對該基板P之邊緣區域E進行曝光的情況，則液體向基板P外側流出，不能良好形成浸液區域，產生所投影之圖案像惡化之不良情況。又，會因所流出之液體，使得在支持基板P之基板載台週邊之機械零件等生銹，或引起載台驅動系統等漏電之不良情況。進一步，若所流出之液體繞入基板背面，浸入基板和基板載台(基板保持器)之間，則基板載台亦會產生不能良好保持基板之不良情況。又，亦有由於基板P和基板載台之高低差或間隙等而在液體中混入氣泡之情形，此時，由於氣泡之影響，會產生曝光用光散射，或是受到氣泡的影響使得圖案無法成像於基板P上。又，在該間隙浸入液體之情形，亦可能引起生銹或漏電。
本發明係鑑於前述問題所得者，其目的係提供一種曝光方法，在用液體填滿投影光學系統和基板間來進行曝光處理之情形，即使對於基板邊緣區域做曝光，仍可在形成良好之浸液區域之狀態下來進行曝光，另外本發明亦提供基板載台、曝光裝置、及元件製造方法。
為了解決上述問題，本發明係採用了與實施形態所示之第1圖～第26圖相對應之以下構成。
本發明之曝光方法，係透過投影光學系統PL和液體1，將圖案像投影於基板P上，藉此將基板P曝光；其特徵在於，該基板P之側面PB係被施以撥液處理。
依本發明，藉由對於基板之側面施以撥液處理，則能防止例如液體浸入以圍住基板方式所配置之構件(基板載台)和基板側面間。因此，能防止液體浸入基板背面側。又，亦能防止氣泡混入液體等，可在良好地形成浸液區域之狀態下，將基板之邊緣區域曝光。
本發明之曝光方法，係透過投影光學系統PL和液體1，將圖案像投影於基板P上，藉此將該基板P曝光；其特徵在於，基板P之背面PC係被施以撥液處理。
依本發明，藉由對於基板背面施以撥液處理，則可防止例如液體浸入基板保持器(係保持基板背面)和基板背面之間。因此，能良好保持基板，並進行曝光。
本發明之基板載台PST，係使用於液體曝光，該液體曝光係透過投影光學系統PL和液體1，將圖案像投影於基板P上，藉此將基板P曝光；該基板載台能保持基板P並進行移動，其特徵在於，至少一部份表面(31、33A、36、37)具撥液性。
依本發明，藉由將基板載台之表面作成撥液性，能防止液體飛散及液體向基板載台外部流出，能抑制氣泡混入液體中或液體浸入基板載台內部等，可在良好形成浸液區域之狀態下將基板之邊緣區域曝光。
本發明之基板載台PST，係使用於浸液曝光，該浸液曝光係於基板P上之一部份形成浸液區域AR2，透過投影光學系統PL和液體1，將圖案像投影於基板P上，藉此將基板P曝光，該基板載台係用以保持基板P；其特徵在於，在該基板P之周圍，具有與該基板P大致相同高度之平坦部31，在平坦部31之內側形成配置基板P之凹部32，在用液體1填滿平坦部32和基板P間隙A之狀態下，進行基板P之曝光。
依本發明，即使在基板之邊緣附近形成浸液區域之情形，亦能良好維持浸液區域，並且能防止氣泡混入於基板上一部份所形成之浸液區域之液體中。其結果，在基板上之邊緣附近，亦能將良好的圖案像形成於基板上。
本發明之曝光裝置EX，其特徵在於，具備上述之基板載台PST。本發明之元件製造方法，其特徵在於，使用上述之曝光方法，或使用具備上述基板載台PST之曝光裝置EX。
依本發明，則在良好形成浸液區域之狀態下，能將基板邊緣區域進行浸液曝光，能製造具有所欲性能之元件。
本發明之基板載台PST可保持作為曝光對象之基板並進行移動，其特徵在於，具備：第1周壁33；第2周壁46，係形成於該第1周壁33之內側；以及支持部34，係形成於該第2周壁內側；藉由將被第2周壁46所圍住之空間38設定成負壓，以將基板P保持於支持部34。
依本發明，由於在支持基板之支持部周圍至少設置雙重之周壁，故即使液體浸入以圍住基板方式所配置之構件和基板側面之間，亦能防止液體浸入真空系統(係將基板背面側和空間設定成負壓)。
本發明之基板載台PST可保持作為被曝光對象之基板P並進行移動，其特徵在於，具備：支持部34，係支持基板P；平坦部31，係配置在支持部所支持之基板P周圍，與基板P之表面大致同一面；以及間隙調整部(150、151、152、153)，係用來縮小於支持部34所支持之基板P之缺口部(NT、OF)和平坦部(31)之間隙。
依本發明，由於藉由間隙調整部來縮小基板缺口部和其周圍平坦部之間隙，乃能防止液體浸入基板缺口部和平坦部之間。因此，能防止液體浸入基板背面側等。
本發明之基板載台PST，係可保持作為被曝光對象之基板P並進行移動者，其特徵在於，備有：周壁(33、33N、33F)和形成於該周壁(33、33N、33F)內側之支持部34，該周壁(33、33N、33F)係配合基板P之缺口部(NT、OF)之形狀來形成，將被周壁(33、33N、33F)所圍住之空間38設定成負壓，藉此將該基板P支持於支持部34。
依本發明，由於配合基板之缺口部形狀來形成周壁，乃可抑制在基板和周壁間形成大間隙之不良情況，能將被周壁所圍住之空間平順地設定成負壓。因此，能用支持部良好保持基板，並且，能抑制液體浸入基板背面側和空間。
本發明之基板載台PST，可保持作為被曝光對象之基板P並進行移動，其特徵在於，具備：支持部34，係用來支持基板P；以及複數個吸氣口(41、41’)，係用以將基板P吸附在支持部34；
使得基板P缺口部(NT、OF)附近之吸氣力較其周圍之吸氣力來得小。
依本發明，將在基板和基板載台之間容易形成大的間隙之缺口部附近之吸氣口之吸氣力設定成低於(弱於)其附近吸氣口之吸氣力，藉此，可抑制液體浸入基板缺口部和基板載台間之不良情況。因此，能防止液體浸入基板背面側和吸氣口。
本發明之曝光裝置EX，其特徵在於，在保持於上述基板載台PST之基板P上，透過投影光學系統PL和液體LQ，照射曝光用光EL，對該基板進行浸液曝光。本發明之元件製造方法，其特徵在於，係使用上述之曝光裝置EX。
依本發明，則能在抑制液體浸入基板背面側及基板載台內部、或真空系統的前提下對基板進行浸液曝光，能製造具有所欲性能之元件。
以下，針對具備本發明基板載台之曝光裝置，一邊參照圖式一邊加以說明。
第1圖係表示本發明曝光裝置一實施形態之概略構成圖。
在第1圖中，曝光裝置EX主要係具備：光罩載台MST(係支持光罩M)、基板載台PST(係支持基板P)、照明光學系統IL(用曝光用光EL來對支持於光罩載台MST之光罩M做照明)、投影光學系統PL(用來將被曝光用光EL照明之光罩M之圖案像投影曝光於在基板載台PST所支持之基板P上)、及控制裝置CONT(用來統括控制曝光裝置EX全體之動作)。
本實施形態之曝光裝置EX係為了實質縮短曝光波長，提高解析度，並且，實質擴大焦點深度，而應用了浸液法之浸液曝光裝置，其具備：液體供給機構10(係將液體1供給至基板P上)、及液體回收機構20(係回收基板P上之液體1)。在本實施形態中，液體1係使用純水。曝光裝置EX係至少在將光罩M之圖案像轉印至基板P上之間，藉由從液體供給機構10所供給之液體1，在包含投影光學系統PL之投影區域AR1之基板P上之至少一部份，形成浸液區域AR2。具體而言，曝光裝置EX係在投影光學系統PL前端部之光學元件2和基板P表面(曝光面)之間填滿液體1，透過該投影光學系統PL和基板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，將基板P曝光。
此處，本實施形態，就曝光裝置EX而言，係以使用掃描型曝光裝置(即所謂的掃描步進機，係一邊使得光罩M和基板P在掃描方向之互異方向(反方向)做同步移動，一邊將形成於光罩M之圖案加以曝光至基板P上)之情形為例，加以說明。在以下之說明中，把與投影光學系統PL之光軸AX一致之方向當作Z軸方向，把與Z軸方向垂直之平面內，光罩M和基板P同步移動方向(掃描方向)當作X軸方向，把與Z軸方向及Y軸方向垂直之方向(非掃描方向)當作Y軸方向。將繞X軸、Y軸、及Z軸之方向分別當作θX、θY、及θZ方向。又，此處，所謂「基板」係包含在半導體晶圓上塗佈光阻劑之感光性材料者，所謂「光罩」係包含在基板上形成縮小投影之元件圖案之標線片。
照明光學系統IL係用曝光用光EL來對支持於光罩載台MST上之光罩M進行照明者，其係由曝光用光源、光學積分器(係將從曝光用光源射出之光束照度加以均勻化)、聚光透鏡(係將來自光學積分器之曝光用光EL加以聚光)、中繼透鏡系統、及可變視野光圈(係將藉由曝光用光EL之光罩M上之照明區域設定成狹縫狀)等所構成。光罩M上之既定照明區域係藉由照明光學系統IL，用均勻照度分布之曝光用光EL來照明。就從照明光學系統IL所射出之曝光用光EL而言，例如，係使用從水銀燈所射出之紫外域之亮線(g線、h線、i線)及KrF準分子雷射光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)、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)等。在本實施形態中，係使用ArF準分子雷射光。如上述，因本實施形態之液體1係純水，故即使曝光用光EL係ArF準分子雷射光，亦能穿透。又，純水亦能穿透紫外域之亮線(g線、h線、i線)及KrF準分子雷射光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)。
光罩載台MST係支持光罩M者，在與投影光學系統PL之光軸AX垂直之平面內，即，在XY平面內能2維移動及在θZ方向能微小旋轉。光罩載台MST係藉由線性馬達等光罩載台驅動裝置MSTD來進行驅動。光罩載台驅動裝置MSTD係藉由控制裝置CONT來進行控制。在光罩載台MST上，設置了移動鏡50。又，在與移動鏡50對向之位置，設置了雷射干涉儀51。光罩載台MST上之光罩M在2維方向之位置及旋轉角係藉由雷射干涉儀51來即時進行測量，測量結果係輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT係根據雷射干涉儀51之測量結果，來驅動光罩載台驅動裝置MSTD，藉此來進行支持於光罩載台MST之光罩M定位。
投影光學系統PL係用既定之投影倍率β，將光罩M之圖案投影曝光至基板P上者，係由複數個光學元件(係包含設置於基板P側前端部之光學元件(透鏡)2)所構成。這些光學元件係用鏡筒PK來支持。在本實施形態中，投影光學系統PL之投影倍率β，例如，係1/4或1/5之縮小系統。此外，投影光學系統PL亦可係等倍系統及放大系統之任一個系統。又，本實施形態之投影光學系統PL前端部之光學元件2係對鏡筒PK設置成能裝卸(替換)，在光學元件2中，接觸浸液區域AR2之液體1。
光學元件2係由螢石所構成。因螢石與純水之親和性高，故在光學元件2之液體接觸面2a之大致全面，能密合液體1。即，在本實施形態中，供給與光學元件2之液體接觸面2a之親和性高之液體(水)1，故光學元件2之液體接觸面2a和液體1之密合性高，能用液體1確實填滿光學元件2和基板P間之光路。此外，光學元件2亦可係與水親和性高之石英。且在光學元件2之液體接觸面2a施以親水化(親液體化)處理，亦可更提高與液體1之親和性。又，鏡筒PK之前端附近係與液體(水)1相接觸，故至少前端附近係以鈦(Ti)等防銹性之金屬所構成。
基板載台PST可支持(保持)當作被曝光對象之基板P並移動者，具備：Z載台52(係透過基板保持器PH來保持基板P)、XY載台53(係支持Z載台52)、及基座54(係支持XY載台53)。基板載台PST係藉由線性馬達等基板載台驅動裝置PSTD來驅動。基板載台驅動裝置PSTD係藉由控制裝置CONT來控制。驅動Z載台52，藉此來控制保持於Z載台52之基板P在Z軸方向的位置(聚焦位置)、及(θX、θY)方向之位置。又，驅動XY載台53，藉此來控制基板P在XY方向之位置(係與投影光學系統PL之像面實質平行方向之位置)之控制。即，Z載台52係控制基板P之聚焦位置及傾斜角，用自動聚焦方式、及自動調平方式，將基板P表面對準投影光學系統PL之像面，XY載台53係進行基板P在X軸方向及Y軸方向之定位。此外，當然亦能一體設置Z載台和XY載台。
在基板載台PST(Z載台52)上設有移動鏡55。又，在與移動鏡55對向之位置，設置了雷射干涉儀56。基板載台PST上之基板P在2維方向位置及旋轉角係藉由雷射干涉儀56做即時測量，測量結果係輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT係根據雷射干涉儀56之測量結果，驅動基板載台驅動裝置PSTD，藉此來進行支持於基板載台PST之基板P之定位。
在基板載台PST(Z載台52)上，設置了圍住基板P之平板部30。平板部30係與Z載台52一體設置，在平板部30之內側形成凹部32。此外，平板部30和Z載台52亦可分別設置。保持基板P之基板保持器PH係配置於凹部32。平板部30係具有與配置於凹部32之基板保持器PH所保持之基板P之表面大致相同高度之平坦面(平坦部)31。
液體供給機構10係將既定之液體1供給至基板P上者，具備：第1液體供給部11及第2液體供給部12(可供給液體1)、第1供給構件13(具有供給口13A，透過具有流路之供給管11A連接於第1液體供給部11，將從該第1液體供給部11所送出之液體1供給至基板P上)、及第2供給構件14(具有供給口14A，透過具有流路之供給管12A，連接於第2液體供給部12，將從該第2液體供給部12所送出之液體1供給至基板P上)。第1及第2供給構件13、14係近接於基板P表面配置，於基板P面方向上設置於彼此不同之位置。具體而言，液體供給機構10之第1供給構件13係相對於投影區域AR1設置於掃描方向一方側(-X側)，第2供給構件14係設置於掃描方向之另一方側(＋X側)。
第1及第2液體供給部11、12係分別具備收容液體1之槽及加壓泵等，透過各供給管11A、12A及供給構件13、14，將液體1供給至基板P上。又，第1及第2液體供給部11、12之液體供給動作係藉由控制裝置CONT來控制。控制裝置CONT係能分別獨立控制藉由第1及第2液體供給部11、12對基板P上之每單位時間之液體供給量。又，第1及第2液體供給部11、12係分別具有液體之溫度調整機構，能將液體1(係與裝置所收容之室內之溫度大致相同之溫度(例如23℃))供給至基板P上。
液體回收機構20係回收基板上之液體1者，具備：第1及第2回收構件23、24(係具有近接基板P表面配置之回收口23A、24A)、及第1及第2液體回收部21、22(係透過具有流路之回收管21A、22A，分別連接於該第1及第2回收構件21、22)。第1及第2液體回收部21、22，例如，係具備真空泵等吸引裝置及收容所回收之液體1之槽等，透過第1及第2回收構件23、24、以及回收管21A、22A，來回收基板P上之液體1。第1及第2液體回收部21、22之液體回收動作係藉由控制裝置CONT來控制。控制裝置CONT係能控制藉由第1及第2液體回收部21、22所回收之每單位時間液體回收量。
在上述第1、第2供給構件13、14及第1及第2回收構件23、24中，至少與液體接觸之部份係由含有不銹鋼之材料所形成。在本實施形態中，第1、第2供給構件13、14及第1及第2回收構件23、24係由不銹鋼中之SUS316所形成。又，由不銹鋼(SUS316)所形成之第1、第2供給構件13、14及第1及第2回收構件23、24中，至少與液體接觸之液體接觸面施予表面處理。就這種表面處理而言，例如，有神鋼PENTEC公司之「GOLDEP」處理或「GOLDEP WHITE」處理。
第2圖係表示液體供給機構10及液體回收機構20概略構成之俯視圖。如第2圖所示，投影光學系統PL之投影區域AR1係設定成將Y軸方向(非掃描方向)當作長邊方向之狹縫狀(矩形狀)，又，填滿液體1之浸液區域AR2係以包含投影區域AR1之方式，形成於基板P上之一部份。並且，用來形成投影區域AR1之浸液區域AR2之液體供給機構10之第1供給構件13係對投影區域AR1設置於掃描方向一方側(-X側)，第2供給構件14係設置於掃描方向另一方側(＋X側)。
第1及第2供給構件13、14係分別形成俯視略圓弧狀，該供給口13A、14A在Y軸方向之大小係至少較投影區域AR1在Y軸方向之大小為大來設定。並且，形成俯視圓弧狀之供給口13A、14A係在掃描方向(X軸方向)，以挾住投影區域AR1之方式來配置。液體供給機構10係透過第1及第2供給構件13、14之供給口13A、14A，在投影區域AR1之兩側，同時供給液體1。
液體回收機構20之第1及第2回收構件23、24係具有回收口23A、24A，係朝向基板P表面，以圓弧狀連續形成。並且，藉由彼此相向配置之第1及第2回收構件23、24，來形成大致圓環狀之回收口。第1及第2回收構件23、24之回收口23A、24A係以圍繞液體供給機構10之第1及第2供給構件13、14及投影區域AR1之方式來配置。又，在以圍繞投影區域AR1方式連續形成之回收口之內部，設置了複數個間隔構件25。
從第1及第2供給構件13、14之供給口13A、14A，供給於基板P上之液體1係以於投影光學系統PL前端部(光學元件2)之下端面和基板P間做擴展浸潤之方式來供給。又，對投影區域AR1，流出第1及第2供給構件13、14外側之液體1係從第1及第2供給構件13、14，由相對於投影區域AR1配置於外側之第1及第2回收構件23、24之回收口23A、24A加以回收。
在本實施形態中，將基板P進行掃描曝光之際，在掃描方向，從投影區域AR1前方所供給之每單位時間之液體供給量係設定成較在相反側所供給之液體供給量來得多。例如，在＋X方向，邊移動基板P邊進行曝光處理的情況下，控制裝置CONT係對投影區域AR1使得來自-X側(即供給口13A)之液體量多於來自＋X側(即供給口14A)之液體量，另一方面，在-X方向，邊移動基板P邊進行曝光處理之情形下，對投影區域AR1，使得來自＋X側之液體量多於來自-X側之液體量。又，在掃描方向，係設定成在投影區域AR1前方之每單位時間之液體回收量較其相反側之液體回收量來得少。例如，當基板在＋X方向移動時，對投影區域AR1，使得來自＋X側(即回收口24A)之回收量多於來自-X側(即回收口23A)之回收量。
第3圖係從上方看基板載台PST之Z載台52之俯視圖。在俯視矩形狀之Z載台52之彼此垂直之2個邊緣部，配置了移動鏡55。又，在Z載台52之大致中央部，形成了凹部32，在該凹部32，配置了用以保持基板P之基板保持器PH。在基板P之周圍，具有與基板P表面大致相同高度之平坦面(平坦部)31之平板部30係與Z載台52一體設置。
基板保持器PH係具備大致圓環狀之周壁部33、複數個支持部34(係配置於該周壁部33之內側，用以保持(支持)基板P)。周壁部33係配置於支持部34之周圍，支持部34係在周壁部33之內側以相同方式配置。平板部30之平坦面31係在支持於支持部34之基板P周圍配置著，以和支持於支持部34之基板P表面大致成為同一平面的方式來設置。又，保持於基板保持器PH之基板P側面PH和平板部30之間，形成了既定之間隙A。此外，在圖中，雖周壁部33之上端面具有較廣之寬度，但實際上，只有1～2mm左右之寬度。
平板部30之平坦面31之2個角落變寬廣，在寬廣部之一設置了基準光罩FM(係使得光罩M及基板P對既定位置進行對準之際所使用者)。又，在基板載台PST上之基板P之周圍，也設置了照度感測器等各種感測器。此外，在本實施形態中，基準標記FM係設置於平板部30，但也可將基準標記構件(用來配置有別於平板部30之基準標記FM)設置於基板載台PST上。
第4圖係保持基板P之基板載台PST之要部放大截面圖。在第4圖中，在Z載台52(平板部30)之凹部32內部，配置了保持基板P之基板保持器PH。凹部32係形成於平坦面31之內側，凹部32之內側面36係鄰接於平坦面31。形成於周壁部33及該周壁部33內側之支持部34係設置於構成基板保持器PH一部份之大致圓板狀之基座部35上。各支持部34係截面視梯形狀，基板P係將其背面PC支持於複數個支持部34上端面34A。此外，在圖中，雖支持部34以較大比例來表示，但實際上，係非常小的針狀支持部複數個形成於周壁部33之內側。
又，周壁部33之上面33A成為平坦面。周壁部33之高度係較支持部34之高度為低，在支持於支持部34之基板P和周壁部33間，形成間隙B。間隙B係較凹部32之內側面36和基板P之側面PB間之間隙A為小。例如，間隙A若考慮基板P外形之製造誤差和基板P之載置精度等，則較佳係0.1～1.0mm左右，間隙B係2.0～5.0μm左右。又，在凹部32之內側面36、和與該內側面36對向之基板保持器PH之側面37之間，形成間隙C。此處，基板保持器PH之直徑係較基板P之直徑為小來形成，間隙A係較間隙C為小。此外，在本實施形態中，基板P並未形成對位用之缺口(定向平面、凹槽)，基板P係大致圓形，圍繞其整個周圍之間隙A為0.1mm～1.0mm，故能防止液體流入。
在基板P之曝光面(表面PA)塗佈了光阻(感光材料)90。
在本實施形態中，感光材料90係ArF準分子雷射用之感光材料(例如，東京應化工業股份有限公司製TARF-P6100，具撥液性(撥水性)，其接觸角為70～80°左右。
又，在本實施形態中，基板P之側面PB係進行撥液處理(撥水處理)。具體而言，亦在基板P之側面PB塗佈具有撥液性之上述感光材料90。並且，亦在基板P之背面PC，塗佈上述感光材料90，進行撥液處理。
Z載台52(基板載台PST)之一部份表面係被撥液處理，成為撥液性。在本實施形態中，Z載台52中，平坦面31、及內側面36具有撥液性。並且，基板保持器PH之一部份表面亦被撥液處理，成為撥液性。在本實施形態中，基板保持器PH中，周壁部33之上面33A、及側面37具有撥液性。就Z載台52及基板保持器PH之撥液處理而言，例如，塗佈氟系列樹脂材料或丙烯酸系列樹脂材料等撥液性材料，或貼上由該撥液性材料所構成之薄膜。就作成撥液性之撥液性材料而言，係使用對液體1為非溶解性之材料。此外，也可用具有撥液性之材料(氟系列樹脂等)，來形成Z載台52及基板保持器PH全體。
基板載台PST係具備吸引裝置40，係將被基板保持器PH之周壁部33圍住之第1空間38設定成負壓。吸引裝置40係具備：複數個吸引口41(係設置於基板保持器PH之基座部35上面)、真空部42(係包含設置於基板載台PST外部之真空泵)、流路43(其係形成於基座部35內部，連接各複數個吸引口41和真空部42)。吸引口41係在基座部35上面當中支持部34以外之複數個既定位置被分別設置。吸引裝置40係對第1空間38內部(係形成於周壁部33、基座部35及支持於支持部34之基板P之間)之氣體(空氣)進行吸引，使該第1空間38形成負壓，藉此將基板P吸附保持在支持部34。此外，因與基板P背面PC和周壁部33上面33A之間隙B非常微小，故能維持第1空間38之負壓。
基板載台PST係具備回收部(回收機構)60，用以回收流入凹部32內側面36和基板保持器PH側面37間之第2空間39的液體1。在本實施形態中，回收部60係具備：槽61(係能收容液體1)、及流路62(係設置於Z載台52內部，連接空間39和槽61)。並且，亦在該流路62之內壁面，施予撥液處理。
在Z載台52中，形成流路45，該流路45係連接凹部32內側面36和基板保持器PH側面37間之第2空間39、及Z載台52外部空間(大氣空間)。氣體(空氣)透過流路45，能流通第2空間39和Z載台52外部，第2空間39係大致設定在大氣壓。
如第5圖所示，在本實施形態中，基板保持器PH係對Z載台52可裝卸自如。並且，Z載台52之與基板載台PH之接觸面57係被撥液處理成為撥液性，並且，對Z載台52之接觸面(基板保持器PH背面58)亦被撥液處理，具有撥液性。就對接觸面57和背面58之撥液處理而言，係如上述，能用塗佈氟系列樹脂材料或丙烯酸系列樹脂材料等撥液性材料等來進行。
其次，針對藉由具有上述構成之曝光裝置EX，將基板P之邊緣區域E浸液曝光之方法做說明。
如第4圖所示，當把基板P之邊緣區域E浸液曝光之際，液體1之浸液區域AR2係以覆蓋基板P之表面PA之一部份及平板部30之平坦面31一部份方式來形成。此時，基板P側面PB及與該側面PB對向之內側面36係被撥液處理，故浸液區域AR2之液體1不易浸入間隙A，藉由其表面張力，幾乎不流入間隙A。因此，即使對基板P之邊緣區域E曝光之情形，在投影光學系統PL之下，可邊良好保持液體1邊進行浸液曝光。此時，平板部30之平坦面31亦被撥液處理，故能防止液體1(形成浸液區域AR2)向平板部30外側過度潤濕擴散，能良好形成浸液區域AR2，並且，能防止液體1之流出和飛散等不良情況。又，在基板P中，因無凹槽等缺口，故不會從該缺口流入液體1。
又，即使浸液區域AR2之液體1透過間隙A些許流入第2空間39之情形，由於在基板P背面PC及周壁部33上面33A分別施予撥液處理，且間隙B非常小，所以液體1不會流入為了將基板P吸附保持於支持部34而設定為負壓之第1空間38中。藉此，能防止液體1流入吸引口41而無法吸附保持基板P之不良情況。
並且，流入第2空間39之液體1係透過流路62，被回收於回收部60之槽61，能防止液體1朝週邊裝置流出(洩漏)或飛散等。此時，形成第2空間39之凹部32之內側面36或基板保持器PH側面37、或流路62係成為撥液性，故流入第2空間39之液體1不會滯留在該第2空間39，可順暢地流經流路62被回收於槽61。
另一方面，一般認為藉由吸引裝置40之吸引動作，第2空間39之氣體(空氣)會透過間隙B流入第1空間38，伴隨於此，浸液區域AR2之液體1會透過間隙A而浸入第2空間39，浸液區域AR2之形成可能變成不穩定。
但是，凹部32之內側面36和基板保持器PH之側面37間之間隙C係設定成較基板P側面PB和凹部32內側面36間之間隙A來得大，第2空間39係透過流路45開放於大氣中，故通過間隙B之空氣大部分係透過流路45從外部流入而通過間隙C之空氣，通過間隙A之空氣(液體1)係很少。因此，透過間隙A對液體1所施加之表面張力可較液體1之表面張力來得小，所以可抑制浸液區域AR2之液體1透過間隙A而流入第2空間39之不良情況。
此外，在流路45之與第2空間39連接之一端部相反之另一端部係連接著氣體(空氣)供給裝置45’，將凹部32內側面36和基板保持器PH側面37間之第2空間39正壓化，具體而言，可設定為略高於大氣壓。藉此，能抑制浸液區域AR2之液體1透過間隙A流入第2空間39之不良情況。此外，這種情況，若將第2空間39過度正壓化，則第2空間39內部之氣體(空氣)會透過間隙A流入浸液區域AR2之液體1，產生液體1中混入氣泡之不良情況，故較佳係第2空間39設定於接近大氣壓(較大氣壓稍高程度)。
如以上說明，將基板P之側面PB及與其對向之凹部32內側面36作成撥液性，藉此，可防止液體1透過間隙A浸入在Z載台52和基板保持器PH間之第2空間39之不良情況。從而，當對基板P之邊緣區域E進行曝光之際，能邊抑制氣泡混入液體1、邊良好形成浸液區域AR2，在此狀態下加以曝光。又，因能防止液體1流入基板載台PST內部之第2空間39，故能防止裝置之生銹及發生漏電。
又，將基板P背面PC及與此對向之周壁部33上面33A作成撥液性，能防止液體1透過間隙B浸入第1空間38之不良情況。從而，能避免液體1流入吸引口41之不良情況，能在良好吸附保持基板P之狀態下，進行曝光處理。
又，在本實施形態中，在對Z載台52能裝卸之基板保持器PH之背面58、乃至於Z載台52之與基板保持器PH之接觸面57施予撥液處理，藉此，即使液體1流入第2空間39之情形，亦能抑制液體1流入基板保持器PH背面58和Z載台52接觸面57之間。因此，可防止在基板保持器PH背面58和Z載台52接觸面57之間產生之生銹等。又，若液體1浸入基板保持器PH背面58和Z載台52接觸面57之間，則基板保持器PH和Z載台52就會接著產生不易分離之狀況，但藉由作成撥液性，則可容易分離。
此外，在本實施形態中，雖基板保持器PH和基板載台PST(Z載台52)能裝卸，但亦可將基板保持器PH與基板載台PST一體設置。
此外，在本實施形態中，為了對於基板P之表面PA、側面PB、及背面PC之全面施以撥液處理而塗佈了感光材料90，但亦可僅在形成間隙A之區域(即基板P之側面PB)、形成間隙B之區域(即基板P之背面PC)中之與周壁部33之上面33A對向之區域進行撥液處理。而且，只要間隙A非常小、且撥液處理用之塗佈材料之撥液性(接觸角)非常大，則液體1透過間隙A流入第2空間39之可能性更低，故亦可不對於在形成間隙B之基板P之背面PC施予撥液處理，只將基板P之側面PB施予撥液處理。
同樣地，除了將基板載台PST之凹部32之內側面36全面進行撥液處理之構成外，亦可僅在內側面36中之與基板P之側面PB對向之一部份區域進行撥液處理。又，除了將周壁部33之上面33A全面進行撥液處理之構成外，亦可在上面33A中，例如，將內側一部份區域以環狀方式進行撥液處理。又，除了將基板保持器PH之側面37全面進行撥液處理之構成外，亦可僅對一部份區域進行撥液處理。
又，在上述之實施形態中，雖針對基板P側面以及與之對向之基板載台PST之內側面36、基板保持器PH側面37及與之對向之基板載台PST之內側面36、基板P之背面以及與之對向之周壁部33之上面33A施予撥液處理，但亦可僅在對向面中其中一面施予撥液處理。
又，在本實施形態中，雖平板部30之平坦面31係被撥液處理，但例如當平板部30之平坦部31非常大之情形、或是液體1對基板P之掃描速度非常小之情形，浸液區域AR2之液體1往平板部30外部流出之可能性低，故即使不將平坦面31進行撥液處理，亦能防止液體1之流出或飛散。又，除了在平坦面31之全面施予撥液處理之構成外，例如，亦可將基板P附近之一部份區域加以撥液處理呈環狀。
又，基板載台PST之平坦部31之撥液性和內側面36之撥液性亦可不同。即，平坦面31之液體1之接觸角和內側面36之液體1之接觸角亦可不同。
此外，在本實施形態，雖周壁部33之高度係較支持部34之高度為低，在基板P背面PC和周壁部33之上面33A間形成間隙B，但基板P背面PC和周壁部33上面33A亦可接觸。
在本實施形態中，就基板P側面PB和背面PC之撥液處理而言，係塗佈具有撥液性之感光材料90，但亦可在側面PB和背面PC，塗佈感光材料90以外之具有撥液性(撥水性)之既定材料。例如，在基板P之曝光面表面PA所塗佈之感光材料90之上層，有時會塗佈稱為上塗層之保護層(將感光材料90從液體隔離之膜)，該上塗層之形成材料(例如，氟系列樹脂材料)，例如係接觸角110°左右、具有撥液性(撥水性)。因此，亦可在基板P側面PB和背面PC，塗佈該上塗層形成材料。當然，亦可塗佈感光材料90或上塗層形成用材料以外之具有撥液性之材料。
又，在本實施形態，就基板載台PST和基板保持器PH之撥液處理而言，係塗佈氟系列樹脂材料或丙烯酸系列樹脂材料等，但亦可將上述感光材料或上塗層形成材料塗佈於基板載台PST或基板保持器PH，相反地，亦可在基板P之側面PB及背面PC，塗佈基板載台PST或基板保持器PH之撥液處理所使用之材料。
上述上塗層往往係為防止浸液區域AR2之液體1浸透於感光材料90所設置，例如，即使在上塗層形成液體1之附著痕跡(所謂水痕)，也能在浸液曝光後除去該上塗層，藉此將水痕與上塗層同時除去，然後進行顯影處理等既定程序處理。此處，例如用氟系列樹脂材料來形成上塗層之情形，能使用氟系列溶劑來除去。藉此，不需要用來除去水痕之裝置(例如，水痕除去用基板洗淨裝置)等，能用溶劑除去上塗層之簡單構成，除去水痕後，良好進行既定之程序處理。
其次，針對具備本發明之基板載台之曝光裝置另一實施形態，邊參照第6圖，邊加以說明。此處，在以下之說明中，針對與上述實施形態同一或同等之構成部份，附加同一符號，故將該說明予以簡略或省略。
在第6圖所示之基板載台PST中，在凹部32內側面36和基板保持器PH之側面37間之第2空間39能保持液體1。此處，在本實施形態之基板P側面PB未施予撥液處理。又，對基板P之背面PC，係只在與基板保持器PH之周壁部33之上面33A對向之一部份區域，施予撥液處理。此外，在基板P之曝光面之表面PA，塗佈感光材料90。又，在本實施形態中，基板載台PST中之內側面36及基板保持器PH側面37，不施予撥液處理，只在基板保持器PH之周壁部33之上面33A施予撥液處理。
在基板保持器PH中，在周壁部33之內側，形成了第2周壁部46。
支持基板P之支持部34係形成於第2周壁部46之內側。周壁部33之高度和第2周壁部46之高度係大致相同高度地形成。周壁部33之高度及第2周壁部46之高度係較支持部34為低。此外，第2周壁部46上面46A之寬度係較周壁部33上面33A之寬度為小，但亦可相同，第2周壁部46上面46A之寬度亦可較周壁部33上面33A之寬度來得寬。
又，亦可使周壁部46上面46A之高度與周壁部33上面33A之高度不同，第2周壁部46上面46A亦可與基板P之背面接觸。並且，在周壁部33和第2周壁部46之間，形成了環狀之緩衝空間47。在緩衝空間47係連接著流路48。該流路48係將一端部連接於緩衝空間47，將另一端部連接於基板載台PST外部空間(大氣空間)。藉此，周壁部33和第2周壁部46間之緩衝空間47係被開放於大氣環境，該緩衝空間47之壓力係設定為接近大氣壓。
又，基板載台PST係具備液體供給裝置70(能將液體供給於第2空間39)。液體供給裝置70係具備：能送出液體之供給部71、及流路72(形成於Z載台52內部，一端部連接於第2空間39，另一端部連接於供給部71)。此處，液體供給裝置70亦具有回收第2空間39之液體1之功能。
第7A～7C圖係表示在第2空間39填滿液體1之步驟圖。如第7A圖所示，基板P裝載(載置)於基板載台PST之前，第2空間39之液體1之水位(高度)係設定為較周壁部33之高度為低。此外，亦可在該狀態中，從第2空間39除去液體1。其次，如第7B圖所示，基板P係藉由未圖示之裝載裝置，載置於基板保持器PH後，吸引裝置40乃將被第2周壁部46圍住之第1空間38之氣體(空氣)加以吸引，把該第1空間38設定成負壓，藉此，基板P被吸附保持於基板保持器PH之支持部34。其次，如第7C圖所示，藉由液體供給裝置70，將液體1供給至第2空間39，藉此，在第2空間39填滿液體1。此處，液體供給裝置70係持續將液體1供給至第2空間39直到與平板部30之平坦面31及保持於基板保持器PH之基板P之表面大致相同之高度(水位)。
此外，液體曝光完成後，亦可參照第7A～7C圖進行與前述所說明之動作相反之動作。即，浸液曝光完成後，兼備液體回收功能之液體供給裝置70係回收第2空間39之液體1。其次，吸引裝置40係對藉由基板保持器PH所保持之基板P解除吸附保持。其次，未圖示之卸載裝置係搬出基板保持器PH上之基板P。
將液體1填滿第2空間39，藉此，平板部30之平坦面31和基板P表面PA係透過第2空間39之液體1，形成大致同一平面。即，平坦部31和基板P之間隙係被液體1填滿。藉此，即使為了將基板P之邊緣區域E浸液曝光而在間隙A上配置液體1，也能防止氣泡混入浸液區域AR2之液體1等不良情況，能在良好形成浸液區域AR2之狀態下，進行曝光。
此時，間隙B非常小，周壁部33上面33A和與此對向之基板P背面PC之一部份區域被施以撥液處理，故第2空間39之液體1不會透過間隙B流入緩衝空間47。並且，緩衝空間47係透過流路48開放於大氣環境，被設定在接近大氣壓，故吸引裝置40即使第1空間38處於負壓之狀態下，亦能防止填滿於第2空間39之液體1流入緩衝空間47側。即使液體少量通過間隙B，亦能在緩衝空間47捕集該浸入之液體。
本實施形態之基板載台PST係具備液體供給裝置70(係能將液體1供給至第2空間39，並且，能回收第2空間39之液體1)之構成。藉此，可依據基板P是否載置於基板保持器PH來自由供給或回收液體1，故能防止液體1向週邊裝置流出。即，當在第2空間39填滿液體1之情形，雖考慮例如在間隙A上配置浸液區域AR2之液體1，透過流路48把緩衝空間47設定成負壓，藉此，將間隙A上之液體1填滿第2空間39，但這種情形，浸液曝光處理完成後，將基板P卸載時，第2空間39之液體1之水位係較周壁部33之高度為高，故會產生液體1流入諸如周壁部33上面33A或緩衝空間47側之不良情況。但是，藉由設置液體供給裝置70(可對第2空間39供給及回收液體1)，只要在卸載基板P之前回收第2空間39之液體1即可，故能防止液體1之流出。
此外，亦可在流路48中之連接於緩衝空間47之一端部相反之另一端部，連接氣體供給裝置48’，將緩衝空間47正壓化，具體而言，設定為略高於大氣壓。藉此，能防止第2空間39之液體1透過間隙B，流入緩衝空間47甚至是第1空間38之不良情況。此外，這種情形，若將緩衝空間過度正壓化的話，則第2空間39內部之液體1係與緩衝空間47內部之氣體(空氣)同時透過間隙A流入浸液區域AR2之液體1，產生氣泡混入液體1之不良情況，故較佳係緩衝空間47設定在大致大氣壓(較大氣壓略高之程度)。又，亦可使氣體供給裝置48’具有吸引功能，藉由氣體供給裝置48’，將周壁部33和第2周壁部46間之緩衝空間47之壓力設定為略低於大氣壓(低負壓)、且高於第1空間38之壓力，來任意調整緩衝空間47之壓力。
此外，在本實施形態中，基板P係採用將背面PC之一部份進行撥液處理之構成，但亦可背面PC全面進行撥液處理，側面PB亦可進行撥液處理。並且，基板保持器PH側面37及凹部32內側面36亦可進行撥液處理。又，亦可將基板P之背面PC以及與其對向之周壁部33上面33A之任一方作成撥液性。又，亦可在第2周壁部46上面46A施予撥液處理等，將第2周壁部46之上面作成撥液性。當然，亦可與上述之第1實施形態和其變形例同樣，使基板P、基板保持器PH、及基板載台PST具有撥液性。
第8圖係表示本發明之基板載台PST之另一實施形態圖。在第8圖中，基板載台PST係具備第2吸引裝置80(將凹部32內側面36和基板保持器PH側面37間之第2空間39之壓力設定為較被周壁部33圍住之第1空間38之壓力為低)。第2吸引裝置80係具備槽61(透過流路62連接於第2空間39，能收容液體1)、及泵64(透過閥63來連接於槽61)。第2吸引裝置80及吸引裝置40之動作係被控制裝置CONT控制。
在本實施形態中，在基板P之側面PB及背面PC未施予撥液處理。又，凹部32之內側面36、基板保持器PH之側面37及周壁部33之上面33A亦未施予撥液處理。
當對於基板P之邊緣區域E進行曝光之際，控制裝置CONT係控制吸引裝置40及第2吸引裝置80之動作，將第2空間39之壓力降低至第1空間38之壓力以下。藉此，間隙A上之浸液區域AR2之液體1透過間隙A流入第2空間39後，不會透過間隙B流入第1空間38側，而是回收於第2吸引裝置80之槽61。在槽60中，設置了排出流路61A，液體1累積既定量後從排出流路61A排出。
如此般，將第2空間39之壓力降低至第1空間38之壓力以下，藉此，通過間隙A之液體1不會浸入第1空間38側，而可回收於第2吸引裝置80之槽61。因此，能防止液體1流入吸引口41，且在良好吸附保持基板P之狀態下進行浸液曝光。並且，通過間隙A之液體1係用槽61進行回收，故能避免液體1向裝置外部流出或飛散等不良情況之發生。
在第8圖之實施形態中，係如上述實施形態和其變形例所說明般，能將基板P(側面等)、基板保持器PH(周壁部之上面33A等)、基板載台PST(平坦面31、內側面36等)各面之至少一部份做成撥液性。
又，在上述之第1圖～第8圖之實施形態中，係在基板載台PST之一部份或基板保持器PH之一部份表面施予撥液處理，但亦可將這些全部表面進行撥液處理。例如，亦可將基板保持器PH之支持部34上面34A進行撥液處理。藉此，能抑制在支持部34之上面34A之液體附著痕跡(水痕)之形成，能維持以複數個支持部34所規定之支持面之平坦性。
主要係將可能會與液體(水)接觸和附著之表面進行撥液處理，藉此抑制液體之浸入、流出、飛散。又，即使附著液體，亦能容易除去。
又，在上述各實施形態中，基板P係大致圓形，在其周圍配置大致圓環狀之平板部30，藉此在平板部30(凹部32之內側面36)和基板P之側面PB之間，形成既定值以下之間隙A，但在基板P具有凹槽部或定向平面部等缺口部之情形，藉由對應於基板P之缺口部來設定平板部30(凹部32之內側面36)之形狀，即使在該缺口部中亦能將間隙A保持在既定值以下。
第9圖係從上方看基板載台PST(係支持具有凹槽部NT之基板P)之俯視圖。如第9圖所示，在平板部30中，設置了與基板P之凹槽部NT形狀對應之突起部150，在Z載台51之凹部32內側面36，以形成突起部150之方式，來形成凸部36N。突起部150係具有作為間隙調整部(用來減小於支持部34所支持之基板P之凹槽部NT和平板部30之平坦面31之間隙)之功能，與平坦面31(平板部30)一體形成。並且，在凹槽部NT和凸起部150之間，形成間隙A。在突起部150中之與基板P(凹槽部NT)對向之面和上面，係與先前之實施形態同樣，施予撥液處理，在基板P之凹槽部NT側面亦施予撥液處理。此外，就突起部150之撥液處理而言，如上述，靠塗佈氟系列樹脂材料等來進行。當然，也可在凹槽部NT塗佈上述之上塗層材料(氟系列樹脂材料等)。
又，在基板保持器PH之側面37，係以與凹部32內側面36之凸部36N呈既定間隙對向的方式，配合凹槽部NT之形狀來形成凹部37N。
又，在基板保持器PH(用以保持基板P)之上面，設置了周壁部33N(係配合凹槽部NT之形狀所形成)，在該周壁部33N之內側，與第3圖同樣，設置了複數個支持部34和吸引口41(第9圖中省略)。又，與上述實施形態同樣，周壁部33N之上面係成為撥液性。在支持部34，保持基板P之際，透過吸引口41吸引氣體，將被周壁部33N圍住之第1空間38(第9圖中省略)設定成負壓。如此般，藉由使得基板保持器PH之周壁部33N之形狀亦配合凹槽部NT，則即使從凹槽部NT之間隙A浸入液體，亦能防止所浸入之液體流入周壁部33N之內側。此外，在第9圖中，係誇大顯示凹槽部NT，但實際上，係2～3mm左右，凹槽部NT之形狀亦可不受限於第9圖之形狀者。
第10圖係從上方看基板載台PST(係支持具有定向平面部OF之基板P)之俯視圖。如第10圖所示，在平板部30中，設置了對應基板P之定向平面部OF形狀之平面部151，在Z載台51凹部32之內側面36，以形成平面部151之方式來形成平坦部36F。平面部151係具有作為間隙調整部(係用來縮小於支持部34所支持之基板P之定向平面部OF和平板部30之平坦面31之間隙)之功能，與平坦面31(平板部30)一體形成。並且，在定向平面部OF和平面部151之間，形成間隙A。在平面部151中，在與基板P(定向平面部OF)對向之面或上面，施予撥液處理，在定向平面部OF中，亦施予撥液處理。此外，就平面部151之撥液處理而言，係如上述，靠塗佈氟系列樹脂材料等來進行，就定向平面部OF之撥液處理而言，係靠塗佈感光材料來進行。
又，在基板保持器PH之側面37中，係以與凹部32之內側面36之平坦部呈既定間隙對向的方式，配合定向平面部OF之形狀來形成平面部37F。並且，在支持基板P之基板保持器PH上面，配合定向平面部OF之形狀，設置周壁部33F，在該周壁部33F之內側，與第3圖同樣，設置了複數個支持部34和吸引口41(在第10圖中省略)。如此般，藉由使得基板保持器PH之周壁部33F之形狀亦配合定向平面部OF，則即使液體從定向平面部OF之間隙A浸入，亦能防止所浸入之液體流入周壁部33F之內側。
如以上說明，依據基板P之缺口部(凹槽部、定向平面部)之形狀，來設定平板部30之形狀，藉此，能將間隙A保持在既定值以下，能防止液體1浸入基板P和基板載台PST(平板部30)間。
又，當曝光複數片基板P之際，缺口部(凹槽部、定向平面部)之大小及形狀等有時會因基板P而變化，這種情形，有時無法將基板P之缺口部和平板部30間之間隙A保持在既定值以下。又，有時會由於對基板P外形之製造誤差及基板P對於基板載台PST之載置精度等，而不能將基板P之缺口部和平板部30間之間隙A保持在既定值以下。
是以，如第11圖所示，以能移動自如的方式設置突起構件152(具有對應於基板P之凹槽部NT之形狀之突起部152)，對基板P朝接近及遠離方向移動，藉此，即使凹槽部NT之大小等變化，也能將凹槽部NT和突起構件152間之間隙A保持在既定值以下。在第11圖所示之例中，突起構件152係配置於在平板部30一部份所設置之凹部30D，藉由未圖示之驅動機構，沿著XY平面移動。控制裝置CONT係透過該驅動機構來移動突起構件152，藉此，在突起構件152和凹槽部NT間，形成既定之間隙A。並且，與上述同樣，在突起構件152中之與基板P(凹槽部NT)對向之面或上面、及與平板部30之凹部30D對向之側面，施予撥液處理，在凹槽部NT也施予撥液處理。此處，雖在突起構件152和平板部30(凹部30D)之間形成間隙D，但由於該間隙D係較間隙A為小，在平板部30之凹部30D和突起構件152中之與平板部30之凹部30D對向之側面係撥液性，故能防止液體1浸入間隙D。此外，有關與第9圖共通之部份，省略說明。
第12圖係表示具有與基板P之定向平面部OF形狀相對應之平面153A、以移動自如方式設置之平面構件153之圖。使得平面構件153相對於基板P朝接近及遠離方向移動，藉此，即使定向平面部OF之大小等變化，也能將定向平面部OF和平面構件153間之間隙A保持在既定值以下。
在第12圖所示之例中，平面構件153係配置於在平板部30一部份所設置之凹部30D，藉由未圖示之驅動機構沿著XY平面移動。控制裝置CONT係透過該驅動機構來移動平面構件153，藉此，在平面構件153和定向平面部OF間，形成既定之間隙A。並且，與上述同樣，在平面構件153中，在與基板P(定向平面部OF)對向之面或上面、及與平板部30之凹部30D對向之側面，施予撥液處理，在定向平面部OF亦施予撥液處理。此處，雖在平面構件153和平板部30(定向平面部OF)之間形成間隙D，但由於該間隙D係較間隙A為小，在平板部30之凹部30D和平面構件153中之與平板部30之凹部30D對向之側面具撥液性，故能防止液體1浸入間隙D。此外，有關與第10圖共通之部份，省略說明。
此外，若使得突起構件152(平面構件153)相對於基板載台PST以替換自如的方式來設置，並且，事先準備複數個具有彼此不同形狀或大小之突起構件152(平面構件153)，則藉由配合載置於基板載台PST之基板P缺口部形狀和大小等來替換突起構件152(平面構件153)，能將間隙A保持在既定值以下。
又，不僅是突起構件152(平面構件153)之大小或形狀，即使是移動方向亦不限定於上述實施形態，只要基板P之缺口部附近之間隙A可成為既定值以下即可。
此外，在本實施形態中，雖以和基板P之缺口部(凹槽部、定向平面部)之間形成間隙A之方式來移動突起構件152(平面構件153)，但亦可沿著XY平面以移動自如的方式設置於基板P之周圍所設置之平板部30，將基板P和平板部30間之間隙A調整到既定值以下。這種情形，例如，能採用將平板部30分割成複數，使得所分割之各分割構件對基板P沿著XY平面朝接近及遠離方向移動。此時，事先將各分割構件彼此間之間隙設定在液體不致浸入之程度，藉此能迴避液體浸入基板載台PST內部之不良情況。
並且，亦可將基板P搬運(載置)於基板載台PST上之前，事前測量基板P之大小或形狀(變形)或基板P缺口部之大小或形狀，根據該測量結果，以使間隙A成為既定值以下的方式來移動各構件。藉此，不僅能更確實防止液體浸入間隙A，並且能防止基板P邊緣之破損。
又，在上述第6圖之實施形態中，雖液體有越過周壁部33(46)之上面33A之可能性，但越過周壁部33(46)上面33A之液體能用緩衝空間47加以捕集，故能防止液體浸入第1空間38。此外，為了應付此情形，亦可作成將浸入緩衝空間47之液體加以回收之構造。
以下，針對本發明另一實施形態加以說明。在參照第9圖～第12圖所說明之上述實施形態中，為了防止液體1浸入支持部34所支持之基板P之缺口部(凹槽部、定向平面部)和平板部30之平坦部31之間，係由設置作為間隙調整部之突起部150、平面部151、可動突起構件152、及平面構件153來構成。另一方面，如第13圖之符號NT’所示，即使在液體1不浸入之程度內儘可能縮小基板P之凹槽部NT’，也能防止液體1浸入基板P之凹槽部NT和基板載台PST(平板部30)之間。此外，第13圖所示之凹槽部NT係成為不具銳角部之略圓形狀。
又，當把基板P載置於基板載台PST時，有時會按照形成於基板P上電路之程序條件和光罩M之圖案，使缺口部位置不同而載置於基板載台PST。例如，當把第1基板載置於基板載台PST時，係在缺口部朝-Y側之狀態來進行載置，當把第2基板載置於基板載台PST時，係在缺口部朝＋X側之狀態來進行載置。因此，亦可將具有突起部150之平板部30以旋轉自如的方式來事先設置，按照於支持部34所支持之基板P之缺口部位置，使平板部30旋轉。例如，如第14A圖所示，當凹槽部NT朝向-Y側，使基板P保持於支持部34時，配合凹槽部NT之位置將突起部150配置於-Y側來旋轉平板部30，如第14B圖所示，當凹槽部NT朝向＋X側，使基板P保持於支持部34時，配合凹槽部NT之位置，將突起部150配置於＋X側來旋轉平板部30。這種情形，雖未表示於第14A～14B圖，但形成具有凹部37N之周壁部33N之基板保持器PH亦配合凹槽部NT之位置來旋轉。如前所述，亦能以在旋轉方向(θZ方向)可動的方式設置做為間隙調整部之突起部150(及凸部36N)。同樣地，具有平面部151之平板部30及形成了周壁部33F(具有平面部37F)之基板保持器PH亦能配合定向平面部OF之位置，以旋轉自如的方式加以設定。藉此，不論基板P之缺口部的位置為何，均能防止液體1浸入平板部30和基板P(缺口部)之間。
或是，亦可使平板部30之突起部150對應到於支持部34所支持之基板P之凹槽部NT之位置來將基板載台PST全體旋轉。
第15A圖係表示凹槽部NT向-Y側狀態。第15B圖係表示凹槽部NT向＋X側狀態。此處，如第15A～15B圖所示，例如，在離開基板載台PST＋X側之位置配置雷射干涉儀56X，在離開＋Y側之位置配置雷射干涉儀56Y之情形，若在形成為俯視矩形狀之基板載台PST之至少3個緣部，分別配置移動鏡55，則在旋轉基板載台PST之際，也能使任一個移動鏡55對向於雷射干涉儀56X、56Y。
又，基板P之缺口部主要係使用於當把基板P載置於基板載台PST時，進行大致對位之對準處理的情況。具體而言，用光學檢測出缺口部之位置，根據該檢測結果，進行對準處理。因此，如第16A圖所示，在形成於基板P之凹槽部(缺口部)NT，被覆具有光穿透性之被覆構件300，藉此，可透過被覆構件300以光學方式檢測出凹槽部NT，並且，當把基板P載置於基板載台PST之際，也能防止在平板部30和凹槽部NT(被覆構件300)間，形成大間隙之不良狀態。同樣地，在定向平面部OF，亦能被覆被覆構件300。
此外，如第16B圖所示，當凹槽部(缺口部)NT分別形成於基板P之複數個位置之情形，能在複數個凹槽部NT被覆上被覆構件300。又，當凹槽部NT分別形成於基板P之複數位置之情形，亦可取代被覆被覆構件300，按照複數個凹槽部NT，在平板部30(基板載台PST)設置複數個突起部150。藉此，亦能防止液體1浸入平板部30和基板P(缺口部)之間。
又，即使不在基板P形成缺口部，而改為在基板P之既定位置設置孔部，亦能用光學方式檢測出該孔部來預先對準基板P。這種情形之孔部，可為液體LQ不致通過程度之小徑貫通孔，亦可為不貫穿基板P之凹坑狀之孔(凹部)。第17圖係表示形成於基板P之既定位置，例如，形成複數個直徑0.5mm左右之小貫通孔部301之例。
第18圖係表示本發明之另一實施形態之俯視圖。此外，關於與第4圖同一之構件，乃賦予同一符號而省略其詳細說明。在第18圖中，當作調整部之突起構件152係設置於支持部34所支持之基板P邊緣部附近之複數個位置。在第18圖所示之例中，在基板P之-Y側緣部附近，設置第1突起構件152Y，在基板P之＋X側緣部附近，設置第2突起構件152X。這些突起構件152Y、152X係以能於Z軸方向(上下方向)移動的方式來設置。又，在基板P，在-Y側緣部附近，形成1處缺口部(凹槽部NT)。
第19A圖係第1突起構件152Y附近之截面圖，第19B圖係第2突起構件152X附近之截面圖。如第19A～19B圖所示，突起構件152(152Y、152X)係靠彈性構件302來支持。在第19A～19B圖所示之例中，彈性構件係由線圈彈簧構件所構成，突起構件係透過線圈彈簧構件，支持於Z載台52之上面(接觸面)57。在向-Y側之基板P之凹槽部NT和突起構件152Y呈現對位之狀態下，如第19A圖所示，突起構件152Y並未被基板P所按壓，藉由線圈彈簧構件302朝上方之彈壓力，配置於凹槽部NT之內側。藉由該突起構件152Y，能縮小支持於支持部34之基板P之凹槽部NT和平板部30之平坦面31之間隙。另一方面，如第19B圖所示，配置於無凹槽部NT之位置之突起構件152X係被基板P從上壓住，來收縮線圈彈簧構件302。藉此，突起構件152X係配置於基板P之下側。另一方面，以凹槽部NT朝向＋X側之狀態下將基板支持於支持部34時，突起構件152X係配置於凹槽部NT之內側，突起構件152Y係配置於基板P之下側。
藉此，亦能縮小支持於支持部34之基板P之凹槽部NT和平板部30之平坦面31之間隙。並且，與平板部30之平坦面31和內側面36同樣，將突起構件152之上面和側面施予撥液處理等，來形成撥液性，能更有效防止液體1之浸入。
第20A～20B圖係表示本發明之另一實施形態之截面圖。第20A～20B圖之實施形態係第19A～19B圖之實施形態之變形例，對同一構件係賦予同一符號。在第20圖中，突起構件152之下面係連接於棒狀支持構件303之上端部。在Z載台52之一部份，設置了貫通孔52K，支持構件303係以能在Z軸方向移動自如的方式配置於貫通孔52K之內側。支持構件303之下端部係露出於Z載台52之下側，該支持構件303之下端部係連接於凸緣構件304。又，在凸緣構件304之下面，搭接一於Z載台52下面所安裝之板彈簧構件305。與第19A～19B圖之實施形態同樣，如第20A圖所示，在基板P之凹槽部NT和突起構件152呈對位狀態下，藉由板彈簧構件305之彈壓力，突起構件152被舉至上方，配置於凹槽部NT之內側。另一方面，如第20B圖所示，在基板P之凹槽部NT和突起構件152未呈對位狀態下，突起構件152係由基板P所按壓，配置於基板P之下側。在這種情形中，將突起構件152之上面和側面作成撥液性，藉此能有效防止液體1之浸入。
第21A～21B圖係表示本發明之另一實施形態之截面圖。在第21A～21B圖中，突起構件152係透過鉸鏈部306連接於平板部30(或基板載台PST之既定位置)。在第21A～21B圖中，鉸鏈部306係將突起構件152能回轉地支持於θY方向。鉸鏈部306內設彈簧構件，在第21B圖中，將突起構件152往箭頭y1方向彈壓來予以支持。也就是說，鉸鏈部306係在與突起構件152之上面和基板P表面大致同一平面之方向，對突起構件152具有彈壓力。此外，在鉸鏈部306設置擋件，在突起構件152之上面和基板P表面大致同一平面之狀態下，突起構件152之轉動被停止。並且，在第21A圖中，在基板P之凹槽部NT和突起構件152呈對位狀態下，突起構件152係配置於凹槽部NT之內側。另一方面，如第21B圖所示，在基板P之凹槽部NT和突起構件152非呈對位狀態下，突起構件152係被基板P所按壓，配置於基板P之下側。在這種情形中，亦可將突起構件152之上面和側面作成撥液性，藉此能有效防止液體1之浸入。
此外，在上述之實施形態中，突起構件152係藉由彈簧構件(彈性構件)來移動，但亦可使用既定之致動器來移動突起構件152。這種情形，例如，將基板P載置於基板載台PST之前，事先求出凹槽部NT之位置資訊。並且，亦可將基板P載置於基板載台PST後，根據前述所求出之位置資訊，將設置於基板載台PST之複數個突起構件152之中特定之突起構件152以致動器來驅動，在凹槽部NT之內側配置突起構件152。或是亦可對基板載台PST能裝卸般事先設置突起構件152，不使用致動器，而以例如作業者等用手動方式在基板載台PST上之基板P之凹槽部NT之內側配置突起構件152。或是，可保持對基板載台PST呈裝卸自如之突起構件152之機械臂，在基板載台PST上之基板P之凹槽部NT之內側，配置突起構件152。
第22圖係表示使用致動器，將突起構件152配置於凹槽部NT內側之一例圖。在第22圖中，突起構件152係安裝於棒狀之支持構件307之一端部(前端部)，在支持構件307之另一端部(基端部)，連接致動器308。致動器308係以支持構件307之基端部為轉動中心，能轉動安裝突起構件152之支持構件307。在第22圖中，致動器308係在θY方向轉動支持構件307。致動器308藉由轉動支持構件307，能將安裝於支持構件307前端部之突起構件152配置於凹槽部NT之內側。在這種情形下，也可將突起構件152之上面和側面作成撥液性，藉此能有效防止液體1之浸入。又，基板P之浸液曝光完成後，致動器308係朝反方向轉動支持構件307，藉此能從基板P之凹槽部NT撤離突起構件152。
如第23圖所示，在凹槽部NT被覆薄片狀構件309，藉此也能抑制液體1浸入凹槽部NT和平板部30(平坦面31)之間。就薄片狀構件309而言，較佳係撥液性，例如，能使用由聚四氟化乙烯(鐵氟龍(註冊商標))所構成之薄片狀構件(鐵氟龍薄片)。此外，也可將薄片狀構件309形成環帶狀，用薄片狀構件309來覆蓋基板P和平坦面31之間隙全體。
又，在上述各實施形態中，較佳係能替換突起構件152。突起構件152較佳係撥液性，該撥液性可能因時間經過而變差。因此，對應於撥液性之變差，來替換突起構件152，藉此可使用具有所需撥液性之突起構件152來有效防止液體1之浸入。
此外，在上述之各實施形態中，係以將突起構件152配置於凹槽部NT之情形為例加以說明，但當然，針對與形成於基板P之定向平面部OF對應之平坦構件亦能適用。並且，亦可使用彈性構件(彈簧構件)或致動器，將平坦構件配置於既定位置，縮小支持於支持部34之基板P之定向平面部OF與平板部30之平坦面31之間隙，來防止液體1之浸入。
此外，當然可將使用第1圖～第8圖所說明之實施形態和其變形例、與使用第9圖～第23圖所說明之實施形態和其變形例加以適當組合使用。
第24圖係表示本發明另一實施形態之截面圖。此外，關於與第4圖、第6圖、第8圖同一構件係賦予同一符號而省略詳細說明。在第24圖中，基板載台PST係具備：周壁部33、第2周壁部46(係形成於周壁部33內側)、支持部34(係形成於第2周壁部46之內側)。吸引裝置40係透過吸引口41，進行吸引動作，將被第2周壁部46所圍住之第1空間38設定成負壓，藉此基板P被吸附保持於支持部34。
又，周壁部33和第2周壁部46間之緩衝空間47之壓力係設定成較被第2周壁部46所圍住之第1空間38之壓力為高。具體而言，與參照第6圖所說明之實施形態同樣，緩衝空間47係透過流路48向大氣釋放，緩衝空間47之壓力係大致設定在大氣壓。或是，緩衝空間47亦可藉由具有壓力調整功能之氣體供給裝置48’設定成略高於大氣壓，亦可設定在較大氣壓為低、且較第1空間38之壓力為高之程度之壓力(低負壓)。此外，亦能將第1周壁部33上面33A和第2周壁部36上面36A之任一方施予撥液性。
第1周壁部33之高度係設定成較支持部34為低。第2周壁部36之高度亦設定成較支持部34為低。又，第1周壁部33之上面33A係被撥液處理，具有撥液性。第2周壁部46之表面46A亦被撥液處理，具有撥液性。
在本實施形態中，在凹部32之內側面36和基板保持器PH之側面37間之第2空間39中，不填滿液體LQ。又，在第2空間39中，進行第2空間39之壓力調整，並且，透過間隙A，連接第2吸引裝置80(係用來回收流入第2空間39之液體LQ)。第2吸引裝置80係具有與參照第8圖所說明者同等之構成，能將第2空間39之壓力設定成較緩衝空間47之壓力為低。藉此，即使液體1從間隙A些微浸入，亦能抑制該液體1從第1周壁部33之上面33A和基板P間之間隙B浸入緩衝空間47。並且，能回收浸入第2空間39之液體。
將基板P保持於支持部34之際，將第1空間38設定成負壓，並且，使得緩衝空間47之壓力高於第1空間38。較佳係將緩衝空間47之壓力設定成接近大氣壓或較大氣壓為高。藉此，即使液體1從間隙A浸入第2空間39，由於緩衝空間47之壓力被設定成較高壓，故能防止液體1透過緩衝空間47，浸入第1空間38、及基板P之背面側和吸引口41之不良情況。又，在本實施形態中，即使在周壁部33之上面33A配置基板P之缺口部之情形，亦能減低從缺口部和平坦面31間浸入之液體1浸入緩衝空間47或第1空間38側之不良情況。
又，依據基板P缺口部之大小，液體可能越過周壁部33之上面33A，但由於越過周壁部33之上面33A之液體能用緩衝空間47來捕集，故能防止液體浸入第1空間38。此外，亦可預防這種情形，作成將浸入緩衝空間47之液體加以回收之構造。
又，詳細說明雖予以省略，但亦可如第4圖所示之實施形態般，將基板P之側面PB或背面PC、平板部30之平坦面31或內側面36作成撥液性。即，第4圖之實施形態和其變形例所說明之基板P、基板保持器PH、基板載台PST各面之至少一部份撥液處理係能與第24圖所說明之實施形態適當組合。
此外，在第24圖之實施形態中，第1空間38之負壓係能用第2周壁部46來維持，故亦可在第1周壁部33之一部份設置缺口部(係連通緩衝空間47和第2空間39)。
第25A～25B圖係表示本發明另一實施形態之圖，第25A圖係俯視圖，第25B係第25A圖之A-A截面圖。此外，關於與第3圖所示之實施形態同一之構件，因附加同一符號，故詳細說明予以省略。在第25A～25B圖中，基板載台PST係具備複數個吸引口(吸氣口)41(係用來吸附保持基板P於支持部34)。又，在周壁部33內側之一部份，局部形成第2周壁部46’。
如第25A圖所示，第2周壁部46’係設定於與支持於支持部34之基板P之凹槽部NT(或定向平面部)相對應之位置。第2周壁部46’係具有俯視大致圓弧狀之上面46A’，將兩端部連接於周壁部33。並且，在周壁部33和第2周壁部46’之間，形成緩衝空間47’。緩衝空間47’係形成於支持部34所支持之基板P之凹槽部NT之附近。此外，在本實施形態中，周壁部33及第2周壁部46’之各高度係較支持部為低，其上面係具撥液性。
設置於第1空間38之複數個吸引口41係透過流路43，連接於真空部(真空系統)42。另一方面，設置於基板P之凹槽部NT附近之緩衝空間47’之吸引口41’係透過第2流路43’，連接於與真空部42獨立之第2真空部(第2真空系統)42’。第2真空部42’之吸引力(每單位時間之氣體吸引量)，係設定成較真空部42之吸引力為弱。即，透過於基板載台PST所設置之複數個吸引口中之基板P之凹槽部NT附近之吸引口41’之吸氣力係較透過其周圍之吸引口41之吸氣力為小。
如前述般，由於將透過基板P之凹槽部NT附近之吸引口41’之吸氣力設定成較透過其他吸引口41之吸氣力為小，故基板P之凹槽部NT和平坦面31(平板部30)間之間隙係較凹槽部NT以外之基板P之側面PB和平坦面31間之間隙為大，即使為液體1容易浸入之構成，也能抑制液體1浸入凹槽部NT和平坦面31間之不良情況。
又，即使從基板P之凹槽部NT越過周壁部33之上面33A之液體浸入基板P之背面側，亦能用緩衝空間47’來捕集該液體，故能阻止液體浸入第1空間38。此外，亦可預防此種情形，作成將浸入緩衝空間47’之液體加以回收之構造。
此外，亦可無須將連接於吸引口41’之真空系統與連接於其他吸引口41之真空系統做區隔，而是減低基板P之凹槽部NT附近之吸引力。例如，亦可使得基板P之凹槽部NT附近之吸引口41’之口徑小於其他吸引口41。或是，亦可使得複數個吸引口中之NT附近之吸引口之配置密度較其周圍之吸引口配置密度來得小。或是，亦可採用在基板P之凹槽部NT附近不設置吸引口之構成。並且，例如，亦可使用閥等來封閉連接於吸引口41’之流路43’，藉此阻止從設置於基板P之凹槽部NT附近之吸引口進行吸氣。
又，當減低基板P之缺口部(凹槽部)NT附近之吸引力能防止液體浸入基板P背面側之情形，亦可不形成第2周壁部46’。
當然，在第25A～25B圖之實施形態中，亦可如在第4圖所示之實施形態般，將基板P之側面PB或背面PC、平板部30之平坦面31或內側面36作成撥液性。
此外，在上述實施形態中，當形成浸液區域AR2之液體壓力大之情形，因液體容易從存在於基板載台PST上之間隙(基板P周圍之間隙等)浸入，故當浸液區域AR2形成於基板載台PST上之間隙上時，亦可降低液體壓力。特別係在液體供給機構10之供給口13A、14A之正下方，液體壓力有變大之可能性，故當液體供給機構10之供給口13A、14A與基板載台PST上之間隙對向時，減低液體之壓力，就能抑制液體從該間隙浸入。
此外，當然能適當組合使用第24圖及第25圖所說明之實施形態、和使用第9圖～第23圖所說明之實施形態。
在上述各實施形態中，液體1係由純水所構成。純水在半導體製造工廠等容易大量取得，並且，對基板P上之光阻和光學元件(透鏡)等無不良影響，此為優點所在。又，純水對環保無不良影響，並且，雜質之含量極低，故亦能期待將基板P表面、及設置於投影光學系統PL前端面之光學元件表面加以洗淨之作用。此外，當從工廠所供給之純水純度低之情形，曝光裝置亦可具有超純水製造器。
並且，純水(水)對波長193nm左右之曝光用光EL之折射率n大致為1.44，就曝光用光EL之光源而言，使用ArF準分子雷射光(波長193nm)之情形，在基板P上，能得到1/n、即約134nm短波長化之高解析度。並且，焦點深度與空氣中相較，能放大約n倍，即放大約1.44倍，故當只要能確保與空氣中所使用之情形同程度之焦點深度即可之情形，可進一步增加投影光學系統PL之數值孔徑，此點也能提高解析度。
此外，當使用上述之浸液法之情形，投影光學系統PL之數值孔徑NA有時成為0.9～1.3。當投影光學系統PL之數值孔徑NA變大之情形，由於以往做為曝光用光使用之任意偏光用光有時會因為偏光效應造成成像性能變差，故較佳係使用偏光照明。這種情形，只需配合光罩(標線片)之線-間距圖案之線圖案之長邊方向進行直線偏光照明，從光罩(標線片)之圖案射出大量S偏光成份(TE偏光成份)、即沿著線圖案之長邊方向之偏光方向成分之繞射光即可。當於投影光學系統PL和塗佈於基板P表面之光阻劑間被液體所填滿之情形，相較於投影光學系統PL和塗佈於基板P表面之光阻劑間被空氣(氣體)填滿之情形，由於有助於提高對比之S偏光成份(TE偏光成份)之繞射光在光阻劑表面之穿透率變高，是以即使投影光學系統之數值孔徑NA超過1.0仍能得到高的成像性能。又，若適當組合相位光罩或日本專利特開平6-188169號公報所揭示之配合線圖案之長邊方向之斜入射照明法(特別係雙極照明法)等的話，則更有效。又，例如，把ArF準分子雷射當作曝光用光，使用1/4程度之縮小倍率之投影光學系統PL，將微細之線-間距圖案(例如，2.5～50nm程度之線-間距)曝光於基板P上之情形，隨光罩M構造(例如，圖案之微細度和鉻之厚度)之不同，光罩M會因為波導(wave guide)效應而具有偏光板作用，相較於用以降低對比之P偏光成份(TM偏光成份)之繞射光，會有較多之S偏光成份(TE偏光成份)之繞射光從光罩M射出，故較佳係使用上述之直線偏光照明，即使用任意偏光用光來照明光罩M，就算投影光學系統PL之數值孔徑NA為0.9～1.3般大之情形，亦能得到高解析性能。又，當把光罩M上之極微細之線-間距圖案曝光於基板P上之情形，雖由於線柵(Wire Grid)效應，P偏光成份(TM偏光成份)有可能大於S偏光成份(TE偏光成份)，但例如把ArF準分子雷射當作曝光用光，使用1/4程度之縮小倍率之投影光學系統PL，將大於25nm之線-間距圖案曝光於基板P上，在這種情形下，相較於P偏光成份(TM偏光成份)之繞射光，會有更多的S偏光成份(TE偏光成份)之繞射光從光罩M射出，故即使投影光學系統PL之數值孔徑NA大到0.9～1.3之情形，亦能得到高解析性能。
並且，除了對準光罩(標線片)之線圖案長邊方向之直線偏光照明(S偏光照明)以外，日本專利特開平6-53120號公報所揭示之偏光照明法(對於以光軸為中心之圓切線(圓周)方向進行直線偏光照射)與斜入射照明法之組合亦有效果。特別係光罩(標線片)之圖案不僅是在既定之單一方向延伸之線圖案，而是在複數個不同方向延伸之線圖案混合存在之情形，若如日本專利特開平6-53120號公報所揭示般，將偏光照明法(對於以光軸為中心之圓切線(圓周)方向進行直線偏光照射)與帶狀照明法併用，則即使投影光學系統PL之數值孔徑NA大之情形，亦能得到高的成像性能。
本實施形態係在投影光學系統PL之前端，安裝光學元件2，藉由該透鏡，能進行投影光學系統PL之光學特性，例如像差(球面像差、慧形像差等)之調整。此外，就安裝於投影光學系統PL前端之光學元件而言，亦可為於投影光學系統PL之光學特性調整上所使用之光學板。或亦可為能穿透曝光用光EL之平行平面板。
此外，當因為液體1之流動所產生之在投影光學系統PL前端之光學元件和基板P間之壓力大之情形，該光學元件可非裝卸自如而是藉由前述壓力使光學元件穩固地固定。
此外，本實施形態，雖採用投影光學系統PL和基板P表面之間由液體1所填滿之構成，但例如，亦可在基板P之表面安裝著由平行平面板所構成玻璃蓋之狀態下來填滿液體1。
此外，本實施形態之液體1係水，但亦可為水以外之液體。例如，曝光用光EL之光源係F2 雷射之情形，因該F2 雷射光無法穿透水，故就液體1而言，亦可為能穿透F2 雷射光之過氟化聚醚(PFPE)或氟系油等氟系流體。又，就液體1而言，其他亦能使用對曝光用光具有穿透性、折射率儘可能高、且對於投影光學系統PL和塗佈於基板P表面之光阻劑呈安定者(例如柏木油)。這種情形，表面處理係依據所使用之液體1之極性來進行。
此外，就上述各實施形態之基板P而言，不僅適用於半導體元件製造用之半導體晶圓，而且亦適用於顯示器元件用之玻璃基板、薄膜磁頭用之陶瓷晶圓、或曝光裝置所使用之光罩或標線片之原版(合成石英、矽晶圓)等。
就曝光裝置EX而言，除了使得光罩M和基板P做同步移動來進行光罩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)之外，亦適用於：在光罩M和基板P靜止狀態下，將光罩M之圖案整體曝光，使基板P依序步進移動之步進-重複方式之投影曝光裝置(步進機)。又，本發明亦能適用於在基板P上將至少2個圖案做部份重疊來進行轉印之步進-縫合方式之曝光裝置。
又，在第1圖案和基板P呈大致靜止狀態下，使用投影光學系統(例如，1/8縮小倍率，不含反射元件之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，然後，在第2圖案和基板P呈大致靜止狀態下，使用該投影光學系統，將第2圖案之縮小像與第1圖案做部份重疊，對基板P上做整體曝光之縫合方式之整體曝光裝置亦能適用。
又，本發明亦適用於日本專利特開平10-163099號公報、日本專利特開平10-214783號公報、日本專利特表2000-505958號公報等所揭示之雙載台型之曝光裝置。
就曝光裝置EX之種類而言，不受限於將半導體元件圖案曝光於基板P上之半導體元件製造用曝光裝置，亦廣泛適用於液晶顯示元件製造用或顯示器製造用曝光裝置、用來製造薄膜磁頭、攝像元件(CCD)或標線片或光罩等之曝光裝置等。
在基板載台PST和光罩載台MST中，使用線性馬達(參照USP5,623,853或USP5,528,118)之情形，可使用採空氣軸承之氣浮型及使用採洛倫茲力或反作用力之磁浮型之任一種。又，各載台PST、MST可為沿著該導件移動之型式，亦可為不設置導件之無導件型。
就各載台PST、MST之驅動機構而言，亦可使用平面馬達，該平面馬達係使二維配置磁鐵之磁鐵單元、二維配置線圈之電樞單元對向，藉由電磁力，來驅動各載台PST、MST。這種情形，亦可將磁鐵單元和電樞單元之任一方連接於載台PST、MST，將磁鐵單元和電樞單元之另一方設置於載台PST、MST之移動面側。
由於基板載台PST之移動所產生之反作用力，亦可如日本專利特開平8-166475號公報(USP5,528,118)所記載，使用框體構件，以機械方式釋放到地板(地面)，俾使不傳遞至投影光學系統PL。
由於光罩載台MST之移動所產生之反作用力，亦可如日本專利特開平8-330224號公報(US S/N 08/416,558)所記載般，使用框體構件，以機械方式釋放到地板(地面)，俾使不傳遞至投影光學系統PL。
本專利實施形態之曝光裝置EX係以能保有既定之機械性精度、電氣性精度、光學性精度的方式將包含本專利申請範圍所提出之各構成要件之各種準系統加以組裝來製造。為了確保這些各種精度，在該組裝之前後，針對各種光學系統，進行用來達成光學性精度之調整，針對各種機械系統，進行用來達成機械性精度之調整，針對各種電氣系統，進行用來達成電氣性精度之調整。從各種準系統到曝光裝置之組裝製程，係包含各種準系統相互之機械性連接、電路之配線連接、氣壓回路之配管連接。從各種準系統到曝光裝置之組裝製程前，當然有各準系統個別之組裝製程。各種準系統對於曝光裝置之組裝完成後，進行綜合調整，能確保曝光裝置整體之各種精度。此外，曝光裝置之製造最佳係在溫度及清潔度受到管理之潔淨室來進行。
半導體元件等之微元件係如第26圖所示，經由步驟201(進行微元件之功能及性能之設計)、步驟202(根據該設計來製作光罩(標線片))、製造元件基材(基板)之步驟203、曝光處理步驟204(藉由前述實施形態之曝光裝置EX，將光罩圖案曝光於基板)、元件組裝步驟(包含切割製程、接合製程、封裝製程)205、檢查步驟206等來製造。
產業上可利用性
依本發明，即使對於基板邊緣區域進行曝光之情形，亦能良好形成浸液區域，能在抑制液體浸入及液體朝基板載台外部流出之狀態下，進行曝光，能製造具所欲性能之元件。
AR1．．．投影區域
AR2．．．浸液區域
AX．．．光軸
B、C、D．．．間隙
CONT．．．控制裝置
EL．．．曝光用光
EX．．．曝光裝置
FM．．．基準標記
IL．．．照明光學系統
M．．．光罩
MST．．．光罩載台
MSTD．．．光罩載台驅動裝置
NT．．．凹槽部
OF．．．定向平面部
P．．．基板
PA．．．基板表面
PB．．．基板側面
PC．．．基板背面
PH．．．基板保持器
PL．．．投影光學系統
PK．．．鏡筒
PST．．．基板載台
PSTD．．．基板載台驅動裝置
1．．．液體
2．．．光學元件
2a．．．液體接觸面
10．．．液體供給機構
11．．．第1液體供給部
11A、12A．．．供給管
12．．．第2液體供給部
13．．．第1供給構件
13A、14A．．．供給口
14．．．第2供給構件
20．．．液體回收機構
21．．．第1液體回收部
21A、22A．．．回收管
22．．．第2液體回收部
23．．．第1回收構件
23A、24A．．．回收口
24．．．第2回收構件
25．．．隔離構件
30．．．平板部
30D．．．平板部凹部
31．．．平坦面(平坦部)
32．．．凹部
33、33N、33F．．．周壁部
33A．．．周壁部上面
34．．．支持部
34A．．．上端面
35．．．基座部
36．．．凹部內側面
36N．．．凸部
37．．．基板保持器側面
37F．．．平面部
37N．．．凹部
38．．．第1空間
39．．．第2空間
40．．．吸引裝置
41、41’．．．吸引口
42．．．真空部
42’．．．第2真空部
43、43’、45．．．流路
46、46’．．．第2周壁部
46A．．．第2周壁部上面
47、47’．．．緩衝空間
48．．．流路
48’．．．氣體供給裝置
50、55．．．移動鏡
51、56、56X、56Y．．．雷射干涉儀
52．．．Z載台
52K．．．貫通孔
53．．．XY載台
54．．．基座載台
55．．．移動鏡
57．．．接觸面
58．．．基板保持器背面
60．．．回收部(回收機構)
61．．．槽
61A．．．排出流路
62．．．流路
63．．．閥
64．．．泵
70．．．液體供給裝置
71．．．供給部
72．．．流路
80．．．第2吸引裝置
90．．．光阻(感光材料)
150．．．突起部
151．．．平面部
152．．．突起構件
152A．．．突起部
152X．．．第2突起構件
152Y．．．第1突起構件
153．．．平面構件
300．．．被覆構件
301．．．貫通孔部
302．．．彈性構件
303．．．支持構件
304．．．凸緣構件
305．．．板彈簧構件
306．．．鉸鏈部
307．．．支持構件
308．．．致動器
309．．．薄板狀構件
第1圖係表示本發明曝光裝置一實施形態之概略構成圖。
第2圖係表示液體供給機構及液體回收機構之概略構成圖。
第3圖係基板載台之俯視圖。
第4圖係表示本發明基板載台之一實施形態之要部截面圖。
第5圖係表示可對基板載台做裝卸之基板保持器示意圖。
第6圖係表示本發明基板載台另一實施形態之要部截面圖。
第7A～7C圖係表示在空間配置液體順序一例之示意圖。
第8圖係表示本發明基板載台另一實施形態之要部截面圖。
第9圖係表示本發明另一實施形態之基板載台之俯視圖。
第10圖係表示本發明另一實施形態之基板載台之俯視圖。
第11圖係表示本發明另一實施形態之基板載台之俯視圖。
第12圖係表示本發明另一實施形態之基板載台之俯視圖。
第13圖係表示本發明曝光方法之基板一實施形態圖。
第14A～14B圖係表示本發明另一實施形態之基板載台俯視圖。
第15A～15B圖係表示本發明另一實施形態之基板載台俯視圖。
第16A～16B圖係表示本發明曝光方法之另一實施形態圖。
第17圖係表示本發明曝光方法之基板一實施形態圖。
第18圖係表示本發明另一實施形態之基板載台俯視圖。
第19A～19B圖係表示本發明另一實施形態之基板載台要部截面圖。
第20A～20B圖係表示本發明另一實施形態之基板載台要部截面圖。
第21A～21B圖係表示本發明間隙調整部之另一實施形態圖。
第22圖係表示本發明間隙調整部之另一實施形態圖。
第23圖係表示本發明間隙調整部之另一實施形態圖。
第24圖係表示本發明另一實施形態之基板載台要部截面圖。
第25A～25B圖係表示本發明另一實施形態之基板載台圖。
第26圖係表示本發明半導體製造步驟一例之流程圖。
第27圖係用來說明習知曝光方法問題之示意圖。
AR2．．．浸液區域
A、B、C．．．間隙
P．．．基板
PA．．．基板表面
PB．．．基板側面
PC．．．基板背面
PH．．．基板保持器
PL．．．投影光學系統
1．．．液體
2．．．光學元件
30．．．平板部
30D．．．平板部凹部
31．．．平坦面(平坦部)
32．．．凹部
33．．．周壁部
33A．．．周壁部上面
34．．．支持部
34A．．．上端面
35．．．基座部
36．．．凹部內側面
37．．．基板保持器側面
38．．．第1空間
39．．．第2空間
40．．．吸引裝置
41、41’．．．吸引口
42．．．真空部
43、45．．．流路
46、46’．．．第2周壁部
52．．．Z載台
60．．．回收部(回收機構)
61．．．槽
62．．．流路
90．．．光阻(感光材料)

Claims (31)

  1. 一種曝光裝置，係透過投影光學系統與藉由供應至該投影光學系統之像面側之液體形成之液浸區域使基板曝光，其特徵在於：具備在該投影光學系統之像面側保持該基板且可相對於該投影光學系統移動之基板載台；該基板載台，具備：支持部，支持該基板之背面；第1壁部，以與該支持部所支持之該基板之背面對向之方式設在該支持部之周圍；第2壁部，以包圍該支持部之方式設在該第1壁部內側；氣體流路，以可吸引該第2壁部內側之第1空間內之氣體之方式連接於該第1空間；以及第1流路，以能排出浸入該第1壁部外側之第2空間之液體之方式連接於該第2空間；該基板在透過該氣體流路吸引該第1空間內之氣體使該第1空間成為負壓之狀態下被該支持部保持；該第1流路，設置成能排出透過被該支持部支持之該基板與設於該第1壁部外側且能接觸於該液浸區域之載台上面間之間隙浸入該第2空間之液體。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，該載台具備連接於該第1壁部與該第2壁部間之第3空間之第2流路。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該第2流路設置成能吸引該第3空間內之氣體。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其中，該第3空間之壓力設定為較大氣壓低。
  5. 如申請專利範圍第4項之曝光裝置，其中，該第3空間之壓力設定為較該第1空間之壓力高。
  6. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該第2流路設置成能對該第3空間內供應氣體。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置，其中，該第3空間之壓力設定為較大氣壓高。
  8. 如申請專利範圍第7項之曝光裝置，其中，該第3空間之壓力設定為較該第1空間之壓力高。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光裝置，其中，該第3空間之壓力設定為較該第2空間之壓力高。
  10. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該第2流路設定為能使該第3空間開放於大氣。
  11. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該第2流路設定為能調整該第3空間內之壓力。
  12. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該第2流路設定為能排出浸入該第3空間之液體。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之曝光裝置，其中，該第2壁部之上面高度較該支撐部之上面高度低。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置，其中，該第1壁部之上面高度較該支撐部之上面高度低。
  15. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之曝光裝置，其中，該第2壁部之上面係撥液性。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝光裝置，其中，該第1壁部之上面係撥液性。
  17. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之曝光裝置，其中，該載台將該基板保持成被該支持部支持之該基板之上面與該載台之上面大致相同高度。
  18. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第1至17項中任一項之曝光裝置使圖案曝光於基板；以及於該圖案曝光後之該基板上組裝元件。
  19. 一種曝光方法，係透過投影光學系統及液體使基板曝光，其特徵在於，包含：藉由具備支持該基板之背面之支持部、以與該支持部所支持之該基板之背面對向之方式設在該支持部之周圍之第1壁部、以包圍該支持部之方式設在該第1壁部內側之第2壁部、連接於該第2壁部內側之第1空間之氣體流路、以及連接於該第1壁部外側之第2空間之第1流路的載台，透過該氣體流路吸引該第1空間內之氣體以使該第1空間成為負壓之狀態下保持該基板；對保持於該載台之該基板與該投影光學系統之間供應液體而形成液浸區域；以及透過該第1流路排出透過被該支持部支持之該基板與設於該第1壁部外側且能接觸於該液浸區域之載台上面間之 間隙浸入該第2空間之液體。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光方法，其包含：透過連接於該第1壁部與該第2壁部間之第3空間之第2流路吸引該第3空間內之氣體。
  21. 如申請專利範圍第20項之曝光方法，其中，係吸引該第3空間內之氣體以使該第3空間之壓力較大氣壓低。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光方法，其中，係使該第3空間之壓力較該第1空間之壓力高。
  23. 如申請專利範圍第19項之曝光方法，其包含：透過連接於該第1壁部與該第2壁部間之第3空間之第2流路對該第3空間內供應氣體。
  24. 如申請專利範圍第23項之曝光方法，其中，係對該第3空間內供應氣體以使該第3空間之壓力較大氣壓高。
  25. 如申請專利範圍第24項之曝光方法，其中，係使該第3空間之壓力較該第1空間之壓力高。
  26. 如申請專利範圍第25項之曝光方法，其中，係使該第3空間之壓力較該第2空間之壓力高。
  27. 如申請專利範圍第19項之曝光方法，其包含：透過連接於該第1壁部與該第2壁部間之第3空間之第2流路使該第3空間開放於大氣。
  28. 如申請專利範圍第19項之曝光方法，其包含：透過連接於該第1壁部與該第2壁部間之第3空間之第2流路調整該第3空間內之壓力。
  29. 如申請專利範圍第19項之曝光方法，其包含：透 過連接於該第1壁部與該第2壁部間之第3空間之第2流路將浸入該第3空間之液體排出。
  30. 如申請專利範圍第19至29項中任一項之曝光方法，其中，藉由該載台將該基板保持成被該支持部支持之該基板之上面與該載台上面大致相同高度。
  31. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第19至30項中任一項之曝光方法使圖案曝光於基板；以及於該圖案曝光後之該基板上組裝元件。
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