TWI605315B - Exposure device, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents

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TWI605315B
TWI605315B TW105105425A TW105105425A TWI605315B TW I605315 B TWI605315 B TW I605315B TW 105105425 A TW105105425 A TW 105105425A TW 105105425 A TW105105425 A TW 105105425A TW I605315 B TWI605315 B TW I605315B
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Hiroyuki Nagasaka
Hiroaki Takaiwa
Shigeru Hirukawa
Ryuichi Hoshika
Hitoshi Ishizawa
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Nippon Kogaku Kk
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Description

曝光裝置、曝光方法、元件製造方法
本發明，係關於透過液體對基板照射曝光用光以使基板曝光之曝光裝置、曝光方法、以及元件製造方法。又，本發明係關於採用液浸法之投影曝光裝置所使用之光學零件、以及使用該光學零件之投影曝光裝置。再者，本發明係關於適合在與液晶體或水蒸汽接觸之環境所使用的光學零件。
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。
惟，如圖18之示意圖所示，採用液浸法之曝光裝置亦有使基板P之邊緣區域E曝光的情形。此時，投影區域100的一部分突出至基板P外側，曝光用光亦照射於保持基板P之基板台120上。液浸曝光之情形時，係形成覆蓋投影區域100之液體的液浸區域，在進行邊緣區域E之曝光時，液體之液浸區域的一部分會溢出至基板P外側，形成在基板台120上。此外，在基板台120上之基板P周圍配置有各種測量構件及測量用感測器之情形時，為使用此等測量構件及測量感測器，亦有在基板台120上形成液浸區域之情形。當在基板台120上形成液浸區域的一部分時，在基板台120上液體殘留的可能性變高，而有可能因該液體之汽化，例如使基板P所處環境(溫度、濕度)產生變動、或基板台120產生熱變形，或者用來測量基板P之位置資訊等的各種測量用光之光路環境產生變動，而導致曝光精度降低。此外，亦有可能在殘留之液體汽化後殘留水痕，而成為基板P及液體等之污 染原因，及各種測量之誤差原因。
本發明有鑒於上述情事，其第1目的係提供一種能防止液體殘留，維持良好的曝光精度、測量精度的曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法。
又，本發明之第2目的，係提供一種具有撥水性膜(具紫外線照射耐久性)的光學零件，及裝載該光學零件之投影曝光裝置。
為解決上述課題，本發明係採用對應圖1~圖15所示之各實施形態的以下構成。但賦予各要件後括號內之符號僅係例示該要件，並無限定各要件之意圖。
根據本發明第1態樣之曝光裝置(EX)，係透過液體(1)對基板(P)照射曝光用光(EL)來使基板(P)曝光，其特徵在於，具備：投影光學系統(PL)，係用來將圖案像投影至基板；以及基板台(PT)，係用來保持基板(P)；於該基板台(PT)，以可更換之方式設有其表面(30)之至少一部分為撥液性的構件(30)。
又，本發明提供一種以使用上述態樣之曝光裝置為特徵的元件製造方法。
根據本發明，由於設於基板台之撥液性構件係以可更換之方式設置，因此該構件之撥液性劣化時，可更換為新的撥液性構件。藉此，能抑制液體之殘留，即使有殘留亦能順暢的加以回收。因此，能防止因殘留之液體造成曝光精度、測量精度之劣化，製造能發揮期望性能之元件。
本發明第2態樣之曝光方法，係透過投影光學系統(PL)與液體(1)對基板(P)上照射曝光用光(EL)，對該基板進行液浸曝光，其特徵在於：以基板保持構件(30)保持該基板(P)；該基板保持構件(30)在該基板(P)周圍具有與該基 板(P)表面大致同高的平坦部(30A)；將保持有該基板(P)之該基板保持構件(30)搬入基板載台(PST,PT)；對被搬入該基板載台(PST,PT)上之該基板(P)進行液浸曝光；在該液浸曝光結束後，將保持有該基板(P)之該基板保持構件(30)從該基板載台(PST,PT)搬出。
又，本發明提供一種以使用上述態樣之曝光方法為特徵的元件製造方法。
根據本發明，藉由將在該基板周圍具有平坦部之基板保持構件與基板一起對基板載台進行搬入及搬出，能容易的將基板保持構件與基板一起對基板載台進行更換，例如在基板保持構件之撥液性劣化時亦能容易的進行更換。此外，由於基板保持構件在基板周圍具有平坦部，因此在將該基板保持構件與基板一起搬入基板載台對基板之邊緣部進行液浸曝光時，即使液體之液浸區域的一部分溢至基板外側，亦能藉由平坦部維持液浸區域的形狀，不會導致液體流出而能在將液體良好的保持於投影光學系統之下的狀態，進行液浸曝光。因此，能防止曝光精度之劣化，製造能發揮期望性能之元件。
本發明第3態樣之曝光裝置(EX)，係透過液體(1)對基板(P)照射曝光用光(EL)來使基板(P)曝光，其特徵在於，具備：投影光學系統(PL)，係用來將圖案像投影至基板；以及移動載台(PST)，能相對投影光學系統(PL)移動；於移動載台(PST)設有至少一部分為撥液性之撥液性構件(30,PH,300,400,500)，該撥液性構件可更換。
本發明第3態樣之曝光裝置，由於係將設於移動載台之撥液性的撥液性構件設置成可更換，因此在構件之撥液性劣化時，能更換為新的構件。 移動載台，例如可以是保持基板移動之基板載台、或具備各種基準構件及測量感測器等測量構件的測量載台。或者，亦可具備基板載台及測量載台之雙方來作為移動載台。再者，亦可以具備複數個基板載台或複數個測量載台來作為移動載台。
本發明第4態樣之曝光方法，係透過液體(1)對基板(P)照射曝光用光(EL)，來對該基板(P)進行液浸曝光，其特徵在於，包含：將該液體(1)供應至基板(P)上之至少一部分；透過液體(1)對基板(P)照射曝光用光(EL)，來對該基板進行液浸曝光；與基板上供應該液體不同之曝光裝置的部分(30,300,400,500)具有撥液性，視其撥液性之劣化程度來更換該具有撥液性之曝光裝置的部分。
根據本發明第4態樣之曝光方法，具有撥液性之曝光裝置的部分雖會因紫外線的照射而劣化，但由於可視劣化程度來更換該部分，因此能防止因劣化而造成液體之殘留或洩漏。該部分之更換可定期進行，亦可根據推定或觀察各部分之劣化狀況來進行。
本發明第5態樣之光學零件(650,652,654)，係裝載於投影曝光裝置(EX)之基板載台上，該投影曝光裝置係以曝光用光束(EL)來照明光罩(M)，藉由投影光學系統將該光罩之圖案透過液體(1)轉印至該基板載台上所保持之基板(P)上，其特徵在於，具備：光照射面(660)，係該曝光用光束所照射者；黏著微粒子層(662)，係由在該光照射面表面形成之二氧化矽、氟化鎂及氟化鈣中的至少一種所構成之微粒子層；撥水性膜(664)，係由該黏著微粒子層表面形成之非晶質氟樹脂所構成。
本案發明人就氟代烷基矽烷與基材玻璃之密合性進行分析之結果，得 知由於氟代烷基矽烷之末端基-CF3在化學上是安定的，因此是無法期待與基材玻璃間之氫鍵及縮合反應等的化學性結合。因此，本案發明人針對不依賴化學性結合，而增加分子間引力的方法進行了檢討。其結果，藉由增大與基材玻璃黏著之黏著層的表面積，而順利成功的增加了附著能量。根據本發明之光學零件，由形成黏著微粒子層之二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2)及氟化鈣(CaF2)中的至少一種所構成之微粒子層，其與基材玻璃(主成份SiO2)之親和性佳，能獲得與基材玻璃之良好的密合性。此外，能在表面產生來自於粒子直徑之凹凸。再者，由於二氧化矽等係紫外線穿透率非常高的材料，因此其本身之雷射照射耐久性亦高。承上所述，在形成由二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2)及氟化鈣(CaF2)中的至少一種所構成之微粒子層後，形成以非晶質氟樹脂構成之撥水性膜時，非晶質氟樹脂即進入二氧化矽等微粒子之空隙，以環抱狀態乾燥、硬化。由於非晶質氟樹脂本身的機械性強度高，因此密合於基材之撥水性膜的強度亦高。
又，本發明第6態樣之光學零件(650,652,654)，係裝載於投影曝光裝置之基板載台(PST)上，該投影曝光裝置係以曝光用光束(EL)來照明光罩(M)，藉由投影光學系統(PL)將該光罩之圖案透過液體(1)轉印至該基板載台(PST)上所保持之基板上，其特徵在於，具備：光照射面(660)，係該曝光用光束所照射者；黏著面(668)，係形成在該光照射面表面；撥水性膜(664)，係由該黏著面表面形成之非晶質氟樹脂所構成。此態樣之光學零件中，該黏著面最好是以氟化氫加以蝕刻之蝕刻面。
根據第6態樣之光學零件，由於在光照射面具有例如以氟化氫加以蝕刻之蝕刻面所構成之黏著面，因此在黏著面上形成以非晶質氟樹脂構成之 撥水性膜時，非晶質氟樹脂即進入黏著面之空隙，以環抱狀態乾燥、硬化。由於非晶質氟樹脂本身的機械性強度高，因此密合於基材之撥水性膜的強度亦高。
又，上述態樣之光學零件，該光照射面可具有基材玻璃。此外，該光照射面可具有形成在基材玻璃及該基材玻璃之至少一部分的金屬膜。根據此等光學零件，由於光照射面上形成之撥水性膜具有對雷射照射之耐久性，因此能長期間維持投影曝光裝置之基板載台上所裝載之光學零件之光照射面之撥水性。
又，本發明亦提供具備上述任一態樣之光學零件的投影曝光裝置。根據此投影曝光裝置，由於在基板載台上裝載有能長期間維持其光照射面撥水性的光學零件，因此在重複進行液浸曝光之情形時，亦能確實進行光學零件之光照射面上的排水。
又，本發明第7態樣之投影曝光裝置(EX)，係以曝光用光束(EL)來照明光罩(M)，藉由投影光學系統(PL)將該光罩之圖案透過液體轉印至該基板載台(PST)上所保持之基板上，其特徵在於：該基板載台上具備光學零件，該光學零件，具備：光照射面(660)，係該曝光用光束所照射者；黏著微粒子層(662)，係形成在該光照射面表面；以及撥水性膜(664)，係以該黏著微粒子層表面形成之非晶質氟樹脂所構成。
根據第7態樣之投影曝光裝置，基板載台上所裝載之光學零件於光照射面具有黏著微粒子層，因此以非晶質氟樹脂構成之撥水性膜會密合於黏著微粒子層。由於非晶質氟樹脂本身的機械性強度高，因此密合於基材之撥水性膜的強度亦高。
又，第7態樣之投影曝光裝置中，該光照射面可具有基材玻璃。此外，第7態樣之投影曝光裝置中，該光照射面可具有形成在基材玻璃及該基材玻璃之至少一部分的金屬膜。根據此等投影曝光裝置，由於基板載台上所裝載之光學零件之光照射面上形成之撥水性膜具有對雷射照射之耐久性，因此能長期間維持投影曝光裝置之基板載台上所裝載之光學零件之光照射面之撥水性。
本發明第8態樣之光學零件(300,400,500,650,652,654)，其特徵在於，具備：零件本體(660)，其具有光照射面；微粒子層(662)，係由在該光照射面表面形成之二氧化矽、氟化鎂及氟化鈣所構成之群中所選擇之至少一種微粒子所構成；以及撥水性膜(664)，係於該微粒子層表面、以非晶質氟樹脂形成。由於撥水性膜係透過微粒子層與光照射面強固的連接在一起，因此本發明在液體或蒸汽環境氣氛中使用之光學感測器及透鏡等之用途上，是極為有效的。
又，本發明第9態樣之光學零件(300,400,500,650,652,654)，其特徵在於，具備：零件本體(660)，其具有光照射面；黏著面(668)，係在該光照射面表面以蝕刻形成；以及撥水性膜(664)，係在該黏著面、以非晶質氟樹脂形成。由於撥水性膜係透過微粒子層與光照射面強固的連接在一起，因此本發明在液體或蒸汽環境氣氛中使用之光學感測器及透鏡等之用途上，是極為有效的。
1‧‧‧液體
2‧‧‧光學元件
2a‧‧‧液體接觸面
10‧‧‧液體供應機構
11‧‧‧第1液體供應部
12‧‧‧第2液體供應部
13‧‧‧第1供應構件
13A,14A‧‧‧供應口
14‧‧‧第2供應構件
20‧‧‧液體回收機構
21,22‧‧‧第1，第2液體回收部
21A,22A‧‧‧回收管
23,24‧‧‧第1，第2回收構件
23A,24A‧‧‧回收口
30‧‧‧板構件
30A,32A‧‧‧平坦面
30D‧‧‧板構件之內側梯部
30F‧‧‧板構件之外側梯部
30S‧‧‧支持面
31‧‧‧凹部
32‧‧‧第2板構件
32K,32L,32N‧‧‧開口部
32S‧‧‧薄層部
32T‧‧‧彎曲部
32Ta‧‧‧彎曲部之外側面
32Tb‧‧‧彎曲部之內側面
33‧‧‧周壁部
34‧‧‧支持部
34A‧‧‧基板保持具之上端面
35‧‧‧基座部
36‧‧‧凹部31之內側面
37‧‧‧基板保持具之側面
38‧‧‧第1空間
39‧‧‧第2空間
40‧‧‧吸引裝置
41‧‧‧吸引口
42‧‧‧真空部
43,45,62‧‧‧流路
50,55‧‧‧移動鏡
51,56‧‧‧雷射干涉儀
52‧‧‧Z載台
53‧‧‧XY載台
54‧‧‧基座
57‧‧‧基板台與基板保持具之接觸面
58‧‧‧基板保持具背面
60‧‧‧回收部
61‧‧‧儲液槽
70,74‧‧‧昇降構件
71‧‧‧孔部
72‧‧‧吸附孔
80‧‧‧搬送臂(搬送裝置)
80A‧‧‧搬送臂之支持面
90‧‧‧感光材
150,157‧‧‧凹部
151‧‧‧側壁部
158,162‧‧‧真空吸附孔
159,162A‧‧‧流路
161‧‧‧凸部
162B‧‧‧閥部
164‧‧‧分離部
300‧‧‧基準構件
301‧‧‧光學構件
301A‧‧‧光學構件300之上面
301b‧‧‧光學構件300之側面
310‧‧‧壁部
310A‧‧‧壁部310之內側面
310b‧‧‧壁部310之上端面
350‧‧‧基板對準系統
360‧‧‧光罩對準系統
370‧‧‧彎曲部32T與基準構件301間之空間
380,480‧‧‧回收部
381,481‧‧‧氣液分離器
382,482‧‧‧流路
383,483‧‧‧真空系
400‧‧‧照度不均感測器
401‧‧‧照度不均感測器之上板
401A‧‧‧上板401之上面
402‧‧‧光學元件
403‧‧‧支持部
404‧‧‧光學構件
405‧‧‧空間
450‧‧‧光感測器
460‧‧‧薄膜
470‧‧‧針孔部
500‧‧‧空間像測量感測器
501‧‧‧空間像測量感測器之上板
501A‧‧‧上板501之上面
570‧‧‧狹縫部
609‧‧‧晶圓載台
650‧‧‧照射量監測器之光入射窗
652‧‧‧照度不均感測器之光入射窗
654‧‧‧空間像測量裝置之指標板
656‧‧‧基準標記(FM)
660,666‧‧‧石英玻璃
662‧‧‧微粒子層
664,670‧‧‧撥水性膜
668‧‧‧黏著面
A‧‧‧板構件30與基板側面間之間隙
AR1‧‧‧投影區域
AR2‧‧‧液浸區域
B‧‧‧基板與周壁部33間之間隙
C‧‧‧內側面36與側面37間之間隙
CONT‧‧‧控制裝置
E‧‧‧基板之邊緣區域
EL‧‧‧曝光用光
EX‧‧‧曝光裝置
G‧‧‧板構件與第2板構件間之間隙
IL‧‧‧照明光學系統
M‧‧‧光罩
MFM‧‧‧基準標記
MST‧‧‧光罩載台
MSTD‧‧‧光罩載台驅動裝置
P‧‧‧基板
PB‧‧‧基板之側面
PFM‧‧‧基準標記
PH‧‧‧基板保持具
PK‧‧‧鏡筒
PL‧‧‧投影光學系統
PT‧‧‧基板台
PTa‧‧‧基板台之裝載面
PST‧‧‧基板載台
ST1‧‧‧曝光站
ST2‧‧‧測量、更換站
圖1係顯示本發明之曝光裝置之一的概略構成圖。
圖2係顯示液體供應機構及液體回收機構的概略俯視圖。
圖3係顯示基板台的俯視圖。
圖4係在保持基板之狀態下之基板台的俯視圖。
圖5係基板台的截面圖。
圖6係用來顯示各構件可裝拆於基板台的示意圖。
圖7(a)~7(d)係顯示本發明曝光裝置之動作例的示意圖。
圖8(a)~8(d)係顯示本發明曝光裝置之動作例的示意圖。
圖9係顯示以搬送裝置搬送中之基板保持構件的俯視圖。
圖10係顯示基板台之另一實施形態的截面圖。
圖11(a)、11(b)係顯示本發明曝光裝置之另一實施形態的概略構成圖。
圖12(a)、12(b)係顯示基板台之另一實施形態的圖。
圖13(a)~13(d)係顯示本發明曝光裝置之另一動作例的示意圖。
圖14係顯示本發明曝光裝置之另一實施形態的概略構成圖。
圖15係顯示本發明曝光裝置之另一實施形態的概略構成圖。
圖16係顯示本發明曝光裝置之另一實施形態的概略構成圖。
圖17係顯示半導體元件之一製程例的流程圖。
圖18係用以說明習知課題的示意圖。
圖19係顯示實施形態之晶圓載台所裝載之光學零件的圖。
圖20係顯示實施形態之晶圓載台所裝載之光學零件的構成圖。
圖21係顯示實施形態之晶圓載台所裝載之光學零件的構成圖。
以下，參照圖式說明本發明之曝光裝置，但本發明並不限於此
〈第1實施形態〉
圖1係顯示本發明曝光裝置之一實施形態的概略構成圖。圖1中，曝光裝置EX，具備：光罩載台MST，係用以支持光罩(標線片)M；基板載台PST，係用以支持基板P；照明光學系統IL，係以曝光用光EL照明於光罩載台MST所支持之光罩M；投影光學系統PL，係使得被曝光用光EL所照射的光罩M之圖案像，能投影曝光於被基板載台PST所支持的基板P；以及控制裝置CONT，係統籌控制曝光裝置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，此液浸曝光裝置，具備：將液體1供應至基板P上的液體供應機構10，以及自基板P上回收液體1的液體回收機構20。本實施形態之液體1係使用純水。曝光裝置EX，至少在將光罩M的圖案像轉印至基板P上之過程中，由液體供應機構10所供應的液體1，在基板P上之至少一部分(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，在投影光學系統PL的前端部之光學元件2及基板P表面(曝光面)之間滿佈液體1，使基板P曝光時，透過位於投影光學系統PL與基板P間的液體1及投影光學系統PL，將光罩M的圖案像投影於基板P上。
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θ X方向、θ Y方向、及θ Z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。如前所述，由於本實施形態之液體1係使用純水，故即使曝光用光EL係ArF準分子雷射光，也能穿透。純水也能透射紫外域之輝線(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θ Z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上設有移動鏡50。又，與移動鏡50對向之位置設有雷射干涉器51。光罩載台MST上之光罩M之2維方向位置、及旋轉角，係以雷射干涉器51即時加 以測量，測量結果被送至控制裝置CONT。控制裝置CONT，根據雷射干涉器51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)構成，此等光學元件係以金屬構件之鏡筒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可以是等倍系統或放大系統任一者。此外，在本實施形態之投影光學系統PL前端部之光學元件2係以能裝卸(更換)之方式設於鏡筒PK，光學元件2接觸於液浸區域AR2。
光學元件2係由螢石形成。螢石與純水的親和性佳，故可使得液體1幾乎全面的密合於光學元件2的液體接觸面2a。亦即，在本實施形態中所供應者，係與光學元件2的液體接觸面2a間具有高親和性之液體(純水)1，因而，可以確保光學元件2之液體接觸面2a與液體1的高密合性。光學元件2亦可使用與水之親和性高的石英。又，亦可對光學元件2的液體接觸面2a施以親水化(親液體化)處理，以進一步提昇與液體1間的親和性。再者，由於鏡筒PK之前端附近係與液體(水)1接觸，因此，至少前端附近係以鈦(Ti)等耐鏽之金屬形成。
基板載台PST係用來支持基板P，其具備：透過基板台PT來保持基板P之Z載台52，用以支持Z載台52之XY載台53，以及用以支持XY載台53之基座54。基板台PT係用來保持基板P，其設在基板載台PST(Z載台52)上。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52， 來控制Z載台52所保持之基板P在Z軸方向之位置(焦點位置)、以及θ X,θ Y方向之位置。此外，藉驅動XY載台53，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52，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53，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。又，自動對焦及調平檢測系統之構成，可採用例如日本特開平8-37149號公報所揭示者。
基板載台PST(基板台PT)上設有與基板載台PST一起相對投影光學系統PL移動的移動鏡45。又，在移動鏡54之對向位置設有雷射干涉儀56。基板載台PST(基板台PT)上基板P之2維方向位置及旋轉角，係以雷射干涉儀56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56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(基板台PT)附近上方，設有基板對準系統350，其係用以檢測出基板P上之對準標記，或是設於基板載台PST(基板台PT)上之基準標記(後敘)。又，在光罩載台MST的附近，設有光罩對準系統360，其係使用與曝光用光EL相同波長之光，透過光罩M與投影光學系統PL來檢測出基板載台PST(基板台PT)上之基準標記。又，作為基板對準系統350的構成，可採用例如日本特開平4-65603號公報(對應之美國專利5,493,403號)所揭示者；作為光罩對準系統360的構成，可採用特開平7-176468號公報(對應之美國專利5,646,413號)所揭示者。
又，在基板台PT上，設有圍繞基板P(此基板台PT所保持者)之板構件30。板構件30係與基板台PT不同之構件，能裝拆自如於基板台PT，進行更換。板構件30，具有與基板台PT所保持之基板P表面大致同高的平坦面(平坦部)30A。平坦面30A係配置在基板台PT所保持之基板P周圍。進一步的，在基板台PT上、板構件30之外側，設有第2板構件32，此第2板構件具有與板構件30之平坦面30A大致同高之平坦面32A。第2板構件32亦能裝拆自如於基板台PT，進行更換。
用以將既定液體1供應至基板P上的液體供應機構10具備：第1液體供應部11及第2液體供應部12，可送出液體1；第1供應構件13，係透過具有流路之供應管11A連接於第1液體供應部11，具有供應口13A以將此第1液體供應部11送出之液體1供應至基板P上；以及第2供應構件14，係透過具有流路之供應管12A連接於第2液體供應部12，具有供應口14A以將此第2液體供應部12送出之液體1供應至基板P上。第1及第2供應構件13,14係配置在接近基板P表面，在基板P的表面方向被設置於相異之位置。具體而言，液體供應機構10的第1供應構件13係相對投影區域AR1設在掃描方向的一側(-X側)，第2供應構件14則係相對投影區域AR1設在掃描方向之另一側(+X側)。
第1及第2液體供應部11,12分別具有收納液體1之儲液槽、以及加壓泵等(皆未圖示)，分別透過供應管11A,12A及供應構件13,14將液體1供應至基板P上。又，第1及第2液體供應部11,12的液體供應動作係由控制裝置CONT所控制，控制裝置CONT可分別獨立控制第1及第2液體供應部11,12對基板P上每單位時間的液體供應量。又，第1及第2液體供應部11, 12分別具有液體1之溫度調整機構，藉由此溫度調整機構將與收容此裝置之處理室內大致相同溫度(例如23℃)的液體1供應至基板P上。又，第1及第2液體供應部11,12之儲液槽、加壓泵、溫度調整機構，並不一定須裝備於曝光裝置EX，亦可代用設置曝光裝置EX之工廠等的設備。
液體回收機構20係用以自基板P上回收液體1者，具備：第1及第2回收構件23,24，其具有接近基板P表面配置之回收口23A,24A；以及第1及第2液體回收部21,22，係分別透過具有流路之回收管21A,22A連接於該第1及第2回收構件23,24。第1及第2液體回收部21,22具備例如真空泵等真空系統(吸引裝置)、氣液分離器、以及用以儲存所回收液體1之儲液槽等(皆未圖示)，透過第1及第2回收構件23,24、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的液體回收動作係由控制裝置CONT所控制。控制裝置CONT能分別獨立控制第1及第2液體回收部21,22每單位時間之液體回收量。又，第1及第2液體回收部21,22之真空系統、氣液分離器、儲液槽，並不一定須裝備於曝光裝置EX，亦可代用設置曝光裝置EX之工廠等的設備。
圖2係顯示液體供應機構10及液體回收機構20之概略構成的俯視圖。如圖2所示，投影光學系統PL的投影區域AR1，係被設定成以Y軸方向(非掃描方向)為長邊方向之狹縫狀(矩形狀)，佈滿液體1的液浸區域AR2係包含投影區域AR1而形成在基板P上的一部分。此外，用以形成投影區域AR1之液浸區域AR2的液體供應機構10，其第1供應構件13係相對投影區域AR1設在掃描方向的一側(-X側)，其第2供應構件14則係設在另一側(+X側)。
第1及第2供應構件13,14，分別形成為俯視大致呈圓弧狀，其供應口13A,14A於Y軸方向之尺寸，係被設定為至少大於投影區域AR於Y軸方向之尺寸。此外，形成為俯視大致呈圓弧狀供應口13A,14A，係配置成於掃描方向(X軸方向)挾著投影區域AR1。液體供應機構10藉由第1及第2供應構件13,14的供應13A,14A，同時在投影區域AR1的兩側供應液體1。
液體回收機構20之第1及第2回收構件23,24，分別具有面向基板P表面之連續形成為圓弧狀的回收口23A,24A。又，由彼此相對配置之第1及第2回收構件23,24構成大致圓環狀的回收口。第1及第2回收構件23,24之各自的回收口23A,24A，係配置成圍繞液體供應機構10之第1及第2供應構件13,14以及投影區域AR1。
由第1及第2供應構件13,14的供應口13A,14A供應至基板P上之液體1，係以擴至投影光學系統PL之前端部(光學元件2)下端面與基板P之間的方式供應。又，相對投影區域AR1流出至第1及第2供應構件13,14外側之液體1，係由較此第1及第2供應構件13,14配置在投影區域AR1外側的第1及第2回收構件23,24的回收口23A,24A來加以回收。
本實施形態中，在進行基板P之掃描曝光時，於掃描方向從投影區域AR1前方供應之每單位時間的液體供應量，係設定為多於從其相反側所供應之液體供應量。例如，在使基板P一邊往+X方向移動並一邊進行曝光處理時，控制裝置CONT即將從-X側對(即供應口13A)投影區域AR1之供應量設定成多於從+X側(即供應口14A)之供應量，另一方面，在使基板P一邊往-X方向移動並一邊進行曝光處理時，則將從+X側對投影區域AR1之供應量設定成多於從-X側之供應量。此外，於掃描方向，在投影區域 AR1前方之每單位時間的液體回收量，係設定為多於在其相反側的液體回收量。例如，在基板往+X方向移動時，將對投影區域AR1從+X側(即回收口24A)之回收量設定為多於從-X側(即回收口23A)之回收量。
又，用來在基板P(基板載台PST)上局部的形成液浸區域AR2之機構，並不限於以上所述者，亦可使用例如美國公開第2004/020782號公報、或國際公開2004/055803號公報所揭示之機構，本案在所指定或所選擇之國家法令許可範圍內，援用該等文獻之記載內容作為本說明書之一部分。
圖3係由上方觀察基板台PT的俯視圖，圖4則係從上方觀察保持有基板P之基板台PT的俯視圖。圖3及圖4中，在俯視呈矩形的基板台PT之彼此垂直的2個緣部配置有移動鏡55。又，在基板台PT的大致中央處形成有凹部31，在此凹部31中配置構成基板台PT之一部分的基板保持具PH，基板P被保持於此基板保持具PH。在基板P(基板保持具PH)的周圍，設有板構件30，其具有與基板P表面大致同高的平坦面30A。板構件30為環狀構件，被配置成圍繞基板保持具PH(基板P)。板構件30，例如係以聚四氟化乙烯(鐵氟龍(登錄商標))等具有撥液性之材料形成。由於在基板P周圍，設置了具有與基板P表面大致同高之平坦面30A的板構件30，因此在進行基板P之邊緣區域E的液浸曝光時，亦能在投影光學系統PL之像面側良好的形成液浸區域AR2。
又，若能以投影光學系統PL像面側之光路空間被液體1充滿之方式形成液浸區域AR2的話，在基板P表面與板構件30之平坦面30A之間有高低差亦可，例如，可在Z方向將平坦面30A作成低於基板P表面。
如圖1、圖3及圖4所示，在基板台PT上之板構件30(基板保持具PH) 的外側設有第2板構件32。第2板構件32，具有與基板P表面及板構件30之平坦面30A大致同高的平坦面32A，被設置成覆蓋基板保持具PH(基板P)及板構件30以外之基板台PT上面的大致全面。第2板構件32，亦係以例如聚四氟化乙烯等具有撥液性之材料形成。
此外，液體1於板構件30之平坦面30A表面的接觸角、以及液體1於第2板構件32之平坦面32A表面的接觸角，在照射曝光用光EL前之初期狀態下，分別為110°以上。
又，在第2板構件之既定位置，形成有複數個開口部32K,32L,32N。於開口部32K配置有基準構件300。於基準構件300，以既定之位置關係、設有以基板對準系統350加以檢測之基準標記PFM、與使用光罩對準系統360加以檢測之基準標記MFM。又，基準構件300之上面301A大致為平坦面，其亦具有焦點檢測系統之基準面的功能。再者，基準構件300之上面301A，係設置成與板構件30之表面(平坦面)30A、及第2板構件32之表面(平坦面)32A大致同高。又，基準構件300形成為俯視呈矩形，配置在開口部32K之基準構件300與第2板構件32間形成有間隙K。本實施形態中，間隙K例如為0.3mm左右。
於開口部32L，配置有作為光學感測器之照度不均感測器400。照度不均感測器，例如已揭示於日本特開昭57-117238號公報(對應美國專利第4,465,368號)，本案在所指定或所選擇之國家法令許可範圍內，援用該等文獻之記載內容作為本說明書之一部分。照度不均感測器400之上板401之上面401A大致為平坦面，設置成與基板P表面、板構件30之表面30A、及第2板構件32之表面32A大致同高。於照度不均感測器400之上面401A， 設有可令光通過之針孔部470。光透過性上板401之上面401A中除針孔部470以外，係以鉻等之遮光性材料加以覆蓋。又，照度不均感測器400(上板401)係形成為俯視呈矩形，配置在開口部32L之照度不均感測器400(上板401)與第2板構件32之間形成有間隙L。本實施形態中，間隙L例如為0.3mm左右。
於開口部32N，配置有作為光學感測器之空間像測量感測器500。空間像測量感測器500，例如已揭示於日本特開2002-14005號公報(對應美國專利公開2002/0041377號)，本案在所指定或所選擇之國家法令許可範圍內，援用該等文獻之記載內容作為本說明書之一部分。空間像測量感測器500之上板501之上面501A大致為平坦面，可用作為焦點、調平檢測系統之基準面。並設置成與基板P表面、板構件30之表面30A、及第2板構件32之表面32A大致同高。於空間像測量感測器500之上面501A，設有可令光通過之狹縫部570。光透過性上板501之上面501A中除狹縫部570以外，係以鉻等之遮光性材料加以覆蓋。又，空間像測量感測器500(上板501)係形成為俯視呈矩形，空間像測量感測器500(上板501)與開口部32N之間形成有間隙N。本實施形態中，間隙N係被設定為與基板P外形之製造誤差相同程度，例如為0.3mm左右。如前所述，保持基板P之基板台PT的上面，全面大致為同高。
又，若能以投影光學系統PL像面側之光路空間被液體1充滿之方式形成液浸區域AR2的話，在板構件30之平坦面30A與第2板構件32之表面32A與基準構件300之上面301A與照度不均感測器400之上面401A與空間像測量感測器500之上面501A之間，彼此有高低差亦可。
又，雖未圖示，但在基板台PT亦設有照射量感測器(照度感測器)，配置在形成於第2板構件32之開口部。照射量感測器例如已揭示於日本特開平11-16816號(對應美國專利第2002/0061469號)，本案在所指定或所選擇之國家法令許可範圍內，援用該等文獻之記載內容作為本說明書之一部分。
又，基板台PT上所搭載之測量器並不限於上述者，可視需要搭載各種測量器。例如，可將波面像差測量器配置在基板台PT上。波面像差測量器例如已揭示於國際公開99/60361號公報(對應歐洲專利公開第1,079,223號公報)、及美國專利第6,650,399號，本案在所指定或所選擇之國家法令許可範圍內，援用該等文獻之記載內容作為本說明書之一部分。
當然，亦可不在基板台PT上搭載測量器。
又，板構件30中形成為圓環狀之平坦面30A的寬度，係形成為至少大於投影區域AR1(參照圖4)。因此，在進行基板P邊緣E之曝光時，曝光用光EL不會照射於第2板構件32。如此，能抑制第2板構件32之撥液性因曝光用光之照射而劣化，使第2板構件32之更換頻率少於板構件30之更換頻率。再者，平坦部30A之寬度，最好是形成為大於投影光學系統PL之像面側所形成之液浸區域AR2。如此，在進行基板P邊緣E之曝光時，由於液浸區域AR2係配置在板構件30之平坦面30A上、而不配置在第2板構件32上，因此能防止液浸區域AR2之液體1浸入板構件30與第2板構件32間之間隙G。當然，板構件30之平坦部30A之寬度並不限於此，亦可小於液浸區域AR2。
如圖3、及保持有基板P之基板台PT之主要部位放大截面圖的圖5所 示，構成基板台PT之一部分的基板保持具PH，具備：略呈圓環狀的周壁部33，設在此周壁部33內側之基部35上、用來支持基板P的複數個支持部34，以及用來吸附保持基板P的複數個吸引口41。支持部34及吸引口41在周壁部33內側配置成相同。又，圖5中，周壁部33之上端面雖具有較大的寬度，實際上僅有1~2mm左右的寬度。此外，於基部35設有孔部71，其配置有用來使基板P昇降的昇降構件70(由銷構件構成)。本實施形態中，昇降構件70係設在3處。昇降構件70係以未圖示之驅動裝置來進行昇降，控制裝置CONT透過驅動裝置來控制昇降構件之昇降。
又，如圖5所示，基板台PT上面、在與板構件30之下面相對向之位置，設有複數個用來將此板構件30吸附保持於基板台PT的吸附孔72。此外，於基板台PT之複數位置(此處為3處)，設有用來使板構件30相對基板台PT昇降、由銷構件構成之昇降構件74。昇降構件74係以未圖示之驅動裝置來進行昇降，控制裝置CONT透過驅動裝置來控制昇降構件之昇降(參照圖7(d))。進一步的，雖未圖示，但在基板台PT上面、與第2板構件32之下面相對向之位置，設有複數個用來將此第2板構件32吸附保持於基板台PT的吸附孔。又，於基板台PT之複數位置設有用來使第2板構件32相對基板台PT昇降的昇降構件。
又，如前所述，由於第2板構件32之更換頻率低，因此不將其吸附保持於基板台PT，而使用螺固等方式加以固定，採手動方式進行更換作業亦可。此外，亦可不將第2板構件32設置成可更換。
不過，在使用基準構件300、照度不均感測器400等，曝光用光EL、或與曝光用光相同波長之光會照射於第2板構件32之情形時，第2板構件 32表面之撥液性有劣化之虞，有可能需要與板構件30相同之更換頻率。
又，如圖4及圖5所示，基板保持具PH(基板台PT)所保持之基板P的側面PB與板構件30之間，形成有既定間隙A。
圖5中，在基板台PT之凹部31內部，配置有用來保持基板P之基板保持具PH。基板台PT，在凹部31配置基板保持具PH時，該基板保持具PH之上端面34A，係形成為高於基板台PT對板構件30及第2板構件32之裝載面PTa。周壁部33及支持部34，係設在構成基板保持具PH之一部分的大致圓板狀基部35上。各支持部34之截面呈梯形，基板P係以其背面PC被保持在複數個支持部34之上端面34A。又，周壁部33之上面33A為平坦面。周壁部33之高度低於支持部34之高度，在基板P與周壁部33之間形成有間隙B。間隙B小於板構件30與基板P側面PB之間的間隙A。又，凹部31之內側面36、與和此內側面36對向之基板保持具PH之側面37之間，形成有間隙C。此處，基板保持具PH之直徑形成為小於基板P之直徑，間隙A小於間隙C。此外，本實施形態中，於基板P並未形成用來進行位置對準的缺口部(取角、切口等)，基板P大致為圓形，於其全周間隙A為0.1mm~1.0mm，由於本實施形態為0.3mm左右，因此能防止液體之流入。又，在基板P形成有缺口部之情形時，可對應該缺口部於板構件30或周壁部33設置突起部等，將板構件30或周壁部33形成為對應缺口部之形狀即可。藉由此方式，在基板P之缺口部，亦能在基板P與板構件30之間確保間隙A。
在板構件30內側形成有內側梯部30D，藉由該內側梯部30D與基板下面PC之邊緣部對向的支持面30S。板構件30，可藉由支持面30S來支持基 板下面PC之邊緣部。此處，如圖5所示，在基板保持具PH所保持之基板下面PC之邊緣部、與基板台PT之裝載面PTa所保持之板構件30之支持面30S之間，形成有間隙D。藉此，可避免產生板構件30(支持面30S)觸及基板下面PC之邊緣部，而使該基板P之邊緣部往上側翹起的情形。
又，在第2板構件32內側形成有內側梯部32D，於板構件30之外側，對應第2板構件32內側之內側梯部32D的形狀，形成有外側梯部30F。藉此，成為在第2板構件32之一部分，裝載板構件30之一部分的狀態。此外，板構件30之外側面與第2板構件32之內側面之間，形成有既定間隙G。本實施形態之間隙G，例如為0.3mm左右，由於係被表面具有撥液性之四氟化乙烯製的板構件30與第2板構件32所夾，因此即使是在板構件30與第2板構件32之交界處形成液浸區域，亦能防止液體浸入間隙G。
於基板P之曝光面的表面PA，塗有光阻(感光材)90。本實施形態中，感光材90係ArF準分子雷射用的感光材(例如，東京應化工業股份有限公司製TARF-P6100)，具有撥液性，其接觸角為70~80°左右。
又，本實施形態中，基板P之側面PB亦施有撥液處理(撥水處理)。具體而言，在基板P之側面PB亦塗有具撥液性之上述感光材90。如此，表面即能防止來自板構件30與基板P側面間之間隙A之液體的浸入。再者，於基板P之背面PC亦塗有上述感光材90施以撥液處理。
本實施形態中，基板台PT中之裝載面PTa、及內側面36具有撥液性。此外，基板保持具PH之部分表面亦施有撥液處理而具有撥液性。本實施形態，於基板保持具PH中，周壁部33之上面33A、及側面37具有撥液性。作為基板台PT及基板保持具PH之撥液處理，例如，係塗布氟系樹脂材料 或丙烯系樹脂材料等的撥液性材料、或貼以由該撥液性材料所形成之薄膜。作為使其具有撥液性之撥液性材料，係使用對液體1之非溶解性的材料。又，亦可使用具有撥液性之材料(如氟系樹脂等)來形成基板台PT及基板保持具PH之全體。
以基板保持具PH之周壁部33圍住的第1空間38，係藉由吸引裝置40而成為負壓。吸引裝置40具備：設在基板保持具PH之基部35上面的複數個吸引口41，含設在基板台PT外部之真空泵的真空部42，以及形成在基部35內部、將複數個吸引口41之各個與真空部42加以連接的流路43。複數個吸引口41係分別設在基部35上面、除支持部34以外的複數個既定位置。吸引裝置40，係藉由吸引第1空間38(形成在周壁部33、基部35、與支持部34所支持之基板P之間)內部之氣體(空氣)使此第1空間38成為負壓，來將基板P吸附保持於支持部34。又，由於基板P之背面PC與周壁部33之上面33A間的間隙B非常小，因此能維持第1空間38之負壓。
又，流入凹部31之內側面36與基板保持具PH之側面37間之第2空間39的液體1，係以回收部60加以回收。本實施形態中，回收部60具有：可收容液體1之儲液槽61，以及設在基板台PT內部、用以連接空間39與外部之儲液槽61的流路62。此流路62之內壁面亦施有撥液處理。又，將流入空間39之液體暫時保持在基板載台PST(基板台PT)，以既定時序，將其排出至與基板台PT另外設置的外部儲液槽等亦可。
於基板台PT，形成有用來連接第2空間39(凹部31之內側面36與基板保持具PH之側面37之間)、與基板台PT外部之空間(大氣空間)的流路45。氣體(空氣)可透過流路45在第2空間39與基板台PT外部之間流通，將第2 空間39大致設定為大氣壓。
如圖6所示，基板保持具PH、板構件30、以及第2板構件32係獨立的零件，可裝拆自如於基板台PT。基板台PT中，與基板保持具PH之接觸面57施有撥液處理而具有撥液性，且作為對基板台PT之接觸面的基板保持具PH之背面58亦施有撥液處理而具有撥液性。作為對接觸面57及背面58之撥液處理，如前所述，可塗布氟系樹脂材料或丙烯系樹脂材料等的撥液性材料等方式來進行。
接著，就使用具有上述構成之曝光裝置EX來使基板P曝光之方法，參照圖7及圖8之示意圖加以說明。
如圖7(a)所示，將板構件30吸附保持於基板台PT之裝載面PTa，並將第2板構件32亦吸附保持於基板台PT之裝載面PTa。接著，將曝光處理對象之基板P以搬送臂(搬送裝置)搬入基板台PT。此時，昇降構件70係上昇，搬送鄙80將基板P交至上昇的昇降構件70。又，昇降構件74並未上昇。昇降構件70保持來自搬送臂80之基板P並下降。據此，如圖7(b)所示，基板P係配置在板構件30之內側，被基板台PT(基板保持具PH)所保持。此外，如圖7(c)所示，控制裝置CONT，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，在基板台PT所保持之基板P與投影光學系統PL之間形成液體1之液浸區域AR2。接著，控制裝置CONT透過投影光學系統PL與液體1對基板P照射曝光用光EL，一邊移動支持基板P之基板載台PST一邊進行液浸曝光。
藉由對基板P之邊緣區域E進行曝光，曝光用光EL照射於板構件30之平坦面30A，由於該曝光用光EL之照射，有可能使平坦面30A之撥液性 惡化。當平坦面30A之撥液性惡化時，配置在平坦面30A上之液浸區域AR2之液體1即變得易於殘留，而會產生引起基板P所處環境變動等的不良情形。因此，控制裝置CONT係視板構件30(平坦面30A)之撥液性惡化情形，將該撥液性惡化之板構件30更換為新的(具有充分的撥液性)板構件30。
具體而言，係在液浸曝光處理結束後，將殘留在基板P上或平坦面30A上之液體1使用液體回收機構20加以回收後，如圖7(d)所示，控制裝置CONT，在解除對板構件30之吸附保持後，使昇降構件74上昇。此時，基板保持具PH對基板P之吸附保持亦解除。昇降構件74，係以支持板構件30下面的狀態上昇。又，此時，昇降構件70並不上昇。據此，板構件30即離開基板台PT。此時，由於板構件30之支持面30S係支持基板下面PC之邊緣部，因此基板P與板構件30一起上昇，而離開基板台PT。以此方式，構成一將板構件30安裝或自基板台PT脫離之裝脫機構的昇降構件74，可將板構件30與基板P一起從基板台PT取下。接著，搬送臂80進入以昇降構件74上昇之板構件30與基板台PT之間，支持板構件30的下面。然後，搬送臂80將保持有基板P之板構件30從基板台PT(基板載台PST)搬出。
將搬出之板構件30，更換為新的板構件30。之後，如圖8(a)所示，控制裝置CONT，使用搬送臂80將保持有基板P(曝光處理對象)之新的板構件30送入基板台PT(基板載台PST)。此時，昇降構件74係上昇狀態，搬送臂80將保持有基板P之板構件30交至上昇狀態之昇降構件74。又，昇降構件70並未上昇。昇降構件74保持搬送臂80所送來的板構件30並下降。據此，如圖8(b)所示，保持有基板P之板構件30被配置在第2板構件32之內側，以基板台PT(基板保持具PH)加以保持。然後，如圖8(c)所示，控制裝置 CONT，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，在基板台PT所保持之基板P與投影光學系統PL之間形成液體1之液浸區域AR2。接著，控制裝置CONT透過投影光學系統PL與液體1對基板P照射曝光用光EL，一邊移動支持基板P之基板載台PST一邊進行液浸曝光。
又，在板構件30之撥液性尚未惡化時，係在液浸曝光處理結束後，將殘留在基板P上或平坦面30A上之液體1使用液體回收機構20等加以回收後，如圖8(d)所示，控制裝置CONT，在解除對板構件30之吸附保持後，使昇降構件70上昇。此時，板構件30係被吸附保持於基板台PT。又，此時，昇降構件74並不上昇。據此，基板P即離開基板台PT。接著，搬送臂80進入以昇降構件70上昇之基板P與基板台PT之間，支持基板P的下面。然後，搬送臂80將基板P從基板台PT(基板載台PST)搬出。
又，作為搬送臂80，雖可分別設置用來搬送板構件30之搬送臂、與用來搬送基板P之搬送臂，但如圖9所示，可將搬送臂80之支持面80A形成為一大的支持面，使其能接觸基板P與板構件30之雙方，因此能以一個搬送臂80來搬送基板P與板構件30之雙方。
如以上之說明，由於設於基板台PT之撥液性的板構件30,32係被設為能更換，因此在該板構件30,32之撥液性惡化時，僅需更換為新的板構件30,32，即能維持基板台PT上之撥液性。
為了使基板台PT上之板構件30,32的上面具有撥液性而塗布撥液性材料、或以撥液性材料形成板構件30,32之情形，當照射曝光用光時，有時撥液性會惡化。特別是在例如使用氟系樹脂作為撥液性材料、使用紫外線作為曝光用光時，該板構件30,32之撥液性易於惡化(即易於成為親液性)。如 此一來，液體將易殘留在板構件30,32上。
相對於此，本實施形態係在板構件30,32之撥液性惡化時，更換為新的板構件30,32。
因此，能抑制液體1殘留在基板台PT上，即使產生殘留亦能使用液體回收機構20等將該液體1順暢的加以回收。是以，能防止因殘留之液體1造成曝光精度之惡化，製造能發揮期望性能之元件。
又，藉由將在基板P周圍具有平坦部30A之板構件與基板P一起搬入基板台PT、及從基板台PT搬出，即能容易的將板構件30與基板P一起對基板台PT進行更換。此外，由於板構件30在基板P之周圍具有平坦部30A，因此在將板構件30與基板P一起搬入基板台PT，對基板P之邊緣區域E進行液浸曝光時，即使液體1之液浸區域AR2的一部分溢至基板P外側，亦能藉由平坦部30A維持液浸區域AR2之形狀，不會導致液體1之流出等情形，而能在將液體1良好的保持在投影光學系統PL之像面側的狀態下，進行液浸曝光。
此外，由於係在板構件30之內側設置內側梯部30D以形成支持面30S，而能支持基板下面PC之邊緣部，因此僅需保持板構件30並進行移動，基板P亦能與該板構件30一起移動。又，由於係藉由內側梯部30D，在板構件30與基板P間之間隙，形成一截面視呈彎曲角部，因此，即使液體1浸入板構件30與基板P間之間隙A，彎曲角部亦能發揮密封部之功能，防止該液體1浸入基板P之背面PC側或基板載台PST(基板台PT)內部等的不良狀態。再者，由於基板P之側面PB亦施有撥液處理，因此能更進一步良好的防止液體1從基板P之側面PB與板構件30間之間隙A浸入。
又，藉由使基板P之背面PC及與此對向之周壁部33的上面33A具有撥液性，能防止液體1透過間隙B浸入第1空間38的不良情形。因此，能避免液體1流入吸引口41等不良情形的產生，以良好的吸附保持基板P的狀態進行曝光處理。
又，本實施形態中，藉由對基板保持具PH(能裝卸於基板台PT)之背面58、以及基板台PT中與基板保持具PH之接觸面57施以撥液處理，即使在液體1流入第2空間29之情形時，亦能抑制液體1流入基板保持具PH之背面58與Z載台52之接觸面57之間。因此，能防止基板保持具PH之背面58及基板台PT之接觸面57產生鏽蝕等之情形。又，當液體1浸入基板保持具PH之背面58與基板台PT之接觸面57之間時，基板台PT會與Z載台52黏合而產生不易分離的狀況，但藉由使其具撥液性，即能易於分離。
此外，由於設置了作為昇降裝置的昇降構件74、及作為用來吸附保持板構件30之吸附保持構件的吸附孔72，來作為將板構件30相對基板台PT進行安裝、脫離的裝脫機構，因此能順暢的進行板構件30的更換作業，將更換後之新的板構件30良好的保持於基板台PT。
又，藉由在第2板構件32內側形成內側梯部32D、在板構件30外側形成外側梯部30F，於板構件30與第2板構件32間之間隙亦形成截面視呈彎曲角部，因此，即使液體1從間隙G浸入，彎曲角部亦能發揮密封部之功能，防止該液體1浸入基板台PT內部的不良情形。
又，由於能以第2板構件32之內側梯部32D支持板構件30之外側梯部30F，因此，將第2板構件32以基板台PT來加以吸附保持的話，由於板構件30係被支持於第2板構件32，因此並不一定須保持於基板台PT。是 故，如圖10之示意圖所示，可在基板台PT中之與板構件30對向之區域形成空間部130，而能謀求基板台PT(基板載台PST)之輕量化。
又，由於係將基板P以板構件30來保持的狀態使用搬送臂80加以搬送之構成，因此基板P係被板構件30在較大之區域加以支持。是以，即使例如是大型的基板P，亦能在以板構件30加以保持的狀態下進行搬送，來抑制基板P之翹起。
又，在第2板構件30之平坦面32A之撥液性惡化，而更換第2板構件32之情形時，由於第2板構件32係支持板構件30，因此，亦可在基板P之液浸曝光結束後，使用搬送臂80將基板P與板構件30一起搬出。此時，可與昇降構件74同樣的，設置用來使第2板構件32昇降的昇降構件。又，不設置第2板構件32之內側梯部32D，而作為能分別進行板構件30與第2板構件32之搬出及搬入亦可。此時，可進一步設置用來進行第2板構件32之搬出及搬入的搬送機構。
又，板構件30,32之更換時機，如前所述，係視平坦面30A,32A之撥液性惡化程度來加以決定。更換板構件30,32之時機，例如，可在經既定之基板處理片數、或經既定時間間隔等，以預先決定之既定間隔來更換板構件30,32。或者，事先以實驗或模擬方式求出曝光用光EL之照射量(照射時間、照度)與板構件30,32之撥液性程度的關係，根據該求得之結果，來設定更換板構件30,32之時機亦可。又，撥液性惡化之評估，可藉由將液滴滴至評估面以肉眼或顯微鏡觀察液滴狀態、或測定液滴之接觸角等方式來進行。將此等評估以和曝光用光等紫外線之累積照射量的關係預先記錄於控制裝置CONT，控制裝置CONT即能從此關係決定板構件30,32等之壽命、 亦即決定更換時間(期間)。
又，曝光裝置EX，可使用積分感測器(能測量照射於投影光學系統PL像面側之曝光用光EL的強度，未圖示)，來求出照射於板構件30,32之曝光用光的累積照射量。控制裝置CONT，由於可根據使用雷射干涉儀56測量之基板載台PST的位置資訊、與使用積分感測器測量之曝光用光EL的強度資訊，來測量照射於板構件30及第2板構件32之曝光用光EL的強度與照射時間(照射脈衝數)，因此可根據該測量結果求出照射於板構件30及第2板構件32之曝光用光EL的累積照射量。用來測量曝光用光EL之強度的積分感測器，例如已揭示於美國專利第5,728,495號公報及美國專利第5,591,958號公報，本案在所指定或所選擇之國家法令許可範圍內，援用該等文獻之記載內容作為本說明書之一部分。
本實施形態中，控制裝置CONT係根據液體在板構件30,32之上面30A,32A的接觸角，來判斷是否更換板構件30,32。例如，根據板構件30,32之使用時間及紫外線之累積照射量等，而推定液體之接觸角已低至既定角度(例如100°)以下時，即判斷為須進行板構件30,32之更換。或者，根據板構件30,32之使用時間及紫外線之累積照射量等，而推定液體1在板構件30,32之上面30A,32A的接觸角已較初期狀態低既定角度(例如10°)以上時，即判斷為須進行板構件30,32之更換。
又，板構件30,32等之撥液性的惡化，亦可不使用曝光裝置EX之控制裝置來判斷，例如，將設置曝光裝置EX之工廠等的主電腦與曝光裝置EX連接成能進行各種資料的交換，以該主電腦來進行判斷亦可。
此外，在液體回收機構20具有高的液體回收能力時，由於即使板構件 30,32之撥液性惡化，亦有能充分回收液體的可能性，因此，亦可考量液體回收機構20之液體回收能力與撥液性惡化(接觸角降低)的關係，來決定板構件30,32等的更換時期。
又，撥液性之惡化速度及惡化程度，不僅是曝光用光EL之照射時間，亦會因使其具撥液性之材料、液體、曝光波長、溫度等要素而不同，因此宜與該等要素一併準備評估資料。關於此點，以下所述之具有撥液性之其他構件的更換時期亦同。
此外，本實施形態中，板構件30,32雖係以撥液性材料之例如聚四氟化乙烯所形成，但當然亦可以其他具有撥液性之材料來形成。例如，亦可以既定金屬等來形成板構件30,32，於該金屬製板構件30表面進行具撥液性之撥液性材料(聚四氟化乙烯等之氟化物)的塗層。又，作為撥液性材料之塗層區域，可以是板構件30,32之表面全部，亦可以僅是例如平坦面30A等須具有撥液性之部分區域。
當然，亦可將板構件30與第2板構件32以不會的構件設置，亦可使用不同的撥液性材料來進行塗層。此外，板構件30、第2板構件32之所有表面並不需要均勻程度的撥液性，可就局部區域設置撥液性較強的部分。又，板構件30、第2板構件32之所有表面，並不需要相同之撥液性惡化耐久性，可使曝光用光之照射量較多部分的惡化耐久性較其他部分為強。例如，板構件30表面之惡化耐久性，最好是能較第2板構件32的表面強。
本實施形態，雖係就更換板構件30時，將板構件30與基板P一起搬出的方式作了說明，但當然亦可僅將板構件30對基板台PT進行搬入及搬出。
又，本實施形態中，板構件30雖能以昇降構件74與搬送臂80來進行更換，但昇降構件74及可搬送板構件30之搬送臂80並非必要，亦可由作業員以手動方式更換板構件30。此外，上述實施形態中，板構件30及第2板構件32雖係分別設為一體，但亦可分別加以分割，而能進行局部的更換。如此，即能僅頻繁的更換撥液性之惡化較為嚴重的部分。
或者，將板構件30與第2板構件32形成為一個板構件，將其保持於基板台PT亦可。
又，本實施形態，由圖5可知，基板保持具PH與基板台PT雖係採可裝脫之方式，但亦可將基板保持具PH與基板台PT設為一體。
又，本實施形態中，雖在基板P之表面PA、側面PB及背面PC之全面塗有撥液處理的感光材90，但亦可僅對形成間隙A之區域、即基板P之側面PB與形成間隙B之區域、即基板P之背面PC中，與周壁部33之上面33A對向的區域進行撥液處理。再者，若間隙A充分的小、為進行撥液處理所塗布之材料的撥液性(接觸角)充分大的話，由於液體1透過間隙A流入第2空間39的可能性進一步降低，因此，亦可不對形成間隙B之基板P背面PC施以撥液處理，而僅對基板P之側面PB施以撥液處理。當然，亦可使用基板P之表面PA、側面PB及背面PC之全面皆未施以撥液處理的基板P。
此外，本實施形態中，周壁部33之高度雖低於支持部34之高度，而在基板P之背面PC與周壁部33之上面33A之間形成間隙B，但基板P之背面PC與周壁部33之上面33A接觸亦可。
本實施形態中，基板P之側面PB與背面PC的撥液處理，雖係塗有具 撥液性的感光材90，但側面PB與背面PC亦可塗布感光材90以外之具有撥液性(撥水性)的既定材料。例如，有時會在基板P之曝光面的表面PA所塗之感光材90上層，再塗布被稱為上塗層(Top coat層)之保護層(隔離液體以保護感光材90之膜)，此上塗層之形成材料(例如氟系樹脂材料)，例如係以110°左右之接觸角具有撥液性(撥水性)。因此，可在側面PB與背面PC塗布此上塗層形成材料。當然，亦可塗布感光材90及上塗層形成材料以外之具有撥液性的材料。
又，本實施形態中，作為基板台PT及基板保持具PH之撥液處理，係塗布氟系樹脂材料或丙烯系樹脂材料等，但亦可將上述感光材及上塗層形成材料塗布於基板台PT及基板保持具PH，相反的，亦可在基板P之側面PB與背面PC塗布基板載台PST及基板保持具PH之撥液處理所使用的材料。
前述上塗層，多為了防止液浸區域AR2之液體1浸透至感光材90而設，例如即使在上塗層上形成液體1之附著痕跡(所謂的水痕)，但在液浸曝光後除去此上塗層，即能在將水痕與上塗層一起除去後進行顯影處理等之既定程序處理。此處，當上塗層例如係以氟系樹脂材料形成時，可使用氟系溶劑來加以去除。如此，即不需要用來除去水痕之裝置(例如水痕去除用基板洗淨裝置)，而能將上塗層以溶劑加以去除之簡單的構成，在除去水痕後良好的進行既定之製程。
此外，上述實施形態中，板構件30,32雖係以真空吸附方式保持於基板台PT，但亦可使用電磁夾頭機構等之其他夾持機構。
〈第2實施形態〉
接著，說明本發明之另一實施形態。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11係顯示可對基板台PT(基板載台PST)進行裝卸之基板保持具PH的圖，圖11(a)為側視截面圖、圖11(b)為卸除基板保持具PH後從上方觀察基板台PT的俯視圖。
如圖11所示，基板台PT在其上面(對基板保持具的保持面)，具備：可嵌合基板保持具PH的凹部157，設在凹部157內部、用來吸附保持配置在凹部157之基板保持具PH的複數個真空吸附孔158，以及設在凹部157內部之後述流路159。藉由將基板保持具PH嵌合於凹部157，使基板台PT與基板保持具PH獲得定位。真空吸附孔158，係構成為用來保持基板保持具PH(配置在凹部157)之夾頭機構的一部分，連接於未圖示之真空裝置。真空裝置之驅動係以控制裝置CONT加以控制。控制裝置CONT控制真空裝置，透過真空吸附孔158進行基板台PT對基板保持具PH之吸附保持及保持之解除。藉由保持之解除，基板保持具PH與基板台PT即可分離，而進行基板保持具PH之更換。
又，此處，雖係說明基板台PT係以真空吸附方式保持基板保持具PH，但例如使用電磁夾頭機構等其他夾持機構來進行基板保持具PH之保持及解除亦可。又，此處，雖係說明基板台PT與基板保持具PH之定位係使用凹部157來進行，但例如以光學方式檢測基板台PT與基板保持具PH之位置關係，根據此檢測結果將基板保持具PH相對基板台PT定位於既定位置亦可。
此外，基板保持具PH具有用來配置基板P之凹部150，以及與配置在 凹部150之基板P表面大致同高的平坦面30A。平坦面30A係設置在基板P周圍成環狀。於平坦面30A之周圍，形成有較該平坦面30A高的側壁部151。側壁部151係在平坦面30A之周圍形成為連續之環狀，可將液體1保持在該側壁部151之內側(基板P上及平坦面30A上)。
基板保持具PH，例如係以聚四氟化乙烯等具有撥液性之材料形成。此外，例如以既定金屬來形成基板保持具PH，將該金屬中基板保持具PH中，至少對平坦面30A施以具有撥液性之撥液性材料(聚四氟化乙烯等)的塗層亦可。當然，在金屬製基板保持具PH之全表面進行撥液性材料之塗層亦可。
搬送臂80，可搬送從基板台PT取下的基板保持具PH。例如，搬送臂80可將基板保持具PH(保持有曝光處理後之基板P)從基板台PT(基板載台PST)搬出(卸載)，將基板保持具PH更換為另一基板保持具PH後，將該基板保持具PH搬入(裝載)基板台PT。又，搬送臂80在將基板保持具PH搬入基板台PT時，可僅搬入基板保持具PH，亦可搬入保持有曝光處理前之基板P的基板保持具PH。
圖12係顯示基板保持具PH的圖，圖12(a)為側視截面圖、圖12(b)則為從上方所視的俯視圖。
圖12中，基板保持具PH，具備：可保持上述液體1之側壁部151、形成在凹部150之底面部PHT的複數個凸部161，以及形成在凸部161上端面的真空吸附孔162。凸部161之上端面為平坦面，基板保持具PH以複數個凸部161之上端面支持基板P，且透過真空吸附孔162吸附保持基板P。此處，凸部161係分別設在基板保持具PH之凹部150之底面部HT的複數個既定位置，以避免所支持之基板P彎曲。藉由凸部161來支持基板P，而在 基板P與基板保持具PH之底面部PHT之間形成分離部164。此外，本實施形態中，基板保持具PH之俯視形狀雖為大致圓形，但亦可為矩形。
又，在基板台PT與基板保持具PH接觸之際，基板保持具PH之真空吸附孔162係透過形成在基板保持具PH之流路162A，而接觸於設在基板台PT上面之流路159(參照圖11(b)等)。流路159連接於真空裝置，控制裝置CONT藉由驅動真空裝置，透過基板台PT之流路159、基板保持具PH之流路162A、及真空吸附孔162，來吸附保持凸部161所支持的基板P。此處，於各流路162A設有在控制裝置CONT之控制下驅動的閥部162B，而能遠距操作流路162A之開放、閉塞動作。控制裝置CONT，在驅動真空裝置時控制閥部162B來開放流路162A，在停止真空裝置時則將流路162A加以閉塞。因此，在透過真空吸附孔162對基板P之吸引動作後，藉由停止真空裝置之驅動、且以閥部162B閉塞流路162A，來維持流路162A之負壓。承上所述，在將基板台PT與基板保持具PH加以分離之際，亦能藉由使流路162A成為負壓，來維持基板保持具PH對基板P之吸附保持。
接著，參照圖13之示意圖，說明具有上述構成之曝光裝置EX的動作。
如圖13(a)所示，以搬送臂(搬送裝置)80將基板保持具PH(保持有曝光處理對象之基板P)與基板P一起搬入基板台PT。如圖13(b)所示，基板保持具PH係被配置成嵌合於設在基板台PT之凹部157，被具有真空吸附孔158(圖11)之夾頭機構所保持。控制裝置CONT驅動真空裝置，透過流路159、流路162A、及真空吸附孔162將基板P加以真空吸附保持(圖13中未圖示)。此時，閥部162B係將流路162予以開放。又，如圖13(c)所示，控制裝置CONT，以液體供應機構10及液體回收機構20來進行液體1之供應及回收， 在基板台PT上透過基板保持具PH所保持之基板P與投影光學系統PL之間形成液體1之液浸區域AR2。接著，控制裝置CONT透過投影光學系統PL與液體1對基板P照射曝光用光EL，一邊移動透過基板載台PH保持於基板台PT(基板載台PST)之基板P一邊進行液浸曝光。此時，因吸附保持之基板P而使真空吸附孔162被閉塞，因此即使供應液體1亦不會浸入真空吸附孔162。又，藉由基板保持具PH之側壁部151，基板P上及平坦面30A上之液體1亦不會流出至基板保持具PH外側。
基板P之液浸曝光結束後，控制裝置CONT使用液體回收機構20(參照圖2)來回收基板P上及平坦面30A上所殘留之液體1。接著，控制裝置CONT解除以夾頭機構(含真空吸附孔158)對基板保持具PH之保持，並使用閥部162B將流路162A加以閉塞。然後，如圖13(d)所示，控制裝置CONT，使用搬送臂80將基板保持具PH(保持有結束曝光處理之基板P)與基板P一起從基板台PT搬出(卸載)。在將基板台PT與基板保持具PH加以分離之際，如參照圖12所作之說明，連接於真空吸附孔162(吸附保持有基板P)之流路162A，係被閥部162B所閉塞而維持負壓狀態，因此能維持凸部161上端面對基板P之吸附保持。又，在將基板P與基板保持具PH一起搬送時，即使基板P上或平坦面30A上有液體1之殘留，該殘留之液體1亦不會透過流路162A流出。此外，由於殘留之液體1會被保持在側壁部151內部，因此亦不會流出至基板保持具PH外側而飛散至搬送路徑中。
搬出之基板保持具PH，被更換為新的基板保持具PH。然後，控制裝置CONT使用搬送臂80將新的基板保持具PH(保持有曝光處理對象之基板P)搬入基板台PT(基板載台PST)(參照圖13)。
以此方式，本實施形態中，由於亦係更換基板保持具PH，因此能以表面為撥液性之基板保持具PH來保持基板P。
〈第3實施形態〉
上述實施形態中，針對在基板P周圍具有平坦部30A之構件(板構件30、第2板構件32、基板保持具PH)，雖係說明視其撥液性之惡化來加以更換，但除了基板台PT上所設之板構件30、第2板構件32、基板保持具PH以外之構件，其表面亦做到是具撥液性，並作成能視其撥液性之惡化來加以更換為佳。特別是與液體1接觸之構件表面最好是具有撥液性，將其作為能視其撥液性之惡化程度加以更換者為佳。具體而言，於表面形成液浸區域來使用之基準構300之構成構件、光學感測器400,500之構成構件亦為可更換。
圖14係顯示基板台PT上所設之基準構件300的截面圖。圖14中，基準構件300具備：由玻璃(Clearceram、商標名)構成之光學構件301、與形成在光學構件301上面301A之基準標記MFM,PFM。基準構件300係安裝在基板台PT上，如前所述，配置在設於第2板構件32之開口32K，露出於上面301A。此外，基準構件300可安裝於基板台PT或自其取下，可進行更換。將基準構件300再安裝於基板台PT之既定位置時，為了將基準構件300對基板台PT進行定位，可在基準構件300與基板台PT設置彼此嵌合之凹凸或公母構件。或者，亦可將磁鐵與被其吸引之材料分別埋設於基準構件300與基板台PT，以磁力來將基準構件300對基板台PT進行定位。或者，亦可作成以真空吸附力來將基準構件300對基板台PT進行定位。又，亦可使用石英來作為光學構件301。
基準構件300與開口部32K之間，例如設有0.3mm程度之間隙K。光學構件301(基準構件300)之上面301A為大致平坦面，其被設為與基板P表面、板構件30之表面30A、以及第2板構件32之表面32A大致同高。
第2板構件32之基準構件300附近被薄層化，該被薄層化之薄層部32S中、基準構件300側之端部係彎向下方而形成為彎曲部32T。又，基板台PT上形成有向上方突出之壁部310。壁部310係相對於基準構件300設在彎曲部32T外側，圍著基準構件300(彎曲部32T)連續形成。此外，彎曲部32T之外側面32Ta與壁部310之內側面310A相對向，彎曲部32T之內側面32Tb與光學構件301(基準構件300)之側面301B相對向。光學構件301之側面301B、彎曲部32T之內側面32Tb與外側面32Ta、以及壁部310之內側面310A與上端面310B分別為平坦面。又，包含第2板構件32之彎曲部32T的薄層部32S與壁部310係些微的分離，其間形成有既定間隙。
光學構件301之上面301A、側面301B中，至少與彎曲部32T相對向之區域、壁部310之內側面310A、以及上端面310B，施有撥液處理而具撥液性。作為撥液處理，撥液處理，可進行氟系樹脂材料或丙烯系樹脂材料等撥液性材料之塗布。
又，流入第2板構件32之彎曲部32T(壁部310)與基準構件301之間的液體1，係以回收部380加以回收。本實施形態中，回收部380具備：真空系383，含可收納液體1之儲液筒的氣液分離器381，以及設於基板台PT內部、用來將空間370與氣液分離器381加以連接的流路382。流路382之內壁面亦施有撥液處理。
上述基準構件300，可構成為例如於其上面301A上形成液體1之液浸 區域AR2的狀態下，進行基準標記檢測動作，由於上面301A具有撥液性，因此在基準標記檢測動作結束後，能良好的回收上面301A上液浸區域AR2之液體1，防止液體1之殘留。又，由於光學構件301之側面301B為撥液性，且與該側面301B對向之彎曲部32T之內側32Tb亦具有撥液性，因此液體1不易浸入間隙K。是以能防止液體1浸入空間370之不良情形。此外，即使液體1浸入空間370，亦能以回收部380良好的回收液體1。再者，即使液體1浸入空間370，由於壁部310之內側面310A及上端面310B具有撥液性，且與該壁部310對向之第2板構件32(彎曲部32T)亦具有撥液性，因此能防止浸入空間370之液體1越過壁部310浸入基板台PT內部而產生鏽蝕等不良情形。如此，壁部310具有防止液體1擴散之液體擴散防止壁的功能。又，在第2板構件32與壁部310間之間隙，以彎曲部32T形成有截面視呈彎曲的角部，由於該彎曲角部具有密封部的功能，因此能確實防止液體1浸入基板台PT內部。
此外，由於基準構件300(光學構件301)可更換，因此當其撥液性惡化時，與板構件30同樣的，將其更換為新的(具充分的撥液性)基準構件300即可。
又，使用基準構件300時，由於會在標記部分局部的照射測量光，因此亦可在基準構件300上形成複數個相同的基準標記，當標記部分表面之撥液性惡化時，使用另一基準標記，或者，為了降低撥液性之惡化速度，在每次測量時交替使用該等標記亦可。如此，即能減少基準構件300的更換頻率。關於此點，由於包含基準標記MFM(使用與曝光波長相同之測量光)的部分撥液性之惡化較快，因此特別有效。
圖15係顯示基板台PT上所設之照度不均感測器400的截面圖。圖15中，照度不均感測器400具備：由於石英玻璃等構成之上板401，以及設在上板401之下由石英玻璃等構成之光學元件402。本實施形態中，上板401與光學元件402係一體設置。以下之說明中，係將上板401與光學元件402一起適當的稱為「光學構件404」。又，上板401與光學元件402係透過支持部403被支持在基板台PT上。支持部403具有圍繞光學構件404的連續壁部。照度不均感測器400，如前所述，係配置在設於第2板構件32之開口部32L，露出其上面401A。又，包含上板401與光學元件402之光學構件404，可安裝於基板台PT或自其取下，可進行更換。將光學構件404再安裝於基板台PT之既定位置時，為了將光學構件404對基板台PT進行定位，可在光學構件404與基板台PT設置彼此嵌合之凹凸或公母構件。或者，亦可將磁鐵與被其吸引之材料分別埋設於光學構件404與基板台PT，以磁力來將光學構件404對基板台PT進行定位。或者，亦可作成以真空吸附力來將光學構件404對基板台PT進行定位。
在上板401上，設有可令光線通過的針孔部470。此外，上板401上、針孔部470以外的部分，設有含鉻等遮光性材料的薄膜460。本實施形態中，針孔部470內部亦設有由石英玻璃構成之光學構件，據此，薄膜460與針孔部470成為同高，上面401A為平坦面。
光學構件404下方，設有用來偵測通過針孔部470之光線的光感測器450。光感測器450係安裝在基板台PT上。光感測器450將受光訊號輸出至控制裝CONT。此處，以支持部403、基板台PT與光學構件404所包圍的空間405大致為密閉空間，液體1不會浸入空間405。此外，亦可在光學構 件404與光感測器450之間配置光學系(光學元件)。
含光學構件404及支持部403之照度不均感測器400開口部32L之間，設有例如0.3mm左右的間隙L。照度不均感測器400的上面401A為大致平坦面，與基板P、板構件30之表面30A、及第2板構件32之表面32A大致同高(面同高)。
第2板構件32之照度不均感測器400附近被薄層化，該被薄層化之薄層部32S中、照度不均感測器400側之端部係彎向下方而形成為彎曲部22T。又，基板台PT上形成有向上方突出之壁部310。壁部310係相對於照度不均感測器400設在彎曲部32T外側，圍著照度不均感測器400(彎曲部32T)連續形成。此外，彎曲部32T之外側面32Ta與壁部310之內側面310A相對向，彎曲部32T之內側面32Tb與照度不均感測器400之光學構件404以及支持部403之側面401B相對向。側面401B、彎曲部32T之內側面32Tb與外側面32Ta、以及壁部310之內側面310A與上端面310B分別為平坦面。又，包含第2板構件32之彎曲部32T的薄層部32S與壁部310係些微的分離，其間形成有既定間隙。
照度不均感測器400之上面401A、側面401B中，至少與彎曲部32T相對向之區域、壁部310之內側面310A、以及上端面310B，施有撥液處理而具撥液性。作為撥液處理，撥液處理，可進行氟系樹脂材料或丙烯系樹脂材料等撥液性材料之塗布。
又，流入第2板構件32之彎曲部32T(壁部310)與照度不均感測器400間之空間470的液體1，係以回收部480加以回收。本實施形態中，回收部480具備：真空系483，含可收納液體1之儲液筒的氣液分離器481，以及 設於基板台PT內部、用來將空間470與氣液分離器481加以連接的流路482。流路482之內壁面亦施有撥液處理。
上述照度不均感測器400，例如係於其上面401A上形成液體1之液浸區域AR2的狀態下，在曝光用光EL欲照射之照射區域(投影區域)內之複數個位置依序移動針孔部470。由於上面401A具有撥液性，因此在照度不均之測量結束後，能良好的回收上面401A上液浸區域AR2之液體1，防止液體1之殘留。又，由於照度不均感測器400之側面401B為撥液性，且與該側面401B對向之彎曲部32T之內側32Tb亦具有撥液性，因此液體1不易浸入間隙L。是以能防止液體1浸入空間470之不良情形。此外，即使液體1浸入空間4770，亦能以回收部480良好的回收液體1。再者，即使液體1浸入空間470，由於壁部310之內側面310A及上端面310B具有撥液性，且與該壁部310對向之第2板構件32(彎曲部32T)亦具有撥液性，因此能防止浸入空間470之液體1越過壁部310浸入基板台PT內部而產生鏽蝕等不良情形。又，在第2板構件32與壁部310間之間隙，以彎曲部32T形成有截面視呈彎曲的角部，由於該彎曲角部具有密封部的功能，因此能確實防止液體1浸入基板台PT內部。
此外，由於光學構件404可更換，因此與板構件30同樣的，當其撥液性惡化時，將其更換為新的(具充分的撥液性)光學構件400即可。
再者，由於空間像測量感測器500具有與照度不均感測器400大致同等的構成，因此省略其詳細之說明，但空間像測量感測器500亦具有在基板台PT上透過支持部所支持之上板及由光學元件構成的光學構件，於其上面501A，設有可另光線通過的狹縫部570、以及覆蓋該狹縫部以外由遮光性材 料構成之薄膜。此外，在光學構件之下設有用來偵測通過狹縫部570之光的光感測器。具有狹縫部570之光學構件，可視其撥液性之惡化加以更換。
在參照上述圖14、圖15所說明之實施形態中，係藉由使形成間隙K,L之構件表面具有撥液性，來防止液體1之浸入，但並不限於測量構件或感測器周圍的間隙，亦可藉由使基板台PT上面存在之間隙具有同樣的撥液性，來防止液體1浸入該間隙。此外，亦可在間隙L,K中配置由樹脂等構成之密封構件，來防止液體1之浸入，或者亦可在間隙L,K中填充液體(例如真空潤滑脂或磁性流體)使其具有液體密封功能，來防止液體1之浸入。此時，密封用液體以不易溶於液體1者較佳。當然，該等液體防止對策之並用自是無庸贅言。
又，無須使裝載於基板載台PST(基板台PT)之所有測量構件(基準構件300之光學構件301、光學感測器400之上板401、光學感測器500之上板501等)表面(液體接觸面)具有撥液性，僅使其一部分具有撥液性亦可。
此外，上述實施形態中，係在構件表面之撥液性惡化時進行更換，但亦可在更換一構件時，亦同時更換接近更換期之構件。
又，為了更確實的進行液體(水)之回收，基板台PT之表面，亦即板構件30及第2板構件32之表面、基準構件300等之表面，宜將對液體(水)之接觸角設成大於80度的程度，最好是能設成100度(上述聚四氟化乙烯對液體(水)的接觸角為110度左右)以上。
又，塗於基板P表面之感光材(ArF曝光光用光阻)，亦最好是能使用對液體(水)之接觸角大於80度程度者。當然，使用KrF準分子雷射來作為曝光用光時，作為KrF曝光光用光阻，亦最好是使用對液體之接觸角大於80 度者。
上述具體例中，雖係例舉基板載台一併具備基板台、與基準構件300、照度不均感測器400及空間像測量感測器500等測量具之例，但本發明亦能適用於保持基板進行曝光之載台、與測量用載台分開的曝光裝置。亦即，本發明亦考慮了具備曝光載台(可保持晶圓等被處理基板而移動)、與測量載台(具備各種基準構件及測量感測器等測量構件)的曝光裝置。此時，可將上述實施形態中配置在基板載台之基準構件及各種測量感測器的至少一部分配置在測量載台。具有曝光載台與測量載台之曝光裝置，例如已揭示於日本特開平11-135400號公報，本案在所指定或所選擇之國家法令許可範圍內，援用該文獻之記載內容作為本說明書之一部分。
本實施形態，亦能適用於具備2個可保持基板P之基板載台(基板台)的雙載台型之曝光裝置。關於雙載台型曝光裝置之構造及曝光動作，例如，已揭示於日本專利特開平10-163099號及特開平10-214783號(對應美國專利第6,341,007號、6,400,441號、6,549,269號及6,590,634號)、特表2000-505958號(對應美國專利第5,969,441號)或美國專利第6,208,407號中，本案在所指定或所選擇之國家法令許可範圍內，援用該等之揭示作為本說明書之部分記載。
〈第4實施形態〉
圖16係將本發明適用於雙載台型曝光裝置的概略構成圖。雙載台型曝光裝置，具備能在共通的基座54上分別獨立移動之第1、第2基板載台PST1,PST2。第1、第2基板載台PST1,PST2，係具有以和圖1~圖15之關係所說明之構造及功能的基板載台，分別具有第1、第2基板台PT1,PT2，於第1、 第2基板台PT1,PT2上分別設有可更換之板構件30及第2板構件32。此外，雙載台型曝光裝置具有曝光站ST1與測量、更換站ST2，於曝光站ST1設有投影光學系統PL，於測量、更換站ST2裝載有基板對準系、聚焦調平檢測系等(圖16中未圖示)。又，在曝光站ST1進行對第1基板台PT1上所保持之基板P進行液浸曝光處理的期間，在測量、更換站ST2則係進行將基板P與板構件30一起搬入或搬出第2基板載台PST2(第2基板台PT2)。再者，於測量、更換站ST2係與曝光站ST1之液浸曝光並行，進行對第2基板載台PST2上基板P之測量動作(聚焦檢測動作、對準動作)，在該測量動作結束後，第2基板載台PST2移動至曝光站ST1，對第2基板載台PST2上之基板P進行液浸曝光處理。
如以上所述，若為雙載台型曝光裝置之情形時，由於在以一載台進行液浸曝光處理中，不僅能以另一載台進行基板更換及測量處理，亦能進行板構件30之更換，因此能提昇曝光處理之效率。
上述實施形態中，說明了板構件30等係視其撥液性來加以更換，但例如在因某種原因而損壞或受到污染時，當然可以因撥液性惡化以外的理由而進行更換。
例如，板構件30等長時間與液體1接觸時，該表面會惡化使物質釋出而有可能污染液體1，因此亦可考量板構件30等伴隨著物質釋出之表面惡化來決定更換時期。
上述實施形態中，光學元件2係以螢石形成，例如，可使用該螢石表面之結晶方位為(111)面之螢石。此外，圖1所示之光學元件2之前端部2a，亦即與液體1接觸的部分，作為以單層膜構成之溶解防止膜，可以真空蒸 鍍法來形成氟化鎂(MgF2)之膜。
〈第5實施形態〉
如上述第1實施形態之說明，在基板載台PST上裝載構成照射量監測器、照度不均感測器等裝置之光學零件、空間像測量裝置之指標板、標線片對準時所使用之基準標記(基準構件)等時，此等光學零件之光照射面(液體接觸面)最好是具有撥液性。當照射量監測器、照度不均感測器等之光照射面上未完全加以排水時，有可能會無法正確進行光照射量及光照度的測量。又，當空間像測量裝置之指標板上未完全加以排水時，有可能會因指標板上液體之蒸發而使指標板之面形狀變化，導致空間像測量裝置之測量產生誤差。此外，當基準標記上未完全加以排水時，有可能會因基準標記上液體之蒸發而使基準標記之形狀變化，而無法正確的進行標線片對準。因此，配置在基板載台上之光零件表面被要求能長期具有撥水性。
此時，可考慮在光學零件表面塗以非晶質氟樹脂並加以薄膜化，來作成光學性能高的撥水性光學薄膜。亦即，由於非晶質氟樹脂在樹脂中是特別透明且紫外線透過率高的材料，且藉由樹脂表面配位之-CF3鍵在有機物中具有最小的表面張力，因此係具有優異撥水性能的材料。
然而，光學零件表面所施之撥水性光學薄膜，在液浸狀態下照射高能量之紫外線雷射時，薄膜所吸收之微量光的能量會轉換為溫度，在短時間內薄膜即會膨脹而使水浸入膜中。此時，有可能因氟樹脂薄膜與光學零件表面之密合性變差而使得膜剝離，對光學性能產生不良影響，導致撥水性能的惡化在基板載台殘留水滴。
一般皆知，在光學零件表面使氟代烷基矽烷等之耦合劑產生反應來形 成黏合層，於其上形成氟樹脂薄膜的話即能獲得密合性良好的薄膜，根據發明人的調查得知，由於氟代烷基矽烷會吸收紫外線而分解，因此無法獲得雷射照射後的密合性。
此實施形態，係參照圖式說明能長時間維持撥水性、非常適合液浸型投影曝光裝置的光學零件。圖19係顯示晶圓載台所裝載之光學零件的圖。圖20係顯示晶圓載台所裝載之光學零件之構成的圖。
圖19所示之晶圓載台609上，裝載有用以監測曝光用光照射量之照射量監測器的光入射窗(光照射面)650、用以檢測曝光用光照度不均之照度不均感測器的光入射窗(光照射面)652等光學零件。此外，亦裝載有用來測量投影光學系統之光學特性等之空間像測量裝置(AIS系)的指標板(光照射面)654、標線片對準時所使用之基準標記(FM)(光照射面)656等的光學零件。此處，照射量監測器的光入射窗(光照射面)650(以及照度不均感測器的光入射窗(光照射面)652)，如圖20所示，係以石英玻璃660構成，其表面成膜出以二氧化矽(SiO2)形成之微粒子層(黏著微粒子層)662，於微粒子層表面形成以非晶質氟樹脂構成的撥水性膜664。
又，空間像測量裝置(AIS系)之指標板(光照射面)654、基準標記(FM)656，係以石英玻璃及此石英玻璃表面形成之鉻(金屬)圖案構成，其表面成膜出以二氧化矽(SiO2)形成之微粒子層(黏著微粒子層)，於微粒子層表面形成以非晶質氟樹脂構成的撥水性膜。
根據此實施形態之光學零件，由形成黏著微粒子層之二氧化矽(SiO2)構成之微粒子層，與基材玻璃(主成份SiO2)之親和性佳，能獲得與基材玻璃之適當的密合性。此外，於表面因粒子直徑而產生凹凸。再者，由於二氧 化矽等係紫外線透過率非常高的材料，因此其本身的雷射照射耐久性亦高。本實施形態中，在成膜出由二氧化矽(SiO2)構成之微粒子層後，於該微粒子層上形成以非晶質氟樹脂構成的撥水性膜。非晶質樹脂，會進入二氧化矽等微粒子之空隙，以環抱狀態乾燥、硬化。由於非晶質氟樹脂本身的機械性強度高，因此密合於基材之撥水性膜的強度亦高。
又，光照射面上形成之撥水性膜，由於具有高的雷射照射耐久性，因此能長時間維持投影曝光裝置之基板載台上所裝載之光學零件之光照射面的撥水性。
又，根據此實施形態之投影曝光裝置，由於在基板載台上裝載了能長時間維持光照射面之撥水性的光學零件，因此即使是在反覆進行液浸曝光之情形時，亦能確實進行光學零件光照射面上的排水。
此外，上述實施形態中，雖係在光學零件之光照射面上成膜出由二氧化矽(SiO2)構成之微粒子層所形成之黏著微粒子層，並形成以非晶質氟樹脂構成的撥水性膜，但取代光照射面表面的二氧化矽(SiO2)，而成膜出由氟化鎂(MgF2)或氟化鈣(CaF2)構成之黏著微粒子層，並形成以非晶質氟樹脂構成的撥水性膜亦可。或者，亦可將二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2)及氟化鈣(CaF2)中任意2種加以混合或層積來構成黏著微粒子層，將該3種加以混合或層積來構成黏著微粒子層亦可。此時，與成膜出由二氧化矽(SiO2)構成之微粒子層所形成之黏著微粒子層，並形成以非晶質氟樹脂構成的撥水性膜之情形同樣的，可將撥水性膜作成為具有優之雷射照射耐久性。
此外，上述實施形態中，雖係在光學零件之光照射面上成膜出由二氧化矽(SiO2)構成之微粒子層所形成之黏著微粒子層，並形成以非晶質氟樹脂 構成的撥水性膜，但如圖21所示，亦可在以石英玻璃666形成之光照射面表面，例如使用氟化氫(或將氟化氫溶解於水中的氟化氫酸)來進行蝕刻而形成黏著面(蝕刻面)668，在黏著面668表面形成以非晶質氟樹脂構成之撥水性膜670。此場合，由於具有在光照射面使用氟化氫蝕刻之蝕刻面所構成的黏著面，因此在黏著面上形成以非晶質氟樹脂構成之撥水性膜時，非晶質氟樹脂會進入黏著面之空隙，以環抱狀態乾燥、硬化。由於非晶質氟樹脂本身的機械性強度高，因此密合於基材之撥水性膜的強度亦高。
又，本實施形態中，光照射面雖係具有基材玻璃、與用以在基材玻璃之部分表面形成圖案的金屬膜(鉻等)，於其上形成形成以非晶質氟樹脂構成之撥水性膜，但亦可以是具有基材玻璃、與在基材玻璃全面形成之金屬膜，於其上形成以非晶質氟樹脂構成之撥水性膜。此種光學零件，係用作為在監測投影透鏡之透過率等時所使用的高反射板。
又，本實施形態中，雖係使用石英玻璃來作為基材玻璃，但亦可使用低膨脹玻璃。
以下，以實施例具體說明本實施形態之光學零件的製造方法。
實施例A
將欲成膜之光學零件(石英玻璃)之光照射面表面，以照射超音波之自動洗淨裝置來加以洗淨，或者以含浸乙醇之布等加以擦拭將遺高度的洗淨。
接著，將相當量的塗層液(將平均粒徑80nm之MgF2微粒子安定分散在鹼性溶液中者)滴於光學零件表面，以高速旋轉裝置進行旋轉塗布。在塗層液乾燥至失去流動性後將光學零件從高速旋轉裝置取下以150℃之乾燥爐進行1~2小時的乾燥以使塗層液完全乾燥。進一步的，將相當量之塗層液 (非晶質氟樹脂(旭硝子(股)之「賽脫普」)之溶解液)滴於冷卻至室溫之光學零件，以高速旋轉裝置進行旋轉塗布。在塗層液乾燥至失去流動性後將光學零件從高速旋轉裝置取下以100℃之乾燥爐進行1~2小時的乾燥以使塗層液完全乾燥。藉由上述步驟，來製造在基材玻璃(石英玻璃)上具有MgF2膜及非晶質氟樹脂膜的光學零件。
實施例B
將欲成膜之光學零件(石英玻璃)之光照射面表面，以照射超音波之自動洗淨裝置來加以洗淨，或者以含浸乙醇之布等加以擦拭將遺高度的洗淨。
接著，將相當量的塗層液(將平均粒徑80nm之SiO2微粒子安定分散在鹼性溶液中者)滴於光學零件表面，以高速旋轉裝置進行旋轉塗布。在塗層液乾燥至失去流動性後將光學零件從高速旋轉裝置取下以150℃之乾燥爐進行1~2小時的乾燥以使塗層液完全乾燥。進一步的，將相當量之塗層液(非晶質氟樹脂(旭硝子(股)之「賽脫普」)之溶解液)滴於冷卻至室溫之光學零件，以高速旋轉裝置進行旋轉塗布。在塗層液乾燥至失去流動性後將光學零件從高速旋轉裝置取下以100℃之乾燥爐進行1~2小時的乾燥以使塗層液完全乾燥。藉由上述步驟，來製造在基材玻璃(石英玻璃)上具有SiO2膜及非晶質氟樹脂膜的光學零件。
實施例C
將粗糙度高精度研磨至0.2nmRMS左右之光學零件(石英玻璃)表面，浸漬在稀釋至5%的氟化氫酸5秒後，以純水沖洗氟化氫酸，再以含浸乙醇之布等加以擦拭。在此表面滴下相當量之塗層液(非晶質氟樹脂(旭硝子(股)之「賽脫普」)之溶解液)，以高速旋轉裝置進行旋轉塗布。在塗層液乾燥至失 去流動性後將光學零件從高速旋轉裝置取下以100℃之乾燥爐進行1~2小時的乾燥以使塗層液完全乾燥。藉由上述步驟，來製造在基材玻璃(石英玻璃)上具有非晶質氟樹脂膜的光學零件。
比較例
將欲成膜之光學零件(石英玻璃)之光照射面表面，以照射超音波之自動洗淨裝置來加以洗淨，或者以含浸乙醇之布等加以擦拭將遺高度的洗淨。其次，滴下相當量之塗層液(非晶質氟樹脂(旭硝子(股)之「賽脫普」)之溶解液)，以高速旋轉裝置進行旋轉塗布。
在塗層液乾燥至失去流動性後將光學零件從高速旋轉裝置取下以100℃之乾燥爐進行1~2小時的乾燥以使塗層液完全乾燥。藉由上述步驟，來製造在基材玻璃(石英玻璃)上具有非晶質氟樹脂膜的光學零件。
(剝離測試)
就上述實施例A~C及比較例，進行了使用透明玻璃膠帶(Cellophane tape)的剝離測試(Tape test)。此剝離測試，係使用Nichiban股份有限公司之透明玻璃膠帶(JIS-468006)、寬度18mm，在黏貼膠帶時，係以手指強力的來回按壓3次，再迅速的垂直撕去，來判斷膜的剝離程度。
作為評估值的基準，係將撥水塗層產生ψ 5mm以上之剝離的情形視為「產生剝離」、除此以外則視為「無剝離」。
(測試結果)
實施例A 0/3個 無剝離
實施例B 0/3個 無剝離
實施例C 0/3個 無剝離
比較例 0/3個 產生剝離
由此測試結果可知，實施例A~實施例C之撥水性膜，由於設有黏著層或蝕刻面，故強力的黏著在基材玻璃。因此可知，本發明之光學零件在液浸曝光等與液體接觸之環境中，具有極高的耐液性。
此實施例，係以撥水性膜黏著在基材玻璃之情形為例作了說明，由此結果可知，本發明可廣泛的使用於任意光學零件。亦即，不限於設置在液浸曝光裝置之基板載台的基準構件及各種感測器，而能使用於在與液體或蒸汽接觸之環境中使用的所有光學透鏡、及光學感測器。此外，亦能適用於曝光裝置中所使用之投影光學系統、特別是安裝在基板側前端之透鏡或照明光學系所使用之透鏡及感測器。
又，上述實施形態中所記載之「接觸角」，不僅是靜態的接觸角，亦包含動態的接觸角。
此外，上述曝光裝置之實施形態中的液體1係使用純水。使用純水之優點在於，在半導體製造工廠易於大量取得，且對基板P上的光阻或光學元件(透鏡)等無不良影響。又，由於純水不僅對環境無不良影響，且雜質含量極低，因此亦可期待其對基板P表面、以及設在投影光學系統PL前端面之光學元件表面的洗淨作用。在工廠等所供應之純水純度較低時，亦可使曝光裝置具有超純水製造器。
又，上述各實施形態之液體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)。此時，在與液體1接觸的部分，例如係藉由以含氟之小極性分子 構造的物質來形成薄膜，據以進行親液化處理。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)。此時，亦係視所使用之液體1的極性進行表面處理。
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1.47~1.44左右，而作為曝光用光EL之光源而使用ArF準分子雷射光(波長193nm)時，在基板P上為1/n，亦即被短波長化成約134nm左右，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之孔徑數，就此點而言，亦能提昇解像度。
又，使用上述液浸法時，投影光學系統的數值孔徑NA有時達到0.9~1.3。當投影光學系統的開口數如此之大時，若係先前作為曝光用光所使用之隨機偏光光線的話，有時會因偏光效果而使成像性能惡化，因此，最好是能使用偏光照明。此時，係進行對準光罩(標線片)的L&S圖案(即line and space)之線狀圖案的長邊方向之直線偏光照明，作成從光罩(標線片)圖案中，射出大量S偏光成分(TE偏光成分)，亦即，大量射出沿線狀圖案之長邊方向的偏光方向成分之繞射光較佳。當投影光學系統PL與塗布於基板P表面之光阻之間充滿液體時，相較於在投影光學系統PL與塗布於基板P表面之光阻之間充滿空氣(氣體)之情形，由於有助於提昇對比之S偏光成分(TE偏光成分)的繞射光在光阻表面的穿透率較高，因此，即使在投影光學系統的數值孔徑NA超過1.0之情形時，仍能取得極佳之成像性能。又，若再適 度組合相移式光罩、或日本專利特開平6-188169號公報所揭示之對準線狀圖案長邊方向之斜入射照明法(特別是雙極照明法)等，將更有效果。
又，例如，以ArF準分子雷射光為曝光用光，且使用1/4縮小倍率的投影光學系統PL，將極細之L&S圖案(例如25~50nm左右之L&S圖案)曝光於基板P上時，因為光罩M的結構(例如圖案的精細度或鉻之厚度)所致，使光罩M因波導(Wave guide)效果而發生偏光板的作用，自光罩M所射出的S偏光成分(TE偏光成分)繞射光，要多於造成對比降低之P偏光成分(TM偏光成分)。此時，儘管使用上述直線偏光照明者乃是較佳作法，然而，即始以隨機偏光光線之光源來照明光罩M，在投影光學系統PL的數值孔徑NA高達0.9~1.3的情況下，亦能獲得高解析度。又，將光罩M上極細的L&S圖案曝光於基板P上時，亦有可能因線柵(Wire grid)效果使P偏光成分(TM偏光成分)大於S偏光成分(TE偏光成分)，然而，例如以ArF準分子雷射光為曝光用光，且使用1/4縮小倍率之投影光學系統PL，將大於25nm之L&S圖案曝光於基板P上時，由於自光罩M所射出的S偏光成分(TE偏光成分)繞射光會多於P偏光成分(TM偏光成分)之繞射光，因此，即使投影光學系統PL的數值孔徑NA高達0.9~1.3，亦能獲得高解析性能。
再者，不僅是對準光罩(標線片)之線狀圖案長邊方向的直線偏光照明(S偏光照明)，若如日本專利特開平6-53120號公報之揭示般，偏光照明法(於以光軸為中心之圓的切線(圓周)方向進行直線偏光)與斜入射照明法之組合亦是非常有效的。特別是，當光罩(標線片)的圖案並不僅只於沿一既定方向之線狀圖案，而亦混有沿複數個不同方向之線狀圖案時，若同樣採取特開平6-53120號公報之揭示般，併用以下方法，即於以光軸為中心之圓的切 線方向進行直線偏光之偏光照明法、與環帶照明法之併用，藉此，即使投影光學系統的數值孔徑NA較大，亦能獲得高成像性能。
上述各實施形態中，係於投影光學系統PL之前端安裝有光學元件2，可藉由此透鏡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)。此外，作為安裝在投影光學系統PL前端之光學元件，亦可以是用於投影光學系統PL之光學特性調整所使用之光學板。或者，亦可是能使曝光用光EL穿透之平行平面板。以較透鏡便宜之平行平面板來作為與液體1接觸之光學元件，則在曝光裝置EX之搬送、組裝、調整時等，即使在該平行平面板附著會使投影光學系統PL之透射率、曝光用光EL在基板P上之照度、及照度分佈之均勻性降低的物質(例如矽系有機物等)時，只要在供應液體1之前一刻更換該平行平面板即可，與使用透鏡作為與液體1接觸之光學元件的情形相較，具有更換成本較低之優點。亦即，由於曝光用光EL之照射而從光阻產生之飛散粒子、或液體1中雜質等之附著會污染與液體1接觸之光學元件表面，而必須定期更換該光學元件，但若使用便宜的平行平面板來作為此光學元件，則與透鏡相較不但更換零件的成本低，且能縮短更換所需時間，抑制維修保養費用(運轉成本)的上昇及生產率之降低。
又，在因液體1之流動而使投影光學系統PL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，上述各實施形態中，投影光學系統PL與基板P之間雖係充滿液體1之構成，但亦可以是例如在基板P表面安裝由平行平面板所形成之玻璃蓋 板的狀態充滿液體1之構成。
又，適用上述液浸法之曝光裝置，雖係將投影光學系統PL之終端光學元件2之射出側之光路空間以液體(純水)加以充滿來進行基板P之曝光，但如國際公開2004/019128號之揭示，將投影光學系統PL之終端光學元件2入射側之光路空間以液體(純水)加以充滿亦可。
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。
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曝光對象基板之表面全體被液體覆蓋的液浸曝光裝置。曝光對象基板之表面全體被液體覆蓋之液浸曝光裝置的構造及曝光動作，例如已詳細的揭示於日本特開平6-124873號公報、特開平10-303114號公報、美國專利5,825,043號公報等中，本案在申請國法令許可範圍內，援用此文獻之揭示作為本說明書記載之一部分。
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。
於基板載台PST(晶圓載台609)或光罩載台MST使用線性馬達時，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(609)、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。使用線性馬達之例，已揭示於美國專利第5,623,853號及第5,528,118號中，本案在申請國之法令許可範圍內，援用該等之揭示作為本說明書之部分記載。
作為各載台PST(609)、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(609)、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(609)、MST，將磁鐵單元與電樞單元之另一方設在載台PST(609)、MST之移動面側即可。
因基板載台PST(609)之移動所產生之反作用力，可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。此反作用力之處理方法，例如已詳細的揭示於美國專利第5,528,118號(日本專利特開平8-166475號)公報中，本案在申請國之法令許可範圍內，援用該等之揭示作為本說明書之部分記載。
又，因光罩載台MST之移動所產生之反作用力，可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。此反作用力之處理方法，例如已詳細的揭示於美國專利第5,874,820號(日本專利特開平8-330224號)公報中，本案在申請國之法令許可範圍內，援用該等之揭示作為本說明 書之部分記載。
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潔淨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17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。
根據本發明之曝光裝置，由於能抑制液體流出進行曝光處理，並防止液體之殘留，因此能以高曝光精度進行液浸曝光。
根據本發明之光學零件，形成微粒子黏著層之二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2)及氟化鎂(CaF2)中的至少1種所構成之微粒子層，與基材玻璃之親和性佳，能獲得與基材玻璃之良好的密合性。此外，能在表面產生來自於粒子直徑之凹凸。再者，由於二氧化矽等係紫外線穿透率非常高的材料，因 此其本身之雷射照射耐久性亦高。承上所述，在形成由二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2)及氟化鈣(CaF2)中的至少一種所構成之微粒子層後，形成以非晶質氟樹脂構成之撥水性膜。非晶質氟樹脂會進入二氧化矽等微粒子之空隙，以環抱狀態乾燥、硬化。由於非晶質氟樹脂本身的機械性強度高，因此密合於基材之撥水性膜的強度亦高。是以，能適用於在與液體接觸之廣泛環境中使用的光學零件及光學感測器。
又，根據本發明之光學零件，由於在光照射面具有例如以氟化氫加以蝕刻之蝕刻面所構成之黏著面，因此在黏著面上形成以非晶質氟樹脂構成之撥水性膜時，非晶質氟樹脂即進入黏著面之空隙，以環抱狀態乾燥、硬化。由於非晶質氟樹脂本身的機械性強度高，因此密合於基材之撥水性膜的強度亦高。是以，能適用於在與液體接觸之廣泛環境中使用的光學零件及光學感測器。
又，根據本發明之曝光裝置，由於在基板載台上裝載有能長期間維持光照射面撥水性的光學零件，因此在重複進行液浸曝光之情形時，亦能確實進行光學零件之光照射面上的排水。
1‧‧‧液體
2‧‧‧光學元件
2a‧‧‧液體接觸面
10‧‧‧液體供應機構
11‧‧‧第1液體供應部
12‧‧‧第2液體供應部
13‧‧‧第1供應構件
13A,14A‧‧‧供應口
14‧‧‧第2供應構件
20‧‧‧液體回收機構
21,22‧‧‧第1，第2液體回收部
21A,22A‧‧‧回收管
23,24‧‧‧第1，第2回收構件
23A,24A‧‧‧回收口
30‧‧‧板構件
30A,32A‧‧‧平坦面
32‧‧‧第2板構件
50,55‧‧‧移動鏡
51,56‧‧‧雷射干涉儀
52‧‧‧Z載台
53‧‧‧XY載台
54‧‧‧基座
AR1‧‧‧投影區域
AR2‧‧‧液浸區域
CONT‧‧‧控制裝置
AX‧‧‧光軸
EL‧‧‧曝光用光
EX‧‧‧曝光裝置
IL‧‧‧照明光學系統
M‧‧‧光罩
MST‧‧‧光罩載台
MSTD‧‧‧光罩載台驅動裝置
P‧‧‧基板
PK‧‧‧鏡筒
PL‧‧‧投影光學系統
PT‧‧‧基板台
PST‧‧‧基板載台

Claims (20)

  1. 一種曝光裝置，係藉由來自投影光學系統之光透過液體來使基板曝光，其特徵在於，具備：載台，保持上述基板並可相對於上述投影光學系統移動；液體供應機構，具有配置於較上述載台上方且對來自上述投影光學系統之上述光之光路供應液體之供應口；以及液體回收機構，具有配置於較上述載台上方且將從上述供應口供應之液體回收之回收口；上述液體供應機構及上述液體回收機構，係藉由從上述供應口所供應之液體，於保持上述基板之上述載台上以包含上述光之光路之方式局部地形成液浸區域，上述載台，包含：基板保持具，配置於設置於上述載台之凹部內並保持上述基板：板構件，配置於上述凹部之周圍之載台上面與上述基板保持具之間；以及流路，為了回收從上述液浸區域流入上述凹部內之空間之液體；上述板構件，係將上述載台上面與上述板構件之上面以沒有高低差之方式設置，上述流路，係以可回收從上述板構件與保持於上述基板保持具之上述基板之間之第1間隙流入上述凹部內之空間之液體之方式，連接於上述凹部內之空間。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，上述流路，係連接於上述凹部內之空間之中較上述基板保持具外側之空間。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，上述凹部之周圍之上述載台上面，係以藉由相對於上述投影光學系統之上述載台之移動，與上述光路中之液體接觸之方式設置。
  4. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，上述基板保持具，係以上述板構件之上面與上述基板之表面沒有高低差之方式保持上述基板。
  5. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，上述板構件，係以包圍上述基板保持具之方式設為環狀。
  6. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，上述板構件，係以上述載台上面與上述板構件之上面之間設置有第2間隙之方式配置。
  7. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，上述板構件具有撥液性。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光裝置，其中，上述基板保持具，包含：支持部，支持上述基板之背面；周壁部，設於上述支持部之周圍；以及氣體流路，以可吸引被上述周壁部包圍之內部空間之氣體之方式設置；透過上述氣體流路以上述內部空間成為負壓之狀態保持上述基板。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光裝置，其中，上述周壁部之上面之高度，較上述支持部之上面低。
  10. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光裝置，其中，具備使上述基板相對於上述基板保持具升降移動之升降構件。
  11. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，上述回收口，係以與保持於上述基板保持具之上述基板之表面對向之方式設置。
  12. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，上述回收口，在垂直於上述投影光學系統之光軸之第1方向，配置於相對於上述光軸較上述供應口外側處。
  13. 如申請專利範圍第12項之曝光裝置，其中，上述回收口，係在上述第1方向，配置於上述光軸之兩側。
  14. 如申請專利範圍第12項之曝光裝置，其中，上述第1方向，係包含為了藉由來自上述投影光學系統之上述光掃描曝光上述基板之上述基板之掃描方向。
  15. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光裝置，其中，具備標記構件，係具有為了透過上述投影光學系統檢測之標記，上述標記以可與上述投影光學系統對向之方式設置於上述載台上，上述流路，係以可回收從位於保持於上述基板保持具之上述基板與上述標記構件之間之上述第1間隙流入上述凹部內之空間之液體之方式設置。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝光裝置，其中，上述標記構件之上面，係以與上述載台上面無高低差之方式設置。
  17. 如申請專利範圍第1至7項之曝光裝置，其中，包含以可與上述投影光學系統對向之方式設置於上述載台上之透光構件，透過上述透光構件檢測來自上述光學系統之上述光之光學感測器，上述流路，係以可回收從位於保持於上述基板保持具之上述基板與上述透光構件之間之第1間隙流入上述凹部內之空間之液體之方式設置。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光裝置，其中，上述透光構件之上面，係以與上述載台上面無高低差之方式設置。
  19. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光裝置，其中，上述投影光學系統中以與上述光路中之液體接觸之方式配置之光學元件，係由石英或螢石形成。
  20. 一種元件製造方法，於基板上形成元件，其特徵在於，包含：使用申請專利範圍第1至19項中任一項之曝光裝置使上述基板曝光；以及使用上述曝光裝置使曝光後之上述基板顯影。
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