WO2004053953A1 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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Naoyuki Kobayashi
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Abstract

 露光装置は、投影光学系PLの像面側を局所的に液体50で満たし、液体50と投影光学系PLとを介してパターンの像を基板P上に投影することによって、基板Pを露光するものであって、基板Pの外側に流出した液体50を回収する回収装置20を備えている。液浸法で露光処理する場合に、基板の外側に液体が流出しても環境変動を抑えて精度良くパターン転写できる。

Description

明細書 露光装置及びデバイス製造方法 技術分野

本発明は、 投影光学系の像面側を局所的に液体で満たした状態で投影光学系に よって投影したパターンの像で露光する露光装置、 及びこの露光装置を用いるデ バイス製造方法に関するものである。 背景技術

半導体デバイスや液晶表示デバイスは、 マスク上に形成されたパターンを感光 性の基板上に転写する、 いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。 このフ才卜リソグラフイエ程で使用される露光装置は、 マスクを支持するマスク ステージと基板を支持する基板ステージとを有し、 マスクステージ及び基板ステ ージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写する ものである。 近年、 デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投 影光学系の更なる高解像度化が望まれている。 投影光学系の解像度は、 使用する 露光波長が短くなるほど、 また投影光学系の開口数が大きいほど高〈なる。 その ため、 露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、 投影光学系の開 口数も増大している。 そして、 現在主流の露光波長は、 K r Fエキシマレーザの 248 であるが、 更に短波長の A r Fエキシマレ一ザの 1 93 nmも実用化 されつつある。 また、 露光を行う際には、 解像度と同様に焦点深度 (DOF) も 重要となる。解像度 R、 及び焦点深度 <5はそれぞれ以下の式で表される。

R = k, - λ/ΝΑ … ( 1 )

<5 = ±k2 · λ/Ν A2 … (2)

ここで、 Aは露光波長、 N Aは投影光学系の開口数、 k2はプロセス係 数である。 (1 ) 式、 (2) 式より、 解像度 Rを高めるために、 露光波長 λを短 く して、 開口数 ΝΑを大きくすると、 焦点深度 δが狭くなることが分かる。 15666

焦点深度 <5が狭くなり過ぎると、 投影光学系の像面に対して基板表面を合致さ せることが困難となり、 露光動作時のマージンが不足する恐れがある。 そこで、 実質的に露光波長を短く して、 且つ焦点深度を広くする方法として、 例えば国際 公開第 9 9 /4 9 5 0 4号公報に開示されている液浸法が提案されている。 この 液浸法は、 投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満た し、 液体中での露光光の波長が、 空気中の 1 / n ( nは液体の屈折率で通常 1 . 2〜1 . 6程度) になることを利用して解像度を向上するとともに、 焦点深度を 約 n倍に拡大するというものである。 ところで、 上記従来技術には以下に述べる問題が存在する。 上記従来技術は、 投影光学系の像面側の下面と基板 (ウェハ) との間を局所的に液体で満たす構成 であり、 基板の中央付近のショッ卜領域を露光する場合には液体の基板外側への 流出は生じない。 しかしながら、 図 1 4に示す模式図のように、 基板 Pの周辺領 域 (エッジ領域) Eを投影光学系の投影領域 1 0 0に移動して、 この基板 Pのェ ヅジ領域 Eを露光しょうとすると、 液体は基板 Pの外側へ流出してしまう。 この 流出した液体を放置しておくと、 基板 Pがおかれている環境 (湿度など) の変動 をもたらし、 基板 Pを保持する基板ステージ位置情報を計測する干渉計の光路上 や各種光学的検出装置の検出光の光路上の屈折率の変化を引き起こすなど、 所望 のパターン転写精度を得られなくなるおそれが生じる。 更に、 流出した液体によ り、 基板 Pを支持する基板ステージ周辺の機械部品などに鎗びを生じさせるなど の不都合も生じる。 基板 Pのエツジ領域 Eを露光しないことにより液体を流出さ せないようにすることも考えられるが、 エッジ領域 Eにも露光処理を施してバタ ーンを形成しておかないと、 後工程である例えば C M P (化学的機械的研磨) 処 理時において、 C M P装置の研磨面に対してウェハである基板 Pが片当たりして 良好に研磨できないという別の問題が生じる。 更に、 流出した液体が、 真空系 (吸気系) の管内に浸入してしまうと、 真空源となる真空ポンプなどが破損した り、 故障したりするおそれもあった。 発明の開示 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、 投影光学系と基板と の間を液体を満たして露光処理する場合において、 精度良くパターン転写できる 露光装置及び露光方法、 並びにこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供す ることを目的とする。 上記の課題を解決するため、 本発明は実施の形態に示す図 1〜図 1 3に対応付 けした以下の構成を採用している。但し、 各要素に付した括弧付き符号はその要 素の例示に過ぎず、 各要素を限定する意図は無い。 本発明の第 1の態様に従えば、 パターンの像を液体 (5 0 ) を介して基板 ( P ) 上に転写して基板を露光する露光装置であって、

パターンの像を基板に投影する投影光学系 (P L ) と、

前記基板の外側に流出した液体を回収する回収装置 (2 0 ) を備える露光装置 ( E X ) が提供される。 本発明によれば、 基板の外側に液体が流出しても、 この流出した液体は放置さ れずに回収装置で回収される。 したがって、 基板のおかれている環境の変動が抑 えられるとともに、基板を支持する基板ステージ周辺の機械部品に鲭びなどが発 生するといつた不都合の発生も抑えられるので、 基板に対して精度良くパターン 転写でき、 高いパターン精度を有するデバイスを製造することができる。 本発明の第 2の態様に従えば、 パターンの像を液体 (5 0 ) を介して基板上に 転写して基板を露光する露光装置であって、

パターンの像を基板に投影する投影光学系 (P L ) と、

前記基板の上方から液体を供給する液体供給機構 (1 ) と、

前記液体供給機構 (1 ) から供給された液体を回収する回収装置 (2 0 ) とを ifeえ、

前記回収装置は、前記基板の上方から液体の回収をしない露光装置 (E X ) が 提供される 本発明によれば、 基板の上方からでなくても液体を回収 (吸引) を行うことが できる。 それゆえ、 基板の露光中に音や振動が発生するのを防止できる。 また、 基板の外側に流出した液体は回収装置によって回収されるので、 基板の置かれて いる環境の変動や機械部品の請び等の発生を防止することができる。 したがつ て、 基板に精度良くパターンを形成することができ、 高いパターン精度を有する デバイスを製造することができる。 本発明の第 3の態様に従えば、 パターンの像を液体 ( 50 ) を介して基板 (P) 上に転写して基板を露光する露光装置であって、

パターンの像を基板に投影する投影光学系 (P L) と、

吸気口 ·( 24) を有する吸気系 (26, 28, 29, 30, 32, 33) と、 該吸気口から吸引された液体を回収する回収装置 (20) とを備える露光装置 (EX) が提供される。 本発明によれば、 例えば液体が流出して、 吸気系の吸気口に液体が流入して も、 その液体が回収され、 その吸気の源としての真空源への液体の浸入が防止さ れる。 それゆえ、 液浸露光を行っても、 吸気系の機能が保証され、 確実に基板を 高精度なパターンで露光してデバイスを製造することができる。 本発明の第 4の態様に従えば、 パターンの像を液体 ( 50 ) を介して基板 (P) 上に転写して基板を露光する露光装置であって、

パターンの像を基板に投影する投影光学系 (P L) と、

前記基板を保持する基板ステージ (P S T) と、

前記基板ステージに少なくとも一部が設けられ、 液体の回収を行う回収装置 (20) とを備える露光装置が提供される。 本発明の露光装置は、 基板の置かれ ている環境の変動や機械部品の請び等の発生を防止することができる。 本発明の第 5の態様に従えば、投影光学系により所定パ夕一ンの像を基板上に 転写するこ上で基板を露光する露光方法であって、

前記投影光学系と前記基板との間に液体を基板の上方から供給することと、 前記供給された液体を、 基板の外側で且つ基板より低い位置から回収すること と、

前記液体の供給及び回収が行われている間に前記基板を露光することとを含む 露光方法が提供される。 本発明の露光方法では、 液浸露光を行う際に、 液体を基板の上方から供給する とともに基板の保持位置よりの下方から液体を回収するので、 基板の露光中に音 や振動が発生するのを有効に防止することができる。 本発明では、 さらに、 上記第 1〜4のいずれかの態様の露光装置 (E X ) を用 いるデバイス製造方法が提供される。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。

図 2は、 投影光学系の先端部と液体供給装置及び液体回収装置との位置関係を 示す図である。

図 3は、供給ノズル及び回収ノズルの配置例を示す図である。

図 4は、供給ノズル及び回収ノズルの配置例を示す図である。

図 5は、 回収装置の一実施形態を示す斜視図である。

図 6は、 回収装置の一実施形態を示す要部拡大断面図である。

図 7は、 回収装置の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。

図 8は、 回収装置の他の実施形態を示す斜視図である。

図 9 ( a ) 及び (b ) は、 回収装置の他の実施形態を示す模式的な断面図であ o

図 1 0 ( a ) 及び (b ) は、 回収装置の他の実施形態を示す模式的な断面図で ある。

図 1 1は、 回収装置による液体回収動作の他の実施形態を示す図である。 図 1 2は、 回収装置による液体回収動作の他の実施形態を示す図である。 図 1 3は、 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。 図 1 4は、 従来の課題を説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の露光装置及びデバイス製造方法について図面を参照しながら説 明するが、 本発明はこれに限定されない。 図 1は本発明の露光装置の一実施形態 を示す概略構成図である。 第 1実施形態

図 1において、 露光装置 E Xは、 マスク Mを支持するマスクステージ M S T と、 基板 Pを支持する基板ステージ P S丁と、 マスクステージ M S Tに支持され ているマスク Mを露光光 E Lで照明する照明光学系 I Lと、 露光光 E Lで照明さ れたマスク Mのパターンの像を基板ステージ P S Tに支持されている基板 Pに投 影露光する投影光学系 Pしと、 基板 P上に液体 5 0を供給する液体供給装置 1 と、 基板 Pの外側に流出した液体 5 0を回収する回収装置 2 0と、 露光装置 E X 全体の動作を統括制御する制御装置 C O N Tとを備えている。 ここで、 本実施形態では、 露光装置 E Xとしてマスク Mと基板 Pとを走査方向 における互いに異なる向き (逆方向) に同期移動しつつマスク Mに形成されたパ ターンを基板 Pに露光する走査型露光装置 (所謂スキャニングステツバ) を使用 する場合を例にして説明する。 以下の説明において、 投影光学系 P Lの光軸 A X と一致する方向を Z軸方向、 Z軸方向に垂直な平面内でマスク Mと基板 Pとの同 期移動方向 (走査方向) を X軸方向、 Z軸方向及び Y軸方向に垂直な方向 (非走 査方向) を丫軸方向とする。 また、 X軸、 Y軸、 及び Z軸まわり方向をそれぞ れ、 Θ Χ、 Θ Ί 及び 方向とする。 なお、 ここでいう 「基板」 は半導体ゥェ ハ上にレジス卜を塗布したものを含み、 「マスク」 は基板上に縮小投影されるデ バイスパターンを形成されたレチクルを含む。 照明光学系 I Lは、 マスクステージ M S Tに支持されているマスク Mを露光光 E Lで照明するものであり、 露光用光源、 露光用光源から射出された光束の照度 を均一化するオプティカルィンテグレ一夕、 オプティカルィンテグレー夕からの 露光光 E Lを集光するコンデンサレンズ、 リレーレンズ系、 露光光 E Lによるマ スク M上の照明領域をスリツ 卜状に設定する可変視野絞り等を有している。 マス ク M上の所定の照明領域は照明光学系 I Lにより均一な照度分布の露光光 E Lで 照明される。 照明光学系 I Lから射出される露光光 E Lとしては、 例えば水銀ラ ンプから射出される紫外域の輝線 (g線、 h線、 i線) 及び K r Fエキシマレ一 ザ光 (波長 2 4 8 n m ) 等の遠紫外光 ( D U V光) や、 A r Fエキシマレ一ザ光 (波長 1 9 3 n m ) 及び F 2レーザ光 (波長 1 5 7 n m ) 等の真空紫外光 (V U V光) などが用いられる。 本実施形態では A r Fエキシマレ一ザ光を用いてい る o マスクステージ M S Tは、 マスク Mを支持するものであって、 投影光学系 P L の光軸 A Xに垂直な平面内、 すなわち X Y平面内で 2次元移動可能及び Θ Z方向 に微小回転可能である。 マスクステージ M S Tはリニアモ一夕等のマスクステ一 ジ駆動装置 M S T Dにより駆動される。 マスクステージ駆動装置 M S T Dは制御 装置 C 0 N Tにより制御される。 マスクステージ M S T上のマスク Mの 2次元方 向の位置、 及び回転角はレーザ干渉計によりリアルタイムで計測され、 計測結果 は制御装置 C O N Tに出力される。 制御装置 C 0 N Tはレ一ザ干渉計の計測結果 に基づいてマスクステ一ジ駆動装置 M S T Dを駆動することでマスクステージ M S Tに支持されているマスク Mの位置決めを行う。 投影光学系 P Lは、 マスク Mのパターンを所定の投影倍率 5で基板 Pに投影露 光するものであって、 複数の光学素子 (レンズ) で構成されており、 これら光学 素子は金属部材としての鏡筒 P Kで支持されている。 本実施形態において、 投影 光学系 P Lは、 投影倍率^が例えば 1 /4あるいは 1 /5の縮小系である。 な お、 投影光学系 P Lは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。 また、 本実施形態の 投影光学系 P Lの先端側 (基板 P側) には、 光学素子 (レンズ) 60が鏡筒 1 より露出している。 この光学素子 60は鏡筒 P Kに対して着脱 (交換) 可能に設 けられている。 基板ステージ P S Tは、 基板 Pを支持するものであって、 基板 Pを基板ホルダ を介して保持する Zステージ 51 と、 Zステージ 51を支持する XYステージ 5 2と、 XYステージ 52を支持するベース 53とを備えている。基板ステージ P S Tはリニアモータ等の基板ステージ駆動装置 P S T Dにより駆動される。 基板 ステージ駆動装置 P S T Dは制御装置 C 0 N Tにより制御される。 Zステージ 5 1を駆動することにより、 Zステージ 51に保持されている基板 Pの Z軸方向に おける位置 (フォーカス位置) 、 及び 0X、 方向における位置が制御され る。 また、 XYステージ 52を駆動することにより、 基板 Pの XY方向における 位置 (投影光学系 P Lの像面と実質的に平行な方向の位置) が制御される。 すな わち、 Zステージ 51は、 基板 Pのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板 P の表面を才ー卜フォーカス方式、 及び才ートレペリング方式で投影光学系 P Lの 像面に合わせ込み、 XYステージ 52は基板 Pの X軸方向及び Y軸方向における 位置決めを行う。 なお、 Zステージと X Yステージとを一体的に設けてよいこと は言うまでもない。 基板ステージ P S T (Zステージ 51 ) 上には、 基板ステージ P STとともに 投影光学系 P Lに対して移動する移動鏡 54が設けられている。 また、 移動鏡 5 4に対向する位置にはレーザ干渉計 55が設けられている。 基板ステージ P S T 上の基板 Pの 2次元方向の位置、 及び回転角はレーザ干渉計 55によりリアル夕 ィ厶で計測され、 計測結果は制御装置 CO N Tに出力される。 制御装置 CON T はレーザ干渉計 55の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置 P S T Dを駆動 することで基板ステージ P S Tに支持されている基板 Pの ί立置決めを行う。 本実施形態では、 露光波長を実質的に短く して解像度を向上するとともに、 焦 点深度を実質的に広くするために、 液浸法を適用する。 そのため、 少な〈ともマ スク Mのパターンの像を基板 P上に転写している間は、 基板 Pの表面と投影光学 系 P Lの基板 P側の光学素子 (レンズ) 6 0の先端面 (下面) 7との間に所定の 液体 5 0が満たされる。 上述したように、 投影光学系 P Lの先端側にはレンズ 6 0が露出しており、 液体 5 0はレンズ 6 0のみに接触するように供給されてい る。 これにより、 金属からなる鏡筒 P Kの腐蝕等が防止されている。 また、 レン ズ 6 0の先端面 7は投影光学系 P Lの鏡筒 P K及び基板 Pより十分小さく、 且つ 上述したように液体 5 0はレンズ 6 0のみに接触するように構成されているた め、 液体 5 0は投影光学系 P Lの像面側に局所的に満たされている構成となって いる。 すなわち、 投影光学系 P Lと基板 Pとの間の液浸部分は基板 Pより十分に 小さい。 本実施形態において、 液体 5 0には純水が用いられる。 純水は、 A r F エキシマレ一ザ光のみならず、 露光光 E Lを例えば水銀ランプから射出される紫 外域の輝線 (g線、 h線、 i線) 及び K r Fエキシマレーザ光 (波長 2 4 8 η m ) 等の遠紫外光 (D U V光) とした場合でも、 これらの露光光 E Lを透過可能 である。 露光装置 E Xは、 投影光学系 P Lの先端面 (レンズ 6 0の先端面) 7と基板 P との間の空間 5 6に所定の液体 5 0を供給する液体供給装置 1 と、 空間 5 6の液 体 5 0、 すなわち基板 P上の液体 5 0を回収する第 2回収装置としての液体回収 装置 2とを備えている。 液体供給装置 1は、 投影光学系 P Lの像面側を局所的に 液体 5 0で満たすためのものであって、 液体 5 0を収容するタンク、 加圧ボン プ、 及び空間 5 6に供給する液体 5 0の温度を調整する温度調整装置などを備え ている。 液体供給装置 1には供給管 3の一端部が接続され、 供給管 3の他端部に は供給ノズル 4が接続されている。 液体供給装置 1は供給管 3及び供給ノズル 4 を介して空間 5 6に液体 5 0を供給する。 液体回収装置 2は、 吸引ポンプ、 回収した液体 5 0を収容するタンクなどを備 えている。 液体回収装置 2には回収管 6の一端部が接続され、 回収管 6の他端部 には回収ノズル 5が接続されている。 液体回収装置 2は回収ノズル 5及び回収管 6を介して空間 5 6の液体 5 0を回収する。 空間 5 6に液体 5 0を満たす際、 制 御装置 C 0 N Tは液体供給装置 1を駆動し、 供給管 3及び供給ノズル 4を介して 空間 5 6に対して単位時間当たり所定量の液体 5 0を供給するとともに、 液体回 收装置 2を駆動し、 回収ノズル 5及び回収管 6を介して単位時間当たり所定量の 液体 5 0を空間 5 6より回収する。 これにより投影光学系 P Lの先端面 7と基板 Pとの間の空間 5 6に液体 5 0が保持され、 液浸部分が形成される。 ここで、 制 御装置 C 0 N Tは、 液体供給装置 1を制御することで空間 5 6に対する単位時間 当たりの液体供給量を任意に設定可能であるとともに、 液体回収装置 2を制御す ることで基板 P上からの単位時間当たりの液体回収量を任意に設定可能である。 図 2は、 露光装置 E Xの投影光学系 P Lの下部、 液体供給装置 1、 及び液体回 収装置 2等を示す図 1の部分拡大図である。 図 2において、 投影光学系 P Lの最 下端のレンズ 6 0は、 先端部 6 O Aが走査方向に必要な部分だけを残して Y軸方 向 (非走査方向) に細長い矩形状に形成されている。 走査露光時には、 先端部 6 0 Aの直下の矩形の投影領域にマスク Mの一部のパターン像が投影され、 投影光 学系 P Lに対して、 マスク Mが— X方向 (又は + X方向) に速度 Vで移動するの に同期して、 X Yステージ 5 2を介して基板 Pが + X方向 (又は— X方向) に速 度 /5 ■ V ( ^は投影倍率) で移動する。 そして、 1つのショツ卜領域への露光終 了後に、 基板 Pのステッピングによって次のショッ 卜領域が走査開始位置に移動 し、 以下、 ステップ 'アンド 'スキャン方式で各ショヅ 卜領域に対する露光処理 が順次行われる。 本実施形態では、 基板 Pの移動方向に沿って基板 Pの移動方向 と同一方向に液体 5 0を流すように設定されている。 図 3は、 投影光学系 P Lのレンズ 6 0の先端部 6 O Aと、 液体 5 0を X軸方向 に供給する供給ノズル 4 ( 4 A〜4 C ) と、 液体 5 0を回収する回収ノズル 5 ( 5 A、 5 B ) との位置関係を示す図である。 図 3において、 レンズ 6 0の先端 部 6 O Aの形状は Y軸方向に細長い矩形状となっており、 投影光学系 P Lのレン ズ 6 0の先端部 6 O Aを X軸方向に挟むように、 + X方向側に 3つの供給ノズル 4 A〜4 Cが配置され、 一 X方向側に 2つの回収ノズル 5 A、 5 Bが配置されて いる。 そして、 供給ノズル 4 A〜4 Cは供給管 3を介して液体供給装置 1に接続 され、 回収ノズル 5 A、 5 Bは回収管 4を介して液体回収装置 2に接続されてい る。 また、 供給ノズル 4 A〜4 Cと回収ノズル 5 A、 5 Bとを先端部 6 O Aの中 心に対して略 1 8 0 ° 回転した位置に、 供給ノズル 8 A〜8 Cと、 回収ノズル 9 A、 9 Bとが配置されている。供給ノズル 4 A〜4 Cと回収ノズル 9 A、 9 B とは Y軸方向に交互に配列され、 供給ノズル 8 A〜8 Cと回収ノズル 5 A、 5 B とは Y軸方向に交互に配列され、 供給ノズル 8 A〜8 Cは供給管 1 0を介して液 体供給装置 1に接続され、 回収ノズル 9 A、 9 Bは回収管 1 1を介して液体回収 装置 2に接続されている。 図 4に示すように、 先端部 6 O Aを挟んで Y軸方向両側のそれぞれに供給ノズ ル 1 3、 1 4及び回収ノズル 1 5、 1 6を設けることもできる。 この供給ノズル 及び回収ノズルにより、 ステップ移動する際の基板 Pの非走査方向 (Y軸方向) への移動時においても、 投影光学系 P Lと基板 Pとの間に液体 5 0を安定して供 給することができる。 なお、 上述したノズルの形状は特に限定されるものでなく、 例えば先端部 6 0 Aの長辺について 2対のノズルで液体 5 0の供給又は回収を行うようにしてもよ い。 なお、 この場合には、 + X方向、 又は一 X方向のどちらの方向からも液体 5 0の供給及び回収を行うことができるようにするため、 供給ノズルと回収ノズル と上下に並べて配置してもよい。 次に、 基板 Pの外側に流出した液体を回収する回収装置 2 0の一実施形態につ いて図 5及び図 6を参照しながら説明する。 図 5は Zステージ 5 1 (基板ステー ジ P S T ) の斜視図であり、 図 6は要部拡大断面図である。 図 5及び図 6において、 回収装置 2 0は、 Zステージ 5 1上においてホルダ部 5 7に保持された基板 Pの周囲に配置されている液体吸収部材 2 1を備えてい る。 液体吸収部材 2 1は所定幅を有する環状部材であって、 Zステージ 5 1上に 環状に形成された溝部 2 3に配置されている。 また、 Zステージ 5 1内部には、 溝部 2 3と連続する流路 2 2が形成されており、 溝部 2 3に配置されている液体 吸収部材 2 1の底部は流路 2 2に接続されている。 液体吸収部材 2 1は、 例えば 多孔質セラミックス等の多孔性材料により構成されている。 あるいは液体吸収部 材 2 1の形成材料として多孔性材料であるスポンジを用いても良い。 多孔性材料 からなる液体吸収部材 2 1は液体を所定量保持可能である。

Zステージ 5 1上において、 液体吸収部材 2 1 とホルダ部 5 7に保持されてい る基板 Pとの間には、 この基板 Pの外周を所定幅で取り囲む環状の補助プレー卜 部 5 9が設けられている。 補助プレー卜部 5 9の表面の高さは Zステージ 5 1の ホルダ部 5 7に保持されている基板 Pの表面の高さとほぼ一致するように設定さ れている。 この補助プレー卜部 5 9により、 基板 Pの周辺領域 (エッジ領域) E が投影光学系 P Lのレンズ 6 0の下に位置するような場合でも、 投影光学系 P L のレンズ 6 0と基板 Pとの間に液体 5 0を保持し続けることができるようになつ ている。 そして、 この補助プレー卜部 5 9の外周を所定幅で取り囲むように配置 されている液体吸収部材 2 1は、 第 2回収装置としての液体回収装置 2で回収し きれず、 補助プレー卜部 5 9の外側へ流出した液体 5 0を吸収 (回収) する役割 を果たしている。 ホルダ部 5 7は、 Zステージ 5 1上で基板 Pとほぼ同じ大きさに形成された円 形凹部に、 基板 Pの裏面を支持するための複数の突出部 5 8を設けたものであ る。 これら突出部 5 8のそれぞれには、 基板 Pを吸着保持するための吸着孔 2 4 が設けられている。 そして、 吸着孔 2 4のそれぞれは、 Zステージ 5 1内部に形 成された流路 2 5に接続している。 また、 ホルダ部 5 7 (円形凹部) の最外周付 近には複数の液体回収孔 4 .6が設けられている。 これら液体回収孔 4 6は、 液体 吸収部材 1に接続している流路 2 2に接続している。 なお、 液体吸収部材 2 1 (溝部 2 3 ) に接続している流路 2 2とは別の流路を設けて、 液体回收孔 4 6に 接続するようにしてもよい。 W 200

液体吸収部材 2 1及び液体回収孔 4 6のそれぞれに接続されている流路 2 2 は、 Zステージ 5 1外部に設けられている管路 2 6の一端部に接続されている。 一方、 管路 2 6の他端部は、 Zステージ 5 1外部に設けられた第 1 タンク 2 7及 びバルブ 2 8を介して吸引装置であるポンプ 2 9に接続されている。 吸着孔 2 4 に接続されている流路 2 5は、 Zステージ 5 1外部に設けられている管路 3 0の 一端部に接続されている。 一方、 管路 3 0の他端部は、 Zステージ 5 1外部に設 けられた第 2タンク 3 1及びバルブ 3 2を介して吸引装置であるポンプ 3 3に接 続されている。 液体吸収部材 2 1及び液体回収孔 4 6からは基板 Pの外側に流出 した液体が周囲の気体 (空気) とともに一緒に回収される。 また、 基板 Pの裏面 側に流入した液体が、 周囲の気体 (空気) とともに吸着孔 2 4から回収される。 これらの液体回収方法についての詳細は、 後述する。液体吸収部材 2 1及び液体 回収孔 4 6並びに吸着孔 2 4から回収された液体 (水) は気体 (空気) と分離さ れ、 第 1タンク 2 7と第 2タンク 3 1の各々に一時的に蓄積される。 この気液分 離により真空源としての真空ポンプ 2 9、 3 3への液体の流入が防止され、 真空 ポンプ 2 9、 3 3の破損を防止することができる。 第 1、 第 2タンク 2 7、 3 1 のそれぞれには排出流路 2 7 A、 3 1 Aが設けられており、 水^ Lセンサなどを使 つて、 液体が所定量溜まったら排出流路 2 7 A、 3 1 Aより排出されるようにな つている。 なお、 液体吸収部材 2 1 (溝部 2 3 ) に接続している流路 2 2 (タンク 2 7、 バルブ 2 8、 真空ポンプ 2 9 ) とは別の流路を設けて、 液体回収孔 4 6に接続す るようにしてもよい。 また、 図 5において、 Zステージ 5 1の + X側端部には Y 軸方向に延在する移動鏡 5 4 Xが設けられ、 Y側端部には X軸方向に延在する移 動鏡 5 4 Yが設けられている。 レーザ干渉計はこれら移動鏡 5 4 X、 5 4 Yにレ —ザ光を照射して基板ステージ P S Tの X軸方向及び Y軸方向における位置を検 出"" 9 る。 次に、 上述した露光装置 E Xを用いてマスク Mのパターンを基板 Pに露光する W

手順について説明する マスク Mがマスクステージ M S Tに口一ドされるとともに、 基板 Pが基枳ステ —ジ P S Tにロードされたら、 制御装置 C O N Tは液体供給装置 1及び液体回収 装置 2を駆動し、 空間 5 6に液体 5 0の液浸部分を形成する (図 1参照) 。 そし て、 制御装置 C O N Tは、 照明光学系 I Lによりマスク Mを露光光 E Lで照明 し、 マスク Mのパターンの像を投影光学系 P L及び液体 5 0を介して基板 Pに投 影する。 ここで、 基板 Pの中央付近のショッ 卜領域を露光している間は、 液体供 給装置 1から供給された液体 5 0は液体回収装置 2により回収されることで、 基 板 Pの外側に流出しない。 一方、 図 6に示すように、 基板 Pのエッジ領域 Eを露光処理することによって 投影光学系 P Lと基板 Pとの間の液浸部分が基板 Pのエッジ領域 E付近にあると き、 補助プレート部 5 9により投影光学系 P Lと基板 Pとの間に液体 5 0を保持 し続けることができるが、 流体 5 0の一部が補助プレー卜部 5 9の外側に流出す る場合があり、 流出した流体 5 0は液体吸収部材 2 1に吸収 (回収) される。 こ こで、 制御装置 C O N Tは、 上記液体供給装置 1及び液体回収装置 2の駆動開始 とともに、 バルブ 2 8の開放及びポンプ 2 9の駆動を開始する。 したがって、 液 体吸収部材 2 1で回収された液体 5 0は、 吸引装置としてのポンプ 2 9の吸引に より、 周囲の空気とともに流路 2 2及び管路 2 6を介して第 1タンク 2 7に吸い 込まれるようにして集められる。 また、 基板 Pと補助プレー卜部 5 9との隙間から流出した液体 5 0は、 基板 P の裏面側に設けられた液体回収孔 4 6を介して周囲の空気とともに流路 2 2側に 吸い込まれ、 管路 2 6を介して第 1タンク 2 7に回収される。 更に、 基板 Pと補助プレー卜部 5 9との隙間を介して基板 Pの裏面側に入り込 んだ液体 5 0が基板 Pを吸着保持するための吸着孔 2 4に流入する可能性もあ る。 吸着孔 2 4は、 前述したように、 流路 2 5、 管路 3 0及び第 2タンク 3 1 を 介して吸引装置としてのポンプ 3 3に接続されているので、 バルブ 3 2の開放及 びポンプ 3 3の駆動を行うことにより、 基板 Pを Zステージ 5 1上に吸着保持す るとともに、 吸着孔 2 4に流入した液体 5 0を流路 2 5及び管路 3◦を介して第 2タンク 3 1に集めることができる。 すなわち、 吸着孔 2 4に流入した液体 5 0 を回収する第 3回収装置は、 流路 2 5、 管路 3 0、 第 2タンク 3 1 、 バルブ 3 2、 ポンプ 3 3、 及びこれらの駆動制御をする制御装置 C O N Tを備えている。 また、 このときの吸着孔 2 4は基板 Pの裏面側に設けられた液体回収孔 (回収装 置) としても機能している。 また、 吸着孔 2 4からは、 液体回収孔 4 6と同様に、 基板 Pの裏面に回り込ん だ液体と基板 P裏面の気体 (空気) とが流入することになるが、 第 2タンク 3 1 に落下させることによって、 液体 (水) と気体 (空気) とを分離する。 第 2タン ク 3 1に溜まった液体を定期的に回収することで、 真空源としての真空ポンプ 3 3への液体の流入が防止される。 こうして、 真空ポンプ 3 3の破損を防止するよ うにしている。 ところで、 基板 Pのエッジ領域 Eを露光処理するとき、 すなわち投影光学系 P Lと基板 Pとの間の液浸部分が基板 Pの周縁付近にあるとき、 上述したように、 液体 5 0の一部は基板 Pの外側に流出する可能性がある。 本実施形態では、 液体 5 0が基板 Pの外側に流出しても、 投影光学系 P Lと基板 Pとの間を十分に液体 5 0で満たすことができるように、 制御装置 C O N Tは、 液浸部分が基板 Pのェ ッジ領域 Eにあるときに、 液体供給装置 1を制御して空間 5 6への単位時間当た りの液体供給量を増加させることと、 液体回収装置 (第 2回収装置) 2を制御し て空間 5 6からの単位時間当たりの液体回収量を低減させることとの少なくとも —方を行う。 ここで、 上記液体供給量の増加及び液体回収量の低減の制御におい て、 制御装置 C O N Tは、 レーザ干渉計の基板 P位置検出結果に基づいて、 液体 供給装置 1及び/または液体回収装置 2の制御を行ってもよく、 あるいは、 第 1、 第 2タンク 2 7、 3 2、 あるいは管路 2 6、 3 0等に、 回収 (流出) した液 体量を検出する検出装置を設け、 この検出装置の検出結果に基づいて、 液体供給 装置 1及び/または液体回収装置 2の制御を行ってもよい。 なお、 本実施形態の露光装置 EXは所謂スキャニングステツパである。 したが つて、 矢印 Xa (図 3参照) で示す走査方向 (一 X方向) に基板 Pを移動させて 走査露光を行う場合には、 供給管 3、 供給ノズル 4A〜4C、 回収管 4、 及び回 収ノズル 5 A、 5 Bを用いて、 液体供給装置 1及び液体回収装置 2により液体 5 0の供給及び回収が行われる。 すなわち、 基板 Pがー X方向に移動する際には、 供給管 3及び供給ノズル 4 (4A〜4C) を介して液体供給装置 1から液体 50 が投影光学系 P Lと基板 Pとの間に供給されるとともに、 回収ノズル 5 (5 A 5 B ) 、 及び回収管 6を介して液体 50が液体回収装置 2に回収され、 レンズ 6 0と基板 Pとの間を満たすように— X方向に液体 50が流れる。 一方、 矢印 X b で示す走査方向 (+X方向) に基板 Pを移動させて走査露光を行う場合には、 供 給管 1 0、 供給ノズル 8 A〜8C、 回收管 1 1、 及び回収ノズル 9 A、 9 Bを用 いて、 液体供給装置 1及び液体回収装置 2により液体 50の供給及び回収が行わ れる。 すなわち、 基板 Pが +X方向に移動する際には、 供給管 1 0及び供給ノズ ル 8 (8A〜8C) を介して液体供給装置 1から液体 50が投影光学系 P Lと基 板 Pとの間に供給されるとともに、 回収ノズル 9 (9As 9 B) 、 及び回収管 1 1を介して液体 50が液体回収装置 2に回収され、 レンズ 60と基板 Pとの間を 満たすように +X方向に液体 50が流れる。 このように、 制御装置 CO N Tは、 液体供給装置 1及び液体回収装置 2を用いて、 基板 Pの移動方向に沿って液体 5 0を流す。 この場合、 例えば液体供給装置 1から供給ノズル 4を介して供給され る液体 50は基板 Pの一 X方向への移動に伴つて空間 56に引き込まれるように して流れるので、 液体供給装置 1の供給エネルギーが小さ〈でも液体 50を空間 56に容易に供給できる。 そして、 走査方向に応じて液体 50を流す方向を切り 替えることにより、 +X方向、 又は一X方向のどちらの方向に基板 Pを走査する 場合にも、 レンズ 60の先端面 7と基板 Pとの間を液体 5◦で満たすことがで き、 高い解像度及び広し、焦点深度を得ることができる。 以上説明したように、 基板 Pの外側に液体 50が流出しても、 この流出した液 体 5 0は放置されずに回収装置 2 0で回収される。 したがって、 基板 Pのおかれ ている環境の変動が抑制されるとともに、 基板 Pを支持する基板ステージ P S T 周辺の機械部品に鎬びなどが発生するといつた不都合の発生も抑えられるので、 基板 Pに対して精度良くパターン転写でき、 高いパターン精度を有するデバイス を製造することができる。 また、 回収装置 2 0として基板ステージ P S T上に液体吸収部材 2 1を設けた ことにより、 液体 5 0を広い範囲で確実に保持 (回収) することができる。 ま た、 液体吸収部材 2 1に流路を介して吸引装置としてのポンプ 2 9を接続したこ とにより、 液体吸収部材 2 1に吸収された液体 5 0は常時基板ステージ P S T外 部に排出される。 したがって、 基板 Pのおかれている環境の変動をより一層確実 に抑制できるとともに、 基板ステージ P S Tの液体 5 0による重量変動を抑える ことができる。 また、 基板の露光中はポンプ 2 9を停止させて、 基板 Pの外側に 流出した液体 5 0は液体吸収部材 2 1等に保持しておき、 基板の露光完了後に、 ポンプ 2 9を動作させて、 液体を排出するようにしてもよい。 一方、 ポンプ 2 9 を設けずに、 液体吸収部材 2 1で回収した液体 5 0を自重によりタンク 2 7側に 垂れ流す構成であってもよい。 更に、 ポンプ 2 9、 タンク 2 7、 及び流路を設け ずに、 基板ステージ P S T上に液体吸収部材 2 1のみを配置しておき、 液体 5 0 を吸収した液体吸収部材 2 1を定期的に (例えば 1 ロッ 卜毎に) 交換する構成と してもよい。 この場合、 基板ステージ P S Tは液体 5 0により重量変動するが、 液体吸收部材 2 1で回収した液体 5 0の重量に応じてステージ制御パラメータを 変更することで、 ステージ位置決め精度を維持できる。 また、 真空ポンプ 2 9、 3 3の手前に液体 (水) と気体 (空気) とを分離する ためのタンク 2 7、 3 1を設けて、 液体が真空ポンプ 2 9、 3 3に浸入するのを 防止しているので、 真空ポンプ 2 9、 3 3の故障や破損を防止できる。 なお、 上述の実施形態における真空ポンプ 2 9、 3 3は、 露光装置 E X内に配 置してもよいし、 露光装置 E Xが設置される工場に設置されているものでもよ い。 また、 上述の実施形態においては、 液体 (水) と気体 (空気) とを分離する ためのタンクを基板 Pの外側に流出した液体を回収する回収装置 2 0の真空系 (真空ポンプの手前) 、 及び基板 Pを吸着保持するための真空系に設けたが、 液 体 (水) と気体 (空気) とを分離するための機構(液体回収用のタンクなど) の 設置はこれに限らず、 液体が浸入してしまうおそれのある他の吸気口に接続され た吸気系 (真空系) に設けてもよい。 例えば、 気体軸受の気体回収系 (吸気 系) 、 基板搬送アームに基板 Pを吸着保持するための吸気系、 あるいは、基板保 持部材を基板ステージに脱着可能に吸着保持するための吸気系に配置するように してもよい。気体軸受の気体回収系 (吸気系) については、 例えば特開平 1 1 ― 1 6 6 9 9 0号公報に、 基板搬送アームに基板 Pを吸着保持するための吸気系に ついては、 例えば特開平 6— 1 8 1 1 5 7号公報に、 また基板保持部材を基板ス テージに脱着可能に吸着保持するための吸気系については、 例えば特開平 1 0— 1 1 6 7 6 0号公報にそれぞれ開示されており、 本国際出願で指定または選択 された国の法令で許容される限りにおいて、 これらの文献の記載内容を援用し て本文の記載の一部とする。 また、 本実施形態においては、 液体 (水) と気体 (空気) とを分離するタンクなどの機構を、 基板 P上の一部の領域に液浸領域を 形成しながら基板 Pの露光を行う露光装置に適用しているが、 基板ステージを液 槽の中で移動させる露光装置や、 基板ステージ上に液体槽を形成してその中に基 板を保持する露光装置に適用してもよい。基板ステージを液槽の中で移動させる 露光装置の構造及び露光動作については、 例えば特開平 6— 1 2 4 8 7 3号公 報に、 基板ステージ上に液体槽を形成してその中に基板を保持する露光装置につ いては、 例えば特開平 1 0— 3 0 3 1 1 4号公報 (対応米国特許 5, 8 2 5 , 0 4 3 ) に開示されており、 本国際出願で指定または選択された国の法令で許容 される限りにおいて、 これらの文献の記載内容を援用して本文の記載の一部と する。 なお、 上記実施形態において、 液体吸收部材 2 1は基板 Pの周囲全体を取り囲 むように連続する環状に形成されているが、 基板 Pの周囲の一部に配置されてい てもよいし、 不連続に所定間隔で配置されていてもよい。 また、 本実施形態にお ける液体吸収部材 2 1は環状に形成されているが、 例えば矩形状等、 その形状は 任意に設定可能である。 また、 液体供給装置 1と液体回収装置 2の構成やノズルの配置は、 上記の実施 形態に限られない。 また、 基板 Pの露光中に、 必ずしも液体供給装置 1 と液体回 收装置 2とが並行して動作している必要はなく、 投影光学系 P Lと基板 Pとの間 の露光光光路が液体 5 0で満たされていれば、 どちらか一方を停止させていても よいし、 両方を止めておいてもよい。 上述したように、 本実施形態における液体 5 0は純水を用いた。純水は、 半導 体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、 基板 P上のフォ卜レジス卜や 光学素子 (レンズ) 等に対する悪影響がない利点がある。 また、 純水は環境に対 する悪影響がないとともに、 不純物の含有量が極めて低いため、 基板 Pの表面、 及び投影光学系 P Lの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も 期待できる。 そして、 波長が 1 9 3 n m程度の露光光 E Lに対する純水 (水) の屈折率 nは ほぼ 1 . 4 7〜1 . 4 4程度と言われており、 露光光 E Lの光源として A r Fェ キシマレーザ光 (波長 1 9 3 n m ) を用いた場合、 基板 P上では 1 / n、 すなわ ち約 1 3 1 ~ 1 3 4 n m程度に短波長化されて高い解像度が得られる。 更に、 焦 点深度は空気中に比べて約 n倍、 すなわち約 1 . 4 7〜1 . 4 4倍程度に拡大さ れるため、 空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合に は、 投影光学系 P Lの開口数をより増加させることができ、 この点でも解像度が 向上する。 本実施形態では、 投影光学系 P Lの先端にレンズ 6 0が取り付けられている が、 投影光学系 P Lの先端に取り付ける光学素子としては、 投影光学系 P Lの光 学特性、 例えば収差 (球面収差、 コマ収差等) の調整に用いる光学プレー卜であ つてもよい。 あるいは露光光 E Lを透過可能な平行平面板であってもよい。液体 5 0と接触する光学素子を、 レンズより安価な平行平面板とすることにより、 露 光装置 E Xの運搬、 組立、 調整時等において投影光学系 P Lの透過率、 基板 P上 での露光光 E Lの照度、 及び照度分布の均一性を低下させる物質 (例えばシリコ ン系有機物等) がその平行平面板に付着しても、 液体 5 0を供給する直前にその 平行平面板を交換するだけでよく、 液体 5 0と接触する光学素子をレンズとする 場合に比べてその交換コス卜が低くなるという利点がある。 すなわち、 露光光 E Lの照射によりレジス卜から発生する飛散粒子、 または液体 5 0中の不純物の付 着などに起因して液体 5 0に接触する光学素子の表面が汚れるため、 その光学素 子を定期的に交換する必要があるが、 この光学素子を安価な平行平面板とするこ とにより、 レンズに比べて交換部品のコストが低く、 且つ交換に要する時間を短 〈することができ、 メンテナンスコスト (ランニングコスト) の上昇ゃスループ ッ 卜の低下を抑えることができる。 また液体 5 0の流れによって生じる投影光学系の先端の光学素子と基板 Pとの 間の圧力が大きい場合には、 その光学素子を交換可能とするのではなく、 その圧 力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。 なお、 本実施形態の液体 5 0は水であるが、 水以外の液体であつてもよい、 例 えば、 露光光 E Lの光源が F 2レーザである場合、 この F 2レーザ光は水を透過 しないので、 この場合、 液体 5 0としては F 2レーザ光を透過可能な例えばフッ 素系オイルやフッ化ポリエーテル (P F P E ) などのフッ素系液体を用いればよ い。 また、 液体 5 0としては、 その他にも、 露光光 E Lに対する透過性があって できるだけ屈折率が高く、 投影光学系 P Lや基板 P表面に塗布されているフ才卜 レジス卜に対して安定なもの (例えばセダ一油) を用いることも可能である。 第 2実施形態

次に、 本発明の露光装置 E Xの他の実施形態について、 図 7を参照しながら説 明する。 ここで、 以下の説明において、 上述した実施形態と同一又は同等の構成 部分については同一の符号を付し、 その説明を簡略もし〈は省略する。 本実施形 態に係る特徴的な部分は、 回収装置として液体吸収部材 2 1に代えて基板 Pの周 囲に液体回収溝 3 5を設けた点と、 基板ステージ P S Tと管路 2 6とが接続■分 離自在となっている点である。 図 7において、 回収装置 2 0は、 Zステージ 5 1上において補助プレート部 5 9の周囲に所定幅に形成された液体回収溝 3 5を備えている。 また、 流路 2 2の 端部には接続弁 3 6が設けられている。 一方、 管路 2 6の端部には接続弁 3 6に 対して接続■分離可能な接続弁 3 7が設けられている。 接続弁 3 6、 3 7が分離 されている状態では、 流路 2 2の端部は閉塞され、 流体 5 0がステージ外部に流 出しないようになつている。 一方、 接続弁 3 6、 3 7が接続されることにより、 流路 2 2の端部は開放され、 流路 2 2の液体 5 0が管路 2 6に流通可能となる。 露光処理中においては、 接続弁 3 6と接続弁 3 7とは分離される。 したがつ て、 露光処理中において基板ステージ P S Tは管路 2 6と分離している状態なの で、 走査方向への移動 (スキャン移動) 、 及び非走査方向への移動 (ステップ移 動) を円滑に行うことができる。 露光処理中に基板 Pの外側に流出した液体 5 0 は、 液体回収溝 3 5ゃ流路 2 2に溜まる。 露光処理が終了したら、 基板ステージ P S Tは基板 Pの交換位置 (ロード -ァ ンロード位置) に移動する。 この基板交換位置において、 接続弁 3 6、 3 7が接 続される。接続弁 3 6、 3 7が接続されたら、 制御装置 C O N Tは、 バルブ 2 8 を開放するとともにポンプ 2 9を駆動する。 これにより、 回収装置としての液体 回収溝 3 5に回収された液体 5 0は、 基板交換位置においてステージ外部に排出 される。 なお、 本実施形態において液体回収溝 3 5に回収された液体 5 0は定期的 (例 えば 1 ロッ 卜毎) にステージ外部に排出される構成であるため、 液体回収溝 3 5 の大きさ (容積) は、 例えば 1 ロッ 卜分で流出される量に相当する液体を保持可 能な程度の大きさに設定されている。 この場合、 所定露光処理基板枚数 (すなわ ち 1 ロッ卜分) と流出する液体量との関係を予め求めておき、 この求めた関係に 基づいて、 液体回収溝 3 5の大きさが設定される。 あるいは、 前記求めた関係に 基づいて、接続弁 3 6、 3 7を接続する時間間隔 (すなわちステージ外部に液体 排出動作を行うタイミング) が設定される。 なお、 上記実施形態において、液体回収溝 3 5は基板 Pの周囲全体を取り囲む ように連続する環状に形成されているが、基板 Pの周囲の一部に配置されていて もよいし、 不連続に所定間隔で配置されていてもよい。 また、 本実施形態におけ る液体回収溝 3 5は環状に形成されているが例えば矩形状などその形状は任意に 設定可能である。 また、 液体回収溝 3 5内に液体吸收部材を配置しておいてもよ い。 また、 上記各実施形態において、基板 Pの外側に補助プレー卜部 5 9が設けら れているが、 この補助プレー卜部 5 9を設けることなく、 基板 Pの外周近傍に液 体吸収部材 2 1や液体回収溝 3 5を設けるようにしてもよい。 また、 上述の実施形態においては、投影光学系 P Lと基板 Pとの間に局所的に 液体を満たす露光装置を採用しているが、 図 6や図 7に開示されているような基 板 Pを吸着保持するための吸着孔に流入した液体を回収する回収機構は、 露光対 象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、 ステージ 上に所定深さの液体槽を形成しその中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明 を適用可能である。前述の通り、 露光対象の基板を保持したステージを液槽の中 で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作については、 例えば特開平 6— 1 2 4 8 7 3号に、 ステージ上に所定深さの液体槽を形成しその中に基板を保持 する液浸露光装置の構造及び露光動作については、 例えば特開平 1 0— 3 0 3 1 1 4号 (対応米国特^ P 5 , 8 2 5 , 0 4 3 ) にそれぞれ開示されている。 第 3実施形態

以下、 図 8〜図 1 0を参照しながら、 回収装置の他の実施形態について説明す 図 8に示すように、 Zステージ 5 1の上面は傾斜しており、 基板 Pを保持する ホルダ部 5 7の上面は水平となっている。 そして、 ホルダ部 5 7の周囲を取り囲 むように、 液体回収溝 3 5が形成されている。 このとき、 液体回収溝 3 5は平面 視において環状であるが、 側面視において傾斜している。 すなわち、 液体回収溝 3 5は Zステージ 5 1の上面の傾斜に沿って形成されている。 これにより、 基板 Pの外側に流出した液体 5 0は、 液体回収溝 3 5の傾斜下部 3 5 Aに自然に溜ま る。 液体 5 0を回収する際にはこの傾斜下部 3 5 Aに溜まつた液体 5 0を回収す るだけでいいので、 回収動作を容易に行うことができる。 図 9 ( a ) に示すように、 Zステージ 5 1の上面一部に液体回収溝 3 5が設け られている。 露光処理することで、 液体回収溝 3 5に液体 5 0が溜まる。 そし て、 図 9 ( b ) に示すように、 この液体回収溝 3 5に溜まった液体 5 0は、 基板 Pを基板ステージ P S Tに対して口一ド■アンロードする搬送装置 Hに取り付け られているチューブ 3 8を介して回収される。 吸引装置の一部を構成するチュー ブ 3 7は、 露光処理が終了した基板 Pを基板ステージ P S Tからアンロードする ために搬送装置 Hが基板ステ一ジ P S Tに対してアクセスするときに、 液体回収 溝 3 5に溜まっている液体 5 0を吸引する。 第 4実施形態

また、 回収装置の更に別の実施形態について、 以下に説明する。 図 1 0 ( a ) に示すように、 Zステージ 5 1の上面に液体回収溝 3 5が設けられている。 液体 回収溝 3 5は Zステージ 5 1の下面側に貫通する流路 3 9に接続している。 流路 3 9にはバルブ 3 9 Aが設けられている。 また、 Zステージ 5 1の流路 3 9に対 応して、 X Yステージ 5 2及びベース 5 3のそれぞれには貫通孔である流路 4 0、 4 1が形成されている。 露光処理中において、 バルブ 3 9 Aは閉じられてお り、 図 1 0 ( a ) に示すように、 液体 5 0が液体回収溝 3 5に溜まる。 そして、 露光処理が終了したら、 制御装置 C O N Tは、 基板ステージ P S Tを基板交換位 置に移動し、 バルブ 3 9 Aを開放する。 これにより、 図 1 0 ( b ) に示すよう に、 液体回収溝 3 5の液体 5 0は基板交換位置において、 流路 3 9、 4 0、 及び 4 1を介して自重によりステージ外部に排出される。 なお、 液体回収溝 3 5の液 体 5 0の回 1|又は基板交換位置において行うのが好ましいが、 基板交換位置とは別 の位置で排出作業を行うようにしてもよい。 第 5実施形態

ところで、 上述した各実施形態においては、 液体供給装置 1が供給ノズル 4を 介して基板 Pの上方から基板 P上に液体 5 0を供給するとともに、 第 2回収装置 としての液体回収装置 2が回収ノズル 5を介して基板 Pの上方から基板 P上の液 体 5 0を回収することで、 基板 P上の一部に液浸領域を形成しているが、 図 1 1 に示すように、 基板 Pの上方に液体回収装置 2 (回収ノズル 5 ) を設けずに、 基 板 P上に供給されたほぼ全ての液体 5 0を、 基板ステージ P S Tに設けられた回 収装置 2 0で回収するようにしてもよい。 図 1 1には、 投影光学系 P Lの投影領 域 (光学素子 6 0 ) を挾んだ走査方向 (X軸方向) 両側のそれぞれに設けられた 供給ノズル 4、 8が図示されている。基板 Pを走査露光するときに液体 5 0を供 給する際には、 基板 Pの移動方向に応じて供給ノズル 4、 8のうちのいずれか一 方の供給ノズルから液体 5 0を供給するようにしてよいし、 あるいは両方の供給 ノズル 4、 8から同時に液体 5 0を供給するようにしてもよい。 液体供給装置 1 より供給された液体 5 0は、 基板 P上において大きく拡がり、 大きな液浸領域を 形成することができる。 そして、 図 1 2の斜視図に示すように、 基板 P上に供給 された液体 5 0はやがて基板 Pの外側に流出するが、 基板 Pの周りに回収口とし て設けられた溝部 2 3 (液体吸収部材 2 1 ) を有する回収装置 2 0によりほぼ全 てを回収される。 ここで、 基板 Pに対する露光処理中、 液体供給装置 1は基板 P 上に対して液体 5 0の供給を継続することにより基板 P上に良好に液浸領域を形 成できるとともに、 供給した液体 5 0により基板 P上の液体 5 0に流れを生じさ せることができるため、 新鮮 (清浄) な液体 5 0を基板 P上に常時供給するとと もに基板 P上の液体 5 0を溝部 2 3まで流すことができる。 上記第 2液体回収装置としての液体回収装置 2は、 基板 P上の液体 5 0を回収 ノズル 5を介して基板 Pの上方から真空系を使って吸引回収する構成であって、 液体 (水) と気体 (空気) とを一緒に回収することで、 その液体が回収管 6内壁 などにあたって音や振動を生じる場合がある。 この場合、 図 1 1及び図 1 2に示 す実施形態のように、 基板 Pの上方からの液体 5 0の吸引回収を行わずに基板ス テ一ジ P S Tに設けられた回収装置 2 0のみを用いて液体 5 0の回収を行うこと により、 基板 Pの露光中の音や振動の発生を防止することができる。 なお、 基板 Pの上方から液体の回収を行わない本実施形態の場合には、 回収装 置 2 0として第 2実施形態において図 7に示した構成を用いてもよい。 図 7の場 合には、 真空ポンプ 2 9が基板 Pの露光中に液体回収溝 3 5で回収された液体を 吸引していないので、 その液体の吸引に伴う音や振動の発生も抑えることがで き、 更に効果的である。 また、 先に説明した実施形態のように、 基板 Pの上方から回収ノズル 5を介し て液体の回収を行う液体回収装置 2を配置しておき、 基板 Pの露光中は液体回収 装置 2を動作させずに回収装置 2 0のみで液体の回収を行い、 基板 Pの露光完了 後に、 液体回収装置 2と回収装置 2 0とを併用して液体 5 0の回収を行うように してもよい。 この場合も、 基板 Pの露光中の液体の吸引 (回収) に伴う音や振動 の影響を抑えることができる。 なお、 上記各実施形態の基板 Pとしては、 半導体デバイス製造用の半導体ゥェ 八のみならず、 ディスプレイデバイス用のガラス基板や、 薄膜磁気へッ ド用のセ ラミックウェハ、 あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版 (合成石英、 シリコンウェハ) 等が適用される。 露光装置 E Xとしては、 マスク Mと基板 Pとを同期移動してマスク Mのパター ンを走査露光するステップ ·アンド 'スキャン方式の走査型露光装置 (スキヤ二 ングステツパ) の他に、 マスク Mと基板 Pとを静止した状態でマスク Mのパター ンを一括露光し、 基板 Pを順次ステップ移動させるステップ 'アンド ' リピ一卜 方式の投影露光装置 (ステツパ) にも適用することができる。 また、 本発明は基 板 P上で少なくとも 2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ■アン ド -スティツチ方式の露光装置にも適用できる。 露光装置 E Xの種類としては、 基板 Pに半導体素子バターンを露光する半導体 素子製造用の露光装置に限られず、 液晶表示素子製造用又はデイスプレイ製造用 の露光装置や、 薄膜磁気へッド、 撮像素子 (CC D) あるいはレチクル又はマス クなどを製造するための露光装置などにも広〈適用できる。 また、 本発明は、 ツインステージ型の露光装置に適用することもできる。 ツイ ンステージ型の露光装置の構造及び露光動作については、 特開平 1 0— 1 63

099号公報、 特開平 1 0— 21 4783号公報、 特表 2000— 505958 号公報、 米国特許 6, 341 , 007号、 6, 400, 441号、 6, 549, 269号及び 6, 590,634号等の文献に開示されており、 それらを参照す ることができる。 それらの米国特許を、 本国際出願で指定または選択された国 の法令で許容される限りにおいて、 援用して本文の記載の一部とする。 基板ステージ P S Tやマスクステージ M S Tにリニアモータを用いる場合は、 エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を 用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。 また、 各ステージ P S T、 MS Tは、 ガイ ドに沿って移動するタイプでもよく、 ガイ ドを設けないガイ ドレスタイプで あってもよい。 ステージにリニアモ一夕を用いた例は、 米国特許 5, 623, 8 53及び 5, 528, 1 1 8に開示されており、 それぞれ本国際出願で指定また は選択された国の法令で許容される限りにおいて、 これらの文献の記載内容を援 用して本文の記載の一部とする。 各ステージ P S T、 MS Tの駆動機構としては、 二次元に磁石を配置した磁石 ュニッ 卜と、 二次元にコイルを配置した電機子ュニッ 卜とを対向させ電磁力によ り各ステージ P S T、 M S Τを駆動する平面モー夕を用いてもよい。 この場合、 磁石ュニヅ卜と電機子ュニヅ卜とのいずれか一方をステージ P S T、 M S Τに接 続し、磁石ュニットと電機子ュニヅ卜との他方をステージ P S T、 M S Τの移動 面側に設ければよい。 基板ステージ P S Tの移動により発生する反力は、投影光学系 P Lに伝わらな いように、 フレーム部材を用いて機械的に床 (大地) に逃がしてもよい。 この反 力の処理方法は、 例えば、 米国特許 5 , 5 2 8 , 1 1 8 (特開平 8— 1 6 6 4 7 5号公報) に詳細に開示されており、 本国際出願で指定または選択された国の 法令で許容される限りにおいて、 この文献の記載内容を援用して本文の記載の 一部とする。 マスクステージ M S Tの移動により発生する反力は、 投影光学系 P Lに伝わら ないように、 フレーム部材を用いて機械的に床 (大地) に逃がしてもよい。 この 反力の処理方法は、 例えば、 米国特許 5, 8 7 4 , 8 2 0 (特開平 8— 3 3 0 2 2 4号公報) に詳細に開示されており、 本国際出願で指定または選択された国 の法令で許容される限りにおいて、 この文献の記載内容を援用して本文の記載 の一部とする。 以上のように、 本願実施形態の露光装置 E Xは、 本願特許請求の範囲に挙げら れた各構成要素を含む各種サブシステムを、 所定の機械的精度、 電気的精度、 光 学的精度を保つように、 組み立てることで製造される。 これら各種精度を確保す るために、 この組み立ての前後には、 各種光学系については光学的精度を達成す るための調整、 各種機械系については機械的精度を達成するための調整、 各種電 気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステム から露光装置への組み立て工程は、 各種サブシステム相互の、 機械的接続、 電気 回路の配線接続、 気圧回路の配管接続等が含まれる。 この各種サブシステムから 露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があるこ とはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了した ら、 総合調整が行われ、 露光装置全体としての各種精度が確保される。 なお、 露 光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うこと が望ましい。 半導体デバイス等のマイクロデバイスは、 図 1 3に示すように、 マイクロデバ イスの機能■性能設計を行うステップ 2 0 1、 この設計ステップに基づいたマス ク (レチクル) を製作するステップ 2 0 2、 デバイスの基材である基板を製造す るステップ 2 0 3、 前述した実施形態の露光装置 E Xによりマスクのパターンを 基板に露光する露光処理ステップ 2 0 4、 デバイス組み立てステップ (ダイシン グ工程、 ボンディング工程、 パッケージ工程を含む) 2 0 5、 検査ステップ 2 0 6等を経て製造される。 産業上の利用可能性 本発明によれば、 液体が流出してもこの流出した液体は放置されずに回収装置 で回収される。 したがって、 流出した液体に起因する不都合を防止することがで き、 高いパターン精度を有するデバイスを製造することができる。

Claims

請求の範囲
1 . パターンの像を液体を介して基板上に転写して基板を露光する露光装置で あって、
パターンの像を基板に投影する投影光学系と、
前記基板の外側に流出した液体を回収する回収装置を備えることを特徴とする 露光装置。
2 . 前記基板を保持する基板ステージを備え、 前記回収装置は、 前記基板ステ ージに設けられている回収部を有することを特徴とする請求項 1に記載の露光装
3 . 前記回収装置の回収部は、 前記基板ステージに設けられた基板の保持部の 周囲の少なくとも一部に配置されていることを特徴とする請求項 2に記載の露光
4 . 前記回収装置の回収部は、 前記基板ステージに配置された液体吸収部材を 含むことを特徴とする請求項 2に記載の露光装置。
5 . 前記液体吸収部材は、 多孔質部材を含むことを特徴とする請求項 4に記載 の路先 lio
6 . 前記回収装置の回収部は、 前記基板ステージに配置された液体回収溝を含 むことを特徴とする請求項 2に記載の露光装置。
7 . 前記回収装置の回収部は、 前記基板ステージに設けられた回収孔を含むこ とを特徴とする請求項 2に記載の露光装置。
8 . 前記回収装置は、 前記基板ステージに保持された前記基板の裏面側に回り 込んだ液体を回収することを特徴とする請求項 2に記載の露光装置。
9 . 前記回収装置は、 前記回収部で回収された液体を、前記基板ステージが基 板交換位置に来たときに排出することを特徴とする請求項 2に記載の露光装置。
1 0 . 前記回収装置の回収部で回収された液体を吸引するための吸引装置を備 えることを特徴とする請求項 2に記載の露光装置。
1 1 . 前記回収装置の回収部で回収された液体を集めるタンクを備えることを 特徴とする請求項 2に記載の露光装置。
1 2 . 前記投影光学系と前記基板との間に液体を供給する供給装置を備え、 前 記投影光学系と前記基板との間の液浸部分が前記基板の周縁付近にあるときに、 前記供給装置は液体の供給量を増やすことを特徴とする請求項 1に記載の露光装
1 3 . 前記基板上の液体を回収する第 2回収装置を備え、前記投影光学系と前 記基板との間の液浸部分が前記基板の周縁付近にあるときに、 前記第 2回収装置 は液体の回収量を減らすことを特徴とする請求項 1に記載の露光装置。
1 4 . 前記基板を保持する基板ステージは、 前記基板を吸着保持するための吸 着孔を有し、 前記基板の外側に流出し前記吸着孔に流入した液体を回収する第 3 回収装置を備えることを特徴とする請求項 1に記載の露光装置。
1 5 . 前記第 3回収装置は、 前記吸着孔から流入した気体と液体とを分離する 分離器を備えることを特徴とする請求項 1 4に記載の露光装置。
1 6 . 前記回収装置は、 回収した液体とその液体とともに回収された気体とを 分離する分離器を備えたことを特徴とする請求項 1に記載の露光装置。
1 7 . さらに、 前記基板の上方から前記基板上の液体を回収する第 2回収装置 を備えたことを特徴とする請求項 1に記載の露光装置。
1 8 . 前記基板の上方から前記基板上に液体を供給する液体供給装置を備え、 前記基板上に供給されたほぼ全ての液体は、 前記回収装置で回収されることを特 徴とする請求項 1に記載の露光装置。
1 9 . パターンの像を液体を介して基板上に転写して基板を露光する露光装置 であって、
パターンの像を基板に投影する投影光学系と、
前記基板の上方から液体を供給する液体供給機構と、
前記液体供給機構から供給された液体を回収する回収装置とを備え、 前記回収装置'は、 前記基板の上方から液体の回収をしない露光装置。
2 0 . パターンの像を液体を介して基板上に転写して基板を露光する露光装置 であって、
ノ ターンの像を基板に投影する投影光学系と、
吸気口を有する吸気系と、
該吸気口から吸引された液体を回収する回収装置とを備える露光装置。
2 1 . 前記回収装置は、 前記吸気口から吸引された液体と気体とを分離するこ とを特徴とする請求項 2 0に記載の露光装置。
2 2 . 前記吸気口は、 物体を所定位置に保持するために設けられている請求項 2 0に記載の露光装置。
2 3 . さらに、 基板ステージを備え、 前記物体が基板であり、 前記吸気口が基 板を吸着保持するために前記基板ステージに設けられている請求項 2 2に記載の 路先装置。
2 4 . パターンの像を液体を介して基板上に転写して基板を露光する露光装置 であって、
パターンの像を基板に投影する投影光学系と、
前記基板を保持する基板ステージと、
前記基板ステージに少なくとも一部が設けられ、 液体の回収を行う回収装置と を備える露光装置。
2 5 . 前記回収装置は、 前記基板の裏面に回り込んだ液体の回収を行う請求項 2 4に記載の露光装置。
2 6 . 前記回収装置は、 前記基板ステージの上面に回収部を有する請求項 2 4 に記載の露光装置。
2 7 . 前記基板ステージは、 前記基板の裏面を保持する保持部を有し、 前記回 收装置は、 前記保持部にさらに別の回収部を有する請求項 2 6に記載の露光装
2 8 . 前記回収装置は、 液体吸収部材を含む請求項 2 4に記載の露光装置。
2 9 . 前記回収装置は、前記基板ステージに設けられた溝部を有する請求項 2 4に記載の露光装置。
3 0 . 前記回収装置は、 回収した液体を気体と分離する分離器を有する請求項 2 4に記載の露光装置。
3 1 . 前記回収装置で回収された液体は、 前記基板ステージが所定位置に移動 したときに排出される請求項 2 4に記載の露光装置。
3 2 . 前記所定位置は、 基板交換位置を含む請求項 3 1に記載の露光装置。
3 3 . 前記基板ステージに設けられた干渉計ミラーをさらに備え、前記回収装 置の液体回収部は、 前記干渉計ミラーの近くに配置されている請求項 2 4に記載 の露光装置。
3 4 . 請求項 1 、 1 9、 2 0及び 2 4のいずれか一項に記載の露光装置を用い ることを特徴とするデバィス製造方法。
3 5 . 投影光学系により所定パターンの像を基板上に転写することで基板を露 光する露光方法であって、
前記投影光学系と前記基板との間に液体を基板の上方から供給することと、 前記供給された液体を、 基板の外側で且つ基板より低い位置から回収すること と、
前記液体の供給及び回収が行われている間に前記基板を露光することとを含む 路光 法。
3 6 . さらに、 前記供給された液体を、 基板の上方から回収することを含む請 求項 3 5に記載の露光方法。
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