WO2004053955A1 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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Abstract

 供給機構(72)にレンズ(42)の一側の供給口(36)を介してレンズ(42)とステージ上のウエハ(W)との間に液体が供給され、レンズ(42)の他側の回収管(52)を介して回収機構(74)によりその液体が回収される。この液体の供給と回収とが並行して行われるとき、レンズ(42)とステージ上の基板(W)との間には、所定量の液体(常時入れ替わっている)が保持される。従って、この状態で露光(パターンの基板上への転写)を行うことにより、液浸法が適用されて精度良く基板上にパターンが転写される。また、周壁の下端(32g)の下方から液体が漏出した場合に、スリット(32h3又は32h4)を介して補助回収機構(76)によりその回収できなかった液体が回収される。これにより、基板上に液体が残留することがなくなる。

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、 露光装置及びデバイス製造方法に係り、 更に詳しくは、 半導体素 子、 液晶表示素子等の電子デバイスの製造におけるリソグラフイエ程で用いら れる露光装置及び該露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。 背景技術

半導体素子(集積回路)、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラ フイエ程では、 マスク又はレチクル (以下、 「レチクル」 と総称する) のパター ンの像を投影光学系を介して、 レジスト (感光剤) が塗布されたウェハ又はガ ラスプレート等の感光性の基板 (以下、 「基板」 又は 「ウェハ」 と呼ぶ) 上の各 ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。 この種の投影露光装 置としては、 従来、 ステップ■アンド■ リピー卜方式の縮小投影露光装置 (い わゆるステツパ) が多用されていたが、 最近ではレチクルとウェハとを同期走 査して露光を行うステップ■アンド,スキャン方式の投影露光装置 (いわゆる スキャニング 'ステツパ) も注目されている。

投影露光装置が備え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 (N A ) が大きいほど高くなる。 そのため、 集 積回路の微細化に伴い投影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きている。 そして、 現在主流の露光波長 は、 K r Fエキシマレ一ザの 2 4 8 n mであるが、 更に短波長の A r Fエキシ マレーザの 1 9 3 n mも実用化されている。

また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度(D O F ) 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= ki , λΖΝ Α …… ( 1 )

(5 = k2 ■ λΖΝ A2 …… (2)

ここで、 λは露光波長、 Ν Αは投影光学系の開口数、 ki, 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 (大 ΝΑ化) すると、 焦点深度 (5が狭くなること が分かる。 投影露光装置では、 オートフォーカス方式でウェハの表面を投影光 学系の像面に合わせ込んで露光を行っているが、 そのためには焦点深度 δはあ る程度広いことが望ましい。 そこで、 従来においても位相シフトレチクル法、 変形照明法、 多層レジス卜法など、 実質的に焦点深度を広くする提案がなされ ている。

上記の如く従来の投影露光装置では、 露光光の短波長化及び投影光学系の大 ΝΑ化によって、 焦点深度が狭くなつてきている。 そして、 集積回路の一層の 高集積化に対応するために、 露光波長は将来的に更に短波長化することが確実 視されており、 このままでは焦点深度が狭くなリ過ぎて、 露光動作時のマージ ンが不足するおそれがある。

そこで、 実質的に露光波長を短くして、 かつ空気中に比べて焦点深度を大き < (広く) する方法として、 液浸法が提案されている。 この液浸法は、 投影光 学系の下面とウェハ表面との間を水又は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 η倍 ( η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。 また、 この液浸法は、 その 解像度と同一の解像度が液浸法によらず得られる投影光学系 (このような投影 光学系の製造が可能であるとして) に比べて焦点深度を実質的に η倍に拡大す る、 すなわち空気中に比べて焦点深度を η倍に拡大するものである (例えば、 国際公開第 99/49504号パンフレツト等参照)。

上記の国際公開第 99/49504号パンフレツ卜に記載の投影露光方法及 び装置(以下、 「従来技術」 と呼ぶ) によると、液浸法による高解像度かつ空気 中と比べて焦点深度が大きくなつた露光を行うことができるとともに、 投影光 学系とウェハとが相対移動しても、 投影光学系と基板との間に液体を安定に満 たしておくこと、 すなわち保持することができる。

しかしながら、 従来技術では、 完全に液体を回収するのが困難であり、 露光 後、 ウェハ上に液浸に用いた液体が残る蓋然性が高かった。 このような場合、 残った液体が蒸発する際の気化熱によって雰囲気中に温度分布が生じ、 あるい は雰囲気の屈折率変化が生じ、 これらの現象が、 そのウェハが載置されたステ —ジの位置を計測するレーザ干渉計の計測誤差の要因となるおそれがあった。 また、 ウェハ上に残留した液体がウェハの裏側に回り込み、 ウェハが搬送ァー ムに密着して離れにくくなつたりするおそれもあった。 また、 液体の回収動作 に伴ってその液体周辺の雰囲気中の気体 (空気) の流れが乱れ、 これによつて 雰囲気に温度変化や屈折率変化が生じるおそれもあった。

また、 従来技術では、 ウェハ上のエッジショットを露光する際など、 投影光 学系の投影領域がウェハ上のエッジ付近に存在する場合に、 前述の液体がゥェ ハの外側に漏れ出してしまい、 パターンの投影像がウェハ上で良好に結像しな いおそれがあった。 また、 ウェハが投影光学系の下方に存在しない場合には、 前述の液体の保持が困難であることから、 ウェハの交換後にその交換後のゥェ ハに対して露光を開始する場合には、 ウェハを投影光学系の下方に移動してか ら液体が投影光学系とウェハとの間に供給されるのを待つ必要があった。 また、 投影光学系の周囲には、 フォーカスセンサゃァライメン卜センサなど の各種センサなどの周辺機器を配置する必要があるが、 従来技術では、 投影光 学系の外部に供給用配管、 回収用配管などが配置されているため、 上記周辺機 器の配置の自由度が制限されていた。

また、 従来技術では、 供給される液体中に気泡が混入していたり、 気泡が液 体中に発生したりし、 しかもこれらの気泡が投影光学系と基板との間に入り、 露光光の透過率が部分的に低下して露光ムラが発生するおそれがあつたばかり でなく、 パターンの投影像の結像不良を招く可能性もあった。

更に、 投影光学系と基板との間の液体に露光光が照射されることによって、 その液体の温度変化 (屈折率変化) が生じ、 パターンの結像性能を低下させる おそれがある。 また、 投影光学系と基板との間の液体の圧力によって、 投影光 学系やウェハを保持するウェハステージが振動したり、 傾いたりして、 ウェハ 上へのパターンの転写精度を悪化させる虞がある。 さらに、 パターンの投影領 域内で投影光学系に対して液体が流れるとその流れの方向に関する温度傾斜や、 圧力傾斜が発生する可能性があり、 これらが投影光学系の像面傾斜などの収差 の要因となつたり、 パターンの転写精度の部分的な低下、 ひいてはパターンの 転写像の線幅均一性の悪化要因となったりするおそれもあった。

このように、 上記従来例には、 数々の改善すべき点が散見される。 発明の開示

本発明は、 上述したような事情の下になされたもので、 第 1の観点からする と、 エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系を介 して基板上に転写する露光装置であって、 前記基板が載置され、 該基板を保持 して 2次元面内で移動する基板ステージと ;前記投影光学系と前記基板ステー ジ上の前記基板との間に液体を供給する供給機構と ;前記液体を回収する回収 機構と ;前記回収機構で回収できなかった前記液体を回収する補助回収機構 と ; を備える第 1の露光装置である。

これによれば、 供給機構により投影光学系と基板ステージ上の基板との間に 液体が供給され、 回収機構によりその液体が回収される。 この場合、 投影光学 系 (の先端部) と基板ステージ上の基板との間には、 所定量の液体が保持され る (満たされる) こととなる。 従って、 この状態で露光 (パターンの基板上へ の転写) を行うことにより、 液浸法が適用されて、 基板表面における露光光の 波長を空気中における波長の 1 / n倍 (nは液体の屈折率) に短波長化でき、 更に焦点深度は空気中に比べて約 n倍に広がる。 また、 供給機構による液体の 供給と回収機構による液体の回収とが並行して行われるときには、 投影光学系 と基板との間の液体は、 常時入れ替えられているので、 基板上に異物が付着し ている場合には、 その異物が液体の流れにより除去される。 これにより、 高解 像度かつ空気中に比べて広い焦点深度での露光が行われる。 また、 例えば回収 機構によって液体を完全には回収できない事態が生じた場合、 補助回収機構に よりその回収できなかった液体が回収される。 これにより、 基板上に液体が残 留することがなく、 その液体の残留 (残存) に起因する前述の種々の不都合の 発生を回避することができる。 従って、 本発明の露光装置によると、 基板上に パターンを精度良く転写することができるとともに、 基板上への液体の残留を 防止することができる。 なお、 本発明の露光装置では、 供給機構による液体供 給と回収機構による液体回収とを必ずしも同時に行う必要はない。

この場合において、 前記基板ステージ上の前記基板の載置領域の周囲の少な くとも一部に設けられ、 その表面が前記載置領域に載置された基板表面とほぼ 同じ高さとなるプレートを更に備えることとすることができる。 かかる場合に は、 投影光学系と基板との間に局所的に液体を保持した状態で、 投影光学系が 基板から外れる位置に基板ステージが移動した場合でも、 投影光学系とプレー 卜との間に液体を保持することができるので、 その液体の流出を防止すること が可能となる。

本発明の第 1の露光装置では、 前記補助回収機構は、 前記投影光学系に関し て前記基板の移動方向の後方で残留液体を回収することとすることができるし、 あるいは、 前記補助回収機構は、 前記投影光学系に関して前記基板の移動方向 の前方で残留液体を回収することとすることもできる。

本発明の第 1の露光装置では、 前記補助回収機構は、 流体を吸引する吸引機 構を含むこととすることができる。 この場合において、 前記吸引機構による吸引によって生じる前記液体周囲の 環境変化を抑制する給気機構を更に備えることとすることができる。

本発明は、第 2の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、 前記 基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージと ;前 記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間を局所的に液体で満たす ために、 その液体を供給する供給機構と ;前記液体を回収する回収機構と ; 前記基板ステージ上の前記基板の載置領域の周囲の少なくとも一部に設けら れ、 その表面が前記載置領域に載置された基板表面とほぼ同じ高さとなるプレ 一卜と ; を備える第 2の露光装置である。

これによれば、 供給機構により投影光学系と基板ステージ上の基板との間に 液体が供給され、 回収機構によりその液体が回収される。 露光中に、 供給機構 による液体の供給と回収機構による液体の回収とを行う必要は必ずしもないが、 少なくとも露光中には、 投影光学系と基板ステージ上の基板との間には、 所定 量の液体が局所的に保持されることとなる。 従って、 液浸法によって、 高解像 度かつ空気中に比べて広い焦点深度での露光が行われる。 そして、 例えば基板 の周辺部を露光する際、 あるいは露光終了後に基板ステージ上の基板を交換す る際などに、 投影光学系と基板との間に液体を保持した状態で、 投影光学系の 投影領域が基板から外れる位置に基板ステージが移動した場合でも、 投影光学 系とプレートとの間に液体を保持することができ、 その液体の流出を防止する ことが可能となる。 また、 例えば基板の交換中に、 投影光学系とプレートとの 間に液体を保持することができるので、 液体の供給のための時間を経ることな く、 その基板の露光を開始することが可能となる。 従って、 本発明の露光装置 によれば、 基板上にパターンを精度良く転写することができるとともに、 特に 基板の交換後に液体の供給時間が不要となる分スループッ卜の向上が可能とな る。 この場合において、 前記プレートと前記基板との隙間は 3 m m以下に設定さ れていることとすることができる。 かかる場合には、 基板が投影光学系の下方 にある状態から基板が投影光学系から外れる位置に基板ステージが移動する場 合など投影光学系の像面側の液浸部分が基板とプレー卜との境界にあっても、 基板とプレートとの間の隙間に液体が流出するのが、 その液体の表面張力によ リ防止される。

本発明の第 2の露光装置では、 前記基板ステージの位置を計測する干渉計 と ;前記投影光学系と前記基板との間の前記液体周辺の空調を行う空調機構 と ; を更に備えることとすることができる。

本発明の第 2の露光装置では、 前記供給機構による液体の供給は、 前記プレ 一ト上で開始されることとすることができる。

本発明は、第 3の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、 前記 基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージと ;前 記基板ステージの位置を計測する干渉計と ;前記投影光学系と前記基板ステー ジ上の前記基板との間に液体を供給する供給機構と ;前記液体を回収する回収 機構と ;前記投影光学系と前記基板との間の前記液体周辺の空調を行う空調機 構と ; を備える第 3の露光装置である。

これによれば、 供給機構により投影光学系と基板ステージ上の基板との間に 液体が供給され、 回収機構によりその液体が回収される。 この場合、 露光中に 供給機構による液体の供給と回収機構による液体の回収とを行う必要は必ずし もないが、 少なくとも露光中には、 投影光学系と基板ステージ上の基板との間 には、 所定量の液体が局所的に保持されることとなる。 従って、 液浸法によつ て、 高解像度かつ空気中に比べて広い焦点深度での露光が行われる。 また、 空 調機構によって液体周辺の空調が行われているので、 回収機構による液体の回 収の際に、 液体周囲の雰囲気中の気体の流れが乱れるのが防止され、 これによ リその気体の流れの乱れ (これによつて生じる気体の温度揺らぎ、 屈折率変化 などを含む) に起因する干渉計の計測誤差の発生が防止され、 基板ステージの 位置を精度良く計測することが可能となる。 従って、 本発明の露光装置によれ ば、 基板上にパターンを精度良く転写することができる。

この場合において、 前記空調機構は、 流体を吸引する吸引機構を含むことと することができる。

この場合において、 前記吸引機構は、 前記回収機構で回収しきれなかった前 記液体を回収する役割をも果たすこととすることができる。 かかる場合には、 例えば回収機構によって液体を完全には回収できない事態が生じた場合に、 吸 引機構によりその回収できなかった液体が回収される。 これにより、 基板上に 液体が残留することがなく、 その液体の残留 (残存) に起因する前述した種々 の不都合の発生を防止することができる。

本発明の第 3の露光装置では、 前記空調機構は、 露光装置が収容されるチヤ ンバ内の空調とは独立して、 前記液体周辺の空調を局所的に行うこととするこ ともできる。

本発明の第 1〜第 3の露光装置のそれぞれでは、 前記投影光学系は、 複数の 光学素子を含み、 該複数の光学素子のうち最も前記基板側に位置する光学素子 には、露光に使用しない部分に孔が形成され、前記孔を介して前記液体の供給、 前記液体の回収、 及び気泡 (液体中の気泡) の回収の少なくとも一つの動作が 行われることとすることができる。

本発明は、第 4の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、 前記 基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージと ;前 記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間に液体を供給する供給機 構と ;前記液体を回収する回収機構と ; を備え、 前記投影光学系は、 複数の光 学素子を含み、 該複数の光学素子のうち最も前記基板側に位置する光学素子に は、 露光に使用しない部分に孔が形成され、 前記孔を介して前記液体の供給、 前記液体の回収、 及び気泡 (液体中の気泡) の回収の少なくとも一つの動作が 行われることを特徴とする第 4の露光装置である。

これによれば、 投影光学系を構成する最も基板側に位置する光学素子には、 露光に使用しない部分に孔が形成され、 その孔を介して、 供給機構による液体 の供給、 又は回収機構による液体の回収あるいは液体中の気泡の回収動作が行 われる。 このため、 供給機構と回収機構とを投影光学系の外部に配置する場合 に比べて、 省スペース化が可能となる。 また、 この場合も、 供給機構にょリ投 影光学系と基板ステージ上の基板との間に液体が供給され、 回収機構によりそ の液体が回収される。 この場合、 露光中に供給機構による液体の供給と回収機 構による液体の回収とを行う必要は必ずしもないが、 少なくとも露光中には、 投影光学系と基板ステージ上の基板との間には、 所定量の液体が保持されるこ ととなる。 従って、 液浸法によって、 高解像度でかつ空気中に比べて広い焦点 深度での露光が行われる。 従って、 本発明の露光装置によれば、 基板上に精度 良くパターンを転写することができるとともに、 投影光学系の周囲の構成各部 の配置の自由度が向上する。

本発明の第 1〜第 4の露光装置の各々では、 前記基板ステージが停止してい るときは、 前記供給機構による液体の供給動作及び前記回収機構による液体の 回収動作をともに停止する制御装置を更に備えることとすることができる。 本発明は、第 5の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、 前記 基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージと ;前 記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間に液体を供給する供給機 構と ;前記液体を回収する回収機構と ; を備え、 前記基板ステージが停止して いるときは、 前記供給機構による液体の供給動作及び前記回収機構による液体 の回収動作がともに停止されることを特徴とする第 5の露光装置である。 これによれば、 基板ステージが停止しているときは、 供給機構による液体の 供給動作及び回収機構による液体の回収動作がともに停止される。 この場合、 例えば投影光学系と基板との間の距離 (ワーキングディスタンス) が狭い高解 像度の投影光学系 (開口数が大きい投影光学系) を用いる場合、 その投影光学 系と基板との間に液体がその表面張力により保持される。 基板ステージの停止 中は、 液体を入れ替える必要性が低い場合も多いので、 常時 (基板ステージの 移動中のみならず、 基板ステージの停止中にも) 供給機構による液体の供給動 作及び回収機構による液体の回収動作が並行して行われる場合に比べて、 液体 の使用量を減らすことができる。 この場合も、 少なくとも露光中には、 投影光 学系と基板ステージ上の基板との間には、 所定量の液体が保持されることとな る。 従って、 液浸法によって、 高解像度でかつ空気中に比べて広い焦点深度で の露光が行われる。 従って、 本発明の露光装置によれば、 基板上に精度良くパ ターンを転写することができるとともに、 液体の使用量を低減させることが可 能となる。 液体として高価な液体を使用する場合に特に好適である。

本発明の第 1〜第 5の露光装置の各々では、 前記供給機構は、 前記基板の移 動方向の前方側から前記投影光学系と前記基板ステージ上の基板との間に液体 を供給することとすることができるし、 あるいは前記供給機構は、 前記基板の 移動方向の後方側から前記投影光学系と前記基板ステージ上の基板との間に液 体を供給することとすることもできる。

本発明の第 1〜第 5の露光装置の各々では、 前記パターンを走査露光方式で 前記基板上に転写するため、 前記エネルギビームに対して前記基板ステージを 所定の走査方向に駆動する駆動系を更に備えることとすることができる。 この場合において、 前記供給機構は、 前記走査方向に直交する非走査方向に 関して離間した複数の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の大き さに応じて前記複数の供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前 記液体の供給を行うこととすることができる。 本発明は、第 6の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系を介して基板上の複数の区画領域にそれぞれ転写す る露光装置であって、 前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移 動する基板ステージと;前記投影光学系を構成する最も基板側の光学素子の周 囲を少なくとも取り囲みかつ前記基板ステージ上の基板表面との間に所定のク リアランスを隔てた周壁と ;前記周壁の内部に前記基板の移動方向の後方側か ら液体を供給する少なくとも 1つの供給機構と ; を備える第 6の露光装置であ る。

これによれば、 基板の移動時、 すなわち基板を保持した基板ステージの移動 時に、 供給機構により投影光学系と基板ステージ上の基板との間を含む周壁の 内部に基板の移動方向の後方側から液体が供給され、 基板を移動させる際に投 影光学系と基板との間に液体が満たされる。 この場合、 基板上の所定の区画領 域が投影光学系の下方に移動する際には、 その区画領域上方には投影光学系の 下方に到達する前に確実に液体が供給される。 すなわち、 基板を所定方向に移 動させる際に、 投影光学系と基板の表面との間は液体により満たされる。 従つ て、 その区画領域を露光対象領域として露光 (パターンの基板上への転写) を 行うことにより、 前述の液浸法が適用されて、 高解像度かつ空気中に比べて広 い焦点深度での露光が行われる。 これにより、 パターンを基板上の複数の区画 領域それぞれに精度良く転写することができる。

この場合において、 前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の前方で液 体を回収する回収機構を更に備えることとすることができる。かかる場合には、 供給機構によリ基板の移動方向の後方側から周壁の内部に液体が供給され、 投 影光学系に関して基板の移動方向の前方でその液体が回収機構により回収され る。 この場合、 供給された液体は、 基板の移動方向に沿って投影光学系と基板 との間を流れる。 そのため、 基板上に異物が付着している場合には、 その異物 が液体の流れによリ除去される。 本発明の第 6の露光装置では、 前記供給機構は、 露光時に前記パターン及び 前記投影光学系を介して前記エネルギビームが照射される前記基板上の照射領 域の周囲に複数の供給口を有し、 前記液体の供給に用いる供給口を前記基板の 移動方向に応じて切り換えることとすることができる。

本発明の第 6の露光装置では、 前記パターンを走査露光方式で前記基板上に 転写するため、 前記エネルギビームに対して前記基板ステージを所定の走査方 向に駆動する駆動系を更に備えることとすることができる。

この場合において、 前記供給機構は、 前記照射領域に関して前記走査方向の 一側と他側とにそれぞれ設けられ、 前記液体の供給に用いる供給機構が、 前記 基板ステージの走査方向に応じて切り換えられることとすることができる。 本発明の第 6の露光装置では、 前記供給機構は、 前記走査方向に直交する非 走査方向に関して離間した複数の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画 領域の大きさに応じて前記複数の供給口の中から選択した少なくとも 1つの供 給口から前記液体の供給を行うこととすることができる。

本発明の第 6の露光装置では、 前記基板ステージ上の前記基板の載置領域の 周囲の少なくとも一部に設けられ、 その表面が前記載置領域に載置された基板 表面とほぼ同じ高さとなるプレートを更に備えることとすることができる。 本発明の第 1〜第 6の露光装置の各々では、 前記投影光学系に関して前記基 板の移動方向の後方で液中の気泡を回収する少なくとも一つの気泡回収機構を 更に備えることとすることができる。

本発明の第 1〜第 6の露光装置の各々では、 前記投影光学系と前記基板との 間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少なくとも一方に基づいて露光条件 の調整を行う調整装置を更に備えることとすることができる。

本発明は、第 7の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、 基板を所定の走査方向に移動して前記パターンを投影光学系を介して前記基板 上の複数の区画領域に走査露光方式でそれぞれ転写する露光装置であって、 前 記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージと ; 前記投影光学系と前記基板ステージ上の基板との間に液体を供給する供給機構 と ;前記液体を回収する回収機構と ; を備え、 前記供給機構による液体の供給 及び前記回収機構による液体の回収が、 前記基板上の各区画領域に対する露光 動作と同期して行われることを特徴とする第 7の露光装置である。

これによれば、供給機構による液体の供給及び回収機構による液体の回収が、 基板上の各区画領域に対する露光動作と同期して行われるので、 基板上の露光 対象の区画領域に対して走査露光方式でパターンを転写する際に、 その区画領 域が投影光学系を介したエネルギビームの照射領域を通過する間は、 投影光学 系と基板との間に所定量の液体 (常時入れ替えられる) を満たすことができ、 液浸法によって、 高解像度かつ空気中に比べて広い焦点深度での露光が行われ る。この一方、露光対象の区画領域がエネルギビームの照射領域を通過する間、 あるいはこれに加えて通過後の僅かの間以外は、 液が基板上に存在しない状態 とすることができる。すなわち、基板上の複数の区画領域を順次露光する際に、 区画領域の露光の都度、 投影光学系と基板との間に液体の供給とその液体の全 回収とが繰リ返し行われるので、基板上に液体が存在している時間を短くでき、 基板上の感光剤 (レジス卜) の成分劣化を抑制することができ、 基板周囲の雰 囲気の環境悪化も抑制できる。 また前の区画領域の露光中に露光光の照射によ つて暖められた液体が、 次の区画領域の露光に影響することもない。

この場合において、 前記各区画領域の露光の度に、 前記供給機構による前記 液体の供給、 及び前記回収機構による前記液体の全回収が行われることとする ことができる。

この場合において、 前記パターンの転写に際し、 前記基板ステージの前記走 査方向の移動によって露光対象の区画領域の前端が露光時に前記パターン及び 前記投影光学系を介して前記エネルギビームが照射される前記基板上の照射領 域内に入る前のいずれかの時点で、 前記供給機構による前記液体の供給が開始 されることとすることができる。

この場合において、 前記露光対象の区画領域に対するパターンの転写と前の 区画領域に対するパターンの転写との間の前記基板ステージの区画領域間移動 動作の終了後に前記供給機構による前記液体の供給が開始されることとするこ とができるし、 あるいは請求項 3 6に記載の露光装置の如く、 前記露光対象の 区画領域の前端が供給位置に到達した時点で前記供給機構による前記液体の供 給が開始されることとすることもできる。

本発明の第 7の露光装置では、 前記パターンの転写に際し、 前記基板ステー ジの前記走査方向の移動によって露光対象の区画領域の後端が露光時に前記パ ターン及び前記投影光学系を介して前記エネルギビームが照射される前記基板 上の照射領域から出た時点で、 前記供給機構による前記液体の供給が停止され ることとすることができる。

この場合において、 前記露光対象の区画領域に対するパターンの転写後、 次 の区画領域に対するパターンの転写に先立って行われる前記基板ステージの区 画領域間移動動作の開始前に前記回収機構による前記液体の回収が完了するこ ととすることができる。

本発明の第 7の露光装置では、 前記パターンの転写に際し、 前記基板ステー ジの前記走査方向の移動によって露光対象の区画領域の後端が露光時に前記パ ターン及び前記投影光学系を介して前記エネルギビームが照射される前記基板 上の照射領域から完全に出る前の時点で、 前記供給機構による前記液体の供給 が停止されることとすることができる。

この場合において、 前記露光対象の区画領域の後端が供給位置に到達した時 点で前記供給機構による前記液体の供給が停止されることとすることができる。 また、 前記露光対象の区画領域に対するパターンの転写後、 次の区画領域に対 するパターンの転写に先立って行われる前記基板ステージの区画領域間移動動 作の開始前に前記回収機構による前記液体の回収が完了することとすることが できる。

本発明の第 5、 第 7の露光装置の各々では、 前記投影光学系を構成する最も 基板側の光学素子の周囲を少なくとも取り囲みかつ前記基板ステージ上の基板 表面との間に所定のクリアランスを隔てた周壁を更に備え、 前記供給機構は、 前記投影光学系の前記基板側端部が臨む前記周壁の内部に前記液体を供給する こととすることができる。

本発明は、第 8の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、 基板を所定の走査方向に移動して前記パターンを投影光学系を介して前記基板 上の複数の区画領域に走査露光方式でそれぞれ転写する露光装置であって、 前 記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージと ; 前記投影光学系を構成する最も基板側の光学素子の周囲を少なくとも取り囲み かつ前記基板ステージ上の基板表面との間に所定のクリアランスを隔てた周壁 と ;前記周壁の内部に液体を供給する供給機構と ;前記液体を回収する回収機 構と ; を備える第 8の露光装置である。

これによれば、 供給機構により投影光学系と基板ステージ上の基板との間を 含む周壁の内部に液体が供給され、 その液体が回収機構より回収される。 従つ て、 供給機構による液体の供給と回収機構による液体の回収とが並行して行わ れるとき、 投影光学系と基板との間を含む、 周壁の内部には所定量の液体 (常 時入れ替わつている) が保持される。 従って、 基板上の区画領域を露光対象領 域として露光 (パターンの基板上への転写) を行う際に、 上記の液体の供給と 回収とを並行して行うことにより、 前述の液浸法が適用されて、 高解像度かつ 空気中に比べて広い焦点深度での露光が行われる。 また、 この場合、 投影光学 系を構成する最も基板側の光学素子の周囲を少なくとも取り囲みかつ前記基板 ステージ上の基板表面との間に所定のクリアランスを隔てた周壁を備えている ので、 そのクリアランスを小さく設定することにより、 液体と外気との接触面 積が極めて狭く設定され、 液体の表面張力によりそのクリアランスを介した液 体の周壁外への漏出が防止される。 このため、 例えば露光終了後に液浸に用い た液体の回収を確実に行うことが可能となる。 従って、 本発明の露光装置によ れぱ、 パターンを基板上の複数の区画領域それぞれに精度良く転写することが できるとともに、 基板上に液体が残留することに起因する各種の悪影響を回避 することが可能となる。

この場合において、 前記周壁の内側が負圧状態とされていることとすること ができる。 かかる場合には、 液体の自重に起因する液体の周壁外部への漏出を より確実に防ぐことが可能になる。

本発明の第 8の露光装置では、 前記基板を保持する前記基板ステージの移動 中は、 前記供給機構による前記液体の供給及び前記回収機構による液体の回収 が行われることとすることができる。

本発明の第 8の露光装置では、 前記基板を保持する前記基板ステージの停止 中は、 前記供給機構による液体の供給動作及び前記回収機構による液体の回収 動作は行われず、 前記周壁の内部に液体が保持された状態が維持されることと することができる。

本発明の第 8の露光装置では、 前記所定のクリアランスは、 3 m m以下に設 定されていることとすることができる。

本発明は、第 9の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、 基板を所定の走査方向に移動して前記パターンを投影光学系を介して前記基板 上の複数の区画領域に走査露光方式でそれぞれ転写する露光装置であって、 前 記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージと ; 前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数の供給口を有し、 前 記基板上の露光対象の区画領域の位置に応じて前記複数の供給口の中から選択 した少なくとも 1つの供給口から前記基板ステージ上の前記基板と前記投影光 学系との間を少なくとも含む所定の空間領域に走査方向に沿って液体を供給す る供給機構と ; を備える第 9の露光装置である。 例えば、 露光対象の区画領域の基板上の位置に応じてその露光対象の区画領 域の少なくとも非走査方向のサイズが異なる場合、 供給機構により、 露光対象 の区画領域の基板上の位置に応じて供給口を選択することは、 結果的に、 露光 対象の区画領域の非走査方向のサイズに応じて供給口を選択することと等価で ある。 従って、 本発明によれば、 露光対象の区画領域の非走査方向の範囲に対 応する供給口を選択することが可能となリ、区画領域外に液体を流すことなく、 基板上の露光対象の区画領域と投影光学系との間に走査方向に沿って液体を供 給しつつ、 液浸法を利用した走査露光を行うことによって、 その露光対象の区 画領域にパターンを精度良く転写することが可能となる。 この場合、 基板上の 一部の区画領域の非走査方向のサイズが残りの区画領域の非走査方向のサイズ と異なっていても良いし、基板の周辺部には欠け区画領域が存在する場合には、 残リの全ての区画領域の非走査方向のサイズが同一であっても良い。

この場合において、 前記供給機構は、 前記露光対象の区画領域が基板上の周 辺部の区画領域である場合、 前記非走査方向に関して離間した複数の供給口の うちの一部の供給口のみから前記液体を供給することとすることができる。 本発明は、 第 1 0の観点からすると、 エネルギビームによりパターンを照明 し、 基板を所定の走査方向に移動して前記パターンを投影光学系を介して前記 基板上の複数の区画領域に走査露光方式でそれぞれ転写する露光装置であって、 前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と;前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の前記非走査方向の寸法に応じて前記複数の 供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前記基板ステージ上の前 記基板と前記投影光学系との間を少なくとも含む所定の空間領域に走査方向に 沿って液体を供給する供給機構と ; を備える第 1 0の露光装置である。

これによれば、 供給機構により、 露光対象の区画領域の非走査方向のサイズ に応じて、 その区画領域の非走査方向の範囲に対応する供給口を選択すること が可能となり、 区画領域外に液体を流すことなく、 基板上の露光対象の区画領 域と投影光学系との間に走査方向に沿つて液体を供給しつつ、 液浸法を利用し た走査露光を行うことによって、 その露光対象の区画領域にパターンを精度良 く転写することが可能となる。 この場合、 基板上の一部の区画領域の非走査方 向のサイズが残リの区画領域の非走査方向のサイズと異なつていても良いし、 全ての区画領域の非走査方向のサイズが同一であっても良い。 また、 基板周辺 の区画領域を走査露光するときに非走査方向のサイズが徐々に変化する場合も あるが、 この場合も、 そのサイズの変化に応じて供給口を選択すれば良い。 本発明の第 9、 第 1 0の露光装置の各々では、 前記投影光学系に関し前記走 査方向に沿って流れる液体の上流側で液中の気泡を回収する少なくとも一つの 気泡回収機構を更に備えることとすることができる。

本発明の第 9、 第 1 0の露光装置の各々では、 前記供給機構は、 前記基板の 移動方向の後方側から前記液体を供給することとすることができる。

本発明は、 第 1 1の観点からすると、 エネルギビームによりパターンを照明 し、 前記パターンを投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、 前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;前記基板ステージ上の前記基板と前記投影光学系との間を少なくとも含む 所定の空間領域に液体を供給する供給機構と ;前記液体の流れの前記投影光学 系に対する上流側で液中の気泡を回収する少なくとも一つの気泡回収機構と ; を備える第 1 1の露光装置である。

これによれば、 基板ステージ上の基板と投影光学系との間を少なくとも含む 所定の空間領域に液体が存在する状態で、 露光 (基板上へのパターンの転写) が行われると、 液浸法が適用されて、 高解像度かつ空気中に比べて広い焦点深 度での露光が行われる。 ここで、 液体中の気泡は、 その液体の流れの投影光学 系に対する上流側で気泡回収機構によって回収される。 すなわち、 液体中の気 泡は、 投影光学系と基板との間のエネルギビーム (露光ビーム) の光路に到達 することなく、 気泡回収機構によって回収される。 このため、 気泡が投影光学 系と基板との間に入り込むことに起因するエネルギビーム (露光光) の部分的 な透過率の低下、 や投影像の劣化などを防止することができる。

この場合において、 前記気泡回収機構は、 前記液体 (回収した液体) ととも に気泡を排出することとすることができる。

本発明の第 1 1の露光装置では、 前記気泡回収機構は、 複数設けられ、 前記 気泡の回収に用いられる気泡回収機構が、 前記基板の移動方向に応じて切リ換 えられることとすることができる。 かかる場合には、 基板がいずれの方向に移 動する場合であっても、 その移動中に気泡が投影光学系と基板との間に入り込 むのを防止することができる。

本発明の第 9〜第 1 1の露光装置の各々では、 前記投影光学系と前記基板と の間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少なくとも一方に基づいて露光条 件の調整を行う調整装置を更に備えることとすることができる。

本発明は、 第 1 2の観点からすると、 エネルギビームによりパターンを照明 し、 前記パターンを投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、 前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;前記基板ステージ上の前記基板と前記投影光学系との間を少なくとも含む 所定の空間領域に液体を供給する供給機構と ;前記投影光学系と前記基板との 間の液体の温度情報に基づいて露光条件の調整を行う調整装置と ; を備える第 1 2の露光装置である。

これによれば、 供給機構により、 基板ステージ上の基板と投影光学系との間 を少なくとも含む所定の空間領域に液体が供給される。 この状態で、 露光 (基 板上へのパターンの転写) を行うと、 液浸法が適用されて、 高解像度かつ空気 中に比べて広い焦点深度での露光が行われる。 この場合、 調整装置により、 投 影光学系と基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少なくとも一方 に基づいて露光条件の調整が行なわれている。 このため、 前述の液浸用の液体 の温度分布に伴う露光精度の悪化要因、 例えばパターンの投影領域 (パターン 及び投影光学系を介してエネルギビームが照射される基板上の領域) 内の収差 (例えばフォーカス) の分布、 すなわち像面形状の変化などを考慮した露光条 件の適切な調整が可能となる。 従って、 本発明の露光装置によれば、 パターン を基板上に精度良く転写することが可能となる。

この場合において、 前記パターンを走査露光方式で前記基板上に転写するた め、 前記エネルギビームに対して前記基板ステージを所定の走査方向に駆動す る駆動系と ;前記投影光学系の前記走査方向の一側と他側に少なくとも各 1つ 配置された少なくとも 2つの温度センサと ; を更に備えることとすることがで きる。

この場合において、 前記一側と他側にそれぞれ配置された少なくとも 2つの 前記温度センサの検出結果に基づいて、 前記パターン及び前記投影光学系を介 して前記エネルギビームが照射される前記基板上の領域を前記液体が通過する 間に生じるその液体の温度変化を予測する予測装置を更に備えることとするこ とができる。

本発明の第 1 2の露光装置では、 前記パターンを走査露光方式で前記基板上 に転写するため、 前記エネルギビームに対して前記基板ステージを所定の走査 方向に駆動する駆動系を更に備え、 前記調整装置は、 前記投影光学系と前記基 板との間の液体の走査方向の温度分布を考慮して、 露光条件を調整することと することができる。

この場合において、 前記調整装置は、 前記走査方向の温度分布によって生じ る像面傾斜を考慮して、 像面と基板表面との位置関係を調整することとするこ とができる。

この場合において、 前記調整装置は、 前記走査方向の温度分布によって生じ る走査方向の像面傾斜に合わせて前記基板を傾斜させるとともに、 その傾斜方 向に前記基板を走査することとすることができる。 本発明の第 1 1、 第 1 2の露光装置の各々では、 前記供給機構は、 基板の移 動方向に沿つて前記液体を流すこととすることができる。

この場合において、 前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方から前記液 体を流すこととすることができる。

本発明の第 1 2の露光装置では、 前記温度情報は、 実測値及び予測値の少な くとも一方を含むこととすることができる。

本発明の第 1 2の露光装置では、 前記投影光学系と前記基板との間の液体の 温度を検出可能な温度センサを更に備え、 該温度センサの検出結果に基づいて 前記露光条件の調整を行うこととすることができる。

本発明の第 1 2の露光装置では、 前記温度情報に基づいて、 前記投影光学系 によって形成される像面と前記基板表面との位置関係を調整するためのフォー 力ス制御が行われることとすることができる。

本発明は、 第 1 3の観点からすると、 投影光学系と基板との間に液体を満た した状態で、 所定のパターンを前記投影光学系を介して前記基板上に転写する 露光装置であって、 多重露光を行う場合には、 第 1パターンを前記基板上の区 画領域に転写した後、前記投影光学系と基板との間に前記液体を保持したまま、 第 2パターンを前記基板上の前記区画領域に転写することを特徴とする第 1 3 の露光装置である。

これによれば、 多重露光を行う場合に、 投影光学系と基板との間に液体を満 たした状態で第 1パターンが基板上の区画領域に転写された後、 投影光学系と 基板との間に液体を保持したまま、 第 2パターンが基板上の前記区画領域に転 写される。 このため、 液浸法を利用した多重露光が適用され、 高解像度かつ実 質的に焦点深度を大きくした高精度な露光が行われる。 この場合、 第 2パター ンの転写が開始される時点では、 投影光学系と基板との間に液体が保持されて いるので、 その第 2パターンの転写を液体の供給を待つことなく開始すること が可能である。 本発明は、 第 1 4の観点からすると、 投影光学系を介してパターンの像を基 板上に投影することによって前記基板を露光する露光装置であって、 前記基板 が載置され、 該基板を保持して 2次元平面内で移動する基板ステージと ;前記 基板ステージ上の基板と前記投影光学系との間を少なくとも含む空間領域に液 体を供給する供給機構と ;前記投影光学系と前記基板との間の圧力情報に基づ いて露光条件の調整を行う調整装置と ; を備える第 1 4の露光装置である。 これによれば、 供給機構により、 基板ステージ上の基板と投影光学系との間 に液体が供給される。 この状態で、 基板の露光 (基板上へのパターンの転写) を行うと、 液浸法が適用されて、 高解像度かつ空気中に比べて広い焦点深度で の露光が行われる。 この場合、 調整装置により、 投影光学系と基板との間の圧 力情報に基づいて露光条件の調整が行われている。 このため、 前述の液体の流 れに起因する投影光学系と基板との間の圧力分布に伴う露光精度の悪化要因、 例えばパターンの投影領域 (パターン及び投影光学系を介してエネルギビーム が照射される基板上の領域) 内の収差 (例えばフォーカス) の変化、 像面形状 の変化や基板表面の面位置制御誤差などを考慮した露光条件の適切な調整が可 能となる。 ここで、 投影光学系と基板との間の圧力分布は、 圧力センサなどを 用いて直接計測した実測値であることとしても良いし、 予め実験などで求めた 情報に基づく推測値であることとしても良い。 いずれにしても、 本発明の露光 装置によれば、 パターンを基板上に精度良く転写することが可能となる。 この場合において、 前記基板は所定の走査方向に移動しながら露光され、 前 記投影光学系と前記基板との間の液体は前記走査方向と平行に流れ、 前記調整 装置は、 前記走査方向の圧力分布に基づいて露光条件の調整を行うこととする ことができる。

本発明の第 1 4の露光装置では、 前記基板は、 前記液体の流れる方向と同じ 方向に移動しながら露光されることとすることができる。

本発明の第 1 4の露光装置では、 前記調整装置は、 前記基板の走査速度に応 じた露光条件の調整情報に基づいて露光条件の調整を行うこととすることがで きる。

本発明の第 1 4の露光装置では、 前記調整装置は、 前記供給機構による液体 の供給量に応じた露光条件の調整情報に基づいて露光条件の調整を行うことと することができる。

本発明は、 第 1 5の観点からすると、 エネルギビームによりパターンを照明 し、 前記パターンを投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、 前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;前記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間に液体を供給する 供給機構と ;前記液体を回収する回収機構と ;前記回収機構で回収できなかつ た前記基板上の液体を除去する液体除去機構と ; を備える第 1 5の露光装置で める。

.これによれば、 供給機構により投影光学系と基板ステージ上の基板との間に 液体が供給され、 回収機構によりその液体が回収される。 この場合、 投影光学 系 (の先端部) と基板ステージ上の基板との間には、 所定量の液体が保持され る (満たされる) こととなる。 従って、 この状態で露光 (パターンの基板上へ の転写) を行うことにより、 液浸法が適用されて、 基板表面における露光光の 波長を空気中における波長の 1 倍 (nは液体の屈折率) に短波長化でき、 更に焦点深度は空気中に比べて約 n倍に広がる。 また、 供給機構による液体の 供給と回収機構による液体の回収とが並行して行われるときには、 投影光学系 と基板との間の液体は、 常時入れ替えられる。 また、 例えば回収機構によって 液体を完全には回収できない事態が生じた場合、 液体除去機構によりその回収 できなかった液体が除去される。

本発明は、 第 1 6の観点からすると、 投影光学系の像面側に局所的に液体を 保持するとともに、 エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを 前記投影光学系と前記液体とを介して前記基板上に転写する露光装置であって、 前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;前記投影光学系の像面側に液体を供給する供給機構と ;前記投影光学系の 投影領域の外側で前記液体を回収する第 1回収機構と ;前記投影領域に対して 前記第 1回収機構よりも外側で前記液体を回収する第 2回収機構と ; を備える 第 1 6の露光装置である。

ここで、 投影光学系の投影領域とは、 投影光学系による投影対象、 例えばパ ターン像、 の投影領域を指す。

これによれば、 供給機構により投影光学系の像面側に液体が供給され、 第 1 回収機構によりその液体が回収される。 この場合、 投影光学系の像面側に局所 的に液体を保持した状態で、 エネルギビームによりパターンが照明され、 その パターンが投影光学系と液体とを介して基板上に転写される。 すなわち、 液浸 露光が行われる。 従って、 基板表面における露光光の波長を空気中における波 長の 1 Z n倍 (nは液体の屈折率) に短波長化でき、 更に焦点深度は空気中に 比べて約 n倍に広がる。 また、 例えば第 1回収機構によって液体を完全には回 収できない事態が生じた場合、 投影領域に対してその第 1回収機構よりも外側 に位置する第 2回収機構により、 その回収できなかった液体が回収される。 本発明は、 第 1 7の観点からすると、 投影光学系の像面側に局所的に液体を 保持するとともに、 エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを 前記投影光学系と前記液体とを介して基板上に転写する露光装置であって、 前 記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージを備 え、 前記基板ステージは、 前記基板ステージに保持された前記基板の周囲に、 前記基板表面とほぼ面一の平坦部を備えることを特徴とする第 1 7の露光装置 である。

これによれば、 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持した状態で、 エネ ルギビームによりパターンが照明され、 そのパターンが投影光学系と液体とを 介して基板上に転写される。 すなわち、 液浸露光が行われる。 また、 例えば基 板の周辺部を露光する際、 あるいは露光終了後に基板ステージ上の基板を交換 する際などに、投影光学系とその像面側の基板との間に液体を保持した状態で、 投影光学系の投影領域が基板から外れる位置に基板ステージが移動した場合で も、 投影光学系と基板ステージに保持された基板の周囲に設けられた平坦部と の間に液体を保持することができ、 その液体の流出を防止することが可能とな る。

本発明は、 第 1 8の観点からすると、 投影光学系の像面側に局所的に液体を 保持するとともに、 エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを 前記投影光学系と前記液体とを介して基板上に転写する露光装置であって、 前 記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージを備 え、 前記基板ステージは、 前記基板ステージに保持される前記基板の表面とほ ぼ面一の平坦部を有し、 前記基板の露光動作を行わないときに、 前記投影光学 系と前記平坦部とを対向させて、 前記投影光学系の像面側に液体を保持し続け ることを特徴とする第 1 8の露光装置である。

これによれば、 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持した状態で、 エネ ルギビームによりパターンが照明され、 そのパターンが投影光学系と液体とを 介して基板上に転写される。 すなわち、 液浸露光が行われる。 また、 基板の露 光動作を行わないときに、 投影光学系と基板ステージに設けられた平坦部とを 対向させて、 投影光学系の像面側に液体を保持し続けるので、 例えば複数枚の 基板を連続して露光する場合に、 基板交換中に投影光学系の像面側に液体を保 持し続けることができ、 液体の供給のための時間を経ることなく、 交換後の基 板の露光を開始することが可能となる。 また、 投影光学系の像面側の先端面が 乾燥して、 その先端面に水跡 (ウォーターマーク) などが発生するのを防止す ることもできる。

本発明は、 第 1 9の観点からすると、 投影光学系の像面側に局所的に液体を 保持するとともに、 エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを 前記投影光学系と前記液体とを介して基板上に転写する露光装置であって、 前 記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージを備 え、 前記基板ステージは、 前記基板ステージに保持される前記基板の表面とほ ぼ面一の平坦部を有し、 前記基板ステージに保持された基板の露光完了後に、 前記基板ステージを所定位置へ移動させて、 前記投影光学系の像面側の液体を 回収し、 該液体の回収完了後に、 前記露光完了後の基板を前記基板ステージか らアンロードすることを特徴とする第 1 9の露光装置である。

これによれば、 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持した状態で、 エネ ルギビームによりパターンが照明され、 そのパターンが投影光学系と液体とを 介して基板上に転写される。 すなわち、 液浸露光が行われる。 また、 基板ステ ージに保持された基板の露光完了後に、基板ステージを所定位置へ移動させて、 投影光学系の像面側の液体を回収する。 ここで、 基板ステージを所定位置へ移 動させる際に、 投影光学系の投影領域が基板から外れる位置に基板ステージが 移動する場合でも、 投影光学系と基板ステージ上に設けられた平坦部との間に 液体を保持することができる。 また、 所定位置を、 投影光学系と基板ステージ 上に設けられた平坦部とが対向して液体を保持する位置にしても良い。 いずれ にしても、 所定位置への移動後に液体の回収が行われ、 その液体の回収完了後 に、 露光完了後の基板が基板ステージからアンロードされる。

本発明は、 第 2 0の観点からすると、 投影光学系の像面側に局所的に液体を 保持するとともに、 エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを 前記投影光学系と前記液体とを介して基板上に転写する露光装置であって、 前 記投影光学系の像面側に液体を供給する供給機構と;前記投影光学系の像面側 の空間内の気体を排気する排気機構と ; を備え、 前記供給機構からの液体供給 は、 前記排気機構による気体の排気と並行して開始されることを特徴とする第 2 0の露光装置である。

これによれば、 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持した状態で、 エネ ルギビームによりパターンが照明され、 そのパターンが投影光学系と液体とを 介して基板上に転写される。 すなわち、 液浸露光が行われる。 また、 供給機構 からの投影光学系の像面側への液体の供給は、 排気機構による投影光学系の像 面側の空間内の気体の排気と並行して開始されるので、 その空間内に液体を速 やかに満たすことができるとともに、 投影光学系の像面側に不都合な気泡や気 体の塊が残つてしまうのが防止することもできる。

本発明は、 第 2 1の観点からすると、 投影光学系と液体とを介して基板上に エネルギビームを照射し、 該基板を露光する露光装置であって、 前記基板を保 持して 2次元面内で移動可能な基板ステージと;前記液体の温度情報と前記液 体の圧力情報との少なくとも一方に基づいて、 前記基板ステージの移動を制御 する制御装置と ; を備える第 2 1の露光装置である。

これによれば、 投影光学系と液体とを介して基板上にエネルギビームが照射 され、 該基板が露光される。 すなわち、 液浸露光が行われる。 また、 制御装置 により、 前記液体の温度情報と前記液体の圧力情報との少なくとも一方に基づ いて、 基板ステージの移動が制御されるので、 投影光学系と基板との間の水の 温度変化や水の圧力による、 露光中のデフォーカスなどの発生が効果的に抑制 され、 転写精度の悪化を防止できる。

また、 リソグラフイエ程において、 本発明の第 1〜第 2 1の露光装置のいず れかを用いて、 基板上にデバイスパターンを転写することにより、 基板上にパ ターンを精度良く形成することができ、 これにより、 より高集積度のマイクロ デバイスを歩留まり良く製造することができる。 従って、 本発明は、 更に別の 観点からすると、 本発明の第 1〜第 2 1の露光装置のいずれかを用いるデバイ ス製造方法であるとも言える。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の第 1の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図で o

図 2は、 Z ■チルトステージ及びウェハホルダを示す斜視図である。

図 3は、 液体給排ュニットを、 鏡筒の下端部及び配管系とともに示す断面図 である。

図 4は、 図 3の B— B線断面図である。

図 5は、 焦点位置検出系を説明するための図である。

図 6は、 第 1の実施形態の露光装置の制御系の構成を一部省略して示すプロ ック図である。

図フ A及び図 7 Bは、 照明光の照射によりウェハ上の照射領域に収差変化が 生じる理由を説明するための図である。

図 8 Aは、給水位置にウェハステージが移動したときの状態を示す図であり、 図 8 Bは、ウェハに対するステップ'アンド.スキャン方式の露光処理の中のゥ ェハステージと投影ュニッ卜との位置関係の一例を示す図であり、 図 8 Cは、 排水位置にウェハステージが移動したときの状態を示す図である。

図 9は、 液体給排ュニッ卜内部に所望の深さまで水が溜まった状態を示す図 である。

図 1 0 Aは、 ファーストショットに対する露光の際の、 液体給排ユニット近 傍の様子を簡略化して示す図であり、 図 1 O Bは、 図 1 O Aとは逆向きにゥェ ハがスキャンされた際の液体供給ュニット近傍の様子を簡略化して示す図であ る。

図 1 1 A〜図 1 1 Fは、 第 2の実施形態に係る露光装置における 1つのショ ット領域に対する露光のためのウェハステージの走査時の給排水動作の流れを 示す図である。

図 1 2は、 第 2の実施形態の露光装置に、 走査方向に平行に延びる複数の仕 切りを設けた変形例に係る液体給排ュニッ卜を採用し、 ウェハ上のエッジショ ットを露光する場合について説明するための図である。 図 1 3 〜図1 3 Fは、 第 2の実施形態の変形例を説明するための図であつ て、 1つのショッ卜領域に対する露光のためのウェハステージの走査時の給排 水動作の流れを示す図である。

図 1 4 A及び図 1 4 Bは、 液体給排ュニッ卜の変形例をそれぞれ示す図であ る。

図 1 5は、 投影レンズの一部に孔を設け、 その孔を介して液体の回収を行う 変形例について示す図である。

図 1 6は、 本発明に係るデバイス製造方法を説明するためのフローチャート である。

図 1 7は、 図 1 6のステップ 2 0 4の具体例を示すフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態

《第 1の実施形態》

以下、 本発明の第 1の実施形態について、 図 1〜図 1 O Bに基づいて説明す る。

図 1には、第 1の実施形態に係る露光装置 1 0 0の概略構成が示されている。 この露光装置 1 0 0は、 ステップ■アンド 'スキャン方式の投影露光装置 (い わゆるスキャニング 'ステツパ)である。この露光装置 1 0 0は、照明系 1 0、 マスクとしてのレチクル Rを保持するレチクルステージ R S T、 投影ュニッ卜 P U、 基板としてのウェハ Wが搭載される Z ■チルトステージ 3 0を含むステ ージ装置 5 0、 及びこれらの制御系等を備えている。

前記照明系 1 0は、 例えば特開平 6— 3 4 9 7 0 1号公報及びこれに対応す る米国特許第 5, 5 3 4 , 9 7 0号などに開示されるように、 光源、 ォプティ カルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、 ビームスプリッタ、 リレーレ ンズ、 可変 N Dフィルタ、 レチクルブラインド等 (いずれも不図示) を含んで 構成されている。 この照明系 1 0では、 回路パターン等が描かれたレチクル R 上のレチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域部分をエネルギビ ー厶としての照明光(露光光) I Lによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、 照明光 I しとしては、 一例として A r Fエキシマレーザ光 (波長 1 9 3 n m) が用いられている。 なお、 照明光 I しとして、 K r Fエキシマレーザ光 (波長 2 4 8 n m) などの遠紫外光、 あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線 ( g線、 ί線等) を用いることも可能である。 また、 オプティカルイン亍グレ ータとしては、 フライアイレンズ、 ロッドインテグレータ (内面反射型インテ グレータ) あるいは回折光学素子などを用いることができる。 本国際出願で指 定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、 上記米国特 許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

また、 照明系 1 0内の照明光 I Lの光路上には、 透過率が高く反射率が僅か なビームスプリッタが配置され、 このビームスプリッタによる反射光路上には 光電変換素子から成るインテグレータセンサ (光センサ) 1 4が配置されてい る (図 1では図示せず、図 6参照)。 このインテグレータセンサ 1 4の光電変換 信号は、 主制御装置 2 0に供給されている (図 6参照)。

前記レチクルステージ R S Τ上には、 レチクル Rが、 例えば真空吸着により 固定されている。 レチクルステージ R S Τは、 例えばリニアモータ等を含むレ チクルステージ駆動部 1 1 (図 1では図示せず図 6参照) によって、 照明系 1 0の光軸 (後述する投影光学系 P Lの光軸 Α Χに一致) に垂直な Χ Υ平面内で 微少駆動可能であるとともに、 所定の走査方向 (ここでは Υ軸方向とする) に 指定された走査速度で駆動可能となっている。

レチクルステージ R S Τのステージ移動面内の位置は、 レチクルレーザ干渉 計 (以下、 「レチクル干渉計 J という) 1 6によって、 移動鏡 1 5を介して、 例 えば 0 . 5〜 1 n m程度の分解能で常時検出される。 ここで、 実際には、 レチ クルステージ R S T上には Y軸方向に直交する反射面を有する移動鏡と X軸方 向に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、 これらの移動鏡に対応して レチクル Y干渉計とレチクル X干渉計とが設けられているが、 図 1ではこれら が代表的に移動鏡 1 5、 レチクル干渉計 1 6として示されている。 なお、 例え ば、 レチクルステージ R S Τの端面を鏡面加工して反射面 (移動鏡 1 5の反射 面に相当) を形成しても良い。 また、 レチクルステージ R S Tの走査方向 (本 実施形態では Υ軸方向) の位置検出に用いられる X軸方向に伸びた反射面の代 わりに、 少なくとも 1つのコーナーキューブ型ミラー (例えばレトロリフレク タ) を用いても良い。 ここで、 レチクル Υ干渉計とレチクル X干渉計の一方、 例えばレチクル Υ干渉計は、 測長軸を 2軸有する 2軸干渉計であり、 このレチ クル Υ干渉計の計測値に基づきレチクルステージ R S Τの Υ位置に加え、 0 ζ 方向 (Ζ軸回りの回転方向) の回転も計測できるようになつている。

レチクル干渉計 1 6からのレチクルステージ R S Tの位置情報はステージ制 御装置 1 9及びこれを介して主制御装置 2 0に供給される。 ステージ制御装置 1 9では、 主制御装置 2 0からの指示に応じ、 レチクルステージ R S Τの位置 情報に基づいてレチクルステージ駆動部 1 1を介してレチクルステージ R S Τ を駆動制御する。

前記投影ュニット P Uは、 レチクルステージ R S Τの図 1における下方に配 置されている。 投影ユニット P Uは、 鏡筒 4 0と、 該鏡筒内に所定の位置関係 で保持された複数の光学素子、 具体的には Ζ軸方向の共通の光軸 A Xを有する 複数のレンズ (レンズエレメント) から成る投影光学系 P Lとを備えている。 投影光学系 P Lとしては、 例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率 (例 えば 1 4倍、 又は 1 5倍) の屈折光学系が使用されている。 このため、 照 明系 1 0からの照明光 I Lによってレチクル R上の照明領域が照明されると、 このレチクル Rを通過した照明光 I Lにより、 投影ユニット P U (投影光学系 P L ) を介してその照明領域内のレチクル Rの回路パターンの縮小像 (回路パ ターンの一部の縮小像) が表面にレジスト (感光剤) が塗布されたウェハ W上 に形成される。 また、 図示は省略されているが、 投影光学系 Pしを構成する複数のレンズの うち、 特定の複数のレンズは、 主制御装置 2 0からの指令に基づいて、 結像特 性補正コントローラ 8 1 (図 6参照) によって制御され、 投影光学系 P Lの光 学特性 (結像特性を含む)、 例えば倍率、 ディストーション、 コマ収差、 及び像 面湾曲 (像面傾斜を含む)、 像面位置などを調整できるようになつている。 なお、 結像特性補正コントローラ 8 1は、 レチクル Rを動かしたり、 照明光 I Lの波長を微調整したりして、 投影光学系 P Lを介して投影される像の特性 を調整するようにしても良いし、 これらを適宜組み合わせて使用するようにし ても良い。

また、 本実施形態の露光装置 1 0 0では、 後述するように液浸法を適用した 露光を行うため、 投影光学系 P Lを構成する最も像面側 (ウェハ 側) の光学 素子としてのレンズ 4 2 (図 3等参照) の近傍には、 該レンズを保持する鏡筒 4 0の先端を取り囲む状態で、 液体給排ュニット 3 2が取り付けられている。 なお、 この液体給排ュニット 3 2及びこれに接続された配管系の構成等につい ては後に詳述する。

前記ステージ装置 5 0は、 基板ステージとしてのウェハステージ WS T、 該 ウェハステージ WS Τ上に設けられたウェハホルダフ 0、 これらウェハステー ジ W S Τ及びウェハホルダ 7 0を駆動するウェハステージ駆動部 2 4等を備え ている。前記ウェハステージ W S Τは、投影光学系 P Lの図 1における下方で、 不図示のベース上に配置され、 ウェハステージ駆動部 2 4を構成する不図示の リニアモータ等によって X Υ方向へ駆動される X Υステージ 3 1と、 該 Χ Υス テージ 3 1上に載置され、 ウェハステージ駆動部 2 4を構成する不図示の Ζ ■ チルト駆動機構によって、 Ζ軸方向、 及び Χ Υ面に対する傾斜方向 (X軸回り の回転方向 ( θ X方向) 及び Υ軸回りの回転方向 (0 y方向)) へ微小駆動され る Z ■チルトステージ 3 0とを備えている。 この Z 'チルトステージ 3 0上に ウェハ Wを保持する前記ウェハホルダ 7 0が搭載されている。 このウェハホルダ 7 0は、 図 2の斜視図に示されるように、 ウェハ Wが載置 される領域 (中央の円形領域) の周囲部分のうち、 正方形の Z 'チルトステー ジ 3 0の一方の対角線上に位置する 2つのコーナーの部分がそれぞれ突出し、 他方の対角線上に位置する 2つのコーナー部分が前述の円形領域よリ一回リ大 きい円の 1 4の円弧状となる、 特定形状の本体部 7 O Aと、 この本体部 7 0 Aにほぼ重なるようにウェハ Wの載置される領域の周囲に配置された 4枚の補 助プレート 2 2 a〜2 2 dとを備えている。 これらの補助プレート 2 2 a ~ 2 2 dの表面(平坦部)は、ウェハ W表面とほぼ同一の高さ (両者の高さの差は、 1 m m程度もしくはそれ以下) とされている。

ここで、 図 2に示されるように、 補助プレート 2 2 a〜2 2 dのそれぞれと ウェハ Wとの間には、 隙間 Dが存在するが、 隙間 Dの寸法は、 3 m m以下にな るように設定されている。 また、 ウェハ Wには、 その一部にノッチ (V字状の 切欠き) が存在するが、 このノッチの寸法は、 隙間 Dより更に小さく 1 m m程 度であるから、 図示は省略されている。

また、 補助プレート 2 2 aには、 その一部に円形開口が形成され、 その開口 内に、 基準マーク板 F Mが隙間がないように嵌め込まれている。 基準マーク板 F Mはその表面が、 補助プレート 2 2 aと同一面とされている。 基準マーク板 F Mの表面には、 後述するレチクルァライメントゃァライメン卜検出系のベー スライン計測などに用いられる各種の基準マーク (いずれも不図示) が形成さ れている。 なお、 補助プレート 2 2 a〜 2 2 dは、 必ずしもプレート状である 必要はなく、 Z 'チルトステージ 3 0の上面がウェハ Wとほぼ同じ高さになる ようにしておいても良い。 要は、 ウェハ Wの周囲にウェハ W表面とほぼ同じ高 さの平坦部が形成されていれば良い。

図 1に戻り、 前記 X Yステージ 3 1は、 走査方向 (Y軸方向) の移動のみな らず、 ウェハ W上の複数の区画領域としてのショッ卜領域を前記照明領域と共 役な露光領域に位置させることができるように、 走査方向に直交する非走査方 向 (X軸方向) にも移動可能に構成されており、 ウェハ W上の各ショット領域 を走査 (スキャン) 露光する動作と、 次ショットの露光のための加速開始位置 (走査開始位置) まで移動する動作 (区画領域間移動動作) とを繰り返すステ ップ 'アンド 'スキャン動作を行う。

ウェハステージ W S Tの X Y平面内での位置 (Z軸回りの回転 (0 z回転) を含む)は、 Z■チルトステージ 3 0の上面に設けられた移動鏡 1 7を介して、 ウェハレーザ干渉計(以下、 「ウェハ干渉計」と呼ぷ) 1 8によって、例えば 0 . 5〜 1 n m程度の分解能で常時検出されている。 ここで、 実際には、 Z ■チル トステージ 3 0上には、 例えば図 2に示されるように、 走査方向 (Y軸方向) に直交する反射面を有する Y移動鏡 1 7 Yと非走査方向 (X軸方向) に直交す る反射面を有する X移動鏡 1 7 Xとが設けられ、 これに対応してウェハ干渉計 も X移動鏡 1 7 Xに垂直に干渉計ビームを照射する X干渉計と、 Y移動鏡 1つ Yに垂直に干渉計ビームを照射する Y干渉計とが設けられているが、 図 1では これらが代表的に移動鏡 1 7、 ウェハ干渉計 1 8として示されている。 なお、 ウェハ干渉計 1 8の X干渉計及び Y干渉計は、 ともに測長軸を複数有する多軸 干渉計であり、 これらの干渉計によって、 ウェハステージ W S T (より正確に は、 Z ■チルトステージ 3 0 ) の X、 Y位置の他、 回転 (ョ一イング (Z軸回 りの回転である 0 z回転)、 ピッチング (X軸回りの回転である S X回転)、 口 一リング (Y軸回りの回転である 0 y回転)) も計測可能となっている。 なお、 例えば、 Z■チルトステージ 3 0端面を鏡面加工して反射面 (移動鏡 1 7 X、 1 7 Yの反射面に相当) を形成しても良い。 また、 多軸干渉計は 4 5 ° 傾いて ウェハテーブル 1 8に設置される反射面を介して、 投影光学系 P Lが載置され る架台 (不図示) に設置される反射面にレーザビームを照射し、 投影光学系 P Lの光軸方向(Z軸方向)に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。 ウェハステージ W S Tの位置情報(又は速度情報)はステージ制御装置 1 9、 及びこれを介して主制御装置 2 0に供給される。 ステージ制御装置 1 9では、 主制御装置 2 0の指示に応じ、 ウェハステージ WS Tの上記位置情報 (又は速 度情報) に基づき、 ウェハステージ駆動部 2 4を介してウェハステージ W S T を制御する。

次に、 液体給排ユニット 3 2について、 図 3及び図 4に基づいて説明する。 図 3には、 液体給排ユニット 3 2が、 鏡筒 4 0の下端部及び配管系とともに断 面図で示されている。また、図 4には、図 3の B— B線断面図が示されている。 なお、液体給排ュニット 3 2は、鏡筒 4 0に対して着脱可能に構成されており、 液体給排ュニット 3 2に故障や破損などの不具合が生じた場合には交換するこ とが可能である。

図 3に示されるように、 投影ユニット P Uの鏡筒 4 0の像面側の端部 (下端 部) には他の部分に比べて直径の小さい小径部 4 0 aが形成されており、 この 小径部 4 0 aの先端が下方に行くにつれてその直径が小さくなるテーパ部 4 0 bとされている。 この場合、 小径部 4 0 aの内部に投影光学系 P Lを構成する 最も像面側のレンズ 4 2が保持されている。 このレンズ 4 2は、 その下面が光 軸 A Xに直交する X Y面に平行とされている。

前記液体給排ユニット 3 2は、 正面 (及び側面) から見て段付き円筒状の形 状を有しており、 その中央部には、 鏡筒 4 0の小径部 4 0 aを上方から揷入可 能な断面円形の開口 3 2 aが上下方向に形成されている。 この開口 3 2 aの開 口径 (該開口を形成する外側の環状側壁 3 2 cの内周面の直径) は、 上端部か ら下端部近傍までは一定で、 それよリ下の部分では下方に行くにつれて小さく なるようなテーパ状とされている。 この結果、 鏡筒 4 0 aのテーパ部 4 0 の 外面と環状側壁 3 2 cの内面とによって、 上から見て末広 (下から見て先細) の一種のノズル (以下では、 便宜上 「先細ノズル部」 と呼ぶ) が形成されてい る。

液体給排ュニッ卜 3 2の下端面には、 前記開口 3 2 aの外側に、 下方から見 て環状の凹部 3 2 bが形成されている。 この場合、 凹部 3 2 bと開口 3 2 aと の間には、 所定肉厚の前記環状側壁 3 2 cが形成されている。 この環状側壁 3 2 cの下端面は、 前述のレンズ 4 2の下面 (鏡筒 4 0の最下端面) と同一面と なっている。 環状側壁 3 2 cの外周面の直径は、 上端部から下端部近傍までは 一定で、 それよリ下の部分では下方に行くにつれて小さくなるようなテーパ状 とされている。

前記環状側壁 3 2 cと鏡筒 4 0の小径部 4 0 aとの間には、 図 3及び図 4か ら分かるように、 平面視 (上方又は下方から見て) 環状の空隙が形成されてい る。 この空隙内に、 全周に渡ってほぼ等間隔で複数本の回収管 5 2の一端が上 下方向に挿入されている。

液体給排ユニット 3 2の前述の凹部 3 2 b内部の底面 (上面) には、 環状側 壁 3 2 cの X軸方向の両側及び Y軸方向の両側の位置に、 それぞれ上下方向の 貫通孔 3 4が形成され、 各貫通孔 3 4に排気管 5 4の一端がそれぞれ挿入され ている (図 3では、 X軸方向一側と他側の排気管 5 4は不図示、図 4参照)。 ま た、液体給排ュニッ卜 3 2の凹部 3 2 b内部の底面(上面)には、複数箇所(例 えば 2箇所) に丸孔が形成され、 各丸孔を介して全回収用ノズル 5 6の下端部 が揷入されている。

更に、 液体給排ュニッ卜 3 2の下端には、 前記凹部 3 2 bの外側に、 下方か ら見て環状の凹溝 3 2 dが形成されている。 この場合、 凹溝 3 2 dと凹部 3 2 bとの間には、 所定肉厚の環状側壁 3 2 eが形成されている。 この環状側壁 3 2 eの下端面は、 前述のレンズ 4 2の下面 (鏡筒 4 0の最下端面) と同一面と なっている。環状側壁 3 2 eの内周面の直径は上端から下端まで一定であるが、 外周面の直径は、 上端部から下端部近傍までは一定で、 それより下の部分では 下方に行くにつれて小さくなるようなテーパ状とされている。

凹溝 3 2 dの深さは、凹部 3 2 bに比べて幾分(所定距離)浅くされており、 液体給排ユニット 3 2の凹溝 3 2 d内部の底面 (上面) には、 複数の段付きの 貫通孔が所定間隔で形成されており、 各貫通孔内に供給管 5 8の一端が上方か 5

37 ら揷入され、 各貫通孔の下端の小径部は供給口 36とされている。

液体給排ュニット 32の前記凹溝 32 dの外側の壁、すなわち周壁 32 f は、 その内周側の一部が残りの部分より所定距離 A Hだけ下方に突出した突出部 3

2 gとされている。 この突出部 32 gの下端面は、 前述のレンズ 42の下面に 平行となっており、ウェハ Wの表面との間のクリアランス Δ hは、 3mm以下、 例えば 1 ~2mm程度とされている。 また、 この場合、 突出部 32 gの先端面 は、 レンズ 42表面よりほぼ ΔΗだけ下方に位置している。

周壁 32 f の内周面の下端部 (突出部 32 g近傍部分) の直径は、 下方に行 くにつれて大きくなるようなテ一パ状とされている。 この結果、 環状凹溝 32 dを形成する両側の壁 (32 e, 32 f ( 32 g )) によって、 上から見て末広 (下から見て先細) の一種のノズル (以下では、 便宜上 「末広ノズル部」 と呼 ぷ) が構成されている。

周壁 32 f の突出部 32 gの外側の環状領域には、 X軸方向の一側と他側、 及び Y軸方向の一側と他側に、 2対の所定深さの円弧状のスリット 32 h ,

32112、 及ぴ32 3, 32 h が形成されている。 各スリットの幅は、 実際 には、 凹溝 32 dの幅寸法に比べて相当小さく、 その内部で毛細管現象が生じ る程度とされている。 これらのスリット 32 hi, 32 h2、 及び 32 h3, 3 2 h4 にそれぞれ連通する該各スリツ卜の幅よりも僅かに大きな直径の丸孔か ら成る吸気孔が、 各スリッ卜に対応して少なくとも各 1つ液体給排ュニット 3 2の上面に形成され、 各吸気孔に補助回収管 60の一端がそれぞれ挿入されて いる。 (伹し、 図 3では、 Y軸方向一側と他側のスリット 32 h3、 32 h4 に 連通する補助回収管 603、 604のみが示され、 X軸方向一側と他側のスリッ 卜 321 、 32 h2 に連通する補助回収管 6 Οι、 602 については不図示(図 4参照))。

前記各供給管 58の他端は、 バルブ 62 aをそれぞれ介して、 液体供給装置 72にその一端が接続された供給管路 64の他端にそれぞれ接続されている。 液体供給装置 7 2は、 液体のタンク、 加圧ポンプ、 温度制御装置等を含んで構 成され、 主制御装置 2 0によって制御される。 この場合、 対応するバルブ 6 2 aが開状態のとき、 液体供給装置 7 2が作動されると、 例えば露光装置 1 0 0 (の本体) が収納されているチャンバ (図示省略) 内の温度と同程度の温度に 温度制御装置によって温調された液浸用の所定の液体が供給口 3 6を介して、 液体給排ュニット 3 2とウェハ W表面とで区画されるほぼ閉じた空間内に供給 される。 なお、 以下では、 各供給管 5 8に設けられたバルブ 6 2 aを纏めて、 バルブ群 6 2 aとも記述する (図 6参照)。

上記の液体としては、 ここでは、 A r Fエキシマレーザ光 (波長 1 9 3 · 3 n mの光) が透過する超純水 (以下、 特に必要な場合を除いて、 単に 「水」 と 記述する) を用いるものとする。 超純水は、 半導体製造工場等で容易に大量に 入手できると共に、 ウェハ上のフォトレジス卜や光学レンズ等に対する悪影響 がない利点がある。 また、 超純水は環境に対する悪影響がないと共に、 不純物 の含有量が極めて低いため、 ウェハの表面、 及びレンズ 4 2の表面を洗浄する 作用も期待できる。

水の屈折率 nは、ほぼ 1 . 4 4〜 1 . 4 7と言われており、この水の中では、 照明光 I しの波長は、 1 9 3 n m X 1 / n =約 1 3 1〜 1 3 4 n mに短波長化 される。

前記各回収管 5 2の他端は、 バルブ 6 2 bをそれぞれ介して、 液体回収装置 7 4にその一端が接続された回収管路 6 6の他端にそれぞれ接続されている。 液体回収装置 7 4は、 液体のタンク及び吸引ポンプ等を含んで構成され、 主制 御装置 2 0によって制御される。 この場合、 対応するバルブ 6 2 bが開状態の とき、 前述のほぼ閉じた空間内の水が各回収管 5 2を介して液体回収装置フ 4 によって回収される。 なお、 以下では、 各回収管 5 2に設けられたバルブ 6 2 bを纏めて、 バルブ群 6 2 bとも記述するものとする (図 6参照)。

前記各全回収用ノズル 5 6の上端は、 中継用の回収管路 6 8及び共通のバル ブ 6 2 cを介して前述の回収管路 6 6の別の分岐端に接続されている。 この場 合、 各全回収用ノズル 5 6は、 主制御装置 2 0によって制御される駆動機構 6 3 (図 3では図示せず、 図 6参照) によって上下動可能に構成されている。 各 全回収用ノズル 5 6は、 ウェハ Wの表面より所定距離下方まで移動可能な構成 とされている。 このため、 バルブ 6 2 cが開状態のとき、 全ての全回収用ノズ ル 5 6をウェハ表面とほぼ同じ高さ位置まで下げることにより、 それらの全回 収用ノズル 5 6を介して液体回収装置 7 4によりウェハ (又は前述した補助プ レート 2 2 a〜2 2 d ) 上から水が完全に回収される。

前記各排気管 5 4の他端は、 バルブ 6 2 dをそれぞれ介して一端が真空ボン プを内蔵する吸引機構としての真空排気装置 7 6に接続された真空配管系 6 9 の他端にそれぞれ接続されている。 真空排気装置 7 6は、 主制御装置 2 0によ つて制御される。 なお、 以下では、 各排気管 5 4に設けられたバルブ 6 2 dを 纏めて、 バルブ群 6 2 dとも記述するものとする (図 6参照)。

また、 この真空配管系 6 9には、 共通のバルブ 6 2 eを介して前述の補助回 収管 6 0 ι〜6 04がそれぞれ接続されている。 この場合、全てのバルブ 6 2 d が開状態で、 かつ真空排気装置 7 6が作動状態であるとき、 ウェハ W (又は前 述した補助プレート 2 2 a ~ 2 2 d ) 上でレンズ 4 2の下端面よリ上の位置ま で水が満たされる (図 8参照) と、 凹部 3 2 b内の上部空間が負圧となり、 そ の水が持ち上げられる。

また、バルブ 6 2 eが開状態のとき、真空排気装置 7 6が作動状態であると、 例えば、 前述の周壁 3 2 f の外部に水が漏れた (流出した) 場合にその水が、 スリット (3 2 h i〜3 2 h 4のいずれか)内に毛細管現象で吸い上げられると ともに、 真空排気装置 7 6の真空吸引力によって吸い上げられ外部に排出され る。

なお、上記各バルブとしては、開閉の他、その開度の調整が可能な調整弁(例 えば流量制御弁) などが用いられている。 これらのバルブは、 主制御装置 2 0 によって制御される (図 6参照)。

なお、 液体給排ュニット 3 2は、 その上面の複数箇所に凹部 3 2 b内部の底 面 (上面) に向かって上下方向にそれぞれ形成された孔を介してスクリュ 8 0 によって、 鏡筒 4 0の底部に固定されている (図 4参照)。

また、 鏡筒 4 0のテーパ部 4 0 bの Y軸方向の一側と他側には、 一対の温度 センサ 3 8 A、 3 8 Bがそれぞれ固定されている。 これらの温度センサの出力 は、 主制御装置 2 0に供給されるようになっている (図 6参照)。

また、図 3に示されるように、前述のスリット 3 2 h 3、 3 2 h 4それぞれの 近傍には、給気ノズル 8 5 3、 8 54がそれぞれ設けられている。 また、 図示は 省略されているが、前述のスリット 3 2 3 2 h 2 それぞれの近傍にも、給 気ノズルが各 1つ設けられている。 これらの給気ノズルは、 主制御装置 2 0に よって制御される空調機構 8 6 (図 3では図示せず、 図 6参照) にそれぞれ接 続されている。

本実施形態の露光装置 1 0 0では、 更に、 ウェハ Wのいわゆるオートフォー カス、 オートレべリングのための、 焦点位置検出系が設けられている。 以下、 この焦点位置検出系について図 5に基づいて説明する。

図 5において、 レンズ 4 2と鏡筒 4 0のテーパ部 4 0 bとの間にはレンズ 4 2と同一素材から成り、 該レンズ 4 2に密着された一対のプリズム 4 4 A、 4 4 Bが設けられている。

更に、 鏡筒 4 0の小径部 4 0 aを除く大径部 4 0 cの下端の近傍には、 鏡筒 4 0の内部と外部とを連通する水平方向に延びる一対の貫通孔 4 0 d、 4 0 e が形成されている。 これらの貫通孔 4 0 d、 4 O eそれぞれの内側 (前述の空 隙側) の端部には、 直角プリズム 4 6 A、 4 6 Bがそれぞれ配置され、 鏡筒 4 0に固定されている。

鏡筒 4 0外部には、 一方の貫通孔 4 0 dに対向して、 照射系 9 0 aが配置さ れている。 また、 鏡筒 4 0外部には、 他方の貫通孔 4 0 eに対向して、 照射系 9 0 aとともに焦点位置検出系を構成する受光系 9 0 bが配置されている。 照 射系 9 0 aは、 図 1の主制御装置 2 0によってオンオフが制御される光源を有 し、 投影光学系 P Lの結像面に向けて多数のピンホール又はスリツ卜の像を形 成するための結像光束を水平方向に射出する。 この射出された結像光束は、 直 角プリズム 4 6 Aによって鉛直下方に向けて反射され、 前述のプリズム 4 4 A によってウェハ W表面に光軸 A Xに対して斜め方向より照射される。 一方、 ゥ ェハ W表面で反射されたそれらの結像光束の反射光束は、 前述のプリズム 4 4 Bで鉛直上方に向けて反射され、 更に直角プリズム 4 6 Bで水平方向に向けて 反射され、 受光系 9 0 bによって受光される。 このように、 本実施形態では、 照射系 9 0 a、 受光系 9 0 b、 プリズム 4 4 A、 4 4 B及び直角プリズム 4 6 A、 4 6 Bを含んで、 例えば特開平 6— 2 8 3 4 0 3号公報及びこれに対応す る米国特許第 5 , 4 4 8 , 3 3 2号等に開示されるものと同様の斜入射方式の 多点焦点位置検出系から成る焦点位置検出系が構成されている。 以下では、 焦 点位置検出系を焦点位置検出系 (9 0 a , 9 0 b ) と記述するものとする。 本 国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、 上記公報及び米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。 この焦点位置検出系 (9 0 a , 9 0 b ) の受光系 9 0 bの出力である焦点ず れ信号 (デフォーカス信号) は、 主制御装置 2 0に供給されている。

主制御装置 2 0は、 後述する走査露光時等に、 受光系 6 0 bからの焦点ずれ 信号(デフォーカス信号)、例えば Sカーブ信号に基づいて焦点ずれが零となる ように、 ステージ制御装置 1 9及びウェハステージ駆動部 2 4を介して Z 'チ ルトステージ 3 0及びウェハホルダ 7 0の Z軸方向への移動、 及び 2次元方向 の傾斜 (すなわち、 0 x , 0 y方向の回転) を制御する。 すなわち、 主制御装 置 2 0は、 焦点位置検出系 (9 0 a、 9 0 b ) を用いて Z■チル卜ステージ 3 0及びウェハホルダ 7 0の移動を制御することにより、 照明光 I Lの照射領域 (前述の照明領域に光学的に共役な領域) 内で投影光学系 Pしの結像面とゥェ ハ Wの表面とを実質的に合致させるオートフォーカス (自動焦点合わせ) 及び オートレべリングを実行する。 なお、 これについては、 更に後述する。

図 6には、 露光装置 1 0 0の制御系の構成が一部省略してブロック図にて示 されている。 この制御系は、 ワークステーション(又はマイクロコンピュータ) などから成る主制御装置 2 0及びこの配下にあるステージ制御装置 1 9などを 中心として構成されている。

主制御装置 2 0には、 これまでに説明した各部の他、 メモリ 2 1が接続され ている。 このメモリ 2 1内には、 後述する走査露光時に、 温度センサ 3 8 A、 3 8 Bの計測結果から得られる温度差とレンズ 4 2の下方の水の流れの情報 (流速や流量) とに基づいて、 前述のレチクル Rに照明光 I Lが照明される照 明領域に光学的に共役なウェハ W上のパターンの投影領域、 すなわち露光時に パターン及び投影光学系 P Lを介して照明光 I Lが照射されるウェハ上の照射 領域内における水の温度分布を演算するための情報 (例えば演算式、 又はテー ブルデータ)、及びこの温度分布に基づいてその照射領域内に投影されるパター ン像の収差 (例えばべス卜フォーカス位置、像面湾曲 (像面傾斜を含む)、球面 収差など) の変化や、 その温度分布によって生じる焦点位置検出系 (9 0 a、 9 0 b ) の計測誤差などに対応する温度変化係数を算出するための情報 (例え ば演算式、 又はテーブルデータ) その他の情報が記憶されている。 なお、 これ らの情報は、 予めシミュレーション結果などに基づいて求められている。

ここで、 図 7 A及び図 7 Bに基づいて、 照明光 I Lの照射によりウェハ W上 の照射領域に投影されるパターン像に収差変化が生じる理由について、 走査方 向の像面傾斜を例にとって簡単に説明する。

ウェハ W上に水が存在していても、 投影光学系 P Lと水との相対速度が零で ある、 すなわちウェハ Wが静止し、 かつ水も流れてない状態では、 照明光 I し がゥェ/、W上の照射領域に照射されてゥェ/、Wが加熱されると、 ゥェ /、W上の 水の温度分布 (温度の等高線) は図 7 Aに示されるようになる。 この図 7 Aに おいて、 符号 Cは低温部を示し、 符号 Hは高温部を示す。 このように、 照明光 I Lの照射によって水の温度分布が変化すると、 ウェハ W上の照射領域内に投 影されるパターン像のベストフォーカス位置の変化や球面収差、 非点収差、 デ イストーシヨンなど変化を引き起こす。 この場合、 照射領域近傍の温度分布は 左右対称であるから、 走査方向 (図 7 A中の紙面左右方向) の一端の点 P i と 他端の点 P 2 におけるベストフォーカス位置は、 同一の位置となり、 走査方向 に関しては像面傾斜は生じていない。 なお、 水の温度分布は図 7 Aのようなも のに限るものではなく、 照明光 I Lが水に吸収されることによって水の温度変 化が起こリ、 投影光学系 P Lの先端付近の水の温度がウェハ W表面付近の水の 温度より高くなることも考えられる。

これに対し、 投影光学系 P Lと水との相対速度が零でなく、 例えば図 7 B中 に矢印 Fで示される方向に水が所定速度で流れている状態では、 照明光 I Lが ウェハ W上の照射領域に照射されてウェハが加熱されると、 ウェハ W上での水 の温度分布は同図に示されるようになる。 この図 7 Bにおいても、 符号 Cは低 温部を示し、 符号 Hは高温部を示す。 この場合、 照射領域近傍の水の温度分布 は明らかに左右非対称である。 このため、 この温度分布の非対称性を無視して しまうと、 走査方向 (図 7 A中の紙面左右方向) の一端の点 P i におけるべス トフォーカス位置は、 ウェハ W表面に一致しているのに対して、 他端の点 P 2 におけるベストフォーカス位置はウエノ、W表面から上側に Δ Zだけずれた点と なる。 ここで、 点 P 2 におけるベストフォーカス位置がウェハ W表面に一致し なくなるのは、 ウェハからの熱で暖められた水が点 P i から点 P 2 へ向かって 移動するためである。 この場合、 上流側 (点 P i に近い位置) ほど、 上流から 流れてきた冷たい水が支配的になり、 下流側 (点 P 2 に近い位置) ほど暖めら れた水が支配的になる。 なお、 図 7 Bのような温度分布の場合に、 点 P ]L と点 P 2 でべストフォーカス位置に差が生じるのは、 温度変化 (温度分布) は、 水 の屈折率の変化 (分布) に対応するためである。 従って、 この意味では、 他の 収差、 球面収差、 非点収差、 ディストーションなども、 温度分布に応じて変化 するものと考えられる。 なお、 先に述べたように、 照明光 I Lが水に吸収され ることによって水の温度変化が起こり、 投影光学系 P Lの先端付近の水の温度 がウェハ W表面付近の水の温度よリ高くなることも考えられるため、 水が流れ ている場合の水の温度分布も図 7 Bに限るものではない。

上記の説明から明らかなように、 照明領域内の水の温度分布に起因する収差 分布 (フォーカス分布など) は、 水の流れの向きに依存する。

また、 前述のレンズ 4 2とウェハ Wとの間で水の流れがあると、 上流側と下 流側とに圧力差が生じる。 すなわち、 上流側に比べて下流側が負圧になる。 す なわち、 投影光学系 P Lとウェハ Wとの間の水の圧力が変化し、 このような圧 力によって、 レンズ 4 2やウェハ Wの位置が変動し、 照明領域内の位置に応じ た収差、 例えばべストフォーカス位置の変化を招いたり、 オートフォーカス、 ォ—トレべリングの制御誤差を招いたりする。 また、 走査方向の圧力分布は、 上記の水の速度と密接に関わっており、 ウェハ Wの走査速度及び水 (液体) の 供給量などに応じて変化する。

従って、 メモリ 2 1内には、 ウェハの走査速度、 水の供給量をデータ (ある いはパラメータ) として含む、 照射領域内における収差 (例えばベストフォー カス位置、像面湾曲 (像面傾斜を含む〉、球面収差など) の変化に対応する圧力 変化係数を算出するためのテーブルデータ (あるいは算出式) が格納されてい る。 これらのテーブルデータ (あるいは算出式) は、 予め行われたシミュレ一 シヨン結果などに基づいて求められている。 なお、 その圧力変化係数には、 ゥ ェハ Wの面位置制御誤差に相当する収差変化分も含まれている。

メモリ 2 1内には、 更に、 前述の温度変化係数と圧力変化係数とをパラメ一 タとして含み、 上記各収差を算出するための式なども格納されている。

次に、 上述のようにして構成された本実施形態の露光装置 1 0 0における露 光処理工程の一連の動作について、 図 8 A〜図 1 0 Bを参照しつつ説明する。 前提として、 レチクルステージ R S T上には、 レチクル Rがロードされてい るものとする。 また、 ウェハステージ W S Tは、 ウェハ交換位置にあり、 ゥェ ハホルダ 7 0上にウェハ Wがロードされているものとする。

そして、 通常のスキャニング■ステツパと同様に、 不図示のレチクルァライ メント系、 ァライメント検出系及び前述した基準マーク板 F Mなどを用いた、 レチクルァライメン卜、 不図示のァライメン卜系のベースライン計測、 並びに E G A (ェンハンスト 'グローバル 'ァライメント) 等のウェハァライメント などの所定の準備作業が行われる。

そして、 ウェハァライメントが終了すると、 主制御装置 2 0は、 ステージ制 御装置 1 9に指示を与え、所定の給水位置にウェハステージ W S Tを移動する。 図 8 Aには、 この給水位置にウェハステージ W S Tが移動したときの状態が示 されている。 この図 8 Aにおいて、 符号 P Uは、 投影ユニット P Uの鏡筒 4 0 の先端部の位置を示す。 本実施形態では、 基準マーク板 F Mの真上の位置に投 影ュニット P Uが位置する位置が給水位置に設定されている。

次に、 主制御装置 2 0は、 液体供給装置 7 2の作動を開始するとともに、 バ ルブ群 6 2 aを所定開度で開いて、 全ての供給口 3 4からの給水を開始する。 その直後に、主制御装置 2 0は、真空排気装置 7 6の作動を開始するとともに、 バルブ群 6 2 d、 バルブ 6 2 eを全開にして、 各排気管 5 4、 補助回収管 6 0 i S C を介した真空排気を開始する。 また、 このとき、 主制御装置 2 0は、 空調機構 8 6を制御して、 液体給排ュニット 3 2近傍の局所空調を開始する。 このように、 投影光学系 Pしの像面側の空間の気体を排気しながら、 その空間 への水の供給を行うことによって、 その空間への水満たしを速やかに行うこと ができるばかりでなく、 投影光学系 P Lの像面側に不都合な気泡や気体の塊が 残ってしまうのを防止することもできる。

そして、 所定時間経過すると、 液体給排ユニット 3 2と基準マーク板 F M表 面とで区画されるほぼ閉空間内に水が所定量溜まる。ここで、供給開始直後は、 周壁 3 2 f の突出部 3 2 gと基準マーク板 F Mとの間のクリアランス (隙間) から、水がその勢いで外部に漏れ出さないように、水の供給量を低めに設定し、 水が Δ hの高さまで溜まり、 液体給排ュニッ卜 3 2内部が完全な閉空間になつ た段階で、 水の供給量を高めに設定する。 このような水の供給量の設定は、 主 制御装置 2 0が、 バルブ群 6 2 aの各バルブの開度を調整することにより行つ ても良いし、 液体供給装置 7 2からの水の供給量そのものを制御しても良い。 なお、 供給開始直後は、 水の供給量を徐々に多くしたり、 段階的に多くしたり しても良い。

いずれにしても、 水が Δ hの深さまで供給されると、 液体給排ユニット 3 2 と水面とで区画される空間内が、 真空排気装置 7 6による真空吸引力で液体給 排ユニット 3 2の外部に対して負圧となり、 水の自重を支える、 すなわち水を 持ち上げるようになる。 従って、 その後、 水の供給量を増加させても、 水が周 壁 3 2 f の突出部 3 2 g下のクリアランス (隙間) から漏出しにくくなる。 ま た、 この場合、 クリアランスは 1〜 2 mm程度なので水はその表面張力によつ ても周壁 3 2 f (突出部 3 2 g ) の内部に保持される。

投影光学系 P Lと基準マーク板 F Mとの間の所定空間が液体で満たされると、 主制御装置 2 0は、 ステージ制御装置 1 9に指示を与え、 ウェハ W上の所定位 置に投影ュニット P Uの先端部が来るように、 ウェハステージ WS Tを移動す る。 なお、 図 8 Aに示される給水開始位置からウェハステージ WS Tを移動す るときに、 投影ュニット P Uの下の液浸領域が補助プレート 2 2 aとウェハ W との境界を通過することになるが、 補助プレート 2 2 a表面とウェハ W表面と はほぼ同じ高さであり、 補助プレート 2 2 aとウェハ Wとの隙間も 1 mm程度 なので、 レンズ 4 2の下に水を保持し続けることができる。

なお、前述のスリット 3 2 h i〜3 2 h 4 を介した真空吸引により各スリット 内に周囲の空気が吸い込まれると、 何らの対策を採っていない場合には、 空気 の乱れが生じるとともに、 各スリットの下方が負圧になるおそれがあり、 この 負圧が生じると、 水が周壁 3 2 f の突出部 3 2 g下のクリアランス (隙間) か ら漏れ出す可能性が高〈なる。 しかし、 本実施形態では、 前述した空調機構 8 6により給気ノズル 8 5 3、 8 54等を介して各スリット近傍にそのような空気 の乱れや負圧が生じるのが効果的に抑制されている。

図 9には、 ウェハ W上で所望の深さまで液体給排ュニット 3 2内部に水が溜 まった状態が示されており、 投影光学系 P Lの投影領域を含むウェハ W上の一 部に液浸領域が形成されている。そして、以下のようにしてステップ■アンド - スキヤン方式の露光動作が行なわれる。

すなわち、 ステージ制御装置 1 9が、 主制御装置 2 0の指示の下、 ウェハァ ライメン卜の結果に基づいて、 ウェハホルダ 7 0に保持されたウェハ W上の第 1番目の区画領域としての第 1ショット領域 (ファーストショット) の露光の ための加速開始位置にウェハステージ駆動部 2 4を介してウェハステージ W S Tを移動する。 給水位置 (液体供給位置) から上記加速開始位置までウェハス テージ W S Tが移動する際に、 主制御装置 2 0は、 液体回収装置 7 4の作動を 開始するとともに、 バルブ群 6 2 bの少なくとも 1つのバルブ 6 2を所定の開 度で開き、 液体給排ユニット 3 2内部の水を回収管 5 2を介して回収する。 こ のとき、 液体給排ユニット 3 2内部に、 水面の高さがレンズ 4 2の下面よりも 高くなる一定量の水が、 常に満たされるように、 水の回収に使用するバルブ 6 2 bの選択及び各バルブ 6 2 bの開度の調整を行う。

この場合において、 主制御装置 2 0は、 投影ユニット P Uに関してウェハス テージ W S T (ウェハ W) の移動方向の後方以外の位置にある供給口 3 6に対 応するバルブ 6 2 aを全閉状態とし、 投影ュニット P Uに関して前記移動方向 の前方に位置する回収管 5 2に対応するバルブ 6 2 bのみを所定開度で開くこ ととしても良い。 このようにすると、 そのウェハステージ WS Tの移動中に、 ウェハステージ W S丁の移動方向と同じ方向に、 投影ュニット P Uの後側から 前側に移動する水の流れがレンズ 4 2の下方に生じる。 このときも、 液体給排 ュニット 3 2内部に、 水面の高さがレンズ 4 2の下面よりも高くなる一定量の 水が常時入れ替わりながら常に満たされるように、 主制御装置 2 0では、 水の 供給量及び回収量を設定することが望ましい。

上記の加速開始位置へのウェハ W (ウェハステージ WS T ) の移動が終了す ると、 ステージ制御装置 1 9により、 主制御装置 2 0の指示に応じて、 レチク ルステージ駆動部 1 1及びウェハステージ駆動部 2 4を介してレチクルステー ジ R S Tとウェハステージ W S Tとの Y軸方向の相対走査が開始される。 両ス テージ R S T、 W S Tがそれぞれの目標走査速度に達し、 等速同期状態に達す ると、 照明系 1 0からの照明光 I L (紫外パルス光) によってレチクル Rのパ ターン領域が照明され始め、 走査露光が開始される。 上記の相対走査は、 主制 御装置 2 0の指示に応じ、 ステージ制御装置 1 9が前述したウェハ干渉計 1 8 及びレチクル干渉計 1 6の計測値をモニタしつつ、 レチクルステージ駆動部 1 1及びウェハステージ駆動部 2 4を制御することにより行われる。

ステージ制御装置 1 9は、 特に上記の走査露光時には、 レチクルステージ R S Tの Y軸方向の移動速度 V rとウェハステージ W S Tの Y軸方向の移動速度 V wとが、 投影光学系 P Lの投影倍率に応じた速度比に維持されるように同期 制御を行う。

そして、 レチクル Rのパターン領域の異なる領域が照明光 I Lで逐次照明さ れ、 パターン領域全面に対する照明が完了することにより、 ウェハ W上のファ —ストショットの走査露光が終了する。 これにより、 レチクル Rのパターンが 投影光学系 P Lを介してファーストショッ卜に縮小転写される。

上記のウェハ W上のファーストショッ卜に対する走査露光に際しても、 主制 御装置 2 0は、上述の給水位置から上記加速開始位置までの移動の際と同様に、 走査方向、 すなわちウェハ Wの移動方向に関して、 投影ユニット P Uの後側か ら前側に向かって、 ウェハ Wの移動方向と同じ方向 (+ Y方向) に移動する水 の流れがレンズ 4 2の下方に生じるように、 バルブ群 6 2 a、 6 2 bを構成す る各バルブの開度調整 (全閉及び全開を含む) を行う。

図 1 O Aには、 このときの液体給排ユニット 3 2近傍の様子が簡略化して示 されている。 このとき、 水の流れの方向は、 ウェハ Wの走査方向 S D ( + Y方 向) と同一方向であり、 かつ水の流速の方がウェハ Wの走査速度より大きい。 このため、 水は、 ウェハ W上を図中の左側から右側へ流れ、 照明光 I Lのゥェ ハ面上の照明領域 (投影光学系 P Lを介したレチクル R上のパターンの投影領 域) には、 所定量の水が走査露光中常に (この水は常時入れ替わつている) 満 たされている。

この場合、 水の流速、 流量などによっては、 周壁 3 2 f の突出部 3 2 gの走 査方向前方から外部に水が漏れ出すことがあるが、 この漏れ出した水は、 スリ ッ卜 3 2 h 3 内に毛細管現象で吸い上げられるとともに、 補助回収管 6 03 を 介して真空排気装置 7 6によって真空吸引され、外部に排出される。すなわち、 ウェハ Wの走査方向に関して、 供給管 5 8の反対側に設けられた回収管 5 2で 回収しきれずに、周壁 3 2 gの外側に流出した液体は、補助回収管 6 03により ウェハ W上から回収 (除去) される。

また、 図 1 O Aに示されるように、 供給された水の中に気泡が混入している 場合、 あるいは供給直後に水の中に気泡が発生する場合も考えられるが、 レン ズ 4 2の上流側に前述の空間 (負圧の空間) が存在するため、 水のウェハ に 対する相対速度がある値以下である状態 (通常の使用状態) では、 気泡は、 そ の空間内に回収され、 レンズ 4 2下に到達することがないようになつている。 すなわち、 供給管 5 8とレンズ 4 2間で、 水の中の気泡を回収するようにして いるため、 その気泡がレンズ 4 2とウェハ Wとの間に到達せず、 その気泡によ つてウェハ W上に投影されるパターンの像が劣化することもない。

なお、 レンズ 4 2下面の使用しない部分、 すなわち露光光の通過しない部分 に溝を設けてもよい。 この場合、 万が一、 レンズ 4 2とウェハ Wとの間に気泡 が到達しても、 その溝に気泡が捕獲されるため、 露光光の光路中への気泡の到 達をより確実に防止できる。

ここで、 上記の走査露光中には、 ウェハ W上の照明領域が投影光学系 Pしの 結像面に実質的に一致した状態で露光が行われる必要があるため、 前述した焦 点位置検出系 (9 0 a、 9 0 b ) の出力に基づくオートフォーカス、 オートレ ベリングが主制御装置 2 0により、 次の a . 〜 f . のようにして実行されてい る。

a . 主制御装置 2 0は、 走査露光中に、 前述した温度センサ 3 8 A、 3 8 B の計測値を取り込み、 前述したウェハ上の照射領域の走査方向の上流側の端部 と下流側の端部との温度差 Δ Τを算出する。 また、 主制御装置 2 0は、 メモリ 2 1内に格納されている前述したウェハ上の照射領域内における水の温度分布 を演算するため情報 (例えば演算式、 又はテーブルデータ) を用い、 算出した 温度差 Δ丁とレンズ 4 2の下方を流れる水の流量とに基づいて上記の水の温度 分布を演算にて求める。

b . また、主制御装置 2 0は、メモリ 2 1内に格納されている前述の情報(例 えば演算式、 又はテーブルデータ) を用い、 求めた水の温度分布に基づいて照 射領域内の例えば走査方向の一側と他側の点におけるベストフォーカス位置の 変化に対応する温度変化係数を演算する。

c また、 主制御装置 2 0は、 メモリ 2 1内に格納されている前述のテープ ルデータあるいは算出式を用い、ウェハ Wの走査速度、水の供給量に基づいて、 照射領域内の例えば走査方向の一側と他側の点におけるべス卜フォーカス位置 の変化に対応する圧力変化係数を演算する。

d . また、主制御装置 2 0は、メモリ 2 1内に格納されている、前述の収差、 例えばべストフォーカス位置を算出するための算出式に、 b . 及び c . でそれ ぞれ算出した温度変化係数と圧力変化係数とを代入して、 照射領域内の例えば 走査方向の一側と他側の点におけるべストフォーカス位置を算出する。

e . また、 主制御装置 2 0は、 d . で算出した結果に基づき、 その時点にお ける投影光学系の像面形状(像面の傾斜)を算出し、その算出結果に基づいて、 焦点位置検出系の各検出点 (結像光束の照射ポイント) における目標位置の設 定 (検出オフセットの設定) を行い、 その目標値に基づいて、 ウェハ Wのフォ 一カス制御及びレべリング制御を行う。 すなわち、 ウェハ Wの表面が像面とほ ぼ合致するように、 Z■チルトステージ 3 0及びウェハホルダ 7 0の移動を制 御する。

f . 主制御装置 2 0は、 上記 a . 〜e . の処理を、 走査露光中、 所定間隔で 繰り返し行う。 この結果、 ウェハ W上の各点は、 投影光学系 P Lの像面に沿つ て駆動され、 レンズ 4 2とウェハ Wとの間の水の温度変化や水の流れに起因す る圧力変化による、 露光中のデフォーカスの発生が効果的に抑制される。 このようにして、 ウェハ W上のファース卜ショッ卜に対する走査露光が終了 すると、 主制御装置 2 0からの指示に応じ、 ステージ制御装置 1 9により、 ゥ ェハステージ駆動部 2 4を介してウェハステージ W S Tが例えば X軸方向にス テツプ移動され、 ウェハ W上のセカンドショット (第 2番目の区画領域として のショット領域) の露光のための加速開始位置に移動される。 このファース卜 ショッ卜の露光とセカンドショッ卜の露光との間のウェハステージ W S Tのシ ヨット間ステッピング動作 (区画領域間移動動作) の際にも、 主制御装置 2 0 は、 前述の給水位置からファース卜ショッ卜の露光のための加速開始位置まで ウェハステージ WS Tを移動した場合と同様の各バルブの開閉動作を行う。 こ れにより、 ショット間ステッピング動作の際にも、 投影ユニット P Uに関して ウェハステージ W S Tの移動方向の後方から前方に向かってレンズ 4 2下に水 が供給され、 その水の量が常に一定に維持される。

次に、 主制御装置 2 0の管理の下、 ウェハ W上のセカンドショットに対して 前述と同様の走査露光が行われる。 本実施形態の場合、 いわゆる交互スキャン 方式が採用されているため、 このセカンドショットの露光の際には、 レチクル ステージ R S T及びウェハステージ WS Tの走査方向 (移動方向) が、 ファー ストショッ卜とは逆向きになる。 このセカンドショッ卜に対する走査露光時に おける、 主制御装置 2 0及びステージ制御装置 1 9の処理は、 前述と基本的は 同様である。 この場合も、 主制御装置 2 0は、 ファーストショットの露光時と 反対のウェハ Wの移動方向に関して、 投影ュニット P Uの後側から前側に移動 する水の流れがレンズ 4 2の下方に生じるように、 バルブ群 6 2 a、 6 2 bを 構成する各バルブの開度調整 (全閉及び全開を含む) を行う。 図 1 O Bには、 このときの液体給排ュニット 3 2近傍の様子が簡略化して示されており、 ゥェ ハ Wが一 Y方向に移動しながらセカンドショッ卜の走査露光が行われ、 レンズ 4 2とウェハ Wとの間でウェハ Wと同じ方向 (一 Y方向) に水が流れているこ とが示されている。

このようにして、 ウェハ W上のショッ卜領域の走査露光とショット領域間の ステッピング動作とが繰り返し行われ、 ウェハ W上の複数の区画領域としての ショッ卜領域にレチクル Rの回路パターンが順次転写される。

図 8 Bには、ウェハ Wに対するステップ'アンド'スキャン方式の露光処理の 中のウェハステージ W S Tと投影ュニット P Uとの位置関係の一例が示されて いる。

上述のようにしてウェハ W上の複数のショット領域に対する走査露光が終了 すると、 主制御装置 2 0は、 ステージ制御装置 1 9に指示を与え、 所定の排水 位置にウェハステージ W S Tを移動する。 図 8 Cには、 この排水位置にウェハ ステージ WS Tが移動したときの状態が示されている。 この図 8 Cにおいて、 符号 P Uは、 投影ユニット P Uの鏡筒 4 0の先端部の位置を示す。 この場合、 鏡筒 4 0の先端が補助プレート 2 2 cの真上に位置する位置が排水位置とされ ている。

次に、 主制御装置 2 0は、 バルブ群 6 2 aの全てのバルブを全閉状態にする とともに、 バルブ群 6 2 bの全てのバルブを全開状態にする。 同時に主制御装 置 2 0は、 駆動機構 6 3を介して全回収用ノズル 5 6、 5 6を先端が補助プレ ート 2 2 bに当接する位置まで降下させ、 バルブ 6 2 cを開く。

これにより、 所定時間後に、 レンズ 4 2の下の水は、 液体回収装置 7 4によ つて完全に回収される。

その後、 ウェハステージ W S丁が、 前述のウェハ交換位置に移動し、 ウェハ 交換が行われる。

これまでの説明から明らかなように、 本実施形態の露光装置 1 0 0では、 液 体供給装置 7 2、 該液体供給装置 7 2に接続された供給管路 6 4、 該供給管路 6 4にバルブ 6 2 aをそれぞれ介して接続された複数の供給管 5 8、 複数の供 給管 5 8がそれぞれ接続された液体給排ュニット 3 2の各供給口 3 6、 及び各 供給口 3 6に連通する前述の末広ノズル部などによって、 投影光学系 P Lとゥ ェハステージ WS T上のウェハ Wとの間に液体 (水) を供給する供給機構が構 成されている。

また、 露光装置 1 0 0では、 液体回収装置 7 4、 該液体回収装置 7 4に接続 された回収管路 6 6、 該回収管路 6 6にバルブ 6 2 bをそれぞれ介して接続さ れた複数の回収管 5 2、 各回収管 5 2の先端が連通する前述の先細ノズル部な どによって液体 (水) を回収する回収機構が構成されている。

また、 露光装置 1 0 0では、 真空排気装置 7 6、 該真空排気装置 7 6に接続 された真空配管系 6 9、 該真空配管系 6 9にバルブ 6 2 eを介して接続された 補助回収管 6 (^〜6 04、及び該各補助回収管がそれぞれ接続された液体給排 ユニット 3 2のスリット 3 2 h i〜 3 2 h 4 などによつて補助回収機構が構成 されている。 この補助回収機構により、 液体回収機構によって回収しきれなか つたウェハ W上の液体を除去 (回収) することができる。 なお、 本実施形態に おいては、 補助回収機構はウェハ W上に残っている液体を吸引してゥェ W上か ら除去 (回収) を行うようになっているが、 ドライエア一などを当てて乾燥さ せるようにしても良いし、 吹き飛ばすようにしても良い。

また、露光装置 1 0 0では、空調機構 8 6及び給気ノズル 8 5 3、 8 54等に よって、 真空排気装置 7 6による吸引によって生じる水 (液体) の周囲の環境 変化を抑制する給気機構が構成されている。

また、 露光装置 1 0 0では、 レチクルステージ駆動部 1 1、 ウェハステージ 駆動部 2 4及びステージ制御装置 1 9によって、 レチクルパターンを走査露光 方式でウェハ W上に転写するため、 照明光 I Lに対してレチクルステージ R S Tとウェハステージ W S Tとを同期して走査方向に駆動する駆動系が構成され ている。

また、 液体給排ユニット 3 2の中央の開口 3 2 a (この開口 3 2 aの中央に 投影光学系 Pしの像面側のレンズ 4 2が配置される) を区画する環状側壁 3 2 cが設けられ、 かっこの環状側壁 3 2 cの外側に環状凹部 3 2 bが設けられ、 この環状凹部 3 2 bの天井の高さが他の部分より高くされ、 水 (液体) が液体 給排ュニッ卜 3 2内部に供給された場合にも、 環状凹部 3 2 bの内部には、 空 間が残るようになつている。 このようにして、 露光装置 1 0 0では、 環状側壁 3 2 c , 環状側壁 3 2 e、 及びこれら両者によって形成される環状凹部 3 2 b の上部空間に接続された排気管 5 4などによって、 気泡回収機構が構成されて いる。 また、 この場合、 環状側壁 3 2 cと環状凹部 3 2 bとは、 投影ュニッ卜 P Uの周囲に全周に渡って形成されているので、 実質的に、 全方位に渡って多 数の気泡回収機構が設けられているのと等価である。

また、 露光装置 1 0 0では、 投影光学系 P L (正確にはレンズ 4 2 ) とゥェ ハ Wとの間の水の温度情報の実測値(温度センサ 3 8 A、 3 8 Bで計測される) 及び投影光学系 P L (正確にはレンズ 4 2 ) とウェハ Wとの間の水の圧力情報 に基づいて、 露光条件、 具体的には、 焦点位置検出系 (9 0 a、 9 0 b ) のォ フセット、 及びウェハ Wのフォーカス■ レべリング制御に関する条件 (結像条 件) などを調整する調整装置が、 主制御装置 2 0によって構成されている。 ま た、 走査方向一側と他側にそれぞれ配置された 2つの温度センサ 3 8 A、 3 8 Bの検出結果に基づいて、 ウェハ上の照明光 I Lの照射領域を水が通過する間 に生じる水の温度変化を予測する予測装置が、 主制御装置 2 0によって構成さ れている。

なお、 温度センサは必ずしも 2つ必要ではなく、 水の温度変化がわかれば一 つでも良いし、 より詳細な温度分布を求めるために 3つ以上の温度センサを備 えるようにしても良い。

以上詳細に説明したように、 本実施形態の露光装置 1 0 0によると、 ウェハ W上の各ショット領域に対するレチクルパターンの転写が走査露光方式で行わ れる際、 上述した供給機構により投影ユニット P U (投影光学系 P L ) とゥェ ハステージ W S T上のウェハ Wとの間に水が供給される動作と、 上述した回収 機構による水の回収動作とが並行して行われる。 すなわち、 投影光学系 P Lを 構成する先端のレンズ 4 2とウェハステージ W S T上のウェハ Wとの間に、 常 に所定量の水 (この水は常時入れ替わつている) が満たされた (保持された) 状態で、露光(レチクルパターンのウェハ上への転写)が行われる。この結果、 液浸法が適用されて、 ウェハ W表面における照明光 I Lの波長を空気中におけ る波長の 1 Z n倍 (nは水の屈折率 1 . 4 ) に短波長化でき、 これにより投影 光学系の解像度が向上する。 また、 供給される水は、 常時入れ替えられている ので、 ウェハ W上に異物が付着している場合には、 その異物が水の流れにより 除去される。

また、 投影光学系 P Lの焦点深度は空気中に比べて約 n倍に広がるので、 焦 点位置検出系 (9 0 a、 9 0 b ) を用いたウェハ Wのフォーカス ' レべリング 動作に際して、 デフォーカスが発生しにくいという利点がある。 なお、 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良い場合には、 投影光学系 P Lの開口数 (N A ) 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。

また、前述の供給機構により供給された水(液体)中に気泡が混入した場合、 あるいは供給直後に水中に気泡が発生した場合には、 その気泡は、 その水の流 れの投影ユニット P U (投影光学系 P L ) に対する上流側で前述した気泡回収 機構によって回収される。 すなわち、 水中の気泡は、 レンズ 4 2の下方に到達 することなく、 気泡回収機構によって回収される。 このため、 気泡がレンズ 4 2とウェハ Wとの間に入り込むことに起因する照明光 I Lの部分的な透過率の 低下やパターンの投影像の劣化などを防止することができる。

また、 図 1 O A、 図 1 O Bからも分かるように、 気泡の回収に用いられる気 泡回収機構の気泡回収位置が、 ウェハ Wの移動方向 (図 1 O A、 図 1 O Bでは 一例として走査方向) に応じて切り換えられている。 このため、 ウェハ Wがい ずれの方向に移動する場合であっても、 その移動中に気泡がレンズ 4 2とゥェ ハ Wとの間に入リ込むのを防止することができる。

また、 ウェハ W上の複数のショットを順次露光している最中に、 例えば上述 の回収機構によって水を完全には回収できない事態が生じた場合、 例えば液体 給排ュニット 3 2の外部に水が漏れ出した場合には、 上述した補助回収機構に よりその回収できなかった、 すなわち漏れ出した水がウェハ W上から除去 (回 収) される。 これにより、 ウェハ W上に水が残留することがなく、 その水の残 留(残存)に起因する種々の不都合の発生を回避することができる。すなわち、 残った水が蒸発する際の気化熱によって雰囲気中に温度分布が生じ、 あるいは 雰囲気の屈折率変化が生じるのを抑制して、 ウェハステージ W S Tの位置を計 測するウェハ干渉計 1 8の計測誤差を効果的に抑制することができる。 また、 ウェハ上に残留した水がウェハの裏側に回り込むのを防止して、 ウェハが搬送 アームに密着して離れにくくなつたりするのを防止することができる。

また、 露光装置 1 0 0によると、 投影光学系 P Lを構成する最もウェハ側の 光学素子としてのレンズ 4 2の周囲を少なくとも取り囲みかつウェハステージ W S T上のゥ,ェハ W表面との間に所定のクリアランスを隔てた周壁 3 2 f (突 出部 3 2 g ) を備え、 かつそのクリアランスが A h = 1〜2 m m程度と小さく 設定されている。 このため、 周壁 3 2 f 内の水と外気との接触面積が極めて狭 く設定され、 水の表面張力によりそのクリアランスを介した液体の周壁 3 2 f 外への漏出が防止される。このため、例えば露光終了後に液浸に用いた液体 (水) の回収を確実に行うことが可能となる。

また、 本実施形態の露光装置 1 0 0によると、 ウェハ Wの周辺部のショッ卜 領域を露光する際、 あるいは露光終了後にウェハステージ WS T上のウェハを 交換する際などに、 投影光学系 P L (レンズ 4 2 ) とウェハ Wとの間に水を保 持した状態で、 投影ユニット P U (投影光学系 P Lの投影領域) がウェハ Wか ら外れる位置にウェハステージ WS Tが移動した場合などでも、 投影光学系と 補助プレート(2 2 a〜2 2 dのいずれか)との間に水を保持することができ、 その水の流出を防止することが可能となる。 これにより、 水の流出に起因する 種々の不都合の発生を回避することができる。 また、 補助プレー卜 2 2 a〜2 2 dとウェハ Wとの隙間は 3 m m以下に設定されているので、 ウェハ Wが投影 ユニット P U (投影光学系 P L ) の下方にある状態からウェハ Wが投影ュニッ ト P Uから外れる位置にウェハステージ W S Tが移動する場合などに、 その移 動の途中でウェハ Wと補助プレートとの間の隙間に水が流出するのが、 その水 の表面張力により防止される。 なお、 ウェハ表面と補助プレート表面とに 1 m m程度の段差があっても水の表面張力により、 殆ど漏水は発生しないことが発 明者によって確認されている。

また、 例えばウェハ Wの交換後に露光を開始する際には、 これに先立って、 投影ユニット P U (投影光学系 P Lのレンズ 4 2 ) と補助プレートとの間に水 を保持するので、 水の供給のための時間を経ることなく、 その露光を開始する ことが可能となり、 その分スループッ卜の向上が可能である。

また、 露光開始前に液体給排ュニット 3 2内部への水の供給が補助プレート 2 2 a上で開始されるので、 ウェハ W上で水の供給を開始する場合のように、 水圧などでレジス卜の一部が除去されたりするおそれもない。

また、 空調機構 8 6 (給気ノズルを含む) によって、 水が保持される液体給 排ュニット 3 2周辺の空調が行われているので、 前述した回収機構又は補助回 収機構による水の回収の際に、 液体給排ュニット 3 2内部に保持される水の周 囲の雰囲気中の気体 (例えば露光装置の本体が収容されるチャンバ内の空気) の流れが乱れるのが防止され、 これによりその気体の流れの乱れ (これによつ て生じる気体の温度揺らぎ、 屈折率変化などを含む) に起因するウェハ干渉計 1 8の計測誤差の発生が防止され、 ウェハステージ WS Tの位置を精度良く計 測することが可能となる。

従って、 本実施形態の露光装置 1 0 0によると、 上述したような種々の効果 により、 レチクル Rのパターンをウェハ W上の複数のショット領域のそれぞれ に極めて精度良く転写することが可能になる。 また、 空気中に比べて広い焦点 深度での露光を行うことも可能になる。

なお、 上記第 1の実施形態で説明した各部の構成は、 一例であって本発明が これに限定されないことは勿論である。 例えば、 上記実施形態では、 主制御装 置 2 0は、 ウェハステージ W S Tの移動中に、 その移動方向に関して投影ュニ ット P Uの後方から前方に移動する水の流れがレンズ 4 2の下方に生じるよう に、 バルブ群 6 2 a、 6 2 bを構成する各バルブの開度調整 (全閉及び全開を 含む)を行うものとしたが、これと反対に、ウェハステージ WS Tの移動中に、 その移動方向に関して投影ュニット P Uの前方から後方に移動する水の流れが レンズ 4 2の下方に生じるように、 バルブ群 6 2 a、 6 2 bを構成する各バル ブの開度調整(全閉及び全開を含む)を行うこととしても良い。この場合には、 前述の補助回収機構は、 投影ユニット P U (投影光学系 P L ) に関してウェハ Wの移動方向の前方で残留液体を回収することとなる。 すなわち、 ウェハの移 動方向の前方に位置するスリット 3 2 h i及びこれに連通する補助回収管 6 O i ( iは 1〜4のいずれか) を介して残留液体が回収される。

また、 上記第 1の実施形態では、 液体給排ュニット 3 2の一部に形成された スリット 3 2 h i〜3 2 h 4、 各スリッ卜に連通した補助回収管 6 0 i ~ 6 04、 及び真空排気装置 7 6などによって、補助回収機構が構成されるものとしたが、 例えば、 空調機構 8 6を、 流体 (液体及び気体) を吸引する吸引機構を含んで 構成することとしても良い。 すなわち、 空調機構 8 6に真空ポンプを内蔵し、 この真空ポンプに接続された吸気ノズルを前述の各給気ノズルの近傍に配置し ても良い。 このように構成して、 吸引機構としての真空ポンプに、 前述の回収 機構で回収しきれなかった (液体給排ユニット 3 2外へ漏れた) 水を回収する 役割をも果たさせることとしても良い。 この場合には、 液体給排ユニット 3 2 にスリット 3 2 1η〜3 2 h 4 を形成する必要がないとともに、吸気ノズルの配 置によっては、漏れた水の広がり範囲が幾分広くても対応が可能な場合もある。 また、上記実施形態では、ウェハ Wの露光中も水の供給、回収を行っているが、 表面張力で水が保持可能な場合は、 露光中の供給回収を行わなくても良い。 また、 空調機構 8 6からドライエアや熱風を供給し、 回収機構で回収しきれ ずに、 周壁 3 2 gの外側に流出して、 ウェハ W上に残存する水を乾燥して、 ゥ ェハ W上から除去するようにしても良い。

また、 上記実施形態では、 補助プレートの一部に基準マーク板 F Mを配置す るものとしたが、 これに代えて、 あるいはこれとともに、 補助プレートの一部 に焦点位置検出系 (9 0 a、 9 0 b ) のキャリブレーションに用いる基準反射 板を配置しても良い。 あるいは、 上記反射板と基準マーク板とを兼用させても 良い。 また、 補助プレートは、 ウェハ Wの全周囲に設けているが、 必要な場所 に部分的に設けても良いし、 所定間隔毎に設けても良い。

また、 上記実施形態では、 主制御装置 2 0は、 前述のショット間ステツピン グ動作時や走査露光時など以外のウェハステージ WS Tが停止しているときは、 前述の供給機構による水 (液体) の供給動作及び前述の回収機構による水の回 収動作をともに停止することとしても良い。 このようにしても、 液体給排ュニ ット 3 2内部の水は、 前述した負圧の作用や水の表面張力により保持される。 ウェハステージ W S Tの停止中は、 ショット間ステッピング動作時や走査露光 時などに比べて水を入れ替える必要性が低いので、 常時 (ウェハステージ W S Tの移動中のみならず、 停止中にも) 供給機構による液体の供給動作及び回収 機構による液体の回収動作が並行して行われる場合に比べて、 液体の使用量を 減らすことができる。 但し、 ウェハステージ W S Tの停止中に、 給水及び排水 を継続することによって、 レンズ 4 2下面の汚れを防ぐこととしても良い。 また、 上記実施形態では、 図 8 A及び図 8 Cにそれぞれ示される給水位置、 排水位置は、 ウェハ交換位置 (アンロード位置かつロード位置) とは無関係な 位置であることを前提として説明を行ったが、 これに限らず、 例えば給水位置 をウェハのロード位置とし、排水位置をウェハのアンロード位置としても良い。 このようなことは、 投影ユニット P Uの先端とウェハステージ WS T (より正 確には、 補助プレート) の面積との関係を調整して、 ウェハロード時、 アン口 ード時に、 投影ュニッ卜 P Uがウェハの搬送の邪魔にならないようにすること で実現できる。 この場合、 ウェハのアンロード位置、 ロード位置では、 給水及 ぴ排水を継続しても良いし、 停止しても良い。 この場合において、 ウェハの口 ード位置とアンロード位置とを一致させ、 この位置 (待機位置と呼ぶ) では、 投影ュニット P Uの真下に基準マーク板 F Mが位置するようにし、 かつウェハ ァライメント中、 投影ュニット P Uの先端が補助プレート 2 2 a〜2 2 dのい ずれかの上方に必ず存在するように、 ウェハステージ W S T (より正確には、 補助プレート) の面積を設定することとしても良い。

かかる場合には、 常にレンズ 4 2の下方に水を保持しておくことが可能にな るので、 ステップ■アンド■スキャン方式の露光動作時以外のときにも前述の 給水、 排水を継続して行っても良い。 この場合、 一度レンズ 4 2の下方に給水 を行い、 かつレンズ 4 2の下の水の全排水を行うことなく、 複数枚のウェハに 対する連続露光動作を実現することが可能である。

また、 上記実施形態では、 投影ユニット P Uのレンズ 4 2の下方に水を保持 するため、 周壁 3 2 f を有する液体給排ュニット 3 2を用いるものとしたが、 本発明がこれに限定されるものではない。 すなわち、 例えば、 液体供給ュニッ ト 3 2を用いなくても良い。 かかる場合であっても、 投影光学系 Pしのレンズ 4 2とウェハ Wとの間の距離 (ワーキングディスタンス) は、 3 m m程度とな つているので、 そのレンズ 4 2とウェハ Wとの間に水が表面張力によリ保持さ れるからである。 また、 この場合、 例えば前述した特許文献 1に開示されるよ うな、 液体供給機構、 液体回収機構と同様の機構を設けても良い。 このように しても、前述した補助プレー卜の存在により、ウェハエッジ部の露光の際など、 投影ュニット P Uがウェハ W上から外れても、 上記特許文献 1などと異なり、 レンズ 4 2下からの水の漏出を防止することができる。 この場合、 ウェハステ ージ W S Tの停止中は、 給水、 排水を停止しても良い。 この場合には、 液浸法 によって、 高解像度の露光 (又は空気中に比べて広い焦点深度での露光) が行 われる。 従って、 ウェハに精度良くパターンを転写することができる。

但し、 上記実施形態のように液体給排ユニット 3 2のような、 ノズル部とレ ンズ 4 2の囲い (周壁 3 2 f ) とが一体化したユニットを用いると、 それらの 交換を一度にでき、 メンテナンスが簡略化される。

なお、 上記実施形態では、 給水用、 排水用のバルブと、 液体給排ユニット 3 2のノズル部とが配管を介して直接接続されているものとしたが、 これらの配 管としてフレキシブルチューブを用い、 更にバルブ及び工場配管につながるチ ユーブをパネを介して露光装置の本体及び投影ュニット P Uと機械的に分離し、 振動が伝わらないようにすることが望ましい。 このようにすることで、 ノ レブ 開閉に伴う振動や水撃が伝達し、 投影ュニット P Uや露光装置の本体に影響を 及ぼして各種誤差の原因となることを防ぐことができる。

また、 上記実施形態の露光装置 1 0 0において、 多重露光、 例えば二重露光 を行う場合に、 投影ユニット P U (投影光学系 P Lのレンズ 4 2 ) とウェハ W との間に液体を満たした状態で第 1パターンをウェハ W上の複数の区画領域 (ショット領域) にステップ■アンド 'スキャン方式で転写した後、 レンズ 4 2とウェハ Wとの間に液体を保持したまま、 第 2パターンをウェハ W上の前記 複数のショット領域に転写することとしても良い。 この場合、 レチクルステー ジ R S Tとして、 例えば特開平 2— 1 6 6 7 1 7号公報などに開示される、 レ チクルを 2枚保持可能ないわゆるダブルレチクルホルダ方式のステージを用い ることが好ましし、。このようにすると、第 1パターンと第 2パターンとの間で、 レチクルァライメント及ぴウェハァライメン卜が不要なため、 第 1パターンの 露光と第 2パターンの露光との間で投影ュニット P U (投影光学系 P Lのレン ズ 4 2 ) とウェハ Wとの間に液体を満たした状態で支障なく二重露光が可能と なる。 この場合、 液浸法を利用した多重露光が適用され、 高解像度かつ実質的 に焦点深度を大きくした高精度な露光が行われる。 この場合、 第 2パターンの 転写が開始される時点では、 レンズ 4 2とウェハ Wとの間に液体が保持されて いるので、 その第 2パターンの転写を液体の供給を待つことなく開始すること が可能である。

なお、 上記実施形態において、 投影ユニット P U (投影光学系 P Lのレンズ 4 2 ) と基準マーク板 F Mとの間に、 水を満たした状態で、 レチクルァライメ ントを行うようにしても良い。

また、 上記実施形態では、 調整装置としての主制御装置 2 0が、 温度センサ 3 8 A、 3 8 Bの計測結果 (投影光学系 P L (レンズ 4 2 ) とウェハ Wとの間 の水の温度情報の実測値) に基づいて、 ウェハ W上の照明光 I Lの照射領域内 の収差、 例えばべストフォーカス位置の変化に対応する温度変化係数を求める ものとしたが、 この代わりに、 主制御装置 2 0は、 投影光学系 P L (レンズ 4 2 ) とウェハ Wとの間の水の温度情報の予測値に基づいて、 上記温度変化係数 を求めることとしても良い。 この場合、 メモリ 2 1内に、 予め計測したレチク ル Rの透過率、 ウェハ Wの反射率の情報などを記憶しておき、 露光の際には、 インテグレータセンサ 1 4の出力とレチクル Rの透過率とウェハ Wの反射率と を用いて所定の演算を行って、 ウェハの熱吸収量を求め、 この求めた熱吸収量 と、 給水、 排水とスキャン動作によるレンズ 4 2下の水の流れの情報 (流量や 流速) とに基づいて、照射領域における水の温度上昇(温度分布)を予測する。 そして、 主制御装置 2 0は、 その予測結果に基づいて上記実施形態と同様にし て、 上記の温度変化係数を求めることとすることができる。 勿論、 温度変化係 数を求めるに際して、 主制御装置 2 0は、 投影光学系 P L (レンズ 4 2 ) とゥ ェハ Wとの間の水の温度情報の実測値と、 上記インテグレータセンサ 1 4の出 力などに基づく予測値とを同時に用いても良い。

また、 上記実施形態では、 主制御装置 2 0は、 温度変化係数と、 圧力変化係 数とを求め、 それらの係数をともにパラメータとして含む式などに基づいて、 照射領域内のベストフォーカス位置を求めるものとした。 し力、し、 これに限ら ず、 温度変化係数と、 圧力変化係数の一方のみを求め、 他方の変化係数を零と して、 前述の式を用いて、 照射領域内のベストフォーカス位置を求めることと しても良い。 この場合、 温度変化係数、 圧力変化係数などをパラメータとして 含まない、 例えば前述の照射領域における水の温度分布又は圧力分布から直接 にべストフォーカス位置を求める式を用いても良い。

また、 上記実施形態では、 主制御装置 2 0は、 上記のようにして求めた照射 領域内の走査方向の一端点、 他端点のベストフォーカス位置に基づいて、 露光 条件として、 焦点位置検出系のオフセッ卜を調整してウェハ Wのフォーカス■ レべリングを行う場合について説明したが、 これに限らず、 求めた照射領域内 の走査方向の一端点、 他端点のベストフォーカス位置に基づいて、 レチクル R のパターン面を調整しても良いし、 結像特性補正コントローラ 8 1を介して投 影光学系 P Lの像面傾斜そのものを、 露光条件として調整しても良い。 像面傾 斜が補正しきれなかった場合、 その補正後の像面の状態に基づいて、 前述した 実施形態で説明した焦点位置検出系のオフセット調整及びウエノ \ Jのフォー力 ス■ レべリング制御を行っても良い。

また水の温度変化 (温度分布) 力 焦点検出系 (9 0 a , 9 0 b ) の計測に 影響を与えると予想される場合には、 水の温度変化 (温度分布) に起因する計 測誤差を考慮して、 フォーカス■ レべリング制御を行うようにしても良いし、 温度センサ 3 8 A , 3 8 Bの出力に基づいて焦点検出系 (9 0 a , 9 0 b ) の 検出結果を補正して、 補正後の検出結果に基づいてフォーカス ' レべリング制 御を行うようにしても良い。

またさらに、 上述の実施形態においては、 水の圧力変化 (圧力分布) を予め シミュレーションや実験で求めておき、 その結果に基づいて、 Ζ ·チルトステ ージ 3 0の移動を制御するようにしているが、 例えば液体給排ュニッ卜に圧力 センサを取り付けておき、 水の圧力を測定して、 その結果に基づいて Ζ 'チル 卜ステージ 3 0の移動を制御するようにしても良い。

また上述の実施形態においては、 水の流れに起因する水の圧力変化に着目し ているが、 水の流れがない場合 (液体給排ユニットによる水の供給、 回収を行 わない場合など) の水の圧力を考慮して、 ウェハステージ W S Τの移動制御や 結像動作の補正などを行うようにしてもよい。

また上述の実施形態においては、 水の温度変化や圧力変化によってフォー力 ス - レべリング制御誤差が生じないようにしているが、 上述したように、 水の 温度変化や圧力変化によって、 ウェハ W上の照射領域内に投影されるパターン の像の各種収差 (球面収差、 非点収差、 ディストーション、 倍率など) の変動 が生じる場合には、 水の温度変化 (温度情報) や圧力変化 (圧力情報) に基づ いて、 投影光学系 P Lの調整や照明光 I Lの波長調整あるいは、 レチクル Rを 動かすなどして補正を行うようにすれば良い。

ところで、 ウェハ上のレジス卜の種類によっては、 レジストの成分が水に溶 け出し、 像形成に悪影響を及ぼすことが考えられる。 このような場合には、 前 のショット領域の露光の際のレジス卜溶解物質が次のショッ卜領域のパターン 像の形成に与える影響を低減することが必要である。 このような観点でなされ たのが、 次の第 2の実施形態である。 《第 2の実施形態》

次に、 本発明の第 2の実施形態を図 1 1 A〜図 1 1 Fに基づいて説明する。 ここで、 前述した第 1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、 同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、 若しくは省略するものとす る。 この第 2の実施形態の露光装置では、 主制御装置 2 0による液体給排ュニ ット 3 2を介した水の給排水の方法が、前述の第 1の実施形態と異なるのみで、 露光装置の構成などは、 同様になつている。 従って、 以下では重複説明を避け る観点から相違点を中心として説明する。

本第 2の実施形態の露光装置では、 ステップ■アンド 'スキャン方式の露光 動作以外の動作、 具体的にはウェハ交換時、 所定の準備作業 (レチクルァライ メン卜、 ァライメン卜検出系のベースライン計測、 ウェハァライメン卜) を行 うときには、 ウェハ W上への給水及びこれに伴う水の回収 (排水) は一切行わ れない点を除き、 前述の第 1実施形態と同様にして、 ウェハ交換、 所定の準備 作業が行われる。

従って、 以下では、 ステップ■アンド 'スキャン方式でウェハ上の複数のシ ヨット領域にレチクルパターンを転写する際の動作、 特に、 ショット領域に対 する走査露光時の動作、 及びショット間ステッピング時の動作について説明す る。

なお、 前提として、 図 6の液体供給装置 7 2、 液体回収装置 7 4、 真空排気 装置 7 6は、 作動が開始されており、 バルブ群 6 2 a、 バルブ群 6 2 bのバル ブは全て全閉状態、 バルブ 6 2 cは全閉状態、 バルブ群 6 2 dの各バルブ、 6 2 eは所定開度で開放されているものとする。

図 1 1 A〜図 1 1 Fには、 第 2の実施形態に係る露光装置における 1つのシ ョッ卜領域に対する露光のためのウェハステージ W S丁の走査時の給排水動作 の流れが示されている。 以下、 これらの図に基づいて第 2の実施形態における 給排水方法につき説明する。 図 1 1 Aには、 ウェハ W上のショット領域 S Aの露光のため、 主制御装置 2 0の指示の下、 ステージ制御装置 1 9によりウェハステージ W S Tが駆動され る (このときレチクルステージ R S Tは逆向きに投影倍率に応じた速度で駆動 される) ことにより、 露光対象のショット領域 S Aが投影ユニット P Uの投影 領域 (レチクル R及び投影光学系 P Lを介して照明光 I Lが照射されるウェハ W上の照射領域) I Aに近づいてきた状態が示されている。主制御装置 2 0は、 ウェハステージ WS Tの移動中に、 その移動方向 (走査方向) に関して投影ュ ニット P Uの後側の供給管 5 8を介してウェハ W上に水が供給されるように、 給水側のバルブ群 6 2 aを構成する各バルブの開度調整を行う。 この図 1 1 A において、 グレー領域 (W T R ) は、 ウェハ W表面において水に覆われた領域 を示す。 なお、 この状態では前述の如く、 排水側 (回収側) のバルブ群 6 2 b を構成する各バルブは全閉状態に設定されている。

そして、ウェハステージ W S Tの走査方向への移動と、水の供給が続けられ、 図 1 1 Bに示されるように、 水に覆われた領域 (W T R) は、 ウェハステージ W S T (ウェハ W) の移動とともに広がる。 この図 1 1 Bの状態が露光対象の ショット領域 S Aに対する露光開始直前の状態である。

そして、 ショッ卜領域 S Aが露光領域に達した時点で前述と同様に露光が行 われる。

この露光の間は、 図 1 1 Cに示されるように、 ショット領域 S Aの投影領域 I Aを通過する部分は、 常に水に覆われた状態となっている。

主制御装置 2 0は、図 1 1 Cの時点(又はそれより以前から)、露光が終了し た部分を覆っている水を回収するように、 排水用のバルブ群 6 2 bを構成する 各バルブの開度調整を行う。 この場合、 給水のために開状態とされたバルブ群 6 2 aを構成するバルブと、 投影ユニット P Uに関し、 ほぼ対称な位置に設け られたバルブ群 6 2 bを構成するバルブが開放される。

そして、 図 1 1 Dに示されるように、 投影領域 I Aを通過するショット領域 S Aに対する露光を行うとともに、 露光の終了した部分を覆う水を回収しなが ら、 ウェハステージ W S丁が、 ステージ制御装置 1 9により駆動され、 図 1 1 Eに示されるように、 ショッ卜領域 S Aに対する露光が終了する。

このようにして露光が終了すると同時に、 主制御装置 2 0により、 給水用の バルブ群 6 2 aを構成する各バルブが全閉される。 そして、 図 1 1 Fに示され るように、ウェハ W上の水がすべて排水された段階で、主制御装置 2 0により、 バルブ群 6 2 bを構成する各バルブが全閉される。

以上のようにして、 1つのショット領域 S Aに対する露光動作、 及びこれに 同期して行われる水の供給、 回収動作、 すなわち給排水動作が終了する。 そして、 主制御装置 2 0の指示の下、 ステージ制御装置 1 9により前述の第 1の実施形態の場合と同様に、 ウェハステージ W S Tのショット間ステツピン グ動作が行われる。 但し、 このショット間ステッピング動作時には、 ウェハ W 上への給水は一切行われない。

そして、 次のショット領域に対して、 上記と同様の走査露光 (レチクルバタ ーンの転写)、及びこれに同期したウェハ W上への給排水動作が行われる。 この 場合は、 ウェハ Wの移動方向及びウェハ上に供給される水の流れる方向は、 図 1 1 A〜図 1 1 Eの場合と逆になるように、 主制御装置 2 0によって各部が制 御される。

このようにして、 ウェハ W上のショッ 卜領域の走査露光とショッ卜領域間の ステッピング動作とが繰り返し行われ、 ウェハ W上の複数の区画領域としての ショット領域にレチクル Rの回路パターンが順次転写される。

以上説明したように、 本第 2の実施形態の露光装置によると、 前述の供給機 構による投影ユニット P U (投影光学系 P Lのレンズ 4 2 ) とウェハステージ W S T上のウェハ Wとの間を含む周壁 3 2 f の内部への水の供給及び前述の回 収機構による水の回収が、 ウェハ W上の各ショット領域に対する露光動作と同 期して行われる。 このため、 ウェハ W上の露光対象のショット領域に対して走 3 015675

68 査露光方式でパターンを転写する際に、 そのショット領域が投影光学系 P Lを 介した照明光 I Lの照射領域 I Aを通過する間は、 レンズ 4 2とウェハ との 間に所定量の水 (この水は常時入れ替えられる) を満たすことができ、 液浸法 によって、 高解像度かつ空気中に比べて広い焦点深度での露光が行われる。 こ の一方、 露光対象のショット領域が照射領域 I Aを通過する間、 あるいはこれ に加えて通過後の僅かの間以外は、 水がウェハ W上に存在しない状態とするこ とができる。すなわち、ウェハ W上の複数のショッ卜領域を順次露光する際に、 ショッ卜領域の露光の都度、 投影光学系 P Lのレンズ 4 2とウェハ Wとの間に 水の供給とその水の全回収とが繰り返し行われるので、ゥェ /、W上の感光剤(レ ジスト) の成分が水中に溶け出すことに起因する、 照明光 I Lの透過率の低下 や像形成に対する悪影響などを抑制することができる。

また、 本第 2の実施形態の露光装置では、 供給機構は、 照射領域 I Aの周囲 に複数の供給口 3 6を有し、 水の供給に用いる供給口 3 6をウェハ Wの走査方 向 (移動方向) に応じて切り換えている。 具体的には、 各ショット領域の露光 の度に、ウェハ Wの走査方向の後方側からの供給機構による水の供給が行われ、 これに応じて走査方向の前方側での回収機構による水の全回収が行われている。 このため、 走査方向によらず、 いずれのショット領域の露光の際にも、 液浸法 が適用される。

また、 前述の供給機構によりウェハ Wの走査方向の後方側から周壁 3 2 千の 内部に供給された水は、 投影ュニット P Uに関して走査方向の前方で前述の回 収機構により回収される。 この場合、 供給された水は、 ウェハ Wの走査方向に 沿ってレンズ 4 2とウェハ Wとの間を流れる。 そのため、 ウェハ W上に異物が 付着している場合には、 その異物が水の流れにより除去される。

また、 本第 2の実施形態においても、 供給された水の中に混入した気泡は、 前述の第 1の実施形態と同様に、 前述の気泡回収機構により投影ュニッ卜 P U に関してウェハの走査方向の後方で回収される。 この場合において、 ウェハ W の走査方向が切り替えられれば、 これに応じて気泡の回収に用いられる気泡回 収機構が切り替えられる。

また、 本第 2の実施形態の露光装置では、 パターンの転写に際し、 ウェハス テージの走査方向の移動によって露光対象のショッ卜領域の後端が照射領域 I Aから出た時点で、 供給機構による水の供給が停止される。 このため、 バルブ の駆動や、 それに伴う水撃で振動が発生し、 それが投影ユニット P Uに伝達し て投影光学系 P Lの結像性能劣化が生じるのを効果的に抑制することができる。 また、 水の供給を極力少なくして、 水の回収時間を短縮できる。

また、 本第 2の実施形態の露光装置では、 露光対象のショット領域に対する パターンの転写後、 次のショッ卜領域に対するパターンの転写に先立って行わ れるウェハステージ W S Tのショット間ステッピング動作の開始前に回収機構 による水の回収が完了している。 このため、 ウェハ W上の感光剤 (レジスト) の成分が水中に溶け出し、 次のショッ卜領域の露光に悪影響を与えるおそれが ない。 また、 ステッピング方向の給水、 回収機構を省くことができる。

なお、 上記第 2の実施形態では、 図 1 1 Aに示される露光対象のショット領 域の走査方向の前端が供給位置に到達した時点(又はその直前で)、供給機構に よる水の供給が開始されるものとしたが、 これに限らず、 露光対象のショット 領域に対するパターンの転写と前のショッ卜領域に対するパターンの転写との 間のウェハステージ W S Tのショット間ステッピング動作の終了後、 次のショ ット領域の露光のためのウェハステージ W S Tの移動開始後、 露光対象のショ ット領域の走査方向の前端が供給位置に到達するまでのいずれかの時点で供給 機構による水の供給が開始されることとしても良い。 この場合、 供給機構によ リ投影ユニット P U (投影光学系 P Lのレンズ 4 2 ) とウェハステージ W S T 上のウェハ Wとの間を含む周壁 3 2 f の内部にウェハ Wの移動方向(走査方向) の後方側から水が供給され、 ウェハ Wを移動させる際にレンズ 4 2とウェハ W との間に水が満たされる。 この場合、 ウェハ W上の露光対象のショット領域 S Aがレンズ 4 2の下方に移動する際には、 そのショット領域 S A上方にはレン ズ 4 2の下方に到達する前に確実に水が供給される。 すなわち、 ウェハ Wを走 査方向に移動させる際に、 レンズ 4 2とウエノ \W表面との間は水により満たさ れる。 従って、 そのショット領域 S Aを露光対象領域として露光 (レチクル R のパターンのウェハ W上への転写) を行うことにより、 前述の液浸法が適用さ れて、 高解像度かつ空気中に比べて広い焦点深度での露光が行われる。

なお、 上記第 2の実施形態において、 例えば図 1 2に示されるように、 液体 給排ュニット 3 2の下端部に、 非走査方向に関して離間した複数の供給口 3 6 (パターンの投影領域(照射領域) I Aの非走査方向の範囲内に対応するもの) の非走査方向の両側の位置に、 走査方向に平行に延びる複数の仕切り 8 7 a、 8 7 bを設けても良い。 この場合、 供給口 3 6が各 1つ配置された仕切り 8 7 a、 8 7 bで仕切られた各領域内に供給口 3 6に対応して回収管 5 2が各 1本 配置されるようにする。 そして、 主制御装置 2 0が、 前述の供給機構による水 の供給に用いられる供給口 3 6を、 露光対象のショッ卜領域のウェハ上の位置 に応じて切り替え、 これに応じて水の回収に用いられる回収管 5 2を切り替え ることとしても良い。 この場合、 供給口 3 6及び回収管 5 2の切り替えは、 前 述のバルブ群 6 2 a、 6 2 bの各バルブの選択的開閉によって実現される。 通常、 ウェハ W上の周辺部には、 その一部が欠けたいわゆる欠けショットが 複数存在し、 そのような欠けショットの中には、 図 1 2中のショット領域 S A „ のように非走査方向のサイズが他のショット領域 (ウェハ W上の内部のショ ット領域) に比べて短いものがある。 この欠けショット S An のウェハ 土の 位置及びショット形状 (サイズを含む) は既知であるから、 その欠けショット

S An を露光する際には、 主制御装置 2 0は、 例えば図 1 2中に拿で示される 供給口 3 6 Qから水が供給され、 きで示される回収管 5 2 Qによって水が回収 されるように、 バルブ群 6 2 a、 6 2 bの各バルブの開閉制御を行えば良い。 このようにすると、 ショット領域 S An の欠けた部分においては給排水が行わ れない。 従って、 露光対象のショット領域以外のウェハ W上の部分の水を露光 前に全て排水しておくことにより、 結果としてウェハホルダ 7 0の補助プレー ト 2 2 a〜2 2 dを大きくすることができない場合であっても、 欠けショット に対する露光の際に、 漏水が発生するのが極力抑制されることとなる。

この場合において、 水の供給に用いられる供給口 3 6、 回収管 5 2は、 ゥェ ハ Wの走査方向に応じて切り替えられることは勿論である。

また、 主制御装置 2 0は、 前述の供給機構による水の供給に用いられる供給 口 3 6を、 露光対象のショット領域のウェハ上の位置でなく、 ショット領域の 非走査方向のサイズに応じて切り替え、 これに応じて水の回収に用いられる回 収管 5 2を切り替えることとしても良い。 かかる場合には、 同一又は異なるゥ ェハ上に、 異なるサイズのパターンを転写する場合であっても、 対応が可能と なる。

また、 上記第 2の実施形態では、 ウェハ W上のショット領域に対する露光終 了と同時に給水を停止する場合について説明した(図 1 1 E参照)。 しかしなが ら、 本発明がこれに限られるものではなく、 例えば、 図 1 3八〜図1 3 Fに示 されるようなシーケンスを採用することも可能である。

この場合、 図 1 3 A〜図 1 3 Cまでは、 前述した図 1 1 A〜図 1 1 Cと同様 に処理が行われる。 但し、 露光対象のショット領域 S Aの走査方向の後端が照 射領域 I Aから完全に出る前の時点、 具体的には、 図 1 3 Dに示される、 ショ ッ卜領域 S Aの後端が供給位置(給水位置(給水管 5 8の位置)) に到達した時 点で、 主制御装置 2 0は、 バルブ群 6 2 aを全閉し、 この後は露光終了まで一 切の給水を行わないこととしている。 このようにすることで、 水が供給される 範囲が前述した図 1 1 A〜図 1 1 Fの場合と比べ狭いので、 排水の終了までの 時間を短縮することができる (図 1 3 E , 図 1 3 F参照)。従って、給排水開始 の際の振動が露光精度に与える影響が小さい場合には、 効果的にスループッ卜 の向上を図ることが可能である。 この場合も、 ショット領域 S Aに対するバタ ーンの転写後、 次のショット領域に対するパターンの転写に先立って行われる ウェハステージ W S Tのショット間ステッピング動作の開始前に回収機構によ る水の回収が完了している (図 1 3 F参照)。

なお、液体給排ュニッ卜としては、上記各実施形態で説明した構成に限らず、 種々の構成を採用することが可能である。

例えば、 図 1 4 Aに示される液体給排ユニット 3 2 ' のように、 気泡回収機 構や、 全回収用ノズルを設けずに、 水を供給する供給機構を構成する末広ノズ ル部、 供給口 3 6及び供給管 5 8、 水を回収する回収機構を構成する先細ノズ ル部、 回収管 5 2、 及び補助回収機構を構成するスリット 3 2 h 3、 3 2 h 4 等を備えるのみでも良い。 この場合、 レンズ 4 2を中心としてその周囲に先細 ノズル部、 回収管 5 2を設け、 その外側に末広ノズル部、 供給口 3 6及び供給 管 5 8を配置している。 この図 1 4 Aに示される液体給排ユニット 3 2 ' を採 用した場合には、 例えばウェハが左から右にスキャンして露光する際には、 左 側の給水管 5 8から供給口 3 6及び末広ノズル部を介して給水が行われ、 その 給水された水の一部がレンズ 4 2左の先細ノズル部及び回収管 5 2によって排 水され、 水と一緒に混入した気泡が排出され、 気泡がレンズ 4 2の下を通過す るのを抑制する。 一方、 レンズ 4 2の下を通り抜けた水はレンズ 4 2右側の先 細ノズル部及び回収管 5 2によって回収される。

この場合において、 上述の先細ノズル部、 回収管、 末広ノズル部、 供給口 3 6及び供給管 5 8などは、 レンズ 4 2を中心としてその周囲全体に必ずしも設 けられている必要なく、 例えば、 走査方向の一側と他側にそれぞれ各 1つ設け られていても良い。 この点に関しては、 前述した液体給排ユニット 3 2につい ても同様である。

また、 上記各実施形態においては、 液体給排ユニットからの水の供給及び回 収を別々のノズルを用いて行っていたが、 本発明がこれに限られるものではな く、 例えば図 1 4 Bに示される液体給排ュニット 3 2 " のように、 水の供給及 5

73 び回収を給排水用ノズル 5 2 ' を介して行うこととしても良い。 この場合、 ゥ ェハステージ W S Tが走査される場合には、 その走査方向の後方の給排水ノズ ルから給水し、 走査方向の前方に位置する給排水ノズルから水を回収すること とすれば良い。 この場合、 水中に混入した気泡については、 液体給排ユニット 3 2 " 内部のレンズ 4 2の走査方向手前側の天井付近に集まり、 走査方向が逆 向きになって給水と排水のノズルが切リ替わった際に、 排水側の給排水ノズル から排出される。

更に、 上記各実施形態の露光装置において、 投影光学系 P Lを構成する最も ウェハ W側に位置するレンズ 4 2に、 例えば図 1 5に示されるように、 露光に 使用しない部分に孔を形成し、 その孔を介して、 供給機構による液体の供給、 又は回収機構による液体の回収あるいは液体中の気泡の回収動作を行うことと しても良い。 この図 1 5の場合には、 液体の回収がレンズ 4 2に形成された孔 を介して行われる。 このようにすると、 供給機構と回収機構とを投影光学系の 外部に全て配置する場合に比べて、 省スペース化が可能となる。

なお、上記各実施形態では、液体として超純水(水) を用いるものとしたが、 本発明がこれに限定されないことは勿論である。 液体としては、 化学的に安定 で、 照明光 I Lの透過率が高く安全な液体、 例えばフッ素系不活性液体を使用 しても良い。 このフッ素系不活性液体としては、 例えばフロリナ一卜 (米国ス リ一ェ厶社の商品名) が使用できる。 このフッ素系不活性液体は冷却効果の点 でも優れている。 また、 液体として、 照明光 I Lに対する透過性があってでき るだけ屈折率が高く、 また、 投影光学系やウェハ表面に塗布されているフォト レジストに対して安定なもの (例えばセダー油等) を使用することもできる。 また、 上記各実施形態で、 回収された液体を再利用するようにしても良く、 この場合は回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、 又 は回収管等に設けておくことが望ましい。

なお、 上記各実施形態では、 投影光学系 P Lの最も像面側の光学素子がレン ズ 4 2であるものとしたが、その光学素子は、レンズに限られるものではなく、 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 いる光学プレート (平行平面板等) であっても良いし、 単なるカバーガラスで あっても良い。 投影光学系 P Lの最も像面側の光学素子 (上記各実施形態では レンズ 4 2 ) は、 照明光 I Lの照射によってレジストから発生する飛散粒子又 は液体中の不純物の付着等に起因して液体 (上記各実施形態では水) に接触し てその表面が汚れることがある。 このため、 その光学素子は、 鏡筒 4 0の最下 部に着脱 (交換) 自在に固定することとし、 定期的に交換することとしても良 い。

このような場合、 液体に接触する光学素子がレンズ 4 2であると、 その交換 部品のコストが高く、 かつ交換に要する時間が長くなつてしまい、 メンテナン スコスト (ランニングコスト) の上昇やスループットの低下を招く。 そこで、 液体と接触する光学素子を、 例えばレンズ 4 2よりも安価な平行平面板とする ようにしても良い。 この場合、 露光装置の運搬、 組立、 調整時等において投影 光学系 P Lの透過率、 ウェハ W上での照明光 I Lの照度、 及び照度分布の均一 性等を低下させる物質 (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、 液体を供給する直前にその平行平面板を交換するだけで良く、 液体と 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 う利点もある。

また、 上記各実施形態において、 液体 (水) を流す範囲はレチクルのパター ン像の投影領域 (照明光 I Lの照射領域) の全域を覆うように設定されていれ ば良く、 その大きさは任意で良いが、 流速、 流量等を制御する上で、 照射領域 よりも少し大きく してその範囲をできる限り小さく しておくことが望ましい。 更に、 上記各実施形態では、 ウェハホルダ 7 0のウェハ Wが載置される領域 の周囲に補助プレート 2 2 a〜2 2 dが設けられるものとしたが、 本発明の中 には、 露光装置は、 補助プレートあるいはそれと同等の機能を有する平面板を 必ずしも基板ステージ上に設けなくても良いものもある。但し、この場合には、 供給される液体が基板ステージ上から溢れないように、 その基板ステージ上に 液体を回収する配管を更に設けておくことが望ましい。 また、 上記各実施形態 においては、 投影光学系 P Lとウェハ Wとの間を局所的に液体で満たす露光装 置を採用しているが、 本発明の中には、 特開平 6— 1 2 4 8 7 3号公報に開示 されているような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、 特開平 1 0— 3 0 3 1 1 4号公報に開示されているようなス テージ上に所定深さの液体槽を形成し、 その中にウェハを保持する液浸露光装 置にも適用可能なものもある。

なお、 上記各実施形態では、 光源として A r Fエキシマレーザを用いるもの としたが、 これに限らず、 K r Fエキシマレーザ (出力波長 2 4 8 n m) など の紫外光源を用いても良い。 また、 例えば、 紫外光として上記各光源から出力 されるレーザ光に限らず、 D F B半導体レーザ又はファイバーレーザから発振 される赤外域、 又は可視域の単一波長レーザ光を、 例えばエルビウム (E r )

(又はエルビウムとイッテルビウム (Y b ) の両方) がドープされたファイバ 一アンプで増幅し、 非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波 (例 えば、 波長 1 9 3 n m) を用いても良い。

また、 投影光学系 P Lは、 屈折系に限らず、 カタディオプトリック系 (反射 屈折系) であっても良い。 また、 その投影倍率も 1 4倍、 1 5倍などに限 らず、 1 1 0倍などであっても良い。

なお、 上記各実施形態では、 ステップ■アンド,スキャン方式等の走査型露 光装置に本発明が適用された場合について説明したが、 本発明の適用範囲がこ れに限定されないことは勿論である。 すなわちステップ'アンド ' リピート方 式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。 この場合、 マスク (レ チクル) と基板 (ウェハ) とをほぼ静止した状態で露光が行われる点を除き、 基本的には前述した第 1の実施形態と同等の構成を用いることができ、 同等の 効果を得ることができる。 また、 ウェハステージを 2基備えたツインステージ 型の露光装置にも適用できる。

なお、 複数のレンズから構成される照明光学系、 投影ユニット P Uを露光装 置本体に組み込み、更に、投影ュニット P Uに液体給排ュニットを取り付ける。 その後、 光学調整をするとともに、 多数の機械部品からなるレチクルステージ やウェハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、 更に総合 調整 (電気調整、 動作確認等) をすることにより、 上記各実施形態の露光装置 を製造することができる。 なお、 露光装置の製造は温度及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。

また、 上記各実施形態では、 本発明が半導体製造用の露光装置に適用された 場合について説明したが、 これに限らず、 例えば、 角型のガラスプレートに液 晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、 薄膜磁気ヘッド、 撮像素 子、 マイクロマシン、 有機 E L、 D N Aチップなどを製造するための露光装置 などにも本発明は広く適用できる。

また、 半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、 光露光装置、 E U V 露光装置、 X線露光装置、 及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又は マスクを製造するために、 ガラス基板又はシリコンウェハなどに回路パターン を転写する露光装置にも本発明を適用できる。 ここで、 D U V (遠紫外) 光や V U V (真空紫外) 光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用 いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、 螢石、 フッ化マグネシウム、 又は水晶などが用いられる。

《デバイス製造方法》

次に上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の 実施形態について説明する。

図 1 6には、 デバイス ( I Cや L S I等の半導体チップ、 液晶パネル、 C C D、 薄膜磁気ヘッド、 マイクロマシン等) の製造例のフローチャートが示され ている。 図 1 6に示されるように、 まず、 ステップ 2 0 1 (設計ステップ) に おいて、 デバイスの機能 '性能設計 (例えば、 半導体デバイスの回路設計等) を行い、 その機能を実現するためのパターン設計を行う。 引き続き、 ステップ 2 0 2 (マスク製作ステップ) において、 設計した回路パターンを形成したマ スクを製作する。 一方、 ステップ 2 0 3 (ウェハ製造ステップ) において、 シ リコン等の材料を用いてウェハを製造する。

次に、 ステップ 2 0 4 (ウェハ処理ステップ) において、 ステップ 2 0 1〜 ステップ 2 0 3で用意したマスクとウェハを使用して、 後述するように、 リソ グラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。 次いで、 ステツ プ 2 0 5 (デバイス組立てステップ) において、 ステップ 2 0 4で処理された ウェハを用いてデバイス組立てを行う。 このステップ 2 0 5には、 ダイシング 工程、 ボンディング工程、 及びパッケージング工程 (チップ封入) 等の工程が 必要に応じて含まれる。

最後に、 ステップ 2 0 6 (検査ステップ) において、 ステップ 2 0 5で作成 されたデバイスの動作確認テスト、 耐久テスト等の検査を行う。 こうした工程 を経た後にデバイスが完成し、 これが出荷される。

図 1 7には、 半導体デバイスにおける、 上記ステップ 2 0 4の詳細なフロー 例が示されている。 図 1 7において、 ステップ 2 1 1 (酸化ステップ) におい てはウェハの表面を酸化させる。 ステップ 2 1 2 ( C V Dステップ) において はウェハ表面に絶縁膜を形成する。 ステップ 2 1 3 (電極形成ステップ) にお いてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。 ステップ 2 1 4 (イオン打ち 込みステップ) においてはウェハにイオンを打ち込む。 以上のステップ 2 1 1 〜ステップ 2 1 4それぞれは、 ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成してお リ、 各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウェハプロセスの各段階において、 上述の前処理工程が終了すると、 以下の ようにして後処理工程が実行される。 この後処理工程では、 まず、 ステップ 2 1 5 (レジスト形成ステップ) において、 ウェハに感光剤を塗布する。 引き続 き、 ステップ 2 1 6 (露光ステップ) において、 上で説明したリソグラフイシ ステム (露光装置) 及び露光方法によってマスクの回路パターンをウェハに転 写する。 次に、 ステップ 2 1 7 (現像ステップ) においては露光されたウェハ を現像し、 ステップ 2 1 8 (エッチングステップ) において、 レジストが残存 している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。 そして、 ス テツプ 2 1 9 (レジスト除去ステップ) において、 エッチングが済んで不要と なったレジストを取り除く。

これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、 ウェハ上 に多重に回路パターンが形成される。

以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、 露光工程 (ステツ プ 2 1 6 ) において上記実施形態の露光装置が用いられるので、 精度良くレチ クルのパターンをウェハ上に転写することができる。 この結果、 高集積度のマ イク口デバイスの生産性 (歩留まりを含む) を向上させることが可能になる。 産業上の利用可能性

以上説明したように、 本発明の露光装置は、 板上にパターンを転写するのに 適している。 また、 本発明のデバイス製造方法は、 マイクロデバイスの生産に 適している。

Claims

1 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系を 介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基一-一板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ 青 前記投影光学系と前記基板ステージの上の前記基板との間に液体を供給する供 給機構と ; 锘
前記液体を回収する回収機構と ; 囲 前記回収機構で回収できなかった前記液体を回収する補助回収機構と ; を備 える露光装置。
2 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記基板ステージ上の前記基板の載置領域の周囲の少なくとも一部に設けら れ、 その表面が前記載置領域に載置された基板表面とほぼ同じ高さとなるプレ ートを更に備える露光装置。
3 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記補助回収機構は、 前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の後方で 残留液体を回収することを特徴とする露光装置。
4 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記補助回収機構は、 前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の前方で 残留液体を回収することを特徴とする露光装置。
5 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記補助回収機構は、 流体を吸引する吸引機構を含むことを特徴とする露光 装置。
6 . 請求項 5に記載の露光装置において、
前記吸引機構による吸引によって生じる前記液体周囲の環境変化を抑制する 給気機構を更に備える露光装置。
7 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記投影光学系は、 複数の光学素子を含み、 該複数の光学素子のうち最も前 記基板側に位置する光学素子には、 露光に使用しない部分に孔が形成され、 前記孔を介して前記液体の供給、 前記液体の回収、 及び気泡の回収の少なく とも一つの動作が行われることを特徴とする露光装置。
8 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記基板ステージが停止しているときは、 前記供給機構による液体の供給動 作及び前記回収機構による液体の回収動作をともに停止する制御装置を更に備 える露光装置。
9 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の前方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
1 0 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
1 1 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記パターンを走査露光方式で前記基板上に転写するため、 前記エネルギビ ームに対して前記基板ステージを所定の走査方向に駆動する駆動系を更に備え 露光装置。
1 2 . 請求項 1 1に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数 の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の大きさに応じて前記複数 の供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前記液体の供給を行う ことを特徴とする露光装置。
1 3 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の後方で液中の気泡を回収する 少なくとも一つの気泡回収機構を更に備える露光装置。 4 . 請求項 1に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
1 5 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系 を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;
前記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間を局所的に液体で満 たすために、 その液体を供給する供給機構と ; 前記液体を回収する回収機構と ;
前記基板ステージ上の前記基板の載置領域の周囲の少なくとも一部に設けら れ、 その表面が前記載置領域に載置された基板表面とほぼ同じ高さとなるプレ 一卜と ; を備える露光装置。
1 6 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記プレー卜と前記基板との隙間は 3 m m以下に設定されていることを特徴 とする露光装置。
1 7 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記基板ステージの位置を計測する干渉計と ;
前記投影光学系と前記基板との間の前記液体周辺の空調を行う空調機構と ; を更に備える露光装置。
1 8 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記供給機構による液体の供給は、 前記プレー卜上で開始されることを特徴 とする露光装置。
1 9 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系は、 複数の光学素子を含み、 該複数の光学素子のうち最も前 記基板側に位置する光学素子には、 露光に使用しない部分に孔が形成され、 前記孔を介して前記液体の供給、 前記液体の回収、 及び気泡の回収の少なく とも一つの動作が行われることを特徴とする露光装置。
2 0 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記基板ステージが停止しているときは、 前記供給機構による液体の供給動 作及び前記回収機構による液体の回収動作をともに停止する制御装置を更に備 える露光装置。
2 1 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の前方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
2 2 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
2 3 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記パターンを走査露光方式で前記基板上に転写するため、 前記エネルギビ ームに対して前記基板ステージを所定の走査方向に駆動する駆動系を更に備え る露光装置。
2 4 . 請求項 2 3に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数 の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の大きさに応じて前記複数 の供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前記液体の供給を行う ことを特徴とする露光装置。
2 5 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の後方で液中の気泡を回収する 少なくとも一つの気泡回収機構を更に備える露光装置。
2 6 . 請求項 1 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
2 7 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系 を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;
前記基板ステージの位置を計測する干渉計と ;
前記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間に液体を供給する供 給機構と ;
前記液体を回収する回収機構と ;
前記投影光学系と前記基板との間の前記液体周辺の空調を行う空調機構と ; を備える露光装置。
2 8 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記空調機構は、流体を吸引する吸引機構を含むことを特徴とする露光装置。
2 9 . 請求項 2 8に記載の露光装置において、
前記吸引機構は、 前記回収機構で回収しきれなかった前記液体を回収する役 割をも果たすことを特徴とする露光装置。
3 0 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記空調機構は、 前記液体周辺の空調を局所的に行うことを特徴とする露光 装置。
3 1 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記投影光学系は、 複数の光学素子を含み、 該複数の光学素子のうち最も前 記基板側に位置する光学素子には、 露光に使用しない部分に孔が形成され、 前記孔を介して前記液体の供給、 前記液体の回収、 及び気泡の回収の少なく とも一つの動作が行われることを特徴とする露光装置。
3 2 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記基板ステージが停止しているときは、 前記供給機構による液体の供給動 作及び前記回収機構による液体の回収動作をともに停止する制御装置を更に備 える露光装置。
3 3 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の前方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
3 4 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
3 5 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記パターンを走査露光方式で前記基板上に転写するため、 前記エネルギビ ー厶に対して前記基板ステージを所定の走査方向に駆動する駆動系を更に備え る露光装置。
3 6 . 請求項 3 5に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数 の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の大きさに応じて前記複数 の供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前記液体の供給を行う ことを特徴とする露光装置。
3 7 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の後方で液中の気泡を回収する 少なくとも一つの気泡回収機構を更に備える露光装置。
3 8 . 請求項 2 7に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
3 9 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系 を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;
前記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間に液体を供給する供 給機構と ;
前記液体を回収する回収機構と; を備え、
前記投影光学系は、 複数の光学素子を含み、 該複数の光学素子のうち最も前 記基板側に位置する光学素子には、 露光に使用しない部分に孔が形成され、 前記孔を介して前記液体の供給、 前記液体の回収、 及び気泡の回収の少なく とも一つの動作が行われることを特徴とする露光装置。
4 0 . 請求項 3 9に記載の露光装置において、
前記基板ステージが停止しているときは、 前記供給機構による液体の供給動 作及び前記回収機構による液体の回収動作をともに停止する制御装置を更に備 える露光装置。
4 1 . 請求項 3 9に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の前方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
4 2 . 請求項 3 9に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
4 3 . 請求項 3 9に記載の露光装置において、
前記パターンを走査露光方式で前記基板上に転写するため、 前記エネルギビ ームに対して前記基板ステージを所定の走査方向に駆動する駆動系を更に備え る露光装置。
4 4 . 請求項 4 3に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数 の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の大きさに応じて前記複数 の供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前記液体の供給を行う ことを特徴とする露光装置。
4 5 . 請求項 3 9に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の後方で液中の気泡を回収する 少なくとも一つの気泡回収機構を更に備える露光装置。
4 6 . 請求項 3 9に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
4 7 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系 を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;
前記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間に液体を供給する供 給機構と ;
前記液体を回収する回収機構と ; を備え、
前記基板ステージが停止しているときは、 前記供給機構による液体の供給動 作及び前記回収機構による液体の回収動作がともに停止されることを特徴とす る露光装置。
4 8 . 請求項 4 7に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の前方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
4 9 . 請求項 4 7に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方側から前記投影光学系と前記基 板ステージ上の基板との間に液体を供給することを特徴とする露光装置。
5 0 . 請求項 4 7に記載の露光装置において、
前記パターンを走査露光方式で前記基板上に転写するため、 前記エネルギビ ー厶に対して前記基板ステージを所定の走査方向に駆動する駆動系を更に備え る露光装置。
5 1 . 請求項 5 0に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数 の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の大きさに応じて前記複数 の供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前記液体の供給を行う ことを特徴とする露光装置。
5 2 . 請求項 4 7に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の後方で液中の気泡を回収する 少なくとも一つの気泡回収機構を更に備える露光装置。
5 3 . 請求項 4 7に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
5 4 . 請求項 4 7に記載の露光装置において、
前記投影光学系を構成する最も基板側の光学素子の周囲を少なくとも取り囲 みかつ前記基板ステージ上の基板表面との間に所定のクリアランスを隔てた周 壁を更に備え、
前記供給機構は、 前記投影光学系の前記基板側端部が臨む前記周壁の内部に 前記液体を供給することを特徴とする露光装置。
5 5 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系 を介して基板上の複数の区画領域にそれぞれ転写する露光装置であって、 前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ 前記投影光学系を構成する最も基板側の光学素子の周囲を少なくとも取り囲 みかつ前記基板ステージ上の基板表面との間に所定のクリアランスを隔てた周 壁と;
前記周壁の内部に前記基板の移動方向の後方側から液体を供給する少なくと も 1つの供給機構と ; を備える露光装置。
5 6 . 請求項 5 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の前方で液体を回収する回収機 構を更に備える露光装置。
5 7 . 請求項 5 5に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 露光時に前記パターン及び前記投影光学系を介して前記ェ ネルギビームが照射される前記基板上の照射領域の周囲に複数の供給口を有し、 前記液体の供給に用いる供給口を前記基板の移動方向に応じて切り換えること を特徴とする露光装置。
5 8 . 請求項 5 5に記載の露光装置において、
前記パターンを走査露光方式で前記基板上に転写するため、 前記エネルギビ —ムに対して前記基板ステージを所定の走査方向に駆動する駆動系を更に備え る露光装置。
5 9 . 請求項 5 8に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記照射領域に関して前記走査方向の一側と他側とにそれ ぞれ設けられ、 91 前記液体の供給に用いる供給機構が、 前記基板ステージの走査方向に応じて 切リ換えられることを特徴とする露光装置。
6 0 . 請求項 5 8に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数 の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の大きさに応じて前記複数 の供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前記液体の供給を行う ことを特徴とする露光装置。
6 1 . 請求項 5 5に記載の露光装置において、
前記基板ステージ上の前記基板の載置領域の周囲の少なくとも一部に設けら れ、 その表面が前記載置領域に載置された基板表面とほぼ同じ高さとなるプレ ートを更に備える露光装置。
6 2 . 請求項 5 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関して前記基板の移動方向の後方で液中の気泡を回収する 少なくとも一つの気泡回収機構を更に備える露光装置。
6 3 . 請求項 5 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
6 4 . エネルギビームによりパターンを照明し、 基板を所定の走査方向に移 動して前記パターンを投影光学系を介して前記基板上の複数の区画領域に走査 露光方式でそれぞれ転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ 前記投影光学系と前記基板ステージ上の基板との間に液体を供給する供給機 構と ;
前記液体を回収する回収機構と; を備え、
前記供給機構による液体の供給及び前記回収機構による液体の回収が、 前記 基板上の各区画領域に対する露光動作と同期して行われることを特徴とする露 光装置。
6 5 . 請求項 6 4に記載の露光装置において、
前記各区画領域の露光の度に、 前記供給機構による前記液体の供給、 及び前 記回収機構による前記液体の全回収が行われることを特徴とする露光装置。
6 6 . 請求項 6 5に記載の露光装置において、
前記パターンの転写に際し、 前記基板ステージの前記走査方向の移動によつ て露光対象の区画領域の前端が露光時に前記パターン及び前記投影光学系を介 して前記エネルギビームが照射される前記基板上の照射領域内に入る前のいず れかの時点で、 前記供給機構による前記液体の供給が開始されることを特徴と する露光装置。
6 7 . 請求項 6 6に記載の露光装置において、
前記露光対象の区画領域に対するパターンの転写と前の区画領域に対するパ ターンの転写との間の前記基板ステージの区画領域間移動動作の終了後に前記 供給機構による前記液体の供給が開始されることを特徴とする露光装置。
6 8 . 請求項 6 6に記載の露光装置において、
前記露光対象の区画領域の前端が供給位置に到達した時点で前記供給機構に よる前記液体の供給が開始されることを特徴とする露光装置。
6 9 . 請求項 6 5に記載の露光装置において、
前記パターンの転写に際し、 前記基板ステージの前記走査方向の移動によつ て露光対象の区画領域の後端が露光時に前記パターン及び前記投影光学系を介 して前記エネルギビームが照射される前記基板上の照射領域から出た時点で、 前記供給機構による前記液体の供給が停止されることを特徴とする露光装置。
7 0 . 請求項 6 9に記載の露光装置において、
前記露光対象の区画領域に対するパターンの転写後、 次の区画領域に対する パターンの転写に先立って行われる前記基板ステージの区画領域間移動動作の 開始前に前記回収機構による前記液体の回収が完了することを特徴とする露光 装置。
7 1 . 請求項 6 5に記載の露光装置において、
前記パターンの転写に際し、 前記基板ステージの前記走査方向の移動によつ て露光対象の区画領域の後端が露光時に前記パターン及び前記投影光学系を介 して前記エネルギビームが照射される前記基板上の照射領域から完全に出る前 の時点で、 前記供給機構による前記液体の供給が停止されることを特徴とする 露光装置。
7 2 . 請求項 7 1に記載の露光装置において、
前記露光対象の区画領域の後端が供給位置に到達した時点で前記供給機構に よる前記液体の供給が停止されることを特徴とする露光装置。
7 3 . 請求項 7 1に記載の露光装置において、 前記露光対象の区画領域に対するパターンの転写後、 次の区画領域に対する パターンの転写に先立って行われる前記基板ステージの区画領域間移動動作の 開始前に前記回収機構による前記液体の回収が完了することを特徴とする露光 装置。
7 4 . 請求項 6 4に記載の露光装置において、
前記投影光学系を構成する最も基板側の光学素子の周囲を少なくとも取り囲 みかつ前記基板ステージ上の基板表面との間に所定のクリアランスを隔てた周 壁を更に備え、
前記供給機構は、 前記投影光学系の前記基板側端部が臨む前記周壁の内部に 前記液体を供給することを特徴とする露光装置。
7 5 . エネルギビームによりパターンを照明し、 基板を所定の走査方向に移 動して前記パターンを投影光学系を介して前記基板上の複数の区画領域に走査 露光方式でそれぞれ転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ 前記投影光学系を構成する最も基板側の光学素子の周囲を少なくとも取り囲 みかつ前記基板ステージ上の基板表面との間に所定のクリアランスを隔てた周 壁と ;
前記周壁の内部に液体を供給する供給機構と ;
前記液体を回収する回収機構と; を備える露光装置。
7 6 . 請求項 7 5に記載の露光装置において、
前記周壁の内側が負圧状態とされていることを特徴とする露光装置。
7 7 . 請求項 7 5に記載の露光装置において、
前記基板を保持する前記基板ステージの移動中は、 前記供給機構による前記 液体の供給及び前記回収機構による液体の回収が行われることを特徴とする露 光装置。
7 8 . 請求項 7 5に記載の露光装置において、
前記基板を保持する前記基板ステージの停止中は、 前記供給機構による液体 の供給動作及び前記回収機構による液体の回収動作は行われず、 前記周壁の内 部に液体が保持された状態が維持されることを特徴とする露光装置。
7 9 . 請求項 7 5に記載の露光装置において、
前記所定のクリアランスは、 3 m m以下に設定されていることを特徴とする 露光装置。
8 0 . エネルギビームによりパターンを照明し、 基板を所定の走査方向に移 動して前記パターンを投影光学系を介して前記基板上の複数の区画領域に走査 露光方式でそれぞれ転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;
前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の位置に応じて前記複数の供給口の中から選 択した少なくとも 1つの供給口から前記基板ステージ上の前記基板と前記投影 光学系との間を少なくとも含む所定の空間領域に走査方向に沿って液体を供給 する供給機構と ; を備える露光装置。
8 1 . 請求項 8 0に記載の露光装置において、 前記供給機構は、 前記露光対象の区画領域が基板上の周辺部の区画領域であ る場合、 前記非走査方向に関して離間した複数の供給口のうちの一部の供給口 のみから前記液体を供給することを特徴とする露光装置。
8 2 . 請求項 8 0に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関し前記走査方向に沿って流れる液体の上流側で液中の気 泡を回収する少なくとも一つの気泡回収機構を更に備える露光装置。
8 3 . 請求項 8 0に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方側から前記液体を供給すること を特徴とする露光装置。
8 4 . 請求項 8 0に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
8 5 . エネルギビームによりパターンを照明し、 基板を所定の走査方向に移 動して前記パターンを投影光学系を介して前記基板上の複数の区画領域に走査 露光方式でそれぞれ転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ 前記走査方向に直交する非走査方向に関して離間した複数の供給口を有し、 前記基板上の露光対象の区画領域の前記非走査方向の寸法に応じて前記複数の 供給口の中から選択した少なくとも 1つの供給口から前記基板ステージ上の前 記基板と前記投影光学系との間を少なくとも含む所定の空間領域に走査方向に 沿って液体を供給する供給機構と ; を備える露光装置。
8 6 . 請求項 8 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系に関し前記走査方向に沿って流れる液体の上流側で液中の気 泡を回収する少なくとも一つの気泡回収機構を更に備える露光装置。
8 7 . 請求項 8 5に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方側から前記液体を供給すること を特徴とする露光装置。
8 8 . 請求項 8 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
8 9 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系 を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ 前記基板ステージ上の前記基板と前記投影光学系との間を少なくとも含む所 定の空間領域に液体を供給する供給機構と ;
前記液体の流れの前記投影光学系に対する上流側で液中の気泡を回収する少 なくとも一つの気泡回収機構と ;を備える露光装置。
9 0 . 請求項 8 9に記載の露光装置において、
前記気泡回収機構は、 前記液体とともに気泡を排出することを特徴とする露 光装置。
9 1 . 請求項 8 9に記載の露光装置において、
前記気泡回収機構は、 複数設けられ、
前記気泡の回収に用いられる気泡回収機構が、 前記基板の移動方向に応じて 切リ換えられることを特徴とする露光装置。
9 2 . 請求項 8 9に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報の実測値及び予測値の少 なくとも一方に基づいて露光条件の調整を行う調整装置を更に備える露光装置。
9 3 . 請求項 8 9に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向に沿って前記液体を流すことを特徴と する露光装置。
9 4 . 請求項 9 3に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方から前記液体を流すことを特徴 とする露光装置。
9 5 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学系 を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ 前記基板ステージ上の前記基板と前記投影光学系との間を少なくとも含む所 定の空間領域に液体を供給する供給機構と ;
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度情報に基づいて露光条件の調 整を行う調整装置と ; を備える露光装置。
9 6 . 請求項 9 5に記載の露光装置において、
前記パターンを走査露光方式で前記基板上に転写するため、 前記エネルギビ ームに対して前記基板ステージを所定の走査方向に駆動する駆動系と ; 前記投影光学系の前記走査方向の一側と他側に少なくとも各 1つ配置された 少なくとも 2つの温度センサと;を更に備える露光装置。
9 7 . 請求項 9 6に記載の露光装置において、
前記一側と他側にそれぞれ配置された少なくとも 2つの前記温度センサの検 出結果に基づいて、 前記パターン及び前記投影光学系を介して前記エネルギビ ー厶が照射される前記基板上の領域を前記液体が通過する間に生じるその液体 の温度変化を予測する予測装置を更に備える露光装置。
9 8 . 請求項 9 5に記載の露光装置において、
前記パターンの転写のための走査露光時に、 前記エネルギビームに対して前 記基板ステージを所定の走査方向に駆動する駆動系を更に備え、
前記調整装置は、 前記投影光学系と前記基板との間の液体の走査方向の温度 分布を考慮して、 露光条件を調整することを特徴とする露光装置。
9 9 . 請求項 9 8に記載の露光装置において、
前記調整装置は、 前記走査方向の温度分布によって生じる像面傾斜を考慮し て、 像面と基板表面との位置関係を調整することを特徴とする露光装置。
1 0 0 . 請求項 9 9に記載の露光装置において、
前記調整装置は、 前記走査方向の温度分布によって生じる走査方向の像面傾 斜に合わせて前記基板を傾斜させるとともに、 その傾斜方向に前記基板を走査 することを特徴とする露光装置。
1 0 1 . 請求項 9 5に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 基板の移動方向に沿って前記液体を流すことを特徴とする f各光装 ¾。
1 0 2 . 請求項 1 0 1に記載の露光装置において、
前記供給機構は、 前記基板の移動方向の後方から前記液体を流すことを特徴 とする露光装置。
1 0 3 . 請求項 9 5に記載の露光装置において、
前記温度情報は、 実測値及び予測値の少なくとも一方を含むことを特徴とす る露光装置。
1 0 4 . 請求項 9 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の液体の温度を検出可能な温度センサを更 に備え、 該温度センサの検出結果に基づいて前記露光条件の調整を行うことを 特徴とする露光装置。
1 0 5 . 請求項 9 5に記載の露光装置において、
前記温度情報に基づいて、 前記投影光学系によって形成される像面と前記基 板表面との位置関係を調整するためのフォーカス制御が行われることを特徴と する露光装置。
1 0 6 . 投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で、 所定のパターン を前記投影光学系を介して前記基板上に転写する露光装置であって、
多重露光を行う場合には、 第 1パターンを前記基板上の区画領域に転写した 101 後、 前記投影光学系と基板との間に前記液体を保持したまま、 第 2パターンを 前記基板上の前記区画領域に転写することを特徴とする露光装置。
1 0 7 . 投影光学系を介してパターンの像を基板上に投影することによって 前記基板を露光する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元平面内で移動する基板ステー ジと ;
前記基板ステージ上の基板と前記投影光学系との間を少なくとも含む空間領 域に液体を供給する供給機構と ;
前記投影光学系と前記基板との間の圧力情報に基づいて露光条件の調整を行 う調整装置と ; を備える露光装置。
1 0 8 . 請求項 1 0 7に記載の露光装置において、
前記基板は所定の走査方向に移動しながら露光され、
前記投影光学系と前記基板との間の液体は前記走査方向と平行に流れ、 前記調整装置は、 前記走査方向の圧力分布に基づいて露光条件の調整を行う ことを特徴とする露光装置。
1 0 9 . 請求項 1 0 7に記載の露光装置において、
前記基板は、 前記液体の流れる方向と同じ方向に移動しながら露光されるこ とを特徴とする露光装置。
1 1 0 . 請求項 1 0 7に記載の露光装置において、
前記調整装置は、 前記基板の走査速度に応じた露光条件の調整情報に基づい て露光条件の調整を行うことを特徴とする露光装置。
1 1 1 . 請求項 1 0 7に記載の露光装置において、
前記調整装置は、 前記供給機構による液体の供給量に応じた露光条件の調整 情報に基づいて露光条件の調整を行うことを特徴とする露光装置。
1 1 2 . エネルギビームによりパターンを照明し、 前記パターンを投影光学 系を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;
前記投影光学系と前記基板ステージ上の前記基板との間に液体を供給する供 給機構と ;
前記液体を回収する回収機構と ;
前記回収機構で回収できなかった前記基板上の液体を除去する液体除去機構 と ; を備える露光装置。
1 1 3 . 請求項 1 1 2に記載の露光装置において、
前記液体除去機構は、前記基板上の液体を回収することを特徴とする露光装置。
1 1 4 . 請求項 1 1 2に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間に局所的に液体が保持され、
前記基板ステージは、 前記基板ステージに保持された前記基板の周囲に、 前 記基板表面とほぼ面一の平坦部を備えることを特徴とする露光装置。
1 1 5 . 請求項 1 1 4に記載の露光装置において、
前記投影光学系の像面側の気体を排気する排気機構を更に備え、
前記供給機構からの液体供給は、 前記排気機構による気体の排気と並行して 開始されることを特徴とする露光装置。
1 1 6 . 請求項 1 1 2に記載の露光装置において、
前記液体の温度情報と前記液体の圧力情報との少なくとも一方に基づいて、 前記基板ステージの移動を制御する制御装置を更に備える露光装置。
1 1 7 . 請求項 1 1 6に記載の露光装置において、
前記制御装置は、 前記投影光学系によって形成される像面と前記基板表面と をほぼ合致させるように、 前記温度情報と前記圧力情報の少なくとも一方に基 づいて前記基板ステージの移動を制御することを特徴とする露光装置。
1 1 8 . 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持するとともに、 エネルギ ビームによりパターンを照明し、 前記パターンを前記投影光学系と前記液体と を介して前記基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ と ;
前記投影光学系の像面側に液体を供給する供給機構と ;
前記投影光学系の投影領域の外側で前記液体を回収する第 1回収機構と ; 前記投影領域に対して前記第 1回収機構よリも外側で前記液体を回収する第 2回収機構と ; を備える露光装置。
1 1 9 . 請求項 1 1 8に記載の露光装置において、
前記基板ステージは、 前記基板ステージに保持された前記基板の周囲に、 前 記基板表面とほぼ面一の平坦部を備えることを特徴とする露光装置。
1 2 0 . 請求項 1 1 8に記載の露光装置において、
前記投影領域と前記第 2回収機構の回収位置との間に、 前記供給機構の供給 位置が配置されていることを特徴とする露光装置。
1 2 1 . 請求項 1 1 8に記載の露光装置において、
前記投影光学系の像面側の気体を排気する排気機構を更に備え、
前記供給機構からの液体供給は、 前記排気機構による気体の排気と並行して 開始されることを特徴とする露光装置。
1 2 2 . 請求項 1 1 8に記載の露光装置において、
前記液体の温度情報と前記液体の圧力情報との少なくとも一方に基づいて、 前記基板ステージの移動を制御する制御装置を更に備える露光装置。
1 2 3 . 請求項 1 2 2に記載の露光装置において、
前記制御装置は、 前記投影光学系によって形成される像面と前記基板表面と をほぼ合致させるように、 前記温度情報と前記圧力情報との少なくとも一方に 基づいて前記基板ステージの移動を制御することを特徴とする露光装置。
1 2 4 . 請求項 1 1 8に記載の露光装置において、
前記第 2回収機構は、 前記投影領域を取リ囲むように配置されていることを 特徴とする露光装置。
1 2 5 . 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持するとともに、 エネルギ ビームによりパターンを照明し、 前記パターンを前記投影光学系と前記液体と を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ を備え、
前記基板ステージは、 前記基板ステージに保持された前記基板の周囲に、 前 記基板表面とほぼ面一の平坦部を備えることを特徴とする露光装置。
1 2 6 . 請求項 1 2 5に記載の露光装置において、
前記平坦部は複数の部材から構成されることを特徴とする露光装置。
1 2 7 . 請求項 1 2 5に記載の露光装置において、
前記基板ステージは、 基準マークが形成された基準部材を有し、 該基準部材 の上面は前記平坦部とほぼ面一であることを特徴とする露光装置。
1 2 8 . 請求項 1 2 5に記載の露光装置において、
前記基板の露光動作を行わないときに、 前記投影光学系と前記平坦部とを対 向させて、 前記投影光学系の像面側に液体を保持し続けることを特徴とする露 光装置。
1 2 9 . 請求項 1 2 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系の像面側に保持された液体を回収する回収機構を更に備え、 前記基板ステージに保持された基板の露光完了後に、 前記投影光学系と前記 平坦部とが対向するように、 前記基板ステージを所定位置へ移動させ、 その位 置で前記回収機構による液体の回収を行い、 該液体の回収完了後に、 前記露光 完了後の基板を前記基板ステージからアンロードすることを特徴とする露光装 置。
1 3 0 . 請求項 1 2 5に記載の露光装置において、
前記投影光学系の像面側に液体を供給する供給機構と ;
前記投影光学系の像面側の気体を排気する排気機構と ; を更に備え、 前記供給機構からの液体供給は、 前記排気機構による気体の排気と並行して 開始されることを特徴とする露光装置。
1 3 1 . 請求項 1 2 5に記載の露光装置において、
前記供給機構からの液体供給は、 前記投影光学系と前記平坦部とが対向した 状態で開始されることを特徴とする露光装置。
1 3 2 . 請求項 1 2 5に記載の露光装置において、
前記液体の温度情報と前記液体の圧力情報との少なくとも一方に基づいて、 前記基板ステージの移動を制御する制御装置を更に備える露光装置。
1 3 3 . 請求項 1 3 2に記載の露光装置において、
前記制御装置は、 前記投影光学系によって形成される像面と前記基板表面と をほぼ合致させるように、 前記温度情報と前記圧力情報との少なくとも一方に 基づいて前記基板ステージの移動を制御することを特徴とする露光装置。
1 3 4 . 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持するとともに、 エネルギ ビームによりパターンを照明し、 前記パターンを前記投影光学系と前記液体と を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ を備え、
前記基板ステージは、 前記基板ステージに保持される前記基板の表面とほぼ 面一の平坦部を有し、
前記基板の露光動作を行わないときに、 前記投影光学系と前記平坦部とを対 向させて、 前記投影光学系の像面側に液体を保持し続けることを特徴とする露 光装置。 107
1 3 5 . 請求項 1 3 4に記載の露光装置において、
前記基板ステージへの基板のロードを行うときに、 前記投影光学系と前記平 坦部との間に液体が保持されていることを特徴とする露光装置。
1 3 6 . 請求項 1 3 4に記載の露光装置において、
前記基板ステージからの基板のアンロードを行うときに、 前記投影光学系と 前記平坦部との間に液体が保持されていることを特徴とする露光装置。
1 3 7 . 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持するとともに、 エネルギ ビームによりパターンを照明し、 前記パターンを前記投影光学系と前記液体と を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記基板が載置され、 該基板を保持して 2次元面内で移動する基板ステージ を備え、
前記基板ステージは、 前記基板ステージに保持される前記基板の表面とほぼ 面一の平坦部を有し、
前記基板ステージに保持された基板の露光完了後に、 前記基板ステージを所 定位置へ移動させて、 前記投影光学系の像面側の液体を回収し、
該液体の回収完了後に、 前記露光完了後の基板を前記基板ステージからアン ロードすることを特徴とする露光装置。
1 3 8 . 請求項 1 3 7に記載の露光装置において、
前記所定位置において、 前記投影光学系と前記平坦部とが対向することを特 徵とする露光装置。
1 3 9 . 投影光学系の像面側に局所的に液体を保持するとともに、 エネルギ ビームによりパターンを照明し、 前記バタ一ンを前記投影光学系と前記液体と を介して基板上に転写する露光装置であって、
前記投影光学系の像面側に液体を供給する供給機構と;
前記投影光学系の像面側の空間内の気体を排気する排気機構と ; を備え、 前記供給機構からの液体供給は、 前記排気機構による気体の排気と並行して 開始されることを特徴とする露光装置。
1 0 . 請求項 1 3 9に記載の露光装置において、
前記液体の温度情報と前記液体の圧力情報との少なくとも—方に基づいて、 前記基板ステージの移動を制御する制御装置を更に備える露光装置。
1 4 1 . 請求項 1 4 0に記載の露光装置において、
前記制御装置は、 前記投影光学系によって形成される像面と前記基板表面と をほぼ合致させるように、 前記温度情報と前記圧力情報との少なくとも一方に 基づいて前記基板ステージの移動を制御することを特徴とする露光装置。
1 4 2 . 投影光学系と液体とを介して基板上にエネルギビームを照射し、 該 基板を露光する露光装置であって、
前記基板を保持して 2次元面内で移動可能な基板ステージと;
前記液体の温度情報と前記液体の圧力情報との少なくとも一方に基づいて、 前記基板ステージの移動を制御する制御装置と ; を備える露光装置。
1 4 3 . 請求項 1 4 2に記載の露光装置において、
前記制御装置は、 前記投影光学系によって形成される像面と前記基板表面と をほぼ合致させるように、 前記温度情報と前記圧力情報との少なくとも一方に 基づいて前記基板ステージの移動を制御することを特徴とする露光装置。
1 4 4 . リソグラフイエ程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフイエ程では、 請求項 1 ~ 1 4 3のいずれか一項に記載の露光 装置を用いて基板上にデバイスパターンを転写することを特徴とするデバイス 製造方法。
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