WO2006062096A1 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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WO2006062096A1
WO2006062096A1 PCT/JP2005/022371 JP2005022371W WO2006062096A1 WO 2006062096 A1 WO2006062096 A1 WO 2006062096A1 JP 2005022371 W JP2005022371 W JP 2005022371W WO 2006062096 A1 WO2006062096 A1 WO 2006062096A1
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liquid
substrate
exposure apparatus
display device
optical path
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PCT/JP2005/022371
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Inventor
Chiaki Nakagawa
Original Assignee
Nikon Corporation
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus that exposes a substrate through a liquid.
  • an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate is used. It is done.
  • This exposure apparatus has a mask stage that supports a mask and a substrate stage that supports the substrate, and projects an image of the mask pattern onto the substrate via the projection optical system while sequentially moving the mask stage and the substrate stage.
  • miniaturization of patterns formed on a substrate is required in order to increase the density of devices.
  • the exposure light as disclosed in Patent Document 1 below.
  • An immersion exposure apparatus has been devised that performs an exposure process in a state where the optical path space is filled with a liquid having a refractive index higher than that of a gas.
  • Patent Document 1 Pamphlet of International Publication No. 99Z49504
  • the projection optical system and the object such as the substrate or the substrate stage are faced to face each other.
  • the operation of filling the space between the optical system and the object with a liquid is performed. At this time, for example, if the operator depresses the object facing the projection optical system, the liquid may flow out or scatter.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides an exposure apparatus in which an operator or the like can grasp the state of the exposure apparatus, and a device manufacturing method using the exposure apparatus The purpose is to do.
  • Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can prevent the outflow and scattering of a liquid, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
  • the present invention employs the following configurations corresponding to the respective drawings shown in the embodiments.
  • the reference numerals in parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.
  • the exposure apparatus that exposes the substrate (P) by irradiating the exposure light (EL) onto the substrate (P) through the liquid (LQ).
  • Display device that displays at least one of the progress when filling the optical path space (K1) of light (EL) with liquid (LQ) and the progress when recovering liquid (LQ) from the optical path space (K1) (
  • An exposure apparatus (EX) equipped with D) is provided.
  • an exposure or the like that allows an operator or the like to grasp at least one of a progress situation when the optical path space of the exposure light is filled with liquid and a progress situation when the liquid is recovered from the optical path space.
  • Devices can be manufactured using the apparatus.
  • an operator or the like can grasp the state of the exposure apparatus, and liquid outflow and scattering can be prevented.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram that shows one embodiment of an exposure apparatus.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the main part of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a substrate on a substrate stage.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of an exposure procedure.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a liquid removing operation.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a liquid removing operation.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a liquid removing operation.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining an example of display contents of the display device.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of a microdevice manufacturing process.
  • D display device, EL ... exposure light, EX ... exposure device, LQ ... liquid, P ... substrate
  • FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus EX according to the present embodiment.
  • an exposure apparatus EX has a mask stage MST that can move while holding a mask M, and a substrate holder PH that holds a substrate P.
  • the substrate holder PH that holds the substrate P can move the substrate holder PH.
  • Stage PST and the mask stage MST! The projection optical pattern IL that illuminates the mask M with the exposure light EL and the pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL are projected onto the substrate P.
  • Projection optical system PL, and a control device CONT that controls the overall operation of the exposure apparatus EX.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to substantially shorten the exposure wavelength to improve the resolution and substantially increase the depth of focus.
  • An immersion mechanism 100 is provided for filling the optical path space Kl of the exposure light EL on the image plane side of the projection optical system PL with the liquid LQ.
  • the liquid immersion mechanism 100 is provided in the vicinity of the image plane of the projection optical system PL.
  • the nozzle member 70 includes a supply port 12 for supplying the liquid LQ and a recovery port 22 for recovering the liquid LQ, and the nozzle member 70.
  • the liquid supply mechanism 10 that supplies liquid LQ to the space on the image plane side of the projection optical system PL via the supply port 12 and the image plane side of the projection optical system PL via the collection port 22 provided on the nozzle member 70 And a liquid recovery mechanism 20 that recovers the liquid LQ in this space.
  • the nozzle member 70 surrounds the first optical element LSI V closest to the image plane of the projection optical system PL among the plurality of optical elements constituting the projection optical system PL. It is formed in a ring!
  • the exposure apparatus EX uses the liquid LQ supplied from the liquid supply mechanism 10 on the substrate P including the projection area AR of the projection optical system PL while projecting at least the pattern image of the mask M on the substrate P.
  • a local liquid immersion method is adopted in which a liquid LQ liquid immersion area LR that is larger than the projection area AR and smaller than the substrate P is locally formed.
  • the exposure apparatus EX is arranged using the liquid immersion mechanism 100 on the lower surface LSA of the first optical element LSI closest to the image plane of the projection optical system PL and the image plane side of the projection optical system PL.
  • the optical path space K1 of the exposure light EL between the upper surface of the substrate P supported by the substrate stage PST is filled with the liquid LQ, and the liquid LQ between the projection optical system PL and the substrate P and the projection optical system PL are passed through.
  • the pattern of the mask M is projected onto the substrate P by irradiating the substrate P with the exposure light EL that has passed through the mask M.
  • the control device CONT supplies a predetermined amount of liquid LQ onto the substrate P using the liquid supply mechanism 10 and collects a predetermined amount of the liquid LQ on the substrate P using the liquid recovery mechanism 20, thereby
  • the liquid LQ immersion region LR is locally formed on the surface.
  • a display device D that displays information related to the state and operation of the exposure apparatus EX is connected to the control device CONT.
  • the display device D includes, for example, a liquid crystal display, and the progress of the immersion mechanism 100 when the optical path space K1 of the exposure light EL on the image plane side of the projection optical system PL is filled with the liquid LQ and the exposure light. Displays the progress of each liquid LQ removal from the EL optical path space K1.
  • exposure apparatus EX scanning exposure is performed in which an image of a pattern formed on mask M is projected onto substrate P while mask M and substrate P are moved synchronously in the respective scanning directions.
  • an apparatus so-called scanning stepper
  • the synchronous movement direction (scanning direction) of the mask M and the substrate P in the horizontal plane is the X-axis direction
  • the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction (non-scanning direction).
  • the direction that is perpendicular to the axis direction and coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL is the Z-axis direction.
  • the rotation (tilt) directions around the X, Y, and Z axes are the 0 0, ⁇ ⁇ , and ⁇ ⁇ directions, respectively.
  • the “substrate” includes a substrate in which a photosensitive material (resist) is coated on a base material such as a semiconductor wafer, and the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be reduced and projected on the substrate is formed.
  • the illumination optical system IL includes an exposure light source, an optical integrator that equalizes the illuminance of a light beam emitted from the exposure light source, a condenser lens that collects the exposure light EL from the optical integrator, a relay lens system, and an exposure It has a field stop that sets the illumination area on the mask ⁇ ⁇ ⁇ with light EL.
  • the predetermined illumination area on the mask ⁇ is illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL.
  • Illumination optical system IL force Emission exposure light EL includes, for example, emission lines emitted from mercury lamps (g-line, h-line, i-line) and far ultraviolet light (DUV) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) Light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F laser light (wavelength 157 nm)
  • pure water is used as the liquid LQ.
  • Pure water is not only ArF excimer laser light, but also far ultraviolet light (DUV light) such as emission lines (g-line, h-line, i-line) emitted from mercury lamp force and KrF excimer laser light (wavelength 248nm). Can also be transmitted.
  • DUV light far ultraviolet light
  • emission lines g-line, h-line, i-line
  • KrF excimer laser light wavelength 248nm
  • Mask stage MST is movable while holding mask M.
  • the mask stage MST is in the plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL, that is, XY while holding the mask M by driving the mask stage drive device MSTD including a linear motor controlled by the control device CONT. It can move two-dimensionally in the plane and can rotate slightly in the ⁇ Z direction.
  • a movable mirror 91 is provided on the mask stage MST, and a laser interferometer 92 is provided at a position facing the movable mirror 91.
  • the position of the mask M on the mask stage MST in the two-dimensional direction and the rotation angle in the ⁇ Z direction are measured in real time by the laser interferometer 92. It is.
  • the measurement result of the laser interferometer 92 is output to the control device CONT. Based on the measurement result of the laser interferometer 92, the control device CONT drives the mask stage drive device MSTD and controls the position of the mask M held by the mask stage MST!
  • the projection optical system PL projects and exposes the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification of 13, and is composed of a plurality of optical elements, which hold the lens barrel PI C.
  • the projection optical system PL is a reduction system in which the projection magnification j8 is 1 Z4, 1/5, or 1Z8, for example.
  • the projection optical system PL may be a unity magnification system or an enlargement system.
  • the first optical element LSI closest to the image plane of the projection optical system PL is exposed from the lens barrel PK.
  • the substrate stage PST has a substrate holder PH that holds the substrate P, and is movable on the base member BP on the image plane side of the projection optical system PL.
  • the substrate holder PH holds the substrate P by vacuum suction, for example.
  • a recess 96 is provided on the substrate stage PST, and a substrate holder PH for holding the substrate P is disposed in the recess 96.
  • the upper surface 97 of the substrate stage PST other than the recess 96 is a flat surface (flat portion) that is almost the same height (flat) as the upper surface of the substrate P held by the substrate holder PH! /
  • the substrate stage PST is XY on the base member BP in a state where the substrate P is held via the substrate holder PH by driving the substrate stage driving device PSTD including a linear motor controlled by the control device CONT. It can move two-dimensionally in the plane and can rotate in the ⁇ Z direction. Furthermore, the substrate stage PST can also be moved in the Z-axis direction, the 0 X direction, and the ⁇ Y direction. Therefore, the upper surface of the substrate P supported by the substrate stage PST can move in directions of six degrees of freedom in the X axis, Y axis, Z axis, 0 X, ⁇ Y, and ⁇ Z directions.
  • a movable mirror 93 is provided on the side surface of the substrate stage PST, and a laser interferometer 94 is provided at a position facing the movable mirror 93.
  • the two-dimensional position and rotation angle of the substrate P on the substrate stage PST are measured in real time by the laser interferometer 94.
  • the exposure apparatus EX includes an oblique incidence type focus / leveling detection system (not shown) for detecting surface position information of the upper surface of the substrate P supported by the substrate stage PST.
  • the focus leveling detection system uses surface position information on the top surface of the substrate P (position information in the Z-axis direction, and the ⁇ X and ⁇ Y directions). Slope information) is detected.
  • the measurement result of the laser interferometer 94 and the detection result of the focus / leveling detection system are output to the control device CONT.
  • the control device CONT drives the substrate stage drive device PSTD, and controls the focus position (Z position) and tilt angle (0 X, ⁇ Y) of the substrate P.
  • the upper surface of the substrate P is aligned with the image plane of the projection optical system PL, and the position control of the substrate P in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the ⁇ Z direction is performed based on the measurement result of the laser interferometer 94.
  • the liquid supply mechanism 10 is for supplying the liquid LQ to the space on the image plane side of the projection optical system PL, and includes a liquid supply unit 11 capable of delivering the liquid LQ and one end of the liquid supply unit 11. It is provided with a supply pipe 13 to be connected. The other end of the supply pipe 13 is connected to the nozzle member 70. Inside the nozzle member 70, an internal flow path (supply flow path) that connects the other end of the supply pipe 13 and the supply port 12 is formed.
  • the liquid supply unit 11 includes a tank that stores the liquid LQ, a pressure pump, a temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the liquid LQ to be supplied, and a filter unit that removes foreign matter in the liquid LQ.
  • the liquid recovery mechanism 20 is for recovering the liquid LQ on the image plane side of the projection optical system PL, and includes a liquid recovery unit 21 that can recover the liquid LQ, and one end of the liquid recovery unit 21. And a recovery pipe 23 for connecting the The other end of the recovery pipe 23 is connected to the nozzle member 70. Inside the nozzle member 70, an internal flow path (recovery flow path) that connects the other end of the recovery pipe 23 and the recovery port 22 is formed.
  • the liquid recovery unit 21 includes, for example, a vacuum system (a suction device) such as a vacuum pump, a gas-liquid separator that separates the recovered liquid LQ and gas, and a tank that stores the recovered liquid LQ.
  • the supply port 12 for supplying the liquid LQ and the recovery port 22 for recovering the liquid LQ are formed on the lower surface 70A of the nozzle member 70.
  • a plurality of supply ports 12 are provided on the lower surface 70A of the nozzle member 70 so as to surround the first optical element LSI (the optical axis AX of the projection optical system PL) of the projection optical system PL.
  • the recovery port 22 is provided outside the supply port 12 with respect to the first optical element LSI on the lower surface 70A of the nozzle member 70, and is provided so as to surround the first optical element LSI and the supply port 12. It has been.
  • the control device CONT When forming the liquid LQ immersion region LR, the control device CONT includes the liquid supply unit 11 and the liquid Each body recovery unit 21 is driven.
  • the liquid LQ is delivered from the liquid supply unit 11 under the control of the control device CONT, the liquid LQ delivered from the liquid supply unit 11 flows through the supply pipe 13 and then the supply flow path of the nozzle member 70. Through the supply port 12 and supplied to the image plane side of the projection optical system PL.
  • the liquid recovery unit 21 when the liquid recovery unit 21 is driven under the control device CONT, the liquid LQ on the image plane side of the projection optical system PL flows into the recovery flow path of the nozzle member 70 via the recovery port 22, and the recovery pipe After flowing through 23, the liquid is recovered by the liquid recovery unit 21.
  • FIG. 2 is a view showing the vicinity of the nozzle member 70.
  • a first sensor 31 capable of detecting the liquid LQ is provided at a predetermined position on the lower surface LSA of the first optical element LSI of the projection optical system PL.
  • the first sensor 31 is provided outside the optical path of the exposure light EL in the lower surface LSA of the first optical element LS1 so as not to hinder the irradiation of the exposure light EL.
  • second, third, and fourth sensors 32, 33, and 34 that can detect the liquid LQ are also provided at a plurality of predetermined positions on the lower surface 70A of the nozzle member 70, respectively.
  • the second sensor 32 is provided on the inner side (projection area AR side) of the lower surface 70 A of the nozzle member 70 from the supply port 12.
  • the third sensor 33 is provided in the vicinity of the recovery port 22 between the supply port 12 and the recovery port 22 on the lower surface 70A of the nozzle member 70.
  • the fourth sensor 34 is provided outside the collection port 22 with respect to the projection area AR in the lower surface 70A of the nozzle member 70. The detection results of the first to fourth sensors 31 to 34 are output to the control device CONT.
  • the first to fourth sensors 31 to 34 detect the presence or absence of the liquid LQ, for example, by projecting detection light downward (substrate P side). Since the reflected light state of the detected detection light changes depending on whether the liquid LQ is present under the first to fourth sensors 31 to 34 or not, the first to fourth sensors The sensors 31 to 34 can detect whether or not the liquid LQ is present below each of the first to fourth sensors 31 to 34 by receiving the reflected light of the projected detection light.
  • the sensor is not limited to an optical type, and various types of sensors such as a capacitance type can be employed.
  • the control device CONT can determine the state of the liquid immersion region LR based on the detection results of the first to fourth sensors 31 to 34. Specifically, the control device CONT can determine whether or not there is a liquid LQ in the optical path space K1 based on the detection results of the first to fourth sensors 31 to 34, and the size of the immersion area LR. (Immersion area LR interface) can be detected. The For example, when each of the first to fourth sensors 31 to 34 does not detect the liquid LQ, the control device CONT determines that there is no liquid LQ in the optical path space K1 between the projection optical system PL and the substrate P. To do.
  • the control device CONT causes the liquid LQ to be sufficiently contained in the optical path space K1, where the size of the formed immersion area LR is relatively small. Judge that it is not satisfied.
  • the controller CONT determines that the size of the formed liquid immersion area LR is a desired size, It is judged that the liquid LQ is satisfactorily filled in the optical path space K1. Further, when each of the first to fourth sensors 31 to 34 detects the liquid LQ, the control device CONT determines that the size of the formed liquid immersion area LR is relatively large.
  • FIG. 3 is a plan view of the substrate stage PST that supports the substrate P and also shows the upward force.
  • the upper surface 97 of the substrate stage PST is arranged so as to surround the periphery of the substrate P held by the substrate stage PST (substrate holder PH)!
  • a predetermined gap G1 is provided between the edge of the substrate P and the upper surface 97 of the substrate stage PST.
  • a plurality of shot areas SH are set on the substrate P, and the controller CONT moves the substrate stage PST in the X and Y directions while monitoring the output of the laser interferometer 94, and is set on the substrate P.
  • a plurality of shot areas SH are sequentially exposed.
  • an orientation flat portion OF which is a notch is formed in the substrate P, and the orientation flat portion OF is formed on the inner surface connected to the upper surface 97 of the substrate stage PST.
  • a flat portion corresponding to the shape of the is formed.
  • a predetermined gap G2 is also formed between the orientation flat portion OF and the upper surface 97.
  • the control device CON T drives the substrate stage driving device PSTD so that the projection optical system PL and the substrate P are opposed to each other. Then, the control device CONT starts an operation of filling the optical path space K1 between the projection optical system PL and the substrate P with the liquid LQ (step SA1). Specifically, the control device CONT uses the liquid supply mechanism 10 of the liquid immersion mechanism 100 in a state where the projection optical system PL and the substrate P face each other, and the liquid between the projection optical system PL and the substrate P is used. Started supplying LQ.
  • liquid filling operation in order to fill the optical path space K1 with the liquid LQ, the liquid supply mechanism 10 and the liquid recovery mechanism 20 of the liquid immersion mechanism 100 are used to supply and recover the liquid LQ.
  • liquid filling operation The operation of performing the above is appropriately referred to as “liquid filling operation”.
  • step SA1 after the liquid filling operation is started, the control device CONT continues the liquid filling operation using the liquid supply mechanism 10 and the liquid recovery mechanism 20 of the liquid immersion mechanism 100 for a predetermined time (step S1). SA2).
  • the controller CONT can fill the optical path space K1 with the liquid LQ by continuing the liquid filling operation for a predetermined time.
  • the control device CONT determines that the liquid filling operation is completed when the optical path space K1 is filled with the liquid LQ and the liquid immersion area LR having a desired state (size) is formed (step SA3).
  • the state (size) of the liquid immersion region LR is detected on the lower surface LSA of the first optical element LSI and the lower surface 70A of the nozzle member 70. Since the possible first to fourth sensors 31 to 34 are provided, the control device CONT detects the progress of the liquid filling operation based on the detection results of the first to fourth sensors 31 to 34. The time until the optical path space K1 is filled with the liquid LQ (the time until the liquid filling operation is completed) can be predicted, and it can be determined whether or not the liquid filling operation is completed.
  • a state where the optical path space K1 is filled with the liquid LQ is appropriately referred to as a “wet state”.
  • the liquid filling operation is performed with the projection optical system PL and the substrate P facing each other.
  • the liquid filling is performed with the projection optical system PL and the upper surface 97 of the substrate stage PST facing each other.
  • An operation may be performed.
  • the substrate stage PST is moved in the XY direction while holding the liquid LQ on the lower surface LSA side of the projection optical system PL. Move the liquid LQ immersion area LR to the top of the substrate P.
  • the controller CONT emits the exposure light EL from the illumination optical system IL.
  • the mask M which is held by the mask stage MST, is illuminated with the exposure light EL.
  • the exposure light EL that has passed through the mask M is irradiated onto the substrate P via the projection optical system PL and the liquid LQ in the optical path space K1.
  • the substrate P is subjected to immersion exposure (step SA4).
  • the control device CONT stops the supply operation of the liquid LQ by the liquid supply mechanism 10, and uses the liquid recovery mechanism 20 to change the liquid LQ in the optical path space K1.
  • the collecting operation is started (step SA5). That is, in the present embodiment, every time liquid immersion exposure on the substrate P is completed, almost all the liquid LQ in the optical path space K1 is collected.
  • liquid recovery operation the operation of recovering the liquid LQ in the optical path space K1 using the liquid recovery mechanism 20 is appropriately referred to as “liquid recovery operation”.
  • step SA4 after starting the liquid recovery operation, the control device CONT continues the liquid recovery operation using the liquid recovery mechanism 20 of the immersion mechanism 100 for a predetermined time (step SA6).
  • the control device CONT can recover almost all the liquid LQ in the optical path space K 1 by continuing the liquid recovery operation for a predetermined time.
  • the controller CONT determines that the liquid recovery operation has been completed when almost all of the liquid LQ in the optical path space K1 has been recovered (step SA7). When the liquid recovery operation is completed, the optical path space K1 is almost free of liquid LQ.
  • the control device CONT detects the progress of the liquid recovery operation based on the detection results of the first to fourth sensors 31 to 34, The time until the liquid LQ is recovered from the optical path space K1 (the time until the liquid recovery operation is completed) can be obtained to determine whether or not the liquid recovery operation is completed.
  • the liquid LQ is not present in the optical path space K1, and the state is appropriately referred to as “dry state”.
  • the control device CONT moves the substrate stage PST with respect to the recovery port 22 of the nozzle member 70, while moving the substrate stage PST on the substrate P or the substrate stage PST.
  • the operation to remove the remaining liquid LQ by sucking and collecting through the recovery port 22 is started (step SA8).
  • liquid removal operation the operation of removing the liquid LQ remaining on the substrate P or the substrate stage PST using the liquid recovery mechanism 20 is appropriately referred to as “liquid removal operation”.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the liquid removal operation on the substrate P and the substrate stage PST is performed.
  • the control device CONT monitors the output of the laser interferometer 94 while monitoring the output of the laser interferometer 94 so that the recovery port 22 of the liquid recovery mechanism 20 and the substrate P move relatively along the broken line arrow yl in FIG. To move.
  • the recovery port 22 scans almost the entire area of the substrate P and the upper surface of the substrate stage PST.
  • the liquid LQ remaining on the substrate P and the substrate stage PST is sucked by the liquid recovery mechanism 20 through the recovery port 22 and reliably removed.
  • the substrate P and the substrate stage PST have a movement trajectory that repeats the scanning movement in the X-axis direction and the stepping movement in the Y-axis direction with respect to the recovery port 22.
  • its movement trajectory can be set arbitrarily.
  • a spiral that draws a circle from the outside to the inside (or inside force is also outside) of the substrate P It is possible to move so as to draw a circular movement trajectory !, and it is also possible to move so that a plurality of circular trajectories are drawn concentrically.
  • the recovery port 22 draws a movement locus along the gap G1 between the edge of the substrate p and the upper surface 97 of the substrate stage PST on the substrate stage PST.
  • the liquid removal operation may be performed through the recovery port 22 while moving the substrate stage PST.
  • the control device CONT may be arranged so that the orientation flat part OF of the substrate P and the recovery port 22 of the liquid recovery mechanism 20 face each other, and the liquid removal operation near the gap G2 is focused! ,.
  • the control device CONT continues the liquid removal operation by the liquid recovery mechanism 20 for a predetermined time while driving the substrate stage PST (step SA9).
  • the controller CONT can remove almost all the liquid LQ remaining on the substrate P and the substrate stage PST by continuing the liquid removal operation for a predetermined time.
  • the control device CONT When the liquid LQ remaining on the substrate stage PST is removed, it is determined that the liquid removal operation is completed (step SA10). When the liquid removing operation is completed, there is no liquid LQ on the substrate P and the substrate stage PST as well as the optical path space K1. After the liquid removal operation is completed, the exposed substrate P is unloaded from the substrate stage PST.
  • the liquid recovery operation (steps SA5 to SA7) described above is performed in a state where the relative positional relationship between the nozzle member 70 and the substrate stage PST is substantially maintained. That is, the liquid recovery operation is an operation for sucking and recovering the liquid LQ from the recovery port 22 of the liquid recovery mechanism 20 while the substrate stage PST is substantially stationary with respect to the nozzle member 70, and the operation is completed in a short time.
  • the liquid removing operation (steps SA8 to SA10) is performed while relatively moving the nozzle member 70 and the substrate stage PST. That is, the liquid removal operation is an operation of removing the liquid LQ using the recovery port 22 of the liquid recovery mechanism 20 while driving the substrate stage PST with respect to the nozzle member 70, and takes a longer time than the liquid recovery operation. Cost.
  • the display device D in the present embodiment has a function of displaying information related to the state and operation of the exposure apparatus EX including processing details performed by the exposure apparatus EX, and various types of information related to exposure processing. .
  • the display device D has a function for displaying the progress status when the immersion mechanism 100 fills the optical path space K1 of the exposure light EL with the liquid LQ and the progress status when removing the liquid LQ from the optical path space K1. have.
  • the display device D also has a function to display information on the status (operation) of the exposure apparatus EX including the details of processing performed in the past and information (log information) including measurement results of various measuring devices! / Speak.
  • the display device D displays a function for displaying the state of the immersion area LR, a function for displaying the state of the substrate P, and information about the substrate P (information about the resist used, lot information, etc.). And a function for displaying exposure conditions (scanning speed, exposure light dose, etc.).
  • the display device D also has a function as an operation unit for operating the exposure apparatus EX.
  • the display device D of the present embodiment has various buttons (icons) on the display screen. The operator can input operation to the exposure apparatus EX by operating the button using an operation input unit such as a mouse or a keyboard.
  • an operation input unit such as a mouse or a keyboard.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of the display content of the display device D at the time of the above-described step SA1, that is, at the start of the liquid filling operation.
  • the display device D can display the progress of processing contents performed by the exposure apparatus EX including the liquid filling operation, the liquid recovery operation, the liquid removal operation, etc., and is displayed in the first area D1 of the display screen.
  • the fact that the liquid filling operation has started is indicated by the characters “liquid filling start”.
  • the state of the substrate P is shown by an image.
  • the state of the nozzle member 70 is displayed by characters.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the display content of the display device D during the above-described step SA2, that is, the liquid filling operation.
  • the display screen of the display device D displays that the liquid filling operation is in progress as the progress of the liquid filling operation.
  • a window is displayed in the fourth area D4 of the display screen of the display device D, and the progress is indicated by letters, numbers, and a figure (progressive bar). Is done.
  • the display device D of the present embodiment indicates the time until the liquid filling operation is completed by letters, numbers, and a figure (progressive bar). indicate.
  • the nozzle member 70 changes from a dry state force to a wet state, so that the display content of the third region D3 is changed to display the state of the nozzle member 70.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of display contents of the display device D when the above-described step SA3, that is, when the liquid filling operation is completed.
  • the display device D displays that the optical path space K1 is filled with the liquid LQ (wet state) when the liquid filling operation is completed.
  • the state that the optical path space K1 is filled with the liquid LQ is displayed by a letter “wet state”.
  • FIG. 11 shows the above-described step SA4, that is, the display in the display device D during immersion exposure. It is the figure which showed an example.
  • the fact that immersion exposure is in progress is indicated by the letter “during immersion exposure” t.
  • the state of the substrate P is displayed as an image, and among the plurality of shot areas SH, the shot areas that have been exposed are not yet exposed. , The shot area is displayed differently.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the display content of the display device D at the time of the above-described step SA5, that is, the liquid recovery operation start.
  • the start of the liquid recovery operation is indicated by the characters “liquid recovery start”.
  • the display content of the third region D3 that displays the state of the nozzle member is changed.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the display content of the display device D during the above-described step SA6, that is, the liquid recovery operation.
  • the display screen of the display device D displays that the liquid recovery operation is in progress as the progress of the liquid recovery operation.
  • a window is displayed in the fourth area D4 of the display screen of display device D, and the progress status is displayed by letters, numbers, and figures (progressive bar).
  • the display content of the third region D3 that displays the state of the nozzle member is changed.
  • the display of a progressive bar as shown in FIG. 13 may be omitted.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the display content of the display device D at the time of the above-described step SA7, that is, when the liquid recovery operation is completed.
  • the completion of the liquid recovery operation is indicated by the letters “liquid recovery complete”.
  • the display device D displays that there is no liquid LQ in the optical path space K1 (dry state).
  • the fact that there is no liquid LQ in the optical path space K1 is indicated by a letter “dry state”.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of display contents of the display device D at the time of the above-described step SA8, that is, at the start of the liquid removal operation. As shown in FIG. 15, in the first area D1 of the display screen of the display device D, the start of the liquid removal operation is indicated by the letters “liquid removal start”.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the display content of the display device D during the above-described step SA9, that is, the liquid removal operation.
  • the display screen of the display device D displays that the liquid removal operation is in progress as the progress of the liquid removal operation.
  • a window is displayed in the fourth area D4 of the display screen of display device D, and the progress status is displayed by letters, numbers, and a figure (progressive bar).
  • the display content of the third region D3 is changed so that the nozzle member 70 performs the liquid removal operation and displays the V state.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the display contents of the display device D when the above-described step SA10, that is, the liquid removal operation is completed.
  • the completion of the liquid removal operation is displayed by the letters “liquid removal complete”.
  • the display device D indicates that the liquid LQ is not present in the optical path space K1 and is in a state (dry state) as “dry state”!
  • the display content of the third region D3 is changed to display that the nozzle member 70 has completed the liquid removal operation.
  • the display apparatus D can display that an error or the like has occurred in the exposure apparatus EX.
  • the example shown in FIG. 18 an example of display contents when an error or the like occurs and it is unclear whether the optical path space K1 has the liquid LQ or not is shown.
  • the operator or the like progresses when the optical path space K1 of the exposure light EL is filled with the liquid LQ, and progress when the liquid LQ is removed from the optical path space K1.
  • the situation can be grasped. Therefore, during the liquid filling operation, the liquid recovery operation, or the liquid removal operation, for example, the operator powers the substrate P or the substrate stage PST facing the projection optical system PL to directly from the projection optical system PL. If the power is lost, the liquid LQ may flow out or scatter, but the display on the display device D can grasp the progress of the liquid filling operation, liquid recovery operation, or liquid removal operation. Therefore, the outflow and scattering of the liquid LQ can be prevented.
  • the display device D has a progress situation when the optical path space K1 of the exposure light EL is filled with the liquid LQ and a progress situation when the liquid LQ is removed from the optical path space K1. Each is displayed, but only one of the progress statuses may be displayed.
  • the progress of the liquid filling operation and the progress of the liquid recovery operation are detected using the first to fourth sensors 31 to 34, and based on the results, Force for displaying on display device D
  • the time from the start of the liquid filling operation to the filling of the force optical path space K1 with the liquid LQ is determined in advance.
  • Information on the calculated time is stored in the control device CONT, and based on the stored information, the progress status of the liquid filling operation can be ascertained, and the time until the liquid filling operation is completed. It is also possible to determine whether or not the liquid filling operation has been completed.
  • the time until the liquid collection operation is completed is obtained based on the stored information about the time, the progress status is displayed on the display device D, and the liquid collection operation is completed. It may be determined whether or not.
  • the liquid removal operation may be performed after the liquid recovery operation is completed. However, when the liquid LQ remains little or the liquid LQ is allowed to remain. In this case, the liquid removing operation (steps SA8 to SA10) may be omitted.
  • the immersion area LR may be added to the second area D2 of the display screen of the display device D to display the positional relationship between the substrate P and the immersion area LR.
  • the liquid LQ in the present embodiment is pure water.
  • Pure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at semiconductor manufacturing factories and the like, and has no adverse effect on the photoresist or optical elements (lenses) on the substrate P.
  • pure water has no adverse effects on the environment and the content of impurities is extremely low.
  • cleans the surface of the optical element provided in the front end surface of this can also be anticipated. If the purity of pure water supplied by the factory is low, the exposure apparatus may have an ultrapure water production device.
  • the refractive index n of pure water (water) with respect to the exposure light EL having a wavelength of about 193 nm is said to be about 1.44, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of the exposure light EL.
  • ArF excimer laser light wavelength 193 nm
  • lZn on the substrate P that is, the wavelength is shortened to about 134 nm, and high resolution can be obtained.
  • the depth of focus is expanded to about n times, or about 1.44 times that in air, so if it is sufficient to ensure the same depth of focus as in air, the projection optical system
  • the numerical aperture of the PL can be further increased, and the resolution is also improved in this respect.
  • the optical element LSI is attached to the tip of the projection optical system PL, and the optical characteristics of the projection optical system PL, such as aberration (spherical aberration, coma aberration, etc.) are adjusted by this lens. be able to.
  • the optical element attached to the tip of the projection optical system PL may be an optical plate used for adjusting the optical characteristics of the projection optical system PL. Alternatively, it may be a plane parallel plate that can transmit the exposure light EL.
  • the optical path space on the image plane side of the optical element at the tip is filled with liquid, but as disclosed in International Publication No. 2004Z019128, A projection optical system that fills the optical path space on the mask side of the optical element with a liquid can also be employed.
  • at least one of the progress of the liquid filling operation in the optical path space on the mask side and the progress of the liquid recovery operation may be displayed on the display device D.
  • the liquid LQ of the present embodiment may be a liquid other than water, which is water.
  • the light source of the exposure light EL is an F laser
  • the F laser light does not transmit water. So
  • liquid LQ for example, perfluorinated polyether (PFPE) and F laser light can be transmitted.
  • PFPE perfluorinated polyether
  • F laser light can be transmitted.
  • the part that comes into contact with the liquid LQ for example, has a small polarity including fluorine!
  • the film is made lyophilic by forming a thin film with a molecular structure.
  • one that is stable against dyst for example, cedar oil.
  • the surface treatment is performed according to the polarity of the liquid LQ used.
  • the substrate P in each of the above embodiments is not limited to a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, a mask used in an exposure apparatus, or Reticle masters (synthetic quartz, silicon wafers) are applied.
  • the exposure apparatus EX in addition to a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that performs mask exposure by moving the mask M and the substrate P in synchronization with each other, a mask is used.
  • the present invention can also be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus (steno) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while M and the substrate P are stationary, and the substrate P is sequentially moved stepwise.
  • the present invention is also applicable to a twin stage type exposure apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-163099, 10-214783, and 2000-505958. it can.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus provided with a substrate stage and a measurement stage as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-135400.
  • at least one of the liquid filling operation and the liquid recovery operation described above may be performed in a state where the projection optical system PL faces the measurement stage.
  • an exposure apparatus that locally fills the liquid between the projection optical system PL and the substrate P is adopted.
  • the present invention is disclosed in JP-A-6-124873, Liquid immersion in which exposure is performed with the entire surface of the substrate to be exposed immersed in the liquid as disclosed in JP-A-10-303114 and US Pat. No. 5,825,043. It is also applicable to exposure equipment.
  • the type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto the substrate P.
  • CCD imaging device
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment includes each constituent element recited in the claims of the present application. It is manufactured by assembling the various subsystems including it so as to maintain the predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. In order to ensure these various accuracies, before and after this assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, For electrical systems, adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • Various subsystem powers The assembly process to the exposure equipment includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem prior to the assembly process to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustments are performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.
  • a microdevice such as a semiconductor device is composed of a step 201 for designing the function and performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate of the device.
  • Step 203 for manufacturing a substrate substrate processing step 204 including processing for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, and knocking process) 205 It is manufactured through inspection step 206 and the like.

Abstract

　装置の状態を把握でき、液体の流出や飛散を防止できる露光装置を提供する。露光装置（ＥＸ）は、露光光（ＥＬ）の光路空間（Ｋ１）を液体（ＬＱ）で満たすときの進行状況、及び光路空間（Ｋ１）から液体（ＬＱ）を除去するときの進行状況の少なくとも一方を表示する表示装置（Ｄ）を備えている。

Description

明 細 書
露光装置及びデバイス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置に関するものである。
本願は、 2004年 12月 7日に出願された特願 2004— 353948号に基づき優先権 を主張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであ るフォトリソグラフイエ程では、マスク上に形成されたパターンの像を感光性の基板上 に投影する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを支持するマスクステー ジと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次 移動しながらマスクのパターンの像を投影光学系を介して基板に投影するものである 。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成 されるパターンの微細化が要求されて 、る。この要求に応えるために露光装置の更 なる高解像度化が望まれており、その高解像度化を実現するための手段の一つとし て、下記特許文献 1に開示されているような、露光光の光路空間を気体よりも屈折率 の高 、液体で満たした状態で露光処理を行う液浸露光装置が案出されて 、る。 特許文献 1：国際公開第 99Z49504号パンフレット
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 液浸露光装置にお!、ては、投影光学系の像面側の光路空間を液体で満たすとき、 投影光学系と基板あるいは基板ステージ等の物体とを対向させた状態で、投影光学 系と物体との間を液体で満たす動作が行われる。そのとき、例えばオペレータが投影 光学系と対向している物体を退力してしまうと、液体が流出したり飛散したりする可能 '性がある。
[0004] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、露光装置の状態をォペレ ータ等が把握できる露光装置、及びその露光装置を用いたデバイス製造方法を提供 することを目的とする。また本発明は、液体の流出や飛散を防止できる露光装置、及 びその露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以 下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に 過ぎず、各要素を限定するものではない。
[0006] 本発明の第 1の態様に従えば、液体 (LQ)を介して露光光 (EL)を基板 (P)上に照 射して、基板 (P)を露光する露光装置において、露光光 (EL)の光路空間 (K1)を液 体 (LQ)で満たすときの進行状況、及び光路空間 (K1)から液体 (LQ)を回収すると きの進行状況の少なくとも一方を表示する表示装置 (D)を備えた露光装置 (EX)が 提供される。
[0007] 本発明の第 1の態様によれば、表示装置の表示によって、露光光の光路空間を液 体で満たすときの進行状況、及び光路空間から液体を回収するときの進行状況の少 なくとも一方を把握することができる。
[0008] 本発明の第 2の態様に従えば、上記態様の露光装置 (EX)を用いるデバイス製造 方法が提供される。
[0009] 本発明の第 2の態様によれば、露光光の光路空間を液体で満たすときの進行状況 、及び光路空間から液体を回収するときの進行状況の少なくとも一方をオペレータ等 が把握できる露光装置を使って、デバイスを製造することができる。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、露光装置の状態をオペレータ等が把握でき、液体の流出や飛散 を防止することができる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
[図 2]図 1の要部拡大図である。
[図 3]基板ステージ上の基板を示す平面図である。
[図 4]露光手順の一例を説明するためのフローチャート図である。
[図 5]液体除去動作の一例を説明するための図である。 [図 6]液体除去動作の一例を説明するための図である。
[図 7]液体除去動作の一例を説明するための図である。
[図 8]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 9]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 10]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 11]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 12]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 13]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 14]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 15]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 16]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 17]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 18]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。
[図 19]マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
符号の説明
[0012] D…表示装置、 EL…露光光、 EX…露光装置、 LQ…液体、 P…基板
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれ に限定されない。
[0014] 図 1は、本実施形態に係る露光装置 EXを示す概略構成図である。図 1において、 露光装置 EXは、マスク Mを保持して移動可能なマスクステージ MSTと、基板 Pを保 持する基板ホルダ PHを有し、基板 Pを保持した基板ホルダ PHを移動可能な基板ス テージ PSTと、マスクステージ MSTに保持されて!、るマスク Mを露光光 ELで照明す る照明光学系 ILと、露光光 ELで照明されたマスク Mのパターンの像を基板 P上に投 影する投影光学系 PLと、露光装置 EX全体の動作を統括制御する制御装置 CONT とを備えている。
[0015] 本実施形態の露光装置 EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとと もに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、 投影光学系 PLの像面側における露光光 ELの光路空間 Klを液体 LQで満たすため の液浸機構 100を備えている。液浸機構 100は、投影光学系 PLの像面近傍に設け られ、液体 LQを供給する供給口 12及び液体 LQを回収する回収口 22を有するノズ ル部材 70と、ノズル部材 70に設けられた供給口 12を介して投影光学系 PLの像面 側の空間に液体 LQを供給する液体供給機構 10と、ノズル部材 70に設けられた回 収口 22を介して投影光学系 PLの像面側の空間の液体 LQを回収する液体回収機 構 20とを備えている。ノズル部材 70は、基板 P (基板ステージ PST)の上方において 、投影光学系 PLを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系 PLの像面に最も近 Vヽ第 1光学素子 LSIを囲むように環状に形成されて!、る。
[0016] 露光装置 EXは、少なくともマスク Mのパターン像を基板 P上に投影している間、液 体供給機構 10から供給した液体 LQにより投影光学系 PLの投影領域 ARを含む基 板 P上の一部に、投影領域 ARよりも大きく且つ基板 Pよりも小さ 、液体 LQの液浸領 域 LRを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。具体的には、露光装置 E Xは、液浸機構 100を使って、投影光学系 PLの像面に最も近い第 1光学素子 LSI の下面 LSAと、投影光学系 PLの像面側に配置され、基板ステージ PSTに支持され て 、る基板 P上面との間の露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たし、この投影 光学系 PLと基板 Pとの間の液体 LQ及び投影光学系 PLを介してマスク Mを通過した 露光光 ELを基板 Pに照射することによってマスク Mのパターンを基板 Pに投影露光 する。制御装置 CONTは、液体供給機構 10を使って基板 P上に液体 LQを所定量 供給するとともに、液体回収機構 20を使って基板 P上の液体 LQを所定量回収するこ とで、基板 P上に液体 LQの液浸領域 LRを局所的に形成する。
[0017] また、制御装置 CONTには、露光装置 EXの状態及び動作に関する情報を表示す る表示装置 Dが接続されている。本実施形態の表示装置 Dは、例えば液晶ディスプ レイを含み、液浸機構 100が投影光学系 PLの像面側の露光光 ELの光路空間 K1を 液体 LQで満たすときの進行状況、及び露光光 ELの光路空間 K1から液体 LQを除 去するときの進行状況のそれぞれを表示する。
[0018] 本実施形態では、露光装置 EXとしてマスク Mと基板 Pとをそれぞれの走査方向に 同期移動しつつマスク Mに形成されたパターンの像を基板 Pに投影する走査型露光 装置 (所謂スキャニングステツパ)を使用する場合を例にして説明する。以下の説明 において、水平面内においてマスク Mと基板 Pとの同期移動方向（走査方向）を X軸 方向、水平面内において X軸方向と直交する方向を Y軸方向（非走査方向）、 X軸及 ひ Ύ軸方向に垂直で投影光学系 PLの光軸 AXと一致する方向を Z軸方向とする。ま た、 X軸、 Y軸、及び Z軸まわりの回転 (傾斜）方向をそれぞれ、 0 Χ、 Θ Υ、ΆΧ Ζ 方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウェハ等の基材上に感光材 (レジスト） を塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成 されたレチクルを含む。
[0019] 照明光学系 ILは、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化 するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光 ELを集 光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光 ELによるマスク Μ上の照明領 域を設定する視野絞り等を有している。マスク Μ上の所定の照明領域は照明光学系 I Lにより均一な照度分布の露光光 ELで照明される。照明光学系 IL力 射出される露 光光 ELとしては、例えば水銀ランプカゝら射出される輝線 (g線、 h線、 i線)及び KrFェ キシマレーザ光（波長 248nm)等の遠紫外光（DUV光）や、 ArFエキシマレーザ光（ 波長 193nm)及び Fレーザ光 (波長 157nm)等の真空紫外光 (VUV光)などが用
2
V、られる。本実施形態にぉ 、ては ArFエキシマレーザ光が用いられる。
[0020] 本実施形態においては、液体 LQとして純水が用いられている。純水は、 ArFェキ シマレーザ光のみならず、例えば、水銀ランプ力 射出される輝線 (g線、 h線、 i線） 及び KrFエキシマレーザ光 (波長 248nm)等の遠紫外光 (DUV光)も透過可能であ る。
[0021] マスクステージ MSTは、マスク Mを保持して移動可能である。マスクステージ MST は、制御装置 CONTにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置 MSTDの駆動により、マスク Mを保持した状態で、投影光学系 PLの光軸 AXに垂直 な平面内、すなわち XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微少回転可能であ る。マスクステージ MST上には移動鏡 91が設けられ、移動鏡 91に対向する位置に はレーザ干渉計 92が設けられて 、る。マスクステージ MST上のマスク Mの 2次元方 向の位置及び θ Z方向の回転角などはレーザ干渉計 92によりリアルタイムで計測さ れる。レーザ干渉計 92の計測結果は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CO NTは、レーザ干渉計 92の計測結果に基づ 、てマスクステージ駆動装置 MSTDを 駆動し、マスクステージ MSTに保持されて!、るマスク Mの位置制御を行う。
[0022] 投影光学系 PLは、マスク Mのパターンを所定の投影倍率 13で基板 Pに投影露光 するものであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒 PI C 保持されている。本実施形態において、投影光学系 PLは、投影倍率 j8が例えば 1 Z4、 1/5,あるいは 1Z8の縮小系である。なお、投影光学系 PLは等倍系及び拡 大系のいずれでもよい。また、本実施形態においては、投影光学系 PLを構成する複 数の光学素子のうち、投影光学系 PLの像面に最も近い第 1光学素子 LSIは、鏡筒 P Kより露出している。
[0023] 基板ステージ PSTは、基板 Pを保持する基板ホルダ PHを有し、投影光学系 PLの 像面側において、ベース部材 BP上で移動可能である。基板ホルダ PHは、例えば真 空吸着等により基板 Pを保持する。基板ステージ PST上には凹部 96が設けられてお り、基板 Pを保持するための基板ホルダ PHは凹部 96に配置されている。そして、基 板ステージ PSTのうち凹部 96以外の上面 97は、基板ホルダ PHに保持された基板 P の上面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面（平坦部）となって!/、る。
[0024] 基板ステージ PSTは、制御装置 CONTにより制御されるリニアモータ等を含む基 板ステージ駆動装置 PSTDの駆動により、基板 Pを基板ホルダ PHを介して保持した 状態で、ベース部材 BP上で XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微小回転 可能である。更に基板ステージ PSTは、 Z軸方向、 0 X方向、及び Θ Y方向にも移動 可能である。したがって、基板ステージ PSTに支持された基板 Pの上面は、 X軸、 Y 軸、 Z軸、 0 X、 θ Y,及び θ Z方向の 6自由度の方向に移動可能である。基板ステー ジ PSTの側面には移動鏡 93が設けられ、移動鏡 93に対向する位置にはレーザ干 渉計 94が設けられて 、る。基板ステージ PST上の基板 Pの 2次元方向の位置及び 回転角はレーザ干渉計 94によりリアルタイムで計測される。また、露光装置 EXは、基 板ステージ PSTに支持されている基板 Pの上面の面位置情報を検出する斜入射方 式のフォーカス ·レべリング検出系（不図示）を備えて 、る。フォーカス ·レベリング検 出系は、基板 Pの上面の面位置情報 (Z軸方向の位置情報、及び Θ X及び Θ Y方向 の傾斜情報）を検出する。レーザ干渉計 94の計測結果及びフォーカス'レベリング検 出系の検出結果は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、フォーカス' レベリング検出系の検出結果に基づ 、て、基板ステージ駆動装置 PSTDを駆動し、 基板 Pのフォーカス位置 (Z位置)及び傾斜角（ 0 X、 Θ Y)を制御して基板 Pの上面を 投影光学系 PLの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計 94の計測結果に基づい て、基板 Pの X軸方向、 Y軸方向、及び Θ Z方向における位置制御を行う。
[0025] 次に、液浸機構 100の液体供給機構 10及び液体回収機構 20について説明する。
液体供給機構 10は、液体 LQを投影光学系 PLの像面側の空間に供給するためのも のであって、液体 LQを送出可能な液体供給部 11と、液体供給部 11にその一端部 を接続する供給管 13とを備えて ヽる。供給管 13の他端部はノズル部材 70に接続さ れている。ノズル部材 70の内部には、供給管 13の他端部と供給口 12とを接続する 内部流路 (供給流路）が形成されている。液体供給部 11は、液体 LQを収容するタン ク、加圧ポンプ、供給する液体 LQの温度を調整する温度調整機構、及び液体 LQ中 の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。
[0026] 液体回収機構 20は、投影光学系 PLの像面側の液体 LQを回収するためのもので あって、液体 LQを回収可能な液体回収部 21と、液体回収部 21にその一端部を接 続する回収管 23とを備えている。回収管 23の他端部はノズル部材 70に接続されて いる。ノズル部材 70の内部には、回収管 23の他端部と回収口 22とを接続する内部 流路（回収流路）が形成されて!、る。液体回収部 21は例えば真空ポンプ等の真空系 (吸引装置)、回収された液体 LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液 体 LQを収容するタンク等を備えて 、る。
[0027] 液体 LQを供給する供給口 12及び液体 LQを回収する回収口 22はノズル部材 70 の下面 70Aに形成されている。供給口 12は、ノズル部材 70の下面 70Aにおいて、 投影光学系 PLの第 1光学素子 LSI (投影光学系 PLの光軸 AX)を囲むように複数設 けられている。また、回収口 22は、ノズル部材 70の下面 70Aにおいて、第 1光学素 子 LSIに対して供給口 12よりも外側に設けられており、第 1光学素子 LSI及び供給 口 12を囲むように設けられている。
[0028] 液体 LQの液浸領域 LRを形成する際、制御装置 CONTは、液体供給部 11及び液 体回収部 21のそれぞれを駆動する。制御装置 CONTの制御のもとで液体供給部 1 1から液体 LQが送出されると、液体供給部 11から送出された液体 LQは、供給管 13 を流れた後、ノズル部材 70の供給流路を介して、供給口 12より投影光学系 PLの像 面側に供給される。また、制御装置 CONTのもとで液体回収部 21が駆動されると、 投影光学系 PLの像面側の液体 LQは回収口 22を介してノズル部材 70の回収流路 に流入し、回収管 23を流れた後、液体回収部 21に回収される。
[0029] 図 2は、ノズル部材 70近傍を示す図である。図 2において、投影光学系 PLの第 1光 学素子 LSIの下面 LSAの所定位置には、液体 LQを検出可能な第 1センサ 31が設 けられている。第 1センサ 31は、露光光 ELの照射を妨げないように、第 1光学素子 L S1の下面 LSAのうち露光光 ELの光路の外側に設けられている。また、ノズル部材 7 0の下面 70Aの複数の所定位置にも、液体 LQを検出可能な第 2、第 3、第 4センサ 3 2、 33、 34のそれぞれが設けられている。第 2センサ 32は、ノズル部材 70の下面 70 Aのうち、供給口 12よりも内側（投影領域 AR側）に設けられている。第 3センサ 33は 、ノズル部材 70の下面 70Aのうち、供給口 12と回収口 22との間であって、回収口 22 近傍に設けられている。第 4センサ 34は、ノズル部材 70の下面 70Aのうち、投影領 域 ARに対して回収口 22の外側に設けられている。第 1〜第 4センサ 31〜34の検出 結果は制御装置 CONTに出力される。
[0030] 第 1〜第 4センサ 31〜34は、例えば下方 (基板 P側）に向かって検出光を投射する ことで液体 LQの有無を検出するものである。第 1〜第 4センサ 31〜34の下方に液体 LQが存在して 、る場合と存在して ゝな 、場合とで、投射した検出光の反射光状態が 変化するため、第 1〜第 4センサ 31〜34は、投射した検出光の反射光を受光するこ とで、その第 1〜第 4センサ 31〜34のそれぞれの下方に液体 LQが存在する力否か を検出することができる。なお、センサとしては、光学式に限らず、静電容量式などの 各種のセンサを採用することができる。
[0031] 制御装置 CONTは、第 1〜第 4センサ 31〜34の検出結果に基づいて、液浸領域 LRの状態を求めることができる。具体的には、制御装置 CONTは、第 1〜第 4センサ 31〜34の検出結果に基づいて、光路空間 K1に液体 LQが有る力否かを求めること ができるとともに、液浸領域 LRの大きさ（液浸領域 LRの界面）を検知することができ る。例えば、第 1〜第 4センサ 31〜34のそれぞれが液体 LQを検出していないとき、 制御装置 CONTは、投影光学系 PLと基板 Pとの間の光路空間 K1には液体 LQが無 いと判断する。また、第 1、第 2センサ 31、 32のそれぞれが液体 LQを検出したとき、 制御装置 CONTは、形成された液浸領域 LRの大きさは比較的小さぐ光路空間 K1 に液体 LQが十分に満たされてないと判断する。また、第 1、第 2、第 3センサ 31、 32 、 33のそれぞれが液体 LQを検出したとき、制御装置 CONTは、形成された液浸領 域 LRの大きさは所望の大きさであり、光路空間 K1に液体 LQが良好に満たされてい ると判断する。また、第 1〜第 4センサ 31〜34のそれぞれが液体 LQを検出したとき、 制御装置 CONTは、形成された液浸領域 LRの大きさは比較的大き ヽと判断する。
[0032] 図 3は、基板 Pを支持した基板ステージ PSTを上方力も見た平面図である。基板ス テージ PST (基板ホルダ PH)に保持された基板 Pの周囲を囲むように、基板ステージ PSTの上面 97が配置されて!、る。基板 Pのエッジと基板ステージ PSTの上面 97との 間には所定のギャップ G1が設けられている。また、基板 P上には複数のショット領域 SHが設定されており、制御装置 CONTは、レーザ干渉計 94の出力をモニタしつつ 基板ステージ PSTを XY方向に移動し、基板 P上に設定された複数のショット領域 S Hを順次露光する。
[0033] また、本実施形態においては、基板 Pには切欠部であるオリエンテーションフラット 部 OFが形成されており、基板ステージ PSTのうち上面 97に接続する内側面にはォ リエンテーシヨンフラット部 OFの形状に対応したフラット部が形成されて 、る。そして、 オリエンテーションフラット部 OFと上面 97との間にも所定のギャップ G2が形成されて いる。なお、基板 Pに切欠部としてノッチ部が形成されている場合には、基板ステージ PSTの上面 97に接続する凹部 96の内側面にはノッチ部の形状に対応した突起部 が形成される。なお、ノッチ部の大きさ力 ギャップ G1への液体 LQの浸入が抑えら れるほど小さい場合には、凹部 96の内側面に突起部をもうけなくてもよい。
[0034] 次に、上述の露光装置を用いて基板 Pを露光する手順につ!、て、図 4のフローチヤ 一ト図を参照しながら説明する。
[0035] 露光処理されるべき基板 Pが基板ステージ PSTにロードされた後、制御装置 CON Tは、基板ステージ駆動装置 PSTDを駆動し、投影光学系 PLと基板 Pと対向させる。 そして、制御装置 CONTは、投影光学系 PLと基板 Pとの間の光路空間 K1を液体 L Qで満たす動作を開始する (ステップ SA1)。具体的には、制御装置 CONTは、投影 光学系 PLと基板 Pとを対向させた状態で、液浸機構 100の液体供給機構 10を使つ て投影光学系 PLと基板 Pとの間に対する液体 LQの供給を開始する。
[0036] ここで、以下の説明にお 、ては、光路空間 K1を液体 LQで満たすために、液浸機 構 100の液体供給機構 10及び液体回収機構 20を使って液体 LQの供給及び回収 を行う動作を適宜、「液体満たし動作」と称する。
[0037] ステップ SA1にお 、て、液体満たし動作を開始した後、制御装置 CONTは、液浸 機構 100の液体供給機構 10及び液体回収機構 20を使った液体満たし動作を所定 時間継続する (ステップ SA2)。制御装置 CONTは、液体満たし動作を所定時間継 続することにより、光路空間 K1を液体 LQで満たすことができる。制御装置 CONTは 、光路空間 K1が液体 LQで満たされ、所望の状態 (大きさ）の液浸領域 LRが形成さ れた時点で、液体満たし動作が完了したと判断する (ステップ SA3)。
[0038] 図 2を参照して説明したように、本実施形態においては、第 1光学素子 LSIの下面 LSA、およびノズル部材 70の下面 70Aには液浸領域 LRの状態（大きさ）を検出可 能な第 1〜第 4センサ 31〜34が設けられているので、制御装置 CONTは、第 1〜第 4センサ 31〜34の検出結果に基づいて、液体満たし動作の進行状況を検知して、 光路空間 K1が液体 LQで満たされるまでの時間 (液体満たし動作が完了するまでの 時間）を予測することができ、液体満たし動作が完了した力どうかを判断することがで きる。
[0039] ここで、以下の説明にお 、ては、光路空間 K1が液体 LQで満たされた状態を適宜 、「ウエット状態」と称する。
[0040] なおここでは、投影光学系 PLと基板 Pとを対向させた状態で液体満たし動作が行 われている力 投影光学系 PLと基板ステージ PSTの上面 97とを対向させた状態で 液体満たし動作が行われてもよい。その場合、投影光学系 PLと基板ステージ PSTの 上面 97との間に液体 LQを満たした後、投影光学系 PLの下面 LSA側に液体 LQを 保持した状態で基板ステージ PSTを XY方向に移動し、液体 LQの液浸領域 LRを基 板 P上まで移動すればょ 、。 [0041] 投影光学系 PLとその投影光学系 PLに対向する基板 Pとの間の光路空間 Klが液 体 LQで満たされた後、制御装置 CONTは、照明光学系 ILより露光光 ELを射出し、 マスクステージ MSTに保持されて!、るマスク Mを露光光 ELで照明する。マスク Mを 通過した露光光 ELは、投影光学系 PL及び光路空間 K1の液体 LQを介して基板 P に照射される。これにより、基板 Pは液浸露光される (ステップ SA4)。
[0042] 基板 Pの液浸露光が完了した後、制御装置 CONTは、液体供給機構 10による液 体 LQの供給動作を停止するとともに、液体回収機構 20を使って光路空間 K1の液 体 LQを回収する動作を開始する (ステップ SA5)。すなわち、本実施形態において は、基板 Pに対する液浸露光が完了する毎に、光路空間 K1の液体 LQをほぼすベ て回収する。
[0043] ここで、以下の説明において、液浸露光完了後、液体回収機構 20を使って光路空 間 K1の液体 LQを回収する動作を適宜、「液体回収動作」と称する。
[0044] ステップ SA4にお 、て、液体回収動作を開始した後、制御装置 CONTは、液浸機 構 100の液体回収機構 20を使った液体回収動作を所定時間継続する (ステップ SA 6)。制御装置 CONTは、液体回収動作を所定時間継続することにより、光路空間 K 1の液体 LQをほぼ全て回収することができる。制御装置 CONTは、光路空間 K1の 液体 LQがほぼ全て回収された時点で、液体回収動作が完了したと判断する (ステツ プ SA7)。液体回収動作が完了することにより、光路空間 K1には液体 LQがほぼ無 い状態となる。
[0045] 液体満たし動作時同様、液体回収動作時にお!、ても、制御装置 CONTは、第 1〜 第 4センサ 31〜34の検出結果に基づいて、液体回収動作の進行状況を検知し、光 路空間 K1から液体 LQが回収されるまでの時間（液体回収動作が完了するまでの時 間）を求め、液体回収動作が完了した力どうかを判断することができる。
[0046] ここで、以下の説明にお 、ては、光路空間 K1に液体 LQが無 、状態を適宜、「ドラ ィ状態」と称する。
[0047] 液体回収動作が完了した後においても、基板 P上や基板ステージ PST上に液体 L Qが残留している可能性がある。そこで、制御装置 CONTは、ノズル部材 70の回収 口 22に対して基板ステージ PSTを動かしつつ、基板 P上や基板ステージ PST上に 残留している液体 LQを回収口 22を介して吸引回収することによって除去する動作を 開始する（ステップ SA8)。
[0048] ここで、以下の説明において、液体回収動作完了後、液体回収機構 20を使って基 板 P上や基板ステージ PST上に残留した液体 LQを除去する動作を適宜、「液体除 去動作」と称する。
[0049] 図 5は、基板 P上及び基板ステージ PST上の液体除去動作が行われている状態を 示す模式図である。制御装置 CONTは、液体回収機構 20の回収口 22と基板 Pとが 、図 5の破線矢印 ylに沿って相対的に移動するように、レーザ干渉計 94の出力をモ ユタしつつ基板ステージ PSTを移動する。基板ステージ PSTの XY平面に沿った並 進移動により、回収口 22は基板 P及び基板ステージ PST上面のほぼ全域を走査す る。これにより、基板 P及び基板ステージ PST上に残留した液体 LQは、回収口 22を 介して液体回収機構 20により吸引され、確実に除去される。
[0050] なお、図 5に示した例では、基板 P及び基板ステージ PSTは、回収口 22に対して X 軸方向への走査移動と Y軸方向へのステッピング移動とを繰り返すような移動軌跡を 描いているが、その移動軌跡は任意に設定されてよぐ例えば図 6の破線矢印 y2に 示すように、基板 Pの外側から内側（あるいは内側力も外側）に向力つて円を描くよう な螺旋状の移動軌跡を描くように移動してもよ!、し、複数の大きさの円軌跡を同心状 に描くように移動してもよい。
[0051] あるいは、図 7の破線矢印 y3に示すように、回収口 22が基板ステージ PST上で基 板 pのエッジと基板ステージ PSTの上面 97との間のギャップ G1に沿った移動軌跡を 描くようにして、基板ステージ PSTを移動しながら回収口 22を介して液体除去動作を 行うようにしてもよい。また、制御装置 CONTは、基板 Pのオリエンテーションフラット 部 OFと液体回収機構 20の回収口 22とを対向するように配置し、ギャップ G2近傍の 液体除去動作を重点的に行うようにしてもよ!、。
[0052] このように、制御装置 CONTは、基板ステージ PSTを動力しながら、液体回収機構 20による液体除去動作を所定時間継続する (ステップ SA9)。制御装置 CONTは、 液体除去動作を所定時間継続することにより、基板 P上及び基板ステージ PST上に 残留した液体 LQをほぼ全て除去することができる。制御装置 CONTは、基板 P上及 び基板ステージ PST上に残留した液体 LQが除去された時点で、液体除去動作が 完了したと判断する (ステップ SA10)。液体除去動作が完了することにより、光路空 間 K1はもちろん、基板 P上及び基板ステージ PST上には液体 LQが無い状態となる 。液体除去動作が完了した後、露光処理済みの基板 Pが基板ステージ PSTよりアン ロードされる。
[0053] 上述の液体回収動作 (ステップ SA5〜SA7)は、ノズル部材 70と基板ステージ PS Tとの相対的な位置関係をほぼ維持した状態で行われる。すなわち、液体回収動作 は、ノズル部材 70に対して基板ステージ PSTをほぼ静止した状態で、液体回収機構 20の回収口 22より液体 LQを吸引回収する動作であり、その動作は短時間で完了す る。一方、液体除去動作 (ステップ SA8〜SA10)は、ノズル部材 70と基板ステージ P STとを相対的に移動しながら行われる。すなわち、液体除去動作は、ノズル部材 70 に対して基板ステージ PSTを動力しながら、液体回収機構 20の回収口 22を使って 液体 LQを除去する動作であり、液体回収動作に比べて長時間を要する。
[0054] 次に、上述のステップ SA1〜SA10の処理中における表示装置 Dの動作（表示内 容）について説明する。なお、以下の説明においては、表示装置 Dは制御装置 CON Tの指令に基づいて表示を行うものとする。
[0055] 本実施形態における表示装置 Dは、露光装置 EXが行っている処理内容を含む露 光装置 EXの状態及び動作に関する情報や、露光処理に関する各種情報を表示す る機能を有している。具体的には、表示装置 Dは、液浸機構 100が露光光 ELの光路 空間 K1を液体 LQで満たすときの進行状況、及び光路空間 K1から液体 LQを除去 するときの進行状況を表示する機能を有している。また、表示装置 Dは、過去に行わ れた処理内容を含む露光装置 EXの状態 (動作)に関する情報や各種計測装置の計 測結果を含む情報 (ログ情報)を表示する機能も有して!/ヽる。
[0056] また、表示装置 Dは、液浸領域 LRの状態を表示する機能、基板 Pの状態を表示す る機能、基板 Pに関する情報 (使用されているレジストに関する情報、ロット情報など） を表示する機能、露光条件 (走査速度、露光光の照射量など)を表示する機能なども 有している。また、表示装置 Dは、露光装置 EXを操作する操作部としての機能も有し ている。具体的には、本実施形態の表示装置 Dは、表示画面上に種々のボタン (アイ コン)を備えており、オペレータ等は、マウスやキーボード等の操作入力部を使ってボ タンを操作することにより、露光装置 EXに対して操作入力可能となっている。また、 表示装置 Dが所謂タツチパネルである場合には、オペレータ等は、表示装置 Dの画 面上の所定位置に触れることによって露光装置 EXに対して操作入力可能である。
[0057] 図 8は、上述のステップ SA1、すなわち液体満たし動作開始時における表示装置 D の表示内容の一例を模式的に示した図である。表示装置 Dは、液体満たし動作、液 体回収動作、及び液体除去動作などを含む露光装置 EXが行って 、る処理内容の 進行状況を表示可能であって、表示画面の第 1領域 D1には、液体満たし動作が開 始されたことが「液体満たし開始」という文字によって表示されている。また、表示装置 Dの表示画面の第 2領域 D2には、基板 Pの状態が画像によって示されている。また、 表示装置 Dの表示画面の第 3領域 D3には、ノズル部材 70の状態が文字によって表 示されている。
[0058] 図 9は、上述のステップ SA2、すなわち液体満たし動作中における表示装置 Dの表 示内容の一例を示す図である。図 9に示すように、表示装置 Dの表示画面には、液 体満たし動作の進行状況として、液体満たし動作中であることが表示される。液体満 たし動作中の進行状況を表示するために、表示装置 Dの表示画面の第 4領域 D4に はウィンドウが表示され、進行状況が文字、数字、及び図（プログレッシブバー）によ つて表示される。液体満たし動作が開始されて力 完了するまでには所定時間を要 するが、本実施形態の表示装置 Dは、液体満たし動作が完了するまでの時間を文字 、数字、及び図（プログレッシブバー）によって表示する。また、液体満たし動作開始 後、ノズル部材 70は乾いた状態力も濡れた状態に変わるため、そのノズル部材 70の 状態を表示するために、第 3領域 D3の表示内容が変更される。
[0059] 図 10は、上述のステップ SA3、すなわち液体満たし動作完了時における表示装置 Dの表示内容の一例を示した図である。ここでは、表示装置 Dは、液体満たし動作が 完了したときに、光路空間 K1が液体 LQで満たされた状態 (ウエット状態)であること を表示する。表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には、光路空間 K1が液体 LQで 満たされた状態であることが「ウエット状態」と 、う文字によって表示される。
[0060] 図 11は、上述のステップ SA4、すなわち液浸露光中における表示装置 Dの表示内 容の一例を示した図である。図 11に示すように、表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には液浸露光中であることが「液浸露光中」 t 、う文字によって表示されて 、る。 また、表示装置 Dの表示画面の第 2領域 D2には、基板 Pの状態が画像によって表示 されており、複数のショット領域 SHのうち、露光が終わったショット領域が、未だ露光 を終えてな 、ショット領域に対して異なるように表示される。
[0061] 図 12は、上述のステップ SA5、すなわち液体回収動作開始時における表示装置 D の表示内容の一例を示した図である。図 12に示すように、表示装置 Dの表示画面の 第 1領域 D1には、液体回収動作が開始されたことが「液体回収開始」という文字によ つて表示されている。また、液体回収動作が開始されることに伴い、ノズル部材 70の 状態が変わるため、ノズル部材の状態を表示する第 3領域 D3の表示内容が変更さ れる。
[0062] 図 13は、上述のステップ SA6、すなわち液体回収動作中における表示装置 Dの表 示内容の一例を示す図である。図 13に示すように、表示装置 Dの表示画面には、液 体回収動作の進行状況として、液体回収動作中であることが表示されている。液体 回収動作中の進行状況を表示するために、表示装置 Dの表示画面の第 4領域 D4に ウィンドウが表示され、その進行状況が文字、数字、及び図（プログレッシブバー）に よって表示されている。また、液体回収動作開始後、ノズル部材 70は濡れた状態か ら乾 、た状態に変わるため、ノズル部材の状態を表示する第 3領域 D3の表示内容 が変更される。なお上述のように、液体回収動作が開始されて力 完了するまでの時 間は比較的短時間であるため、図 13に示すようなプログレッシブバー等の表示を省 略してちよい。
[0063] 図 14は、上述のステップ SA7、すなわち液体回収動作完了時における表示装置 D の表示内容の一例を示した図である。図 14に示すように、表示装置 Dの表示画面の 第 1領域 D1には、液体回収動作が完了したことが「液体回収完了」という文字によつ て表示されている。また表示装置 Dは、液体回収動作が完了したときに、光路空間 K 1に液体 LQが無い状態 (ドライ状態)であることを表示する。図 14において、表示装 置 Dの表示画面の第 1領域 D1には、光路空間 K1に液体 LQが無 、状態であること が「ドライ状態」と 、う文字によって表示される。 [0064] 図 15は、上述のステップ SA8、すなわち液体除去動作開始時における表示装置 D の表示内容の一例を示した図である。図 15に示すように、表示装置 Dの表示画面の 第 1領域 D1には、液体除去動作が開始されたことが「液体除去開始」という文字によ つて表示されている。
[0065] 図 16は、上述のステップ SA9、すなわち液体除去動作中における表示装置 Dの表 示内容の一例を示す図である。図 16に示すように、表示装置 Dの表示画面には、液 体除去動作の進行状況として、液体除去動作中であることが表示されている。液体 除去動作中の進行状況を表示するために、表示装置 Dの表示画面の第 4領域 D4に ウィンドウが表示され、進行状況が文字、数字、及び図（プログレッシブバー）によつ て表示される。また、液体除去動作開始後、ノズル部材 70が液体除去動作を行って V、る状態を表示するために、第 3領域 D3の表示内容が変更される。
[0066] 図 17は、上述のステップ SA10、すなわち液体除去動作完了時における表示装置 Dの表示内容の一例を示した図である。図 17に示すように、表示装置 Dの表示画面 の第 1領域 D1には、液体除去動作が完了したことが「液体除去完了」という文字によ つて表示されている。また表示装置 Dは、液体除去動作が完了したときに、光路空間 K1に液体 LQが無 、状態 (ドライ状態)であることを「ドライ状態」と!、う文字によって 表示する。また、ノズル部材 70が液体除去動作を完了した状態であることを表示する ために、第 3領域 D3の表示内容が変更される。
[0067] また、図 18に示すように、表示装置 Dは、露光装置 EXにエラーなどが生じたことを 表示することができる。図 18に示す例では、エラーなどが生じて、光路空間 K1に液 体 LQが有る力否かが不明のときの表示内容の一例が示されている。
[0068] 以上説明したように、表示装置 Dの表示によって、オペレータなどは、露光光 ELの 光路空間 K1を液体 LQで満たすときの進行状況、及び光路空間 K1から液体 LQを 除去するときの進行状況を把握することができる。したがって、液体満たし動作中、液 体回収動作中、あるいは液体除去動作中において、例えばオペレータが投影光学 系 PLと対向している基板 Pや基板ステージ PSTを動力して投影光学系 PLの直下か ら退力してしまうと、液体 LQの流出、飛散等が生じるが、表示装置 Dの表示によって 、液体満たし動作、液体回収動作、あるいは液体除去動作の進行状況を把握できる ので、上述の液体 LQの流出、飛散を防止することができる。したがって、流出、飛散 した液体 LQに起因する露光装置 EXの置かれて 、る環境変動や、露光装置 EXを構 成する各種機器'部材の鲭びや故障などの発生を防止することができ、露光装置 EX を使って基板 Pを精度良く露光することができる。
[0069] なお上述の実施形態においては、表示装置 Dは、露光光 ELの光路空間 K1を液 体 LQで満たすときの進行状況、及び光路空間 K1から液体 LQを除去するときの進 行状況のそれぞれを表示しているが、どちらか一方の進行状況のみを表示する構成 であってもよい。
[0070] なお、上述の実施形態においては、第 1〜第 4センサ 31〜34を用いて、液体満た し動作の進行状況、および液体回収動作の進行状況を検知し、その結果に基づい て、表示装置 Dの表示を行うようにしている力 これらのセンサを配置せずに、例えば 実験やシミュレーションなどによって、液体満たし動作を開始して力 光路空間 K1が 液体 LQで満たされるまでの時間を予め求めておき、その求めた時間に関する情報 を制御装置 CONTに記憶して、その記憶情報に基づ!/、て液体満たし動作の進行状 況を把握したり、液体満たし動作が完了するまでの時間を求めたり、表示装置 Dに進 行状況を表示したり、液体満たし動作が完了したかどうかを判断してもよい。液体回 収動作についでも同様にして、記憶された時間に関する情報に基づいて、液体回収 動作が完了するまでの時間を求めたり、表示装置 Dに進行状況を表示したり、液体 回収動作が完了したかどうかを判断してもよい。
[0071] また、上述の実施形態においては、液体回収動作が完了した後に、液体除去動作 を行うようにして ヽるが、液体 LQの残留が少な ヽ場合や液体 LQの残留が許容され る場合には、液体除去動作 (ステップ SA8〜SA10)を省略してもよい。
また、表示装置 Dの表示画面中の第 2領域 D2に、液浸領域 LRを加えて、基板 Pと 液浸領域 LRとの位置関係を表示するようにしてもょ 、。
[0072] 上述したように、本実施形態における液体 LQは純水である。純水は、半導体製造 工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板 P上のフォトレジストや光学素子（レ ンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がな いとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板 Pの表面、及び投影光学系 PL の先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場 等力 供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つよう にしてもよい。
[0073] そして、波長が 193nm程度の露光光 ELに対する純水（水）の屈折率 nはほぼ 1. 4 4程度と言われており、露光光 ELの光源として ArFエキシマレーザ光（波長 193nm) を用いた場合、基板 P上では lZn、すなわち約 134nmに短波長化されて高い解像 度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約 n倍、すなわち約 1. 44倍に拡 大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合 には、投影光学系 PLの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上 する。
[0074] 本実施形態では、投影光学系 PLの先端に光学素子 LSIが取り付けられており、こ のレンズにより投影光学系 PLの光学特性、例えば収差 (球面収差、コマ収差等）の 調整を行うことができる。なお、投影光学系 PLの先端に取り付ける光学素子としては 、投影光学系 PLの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは 露光光 ELを透過可能な平行平面板であってもよ ヽ。
[0075] また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を 液体で満たしているが、国際公開第 2004Z019128号パンフレットに開示されてい るように、先端の光学素子のマスク側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用 することもできる。この場合、マスク側の光路空間の液体満たし動作の進行状況と液 体回収動作の進行状況との少なくともどちらか一方を表示装置 Dで表示するようにし てもよい。
[0076] なお、本実施形態の液体 LQは水である力 水以外の液体であってもよ 、、例えば 、露光光 ELの光源が Fレーザである場合、この Fレーザ光は水を透過しないので、
2 2
液体 LQとしては Fレーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル (PFPE)や
2
フッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体 LQと接触する部分 には、例えばフッ素を含む極性の小さ！ヽ分子構造の物質で薄膜を形成することで親 液化処理する。また、液体 LQとしては、その他にも、露光光 ELに対する透過性があ つてできるだけ屈折率が高ぐ投影光学系 PLや基板 P表面に塗布されているフオトレ ジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。この場合も表 面処理は用いる液体 LQの極性に応じて行われる。
[0077] なお、上記各実施形態の基板 Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウェハ のみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミック ウェハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版 (合成石英、シリ コンウェハ）等が適用される。
[0078] 露光装置 EXとしては、マスク Mと基板 Pとを同期移動してマスク Mのパターンを走 查露光するステップ ·アンド'スキャン方式の走査型露光装置 (スキャニングステツパ） の他に、マスク Mと基板 Pとを静止した状態でマスク Mのパターンを一括露光し、基 板 Pを順次ステップ移動させるステップ ·アンド ·リピート方式の投影露光装置 (ステツ ノ ）にも適用することができる。
[0079] また、本発明は、例えば特開平 10— 163099号公報、特開平 10— 214783号公 報、特表 2000— 505958号公報などに開示されているツインステージ型の露光装 置にも適用できる。
[0080] また、本発明は、例えば特開平 11— 135400号公報に開示されている基板ステー ジと計測ステージとの備えた露光装置にも適用できる。この場合、投影光学系 PLが 計測ステージと対向している状態で、上述の液満たし動作と液体回収動作の少なくと も一方を行ってもよい。
[0081] また、上述の実施形態においては、投影光学系 PLと基板 Pとの間に局所的に液体 を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平 6— 124873号公報、特開 平 10— 303114号公報、米国特許第 5, 825, 043号などに開示されているような露 光対象の基板の表面全体が液体中に浸力つて 、る状態で露光を行う液浸露光装置 にも適用可能である。
[0082] 露光装置 EXの種類としては、基板 Pに半導体素子パターンを露光する半導体素 子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の 露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを 製造するための露光装置などにも広く適用できる。
[0083] 本実施形態の露光装置 EXは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を 含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つよう に、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立て の前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械 系につ 、ては機械的精度を達成するための調整、各種電気系につ 、ては電気的精 度を達成するための調整が行われる。各種サブシステム力 露光装置への組み立て 工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の 配管接続等が含まれる。この各種サブシステム力 露光装置への組み立て工程の前 に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシス テムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全 体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等 が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 19に示すように、マイクロデバイスの機 能 ·性能設計を行うステップ 201、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル)を製 作するステップ 202、デバイスの基材である基板を製造するステップ 203、前述した 実施形態の露光装置 EXによりマスクのパターンを基板に露光する処理を含む基板 処理ステップ 204、デバイス組み立てステップ (ダイシング工程、ボンディング工程、 ノ ッケージ工程を含む） 205、検査ステップ 206等を経て製造される。

Claims

請求の範囲
[1] 液体を介して露光光を基板上に照射して、前記基板を露光する露光装置において 前記露光光の光路空間を前記液体で満たすときの進行状況、及び前記光路空間 力 前記液体を回収するときの進行状況の少なくとも一方を表示する表示装置を備 えた露光装置。
[2] 前記表示装置は、前記光路空間を液体で満たす動作が完了したときに、前記光路 空間が液体で満たされた状態であることを表示する請求項 1記載の露光装置。
[3] 前記表示装置は、前記光路空間から液体を回収する動作が完了したときに、前記 光路空間に液体が無い状態であることを表示する請求項 1又は 2記載の露光装置。
[4] 前記光路空間の液体で形成される液浸領域の大きさを見知するセンサを有し、 前記センサの検出結果に基づいて、前記液体で満たすときの進行状況、及び前記 液体を回収するときの進行状況の少なくとも一方が前記表示装置に表示される請求 項 1〜請求項 3のいずれか一項記載の露光装置。
[5] 前記表示装置は、前記光路空間から前記液体を回収する動作が完了した後に行 われる、前記基板上に残留した液体の除去動作の進行状況を表示する請求項 1〜 請求項 4の 、ずれか一項記載の露光装置。
[6] 前記露光光を射出する投影光学系をさらに備え、
前記光路空間は、前記投影光学系に対向する物体と前記投影光学系との間の空 間を含む請求項 1〜請求項 5のいずれか一項記載の露光装置。
[7] 前記表示装置は、前記投影光学系と前記物体との間の空間が液体で満たされて
V、るか否かを表示する請求項 6記載の露光装置。
[8] 前記表示装置は、前記投影光学系と前記物体との間の空間が液体で満たされて
V、るか否かが判別できな 、ことも表示する請求項 7記載の露光装置。
[9] 請求項 1〜請求項 8の 、ずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
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