JP2006310588A - 基板保持装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の裏面側に液体が浸入することを抑制することができる基板保持装置を提供する。
【解決手段】基板保持装置ＰＨは、基材ＰＨＢと、基材ＰＨＢ上に形成され、基板Ｐの裏面Ｐｂを支持する第１支持部３０と、基材ＰＨＢ上に形成され、基板Ｐの裏面Ｐｂに対向し、第１支持部３０を囲むように設けられた第１周壁部３１と、基材ＰＨＢ上に形成され、基板Ｐの裏面Ｐｂに対向し、第１周壁部３１を囲むように設けられた第２周壁部３４と、第１周壁部３１と第２周壁部３４と基板Ｐの裏面Ｐｂとで囲まれた第３空間に気体を供給する給気口４２と、第３空間の気体を排出する排気口とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板を保持する基板保持装置、液体を介して基板を露光する露光装置、並びにデバイス製造方法に関するものである。

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ィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保持するマスクステージと基板を保持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に投影露光するものである。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いる。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、下記特許文献に開示されているような、基板上に液体の液浸領域を形成し、その液浸領域の液体を介して基板を露光する液浸露光装置が案出されている。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット 特開２００４−２８９１２７号公報

液体が基板と基板ステージとの間のギャップ等を介して基板の裏面側に浸入すると、様々な不具合が発生する可能性がある。例えば基板の裏面側に浸入した液体によって基板の裏面が濡れると、基板ホルダ（基板保持装置）で基板を良好に保持できなくなる虞がある。あるいは、所定の搬送系を使って基板ホルダから基板を搬出（アンロード）する際、濡れた基板の裏面を保持した搬送系に液体が付着したり、搬送経路に液体が飛散する等、被害が拡大する虞もある。

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、基板の裏面側に液体が浸入することを抑制することができる基板保持装置及び露光装置、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。

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。

本発明の第１の態様に従えば、露光光（ＥＬ）が照射される基板（Ｐ）を保持する基板保持装置であって、基材（ＰＨＢ）と、基材（ＰＨＢ）上に形成され、基板（Ｐ）の裏面（Ｐｂ）を支持する支持部（３０）と、基材（ＰＨＢ）上に形成され、基板（Ｐ）の裏面（Ｐｂ）に対向し、支持部（３０）を囲むように設けられた第１周壁部（３１）と、基材（ＰＨＢ）上に形成され、基板（Ｐ）の裏面（Ｐｂ）に対向し、第１周壁部（３１）を囲むように設けられた第２周壁部（３４）と、第１周壁部（３１）と第２周壁部（３４）と基板（Ｐ）の裏面（Ｐｂ）とで囲まれた所定空間（Ｖ３）に気体を供給する給気口（４２）と、所定空間（Ｖ３）の気体を排出する排気口（５２）とを備えた基板保持装置（ＰＨ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、第１周壁部と第２周壁部と基板の裏面とで囲まれた所定空間に気体を供給する給気口と、所定空間の気体を排出する排気口とを設けたので、基板の裏面側に液体が浸入することを抑制することができる。

本発明の第２の態様に従えば、上記態様の基板保持装置（ＰＨ）を有し、該基板保持装置（ＰＨ）に保持された基板（Ｐ）を液体（ＬＱ）を介して露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、基板の裏面側に液体が浸入することを抑制することができるので、基板を良好に露光することができる。

本発明の第３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。

本発明の第３の態様によれば、基板を良好に露光することが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。

本発明によれば、基板の裏面側に液体が浸入することを抑制することができ、基板を良好に露光することができる。

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。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は第１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と、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に保持されているマスク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全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。

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の像面近傍における露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすための液浸機構１を備えている。液浸機構１は、光路空間Ｋ１の近傍に設けられ、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、供給管１３、及びノズル部材７０に設けられた供給口１２を介して液体ＬＱを供給する液体供給装置１１と、ノズル部材７０に設けられた回収口２２、及び回収管２３を介して液体ＬＱを回収する液体回収装置２１とを備えている。ノズル部材７０は、基板Ｐ（基板ホルダＰＨ）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の像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１を囲むように環状に形成されている。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部の領域に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体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。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に転写している間、液浸機構１を使って、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１と、最終光学素子ＬＳ１と対向する位置に配置された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすことによって、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成し、投影光学系ＰＬと液浸領域ＬＲの液体ＬＱとを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐ上に照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐに投影する。制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１の液体供給装置１１を使って液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収装置２１を使って液体ＬＱを所定量回収することで、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上の一部の領域に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。

なお、本実施形態においては、液浸領域ＬＲは基板Ｐ上に形成されるものとして説明する場合があるが、投影光学系ＰＬの像面側において、最終光学素子ＬＳ１と対向する位置に配置された物体上、例えば基板ホルダＰＨの一部や基板ステージＰＳＴの一部などにも形成可能である。

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を基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）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Ｙ軸方向、水平面内においてＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ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、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエ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。

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Ｍ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Ｍ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬ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から射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（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）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

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エキシマレーザ光のみならず、例えば、水銀ランプから射出される輝線（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。

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、マスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により保持する。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θＺ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が設けられている。また、所定の位置にはレーザ干渉計９２が設けられている。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θＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）は移動鏡９１を使ってレーザ干渉計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ＣＯＮＴは、レーザ干渉計９２の計測結果に基づい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に保持されているマスクＭの位置制御を行う。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影するものであって、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ＰＫで保持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８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、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。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の像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１は鏡筒ＰＫより露出している。

基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを投影光学系ＰＬの像面側において移動可能である。基板ステージＰＳＴは、基板ホルダＰＨを支持した状態で、ベース部材ＢＰ上に移動可能に設けられている。基板ステージＰＳＴは基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは、例えばリニアモータ等を含んで構成され、基板ホルダＰＨをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動するＸＹ駆動装置と、例えばボイスコイルモータ等を含んで構成され、基板ホルダＰＨをＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動するＺ駆動装置とを備えている。基板ステージＰＳＴの駆動により、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの上面（表面）は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

基板ホルダＰＨの側面には移動鏡９３が設けられている。また、所定の位置にはレーザ干渉計９４が設けられている。基板ホルダＰＨ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角は移動鏡９３を使ってレーザ干渉計９４によりリアルタイムで計測される。また、図示はされていないが、露光装置ＥＸは、基板Ｐの上面（表面）の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系を備えている。フォーカス・レベリング検出系は、基板Ｐの上面（表面）の面位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、及びθＸ及びθＹ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いて、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（θＸ、θＹ）を制御して基板Ｐの上面（表面）と投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した像面との位置関係を調整するとともに、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θＺ方向における位置制御を行う。

次に、液浸機構１について説明する。液浸機構１の液体供給装置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装置、供給する液体ＬＱの気体成分を低減する脱気装置、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。液体供給装置１１には供給管１３の一端部が接続されており、供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体供給装置１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１１を制御することで、供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量を調整可能である。なお、液体供給装置１１のタンク、加圧ポンプ、温度調整装置、脱気装置、フィルタユニット等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。

液浸機構１の液体回収装置２１は、真空ポンプ等の真空系、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いる。液体回収装置２１には回収管２３の一端部が接続されており、回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体回収装置２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは、液体回収装置２１を制御することで、回収口２２を介した単位時間当たりの液体回収量を調整可能である。なお、液体回収装置２１の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。

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。ノズル部材７０の下面７０Ａは、基板Ｐの上面と対向する位置に設けられている。ノズル部材７０は、最終光学素子ＬＳ１の側面を囲むように設けられた環状部材であって、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の最終光学素子ＬＳ１（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、最終光学素子ＬＳ１に対して供給口１２よりも外側に設けられており、最終光学素子ＬＳ１及び供給口１２を囲むように設けられている。

そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１１を使って光路空間Ｋ１に液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収装置２１を使って光路空間Ｋ１の液体ＬＱを所定量回収することで、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１１及び液体回収装置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装置１１から液体ＬＱが送出されると、その液体供給装置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の内部に形成された供給流路を介して、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のもとで液体回収装置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の内部に形成された回収流路に流入し、回収管２３を流れた後、液体回収装置２１に回収される。

次に、図２及び図３を参照しながら基板ホルダＰＨについて説明する。図２は基板Ｐを保持した状態の基板ホルダＰＨの側断面図、図３は基板Ｐを保持した状態の基板ホルダＰＨを上方から見た平面図である。

図２において、基板ホルダＰＨは、基材ＰＨＢと、基材ＰＨＢに形成され、基板Ｐを脱着（交換）可能に吸着保持する第１保持部ＰＨ１と、基材ＰＨＢに形成され、第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの周囲に、基板Ｐの上面（表面）Ｐａとほぼ面一の上面Ｔａを形成するプレート部材Ｔを吸着保持する第２保持部ＰＨ２とを備えている。プレート部材Ｔは、基材ＰＨＢとは別の部材であって、基板ホルダＰＨの基材ＰＨＢに対して脱着（交換）可能に設けられている。また、図３に示すように、プレート部材Ｔの中央部には、基板Ｐを配置可能な略円形状の穴部ＴＨが形成されている。そして、第２保持部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔは、第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの周囲を囲むように配置される。第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの外側のエッジ（側面）Ｐｃと、その基板Ｐの外側に配置され、第２保持部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの内側（穴部ＴＨ側）のエッジ（内側面）Ｔｃとの間には、０．１〜１．０ｍｍ程度のギャップＡが形成される。また、プレート部材Ｔの外形は平面視矩形状に形成されており、本実施形態においては、基材ＰＨＢの外形とほぼ同じ大きさに形成されている。

図４には、第１、第２保持部ＰＨ１、ＰＨ２のそれぞれより基板Ｐ及びプレート部材Ｔを外した状態が示されている。

プレート部材Ｔは、液体ＬＱに対して撥液性を有している。プレート部材Ｔは、例えばポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂やアクリル系樹脂等の撥液性を有する材料によって形成されている。なお、プレート部材Ｔを金属等で形成し、その表面にフッ素系樹脂などの撥液性材料を被覆するようにしてもよい。

図２において、プレート部材Ｔの上面Ｔａ及び下面Ｔｂのそれぞれはほぼ平坦面（平坦部）となっている。そして、第２保持部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの上面Ｔａと、第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの上面Ｐａとはほぼ面一となる。これにより、液浸機構１による液体ＬＱの供給及び回収を行いつつ投影光学系ＰＬに対して基板ホルダＰＨ（基板ステージＰＳＴ）をＸＹ方向に移動することで、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たしつつ、基板Ｐの上面Ｐａとプレート部材Ｔの上面Ｔａとの間で液浸領域ＬＲを円滑に移動することができる。なお、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続けることができるならば、第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの上面Ｐａと第２保持部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの上面Ｔａとの間に段差があっても構わない。

図２、図３、及び図４において、基板ホルダＰＨの第１保持部ＰＨ１は、基材ＰＨＢ上に形成され、基板Ｐの下面（裏面）Ｐｂを支持する第１支持部３０と、基材ＰＨＢ上に形成され、基板Ｐの下面Ｐｂに対向し、第１支持部３０を囲むように環状に設けられた第１周壁部３１とを備えている。第１支持部３０は複数の凸状部材によって構成されている。

第１周壁部３１は、基板Ｐの形状に応じて平面視略円環状に形成されており、その第１周壁部３１の上面３１Ａは、基板Ｐの下面Ｐｂの周縁領域（エッジ領域）に対向するように形成されている。第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの下面Ｐｂ側には、基板Ｐの下面Ｐｂと第１周壁部３１と基材ＰＨＢとで囲まれた第１空間Ｖ１が形成される。

第１周壁部３１の内側の基材ＰＨＢ上には第１吸引口３３が形成されている。第１吸引口３３は基板Ｐを吸着保持するためのものであって、第１周壁部３１の内側において基材ＰＨＢの上面のうち第１支持部３０以外の複数の所定位置にそれぞれ設けられている。第１吸引口３３のそれぞれは、不図示の第１真空系に接続されている。制御装置ＣＯＮＴは、第１真空系を駆動し、基板Ｐと第１周壁部３１と基材ＰＨＢとで囲まれた第１空間Ｖ１内部のガス（空気）を吸引してこの第１空間Ｖ１を負圧にすることによって、基板Ｐの下面Ｐｂを第１支持部３０で吸着保持する。また、第１真空系による吸引動作を解除することにより、第１保持部ＰＨ１より基板Ｐを外すことができる。本実施形態における第１保持部ＰＨ１は所謂ピンチャック機構を構成している。

また、基材ＰＨＢ上には、基板Ｐの下面Ｐｂに対向し、第１周壁部３１を囲むように設けられた第２周壁部３４が形成されている。本実施形態における第２周壁部３４の上面３４Ａの幅は大きく（幅広に）形成されている。第２周壁部３４は第１周壁部３１の外側において平面視円環状に形成されている。

基板ホルダＰＨの第２保持部ＰＨ２は、第２周壁部３４を囲むように基材ＰＨＢ上に形成された略円環状の第３周壁部３６と、第３周壁部３６の外側に設けられ、第３周壁部３６を囲むように基材ＰＨＢ上に形成された環状の第４周壁部３７と、第３周壁部３６と第４周壁部３７との間の基材ＰＨＢ上に形成された複数の第２支持部３８とを備えている。第２支持部３８は複数の凸状部材によって構成されている。

第２支持部３８は、プレート部材Ｔの下面Ｔｂを支持する。第３周壁部３６は、プレート部材Ｔの穴部ＴＨの形状に応じて平面視略円環状に形成されている。第４周壁部３７は、プレート部材Ｔの外形に応じて、平面視略矩形環状に形成されている。第３周壁部３６の上面３６Ａは、プレート部材Ｔの下面Ｔｂのうち、穴部ＴＨ近傍の内縁領域（内側のエッジ領域）に対向するように形成されている。第４周壁部３７の上面３７Ａは、プレート部材Ｔの下面Ｔｂのうち、外縁領域（外側のエッジ領域）に対向するように形成されている。第２保持部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの下面Ｔｂ側には、プレート部材Ｔの下面Ｔｂと第３、第４周壁部３６、３７と基材ＰＨＢとで囲まれた第２空間Ｖ２が形成される。

第３周壁部３６と第４周壁部３７との間における基材ＰＨＢ上には第２吸引口３９が形成されている。第２吸引口３９はプレート部材Ｔを吸着保持するためのものであって、第３周壁部３６と第４周壁部３７との間において基材ＰＨＢの上面のうち第２支持部３８以外の複数の所定位置にそれぞれ設けられている。第２吸引口３９のそれぞれは、不図示の第２真空系に接続されている。制御装置ＣＯＮＴは、第２真空系を駆動し、プレート部材Ｔと第３、第４周壁部３６、３７と基材ＰＨＢとで囲まれた第２空間Ｖ２内部のガス（空気）を吸引してこの第２空間Ｖ２を負圧にすることによって、プレート部材Ｔの下面Ｔｂを第２支持部３８で吸着保持する。また、第２真空系による吸引動作を解除することにより、第２保持部ＰＨ２よりプレート部材Ｔを外すことができる。本実施形態においては、第２保持部ＰＨ２も所謂ピンチャック機構を構成している。

また、本実施形態においては、第２周壁部３４の上面３４Ａは、第１周壁部３１の上面３１Ａよりも低く形成されている。同様に、第２周壁部３４の上面３４Ａは、第３周壁部３６の上面３６Ａよりも低く形成されている。

図５、図６はギャップＡ近傍を示す図、図７は第１、第２、第３周壁部３１、３４、３６近傍を上方から見た拡大平面図である。図５は図４のＳ１−Ｓ１線矢視断面図に相当し、図６は図４のＳ２−Ｓ２線矢視断面図に相当する。

図５及び図６において、基板ホルダＰＨは、第１周壁部３１と第２周壁部３４と基板Ｐの下面Ｐｂとで囲まれた第３空間Ｖ３に気体を供給する給気口４２と、第３空間Ｖ３の気体を排気する排気口５２とを備えている。

図５に示すように、給気口４２は、第１周壁部３１と第２周壁部３４との間の基材ＰＨＢ上に設けられている。また、図４や図７等に示すように、給気口４２は、第１周壁部３１に沿った複数の所定位置のそれぞれに設けられている。本実施形態においては、複数の給気口４２は、第１周壁部３１に沿って所定間隔で設けられている。なお、本実施形態においては、給気口４２のそれぞれは平面視ほぼ円形状であるが、例えば多角形状など任意の形状でよい。

給気口４２には、流路４３を介して給気装置４１が接続されている。給気装置４１は、気体を送出可能なポンプ、供給する気体の温度を調整する温度調整装置、及び供給する気体中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。給気装置４１の気体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは、給気装置４１を制御することで、給気口４２からの単位時間当たりの気体供給量を調整可能である。

図６に示すように、排気口５２は、第１周壁部３１と第２周壁部３４との間の基材ＰＨＢ上に設けられている。また、図４や図７等に示すように、排気口５２は、給気口４２に対して所定の位置関係で設けられている。本実施形態においては、排気口５２は、第１周壁部３１に沿って、互いに隣り合う給気口４２どうしの間に設けられている。なお、本実施形態においては、排気口５２のそれぞれは平面視多角形状（ほぼ六角形状）であるが、例えば円形状など任意の形状でよい。

排気口５２には、流路５３を介して第１吸引装置５１が接続されている。第１吸引装置５１は、排気口５２を介して第３空間Ｖ３の流体を吸引可能である。第３空間Ｖ３の流体は、第３空間Ｖ３の気体、及び第３空間Ｖ３に浸入した液体ＬＱを含み、第１吸引装置５１は、気体を吸引可能であるとともに、液体ＬＱを吸引回収可能である。第１吸引装置５１は、真空ポンプ等の真空系、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いる。第１吸引装置５１の吸引動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

また、流路５３の途中には、分岐流路５４が接続されている。分岐流路５４の一端部は流路５３に接続され、他端部は、第３空間Ｖ３に対して外部の空間（外部空間）に接続されている。本実施形態においては、外部空間は大気空間であって、分岐流路５４の他端部は大気空間と接続されている。

分岐流路５４の途中にはバルブ機構５５が設けられている。バルブ機構５５の動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。バルブ機構５５によって分岐流路５４が開けられることにより、排気口５２と大気空間（外部空間）とが、流路５３及び分岐流路５４を介して接続される。すなわち、分岐流路５４が開けられているときには、排気口５２は、第３空間Ｖ３と大気空間とを接続し、第３空間Ｖ３は大気開放された状態となる。一方、制御装置ＣＯＮＴは、バルブ機構５５によって分岐流路５４を閉じるとともに、第１吸引装置５１を駆動することによって、排気口５２を介して第３空間Ｖ３の流体を第１吸引装置５１によって吸引することができる。

また、基板ホルダＰＨは、第２周壁部３４と第３周壁部３６との間に設けられた吸引口６２と、吸引口６２に流路６３を介して接続された第２吸引装置６１とを備えている。第２吸引装置６１は、第１吸引装置５１と同等の構成を有している。吸引口６２は、第２周壁部３４と第３周壁部３６との間の基材ＰＨＢ上に設けられている。本実施形態においては、複数の吸引口６２は、第２周壁部３４に沿って所定間隔で設けられている。なお、本実施形態においては、吸引口６２のそれぞれは平面視多角形状（ほぼ六角形状）であるが、例えば円形状など任意の形状でよい。

第１吸引装置５１と、第１空間Ｖ１を負圧にするための第１真空系とは互いに独立しているとともに、第２吸引装置６１と、第２空間Ｖ２を負圧にするための第２真空系とは互いに独立している。制御装置ＣＯＮＴは、第１、第２吸引装置５１、６１、及び第１、第２真空系それぞれの動作を個別に制御可能であり、第１、第２吸引装置５１、６１による吸引動作と、第１、第２真空系による吸引動作とをそれぞれ独立して行うことができる。

また、図５及び図６に示すように、第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの下面Ｐｂと第２周壁部３４の上面３４Ａの一部の領域とが対向するとともに、第２保持部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの下面Ｔｂと第２周壁部３４の上面３４Ａの他の領域とが対向するようになっている。すなわち、基板Ｐとプレート部材Ｔとの間に形成されるギャップＡの直下に、第２周壁部３４の上面３４Ａが配置される。また、第２周壁部３４は、その上面３４Ａと基板Ｐの下面Ｐｂとの間に所定のギャップＣを形成している。また、第２周壁部３４は、その上面３４Ａとプレート部材Ｔの下面Ｔｂとの間に所定のギャップＧを形成している。本実施形態においては、ギャップＣ及びギャップＧは１〜１０μｍ程度に設定されている。

ギャップＣは、基材ＰＨＢと第１周壁部３１と第２周壁部３４と基板Ｐの下面Ｐｂとによって形成された第３空間Ｖ３と、その第３空間Ｖ３の外側の空間とを流通する流路を形成している。第３空間Ｖ３は、ギャップＡ及びギャップＣを介して外部空間（大気空間）と接続され、ギャップＡ及びギャップＣを介して大気開放された構成となっている。

ギャップＧは、基材ＰＨＢと第２周壁部３４と第３周壁部３６とプレート部材Ｔの下面Ｔｂとによって形成された第４空間Ｖ４と、その第４空間Ｖ４の外側の空間とを流通する流路を形成している。第４空間Ｖ４は、ギャップＡ及びギャップＧを介して外部空間（大気空間）と接続され、ギャップＡ及びギャップＧを介して大気開放された構成となっている。

第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの下面Ｐｂは、第１空間Ｖ１に対して第１周壁部３１よりも外側に所定量オーバーハングしている。そして、給気口４２及び排気口５２は、その基板Ｐの下面Ｐｂのオーバーハングした領域と対向する位置に設けられている。また、第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐの下面Ｐｂは、第１周壁部３１の上面３１Ａと接触している。

また、第２保持部ＰＨ２のうち環状の第３周壁部３６の内径は、プレート部材Ｔの穴部ＴＨの内径よりも大きく形成されており、第２保持部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの下面Ｐｂの内縁領域は、第３周壁部３６よりも内側（基板Ｐ側）に所定量オーバーハングしている。そして、吸引口６２は、そのプレート部材Ｔの下面Ｔｂのオーバーハングした領域と対向する位置に設けられている。また、第２保持部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの下面Ｔｂは、第３周壁部３６の上面３６Ａと接触している。

次に、露光装置ＥＸの動作及び基板ホルダＰＨの液体回収作用について説明する。

基板ホルダＰＨの第１保持部ＰＨ１に保持された基板Ｐを液浸露光するために、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１を使って基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。また、基板Ｐを液浸露光するとき、制御装置ＣＯＮＴは、給気装置４１を駆動し、給気口４２を介して第３空間Ｖ３に対する気体の供給を開始する。また、制御装置ＣＯＮＴは、バルブ機構５５を制御して、分岐流路５４を開け、排気口５２を介して第３空間Ｖ３と大気空間とを接続し、第３空間Ｖ３を大気開放する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して基板Ｐの上面Ｐａに露光光ＥＬを照射する。

基板Ｐに露光光ＥＬが照射されている間（基板Ｐが基板ホルダＰＨに保持されている間）、制御装置ＣＯＮＴは、給気装置４１を駆動して、給気口４２からの第３空間Ｖ３に対する気体の供給を継続する。制御装置ＣＯＮＴは、給気口４２から第３空間Ｖ３に対して気体を供給することによって、第３空間Ｖ３を陽圧にすることができる。また、露光光ＥＬが照射されている間、第１、第２吸引装置５１、６１の駆動は停止されている。

例えば基板Ｐの上面Ｐａのエッジ領域を液浸露光するとき、図５に示すように、投影光学系ＰＬの像面側に形成された液浸領域ＬＲの一部が基板Ｐの外側に形成される状態が生じ、その状態においては、ギャップＡの上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される。その場合、第１保持部ＰＨ１で保持された基板Ｐと第２保持部ＰＨ２で保持されたプレート部材Ｔとの間のギャップＡは、０．１〜１．０ｍｍ程度に設定されているので、液体ＬＱの表面張力によって、ギャップＡに液体ＬＱが浸入することが抑制されている。また、プレート部材Ｔは撥液性を備えているので、ギャップＡに液体ＬＱが浸入することが抑制されている。したがって、基板Ｐのエッジ領域を露光する場合にも、プレート部材Ｔの上面Ｔｃにより投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができる。

このように、ギャップＡを小さくしたり、プレート部材Ｔを撥液性にするなどして、ギャップＡからの液体ＬＱの浸入を抑制するようにしているが、基板ホルダＰＨの移動や液浸領域ＬＲを形成している液体ＬＱの圧力変化などに起因して、基板Ｐの周囲に形成されているギャップＡを介して、基板ホルダＰＨの第３空間Ｖ３に液体ＬＱが浸入する可能性がある。

本実施形態においては、給気口４２から気体を供給することによって、第３空間Ｖ３を陽圧にしているので、ギャップＡを介して第３空間Ｖ３に液体ＬＱが浸入することを抑制することができる。図５に示すように、第３空間Ｖ３を陽圧にすることによって、ギャップＡを介して液体ＬＱが浸入しても、その液体ＬＱが、基板Ｐの下面Ｐｂと第２周壁部３４の上面３４Ａとの間のギャップＣよりも第３空間Ｖ３側に移動することを抑制することができる。したがって、基板Ｐの下面Ｐｂ側に液体ＬＱが浸入することを抑制することができ、基板Ｐの下面Ｐｂが濡れることを防止することができる。

また、露光光ＥＬが照射されている間、第３空間Ｖ３は排気口５２を介して大気開放されているため、第３空間Ｖ３の気体は大気空間（外部空間）に排気される。したがって、給気口４２を介して第３空間Ｖ３に気体を供給しても、第３空間Ｖ３の圧力が過剰に高まることを防止することができる。したがって、第３空間Ｖ３の気体がギャップＣ及びギャップＡを介して液浸領域ＬＲの液体ＬＱ中に混入したり、あるいは第３空間Ｖ３の圧力が高まることに起因して基板Ｐの周縁部が変形（反りなど）する等の不都合の発生を防止することができる。

また、第１周壁部３１の上面３１Ａは、基板Ｐの下面Ｐｂと接触（密着）しているため、第１空間Ｖ１への液体ＬＱの浸入を確実に防止することができる。

また、ギャップＡ及びギャップＧを介して、第４空間Ｖ４に液体ＬＱが浸入する可能性があるが、第３周壁部３６の上面３６Ａは、プレート部材Ｔの下面Ｔｂと接触（密着）しているため、第２空間Ｖ２への液体ＬＱの浸入を確実に防止することができる。

基板Ｐの液浸露光処理が終了後、すなわち、露光光ＥＬの照射を停止後、制御装置ＣＯＮＴは、基板ホルダＰＨの第１保持部ＰＨ１に基板Ｐを保持した状態で、給気装置４１の駆動を停止するとともに、第１吸引装置５１及び第２吸引装置６１の少なくとも一方の駆動を開始する。ここで、第１吸引装置５１の駆動を開始するときには、制御装置ＣＯＮＴは、バルブ機構５５を制御して分岐流路５４を閉じる。

制御装置ＣＯＮＴは、露光光ＥＬの照射が停止されているときに、第１吸引装置５１を駆動することによって、その第１吸引装置５１により、排気口５２を介して、第３空間Ｖ３の流体を吸引する。

第１吸引装置５１が駆動されると、図６や図７に示すように、排気口５２の周囲の気体（すなわち第３空間Ｖ３の気体）は、排気口５２に吸引される。すなわち、第１吸引装置５１が排気口５２を介して、第３空間Ｖ３の気体を吸引することによって、基板Ｐの下面Ｐｂと第２周壁部３４の上面３４Ａとの間のギャップＣには、外部空間から第３空間Ｖ３へ向かう気体の流れが生成されるとともに、第１周壁部３１の側面と第２周壁部３４の内側面との間のギャップＢには、排気口５２に向かう気体の流れが生成される（矢印ｙ１参照）。

これにより、仮にギャップＡを介して第３空間Ｖ３に液体ＬＱが浸入したり、あるいは、基板Ｐの下面Ｐｂのうち、第１周壁部３１よりも外側にオーバーハングした領域に液体ＬＱが付着しても、上述の気体の流れによって液体ＬＱを排気口５２まで移動することができ、その排気口５２を介して液体ＬＱを第１吸引装置５１によって吸引回収することができる。

また、制御装置ＣＯＮＴは、露光光ＥＬの照射が停止されているときに、第２吸引装置６１を駆動することによって、その第２吸引装置６１により、吸引口６２を介して、第４空間Ｖ４の流体を吸引することができる。

第２吸引装置６１が駆動されると、図６や図７に示すように、吸引口６２の周囲の気体（すなわち第４空間Ｖ４の気体）は、吸引口６２に吸引される。すなわち、第２吸引装置６１が吸引口６２を介して、第４空間Ｖ４の気体を吸引することによって、プレート部材Ｔの下面Ｔｂと第２周壁部３４の上面３４Ａとの間のギャップＧには、外部空間から第４空間Ｖ４へ向かう気体の流れが生成されるとともに、第２周壁部３４の側面と第３周壁部３６の内側面との間のギャップＪには、吸引口６２に向かう気体の流れが生成される（矢印ｙ２参照）。

これにより、仮にギャップＡを介して第４空間Ｖ４に液体ＬＱが浸入したり、あるいは、プレート部材Ｔの下面Ｔｂのうち、第３周壁部３６に対してオーバーハングした領域に液体ＬＱが付着しても、上述の気体の流れによって液体ＬＱを吸引口６２まで移動することができ、その吸引口６２を介して液体ＬＱを第２吸引装置６１によって吸引回収することができる。

また、第１周壁部３１の側面と第２周壁部３４の内側面とのギャップＢを、例えば０．５〜１．５ｍｍ程度に設定しておくことにより、溝状の第３空間Ｖ３において、排気口５２に向かう気体の流れの流速を高めることができる。同様に、第２周壁部３４と第３周壁部３６とのギャップＪを、例えば０．５〜１．５ｍｍ程度に設定しておくことにより、溝状の第４空間Ｖ４において、吸引口６２に向かう気体の流れを高めることができる。

なお、ギャップＧへの液体ＬＱの吸引力が、ギャップＣへの液体ＬＱの吸引力よりも大きくなるようにギャップＣ、ギャップＧ、吸引口６２を介した吸引力、及び排気口５２を介した吸引力を設定するようにしてもよい。こうすることにより、ギャップＡから浸入した液体ＬＱをプレート部材Ｔの下面Ｔｂ側に円滑に引き込むことができるので、ギャップＡから浸入した液体ＬＱが、基板Ｐの下面Ｐｂ側に回り込む不都合を防止することができる。

なお、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光終了後、排気口５２を用いた吸引動作と、吸引口６２を用いた吸引動作とを並行して行うことができるし、第２吸引装置６１を駆動して吸引口６２を用いた吸引動作を行った後、第１吸引装置５１を駆動して排気口５２を用いた吸引動作を行うこともできる。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、排気口５２を用いた吸引動作を行った後、吸引口６２を用いた吸引動作を行うこともできる。

また、ギャップＡに浸入した液体ＬＱを回収するのみならず、例えば液浸領域ＬＲの液体ＬＱを全て回収するときに、ギャップＡ上に形成されている液浸領域ＬＲの液体ＬＱを、ギャップＡを介して積極的に回収することもできる。液浸領域ＬＲの液体ＬＱを全て回収したいときにおいては、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１の液体回収装置２１を用いた回収動作と、基板ホルダＰＨに設けられた排気口５２及び吸引口６２を用いた回収動作とを併用することができる。

以上説明したように、第１周壁部３１と第２周壁部３４と基板Ｐの裏面Ｐｂとで囲まれた第３空間Ｖ３に気体を供給する給気口４２と、第３空間Ｖ３の気体を排出する排気口５２とを設けたので、基板Ｐの裏面Ｐｂ側に液体が浸入することを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図８〜図１１を参照しながら説明する。図８は第２実施形態に係る基板ホルダ（基板ステージ）の側断面図、図９は基板ホルダ（基板ステージ）を上方から見た図、図１０、図１１はギャップＡ近傍を示す図であって、図１０は図９のＳ１−Ｓ１線矢視断面図に相当し、図１１は図９のＳ２−Ｓ２線矢視断面図に相当する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

上述の第１実施形態の基板ホルダＰＨは、プレート部材Ｔを脱着可能に保持する第２保持部ＰＨ２を有している構成であるが、第２実施形態の基板ホルダＰＨはプレート部材Ｔ及び第２保持部ＰＨ２を有していない。

基板ホルダＰＨは、基板ステージＰＳＴに設けられた凹部９６の内側に設けられている。基板ステージＰＳＴの凹部９６の内側には、基板ホルダＰＨの下面を支持する支持面９８が設けられており、基板ホルダＰＨは支持面９８に対して脱着（交換）可能に設けられている。また、基板ステージＰＳＴの側面には移動鏡９３が設けられている。

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Ｐａとほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面（平坦部）となっている。なお、投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続けることができるならば、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの上面Ｐａと基板ステージＰＳＴの上面９７との間に段差があっても構わない。このように、本実施形態の基板ホルダＰＨは、基板Ｐを保持するための第１保持部ＰＨ１のみを有した構成となっている。

基板ホルダＰＨは、基材ＰＨＢと、基材ＰＨＢ上に形成され、基板Ｐの下面Ｐｂを支持する第１支持部３０と、基材ＰＨＢ上に形成され、基板Ｐの下面Ｐｂに対向し、第１支持部３０を囲むように設けられた第１周壁部３１と、基材ＰＨＢ上に形成され、基板Ｐの下面Ｐｂに対向し、第１周壁部３１を囲むように設けられた第２周壁部３４とを備えている。第２周壁部３４Ａの上面３４Ａは第１周壁部３１の上面３１Ａよりも低く、第１周壁部３１の上面３１Ａと基板Ｐの下面Ｐｂとは接触しており、第２周壁部３４の上面３４Ａと基板Ｐの裏面Ｐｂとの間には所定のギャップＣが設けられている。

そして、給気口４２及び排気口５２は、第１周壁部３１と第２周壁部３４との間の基材ＰＨＢ上に設けられている。また、基板ホルダＰＨの側面（第２周壁部３４の側面）と基板ステージＰＳＴの凹部９６の内側面との間には所定のギャップＤが設けられており、吸引口６２は、ギャップＤの内側の支持面９８に設けられている。

基板Ｐを液浸露光するときには、上述の実施形態同様、制御装置ＣＯＮＴは、少なくとも露光光ＥＬが照射されている間、給気口４２からの気体の供給を継続する。第３空間Ｖ３を陽圧にすることによって、図１０に示すように、ギャップＡを介して浸入した液体ＬＱが、基板Ｐの下面Ｐｂと第２周壁部３４の上面３４Ａとの間のギャップＣよりも第３空間Ｖ３側に移動することが抑制される。したがって、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐと基板ステージＰＳＴの上面９７との間のギャップＡを介して、基板Ｐの下面Ｐｂ側に液体ＬＱが浸入することを防止することができる。

また、露光光ＥＬの照射が停止されているときには、上述の実施形態同様、制御装置ＣＯＮＴは、第１吸引装置５１及び第２吸引装置６１を適宜駆動し、排気口５２を介した吸引動作と、吸引口６２を介した吸引動作とを必要に応じて行う。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、第２周壁部３４の上面３４Ａと基板Ｐの下面Ｐｂとの間には所定のギャップＣが形成されているが、第２周壁部３４の上面３４Ａと基板Ｐの下面Ｐｂとは接触していてもよい。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、排気口５２を介した吸引動作と吸引口６２を介した吸引動作との両方を行っているが、排気口５２を介した吸引動作と吸引口６２を介した吸引動作との両方を必ずしも行わなくてもよい。例えば、基板Ｐの露光終了後、排気口５２を介した吸引動作を実行し、吸引口６２を介した吸引動作は必要に応じて実行すればよい。あるいは、基板Ｐの露光終了後、吸引口６２を介した吸引動作を実行し、排気口５２を介した吸引動作は必要に応じて実行すればよい。あるいは、基板Ｐの露光終了後、排気口５２を介した吸引動作と、吸引口６２を介した吸引動作との両方を省略してもよい。

なお、上述の第１、第２実施形態において、第２周壁部３４の上面３４Ａに、液体ＬＱ対して撥液性を有する撥液化処理を施してもよい。撥液化処理としては、例えばフッ素系樹脂やアクリル系樹脂等の撥液性を有する材料を被覆する処理が挙げられる。また、第１周壁部３１の少なくとも一部や、第３周壁部３６の少なくとも一部に撥液化処理を施すようにしてもよい。

上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水により構成されている。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。なお工場等から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。

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１．４４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１／ｎ、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。

本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子ＬＳ１が取り付けられており、この光学素子により投影光学系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い。

なお、液体ＬＱの流れによって生じる投影光学系ＰＬの先端の光学素子と基板Ｐとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。

なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間は液体ＬＱで満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体ＬＱを満たす構成であってもよい。

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２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子の物体面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。

なお、本実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ_２レーザである場合、このＦ_２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ_２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い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ってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ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）を用いることも可能である。

また、液体ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。更に、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で光学素子ＬＳ１を形成してもよい。

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エハのみならず、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エハ、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、シリコンウエハ）等が適用される。

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のパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）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（ステッパ）にも適用することができる。

また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、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ような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。

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。

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。

また、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

本願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、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１２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露光処理ステップ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、パ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。

第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る基板ホルダを示す側断面図である。 図２を上方から見た平面図である。 基板ホルダの基材を上方から見た平面図である。 基板ホルダの要部拡大断面図である。 基板ホルダの要部拡大断面図である。 基板ホルダの要部拡大平面図である。 第２実施形態に係る基板ホルダの側断面図である。 基板ホルダの基材を上方から見た平面図である。 基板ホルダの要部拡大断面図である。 基板ホルダの要部拡大断面図である。 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

１…液浸機構、３０…第１支持部（支持部）、３１…第１周壁部、３１Ａ…上面、３４…第２周壁部、３４Ａ…上面、４１…給気装置、４２…給気口、５１…第１吸引装置（吸引装置）、５２…排気口、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、Ｐ…基板、Ｐａ…上面（表面）、Ｐｂ…下面（裏面）、ＰＨ…基板ホルダ（基板保持装置）、ＰＨＢ…基材、Ｖ１…第１空間、Ｖ２…第２空間、Ｖ３…第３空間（所定空間）、Ｖ４…第４空間

Claims (17)

1. 露光光が照射される基板を保持する基板保持装置であって、
   基材と、
   前記基材上に形成され、前記基板の裏面を支持する支持部と、
   前記基材上に形成され、前記基板の裏面に対向し、前記支持部を囲むように設けられた第１周壁部と、
   前記基材上に形成され、前記基板の裏面に対向し、前記第１周壁部を囲むように設けられた第２周壁部と、
   前記第１周壁部と前記第２周壁部と前記基板の裏面とで囲まれた所定空間に気体を供給する給気口と、
   前記所定空間の気体を排出する排気口とを備えた基板保持装置。
2. 前記給気口から気体を供給することによって、前記所定空間を陽圧にする請求項１記載の基板保持装置。
3. 前記露光光が照射されている間、前記給気口からの気体の供給を継続する請求項１又は２記載の基板保持装置。
4. 前記給気口は、前記第１周壁部と前記第２周壁部との間の前記基材上に設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の基板保持装置。
5. 前記給気口は、前記第１周壁部に沿った複数の所定位置のそれぞれに設けられている請求項４記載の基板保持装置。
6. 前記排気口は、前記第１周壁部と前記第２周壁部との間の前記基材上に設けられている請求項１〜５のいずれか一項記載の基板保持装置。
7. 前記排気口は、前記給気口に対して所定の位置関係で設けられている請求項６記載の基板保持装置。
8. 前記排気口は、前記所定空間と外部空間とを接続している請求項１〜７のいずれか一項記載の基板保持装置。
9. 前記排気口を介して前記所定空間の流体を吸引する吸引装置を備えた請求項１〜８のいずれか一項記載の基板保持装置。
10. 前記所定空間の流体は、前記所定空間の気体及び前記所定空間に浸入した液体の少なくとも一部を含み、
    前記吸引装置は、前記液体を吸引回収可能である請求項９記載の基板保持装置。
11. 前記吸引装置は、前記露光光の照射が停止されているときに、前記所定空間の流体を吸引する請求項９又は１０記載の基板保持装置。
12. 前記第２周壁部の上面は前記第１周壁部の上面よりも低い請求項１〜１１のいずれか一項記載の基板保持装置。
13. 前記第１周壁部は、前記基板の裏面と接触する請求項１〜１２のいずれか一項記載の基板保持装置。
14. 前記第２周壁部は、前記基板の裏面との間に所定のギャップを形成する請求項１〜１３のいずれか一項記載の基板保持装置。
15. 前記基板と前記第１周壁部と前記基材とで囲まれた空間を負圧にすることによって、前記基板の裏面を前記支持部で吸着保持する請求項１〜１４のいずれか一項記載の基板保持装置。
16. 請求項１〜請求項１５のいずれか一項記載の基板保持装置を有し、該基板保持装置に保持された基板を液体を介して露光する露光装置。
17. 請求項１６記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
    

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