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KR20120113238A - 액침 부재, 노광 장치, 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

액침 부재, 노광 장치, 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20120113238A
KR20120113238A KR1020127019680A KR20127019680A KR20120113238A KR 20120113238 A KR20120113238 A KR 20120113238A KR 1020127019680 A KR1020127019680 A KR 1020127019680A KR 20127019680 A KR20127019680 A KR 20127019680A KR 20120113238 A KR20120113238 A KR 20120113238A
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KR
South Korea
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space
optical path
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Application number
KR1020127019680A
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유이치 시바자키
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

액침 부재는, 노광광의 광로가 액체로 채워지도록, 이동 가능한 물체와의 사이에 액침 공간을 형성한다. 액침 부재는, 광로 주위의 적어도 일부에 배치되는 제 1 플레이트와, 광로 주위의 적어도 일부에 배치되고, 제 1 플레이트 하면의 적어도 일부에 대향하는 상면 및 물체가 대향 가능한 하면을 갖는 제 2 플레이트와, 광로에 대해 제 1 플레이트의 외측에 배치되고, 적어도 일부에 물체가 대향 가능하고, 제 2 플레이트의 상면이 면하는 제 1 공간 및 제 2 플레이트의 하면이 면하는 제 2 공간으로부터의 액체의 적어도 일부를 회수하는 회수구를 구비한다.

Description

액침 부재, 노광 장치, 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법{LIQUID-IMMERSION MEMBER, EXPOSING DEVICE, EXPOSING METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 액침 부재, 노광 장치, 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2010년 1월 8일에 출원된 미국 가출원 61/282,255호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
포트리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치에 있어서, 예를 들어 하기 특허문헌에 개시되어 있는 바와 같은, 액체를 개재하여 노광광에 의해 기판을 노광하는 액침 노광 장치가 알려져 있다.
미국 특허 출원 공개 제2006/0103817호
액침 노광 장치에 있어서, 기판 등의 물체 상에 액침 공간이 형성되어 있는 상태에서, 예를 들어 물체를 고속으로 이동시키는 경우, 혹은 장거리를 이동시키는 경우, 액체가 유출되거나 물체 상에 액체 (막, 물방울 등) 가 잔류하거나 할 가능성이 있다. 그 결과, 노광 불량이 발생하거나 불량 디바이스가 발생하거나 할 가능성이 있다.
본 발명의 양태는, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있는 액침 부재, 노광 장치, 및 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 본 발명의 양태는, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 노광광의 광로가 액체로 채워지도록, 이동 가능한 물체와의 사이에 액침 공간을 형성하는 액침 부재로서, 광로 주위의 적어도 일부에 배치되는 제 1 플레이트와, 광로 주위의 적어도 일부에 배치되고, 제 1 플레이트 하면의 적어도 일부에 대향하는 상면 및 물체가 대향 가능한 하면을 갖는 제 2 플레이트와, 광로에 대해 제 1 플레이트의 외측에 배치되고, 적어도 일부에 물체가 대향 가능하고, 제 2 플레이트의 상면이 면(面)하는 제 1 공간 및 제 2 플레이트의 하면이 면하는 제 2 공간으로부터의 액체의 적어도 일부를 회수하는 회수구를 구비하는 액침 부재가 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 액체를 개재하여 노광광에 의해 기판을 노광하는 노광 장치로서, 제 1 양태의 액침 부재를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 제 2 양태의 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 액체를 개재하여 노광광에 의해 기판을 노광하는 노광 방법으로서, 광학 부재의 사출면과 기판의 표면 사이의 노광광의 광로가 액체로 채워지도록 액침 공간을 형성하는 것과, 액침 공간의 액체를 개재하여 사출면으로부터의 노광광을 기판에 조사하는 것과, 광로 주위의 적어도 일부에 배치되는 제 1 플레이트의 하면과 광로 주위의 적어도 일부에 배치되는 제 2 플레이트의 상면 사이의 제 1 공간, 및 제 2 플레이트의 하면과 기판의 표면 사이의 제 2 공간으로부터의 액체의 적어도 일부를, 광로에 대해 제 1 플레이트의 외측에 배치되고, 적어도 일부에 기판이 대향 가능한 회수구로부터 회수하는 것을 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 제 4 양태의 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 양태에 의하면, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있다. 또 본 발명의 양태에 의하면, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 액침 부재의 일례를 나타내는 측단면도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태에 관련된 액침 부재의 일례를 하측에서 본 도면이다.
도 4 는, 도 2 의 일부를 확대한 도면이다.
도 5 는, 도 4 의 일부를 확대한 도면이다.
도 6 은, 비교예에 관련된 액침 부재를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 은, 제 1 실시형태에 관련된 액침 부재를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8 은, 제 1 실시형태에 관련된 액침 부재의 일례를 하측에서 본 도면이다.
도 9 는, 제 1 실시형태에 관련된 액침 부재의 일례를 하측에서 본 도면이다.
도 10 은, 제 1 실시형태에 관련된 액침 부재의 일례의 일부를 나타내는 측단면도이다.
도 11 은, 제 2 실시형태에 관련된 액침 부재의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 이하의 설명에 있어서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부의 위치 관계에 대해 설명한다. 수평면 내의 소정 방향을 X 축 방향, 수평면 내에 있어서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 방향 및 Y 축 방향의 각각과 직교하는 방향 (즉 연직 방향) 을 Z 축 방향으로 한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각, θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다.
＜제 1 실시형태＞
제 1 실시형태에 대해 설명한다. 도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (EX) 의 일례를 나타내는 개략 구성도이다. 본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 액체 (LQ) 를 개재하여 노광광 (EL) 에 의해 기판 (P) 을 노광하는 액침 노광 장치이다. 본 실시형태에 있어서는, 노광광 (EL) 의 광로의 적어도 일부가 액체 (LQ) 로 채워지도록 액침 공간 (LS) 이 형성된다. 액침 공간은, 액체로 채워진 부분 (공간, 영역) 이다. 기판 (P) 은, 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 를 개재하여 노광광 (EL) 에 의해 노광된다. 본 실시형태에 있어서는, 액체 (LQ) 로서 물 (순수) 을 사용한다.
도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지 (1) 와, 기판 (P) 을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지 (2) 와, 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 에 의해 조명하는 조명계 (IL) 와, 노광광 (EL) 에 의해 조명된 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 투영 광학계 (PL) 와, 기판 (P) 에 조사되는 노광광 (EL) 의 광로 (K) 가 액체 (LQ) 로 채워지도록, 기판 (P) 과의 사이에 액침 공간 (LS) 을 형성하는 액침 부재 (3) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치 (4) 를 구비하고 있다.
마스크 (M) 는, 기판 (P) 에 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다. 마스크 (M) 는, 예를 들어 유리판 등의 투명판과, 그 투명판 상에 크롬 등의 차광 재료를 사용하여 형성된 패턴을 갖는 투과형 마스크를 포함한다. 또한, 마스크 (M) 로서 반사형 마스크를 사용할 수도 있다.
기판 (P) 은, 디바이스를 제조하기 위한 기판이다. 기판 (P) 은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 기재와, 그 기재 위에 형성된 감광막을 포함한다. 감광막은, 감광재 (포토레지스트) 의 막이다. 또, 기판 (P) 이, 감광막에 추가하여 다른 막을 포함해도 된다. 예를 들어, 기판 (P) 이, 반사 방지막을 포함해도 되고, 감광막을 보호하는 보호막 (탑코트 막) 을 포함해도 된다.
조명계 (IL) 는, 소정의 조명 영역 (IR) 에 노광광 (EL) 을 조사한다. 조명 영역 (IR) 은, 조명계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 이 조사 가능한 위치를 포함한다. 조명계 (IL) 는, 조명 영역 (IR) 에 배치된 마스크 (M) 의 적어도 일부를 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 에 의해 조명한다. 조명계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로서, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 원자외광 (DUV 광), ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚), 및 F2 레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에 있어서는, 노광광 (EL) 으로서, 자외광 (진공 자외광) 인 ArF 엑시머 레이저광을 사용한다.
마스크 스테이지 (1) 는, 마스크 (M) 를 유지한 상태에서, 조명 영역 (IR) 을 포함하는 베이스 부재 (5) 의 가이드면 (5G) 상을 이동할 수 있다. 마스크 스테이지 (1) 는, 예를 들어 미국 특허 제6452292호에 개시되어 있는 바와 같은 평면 모터를 포함하는 구동 시스템의 작동에 의해 이동한다. 평면 모터는, 마스크 스테이지 (1) 에 배치된 가동자와, 베이스 부재 (5) 에 배치된 고정자를 갖는다. 본 실시형태에 있어서는, 마스크 스테이지 (1) 는, 구동 시스템의 작동에 의해, 가이드면 (5G) 상에 있어서, X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 개의 방향으로 이동할 수 있다.
투영 광학계 (PL) 는, 소정의 투영 영역 (PR) 에 노광광 (EL) 을 조사한다. 투영 영역 (PR) 은, 투영 광학계 (PL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 이 조사 가능한 위치를 포함한다. 투영 광학계 (PL) 는, 투영 영역 (PR) 에 배치된 기판 (P) 의 적어도 일부에, 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 소정의 투영 배율로 투영한다. 본 실시형태의 투영 광학계 (PL) 는, 그 투영 배율이 예를 들어 1/4, 1/5, 또는 1/8 등의 축소계이다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 본 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 은, Z 축과 평행이다. 또, 투영 광학계 (PL) 는, 반사 광학 소자를 포함하지 않는 굴절계, 굴절 광학 소자를 포함하지 않는 반사계, 반사 광학 소자와 굴절 광학 소자를 포함하는 반사 굴절계 중 어느 것이어도 된다. 또, 투영 광학계 (PL) 는, 도립상과 정립상 중 어느 것을 형성해도 된다.
투영 광학계 (PL) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면을 향해 노광광 (EL) 을 사출하는 사출면 (6) 을 갖는다. 사출면 (6) 은, 투영 광학계 (PL) 의 복수의 광학 소자 중, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 종단 광학 소자 (7) 에 배치되어 있다. 투영 영역 (PR) 은, 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 이 조사 가능한 위치를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 사출면 (6) 은, -Z 방향을 향하고 있고, XY 평면과 평행이다. 또한, -Z 방향을 향하고 있는 사출면 (6) 은, 볼록면이어도 되고 오목면이어도 된다. 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 은, -Z 방향으로 진행한다.
기판 스테이지 (2) 는, 기판 (P) 을 유지한 상태에서, 투영 영역 (PR) 을 포함하는 베이스 부재 (8) 의 가이드면 (8G) 상을 이동할 수 있다. 기판 스테이지 (2) 는, 예를 들어 미국 특허 제6452292호에 개시되어 있는 바와 같은 평면 모터를 포함하는 구동 시스템의 작동에 의해 이동한다. 평면 모터는, 기판 스테이지 (2) 에 배치된 가동자와, 베이스 부재 (8) 에 배치된 고정자를 갖는다. 본 실시형태에 있어서는, 기판 스테이지 (2) 는, 구동 시스템의 작동에 의해, 가이드면 (8G) 상에 있어서, X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 개의 방향으로 이동할 수 있다.
기판 스테이지 (2) 는, 기판 (P) 을 릴리스 가능하게 유지하는 기판 유지부 (9) 를 갖는다. 기판 유지부 (9) 는, 기판 (P) 의 표면이 ＋Z 방향을 향하도록 기판 (P) 을 유지한다. 본 실시형태에 있어서, 기판 유지부 (9) 는, 기판 (P) 의 표면과 XY 평면이 거의 평행이 되도록, 기판 (P) 을 유지한다. 본 실시형태에 있어서, 기판 유지부 (9) 에 유지된 기판 (P) 의 표면과, 그 기판 (P) 의 주위에 배치되는 기판 스테이지 (2) 의 상면 (10) 은, 동일 평면 내에 배치된다 (면일이다). 상면 (10) 은 평탄하다. 본 실시형태에 있어서, 기판 유지부 (9) 에 유지된 기판 (P) 의 표면, 및 기판 스테이지 (2) 의 상면 (10) 은, XY 평면과 거의 평행이다.
또, 본 실시형태에 있어서, 기판 스테이지 (2) 는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2007/0177125호, 및 미국 특허 출원 공개 제2008/0049209호 등에 개시되어 있는 바와 같은, 플레이트 부재 (T) 를 릴리스 가능하게 유지하는 플레이트 부재 유지부 (11) 를 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 기판 스테이지 (2) 의 상면 (10) 은, 플레이트 부재 유지부 (11) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 상면을 포함한다.
또한, 플레이트 부재 (T) 가 릴리스 가능하지 않아도 된다. 그 경우, 플레이트 부재 유지부 (11) 는 생략할 수 있다. 또, 기판 유지부 (9) 에 유지된 기판 (P) 의 표면과 상면 (10) 이 동일 평면 내에 배치되지 않아도 되고, 기판 (P) 의 표면 및 상면 (10) 의 적어도 일방이 XY 평면과 비평행이어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 마스크 스테이지 (1) 및 기판 스테이지 (2) 의 위치가, 레이저 간섭계 유닛 (12A, 12B) 을 포함하는 간섭계 시스템 (12) 에 의해 계측 된다. 레이저 간섭계 유닛 (12A) 은, 마스크 스테이지 (1) 에 배치된 계측 미러를 이용하여 마스크 스테이지 (1) 의 위치를 계측할 수 있다. 레이저 간섭계 유닛 (12B) 은, 기판 스테이지 (2) 에 배치된 계측 미러를 이용하여 기판 스테이지 (2) 의 위치를 계측할 수 있다. 기판 (P) 의 노광 처리를 실행할 때, 혹은 소정의 계측 처리를 실행할 때, 제어 장치 (4) 는, 간섭계 시스템 (12) 의 계측 결과에 기초하여, 마스크 스테이지 (1) (마스크 (M)) 및 기판 스테이지 (2) (기판 (P)) 의 위치 제어를 실행한다.
본 실시형태에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 소정의 주사 방향으로 동기 이동하면서, 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 주사형 노광 장치 (소위 스캐닝 스테퍼) 이다. 본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 의 주사 방향 (동기 이동 방향) 을 Y 축 방향으로 하고, 마스크 (M) 의 주사 방향 (동기 이동 방향) 도 Y 축 방향으로 한다. 제어 장치 (4) 는, 기판 (P) 을 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (PR) 에 대해 Y 축 방향으로 이동함과 함께, 그 기판 (P) 의 Y 축 방향으로의 이동과 동기하여, 조명계 (IL) 의 조명 영역 (IR) 에 대해 마스크 (M) 를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 상의 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 를 개재하여 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사한다.
다음으로, 도 2∼도 5 를 참조하여, 액침 부재 (3) 에 대해 설명한다. 도 2 는, 본 실시형태에 관련된 액침 부재 (3) 의 일례를 나타내는 측단면도, 도 3 은, 액침 부재 (3) 를 -Z 측 (하측) 에서 본 도면, 도 4 는, 도 2 의 일부를 확대한 도면, 도 5 는, 도 4 의 일부를 확대한 도면이다.
액침 부재 (3) 는, 투영 영역 (PR) 에 배치되는 물체와의 사이에서 액체 (LQ) 를 유지하여, 그 물체에 조사되는 노광광 (EL) 의 광로 (K) 가 액체 (LQ) 로 채워지도록 액침 공간 (LS) 을 형성한다. 액침 공간 (LS) 은, 종단 광학 소자 (7) 와 물체 사이의 노광광 (EL) 의 광로 (K) 가 액체 (LQ) 로 채워지도록 형성된다. 본 실시형태에 있어서, 투영 영역 (PR) 에 배치 가능한 물체는, 투영 영역 (PR) 에 대해 이동 가능한 물체를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 그 물체는, 기판 스테이지 (2) (플레이트 부재 (T)), 및 기판 스테이지 (2) 에 유지된 기판 (P) 의 적어도 일방을 포함한다. 액침 부재 (3) 는, 노광광 (EL) 의 광로 (K) 가 액체 (LQ) 로 채워지도록, 그 이동 가능한 물체와의 사이에 액침 공간 (LS) 을 형성한다. 기판 (P) 의 노광에 있어서, 액침 부재 (3) 는, 기판 (P) 에 조사되는 노광광 (EL) 의 광로 (K) 가 액체 (LQ) 로 채워지도록 기판 (P) 과의 사이에서 액체 (LQ) 를 유지하여 액침 공간 (LS) 을 형성한다. 도 2∼도 5 를 사용하는 이하의 설명에 있어서는, 액침 부재 (3) 가 기판 (P) 과의 사이에 액침 공간 (LS) 을 형성하는 경우를 예로 하여 설명하지만, 예를 들어 기판 스테이지 (2) (플레이트 부재 (T)) 와의 사이에 액침 공간 (LS) 을 형성할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서, 액침 부재 (3) 는, 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 의 광로 (K) 주위의 적어도 일부에 배치되는 제 1 플레이트부 (21) 와, 광로 (K) 주위의 적어도 일부에 배치되고, 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 의 적어도 일부에 대향하는 상면 (22A) 및 기판 (P) (물체) 이 대향 가능한 하면 (22B) 을 갖는 제 2 플레이트부 (22) 와, 광로 (K) 에 대해 제 1 플레이트부 (21) 의 외측에 배치되고, 적어도 일부에 기판 (P) 이 대향 가능하고, 제 2 플레이트부 (22) 의 상면 (22A) 이 면하는 제 1 공간 (S1) 및 제 2 플레이트부 (22) 의 하면 (22B) 이 면하는 제 2 공간 (S2) 으로부터의 액체 (LQ) 의 적어도 일부를 회수하는 회수구 (32) 를 구비하고 있다. 또, 액침 부재 (3) 는, 적어도 일부가 종단 광학 소자 (7) 의 주위에 배치되는 본체부 (20) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 본체부 (20) 와 제 1 플레이트부 (21) 는 일체이다. 제 2 플레이트부 (22) 는, 제 1 플레이트부 (21) 와 별체이다.
본 실시형태에 있어서, 본체부 (20) 및 제 1 플레이트부 (21) 는, 고리형의 부재이다. 본체부 (20) 의 적어도 일부는, 종단 광학 소자 (7) 의 주위에 배치된다. 제 1 플레이트부 (21) 는, 광로 (K) 의 주위에 배치된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 제 2 플레이트부 (22) 도 고리형의 부재이다. 제 2 플레이트부 (22) 는, 광로 (K) 의 주위에 배치된다.
또한, 본체부 (20), 제 1 플레이트부 (21), 및 제 2 플레이트부 (22) 의 적어도 하나가, 고리형의 부재가 아니어도 된다. 예를 들어, 제 2 플레이트부 (22) 가, 광로 (K) 주위의 일부에 배치되어 있어도 된다.
본체부 (20) 는, 종단 광학 소자 (7) 의 측면 (13) 과 대향하는 내측면 (20A) 을 구비하고 있다. 측면 (13) 은, 사출면 (6) 의 주위에 배치되어 있다. 측면 (13) 은, 노광광 (EL) 을 사출하지 않는 면이다. 본 실시형태에 있어서, 측면 (13) 은, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 ＋Z 방향으로 경사져 있다. ＋Z 방향은, 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 이 진행되는 방향 (-Z 방향) 과는 반대 방향이다.
제 1 플레이트부 (21) 는, 상면 (21A) 과, 상면 (21A) 의 반대 방향을 향하는 하면 (21B) 을 갖는다. 상면 (21A) 은, ＋Z 방향을 향하는 면이다. 하면 (21B) 은, -Z 방향을 향하는 면이다. 상면 (21A) 의 적어도 일부는, 사출면 (6) 과 대향한다. 또, 제 1 플레이트부 (21) 는, 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 이 통과할 수 있는 개구 (21K) 를 갖는다. 상면 (21A) 및 하면 (21B) 은, 광로 (K) (개구 (21K)) 의 주위에 배치된다.
본 실시형태에 있어서, 상면 (21A) 은 평탄하여, XY 평면과 거의 평행이다. 하면 (21B) 도 평탄하여, XY 평면과 거의 평행이다. 또한, 상면 (21A) 과 하면 (21B) 은 평행이 아니어도 되고, Z 축 방향에 관해서 두께가 상이한 부분을 가지고 있어도 된다.
제 2 플레이트부 (22) 는, 상면 (22A) 과, 상면 (22A) 의 반대 방향을 향하는 하면 (22B) 을 갖는다. 상면 (22A) 은, ＋Z 방향을 향하는 면이다. 하면 (22B) 은, -Z 방향을 향하는 면이다. 상면 (22A) 의 적어도 일부는, 하면 (21B) 과 대향한다. 기판 (P) 은, 하면 (22B) 에 대향할 수 있다. 또, 제 2 플레이트부 (22) 는, 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 이 통과할 수 있는 개구 (22K) 를 갖는다. 상면 (22A) 및 하면 (22B) 은, 광로 (K) (개구 (22K)) 의 주위에 배치된다.
기판 (P) 의 노광에 있어서, 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 은, 개구 (21K) 및 개구 (22K) 를 통과하여, 기판 (P) 에 조사된다.
본 실시형태에 있어서, 상면 (22A) 은 평탄하여, XY 평면과 거의 평행이다. 하면 (22B) 도 평탄하여, XY 평면과 거의 평행이다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 과 제 2 플레이트부 (22) 의 상면 (22A) 은, 거의 평행이다. 또한, 상면 (22A) 과 하면 (22B) 은 평행이 아니어도 되고, Z 축 방향에 관해서 두께가 상이한 부분을 가지고 있어도 된다.
또한, 하면 (21B) 과 상면 (22A) 이 비평행이어도 된다. 또한, 상면 (21A) 및 하면 (21B) 의 적어도 일방이, XY 평면과 비평행이어도 된다. 또, 상면 (21A) 및 하면 (21B) 의 적어도 일방이, 곡면을 포함해도 된다. 또, 상면 (22A) 및 하면 (22B) 의 적어도 일방이, XY 평면과 비평행이어도 된다. 또, 상면 (22A) 및 하면 (22B) 의 적어도 일방이, 곡면을 포함해도 된다.
액침 부재 (3) 는, 내측면 (20A) 의 적어도 일부와 측면 (13) 이 갭 (G4) 을 개재하여 대향하도록 배치된다. 또, 액침 부재 (3) 는, 상면 (21A) 의 적어도 일부와 사출면 (6) 이 갭 (G3) 을 개재하여 대향하도록 배치된다. 또, 제 2 플레이트부 (22) 는, 상면 (22A) 의 적어도 일부와 하면 (21B) 이 갭 (G1) 을 개재하여 대향하도록 배치된다. 기판 (P) 은, 그 기판 (P) 의 표면과 하면 (22B) 이 갭 (G2) 을 개재하여 대향하도록 배치된다.
본 실시형태에 있어서, 하면 (21B) 과 상면 (22A) 사이에 제 1 공간 (S1) 이 형성된다. 하면 (22B) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 제 2 공간 (S2) 이 형성된다. 사출면 (6) 과 상면 (21A) 사이에 제 3 공간 (S3) 이 형성된다. 내측면 (20A) 과 측면 (13) 사이에 제 4 공간 (S4) 이 형성된다.
본 실시형태에 있어서, 액침 부재 (3) 는, 제 1 플레이트부 (21) 에 대해 소정 위치에 배치되도록 제 2 플레이트부 (22) 를 지지하는 지지 기구 (23) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 지지 기구 (23) 는, 제 2 플레이트부 (22) 를 제 1 플레이트부 (21) 에 연결하는 연결 부재 (23C) 를 포함한다. 연결 부재 (23C) 는, 로드상(狀)의 부재이다. 연결 부재 (23C) 는, XY 평면 내에 있어서 복수 배치된다. 지지 기구 (23) 는, 복수의 연결 부재 (23C) 를 이용하여, 하면 (21B) 의 복수의 위치와 상면 (22A) 의 복수의 위치를 각각 연결한다. 지지 기구 (23) 는, 하면 (21B) 과 상면 (22A) 이 갭 (G1) 을 개재하여 대향하도록, 제 2 플레이트부 (22) 를 지지한다.
또한, 지지 기구 (23) 가, 본체부 (20) 와 제 2 플레이트부 (22) 를 연결하는 연결 부재를 구비하고 있어도 된다. 그 경우, 제 1 플레이트부 (21) 와 제 2 플레이트부 (22) 를 연결하는 연결 부재 (23C) 를 생략해도 되고, 생략하지 않아도 된다. 또, 제 2 플레이트부 (22) 가, 본체부 (20) 및 제 1 플레이트부 (21) 의 적어도 일방과 연결되지 않아도 된다. 예를 들어, 투영 광학계 (PL) 를 지지하는 지지 부재에, 소정의 지지 기구를 개재하여 제 2 플레이트부 (22) 가 지지되어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 과 제 2 플레이트부 (22) 의 상면 (22A) 사이의 갭 (G1) 은, 제 2 플레이트부 (22) 의 하면 (22B) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 갭 (G2) 보다 크다. 본 실시형태에 있어서, 갭 (G2) 은, 제 2 플레이트부 (22) 의 하면 (22B) 과 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 배치되는 기판 (P) (물체) 의 표면 사이의 갭을 포함한다.
또, 본 실시형태에 있어서, 상면 (21A) 과 하면 (21B) 의 거리는, 상면 (22A) 과 하면 (22B) 의 거리보다 크다. 바꾸어 말하면, 제 1 플레이트부 (21) 는, 제 2 플레이트부 (22) 보다 두껍다.
본 실시형태에 있어서, 하면 (21B) 은, 액체 (LQ) 에 대해 친액성이다. 본 실시형태에 있어서, 액체 (LQ) 와 하면 (21B) 의 접촉각은, 90 도보다 작다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 플레이트부 (21) 는 티탄제이다. 하면 (21B) 은 티탄의 표면이다.
본 실시형태에 있어서, 상면 (22A) 은, 액체 (LQ) 에 대해 친액성이다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 하면 (22B) 도, 액체 (LQ) 에 대해 친액성이다. 액체 (LQ) 와 상면 (22A) 의 접촉각은 90 도보다 작다. 또, 액체 (LQ) 와 하면 (22B) 의 접촉각은, 90 도보다 작다. 본 실시형태에 있어서, 제 2 플레이트부 (22) 는 티탄제이다. 상면 (22A) 및 하면 (22B) 은 티탄의 표면이다. 또한, 액체 (LQ) 와 상면 (22A) 의 접촉각과, 액체 (LQ) 와 하면 (22B) 의 접촉각이 상이해도 된다. 바꾸어 말하면, 액체 (LQ) 에 대한 친화성 (친액성) 이, 상면 (22A) 과 하면 (22B) 에서 상이해도 된다.
또, 액체 (LQ) 와 하면 (21B) 의 접촉각과, 액체 (LQ) 와 상면 (22A) 의 접촉각은, 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, 액체 (LQ) 와 하면 (21B) 의 접촉각과, 액체 (LQ) 와 하면 (22B) 의 접촉각은, 동일해도 되고, 상이해도 된다.
또한, 상면 (22A) 및 하면 (22B) 의 적어도 일방이, 액체 (LQ) 에 대해 발액성이어도 된다. 예를 들어, 액체 (LQ) 와 상면 (22A) 과의 접촉각이, 90 도 이상이어도 되고, 액체 (LQ) 와 하면 (22B) 의 접촉각이, 90 도 이상이어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 플레이트부 (21) 는, 내측 에지 (Ea) 와 외측 에지 (Eb) 를 갖는다. 내측 에지 (Ea) 는, 광로 (K) 에 가까운 에지이다. 외측 에지 (Eb) 는, 광로 (K) 로부터 먼 에지이다. 내측 에지 (Ea) 는, 개구 (21K) 를 규정한다.
제 2 플레이트부 (22) 는, 내측 에지 (Ec) 와 외측 에지 (Ed) 를 갖는다. 내측 에지 (Ec) 는, 광로 (K) 에 가까운 에지이다. 외측 에지 (Ed) 는, 광로 (K) 로부터 먼 에지이다. 내측 에지 (Ec) 는, 개구 (22K) 를 규정한다.
본 실시형태에 있어서, 제 2 플레이트부 (22) 의 내측 에지 (Ec) 는, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서, 제 1 플레이트부 (21) 보다 내측에 배치된다. 즉, 제 2 플레이트부 (22) 의 내측 에지 (Ec) 는, 제 1 플레이트부 (21) 의 내측 에지 (Ea) 보다 광로 (K) 에 가깝다. 본 실시형태에 있어서, 개구 (22K) 는, 개구 (21K) 보다 작다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, XY 평면 내에 있어서의 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 의 외형과, 제 2 플레이트부 (22) 의 하면 (22B) 의 외형은 거의 동일하다. 본 실시형태에 있어서, 하면 (21B) 의 외형 및 하면 (22B) 의 외형은 직사각형상이다. 또한, 하면 (21B) 의 외형 및 하면 (22B) 의 외형이, 예를 들어 원형이어도 되고, 팔각형이어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 회수구 (32) 는, 광로 (K) 에 대해 제 1 플레이트부 (21) 의 외측에 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 회수구 (32) 는, 기판 (P) 의 표면에 면하도록 본체부 (20) 에 형성된 개구의 단부 (端部) 이다. 회수구 (32) 는, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서, 회수구 (32) 는, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서, 제 2 플레이트부 (22) 보다 외측에 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 회수구 (32) 는, 제 2 플레이트부 (22) 의 외측 에지 (Ed) 보다 외측에 배치되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 회수구 (32) 는, 광로 (K) (하면 (21B)) 를 둘러싸도록 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 회수구 (32) 는, 고리띠상이다. 또한, 회수구 (32) 는, 광로 (K) 주위의 일부에 배치되어도 된다. 또, 회수구 (32) 가, 광로 (K) 의 주위에 있어서 소정 간격으로 복수 배치되어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 액침 부재 (3) 는, 회수구 (32) 에 배치되는 다공 부재 (33) 를 구비하고 있다. 다공 부재 (33) 는, 액체 (LQ) 가 유통 가능한 복수의 구멍 (33H) 을 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 다공 부재 (33) 는, 플레이트상의 부재이다. 다공 부재 (33) 는, 상면 (33A) 및 하면 (33B) 을 갖는다. 구멍 (33H) 은, 상면 (33A) 과 하면 (33B) 을 연결하도록 형성된다. 다공 부재 (33) 의 하면 (33B) 에, 기판 (P) 의 표면이 대향한다. 본 실시형태에 있어서는, 다공 부재 (33) 의 구멍 (33H) 을 통해, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 가 회수된다. 또한, 다공 부재 (33) 가, 그물상으로 다수의 작은 구멍이 형성된 다공 부재인 메시 필터여도 된다. 본 실시형태에 있어서, 다공 부재 (33) 의 하면 (33B) 은, 하면 (21B) 의 주위에 배치된다. 또한, 하면 (33B) 이, 하면 (21B) 주위의 일부에 배치되어도 된다. 또한, 회수구 (32) 에 다공 부재 (33) 가 배치되어 있지 않아도 된다.
본 실시형태에 있어서, 액침 부재 (3) 는, 하면 (33B) 의 내측 에지 (Ef) 와 하면 (21B) 의 외측 에지 (Eb) 를 연결하는 경사면 (34) 을 갖는다. 경사면 (34) 은, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 ＋Z 방향으로 경사져 있다. 본 실시형태에 있어서, 하면 (33B) 의 내측 에지 (Ef) 는, 하면 (21B) 의 외측 에지 (Eb) 보다 ＋Z 측에 배치되어 있다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 하면 (33B) 은, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 -Z 방향으로 경사져 있다. 또한, 하면 (33B) 은 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 ＋Z 방향으로 경사져 있어도 된다. 또, 하면 (33B) 은 평탄하지 않아도 되고, 곡면 혹은 단차 (段差) 를 갖고 있어도 된다.
이하의 설명에 있어서, 하면 (21B), 경사면 (34), 및 하면 (33B) 을 합하여 적절히 하면 (40) 으로 칭한다. 투영 영역 (PR) 에 배치되는 기판 (P) 의 표면은, 하면 (40) 의 적어도 일부에 대향할 수 있다.
하면 (40) 은, 기판 (P) 의 표면과의 사이에서 액체 (LQ) 를 유지할 수 있다. 일방측의 사출면 (6) 및 하면 (40) 과, 타방측의 기판 (P) 의 표면 사이에 액체 (LQ) 가 유지됨으로써, 종단 광학 소자 (7) 와 기판 (P) 사이의 노광광 (EL) 의 광로가 액체 (LQ) 로 채워지도록 액침 공간 (LS) 이 형성된다.
본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 에 노광광 (EL) 이 조사되고 있을 때, 투영 영역 (PR) 을 포함하는 기판 (P) 표면의 일부의 영역이 액체 (LQ) 로 덮이도록 액침 공간 (LS) 이 형성된다. 액체 (LQ) 의 계면 (메니스커스, 에지) (LG) 의 적어도 일부는, 하면 (40) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 형성된다. 즉, 본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 국소 액침 방식을 채용한다.
또, 액침 부재 (3) 는, 액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (31) 를 구비하고 있다. 공급구 (31) 는, 제 1 플레이트부 (21) 의 상방 (＋Z 방향) 에 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 공급구 (31) 의 적어도 일부는, 제 3 공간 (S3) 에 면하도록 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 공급구 (31) 는, 내측면 (20A) 의 적어도 일부에 배치되어 있다. 또한, 공급구 (31) 의 적어도 일부가, 제 4 공간 (S4) 에 면하도록 배치되어도 된다. 공급구 (31) 로부터 공급된 액체 (LQ) 는, 제 3 공간 (S3) 으로 흐른다.
액침 부재 (3) 는, 공급구 (31) 에 접속되는 공급 유로 (35) 를 구비하고 있다. 공급 유로 (35) 의 적어도 일부는, 액침 부재 (3) 의 내부에 형성되어 있다. 공급구 (31) 는, 공급 유로 (35) 의 단부에 배치된 개구이다. 공급 유로 (35) 의 일단에 공급구 (31) 가 배치된다. 공급 유로 (35) 의 타단은, 공급관이 형성하는 유로를 개재하여 액체 공급 장치 (36) 에 접속된다.
액체 공급 장치 (36) 는, 깨끗하고 온도 조정된 액체 (LQ) 를 송출할 수 있다. 액체 공급 장치 (36) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는, 공급 유로 (35) 를 통해 공급구 (31) 에 공급된다.
액침 부재 (3) 는, 회수구 (32) 에 접속되는 회수 유로 (37) 를 구비하고 있다. 회수 유로 (37) 의 적어도 일부는, 액침 부재 (3) 의 내부에 형성되어 있다. 회수구 (32) 는, 회수 유로 (37) 의 단부에 배치된 개구이다. 회수 유로 (37) 의 일단에 회수구 (32) 가 배치된다. 회수 유로 (37) 의 타단은, 회수관이 형성하는 유로를 개재하여 액체 회수 장치 (38) 에 접속된다.
액체 회수 장치 (38) 는, 회수구 (32) 를 진공 시스템에 접속할 수 있고, 회수구 (32) 를 통해 액체 (LQ) 를 흡인할 수 있다. 액체 회수 장치 (38) 는, 회수 유로 (37) 를 부압 (負壓) 으로 할 수 있다. 회수 유로 (37) 가 부압으로 됨으로써, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 가 회수구 (32) (다공 부재 (33) 의 구멍 (33H)) 로부터 회수된다. 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 는, 회수구 (32) (구멍 (33H)) 를 통해, 회수 유로 (37) 에 유입된다. 회수구 (32) 로부터 회수되는 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 회수 유로 (37) 를 흐른다. 회수 유로 (37) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 액체 회수 장치 (38) 에 흡인 (회수) 된다.
본 실시형태에 있어서, 제어 장치 (4) 는, 공급구 (31) 로부터의 액체 (LQ) 의 공급 동작과 병행하여, 회수구 (32) 로부터의 액체 (LQ) 의 회수 동작을 실행함으로써, 일방측의 종단 광학 소자 (7) 및 액침 부재 (3) 와, 타방측의 기판 (P) (물체) 사이에 액체 (LQ) 로 액침 공간 (LS) 을 형성할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 이 거의 정지되어 있는 상태에서, 제 2 플레이트부 (22) 가 액침 공간 (LS) 에 배치되도록, 액침 공간 (LS) 의 크기가 조정된다. 즉, 본 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 이 거의 정지되어 있는 상태에서, 상면 (22A) 및 하면 (22B) 전부가 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 와 접촉하도록, 액침 공간 (LS) 의 크기가 조정된다. 바꾸어 말하면, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 제 2 플레이트부 (22) 의 외측 에지 (Ed) 의 외측에 계면 (LG) 이 배치되도록, 액침 공간 (LS) 의 크기가 조정된다.
제어 장치 (4) 는, 공급구 (31) 로부터의 단위 시간당의 액체 공급량, 및 회수구 (32) 로부터의 단위 시간당의 액체 회수량의 적어도 일방을 조정함으로써, XY 평면 내에 있어서의 액침 공간 (LS) 의 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치 (4) 는, 공급구 (31) 로부터의 액체 공급량을 많게 함으로써, 액침 공간 (LS) 을 크게 할 수 있고, 액체 공급량을 적게 함으로써, 액침 공간 (LS) 을 작게 할 수 있다. 또, 제어 장치 (4) 는, 회수구 (32) 로부터의 액체 회수량을 많게 함으로써, 액침 공간 (LS) 을 작게 할 수 있고, 액체 회수량을 적게 함으로써, 액침 공간 (LS) 을 크게 할 수 있다.
다음으로, 상기 서술한 구성을 갖는 노광 장치 (EX) 를 이용하여 기판 (P) 을 노광하는 방법에 대해 설명한다.
노광 전의 기판 (P) 이 기판 유지부 (9) 에 반입 (로드) 된 후, 제어 장치 (4) 는, 종단 광학 소자 (7) 의 사출면 (6) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 노광광 (EL) 의 광로 (K) 가 액체 (LQ) 로 채워지도록, 액침 부재 (3) 의 하면 (40) 과 기판 (P) 의 표면 사이에 액체 (LQ) 를 유지하여 액침 공간 (LS) 을 형성한다.
제어 장치 (4) 는, 기판 (P) 의 노광 처리를 개시한다. 제어 장치 (4) 는, 조명계 (IL) 로부터 노광광 (EL) 을 사출하고, 그 노광광 (EL) 에 의해 마스크 (M) 를 노광한다. 노광광 (EL) 에 의해 조명된 마스크 (M) 로부터의 노광광 (EL) 은 투영 광학계 (PL) 의 사출면 (6) 으로부터 사출된다. 사출면 (6) 으로부터 사출된 노광광 (EL) 은, 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 를 개재하여 기판 (P) 에 조사된다. 이로써, 기판 (P) 은, 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 를 개재하여 사출면 (6) 으로부터의 노광광 (EL) 에 의해 노광되어, 마스크 (M) 의 패턴 이미지가 기판 (P) 에 투영된다.
본 실시형태에 있어서, 공급구 (31) 로부터 공급된 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 제 1 플레이트부 (21) 의 상면 (21A) 이 면하는 제 3 공간 (S3) 에 공급된다. 또, 본 실시형태에 있어서, 제 2 플레이트부 (22) 의 내측 에지 (Ec) 는, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서, 제 1 플레이트부 (21) 보다 내측에 배치되어 있다. 그 때문에, 제 1 플레이트부 (21) 의 상면 (21A) 이 면하는 제 3 공간 (S3) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 제 1 플레이트부 (21) 의 내측 에지 (Ea) 에서 적어도 일부가 규정되는 개구 (21K) 를 통해, 제 2 플레이트부 (22) 의 상면 (22A) 으로 흐른다.
제 3 공간 (S3) 으로부터 개구 (21K) 를 개재하여 상면 (22A) 으로 흐른 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 제 1 공간 (S1) 으로 흐른다. 또, 제 3 공간 (S3) 으로부터 개구 (21K) 를 통해 상면 (22A) 으로 흐른 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 제 2 공간 (S2) 으로 흐른다. 제 1 공간 (S1) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 흐른다. 제 2 공간 (S2) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 흐른다. 또한, 연결 부재 (23C) 는, 제 1 공간 (S1) 에 있어서 소정 위치에 배치된 로드상의 부재이며, 제 1 공간 (S1) 의 액체 (LQ) 의 흐름을 방해하지 않는다.
예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 공간 (S1) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부, 및 제 2 공간 (S2) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 제 2 플레이트부 (22) 의 외측 에지 (Ed) 의 외측에서 합류한다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 공간 (S1) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부, 및 제 2 공간 (S2) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 예를 들어 제 2 플레이트부 (22) 의 외측 에지 (Ed) 의 외측, 또한, 하면 (40) 과 기판 (P) 의 표면 사이의 제 5 공간 (S5) 에서 합류한다.
본 실시형태에 있어서, 회수구 (32) 는, 제 1 공간 (S1) 및 제 2 공간 (S2) 으로부터의 액체 (LQ) 의 적어도 일부를 회수한다. 본 실시형태에 있어서, 회수구 (32) 는, 회수구 (32) (하면 (33B)) 와 기판 (P) 사이에서 합류한 제 1 공간 (S1) 으로부터의 액체 (LQ) 및 제 2 공간 (S2) 으로부터의 액체 (LQ) 의 적어도 일부를 회수한다.
그런데, 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이에 액침 공간 (LS) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (P) 이 XY 평면 내에 있어서 고속으로 이동하거나 장거리를 이동하거나 했을 경우, 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이의 공간의 외측으로 액체 (LQ) 가 유출될 가능성이 있다.
액침 공간 (LS) 은, 계면 (LG) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 표면 장력에 의해 유지된다. 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이에 액침 공간 (LS) 이 형성되어 있는 상태에서 기판 (P) 이 고속으로 이동하거나 장거리를 이동하거나 했을 경우, 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 의 운동량이 커질 가능성이 있다. 액체 (LQ) 의 운동량이 커지면, 그 액체 (LQ) 의 운동량에 기인하여, 액체 (LQ) 의 표면 장력에 의해 액침 공간 (LS) 을 유지하는 것이 곤란해질 가능성이 있다. 그 결과, 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이의 공간의 외측으로 액체 (LQ) 가 유출될 가능성이 있다.
본 실시형태에 있어서는, 제 2 플레이트부 (22) 가 배치되어 있으므로, 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이에 액침 공간 (LS) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (P) 이 XY 평면 내에 있어서 고속으로 이동하거나 장거리를 이동하거나 했을 경우에도, 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이의 공간의 외측으로 액체 (LQ) 가 유출되거나, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) (막, 물방울 등) 가 잔류하거나 하는 것을 억제할 수 있다.
도 6 은, 비교예에 관련된 액침 부재 (3j) 와 기판 (P) 사이에 액침 공간 (LSj) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (P) 을 -Y 방향으로 이동시켰을 경우의 액체 (LQ) 상태의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 7 은, 본 실시형태에 관련된 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이에 액침 공간 (LS) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (P) 을 -Y 방향으로 이동시켰을 경우의 액체 (LQ) 상태의 일례를 나타내는 모식도이다. 액침 부재 (3j) 는, 제 2 플레이트부를 갖고 있지 않다.
도 6 및 도 7 에 있어서, 액침 공간 (LSj, LS) 이 형성되어 있는 상태에서 기판 (P) 이 이동한 경우, 예를 들어 액체 (LQ) 의 점성의 작용 등에 의해, 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 에 화살표 Fj, Fs 로 나타내는 바와 같은 속도 분포를 갖는 액체 (LQ) 의 흐름이 생성된다.
액체 (LQ) 의 운동량은, 액체 (LQ) 의 질량 (체적) 과 액체 (LQ) 의 속도 (유속) 의 곱이다. 따라서, 도 6 및 도 7 의 각각에 나타내는 예에 있어서, 기판 (P) 의 이동에 기초하는 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 의 운동량은, 면적 (Aj, As) 에 상당한다.
즉, 제 2 플레이트부 (22) 가 배치됨으로써, 기판 (P) 의 이동에 기초하는 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 의 운동량이 커지는 것을 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제 2 플레이트부 (22) 가 배치됨으로써, 이동하는 기판 (P) 의 영향을 받는 액체 (LQ) 의 질량 (체적) 을 억제할 수 있다.
도 6 에 나타내는 예에 있어서는, 광로 (K) 에 대해 -Y 측의 계면 (LGj) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량은 크다. 그 결과, 계면 (LGj) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 표면 장력에 의해 액침 공간 (LSj) 을 유지하는 것이 곤란해져, 액체 (LQ) 가 유출될 가능성이 높아진다.
한편, 도 7 에 나타내는 예에 있어서는, 광로 (K) 에 대해 -Y 측의 계면 (LG) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량은 작다. 그 때문에, 계면 (LG) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 표면 장력에 의해 액침 공간 (LS) 을 유지할 수 있다.
도 5 는, 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이에 액침 공간 (LS) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (P) 이 -Y 방향으로 고속으로 이동할 때의 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 상태의 일례를 나타낸다. 도 5 에 있어서, 기판 (P) 이 -Y 방향으로 고속으로 이동하는 경우, 액침 공간 (LS) 에 있어서, 도 5 중, 화살표 Fa, Fb, Fc, Fd, Fe 로 나타내는 바와 같은 액체 (LQ) 의 흐름이 생성된다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 플레이트부 (22) 가 배치되어 있으므로, 액침 부재 (3) 와 기판 (P) 사이에 액침 공간 (LS) 이 형성되어 있는 상태에서 기판 (P) 이 -Y 방향으로 고속으로 이동한 경우에도, 제 1 공간 (S1) 의 액체 (LQ) 는, 그 이동하는 기판 (P) 의 영향을 그다지 받지 않는다. 제 1 공간 (S1) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 유속은, 예를 들어 개구 (21K) 로부터 상면 (22A) 에 흐르는 액체 (LQ) 의 유속에 따른 값이다. 제 1 공간 (S1) 에 있어서는, 화살표 Fa 로 나타내는 바와 같이, 액체 (LQ) 는 자유롭게 흐를 수 있다.
한편, 제 2 공간 (S2) 의 액체 (LQ) 는, 이동하는 기판 (P) 의 영향을 받는다. 제 2 공간 (S2) 에 있어서는, 액체 (LQ) 의 점성의 작용 등에 의해, 기판 (P) 의 이동에 따른 액체 (LQ) 의 흐름이 생성된다. 제 2 공간 (S2) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 유속은, 기판 (P) 의 이동 속도에 따른 값이다. 제 2 공간 (S2) 에 있어서는, 화살표 Fb 로 나타내는 바와 같이, 액체 (LQ) 는 기판 (P) 의 이동 속도에 따라 고속으로 흐른다.
본 실시형태에 있어서는, 갭 (G2) 은 작고, 제 2 공간 (S2) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 체적 (질량) 은 작다. 그 때문에, 제 2 공간 (S2) 의 액체 (LQ) 의 운동량은 비교적 작다.
제 1 공간 (S1) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부와 제 2 공간 (S2) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 하면 (40) (회수구 (32)) 과 기판 (P) 사이의 제 5 공간 (S5) 에서 합류한다. 제 1 공간 (S1) 으로부터 제 5 공간 (S5) 으로 유입되는 액체 (LQ) 의 유속은 낮고, 운동량은 작다. 제 2 공간 (S2) 으로부터 제 5 공간 (S5) 으로 유입되는 액체 (LQ) 의 유속은 높지만, 질량이 작기 때문에, 운동량은 작다. 제 1 공간 (S1) 으로부터의 액체 (LQ) 와 제 2 공간 (S2) 으로부터의 액체 (LQ) 가 제 5 공간 (S5) 에서 합류함으로써, 제 5 공간 (S5) 에서는, 예를 들어 화살표 Fc, Fd, Fe 로 나타내는 액체 (LQ) 의 흐름이 생성된다. 그 때문에, 도 5 에 있어서 광로 (K) 에 대해 -Y 측의 계면 (LG) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 작게 할 수 있다. 따라서, 계면 (LG) 에 있어서의 액체 (LQ) 의 표면 장력에 의해 액침 공간 (LS) 을 유지할 수 있다.
또, 제 5 공간 (S5) 에서 합류한 제 1 공간 (S1) 및 제 2 공간 (S2) 으로부터의 액체 (LQ) 는, 회수구 (32) 로부터 회수된다. 이로써, 도 5 중, 예를 들어 화살표 Fd 로 나타내는 바와 같은 액체 (LQ) 의 흐름이 생성된다. 따라서, 계면 (LG) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 더욱 작게 할 수 있다.
이상, 액침 부재 (3) 와의 사이에 액침 공간 (LS) 을 형성하는 이동 가능한 물체가 기판 (P) 인 경우를 예로 하여 설명했다. 상기 서술한 바와 같이, 그 물체는, 예를 들어 기판 스테이지 (2) (플레이트 부재 (T)) 여도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제 2 플레이트부 (22) 를 형성하였으므로, 액침 공간 (LS) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (P) 을 고속으로 이동시키거나 장거리를 이동시키거나 했을 경우에도, 액체 (LQ) 의 유출, 잔류 등을 억제할 수 있다. 따라서, 노광 불량의 발생, 및 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
즉, 본 실시형태에 있어서는, 거의 정지하고 있는 제 1 플레이트부 (21) 와 이동하는 기판 (P) 사이에 제 2 플레이트부 (22) 를 배치하여, 이동하는 기판 (P) 의 영향을 그다지 받지 않는 액체 (LQ) 가 흐르는 제 1 공간 (S1) 과, 이동하는 기판 (P) 의 영향을 받는 액체 (LQ) 가 흐르는 제 2 공간 (S2) 으로 나누고 있으므로, 계면 (LG) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 작게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 갭 (G2) 은, 갭 (G1) 보다 작기 때문에, 이동하는 기판 (P) 의 영향을 받는 제 2 공간 (S2) 의 액체 (LQ) 의 질량 (체적) 을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 계면 (LG) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 작게 할 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 회수구 (32) 가, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 제 2 플레이트부 (22) 보다 외측에 배치되어 있으므로, 도 5 중, 화살표 Fd 로 나타내는 바와 같은 액체 (LQ) 의 흐름, 즉, 계면 (LG) 을 향하지 않고 회수구 (32) (상방) 를 향하는 액체 (LQ) 의 흐름을 생성할 수 있다. 따라서, 계면 (LG) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 작게 할 수 있다.
또한, 회수구 (32) 의 일부가, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서, 제 2 플레이트부 (22) 의 외측 에지 (Ed) 보다 내측에 배치되어 있어도 된다. 즉, 회수구 (32) 의 적어도 일부가 제 2 플레이트부 (22) 의 외측 에지 (Ed) 보다 외측에 형성되어 있으면 된다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 제 2 플레이트부 (22) 의 내측 에지 (Ec) 가, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서, 제 1 플레이트부 (21) 보다 내측에 배치되어 있으므로, 제 3 공간 (S3) 의 액체 (LQ) 의 적어도 일부는, 개구 (21K) 를 통해, 상면 (22A) 으로 흐를 수 있다. 이로써, 투영 영역 (PR) 에 배치되는 물체에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 작게 할 수 있다. 즉, 제 3 공간 (S3) 의 액체 (LQ) 가 개구 (21K) 를 통해 투영 영역 (PR) 에 배치되는 물체에 직접적으로 흐르는 경우, 예를 들어 높은 유속의 액체 (LQ) 가 물체에 닿을 가능성이 있다. 그 결과, 물체에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량이 커질 가능성이 있다. 투영 영역 (PR) 에, 예를 들어 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 의 경계 (갭) 가 배치된 경우, 그 경계에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량이 커지면, 그 경계에 액체 (LQ) 가 침입할 가능성이 높아진다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 플레이트부 (22) 의 내측 에지 (Ec) 가, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서, 제 1 플레이트부 (21) 보다 내측에 배치되어 있으므로, 물체에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 작게 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 제 2 플레이트부 (22) 의 하면 (22B) 의 외형이, 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 의 외형과 거의 동일한 것으로 했지만, 상이해도 된다. 예를 들어, Y 축 방향에 관한 하면 (21B) 의 치수와 하면 (22B) 의 치수가 상이해도 된다. 또, X 축 방향에 관한 하면 (21B) 의 치수와 하면 (22B) 의 치수가 상이해도 된다.
예를 들어, 도 8 에 나타내는 액침 부재 (301) 와 같이, 제 2 플레이트부 (221) 의 하면 (221B) 이 거의 직사각형 (마름모형) 이고, 그 하면 (221B) 의 변이, 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 의 변과 교차하도록 배치되어도 된다.
또, 도 9 에 나타내는 액침 부재 (302) 와 같이, 광로 (K) 에 대해 제 2 플레이트부 (222) 의 하면 (222B) 의 ＋Y 측 및 -Y 측의 변이, 곡선을 포함하고 있어도 된다. 물론, 광로 (K) 에 대해 하면 (222B) 의 ＋X 측 및 -X 측의 변이 곡선을 포함해도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 제 2 플레이트부 (22) 의 상면 (22A) 및 하면 (22B) 이 평탄하고, 상면 (22A) 과 하면 (22B) 이 평행한 것으로 했지만, 예를 들어 도 10 에 나타내는 액침 부재 (303) 와 같이, 제 2 플레이트부 (223) 의 상면 (223A) 의 외측 가장자리 영역 (AE1) 이, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 제 1 플레이트부 (21) 에 가까워져도 된다. 바꾸어 말하면, 외측 가장자리 영역 (AE1) 이, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 상방 (＋Z 방향) 으로 경사져 있어도 된다. 도 10 에 나타내는 예에서는, 외측 가장자리 영역 (AE1) 에 있어서의 상면 (223A) 은, 곡면을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 상면 (223A) 의 외측 가장자리 영역 (AE1) 은, 상면 (223A) 의 외측 에지를 포함하는 고리띠상의 영역을 포함한다. 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서, 외측 가장자리 영역 (AE1) 의 치수는, 외측 가장자리 영역 (AE1) 이외의 영역의 치수보다 작다. 또한, 외측 가장자리 영역 (AE1) 이외의 영역은, 상면 (223A) 의 내측 에지를 포함하는 내측 가장자리 영역을 포함한다. 내측 가장자리 영역은, 상면 (223A) 의 내측 에지를 포함하는 고리띠상의 영역이다.
상면 (223A) 의 외측 가장자리 영역 (AE1) 이, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 제 1 플레이트부 (21) (회수구 (32)) 에 가까워지도록 경사져 있으므로 (구부러져 있으므로), 제 5 공간 (S5) 에서, 상방 (회수구 (32)) 을 향하는 액체 (LQ) 의 흐름을 생성할 수 있다. 이로써, 계면 (LG) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 보다 더 작게 할 수 있다.
또한, 제 2 플레이트부 (223) 의 하면 (223B) 의 외측 가장자리 영역 (AE2) 이, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 상방을 향해 경사져 있어도 되고, 구부러져 있어도 된다. 이렇게 하는 것에 의해서도, 제 5 공간 (S5) 에서, 상방 (회수구 (32) 측) 을 향하는 액체 (LQ) 의 흐름을 생성할 수 있다.
＜제 2 실시형태＞
다음으로, 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 11 은, 제 2 실시형태에 관련된 액침 부재 (304) 의 일례를 나타내는 모식도이다. 액침 부재 (304) 는, 본체부 (20) 및 제 1 플레이트부 (21) 와, 광로 (K) 주위의 적어도 일부에 배치되고, 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 의 적어도 일부에 대향하는 상면 (224A) 및 기판 (P) 이 대향 가능한 하면 (224B) 을 갖는 제 2 플레이트부 (224) 를 구비하고 있다. 상기 서술한 제 1 실시형태와 상이한 제 2 실시형태의 특징적인 부분은, 제 2 플레이트부 (224) 가 구동 시스템 (50) 에 의해 이동되는 점에 있다.
본 실시형태에 있어서, 본체부 (20) 및 제 1 플레이트부 (21) 와 제 2 플레이트부 (224) 는 떨어져 있다. 제 2 플레이트부 (224) 는, 구동 시스템 (50) 에 의해, 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 과 거의 평행하게 이동된다.
본 실시형태에 있어서는, 구동 시스템 (50) 은, 기판 (P) 의 이동 조건에 따라, 제 2 플레이트부 (224) 를 이동한다. 본 실시형태에 있어서, 구동 시스템 (50) 은, 기판 (P) 이 이동할 때에, 제 2 플레이트부 (224) 를 이동한다. 또, 구동 시스템 (50) 은, 기판 (P) 의 이동 방향의 반대 방향으로, 제 2 플레이트부 (224) 를 이동한다. 도 11 에 나타내는 예에서는, 기판 (P) 이 -Y 방향으로 이동되고 있는 상태에서, 제 2 플레이트부 (224) 는, ＋Y 방향으로 이동된다. 또, 구동 시스템 (50) 은, 기판 (P) 의 이동 속도보다 낮은 이동 속도로 제 2 플레이트부 (224) 를 이동한다. 예를 들어, 제 2 플레이트부 (224) 의 이동 속도는, 기판 (P) 의 이동 속도의 1/2 정도이다.
제 2 플레이트부 (224) 는, 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 을 통과할 수 있는 개구 (224K) 를 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 개구 (224K) 는, Y 축 방향으로 길다. 이로써, 기판 (P) 을 Y 축 방향으로 이동시키면서 그 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사하는 경우에 있어서, 사출면 (6) 으로부터 사출되는 노광광 (EL) 은, 개구 (224K) 를 통과할 수 있다.
액침 공간 (LS) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (P) 의 이동에 따라 제 2 플레이트부 (224) 가 이동함으로써, 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 에, 도 11 중, 화살표 Ft 로 나타내는 바와 같은 속도 분포를 갖는 액체 (LQ) 의 흐름이 생성된다. 제 2 플레이트부 (224) 의 상면 (224A) 이 면하는 제 1 공간 (S1) 에 있어서는, ＋Y 방향을 향하는 액체 (LQ) 의 흐름이 생성되고, 하면 (224B) 이 면하는 제 2 공간 (S2) 에 있어서는, -Y 방향을 향하는 액체 (LQ) 의 흐름이 생성된다. 이로써, 예를 들어 광로 (K) 에 대해 ＋Y 측의 계면 (LG) 근방에서 제 1 공간 (S1) 의 액체 (LQ) 와 제 2 공간 (S2) 의 액체 (LQ) 가 합류함으로써, 그 ＋Y 측의 계면 (LG) 에 작용하는 액체 (LQ) 의 운동량을 충분히 작게 할 수 있다. 광로 (K) 에 대해 -Y 측의 계면 (LG) 에 대해서도 동일하다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서, 제 1 플레이트부 (21) 의 하면 (21B) 에, 제 1 플레이트부 (21) 와 제 2 플레이트부 (22) 사이에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급구가 있어도 된다. 또, 제 1 플레이트부 (21) 의 상면 (21A) 이 면하는 공간과 하면 (21B) 이 면하는 공간과 연통하도록 관통공을 제 1 플레이트부 (21) 에 형성해도 된다.
또, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서, 액침 부재 (3 등) 는, X 축 방향, Y 축 방향, Z 축 방향, θX 방향, θY 방향, θZ 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동 가능해도 된다.
또, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서, 제 2 플레이트부 (22) 가 제 1 플레이트부 (21) 에 대해, Z 축 방향, θX 방향, θY 방향, θZ 방향의 적어도 하나의 방향으로 이동 가능해도 된다.
또, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서, 광로 (K) 에 대한 방사 방향에 관해서, 회수구 (32) 의 외측에 기체를 공급하는 기체 공급구를 형성해도 된다. 이 경우, 공급된 기체에 의해, 액침 부재 (3 등) 와 대향하는 물체 (기판 (P) 등) 상에 액체 (LQ) 가 잔류하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 의 종단 광학 소자 (7) 의 사출측 (이미지면측) 의 광로가 액체 (LQ) 로 채워져 있지만, 예를 들어 국제 공개 제2004/019128호에 개시되어 있는 바와 같이, 종단 광학 소자 (7) 의 입사측 (물체면측) 의 광로도 액체 (LQ) 로 채워지는 투영 광학계 (PL) 를 채용할 수 있다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 액체 (LQ) 로서 물을 이용하고 있지만, 물 이외의 액체여도 된다. 액체 (LQ) 로는, 노광광 (EL) 에 대해 투과성이고, 노광광 (EL) 에 대해 높은 굴절률을 갖고, 투영 광학계 (PL) 혹은 기판 (P) 의 표면을 형성하는 감광재 (포토레지스트) 등의 막에 대해 안정적인 것이 바람직하다. 예를 들어, 액체 (LQ) 로서, 하이드로플로로에테르 (HFE), 과불화폴리에테르 (PFPE), 폼블린 오일 등의 불소계 액체를 사용할 수도 있다. 또, 액체 (LQ) 로서, 여러 가지 유체, 예를 들어, 초임계 유체를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판, 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 혹은 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판(합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.
노광 장치 (EX) 로는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동하여 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하여, 기판 (P) 을 순차 스텝 이동시키는 스텝·앤드·리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.
게다가 스텝앤드·리피트 방식의 노광에 있어서, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서, 투영 광학계를 이용하여 제 1 패턴의 축소 이미지를 기판 (P) 상에 전사한 후, 제 2 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서, 투영 광학계를 이용하여 제 2 패턴의 축소 이미지를 제 1 패턴과 부분적으로 중첩하여 기판 (P) 상에 일괄 노광해도 된다 (스티치 방식의 일괄 노광 장치). 또, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 중첩하여 전사하고, 기판 (P) 을 순차 이동시키는 스텝·앤드·스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 예를 들어 미국 특허 제6611316호에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 마스크의 패턴을, 투영 광학계를 개재하여 기판 상에서 합성하고, 1 회의 주사 노광에 의해 기판 상의 하나의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 프록시미티 방식의 노광 장치, 미러 프로젝션·얼라이너 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 노광 장치 (EX) 가, 예를 들어 미국 특허 제6341007호, 미국 특허 제6208407호, 미국 특허 제6262796호 등에 개시되어 있는 바와 같은, 복수의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형의 노광 장치여도 된다.
또, 노광 장치 (EX) 가, 예를 들어 미국 특허 제6897963호, 미국 특허 출원 공개 제2007/0127006호 등에 개시되어 있는 바와 같은, 기판을 유지하는 기판 스테이지와, 기준 마크가 형성된 기준 부재 및/또는 각종 광전 센서를 탑재하고, 노광 대상의 기판을 유지하지 않는 계측 스테이지를 구비한 노광 장치여도 된다. 또, 복수의 기판 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 액침 부재와의 사이에서 액침 공간 (LS) 을 형성하는 이동 가능한 물체는, 계측 스테이지를 포함한다.
노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용의 노광 장치나, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA 칩, 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 레이저 간섭계를 포함하는 간섭계 시스템을 이용하여 각 스테이지의 위치 정보를 계측하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 각 스테이지에 형성되는 스케일 (회절 격자) 을 검출하는 인코더 시스템을 사용해도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 광 투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크를 사용했는데, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6778257호에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 가변 성형 마스크 (전자 마스크, 액티브 마스크, 혹은 이미지 제너레이터라고도 불린다) 를 사용해도 된다. 또, 비발광형 화상 표시 소자를 구비하는 가변 성형 마스크 대신에, 자발광형 화상 표시 소자를 포함하는 패턴 형성 장치를 구비하도록 해도 된다.
상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 를 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명해 왔지만, 투영 광학계 (PL) 를 이용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 등의 광학 부재와 기판 사이에 액침 공간을 형성하고, 그 광학 부재를 개재하여, 기판에 노광광을 조사할 수 있다.
또, 예를 들어 국제 공개 제2001/035168호에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 기판 (P) 상에 형성함으로써, 기판 (P) 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 노광하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.
상기 서술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 실시되고, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제조하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상기 서술한 실시형태에 따라, 마스크의 패턴으로부터의 노광광에 의해 기판을 노광하는 것, 및 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 기판 처리 (노광 처리) 를 포함하는 기판 처리 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함한다) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태의 요건은, 적절히 조합할 수 있다. 또, 일부의 구성 요소를 이용하지 않는 경우도 있다. 또, 법령에서 허용되는 한, 상기 서술한 각 실시형태 및 변형예에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공개 공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
2…기판 스테이지, 3…액침 부재, 4…제어 장치, 6…사출면, 21…제 1 플레이트부, 21A…상면, 21B…하면, 21K…개구, 22…제 2 플레이트부, 22A…상면, 22B…하면, 22K…개구, 23…지지 기구, 23C…연결 부재, 31…공급구, 32…회수구, 33…다공 부재, 33H…구멍, 50…구동 시스템, AE1…외측 가장자리 영역, Ea…내측 에지, Eb…외측 에지, Ec…내측 에지, Ed…외측 에지, EL…노광광, G1…갭, G2…갭, G3…갭, K…광로, LQ…액체, LS…액침 공간, P…기판, PL…투영 광학계, S1…제 1 공간, S2…제 2 공간, S3…제 3 공간

Claims (23)

  1. 노광광의 광로가 액체로 채워지도록, 이동 가능한 물체와의 사이에 액침 공간을 형성하는 액침 부재로서,
    상기 광로 주위의 적어도 일부에 배치되는 제 1 플레이트와,
    상기 광로 주위의 적어도 일부에 배치되고, 상기 제 1 플레이트 하면의 적어도 일부에 대향하는 상면 및 상기 물체가 대향 가능한 하면을 갖는 제 2 플레이트와,
    상기 광로에 대해 상기 제 1 플레이트의 외측에 배치되고, 적어도 일부에 상기 물체가 대향 가능하고, 상기 제 2 플레이트의 상면이 면하는 제 1 공간 및 상기 제 2 플레이트의 하면이 면하는 제 2 공간으로부터의 액체의 적어도 일부를 회수하는 회수구를 구비하는, 액침 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수구의 적어도 일부는, 상기 광로에 대한 방사 방향에 관해서, 상기 제 2 플레이트보다 외측에 배치되는, 액침 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회수구는, 상기 회수구와 상기 물체 사이에서 합류한 상기 제 1 공간으로부터의 액체 및 상기 제 2 공간으로부터의 액체의 적어도 일부를 회수하는, 액침 부재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트의 내측 에지는, 상기 광로에 대한 방사 방향에 관해서, 상기 제 1 플레이트보다 내측에 배치되는, 액침 부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트의 상면이 면하는 공간의 액체의 적어도 일부가, 상기 제 1 플레이트의 내측 에지에서 적어도 일부가 규정되는 제 1 개구를 통해, 상기 제 2 플레이트의 상면으로 흐르는, 액침 부재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트의 하면과 상기 제 2 플레이트의 상면은 거의 평행인, 액침 부재.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트의 상면의 외측 가장자리 영역은, 상기 광로에 대한 방사 방향에 관해서 외측을 향해 상기 제 1 플레이트에 가까워지는, 액침 부재.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트의 하면과 상기 제 2 플레이트의 상면 사이의 제 1 갭은, 상기 제 2 플레이트의 하면과 상기 물체의 표면 사이의 제 2 갭보다 큰, 액침 부재.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트 하면의 외형은, 상기 제 1 플레이트 하면의 외형과 상이한, 액침 부재.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트의 상면 및 하면의 적어도 일부는, 상기 액체에 대해 친액성인, 액침 부재.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트에 대해 소정 위치에 배치되도록 상기 제 2 플레이트를 지지하는 지지 기구를 구비하는, 액침 부재.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지 기구는, 상기 제 2 플레이트를 상기 제 1 플레이트에 연결하는 연결 부재를 포함하는, 액침 부재.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광로는, 투영 광학계의 사출면으로부터 사출되는 노광광의 광로로서,
    상기 제 1 플레이트의 하면과 상기 제 2 플레이트의 상면 사이의 제 1 갭은, 상기 제 2 플레이트의 하면과 상기 투영 광학계의 이미지면에 배치되는 상기 물체의 표면 사이의 제 2 갭보다 큰, 액침 부재.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트가 구동 시스템에 의해 이동되는, 액침 부재.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트는, 상기 제 1 플레이트의 하면과 거의 평행하게 이동되는, 액침 부재.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회수구에 배치되는 다공 부재를 구비하고,
    상기 다공 부재의 구멍을 통해 액체가 회수되는, 액침 부재.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트의 상방에 배치되고, 액체를 공급하는 공급구를 갖는, 액침 부재.
  18. 액체를 개재하여 노광광에 의해 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 액침 부재를 구비하는, 노광 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 액침 부재와 상기 물체 사이에 액침 공간이 형성된 상태에서, 상기 제 2 플레이트의 하면과 거의 평행한 소정 면내에 있어서 상기 물체가 이동되는, 노광 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    이동되는 상기 물체는, 상기 기판 및 상기 기판을 유지하여 이동하는 기판 스테이지의 적어도 일방을 포함하는, 노광 장치.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항 기재된 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  22. 액체를 개재하여 노광광에 의해 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    광학 부재의 사출면과 상기 기판의 표면 사이의 상기 노광광의 광로가 상기 액체로 채워지도록 액침 공간을 형성하는 것과,
    상기 액침 공간의 액체를 개재하여 상기 사출면으로부터의 상기 노광광을 상기 기판에 조사하는 것과,
    상기 광로 주위의 적어도 일부에 배치되는 제 1 플레이트의 하면과 상기 광로 주위의 적어도 일부에 배치되는 제 2 플레이트의 상면 사이의 제 1 공간, 및 상기 제 2 플레이트의 하면과 상기 기판의 표면 사이의 제 2 공간으로부터의 액체의 적어도 일부를, 상기 광로에 대해 상기 제 1 플레이트의 외측에 배치되고, 적어도 일부에 상기 기판이 대향 가능한 회수구로부터 회수하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  23. 제 22 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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