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JP2007281441A - 露光装置、メンテナンス方法、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置、メンテナンス方法、露光方法、及びデバイス製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】稼動率の低下、及び/又は液浸部材の不具合に起因する露光精度などの劣化を抑制することができる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、液浸システムと、液浸部材を交換する交換システムを備えている。交換システムは、液浸部材を着脱可能に保持する保持装置及び搬送装置を有する。交換システムを用いることで、液浸部材の洗浄または交換に起因する稼動率の低下などを抑制することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、基板を露光する露光装置、メンテナンス方法、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。
フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、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、その液体を介して基板を露光する液浸露光装置が開示されている。
国際公開第99/49504号パンフレット
液浸露光装置において、液浸領域の液体と接触する液浸部材に汚染等の不具合が生じると、所望状態の液浸領域を形成できず、その結果、露光精度及び/又は計測精度などが劣化する可能性がある。そのため、不具合が生じた液浸部材に作業者がアクセスし、メンテナンス作業を行なったり、交換作業を行ったりすることが考えられる。しかしながら、液浸部材のメンテナンス作業、交換作業などのために露光装置の動作を停止した場合、露光装置の稼動率が低下する。
本発明は、稼動率の低下、及び/又は液浸部材の不具合に起因する露光精度などの劣化を抑制することができる露光装置、メンテナンス方法、露光方法、及び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、液体(LQ)を介して基板(P)に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置であって、基板(P)上に液浸領域(LR)を形成する液浸システム(86,87など)と、液浸システム(86,87など)の一部を構成するとともに、液浸領域(LR)を形成する液体(LQ)と接触する液浸部材(70)を交換する交換システム(CS)と、を備えた露光装置(EX)が提供される。
本発明の第1の態様によれば、液浸部材の交換などによる稼動率の低下を抑制することができる。また、例えば汚染などの不具合が生じた液浸部材の交換などを行う場合、露光精度及び/又は計測精度の劣化などを抑制することができる。
本発明の第2の態様に従えば、液体(LQ)を介して基板(P)に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置(EX)であって、基板上に液浸領域(LR)を形成する液浸システム(86,87など)と、液浸領域を形成する液体と接触する液浸部材(70)と、液浸部材を着脱可能に保持する保持装置(30)と、を備える露光装置が提供される。
本発明の第2の態様によれば、保持装置により液浸部材を着脱することで、液浸部材の洗浄または交換による露光装置の稼動率の低下を抑制することができる。また、例えば汚染などの不具合が生じた液浸部材の洗浄または交換を行う場合、露光精度及び/又は計測精度の劣化などを抑制することができる。
本発明の第3の態様に従えば、液体(LQ)を介して露光光(EL)で基板(P)を露光する露光装置(EX)であって、露光光を射出する光学部材(FS)と基板との間の空間を囲みかつその内側に液浸領域(LR)の少なくとも一部が形成される液浸部材(70)と、液浸部材が設けられるフレーム部材(7)と、フレーム部材との間で液浸部材の受け渡しが行われる支持装置(55)と、を備える露光装置が提供される。
本発明の第3の態様によれば、液浸部材の取り外し及び取り付けが容易となってその時間短縮を図ることができ、ひいては液浸部材の洗浄または交換に起因する露光装置の稼働率の低下などを抑制することができる。
本発明の第4の態様に従えば、第1、第2及び第3態様のいずれかの露光装置(EX)を用いるデバイス製造方法が提供される。
本発明の第4の態様によれば、露光装置の稼動率の低下が抑制され、高い生産性でデバイスを製造することができる。また、例えば汚染などの不具合が生じた液浸部材の洗浄または交換を行う場合、露光精度及び/又は計測精度などの劣化が抑制され、高い精度でデバイスを製造することができる。
本発明の第5の態様に従えば、基板(P)が対向して配置される液浸部材(70)を有し、液浸部材で保持される液体(LQ)を介して基板(P)を露光をする露光装置(EX)のメンテナンス方法であって、液浸部材(70)を露光装置から取り外すことと、取り外した液浸部材を洗浄(S38)又は交換する(S18)ことと、を含むメンテナンス方法が提供される。
本発明の第5の態様によれば、液浸部材を洗浄又は交換することにより、露光精度及び/又は計測精度の劣化などを抑制することができる。
本発明の第6の態様に従えば、光学部材(FS)と基板(P)との間に液体(LQ)を保持する液浸部材(70)を有し、光学部材及び液体を介して露光光(EL)で基板を露光する露光装置のメンテナンス方法であって、液浸部材の交換(S18)または洗浄(S38)のためにその搬出入を行うことを含むメンテナンス方法が提供される。
本発明の第6の態様によれば、液浸部材の搬出入によりメンテナンスが容易となる。
本発明の第7の態様に従えば、本発明のメンテナンス方法により液浸部材を有する露光装置をメンテナンス(S18、S38など)することと、液体を介して基板を露光すること(204)と、を含む露光方法が提供される。
本発明の第7の態様によれば、高精度な液浸露光を行うことができる。
本発明の第8の態様に従えば、液体(LQ)を介して露光光(EL)で基板(P)を露光する露光方法であって、露光光を射出する光学部材(FS)と基板との間の空間を囲む液浸部材(70)によってその空間に液体を保持しつつ露光光で基板を露光することと、液浸部材の交換(S18)または洗浄(S38)のためにその搬出入を行うことと、を含む露光方法が提供される。
本発明の第8の態様によれば、液浸部材の交換または洗浄を容易に行うことができる。
本発明の第9の態様に従えば、第7又は第8の態様の露光方法により基板を露光すること(204)と、露光した基板を現像すること(204)と、現像した基板を加工すること(205)と、を含むデバイスの製造方法が提供される。
本発明の第9の態様によれば、高精度で信頼性の高いデバイスを高いスループットで製造することができる。
本発明によれば、稼動率の低下、及び/又は液浸部材の不具合に起因する露光精度などの劣化を抑制でき、デバイスの生産性の低下を抑制できる。
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。なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向を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、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)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。
<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1と、基板Pを保持して移動可能な基板ステージ2と、マスクMのパターンを露光光ELで照明する照明系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全体の動作を制御する制御装置3とを備えている。また、露光装置EXは、制御装置3に接続され、露光装置EXに操作信号を入力可能な入力装置17と、制御装置3に接続され、露光装置EXの動作状況を出力可能な出力装置18とを備えている。入力装置17は、例えばキーボード、マウス、及びタッチパネル等の少なくとも1つを含む。出力装置18は、例えばフラット・パネル・ディスプレイ等の表示装置、光を発する発光装置、及び音(警報を含む)を発する発音装置等の少なくとも1つを含む。
なお、ここでいう基板は、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材上に感光材(フォトレジスト)を塗布したものを含み、感光膜とは別に保護膜(トップコート膜)などの各種の膜を塗布したものも含む。マスクは、基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含み、例えばガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成されたものである。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。
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(光射出側)の露光光ELの光路を含む光路空間Kを液体LQで満たすように基板P上に液浸領域LRを形成する液浸システムLSを備えている。液浸システムLSの動作は制御装置3に制御される。液浸システムLSは、光路空間K近傍に配置され、液体LQを供給可能な供給口71及び液体LQを回収可能な回収口72を有する液浸部材70を備えている。液浸システムLSは、液浸部材70を用いて、投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い終端光学素子FSと、投影光学系PLの像面側に配置された基板ステージ2上の基板Pの表面との間の露光光ELの光路を含む光路空間Kを液体LQで満たすように基板P上に液浸領域LRを形成する。本実施形態においては、液体LQとして、水(純水)を用いる。
露光装置EXは、少なくともマスクMのパターンの像を基板P上に投影している間、液浸システムLSを用いて基板P上に液浸領域LRを形成する。露光装置EXは、投影光学系PLと光路空間Kに満たされた液体LQとを介してマスクMを通過した露光光ELを基板ステージ2に保持された基板P上に照射することによって、マスクMのパターンの像を基板P上に投影して、基板Pを露光する。また、本実施形態の露光装置EXは、終端光学素子FSと基板Pとの間の露光光ELの光路を含む光路空間Kに満たされた液体LQが、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。
なお、本実施形態においては、主に液浸領域LRが基板P上に形成される場合について説明するが、投影光学系PLの像面側において、終端光学素子FSと対向する位置に配置された物体、例えば基板ステージ2の一部にも形成可能である。また、例えば基板Pの外周付近のショット領域の露光時には、液浸領域LRはその一部が基板P上に形成され、残り一部が基板ステージ2上に形成される。
また、後に詳述するように、露光装置EXは、液浸部材70を交換する交換システムCSを備えている。交換システムCSは、光路空間K近傍で液浸部材70を着脱可能に保持する保持装置30と、液浸部材70を搬送する搬送装置50とを備えている。搬送装置50は、液浸部材70を、第1位置PS1と、第1位置PS1とは異なる第2位置PS2との間で搬送可能である。本実施形態では、第1及び第2位置PS1、PS2がY軸方向に離れて設定されている。
また、露光装置EXは、少なくとも投影光学系PLを収容するチャンバ装置19を備えている。本実施形態においては、チャンバ装置19には、少なくともマスクステージ1、基板ステージ2、照明系ILの少なくとも一部、投影光学系PL、液浸システムLSの少なくとも一部、及び交換システムCSの少なくとも一部が収容されている。また、入力装置17及び出力装置18は、チャンバ装置19の外側に配置されている。
また、チャンバ装置19の外側には、液浸部材70を収容可能な収容ステーション20が配置されている。本実施形態においては、第1位置PS1には保持装置30が設けられ、第2位置PS2には収容ステーション20が設けられており、搬送装置50は、液浸部材70を、保持装置30と収容ステーション20との間で搬送可能である。
また、本実施形態の露光装置EXは、マスクMと基板Pとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクMのパターンの像を基板P上に投影する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)である。本実施形態においては、基板Pの走査方向(同期移動方向)をY軸方向とし、マスクMの走査方向(同期移動方向)もY軸方向とする。露光装置EXは、基板Pのショット領域を投影光学系PLの投影領域ARに対してY軸方向に移動するとともに、その基板PのY軸方向への移動と同期して、照明系ILの照明領域IAに対してマスクMのパターン形成領域をY軸方向に移動しつつ、投影光学系PL及び液体LQを介して投影領域ARに露光光ELを照射することによって、投影領域ARに形成されるパターンの像で基板P上のショット領域を露光する。
露光装置EXは、例えばクリーンルーム内の床面(またはベースプレート)FL上に設けられた第1コラムCL1、及び第1コラムCL1上に設けられた第2コラムCL2を含むボディBDを備えている。第1コラムCL1は、複数の第1支柱11と、それら第1支柱11に防振装置9を介して支持された鏡筒定盤7とを備えている。第2コラムCL2は、鏡筒定盤7上に設けられた複数の第2支柱12と、それら第2支柱12に防振装置4を介して支持されたマスクステージ定盤6とを備えている。
照明系ILは、マスクM上の所定の照明領域IAを均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明系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)、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。なお、図1では照明系ILはその全てがチャンバ装置19内に配置されているが、照明系ILの一部をチャンバ装置19の外部に配置してもよい。例えば、露光光ELとしてArFエキシマレーザ光を発生するArFエキシマレーザ装置をクリーンルームの床下に配置し、ビームマッチングユニットを含む伝送光学系によって、少なくとも一部がチャンバ装置19内に配置される照明光学系に露光光ELを導いてもよい。
マスクステージ1は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置1Dの駆動により、マスクMを保持して、マスクステージ定盤6上で、少なくともX軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能である。マスクステージ1は、エアベアリング(エアパッド)により、マスクステージ定盤6の上面(ガイド面)に対して非接触支持されている。マスクステージ1は、基板Pの露光時に露光光ELを通過させるための第1開口1Kを有しており、マスクステージ定盤6は、露光光ELを通過させるための第2開口6Kを有している。照明系ILから射出され、マスクMのパターン形成領域を照明した露光光ELは、マスクステージ1の第1開口1K、及びマスクステージ定盤6の第2開口6Kを通過した後、投影光学系PLに入射する。
マスクステージ1(ひいてはマスクM)の位置情報(回転情報を含む)はレーザ干渉計13によって計測される。レーザ干渉計13は、マスクステージ1上に固設された移動鏡の反射面(あるいは、マスクステージ1の側面に形成された反射面)14を用いてマスクステージ1の位置情報を計測する。制御装置3は、レーザ干渉計13の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置1Dを駆動し、マスクステージ1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のパターンの像を所定の投影倍率で基板Pに投影する。投影光学系PLは、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒5で保持されている。鏡筒5はフランジ5Fを有しており、投影光学系PLはフランジ5Fを介して鏡筒定盤7に支持されている。また、鏡筒定盤7と鏡筒5との間に防振装置を設けることができる。本実施形態の投影光学系PLは、その投影倍率が例えば1/4、1/5、あるいは1/8等の縮小系である。
基板ステージ2は、基板Pを保持する基板ホルダ2Hを有しており、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置2Dの駆動により、基板ホルダ2Hに基板Pを保持して、基板ステージ定盤8上で、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。基板ステージ2は、エアベアリングにより基板ステージ定盤8の上面(ガイド面)に対して非接触支持されている。基板ステージ定盤8は、床面FL上に防振装置10を介して支持されている。基板ステージ2(ひいては基板P)の位置情報はレーザ干渉計15によって計測される。レーザ干渉計15は、基板ステージ2に設けられた反射面16を用いて基板ステージ2のX軸、Y軸、及びθZ方向に関する位置情報を計測する。また、露光装置EXは、基板ステージ2に保持されている基板Pの表面の面位置情報(Z軸、θX、及びθY方向に関する位置情報)を検出可能な不図示のフォーカス・レベリング検出系を備えている。制御装置3は、レーザ干渉計15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に基づいて基板ステージ駆動装置2Dを駆動し、基板ステージ2に保持されている基板Pの位置制御を行う。なお、フォーカス・レベリング検出系としては、例えば米国特許第6,608,681号などに開示されるように、複数の検出点でそれぞれ基板Pの高さ情報(Z軸方向に関する位置情報)を検出する多点位置検出系を用いることができる。本実施形態では、複数の検出点はその少なくとも一部が露光領域AR内に設定されるが、全ての検出点が露光領域AR(又は液浸領域LR)の外側に設定されてもよい。また、レーザ干渉計15は、例えば特表2001−510577号公報(対応国際公開第1999/28790号パンフレット)などに開示されているように、基板ステージ2のZ軸、θX及びθY方向に関する位置情報をも計測可能としてよい。この場合、少なくとも基板Pの位置制御ではフォーカス・レベリング検出系の検出結果を用いなくてもよいし、フォーカス・レベリング検出系を投影光学系PLから離して配置してもよい。
また、本実施形態においては、基板ステージ2上には凹部2Rが設けられており、基板ホルダ2Hはその凹部2Rに配置されている。そして、基板ステージ2上のうち凹部2R以外の上面2Fは、基板ホルダ2Hに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)になるような平坦面となっている。なお、基板ホルダ2Hは基板ステージ2と一体に構成してもよい。
次に、図1〜図4を参照しながら、交換システムCS及び液浸システムLSについて説明する。図2は、交換システムCSの保持装置30に保持された液浸部材70を示すYZ平面と平行な側断面図、図3は、液浸システムLSの液浸部材70を示す概略斜視図の一部破断図、図4は液浸部材70を下側から見た斜視図である。
図2に示すように、保持装置30は、液浸部材70の上面75Aの少なくとも一部と接触する保持面31を有している。保持面31は、終端光学素子FSを囲むように設けられている。本実施形態においては、保持面31は、鏡筒5の一部に設けられており、XY平面とほぼ平行である。また、液浸部材70の上面75Aのうち、保持面31と接触する領域は、XY平面とほぼ平行な平面である。
保持装置30は、液浸部材70を吸着する吸着機構32を有している。吸着機構32は、保持面31の複数の所定位置のそれぞれに設けられた吸引口33と、それら吸引口33に第1流路34を介して接続された真空系35とを備えている。本実施形態においては、第1流路34は、鏡筒5の内部に形成された第1内部流路34Aと、第1内部流路34Aと真空系35とを接続する第1管部材34Bで形成される流路とを含む。吸引口33は、第1内部流路34Aの一端に接続され、第1内部流路34Aの他端は第1管部材34Bに接続されている。真空系35は、例えば真空ポンプ等を含み、制御装置3は、吸着機構32の真空系35を駆動して、吸引口33より気体を吸引することにより、液浸部材70を保持面31で吸着保持することができる。また、制御装置7は、真空系35を含む吸着機構32を制御して、吸着機構32による液浸部材70の吸着を解除することにより、液浸部材70を保持面31から離すことができる。
このように、本実施形態においては、制御装置3は、吸着機構32を含む保持装置30を制御することにより、液浸部材70を保持装置30の保持面31に取り付け及び取り外しすることができる。なお、保持装置30の保持面31は、鏡筒5の内部への液体の浸入を防止するために、撥液性処理が施されていることが望ましい。または、吸引口33を囲むシール部材を設けて、鏡筒内部への液体の侵入を防止してもよい。
なお、本実施形態においては、保持装置30の吸着機構32は、液浸部材70を真空吸着する真空吸着機構を備えているが、真空吸着機構に限られるものでなく、例えば静電気の力を用いた静電吸着機構を備えていてもよい。静電吸着機構によっても、保持装置30は液浸部材70を着脱可能に保持することができる。
保持装置30に保持された液浸部材70は、基板P上に露光光ELを射出する終端光学素子FSの近傍において、基板P(基板ステージ2)と対向するように配置される。液浸部材70は環状部材であって、保持装置30に保持されることにより、基板P(基板ステージ2)の上方において終端光学素子FSを囲むように配置される。保持装置30に保持された液浸部材70と終端光学素子FSとは離れている。
液浸システムLSは、液体LQを供給可能な供給口71及び液体LQを回収可能な回収口72を有する液浸部材70と、液浸部材70の供給口71に供給流路81及び第2流路84を介して接続された液体供給装置86と、液浸部材70の回収口72に回収流路82及び第3流路85を介して接続された液体回収装置87とを備えている。
本実施形態においては、第2流路84は、鏡筒5の内部に形成された第2内部流路84Aと、第2内部流路84Aと液体供給装置86とを接続する第2管部材84Bとで形成される流路とを含む。供給流路81は液浸部材70の内部に形成されており、供給口71は、供給流路81の一端(下端)に接続され、供給流路81の他端(上端)は、第2内部流路84Aの一端に接続されている。また、第2内部流路84Aの他端は、第2管部材84Bに接続されている。
また、本実施形態においては、第3流路85は、鏡筒5の内部に形成された第3内部流路85Aと、第3内部流路85Aと液体回収装置87とを接続する第3管部材85Bとで形成される流路とを含む。回収流路82は液浸部材70の内部に形成されており、回収口72は、回収流路82の一端(下端)に接続され、回収流路82の他端(上端)は、第3内部流路85Aの一端に接続されている。また、第3内部流路85Aの他端は、第3管部材85Bに接続されている。
本実施形態の露光装置EXは、供給流路81の他端と第2内部流路84Aの一端とを接続する第1接続機構101と、回収流路82の他端と第3内部流路85Aの一端とを接続する第2接続機構102とを備えている。保持装置30が液浸部材70を保持したとき、すなわち保持装置30の保持面31と液浸部材70の上面75Aとが接触したとき、第1接続機構101により供給流路81の他端と第2内部流路84Aの一端とが接続され、第2接続機構102により回収流路82の他端と第3内部流路85Aの一端とが接続される。また、保持装置30が液浸部材70の保持を解除したとき、すなわち保持装置30の保持面31と液浸部材70の上面75とが離れたとき、第1接続機構101による供給流路81の他端と第2内部流路84Aの一端との接続が解除され、第2接続機構102による回収流路82の他端と第3内部流路85Aの一端との接続が解除される。
すなわち、本実施形態においては、保持装置30で液浸部材70を保持したとき、第2流路84と供給流路81との接続、及び第3流路85と回収流路82との接続が自動的に行われ、保持装置30での液浸部材70の保持を解除したとき、第2流路84と供給流路81との接続、及び第3流路85と回収流路82との接続が自動的に解除される。
また、第1接続機構101及び第2接続機構102は、例えばOリング等のシール部材を有しており、液体LQの漏れを抑制している。なお、本実施形態では保持装置30の保持面31と液浸部材70の上面75Aの両方が平坦面であるものとしたが、保持面31及び/又は上面75Aが平坦面でなくてもよい。また、保持装置30で液浸部材70を保持する際に保持面31と上面75Aとがその少なくとも一部で接触しなくてもよい。保持面31と上面75Aとの間にギャップが存在しても、第1及び第2接続機構101、102によって、第2流路84と供給流路81との接続、及び第3流路85と回収流路82との接続が行われる。
液体供給装置86及び液体回収装置87の動作は制御装置3によって制御される。液体供給装置86は清浄で温度調整された液体LQを送出可能であり、真空系等を含む液体回収装置87は液体LQを回収可能である。液体供給装置86は、第2流路84、供給流路81、及び供給口71を介して液体LQを供給可能であり、液体回収装置87は、回収口72、回収流路82、及び第3流路85を介して液体LQを回収可能である。
図2及び図3に示すように、液浸部材70は、終端光学素子FSの下面T1と対向する上面79を有する底板78を有している。底板78の一部は、Z軸方向に関して、終端光学素子FSの下面T1と基板P(基板ステージ2)との間に配置されている。
また、図2、図3、及び図4に示すように、底板78の中央には、露光光ELが通過する開口78Kが形成されている。本実施形態においては、投影光学系PLの視野内で露光光ELの断面形状(すなわち投影領域AR)は略矩形状であり、開口78Kは、投影領域ARに応じて略矩形状に形成されている。
液浸部材70のうち、基板ステージ2に保持された基板Pの表面と対向する下面77は平坦面となっている。下面77は開口78Kを囲むように底板78に設けられている。以下の説明においては、液浸部材70の下面77を適宜、ランド面77と称する。ランド面77は、投影光学系PLの終端光学素子FSの下面T1と基板Pの表面との間において、露光光ELの光路(開口78K)を囲むように設けられている。ランド面77は、液浸部材70のうち、基板ステージ2に保持された基板Pに最も近い位置に設けられており、基板Pの表面との間で液体LQを保持可能である。光路空間Kを満たす液体LQは底板78及び終端光学素子FSに接触する。また、終端光学素子FSの下面T1と底板78の上面79との間には所定のギャップを有する空間が設けられている。以下の説明においては、終端光学素子FSの下面T1と底板78の上面79との間の空間を含む液浸部材70の内側の空間を適宜、内部空間K2と称する。
供給口71は内部空間K2に接続されており、内部空間K2に液体LQを供給可能である。また、本実施形態においては、供給口71は、露光光ELが通過可能な開口78Kの外側において開口78Kを挟んだX軸方向両側のそれぞれの所定位置に設けられている。
また、液浸部材70は、内部空間K2の気体を外部空間(大気空間を含む)に排出(排気)する排出口73を有している。排出口73は内部空間K2に接続されており、本実施形態においては、開口78Kの外側において、開口78Kを挟んだY軸方向両側のそれぞれの所定位置に設けられている。内部空間K2の気体は、排出口73及び液浸部材70の内部に設けられた排出流路83を介して外部空間に排出可能となっている。
回収口72は、基板ステージ2に保持された基板Pの上方において、その基板Pの表面と対向するように設けられている。回収口72は、開口78Kに対して供給口71及び排出口73の外側に設けられており、ランド面77、供給口71、及び排出口73を囲むように環状に設けられている。回収口72には、複数の孔を有する多孔部材88が配置されている。多孔部材88は基板ステージ2に保持された基板Pと対向する下面89を有している。本実施形態においては、多孔部材88の下面89はほぼ平坦であり、多孔部材88の下面89とランド面77とはほぼ面一(Z軸方向の位置がほぼ同一)に設けられている。なお、回収流路82の圧力の最適値(許容範囲)は、例えば実験又はシミュレーションにより予め求めることができる。
ランド面77は、液体LQに対して親液性を有している。本実施形態においては、ランド面77を形成する底板78はチタンによって形成されており、親液性(親水性)を有している。本実施形態においては、ランド面77における液体LQの接触角は例えば40°以下である。なお、ランド面77に親液性を高めるための表面処理を施してもよい。また、本実施形態においては、多孔部材88はチタン製のメッシュ部材であり、液体LQに対して親液性(親水性)を有している。なお、多孔部材88に親液性を高めるための表面処理を施してもよい。なお、底板78及び多孔部材88の材料はチタンに限られるものでなく、他の材料、例えばアルミニウム、あるいはセラミックスなどでもよい。
また、本実施形態の液浸部材70は、フランジ74を備えている。フランジ74は、液浸部材70の上部に設けられており、+Y方向及び−Y方向のそれぞれに延びるように形成されている。
また、本実施形態においては、液浸部材70の上面75Aと側面75Bとは斜面(テーパ面)76で接続されている。斜面76は、上面75Aの+X側、−X側、+Y側、及び−Y側のそれぞれに形成されており、保持面31に対して所定の角度で形成されている。
また、液浸部材70のフランジ74の側面75Bの複数の所定位置のそれぞれには切欠74Kが形成されている。切欠74Kは、フランジ74の厚み方向(Z軸方向)に延びるように形成されている。本実施形態においては、切欠74Kは、フランジ74の+X側及び−X側のそれぞれの側面75Bの所定位置に2つずつ、全部で4つ形成されている。
また、液浸部材70のフランジ74の側面75Bの複数の所定位置のそれぞれには凹部74Mが形成されている。本実施形態においては、凹部74Mは、フランジ74の+Y側及び−Y側のそれぞれの側面75Bの所定位置に2つずつ、全部で4つ形成されている。
鏡筒5の内部への液体LQの浸入を防止するために、液浸部材70の上面75A、側面75B、斜面76には、撥液性処理が施されていることが望ましい。特に、保持装置30の保持面31と液浸部材70の上面75Aの間に、液体が浸入することを防止するために、液浸部材70の上面75Aには撥液性処理が施されていることが望ましく、この場合、前述したように保持装置30の保持面31にも撥液性処理が施されていることが望ましい。撥液性処理として、例えば、保持面31や上面75Aに撥液性膜を塗布することができる。撥液性膜としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、あるいはシリコン系樹脂材料等を用い得る。このような撥液性膜を上記面に塗布することにより液体LQの接触角を90°以上にすることができる。これらの撥液性膜は、液浸部材70のフランジ74の側面75B及び凹部74M並びに支持部材43に設けてもよい。なお、液体の侵入防止などのために、撥液性処理とは別の手法を採用する、例えばシール部材を用いてもよい。
図2に示すように、露光装置EXは、保持装置30とは別に設けられ、液浸部材70を支持可能な支持機構40を備えている。支持機構40は、液浸部材70を囲むように設けられた基材41と、基材41の内側面42に形成された開口42Kに配置され、液浸部材70の側面75Bに設けられた凹部74Mに挿脱可能な支持部材43とを備えている。基材41は、保持面31に対して所定位置に設けられている。本実施形態においては、支持機構40の基材41は、保持面31を囲むように鏡筒5の下面に配置されている。支持部材43は、複数の凹部74Mに対応するように複数(4つ)設けられている。支持部材43はピン状の部材であって、例えばエアシリンダ等のアクチュエータにより、その先端をY軸方向に移動可能に設けられている。
また、基材41の内側面42は、液浸部材70の斜面(テーパ面)76に応じた斜面(テーパ面)44を含む。基材41の斜面44と液浸部材70の斜面76とが接触することにより、基材41と液浸部材70との位置関係が調整され、さらに保持装置30の保持面31と液浸部材70との位置関係が所望状態に調整(位置決め)される。それゆえ、液浸部材70の斜面76と基材41の斜面44はアライメント装置として機能する。
そして、支持機構40は、液浸部材70の凹部74Mに支持部材43を挿入することにより、液浸部材70を支持することができる。また、制御装置3は、液浸部材70が保持装置30に保持されていないときに、支持機構40を用いて、液浸部材70を支持可能である。支持機構40は、保持装置30の故障などによって保持装置30から液浸部材70が外れたときに支持部材43で液浸部材70を支持して、液浸部材70の落下を防止する。すなわち、支持機構40は液浸部材70の落下を防止するための安全機構として機能する。このように、支持機構40は保持装置30と独立して液浸部材を支持する。また、支持機構40は、液浸部材70の凹部74Mから支持部材43を抜くことにより、液浸部材70に対する支持を解除することができる。
なお、図2において、基板Pを保持する基板ホルダ2Hは、基板ホルダ2Hの基材の上面に設けられ、シール部材として機能する周壁2Aと、周壁2Aの内側に配置され、基板Pの裏面を支持する支持部材2Bと、周壁2Aの内側における基材の上面に設けられた吸引口2Cとを備えている。制御装置3は、吸引口2Cに接続された真空系を含む吸引装置を駆動し、基板Pの裏面と周壁2Aと基材とで囲まれた空間の気体を吸引して、その空間を負圧にすることによって、基板Pの裏面を支持部材2Bで吸着保持する。また、吸引口2Cに接続された吸引装置による吸引動作を解除することにより、基板ホルダ2Hから基板Pを外すことができる。このように、本実施形態においては、吸引口2Cを用いた吸引動作及び吸引動作の解除を行うことにより、基板Pを基板ホルダ2Hに対して着脱することができる。本実施形態における基板ホルダ2Hは所謂ピンチャック機構を含む。すなわち、支持部材2Bは多数のピン状部材を含む。
次に、搬送装置50について、図1及び図2を参照しながら説明する。搬送装置50は、液浸部材70を、第1位置PS1と、第1位置PS1とは異なる第2位置PS2との間で搬送可能である。本実施形態においては、第1位置PS1には保持装置30が設けられ、第2位置PS2には液浸部材70を収容可能な収容ステーション20が設けられており、搬送装置50は、液浸部材70を、保持装置30と収容ステーション20との間で搬送可能である。
搬送装置50は、第1サブ搬送系51と、第2サブ搬送系52とを備えている。第1サブ搬送系51は、第1位置PS1において保持装置30との間で液浸部材70の受け渡しを行う移動機構53を含む。
移動機構53は、基板ステージ2に設けられている。図2に示すように、移動機構53は、基板ステージ2の基板ホルダ2Hの基材の上面に形成された開口54に配置されるピン状部材55と、ピン状部材55をZ軸方向に移動(昇降)させる駆動装置56とを備えている。ピン状部材55は複数(例えば3本)設けられており、駆動装置56は、複数のピン状部材55のそれぞれを昇降することができる。
図5は、第1位置PS1でピン状部材55が液浸部材70を支持している状態を示す図である。図5に示すように、移動機構53のピン状部材55は、保持部材30の保持が解除された液浸部材70のランド面77を支持可能である。ピン状部材55の上面には吸引口が設けられており、ピン状部材55は、液浸部材70のランド面77を吸着保持することができる。移動機構53のピン状部材55で液浸部材70を支持する場合には、基板Pは基板ホルダ2Hに載置されていない。
第1サブ搬送系51の移動機構53は、液浸部材70を支持してZ軸方向に移動可能であり、保持装置30の保持面31(すなわち、終端光学素子FSの下面T1)と液浸部材70の上面75Aとの間隔を調整可能である。図5に示すように、制御装置3は、支持機構40の支持部材43を液浸部材70の凹部74Mから抜くとともに、保持装置30の吸着機構32による液浸部材70に対する吸着保持を解除し、第1位置PS1において移動機構53のピン状部材55で液浸部材70のランド面77を支持する。移動機構53のピン状部材55で液浸部材70のランド面77を支持した状態で、駆動装置56によりピン状部材55を−Z軸方向に移動することにより、第1位置PS1から液浸部材70を−Z軸方向に移動することができ、保持装置30から液浸部材70を遠ざけることができる。
また、制御装置3は、移動機構53を制御してピン状部材55を+Z軸方向に移動することにより、ピン状部材55で支持した液浸部材70を、保持装置30に近づくように+Z軸方向に第1位置PS1まで上昇させることができる。また、制御装置3は、第1位置PS1で支持されている液浸部材70の凹部74Mに支持機構40の支持部材43を挿入するとともに、保持装置30の吸着機構32により液浸部材70を保持することによって、液浸部材70を移動機構53から保持装置30へ渡すことができる。このように、移動機構53を含む第1サブ搬送系51は、第1位置PS1において保持装置30と液浸部材70の受け渡しを行うことができる。
また、ピン状部材55を含む移動機構53は、X軸及びY軸方向に移動可能な基板ステージ2に設けられており、制御装置3は、ピン状部材55で液浸部材70を支持した状態で、あるいは基板ステージ2に液浸部材70を載置した状態で、基板ステージ2を少なくともY軸方向に移動することにより、液浸部材70を、投影光学系PLの直下から移動するとともに、その直下まで移動することができる。すなわち、第1及び第2位置PS1、PS2の間での液浸部材70の移動にあたって、液浸部材70を搭載した基板ステージ2をXY平面内で駆動しても、Z軸方向に関して液浸部材70の上面75Aは終端光学素子FSの下面T1よりも下がっているので、液浸部材70が終端光学素子FSと接触することがない。これにより、露光装置のメンテナンス時などにおいて、例えば洗浄または交換のための液浸部材70の搬出入が可能となる。すなわち、投影光学系PLを介して基板Pの露光を行う露光本体部からの液浸部材70の搬出、及び洗浄または交換された液浸部材の露光本体部への搬入が可能となる。なお、本実施形態では保持装置30とピン状部材55との間で液浸部材70の受け渡しが行われる位置を第1位置PS1としたが、その受け渡し時にXY平面内で基板ステージ2が配置される位置も、正確にはZ軸方向に関して第1位置PS1とは異なるものの、以下では第1位置PS1と呼ぶものとする。
なお、本実施形態では液浸部材70の着脱(搬出入)時、移動機構53によって終端光学素子FSと液浸部材70とをZ軸方向に相対移動するものとしたが、これに限らず、例えば液浸部材70を搭載した基板ステージ2及び/又は投影光学系PLをZ軸方向に移動してもよい。また、保持装置30から取り外された液浸部材あるいは保持装置30に取り付ける液浸部材を支持する、すなわち保持装置30との間で液浸部材70の受け渡しが行われる部材はピン状部材55に限られるものでなく、例えば基板ホルダ2Hの支持部材2B、あるいはXY平面内で移動可能な可動部材(例えば、搬送アーム)などでもよい。
また、本実施形態において、移動機構53は、基板Pの搬送にも使用される。すなわち、移動機構53は、基板ホルダ2Hに対する基板Pのロード及びアンロード時において、駆動装置56によりピン状部材55を昇降することで、基板Pの裏面を支持してZ軸方向に移動可能である。
第2サブ搬送系52は、第1搬送機構61と第2搬送機構62とを含む。第2サブ搬送系52は、第1位置PS1と第2位置PS2との間に設けられている。なお、第2サブ搬送系52は、第1位置PS1と第2位置PS2とを結ぶ直線上に設けられている必要はなく、第1位置PS1と第2位置PS2との間で液浸部材70を搬送可能に配置されていればよい。本実施形態においては、第1搬送機構61は、鏡筒5の+Y側において第1コラムCL1の鏡筒定盤7に設けられている。第2搬送機構62は、基板ステージ定盤8の+Y側において床面FL上に配置されている。
第1搬送機構61及び第2搬送機構62を含む第2サブ搬送系52は、第1位置PS1及び第2位置PS2とは異なる第3位置PS3で、第1サブ搬送系51との間で液浸部材70の受け渡しを行うことができる。また、第2サブ搬送系52は、第3位置PS3と第2位置PS2との間で液浸部材70の搬送を行うことができる。第1搬送機構61は、液浸部材70のフランジ74を保持可能な第1アーム63を有し、第2搬送機構62は、液浸部材70のランド面(下面)77を保持可能な第2アーム64を有している。第1搬送機構61の第1アーム63及び第2搬送機構62の第2アーム64のそれぞれは、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。第1搬送機構61と第2搬送機構62とは液浸部材70の受け渡しを行うことができる。第1アーム63及び第2アーム64の駆動動作については後述する。
また、第2サブ搬送系52の第1搬送機構61は、第3位置PS3近傍に配置されており、第1サブ搬送系51の移動機構53は、基板ステージ2を移動することによって、第1位置PS1と第3位置PS3近傍との間で移動可能である。そして、搬送装置50は、第3位置PS3で、移動機構53を含む第1サブ搬送系51と、第1搬送機構61を含む第2サブ搬送系52との間で液浸部材70の受け渡しを行うことができる。このように、本実施形態においては、搬送装置50は、保持装置30が設けられた第1位置PS1及び収容ステーション20が設けられた第2位置PS2とは異なる第3位置PS3で、液浸部材70の受け渡しを行う第1サブ搬送系51と第2サブ搬送系52とを有している。
また、チャンバ装置19の収容ステーション20近傍には開口21が形成されており、その開口21には扉22が配置されている。第2搬送機構62の第2アーム64は、収容ステーション20にアクセス可能となっている。制御装置3は、第2アーム64を収容ステーション20にアクセスするとき、扉22を開けて開口21を解放する。例えば、第2アーム64は、収容ステーション20に収容されている液浸部材70を収容ステーション20から取り出すことができるし、保持した液浸部材70を収容ステーション20に収容することもできる。こうして搬送装置50の第2搬送機構62は、液浸部材70を第2位置PS2と第3位置PS3との間で受け渡しする。
なお、本実施形態の搬送装置50は、基板Pも搬送可能である。制御装置3は、不図示の基板収容ステーション、あるいはコータ装置等の周辺装置からチャンバ装置19内に搬送された露光処理されるべき基板Pを、第2サブ搬送系52の第2搬送機構62で受け取ることができる。第2搬送機構62は、保持した基板Pを第1搬送機構61に渡すことができる。そして、第1搬送機構61は、保持している基板Pを、例えば第3位置PS3において基板ステージ2に設けられている第1サブ搬送系51のピン状部材53を含む移動機構53に渡すことができる。第1サブ搬送系51の移動機構53が第2サブ搬送系52の第1搬送機構61から基板Pを受け取るときには、ピン状部材55は上昇しており、第2サブ搬送系52の第1搬送機構61は、その上昇しているピン状部材55に基板Pを渡す。そして、制御装置3は、移動機構53の駆動装置56を制御して、ピン状部材55を下降することにより、基板ホルダ2H上に基板Pを載置することができる。また、露光後の基板Pを基板ステージ2からアンロードする場合には、制御装置3は、基板ステージ2を第3位置PS3に移動し、移動機構53の駆動装置56を制御してピン状部材55を上昇させ、基板Pを基板ホルダ2Hから離す。基板ホルダ2Hから離された基板Pは、第3位置PS3において、第2サブ搬送系52の第1搬送機構61に渡される。第1搬送機構61は、その基板Pを第2搬送機構62に渡し、第2搬送機構62は、その基板Pを不図示の基板収容ステーション、あるいはデベロッパ装置等の周辺装置に渡す。なお、本実施形態では液浸部材70と基板Pとで搬送装置50を兼用するものとしたが、液浸部材70と基板Pとでそれぞれ専用の搬送装置を設けてもよい。また、搬送装置50は上記構成に限られるものでない。例えば、第1位置PS1と第3位置PS3(又は第2位置PS2)との間を移動可能な可動部材(例えば、搬送アーム)を設け、この可動部材によって液浸部材70の搬送を行ってもよい。この場合、保持装置30と可動部材との間で液浸部材70の受け渡しを行ってもよい。
また、図2に示すように、露光装置EXは、液浸部材70の状態を検出する検出装置90を備えている。検出装置90は、液浸部材70の回収口72に接続する流路の圧力を検出する圧力センサ91を含む。本実施形態においては、圧力センサ91は、第3流路85の第3管部材85Bに設けられている。
制御装置3は、圧力センサ91を用いて、回収口72に接続する回収流路82の圧力の値を検出することができるとともに、圧力センサ91の検出結果に基づいて、回収流路82の圧力と外部空間の圧力との差を求めることができる。したがって、制御装置3は、圧力センサ91の検出結果に基づいて、液浸部材70の回収口72が所望状態で液体LQを回収しているかどうかを判断することができる。
また、検出装置90は、液浸部材70の表面(主に下面)の状態を観察可能な撮像装置92を含む。図1に示すように、本実施形態においては、撮像装置92は、基板ステージ2の、基板ホルダ2Hとは異なる位置に設けられている。
図6は、撮像装置92を示す模式図である。基板ステージ2の上面2Fの一部には開口部2Kが形成されており、その開口2Kには石英や蛍石等の透明部材93が配置されている。なお、透明部材93の材料は、後述する撮像素子に導かれる光の波長により適宜選択可能である。透明部材93の上面(撮像装置92の検出面)は平坦面であり、基板ステージ2の上面2Fとほぼ面一となっている。
基板ステージ2には、開口2Kに接続する内部空間2Lが形成されており、撮像装置92は内部空間2Lに配置されている。撮像装置92は、透明部材93の下側に配置された光学系94と、CCD等の撮像素子95とを備えている。撮像素子95は、液浸部材70の下面(ランド面77、多孔部材88の下面89を含む)の光学像(画像)を透明部材93及び光学系94を介して取得可能である。また、撮像素子95は、液体LQ、終端光学素子FSの下面などの光学像(画像)も取得可能である。撮像素子95は取得した画像を電気信号に変換し、その信号(画像情報)を制御装置3に出力する。また、撮像装置92は、光学系94の焦点位置を調整可能な調整機構96を有している。なお、撮像装置92はその全てが基板ステージ2に設けられていなくてもよいし、基板ステージ2とは独立に可能な計測ステージ(不図示)に設けてもよい。
次に、上述の構成を有する露光装置EXのメンテナンス方法及び露光装置EXを用いて基板Pを露光する方法の一例について、図23を参照しつつ説明する。マスクMのパターンの像で基板Pを露光する場合、制御装置3は、露光光ELの光路を含む光路空間Kを液体LQで満たすために、液体供給装置86及び液体回収装置87のそれぞれを駆動する。液体供給装置86から送出された液体LQは、第2流路84を流れた後、液浸部材70の供給流路81を介して、供給口71より内部空間K2に供給される。供給口71から内部空間K2に供給された液体LQは、内部空間K2を満たした後、開口78Kを介してランド面77と基板P(基板ステージ2)との間の空間に流入し、光路空間Kを満たす。このように、液浸システムLSは、供給口71から終端光学素子FSと底板78との間の内部空間K2に液体LQを供給することによって、終端光学素子FS(投影光学系PL)と基板Pとの間の露光光ELの光路を含む光路空間Kを液体LQで満たす。このとき、液体回収装置87は、単位時間当たり所定量の液体LQを回収している。真空系を含む液体回収装置87は、回収流路82を負圧にすることにより、回収口72(多孔部材88)と基板Pとの間に存在する液体LQを、回収口72を介して回収することができる。光路空間Kに満たされている液体LQは、液浸部材70の回収口72を介して回収流路82に流入し、第3流路85を流れた後、液体回収装置87に回収される。制御装置3は、液浸システムLSを制御して、液体供給装置86による液体供給動作と液体回収装置87による液体回収動作とを並行して行うことで、光路空間Kを液体LQで満たし、基板P上の一部に液体LQの液浸領域LRを局所的に形成する。そして、制御装置3は、光路空間Kを液体LQで満たした状態で、光路空間Kに対して基板PをY軸方向に移動しつつ液体LQを介して基板P上に露光光ELを照射して液浸露光を実行する(S10)。
制御装置3は、少なくとも液浸領域LRの形成動作中(基板の露光中を含む)においては、保持装置30で液浸部材70を支持している。また、制御装置3は、液浸部材70の凹部74Mに支持部材43を挿入する。これにより、例えば液浸領域LRの形成動作中に、何らかの原因で保持装置30による液浸部材70の保持が解除されたり、保持力が弱まったりした場合でも、液浸部材70が落下することを防止することができる。したがって、液浸部材70の落下に起因して、基板ステージ2、基板ステージ定盤8、及び液浸部材70等が損傷するなどといった不具合の発生を防止することができる。
ところで、液浸部材70は劣化及び/又は汚染が生じる可能性がある。例えば、液浸領域LRの液体LQは基板Pの表面と液浸部材70との両方に接触するが、基板Pの感光材、あるいは感光材上に塗布されるトップコート等の材料が液体LQ中に異物として混入し、その異物が液浸部材70に付着し、液浸部材70を汚染する可能性がある。あるいは、空中を浮遊する異物が液浸部材70に付着し、液浸部材70を汚染する可能性もある。液浸部材70のランド面77が汚染すると、液浸部材70と基板Pとの間で液体LQを良好に保持できなくなり、例えば液浸部材70に対して基板Pを移動するときに、液体LQの流出を招く可能性がある。また、液浸部材70の回収口72に配置された多孔部材88が汚染されると、液体LQを良好に回収できなくなり、液浸部材70と基板Pとの間で液体LQを良好に保持できなくなる可能性がある。また、液浸部材70に付着していた異物が、基板Pの露光中に液体LQ中に混入し、露光光ELの光路上で浮遊したり、基板P上に付着したりする可能性がある。また、何らかの原因で、液浸部材70が損傷する可能性もある。そのような不具合が生じている液浸部材70(異常状態の液浸部材70)を使用し続けた場合、所望状態の液浸領域LRを形成できず、その結果、露光精度及び/又は計測精度などが劣化する可能性がある。
そこで、本実施形態においては、露光装置EXは、交換システムCSを用いて、液浸部材70を自動的に交換する。
次に、液浸部材70を交換する動作について、図7〜図16の模式図を参照して説明する。ここで、液浸部材70の交換動作は、基板Pを露光していないときに実行される。また、液浸部材70の交換動作を実行する際には、基板ホルダ2Hには、基板Pは載置されていない。
制御装置3は、液浸部材70の状態を検出装置90を用いて検出する。本実施形態においては、図7に示すように、制御装置3は、基板ステージ2の位置を調整して、液浸部材70の下面と基板ステージ2に設けられている透明部材93とを対向させ、撮像装置92を用いて、液浸部材70の表面の状態、具体的には液浸部材70のランド面77、多孔部材88の状態を観察する(S12)。本実施形態においては、制御装置3は、液浸領域LRの液体LQを全て回収した後(液浸部材70、基板ステージ2などの内部の液体LQも全て除去した後)に、撮像装置92を用いた液浸部材70の表面の状態の観察を行う。なお、撮像装置92を用いた観察動作中において、液浸部材70と基板ステージ2の上面2F(透明部材93)との間に液体LQが満たされていてもよい。この場合、撮像装置92は、液体LQを介して、液浸部材70の状態を観察し、撮像装置92を用いた観察動作の終了後に、液浸部材70の交換を行う場合には、液浸領域LRの液体LQを全て回収する動作が実行される。
また、本実施形態においては、制御装置3は、検出装置90の撮像装置92を用いた液浸部材70の状態の検出動作を、所定枚数の基板の露光処理が行われるたびに実行する。なお、制御装置3は、検出装置90の撮像装置92を用いた液浸部材70の状態の検出動作を、所定時間間隔で実行してもよい。
撮像装置92で撮像された画像情報は制御装置3に出力される。制御装置3は、撮像装置92の検出結果に基づいて、液浸部材70の交換の要否を判断する(S14)。そして、制御装置3は、撮像装置92の検出結果に応じて、液浸部材70の交換動作を実行する。例えば、制御装置3は、撮像装置92で撮像された画像情報を画像処理し、その処理結果に基づいて、液浸部材70の交換の要否を判断する。
制御装置3には、液浸部材70の汚染状態についての許容範囲に関する情報が予め記憶されており、制御装置3は、その記憶情報と画像処理結果とに基づいて、液浸部材70の交換の要否を判断する。例えば、記憶情報と画像処理結果とに基づいて、液浸部材70の汚染状態が許容範囲内であると判断した場合、制御装置3は、液浸部材70の交換を行わず、その液浸部材70を用いた液浸露光動作を継続する(S16)。ここで、液浸部材70の汚染状態が許容範囲内であるとは、その液浸部材70を用いて所望の露光精度及び計測精度を維持できる状態をいう。汚染状態についての許容範囲は、例えば実験あるいはシミュレーションにより予め求め、制御装置3に記憶しておくことができる。
一方、記憶情報と画像処理結果とに基づいて、液浸部材70の汚染状態が許容範囲外であると判断した場合、制御装置3は、液浸部材70の交換動作を開始する(S18)。制御装置3は、基板ステージ2上の液体LQを全て回収した後、液浸部材70の交換動作を開始する。
図8に示すように、制御装置3は、液浸部材70の下面と基板ステージ2の移動機構53とが対向するように基板ステージ2の位置を調整するとともに、移動機構53のピン状部材55を上昇させ、そのピン状部材55の上面と液浸部材70のランド面77とを接触させる。次に、制御装置3は、支持機構40の支持部材43を、液浸部材70の凹部74Kから抜き、その後に保持装置30による液浸部材70の保持を解除する。すなわち、制御装置3は、図5に示した状態にする。これにより、液浸部材70は、第1位置PS1において、保持装置30から第1サブ搬送系51の移動機構53に渡される。
次に、制御装置3は、移動機構53のピン状部材55で液浸部材70を支持した状態で、ピン状部材55を下降する。これにより、図9に示すように、液浸部材70の上面75Aと保持装置30の保持面31とが離れる。また、制御装置3は、液浸部材70の上面75Aが終端光学素子FSの下面T1よりも下側(−Z側)に配置されるまで、ピン状部材55を下降する。なお、ピン状部材55を下降するのみでは、液浸部材70の上面75Aを終端光学素子FSの下面T1よりも下側に配置できない場合には、制御装置3は、基板ステージ定盤8を支持する防振装置10を制御して、基板ステージ定盤8を基板ステージ2とともに下降することができる。防振装置10は、アクチュエータとダンパ機構とを備えたアクティブ防振装置であり、その防振装置10のアクチュエータは、基板ステージ定盤8を少なくともZ軸方向に移動可能である。そのため、制御装置3は、防振装置10のアクチュエータを駆動して、基板ステージ定盤8を−Z方向に移動することにより、基板ステージ2を−Z方向に移動(下げる)ことができる。したがって、制御装置3は、防振装置10のアクチュエータを駆動することで、基板ステージ2に設けられている移動機構53のピン状部材55に支持されている液浸部材70も−Z方向に移動することができ、液浸部材70の上面75Aを終端光学素子FSの下面T1よりも下側に配置することができる。もちろん、可能であれば、液浸部材70の上面75Aが終端光学素子FSの下面T1よりも下側(−Z側)に配置されるように、鏡筒定盤7を+Z方向に移動してもよいし、鏡筒定盤7と基板ステージ定盤8の両方を動かしてもよい。また、搬送装置50の少なくとも一部として、XY平面内で可動かつ液浸部材70を保持可能な可動部材(例えば、搬送アーム)を設け、基板ステージ2を投影光学系PLの直下から退避させた状態で、液浸部材70を保持した可動部材をZ軸方向に移動してもよい。これにより、液浸部材70のZ軸方向の移動量を、保持装置30の保持面31と終端光学素子FSの下面T1との間隔よりも大きくでき、液浸部材70の上面75Aを終端光学素子FSの下面T1よりも下側(−Z側)に配置することが可能となる。
次に、制御装置3は、基板ステージ2を少なくともY軸方向に移動して、第2サブ搬送系52の第1搬送機構61が配置されている第3位置PS3近傍まで移動する。基板ステージ2が第3位置PS3近傍まで移動することにより、基板ステージ2の移動機構53に支持されている液浸部材70も、基板ステージ2と一緒に第3位置PS3に移動する。上述のように、液浸部材70の上面75Aは終端光学素子FSの下面T1よりも下側に配置されているので、基板ステージ2を第3位置PS3近傍に移動するために、基板ステージ2をXY平面内で移動した場合でも、基板ステージ2上の液浸部材70と終端光学素子FSとは接触しない。
そして、図10に示すように、制御装置3は、第1搬送機構61の第1アーム63と移動機構53のピン状部材55との少なくとも一方をZ軸方向に移動し、第3位置PS3近傍に配置されている基板ステージ2上の液浸部材70と第1アーム63とを接近させる。次に、制御装置3は、第1アーム63の支持面が液浸部材70のフランジ74の下に位置するように、第1搬送機構61の第1アーム63と移動機構53(基板ステージ2)とを少なくともX軸方向に相対的に移動する。次に、制御装置3は、第1アーム63とピン状部材55とが離れるようにZ軸方向に相対的に移動して、第1搬送機構61の第1アーム63で、液浸部材70のフランジ74を保持する。こうして、液浸部材70は、第3位置PS3で、第1サブ搬送系51の移動機構53(ピン状部材55)から、第2サブ搬送系52の第1搬送機構61(第1搬送アーム63)に渡される。
次に、図11に示すように、制御装置3は、第1搬送機構61の第1アーム63で上側から保持されている液浸部材70を、第2搬送機構62の第2アーム64に渡す。第2搬送機構62の第2アーム64は、液浸部材70を下側から受け取る。すなわち、制御装置3は、第1搬送機構61の−Z側に第2搬送機構62の第2アーム64をのばした後、第1アーム63と第2アーム64とが近づくようにZ軸方向に相対的に移動し、第1搬送機構61の第1アーム63から第2搬送機構の第2アーム64へ液浸部材70を受け渡す。なお、第2搬送アーム64は液浸部材70のランド面77とのみ接触するように液浸部材70を保持する。
次に、図12に示すように、制御装置3は、第2搬送機構62を用いて、液浸部材70を、第2位置PS2の収容ステーション20に収容する。すなわち制御装置3は、第2アーム64を少なくともY軸方向に移動して、収容ステーション20(第2位置PS2)に液浸部材70を搬入する。なお、制御装置3は、第2搬送機構62を用いて液浸部材70を収容ステーション20に収容するとき、扉22を開けて開口21を解放する。
次に、制御装置3は、新たな清浄な液浸部材70を取り付ける動作を実行する。なお、新たな液浸部材70を取り付ける動作は、液浸部材70を取り外す動作とほぼ逆の順序で各搬送機構を動作させればよいので、説明は簡略化する。制御装置3は、第2サブ搬送系52の第2搬送機構62を用いて、収容ステーション20に収容されている新たな清浄な液浸部材70を、その収容ステーション20から搬出する。図13に示すように、制御装置3は、その新たな液浸部材70を、第2搬送機構62(第2搬送アーム64)から第1搬送機構61(第1搬送アーム63)に渡す。
次に、図14に示すように、制御装置3は、第3位置PS3近傍に基板ステージ2を移動するとともに、その第3位置PS3において、第1搬送機構61(第1搬送アーム61)から基板ステージ2上の移動機構53(ピン状部材55)に新たな液浸部材70を渡す。こうして、液浸部材70は、第3位置PS3で、第2サブ搬送系52の第1搬送機構61から、第1サブ搬送系51の移動機構53に渡される。なお、図14では、基板ステージ2上でピン状部材55が下降している状態を示している。
次に、図15に示すように、制御装置3は、基板ステージ2を少なくともY軸方向に移動して、基板ステージ2上の液浸部材70を、保持装置30(投影光学系PL)の下方に配置する。なお、基板ステージ2を移動して、液浸部材70を保持装置30の下方に配置する際、基板ステージ2上の液浸部材70と終端光学素子FSとが接触しないように、制御装置3は、鏡筒定盤7と基板ステージ定盤8(すなわち、投影光学系PLと基板ステージ2)をZ軸方向に相対的に移動しておくことができる。
制御装置3は、基板ステージ2上の液浸部材70を保持装置30の下方に配置した後、保持装置30と、移動機構53に支持された液浸部材70とが近づくように、鏡筒定盤7と基板ステージ定盤8とをZ軸方向に相対的に移動するとともに、第1サブ搬送系51の移動機構53を制御して、ピン状部材55に支持された液浸部材70を第1位置PS1まで上昇させる。これにより、図16に示すように、ピン状部材55に支持された液浸部材70は、保持装置30に接近し、液浸部材70の上面75と保持装置30の保持面31とが接触する。
図17は、ピン状部材55に支持された液浸部材70を保持装置30の保持面31に接近させている状態を示す図である。制御装置3は、ピン状部材55を上昇させることにより、基材41に形成された斜面44でガイドしつつ、そのピン状部材55に支持されている液浸部材70を保持装置30に接近させることができる。新たな液浸部材70にも斜面76が形成されており、制御装置3は、基材41の斜面44と、液浸部材70の斜面76とを接触させつつ、その液浸部材70の上面75Aを保持装置30の保持面31に接近させることができる。したがって、基材41の斜面44で液浸部材70の+Z方向への移動をガイドすることができ、保持装置30と、その保持装置30に保持される液浸部材70との位置関係を調整することができる。
そして、制御装置3は、第1位置PS1において、保持装置30の保持面31と液浸部材70の上面75Aとを接触させた状態で、保持装置30の吸引機構32を用いて、液浸部材70を吸着する。これにより、液浸部材70は、第1位置PS1において、第1サブ搬送系51の移動機構53により、保持装置30に渡され、保持装置30に保持される。ここで、第1流路34の圧力を検出する圧力センサを設けておくことにより、制御装置3は、その圧力センサの検出結果に基づいて、保持装置30の吸着機構32が液浸部材70を良好に保持できたかどうかを判断することができる。
また、液浸部材70が保持装置30に保持されることにより、第1接続機構101によって、第2流路84と供給流路81とが接続されるとともに、第2接続機構102によって、第3流路85と回収流路82とが接続される。
また、制御装置3は、そのピン状部材55に支持されている液浸部材70を保持装置30に接近させることができ、支持機構40の支持部材43を液浸部材70の凹部74Mに挿入する。保持装置30と液浸部材70との位置関係は、斜面76、44によって調整されているので、支持機構40は、支持部材43を液浸部材70の凹部74Mに円滑に挿入することができる。これにより、制御装置3は、液浸部材70が保持装置30に保持されていないときにおいて、支持機構40で液浸部材70を支持することができる。
保持装置30で液浸部材70を保持した後、制御装置3は、液浸部材70とピン状部材55とが離れるように、移動機構53のピン状部材55を−Z方向に移動し、ピン状部材55を基板ステージ2内に格納する。なお、ピン状部材55を−Z方向に移動する前に、支持機構40の支持部材43が液浸部材70の凹部74Mに挿入されているので、万が一、保持装置30から液浸部材70が外れたとしても、支持機構40の支持部材43で液浸部材70を支持して、液浸部材70の落下を防止することができる。
次に、制御装置3は、液浸部材70と基板ステージ2の上面2Fとを対向させた状態で、液体供給装置86の液体供給動作と液体回収装置87の液体回収動作とを、所定時間、並行して行う。すなわち、制御装置3は、基板ステージ2の上面2F上に液浸領域LQを形成しつつ、所定時間、第2流路84、供給流路81、回収流路82、及び第3流路85に液体LQを流し続け、液体LQと接触する各流路を、液体LQで洗浄(フラッシング)する。また、液体LQを流し続けることにより、液浸部材70のランド面77、上面79等の液体LQと接触する液体接触面、あるいは終端光学素子FSの液体LQと接触する液体接触面を液体LQで洗浄(フラッシング)することができる(S20)。また、液浸部材70の液体接触面(ランド面77、多孔部材88の下面89など)の親液性(親水性)を高めることができる。なお、このフラッシング動作のときに、基板Pの代わりに、基板ホルダ2Hにダミー基板を載置し、液浸部材70とダミー基板とを対向させた状態でフラッシングを行うこともできる。
そして、フラッシングの終了後、制御装置3は、次に露光される基板Pを基板ステージ2上にロードして、その新たな液浸部材70を用いて基板Pの液浸露光を再開する(S16)。
以上説明したように、液浸部材70を交換する交換システムCSを設けたので、その交換システムCSを用いて液浸部材70の交換を円滑に行うことができる。したがって、露光装置EXの稼動率の低下を抑制することができるとともに、異常状態の液浸部材70を使用し続けることに起因する露光精度及び計測精度の劣化を抑制することができる。
すなわち、不具合が生じている液浸部材70を交換あるいはメンテナンスするために、例えば作業者が液浸部材70にアクセスする場合、露光装置の動作を停止する必要が生じる可能性がある。また、液浸部材70の交換作業等を円滑に行うために、液浸部材70の周辺に取り付けられている部材、機器などの取り外し作業、分解作業を行う必要が生じる可能性もある。また、露光装置の動作の停止、あるいは作業者の液浸部材70へのアクセスにより、空調エリア(チャンバ装置19内)の環境が変動する可能性もある。また、液浸部材70の交換作業終了後、露光装置EXの動作を再開させるために、取り外したり分解したりした周辺の部材、機器などを元の状態に戻すための復帰作業や、空調エリアの環境を元の状態に戻すための待ち時間を設定する必要が生じる可能性がある。また、露光装置EXの動作を停止したことにより、露光装置EXを構成する各種機器のキャリブレーション作業を実行する必要が生じる可能性もある。その場合、露光装置EXの稼動率が著しく低下する可能性がある。
本実施形態においては、交換システムCSを設けたので、上述のような取り外し作業、分解作業、及び復帰作業や、キャリブレーション作業、あるいは待ち時間の設定を省くことができ、露光装置EXの稼動率の低下を招くことなく、液浸部材70を円滑に交換することができる。なお、本実施形態では液浸部材70を介して投影光学系PLに振動が伝達する可能性があるので、例えば防振装置などによってその振動の伝達を抑制してもよい。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について、図18を参照して説明する。以下の説明において、上述の第1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。
図18は、第2実施形態に係る露光装置EXの要部を示す断面図である。本実施形態の特徴的な部分は、液浸部材70を保持するための保持装置30の保持面31が、鏡筒5とは別の支持部材110に設けられている点にある。支持部材110は、終端光学素子FSを囲むように配置された環状部材であって、その下面に、液浸部材70を保持するための保持面31が設けられている。支持部材110の保持面31には、上述の第1実施形態と同様、吸着機構32の吸引口33が形成されている。
支持部材110は、支持機構113を介して、第1コラムCL1の鏡筒定盤7に接続されている。支持機構113は、鏡筒定盤7に接続された防振装置111と、防振装置111と支持部材110とを接続する接続部材112とを含む。そして、第1流路34の第1内部流路34Aは、支持部材110及び接続部材112の内部に形成されている。また、第2流路84の第2内部流路84A、及び第3流路85の第3内部流路85Aも、支持部材110及び接続部材112の内部に形成されている。
このように、液浸部材70を保持するための保持面31を有する部材は任意に設定することができ、本実施形態のように、液浸部材70を保持するための保持面31を有する部材が、鏡筒定盤7を含む第1コラムCL1に接続されていてもよい。また、第1コラムCL1の鏡筒定盤7と支持部材110及び接続部材112とは防振装置111を介して接続されているので、支持部材110及び接続部材112で発生した振動が、鏡筒定盤7に支持された投影光学系PLに伝達することを抑制することができる。
また、保持面31は、XY平面と平行に限らず、XY平面と交差するように(例えば垂直に)配置されていてもよい。また、本実施形態では支持部材110が環状であるものとしたが、これに限らず、例えば複数の支柱などでもよい。なお、上述の第1、第2実施形態では、液浸部材70を設ける部材(鏡筒5あるいは支持部材110)が保持面31を有するものとしたが、液浸部材70の保持機構の構成などによってはその部材に保持面31を設けなくてもよい。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について、図19を参照して説明する。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、その説明を簡略もしくは省略する。上述の実施形態においては、第1サブ搬送系51の移動機構53のピン状部材55は、基板ホルダ2Hの開口54内に設けられ、基板Pも搬送可能(昇降可能)であったが、本実施形態においては図19の模式図に示すように、ピン状部材55が、基板ホルダ2Hとは異なる位置に設けられていてもよい。図19に示す例では、ピン状部材55は、基板ステージ2の上面2Fに配置されている。本実施形態においては、基板Pを昇降するピン状部材と、液浸部材70を昇降するピン状部材とは別の部材である。それゆえ、液浸部材70を昇降するピン状部材と基板Pを昇降するピン状部材の寸法や配置などを、搬送する対象に応じて適宜最適化させることができる。
<第4実施形態>
次に、第4実施形態について、図20を参照して説明する。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、その説明を簡略もしくは省略する。上述の実施形態においては、第1サブ搬送系51の移動機構53は、基板ステージ2に設けられているが、基板ステージ2に設けなくても良い。例えば、図20に示すように、基板ステージ2とは別の移動体2’に設けられていてもよい。本実施形態においては、移動体2’が、保持装置30が配置された第1位置PS1の近傍位置と、第1搬送機構61が配置された第3位置PS3の近傍位置との間で移動可能である。
また、本実施形態においては、基板Pを搬送する搬送装置50’と、液浸部材70を搬送する搬送装置50とは別の装置である。本実施形態においては、液浸部材70を搬送する搬送装置50は、移動体2’を含み、保持装置30が配置された第1位置PS1と、収容ステーション20が配置された第2位置PS2との間で、液浸部材70を搬送可能である。また、基板Pを搬送する搬送装置50’は、基板収容ステーション20’又はコータ・デベロッパ装置等の周辺装置との間で基板Pの受け渡しを行う第4位置PS4で、基板Pを基板ステージ2にロード可能である。本実施形態では、第4位置PS4で基板ステージ2から基板Pのアンロードを行うものとしたが、第4位置PS4と異なる位置でアンロードを行ってもよい。すなわち、基板Pのロード位置とアンロード位置とを異ならせてもよい。また、計測部材を有する計測ステージを備える露光装置では、移動体2’としてその計測ステージを用いてもよい。
<第5実施形態>
次に、第5実施形態について、図21及び図22を参照して説明する。上述の実施形態においては、保持装置30に接近する液浸部材70の移動を斜面44でガイドすることによって、液浸部材70と保持装置30との位置関係を調整しているが、本実施形態の特徴的な部分は、液浸部材70と保持装置30との位置関係を調整する装置(アライメント装置)として、搬送装置50の搬送経路上に設けられ、検出光Laを射出する投射装置131及び検出光Laを受光可能な受光装置132を有し、搬送装置50に保持された液浸部材70の位置情報を光学的に取得する光学装置130を設けた点にある。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、その説明を簡略もしくは省略する。
本実施形態においては、光学装置130は、第1搬送機構61の搬送経路上に配置されている。図21に示すように、光学装置130は、第1搬送機構61の第1アーム63に対して所定位置に配置された複数の投射装置131と、投射装置131に対して所定位置に配置された複数の受光装置132とを備えている。本実施形態においては、受光装置132のそれぞれは、第1搬送機構61の上板部材61Aの下面に設けられ、投射装置131のそれぞれは、受光装置132と対向するように配置されている。
投射装置131及び受光装置132のそれぞれは、液浸部材70に複数(4つ)形成された切欠74Kに対応するように設けられている。投射装置131のそれぞれは、液浸部材70のエッジに形成された切欠74K近傍に検出光Laを投射可能である。制御装置3は、液浸部材70を保持した第1アーム63を6自由度の方向に動かしつつ、投射装置131より検出光Laを射出する。制御装置3は、各投射装置131より射出され、各切欠74Kを介した検出光Laのそれぞれが、所定状態で各受光装置132に受光されるように、液浸部材70を保持した第1アーム63を動かす。このときの第1アーム63の位置情報は、例えばエンコーダ等の位置検出装置により検出される。制御装置3は、検出光Laのそれぞれが所定状態で各受光装置132に受光されたときの第1アーム63の位置情報、ひいてはそのときの液浸部材70の位置情報を記憶する。検出光Laのそれぞれが所定状態で各受光装置132に受光されるときの液浸部材70の位置と、保持装置30の位置との関係は既知であり、制御装置3は、位置検出装置の検出結果、及びレーザ干渉計15の計測結果等をモニタしつつ、第1搬送機構61及び基板ステージ2上の移動機構53を用いて、液浸部材70を保持装置30に搬送する。これにより、制御装置3は、保持装置30に対して所望の位置関係で液浸部材70を保持装置30に搬送することができる。このように、本実施形態においては、液浸部材70と他の部材との接触を少なくして、保持装置30に液浸部材70を所望の状態で取り付けることができる。
なお、光学装置130の配置は、液浸部材70の位置、及び/又は回転を検出できれば、任意に決めることができる。すなわち、光学装置130は上記構成に限られるものでない。
なお、上述の第1〜第5実施形態においては、制御装置3は、撮像装置92を用いて液浸部材70の状態を検出し、その検出結果に基づいて、液浸部材70の交換の要否を判断しているが、圧力センサ91の検出結果に基づいて、液浸部材70の交換の要否を判断してもよい。この場合、撮像装置92を省いてもよいし、撮像装置92と圧力センサ91とを併用して、液浸部材70の交換の要否を判断するようにしてもよい。
また、液体供給装置86、及び/又は液体回収装置87に、液体LQの状態をチェックするセンサ(例えば、パーティクルカウンターなど)を設置して、そのセンサで検出される液体LQの状態に基づいて液浸部材70の交換の要否を判断するようにしてもよい。なお、上述の第1〜第5実施形態では、検出装置90が圧力センサ91、撮像装置92、及びパーティクルカウンターの少なくとも1つを含むものとしたが、検出装置90のセンサの種類及び/又は数はこれに限られるものでない。
また、液浸部材70の下面(ランド面77など)の汚染など、液浸部材70が不良状態の場合には、液浸領域LRの形状が所望状態に維持できなくなる可能性がある。したがって、液浸領域LRの形状に基づいて液浸部材70の交換の要否を判断するようにしてもよい。この場合、例えば、作業者が目視によって又は撮像装置92の像を観測することによって交換または洗浄の要否を判断し得る。
また、液浸部材70の下面(ランド面77など)の汚染など、液浸部材70が不良状態の場合には、基板P上に液体LQの滴が残留し、その残留した滴に起因して、基板P上に形成されたパターンに欠陥が増加する可能性ある。したがって、基板Pの露光結果(欠陥)に基づいて液浸部材70の交換の要否を判断するようにしてもよい。
また、例えば、撮像装置92の撮像結果を出力装置18の表示装置で表示するようにしてもよい。作業者は、表示装置の表示内容を確認することができるので、表示装置の表示結果に基づいて、作業者が液浸部材70の交換に要否を判断するようにしてもよい。そして、表示装置の表示結果に応じて、液浸部材70の交換動作を実行する場合には、交換システムCSを作動させるための指令信号を入力装置17より入力することができる。制御装置3は、入力装置17の入力信号に基づいて、液浸部材70の交換動作を制御することができる。
また、上述の第1〜第5実施形態においては、所定処理基板枚数毎あるいは所定時間間隔毎に撮像装置92を用いて液浸部材70の状態を検出しているが、例えば、作業者が、任意のタイミングで、撮像装置92を用いた検出動作を実行させるための指令信号を入力装置17より入力するようにしてもよい。そして、制御装置3又は作業者は、その撮像装置92の検出結果(撮像結果)に基づいて、液浸部材70の交換の要否を判断することができる。
また、液浸部材70の交換の要否を判断するための撮像装置92などを省いて、所定のタイミングで作業者が液浸部材70の交換の指令を入力装置17から入力してもよい。または、制御装置3が所定のタイミングで液浸部材70の交換の指令を出力してもよい。すなわち、作業者または制御装置3が液浸部材70の交換の要否判断を行うことなく、液浸部材70の交換を行ってもよい。この場合、検出装置90などの検出結果を使用しないだけでもよいし、あるいは要否判断のための検出動作を行わなくてもよい。これは、後述の第6実施形態における液浸部材70の洗浄の要否判断においても全く同様である。
なお、上述の第1〜第5実施形態において、液浸部材70は、供給口71と回収口72との両方を備えているが、液体供給口及び液体回収口のいずれか一方を有する部材を交換システムCSで交換するようにしてもよい。また、本実施形態の交換システムCSを用いて、例えば特開2004−289126号公報(対応米国特許第6,952,253号及び第7,075,616号)に開示されているようなシール部材(液浸部材)を交換することもできる。また、液浸部材70の一部のみを交換システムCSを用いて交換するようにしてもよい。
なお、上述の第1〜第5実施形態においては、保持装置30による液浸部材70の保持が確実に実行可能であれば、支持機構40を省いてもよい。
また、上述の第1〜第5実施形態において、液浸部材70を搬送するための搬送装置50は、移動機構53、第1搬送機構61,第2搬送機構62を備えているが、これらをすべて必ず備えている必要はなく、保持装置30が配置される第1位置PS1と収容ステーション20が配置された第2位置PS2との間で液浸部材70を搬送可能であれば、その構成は任意である。例えば、基板ステージ2を、第2搬送機構62の近くまで移動することができる場合には、基板ステージ2に配置された移動機構53(ピン状部材55)と第2搬送機構62(第2搬送アーム64)との間で液浸部材70の受け渡しを行うことができるので、第1搬送機構61を省くことができる。また、第2搬送機構62の第2搬送アーム64と保持装置30との間で液浸部材70の受け渡しが可能な場合には、移動機構53、第1搬送機構61を省くことができる。
上述の第1〜第5実施形態において、交換システムCSの第2位置PS2は、チャンバ装置19の外側に設定されているが、第2位置PS2はこれに限られず、例えばチャンバ装置19内に設定してもよい。例えば、搬送システム50を、Z軸方向において、保持装置30から液浸部材70を遠ざける、あるいは保持装置30に液浸部材70を接近させる機構(例えば上述の移動機構53)のみで構成し、第1位置PS1の直下(−Z側)に第2位置PS2に設定してもよい。この場合、作業者などが、チャンバ装置19内にアクセスする必要が生じるが、液浸部材70の交換に要する時間を短縮することができるので、露光装置EXの稼働率の低下を抑制することができる。
上述の第1〜第5実施形態において、液浸部材70の交換作業は、交換システムCSを用いて行ったが、上記各実施形態のメンテナンス方法においては、交換システムCSは必ずしも用いる必要はなく、その交換作業の少なくとも一部を作業者が手作業で行ってもよい。
また、上述の第1〜第5実施形態では、液浸部材70との交換で別の液浸部材を露光本体部に装着するものとしたが、露光本体部から搬出した液浸部材70を、例えば露光本体部と隔離された空間(例えば、収容ステーション20あるいは露光装置の外部など)内で洗浄し、この洗浄した液浸部材70を露光本体部に搬入して再装着してもよい。すなわち、上述の各実施形態では液浸部材70の交換ではなく洗浄の要否を判断してもよいし、交換と洗浄の両方の要否を判断してもよい。以下、このメンテナンス動作について説明する。
<第6実施形態>
上述の第1〜第5実施形態において、交換システムCSを用いて液浸部材70を清浄な液浸部材70と交換するメンテナンス動作を説明してきたが、この実施形態では液浸部材70を交換する代わりに液浸部材70を洗浄して再利用するメンテナンス動作を説明する。以下の説明において、第1実施形態との相違点のみを図1及び図24を参照しながら説明し、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、その説明を省略する。第1実施形態と同様にして図1との関係で説明した露光装置EXを用いて基板P上の一部に液体LQの液浸領域LRを局所的に形成し、光路空間Kに対して基板PをY軸方向に移動しつつ基板P上に露光光ELを照射して液浸露光を実行する(S30)。液浸露光終了後、制御装置3は、液浸部材70の状態を観察する。液浸部材70の観察は、図7に示したような撮像装置92を用いてもよくあるいは作業者が目視で観察してもよい(S32)。前者の場合、制御装置3(または作業者)は、撮像装置92の検出結果に基づいて、液浸部材70の洗浄の要否を判断し、後者の場合は作業者の目視により液浸部材70の洗浄の要否を判断する(S34)。例えば、制御装置3は、撮像装置92で撮像された画像情報を画像処理し、その処理結果に基づいて、液浸部材70の洗浄の要否を判断する。
前述のように制御装置3には、液浸部材70の汚染状態についての許容範囲に関する情報が予め記憶されており、制御装置3は、その記憶情報と画像処理結果とに基づいて、液浸部材70の洗浄の要否を判断する。例えば、記憶情報と画像処理結果とに基づいて、液浸部材70の汚染状態が許容範囲内であると判断した場合、制御装置3は、液浸部材70の洗浄を行わず、その液浸部材70を用いた液浸露光動作を継続する(S36)。
一方、記憶情報と画像処理結果とに基づいて、液浸部材70の汚染状態が許容範囲外であると判断した場合、第1実施形態で説明したように第1サブ搬送系51及び第2サブ搬送系52を有する搬送装置50を用いて液浸部材70をチャンバ装置19の外部に搬送する。搬送された液浸部材70の洗浄は、図1に示したように収容ステーション20とX方向に並列して配置されている洗浄ステーション200で行うことができる。洗浄ステーション200には、搬送装置50により搬送された液浸部材70を洗浄する、例えば洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄装置(不図示)などが装備されている。洗浄ステーション200にて、液浸部材70に洗浄液、及び純水のようなリンス液が噴射されることで液浸部材70の洗浄が行われる(S38)。洗浄は、洗浄液を充満した容器、桶に液浸部材70を浸すことによって行ってもよい。洗浄後、液浸部材70を回転ステージなどに載置して回転ステージの回転により洗浄液及びリンス液を振り払うことができる。回転ステージに代えてまたは回転ステージと共に送風機及び/又はヒータにより液浸部材70を乾燥してもよい。洗浄後、第1実施形態で説明したように、再び搬送装置50を用いて液浸部材70がチャンバ装置19内に戻され、第2搬送機構62、第1搬送機構61、及び基板ステージ2(移動機構53)を介して保持装置30により保持される。
制御装置3は、基板ステージ2の上面2F上に液浸領域LQを形成しつつ、所定時間、第2流路84、供給流路81、回収流路82、及び第3流路85に液体LQを流し続け、液体LQと接触する各流路を、液体LQで洗浄(フラッシング)する(S40)。フラッシングは省略してもよい。フラッシング終了後、制御装置3は、洗浄された液浸部材70を用いて、次に露光される基板Pを基板ステージ2上にロードして、基板Pの液浸露光を再開する(S36)。
以上説明したように、交換システムCSが有する搬送装置50及び保持装置30と洗浄ステーション200とを用いて液浸部材70をチャンバ装置19の外部に搬送して液浸部材70を洗浄することができる。この洗浄動作により露光装置EXの稼動率の低下を抑制することができるとともに、異常状態の液浸部材70を使用し続けることに起因する露光精度及び計測精度の劣化を抑制することができる。
この実施形態では、搬送装置50の移動機構53を用いて液浸部材70を保持装置30に対して着脱したが、それらを用いることなく作業者が手作業で液浸部材70の着脱作業を行ってもよい。また、液浸部材70のチャンバ装置19の外部への搬送は、搬送装置50を用いることなく作業者が手作業で行ってもよい。すなわち、本実施形態のメンテナンス方法は作業者が手作業で実行してもよい。
上述の第1実施形態で説明した液浸部材70の交換動作と、第6実施形態で説明した液浸部材70の洗浄動作とを適宜使い分けることも可能である。例えば、撮像装置92で液浸部材70の状態を検出した結果、洗浄により液浸部材70の汚れを除去できないような場合にのみ液浸部材70の交換動作を行い、それより低いレベルの汚染であって洗浄が必要なレベルの汚染である場合には液浸部材70の洗浄動作を実行することができる。これにより、露光装置のスループット(稼働率)の低下を抑制して、きめ細かで且つ効率のよいメンテナンス作業を行うことができる。
なお、上述の第1〜第6実施形態の投影光学系は、終端光学素子(最終光学素子FS)の像面側(射出面)の光路空間を液体で満たしているが、例えば、国際公開第2004/019128号パンフレット(対応する米国特許出願公開第2005/0248856号)などに開示されているように、終端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。そして、その物体面側の光路空間を液体で満たすための液浸部材が設けられている場合には、交換システムCSを用いてその液浸部材を交換するようにしてもよい。
また、上述の第1〜第6実施形態では、投影光学系PLを鏡筒定盤7で支持するものとしたが、例えば国際公開第2006/038952号パンフレットに開示されているように、投影光学系PLの上方に配置される不図示のメインフレーム部材、あるいはマスクステージ定盤6などに対して投影光学系PLを吊り下げ支持しても良い。さらに、上述の各実施形態では、液浸部材70を支持部材110(すなわち、鏡筒定盤7)または鏡筒5に設けるものとしたが、例えば投影光学系PLと一体に液浸部材70を吊り下げ支持する、投影光学系PLとは独立に吊り下げ支持される計測フレームに液浸部材70を設ける、あるいは第1コラムCL1とは別設される架台に液浸部材70を設けてもよい。また、上述の各実施形態では交換システムCSの一部を鏡筒定盤に設けるものとしたが、例えば前述の計測フレームあるいは第1コラムCL1とは別設される架台に交換システムCSの少なくとも一部を設けてもよい。
なお、投影光学系PLは縮小系のみならず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、及び反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系(カタディ・オプトリック系)のいずれであってもよい。例えば、国際公開第2004/107011号パンフレット(対応する米国特許出願公開第2006/0121364号)などに開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも1回形成する光学系(反射系または反屈系)がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系を用いてもよい。また、投影光学系PLは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。さらに、照明領域IA及び露光領域ARは、投影光学系PLの視野内で光軸を含むオンアクシス領域であるものとしたが、例えばインライン型の反射屈折系のように光軸を含まないオフアクシス領域であってもよい。また、照明領域IA及び露光領域ARはその形状が矩形に限られず、他の形状、例えば円弧状、台形、あるいは平行四辺形などでもよい。
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。
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。
上述の各実施形態では、投影光学系PLの先端に終端光学素子FS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の終端光学素子としては、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、上述の各実施形態では、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。
なお、上述の各実施形態の液体LQは水(純水)であるが、水以外の液体であってもよい。例えば、露光光ELがFレーザ光である場合、このFレーザ光は水を透過しないので、液体LQは、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。
ここで、純水よりも屈折率が高い(例えば1.5以上)の液体LQとしては、例えば、屈折率が約1.50のイソプロパノール、屈折率が約1.61のグリセロール(グリセリン)といったC−H結合あるいはO−H結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体(有機溶剤)、あるいは屈折率が約1.60のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。また、液体LQは、これら液体のうち任意の2種類以上の液体を混合したものでもよいし、純水にこれら液体の少なくとも1つを添加(混合)したものでもよい。さらに、液体LQは、純水にH、Cs、K、Cl、SO 2−、PO 2−等の塩基又は酸を添加(混合)したものでもよいし、純水にAl酸化物等の微粒子を添加(混合)したものでもよい。なお、液体LQとしては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、第1、第2投影系PL1、PL2、及び/又は基板Pの表面に塗布されている感光材(又はトップコート膜あるいは反射防止膜など)に対して安定なものであることが好ましい。また、液体LQとしては、水よりも露光光ELに対する屈折率が高い液体、屈折率が1.6〜1.8程度のものを使用してもよい。液体LQとして、超臨界流体を用いることも可能である。
また、投影光学系PLの終端光学素子FSを、例えば石英(シリカ)、あるいは、フッ化カルシウム(蛍石)、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成してもよいし、石英や蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で形成してもよい。屈折率が1.6以上の材料としては、例えば、国際公開第2005/059617号パンフレットに開示されるサファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第2005/059618号パンフレットに開示される塩化カリウム(屈折率は約1.75)等を用いることができる。なお、投影光学系PLの、終端光学素子FSとは別の光学素子が液体LQと接触する場合、その別の光学素子も終端光学素子FSと同様の材料で形成してもよい。例えば、米国特許出願公開第2005/0248856号などに開示されているように、投影光学系の終端光学素子FSの物体面側の光路空間も液体LQで満たす場合、終端光学素子FSの物体面側の光学素子を、石英、蛍石、あるいは屈折率が1.6以上の材料などで形成してもよい。また、液体LQと接触する光学素子、例えば終端光学素子FSの表面の一部(少なくとも液体LQとの接触面を含む)又は全部に、親液性及び/又は溶解防止機能を有する薄膜を形成してもよい。なお、石英は液体LQとの親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することが好ましい。さらに、終端光学素子FSの、露光光ELが通過する領域と異なる領域に遮光膜を設け、露光光ELによる光学部品(例えば、シール部材)の劣化などを抑制してもよい。
また、投影光学系PLでは、露光光ELに対する終端光学素子FSの屈折率nを、露光光ELに対する液体LQの屈折率nよりも小さくしてもよい。例えば、終端光学素子FSを石英(屈折率は約1.5)で形成し、液体LQはその屈折率nが石英の屈折率よりも高い(例えば1.6〜1.8程度)のものが使用される。あるいは、投影光学系PLでは、終端光学素子FSの屈折率nを、液体LQの屈折率nよりも大きくしてもよい。例えば、屈折率が1.6以上の材料で終端光学素子FSを形成し、液体LQはその屈折率nが純水よりも大きくかつ終端光学素子FSよりも小さいものが使用される。この場合、終端光学素子FSの屈折率nよりも小さい液体LQの屈折率nを、投影光学系PLの開口数NAよりも大きくすることが好ましい。
上記各実施形態では干渉計システムを用いてマスクステージ1及び基板ステージ3の各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール(回折格子)を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正(キャリブレーション)を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。
また、上記各実施形態では露光光ELを発生する光源としてエキシマレーザを用いるものとしたが、水銀ランプ、あるいは半導体レーザなどの高調波発生装置などを用いてもよい。露光光ELとしてArFエキシマレーザ光を発生する光源装置として、例えば、国際公開第1999/46835号パンフレット(対応米国特許7,023,610号)に開示されているように、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長193nmのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。
また、上述の各実施形態において、液浸部材など液浸システムの構成は上述のものに限られず、例えば国際公開第2004/086468号パンフレット(対応米国特許出願公開第2005/0280791号)、国際公開第2005/024517号パンフレット、欧州特許公開第1420298号公報、国際公開第2004/055803号公報、国際公開第2004/057589号公報、国際公開第2004/057590号公報、国際公開第2005/029559号公報(対応米国特許出願公開第2006/0231206号)、及び米国特許第6,952,253号などに開示されている液浸システムを用いることもできる。
なお、上記各実施形態の基板Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、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)、またはフィルム部材等が適用される。また、基板Pの形状は円形のみならず、矩形など他の形状でもよい。
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。この場合、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が用いられる。
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第1パターンの縮小像を基板P上に転写した後、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて、第2パターンの縮小像を第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光してもよい(スティッチ方式の一括露光装置)。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、上記各実施形態の露光装置は、例えば特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報(対応米国特許6,341,007、6,400,441、6,549,269及び6,590,634)、特表2000−505958号公報(対応米国特許5,969,441)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マルチステージ型(ツインステージ型)の露光装置でもよい。この場合、すべての基板ステージに移動機構53を配置して液浸部材の交換に用いてもよいし、特定の基板ステージのみに移動機構53を配置して液浸部材の交換に用いるようにしてもよい。
更に、上記各実施形態の露光装置は、例えば特開平11−135400号公報(対応国際公開第1999/23692号パンフレット)、特開2000−164504号公報(対応米国特許第6,897,963号)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、計測部材(例えば、基準マークが形成された基準部材、及び/又は各種の光電センサ)を搭載した計測ステージとを備えた露光装置でもよい。例えば、図20を参照して説明した移動体2’が計測ステージであってもよい。
また、上記各実施形態の露光装置は、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置でもよい。
また、上述の各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、例えば特開平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かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
上記各実施形態では投影光学系PLを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系PLを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系PLを用いない場合であっても、露光光はレンズなどの光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸領域が形成される。
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、マイクロマシン、MEMS,DNAチップ、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、上述の各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(可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器)の一種であるDMD(Digital Micro−mirror Device)などを含む)を用いてもよい。
また、上記各実施形態の露光装置は、例えば国際公開第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でもよい。さらに、上記各実施形態の露光装置は、例えば特表2004−519850号公報(対応米国特許第6,611,316号)に開示されているように、2つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、1回の走査露光によって基板上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置でもよい。
以上のように、本願実施形態の露光装置EXは、本願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25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工程及び露光した基板の現像工程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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。なお、上述の実施形態で説明した液浸部材の交換及び/または洗浄を含むメンテナンス方法は基板処理ステップ204に含まれる。
本発明によれば、液浸部材をメンテナンスすることにより、デバイスの生産性の低下を抑制することができる。特に、液浸部材の汚染に伴う不都合を未然に防止して、高密度な回路パターンを有するデバイスを高いスループットで生産することができる。このため、本発明は、我国の半導体産業を含むハイテク産業及びIT技術の発展に貢献するであろう。
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実施形態に係る露光装置の要部を示す断面図である。 第1実施形態に係る液浸部材を示す斜視図の一部破断図である。 第1実施形態に係る液浸部材を下側から見た斜視図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作の一例を示す図である。 第1実施形態に係る検出装置を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第1実施形態に係る交換システムの動作を説明するための模式図である。 第2実施形態に係る露光装置の要部を示す断面図である。 第3実施形態に係る露光装置を示す模式図である。 第4実施形態に係る露光装置を示す模式図である。 第5実施形態に係る露光装置の一部を示す模式図である。 第5実施形態に係る露光装置の一部を示す模式図である。 液浸部材の交換動作を含むメンテナンス方法及び露光方法の一例を示すフローチャート図である。 液浸部材の洗浄動作を含むメンテナンス方法及び露光方法の一例を示すフローチャート図である。 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…マスクステージ、2…基板ステージ、2’…移動体、3…制御装置、17…入力装置、20…収容ステーション、30…保持装置、32…吸着機構、40…支持機構、43…支持部材、44…斜面、50…搬送装置、51…第1サブ搬送系、52…第2サブ搬送系、53…移動機構、70…液浸部材、71…供給口、72…回収口、74K…切欠、74M…凹部、75A…上面、75B…下面、76…斜面、88…多孔部材、90…検出装置、91…圧力センサ、92…撮像装置、130…光学装置、131…投射装置、132…受光装置、CS…交換システム、EL…露光光、EX…露光装置、FS…終端光学素子、LQ…液体、LS…液浸システム、M…マスク、P…基板、PL…投影光学系、PS1…第1位置、PS2…第2位置、PS3…第3位置

Claims (54)

  1. 液体を介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置であって、
    前記基板上に液浸領域を形成する液浸システムと、
    前記液浸システムの一部を構成するとともに、前記液浸領域を形成する液体と接触する液浸部材を交換する交換システムと、を備えた露光装置。
  2. 前記液浸部材は、前記基板が対向して配置される請求項1記載の露光装置。
  3. 前記露光光が射出する光学部材を備え、
    前記液浸部材は、前記光学部材を囲むように配置される請求項1又は2記載の露光装置。
  4. 前記交換システムは、前記液浸部材を着脱可能に保持する保持装置と、前記液浸部材を搬送する搬送装置とを含む請求項1〜3のいずれか一項記載の露光装置。
  5. 前記保持装置は、前記液浸部材を吸着する吸着部を含む請求項4記載の露光装置。
  6. 前記保持装置とは別に設けられ、前記液浸部材を支持可能な支持機構を更に備える請求項4又は5記載の露光装置。
  7. 前記液浸部材が前記保持装置に保持されていないときに、前記支持機構は前記液浸部材を支持可能である請求項6記載の露光装置。
  8. 前記保持装置は、前記液浸部材の上面と接触し、
    前記支持機構は、前記液浸部材の側面に設けられた凹部に挿脱可能な支持部材を有する請求項6又は7記載の露光装置。
  9. 前記搬送装置は、前記液浸部材を、第1位置と前記第1位置とは異なる第2位置との間で搬送可能である請求項4〜8のいずれか一項記載の露光装置。
  10. 前記液浸部材を収容可能な収容ステーションを備え、
    前記収容ステーションは、前記第2位置に設けられている請求項9記載の露光装置。
  11. 前記搬送装置は、前記第1位置及び前記第2位置とは異なる所定位置で、前記液浸部材の受け渡しを行う第1サブ搬送系と第2サブ搬送系とを有し、
    前記第1サブ搬送系は、前記第1位置において前記保持装置と前記液浸部材の受け渡しを行い、
    前記第2サブ搬送系は、前記所定位置と前記第2位置との間で前記液浸部材の搬送を行う請求項9又は10記載の露光装置。
  12. 前記第1サブ搬送系は、前記液浸部材を支持して所定方向に移動可能であり、前記保持装置と前記液浸部材との間隔を調整可能な移動機構を含む請求項11記載の露光装置。
  13. 前記移動機構は、前記所定方向とほぼ垂直な方向に移動可能な移動体に設けられている請求項12記載の露光装置。
  14. 前記移動体は、前記基板を保持して移動可能な基板ステージを含む請求項13記載の露光装置。
  15. 前記搬送装置は、前記基板も搬送可能である請求項4〜14のいずれか一項記載の露光装置。
  16. 前記液浸部材と前記保持装置との位置関係を調整するアライメント装置を備えた請求項4〜15のいずれか一項記載の露光装置。
  17. 前記アライメント装置は、前記保持装置に接近する前記液浸部材の移動をガイドするガイド面を有する請求項16記載の露光装置。
  18. 前記アライメント装置は、前記搬送装置の搬送経路上に設けられ、検出光を射出する投射装置及び前記検出光を受光可能な受光装置を有し、前記搬送装置に保持された前記液浸部材の位置情報を光学的に取得する光学装置を有する請求項16又は17記載の露光装置。
  19. 前記液浸部材の状態を検出する検出装置と、
    前記検出装置の検出結果に基づいて、前記液浸部材の交換の要否を判断する制御装置と、を備えた請求項1〜18のいずれか一項記載の露光装置。
  20. 前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に応じて、前記液浸部材の交換動作を実行する請求項19記載の露光装置。
  21. 前記検出装置は、前記液浸部材の液体回収口に接続する流路の圧力を検出する圧力センサを含む請求項19又は20記載の露光装置。
  22. 前記液体回収口に配置された多孔部材を有する請求項21記載の露光装置。
  23. 前記検出装置は、前記液浸部材の表面の状態を観察可能な撮像装置を含む請求項19〜22のいずれか一項記載の露光装置。
  24. 指令信号が入力される入力装置と、
    前記入力装置の入力信号に基づいて、前記液浸部材の交換動作を制御する制御装置と、を備えた請求項1〜23のいずれか一項記載の露光装置。
  25. 前記液浸部材は、前記液浸領域を形成するための液体供給口及び液体回収口の少なくとも一方を有する請求項1〜24のいずれか一項記載の露光装置。
  26. 前記交換システムは、前記液浸システムから取り外されて洗浄が行われた前記液浸部材を前記液浸システムに再装着する請求項1〜25のいずれか一項記載の露光装置。
  27. 液体を介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置であって、
    前記基板上に液浸領域を形成する液浸システムと、
    前記液浸領域を形成する液体と接触する液浸部材と、
    前記液浸部材を着脱可能に保持する保持装置と、を備える露光装置。
  28. 前記保持装置は、前記液浸部材を吸着して保持する請求項27記載の露光装置。
  29. さらに、前記基板との間に前記液浸領域が形成される光学部材を有し、前記基板にパターンの像を投影する投影光学系を備え、前記保持装置は、前記光学部材とは非接触に前記液浸部材を保持する請求項27記載の露光装置。
  30. 前記保持装置は、前記液浸部材を前記投影光学系に着脱可能に保持する請求項29記載の露光装置。
  31. 前記保持装置は、前記液浸部材を、前記投影光学系を支持する部材に着脱可能に保持する請求項29記載の露光装置。
  32. さらに、前記保持装置と独立して前記液浸部材を支持する支持機構を備える請求項27〜31のいずれか一項記載の露光装置。
  33. 前記支持機構は、前記液浸部材の搬出に先立ち、前記保持装置による保持が解除された前記液浸部材を支持する請求項32記載の露光装置。
  34. 前記保持装置が保持面を有し、該保持面に液浸部材の一面が吸着され、該保持面と液浸部材の一面の少なくとも一方に撥液膜が付与されている請求項28記載の露光装置。
  35. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
    前記露光光を射出する光学部材と前記基板との間の空間を囲みかつその内側に液浸領域の少なくとも一部が形成される液浸部材と、
    前記液浸部材が設けられるフレーム部材と、
    前記フレーム部材との間で前記液浸部材の受け渡しが行われる支持装置と、を備える露光装置。
  36. 前記支持装置を含み、前記液浸部材の交換または洗浄のためにその搬出入を行う搬送システムを備える請求項35記載の露光装置。
  37. 前記搬送システムは、前記搬出入時、前記基板が移動する所定の平面と垂直な方向に関して前記液浸部材と前記光学部材とを相対移動する請求項36記載の露光装置。
  38. 前記液浸部材の状態に関する情報を検出する検出装置を備え、前記情報は、少なくとも前記液浸部材のメンテナンスに用いられる請求項35〜37のいずれか一項記載の露光装置。
  39. 前記フレーム部材に設けられ、前記光学部材を有する投影光学系を備える請求項35〜38のいずれか一項記載の露光装置。
  40. 請求項1〜39のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
  41. 基板が対向して配置される液浸部材を有し、前記液浸部材で保持される液体を介して前記基板を露光する露光装置のメンテナンス方法であって、
    前記液浸部材を前記露光装置から取り外すことと、
    取り外した液浸部材を洗浄又は交換することと、を含むメンテナンス方法。
  42. 所定時間または所定枚数の基板の露光ごとに、前記液浸部材を前記露光装置から取り外す請求項41記載のメンテナンス方法。
  43. さらに、前記液浸部材の状態を検出し、該検出結果に基づいて前記液浸部材を前記露光装置から取り外す請求項41又は42記載のメンテナンス方法。
  44. 前記露光装置が、前記液浸部材を着脱可能に保持する保持装置を有しており、該保持装置による保持を解除して前記液浸部材を前記露光装置から取り外す請求項41〜43のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
  45. 前記取り外した液浸部材は前記露光装置内の所定位置または外部まで搬送される請求項41〜44のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
  46. さらに、洗浄又は交換した液浸部材を前記露光装置に取り付けることを含む請求項41〜45のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
  47. 前記液浸部材によって前記基板との間に前記液体が保持される光学部材を介して前記基板が露光され、前記液浸部材の洗浄又は交換のための搬出入時、前記基板が移動する所定の平面と垂直な方向に関して前記液浸部材と前記光学部材とを相対移動する請求項41〜46のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
  48. 光学部材と基板との間に液体を保持する液浸部材を有し、前記光学部材及び前記液体を介して露光光で前記基板を露光する露光装置のメンテナンス方法であって、
    前記液浸部材の交換または洗浄のためにその搬出入を行うことを含むメンテナンス方法。
  49. 前記搬出入時、前記基板が移動する所定の平面と垂直な方向に関して前記液浸部材と前記光学部材とを相対移動する請求項48記載のメンテナンス方法。
  50. 請求項41〜49のいずれか一項記載のメンテナンス方法により液浸部材を有する露光装置をメンテナンスすることと、
    液体を介して基板を露光することと、を含む露光方法。
  51. 液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、
    前記露光光を射出する光学部材と前記基板との間の空間を囲む液浸部材によってその空間に前記液体を保持しつつ前記露光光で前記基板を露光することと、
    前記液浸部材の交換または洗浄のためにその搬出入を行うことと、を含む露光方法。
  52. 前記搬出入時、前記基板が移動する所定の平面と垂直な方向に関して前記液浸部材と前記光学部材とを相対移動する請求項51記載の露光方法。
  53. 前記液浸部材の状態に関する情報を検出することを含み、前記情報は、少なくとも前記液浸部材のメンテナンスに用いられる請求項51又は52記載の露光方法。
  54. 請求項50〜53のいずれか一項記載の露光方法により基板を露光することと、
    露光した基板を現像することと、
    現像した基板を加工することと、を含むデバイスの製造方法。
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