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KR20130138863A - 기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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KR20130138863A
KR20130138863A KR1020137031821A KR20137031821A KR20130138863A KR 20130138863 A KR20130138863 A KR 20130138863A KR 1020137031821 A KR1020137031821 A KR 1020137031821A KR 20137031821 A KR20137031821 A KR 20137031821A KR 20130138863 A KR20130138863 A KR 20130138863A
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마코토 시부타
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

기판의 이면측에 침입한 액체를 신속하게 회수할 수 있는 기판 유지 장치를 제공한다. 기판 유지 장치 (PH) 는, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 상에 형성되며 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 제 1 지지부 (46) 와, 기재 (PHB) 상에 형성되며 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 대향하고 제 1 지지부 (46) 를 둘러싸도록 설치된 제 1 주벽부 (42) 와, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 형성된 제 1 회수구 (51) 를 구비하며, 제 1 주벽부 (42) 를 따른 기체의 흐름에 의해, 제 1 주벽부 (42) 외측의 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51) 까지 이동시켜 회수한다.

Description

기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조방법{SUBSTRATE HOLDING APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 처리 기판을 유지하는 기판 유지 장치, 처리 기판을 노광하는 노광 장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
본원은, 2004년 12월 15일에 출원된 일본 특허출원 제 2004-363478 호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.
반도체 디바이스, 액정 표시 디바이스 등의 마이크로 디바이스의 제조 공정 중 하나인 포토리소그래피 공정에서는, 마스크상에 형성된 패턴의 이미지를 감광성인 기판상에 투영하는 노광 장치가 사용된다. 이 노광 장치는, 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와 기판을 지지하는 기판 스테이지를 가지며, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 점차 이동하면서 마스크의 패턴의 이미지를 투영 광학계를 통하여 기판에 투영하는 것이다. 마이크로 디바이스의 제조에 있어서는, 디바이스의 고밀도화를 위해, 기판상에 형성되는 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이 요구에 부응하기 위하여 노광 장치를 한층 더 고해상도화하는 것이 요망되고 있으며, 그 고해상도화를 실현하기 위한 수단 중 하나로서, 하기 특허문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같은, 투영 광학계와 기판 사이를 기체보다 굴절률이 높은 액체로 채운 상태에서 노광 처리를 하는 액침 노광 장치가 제안되어 있다.
특허문헌 1 : 국제공개 제 99/49504 호 팸플릿
특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004-289127 호
기판과 기판 스테이지 사이의 갭 등을 통하여 액체가 기판의 이면측에 침입 하면, 여러 가지 문제가 발생할 가능성이 있다. 예를 들어 기판의 이면측에 침입한 액체에 의해 기판의 이면이 젖으면, 기판 홀더 (기판 유지 장치) 로 기판을 양호하게 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 혹은, 소정의 반송계를 사용하여 기판 홀더로부터 기판을 반출 (언로드) 할 때, 젖은 기판의 이면을 유지한 반송계에 액체가 부착되거나, 반송 경로에 액체가 비산되거나 하는 등, 피해가 확대될 우려도 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 기판의 이면측에 액체가 침입한 경우에도, 그 침입한 액체를 신속하게 회수할 수 있는 기판 유지 장치 및 노광 장치, 그 노광 장치를 이용한 디바이스 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 각 도면에 대응한 이하의 구성을 채용하고 있다. 다만, 각 요소에 붙인 괄호가 있는 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않으며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 이 표면 (Pa) 상에 형성되는 처리 기판 (P) 을 유지하는 기판 유지 장치로서, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 상에 형성되며, 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 제 1 지지부 (46) 와, 기재 (PHB) 상에 형성되며, 처리 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 대향하며, 제 1 지지부 (46) 를 둘러싸도록 형성된 제 1 주벽부 (42) 와, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 형성된 제 1 회수구 (51) 를 구비하고, 제 1 주벽부 (42) 를 따른 기체의 흐름에 의해, 제 1 주벽부 (42) 의 외측의 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51) 까지 이동시켜 회수하는 기판 유지 장치 (PH) 가 제공된다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 제 1 주벽부를 따른 기체의 흐름에 의해, 제 1 주벽부의 외측의 액체를 제 1 회수구까지 이동시킴으로써, 기판의 이면측에 액체가 침입해도 그 액체를 제 1 회수구를 사용하여 신속하게 회수할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 상기 양태의 기판 유지 장치 (PH) 를 구비하고, 당해 기판 유지 장치에 유지된 처리 기판 (P) 을 액체 (LQ) 를 통하여 노광하는 노광 장치 (EX) 가 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 침입한 액체를 신속하게 회수할 수 있으므로, 처리 기판을 양호하게 노광할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 장치 (EX) 를 이용하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 처리 기판을 양호하게 노광할 수 있는 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 처리 기판의 이면측에 액체가 침입한 경우에도, 그 침입한 액체를 신속하게 회수할 수 있다. 또한 처리 기판을 양호하게 노광할 수 있다.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 관련된 기판 홀더의 측단면도이다.
도 3 은 제 1 실시형태에 관련된 기판 홀더를 상방으로부터 본 평면도이다.
도 4 는 제 1 실시형태에 관련된 기판 홀더가 기판을 유지한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 5 는 도 2 의 주요부 확대도이다.
도 6 은 노광 동작의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
도 7 은 노광 처리 위치와 기판 교환 위치 사이에 이동하는 기판 홀더를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 은 기체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 기체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 기체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은 기체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 는 제 2 실시형태에 관련된 기판 홀더를 상방으로부터 본 평면도이다.
도 13 은 제 2 실시형태에 관련된 기판 홀더의 주요부를 확대한 측단면도이다.
도 14 는 기체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 는 슬릿부의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 16 은 슬릿부의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 17 은 슬릿부의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 18 은 슬릿부의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 19 는 구멍의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 20 은 도 13 의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 21 은 제 3 실시형태에 관련된 기판 홀더의 측단면도이다.
도 22 는 제 3 실시형태에 관련된 기판 홀더로부터 플레이트 부재가 떼어진 상태를 나타내는 평면도이다.
도 23 은 제 3 실시형태에 관련된 기판 홀더가 기판을 유지한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 24 는 도 21 의 주요부 확대도이다.
도 25 는 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
<제 1 실시형태>
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 도 1 을 참조하면서 설명한다. 도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (EX) 를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 와, 기판 (P) 을 유지한 기판 홀더 (PH) 를 이동 가능한 기판 스테이지 (PST) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 조명 광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 투영하는 투영 광학계 (PL) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 있다.
본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점심도를 실질적으로 넓게 하기 위해 액침법을 적용한 액침 노광 장치로서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에서의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우기 위한 액침 기구 (100) 를 구비하고 있다. 액침 기구 (100) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 근방에 설치되며, 액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 및 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 를 갖는 노즐 부재 (70) 와, 노즐 부재 (70) 에 형성된 공급구 (12) 를 통하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 광로 공간 (K1) 에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 기구 (10) 와, 노즐 부재 (70) 에 형성된 회수구 (22) 를 통하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수 기구 (20) 를 구비하고 있다. 노즐 부재 (70) 는, 기판 (P ; 기판 홀더 (PH)) 의 상방에 있어서, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학소자 중, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학소자 (LS1) 를 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있다.
노광 장치 (EX) 는, 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 투영하고 있는 동안, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급한 액체 (LQ) 에 의해 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR) 을 포함하는 기판 (P) 상의 일부에, 투영 영역 (AR) 보다 크고 또한 기판 (P) 보다 작은 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성하는 국소 액침 방식을 채용하고 있다. 구체적으로는, 노광 장치 (EX) 는, 액침 기구 (100) 를 사용하여 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학소자 (LS1) 의 하면 (LSA) 과, 기판 홀더 (PH) 에 유지되며 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통하여 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 을 기판 (P) 에 조사함으로써 마스크 (M) 의 패턴의 이미지로 기판 (P) 을 노광한다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 를 사용하여 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 소정량 회수함으로써, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우고, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성한다.
본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 각각의 주사 방향으로 동기 이동시키면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴의 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 주사형 노광 장치 (이른바 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 수평면 내에 있어서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 X 축 방향, 수평면 내에 있어서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향 (비주사 방향), X 축 및 Y 축 방향에 수직이고 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z 축 방향으로 한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다. 여기에서 말하는 「기판」은 반도체 웨이퍼 등의 기재 상에 감광재 (레지스트) 를 도포한 것을 포함하며, 「마스크」는 기판상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.
조명 광학계 (IL) 는, 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인테그레이터, 옵티컬 인테그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 및 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 설정하는 시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정의 조명 영역은 조명 광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 으로 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광), 혹은 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚), F2 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 이용된다. 본 실시형태에 있어서는 ArF 엑시머 레이저광이 이용된다.
본 실시형태에 있어서는, 액체 (LQ) 로서 순수가 이용되고 있다. 순수는, ArF 엑시머 레이저광뿐만 아니라, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선), KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 도 투과 가능하다.
마스크 스테이지 (MST) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 마스크 (M) 를 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해 유지한다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어모터 등을 포함하는 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 의 구동에 의해, 마스크 (M) 를 유지한 상태로 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면 내, 즉 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 상에는 이동경 (91) 이 설치되어 있다. 또한, 이동경 (91) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (92) 가 설치되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2 차원 방향의 위치 및 θZ 방향의 회전각 (경우에 따라서는 θX, θY 방향의 회전각도 포함함) 은 레이저 간섭계 (92) 에 의해 실시간으로 계측된다. 레이저 간섭계 (92) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (92) 의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 를 구동하고, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 의 위치 제어를 행한다.
투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴을 소정의 투영 배율 (β) 로 기판 (P) 에 투영 노광하는 것으로서, 복수의 광학소자로 구성되어 있고, 그들 광학소자는 경통 (PK) 으로 유지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는 투영 배율 (β) 이 예를 들어 1/4, 1/5, 혹은 1/8 의 축소계이다. 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 어느 것이나 된다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는, 반사 광학소자를 포함하지 않는 굴절계, 굴절 광학소자를 포함하지 않는 반사계, 반사 광학소자와 굴절 광학소자를 포함하는 반사 굴절계 어느 것이나 된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학소자 중 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학소자 (LS1) 는, 경통 (PK) 으로부터 노출되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 는, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 있어서 이동 가능하다. 기판 스테이지 (PST) 는, 기판 홀더 (PH) 를 지지하는 Z 틸트 스테이지 (95) 와, Z 틸트 스테이지 (95) 를 지지하는 XY 스테이지 (90) 를 구비하고 있다. XY 스테이지 (90) 는 베이스 (BP) 상에 이동 가능하게 지지되어 있다.
기판 홀더 (PH) 는, Z 틸트 스테이지 (95) 상에 지지되어 있으며, 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 기판 (P) 을 유지한다. 기판 홀더 (PH) 상에는 오목부 (96) 가 형성되어 있다. 오목부 (96) 에는, 뒤에 상세하게 서술하는, 기판 (P) 을 유지하기 위한 제 1 유지부 (PH1) 가 배치되어 있다. 그리고 기판 홀더 (PH) 중 오목부 (96) 주위의 상면 (97) 은, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 거의 동일한 높이 (면일) 가 되는 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다. 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 계속 채울 수 있다면, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 기판 홀더 (PH) 의 상면 (97) 사이에 단차가 있어도 상관없다.
기판 스테이지 (PST) 는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 에 의해 구동된다. 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 는, 예를 들어 리니어모터 등을 포함하며, XY 스테이지 (90) 를 베이스 (BP) 상에서 X 축 방향, Y 축 방향 및 θZ 방향으로 이동하는 XY 구동 기구와, 예를 들어 보이스코일모터 등을 포함하며, Z 틸트 스테이지 (95) 를 Z 축 방향, θX 방향 및 θY 방향으로 이동하는 Z 구동 기구를 구비하고 있다. Z 틸트 스테이지 (95) 및 XY 스테이지 (90) 의 구동에 의해, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 은 X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 자유도의 방향으로 이동 가능하다. 기판 홀더 (PH) 의 측면에는 이동경 (93) 이 설치되어 있다. 또한 이동경 (93) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (94) 가 설치되어 있다. 기판 홀더 (PH) 상의 기판 (P) 의 2 차원 방향의 위치, 및 회전각은 레이저 간섭계 (94) 에 의해 실시간으로 계측된다. 또한 노광 장치 (EX) 는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평 8-37149 호에 개시되어 있는, 기판 홀더 (PH) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 표면 (Pa) 의 면위치 정보를 검출하는 사입사 방식의 포커스 레벨링 검출계 (도시생략) 를 구비하고 있다. 포커스 레벨링 검출계는, 기판 (P) 의 표면 (Pa) 의 면위치 정보 (Z 축 방향의 위치 정보, 및 θX 및 θY 방향의 경사 정보) 를 노광전 및/또는 노광 중에 검출한다. 포커스 레벨링 검출계는, 정전 용량형 센서를 사용한 방식인 것을 채용해도 된다. 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 포커스 레벨링 검출계의 검출 결과도 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 포커스 레벨링 검출계의 검출 결과에 기초하여, 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 구동하고, 기판 (P) 의 포커스 위치 (Z 위치) 및 경사각 (θX, θY) 을 제어하여 기판 (P) 의 표면 (Pa) 을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춤과 함께, 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과에 기초하여, 기판 (P) 의 X 축 방향, Y 축 방향 및 θZ 방향에서의 위치 제어를 행한다.
다음으로, 액침 기구 (100) 의 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 에 대해 설명한다. 액체 공급 기구 (10) 는, 액체 (LQ) 를 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 송출 가능한 액체 공급부 (11) 와, 액체 공급부 (11) 에 그 일단을 접속하는 공급관 (13) 을 구비하고 있다. 공급관 (13) 의 타단은 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 공급관 (13) 의 타단과 공급구 (12) 를 접속하는 내부 유로 (공급 유로) 가 형성되어 있다. 액체 공급부 (11) 는, 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크, 가압 펌프, 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를 조정하는 온도 조정 기구, 및 액체 (LQ) 중의 이물질을 제거하는 필터 유닛 등을 구비하고 있다. 액체 공급부 (11) 의 액체 공급 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 액체 공급 기구 (10) 의 탱크, 가압 펌프, 온도 조정 기구, 필터 유닛 등은 그 전부를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다.
액체 회수 기구 (20) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 회수 가능한 액체 회수부 (21) 와, 액체 회수부 (21) 에 그 일단을 접속하는 회수관 (23) 을 구비하고 있다. 회수관 (23) 의 타단은 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 회수관 (23) 의 타단과 회수구 (22) 를 접속하는 내부 유로 (회수 유로) 가 형성되어 있다. 액체 회수부 (21) 는, 예를 들어 진공 펌프 등의 진공계 (흡인 장치), 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기, 및 회수한 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 액체 회수 기구 (20) 의 진공계, 기액 분리기, 탱크 등은 그 전부를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다.
액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 및 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 은, 기판 (P) 의 표면 (Pa), 및 기판 홀더 (PH) 의 상면 (97) 과 대향하는 위치에 설치되어 있다. 노즐 부재 (70) 는, 제 1 광학소자 (LS1) 의 측면을 둘러싸도록 설치된 환상 부재로서, 공급구 (12) 는, 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 광학소자 (LS1 ; 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX)) 를 둘러싸도록 복수 형성되어 있다. 또한 회수구 (22) 는, 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 제 1 광학소자 (LS1) 에 대해 공급구 (12) 보다 외측에 형성되어 있으며, 제 1 광학소자 (LS1) 및 공급구 (12) 를 둘러싸도록 형성되어 있다.
액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 형성할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급부 (11) 및 액체 회수부 (21) 각각을 구동한다. 제어 장치 (CONT) 의 제어하에서 액체 공급부 (11) 로부터 액체 (LQ) 가 송출되면, 그 액체 공급부 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는, 공급관 (13) 을 흐른 후, 노즐 부재 (70) 의 공급 유로를 통하여 공급구 (12) 로부터 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급된다. 또한, 제어 장치 (CONT) 하에서 액체 회수부 (21) 가 구동되면, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 는 회수구 (22) 를 통하여 노즐 부재 (70) 의 회수 유로에 유입되어 회수관 (23) 을 흐른 후, 액체 회수부 (21) 에 회수된다.
기판 (P) 을 액침 노광할 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 액침 기구 (100) 를 사용하여 투영 광학계 (PL) 와 기판 홀더 (PH) 에 유지되어 있는 기판 (P) 과의 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사함으로써, 기판 (P) 을 노광한다.
다음으로, 도 2 내지 도 5 를 참조하면서 기판 홀더 (PH) 에 대해 설명한다. 도 2 는 기판 (P) 을 유지한 상태의 기판 홀더 (PH) 의 측단면도, 도 3 은 기판 홀더 (PH) 를 상방으로부터 본 평면도, 도 4 는 기판 (P) 을 유지한 상태의 기판 홀더 (PH) 를 상방으로부터 본 평면도, 도 5 는 도 2 의 주요부 확대도이다.
기판 홀더 (PH) 는, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되며 기판 (P) 을 흡착 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 를 구비하고 있다. 기판 홀더 (PH) 의 제 1 유지부 (PH1) 는, 기재 (PHB) 상에 형성되며 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지하는 제 1 지지부 (46) 와, 기재 (PHB) 상에 형성되며 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 대향하고 제 1 지지부 (46) 를 둘러싸도록 설치된 제 1 주벽부 (42) 를 구비하고 있다. 제 1 유지부 (PH1) 는, 기판 홀더 (PH) 에 형성된 오목부 (96) 의 내측에 배치되어 있다.
제 1 지지부 (46) 는 볼록 형상으로 형성되어 있고, 그 상면 (46A) 과 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 지지한다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 지지부 (46) 는 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서 복수 균일하게 형성된 지지 핀을 포함한다. 제 1 주벽부 (42) 는, 기판 (P) 의 형상에 따라 대략 원환상으로 형성되어 있고, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 은 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 주연(周緣) 영역 (에지 영역) 에 대향하도록 설치되어 있다. 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 은 평탄면으로 되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 은, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 과 동일한 높이이거나, 상면 (42A) 보다 약간 높게 형성되어 있다. 그리고 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측에는, 기판 (P) 과 제 1 주벽부 (42) 와 기재 (PHB) 로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 이 형성된다.
제 1 주벽부 (42) 의 내측의 기재 (PHB) 상에는 제 1 흡인구 (41) 가 형성되어 있다. 제 1 흡인구 (41) 는 기판 (P) 을 흡착 유지하기 위한 것으로서, 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서 기재 (PHB) 의 상면 중 제 1 지지부 (46) 이외의 복수의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 흡인구 (41) 는 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 있어서 복수 균일하게 배치되어 있다. 제 1 흡인구 (41) 의 각각은 유로 (45) 를 통하여 제 1 진공계 (40) 에 접속되어 있다. 제 1 진공계 (40) 는, 기판 (P) 과 제 1 주벽부 (42) 와 기재 (PHB) 로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 을 부압으로 하기 위한 것으로서, 진공 펌프를 포함한다. 상기 서술한 바와 같이, 제 1 지지부 (46) 는 지지 핀을 포함하는, 본 실시형태에서의 제 1 유지부 (PH1) 는 이른바 핀 척 기구의 일부를 구성하고 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 를 구동하고, 기판 (P) 과 제 1 주벽부 (42) 와 기재 (PHB) 로 둘러싸인 제 1 공간 (31) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 1 공간 (31) 을 부압으로 함으로써, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 을 제 1 지지부 (46) 로 흡착 유지한다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 오목부 (96) 의 내측에는, 상면 (97) 과 접속하고, 제 1 유지부 (PH1) 에 흡착 유지된 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 대향하는 내측면 (98) 이 형성되어 있다. 그리고, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 에지부와, 그 기판 (P) 의 주위에 형성된 내측면 (98 ; 상면 (97)) 사이에는 소정의 갭 (A) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 갭 (A) 은 0.1∼1.0㎜ 정도이다.
또한 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 오목부 (96) 의 내측에는, 제 1 주벽부 (42) 의 외측면을 따라 단부 (99) 가 형성되어 있다. 단부 (99) 는, 내측면 (98) 과 거의 수직으로, 또한 내측면 (98) 과 연속적으로 형성된 상면 (99A) 과, 상면 (99A) 과 거의 수직으로, 또한 상면 (99A) 과 연속적으로 형성된 내측면 (99S) 을 갖고 있다. 단부 (99) 의 내측면 (99S) 과 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 사이에는, 그 외측면 (42S) 을 따라 갭 (B) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 갭 (B) 은 약 1.0㎜ 로 설정되어 있다. 이와 같이, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면측의 제 1 주벽부 (42) 의 외측에는, 갭 (B) 의 제 2 공간 (33) 이 형성된다.
또한, 제 1 유지부 (PH1) 중 환상의 제 1 주벽부 (42) 의 외경은 기판 (P) 의 외경보다 작게 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 제 1 주벽부 (42) 는 기판 (P) 의 에지부보다 내측 (기판 (P) 의 중앙부측) 이 되도록 설치되어 있다. 그리고 기판 (P) 의 에지 영역은, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 소정량 오버행되어 있다 (도 5 참조). 이하의 설명에 있어서는, 기판 (P) 중 제 1 주벽부 (42) 로부터 외측에 오버행된 영역을 적당히 「오버행부 (H1)」라 부른다. 본 실시형태에 있어서는, 오버행부 (H1) 는 약 1.5㎜ 이다.
또한 단부 (99) 는, 오목부 (96) 의 내측면 (98) 으로부터 제 1 주벽부 (42) 측에 돌출 설치되며, 단부 (99) 의 내측면 (99S) 의 내경은 기판 (P) 의 외경보다 작다. 그리고 단부 (99) 의 상면 (99A) 은, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 보다 약간 낮다. 이 때문에, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 오버행부 (H1) 의 일부 (기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 외주 에지) 와 단부 (99) 의 상면 (99A) 의 내측 에지가 소정의 갭 (G) 을 사이에 두고 대향한다. 본 실시형태에 있어서는, 갭 (G) 은 1∼10㎛ 로 설정되어 있다. 갭 (G) 은, 제 1 주벽부 (42) 와 단부 (99) 사이의 제 2 공간 (33) 과, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 측면과 내측면 (98) 사이의 공간을 유통하는 유로를 형성하고 있다.
또한, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서의 기판 (P) 에는, 위치 맞춤을 위한 절결부인 노치부 (NT) 가 형성되어 있다. 노치부 (NT) 에서의 기판 (P) 의 측면 (Pc) 과 기판 홀더 (PH) 의 내측면 (98 ; 상면 (97)) 사이의 갭도, 상기 서술한 갭 (A) 과 동일한 크기로 설정되도록, 기판 (P) 의 외형 (노치부 (NT) 의 형상) 에 따라 내측면 (98 ; 상면 (97) 의 내측 에지) 의 형상이 설정되어 있다. 구체적으로는, 내측면 (98 ; 상면 (97) 의 내측 에지) 에는, 기판 (P) 의 노치부 (NT) 의 형상에 대응하도록, 제 1 주벽부 (42) 를 향해 돌출하는 볼록부 (98N) 가 형성되어 있다. 또한, 제 1 주벽부 (42 ; 상면 (42A)) 에는, 기판 (P) 에 형성된 노치부 (NT) 의 형상에 따른 오목부 (42N) 가 형성되어 있다. 또한, 단부 (99 ; 상면 (99A)) 에는, 기판 (P) 에 형성된 노치부 (NT) 의 형상에 따른 볼록부 (99N) 가 설치되어 있다. 제 1 주벽부 (42) 의 오목부 (42N) 는, 단부 (99) 의 볼록부 (99N) 와 대향하는 위치에 형성되어 있으며, 오목부 (42N) 와 볼록부 (99N) 사이에는, 상기 서술한 갭 (B) 과 동일한 크기의 갭이 형성되어 있다. 이로써, 노치부 (NT) 를 포함하는 기판 (P) 의 에지의 전역과 내측면 (98 ; 상면 (97)) 사이에 0.1∼1.0㎜ 의 갭 (A) 이 확보됨과 함께, 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 과 단부 (99) 의 내측면 (99S) 사이에 약 1.0㎜ 의 갭 (B) 이 확보된다.
또한 여기에서는, 기판 (P) 의 절결부로서 노치부 (NT) 를 예로 하여 설명했지만, 절결부가 없는 경우, 혹은 절결부로서 기판 (P) 에 오리엔테이션 플랫부 (오리플부) 가 형성되어 있는 경우에는, 제 1 주벽부 (42), 단부 (99) 및 내측면 (98) 각각을 기판 (P) 의 외형에 따른 형상으로 하고, 기판 (P) 과 그 주위의 내측면 (98 ; 상면 (97)) 사이에 있어서 소정의 갭 (A) 을 확보함과 함께, 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 과 그 주위의 단부 (99) 의 내측면 (99S) 사이에 있어서 소정의 갭 (B) 를 확보하도록 하면 된다. 노치부 (NT) 등의 기판 (P) 의 절결부가 매우 작은 경우에는, 제 1 주벽부 (42), 단부 (99) 및 내측면 (98) 각각에, 절결부에 따라 오목부 및/또는 볼록부를 형성하지 않아도 된다.
기판 홀더 (PH) 는, 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 과 단부 (99) 의 내측면 (99S) 사이에 설치된 제 1 회수구 (51) 를 구비하고 있다. 제 1 회수구 (51) 는, 액체 (LQ) 를 회수 가능하고, 단부 (99) 의 내측면 (99S) 과 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 사이에서의 기재 (PHB) 의 상면 (54) 에 형성되어 있다.
도 5 등에 나타내는 바와 같이, 제 1 회수구 (51) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (H1) 와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 즉 제 1 회수구 (51) 는, 기재 (PHB) 의 상면 (54) 에 있어서, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 에지부보다 내측 (기판 (P) 의 중앙부측) 에 형성되어 있다.
또한 도 3 등에 나타내는 바와 같이, 제 1 회수구 (51) 는, 제 1 주벽부 (42) 의 외측이며, 제 1 주벽부 (42) 를 따른 복수의 소정 위치 각각에 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 회수구 (51) 의 각각은 평면에서 보아 원형상이며, 기재 (PHB) 의 상면 (54) 에 있어서, 제 1 주벽부 (42) 의 둘레방향 을 따라 7 곳에 소정 간격으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 회수구 (51) 는, 기판 (P) 의 노치부 (NT) 에 따라 형성된 제 1 주벽부 (42) 의 오목부 (42N) 내측에도 1 개 형성되어 있다.
도 2 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 회수구 (51) 각각에는 진공계를 포함하는 흡인 장치 (50) 가 유로 (52) 를 통하여 접속되어 있다. 제 1 회수구 (51) 에 접속된 흡인 장치 (50) 와, 제 1 공간 (31) 을 부압으로 하기 위한 제 1 진공계 (40) 는 서로 독립되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 흡인 장치 (50) 및 제 1 진공계 (40) 각각의 동작을 개별적으로 제어 가능하고, 흡인 장치 (50) 에 의한 흡인 동작과 제 1 진공계 (40) 에 의한 흡인 동작을 각각 독립적으로 행할 수 있다.
기판 (P) 의 노광면인 표면 (Pa) 에는 포토레지스트 (감광재) 가 피복되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 감광재는 ArF 엑시머 레이저용 감광재로서, 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 갖고 있다. 또한, 기판 (P) 의 노광면인 표면 (Pa) 에 도포된 감광재의 상층에 탑코트층이라 불리는 보호층 (액체로부터 감광재를 보호하는 막) 을 도포하는 경우가 있는데, 이 탑코트층을 형성하기 위한 재료로서 예를 들어 불소계 수지 재료 등의 발액성 재료를 이용해도 된다.
또한, 기판 홀더 (PH) 의 적어도 일부에는 발액화 처리가 되어 있으며, 기판 홀더 (PH) 는 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 중 제 1 유지부 (PH1) 의 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 및 외측면 (42S), 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 이 발액성을 갖고 있다. 또, 상면 (97) 및 내측면 (98) 도 발액성을 구비하고 있다. 또한 단부 (99) 의 상면 (99A) 및 내측면 (99S) 도 발액성을 갖고 있다. 기판 홀더 (PH) 의 발액화 처리로는, 불소계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료 등의 발액성 재료를 피복하는 처리를 들 수 있다.
다음으로, 노광 장치 (EX) 의 동작의 일례에 대하여 도 6 의 플로우차트도 및 도 7 의 모식도를 참조하면서 설명한다.
먼저, 도 7 에 나타내는 기판 교환 위치 (J2) 에 있어서, 노광 처리되어야 할 기판 (P) 이 반송계 (300) 에 의해 기판 홀더 (PH) 에 반입 (로드) 된다 (단계 SA1). 여기에서 기판 교환 위치 (J2) 란, 반송계 (300) 근방의 위치를 포함하며, 반송계 (300) 가 기판 홀더 (PH) 에 대해 기판 (P) 을 반입 (로드) 및 반출 (언로드) 가능한 위치를 포함한다. 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 로드할 때는, 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 사용하여 기판 홀더 (PH) 를 지지한 기판 스테이지 (PST) 를 기판 교환 위치 (J2) 로 이동시키고 반송계 (300) 에 의해 기판 (P) 을 로드 가능한 상태로 한다.
기판 홀더 (PH) 에 대해 기판 (P) 이 로드된 후, 제어 장치 (CONT) 는 제 1 공간 (31) 을 부압 공간으로 하여, 기판 홀더 (PH) 의 제 1 유지부 (PH1) 로 로드 된 기판 (P) 을 유지한다. 이 때, 제 1 지지부 (46) 로 지지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 이 접촉 (밀착) 하고 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 사용하여, 기판 홀더 (PH) 를 지지한 기판 스테이지 (PST) 를 노광을 실시하는 노광 처리 위치 (J1) 로 이동시킨다 (단계 SA2). 여기에서, 노광 처리 위치 (J1) 란 투영 광학계 (PL) 바로 밑의 위치를 포함한다. 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P ; 기판 홀더 (PH)) 를 대향시킨 상태에서, 액침 기구 (100) 를 사용하여 액체 (LQ) 의 공급 및 회수 동작을 개시하고, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 형성한다 (단계 SA3). 제어 장치 (CONT) 는, 액침 영역 (LR) 을 형성함으로써 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채운 후, 조명 광학계 (IL) 로부터 노광광 (EL) 을 사출하고, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통하여 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사함으로써, 그 기판 (P) 을 액침 노광한다 (단계 SA4).
본 실시형태에서의 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 X 축 방향 (주사 방향) 으로 이동시키면서 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 주사형 노광 장치 (이른바 스캐닝 스테퍼) 이다. 주사 노광시에는, 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 통하여 마스크 (M) 의 일부의 패턴 이미지가 투영 영역 (AR) 내에 투영되며, 마스크 (M) 가 －X 방향 (또는 ＋X 방향) 으로 속도 V 로 이동하는 것에 동기하여, 기판 (P) 가 투영 영역 (AR) 에 대해 ＋X 방향 (또는 －X 방향) 으로 속도 β·V (β 는 투영 배율) 로 이동한다. 기판 (P) 상에는 복수의 쇼트 영역이 설정되어 있으며, 1 개의 쇼트 영역에 대한 노광 종료 후에 기판 (P) 의 스텝 이동에 의해 다음의 쇼트 영역이 주사 개시 위치로 이동하고, 이하 스텝 앤드 스캔 방식으로 기판 (P) 을 이동하면서 각 쇼트 영역에 대한 주사 노광 처리가 차례로 행해진다.
기판 (P) 의 액침 노광 처리가 종료한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급 동작을 정지한다. 그리고 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로 유지한 상태로, 액체 회수 기구 (20) 을 사용하여 기판 (P) 표면 및 기판 홀더 (PH) 의 상면 (97) 에 잔류하는 액체 (LQ) 를 회수한다 (단계 SA5). 기판 (P) 표면 및 기판 홀더 (PH) 의 상면 (97) 에 잔류하는 액체 (LQ) 를 회수한 후, 제어 장치 (CONT) 는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 사용하여, 기판 홀더 (PH) 를 지지한 기판 스테이지 (PST) 를 기판 교환 위치 (J2) 로 이동시킨다 (단계 SA6). 그리고 기판 교환 위치 (J2) 에 있어서, 노광 처리된 후의 기판 (P) 이 반송계 (300) 에 의해 기판 홀더 (PH) 로부터 반출 (언로드) 된다 (스텝 SA7).
이와 같이 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 는, 기판 (P) 의 노광을 행하는 노광 처리 위치 (J1) 와 노광 처리 위치 (J1) 와는 다른 기판 교환 위치 (J2) 사이에서 기판 홀더 (PH ; 기판 스테이지 (PST)) 를 이동 가능하다.
다음으로, 기판 홀더 (PH) 의 액체 회수 작용에 대해 설명한다.
상기 서술한 단계 SA4 에 있어서, 기판 (P) 의 표면 (Pa) 의 에지 영역 (Eg) 을 액침 노광할 때, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성된 액침 영역 (LR) 의 일부가 기판 (P) 의 외측에 형성된다. 즉, 액침 영역 (LR) 은 기판 (P) 및 상면 (97) 상에 형성된다. 이 상태에 있어서는, 갭 (A) 위에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 이 형성된다. 그 경우, 제 1 유지부 (PH1) 로 유지된 기판 (P) 과 상면 (97 ; 내측면 (98)) 사이의 갭 (A) 은 0.1∼1.0㎜ 로 설정되어 있으므로, 액체 (LQ) 의 표면장력에 의하여 갭 (A) 에 액체 (LQ) 가 침입하는 것이 억제되고 있다.
또한, 기판 홀더 (PH) 의 상면 (97) 및 내측면 (98) 은 발액성을 구비하고 있으므로, 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 에 액체 (LQ) 가 침입하는 것이 억제되고 있다. 따라서 기판 (P) 의 에지 영역 (Eg) 을 노광하는 경우에도, 상면 (97) 에 의해 투영 광학계 (PL) 아래에 액체 (LQ) 를 유지할 수 있다.
이와 같이, 갭 (A) 을 작게 하거나 기판 홀더 (PH) 의 상면 (97) 및 내측면 (98) 을 발액성으로 하거나 하여, 갭 (A) 으로부터의 액체 (LQ) 의 침입을 억제하도록 하고 있지만, 기판 홀더 (PH) 의 이동 및/또는 액침 영역 (LR) 을 형성하고 있는 액체 (LQ) 의 압력 변화 등에 기인하여, 기판 (P) 주위에 형성되어 있는 갭 (A) 을 통해 기판 홀더 (PH) 의 오목부 (96) 내에 액체 (LQ) 가 침입할 가능성이 있다. 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 에 액체 (LQ) 가 침입한 경우, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 이 거의 밀착하고 있기 때문에, 제 1 주벽부 (42) 의 내측에 대한 액체 (LQ) 의 침입은 방지할 수 있지만, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 2 공간 (33) 에 침입한 액체 (LQ) 는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 중 제 1 주벽부 (42) 보다 외측의 영역, 즉 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (H1) 에 부착할 가능성이 높다. 혹은 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S), 내측면 (98), 단부 (99) 의 상면 (99A), 내측면 (99S), 기재 (PHB) 의 상면 (54) 등에 부착할 가능성이 높다.
본 실시형태에 있어서, 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 에 침입한 액체 (LQ) 는, 흡인 장치 (50) 를 구동함으로써 회수할 수 있다. 흡인 장치 (50) 가 구동되면, 도 8 의 모식도에 나타내는 바와 같이 제 1 회수구 (51) 주위의 기체 (즉 제 2 공간 (33) 의 기체) 는, 제 1 회수구 (51) 에 흡인된다. 즉, 흡인 장치 (50) 가 제 1 회수구 (51) 를 통하여 제 2 공간 (33) 의 기체를 흡인함으로써, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (H1) 와 단부 (99) 사이의 미소 갭 (G) 에는, 기판 (P) 의 내측을 향한 기체의 흐름이 발생함과 함께, 단부 (99) 의 내측면 (99S) 과 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 사이의 미소 갭에는 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름이 생성된다 (도 8 중, 화살표 y1 참조). 즉, 제 2 공간 (33) 에는 제 1 주벽부 (42) 에 가이드된 기체의 흐름이 생성된다. 바꾸어 말하면, 갭 (B) 의 홈 형상으로 형성된 제 2 공간 (33) 에는, 제 1 주벽부 (42) 를 따르도록 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름이 생성된다.
이 흡인 장치 (50) 에 의해 생성된 제 1 주벽부 (42) 를 따른 기체의 흐름에 의해 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 에 침입한 액체 (LQ) 는, 제 1 회수구 (51) 까지 이동한다. 구체적으로는, 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 에 침입 하고, 예를 들어 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (H1) 에 부착한 액체 (LQ), 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 등에 부착한 액체 (LQ) 등은, 제 1 주벽부 (42) 를 따른 기체의 흐름에 의해 제 1 회수구 (51) 까지 이동한다. 그리고 제 1 회수구 (51) 까지 이동한 액체 (LQ) 는, 제 1 회수구 (51) 를 통하여 회수된다. 이와 같이, 제 1 주벽부 (42) 주위에 약 1㎜ 의 갭 (B) 을 갖는 제 2 공간 (33) 을 형성함과 함께, 제 1 주벽부 (42) 주위에 소정의 간격으로 제 1 회수구 (51) 를 복수 형성함으로써, 흡인 장치 (50) 의 구동에 의해, 제 1 주벽부 (42) 를 따라 유속이 큰 기체의 흐름이 생성되고, 갭 (A) 으로부터 침입하여 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S), 단부 (99) 의 내측면 (99S) 등에 부착되어 있는 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51) 로 이동시켜 회수할 수 있다. 또한, 오목부 (96) 내에 단부 (99) 를 설치하고, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (H1) 와 단부 (99) 의 상면 (99A) 사이에 미소 갭 (G) 을 형성하고 있으므로, 흡인 장치 (50) 의 구동에 의해 갭 (G) 에는 제 2 공간 (33) 을 향해 유속이 큰 기체의 흐름이 발생하고, 기판 (P) 과 내측면 (98) 사이, 기판 (P) 과 단부 (99) 사이 등에 부착되어 있는 액체 (LQ) 를 신속하게 제 2 공간 (33) 으로 이동시켜, 제 1 회수구 (51) 로부터 회수할 수 있다.
제 2 공간 (33) 은, 갭 (A) 을 통하여 대기 개방되어 있으므로, 제 1 회수구 (51) 를 통하여 제 2 공간 (33) 의 기체를 흡인한 경우에도, 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 의 외부로부터 내부에 기체가 유입하므로, 원하는 기체의 흐름을 원활하게 생성할 수 있다.
또한, 도 9 의 확대도에 나타내는 바와 같이, 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 의 일부에 형성된 오목부 (42N) 의 내측에도 제 1 회수구 (51N) 가 형성되어 있기 때문에, 갭 (A) 을 통하여 오목부 (42N) 근방에 침입한 액체 (LQ) 도, 제 1 주벽부 (42) 의 오목부 (42N) 를 향한 기체의 흐름에 의해 제 1 회수구 (51N) 까지 이동되며, 그 제 1 회수구 (51N) 를 통하여 회수된다.
또한, 도시하지 않지만, 제 1 회수구 (51) 와 진공계를 포함하는 흡인 장치 (50) 사이의 유로 (52) 도중에는, 제 1 회수구 (51) 로부터 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기가 설치되어 있으며, 흡인 장치 (50) 에 액체 (LQ) 가 유입되는 것을 방지하고 있다.
또한 본 실시형태에 있어서는, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작은, 액체 (LQ) 를 통한 기판 (P) 의 노광 종료후, 즉 상기 서술한 단계 SA4 의 처리가 종료한 후에 행해진다. 즉, 본 실시형태에 있어서는, 액체 (LQ) 를 통한 기판 (P) 의 노광 중에는 흡인 장치 (50) 는 정지하고 있으며, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작은 정지하고 있다. 노광 중에 제 1 회수구 (51) 를 이용한 회수 동작을 정지시킴으로써, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작에 기인하는 진동, 기판 (P) 표면의 평탄도의 악화 등을 억제할 수 있다. 그리고 액체 (LQ) 를 통한 노광 종료 후 (단계 SA4 후), 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로 유지한 상태로 제 1 회수구 (51) 를 이용한 회수 동작을 행함으로써, 제 1 회수구 (51) 를 사용하여 액체 (LQ) 를 원활하게 회수할 수 있다.
또한, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작은, 기판 (P) 의 노광 종료 후 (단계 SA4 후) 이며, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드하기 전이면 언제이든 된다. 예를 들어, 기판 (P) 의 노광 종료 후, 액체 회수 기구 (20) 를 이용한 기판 (P) 상 및 기판 홀더 (PH) 상의 액체 (LQ) 의 회수 동작 (즉 단계 SA5 의 동작) 과, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 병행하여 행해도 된다. 이 경우, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작은, 노광 처리 위치 (J1) 에 있어서 행해진다.
혹은, 기판 (P) 의 노광 종료 후, 기판 홀더 (PH ; 기판 스테이지 (PST)) 를 노광 처리 위치 (J1) 로부터 기판 교환 위치 (J2) 까지의 이동 중에, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행하도록 해도 된다. 즉, 기판 (P) 의 노광 종료 후, 기판 홀더 (PH) 의 이동 동작과 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 병행하여 행하도록 해도 된다. 노광 처리 위치 (J1) 로부터 기판 교환 위치 (J2) 까지의 이동 중에, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행함으로써, 기판 홀더 (PH) 를 기판 교환 위치 (J2) 로 이동시킨 직후에 노광 처리 완료된 기판 (P) 의 반출 (언로드) 을 개시할 수 있다.
혹은, 기판 (P) 의 노광 종료후, 기판 홀더 (PH ; 기판 스테이지 (PST)) 를 기판 교환 위치 (J2) 로 이동시킨 후, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드하기 전에, 기판 교환 위치 (J2) 에 있어서 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행하도록 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 회수구 (51) 를 통하여 제 1 주벽부 (42) 의 외측의 제 2 공간 (33) 의 액체 (LQ) 를 회수하도록 했으므로, 만일 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 에 액체 (LQ) 가 침입하더라도, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 사이를 통하여 제 1 공간 (31) 에 액체 (LQ) 가 침입 하거나, 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb ; 오버행부 (H1)) 에 부착한 그대로의 상태가 방치되거나 하는 등의 문제를 방지할 수 있다. 따라서 제 1 공간 (31) 에 침입한 액체 (LQ) 가, 제 1 흡인구 (41) 를 통하여 제 1 진공계 (40) 에 유입하여 제 1 진공계 (40) 를 고장내거나 하는 문제의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 회수구 (51) 를 이용하여 액체 (LQ) 를 회수함으로써, 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 과 기판 (P) 의 이면 (Pb) 사이에 액체 (LQ) 가 침입하여 기판 (P) 의 플랫니스가 열화되거나, 기판 (P) 을 양호하게 유지할 수 없게 되거나, 기판 홀더 (PH) 가 젖은 그대로의 상태를 방치하여 기판 홀더 (PH) 가 녹슬거나, 액체 (LQ) 가 기화될 때의 기화열에 의해 기판 홀더 (PH) 가 열변형하거나 하는 등의 문제의 발생도 방지할 수 있다. 또한, 제 1 회수구 (51) 를 이용하여 액체 (LQ) 를 회수함으로써, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 에 액체 (LQ) 가 부착한 그대로 반송계 (300) 에 의해 반송 되는 일이 없기 때문에, 반송계 (300) 에 액체 (LQ) 가 부착하거나 반송 경로에 액체 (LQ) 가 비산하는 등, 피해가 확대되는 것을 방지할 수도 있다.
특히, 제 1 회수구 (51) 를 사용하여 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 중 제 1 주벽부 (42) 보다 외측의 오버행부 (H1) 에 부착하고 있는 액체 (LQ) 를 회수함으로써, 기판 (P) 을 반출할 때 반송계 (300) 가 젖어 버리거나, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측에 침입한 액체 (LQ) 의 표면장력의 영향에 의해 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 기판 홀더 (PH) 의 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 이 흡착하여 기판 (P) 의 교환 작업을 원활하게 행할 수 없게 되거나 하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 기판 (P) 의 이면측에 미소한 갭 (B) 및 갭 (G) 을 형성함과 함께, 흡인 장치 (50) 가 제 1 회수구 (51) 를 통하여 흡인함으로써, 제 1 회수구 (51) 를 향한 유속이 큰 기체의 흐름이 생성되기 때문에, 간이한 구성으로 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다.
또한, 오버행부 (H1) 의 크기는, 원하는 기체의 흐름을 생성할 수 있고 또한 기판 (P) 의 에지부에서의 휨량을 허용값 이하로 억제할 수 있도록, 기판 (P) 의 치수 공차, 반송계 (300) 에 의한 기판 (P) 의 기판 홀더 (PH) 에 대한 탑재 정밀도 등을 고려하여 적절하게 설정할 수 있다. 또한, 제 2 공간 (33) 의 갭 (B) 은 유속이 큰 기류를 형성하기 위해 0.5∼1.5㎜ 로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 주벽부 (42) 를 따른 기체의 흐름에 의해, 제 1 주벽부 (42) 의 외측의 갭 (B) 의 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51) 까지 이동시킴으로써, 예를 들어 기재 (PHB) 의 상면 (54) 과 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 과 단부 (99) 의 내측면 (99S) 으로 형성되는 제 2 공간 (33) 의 코너부, 각부 등 (도 5 중 부호 K 참조) 에 액체 (LQ) 가 부착해도, 그 코너부 (K) 의 액체 (LQ) 를 기체의 흐름에 의해 제 1 회수구 (51) 까지 원활하게 이동시켜 회수할 수 있다. 특히 본 실시형태에 있어서는, 제 1 회수구 (51) 는 기재 (PHB) 의 상면 (54) 에서의 제 1 주벽부 (42) 근방에 소정 간격으로 복수의 위치에 형성되어 있기 때문에, 코너부 (K) 를 따른 기체의 흐름을 양호하게 생성할 수 있으며, 코너부 (K) 에 고여 있는 액체 (LQ) 를 원활하게 회수할 수 있다.
또한 오목부 (42N) 의 내측에도 제 1 회수구 (51N) 를 형성하였으므로, 오목부 (42N) 의 내측에 액체 (LQ) 가 고이는 것도 방지할 수 있다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (42N) 의 근방이기는 하지만 오목부 (42N) 의 외측에 제 1 회수구 (51N) 가 형성되어 있는 경우, 흡인 장치 (50) 가 제 1 회수구 (51N) 를 통하여 기체를 흡인해도, 오목부 (42N) 의 내측에는 기체의 흐름이 생성되지 않는 영역 (정체 영역 ; Y) 이 형성될 가능성이 높기 때문에, 오목부 (42N) 의 내측에 고인 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51N) 까지 이동시키는 것이 곤란해진다. 본 실시형태에 있어서는, 오목부 (42N) 의 내측에 제 1 회수구 (51N) 를 형성했기 때문에, 오목부 (42N) 에 고인 액체 (LQ) 도 원활하게 회수할 수 있다.
또한, 예를 들어 설계상의 사정 등에 의해, 오목부 (42N) 의 내측에 제 1 회수구 (51N) 를 형성하는 것이 곤란한 경우에는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (42N) 의 중심 위치 (e1) 로부터 제 1 주벽부 (42) 의 둘레방향으로 소정 거리 α 어긋난 위치에 제 1 회수구 (51N) 를 형성해도 된다. 이렇게 함으로써, 제 1 회수구 (51N) 를 오목부 (42N) 의 외측에 형성한 경우에도, 오목부 (42N) 의 내측에 기체의 흐름을 생성할 수 있기 때문에, 오목부 (42N) 의 내측에 고인 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51N) 까지 이동시켜 회수할 수 있다. 오목부 (42N) 의 폭을 β 로 한 경우, 거리 α 는 α≤β/2 의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 오목부 (42N) 의 내측에 기체의 흐름을 생성할 수 있다.
<제 2 실시형태>
다음으로, 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 본 실시형태의 특징적인 부분은, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 가이드하는 제 2 주벽부 (44) 를 설치한 점에 있다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 12 는 제 2 실시형태에 관련된 기판 홀더 (PH) 를 상방에서 본 평면도, 도 13 은 제 2 실시형태에 관련된 기판 홀더 (PH) 의 주요부 확대 단면도이다. 도 12 및 도 13 에 있어서, 기판 홀더 (PH) 는, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 가이드하는 제 2 주벽부 (44) 를 구비하고 있다. 제 2 주벽부 (44) 는 평면에서 보아 거의 환상이며, 제 1 주벽부 (42) 를 둘러싸도록 설치되어 있다.
도 13 에 나타내는 바와 같이, 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 과 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 이면 (Pb) 은 대향하도록 설치되어 있다. 그리고 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 은, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 보다 약간 낮게 되어 있다. 그리고 제 1 공간 (31) 을 부압 공간으로 함으로써 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 이 접촉할 때, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 사이에는 약간의 갭 (간극 ; C) 이 형성된다. 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 과 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이 접촉함으로써 제 1 공간 (31) 의 기밀성이 유지되기 때문에, 제 1 유지부 (PH1) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 유지를 양호하게 행할 수 있음과 함께, 제 1 공간 (31) 에 액체 (LQ) 가 침입하는 것을 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에 있어서도, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 에지부와 내측면 (98 ; 상면 (97)) 사이에는 0.1∼1.0㎜ 의 갭 (A) 이 형성되어 있다.
갭 (C) 은, 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (44) 사이의 제 2 공간 (33A) 과, 그 제 2 공간 (33A) 의 외측 공간을 유통하는 유로를 형성하고 있다. 여기에서, 제 2 공간 (33A) 의 외측 공간이란, 내측면 (98) 과 제 2 주벽부 (44) 의 외측면 (44S) 사이의 제 3 공간 (33B) 을 포함하는 대기 공간을 포함한다. 제 2 공간 (33A) 은, 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (44) 와 기재 (PHB) 의 상면 (54) 과 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 으로 둘러싸인 공간이며, 갭 (C) 및 갭 (A) 을 통하여 대기 개방되어 있다.
제 2 주벽부 (44) 의 외측면 (44S) 과 내측면 (98) 사이에는 소정의 갭 (D) 이 형성되어 있다. 갭 (D) 은 갭 (A) 보다 크며, 예를 들어 약 2.5㎜ 이다. 또한 환상의 제 2 주벽부 (44) 의 외경은 기판 (P) 의 외경보다 작게 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 제 2 주벽부 (44) 는, 기판 (P) 의 에지부보다 내측 (기판 (P) 의 중앙부측) 에 설치되어 있다. 그리고 기판 (P) 의 에지 영역은, 제 2 주벽부 (44) 의 외측에 소정량 오버행하여 오버행부 (H1) 를 형성하고 있다.
도 12 에 나타내는 바와 같이, 제 2 주벽부 (44) 의 일부에는, 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (44) 사이의 제 2 공간 (33A) 과 그 제 2 공간 (33A) 의 외측 공간 (제 3 공간 (33B) 을 포함하는 대기 공간) 을 유통하기 위한 슬릿부 (53) 가 설치되어 있다. 즉, 제 2 공간 (33A) 은 슬릿부 (53) 및 상기 서술한 갭 (C) 및 갭 (A) 을 통하여 대기 개방되어 있다.
슬릿부 (53) 는, 제 2 주벽부 (44) 의 둘레방향에서의 복수의 소정 위치 각각에 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 슬릿부 (53) 각각은, 제 2 주벽부 (44) 의 둘레방향에 있어서 소정 간격으로 7 곳에 설치되어 있다. 도 15 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서의 슬릿부 (53) 는, 상하 방향 (Z 축 방향) 으로 연장되도록 형성되며, 슬릿부 (53) 의 하단부는 기판 홀더 (PH) 의 기재 (PHB) 까지 이르고 있다. 한편, 슬릿부 (53) 의 상단부는 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 까지 이르고 있다. 따라서 본 실시형태에서의 제 2 주벽부 (44) 는, 평면에서 보아 원호형상인 원호 부재를 복수 조합하여 형성된 것이며, 그들 원호 부재를 제 1 주벽부 (42) 를 따라 복수 형성함으로써, 전체적으로 거의 환상으로 되어 있다.
제 1 회수구 (51) 는, 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (44) 사이에서의 기재 (PHB) 의 상면 (54) 에 있어서, 제 1 주벽부 (42) 를 따라 복수 형성되어 있다. 제 1 회수구 (51) 의 각각은, 서로 인접하는 슬릿부 (53) 들 사이에 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 슬릿부 (53) 각각이 서로 인접하는 제 1 회수구 (51) 들 사이에 형성되어 있다.
다음으로, 제 2 실시형태에 관련된 기판 홀더 (PH) 의 액체 회수 작용에 대해 설명한다.
도 13 에 나타내는 바와 같이, 갭 (A) 을 통하여 제 3 공간 (33B) 에 침입한 액체 (LQ) 는, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 중 제 2 주벽부 (44) 보다 외측의 영역, 즉 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (H1) 에 부착할 가능성이 높다. 그리고, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 는, 갭 (C) 을 통하여 제 2 공간 (33A) 에 침입하며, 제 2 공간 (33A) 을 형성하는 기판 (P) 의 이면 (Pb), 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S), 혹은 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (44) 사이에서의 기재 (PHB) 의 상면 (54) 등에 부착할 가능성이 높다.
갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33A) 에 침입한 액체 (LQ) 는, 흡인 장치 (50) 를 구동함으로써 회수할 수 있다. 흡인 장치 (50) 가 구동되면, 도 14 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 제 1 회수구 (51) 주위의 기체 (제 2 공간 (33A) 의 기체) 는 제 1 회수구 (51) 에 흡인된다. 즉, 흡인 장치 (50) 가 제 1 회수구 (51) 를 통하여 제 2 공간 (33A) 의 기체를 흡인함으로써, 제 1 회수구 (51) 근방 (제 2 공간 (33A)) 에는, 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름이 생성된다 (도 14 중 화살표 y2 참조).
여기에서, 제 2 주벽부 (44) 는, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 있어서 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 가이드하는 기능을 구비하고 있다. 따라서 흡인 장치 (50) 가 제 1 회수구 (51) 를 통하여 흡인함으로써, 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 양호하게 생성할 수 있다. 또한, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에, 약 1㎜ 의 갭 (E) 을 통하여 제 2 주벽부 (44) 를 설치함으로써, 제 2 공간 (33A) 에 있어서 유속이 큰 기체의 흐름을 생성할 수 있다. 따라서 그 기체의 흐름에 의해, 제 1 주벽부 (42) 의 외측 (제 2 공간 (33A)) 의 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51) 까지 원활하게 이동시켜 회수할 수 있다. 이 경우, 제 2 공간 (33A) 의 내측의, 예를 들어 코너부 (K) 에 고여 있는 액체 (LQ) 도 보다 확실하게 회수할 수 있다. 또한, 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (44) 사이의 갭 (E) 은, 유속이 큰 기체의 흐름을 생성하기 위해 0.5∼1.5㎜ 로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 제 2 공간 (33A) 은, 갭 (C), 슬릿부 (53) 및 갭 (A) 을 통하여 대기 개방되어 있으므로, 제 1 회수구 (51) 를 통하여 제 2 공간 (33A) 의 기체를 흡인한 경우에도, 갭 (C) 및 슬릿부 (53) 를 통하여 제 2 공간 (33A) 의 외부로부터 내부에 기체가 유입하므로, 원하는 기체의 흐름을 원활하게 생성할 수 있다.
또한 갭 (C) 에는, 제 2 공간 (33A) 의 외측으로부터 내측을 향한 기체의 흐름이 생성되므로, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 중 제 2 주벽부 (44) 보다 외측의 오버행부 (H1) 에 부착한 액체 (LQ) 는, 그 갭 (C) 에 생성되는 기체의 흐름에 의해 제 2 공간 (33A) 으로 끌려들어가 제 1 회수구 (51) 까지 이동하여 회수된다. 즉, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과의 사이에 갭 (C) 을 형성하는 제 2 주벽부 (44) 를 설치함으로써, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (H1) 에 부착한 액체 (LQ) 도 보다 확실하게 제 1 회수구 (51) 를 사용하여 회수할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 갭 (C) 은 1∼10㎛ 로 설정되어 있는데, 그 크기는 제 1 회수구 (51) 를 통한 흡인력, 액체 (LQ) 의 점도 등에 따라 최적화되는 것이 바람직하다. 갭 (C) 을, 제 1 회수구 (51) 를 통한 흡인력, 액체 (LQ) 의 점도 등에 따라 최적화함으로써, 갭 (C) 에서의 기체의 흐름의 유속을 충분히 높여서, 오버행부 (H1) 에 부착되어 있는 액체 (LQ) 를 제 2 공간 (33A) 으로 끌어들여 제 1 회수구 (51) 를 사용하여 양호하게 회수할 수 있다.
본 실시형태에서의 제 1 회수구 (51) 를 사용한 액체 (LQ) 의 회수 동작은, 상기 서술한 제 1 실시형태와 마찬가지로 기판 (P) 의 노광 중에는 정지되고, 기판 (P) 의 노광을 하지 않을 때 실행된다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 제 2 주벽부 (44) 를 설치하였기 때문에, 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 가이드하고, 원하는 기체의 흐름을 생성하여, 그 생성된 기체의 흐름에 의해 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51) 까지 양호하게 이동시켜 회수할 수 있다.
도 16 은 제 2 주벽부 (44) 의 슬릿부 (53) 근방에서의 XY 평면을 따른 단면도이다. 도 16 에 나타내는 바와 같이, 슬릿부 (53) 의 에지는 거의 직각으로 형성되어 있지만, 도 17 에 나타내는 바와 같이 제 2 공간 (33A) 으로부터 제 3 공간 (33B) 을 향해 점차 좁아지는 테이퍼상이어도 된다. 혹은 도 18 에 나타내는 바와 같이, 슬릿부 (53) 의 에지는 원호상이어도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 제 2 주벽부 (44) 는, 제 2 공간 (33A) 과 그 외측의 공간을 유통하는 유로로서 슬릿부 (53) 를 구비하고 있지만, 도 19 에 나타내는 바와 같이 제 2 주벽부 (44) 의 일부에 구멍 (관통구멍 ; 55) 을 형성해도 된다. 또한, 도 19 에 나타내는 예에서는, 구멍 (55) 은 거의 원형상이지만, 직사각형상, 혹은 그 외의 형상이어도 된다. 즉, 제 1 주벽부 (42) 를 따른 기체의 흐름을 생성 가능하도록, 제 2 공간 (33A) 외측의 공간으로부터 기체를 유입시킬 수 있다면 (제 2 공간 (33A) 을 대기 개방할 수 있다면), 유로의 형상 및/또는 유로의 위치는 임의로 설정 가능하다.
제 1 주벽부 (42) 를 따라 원활한 기체의 흐름을 생성하기 위해서 슬릿부 (53) 및/또는 구멍 (55) 이 형성되어 있는 것이 바람직하지만, 그것을 형성하지 않고, 갭 (C) 으로부터의 기체에 유입에 의해 제 1 주벽부 (42) 를 따른 기체의 흐름을 생성할 수도 있다.
또한 제 2 실시형태에 있어서, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 제 2 주벽부 (44) 의 더욱 외측에, 제 1 회수구 (51) 와 동등한 기능을 갖는 제 2 회수구 (57) 를 형성하도록 해도 된다. 예를 들어, 제 1 주벽부 (42) 와 제 2 주벽부 (44) 사이에서의 기재 (PHB) 의 상면 (56) 에 제 2 회수구 (57) 를 형성할 수 있다. 제 2 회수구 (57) 에는 유로 (52') 를 통하여 흡인 장치 (50') 가 접속되어 있다. 이렇게 함으로써, 제 3 공간 (33B) 의 상면 (56) 등에 고인 액체 (LQ) 를 제 2 회수구 (57) 를 통하여 회수할 수 있다. 또한, 제 2 회수구 (57) 를 사용한 액체 (LQ) 의 회수 동작은, 제 1 회수구 (51) 를 사용한 액체 (LQ) 의 회수 동작과 마찬가지로 기판 (P) 의 노광 중에는 정지되고, 기판 (P) 의 노광을 하지 않을 때 실행된다.
또한 흡인 장치 (50) 와 흡인 장치 (50') 를 동시에 동작시키는 경우에는, 갭 (C) 에 생성되는 기체의 유속을 저하시키지 않도록, 흡인 장치 (50') 는 흡인 장치 (50) 보다 약한 흡인력으로 동작시키는 것이 바람직하다. 혹은, 흡인 장치 (50) 를 동작시켜 기판 (P) 의 이면 (Pb) 의 오버행부 (H1) 에 부착한 액체 (LQ) 및/또는 제 2 공간 (33A) 내에 침입, 부착한 액체 (LQ) 를 회수한 후에, 흡인 장치 (50') 를 동작시켜 제 3 공간 (33B) 에 침입, 부착한 액체 (LQ) 를 회수하도록 해도 된다.
<제 3 실시형태>
다음으로, 도 21 내지 도 24 를 참조하면서 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 도 21 은 기판 (P) 을 유지한 상태의 기판 홀더 (PH) 의 측단면도, 도 22 는 기판 홀더 (PH) 의 일부를 상방으로부터 본 평면도, 도 23 은 기판 (P) 을 유지한 상태의 기판 홀더 (PH) 를 상방으로부터 본 평면도, 도 24 는 도 22 의 주요부 확대도이다.
본 실시형태의 기판 홀더 (PH) 는, 기재 (PHB) 와, 기재 (PHB) 에 형성되며 기판 (P) 을 흡착 유지하는 제 1 유지부 (PH1) 와, 기재 (PHB) 에 형성되며 제 1 유지부 (PH1) 로 흡착 유지된 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하는 제 2 유지부 (PH2) 를 구비하고 있다. 플레이트 부재 (T) 는, 기재 (PHB) 와는 다른 부재이며, 제 2 유지부 (PH2) 에 대해 탈착 (교환) 가능하게 설치되어 있다. 또한, 도 23 에 나타내는 바와 같이, 플레이트 부재 (T) 는 대략 환상 부재이며, 그 중앙부에는, 기판 (P) 을 배치 가능한 대략 원형상의 개구 (TH) 가 형성되어 있다. 그리고 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 배치된다. 또, 플레이트 부재 (T) 의 외형은 기재 (PHB) 의 형상을 따르도록 평면에서 보아 직사각형상으로 형성되어 있다.
도 21 에 있어서, 플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta) 및 이면 (Tb) 각각은 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 는 기판 (P) 과 거의 동일한 두께이다. 그리고 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 표면 (평탄면 ; Ta) 과 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 의 표면 (Pa) 은 거의 면일로 된다. 즉, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 는, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 주위에, 그 기판 (P) 의 표면 (Pa) 과 거의 면일하는 평탄면 (Ta) 을 형성한다.
또한, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 계속 채울 수 있다면, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 표면과 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 표면 사이에 단차가 있어도 상관없다.
상기 서술한 제 2 실시형태와 마찬가지로, 기판 홀더 (PH) 의 제 1 유지부 (PH1) 는, 기재 (PHB) 상에 형성된 제 1 지지부 (46) 와, 제 1 지지부 (46) 의 주위를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 1 주벽부 (42) 와, 제 1 주벽부 (42) 의 내측의 기재 (PHB) 상에 형성된 제 1 흡인구 (41) 를 구비하고 있다. 또, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에는 제 2 주벽부 (44) 가 설치되어 있다. 본 실시형태에서의 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 의 폭은, 상기 서술한 제 2 실시형태에 비해 크게 (대폭으로) 형성되어 있다.
상기 서술한 제 2 실시형태와 마찬가지로, 제 2 주벽부 (44) 의 둘레방향에서의 복수의 소정 위치 각각에는 슬릿부 (53) 가 설치되어 있다. 또한, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지로, 제 1 회수구 (51) 는 제 1 주벽부 (42) 를 따른 복수의 소정 위치 각각에 형성되어 있다. 그리고 슬릿부 (53) 의 각각이, 서로 인접하는 제 1 회수구 (51) 들 사이에 설치되어 있다.
기판 홀더 (PH) 의 제 2 유지부 (PH2) 는, 제 2 주벽부 (44) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 대략 원환상의 제 3 주벽부 (62) 와, 제 3 주벽부 (62) 의 외측에 설치되며 제 3 주벽부 (62) 를 둘러싸도록 기재 (PHB) 상에 형성된 환상의 제 4 주벽부 (63) 와, 제 3 주벽부 (62) 와 제 4 주벽부 (63) 사이의 기재 (PHB) 상에 형성된 볼록 형상의 제 2 지지부 (66) 를 구비하고 있다. 제 2 지지부 (66) 는, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 을 지지하는 것으로서, 제 3 주벽부 (62) 와 제 4 주벽부 (63) 사이에 있어서 복수 균일하게 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 지지부 (66) 도 제 1 지지부 (46) 와 마찬가지로 복수의 지지 핀을 포함한다. 제 3 주벽부 (62) 는 제 1 공간 (31) 에 대해 제 2 주벽부 (44) 의 외측에 설치되어 있고, 제 4 주벽부 (63) 는 제 3 주벽부 (62) 의 더 외측에 설치되어 있다. 또, 제 3 주벽부 (62) 는, 플레이트 부재 (T) 의 개구 (TH) 의 형상에 따라 대략 원환상으로 형성되어 있다. 한편, 제 4 주벽부 (63) 는, 플레이트 부재 (T) 의 외형에 따라 대략 직사각형 환상으로 형성되어 있다. 제 3 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 은, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 중 개구 (TH) 근방의 내연 영역 (내측의 에지 영역) 에 대향하도록 형성되어 있다. 제 4 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 은, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 중 외연 영역 (외측의 에지 영역) 에 대향하도록 형성되어 있다. 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에는, 기재 (PHB) 와 제 3 및 제 4 주벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 으로 둘러싸인 제 4 공간 (32) 이 형성된다.
제 3 주벽부 (62) 와 제 4 주벽부 (63) 사이에서의 기재 (PHB) 상에는 제 2 흡인구 (61) 가 형성되어 있다. 제 2 흡인구 (61) 는 플레이트 부재 (T) 를 흡착 유지하기 위한 것으로서, 제 3 주벽부 (62) 와 제 4 주벽부 (63) 사이에 있어서, 기재 (PHB) 의 상면 중 제 2 지지부 (66) 이외의 복수의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 흡인구 (61) 는 제 3 주벽부 (62) 와 제 4 주벽부 (63) 사이에 있어서 복수 균일하게 배치되어 있다.
제 2 흡인구 (61) 의 각각은, 유로 (65) 를 통하여 제 2 진공계 (60) 에 접속되어 있다. 제 2 진공계 (60) 는, 기재 (PHB) 와 제 3 및 제 4 주벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 으로 둘러싸인 제 4 공간 (32) 을 부압으로 하기 위한 것으로서, 진공 펌프를 포함한다. 상기 서술한 바와 같이, 제 2 지지부 (66) 는 지지 핀을 포함하고, 본 실시형태에서의 제 2 유지부 (PH2) 도 제 1 유지부 (PH1) 와 마찬가지로 이른바 핀 척 기구의 일부를 구성하고 있다. 제 3 및 제 4 주벽부 (62, 63) 는, 제 2 지지부 (66) 를 포함하는 제 4 공간 (32) 의 외측을 둘러싸는 외벽부로서 기능하고 있고, 제어 장치 (CONT) 는 제 2 진공계 (60) 를 구동하며, 기재 (PHB) 와 제 3 및 제 4 주벽부 (62, 63) 와 플레이트 부재 (T) 로 둘러싸인 제 4 공간 (32) 내부의 가스 (공기) 를 흡인하여 이 제 4 공간 (32) 을 부압으로 함으로써, 플레이트 부재 (T) 를 제 2 지지부 (66) 로 흡착 유지한다.
제 1 공간 (31) 을 부압으로 하기 위한 제 1 진공계 (40) 와, 제 4 공간 (32) 을 부압으로 하기 위한 제 2 진공계 (60) 는 서로 독립되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 및 제 2 진공계 (60) 각각의 동작을 개별적으로 제어 가능하고, 제 1 진공계 (40) 에 의한 제 1 공간 (31) 에 대한 흡인 동작과, 제 2 진공계 (60) 에 의한 제 4 공간 (32) 에 대한 흡인 동작을 각각 독립적으로 행할 수 있다. 또한, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 진공계 (40) 와 제 2 진공계 (60) 를 각각 제어하며, 제 1 공간 (31) 의 압력과 제 4 공간 (32) 의 압력을 서로 상이하게 할 수도 있다.
도 24 에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지부 (PH1) 에 유지된 기판 (P) 외측의 에지부 (측면 (Pc)) 와, 그 기판 (P) 주위에 설치된 플레이트 부재 (T) 의 내측 (개구 (TH) 측) 의 에지 (측면 (Tc)) 사이에는, 0.1∼1.0㎜ 의 갭 (간극 ; A) 이 형성되어 있다.
또한, 도 23 에 나타내는 바와 같이, 노치부 (NT) 에서의 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이에도, 갭 (A) 과 동일한 정도의 갭이 형성되도록, 기판 (P) 의 외형 (노치부 (NT) 의 형상) 에 따라 플레이트 부재 (T) 의 형상이 설정되어 있다. 구체적으로는, 플레이트 부재 (T) 에는, 기판 (P) 의 노치부 (NT) 의 형상에 대응하도록, 개구 (TH) 의 내측을 향해 돌출하는 돌기부 (150) 가 형성되어 있다. 이로써, 노치부 (NT) 를 포함하는 기판 (P) 의 에지부 전역과 플레이트 부재 (T) 사이에 0.1∼1.0㎜ 의 갭 (A) 이 확보되어 있다. 노치부 (NT) 가 매우 작은 경우에는, 플레이트 부재 (T) 에 돌기부 (150) 를 형성하지 않아도 된다.
도 24 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 의 일부 영역이 대향함과 함께, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 의 다른 영역이 대향하게 되어 있다. 즉, 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이에 형성되는 갭 (A) 바로 밑에 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 이 배치된다. 또한, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 사이에는 소정의 갭 (C) 이 형성됨과 함께, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 2 주벽부 (44) 의 상면 (44A) 사이에는 소정의 갭 (간극 ; F) 이 형성된다.
또한, 제 2 주벽부 (44) 의 더 외측에는, 제 1 회수구 (51) 와 동등한 기능을 갖는 제 2 회수구 (57) 가 형성되어 있다. 제 2 회수구 (57) 에는 유로 (52') 를 통하여 흡인 장치 (50') 가 접속되어 있고, 흡인 장치 (50') 가 제 2 회수구 (57) 를 통하여 흡인함으로써, 제 2 회수구 (57) 를 향한 기체의 흐름을 생성한다. 제 2 회수구 (57) 를 향한 기체는, 제 2 주벽부 (44) 의 외측면 (44AS) 을 따르도록 흐르며, 제 2 주벽부 (44) 외측의 액체 (LQ) 를 제 2 회수구 (57) 까지 이동시켜 회수한다.
제 2 회수구 (57) 는, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측의 제 5 공간 (34) 에 형성되어 있다. 제 2 유지부 (PH2) 는, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 제 5 공간 (34) 이 형성되도록 플레이트 부재 (T) 를 유지하고 있고, 제 2 회수구 (57) 는, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측에 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 회수구 (57) 는, 제 2 주벽부 (44) 의 외측면 (44S) 과 제 3 주벽부 (62) 의 내측면 (62T) 사이에서의 기재 (PHB) 의 상면 (58) 에 형성되어 있다.
제 2 유지부 (PH2) 의 환상의 제 3 주벽부 (62) 의 내경은 플레이트 부재 (T) 의 개구 (TH) 의 직경보다 크고, 플레이트 부재 (T) 의 개구 (TH) 근방의 내연 영역은 제 3 주벽부 (62) 보다 내측 (기판 (P) 측) 에 소정량 오버행하여 오버행부 (H2) 를 형성하고 있다. 제 2 회수구 (57) 는, 제 2 유지부 (PH2) 에 유지된 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 의 오버행부 (H2) 와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 제 2 회수구 (57) 는, 제 2 주벽부 (44) 와 제 3 주벽부 (62) 사이에서의 기재 (PHB) 의 상면 (58) 에 있어서, 제 2 주벽부 (44) 의 외측면 (44S) 근방의 소정 위치에 형성되어 있다. 또한, 제 2 회수구 (57) 는, 제 2 주벽부 (44) 를 따른 복수의 소정 위치 각각에 형성되어 있다. 제 2 회수구 (57) 각각은, 서로 인접하는 슬릿부 (53) 들 사이에 형성되어 있다.
제 5 공간 (34) 은, 갭 (A) 및 갭 (F) 을 통하여 대기 개방되어 있고, 갭 (F) 및 제 5 공간 (34) 에 원활하게 기체의 흐름을 생성할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 갭 (F) 에 대한 액체 (LQ) 의 흡인력이, 갭 (C) 에 대한 액체 (LQ) 의 흡인력보다 커지도록 갭 (C), 갭 (F), 제 1 회수구 (51) 를 통한 흡인력, 및 제 2 회수구 (57) 를 통한 흡인력이 설정되어 있다. 여기에서, 제 1 회수구 (51) 에 접속하는 흡인 장치 (50) 와 제 2 회수구 (57) 에 접속하는 흡인 장치 (50') 는 서로 독립되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 흡인 장치 (50, 50') 각각의 동작을 개별적으로 제어 가능하고, 흡인 장치 (50) 에 의한 제 1 회수구 (51) 를 통한 흡인 동작과 흡인 장치 (50') 에 의한 제 2 회수구 (57) 를 통한 흡인 동작을 각각 독립적으로 행할 수 있다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 흡인 장치 (50) 와 흡인 장치 (50') 를 각각 제어하며, 제 1 회수구 (51) 를 통한 흡인력과 제 2 회수구 (57) 를 통한 흡인력을 서로 상이하게 할 수도 있다.
도 21 로 되돌아가, 제 4 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 은 평탄면으로서, 제 4 주벽부 (63) 는 제 2 지지부 (66) 보다 약간 낮다. 그리고 제 4 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 과 플레이트 부재 (T) 의 하면 (Tb) 사이에는 소정의 갭이 형성되어 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 는, 제 4 주벽부 (63) 의 외형보다 크게 형성되어 있고, 플레이트 부재 (T) 의 외연 영역은 제 4 주벽부 (63) 의 외측에 소정량 오버행하고 있다. 플레이트 부재 (T) 상의 액체 (LQ) 가 플레이트 부재 (T) 의 외측에 유출된 경우, 기판 홀더 (PH) 의 측면에 설치되어 있는 이동경 (93) 에 부착할 우려가 있지만, 플레이트 부재 (T) 가 제 4 주벽부 (63) 의 외측에, 나아가서는 이동경 (93) 의 외측에 오버행하고 있으므로, 플레이트 부재 (T) 의 외측에 유출된 액체 (LQ) 가 이동경 (93) 에 부착하는 것이 방지되고 있다. 또한, 플레이트 부재 (T) 와 제 4 주벽부 (63) 의 상면 (63A) 사이에는 갭이 형성되어 있기 때문에, 제 2 진공계 (60) 에 의해 제 4 공간 (32) 을 부압으로 함으로써, 제 4 공간 (32) 의 외측으로부터 내측을 향한 갭을 통한 기체의 흐름이 생성된다. 따라서 플레이트 부재 (T) 의 외측에 유출된 액체 (LQ) 는, 이동경 (93) 을 포함하는 기판 홀더 (PH) 의 측면으로 흐르기 전에 (부착하기 전에), 갭을 통하여 제 4 공간 (32) 로 끌려들어간다. 따라서 이동경 (93) 에 액체 (LQ) 가 부착하는 문제를 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
플레이트 부재 (T) 의 표면 (Ta), 이면 (Tb) 및 측면 (Tc) 각각에는, 액체 (LQ) 에 대해 발액성을 갖는 발액성 재료가 피복되어 있다. 발액성 재료로는, 폴리4불화에틸렌 등의 불소계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료 등을 들 수 있다. 혹은 플레이트 부재 (T) 를 석영에 의해 형성한 경우에는, 그 플레이트 부재 (T) 에 아사히가라스사 제조 「사이톱 (R)」을 피복할 수 있다. 플레이트 부재 (T) 를 발액성으로 하기 위해, 플레이트 부재 (T) 자체를 발액성 재료 (불소계 재료 등) 로 형성해도 된다.
또한, 제 2 유지부 (PH2) 의 제 3 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 및 내측면 (62T), 제 2 지지부 (66) 의 상면 (66A) 도 발액성을 갖고 있다. 기판 홀더 (PH) 의 발액화 처리로는, 상기 서술한 바와 같은 불소계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료, 탑코트층 형성용 재료 등을 피복하는 처리를 들 수 있다.
또한 제 3 주벽부 (62) 는, 제 2 지지부 (66) 와 거의 동일한 높이, 혹은 약간 낮게 되어 있으며, 제 2 지지부 (66) 에 플레이트 부재 (T) 를 유지한 상태로, 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 과 제 3 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 이 거의 밀착된다.
다음으로, 제 3 실시형태에 관련된 기판 홀더 (PH) 의 액체 회수 작용에 대해 설명한다.
기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 을 통하여 액체 (LQ) 가 침입한 경우, 그 침입한 액체 (LQ) 는, 도 24 에 나타내는 바와 같이 갭 (C) 을 통하여 제 2 공간 (33) 에 유입될 가능성이 있음과 함께, 갭 (F) 을 통하여 제 5 공간 (34) 에 침입할 가능성이 있다.
갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 및 제 5 공간 (34) 중 적어도 어느 일방에 침입한 액체 (LQ) 는, 흡인 장치 (50) 및 흡인 장치 (50') 중 적어도 일방을 구동함으로써 회수할 수 있다.
예를 들어, 흡인 장치 (50) 가 구동됨으로써, 제 1 회수구 (51) 의 근방 (제 2 공간 (33)) 에는, 제 1 주벽부 (42) 를 따라 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름이 생성되고, 이 기체의 흐름에 의해 액체 (LQ) 를 제 1 회수구 (51) 를 통하여 회수할 수 있다. 여기에서, 제 2 주벽부 (44) 는 제 2 실시형태와 마찬가지로, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에 있어서 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 가이드하는 기능을 구비하고 있다. 따라서 흡인 장치 (50) 가 제 1 회수구 (51) 를 통하여 흡인함으로써, 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 양호하게 생성할 수 있다.
또한, 갭 (C) 및 제 2 주벽부 (44) 에 형성된 슬릿부 (53) 는, 제 2 공간 (33) 과 그 외측의 공간 (대기 공간) 을 유통하고 있다. 즉, 제 2 공간 (33) 은, 갭 (C) 및 슬릿부 (53) 및 갭 (A) 을 통하여 대기 개방되어 있으므로, 제 1 회수구 (51) 를 통하여 제 2 공간 (33) 의 기체를 흡인한 경우에도 갭 (C), 슬릿부 (53) 및 갭 (A) 을 통하여 제 2 공간 (33) 의 외부로부터 내부에 기체가 유입되므로, 원하는 기체의 흐름을 원활하게 생성할 수 있다.
또한 갭 (C) 에는, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 제 2 공간 (33) 의 외측으로부터 내측을 향한 기체의 흐름이 생성되므로, 갭 (C) 에 고여 있는 액체 (LQ) 는 그 기체의 흐름에 의해 제 2 공간 (33) 으로 끌려들어가고, 제 1 회수구 (51) 까지 원활하게 이동하여 회수된다.
한편, 흡인 장치 (50') 가 구동됨으로써, 제 2 회수구 (57) 의 근방 (제 5 공간 (34)) 에는 제 2 회수구 (57) 를 향한 기체의 흐름이 생성되며, 이 기체의 흐름에 의해 액체 (LQ) 를 제 2 회수구 (57) 를 통하여 회수할 수 있다. 이 때, 제 2 주벽부 (44) 는, 제 2 주벽부 (44) 의 외측에 있어서 제 2 회수구 (57) 를 향한 기체의 흐름을 가이드하는 기능을 구비하고 있다. 따라서 흡인 장치 (50') 가 제 2 회수구 (57) 를 통하여 흡인함으로써, 제 2 회수구 (57) 를 향한 기체의 흐름을 양호하게 생성할 수 있다.
즉, 제 2 주벽부 (44) 와 제 3 주벽부 (62) 사이에는, 약 1㎜ 로 설정된 갭 (J) 의 제 5 공간 (34) 이 형성되어 있고, 흡인 장치 (50') 가 제 2 회수구 (57) 를 통하여 흡인함으로써, 홈 형상의 제 5 공간 (34) 에 제 2 회수구 (57) 를 향한 유속이 큰 기체의 흐름을 생성할 수 있다. 또한, 갭 (J) 은 갭 (B) 과 마찬가지로 유속이 큰 기체의 흐름을 생성하기 위해 0.5∼1.5㎜ 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
또한 제 5 공간 (34) 은, 갭 (F) 및 슬릿부 (53) 및 갭 (A) 을 통하여 대기 개방되어 있으므로, 제 2 회수구 (57) 를 통하여 제 5 공간 (34) 의 기체를 흡인한 경우에도 갭 (F), 슬릿부 (53) 및/또는 갭 (A) 을 통하여 제 5 공간 (34) 의 외부로부터 내부에 기체가 유입되므로, 원하는 기체의 흐름을 원활하게 생성할 수 있다.
또한 갭 (F) 은, 갭 (C) 과 마찬가지로 1∼10㎜ 로 설정되며, 갭 (F) 에는 제 5 공간 (34) 의 외측으로부터 내측을 향한 기체의 흐름이 생성되므로, 갭 (F) 에 고여 있는 액체 (LQ) 는 그 기체의 흐름에 의해 제 5 공간 (34) 으로 끌려들어가고, 제 2 회수구 (57) 까지 원활하게 이동하여 회수된다.
이와 같이, 제 1 회수구 (51) 및 제 2 회수구 (57) 는 기판 (P) 과 플레이트 부재 (T) 사이의 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다. 그리고 제 2 주벽부 (44) 는, 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 가이드하는 기능과, 제 2 회수구 (57) 를 향한 기체의 흐름을 가이드하는 기능 각각을 가지고 있기 때문에, 원하는 기체의 흐름을 생성할 수 있다.
제 1 회수구 (51) 및 제 2 회수구 (57) 를 사용한 액체 (LQ) 의 회수 동작은, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지로 기판 (P) 의 노광 중에는 정지되고, 기판 (P) 의 노광을 하지 않을 때 실행된다.
제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 노광 종료 후, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수할 때, 흡인 장치 (50) 및 흡인 장치 (50') 각각을 구동하고, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작과, 제 2 회수구 (57) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 병행하여 행할 수 있다.
혹은, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 노광 종료 후, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 회수할 때, 먼저 흡인 장치 (50') 를 구동하여 제 2 회수구 (57) 을 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행한 후, 흡인 장치 (50) 를 구동하여 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행할 수도 있다. 혹은, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 회수구 (51) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행한 후, 제 2 회수구 (57) 를 이용한 액체 (LQ) 의 회수 동작을 행할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서는, 갭 (F) 에 대한 액체 (LQ) 의 흡인력이, 갭 (C) 에 대한 액체 (LQ) 의 흡인력보다 커지도록 갭 (C), 갭 (F), 제 1 회수구 (51) 를 통한 흡인력, 및 제 2 회수구 (57) 를 통한 흡인력이 설정되어 있다. 따라서 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 를 플레이트 부재 (T) 의 이면 (Tb) 측으로 원활히 끌어들일 수 있기 때문에, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가 기판 (P) 의 이면 (Pb) 측으로 돌아 들어가는 문제를 방지할 수 있다. 또한 상기 서술한 바와 같이, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 은 접촉 (밀착) 되어 있으므로, 갭 (A) 으로부터 침입한 액체 (LQ) 가, 기판 (P) 의 이면 (Pb) 과 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 사이를 통하여 제 1 공간 (31) 에 침입하는 것이 방지되고 있다.
또한, 제 3 실시형태에 있어서도, 제 2 주벽부 (44) 의 슬릿부 (53) 를 생략하여, 갭 (C) 및 갭 (F) 으로부터 유입한 기체에 의해 제 2 주벽부 (44) 및 제 3 주벽부 (62) 를 따른 기체의 흐름을 생성하도록 해도 된다.
<그 외의 실시형태>
또한, 상기 서술한 제 1 내지 제 3 의 각 실시형태에 있어서는, 흡인 장치 (50) 가 제 1 회수구 (51) 를 통하여 기체를 흡인함으로써, 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 생성하고 있지만, 예를 들어 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 을 따른 기체의 흐름을 생성 가능한 기체 분출구를 갖는 기체 공급 장치를 설치하고, 기체 분출구로부터 분출한 기체에 의해 제 1 회수구 (51) 를 향한 기체의 흐름을 생성하도록 해도 된다. 마찬가지로, 제 2 회수구를 향한 기체의 흐름을, 기체 분출구로부터 분출한 기체에 의해 생성해도 된다.
또한, 제 1 회수구 (51) 의 위치 및/또는 수는 상기 서술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 서술한 제 1 내지 제 3 의 각 실시형태에 있어서는, 제 1 회수구 (51) 는, 제 1 주벽부 (42) 의 외측에서의 기재 (PHB) 의 상면 (54) 에 형성되어 있지만, 제 1 주벽부 (42) 의 외측면 (42S) 의 일부에 형성해도 된다.
또한, 상기 서술한 제 1 내지 제 3 의 각 실시형태에 있어서는, 제 1 회수구 (51) 는 제 1 주벽부 (42) 근방에 형성되어 있지만, 제 1 주벽부 (42) 로부터 떨어진 위치에 형성되어 있어도 된다. 제 1 회수구 (51) 를 제 1 주벽부 (42) 로부터 떨어진 위치에 형성한 경우라 해도, 기판 (P) 의 오버행부 (H1) 에 대향하고 있는 위치라면 제 1 회수구 (51) 를 사용하여 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다.
또한, 상기 서술한 제 1 내지 제 3 의 각 실시형태에 있어서는, 제 1 회수구 (51) 는 제 1 주벽부 (42) 를 따른 복수의 소정 위치 각각에 형성되어 있지만, 제 1 회수구 (51) 는 하나여도 된다.
또한, 상기 서술한 제 1 내지 제 3 실시형태에 있어서는, 예를 들어 도 9 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 에 형성된 노치부 (NT) 에 맞추어 제 1 주벽부 (42) 에 오목부 (42N) 가 형성되고, 그 오목부 (42N) 의 내측에 제 1 회수구 (51N) 를 형성하고 있지만, 제 1 주벽부 (42) 의 복수 개소에 소정의 간격으로 오목부 (42N) 를 설치하고, 제 1 회수구 (51) 의 모두, 혹은 일부를 오목부 (42N) 의 내측에 각각 배치해도 된다. 이 경우, 제 1 회수구 (51) 를 한 곳밖에 형성하지 않는 경우에는, 기판 (P) 에 형성된 노치부 (NT) 에 맞추어 제 1 주벽부 (42) 에 형성된 오목부 (42N) 의 내측의 제 1 회수구 (51N) 만을 남기면 된다.
상기 서술한 제 1 내지 제 3 의 각 실시형태에 있어서는, 기판 (P) 의 흡착 유지에는 핀 척 기구를 채용하고 있으나, 그 외의 척 기구를 채용해도 된다. 마찬가지로, 제 3 실시형태에 있어서, 플레이트 부재 (T) 의 흡착 유지에는 핀 척 기구를 채용하고 있으나, 그 외의 척 기구를 채용해도 된다. 또한 기판 (P) 및 플레이트 부재 (T) 쌍방의 흡착 유지에 진공 흡착 기구를 채용해도 되고, 적어도 일방을 정전 흡착 기구 등의 다른 기구를 이용하여 유지하도록 해도 된다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 의 높이를 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 보다 낮게 하고 있지만, 제 1 주벽부 (42) 의 상면 (42A) 의 높이와 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 이 동일해도 된다. 이 경우, 제 1 지지부 (46) 의 상면 (46A) 과 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이 보다 밀착하여 제 1 공간 (31) 에 대한 액체 (LQ) 의 침입을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 상기 서술한 제 3 실시형태에 있어서, 제 3 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 의 높이를 제 2 지지부 (66) 의 상면 (66A) 의 높이보다 낮게 하고 있지만, 제 3 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 의 높이와 제 2 지지부 (66) 의 상면 (66A) 의 높이가 동일해도 된다. 이 경우, 제 3 주벽부 (62) 의 상면 (62A) 과 기판 (P) 의 이면 (Pb) 이 보다 밀착하여 제 4 공간 (32) 에 대한 액체 (LQ) 의 침입을 억제할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서의 액체 (LQ) 는 순수이다. 순수는 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트, 광학소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없는 이점이 있다. 또한, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 의 표면 및 투영 광학계 (PL) 의 선단면에 설치되어 있는 광학소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다. 또한, 공장 등으로부터 공급되는 순수의 순도가 낮은 경우에는, 노광 장치가 초순수 제조기를 갖도록 해도 된다.
그리고 파장이 193㎚ 정도인 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 (n) 은 거의 1.44 정도라고 알려져 있으며, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 을 이용한 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 134㎚ 로 단파장화되어 높은 해상도를 얻을 수 있다. 그리고 초점심도는 공기 중에 비해 약 n 배, 즉 약 1.44 배로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점심도를 확보할 수 있으면 되는 경우에는, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있어, 이 점에서도 해상도가 향상된다. 또한, 액체 (LQ) 는 순수에 한정되지 않으며, 예를 들어 굴절률이 1.6∼2.0 인 고굴절률 액체를 이용해도 된다.
본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 광학소자 (LS1) 가 부착되어 있으며, 이 광학소자 (LS1) 에 의해 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 를 조정할 수 있다. 투영 광학계 (PL) 의 선단에 부착하는 광학소자로는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성 조정에 이용하는 광학 플레이트이어도 된다. 혹은 노광광 (EL) 을 투과 가능한 평행 평면판이어도 된다.
액체 (LQ) 의 흐름에 의해 생기는 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학소자를 교환 가능하게 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해 광학소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이는 액체 (LQ) 로 채워져 있는 구성이지만, 예를 들어 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 부착한 상태로 액체 (LQ) 를 채우는 구성이어도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태의 투영 광학계는, 선단의 광학소자의 이미지면측의 광로 공간을 액체로 채우고 있지만, 국제공개 제 2004/019128 호 팸플릿에 개시되어 있는 바와 같이, 선단의 광학소자의 마스크측의 광로 공간도 액체로 채우는 투영 광학계를 채용할 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 액체 (LQ) 는 물이지만, 물 이외의 액체이어도 된다. 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체 (LQ) 로는 F2 레이저광을 투과 가능한 예를 들어 과불화 폴리에테르 (PFPE) 혹은 불소계 오일 등의 불소계 유체여도 된다. 이 경우, 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분에는, 예를 들어 불소를 포함하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또한 액체 (LQ) 로는, 그 외에도 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있고 가능한 한 굴절률이 높으며, 투영 광학계 (PL) 및/또는 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해 안정적인 것 (예를 들어 시더유) 을 이용하는 것도 가능하다. 이 경우에도 표면 처리는 이용하는 액체 (LQ) 의 극성에 따라 행해진다.
또한, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리기판, 박막 자기 헤드용 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 이동시켜 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태로 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하고, 기판 (P) 을 차례로 스텝 이동시키는 스탭 앤드 리피드 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.
상기 서술한 실시형태에 있어서는, 광투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크 (레티클) 를 이용하였지만, 이 레티클 대신에, 예를 들어 미국특허 제 6,778,257 호에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크를 이용해도 된다. 또한, 국제공개 제 2001/035168 호 팸플릿에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭무늬를 웨이퍼 (W) 상에 형성함으로써, 웨이퍼 (W) 상에 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 노광 장치 (EX) 로는, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태로 제 1 패턴의 축소 이미지를 투영 광학계 (예를 들어 1/8 축소배율이며 반사 소자를 포함하지 않는 굴절형 투영 광학계) 를 이용하여 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 다시 그 후에 제 2 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태로 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영 광학계를 이용하여 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하고, 기판 (P) 을 차례로 이동시키는 스텝 앤드 스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한 본 발명은, 일본 공개특허공보 평 10-163099 호, 일본 공개특허공보 평 10-214783 호, 일본 공표특허공보 2000-505958 호 등에 개시되어 있는 트윈 스테이지형 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 일본 공개특허공보 평 11-135400 호에 개시되어 있는 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 스테이지와 기준 마크가 형성된 기준 부재, 각종 광전센서 등을 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있지만, 본 발명은 일본 공개특허공보 평 6-124873 호, 일본 공개특허공보 평 10-303114 호, 미국특허 제 5,825,043 호 등에 개시되어 있는 노광 대상인 기판의 표면 전체가 액체 중에 잠겨 있는 상태로 노광하는 액침 노광 장치에도 적용 가능하다.
노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광 장치, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD) 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
기판 스테이지 (PST) 및/또는 마스크 스테이지 (MST) 에 리니어모터 (USP 5, 623,853 또는 USP 5,528,118 참조) 를 이용하는 경우에는, 에어베어링을 이용한 에어부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 이용한 자기부상형 모두 이용할 수 있다. 또한 각 스테이지 (PST, MST) 는 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 형성하지 않는 가이드리스 타입이어도 된다.
각 스테이지 (PST, MST) 의 구동 기구로는, 2 차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과 2 차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시켜 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동하는 평면모터를 이용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 어느 일방을 스테이지 (PST, MST) 에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 타방을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측에 형성하면 된다.
기판 스테이지 (PST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평 8-166475 호 (USP 5,528,118) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 보내도 된다.
마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평 8-330224 호 (USP 5,874,820) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 보내도 된다.
본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원 특허 청구의 범위에 든 각 구성요소를 포함하는 각종 서브시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립하여 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 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 행해진다.
각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은, 각종 서브시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에 각 서브시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 것도 없다. 각종 서브시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면 종합 조정이 행해져 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 25 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상기 서술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 처리를 포함하는 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함함) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.
31 : 제 1 공간 32 : 제 4 공간
33, 33A : 제 2 공간 33B : 제 3 공간
34 : 제 5 공간 42 : 제 1 주벽부
42N : 오목부 44 : 제 2 주벽부
44A : 상면 46 : 제 1 지지부
50, 50' : 흡인 장치 51 : 제 1 회수구
53 : 슬릿부 55 : 구멍
57 : 제 2 회수구 62 : 제 3 주벽부 (외벽부)
63 : 제 4 주벽부 (외벽부) 66 : 제 2 지지부
A, C, F : 갭 (간극) EX : 노광 장치
H1, H2 : 오버행부 J1 : 노광 처리 위치
J2 : 기판 교환 위치 LQ : 액체
NT : 노치부 P : 기판
Pa : 표면 Pb : 이면
PH : 기판 홀더 PHB : 기재
PSTD : 기판 스테이지 구동 장치 T : 플레이트 부재
Tb : 이면

Claims (19)

  1. 투영 광학계의 이미지면측에서 기판을 유지하고, 상기 투영 광학계의 이미지면측에 공급되는 액체에 의해 형성되는 액침 영역에 대하여 상기 기판을 이동시키는 기판 유지 장치로서,
    상기 기판의 이면을 지지하는 제 1 지지부와,
    상기 제 1 지지부의 주위에 설치되고, 상기 제 1 지지부로 지지된 상기 기판의 이면에 대향하는 제 1 벽부와,
    상기 제 1 벽부의 주위에 설치된 제 2 벽부와,
    상기 제 2 벽부보다 외측에 배치되고, 플레이트 부재의 이면을 지지하는 제 2 지지부와,
    상기 제 2 벽부와 상기 제 2 지지부 사이에 설치되고, 상기 제 2 지지부로 지지된 상기 플레이트 부재의 이면에 대향하는 제 3 벽부와,
    상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 공간에 유입한 상기 액침 영역으로부터의 액체를 회수 가능하도록 그 공간에 접속된 유로를 구비하는 기판 유지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 상기 공간에 유입한 상기 액체는, 상기 공간 내의 기체가 상기 유로를 통하여 흡인됨으로써 그 공간 내에 상기 제 2 및 제 3 벽부를 따라 생성되는 기체의 흐름에 의해 상기 유로에 이동되는 기판 유지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유로는, 상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 상기 공간에 면하여 형성된 복수의 회수구를 갖고, 그 복수의 회수구는, 상기 제 2 및 제 3 벽부를 따라 배열되어 있는 기판 유지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 상기 공간에 유입한 상기 액체는, 상기 공간 내의 기체가 상기 복수의 회수구를 통하여 흡인됨으로써 그 공간 내에서 상기 제 2 및 제 3 벽부를 따라 상기 복수의 회수구의 상호 사이에 생성되는 기체의 흐름에 의해, 상기 복수의 회수구 중 적어도 1 개의 회수구에 이동되는 기판 유지 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 벽부는, 상기 제 1 벽부를 둘러싸도록 설치되고,
    상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 상기 공간에 생성되는 상기 기체의 흐름은, 상기 제 2 및 제 3 벽부의 둘레 방향을 따라 생성되는 기판 유지 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 벽부는, 상기 제 1 벽부를 둘러싸도록 형성되고,
    상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 상기 공간에 생성되는 상기 기체의 흐름은, 상기 제 2 및 제 3 벽부의 둘레 방향을 따라 생성되는 기판 유지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 벽부보다 외측에 설치된 제 4 벽부를 구비하고, 상기 제 2 지지부는, 상기 제 3 및 제 4 벽부에 의해 둘러싸여 있는 기판 유지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 지지부로 지지된 상기 플레이트 부재의 이면측에서 상기 제 3 및 제 4 벽부에 의해 둘러싸인 공간을 부압으로 하기 위해서 그 공간 내의 기체를 흡인 가능하도록 형성된 흡인구를 구비하고,
    상기 플레이트 부재의 이면은, 상기 제 3 및 제 4 벽부에 의해 둘러싸인 상기 공간이 부압이 된 상태에서 상기 제 2 지지부에 흡착되는 기판 유지 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부로 지지된 상기 기판의 이면측에서 상기 제 1 벽부에 의해 둘러싸인 공간을 부압으로 하기 위해서 그 공간 내의 기체를 흡인 가능하도록 형성된 흡인부를 구비하고,
    상기 기판의 이면은, 상기 제 1 벽부에 의해 둘러싸인 상기 공간이 부압이 된 상태에서 상기 제 1 지지부에 흡착되는 기판 유지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 벽부는, 상기 제 1 벽부와 제 2 벽부 사이의 공간과, 상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 공간 사이에서 기체를 유통시키는 유통로가 형성되어 있는 기판 유지 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 지지부는, 상기 플레이트 부재의 상면이 상기 액침 영역에 접촉 가능하도록 상기 플레이트 부재를 지지하는 기판 유지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 지지부는, 상기 플레이트 부재의 상면과, 상기 제 1 지지부로 지지된 상기 기판의 상면이 동일한 높이가 되도록 상기 플레이트 부재를 지지하는 기판 유지 장치.
  13. 투영 광학계와 그 투영 광학계의 이미지면측에 공급되는 액체에 의해 형성되는 액침 영역을 통하여 기판에 노광광을 조사하여 그 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 유지하고, 상기 투영 광학계에 대하여 상기 기판을 이동시키는 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 유지 장치를 구비하는 노광 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판 유지 장치의 상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 공간에 접속된 상기 유로를 통하여 그 공간 내의 기체를 흡인하는 흡인 장치를 포함하는 노광 장치.
  15. 투영 광학계와 그 투영 광학계의 이미지면측에 공급되는 액체에 의해 형성되는 액침 영역을 통하여 기판에 노광광을 조사하여 그 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 유지 장치에 의해 상기 기판을 유지하는 것과,
    상기 기판 유지 장치에 의해 유지한 상기 기판을 상기 투영 광학계에 대하여 이동시키는 것을 포함하는 노광 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판 유지 장치의 상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 공간에 접속된 상기 유로를 통하여 그 공간 내의 기체를 흡인하는 것을 포함하는 노광 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 벽부와 상기 제 3 벽부 사이의 공간에 유입한 상기 액침 영역으로부터의 액체를 상기 유로를 통하여 회수하는 것을 포함하는 노광 방법.
  18. 제 13 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 기판에 패턴을 노광하는 것과,
    상기 패턴이 노광된 상기 기판에 디바이스를 조립하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  19. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 기판에 패턴을 노광하는 것과,
    상기 패턴이 노광된 상기 기판에 디바이스를 조립하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.

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