WO2006112436A1 - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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WO2006112436A1
WO2006112436A1 PCT/JP2006/308040 JP2006308040W WO2006112436A1 WO 2006112436 A1 WO2006112436 A1 WO 2006112436A1 JP 2006308040 W JP2006308040 W JP 2006308040W WO 2006112436 A1 WO2006112436 A1 WO 2006112436A1
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liquid
temperature
optical path
exposure
exposure apparatus
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PCT/JP2006/308040
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Hiroyuki Nagasaka
Kenichi Shiraishi
Tomoharu Fujiwara
Soichi Owa
Akihiro Miwa
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Nikon Corporation
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    • G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
    • G03F7/70891—Temperature

Definitions

  • Exposure apparatus Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
  • the present invention relates to an exposure apparatus and exposure method for exposing a substrate through a liquid, and a device manufacturing method.
  • the pattern formed on the mask is projected and exposed onto a photosensitive substrate.
  • An exposure apparatus is used.
  • This exposure apparatus has a mask stage that can move while holding a mask, and a substrate stage that can move while holding a substrate.
  • the mask pattern and the substrate stage are moved sequentially, and the pattern of the mask is projected optically.
  • Projection exposure is performed on the substrate through the system.
  • miniaturization of patterns formed on a substrate is required in order to increase the density of devices.
  • an immersion exposure apparatus that fills the optical path space of exposure light with a liquid and exposes the substrate through the liquid as disclosed in Patent Document 1 below. Has been devised.
  • Patent Document 1 Pamphlet of International Publication No. 99Z49504
  • an immersion exposure apparatus when the temperature of a member that fills the optical path space with liquid to form an immersion space, for example, the temperature of a nozzle member, the temperature of the liquid supplied to the optical path space changes.
  • the optical path space may not be filled with a liquid at a desired temperature.
  • the various members disposed near the nozzle member may be thermally deformed, and the exposure accuracy may deteriorate.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an exposure apparatus and an exposure method that can prevent performance deterioration due to a temperature change of a liquid immersion space forming member (including a nozzle member, for example) And a device manufacturing method using the exposure apparatus or the exposure method.
  • the present invention employs the following configurations corresponding to the respective drawings shown in the embodiments.
  • the reference numerals in parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.
  • an exposure apparatus that exposes a substrate (P) through a first liquid (LQ) filled in an optical path space (K1) of exposure light (EL). ! Hurry the optical path space (K1) into liquid (L
  • an exposure apparatus provided with a temperature adjustment mechanism (60) that suppresses a temperature change of the immersion space forming member (70, etc.) accompanying the release of the formation of 2).
  • the temperature adjustment mechanism for suppressing the temperature change of the immersion space forming member since the temperature adjustment mechanism for suppressing the temperature change of the immersion space forming member is provided, the exposure accuracy is deteriorated due to the temperature change of the immersion space forming member. Can be prevented.
  • a device can be manufactured using an exposure apparatus in which deterioration of exposure accuracy is prevented.
  • An exposure method is provided that suppresses the temperature change of the immersion space forming member (70, etc.) accompanying this.
  • the third aspect of the present invention it is possible to prevent the deterioration of exposure accuracy by suppressing the temperature change of the immersion space forming member.
  • a device manufacturing method using the exposure method of the above aspect there is provided.
  • a device can be manufactured using an exposure method that can prevent deterioration of exposure accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a liquid immersion mechanism and a temperature adjustment mechanism.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining the principle of a liquid recovery operation by a liquid immersion mechanism.
  • FIG. 3B is a diagram for explaining the principle of the liquid recovery operation by the liquid immersion mechanism.
  • ⁇ 4 It is a diagram for explaining the liquid immersion mechanism and the temperature adjustment mechanism.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the operation of the temperature adjustment mechanism.
  • FIG. 5B is a diagram for explaining the operation of the temperature adjustment mechanism.
  • FIG. 6 is an enlarged view showing a main part of an exposure apparatus according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged view showing a main part of an exposure apparatus according to a third embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing a main part of an exposure apparatus according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged view showing a main part of an exposure apparatus according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 shows an exposure apparatus according to a sixth embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of a microdevice manufacturing process.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus EX according to the first embodiment.
  • the exposure apparatus EX has a mask stage MST that can move while holding the mask M, and a substrate holder PH that holds the substrate P.
  • the exposure apparatus EX moves while holding the substrate P in the substrate holder PH.
  • Possible substrate board Stage ST1 and measurement stage ST2 that can be moved with at least a part of the measurement device that performs measurements related to exposure processing, and illumination optics that illuminate mask M held by mask stage MST with exposure light EL Control system CONT that controls the overall operation of the projection optical system PL that projects the pattern image of the mask IL illuminated by the exposure system EL and the exposure light EL onto the substrate P held by the substrate stage ST1 and the entire exposure apparatus EX And have.
  • Each of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 can be moved independently of each other on the base member BP on the image plane side of the projection optical system PL!
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to substantially shorten the exposure wavelength to improve the resolution and substantially increase the depth of focus.
  • An immersion mechanism 1 is provided for filling the optical path space K1 of the exposure light EL on the image plane side of the projection optical system PL with the liquid LQ to form an immersion space.
  • the liquid immersion mechanism 1 is provided near the image plane side of the projection optical system PL, and has a nozzle member 70 having a supply port 12 for supplying the liquid LQ to the optical path space K1 and a recovery port 22 for recovering the liquid LQ in the optical path space K1.
  • the liquid supply device 11 for supplying the liquid LQ to the image plane side of the projection optical system PL via the supply port 12 provided in the first supply pipe 13 and the nozzle member 70, and the nozzle member 70.
  • a liquid recovery device 21 that recovers the liquid LQ on the image plane side of the projection optical system PL via a recovery port 22 and a recovery tube 23 is provided.
  • a flow path (supply flow path) 14 that connects the supply port 12 and the first supply pipe 13 is provided inside the nozzle member 70, and the recovery port 22 and the recovery pipe 23.
  • a flow path (recovery flow path) 24 is provided to connect the two.
  • the nozzle member 70 is formed in an annular shape so as to surround at least the final optical element LS 1 closest to the image plane of the projection optical system PL among the plurality of optical elements constituting the projection optical system PL.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment includes an immersion region of a liquid LQ that is larger than the projection region AR and smaller than the substrate P, on a part of the substrate P including the projection region AR of the projection optical system PL.
  • the local liquid immersion method is used to form LR locally.
  • the exposure apparatus EX uses the liquid immersion mechanism 1 while transferring at least the pattern image of the mask M to the substrate P, and uses the liquid immersion mechanism 1 to make the final optical element LS 1 and the projection optical system PL closest to the image plane of the projection optical system PL
  • the exposure light EL between the substrate P placed on the image plane side of the light and the optical path space K1 of the EL is filled with liquid LQ, and the projection optical system PL and the optical path space
  • the control device CONT supplies a predetermined amount of liquid LQ using the liquid supply device 11 of the liquid immersion mechanism 1 and collects a predetermined amount of liquid LQ using the liquid recovery device 21.
  • the liquid LQ immersion region LR is locally formed on the substrate P.
  • the optical path space K1 is filled with the liquid LQ with the projection optical system PL and the substrate P facing each other.
  • a scanning exposure apparatus that exposes a pattern formed on mask M onto substrate P while synchronously moving mask M and substrate P in the scanning direction.
  • the synchronous movement direction (scanning direction) of the mask M and the substrate P in the horizontal plane is the Y axis direction
  • the direction orthogonal to the Y axis direction is the X axis direction (non-scanning).
  • Direction the direction perpendicular to the X-axis and Y-axis directions (in this example, the direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL) is the Z-axis direction.
  • the rotation (tilt) directions around the X, Y, and Z axes are the 0 0, ⁇ ⁇ , and ⁇ ⁇ directions, respectively.
  • the “substrate” includes a semiconductor wafer coated with a film such as a resist or a protective film.
  • the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be projected onto a substrate is reduced.
  • the exposure apparatus ⁇ is used after the liquid LQ in the optical path space K1 has been removed.
  • a temperature adjustment mechanism 60 is provided for suppressing a temperature change of the immersion space forming member (in this embodiment, the nozzle member 70) after the formation of the immersion space is released.
  • the temperature adjustment mechanism 60 connects the liquid supply device 11 and the recovery flow path 24 provided in the nozzle member 70, and supplies the liquid LQ sent from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24. 15 is provided.
  • the illumination optical system IL collects the exposure light source, the optical integrator that equalizes the illuminance of the light beam emitted from the exposure light source, and the exposure light EL from the optical integrator. It has a condenser lens that shines, a relay lens system, and a field stop that sets the illumination area on the mask M with exposure light EL. A predetermined illumination area on the mask M is illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL.
  • Illumination optical system IL force Dew light emitted EL, such as bright lines (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248nm) emitted from mercury lamps, etc. Light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F laser light (wavelength 157 nm).
  • ArF excimer laser light is used.
  • pure water is used as the liquid LQ.
  • Pure water is not only ArF excimer laser light, but also far ultraviolet light (DUV light) such as emission lines (g-line, h-line, i-line) emitted from mercury lamp force and KrF excimer laser light (wavelength 248nm). Can also be transmitted.
  • DUV light far ultraviolet light
  • emission lines g-line, h-line, i-line
  • KrF excimer laser light wavelength 248nm
  • the mask stage MST is movable while holding the mask M.
  • the mask stage MST holds the mask M by, for example, vacuum suction.
  • the mask stage MST is in a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL while holding the mask M by driving the mask stage driving device MD including a linear motor controlled by the control device CONT. In other words, it can move two-dimensionally in the XY plane and can rotate slightly in the ⁇ Z direction.
  • a movable mirror 51 is provided on the mask stage MST.
  • a laser interferometer 52 is provided at a position facing the moving mirror 51! /.
  • the position of the mask M on the mask stage MST in the two-dimensional direction and the rotation angle in the ⁇ Z direction are measured in real time by the laser interferometer 52. .
  • the measurement result of the laser interferometer 52 is output to the control device CONT.
  • the control device CONT drives the mask stage drive device MD and holds it on the mask stage MST! To control the position of the mask M.
  • the movable mirror 51 may include not only a plane mirror but also a corner cube (retlet reflector), and instead of fixing the movable mirror 51, for example, the end surface (side surface) of the mask stage MST is formed by mirror finishing. A reflective surface may be used.
  • the mask stage MST is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-130179 (corresponding US Pat. 6, 721, 034) may be possible.
  • Projection optical system PL projects the pattern of mask M onto substrate ⁇ at a predetermined projection magnification ⁇ , and is composed of a plurality of optical elements, which are held by lens barrel ⁇ . It is.
  • the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification j8 of 1Z4, 1Z5, or 1Z8, for example, and forms a reduced image of the mask pattern in the projection area AR conjugate with the illumination area.
  • the projection optical system PL may be any of a reduction system, a unity magnification system, and an enlargement system.
  • the projection optical system PL may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element.
  • the final optical element LSI closest to the image plane of the projection optical system PL is exposed from the lens barrel PK.
  • the final optical element LSI may be a force-refractive parallel plane plate that is a lens element having refractive power.
  • the substrate stage ST1 has a substrate holder PH that holds the substrate P, and is movable while holding the substrate P on the substrate holder PH.
  • the substrate holder PH holds the substrate P by, for example, vacuum suction.
  • a recess 58 is provided on the substrate stage ST1, and the substrate holder PH for holding the substrate P is disposed in the recess 58.
  • the upper surface 57 of the substrate stage ST 1 other than the recess 58 is a flat surface that is substantially the same height (level) as the surface of the substrate P held by the substrate holder PH. This is because, during the exposure operation of the substrate P, a part of the liquid immersion region LR described above protrudes from the surface of the substrate P and is formed on the upper surface 57.
  • a predetermined region surrounding the substrate P may be substantially the same as the surface of the substrate P. If the optical path space K1 on the image plane side of the projection optical system PL can be continuously filled with the liquid LQ (that is, the immersion area LR can be satisfactorily maintained), the upper surface 57 of the substrate stage ST1 and the substrate holder PH There may be a step between the surface of the substrate P held on the substrate.
  • the substrate holder PH may be formed integrally with a part of the substrate stage ST1, but in this embodiment, the substrate holder PH and the substrate stage ST1 are separately configured, for example, by vacuum suction or the like.
  • the holder PH shall be fixed in the recess 58.
  • Substrate stage ST1 includes a linear motor and the like controlled by control device CONT.
  • the substrate P By driving the plate stage driving device SD1, the substrate P can be moved two-dimensionally in the XY plane on the base member BP and finely rotated in the ⁇ Z direction while being held by the substrate holder PH.
  • the substrate stage ST1 can also move in the Z-axis direction, the 0X direction, and the ⁇ Y direction. Accordingly, the surface of the substrate P held on the substrate stage ST1 can move in directions of six degrees of freedom in the X axis, Y axis, Z axis, 0 X, ⁇ Y, and ⁇ Z directions.
  • a movable mirror 53 is provided on the side surface of the substrate stage ST1.
  • a laser interferometer 54 is provided at a position facing the movable mirror 53.
  • the position and rotation angle of the substrate P on the substrate stage ST1 in the two-dimensional direction are measured in real time by the laser interferometer 54.
  • the exposure apparatus EX includes a focus leveling detection system that detects surface position information of the surface of the substrate P held by the substrate stage ST1.
  • the laser interferometer 54 for example, an optical system
  • the position of the substrate stage ST1 in the Z-axis direction and ⁇ X, ⁇ Y.
  • Details of the exposure apparatus equipped with a laser interferometer capable of measuring the position of the substrate stage ST1 in the Z-axis direction are disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 2001-510577 (corresponding international publication No. 1999Z28790 pamphlet).
  • a reflecting surface formed by mirror-processing a part (side surface, etc.) of the substrate stage ST1 may be used instead of fixing the movable mirror 53 to the substrate stage ST1, for example, a reflecting surface formed by mirror-processing a part (side surface, etc.) of the substrate stage ST1 may be used.
  • the focus / leveling detection system measures the position information of the substrate P in the Z-axis direction at each of the plurality of measurement points, so that the tilt information (rotation of the substrate P in the ⁇ X and ⁇ Y directions)
  • the plurality of measurement points may be set at least partially within the immersion area LR (or projection area AR), or all of the measurement points may be in the immersion area LR. It may be set outside.
  • the laser interferometer 54 can measure the position information of the substrate P in the Z-axis, ⁇ X and ⁇ Y directions
  • the position information in the Z-axis direction can be measured during the exposure operation of the substrate P.
  • the position of the substrate P in the Z-axis, ⁇ X and 0 Y directions is controlled using the measurement results of the laser interferometer 54 at least during the exposure operation without the need to provide a focus and repelling detection system. Even so,
  • the measurement result of the laser interferometer 54 is output to the control device CONT.
  • the detection result of the focus' repelling detection system is also output to the control device CONT.
  • the control device CONT Based on the detection result of the single leveling detection system, the substrate stage drive device SD 1 is driven to control the focus position (Z position) and tilt angle ( ⁇ X, ⁇ ⁇ ) of the substrate P.
  • the surface of the substrate P is aligned with the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid LQ, and the X-axis direction, Y-axis direction, and ⁇ of the substrate P are determined based on the measurement result of the laser interferometer 54. Perform position control in the Z direction.
  • Measurement stage ST2 is equipped with various measurement devices (including measurement members) that perform measurements related to exposure processing, and is provided on the image plane side of projection optical system PL so as to be movable on base member BP. It has been. Measurement stage ST2 is driven by measurement stage drive device SD2. The measurement stage driving device SD2 is controlled by the control device CONT. Then, the control device CONT can move the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 independently of each other on the base member BP via the stage driving devices SD1 and SD2. The measurement stage drive SD2 has the same configuration as the substrate stage drive SD1, and the measurement stage ST2 is driven by the measurement stage drive SD2 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions in the same way as the substrate stage ST1.
  • a movable mirror 55 is provided on the side surface of the measurement stage ST2, and a laser interferometer 56 is provided at a position facing the movable mirror 55.
  • the position and rotation angle of the measurement stage ST 2 in the two-dimensional direction are measured in real time by the laser interferometer 56, and the control device CONT controls the position of the measurement stage ST2 based on the measurement result of the laser interferometer 56.
  • the laser interferometer 56 for example, an optical system
  • 0 X, ⁇ Y The rotational angle of the direction may be measurable.
  • a reflection surface formed by mirror-finishing a part (side surface, etc.) of the measurement stage ST2 may be used.
  • a measuring device mounted on the measuring stage ST2 a plurality of reference marks as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-21314 (corresponding US Pat. No. RE36,730) are formed.
  • Reference mark plates such as those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-117238 (corresponding US Pat. No. RE32, 795) can be used to measure uneven illuminance, or Japanese Patent Laid-Open No. 2001-267239 (corresponding US Pat. 6, 721, 039)
  • 2002-198303 examples thereof include an image measurement sensor and a dose sensor (illuminance sensor) as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-16816 (corresponding to US Publication 2002Z0061469A1).
  • a measurement device mounted on the measurement stage ST2 for example, it is disclosed in International Publication No. 99Z60361 pamphlet (corresponding patent 6, 819, 414), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-71514, US Patent No. 6650399, etc.
  • Examples thereof include a wavefront aberration measuring device, and a reflecting portion disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-183522 (corresponding US Pat. No. 4,780,747).
  • the measurement stage ST2 is a dedicated stage for performing the measurement process related to the exposure process, and is configured not to hold the substrate P.
  • the substrate stage ST1 performs the measurement related to the exposure process.
  • the measurement device is not installed.
  • the exposure apparatus provided with such a measurement stage for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-135400 (corresponding international publication 1999Z23692) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164504 (corresponding US Pat. No. 6,897,963). ) And the like. At least some of the above measuring devices may be mounted on the substrate stage ST1! / ⁇ .
  • the control device CONT is the substrate By driving the upper surface 57 of the stage ST1 and the upper surface 59 of the measurement stage ST2, for example, at least one of the stages ST1 and ST2 in the Z-axis direction (and Z or 0 X, 0 Y direction), It can be controlled (adjusted) so that it is almost the same position (height).
  • control device CONT causes the upper surface 57 of the substrate stage ST1 and the upper surface 59 of the measurement stage ST2 to contact (or approach) while performing the supply operation and the recovery operation of the liquid LQ by the liquid immersion mechanism 1.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are moved together in the X-axis direction under the projection optical system PL, for example, to form an immersion region LR formed on the image plane side of the projection optical system PL.
  • substrate stage ST1 and measurement stage ST2 The upper surfaces 57 and 59 are set to almost the same height (Z position), and the driving is performed in parallel.
  • the liquid immersion mechanism 1 supplies the liquid LQ to fill the optical path space K1 on the light emission side of the final optical element LSI with the liquid LQ, and includes a tank for storing the liquid LQ, a pressure pump , Equipped with a temperature control device that adjusts the temperature of the supplied liquid LQ, and a filter unit that removes foreign matter in the liquid LQ.
  • a temperature control device 18 is shown as an example.
  • One end of a first supply pipe 13 is connected to the liquid supply device 11, and the other end of the first supply pipe 13 is connected to a nozzle member 70.
  • the liquid supply operation of the liquid supply device 11 is controlled by the control device CONT. Note that the tank, pressure pump, temperature control device, filter unit, etc. of the liquid supply device 11 do not need to be equipped with the exposure device EX. Also good.
  • the liquid recovery device 21 of the liquid immersion mechanism 1 is for recovering the liquid LQ filled in the optical path space K1 on the light emission side of the final optical element LSI, and includes a vacuum system such as a vacuum pump, It is equipped with a gas-liquid separator that separates the recovered liquid LQ and gas, and a tank that stores the recovered liquid LQ.
  • a recovery pipe 23 is connected to the liquid recovery apparatus 21, and the other end of the recovery pipe 23 is connected to a nozzle member 70.
  • the liquid recovery operation of the liquid recovery device 21 is controlled by the control device CONT.
  • the vacuum system, gas-liquid separator, tank, etc. of the liquid recovery apparatus 21 may be replaced with facilities such as a factory where the exposure apparatus EX is installed, which is not necessarily provided with the exposure apparatus EX.
  • the nozzle member 70 is at least one optical element arranged on the image plane side of the projection optical system PL.
  • the nozzle member 70 includes a bottom plate portion 71 facing the surface of the substrate P held by the substrate stage ST1, an inclined plate portion 72 facing the side surface LT of the final optical element LSI, a side plate portion 73, and a top plate portion 75. And have.
  • the inclined plate portion 72 is formed in a mortar shape, and the final optical element LSI is arranged inside the hole portion 70H formed by the inclined plate portion 72.
  • the side surface LT of the final optical element LS 1 and the inner side surface 70T of the hole 70H of the nozzle member 70 are opposed to each other with a predetermined gap.
  • Bottom plate The unit 71 is disposed between the lower surface of the final optical element LSI and the substrate P.
  • the bottom plate 71 is provided with an opening 74 for allowing the exposure light EL to pass therethrough.
  • the upper surface 71A of the bottom plate portion 71 is opposed to the lower surface of the final optical element LSI via a predetermined gap, and the lower surface 71B of the bottom plate portion 71 is opposed to the surface of the substrate P via a predetermined gap.
  • the upper surface 71A of the bottom plate portion 71 is connected to the lower end portion of the inner side surface 70T.
  • the bottom surface 71B of the bottom plate portion 71 is a flat surface.
  • the nozzle member 70 includes a supply port 12 that supplies the liquid LQ to the optical path space K1 of the exposure light EL, and a recovery port 22 that recovers the liquid LQ of the optical path space K1 of the exposure light EL. Further, the nozzle member 70 includes a supply channel 14 connected to the supply port 12 and a recovery channel 24 connected to the recovery port 22.
  • the supply port 12 is for supplying the liquid LQ to the optical path space K1, and is provided in the vicinity of the upper surface 71A of the bottom plate portion 71 of the inner surface 70T of the nozzle member 70.
  • the supply port 12 is provided outside the optical path space K1, and in the present embodiment, one supply port 12 is provided on each of both sides in the X-axis direction with respect to the optical path space K1.
  • the supply ports 12 may be provided on both sides in the Y-axis direction with respect to the optical path space K1, or a plurality of supply ports 12 may be provided so as to surround the optical path space K1.
  • the supply flow path 14 is formed by a slit-like through-hole penetrating the inside of the inclined plate portion 72 of the nozzle member 70 along the inclination direction.
  • the supply port 12 and the first supply pipe 13 are connected via a supply flow path 14.
  • the other end of the first supply pipe 13 is connected to the upper end of the supply flow path 14, and the supply port 12 is connected to the lower end of the supply flow path 14. Therefore, the liquid supply device 11 and the supply port 12 are connected via the first supply pipe 13 and the supply flow path 14, and the liquid LQ is supplied from the liquid supply device 11 to the supply port 12.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 12 fills a predetermined space (immersion space) K2 between the lower surface of the projection optical system PL and the nozzle member 70 and the surface of the substrate P, including the optical path space K1. It is.
  • the liquid LQ is held between the projection optical system PL and the nozzle member 70 and the substrate P.
  • the liquid LQ filled in the predetermined space K2 comes into contact with at least a part of the nozzle member 70.
  • valve mechanism 13 B that can open and close the flow path of the first supply pipe 13 is provided in the middle of the flow path of the first supply pipe 13.
  • the valve mechanism 13B is controlled by the controller CONT. Is done.
  • the control device CONT can stop the supply of the liquid LQ from the liquid supply device 11 to the supply port 12 by operating the valve mechanism 13B to close the flow path of the first supply pipe 13.
  • the recovery port 22 is for recovering the liquid LQ in the optical path space K1, and is provided on the lower surface of the nozzle member 70 facing the substrate P.
  • the recovery port 22 is provided in an annular shape so as to surround the optical path space K1 outside the supply port 12 and the bottom plate portion 71 with respect to the optical path space K1.
  • the recovery flow path 24 is provided inside the nozzle member 70.
  • the nozzle member 70 is formed with a space portion that opens downward between the inclined plate portion 72 and the side plate portion 73, and the recovery channel 24 is constituted by the space portion.
  • the recovery port 22 is disposed at the lower end (opening portion) of the space and is connected to the recovery flow path 24.
  • the other end of the recovery pipe 23 is connected to a part of the recovery flow path 24. Therefore, the liquid recovery device 21 and the recovery port 22 are connected via the recovery flow path 24 and the recovery pipe 23.
  • the liquid recovery device 21 including the vacuum system exists in a predetermined space K2 between the substrate P, the nozzle member 70, and the projection optical system PL, including the optical path space K1, by setting the recovery flow path 24 to a negative pressure.
  • Liquid LQ can be recovered through recovery port 22.
  • the liquid LQ filled in the optical path space K1 (predetermined space K2) flows into the recovery channel 24 via the recovery port 22 of the nozzle member 70, and the liquid LQ that flows into the recovery channel 24 is liquid. It is recovered by the recovery device 21.
  • the liquid recovery device 21 recovers the liquid LQ in the optical path space K1 (predetermined space K2) through the recovery port 22 by setting the recovery flow path 24 to a negative pressure, and Liquid LQ can be recovered.
  • the nozzle member 70 includes a porous member 25 having a plurality of holes provided so as to cover the recovery port 22.
  • the porous member 25 is formed in an annular shape in plan view.
  • the porous member 25 may be a ceramic porous body or the like, but can be constituted by, for example, a mesh member having a plurality of holes. Examples of materials that can form the porous member 25 include titanium, stainless steel (for example, SUS316), and ceramics.
  • the porous member 25 is made of titanium and has lyophilicity (hydrophilicity) with respect to the liquid LQ.
  • the porous member 25 is made of a lyophilic material other than titanium. You may make it.
  • the porous member 25 may be made of stainless steel (for example, SUS316) and subjected to lyophilic treatment (surface treatment) to make it lyophilic! ⁇ .
  • lyophilic treatment surface treatment
  • a process of attaching acid chromium to the porous member 25 can be mentioned. Specifically, for example, “GOLDEP” processing or “GOLDEP WHI TE” processing of SHINKO ENVIRONMENTAL SOLUTION CO., LTD. Further, by performing such a surface treatment, elution of impurities from the porous member 25 to the liquid LQ can be suppressed.
  • the porous member 25 has a lower surface 26 facing the substrate P held by the substrate stage ST1.
  • the lower surface 26 of the porous member 25 is substantially flat.
  • the porous member 25 is provided in the recovery port 22 so that the lower surface 26 thereof is substantially parallel to the surface of the substrate P (that is, the XY plane) held on the substrate stage ST1. Further, the lower surface 26 of the porous member 25 and the lower surface 71B of the bottom plate portion 71 provided in the recovery port 22 are provided at substantially the same position (height) with respect to the surface of the substrate P.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view in which a part of the porous member 25 is enlarged, and is a schematic diagram for explaining a liquid recovery operation performed through the porous member 25.
  • the liquid immersion mechanism 1 is provided so as to recover only the liquid LQ via the recovery port 22. Therefore, the liquid immersion mechanism 1 can satisfactorily recover the liquid LQ without causing the gas to substantially flow into the recovery channel 24 via the recovery port 22.
  • the recovery port 22 is provided with a porous member 25.
  • a substrate P is disposed below the porous member 25.
  • a gas space and a liquid space are formed between the porous member 25 and the substrate P. More specifically, a gas space is formed between the first hole 25Ha of the multi-hole member 25 and the substrate P, and a liquid space is formed between the second hole 25Hb of the porous member 25 and the substrate P.
  • a recovery flow path (flow path space) 24 is formed above the porous member 25.
  • the interface between the liquid LQ and the gas can be maintained inside the first hole 25Ha of the porous member 25, and from the gas space below the porous member 25 to the flow path space 24 via the first hole 25Ha. Invasion of gas can be suppressed.
  • a liquid space is formed below the second hole 25Hb (substrate P side) of the porous member 25. Therefore, only the liquid LQ can be recovered through the second hole 25Hb.
  • the surface tension ⁇ of the porous member 25 is substantially constant, and the liquid immersion mechanism 1 controls the suction force of the liquid recovery device 21 so that the pressure Pc of the flow path space 24 above the porous member 25 is satisfied so as to satisfy the above condition. adjust.
  • the contact angle ⁇ of the porous member 25 with the liquid LQ is It is desirable to be as small as possible.
  • the porous member 25 is lyophilic with respect to the liquid LQ and has a sufficiently small contact angle ⁇ .
  • each hole formed in the porous member 25 is formed such that the opening diameter on the upper surface side of the porous member 25 and the opening diameter on the lower surface side are substantially the same.
  • the opening diameter on the upper surface side and the opening diameter on the lower surface side of each hole of the force porous member 25 may be different.
  • the absolute value of the above (Pa ⁇ Pc) should be made larger. I know you can.
  • the porous member 25 is wet (the upper surface of the porous member 25 is covered with the liquid LQ), and the flow path space 24 above the porous member 25 is By controlling the pressure difference with the lower space (pressure difference between the upper surface and the lower surface of the porous member 25) so as to satisfy the above conditions, the hole 25H force of the porous member 25 also recovers only the liquid LQ. As a result, it is possible to suppress the occurrence of vibration caused by sucking the liquid LQ and the gas together.
  • the liquid LQ in the flow path space 24 does not move to the space below the porous member 25. That is, by satisfying the above conditions, the liquid LQ force in the channel space (recovery channel) 24 that is the space above the porous member 25 is dripped into the space below the porous member 25 via the porous member 25. Is not going
  • the force flow path space 24 in which the gas space is formed in a part of the flow path space 24 is filled with the liquid LQ.
  • the temperature adjustment mechanism 60 is for suppressing the temperature change of the nozzle member 70 after the liquid LQ in the optical path space K1 is removed.
  • the liquid LQ is held between the projection optical system PL and the nozzle member 70 and the substrate P, and the liquid LQ is held in the predetermined space K2 including the optical path space K1.
  • LQ is filled, but after removing the liquid LQ in the predetermined space K2 including the optical path space K1 (after releasing the immersion space), at least a part of the liquid LQ in contact with the nozzle member 70 is vaporized there is a possibility.
  • the nozzle member 70 may change (decrease) in temperature due to the heat of vaporization caused by the vaporization of the liquid LQ.
  • the temperature adjustment mechanism 60 is configured so that the liquid LQ in the predetermined space K2 including the optical path space K1 is removed, and then at least part of the liquid LQ that is in contact with the nozzle member 70 is vaporized. Reduces temperature drop.
  • the temperature adjustment mechanism 60 is connected to the liquid supply device 11 and the recovery flow path 24 provided in the nozzle member 70, and recovers the liquid LQ sent from the liquid supply device 11.
  • Road 24 A second supply pipe 15 is provided. That is, the liquid supply device 11 can supply the liquid LQ to the recovery flow path 24 via the second supply pipe 15.
  • the temperature adjustment mechanism 60 supplies the liquid LQ for adjusting the temperature of the nozzle member 70 from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24 via the second supply pipe 15.
  • the liquid LQ supplied from the liquid supply device 11 and supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 and the temperature of the nozzle member 70 are sent from the liquid supply device 11 and supplied to the second supply pipe.
  • the liquid LQ supplied from 15 to the recovery flow path 24 is the same liquid (pure water).
  • the temperature adjustment mechanism 60 is provided in the middle of the second supply pipe 15, and is a mass flow controller that controls the amount of liquid LQ per unit time supplied from the liquid supply apparatus 11 to the recovery flow path 24. It has a flow controller 16 called. The operation of the flow controller 16 is controlled by the controller CONT.
  • the temperature adjustment mechanism 60 includes a temperature controller 17 provided in the middle of the second supply pipe 15, and capable of adjusting the temperature of the liquid LQ supplied from the liquid supply apparatus 11 to the recovery flow path 24. ing.
  • the operation of the temperature controller 17 is controlled by the control device CONT.
  • the temperature controller 17 is a temperature controller different from the temperature controller 18 provided in the liquid supply device 11, and the control device CONT independently operates each of the temperature controller 17 and the temperature controller 18. Can be controlled.
  • the temperature controller 17 is disposed between the liquid supply device 11 including the temperature control device 18 and the nozzle member 70, and further controls the temperature of the liquid LQ supplied from the liquid supply device 11 via the temperature control device 18. It can be adjusted.
  • the control device CONT drives the liquid supply device 11 of the immersion mechanism 1 to unit time from the supply port 12 to the predetermined space K2 including the optical path space K1.
  • the liquid recovery device 21 is driven to recover a predetermined amount of liquid LQ per unit time from the predetermined space K2 including the optical path space K1 through the recovery port 22. Then, the predetermined space K2 including the optical path space K1 is filled with the liquid LQ, and the liquid immersion area LR of the liquid LQ is locally formed.
  • the liquid LQ delivered from the liquid supply device 11 under the control of the control device CONT flows through the first supply pipe 13 and then from the supply port 12 via the supply flow path 14 of the nozzle member 70. Projection light It is supplied to the space between the final optical element LSI of the academic system PL and the bottom plate 71.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 12 flows through the upper surface 71A of the bottom plate portion 71 and then reaches the opening 74. Thereafter, the liquid LQ flows into the predetermined space K2 between the nozzle member 70 and the substrate P through the opening 74, and the predetermined space K2 including the optical path space K1 of the exposure light EL is filled with the liquid LQ.
  • the liquid immersion mechanism 1 supplies the exposure light between the final optical element LSI and the substrate P by supplying the liquid LQ from the supply port 12 to the space between the final optical element LSI and the bottom plate 71. Fill the optical path space K1 of EL with liquid LQ.
  • the liquid recovery apparatus 21 including the vacuum system driven under the control of the control apparatus CONT exists in the predetermined space K2 including the optical path space K1 by making the recovery flow path 24 negative pressure.
  • the liquid LQ is recovered through the recovery port 22 in which the porous member 25 is disposed.
  • the liquid LQ in the predetermined space K2 flows into the recovery channel 24 via the recovery port 22 of the nozzle member 70, flows through the recovery pipe 23, and is recovered by the liquid recovery device 21.
  • the liquid recovery apparatus 21 adjusts the pressure in the flow path space 24 (pressure on the upper surface of the porous member 25 (negative pressure)) using a pressure adjusting mechanism (not shown), and passes through the porous member 25. Collect only liquid LQ from collection port 22.
  • the control device CONT while the optical path space K1 of the exposure light EL is filled with the liquid LQ, moves the projection optical system PL and the substrate P relatively while moving the pattern image of the mask M to the projection optical system PL and Projection exposure is performed on the substrate P through the liquid LQ in the optical path space K1.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus whose scanning direction is the Y-axis direction
  • the control apparatus CONT controls the mask stage MST and the substrate stage ST1 to control the mask M
  • the substrate P is exposed by irradiating the substrate P with the exposure light EL while moving the substrate P and the substrate P in the Y-axis direction.
  • the liquid LQ is held between the nozzle member 70 and the substrate P and fills the optical path space K1.
  • liquid LQ immersion region LR is formed on measurement stage ST2, and control device CONT uses a measurement device mounted on measurement stage ST2. Then, measurement processing relating to exposure processing is performed as necessary.
  • the immersion region LR can be moved between the upper surface 57 of the substrate stage ST1 and the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the substrate stage ST1 can be projected to replace the substrate P.
  • the measurement stage ST2 is made to face the lower surface of the final optical element LSI of the projection optical system PL by exchanging with the substrate stage ST1. Can be used to keep the optical path space K1 filled with liquid LQ.
  • the measurement stage ST2 faces the final optical element LSI
  • the measurement device and Z or measurement member (for example, a reference mark) mounted on the measurement stage ST2 is used as necessary. Then, a predetermined measurement operation is performed. Further, for example, when the substrate stage ST1 is disposed at a position facing the final optical element LSI for the exposure operation of the substrate P, the measurement stage ST2 is placed at a predetermined position (retracted position) away from the final optical element LSI. Moved.
  • at least one of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 is disposed under the projection optical system PL, so that the optical path space K1 is continuously filled with the liquid LQ (that is, the final optical element).
  • the immersion space (immersion area LR) can be maintained (held) on the LSI exit side.
  • a predetermined amount F1 of liquid LQ per unit time is supplied from the supply port 12 to the predetermined space K2 including the optical path space K1. It is.
  • the liquid supply amount per unit time supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 (predetermined space K2) is appropriately referred to as “first amount Fl”.
  • the liquid immersion mechanism 1 recovers the liquid L Q existing in the optical path space K1 (predetermined space K2) through the recovery port 22 in a predetermined amount per unit time.
  • the liquid immersion mechanism 1 includes a liquid supply amount (first amount F1) per unit time supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 (predetermined space K2) and an optical path space K1 (predetermined amount) via the recovery port 22. Make the liquid recovery volume per unit time recovered from space K2) almost the same. That is, the amount of the liquid LQ that flows from the predetermined space K2 into the recovery channel 24 via the recovery port 22 is substantially equal to the first amount F1.
  • optical path space K1 This balances the amount of liquid supplied to the optical path space K1 and the amount of liquid recovered from the optical path space K1, expanding the immersion area LR, leaking the liquid LQ, or draining the liquid LQ (liquid running out), etc.
  • the optical path space K1 is filled with the liquid LQ while preventing inconvenience.
  • the control device CONT connects the second supply pipe 15 from the liquid supply device 11 while the optical path space K1 of the exposure light EL is filled with the liquid LQ. Then, the liquid LQ of the predetermined amount F2 per unit time is continuously supplied to the recovery flow path 24. Snow That is, the control device CONT supplies the liquid LQ from the liquid supply device 11 to the recovery channel 24 via the second supply pipe 15 constituting the temperature adjustment mechanism 60 even when the substrate P is subjected to immersion exposure.
  • the optical path space K1 is filled with the liquid LQ.
  • the liquid supply amount per unit time supplied from the second supply pipe 15 (temperature adjustment mechanism 60) to the recovery flow path 24 (nozzle member 70) is appropriately referred to as “second amount F2”.
  • the collection channel 24 has a sum of the first amount F1 and the second amount F2. Liquid LQ in the amount of (F1 + F2) will flow in.
  • the liquid recovery device 21 reduces the liquid LQ in the predetermined space K2 by applying a negative pressure to the recovery flow path 24 with a suction force W1 corresponding to the amount of liquid LQ flowing into the recovery flow path 24 (F1 + F2).
  • the liquid LQ that has flowed into the recovery flow path 24 from the second supply pipe 15 is recovered while flowing into the recovery flow path 24 via the recovery port 22 for recovery.
  • the temperature of the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 (predetermined space K2) and the liquid LQ supplied to the recovery flow path 24 via the second supply pipe 15 Although it may be set to a value different from the temperature, in this embodiment, it is adjusted to substantially the same value.
  • the control device CONT controls the valve mechanism 13B to close the flow path of the first supply pipe 13 and to close the optical path space K1 from the supply port 12 Stop supplying liquid LQ to.
  • the control device CONT continues to drive the liquid recovery device 21.
  • the negative pressure of the recovery flow path 24 is maintained, so that the liquid LQ in the predetermined space K2 including the optical path space K1 is circulated through the recovery port 22.
  • the optical path space K1 (predetermined space K2) will be in a state where all the liquid LQ has been collected.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state after all the liquid LQ in the predetermined space K2 including the optical path space K1 has been collected.
  • the control device CONT collects all the liquid LQ in the optical path space K1, and even when there is no liquid LQ in the optical path space K1 (predetermined space K2), the control device CONT collects the liquid LQ via the second supply pipe 15 from the liquid supply device 11.
  • the control device CONT collects the liquid LQ via the second supply pipe 15 from the liquid supply device 11.
  • the liquid LQ is constantly supplied from the liquid supply device 11 via the second supply pipe 15 to the recovery flow path 24 (nozzle member 70).
  • the liquid LQ When the liquid LQ is filled in the predetermined space K2 including the optical path space K1, the force for adjusting the temperature of the nozzle member 70 by the liquid LQ As described above, the optical path space K1 (predetermined space K2)
  • the temperature of the nozzle member 70 may decrease due to the heat of vaporization generated by the vaporization of the liquid LQ in contact with the nozzle member 70.
  • the lower surface of the nozzle member 70 and the porous member 25 are lyophilic, there is a high possibility that the liquid LQ will remain in the nozzle member 70. Also, if the liquid LQ supply and collection operations by the liquid immersion mechanism 1 are stopped, there is a high possibility that the liquid LQ will remain inside the supply channel 14 and the recovery channel 24.
  • the nozzle member 70 is cooled by the heat of vaporization.
  • the temperature of the nozzle member 70 decreases, when the supply operation of the liquid LQ to the optical path space K1 from the supply port 12 is resumed, the temperature of the supplied liquid LQ becomes lower than the desired temperature, and the exposure light that passes through the liquid LQ
  • the EL optical path may fluctuate, or the substrate P in contact with the liquid LQ may be thermally deformed, which may degrade the exposure accuracy via the liquid LQ.
  • various members arranged in the vicinity of the nozzle member 70 for example, the final optical element LSI may be cooled, and desired imaging characteristics may not be obtained.
  • the environment (temperature) in which the exposure apparatus EX is placed changes, the measurement accuracy of an optical measurement apparatus such as a laser interferometer deteriorates, or the support member (exposure apparatus) that supports the projection optical system PL.
  • an optical measurement apparatus such as a laser interferometer
  • the support member exposure apparatus
  • the body of EX will be affected by heat deformation of the body of EX).
  • the control device CONT supplies the liquid LQ to the recovery flow path 24 of the nozzle member 70 via the second supply pipe 15 of the temperature adjustment mechanism 60 even when there is no liquid LQ in the optical path space K1.
  • the temperature change (decrease) of the nozzle member 70 is suppressed.
  • the liquid recovery device 21 maintains the negative pressure state of the recovery flow path 24 so as to satisfy the above equation (1). Therefore, the liquid LQ supplied from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24 via the second supply pipe 15 does not drop from the porous member 25 into the predetermined space K2 on the lower side. To be recovered.
  • the temperature adjustment liquid LQ continues to flow through the nozzle member 70, so that the temperature change (temperature decrease) of the nozzle member 70 can be suppressed. it can.
  • the control unit CONT removes the liquid LQ from the optical path space K1, and then the unit of the liquid LQ supplied from the liquid supply unit 11 to the recovery channel 24.
  • the amount per unit time F3 is set larger than the amount per unit time (second amount) F2 of the liquid LQ supplied from the liquid supply device 11 to the recovery channel 24 during exposure of the substrate P or the like.
  • the control device CONT supplies the liquid LQ from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24 after removing the liquid LQ from the optical path space K1.
  • the third amount F3 is the second amount F2 when the liquid LQ is supplied from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24 during exposure of the substrate P, etc., and the optical path space K1 from the supply port 12
  • the liquid recovery device 21 satisfies the above-described expression (1) without changing the suction force W1 of the liquid recovery device 21 greatly between the state where the liquid LQ is present in the optical path space K1 and the state where there is no liquid LQ.
  • the negative pressure state of the recovery flow path 24 can be maintained.
  • the control device CONT drives the valve mechanism 13B. Then, the flow path of the first supply pipe 13 is opened, and the supply of the liquid LQ to the optical path space K1 from the supply port 12 is started.
  • the liquid LQ is supplied to the optical path space K1 from the supply port 12 in the first amount F1.
  • the control device CONT controls the flow controller 16 and the second supply pipe. Through 15, the liquid LQ is supplied to the recovery channel 24 in the second amount F2.
  • the temperature adjusting mechanism 60 for suppressing the temperature change of the nozzle member 70 is provided, it is possible to prevent the exposure accuracy from being deteriorated due to the temperature change of the nozzle member 70.
  • the temperature adjustment mechanism 60 removes the liquid LQ in the optical path space K1 in order to adjust the temperature of the nozzle member 70 even when there is no liquid LQ. Since the liquid is continuously supplied to the path 24, the temperature drop of the nozzle member 70 due to the heat of vaporization of the liquid LQ can be suppressed after the liquid LQ in the optical path space K1 is removed.
  • the force that changes the adjustment amount (control amount) of the temperature adjustment device 18 The force is also sent from the temperature adjustment device 18 by changing the adjustment amount of the temperature adjustment device 18 It takes some time for the temperature of the liquid LQ to reach the desired temperature (stabilize), so it may be necessary to provide a waiting time until the temperature of the liquid LQ stabilizes.
  • the liquid supply device 11 including the temperature control device 18 is always driven even if the liquid LQ is present in the optical path space K1, so that the exposure apparatus EX The operating rate can be improved. That is, when the operation of the liquid supply device 11 is temporarily stopped and then resumed, a waiting time is set until the liquid LQ state (temperature, cleanliness, etc.) delivered from the liquid supply device 11 is stabilized. Force that may be necessary By continuing to drive the liquid supply device 11, for example, when the operation of supplying the liquid LQ to the optical path space K1 without the liquid LQ is resumed, There is no need to set a waiting time as described above.
  • the third amount F3 of the liquid LQ supplied from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24 is supplied from the liquid supply device 11 during the exposure of the substrate P.
  • the temperature L can be heated by the temperature controller 18 or the temperature controller 17 if there is no liquid LQ in the optical path space K1. Since a large amount of the liquid LQ that has been adjusted is supplied to the nozzle member 70, the temperature change of the nozzle member 70 can be effectively suppressed.
  • the third amount F3 of the liquid LQ supplied from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24 is supplied from the liquid supply device 11 during the exposure of the substrate P. Since the first amount F1 of the liquid LQ supplied to the recovery flow path 24 and the second amount F2 of the liquid LQ supplied to the optical path space K1 from the supply port 12 are made substantially equal to each other.
  • the suction force W1 of the liquid recovery device 21 does not need to be changed significantly before and after the liquid LQ in the optical path space K1 is removed.
  • the suction force W1 of the liquid recovery device 21 is changed, there is a possibility that inconvenience may occur such as a waiting time until the operation of the liquid recovery device 21 is stabilized. Since the suction force W1 of the apparatus 21 does not need to be changed significantly, it is possible to suppress a reduction in the operating rate of the exposure apparatus EX.
  • the third amount F3 is substantially equal to the sum of the first amount F1 and the second amount F2, thereby reducing the suction force W1 of the liquid recovery device 21 to the optical path.
  • the supply amount of the liquid LQ is not limited to this.
  • the liquid LQ is supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 with the first amount F1.
  • the second amount F2 of the liquid LQ supplied from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24 via the second supply pipe 15 is substantially equal to the first amount F1. May be equal.
  • the amount of the liquid LQ flowing into the recovery channel 24 can be set to the first amount F1, whether or not the liquid LQ is present in the optical path space K1.
  • the first amount F 1 when the liquid LQ is supplied from the supply port 12 to the optical path space K 1 exposes the substrate P.
  • board P It may be necessary to adjust depending on the moving conditions including moving speed, etc., and the substrate conditions including the contact angle condition with the liquid LQ of the film forming the surface of Z or substrate P.
  • the recovery force (suction force) W1 of the liquid recovery device 21 is not changed in the recovery flow path 24 so that the nozzle member 70 Since the third amount F3 of liquid LQ supplied for temperature adjustment needs to be reduced according to the first amount F1, the temperature change (temperature drop) of the liquid LQ may not be sufficiently suppressed. . Therefore, as in the above-described embodiment, even when the liquid LQ is present in the optical path space K1, the liquid LQ for adjusting the temperature of the nozzle member 70 is continuously supplied from the liquid supply device 11 to the recovery flow path 24. As a result, even if the first amount F1 is small, increasing the second amount F2 increases the third amount F3 sufficiently while keeping the recovery power W1 of the liquid recovery device 21 almost constant. can do.
  • the supply amount (F1 to F3) of the liquid LQ is adjusted so as to satisfy the above equation (1) without greatly changing the suction force W1 of the liquid recovery device 21.
  • the suction force W1 of the liquid recovery device 21 may be adjusted, or both the suction force W1 of the liquid recovery device 21 and the supply amount (F1 to F3) of the liquid LQ may be adjusted.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 and the liquid LQ supplied from the second supply pipe 15 to the recovery flow path 24 are the same. Therefore, when the liquid LQ is supplied from the supply port 12, the temperature controller 17 provided in the second supply pipe 15 is not necessarily driven. By the device 18, the temperature of the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 and the temperature of the liquid LQ supplied from the second supply pipe 15 to the recovery channel 24 can be made substantially the same.
  • the temperature controller 17 is used to send out the liquid LQ sent from the liquid supply device 11 including the temperature adjustment device 18 and supplied to the recovery flow path 24 of the nozzle member 70. The temperature may be further adjusted. Further, the temperature controller 17 may be omitted.
  • the temperature adjustment mechanism 60 is configured so that when there is no liquid LQ in the optical path space K1, the temperature of the liquid LQ supplied to the recovery flow path 24 for adjusting the temperature of the nozzle member 70 is supplied from the supply port 12 to the optical path.
  • the temperature may be higher than the temperature of the liquid LQ supplied to the space K1.
  • the nozzle member 70 (recovery flow path 24) is not By supplying the liquid LQ having a relatively high temperature, the temperature change of the nozzle member 70 can be further suppressed.
  • the temperature of the liquid LQ supplied to the nozzle member 70 (recovery flow path 24) via the second supply pipe 15 is increased by using the temperature controller 17 that does not change the control amount of the temperature control device 18. be able to.
  • the liquid LQ whose temperature has been adjusted by the temperature adjustment device 18 can be immediately supplied to the optical path space K1.
  • the liquid LQ supplied to the recovery flow path 24 for adjusting the temperature of the nozzle member 70 and the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 are different types. May be.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 is pure water.
  • Specific heat is larger than pure water!
  • the liquid supply device 11 supplies the liquid LQ to the optical path space K1 via the supply port 12, and supplies the liquid LQ to the recovery flow path 24 via the second supply pipe 15. (The space on the upper surface side of the porous member 25), and the liquid immersion mechanism 1 and the temperature adjustment mechanism 60 are configured so that the liquid supply device 11 is also used as shown in FIG.
  • the second liquid supply device 11 ′ uses the temperature controller 17 to change the temperature of the liquid LQ for adjusting the temperature of the nozzle member 70 to the temperature of the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1.
  • the temperature may be higher than the temperature of the liquid LQ supplied to the optical path space K1.
  • the nozzle member 70 facing the substrate P Of the lower surface the force that allows the temperature control liquid LQ to flow through the recovery flow path 24 on the upper surface side of the recovery port 22 (porous member 25). It is desirable to flow the temperature-controlling liquid LQ into the other space inside the chamber to reduce / prevent the influence of vaporization of the liquid LQ on the lower surface of the nozzle member 70.
  • the nozzle member 70 is connected to the supply channel 14 connected to the supply port 12 for supplying the liquid LQ to the optical path space K1, and to the recovery port 22 for recovering the liquid LQ in the optical path space K1.
  • an internal flow path 61 is provided in each of the inclined plate portion 72, the side plate portion 73, and the top plate portion 75 of the nozzle member 70.
  • the internal flow path 61 may be formed in an annular shape inside the nozzle member 70 so as to surround the optical path space K1, for example, or may be formed in a spiral shape.
  • An introduction port connected to the second supply pipe 15 is provided in a part of the internal flow path 61, and the liquid supply device 11 constituting the temperature adjustment mechanism 60 passes through the second supply pipe 15 and the introduction port.
  • a discharge port for discharging the liquid LQ flowing through the internal flow path 61 is provided in the other part of the internal flow path 61. Then, the temperature adjustment mechanism 60 supplies the liquid LQ from the introduction port to the internal flow path 61 and discharges the liquid LQ from the discharge port, so that the temperature adjustment liquid LQ continues to flow through the internal flow path 61. be able to.
  • the control device CONT supplies the liquid LQ to the internal flow path 61 after the liquid LQ in the optical path space K1 is removed. Further, the control device CONT supplies the liquid LQ to the internal flow path 61 even when the liquid LQ is present in the optical path space K1. Further, the control device CONT can adjust the temperature of the liquid LQ supplied to the internal flow path 61 using the temperature controller 17 provided in the middle of the second supply pipe 15. The controller CONT uses the temperature controller 17 to make the temperature of the liquid LQ supplied to the internal flow path 61 almost the same as the temperature of the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1. Even with the above configuration, the temperature change of the nozzle member 70 is suppressed. ff3 ⁇ 4 can be.
  • the control device CONT supplies the liquid LQ to the internal flow path 61, so that the liquid LQ is in the optical path space K1. Stop the supply of liquid LQ to the internal flow path 61.
  • control device CONT uses the temperature controller 17 provided in the middle of the second supply pipe 15 to change the temperature of the liquid LQ supplied to the internal flow path 61.
  • the temperature of the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 may be higher.
  • the liquid supply device that supplies the liquid LQ to the supply port 12 and the liquid supply device that supplies the liquid LQ to the internal flow path 61 are separately provided. May be provided.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 and the liquid LQ supplied to the internal flow path 61 may be different types. Further, in order to adjust the temperature of the nozzle member 70, gas may be supplied to the internal flow path 61 !,
  • the temperature adjustment mechanism 60 has a jacket member 62 that faces the wall surface of the nozzle member 70 and through which the liquid LQ for adjusting the temperature of the nozzle member 70 flows.
  • the jacket member 62 is a tubular member having an internal flow path, and is provided so as to be wound around the side plate portion 73 of the nozzle member 70.
  • the jacket member 62 and the nozzle member 70 are in contact with each other. ! /
  • a part of the jacket member 62 is provided with an introduction port connected to the second supply pipe 15, and the other part is provided with a discharge port for discharging the liquid LQ inside the jacket member 62.
  • the liquid supply device 11 supplies the liquid LQ to the jacket member 62 through the second supply pipe 15 and the introduction port.
  • the controller CONT supplies the liquid LQ to the jacket member 62 after the liquid LQ in the optical path space K1 is removed.
  • control device CONT always supplies the liquid LQ to the jacket member 62 even when the liquid LQ is present in the optical path space K1. To do. Further, the control device CONT can adjust the temperature of the liquid LQ supplied to the jacket member 62 by using a temperature controller 17 provided in the middle of the second supply pipe 15. The controller CONT uses the temperature controller 17 to make the temperature of the liquid LQ supplied to the jacket member 62 and the temperature of the liquid LQ supplied from the supply port 12 to the optical path space K1 substantially the same. Even with the above configuration, the temperature change of the nozzle member 70 can be suppressed.
  • the control device CONT supplies the liquid LQ to the jacket member 62, and the liquid LQ is in the optical path space K1.
  • the liquid LQ supply to the jacket member 62 may be stopped.
  • control device CONT supplies the temperature of the liquid LQ supplied to the jacket member 62 using the temperature controller 17 provided in the middle of the second supply pipe 15.
  • the temperature may be higher than the temperature of the liquid LQ supplied from the opening 12 to the optical path space K1.
  • a liquid supply device that supplies the liquid LQ to the supply port 12 and a liquid supply device that supplies the liquid LQ to the jacket member 62 are separately provided. Okay.
  • the liquid LQ supplied to the optical path space K1 from the supply port 12 and the liquid LQ supplied to the jacket member 62 may be of different types.
  • gas may be supplied to the jacket member 62 in order to adjust the temperature of the nozzle member 70.
  • the temperature adjustment mechanism 60 has a heater 63 attached to the nozzle member 70.
  • the heater 63 is in contact with the side plate portion 73 of the nozzle member 70.
  • the controller CONT suppresses the temperature change of the nozzle member 70 using the heater 63 after the liquid LQ in the optical path space K1 is removed.
  • the control device CONT uses the heater 63 to warm the nozzle member 70, thereby The temperature drop of the steel member 70 can be suppressed.
  • the control device CONT can adjust the temperature of the nozzle member 70 using the heater 63 even when the liquid LQ is present in the optical path space K1. Even with the above configuration, the temperature change of the nozzle member 70 can be suppressed.
  • the control device CONT adjusts the temperature of the nozzle member 70 using the heater 63, and the liquid LQ in the optical path space K1. Therefore, the temperature of the nozzle member 70 may not be adjusted by the heater 63 in a state where there is a gap.
  • the temperature adjustment mechanism 60 has a radiating portion 64 that radiates heat toward the nozzle member 70.
  • the radiating section 64 is provided on the measurement stage ST2.
  • the radiating portion 64 is provided on the upper surface 59 that can face the nozzle member 70 in the measurement stage ST2.
  • the radiating section 64 is configured by, for example, a far-infrared ceramic heater or the like.
  • the nozzle member 70 can be warmed by the heat radiated from the radiating portion 64. Therefore, the nozzle member is caused by the heat of vaporization caused by the vaporization of the liquid LQ. Even when the temperature of 70 is remarkably lowered, the temperature reduction of the nozzle member 70 can be suppressed by heating the nozzle member 70 using the radiating portion 64. Even with the above-described configuration, the temperature change of the nozzle member 70 can be suppressed.
  • the radiation section 64 may be provided on the substrate stage ST1, or may be provided on a predetermined support mechanism (including a movable body) other than the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2.
  • the nozzle member 70 has both the supply port 12 and the recovery port 22.
  • the form of the nozzle member 70 is not limited to that described above, and the supply port When the temperature change of the nozzle member having either one of the recovery ports and the recovery port is suppressed, the temperature adjustment mechanism of each of the above-described embodiments can be used.
  • the optical path space K1 is filled with the liquid LQ, and the immersion space is filled.
  • the immersion space forming member forming (K2) is a part of the immersion mechanism 1, that is, the nozzle member 70, but is not limited thereto, and may include, for example, a member other than the nozzle member 70. Alternatively, it may include only at least one of the supply port and the recovery port. Furthermore, in the first to sixth embodiments described above, the formation of the immersion space is canceled by removing all the liquid LQ from the optical path space K1 (total recovery).
  • the formation of the liquid immersion space may be canceled.
  • the formation of the immersion space may be canceled when the temperature change of the immersion space forming member (such as the nozzle member 70) exceeds a predetermined allowable range by removing at least a part of the liquid LQ.
  • the temperature adjustment mechanism 60 described in each of the first to sixth embodiments may be used in appropriate combination.
  • the temperature-adjusted liquid LQ is supplied to the recovery flow path 24 of the nozzle member 70, and the internal flow path 61 is supplied to the nozzle member 70 as described in the third embodiment.
  • a temperature adjusting fluid liquid, gas
  • the jacket member 62 as described in the fourth embodiment may be attached to the nozzle member 70, or the heater 63 as described in the fifth embodiment may be attached.
  • the nozzle member 70 may be warmed using the heat dissipating section 64 as described in the sixth embodiment!
  • the liquid LQ is vaporized when the liquid LQ is removed from the image plane side (the lower surface side of the nozzle member 70) of the projection optical system PL. Reducing the temperature change of the nozzle member 70 The force that mainly describes the prevention Even if the liquid LQ is held on the lower surface side of the nozzle member 70, a part of the lower surface of the nozzle member 70 After contact with the liquid LQ in the immersion area LR, a change in the interface position of the immersion area LR may result in a state where it does not come into contact with the liquid LQ.
  • the temperature of the nozzle member 70 is adjusted and the temperature is adjusted.
  • the change is suppressed, like the nozzle member 70, the temperature of at least the final optical element LSI of the projection optical system PL changes due to the heat of vaporization of the liquid LQ as the immersion space is released.
  • the optical characteristics of the final optical element LSI may be changed or damaged due to the temperature fluctuation.
  • a temperature adjusting fluid irradiation with infrared rays, or a temperature adjusting element (such as a Peltier element)
  • a temperature adjusting element such as a Peltier element
  • the liquid LQ in each of the above embodiments is composed of pure water.
  • Pure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at semiconductor manufacturing factories and the like, and has no adverse effects on the photoresist on the substrate P and optical elements (lenses).
  • pure water has no adverse effects on the environment and the content of impurities is extremely low. Therefore, it is expected to clean the surface of the substrate P and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system PL. it can.
  • the exposure system may have an ultrapure water production device.
  • the refractive index n of pure water (water) for exposure light EL with a wavelength of about 193 nm is said to be approximately 1. 44, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source for exposure light EL.
  • ArF excimer laser light wavelength 193 nm
  • the wavelength is shortened to about 134 nm to obtain a high resolution.
  • the projection optical system PL can be used if it is sufficient to ensure the same depth of focus as in the air.
  • the numerical aperture can be increased further, and the resolution is improved in this respect as well.
  • the optical element LSI is attached to the tip of the projection optical system PL, and the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, aberration (spherical aberration, coma aberration, etc.) are adjusted by this lens. It can be carried out.
  • the optical element attached to the tip of the projection optical system PL may be an optical plate used for adjusting the optical characteristics of the projection optical system PL. Or it may be a plane parallel plate (such as a cover plate) that can transmit the exposure light EL.
  • the structure of the liquid immersion mechanism 1 including the nozzle member 70 is not limited to the above-described structure, for example, It is described in European Patent Publication No. 1420298, International Publication No. 2004Z055803, International Publication No. 2004Z057590, International Publication No. 2005/029559, and can be used later.
  • the space between the projection optical system PL and the surface of the substrate P is filled with the liquid LQ.
  • the liquid LQ may be filled at least between the surface.
  • the space between the projection optical system PL and the surface of the substrate P is filled with the liquid LQ.
  • the liquid LQ For example, in a state where a cover glass having parallel plane plate force is attached to the surface of the substrate P. May fill liquid LQ.
  • the projection optical system of the above-described embodiment is disclosed in International Publication No. 2004Z019128 pamphlet that fills the optical path space on the image plane side of the optical element (LSI) at the tip with a liquid!
  • a projection optical system in which the optical path space on the object plane side of the optical element at the tip is also filled with liquid can be employed.
  • the temperature change of the nozzle member may be suppressed.
  • the liquid LQ in each of the above embodiments is water (pure water), but may be a liquid other than water.
  • the light source of the exposure light EL is an F laser
  • the F laser Light penetrates water
  • PFPE PFPE
  • fluorinated fluid such as fluorinated oil
  • lyophilic treatment is performed by forming a thin film with a substance having a small molecular structure including fluorine, for example, in a portion in contact with the liquid LQ.
  • the liquid LQ is stable to the projection optical system PL that is transparent to the exposure light EL and has a refractive index as high as possible, and a photoresist that is applied to the surface of the substrate P (for example, Cedar). Oil) can also be used.
  • the liquid LQ may have a refractive index of about 1.6 to 1.8.
  • the optical element LSI may be formed of a material having a refractive index higher than that of quartz or fluorite and having a material (eg, 1.6 or more).
  • various liquids such as a supercritical fluid can be used.
  • the liquid LQ having the same temperature as that of the substrate P is supplied.
  • the liquid immersion region LR may be formed. As a result, thermal deformation of the substrate P due to a temperature difference from the liquid LQ can be prevented.
  • the position information of the mask stage MST, the substrate stage ST1, and the measurement stage ST2 is measured using the interferometer system (52, 54, 56).
  • the present invention is not limited to this.
  • the interferometer system and the encoder system may be switched and used, or both of them may be used to control the position of the stage.
  • the substrate P in each of the above embodiments is used not only for semiconductor wafers for manufacturing semiconductor devices but also for glass substrates for display devices, ceramic wafers for thin film magnetic heads, or exposure apparatuses.
  • Mask or reticle master synthetic quartz, silicon wafer, etc. are applied.
  • the exposure apparatus EX in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the mask M pattern by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask
  • the present invention can also be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus (steno) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while M and the substrate P are stationary, and the substrate P is sequentially moved stepwise.
  • steno step-and-repeat projection exposure apparatus
  • a reduced image of the first pattern is projected with the first pattern and the substrate P substantially stationary (for example, a refractive type including a reflective element at a 1Z8 reduction magnification). It can also be applied to an exposure apparatus that uses a projection optical system) to perform batch exposure on the substrate P. In this case, after that, with the second pattern and the substrate P almost stationary, a reduced image of the second pattern is collectively exposed on the substrate P by partially overlapping the first pattern using the projection optical system. It can also be applied to a stitch type batch exposure apparatus. In addition, the stitch type exposure apparatus can also be applied to a step 'and' stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially overlapped and transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.
  • an exposure apparatus provided with the projection optical system PL will be described as an example.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus and an exposure method that do not use the projection optical system PL.
  • the exposure light is irradiated onto the substrate through an optical member such as a mask or a lens, and an immersion region is formed in a predetermined space between the optical member and the substrate.
  • the present invention relates to JP-A-10-163099 and JP-A-10-214783 (corresponding US Pat. No. 6,590,634), JP-T 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5). , 969, 441) / US Patent No. 6, 208, 407 etc. [Disclosed! Applicable to twin stage type exposure apparatus with multiple substrate stages as described above] .
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that does not include a measurement stage, as disclosed in WO99 / 49504.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus provided with a plurality of substrate stages and measurement stages.
  • an exposure apparatus that locally fills the liquid between the projection optical system PL and the substrate ridge is employed.
  • the present invention is disclosed in JP-A-6-124873, Liquid immersion in which exposure is performed with the entire surface of the substrate to be exposed immersed in the liquid as disclosed in JP-A-10-303114 and US Pat. No. 5,825,043. It is also applicable to exposure equipment.
  • the type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto the substrate P.
  • JP 2004-519850 A corresponding US Pat. No. 6,611,316
  • two mask patterns are combined on the substrate via the projection optical system.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of one shot area on the substrate almost simultaneously by one scan exposure.
  • the exposure apparatus EX has various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application with predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling to keep. In order to ensure these various accuracies, before and after the assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, various electrical systems Is adjusted to achieve electrical accuracy.
  • the assembly process from various subsystems to the exposure system includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies for the entire exposure apparatus. It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room in which the temperature and cleanliness are controlled.
  • a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for performing a function / performance design of the microdevice, a step 202 for manufacturing a mask (reticle) based on the design step, Step 203 of manufacturing a substrate as a base material, a step of exposing the mask pattern to the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, a step of developing the exposed substrate, a heating (curing) of the developed substrate, and an etching step Step 204 including substrate processing process such as device assembly step (dicing process, bond Manufacturing process, including inching process, knocking process, etc.) 205, inspection step 206, etc.
  • substrate processing process such as device assembly step (dicing process, bond Manufacturing process, including inching process, knocking process, etc.)
  • the present invention relates to an exposure apparatus for producing a wide range of products such as semiconductor elements, liquid crystal display elements or displays, thin film magnetic heads, CCDs, micromachines, MEMS, DNA chips, reticles (masks), and the like. Very useful for the method.

Abstract

　露光装置は、露光光（ＥＬ）の光路空間（Ｋ１）を第１液体（ＬＱ）で満たして液浸空間を形成する液浸空間形成部材（７０）と、液浸空間の形成の解除に伴う液浸空間形成部材（７０）の温度変化を抑制する温度調整機構（６０）とを備える。

Description

明 細 書
露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置及び露光方法、並びにデバイス 製造方法に関するものである。
本願は、 2005年 4月 18日に出願された特願 2005— 120185号に基づき優先権 を主張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 半導体デバイス、液晶表示デバイス等のマイクロデバイス (電子デバイスなど）の製 造工程の一つであるフォトリソグラフイエ程では、マスク上に形成されたパターンを感 光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保 持して移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な基板ステージとを有 し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光 学系を介して基板に投影露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、 デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されて いる。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その 高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献 1に開示されている ような、露光光の光路空間を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸 露光装置が案出されている。
特許文献 1：国際公開第 99Z49504号パンフレット
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 液浸露光装置にお!、て、光路空間を液体で満たして液浸空間を形成する部材、例 えばノズル部材の温度が変化すると、光路空間に供給される液体の温度が変化し、 光路空間を所望の温度の液体で満たすことができなくなる可能性がある。また、ノズ ル部材の温度変化に伴って、ノズル部材近傍に配置されて 、る各種部材が熱変形し 、露光精度が劣化する可能性がある。 [0004] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液浸空間形成部材 (例え ば、ノズル部材を含む)の温度変化に起因する性能劣化を防止できる露光装置及び 露光方法、並びにその露光装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法を提供す ることを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以 下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に 過ぎず、各要素を限定するものではない。
[0006] 本発明の第 1の態様に従えば、露光光 (EL)の光路空間 (K1)に満たされた第 1液 体 (LQ)を介して基板 (P)を露光する露光装置にお!ヽて、光路空間 (K1)を液体 (L
Q)で満たして液浸空間 (K2)を形成する液浸空間形成部材 (70等）と、液浸空間 (K
2)の形成の解除に伴う液浸空間形成部材 (70等)の温度変化を抑制する温度調整 機構 (60)とを備えた露光装置 (EX)が提供される。
[0007] 本発明の第 1の態様によれば、液浸空間形成部材の温度変化を抑制するための 温度調整機構を設けたので、液浸空間形成部材の温度変化に起因する露光精度の 劣化を防止することができる。
[0008] 本発明の第 2の態様に従えば、上記態様の露光装置 (EX)を用いるデバイス製造 方法が提供される。
[0009] 本発明の第 2の態様によれば、露光精度の劣化を防止された露光装置を用いてデ バイスを製造することができる。
[0010] 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 する露光方法であって、露光光 (EL)の光路空間 (K1)を液体 (LQ)で満たして液浸 空間 (K2)を形成する液浸空間形成部材 (70等)を用いて基板 (P)を露光するととも に、液浸空間 (K2)の形成の解除に伴う液浸空間形成部材 (70等)の温度変化を抑 制する露光方法が提供される。
[0011] 本発明の第 3の態様によれば、液浸空間形成部材の温度変化を抑制して露光精 度の劣化を防止することができる。
[0012] 本発明の第 4の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が 提供される。本発明の第 4の態様に従えば、露光精度の劣化を防止できる露光方法 を用いてデバイスを製造することができる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]第 1実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
[図 2]液浸機構及び温度調整機構を説明するための図である。
[図 3A]液浸機構による液体回収動作の原理を説明するための図である。
[図 3B]液浸機構による液体回収動作の原理を説明するための図である。
圆 4]液浸機構及び温度調整機構を説明するための図である。
[図 5A]温度調整機構の動作を説明するための図である。
[図 5B]温度調整機構の動作を説明するための図である。
[図 6]第 2実施形態に係る露光装置の要部を示す拡大図である。
[図 7]第 3実施形態に係る露光装置の要部を示す拡大図である。
[図 8]第 4実施形態に係る露光装置の要部を示す拡大図である。
[図 9]第 5実施形態に係る露光装置の要部を示す拡大図である。
[図 10]第 6実施形態に係る露光装置を示す図である。
[図 11]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
[0014] 1· ··液浸機構、 11· ··液体供給装置、 12…供給口、 14· ··供給流路、 17· ··温調器、 21 · ··液体回収装置、 22· ··回収口、 24· ··回収流路、 25· ··多孔部材、 60…温度調整 機構、 61· ··内部流路、 62· ··ジャケット部材、 63· ··ヒータ、 64…放射部、 70· ··ノズル 部材、 EL…露光光、 EX…露光装置、 Κ1 · ··光路空間、 LQ…液体、 P…基板 発明を実施するための最良の形態
[0015] 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。
[0016] <第 1実施形態 >
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 ヽて、 露光装置 EXは、マスク Mを保持して移動可能なマスクステージ MSTと、基板 Pを保 持する基板ホルダ PHを有し、基板ホルダ PHに基板 Pを保持して移動可能な基板ス テージ ST1と、露光処理に関する計測を行う計測装置の少なくとも一部を搭載して移 動可能な計測ステージ ST2と、マスクステージ MSTに保持されて ヽるマスク Mを露 光光 ELで照明する照明光学系 ILと、露光光 ELで照明されたマスク Mのパターン像 を基板ステージ ST1に保持されている基板 Pに投影する投影光学系 PLと、露光装 置 EX全体の動作を統括制御する制御装置 CONTとを備えて 、る。基板ステージ S T1及び計測ステージ ST2のそれぞれは、投影光学系 PLの像面側で、ベース部材 B P上にぉ 、て互いに独立して移動可能となって!/、る。
[0017] 本実施形態の露光装置 EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとと もに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、 投影光学系 PLの像面側における露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たして液 浸空間を形成するための液浸機構 1を備えている。液浸機構 1は、投影光学系 PLの 像面側近傍に設けられ、光路空間 K1に液体 LQを供給する供給口 12及び光路空 間 K1の液体 LQを回収する回収口 22を有するノズル部材 70と、第 1供給管 13、及 びノズル部材 70に設けられた供給口 12を介して投影光学系 PLの像面側に液体 LQ を供給する液体供給装置 11と、ノズル部材 70に設けられた回収口 22、及び回収管 23を介して投影光学系 PLの像面側の液体 LQを回収する液体回収装置 21とを備え ている。後に詳述するように、ノズル部材 70の内部には、供給口 12と第 1供給管 13と を接続する流路 (供給流路） 14が設けられているとともに、回収口 22と回収管 23とを 接続する流路（回収流路） 24が設けられている。なお図 1には、供給口、回収口、供 給流路、及び回収流路は図示されていない。ノズル部材 70は、投影光学系 PLを構 成する複数の光学素子のうち、少なくとも投影光学系 PLの像面に最も近い最終光学 素子 LS 1を囲むように環状に形成されて!、る。
[0018] また、本実施形態の露光装置 EXは、投影光学系 PLの投影領域 ARを含む基板 P 上の一部に、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 L Rを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。露光装置 EXは、少なくともマ スク Mのパターン像を基板 Pに転写している間、液浸機構 1を使って、投影光学系 P Lの像面に最も近い最終光学素子 LS 1と投影光学系 PLの像面側に配置された基板 Pとの間の露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たし、投影光学系 PLと光路空間 Kl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 Pに照射す ること〖こよって、マスク Mのパターン像を基板 Pに投影露光する。制御装置 CONTは 、液浸機構 1の液体供給装置 11を使って液体 LQを所定量供給するとともに、液体 回収装置 21を使って液体 LQを所定量回収することで、光路空間 K1を液体 LQで満 たし、基板 P上に液体 LQの液浸領域 LRを局所的に形成する。
[0019] なお、以下の説明においては、投影光学系 PLと基板 Pとが対向している状態で光 路空間 K1が液体 LQで満たされて ヽる場合にっ ヽて説明するが、基板 P以外の物体 (例えば基板ステージ ST1、及び計測ステージ ST2の少なくとも一部）が投影光学系 PLと対向して ヽる状態で光路空間 K1が液体 LQで満たされて ヽる場合も同様である
[0020] 本実施形態では、露光装置 EXとしてマスク Mと基板 Pとを走査方向に同期移動し つつマスク Mに形成されたパターンを基板 Pに露光する走査型露光装置 (所謂スキ ヤニングステツパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平 面内においてマスク Mと基板 Pとの同期移動方向（走査方向）を Y軸方向、水平面内 にお!/ヽて Y軸方向と直交する方向を X軸方向（非走査方向）、 X軸及び Y軸方向に直 交する方向（本例では投影光学系 PLの光軸 AXと平行な方向）を Z軸方向とする。ま た、 X軸、 Y軸、及び Z軸まわりの回転 (傾斜）方向をそれぞれ、 0 Χ、 Θ Υ、ΆΧ Ζ 方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウェハ上にレジスト、保護膜などの膜を 塗布したものを含む。「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成さ れたレチクルを含む。
[0021] また、後に詳述するが、露光装置 ΕΧは、光路空間 K1の液体 LQが取り去られた後
(即ち、液浸空間の形成が解除された後）の液浸空間形成部材 (本実施形態ではノ ズル部材 70)の温度変化を抑制するための温度調整機構 60を備えて 、る。温度調 整機構 60は、液体供給装置 11とノズル部材 70に設けられた回収流路 24とを接続し 、液体供給装置 11から送出された液体 LQを回収流路 24に供給する第 2供給管 15 を備えている。
[0022] 照明光学系 ILは、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化 するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光 ELを集 光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光 ELによるマスク M上の照明領 域を設定する視野絞り等を有している。マスク M上の所定の照明領域は照明光学系 I Lにより均一な照度分布の露光光 ELで照明される。照明光学系 IL力 射出される露 光光 ELとしては、例えば水銀ランプカゝら射出される輝線 (g線、 h線、 i線)及び KrFェ キシマレーザ光（波長 248nm)等の遠紫外光（DUV光）、 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
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れる。本実施形態にぉ ヽては ArFエキシマレーザ光が用いられる。
[0023] 本実施形態においては、液体 LQとして純水が用いられている。純水は、 ArFェキ シマレーザ光のみならず、例えば、水銀ランプ力 射出される輝線 (g線、 h線、 i線） 及び KrFエキシマレーザ光 (波長 248nm)等の遠紫外光 (DUV光)も透過可能であ る。
[0024] マスクステージ MSTは、マスク Mを保持して移動可能である。マスクステージ MST は、例えば真空吸着等によりマスク Mを保持する。マスクステージ MSTは、制御装置 CONTにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置 MDの駆動に より、マスク Mを保持した状態で、投影光学系 PLの光軸 AXに垂直な平面内、すなわ ち XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微少回転可能である。マスクステー ジ MST上には移動鏡 51が設けられている。また、移動鏡 51に対向する位置にはレ 一ザ干渉計 52が設けられて!/、る。マスクステージ MST上のマスク Mの 2次元方向の 位置、及び Θ Z方向の回転角（場合によっては Θ X、 Θ Y方向の回転角も含む）はレ 一ザ干渉計 52によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計 52の計測結果は制御 装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、レーザ干渉計 52の計測結果に基 づ 、てマスクステージ駆動装置 MDを駆動し、マスクステージ MSTに保持されて!、る マスク Mの位置制御を行う。
[0025] なお、レーザ干渉計 52はその一部（例えば、光学系）のみ、移動鏡 51に対向して 設けるようにしてもよい。また、移動鏡 51は平面鏡のみでなくコーナーキューブ (レト 口リフレクタ）を含むものとしてもよいし、移動鏡 51を固設する代わりに、例えばマスク ステージ MSTの端面 (側面）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。さら にマスクステージ MSTは、例えば特開平 8— 130179号公報 (対応する米国特許第 6, 721, 034号）に開示される粗微動可能な構成としてもよい。
[0026] 投影光学系 PLは、マスク Mのパターンを所定の投影倍率 βで基板 Ρに投影するも のであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒 ΡΚで保持さ れている。本実施形態において、投影光学系 PLは、投影倍率 j8が例えば 1Z4、 1 Z5、あるいは 1Z8の縮小系であり、前述の照明領域と共役な投影領域 ARにマスク パターンの縮小像を形成する。なお、投影光学系 PLは縮小系、等倍系及び拡大系 のいずれでもよい。また、投影光学系 PLは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折 光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系の いずれであってもよい。投影光学系 PLを構成する複数の光学素子のうち、投影光学 系 PLの像面に最も近い最終光学素子 LSIは、鏡筒 PKより露出している。なお、最 終光学素子 LSIは、屈折力を有するレンズ素子である力 無屈折力の平行平面板 であってもよい。
[0027] 基板ステージ ST1は、基板 Pを保持する基板ホルダ PHを有しており、基板ホルダ P Hに基板 Pを保持して移動可能である。基板ホルダ PHは、例えば真空吸着等により 基板 Pを保持する。基板ステージ ST1上には凹部 58が設けられており、基板 Pを保 持するための基板ホルダ PHは凹部 58に配置されている。そして、基板ステージ ST 1のうち凹部 58以外の上面 57は、基板ホルダ PH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。これは、基板 Pの露光動作時、前述 の液浸領域 LRの一部が基板 Pの表面からはみ出して上面 57に形成されるためであ る。なお、基板ステージ ST1の上面 57の一部、例えば基板 Pを囲む所定領域 (液浸 領域 LRがはみ出す範囲を含む）のみ、基板 Pの表面とほぼ同じ高さとしてもよい。ま た、投影光学系 PLの像面側の光路空間 K1を液体 LQで満たし続けることができる（ 即ち、液浸領域 LRを良好に保持できる）ならば、基板ステージ ST1の上面 57と基板 ホルダ PHに保持された基板 Pの表面とに段差があってもよい。さら〖こ、基板ホルダ P Hを基板ステージ ST1の一部と一体に形成してもよ ヽが、本実施形態では基板ホル ダ PHと基板ステージ ST1とを別々に構成し、例えば真空吸着などによって基板ホル ダ PHを凹部 58内に固定するものとする。
[0028] 基板ステージ ST1は、制御装置 CONTにより制御されるリニアモータ等を含む基 板ステージ駆動装置 SD1の駆動により、基板 Pを基板ホルダ PHを介して保持した状 態で、ベース部材 BP上で XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微小回転可 能である。更に、基板ステージ ST1は、 Z軸方向、 0 X方向、及び Θ Y方向にも移動 可能である。したがって、基板ステージ ST1に保持された基板 Pの表面は、 X軸、 Y 軸、 Z軸、 0 X、 θ Y,及び θ Z方向の 6自由度の方向に移動可能である。基板ステー ジ ST1の側面には移動鏡 53が設けられている。また、移動鏡 53に対向する位置に はレーザ干渉計 54が設けられている。基板ステージ ST1上の基板 Pの 2次元方向の 位置、及び回転角はレーザ干渉計 54によりリアルタイムで計測される。また、不図示 ではあるが、露光装置 EXは、基板ステージ ST1に保持されている基板 Pの表面の面 位置情報を検出するフォーカス'レべリング検出系を備えている。
[0029] なお、レーザ干渉計 54はその一部（例えば、光学系）のみを移動鏡 53に対向して 設けてもよいし、基板ステージ ST1の Z軸方向の位置、及び Θ X、 Θ Y方向の回転情 報をも計測可能としてよ 、。基板ステージ ST1の Z軸方向の位置を計測可能なレー ザ干渉計を備えた露光装置の詳細は、例えば特表 2001— 510577号公報 (対応国 際公開第 1999Z28790号パンフレット）に開示されている。さらに、移動鏡 53を基 板ステージ ST1に固設する代わりに、例えば基板ステージ ST1の一部 (側面など）を 鏡面加工して形成される反射面を用いてもよ!ヽ。
[0030] また、フォーカス ·レべリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板 Pの Z軸方 向の位置情報を計測することで、基板 Pの Θ X及び Θ Y方向の傾斜情報（回転角）を 検出するものであるが、この複数の計測点はその少なくとも一部が液浸領域 LR (又 は投影領域 AR)内に設定されてもよいし、あるいはその全てが液浸領域 LRの外側 に設定されてもよい。さらに、例えばレーザ干渉計 54が基板 Pの Z軸、 θ X及び θ Y 方向の位置情報を計測可能であるときは、基板 Pの露光動作中にその Z軸方向の位 置情報が計測可能となるようにフォーカス'レペリング検出系を設けなくてもよぐ少な くとも露光動作中はレーザ干渉計 54の計測結果を用いて Z軸、 θ X及び 0 Y方向に 関する基板 Pの位置制御を行うようにしてもょ 、。
[0031] レーザ干渉計 54の計測結果は制御装置 CONTに出力される。フォーカス'レペリ ング検出系の検出結果も制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、フォ 一カス ·レベリング検出系の検出結果に基づ!、て、基板ステージ駆動装置 SD 1を駆 動し、基板 Pのフォーカス位置 (Z位置)及び傾斜角（ Θ X、 Θ Υ)を制御して、基板 P の表面を投影光学系 PL及び液体 LQを介して形成される像面に合わせ込むとともに 、レーザ干渉計 54の計測結果に基づいて、基板 Pの X軸方向、 Y軸方向、及び θ Z 方向における位置制御を行う。
[0032] 計測ステージ ST2は、露光処理に関する計測を行う各種計測装置 (計測部材を含 む）を搭載しており、投影光学系 PLの像面側において、ベース部材 BP上で移動可 能に設けられている。計測ステージ ST2は計測ステージ駆動装置 SD2により駆動さ れる。計測ステージ駆動装置 SD2は制御装置 CONTにより制御される。そして、制 御装置 CONTは、ステージ駆動装置 SD1、 SD2のそれぞれを介して、基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2のそれぞれをベース部材 BP上で互いに独立して移動 可能である。計測ステージ駆動装置 SD2は基板ステージ駆動装置 SD1と同等の構 成を有し、計測ステージ ST2は、計測ステージ駆動装置 SD2によって、基板ステー ジ ST1と同様に、 X軸、 Y軸、及び Z軸方向、 0 X、 0 Y、及び 0 Z方向のそれぞれに 移動可能である。また、計測ステージ ST2の側面には移動鏡 55が設けられており、 移動鏡 55に対向する位置にはレーザ干渉計 56が設けられている。計測ステージ ST 2の 2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計 56によりリアルタイムで計測され 、制御装置 CONTはレーザ干渉計 56の計測結果に基づいて、計測ステージ ST2の 位置を制御する。なお、レーザ干渉計 56はその一部（例えば、光学系）のみを移動 鏡 55に対向して設けるようにしてもよいし、計測ステージ ST2の Z軸方向の位置、及 び 0 X、 θ Y方向の回転角をも計測可能としてよい。また、移動鏡 55を計測ステージ ST2に固設する代わりに、例えば計測ステージ ST2の一部 (側面など）を鏡面加工し て形成される反射面を用いてもょ ヽ。
[0033] 計測ステージ ST2に搭載されている計測装置としては、例えば特開平 5— 21314 号公報 (対応米国特許第 RE36, 730号)などに開示されているような、複数の基準 マークが形成された基準マーク板、例えば特開昭 57— 117238号公報 (対応米国 特許第 RE32, 795号）に開示されているように照度ムラを計測したり、特開 2001— 267239号公報 (対応米国特許第 6, 721, 039号）に開示されているように投影光 学系 PLの露光光 ELの透過率の変動量を計測するためのムラセンサ、特開 2002— 14005号公報及び特開 2002— 198303号公報（対応米国公開 2002Z0041377 A1)に開示されているような空間像計測センサ、及び特開平 11— 16816号公報 (対 応米国公開 2002Z0061469A1)に開示されているような照射量センサ（照度セン サ）が挙げられる。あるいは、計測ステージ ST2に搭載される計測装置として、例えば 、国際公開第 99Z60361号パンフレット (対応特許 6, 819, 414号）、特開 2002— 71514号、 US特許第 6650399号などに開示されている波面収差計測装置、及び 例えば特開昭 62— 183522号公報 (対応米国特許第 4, 780, 747号）に開示され て 、る反射部なども挙げられる。
[0034] このように、計測ステージ ST2は露光処理に関する計測処理を行うための専用のス テージであって、基板 Pを保持しない構成となっており、基板ステージ ST1は、露光 処理に関する計測を行う計測装置を搭載されていない構成となっている。なお、この ような計測ステージを備えた露光装置については、例えば特開平 11— 135400号公 報（対応国際公開 1999Z23692)、及び特開 2000— 164504号公報（対応米国 特許第 6, 897, 963号)等により詳細に開示されている。上述の計測装置のうち少な くとも一部を基板ステージ ST1に搭載してもよ!/ヽ。
[0035] また、計測ステージ ST2の上面 59、及び基板 Pの表面を含む基板ステージ ST1の 上面 57のそれぞれはほぼ面一に設けられており、本実施形態においては、制御装 置 CONTは、基板ステージ ST1の上面 57と計測ステージ ST2の上面 59とを、例え ばそのステージ ST1、 ST2の少なくとも一方を Z軸方向（及び Z又は 0 X、 0 Y方向） に駆動することにより、 Z軸方向に関してほぼ同じ位置 (高さ）となるように制御 (調整） することができる。
[0036] また、制御装置 CONTは、液浸機構 1による液体 LQの供給動作と回収動作とを行 いつつ、基板ステージ ST1の上面 57と計測ステージ ST2の上面 59とを接触（又は 接近)させた状態で、投影光学系 PLの下で基板ステージ ST1と計測ステージ ST2と を例えば X軸方向に一緒に移動することにより、投影光学系 PLの像面側に形成され て 、る液浸領域 LRを、基板ステージ ST1の上面 57と計測ステージ ST2の上面 59と の間で移動させることができる。このとき、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とは その上面 57、 59がほぼ同じ高さ（Z位置）に設定されてその駆動が並行して行われる
[0037] 次に、液浸機構 1について図 2を参照しながら説明する。図 2はノズル部材 70近傍 の側断面図である。液浸機構 1の液体供給装置 11は、最終光学素子 LSIの光射出 側の光路空間 K1を液体 LQで満たすために液体 LQを供給するものであって、液体 LQを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体 LQの温度を調整する温調装置、 及び液体 LQ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。図には一例として 温調装置 18が示されている。液体供給装置 11には第 1供給管 13の一端部が接続さ れており、第 1供給管 13の他端部はノズル部材 70に接続されている。液体供給装置 11の液体供給動作は制御装置 CONTにより制御される。なお、液体供給装置 11の タンク、加圧ポンプ、温調装置、フィルタユニット等は、その全てを露光装置 EXが備 えている必要はなぐ露光装置 EXが設置される工場等の設備を代用してもよい。
[0038] 液浸機構 1の液体回収装置 21は、最終光学素子 LSIの光射出側の光路空間 K1 に満たされている液体 LQを回収するためのものであって、真空ポンプ等の真空系、 回収された液体 LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体 LQを収容す るタンク等を備えている。液体回収装置 21には回収管 23の一端部が接続されており 、回収管 23の他端部はノズル部材 70に接続されている。液体回収装置 21の液体回 収動作は制御装置 CONTにより制御される。なお、液体回収装置 21の真空系、気 液分離器、タンク等は、その全てを露光装置 EXが備えている必要はなぐ露光装置 EXが設置される工場等の設備を代用してもよい。
[0039] ノズル部材 70は、投影光学系 PLの像面側に配置される少なくとも 1つの光学素子
(本例では、最終光学素子 LSI)を囲むように設けられた環状部材であって、その中 央部に最終光学素子 LSIを配置可能な穴部 70Hを有している。ノズル部材 70は、 基板ステージ ST1に保持された基板 Pの表面と対向する底板部 71と、最終光学素 子 LSIの側面 LTと対向する傾斜板部 72と、側板部 73と、天板部 75とを有している。 傾斜板部 72はすり鉢状に形成されており、最終光学素子 LSIは、傾斜板部 72によ つて形成された穴部 70Hの内側に配置される。最終光学素子 LS 1の側面 LTとノズ ル部材 70の穴部 70Hの内側面 70Tとは所定のギャップを介して対向している。底板 部 71は、最終光学素子 LSIの下面と基板 Pとの間に配置される。底板部 71には露 光光 ELを通過させるための開口部 74が設けられている。底板部 71の上面 71Aは 最終光学素子 LSIの下面と所定のギャップを介して対向し、底板部 71の下面 71B は基板 Pの表面と所定のギャップを介して対向している。底板部 71の上面 71Aは、 内側面 70Tの下端部と接続されている。底板部 71の下面 71Bは平坦面となっている
[0040] ノズル部材 70は、露光光 ELの光路空間 K1に液体 LQを供給する供給口 12と、露 光光 ELの光路空間 K1の液体 LQを回収する回収口 22とを備えている。また、ノズル 部材 70は、供給口 12に接続する供給流路 14、及び回収口 22に接続する回収流路 24を備えている。
[0041] 供給口 12は、光路空間 K1に液体 LQを供給するためのものであって、ノズル部材 70の内側面 70Tのうち底板部 71の上面 71A近傍に設けられている。供給口 12は、 光路空間 K1の外側に設けられており、本実施形態において、供給口 12は、光路空 間 K1に対して X軸方向両側のそれぞれに 1つずつ設けられている。なお、供給口 12 は、光路空間 K1に対して Y軸方向両側のそれぞれに設けられていてもよいし、光路 空間 K1を囲むように複数設けられて 、てもよ!/、。
[0042] 供給流路 14は、ノズル部材 70の傾斜板部 72の内部を傾斜方向に沿って貫通する スリット状の貫通孔によって形成されている。供給口 12と第 1供給管 13とは供給流路 14を介して接続されている。第 1供給管 13の他端部は供給流路 14の上端部と接続 され、供給口 12は供給流路 14の下端部と接続されている。したがって、液体供給装 置 11と供給口 12とは第 1供給管 13及び供給流路 14を介して接続されており、供給 口 12には液体供給装置 11から液体 LQが供給される。
[0043] 供給口 12から供給された液体 LQは、光路空間 K1を含む、投影光学系 PL及びノ ズル部材 70の下面と基板 Pの表面との間の所定空間（液浸空間) K2に満たされる。 液体 LQは、投影光学系 PL及びノズル部材 70と基板 Pとの間に保持される。所定空 間 K2に満たされた液体 LQはノズル部材 70の少なくとも一部と接触する。
[0044] また、第 1供給管 13の流路の途中には、この第 1供給管 13の流路を開閉可能なバ ルブ機構 13Bが設けられている。バルブ機構 13Bの動作は制御装置 CONTに制御 される。制御装置 CONTは、バルブ機構 13Bを作動して第 1供給管 13の流路を閉じ ることにより、液体供給装置 11から供給口 12に対する液体 LQの供給を停止すること ができる。
[0045] 回収口 22は、光路空間 K1の液体 LQを回収するためのものであって、ノズル部材 70のうち、基板 Pと対向する下面に設けられている。回収口 22は、光路空間 K1に対 して供給口 12及び底板部 71よりも外側において、光路空間 K1を囲むように環状に 設けられている。
[0046] 回収流路 24はノズル部材 70の内部に設けられている。ノズル部材 70には傾斜板 部 72と側板部 73との間において下向きに開口する空間部が形成されており、回収 流路 24はその空間部によって構成されている。回収口 22はその空間部の下端（開 口部）に配置されており、回収流路 24に接続されている。そして、回収流路 24の一 部に回収管 23の他端部が接続されている。したがって、液体回収装置 21と回収口 2 2とは回収流路 24及び回収管 23を介して接続されている。真空系を含む液体回収 装置 21は、回収流路 24を負圧にすることによって、光路空間 K1を含む、基板 Pとノ ズル部材 70及び投影光学系 PLとの間の所定空間 K2に存在する液体 LQを回収口 22を介して回収することができる。光路空間 K1 (所定空間 K2)に満たされている液 体 LQは、ノズル部材 70の回収口 22を介して回収流路 24に流入し、その回収流路 2 4に流入した液体 LQは、液体回収装置 21に回収される。このように、液体回収装置 21は、回収流路 24を負圧にすることによって、回収口 22を介して光路空間 K1 (所 定空間 K2)の液体 LQを回収するとともに、回収流路 24の液体 LQを回収することが できる。
[0047] ノズル部材 70は、回収口 22を覆うように設けられた複数の孔を有する多孔部材 25 を備えている。多孔部材 25は、平面視において環状に形成されている。多孔部材 2 5は、セラミックス製の多孔体などでもよいが、例えば複数の孔を有したメッシュ部材 により構成可能である。多孔部材 25を形成可能な材料としては、チタン、ステンレス 鋼（例えば SUS316)、及びセラミックスなどが挙げられる。
[0048] 本実施形態にぉ 、ては、多孔部材 25はチタンで形成され、液体 LQに対して親液 性 (親水性)を有している。もちろん、チタン以外の親液性の材料で多孔部材 25を形 成してもよい。また、多孔部材 25をステンレス鋼（例えば SUS316)で形成し、その表 面に親液性にするための親液化処理 (表面処理)を施してもよ！ヽ。親液化処理の一 例としては、多孔部材 25に酸ィ匕クロムを付着する処理が挙げられる。具体的には、 例えば株式会社神鋼環境ソリューションの「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHI TE」処理が挙げられる。また、このような表面処理を施すことにより、多孔部材 25から 液体 LQへの不純物の溶出が抑えられる。
[0049] 多孔部材 25は、基板ステージ ST1に保持された基板 Pと対向する下面 26を有して いる。多孔部材 25の下面 26はほぼ平坦である。多孔部材 25は、その下面 26が基板 ステージ ST1に保持された基板 Pの表面 (すなわち XY平面）とほぼ平行になるように 回収口 22に設けられている。また、回収口 22に設けられた多孔部材 25の下面 26と 底板部 71の下面 71Bとは、基板 Pの表面に対してほぼ同じ位置（高さ）に設けられて いる。
[0050] ここで、図 3A及び 3Bを参照しながら、本実施形態における液浸機構 1による液体 回収動作の原理について説明する。図 3Aは多孔部材 25の一部を拡大した断面図 であって、多孔部材 25を介して行われる液体回収動作を説明するための模式図で ある。本実施形態において、液浸機構 1は、回収口 22を介して液体 LQのみを回収 するように設けられている。したがって、液浸機構 1は、回収口 22を介して回収流路 2 4に気体を実質的に流入させること無ぐ液体 LQを良好に回収することができる。
[0051] 図 3Aにおいて、回収口 22には多孔部材 25が設けられている。また、多孔部材 25 の下側には基板 Pが配置されている。また、図 3A及び 3Bにおいては、多孔部材 25 と基板 Pとの間には、気体空間及び液体空間が形成されている。より具体的には、多 孔部材 25の第 1孔 25Haと基板 Pとの間には気体空間が形成され、多孔部材 25の第 2孔 25Hbと基板 Pとの間には液体空間が形成されている。また、多孔部材 25の上側 には、回収流路 (流路空間） 24が形成されている。
[0052] 多孔部材 25の第 1孔 25Haと基板 Pとの間の空間の圧力（多孔部材 25Hの下面で の圧力）を Pa、多孔部材 25の上側の流路空間 24の圧力（多孔部材 25の上面での 圧力）を Pc、孔 25Ha、 25Hbの孔径（直径）を d、多孔部材 25 (孔 25Hの内側面）の 液体 LQとの接触角を Θ、液体 LQの表面張力を γとした場合、本実施形態の液浸 機構 1は、
(4 X γ X cos 0 ) /d ≥ (Pa— Pc) …ひ）
の条件を満足するように設定されている。なお、上記（1)式においては、説明を簡単 にするために多孔部材 25の上側の液体 LQの静水圧は考慮してな 、。
[0053] この場合において、多孔部材 25 (孔 25Hの内側面）の液体 LQとの接触角 Θは、
Θ ≤ 90° - -- (2)
の条件を満足する必要がある。
[0054] 上記条件が成立する場合、多孔部材 25の第 1孔 25Haの下側（基板 P側）に気体 空間が形成された場合でも、その気体空間の気体が孔 25Haを介して多孔部材 25 の上側の流路空間 24に移動 (侵入)することが防止される。すなわち、上記条件を満 足するように、多孔部材 25の孔径 d、多孔部材 25の液体 LQとの接触角（親和性） Θ 、液体 LQの表面張力 γ、及び圧力 Pa、 Pcを最適化することにより、液体 LQと気体と の界面を多孔部材 25の第 1孔 25Haの内側に維持することができ、第 1孔 25Haを介 して多孔部材 25の下の気体空間から流路空間 24へ気体が侵入することを抑えるこ とができる。一方、多孔部材 25の第 2孔 25Hbの下側 (基板 P側）には液体空間が形 成されて!/、るので、第 2孔 25Hbを介して液体 LQのみを回収することができる。
[0055] 本実施形態においては、多孔部材 25の下側の空間の圧力 Pa、孔径 d、多孔部材 2 5 (孔 25Hの内側面）の液体 LQとの接触角 0、液体 (純水） LQの表面張力 γはほぼ 一定であり、液浸機構 1は、液体回収装置 21の吸引力を制御して、上記条件を満足 するように、多孔部材 25の上側の流路空間 24の圧力 Pcを調整する。
[0056] なお、上記（1)式において、（Pa— Pc)の絶対値が大きいほど、すなわち、（（4 X γ
X cos Θ )Zd)の絶対値が大きいほど、上記条件を満足するような圧力 Pcの制御が 容易になるので、孔径 dは可能な限り小さぐ多孔部材 25の液体 LQとの接触角 Θは 可能な限り小さいことが望ましい。本実施形態においては、多孔部材 25は液体 LQ に対して親液性を有しており、十分に小さい接触角 Θを有している。
[0057] また、図 3Aにおいては、多孔部材 25に形成されている各孔は、多孔部材 25の上 面側の開口径と下面側の開口径とがほぼ同一になるように形成されている力 多孔 部材 25の各孔の上面側の開口径と下面側の開口径とを異ならせてもよい。例えば、 実験などにより、図 3Bに示すように、多孔部材 25の各孔の上面側の開口径を、下面 側の開口径よりも小さくすると、上述の（Pa— Pc)の絶対値をより大きくすることができ ることが分かっている。
[0058] このように、本実施形態では、多孔部材 25が濡れた状態（多孔部材 25の上面が液 体 LQで覆われて 、る状態)で、多孔部材 25の上側の流路空間 24と下側の空間との 圧力差 (多孔部材 25の上面と下面との圧力差)を、上記条件を満足するように制御 することで、多孔部材 25の孔 25H力も液体 LQのみを回収する。これにより、液体 LQ と気体とを一緒に吸引することに起因する振動の発生を抑制することができる。
[0059] また、上記条件を満足するように制御することで、流路空間 24内の液体 LQは多孔 部材 25の下側の空間に移動しないようになっている。すなわち、上記条件を満足す ることによって、多孔部材 25の上側の空間である流路空間（回収流路） 24の液体 LQ 力 多孔部材 25を介して多孔部材 25の下側の空間に滴り落ちないようになつている
[0060] なお、図 2においては、流路空間 24の一部に気体空間が形成されている力 流路 空間 24の全てが液体 LQで満たされて 、る方が望まし 、。
[0061] 次に、温度調整機構 60について説明する。温度調整機構 60は、光路空間 K1の 液体 LQが取り去られた後のノズル部材 70の温度変化を抑制するためのものである。 基板 Pに露光光 ELを照射するときなどにぉ 、ては、投影光学系 PL及びノズル部材 7 0と基板 Pとの間に液体 LQが保持されて、光路空間 K1を含む所定空間 K2に液体 L Qが満たされるが、その光路空間 K1を含む所定空間 K2の液体 LQを取り去った後（ 液浸空間の形成の解除後）、ノズル部材 70に接触している液体 LQの少なくとも一部 が気化する可能性がある。そして、その液体 LQが気化することで生じる気化熱によ つて、ノズル部材 70が温度変化 (低下)する可能性がある。温度調整機構 60は、光 路空間 K1を含む所定空間 K2の液体 LQが取り去れた後、ノズル部材 70に接触して いる液体 LQの少なくとも一部が気化することで生じる気化熱によるノズル部材 70の 温度低下を抑制する。
[0062] 図 2にお ヽて、温度調整機構 60は、液体供給装置 11とノズル部材 70に設けられた 回収流路 24とに接続され、液体供給装置 11から送出された液体 LQを回収流路 24 に供給する第 2供給管 15を備えている。すなわち、液体供給装置 11は、第 2供給管 15を介して回収流路 24に液体 LQを供給可能となっている。温度調整機構 60は、ノ ズル部材 70を温度調整するための液体 LQを、液体供給装置 11から第 2供給管 15 を介して回収流路 24に供給する。また、液体供給装置 11から送出され、供給口 12よ り光路空間 K1に対して供給される液体 LQと、ノズル部材 70の温度調整のために液 体供給装置 11から送出され、第 2供給管 15より回収流路 24に対して供給される液 体 LQとは同じ液体 (純水）である。
[0063] また、温度調整機構 60は、第 2供給管 15の途中に設けられ、液体供給装置 11か ら回収流路 24に供給される単位時間当たりの液体 LQの量を制御するマスフローコ ントローラと呼ばれる流量制御器 16を備えている。流量制御器 16の動作は制御装置 CONTに制御される。
[0064] また、温度調整機構 60は、第 2供給管 15の途中に設けられ、液体供給装置 11か ら回収流路 24に供給される液体 LQの温度を調整可能な温調器 17を備えている。 温調器 17の動作は制御装置 CONTに制御される。温調器 17は、液体供給装置 11 に設けられた温調装置 18とは別の温調器であって、制御装置 CONTは、温調器 17 及び温調装置 18のそれぞれの動作を独立して制御可能である。温調器 17は、温調 装置 18を含む液体供給装置 11とノズル部材 70との間に配置されており、温調装置 18を介して液体供給装置 11より供給された液体 LQの温度を更に調整可能である。
[0065] 次に、上述した構成を有する露光装置 EXを用いてマスク Mのパターン像を基板 P に露光する方法にっ 、て説明する。
[0066] 基板 Pを液浸露光するために、制御装置 CONTは、液浸機構 1の液体供給装置 1 1を駆動して、光路空間 K1を含む所定空間 K2に対して供給口 12より単位時間当た り所定量の液体 LQを供給するとともに、液体回収装置 21を駆動して、回収口 22を 介して単位時間当たり所定量の液体 LQを光路空間 K1を含む所定空間 K2より回収 することで、光路空間 K1を含む所定空間 K2を液体 LQで満たし、液体 LQの液浸領 域 LRを局所的に形成する。
[0067] 制御装置 CONTの制御のもとで液体供給装置 11から送出された液体 LQは、第 1 供給管 13を流れた後、ノズル部材 70の供給流路 14を介して、供給口 12より投影光 学系 PLの最終光学素子 LSIと底板部 71との間の空間に供給される。供給口 12から 供給された液体 LQは、底板部 71の上面 71Aを流れた後、開口部 74に達する。その 後、液体 LQは、開口部 74を介してノズル部材 70と基板 Pとの間の所定空間 K2に流 入し、露光光 ELの光路空間 K1を含む所定空間 K2が液体 LQで満たされる。このよ うに、液浸機構 1は、供給口 12から最終光学素子 LSIと底板部 71との間の空間に液 体 LQを供給することによって、最終光学素子 LSIと基板 Pとの間の露光光 ELの光 路空間 K1を液体 LQで満たす。
[0068] 制御装置 CONTの制御のもとで駆動されている真空系を含む液体回収装置 21は 、回収流路 24を負圧にすることによって、光路空間 K1を含む所定空間 K2に存在す る液体 LQを、多孔部材 25が配置された回収口 22を介して回収する。所定空間 K2 の液体 LQは、ノズル部材 70の回収口 22を介して回収流路 24に流入し、回収管 23 を流れた後、液体回収装置 21に回収される。
[0069] また、液体回収装置 21は、不図示の圧力調整機構を使って流路空間 24の圧力（ 多孔部材 25の上面の圧力（負圧)）を調整して、多孔部材 25を介して回収口 22から 液体 LQのみを回収する。
[0070] 制御装置 CONTは、露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たした状態で、投影 光学系 PLと基板 Pとを相対的に移動しながらマスク Mのパターン像を投影光学系 PL 及び光路空間 K1の液体 LQを介して基板 P上に投影露光する。上述のように、本実 施形態の露光装置 EXは、 Y軸方向を走査方向とする走査型露光装置であるため、 制御装置 CONTは、マスクステージ MST及び基板ステージ ST1を制御して、マスク Mと基板 Pとをそれぞれ Y軸方向に移動しつつ基板 P上に露光光 ELを照射して、基 板 Pを露光する。基板 Pに露光光 ELが照射されているときには、液体 LQはノズル部 材 70と基板 Pとの間に保持され、光路空間 K1を満たしている。
[0071] なお、基板 Pの露光前あるいは露光後においては、計測ステージ ST2上に液体 L Qの液浸領域 LRが形成され、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2に搭載されて いる計測装置を使って、露光処理に関する計測処理を必要に応じて行う。上述のよう に、液浸領域 LRは基板ステージ ST1の上面 57と計測ステージ ST2の上面 59との 間で移動可能であり、例えば基板ステージ ST1が基板 Pの交換などのために、投影 光学系 PLの下カゝら離れた場合であっても、基板ステージ ST1との交換で計測ステー ジ ST2を投影光学系 PLの最終光学素子 LSIの下面と対向させることにより、液浸機 構 1を使って、光路空間 K1を液体 LQで満たし続けることができる。そして、計測ステ ージ ST2が最終光学素子 LSIと対向しているときに、必要に応じて、計測ステージ S T2に搭載されて 、る計測装置及び Z又は計測部材 (例えば基準マークなど)を使つ て所定の計測動作が行われる。また、例えば基板 Pの露光動作のために、基板ステ ージ ST1が最終光学素子 LSIと対向する位置に配置されたときには、計測ステージ ST2は最終光学素子 LSIから離れた所定位置 (退避位置）に移動される。このように 、本実施形態においては、投影光学系 PLの下に基板ステージ ST1及び計測ステー ジ ST2の少なくとも一方が配置されることで、光路空間 K1を液体 LQで満たし続ける (即ち、最終光学素子 LSIの射出側に液浸空間 (液浸領域 LR)を維持 (保持)する） ことができる。
[0072] 図 5Aの模式図に示すように、基板 Pの露光中などにおいては、光路空間 K1を含 む所定空間 K2に対して供給口 12より単位時間当たり所定量 F1の液体 LQが供給さ れている。以下の説明においては、供給口 12より光路空間 K1 (所定空間 K2)に対し て供給される単位時間当たりの液体供給量を適宜、「第 1の量 Fl」と称する。
[0073] 液浸機構 1は、回収口 22を介して、光路空間 K1 (所定空間 K2)に存在する液体 L Qを単位時間当たり所定量で回収する。液浸機構 1は、供給口 12より光路空間 K1 ( 所定空間 K2)に供給される単位時間当たりの液体供給量 (第 1の量 F1)と、回収口 2 2を介して光路空間 K1 (所定空間 K2)より回収される単位時間当たりの液体回収量 とをほぼ同じにする。すなわち、所定空間 K2から回収口 22を介して回収流路 24に 流入する液体 LQの量は、第 1の量 F1にほぼ等しい。これにより、光路空間 K1に対 する液体供給量と光路空間 K1からの液体回収量とのバランスが取れ、液浸領域 LR の拡大、液体 LQの漏出、あるいは液体 LQの枯渴 (液切れ)などの不都合の発生が 防止されつつ、光路空間 K1が液体 LQで満たされる。
[0074] また、本実施形態において、制御装置 CONTは、図 5Aに示すように、露光光 EL の光路空間 K1が液体 LQで満たされている間、液体供給装置 11より第 2供給管 15 を介して回収流路 24に単位時間当たり所定量 F2の液体 LQを供給し続ける。すなわ ち、制御装置 CONTは、基板 Pを液浸露光しているときにも、温度調整機構 60を構 成する第 2供給管 15を介して液体供給装置 11より回収流路 24に液体 LQを供給し 続ける。ここで、以下の説明においては、光路空間 K1が液体 LQで満たされている
Figure imgf000022_0001
、て、第 2供給管 15 (温度調整機構 60)から回収流路 24 (ノズル部材 70) に対して供給される単位時間当たりの液体供給量を適宜、「第 2の量 F2」と称する。
[0075] したがって、基板 Pを液浸露光するために光路空間 K1に液体 LQを満たして 、ると きにおいては、回収流路 24には第 1の量 F1と第 2の量 F2との和（F1 +F2)の量の 液体 LQが流入することとなる。液体回収装置 21は、回収流路 24に流入する液体 L Qの量 (F1 +F2)に応じた吸引力 W1で、回収流路 24を負圧にすることによって、所 定空間 K2の液体 LQを回収口 22を介して回収流路 24に流入させて回収するととも に、第 2供給管 15より回収流路 24に流入した液体 LQを回収する。
[0076] なお、図 5Aに示すように、液浸領域 LRが形成されて 、る状態で、温度調整機構 6 0の第 2供給管 15から回収流路 24に液体 LQが供給されている場合であっても、上 述の（1)式を満たすように、流路空間 24の圧力（多孔部材 25の上面の圧力） Pcが液 体回収装置 21により制御される。
[0077] ここで、供給口 12より光路空間 K1 (所定空間 K2)に対して供給される液体 LQの温 度と、第 2供給管 15を介して回収流路 24に供給される液体 LQの温度とは異なる値 に設定されるものとしてもよいが、本実施形態においてはほぼ同じ値に調整されてい る。
[0078] 光路空間 K1を液体 LQで満たした状態で基板 Pの露光処理など所定の処理を行つ た後、例えば装置のメンテナンスのために、光路空間 K1を満たしている液体 LQを全 て取り去る場合がある。以下の説明においては、光路空間 K1を含む所定空間 K2を 満たして!/ヽる液体 LQを全て取り去る（回収する）ことを適宜、「全回収」と称する。
[0079] 光路空間 K1の液体 LQを全回収する際には、制御装置 CONTは、バルブ機構 13 Bを制御して、第 1供給管 13の流路を閉じ、供給口 12からの光路空間 K1に対する 液体 LQの供給を停止する。一方、制御装置 CONTは、液体回収装置 21の駆動を 継続する。液体回収装置 21の駆動が継続されることにより、回収流路 24の負圧は維 持されるので、光路空間 K1を含む所定空間 K2の液体 LQは、回収口 22を介して回 収され、やがて光路空間 K1 (所定空間 K2)は液体 LQが全回収された状態となる。
[0080] 図 4は、光路空間 K1を含む所定空間 K2の液体 LQを全回収した後の状態を示す 図である。制御装置 CONTは、光路空間 K1の液体 LQを全回収して、光路空間 K1 (所定空間 K2)に液体 LQが無い状態においても、液体供給装置 11より第 2供給管 1 5を介して回収流路 24 (ノズル部材 70)に液体 LQを供給し続ける。すなわち、本実 施形態においては、回収流路 24 (ノズル部材 70)には、液体供給装置 11から第 2供 給管 15を介して液体 LQが常時供給され続ける。
[0081] 光路空間 K1を含む所定空間 K2に液体 LQが満たされている場合には、その液体 LQによってノズル部材 70の温度が調整される力 上述のように、光路空間 K1 (所定 空間 K2)の液体 LQを取り去った場合、ノズル部材 70に接触している液体 LQが気化 することで生じる気化熱によって、ノズル部材 70の温度が低下する可能性がある。ノ ズル部材 70の下面及び多孔部材 25などが親液性である場合、ノズル部材 70に液 体 LQが残留する可能性が高い。また、液浸機構 1による液体 LQの供給動作及び回 収動作を停止した場合、供給流路 14及び回収流路 24内部にも液体 LQが残留する 可能性が高くなるため、その残留した液体 LQの気化熱によって、ノズル部材 70が冷 える可能性が高くなる。ノズル部材 70の温度が低下すると、供給口 12より光路空間 K1に対する液体 LQの供給動作を再開したとき、供給される液体 LQの温度が所望 の温度よりも低くなり、液体 LQを通過する露光光 ELの光路が変動したり、あるいはそ の液体 LQに接触する基板 Pが熱変形し、液体 LQを介した露光精度が劣化する可 能性がある。また、ノズル部材 70近傍に配置されている各種部材、例えば最終光学 素子 LSIが冷えて、所望の結像特性が得られなくなる可能性もある。更には、露光装 置 EXが置かれている環境 (温度)が変化し、レーザ干渉計などの光学的な計測装置 の計測精度が劣化したり、投影光学系 PLを支持する支持部材 (露光装置 EXのボデ ィ)が熱変形するなど、周辺機器'部材に影響を及ぼす可能性もある。
[0082] そこで、制御装置 CONTは、光路空間 K1に液体 LQが無い間も、温度調整機構 6 0の第 2供給管 15を介して、ノズル部材 70の回収流路 24に対して液体 LQを供給し 続けることにより、ノズル部材 70を温度変化 (低下)を抑制する。また、この場合も、上 述の（1)式を満足するように、液体回収装置 21により回収流路 24の負圧の状態が維 持されているので、液体供給装置 11から第 2供給管 15を介して回収流路 24に供給 された液体 LQは、多孔部材 25から下側の所定空間 K2に滴り落ちることなぐ液体 回収装置 21に回収される。このように、光路空間 K1の液体 LQが全回収された後に おいても、ノズル部材 70に温度調整用の液体 LQが流れ続けるので、ノズル部材 70 の温度変化 (温度低下)を抑制することができる。
[0083] なお、本実施形態にぉ 、ては、制御装置 CONTは、光路空間 K1から液体 LQを取 り去った後に、液体供給装置 11より回収流路 24に対して供給する液体 LQの単位時 間当たりの量 F3を、基板 Pの露光中などに液体供給装置 11より回収流路 24に対し て供給する液体 LQの単位時間当たりの量 (第 2の量) F2よりも多くする。ここで、以下 の説明においては、光路空間 K1に液体 LQが無い状態において、第 2供給管 15 ( 温度調整機構 60)から回収流路 24 (ノズル部材 70)に対して供給される単位時間当 たりの液体供給量を適宜、「第 3の量 F3」と称する。
[0084] 具体的には、図 5Bの模式図に示すように、制御装置 CONTは、光路空間 K1から 液体 LQを取り去った後に液体供給装置 11より回収流路 24に対して液体 LQを供給 するときの第 3の量 F3が、基板 Pの露光中などに液体供給装置 11より回収流路 24に 対して液体 LQを供給するときの第 2の量 F2と、供給口 12より光路空間 K1に対して 液体 LQを供給するときの第 1の量 F1との和とほぼ等しくなるように、すなわち F3 = F 1 +F2となるよう〖こ、流量制御器 16を用いて第 3の量 F3を調整する。液体 LQの全回 収後、回収流路 24には、第 2供給管 15を介して、第 3の量 F3として、第 1の量 F1と 第 2の量 F2との和の量（=F1 +F2)の液体 LQが供給される。これにより、光路空間 K1に液体 LQが有る状態と無い状態とで、液体回収装置 21の吸引力 W1を大きく変 更しなくても、液体回収装置 21は、上述の（1)式を満足するように、回収流路 24の負 圧状態を維持することができる。
[0085] 光路空間 K1の液体 LQを全回収した状態で例えばメンテナンスなど所定の処理を 行った後、再び光路空間 K1を液体 LQで満たす際には、制御装置 CONTは、バル ブ機構 13Bを駆動して第 1供給管 13の流路を開け、供給口 12より光路空間 K1に対 する液体 LQの供給を開始する。光路空間 K1には供給口 12より第 1の量 F1で液体 LQが供給される。また、制御装置 CONTは、流量制御器 16を制御して、第 2供給管 15を介して回収流路 24に第 2の量 F2で液体 LQを供給する。
[0086] 以上説明したように、ノズル部材 70の温度変化を抑制するための温度調整機構 60 を設けたので、ノズル部材 70の温度変化に起因する露光精度の劣化を防止すること ができる。温度調整機構 60は、光路空間 K1の液体 LQを取り去った後、その光路空 間 K1に液体 LQが無い状態においても、ノズル部材 70を温度調整するために、液体 LQをノズル部材 70の回収流路 24に供給し続けるので、光路空間 K1の液体 LQを 取り去った後、液体 LQの気化熱によるノズル部材 70の温度低下を抑制することがで きる。
[0087] また、光路空間 K1に液体 LQが無 、状態にお 、てノズル部材 70を温度調整する ために液体供給装置 11より第 2供給管 15を介して回収流路 24に供給する液体 LQ の温度と、基板 Pを露光するときなどに供給口 12を介して光路空間 K1に対して供給 される液体 LQの温度とをほぼ同じにすることにより、ノズル部材 70の大きな温度変化 を抑制することができる。また、供給する液体 LQの温度を変える場合、温調装置 18 の調整量 (制御量)を変更することになる力 温調装置 18の調整量を変更して力も温 調装置 18から送出される液体 LQの温度が所望温度に達する（安定する）までには、 ある程度の時間を要するため、液体 LQの温度が安定するまでの待ち時間を設ける 必要が生じる可能性がある。し力しながら、ノズル部材 70の温度調整のために回収 流路 24に供給される液体 LQの温度と、光路空間 K1を満たすために供給口 12より 光路空間 K1に供給される液体 LQの温度とをほぼ同じにすることにより、上述の待ち 時間を設けなくてすむので、露光装置 EXの稼動率を向上できる。
[0088] また、本実施形態にぉ 、ては、光路空間 K1に液体 LQが有る場合でも無 、場合で も、温調装置 18を含む液体供給装置 11は常に駆動され続けるので、露光装置 EX の稼動率を向上することができる。すなわち、液体供給装置 11の動作を一旦停止し た後、その動作を再開した場合、液体供給装置 11から送出される液体 LQの状態（ 温度、クリーン度など）が安定するまでの待ち時間を設ける必要が生じる可能性があ る力 液体供給装置 11の駆動を継続することで、例えば液体 LQが無い光路空間 K 1に対して液体 LQを供給する動作を再開するときなどにぉ 、ても、上述のような待ち 時間を設けなくてすむ。 [0089] また、光路空間 Klから液体 LQを取り去った後に液体供給装置 11より回収流路 24 に対して供給する液体 LQの第 3の量 F3を、基板 Pの露光中に液体供給装置 11より 回収流路 24に対して供給する液体 LQの第 2の量 F2よりも多くすることにより、光路 空間 K1に液体 LQが無 、場合にぉ 、て、温調装置 18あるいは温調器 17によって温 度調整された液体 LQがノズル部材 70に多量に供給されることとなるので、ノズル部 材 70の温度変化を効果的に抑えることができる。
[0090] また、光路空間 K1から液体 LQを取り去った後に液体供給装置 11より回収流路 24 に対して供給する液体 LQの第 3の量 F3を、基板 Pの露光中に液体供給装置 11より 回収流路 24に対して供給する液体 LQの第 1の量 F1と、供給口 12より光路空間 K1 に対して供給する液体 LQの第 2の量 F2との和とほぼ等しくなるようにしたので、液体 回収装置 21の吸引力 W1を、光路空間 K1の液体 LQを取り去る前と取り去る後とで 大きく変更しなくてすむ。液体回収装置 21の吸引力 W1を変更した場合、その液体 回収装置 21の動作が安定するまでの待ち時間を設ける必要が生じるなどの不都合 が生じる可能性がある力 本実施形態においては、液体回収装置 21の吸引力 W1を 大きく変更しなくてすむので、露光装置 EXの稼動率の低下を抑制できる。
[0091] ところで、本実施形態においては、第 3の量 F3は、第 1の量 F1と第 2の量 F2との和 にほぼ等しぐこれにより、液体回収装置 21の吸引力 W1を光路空間 K1に液体 LQ が有る状態と無 、状態とで大きく変更しなくてすむようにして 、る。液体 LQの供給量 は、これに限らず、例えば、光路空間 K1を液体 LQで満たすために供給口 12より光 路空間 K1に対して第 1の量 F1で液体 LQを供給し、そのとき、第 2供給管 15を介し て回収流路 24には液体 LQを供給せず (第 2の量 F2 = 0)、光路空間 Klの液体 LQ を取り去るために供給口 12からの液体 LQの供給を停止したとき（第 1の量 F1 =0)、 液体供給装置 11より第 2供給管 15を介して回収流路 24に供給する液体 LQの第 2 の量 F2を、第 1の量 F1とほぼ等しくしてもよい。こうすることにより、光路空間 K1に液 体 LQが有る状態においても無い状態においても、回収流路 24に流入する液体 LQ の量を第 1の量 F1とすることができる。
[0092] また、所望状態の液浸領域 LRを形成しょうとする場合、供給口 12から光路空間 K 1に対して液体 LQを供給するときの第 1の量 F 1は、基板 Pを露光するときの基板 Pの 移動速度等を含む移動条件及び Z又は基板 Pの表面を形成する膜の液体 LQとの 接触角条件等を含む基板条件などによって調整しなければならない可能性がある。 第 1の量 F1が少ない場合、光路空間 K1から液体 LQを取り去った後、液体回収装置 21の回収力（吸引力） W1を変更しないようにするために、回収流路 24にノズル部材 70の温度調整のために供給する液体 LQの第 3の量 F3を第 1の量 F1に応じて少な くする必要があるため、液体 LQの温度変化 (温度低下)を十分に抑制できない可能 性がある。そこで、上述の実施形態のように、光路空間 K1に液体 LQが有る場合にも 、液体供給装置 11より回収流路 24に対してノズル部材 70を温度調整するための液 体 LQを供給し続けることにより、仮に第 1の量 F1が少なくても、第 2の量 F2を多くす ることで、液体回収装置 21の回収力 W1をほぼ一定にしたまま、第 3の量 F3を十分 に多くすることができる。
[0093] なお、以上の説明においては、液体回収装置 21の吸引力 W1を大きく変更せずに 、上述の（1)式を満たすように、液体 LQの供給量 (F1〜F3)を調整している力 液 体回収装置 21の吸引力 W1を調整してもよいし、液体回収装置 21の吸引力 W1と液 体 LQの供給量 (F1〜F3)との両方を調整するようにしてもよ！、。
[0094] また、上述の実施形態にお!、ては、供給口 12から光路空間 K1に供給される液体 LQと、第 2供給管 15から回収流路 24に供給される液体 LQとは同一の液体供給装 置 11から送出されるため、供給口 12から液体 LQを供給している場合には、第 2供給 管 15に設けられた温調器 17を必ずしも駆動しなくても、温調装置 18によって、供給 口 12から光路空間 K1に供給される液体 LQの温度と、第 2供給管 15から回収流路 2 4に供給される液体 LQの温度とをほぼ同じにすることができる。一方、光路空間 K1 に液体 LQが無い場合において、温調器 17を用いて、温調装置 18を含む液体供給 装置 11から送出され、ノズル部材 70の回収流路 24に供給される液体 LQの温度を 更に調整するようにしてもよい。また、温調器 17を省いてもよい。
[0095] なお、温度調整機構 60は、光路空間 K1に液体 LQが無 、とき、ノズル部材 70の温 度調整のために回収流路 24に供給する液体 LQの温度を、供給口 12より光路空間 K1に対して供給する液体 LQの温度よりも高くしてもよい。例えば、気化熱によってノ ズル部材 70の温度が著しく低下する場合には、ノズル部材 70 (回収流路 24)に対し て比較的高 、温度の液体 LQを供給することによって、ノズル部材 70の温度変化を より抑制できる。この場合、温調装置 18の制御量を変えることなぐ温調器 17を使つ て、第 2供給管 15を介してノズル部材 70 (回収流路 24)に供給する液体 LQの温度 を高くすることができる。そして、供給口 12からの液体 LQの供給を再開する場合に は、温調装置 18で温度調整された液体 LQを直ちに光路空間 K1に供給することが できる。
[0096] なお、ノズル部材 70の温度調整のために回収流路 24に供給される液体 LQと、供 給口 12より光路空間 K1に対して供給される液体 LQとが異なる種類のものであって もよい。上述の実施形態においては、供給口 12より光路空間 K1に対して供給される 液体 LQは純水である力 ノズル部材 70の温度調整のために回収流路 24に供給さ れる液体 LQとして、例えば純水よりも比熱が大き!/、液体を用いてもょ 、。
[0097] <第 2実施形態 >
第 2実施形態について図 6を参照しながら説明する。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 略若しくは省略する。
[0098] 上述の第 1実施形態においては、液体供給装置 11は、供給口 12を介して液体 LQ を光路空間 K1に供給するとともに、第 2供給管 15を介して液体 LQを回収流路 24 ( 多孔部材 25の上面側の空間）に供給しており、液浸機構 1と温度調整機構 60とは、 液体供給装置 11を兼用している構成である力 図 6に示すように、光路空間 K1を満 たすための液体 LQを供給する液体供給装置 11に対して、ノズル部材 70を温度調 整するためにノズル部材 70 (回収流路 24)に液体 LQを供給する第 2液体供給装置 11 'を別に設けてもよい。そして、液体供給装置 11より光路空間 K1に対して供給す る液体 LQの温度調整と、第 2液体供給装置 11 'より回収流路 24に対して供給する 液体 LQの温度調整とを独立して行うようにしてもよい。第 2液体供給装置 11 'は、温 調器 17を使って、ノズル部材 70の温度調整用の液体 LQの温度を、供給口 12より光 路空間 K1に対して供給される液体 LQの温度と同じにしてもょ 、し、光路空間 K1に 対して供給される液体 LQの温度よりも高くしてもよい。
[0099] なお、上述の第 1及び第 2実施形態にぉ 、ては、基板 Pと対向するノズル部材 70の 下面のうち、回収口 22 (多孔部材 25)の上面側の回収流路 24に温調用の液体 LQ を流すようにしている力 回収口 22の多孔部材 25の上面側だけでなぐノズル部材 7 0の内部の他の空間に温調用の液体 LQを流して、ノズル部材 70の下面における液 体 LQの気化の影響を低減 ·防止することが望ましい。
[0100] <第 3実施形態 >
第 3実施形態について図 7を参照しながら説明する。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 略若しくは省略する。図 7において、ノズル部材 70は、光路空間 K1に対して液体 LQ を供給するための供給口 12に接続する供給流路 14、及び光路空間 K1の液体 LQ を回収するための回収口 22に接続する回収流路 24とは別の、ノズル部材 70の温度 を調整するための液体 LQが流れる内部流路 61を有している。図 7に示す例では、ノ ズル部材 70の傾斜板部 72、側板部 73、及び天板部 75のそれぞれの内部に内部流 路 61が設けられている。内部流路 61は、例えば光路空間 K1を囲むように、ノズル部 材 70の内部にお 、て環状に形成されて!、てもよ 、し、螺旋状に形成されて 、てもよ い。内部流路 61の一部には第 2供給管 15に接続される導入口が設けられており、温 度調整機構 60を構成する液体供給装置 11は、第 2供給管 15及び導入口を介して 内部流路 61に液体 LQを供給する。また、内部流路 61の他部には内部流路 61を流 れた液体 LQを排出するための排出口が設けられている。そして、温度調整機構 60 は、内部流路 61に対して導入口より液体 LQを供給するとともに、排出口より液体 LQ を排出することにより、内部流路 61に温度調整用の液体 LQを流し続けることができ る。
[0101] 制御装置 CONTは、光路空間 K1の液体 LQが取り去られた後、内部流路 61に液 体 LQを供給する。また、制御装置 CONTは、光路空間 K1に液体 LQが有る状態に おいても、内部流路 61に対して液体 LQを供給する。また、制御装置 CONTは、第 2 供給管 15の途中に設けられた温調器 17を使って、内部流路 61に供給される液体 L Qの温度を調整可能である。制御装置 CONTは、温調器 17を使って、内部流路 61 に供給される液体 LQの温度と、供給口 12より光路空間 K1に供給される液体 LQの 温度とをほぼ同じにする。以上のような構成によってもノズル部材 70の温度変化を抑 ff¾することができる。
[0102] なお、第 3実施形態において、制御装置 CONTは、光路空間 K1の液体 LQが取り 去られた後、内部流路 61に液体 LQを供給し、光路空間 K1に液体 LQが有る状態に お!、ては内部流路 61に対する液体 LQの供給を停止するようにしてもょ 、。
[0103] また、第 3実施形態において、制御装置 CONTは、第 2供給管 15の途中に設けら れた温調器 17を使って、内部流路 61に供給される液体 LQの温度を、供給口 12より 光路空間 K1に供給される液体 LQの温度よりも高くしてもょ 、。
[0104] なお、第 3実施形態において、第 2実施形態と同様に、供給口 12に液体 LQを供給 する液体供給装置と、内部流路 61に液体 LQを供給する液体供給装置とを別々に 設けておよい。
[0105] なお、第 3実施形態において、供給口 12より光路空間 K1に供給される液体 LQと、 内部流路 61に供給される液体 LQとは異なる種類のものであってもよい。また、ノズ ル部材 70の温度を調整するために、内部流路 61に気体を供給するようにしてもよ!、
[0106] <第 4実施形態 >
第 4実施形態について図 8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 若しくは省略する。図 8において、温度調整機構 60は、ノズル部材 70の壁面に対向 し、ノズル部材 70を温度調整するための液体 LQが流れるジャケット部材 62を有して いる。
[0107] ジャケット部材 62は、内部流路を有するチューブ状の部材であって、ノズル部材 70 の側板部 73に巻かれるように設けられており、ジャケット部材 62とノズル部材 70とは 接触して!/、る。ジャケット部材 62の一部には第 2供給管 15に接続される導入口が設 けられ、他部にはジャケット部材 62内部の液体 LQを排出するための排出口が設けら れている。液体供給装置 11は、第 2供給管 15及び導入口を介してジャケット部材 62 に液体 LQを供給する。制御装置 CONTは、光路空間 K1の液体 LQが取り去られた 後、ジャケット部材 62に液体 LQを供給する。また、制御装置 CONTは、光路空間 K 1に液体 LQが有る状態にぉ 、ても、ジャケット部材 62に対して液体 LQを常時供給 する。また、制御装置 CONTは、第 2供給管 15の途中に設けられた温調器 17を使つ て、ジャケット部材 62に供給される液体 LQの温度を調整可能である。制御装置 CO NTは、温調器 17を使って、ジャケット部材 62に供給される液体 LQの温度と、供給 口 12より光路空間 K1に供給される液体 LQの温度とをほぼ同じにする。以上のような 構成によっても、ノズル部材 70の温度変化を抑制することができる。
[0108] なお、第 4実施形態において、制御装置 CONTは、光路空間 K1の液体 LQが取り 去られた後、ジャケット部材 62に液体 LQを供給し、光路空間 K1に液体 LQが有る状 態にお 、ては、ジャケット部材 62に対する液体 LQの供給を停止するようにしてもょ ヽ
[0109] また、第 4実施形態において、制御装置 CONTは、第 2供給管 15の途中に設けら れた温調器 17を使って、ジャケット部材 62に供給される液体 LQの温度を、供給口 1 2より光路空間 K1に供給される液体 LQの温度よりも高くしてもよい。
[0110] なお、第 4実施形態において、第 2実施形態と同様に、供給口 12に液体 LQを供給 する液体供給装置と、ジャケット部材 62に液体 LQを供給する液体供給装置とを別々 に設けておよい。
[0111] なお、第 4実施形態において、供給口 12より光路空間 K1に供給される液体 LQと、 ジャケット部材 62に供給される液体 LQとは異なる種類のものであってもよ 、。また、 ノズル部材 70の温度を調整するために、ジャケット部材 62に気体を供給するようにし てもよい。
[0112] <第 5実施形態 >
次に、第 5実施形態について図 9を参照しながら説明する。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 明を簡略若しくは省略する。図 9において、温度調整機構 60は、ノズル部材 70に取 り付けられたヒータ 63を有して!/、る。
[0113] ヒータ 63はノズル部材 70の側板部 73に接触している。制御装置 CONTは、光路 空間 K1の液体 LQが取り去られた後、ヒータ 63を用いてノズル部材 70の温度変化を 抑制する。液体 LQの気化による気化熱によってノズル部材 70の温度が著しく低下 する場合、制御装置 CONTは、ヒータ 63を用いてノズル部材 70を暖めることで、ノズ ル部材 70の温度低下を抑制することができる。なお、制御装置 CONTは、光路空間 K1に液体 LQが有る状態にぉ 、ても、ヒータ 63を用いてノズル部材 70の温度調整を 行うことができる。以上のような構成によっても、ノズル部材 70の温度変化を抑制する ことができる。
[0114] なお、第 5実施形態において、制御装置 CONTは、光路空間 K1の液体 LQが取り 去られた後、ヒータ 63を用いてノズル部材 70の温度調整を行い、光路空間 K1に液 体 LQが有る状態にぉ 、ては、ヒータ 63によるノズル部材 70の温度調整を行わな ヽ ようにしてもよい。
[0115] <第 6実施形態 >
次に、第 6実施形態について図 10を参照しながら説明する。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 説明を簡略若しくは省略する。図 10において、温度調整機構 60は、ノズル部材 70 に向力つて熱を放射する放射部 64を有している。放射部 64は、計測ステージ ST2に 設けられている。本実施形態においては、放射部 64は、計測ステージ ST2のうち、ノ ズル部材 70に対向可能な上面 59に設けられている。
[0116] 放射部 64は、例えば遠赤外線セラミックヒータ等によって構成されている。ノズル部 材 70と対向する位置に放射部 64を配置することにより、放射部 64から放射された熱 によってノズル部材 70を暖めることができるため、液体 LQの気化による気化熱によつ てノズル部材 70の温度が著しく低下した場合であっても、放射部 64を用いてノズル 部材 70を暖めることで、ノズル部材 70の温度低下を抑制することができる。以上のよ うな構成によっても、ノズル部材 70の温度変化を抑制することができる。
[0117] なお、放射部 64は基板ステージ ST1に設けられていてもよいし、基板ステージ ST 1、計測ステージ ST2以外の所定の支持機構 (可動体などを含む）に設けてもよい。
[0118] なお、上述の第 1〜第 6実施形態において、ノズル部材 70は供給口 12及び回収口 22の双方を有している力 ノズル部材 70の形態は上述のものに限られず、供給口及 び回収口の 、ずれか一方を有するノズル部材の温度変化を抑制するときに、上述の 各実施形態の温度調整機構を用いることができる。
[0119] また、上述の第 1〜第 6実施形態では光路空間 K1を液体 LQで満たして液浸空間 (K2)を形成する液浸空間形成部材が液浸機構 1の一部、即ちノズル部材 70である ものとしたが、これに限らず、例えばノズル部材 70以外の部材をも含むものとしてもよ いし、供給口及び回収口の少なくとも一方のみを含むものとしてもよい。さらに、上述 の第 1〜第 6実施形態では光路空間 K1から液体 LQを全て取り除くこと (全回収）に よって液浸空間の形成が解除されるものとしたが、これに限らず、例えば露光時に比 ベて液浸領域 LRが縮小されるように、光路空間 K1 (又は所定空間 Κ2)の液体 LQ の一部のみを取り除く場合も、液浸空間の形成が解除されるものとしてよい。要は、 液体 LQの少なくとも一部を取り除くことによって液浸空間形成部材 (ノズル部材 70な ど）の温度変化が所定の許容範囲を超えるときには液浸空間の形成が解除されたも のとしてよい。
[0120] なお、上述の第 1〜第 6実施形態のそれぞれにおいて説明した温度調整機構 60を 適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、第 1実施形態で説明したように、ノズル 部材 70の回収流路 24に温度調整された液体 LQを供給するとともに、第 3実施形態 で説明したように、ノズル部材 70に内部流路 61を設けてそこに温度調整用の流体（ 液体、気体)を流すようにしてもよい。あるいは、そのノズル部材 70に、第 4実施形態 で説明したようなジャケット部材 62を取り付けたり、第 5実施形態で説明したようなヒー タ 63を取り付けたりしてもよい。更には、第 6実施形態で説明したような放熱部 64を 使ってノズル部材 70を暖めてもよ!、。
[0121] なお、上述の第 1〜第 6実施形態においては、投影光学系 PLの像面側（ノズル部 材 70の下面側）から液体 LQが取り去られたときの液体 LQの気化に起因するノズル 部材 70の温度変化の低減 '防止について主に述べている力 ノズル部材 70の下面 側に液体 LQが保持されて ヽる状態であっても、ノズル部材 70の下面の一部には、 液浸領域 LRの液体 LQと接触した後に、液浸領域 LRの界面位置の変動によって、 液体 LQと接触しない状態が生じ得る。このような場合にも、前述と同様に液浸空間 の形成が一時的に解除されたものとし、上述の第 1〜第 6実施形態のようにノズル部 材 70の温度調整を行うことによって、ノズル部材 70の少なくとも一部に生じ得る液体 LQの気化に起因する温度変化を低減 '防止することができる。
[0122] また、上述の第 1〜第 6実施形態ではノズル部材 70の温度調整を行ってその温度 変化を抑制するものとしたが、ノズル部材 70と同様、液浸空間の形成解除に伴って 液体 LQの気化熱による投影光学系 PLの少なくとも最終光学素子 LSIの温度が変 動する。この場合、その温度変動によって最終光学素子 LSIの光学特性の変化ある いは破損などが生じ得るので、例えば温調用流体の供給、赤外線などの照射、また は温調素子 (ペルチエ素子など）によって、最終光学素子 LSIの温度調整も行うこと としてちよい。
[0123] 上述したように、上記各実施形態における液体 LQは純水により構成されている。純 水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板 P上のフォトレジ スト及び光学素子 (レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境 に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板 Pの表面、 及び投影光学系 PLの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期 待できる。なお工場等力も供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純 水製造器を持つようにしてもょ 、。
[0124] そして、波長が 193nm程度の露光光 ELに対する純水（水）の屈折率 nはほぼ 1. 4 4と言われており、露光光 ELの光源として ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)を用 いた場合、基板 P上では lZn、すなわち約 134nmに短波長化されて高い解像度が 得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約 n倍、すなわち約 1. 44倍に拡大され るため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、 投影光学系 PLの開口数をより増カロさせることができ、この点でも解像度が向上する。
[0125] 上記各実施形態では、投影光学系 PLの先端に光学素子 LSIが取り付けられてお り、このレンズにより投影光学系 PLの光学特性、例えば収差 (球面収差、コマ収差等 )の調整を行うことができる。なお、投影光学系 PLの先端に取り付ける光学素子とし ては、投影光学系 PLの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。ある いは露光光 ELを透過可能な平行平面板 (カバープレートなど）であってもよ 、。
[0126] 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ぐその圧 力によって光学素子が動かな 、ように堅固に固定してもよ 、。
[0127] なお、ノズル部材 70を含む液浸機構 1の構造は、上述の構造に限られず、例えば 、欧州特許公開第 1420298号公報、国際公開第 2004Z055803号公報、国際公 開第 2004Z057590号公報、国際公開第 2005/029559号公報に記載されて ヽ るちのち用いることがでさる。
[0128] なお、上記各実施形態では、投影光学系 PLと基板 P表面との間は液体 LQで満た されているが、例えば基板 Pの表面に平行平面板力もなるカバーガラスを取り付けた 状態で少なくともその表面との間に液体 LQを満たしてもよい。
[0129] なお、上記各実施形態では、投影光学系 PLと基板 P表面との間は液体 LQで満た されているが、例えば基板 Pの表面に平行平面板力もなるカバーガラスを取り付けた 状態で液体 LQを満たしてもよ ヽ。
[0130] また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子 (LSI)の像面側の光路 空間を液体で満たしている力 国際公開第 2004Z019128号パンフレットに開示さ れて!、るように、先端の光学素子の物体面側の光路空間も液体で満たす投影光学 系を採用することもできる。そして、その物体面側の光路空間を液体で満たすための ノズル部材が設けられて 、る場合には、そのノズル部材の温度変化を抑制するように してちよい。
[0131] なお、上記各実施形態の液体 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の光源が Fレーザである場合、この Fレーザ光は水を透過し
2 2
ないので、液体 LQとしては Fレーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（
2
PFPE)、あるいは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ぐ投影光学系 PL及び基板 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。
[0132] また、液体 LQとしては、屈折率が 1. 6〜1. 8程度のものを使用してもよい。更に、 石英あるいは蛍石よりも屈折率が高!、（例えば 1. 6以上)材料で光学素子 LSIを形 成してもよい。液体 LQとして、種々の液体、例えば、超臨界流体を用いることも可能 である。また、上記各実施形態では基板 Pの温度とほぼ同じ温度の液体 LQを供給し て液浸領域 LRを形成することとしてもよい。これにより、液体 LQとの温度差による基 板 Pの熱変形などを防止することができる。
[0133] なお、上記各実施形態では干渉計システム（52、 54、 56)を用いてマスクステージ MST、基板ステージ ST1、及び計測ステージ ST2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ェンコ 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 渉計システムとェ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 ヽて 、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。
[0134] なお、上記各実施形態の基板 Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウェハ のみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックゥェ ノ、、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版 (合成石英、シリコン ウェハ)等が適用される。
[0135] 露光装置 EXとしては、マスク Mと基板 Pとを同期移動してマスク Mのパターンを走 查露光するステップ ·アンド'スキャン方式の走査型露光装置 (スキャニングステツパ） の他に、マスク Mと基板 Pとを静止した状態でマスク Mのパターンを一括露光し、基 板 Pを順次ステップ移動させるステップ ·アンド ·リピート方式の投影露光装置 (ステツ ノ ）にも適用することができる。
[0136] また、露光装置 EXとしては、第 1パターンと基板 Pとをほぼ静止した状態で第 1バタ ーンの縮小像を投影光学系 (例えば 1Z8縮小倍率で反射素子を含まな 、屈折型投 影光学系）を用 、て基板 P上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この 場合、更にその後に、第 2パターンと基板 Pとをほぼ静止した状態で第 2パターンの 縮小像をその投影光学系を用いて、第 1パターンと部分的に重ねて基板 P上に一括 露光するスティツチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、ステイッチ方式の露 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'ステイッチ方式の露光装置にも適用できる。
[0137] また、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。投影光学系を用いない場合であっても、露光光はマスク又はレンズなど 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。
[0138] また、本発明は、特開平 10— 163099号公報及び特開平 10— 214783号公報（ 対応米国特許第 6, 590, 634号)、特表 2000— 505958号公報 (対応米国特許第 5, 969, 441号）ある!/ヽ ίま米国特許第 6, 208, 407号など【こ開示されて!ヽるような複 数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
[0139] また、本発明は、国際公開第 99/49504号パンフレットに開示されているように、 計測ステージを備えていない露光装置にも適用できる。また、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にも適用することができる。
[0140] また、上述の実施形態においては、投影光学系 PLと基板 Ρとの間に局所的に液体 を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平 6— 124873号公報、特開 平 10— 303114号公報、米国特許第 5, 825, 043号などに開示されているような露 光対象の基板の表面全体が液体中に浸力つて 、る状態で露光を行う液浸露光装置 にも適用可能である。
[0141] 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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCD)、マイクロマシン、 MEMS, DNAチッ プ、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。
[0142] なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン (又 は位相パターン '減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いた力 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、露光すベ きパターンの電子データに基づ 、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。 [0143] また、国際公開第 2001Z035168号パンフレットに開示されているように、干渉縞 を基板 P上に形成することによって、基板 P上にライン 'アンド'スペースパターンを露 光する露光装置 (リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
[0144] さらに、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回のスキャン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 する露光装置にも本発明を適用することができる。
[0145] なお、本国際出願で指定又は選択された国の法令で許容される限りにおいて、上 記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び 米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
[0146] 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。
[0147] 半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 11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工程、露光した基 板を現像する工程、現像した基板の加熱 (キュア)及びエッチング工程などの基板処 理プロセスを含むステップ 204、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンデ イング工程、ノ 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。
産業上の利用可能性
本発明によれば、液浸空間形成部材の温度変化に起因する露光精度の劣化を防 止して、基板を良好に露光することができる。それゆえ、本発明は、例えば半導体素 子、液晶表示素子又はディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、 CCD,マイクロマシン、 MEM S、 DNAチップ、レチクル (マスク）のような広範囲な製品を製造するための露光装置 及び方法に極めて有用となる。

Claims

請求の範囲
[1] 露光光の光路空間に満たされた第 1液体を介して基板を露光する露光装置におい て、
前記光路空間を前記第 1液体で満たして液浸空間を形成する液浸空間形成部材 と、
前記液浸空間の形成の解除に伴う前記液浸空間形成部材の温度変化を抑制する 温度調整機構と、を備える露光装置。
[2] 前記液浸空間の形成の解除では、前記光路空間から前記第 1液体が取り去られる 請求項 1記載の露光装置。
[3] 前記液浸空間形成部材は、前記光路空間に前記第 1液体を供給する供給口及び 前記光路空間の前記第 1液体を回収する回収口の少なくとも一方を有する請求項 1 又は 2記載の露光装置。
[4] 前記液浸空間形成部材は、前記供給口及び前記回収口の少なくとも一方が設けら れるノズル部材を含み、前記基板に前記露光光が照射されているときに、前記ノズル 部材と前記基板との間の少なくとも一部に前記第 1液体が保持される請求項 3記載の 露光装置。
[5] 前記露光光は、少なくとも射出側に前記液浸空間が形成される光学部材、及び前 記液浸空間の第 1液体を介して前記基板に照射される請求項 1〜4のいずれか一項 記載の露光装置。
[6] 前記光学部材は、少なくとも前記液浸空間の形成が解除されている間、その温度 調整が行われる請求項 5記載の露光装置。
[7] 前記温度調整機構は、前記第 1液体の気化熱による前記液浸空間形成部材の温 度低下を抑制する請求項 1〜6のいずれか一項記載の露光装置。
[8] 前記温度調整機構は、温調用流体を用いて前記液浸空間形成部材の温度変化を 抑制する請求項 1〜7のいずれか一項記載の露光装置。
[9] 前記温度調整機構は、前記光路空間が前記第 1液体で満たされて!/、ない間、前記 温調用流体を前記液浸空間形成部材に供給する請求項 8記載の露光装置。
[10] 前記温調用流体は、前記光路空間に供給される前記第 1液体と同じ物質である請 求項 8又は 9記載の露光装置。
[11] 前記温度調整機構は、前記温調用流体の温度調整を行う温調器を有する請求項
8〜： LOのいずれか一項記載の露光装置。
[12] 前記温調用流体はその温度が前記光路空間に供給される前記第 1液体の温度と ほぼ同じである請求項 8〜： L 1の 、ずれか一項記載の露光装置。
[13] 前記温調用流体はその温度が前記光路空間に供給される前記第 1液体の温度より も高 、請求項 8〜： L 1の 、ずれか一項記載の露光装置。
[14] 前記液浸空間形成部材は、前記光路空間の前記第 1液体を回収する回収口に接 続される回収流路が設けられるノズル部材を含み、
前記温度調整機構は、前記回収流路に温調用の第 2液体を供給する請求項 1〜1
3の 、ずれか一項記載の露光装置。
[15] 前記光路空間に前記第 1液体が有る間も、前記第 2液体は前記回収流路に供給さ れる請求項 14記載の露光装置。
[16] 前記回収流路の前記第 1及び第 2液体を回収する液体回収装置をさらに備える請 求項 14又は 15記載の露光装置。
[17] 前記回収口に多孔部材が配置される請求項 16記載の露光装置。
[18] 前記多孔部材の各孔の一方側の開口径は、他方側の開口径と異なる請求項 17記 載の露光装置。
[19] 前記液体回収装置は、前記光路空間の前記第 1液体が、実質的に気体の通過なく 、前記多孔部材を通過するように、前記回収流路の圧力を調整する請求項 17又は 1 8記載の露光装置。
[20] 前記第 1液体の供給停止と、前記第 1液体の回収とによって、前記光路空間から前 記第 1液体が取り去られる請求項 14〜19のいずれか一項記載の露光装置。
[21] 前記光路空間から前記第 1液体が取り去られた後に前記回収流路に供給される前 記第 2液体の単位時間当たりの量は、前記基板の露光中に前記回収流路に供給さ れる前記第 2液体の単位時間当たりの量よりも多い請求項 14〜20のいずれか一項 記載の露光装置。
[22] 前記光路空間から前記第 1液体が取り去られた後に前記回収流路に供給される前 記第 2液体の単位時間当たりの量は、前記基板の露光中に前記回収流路に供給さ れる前記第 2液体の単位時間当たりの量と、前記光路空間に供給される前記第 1液 体の単位時間当たりの量との和にほぼ等しい請求項 14〜21のいずれか一項記載 の露光装置。
[23] 前記液浸空間形成部材は、前記光路空間に前記第 1液体を供給する供給口、及 び前記光路空間の前記第 1液体を回収する回収口から流体的に独立した第 1温調 流体流路を有する請求項 1〜22のいずれか一項記載の露光装置。
[24] 前記温度調整機構は、前記液浸空間形成部材の少なくとも一部を覆う第 2温調流 体流路を有するジャケット部材を有する請求項 1〜23のいずれか一項記載の露光装 置。
[25] 前記温度調整機構は、前記液浸空間形成部材に向力つて熱を放射する放射部を 有する請求項 1〜24のいずれか一項記載の露光装置。
[26] 前記温度調整機構は、前記液浸空間形成部材に取り付けられたヒータを有する請 求項 1〜25のいずれか一項記載の露光装置。
[27] 請求項 1〜請求項 26の 、ずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法
[28] 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、
前記露光光の光路空間を前記液体で満たして液浸空間を形成する液浸空間形成 部材を用いて前記基板を露光するとともに、前記液浸空間の形成の解除に伴う前記 液浸空間形成部材の温度変化を抑制する露光方法。
[29] 前記液浸空間の形成の解除では、前記光路空間から前記液体が取り去られる請 求項 28記載の露光方法。
[30] 前記露光光は、少なくとも射出側に前記液浸空間が形成される光学部材、及び前 記液浸空間の液体を介して前記基板に照射される請求項 28又は 29記載の露光方 法。
[31] 前記光学部材は、少なくとも前記液浸空間の形成が解除されている間、その温度 調整が行われる請求項 30記載の露光方法。
[32] 前記液体の気化熱による前記液浸空間形成部材の温度低下が抑制される請求項 28〜31のいずれか一項記載の露光方法。
[33] 前記液浸空間形成部材は温調用流体によってその温度変化が抑制される請求項
28〜32の 、ずれか一項記載の露光方法。
[34] 前記温調用流体は、前記光路空間に供給される前記液体と同じ物質である請求項
33記載の露光方法。
[35] 前記温調用流体はその温度が前記液浸空間の液体の温度と同程度以上である請 求項 33又は 34記載の露光方法。
[36] 前記液浸空間形成部材は熱の放射によってその温度変化が抑制される請求項 28
〜35の 、ずれか一項記載の露光方法。
[37] 請求項 28〜請求項 36の 、ずれか一項記載の露光方法を用いるデバイス製造方 法。
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