專利名稱：曝光裝置及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用液體充滿投影光學(xué)系與基板之間的至少一部分、經(jīng)由投影光學(xué)系和液體將圖形曝光到基板的曝光裝置及使用該曝光裝置的器件制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件或液晶顯示器件通過將形成于掩模上的圖形轉(zhuǎn)印到感光性基板上的所謂的光刻的方法制造。該光刻工序使用的曝光裝置具有支承掩模的掩模臺和支承基板的基板臺，一邊依次移動掩模臺和基板臺，一邊通過投影光學(xué)系將掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板。近年來，為了應(yīng)對器件圖形的更進(jìn)一步的高集成化，希望獲得投影光學(xué)系的更高的析像度。使用的曝光波長越短、投影光學(xué)系的數(shù)值孔徑越大時，投影光學(xué)系的析像度越高。為此，曝光裝置使用的曝光波長逐年變短，投影光學(xué)系的數(shù)值孔徑也不斷增大。現(xiàn)在主流的曝光波長為KrF受激準(zhǔn)分子激光的248nm，但更短波長的ArF受激準(zhǔn)分子激光的193nm也正處于實用化之中。另外，當(dāng)進(jìn)行曝光時，與析像度同樣，焦深(DOF)也變得重要。析像度R和焦深δ分別用下式表示。
R＝k1·λ/NA …(1)δ＝±k2·λ/NA2…(2)其中，λ為曝光波長，NA為投影光學(xué)系的數(shù)值孔徑，k1、k2為過程(process)系數(shù)。從(1)式、(2)式可知，當(dāng)為了提高析像度R而減小曝光波長、增大數(shù)值孔徑NA時，焦深δ變窄。
當(dāng)焦深δ變得過窄時，難以使基板表面與投影光學(xué)系的像面一致，存在曝光動作時的余量(margin)不足的危險。因此，作為實質(zhì)上減小曝光波長而且擴(kuò)大焦深的方法，例如提出有公開于下述專利文獻(xiàn)1、2的液浸法。該液浸法用水或有機(jī)溶劑等液體充滿投影光學(xué)系的下面與基板表面之間，利用在液體中的曝光用光的波長為空氣中的1/n(n為液體的折射率，通常為1.2～1.6左右)這一點，提高析像度，同時，將焦深擴(kuò)大為約n倍。
可是，上述已有技術(shù)存在以下說明的問題。
公開于上述國際公開第99/49504號小冊子的曝光裝置為在基板上的一部分形成液浸區(qū)域地進(jìn)行液體的供給和回收的構(gòu)成，但如不能完全回收液體而殘留于基板上，則該殘留的液體氣化，使基板產(chǎn)生熱變形，或在氣化后的基板上殘留附著痕跡(所謂水印)，可能對形成于基板上的圖形產(chǎn)生不良影響。另外，公開于日本特開平10-303114號公報的曝光裝置為將基板整體保持于液體中的構(gòu)成，但由于投影光學(xué)系與基板間的液體的更換較少，所以，可能使得容易發(fā)生液浸區(qū)域的液體的溫度變化或和雜質(zhì)的存在，由此帶來使投影于基板上的圖形的圖像劣化的危險。因此，可能使得不能制造具有所期望的性能的器件。
另外，在上述國際公開第99/49504號小冊子的曝光裝置中，如在曝光處理后按液體殘存(附著)于基板的表面的狀態(tài)輸送(送出)該基板，則產(chǎn)生在輸送過程中上述殘存的液體從基板下落，下落的液體使輸送路徑周邊的各裝置或構(gòu)件生銹，不能維持配置曝光裝置的環(huán)境的清潔度等等的問題?；蛘撸部赡苡蓮幕逑侣?飛濺)的液體使曝光裝置周邊的環(huán)境變化(濕度變化)。當(dāng)濕度發(fā)生變化時，例如在用于臺位置測量的光干涉儀的光路上的空氣產(chǎn)生波動，不能按良好的精度進(jìn)行臺位置測量，產(chǎn)生不能獲得所期望的圖形轉(zhuǎn)印精度的問題。另外，當(dāng)在進(jìn)行曝光處理后按使液體附著于基板的狀態(tài)實施顯影處理時，產(chǎn)生不能制造具有所期望的性能的器件的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這樣的情況而作出的，其目的在于提供一種在使液體充滿于投影光學(xué)系與基板之間進(jìn)行曝光處理時也可在基板上形成所期望的器件的圖形的曝光裝置及使用該曝光裝置的器件制造方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用與實施形式所示圖1～圖12對應(yīng)的以下構(gòu)成。
本發(fā)明的曝光裝置(SYS、EX)用液體(50)充滿投影光學(xué)系(PL)與基板(P)之間的至少一部分，通過投影光學(xué)系(PL)與液體(50)將圖形的像投影到基板(P)上，對基板(P)進(jìn)行曝光；其特征在于具有基板保持構(gòu)件(PH)和液體供給機(jī)構(gòu)(12)；該基板保持構(gòu)件(PH)保持基板(P)，同時，使基板(P)浸入其中地保持液體(50)；該液體供給機(jī)構(gòu)(12)在投影光學(xué)系(PL)的投影區(qū)域(AR1)的近旁從基板(P)的上方將液體(50)供給到基板(P)上。
按照本發(fā)明，在將基板整體浸入到液體的狀態(tài)下從基板的上方進(jìn)行液體的供給，所以，可防止基板表面的液體的氣化的影響，具體地說，可防止液體的氣化導(dǎo)致的基板的熱變形或附著痕跡的發(fā)生等，同時，可將新鮮、清潔的液體供給到投影光學(xué)系與基板之間，所以，可抑制液體的溫度變化和雜質(zhì)的影響，可按良好的精度在基板上形成所期望的圖形。因此，可制造具有所期望的性能的器件。
本發(fā)明的曝光裝置(SYS、EX)在基板(P)上的至少一部分形成液浸區(qū)域(AR2)，通過形成液浸區(qū)域(AR2)的液體(50)與投影光學(xué)系(PL)將圖形的像投影到基板(P)上，對基板(P)進(jìn)行曝光；其特征在于具有基板保持構(gòu)件(PH)和可動構(gòu)件(PST)；該基板保持構(gòu)件(PH)保持基板(P)，同時，具有為了防止液體(50)的流出而圍住基板(P)形成的側(cè)壁部分(PHW)；該可動構(gòu)件(PST)可卸下地設(shè)有基板保持構(gòu)件(PH)，對基板保持構(gòu)件(PH)進(jìn)行支承，可相對投影光學(xué)系(PL)進(jìn)行2維移動。
按照本發(fā)明，通過可卸下地相對可動構(gòu)件設(shè)置基板保持構(gòu)件，從而可在將基板保持于基板保持構(gòu)件的狀態(tài)下送出曝光處理后的基板。因此，可防止液體從基板的下落和飛濺導(dǎo)致的環(huán)境變化和裝置生銹等的發(fā)生。
本發(fā)明的曝光裝置(SYS、EX)在基板(P)上的至少一部分形成液浸區(qū)域(AR2)，通過形成液浸區(qū)域(AR2)的液體(50)與投影光學(xué)系(PL)將圖形的像投影到基板(P)上，對基板(P)進(jìn)行曝光；其特征在于具有基板保持構(gòu)件(PH)、可動構(gòu)件(PST)、及輸送機(jī)構(gòu)(H)；該基板保持構(gòu)件(PH)保持基板(P)；該可動構(gòu)件(PST)可卸下地設(shè)置基板保持構(gòu)件(PH)，對基板保持構(gòu)件(PH)進(jìn)行支承，可相對投影光學(xué)系(PL)進(jìn)行2維移動；該輸送機(jī)構(gòu)(H)在保持基板(P)的狀態(tài)下輸送從可動構(gòu)件(PST)卸下的基板保持構(gòu)件(PH)。
按照本發(fā)明，通過可卸下地相對可動構(gòu)件設(shè)置基板保持構(gòu)件，從而可在將基板保持于基板保持構(gòu)件的狀態(tài)下送出曝光處理后的基板，所以，可防止液體附著于可動構(gòu)件或其周圍的構(gòu)件，防止液體從基板的下落等。
本發(fā)明的器件制造方法的特征在于使用上述任一個所述的曝光裝置(SYS、EX)。按照本發(fā)明，可在抑制液體的氣化的影響和環(huán)境變化的狀態(tài)下制造具有所期望的性能的器件。


圖1為示出作為本發(fā)明的曝光裝置的器件制造系統(tǒng)的一實施形式的示意構(gòu)成圖。
圖2為從上方觀看圖1的圖。
圖3為示出進(jìn)行曝光處理的曝光裝置主體的一實施形式的示意構(gòu)成圖。
圖4A和4B為用于說明相對基板臺可卸下的基板托盤的示意圖。
圖5A和圖5B為示出基板托盤的一實施形式的圖。
圖6為示出供給管嘴和回收管嘴的配置例的圖。
圖7為示出本發(fā)明液體除去裝置的一實施形式的示意構(gòu)成圖。
圖8為用于說明圖7中氣體吹出部分的平面圖。
圖9A～圖9C為用于說明本發(fā)明曝光裝置的動作的示意圖。
圖10A～10C為用于說明本發(fā)明的曝光裝置的動作的示意圖。
圖11為示出本發(fā)明液體除去裝置的另一實施形式的示意構(gòu)成圖。
圖12為示出半導(dǎo)體器件的制造工序的一例的流程圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的曝光裝置和器件制造方法。圖1示出具有本發(fā)明的曝光裝置的器件制造系統(tǒng)的一實施形式，為從側(cè)方觀看的的示意構(gòu)成圖，圖2為從上方觀看圖1的圖。
在圖1和圖2中，器件制造系統(tǒng)SYS具有曝光裝置EX-SYS和涂覆·顯影裝置C/D-SYS。曝光裝置EX-SYS具有形成與涂覆·顯影裝置C/D-SYS的連接部分的接口部分IF，用液體50充滿投影光學(xué)系PL與作為曝光對象的基板P之間、通過投影光學(xué)系PL與液體50將圖形的像投影到基板P上而對基板P曝光的曝光裝置主體EX，可在接口部分IF與曝光裝置主體EX之間輸送基板P的輸送系統(tǒng)(輸送機(jī)構(gòu))H，設(shè)于輸送系統(tǒng)H的輸送路徑的途中、構(gòu)成除去附著于曝光處理后的基板P的液體的液體除去機(jī)構(gòu)的液體除去裝置100，及統(tǒng)一控制曝光裝置EX-SYS整體的動作的控制裝置CONT。在本實施形式中，輸送系統(tǒng)H包括具有臂部的第1、第2、第3輸送裝置H1、H2、H3。
曝光裝置主體EX配置在清潔度受到管理的第1室裝置CH1內(nèi)部。另外，第1、第2、第3輸送裝置H1、H2、H3也設(shè)于第1室裝置CH1內(nèi)部。涂覆·顯影裝置C/D-SYS具有涂覆裝置C和顯影裝置(處理裝置)D，該涂覆裝置C相對進(jìn)行曝光處理前的基板P的基材涂覆光刻膠(感光劑)，該顯影裝置D對在曝光裝置主體EX進(jìn)行了曝光處理后的基板P進(jìn)行顯影處理。涂覆裝置C和顯影裝置D配置在第1室裝置CH1之外的第2室裝置CH2。
收容曝光裝置主體EX的第1室裝置CH1與收容涂覆裝置C和顯影裝置D的第2室裝置CH2通過接口部分IF連接。在以下的說明中，將收容于第2室裝置CH2內(nèi)部的涂覆裝置C和顯影裝置D合起來稱為“涂覆·顯影裝置主體C/D”。
曝光裝置主體EX為按用液體50充滿投影光學(xué)系PL與基板P之間的狀態(tài)即在基板P上形成液浸區(qū)域AR2的狀態(tài)進(jìn)行曝光的液浸型曝光裝置，包括支承掩模M的掩模臺MST，構(gòu)成保持基板P(P1、P2)的基板保持構(gòu)件的基板托盤PH(PH1、PH2)，構(gòu)成支承基板托盤PH、可移動該基板托盤PH的可動構(gòu)件的基板臺PST(PST1、PST2)，用曝光用光EL對支承于掩模臺MST的掩模M進(jìn)行照明的照明光學(xué)系IL，將用曝光用光EL照明的掩模M的圖形的像投影到保持于基板臺PST上的基板托盤PH的基板P上的投影光學(xué)系PL，在投影光學(xué)系PL的投影區(qū)域AR1的近旁從基板P的上方將用于形成液浸區(qū)域AR2的液體50供給到基板P上的液體供給機(jī)構(gòu)12，在投影區(qū)域AR1的近旁回收基板P上的液體50的液體回收機(jī)構(gòu)14。
如在后面詳細(xì)說明的那樣，基板托盤PH可相對基板臺PST卸下地設(shè)置，輸送系統(tǒng)H(第1、第2、第3輸送裝置H1、H2、H3)可輸送基板P，同時，也可輸送保持基板P的基板托盤PH。
本實施形式的曝光裝置主體EX采用具有2個基板臺PST1、PST2的所謂的雙臺系統(tǒng)。作為雙臺系統(tǒng)的具體的構(gòu)成，可采用公開于日本特開平10-163099號公報、特開平10-214783號公報、特表2000-511704號公報等的構(gòu)成。在圖1中，第1基板臺PST1支承對第1基板P1進(jìn)行支承的第1基板托盤PH1，第2基板臺PST2對保持第2基板P2的第2基板托盤PH2進(jìn)行支承。
另外，本實施形式的曝光裝置主體EX為掃描型曝光裝置(所謂步進(jìn)掃描曝光裝置)，該掃描型曝光裝置與使掩模M與基板P朝在掃描方向上的相互不同的方向(相反方向)同步移動的同時，將形成于掩模M上的圖形曝光到基板P。在以下的說明中，設(shè)在水平面內(nèi)掩模M與基板P的同步移動方向(掃描方向)為X軸方向，在水平面內(nèi)與X軸方向直交的方向為Y軸方向(非掃描方向)，與X軸和Y軸方向垂直、與投影光學(xué)系PL的光軸AX一致的方向為Z軸方向。另外，設(shè)繞X軸、Y軸、及Z軸的方向分別為θX、θY、θZ方向。這里所說的“基板”包含在半導(dǎo)體晶片上涂覆光刻膠獲得的板，“掩?！卑纬捎锌s小投影于基板上的器件圖形的標(biāo)線板。
圖3為曝光裝置主體EX的示意構(gòu)成圖，示出第1和第2基板臺PST1、PST2中的第1基板臺PST1配置于投影光學(xué)系PL下方的狀態(tài)的圖。第2基板臺PST2和第2基板托盤PH2具有與第1基板臺PST1和第1基板托盤PH1同等的構(gòu)成。
照明光學(xué)系IL用曝光用光EL對支承于掩模臺MST的掩模M進(jìn)行照明，具有曝光用光源，使從曝光用光源出射的光束的照度均勻化的光學(xué)積分儀，對來自光學(xué)積分儀的曝光用光EL進(jìn)行聚光的聚光透鏡，中繼透鏡系，及將曝光用光EL的掩模M上的照明區(qū)域設(shè)定為狹縫狀的可變視野光闌等。掩模M上的預(yù)定的照明區(qū)域由照明光學(xué)系IL用均勻的照度分布的曝光用光EL照明。作為從照明光學(xué)系IL出射的曝光用光EL，例如可使用從水銀燈出射的紫外區(qū)域的輝線(g線、h線、i線)及KrF受激準(zhǔn)分子激光(波長248nm)等遠(yuǎn)紫外光(DUV光)，ArF受激準(zhǔn)分子激光(波長193nm)及F2激光(157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本實施形式中，使用ArF受激準(zhǔn)分子激光。
掩模臺MST用于支承掩模M，可在與投影光學(xué)系PL的光軸AX垂直的平面內(nèi)即XY平面內(nèi)進(jìn)行2維移動和朝θZ方向進(jìn)行微小回轉(zhuǎn)。掩模臺MST由線性電動機(jī)等掩模臺驅(qū)動裝置MSTD驅(qū)動。掩模臺驅(qū)動裝置MSTD由控制裝置CONT控制。掩模臺MST上的掩模M的2維方向的位置和回轉(zhuǎn)角由激光干涉儀進(jìn)行實時檢測，檢測結(jié)果輸出到控制裝置CONT。控制裝置CONT根據(jù)激光干涉儀的檢測結(jié)果驅(qū)動掩模臺驅(qū)動裝置MSTD，從而對支承于掩模臺MST的掩模M進(jìn)行定位。
投影光學(xué)系PL用于按預(yù)定的投影倍率β將掩模M的圖形投影到基板P，由多個光學(xué)元件(透鏡)構(gòu)成，這些光學(xué)元件由作為金屬構(gòu)件的鏡筒PK支承。在本實施形式中，投影光學(xué)系PL為投影倍率β例如為1/4或1/5的縮小系。投影光學(xué)系PL也可為等倍系或放大系。另外，在本實施形式的投影光學(xué)系PL的前端側(cè)(基板P側(cè))，光學(xué)元件(透鏡)60從鏡筒PK露出。該光學(xué)元件60可相對鏡筒PK裝卸(更換)地設(shè)置。
基板臺PST(PST1)用于支承和移動可保持基板P的基板托盤PH(PH1)，具有支承基板托盤PH的Z臺51、支承Z臺51的XY臺52、及支承XY臺52的底座53。基板臺PST(Z臺51和XY臺52)由線性電動機(jī)等基板臺驅(qū)動裝置PSTD驅(qū)動。基板臺驅(qū)動裝置PSTD由控制裝置CONT控制。通過驅(qū)動基板臺PST的Z臺51，從而控制保持于Z臺51的基板P的Z軸方向位置(焦點位置)及θX、θY方向的位置。另外，通過驅(qū)動基板臺PST的XY臺52，從而控制基板P的XY方向的位置(實質(zhì)上與投影光學(xué)系PL的像面平行的方向的位置)。即，基板臺PST相對投影光學(xué)系PL可至少進(jìn)行2維移動，Z臺51控制基板P的焦點位置和傾斜角，按自動調(diào)焦方式和自動調(diào)平方式使基板P的表面與投影光學(xué)系PL的像面一致，XY臺52進(jìn)行基板P的X軸方向和Y軸方向的定位。當(dāng)然也可一體設(shè)置Z臺和XY臺。另外，在基板臺PST(Z臺51)上設(shè)有移動鏡54，在與移動鏡54相對的位置設(shè)置激光干涉儀55?；迮_PST上的基板P的2維方向的位置和回轉(zhuǎn)角由激光干涉儀55實時檢測，檢測結(jié)果輸出到控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT根據(jù)激光干涉儀55的檢測結(jié)果驅(qū)動掩模臺驅(qū)動裝置MSTD，從而對支承于基板臺PST的基板P進(jìn)行定位。
基板托盤PH(PH1)用于保持基板P(P1)，具有側(cè)壁部分PHW，該側(cè)壁部分PHW為了防止從液體供給機(jī)構(gòu)12供給到基板P上的液體50的流出，圍住基板P形成?；逋斜PPH可由側(cè)壁部分PHW保持預(yù)定量的液體，使保持的基板P浸于液體50地在側(cè)壁部分PHW的內(nèi)側(cè)的區(qū)域保持液體50。至少在曝光中，基板P保持在基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW的內(nèi)側(cè)的液體中。
基板托盤PH(PH1)可相對基板臺PST(PST1)卸下地設(shè)置。更為具體地說，基板托盤PH在保持基板P的狀態(tài)下相對基板臺PST可卸下。在這里，如上述那樣，本實施形式的曝光裝置主體EX采用雙臺系統(tǒng)，作為基板臺PST，成為設(shè)有基板臺PST1和基板臺PST2的構(gòu)成，作為基板托盤PH，成為設(shè)有多個基板托盤PH1、PH2的構(gòu)成。另外，基板托盤PH1、PH2相對第1和第2基板臺PST1、PST2都可卸下。
圖4A和4B為示出相對基板臺PST(Z臺51)可卸下的基板托盤PH的圖，圖4A為側(cè)截面圖，圖4B為卸下基板托盤PH后的Z臺51的從上方觀看的平面圖。
如圖4A和4B所示那樣，Z臺51在其上面(相對基板托盤PH的保持面)具有可配合基板托盤PH的凹部57和設(shè)于該凹部57、對配置于凹部57的基板托盤PH進(jìn)行吸附保持的多個真空吸附孔58。通過在凹部57嵌合基板托盤PH，從而對Z臺51和基板托盤PH進(jìn)行定位。真空吸附孔58構(gòu)成對配置于凹部57的基板托盤PH進(jìn)行保持的夾持機(jī)構(gòu)的一部分，連接于未圖示的真空裝置。真空裝置的驅(qū)動由控制裝置CONT控制。控制裝置CONT控制真空裝置，通過真空吸附孔58進(jìn)行Z臺51相對基板托盤PH的吸附保持和保持解除。通過保持解除，基板托盤PH與Z臺51可分離。
在這里，說明了Z臺51對基板托盤PH進(jìn)行真空吸附保持的場合，但例如也可由電磁夾持機(jī)構(gòu)等其它夾持機(jī)構(gòu)對基板托盤PH進(jìn)行保持和保持解除。另外，在這里，說明了Z臺51與基板托盤PH的定位使用凹部57進(jìn)行的場合，但例如也可形成為這樣的構(gòu)成，即，光學(xué)地檢測基板托盤PH與Z臺51的位置關(guān)系，根據(jù)該檢測結(jié)果相對Z臺51將基板托盤PH定位到預(yù)定的位置。
具有輸送裝置的輸送系統(tǒng)H(參照圖1)可輸送從Z臺51卸下的基板托盤PH。例如輸送系統(tǒng)H的第2輸送裝置H2可從基板臺PST送出(卸載)保持著進(jìn)行曝光處理后的基板P的基板托盤PH，輸送到液體除去裝置100。另外，第1輸送裝置H1可將保持著進(jìn)行曝光處理之前的基板P的基板托盤PH送入(裝載)到基板臺PST。
圖5A和5B為示出基板托盤PH的圖，圖5A為側(cè)截面圖，圖5B為從上方觀看到的平面圖。
在圖5A和5B中，基板托盤PH具有可保持上述液體50的側(cè)壁部分PHW、形成于底面部PHT的多個凸部61、及形成于凸部61上端面的真空吸附孔62。凸部61的上端面為平坦面，基板托盤PH由多個凸部61的上端面支承基板P，同時，通過真空吸附孔62吸附保持基板P。在這里，凸部61不使所支承的基板P撓曲地分別設(shè)于基板托盤PH的底面部PHT的多個預(yù)定位置。通過由凸部61支承基板P，從而在基板P與基板托盤PH的底面部PHT之間形成隔離部分64。在本實施形式中，基板托盤PH的平面視形狀大致為圓形，但也可為矩形。
另外，當(dāng)Z臺51與基板托盤PH連接時，基板托盤PH的真空吸附孔62通過形成于基板托盤PH流路62A連接于設(shè)在Z臺51上面的流路59(參照圖4B等)。流路59連接于真空裝置，控制裝置CONT驅(qū)動真空裝置，從而通過Z臺51的流路59、基板托盤PH的流路62A、及真空吸附孔62，吸附保持由凸部61支承的基板P。在這里，在流路62A分別設(shè)有由電磁閥等構(gòu)成的閥部62B，可遙控操作流路62A的開放·閉塞動作，該電磁閥根據(jù)控制裝置CONT的控制驅(qū)動?？刂蒲b置CONT在驅(qū)動真空裝置時控制閥部62B，開放流路62A，當(dāng)停止真空裝置時閉塞流路62A。因此，在通過真空吸附孔62對基板P進(jìn)行的吸引動作后，停止真空裝置的驅(qū)動，同時，由閥部62B閉塞流路62A，從而維持流路62A的負(fù)壓。因此，當(dāng)分離Z臺51與基板托盤PH時，通過使流路62A為負(fù)壓，從而可維持基板托盤PH對基板P的吸附保持。
另外，在基板托盤PH的底面部PHT的預(yù)定位置，設(shè)有可排出由基板托盤PH保持的液體50的流路65和由開放·閉塞該流路的電磁閥等構(gòu)成的閥部66。閥部66的驅(qū)動由控制裝置CONT控制。流路65貫通基板托盤PH的底面部PHT和下面PHK地形成。通過使閥部66作動，開放流路65，從而使保持于基板托盤PH的液體50通過流路65排出。
現(xiàn)返回到圖3進(jìn)行說明。如圖3所示那樣，液體供給機(jī)構(gòu)12具有可送出液體的液體供給部分1，在液體供給部分1連接其一端部的供給管3，及連接于供給管3的另一端、設(shè)于投影區(qū)域AR1近旁的供給管嘴4。液體供給部分1具有收容液體50的槽、加壓泵、及可除去供給的液體的雜質(zhì)的過濾裝置等，可送出除去了雜質(zhì)的液體。液體供給機(jī)構(gòu)12經(jīng)由供給管3和供給管嘴4在投影光學(xué)系PL的投影區(qū)域AR1的近旁從基板P的上方將從液體供給部分1送出的液體50供給到基板P上，用液體充滿至少投影光學(xué)系PL的前端面(透鏡60的前端面)與基板P之間的空間。
液體回收機(jī)構(gòu)14包括設(shè)有吸引泵和收容回收的液體的槽等的液體回收部分2，將其一端部連接于液體回收部分2的回收管6，及連接于回收管6的另一端部、配置于投影區(qū)域AR1的近旁的回收管嘴5。液體回收機(jī)構(gòu)14驅(qū)動液體回收部分2，通過回收管嘴5和回收管6在投影光學(xué)系PL的投影區(qū)域AR1的近旁回收基板P上的液體。
在基板P的曝光中，為了用液體50充滿投影光學(xué)系PL與基板P之間，控制裝置CONT驅(qū)動液體供給部分1，通過供給管3和供給管嘴4將每單位時間預(yù)定量的液體供給到基板P上，同時，驅(qū)動液體回收部分2，通過回收管嘴5和回收管6從基板P上回收每單位時間預(yù)定量的液體。這樣，在投影光學(xué)系PL與基板P之間形成液浸區(qū)域AR2。
投影光學(xué)系PL的最下端的透鏡60的前端部分60A在掃描方向僅留下必要部分地形成為沿Y軸方向(非掃描方向)細(xì)長的矩形。當(dāng)掃描曝光時，將掩模M的一部分的圖形像投影到前端部分60A的正下方的矩形的投影區(qū)域AR1，相對投影光學(xué)系PL使掩模M朝-X方向(或+X方向)按速度V移動，與此同步，通過XY臺52使基板P朝+X方向(或-X方向)按速度β·V(β為投影倍率)移動。在1個一次性曝光區(qū)域的曝光結(jié)束后，由基板P的步進(jìn)使下一個一次性曝光區(qū)域移動到掃描開始位置，以下，按分步掃描方式依次進(jìn)行對各一次性曝光區(qū)域的曝光處理。另外，在對1個一次性曝光區(qū)域進(jìn)行曝光的過程中，液體相對投影光學(xué)系PL朝與基板P的移動方向相同的方向流動。
圖6為示出投影光學(xué)系PL的投影區(qū)域AR1、朝X軸方向供給液體50的供給管嘴4(4A～4C)、及回收液體50的回收管嘴5(5A、5B)的位置關(guān)系的圖。在圖6中，投影區(qū)域AR1成為朝Y軸方向細(xì)長的矩形，在X軸方向夾住投影區(qū)域AR1地朝+X方向側(cè)配置3個供給管嘴4A～4C，朝-X方向側(cè)配置2個回收管嘴5A、5B。供給管嘴4A～4C通過供給管3連接于液體供給部分1，回收管嘴5A、5B通過回收管6連接于液體回收部分2。另外，在使供給管嘴4A～4C與回收管嘴5A、5B大體回轉(zhuǎn)180°的配置中，配置供給管嘴8A～8C和回收管嘴9A、9B。供給管嘴4A～4C與回收管嘴9A、9B朝Y軸方向交替地排列，供給管嘴8A～8C與回收管嘴5A、5B在Y軸方向交替地排列，供給管嘴8A～8C通過供給管10連接于液體供給部分1，回收管嘴9A、9B通過回收管11連接于液體回收部分2。
在曝光裝置主體EX中，當(dāng)使基板P朝由箭頭Xa(參照圖6)所示掃描方向(-X方向)移動、進(jìn)行掃描曝光時，使用供給管3、供給管嘴4A～4C、回收管6、及回收管嘴5A、5B，由液體供給部分1和液體回收部分2進(jìn)行液體50的供給和回收。即，當(dāng)基板P朝-X移動時，通過供給管3和供給管嘴4(4A～4C)從液體供給部分1將液體50供給到投影光學(xué)系PL與基板P之間，同時，通過回收管嘴5(5A、5B)和回收管6將液體50回收到液體回收部分2，充滿透鏡60與基板P之間地使液體50朝-X方向流動。
另一方面，在按箭頭Xb所示掃描方向(+X方向)使基板P移動、進(jìn)行掃描曝光的場合，使用供給管10、供給管嘴8A～8C、回收管11、及回收管嘴9A、9B，由液體供給部分1和液體回收部分2進(jìn)行液體50的供給和回收。即，當(dāng)基板P朝+X方向移動時，通過供給管10和供給管嘴8(8A～8C)從液體供給部分1將液體50供給到投影光學(xué)系PL與基板P之間，同時，通過回收管嘴9(9A、9B)和回收管11將液體50回收到液體回收部分2，液體50充滿透鏡60與基板P之間地朝+X方向流動。這樣，控制裝置CONT使用液體供給部分1和液體回收部分2沿基板P的移動方向使液體50流動。在該場合，例如從液體供給部分1通過供給管嘴4供給的液體50隨著基板P朝-X方向的移動被吸引到投影光學(xué)系PL基板P之間的空間地流動，所以，即使液體供給部分1的供給能量小，也可容易地將液體50供給到上述空間。另外，通過相應(yīng)于掃描方向切換液體50流動的方向，從而在基板P沿+X方向和-X方向中的任何方向掃描的場合，都可用液體50充滿透鏡60的前端面與基板P間，可獲得高析像度和寬的焦深。
下面，參照圖7說明液體除去裝置100的一實施形式。液體除去裝置100設(shè)于輸送系統(tǒng)H的輸送路徑的途中，用于除去由液浸法進(jìn)行進(jìn)行曝光處理后附著于基板P的液體。如上述那樣，輸送系統(tǒng)H可一起輸送基板P與基板托盤PH，輸送系統(tǒng)H中的例如第2輸送裝置H2將曝光處理后的基板P與基板托盤PH一起從基板臺PST取出并將其送出(卸載)，輸送到液體除去裝置100。
液體除去裝置100具有臺裝置20、托盤支承構(gòu)件21、驅(qū)動機(jī)構(gòu)22、保持構(gòu)件36、第1吹出部分33、及第2吹出部分34；該托盤支承構(gòu)件21設(shè)于臺裝置20，具有可支承由輸送系統(tǒng)H(第2輸送裝置H2)輸送到液體除去裝置100的基板托盤PH的銷構(gòu)件；該驅(qū)動機(jī)構(gòu)22相對臺裝置20使托盤支承構(gòu)件21上下移動；該保持構(gòu)件36可保持與基板托盤PH一起被輸送的基板P；該第1吹出部分33通過對保持于保持構(gòu)件36的基板P的表面(上面)噴吹氣體，從而吹走附著于該基板P的表面的液體50將其除去；該第2吹出部分34對基板P的背面(下面)噴吹氣體，從而吹走附著于該基板P的背面的液體50將其除去。驅(qū)動機(jī)構(gòu)22由控制裝置CONT控制，通過使托盤支承構(gòu)件21下降而將支承的基板托盤PH載置于臺裝置20的上面，通過使托盤支承構(gòu)件21上升，從而使基板托盤PH相對臺裝置20分離。
臺裝置20、托盤支承構(gòu)件21、驅(qū)動機(jī)構(gòu)22、保持構(gòu)件36、第1和第2吹出部分33、34設(shè)于作為罩機(jī)構(gòu)的室25內(nèi)部。室25具有形成于輸送系統(tǒng)H側(cè)的第1開口部分26和形成于第3輸送裝置H3側(cè)的第2開口部分27。在第1開口部分26設(shè)有對該第1開口部分26進(jìn)行開閉的第1閘門26A，在第2開口部分27設(shè)有對該第2開口部分27進(jìn)行開閉的第2閘門27A。第1和第2閘門26A、27A的開閉動作由控制裝置CONT控制。當(dāng)?shù)?閘門26A開放時，第2輸送裝置H2可通過第1開口部分26進(jìn)入到液體除去裝置100內(nèi)(室25內(nèi))，可向液體除去裝置100內(nèi)送入(送出)保持了基板P的基板托盤PH。
另一方面，第3輸送裝置H3通過第2開口部分27可進(jìn)入液體除去裝置100內(nèi)，可送出(送入)液體除去裝置100內(nèi)的基板P。另外，通過關(guān)閉第1和第2閘門26A、27A，從而密閉室25內(nèi)部。
第1和第2吹出部分33、34分別通過流路連接于氣體供給裝置35。在流路設(shè)有用于除去對基板P噴吹的氣體中的異物(灰塵或油霧)的過濾器。氣體供給裝置35將干燥的氣體供給到第1和第2吹出部分33、34。在本實施形式中，氣體供給裝置35供給干燥空氣。第1和第2吹出部分33、34使用從氣體供給裝置35供給的干燥空氣吹走附著在保持于保持構(gòu)件36的基板P的液體。由第1和第2吹出部分33、34噴吹的氣體對基板P的表面和背面從傾斜方向噴吹。控制裝置CONT一邊使第1和第2吹出部分33、34朝X軸方向移動一邊對保持于保持構(gòu)件36的基板P噴吹氣體。第1和第2吹出部分33、34的噴嘴主體部分的長度比基板P大，所以，均勻地將氣體噴吹到基板P的表背面整體。通過噴吹氣體，從而附著于基板P的液體50被吹走、除去。
圖8為從上方觀看室25內(nèi)部的圖。如圖8所示那樣，基板P2由保持構(gòu)件36保持其下面的Y軸方向兩端部。第1吹出部分33具有以Y軸方向為縱向的噴嘴主體部分33A和朝噴嘴主體部分33A縱向排列多個的噴嘴孔33B。從氣體供給裝置35供給的干燥空氣分別從多個噴嘴孔33B吹出。第2吹出部分34也具有與第1吹出部分33同樣的構(gòu)成，具有以Y軸方向為縱向的噴嘴主體部分和多個噴嘴孔。
保持于保持構(gòu)件36的基板P與第1和第2吹出部分33、34可相對移動地設(shè)置。在本實施形式中，保持著基板P2的保持構(gòu)件36由驅(qū)動裝置36A驅(qū)動，可沿導(dǎo)向部分36B(參照圖7)朝X軸方向掃描移動，由此使基板P2相對第1和第2吹出部分33、34移動。也可使得第1和第2吹出部分33、34相對保持于保持構(gòu)件36的基板P沿X軸方向掃描移動，或使第1和第2吹出部分33、34與保持構(gòu)件36雙方移動。
液體除去裝置100具有吸引管28A和吸引管28B；該吸引管28A在室25的底面配置其一端部，將另一端部連接于液體吸引裝置29；該吸引管28B將其一端部配置于臺裝置20的上面，將另一端部連接于液體吸引裝置29。吸引管28A用于吸引下落到室25底面的液體50，吸引管28B用于吸引載置于臺裝置20上的基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW的內(nèi)側(cè)的液體。液體吸引裝置29具有泵和對吸引的液體進(jìn)行回收的槽等，通過吸引管28A、28B吸引和回收液體。在這里，吸引管28B的一端部連接到處于載置于臺裝置20上面的狀態(tài)的基板托盤PH的流路65，吸引管28B和液體吸引裝置29通過流路65吸引基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW內(nèi)側(cè)的液體50。
下面，說明具有上述曝光裝置主體EX和液體除去裝置100的器件制造系統(tǒng)SYS的動作。
在本實施形式中，為了實質(zhì)上縮短曝光波長、提高析像度，并實質(zhì)上擴(kuò)大焦深，適用液浸法。為此，至少在將掩模M的圖形的像轉(zhuǎn)印到基板P期間，將預(yù)定的液體50充滿于基板P的表面與投影光學(xué)系PL的基板P側(cè)的光學(xué)元件(透鏡)60的前端面(下面)之間，在基板P上形成液浸區(qū)域AR2。如上述那樣，在投影光學(xué)系PL的前端側(cè)露出透鏡60，液體50僅接觸于透鏡60。這樣，防止由金屬制成的鏡筒PK的腐蝕。在本實施形式中，液體50使用純水。純水對于曝光用光EL為ArF受激準(zhǔn)分子激光的場合以及曝光用光EL為例如從水銀燈出射的紫外區(qū)域的輝線(g線、h線、i線)和KrF受激準(zhǔn)分子激光(波長248nm)等紫外光(DUV光)的場合，都可使該曝光用光EL透過。
在本實施形式中，輸送系統(tǒng)H的第1輸送裝置H1用于在用基板托盤PH保持的狀態(tài)下將進(jìn)行曝光處理前的基板P送入(裝載)到基板臺PST，第2輸送裝置H2將進(jìn)行曝光處理后的基板P與基板托盤PH一起從基板臺PST送出(卸載)，輸送到液體除去裝置100，第3輸送裝置H3用于在液體除去裝置100與接口部分IF之間輸送基板P。由涂覆·顯影裝置主體C/D(涂覆裝置C)實施了光刻膠的涂覆處理的基板P通過接口部分IF轉(zhuǎn)移到第3輸送裝置H3。在第1和第2室裝置CH1、CH2的分別與接口部分IF相面對的部分，設(shè)有開口部分和對該開口部分進(jìn)行開閉的閘門。在基板P相對接口部分IF的輸送動作中開放閘門。第3輸送裝置H3在液體除去裝置100(或圖中未示出的中繼裝置或輸送裝置)將曝光處理前的基板P載置于基板托盤PH。第1輸送裝置H1將保持了曝光處理前的基板P的基板托盤PH裝載到曝光裝置主體EX的基板臺PST，具體地說，第1基板臺PST1和第2基板臺PST2中的任一方。進(jìn)行曝光處理后的基板P按各基板托盤PH由第2輸送裝置H2從基板臺PST卸載。第2輸送裝置H2將保持著卸載后的基板P的基板托盤PH轉(zhuǎn)移到液體除去裝置100。然后，由液體除去裝置100除去了液體的基板P轉(zhuǎn)移到第3輸送裝置H3，第3輸送裝置H3通過接口部分IF將基板P轉(zhuǎn)移到涂覆·顯影裝置主體C/D(顯影裝置D)。顯影裝置D相對被轉(zhuǎn)移的基板P實施顯影處理。
下面，參照圖9A～9C和圖10A～10C說明器件制造系統(tǒng)SYS的動作。
如圖9A所示那樣，控制裝置CONT由第1輸送裝置H1將保持著曝光處理前的基板P(P1)的基板托盤PH(PH1)送入(裝載)到2個基板臺PST1、PST2中的一方的基板臺PST1。在這里，如參照圖4A和4B說明的那樣，基板托盤PH嵌合于設(shè)在基板臺PST(Z臺51)凹部57地配置，由具有真空吸附孔58的夾持機(jī)構(gòu)保持?？刂蒲b置CONT驅(qū)動真空裝置，通過流路59、流路62A、及真空吸附孔62對基板P1進(jìn)行真空吸附保持。在調(diào)準(zhǔn)系A(chǔ)L下，進(jìn)行基板P的表面位置的測量和基板P上的調(diào)準(zhǔn)標(biāo)記的檢測等。此時，閥部62B開放流路62A。然后，如圖9B所示那樣，控制裝置CONT將基板臺PST1移動到投影光學(xué)系PL下，使液體供給機(jī)構(gòu)12動作，開始液體50從基板P的上方到基板P上的供給。此時，由受到吸附保持的基板P1閉塞真空吸附孔62，所以，即使供給液體50，也不浸入到真空吸附孔62。
在基板托盤PH1的側(cè)壁部分PHW的內(nèi)側(cè)，當(dāng)液體積存到在基板P1的表面形成小于等于1mm的液體(水)的薄膜的程度時，如圖9C所示那樣，控制裝置CONT使基板臺PST1朝Z軸方向一點一點地移動，使投影光學(xué)系PL的前端部分的透鏡60接觸到基板P1上的液體50?？刂蒲b置CONT從該狀態(tài)開始進(jìn)行由液體供給機(jī)構(gòu)12進(jìn)行的液體的供給和由液體回收機(jī)構(gòu)14進(jìn)行的液體的回收，開始進(jìn)行對基板P1的液浸曝光處理。這樣，將除去了雜質(zhì)的新的液體連續(xù)地供給至投影光學(xué)系PL與基板P1之間。另外，當(dāng)對基板P1的各一次性曝光區(qū)域進(jìn)行曝光時，預(yù)先供給到基板P1的液體(水)與從液體供給機(jī)構(gòu)12供給的液體親和，即使按高速使基板P進(jìn)行移動(掃描)，也可穩(wěn)定地在投影光學(xué)系PL與基板P之間形成液體50的流動。另外，由于在基板托盤PH1設(shè)置側(cè)壁部分PHW，所以，液體50不會在基板P的曝光過程中流出到基板托盤PH1外側(cè)。
雖然在液體積存于基板P1表面后朝Z軸方向移動基板臺PST1，但也可在從液體供給機(jī)構(gòu)12開始供給液體50之前將基板臺PST1朝Z軸方向移動到預(yù)定位置。
在對支承于第1和第2基板臺PST1、PST2中的一方的基板臺PST1的基板托盤PH1的基板P1進(jìn)行液浸曝光過程中，控制裝置CONT卸下支承于另一方的基板臺PST2的保持著曝光處理后的基板P2的基板托盤PH2，從基板臺PST2送出(卸載)。控制裝置CONT在從基板臺PST2卸下基板托盤PH2時，解除包含真空吸附孔58的夾持機(jī)構(gòu)對基板托盤PH2的保持，同時，使用閥部62B閉塞流路62A。然后，如圖10A所示那樣，控制裝置CONT由第2輸送裝置H2將處于在液體50中保持著結(jié)束了曝光處理的基板P2的狀態(tài)的基板托盤PH2從基板臺PST2送出(卸載)。當(dāng)分離基板托盤PH2與基板臺PST2時，如參照圖5A和5B說明的那樣，與吸附保持基板P2的真空吸附孔62連接的流路62A由閥部62B閉塞，維持負(fù)壓狀態(tài)，所以，維持由凸部61的上端面對基板P2的吸附保持，同時，保持于側(cè)壁部分PHW內(nèi)部的液體50不會通過流路62A流出。在液浸曝光過程中和輸送過程中，當(dāng)然基板托盤PH2的流路65由閥部66閉塞。
第2輸送裝置H2在從基板臺PST2卸下保持了基板P2的基板托盤PH2后，將該基板托盤PH2輸送到液體除去裝置100?？刂蒲b置CONT隨著第2輸送裝置H2接近液體除去裝置100，開放第1閘門26A。此時第2閘門27A關(guān)閉。第2輸送裝置H2通過第1開口部分26將基板托盤PH2轉(zhuǎn)移到液體除去裝置100的托盤支承構(gòu)件21。此時，托盤支承構(gòu)件21基于驅(qū)動機(jī)構(gòu)22的驅(qū)動相對臺裝置20上升，第2輸送裝置H2將基板托盤PH2轉(zhuǎn)移到相對臺裝置20上升的托盤支承構(gòu)件21。
第2輸送裝置H2將基板托盤PH2轉(zhuǎn)移到托盤支承構(gòu)件21后，通過第1開口部分26從室25退避。一旦第2輸送裝置H2從室25退避，則如圖10B所示那樣，控制裝置CONT關(guān)閉第1閘門26A。這樣，將室25內(nèi)部密閉。一旦室25內(nèi)部密閉，控制裝置CONT用保持構(gòu)件36的前端保持基板P2的下面。在這里，基板P2支承于基板托盤PH2的凸部61，在基板P2與基板托盤PH2的底面部PHT之間形成隔離部分64，保持構(gòu)件36插入到該隔離部分64，保持基板P的下面。
當(dāng)基板P2由保持構(gòu)件36保持時，控制裝置CONT使驅(qū)動機(jī)構(gòu)22進(jìn)行驅(qū)動，從而使托盤支承構(gòu)件21下降。這樣，如圖10C所示那樣，將保持于保持構(gòu)件36的基板P2與基板托盤PH2拉開。這樣，保持構(gòu)件36保持基板托盤PH2上的基板P2，通過基板托盤PH2的下降，從基板托盤PH2拉開基板P2。另一方面，托盤支承構(gòu)件21將下降了的基板托盤PH2載置于臺裝置20的上面。通過將基板托盤PH2載置到臺裝置20的上面，從而連接臺裝置20的吸引管28B與基板托盤PH2流路65。一旦吸引管28B與流路65連接，則控制裝置CONT使閥部66作動，開放流路65。這樣，保持于基板托盤PH2的側(cè)壁部分PHW內(nèi)側(cè)的液體50通過流路65和吸引管28B吸引到液體吸引裝置29。
另一方面，相對從基板托盤PH2離開并保持于保持構(gòu)件36的基板P2，控制裝置CONT驅(qū)動氣體供給裝置35，通過第1和第2吹出部分33、34對基板P噴吹干燥空氣，除去附著于基板P2的液體50。從基板P2吹走的液體下落到基板托盤PH2上或室25的底部，但分別由液體吸引裝置29通過吸引管28A、28B回收。在使用第1和第2吹出部分33、34的液體除去作業(yè)結(jié)束后，積存于基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW內(nèi)側(cè)的液體50由液體吸引裝置29吸引·回收。另外，在使用第1和第2吹出部分33、34的液體除去作業(yè)結(jié)束后，下落到臺裝置20的周圍(室的底部)的液體由液體吸引裝置29通過吸引管28A吸引·回收。液體吸引裝置29通過對飛濺的液體和室25內(nèi)部的氣體進(jìn)行吸引，從而回收從基板P2濺起的液體。在這里，液體吸引裝置29繼續(xù)進(jìn)行室25內(nèi)部的氣體和飛濺的液體的吸引動作。這樣，液體不會附著于室25的內(nèi)壁或基板托盤PH2。另外，由于液體50不停留在室25的內(nèi)壁或底部等室25內(nèi)部，所以，室25內(nèi)部的濕度不會產(chǎn)生大的變動。另外，當(dāng)開放閘門26A、27A時，室25內(nèi)的濕的氣體也不會流出到室25外。也可設(shè)置可向室25內(nèi)供給干燥空氣的干燥裝置，與由液體吸引裝置29進(jìn)行的吸引作業(yè)同時將干燥空氣供給到室25內(nèi)。
當(dāng)附著于基板P2的液體的除去結(jié)束時，控制裝置CONT開放第2閘門27A。一旦第2閘門27A開放，第3輸送裝置H3通過第2開口部分27接受保持于保持構(gòu)件36的基板P2。保持著已除去液體50的基板P2的第3輸送裝置H3從液體除去裝置100(室25內(nèi)部)通過第2開口部分27送出基板P2。
由液體除去裝置100除去液體、轉(zhuǎn)移到第3輸送裝置H3的基板P2通過接口部分IF輸送到涂覆·顯影裝置主體C/D。對轉(zhuǎn)移到涂覆·顯影裝置主體C/D(顯影裝置D)的基板P2實施顯影處理。這樣，本實施形式的曝光裝置EX-SYS在通過接口部分IF將基板P送出到涂覆·顯影裝置CD-SYS之前，由液體除去裝置100除去附著于基板P的液體。
然后，第3輸送裝置H3通過室25的第2開口部分27將未曝光的基板P3(未圖示)轉(zhuǎn)移到保持構(gòu)件36。當(dāng)在保持構(gòu)件36保持基板P3時，控制裝置CONT使托盤支承構(gòu)件21上升，將基板P3載置于基板托盤PH2上。當(dāng)基板P3載置于基板托盤PH2上時，控制裝置CONT打開第1閘門26A，使用第1輸送裝置H1，從液體除去裝置100送出保持著基板P3的基板托盤PH2，裝載到基板臺PST2。
如以上說明的那樣，可在將基板P保持于基板托盤PH的狀態(tài)下送出曝光處理后的基板P，所以，可防止液體的下落或飛濺導(dǎo)致的環(huán)境變化或裝置的生銹等的發(fā)生。第1和第2輸送裝置H1、H2不是保持附著液體的基板P，而是保持不附著液體的基板托盤PH，所以，不曝露于液體，可確實地防止輸送路徑上的液體的下落或飛濺。另外，通過由液體除去裝置100除去附著于基板P的液體50，從而可抑制這樣的問題的發(fā)生，該問題為在基板P的輸送過程中液體從基板P下落，導(dǎo)致第1室裝置CH1的內(nèi)部的濕度變化(環(huán)境變化)，或使輸送路徑上的各裝置或構(gòu)件生銹。另外，由于第3輸送裝置H3保持由液體除去裝置100除去液體的狀態(tài)的基板P，所以，可不曝露于液體地輸送基板P。另外，由于在將由曝光裝置主體EX實施了曝光處理的基板P輸送到涂覆·顯影裝置C/D-SYS(顯影裝置D)之前，用液體除去裝置100除去附著于基板P的液體50，所以，可消除液體50對顯影處理的影響。
另外，在本實施形式中，液體除去裝置100為設(shè)于輸送系統(tǒng)H的輸送路徑的途中的構(gòu)成，曝光裝置主體EX為采用雙臺系統(tǒng)的構(gòu)成。為此，在一方的基板臺PST1上的基板P1的液浸曝光中，可卸下另一方的基板臺PST2上的保持著基板P2的基板托盤PH2將其送出，可同時進(jìn)行基板托盤PH1中的液浸曝光處理與基板托盤PH2的送出和基板托盤PH2中的液體除去作業(yè)。因此，可在提高處理量的同時，實施整體的處理。另外，由于在室25內(nèi)部進(jìn)行液體除去處理，所以，可防止液體50飛濺到周圍。
在上述實施形式中，在基板臺PST1(PST2)移動到投影光學(xué)系PL下后，開始由液體供給機(jī)構(gòu)12將液體50供給到基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW的內(nèi)側(cè)，但也可在基板臺PST1(PST2)上載置基板托盤PH的位置或由調(diào)準(zhǔn)系A(chǔ)L進(jìn)行測量的位置的近旁，另行配置液體供給機(jī)構(gòu)，當(dāng)一方的基板臺(例如PST1)進(jìn)行曝光動作時，將與從液體供給機(jī)構(gòu)12供給的液體相同溫度的液體(純水)供給到搭載于另一方的基板臺PST2的基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW的內(nèi)側(cè)，將基板臺PST2上的基板P浸漬于液體。在該場合，由調(diào)準(zhǔn)系A(chǔ)L進(jìn)行的測量可在將基板臺PST2上的基板P浸漬到液體之前進(jìn)行，也可在浸漬到液體之后進(jìn)行。但是，在按將基板P浸漬于液體的狀態(tài)下進(jìn)行測量的場合，需要使調(diào)準(zhǔn)系A(chǔ)L應(yīng)對液漬。這樣，通過在基板臺PST移動到投影光學(xué)系PL下之前預(yù)先將基板P浸漬到液體，從而不僅可提高處理量，而且可在基板P的溫度穩(wěn)定的狀態(tài)下立即開始基板P的曝光。
另外，也可使得可朝Z軸方向移動投影光學(xué)系PL的光學(xué)元件60和基板臺PST(PST1、PST2)上的基板托盤PH(PH1、PH2)中的至少一方，在基板臺PST的移動過程中朝Z軸方向移動光學(xué)元件60和基板托盤PH中的至少一方，以防止基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW的上端與投影光學(xué)系PL的前端沖撞。
另外，對于在基板臺PST的移動過程中存在由于基板臺PST的移動使基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW內(nèi)側(cè)的液體振動的危險的場合，也可在基板托盤PH的側(cè)壁部分PHW的內(nèi)面配置消波構(gòu)件，防止液體的飛濺。
在本實施形式中，當(dāng)在液體除去裝置100吹走附著于基板P的液體時，在與水平面(XY平面)平行地保持基板P的狀態(tài)下噴吹干燥空氣，但也可在相對水平面傾斜的狀態(tài)下對基板P噴吹干燥空氣。這樣，附著于基板P的液體50容易由自重從基板P離開。當(dāng)然，也可在使基板P垂直立起的狀態(tài)下噴吹干燥空氣。
另外，在上述實施形式中，在基板托盤PH設(shè)置側(cè)壁部分PHW，但也可如記載于國際公開第99/49504號小冊子那樣，在將液浸區(qū)域形成于基板P上的一部分區(qū)域進(jìn)行液浸曝光的場合，也可沒有側(cè)壁部分PHW。在該場合，由于基板P在保持于基板托盤PH的狀態(tài)下送出，所以，可防止液體從基板P的下落等。
另外，在上述實施形式中，雖然使用2個基板托盤PH進(jìn)行了說明，但也可使用大于等于3個的基板托盤。
在上述實施形式中，采用具有2個基板臺PST1、PST2的雙臺系統(tǒng)，但在基板臺PST為1個的曝光裝置當(dāng)然也可適用本發(fā)明。
如上述那樣，本實施形式的液體50由純水構(gòu)成。純水在半導(dǎo)體制造工廠等容易大量獲得，同時，具有對基板P上的光刻膠和光學(xué)元件(透鏡)等的不良影響少的優(yōu)點。另外，純水對環(huán)境的不良影響少，并且雜質(zhì)的含有量極低，所以，還可期待清洗基板P的表面和設(shè)于投影光學(xué)系PL的前端面的光學(xué)元件的表面的作用。
另外，純水對波長193nm左右的曝光用光EL的折射率n大體為1.44，所以，在使用ArF受激準(zhǔn)分子激光(波長193nm)作為曝光用光EL的光源的場合，在基板P上短波長化為1/n波長即約134nm，可獲得高析像度。另外，由于焦深與空氣中相比擴(kuò)大約n倍即約1.44倍，所以，對于只要確保與在空氣中使用時相同程度的焦深即可的場合，可進(jìn)一步增加投影光學(xué)系PL的數(shù)值孔徑，由此也使析像度提高。
在本實施形式中，將透鏡60安裝于投影光學(xué)系PL的前端，但安裝于投影光學(xué)系PL前端的光學(xué)元件也可為用于調(diào)整投影光學(xué)系PL的光學(xué)特性例如像差(球差、慧差等)的光學(xué)板，或為可透射曝光用光EL的平行平面板。
在由液體50的流動產(chǎn)生的投影光學(xué)系PL的前端的光學(xué)元件與基板P間的壓力大的場合，也可不更換該光學(xué)元件，而是使光學(xué)元件不由該壓力移動地牢固固定。
在本實施形式中，投影光學(xué)系PL與基板P表面之間由液體50充滿，但也可為例如按由平行平面構(gòu)成的保護(hù)玻璃安裝于基板P的表面的狀態(tài)充滿液體50的構(gòu)成。
在上述實施形式中，上述管嘴的形狀不特別限定，例如也可對于前端部分60A的長邊用2對管嘴進(jìn)行液體50的供給或回收。在該場合，為了從+X方向或-X方向的哪個方向都可進(jìn)行液體50的供給和回收，也可沿上下排列地配置供給管嘴和回收管嘴。
上述實施形式的液體除去裝置100通過對基板P噴吹氣體(干燥空氣)將液體吹走而除去附著于基板P的液體，但也可通過吸引附著于相對基板托盤PH分離的基板P的表背面的液體而除去該液體。下面參照圖11對其進(jìn)行說明。在以下的說明中，對與上述實施形式相同或等同的構(gòu)成部分采用相同符號，簡化或省略其說明。
如圖11所示的液體除去裝置100具有第1和第2吸引部分37、38和干燥裝置39；該第1和第2吸引部分37、38通過流路連接于液體吸引裝置29，分別吸引附著于基板P的表面和背面的液體50；該干燥裝置39對室25內(nèi)部進(jìn)行干燥。第1和第2吸引部分37、38可相對基板P朝X軸方向相對移動地設(shè)置。當(dāng)除去附著于基板P的液體50時，控制裝置CONT在使第1和第2吸引部分37、38接近基板P的狀態(tài)下，驅(qū)動液體吸引裝置29。這樣，附著于基板P的液體50通過第1和第2吸引部分37、38由液體吸引裝置29吸引。然后，一邊使第1和第2吸引部分37、38相對基板P朝X軸方向移動，一邊由液體吸引裝置29進(jìn)行吸引動作，從而除去附著于基板P的液體50。此時，干燥裝置39相對室25內(nèi)部供給干燥的氣體(干燥空氣)。通過干燥裝置39的驅(qū)動對室25內(nèi)部進(jìn)行干燥，從而可促進(jìn)來自基板P的液體50的除去。
也可同時進(jìn)行參照圖11說明的吸引基板P上的液體50的吸引動作和參照圖8等說明的從吹出部分的氣體吹出動作?；蛘?，也可在實施吸引動作和氣體吹出動作中的任一方后實施另一方。另外，可同時進(jìn)行干燥裝置39的干燥動作，也可在吸引動作或氣體吹出動作的前后進(jìn)行干燥動作。即，可適當(dāng)組合吸引動作、干燥動作、及氣體吹出動作(液體吹走動作)。
在基于液浸法由曝光裝置主體EX進(jìn)行的曝光處理中，可使用水以外的液體作為液體50。例如，在曝光用光EL的光源為F2激光器的場合，由于該F2激光不透過水，所以，作為液體50，使用可透射F2激光的氟系油，從而可進(jìn)行曝光處理。這樣，作為液體50，可使用水以外的液體。另外，作為液體50，也可使用對曝光用光EL具有透射性、折射率盡可能高、相對投影光學(xué)系PL和涂覆于基板P表面的光刻膠穩(wěn)定的例如雪松油。
作為上述各實施形式的基板P，不僅可適用半導(dǎo)體器件制造用的半導(dǎo)體晶片，而且也可適用顯示器件用的玻璃基板、薄膜磁頭用的陶瓷晶片、或在曝光裝置使用的掩模或標(biāo)線板的原版(合成石英、硅晶片)等。
作為曝光裝置(曝光裝置主體)EX，除了同步移動掩模M和基板P、對掩模M的圖形進(jìn)行掃描曝光的分步掃描方式的掃描型曝光裝置(步進(jìn)掃描曝光裝置)外，也可適用于在掩模M和基板P靜止的狀態(tài)下對掩模M的圖形進(jìn)行總曝光、依次使基板P分步移動的分步重復(fù)方式的投影曝光裝置(步進(jìn)曝光裝置)。另外，本發(fā)明也可適用于在基板P上部分地重合至少2個圖形而進(jìn)行轉(zhuǎn)印的分步縫合(stitch)方式的曝光裝置。
作為曝光裝置EX的種類，不限于將半導(dǎo)體元件圖形曝光到基板P的半導(dǎo)體元件制造用的曝光裝置，可廣泛地適用于液晶顯示元件制造用或顯示器制造用的曝光裝置和用于薄膜磁頭、攝像元件(CCD)或標(biāo)線板或掩模等的制造的曝光裝置等。
在基板臺PST或掩模臺MST使用線性電動機(jī)(參照USP5,623,853或USP5,528,118)的場合，使用空氣軸承的空氣懸浮型和使用洛倫茲力或電抗力的磁懸浮型中的哪一種都可使用。另外，各臺PST、MST可為沿導(dǎo)向構(gòu)件移動的類型，也可為不設(shè)置導(dǎo)向構(gòu)件的無導(dǎo)向構(gòu)件類型。
作為各臺PST、MST的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，也可使用平面電動機(jī)，該平面電動機(jī)使2維地配置磁鐵的磁鐵部分與2維地配置線圈的電樞部分相對，由電磁力驅(qū)動各臺PST、MST。在該場合，只要將磁鐵部分和電樞部分中的任一方連接于臺PST、MST、將磁鐵部分和電樞部分的另一方設(shè)于臺PST、MST的移動面?zhèn)燃纯伞?br> 由基板臺PST的移動產(chǎn)生的反力也可不傳遞到投影光學(xué)系PL地如日本專利特開平8-166475號公報(USP5,528,118)所述那樣使用機(jī)架構(gòu)件機(jī)械地逃逸到地板(大地)。由掩模臺MST的移動產(chǎn)生的反力也可不傳遞到投影光學(xué)系PL地如日本特開平8-330224號公報(USS/N08/416,558)所述那樣使用機(jī)架構(gòu)件機(jī)械地逃逸到地板(大地)。
如以上那樣，本申請的實施形式的曝光裝置EX通過保持預(yù)定的機(jī)械精度、電精度、光學(xué)精度地組裝包含本申請的權(quán)利要求所列舉的各構(gòu)成要素的各種子系統(tǒng)而制造。為了確保這些各種精度，在該組裝的前后，對各種光學(xué)系進(jìn)行用于達(dá)到光學(xué)精度的調(diào)整，對各種機(jī)械系進(jìn)行用于達(dá)到機(jī)械精度的調(diào)整，對各種電氣系進(jìn)行用于達(dá)到電精度的調(diào)整。從各種子系統(tǒng)到曝光裝置的組裝工序包含各種子系統(tǒng)相互的機(jī)械連接、電路的配線連接、氣壓回路的配管連接等。在該從各種子系統(tǒng)向曝光裝置的組裝工序之前，當(dāng)然也存在各子系統(tǒng)分別的組裝工序。在各種子系統(tǒng)向曝光裝置的組裝工序結(jié)束后，進(jìn)行綜合調(diào)整，確保作為曝光裝置整體的各種精度。曝光裝置的制造最好在溫度和潔凈度等得到管理的潔凈室進(jìn)行。
半導(dǎo)體器件等的微器件如圖12所示那樣，經(jīng)過進(jìn)行微器件的功能性能設(shè)計的步驟201、制作基于該設(shè)計步驟的掩模(標(biāo)線板)的步驟202、制造作為器件的基材的基板的步驟203、由上述實施形式的曝光裝置EX將掩模的圖形曝光到基板的曝光處理步驟204、器件組裝步驟(包含切割工序、粘接工序、封裝工序)205、檢測步驟206等進(jìn)行制造。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性按照本發(fā)明，可抑制基板表面的液體的氣化的影響和雜質(zhì)的影響，同時，可防止液體從輸送中的基板的下落和飛濺，所以，可防止環(huán)境變化和裝置的生銹等的發(fā)生，可按良好的精度在基板上形成所期望的圖形。
權(quán)利要求
1.一種曝光裝置，用液體充滿投影光學(xué)系與基板之間的至少一部分，通過上述投影光學(xué)系與上述液體將圖形的像投影到基板上，對上述基板進(jìn)行曝光；其特征在于具有基板保持構(gòu)件和液體供給機(jī)構(gòu)；該基板保持構(gòu)件保持上述基板，同時使上述基板浸入其中地保持液體；該液體供給機(jī)構(gòu)在上述投影光學(xué)系的投影區(qū)域的近旁從上述基板的上方將液體供給到上述基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于在上述投影區(qū)域的近旁，還具有回收上述基板上的液體的液體回收機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的曝光裝置，其特征在于還具有用于支承上述基板保持構(gòu)件并使該基板保持構(gòu)件2維地移動的可動構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曝光裝置，其特征在于上述基板保持構(gòu)件相對上述可動構(gòu)件可卸下。
5.一種曝光裝置，在上述基板上的至少一部分形成液浸區(qū)域，通過形成上述液浸區(qū)域的液體與投影光學(xué)系將圖形的像投影到基板上，對上述基板進(jìn)行曝光；其特征在于具有基板保持構(gòu)件和可動構(gòu)件；該基板保持構(gòu)件保持上述基板，同時具有為了防止上述液體的流出而圍住上述基板形成的側(cè)壁部分；該可動構(gòu)件可卸下地設(shè)置上述基板保持構(gòu)件，并對上述基板保持構(gòu)件進(jìn)行支承，且可相對上述投影光學(xué)系進(jìn)行2維移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的曝光裝置，其特征在于上述基板保持構(gòu)件以保持著上述基板的狀態(tài)相對上述可動構(gòu)件可卸下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的曝光裝置，其特征在于在將上述基板保持構(gòu)件安裝于上述可動構(gòu)件后，將液體供給到上述基板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的曝光裝置，其特征在于還具有液體除去機(jī)構(gòu)，該液體除去機(jī)構(gòu)在從上述可動構(gòu)件卸下上述基板保持構(gòu)件后除去附著于上述曝光后的上述基板的液體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的曝光裝置，其特征在于作為上述可動構(gòu)件，具有第1可動構(gòu)件和第2可動構(gòu)件，作為上述基板保持構(gòu)件，具有相對上述第1和第2可動構(gòu)件都可卸下的多個基板保持構(gòu)件；在對支承于上述第1和第2可動構(gòu)件中的一方的基板保持構(gòu)件上的基板進(jìn)行液浸曝光的過程中，卸下支承于另一方的可動構(gòu)件的基板保持構(gòu)件將其送出。
10.一種曝光裝置，在上述基板上的至少一部分形成液浸區(qū)域，通過形成上述液浸區(qū)域的液體與投影光學(xué)系將圖形的像投影到基板上，對上述基板進(jìn)行曝光；其特征在于具有基板保持構(gòu)件、可動構(gòu)件、及輸送機(jī)構(gòu)；該基板保持構(gòu)件保持上述基板；該可動構(gòu)件可卸下地設(shè)置上述基板保持構(gòu)件，并對上述基板保持構(gòu)件進(jìn)行支承，且可相對上述投影光學(xué)系進(jìn)行2維移動；該輸送機(jī)構(gòu)在保持上述基板的狀態(tài)下輸送從上述可動構(gòu)件卸下的上述基板保持構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于還具有液體除去機(jī)構(gòu)，該液體除去機(jī)構(gòu)在從上述可動構(gòu)件卸下上述基板保持構(gòu)件后除去附著于上述曝光后的上述基板的液體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的曝光裝置，其特征在于作為上述可動構(gòu)件，具有第1可動構(gòu)件和第2可動構(gòu)件，作為上述基板保持構(gòu)件，具有相對上述第1和第2可動構(gòu)件都可卸下的多個基板保持構(gòu)件；在對支承于上述第1和第2可動構(gòu)件中的一方的基板保持構(gòu)件上的基板進(jìn)行液浸曝光的過程中，卸下支承于另一方的可動構(gòu)件的基板保持構(gòu)件將其送出。
13.一種器件制造方法，其特征在于使用權(quán)利要求1或10所述的曝光裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供曝光裝置及器件制造方法。器件制造系統(tǒng)(SYS)的曝光裝置主體(EX)用液體(5)充滿投影光學(xué)系(PL)與基板(P)之間的至少一部分，通過投影光學(xué)系(PL)與液體(50)將掩模M圖形的像投影到基板(P)上，對基板(P)進(jìn)行曝光；其中具有基板保持托盤(PH)和液體供給機(jī)構(gòu)(12)；該基板保持托盤(PH)保持基板(P)，同時，使基板(P)浸入其中地保持液體(50)；該液體供給機(jī)構(gòu)(12)在投影光學(xué)系(PL)的投影區(qū)域(AR1)的近旁從基板(P)的上方將液體(50)供給到基板(P)上。該曝光裝置在用液體充滿投影光學(xué)系與基板之間進(jìn)行曝光處理時，也可將所期望的器件的圖形形成于基板上。
文檔編號G03F7/20GK1788333SQ20048001283
公開日2006年6月14日 申請日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者石井勇樹 申請人:株式會社尼康