曝光裝置以及器件制造方法

文檔序號：2818072閱讀：286來源：國知局

專利名稱：曝光裝置以及器件制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在用液體填滿投影光學系統(tǒng)和襯底之間的狀態(tài)下將襯底曝光的啄光裝置，以及使用該曝光裝置的器件制造方法。
背景技術：
半導體器件和液晶顯示器件，用將形成在掩模或中間掩模(以下，
稱為"中間掩模")上的圖形轉印到晶片或玻璃板等襯底上的，所謂的光刻法的方法制造。在該光刻法工序中使用的曝光裝置，是具有支撐中間掩模的中間掩模載物臺和支撐襯底的襯底載物臺，并一面逐次移動中間掩模載物臺以及襯底載物臺，一面將中間掩模的圖形經(jīng)由投影光學系統(tǒng)轉印到襯底上的裝置。近年，為了應對器件圖形的進一步的高集成化，要求投影光學系統(tǒng)的進一步的高析像度化。投影光學系統(tǒng) 的析像度，是使用的膝光波長越短，另外投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑越大，就越高。因此，在曝光裝置中使用的曝光波長正在一年一年短波長化，投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑也正在增大。并且，現(xiàn)在主流的曝光波長，是KrF準分子激光器的248nm，波長更短的ArF準分子激光器的193nm也越來越實用化。另外，在進行曝光時，與析像度同樣地，焦深(DOF)也變得重要。析像度Re、以及焦深8分別用以下的公式表示。
Re- kr固A …(1)
6-±k2.k/NA2…(2)
在此，人是膝光波長，NA是投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，^、 k2 是工藝系數(shù)。由(1)式、(2)式，可知當為了提高析像度Re而縮短曝光波長k,并增大數(shù)值孔徑NA時，焦深3變窄。
如果焦深8變得過窄，則很難使襯底表面相對于投影光學系統(tǒng)的像面吻合，并且有可能曝光動作時的聚焦裕度不足。于是，作為實際上縮短曝光波長，并且擴大焦深的方法，提出了例如國際公開第 99/49504號小冊子所公開的液浸法。該液浸法，是用水或有機溶劑等液體填滿投影光學系統(tǒng)的下面和襯底表面之間，并利用在液體中的膝光光的波長是空氣中的l/n( n是液體的折射率，通常是1.2 ~ 1.6左右) 的情況提高析像度，同時將焦深擴大約n倍的方法。
可是，當在投影光學系統(tǒng)的最靠近村底側的光學部件的端面和襯底表面之間填滿了液體的狀態(tài)下，因保持襯底的襯底載物臺的移動等而產(chǎn)生的振動經(jīng)由液體傳遞給該終端的光學部件，經(jīng)由投影光學系統(tǒng) 和液體投影到襯底上的圖形像有可能劣化。
進而，在上述以往技術中，為了形成液體的液浸區(qū)域，使用具有液體供給口以及液體回收口的噴嘴部件來進行液體的供給以及回收，但當液體浸入噴嘴部件和投影光學系統(tǒng)之間的間隙時，有可能在保持構成投影光學系統(tǒng)的光學部件的鏡筒上生銹，或者出現(xiàn)光學部件溶解等不良狀況。
進而，也考慮到液體浸入鏡筒內(nèi)部的情況，在該情況下，也有可能出現(xiàn)上述不良狀況。
另外，由于浸入的液體的影響，投影光學系統(tǒng)中例如最靠近像面側的光學零件稍微變形或振動，就有可能出現(xiàn)曝光精度、計測精度劣化的不良狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的問題而研制成的，其目的在于提供能夠抑制在投影光學系統(tǒng)和襯底之間填滿液體而進行曝光處理時的圖形像的劣化的曝光裝置，以及使用該爆光裝置的器件制造方法。
為了解決上述的問題，本發(fā)明采用了與實施形態(tài)所示的圖1~圖
IO相對應的以下的構成。
本發(fā)明的啄光裝置(EX)，它是具備包括與液體(LQ)接觸的光學部件(G12)以及配置在該光學部件(G12)和圖形之間的光學組 (G1~G11、 MPL)的投影光學系統(tǒng)(PL)，通過經(jīng)由投影光學系統(tǒng) (PL)和液體(LQ)將圖形的像投影在襯底(W)上的方式膝光襯底(W)的曝光裝置，其特征在于，具備保持光學部件(G12)和光學組(G1~G11、 MPL)的保持機構(HG),保持機構(HG)，以相對于光學組(G1~G11、 MPL)可動的方式保持光學部件(G12)。
根據(jù)本發(fā)明，由于將投影光學系統(tǒng)中與液體接觸的光學部件(所謂的前透鏡)，以相對于配置在該光學部件和圖形之間的光學組可動的方式保持，因此傳遞到光學部件的振動通過該光學部件移動的方式被吸收。因而，可以防止光學部件的振動傳遞給光學組。
另夕卜，本發(fā)明的目的還在于提供可以防止液體浸入投影光學系統(tǒng) 內(nèi)從而可以維持較高的曝光精度以及計測精度的曝光裝置，以及使用該曝光裝置的器件制造方法。
為了解決上述的問題，本發(fā)明采用了與實施形態(tài)所示的圖10 ~圖 16相對應的以下的構成。
本發(fā)明的曝光裝置(EX)，它是在投影光學系統(tǒng)(PL)的像面側形成液體(LQ)的液浸區(qū)域(AR2)，并經(jīng)由投影光學系統(tǒng)(PL) 和液體(LQ)將圖形曝光在襯底(W)上的曝光裝置，其特征在于，具備以包圍構成投影光學系統(tǒng)(PL)的多個光學部件(2A~2F)中與液體(LQ)接觸的光學部件(302F)的側面(302T),或保持該光學部件(302F)的保持部件(PK)的側面的方式設置，并具有液體供給口 (313)以及液體回收口 (323)中的至少任意一方的環(huán)狀部件
6(370)，和阻止液體(LQ)浸入光學部件(302F)或保持部件(PK) 的側面(302T)和環(huán)狀部件(370)之間的第1密封部件(330)。
根據(jù)本發(fā)明，由于設置了第l密封部件，因此可以防止液體浸入光學部件或保持部件和環(huán)狀部件之間。因而，可以防止在保持部件上生銹，或光學部件溶解等不良狀況。另外，由于液體不會浸入光學部件或保持部件和環(huán)狀部件之間，因此還可以防止由浸入的液體導致的光學部件的變形和振動等的發(fā)生。因而，可以高精度地進行經(jīng)由液體的啄光處理以及計測處理。
本發(fā)明的曝光裝置(EX)，它是在投影光學系統(tǒng)(PL)的像面側形成液體(LQ)的液浸區(qū)域(AR2)，并經(jīng)由投影光學系統(tǒng)(PL) 和液體(LQ)將圖形曝光在村底(W)上的曝光裝置，其特征在于，具備保持構成投影光學系統(tǒng)(PL)的多個光學部件(2A~2F)中與液體(LQ)接觸的光學部件(2F)的保持部件(PK)，和阻止光學部件(2F)和保持部件(PK)之間的氣體的流通的密封部件(340)。
根據(jù)本發(fā)明，由于設置了密封部件，因此可以防止保持構成投影
流通。因而，即便是用規(guī)定的氣體填滿保持部件的內(nèi)部空間的構成，也可以防止相對于其內(nèi)部空間的外部的氣體或液體的浸入，并可以將內(nèi)部空間維持在需要的環(huán)境。
本發(fā)明的器件制造方法，其特征在于使用上述所述的曝光裝置 (EX)。根據(jù)本發(fā)明，由于可以維持較高的曝光精度以及計測精度，因此可以提供能夠發(fā)揮所需的性能的器件。

圖l是展示本發(fā)明的啄光裝置的一個實施形態(tài)的概略構成圖。圖2是投影光學系統(tǒng)的前端部附近的放大圖。圖3是展示投影光學系統(tǒng)的投影區(qū)域和液體供給裝置以及液體回收裝置的位置關系的圖。
圖4是展示本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)的一個實施形態(tài)的構成圖。
7圖5是第l保持部件以及連接機構附近的放大剖面圖。圖6是構成連接機構的彎曲件的立體圖。圖7是構成連接機構的彎曲件的正視圖。圖8是像調(diào)整機構的控制框圖。
圖9是展示本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)的其他的實施形態(tài)的構成圖。圖IO是展示本發(fā)明的曝光裝置的一個實施形態(tài)的概略構成圖。圖11是展示液體供給口以及液體回收口和投影光學系統(tǒng)的投影區(qū)域的位置關系的平面圖。
圖12是光學元件以及流路形成部件附近的放大剖面圖。
圖13是展示第1密封部件附近的放大剖面圖。
圖14是展示第2密封部件附近的放大剖面圖。
圖15是展示第1密封部件的別的實施形態(tài)的剖面圖。
圖16是展示半導體器件的制造工序的一例的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的曝光裝置以及器件制造方法。第1實施例
圖l是展示本發(fā)明的曝光裝置的一個實施形態(tài)的概略構成圖。在圖l中，曝光裝置EX，具備支撐中間掩模R的中間掩模載物臺RST，支撐襯底W的襯底載物臺WST，用曝光光EL照明支撐在中間掩模載物臺RST上的中間掩模R的照明光學系統(tǒng)IL，將用曝光光EL照明的中間掩模R的圖形的像投影曝光在支撐在襯底載物臺 WST上的襯底W上的投影光學系統(tǒng)PL，和統(tǒng)一控制曝光裝置EX整體的動作的控制裝置CONT。
在此，在本實施形態(tài)中，以作為曝光裝置EX，使用一面將中間掩才莫R和4f底W向掃描方向彼此不同的方向(反方向)同步移動，一面將形成在中間掩模R上的圖形曝光在襯底W上的掃描型曝光裝置(所謂掃描步進爆光裝置)的情況為例來說明。在以下的說明中，將與投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX相一致的方向設為Z軸方向，在垂直于Z軸方向的平面內(nèi)將中間掩模R和襯底W的同步移動方向(掃描方向)i殳為X軸方向，將垂直于Z軸方向以及X軸方向的方向(非掃描方向)設為Y軸方向。另外，將圍繞X軸、Y軸、以及Z軸的旋
轉(傾斜)方向分別設為ex、 eY、以及ez方向。再者，這里所說的 "襯底"包括在半導體晶片、玻璃晶片上涂覆了抗蝕劑的部件。
本實施形態(tài)的曝光裝置EX，是為了實際上縮短膝光波長而提高
析像度，同時實際上擴大焦深而適用了液浸法的液浸曝光裝置，具備
向襯底W上供給液體LQ的液體供給裝置1，和回收襯底W上的液體LQ的液體回收裝置2。曝光裝置EX，至少在將中間掩模R的圖形像轉印到襯底W上的期間內(nèi)，由從液體供給裝置1供給的液體LQ，在包括投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR1的、襯底W上的一部分上形成液浸區(qū)域AR2。具體地說，曝光裝置EX，釆用用液體LQ填滿投影光學系統(tǒng)PL的終端部的光學部件(光學元件)G12和襯底W的表面之間的局部液浸構成(Local Liquid Filling)，通過經(jīng)由該投影光學系統(tǒng)PL和襯底W之間的液體LQ以及投影光學系統(tǒng)PL將中間掩模R的圖形像投影在襯底W上的方式，將襯底W膝光。
照明光學系統(tǒng)IL，是用曝光光EL照明支撐在中間掩模載物臺 RST上的中間掩模R的部件，具有啄光用光源，將從啄光用光源射出的光束的照度均勻化的光學積分器，將來自于光學積分器的曝光光EL 聚光的聚光透鏡、中繼透鏡系統(tǒng)，將由曝光光EL產(chǎn)生的中間掩模R 上的照明區(qū)域設定為狹縫狀的可變視場光闌等。中間掩模R上的規(guī)定的照明區(qū)域通過照明光學系統(tǒng)IL用均勻的照度分布的曝光光EL照明。作為從照明光學系統(tǒng)IL射出的曝光光EL，例如采用從水銀燈射出的紫外域的亮線(g線、h線、i線)以及KrF準分子激光器光(波長248nm )等遠紫外光(DUV光)、ArF準分子激光器光(波長193nm ) 以及F2激光器光(波長157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本實施形態(tài)中，釆用ArF準分子激光器光。
在此，在本實施形態(tài)中，在液體LQ上采用純水。純水不只可以透過ArF準分子激光器光，還可以透過例如從水銀燈射出的紫外域的亮線(g線、h線、i線)以及KrF準分子激光器光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)。
中間掩模載物臺RST，是經(jīng)由中間掩模支架RH支撐形成了成為原圖的電路圖形的中間掩模R的部件，在垂直于投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX的平面內(nèi)，即在XY平面內(nèi)可以進行二維移動以及可以沿著 ez方向進行微小旋轉。中間掩模載物臺RST由直線電動機等中間掩模載物臺驅(qū)動裝置RSTD驅(qū)動。
中間掩模載物臺驅(qū)動裝置RSTD由控制裝置CONT控制。在中間掩模支架RH上(或者中間掩模載物臺RST上)設有移動鏡50。另外，在與移動鏡50相對的位置上設有激光干涉儀51。中間掩模栽
物臺RST上的中間掩模R的二維方向的位置、以及ez方向的旋轉角
(根據(jù)情況還有ex、 0Y方向的微小旋轉角)通過激光千涉儀51用實時計測，并將計測結果輸出到控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT通過根據(jù)激光干涉儀51的計測結果驅(qū)動中間掩模載物臺驅(qū)動裝置RSTD 的方式，進行支撐在中間掩模載物臺RST上的中間掩模R的定位。另外，在保持中間掩模R的中間掩模支架RH和中間掩模載物臺RST 之間設有多個驅(qū)動器150 ( 150A-150C)。通過驅(qū)動器150的驅(qū)動，保持中間掩模R的中間掩模支架RH，便可以沿著Z軸方向、以及包
括ex、 eY方向的傾斜方向移動。
投影光學系統(tǒng)PL，是用規(guī)定的投影倍率p將中間掩模R的圖形投影曝光在襯底W上的部件。在本實施形態(tài)中，投影光學系統(tǒng)PL，是投影倍率P例如為1/4或1/5的縮小系統(tǒng)。再者，投影光學系統(tǒng)PL
也可以是等倍系統(tǒng)以及放大系統(tǒng)的任意一種。
投影光學系統(tǒng)PL，具備配置在其終端側(村底W側)、與液體 LQ相接的光學部件G12,和包括配置在光學部件G12和具有圖形的中間掩模R之間的多個光學元件G1 G11的光學組MPL。再者，在本實施形態(tài)中，光學部件G12是1個平凸透鏡元件，并且，構成投影光學系統(tǒng)PL的多個光學元件Gl ~ G12用保持機構HG保持。保持機構HG，具備保持光學組MPL的鏡筒(第2保持部件)PLB，和保持透鏡元件G12的透鏡保持部MLM。透鏡保持部MLM，具備保持透鏡元件G12的透鏡盒(第1保持部件)LS12，和將透鏡盒LS12相對于鏡筒PLB柔和地連接的連接機構100。連接機構100，具備后述的作為彈性部件的彎曲件(100A 100C)。保持在透鏡盒LS12內(nèi)的透鏡元件G12通過連接機構100，相對于保持在鏡筒PLB內(nèi)的光學組 MPL可以移動。
在鏡筒PLB的外周部設有凸緣部FLG，投影光學系統(tǒng)PL經(jīng)由凸緣部FLG支撐在立柱(曝光裝置的主體部)CL上。
光學元件G1~G12用螢石或石英形成，在一部分的光學元件的曲面上實施非球面研磨。特別是，如果用螢石形成透鏡元件G12，該螢石如果不進行處理，時間長了就會被水腐蝕，因此用適當?shù)谋∧じ?蓋既能保護螢石又能提高親和性。由此，可以使液體LQ緊貼在透鏡元件G12的液體接觸面的大致整面上，并能夠可靠地用液體LQ填滿透鏡元件G12和襯底W之間的光路。再者，透鏡元件G12也可以是與水的親和性較高的石英。另外，當在透鏡元件G12的液體接觸面上實施覆蓋等親水(親液)處理，從而進一步提高與液體LQ的親和性時，也可以制成在從液浸區(qū)域AR2除去了水的干燥狀態(tài)下，水分很快從透鏡元件G12的液體接觸面消退的特殊的膜結構(例如當附加電場時分子配列變化，或當流過少量的電流時溫度上升的膜等)。
襯底載物臺WST，是支撐襯底W的部件，具備經(jīng)由村底支架保持襯底W的Z載物臺52，和支撐Z載物臺52的XY載物臺53。包括Z載物臺52以及XY載物臺53的襯底載物臺WST被支撐在載物臺底座54上。襯底載物臺WST由直線電動機等襯底載物臺驅(qū)動裝置 WSTD驅(qū)動。襯底載物臺驅(qū)動裝置WSTD由控制裝置CONT控制。通過驅(qū)動Z載物臺52，控制保持在Z載物臺52上的襯底W的Z軸方向的位置(聚焦位置)、以及0X、 0Y方向的位置。另外，通過驅(qū) 動XY載物臺53，控制襯底W的XY方向的位置(實際上與投影光學系統(tǒng)PL的像面平行的方向的位置)。即，Z載物臺52，控制襯底 W的聚焦位置以及傾斜角，然后用自動調(diào)焦方式、以及自動調(diào)平方式，使村底W的表面與投影光學系統(tǒng)PL的像面相吻合，XY載物臺53進行村底W的X軸方向以及Y軸方向的定位。再者，當然也可以將Z 載物臺和XY載物臺一體地設置。
在襯底載物臺WST (Z載物臺52)上設有移動鏡55。另外，在與移動鏡55相對的位置上設有激光干涉儀56。襯底載物臺WST上的襯底W的二維方向的位置、以及旋轉角通過激光干涉儀56進行實時計則，并將計測結果輸出給控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT通過根據(jù)激光干涉儀56的計測結果驅(qū)動襯底載物臺驅(qū)動裝置WSTD的方式，進行支撐在村底載物臺WST上的襯底W的定位。
另外，在襯底載物臺WST (Z載物臺52)上，以包圍襯底W的方式設有輔助板57。輔助板57具有與保持在襯底支架上的襯底W的表面大致相同高度的平面。在此，雖然在襯底W的邊緣和輔助板57 之間有0.1~1.0mm左右的間隙，但由于液體LQ的表面張力，液體 LQ基本不會流入該間隙，即便在曝光村底W的周邊附近的情況下，通過輔助板57,也可以將液體LQ保持在投影光學系統(tǒng)PL的透鏡元件G12的下面。
膝光裝置EX,具備向襯底W上供給液體LQ的液體供給裝置1, 和回收襯底W上的液體LQ的液體回收裝置2。液體供給裝置l，是用于向襯底W上供給液體LQ，并用液體LQ填滿投影光學系統(tǒng)PL 的終端部的透鏡元件G12和襯底W之間從而形成液浸區(qū)域AR2的部件，具備收容液體LQ的容器、加壓泵、以及調(diào)整供給的液體LQ的溫度的溫度調(diào)整裝置等。在液體供給裝置1上連接有供給管3的一端部，在供給管3的另一端部上連接有供給噴嘴4。液體供給裝置1,經(jīng) 由供給管3以及供給噴嘴4向襯底W上供給液體LQ。
液體回收裝置2，具備吸引泵、收容回收的液體LQ的容器等。在液體回收裝置2上連接有回收管6的一端部，在回收管6的另一端部上連接有回收噴嘴5。液體回收裝置2經(jīng)由回收噴嘴5以及回收管6回收村底W上的液體LQ。在形成液浸區(qū)域AR2時，控制裝置CONT驅(qū)動液體供給裝置1，經(jīng)由供給管3以及供給噴嘴4在每個單位時間供給規(guī)定量的液體LQ，同時驅(qū)動液體回收裝置2，經(jīng)由回收噴嘴5以及回收管6在每個單位時間回收規(guī)定量的液體LQ。由此，在投影光學系統(tǒng)PL的終端部的透鏡元件G12和襯底W之間形成液體 LQ的液浸區(qū)域AR2。
圖2，是展示曝光裝置EX的投影光學系統(tǒng)PL的下部、液體供給裝置l、以及液體回收裝置2等的正視圖，圖3，是展示投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR1和供給噴嘴4以及回收噴嘴5的位置關系的圖。投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR1沿著Y軸方向呈細長的矩形狀(狹縫狀)，以沿著X軸方向夾住該投影區(qū)域AR1的方式，在+ X側配置3個供給噴嘴4A 4C，在-X側配置2個回收噴嘴5A、 5B。并且，供給噴嘴4A ~ 4C經(jīng)由供給管3連接在液體供給裝置1上，回收噴嘴 5A、 5B經(jīng)由回收管4連接在液體回收裝置2上。另外，在將供給噴嘴4A 4C和回收噴嘴5A、5B圍繞投影光學系統(tǒng)PL的光軸大致旋轉 180。的位置上，配置有供給噴嘴8A 8C、和回收噴嘴9A、 9B。供給噴嘴4A 4C和回收噴嘴9A、 9B沿著Y軸方向交替配列，供給噴嘴 8A-8C和回收噴嘴5A、 5B沿著Y軸方向交替配列，供給噴嘴8A 8C經(jīng)由供給管IO連接在液體供給裝置I上，回收噴嘴9A、 9B經(jīng)由回收管11連接在液體回收裝置2上。
在掃描曝光時，將中間掩模R的一部分的圖形像投影在投影區(qū)域 AR1上，并相對于投影光學系統(tǒng)PL，中間掩模R沿著-X方向(或十X方向)以速度V移動，與之同步，襯底W經(jīng)由XY載物臺53沿
著+ X方向(或-x方向)以速度p.v (p為投影倍率)移動。然后，
在對l個拍攝區(qū)域的曝光結束后，利用襯底W的步進，下一個拍攝區(qū) 域移動到掃描開始位置，以下，用步進/掃描方式順次進行對于各拍攝區(qū)域的曝光處理。在本實施形態(tài)中，以與襯底W的移動方向平行地、沿著與襯底W的移動方向相同的方向流過液體LQ的方式設定。即，在使襯底W沿著用箭頭Xa (參照圖3)表示的掃描方向(-X方向) 移動而進行掃描曝光時，用供給管3、供給噴嘴4A 4C、回收管6、以及回收噴嘴5A、 5B，通過液體供給裝置1以及液體回收裝置2進
13行液體LQ的供給以及回收。即，當村底W沿著-X方向移動時，經(jīng) 由供給管3以及供給噴嘴4 ( 4A ~ 4C )從液體供給裝置1向投影光學系統(tǒng)PL和襯底W之間供給液體LQ,同時經(jīng)由回收噴嘴5( 5A、 5B )、以及回收管6向液體回收裝置2回收液體LQ，液體LQ以填滿透鏡元件G12和襯底W之間的方式沿著-X方向流動。另一方面，當<吏襯底W沿著用箭頭Xb表示的掃描方向(十X方向)移動而進行掃描曝光時，用供給管IO、供給噴嘴8A 8C、回收管ll、以及回收噴嘴 9A、 9B，通過液體供給裝置1以及液體回收裝置2進行液體LQ的供給以及回收。即，當襯底W沿著+ X方向移動時，經(jīng)由供給管10以及供給噴嘴8 (8A~8C)從液體供給裝置1向投影光學系統(tǒng)PL和襯底W之間供給液體LQ，同時經(jīng)由回收噴嘴9 (9A、 9B)、以及回收管11向液體回收裝置2回收液體LQ，液體LQ以填滿透鏡元件G12 和襯底W之間的方式沿著+ X方向流動。這時，例如從液體供給裝置 1經(jīng)由供給噴嘴4供給的液體LQ隨著襯底W的向-X方向的移動而以被拉入透鏡元件G12和襯底W之間的方式流動，因此即便液體供給裝置1的供給能量較小，也可以很容易地向透鏡元件LS12和襯底 W之間供給液體LQ。并且，通過按照掃描方向切換流過液體LQ的方向，在無論沿著+ X方向、或-X方向中的哪一個方向掃描襯底W 的情況下，都可以用液體LQ填滿透鏡元件G12和襯底W之間，并可以得到較高的析像度以及較寬的焦深。
圖4，是展示投影光學系統(tǒng)PL的概略構成圖。中間掩模R，配置在由多個透鏡元件(光學元件)G1 G12構成的兩側遠心的投影光學系統(tǒng)PL的物體面?zhèn)取Ｍ哥R元件G1 G12，沿著光軸AX配置在鏡筒PLB內(nèi)的規(guī)定位置上，但在本實施形態(tài)中，透鏡元件G3、 G4、 G6，分別由壓電伸縮元件、音圏電動機(VCM)等驅(qū)動器AC1、 AC2、 AC3，支撐在相對于鏡筒PLB可以沿著2自由度(X平移、Y平移)
的方向、3自由度(z平移、ex傾斜、9Y傾斜)的方向、或5自由度(x平移、y平移、z平移、ex傾斜、9Y傾斜)的方向微動的環(huán)
狀的透鏡盒內(nèi)。這3個可以微動的透鏡元件G3、 G4、 G6，是用于修正投影光學系統(tǒng)PL的各種像差的部件，可以稍微調(diào)整將中間掩模R的電路圖形成像投影在配置在投影光學系統(tǒng)PL的像面?zhèn)鹊囊r底W上時的像質(zhì) (倍率誤差、歪曲像差、彗形像差、灰分、像面彎曲等)、像面位置。再者，移動投影光學系統(tǒng)PL中的透鏡元件而進行像調(diào)整的機構，例如在特開平11 - 195602號公報中被公開。在圖4中，來自于中間掩模 R上的任意的點Pl的光線中，在投影光學系統(tǒng)PL的光瞳面PP的中心與光軸AX交叉后到達襯底W上的相對應的點P2的主光線LO，在中間掩模R和透鏡元件Gl之間、以及透鏡元件Gll和襯底W之間與光軸AX平行，點Pl的離光軸AX的距離，和點P2的離光軸AX 的距離的比，是該投影光學系統(tǒng)PL整體的投影倍率p。
位于投影光學系統(tǒng)PL的像側前端的透鏡元件(以下，適當稱為 "前透鏡元件")G12,由相對于支撐其他的透鏡元件Gl ~ Gll的鏡筒 PLB在振動上分離的透鏡保持部MLM支撐。透鏡保持部MLM，如上述，具備保持前透鏡元件G12的透鏡盒LS12,和將透鏡盒LS12相對于鏡筒PLB柔和地連接的連接機構100，通過連接機構100，鏡筒 PLB和透鏡盒LS12在振動上分離，并以透鏡盒LS12的振動不傳遞給鏡筒PLB的方式將其吸收。
在本實施形態(tài)的液浸曝光時，以填滿透鏡元件G12的下面和襯底W的間隙1 2mm的方式從液體供給噴嘴4供給液體LQ，同時由液體回收噴嘴5回收液體LQ，因此液浸區(qū)域AR2的液體LQ成為某種程度的正壓力，液體LQ的剛性有可能上升。另外，在本實施形態(tài) 中，曝光裝置EX是掃描型曝光裝置，這時，襯底W沿著X軸方向以最高速度500mm/秒左右的速度移動，在該掃描曝光中，也以將襯底W的表面(曝光面)維持在投影光學系統(tǒng)PL的焦深內(nèi)的方式進行襯底W的自動調(diào)焦動作以及自動調(diào)平動作(AF/AL動作)。襯底W 的AF/AL動作，通常通過使保持襯底W的襯底載物臺WST (襯底支架)沿著光軸方向(Z軸方向)稍微移動，或傾斜的方式進行，因此當將投影光學系統(tǒng)PL的前透鏡元件G12相對于鏡筒PLB整體牢固地
15固定時，為了進行要恒定地保持透鏡元件G12的下面和襯底W表面的間隙距離(間隙)的AF/AL動作，在襯底W側產(chǎn)生的振動成分便經(jīng)由液浸區(qū)域AR2的液體LQ傳遞到鏡筒PLB整體上。另外，當支撐襯底W并沿著X軸以及Y軸方向移動的襯底載物臺WST例如是使用了空氣軸承的非接觸導引方式時，雖然沒有滑動性的振動，但由于載物臺的加減速時容易引起的空氣軸承間隙的稍微的變動，就發(fā)生振動，并也有可能經(jīng)由液體LQ傳遞給鏡筒PLB。由于投影光學系統(tǒng) PL整體，經(jīng)由設在鏡筒PLB的中間附近的凸緣部FLG而承受自重地被支撐在立柱CL上，因此傳遞給鏡筒PLB的振動也傳遞給鏡筒PLB 內(nèi)的各透鏡元件、以及立柱CL，由于該振動的影響，投影像的質(zhì)量劣化。另外，由于該振動還有可能產(chǎn)生像晃動，從而不能在襯底W的需要位置上形成圖形。
以往，由于投影光學系統(tǒng)PL的焦點距離被空間地分離，因此完全沒有這種在襯底W側產(chǎn)生的振動成分直接傳遞到投影光學系統(tǒng)PL 側的情況，但在液浸曝光時，最好將液浸區(qū)域AR2的厚度(光軸方向的厚度)設定為l~2mm，如果可能，最好設定為小于等于lmm，在這種厚度的液浸區(qū)域AR2，投影光學系統(tǒng)PL的前透鏡元件G12和襯底W被看作是用具有一定的彈性系數(shù)或彈簧常數(shù)的剛體機械地直接連結在一起的部件，因此在襯底W側產(chǎn)生的振動成分便直接傳遞到投影光學系統(tǒng)PL側(光學組MPL側)。于是在本實施形態(tài)中，如圖4 所示，至少由與鏡筒PLB不同的透鏡盒LS12支撐液浸區(qū)域AR2的與液體LQ相接的前透鏡元件G12，并通過連接機構100將鏡筒PLB和透鏡盒LS12連接在一起，同時透鏡元件G12 (透鏡盒LS12 )以精密
級的自由度，在理想上具有z平移微動、ex傾斜微動、6Y傾斜微動
這3個自由度的方式設定。即，通過至少將保持前透鏡元件G12的透鏡盒LS12相對于光學組MPL的鏡筒PLB經(jīng)由連接機構100至少沿著Z軸方向柔和地連接，并相對于鏡筒PLB以能夠沿著Z軸方向、0X 方向、0Y方向移動的方式連接，在襯底W側產(chǎn)生的振動被其軟性吸收，由此將作用在鏡筒PLB上的振動遮斷或減少。
16圖5，是投影光學系統(tǒng)PL的前透鏡元件G12以及透鏡保持部 MLM附近的放大剖面圖。在鏡筒PLB的最下端部也是外鏡筒LB3 內(nèi)，固定有可調(diào)整地(kinematic )支撐形成在透鏡元件G8、 G9、 G10、 Gil的各端面上的凸緣F8、 F9、 F10、 Fll的環(huán)狀的透鏡盒LS8、 LS9、 LSIO、 LSll。并且，透鏡盒LSll的最下面部比外鏡筒LB3更向下方突出地設置，在固定在該鏡筒PLB (外鏡筒LB3)上的透鏡盒LSll 的最下面部上安裝有支撐透鏡元件G12的透鏡保持部MLM。透鏡保持部MLM，具備可調(diào)整地支撐形成在透鏡元件G12的端面部上的凸緣F12的透鏡盒LS12，和構成用于相對于外鏡筒LB3側的透鏡盒 LSll柔和地連接透鏡盒LS12的連接機構的3個彎曲件100A、 100B、 100C。再者，在圖5中為了便于理解，只圖示了 2個彎曲件100A、 100B，但實際是在以光軸AX為中心的圓周上的3個部位上以120度間隔配置。各彎曲件100A、 100B、 100C是具有沿著光軸AX方向(Z 軸方向)彈性伸縮的特性，同時具有相對于透鏡盒LSll，透鏡盒LS12 也可以沿著橫向(以光軸AX為中心的圓的放射方向)進行數(shù)ftm左右的彈性變位的特性的彈性部件。
作為投影光學系統(tǒng)PL的前透鏡元件G12,最好其上面G12a的曲率半徑是較小的凸面(球面或非球面)，其下面G12b是平坦面(曲率半徑大致無限大)的。另外，在本實施形態(tài)中，透鏡盒LS12的最下面部110,是與透鏡元件G12的下面G12b大致一致高度的環(huán)狀的平坦面，由此，液浸區(qū)域AR2的液體LQ的流動變得順利。
另外，雖然以在透鏡元件G12的下面G12b的周緣部和透鏡盒 LS12的最下面部110的周緣部之間形成有l(wèi)mm左右的些樣吏的間隙RV 的方式設計，但以液浸區(qū)域AR2的液體LQ從該間隙RV上升而液體 LQ的飛沫或蒸氣不會附著在其上的透鏡元件Gll等上的方式，在透鏡盒LS12內(nèi)設有與間隙RV連通的環(huán)狀的氣體供給管112和環(huán)狀的彈性密封部件115。氣體供給管112是經(jīng)由管道等連接在加壓泵上，并為了防止液體LQ或飛沫從間隙RV進入的情況，而向間隙RV供給正壓力的氮氣等的部件。液浸區(qū)域AR2的液體LQ的本來的液流，由液體供給噴嘴4和液體回收噴嘴5形成，因此將由氣體供給管112 進行的正壓力氣體的供給，設定為不會明顯阻礙該液流的程度的壓力，這樣，從間隙RV浸入的液體、飛沫、以及蒸氣被其上的彈性密封部件115遮蔽。該彈性密封部件115緊壓在透鏡元件G12的側面全周上，還兼有隔開與其上的透鏡元件G11之間的空間的氣密功能，由此，可以用氮氣填滿透鏡元件G1~G11所位于的鏡筒空間內(nèi)，和到前透鏡元件G12的上面G12a的空間。彈性密封部件115，也可以構成為與后述的第2實施例的第1密封部件330相同。
再者，在圖5中，固定在透鏡盒LS12的外周部的向上的圓筒狀凸片102A和固定在透鏡盒LS11的外周部的向下的圓筒狀凸片102B，是用于防止液體LQ的飛沫從外部進入彎曲件IOOA、 IOOB、 IOOC所具有的開放空間部內(nèi)的部件，凸片彼此以即便透鏡保持部MLM傾斜也保持規(guī)定的間隙的方式配置。
可是，當要如圖5那樣一面用3個彎曲件IOOA、 IOOB、 IOOC支撐透鏡盒LS12，一面吸收或減少從襯底W側經(jīng)由液浸區(qū)域AR2傳遞來的振動時，透鏡保持部MLM的微動時的響應頻率必須相當高，因此如果制成只用3個彎曲件IOOA、 IOOB、 100C支撐透鏡盒LS12整體的重量的結構，就得不到所需的響應頻率，因此最好具有用于降低透鏡盒LS12的載荷對彎曲件IOOA、 IOOB、 IOOC的作用的自重消除機構(載荷降低機構)。
圖6，是展示帶自重消除機構的彎曲件100A的結構的圖。再者，彎曲件100B、 IOOC也具有與彎曲件IOOA相同的構成。在圖6中，坐標系MSZ的Z軸與光軸AX平行，S軸是垂直于光軸AX的放射方向的軸，M軸是相對于S軸和Z軸這兩方垂直的切線方向的軸。另外，圖7是從M軸方向看圖6的彎曲件100A的圖。彎曲件100A，是將 SUS或硬鋁等金屬材料彎成H形狀的部件而成形，具有在連接上板部 120A和底板部120B的中間部分上，形成了沿著M軸方向貫通的多個切入部124A、 124B、 124C，和圓形的貫通孔124E、 124F、 124G的彎曲部。并且上板部120A經(jīng)由4個小螺釘孔121被固定在圖5中的透鏡盒LS11的底面部，底板部120B經(jīng)由4個小螺釘孔122被固定在透鏡盒LS12的上面部。
該結構，雖然在機械方面上板部120A和底板部120B結合在一起，但可以極度縮小Z軸方向和S軸方向的剛性，同時可以極度提高 M軸方向的剛性。其結果，上板部120A和底板部120B便可以相對地沿著Z軸方向彈性伸縮，同時對于S軸方向也可以相對地進行微小變位。通過用120度間隔設置3個這種彎曲件結構，透鏡盒LS12在整體上XY方向的剛性較高的狀態(tài)下被懸架在透鏡盒LSll (鏡筒PLB) 上，成為透鏡盒LS12的運動自由度被限制為Z軸方向的平行移動，并且透鏡盒LS12相對于鏡筒PLB被可調(diào)整地支撐的構成。
并且，自重消除機構，由固定在上板部120A的下面的永久磁鐵 126A，和經(jīng)由高度調(diào)整機構部127固定在底板部120B的上面的永久磁鐵126B構成，一對永久磁鐵126A、 126B以規(guī)定的間隙相對。并且，通過永久磁鐵126A、 126B彼此的磁吸引力，固定在底板部120B上的透鏡盒LS12的基本大部分的載荷被提升。這樣一來，將該上板部120A 連接在透鏡盒LS11 (鏡筒PLB)上，將底板部120B連接在透鏡盒 LS12上，具有構成自重消除機構的永久磁鐵126A、 126B的彎曲件 100A ~ IOOC，便使透鏡盒LS12的載荷支撐在透鏡盒LS11上。
再者，在圖6中，雖然只在彎曲部的一側展示了一對永久磁鐵 126A、 126B，但當然在相反一側也設有同樣的永久磁鐵126A、 126B 和調(diào)整才幾構部127。調(diào)整4幾構部127是用于調(diào)整一對永久磁纟失126A、 126B的間隙間隔，從而使透鏡盒LS12的載荷盡量不作用在彎曲件 IOOA(IOOB、 100C也同樣)的中間部分的彎曲部上的部件，例如由使用了錐形凸輪等的簡單的Z平移機構構成。該調(diào)整機構部127，為了應對永久磁鐵126的由老化造成的減磁，在曝光裝置的定期維護時，在縮小一對永久磁鐵126A、 126B的間隙間隔的情況下也被利用。
通過這樣的自重消除機構，可以將各彎曲件100A、 IOOB、 100C 保持在沒有機械地變形的、接近中立的狀態(tài)，同時可以降低各彎曲件單體的剛性，因此透鏡保持部MLM便用極低的剛性懸架在鏡筒PLB的最下端，前透鏡元件G12應該吸收或減少來自于襯底W側的振動的傳遞，并可以仿照液浸區(qū)域AR2的動作而微動。
再者，在圖6中利用一對永久磁鐵的磁吸引力進行自重消除，但只要是以非接觸的方式產(chǎn)生力的材料即可，可以使用永久磁鐵和鐵片的組合或電磁鐵和鐵片(或磁鐵)的組合。另外作為彎曲件，在此如圖6那樣加工并制作了 H型的部件，也可以是以能夠得到同樣的自由度和剛性的方式將多枚薄的板彈簧組合在一起的部件。
可是，由于通過彎曲件100A~100C，投影光學系統(tǒng)PL的前透鏡元件G12便自由地移動，因此存在與之相伴的投影像的質(zhì)(倍率、歪曲像差、彗形像差、灰分等)發(fā)生變化的情況，因此必須實時地控制圖4中的分別驅(qū)動透鏡元件G3、 G4、 G6的驅(qū)動器AC1、 AC2、 AC3來補償像質(zhì)劣化。
圖8，是適用于圖1~圖7所示的裝置的控制系統(tǒng)的概略的框圖。在圖8中，中間掩模R通過真空吸附或機械夾持機構以大致垂直于光軸AX的方式保持在中間掩模支架RH上，中間掩模支架RH經(jīng)由3 個Z驅(qū)動器150A、 150B、 150C (但是150C圖未示)設在當掃描曝光時沿著規(guī)定的掃描方向高速移動的中間掩模載物臺RST上。Z驅(qū)動器150A、 150B、 150C由壓電元件和音圏電動機(VCM)構成，響應來自于中間掩模精密控制單元(像調(diào)整機構)204的驅(qū)動信號Va、 Vb、 Vc，從而在使中間掩模支架RH整體沿著Z軸方向微小地平移移動的
同時，使其向ex方向和ey方向微小傾斜。在掃描曝光中為了各種位
置誤差修正和失真修正，實時地控制該中間掩模支架RH的微動，因此中間掩模支架RH為了謀求輕量化和高剛性化，在一部分上用包括石墨碳材料的結構體的精密陶瓷材料制作。
另外，圖4中所示的驅(qū)動3個透鏡元件G3、 G4、 G6的驅(qū)動器 AC1、 AC2、 AC3,可以分別響應來自于透鏡控制單元(像調(diào)整機構) 202的驅(qū)動信號Kl、 K2、 K3而相互獨立地控制，但在各驅(qū)動器AC1、 AC2、 AC3內(nèi)設有計測驅(qū)動量的全息編碼器或電容式傳感器等，來自于這些計測儀器的信號作為反饋信號輸入到透鏡控制單元202。然后，在透鏡保持部MLM內(nèi)的各彎曲件100A、 IOOB、 100C (但是100C圖未示)的附近，設有用于計測該部位的透鏡盒LS12的上面的高度變化的間隙傳感器(第1檢測器)130A、 130B、 130C (但是 130C圖未示)。間隙傳感器130A、 130B、 130C安裝在鏡筒PLB的透鏡盒LS11上，可以計測相對于透鏡盒LS11的透鏡盒LS12的距離變化。來自于各傳感器130A、 130B、 130C的計測信號S0a、 SOb、 SOc (但是SOc圖未示)被讀取到傳感器單元200內(nèi)，并實時地檢測以固定在投影光學系統(tǒng)PL的鏡筒PLB側的透鏡盒LSll為基準的透鏡盒 LS12的姿勢變化(Z位置變化、0X方向和GY方向的傾斜變化)，即鏡筒PLB和透鏡盒LS12的位置關系。在此，由于鏡筒PLB保持光學組MPL,透鏡盒LS12保持透鏡元件G12，因此傳感器單元200，可以才艮據(jù)間隙傳感器130A~130C的檢測結果，檢測光學組MPL和透鏡元件G12 (透鏡元件G12的下面G12b)的位置關系。即，檢測鏡筒PLB和透鏡盒LS12的位置關系，與檢測光學組MPL和透鏡元件G12的位置關系在實際上是相同的，傳感器單元200，通過用間隙傳感器130A、 130B、 130C檢測鏡筒PLB和透鏡盒LS12的位置關系，就可以求出光學組MPL和透鏡元件G12的位置關系。再者，也可以光學地進行鏡筒PLB和透鏡盒LS12的位置關系的檢測。
進而，在透鏡盒LS12的下面的透鏡元件G12附近，安裝有大于等于3個的計測到襯底W的表面(曝光面)的距離變化，即液浸區(qū)域 AR2的厚度變化的間隙傳感器(第2檢測器)132A、 132B、 132C、…，它們的計測信號S2a、 S2b、...也被讀取到傳感器單元200內(nèi)，并實時地檢測透鏡元件G12的下面G12b和襯底W的表面的平行度(相對的傾斜的方向和量)和間隔的變化。在此，由于間隙傳感器132A、 132B、 132C、…被安裝在保持透鏡元件G12的透鏡盒LS12上，因此傳感器單元200，可以根據(jù)間隙傳感器132A、 132B、 132C、…的檢測結果，檢測透鏡元件G12和襯底W的表面的位置關系。即，檢測透鏡盒LS12 和襯底W的表面的位置關系，與檢測透鏡元件G12和襯底W的表面的位置關系在實際上是相同的，傳感器單元200，通過用間隙傳感器
21132A、 132B、 132C、…檢測透鏡盒LS12和襯底W的表面的位置關系，就可以求出透鏡元件G12和襯底W的表面的位置關系。再者，也可以光學地檢測透鏡盒LS12和襯底W的表面的位置關系。
用該傳感器單元200計測的計測信息CS，被實時地輸送給之前的透鏡控制單元202和中間掩模精密控制單元204 。透鏡控制單元202 ，為了根據(jù)該計測信息CS,修正按照前透鏡元件G12的位置和姿勢的變化而派生的各種像差成分的誤差，即，為了補償相對于鏡筒PLB的透鏡盒LS12的變動、或相對于襯底W的表面的透鏡盒LS12的變動，實時地向給各驅(qū)動器AC1、 AC2、 AC3的驅(qū)動信號K1、 K2、 K3附加偏置成分，并調(diào)整投影在襯底W上的圖形的像。在此，由于相對于鏡筒PLB的透鏡盒LS12的位置關系的變動，與相對于光學組MPL的透鏡元件G12的位置關系的變動在實際上是相同的，因此透鏡控制單元202,可以根據(jù)傳感器單元200的計測信息CS,補償相對于光學組 MPL的透鏡元件G12的變動。同樣地，由于相對于襯底W的表面的透鏡盒LS12的位置關系的變動，與相對于襯底W的表面的透鏡元件 G12的位置關系的變動在實際上是相同的，因此透鏡控制單元202，可以根據(jù)傳感器單元200的計測信息CS，補償相對于襯底W的表面的透鏡元件G12的變動。
同樣地，中間掩模精密控制單元204，為了修正按照透鏡元件 G12的位置和姿勢的變化而派生的各種像差成分的誤差，可以根據(jù)計測信息CS，實時地向給控制中間掩模支架RH(中間掩模R)的Z位置和傾斜的各Z驅(qū)動器150A、 150B、 150C的驅(qū)動信號Va、 Vb、 Vc 附加偏置成分。
再者，在此，雖然同時進行中間掩模R的位置姿勢修正和之前的透鏡元件G3、 G4、 G6的位置姿勢修正，但也不一定必須全部同時進行，可以根據(jù)前透鏡元件G12的運動的種類，即是單純的Z位置的變化、傾斜的變化、或是這2個的復合的變化，適當有選擇地進行。
圖9，是展示透鏡保持部MLM的其他的實施形態(tài)的部分剖面圖，在此，前透鏡元件G12的上面G12a形成為以光軸AX上的點Cp為
22曲率中心的凸球面狀，下面G12b形成為平坦面。另外，在前透鏡元件G12的下端部形成有與下面G12b相連的凸緣部F12b，將形成在襯底W的表面和下面G12b之間的液浸區(qū)域AR2的面積擴大到比參照之前的圖5說明的實施形態(tài)寬，并提高液體LQ的液流的均勻化。
透鏡元件G12的上側的凸緣F12，被可調(diào)整地剛性地支撐在環(huán)狀的透鏡盒LS12a上。另外，在透鏡盒LS12a的外周，以環(huán)形狀形成有以點Cp為中心的凸球面座Asa,進而，在透鏡盒LS12a的外側，設有形成有與凸球面座Asa大致相同曲率半徑的凹球面座的環(huán)狀的第2 透鏡盒LS12b。在4皮此相對的透鏡盒LS12a的凸球面座Asa和第2透鏡盒LS12b的凹球面座之間，形成有真空預負荷型或磁預負荷型的空氣軸承。
在第2透鏡盒LS12b的外周，在圓周上的多個部位上固定有沿著上下隔開規(guī)定間隔地配置的永久磁4失Mgl、 Mg3的組。并且，由磁鐵Mgl、 Mg3、和以配置在該磁鐵Mgl、 Mg3的組的空隙內(nèi)的方式固定在外鏡筒LB3的內(nèi)側的永久磁鐵Mg2，構成自重消除機構。并且，在第2透鏡盒LS12b的下面端部和外鏡筒LB3之間，在沿著以光軸 AX為中心的圓周的多個部位上設有板彈簧狀的彎曲件IOOA、 IOOB、...。該板彈簧狀彎曲件IOOA、 IOOB、…，以Z軸方向的剛性變得極小、橫向(XY方向)的剛性變大的方式制作，并使第2透鏡盒LS12b和透鏡盒LS12a —體地沿著Z軸方向微動。
根據(jù)以上的構成，由于透鏡盒LS12a相對于第2透鏡盒LS12b 只被球面座的預負荷型空氣軸承約束，因此能夠以點Cp為中心而自由地微小傾斜。即，即便前透鏡元件G12從中立位置傾斜，其上面 G12a的凸球面和透鏡元件Gll(參照凸5等)的下面的凹球面的間隔，也以在球面上的同樣的徑位置上都是恒定的方式被維持。但是，只有當透鏡盒LS12a和第2透鏡盒LS12b —體地沿著上下微動時，上面 G12a的凸球面和透鏡元件Gll的下面的凹球面的間隔整體地變化。因此，由前透鏡元件G12的運動派生的各種像差，可以限制在特定的種類，并具有可以通過參照圖8說明的透鏡控制單元202和中間掩模精密控制單元204縮小向透鏡元件G3、 G4、 G6和中間掩模支架RH 的姿勢附加修正的量，或使其減少要修正姿勢的要件的優(yōu)點。
再者，在上述各實施形態(tài)中，通過將在投影光學系統(tǒng)PL內(nèi)以自我完成地不引起投影像質(zhì)的劣化的方式進行補償，或者使中間掩模R 的位置沿著光軸AX的方向Z平移微動、或稍微傾斜的方式并用，來調(diào)整投影在襯底W上的圖形的像，但在投影曝光時使用具有準分子激
光器或F2激光器等波長調(diào)諧機構的光源裝置的情況下，通過使中間掩
模R的照明光的中心波長稍微偏移，就可以補償襯底W上的投影像質(zhì)的劣化，這時，就完全不需要透鏡元件G3、 G4、 G6的實時驅(qū)動，或者只輔助地需要只有所限的透鏡元件的實時驅(qū)動。
再者，在上述實施形態(tài)中，透鏡盒LS12只保持1個透鏡元件G12，但也可以是保持多個光學元件(光學組)的構成。
另外，在上述的實施形態(tài)中，將投影光學系統(tǒng)PL分成光學部件 G12，和中間掩模R與光學部件G12之間的光學組MPL這兩群，但也可以分離成大于等于三群。這時，也可以檢測光學部件G12，和相對于該光學部件G12不相鄰的群的位置關系，或進行位置變動的補償。
在本實施形態(tài)中，在投影光學系統(tǒng)PL的前端安裝有透鏡元件 G12，但作為安裝在投影光學系統(tǒng)PL的前端的光學元件，也可以是用于投影光學系統(tǒng)PL的光學特性，例如像差(球面像差、彗形像差等) 的調(diào)整的光學板?；蛘咭部梢允强梢酝高^曝光光的平行平面板。
在上述各實施形態(tài)中，上述噴嘴的形狀沒有特別地限定，例如可以是對于投影區(qū)域AR1的長邊用2對噴嘴進行液體LQ的供給或回收。再者，這時，為了無論從+ X方向、或-X方向的哪一個方向都可以進行液體LQ的供給以及回收，最好供給噴嘴和回收噴嘴沿著上下并列地配置。
第2實施例
進一步參照

本發(fā)明的曝光裝置。圖10是展示本發(fā)明的啄光裝置的一個實施形態(tài)的概略構成圖。
在圖10中，曝光裝置EX，具備支撐掩模M的掩模載物臺MST，支撐襯底W的襯底載物臺PST,用曝光光EL照明支撐在掩模載物臺 MST上的掩模M的照明光學系統(tǒng)IL，將用曝光光EL照明的掩模M 的圖形像投影曝光在支撐在襯底載物臺PST上的襯底W上的投影光學系統(tǒng)PL,和統(tǒng)一控制爆光裝置EX整體的動作的控制裝置CONT。
本實施形態(tài)的曝光裝置EX，是為了實際上縮短曝光波長而提高析像度，同時實際上擴大焦深，而適用了液浸法的液浸曝光裝置，具備向襯底W上供給液體LQ的液體供給機構310，和回收襯底W上的液體LQ的液體回收機構320。曝光裝置EX，至少在將掩模M的圖形像轉印到襯底W上的期間內(nèi)，由從液體供給機構310供給的液體 LQ，在包括投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR301的、襯底W上的一部分上，局部地形成比投影區(qū)域AR1大并且比襯底W小的液浸區(qū)域 AR302。具體地說，膝光裝置EX,采用在投影光學系統(tǒng)PL的像面?zhèn)?終端部的光學元件302F,和配置在該像面?zhèn)鹊囊r底W表面之間填滿液體LQ的局部液浸方式，并通過將經(jīng)由該投影光學系統(tǒng)PL和襯底 W之間的液體LQ以及投影光學系統(tǒng)PL后通過了掩模M的膝光光 EL照射在襯底W上的方式，將掩模M的圖形投影曝光在襯底W上。
在本實施形態(tài)中，以作為曝光裝置EX,使用一面將掩模M和襯底W彼此同步移動，例如向彼此不同的方向(反方向)移動，一面將形成在掩模M上的圖形曝光在襯底W上的掃描型曝光裝置(所謂掃描步進曝光裝置)的情況為例來說明。在以下的說明中，將與投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX相一致的方向設為Z軸方向，在垂直于Z軸方向的平面內(nèi)將掩模M和襯底W的同步移動方向(掃描方向)設為X 軸方向，將垂直于Z軸方向以及X軸方向的方向(非掃描方向)設為 Y軸方向。另外，將X軸、Y軸、以及Z軸周圍的旋轉(傾斜)方向
分別設為ex、 ey、以及ez方向。
照明光學系統(tǒng)IL，是用曝光光EL照明支撐在掩模載物臺MST 上的掩模M的部件，具有曝光用光源，將從曝光用光源射出的光束的照度均勻化的光學積分器，將來自于光學積分器的曝光光EL聚光的聚光透鏡、中繼透鏡系統(tǒng)，將由曝光光EL產(chǎn)生的掩模M上的照明區(qū)域設定為狹縫狀的可變視場光闌等。掩模M上的規(guī)定的照明區(qū)域通過照明光學系統(tǒng)IL用均勻的照度分布的啄光光EL照明。作為從照明光學系統(tǒng)IL射出的曝光光EL，例如釆用從水銀燈射出的紫外域的亮線
(g線、h線、i線)以及KrF準分子激光器光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)、ArF準分子激光器光(波長193nm)以及F2激光器光(波長157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本實施形態(tài)中，采用ArF準分子激光器光。
在本實施形態(tài)中，在液體LQ上采用純水。純水不只可以透過 ArF準分子激光器光，還可以透過例如從水銀燈射出的紫外域的亮線
(g線、h線、i線)以及KrF準分子激光器光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)。
掩模載物臺MST，可以保持并移動掩模M，例如用真空吸附(或靜電吸附)固定掩模M。掩模載物臺MST，通過包括直線電動機等的掩模載物臺驅(qū)動裝置MSTD，可以在垂直于投影光學系統(tǒng)PL的光
軸ax的平面內(nèi)，即在xy平面內(nèi)進行二維移動以及可以沿著ez方向
稍微旋轉。并且，掩模載物臺MST，可以沿著X軸方向以指定的掃描速度移動，并具有掩模M的整面至少可以橫切投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX的量的X軸方向的移動行程。
在掩模載物臺MST上設有移動鏡331。另外，在與移動鏡331 相對的位置上設有激光干涉儀332。掩模栽物臺MST上的掩模M的
二維方向的位置、以及ez方向的旋轉角(根據(jù)情況也包括ex、 ey
方向的旋轉角)，通過激光干涉儀332用實時計測，并將計測結果輸出給控制裝置CONT。控制裝置CONT，通過根據(jù)激光干涉儀332的計測結果驅(qū)動掩模載物臺驅(qū)動裝置MSTD的方式，控制支撐在掩模載物臺MST上的掩模M的位置。
投影光學系統(tǒng)PL,是用規(guī)定的投影倍率p將掩模M的圖形投影膝光在襯底W上的部件，由包括設在襯底W側的前端部上的光學元件(光學部件、透鏡)302F的多個光學元件302 ( 302A ~ 302F)構成，這些光學元件302A 302F由鏡筒PK保持。在本實施形態(tài)中，投影光學系統(tǒng)PL，是投影倍率p例如為1/4或1/5的縮小系統(tǒng)。再者，投影光學系統(tǒng)PL也可以是等倍系統(tǒng)以及放大系統(tǒng)的任意一種。
本實施形態(tài)的投影光學系統(tǒng)PL的前端部的光學元件302F從鏡筒PK露出，與液浸區(qū)域AR302的液體LQ接觸。在多個光學元件 302A~302F中至少光學元件302F由螢石(氟化鈣)形成。由于安石表面，或者附著了MgF2、 A1203、 Si02等的表面與水的親和性較高，因此可以使液體LQ緊貼在光學元件302F的液體接觸面2S的大致整面上。即，在本實施形態(tài)中，由于供給與光學元件302F的液體接觸面302S的親和性較高的液體(水)LQ，因此光學元件302F的液體接觸面302S和液體LQ的緊貼性較高，能夠用液體LQ可靠地填滿光學元件302F和襯底W之間的光路。再者，光學元件302F,也可以是與水的親和性較高的石英。另外，也可以在光學元件302F的液體接觸面302S上實施親水化(親液化)處理，從而進一步提高與液體LQ 的親和性。
投影光學系統(tǒng)PL的鏡筒PK的內(nèi)部空間略微封閉，由氣體置換裝置303維持規(guī)定的氣體環(huán)境。氣體置換裝置303，通過在經(jīng)由配管 303A向鏡筒PK內(nèi)部供給規(guī)定的氣體的同時，經(jīng)由配管303B回收鏡筒PK內(nèi)部的氣體的方式，將鏡筒PK內(nèi)部維持在規(guī)定的氣體環(huán)境。在本實施形態(tài)中，鏡筒PK內(nèi)部，填滿氦、氬、氮等惰性氣體。當曝光光是真空紫外光時，如果在作為曝光光EL通過的空間的光路空間內(nèi)，存在氧分子、水分子、二氧化碳分子、有機物等這種對該波長區(qū) 域的光具有較強的吸收特性的物質(zhì)，即吸光物質(zhì)，則膝光光EL被吸光物質(zhì)吸收，不能用足夠的光強度到達襯底W上?？墒牵ㄟ^略微封閉作為曝光光EL通過的光路空間的鏡筒PK內(nèi)部，從而遮斷來自于外部的吸光物質(zhì)的流入，同時用惰性氣體填滿該鏡筒PK內(nèi)部，就可以使啄光光EL以足夠的光強度到達襯底W。
再者，氣體置換裝置303，除了惰性氣體之外，還可以供給干燥空氣。
另外，鏡筒PK也可以是將多個分割鏡筒(輔助筒)組合在一起
27的構成。另外，在構成投影光學系統(tǒng)PL的多個光學元件302A 302F 中，與液體LQ接觸的光學元件302F,也可以由與保持其他的光學元件302A 302E的鏡筒(鏡筒主體)PK不同的保持部件(透鏡盒)保持。這時，鏡筒主體PK和透鏡盒，也可以如第1實施例說明的那樣彎曲件100A~ 100C用規(guī)定的連結機構連結在一起。
襯底載物臺PST,可以保持并移動襯底W，包括XY載物臺351，和搭載在XY載物臺351上的Z傾斜載物臺352而構成。XY載物臺 351 ，經(jīng)由圖未示的非接觸軸承即氣體軸承(空氣軸承)被非接觸支撐在載物臺底座SB的上面的上方。XY載物臺351 (襯底載物臺PST) 在相對于載物臺底座SB的上面被非接觸支撐的狀態(tài)下，通過包括直線電動機等的襯底載物臺驅(qū)動裝置PSTD，可以在垂直于投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX的平面內(nèi)，即在XY平面內(nèi)進行二維移動以及可以沿著ez方向進行微小旋轉。在該XY載物臺351上搭載有Z傾斜載物臺352，經(jīng)由圖未示的襯底支架利用例如真空吸附等將襯底W保持在Z傾斜載物臺352上。Z傾斜載物臺352，以可以沿著Z軸方向、0X 方向、以及0Y方向移動的方式設置。襯底載物臺驅(qū)動裝置PSTD由控制裝置CONT控制。
在襯底載物臺PST (Z傾斜載物臺352)上設有移動鏡333。另外，在與移動鏡333相對的位置上設有激光干涉儀334。襯底栽物臺 PST上的襯底W的二維方向的位置、以及旋轉角通過激光干涉儀334 用實時計測，并將計測結果輸出給控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT 通過根據(jù)激光干涉儀334的計測結果驅(qū)動包括直線電動機等的襯底載物臺驅(qū)動裝置PSTD的方式，進行支撐在村底載物臺PST上的村底W 的定位。
另外，曝光裝置EX，具備檢測支撐在襯底載物臺PST上的襯底 W的表面的位置的圖未示的調(diào)焦.調(diào)平檢測系統(tǒng)。再者，作為調(diào)焦'調(diào) 平檢測系統(tǒng)80的構成，例如可以采用特開平8-37149號〃>才艮所7>開的構成。調(diào)焦*調(diào)平檢測系統(tǒng)的檢測結果輸出給控制裝置CONT?？刂?裝置CONT可以根據(jù)調(diào)焦.調(diào)平檢測系統(tǒng)的檢測結果，檢測襯底W表面的z軸方向的位置信息、以及襯底w的ex以及eY方向的傾斜信
息。Z傾斜載物臺352，控制襯底W的聚焦位置以及傾斜角，然后用自動調(diào)焦方式、以及自動調(diào)平方式使襯底W的表面與投影光學系統(tǒng) PL的像面相吻合，XY載物臺352進4亍村底W的X軸方向以及Y軸方向的定位。再者，當然也可以將Z傾斜載物臺和XY載物臺一體地設置。
另外，在襯底載物臺PST (Z傾斜載物臺352)上，以包圍保持在襯底載物臺PST上的襯底W的方式設有板部件356。板部件356 是環(huán)狀部件，配置在襯底W的外側。板部件356,具有與保持在襯底載物臺PST上的襯底W的表面大致同一高度(同一平面)的平坦面 (平坦部)357。平坦面357，配置在保持在襯底載物臺PST上的襯底W的外側的周圍。
板部件356，例如由聚四氟乙烯(特氟龍(登錄商標))等具有疏液性的材料形成。因此，平坦面357具有疏液性。再者，例如還可以用規(guī)定的金屬等形成板部件356,并通過至少對該金屬制的板部件 356的平坦面357實施疏液處理，使平坦面357具有疏液性。作為板部件356 (平坦面357)的疏液處理，例如，涂覆聚四氟乙烯等氟類樹脂材料、丙烯類樹脂材料、硅類樹脂材料等疏液性材料，或者貼附由所述疏液性材料制成的薄膜。另外，用于表面處理的膜，既可以是單層膜，也可以是由多層構成的膜。作為用于使其具有疏液性的疏液性材料，可以采用對于液體LQ具有非溶解性的材料。另外，作為疏液性材料的涂覆區(qū)域，既可以對板部件356的表面全域進行涂覆，也可以只對例如平坦面357等需要疏液性的一部分的區(qū)域進行涂覆。
由于在襯底W的周圍設有具有與襯底W表面大致同一平面的平坦面357的板部件356，因此即便在將襯底W的邊緣區(qū)域E液浸膝光時，由于在襯底W的邊緣部的外側基本沒有階梯部，因此可以將液體 LQ保持在投影光學系統(tǒng)PL之下，并在投影光學系統(tǒng)PL的像面?zhèn)攘?好地形成液浸區(qū)域AR302。另外，通過使平坦面357具有疏液性，可以抑制液體LQ向液浸啄光中的襯底W外側(平坦面357外側)流出，另外即便在液浸膝光后，也可以順利地回收液體LQ，從而可以防止液體LQ殘留在平坦面357上。
液體供給機構310，是用于向投影光學系統(tǒng)PL的像面?zhèn)裙┙o規(guī) 定的液體LQ的部件，具備可以送出液體LQ的液體供給部311，和將其一端部連接在液體供給部311上的供給管312 (312A、 312B)。液體供給部311，具備收容液體LQ的容器、以及加壓泵等。當在襯底W上形成液浸區(qū)域AR302時，液體供給才幾構310向襯底W上供給液體LQ。
液體回收機構320,是用于回收投影光學系統(tǒng)PL的^f象面?zhèn)鹊囊?體LQ的部件，具備可以回收液體LQ的液體回收部321，和將其一端部連接在液體回收部321上的回收管322 (322A、 322B )。液體回收部321具備例如真空泵等真空系統(tǒng)(吸引裝置)、將回收的液體LQ 和氣體分離的氣液分離器、以及收容回收的液體LQ的容器等。再者，作為真空系統(tǒng)，也可以不在曝光裝置EX上設置真空泵，而使用配置曝光裝置的工廠的真空系統(tǒng)。為了在襯底W上形成液浸區(qū)域AR302 ，液體回收機構320定量回收由液體供給機構310供給的襯底W上的液體LQ。
在構成投影光學系統(tǒng)PL的多個光學元件302A ~ 302F中，在與液體LQ接觸的光學元件302F的附近配置有流路形成部件370。流路形成部件370，是在襯底W (襯底載物臺PST)的上方，以包圍光學元件302F的側面302T的方式設置的環(huán)狀部件。
流路形成部件370，可以由例如鋁、鈦、不銹鋼、硬鋁、以及含有它們的合金形成?；蛘撸髀沸纬刹考?70，也可以由玻璃(石英) 等具有光透過性的透明部件(光學部件)構成。
流路形成部件370,設在襯底W(襯底載物臺PST)的上方，具備以與該襯底W表面相對的方式配置的液體供給口 313 (313A、 313B )。在本實施形態(tài)中，流路形成部件370具有2個液體供給口 313A、 313B。液體供給口 313A、 313B設在流路形成部件370的下面370S 上。
30另外，流路形成部件370，在其內(nèi)部具有與液體供給口 313( 313A、 313B)相對應的供給流路314 (314A、 314B)。供給流路314A、 314B 的一端部經(jīng)由供給管312A、 312B分別連接在供給部311上，另一端部分別連接在液體供給口 313A、 313B上。
在供給管312A、 312B的中途，分別設有控制從液體供給部311 送出的、相對于各個液體供給口 313A、 313B的每個單位時間的液體供給量的、被稱為質(zhì)量流控制器的流量控制器316A、 316B。由流量控制器316 (316A、 316B)進行的液體供給量的控制，在控制裝置 CONT的指令信號下進行。
進而，流路形成部件370，設在村底W (襯底載物臺PST)的上方，并具備以與該襯底W表面相對的方式配置的液體回收口 323。在本實施形態(tài)中，流路形成部件370具有2個液體回收口 323A、 323B。液體回收口 323A、 323B設在流路形成部件370的下面370S上。
另外，流路形成部件370，在其內(nèi)部具有與液體回收口 323( 323A、 323B)相對應的回收流路324 (324A、 324B)?；厥樟髀?24A、 324B 的一端部經(jīng)由回收管322A、 322B分別連接在液體回收部321上，另一端部分別連接在液體回收口 323A、 323B上。
在本實施形態(tài)中，流路形成部件370，構成液體供給機構310以及液體回收機構320各自的一部分。并且，構成液體供給機構310的液體供給口 313A、 313B，設在夾住投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR301 的X軸方向兩側的各自的位置上，構成液體回收機構320的液體回收口 323A、 323B,相對于投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR301 i殳在液體供給機構310的液體供給口 313A、 313B的外側。
液體供給部311以及流量控制器316的動作，由控制裝置CONT 控制。在向村底W上供給液體LQ時，控制裝置CONT，由液體供給部311送出液體LQ，并經(jīng)由供給管312A、312B、以及供給流路314A、 314B,由設在襯底W的上方的液體供給口 313A、 313B向襯底W上供給液體LQ。這時，液體供給口 313A、 313B分別配置在夾住投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR301的兩側，經(jīng)由該液體供給口 313A、313B，可以從投影區(qū)域AR301的兩側供給液體LQ。另外，分別從液體供給口 313A、 313B向襯底W上供給的液體LQ的每個單位時間的量，可以由分別設在供給管312A、 312B上的流量控制器316A、 316B單獨
地控制。
液體回收部321的液體回收動作由控制裝置CONT控制。控制裝置CONT，可以控制由液體回收部321進行的每個單位時間的液體回收量。從設在襯底W的上方的液體回收口 323A、 323B回收的襯底 W上的液體LQ，經(jīng)由流路形成部件370的回收流路324A、 324B、以及回收管322A、 322B被回收到液體回收部321內(nèi)。
再者，在本實施形態(tài)中，雖然供給管312A、 312B連接在l個液體供給部311上，但也可以設置與供給管的數(shù)量相對應的多個(這里是2個)液體供給部311，并將供給管312A、 312B分別連接在所述多個液體供給部311上。另外，雖然回收管322A、 322B連接在l個液體回收部321上，但也可以設置與回收管的數(shù)量相對應的多個(這里是2個)液體回收部321，并將回收管322A、 322B分別連接在所述多個液體回收部321上。
投影光學系統(tǒng)PL的光學元件302F的液體接觸面302S、以及流路形成部件370的下面(液體接觸面)370S具有親液性(親水性)。在本實施形態(tài)中，對光學元件302F以及流路形成部件370的液體接觸面實施親液處理，通過該親液處理，光學元件302F以及流路形成部件370的液體接觸面變?yōu)橛H液性。換言之，與保持在襯底栽物臺PST 上的襯底W的被膝光面(表面)相對的部件的表面中，至少液體接觸面變?yōu)橛H液性。由于本實施形態(tài)中的液體LQ是極性較大的水，因此作為親液處理(親水處理)，例如通過用乙醇等極性較大的分子結構的物質(zhì)形成薄膜，付與該光學元件302F和流路形成部件370的液體接觸面以親水性。即，當作為液體LQ使用水時，最好是在所述液體接觸面上設置具有OH基等極性較大的分子結構的物質(zhì)的處理?；蛘?，也可以在所述液體接觸面上設置MgF2、 A1203、 Si02等親液性材料。
再者，流路形成部件370的下面(面向襯底W側的面)370S也可以是大致的平坦面，還可以在流路形成部件370的下面370S中相對于投影光學系統(tǒng)PL比液體回收口 323 (323A、 323B )更靠近外側的區(qū)域上，設置相對于XY平面傾斜的面，具體地說是相對于投影區(qū)域
32AR301 (液浸區(qū)域AR302)以越靠近外側相對于襯底W的表面越遠離(向上)的方式傾斜的、具有規(guī)定長度的傾斜面(收集面)。這樣一來，即便隨著襯底W的移動，投影光學系統(tǒng)PL和襯底W之間的液體LQ向流路形成部件370的下面370S的外側流出，也被收集面捕捉，因此可以防止液體LQ的流出。在此，通過在收集面上實施親液處理而使其具有親液性，由于涂覆在襯底W的表面上的膜(光致抗蝕劑等感光材料膜、或反射防止膜或者從液體下保護感光材料的膜等) 通常是疏液性(疏水性)的，因此流出到液體回收口 323的外側的液體LQ就,皮收集面捕捉。
另外，雖然圖未示，但在襯底載物臺PST (Z傾斜載物臺352) 上，在襯底W的周圍的板部件356的外側的規(guī)定位置上，配置有基準部件。在基準部件上，以規(guī)定的位置關系設有例如由具有特開平4-65603號公報所公開的構成的襯底對準系統(tǒng)檢測的基準標志，和例如由具有特開平7- 176468號公報所公開的構成的掩模對準檢測的基準標志?；鶞什考纳厦娲笾鲁势教姑?，并設在與襯底W表面、板部件 56的表面(平坦面)357大致同一高度(同一平面)。襯底對準系統(tǒng) 設在襯底載物臺PST的附近，也檢測襯底W上的對準標志。另外，掩模對準系統(tǒng)設在掩模載物臺MST的附近，經(jīng)由掩模M和投影光學系統(tǒng)PL檢測襯底載物臺PST (Z傾斜載物臺352)上的基準標志。
另外，在Z傾斜載物臺352 (襯底載物臺PST)上，在板部件356 的外側的規(guī)定位置上，作為光學傳感器配置有例如特開昭57- 117238 號公報所公開的照度不勻傳感器。照度不勻傳感器具備平面看呈矩形的上板。上板的上面大致呈平坦面，并設在與襯底W表面、板部件 356的表面(平坦面)357大致同一高度(同一平面)。在上板的上面，設有可以通過光的銷孔部。在上面之中，除了銷孔部以外用鉻等遮光性材料覆蓋。
另夕卜，在Z傾斜載物臺352(襯底載物臺PST)上，在板部件356 的外側的規(guī)定位置上，作為光學傳感器設有例如特開2002 - 14005號公報所公開的空間像計測傳感器?？臻g像計測傳感器具備平面看呈矩
33形的上板。上板的上面大致呈平坦面，也可以作為調(diào)焦.調(diào)平檢測系統(tǒng)
的基準面使用。并且，上板的上面設在與村底W表面、板部件356 的表面(平坦面)357大致同一高度(同一平面)。在上板的上面，設有可以通過光的銷孔部。上面之中，除了銷孔部以外用鉻等遮光性材料覆蓋。
另外，在Z傾斜載物臺352 (襯底載物臺PST)上，還設有例如特開平11-16816號公報所公開的照射量傳感器(照度傳感器)，該照射量傳感器的上板的上面設在與襯底W表面和板部件356的表面 (平坦面)357大致同一高度(同一平面)。
本實施形態(tài)的爆光裝置EX，是一面將掩模M和襯底W沿著X 軸方向(掃描方向)移動，一面將掩模M的圖形像投影曝光在襯底W 上的裝置，在掃描曝光時，經(jīng)由液浸區(qū)域AR2的液體LQ以及投影光學系統(tǒng)PL將掩模M的一部分的圖形像投影在投影區(qū)域AR1上，掩模M沿著-X方向(或+ X方向)以速度V移動，與之同步，襯底 W相對于投影區(qū)域AR1沿著+ X方向(或-X方向)以速度J5'V (p 為投影倍率)移動。并且，在襯底W上設定多個拍攝區(qū)域，在對1 個拍攝區(qū)域的曝光結束后，利用襯底W的步進移動，下一個拍攝區(qū)域移動到掃描開始位置，以下，一面用步進/掃描方式移動襯底W，一面順次進行對各拍攝區(qū)域的掃描曝光處理。
圖11是展示液體供給口 313以及液體回收口 323和投影區(qū)域 AR301的位置關系的平面圖。如圖ll所示，投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR1，設定為以Y軸方向為長邊方向，以X軸方向為短邊方向的平面看矩形。
液體供給口 313A、 313B，對于X軸方向(掃描方向)，分別設在夾住投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR301的兩側。具體地說，液體供給口 313A，在流路形成部件370的下面370S之中，相對于投影區(qū) 域AR301設在掃描方向一方側(-X側)，液體供給口 313B設在另一方側(十X側)。即液體供給口 313A、 313B設在投影區(qū)域AR301 的附近，關于掃描方向(X軸方向)以夾住投影區(qū)域AR1的方式設在其兩側。液體供給口 313A、 313B分別形成為沿著Y軸方向延伸的平面看大致3字狀(圓弧狀)的狹縫狀。并且，液體供給口 313A、 313B 的Y軸方向的長度，至少比投影區(qū)域AR301的Y軸方向的長度長。液體供給口 313A、 313B,至少以包圍投影區(qū)域AR301的方式設置。液體供給機構310，可以經(jīng)由液體供給口 313A、 313B同時在投影區(qū) 域AR1的兩側供給液體LQ。
液體回收口 323A、 323B，設在比液體供給機構310的液體供給口 313A、 313B相對于投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR301更靠近外側，對于X軸方向(掃描方向)，分別設在夾住投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR301的兩側。具體地說，液體回收口 323A，在流路形成部件370的下面370S之中，相對于投影區(qū)域AR301設在掃描方向一方側(-X側)，液體回收口 323B設在另一方側(十X側)。液體回收口 323A、 323B分別形成為沿著Y軸方向延伸的平面看大致3字狀(圓弧狀)的狹縫狀。液體回收口 323A、 323B，以包圍投影光學系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR301、以及液體供給口 313A、 313B的方式設置。
并且，填滿液體LQ的液浸區(qū)域AR302，以包括投影區(qū)域AR301 的方式局部地形成在實際上用2個液體回收口 323A、 323B圍成的區(qū) 域內(nèi)，并且也是襯底W上的一部分上。再者，液浸區(qū)域AR302只要至少覆蓋投影區(qū)域AR301即可，不一定用2個液體回收口 323A、323B 圍成的區(qū)域整體都是液浸區(qū)域。
再者，雖然是液體供給口 313在投影區(qū)域AR301的兩側各設置1 個的構成，但也可以分割成多個，其數(shù)量是任意的。同樣地，液體回收口 323也可以分割成多個。另外，雖然設在投影區(qū)域AR301的兩側的液體供給口 313各自形成為彼此大致相同的大小(長度)，但也可以是彼此不同的大小。同樣地，分別設在投影區(qū)域AR301的兩側的液體回收口 323也可以是彼此不同的大小。另外，供給口313的狹縫寬度和回收口 323的狹縫寬度既可以是相同的，也可以使回收口 323的狹縫寬度大于供給口 313的狹縫寬度，相反也可以使回收口 323的狹縫寬度小于供給口 313的狹縫寬度。
圖12是流路形成部件370附近的放大剖面圖。如圖12所示，在投影光學系統(tǒng)PL的光學元件302F的側面302T和流路形成部件370 的內(nèi)側面370T之間設有間隙G301。間隙G301，是為了將投影光學系統(tǒng)PL的光學元件302F和流路形成部件370振動地分離而設置的。間隙G301例如設定為3 10mm左右。另外，包括流路形成部件370 的液體供給機構310以及液體回收機構320，和投影光學系統(tǒng)PL，分別由不同的支撐機構支撐，并被振動地分離。由此，防止在包括流路形成部件370的液體供給機構310以及液體回收機構320上產(chǎn)生的振動，傳遞到投影光學系統(tǒng)PL側。
另外，在光學元件302F的上部形成有凸緣部302G，在鏡筒PK 的下端部，形成有與凸緣部302G相對的支撐面PF。并且，在鏡筒 PK的支撐面PF上，設有可調(diào)整地支撐光學元件302F的支撐部360。在由支撐部360支撐的光學元件302F的凸緣部302G的下面，和鏡筒 PK的支撐面PF之間，設有間隙G302。
并且，曝光裝置EX，具備阻止液體LQ浸入構成投影光學系統(tǒng) PL的多個光學元件302A~302F中、與形成在#于底W上的液浸區(qū)域 AR302的液體LQ接觸的光學元件302F的側面302T，和流路形成部件370之間的第1密封部件330。
進而，詠光裝置EX，具備阻止光學元件302F和保持該光學元件 302F的鏡筒PK之間的氣體的流通的第2密封部件340。第1密封部件330以可以更換的方式安裝在形成為環(huán)狀的流路形成部件370的內(nèi) 側面370T上。第2密封部件340以可以更換的方式安裝在鏡筒PK上。
圖13是展示第1密封部件330附近的放大剖面圖。如圖13所示，第1密封部件330，設在光學元件302F的側面302T和流路形成部件 370的內(nèi)側面370T之間，相對于光學元件302F的側面302T和流路形成部件370的內(nèi)側面370T之間，阻止形成在襯底W上的液浸區(qū)域 AR302的液體LQ浸入。第l密封部件330，以包圍光學元件302F的方式形成為環(huán)狀。第1密封部件330具有可撓性。另外，第1密封部件330具有疏液性。在本實施形態(tài)中，第1密封部件330由氟化橡膠構成。氟化橡膠在具有可撓性以及疏液性的同時，排氣較少，相對于液體LQ是非溶解性的，并且給曝光處理造成的影響較少，因此較理想。再者，作為第1密封部件330，也可以在用具有可撓性的規(guī)定的材料形成的環(huán) 狀部件的表面上涂覆疏液性材料。
以包圍光學元件302F的方式形成為環(huán)狀的第1密封部件330，具備安裝在流路形成部件370的內(nèi)側面370T上的主體部331，和經(jīng)由鉸鏈部332連接在主體部331上、并與光學元件302F的側面302T接觸的接觸部333。接觸部333是大致圓環(huán)狀(圓錐狀)部件。
在流路形成部件370的內(nèi)側面370T的下端部附近，形成有可以保持第1密封部件330的主體部331的凹部371。凹部371以沿著流路形成部件370的內(nèi)側面370T的方式形成為平面看大致圓環(huán)狀。通過相對于凹部371嵌合第1密封部件330的主體部331,將該主體部 331安裝在流路形成部件370的內(nèi)側面370T的下端部附近。并且，在將第1密封部件330的主體部331安裝在流路形成部件370的內(nèi)側面 370T(凹部371)的狀態(tài)下，接觸部333接觸在光學元件302F的側面 302T的下端部附近。接觸部333比主體部331壁薄，在接觸在光學元件302F的側面302T上的狀態(tài)下，便可以較大地撓曲。
鉸鏈部332是連接主體部331和接觸部333的部件，在圖13中，可以向箭頭y301所示的方向彈性變形。并且，在將第1密封部件330 的主體部331安裝在流路形成部件370的內(nèi)側面370T上的狀態(tài)下，接觸部333，在推壓光學元件302F的側面302T的方向(參照箭頭y302 ) 上產(chǎn)生力。由此，接觸部333和光學元件302F的側面302T緊貼。由此，可以阻止液浸區(qū)域AR302的液體LQ浸入光學元件302F的側面 302T和流路形成部件370之間的間隙G301。
另外，由于接觸部333具有可撓性，因此即便在流路形成部件370 上產(chǎn)生振動，通過接觸部333撓曲，或者鉸鏈部332彈性變形，也可以吸收。因而，可以防止在流路形成部件370上產(chǎn)生的振動傳遞到投影光學系統(tǒng)PL的光學元件302F。另外，通過接觸部333撓曲，或者鉸鏈部332彈性變形，可以減少第l密封部件330 (接觸部333)給予光學元件302F的力。因而，可以防止發(fā)生光學元件302F歪曲或出現(xiàn) 位置偏移等不良狀況。
在此，雖然接觸部333的向箭頭y302方向的力(加載力)由鉸鏈部332的彈性變形產(chǎn)生，但也可以由液浸區(qū)域AR302的液體LQ的壓力產(chǎn)生。即，當液浸區(qū)域AR302的液體LQ的壓力正壓力化時，間隙G301中比第1密封部件330更靠近下側的空間G301a的壓力，變得比上側的空間G301b的壓力高。并且，如圖13所示，在將接觸部 333的上端部經(jīng)由鉸鏈部332連接在主體部331上，并且其下端部與光學元件302F的側面302T接觸的狀態(tài)下，接觸部333緊貼在光學元件302F的側面302T上。
再者，圖13所示的第1密封部件330的形態(tài)是一例，也可以是以接觸部333利用空間G301a和空間G301b的壓力差緊貼在光學元件302的側面302T上的方式，設置接觸部333 (第l密封部件330) 時的姿勢，或者只要最恰當?shù)卦O定相對于主體部331的接觸部333的位置即可。
再者，在此，雖然將第1密封部件330的主體部331安裝在流路形成部件370上，并且接觸部333與光學元件302F接觸，但也可以將第1密封部件330的主體部331安裝在光學元件302F的側面302T 上，并使接觸部333接觸在流路形成部件370的內(nèi)側面370T上。
另外，形成間隙G301的光學元件302F的側面302T，和流路形成部件370中與光學元件302F的側面302T相對的內(nèi)側面370T，分別具有疏液性。具體地說，內(nèi)側面370T以及側面302T，分別通過實施疏液處理而具有疏液性。作為疏液處理，涂覆氟類樹脂材料、丙烯類樹脂材料、硅類樹脂材料等疏液性材料，或者貼附由所述疏液性材料制成的薄膜。另外，用于表面處理的膜，既可以是單層膜，也可以是由多層構成的膜。另一方面，如上述，投影光學系統(tǒng)PL的光學元件302F的液體接觸面302S、以及流路形成部件370的下面(液體接觸面)370S具有親液性(親水性)。
由于第1密封部件330、光學元件302F的側面302T、以及流路形成部件370的內(nèi)側面370T分別具有疏液性，因此即l更在因毛細管現(xiàn)象而使得液體LQ浸入了間隙G301的情況下，該浸入的液體LQ 也被排斥而不會滯留在間隙G301內(nèi)。因而，由于液體LQ不會淤塞在間隙G301內(nèi)，因此可以防止因淤塞而使得清潔度下降的液體LQ 混入光學元件302F和襯底W之間的液浸區(qū)域AR302的液體LQ中這種不良狀況的發(fā)生。
圖14是展示第2密封部件340附近的放大剖面圖。在形成在鏡筒PK的下端部的支撐面PF上，設有經(jīng)由凸緣部302G可調(diào)整地支撐光學元件302F的支撐部360,光學元件302F經(jīng)由支撐部360被可調(diào) 整地支撐在鏡筒PK的支撐面PF上。支撐部360分別設在支撐面PF 上的3處規(guī)定位置上。再者，在圖14中，3個支撐部360A 360C中支撐部360C未圖示。
支撐部360，例如設在鏡筒PK的支撐面PF上，具備具有V狀內(nèi)面的V槽部件361，和具有與V槽部件361的V狀內(nèi)面相接的球面的球狀部件362。在此，在光學元件302F的凸緣部302G的下面上形成有可以配置所述球狀部件362的球面狀凹部363，光學元件302F的凸緣部302G的球面狀凹部363的內(nèi)面和球狀部件362的球面相接。并且，由于這些面彼此可以滑動，因此例如當鏡筒PK稍微變形時，通過這些面彼此滑動，可以抑制鏡筒PK的變形對光學元件302F的影
響o
在由支撐部360 (360A~360C) 3點支撐的光學元件302F的凸緣部302G，和鏡筒PK的支撐面PF之間，設有間隙G302。并且，阻止光學元件302F和鏡筒PK(支撐面PF)之間的氣體的流通的第2 密封部件340，設在支撐部360附近。第2密封部件340,以包圍光學元件302F的方式形成為環(huán)狀。
再者，支撐部360，不限于具備V槽部件361，和球狀部件362 的構成。例如，作為支撐部件360的構成，也可以是具備設在鏡筒PK的下端部的3個座，和設在與這3個座相對應的位置上的3個光學元件推壓部件的構成。在該支撐部件的構成中，將光學元件302F的凸緣部302G的一方的面載置在3個座上，并3點支撐光學元件302F。然后，通過將上述推壓部件設在光學元件302F的凸緣部302G的另一方的面上，從而與3個座同時夾住凸緣部302G，就可以將光學元件302F 保持在鏡筒PK的下端部。
第2密封部件340，設在光學元件302F的凸緣部302G和鏡筒 PK的支撐面PF之間，阻止鏡筒PK的內(nèi)部空間和外部之間的氣體的流通。由此，鏡筒PK內(nèi)部成為略微封閉狀態(tài)，如上述，就可以使用氣體置換裝置3用惰性氣體填滿鏡筒PK內(nèi)部。
第2密封部件340，是與第1密封部件330大致相同的構成，例如由氟化橡膠形成，具有可撓性以及疏液性。另外，如上述那樣，由于氟化橡膠排氣較少，并且給曝光處理造成的影響較少，因此較理想。
并且，以包圍光學元件302F的方式形成為環(huán)狀的第2密封部件 340，具備安裝在鏡筒PK的支撐面PF上的主體部341，和經(jīng)由鉸鏈部342連接在主體部341上、并與光學元件302F的凸緣部302G的下面接觸的接觸部343。
在鏡筒PK的下端部上，形成有可以配置光學元件302F的開口部PM，在鏡筒PK的支撐面PF中開口部PM附近，形成有可以保持第2密封部件340的主體部341的凹部372。凹部372以沿著開口部 PM的方式形成為環(huán)狀。通過相對于凹部372嵌合第2密封部件340 的主體部341，將該主體部341安裝在鏡筒PK的支撐面PF上。在本實施形態(tài)中，第2密封部件340，在支撐面PF上配置在比支撐部360 更靠近光學元件302F側。
并且，在將第2密封部件340的主體部341安裝在鏡筒PK的支撐面PF (凹部372)上的狀態(tài)下，接觸部343與光學元件302F的凸緣部302G的下面接觸。接觸部343比主體部341壁薄，在與光學元件302F的凸緣部302G接觸在狀態(tài)下可以較大地撓曲。
鉸鏈部342是連接主體部341和接觸部343的部件，可以彈性變
40形。并且，在將第2密封部件340的主體部341安裝在鏡筒PK的支撐面PF上的狀態(tài)下，接觸部343，在推壓光學元件302F的凸緣部302G 的方向上產(chǎn)生力。由此，接觸部343和光學元件302F的凸緣部302G 的下面緊貼。由此，可以阻止光學元件302F的凸緣部302G和鏡筒 PK的支撐面PF之間的氣體的流通。
另外，由于接觸部343具有可撓性，因此即便在光學元件302F 上產(chǎn)生振動，通過接觸部343撓曲，或者鉸鏈部342彈性變形，也可以吸收。因而，可以防止在光學元件302F上產(chǎn)生的振動傳遞給鏡筒 PK。另外，通過接觸部343撓曲，或者鉸鏈部342彈性變形，可以減少第2密封部件340 (接觸部343)給予光學元件302F的力。因而，可以防止發(fā)生光學元件302F歪曲，或出現(xiàn)位置偏移等不良狀況。
另外，雖然接觸部343的向推壓凸緣部302G的方向的力(加載力)由鉸鏈部342的彈性變形產(chǎn)生，但也可以由鏡筒PK內(nèi)部空間和外部的壓力差產(chǎn)生。因而，最好是以接觸部343利用鏡筒PK的內(nèi)部空間和外部的壓力差緊貼在光學元件302F的凸緣部302G上的方式設置接觸部343 (第2密封部件340 )時的姿勢，或者設定相對于主體部 341的接觸部343的位置。
再者，在此，雖然將第2密封部件340的主體部341安裝在鏡筒 PK上，并且接觸部343與光學元件302F接觸，但也可以將第2密封部件340的主體部341安裝在光學元件302F的凸緣部302G上，并使接觸部343與鏡筒PK的支撐面PF接觸。
另夕卜，也可以使形成間隙G2的光學元件302F的凸緣部302G的下面，和鏡筒PK中與光學元件302F的凸緣部302G相對的支撐面 PF分別具有疏液性。
其次，說明用具有上述構成的曝光裝置EX將掩模M的圖形像曝光在襯底W上的方法。
在將掩模M裝載在掩模載物臺MST上的同時，將襯底W裝載在襯底載物臺PST上之后，在進行襯底W的掃描曝光處理時，控制裝置CONT驅(qū)動液體供給機構310，開始對于襯底W上的液體供給動作。為了形成液浸區(qū)域AR302而從液體供給機構310的液體供給部 311供給的液體LQ,流過供給管312A、 312B后，經(jīng)由供給流路314A、 314B由液體供給口 313A、 313B供給到襯底W上。
由供給到襯底W上的液體LQ，在投影光學系統(tǒng)PL和襯底W 之間形成液浸區(qū)域AR302。在此，流過供給管312A、 312B的液體LQ 沿著形成為狹縫狀的供給流路314A、 314B以及液體供給口 313A、 313B的寬度方向擴散，供給到襯底W上較寬的范圍。從液體供給口 313A、 313B供給到村底W上的液體LQ，以在投影光學系統(tǒng)PL的前端部(光學元件302 )的下端面和襯底W之間濡濕擴散的方式被供給，并在包括投影區(qū)域AR301的襯底W上的一部分上，局部地形成小于襯底W并且大于投影區(qū)域AR301的液浸區(qū)域AR302。這時，控制裝置CONT，分別通過液體供給機構310中配置在X軸方向(掃描方向) 兩側的液體供給口 313A、 313B，從投影區(qū)域AR301的兩側同時進4亍向襯底W上的液體LQ的供給。
另外，控制裝置CONT，與液體供給機構310的驅(qū)動同步地驅(qū)動液體回收機構320的液體回收部321,進4于襯底W上的液體LQ的回收。然后，控制裝置CONT，控制液體供給機構310以及液體回收機構320的驅(qū)動，形成液浸區(qū)域AR2。
控制裝置CONT, —面與由液體供給機構310進行的對襯底W
的液體LQ的回收，一面將支撐襯底W的襯底載物臺PST沿著X軸方向(掃描方向)移動，并同時將掩模M的圖形像經(jīng)由投影光學系統(tǒng) PL和襯底W之間的液體LQ以及投影光學系統(tǒng)投影曝光在襯底W上。這時，由于液體供給才幾構310關于掃描方向從投影區(qū)域AR301的兩側經(jīng)由液體供給口 313A、 313B同時進行液體LQ的供給，因此均勻且良好地形成液浸區(qū)域AR302。
在本實施形態(tài)中，當從投影區(qū)域AR301的掃描方向兩側對襯底 W供給液體LQ時，控制裝置CONT，用液體供給機構310的流量控制器316A、 316B調(diào)整每個單位時間的液體供給量，在襯底W上的1個拍攝區(qū)域的掃描曝光中，隨于掃描方向使從投影區(qū)域AR301的一方側供給的液體量(每個單位時間的液體供給量)，與從另一方側供給的液體量不同。具體地說，控制裝置CONT,將關于掃描方向從投影區(qū)域AR301的身前一側供給的每個單位時間的液體供給量，設定為比在相反一側供給的液體供給量多。
例如，當一面將襯底W沿著+乂方向移動一面進4亍膝光處理時，控制裝置CONT，使相對于投影區(qū)域AR301來自于-X側(即液體供給口 313A)的液體量，多于來自于+ X側(即液體供給口 313B)的液體量，另一方面，當一面將襯底W沿著-X方向移動一面進4亍啄光處理時，使相對于投影區(qū)域AR301來自于+X側的液體量，多于來自于-X側的液體量。這樣，控制裝置CONT，按照襯底W的移動方向，分別改變來自于液體供給口 313A、 313B的每個單位時間的液體供給量。
并且，即便在將襯底W液浸詠光中，液浸區(qū)域AR302的液體 LQ浸入間隙G301內(nèi)，也由第1密封部件330阻止其浸入。
當液體LQ浸入間隙G301時，由浸入該間隙G301的液體LQ 向光學元件302F的側面302T施加力，有可能出現(xiàn)光學元件302F變形(歪曲)等不良狀況?？墒?，由于設有第1密封部件330，因此可以防止光學元件302F的側面302T從液體LQ受到力的不良狀況。
另夕卜，由于利用第1密封部件330阻止了液體LQ浸入間隙G301 內(nèi)，因此不會產(chǎn)生由液體LQ相對于間隙G301的流入以及流出而導致的壓力變動。因而，可以防止光學元件302F因該壓力變動而振動的不良狀況。
另外，當液體LQ浸入了間隙G301時，浸入的液體LQ有可能滯留在間隙G301內(nèi)。如果液體LQ長時間滯留在間隙G301內(nèi)，該液體LQ污染的可能性變高，一旦該被污染的間隙G301的液體LQ例如在襯底W的液浸曝光中流入投影光學系統(tǒng)PL和襯底W之間，有可能導致曝光精度的劣化?？墒?，通過利用第1密封部件330使液體 LQ不會浸入間隙G301,可以防止液體LQ滯留在間隙G301內(nèi)的不良狀況。
另外，利用第1密封部件330來防止液體LQ或液體LQ的飛沫寸曼入光學元件302F的側面302T與流路形成部件370之間，從而可以防止流路形成部件370的側面370T與鏡筒PK生銹或光學元件302F 的側面302T溶解等不良情況
另外，由于設置了第2密封部件340，因此即便是用惰性氣體填滿鏡筒PK的內(nèi)部空間的構成，也可以防止外部的氣體相對于其內(nèi)部空間的浸入。
因而，可以維持鏡筒PK的內(nèi)部空間的環(huán)境。另外，襯底W上的液浸區(qū)域AR302的液體LQ有可能汽化，并且該汽化后變濕的氣體經(jīng)由間隙G301以及間隙G302浸入鏡筒PK內(nèi)部，這時，有可能出現(xiàn) 在鏡筒PK的內(nèi)壁面上生銹，或使鏡筒PK內(nèi)部的光學元件302A~ 302E等溶解的不良狀況?？墒牵捎谕ㄟ^第1密封部件330以及第2 密封部件340可以防止該濕的氣體浸入鏡筒PK內(nèi)部，因此可以避免發(fā)生上述不良狀況。
再者，在上述的實施形態(tài)中，雖然是光學元件302F從鏡筒PK 露出，并且光學元件302F的側面302T與流路形成部件370的內(nèi)側面 370T相對的形態(tài)，但也可以是用鏡筒PK的一部分(前端部)、或者用與鏡筒PK不同的保持部件(透鏡盒)保持光學元件302的側面 302T。這時，所述鏡筒PK的側面或透鏡盒的側面便與流路形成部件 370的內(nèi)側面370T相對。這時，第1密封部件330，以阻止液體LQ 浸入保持光學元件302F的透鏡盒(或鏡筒)的側面和流路形成部件 370之間的方式安裝。
再者，在上述的實施形態(tài)中，雖然供給液體LQ的液體供給口 313A、 313B、和回收液體LQ的液體回收口 323A、 323B，形成在1 個流路形成部件370的下面370S上，但例如，也可以如第l實施例中說明的構成那樣，分別設置具有液體供給口 313A、 313B的流路形成部件(供給部件)，和具有液體回收口 323A、 323B的流路形成部件 (回收部件)。再者，在上述的實施形態(tài)中，雖然對在襯底W上形成液體LQ 的液浸區(qū)域AR302的情況進行了說明，但也有上述那樣在設在襯底載物臺PST上的基準部件的上面形成液體LQ的液浸區(qū)域AR302的情況。并且，還有經(jīng)由其上面的液浸區(qū)域AR302的液體LQ進行各種計測處理的情況。在這種情況下，通過利用第1密封部件330防止液體 LQ浸入間隙G301,同時利用第2密封部件340阻止間隙G302的氣體的流通，也可以良好地進行計測處理。同樣地，當在照度不勻傳感器的上板的上面、或空間像計測傳感器的上板的上面等形成液體LQ 的液浸區(qū)域AR302，然后進行計測處理的情況下，也可以良好地進行計測處理。進而，也考慮到在Z傾斜載物臺352 (襯底栽物臺PST) 上面形成液浸區(qū)域AR302的構成，在該情況下，也可以利用第1密封部件330防止液體LQ浸入間隙G301，同時利用第2密封部件340阻止間隙G302的氣體的流通。
再者，在上述的實施形態(tài)中，也可以在液體供給口 313以及液體回收口 323、和連接在它們上的供給流路314以及回收流路324等上，配置由海綿狀部件或多孔質(zhì)陶瓷等構成的多孔質(zhì)體。
再者，作為第1密封部件(或者第2密封部件)，也可以釆用圖 15所示那樣的片狀部件335。片狀部件335形成為平面看圓環(huán)狀(圓錐狀)，片狀部件335中，將外緣部335A安裝在流路形成部件370 的內(nèi)側面370T上，內(nèi)緣部335B與光學元件302F的側面302T接觸。外緣部335A相對于流路形成部件370T的內(nèi)側面370T例如用粘接劑固定。
并且，片狀部件335的內(nèi)緣部335B，利用間隙G301中片狀部件 335的下側的空間G301a和上側的空間G301b的壓力差，緊貼在光學元件302F的側面302T上。由此，可以阻止液體LQ浸入光學元件302F 的側面302T和流路形成部件370之間。
在此，作為片狀部件335,通過采用限制氣體的流通的氣體阻擋片(氣體遮蔽片)，除了形成在襯底W上的液浸區(qū)域AR302的液體 LQ之外，還可以進一步防止從該液體LQ汽化的濕的氣體浸入間隙
45G301。
作為氣體阻擋片，可以使用將伸縮薄膜、粘接劑層、金屬膜、隔離薄膜按順序?qū)盈B而構成的材料。隔離薄膜，是對于氣體的遮蔽性(氣體阻擋性)極好，同時脫氣作用極少的材料，例如，作為這種材料，最好用乙烯'乙烯樹脂.乙醇樹脂(EVOH樹脂)形成。作為該EVOH 樹脂，例如可以使用林式會社Kuraray的"EVAL，，(商品名)。作為其他的材料，可以使用力^卜7 (kapton:商品名)(杜幫公司制)、聚酯薄膜(杜幫公司制)、$夕卜口》(Microtron商品名)(東k (Toray) 公司制)、乂夕只夕(Bekusuta:商品名)(Kuraray公司制)、 > 《，一 (Lumilar:商品名)(東k (Toray)公司制)等。
再者，也可以將片狀部件335的內(nèi)緣部335B固定在光學元件 302F的側面302T上，并4吏外緣部335A與流路形成部件370的內(nèi)側面370T接觸。
可是，如上述，最好第1密封部件330以及第2密封部件340分別具有疏液性。另一方面，由于照射了曝光光EL,第1密封部件330 以及第2密封部件340的疏液性有可能劣化。特別是，當作為第1、第2密封部件330、 340例如采用氟類樹脂，作為曝光光EL采用紫外光時，該密封部件330、 340的疏液性容易劣化(容易親液化)。因而，通過按照曝光光EL的照射時間、或累計照射量，更換第1、第2密封部件330、 340,可以設置具有所需的疏液性的第1、第2密封部件 330、 340。
如上述，第1實施例以及第2實施例的液體LQ由純水構成。純水，具有在半導體制造工廠等很容易大量得到，同時沒有對襯底W上的光致抗蝕劑和光學元件(透鏡)等的壞影響的優(yōu)點。另外，純水也沒有對環(huán)境的壞影響，同時雜質(zhì)的含有量極低，因此還可以得到清洗襯底W的表面、以及設在投影光學系統(tǒng)PL的前端面上的光學元件的表面的作用。再者，在由工廠供給的純水的純度較低的情況下，也可以在膝光裝置上安裝超純水制造器。
并且，據(jù)說純水(水)對于波長為193nm左右的膝光光EL的折射率n是大約1.44，當作為膝光光EL的光源使用ArF準分子激光器光(波長193nm )時，在襯底W上得到被短波長化到l/n，即約134nm 的高析像度。進而，由于焦深比在空氣中擴大了約n倍，即約1.44倍，因此在只要能夠確保與在空氣中使用時同程度的焦深即可的情況下，可以進一步增加投影光學系統(tǒng)PL的數(shù)值孔徑，在這一點上，析像度也提高。
再者，在如上述那樣使用液浸法的情況下，也有投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑NA是0.9 ~ 1.3的情況。在這樣投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑NA 變大的情況下，如果用一直以來作為曝光光使用的隨機偏振光，因偏振光效果而出現(xiàn)成像性能惡化的情況，因此最好采用偏振光照明。這時，最好進行與掩模(中間掩模)的線和空間圖形的線狀光i普的縱向相吻合的直線偏振光照明，從掩模(中間掩模)的圖形，大量射出S 偏振光成分(TE偏振光成分)，即沿著線狀光譜的縱向的偏振光方向成分的衍射光。當用液體填滿投影光學系統(tǒng)PL和涂覆在襯底W表面上的抗蝕劑之間時，與用空氣(氣體)填滿投影光學系統(tǒng)PL和涂覆在襯底W表面上的抗蝕劑之間的情況相比，有助于對比度的提高的 S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光的在抗蝕劑表面上的透過率變高，因此即便在投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑NA超過1.0這樣的情況下，也可以得到較高的成像性能。另外，如果將相位移動掩模(Phase Shift Mask)和特開平6- 188169號公報所公開的與線狀光譜的縱向相吻合的斜入射照明法(特別是偶極子(dipole)照明法)等組合在一起更有效。
另外，例如當將ArF準分子激光作為曝光光，釆用1/4左右的縮小倍率的投影光學系統(tǒng)PL，將微細的線和空間圖形(例如25 50nm 左右的線和空間)在襯底W上曝光時，根據(jù)掩模M的結構(例如圖形的微細度和鉻的厚度)，利用波導效應，掩模M作為偏振板起作用，從掩模M射出的S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光比使對比度降低的P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光多，因此最好使用上述的直線偏振光照明，但用隨機偏振光照明掩模M，即便在投影光學系統(tǒng)PL的數(shù)值孔徑NA為0,9 ~ 1.3這樣較大的情況下，也能夠得到較高的析像性能。另外，當將掩模M上的極微細的線和空間圖形曝光在襯底W上時，由于線柵效應，P偏振光成分(TM偏振光成分) 有可能變得比S偏振光成分(TE偏振光成分)大，但例如將ArF準分子激光器作為曝光光，使用1/4左右的縮小倍率的投影光學系統(tǒng)PL ，將大于25nm的線和空間圖形膝光在襯底W上時，從掩模M射出的S 偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光比P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光多，因此即便在投影光學系統(tǒng)PL的數(shù)值孔徑NA為 0.9 ~ 1.3這樣較大的情況下，也可以得到較高的析像性能。
進而，不只是與掩模(中間掩模)的線狀光鐠的縱向相吻合的直線偏振光照明(S偏振光照明)，如特開平6 - 53120號公報所公開那樣，沿著以光軸為中心的圓的切線(周)方向直線偏振的偏振光照明法和斜入射照明法的組合也是有效的。特別是，不只是掩模(中間掩模)的圖形沿著規(guī)定的一個方向延伸的線狀光譜，在沿著多個不同的方向延伸的線狀光鐠混雜的情況下，同樣如特開平6- 53120號公報所公開那樣，通過將沿著以光軸為中心的圓的切線方向直線偏振的偏振光照明法和環(huán)形照明法并用，即便在投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑NA較大的情況下，也可以得到較高的成像性能。
在本實施形態(tài)中，在投影光學系統(tǒng)PL的前端安裝有光學元件，通過該透鏡，可以進行投影光學系統(tǒng)PL的光學特性，例如像差(球面像差、彗形像差等)的調(diào)整。再者，作為安裝在投影光學系統(tǒng)PL 的前端的光學元件，也可以是用于投影光學系統(tǒng)PL的光學特性的調(diào) 整的光學板?；蛘咭部梢允强梢酝高^曝光光EL的平行平面板。
再者，在本實施形態(tài)中，雖然是用液體LQ填滿投影光學系統(tǒng) PL和即便W表面之間的構成，但也可以是例如在將由平行平面板構成的外殼玻璃安裝在即便W的表面上的狀態(tài)下填滿液體LQ的構成。
再者，雖然本實施形態(tài)中的液體LQ是水，但也可以是水以外的液體，例如，當膝光光EL的光源是F2激光器時，由于該F2激光器光不透過水，因此作為液體LQ，可以是能夠透過F2激光器光的例如過氟化聚醚(PFPE)或氟類油等氟類流體。這時，在與液體LQ接觸的部分上，通過用例如含有氟的極性較小的分子結構的物質(zhì)形成薄膜的方式，進行親液化處理。另外，作為液體LQ，除此之外，還可以采用具有對曝光光EL的透過性，并且折射率盡可能高，相對于投影光學系統(tǒng)PL和涂覆在襯底P襯底W上的光致抗蝕劑穩(wěn)定的物質(zhì)(例如雪松油)。這時也按照使用的液體LQ的極性進行表面處理。
再者，在本發(fā)明中，重要的是也可以將第1實施例所記載的和第 2實施例所記載的構成適當?shù)刂脫Q或組合。
再者，作為上述各實施形態(tài)的襯底W，不只是半導體器件制造用的半導體晶片，還可以適用顯示器器件用的玻璃襯底、薄膜磁頭用的
陶瓷晶片、或者在曝光裝置上使用的掩模或中間掩模的底片(合成石英、硅晶片)等。
另外，在上述的實施形態(tài)中，雖然采用了用液體局部地填滿投影光學系統(tǒng)PL和村底W之間的膝光裝置，但也可以將本發(fā)明適用于如特開平6- 124873號公報所公開的使保持作為曝光對象的襯底的載物臺在液槽中移動的液浸曝光裝置，或者特開平10 - 303114號公報所公開的在載物臺上形成規(guī)定深度的液體槽、并將襯底保持在其中的液浸膝光裝置。
作為曝光裝置EX，除了同步移動中間掩模R和襯底W然后掃描曝光中間掩模R的圖形的步進/掃描方式的掃描型曝光裝置(掃描步進曝光裝置)之外，還可以適用于在將中間掩模R和襯底W靜止的狀態(tài)下將中間掩模R的圖形一起曝光、并使襯底W順次步進移動的步進和反復方式的(step and repeat system)投影曝光裝置(步進曝光裝置)。另外，本發(fā)明還可以適用于在襯底W上至少將2個圖形部分地重疊后轉印的步進和自動連續(xù)方式(step and switch system)的曝光裝置。
另外，本發(fā)明，還可以適用于如特開平10-163099號乂>報、特開平10 - 214783號公報、特表2000 - 505958號公報等所公開那樣，具備可以分別載置晶片等被處理襯底并沿著XY方向獨立地移動的2
49個載物臺的雙載物臺型的膝光裝置。
作為啄光裝置EX的種類，不限于將半導體元件圖形膝光在襯底 W上的半導體元件制造用的曝光裝置，還可以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、或用于制造薄膜磁頭、攝像元件(CCD)或中間掩?；蜓谀５鹊钠毓庋b置等。
當在襯底載物臺WST和中間掩模載物臺RST上使用直線電動機 (參照USP5、 623、 853或USP5、 528、 118)時，作為寸吏這些載物臺相對于平臺懸起的方式，最好采用使用了空氣軸承的空氣懸起型以及使用了勞倫茲力或電抗力的磁懸起型中的某一種。另外，各栽物臺 WST、 RST，既可以是沿著軌道移動的類型，也可以是沒有設置軌道的無軌道型。
作為各載物臺WST、 RST的驅(qū)動機構，也可以使用使二次元地配置了磁鐵的磁鐵單元，和二次元地配置了線圏的電樞單元相對并利用電磁力驅(qū)動各載物臺WST、 RST的平面電動機。這時，只要將磁鐵單元和電樞單元的任意一方連接在載物臺WST、 RST上，將磁鐵
單元和電樞單元的另一方設在載物臺WST、 RST的移動面?zhèn)燃纯伞?br> 還可以如特開平8- 166475號公報(USP5、 528、 118)所記載的那樣，以不將因襯底載物臺WST的移動而產(chǎn)生的反作用力傳遞給投影光學系統(tǒng)PL的方式，用框架部件機械地放到地面(大地)上。還可以如特開平8-330224號公報(US S/N 08/416、 558)所記載的那樣，以不將因中間掩模載物臺RST的移動而產(chǎn)生的反作用力傳遞給投影光學系統(tǒng)PL的方式，用框架部件機械地放到地面(大地)上。
本實施形態(tài)的啄光裝置EX，通過以保持規(guī)定的機械精度、電氣精度、光學精度的方式，將包括本申請權利要求的范圍所列舉的各構成元件的各種子系統(tǒng)組裝在一起而制造。為了確保這各種精度，在該組裝的前后，對各種光學系統(tǒng)進行用于達成光學精度的調(diào)整，對各種機械系統(tǒng)進行用于達成機械精度的調(diào)整，對各種電氣系統(tǒng)進行用于達成電氣精度的調(diào)整。
從各種子系統(tǒng)向曝光裝置的組裝工序，包括各種子系統(tǒng)相互的機
50械連接、電氣電路的配線連接、氣壓回路的配管連接等。在從這各種子系統(tǒng)向曝光裝置的組裝工序之前，當然有各種子系統(tǒng)各自的組裝工序。在將各種子系統(tǒng)組裝到曝光裝置上的工序結束后，進行綜合調(diào)整，確保作為曝光裝置整體的各種精度。再者，曝光裝置的制造，最好在管理了溫度以及清潔度的凈化室內(nèi)進行。
半導體器件等微型器件，如圖16所示，經(jīng)過以下步驟制造，即進行微型器件的功能.性能設計的步驟201、制作以該設計步驟為基礎的中間掩模(掩模)的步驟202、制造作為器件的基體材料的襯底的步驟203、通過上述實施形態(tài)的曝光裝置EX將中間掩模的圖形膝光在襯底上的襯底處理步驟204、器件組裝步驟(包括劃片工序、鍵合工序、封裝工序)205、檢查步驟206等。
再者，在使用曝光裝置EX的圖10中的步驟204中，還使用與曝光裝置EX串聯(lián)連接的涂裝顯影(C/D)裝置。在通常的半導體制造線中，通過機器臂或滑動臂，將用C/D裝置的涂裝部涂覆了抗蝕劑的晶片從涂裝部自動輸送到曝光裝置EX內(nèi)的預對準部。曝光裝置EX 內(nèi)的預對準部在將晶片的切口和定向標記旋轉方向統(tǒng)一到規(guī)定方向上后，將該晶片輸送到載物臺WST上。就在該未曝光晶片的輸送動作之前，由卸載臂等將載物臺WST上曝光完成的晶片從載物臺WST運出，然后自動輸送到C/D裝置的顯影部。這時，雖然液浸區(qū)域AR2 因保持的液體的回收而呈大氣釋放狀態(tài)，但有可能在曝光完成晶片的表面和背面上殘存水滴等。于是，最好至少在從載物臺WST向C/D 裝置(顯影部)輸送爆光完成晶片的機器臂或滑動臂等上，預先實施防滴或防水處理。特別是，最好在為了保持晶片的背面而形成在臂上的真空吸附部上，以即便附著在晶片背面上的水滴或水分浸入也沒問題的方式，預先設成同時設有液體收集部(只留存液體的較小的凹陷部或海綿等)的真空排氣路。
產(chǎn)業(yè)上的利用的可能性
由于可以防止與液體接觸的光學部件的振動傳遞給光學組的情況，因此可以制造防止圖形像的劣化，并具有較高的圖形精度的器件。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于可以一面防止液體和氣體浸入投影光學系統(tǒng)的像面?zhèn)龋?一面用高精度進行曝光處理以及計測處理，因此可以良好地曝光襯底。
權利要求
1. 一種曝光裝置，其特征在于，具備投影光學系統(tǒng)，包括與液體接觸的光學部件以及與上述光學部件不同的多個光學元件；鏡筒主體，保持上述多個光學元件；保持部件，保持上述光學部件；驅(qū)動機構，設置在上述多個光學元件中的至少一個光學元件和上述鏡筒主體之間，相對于上述鏡筒主體向規(guī)定方向驅(qū)動上述光學元件；連接機構，連接上述鏡筒主體和上述保持部件，吸收經(jīng)由上述光學部件以及上述保持部件傳遞到上述鏡筒主體的振動。
2. 如權利要求l所述的曝光裝置，其特征在于上述連接機構以相對于上述鏡筒主體可變位的方式連接上述保持部件。
3. 如權利要求2所述的曝光裝置，其特征在于上述連接機構使上述保持部件和上述鏡筒主體在振動上分離。
4. 如權利要求l所述的曝光裝置，其特征在于上述連接機構通過使上述保持部件相對于上述鏡筒主體變位來吸收經(jīng)由上述液體傳遞的振動。
5. 如權利要求4所述的曝光裝置，其特征在于上述連接機構將與上述液體接觸的光學部件保持為至少在三個方向上可變位。
6. 如權利要求5所述的曝光裝置，其特征在于上述光學部件是具有光軸的透鏡元件，上述三個方向包括上述光軸方向和圍繞與上述光軸正交的兩個軸旋轉的方向。
7. 如權利要求l所述的曝光裝置，其特征在于上述連接機構具有彈性部件。
8. 如權利要求6所述的曝光裝置，其特征在于上述彈性部件具有彎曲件。
9. 如權利要求l所述的曝光裝置，其特征在于上述連接機構具有減少上述保持部件的自重的自重消除機構。
10. 如權利要求l所述的曝光裝置，其特征在于，具有第一檢測器，檢測上述保持部件與上述鏡筒主體的相對位置關系。
11. 如權利要求IO所述的曝光裝置，其特征在于，具有像調(diào)整機構，該像調(diào)整機構調(diào)整投影到上述襯底上的圖形的像，上述像調(diào)整機構基于上述第一檢測器的檢測結果來調(diào)整上述圖形的像。
12. 如權利要求11所述的曝光裝置，其特征在于，具有第二檢測器，檢測上述光學部件和上述襯底的曝光面的位置關系，上述像調(diào)整機構基于上述第二檢測器的檢測結果來調(diào)整上述圖形的像。
13. —種器件制造方法，其特征在于使用權利要求1所述的曝光裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種曝光裝置以及器件制造方法。曝光裝置(EX)，是經(jīng)由投影光學系統(tǒng)(PL)和液體(LQ)將圖形像投影在襯底(W)上的裝置，投影光學系統(tǒng)(PL)，具有與液體(LQ)接觸的光學部件(G12)以及配置在光學部件(G12和中間掩模(R)之間的光學組(MPL)。保持光學部件(G12)和光學組(MPL)的保持機構(HG)，以相對于光學組(MPL)可動的方式保持光學部件(G12)。通過這樣的構成，可以提供能夠抑制在投影光學系統(tǒng)和襯底之間填滿液體而進行曝光處理時的圖形像的劣化的曝光裝置。
文檔編號G03F7/20GK101470361SQ20091000974
公開日2009年7月1日申請日期2004年7月7日優(yōu)先權日2003年7月9日
發(fā)明者三宅壽弘, 木內(nèi)徹申請人:株式會社尼康

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