WO2004105106A1 - 露光方法及び露光装置並びにデバイス製造方法 - Google Patents

露光方法及び露光装置並びにデバイス製造方法 Download PDF

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immersion
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Hiroyuki Nagasaka
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Definitions

  • the present invention relates to an exposure method, an exposure apparatus, and an apparatus for exposing a substrate by projecting an image of a pattern onto the substrate via a projection optical system and a liquid. It is about the method.
  • Semiconductor devices and liquid crystal display devices are manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate.
  • the exposure apparatus used in the photolithography process has a mask stage for supporting a mask and a substrate stage for supporting a substrate, and projects a mask pattern while sequentially moving the mask stage and the substrate stage. It is transferred to a substrate via an optical system.
  • the resolution of the projection optical system increases as the exposure wavelength used decreases and as the numerical aperture of the projection optical system increases. For this reason, the exposure wavelength used in the exposure apparatus is becoming shorter year by year, and the number of apertures of the projection optical system is also increasing.
  • the current mainstream exposure wavelength is 248 nm of KrF excimer laser, but 19.3 nm of shorter wavelength ArF excimer laser is also being put to practical use.
  • the depth of focus (D OF) is as important as the resolution.
  • the resolution R and the depth of focus ⁇ 5 are respectively represented by the following equations.
  • K is the exposure wavelength
  • NA is the numerical aperture of the projection optical system
  • 1 ⁇ k 2 is the process coefficient.
  • WO 99/49504 In this immersion method, the space between the lower surface of the projection optical system and the substrate surface is filled with a liquid such as water or an organic solvent, and the wavelength of the exposure light in the liquid is adjusted.
  • a liquid such as water or an organic solvent
  • the resolution is improved by utilizing 1 / n (n is the refractive index of liquid, usually about 1.2 to 1.6) in the air, and the depth of focus is increased by about n times.
  • n is the refractive index of liquid, usually about 1.2 to 1.6
  • the depth of focus is increased by about n times.
  • the present invention provides an exposure method, an exposure apparatus, and a device manufacturing method capable of realizing immersion exposure under immersion conditions optimized for various film members formed on a substrate. With the goal.
  • the present invention employs the following configuration corresponding to FIGS.
  • an exposure method for exposing a substrate (P) by projecting an image of a pattern onto a substrate (P) via a liquid (1) comprising: An exposure method is provided which includes: determining immersion conditions for a substrate (P) according to a film member (SP) formed on a liquid contact surface of the substrate; and exposing the substrate under the determined immersion conditions.
  • a substrate is exposed through a liquid according to a film member formed on a liquid contact surface on the substrate, specifically, a photoresist layer or a top coat layer formed thereon.
  • liquid immersion conditions means conditions for forming a liquid immersion area on a substrate when the substrate is exposed through a liquid, and conditions for supplying a liquid onto the substrate, This concept includes conditions for collecting liquid from the substrate, types of liquid to be supplied onto the substrate, and the like.
  • an exposure apparatus for exposing a substrate by projecting an image of the pattern onto the substrate via a liquid wherein the projection optical system projects the image of the pattern onto the substrate.
  • the liquid supply mechanism (10) is a film member (SP) formed on a liquid contact surface on the substrate (P).
  • An exposure apparatus (EX) for changing a liquid to be supplied according to the condition is provided.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the exposure apparatus of this invention, the liquid for immersion exposure is changed according to the film member formed in the liquid contact surface on a board
  • An exposure apparatus comprising: a projection optical system (PL) for projecting; and a measuring device (70) for measuring an affinity between the film member (SP) formed on the liquid contact surface on the substrate and the liquid.
  • a measuring device for measuring the affinity between the film member formed on the liquid contact surface on the substrate and the liquid for immersion exposure, an optimal liquid is obtained based on the measurement result. Immersion conditions can be determined. Therefore, even when immersion exposure is performed on each of a plurality of substrates provided with different types of film members, each substrate can be exposed smoothly under favorable immersion conditions.
  • an exposure apparatus for exposing a substrate by projecting an image of the pattern onto the substrate (P) via the liquid (1), wherein the image of the pattern is formed on the substrate.
  • a projection optical system (PL) for projecting;
  • a storage device (MRY) for storing a plurality of relationships between the affinity with the liquid and immersion conditions corresponding to the affinity;
  • An exposure apparatus (EX) is provided, in which a liquid immersion condition is selected from the storage device according to a film member (SP) formed on a contact surface.
  • the relationship between the affinity between a liquid and a film member and the corresponding liquid immersion condition is stored in a storage device in advance, so that the optimum information can be obtained in accordance with information on the film member to be exposed.
  • Immersion conditions can be selected and determined. Therefore, even when immersion exposure is performed on each of a plurality of substrates provided with different types of film members, the respective substrates can be exposed smoothly under good immersion conditions.
  • a projection optical system (PL) for projecting a storage device for storing a relationship between various film members (SP) that can be formed on the liquid contact surface on the substrate and liquid immersion conditions suitable for each film member.
  • MRY and an exposure apparatus ((X) including:
  • the storage device stores the film member and the liquid immersion conditions optimized for each film member, when the film member is determined, the optimum liquid immersion condition is instantaneously read from the storage device. For example, conditions for supplying a liquid onto a substrate, conditions for collecting a liquid from the substrate, types of liquid to be supplied onto the substrate, and the like can be selected.
  • the exposure apparatus may further include a control device (CO ⁇ ⁇ ⁇ ) for selecting the immersion condition from the storage device and setting the immersion condition according to the film member used for the immersion exposure, and Liquid immersion exposure can be performed automatically.
  • a control device CO ⁇ ⁇ ⁇
  • Liquid immersion exposure can be performed automatically.
  • An exposure apparatus (EX) is provided in which at least one of the size and shape of 13 A, 14 A) is changeable. According to this exposure apparatus, the size and / or shape of the supply port can be changed, so that, for example, during immersion exposure, even if the object to be exposed or the film member is changed, it can be quickly changed. In addition, it is possible to cope with the optimum immersion conditions.
  • an exposure apparatus for exposing a substrate (P) by projecting an image of the pattern onto the substrate (P) via the liquid (1) comprising: (P) A projection optical system (PL) for projecting the liquid and a liquid recovery mechanism (30) having a recovery port (31A, 32A) for recovering the liquid (1) are provided.
  • An exposure apparatus (EX) wherein at least one of the size and shape of A, 32 A) is changeable. According to this exposure apparatus, at least one of the size and the shape of the recovery port can be changed. Therefore, for example, in the case of immersion exposure, even if the object to be exposed or the film member is changed, it can be quickly changed. In addition, it is possible to cope with the optimum immersion conditions.
  • a data processing apparatus using the exposure method of the above aspect A vice manufacturing method is provided.
  • a device manufacturing method characterized by using the exposure apparatus (EX) of the above aspect.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing an arrangement example of a liquid supply mechanism and a liquid recovery mechanism according to the embodiment of the present invention.
  • 3 (a) to 3 (d) are cross-sectional views showing one embodiment of a supply member and a recovery member.
  • FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining how the liquid supply position and the liquid recovery position change.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a control system according to the embodiment of the present invention.
  • 6 (a) and 6 (b) are schematic configuration diagrams also showing an embodiment of the measuring device.
  • FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing one embodiment of a supply member and a recovery member.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION an exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
  • an exposure apparatus EX is supported by a mask stage MST that supports a mask (reticle) M, a substrate stage PST that supports a substrate P, and a mask stage MST.
  • An illumination optical system IL for illuminating the mask M with the exposure light EL, and a projection optical system P for projecting and exposing a pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL onto a substrate P supported on a substrate stage PST.
  • the exposure apparatus EX includes a control device CQN for overall control of the entire operation of the exposure apparatus EX, and a storage device MRY connected to the control device CO'NT and storing various information on the exposure operation.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which the immersion method is applied to substantially shorten the exposure wavelength to improve the resolution and to substantially widen the depth of focus.
  • a liquid supply mechanism 10 for supplying the liquid 1 to the substrate P; and a liquid recovery mechanism 30 for collecting the liquid 1 on the substrate P.
  • the exposure apparatus EX at least while the pattern image of the mask M is being transferred onto the substrate P, uses the liquid 1 supplied from the liquid supply mechanism 10 to perform at least one exposure on the substrate P including the projection area AR 1 of the projection optical system PL.
  • An immersion area AR2 is formed in the area.
  • the exposure apparatus EX fills the space between the optical element 2 at the tip of the projection optical system PL and the surface (exposure surface) of the substrate P with the liquid 1, and forms the liquid between the projection optical system PL and the substrate P.
  • the pattern image of the mask M is projected onto the substrate P via the liquid 1 and the projection optical system PL therebetween, and the substrate P is exposed.
  • the pattern formed on the mask M is exposed on the substrate P while the mask M and the substrate P are synchronously moved in different directions (reverse directions) in the scanning direction (predetermined direction) as the exposure apparatus EX.
  • a scanning type exposure apparatus a so-called scanning stepper
  • the synchronous movement direction (scanning direction, predetermined direction) between the mask M and the substrate P in the horizontal plane is the X-axis direction
  • the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction (non-scanning).
  • a direction perpendicular to the X-axis and Y-axis directions and coinciding with the optical axis AX of the projection optical system PL is defined as a Z-axis direction.
  • the directions around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are SX,, and directions, respectively.
  • O Substrate P is a photoresist layer on the device base (semiconductor wafer or glass substrate) or Top-coat layer (protective layer) provided on top of the gift-register layer Is provided. Therefore, the film member SP provided on the uppermost layer on the substrate P forms a liquid contact surface that comes into contact with the liquid 1 during immersion exposure.
  • the illumination optical system IL illuminates the mask M supported by the mask stage MST with the exposure light EL, and provides an exposure light source and an optical illuminator for equalizing the illuminance of the light beam emitted from the exposure light source. It has a condenser lens that collects the exposure light EL from the optical lens, a relay lens system, and a variable field stop that sets the illumination area IA on the mask M of the exposure light EL in a slit shape. ing.
  • a predetermined illumination area IA on the mask M is illuminated by the illumination optical system IL with exposure light EL having a uniform illuminance distribution.
  • the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL includes, for example, ultraviolet bright lines (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp. ) far ultraviolet light (DU V light) and the like, a r F excimer laser beam (wavelength 1 93 nm) and F 2 laser beam (wavelength: 1 57 nm) vacuum ultraviolet light such as (VU V light) is used . In this embodiment, an ArF excimer laser beam is used.
  • the mask stage MST supports the mask M, and can be moved two-dimensionally in the plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL, that is, in the XY plane, and can be minutely rotated in the 0 Z direction. .
  • the mask stage MST is driven by a mask stage driving device MSTD such as a linear motor.
  • the mask stage drive MSTD is controlled by a controller CONT.
  • a movable mirror 50 is provided on the mask stage MST. Further, a laser interferometer 51 is provided at a position facing the movable mirror 50. The two-dimensional position and rotation angle of the mask M on the mask stage MST are measured in real time by the laser interferometer 51, and the measurement results are output to the control unit CONT.
  • the control device C0NT is based on the measurement results of the laser interferometer 51.
  • the mask stage driving device MSTD By driving the mask stage driving device MSTD, the mask M supported by the mask stage MST is positioned.
  • the projection optical system PL projects and exposes the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification of 5, and includes an optical element (lens) 2 provided at the tip of the substrate P side. It is composed of a plurality of optical elements, and these optical elements are supported by a lens barrel PK. Further, the projection optical system PL is provided with an imaging characteristic control device 3 capable of adjusting the imaging characteristics (optical characteristics) of the projection optical system PL.
  • the imaging characteristic control device 3 includes an optical element driving mechanism capable of moving a part of the plurality of optical elements constituting the projection optical system PL, and a specific space among the plurality of optical elements in the lens barrel PK. It is configured to include a pressure adjusting mechanism that adjusts the pressure.
  • the optical element drive mechanism moves a specific optical element of the plurality of optical elements constituting the projection optical system PL in the direction of the optical axis AX, or tilts the optical element AX with respect to the optical axis AX.
  • the imaging characteristic control device 3 is controlled by the control device C 0 NT (this is controlled by the control device CONT.
  • the control device CONT can adjust the projection magnification and the image plane position of the projection optical system PL via the imaging characteristic control device 3.
  • the projection optical system PL is a reduction system with a projection magnification ⁇ of, for example, 4 or ⁇
  • the projection optical system PL may be either a unit magnification system or an enlargement system.
  • the optical element 2 at the distal end of the projection optical system PL according to the embodiment is provided so as to be attachable / detachable (replaceable) with respect to the lens barrel ⁇ ⁇
  • the optical element 2 at the distal end is exposed from the lens barrel ⁇ ⁇ .
  • the liquid 1 in the liquid immersion area AR 2 comes into contact with the optical element 2. This can prevent corrosion of the lens barrel PK made of metal, etc.
  • the exposure apparatus EX has a focus detection system 4.
  • the focus detection system 4 has a light-emitting unit 4a and a light-receiving unit 4b, and receives light from the light-emitting unit 4a.
  • the detection light is projected from the oblique direction to the surface (exposure surface) of the substrate P via 1 and the reflected light is received by the light receiving section 4 b.
  • the control device CONT controls the operation of the first detection system 4.
  • the position (focus position) of the surface of the substrate P in the Z-axis direction with respect to a predetermined reference plane is detected based on the light reception result of the light receiving unit 4b.
  • the substrate stage PST supports the substrate P.
  • the Z stage 52 holds the substrate P via a substrate holder
  • the XY stage 53 supports the Z stage 52
  • the base 54 supports the XY stage 53.
  • the substrate stage PST is driven by a substrate stage driving device PSTD such as a linear motor.
  • the substrate stage drive PSTD is controlled by the controller CONT. It goes without saying that the Z stage and the XY stage may be provided integrally.
  • a movable mirror 55 that moves with respect to the projection optical system PL together with the substrate stage PST is provided.
  • a laser interferometer 56 is provided at a position facing the movable mirror 55. The position and the rotation angle of the substrate P on the substrate stage PST in the two-dimensional direction are measured in real time by the laser interferometer 56, and the measurement results are output to the control unit CONT.
  • the controller CONT drives the XY stage 53 via the substrate stage driving device PSTD based on the measurement result of the laser interferometer 56, and thereby the X-axis direction and the Y-axis direction of the substrate P supported by the substrate stage PST. Is performed.
  • the controller CONT drives the Z stage 52 of the substrate stage PST via the substrate stage driving device PSTD, and thereby the position (focus position) of the substrate P held on the Z stage 52 in the Z-axis direction, And the position in the 0X, direction. That is, the Z stage 52 operates based on a command from the control device C 0 NT based on the detection result of the focus detection system 4 to control the focus position (Z position) and the tilt angle of the substrate P.
  • the surface (exposure surface) of the substrate P is made to coincide with the image surface formed via the projection optical system PL and the liquid 1.
  • an auxiliary plate 57 having a flat surface is provided so as to surround the substrate P.
  • the auxiliary plate 57 is provided such that its surface is substantially the same height as the surface of the substrate P held by the substrate holder.
  • the liquid supply mechanism 10 supplies the liquid 1 for immersion exposure onto the substrate P, and can supply a plurality of types of liquids 1.
  • the liquid supply mechanism 10 can supply two types of liquids 1, pure water as a first liquid and fluorine-based oil (fluorine-based fluid) as a second liquid.
  • the liquid supply mechanism 10 is capable of delivering the first liquid (pure water), the first liquid supply unit 11 and the second liquid supply unit 12, and the second liquid (fluorine-based oil).
  • the third liquid supply unit 21 and the fourth liquid supply unit 22 and the first liquid supply unit 11 and the third liquid supply unit 21 are connected to the first liquid (pure water) and the second liquid. (Fluorine-based oil), the first piping system 15 for supplying the selected liquid 1 onto the substrate P, the second liquid supply unit 12 and the fourth liquid supply unit 2 2 and selects one of the first liquid (pure water) and the second liquid (fluorine-based oil), and supplies the selected liquid 1 onto the substrate P.
  • FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the liquid supply mechanism 10 and the liquid recovery mechanism 30.
  • the first piping system 15 is provided with a supply pipe 19 through which the liquid 1 sent from one of the first liquid supply unit 11 and the third liquid supply unit 21 flows. Is provided.
  • One end of the supply pipe 19 is connected to the first liquid supply section 11 and the third liquid supply section 21 via pipes 17 and 18, respectively.
  • the other end of the supply pipe 19 is connected to the plurality of first supply members 13 via the plurality of branch pipes 13B.
  • the plurality of first supply members 13 are arranged side by side in the Y-axis direction, and the supply ports 13A are arranged close to the surface of the substrate P. In this embodiment Thus, five first supply members 13 are arranged side by side.
  • first supply members 13 are arranged in one direction in the scanning direction with respect to the projection area AR1 of the projection optical system PL set in a slit shape (rectangular shape) whose longitudinal direction is in the Y-axis direction (non-scanning direction). Side (X side).
  • Pipes 17 and 18 are provided with valves 17 A and 18 A, respectively.
  • the operation of the valves 17A and 18A is controlled by the control device C0NT.
  • the control device CONT opens the pipe 17 using the valves 17 A and 18 A, closes the pipe 18, and drives the first liquid supply section 11, whereby the first liquid supply section 1 1 Supplies the first liquid (pure water) from the supply port 13A onto the substrate P via the pipe 17, the supply pipe 19 and the first supply member 13.
  • the control device CONT opens the pipe 18 using the valves 17 A and 18 A, closes the pipe 17, and drives the third liquid supply unit 21 to supply the third liquid.
  • the second liquid fluorine-based oil
  • the second piping system 16 includes a supply pipe 25 through which the liquid 1 sent out from one of the second liquid supply section 12 and the fourth liquid supply section 22 is provided.
  • One end of 5 is connected to the second liquid supply unit 12 and the fourth liquid supply unit 22 via pipes 23 and 24, respectively.
  • the other end of the supply pipe 25 is connected to the plurality of second supply members 14 via the plurality of branch pipes 14B.
  • the plurality of second supply members 14 are arranged side by side in the Y-axis direction, and the supply ports 14A are arranged close to the surface of the substrate P. Like the first supply member 13, five second supply members 14 are arranged side by side. Further, these second supply members 14 are provided on the other side (+ X side) in the scanning direction with respect to the projection area AR1. Pipes 23 and 24 are provided with valves 23 A and 24 A, respectively. The operation of the valves 23 A and 24 A is controlled by the controller CONT.
  • the control device CONT opens the pipe 23 using the valves 23 A and 24 A, closes the pipe 24, and drives the second liquid supply section 12, so that the second liquid supply section 1 2
  • the first liquid (pure water) from tube 23 The substrate is supplied onto the substrate P from the supply port 14A through the supply pipe 25 and the second supply member 14.
  • the control device CONT opens the pipe 24 using the valves 23 A and 24 A, closes the pipe 23, and drives the fourth liquid supply section 22 to supply the fourth liquid.
  • the second liquid fluorine-based oil
  • Each of the first to fourth liquid supply units 11, 12, 21, 22 includes a tank for accommodating the liquid 1, a pressure pump, and the like.
  • the liquid supply operation of each of the liquid supply units 11, 12, 21, 22 is controlled by the controller CONT.
  • the control device CONT can independently control the liquid supply amount per unit time on the substrate P by each of the liquid supply units 11, 12, 21, 22.
  • Each of the liquid supply units 11, 12, 21, and 22 has a liquid temperature adjusting mechanism, and the liquid supply temperature of 23 ° C. is substantially the same as the temperature in the chamber in which the device is stored. Can be supplied onto the substrate P.
  • the liquid supply mechanism 10 uses the piping systems 15 and 16 to perform a liquid supply operation for selectively using a plurality (two in this case) of liquids 1 for immersion exposure. Do.
  • the liquid immersion area AR2 filled with the liquid 1 is formed on a part of the substrate P so as to include the projection area AR1.
  • the liquid supply mechanism 10 simultaneously supplies the liquid 1 from both sides of the projection area AR1 from the supply ports 13A and 14A of the plurality of first and second supply members 13 and 14.
  • the liquid supply mechanism 10 supplies pure water as the liquid 1 for immersion exposure. Pure water can be transmitted even if the exposure light EL is ArF excimer laser light. Pure water can also transmit ultraviolet emission lines (g-line, h-line, i-line) and far ultraviolet light (DUV light) such as KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm).
  • the optical element 2 at the tip of the projection optical system PL is formed of fluorite. Since fluorite is highly compatible with pure water, the liquid 1 can be brought into close contact with substantially the entire liquid contact surface 2a of the optical element 2.
  • the affinity of the optical element 2 with the liquid contact surface 2a is Since high liquid (pure water) 1 is supplied, quartz that has high adhesion between the liquid contact surface 2a of the optical element 2 and the liquid 1 and has high affinity with water may be used. Further, the liquid contact surface 2a of the optical element 2 may be subjected to a hydrophilic (lyophilic) treatment to further increase the affinity with the liquid 1.
  • the liquid recovery mechanism 30 recovers the liquid 1 on the substrate P.
  • the liquid recovery mechanism 30 includes a plurality of first and second recovery members 31 and 32 having recovery ports 31A and 32A arranged close to the surface of the substrate P;
  • the first and second liquid recovery sections 33 and 34 are connected to the second recovery members 31 and 32 via recovery pipes 33A and 34A, respectively.
  • the recovery pipe 33A is connected to the plurality of first recovery members 31 respectively, and the recovery pipe 34A is also connected to the plurality of second recovery members 32, respectively. Is partially omitted.
  • the plurality of first collection members 31 are arranged in a substantially arc shape on the ⁇ X side of the projection area AR 1, and the collection ports 31 A are arranged so as to face the surface of the substrate P.
  • the plurality of second collection members 32 are arranged in a substantially arc shape on the + X side of the projection area AR2, and the collection ports 32A are arranged so as to face the surface of the substrate P. .
  • the plurality of first and second collection members 31 and 32 are arranged so as to surround the first and second supply members 13 and 14 of the liquid supply mechanism 10 and the projection area AR1.
  • the first and second liquid recovery sections 33 and 34 include, for example, a suction device such as a vacuum pump and a tank for storing the collected liquid 1 and the like. Collect through the collection members 31 and 32 and the collection pipes 33A and 34A.
  • the liquid recovery operation of the first and second liquid recovery sections 33, 34 is controlled by the controller CONT.
  • the control device CONT can control the liquid recovery amount (recovery power) per unit time by the first and second liquid recovery units 33, 34.
  • the liquid 1 supplied onto the substrate P from the supply ports of the first and second supply members 13 and 14 is wet between the substrate P and the lower end surface of the tip (optical element 2) of the projection optical system PL. Supplied to expand.
  • the liquid 1 flowing out of the first and second supply members 13 and 14 with respect to the projection area AR 1 is transmitted from the first and second supply members 13 and 14 to the projection area AR 1. Placed outside The first and second collection members 31 and 32 are collected from the collection ports.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of the first supply member 13. In FIG.
  • the first supply member 13 includes a main body member 40 and a slide member 41 that can slide in the X direction with respect to the main body member 40 below the main body member 40.
  • the shutter member is provided at the supply port 13 A at the lower end of the slide member 41, and the size of the supply port 13 A can be changed by sliding the slide member 41 in the X direction.
  • 4 and 2 are provided.
  • the slide member 41 and the shirt member 42 are slide-moved by a driving device (not shown). As shown in FIG. 3B, when the slide member 41 moves in the + X direction with respect to the main body member 40, the position of the supply port 13A moves to the + X side. Further, as shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a state where the liquid supply positions of the first and second supply members 13 and 14 and the liquid collection positions of the first and second collection members 31 and 32 are changed.
  • the control device CONT drives the drive devices of the first and second supply members 13 and 14 and the drive devices of the first and second recovery members 31 and 32 to obtain the control device shown in FIG.
  • the liquid supply position by the first and second supply members 13 and 14 can be close to the projection area AR1 of the projection optical system PL, and the first and second collection members
  • the liquid recovery position by 3 1 and 3 2 can be separated from the projection area AR 1. Further, as shown in FIG.
  • the control device CONT includes a driving device for the first and second supply members 13 and 14, and a driving device for the first and second collection members 31 and 32.
  • the liquid supply position by the first and second supply members 13 and 14 can be separated from the projection area AR1, and the liquid collection by the first and second collection members 31 and 32 can be performed. The position can be brought closer to the projection area AR1. Further, the liquid supply position by the first and second supply members 13 and 14 and the liquid recovery position by the first and second recovery members 31 and 32 can be independently adjusted.
  • the exposure apparatus EX in the present embodiment projects and exposes the pattern image of the mask M onto the substrate P while moving the mask M and the substrate P in the X-axis direction (scanning direction).
  • a pattern image of a part of the mask M corresponding to the illumination area IA is projected onto a slit-like (rectangular) projection area AR 1 immediately below the tip of the projection optical system PL.
  • the substrate P is moved through the XY stage 53 in the + X direction (or the 1X direction).
  • Scanning exposure is performed by moving at a speed of 5 V (yS is the projection magnification). Also, a plurality of shot areas are set on the substrate P, and after the exposure of one shot area is completed, the next shot area is moved to the scanning start position by the stepping movement of the substrate P.
  • scanning exposure processing is sequentially performed on each shot area SA while moving the substrate P in a step-and-scan manner.
  • the storage device MRY stores information on immersion conditions for performing immersion exposure (immersion condition database). Specifically, the storage device MRY stores the liquid that comes into contact with the liquid 1 on the substrate P during the immersion exposure.
  • the relationship between the affinity between the membrane member SP formed on the body contact surface and the liquid 1 and the immersion conditions corresponding to the affinity is stored as a plurality of map data.
  • the information on the affinity between the membrane member SP and the liquid 1 includes the contact angle information of the liquid 1 on the membrane member SP.
  • the storage device MRY stores in advance immersion exposure conditions corresponding to the material properties of the liquid 1 (eg, volatility, viscosity, density, surface tension, etc.).
  • various membrane members SP and a liquid type suitable for those membrane members SP are investigated in advance, and a combination of the membrane member SP and the liquid type suitable for the membrane member and a combination thereof are determined.
  • the optimum immersion conditions may be stored in the storage device MRY.
  • the film member information of the substrate P to be exposed is input to the control device CONT via the input device 60 connected to the control device CONT.
  • the input membrane member information includes information on the contact angle between the membrane member SP and the liquid 1.
  • the controller CONT determines the affinity (contact angle) between the membrane member SP and the liquid 1 previously stored in the storage device MRY and the affinity (contact angle) according to the input membrane member information (information on the contact angle).
  • the optimal immersion conditions for the substrate P to be exposed are selected and determined.
  • the immersion condition includes a condition for supplying the liquid 1 for immersion exposure onto the substrate P.
  • the supply condition of the liquid 1 includes at least one of a condition relating to a liquid supply position on the substrate P and a condition relating to a liquid supply amount per unit time.
  • the immersion condition includes a condition for collecting the liquid 1 for immersion exposure from the substrate P.
  • the liquid 1 recovery condition includes at least one of a condition relating to the liquid recovery position on the substrate P and a condition relating to the amount of liquid recovered per unit time (liquid recovery power).
  • the controller CONT adjusts the liquid supply amount of the liquid supply mechanism 10 and the liquid recovery amount of the liquid recovery mechanism 30 according to the contact angle of the liquid 1 with the membrane member SP.
  • the film member SP has liquid repellency (water repellency) with respect to the liquid 1, so that the substrate P (the film member When liquid 1 is supplied on SP), this liquid 1 does not spread excessively.
  • the liquid supply mechanism 10 increases the liquid supply amount per unit time, for example. By doing so, the liquid 1 can be satisfactorily wet-spread on the surface of the substrate P (film member SP), and the liquid immersion area AR 2 can be formed smoothly. Further, when the film member SP has liquid repellency, when the substrate P is moved for scanning exposure, the liquid 1 is easily separated from the substrate P (the film member SP), but the liquid supply amount is increased.
  • the film member SP is liquid-repellent (water-repellent) to the liquid 1, the liquid 1 does not excessively wet and spread, so the liquid recovery mechanism 30 uses the liquid 1 on the substrate P (film member SP). Is relatively easy to collect. Therefore, the liquid recovery mechanism 30 can smoothly recover the liquid 1 even if the liquid recovery force (the driving force of the liquid recovery unit), that is, the liquid recovery amount per unit time is reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of vibration due to the driving of the liquid recovery unit.
  • the liquid recovery force the driving force of the liquid recovery unit
  • the membrane member SP has lyophilicity (hydrophilicity) with respect to the liquid 1, and therefore, on the substrate P (membrane member SP).
  • liquid 1 When liquid 1 is supplied to liquid 1, liquid 1 spreads easily. Therefore, when the liquid 1 is supplied to the film member SP, the liquid supply mechanism 10 can supply the liquid 1 to the surface of the substrate P (film member SP) even if the liquid supply amount per unit time is reduced, for example.
  • the liquid immersion area AR 2 can be smoothly formed. Further, since the liquid supply amount of the liquid 1 can be reduced, waste of the liquid 1 can be suppressed, and generation of vibration due to driving of the liquid supply unit can be suppressed.
  • the liquid 1 When the membrane member SP is lyophilic (hydrophilic) with respect to the liquid 1, the liquid 1 easily spreads on the substrate P (membrane member SP). It may be difficult to recover the liquid 1 on the member SP). Therefore, the liquid The collection mechanism 30 increases the liquid recovery power (the driving force of the liquid recovery unit), that is, the liquid recovery amount per unit time. In this way, the liquid recovery mechanism 30 can recover the liquid 1 smoothly. Further, the control device CONT can adjust the liquid supply position of the liquid supply mechanism 10 and the liquid recovery position of the liquid recovery mechanism 30 according to the contact angle of the liquid 1 with the membrane member SP.
  • the film member SP has liquid repellency (water repellency) with respect to the liquid 1, so that the substrate P (film member SP)
  • liquid 1 is difficult to spread and wet, so when substrate P is moved relative to liquid 1 for scanning exposure, liquid 1 is separated from substrate P (film member SP). May be easier to do.
  • the liquid supply position by the liquid supply mechanism 10 is located farther away from the projection area AR1 of the projection optical system PL, that is, the distance between the liquid supply position and the projection area AR1 of the projection optical system PL is increased.
  • the immersion area AR2 By forming the immersion area AR2 to be large, it is possible to suppress the occurrence of separation of the liquid 1 when the substrate P is moved by scanning.
  • the liquid supply position may be adjusted by sliding the slide member 41 with respect to the main body member 40 of the supply members 13 and 14 as described with reference to FIG.
  • the liquid 1 is liquid-repellent (water-repellent) with respect to the membrane member SP, it does not spread excessively, and therefore, as described above, the liquid recovery mechanism 30 is provided on the substrate P (membrane member SP). Liquid 1 is relatively easy to recover. Therefore, the liquid recovery mechanism 30 sets the liquid recovery position close to the projection area AR1 of the projection optical system PL, that is, even if the distance between the liquid recovery position and the projection area AR1 of the projection optical system PL is shortened. The liquid 1 can be collected smoothly. Therefore, the space occupied by the liquid recovery mechanism 30 can be reduced.
  • the membrane member SP has lyophilicity (hydrophilicity) with respect to the liquid 1, so the substrate P (membrane member SP)
  • the liquid supply position by the liquid supply mechanism 10 is set to a position close to the projection area AR 1 of the projection optical system PL ′, that is, By shortening the distance between the liquid supply position and the projection area AR1 of the projection optical system PL, leakage of the liquid 1 to the outside can be suppressed.
  • the liquid recovery position by the liquid recovery mechanism 30 is set to a position farther from the projection area AR 1 of the projection optical system PL, that is, by increasing the distance between the liquid recovery position and the projection area AR 1 of the projection optical system PL, The recovery mechanism 30 can recover the liquid 1 smoothly. In other words, when the liquid 1 is easily wetted and spread, by collecting the liquid at a position distant from the liquid supply position, it is possible to collect the liquid 1 in a state where the flow force of the supplied liquid 1 is reduced.
  • the liquid recovery position should be set at a position distant from the liquid supply position, that is, a position distant from the projection area AR 1. Is preferred.
  • the control device CONT determines the sizes of the liquid supply ports 13 A and 14 A of the liquid supply mechanism 10 and the liquids of the liquid recovery mechanism 30 according to the contact angle of the liquid 1 with the membrane member SP.
  • the size of the collection port 31 A and 32 A can be adjusted. For example, when the contact angle of the liquid 1 with the film member SP is large, the film member SP has liquid repellency (water repellency) with respect to the liquid 1, so that the liquid 1 with respect to the substrate P Is easy to peel off.
  • the size of the liquid supply port can be adjusted by moving the shirt members 42 of the supply members 13, 14 as described with reference to FIG. Further, when the liquid 1 is liquid-repellent ('water-repellent) to the film member s P, as described above, the liquid 1 on the substrate P (the film member SP) is relatively collected by the liquid collection mechanism 30. Cool In this case, 32 A can be made smaller in the liquid recovery port 31 of the liquid recovery mechanism 30. By reducing the size of the liquid recovery ports 31A and 32A, it becomes difficult to inject air when recovering the liquid 1, so that the liquid recovery mechanism 30 smoothly moves the liquid 1 on the substrate P.
  • the membrane member SP has lyophilicity (hydrophilicity) with respect to the liquid 1, so that the liquid supply ports 13A, 14
  • the liquid immersion area AR2 can be formed smoothly even if the liquid 1 is supplied onto the substrate P by increasing A.
  • the liquid 1 is lyophilic (hydrophilic) with respect to the membrane member SP, the liquid 1 easily spreads on the substrate P (membrane member SP). It may be difficult to recover the liquid 1 on the member SP). Therefore, the liquid 1 on the substrate P can be recovered smoothly by increasing the liquid recovery ports 31 A and 32 A to recover the liquid 1 over a wide range.
  • the optimal immersion conditions (supply / recovery amount, supply / recovery position, etc.) corresponding to the contact angle (affinity) of liquid 1 to the membrane member SP are determined in advance, and the optimal immersion conditions are determined.
  • the information about the film member SP of the substrate P to be subjected to the exposure processing input through the input device 60 is stored in the storage device MRY.
  • the optimal immersion condition is selected and determined from a plurality of stored immersion conditions, and based on the selected immersion condition, the optimal immersion condition is determined as described above. Liquid supply ⁇ Recovery amount and liquid supply-Set the recovery position.
  • the control device CONT applies liquid immersion light to the substrate P.
  • the immersion exposure processing is performed as follows.
  • the control device CONT After the substrate P is loaded on the substrate stage PST by using the liquid supply mechanism 10, the liquid supply mechanism 10 is driven to start the liquid supply operation on the substrate P.
  • the liquid 1 sent from the first and second liquid supply units 11 and 12 of the liquid supply mechanism 10 respectively has the first and second piping systems 15 and 1 After flowing through 6, the liquid is supplied onto the substrate P via the first and second supply members 13, 14 to form a liquid immersion area AR2 between the projection optical system PL and the substrate P.
  • the supply rollers 13 and 14A of the first and second supply members 13 and 14 are arranged on both sides of the projection area AR1 in the X-axis direction (scanning direction).
  • the controller CONT simultaneously supplies the liquid 1 onto the substrate P from the supply ports 13A and 14A.
  • the liquid 1 supplied on the substrate P forms on the substrate P at least an immersion area AR2 wider than the projection area AR1.
  • the controller CONT controls the first and second liquid supply units 11 1 and 12 of the liquid supply mechanism 10. The liquid supply operation is controlled so that the liquid supply amount per unit time supplied before the projection area AR1 in the scanning direction is larger than the liquid supply amount supplied from the opposite side.
  • the control unit CONT controls the liquid amount from the one X side (that is, the supply port 13A) with respect to the projection area AR1 to the + X side. (That is, set to be larger than the liquid amount from the supply port 14 A).
  • the liquid amount from the + X side is set to be larger than the liquid amount from the 1X side for the projection area AR1.
  • the control device CONT controls the first and second liquid recovery units 33 and 34 of the liquid recovery mechanism 30, and performs the liquid recovery operation on the substrate P in parallel with the supply operation of the liquid 1 by the liquid supply mechanism 10. Do.
  • the liquid 1 on the substrate P flowing from the supply ports 13A and 14A of the first and second supply members 13 and 14 to the outside of the projection area AR1 is transferred to the first and second collection members 33. , 34 recovery ports 31 A, 32 A.
  • the liquid recovery mechanism 30 recovers the liquid 1 on the substrate P through the recovery ports 31 A N 32 A provided so as to surround the projection area AR 1.
  • the controller CONT can select and determine the immersion condition in consideration of the moving condition of the substrate P. For example, when scanning exposure is performed while moving the substrate P, when the film member SP of the substrate P has lyophilic property to the liquid 1, the liquid 1 is supplied only from one side in the scanning direction.
  • the liquid 1 is well wetted and spread on the substrate P, and the liquid immersion area AR2 can be formed smoothly.
  • the liquid supply mechanism 10 supplies the liquid 1 from the first supply member 13 and stops the liquid supply from the second supply member 14.
  • the liquid supply amount from the second supply member 14 can be smaller than the liquid supply amount from the first supply member 13.
  • the controller CONT determines the immersion conditions according to the speed or acceleration of the substrate P in the X-axis direction (scanning direction).
  • the controller CONT increases the amount of liquid supplied to the substrate P and increases the liquid recovery force on the substrate P.
  • the control device CONT reduces the amount of liquid supplied to the substrate P and reduces the liquid immersion even if the liquid recovery force on the substrate P is reduced.
  • the area AR2 can be formed smoothly.
  • the liquid 1 is likely to be separated due to an increase in the scanning speed (or acceleration) of the substrate P. Therefore, the liquid supply mechanism 10 increases the liquid supply amount per unit time and sets the supply position. Increase the liquid immersion area AR2 by setting the projection optical system PL at a position away from the projection area AR1.
  • the control unit CONT determines the immersion conditions according to the moving direction of the substrate P including the scanning direction (X-axis direction) and the step moving direction (Y-axis direction) of the substrate P.
  • the control unit CONT may include, among the plurality of collecting members 31 and 32 arranged so as to surround the projection area AR 1, the collecting members 31 and 32 arranged on the Y direction side with respect to the projection area AR 1. Can be controlled so as to increase the amount of liquid recovered from the liquid.
  • the controller CONT changes the shape of the liquid supply ports 13A and 14A and the shape of the liquid recovery ports 31A and 32A, which are one of the immersion conditions, according to the membrane member SP. You can also.
  • the supply port or the recovery port can be changed between a wide slit shape (substantially square shape) and a narrow slit shape (rectangular shape) by driving the shutter member 42.
  • various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, and a polygonal shape may be selected and determined according to the membrane member SP, for example, for the supply port and the recovery port.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment can supply pure water as the first liquid and fluorine-based oil as the second liquid to the substrate P by switching between them.
  • the controller CONT changes the liquid 1 supplied onto the substrate P according to the film member SP of the substrate P to be exposed.
  • the control device CONT controls the liquid supply mechanism 10 to select the liquid 1 to be supplied to the substrate P.
  • the controller CONT determines liquid immersion conditions according to the liquid 1 to be used.
  • the storage device MRY also stores in advance the relationship between the affinity between the membrane member SP and the liquid (second liquid) 1 and the immersion conditions corresponding to the affinity.
  • Controller CON T determines the liquid immersion conditions including the liquid supply / collection amount and the liquid supply / collection position according to the substrate (film member S) to be exposed.
  • the combination of the film member S ⁇ and the liquid type suitable for the film member S ⁇ ⁇ ⁇ and the combination thereof are used.
  • the liquid immersion conditions can be stored in the storage device MR ⁇ . In this way, if the light source of the exposure apparatus selects (inputs) the film member S ⁇ , the immersion conditions including the liquid type are automatically determined. In other words, the selection of the liquid type can be considered as one of the immersion conditions.
  • the material, manufacturer, product number, etc. of the photo resist can be stored as the film member S #. Further, the immersion conditions may be changed according to the material characteristics of the liquid 1 supplied onto the substrate.
  • the liquid 1 when the liquid 1 is a liquid that is easily volatilized, the liquid supply amount per unit time is increased. As a result, the liquid immersion area AR 2 can be formed smoothly even if the liquid 1 is easily volatilized. Further, when the liquid 1 that is easily volatilized is used, the liquid 1 is removed from the substrate P by volatilization, so that, for example, the liquid recovery power can be reduced. That is, the control device CONT can adjust the immersion conditions according to the volatility of the material characteristics of the liquid 1 supplied onto the substrate P.
  • the controller CONT controls the viscosity of the liquid 1 in the material characteristics of the liquid 1 by, for example, increasing the substrate holding force of the substrate holder with respect to the substrate P.
  • the immersion exposure conditions can be adjusted according to the conditions. That is, if the viscosity of the liquid 1 is high, the substrate P is pulled by the liquid 1 due to the viscosity of the liquid 1 during the scanning exposure, and the position of the substrate P with respect to the substrate holder may be shifted during the exposure.
  • the control device CONT can adjust the holding force of the substrate P by the substrate holder according to the viscosity of the liquid 1.
  • the vacuum suction force on the substrate P by the controller C 0 NT is increased.
  • the viscosity of the liquid 1 is low, the position of the substrate P is less likely to shift during the scanning exposure, and In consideration of the warpage, it is possible to perform control to reduce the vacuum suction force on the substrate P by the controller C 0 NT.
  • the specific heat of the liquid 1 changes as the liquid 1 is changed, for example, the amount of the exposure light EL is adjusted, or the refractive index change of the liquid 1 due to the temperature change of the liquid 1 is considered.
  • the focus position and the inclination of the substrate P can be controlled.
  • control for correcting the focus position detection result by the focus detection system 4 is also possible.
  • the affinity (contact angle) between the liquid 1 and the film member SP changes, the pressure exerted by the liquid 1 on the substrate P also changes. Position and tilt can also be controlled.
  • changing the liquid 1 changes the imaging characteristics of the image via the projection optical system PL and the liquid 1.
  • the control device CONT drives the imaging characteristic control device 3 based on the material characteristics and optical characteristics of the liquid 1 stored in the storage device MRY in advance, thereby changing the liquid 1. Changes in image characteristics can be corrected.
  • the controller CONT adjusts the position of the substrate stage PST in the Z-axis direction and the attitude in the 0X direction to adjust the surface of the substrate P to the image plane position changed with the change of the liquid 1.
  • the map data stored in the storage device MRY can be updated at any time. When exposing a substrate P having a different type of film member SP, or when using a new type of liquid 1, map data is created by performing, for example, an experiment on the new film member SP or liquid 1, and stored. What is necessary is just to update the map data stored in the device MRY. Further, the map data can be updated from a remote location to the exposure apparatus EX (storage device MRY) via a communication device including the Internet, for example.
  • the liquid supply mechanism 10 can supply two types of liquids according to the membrane member SP.
  • the liquid supply mechanism 10 may be configured to supply only one type of liquid. Alternatively, three or more liquids may be supplied.
  • the relationship between the affinity between the membrane member SP and the liquid 1 and the immersion condition corresponding to the affinity is stored in the storage device MRY, and the type of the membrane member SP used. If the type of liquid 1 to be used is known in advance, the relationship between the membrane member SP and the liquid immersion conditions is stored in the storage device MRY, and the membrane member SP selected (input) by an operator or the like. The liquid immersion condition may be determined immediately from the information.
  • the moving condition of the substrate P for example, the speed of the substrate P in scanning exposure or acceleration or both
  • the movement condition of the substrate P for example, the speed or acceleration of the substrate P during scanning exposure or its Both
  • the affinity between the film member SP and the liquid 1 When the affinity between the film member SP and the liquid 1 is relatively high, the liquid 1 easily spreads on the substrate P because the liquid 1 easily spreads on the substrate P, so that the liquid immersion area AR 2 is smoothly formed even when the speed and acceleration of the substrate P are increased. can do. Conversely, if the affinity of the film member SP for the liquid 1 is relatively low, the liquid 1 is difficult to spread and spread on the substrate P, and if the speed or acceleration of the substrate P is too high, the liquid 1 will peel off. Therefore, there is a possibility that the space between the projection optical system PL and the substrate P cannot be sufficiently filled with the liquid 1. When the affinity of the film member SP for the liquid 1 is relatively low, the speed and acceleration of the substrate P in the scanning exposure are reduced.
  • the moving condition of the substrate P can be determined based on the liquid immersion condition determined according to the film member SP.
  • the liquid recovery mechanism 30 has a low liquid recovery power determined according to the membrane member SP, the separation speed and acceleration of the substrate 1 should be reduced to prevent separation and leakage of the liquid 1.
  • the contact angle (affinity) between the membrane member SP and the liquid 1 is determined in advance by experiments or the like, and the immersion conditions corresponding to the determined contact angle are stored in the storage device MRY.
  • the film is formed on the liquid contact surface on the substrate P before the exposure processing.
  • the affinity between the member SP and the liquid 1 may be measured by a measuring device provided in the exposure apparatus EX, and the immersion condition may be determined based on the measurement result.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a measuring device 70 for measuring the affinity between the membrane member SP and the liquid 1.
  • the measuring device 70 is provided on the transport path of the substrate P.
  • the measuring device 70 is capable of dropping a liquid drop of the liquid 1 onto the substrate P held by the loader hand 71 and the loader hand 71, which constitute a part of the substrate transfer system.
  • a detecting unit 73 capable of detecting the liquid 1 droplet.
  • the loader hand 71 loads the substrate P to be subjected to the exposure processing to the substrate stage PST.
  • the mouth hand 71 has a rotation drive unit 74 for rotating the loader hand 71 in the axial direction, and is rotatable while holding the substrate P.
  • the driving of the rotation drive unit 74 is controlled by the control device CONT.
  • the detection unit 73 outputs a detection signal of the droplet to the control device C 0 NT.
  • the dropped liquid 1 is detected by the detection unit 73.
  • the detection signal is output to the control unit CONT, and the control unit CONT determines the inclination angle (fall angle) 0 of the substrate P at this time from the driving amount of the rotation drive unit 74.
  • the falling angle ⁇ is an angle at which the droplet of the liquid 1 on the surface of the film member SP of the substrate P rolls down when the substrate P is inclined with respect to the horizontal plane.
  • This falling angle ⁇ corresponds to the contact angle of the liquid 1 with the membrane member SP. For example, when the falling angle 0 is small, the film member SP has liquid repellency to the liquid 1 and the contact angle is large. Therefore, by determining the falling angle 0, the contact angle of the liquid 1 with respect to the membrane member SP can be determined.
  • the controller CONT sets liquid immersion conditions based on the contact angle measured by the measuring device 70, and sets the substrate stage PS by the loader hand 71. Perform liquid immersion exposure on the substrate ⁇ ⁇ ⁇ loaded on T.
  • a slide mechanism is provided for each of the supply members 13 and 14 and the recovery members 31 and 32, and the slide mechanism is driven.
  • the liquid supply position and the liquid recovery position are changed, as shown in FIG. 7, a part of the supply member and the recovery member is constituted by a flexible tube 80, and by bending the tube 80, the flexible tube 80 is bent.
  • the supply position and the recovery position may be changed.
  • the exposure apparatus EX in the above embodiment can be used by switching between pure water and a fluorine-based filter as the liquid 1, but pure water can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing plant or the like, and the substrate 1 There is an advantage that there is no adverse effect on the photoresist and optical elements (lenses) on P. In addition, since pure water has no adverse effect on the environment and has a very low impurity content, it can be expected to have an effect of cleaning the surface of the substrate P and the surface of the optical element provided on the tip end surface of the projection optical system PL.
  • the refractive index n of pure water (water) with respect to the exposure light EL having a wavelength of about 193 nm is about 1.44, and the ArF excimer laser light ( When a wavelength of 193 nm is used, the wavelength is shortened to 1 / n on the substrate P, that is, about 134 nm, and a high resolution is obtained. Furthermore, since the depth of focus is expanded to about n times, that is, about 1,44 times as compared to that in the air, when it is sufficient to secure the same depth of focus as when using it in the air, projection The numerical aperture of the optical system PL can be further increased, and the resolution is also improved in this respect.
  • the optical element 2 is attached to the tip of the projection optical system PL, and this lens can be used to adjust the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, aberrations (spherical aberration, coma, etc.).
  • 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.
  • a parallel plane plate that can transmit the exposure light EL may be used. Liquid 1 and By making the contacting optical element a parallel flat plate that is less expensive than a lens,
  • this optical element is made of an inexpensive parallel flat plate, the cost of replacement parts can be reduced and the time required for replacement can be shortened as compared with a lens. Maintenance costs (running costs) Increase and decrease in throughput can be suppressed. If the pressure between the optical element at the tip of the projection optical system PL and the substrate P caused by the flow of the liquid 1 is large, the optical element is not replaced by the optical element but is replaced by the pressure. You may fix firmly so that it may not move. In this embodiment, the space between the projection optical system PL and the surface of the substrate P is filled with the liquid 1, but for example, a cover glass made of a parallel flat plate is attached to the surface of the substrate P. The structure which fills the liquid 1 may be sufficient.
  • the light source of exposure light EL is an F 2 laser
  • this F 2 laser light will not transmit through water, the fluorine-based old I le, etc. that can transmit the F 2 laser beam as the liquid 1 a fluorine
  • the portion that comes into contact with the liquid 1 is subjected to lyophilic treatment by forming a thin film with a substance having a small polar molecular structure including, for example, sulfur and sodium.
  • liquid 1 other liquids that are transparent to the exposure light EL, have the highest possible refractive index, and are stable with respect to the photoresist applied to the projection optical system PL and the surface of the substrate P (for example, Cedar) Oil) can also be used. Also in this case, the surface treatment is performed according to the polarity of the liquid 1 to be used.
  • the substrate P in each of the above embodiments is used not only for a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also for a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an exposure apparatus. An original mask or reticle (synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.
  • the exposure apparatus EX includes a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by synchronously moving the mask M and the substrate P, as well as the mask M and the substrate P.
  • the present invention can also be applied to a step 'and' repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is exposed collectively while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially stepped.
  • stepper step-and-stitch type exposure apparatus that transfers at least two patterns on the substrate P while partially overlapping each other.
  • the present invention is also applicable to a twin-stage type exposure apparatus.
  • the type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element to the substrate P, but may be an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, or a thin film magnetic head. It can also be widely applied to exposure equipment for manufacturing reticle, mask, etc. If a linear motor is used for the substrate stage PST or mask stage MST, use an air-floating type using an air bearing and Lorentz force or reactance force. Either of the magnetic levitation types used may be used. Further, each stage PS and MST may be of a type that moves along a guide or a guideless type that does not have a guide. Examples of using a linear motor for the stage are disclosed in U.S. Patent Nos.
  • each stage PST, MST is such that a magnet unit with a two-dimensionally arranged magnet and an armature unit with a two-dimensionally arranged coil face each other to drive each stage PST, MST by electromagnetic force.
  • a flat motor may be used.
  • one of the magnet unit and the armature unit is connected to the stage PST, MS ⁇ , and the other of the magnet unit and the armature unit is provided on the moving surface side of the stage PST, MS ⁇ . Just do it.
  • the reaction force generated by the movement of the substrate stage PST may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member so as not to be transmitted to the projection optical system PL.
  • a method of processing this reaction is disclosed in detail in, for example, US Pat. No. 5,528,118 (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-166475). To the extent permitted by the laws of the country designated or selected in this international application, it is incorporated herein by reference.
  • the reaction force generated by the movement of the mask stage MST may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member so as not to be transmitted to the projection optical system PL.
  • the method of handling this reaction force is disclosed in detail in, for example, US Pat. No.
  • the exposure apparatus EX of the embodiment of the present invention maintains various mechanical subsystems including the components listed in the claims of the present application with predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. So, it is manufactured by assembling. Ensure these various accuracy Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and electrical adjustments for various electrical systems Adjustments are made to achieve accuracy.
  • the process of assembling the exposure apparatus from various subsystems includes mechanical connections, wiring connections of electric circuits, and piping connections of pneumatic circuits among the various subsystems.
  • a micro device such as a semiconductor device has the functions of a micro device.
  • Step 201 for performance design step 202 for manufacturing a mask (reticle) based on this design step, and Manufacturing a substrate as a substrate Step 203, exposure processing step 204 for exposing a mask pattern to the substrate using the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembling step (dicing step, bonding step, package step) It is manufactured through 205, inspection step 206, etc.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, different types of film members are determined by determining the liquid immersion conditions performed on the substrate according to the film members formed on the liquid contact surface on the substrate. Liquid immersion exposure processing can be smoothly performed on a plurality of substrates provided, and high versatility can be provided.
  • the present invention is directed to producing a highly integrated device at a high throughput by rapidly switching immersion conditions in a production line for performing exposure processing of various different objects such as a semiconductor device and a liquid crystal display device. To contribute.

Abstract

　露光方法は、投影光学系ＰＬと液体１とを介してパターンの像を基板上に投影することにより基板を露光する際、基板上の液体接触面に形成される膜部材ＳＰに応じて、基板に対して行われる液浸条件、例えば、液体種を決定することを含む。液体種は、第１及び第３液体供給部１１,２１を切換ることで選定される。異なるフォトレジスト層が設けられる基板Ｐに対して、液浸露光を円滑に行うことができる。

Description

明細書 露光方法及び露光装置並びにデバイス製造方法 技術分野 本発明は、 投影光学系と液体とを介してパターンの像を基板上に投影すること により基板を露光する露光方法及び露光装置、 並びにデバイス製造方法に関する ものである。 背景技術 半導体デバイスや液晶表示デバイスは、 マスク上に形成されたパターンを感光 性の基板上に転写する、 いわゆるフ才卜リソグラフィの手法により製造される。 このフォ卜リソグラフイエ程で使用される露光装置は、 マスクを支持するマスク ステージと基板を支持する基板ステージとを有し、 マスクステ一ジ及び基板ステ 一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転写する ものである。 近年、 デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投 影光学系の更なる高解像度化が望まれている。 投影光学系の解像度は、 使用する 露光波長が短くなるほど、 また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。 その ため、 露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、 投影光学系の開 口数も増大している。 そして、 現在主流の露光波長は、 K r Fエキシマレーザの 2 4 8 n mであるが、 更に短波長の A r Fエキシマレ一ザの 1 9 3 n mも実用化 されつつある。 また、 露光を行う際には、 解像度と同様に焦点深度 （D O F ) も 重要となる。 解像度 R、 及び焦点深度 <5はそれぞれ以下の式で表される。
R = k , ■ λ / Ν A … （ 1 )
(5 = ± k 2 . 入/ N A 2 … ( 2 )
ここで、 久は露光波長、 N Aは投影光学系の開口数、 1 ぃ k 2はプロセス係数 である。 （ 1 ) 式、 （ 2 ) 式より、 解像度 Rを高めるために、 露光波長 λを短く して、 開口数 N Aを大きくすると、 焦点深度 (5が狭くなることが分かる。 焦点深度 (5が狭くなり過ぎると、 投影光学系の像面に対して基板表面を合致さ せることが困難となり、 露光動作時のマ一ジンが不足する恐れがある。 そこで、 実質的に露光波長を短く して、 且つ焦点深度を広くする方法として、 例えば国際 公開第 9 9 / 4 9 5 0 4号公報に開示されている液浸法が提案されている。 この 液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たし、 液体中での露光光の波長が、 空気中の 1 / n ( nは液体の屈折率で通常 1 . 2〜 1 . 6程度） になることを利用して解像度を向上するとともに、 焦点深度を約 n 倍に拡大するというものである。 ところで、 露光対象である基板上に設けられるフォトレジス卜層、 あるいはそ の上層に設けられるトップコ一卜層等の膜部材には通常種々の材料が用いられる が、 液浸露光における液浸領域の液体との接触面となる前記膜部材の種類が変更 された場合、 液浸露光用の液体に対する親和性が変化する。 液浸露光では、 基板 上に液体を供給する動作と基板上の液体を回収する動作とが行われるが、 膜部材 に対する液体の親和性が変化すると、 液体回収動作や液体供給動作を円滑に行う ことができなくなる可能性がある。 この場合には、 液浸露光装置の汎用性が著し く低下する。 発明の開示 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、 異なる種類の膜部材 が設けられた基板に対して液浸露光を円滑に行うことができる露光方法及び露光 装置、 並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。 特に、 本発明は基 板上に形成される種々の膜部材に最適化した液浸条件の下で液浸露光を実現する .ことができる露光方法及び露光装置並びにデバイス製造方法を提供することを目 的とする。 上記の課題を解決するため、 本発明は実施の形態に示す図 1〜図 8に対応付け した以下の構成を採用している。 但し、 各要素に付した括弧付き符号はその要素 の例示に過ぎず、 各要素を限定するものではない。 本発明の第 1の態様に従えば、 液体 （ 1 ) を介してパターンの像を基板 （P ) 上に投影することにより基板 （P ) を露光する露光方法であって、 基板 （P ) 上 の液体接触面に形成される膜部材 （S P ) に応じて、 基板 （P ) の液浸条件を決 定することと；決定した液浸条件で基板を露光することを含む露光方法が提供さ れ 。 本発明によれば、 基板上の液体接触面に形成される膜部材、 具体的にはフォ卜 レジスト層、 あるいはこの上層に形成されるトップコート層に応じて、 基板を液 体を介して露光するときの液浸条件を決定する。 異なる種類の膜部材が設けられ た複数の基板を液浸露光するときに、 それぞれ決定された最適な液浸条件で露光 を行うことができる。 本明細書において、 「液浸条件」 とは、 基板を液体を介し て露光するときに、 基板上に液浸領域を形成するための条件を意味し、 液体を基 板上に供給する条件、 基板上から液体を回収する条件、 基板上に供給する液体の 種類などを含む概念である。 本発明の第 2の態様に従えば、 液体を介してパターンの像を基板上に投影する ことにより前記基板を露光する露光装置であって、 パターンの像を基板上に投影 する投影光学系（ P L ) と；前記液体を供給する液体供給機構（ 1 0 ) とを備え ； 前記液体供給機構 （ 1 0 ) は、 前記基板 （P ) 上の液体接触面に形成される膜部 材 （S P ) に応じて供給する液体を変える露光装置 （E X ) が提供される。 本発明の露光装置によれば、基板上の液体接触面に形成される膜部材に応じて、 液浸露光用の液体を変えることで、 異 る種類の膜部材が設けられた複数の基板 のそれぞれに対して良好な液浸条件のもとで液浸露光を行うことができる。 本発明の第 3の態様に従えば、 液体 （ 1 ) を介してパターンの像を基板 （P) 上に投影することにより前記基板を露光する露光装置であって、 パターンの像を 基板上に投影する投影光学系 （P L) と ；前記基板上の液体接触面に形成される 膜部材 （S P) と前記液体との親和性を計測する計測装置 （70) と ； を備える 露光装置 （EX) が提供される。 本発明によれば、 基板上の液体接触面に形成される膜部材と液浸露光用の液体 との親和性を計測する計測装置を設けたことにより、 この計測結果に基づいて、 最適な液浸条件を決定することができる。 したがって、 異なる種類の膜部材が設 けられた複数の基板のそれぞれについて液浸露光する場合にも、 良好な液浸条件 のもとで各基板を円滑に露光処理できる。 本発明の第 4の態様に従えば、 液体 （ 1 ) を介してパターンの像を基板 （P) 上に投影することにより前記基板を露光する露光装置であって、 パターンの像を 基板上に投影する投影光学系 （P L) と ；前記液体との親和性と、 その親和性に 対応する液浸条件との関係を複数記憶する記憶装置 （MR Y) とを備え；前記基 板上の液体接触面に形成される膜部材 （S P) に応じて、 前記記憶装置から液浸 条件が選択される露光装置 （EX) が提供される。 本発明によれば、 液体と膜部材との親和性と、 それに対応する液浸条件との関 係を予め記憶装置に記憶しておくことで、 露光対象の膜部材に関する情報に応じ て、 最適な液浸条件を選択し決定することができる。 したがって、 異なる種類の 膜部材が設けられた複数の基板のそれぞれについて液浸露光する場合にも、 良好 な液浸条件のもとで各基板を円滑に露光処理できる。 本発明の第 5態様に従えば、 液体 （ 1 ) を介してパターンの像を基板 （P) 上 に投影することにより前記基板を露光する露光装置であって、 パターンの像を基 板上に投影する投影光学系（P L)と；前記基板上の液体接触面に形成可能な種々 の膜部材 （S P) とそれぞれの膜部材に適した液浸条件の関係を記憶する記憶装 置（M R Y ) と；を含む露光装置（ Ε X )が提供される。 この露光装置によれば、 記憶装置が膜部材とそれぞれの膜部材に最適化された液浸条件を記憶しているの で、 膜部材が決定されると記憶装置から瞬時に最適な液浸条件、 例えば、 液体を 基板上に供給する条件、 基板上から液体を回収する条件及び基板上に供給する液 体の種類などを選び出すことができる。 従って、 液浸露光の際に、 露光対象物の 変更や膜部材の変更があっても、 迅速に且つ最適な液浸条件で対処することがで きる。 露光装置は、 さらに、 液浸露光に用いられる膜部材に応じて前記記憶装置 から液浸条件を選択して液浸条件を設定する制御装置（CO Ν Τ)を備えてよく、 これにより、 最適な液浸露光を自動化して行うことができる。 本発明の第 6の態様によれば、 液体 （ 1 ) を介してパターンの像を基板 （P) 上に投影することにより基板 （P) を露光する露光装置であって、 パターンの像 を基板 （P) 上に投影する投影光学系 （P L) と、 液体 （ 1 ) を供給するための 供給口 （ 1 3 A, 1 4 A) を有する液体供給機構 （ 1 0) を備え、 供給口 （ 1 3 A, 1 4 A) の大きさ及び形状の少なくとも一方は変更可能である露光装置 （E X) が提供される。 この露光装置によれば、 供給口の大きさ、 形状の少な〈とも 一方が変更可能なので、 例えば、 液浸露光の際に、 露光対象物の変更や膜部材の 変更があっても、 迅速に且つ最適な液浸条件で対処することができる。 本発明の第 7の態様によれば、 液体 （ 1 ) を介してパターンの像を基板 （P) 上に投影することにより基板 （P) を露光する露光装置であって、 パターンの像 を基板 （P) 上に投影する投影光学系 （P L) と、 液体 （ 1 ) を回収するための 回収口 （3 1 A, 32 A) を有する液体回収機構 （30) を備え、 回収口 （3 1 A, 32 A) の大きさ及び形状の少なくとも一方は変更可能である露光装置 （E X) が提供される。 この露光装置によれば、 回収口の大きさ及び形状の少なくと も一方が変更可能なので、 例えば、 液浸露光の際に、 露光対象物の変更や膜部材 の変更があっても、 迅速に且つ最適な液浸条件で対処することができる。 本発明の第 8態様に従えば、 上記態様の露光方法を用いることを特徴とするデ バイス製造方法が提供される。 また、 本発明の第 9態様に従えば、 上記態様の露 光装置 （EX) を用いることを特徴とするデバイス製造方法が提供される。 本発 明によれば、 様々な種類の基板に対して良好な液浸条件のもとで高いパターン転 写精度でノ、°夕一ンを転写でき、 所望の性能を発揮できるデバイスを提供できる。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図 2は、 本発明の実施形態における液体供給機構及び液体回収機構の配置例を 示す平面図である。
図 3 (a) 〜 （d) は、 供給部材及び回収部材の一実施形態を示す断面図であ る
図 4 (a)及び （b) は、 液体供給位置及び液体回収位置が変化する様子を説 明するための模式図である。
図 5は、 本発明の実施形態における制御系の一例を示すブロック図である。 図 6 (a) 及び （b) は、 計測装置の一実施形態も示す概略構成図である。 図 7 (a) 及び （b) は、 供給部材及び回収部材の一実施形態を示す断面図で あ 。
図 8は、 本発明の実施形態における半導体デバイスの製造工程の一例を示すフ 口一チヤ一卜図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の露光装置について、 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。 図 1は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。図 1において、 露光装置 EXは、 マスク （レチクル） Mを支持するマスクステージ MS Tと、 基 板 Pを支持する基板ステージ P S Tと、 マスクステージ M S Tに支持されている マスク Mを露光光 E Lで照明する照明光学系 I Lと、 露光光 E Lで照明されたマ スク Mのパターンの像を基板ステージ P S Tに支持されている基板 Pに投影露光 する投影光学系 Pしと、 露光装置 E X全体の動作を統括制御する制御装置 C Q N 丁と、 制御装置 C O'N Tに接続され、 露光動作に関する各種情報を記憶した記憶 装置 M R Yとを備えている。 本実施形態の露光装置 E X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 つて、 基板 P上に液体 1 を供給する液体供給機構 1 0と、 基板 P上の液体 1を回 收する液体回収機構 3 0とを備えている。 露光装置 E Xは、 少なくともマスク M のパターン像を基板 P上に転写している間、 液体供給機構 1 0から供給した液体 1により投影光学系 P Lの投影領域 A R 1を含む基板 P上の少なくとも一部に液 浸領域 A R 2を形成する。 具体的には、 露光装置 E Xは、 投影光学系 P Lの先端 部の光学素子 2と基板 Pの表面 （露光面） との間に液体 1 を満たし、 この投影光 学系 P Lと基板 Pとの間の液体 1及び投影光学系 P Lを介してマスク Mのパター ン像を基板 P上に投影し、 基板 Pを露光する。 ここで、 本実施形態では、 露光装置 E Xとしてマスク Mと基板 Pとを走査方向 (所定方向） における互いに異なる向き （逆方向） 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 （所謂スキャニングステ ツバ） 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、 所定方向） を X軸方向、 水 平面内において X軸方向と直交する方向を Y軸方向 （非走査方向） 、 X軸及び Y 軸方向に垂直で投影光学系 P Lの光軸 A Xと一致する方向を Z軸方向とする。 ま た、 X軸、 Y軸、 及び Z軸まわり方向をそれぞれ、 S X、 、 及び 方向と す o 基板 Pは、 デバイスの基材 （半導体ウェハやガラス基板） 上にフ才トレジスト 層、あるいはこのフ才卜レジス卜層の上層に設けられる 卜ップコ一卜層（保護層） からなる膜部材 S Pが設けられている。 したがって、 基板 P上の最上層に設けら れた膜部材 S Pは、液浸露光時において液体 1に接触する液体接触面を形成する。 フォトレジスト層としては、 例えば、 東京応化工業株式会社製 P6111が用いられ、 トップコート層として、 例えば、 東京応化工業株式会社製 TSP-3Aが用いられる。 これらの膜部材の材料特性、特に、用いる液体との濡れ性または接触角に応じて、 液浸条件が決定される。 照明光学系 I Lは、 マスクステージ MS Tに支持されているマスク Mを露光光 E Lで照明するものであり、 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ィンテグレータ、 オプティカルィンテグレ一夕からの 露光光 E Lを集光するコンデンサレンズ、 リレ一レンズ系、 露光光 E Lによるマ スク M上の照明領域 I Aをスリッ 卜状に設定する可変視野絞り等を有している。 マスク M上の所定の照明領域 I A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 I Lから射出される露光光 ELとしては、 例え ば水銀ランプから射出される紫外域の輝線 （g線、 h線、 i線） 及び K r Fェキ シマレ—ザ光 （波長 248 nm)等の遠紫外光 （DU V光） や、 A r Fエキシマ レーザ光 （波長 1 93 nm)及び F2レーザ光 （波長 1 57 nm)等の真空紫外 光 （VU V光） 等が用いられる。 本実施形態では、 A r Fエキシマレーザ光を用 いた。 マスクステージ MS Tは、 マスク Mを支持するものであって、 投影光学系 PL の光軸 A Xに垂直な平面内、 即ち X Y平面内で 2次元移動可能及び 0 Z方向に微 小回転可能である。 マスクステージ MS Tは、 リニアモ一夕等のマスクステージ 駆動装置 MSTDにより駆動される。 マスクステージ駆動装置 MSTDは、 制御 装置 CO N Tにより制御される。 マスクステージ MS T上には移動鏡 50が設け られている。 また、 移動鏡 50に対向する位置にはレーザ干渉計 51が設けられ ている。 マスクステージ M S T上のマスク Mの 2次元方向の位置、 及び回転角は レーザ干渉計 51によりリアルタイムで計測され、 その計測結果は制御装置 CO NTに出力される。 制御装置 C0NTは、 レーザ干渉計 51の計測結果に基づい てマスクステージ駆動装置 M S T Dを駆動することにより、 マスクステージ M S Tに支持されているマスク Mの位置決めを行う。 投影光学系 P Lは、 マスク Mのパ夕ーンを所定の投影倍率 5で基板 Pに投影露 光するものであって、 基板 P側の先端部に設けられた光学素子 （レンズ） 2を含 む複数の光学素子で構成されており、 これらの光学素子は鏡筒 P Kで支持されて いる。 また、 投影光学系 P Lには、 この投影光学系 P Lの結像特性 （光学特性） を調整可能な結像特性制御装置 3が設けられている。 結像特性制御装置 3は、 投 影光学系 P Lを構成する複数の光学素子の一部を移動可能な光学素子駆動機構、 及び鏡筒 P K内の複数の光学素子間のうちの特定の空間の圧力を調整する圧力調 整機構を含んで構成されている。 光学素子駆動機構は、 投影光学系 P Lを構成す る複数の光学素子のうちの特定の光学素子を光軸 A X方向に移動したり、 光軸 A Xに対して傾斜する。結像特性制御装置 3は制御装置 C 0 N T (こより制御される。 制御装置 C O N Tは結像特性制御装置 3を介して、 投影光学系 P Lの投影倍率や 像面位置を調整可能である。 本実施形態において、 投影光学系 P Lは、 投影倍率； βが例えば 1 / 4あるいは 1 / 5の縮小系である。 なお、 投影光学系 P Lは等倍系及び拡大系のいずれでも よい。 また、 本実施形態の投影光学系 P Lの先端部の光学素子 2は鏡筒 Ρ Κに対 して着脱 （交換） 可能に設けられている。 また、 先端部の光学素子 2は鏡筒 Ρ Κ より露出しており、 液浸領域 A R 2の液体 1は光学素子 2に接触する。 これによ り、 金属からなる鏡筒 P Kの腐蝕等を防止できる。 また、 露光装置 E Xは、 フォーカス検出系 4を有している。 フォーカス検出系 4は、 発光部 4 aと受光部 4 bとを有し、 発光部 4 aから液体 1を介して基板 P 表面 （露光面） に斜め方向から検出光を投射し、 その反射光を受光部 4 bで受光 する。 制御装置 C O N Tは、 フ才一カス検出系 4の動作を制御するとともに、 受 光部 4 bの受光結果に基づいて、 所定基準面に対する基板 P表面の Z軸方向にお ける位置 （フォーカス位置） を検出する。 また、 フォーカス検出系 4によって基 板 P表面における複数の各点での各フォーカス位置を求めることにより、 基板 P の傾斜方向の姿勢を求めることもできる。 基板ステージ P S Tは、 基板 Pを支持するものであって、 基板 Pを基板ホルダ を介して保持する Zステージ 52と、 Zステージ 52を支持する XYステージ 5 3と、 X Yステージ 53を支持するベース 54とを備えている。 基板ステージ P S Tはリニアモー夕等の基板ステージ駆動装置 P S T Dにより駆動される。 基板 ステージ駆動装置 P S T Dは制御装置 CON Tにより制御される。 なお、 Zステ —ジと X Yステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。 基板ステ一 ジ P S Tの XYステージ 53を駆動することにより、 基板 Pの XY方向における 位置 （投影光学系 P Lの像面と実質的に平行な方向の位置） が制御される。 基板ステージ P S T (Zステージ 52) 上には、 基板ステージ P S Tとともに 投影光学系 P Lに対して移動する移動鏡 55が設けられている。 また、 移動鏡 5 5に対向する位置にはレーザ干渉計 56が設けられている。 基板ステージ P S T 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 56によりリアルタ ィ厶で計測され、 その計測結果は制御装置 CO N Tに出力される。 制御装置 CO N Tは、 レーザ干渉計 56の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置 P S T D を介して XYステージ 53を駆動することで基板ステージ P S Tに支持されてい る基板 Pの X軸方向及び Y軸方向における位置決めを行う。 また、 制御装置 CO N Tは基板ステージ駆動装置 P S T Dを介して基板ステー ジ P S Tの Zステージ 52を駆動することにより、 Zステージ 52に保持されて いる基板 Pの Z軸方向における位置 （フォーカス位置） 、 及び 0X、 方向に おける位置を制御する。 即ち、 Zステージ 52は、 フォーカス検出系 4の検出結 果に基づく制御装置 C 0 N Tからの指令に基づし、て動作し、 基板 Pのフォーカス 位置 （Z位置） 及び傾斜角を制御して基板 Pの表面 （露光面） を投影光学系 P L 及び液体 1 を介して形成される像面に一致させる。 基板ステージ P S T ( Zステージ 5 2 ) 上には、 基板 Pを囲むように、 表面が 平坦な補助プレー卜 5 7が設けられている。 補助プレート 5 7は、 その表面が基 板ホルダに保持された基板 Pの表面と略同じ高さとなるように設けられている。 ここで、 基板 Pのエッジと補助プレー卜 5 7との間には 1〜2 m m程度の隙間が あるが、 液体 1の表面張力によりその隙間に液体 1が流れ込むことは殆どなく、 基板 Pの周縁近傍を露光する場合にも、 補助プレー卜 5 7により投影光学系 P L の下に液体 1 を保持することができる。 液体供給機構 1 0は、 基板 P上に液浸露光用の液体 1を供給するものであって 複数種の液体 1 を供給可能である。 本実施形態では、 液体供給機構 1 0は第 1の 液体である純水と第 2の液体であるフッ素系オイル （フッ素系流体） の 2種類の 液体 1を供給可能である。 液体供給機構 1 0は、 第 1の液体 （純水） を送出可能 な第 1液体供給部 1 1及び第 2液体供給部 1 2と、第 2の液体（フッ素系才ィル） を送出可能な第 3液体供給部 2 1及び第 4液体供給部 2 2と、 第 1液体供給部 1 1及び第 3液体供給部 2 1に接続され、 第 1の液体 （純水） 及び第 2の液体 （フ ッ素系オイル） のうちいずれか一方を選択し、 この選択した液体 1を基板 P上に 供給する第 1配管系 1 5と、 第 2液体供給部 1 2及び第 4液体供給部 2 2に接続 され、 第 1の液体 （純水） 及び第 2の液体 （フッ素系オイル） のうちいずれか一 方を選択し、 この選択した液体 1を基板 P上に供給する第 2配管系 1 6とを有し ている。 図 2は、 液体供給機構 1 0及び液体回収機構 3 0の概略構成を示す平面図であ る。 図 1及び図 2に示すように、 第 1配管系 1 5は、 第 1液体供給部 1 1及び第 3液体供給部 2 1のいずれか一方から送出された液体 1を流通する供給管 1 9を 備えている。 この供給管 1 9の一端部は、 管 1 7、 1 8を介してそれぞれ第 1液 体供給部 1 1及び第 3液体供給部 2 1に接続されている。 一方、 供給管 1 9の他 端部は、 複数の分岐管 1 3 Bを介して複数の第 1供給部材 1 3にそれぞれ接続さ れている。 複数の第 1供給部材 1 3は Y軸方向に並んで配置されており、 その供 給口 1 3 Aは基板 Pの表面に向けて近接して配置されている。 本実施形態におい て、 第 1供給部材 1 3は 5つ並んで配置されている。 また、 これら第 1供給部材 1 3は、 Y軸方向 （非走査方向） を長手方向とするスリツ 卜状 （矩形状） に設定 された投影光学系 P Lの投影領域 A R 1に対して走査方向一方側 （― X側） に設 けられている。 管 1 7、 1 8には弁 1 7 A、 1 8 Aがそれぞれ設けられている。 弁 1 7 A、 1 8 Aの動作は、制御装置 C 0 N Tに制御される。制御装置 C O N Tは、弁 1 7 A、 1 8 Aを用いて管 1 7を開放するとともに管 1 8を閉塞し、 第 1液体供給部 1 1 を駆動することにより、 第 1液体供給部 1 1から第 1の液体 （純水） を管 1 7、 供給管 1 9及び第 1供給部材 1 3を介して供給口 1 3 Aより基板 P上に供給する。 一方、 制御装置 C O N Tは、 弁 1 7 A、 1 8 Aを用いて管 1 8を開放するととも に管 1 7を閉塞し、 第 3液体供給部 2 1を駆動することにより、 第 3液体供給部 2 1から第 2の液体 （フッ素系オイル） を管 1 8、 供給管 1 9及び第 1供給部材 1 3を介して供給口 1 3 Aより基板 P上に供給する。 第 2配管系 1 6は、 第 2液体供給部 1 2及び第 4液体供給部 2 2のいずれか一 方から送出された液体 1を流通する供給管 2 5を備えており、 この供給管 2 5の 一端部は、 管 2 3、 2 4を介してそれぞれ第 2液体供給部 1 2及び第 4液体供給 部 2 2に接続されている。 一方、 供給管 2 5の他端部は、 複数の分岐管 1 4 Bを 介して複数の第 2供給部材 1 4にそれぞれ接続されている。 複数の第 2供給部材 1 4は Y軸方向に並んで配置されており、 その供給口 1 4 Aは基板 Pの表面に近 接して配置されている。 第 2供給部材 1 4は、 第 1供給部材 1 3同様、 5つ並ん で配置されている。 また、 これら第 2供給部材 1 4は投影領域 A R 1に対して走 査方向他方側 （+ X側） に設けられている。 管 2 3、 2 4には弁 2 3 A、 2 4 Aがそれぞれ設けられている。 弁 2 3 A、 2 4 Aの動作は、制御装置 C O N Tに制御される。制御装置 C O N Tは、弁 2 3 A、 2 4 Aを用いて管 2 3を開放するとともに管 2 4を閉塞し、 第 2液体供給部 1 2 を駆動することにより、 第 2液体供給部 1 2から第 1の液体 （純水） を管 2 3、 供給管 2 5及び第 2供給部材 1 4を介して供給口 1 4 Aより基板 P上に供給する。 一方、 制御装置 C O N Tは、 弁 2 3 A、 2 4 Aを用いて管 2 4を開放するととも に管 2 3を閉塞し、 第 4液体供給部 2 2を駆動することにより、 第 4液体供給部 2 2から第 2の液体 （フッ素系オイル） を管 2 4、 供給管 2 5及び第 2供給部材 1 4を介して供給口 1 4 Aより基板 P上に供給する。 上記第 1〜第 4の各液体供給部 1 1、 1 2、 2 1、 2 2は、 それぞれ液体 1を 収容するタンク及び加圧ポンプ等を備えている。 これらの各液体供給部 1 1、 1 2、 2 1、 2 2の液体供給動作は、 制御装置 C O N Tにより制御される。 制御装 置 C O N Tは、 各液体供給部 1 1、 1 2、 2 1、 2 2による基板 P上に対する単 位時間当たりの液体供給量をそれぞれ独立して制御可能である。 また、 各液体供 給部 1 1、 1 2、 2 1、 2 2はそれぞれ液体の温度調整機構を有しており、 装置 が収容されるチャンバ内の温度と略同じ 2 3 °Cの液体 1 を基板 P上に供給するこ とができる。 このように、 液体供給機構 1 0は、 配管系 1 5、 1 6を用いて複数種 （ここで は 2種） の液浸露光用の液体 1を選択的に使用するための液体供給動作を行う。 図 2に示すように、 液体 1が満たされた液浸領域 A R 2は、 投影領域 A R 1を含 むように基板 P上の一部に形成される。 液体供給機構 1 0は、 複数の第 1 、 第 2 供給部材 1 3、 1 4の供給口 1 3 A、 1 4 Aのそれぞれより、投影領域 A R 1の 両側から液体 1を同時に供給する。 以下、 液体供給機構 1 0が液浸露光用の液体 1 として純水を供給する場合につ いて説明する。 純水は、 露光光 E Lが A r Fエキシマレ一ザ光であっても透過可 能である。 また、 純水は紫外域の輝線 （g線、 h線、 i線） 及び K r Fエキシマ レーザ光（波長 2 4 8 n m )等の遠紫外光（ D U V光）も透過可能である。また、 投影光学系 P Lの先端の光学素子 2は蛍石で形成されている。 蛍石は純水との親 和性が高いので、 光学素子 2の液体接触面 2 aの略全面に液体 1を密着させるこ とができる。 本実施形態においては、 光学素子 2の液体接触面 2 aとの親和性が 高い液体 （純水） 1を供給しているので、 光学素子 2の液体接触面 2 aと液体 1 との密着性が高く、 水との親和性が高い石英を用いてもよい。 また、 光学素子 2 の液体接触面 2 aに親水化 （親液化） 処理を施して、 液体 1 との親和性をより一 層高めるようにしてもよい。 液体回収機構 3 0は、 基板 P上の液体 1 を回収する。 液体回収機構 3 0は、 基 板 Pの表面に近接して配置された回収口 3 1 A、 3 2 Aを有する複数の第 1 、 第 2回収部材 3 1、 3 2と、 この第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2にそれぞれ回収 管 3 3 A、 3 4 Aを介して接続された第 1、 第 2液体回収部 3 3、 3 4とを備え ている。 回収管 3 3 Aは複数の第 1回収部材 3 1にそれぞれ接続されており、 回 収管 3 4 Aも複数の第 2回収部材 3 2にそれぞれ接続されているが、 図 2ではそ の図示を一部省略している。 複数の第 1回収部材 3 1は、 投影領域 A R 1の— X 側に略円弧状に配置されており、 その回収口 3 1 Aは基板 Pの表面に向〈ように 配置されている。 また、 複数の第 2回収部材 3 2は、 投影領域 A R 2の + X側に 略円弧状に配置されており、 その回収口 3 2 Aは基板 Pの表面に向〈ように配置 されている。 これら複数の第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2は、 液体供給機構 1 0の第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4及び投影領域 A R 1を取り囲むように配置 されている。 第 1及び第 2液体回収部 3 3、 3 4は、 例えば真空ポンプ等の吸引装置及び回 収した液体 1 を収容するタンク等を備えており、 基板 P上の液体 1 を第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2並びに回収管 3 3 A、 3 4 Aを介して回収する。 第 1及び 第 2液体回収部 3 3、 3 4の液体回収動作は、 制御装置 C O N Tにより制御され る。 制御装置 C O N Tは、 第 1及び第 2液体回収部 3 3、 3 4による単位時間当 たりの液体回収量 （回収力） を制御可能である。 第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4の供給口から基板 P上に供給された液体 1は、 投影光学系 P Lの先端部 （光学 素子 2 ) の下端面と基板 Pとの間に濡れ拡がるように供給される。 また、 投影領 域 A R 1に対して第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4の外側に流出した液体 1は、 この第 1、 第 2供給部材 1 3、 1 4より投影領域 A R 1に対して外側に配置され ている第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2の回収口より回収される。 図 3は、 第 1供給部材 1 3の拡大断面図である。 図 3 ( a ) において、 第 1供 給部材 1 3は、 本体部材 4 0と、 本体部材 4 0の下方において本体部材 4 0に対 して X方向にスライ ド可能なスライ ド部材 4 1 と、 スライ ド部材 4 1の下端部で ある供給口 1 3 Aに設けられ、 スライ ド部材 4 1に対して X方向にスライ ドする ことにより供給口 1 3 Aの大きさを変更可能なシャツタ部材 4 2とを備えている。 スライ ド部材 4 1及びシャツタ部材 4 2は、 不図示の駆動装置によりスライ ド移 動される。 図 3 ( b ) に示すように、 スライ ド部材 4 1が本体部材 4 0に対して + X方向に移動することにより、供給口 1 3 Aの位置が + X側に移動する。また、 図 3 ( c ) に示すように、 スライ ド部材 4 1が本体部材 4 0に対して一X方向に 移動することにより、供給口 1 3 Aの位置か一 X側に移動する。さらに、図 3 ( d ) に示すように、 シャツタ部材 4 2が供給口 1 3 Aの内側に向かって移動すること により、 供給口 1 3 Aが小さくなる。 また、 第 2供給部材 1 4、 第 1回収部材 3 1及び第 2回収部材 3 2は、 それぞ れ第 1供給部材 1 3と同等の構成を有している。 したがって、 第 2供給部材 1 4 は供給口 1 4 Aの位置及び大きさを変更可能である。 なお、 供給口 1 3 A , 1 4 Aは、 位置及び大きさの一方だけが変更可能であってもよい。 同様に、 第 1及び 第 2回収部材 3 1、 3 2はそれぞれ回収口 3 1 A、 3 2 Aの位置及び大きさを変 更可能である。 回収口 3 1 A , 3 2 Aについても、 その位置及び大きさの一方だ けが変更可能であってもよい。 図 4は、 第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4の液体供給位置、 並びに、 第 1及び 第 2回収部材 3 1、 3 2の液体回収位置が変更される様子を示す模式図である。 制御装置 C O N Tは、 第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4の駆動装置、 並びに、 第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2の駆動装置を駆動することにより、 図 4 ( a ) に 示すように、 第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4による液体供給位置を投影光学系 P Lの投影領域 A R 1に近づけることができるとともに、 第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2による液体回収位置を投影領域 A R 1から離すことができる。 また、 図 4 ( b ) に示すように、 制御装置 C O N Tは、 第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4の駆動装置、 並びに、 第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2の駆動装置を駆動する ことにより、 第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4による液体供給位置を投影領域 A R 1から離すことができるとともに、 第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2による液 体回収位置を投影領域 A R 1に近づけることができる。 また、 第 1及び第 2供給 部材 1 3、 1 4による液体供給位置、 並びに、 第 1及び第 2回収部材 3 1、 3 2 による液体回収位置は、 それぞれ独立して調整可能である。 次に、 上述した露光装置 E Xを用いて、 マスク Mのパターンの像を投影光学系 P Lと液浸領域 A R 2の液体 1 とを介して基板 P上に投影露光する方法について 説明する。 ここで、 本実施形態における露光装置 E Xは、 マスク Mと基板 Pとを X軸方向 (走査方向） に移動しながらマスク Mのパターン像を基板 Pに投影露光するもの である。 この露光装置 E Xでは、 投影光学系 P Lの先端部直下のスリツ 卜状 （矩 形状） の投影領域 A R 1に、 照明領域 I Aに応じたマスク Mの一部のパターン像 が投影されるとともに、 投影光学系 P Lに対して、 マスク Mが一 X方向 （又は + X方向） に速度 Vで移動するのに同期して、 X Yステージ 5 3を介して基板 Pが + X方向（又は一 X方向）に速度 ;5■ V ( ySは投影倍率）で移動することにより、 走査露光が行われる。また、基板 P上には複数のショ 卜領域が設定されており、 1つのショッ 卜領域への露光終了後に、 基板 Pのステッピング移動によって次の ショッ 卜領域が走査開始位置に移動する。 以下、 ステップ 'アンド · スキャン方 式で基板 Pを移動しながら各ショッ 卜領域 S Aに対する走査露光処理が順次行わ れる。 また、 図 5のブロック図に示すように、 記憶装置 M R Yには、 液浸露光を行う ための液浸条件に関する情報が記憶されている （液浸条件データベース） 。 具体 的には、 記憶装置 M R Yは、 液浸露光時において基板 P上の液体 1に接触する液 体接触面に形成されている膜部材 S Pと液体 1 との親和性と、 その親和性に対応 する液浸条件との関係が複数マップデータとして記憶されている。 ここで、 膜部 材 S Pと液体 1 との親和性に関する情報は、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角 情報を含む。 さらに、 記憶装置 M R Yには、 液体 1の材料特性 （例えば、 揮発性 や粘性、密度、表面張力等）に応じた液浸露光条件が予め記憶されている。なお、 後述するように、 種々の膜部材 S Pとそれらの膜部材 S Pに好適な液体種を予め 調査しておき、 膜部材 S Pとその膜部材に好適な液体種の組合わせ並びにその組 合わせに最適な液浸条件を記憶装置 M R Yに保存しておいてもよい。 液浸露光処理を行うに際し、 露光処理されるべき基板 Pの膜部材情報が、 制御 装置 C O N Tに接続されている入力装置 6 0を介して制御装置 C O N Tに入力さ れる。 入力される膜部材情報には、 膜部材 S Pと液体 1 との接触角に関する情報 が含まれている。 制御装置 C O N Tは、 入力された膜部材情報 （接触角に関する 情報） に応じて、 記憶装置 M R Yに予め記憶されている膜部材 S Pと液体 1 との 親和性 （接触角） とその親和性 （接触角） に対応する液浸条件との関係 （マップ データ）を参照し、露光処理されるべき基板 Pに対する最適な液浸条件を選択し、 決定する。 ここで、 液浸条件は、 液浸露光用の液体 1の基板 P上への供給条件を含む。 ま た、 液体 1の供給条件は、 基板 P上に対する液体供給位置に関する条件及び単位 時間当たりの液体供給量に関する条件の少なくとも一方を含む。 さらに、 液浸条件は、 液浸露光用の液体 1の基板 P上からの回収条件を含む。 また、 液体 1の回収条件は、 基板 P上での液体回収位置に関する条件及び単位時 間当たりの液体回収量 （液体回収力） に関する条件の少な〈とも一方を含む。 例えば、 制御装置 C O N Tは、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角に応じて、 液体供給機構 1 0の液体供給量及び液体回収機構 3 0の液体回収量を調整する。 具体的には、 膜部材 s Pに対する液体 1の接触角が大きい場合、 膜部材 S Pは 液体 1に対して撥液性 （撥水性） を有していることになるので、 基板 P (膜部材 S P ) 上に液体 1 を供給した際、 この液体 1は過剰に濡れ拡がらない。 このよう な膜部材 S Pに対して液体 1 を供給する場合は、 液体供給機構 1 0は、 例えば、 単位時間当たりの液体供給量を多くする。 こうすることで、基板 P (膜部材 S P ) 表面に'対して液体 1を良好に濡れ拡がらせることができ、 液浸領域 A R 2を円滑 に形成できる。 また、 膜部材 S Pが撥液性を有する場合、 走査露光のために基板 Pを走査移動すると、 液体 1が基板 P (膜部材 S P ) に対して剥離しやすくなる が、 液体供給量を多くすることで、 液体 1の剥離の発生を抑えることができる。 さらに、 膜部材 S Pが液体 1に対して撥液性 （撥水性） である場合、 液体 1は 過剰に濡れ拡がらないので、 液体回収機構 3 0は基板 P (膜部材 S P ) 上の液体 1 を比較的回収しやすい。 したがって、 液体回収機構 3 0は、 液体回収力 （液体 回収部の駆動力） 、 即ち、 単位時間当たりの液体回収量を低減しても液体 1を円 滑に回収できる。 従って、 液体回収部の駆動に起因する振動の発生を抑制するこ とができる。
—方、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角が小さい場合、 膜部材 S Pは液体 1 に対して親液性 （親水性） を有していることになるので、 基板 P (膜部材 S P ) 上に液体 1 を供給した際、 液体 1は濡れ拡がりやすい。 従って、 この膜部材 S P に対して液体 1を供給する場合、 液体供給機構 1 0は、 例えば単位時間当たりの 液体供給量を少なく しても、 基板 P (膜部材 S P ) 表面に対して液体 1 を良好に 濡れ拡がらせることができ、 液浸領域 A R 2を円滑に形成できる。 また、 液体 1 の液体供給量を低減できるので、 液体 1の浪費を抑え、 液体供給部の駆動に起因 する振動の発生を抑制することができる。 また、 膜部材 S Pが液体 1に対して親液性 （親水性） である場合、 液体 1は基 板 P (膜部材 S P ) 上で濡れ拡がりやすいので、 液体回収機構 3 0によって基板 P (膜部材 S P ) 上の液体 1 を回収しづらくなる可能性がある。 従って、 液体回 収機構 3 0は液体回収力 （液体回収部の駆動力） 、 即ち、 単位時間当たりの液体 回収量を多くする。 こうすることで、 液体回収機構 3 0は液体 1を円滑に回収で さる。 また、 制御装置 C O N Tは、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角に応じて、 液 体供給機構 1 0の液体供給位置及び液体回収機構 3 0の液体回収位置を調整する ことができる。 例えば、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角が大きい場合には、 膜部材 S Pは 液体 1に対して撥液性 （撥水性） を有していることになるので、 基板 P (膜部材 S P ) 上に液体 1 を供給した際、 液体 1は濡れ拡がりにく くので、 走査露光する ために液体 1 に対して基板 Pを移動する際、 基板 P (膜部材 S P ) に対して液体 1が剥離しやすくなる可能性がある。 液体供給機構 1 0による液体供給位置を投 影光学系 P Lの投影領域 A R 1より離れた位置に、 即ち、 液体供給位置の投影光 学系 P Lの投影領域 A R 1に対する距離を長く して、 液浸領域 A R 2を大きく形 成することにより、 基板 Pを走査移動した際に液体 1の剥離の発生を抑えること ができる。 液体供給位置の調整は、 図 3を参照して説明したように、 供給部材 1 3、 1 4の本体部材 4 0に対してスライ ド部材 4 1をスライ ドさせればよい。 また、 液体 1が膜部材 S Pに対して璦液性 （撥水性） である場合、 過剰に濡れ 拡がらないので、 上述したように、 液体回収機構 3 0は基板 P (膜部材 S P ) 上 の液体 1を比較的回収しやすい。 したがって、 液体回収機構 3 0は液体回収位置 を投影光学系 P Lの投影領域 A R 1に近い位置にしても、 即ち、 液体回収位置の 投影光学系 P Lの投影領域 A R 1に対する距離を短く しても、 液体 1 を円滑に回 収できる。 従って、 液体回収機構 3 0が占有するスペースを少なくすることがで
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—方、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角が小さい場合、 膜部材 S Pは液体 1 に対して親液性 （親水性） を有していることになるので、 基板 P (膜部材 S P ) 上に液体 1 を供給した際、 液体 1は濡れ拡がりやすい。 したがって、 このような 膜部材 S Pに対して液体 1 を供給する場合には、 液体供給機構 1 0による液体供 給位置を投影光学系 P L'の投影領域 A R 1に近い位置にする、 即ち、 液体供給位 置の投影光学系 P Lの投影領域 A R 1に対する距離を短くすることにより、 液体 1の外側への漏洩を抑えることができる。 また、 液体 1が膜部材 S Pに対して親液性 （親水性） である場合、 液体 1は基 板 P (膜部材 S P ) 上で濡れ拡がりやすいので、 液体回収機構 3 0によって基板 P (膜部材 S P ) 上の液体 1 を回収しづらくなる可能性がある。 液体回収機構 3 0による液体回収位置を投影光学系 P Lの投影領域 A R 1より離れた位置にする、 即ち、 液体回収位置の投影光学系 P Lの投影領域 A R 1に対する距離を長くする ことにより、 液体回収機構 3 0は液体 1 を円滑に回収できる。 つまり、 液体 1が 濡れ拡がりやすい場合には、 液体供給位置に対して離れた位置で液体回収するこ とで、供給された液体 1の流れの勢いが低減された状態で回収することができる。 よって'、 膜部材 S Pに対して親液性を有する液体 1を回収する際には、 液体供給 位置と離れた位置、 即ち、 投影領域 A R 1 と離れた位置に液体回収位置を設定す ることが好ましい。 ' また、 制御装置 C O N Tは、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角に応じて、 液 体供給機構 1 0の液体供給口 1 3 A、 1 4 Aの大きさ及び液体回収機構 3 0の液 体回収口の大きさ 3 1 A、 3 2 Aを調整することができる。 例えば、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角が大きい場合には、 膜部材 S Pは 液体 1に対して撥液性 （撥水性） を有していることになるので、 基板 Pに対して 液体 1は剥離しやすい。 この場合、 液体供給口 1 3 A、 1 4 Aを小さくすること により、 基板 P上に供給される液体 1の流れの勢いが増すため、 剥離を抑えるこ とができる。 液体供給口の大きさの調整は、 図 3を参照して説明したように、 供 給部材 1 3、 1 4のシャツタ部材 4 2を移動すればよい。 また、 液体 1が膜部材 s Pに対して撥液性 （'撥水性） である場合、 上述したよ うに、 液体回収機構 3 0によって基板 P (膜部材 S P ) 上の液体 1 を比較的回収 しゃすい。 この場合、 液体回収機構 3 0の液体回収口 3 1に 3 2 Aを小さ〈す ることができる。 液体回収口 3 1 A、 3 2 Aを小さくすることにより、 液体 1を 回収する際に、 空気を嚙み込みにく くなるので、 液体回収機構 3 0は基板 P上の 液体 1を円滑に回収することができる。 一方、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角が小さい場合、 膜部材 S Pは液体 1 に対して親液性 （親水性） を有していることになるので、 液体供給口 1 3 A、 1 4 Aを大きく して液体 1 を基板 P上に供給しても円滑に液浸領域 A R 2を形成す ることができる。 また、 液体 1が膜部材 S Pに対して親液性 （親水性） である場合、 液体 1は基 板 P (膜部材 S P ) 上で濡れ拡がりやすいので、 液体回収機構 3 0は基板 P (膜 部材 S P ) 上の液体 1 を回収しづら〈なる可能性がある。 そこで、 液体回収口 3 1 A、 3 2 Aを大きく して広い範囲で液体 1 を回収することで、 基板 P上の液体 1 を円滑に回収することができる。 以上説明したように、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角 （親和性） に対応す る最適な液浸条件 （供給■回収量、 供給■回収位置等） を予め求め、 この最適な 液浸条件に関する情報を記憶装置 M R Yに記憶しておくことにより、 制御装置 C 0 N Tは、 入力装置 6 0を介して入力された露光処理されるべき基板 Pの膜部材 S Pに関する情報 （液体 1 に関する膜部材 S Pの接触角情報） に基づいて、 複数 記憶されている液浸条件の中から最適な液浸条件を選択して決定し、 この選択し た液浸条件に基づいて、 上述したように、 最適な液体供給 · 回収量や液体供給 - 回収位置を設定する。 この状態で、 制御装置 C O N Tは、 基板 Pに対して液浸露 光を ΐ丁う。 液浸露光処理は、 以下のように行われる。 制御装置 C O N Tは、 基板搬送系を 使って基板 Pを基板ステージ P S Tにロードした後、 液体供給機構 1 0を駆動し て基板 P上に対する液体供給動作を開始する。 液浸領域 A R 2を形成するために 液体供給機構 1 0の第 1及び第 2液体供給部 1 1、 1 2からそれぞれ送出された 液体 1は、 第 1及び第.2配管系 1 5、 1 6を流通した後、 第 1及び第 2供給部材 1 3, 1 4を介して基板 P上に供給され、 投影光学系 P Lと基板 Pとの間に液浸 領域 A R 2を形成する。 第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4の供給ロ 1 3 、 1 4 Aは投影領域 A R 1の X軸方向 （走査方向） 両側に配置されている。 制御装置 C ON Tは、 供給口 1 3 A、 1 4 Aから基板 P上への液体 1の供給を同時に行う。 これにより、 基板 P上に供給された液体 1は、 少なくとも投影領域 A R 1 より広 い範囲の液浸領域 A R 2を基板 P上に形成する。 本実施形態において、 投影領域 A R 1の走査方向両側から基板 Pに対して液体 1を供給する際、 制御装置 CO N Tは液体供給機構 1 0の第 1及び第 2液体供給 部 1 1、 1 2の液体供給動作を制御し、 走査方向に関して投影領域 A R 1の手前 から供給する単位時間当たりの液体供給量を、 その反対側から供給する液体供給 量よりも多く設定する。 例えば、 基板 Pを + X方向に移動しつつ露光処理する場 合、 制御装置 CO NTは投影領域 A R 1に対して一 X側 （即ち、 供給口 1 3 A) からの液体量を +X側 （即ち、 供給口 1 4 A) からの液体量より多くなるよう設 定する。 一方、 基板 Pを一 X方向に移動しつつ露光処理する場合、 投影領域 A R 1に対して + X側からの液体量を一 X側からの液体量より多くなるよう設定する。 また、制御装置 C O N Tは、液体回収機構 30の第 1及び第 2液体回収部 33、 34を制御し、 液体供給機構 1 0による液体 1の供給動作と並行して基板 P上の 液体回収動作を行う。 これにより、 第 1及び第 2供給部材 1 3、 1 4の供給口 1 3 A、 1 4 Aから投影領域 A R 1の外側に流れる基板 P上の液体 1は、 第 1及び 第 2回収部材 33、 34の回収口 3 1 A、 32 Aより回収される。 このように、 液体回収機構 30は、 投影領域 A R 1 を取り囲むように設けられている回収口 3 1 AN 32 Aにより基板 P上の液体 1の回収を行う。 ここで、 制御装置 C O N Tは、 基板 Pの移動条件も考慮して、 液浸条件を選択 し決定することができる。 例えば、 基板 Pを移動しながら走査露光する場合、 基 板 Pの膜部材 S Pが液体 1に対して親液性を有している場合には、 液体 1 を走査 方向の一方の側からのみ供給することによつても、 液体 1 が基板 P上で良好に濡 れ拡がって、 液浸領域 A R 2を円滑に形成することができる。 例えば、 基板 Pを + X方向に移動しながら液浸露光する際、 液体供給機構 1 0は第 1供給部材 1 3 から液体 1を供給し、 第 2供給部材 1 4からの液体供給を停止する、 あるいは、 第 2供給部材 1 4からの液体供給量を第 1供給部材 1 3からの液体供給量より少 な〈することができる。 一方、 基板 Pの膜部材 S Pが液体 1 に対して撥液性を有 している場合には、 液体 1を走査方向両側から供給することで、 液浸領域 A R 2 を円滑に形成することができる。 また、 制御装置 C O N Tは、 基板 Pの X軸方向 （走査方向） に関する速度また は加速度に応じて、 液浸条件を決定する。 例えば、 基板 Pの走査速度 （あるいは 加速度） が高速であれば、 制御装置 C O N Tは基板 Pに対する液体供給量を増大 するとともに、 基板 P上の液体回収力を増大する。 一方、 基板 Pの走査速度 （あ るいは加速度） が比較的低速であれば、 制御装置 C O N Tは基板 Pに対する液体 供給量を減少し、 基板 P上の液体回収力を低減しても、 液浸領域 A R 2を円滑に 形成することができる。 また、 基板 Pの走査速度 （あるいは加速度） が高速化することによる、 液体 1 の剥離が生じやすくなるので、 液体供給機構 1 0は単位時間当たりの液体供給量 を多くするとともに、 その供給位置を投影光学系 P Lの投影領域 A R 1より離れ た位置に設定して液浸領域 A R 2を大きくする。 これにより、 液体 1の剥離の発 生を抑えることができる。 同様に、 基板 Pの走査速度 （あるいは加速度） が高速 化するに従い、 基板 P上の液体 1を回収しづらくなるので、 液体回収機構 3 0に よる液体回収力を増大するとともに、 この回収位置を投影光学系 P Lの投影領域 A R 1から離れた位置に設定して、 液体 1の流れの勢い低減された位置で液体 1 を回収することによって、 液体 1を円滑に回収することができる。 更に、 制御装置 CO N Tは、 基板 Pの走査方向 （X軸方向） 及びステップ移動 方向 （Y軸方向） を含む基板 Pの移動方向に応じて、 液浸条件を決定する。 例え ば、 基板 Pが Y軸方向にステップ移動する際には、 液体供給機構 1 0による液体 回収動作を停止、あるいは走査露光時に比べて液体供給量を低減する。あるいは、 制御装置 CO N Tは、 投影領域 AR 1 を囲むように配置された複数の回収部材 3 1、 32のうち、 投影領域 A R 1に対して Y方向側に配置された回収部材 3 1、 32からの液体回収量を多くするような制御が可能である。 また、 制御装置 CO N Tは、 膜部材 S Pに応じて、 液浸条件の 1つである液体 供給口 1 3 A、 1 4 Aの形状や、 液体回収口 3 1 A、 32 Aの形状を変えること もできる。 本実施形態では、 シャツタ部材 42を駆動することで供給口あるいは 回収口を、 幅の広いスリッ 卜形状 （略正方形状） と幅の狭いスリット形状 （長方 形状） との間で変更可能であるが、 例えば、 供給口及び回収口の形状を膜部材 S Pに応じて、 円形状や楕円形状、 あるいは多角形状にする等、 種々の形状を選択 し決定してもよい。 ところで、 上述したように、 本実施形態の露光装置 EXは、 第 1の液体である 純水と、 第 2の液体であるフッ素系オイルとを切り替えて基板 P上に供給可能で ある。制御装置 CON Tは、 露光処理されるべき基板 Pの膜部材 S Pに応じて、 基板 P上に供給する液体 1 を変える。 例えば、 膜部材 S Pが、 アミン系物質等の 純水に溶けやすいものである場合、 液浸露光用の液体 1 としてフッ素系オイルを 使うことが好ましい。 入力装置 60を介して膜部材 S Pに関する情報が入力され た後、 制御装置 C ON Tは液体供給機構 1 0を制御して基板 Pに供給する液体 1 を選択する。 次いで、 制御装置 CON Tは、 使用する液体 1に応じて液浸条件を 決定する。 記憶装置 M R Yには、 予めこの膜部材 S Pと液体 （第 2の液体） 1 との親和性 と、 その親和性に対応する液浸条件との関係も記憶されている。 制御装置 CON Tは、 露光処理されるべき基板 Ρ (膜部材 S Ρ ) に応じて、 液体供給■ 回収量や 液体供給■ 回収位置を含む液浸条件を決定する。 前述の膜部材 S Ρに応じて基板 Ρ上に供給する液体 1を変更する場合には、 膜 部材 S Ρとその膜部材 S Ρに好適な液体種の組合わせ並びにその組合わせを用い る場合の液浸条件を記憶装置 M R Υに保存しておくことができる。 こうすること で、 露光装置の才ペレ一夕が膜部材 S Ρを選定 （入力） すれば、 液体種を含めた 液浸条件が自動的に決定されることになる。 すなわち、 液体種の選定は液浸条件 の一つと見ることもできる。なお、膜部材 S Ρとしては、フォ卜レジス卜の材料、 製造主、 品番などを記憶させておくことができる。 また、基板 Ρ上に供給する液体 1の材料特性によつて液浸条件を変えてもよい。 例えば、 液体 1が揮発しやすい液体である場合には、 単位時間当たりの液体供給 量を多くする。 これにより、 揮発しやすい液体 1であっても、 液浸領域 A R 2を 円滑に形成できる。 また、 揮発しやすい液体 1を用いた場合、 揮発することによ つて基板 Pから除去されるので、 例えば、 液体回収力を低減することもできる。 つまり、 制御装置 C O N Tは、 基板 P上に供給される液体 1の材料特性のうちの 揮発性に応じて液浸条件を調整することができる。 また、 基板 P上に供給する液体 1の粘性が高い場合には、 例えば、 基板 Pに対 する基板ホルダによる基板保持力を大きくする等、 制御装置 C O N Tは、 液体 1 の材料特性のうちの粘性に応じて液浸露光条件を調整することができる。つまり、 液体 1の粘性が高いと、 走査露光した際に液体 1の粘性により基板 Pが液体 1に 引っ張られ、 露光中に基板ホルダに対する基板 Pの位置がずれてしまう可能性が ある。 本実施形態において、 制御装置 C O N Tは、 液体 1の粘性に応じて基板ホ ルダによる基板 Pの保持力を調整することができる。 具体的には、 基板ホルダが 真空吸着孔を介して基板 Pを真空吸着保持する構造である場合には、 制御装置 C 0 N Tによる基板 Pに対する真空吸着力を増大する。 一方、 液体 1の粘性が低い 場合には、 走査露光中に基板 Pの位置がずれる可能性が低くなるので、 基板 の 反りを考慮して、 制御装置 C 0 N Tによる基板 Pに対する真空吸着力を低減する 制御が可能である。 更に、 液体 1が変更されることにより液体 1の比熱も変わるため、 例えば、 露 光光 E Lの光量を調整したり、 あるいは、 液体 1の温度変化に伴う液体 1の屈折 率変化を考慮して、 基板 Pのフォーカス位置及び傾斜を制御することができる。 例えば、 フォーカス検出系 4によるフォーカス位置検出結果を補正する制御も可 能である。 また液体 1 と膜部材 S Pとの親和性 （接触角） が変わることにより、 液体 1が基板 Pに及ぼす圧力も変わるため、 液体 1が基板 Pに及ぼす圧力変化も 考慮して、 基板 Pのフォーカス位置及び傾斜を制御することもできる。 また、 液体 1 を変更することにより、 投影光学系 P L及び液体 1も介した像の 結像特性が変化することが考えられる。 この場合、 制御装置 C O N Tは、 記憶装 置 M R Yに予め記憶されている液体 1の材料特性及び光学特性に基づいて結像特 性制御装置 3を駆動することで、 液体 1を変更したことによる結像特性の変化を 補正することができる。 更に、 制御装置 C O N Tは、 基板ステージ P S Tの Z軸 方向の位置や 0 X、 方向の姿勢を調整することで、 液体 1の変更に伴って変 化した像面位置に基板 Pの表面を合わせ込むこともできる。 記憶装置 M R Yに記憶されているマップデー夕は随時更新することができる。 さらに異なる種類の膜部材 S Pを有する基板 Pを露光するときや、 新たな種類の 液体 1を使うときには、 この新たな膜部材 S Pや液体 1についての例えば実験を 行ってマップデータを作成し、 記憶装置 M R Yに記憶されているマップデータを 更新すればよい。 また、 マップデータの更新は、 例えばインターネッ 卜を含む通 信装置を介して、 露光装置 E X (記憶装置 M R Y ) に対して遠隔地より行うこと も可能である。 なお、 上述の実施形態においては、 液体供給機構 1 0は、 膜部材 S Pに応じて 2種類の液体を供給可能であるが、 1種類の液体だけを供給する構成であっても よいし、 3種類以上の液体を供給できるようにしてもよい。 また上述の実施形態 においては、 膜部材 S Pと液体 1 との親和性と、 その親和性に対応する液浸条件 との関係を記憶装置 M R Yに記憶している力、 使用する膜部材 S Pの種類及び使 用する液体 1の種類が予め分っている場合には、 膜部材 S Pと液浸条件との関係 を記憶装置 M R Yに記憶しておき、 オペレータなどによって選択 （入力） された 膜部材 S Pの情報から直ちに液浸条件が決定されるようにしてもよい。 また、 本実施形態においては、 膜部材 S Pと液体 1 との接触角 （親和性） に応 じて液浸条件を決定する場合に、 基板 Pの移動条件 （例えば、 走査露光における 基板 Pの速度若しくは加速度またはその両方） を考慮しているが、 膜部材 S Pと 液体 1 との接触角 （親和性） に基づいて、 基板 Pの移動条件 （例えば、 走査露光 における基板 Pの速度若しくは加速度またはその両方） を決定するようにしても よい。 例えば、 膜部材 S Pの液体 1に対する親和性が比較的高い場合には、 走査 露光における基板 Pの速度や加速度を大きくする。膜部材 S Pと液体 1 との親和 性が比較的高い場合には、 液体 1が基板 P上で濡れ拡がりやすいため、 基板 Pの 速度や加速度を大きく しても液浸領域 A R 2を円滑に形成することができる。 逆 に、 膜部材 S Pの液体 1に対する親和性が比較的低い場合には、 液体 1 が基板 P 上で濡れ拡がりにくいため、 基板 Pの速度や加速度を大きく しすぎると液体 1の 剥離等が生じて、 投影光学系 P Lと基板 Pとの間を液体 1で十分に満たせない可 能性がある。 膜部材 S Pの液体 1に対する親和性が比較的低い場合に、 走査露光 における基板 Pの速度や加速度を小さ〈する。 また、 膜部材 S Pに応じて決定さ れた液浸条件に基づいて基板 Pの移動条件を決定することもできる。 例えば、 膜 部材 S Pに応じて決定された液体回収機構 3 0の液体回収力が小さい場合には、 基板 Pの走査速度や加速を小さくすることよって、 液体 1の剥離や漏洩を防止す ることができる。 また、 本実施形態では、 膜部材 S Pと液体 1 との接触角 （親和性） を予め実験 等により求めておき、 この求めた接触角に対応する液浸条件を記憶装置 M R Yに 記憶しておく構成であるが、 露光処理前に基板 P上の液体接触面に形成される膜 部材 S Pと液体 1 との親和性を露光装置 EXに設けられた計測装置で計測し、 こ の計測結果に基づいて液浸条件を決定するようにしてもよい。 図 6は、 膜部材 S Pと液体 1 との親和性を計測する計測装置 70を示す模式図 である。 本実施形態において、 計測装置 70は基板 Pの搬送経路上に設けられて いる。 図 6 (a) において、 計測装置 70は、 基板搬送系の一部を構成するロー ダ用ハンド 71 と、 ローダ用ハンド 7 1に保持されている基板 P上に液体 1の液 滴を滴下可能な滴下部 72と、 液体 1の液滴を検知可能な検知部 73とを備えて いる。 ローダ用ハンド 7 1は、 露光処理されるべき基板 Pを基板ステージ P S T に口一ドする。 口一ダ用ハンド 71は、 ローダ用ハンド 7 1 を軸方向に回転する ための回転駆動部 74を有しており、 基板 Pを保持した状態で回転可能となって いる。 この回転駆動部 74の駆動は、 制御装置 CON Tに制御される。 検知部 7 3は、 液滴の検知信号を制御装置 C 0 N Tに出力する。 膜部材 S Pと液体 1 との親和性 （接触角） を計測する際には、 ローダ用ハンド 7 1 が基板 Pを水平に保持した状態で、 基板 Pの膜部材 S Pに対して滴下部 72 より液体 1の液滴が滴下される。 液体 1の液滴が基板 Pの膜部材 S P上に配置さ れたら、 ローダ用ハンド 71を図 6 (a) 中の矢印 rで示す方向に回転すること により、 保持した基板 Pを傾斜させる。 基板 Pを傾斜させるにしたがって、 図 6 (b) に示すように、 液体 1が基板 P (膜部材 S P) 表面から転がるように落下 する。 落下した液体 1は検知部 73に検知される。 その検知信号は制御装置 CO N Tに出力され、 制御装置 CON Tは、 このときの基板 Pの傾斜角度 （転落角） 0を、 回転駆動部 74の駆動量より求める。 転落角 Θは、 基板 Pを水平面に対し て傾けたときに基板 Pの膜部材 S P表面の液体 1の液滴が転がり落ちる角度であ る。 この転落角 Θは、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角に対応する。 例えば、 転落角 0が小さい場合には、 膜部材 S Pは液体 1に対して撥液性を有し、 その接 触角は大きい。 従って、 転落角 0を求めることにより、 膜部材 S Pに対する液体 1の接触角を求めることができる。 制御装置 CON Tは、 計測装置 70で計測し た接触角に基づいて液浸条件を設定し、 ローダ用ハンド 7 1で基板ステージ P S T上にロードされた基板 Ρに対して液浸露光を行う。 なお、 本実施形態では、 図 3を参照して説明したように、 供給部材 1 3、 1 4 及び回収部材 3 1、 3 2のそれぞれにスライ ド機構を設け、 スライ ド機構を駆動 することで液体供給位置及び液体回収位置の変更を行っているが、 図 7に示すよ うに、 供給部材及び回収部材の一部をフレキシブルチューブ 8 0で構成し、 この チューブ 8 0を曲げることで、 図 7 ( a ) 及び （b ) に示すように、 その供給位 置及び回収位置を変更するようにしてもよい。 なお、 上記実施形態における露光装置 E Xは、 液体 1 として純水とフッ素系才 ィルとを切り替えて使用可能であるが、 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上のフォトレジス卜や光学素子 （レンズ） 等に対 する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、 不純物の含有量が極めて低いため、 基板 Pの表面及び投影光学系 P Lの先端面に 設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。 そして、 波長が 1 9 3 n m程度の露光光 E Lに対する純水 （水） の屈折率 nは 略 1 . 4 4程度と言われており、 露光光 E Lの光源として A r Fエキシマレ一ザ 光 （波長 1 9 3 n m ) を用いた場合、 基板 P上では 1 / n、 即ち、 約 1 3 4 n m 程度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、 即ち、 約 1 , 4 4倍程度に拡大されるため、 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 P Lの開口数をより増 加させることができ、 この点でも解像度が向上する。 本実施形態では、 投影光学系 P Lの先端に光学素子 2が取り付けられており、 このレンズにより投影光学系 P L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 P Lの先端に取り付ける光学 素子としては、 投影光学系 P Lの光学特性の調整に用いる光学プレー卜であって もよい。 あるいは露光光 E Lを透過可能な平行平面板であってもよい。 液体 1 と 接触する光学素子を、 レンズより安価な平行平面板とすることにより、 露光装置
E Xの運搬、 組立、 調整時等において投影光学系 P Lの透過率、 基板 P上での露 光光 E Lの照度、 及び照度分布の均一性を低下させる物質 （例えばシリコン系有 機物等） がその平行平面板に付着しても、 液体 1 を供給する直前にその平行平面 板を交換するだけでよく、 液体 1 と接触する光学素子をレンズとする場合に比べ てその交換コス卜が低くなるという利点がある。 即ち、 露光光 E Lの照射により レジストから発生する飛散粒子、 または液体 1中の不純物の付着などに起因して 液体 1に接触する光学素子の表面が汚れるため、 その光学素子を定期的に交換す る必要があるが、 この光学素子を安価な平行平面板とすることにより、 レンズに 比べて交換部品のコス卜が低く、 且つ交換に要する時間を短くすることができ、 メンテナンスコスト （ランニングコスト） の上昇やスループッ トの低下を抑える ことができる。 なお、 液体 1の流れによって生じる投影光学系 P Lの先端の光学素子と基板 P との間の圧力が大きい場合には、 その光学素子を交換可能とするのではなく、 そ の圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。 なお、 本実施形態では、 投影光学系 P Lと基板 P表面との間は液体 1で満たさ れている構成であるが、 例えば基板 Pの表面に平行平面板からなるカバ一ガラス を取り付けた状態で液体 1 を満たす構成であってもよい。 一方、 例えば、露光光 E Lの光源が F 2レーザである場合、 この F 2レーザ光は 水を透過しないので、 液体 1 としては F 2レーザ光を透過可能な上記フッ素系才 ィル等のフッ素系流体であることが好ましい。 この場合、 液体 1 と接触する部分 には、 例えばフ、ソ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 1 としては、 その他にも、 露光光 E Lに対する透過 性があってできるだけ屈折率が高く、 投影光学系 P Lや基板 P表面に塗布されて いるフォトレジストに対して安定なもの （例えばセダー油） を用いることも可能 である。 この場合も、 用いる液体 1の極性に応じて表面処理が行われる。 なお、 上記各実施形態の基板 Pとしては、 半導体デバイス製造用の半導体ゥェ 八のみならず、 ディスプレイデバイス用のガラス基板や、 薄膜磁気へヅ ド用のセ ラミックウェハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合 成石英、 シリコンウェハ） 等が適用される。 露光装置 EXとしては、 マスク Mと基板 Pとを同期移動してマスク Mのパター ンを走査露光するステップ ·アンド .スキャン方式の走査型露光装置 （スキヤ二 ングステヅパ） 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 （ステツパ） にも適用することができる。 また、 本発明は基 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するステップ 'アン ド -スティツチ方式の露光装置にも適用できる。 また、 本発明は、 ツインステージ型の露光装置にも適用できる。 ツインステー ジ型の露光装置の構造及び露光動作は、 例えば特開平 1 0— 1 63099号及び 特開平 1 0— 21 4783号 （対応米国特許 6, 341 , 007、 6, 400， 441、 6， 549， 269及び 6， 590,634) 、特表 2000— 5059 58号 （対応米国特許 5, 969, 441 ) あるいは米国特許 6 , 208, 40 7に開示されており、 本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される 限りにおいて、 それらの開示を援用して本文の記載の一部とする。 露光装置 E Xの種類としては、 基板 Pに半導体素子ノ \°タ 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イスプレイ製造用 の露光装置や、 薄膜磁気へッ ド、 撮像素子 （CC D) 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〈適用できる。 基板ステージ P S Tやマスクステージ M S Tにリニアモータを用いる場合は、 エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を 用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージ P S丁、 M S Tは、 ガイ ドに沿って移動するタイプでもよく、 ガイ ドを設けないガイ ドレスタイプで あってもよい。 ステージにリニアモ一タを用いた例は、 米国特許 5 , 6 2 3 , 8 5 3及び 5 , 5 2 8， 1 1 8に開示されており、 それらの開示を、 本国際出願で 指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、本文の記載の一部とし て援用する。 各ステージ P S T、 M S Tの駆動機構としては、 二次元に磁石を配置した磁石 ュニヅ 卜と、 二次元にコイルを配置した電機子ュニッ 卜とを対向させ電磁力によ り各ステージ P S T、 M S Tを駆動する平面モータを用いてもよい。 この場合、 磁石ュニッ トと電機子ュニヅ 卜とのいずれか一方をステージ P S T、 M S Τに接 続し、 磁石ュニッ 卜と電機子ュニヅ 卜との他方をステージ P S T、 M S Τの移動 面側に設ければよい。 基板ステージ P S Tの移動により発生する反力は、 投影光学系 P Lに伝わらな いように、 フレーム部材を用いて機械的に床 （大地） に逃がしてもよい。 この反 力の処理方法は、 例えば、 米国特許 5， 5 2 8 , 1 1 8 (特開平 8— 1 6 6 4 7 5号公報）に言羊細に開示されており、 これらの開示を、本国際出願で指定または選 択された国の法令で許容される限りにおいて、 本文の記載の一部として援用する。 マスクステージ M S Tの移動により発生する反力は、 投影光学系 P Lに伝わら ないように、 フレー厶部材を用いて機械的に床 （大地） に逃がしてもよい。 この 反力の処理方法は、 例えば、 米国特許 5 , 8 7 4， 8 2 0 (特開平 8— 3 3 0 2 2 4号公報）に詳細に開示されており、本国際出願で指定または選択された国の法 令で許容される限りにおいて、 本文の記載の一部とする。 以上のように、 本願実施形態の露光装置 E Xは、 本願特許請求の範囲に挙げら れた各構成要素を含む各種サブシステムを、 所定の機械的精度、 電気的精度、 光 学的精度を保つように、 組み立てることで製造される。 これら各種精度を確保す るために、 この組み立ての前後には、 各種光学系については光学的精度を達成す るための調整、 各種機械系については機械的精度を達成するための調整、 各種電 気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。 各種サブシステム から露光装置への組み立て工程は、 各種サブシステム相互の、 機械的接続、 電気 回路の配線接続、 気圧回路の配管接続等が含まれる。 この各種サブシステムから 露光装置への組み立て工程の前に、 各サブシステム個々の組み立て工程があるこ とはいうまでもない。 各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了した ら、 総合調整が行われ、 露光装置全体としての各種精度が確保される。 なお、 露 光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うこと が望ましい。 半導体デバイス等のマイクロデバイスは、 図 8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 2 0 1、 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 2 0 2、 デバイスの基材である基板を製造する ステップ 2 0 3、 前述した実施形態の露光装置 E Xによりマスクのパターンを基 板に露光する露光処理ステップ 2 0 4、 デバイス組み立てステップ （ダイシング 工程、 ボンディング工程、 パッケージ工程を含む） 2 0 5、 検査ステップ 2 0 6 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、 基板上の液体接触面に形成される膜部材に応じて、 基板に対 して行われる液浸条件を決定することで、 異なる種類の膜部材が設けられた複数 の基板に対して円滑に液浸露光処理を行うことができ、 高い汎用性を持たせるこ とができる。 特に、 本発明は、 半導体デバイスや液晶表示デバイスなどの種々の 異なる対象物を露光処理する生産ラインにおいて、 液浸条件を迅速に切り換えて 高集積化されたデバイスを高いスループッ 卜で生産することに貢献する。

Claims

請求の範囲
1 . 液体を介してパターンの像を基板上に投影することにより基板を露光する 路先 A法であつ 、
基板の液体接触面に形成される膜部材に応じて、 基板の液浸条件を決定するこ とと ；
決定した液浸条件で基板を露光することを含む露光方法。
2 . 前記液浸条件を、 前記膜部材の前記液体との親和性に応じて決定する請求 項 1に記載の露光方法。
3 . 前記親和性は、 前記膜部材に対する前記液体の接触角により定められる請 求項 2に記載の露光方法。
4 . 前記液浸条件は、 前記液体の前記基板上への供給条件を含む請求項 1に記 載の露光方法。
5 . 前記供給条件は、 前記液体の供給位置を含む請求項 4に記載の露光方法。
6 . 前記液体の供給位置の前記投影光学系の投影領域に対する距離を前記膜部 材に応じて調整する請求項 5に記載の露光方法。
7 . 前記液浸条件は、 前記液体の供給量を含む請求項 4に記載の露光方法。
8 . 前記液浸条件は、 液浸露光用の液体の前記基板上からの回収条件を含む請 求項 1に記載の露光方法。
9 . 前記液浸条件は、 前記液体の回収位置を含む請求項 8に記載の露光方法。
1 0 . 前記液体の回収位置の前記投影光学系の投影領域に対する距離を前記膜 部材に応じて調整する請求項 9に記載の露光方法。
1 1 . 前記液浸条件は、 前記液体の回収力の調整を含む請求項 8に記載の露光 方法。
1 2 . 前記液浸条件は、 前記基板上に供給される液体の種類を含む請求項 1に 記載の露光方法。
1 3 . 前記親和性に応じて、 前記基板の露光条件を決定する請求項 2に記載の 先 A法。
1 4 . 前記基板の露光条件は、 前記基板の移動条件を含む請求項 1 3に記載の 方法。
1 5 . さらに、 前記露光の際に基板を所定の走査露光条件の下で所定の走査方 向に移動することと、 前記膜部材の前記液体との親和性に応じて前記走査露光条 件を決定することを含む請求項 1 3に記載の露光方法。
1 6 . 前記親和性に応じて、 前記走査方向の基板の移動の速度を決定する請求 項 1 5に記載の露光方法。
1 7 . 前記液浸条件の決定する際に、 前記基板の移動条件を考慮する請求項 1 に記載の露光方法。
1 8 . 前記露光は、 前記基板上の一部に形成された液浸領域において行われる 請求項 1に記載の露光方法。 前記液浸条件の決定に先立って、 前記基板上に形成されている膜部材を 特定する請求項 1に記載の露光方法。
2 0 . 請求項 1に記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
2 1 . 液体を介してパターンの像を基板上に投影することにより前記基板を露 光する露光装置であって、
パターンの像を基板上に投影する投影光学系と；
前記液体を供給する液体供給機構とを備え；
前記液体供給機構は、 前記基板上の液体接触面に形成される膜部材に応じて供 給する液体を変える露光装置。
2 2 . 前記液体供給機構は、 複数種の液浸露光用の液体を選択的に使用するた めの複数の配管系を有する請求項 2 1に記載の露光装置。
2 3 . 前記液体供給機構から供給される液体に応じて液浸条件を調整する請求 項 2 1に記載の露光装置。
2 4 . 前記膜部材と前記液体との親和性を計測する計測装置を有する請求項 2 1に記載の露光装置。
2 5 . 液体を介してパターンの像を基板上に投影することにより前記基板を露 光する露光装置であって、
パターンの像を基板上に投影する投影光学系と ；
前記基板上の液体接触面に形成される膜部材と前記液体との親和性を計測する 計測装置と ；を備える露光装置。
2 6 . 前記膜部材と液体との親和性と、 その親和性に対応する液浸条件との関 係を複数記憶する記憶装置を備え、 前記計測された親和性に応じて、 前記記憶装 置から液浸条件を選択する請求項 2 5に記載の露光装置。
2 7 . 液体を介してバタ一ンの像を基板上に投影することにより前記基板を露 光する露光装置であって、
パターンの像を基板上に投影する投影光学系と ；
前記液体との親和性と、 その親和性に対応する液浸条件との関係を複数記憶す る記憶装置とを備え；
前記基板上の液体接触面に形成される膜部材に応じて、 前記記憶装置から液浸 条件が選択される露光装置。
2 8 . 前記液浸条件は、 液浸露光用の液体の前記基板上への供給条件を含む請 求項 2 6または 2 7に記載の露光装置。
2 9 . 前記供給条件は、 前記液体の供給位置と供給量の少なくとも一方を含む 請求項 2 8記載の露光装置。
3 0 . 前記液浸条件は、 液浸露光用の液体の前記基板上からの回収条件を含む 請求項 2 6または 2 7に記載の露光装置。
3 1 . 前記回収条件は、 前記液体の回収位置と回収量の少なくとも一方を含む 請求項 3 0に記載の露光装置。
3 2 . 前記液浸条件は、 前記基板上の複数のショッ ト領域を露光するときの前 記基板の移動条件を考慮して調整される請求項 2 6または 2 7に記載の露光装置。
3 3 . 前記膜部材と前記液体との親和性に応じて、前記基板の露光条件を決定す る請求項 2 4又は 2 5に記載の露光装置。
3 4 . 前記基板は所定の走査方向に移動しながら走査露光され、 前記露光条件 は走査露光条件を含む請求項 3 3に記載の露光装置。
3 5 . 前記走査露光条件は、 前記走査露光中の基板の移動速度を含む請求項 3 4に記載の露光装置。
3 6 . 前記親和性は、 前記膜部材に対する前記液体の接触角で定められる請求 項 2 4、 2 5及び 2 7のいずれか一項に記載の露光装置。
3 7 . さらに制御装置を備え、 制御装置は、 前記親和性または膜部材に応じて 前記記憶装置から液浸条件を選択する請求項 2 6または 2 7に記載の露光装置。
3 8 . さらに、 液体を基板上に供給する液体供給機構を備え、 液体供給機構の 液体供給口の位置、 開口面積、 開口形状及び供給方向の少なくとも一種が可変で ' ある請求項 2 5または 2 7に記載の露光装置。
3 9 . 液体を介してパターンの像を基板上に投影することにより前記基板を露 光する露光装置であって、
パターンの像を基板上に投影する投影光学系と；
前記基板上の液体接触面に形成可能な種々の膜部材とそれぞれの膜部材に適し た液浸条件との関係を記憶する記憶装置と ； を含む露光装置。
4 0 . さらに、 液浸露光に用いられる膜部材に応じて前記記憶装置から液浸条 件を選択して液浸条件を設定する制御装置を備える請求項 3 9に記載の露光装置。
4 1 . 前記制御装置は、 液体の物理的特性に応じて液浸条件を調整する請求項 4 0に記載の露光装置。 前記液浸条件は、 液体を基板上に供給する条件、 基板上から液体を回収 する条件及び基板上に供給する液体の種類の少なくとも一種である請求項 3 9に 記載の露光装置。
4 3 . 前記液体を前記基板上に供給するための液体供給機構を備え、 前記供給 条件は、 前記液体供給機構の液体供給口の位置、 開口面積、 開口形状及び供給方 向の少なくとも一種を含む請求項 4 2に記載の露光装置。
4 4 · 前記液体を前記基板上から回収するための液体回収機構を備え、 前記回 収条件は、 前記液体回収機構の液体回収口の位置、 開口面積及び開口形状の少な <とも一種を含む請求項 4 2に記載の露光装置。
4 5 . さらに、複数種の液体を基板上に選択的に供給する液体供給機構を備え、 前記制御装置は、 液浸露光に用いられる膜部材に応じて前記記憶装置から液体種 を選択し、 液体供給機構が当該選択した液体を基板上に供給するように液体供給 機構を制御する請求項 4 0に記載の露光装置。
4 6 . 液体を介してバタ一ンの像を基板上に投影することにより前記基板を露 光する露光装置であって、
パターンの像を基板上に投影する投影光学系と；
前記液体を供給するための供給口を有する液体供給機構とを備え；
前記供給口の大きさ及び形状の少なくとも一方は変更可能である露光装置。
4 7 . 前記液体を回収するための回収口を有する液体回収機構を備え、 前記回 収口の大きさ及び形状の少なくとも一方が変更可能である請求項 4 6に記載の露 光装置。
4 8 . 液体を介してバタ一ンの像を基板上に投影することにより前記基板を露 光する露光装置であって、
パターンの像を基板上に投影する投影光学系と ；
前記液体を回収するための回収口を有する液体回収機構とを備え； 前記回収口の大きさ及び形状の少なくとも一方は変更可能である露光装置。
4 9 . 請求項 2 1、 2 5、 2 7、 3 9、 4 6及び 4 8のいずれか一項に記載の 露光装置を用いるデバイス製造方法。
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