JP2007088339A

JP2007088339A - Aligner, and method for manufacturing device

Info

Publication number: JP2007088339A
Application number: JP2005277487A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nagasaka; 博之長坂
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-04-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a aligner capable of letting an exposure light reach the surface of a substrate in good condition. SOLUTION: The aligner EX is provided with an optical device LS1 that is directed upwardly and has a concave surface 2 from which the exposure light EL is irradiated, and a substrate support member 4 that supports the substrate P above the concave surface 2. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板を露光する露光装置、及びデバイス製造方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure apparatus for exposing a substrate and a device manufacturing method.

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、下記特許文献に開示されているような、露光光の光路を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸型の露光装置が知られている。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット In an exposure apparatus used in a photolithography process, an immersion-type exposure apparatus that fills an optical path of exposure light with a liquid and exposes a substrate through the liquid as disclosed in the following patent document is known. .
International Publication No. 99/49504 Pamphlet

液浸型の露光装置においては、露光光の光路を満たす液体の屈折率が高いほど、解像度や焦点深度を向上できる。そのような高い屈折率を有する液体を使用した場合においても、露光光を基板上まで良好に到達させることが重要である。 In an immersion type exposure apparatus, the higher the refractive index of the liquid that fills the optical path of exposure light, the higher the resolution and depth of focus. Even when such a liquid having a high refractive index is used, it is important that exposure light reaches the substrate satisfactorily.

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、露光光を基板上まで良好に到達させることができる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an exposure apparatus capable of satisfactorily allowing exposure light to reach the substrate, and a device manufacturing method using the exposure apparatus. .

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。 In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following configurations corresponding to the respective drawings shown in the embodiments. However, the reference numerals with parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.

本発明の第１の態様に従えば、基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、上方を向き、露光光（ＥＬ）が射出される凹面（２）を有する光学素子（ＬＳ１）と、凹面（２）の上方で基板（Ｐ）を保持する基板保持部材（４）と、を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。 According to the first aspect of the present invention, in an exposure apparatus that exposes a substrate (P) by irradiating the substrate (P) with exposure light (EL), the exposure light (EL) is emitted facing upward. An exposure apparatus (EX) including an optical element (LS1) having a concave surface (2) and a substrate holding member (4) that holds the substrate (P) above the concave surface (2) is provided.

本発明の第１の態様によれば、露光光を基板上まで良好に到達させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the exposure light can be satisfactorily reached the substrate.

本発明の第２の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。 According to the second aspect of the present invention, a device manufacturing method using the exposure apparatus (EX) of the above aspect is provided.

本発明の第２の態様によれば、露光光を基板上まで良好に到達させることができる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。 According to the 2nd aspect of this invention, a device can be manufactured using the exposure apparatus which can make exposure light reach | attain favorably on a board | substrate.

本発明によれば、露光光を基板上まで良好に到達させることができ、基板を良好に露光することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, exposure light can be made to reach | attain favorably on a board | substrate, and a board | substrate can be exposed favorably.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向を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、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The predetermined direction 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, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is the Z-axis direction. To do. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

＜第１実施形態＞
第１実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ３と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ４と、マスクステージ３に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。 <First Embodiment>
A first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus EX according to the first embodiment. In FIG. 1, an exposure apparatus EX exposes a mask stage 3 that can move while holding a mask M, a substrate stage 4 that can move while holding a substrate P, and a mask M held on the mask stage 3. An illumination optical system IL that illuminates with EL, a projection optical system PL that projects the pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL onto the substrate P, and a control device 7 that controls the operation of the entire exposure apparatus EX. ing.

投影光学系ＰＬは、その上方（＋Ｚ方向）に像面を形成するように設けられており、基板Ｐを保持する基板ステージ４は、投影光学系ＰＬの上方（＋Ｚ方向）に配置されている。一方、マスクＭを保持するマスクステージ３は、投影光学系ＰＬの下方（−Ｚ方向）に配置されている。本実施形態では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはＺ軸方向と平行となっている。投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像を所定の投影倍率で基板Ｐ上に投影するものであって、複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７を有しており、それら複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７は鏡筒ＰＫで保持されている。 The projection optical system PL is provided so as to form an image plane above (+ Z direction), and the substrate stage 4 holding the substrate P is disposed above (+ Z direction) the projection optical system PL. . On the other hand, the mask stage 3 that holds the mask M is disposed below the projection optical system PL (in the −Z direction). In the present embodiment, the optical axis AX of the projection optical system PL is parallel to the Z-axis direction. The projection optical system PL projects the pattern image of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification, and includes a plurality of optical elements LS1 to LS7. The plurality of optical elements LS1 to LS7 are It is held by the lens barrel PK.

なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）が塗布されたものを含み、マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。 Here, the substrate includes a substrate in which a photosensitive material (photoresist) is coated on a base material such as a semiconductor wafer, and the mask includes a reticle on which a device pattern to be reduced and projected is formed on the substrate. In this embodiment, a transmissive mask is used as a mask, but a reflective mask may be used.

本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸型の露光装置であって、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して基板Ｐを露光する。液体ＬＱは、投影光学系ＰＬの複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１と、基板Ｐとの間に満たされる。 The exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion type exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to improve the resolution by substantially shortening the exposure wavelength and substantially increase the depth of focus. The substrate P is exposed by irradiating the exposure light EL onto the substrate P through the optical system PL and the liquid LQ. The liquid LQ is filled between the substrate P and the final optical element LS1 closest to the image plane of the projection optical system PL among the plurality of optical elements LS1 to LS7 of the projection optical system PL.

露光装置ＥＸは、少なくとも投影光学系ＰＬを用いてマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影している間、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路Ｋを液体ＬＱで満たす。露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと露光光ＥＬの光路Ｋを満たす液体ＬＱとを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板ステージ４に保持された基板Ｐ上に照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影して、基板Ｐを露光する。 The exposure apparatus EX uses at least the projection optical system PL to project the pattern image of the mask M onto the substrate P, and the optical path of the exposure light EL between the final optical element LS1 of the projection optical system PL and the substrate P. Fill K with liquid LQ. The exposure apparatus EX irradiates the exposure light EL, which has passed through the mask M, onto the substrate P held by the substrate stage 4 via the projection optical system PL and the liquid LQ that fills the optical path K of the exposure light EL. The pattern image of M is projected onto the substrate P, and the substrate P is exposed.

投影光学系ＰＬの複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１は、上方を向き、露光光ＥＬが射出される凹面２を有している。鏡筒ＰＫは、凹面２が上方を向くように最終光学素子ＬＳ１を保持する。基板ステージ４は、最終光学素子ＬＳ１の凹面２の上方で基板Ｐを保持しており、鏡筒ＰＫに保持された最終光学素子ＬＳ１の凹面２は、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面（感光材が塗布された露光面）と対向している。液体ＬＱは、最終光学素子ＬＳ１の凹面２と基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路Ｋを満たしており、光路Ｋを満たす液体ＬＱは、凹面２の内側の空間を満たしている。そして、凹面２は、光路Ｋを満たす液体ＬＱと接触する。また、凹面２の内側の空間に満たされている液体ＬＱは、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面とも接触する。制御装置７は、凹面２の内側の空間に満たされている液体ＬＱと、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面とが、液体ＬＱの表面張力により接触可能となるように、最終光学素子ＦＬと基板Ｐとの距離を設定する。露光装置ＥＸは、最終光学素子ＬＳ１を含む投影光学系ＰＬと、最終光学素子ＬＳ１の凹面２と基板Ｐの表面との間を満たす液体ＬＱとを介して、基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射する。 Of the plurality of optical elements LS1 to LS7 of the projection optical system PL, the final optical element LS1 closest to the image plane of the projection optical system PL has a concave surface 2 facing upward and from which the exposure light EL is emitted. The lens barrel PK holds the final optical element LS1 so that the concave surface 2 faces upward. The substrate stage 4 holds the substrate P above the concave surface 2 of the final optical element LS1, and the concave surface 2 of the final optical element LS1 held by the lens barrel PK is the surface of the substrate P held by the substrate stage 4. It faces the (exposed surface coated with a photosensitive material). The liquid LQ fills the optical path K of the exposure light EL between the concave surface 2 of the final optical element LS1 and the surface of the substrate P held by the substrate stage 4, and the liquid LQ that fills the optical path K is inside the concave surface 2. Fills the space. The concave surface 2 is in contact with the liquid LQ that fills the optical path K. Further, the liquid LQ filled in the space inside the concave surface 2 also comes into contact with the surface of the substrate P held by the substrate stage 4. The control device 7 controls the final optical so that the liquid LQ filled in the space inside the concave surface 2 and the surface of the substrate P held by the substrate stage 4 can be contacted by the surface tension of the liquid LQ. The distance between the element FL and the substrate P is set. The exposure apparatus EX irradiates the exposure light EL onto the substrate P via the projection optical system PL including the final optical element LS1 and the liquid LQ that fills the space between the concave surface 2 of the final optical element LS1 and the surface of the substrate P. To do.

照明光学系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明するものである。照明光学系ＩＬ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輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。 The illumination optical system IL illuminates a predetermined illumination area on the mask M with exposure light EL having a uniform illuminance distribution. The exposure light EL emitted from the illumination optical system IL is, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as emission lines (g line, h line, i line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp. Alternatively, vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F ₂ laser light (wavelength 157 nm) is used. In the present embodiment, ArF excimer laser light is used as the exposure light EL.

マスクステージ３は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置３Ｄの駆動により、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ３（ひいてはマスクＭ）の位置情報は、レーザ干渉計３Ｌによって計測される。レーザ干渉計３Ｌは、マスクステージ３上に設けられた移動鏡３Ｋを用いてマスクステージ３の位置情報を計測する。制御装置７は、レーザ干渉計３Ｌの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置３Ｄを駆動し、マスクステージ３に保持されているマスクＭの位置制御を行う。 The mask stage 3 is movable in the X-axis, Y-axis, and θZ directions while holding the mask M by driving a mask stage driving device 3D including an actuator such as a linear motor. Position information of the mask stage 3 (and hence the mask M) is measured by the laser interferometer 3L. The laser interferometer 3L measures the position information of the mask stage 3 using a moving mirror 3K provided on the mask stage 3. The control device 7 drives the mask stage driving device 3D based on the measurement result of the laser interferometer 3L, and controls the position of the mask M held on the mask stage 3.

基板ステージ４は、基板Ｐを保持する基板ホルダを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置４Ｄの駆動により、基板Ｐを保持した状態で、ガイド部材ＢＰのガイド面に沿って、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。また、基板ステージ４は、保持した基板Ｐを、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。すなわち、基板ステージ４は、保持した基板Ｐの表面を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージ４は、基板Ｐの表面（露光面）を下方（−Ｚ方向）に向けて、その基板Ｐを保持する。 The substrate stage 4 has a substrate holder for holding the substrate P, and is driven along the guide surface of the guide member BP while holding the substrate P by driving a substrate stage driving device 4D including an actuator such as a linear motor. Thus, it can move in the X-axis, Y-axis, and θZ directions. In addition, the substrate stage 4 can move the held substrate P in the Z-axis, θX, and θY directions. That is, the substrate stage 4 can move the surface of the held substrate P in directions of six degrees of freedom in the X axis, Y axis, Z axis, θX, θY, and θZ directions. The substrate stage 4 holds the substrate P with the surface (exposure surface) of the substrate P facing downward (−Z direction).

基板ステージ４（ひいては基板Ｐ）の位置情報は、レーザ干渉計４Ｌによって計測される。レーザ干渉計４Ｌは、基板ステージ４に設けられた移動鏡４Ｋを用いて、基板ステージ４のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌの計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置４Ｄを駆動し、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。 The position information of the substrate stage 4 (and thus the substrate P) is measured by the laser interferometer 4L. The laser interferometer 4 L uses the moving mirror 4 K provided on the substrate stage 4 to measure position information regarding the X-axis, Y-axis, and θZ directions of the substrate stage 4. Further, surface position information (position information regarding the Z-axis, θX, and θY directions) of the surface of the substrate P held on the substrate stage 4 is detected by a focus / leveling detection system (not shown). The control device 7 drives the substrate stage driving device 4D based on the measurement result of the laser interferometer 4L and the detection result of the focus / leveling detection system, and controls the position of the substrate P held on the substrate stage 4.

なお、本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。 Note that the projection optical system PL of the present embodiment is a reduction system whose projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, 1/8 or the like. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system. The projection optical system PL may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element. Further, the projection optical system PL may form either an inverted image or an erect image.

次に、液体ＬＱ及び最終光学素子ＬＳ１について説明する。以下の説明においては、簡単のため、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率を、液体ＬＱの屈折率、と適宜称し、最終光学素子ＬＳ１の露光光ＥＬに屈折率を、最終光学素子ＬＳ１の屈折率、と適宜称する。 Next, the liquid LQ and the final optical element LS1 will be described. In the following description, for the sake of simplicity, the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL is appropriately referred to as the refractive index of the liquid LQ, the refractive index of the exposure light EL of the final optical element LS1, and the refraction of the final optical element LS1. The rate is referred to as appropriate.

本実施形態においては、液体ＬＱの露光光ＥＬ（ＡｒＦエキシマレーザ光：波長１９３ｎｍ）に対する屈折率は、最終光学素子ＬＳ１の露光光ＥＬに対する屈折率よりも高く、光路Ｋは、最終光学素子ＬＳ１の屈折率よりも高い屈折率を有する液体ＬＱで満たされる。例えば、最終光学素子ＬＳ１が石英で形成される場合には、石英の屈折率は約１．５程度なので、液体ＬＱとしてはその屈折率が石英の屈折率よりも高い例えば１．６〜１．８程度のものが使用される。 In the present embodiment, the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL (ArF excimer laser light: wavelength 193 nm) is higher than the refractive index of the final optical element LS1 with respect to the exposure light EL, and the optical path K is that of the final optical element LS1. The liquid LQ is filled with a refractive index higher than the refractive index. For example, when the final optical element LS1 is made of quartz, the refractive index of quartz is about 1.5, so that the liquid LQ has a higher refractive index than that of quartz, for example, 1.6 to 1. About 8 are used.

最終光学素子ＬＳ１の−Ｚ側（物体面側、マスク側）の光路は気体（例えば窒素）で満たされ、最終光学素子ＬＳ１の＋Ｚ側（像面側、基板側）の光路は液体ＬＱで満たされる。最終光学素子ＬＳ１の−Ｚ側（物体面側）の面（以下、第１面と称する）の形状は、投影光学系ＰＬの物体面側（マスク側）に向かって膨らむような凸状の曲面形状であり、基板Ｐの表面（像面）に結像するすべての光線が入射するような形状となっている。 The optical path on the -Z side (object plane side, mask side) of the final optical element LS1 is filled with gas (for example, nitrogen), and the optical path on the + Z side (image plane side, substrate side) of the final optical element LS1 is filled with liquid LQ. It is. The shape of the surface (hereinafter referred to as the first surface) on the −Z side (object surface side) of the final optical element LS1 is a convex curved surface that swells toward the object surface side (mask side) of the projection optical system PL. The shape is such that all light rays that form an image on the surface (image plane) of the substrate P are incident.

最終光学素子ＬＳ１の＋Ｚ側（像面側）の面（以下、第２面と称する）の形状は、基板Ｐから離れるように凹んだ凹面２となっている。第２面（凹面２）の形状は曲面形状である。そして、第２面（凹面２）の形状は、第１面の形状と同様に、基板Ｐの表面に結像する全ての光線が入射するような形状となっている。 The shape of the surface (hereinafter referred to as the second surface) on the + Z side (image surface side) of the final optical element LS1 is a concave surface 2 that is recessed away from the substrate P. The shape of the second surface (concave surface 2) is a curved surface shape. The shape of the second surface (concave surface 2) is such that all the light rays that form an image on the surface of the substrate P are incident, similar to the shape of the first surface.

なお、最終光学素子ＬＳ１の第１面及び第２面の曲面形状は、投影光学系ＰＬが所望の性能を得られるように適宜決定することができ、第１面及び第２面のそれぞれが、同じ曲率中心を有する球面状でもよいし、非球面形状でもよい。 In addition, the curved surface shapes of the first surface and the second surface of the final optical element LS1 can be determined as appropriate so that the projection optical system PL can obtain a desired performance, and each of the first surface and the second surface is A spherical shape having the same center of curvature or an aspherical shape may be used.

投影光学系ＰＬの像面側の開口数ＮＡは以下の式で表される。
ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθ … （１）
ここで、ｎは液体ＬＱの屈折率であり、θは収束半角である。また、解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒ＝ｋ_１・λ／ＮＡ … （２）
δ＝±ｋ_２・λ／ＮＡ^２ … （３）
ここで、λは露光波長、ｋ_１、ｋ_２はプロセス係数である。このように、高い屈折率（ｎ）を有する液体ＬＱによって開口数ＮＡを約ｎ倍にすることで、（２）式、（３）式より、解像度及び焦点深度を大幅に向上することができる。 The numerical aperture NA on the image plane side of the projection optical system PL is expressed by the following equation.
NA = n · sin θ (1)
Here, n is the refractive index of the liquid LQ, and θ is a convergence half angle. Further, the resolution R and the depth of focus δ are each expressed by the following equations.
R = k ₁ · λ / NA (2)
δ = ± k ₂ · λ / NA ² (3)
Here, λ is an exposure wavelength, and k ₁ and k ₂ are process coefficients. In this way, by increasing the numerical aperture NA by about n times with the liquid LQ having a high refractive index (n), the resolution and the depth of focus can be significantly improved from the equations (2) and (3). .

また、最終光学素子ＬＳ１の屈折率以上の投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを得ようとした場合、最終光学素子ＬＳ１の基板Ｐと対向する第２面が光軸ＡＸとほぼ垂直な平坦面であると、露光光ＥＬの一部が、最終光学素子ＬＳ１と液体ＬＱとの界面（すなわち第２面）で全反射して、投影光学系ＰＬの像面まで到達することができない。例えば、最終光学素子ＬＳ１の屈折率をｎ_１、液体ＬＱの屈折率をｎ_２、最終光学素子ＬＳ１と液体ＬＱとの界面（第２面）へ入射する露光光ＥＬの最外の光線の光軸ＡＸに対する角度をθ_１、その界面から射出する（液体ＬＱへ入射する）最外の光線の光軸ＡＸに対する角度をθ_２とすると、スネルの法則により以下の式が成立する。
ｎ_１ｓｉｎθ_１＝ｎ_２ｓｉｎθ_２ … （４）
また、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡは、液体ＬＱの屈折率ｎ_２、液体ＬＱへ入射する最外の光線の光軸ＡＸに対する角度θ_２を使うと次式で表される。
ＮＡ＝ｎ_２ｓｉｎθ_２ … （５）
（４）、（５）式より以下の式が成立する。
ｓｉｎθ_１＝ＮＡ／ｎ_１ … （６）
したがって、（６）式からも明らかなように、最終光学素子ＬＳ１と液体ＬＱとの界面（第２面）が光軸ＡＸとほぼ垂直な平坦面であって、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが最終光学素子ＬＳ１の屈折率ｎ_１よりも大きい場合には、露光光ＥＬの一部が液体ＬＱに入射することができない。これに対して、本実施形態の最終光学素子ＬＳ１の第２面は凹面２を有しているので、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが、最終光学素子ＬＳ１の屈折率ｎ_１よりも大きい場合であっても、露光光ＥＬの最外の光線は像面まで良好に到達することができる。 Further, when trying to obtain the numerical aperture NA of the projection optical system PL equal to or higher than the refractive index of the final optical element LS1, the second surface facing the substrate P of the final optical element LS1 is a flat surface substantially perpendicular to the optical axis AX. If so, a part of the exposure light EL is totally reflected at the interface (that is, the second surface) between the final optical element LS1 and the liquid LQ and cannot reach the image plane of the projection optical system PL. For example, the refractive index of the final optical element LS1 is n ₁ , the refractive index of the liquid LQ is n ₂ , and the light of the outermost light beam of the exposure light EL incident on the interface (second surface) between the final optical element LS1 and the liquid LQ. Assuming that the angle with respect to the axis AX is θ ₁ and the angle with respect to the optical axis AX of the outermost light beam emitted from the interface (incident on the liquid LQ) is θ ₂ , the following equation is established according to Snell's law.
n ₁ sin θ ₁ = n ₂ sin θ ₂ (4)
The numerical aperture NA of the projection optical system PL is expressed by the following equation using the refractive index n _{2 of} the liquid LQ and the angle θ ₂ with respect to the optical axis AX of the outermost light ray incident on the liquid LQ.
NA = n ₂ sin θ ₂ (5)
From the equations (4) and (5), the following equation is established.
sin θ ₁ = NA / n ₁ (6)
Therefore, as apparent from the equation (6), the interface (second surface) between the final optical element LS1 and the liquid LQ is a flat surface substantially perpendicular to the optical axis AX, and the numerical aperture NA of the projection optical system PL. Is larger than the refractive index n ₁ of the final optical element LS1, a part of the exposure light EL cannot enter the liquid LQ. In contrast, since the second surface of the final optical element LS1 of this embodiment has a concave surface 2, if the numerical aperture NA of the projection optical system PL is larger than the refractive index n ₁ of the last optical element LS1 Even so, the outermost rays of the exposure light EL can reach the image plane satisfactorily.

液体ＬＱとしては、例えばイソプロパノールやグリセロールといったＣ−Ｈ結合やＯ−Ｈ結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）が挙げられる。あるいは、これら所定液体のうち任意の２種類以上の液体が混合されたものであってもよいし、純水に上記所定液体が添加（混合）されたものであってもよい。あるいは、液体ＬＱとしては、純水に、Ｈ^＋、Ｃｓ^＋、Ｋ^＋、Ｃｌ⁻、ＳＯ_４ ^２−、ＰＯ_４ ^２−等の塩基又は酸を添加（混合）したものであってもよい。更には、純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものであってもよい。これら液体ＬＱは、ＡｒＦエキシマレーザ光を透過可能である。また、液体ＬＱとしては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系ＰＬや基板Ｐの表面に塗布されている感光材に対して安定なものであることが好ましい。 Examples of the liquid LQ include a predetermined liquid having a C—H bond and an OH bond such as isopropanol and glycerol, and a predetermined liquid (organic solvent) such as hexane, heptane, and decane. Alternatively, any two or more of these predetermined liquids may be mixed, or the predetermined liquid may be added (mixed) to pure water. Alternatively, the liquid LQ may be one obtained by adding (mixing) a base or an acid such as H ⁺ , Cs ⁺ , K ⁺ , Cl ⁻ , SO ₄ ²⁻ or PO ₄ ^{2− to} pure water. Further, it may be one obtained by adding (mixing) fine particles such as Al oxide to pure water. These liquids LQ can transmit ArF excimer laser light. The liquid LQ preferably has a small light absorption coefficient, low temperature dependence, and is stable with respect to the photosensitive material applied to the projection optical system PL and the surface of the substrate P.

また、最終光学素子ＬＳ１は、例えば石英（シリカ）で形成することができる。あるいは、フッ化カルシウム（蛍石）、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成されてもよい。また、光学素子ＬＳ２〜ＬＳ７を、上述の材料で形成することができる。また、例えば光学素子ＬＳ２〜ＬＳ７を蛍石で形成し、光学素子ＬＳ１を石英で形成してもよいし、光学素子ＬＳ２〜ＬＳ７を石英で形成し、光学素子ＬＳ１を蛍石で形成してもよいし、光学素子ＬＳ１〜ＬＳ５の全てを石英（あるいは蛍石）で形成してもよい。また、最終光学素子ＬＳ１として、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で最終光学素子ＬＳ１を形成してもよい。 The final optical element LS1 can be formed of, for example, quartz (silica). Alternatively, it may be formed of a single crystal material of a fluoride compound such as calcium fluoride (fluorite), barium fluoride, strontium fluoride, lithium fluoride, and sodium fluoride. Further, the optical elements LS2 to LS7 can be formed of the above-described materials. Further, for example, the optical elements LS2 to LS7 may be formed of fluorite, the optical element LS1 may be formed of quartz, the optical elements LS2 to LS7 may be formed of quartz, and the optical element LS1 may be formed of fluorite. Alternatively, all of the optical elements LS1 to LS5 may be formed of quartz (or fluorite). Further, as the final optical element LS1, the final optical element LS1 may be formed of a material having a refractive index higher than that of quartz or fluorite (for example, 1.6 or more).

次に、基板Ｐを露光する手順について、図２〜図６を参照しながら説明する。露光装置ＥＸは、最終光学素子ＬＳ１の凹面２と基板Ｐの表面との間を液体ＬＱで満たすための液浸システム１を備えている。図２において、液浸システム１は、液体ＬＱを供給するための液体供給装置１１と、その液体供給装置１１に接続された供給口１２を有する供給ノズル１３とを備えている。供給口１２は供給ノズル１３の一端に設けられ、供給ノズル１３の他端が液体供給装置１１に接続されている。液体供給装置１１は、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えており、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。液体供給装置１１の動作は制御装置７に制御される。 Next, a procedure for exposing the substrate P will be described with reference to FIGS. The exposure apparatus EX includes an immersion system 1 for filling the space between the concave surface 2 of the final optical element LS1 and the surface of the substrate P with the liquid LQ. In FIG. 2, the liquid immersion system 1 includes a liquid supply device 11 for supplying the liquid LQ, and a supply nozzle 13 having a supply port 12 connected to the liquid supply device 11. The supply port 12 is provided at one end of the supply nozzle 13, and the other end of the supply nozzle 13 is connected to the liquid supply device 11. The liquid supply device 11 includes a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the liquid LQ to be supplied, a deaeration device that reduces the gas components in the liquid LQ, a filter unit that removes foreign matters in the liquid LQ, and the like. The temperature-controlled liquid LQ can be delivered. The operation of the liquid supply device 11 is controlled by the control device 7.

本実施形態においては、液浸システム１は、上方を向く最終光学素子ＬＳ１の凹面２の内側に液体ＬＱを供給する。図２に示すように、液浸システム１は、供給口１２が設けられている供給ノズル１３の先端（一端）を凹面２に近づけることができ、供給口１２を介して凹面２の内側に液体ＬＱを供給可能である。 In the present embodiment, the immersion system 1 supplies the liquid LQ to the inside of the concave surface 2 of the final optical element LS1 facing upward. As shown in FIG. 2, the immersion system 1 can bring the tip (one end) of the supply nozzle 13 provided with the supply port 12 close to the concave surface 2, and the liquid is introduced into the concave surface 2 through the supply port 12. LQ can be supplied.

凹面２の内側に液体ＬＱを供給するときには、制御装置７は、基板ステージ駆動装置４Ｄを用いて、基板ステージ４を最終光学素子ＬＳ１から遠ざける。制御装置７は、最終光学素子ＬＳ１から離れた所定位置（基板交換位置）において、露光処理されるべき基板Ｐを基板ステージ４にロードする。 When supplying the liquid LQ to the inside of the concave surface 2, the control device 7 moves the substrate stage 4 away from the final optical element LS1 using the substrate stage driving device 4D. The control device 7 loads the substrate P to be exposed on the substrate stage 4 at a predetermined position (substrate replacement position) away from the final optical element LS1.

基板ステージ４を最終光学素子ＬＳ１から遠ざけた状態で、制御装置７は、供給ノズル１３の供給口１２を凹面２に近づける。露光装置ＥＸは、供給ノズル１３を駆動可能な駆動装置を備えており、制御装置７は、その駆動装置を用いて、供給ノズル１３を駆動し、供給ノズル１３の先端に設けられている供給口１２を、凹面２に近づける。そして、制御装置７は、液浸システム１の液体供給装置１１を駆動する。液体供給装置１１から送出された液体ＬＱは、供給ノズル１３の流路を流れた後、供給口１２より、凹面２の内側に供給される。供給口１２から供給された液体ＬＱは、凹面２の内側の空間を満たす。 The control device 7 brings the supply port 12 of the supply nozzle 13 closer to the concave surface 2 in a state where the substrate stage 4 is moved away from the final optical element LS1. The exposure apparatus EX includes a drive device that can drive the supply nozzle 13, and the control device 7 uses the drive device to drive the supply nozzle 13 and is provided at the tip of the supply nozzle 13. 12 is brought close to the concave surface 2. Then, the control device 7 drives the liquid supply device 11 of the liquid immersion system 1. The liquid LQ delivered from the liquid supply device 11 flows through the flow path of the supply nozzle 13 and is then supplied to the inside of the concave surface 2 from the supply port 12. The liquid LQ supplied from the supply port 12 fills the space inside the concave surface 2.

上方を向く最終光学素子ＬＳ１の凹面２の内側に上方から供給された液体ＬＱは、重力作用により、凹面２の内側の空間を良好に満たす。凹面２の内側に供給された液体ＬＱは、凹面２と良好に接触（密着）することができる。 The liquid LQ supplied from above into the concave surface 2 of the final optical element LS1 facing upward satisfactorily fills the space inside the concave surface 2 due to the gravitational action. The liquid LQ supplied to the inside of the concave surface 2 can make good contact (adherence) with the concave surface 2.

本実施形態においては、最終光学素子ＬＳ１は、凹面２を囲むように形成されたフランジ面２Ｆを有している。フランジ面２Ｆは、上方（＋Ｚ方向）を向く面である。本実施形態においては、フランジ面２Ｆは、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面（ＸＹ平面）とほぼ平行であるが、基板Ｐの表面に対して傾斜していてもよい。 In the present embodiment, the final optical element LS1 has a flange surface 2F formed so as to surround the concave surface 2. The flange surface 2F is a surface facing upward (+ Z direction). In the present embodiment, the flange surface 2F is substantially parallel to the surface (XY plane) of the substrate P held by the substrate stage 4, but may be inclined with respect to the surface of the substrate P.

図３に示すように、液浸システム１は、凹面２の内側の空間を満たす液体ＬＱの表面のエッジＬＥが、フランジ面２Ｆに接触するまで、凹面２の内側に液体ＬＱを供給する。液体ＬＱの表面は、その表面張力により、フランジ面２Ｆに対して僅かに（例えば２〜３ｍｍ程度）上方に盛り上がる。 As shown in FIG. 3, the immersion system 1 supplies the liquid LQ to the inside of the concave surface 2 until the edge LE of the surface of the liquid LQ that fills the space inside the concave surface 2 contacts the flange surface 2F. The surface of the liquid LQ rises slightly (for example, about 2 to 3 mm) above the flange surface 2F due to the surface tension.

凹面２の内側の空間を液体ＬＱで満たした後、制御装置７は、図３に示すように、供給ノズル１３を最終光学素子ＬＳ１から遠ざける。そして、制御装置７は、基板Ｐを保持した基板ステージ４を最終光学素子ＬＳ１に近づける。 After the space inside the concave surface 2 is filled with the liquid LQ, the control device 7 moves the supply nozzle 13 away from the final optical element LS1, as shown in FIG. Then, the control device 7 brings the substrate stage 4 holding the substrate P close to the final optical element LS1.

図４に示すように、制御装置７は、基板ステージ４の位置を制御し、その内側に液体ＬＱが満たされている最終光学素子ＬＳ１の凹面２と、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面とを対向させ、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面が、凹面２の内側の空間を満たす液体ＬＱの表面と接触するように、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面と最終光学素子ＬＳ１との位置関係を調整する。制御装置７は、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面と、最終光学素子ＬＳ１のフランジ面２ＦとのギャップＧを、例えば１ｍｍ程度に設定する。 As shown in FIG. 4, the control device 7 controls the position of the substrate stage 4, the concave surface 2 of the final optical element LS 1 filled with the liquid LQ inside thereof, and the substrate P held on the substrate stage 4. Of the substrate P held on the substrate stage 4 so that the surface of the substrate P held on the substrate stage 4 is in contact with the surface of the liquid LQ filling the space inside the concave surface 2. The positional relationship between the surface and the final optical element LS1 is adjusted. The control device 7 sets the gap G between the surface of the substrate P held on the substrate stage 4 and the flange surface 2F of the final optical element LS1 to, for example, about 1 mm.

凹面２の内側の空間に満たされている液体ＬＱと、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面とは、液体ＬＱの表面張力により接触する。また、液体ＬＱとその外側の気体空間との界面ＬＧは、最終光学素子ＬＳ１のフランジ面２Ｆと基板Ｐの表面との間に形成される。 The liquid LQ filled in the space inside the concave surface 2 and the surface of the substrate P held by the substrate stage 4 come into contact with each other due to the surface tension of the liquid LQ. The interface LG between the liquid LQ and the gas space outside the liquid LQ is formed between the flange surface 2F of the final optical element LS1 and the surface of the substrate P.

そして、制御装置７は、最終光学素子ＬＳ１を含む投影光学系ＰＬと、最終光学素子ＬＳ１の凹面２と基板Ｐの表面との間を満たす液体ＬＱとを介して、基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して、その基板Ｐを露光する。 Then, the control device 7 exposes the exposure light EL on the substrate P via the projection optical system PL including the final optical element LS1 and the liquid LQ that fills the space between the concave surface 2 of the final optical element LS1 and the surface of the substrate P. To expose the substrate P.

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）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ッパ）である。制御装置７は、凹面２の内側の空間を含む露光光ＥＬの光路Ｋを液体ＬＱで満たした状態で、マスクステージ３と基板ステージ４とを走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して基板Ｐ上に投影する。 The exposure apparatus EX according to the present embodiment scans the substrate P with a pattern formed on the mask M while synchronously moving the mask M and the substrate P in a predetermined scanning direction (X-axis direction or Y-axis direction). An apparatus (so-called scanning stepper). The control device 7 performs a pattern image of the mask M while moving the mask stage 3 and the substrate stage 4 synchronously in the scanning direction while the optical path K of the exposure light EL including the space inside the concave surface 2 is filled with the liquid LQ. Is projected onto the substrate P via the projection optical system PL and the liquid LQ.

凹面２の内側の空間を満たす液体ＬＱは、重力作用により、凹面２に良好に接触（密着）することができる。したがって、例えば凹面２と液体ＬＱとの界面など、光路Ｋ上に気体部分が生成される等の不具合の発生が抑制される。また、液体ＬＱの表面張力により、基板Ｐの表面と凹面２の内側の空間に満たされている液体ＬＱの表面とを接触させることができる。したがって、露光光ＥＬを基板Ｐ上まで良好に到達させることができる。また、液体ＬＱに接触させた状態で基板ＰをＸＹ方向に移動する場合にも、凹面２の内側で液体ＬＱを良好に保持することができ、液体ＬＱが漏出する等の不具合の発生を抑制することができる。 The liquid LQ that fills the space inside the concave surface 2 can satisfactorily contact (adhere) the concave surface 2 by the gravitational action. Therefore, for example, occurrence of problems such as generation of a gas portion on the optical path K such as an interface between the concave surface 2 and the liquid LQ is suppressed. Further, the surface tension of the liquid LQ can bring the surface of the substrate P into contact with the surface of the liquid LQ filled in the space inside the concave surface 2. Therefore, the exposure light EL can reach the substrate P satisfactorily. Further, even when the substrate P is moved in the XY direction while being in contact with the liquid LQ, the liquid LQ can be satisfactorily held inside the concave surface 2 and the occurrence of problems such as leakage of the liquid LQ is suppressed. can do.

また、基板Ｐの表面と液体ＬＱの表面とは液体ＬＱの表面張力により接触しており、基板Ｐの表面と最終光学素子ＬＳ１の上端面であるフランジ面２Ｆとの間にはギャップＧが形成される。そのため、基板ステージ４は基板Ｐを最終光学素子ＬＳ１に接触させることなくＸＹ平面内で自由に移動することができる。 Further, the surface of the substrate P and the surface of the liquid LQ are in contact with each other due to the surface tension of the liquid LQ, and a gap G is formed between the surface of the substrate P and the flange surface 2F which is the upper end surface of the final optical element LS1. Is done. Therefore, the substrate stage 4 can freely move in the XY plane without bringing the substrate P into contact with the final optical element LS1.

基板Ｐの露光が終了した後、制御装置７は、基板ステージ駆動装置４Ｄを用いて、露光処理済みの基板Ｐを保持した基板ステージ４を最終光学素子ＬＳ１から遠ざける。最終光学素子ＬＳ１から離れた所定位置（基板交換位置）において、制御装置７は、露光処理済みの基板Ｐを基板ステージ４からアンロードし、露光処理されるべき基板Ｐを基板ステージ４にロードするといった、基板交換作業を行う。 After the exposure of the substrate P is completed, the control device 7 uses the substrate stage driving device 4D to move the substrate stage 4 holding the exposed substrate P away from the final optical element LS1. At a predetermined position (substrate replacement position) away from the final optical element LS1, the control device 7 unloads the substrate P that has been subjected to exposure processing from the substrate stage 4, and loads the substrate P that is to be subjected to exposure processing onto the substrate stage 4. The substrate replacement work is performed.

そして、基板ステージ４を最終光学素子ＬＳ１から遠ざけた状態で、制御装置７は、凹面２の内側の液体ＬＱを回収する。図５に示すように、液浸システム１は、液体ＬＱを回収するための液体回収装置２１と、その液体回収装置２１に接続された回収口２２を有する回収ノズル２３とを備えている。回収口２２は回収ノズル２３の一端に設けられ、回収ノズル２３の他端が液体回収装置２１に接続されている。液体回収装置２１は、真空系等を備えており、液体ＬＱを回収可能（吸引可能）である。液体回収装置２１の動作は制御装置７に制御される。 And the control apparatus 7 collect | recovers the liquid LQ inside the concave surface 2 in the state which left | separated the substrate stage 4 from the last optical element LS1. As shown in FIG. 5, the immersion system 1 includes a liquid recovery device 21 for recovering the liquid LQ, and a recovery nozzle 23 having a recovery port 22 connected to the liquid recovery device 21. The recovery port 22 is provided at one end of the recovery nozzle 23, and the other end of the recovery nozzle 23 is connected to the liquid recovery device 21. The liquid recovery device 21 includes a vacuum system or the like, and can recover (suck) the liquid LQ. The operation of the liquid recovery device 21 is controlled by the control device 7.

回収ノズル２３には、その回収ノズル２３を伸縮させる伸縮機構２３Ａが設けられており、制御装置７は、伸縮機構２３Ａを用いて、回収ノズル２３の一部を伸縮可能である。また、伸縮機構２３Ａにより、液浸システム１の回収口２２は、上下方向に移動可能である。液浸システム１は、伸縮機構２３Ａを用いて、回収口２２が設けられている回収ノズル２３の先端（一端）を凹面２に近づけることができ、フランジ面２Ｆよりも下方（−Ｚ側）に回収口２２を配置して、回収口２２を介して凹面２の内側の空間の液体ＬＱを回収可能である。 The recovery nozzle 23 is provided with an expansion / contraction mechanism 23A for expanding / contracting the recovery nozzle 23, and the control device 7 can extend / contract a part of the recovery nozzle 23 using the expansion / contraction mechanism 23A. Further, the recovery port 22 of the liquid immersion system 1 can be moved in the vertical direction by the expansion / contraction mechanism 23A. The liquid immersion system 1 can bring the tip (one end) of the recovery nozzle 23 provided with the recovery port 22 closer to the concave surface 2 by using the expansion / contraction mechanism 23A, and is below (−Z side) below the flange surface 2F. The recovery port 22 is arranged, and the liquid LQ in the space inside the concave surface 2 can be recovered through the recovery port 22.

凹面２の内側の液体ＬＱを回収するときには、図６に示すように、制御装置７は、基板ステージ駆動装置４Ｄを用いて、基板ステージ４を最終光学素子ＬＳ１から遠ざけた後、回収ノズル２３の回収口２２をフランジ面２Ｆより下方に移動し、凹面２に近づける。制御装置７は、伸縮機構２３Ａを用いて、回収ノズル２３を伸ばし、その回収ノズル２３の先端に設けられている回収口２２を、凹面２に近づける。そして、制御装置７は、液浸システム１の液体回収装置２１を駆動する。液体回収装置２１を駆動することにより回収口２２から回収（吸引）された液体ＬＱは、回収ノズル２３の流路を流れた後、液体回収装置２１に回収される。液体ＬＱの回収動作が完了すると、制御装置７は、回収口２２をフランジ面２Ｆよりも上方へ戻し、所定位置へ退避させる。 When recovering the liquid LQ inside the concave surface 2, as shown in FIG. 6, the control device 7 uses the substrate stage driving device 4 D to move the substrate stage 4 away from the final optical element LS 1 and then the recovery nozzle 23. The recovery port 22 is moved downward from the flange surface 2F and brought closer to the concave surface 2. The control device 7 extends the collection nozzle 23 by using the expansion / contraction mechanism 23 A, and brings the collection port 22 provided at the tip of the collection nozzle 23 closer to the concave surface 2. Then, the control device 7 drives the liquid recovery device 21 of the liquid immersion system 1. The liquid LQ recovered (sucked) from the recovery port 22 by driving the liquid recovery device 21 flows through the flow path of the recovery nozzle 23 and is then recovered by the liquid recovery device 21. When the recovery operation of the liquid LQ is completed, the control device 7 returns the recovery port 22 above the flange surface 2F and retracts it to a predetermined position.

なお、回収ノズル２３全体を駆動可能な駆動装置を設けておき、その駆動装置を用いて、回収ノズル２３を駆動することによって、その回収ノズル２３の先端に設けられている回収口２２を、凹面２に近づけたり遠ざけたりするようにしてもよい。 In addition, the drive device which can drive the collection nozzle 23 whole is provided, and the collection port 22 provided at the front-end | tip of the collection nozzle 23 is made concave by driving the collection nozzle 23 using the drive device. You may make it approach or keep away from 2.

そして、新たな別の基板Ｐを露光するときには、制御装置７は、図２を参照して説明したように、液体供給装置１１を用いて、凹面２の内側に液体ＬＱを供給し、図３を参照して説明したように、液体ＬＱがフランジ面２Ｆより僅かに上方に盛り上がる状態となるまで、凹面２の内側に液体ＬＱを供給する。そして、図４を参照して説明したように、制御装置７は、基板Ｐの表面と液体ＬＱの表面とを接触させた状態で、基板Ｐを露光する。そして、図５及び図６を参照して説明したように、制御装置７は、基板Ｐの露光後、液体回収装置２１を用いて、凹面２の内側の液体ＬＱを回収する。 Then, when exposing another new substrate P, the control device 7 supplies the liquid LQ to the inside of the concave surface 2 using the liquid supply device 11, as described with reference to FIG. As described above, the liquid LQ is supplied to the inside of the concave surface 2 until the liquid LQ rises slightly above the flange surface 2F. Then, as described with reference to FIG. 4, the control device 7 exposes the substrate P in a state where the surface of the substrate P and the surface of the liquid LQ are in contact with each other. Then, as described with reference to FIGS. 5 and 6, after the exposure of the substrate P, the control device 7 uses the liquid recovery device 21 to recover the liquid LQ inside the concave surface 2.

このように、本実施形態においては、基板ステージ４に対して基板Ｐを交換する毎に、光路Ｋを満たす液体ＬＱ（凹面２の内側の空間を満たす液体ＬＱ）の交換（液体ＬＱの回収及び供給）を行う。 Thus, in the present embodiment, every time the substrate P is replaced with respect to the substrate stage 4, the replacement of the liquid LQ that fills the optical path K (the liquid LQ that fills the space inside the concave surface 2) (recovery of the liquid LQ and Supply).

以上説明したように、最終光学素子ＬＳ１のうち、露光光ＥＬが射出される光射出面である凹面２を上方に向けることで、その光射出面側の光路Ｋを液体ＬＱで良好に満たすことができる。液体ＬＱは、重力作用によって、凹面２と良好に密着するので、凹面２と基板Ｐの表面との間の光路Ｋに気体部分が生成されてしまう、あるいは、気体部分が残留してしまうなどといった不具合の発生を抑制することができる。また、気体部分（気泡を含む）が凹面２内の液体ＬＱ中に発生しても、その気体部分を消失させることができる。したがって、露光装置ＥＸは、光路Ｋを液体ＬＱで良好に満たした状態で、基板Ｐを露光することができる。また、液体ＬＱは凹面２の内側の空間に良好に保持されるので、光路Ｋを満たす液体ＬＱがその光路Ｋの外側に漏出するなどといった不具合の発生を抑制することができる。 As described above, the concave surface 2 that is the light emission surface from which the exposure light EL is emitted is directed upward in the final optical element LS1, so that the optical path K on the light emission surface side is satisfactorily filled with the liquid LQ. Can do. Since the liquid LQ adheres well to the concave surface 2 due to the gravitational action, a gas portion is generated in the optical path K between the concave surface 2 and the surface of the substrate P, or the gas portion remains. The occurrence of defects can be suppressed. Further, even if a gas portion (including bubbles) is generated in the liquid LQ in the concave surface 2, the gas portion can be lost. Therefore, the exposure apparatus EX can expose the substrate P in a state where the optical path K is satisfactorily filled with the liquid LQ. Further, since the liquid LQ is favorably held in the space inside the concave surface 2, it is possible to suppress the occurrence of problems such as the liquid LQ that fills the optical path K leaking out of the optical path K.

なお、本実施形態においては、基板ステージ４に対して基板Ｐを交換する毎に、光路Ｋを満たす液体ＬＱの交換を行っているが、液体ＬＱの交換は、例えば所定基板処理枚数毎、あるいはロット毎、あるいは所定時間間隔毎など、任意のタイミングで行うことができる。 In this embodiment, every time the substrate P is replaced with respect to the substrate stage 4, the liquid LQ that fills the optical path K is replaced. However, the liquid LQ is replaced, for example, every predetermined number of processed substrates or It can be performed at an arbitrary timing such as every lot or every predetermined time interval.

また、図６において、液体回収装置２１を用いて凹面２の内側の空間を満たす液体ＬＱを回収する際、その凹面２の内側の空間を満たす液体ＬＱの全部を回収するようにしてもよいし、一部を回収するようにしてもよい。すなわち、凹面２の内側の空間を満たす液体ＬＱの全部を回収した後、その凹面２の内側に液体ＬＱを供給すると行ったように、凹面２の内側の空間に対する液体ＬＱの完全置換を行うようにしてもよいし、凹面２の内側の空間を満たす液体ＬＱの一部を回収した後、その凹面２の内側に液体ＬＱを供給すると行ったように、凹面２の内側の空間に対する液体ＬＱの部分置換を行うようにしてもよい。 In FIG. 6, when the liquid LQ filling the space inside the concave surface 2 is collected using the liquid recovery device 21, all of the liquid LQ filling the space inside the concave surface 2 may be collected. A part may be collected. That is, after all of the liquid LQ filling the space inside the concave surface 2 is collected and then supplied to the inside of the concave surface 2, the liquid LQ is completely replaced with the space inside the concave surface 2. Alternatively, after a part of the liquid LQ that fills the space inside the concave surface 2 is collected and then the liquid LQ is supplied to the inside of the concave surface 2, the liquid LQ with respect to the space inside the concave surface 2 is removed. Partial replacement may be performed.

なお、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面と最終光学素子ＬＳ１のフランジ面２ＦとのギャップＧは、使用する液体ＬＱの表面張力に応じて設定することができる。液体ＬＱの表面張力は液体ＬＱの材料特性（種類）により変化するため、これに応じて基板Ｐの表面とフランジ面２ＦとのギャップＧを設定することができる。 The gap G between the surface of the substrate P held on the substrate stage 4 and the flange surface 2F of the final optical element LS1 can be set according to the surface tension of the liquid LQ to be used. Since the surface tension of the liquid LQ varies depending on the material characteristics (type) of the liquid LQ, the gap G between the surface of the substrate P and the flange surface 2F can be set accordingly.

また、最終光学素子ＬＳ１の周囲の少なくとも一部に、フランジ面２Ｆの外側に流出した液体ＬＱを回収する回収部を設けてもよい。 Further, a recovery unit that recovers the liquid LQ that has flowed out of the flange surface 2F may be provided in at least a part of the periphery of the final optical element LS1.

なお、本実施形態においては、光路Ｋを満たす液体ＬＱの界面ＬＧは、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面と、その基板Ｐの表面に対して最も近くに配置されている最終光学素子ＬＳ１のフランジ面２Ｆとの間に形成されているが、例えば鏡筒ＰＫの一部など、他の所定部材が基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面に対して最も近くに配置されている場合には、光路Ｋを満たす液体ＬＱの界面ＬＧは、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面と、その所定部材の表面との間に形成される。 In the present embodiment, the interface LG of the liquid LQ that fills the optical path K is the surface of the substrate P held on the substrate stage 4 and the final optical element that is disposed closest to the surface of the substrate P. Although formed between the flange surface 2F of LS1 and other predetermined members such as a part of the lens barrel PK, for example, are arranged closest to the surface of the substrate P held by the substrate stage 4. In this case, the interface LG of the liquid LQ that fills the optical path K is formed between the surface of the substrate P held on the substrate stage 4 and the surface of the predetermined member.

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図７を参照しながら説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。 Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

本実施形態の液浸システム１は、投影光学系ＰＬの像面側に設けられた液体槽１０と、液体槽１０の内側に供給管３３を介して液体ＬＱを供給する液体供給装置１１と、液体槽１０の内側の液体ＬＱを回収管４３を介して回収する液体回収装置２１とを備えている。液体槽１０は、液体ＬＱを保持可能な側壁を有し、鏡筒ＰＫの上端に取り付けられている。供給管３３及び回収管４３のそれぞれは、液体槽１０の側壁に接続されている。液体槽１０の上部には開口が形成されており、液体槽１０に保持された液体ＬＱは、開口を介して液体槽１０の外部に露出される。最終光学素子ＬＳ１は、液体槽１０の底に形成された貫通穴１０Ｋに配置されており、貫通穴１０Ｋに配置された最終光学素子ＬＳ１と液体槽１０との間には、液体槽１０の液体ＬＱの漏出を防止するためのシール部材が設けられる。また、最終光学素子ＬＳ１のうち、基板Ｐに最も近いフランジ面２Ｆは、液体槽１０の側壁の上端面１０Ｔより下方（−Ｚ方向）に配置されており、液体槽１０が液体ＬＱで満たされたとき、最終光学素子ＬＳ１の凹面２の内側の全部が液体ＬＱで満たされるようになっている。なお、液体槽１０は鏡筒ＰＫに対して着脱可能であってもよいし、鏡筒ＰＫと一体で形成されていてもよい。 The liquid immersion system 1 of the present embodiment includes a liquid tank 10 provided on the image plane side of the projection optical system PL, a liquid supply device 11 that supplies liquid LQ to the inside of the liquid tank 10 via a supply pipe 33, And a liquid recovery device 21 that recovers the liquid LQ inside the liquid tank 10 via a recovery pipe 43. The liquid tank 10 has a side wall capable of holding the liquid LQ, and is attached to the upper end of the lens barrel PK. Each of the supply pipe 33 and the recovery pipe 43 is connected to the side wall of the liquid tank 10. An opening is formed in the upper part of the liquid tank 10, and the liquid LQ held in the liquid tank 10 is exposed to the outside of the liquid tank 10 through the opening. The final optical element LS1 is disposed in a through hole 10K formed in the bottom of the liquid tank 10, and the liquid in the liquid tank 10 is interposed between the final optical element LS1 disposed in the through hole 10K and the liquid tank 10. A seal member for preventing leakage of LQ is provided. Further, the flange surface 2F closest to the substrate P in the final optical element LS1 is disposed below (−Z direction) the upper end surface 10T of the side wall of the liquid tank 10, and the liquid tank 10 is filled with the liquid LQ. When this is done, the entire inside of the concave surface 2 of the final optical element LS1 is filled with the liquid LQ. The liquid tank 10 may be detachable from the lens barrel PK or may be formed integrally with the lens barrel PK.

基板ステージ４は、保持した基板Ｐの表面が液体槽１０の上端面１０Ｔに対して所定距離だけ離れるように設けられている。具体的には、基板Ｐの表面と液体槽１０の開口から露出する液体ＬＱとが、その液体ＬＱの表面張力により接触可能となるように、基板Ｐと液体槽１０との距離が設定されている。露光装置ＥＸは、液体槽１０に満たされた液体ＬＱを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。基板Ｐの表面と液体槽１０の上端面１０Ｔとの間にはギャップＧ’が形成されるので、基板ステージ４は、基板Ｐを液体槽１０に接触させることなくＸＹ平面内で自由に移動することができる。 The substrate stage 4 is provided such that the surface of the held substrate P is separated from the upper end surface 10T of the liquid tank 10 by a predetermined distance. Specifically, the distance between the substrate P and the liquid tank 10 is set so that the surface of the substrate P and the liquid LQ exposed from the opening of the liquid tank 10 can be contacted by the surface tension of the liquid LQ. Yes. The exposure apparatus EX irradiates the substrate P with the exposure light EL through the liquid LQ filled in the liquid tank 10. Since a gap G ′ is formed between the surface of the substrate P and the upper end surface 10T of the liquid tank 10, the substrate stage 4 freely moves in the XY plane without bringing the substrate P into contact with the liquid tank 10. be able to.

本実施形態においては、基板Ｐの露光が行われるとき、液体供給装置１１による液体槽１０に対する液体ＬＱの供給動作と、液体回収装置２１による液体槽１０の液体ＬＱの回収動作とが並行して行われる。これにより、清浄で温度調整された液体ＬＱを最終光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間に連続的に供給することができる。 In the present embodiment, when exposure of the substrate P is performed, the supply operation of the liquid LQ to the liquid tank 10 by the liquid supply device 11 and the recovery operation of the liquid LQ of the liquid tank 10 by the liquid recovery device 21 are performed in parallel. Done. Thereby, the clean and temperature-adjusted liquid LQ can be continuously supplied between the final optical element LS1 and the substrate P.

本実施形態においても、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面と、液体槽１０の上端面１０ＴとのギャップＧ’は、使用する液体ＬＱの表面張力に応じて設定することができる。 Also in this embodiment, the gap G ′ between the surface of the substrate P held on the substrate stage 4 and the upper end surface 10T of the liquid tank 10 can be set according to the surface tension of the liquid LQ to be used.

なお、本実施形態では、基板Ｐの露光中、液体ＬＱの供給動作及び回収動作を継続し、液体ＬＱを流通し続けているが、液体ＬＱを流さずに液体槽１０に溜めた状態で基板Ｐを露光するようにしてもよい。また、液体槽１０に液体ＬＱを溜めた状態で基板Ｐを露光する場合、その液体槽１０の液体ＬＱの交換を、例えば基板Ｐを交換する毎に行ってもよいし、所定処理基板枚数毎、ロット毎、所定時間間隔毎など、所定のタイミングで行ってもよい。また、液体槽１０の液体ＬＱを交換する場合には、その全部を交換（置換）してもよいし、一部を交換（置換）してもよい。 In this embodiment, during the exposure of the substrate P, the supply operation and the recovery operation of the liquid LQ are continued and the liquid LQ continues to flow. However, the substrate is stored in the liquid tank 10 without flowing the liquid LQ. P may be exposed. Further, when the substrate P is exposed in a state where the liquid LQ is stored in the liquid tank 10, the liquid LQ in the liquid tank 10 may be replaced every time the substrate P is replaced, for example, every predetermined number of processed substrates. Alternatively, it may be performed at a predetermined timing such as every lot or every predetermined time interval. Moreover, when replacing | exchanging the liquid LQ of the liquid tank 10, the whole may be replaced | exchanged (substitution), and a part may be exchanged (substitution).

なお、第２実施形態において、液体槽１０に、例えば液体ＬＱの温度を調整可能な温度調整装置を設けることができる。制御装置７は、その温度調整装置を用いて、液体槽１０を満たす液体ＬＱ、すなわち光路Ｋを満たす液体ＬＱの温度を調整することができる。 In the second embodiment, the liquid tank 10 can be provided with a temperature adjusting device capable of adjusting the temperature of the liquid LQ, for example. The control device 7 can adjust the temperature of the liquid LQ that fills the liquid tank 10, that is, the liquid LQ that fills the optical path K, using the temperature adjusting device.

また、第２実施形態の液体槽１０の周囲の少なくとも一部に、液体槽１０からオーバーフローした液体ＬＱを回収する回収部を設けてもよい。 Moreover, you may provide the collection | recovery part which collect | recovers the liquid LQ which overflowed from the liquid tank 10 in at least one part of the circumference | surroundings of the liquid tank 10 of 2nd Embodiment.

なお、上述の第１、第２実施形態においては、最終光学素子ＬＳ１の凹面２とその凹面２に対向する基板Ｐとの間に液体ＬＱが満たされる場合を例にして説明したが、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの像面側において、最終光学素子ＬＳ１の凹面２と、その凹面２に対向する例えば基板ステージ４の一部との間に液体ＬＱを満たすことができる。 In the first and second embodiments described above, the case where the liquid LQ is filled between the concave surface 2 of the final optical element LS1 and the substrate P facing the concave surface 2 has been described as an example. The EX can fill the liquid LQ between the concave surface 2 of the final optical element LS1 and, for example, a part of the substrate stage 4 facing the concave surface 2 on the image plane side of the projection optical system PL.

また、上述の各実施形態においては、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザを用いているが、上述したように、Ｆ_２レーザなどの各種露光光（露光ビーム）を採用することができ、光路Ｋを満たす液体ＬＱは、露光光（露光ビーム）ＥＬ、投影光学系ＰＬの開口数、最終光学素子ＬＳ１の露光光ＥＬに対する屈折率などに応じて最適なものを適宜使用することができる。 In each of the above-described embodiments, an ArF excimer laser is used as the exposure light EL. However, as described above, various exposure lights (exposure beams) such as an F ₂ laser can be adopted, and the optical path K is set. As the liquid LQ to be filled, an optimal liquid can be used as appropriate according to the exposure light (exposure beam) EL, the numerical aperture of the projection optical system PL, the refractive index of the final optical element LS1 with respect to the exposure light EL, and the like.

なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、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、シリコンウエハ）等が適用される。 The substrate P in each of the above embodiments is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.

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（スキャニングステッパ）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（ステッパ）にも適用することができる。 As the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise.

また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。 Further, as the exposure apparatus EX, a reduced image of the first pattern is projected with the first pattern and the substrate P being substantially stationary (for example, a refraction type projection optical system that does not include a reflecting element at 1/8 reduction magnification). The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs batch exposure on the substrate P using the above. In this case, after that, with the second pattern and the substrate P substantially stationary, a reduced image of the second pattern is collectively exposed onto the substrate P by partially overlapping the first pattern using the projection optical system. It can also be applied to a stitch type batch exposure apparatus. Further, the stitch type exposure apparatus can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.

また、本発明は、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。 The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having a plurality of substrate stages.

更に、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。 Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure apparatus that includes a substrate stage for holding a substrate, a reference member on which a reference mark is formed, and a measurement stage on which various photoelectric sensors are mounted.

また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に満たされた液体は、基板Ｐの表面の局所的な領域を覆っているが、本発明は、露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, the liquid filled between the projection optical system PL and the substrate P covers a local region on the surface of the substrate P. The present invention is also applicable to an immersion exposure apparatus that performs exposure in a state where the entire surface is immersed in a liquid.

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。 The type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD) ) Or an exposure apparatus for manufacturing reticles or masks.

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。 In the above-described embodiment, a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. As disclosed in Japanese Patent No. 6,778,257, an electronic mask that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed may be used.

また、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in International Publication No. 2001/035168, an exposure apparatus (lithography system) that exposes a line-and-space pattern on a substrate P by forming interference fringes on the substrate P. The present invention can also be applied.

以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸ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。 As described above, the exposure apparatus EX according to the present embodiment maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection, and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

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２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。 As shown in FIG. 8, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for manufacturing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate which is a base material of the device. Manufacturing step 203, exposure processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, packaging process) 205, inspection step 206, etc. It is manufactured after.

第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る露光装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る露光装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る露光装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る露光装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る露光装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る露光装置の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the exposure apparatus which concerns on 2nd Embodiment. マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャート図である。It is a flowchart figure for demonstrating an example of the manufacturing process of a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

１…液浸システム、２…凹面、４…基板ステージ、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ１…最終光学素子、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid immersion system, 2 ... Concave surface, 4 ... Substrate stage, EL ... Exposure light, EX ... Exposure apparatus, LQ ... Liquid, LS1 ... Final optical element, P ... Substrate, PL ... Projection optical system

Claims

基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
上方を向き、前記露光光が射出される凹面を有する光学素子と、
前記凹面の上方で前記基板を保持する基板保持部材と、を備えた露光装置。 In an exposure apparatus that exposes the substrate by irradiating exposure light onto the substrate,
An optical element having a concave surface facing upward and from which the exposure light is emitted;
An exposure apparatus comprising: a substrate holding member that holds the substrate above the concave surface.

前記光学素子と、前記光学素子の凹面と前記基板の表面との間を満たす液体とを介して、前記基板上に露光光を照射する請求項１記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1, wherein exposure light is irradiated onto the substrate through the optical element and a liquid filling a space between the concave surface of the optical element and the surface of the substrate.

前記光学素子の凹面と前記基板の表面との間を液体で満たす液浸システムを備えた請求項１又は２記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1, further comprising an immersion system that fills a space between the concave surface of the optical element and the surface of the substrate.

前記液浸システムは、上方を向く前記凹面の内側に前記液体を供給する請求項３記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 3, wherein the liquid immersion system supplies the liquid to the inside of the concave surface facing upward.

前記光学素子は、前記凹面を囲むように形成された端面を有し、
前記液浸システムは、前記端面よりも下方に回収口を配置して、前記凹面の内側の空間の液体を回収する請求項３又は４記載の露光装置。 The optical element has an end surface formed so as to surround the concave surface,
5. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the liquid immersion system is configured to recover a liquid in a space inside the concave surface by disposing a recovery port below the end surface.

前記液浸システムの回収口は、上下方向に移動可能である請求項５記載の露光装置。 6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the recovery port of the immersion system is movable in the vertical direction.

前記液体の前記露光光に対する屈折率は、前記光学素子の前記露光光に対する屈折率よりも高い請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a refractive index of the liquid with respect to the exposure light is higher than a refractive index of the optical element with respect to the exposure light.

パターン像を前記基板上に投影する投影光学系を備え、
前記凹面を有する光学素子は、前記投影光学系の複数の光学素子のうち、該投影光学系の像面に最も近い光学素子である請求項１〜７のいずれか一項記載の露光装置。 A projection optical system for projecting a pattern image onto the substrate;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical element having the concave surface is an optical element closest to an image plane of the projection optical system among a plurality of optical elements of the projection optical system.

請求項１〜請求項８のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。 A device manufacturing method using the exposure apparatus according to claim 1.