(57)【要約】【課題】  定盤上に液体が残留している場合であっても、定盤の移動面との間のギャップ形成に支障を来さない。【解決手段】  定盤４１の移動面４１Ａ上を移動する移動体ＰＳを備える。移動体ＰＳに移動面４１Ａ上の液体１ａ〜１ｄを吸引して回収する回収装置６１を設けた。【選択図】      図３
2005268700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤の移動面上を移動する移動体を備えたステージ装置であって、
前記移動体に前記移動面上の液体を吸引して回収する回収装置が設けられることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
請求項１記載のステージ装置において、
前記回収装置は、前記移動面に向けて開口する開口部と、前記開口部を負圧吸引する吸引装置とを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項２記載のステージ装置において、
前記移動体には、前記移動面と対向して予圧型流体ベアリングが設けられ、
前記開口部の前記移動面に対する位置は、前記予圧型流体ベアリングの予圧に基づいて設定されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項４】
請求項２または３記載のステージ装置において、
前記開口部は、毛細管現象により前記液体を吸引することを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
請求項４記載のステージ装置において、
前記開口部は、互いに隙間をあけて積層された複数の板体により形成されることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
請求項５記載のステージ装置において、
前記複数の板体は、前記移動体から離間するのに従って前記移動面からの距離が順次大きくなる段差をもって配置されることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記板体の少なくとも一部が前記液体に対する親液性を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のステージ装置において、
吸引した前記液体を検出する検出装置と、
前記移動体に保持された基板の表面に液体を供給する供給装置と、
前記検出装置の検出結果に基づいて前記供給装置の液体供給を制御する制御装置と、
を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
マスクのパターンを基板ステージに保持された感光基板に投影光学系を介して露光する露光装置であって、
前記基板ステージとして、請求項１から８のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられ、
前記パターンの像は、前記投影光学系の先端部と前記感光基板との間に満たされた前記液体を介して前記感光基板上に投影されることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ装置及び露光装置に関し、特に、ステージ上の基板に対して、投影光学系と液体とを介して露光する際に用いて好適なステージ装置及び露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、所謂フォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工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、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に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いほど、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ＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍ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（ＤＯＦ）も重要となる。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＝ｋ１・λ／ＮＡ        …  （１）
δ＝±ｋ２・λ／ＮＡ２     …  （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１、ｋ２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ＮＡを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
【０００３】
焦点深度δ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、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。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、例えば下記特許文献１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て液浸領域を形成し、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。
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の露光装置では、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされた状態で露光が行われるため、移動体であるステージが移動した際に何らかのエラーが生じて制御外（想定外）の動作がなされると液体が周囲に飛散する虞がある。
例えば、従来の露光装置では、液体供給機構により投影光学系とウエハとの間へ液体を供給し、供給された液体を真空吸引等を用いた液体回収機構により回収しているが、液体供給機構が作動している状態で液体回収機構の作動が停止すると、ウエハ上の液体が増加して周囲に飛散することが考えられる。
【０００５】
通常、露光装置におけるステージには、定盤の表面（移動面）に対して気体（エア）を吹き出す吹出口と、ステージ下面（軸受面）と移動面との間の気体を吸引する吸気口とを有するエアベアリングが設けられており、吹出口からの気体の吹き出しによる反発力と吸気口による吸引力との釣り合いにより、ステージ下面と移動面との間に一定の隙間（ギャップ）を保持している。そして、ステージは、この微小ギャップにより高い気体バネ剛性を有した状態で定盤の表面上を非接触で移動することができる。
ところが、上述した何らかのエラーが生じて液体が定盤上に残留している場合、ステージの移動時にエアベアリングにおいて液体を吸引してしまう可能性がある。
この場合、吸引した液体により、吸引装置を構成する圧力計やレギュレータに不具合が生じる虞がある。また、エアの吸引量が変動することでギャップ量も変動し、光軸方向のウエハの位置が所定位置よりずれたり、場合によってはステージが移動中に定盤と接触する可能性もある。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、定盤上に液体が残留している場合であっても定盤の移動面との間のギャップ形成に支障を来さないステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図８に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のステージ装置は、定盤（４１）の移動面（４１Ａ）上を移動する移動体（ＰＳＴ、７０）を備えたステージ装置（ＳＴ）であって、移動体（ＰＳＴ、７０）に移動面（４１Ａ）上の液体（１ａ〜１ｄ）を吸引して回収する回収装置（６１、８１）が設けられることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、本発明のステージ装置では、定盤（４１）の移動面（４１Ａ）上に液体（１ａ〜１ｄ）が残留している場合、回収装置（６１、８１）により移動体（ＰＳＴ、７０）の移動経路上の液体（１ａ〜１ｄ）を回収するので、移動体（ＰＳＴ、７０）は液体が存在しない移動面（４１Ａ）上を移動することになり、エアベアリング等の流体ベアリング（４２、７２）において液体を吸引することを防止でき、移動面（４１Ａ）との間のギャップを安定して形成することができる。
【０００９】
また、本発明の露光装置は、マスク（Ｍ）のパターンを基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された感光基板（Ｐ）に投影光学系（ＰＬ）を介して露光する露光装置（ＥＸ）であって、基板ステージとして、請求項１から８のいずれか一項に記載のステージ装置（ＳＴ）が用いられ、前記パターンの像は、投影光学系（ＰＬ）の先端部と感光基板（Ｐ）との間に満たされた液体（１）を介して感光基板（Ｐ）上に投影されることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、本発明の露光装置では、投影光学系（ＰＬ）の先端部と感光基板（Ｐ）との間に満たされた液体（１）が飛散して定盤（４１）の移動面（４１Ａ）上に残留している場合でも、移動体（ＰＳＴ、７０）は液体が回収された移動面（４１Ａ）上を移動することになり、一定量のギャップを維持した安定した状態で移動することが可能となり、所定の転写精度で感光基板（Ｐ）上にパターンを形成することができる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、移動面上の液体を回収して定盤の移動面との間のギャップを安定して形成することができる。また、本発明では、装置・部材の損傷といった不都合を引き起こすことを未然に防ぐことができ、安定した露光処理を実施することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本実施の形態のステージ装置及び露光装置を、図１ないし図９を参照して説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態では、本実施の形態に係るステージ装置について説明する。
図１は、本実施の形態のステージ装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１３】
図１に示すステージ装置ＳＴは、ベースプレート４上に防振ユニット９を介して３点あるいは４点で支持された基板定盤（定盤）４１と、感光基板等の基板Ｐを支持して基板定盤４１の上面（移動面）４１Ａを移動する移動体としての基板ステージＰＳＴと、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向（図１中、左右方向）に駆動するＸリニアモータ４７と、基板ステージＰＳＴをＹ軸方向（図１中、紙面と直交する方向）に駆動するＹリニアモータ４８とを主体に構成されている。基板定盤４１の上面４１Ａは、フッ素やフッ素化合物による撥液性コーティングが施されている。防振ユニット９は、内圧が制御可能なエアマウント及びボイスコイルモータ等のアクチュエータを備え、アクチュエータの駆動により基板定盤４１を上面４１Ａと直交する方向（Ｚ軸方向）に駆動する構成となっている。
【００１４】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを吸着保持するテーブル部ＰＨと、テーブル部ＰＨを伴って移動可能に設けられたステージ部ＰＳとから構成されており、ステージ部ＰＳの下面には、基板定盤４１の上面４１Ａと対向して複数の非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）４２がステージ部ＰＳの周囲に沿って複数設けられている（例えばステージ部ＰＳのコーナー部４カ所）。エアベアリング４２は、基板定盤４１の上面４１Ａに対して気体（エア）を吹き出す吹出口４２Ｂと、基板ステージＰＳＴ下面（軸受面）とガイド面４１Ａとの間の気体を吸引する吸気口４２Ａとを備えており、吹出口４２Ｂからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口４２Ａによる吸引力との釣り合いにより、基板ステージＰＳＴ（ステージ部ＰＳ）下面と移動面４１Ａとの間に一定の隙間（ギャップ）を形成・保持する予圧型流体ベアリングとなっている。つまり、基板ステージＰＳＴは気体軸受４２により基板定盤４１の上面４１Ａに対して非接触に支持されており、リニアモータ等の基板ステージ駆動機構により、上面４１Ａと平行な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及び上面４１Ａと直交するＺ軸と平行な軸周り方向のθＺ方向に微小回転可能である。更に、テーブル部ＰＨは、Ｚ軸方向、θＸ方向（Ｘ軸と平行な軸周りの方向）、及びθＹ方向（Ｘ軸と平行な軸周りの方向）にも移動可能に設けられている。基板ステージ駆動機構は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。すなわち、テーブル部ＰＨは、基板ＰのＺ位置及び傾斜角を制御して基板Ｐの表面を所定の面位置に合わせ込むとともに、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。
【００１５】
基板ステージＰＳＴ（テーブル部ＰＨ）上には移動鏡４５が設けられている。また、移動鏡４５に対向する位置にはレーザ干渉計４６が設けられている。基板ステージＰＳＴ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４６によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計４６の計測結果に基づいてリニアモータを含む基板ステージ駆動機構を駆動することで基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの位置決めを行う。
また、基板ステージＰＳＴ（テーブル部ＰＨ）上には、基板Ｐ上に液体１供給する供給ノズル（供給装置）１４と、基板Ｐ上の液体１を回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル２１とが設けられている。
【００１６】
また、この基板ステージＰＳＴには、基板定盤４１の上面４１Ａに残留する液体を回収するための回収装置６１が設けられている。回収装置６１は、ステージ部ＰＳの側面の下端部近傍に、且つ図２に示すように、ステージ部ＰＳの周囲を囲むように設けられた吸引部６２と、図３の部分断面図に示すように、吸引部６２に吸引管６３を介して接続された負圧吸引源（吸引装置）６４とを主体に構成されている。吸引部６２は、長さ方向におけるいずれの断面も図３に示した断面とほぼ同様であり、基板定盤４１の上面４１Ａに向く凹部６８を有する断面略コ字状の枠体６５と、枠体６５の凹部６８に複数積層状態で設けられた板体６６とから構成されている。枠体６５及び板体６６は、後述する基板Ｐ上に供給される液体１（図１参照）に対して親液性及び耐錆性を有する材料、例えばステンレス（ＳＵＳ）で形成されている。複数の板体６６及び枠体６５とは、互いに水平方向に例えば０．５ｍｍ程度の微小隙間をあけて配置されており、これら微小隙間により上面４１Ａに向いた複数の開口部６７が形成される。そして、負圧吸引源６４は、吸引管６３を介して枠体６５の凹部６８を吸引することで、開口部６７から基板定盤４１の上面４１Ａに残留する液体を吸引する。なお、複数の板体６６は、例えば不図示のスペーサを介して枠体６５に支持されている。
【００１７】
板体６６を囲む枠体６５の下面６５ａ及び板体６６の下面６６ａは、ステージ部ＰＳから離間するのに従って、基板定盤４１の上面４１Ａからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されており、これに伴って枠体６５及び板体６６で形成される上面４１Ａへの開口部６７の位置もステージ部ＰＳから離間するのに従って、基板定盤４１の上面４１Ａからの距離（高さ）が順次大きくなっている。下面６５ａ、６６ａの位置（すなわち開口部６７の位置）は、負圧吸引源６４の駆動による吸引部６２と上面４１Ａとの間のエア吸引が気体軸受４２の予圧力に影響を与えず、また撥液性を有する上面４１Ａに残留する液体（液滴）の大きさ（高さ）が１ｍｍ程度から４〜５ｍｍ程度にばらつくので、いずれの大きさの液体も支障なく吸引できるように、ステージ部ＰＳの直近が１ｍｍ程度で、ステージ部ＰＳから最も離れた箇所が５ｍｍ程度に設定されている。
【００１８】
また、枠体６５と負圧吸引源６４との間に接続される吸引管６３には、液体検出用のセンサ（検出装置）６９が設けられている。センサ６９としては、例えば吸引管６３に向けて検知ビームを照射し、その反射光を受光したときに、管内の液体の有無で屈折率が異なることから光量が変化することを利用して液体を検出するものが用いられる。この場合、吸引管６３は、検知ビームが透過する材料で形成される。センサ６９の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、出力された情報に基づいて基板Ｐ上への液体供給を制御する構成となっている。
【００１９】
図２において、基板ステージＰＳＴ（ステージ部ＰＳ）は、Ｘガイドステージ４４によりＸ軸方向に移動自在に支持されている。基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４に案内されつつＸリニアモータ４７によりＸ軸方向に所定ストロークで移動可能である。Ｘリニアモータ４７は、Ｘガイドステージ４４にＸ軸方向に延びるように設けられた固定子４７Ａと、この固定子４７Ａに対応して設けられ基板ステージＰＳＴに固定された可動子４７Ｂとを備えている。そして、可動子４７Ｂが固定子４７Ａに対して駆動することで基板ステージＰＳＴがＸ軸方向に移動する。ここで、基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４に対してＺ軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイド（不図示）により非接触で支持されている。基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ４４に非接触支持された状態でＸリニアモータ４７によりＸ軸方向に移動する。
【００２０】
一方、Ｘガイドステージ４４の長手方向両端には、このＸガイドステージ４４を基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ４８、４８が設けられている。Ｙリニアモータ４８のそれぞれは、Ｘガイドステージ４４の長手方向両端に設けられた可動子４８Ｂと、この可動子４８Ｂに対応してＹ軸方向に延在するように設けられた固定子４８Ａとを備えている。そして、可動子４８Ｂが固定子４８Ａに対して駆動することでＸガイドステージ４４が基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ４８、４８のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ４４はθＺ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このＹリニアモータ４８、４８により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ４４とほぼ一体的にＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。
【００２１】
また、Ｘガイドステージ４４の長手方向両端の裏面側には、Ｘガイドステージ４４と一体的に移動するＹ方向に延びる支持部材（移動体）７０がそれぞれ設けられており、支持部材７０には基板定盤４１の上面４１Ａと対向して、気体軸受（エアベアリング）７２が設けられている（図１参照）。気体軸受７２は、上述した気体軸受４２と同様の予圧型流体ベアリングであり、基板定盤４１の上面４１Ａに対して気体（エア）を吹き出す吹出口７２Ｂと、支持部材７０の下面（軸受面）とガイド面４１Ａとの間の気体を吸引する吸気口７２Ａとを備えており、吹出口７２Ｂからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口７２Ａによる吸引力との釣り合いにより、支持部材７０の下面と移動面４１Ａとの間に一定の隙間（ギャップ）を形成・保持する。つまり、Ｘガイドステージ４４は、支持部材７０を介して気体軸受７２により基板定盤４１の上面４１Ａに対して非接触に支持されており、Ｙリニアモータ４８により、上面４１Ａと平行な平面内、すなわちＸＹ平面内でＹ方向及びθＺ方向に移動可能である。
【００２２】
また、支持部材７０には、基板定盤４１の上面４１Ａに残留する液体を回収するための回収装置８１が設けられている。回収装置８１は、支持部材７０の側面の下端部近傍に、且つ図２に示すように、基板定盤４１の上面４１Ａに臨むように支持部材７０の周囲を囲む三面に設けられた吸引部８２と、図３の部分断面図に示すように、吸引部８２に吸引管８３を介して接続された負圧吸引源（吸引装置）８４とを主体に構成されている。
【００２３】
なお、回収装置６１、８１の構成は同様であるため、回収装置８１の説明は図３に示した回収装置６１の構成要素に対して符号を追記して行う。
吸引部８２は、長さ方向におけるいずれの断面も図３に示した断面とほぼ同様であり、基板定盤４１の上面４１Ａに向く凹部８８を有する断面略コ字状の枠体８５と、枠体８５の凹部８８に複数積層状態で設けられた板体８６とから構成されている。枠体８５及び板体８６は、後述する基板Ｐ上に供給される液体１（図１参照）に対して親液性及び耐錆性を有する材料、例えばステンレス（ＳＵＳ）で形成されている。複数の板体８６及び枠体８５とは、互いに水平方向に例えば０．５ｍｍ程度の微小隙間をあけて配置されており、これら微小隙間により上面４１Ａに向いた複数の開口部８７が形成される。そして、負圧吸引源８４は、吸引管８３を介して枠体８５の凹部８８を吸引することで、開口部８７から基板定盤４１の上面４１Ａに残留する液体を吸引する。なお、負圧吸引源６４、８４は同じ装置を共用してもよい。
【００２４】
板体８６を囲む枠体８５の下面８５ａ及び板体８６の下面８６ａは、支持部材７０から離間するのに従って、基板定盤４１の上面４１Ａからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されており、これに伴って枠体８５及び板体８６で形成される上面４１Ａへの開口部８７の位置も支持部材７０から離間するのに従って、基板定盤４１の上面４１Ａからの距離（高さ）が順次大きくなっている。下面８５ａ、８６ａの位置（すなわち開口部８７の位置）は、負圧吸引源８４の駆動による吸引部８２と上面４１Ａとの間のエア吸引が気体軸受４２の予圧力に影響を与えず、また撥液性を有する上面４１Ａに残留する、大きさにばらつきがある液体（液滴）を吸引できるように、支持部材７０の直近が１ｍｍ程度で、支持部材７０から最も離れた箇所が５ｍｍ程度に設定されている。
【００２５】
上記の構成のステージ装置ＳＴにおいては、供給ノズル１４からの液体１の供給量と回収ノズル２１による液体１の回収量を制御することで、基板Ｐの表面に一定量の液体１を保持した状態で、基板ステージ駆動機構（Ｘリニアモータ４７、Ｙリニアモータ４８）により基板ステージＰＳＴを定盤４１の上面４１Ａに沿って移動させることができる。
ここで、回収ノズル２１による液体回収にトラブルが生じて基板上（基板ステージＰＳＴ）から液体が基板定盤４１の上面４１Ａへ垂れ落ちたり飛散したり、基板交換のために基板ステージＰＳＴが供給ノズル１４の直下から移動した際にも液体供給が停止されない等の理由により、定盤上面４１Ａ上に液体が留まることがある。
【００２６】
例えば基板ステージＰＳＴ（ステージ部ＰＳ）の移動経路上の進行方向前方に液体１が残留している場合、基板ステージＰＳＴが移動して、気体軸受４２が残留液体に到達する前にステージ部ＰＳに設けられた吸引部６２が残留液体と接触する。ここで、図３に二点鎖線で示すように、残留液体はその大きさにばらつきがあるが、例えば高さが５ｍｍ程度の液体１ａが残留している場合には、ステージ部ＰＳから最も遠い位置の板体６６に液体１ａが当接して、この板体６６と枠体６５の側壁との間の開口部６７から吸引される。
【００２７】
また、この遠い位置にある板体６６の下面６６ａよりは低く、隣り合う板体６６の下面６６ａに接触する高さの液体１ｂが残留している場合には、これら隣り合う板体６６の間の開口部６７から液体１ｂが吸引される。このように、上面４１Ａに高さの異なる液体１ａ〜１ｄが残留している場合でも、液体１ａ〜１ｄの高さに応じた位置にある複数の開口部６７の少なくとも一つで液体１ａ〜１ｄを吸引できる。ここで、各開口部６７は微小隙間で形成されており、また枠体６５及び板体６６が親液性を有しているので、枠体６５や板体６６に接触した液体１ａ〜１ｄは負圧吸引源６４の駆動による吸引力に加えて、毛細管現象による吸引力で迅速に吸引されることになる。このように、基板ステージＰＳＴの移動経路に残留している液体は回収装置６１により吸引されて回収される。
【００２８】
開口部６７から吸引された液体１（１ａ〜１ｄ）は、枠体６５の凹部６８から吸引管６３を介して排液されるが、吸引管６３に対しては内部を通る液体をセンサ６９が常時監視している。そして、上面４１Ａにあった液体１（１ａ〜１ｄ）が吸引されて吸引管６３におけるセンサ６９の監視領域を通過すると、液体１ａ〜１ｄにより検知ビームの屈折率が変化するため、照射した検知ビームの反射光の光量が液体の有無で変化する。そのため、センサ６９は検知ビームの反射光の光量変化を検出すると、その結果を制御装置ＣＯＮＴに出力する。制御装置ＣＯＮＴはセンサ６９からの検出結果を受けると何らかの事態により定盤４１の上面４１Ａに液体１が漏れ出ていると判断し、供給ノズル１４からの液体供給を停止させ警報を発する。これにより、基板定盤４１への液体の漏れ出しや飛散等が拡大することを阻止できる。
【００２９】
なお、基板定盤４１の上面４１Ａにおける支持部材７０の移動経路に液体が残留している場合も、基板ステージＰＳＴの場合と同様に、回収装置８１により移動方向前方側の吸引部８２で吸引されて回収される。なお、支持部材７０はＸ方向には移動しないが（移動する場合でも微小量）、気体軸受７２のエア吸引により支持部材７０の移動経路の＋Ｘ側または−Ｘ側に残留する液体を吸引してしまう可能性があるが、この場合も、支持部材７０の＋Ｘ側または−Ｘ側に設けられた吸引部８２により液体を吸引して回収することができる。
【００３０】
以上、説明したように本実施の形態では、基板定盤４１の上面４１Ａに液体が残留している場合でも、回収装置６１、８１により基板ステージＰＳＴや支持部材７０の移動経路及びその近傍の液体を回収するので、基板ステージＰＳＴや支持部材７０は液体がない移動面４１Ａ上を移動することになり、気体軸受４２、７２が液体を吸引して装置・部材の不具合が生じることを防止できる。そのため、本実施の形態では、これら基板ステージＰＳＴや支持部材７０等の移動体と上面４１Ａとの間に形成されるギャップを所定量に維持することが可能になり、基板ＰのＺ方向の位置変動や移動体と基板定盤４１との接触を防止することが可能になる。
【００３１】
また、液体を吸引するための開口部６７、８７が一様に高い位置に形成されている場合には小さな液滴の液体を吸引できない可能性があり、逆に開口部６７、８７が一様に低い位置にある場合には大きな液滴径の液体の一部を枠体６５、８５の側壁で飛散させてしまう可能性があるが、本実施の形態では開口部６７、８７が基板ステージＰＳＴ、支持部材７０から離間するのに従って上面４１Ａからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されているので、液体が一様でない複数の大きさで残留する場合でも確実に吸引・回収することができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態では、負圧吸引源６４、８４による吸引力に加えて、開口部６７、８７を微小隙間で形成し、また枠体６５、８５及び板体６６、８６が親液性を有することで毛細管現象による吸引力も付加した状態で液体を吸引するので、負圧吸引源６４、８４による吸引力を小さくすることが可能になり、負圧吸引源６４、８４の駆動に起因して生じる振動を抑制することができ、振動による基板Ｐの位置決め精度低下を防ぐことができる。しかも、本実施の形態では、板体６６、８８を互いに隙間をあけて積層するという簡単な構成で毛細管現象を発現できるので、装置の簡素化及び低価格化に寄与できる。
【００３３】
また、本実施の形態では、上記枠体６５、８５及び板体６６、８６の配置も、気体軸受４２、７２の予圧力に影響を与えない高さに設定しているので、基板ステージＰＳＴ及び支持部材７０は所定量のギャップを維持した状態で移動面４１Ａ上を移動することができ、基板Ｐの移動及び位置決め精度を保持することが可能になる。
さらに、本実施の形態では、回収装置６１、８１で液体が回収されたことをセンサ６９、８９で検出し、これに伴って基板Ｐ上への液体供給を停止させるので、基板定盤４１への液体の漏れ出しや飛散等の拡大を阻止することが可能になる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、上記第１実施形態で示したステージ装置ＳＴを備えた露光装置について図４乃至図６を参照して説明する。本実施の形態では、マスクのパターン像を感光基板に投影露光する露光装置において、感光基板を保持して移動する基板ステージに上記実施形態のステージ装置を適用する場合の例を用いて説明する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略、または簡略化する。
【００３５】
図４は本発明の露光装置を示す概略構成図である。
図４において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、基板（感光基板）Ｐを支持する基板ステージＰＳＴを有する上記図１乃至図３で示したステージ装置ＳＴと、マスクステージＭＳＴに支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ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。制御装置ＣＯＮＴには、露光処理に関して異常が生じたときに警報を発する警報装置Ｋが接続されている。更に、露光装置ＥＸは、マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬを支持するメインコラム３を備えている。メインコラム３は、床面に水平に載置されたベースプレート４上に設置されている。メインコラム３には、内側に向けて突出する上側段部３Ａ及び下側段部３Ｂが形成されている。
【００３６】
本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板Ｐ上に液体１を供給する液体供給機構１０と、基板Ｐ上の液体１を回収する液体回収機構２０とを備えている。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、液体供給機構１０から供給した液体１により投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の一部に液浸領域ＡＲ２を形成する。具体的には、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの先端部（終端部）の光学素子２と基板Ｐの表面との間に液体１を満たし、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体１及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影することによってこの基板Ｐを露光する。
【００３７】
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向に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ッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＹ軸方向とする。
なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上に感光性材料であるフォトレジストを塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。
【００３８】
照明光学系ＩＬは、メインコラム３の上部に固定された支持コラム５により支持されている。照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬ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インテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域をスリット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は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬ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Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【００３９】
本実施形態においては、液体１には純水が用いられる。純水はＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、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ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。
【００４０】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを支持するものであって、その中央部にマスクＭのパターン像を通過させる開口部３４Ａを備えている。メインコラム３の上側段部３Ａには、防振ユニット６を介してマスク定盤３１が支持されている。マスク定盤３１の中央部にも、マスクＭのパターン像を通過させる開口部３４Ｂが形成されている。マスクステージＭＳＴの下面には非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）３２が複数設けられている。マスクステージＭＳＴはエアベアリング３２によりマスク定盤３１の上面（移動面）３１Ａに対して非接触支持されており、リニアモータ等のマスクステージ駆動機構により、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡３５が設けられている。また、移動鏡３５に対向する位置にはレーザ干渉計３６が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計３６によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計３６の計測結果に基づいてマスクステージ駆動機構を駆動することでマスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置を制御する。
【００４１】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板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、これら光学素子は鏡筒ＰＫで支持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率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ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。鏡筒ＰＫの外周部にはフランジ部ＦＬＧが設けられている。また、メインコラム３の下側段部３Ｂには、防振ユニット７を介して鏡筒定盤８が支持されている。そして、投影光学系ＰＬのフランジ部ＦＬＧが鏡筒定盤８に係合することによって、投影光学系ＰＬが鏡筒定盤８に支持されている。
【００４２】
本実施形態の投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２は鏡筒ＰＫに対して着脱（交換）可能に設けられている。光学素子２には液浸領域ＡＲ２の液体１が接触する。光学素子２は螢石で形成されている。螢石は水との親和性が高いので、光学素子２の液体接触面２ａのほぼ全面に液体１を密着させることができる。すなわち、本実施形態においては光学素子２の液体接触面２ａとの親和性が高い液体（水）１を供給するようにしているので、光学素子２の液体接触面２ａと液体１との密着性が高く、光学素子２と基板Ｐとの間の光路を液体１で確実に満たすことができる。なお、光学素子２は、水との親和性が高い石英であってもよい。また、光学素子２の液体接触面２ａに親水化（親液化）処理を施して、液体１との親和性をより高めるようにしてもよい。
【００４３】
光学素子２を囲むようにプレート部材２Ｐが設けられている。プレート部材２Ｐの基板Ｐと対向する面（すなわち下面）は平坦面となっている。光学素子２の下面（液体接触面）２ａも平坦面となっており、プレート部材２Ｐの下面と光学素子２の下面とはほぼ面一となっている。これにより、広い範囲で液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。また、プレート部材２Ｐの下面に、光学素子２同様、表面処理（親液化処理）を施すことができる。
【００４４】
図５は、液体供給機構１０、液体回収機構２０、及び投影光学系ＰＬ先端部近傍を示す拡大図である。液体供給機構１０は、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間へ液体１を供給するものであって、液体１を送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１に供給管１５を介して接続され、この液体供給部１１から送出された液体１を基板Ｐ上に供給する供給ノズル１４とを備えている。供給ノズル１４は基板Ｐの表面に近接して配置されている。液体供給部１１は、液体１を収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えており、供給管１５及び供給ノズル１４を介して基板Ｐ上に液体１を供給する。液体供給部１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、制御装置ＣＯＮＴは液体供給部１１による基板Ｐ上に対する単位時間あたりの液体供給量を制御可能である。
【００４５】
供給管１５の途中には、液体供給部１１より基板Ｐ上に供給される液体１の量（単位時間あたりの液体供給量）を計測する流量計１２が設けられている。流量計１２は基板Ｐ上に供給される液体１の量を常時モニタし、その計測結果を制御装置ＣＯＮＴに出力する。また、供給管１５のうち流量計１２と供給ノズル１４との間には、供給管１５の流路を開閉するバルブ１３が設けられている。バルブ１３の開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっている。なお、本実施形態におけるバルブ１３は、例えば停電等により露光装置ＥＸ（制御装置ＣＯＮＴ）の駆動源（電源）が停止した場合に供給管１５の流路を機械的に閉塞する所謂ノーマルオフ方式となっている。
【００４６】
液体回収機構２０は、液体供給機構１０によって供給された基板Ｐ上の液体１を回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル（吸引口）２１と、回収ノズル２１に回収管２４を介して接続された真空系２５とを備えている。真空系２５は真空ポンプを含んで構成されており、その動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。真空系２５が駆動することにより、基板Ｐ上の液体１はその周囲の気体（空気）とともに回収ノズル２１を介して回収される。なお、真空系２５として、露光装置に真空ポンプを設けずに、露光装置ＥＸが配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。
【００４７】
回収管２４の途中には、回収ノズル２１から吸い込まれた液体１と気体とを分離する気液分離器２２が設けられている。ここで、上述したように、回収ノズル２１からは基板Ｐ上の液体１とともにその周囲の気体も回収される。気液分離器２２は、回収ノズル２１より回収した液体１と気体とを分離する。気液分離器２２としては、例えば複数の穴部を有する管部材に回収した液体と気体とを流通させ、液体を重力作用により前記穴部を介して落下させることで液体と気体とを分離する重力分離方式や、回収した液体と気体とを遠心力を使って分離する遠心分離方式等を採用可能である。そして、真空系２５は、気液分離器２２で分離された気体を吸引するようになっている。
【００４８】
回収管２４のうち、真空系２５と気液分離器２２との間には、気液分離器２２によって分離された気体を乾燥させる乾燥器２３が設けられている。仮に気液分離器２２で分離された気体に液体成分が混在していても、乾燥器２３により気体を乾燥し、その乾燥した気体を真空系２５に流入させることで、液体成分が流入することに起因する真空系２５の故障等の不都合の発生を防止することができる。乾燥器２３としては、例えば気液分離器２２より供給された気体（液体成分が混在している気体）を、その液体の露点以下に冷却することで液体成分を除く方式や、その液体の沸点以上に加熱することで液体成分を除く方式等を採用可能である。
【００４９】
一方、気液分離器２２で分離された液体１は第２回収管２６を介して液体回収部２８に回収される。液体回収部２８は、回収された液体１を収容するタンク等を備えている。液体回収部２８に回収された液体１は、例えば廃棄されたり、あるいはクリーン化されて液体供給部１１等に戻され再利用される。また、第２回収管２６の途中であって気液分離器２２と液体回収部２８との間には、回収された液体１の量（単位時間あたりの液体回収量）を計測する流量計２７が設けられている。流量計２７は基板Ｐ上から回収された液体１の量を常時モニタし、その計測結果を制御装置ＣＯＮＴに出力する。上述したように、回収ノズル２１からは基板Ｐ上の液体１とともにその周囲の気体も回収されるが、気液分離器２２で液体１と気体とを分離し、液体成分のみを流量計２７に送ることにより、流量計２７は基板Ｐ上より回収した液体１の量を正確に計測可能となる。
【００５０】
また、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの表面の位置を検出するフォーカス検出系５６を備えている。フォーカス検出系５６は、基板Ｐ上に液体１を介して斜め方向より検出用光束を投射する投光部５６Ａと、基板Ｐで反射した前記検出用光束の反射光を受光する受光部５６Ｂとを備えている。フォーカス検出系５６（受光部５６Ｂ）の受光結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはフォーカス検出系５６の検出結果に基づいて、基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置情報を検出することができる。また、投光部５６Ａより複数の検出用光束を投射することにより、基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報を検出することができる。
【００５１】
なお、図１の一部断面図に示すように、液体供給機構１０及び液体回収機構２０は、鏡筒定盤８に対して分離支持されている。これにより、液体供給機構１０及び液体回収機構２０で生じた振動が、鏡筒定盤８を介して投影光学系ＰＬに伝わることがない。
【００５２】
図６は、液体供給機構１０及び液体回収機構２０と投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１との位置関係を示す平面図である。投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１はＹ軸方向に細長い矩形状（スリット状）となっており、その投影領域ＡＲ１をＸ軸方向に挟むように、＋Ｘ側に３つの供給ノズル１４Ａ〜１４Ｃが配置され、−Ｘ側に２つの回収ノズル２１Ａ、２１Ｂが配置されている。そして、供給ノズル１４Ａ〜１４Ｃは供給管１５を介して液体供給部１１に接続され、回収ノズル２１Ａ、２１Ｂは回収管２４を介して真空系２５に接続されている。また、供給ノズル１４Ａ〜１４Ｃと回収ノズル２１Ａ、２１Ｂとをほぼ１８０°回転した配置に、供給ノズル１４Ａ’〜１４Ｃ’と、回収ノズル２１Ａ’、２１Ｂ’とが配置されている。供給ノズル１４Ａ〜１４Ｃと回収ノズル２１Ａ’、２１Ｂ’とはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル１４Ａ’〜１４Ｃ’と回収ノズル２１Ａ、２１ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル１４Ａ’〜１４Ｃ’は供給管１５’を介して液体供給部１１に接続され、回収ノズル２１Ａ’、２１Ｂ’は回収管２４’を介して真空系２５に接続されている。なお、供給管１５’の途中には、供給管１５同様、流量計１２’及びバルブ１３’が設けられている。また、回収管２４’の途中には、回収管２４同様、気液分離器２２’及び乾燥器２３’が設けられている。
【００５３】
次に、上述した露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを基板Ｐに露光する手順について説明する。
マスクＭがマスクステージＭＳＴにロードされるとともに、基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされた後、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０の液体供給部１１を駆動し、供給管１５及び供給ノズル１４を介して単位時間あたり所定量の液体１を基板Ｐ上に供給する。また、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体１の供給に伴って液体回収機構２０の真空系２５を駆動し、回収ノズル２１及び回収管２４を介して単位時間あたり所定量の液体１を回収する。これにより、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と基板Ｐとの間に液体１の液浸領域ＡＲ２が形成される（液体を満たすステップ）。ここで、液浸領域ＡＲ２を形成するために、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上に対する液体供給量と基板Ｐ上からの液体回収量とがほぼ同じ量になるように、液体供給機構１０及び液体回収機構２０のそれぞれを制御する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬによりマスクＭを露光光ＥＬで照明し、マスクＭのパターンの像を投影光学系ＰＬ及び液体１を介して基板Ｐに投影する。
【００５４】
走査露光時には、投影領域ＡＲ１にマスクＭの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬに対して、マスクＭが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、基板ステージＰＳＴを介して基板Ｐが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｐのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。本実施形態では、基板Ｐの移動方向と平行に、基板Ｐの移動方向と同一方向に液体１を流すように設定されている。つまり、矢印Ｘａ（図６参照）で示す走査方向（−Ｘ方向）に基板Ｐを移動させて走査露光を行う場合には、供給管１５、供給ノズル１４Ａ〜１４Ｃ、回収管２４、及び回収ノズル２１Ａ、２１Ｂを用いて、液体供給機構１０及び液体回収機構２０による液体１の供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｐが−Ｘ方向に移動する際には、供給ノズル１４（１４Ａ〜１４Ｃ）より液体１が投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に供給されるとともに、回収ノズル２１（２１Ａ、２１Ｂ）より基板Ｐ上の液体１がその周囲の気体とともに回収され、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と基板Ｐとの間を満たすように−Ｘ方向に液体１が流れる。
【００５５】
一方、矢印Ｘｂ（図６参照）で示す走査方向（＋Ｘ方向）に基板Ｐを移動させて走査露光を行う場合には、供給管１５’供給ノズル１４Ａ’〜１４Ｃ’、回収管２４’、及び回収ノズル２１Ａ’、２１Ｂ’を用いて、液体供給機構１０及び液体回収機構２０による液体１の供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｐが＋Ｘ方向に移動する際には、供給ノズル１４’（１４Ａ’〜１４Ｃ’）より液体１が投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に供給されるとともに、回収ノズル２１’（２１Ａ’、２１Ｂ’）より基板Ｐ上の液体１がその周囲の気体ともに回収され、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と基板Ｐとの間を満たすように＋Ｘ方向に液体１が流れる。この場合、例えば供給ノズル１４を介して供給される液体１は基板Ｐの−Ｘ方向への移動に伴って光学素子２と基板Ｐとの間に引き込まれるようにして流れるので、液体供給機構１０（液体供給部１１）の供給エネルギーが小さくても液体１を光学素子２と基板Ｐとの間に容易に供給できる。そして、走査方向に応じて液体１を流す方向を切り替えることにより、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向に基板Ｐを走査する場合にも、光学素子２と基板Ｐとの間を液体１で満たすことができ、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができる。
【００５６】
露光処理中、液体供給機構１０に設けられている流量計１２の計測結果、及び液体回収機構２０に設けられている流量計２７の計測結果は、常時、制御装置ＣＯＮＴに出力されている。制御装置ＣＯＮＴは、流量計１２の計測結果、すなわち液体供給機構１０によって基板Ｐ上に供給される液体の量と、流量計２７の計測結果、すなわち液体回収機構２０によって基板Ｐ上より回収された液体の量とを比較し、その比較した結果に基づいて液体供給機構１０のバルブ１３を制御する。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上への液体供給量（流量計１２の計測結果）と基板Ｐ上からの液体回収量（流量計２７の計測結果）との差を求め、その求めた差が予め設定されている許容値（しきい値）を越えたかどうかに基づいて、バルブ１３を制御する。ここで、上述したように、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上に対する液体供給量と基板Ｐ上からの液体回収量とがほぼ同じになるように、液体供給機構１０及び液体回収機構２０のそれぞれを制御しているため、液体供給機構１０による液体供給動作及び液体回収機構２０による液体回収動作のそれぞれが正常に行われている状況であれば、上記求めた差はほぼゼロとなる。
【００５７】
制御装置ＣＯＮＴは、求めた差が許容値以上である場合、すなわち液体回収量が液体供給量に比べて極端に少ない場合、液体回収機構２０の回収動作に異常が生じて十分に液体１を回収できていないと判断する。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、例えば液体回収機構２０の真空系２５に故障等の異常が生じたと判断し、液体回収機構２０によって液体１を正常に回収できないことに起因する液体１の漏洩を防止するために、液体供給機構１０のバルブ１３を作動して供給管１５の流路を遮断し、液体供給機構１０による基板Ｐ上に対する液体１の供給を停止する。このように、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０から基板Ｐ上に供給された液体量と、液体回収機構２０で回収された液体量とを比較し、その比較結果に基づいて液体回収機構２０の回収動作の異常を検出し、液体１が供給過剰になり、異常が検出されたときに基板Ｐ上に対する液体１の供給を停止する。
【００５８】
このとき、既に基板Ｐ上に供給され、液体回収機構２０で回収されなかった液体１は上記の第１実施形態で説明したように、基板ステージＰＳＴから基板定盤４１の上面４１Ａに流出するが、基板ステージＰＳＴや支持部材７０の移動時に回収装置６１、８１により定盤上面４１Ａに残留する液体を吸引・回収することができる（液体回収ステップ）。
【００５９】
このように、本実施の形態では、光学素子２と基板Ｐとの間を液体１で満たすことで、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができるとともに、何らかの理由で基板Ｐ上から液体が飛散・流出して定盤上面４１Ａに残留していた場合でも上述の回収装置６１、８１により液体を回収して、定盤上面４１Ａとの間のギャップ量を維持した状態で基板Ｐを移動させることができ、基板ＰのＺ方向の位置変動や移動体と基板定盤４１との接触が生じることなく露光処理を円滑に実施することが可能になる。
【００６０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６１】
例えば、上記実施の形態では、回収装置６１、８１において負圧吸引源６４、８４による負圧吸引力と開口部６７、８７における毛細管現象による吸引力とを併用する構成としたが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、負圧吸引源６４、８４による負圧吸引力のみで液体を吸引・回収する構成や、特に移動体の移動速度が小さい場合には開口部６７、８７における毛細管現象による吸引力のみで液体を吸引・回収する構成も採用することができる。
【００６２】
また、上記実施の形態では、段差をもって板体６６、８６を配置することで、定盤上面４１Ａからの開口部６７、８７の高さを、基板ステージＰＳＴ、支持部材７０から離間するのに従って順次大きくなるように設定したが、これに限定されるものではなく、例えば定盤上面４１Ａの撥液性が高精度に管理され、定盤上面４１Ａに残留する液体（液滴）の大きさがほぼ一定であることが既知であるような場合には、図７に示すように、枠体６５、８５の下面６５ａ、８５ａ及び板体６６、８６の下面６６ａ、８６ａが、定盤上面４１Ａと液体を吸引・回収可能なほぼ一定の距離で平行に配置される構成としてもよい。
【００６３】
さらに、上記実施の形態では、積層状態で配置される複数の板体６６、８６により開口部６６、８６を形成する構成としたが、この構成以外にも板体を用いずに、図８に示すように、枠体６５、８５を断面略ロ字状に形成し、定盤上面４１Ａと対向する壁部６５Ａ、８５Ａに毛細管現象を発現する大きさの開口部６７、８７を形成する構成としてもよい。この場合も、ステージ部ＰＳ、支持部材７０から離間するのに従って漸次上方へ向かうように壁部６５Ａ、８５Ａを形成することで、開口部６７、８７の定盤上面４１Ａからの距離も順次大きくなり、定盤上面４１Ａに残留する種々の大きさの液体を円滑に吸引・回収することが可能になる。
【００６４】
上述したように、本実施形態においては露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光を用いているため、液浸露光用の液体として純水が供給される。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板（ウエハ）上のフォトレジストや光学素子（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、基板の表面、及び投影光学系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。
【００６５】
波長が１９３ｎｍ程度の露光光に対する純水（水）の屈折率ｎはほぼ１．４４といわれている。露光光の光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。さらに、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大される。
また、液体としては、その他にも、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系や基板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を用いることも可能である。
露光光としてＦ２レーザ光を用いる場合は、液体としてＦ２レーザ光を透過可能な、例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いればよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置においても、定盤及び移動体が液槽の外に配置される場合には本発明を適用可能である。露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作については、例えば特開平６−１２４８７３号公報に、ステージ上に所定深さの液体槽を形成してその中に基板を保持する液浸露光装置については、例えば特開平１０−３０３１１４号公報や、米国特許第５，８２５，０４３号にそれぞれ開示されている。
【００６７】
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１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）あるいは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。
【００６８】
なお、上述したような液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数ＮＡが0.9〜1.3になることもある。このように、投影光学系の開口数ＮＡが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像特性が悪化することもあるので、偏光照明を用いることが望ましい。その場合、マスク（レチクル）のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク（レチクル）のパターンからは、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが1.0を超えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイポール照明法）などを適宜組み合わせるとより効果的である。
【００６９】
また、例えばＡｒＦエキシマレーザ光を露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン（例えば２５〜５０ｎｍ程度のＬ／Ｓ）を基板Ｐ上に露光するような場合、マスクＭの構造（例えばパターンの微細度やクロムの厚み）によっては、Wave guide効果によりマスクＭが偏光板として作用し、コントラストを低下させるＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光が多くマスクから射出されるようになる。この場合も、上述したような直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクＭを照明しても、開口数ＮＡが0.9〜1.3のように大きい投影光学系を使って高い解像性能を得ることが可能になる。
【００７０】
また、マスクＭ上の極微細なライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合には、Wave guide効果によりＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）がＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）よりも大きくなる可能性もあるが、例えばＡｒＦエキシマレーザ光を露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系を使って、２５ｎｍよりも大きいライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような条件であれば、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光がＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりも多くマスクから射出されるので、投影光学系の開口数ＮＡが0.9〜1.3のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。
【００７１】
さらに、マスク（レチクル）のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク（レチクル）のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在する場合には、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。
【００７２】
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。
【００７３】
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。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・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００７４】
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。
【００７５】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）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ＰＳＴ、ＭＳＴ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。
【００７６】
各ステージＰＳＴ、ＭＳＴの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＰＳＴ、ＭＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＰＳＴ、ＭＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側に設ければよい。
【００７７】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているように、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。
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）に記載されているように、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。
【００７８】
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。
【００７９】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図９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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の定盤及びステージ装置を示す概略構成図である。
【図２】同ステージ装置の平面図である。
【図３】回収装置を示す部分拡大図である。
【図４】本発明の露光装置を示す概略構成図である。
【図５】投影光学系の先端部近傍、液体供給機構、及び液体回収機構を示す概略構成図である。
【図６】投影光学系の投影領域と液体供給機構及び液体回収機構との位置関係を示す平面図である。
【図７】回収装置の別形態を示す部分拡大図である。
【図８】回収装置の別形態を示す部分拡大図である。
【図９】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８１】
ＥＸ  露光装置
ＣＯＮＴ  制御装置
Ｍ  マスク（レチクル）
Ｐ  基板（感光基板）
ＰＬ  投影光学系
ＰＳ  ステージ部（移動体）
ＰＳＴ  基板ステージ（移動体）
ＳＴ  ステージ装置
１、１ａ〜１ｄ  液体
２  光学素子（先端部）
１４  供給ノズル（供給装置）
４１  基板定盤（定盤）
４１Ａ  上面（移動面）
４２、７２  気体軸受（予圧型流体ベアリング）
６１、８１  回収装置
６４、８４  負圧吸引源（吸引装置）
６６、８６  板体
６７、８７  開口部
６９、８９  センサ（検出装置）
７０  支持部材（移動体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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