(57)【要約】      （修正有）【課題】液浸露光装置のステージ及びステージを支える定盤において液浸液の漏洩や浸入による影響を抑え、良好な露光処理を可能とする。【解決手段】物体を支持する定盤４１を撥液性にするとともに、定盤４１から液体を回収する回収装置７１を設ける。定盤４１の支持表面４１Ａにはステージ構成体としてＸガイドステージ４４が載置され、Ｘガイドステージ４４には傾斜面が形成されて液浸液が定盤に漏洩した場合に、これを回収するためのドレイン口を有する。【選択図】図３
2005159322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を支持する支持表面を有した定盤であって、
前記定盤を撥液性にするとともに、前記定盤から液体を回収する回収装置が設けられたことを特徴とする定盤。
【請求項２】
請求項１記載の定盤において、
前記回収装置は、前記液体を前記支持表面よりも下方に流出させる傾斜部を備えていることを特徴とする定盤。
【請求項３】
表面に液体が供給される基板を保持する可動体と、該可動体を移動自在に支持する定盤とを有するステージ装置であって、
前記液体が前記定盤に流出した際に、該流出した前記液体を回収する回収装置が設けら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３記載のステージ装置において、
前記回収装置は、前記定盤の外周に沿って設けられた回収部を有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、
前記回収部は、前記基板の表面よりも下方に前記液体を流出させる傾斜部を備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
請求項４または５記載のステージ装置において、
前記回収部が撥液性を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
請求項３から６のいずれかに記載のステージ装置において、
前記定盤が撥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３から７のいずれかに記載のステージ装置において、
前記定盤の上方に設けられたステージ構成体は、前記液体を前記基板の表面よりも下方に流出させる第２傾斜部を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
請求項８記載のステージ装置において、
前記第２傾斜部の下端部には前記ステージ構成体を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載のステージ装置において、
前記ステージ構成体が撥液性を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
請求項３から１０のいずれかに記載のステージ装置において、
前記定盤を傾けて前記定盤の表面に残留する前記液体を排除する排除装置を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項１２】
請求項３から１１のいずれかに記載のステージ装置において、
前記定盤の表面に流体を吹き付けて、残留する前記液体を排除する第２排除装置を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項１３】
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３から１２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。
【請求項１４】
定盤に移動可能に支持された基板ステージ上の基板にマスクのパターンを投影光学系により露光する露光方法において、
前記投影光学系の先端部と前記基板との間に液体を満たすステップと、
前記液体が前記定盤に流出した際に、該流出した液体を回収するステップと、
を含んだことを特徴とする露光方法。
【請求項１５】
前記基板上の液体を回収するステップを含むことを特徴とする請求項１４記載の露光方法。
【請求項１６】
前記液体に関する異常を検出するステップを含むことを特徴とする請求項１４記載の露光方法。
【請求項１７】
前記液体に関する異常を検出した際に、前記異常に関する表示を行うステップを含むことを特徴とする請求項１６記載の露光方法。
【請求項１８】
物体を支持する支持表面を有した定盤であって、
前記定盤を撥液性にするとともに、前記定盤に溝部を設けたことを特徴とする定盤。
【請求項１９】
前記回収装置は、前記定盤に形成された溝部を有することを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
【請求項２０】
パターンを基板に露光する露光装置であって、
表面を有した定盤と、
前記基板を保持して、前記定盤上を移動可能な基板ステージと、
供給ノズルを有し、前記基板に液体を供給する液体供給装置と、
回収ノズルを有し、前記基板上の前記液体を回収する第１回収装置と、
前記液体が前記定盤に流出した際に、該液体を回収する第２回収装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２１】
前記第２回収装置は、前記定盤に形成された溝部を有することを特徴とする請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記第２回収装置は、前記定盤の外周に沿って設けられた回収部を有することを特徴とする請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記第１回収装置と前記第２回収装置との少なくとも一方と協働して、前記液体に関する異常を検出する検出装置を設けたことを特徴とする請求項２０記載の露光装置。
【請求項２４】
前記検出装置の検出結果を表示する表示装置を備えたことを特徴とする請求項２３記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定盤、ステージ装置及び露光装置並びに露光方法に関し、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定盤、ステージ装置及び露光装置並びに露光方法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】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
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、ステージが可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、特許文献１に記載された露光装置では、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。
そのため、液浸露光装置においては、飛散した液体により装置・部材の故障、漏電あるいは錆び等といった不都合を引き起こす可能性がある。また、この場合、露光処理を良好に行うことができなくなるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、露光用の液体の漏洩や浸入による影響を抑え、良好な露光処理を可能とする定盤、ステージ装置及び露光装置並びに露光方法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】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の定盤は、物体（ＰＳＴ）を支持する支持表面（４１Ａ）を有した定盤（４１）であって、定盤（４１）を撥液性にするとともに、定盤（４１）から液体（１）を回収する回収装置（７１）が設けられたことを特徴とするものである。
【０００７】
従って、本発明の定盤では、液体（１）が定盤（４１）に飛散・流出した場合でも、この液体を回収装置（７１）により回収できるため、装置・部材の故障、漏電あるいは錆び等といった不都合を引き起こすことを防止する、あるいはそのような不都合の影響を低減することができる。また、本発明では、定盤（４１）が撥液性を有しているため、飛散・流出した液体は支持表面（４１Ａ）で濡れ拡がらず、容易に移動させることが可能になり、回収作業を容易化できる。
【０００８】
また、本発明のステージ装置は、表面に液体が供給される基板（Ｐ）を保持する可動体（ＰＳＴ）と、可動体（ＰＳＴ）を移動自在に支持する定盤（４１）とを有するステージ装置（ＳＴ）であって、液体が定盤（４１）に流出した際に、流出した液体を回収する回収装置（７１）が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、本発明のステージ装置では、可動体（ＰＳＴ）の移動時等に基板（Ｐ）の表面から液体が定盤（４１）に飛散・流出した場合でも、この液体を回収装置（７１）により回収できるため、装置・部材の故障、漏電あるいは錆び等といった不都合を引き起こすことを防止する、あるいはそのような不都合の影響を低減することができる。
【００１０】
そして、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３から１２のいずれか一項に記載のステージ装置（ＳＴ）が用いられ、パターンの像は、投影光学系（ＰＬ）の先端部（２）と感光基板（Ｐ）との間に満たされた液体を介して感光基板（Ｐ）上に投影されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の露光方法は、定盤（４１）に移動可能に支持された基板ステージ（ＰＳＴ）上の基板（Ｐ）にマスク（Ｍ）のパターンを投影光学系（ＰＬ）により露光する露光方法において、投影光学系（ＰＬ）の先端部（２）と基板（Ｐ）との間に液体（１）を満たすステップと、液体が定盤（４１）に流出した際に、流出した液体を回収するステップと、を含んだことを特徴としている。
【００１２】
従って、本発明の露光装置及び露光方法では、投影光学系（ＰＬ）の先端部（２）と感光基板（Ｐ）との間に満たされた液体（１）が定盤（４１）に飛散・流出した場合でも、この液体を回収装置（７１）により回収できるため、装置・部材の故障、漏電あるいは錆び等といった不都合を引き起こすことを防止する、あるいはそのような不都合の影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明では、飛散・流出した液体により装置・部材の故障、漏電あるいは錆び等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】
【００１４】
以下、本発明の定盤、ステージ装置及び露光装置並びに露光方法の実施の形態を、図１ないし図１２を参照して説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態では、本発明に係る定盤及びこの定盤を備えたステージ装置について説明する。
図１は、本発明のステージ装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１５】
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（排除装置）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、基板Ｐを支持して基板定盤４１の上面（支持表面）４１Ａを移動する物体（可動体）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。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と直交する方向に駆動する構成となっている。
【００１６】
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が設けられている。エアベアリング４２は、基板定盤４１の上面（ガイド面）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）下面とガイド面４１Ａとの間に一定の隙間を保持する。つまり、基板ステージＰＳＴはエアベアリング４２により基板定盤４１の上面（ガイド面）４１Ａに対して非接触支持されており、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。
【００１７】
また、ステージ部ＰＳの底部近傍には、エアを吹き付ける吹付口（第２排除装置）７５が設けられている。吹付口７５は、基板定盤４１の上面４１Ａに残留する液体を排除するためのエアを、この上面４１Ａに向けて斜め下方に吹き付けるものであって、ステージ部ＰＳの周囲の四面にそれぞれ複数形成され（図２参照；ただし図２ではステージ部ＰＳの＋Ｘ側及び＋Ｙ側に形成された吹付口は図示されず）、不図示のエア供給源に接続されている。
【００１８】
基板ステージＰＳＴ（テーブル部ＰＨの表面６２）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。なお、移動鏡４５は基板ステージＰＳＴの側面に設けて、テーブル部ＰＨをフルフラットにしてもよい。
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。
【００１９】
図２は、基板ステージＰＳＴ及びこの基板ステージＰＳＴを駆動する基板ステージ駆動機構を示す概略斜視図である。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。また、図示しないものの、Ｘガイドステージ４４にはエンコーダスケールが設けられ、基板ステージＰＳＴにはエンコーダスケールを計測することでＸガイドステージ４４と基板ステージＰＳＴとの相対位置関係を計測するエンコーダー（エンコーダヘッド）が設けられている。
【００２０】
図３は、図２に示したステージ装置ＳＴの中、Ｘガイドステージ４４及び基板定盤４１のみを示した図である。
この図に示すように、基板定盤４１の上方に設けられたステージ構成体であるＸガイドステージ４４は、上方に向けて開口する断面略凹字状に形成されており、その上面には幅方向の略中央部に向かうに従って漸次下方に傾斜する傾斜面（第２傾斜部）４４Ａが形成されている。そして、傾斜面４４Ａの下端部（最も低い箇所）には、Ｘガイドステージ４４の長さ方向に間隔をあけて複数のドレイン口（貫通孔）４４Ｂが形成されている。これらドレイン口４４Ｂは、基板定盤４１の上面４１Ａの上方に位置するように、すなわち液体がドレイン口４４Ｂから流出した場合でも、液体が上面４１Ａに垂れる位置に形成されている。
なお、Ｘリニアモータ４７の固定子４７Ａは、Ｘガイドステージ４４の凹部内に不図示のスペーサを用いて隙間をあけて設置されるため、液体が傾斜面４４Ａに沿って流れ落ちることを阻害しない。
【００２１】
また、本ステージ装置ＳＴには、液体が基板定盤４１に流出した際に、この液体を回収するための回収装置７１が設けられている。回収装置７１は、基板定盤４１の外周に沿って設けられた樋状部材（回収部）７２と、樋状部材７２に接続された廃液管７３と、樋状部材７２に流入した液体を廃液管７３を介して吸引する吸引装置７４とから構成されている。
【００２２】
樋状部材７２は、上方に向けて開口する断面略凹字状に形成されており（図１参照）、凹部内の底面７２Ａ及び側面７２Ｂにはフッ素やフッ素化合物による撥液性コーティング（撥液処理）が施されている。また、樋状部材７２の底面７２Ａは、定盤４１の上面４１Ａよりも低い位置に設けられ、廃液管７３が接続されたコーナー部Ｃ１（＋Ｘ、−Ｙ側の角部）を最も低い箇所とし、このコーナー部Ｃ１と対角のコーナー部Ｃ２を最も高い箇所としてＸ軸方向及びＹ軸方向の双方で傾斜する傾斜部となっている。
また、基板定盤４１の上面４１Ａにおいても、樋状部材７２と同様に、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、撥液性を有する構成となっている。
なお、基板定盤４１への撥液性コーティングは、上面４１Ａだけではなく、基板定盤４１の全体に施してもよい。
【００２３】
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。
【００２４】
基板定盤４１のＸ軸方向両側のそれぞれには、正面視Ｌ字状に形成され、Ｘガイドステージ４４のＹ軸方向への移動を案内するガイド部４９が設けられている。ガイド部４９はベースプレート４上に支持されている。本実施形態において、ガイド部４９の平坦部４９Ｂ上に、Ｙリニアモータ４８の固定子４８Ａが設けられている。一方、Ｘガイドステージ４４の下面の長手方向両端部のそれぞれには凹形状の被ガイド部材５０が設けられている。ガイド部４９は被ガイド部５０と係合し、ガイド部４９の上面（ガイド面）４９Ａと被ガイド部材５０の内面とが対向するように設けられている。ガイド部４９のガイド面４９Ａには非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）５１が設けられており、Ｘガイドステージ４４はガイド面４９Ａに対して非接触で支持されている。
【００２５】
また、Ｙリニアモータ４８の固定子４８Ａとガイド部４９の平坦部４９Ｂとの間には非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）５２が介在されており、固定子４８Ａはエアベアリング５２によりガイド部４９の平坦部４９Ｂに対して非接触で支持される。このため、運動量保存の法則によりＸガイドステージ４４及び基板ステージＰＳＴの＋Ｙ方向（または−Ｙ方向）の移動に応じて固定子４８Ａが−Ｙ方向（または＋Ｙ方向）に移動する。この固定子４８Ａの移動によりＸガイドステージ４４及び基板ステージＰＳＴの移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を防ぐことができる。すなわち、固定子４８Ａは所謂カウンタマスとしての機能を有している。
【００２６】
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により基板ステージＰＳＴを定盤４１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る等の理由により、基板上から液体が飛散したり流出した場合、その一部はＸガイドステージ４４へ垂れ落ち、また別の一部は基板定盤４１の上面４１Ａへ垂れ落ちる。
【００２７】
Ｘガイドステージ４４へ流出した液体は、凹部内に留まることなく傾斜面４４Ａに沿って流れ、傾斜面４４Ａの下端部においてドレイン口４４Ｂから基板定盤４１の上面４１Ａへ垂れ落ちる（図３参照）。
ここで、基板ステージＰＳＴが動作している場合には、基板ステージＰＳＴ（ステージ部ＰＳ）の底部に設けられた吹付口７５から上面４１Ａに向けてエアが吹き付けられており、また定盤４１の上面４１Ａが撥液性を有しているため、上面４１Ａに流出した液体は液滴状で飛ばされて樋状部材７２に集められる。そして、樋状部材７２においても撥液処理が施され、また底面７２Ａが傾斜していることから、液体は液滴状態で底面７２Ａの沿って上面４１Ａよりも下方（すなわち基板Ｐの表面よりも下方）に流れ（転がり）、吸引装置７４による吸引によって廃液管７３から排出・回収される。
【００２８】
一方、エラーが生じたため基板ステージＰＳＴの動作が停止した場合、吹付口７５からのエアが届かない位置にある液体が基板定盤４１上に留まる可能性があるが、この場合、防振ユニット９のアクチュエータ（例えばリニアモータやボイスコイルモータなど）を駆動して基板定盤４１の上面４１Ａを水平面に対して傾ける。これにより、液滴状の液体は、上面４１Ａを転がって樋状部材７２に流れ込む。このとき、いずれの方向に傾けても樋状部材７２の底面７２Ａが傾斜しているため、廃液管７３を介して液体を回収できるが、廃液管７３が接続されたコーナー部Ｃ１が最も低くなるように定盤４１を傾けることで、液滴状の液体がコーナー部Ｃ１近傍で樋状部材７２に流れ込むため、定盤４１上の液体を廃液管７３を介して排出するまでの時間を短くすることが可能となり好適である。
【００２９】
以上のように、本実施の形態では、基板Ｐ上に供給された液体が何らかの理由で基板定盤４１に飛散・流出した場合でも、この液体を回収装置７１により回収できるため、飛散・流出した液体により装置・部材の故障、漏電あるいは錆び等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る。また、本実施の形態では、回収装置７１における樋状部材７２の底部７２Ａが撥液性を有し、また液体を定盤上面４１Ａよりも下方に流出させる傾斜面となっているので、樋状部材７２に液体を留まらせることなく円滑に排出・回収することが可能である。加えて、本実施の形態では、基板定盤４１の上面４１Ａに撥液性を持たせているので、液体が付着しづらくなり、容易に樋状部材７２に流れ落とすことができる。しかも、本実施の形態では、定盤上面４１Ａに対して吹付口７５からエアを吹き付けるので、表面に残留する液体を容易に排除することができるとともに、基板ステージＰＳＴの駆動中に定盤上面４１Ａに液体が飛散した場合でも、気体軸受４２と上面４１Ａとの間に液体を巻き込む可能性を減らしてギャップを維持することができ、基板ステージＰＳＴの安定駆動に寄与できる。また、本実施の形態では、エアの吹付でも液体が排除できない場合でも、防振ユニット９により基板定盤４１を傾けることで、液体の排除を容易に実施できる。
【００３０】
そして、このように本実施の形態では流出した液体を基板定盤４１で回収できるため、基板Ｐの表面に供給した液体を基板ステージＰＳＴ上で敢えて回収しない構成も採用することが可能になり、この場合液体回収に伴う振動を抑制することができるとともに、基板表面の多くを液体で覆うことによって、気化熱による基板の温度低下も抑えることができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、Ｘガイドステージ４４においても、飛散・流出した液体を傾斜面４４Ａで下方に導き、ドレイン口４４Ｂから排出できるので、液体がＸガイドステージ４４に留まって熱的に影響を与えたり、液体が水の場合のようにシミやバクテリアを生じさせることを防止できる。なお、Ｘガイドステージ４４においても、定盤上面４１Ａや樋状部材７２の底面７２Ａと同様に撥液性を付与して液体の移動を容易にすることが好ましい。また、基板ステージＰＳＴに設けられたエンコーダヘッド等は、液体に接触しない方がよいため、カバー等により覆うことが好ましい。
【００３２】
（第２実施形態）
続いて、本発明の定盤及びステージ装置の第２の実施形態について説明する。
図４は、ステージ装置の中、基板ステージＰＳＴ、基板定盤４１及びＸガイドステージ４４を簡略的に示した図である。
なお、図４においては、基板ステージＰＳＴ上の移動鏡及び基板、基板定盤４１の樋状部材の図示を便宜上省略している。
【００３３】
本実施形態では、図４に示すように、基板ステージＰＳＴにおけるテーブル部ＰＨの上面には、端縁（外周）に沿って溝部７６が形成されている。またテーブル部ＰＨの一側面には、Ｘガイドステージ４４の凹部４４Ｃの上方に位置して、Ｚ軸方向に延び溝部７６と連通する切欠部７７が形成されている。
そして、Ｘガイドステージ４４の凹部４４Ｃには、基板定盤４１よりもＸ方向外側に位置してドレイン口４４Ｂが形成されている。このドレイン口４４Ｂには、廃液管７８が接続されている。そして、廃液管７８には、廃液管７８を介して液体を吸引する吸引装置７９が接続されている。また、Ｘガイドステージ４４においては、凹部４４Ｃ内の底部４４Ｄがドレイン口４４Ｂが最も低い箇所となるように傾斜して形成されている。
【００３４】
上記の構成では、テーブル部ＰＨ上に供給された液体は溝部７６に流れ込み、切欠部７７を通ってＸガイドステージ４４の凹部４４Ｃに流出する。そして、凹部４４Ｃに流出した液体は、底部４４Ｄの傾斜に沿ってドレイン口４４Ｂに流れ込み、吸引装置７９の吸引により廃液管７８から排出・回収される。
このように、本実施の形態では、Ｘガイドステージ４４の凹部４４Ｃに飛散・流出した液体が基板定盤４１の上面４１Ａに到達しないので、上面４１Ａに残留する液体の量を減らすことができ、気体軸受と上面４１Ａとの間に液体を巻き込む可能性を一層減らすことが可能になり、基板ステージＰＳＴの駆動安定性をより向上させることができる。
【００３５】
（第３実施形態）
続いて、本発明の定盤及びステージ装置の第３の実施形態について説明する。
第３実施形態は、第２実施形態に対して、ドレイン口４４Ｂから液体を排出する構成のみが異なっている。
すなわち、本実施の形態では、Ｘガイドステージ４４のドレイン口４４Ｂが樋状部材７２の上方に位置して形成されている。そして、ドレイン口４４Ｂには廃液管等は接続されていない。
【００３６】
上記の構成では、Ｘガイドステージ４４の凹部４４Ｃに流出した液体は、底部４４Ｄの傾斜に沿って流れ、ドレイン口４４Ｂから自然落下して樋状部材７２によって回収される。このように、本実施の形態では、Ｘガイドステージ４４に飛散・流出した液体を強制的に吸引しないので、吸引に伴って振動が発生することを防止できる。
【００３７】
（第４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６乃至図８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。
【００３８】
図６は本発明の露光装置を示す概略構成図である。
図６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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
本実施形態において、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。
【００４３】
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（ガイド面）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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
図７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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
図８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。
【００５６】
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。
【００５７】
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８参照）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。
【００５８】
一方、矢印Ｘｂ（図８参照）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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。なお、制御装置ＣＯＮＴは、この異常を検出したときに前述の警報装置Ｋに警報を発せさせるようにしてもよい。さらに、前述の警報装置Ｋに表示装置を設けて、制御装置ＣＯＮＴが表示装置に対して異常の表示をさせるようにしてもよい。また、回収装置７１の少なくとも一部（例えば、樋状部材７２や溝部）に漏水センサを設けて、この漏水センサの検出結果に応じて異常を検出してもよい。
【００６１】
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から直接、またはＸガイドステージ４４を介して間接的に基板定盤４１の上面４１Ａに流出し、一部が樋状部材７２に流れ込んで回収される。また、定盤上面４１Ａに残留する液体については、制御装置ＣＯＮＴが防振ユニット９（のアクチュエータ）を駆動して基板定盤４１を傾けることで、樋状部材７２に液体を流し込んで回収することができる（液体回収ステップ）。
【００６２】
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・流出した場合でも、液体を回収して装置・部材の故障、漏電あるいは錆び等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、露光処理を円滑に実施することが可能になる。
【００６３】
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。
【００６４】
例えば、上記実施の形態では、回収装置７１の回収部として基板定盤４１の周囲に樋状部材７２を設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば図９に示すように、基板定盤４１の端縁に沿った全周に基板上面４１Ａよりも低く形成した段差部４１Ｂと、基板定盤４１の側面に設けた壁部材８０とにより溝部８１を形成し、この溝部８１により基板定盤４１に飛散・流出した液体を回収する構成としてもよい。この場合も、液体を円滑に回収するために溝部８１内に撥液処理を施すとともに、段差部４１Ｂを傾斜させることが好ましい。
また、壁部材を用いずに、図１０に示すように、基板定盤４１の外周に沿った全周に溝部８１を設け、この溝部８１を回収部としてもよい。
なお、溝部８１は必ずしも基板定盤４１の全周に設けなくてもよい。例えば、基板定盤４１のＸ方向（走査方向）の外周に沿って２つの溝部８１を設けるとともに、基板定盤４１のＹ方向（非走査方向）の外周に沿って２つの樋状部材７２を設けるようにしてもよい。このように、本実施の形態に開示された回収装置７１は、適宜組み合わせて用いることができる。
【００６５】
また、上記実施の形態では、Ｘガイドステージ４４を断面略凹字状として説明したが、図１１に示すように、断面略Ｈ状としてもよい。Ｘガイドステージ４４の側壁４４Ｃは、基板ステージＰＳＴに設けられた気体軸受（エアベアリング）からのエアにより幅方向（図１１中、左右方向）に大きな負荷が加わるため、Ｈ形状にして上下対称形状とすることでＸガイドステージ４４に偏荷重が加わることを防止できる。また、傾斜面４４Ａも本来、上部側のみでもよいが、偏荷重防止のためには下面側にも対称に設けることが望ましい。
【００６６】
さらに、上記の実施形態では、防振ユニット９を用いて基板定盤４１を傾けることで、基板上面４１Ａに残留する液体を排除する構成としたが、基板上面４１Ａを水平面に対して傾斜した傾斜面とする構成も採用可能である。この場合、基板ステージＰＳＴの移動により基板表面のＺ軸方向の位置が変動するため、基板ステージＰＳＴの位置に応じてテーブル部ＰＨの位置をＺ軸方向に駆動して基板Ｐの表面の位置を補正すればよい。
同様に、テーブル部ＰＨに残留する液体の排除を円滑にするために、テーブル部ＰＨの表面を傾斜面としたり撥液処理を施す構成としてもよい。
また、基板定盤４１を傾ける場合、及びテーブル部ＰＨの表面を傾斜面とする場合には、移動鏡やフィディシャルマーク等、液体と接触しない方がよい部材が設置されていない方向が低くなるように傾斜させることが好ましい。
【００６７】
上述したように、本実施形態における液体１は純水により構成されている。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Ｐ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Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。
そして、波長が１９３ｎｍ程度の露光光ＥＬに対する純水（水）の屈折率ｎはほぼ１．４４であるため、露光光ＥＬ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Ｐ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。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系ＰＬの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。
【００６８】
なお、本実施形態の液体１は水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、この場合、液体１としては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。また、液体１としては、その他にも、露光光ＥＬ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ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。
【００６９】
また、本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子２が取り付けられているが、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ＥＬを透過可能な平行平面板であってもよい。
【００７０】
上記各実施形態において、上述したノズルの形状は特に限定されるものでなく、例えば投影領域ＡＲ１の長辺について２対のノズルで液体１の供給又は回収を行うようにしてもよい。なお、この場合には、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向からも液体１の供給及び回収を行うことができるようにするため、供給ノズルと回収ノズルと上下に並べて配置してもよい。
【００７１】
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。
【００７２】
また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような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、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているような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も本発明を適用可能である。
【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】
また、本発明は、特開２００１−１６０５３０号公報に開示されているように、２つのウエハステージ（基板ステージ）を備え、アライメント位置と露光位置とで、この２つのウエハステージを入れ替えるツインステージ型の露光装置にも適用できる。この場合、２つのウエハステージの入れ替え時に液体供給部１１および液体回収部２８を駆動したままにしてもよい。これは前述のように、液体供給部１１からの液体１を基板定盤４１を介して回収できるからである。これにより、ツインステージ型露光装置のスループットを更に向上させることができる。
【００７５】
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等を製造するための露光装置等にも広く適用できる。
【００７６】
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、それらのステージを定盤に対して浮上させる方式として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かを用いるのが好ましい。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。      
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
本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。
【００８０】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１２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レチクル（マスク）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によりレチクルのパターンを基板に露光する基板処理ステップ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】
【００８１】
【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】ステージ装置を示す斜視図である。
【図３】ステージ装置の中、Ｘガイドステージ及び基板定盤を示した外観斜視図である。
【図４】第２実施形態に係る定盤及びステージ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図５】第３実施形態に係る定盤及びステージ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の露光装置を示す概略構成図である。
【図７】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８】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９】基板定盤に設けた回収部の別形態を示す図である。
【図１０】基板定盤に設けた回収部の別形態を示す図である。
【図１１】Ｘガイドステージの別形態を示す斜視図である。
【図１２】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】
【００８２】
ＥＸ  露光装置
Ｍ  マスク（レチクル）
Ｐ  基板（感光基板）
ＰＬ  投影光学系
ＰＳＴ  基板ステージ（物体、可動体）
ＳＴ  ステージ装置
１  液体
２  光学素子（先端部）
９  防振ユニット（排除装置）
４１  基板定盤（定盤）
４１Ａ  上面（支持表面）
４４  Ｘガイドステージ（ステージ構成体）
４４Ａ  傾斜面（第２傾斜部）
４４Ｂ  ドレイン口（貫通孔）
７１  回収装置
７２  樋状部材（回収部）
７２Ａ  底面（傾斜部）
７５  吹付口（第２排除装置）
８１  溝部（回収部）
【図１】
2005159322.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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