KR101560007B1 - 노광 장치의 조정 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

조정 방법은, 기판 (P) 을 유지하는 홀더부 (2H) 와, 홀더부 (2H) 에 의해 기판 (P) 을 유지하기 전에 기판 (P) 을 유지하는 홀더부 (8H) 를 갖고, 홀더부 (2H) 에 유지된 기판 (P) 을 액체 (LQ) 를 통해 노광하는 액침 노광 장치 (EX) 를 조정한다. 조정 방법은, 홀더부 (2H) 에 의해 온도계 (30) 를 유지하는 것과, 홀더부 (8H) 에 의해 온도계 (30) 를 유지하는 것과, 홀더부 (2H) 에 유지된 온도계 (30) 의 검출 결과와 홀더부 (8H) 에 유지된 온도계 (30) 의 검출 결과에 기초하여, 홀더부 (2H) 및 홀더부 (8H) 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 것을 포함한다.

액침 노광 장치, 홀더, 온도계

Description

노광 장치의 조정 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법{METHOD FOR ADJUSTING EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

기술분야

본 발명은, 노광 장치의 조정 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2007년 7월 31일에 출원된 일본 특허출원 2007-198675호에 기초하여 우선권을 주장하여, 그 내용을 여기에 원용한다.

배경기술

포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치에 있어서, 예를 들어 하기 특허 문헌에 개시되어 있는, 액체를 통해 기판을 노광하는 액침 노광 장치가 알려져 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2005-12201호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

노광 장치는, 노광광이 조사되는 기판을 유지하는 유지부를 구비하고 있다. 노광 장치에 있어서는, 유지부의 온도와 기판 온도의 관계가 문제가 되는 경우가 있다. 또, 액침 노광 장치에 있어서는, 기판 온도와 액체 온도의 관계가 문 제가 되는 경우가 있다.

본 발명의 양태는, 양호하게 노광 동작을 실행하기 위한 노광 장치의 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 다른 목적은, 양호하게 노광 동작을 실행할 수 있는 노광 장치, 및 그 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 기판을 유지하는 제 1 유지부와, 제 1 유지부에 의해 기판을 유지하기 전에 기판을 유지하는 제 2 유지부를 갖고, 제 1 유지부에 유지된 기판을 액체를 통해 노광하는 액침 노광 장치의 조정 방법으로서, 제 1 유지부에 의해 온도 검출기를 유지하는 것과, 제 2 유지부에 의해 온도 검출기를 유지하는 것과, 제 1 유지부에 의해 유지된 온도 검출기의 검출 결과와 제 2 유지부에 의해 유지된 온도 검출기의 검출 결과에 기초하여, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 것을 포함하는 조정 방법이 제공된다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 기판을 유지하는 유지부를 갖고, 유지부에 유지된 기판을 액체를 통해 노광하는 액침 노광 장치의 조정 방법으로서, 유지부에 의해 유지된 온도 검출기에 의해 유지부의 온도에 관한 제 1 정보를 취득하는 것과, 온도 검출기 상에 공급된 액체의 온도에 관한 제 2 정보를 온도 검출기에 의해 취득하는 것과, 제 1 정보와 제 2 정보에 기초하여, 유지부 및 액체 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 것을 포함하는 조정 방법이 제공된다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 상기 양태의 조정 방법에 의해 조정된 액침 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 액체를 통해 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서, 노광광이 조사되는 위치에서 기판을 유지 가능한 제 1 유지부와, 제 1 유지부에 유지되기 전에 기판을 유지하고, 또한 기판의 온도를 조정하는 제 2 유지부와, 제 2 유지부에 의해 유지된 온도 검출기를 제 2 유지부로부터 제 1 유지부로 반송하는 반송 장치와, 제 1 유지부에 의해 유지된 온도 검출기의 검출 결과와 제 2 유지부에 의해 유지된 온도 검출기의 검출 결과에 기초하여, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 조정 장치를 구비한 노광 장치가 제공된다.

본 발명의 제 5 양태에 따르면, 액체를 통해 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서, 노광광이 조사되는 위치에 기판을 유지 가능한 유지부와, 액체를 공급하는 공급구와, 유지부 및 액체 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 조정 장치를 구비하고, 조정 장치는, 유지부에 의해 유지된 온도 검출기 상에 공급구로부터 액체를 공급함으로써 온도 검출기에서 얻어지는 유지부, 및 액체의 온도 정보에 기초하여, 유지부 및 액체 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 노광 장치가 제공된다.

본 발명의 제 6 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

발명의 효과

본 발명의 양태에 의하면, 원하는 노광 동작을 실행할 수 있다. 또한, 본 발명의 양태에 의하면, 원하는 디바이스를 제조할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.

도 2 는 기판 스테이지 및 계측 스테이지를 상방에서 본 평면도이다.

도 3 은 제 1 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 플로우차트도이다.

도 4 는 제 1 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 플로우차트도이다.

도 5 는 제 1 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 플로우차트도이다.

도 6 은 온도 검출기의 일례를 나타내는 도면이다.

도 7a 는 제 1 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 7b 는 제 1 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 8a 는 제 1 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 8b 는 제 1 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 9 는 제 1 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 10 은 제 2 실시형태에 관련된 유지 부재를 설명하기 위한 모식도이다.

도 11a 는 제 2 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 11b 는 제 2 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 12 는 제 2 실시형태에 관련된 조정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 13 은 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지를 설명하기 위한 모식도이다.

도 14 는 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.

(부호의 설명)

2…기판 스테이지, 2H…제 1 홀더부, 5…제어 장치, 8…유지 부재, 8H…제 2 홀더부, 9…기판 온도 조정 장치, 10…반송 장치, 11…결상 특성 조정 장치, 14…공급구, 20…액체 온도 조정 장치, 23…공간 이미지 계측 장치, 30…온도 검출기, 40…온도 조정 장치, EL…노광광, EX…노광 장치, LQ…액체, LS…액침 공간 (액침 영역), P…기판, PL…투영 광학계

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 또, 이하의 설명에 있어서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 관해서 설명한다. 그리고, 수평면 내의 소정 방향을 X 축 방향, 수평면 내에서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 방향 및 Y 축 방향의 각각에 직교하는 방향 (즉 연직 방향) 을 Z 축 방향으로 한다. 또한, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각, θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다.

<제 1 실시형태>

제 1 실시형태에 관해서 설명한다. 도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (EX) 를 나타내는 개략 구성도이다. 본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 가, 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지와 노광에 관한 계측을 실행 가능한 계측기 (계측 부재를 포함한다) 를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치인 경우를 예로 하여 설명한다. 또, 기판 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치는, 예를 들어 미국 특허 제6,897,963호에 개시되어 있다.

도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 유지하면서 이동 가능한 마스크 스테이지 (1) 와, 기판 (P) 을 유지하는 홀더부 (2H) 를 갖고, 홀더부 (2H) 에 의해 기판 (P) 을 유지하면서 이동 가능한 기판 스테이지 (2) 와, 노광에 관한 계측기가 탑재되고, 기판을 유지하지 않고서 기판 스테이지 (2) 와는 독립적으로 이동 가능한 계측 스테이지 (3) 와, 각 스테이지 (1, 2, 3) 의 위치 정보를 계측 가능한 간섭계 시스템 (4) 과, 마스크 스테이지 (1) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 조명계 (IL) 와, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 투영 광학계 (PL) 와, 기판 스테이지 (2) 에 기판 (P) 을 반송하는 반송 장치 (10) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치 (5) 를 구비하고 있다.

또, 여기서 말하는 기판 (P) 은, 반도체 웨이퍼 등의 기재 상에 감광재 (포토레지스트) 가 도포된 것을 포함한다. 마스크 (M) 는, 기판 (P) 에 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다. 또한, 본 실시형태에서는, 마스크 로서 투과형의 마스크를 사용하지만, 반사형 마스크를 사용해도 된다.

본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 액체 (LQ) 를 통해 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사해서 기판 (P) 을 노광하는 액침 노광 장치로서, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K) 을 액체 (LQ) 로 채우기 위한 노즐 부재 (6) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 액체 (LQ) 로서 물 (순수) 을 사용한다.

본 실시형태의 노즐 부재 (6) 는, 투영 광학계 (PL) 의 복수의 광학 소자 중, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 종단 광학 소자 (FL) 의 근방에 배치되어 있다. 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (사출면 : 7) 과, 그 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 대향하는 물체의 표면과의 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K) 이 액체 (LQ) 로 채워지도록, 노즐 부재 (6) 와 물체 사이에 액체 (LQ) 가 유지되어 액침 공간 (LS) 이 형성된다. 노즐 부재 (6) 및 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 대향 가능한 물체는, 종단 광학 소자 (FL) 로부터의 노광광 (EL) 이 조사되는 위치로 이동 가능한 물체를 포함한다. 본 실시형태에서는, 노광광 (EL) 이 조사되는 위치로 이동 가능한 물체는, 기판 (P), 기판 스테이지 (2), 및 계측 스테이지 (3) 를 포함한다. 기판 (P) 이 노광될 때, 노즐 부재 (6) 및 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 기판 (P) 표면과의 사이에 액침 공간 (LS) 이 형성된다. 기판 (P) 표면에 노광광 (EL) 이 조사될 때, 기판 (P) 의 표면에는 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 가 접촉한다.

본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 노광 중, 기판 (P) 표면의 일부 영역 (국소적인 영역) 이 액체 (LQ) 로 덮이도록 액침 공간 (LS) 이 형성된다. 즉, 본 실 시형태의 노광 장치 (EX) 는, 기판 (P) 의 노광 중에, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역을 포함하는 기판 (P) 표면의 일부 영역이 액체 (LQ) 로 덮이도록 액침 공간 (LS) 을 형성하는 국소 액침 방식을 채용하고 있다.

본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 소정의 주사 방향으로 동기 이동시키면서, 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 (P) 에 투영하는 주사형 노광 장치 (이른바 스캐닝 스테퍼) 이다. 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 주사 방향 (동기 이동 방향) 을 Y 축 방향으로 하고, 마스크 (M) 의 주사 방향 (동기 이동 방향) 도 Y 축 방향으로 한다. 노광 장치 (EX) 는, 기판 (P) 을 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역에 대하여 Y 축 방향으로 이동시킴과 함께, 그 기판 (P) 의 Y 축 방향으로의 이동과 동기하여, 조명계 (IL) 의 조명 영역에 대하여 마스크 (M) 를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사한다. 이로써, 마스크 (M) 의 패턴 이미지가 기판 (P) 에 투영되고, 기판 (P) 은 노광광 (EL) 에 의해 노광된다.

또, 본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 는, 기판 스테이지 (2) 에 의해 기판 (P) 을 유지하기 전에 기판 (P) 을 유지하는 유지 부재 (8) 를 구비하고 있다. 유지 부재 (8) 는, 기판 (P) 을 착탈 가능하게 유지하는 홀더부 (8H) 를 갖는다. 홀더부 (8H) 는, 기판 (P) 의 이면과 대향 가능한 유지면을 갖는다. 또, 노광 장치 (EX) 는, 홀더부 (8H) 에 유지된 기판 (P) 의 온도를 조정하는 기판 온도 조정 장치 (9) 를 구비하고 있다. 기판 온도 조정 장치 (9) 의 적어도 일부는, 유지 부재 (8) 에 배치되어 있다. 기판 온도 조정 장치 (9) 는, 제어 장 치 (5) 에 의해 제어된다.

본 실시형태에서는, 유지 부재 (8) 는, 반송 장치 (10) 의 반송로에 배치되어 있다. 반송 장치 (10) 는, 기판 스테이지 (2) 로 기판 (P) 을 반송하기 전에, 그 기판 (P) 을 유지 부재 (8) 로 반송한다. 또, 반송 장치 (10) 는, 유지 부재 (8) 에 유지된 기판 (P) 을 유지 부재 (8) 로부터 반출한다. 반송 장치 (10) 는, 유지 부재 (8) 의 홀더부 (8H) 로부터 반출된 기판 (P) 을 기판 스테이지 (2) 의 홀더부 (2H) 로 반송한다.

조명계 (IL) 는, 마스크 (M) 상의 소정의 조명 영역을 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 으로 조명한다. 조명계 (IL) 에서 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 원자외광 (DUV 광), ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚) 및 F₂ 레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에서는 노광광 (EL) 으로 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다.

마스크 스테이지 (1) 는, 리니어 모터 등의 액츄에이터를 포함하는 구동 시스템 (1D) 에 의해서, 마스크 (M) 를 유지하면서 X 축, Y 축, 및 θZ 방향으로 이동 가능하다. 마스크 스테이지 (1) (마스크 (M)) 의 위치 정보는, 간섭계 시스템 (4) 의 레이저 간섭계 (4A) 에 의해 계측된다. 레이저 간섭계 (4A) 는 마스크 스테이지 (1) 에 형성된 계측 미러 (1R) 를 사용하여, 마스크 스테이지 (1) 의 X 축, Y 축, 및 θZ 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 제어 장치 (5) 는, 간 섭계 시스템 (4) 의 계측 결과에 기초하여, 구동 시스템 (1D) 에 의해서 마스크 스테이지 (1) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 의 위치를 제어한다.

투영 광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 소정의 투영 배율로 기판 (P) 에 투영한다. 투영 광학계 (PL) 는 복수의 광학 소자를 가지고 있고, 이들 광학 소자는 경통 (PK) 에 의해 지지되어 있다. 본 실시형태의 투영 광학계 (PL) 는, 그 투영 배율이 예를 들어, 1/4, 1/5, 1/8 등의 축소계이다. 그리고, 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 상관없다. 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 은 Z 축 방향과 평행하다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는, 반사 광학 소자를 포함하지 않은 굴절계, 굴절 광학 소자를 포함하지 않은 반사계, 반사 광학 소자와 굴절 광학 소자를 포함하는 반사 굴절계 중 어느 것이어도 상관없다. 또, 투영 광학계 (PL) 는, 도립상과 정립상의 어느 것을 형성해도 된다.

또한, 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 조정을 실행할 수 있는 광학 조정 장치를 구비한다. 본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 는, 광학 조정 장치로서 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성을 조정 가능한 결상 특성 조정 장치 (11) 를 구비하고 있다. 결상 특성 조정 장치 (11) 의 예는, 미국 특허 제4,666,273호, 미국 특허 제6,235,438호, 미국 특허공개 제2005/0206850호 등에 개시되어 있다. 본 실시형태의 결상 특성 조정 장치 (11) 는, 투영 광학계 (PL) 의 복수의 광학 소자의 일부를 이동 가능한 구동 장치를 포함한다. 구동 장치는, 투영 광학계 (PL) 의 복수의 광학 소자 중 특정한 광학 소자를 광축 (AX) 방향 (Z 축 방향) 으로 이동시킬 수 있다. 또한, 구동 장치는, 특정한 광학 소자를 광축 (AX) 에 대하여 기울일 수 있다. 결상 특성 조정 장치 (11) 는 투영 광학계 (PL) 의 특정한 광학 소자를 움직임으로써, 투영 광학계 (PL) 의 각종 수차 (투영 배율, 디스토션, 구면수차 등) 및 이미지면 위치 (초점 위치) 등을 포함하는 결상 특성을 조정한다. 또, 결상 특성 조정 장치 (11) 는, 경통 (PK) 의 내부에 유지되어 있는 일부 광학 소자끼리의 사이의 공간에 있는 기체의 압력을 조정하는 압력 조정 장치를 포함해도 된다. 결상 특성 조정 장치 (11) 는, 제어 장치 (5) 에 의해 제어된다.

기판 스테이지 (2) 는, 노광광 (EL) 이 조사되는 위치에서 기판 (P) 을 유지할 수 있다. 기판 스테이지 (2) 는, 기판 (P) 을 착탈 가능하게 유지하는 홀더부 (2H) 를 갖는다. 홀더부 (2H) 는, 기판 (P) 의 이면과 대향 가능한 유지면을 갖는다. 기판 스테이지 (2) 는, 홀더부 (2H) 에 의해 기판 (P) 을 유지하면서, 노즐 부재 (6) 및 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 대향하는 위치 (노광광 (EL) 이 조사되는 위치) 를 포함하는 소정 영역 내에서 XY 방향으로 이동 가능하다.

기판 스테이지 (2) 는 리니어 모터 등의 액츄에이터를 포함하는 구동 시스템 (2D) 에 의해, 홀더부 (2H) 에 의해 기판 (P) 을 유지하면서, 베이스 부재 (13) 상에서 X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 자유도 방향으로 이동 가능하다. 홀더부 (2H) 는, 기판 스테이지 (2) 의 오목부 (2R) 에 배치되어 있다. 홀더부 (2H) 는, 기판 (P) 의 표면과 XY 평면이 대략 평행해지도록 기판 (P) 을 유지할 수 있다. 본 실시형태에서는, 기판 스테이지 (2) 의 오목부 (2R) 주위의 상면 (2F) 과 홀더부 (2H) 에 유지된 기판 (P) 표면과는 대략 동일 평면 내에 배치된다 (면일 (面一) 하다).

기판 스테이지 (2) (기판 (P)) 의 X 축, Y 축, 및 θZ 방향의 위치 정보는, 간섭계 시스템 (4) 의 레이저 간섭계 (4B) 에 의해서 계측된다. 레이저 간섭계 (4B) 는 기판 스테이지 (2) 의 계측 미러 (42R) 를 사용하여, 기판 스테이지 (2) 의 X 축, Y 축, 및 θZ 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 또한, 기판 스테이지 (2) 의 홀더부 (2H) 에 유지되어 있는 기판 (P) 표면의 면위치 정보 (Z 축, θX, 및 θY 방향에 관한 위치 정보) 는, 도시하지 않은 포커스 레벨링 검출 시스템에 의해서 검출된다. 제어 장치 (5) 는 레이저 간섭계 (4B) 의 계측 결과 및 포커스 레벨링 검출 시스템의 검출 결과에 기초하여, 구동 시스템 (2D) 에 의해서 기판 스테이지 (2) 에 유지되어 있는 기판 (P) 의 위치를 제어한다.

계측 스테이지 (3) 는, 기준 마크가 형성된 기준 부재 (계측 부재) 및 각종 광전 센서 등, 노광 처리에 관한 계측을 실시하는 계측기를 탑재하고 있으며, 리니어 모터 등의 액츄에이터를 포함하는 구동 시스템 (3D) 에 의해서, 베이스 부재 (13) 상에서 X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 자유도 방향으로 이동할 수 있다. 계측 스테이지 (3) 의 위치 정보는, 간섭계 시스템 (4) 의 레이저 간섭계 (4C) 에 의해서 계측된다. 레이저 간섭계 (4C) 는 계측 스테이지 (3) 의 계측 미러 (43R) 를 사용하여, 계측 스테이지 (3) 의 X 축, Y 축, 및 θZ 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 제어 장치 (5) 는 레이저 간섭계 (4C) 의 계측 결과에 기초하여, 구동 시스템 (3D) 에 의해서 계측 스테이지 (3) 의 위치를 제어한다.

기판 스테이지 (2) 와 계측 스테이지 (3) 는, 노즐 부재 (6) 및 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 대향하는 위치 (노광광 (EL) 이 조사되는 위치) 를 포함하는 베이스 부재 (13) 상의 소정 영역 내에서, 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 예를 들어 유럽 특허 출원 공개 제1,713,113호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 액침 공간 (LS) 은, 기판 스테이지 (2) 위와 계측 스테이지 (3) 위 사이에서 이동할 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 제어 장치 (5) 는, 기판 스테이지 (2) 및 계측 스테이지 (3) 중 적어도 일방과, 노즐 부재 (6) 및 종단 광학 소자 (FL) 와의 사이에 액체 (LQ) 를 유지할 수 있는 공간을 계속해서 형성하도록, 기판 스테이지 (2) 와 계측 스테이지 (3) 를 접근 또는 접촉시킨 상태에서 기판 스테이지 (2) 와 계측 스테이지 (3) 를 동기 이동시킨다. 이로써, 액침 공간 (LS) 은, 기판 스테이지 (2) 위와 계측 스테이지 (3) 위 사이에서 이동된다.

노광 장치 (EX) 는, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K) 에 액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (14) 와 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (15) 를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 공급구 (14) 및 회수구 (15) 는 노즐 부재 (6) 에 형성되어 있다. 공급구 (14) 에는, 공급관 (16) 을 통해 액체 공급 장치 (17) 가 접속되어 있다. 회수구 (15) 에는, 회수관 (18) 을 통해 액체 회수 장치 (19) 가 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 회수구 (15) 에는 다공 부재 (메시) 가 배치되어 있다.

액체 공급 장치 (17) 는, 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를 조정하는 액체 온도 조정 장치 (20) 를 포함한다. 또한, 액체 공급 장치 (17) 는, 액체 (LQ) 중의 기체 성분을 저감하는 탈기 장치, 및 액체 (LQ) 중의 이물질을 제거하는 필터 유닛 등을 포함한다. 액체 공급 장치 (17) 는, 청정하며 온도가 조정된 액체 (LQ) 를 공급할 수 있다. 액체 회수 장치 (19) 는 진공계를 포함하며, 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다. 액체 공급 장치 (17) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는, 공급관 (16) 및 노즐 부재 (6) 의 공급 유로를 흐른 후, 공급구 (14) 로부터 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K) (기판 (P) 상) 에 공급된다. 또한, 액체 회수 장치 (19) 가 구동됨으로써 회수구 (15) 로부터 회수된 액체 (LQ) 는, 노즐 부재 (6) 의 회수 유로를 흐른 후, 회수관 (18) 을 통해 액체 회수 장치 (19) 에 회수된다.

제어 장치 (5) 는, 액체 공급 장치 (17) 에 의한 액체 공급 동작과 액체 회수 장치 (19) 에 의한 액체 회수 동작을 병행해서 실시하여, 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K) 을 액체 (LQ) 로 채우도록 액침 공간 (LS) 을 형성한다. 기판 (P) 상에는 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역을 덮도록, 투영 영역보다 크고 또한 기판 (P) 보다 작은 액체 (LQ) 의 액침 영역이 형성된다.

노광 장치 (EX) 는, 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영하고 있는 동안, 노즐 부재 (6) 를 사용하여 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K) 을 액체 (LQ) 로 채우도록 액침 공간 (LS) 을 형성한다. 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 와 액침 공간 (LS) 의 액체 (LQ) 를 통해 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 을 기판 스테이지 (2) 의 홀더부 (2H) 에 유지되어 있는 기판 (P) 에 조사 한다. 이로써, 마스크 (M) 의 패턴 이미지가 기판 (P) 에 투영되고, 기판 (P) 이 노광된다.

기판 온도 조정 장치 (9) 는, 홀더부 (8H) 에 의해 유지한 기판 (P) 의 온도를 조정할 수 있다. 기판 온도 조정 장치 (9) 의 적어도 일부는 유지 부재 (8) 의 내부에 형성되어 있고, 제어 장치 (5) 는, 기판 온도 조정 장치 (9) 를 사용하여 적어도 홀더부 (8H) 의 온도를 조정할 수 있다. 기판 온도 조정 장치 (9) 는 홀더부 (8H) 의 온도를 조정함으로써, 그 홀더부 (8H) 에 유지된 기판 (P) 의 온도를 조정할 수 있다. 홀더부 (8H) 의 온도와, 그 홀더부 (8H) 에 유지되고 온도 조정된 후의 기판 (P) 의 온도는 실질적으로 동일하게 된다.

본 실시형태에서는, 기판 온도 조정 장치 (9) 는, 유지 부재 (8) 의 내부에 형성된 유로와, 그 유로에 온도 조정된 유체를 흘리는 유체 공급 기구를 포함한다. 홀더부 (8H) (기판 (P)) 의 온도는, 그 유로를 흐르는 유체에 의해서 조정된다. 또, 기판 온도 조정 장치 (9) 가 홀더부 (8H) (기판 (P)) 의 온도를 조정하기 위한 펠티에 소자, 히터 등을 구비하고 있어도 된다.

도 2 는, 기판 스테이지 (2) 및 계측 스테이지 (3) 를 상방에서 본 평면도이다. 계측 스테이지 (3) 상면 (3F) 의 소정 위치에는, 계측기 (계측 부재) 로서, 패턴의 이미지와 기판 (P) 상의 쇼트 영역의 위치 맞춤 처리 (얼라인먼트 처리) 에 사용되는 제 1, 제 2 기준 마크 (FM1, FM2) 가 형성된 기준판 (21) 이 설치되어 있다.

또한, 계측 스테이지 (3) 상면 (3F) 의 소정 위치에는 개구 (22) 가 형성되 어 있다. 그리고, 이 개구 (22) 의 하방 (-Z 방향) 에는, 예를 들어 미국 특허 공개 2002/041377호 등에 개시되어 있는, 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성 (광학 특성) 을 계측하는 공간 이미지 계측 장치 (23) 의 적어도 일부가 배치되어 있다. 공간 이미지 계측 장치 (23) 는, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해 형성되는 패턴의 이미지의 상태를 검출할 수 있다. 공간 이미지 계측 장치 (23) 를 사용하여 패턴의 이미지의 상태를 검출할 때, 마스크 스테이지 (1) 에는, 소정의 패턴 (예를 들어 계측용 패턴) 이 형성된 마스크 (M) 가 배치된다. 제어 장치 (5) 는, 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 상면 (3F) 의 개구 (22) 를 대향시켜, 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 개구 (22) 를 포함한 상면 (3F) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K) 을 액체 (LQ) 로 채우도록 액침 공간 (LS) 을 형성한다. 제어 장치 (5) 는, 조명계 (IL) 에 의해 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명한다. 마스크 (M) 에 조사된 노광광 (EL) 은, 그 마스크 (M) 를 통해 투영 광학계 (PL) 에 입사된다. 투영 광학계 (PL) 에 입사된 노광광 (EL) 은, 그 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통해 개구 (22) 에 조사된다. 개구 (22) 에는, 마스크 (M) 의 패턴 이미지가 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통해 투영된다. 이로써, 개구 (22) 의 하방에 배치되어 있는 공간 이미지 계측 장치 (23) 는, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통해 형성되는 패턴의 이미지의 상태를 검출할 수 있다. 또, 공간 이미지 계측 장치 (23) 로 이미지의 상태를 검출하기 위한 패턴은, 마스크 스테이지 (1) 의 일부에 배치되어 있어도 된다.

다음으로, 상기 서술한 구성을 갖는 노광 장치 (EX) 를 조정하는 방법의 일 례에 관해서, 도 3, 도 4 및 도 5의 플로우차트도를 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에서는, 기판 스테이지 (2) 의 홀더부 (2H) 를 적절히 제 1 홀더부 (2H) 라고 하고, 유지 부재 (8) 의 홀더부 (8H) 를 적절히 제 2 홀더부 (8H) 라고 한다.

본 실시형태의 조정 방법은, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 소정 관계로 하는 제 1 처리 (단계 SA1 ∼ SA7) 와, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도를 소정 관계로 하는 제 2 처리 (단계 SB1 ∼ SB5) 와, 광학 조정을 실시하는 제 3 처리 (단계 SC1 ∼ SC4) 를 포함한다.

본 실시형태에서는, 상기 서술한 제 1 처리 및 제 2 처리의 적어도 일부를 실행할 때, 도 6 에 나타내는 온도 검출기 (30) 가 사용된다. 온도 검출기 (30) 는, 기재 (基材) (31) 와, 기재 (31) 에 배치된 복수의 온도 검출부 (32) 와, 온도 검출부 (32) 의 검출 결과를 처리하는 처리부 (33) 를 갖는다. 처리부 (33) 는, 온도 검출부 (32) 의 검출 결과를 기억하는 기억 소자 (33M) 를 포함한다. 또한, 처리부 (33) 는, 온도 검출부 (32) 의 검출 결과를 외부의 수신 장치 (35) 에 무선으로 송신하는 송신 장치 (34) 를 포함한다. 수신 장치 (35) 는 제어 장치 (5) 에 접속되어 있고, 온도 검출부 (32) 의 검출 결과를 제어 장치 (5) 에 출력한다. 제어 장치 (5) 는, 온도 검출부 (32) 의 검출 결과에 기초하여 소정의 처리를 실행한다. 또, 처리부 (33) 는 송신 장치 (34) 를 구비하고 있지 않아도 되며, 온도 검출기 (30) 를 노광 장치 (EX) 에서 반출한 후에 기억 소자 (33M) (기억 장치) 에 기억된 정보를 판독해도 된다.

온도 검출기 (30) 의 외형은 기판 (P) 의 외형과 거의 동일하다. 제 1 홀더부 (2H) 및 제 2 홀더부 (8H) 의 각각은, 온도 검출기 (30) 를 착탈 가능하게 유지할 수 있다. 온도 검출기 (30) 는, 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되었을 때에 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보를 취득할 수 있고, 제 2 홀더부 (8H) 에 유지되었을 때에 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 정보를 취득할 수 있다. 본 실시형태에서는, 제 2 홀더부 (8H) 에 유지된 기판 (P) 은 제 2 홀더부 (8H) 와 거의 같은 온도로 조정되기 때문에, 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 계측함으로써 제 2 홀더부 (8H) 에서 반출되는, 온도 조정 후의 기판 (P) 의 온도를 계측할 수 있다. 또한, 온도 검출기 (30) 는, 온도 검출기 (30) 상에 공급된 액체 (LQ) 의 온도 정보를 취득할 수 있다.

또, 기판 (P) 을 반송 가능한 반송 장치 (10) 는, 온도 검출기 (30) 를 반송할 수 있다. 반송 장치 (10) 는, 제 1 홀더부 (2H) 와 제 2 홀더부 (8H) 사이에서 온도 검출기 (30) 를 반송할 수 있다.

먼저, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 소정 관계로 하기 위한 제 1 처리가 실행된다. 제 1 처리의 개시가 지령되면 (단계 SA1), 제 2 홀더부 (8H) 에 온도 검출기 (30) 가 반입된다 (단계 SA2). 본 실시형태에서는, 반송 장치 (10) 가 온도 검출기 (30) 를 제 2 홀더부 (8H) 로 반입한다.

도 7a 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 제 2 홀더부 (8H) 는 온도 검출기 (30) 를 유지한다. 제 2 홀더부 (8H) 에 유지된 온도 검출기 (30) 는, 그 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 정보를 취득한다 (단계 SA3). 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 정보는, 처리부 (33) 의 송신 장치 (34) 및 수신 장치 (35) 를 통해서 제어 장치 (5) 에 출력된다.

제 2 홀더부 (8H) 의 온도 정보가 온도 검출기 (30) 에 의해서 취득된 후, 온도 검출기 (30) 가, 제 2 홀더부 (8H) 로부터 제 1 홀더부 (2H) 로 반송된다 (단계 SA4). 본 실시형태에서는, 기판 (P) 을 제 2 홀더부 (8H) 로부터 제 1 홀더부 (2H) 로 반송하는 반송 장치 (10) 에 의해서, 온도 검출기 (30) 가 제 2 홀더부 (8H) 로부터 제 1 홀더부 (2H) 로 반송된다.

도 7b 의 모식도에 있어서는, 온도 검출기 (30) 는 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되어 있다. 제 1 홀더부 (2H) 에 유지된 온도 검출기 (30) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보를 취득한다 (단계 SA5). 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보는, 처리부 (33) 의 송신 장치 (34) 및 수신 장치 (35) 를 통해서 제어 장치 (5) 에 출력된다.

제어 장치 (5) 는, 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보, 및 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 정보에 기초하여, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 소정 관계가 되도록 기판 온도 조정 장치 (9) 를 사용해서 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 조정한다 (단계 SA6).

본 실시형태에서는, 제어 장치 (5) 는 제 1 홀더부 (2H) 와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도차가 작아지도록, 기판 온도 조정 장치 (9) 를 사용해서 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 조정한다. 즉, 제 2 홀더부 (8H) 에서 제 1 홀더부 (2H) 로 반송되는 기판 (P) 의 온도와 제 1 홀더부 (2H) 의 온도차가 작아지도록, 제 2 홀더 부 (8H) 의 온도가 조정된다. 본 실시형태에 있어서, 제어 장치 (5) 는, 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 실질적으로 일치하도록 기판 온도 조정 장치 (9) 를 사용해서 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 조정한다.

본 실시형태에서는, 제 1 홀더부 (2H) 에 의해 온도 검출기 (30) 를 유지하였을 때의 온도 검출기 (30) 의 검출 결과와, 제 2 홀더부 (8H) 에 의해 온도 검출기 (30) 를 유지하였을 때의 온도 검출기 (30) 의 검출 결과가 실질적으로 일치할 때까지, 온도 검출기 (30) 를 사용한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보의 취득 동작 및 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 정보의 취득 동작과, 기판 온도 조정 장치 (9) 를 사용한 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 조정 동작이 반복된다. 온도 검출기 (30) 를 사용한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보의 취득 동작과 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 정보의 취득 동작을 반복할 때에는, 반송 장치 (10) 는, 온도 검출기 (30) 를 제 1 홀더부 (2H) 와 제 2 홀더부 (8H) 사이에서 반송한다.

그리고, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 소정 관계가 되었다고 판단된 시점에서, 즉, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 실질적으로 일치하였다고 판단된 시점에서 제 1 처리가 종료된다 (단계 SA7). 즉, 제 1 홀더부 (2H) 에 유지된 직후에 온도 검출기 (30) 를 사용하여 검출되는 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와, 제 1 홀더부 (2H) 에 온도 검출기 (30) 를 유지한 다음 소정 시간이 경과한 후에 온도 검출기 (30) 를 사용하여 검출되는 제 1 홀더부 (2H) 의 온도가 거의 일치한 시점에서 제 1 처리가 종료된다. 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 실질적으로 일치하였다고 판단 된 시점에서의 기판 온도 조정 장치 (9) 의 제어 정보 (제 2 홀더부 (8H) 내에 흐르는 유체의 온도 등) 는 제어 장치 (5) 에 기억된다.

제 1 처리가 종료된 후, 즉, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 실질적으로 일치시키는 처리가 종료된 후, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도를 소정 관계로 하기 위한 제 2 처리가 실행된다. 제 2 처리의 개시가 지령되면 (단계 SB1), 온도 검출기 (30) 가 제 1 홀더부 (2H) 에 유지된다.

제어 장치 (5) 는, 노즐 부재 (6) 및 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되어 있는 온도 검출기 (30) 를 대향시키고, 액체 공급 장치 (17) 로부터 액체 (LQ) 를 송출한다. 액체 공급 장치 (17) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는, 공급구 (14) 로부터 제 1 홀더부 (2H) 에 유지된 온도 검출기 (30) 상에 공급된다. 이로써, 도 8a 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 노즐 부재 (6) 및 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되어 있는 온도 검출기 (30) 사이에는 액체 (LQ) 의 액침 공간 (LS) 이 형성되고, 온도 검출기 (30) 표면의 일부에 액체 (LQ) 의 액침 영역이 국소적으로 형성된다 (단계 SB2). 온도 검출기 (30) 는 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보를 취득한다. 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보는, 처리부 (33) 의 송신 장치 (34) 및 수신 장치 (35) 를 통해서 제어 장치 (5) 에 출력된다. 또, 온도 검출기 (30) 는, 액침 공간 (LS) (액침 영역) 의 액체 (LQ) 의 온도 정보를 취득한다. 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 액체 (LQ) 의 온도 정보는, 처 리부 (33) 의 송신 장치 (34) 및 수신 장치 (35) 를 통해서 제어 장치 (5) 에 출력된다 (단계 SB3).

제어 장치 (5) 는, 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보, 및 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 액체 (LQ) 의 온도 정보에 기초하여, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도가 소정 관계가 되도록, 액체 온도 조정 장치 (20) 를 사용해서 공급구 (14) 로부터 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를 조정한다 (단계 SB4).

본 실시형태에서는, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 와 액체 (LQ) 의 온도차가 작아지도록, 액체 온도 조정 장치 (20) 를 사용해서 액체 (LQ) 의 온도를 조정한다. 즉, 제어 장치 (5) 는, 액체 (LQ) 의 온도가 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 실질적으로 일치하도록, 액체 온도 조정 장치 (20) 를 사용해서 액체 (LQ) 의 온도를 조정한다.

본 실시형태에서는, 도 8b 에 나타내는 바와 같이, 온도 검출기 (30) 표면의 일부에 액체 (LQ) 의 액침 영역이 국소적으로 형성된다. 즉, 온도 검출기 (30) 의 표면에는, 액침 영역 (액침 공간) 의 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분과 액침 영역 (액침 공간) 의 액체 (LQ) 와 접촉하지 않는 부분이 존재한다. 따라서, 온도 검출기 (30) 는, 액침 영역의 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분에서 액체 (LQ) 의 온도 정보를 취득하고, 액침 영역의 액체 (LQ) 와 접촉하지 않는 부분에서 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보를 취득할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 온도 검출기 (30) 는 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보와 액체 (LQ) 의 온도 정보를 동시에 취득할 수 있다. 또, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보와 액체 (LQ) 의 온도 정보의 취득은, 동시가 아니어도 된다. 예를 들어, 온도 검출기 (30) 표면에 액체 (LQ) 의 액침 영역이 형성되어 있지 않을 때에, 제 1 홀더부 (2H) 에 의해 유지된 온도 검출기 (30) 의 검출 결과에 기초하여 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보를 취득하고, 온도 검출기 (30) 표면의 일부에 액체 (LQ) 의 액침 영역이 형성되어 있을 때에, 제 1 홀더부 (2H) 에 의해 유지된 온도 검출기 (30) (액체 (LQ) 와 접촉하는 부분) 의 검출 결과에 기초하여 액체 (LQ) 의 온도 정보를 취득하도록 해도 된다.

제어 장치 (5) 는, 온도 검출기 (30) 로부터 출력되는, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보와 액체 (LQ) 의 온도 정보를 모니터하면서, 액체 (LQ) 의 온도와 제 1 홀더부 (2H) 의 온도가 실질적으로 일치하도록 액체 온도 조정 장치 (20) 를 사용하여 액체 (LQ) 의 온도를 조정한다. 그리고, 액체 (LQ) 와 접촉하지 않는 부분의 온도 검출부 (32) 에 의해 검출된 검출 결과와, 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분의 온도 검출부 (32) 에 의해 검출된 검출 결과가 실질적으로 일치할 때까지, 온도 검출기 (30) 를 사용한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보의 취득 동작 및 액체 (LQ) 의 온도 정보의 취득 동작과, 그 취득한 온도 정보에 기초하는 액체 온도 조정 장치 (20) 를 사용한 액체 (LQ) 의 온도 조정 동작이 계속된다.

또한, 본 실시형태에서는, 제어 장치 (5) 는, 노즐 부재 (6) 및 종단 광학 소자 (FL) 에 대하여 온도 검출기 (30) 를 유지한 기판 스테이지 (2) 를 XY 방향으로 이동시키면서, 온도 검출기 (30) 를 사용한 액체 (LQ) 의 온도 정보의 취득 동 작 및 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보의 취득 동작을 실행한다. 즉, 본 실시형태에서는, 온도 검출기 (30) 표면의 복수의 위치에서 액체 (LQ) 의 액침 영역을 순차 형성하여, 액체 (LQ) 의 온도 정보 및 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 정보가 순차적으로 취득된다. 제어 장치 (5) 는, 이들 순차 취득된 복수의 온도 정보를 처리하고, 그 처리 결과에 기초하여 액체 (LQ) 의 온도를 조정한다. 예를 들어, 제어 장치 (5) 는, 복수의 온도의 평균치와 제 1 홀더부 (2H) 의 온도가 일치하도록 액체 (LQ) 의 온도를 조정한다.

그리고, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 공급구 (14) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 의 온도가 실질적으로 일치하였다고 판단된 시점에서, 제 2 처리가 종료된다 (단계 SB5). 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도가 실질적으로 일치한 것으로 판단된 시점에서의 액체 온도 조정 장치 (20) 의 제어 정보 (액체 (LQ) 와 열 교환을 실시하는 유체의 온도 등) 는 제어 장치 (5) 에 기억된다.

제 1 처리 및 제 2 처리가 종료된 후, 즉, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도를 실질적으로 일치시키는 처리가 종료된 후, 광학 조정을 실시하는 제 3 처리가 실행된다. 광학 조정은 투영 광학계 (PL) 의 조정을 포함한다. 제 3 처리의 개시가 지령되면 (단계 SC1), 액체 (LQ) 를 통해 형성되는 이미지의 상태를 검출하는 동작이 실행된다 (단계 SC2). 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 통해 형성되는 패턴의 이미지의 상태를 검출하는 동작이 공간 이미지 계측 장치 (23) 를 사용하여 실행된다.

도 9 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 패턴의 이미지의 상태를 검출하기 위해서, 마스크 스테이지 (1) 에는 소정의 계측 패턴이 형성된 마스크 (M) 가 배치된다. 제어 장치 (5) 는, 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 상면 (3F) 의 개구 (22) 를 대향시켜, 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 개구 (22) 를 포함하는 상면 (3F) 과의 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K) 을 액체 (LQ) 로 채우도록 액침 공간 (LS) 을 형성한다. 제어 장치 (5) 는, 상기 서술한 제 2 처리에서 도출되고, 기억된 제어량 (조정량) 에 기초하여, 액체 온도 조정 장치 (20) 를 제어한다. 이로써, 계측 스테이지 (3) 상에는 상기 서술한 제 2 처리에 의해서 원하는 온도로 조정된 액체 (LQ) 가 공급된다. 또, 계측 스테이지 (3) 상면 (3F) 의 온도와 제 1 홀더부 (2H) 의 온도가 실질적으로 일치하도록 조정되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 계측 스테이지 (3) 상면 (3F) 의 온도와 그 상면 (3F) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도가 일치하도록, 계측 스테이지 (3) (상면 (3F)) 의 온도를 조정해 두는 것이 바람직하다.

제어 장치 (5) 는, 조명계 (IL) 에 의해 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명한다. 마스크 (M) 가 노광광 (EL) 에 의해 조명됨으로써, 개구 (22) 에는, 마스크 (M) 의 패턴 이미지가 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통해 투영된다. 개구 (22) 의 하방에 배치되어 있는 공간 이미지 계측 장치 (23) 는, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 통해 형성되는 패턴의 이미지의 상태를 검출한다.

공간 이미지 계측 장치 (23) 의 계측 결과는 제어 장치 (5) 에 출력된다. 제어 장치 (5) 는, 공간 이미지 계측 장치 (23) 에 의해 검출된 패턴의 이미지의 상태에 기초하여, 결상 특성 조정 장치 (11) 를 사용해서 투영 광학계 (PL) 의 광학 조정을 실시한다 (단계 SC3). 이로써, 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성이 최적화된다. 이상에 의해 제 3 처리가 종료된다 (단계 SC4). 또, 마스크 (M) 를 사용하지 않고, 마스크 스테이지 (1) 에 형성된 계측용 마크를 사용해도 된다.

전술한 바와 같이, 기판 (P) 을 노광할 때, 그 노광 전의 기판 (P) 은, 기판 스테이지 (2) 의 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되기 전에 유지 부재 (8) 의 제 2 홀더부 (8H) 에 유지된다. 유지 부재 (8) 는, 제 2 홀더부 (8H) 에 의해 유지된 기판 (P) 의 온도를 조정한다. 기판 온도 조정 장치 (9) 는, 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 조정함으로써, 그 제 2 홀더부 (8H) 에 유지된 기판 (P) 의 온도를 조정한다. 제 2 홀더부 (8H) 의 온도와, 그 제 2 홀더부 (8H) 에 유지되어 온도 조정된 후의 기판 (P) 의 온도는 실질적으로 동일해진다. 따라서, 제 1 처리에 있어서, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 실질적으로 일치시킴으로써, 제 1 홀더부 (2H) 와, 제 2 홀더부 (8H) 에 의해 온도 조정된 후의 기판 (P) 의 온도를 실질적으로 일치시킬 수 있다. 즉, 제 1 처리에 의해, 유지 부재 (8) 의 제 2 홀더부 (8H) 에 의해 유지되고 온도 조정된 후의 기판 (P) 의 온도를, 기판 스테이지 (2) 의 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 실질적으로 일치시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 서술한 제 1 처리에 의해, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와, 제 2 홀더부 (8H) 의 온도와, 제 2 홀더부 (8H) 에 유지된 온도 조정된 후의 기판 (P) 의 온도가 실질적으로 일치된다. 그 때문에, 그 제 2 홀더부 (8H) 에 의해 유지되고 온도 조정된 후의 기판 (P) 을 제 1 홀더부 (2H) 에 의해 유지한 경 우, 기판 (P) 과 제 1 홀더부 (2H) 의 온도차가 거의 없기 때문에, 예를 들어 기판 (P) 과 제 1 홀더부 (2H) 의 온도차에서 기인하는 기판 (P) 의 열변형 등을 억제할 수 있다.

또한, 제 2 처리에 있어서, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도를 실질적으로 일치시킴으로써, 공급구 (14) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 의 온도와, 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되는 기판 (P) 의 온도를 실질적으로 일치시킬 수 있다. 그 때문에, 제 1 홀더부 (2H) 에 유지된 기판 (P) 에 액체 (LQ) 를 공급한 경우, 기판 (P) 과 액체 (LQ) 의 온도차가 거의 없기 때문에, 예를 들어 기판 (P) 과 공급되는 액체 (LQ) 의 온도차에서 기인하는 액체 (LQ) 의 광학 특성 (예를 들어 노광광 (EL) 에 대한 굴절률) 의 변화, 기판 (P) 의 열변형 등을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 제 1 처리 및 제 2 처리가 완료된 후에 제 3 처리를 실행하고 있기 때문에, 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 액체 (LQ) 의 온도차에서 기인하는 결상 오차 등이 억제되어, 기판 (P) 을 노광할 때에 원하는 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 투영할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 유지 부재 (8) 의 제 2 홀더부 (8H) 의 온도와 기판 스테이지 (2) 의 제 1 홀더부 (2H) 의 온도를 온도 검출기 (30) 를 사용하여 원하는 관계로 할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 과 제 1 홀더부 (2H) 의 온도차에서 기인하는 노광 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 그 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되는 기판 (P) 에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 온도 검출기 (30) 를 사용하여 원하는 관계로 할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 과 액체 (LQ) 의 온도차에서 기인하는 노광 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 제 3 처리에 있어서 패턴의 이미지의 상태를 검출하기 위해 공간 이미지 계측 장치 (23) 를 사용하여 패턴의 공간 이미지를 검출하고 있지만, 공간 이미지 계측 장치 (23) 를 사용하지 않고서 패턴 이미지의 상태를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제 2 처리 후, 액체 (LQ) 를 통해 테스트 기판을 노광 (테스트 노광) 하고, 그 노광 후의 테스트 기판을 현상 처리하여, 테스트 기판에 형성된 패턴의 상태를, 예를 들어 SEM 등의 패턴 형상 검출 장치로 검출함으로써 패턴 이미지의 상태를 검출할 수 있다. 또한, 마스크 (M) 를 사용하지 않고서, 마스크 스테이지 (1) 에 형성된 계측용 마크를 사용하여 제 3 처리를 실행해도 된다.

<제 2 실시형태>

다음으로, 제 2 실시형태에 관해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략하게 하거나 혹은 생략한다.

전술한 바와 같이, 온도 검출기 (30) 는, 복수의 온도 검출부 (32) 를 구비하고 있고, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 분포, 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 분포, 및 액침 영역 (액침 공간) 의 액체 (LQ) 의 온도 분포를 검출할 수 있다.

본 실시형태에서는, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 를 소정 관계로 하기 위한 제 1 처리에 있어서, 제어 장치 (5) 는 온도 검출기 (30) 를 사용하여, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포 정보와 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 온도 분포 정보를 취득한다. 그리고, 제어 장치 (5) 는, 온도 검출기 (30) 에서 취득한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 분포 정보와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 분포 정보에 기초하여, 기판 온도 조정 장치 (9B) 를 제어한다.

도 10 은, 본 실시형태에 관련된 유지 부재 (8B) 를 나타내는 모식도이다. 본 실시형태에서는, 기판 온도 조정 장치 (9B) 는, 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 온도 분포를 조정할 수 있다. 본 실시형태에서는, 기판 온도 조정 장치 (9B) 는, 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면과 평행한 평면 내에 복수 배치된 펠티에 소자 (9P) 를 갖는다. 펠티에 소자 (9P) 의 온도는, 인가되는 전력 (극성, 전류량을 포함한다) 에 따라서 변화한다. 제어 장치 (5) 는 복수의 펠티에 소자 (9P) 의 각각에 인가하는 전력을 조정함으로써, 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 온도 분포를 조정할 수 있다.

예를 들어, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면에, 도 11a 의 모식도에 나타내는 것과 같은 온도 분포가 존재하는 경우에 관해서 생각한다. 도 11a 의 횡축은 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 소정 방향 (예를 들어 Y 축 방향) 에 관한 위치, 종축은 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도이다. 예를 들어, 구동 시스템 (2D) 등의 영향에 의해, 도 11a 에 나타내는 바와 같이, 제 1 홀더부 (2H) 가 온도 분포를 갖고 있는 경우, 그 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 분포는 온도 검출기 (30) 에 의해 검출할 수 있다.

제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포에 따라서, 기판 온도 조정 장치 (9B) 를 사용하여 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 온도 분포를 조정한다. 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 분포를 조정할 때에는, 제 2 홀더부 (8H) 에 온도 검출기 (30) 가 유지된다. 제어 장치 (5) 는, 온도 검출기 (30) 로부터 출력되는, 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 분포 정보를 모니터하면서, 기판 온도 조정 장치 (9B) 의 각 펠티에 소자 (9P) 를 제어한다. 본 실시형태에서는, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포와 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 온도 분포가 일치하도록 기판 온도 조정 장치 (9B) 를 제어한다. 도 11b 는 조정 후의 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 온도 분포를 나타내는 모식도로서, 횡축은 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 소정 방향 (예를 들어 Y 축 방향) 에 관한 위치, 종축은 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 온도이다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포와 제 2 홀더부 (8H) 의 유지면의 온도 분포를 실질적으로 일치시킨다. 즉, 본 실시형태에서는, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포와 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되기 직전의 기판 (P) 의 온도 분포를 실질적으로 일치시킨다. 이것에 의해, 기판 (P) 의 온도 분포와 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포의 차에서 기인하는 기판 (P) 의 열변형 등의 발생을 억제할 수 있다.

또, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포에 따라서, 액체 온도 조정 장치 (20) 를 사용하여 제 1 홀더부 (2H) 에 유지된 기판 (P) 상에서의 액체 (LQ) 의 온도를 조정한다. 즉, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면이 도 11a 에 나타낸 바와 같은 온도 분포를 갖는 경우, 제어 장치 (5) 는, 기판 (P) 을 노광할 때에, 기판 (P) 상에 공급하는 액체 (LQ) 의 온도가 기판 (P) 표면의 복수의 위치의 각각에서 변화하도록 액체 온도 조정 장치 (20) 를 조정한다. 본 실시형태에서는, 도 12 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포와 제 1 홀더부 (2H) 에 유지된 기판 (P) 표면의 복수의 위치의 각각에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도가 실질적으로 일치하도록 액체 온도 조정 장치 (20) 를 제어한다.

이상과 같이, 제 2 실시형태에 있어서는, 제 1 홀더부 (2H) 에 온도 분포가 존재하는 경우에도, 기판 (P) 과 제 1 홀더부 (2H) 의 온도차에서 기인하는 노광 불량의 발생, 및 기판 (P) 과 액체 (LQ) 의 온도차에서 기인하는 노광 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 펠티에 소자 (9P) 를 사용하여 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 조정을 실시하고 있는데, 제 1 실시형태와 동일하게, 제 2 홀더부 (8H) 내의 유로에 온도 조정된 유체를 흐르게 하여 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 조정을 실시해도 된다.

또한, 기판 (P) 을 노광할 때에, 제 1 실시형태와 동일하게, 공급구 (14) 로부터 공급되는 액체 (LQ) 의 온도를 바꾸지 않아도 된다.

<제 3 실시형태>

다음으로, 제 3 실시형태에 관해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는 동일한 부호를 붙이 고, 그 설명을 간략하게 하거나 혹은 생략한다.

도 13 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지 (2) 의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도를 조정하는 온도 조정 장치 (40) 를 구비하고 있다. 온도 조정 장치 (40) 는, 복수의 펠티에 소자 (40P) 를 포함하여, 제 1 홀더부 (2H) 의 유지면의 온도 분포를 조정할 수 있다.

본 실시형태에서는, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 소정 관계가 되도록, 온도 조정 장치 (40) 를 사용하여 제 1 홀더부 (2H) 의 온도를 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 실질적으로 일치하도록 온도 조정 장치 (40) 를 제어할 수 있다. 또, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도를 소정 관계로 하기 위해서, 온도 조정 장치 (40) 에 의한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정 동작만을 실행해도 되고, 온도 조정 장치 (40) 에 의한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정 동작과 기판 온도 조정 장치 (9) 에 의한 제 2 홀더부 (8H) 의 온도 조정 동작의 양쪽을 실행해도 된다.

한편, 온도 조정 장치 (40) 에 의한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정 동작만을 실행하는 경우에는 기판 온도 조정 장치 (9) 를 형성하지 않아도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도가 소정 관계가 되도록, 온도 조정 장치 (40) 를 사용하여 제 1 홀더부 (2H) 의 온도를 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치 (5) 는, 제 1 홀 더부 (2H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도가 실질적으로 일치하도록 온도 조정 장치 (40) 를 제어할 수 있다. 또, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 액체 (LQ) 의 온도를 소정 관계로 하기 위해서, 온도 조정 장치 (40) 에 의한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정 동작만을 실행해도 되고, 온도 조정 장치 (40) 에 의한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정 동작과 액체 온도 조정 장치 (20) 에 의한 액체 (LQ) 의 온도 조정 동작의 양쪽을 실행해도 된다. 또, 온도 조정 장치 (40) 에 의한 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정 동작만을 실행하는 경우에는 액체 온도 조정 장치 (20) 를 형성하지 않아도 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 펠티에 소자 (40P) 를 사용하여 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정을 하고 있는데, 제 1 홀더부 (2H) 내의 유로를 형성하고, 그 유로에 온도 조정된 유체를 흐르게 하여 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정을 실시해도 된다.

또, 노광 장치 (EX) 가 온도 조정 장치 (40) 를 구비하고 있는 경우에는, 제 2 처리를 실행한 후에 제 1 처리를 실행해도 된다. 특히 제 2 처리에 있어서 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정을 실시하는 경우에는, 제 2 처리를 실행한 후에, 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 소정 관계가 되도록 제 1 처리를 실행하는 것이 바람직하다.

또, 상기 서술한 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 있어서는, 온도 검출기 (30) 에 의해 취득된 온도 정보에 기초하여 제 1 홀더부 (2H) 의 온도와 제 2 홀더부 (8H) 의 온도가 실질적으로 일치하도록 조정되지만, 반드시 일치시키지 않아도 된다. 예를 들어, 기판 (P) 이 유지 부재 (8) 로부터 기판 스테이지 (2) 로 반송되기까 지의 사이에 기판 (P) 의 온도가 변화할 가능성이 있다. 그와 같은 경우에는, 그 반송 중인 기판 (P) 의 온도 변화량을 미리 구해 두고 (예측해 두고), 그 구한 온도 변화량에 기초하여 유지 부재 (8) 에 의해 기판 (P) 의 온도를 조정할 수 있다. 또, 반송 중인 기판 (P) 의 온도 변화량은, 예를 들어 실험 또는 시뮬레이션 등에 의해 미리 구할 수 있다.

즉, 유지 부재 (8) 의 기판 온도 조정 장치 (9) 는, 유지 부재 (8) 로부터 기판 스테이지 (2) 까지의 반송 중인 기판 (P) 의 온도 변화량을 고려하여, 기판 스테이지 (2) 의 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되기 직전의 기판 (P) 과 제 1 홀더부 (2H) 의 온도차가 작아지도록, 즉, 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되기 직전의 기판 (P) 의 온도와 제 1 홀더부 (2H) 의 온도가 실질적으로 일치하도록 기판 (P) 의 온도를 조정한다. 이로써, 기판 (P) 과 제 1 홀더부 (2H) 의 온도차에서 기인하는 기판 (P) 의 열변형 등을 억제할 수 있다.

또한 상기 서술한 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 있어서, 기판 온도 조정 장치 (9) 는 유지 부재 (8 (8H)) 의 온도를 조정함으로써 유지 부재 (8 (8H)) 에 유지된 기판 (P) 의 온도를 조정하고 있지만, 유지 부재 (8 (8H)) 의 온도를 조정하지 않고서, 유지 부재 (8 (8H)) 에 유지된 기판 (P) 의 온도를 조정해도 된다. 예를 들어, 유지 부재 (8 (8H)) 에 유지된 기판 (P) 에 적외선을 조사하여 기판 (P) 의 온도를 조정해도 된다. 이 경우, 제 1 처리에서는, 유지 부재 (8 (8H)) 에 유지된 온도 검출기 (30) 에 온도 조정 동작을 실행하고, 그 때의 온도 검출기 (30) 의 검출 결과에 기초하여, 제 1 홀더부 (2H) 에 유지되기 직전의 기판 (P) 의 온도 와 제 1 홀더부 (2H) 의 온도가 실질적으로 일치하도록 유지 부재 (8 (8H)) 에 유지된 기판 (P) 의 온도 조정과 제 1 홀더부 (2H) 의 온도 조정 중 적어도 일방을 실행하면 된다.

또, 상기 서술한 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 있어서, 제 1 처리와 제 2 처리 중 일방을 실행한 후에 타방을 실행하고 있지만, 어느 일방만을 실시하기만 해도 된다.

또 상기 서술한 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 있어서는, 제 1 처리 및 제 2 처리를 실행한 후에 제 3 처리를 실시하고 있지만, 제 3 처리를 생략해도 된다. 예를 들어, 종단 광학 소자 (FL) 의 하면 (7) 과 액체 (LQ) 의 온도차에서 기인하는 결상 오차가 허용 범위인 경우에는, 제 3 처리를 생략할 수 있다. 제 3 처리 대신에, 또는 제 3 처리와 병행하여, 액체 (LQ) 와 종단 광학 소자 (FL) 의 온도차가 작아지도록 종단 광학 소자 (FL) 의 온도 조정을 실시해도 된다.

또한 상기 서술한 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 있어서, 제 1 홀더부 (2H) 에 유지된 기판 (P) 및 기판 (P) 상에 공급되는 액체 (LQ) 의 온도가 소정의 기준 온도 (예를 들어, 기판 (P) 의 노광이 실시되는 공간의 온도) 와 일치하도록, 액체 (LQ) 의 온도, 제 1 홀더부 (2H) 와 유지 부재 (8 (8H)) 중 적어도 하나의 온도를 조정하도록 해도 된다. 이 경우에도, 온도 검출기 (30) 를 유지 부재 (8), 및 제 1 홀더부 (2H) 에 의해 유지하여, 적어도 유지 부재 (8) 의 온도 및 액체 (LQ) 의 온도 정보를 취득하고, 그 결과에 기초하여 제 1 홀더부 (2H) 의 경우도, 액체 (LQ) 의 온도, 제 1 홀더부 (2H) 와 유지 부재 (8 (8H)) 중 적어도 하나의 온도를 조정 하면 된다.

또, 상기 서술한 각 실시형태의 액체 (LQ) 는 물이지만, 물 이외의 액체이어도 된다. 예를 들어, 액체 (LQ) 로서, 하이드로플로로에테르 (HFE), 과불화폴리에테르 (PFPE), 폼블린 오일, 시더유 등을 사용할 수도 있다. 또, 액체 (LQ) 로서 굴절률이 1.6 ∼ 1.8 정도인 것을 사용해도 된다.

또, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 투영 광학계의 종단 광학 소자의 이미지면 (사출면) 측의 광로 공간을 액체로 채우고 있지만, 국제 공개 제2004/019128호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 종단 광학 소자의 물체면 (입사면) 측의 광로 공간도 액체로 채울 수 있다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있지만, 미국 특허 제5,825,043호 등에 개시되어 있는, 노광 대상인 기판의 표면 전체가 액체 중에 잠겨 있는 상태로 노광을 실시하는 액침 노광 장치를 채용할 수 있다.

또, 상기 서술한 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판, 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.

노광 장치 (EX) 로는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동시켜 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일 괄 노광하고, 기판 (P) 을 순차 스텝 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 를 채용할 수 있다.

또한 노광 장치 (EX) 로서, 스텝 앤드 리피트 방식의 노광에 있어서, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서 투영 광학계를 사용하여 제 1 패턴의 축소 이미지를 기판 (P) 상에 전사한 후, 제 2 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서 투영 광학계를 사용하여 제 2 패턴의 축소 이미지를 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐서 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치를 채용해도 된다. 또한, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 겹쳐서 전사하고, 기판 (P) 을 순차 이동시키는 스텝 앤드 스티치 방식의 노광 장치를 채용할 수도 있다.

또한, 노광 장치 (EX) 로서, 예를 들어 미국 특허 제6,611,316호에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 마스크의 패턴을, 투영 광학계를 통해 기판 상에서 합성하고, 1 회의 주사 노광에 의해 기판 상의 1 개의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치 등을 채용할 수 있다. 또한, 노광 장치 (EX) 로서, 프록시미티 방식의 노광 장치, 미러 프로젝션 얼라이너 등을 채용할 수 있다.

또한, 노광 장치 (EX) 로서, 미국 특허 6,341,007호, 미국 특허 6,400,441호, 미국 특허 6,549,269호, 및 미국 특허 6,590,634호, 미국 특허 6,208,407호, 미국 특허 6,262,796호 등에 개시되어 있는 바와 같은 복수의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형의 노광 장치를 채용할 수도 있다. 또, 복수의 기판 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치를 채용할 수 있다.

노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광 장치, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA 칩, 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.

또, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 레이저 간섭계를 포함하는 간섭계 시스템을 사용하여 마스크 스테이지, 기판 스테이지, 및 계측 스테이지의 각 위치 정보를 계측하는 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 각 스테이지에 형성되는 스케일 (회절 격자) 을 검출하는 인코더 시스템을 사용해도 된다. 이 경우, 간섭계 시스템과 인코더 시스템의 양쪽을 구비하는 하이브리드 시스템으로 하여, 간섭계 시스템의 계측 결과를 사용해서 인코더 시스템의 계측 결과를 교정 (캘리브레이션) 하는 것이 바람직하다. 또한, 간섭계 시스템과 인코더 시스템을 전환하여 사용하거나, 또는 그 양쪽을 사용하여 스테이지의 위치 제어를 실시하도록 해도 된다.

또한, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 노광광 (EL) 으로서 ArF 엑시머 레이저광을 발생하는 광원 장치로서, ArF 엑시머 레이저를 사용해도 되고, 예를 들어, 미국 특허 7,023,610호에 개시되어 있는 바와 같이, DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저 등의 고체 레이저 광원, 화이버 증폭기 등을 갖는 광 증폭부, 및 파장 변환부 등을 포함하고, 파장 193 ㎚ 의 펄스광을 출력하는 고조파 발생 장치를 사용해도 된다. 그리고, 상기 실시형태에서는 전술한 각 조명 영역과, 투영 영역 이 각각 직사각 형상인 것으로 하였지만, 다른 형상 예를 들어 원호 형상 등이어도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 광투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 (減光) 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크를 사용하였지만, 이 마스크를 대신하여, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호에 개시되어 있는 바와 같이, 노광할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 가변 성형 마스크 (전자 마스크, 액티브 마스크, 혹은 이미지 제네레이터로도 불린다) 를 사용해도 된다. 가변 성형 마스크는, 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광변조기) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다. 또한, 가변 성형 마스크로는 DMD 에 한정되지 않고, DMD 를 대신하여, 이하에 설명하는 비발광형 화상 표시 소자를 사용해도 된다. 여기서, 비발광형 화상 표시 소자는, 소정 방향으로 진행하는 광의 진폭 (강도), 위상 또는 편광의 상태를 공간적으로 변조하는 소자이고, 투과형 공간 광변조기로서는, 투과형 액정 표시 소자 (LCD : Liquid Crystal Display) 이외에 일렉트로크로믹 디스플레이 (ECD) 등을 예로서 들 수 있다. 또한, 반사형 공간 광변조기로서는, 상기 서술한 DMD 외에, 반사 미러 어레이, 반사형 액정 표시 소자, 전기 영동 디스플레이 (EPD : Electro Phonetic Display), 전자 페이퍼 (또는 전자 잉크), 광회절형 라이트 밸브 (Grating Light Valve) 등을 예로서 들 수 있다.

또한, 비발광형 화상 표시 소자를 구비하는 가변 성형 마스크를 대신하여, 자발광형 화상 표시 소자를 포함하는 패턴 형성 장치를 구비하도록 해도 된다. 이 경우, 조명계는 불필요해진다. 여기서 자발광형 화상 표시 소자로는, 예를 들어, CRT (Cathode Ray Tube), 무기 EL 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 (OLED : Organic Light Emitting Diode), LED 디스플레이, LD 디스플레이, 전계 방출 디스플레이 (FED : Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 (PDP : Plasma Display Panel) 등을 들 수 있다. 또한, 패턴 형성 장치가 구비하는 자발광형 화상 표시 소자로서, 복수의 발광점을 갖는 고체 광원 칩, 칩을 복수 개 어레이 형상으로 배열한 고체 광원 칩 어레이, 또는 복수의 발광점을 1 장의 기판에 만들어 넣은 타입인 것 등을 사용하여, 그 고체 광원 칩을 전기적으로 제어하여 패턴을 형성해도 된다. 또, 고체 광원 소자는 무기, 유기를 상관하지 않는다.

상기 서술한 각 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 를 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명하였지만, 투영 광학계 (PL) 를 사용하지 않은 노광 장치 및 노광 방법에 채용할 수 있다. 이와 같이 투영 광학계 (PL) 를 사용하지 않은 경우라도, 노광광은 렌즈 등의 광학 부재를 통해 기판에 조사되고, 그와 같은 광학 부재와 기판 사이의 소정 공간에 액침 공간이 형성된다.

또, 노광 장치 (EX) 로서, 예를 들어 국제 공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 기판 (P) 상에 형성함으로써 기판 (P) 상에 라인 앤드 스페이스 패턴을 노광하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 를 채용할 수 있다.

본원 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함 으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립 전후에는, 각종 광학계에 관해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 관해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 관해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브 시스템에서 노광 장치로의 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템에서 노광 장치로의 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있음은 물론이다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면 종합 조정이 실시되어, 노광 장치 전체적으로 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.

반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 14 에 나타내는 바와 같이 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능을 설계하는 단계 (201), 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 (202), 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 (203), 전술한 실시형태에 따라서 마스크의 패턴의 이미지로 기판을 노광하고, 노광한 기판을 현상하는 기판 처리 (노광 처리) 를 포함한 기판 처리 단계 (204), 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함한다 : 205), 검사 단계 (206) 등을 거쳐 제조된다.

또, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기 서술한 모든 구성 요소를 적절히 조합하여 사용할 수 있으며, 또 일부의 구성 요소를 사용하지 않는 경우도 있다.

또, 법령에 의해 허용되는 한도 내에서, 상기 서술한 각 실시형태 및 변형예에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공개공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.

Claims (31)

1. 기판을 유지하는 제 1 유지부와, 상기 제 1 유지부에 의해 상기 기판을 유지하기 전에 상기 기판을 유지하는 제 2 유지부를 갖고, 상기 제 1 유지부에 유지된 상기 기판을 액체를 통해 노광하는 액침 노광 장치의 조정 방법으로서,

   상기 제 1 유지부에 의해 온도 검출기를 유지하는 것과,

   상기 제 2 유지부에 의해 상기 온도 검출기를 유지하는 것과,

   상기 제 1 유지부에 의해 유지된 상기 온도 검출기의 검출 결과와 상기 제 2 유지부에 의해 유지된 상기 온도 검출기의 검출 결과에 기초하여, 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 것을 포함하는, 조정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 액침 노광 장치는, 상기 제 1 유지부에 상기 기판이 유지되기 전에 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 기판의 온도를 조정하는, 조정 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 검출기를 상기 제 2 유지부로부터 상기 제 1 유지부로 반송하는 것을 추가로 포함하는, 조정 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 액침 노광 장치는, 상기 기판을 상기 제 2 유지부로부터 상기 제 1 유지부로 반송하는 반송 장치를 갖고, 그 반송 장치를 사용하여 상기 온도 검출기가 상기 제 2 유지부로부터 상기 제 1 유지부로 반송되는, 조정 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부의 온도차가 작아지도록, 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 적어도 일방의 온도 조정이 실시되는, 조정 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 유지부에 유지되기 직전의 상기 기판과 상기 제 1 유지부의 온도차가 작아지도록, 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 적어도 일방의 온도 조정이 실시되는, 조정 방법.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 온도의 조정 후에, 상기 제 1 유지부에 유지된 상기 온도 검출기 상에 상기 액체를 공급하는 것과,

   상기 액체의 온도 정보에 관한 상기 온도 검출기의 검출 결과에 기초하여 상기 액체의 온도를 조정하는 것을 추가로 포함하는, 조정 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 1 유지부와 상기 액체의 온도차가 작아지도록 상기 액체의 온도를 조정하는, 조정 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 액침 노광 장치는 투영 광학계를 구비하고,

   상기 액체의 온도를 조정한 후에, 상기 투영 광학계 및 상기 액체를 통해 형성되는 이미지를 검출하는 것과,

   상기 검출된 이미지에 기초하여 광학 특성을 조정하는 것을 추가로 포함하는, 조정 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 광학 특성의 조정은 상기 투영 광학계의 조정을 포함하는, 조정 방법.
11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 적어도 일방의 온도 조정은, 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 적어도 일방의 온도 분포의 조정을 포함하는, 조정 방법.
12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 유지부에 유지된 상기 온도 검출기의 검출 결과로부터 상기 제 1 유지부의 온도 정보가 취득되고, 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 온도 검출기의 검출 결과로부터 상기 제 2 유지부의 온도 정보가 취득되는, 조정 방법.
13. 기판을 유지하는 유지부를 갖고, 상기 유지부에 유지된 상기 기판을 액체를 통해 노광하는 액침 노광 장치의 조정 방법으로서,

    상기 유지부에 유지된 온도 검출기에 의해 상기 유지부의 온도에 관한 제 1 정보를 취득하는 것과, 상기 온도 검출기 상에 공급된 액체의 온도에 관한 제 2 정보를 상기 온도 검출기에 의해 취득하는 것과,

    상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보에 기초하여, 상기 유지부 및 상기 액체 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 것을 포함하는, 조정 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제 1 정보와 상기 제 2 정보의 취득은,

    상기 온도 검출기의 표면의 일부에 상기 액체의 액침 영역을 형성하는 것을 포함하고,

    상기 온도 검출기에 있어서의 상기 액침 영역의 상기 액체와 접촉하는 부분에서 상기 제 2 정보가 취득되고,

    상기 온도 검출기에 있어서의 상기 액침 영역의 상기 액체와 접촉하지 않는 부분에서 상기 제 1 정보가 취득되는, 조정 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 온도 검출기 표면의 복수의 위치에서 상기 액침 영역을 순차적으로 형성하고, 상기 제 2 정보 및 상기 제 1 정보가 순차적으로 취득되는, 조정 방법.
16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유지부와 상기 액체의 온도차가 작아지도록 상기 유지부 및 상기 액체 중 적어도 일방의 온도 조정이 실시되는, 조정 방법.
17. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유지부 및 상기 액체 중 적어도 일방의 온도 조정은, 상기 유지부 및 상기 액체 중 적어도 일방의 온도 분포의 조정을 포함하는, 조정 방법.
18. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 액침 노광 장치는 투영 광학계를 구비하고,

    상기 유지부 및 상기 액체 중 적어도 일방의 온도 조정을 실시한 후에, 상기 투영 광학계 및 상기 액체를 통해 형성되는 이미지를 검출하는 것과,

    상기 검출된 이미지에 기초하여 광학 특성을 조정하는 것을 추가로 포함하는, 조정 방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 광학 특성의 조정은 상기 투영 광학계의 조정을 포함하는, 조정 방법.
20. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 온도 검출기는, 상기 기판의 외형과 동일한 외형을 갖는, 조정 방법.
21. 삭제
22. 액체를 통해 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서,

    상기 노광광이 조사되는 위치에서 상기 기판을 유지 가능한 제 1 유지부와,

    상기 제 1 유지부에 유지되기 전에 상기 기판을 유지하고, 또한 상기 기판의 온도를 조정하는 제 2 유지부와,

    상기 제 2 유지부에 의해 유지된 온도 검출기를 상기 제 2 유지부로부터 상기 제 1 유지부로 반송하는 반송 장치와,

    상기 제 1 유지부에 의해 유지된 상기 온도 검출기의 검출 결과 및 상기 제 2 유지부에 의해 유지된 상기 온도 검출기의 검출 결과에 기초하여, 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 적어도 일방의 온도를 조정하는 조정 장치를 구비한, 노광 장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 반송 장치는, 상기 제 2 유지부로부터 상기 제 1 유지부로 상기 기판을 반송 가능한, 노광 장치.
24. 제 22 항에 있어서,

    상기 제 1 유지부에 의해 유지된 상기 온도 검출기에 거기서부터 상기 액체가 공급되는 공급구를 추가로 구비하고,

    상기 조정 장치는, 상기 온도 검출기에 의해 취득된 상기 액체의 온도 정보에 기초하여 상기 공급되는 액체의 온도를 조정하는, 노광 장치.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 제 1 유지부와 상기 액체의 온도차가 작아지도록 상기 액체의 온도를 조정하는, 노광 장치.
26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 노광 장치는 투영 광학계를 구비하고,

    상기 투영 광학계 및 상기 액체를 통해 형성되는 이미지를 검출하는 이미지 검출기와,

    상기 검출된 이미지에 기초하여 광학 특성을 조정하는 광학 특성 조정 장치를 추가로 포함하고,

    상기 액체의 온도 조정 후에, 상기 이미지 검출기를 사용하여 상기 이미지를 검출하고, 그 검출의 결과에 기초하여, 상기 광학 특성 조정 장치를 사용해서 상기 광학 특성을 조정하는, 노광 장치.
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