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JP5223888B2 - Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

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JP5223888B2 JP2010140591A JP2010140591A JP5223888B2 JP 5223888 B2 JP5223888 B2 JP 5223888B2 JP 2010140591 A JP2010140591 A JP 2010140591A JP 2010140591 A JP2010140591 A JP 2010140591A JP 5223888 B2 JP5223888 B2 JP 5223888B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

本発明は、ステージ装置及び露光装置に関し、例えば、基板上に液体を供給して露光を行う、いわゆる液浸露光を行う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。   The present invention relates to a stage apparatus and an exposure apparatus. For example, the present invention relates to a stage apparatus and an exposure apparatus suitable for use in so-called immersion exposure in which a liquid is supplied onto a substrate for exposure.

半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフ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/NA … (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。
Semiconductor devices and liquid crystal display devices are manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate.
An exposure apparatus used in this photolithography process has a mask stage for supporting a mask and a substrate stage for supporting a substrate, and a mask pattern is transferred via a projection optical system while sequentially moving the mask stage and the substrate stage. It is transferred to the substrate. In recent years, in order to cope with higher integration of device patterns, higher resolution of the projection optical system is desired. The resolution of the projection optical system becomes higher as the exposure wavelength used is shorter and the numerical aperture of the projection optical system is larger. Therefore, the exposure wavelength used in the exposure apparatus is shortened year by year, and the numerical aperture of the projection optical system is also increasing. The mainstream exposure wavelength is 248 nm of the KrF excimer laser, but the 193 nm of the shorter wavelength ArF excimer laser is also being put into practical use. Also, when performing exposure, the depth of focus (DOF) is important as well as the resolution. The resolution R and the depth of focus δ are each expressed by the following equations.
R = k1 · λ / NA (1)
δ = ± k2 · λ / NA 2 (2)
Here, λ is the exposure wavelength, NA is the numerical aperture of the projection optical system, and k1 and k2 are process coefficients. From the equations (1) and (2), it can be seen that the depth of focus δ becomes narrower when the exposure wavelength λ is shortened and the numerical aperture NA is increased in order to increase the resolution R.

このとき、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させるとともに、焦点深度を約n倍に拡大するというものである。
At this time, if the depth of focus δ becomes too narrow, it becomes difficult to match the substrate surface with the image plane of the projection optical system, and there is a possibility that the margin during the exposure operation will be insufficient.
Therefore, as a method for substantially shortening the exposure wavelength and increasing the depth of focus, for example, a liquid immersion method disclosed in Patent Document 1 below has been proposed. In this immersion method, a space between the lower surface of the projection optical system and the substrate surface is filled with a liquid such as water or an organic solvent to form an immersion region, and the wavelength of exposure light in the liquid is 1 / n of that in air. (Where n is the refractive index of the liquid, which is usually about 1.2 to 1.6), the resolution is improved, and the depth of focus is expanded about n times.

国際公開第99/49504号パンフレットInternational Publication No. 99/49504 Pamphlet

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。
例えば露光処理が終了した基板を交換する際には、基板ステージを基板交換位置(ローディングポジション)に移動させる必要がある。このとき、基板ステージは投影光学系と対向する位置から外れるため、液体が漏出することを避けるために液体の供給を停止させるとともに供給した液体を回収しなければならない。また、基板交換後には、再度投影光学系と基板ステージとの間に液体を満たす必要があるため、時間のロスが大きくスループットが低下するという問題が生じる。
また、液体の回収により乾燥するため、投影光学系にウォーターマークが発生するという問題や気化熱による投影レンズ、液体供給ノズル等に温度変化が生じるという問題がある。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
For example, when exchanging a substrate after the exposure processing, it is necessary to move the substrate stage to a substrate exchanging position (loading position). At this time, since the substrate stage deviates from a position facing the projection optical system, the supply of the liquid must be stopped and the supplied liquid must be recovered in order to avoid the liquid from leaking. Further, after the substrate is exchanged, it is necessary to again fill the liquid between the projection optical system and the substrate stage, so that there is a problem that time loss is large and throughput is lowered.
In addition, since drying is performed by collecting the liquid, there are problems that a watermark is generated in the projection optical system, and that a temperature change occurs in the projection lens, the liquid supply nozzle, and the like due to heat of vaporization.

そこで、基板ステージがローディングポジションに移動した際にも、投影光学系との間に液浸領域が継続して形成されるように基板ステージ(または基板ステージに設けられた液浸領域形成部材)を大きくすることが考えられるが、この場合、基板ステージの重量増加を招きスループットが低下するという問題が生じる。また、基板の位置情報を得るために設けられる干渉計と移動鏡との間の距離を大きくする必要が生じるため、装置の大型化及び計測精度の低下という問題を招いてしまう。
この問題は、基板ステージがローディングポジションに移動するときに限られず、特開平10−214783号公報に示されるように、基板ステージが交換可能に複数設けられるツインステージ型のステージ装置におけるステージ交換時にも同様に発生する。
Therefore, when the substrate stage is moved to the loading position, the substrate stage (or the immersion region forming member provided on the substrate stage) is provided so that the immersion region is continuously formed with the projection optical system. Although it is conceivable to increase the size, in this case, there is a problem that the weight of the substrate stage is increased and the throughput is lowered. Further, since it becomes necessary to increase the distance between the interferometer and the movable mirror provided for obtaining the position information of the substrate, there arises a problem that the apparatus is enlarged and the measurement accuracy is lowered.
This problem is not limited to the case where the substrate stage moves to the loading position. As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783, this problem also occurs when the stage is replaced in a twin stage type stage apparatus in which a plurality of substrate stages are replaceably provided. It occurs in the same way.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、スループットを低下させることなくステージ移動を可能とする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。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a stage apparatus and an exposure apparatus that can move the stage without reducing the throughput.

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15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、移動面(Ba)に沿って移動する移動ステージ(53)と、試料(P)を保持するとともに、移動ステージ(53)に対して移動可能な第1移動テーブル(52)と、を備えたステージ装置(ST)であって、移動ステージ(53)に設けられ、第1移動テーブル(52)が第1位置(K1)から第2位置(K2)に移動した際に、第1位置(K1)に位置決めされる第2移動テーブル(70)を備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 15 showing the embodiment.
The stage apparatus of the present invention includes a moving stage (53) that moves along the moving surface (Ba), and a first moving table (52) that holds the sample (P) and is movable with respect to the moving stage (53). ), Provided on the moving stage (53), when the first moving table (52) is moved from the first position (K1) to the second position (K2). The second moving table (70) positioned at the first position (K1) is provided.

従って、本発明のステージ装置では、第1位置(K1)にある第1移動テーブル(52)を用いて所望の工程(例えば液体供給工程)を行った後に、移動ステージ(53)の移動に伴って、または移動ステージ(53)に対して第1移動テーブル(52)が第2位置に移動した場合でも、第1位置(K1)に位置決めされた第2移動テーブル(70)を用いて所望の工程を継続して実施できる。そのため、本発明では、第1移動テーブル(52)が第2位置に移動した際にも所望の工程、例えば液体供給工程を停止させる必要がなくなり、スループットの低下を防止することが可能になる。   Therefore, in the stage apparatus of the present invention, after performing a desired process (for example, a liquid supply process) using the first moving table (52) at the first position (K1), the moving stage (53) is moved. Even when the first moving table (52) is moved to the second position with respect to the moving stage (53), the second moving table (70) positioned at the first position (K1) is used to obtain a desired value. The process can be continued. Therefore, in the present invention, it is not necessary to stop a desired process, for example, a liquid supply process even when the first moving table (52) is moved to the second position, and it becomes possible to prevent a decrease in throughput.

また、本発明のステージ装置は、試料(P)を保持して移動面(Ba)に沿って移動可能な第1移動テーブル(52A、52B)と、第1移動テーブル(52A、52B)を移動させる第1移動装置(100A、100B)と、第1移動テーブル(52A、52B)の第1移動装置(100A、100B)による移動ストロークよりも大きな移動ストロークで第1移動テーブル(52A、52B)を移動させる第2移動装置(63A、63Bまたは62A、62B)と、を備えたステージ装置(ST)であって、第2移動装置(63Aまたは62A)に設けられ、第1移動テーブル(52A、52B)が第1位置(K1)から第2位置(K3)に移動する際に、第1位置(K1)に移動する第2移動テーブル(70)を備えたことを特徴とするものである。   Further, the stage apparatus of the present invention moves the first moving table (52A, 52B) and the first moving table (52A, 52B) that hold the sample (P) and can move along the moving surface (Ba). The first moving table (52A, 52B) and the first moving table (52A, 52B) with a moving stroke larger than the moving stroke by the first moving device (100A, 100B) of the first moving table (52A, 52B). A stage device (ST) having a second moving device (63A, 63B or 62A, 62B) to be moved, provided in the second moving device (63A or 62A), and a first moving table (52A, 52B). ) Includes a second movement table (70) that moves to the first position (K1) when moving from the first position (K1) to the second position (K3). It is intended.

従って、本発明のステージ装置では、第1位置(K1)にある第1移動テーブル(52A、52B)を用いて所望の工程(例えば液体供給工程)を行った後に、第1移動装置(100A、100B)または第2移動装置(63A、63Bまたは62A、62B)の駆動により第1移動テーブル(52A、52B)が第2位置に移動した場合でも、第1位置(K1)に位置決めされた第2移動テーブル(70)を用いて所望の工程を継続して実施できる。そのため、本発明では、第1移動テーブル(52A、52B)が第2位置に移動した際にも所望の工程、例えば液体供給工程を停止させる必要がなくなり、スループットの低下を防止することが可能になる。   Therefore, in the stage apparatus of the present invention, after performing a desired process (for example, a liquid supply process) using the first movement table (52A, 52B) at the first position (K1), the first movement apparatus (100A, 100B) or the second moving device (63A, 63B or 62A, 62B), even if the first moving table (52A, 52B) is moved to the second position, the second position positioned at the first position (K1). A desired process can be continuously performed using the moving table (70). Therefore, in the present invention, it is not necessary to stop a desired process, for example, a liquid supply process even when the first movement table (52A, 52B) is moved to the second position, and it is possible to prevent a decrease in throughput. Become.

そして、本発明の露光装置は、ステージ装置(ST)に載置された試料である基板(P)に投影光学系(PL)を介してパターンを露光する露光装置(EX)において、上記のステージ装置を用いることを特徴とするものである。   The exposure apparatus according to the present invention includes the above stage in an exposure apparatus (EX) that exposes a pattern to a substrate (P), which is a sample placed on a stage apparatus (ST), via a projection optical system (PL). An apparatus is used.

従って、本発明の露光装置では、第1位置(K1)の第1移動テーブル(52)に保持された基板(P)に対して所望の工程(例えば液体供給工程)を行いながらパターンを露光した後に、第1移動テーブル(52)が第2位置(K2)に移動した場合でも、第1位置(K1)に位置決めされた第2移動テーブル(70)を用いて所望の工程を継続して実施できる。そのため、本発明では、第1移動テーブル(52)が第2位置に移動した際にも所望の工程、例えば液体供給工程を停止させる必要がなくなり、スループットの低下を防止することが可能になる。   Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, the pattern is exposed while performing a desired process (for example, a liquid supply process) on the substrate (P) held on the first moving table (52) at the first position (K1). Later, even when the first movement table (52) moves to the second position (K2), the desired process is continuously performed using the second movement table (70) positioned at the first position (K1). it can. Therefore, in the present invention, it is not necessary to stop a desired process, for example, a liquid supply process even when the first moving table (52) is moved to the second position, and it becomes possible to prevent a decrease in throughput.

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。   In order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings showing one embodiment, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment.

本発明では、第1移動テーブルが第2位置に移動した際にも、第2移動テーブルを用いることにより、所望の工程を停止させる必要がなくなり、スループットの低下を防止することが可能になる。   In the present invention, even when the first moving table is moved to the second position, it is not necessary to stop a desired process by using the second moving table, and it is possible to prevent a decrease in throughput.

本発明の実施の形態を示す図であって、露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a schematic block diagram showing an embodiment of an exposure apparatus. 同露光装置を構成する基板テーブルの概略的な平面図である。2 is a schematic plan view of a substrate table constituting the exposure apparatus. FIG. 液体供給機構及び液体回収機構を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows a liquid supply mechanism and a liquid recovery mechanism. 基板交換時の動作を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement at the time of board | substrate replacement | exchange. 第2実施形態のステージ装置を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows schematically the stage apparatus of 2nd Embodiment. 同ステージ装置を構成する基板ステージの概略的な正面図である。It is a schematic front view of the substrate stage which comprises the stage apparatus. テーブル部をロックするロック機構を示す図である。It is a figure which shows the locking mechanism which locks a table part. テーブル部の交換動作を示す図である。It is a figure which shows exchange operation | movement of a table part. テーブル部の交換動作を示す図である。It is a figure which shows exchange operation | movement of a table part. テーブル部の交換動作を示す図である。It is a figure which shows exchange operation | movement of a table part. テーブル部の交換動作を示す図である。It is a figure which shows exchange operation | movement of a table part. テーブル部の交換動作を示す図である。It is a figure which shows exchange operation | movement of a table part. 第3実施形態のステージ装置を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows schematically the stage apparatus of 3rd Embodiment. 同ステージ装置を構成する基板ステージの概略的な正面図である。It is a schematic front view of the substrate stage which comprises the stage apparatus. テーブル部の交換動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating exchange operation | movement of a table part. 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。It is a flowchart figure which shows an example of the manufacturing process of a semiconductor device.

以下、本発明のステージ装置及び露光装置の実施の形態を、図1ないし図16を参照して説明する。
本実施形態では、露光装置EXとしてマスクMと基板(試料)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。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。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。
また、この露光装置EXにおいては、本発明のステージ装置を基板ステージに適用するものとして説明する。
Embodiments of the stage apparatus and exposure apparatus of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In the present embodiment, as the exposure apparatus EX, scanning exposure is performed in which the pattern formed on the mask M is exposed to the substrate P while the mask M and the substrate (sample) P are synchronously moved in different directions (reverse directions) in the scanning direction. A case where an apparatus (so-called scanning stepper) is used will be described as an example. In the following description, the direction that coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL is the Z-axis direction, the synchronous movement direction (scanning direction) between the mask M and the substrate P in the plane perpendicular to the Z-axis direction is the X-axis direction, A direction (non-scanning direction) perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction is defined as a Y-axis direction. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively. Here, the “substrate” includes a semiconductor wafer coated with a photoresist, which is a photosensitive material, and the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be reduced and projected on the substrate is formed.
In this exposure apparatus EX, the stage apparatus of the present invention is described as being applied to a substrate stage.

(第1実施形態)
図1において、本実施形態の露光装置EXは、マスクMを支持するマスクステージMST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のパターン像をステージ装置としての基板ステージ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とを備えており、露光装置EX全体の動作は制御装置CONTによって統括制御される。
(First embodiment)
In FIG. 1, the exposure apparatus EX of the present embodiment uses a mask stage MST that supports a mask M, an illumination optical system IL that illuminates the mask M supported by the mask stage MST with exposure light EL, and exposure light EL. A projection optical system PL for projecting and exposing the pattern image of the illuminated mask M onto the substrate P supported by the substrate stage PST as a stage device, and the overall operation of the exposure device EX is controlled by the control device CONT. Is done.

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させ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(液体供給装置)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(局所的に)液浸領域(第1位置)AR2を形成する。具体的には、露光装置EXは、投影光学系PLの像面側終端部の光学素子2と、その像面側に配置された基板P表面との間に液体1を満たす局所液浸方式を採用し、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を通過した露光光ELを基板Pに照射することによってマスクMのパターンを基板Pに投影露光する。   The exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to substantially shorten an exposure wavelength to improve resolution and substantially widen a focal depth. A liquid supply mechanism (liquid supply device) 10 for supplying the liquid 1 to the substrate P and a liquid recovery mechanism 20 for recovering the liquid 1 on the substrate P are provided. While transferring at least the pattern image of the mask M onto the substrate P, the exposure apparatus EX uses a liquid 1 supplied from the liquid supply mechanism 10 to a part on the substrate P including the projection area AR1 of the projection optical system PL ( Locally, the immersion area (first position) AR2 is formed. Specifically, the exposure apparatus EX employs a local immersion method in which the liquid 1 is filled between the optical element 2 at the image plane side end portion of the projection optical system PL and the surface of the substrate P disposed on the image plane side. The pattern of the mask M is projected onto the substrate P by irradiating the substrate P with the exposure light EL that has passed through the mask M via the liquid 1 between the projection optical system PL and the substrate P and the projection optical system PL. Exposure.

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)などが用いられる。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。   The illumination optical system IL illuminates the mask M supported by the mask stage MST with the exposure light EL, and the exposure light source, and an optical integrator and an optical integrator for uniformizing the illuminance of the light beam emitted from the exposure light source A condenser lens that collects the exposure light EL from the light source, a relay lens system, and a variable field stop that sets the illumination area on the mask M by the exposure light EL in a slit shape. A predetermined illumination area on the mask M is illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL. As the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL, for example, far ultraviolet light (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp, DUV light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F2 laser light (wavelength 157 nm), or the like is used. In this embodiment, ArF excimer laser light is used.

マスクステージMSTは、マスクMを支持するものであって、投影光学系PLの光軸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はリニアモータ等のマスクステージ駆動装置により駆動される。マスクステージ駆動装置は制御装置CONTにより制御される。マスクステージMST上には移動鏡50が設けられている。また、移動鏡50に対向する位置にはレーザ干渉計からなるXY干渉計51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、及び回転角はXY干渉計51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XY干渉計51の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置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の位置決めを行う。   The mask stage MST supports the mask M, and can move two-dimensionally in a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL, that is, in the XY plane, and can be slightly rotated in the θZ direction. Mask stage MST is driven by a mask stage driving device such as a linear motor. The mask stage driving device is controlled by the control device CONT. A movable mirror 50 is provided on the mask stage MST. Further, an XY interferometer 51 including a laser interferometer is provided at a position facing the movable mirror 50. The two-dimensional position and rotation angle of the mask M on the mask stage MST are measured in real time by the XY interferometer 51, and the measurement result is output to the control unit CONT. The controller CONT positions the mask M supported by the mask stage MST by driving the mask stage driving device based on the measurement result of the XY interferometer 51.

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(投影光学系PLの像面側)の終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の縮小倒立系である。なお、投影光学系PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよく、倒立系でも正立系でもよい。投影光学系PLが正立系の場合は、マスクMと基板Pとは同じ方向に走査する。また、本実施形態の投影光学系PLの先端部の光学素子(レンズ)2は鏡筒PKに対して着脱(交換)可能に設けられており、光学素子2には液浸領域AR2の液体1が接触する。   The projection optical system PL projects and exposes the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification β, and is an optical element provided at the terminal portion on the substrate P side (image plane side of the projection optical system PL). (Lens) 2 includes a plurality of optical elements, and these optical elements are supported by a lens barrel PK. In the present embodiment, the projection optical system PL is a reduced inverted system whose projection magnification β is, for example, 1/4 or 1/5. The projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system, and may be an inverted system or an erect system. When the projection optical system PL is an erect system, the mask M and the substrate P scan in the same direction. Further, the optical element (lens) 2 at the tip of the projection optical system PL of the present embodiment is provided so as to be detachable (replaceable) with respect to the lens barrel PK, and the liquid 1 in the immersion area AR2 is provided in the optical element 2. Touch.

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。なお、本実施形態においては、液浸露光用の純水を適用した投影光学系の開口数は1以上(1.0〜1.2程度)に設定されている。   In the present embodiment, pure water is used as the liquid 1. Pure water is not only ArF excimer laser light, but also far ultraviolet light (DUV light) such as ultraviolet emission lines (g-line, h-line, i-line) emitted from mercury lamps and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). Can also be transmitted. In this embodiment, the numerical aperture of the projection optical system to which pure water for immersion exposure is applied is set to 1 or more (about 1.0 to 1.2).

光学素子2は螢石で形成されている。螢石表面、あるいはMgF、Al、SiO等を付着させた表面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(親液)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。 The optical element 2 is made of meteorite. Since the surface of the meteorite or the surface to which MgF 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 or the like is attached has high affinity with water, the liquid 1 can be brought into close contact with almost the entire liquid contact surface 2 a of the optical element 2. it can. That is, in this embodiment, since the liquid (water) 1 having high affinity with the liquid contact surface 2a of the optical element 2 is supplied, the adhesion between the liquid contact surface 2a of the optical element 2 and the liquid 1 is set. The optical path between the optical element 2 and the substrate P can be reliably filled with the liquid 1. The optical element 2 may be quartz having a high affinity with water. Alternatively, the liquid contact surface 2a of the optical element 2 may be subjected to a hydrophilic (lyophilic) treatment to further increase the affinity with the liquid 1.

以下、基板Pを保持して移動可能な基板ステージPSTについて説明する。
基板ステージPSTは、基板Pを保持して移動可能な基板テーブル(第1移動テーブル)52と、基板テーブル52を支持してベース(定盤)BP上の移動面Baに沿ってXY方向に移動するXYステージ(移動ステージ)53とを備えている。
Hereinafter, the substrate stage PST that can move while holding the substrate P will be described.
The substrate stage PST moves in the XY directions along the moving surface Ba on the base (surface platen) BP while supporting the substrate table 52 and supporting the substrate table 52 (first moving table) 52 holding the substrate P. An XY stage (moving stage) 53 is provided.

基板ステージPSTはリニアモータ等の基板ステージ駆動装置により駆動される。基板ステージ駆動装置は制御装置CONTにより制御される。基板テーブル52は、XYステージ53上に、例えばピエゾ素子やボイスコイルモータ(VCM)で構成された複数(ここでは3つ)のアクチュエータ30(30A〜30C)を介して設けられている。アクチュエータ30A〜30Cは、制御装置CONTからの駆動信号に基づいて、基板テーブル52をXYステージ53に対して、全体的にZ軸方向に微小に並進移動させるとともに、θX方向とθY方向とに微小傾斜させることにより、基板テーブル52に保持されている基板PのZ軸方向における位置(フォーカス位置)、及びθX、θY方向における位置が制御される。   The substrate stage PST is driven by a substrate stage driving device such as a linear motor. The substrate stage driving device is controlled by the control device CONT. The substrate table 52 is provided on the XY stage 53 via a plurality of (here, three) actuators 30 (30A to 30C) configured by, for example, piezoelectric elements and voice coil motors (VCM). The actuators 30A to 30C move the substrate table 52 with respect to the XY stage 53 slightly in the Z-axis direction as a whole based on a drive signal from the control device CONT, and are minutely moved in the θX direction and the θY direction. By tilting, the position in the Z-axis direction (focus position) of the substrate P held by the substrate table 52 and the position in the θX and θY directions are controlled.

すなわち、基板テーブル52は、基板Pのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Pの表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系PLの像面に合わせ込み、XYステージ53は基板PのXY平面内における位置決め(X、Y、θZ方向)を行う。なお、基板テーブル52とXYステージ53とを一体的に設けてよいことは言うまでもない。   That is, the substrate table 52 controls the focus position and the tilt angle of the substrate P to align the surface of the substrate P with the image plane of the projection optical system PL by the autofocus method and the autoleveling method. Is positioned in the XY plane (X, Y, θZ directions). Needless to say, the substrate table 52 and the XY stage 53 may be provided integrally.

また、基板テーブル52の上面(支持面)には複数のピン部材(不図示)が設けられ、その複数のピン部材の間には真空系に接続する真空吸着孔が設けられている。すなわち基板テーブルは所謂ピンチャック機構を有しており、基板Pの裏面をピン部材で支持した状態で真空吸着保持する。   In addition, a plurality of pin members (not shown) are provided on the upper surface (support surface) of the substrate table 52, and vacuum suction holes connected to a vacuum system are provided between the plurality of pin members. That is, the substrate table has a so-called pin chuck mechanism, and holds the back surface of the substrate P by vacuum suction with the pin member supported by the pin member.

さらに、基板テーブル52には、基板を吸着保持するとともに、Z軸方向に昇降(リフト)するリフトピン72が設けられている。リフトピン72は、図2に示すように、基板Pを複数箇所(ここでは3ヶ所)で吸着保持する構成となっている。
そして、基板Pに対する基板テーブル52への吸着保持を解除するとともに、基板Pを吸着保持させてリフトピン72を上昇させることにより、基板Pは基板テーブル52から離脱させ、ウエハローダ73へ基板Pを受け渡すことが可能である。
なお、実際には基板テーブル52には基板ホルダが設けられ、基板Pは基板ホルダに吸着保持されるが、ここでは基板テーブル52が基板ホルダを含むものとして説明する。
Further, the substrate table 52 is provided with lift pins 72 that hold the substrate by suction and move up and down (lift) in the Z-axis direction. As shown in FIG. 2, the lift pins 72 are configured to suck and hold the substrate P at a plurality of locations (here, 3 locations).
Then, the suction holding of the substrate P to the substrate table 52 is released, and the lift of the lift pins 72 is performed by holding the substrate P by suction, whereby the substrate P is detached from the substrate table 52 and delivered to the wafer loader 73. It is possible.
Actually, the substrate table 52 is provided with a substrate holder, and the substrate P is sucked and held by the substrate holder. Here, the substrate table 52 will be described as including the substrate holder.

基板ステージPST(基板テーブル52)の側面(図1では−X側の側面)にはXY移動鏡55が設けられている。また、XY移動鏡55に対向する位置には、XY移動鏡55に向けて計測ビーム(ビーム)Bを照射するレーザ干渉計からなるXY干渉計(位置検出装置)56が設けられている。基板ステージPST(ひいては基板テーブル52及び基板P)の2次元方向の位置情報、及び回転角(X、Y、及びθZ方向に関する位置情報)は、XY移動鏡55からの計測ビームBの反射光を用いてXY干渉計56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XY干渉計56の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置を駆動することで基板Pを保持した基板ステージPSTの位置決めを行う。   An XY movable mirror 55 is provided on a side surface (side surface on the −X side in FIG. 1) of the substrate stage PST (substrate table 52). Further, an XY interferometer (position detection device) 56 including a laser interferometer that irradiates the measurement beam (beam) B toward the XY movable mirror 55 is provided at a position facing the XY movable mirror 55. The position information of the substrate stage PST (and thus the substrate table 52 and the substrate P) in the two-dimensional direction and the rotation angle (position information regarding the X, Y, and θZ directions) are obtained by reflecting the reflected light of the measurement beam B from the XY moving mirror 55. It is measured in real time by the XY interferometer 56, and the measurement result is output to the control device CONT. The control device CONT drives the substrate stage driving device based on the measurement result of the XY interferometer 56, thereby positioning the substrate stage PST holding the substrate P.

基板ステージPST(基板テーブル52)上には、基板ステージPSTに保持された基板Pを囲むようにプレート部材60が設けられている。プレート部材60は、基板Pの外側に基板テーブル52から延出するように形成されている。プレート部材60は、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)の平坦面(平坦部)60Aを有している。   A plate member 60 is provided on the substrate stage PST (substrate table 52) so as to surround the substrate P held by the substrate stage PST. The plate member 60 is formed outside the substrate P so as to extend from the substrate table 52. The plate member 60 has a flat surface (flat portion) 60A having substantially the same height (level) as the surface of the substrate P held by the substrate stage PST.

プレート部材60は、例えばポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))などの撥液性を有する材料によって形成されている。そのため、平坦面60Aは撥液性を有する。
なお、例えば所定の金属などでプレート部材60を形成し、その金属製のプレート部材60の少なくとも平坦面60Aに対して撥液処理を施すことで、平坦面60Aを撥液性にしてもよい。プレート部材60(平坦面60A)の撥液処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂材料あるいはアクリル系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料からなる薄膜を貼付する。撥液性にするための撥液性材料としては液体1に対して非溶解性の材料が用いられる。また、撥液性材料の塗布領域としては、プレート部材60の表面全域に対して塗布してもよいし、平坦面60Aなど撥液性を必要とする一部の領域のみに対して塗布するようにしてもよい。
The plate member 60 is formed of a material having liquid repellency such as polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)). Therefore, the flat surface 60A has liquid repellency.
Note that the flat surface 60A may be made liquid repellent by, for example, forming the plate member 60 from a predetermined metal and applying a liquid repellent treatment to at least the flat surface 60A of the metal plate member 60. As the liquid repellent treatment of the plate member 60 (flat surface 60A), for example, a liquid repellent material such as a fluororesin material such as polytetrafluoroethylene or an acrylic resin material is applied, or the liquid repellent material is used. Apply a thin film. As the liquid repellent material for making it liquid repellent, a material insoluble in the liquid 1 is used. In addition, the application region of the liquid repellent material may be applied to the entire surface of the plate member 60, or may be applied only to a part of the region requiring liquid repellency such as the flat surface 60A. It may be.

基板Pの周囲に、基板P表面とほぼ面一の平坦面60Aを有するプレート部材60を設けたので、基板Pのエッジ領域Eを液浸露光するときにおいても、投影光学系PLの下に液体1を保持し、投影光学系PLの像面側に液浸領域AR2を良好に形成することができる。また、平坦面60Aを撥液性にすることにより、液浸露光中における基板P外側(平坦面60A外側)への液体1の流出を抑え、また液浸露光後においても液体1を円滑に回収できて、平坦面60A上などに液体1が残留することが防止される。   Since the plate member 60 having the flat surface 60A substantially flush with the surface of the substrate P is provided around the substrate P, even when the edge region E of the substrate P is subjected to immersion exposure, the liquid is placed under the projection optical system PL. 1 is maintained, and the liquid immersion area AR2 can be satisfactorily formed on the image plane side of the projection optical system PL. Further, by making the flat surface 60A liquid repellent, the outflow of the liquid 1 to the outside of the substrate P (outside the flat surface 60A) during the immersion exposure is suppressed, and the liquid 1 is smoothly recovered even after the immersion exposure. This prevents the liquid 1 from remaining on the flat surface 60A or the like.

また、本実施の形態では、基板テーブル52(プレート部材60)が投影光学系PLの光学素子2と対向する位置、より詳細には液浸領域AR2と対向する第1位置から外れた位置(例えば基板Pの交換位置;第2位置)へ移動した際に、当該液浸領域AR2と対向する位置に位置決めされるようにZ方向に移動する移動テーブル(第2移動テーブル)70が設けられている。移動テーブル70は、プレート部材60と同一の撥液性を有する材料によって形成されており、昇降装置71の駆動によりZ軸方向に移動自在となっている。移動テーブル70の厚さは、昇降時にXY干渉計56の計測ビームBを横切った際にも、計測ビームBの基板テーブル52への照射が維持され、位置計測が継続できる大きさ(例えば計測ビームBのビーム径が8mm程度のときには移動テーブル70の厚さは2mm程度)に設定されている。   In the present embodiment, the substrate table 52 (plate member 60) is opposed to the position facing the optical element 2 of the projection optical system PL, more specifically, the position deviated from the first position facing the liquid immersion area AR2 (for example, A movement table (second movement table) 70 is provided that moves in the Z direction so as to be positioned at a position facing the liquid immersion area AR2 when the substrate P is moved to the exchange position (second position). . The moving table 70 is made of the same liquid-repellent material as the plate member 60 and is movable in the Z-axis direction by driving the lifting device 71. The thickness of the moving table 70 is such that the irradiation of the measurement beam B onto the substrate table 52 is maintained even when the measurement beam B of the XY interferometer 56 is traversed during elevation and the position measurement can be continued (for example, the measurement beam). When the beam diameter of B is about 8 mm, the thickness of the moving table 70 is set to about 2 mm).

昇降装置71は、エアシリンダやモータ及びカムからなるアクチュエータで構成されており、移動テーブル70に連結されたシリンダ71aが制御装置CONTの制御下でZ方向に延びることにより移動テーブル70を、その表面(撥液部)70Aがプレート部材60の平坦面60Aと略面一で、且つプレート部材60と微小隙間をもって並ぶ位置と、計測ビームBよりも下方の待避位置(図1に示す位置)との間で昇降させる構成となっている。この微小隙間は、例えば数μm〜〜数mm程度に設定されており、液体1の表面張力により、微小隙間を介して液体1が漏出することが抑制されている。   The elevating device 71 includes an actuator including an air cylinder, a motor, and a cam. A cylinder 71a connected to the moving table 70 extends in the Z direction under the control of the control device CONT, so that the moving table 70 has a surface thereof. (Liquid repellent part) 70A is substantially flush with the flat surface 60A of the plate member 60 and is aligned with the plate member 60 with a small gap, and a retreat position below the measurement beam B (position shown in FIG. 1). It is configured to move up and down. The minute gap is set to about several μm to several mm, for example, and the liquid 1 is suppressed from leaking through the minute gap due to the surface tension of the liquid 1.

図1に戻り、液体供給機構10は、基板P上に液体1を供給するものであって、液体1を収容するタンク、及び加圧ポンプなどを備えた液体供給装置11と、液体供給装置11にその一端部接続し、他端部を供給ノズル14に接続した供給管13とを備えている。供給ノズル14は基板Pに近接して配置されており、基板Pの上方から液体1を供給する。液体供給装置11より送出され、供給管13及び供給ノズル14を介して基板P上に供給された液体1は、投影光学系PLの先端部の光学素子2と基板Pとの間の空間を満たして液浸領域AR2を形成する。   Returning to FIG. 1, the liquid supply mechanism 10 supplies the liquid 1 onto the substrate P, and includes a liquid supply device 11 including a tank that stores the liquid 1 and a pressure pump, and the liquid supply device 11. And a supply pipe 13 having the other end connected to the supply nozzle 14. The supply nozzle 14 is disposed close to the substrate P and supplies the liquid 1 from above the substrate P. The liquid 1 delivered from the liquid supply device 11 and supplied onto the substrate P via the supply pipe 13 and the supply nozzle 14 fills the space between the optical element 2 at the tip of the projection optical system PL and the substrate P. Thus, the liquid immersion area AR2 is formed.

液体回収機構20は、基板P上の液体1を回収するものであって、真空ポンプ等の真空系、気液分離器、及び回収した液体1を収容するタンクなどを備えた液体回収装置21と、液体回収装置21にその一端部を接続し、他端部を回収ノズル24に接続した回収管23とを備えている。回収ノズル24は基板Pに近接して配置されており、基板P上の液体1を回収可能である。液体回収装置21の真空系を駆動することにより、基板P上の液体1は、回収ノズル24及び回収管23を介して液体回収装置21に吸引回収される。   The liquid recovery mechanism 20 recovers the liquid 1 on the substrate P. The liquid recovery mechanism 20 includes a vacuum system such as a vacuum pump, a gas-liquid separator, a tank that stores the recovered liquid 1, and the like. The liquid recovery device 21 includes a recovery pipe 23 having one end connected to the liquid recovery device 21 and the other end connected to a recovery nozzle 24. The recovery nozzle 24 is disposed in the vicinity of the substrate P and can recover the liquid 1 on the substrate P. By driving the vacuum system of the liquid recovery device 21, the liquid 1 on the substrate P is sucked and recovered by the liquid recovery device 21 via the recovery nozzle 24 and the recovery tube 23.

制御装置CONTは、基板P上に液体1の液浸領域AR2を形成する際、液体供給機構10の液体供給装置11を駆動し、供給管13及び供給ノズル14を介して基板P上に対して単位時間当たり所定量の液体1を供給するとともに、液体回収機構20の液体回収装置21を駆動し、回収ノズル24及び回収管23を介して単位時間当たり所定量の液体1を基板P上より回収する。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との間の空間に液体1が配置され、液浸領域AR2が形成される。   When forming the liquid 1 immersion area AR2 on the substrate P, the control device CONT drives the liquid supply device 11 of the liquid supply mechanism 10 to the substrate P via the supply pipe 13 and the supply nozzle 14. While supplying a predetermined amount of liquid 1 per unit time, the liquid recovery device 21 of the liquid recovery mechanism 20 is driven, and a predetermined amount of liquid 1 per unit time is recovered from the substrate P via the recovery nozzle 24 and the recovery pipe 23. To do. Thereby, the liquid 1 is arrange | positioned in the space between the optical element 2 and the board | substrate P of the front-end | tip part of the projection optical system PL, and immersion area AR2 is formed.

図3は、液体供給機構10、液体回収機構20、及び投影光学系PLの投影領域AR1の位置関係を示す平面図である。図3において、投影光学系PLの投影領域AR1はY軸方向に細長い矩形状となっており、その投影領域AR1をX軸方向に挟むように、+X方向側に3つの供給ノズル14A〜14Cが配置され、−X方向側に2つの回収ノズル24A、24Bが配置されている。そして、供給ノズル14A〜14Cは供給管13を介して液体供給装置11に接続され、回収ノズル24A、24Bは回収管23を介して液体回収装置21に接続されている。また、供給ノズル14A〜14Cと回収ノズル24A、24Bとを投影領域AR1の中心に対してほぼ180°回転した位置関係で、供給ノズル16A〜16Cと、回収ノズル26A、26Bとが配置されている。供給ノズル14A〜14Cと回収ノズル26A、26BとはY軸方向に交互に配列され、供給ノズル16A〜16Cと回収ノズル24A、24BとはY軸方向に交互に配列され、供給ノズル16A〜16Cは供給管17を介して液体供給装置11に接続され、回収ノズル26A、26Bは回収管27を介して液体回収装置21に接続されている。   FIG. 3 is a plan view showing the positional relationship between the liquid supply mechanism 10, the liquid recovery mechanism 20, and the projection area AR1 of the projection optical system PL. In FIG. 3, the projection area AR1 of the projection optical system PL has a rectangular shape elongated in the Y-axis direction, and three supply nozzles 14A to 14C are provided on the + X direction side so as to sandwich the projection area AR1 in the X-axis direction. Two collection nozzles 24A and 24B are arranged on the −X direction side. The supply nozzles 14 </ b> A to 14 </ b> C are connected to the liquid supply apparatus 11 via the supply pipe 13, and the recovery nozzles 24 </ b> A and 24 </ b> B are connected to the liquid recovery apparatus 21 via the recovery pipe 23. Further, the supply nozzles 16A to 16C and the recovery nozzles 26A and 26B are arranged in a positional relationship in which the supply nozzles 14A to 14C and the recovery nozzles 24A and 24B are rotated by approximately 180 ° with respect to the center of the projection area AR1. . The supply nozzles 14A to 14C and the recovery nozzles 26A and 26B are alternately arranged in the Y axis direction, the supply nozzles 16A to 16C and the recovery nozzles 24A and 24B are alternately arranged in the Y axis direction, and the supply nozzles 16A to 16C are The recovery nozzles 26 </ b> A and 26 </ b> B are connected to the liquid recovery apparatus 21 via a recovery pipe 27.

そして、矢印Xa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13、供給ノズル14A〜14C、回収管23、及び回収ノズル24A、24Bを用いて、液体供給装置11及び液体回収装置21により液体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、供給管13及び供給ノズル14(14A〜14C)を介して液体供給装置11から液体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24(24A、24B)、及び回収管23を介して液体1が液体回収装置21に回収され、投影光学系PLの像面側の光学素子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。   When scanning exposure is performed by moving the substrate P in the scanning direction (−X direction) indicated by the arrow Xa, the supply pipe 13, the supply nozzles 14A to 14C, the recovery pipe 23, and the recovery nozzles 24A and 24B are used. Thus, the liquid supply device 11 and the liquid recovery device 21 supply and recover the liquid 1. That is, when the substrate P moves in the −X direction, the liquid 1 is supplied between the projection optical system PL and the substrate P from the liquid supply device 11 via the supply pipe 13 and the supply nozzles 14 (14A to 14C). At the same time, the liquid 1 is recovered by the liquid recovery device 21 via the recovery nozzle 24 (24A, 24B) and the recovery tube 23, and the space between the optical element 2 on the image plane side of the projection optical system PL and the substrate P. The liquid 1 flows in the −X direction so as to fill.

一方、矢印Xb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17、供給ノズル16A〜16C、回収ノズル26A、26B、及び回収管27を用いて、液体供給装置11及び液体回収装置21により液体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、供給管17及び供給ノズル16(16A〜16C)を介して液体供給装置11から液体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26(26A、26B)、及び回収管27を介して液体1が液体回収装置21に回収され、投影光学系PLの像面側の光学素子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。   On the other hand, when scanning exposure is performed by moving the substrate P in the scanning direction (+ X direction) indicated by the arrow Xb, the supply pipe 17, the supply nozzles 16A to 16C, the recovery nozzles 26A and 26B, and the recovery pipe 27 are used. The liquid supply device 11 and the liquid recovery device 21 supply and recover the liquid 1. That is, when the substrate P moves in the + X direction, the liquid 1 is supplied between the projection optical system PL and the substrate P from the liquid supply device 11 via the supply pipe 17 and the supply nozzles 16 (16A to 16C). In addition, the liquid 1 is recovered by the liquid recovery device 21 through the recovery nozzle 26 (26A, 26B) and the recovery tube 27, and fills the space between the optical element 2 on the image plane side of the projection optical system PL and the substrate P. Thus, the liquid 1 flows in the + X direction.

このように、制御装置CONTは、液体供給装置11及び液体回収装置21を用いて、基板Pの移動方向に沿って基板Pの移動方向と同一方向へ液体1を流す。この場合、例えば液体供給装置11から供給ノズル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投影光学系PLの光学素子2と基板Pとの間の空間に引き込まれるようにして流れるので、液体供給装置11の供給エネルギーが小さくでも液体1を光学素子2と基板Pとの間の空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。   As described above, the control device CONT uses the liquid supply device 11 and the liquid recovery device 21 to cause the liquid 1 to flow in the same direction as the movement direction of the substrate P along the movement direction of the substrate P. In this case, for example, the liquid 1 supplied from the liquid supply device 11 via the supply nozzle 14 is placed in the space between the optical element 2 of the projection optical system PL and the substrate P as the substrate P moves in the −X direction. Since the liquid flows so as to be drawn, the liquid 1 can be easily supplied to the space between the optical element 2 and the substrate P even if the supply energy of the liquid supply device 11 is small. Then, by switching the direction in which the liquid 1 flows according to the scanning direction, the liquid 1 is moved between the optical element 2 and the substrate P when the substrate P is scanned in either the + X direction or the −X direction. And a high resolution and a wide depth of focus can be obtained.

そして、走査露光時には、投影光学系PLの投影領域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、XYステージ53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。   At the time of scanning exposure, a part of the pattern image of the mask M is projected onto the projection area AR1 of the projection optical system PL, and the mask M is at a velocity V in the −X direction (or + X direction) with respect to the projection optical system PL. In synchronization with the movement, the substrate P moves in the + X direction (or -X direction) at a speed β · V (β is the projection magnification) via the XY stage 53. Then, after the exposure of one shot area is completed, the next shot area is moved to the scanning start position by stepping the substrate P, and thereafter, the exposure process for each shot area is sequentially performed by the step-and-scan method.

なお、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。また、不図示ではあるが、液体1の供給及び回収を行うノズルは、投影光学系PLの光学素子2の周りに所定間隔で設けられており、基板Pが走査方向(+X方向、−X方向)以外の方向に移動する場合にも、基板Pの移動方向と平行に、基板Pの移動方向と同方向に液体1を流すことができる。   The shape of the nozzle described above is not particularly limited. For example, the liquid 1 may be supplied or recovered with two pairs of nozzles on the long side of the projection area AR1. In this case, the supply nozzle and the recovery nozzle may be arranged vertically so that the liquid 1 can be supplied and recovered from either the + X direction or the −X direction. . Although not shown, the nozzles for supplying and collecting the liquid 1 are provided at predetermined intervals around the optical element 2 of the projection optical system PL, and the substrate P is in the scanning direction (+ X direction, −X direction). When moving in a direction other than), the liquid 1 can flow in the same direction as the movement direction of the substrate P in parallel with the movement direction of the substrate P.

基板Pの露光面である表面PAにはフォトレジスト(感光材)が塗布されている。本実施形態において、感光材はArFエキシマレーザ用の感光材(例えば、東京応化工業株式会社製TARF-P6100)であって撥液性(撥水性)を有している。また、本実施形態において、基板Pの側面は撥液処理(撥水処理)されている。具体的には、基板Pの側面にも、撥液性を有する上記感光材が塗布されている。更に、基板Pの裏面にも上記感光材が塗布されて撥液処理されている。   Photoresist (photosensitive material) is applied to the surface PA, which is the exposure surface of the substrate P. In this embodiment, the photosensitive material is a photosensitive material for ArF excimer laser (for example, TARF-P6100 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) and has liquid repellency (water repellency). In the present embodiment, the side surface of the substrate P is subjected to liquid repellent treatment (water repellent treatment). Specifically, the photosensitive material having liquid repellency is also applied to the side surface of the substrate P. Further, the photosensitive material is also applied to the back surface of the substrate P to be liquid repellent.

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に液浸露光する際の動作について説明する。
基板Pにパターンを露光する際には、予め基板P上の露光領域が液浸領域AR2内の投影領域AR1と対向する露光位置(図1に示す位置、第1位置)K1に、XYステージ53を駆動しておく。
Next, an operation when the pattern of the mask M is subjected to immersion exposure on the substrate P using the exposure apparatus EX described above will be described.
When the pattern is exposed on the substrate P, the XY stage 53 is previously set at an exposure position (position shown in FIG. 1, first position) K1 where the exposure area on the substrate P faces the projection area AR1 in the liquid immersion area AR2. Keep driving.

そして、液体供給機構10により基板P上に液体1を供給しつつ、液体回収機構20により基板P上の液体1を回収して液浸領域AR2を形成する。そして、制御装置CONTは、投影光学系PLと液体1とを介して基板Pに露光光ELを照射し、基板Pを支持した基板ステージPST(基板テーブル52)を移動させながらマスクMのパターン像を基板P上に投影し、基板Pを露光する液浸露光を行う。
このとき、移動テーブル70は、計測ビームBの光路よりも下方の図1に示す待避位置にあるため、計測ビームBを遮光することがなく、従ってXY干渉系56による基板テーブル52(基板P)の位置計測(または速度計測)に支障を来すことがない。
Then, while the liquid 1 is supplied onto the substrate P by the liquid supply mechanism 10, the liquid 1 on the substrate P is recovered by the liquid recovery mechanism 20 to form the liquid immersion area AR2. Then, the control device CONT irradiates the substrate P with the exposure light EL via the projection optical system PL and the liquid 1, and moves the substrate stage PST (substrate table 52) that supports the substrate P while moving the pattern image of the mask M. Is projected onto the substrate P, and immersion exposure for exposing the substrate P is performed.
At this time, since the moving table 70 is in the retracted position shown in FIG. 1 below the optical path of the measurement beam B, the measurement beam B is not shielded. Therefore, the substrate table 52 (substrate P) by the XY interference system 56 is used. This will not interfere with the position measurement (or speed measurement).

一方、基板Pに対する露光処理が終了して基板Pを交換する際には、液浸露光の完了後、制御装置CONTが昇降装置71を駆動し、シリンダ71aを上昇させることにより、図4に示すように、表面70Aがプレート部材60の表面60Aと略面一となる高さに移動テーブル70を移動させるとともに、第2位置となる基板交換位置K2(図4中、投影光学系PLよりも+X側)にXYステージ53を移動させる。   On the other hand, when the substrate P is exchanged after the exposure processing for the substrate P is completed, the controller CONT drives the lifting device 71 and lifts the cylinder 71a after the completion of the immersion exposure, and as shown in FIG. As described above, the moving table 70 is moved to a height at which the surface 70A is substantially flush with the surface 60A of the plate member 60, and the substrate replacement position K2 that is the second position (in FIG. 4, + X more than the projection optical system PL). XY stage 53 is moved to the side).

この移動テーブル70の上昇時、移動テーブル70はXY干渉計56の計測ビームBを横切ることになるが、移動テーブル70の厚さは、計測ビームBを用いたXY干渉計56による位置計測に支障を来さない大きさに設定されるているので、XYステージ53(基板テーブル52)が基板交換位置へ移動する際の位置計測を途切れさせることなく継続することができる。   When the moving table 70 is raised, the moving table 70 crosses the measurement beam B of the XY interferometer 56. However, the thickness of the moving table 70 hinders position measurement by the XY interferometer 56 using the measurement beam B. Therefore, the position measurement when the XY stage 53 (substrate table 52) moves to the substrate replacement position can be continued without interruption.

また、XYステージ53が基板交換位置へ移動するのに伴って、基板P上またはプレート部材60上にあった液浸領域AR2は、プレート部材60上から外れ、図2に示すように、移動テーブル70の表面70A上に位置することになる。換言すると、移動テーブル70が露光位置に相当する位置K1に位置決めされることになる。
このとき、液浸領域AR2はプレート部材60と移動テーブル70との間の隙間を跨ぐことになるが、プレート部材60の表面60A及び移動テーブル70の表面70Aの双方が撥液性を有しており、またこの隙間が液体1の表面張力に応じた大きさに設定されているため、液体1が隙間から漏れ出すことなく移動テーブル70を液浸領域AR2に位置決めすることができる。
Further, as the XY stage 53 moves to the substrate exchange position, the liquid immersion area AR2 on the substrate P or the plate member 60 is detached from the plate member 60, and as shown in FIG. 70 is located on the surface 70A. In other words, the moving table 70 is positioned at the position K1 corresponding to the exposure position.
At this time, the liquid immersion area AR2 spans the gap between the plate member 60 and the moving table 70, but both the surface 60A of the plate member 60 and the surface 70A of the moving table 70 have liquid repellency. In addition, since the gap is set to a size corresponding to the surface tension of the liquid 1, the moving table 70 can be positioned in the liquid immersion area AR2 without the liquid 1 leaking from the gap.

基板ステージPSTが基板交換位置K2に位置決めされると、制御装置CONTが基板Pの基板テーブル52への吸着保持を解除させるとともに、リフトピン72に基板Pを吸着保持させた状態で、当該リフトピン72を上昇させ、基板Pを基板テーブル52から離間させる。そして、リフトピン72によって上昇した基板Pと基板テーブル52との間に搬送アーム73が進入し、基板Pの下面を支持する(図2及び図4参照)。そして、搬送アーム73は、基板Pを基板テーブル52(基板ステージPST)から搬出するとともに、次に露光処理を施す基板を基板テーブル52上に載置する。   When the substrate stage PST is positioned at the substrate exchange position K2, the controller CONT releases the suction holding of the substrate P to the substrate table 52, and the lift pin 72 is held in the state where the lift P 72 holds the substrate P by suction. The substrate P is raised and separated from the substrate table 52. Then, the transfer arm 73 enters between the substrate P raised by the lift pins 72 and the substrate table 52, and supports the lower surface of the substrate P (see FIGS. 2 and 4). Then, the transfer arm 73 unloads the substrate P from the substrate table 52 (substrate stage PST) and places the substrate on which the next exposure process is performed on the substrate table 52.

このように基板交換位置K2で基板交換を終えた基板ステージPSTは、再度露光位置K1へ移動する。ここで、制御装置CONTは、基板ステージPSTの移動に伴って、液浸領域AR2が移動テーブル70上から基板テーブル52(プレート部材60または基板)上へ移った後に、昇降装置71を駆動し、シリンダ71aを下降させることにより、図1に示した待避位置に移動テーブル70を移動させる。これにより、計測ビームBを用いた位置計測に支障を来すことなく露光処理を実施することが可能になる。   The substrate stage PST that has completed the substrate replacement at the substrate replacement position K2 as described above moves again to the exposure position K1. Here, the controller CONT drives the lifting device 71 after the immersion area AR2 moves from the moving table 70 to the substrate table 52 (plate member 60 or substrate) as the substrate stage PST moves, The moving table 70 is moved to the retracted position shown in FIG. 1 by lowering the cylinder 71a. This makes it possible to perform the exposure process without hindering position measurement using the measurement beam B.

このように、本実施の形態では、プレート部材60を有する基板テーブル52が露光位置K1から基板交換位置K2へと移動した際にも、移動テーブル70が位置K1に位置決めされ液体1が漏れ出すことなく液浸領域AR2を維持できるので、液浸領域AR2への液体供給及び液体回収を停止させずに基板交換を実施することができる。そのため、本実施の形態では、基板テーブル52が露光位置から外れるシーケンスを含む場合でも、液体供給及び回収に伴う待機時間を削減できスループットを向上させることができる。さらに、本実施の形態では、常に液浸領域AR2が形成されることから、投影光学系PLにウォーターマークが発生するという問題や気化熱による投影レンズ、液体供給ノズル等に温度変化が生じるという問題を回避することができる。   Thus, in the present embodiment, even when the substrate table 52 having the plate member 60 is moved from the exposure position K1 to the substrate replacement position K2, the moving table 70 is positioned at the position K1 and the liquid 1 leaks. Therefore, the substrate replacement can be performed without stopping the liquid supply and liquid recovery to the liquid immersion region AR2. Therefore, in this embodiment, even when the substrate table 52 includes a sequence that deviates from the exposure position, the standby time associated with the liquid supply and recovery can be reduced, and the throughput can be improved. Furthermore, in the present embodiment, since the liquid immersion area AR2 is always formed, there is a problem that a watermark is generated in the projection optical system PL and a problem that a temperature change occurs in the projection lens, the liquid supply nozzle, etc. due to heat of vaporization. Can be avoided.

また、本実施形態では、移動テーブル70の表面70Aが撥液性を有しているので、液浸領域AR2が移動テーブル70上に位置した場合でも、液体1が濡れ拡がることなく液浸領域AR2を維持することができる。加えて、本実施の形態では、移動テーブル70とプレート部材60とが同じ材質で形成されているので、液浸領域AR2が移動テーブル70とプレート部材60とに跨って形成される場合でも、撥液性の相違により撥液性の劣る側へ液体1が偏って液浸領域AR2が安定して形成されなくなってしまうことを防止できる。   Further, in this embodiment, since the surface 70A of the moving table 70 has liquid repellency, even when the liquid immersion area AR2 is positioned on the movement table 70, the liquid 1 does not spread out and is immersed in the liquid immersion area AR2. Can be maintained. In addition, in the present embodiment, since the moving table 70 and the plate member 60 are formed of the same material, even when the liquid immersion area AR2 is formed straddling the moving table 70 and the plate member 60, the repellent properties. It is possible to prevent the liquid 1 from being biased toward the inferior liquid repellency side due to the difference in liquid property and the liquid immersion area AR2 from being stably formed.

さらに、本実施の形態では、移動テーブル70の厚さが計測ビームBのビーム径に基づき、XY干渉計56による位置計測が継続できる大きさに設定されているため、移動テーブル70の昇降時に計測ビームBを横切っても位置計測を途切れさせず、従って計測不能によるエラー等を生じさせず、安定した露光処理を実施できる。   Further, in the present embodiment, the thickness of the moving table 70 is set based on the beam diameter of the measurement beam B so that the position measurement by the XY interferometer 56 can be continued. Even if the beam B is traversed, the position measurement is not interrupted, and therefore an error due to the inability to measure and the like is not caused, and stable exposure processing can be performed.

(第2実施形態)
続いて、本発明に係るステージ装置の第2実施形態について図5乃至図12を参照して説明する。
図5に示す本実施形態におけるステージ装置STは、基板Pを保持するステージを2つ搭載したツインステージ型のステージ装置であって、共通のベースBP上を各々独立に移動可能な第1基板ステージPST1及び第2基板ステージPST2を備えている。また、ツインステージ型ステージ装置STは、液浸領域AR2が配置され基板Pに対する露光処理を行う露光エリアA(図5中、左側)と、基板Pを保持した基板ステージPST1(又はPST2)に関する計測処理を行う計測エリアAL(図5中、右側)とを備えている。第1基板ステージPST1と第2基板ステージPST2とが移動することにより、露光エリアAと計測エリアALとの間で第1基板ステージPST1と第2基板ステージPST2とが交換可能である。なお、計測エリアALにおいては、基板ステージPST1(PST2)に対する基板Pの搬入(ロード)及び搬出(アンロード)が行われる。つまり計測エリアALにおいて基板Pの交換が行われる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the stage apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The stage apparatus ST in the present embodiment shown in FIG. 5 is a twin stage type stage apparatus in which two stages for holding the substrate P are mounted, and is a first substrate stage that can move independently on a common base BP. A PST1 and a second substrate stage PST2 are provided. Further, the twin stage type stage apparatus ST has a measurement relating to an exposure area A (left side in FIG. 5) where the immersion area AR2 is disposed and performs an exposure process on the substrate P, and a substrate stage PST1 (or PST2) holding the substrate P. A measurement area AL (on the right side in FIG. 5) for processing is provided. By moving the first substrate stage PST1 and the second substrate stage PST2, the first substrate stage PST1 and the second substrate stage PST2 can be exchanged between the exposure area A and the measurement area AL. In the measurement area AL, loading (loading) and unloading (unloading) of the substrate P with respect to the substrate stage PST1 (PST2) is performed. That is, the substrate P is exchanged in the measurement area AL.

ステージ装置12は、ベースプレートBPのX軸方向両側外側にそれぞれY軸方向に沿って配置された固定子58、58と、Xガイドステージ61Aを介して基板ステージPST1に接続され固定子58、58に沿って移動することで基板ステージPST1をY軸方向へ移動させる可動子62A、62Aと、Xガイドステージ61Bを介して基板ステージPST2に接続され固定子58、58に沿って移動することで基板ステージPST2をY軸方向へ移動させる可動子62B、62Bと、可動子62A、62A間にX方向に沿って架設された上記Xガイドステージ61Aと、可動子62B、62B間にX方向に沿って架設された上記Xガイドステージ61Bと、基板ステージPST1に接続されXガイドステージ61Aに沿って移動するX粗動ステージ63A、基板ステージPST2に接続されXガイドステージ61Bに沿って移動するX粗動ステージ63Bとを備えている。   The stage device 12 is connected to the stators 58 and 58 via the X guide stage 61A and the stators 58 and 58 disposed along the Y-axis direction on both outer sides of the base plate BP in the X-axis direction. The substrate stage PST1 is moved along the stators 58, 58 connected to the substrate stage PST2 via the X guide stage 61B and the movers 62A, 62A that move the substrate stage PST1 in the Y-axis direction by moving along the Y-axis. Movable elements 62B and 62B for moving the PST2 in the Y-axis direction, the X guide stage 61A constructed along the X direction between the movable elements 62A and 62A, and the movable element 62B and 62B installed along the X direction The X guide stage 61B and the X stage connected to the substrate stage PST1 and moving along the X guide stage 61A Moving stage 63A, and an X coarse movement stage 63B that moves along a connected X guide stage 61B to the substrate stage PST2.

固定子58と可動子62Aとにより、Yリニアモータ65Aが構成されており、可動子62Aが固定子58との間の電磁気的相互作用により駆動することで基板ステージPST1がY軸方向に移動する。同様に、固定子58と可動子62Bとにより、Yリニアモータ65Bが構成されており、可動子62Bが固定子58との間の電磁気的相互作用により駆動することで基板ステージPST2がY軸方向に移動する。すなわち、本実施の形態では、Yリニアモータ65A、65Bにおいて固定子58を共用する構成となっている。   The stator 58 and the mover 62A constitute a Y linear motor 65A, and the substrate stage PST1 moves in the Y-axis direction when the mover 62A is driven by electromagnetic interaction with the stator 58. . Similarly, a Y linear motor 65B is constituted by the stator 58 and the mover 62B, and the substrate stage PST2 is moved in the Y-axis direction when the mover 62B is driven by electromagnetic interaction with the stator 58. Move to. That is, in the present embodiment, the Y linear motors 65A and 65B share the stator 58.

また、Xガイドステージ61A、61Bには、それぞれX方向に沿って固定子(不図示)がそれぞれ埋設され、X粗動ステージ63A、63Bのそれぞれには各固定子に沿って移動する不図示の可動子が設けられている。これらXガイドステージ61A、61Bに設けられた固定子と、X粗動ステージ63A、63Bに設けられた可動子とにより、Xリニアモータ67A、67Bが構成され、可動子が固定子との間の電磁気的相互作用により駆動することで基板ステージPST1、PST2がそれぞれX軸方向に移動する。   Further, stators (not shown) are respectively embedded in the X guide stages 61A and 61B along the X direction, and the X coarse movement stages 63A and 63B are respectively moved along the stators (not shown). A mover is provided. The X linear motors 67A and 67B are configured by the stator provided on the X guide stages 61A and 61B and the mover provided on the X coarse movement stages 63A and 63B, and the mover is disposed between the stator and the stator. The substrate stages PST1 and PST2 move in the X-axis direction by being driven by electromagnetic interaction.

図6は、基板ステージPST1(PST2)の正面図である。
なお、基板ステージPST1、PST2の構成は同様であるので、以下においては基板ステージPST1についてのみ説明し、基板ステージPST2については図において符号(主に添字Bを付記)のみ記載する。
FIG. 6 is a front view of the substrate stage PST1 (PST2).
Since the configurations of the substrate stages PST1 and PST2 are the same, only the substrate stage PST1 will be described below, and only the reference numeral (mainly suffixed B) is described for the substrate stage PST2.

図6に示すように、基板ステージPST1は、上述のX粗動ステージ(第2移動装置)63Aと、このX粗動ステージ63Aに対して交換自在に設けられるテーブル部80Aとから構成されている。粗動ステージ63Aの底面には非接触ベアリングである真空予圧型の複数のエアベアリング82が設けられており、エアベアリング82の軸受け面から吹き出される加圧気体(例えばヘリウム、あるいは窒素ガスなど)の静圧と、粗動ステージ63A全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、粗動ステージ63Aがベースプレート(定盤)BPの上面である移動面Baの上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。   As shown in FIG. 6, the substrate stage PST1 is composed of the above-described X coarse movement stage (second movement device) 63A and a table portion 80A provided to be exchangeable with respect to the X coarse movement stage 63A. . A plurality of vacuum preload type air bearings 82 which are non-contact bearings are provided on the bottom surface of the coarse movement stage 63A, and pressurized gas (for example, helium or nitrogen gas) blown from the bearing surface of the air bearing 82 is provided. The coarse movement stage 63A has a clearance of about several microns above the moving surface Ba, which is the upper surface of the base plate (plate) BP, due to the balance between the static pressure of the coarse movement stage 63A, the weight of the entire coarse movement stage 63A and the vacuum suction force. It is designed to be supported without contact.

テーブル部80Aは、基板Pを保持する基板テーブル(第1移動テーブル)52Aと、該基板テーブル52Aを、Z・チルト駆動機構を介して支持する微動ステージ(第1移動装置)100Aとを備えている。Z・チルト駆動機構は、例えば微動ステージ100Aにほぼ正三角形の頂点の位置に配置されたボイスコイルモータの固定子と、これらの固定子に対応して基板テーブル52Aの底面に配置された3つのボイスコイルモータの可動子とから構成され、これら3つのボイスコイルモータによって、基板テーブル52AをZ軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、及びθy方向(X軸回りの回転方向)の3自由度方向について、X粗動ステージ63Aによる基板テーブル52Aの駆動量よりも微少量で駆動することができる。   The table unit 80A includes a substrate table (first moving table) 52A that holds the substrate P, and a fine movement stage (first moving device) 100A that supports the substrate table 52A via a Z / tilt driving mechanism. Yes. The Z / tilt driving mechanism includes, for example, a stator of a voice coil motor disposed at the position of the apex of a regular triangle on the fine movement stage 100A, and three disposed on the bottom surface of the substrate table 52A corresponding to these stators. These three voice coil motors move the substrate table 52A in the Z-axis direction, θx direction (rotation direction around the X axis), and θy direction (rotation direction around the X axis) by these three voice coil motors. With respect to the direction of three degrees of freedom, the substrate table 52A can be driven with a slightly smaller amount than the X coarse movement stage 63A.

微動ステージ100Aの底面には非接触ベアリングである真空予圧型の複数のエアベアリング81が設けられており、エアベアリング81の軸受け面から吹き出される加圧気体(例えばヘリウム、あるいは窒素ガスなど)の静圧と、テーブル部80A全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、テーブル部80Aが定盤BPの上面である移動面Baの上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。   A plurality of vacuum preload type air bearings 81 which are non-contact bearings are provided on the bottom surface of fine movement stage 100A, and pressurized gas (for example, helium or nitrogen gas) blown from the bearing surface of air bearing 81 is provided. Due to the balance between the static pressure, the total weight of the table portion 80A, and the vacuum suction force, the table portion 80A is supported in a non-contact manner above the moving surface Ba, which is the upper surface of the surface plate BP, with a clearance of about several microns. It is like that.

基板テーブル52Aの上面には、不図示のホルダを介して基板Pが静電吸着又は真空吸着により固定されている。基板テーブル52Aは上面に例えばフッ素樹脂コーティング等の撥液処理が施され、液体1に対して撥液性を有している。   A substrate P is fixed to the upper surface of the substrate table 52A by electrostatic adsorption or vacuum adsorption via a holder (not shown). The upper surface of the substrate table 52A is subjected to a liquid repellent treatment such as a fluororesin coating, and has a liquid repellency with respect to the liquid 1.

微動ステージ100AのY軸方向両側には、Z方向に間隔をあけて対向する磁石75a、75a及び75b、75bが互いにZ方向の位置が同一で配置されている。また、X粗動ステージ63Aには、磁石75a、75a及び75b、75bの間に挟持される位置に電機子ユニットを内蔵する固定子74が突設されている。これら磁石75a、75a間の隙間及び磁石75b、75b間の隙間は、Z方向の位置が上記固定子74と同一に設定され、且つ固定子74に対向する側が開口し、Y方向に関して対称(図6では左右対称)となっている。そして、磁石75a、75bを備えた微動ステージ100Aは、可動子として固定子74とともにXリニアモータ76Aを構成し、固定子74との間の電磁気的相互作用により駆動することでX軸方向に微少移動する。なお、図示していないものの、微動ステージ100Aは、ボイスコイルモータ等の駆動装置により、X軸方向に関して所定の移動範囲内でのみ移動可能に拘束され、且つY軸方向に関しては、X粗動ステージ63Aに対して離間する方向には拘束されない状態で移動する構成となっている。すなわち、微動ステージ100Aは、X粗動ステージ63Aに対して少なくともX方向及びY方向について微少移動するとともに、X粗動ステージ63Aから離間するY方向に移動することで当該X粗動ステージ63Aから離脱し、逆に接近する方向に移動することでX粗動ステージ63Aに接続するように着脱自在な構成となっている。   On both sides of fine movement stage 100A in the Y-axis direction, magnets 75a, 75a and 75b, 75b facing each other at an interval in the Z direction are arranged at the same position in the Z direction. Further, the X coarse movement stage 63A is provided with a stator 74 having a built-in armature unit protruding from a position sandwiched between the magnets 75a, 75a and 75b, 75b. The gaps between the magnets 75a and 75a and the gaps between the magnets 75b and 75b are set to the same position in the Z direction as the stator 74 and open on the side facing the stator 74, and are symmetrical with respect to the Y direction (see FIG. 6 is symmetrical). The fine movement stage 100A provided with the magnets 75a and 75b constitutes an X linear motor 76A together with the stator 74 as a mover, and is finely moved in the X-axis direction by being driven by electromagnetic interaction with the stator 74. Moving. Although not shown, fine movement stage 100A is constrained to be movable only within a predetermined movement range with respect to the X-axis direction by a driving device such as a voice coil motor, and with respect to the Y-axis direction, X coarse movement stage. It is configured to move without being restricted in a direction away from 63A. That is, the fine movement stage 100A moves slightly in at least the X direction and the Y direction with respect to the X coarse movement stage 63A, and moves away from the X coarse movement stage 63A by moving in the Y direction away from the X coarse movement stage 63A. On the contrary, it is configured to be detachable so as to be connected to the X coarse movement stage 63A by moving in the approaching direction.

そして、X粗動ステージ63Aには、基板テーブル52Aが液浸領域AR2と対向する露光位置K1から外れた位置(第2位置)へ移動した際に、当該液浸領域AR2と対向する位置に位置決めされるようにZ方向に移動する移動テーブル(第2移動テーブル)70(X粗動ステージ63Bには設けられず、X粗動ステージ63Aにのみ設けられるため添字は付加しない)が設けられている。移動テーブル70は、基板テーブル52Aと同一の撥液性を有する材料によって形成されており、昇降装置71の駆動によりZ軸方向に移動自在となっている。また、移動テーブル70は、テーブル部80A、80Bの交換シーケンス等でX粗動ステージ63AがベースプレートBP上を移動したときに、基板テーブル52が液浸領域AR2と対向する位置から外れた際に、いずれかの箇所が液浸領域AR2と対向する大きさに形成されている。   Then, the X coarse movement stage 63A is positioned at a position facing the liquid immersion area AR2 when the substrate table 52A moves to a position (second position) deviated from the exposure position K1 facing the liquid immersion area AR2. As shown, a moving table (second moving table) 70 that moves in the Z direction (not attached to the X coarse movement stage 63B, but provided only on the X coarse movement stage 63A, no subscript is added) is provided. . The moving table 70 is made of the same liquid-repellent material as the substrate table 52A, and is movable in the Z-axis direction by driving the lifting device 71. Further, when the X coarse movement stage 63A moves on the base plate BP in the exchange sequence of the table portions 80A, 80B, etc., the moving table 70 is moved when the substrate table 52 moves away from the position facing the liquid immersion area AR2. One of the portions is formed in a size facing the liquid immersion area AR2.

昇降装置71は、移動テーブル70に連結されたシリンダ71aが制御装置CONTの制御下でZ方向に延びることにより移動テーブル70を、その表面70Aが基板テーブル52Aの平坦面52A’と略面一で、且つ基板テーブル52Aと微小隙間をもって並ぶ位置(図6に実線で示す位置)と、後述する計測ビームBA、BBよりも下方の待避位置(図6に二点鎖線で示す位置)との間で昇降させる構成となっている。この微小隙間は、例えば数μm〜〜数mm程度に設定されており、液体1の表面張力により、微小隙間を介して液体1が漏出することが抑制されている。   The lifting device 71 is configured such that the cylinder 71a connected to the moving table 70 extends in the Z direction under the control of the control device CONT, so that the surface 70A is substantially flush with the flat surface 52A ′ of the substrate table 52A. In addition, between a position aligned with the substrate table 52A with a minute gap (a position indicated by a solid line in FIG. 6) and a retracted position (a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 6) below measurement beams BA and BB described later. It is configured to move up and down. The minute gap is set to about several μm to several mm, for example, and the liquid 1 is suppressed from leaking through the minute gap due to the surface tension of the liquid 1.

露光エリアAに位置するウエハステージのY軸方向の位置は、基板テーブル52A(または52B)の−Y側の側面に対して計測ビームBAを照射するレーザ干渉計32により計測され、X軸方向の位置は基板テーブル52Aの−X側の側面に対して計測ビームを照射するレーザ干渉計33により計測され、その結果が制御装置CONTに出力される。本実施の形態でも、第1実施形態と同様に、基板テーブル52A(及び52B)の厚さは、昇降時にレーザ干渉計32の計測ビームBAを横切った際にも、計測ビームBAの基板テーブル52Aへの照射が維持され、位置計測が継続できる大きさに設定されている。   The position of the wafer stage in the exposure area A in the Y-axis direction is measured by the laser interferometer 32 that irradiates the measurement beam BA to the −Y side surface of the substrate table 52A (or 52B). The position is measured by the laser interferometer 33 that irradiates the measurement beam to the −X side surface of the substrate table 52A, and the result is output to the control device CONT. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the thickness of the substrate table 52A (and 52B) is such that the substrate table 52A of the measurement beam BA is also measured when the measurement beam BA of the laser interferometer 32 is crossed during elevation. Is set to such a size that the position measurement can be continued.

また、計測エリアALに位置する基板ステージのY軸方向の位置は、ベースプレートBPの略中央に設けられ基板テーブル52B(または52A)の−Y側の側面に対して計測ビームBBを照射するレーザ干渉計34により計測され、X軸方向の位置は基板テーブル52Bの−X側の側面に対して計測ビームを照射するレーザ干渉計35により計測され、その結果が制御装置CONTに出力される。   The position of the substrate stage in the measurement area AL in the Y-axis direction is a laser interference that is provided at the approximate center of the base plate BP and irradiates the measurement beam BB to the −Y side surface of the substrate table 52B (or 52A). The position in the X-axis direction is measured by a total 34 and measured by a laser interferometer 35 that irradiates a measurement beam to the −X side side surface of the substrate table 52B, and the result is output to the control unit CONT.

レーザ干渉計34のボディには、図7に示すように、X軸方向の両側にテーブル部80A、80B(微動ステージ100A、100B)をロック(保持)するロック機構90が設けられている。ロック機構90は、Z軸方向に沿って配置された軸部材90aと、制御装置CONTの制御下でこの軸部材90aをZ軸方向に駆動する、例えば電磁ソレノイド式のアクチュエータ90bとから構成される。各側において軸部材90aは、テーブル部80A、80B(微動ステージ100A、100B)に設けられたブラケット86の二つの孔部85、85と同じピッチで配置され、下降したときに孔部85、85に嵌合してテーブル部80A、80Bを後述する交換位置に位置決め(固定)する。   As shown in FIG. 7, the laser interferometer 34 is provided with a lock mechanism 90 that locks (holds) the table portions 80A and 80B (fine movement stages 100A and 100B) on both sides in the X-axis direction. The lock mechanism 90 includes a shaft member 90a disposed along the Z-axis direction, and, for example, an electromagnetic solenoid actuator 90b that drives the shaft member 90a in the Z-axis direction under the control of the control device CONT. . On each side, the shaft member 90a is disposed at the same pitch as the two holes 85, 85 of the bracket 86 provided in the table portions 80A, 80B (fine movement stages 100A, 100B), and when lowered, the holes 85, 85 And the table portions 80A and 80B are positioned (fixed) at an exchange position described later.

続いて、本実施形態に係るステージ装置STの動作の中、テーブル部の入れ替え(交換)について図5、図8乃至図12を参照して説明する。
なお、これらの図においては、各図を用いて説明する動作に関係のあるものについてのみ符号を付す。
Subsequently, replacement (exchange) of the table unit in the operation of the stage apparatus ST according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 8 to 12.
In these drawings, only those related to the operations described with reference to each drawing are denoted by reference numerals.

図5は、露光エリアAに位置する基板ステージPST1(テーブル部80A)に対して露光処理が行われている図である。
このとき、液浸領域AR2は、露光位置K1に位置するテーブル部80A上(または基板P)上に形成されており、液体が漏れ出すことはない。
そして、露光エリアAに位置する基板ステージPST1に対する露光処理が終了するとともに、計測エリアALに位置する基板ステージPST2に対する計測処理が終了すると、図8に示すように、X粗動ステージ63AをXガイドステージ61Aに沿って−X軸側の端部へ移動させ、X粗動ステージ63BをXガイドステージ61Bに沿って+X軸側の端部へ移動させる。
FIG. 5 is a diagram in which an exposure process is performed on the substrate stage PST1 (table unit 80A) located in the exposure area A. FIG.
At this time, the liquid immersion area AR2 is formed on the table portion 80A (or the substrate P) located at the exposure position K1, and the liquid does not leak out.
When the exposure process for the substrate stage PST1 located in the exposure area A is finished and the measurement process for the substrate stage PST2 located in the measurement area AL is finished, as shown in FIG. 8, the X coarse movement stage 63A is moved to the X guide. The X coarse movement stage 63B is moved along the X guide stage 61B to the + X axis side end along the stage 61A.

このとき、液浸領域AR2は、移動テーブル70の+X側、+Y側の隅部において表面70Aと対向するため、液体が漏れ出すことがなく液浸領域AR2は維持される。また、基板ステージPST1が図5に示した露光位置K1から図8に示す交換準備位置へ移動する過程においては、液浸領域AR2が基板テーブル52A上から移動テーブル70上に移動する前に、制御装置CONTが昇降装置71を駆動し、シリンダ71aを上昇させることにより、図6に二点鎖線で示すように、表面70Aが基板テーブル52Aの平坦面52A’と略面一となる高さに移動テーブル70を移動させる。従って、基板テーブル52Aの平坦面52A’上に形成されていた液浸領域AR2は、円滑に移動テーブル70の表面70A上に移動できる。なお、液浸領域AR2が基板テーブル52Aと移動テーブル70とに跨ることになるが、これらの隙間が微小であるため、液体が表面張力により漏れ出さないことは上記第1実施形態と同様である。   At this time, since the liquid immersion area AR2 faces the surface 70A at the + X side and + Y side corners of the moving table 70, the liquid immersion area AR2 is maintained without leakage of liquid. Further, in the process in which the substrate stage PST1 moves from the exposure position K1 shown in FIG. 5 to the replacement preparation position shown in FIG. 8, before the immersion area AR2 moves from the substrate table 52A onto the moving table 70, control is performed. When the apparatus CONT drives the elevating apparatus 71 and raises the cylinder 71a, the surface 70A moves to a height that is substantially flush with the flat surface 52A ′ of the substrate table 52A, as shown by a two-dot chain line in FIG. The table 70 is moved. Accordingly, the liquid immersion area AR2 formed on the flat surface 52A ′ of the substrate table 52A can smoothly move onto the surface 70A of the moving table 70. Although the liquid immersion area AR2 extends over the substrate table 52A and the moving table 70, since these gaps are very small, the liquid does not leak due to surface tension, as in the first embodiment. .

次に、可動子62A、62Bを固定子58に沿ってそれぞれ前方(相互に接近する方向)へ移動させ、図9に示すように、テーブル部80A、80Bが干渉計34の側方(X方向両側)に位置するテーブル部交換位置(第2位置)K3に基板ステージPST1、PST2を移動させる。そして、図7に示すように、ロック機構90のアクチュエータ90bを駆動して軸部材90aを下降させる。これにより、二点鎖線で示すように、軸部材90aがブラケット86の孔部85に嵌合し、テーブル部80A、80Bがテーブル部交換位置K3でロックされる。
このテーブル部交換位置K3にテーブル部80Aが位置決めされたときには、液浸領域AR2は移動テーブル70の+X側、−Y側の隅部において表面70Aと対向するため、液体が漏れ出すことがなく液浸領域AR2が維持される。
Next, the movers 62A and 62B are respectively moved forward (directions approaching each other) along the stator 58, and as shown in FIG. 9, the table portions 80A and 80B are located on the side of the interferometer 34 (X direction). The substrate stages PST1 and PST2 are moved to the table portion replacement position (second position) K3 located on both sides. Then, as shown in FIG. 7, the actuator 90b of the lock mechanism 90 is driven to lower the shaft member 90a. Thereby, as shown by a two-dot chain line, the shaft member 90a is fitted into the hole 85 of the bracket 86, and the table portions 80A and 80B are locked at the table portion replacement position K3.
When the table portion 80A is positioned at the table portion replacement position K3, the liquid immersion area AR2 faces the surface 70A at the + X side and −Y side corners of the moving table 70, so that the liquid does not leak. The immersion area AR2 is maintained.

続いて、図10に示すように、固定子58に沿って可動子62A、62Bを後方(相互に離間する方向)へ移動させ、テーブル部80Aに設けられた磁石75a、75a(図6参照)間の隙間(テーブル部80Bでは磁石75b、75b間の隙間)から固定子74を引き抜く。このとき、可動子62A、62Bを、固定子74が磁石75a、75a(または75b、75b)間の隙間に位置する当初の数十mmは安全性を高めるために低速で移動させ、そして固定子74が磁石75a、75a(または75b、75b)から抜けた後はスループットを向上させるために中速で移動させる。
テーブル部80AとX粗動ステージ63Aとが分離した際には、液浸領域AR2は移動テーブル70の+X側、+Y側の隅部において表面70Aと対向するため、液体が漏れ出すことがなく液浸領域AR2が維持される。
Subsequently, as shown in FIG. 10, the movers 62A and 62B are moved rearward (in a direction away from each other) along the stator 58, and magnets 75a and 75a provided on the table portion 80A (see FIG. 6). The stator 74 is pulled out from the gap (the gap between the magnets 75b and 75b in the table portion 80B). At this time, the movers 62A and 62B are moved at a low speed in order to increase the safety of the initial several tens of millimeters where the stator 74 is located in the gap between the magnets 75a and 75a (or 75b and 75b), and the stator After 74 is removed from the magnets 75a and 75a (or 75b and 75b), the magnet 74 is moved at a medium speed in order to improve the throughput.
When the table portion 80A and the X coarse movement stage 63A are separated, the liquid immersion area AR2 faces the surface 70A at the + X side and + Y side corners of the moving table 70, so that the liquid does not leak out. The immersion area AR2 is maintained.

次に、図11に示すように、Xガイドステージ61Aに沿ってX粗動ステージ63Aを+X方向へ移動させテーブル部80Bに対向させるとともに、Xガイドステージ61Bに沿ってX粗動ステージ63Bを−X方向へ移動させテーブル部80Aに対向させる。このとき、液浸領域AR2は移動テーブル70の−X側、+Y側の隅部において表面70Aと対向するため、液体が漏れ出すことがなく液浸領域AR2が維持される。   Next, as shown in FIG. 11, the X coarse movement stage 63A is moved in the + X direction along the X guide stage 61A so as to face the table portion 80B, and the X coarse movement stage 63B is moved along the X guide stage 61B. It is moved in the X direction to face the table portion 80A. At this time, since the liquid immersion area AR2 faces the surface 70A at the −X side and + Y side corners of the moving table 70, the liquid immersion area AR2 is maintained without leakage of liquid.

次に、図12に示すように、固定子58に沿って可動子62A、62Bを相互に接近する方向に前進させ、X粗動ステージ63A、63Bに設けられた固定子74をテーブル部80A、80Bの磁石間の隙間に挿入する。この場合、テーブル部80Aの固定子74は、磁石75b、75b間の隙間に挿入され、テーブル部80Bの固定子74は、磁石75a、75a間の隙間に挿入されることになる。このとき、液浸領域AR2は移動テーブル70の−X側、−Y側の隅部において表面70Aと対向するため、液体が漏れ出すことがなく液浸領域AR2が維持される。
なお、このときもスループットを向上させるために固定子74が磁石間の隙間に達するまでは可動子62A、62Bを中速で移動させ、固定子74が磁石間の隙間に達した後の数十mmは安全性を高めるために可動子62A、62Bを低速で移動させることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 12, the movers 62A and 62B are advanced along the stator 58 in a direction approaching each other, and the stator 74 provided on the X coarse movement stages 63A and 63B is moved to the table portion 80A, Insert into the gap between 80B magnets. In this case, the stator 74 of the table portion 80A is inserted into the gap between the magnets 75b and 75b, and the stator 74 of the table portion 80B is inserted into the gap between the magnets 75a and 75a. At this time, since the liquid immersion area AR2 faces the surface 70A at the −X side and −Y side corners of the moving table 70, the liquid immersion area AR2 is maintained without leakage of liquid.
At this time, in order to improve the throughput, the movers 62A and 62B are moved at a medium speed until the stator 74 reaches the gap between the magnets, and several tens of times after the stator 74 reaches the gap between the magnets. It is preferable to move the movers 62A and 62B at a low speed in order to increase safety.

この後、ロック機構90のアクチュエータ90bを駆動して軸部材90aを上昇させる。これにより、図7に実線で示すように、軸部材90aがブラケット86の孔部85から外れて、テーブル部80A、80Bに対するロックが解除される。続いて、固定子58に沿って可動子62A、62Bを後方へ移動させることにより、基板ステージ(テーブル部)の入れ替え(交換)が完了する。そして、X粗動ステージ63AをXガイドステージ61Aに沿って移動させて、液浸領域AR2が対向状態で形成される露光位置K1にテーブル部80Bを位置させることにより、テーブル部80Bの基板テーブル52Bに保持された基板に対して露光処理を実施する。
このとき、液浸領域AR2が移動テーブル70上から基板テーブル52B上に移動した後に、制御装置CONTが昇降装置71を駆動し、シリンダ71aを下降させることにより、図6に実線で示すように、移動テーブル70を待避位置に移動させる。
Thereafter, the actuator 90b of the lock mechanism 90 is driven to raise the shaft member 90a. As a result, as shown by a solid line in FIG. 7, the shaft member 90a is detached from the hole 85 of the bracket 86, and the lock on the table portions 80A and 80B is released. Subsequently, by moving the movers 62A and 62B rearward along the stator 58, the replacement (exchange) of the substrate stage (table unit) is completed. Then, the X coarse movement stage 63A is moved along the X guide stage 61A, and the table unit 80B is positioned at the exposure position K1 where the liquid immersion area AR2 is formed in the opposed state, whereby the substrate table 52B of the table unit 80B. An exposure process is performed on the substrate held on the substrate.
At this time, after the liquid immersion area AR2 has moved from the moving table 70 to the substrate table 52B, the control device CONT drives the lifting device 71 and lowers the cylinder 71a, as shown by a solid line in FIG. The moving table 70 is moved to the retracted position.

このようなステージ装置STにおいては、2つの基板ステージPST1、PST2を独立して2次元方向に移動させながら上述したテーブル部80A、80Bの入れ替え(交換)、露光エリアAの基板ステージ上の基板に対する露光シーケンスと、計測エリアALの基板ステージ上の基板に対する基板交換及びアライメントシーケンスとの並行処理が繰り返し行われる。   In such a stage apparatus ST, the two table stages PST1 and PST2 are independently moved in the two-dimensional direction while the table sections 80A and 80B are replaced (exchanged), and the substrate on the substrate stage in the exposure area A is replaced. The parallel processing of the exposure sequence and the substrate exchange and alignment sequence for the substrate on the substrate stage in the measurement area AL is repeatedly performed.

このように、本実施の形態では、複数の基板ステージPST1、PST2を交換しながら露光処理と計測処理とを並行して行うダブルステージ方式を採用する場合に、テーブル部が露光位置K1から外れた場合でも移動テーブル70によって、液体1が漏れ出すことなく液浸領域AR2を維持できるので、液浸領域AR2への液体供給及び液体回収を停止させずにステージ交換及び基板交換を実施でき、スループットを向上させることが可能になる。   As described above, in the present embodiment, when the double stage method in which the exposure process and the measurement process are performed in parallel while exchanging the plurality of substrate stages PST1 and PST2, the table portion is out of the exposure position K1. Even in this case, the immersion table AR2 can be maintained without the liquid 1 leaking out by the moving table 70. Therefore, the stage exchange and the substrate exchange can be performed without stopping the liquid supply to the liquid immersion area AR2 and the liquid recovery. It becomes possible to improve.

なお、上述した第2実施形態では、移動テーブル70をX粗動ステージ63Aに設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、第1実施形態と同様に、各テーブル部80A、80B毎にそれぞれ移動テーブル70を設ける(つまり、基板テーブルと移動テーブルとをそれぞれ複数設ける)構成としてもよい。この場合、露光エリアAに位置するテーブル部において、基板テーブルが露光位置から外れるときに移動テーブル70を露光位置(液浸領域AR2と対向し、且つ基板テーブルの上面と略面一となる位置)に位置決めすればよい。   In the second embodiment described above, the moving table 70 is provided on the X coarse movement stage 63A. However, the present invention is not limited to this. For each table unit 80A, 80B, as in the first embodiment. The movable table 70 may be provided (that is, a plurality of substrate tables and movable tables are provided). In this case, in the table portion located in the exposure area A, when the substrate table is out of the exposure position, the moving table 70 is moved to the exposure position (position facing the liquid immersion area AR2 and substantially flush with the upper surface of the substrate table). What is necessary is just to position.

(第3実施形態)
続いて、ステージ装置STの第3実施形態について、図13乃至図15を参照して説明する。これらの図において、図5乃至図12に示した第2実施形態の構成要素と同一の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。
上記第2実施形態では、ダブルステージ方式のステージ装置において、移動テーブルをX粗動ステージ63Aに設ける構成としたが、本実施形態では基板テーブル52Aを微動ステージ100Aよりも大きなストロークで駆動するYリニアモータ65Aの可動子62Aに移動テーブル70を連結する構成としている。
(Third embodiment)
Subsequently, a third embodiment of the stage apparatus ST will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same reference numerals are given to the same elements as those of the second embodiment shown in FIGS. 5 to 12, and the description thereof is omitted or simplified.
In the second embodiment, in the double stage type stage apparatus, the moving table is provided on the X coarse movement stage 63A. However, in this embodiment, the substrate table 52A is driven with a larger stroke than the fine movement stage 100A. The moving table 70 is connected to the mover 62A of the motor 65A.

すなわち、本実施形態では、図13に示すように、Yリニアモータ65Aを構成する一対の可動子(第2移動装置)62A、62A間には、X方向に延在するステー76が水平方向に懸架されている。ステー76からは、X軸方向の位置が液浸領域AR2と同一で移動テーブル70が+Y側に延出している。移動テーブル70は、基板テーブル52Aと同一の撥液性を有する材料によって形成されており、図14に示すように、表面70Aが基板テーブル52A(または52B)の上面52A’(または52B’)と略面一となる高さで、且つテーブル部80A、80Bが固定子74(X粗動ステージ63A)と結合したときに基板テーブル52A(または52B)と液体が漏れ出さない微小隙間をもって並ぶ位置に配置されている。   That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, a stay 76 extending in the X direction is horizontally disposed between the pair of movers (second moving devices) 62A and 62A constituting the Y linear motor 65A. Suspended. From the stay 76, the position in the X-axis direction is the same as the liquid immersion area AR2, and the moving table 70 extends to the + Y side. The moving table 70 is made of the same liquid-repellent material as the substrate table 52A. As shown in FIG. 14, the surface 70A is the upper surface 52A ′ (or 52B ′) of the substrate table 52A (or 52B). When the table portions 80A and 80B are coupled to the stator 74 (X coarse movement stage 63A), the substrate table 52A (or 52B) is aligned with a minute gap that does not leak liquid. Has been placed.

また、移動テーブル70は、X粗動ステージ63AがXガイドステージ61Aに沿ってX軸方向に移動した際にもX粗動ステージ63Aと接触しない高さに配置されている。さらに、移動テーブル70は、可動子62Aが最も+Y側へ移動するテーブル部交換時においても、図15に示すように、表面70Aが液浸領域AR2と対向する大きさで形成されている。   The moving table 70 is disposed at a height that does not contact the X coarse movement stage 63A even when the X coarse movement stage 63A moves in the X axis direction along the X guide stage 61A. Furthermore, as shown in FIG. 15, the surface 70A is formed in such a size that the moving table 70 is opposed to the liquid immersion area AR2 even when the table 62 is replaced when the mover 62A moves to the + Y side most.

なお、本実施形態では、移動テーブル70が常時基板テーブル52A、52Bと同じ高さにあるため、露光エリアAに位置する基板テーブルの位置はレーザ干渉計34により計測され、計測エリアALに位置する基板テーブルの位置は、ベースプレートBPの+Y側端部Lに設けられたレーザ干渉計32によって計測される。なお、必ずしも移動テーブル70を常時52A、52Bと同じ高さにする必要はなく、前述の実施例のように移動テーブル70をZ方向に沿って駆動させてもよい。
他の構成は、上記第2実施形態と同様である。
In this embodiment, since the moving table 70 is always at the same height as the substrate tables 52A and 52B, the position of the substrate table located in the exposure area A is measured by the laser interferometer 34 and located in the measurement area AL. The position of the substrate table is measured by a laser interferometer 32 provided at the + Y side end L of the base plate BP. Note that the moving table 70 does not always have to have the same height as 52A and 52B, and the moving table 70 may be driven along the Z direction as in the above-described embodiment.
Other configurations are the same as those of the second embodiment.

本実施形態では、上記第2実施形態と同様に、テーブル部が露光位置K1から外れた場合でも移動テーブル70によって、液体1が漏れ出すことなく液浸領域AR2を維持できるので、液浸領域AR2への液体供給及び液体回収を停止させずにステージ交換及び基板交換を実施でき、スループットを向上させることが可能になる。また、本実施の形態では、移動テーブル70の移動用の駆動機構を別個に設けている構成ではないので、コストダウンに寄与できる。また、既存のステージ装置に対しても、移動テーブル70を容易に付設することが可能である。   In the present embodiment, as in the second embodiment, the liquid immersion area AR2 can be maintained without the liquid 1 leaking by the moving table 70 even when the table portion is out of the exposure position K1, so the liquid immersion area AR2 The stage exchange and the substrate exchange can be performed without stopping the liquid supply to the liquid and the liquid recovery, and the throughput can be improved. Moreover, in this Embodiment, since it is not the structure which provided the drive mechanism for the movement of the movement table 70 separately, it can contribute to a cost reduction. In addition, the moving table 70 can be easily attached to an existing stage apparatus.

なお、上記実施の形態では、移動テーブルが基板テーブルに代わって液浸露光時の液浸領域AR2を形成する構成として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば移動テーブルに位置計測用のマーク類を搭載させ、基板テーブルがベースプレートBP上の計測位置から外れた際には移動テーブルが計測位置に移動したときに計測処理を実施する構成とすることも可能である。   In the above embodiment, the moving table is described as a configuration in which the immersion area AR2 is formed in the immersion exposure instead of the substrate table. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to adopt a configuration in which measurement processing is performed when the moving table is moved to the measurement position when the substrate table is moved from the measurement position on the base plate BP.

また、上記第2実施形態では、Yリニアモータ65A、65Bで固定子58を共用する構成としたが、個別に固定子を設ける構成としても差し支えない。
さらに、上記第1、第2実施形態では、液浸領域AR2を形成した後の移動テーブル70には、表面70Aに液体(液滴)が付着しており、XYステージ53やX粗動ステージ63Aの駆動時の衝撃で飛散する可能性がある。そのため、昇降装置71の駆動で下降した移動テーブル70に対してエアを吹き付けて液体を除去したり、下降時には移動テーブルを斜めに傾けておき、自重により液体を落下させる構成としてもよい。
In the second embodiment, the Y linear motors 65A and 65B share the stator 58. However, the stator may be provided separately.
Furthermore, in the first and second embodiments, liquid (droplets) adheres to the surface 70A of the moving table 70 after the liquid immersion area AR2 is formed, and the XY stage 53 and the X coarse movement stage 63A. There is a possibility of scattering by the impact of driving. For this reason, the liquid may be removed by blowing air to the moving table 70 that has been lowered by the driving of the elevating device 71, or the moving table may be inclined at the time of lowering to drop the liquid by its own weight.

さらに、上記実施の形態では、基板ステージPST1、PST2(テーブル部80A、80B)が共通のベースプレートBPにより移動可能に支持される構成としたが、それぞれ個別の定盤に支持される2枚定盤形式を採用することも可能である。
また、上記実施の形態では、本発明のステージ装置を基板ステージに適用する構成としたが、マスクステージMSTに適用することも可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the substrate stages PST1, PST2 (table portions 80A, 80B) are configured to be movably supported by the common base plate BP. It is also possible to adopt a format.
In the above embodiment, the stage apparatus of the present invention is applied to the substrate stage. However, it can also be applied to the mask stage MST.

また、上記実施形態では、一方の基板ステージ上で1枚のマスクのパターンを用いて露光を行っている間に、他方の基板ステージ上で基板交換、アライメント等を行う場合について説明したが、これに限らず、例えば特開平10−214783号に開示されるように、2枚のマスクを搭載可能なマスクステージを用いて、一方の基板ステージ上で2枚のマスクのパターンを用いて二重露光を行っている間に、他方の基板ステージ上で基板交換、アライメント等を並行して行うようにしても良い。このようにすると、同時並行処理によりスループットをあまり低下させることなく、二重露光により高解像度とDOF(焦点深度)の向上効果とを得ることができる。   In the above embodiment, the case where the substrate is exchanged, aligned, etc. on the other substrate stage while the exposure is performed using the pattern of one mask on one substrate stage has been described. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783, a double exposure is performed using a pattern of two masks on one substrate stage using a mask stage on which two masks can be mounted. During the process, substrate exchange, alignment, etc. may be performed in parallel on the other substrate stage. In this way, high resolution and an improved DOF (depth of focus) can be obtained by double exposure without significantly reducing the throughput by simultaneous parallel processing.

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た際には、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。   As described above, in the present embodiment, when ArF excimer laser light is used as exposure light, pure water is supplied as a liquid for immersion exposure. Pure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like and has no adverse effect on the photoresist, optical element (lens), etc. on the substrate (wafer). In addition, pure water has no adverse effects on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the substrate and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system.

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と言われており、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。   The refractive index n of pure water (water) with respect to the exposure light EL having a wavelength of about 193 nm is said to be approximately 1.44. When ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of the exposure light EL, On the substrate P, the wavelength is shortened to 1 / n, that is, about 134 nm, and a high resolution can be obtained. Furthermore, since the depth of focus is enlarged by about n times, that is, about 1.44 times compared with that in the air, the projection optical system PL can be used when it is sufficient to ensure the same depth of focus as that in the air. The numerical aperture can be further increased, and the resolution is improved in this respect as well.

また、液体1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。
In addition, as the liquid 1, it is also possible to use a liquid that is transparent to the exposure light, has a refractive index as high as possible, and is stable with respect to the photoresist applied to the projection optical system PL and the surface of the substrate P. Is possible.
When using F2 laser light as the exposure light, a fluorine-based liquid such as fluorine-based oil or perfluorinated polyether (PFPE) that can transmit the F2 laser light may be used as the liquid.

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PL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PL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。   When the immersion method as described above is used, the numerical aperture NA of the projection optical system PL may be 0.9 to 1.3. As described above, when the numerical aperture NA of the projection optical system PL is increased, the imaging characteristics may be deteriorated due to the polarization effect with the random polarized light conventionally used as the exposure light. It is desirable. In that case, linearly polarized illumination is performed in accordance with the longitudinal direction of the line pattern of the mask (reticle) line-and-space pattern. From the mask (reticle) pattern, the S-polarized light component (TE-polarized light component), that is, the line pattern It is preferable that a large amount of diffracted light having a polarization direction component is emitted along the longitudinal direction. When the space between the projection optical system PL and the resist applied on the surface of the substrate P is filled with a liquid, the space between the projection optical system PL and the resist applied on the surface of the substrate P is filled with air (gas). In comparison with the case where the numerical aperture NA of the projection optical system exceeds 1.0, the transmittance of the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component), which contributes to the improvement of contrast, on the resist surface is increased. High imaging performance can be obtained. Further, it is more effective to appropriately combine a phase shift mask or an oblique incidence illumination method (particularly a dipole illumination method) adapted to the longitudinal direction of the line pattern as disclosed in JP-A-6-188169.

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。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。   Further, for example, ArF excimer laser light is used as exposure light, and a fine line and space pattern (for example, L / S of about 25 to 50 nm) is formed on the substrate P by using the projection optical system PL with a reduction magnification of about 1/4. When exposing upward, depending on the structure of the mask M (for example, the fineness of the pattern and the thickness of chrome), the mask M acts as a polarizing plate due to the wave guide effect, and the P-polarized component (TM-polarized component) reduces the contrast. More diffracted light of the S-polarized component (TE polarized component) than the diffracted light of) is emitted from the mask. In this case as well, it is desirable to use linearly polarized illumination as described above, but even if the mask M is illuminated with random polarized light, high resolution is achieved using a projection optical system having a large numerical aperture NA such as 0.9 to 1.3. It becomes possible to obtain performance. When an extremely fine line and space pattern on the mask M is exposed on the substrate P, the P-polarized component (TM-polarized component) is replaced with the S-polarized component (TE-polarized component) by the Wave guide effect. Although, for example, ArF excimer laser light is used as exposure light, and a line and space pattern larger than 25 nm is exposed on the substrate P using a projection optical system with a reduction ratio of about 1/4. Under such conditions, the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component) is emitted from the mask more than the diffracted light of the P-polarized component (TM-polarized component), so the numerical aperture NA of the projection optical system is 0.9. High resolution performance can be obtained even when it is as large as ˜1.3.

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、特開平6−53120号公報に開示されているように、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、同じく特開平6−53120号公報に開示されているように、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。   Furthermore, not only linearly polarized illumination (S-polarized illumination) matched to the longitudinal direction of the line pattern of the mask (reticle) but also a circle centered on the optical axis as disclosed in JP-A-6-53120. A combination of the polarization illumination method that linearly polarizes in the tangential (circumferential) direction and the oblique incidence illumination method is also effective. In particular, when a mask (reticle) pattern includes not only a line pattern extending in a predetermined direction but also a plurality of line patterns extending in different directions, the same is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-53120. In addition, by using the polarization illumination method that linearly polarizes in the tangential direction of the circle centered on the optical axis and the annular illumination method, high imaging performance can be obtained even when the numerical aperture NA of the projection optical system is large. it can.

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

露光装置EXとしては、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。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。   As the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise. The present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus that partially transfers at least two patterns on the substrate P.

また、上述した実施形態では、液浸露光装置の一例として、倍率1/4の反射屈折系を有する走査型露光装置(スキャナー)を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、倍率1/8の屈折系(全屈型)を有する液浸ステッパーを用いてもよい。倍率1/8とした場合、大面積のチップを一括露光できなくなるので、大面積のチップに対しては、スティッチング方式を採用して対応すればよい。   In the above-described embodiment, a scanning exposure apparatus (scanner) having a catadioptric system with a magnification of 1/4 is used as an example of the immersion exposure apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, an immersion stepper having a refractive system (total bending type) with a magnification of 1/8 may be used. When the magnification is 1/8, a large area chip cannot be exposed at one time. Therefore, a stitching method may be adopted for a large area chip.

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

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。   When using a linear motor (see USP5,623,853 or USP5,528,118) for the substrate stage PST and mask stage MST, use either the air levitation type using air bearings or the magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force. Also good. Each stage PST, MST may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.

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。   As a driving mechanism for each stage PST, MST, a planar motor that drives each stage PST, MST by electromagnetic force with a magnet unit having a two-dimensionally arranged magnet and an armature unit having a two-dimensionally arranged coil facing each other is provided. It may be used. In this case, either one of the magnet unit and the armature unit may be connected to the stages PST and MST, and the other of the magnet unit and the armature unit may be provided on the moving surface side of the stages PST and MST.

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。
As described in JP-A-8-166475 (USP 5,528,118), the reaction force generated by the movement of the substrate stage PST is not transmitted to the projection optical system PL, but mechanically using a frame member. You may escape to the floor (ground).
As described in JP-A-8-330224 (US S / N 08 / 416,558), a frame member is used so that the reaction force generated by the movement of the mask stage MST is not transmitted to the projection optical system PL. May be mechanically released to the floor (ground).

以上のように、本願実施形態の露光装置EXは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。   As described above, the exposure apparatus EX according to the present embodiment maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図16に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置EXによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。   As shown in FIG. 16, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate as a substrate of the device. Manufacturing step 203, exposure processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, packaging process) 205, inspection step 206, etc. It is manufactured after.

K1…露光位置(第1位置)、K2…基板交換位置(第2位置)、K3…テーブル部交換位置(第2位置)、B…計測ビーム(ビーム)、Ba…移動面、EX…露光装置、M…マスク(レチクル)、P…基板(試料)、PL…投影光学系、PST…基板ステージ(ステージ装置)、ST…ステージ装置、1…液体、10…液体供給機構(液体供給装置)、52、52A、52B…基板テーブル(第1移動テーブル)、53…XYステージ(移動ステージ)、56…XY干渉計(位置検出装置)、62A…可動子(第2移動装置)、63A…X粗動ステージ(第2移動装置)、70…移動テーブル(第2移動テーブル)、70A…表面(撥液部)、100A…微動ステージ(第1移動装置) K1 ... exposure position (first position), K2 ... substrate exchange position (second position), K3 ... table part exchange position (second position), B ... measurement beam (beam), Ba ... moving surface, EX ... exposure apparatus , M ... mask (reticle), P ... substrate (sample), PL ... projection optical system, PST ... substrate stage (stage device), ST ... stage device, 1 ... liquid, 10 ... liquid supply mechanism (liquid supply device), 52, 52A, 52B ... substrate table (first moving table), 53 ... XY stage (moving stage), 56 ... XY interferometer (position detecting device), 62A ... mover (second moving device), 63A ... X coarse Moving stage (second moving device), 70 ... Moving table (second moving table), 70A ... Surface (liquid repellent part), 100A ... Fine moving stage (first moving device)

Claims (23)

投影光学系と基板との間の液体を介して前記基板を露光する露光装置で用いられるステージ装置であって、
移動面に沿って移動する移動ステージと、
前記基板を保持可能であり、前記移動ステージに対して移動可能な基板テーブルと、
前記基板テーブルに設けられ、前記基板テーブルに保持された前記基板の表面とほぼ面一となる平坦部と、
前記移動ステージに設けられた移動テーブルと、
前記移動テーブルを昇降する昇降装置と、を備え、
前記基板テーブルが、前記投影光学系と前記基板テーブルとが対向する第1位置から第2位置に移動した際に、前記移動テーブルが前記投影光学系と対向し、
前記基板テーブルが前記第2位置へ移動する際に、前記移動テーブルの表面が前記平坦部とほぼ面一となるように、前記昇降装置により前記移動テーブルが上昇するステージ装置。
A stage apparatus used in an exposure apparatus that exposes the substrate through a liquid between a projection optical system and the substrate ,
A moving stage that moves along the moving surface;
A substrate table capable of holding the substrate and movable relative to the moving stage;
A flat portion provided on the substrate table and substantially flush with the surface of the substrate held by the substrate table;
A moving table provided on the moving stage ;
A lifting device for lifting and lowering the moving table,
When the substrate table moves from the first position where the projection optical system and the substrate table face each other to the second position, the movement table faces the projection optical system,
A stage device in which the moving table is lifted by the lifting device so that the surface of the moving table is substantially flush with the flat portion when the substrate table moves to the second position .
前記平坦部と前記移動テーブルと同じ材質である請求項1記載のステージ装置。 The stage apparatus according to claim 1, wherein the flat portion and the moving table are made of the same material. 前記平坦部と前記移動テーブルとに同じ撥液処理が施されている請求項1又は2記載のステージ装置。 The stage apparatus according to claim 1, wherein the flat part and the moving table are subjected to the same liquid repellent treatment. 前記移動テーブルは、撥液性の材料で形成されている請求項1又は2記載のステージ装置。The stage apparatus according to claim 1, wherein the moving table is made of a liquid repellent material. 前記平坦部を有するプレート部材を備え、A plate member having the flat portion;
前記昇降装置は、前記プレート部材と微小隙間をもって並ぶ位置と待避位置との間で前記移動テーブルを昇降させる請求項1〜4のいずれか一項記載のステージ装置。The stage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the lifting device lifts and lowers the moving table between a position aligned with the plate member with a minute gap and a retracted position.
前記平坦部の少なくとも一部には撥液処理が施され、Liquid repellent treatment is applied to at least a part of the flat part,
前記撥液処理は、撥液性材料からなる薄膜の貼付を含む請求項1〜5のいずれか一項記載のステージ装置。The stage apparatus according to claim 1, wherein the liquid repellent treatment includes sticking of a thin film made of a liquid repellent material.
前記平坦部を設けることによって、前記基板テーブルに保持された前記基板のエッジ領域を液浸露光するときにおいても前記投影光学系の下に前記液体が保持される請求項1〜6のいずれか一項記載のステージ装置。The liquid is held under the projection optical system by providing the flat portion even when the edge area of the substrate held on the substrate table is subjected to immersion exposure. The stage device according to the item. 前記基板テーブルに保持された基板の交換を行うために、前記基板テーブルが第2位置へ移動する請求項1〜7のいずれか一項記載のステージ装置。The stage apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the substrate table is moved to a second position in order to replace the substrate held on the substrate table. 前記基板テーブルの前記第1位置から前記第2位置への移動により、前記投影光学系の像面側に形成されている液浸領域が、前記プレート部材上又は前記基板テーブルに保持された基板上から、前記移動テーブルの表面上に移動する請求項5記載のステージ装置。Due to the movement of the substrate table from the first position to the second position, the liquid immersion area formed on the image plane side of the projection optical system is on the plate member or on the substrate held by the substrate table. The stage device according to claim 5, wherein the stage device moves on the surface of the moving table. 投影光学系と基板との間の液体を介して前記基板を露光する露光装置で用いられるステージ装置であって、
基板を保持して移動面に沿って移動可能な基板テーブルと、
前記基板テーブルを移動させる第1移動装置と、
前記基板テーブルの前記第1移動装置による移動ストロークよりも大きな移動ストロークで前記基板テーブルを移動させる第2移動装置と、
前記第2移動装置に設けられた移動テーブルと、
前記移動テーブルを昇降する昇降装置と、を備え、
前記基板テーブルが、前記投影光学系と前記基板テーブルとが対向する第1位置から第2位置に移動した際に、前記移動テーブルが前記投影光学系と対向するステージ装置。
A stage apparatus used in an exposure apparatus that exposes the substrate through a liquid between a projection optical system and the substrate ,
A substrate table that holds the substrate and is movable along the moving surface;
A first moving device for moving the substrate table;
A second moving device for moving the substrate table with a moving stroke larger than a moving stroke of the first moving device of the substrate table;
A moving table provided in the second moving device ;
A lifting device for lifting and lowering the moving table,
Wherein the substrate table, when the projection optical system and said substrate table is moved from the first position to the second position facing the stage apparatus in which the moving table facing the projection optical system.
前記移動テーブルは、撥液性の材料で形成されている請求項10記載のステージ装置。The stage apparatus according to claim 10, wherein the moving table is made of a liquid repellent material. 前記昇降装置は、前記基板テーブルと微小隙間をもって並ぶ位置と待避位置との間で前記移動テーブルを昇降させる請求項10又は11記載のステージ装置。The stage device according to claim 10 or 11, wherein the lifting device lifts and lowers the moving table between a position aligned with the substrate table with a minute gap and a retracted position. 前記基板テーブルが前記第2位置へ移動する際に、前記移動テーブルの表面が前記基板テーブルの平坦部とほぼ面一となるように、前記昇降装置により前記移動テーブルが上昇する請求項10〜12のいずれか一項記載のステージ装置。The moving table is raised by the lifting device so that the surface of the moving table is substantially flush with the flat portion of the substrate table when the substrate table moves to the second position. The stage apparatus as described in any one of. 前記基板テーブルに保持された基板を交換するために、前記基板テーブルが第2位置へ移動する請求項10〜13のいずれか一項記載のステージ装置。The stage apparatus according to any one of claims 10 to 13, wherein the substrate table moves to a second position in order to replace the substrate held on the substrate table. 前記移動テーブルが前記第2移動装置から着脱可能である請求項10〜14のいずれか一項記載のステージ装置。 The stage apparatus according to claim 10, wherein the moving table is detachable from the second moving apparatus. 前記基板テーブルと前記移動テーブルとが複数設けられている請求項1〜15のいずれか一項記載のステージ装置。 The stage apparatus according to claim 1 , wherein a plurality of the substrate table and the moving table are provided. 投影光学系と基板との間の液体を介して前記基板を露光する露光装置で用いられるステージ装置であって、A stage apparatus used in an exposure apparatus that exposes the substrate through a liquid between a projection optical system and the substrate,
移動面に沿って移動する移動ステージと、A moving stage that moves along the moving surface;
前記基板を保持するとともに、前記移動ステージに対して移動可能な基板テーブルと、A substrate table that holds the substrate and is movable relative to the moving stage;
前記移動ステージに設けられ、前記基板テーブルが第1位置から第2位置に移動した際に、前記第1位置に位置決めされる移動テーブルと、を備え、A moving table provided on the moving stage and positioned at the first position when the substrate table is moved from the first position to the second position;
前記基板テーブルと前記移動テーブルとが複数設けられているステージ装置。A stage apparatus provided with a plurality of the substrate table and the moving table.
投影光学系と基板との間の液体を介して前記基板を露光する露光装置で用いられるステージ装置であって、A stage apparatus used in an exposure apparatus that exposes the substrate through a liquid between a projection optical system and the substrate,
前記基板を保持して移動面に沿って移動可能な基板テーブルと、A substrate table that holds the substrate and is movable along a moving surface;
前記基板テーブルを移動させる第1移動装置と、A first moving device for moving the substrate table;
前記基板テーブルの前記第1移動装置による移動ストロークよりも大きな移動ストロークで前記基板テーブルを移動させる第2移動装置と、A second moving device for moving the substrate table with a moving stroke larger than a moving stroke of the first moving device of the substrate table;
前記第2移動装置に設けられ、前記基板テーブルが第1位置から第2位置に移動する際に、前記第1位置に移動する移動テーブルと、を備え、A moving table that is provided in the second moving device and moves to the first position when the substrate table moves from the first position to the second position;
前記基板テーブルと前記移動テーブルとが複数設けられているステージ装置。A stage apparatus provided with a plurality of the substrate table and the moving table.
投影光学系と基板との間の液体を介して前記基板を露光する露光装置で用いられるステージ装置であって、A stage apparatus used in an exposure apparatus that exposes the substrate through a liquid between a projection optical system and the substrate,
前記を保持して移動面に沿って移動可能な基板テーブルと、A substrate table that holds the above and is movable along the moving surface;
前記基板テーブルを移動させる第1移動装置と、A first moving device for moving the substrate table;
前記基板テーブルの前記第1移動装置による移動ストロークよりも大きな移動ストロークで前記基板テーブルを移動させる第2移動装置と、A second moving device for moving the substrate table with a moving stroke larger than a moving stroke of the first moving device of the substrate table;
前記第2移動装置に設けられ、前記基板テーブルが第1位置から第2位置に移動する際に、前記第1位置に移動する移動テーブルと、を備え、A moving table that is provided in the second moving device and moves to the first position when the substrate table moves from the first position to the second position;
前記基板テーブルが前記第2移動装置から着脱可能であるステージ装置。A stage device in which the substrate table is detachable from the second moving device.
ビームを用いて前記基板テーブルの位置情報を検出する位置検出装置を備え、
前記移動テーブルの厚さは、前記ビームの大きさに基づいている請求項1〜19のいずれか一項に記載のステージ装置。
A position detecting device for detecting position information of the substrate table using a beam;
The stage apparatus according to claim 1 , wherein a thickness of the moving table is based on a size of the beam .
投影光学系と液体とを介して基板を露光する露光装置において、
請求項1から20のいずれか一項記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that exposes a substrate through a projection optical system and a liquid ,
An exposure apparatus using the stage apparatus according to any one of claims 1 to 20 .
前記基板の上方からの液体供給と前記基板の上方からの液体回収とによって前記基板の表面の一部に局所的に形成された液浸領域の液体を介して前記基板に露光光が照射される請求項21記載の露光装置。The substrate is irradiated with exposure light through liquid in an immersion region locally formed on a part of the surface of the substrate by supplying liquid from above the substrate and recovering liquid from above the substrate. The exposure apparatus according to claim 21. 請求項21又は22記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。A device manufacturing method using the exposure apparatus according to claim 21 or 22.
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