曝光设备、曝光方法和器件制造方法

专利名称：曝光设备、曝光方法和器件制造方法
技术领域：
本发明涉及曝光设备和器件制造方法，其中基片被曝光光照射而被曝光。
背景技术：
半导体器件和液晶显示器件通过所谓的光刻技术被制造，通过该技术，被形成在掩模上的图案通过光刻技术被转移到光敏基片。在光刻过程中使用的曝光设备具有支持掩模的掩模台和支持基片的基片台，在接连地移动掩模台和基片台的同时，经由投影光学系统把掩模图案转移到基片。近年来，为了处理高得多的集成水平的器件图案，要求有更高的分辨率的投影光学系统。当使用的曝光波长是更短时，投影光学系统的分辨率变得更高。当投影光学系统的数值孔径更大时，投影光学系统的分辨率变得更高。因此，在曝光设备中使用的曝光波长逐年缩短，并且投影光学系统的数值孔径也增加。而且，当前的主流曝光波长是248nm KrF激基激光器，但更短的波长193nm ArF激基激光器也已推向市场。另外，当执行曝光时，除了分辨率以外，焦深(DOF)也是重要的。分辨率R和焦深δ分别由以下公式表示R＝k1·λ/NA，(1)δ＝±k2·λ/NA2，(2)其中λ是曝光波长，NA是投影光学系统的数值孔径，以及k1和k2是处理系数。从公式(1)和(2)可以看到，如果为了增强分辨率R把波长λ做得更短和把数值孔径λ做得更大，则焦深δ变得更窄。
当焦深δ变得太窄时，很难使得基片表面与投影光学系统的图像面做得一致，因此出现在曝光操作期间聚焦余量不够的可能性。为了解决这个问题，在例如PCT国际公布号No.WO99/49504中公开的液浸方法被提出作为使得曝光波长实际上更短和焦深更广的方法。液浸方法被设计成，通过用于液体，例如水或有机溶剂，填充在投影光学系统的下表面与基片面之间的空间，形成液浸区域，和因此通过利用在液体中曝光光的波长变为空气中的波长的1/n(n是液体的折射率，通常约为1.2到1.6)，提高分辨率，同时加大焦深约n倍。
顺便地，在上述的现有技术中，通过由液体供应装置和液体回收装置执行液体的供应和回收，液浸区域被形成在基片上，当液体被回收时，有可能出现声音和/或震动，出现的声音和/或震动可能影响曝光精度和各种测量精度。
重要的是，为了保持曝光精度和各种测量精度和/或防止被形成在基片上的图案恶化，可以适当地回收液体。当液体不能完全被回收时，还带来缺点，例如，在基片上的剩余液体干燥时，在其上留下粘接剂痕迹(水印)，或剩余的液体散布在相邻的机械零件上，使得它们腐蚀。而且，当液体剩余或散布时，它造成例如其中基片所处的环境(湿度等)的变化，导致在用于台位置测量的光学干涉仪检测的光的光路径上折射率的改变，因此影响与曝光过程有关的各种测量操作，造成曝光精度降低。

发明内容
考虑到这样的情形作出了本发明，本发明的目的是提供曝光方法、曝光设备和器件制造方法，其中当通过用曝光光经由投影光学系统和液体照射基片而使基片被曝光时，可以保持曝光精度。
为了解决上述的问题，本发明采用在实施例中显示的和相应于图1到19的以下的配置。应当指出，附在每个元件上的每个括号代表单元，仅仅为了说明而不是限制该单元。
本发明的曝光设备(EX)是通过把曝光光(EL)经由投影光学系统(PL)和液体(1)照射到被放置在投影光学系统(PL)的图像面一侧而曝光基片(P)的曝光设备，曝光设备包括液体供应机构(10)，用来把液体供应到基片(P)上；和液体回收机构(20)，用来回收被供应到基片(P)上的液体(1)，其中当曝光光(EL)照射到投影光学系统(PL)的图像面一侧时，液体回收机构(20)不执行液体(1)回收。
按照本发明，通过当曝光光照射到投影光学系统(PL)的图像面一侧时，液体回收机构不执行液体(1)回收，可以防止在对基片进行曝光操作期间出现由于液体回收操作造成的声音和/或振动其中曝光光照射到图像面一侧。因此，由于声音和/或振动造成降低曝光精度的缺点可被排除。对于其中曝光光照射到投影光学系统(PL)的图像面一侧的操作，除了对基片的曝光操作，还有例如藉助于被放置在投影光学系统的图像面一侧上的各种光接收传感器的经由液体的曝光光的检测操作。通过在光接收传感器的这种曝光光检测操作期间液体回收机构也不执行液体(1)回收，由于声音和/或振动造成降低曝光精度的缺点可以避免。
本发明的曝光设备(EX)是通过把曝光光(EL)经由投影光学系统(PL)和液体(1)照射到被放置在投影光学系统(PL)的图像面一侧而曝光基片(P)的曝光设备，所述曝光设备包括基片保持部件(PST)，它在保持基片(P)的同时可移动；和液体回收机构(20)，它把回收端口(23，23A-23D)放在基片台(PST)上方，回收基片(P)上的液体(1)，以及其中在由基片保持部件(PST)保持的基片(P)的曝光完成后，基片保持部件(PST)和基片保持部件(PST)的回收部分(23，23A-23D)相对移动。
按照本发明，通过在基片的曝光完成后，相对移动基片保持部件和液体回收机构的回收端口，在曝光期间没有被液体回收机构回收的和仍旧留在基片或基片保持部件上的液体可被回收。因此，由于液体仍旧残留造成的、诸如水印的出现、设备生锈、和环境的变化等等的缺点的发生可以避免。
本发明的曝光设备(EX)是通过在基片(P)的一部分上形成液浸区域(AR2)和通过把曝光光(EL)经由在液浸区域(AR2)上形成的液体(1)和投影光学系统(PL)照射基片(P)，而曝光基片(P)的曝光设备，该曝光设备包括液体供应机构(10)，用来在基片(P)曝光期间把液体(1)供应到基片(P)上；和液体回收机构(20)，用来在基片(P)曝光期间从基片(P)上方抽吸和回收在基片(P)上的液体(1)，以及在基片(P)曝光期间由液体供应机构(10)供应的液体供应量大于由液体回收机构(20)抽吸的液体回收量。
在其中液体回收机构通过从基片上方抽吸液体而回收基片上的液体的配置的情形下，可能引起这样的情形，其中液体连同周围的气体(就好像吞咽气体)一起被回收，以及以好像吞咽气体的方式回收液体被看作为造成声音和/或振动发生的因素。按照本发明，通过使得基片上液体供应量更大，通过当液体被液体回收机构与气体一起抽吸和回收时使得液体的部分更大，以及从而通过使得被吞咽的气体的量更小，声音和/或振动可被减小。
本发明的曝光设备(EX)是通过把曝光光经由投影光学系统(PL)和液体(1)照射到基片(P)而曝光基片(P)的曝光设备，该曝光设备包括可移动的部件(PST)，它被放置在投影光学系统(PL)的图像面一侧，并且保持在可移动的部件与投影光学系统(PL)之间的液体(1)；和液体回收机构(20)，它把回收部分(23)放置成面对可移动的部件(PST)，并且能够回收在可移动的部件(PST)上的液体，以及其中相对移动可移动的部件(PST)和液体回收机构的回收部分(23)的同时，在可移动的部件(PST)上的液体被回收。
按照本发明，在可移动的部件上的液体可以可靠地回收，因此由于剩余液体造成的缺点，诸如出现粘接剂轨迹，可被抑制。
本发明的器件制造方法的特征在于，它使用上述的曝光设备(EX)。按照本发明，曝光过程可以在保持高的曝光精度的状态下被执行，因此，可以提供可产生想要的性能的器件。
本发明的曝光方法是这样的曝光方法，它在保持基片(P)的同时可移动的可移动体(PST)与投影光学系统(PL)之间局部地形成液浸区域(AR2)，并且通过相对于曝光光(EL)移动基片(P)的同时把曝光光(EL)经由投影光学系统(PL)和形成液浸区域(AR2)的液体(1)照射在基片(P)上，对于多个拍摄区域(S1-S20，T1-T32)的每个拍摄区域执行扫描曝光，其中基片(P)的移动速度根据多个拍摄区域(S1-S20，T1-T32)的每个拍摄区域在基片(P)上的位置被确定。
应当指出，上述的可移动体的上表面包括由可移动体保持的基片的表面。
按照本发明，因为当每个拍摄区域被曝光时，基片的移动速度根据拍摄区域在基片上的位置被确定，拍摄区域可被曝光，液体很好地被保持在投影光学系统与可移动体的上表面之间，而不论基片上的位置如何。


图1是显示本发明的曝光设备的实施例的示意图。
图2是用于示例地说明液体供应部分和回收部分的布局的平面图。
图3是基片台的平面图。
图4是显示构成液体供应机构和液体回收机构的流动路径形成部件的透视图。
图5是显示被包括在流动路径形成部件中的第一部件的透视图。
图6A和6B是显示被包括在流动路径形成部件中的第二部件的透视图。
图7A和7B是显示被包括在流动路径形成部件中的第二部件的透视图。
图8是沿图4的A-A箭头取的截面图。
图9是沿图4的B-B箭头取的截面图。
图10是显示在基片曝光期间的液体供应和回收操作的示意图。
图11是显示在基片曝光完成后的液体供应和回收操作的示意图。
图12是显示在基片曝光完成后的液体回收操作的例子的示意图。
图13是显示在基片曝光完成后的液体回收操作的另一个例子的示意图。
图14是显示在基片曝光完成后的液体回收操作的再一个例子的示意图。
图15是显示本发明的曝光设备的另一个实施例的示意图。
图16是显示流动路径形成部件的另一个例子的概略透视图。
图17A和17B是显示与本发明有关的基片台的另一个例子的图。
图18是用于说明曝光序列的例子的图。
图19是显示半导体器件制造过程的例子的流程图。
具体实施例方式
在下面，将参考附图描述本发明的优选实施例。然而，应当指出，本发明不仅仅限于以下的实施例，而是这些实施例的组成的元件可被适当地组合。
图1是显示本发明的曝光设备的实施例的示意图。
参考图1，曝光设备EX配备有掩模台MST，用来支撑掩模M；基片台PST，用来支撑基片P；照明光学系统IL，利用曝光光EL照射由掩模台支撑的掩模；投影光学系统PL，把由曝光光EL照射的掩模M的图案图像投影曝光在由基片台PST支撑的基片上；和控制器CONT，用来控制曝光设备EX的总的操作。
本实施例的曝光设备EX是液浸曝光设备，对其施加液浸方法，使得曝光波长实际上被缩短以提高分辨率和展宽焦深，并且配备有液体供应系统10，供应液体1到基片P上；和液体回收系统20，回收被供应到基片P上的液体1。曝光设备EX至少在把掩模M的图案图像转移到基片时通过使用由液体供应系统10供应的液体1形成在基片P的一部分上的液浸区域AR2以包括投影光学系统PL的投影区域AR1。更具体地，曝光设备EX采用局部液浸方法，其中在位于投影光学系统PL的图像面一侧的光学元件2与被放置在图像面一侧的基片P的表面(曝光表面)之间的空间被填充以液体1，并且通过把经由在投影光学系统PL与基片P之间的液体1通过掩模M的曝光光EL照射到基片P，把掩模M的图案转移-曝光到基片P上。
本实施例被描述为(作为例子)假设使用作为曝光设备EX的扫描型曝光设备(所谓的扫描分档器)的情形，其中在沿扫描方向在互相不同的方向(相反的方向)同步地移动掩模M和基片P的同时，被形成在掩模M上的图案被曝光到基片P上。应当指出，取决于投影光学系统PL的结构，可以有其中掩模M与基片P沿相同的方向移动的情形。在以下的说明中，假设与投影光学系统PL的光轴AX相一致的方向被称为Z轴方向，在垂直于Z轴的平面中掩模M与基片P的同步移动方向(扫描方向)被称为X轴方向，并且垂直于Z方向和X方向的方向被称为Y方向(非扫描方向)。应当指出，这里涉及的“基片”包括在其上施加作为光敏材料的光刻胶的半导体晶片，“掩模”包括在其上形成要被缩小投影在基片上的器件图案的刻板。
照明光学系统IL是用来用曝光光EL照明由掩模台MST支撑的掩模M，它包括用于曝光光源；光学积分器，用于使得从曝光光源发射的光通量的照明均匀化；聚光透镜，用于积聚来自光学积分器的曝光光EL；中继透镜系统；可变场光圈，用于将由曝光光EL在掩模M上形成的照明区域设置为缝隙形状。在掩模上的指定的照明区域是由照明光学系统IL用具有均匀照明分布的曝光光照射的。作为从照明光学系统IL发射的曝光光EL，例如，可以使用从水银灯发射的紫外线区域的亮线(g线，h线，i线)、诸如KrF激基激光器光(248nm的波长)的远紫外光(DUF光)、和诸如ArF激基激光器光(193nm的波长)或F2激基激光器光(157nm的波长)的真空紫外光(VUF光)。在本实施例中，使用ArF。
掩模台MST是用于支撑掩模的，它是在垂直于光轴AX的平面上，即在XY平面上可二维移动的，并且可以在θZ方向上微小地旋转。掩模台MST由诸如线性电动机的掩模台驱动器MSTD驱动。掩模台驱动器MSTD由控制器CONT进行控制。在掩模台MST上设置移动镜50。而且，在面对移动镜50的位置处提供激光干涉仪51。在掩模台MST上掩模M的二维位置和旋转角由激光干涉仪51实时地测量，并且测量结果被输出到控制器CONT。通过根据来自激光干涉仪51的测量结果驱动掩模台驱动器MSTD，控制器CONT对于由掩模台MST支撑的掩模M执行定位。
投影光学系统PL是用于把掩模M的图案以预定的投影放大倍数β投影曝光到基片P，它由多个光学元件构成，包括被放置在基片P一侧(投影光学系统PL的图像面一侧)的末端部分处的光学元件(透镜)2，这些光学元件由镜筒PK支撑。在实施例中，投影光学系统PL是缩小的系统，它的投影放大倍数β例如是1/4或1/5。应当指出，投影光学系统也可以是单位放大率系统或是放大系统。应当指出，在实施例的投影光学系统PL的末端部分处的光学元件2，是相对于镜筒PK可拆卸(可交换)布置的，并且液浸区域AR2的液体1与光学元件2相接触。
在实施例中，纯净水被用作为液体1。纯净水不单可以传送ArF激基激光器光，而且可以传送由水银灯发射的紫外线区域的亮线(g线，h线，i线)和诸如KrF激基激光器光(248nm的波长)的远紫外光(DUF光)。
光学元件2由萤石制成。由于萤石对于水有高的亲和力，液体1可被做成为基本上与光学元件2的液体接触面2a的整个表面紧密接触。更具体地，在本实施例中，由于它被配置成供应具有对于光学元件2的液体接触面2a的高的亲和力的液体(水)1，在光学元件2的液体接触面2a与液体1之间的接触程度是高的，这样，在光学元件2与基片P之间的光的路径可以保证充满以液体1。应当指出，光学元件2可以由石英制成，它对于水具有高的亲和力。而且，可以配置成光学元件2的液体接触面2a被施加以亲水(亲液体的)处理，以增强对于液体1的亲和力。
基片台PST是用于支撑基片P的，它配备有Z台52，该Z台经由基片保持器保持基片P；XY台53，用来支撑Z台52；和基座54，用来支撑XY台53。基片台PST由诸如线性电动机的基片台驱动器PSTD驱动。基片台驱动器PSTD由控制器CONT进行控制。通过驱动Z台52，由Z台52保持的基片P的Z方向位置(焦点位置)和θ-X和θ-Y方向位置被控制。而且，通过驱动XY台53，基片P的X-Y方向位置(在实质上平行于投影光学系统PL的图像面的方向上的位置)被控制。而且，Z台52通过基片P的控制焦点位置和倾斜角，藉助于自动聚焦系统和自动校平系统使得基片P表面与投影光学系统PL的图像面相一致。XY台53执行在X轴和Y轴方向的基片P的定位。应当指出，无需说，Z台和XY台可被整体地构建。
在基片台PST(Z台52)上设置移动镜55。而且，在面对移动镜55的位置处提供激光干涉仪56。在基片台PST上基片P的二维位置和旋转角由激光干涉仪56实时地测量，并且测量结果被输出到控制器CONT。通过根据来自激光干涉仪56的测量结果驱动基片台驱动器PSTD，控制器CONT执行由基片台PST支撑的基片P的定位。
而且，在基片台PST(Z台52)上提供环状板部分57，以便环绕基片P。板部分57具有平表面57A，它的高度基本上等于由基片保持器保持的基片P的表面的高度。虽然在基片P的边缘与板部分57之间有约0.1到1mm的缝隙，但由于液体1的表面张力，液体1很难流到缝隙，因此，即使在暴露基片P的外围部分时，液体1可以藉助于板部分57被保持在投影光学系统PL的下面。
液体供应机构10是用于把预定的液体1供应在基片P上，该液体供应机构配备有能够传递液体1的第一液体供应部分11和第二液体供应部分12；以及还配备有第一供应管道11A和第二供应管道12A，每个管道的末端部分分别被连接到第一液体供应部分11和第二液体供应部分12。第一液体供应部分11和第二液体供应部分12的每个都具有存储液体1的容器、增压泵等等。
液体回收机构20是用于回收被供应到基片P上的液体1，它配备有能够回收液体1的液体回收部分21；以及还配备有回收管道22(第一到第四回收管道22A-22D)，它的末端部分被连接到液体回收部分21。在回收管道22(第一到第四回收管道22A-22D)的中间位置处提供球形件24(第一到第四球形件24A-24D)。液体回收部分21具有诸如真空泵的真空系统(抽吸装置)以及存储被回收的液体1的容器等等。
流动路径形成部件30被放置在位于投影光学系统PL的末端部分处的光学元件2附近。
流动路径形成部件30是环状部件，被提供来环绕在基片P上方的光学元件2。流动路径形成部件30配备有第一供应端口13和第二供应端口14，它们被提供在基片P(基片台PST)的上方，并且被布置成面对基片P(基片台PST)的表面。而且，流动路径形成部件30在其中具有供应流动路径82(82A，82B)。供应流动路径82A的一个末端被连接到第一供应端口13；另一个末端部分经由第一供应管道11A被连接到第一液体供应部分11。供应流动路径82B的一个末端被连接到第二供应端口14；另一个末端部分经由第二供应管道12A被连接到第二液体供应部分12。流动路径形成部件30配备有回收端口23，它被提供在基片P(基片台PST)的上方，并且被布置成面对基片P(基片台PST)的表面。在本实施例中，流动路径形成部件30具有四个回收端口23A-23D。流动路径形成部件30在其中还具有相应于回收端口23(23A-23D)的回收路径流动84(84A-84D)。回收流动路径84A-84D的一个末端分别被连接到回收端口23A-23D；另一个末端部分经由回收管道22A-22D被连接到液体回收部分21。在本实施例中，流动路径形成部件30构成液体供应机构10和液体回收机构20的每个机构的一个部分。
应当指出，虽然在实施例中第一到第四回收管道22A-22D被连接到单个液体回收部分21，但也可以配置成多个(在本例中是四个)液体回收部分21相应于回收管道的数目，以及第一到第四回收管道22A-22D，每个被连接到每个所述多个液体回收部分21。
提供到第一到第四回收管道22A-22D的第一到第四球形件24A-24D分别打开和关闭第一到第四回收管道22A-22D的流动路径，球形件的操作由控制器CONT控制。当回收管道22(22A-22D)的流动路径被打开时，液体回收机构20能够从回收部分23(23A-23D)抽吸和回收液体1；当回收管道22(22A-22D)的流动路径被球形件24(24A-24D)关闭时，液体1经由回收端口23(23A-23D)的抽吸和回收被停止。
第一液体供应部分11和第二液体供应部分12的液体供应操作被控制器CONT控制。控制器CONT可互相独立地控制由第一液体供应部分11和第二液体供应部分12在基片P上每单位时间的液体供应量。从第一液体供应部分11和第二液体供应部分12传递的液体1从在基片P上方提供的供应端口13和14经由流动路径形成部件30的供应流动路径82A和82B供应在基片P上(基片台PST)。
而且，液体回收部分21的液体回收操作被控制器CONT控制。控制器CONT可控制由液体回收部分21的每单位时间的液体回收量。在基片P(基片台PST)上的并从在基片P(基片台PST)上提供的回收端口23回收的液体1经由流动路径形成部件30的回收流动路径84被回收到液体回收部分21。
在相对于投影光学系统PL被安排在回收部分23(面对基片P侧的表面)外面的流动路径形成部件30的下表面，形成捕获液体1的、具有预定的长度的液体捕获面。捕获面70是相对于XY面倾斜的表面，并且被倾斜成使得捕获面31被倾斜成使得在相对于投影区域AR1(液浸区域AR2)的外部位置处与基片P(向上指向)的表面分开。捕获面70被施加亲液体处理。因为在基片P的表面上涂覆的膜(光刻胶、抗反射膜等等)常常是厌水(厌液体)的，流到回收端口23的外面的液体1被捕获表面70捕获。应当指出，由于本实施例的液体1是具有大的极性的水，通过形成具有大的极性的分子结构的物质的膜，例如，酒精，作为施加到捕获表面70的亲水(亲液体的)处理，亲水性被给予捕获表面70。更具体地，当水被用作为液体1时，期望其中具有例如OH基的大的极性的分子结构的物质被布置在表面上的处理。
图2是显示在被形成在流动路径形成部件30上的第一和第二供应端口13和14与投影光学系统PL的投影区域AR1之间的位置关系的平面图。在图2上，投影光学系统PL的投影区域AR1被设置为长方形，Y方向(非扫描方向)是它的长度方向。被填充以液体1的液浸区域AR2局部被形成在基本上由四个回收端口23A-23D包围的区域内的基片P的一部分上，以便包括投影区域AR1。第一供应端口13被布置在相对于投影区域AR1的扫描方向一侧(-X侧)，第二供应端口14被布置在另一个侧(+X侧)。换句话说，第一和第二供应端口13和14分别被布置在投影区域AR1的两侧的任一侧，以使得投影区域AR1相对于扫描方向(X方向)位于它们之间。第一和第二供应端口13和14在Y方向的长度至少长于投影区域AR1在Y方向的长度。液体供应机构10可以从第一和第二供应端口13和14同时供应液体1到投影区域AR1的两侧上。
第一到第四回收端口23A-23D被布置成包围供应端口13和14与投影区域AR1。在多个(四个)回收端口23A-23D中，第一回收端口23A和第三回收端口23C每个相对于X方向被布置在投影区域的两侧的任一侧，投影区域AR1位于它们之间；第二回收端口23B和第四回收端口23D每个相对于Y方向被布置在投影区域的两侧的任一侧，投影区域AR1位于它们之间。供应端口13和14被配置成使得供应端口13被布置在投影区域AR1与回收端口23A之间，以及供应端口14被布置在投影区域AR1与回收端口23C之间。回收端口23A-23D每个被形成为具有从顶部观看时基本上是弧形的缝隙状的形状，并具有预定的长度。回收端口23A和23C在Y方向的长度长于供应端口13和14在Y方向的长度。回收端口23B和23B分别被形成为基本上与回收端口23A和23C相同的长度。第一到第四回收端口23A-23D分别经由第一到第四回收管道22A-22D连接到液体回收部分21。
应当指出，虽然在实施例中多个回收端口23A到23D每个被形成具有基本上相等的尺寸(长度)，但它们可以具有互相不同的尺寸。而且，回收端口23的数目不限于四个，而可以提供任何数目的多个回收端口，只要它们被布置成围绕投影区域AR1和供应端口13和14。虽然在图2上供应端口(13，14)的缝隙宽度和回收端口(23A-23D)的缝隙宽度是近似相同的，但回收端口(23A-23D)的缝隙宽度可被做成大于供应端口(13，14)的缝隙宽度。
图3是从上方观看的基片台PST的Z台52的平面图。移动镜55布置在当从上方观看时是正方形的Z台52的互相垂直的边缘部分。另外，Z台52的基本中心部分被放置基片P；具有其高度基本上等于基片P的表面的平表面57A的环状平面部分57与Z台52整体地被提供以便包围基片P。
平面部分57的表面57A的两个角被做成宽的；并且在一个宽的部分上提供基准点FM，它在掩模M和基片P相对于预定的位置被对准时被使用。基准点FM由被提供在掩模M上方的掩模对准系统90(参照图1)经由掩模M和投影光学系统PL被检测。也就是，掩模对准系统90构成所谓的TTM(通过掩模)型(也称为TTR(通过刻板)型)的对准系统。应当指出，虽然未示出，曝光设备EX还配备有偏轴型基片对准系统，它布置在投影光学系统PL的一侧，并能够检测在基片P上形成的对准掩模和基准点。
而且，在平面部分57的表面57A的另一个宽的部分上，提供有光传感器部分58。光传感器部分58是用来检测穿过投影光学系统PL的曝光光，它由检测在投影光学系统PL的图像面一侧上曝光光的照射的光量(亮度)的亮度传感器构成，或由检测在投影区域AR1的亮度分布(亮度非均匀性)的亮度非均匀性传感器构成。光传感器部分58配备有被提供在平板部分57上的透明部件，该透明部件具有与基片P的表面基本上相同的高度并且能够发送曝光光EL；还配备有被嵌入在Z台52(基片台PST)的光接收器件，用来接收穿过上述透明部件的曝光光。应当指出，在本实施例中，基准点FM被放置在平板部分57，用于布置基准点FM的、与平板部分57分开的基准点部件可被提供在基片台PST上。同样地，光传感器部分58可被提供在位于基片台PST上的不同于平板部分57的分开的位置。
如图3所示，多个拍摄区域S1-S20被设置在基片P上，并且控制器CONT顺序曝光在基片P上的多个拍摄区域S1-S20。在本实施例中，控制器CONT在移动基片台PST的同时监视来自激光干涉仪56的输出，这样，投影光学系统PL的光轴AX(投影区域AR1)沿着图3的虚线箭头59延伸，并且控制器顺序曝光多个拍摄区域S1-S20。
图4是流动路径形成部件30的概略透视图。
如图4所示，流动路径形成部件30是环状部件，被提供来包围位于投影光学系统PL的末端部分的光学元件2，并且配备有第一部件31、位于第一部件31的上方部分的第二部件32、和位于第二部件32的上方部分的第三部件33。构成流动路径形成部件30的第一到第三部件，每个是平板形的部件，并且在其中心部分分别具有开孔部分31A-33A，能够布置投影光学系统PL(光学元件2)。在第一到第四回收管道22A-22D的中间部分，分别提供有第一到第四球形件24A-24D。
图5是显示在第一到第三部件中间的、被放置在最低层的第一部件31的透视图。
第一部件31配备有被形成在投影光学系统PL的-X一侧的、并供应液体1到基片P的第一供应端口13，和被形成在投影光学系统PL的+X一侧的、并供应液体1到基片P的第二供应端口14。第一和第二供应端口13和14每个是穿过第一部件31的通孔，这些端口被形成为在从上方观看时的弧形。而且，第一部件31配备有被形成在投影光学系统PL的-X一侧的、并回收在基片P上的液体1的第一回收端口23A，被形成在投影光学系统PL的-Y一侧的、并回收在基片P上的液体1的第二回收端口23B，被形成在投影光学系统PL的+X一侧的、并回收在基片P上的液体1的第三回收端口23C，和被形成在投影光学系统PL的+Y一侧的、并回收在基片P上的液体1的第四回收端口23D。第一到第四回收端口23A-23D每个也是穿过第一部件31的通孔，这些端口被形成为在从上方观看时的弧形，并且这些回收端口沿投影光学系统PL的周边基本上等距离地被设置。再者，第一到第四回收端口23A-23D每个相对于投影光学系统PL来说，比起供应端口13和14更加向外被设置。在供应端口13和14与基片P之间的距离和在回收端口23A-23D与基片P之间的距离被设置为基本上相等的。即，供应端口13和14的高度位置和回收端口23A-23D的高度位置被设置为基本上相等的。
图6A和6B是显示在第一到第三部件中的、被放置在中间的第二部件32的透视图；图6A是从上方观看的透视图，而图6B是从下面观看的透视图。第二部件32配备有被形成在投影光学系统PL的-X一侧的、并当第一部件31与第二部件32进行连接时被连接到第一部件31的第一供应端口13的第一供应开孔部分15，和被形成在投影光学系统PL的+X一侧的、并被连接到第一部件31的第二供应端口14的第二供应开孔部分16。第一和第二供应开孔部分15和16是通孔，它们的形状和尺寸在从上方观看时对应于第一和第二供应端口13和14的形状和尺寸。换句话说，第一和第二供应开孔部分15和16构成在从上方观看时的弧形的缝隙状的流动路径。
如图6B所示，在第二部件32的下表面32D的、投影光学系统PL的-X一侧上形成第一回收槽部分25，它当第一部件31与第二部件32进行连接时被连接到第一部件31的第一回收端口23A；在投影光学系统PL的-Y一侧上形成被连接到第一部件31的第二回收端口23B的第二回收槽部分26；在投影光学系统PL的+X一侧上形成被连接到第一部件31的第三回收端口23C的第三回收槽部分27；以及在投影光学系统PL的+Y一侧上形成被连接到第一部件31的第四回收端口23D的第四回收槽部分28。第一到第四回收槽部分25-28每个被形成为当从上方观看时基本上是弧形，以对应于第一到第四回收端口23A-23D的各个形状和尺寸，并且这些回收槽沿投影光学系统PL的周边基本上等距离被提供。而且，第一回收管道22A和第一回收槽部分25经由锥形槽部分45被连接。锥形槽部分45被形成来使得它在从与第一回收管道22A的连接接口到第一回收槽部分25的过程中沿水平方向逐渐扩展。同样地，第二回收管道22B和第二回收槽部分26经由锥形槽部分46被连接；第三回收管道22C和第三回收槽部分27经由锥形槽部分47被连接；以及第四回收管道22D和第四回收槽部分28经由锥形槽部分48被连接。
图7A和7B是显示在第一到第三部件中的、被放置在最上的第三部件33的透视图；图7A是从上方观看的透视图，而图7B是从下面观看的透视图。在第三部件33的下表面33D中，在投影光学系统PL的-X一侧上形成第一供应槽部分41，它当第二部件32与第三部件33进行连接时被连接到第二部件32的第一供应开孔部分15的第一供应槽部分41；以及在投影光学系统PL的+X一侧上形成被连接到第二部件32的第二供应开孔部分16的第二供应槽部分42。第一和第二供应槽部分41和42每个被形成为当从上方观看时基本上是弧形，以对应于第一和第二供应开孔部分15和16(进而对应于第一和第二供应端口13和14)。而且，第一供应管道11A和第一供应槽部分41经由锥形槽部分43被连接。锥形槽部分43被形成来使得它在从与第一供应管道11A的连接接口到第一供应槽部分41的过程中沿水平方向逐渐扩展。
同样地，第二供应管道12A和第二供应槽部分42经由锥形槽部分44被连接。
第一到第三部件31-33由诸如不锈钢、钛、铝、或它们的合金之类的金属被形成；部件31-33的开孔部分和槽部分通过例如放电加工被形成。通过由放电加工来处理部件31-33，然后通过使用粘接剂或固定部件来连接部件31-33，形成流动路径形成部件30。应当指出，与液体接触的表面优选地被施加以电解抛光处理或非导体氧化物膜处理。而且，液体供应机构10和液体回收机构20的每个部件，包括流动路径形成部件30，可以由诸如聚四氟乙烯的合成树脂被形成。
对于被连接的部件31-33，顺序连接锥形槽部分43、第一供应槽部分41、第一供应开孔部分15、和第一供应端口13，然后通过它们形成连接到第一供应管道11A的第一供应流动路径82A。类似地，通过被顺序连接的锥形槽部分44、第二供应槽部分42、第二供应开孔部分16、和第二供应端口14，形成连接到第二供应管道12A的第二供应流动路径82B。因此，从第一和第二液体供应部分11和12的每个传递的每个液体1从基片P上方经由第一和第二供应管道11A和12A与第一和第二供应流动路径82A和82B被供应到基片P。
而且，通过被顺序连接的锥形槽部分45、第一回收槽部分25、和第一回收端口23A，形成连接到第一回收管道22A的第一回收流动路径84A。类似地，通过被顺序连接的锥形槽部分46、第二回收槽部分26、和第二回收端口23B，形成连接到第二回收管道22B的第二回收流动路径84B；通过被顺序连接的锥形槽部分47、第三回收槽部分27、和第三回收端口23C，形成连接到第三回收管道22C的第三回收流动路径84C；以及通过被顺序连接的锥形槽部分48、第四回收槽部分28、和第四回收端口23D，形成连接到第四回收管道22D的第四回收流动路径84D。因此，在基片P上的液体从基片P上方经由从上述的第一到第四回收流动路径84A-84D和第一到第四回收管道22A-22D的每个被抽吸和回收。
在这方面，因为锥形槽部分43和44分别被连接到第一和第二供应管道11A和12A，可以执行液体供应操作，流动量分布和流动速度分布在供应端口13和14的整个区域上被做成均匀的，该供应端口的纵向位于Y方向。同样地，因为锥形槽部分45-48分别被连接到回收管道22A-22D，可以以均匀的回收力执行液体回收操作。
图8是沿图4的A-A箭头取的截面图；图9是沿图4的B-B箭头取的截面图。应当指出，虽然在以下的说明中描述了，在流动路径形成部件30中被提供在投影光学系统PL的+X一侧上的第二供应流动路径82B和第三回收流动路径84C，但被提供在投影光学系统PL的-X一侧上的第一供应流动路径82A、在-X一侧上的第一回收流动路径84A、在-Y一侧上的第二回收流动路径84B、和在+Y一侧上的第四回收流动路径84D具有同等的结构。
在图8上，第二供应流动路径82B由上述的锥形槽部分44、第二供应槽部分42、第二供应开孔部分16、和第二供应端口14构成。从第二供应端口12传递的液体经由第二供应管道流到第二供应流动路径82B。流到第二供应流动路径82B的流体1，在第二供应流动路径82B的锥形槽部分44中在基本上水平方向(XY平面方向)流动，然后在第二供应槽部分42附近基本上被垂直地弯曲，然后以垂直方向(-Z方向)流到第二供应开孔部分16和第二供应端口14，最后从基片P上方供应到基片P。
第三回收流动路径84C由上述的第三回收端口23C、第三回收槽部分27、和锥形槽部分47构成。通过具有真空系统的液体回收部分21的驱动，在基片P上的液体垂直地向上(+Z方向)经由被提供在基片P上的第三回收端口23C流动到第三回收流动路径84C。在这个过程中，从第三回收端口23C起，在液体周围的气体(空气)连同在基片P上的液体1一起流动(回收)。对于流到回收流动路径84C的液体1，它的流动方向在第三回收槽部分27附近被改变，液体在锥形槽部分47中在基本上水平方向流动。此后，液体经由第三回收管道22C被抽吸和回收到液体回收部分21。
在流动路径形成部件30的内表面30T和与液体1接触的、投影光学系统PL的末端部分光学元件2的侧面2T之间形成小缝隙100。小缝隙100被提供来在振动方面把投影光学系统PL的光学元件2与流动路径形成部件30相隔离，通过这样做，可以避免把在液体供应机构10和/或液体回收机构20中出现的振动传送到投影光学系统PL。包括流动路径形成部件30的液体供应机构10和液体回收机构20的每个由不同于投影光学系统PL并且不同于支撑投影光学系统PL的支持部件的支撑部件支撑。
应当指出，在形成小缝隙100的流动路径形成部件30的内表面30T和光学元件2的侧面2T的上方部分上，优选地被施加以液体排斥(水排斥)处理。作为液体排斥处理，例如可以列出使用具有液体排斥的材料的涂覆处理。作为具有液体排斥的材料，例如可以列出氟化合物、硅化合物、和诸如聚乙烯的合成树脂。而且，薄的膜可以是单层膜或由多层组成的膜。通过流动路径形成部件30的内表面30T和光学元件2的侧面2T的至少一个面被这样地施加以液体排斥(水排斥)处理，可以避免液体从小缝隙100的上方部分泄漏。应当指出，诸如O环的密封件被布置在小缝隙100，以使得密封件包围光学元件2。
接着，将描述通过使用上述的曝光设备EX把掩模M的图案曝光到基片P的方法。
本实施例的曝光设备EX在沿X方向(扫描方向)移动掩模M和基片P的同时把掩模M的图案图像投影曝光到基片P上；以及在扫描曝光期间，一部分掩模M的图案图像被投影到被形成在投影光学系统PL的末端部分的下面的长方形投影区域AR1，并且与掩模M以速度V沿-X方向(或沿+X方向)运动同步地，基片P经由XY台以速度β·V沿-X方向(或沿+X方向)运动(β是投影放大率)。
如图3所示，在基片P上设置多个拍摄区域S1-S20；在完成一个拍摄区域的曝光后，下一个拍摄区域通过基片P的步进运动移动到扫描开始位置；这样，每个拍摄区域的扫描曝光过程被接连地执行，基片P按照步进与扫描方法移动。
在执行曝光过程中，控制器CONT驱动液体供应机构10起动把液体供应到基片P的液体供应操作。从液体供应机构10的第一和第二液体供应部分11和12的每个传递的液体1在流过供应管道11A和12A后经由形成在流动路径形成部件30内部的供应流动路径82A和82B被供应到基片P。应当指出，液体1的供应可以在平板部分57的平表面57A上开始。
供应到基片P的液体1按照基片P的运动在投影光学系统PL的下面流动。例如，当在给定的拍摄区域曝光期间基片P沿X方向移动时，液体1在投影光学系统PL的下面沿与基片P相同的方向，即X方向，和以与基片P基本相同的速度流动。
图10是显示其中对基片P执行曝光操作的状态的例子的示意图。在图10上，从照明光学系统IL照射的、穿过掩模M的曝光光照射在投影光学系统PL的图像面一侧，由此，掩模M的图案经由投影光学系统PL和液浸区域AR2的液体1被暴露在基片P上。当曝光光EL被照射在投影光学系统PL的图像面一侧时，即在基片P的曝光操作期间，控制器CONT通过液体供应机构10将液体1供应在基片P上。通过在曝光操作期间由液体供应机构10不断进行液体1的供应，液浸区域AR2形成得很好。另一方面，当曝光光EL被照射在投影光学系统PL的图像面一侧时，即在基片P的曝光操作期间，控制器CONT驱动每个第一到第四球形件24A-24D关闭第一到第四回收管道22A-22D的流动路径，因此液体回收机构20不进行基片P上液体1的回收。通过在曝光操作期间(当曝光光照射到投影光学系统PL的图像面一侧时)液体回收机构20不进行液体1的回收，曝光过程可以以由于液体1的回收操作引起的声音和振动被抑制的状态被执行。
具体地，在本实施例中，在其中液浸区域AR2被形成在基片P的一部分的局部液浸系统中，当采用其中通过使用真空系统(真空泵)经由液体回收机构20的回收端口23从基片P的上方抽吸和回收基片P上的液体1的配置时，使得有可能液体回收机构20连同液体周围的气体一起回收基片P上的液体1(好像吞咽气体)。当液体回收机构20经由回收端口好像吞咽气体地回收液体时，出现其中液体1间歇地流到回收流动路径84(84A-84D)的情形。流到回收流动路径84的液体1然后被分成具有粒子的形式(例如，水滴形式)，并且液体1与回收流动路径84和/或回收管道22相抵触，生成声音和振动。因此，通过在曝光操作期间(当曝光光照射到投影光学系统PL的图像面一侧时)液体回收机构20不进行液体1的回收，曝光过程可以以使得由于液体回收机构20的回收操作引起的声音和振动不产生的状态被执行。
应当指出，虽然这里它被配置成通过驱动球形件24关闭回收管道22，不执行液体1的回收，但也可以被配置成不使用球形件24，通过在曝光操作期间(当曝光光照射到投影光学系统PL的图像面一侧时)例如停止驱动构成液体回收部分21的真空系统(真空泵)，不执行液体1的回收。
在本实施例中，在曝光操作期间，液体供应机构10从供应端口13和14从投影区域AR1的两个面同时将液体1供应到基片P。通过这样做，从供应端口13和14供应到基片P的液体1以液体弄湿表面和扩展到的基片和填充空间的良好的条件进入在投影光学系统PL的末端部分(光学元件2)的较低的端面与基片P之间的空间，因此液体在至少大于投影区域AR1的区域上形成液浸区域AR2。
应当指出，在从投影区域AR1的扫描方向的两侧供应液体到基片P上时，控制器CONT可以通过控制液体供应机构10的第一和第二液体供应部分11和12的液体供应操作，相对于扫描方向设置从投影区域AR1的前面供应的供应的液体的每单位时间液体供应量大于从相反的面供应的供应的液体的液体供应量。例如，当基片P沿+X方向移动同时基片被曝光时，控制器CONT使得相对于投影区域AR1从-X一侧(即，从供应端口13)的液体量大于从+X一侧(即，从供应端口14)的液体量；另一方面，当基片P沿-X方向移动同时基片被曝光时，控制器CONT使得相对于投影区域AR1从+X一侧的液体量大于从-X一侧的液体量。
应当指出，如果它也可被配置成通过省略一个供应端口(例如，供应端口13)或通过不使用一个供应端口(例如，供应端口13)，则液体1从另一个供应端口14不断地供应。
这里，有可能通过例如沿+X方向移动基片P，相对于投影区域AR1沿+X一侧移动的液体量增加，并且大量液体流出到基片P外面。然而，因为沿+X一侧移动的液体1将由在流动路径形成部件30的表面下在+X侧提供的捕获面70捕获，可以抑制液体流出或飞散到例如基片P的周围区域的缺点。
在曝光操作期间，不执行由液体回收机构20进行的液体回收操作。在完成曝光后，控制器CONT驱动球形件24，打开回收管道22的流动路径，并且回收在基片P上的液体1。这里，在由液体回收机构20开始回收液体1之前，在基片P上的一部分液体1由液体回收机构20的回收端口23(23A-23D)保持，如图10所示。在这个期间，回收端口(液体保持部分)23利用毛细管现象保持液体1。在基片P上的一部分液体1藉助于毛细管现象在回收端口23内向上移动，并且预定的液体量由回收端口23保持。如刚才描述的，没有由液体回收机构20执行抽吸和回收操作，预定量的液体1可藉助于毛细管现象被保持(回收)，而不产生振动等等。另外，通过预定量的液体1被回收端口23保持，在曝光期间从基片P流出到基片外面的液体1的量可被减少。
应当指出，为了由回收端口23通过利用毛细管现象很好地保持液体1，至少回收流动路径84的、在回收端口附近的内壁面优选地被施加以亲液体处理(亲水处理)。通过这样做，回收端口23(回收流动路径84)可以通过利用毛细管现象很好地保持液体1。由于本实施例的液体1是具有大的极性的水，通过用具有大的极性的分子结构的物质，例如酒精，形成薄的膜作为对回收端口23施加的亲水处理(亲液体处理)，在回收端口附近的回收流动路径84的内壁面可被给予亲水性，或通过在其上照射紫外光，可以给予亲水性。
应当指出，亲液体性处理可应用到除了液体供应机构10和液体回收机构20的流动路径的、在回收端口23附近的表面以外的表面。
在本实施例中，如图3所示，多个拍摄区域S1-S20在基片P上被设置，多个拍摄区域S1-S20被顺序地曝光，而同时基片台PST被移动。在这个处理期间，连续地执行从供应端口13和14的液体供应。另一方面，控制器CONT在给定的拍摄区域的曝光结束与下一个拍摄区域的曝光开始之间的时间间隔(在步进时间间隔内的至少一部分)内控制由液体回收机构20回收在基片P上的液体1。
图11是显示其中在给定的拍摄区域的曝光完成与下一个拍摄区域的曝光开始之间的时间间隔(步进时间间隔)内在基片P上的液体由液体回收机构20回收的状态的例子的示意图。
在图11上，曝光光EL没有照射在投影光学系统PL的图像面一侧，并且控制器CONT驱动球形件24打开回收管道22的流动路径。通过这样做，在基片P的液体1由被布置在基片上方的回收端口23抽吸和回收。在这种情形下，因为在基片P上的液体1连同包围液体1的气体一起(好像气体被吞咽一样)被回收，液体1间歇地流到回收流动路径84。流到回收流动路径84的液体1然后，如图11所示，被分成具有粒子的形式(例如，水滴形式)，并且这个液体1与回收流动路径84和/或回收管道22相抵触，生成声音和振动。然而，因为在这个处理期间，曝光光没有照射到投影光学系统PL的图像面一侧，即掩模M的图案没有暴露在基片P上，所产生的声音和振动不影响曝光精度。应当指出，虽然在步进时间间隔期间液体回收时间和回收的量优选地被设置为使得在紧接在前面的快门曝光期间用曝光光照射的液体尽可能多地被回收，但不需要回收所有的液体。另外，液体回收时间和回收的量优选地被设置为使得在光学元件2的图像面一侧的光路径空间被填充以液体1。
控制器CONT在包括在给定的拍摄区域的曝光结束与下一个拍摄区域的曝光开始之间的、由液体回收机构20对基片P上的液体的回收操作时间间隔的时间间隔内继续由液体供应机构10回收液体1。通过这样做，可以避免在投影光学系统PL与基片P之间发生的重复液体1的供应和供应停止液体1的振动的发生(所谓的水锤现象)。如果发生水锤现象，因为振动液体1，它恶化图案图像，并且还引起吞吐量减小，例如需要设置、直至液体1的振动平静为止等待时间。然而，通过在其中没有照射曝光光的上述的时间间隔期间继续进行液体1的供应，在下一个拍摄区域曝光开始时，在光学元件2与基片P之间的空间可被充分填充以液体1，因此可以抑制诸如曝光精度降低和吞吐量降低的缺点。应当指出，在步进时间间隔期间来自液体供应机构10的供应端口13和14的液体供应量可以是与在曝光操作期间的液体供应量不同的，例如，可能使在步进时间间隔期间的液体供应量小于在曝光操作期间的液体供应量。
这里，控制器CONT在每次完成预定的数目的拍摄区域的曝光后控制液体回收机构20执行液体1的回收。例如，控制器CONT在每次完成在多个拍摄区域S1-S20中间的四个拍摄区域的曝光后的一个时间间隔内执行液体1的回收。在这种情形下，在每次完成拍摄区域S4，S8，S12，S16和S20的曝光后执行液体1的回收。具体地，在拍摄区域S4(S8，S12，S16，S20)的曝光结束与下一个拍摄区域S5(S9，S13，S17)的曝光开始之间的时间间隔内执行液体1的回收。当然，预定的数目不限于“4”，而是可以是“1”，即可以对于每一个拍摄区域执行液体1的回收。替换地，控制器CONT可以在完成预定的拍摄区域曝光后执行回收。例如，通过规定在完成第十个拍摄区域S10的曝光后的一个时间间隔内执行液体回收，控制器CONT在拍摄区域S10的曝光结束与下一个拍摄区域S11的曝光开始之间的至少部分时间间隔内执行液体1的回收。通过这样做，可以避免液体1流出到基片P的外面的缺点。
而且，控制器CONT在给定的拍摄区域曝光完成后和在用于下一个拍摄区域曝光的、基片P的步进运动期间控制液体回收机构20执行液体1的回收。在图3所示的例子中，控制器CONT在拍摄区域S2(S6，S10，S14，S18)的曝光完成后和在用于下一个拍摄区域S3(S7，S11，S15，S19)曝光的、基片P的步进运动期间执行液体1的回收。在步进运动时间间隔期间，掩模M的图案不被曝光到基片P，因此，通过在这个时间间隔内执行液体1的回收，可以抑制对于由液体1的回收造成的振动施加的对曝光精度的影响。
在对于所有的拍摄区域S1-S20的曝光过程完成后，即在一块基片P的曝光完成后，控制器CONT对于在基片P与基片台PST上剩余的液体1执行抽吸和回收。因为，在本实施例中，有可能液体1剩余在基片P与基片台PST上，虽然只是少量，控制器CONT在一块基片P的曝光完成后，驱动液体回收机构20的真空系统经由液体回收机构20的回收端口23抽吸和回收在基片P与基片台PST上剩余的液体1。在一块基片P的曝光完成后，回收在基片P上的液体1的情形下，控制器CONT相对移动被布置在基片台PST上方的液体回收机构20的回收端口23和在保持基片P的同时可移动的基片台(基片保持部件)PST，以便回收在基片P或基片台PST上的液体1。
图12是显示其中在一块基片P的曝光完成后，保持基片P的基片台PST相对于液体回收机构20的回收端口23在XY平面移动的方式的例子的示意图。
控制器CONT移动XY台，以使得液体回收机构20的回收端口23沿着图12的虚线箭头60行进。通过沿基片台PST的XY面平移运动，回收端口23扫描基片P和基片台PST的基本上整个上表面；通过这样做，在基片P和基片台PST上剩余的液体1由液体回收机构20经由回收端口23可靠地回收。
应当指出，虽然在图12所示的图上，基片P和基片台PST遵循其中相对于回收端口23重复进行X方向扫描运动和Y方向步进运动移动轨迹，但运动轨迹可以不同地设置，即它们例如可以遵循螺旋形运动轨迹，如图13的虚线箭头61所示，其中设置从基片P的外面开始逐渐行进到基片的里面(或，从里面到外面)的圆形轨道，或可以沿其中设置多个圆的同心圆运动。
应当指出，它也可以被配置成通过把运动机构提供到具有回收端口23的流动路径形成部件30，来回收液体1而同时使得回收端口23沿XY方向相对于基片P和保持基片P的基片台PST运动，或使得回收端口23和基片台PST都移动。
而且，也可以配置成当如上所述回收在基片P上的液体1时，使得在投影光学系统PL(光学元件2)与基片P的表面之间的距离，即在回收端口23与基片P的表面之间的距离，小于在曝光期间的距离。通过这样做，可以提高回收基片P上的液体的效率，并且基片P上的液体可被可靠地回收。这个方法有效地工作，特别是当在一块基片P的曝光完成后回收基片P上的液体时。
而且，也可以配置成在移动基片台PST以使得，如图14的虚线箭头62所示，在基片台PST上，回收端口23遵循沿着在基片P的边缘与平板部分57的平表面57A之间的缝隙G1的运动轨迹，使用回收端口23执行回收操作(抽吸操作)。通过这样做，不单在基片P或平板部分57上剩余的液体，而且已渗透到缝隙G1中的液体1也可以很好地回收。因此，可以避免液体1经由缝隙G1渗透到基片台PST里面而在基片台PST里面发生生锈和漏电的缺点。而且，当执行对于缝隙G1的回收操作时，基片台PST的移动速度可被做成小于当执行基片P的表面和基片台PST的上表面上的回收操作时的移动速度，或在重复进行基片台PST的运动和停止的同时，可以执行在缝隙G1附近的液体的回收。而且，当执行在缝隙G1附近的液体的回收操作时，还可以在把基片台PST沿+Z方向提升以使得在回收端口23与基片台PST(基片P)之间的距离小于在基片P的液浸曝光期间的距离，即处在基片台PST位于更接近于回收端口23的状态下执行回收操作。当然，当执行基片P的表面和基片台PST的上表面(例如，平板部分57的平表面57A)上的回收操作时，基片P或基片台PST可以位于更接近于回收端口23，类似于上述的情形。再者，也可以配置成把Z驱动机构提供到具有回收端口23的流动路径形成部件30，并且当在基片P曝光后使得回收端口23和基片台PST互相靠近以执行液体回收时，流动路径形成部件30沿-Z方向运动以便更接近于基片台PST，或流动路径形成部件30与基片台PST都移动。
应当指出，在填充投影光学系统PL的光学元件2的图像面一侧的光路径空间的几乎所有的液体1由回收端口23回收后，优选地开始流动路径形成部件30的回收端口与基片台PST之间的相对运动，以回收在基片P的表面和基片台PST的上表面上剩余的液体。
而且，如图14所示，在基片P上形成、作为切割部分的凹槽部分NT的配置的情形下，它可被配置成使得在基片P的液浸曝光完成后，控制器CONT把液体回收机构20的回收端口23放置成面对基片P的凹槽NT，并重点执行液体回收操作(抽吸操作)。这里，在图14上，相应于凹槽部分NT的形状的凸起部分57B被形成在平板部分57的内表面，并且预定的缝隙G2被形成在凹槽部分NT与凸起部分57B的内表面之间。很有可能液体渗透到在凹槽部分NT与凸起部分57B之间的缝隙G2中；然而，通过加强执行在凹槽部分NT附近的回收操作，可以避免液体1渗透到缝隙G2，并且即使液体1渗透，液体1也可被回收。因此，可以避免液体1经由缝隙G2渗透到基片台PST里面而在基片台PST里面发生污染和漏电的缺点。而且，当通过使用回收端口23执行在凹槽部分NT附近的回收操作时，回收操作可以在基片台PST相对于回收端口23停止的状态，即在保持在回收端口23与凹槽部分NT之间的相对位置的状态下执行。替换地，当执行在凹槽部分NT附近的回收操作时，可以使得基片台PST的移动速度与当执行在上述的缝隙G1上的回收操作时和/或当执行基片P的表面和基片台PST的上表面上的回收操作时的移动速度相比更低。
应当指出，上述的在缝隙G1和缝隙G2上的液体回收可以与如图12和13所示的液体回收操作相组合地被执行。
另外，说明是作为例子对于作为切割部分的凹槽部分NT作出的，但即使在其中在基片P上形成取向平坦部分的配置的情形下回收操作仍可以通过加强执行在取向平坦部分附近的回收操作而很好地被执行。
如上所述，例如在基片P的曝光操作期间通过当曝光光EL照射在投影光学系统PL的图像面一侧时，液体回收机构20不执行液体1的回收，可以使得在基片P的曝光操作期间不生成由于液体1的回收操作引起的声音和振动。因此，由于声音和振动引起的曝光精度降低的缺点可以避免。
而且，在本实施例中，通过在基片P曝光完成后在XY方向上相对于液体回收机构20的回收端口23移动保持基片的基片台PST，没有被回收的和在基片P与基片台PST上剩余的液体1以及在基片P的边缘处的缝隙G1和缝隙G2中的液体可以被回收。因此，可以避免由于残余的液体1引起的、诸如出现水印、设备生锈、和环境的变化的缺点的发生。
应当指出，虽然在实施例中控制器CONT在曝光光照射在投影光学系统PL的图像面一侧时通过使用球形件24A-24D关闭回收管道22A-22D的所有的流动路径，但也可以配置成通过只有一部分回收管道的流动路径，例如连接到位于在投影区域AR1在非扫描方向的任一侧的回收端口23B和23D的回收管道22B和22D流动路径被关闭，而其它回收管道23A和23C的流动路径被打开，在曝光操作期间通过回收端口23A和23C执行液体的回收操作。通过这样做，因为振动产生位置减少，施加到曝光精度的影响层减小。替换地，例如也可以配置成使得每个回收端口23A-23D(回收管道22A-22D)互相独立地被连接到分开的液体回收部分之一，并且在多个液体回收部分(真空系统)中，一部分液体回收部分被驱动，另一部分液体回收部分不被驱动。
而且，在上述的实施例中，当在曝光期间和/或在曝光之前/之后在基片P的边缘与平板部分57之间的边界被包括在液浸区域AR2中的这样的拍摄区域(例如，S3，S6，S15，S18)被曝光时的基片P(基片台PST)的扫描速度可被设置为低于当位于基片P的中心附近的的拍摄区域(例如，S9)被曝光时的基片P的扫描速度。通过这样做，即使在平板部分57的平表面57A与基片P的表面之间有一点高度差，在投影光学系统基片P之间的液体1的压力改变也可被抑制，因此可以避免由压力改变引起的投影光学系统PL(透镜2)的变化和基片台PST的变化。液体1的流出和散布也可以被抑制。而且，通过不限制曝光时间间隔，当在基片P的边缘与平板部分57之间的边界位于液浸区域AR2内时，基片台PST的移动速度可被设置为更低的值。
顺便地，上述的实施例是通过其中藉助于被照射在投影光学系统PL的图像面一侧的曝光光EL，把掩模M的图案曝光在基片P的示例的情形被描述的，但本发明也可以例如在曝光光由被放置在基片台PST上的光传感器部分58在投影光学系统PL的图像面一侧经由投影光学系统PL和在投影光学系统PL的下面所保持的液体1被检测的情形下在检测曝光光EL的操作期间被应用。也就是当曝光光EL经由投影光学系统PL和液体1照射在基片台PST上的光传感器部分58时，控制器CONT不控制液体回收机构20执行液体1的回收。通过这样做，因为在检测曝光光EL的操作期间不出现由于液体1的回收引起的声音和振动，可以避免由于声音和振动引起的检测精度降低的缺点。
在通过使用光传感器部分58检测曝光光EL时，控制器CONT在对于基片P的曝光处理之前(或之后)移动基片台PST，以使得投影光学系统PL和光传感器部分58互相面对，然后从液体供应机构10在投影光学系统PL与光传感器部分58之间供应液体1。并且，在投影光学系统PL与光传感器部分58之间的空间被填充以液体1从而形成液浸区域AR2后，控制器CONT从照明光学系统IL发射曝光光EL，并且把曝光光经由投影光学系统PL和液体1照射在光传感器部分58。在这时，不执行液体回收机构20对液体1的回收。光传感器部分58的检测结果被输出到控制器CONT，然后控制器CONT根据检测结果执行这样的调整处理，在例如投影光学系统PL的成像特性调整和/或亮度调整，或者液体的温度调整的想要的状态下，使得曝光光EL可以照射在投影光学系统PL的图像面一侧。并且，在光传感器部分58完成检测操作后，控制器CONT执行液体回收机构20对液体1的回收。并且，在完成上述的调整处理过程和液体1的回收后，控制器CONT发起对于基片P的曝光操作。应当指出，在曝光光EL照射在光传感器部分58后执行的液体回收操作中，控制器CONT还可以在正如参考图12描述的，通过相对于液体回收机构20的回收端口23移动基片台PST(光传感器部分58)而充分执行回收在基片台PST上剩余的液体1之后，执行曝光过程。
应当指出，虽然在每个上述的实施例中，被配置成使得当从照明光学系统IL发射的光被照射在投影光学系统PL的图像平面侧时，不执行液体1的回收，但照射在图像一侧上的光不限于来自照明光学系统IL的曝光光EL。例如，当为了把掩模M和基片P与预定的位置对准，通过使用掩模对准系统90，通过TTM(TTR)型系统检测提供在基片台PST上的基准点FM时，与从照明光学系统IL发射的曝光光EL不同的对准的光从位于掩模M上的掩模对准系统90被发射。对准光经由被形成在掩模M上的对准掩模和投影光学系统PL被照射在基准点FM。在这方面，可以设想其中在投影光学系统PL与具有基准点FM并位于基片台PST上的基准点部件之间的空间被填充以液体1的状态下，上述的对准的光照射在基准点FM然后被检测的配置；但也是在这种情形下，通过在对于基准点FM的检测操作期间，即当对准的光照射在投影光学系统PL的图像面一侧时，不执行由液体回收机构20对液体1的回收，可以在声音和振动被抑制的状态下执行对于基准点FM的检测操作。
而且，在上述的实施例中，它被配置成使得在完成一块基片P的曝光后，通过由回收端口23扫描基片P和基片台PST的基本上整个上表面，剩余的液体1被回收。然而，在其中在基片P和基片台PST上没有剩余的液体(或只剩余一点液体量)的情形下，由回收端口23对于基片P和基片台PST的上表面的整个扫描可以省略。还可以被配置成在完成曝光后由回收端口23的扫描只对于基片P的整个面进行，而对于基片台PST的上表面的扫描可以省略。
应当指出，虽然在实施例中执行在步进时间间隔期间的回收操作和由回收端口23对于在基片P(基片台PST)的上表面上剩余的液体的回收操作，但还可以被配置成省略任一项操作。
接着，将参考图15描述本发明的曝光设备的另一个实施例。在以下的说明中，与上述的实施例中的那些相同的和等价的组成单元用相同的标号表示，并且它们的说明将被删节或省略。
在本实施例中，由液体回收机构20对于在基片P上的液体1的抽吸和回收操作也是在基片P曝光期间执行的。并且，本实施例的特征在于在基片P曝光期间由液体供应机构10在基片P上供应液体的每单位时间液体供应量大于由液体回收机构20从基片P回收液体的每单位时间液体回收量。
如图15所示，在基片P曝光期间，控制器CONT从液体供应机构10的供应端口13和14供应液体1，并且同时由液体回收机构20的回收端口23抽吸和回收在基片P上的液体1，以形成在投影光学系统PL与基片P之间的液体1的液浸区域AR2。在这个处理过程中，控制器CONT在基片P曝光期间使得由液体供应机构10在基片P上供应液体的每单位时间液体供应量大于由液体回收机构20从基片P回收液体的每单位时间液体回收量。
通过这样做，即使在液体回收机构20从基片P上方抽吸和回收在基片P上的液体1，回收机构连同包围液体的气体一起回收液体，并且由此发生声音和振动时，这样的声音和/或振动仍可被减小。更具体地，如上所述，发生声音和振动的原因在于被吞咽的气体，液体1经由回收端口23间歇地流入回收流动路径84；通过液体1间歇地流入回收流动路径，液体1被分离成粒子；并且通过分离成的液体1与回收流动路径84和/或回收管道22碰撞，发生这样的声音和/或振动。为了解决这个问题，通过使得在曝光期间液体供应到基片P的液体供应量大于回收量以便在回收端口23A-23D中尽可能多地填充以液体，使得当液体回收机构20连同气体一起回收液体1时液体的比例更大。
通过这样做，被吞咽的气体的量变为更小的，可以使得液体1经由回收端口23基本上连续地流入回收流动路径84，从回收端口23流入回收流动路径中的液体1很难被分离成粒子，因此可以减小声音和/或振动。
应当指出，在本实施例中，还可被配置成通过省略一个供应端口(例如，供应端口13)或通过不使用一个供应端口(例如，供应端口13)，液体1从另一个供应端口14连续地供应。
而且，还可被配置成，如参考图12和13描述的，控制器CONT在基片P曝光完成后，相对于液体回收机构20的回收端口23移动保持基片P的基片台PST，回收在基片P或基片台PST上的液体1。
而且，如图14所示，还可被配置成回收在位于基片P的边缘的缝隙G1和G2处的液体。因为在本实施例中使得由液体供应机构10供应液体的液体供应量大于由液体回收机构20回收液体的每单位时间液体回收量，有可能还没有被回收的液体1剩余在基片P和/或基片台PST上。因此，在基片P曝光完成后，通过相对于回收端口23在XY方向上移动基片P和保持基片P的基片台PST，以回收液体1，可以避免液体1剩余在基片P和/或基片台PST上的缺点的发生。
应当指出，虽然在参考图1到15描述的每个实施例中，被配置成液体供应机构10的供应端口13和14每个被提供在投影区域AR1在扫描方向(X轴方向)的两侧的任一侧，但也可以被配置成通过在非扫描方向(Y轴方向)的两侧的任一侧也提供分开的供应端口，液体供应可以通过组合这些多个供应端口被执行。替换地，供应端口可被提供为环状供应端口，以便包围投影区域AR1的整个周边。
应当指出，虽然在上述的实施例中被配置成捕获表面70每个被提供在投影区域AR1在扫描方向的两侧的任一侧，但也可以被配置成捕获表面被提供在投影区域AR1在非扫描方向的两侧。另一方面，正是在扫描方向上，液体1适合于流出，因此，即使在被配置成捕获表面70只沿扫描方向被提供，要流出的液体1可被很好地捕获。另外，捕获表面70不需要是平表面；例如，表面可以通过组合多个平表面被构成。替换地，捕获表面70可以是曲面，并且可被应用于表面积增大处理，具体地，表面粗糙化处理。
应当指出，虽然在上述的实施例中流动路径形成部件30通过使用三个部件被形成，但部件数目不限于“三个”。而且，虽然在上述的实施例中形成流动路径形成部件30的部件31-33每个是四边形的平板形部件，但它们可以是圆形的平板形部件或可以是在X方向拉长的、椭圆形的平板形部件。再者，与供应端口13和14连通的流动路径和与回收端口23A，23B，23C和23D连通的流动路径可以以分开的部件被形成，以及用于每个端口的流动路径可以以每个分开的部件被形成。
应当指出，虽然在实施例中供应流动路径82和回收流动路径84可以整体地被提供在流动路径形成部件30中，但供应流动路径82和回收流动路径84可以通过互相不同的部件被形成，如图16所示。在图16上，在投影光学系统PL(光学元件2)的-X方向上提供形成供应流动路径82A的第一供应部件120，以及在+-X方向上提供形成供应流动路径82B的第二供应部件121。第一供应部件120和第二供应部件121分别具有锥形槽部分43和锥形槽部分44，并且分别从当从上方观看时弧形的供应端口13和供应端口14供应液体1到基片P。而且，形成回收流动路径84的回收部件122被提供来包围投影光学系统PL的光学元件2和第一和第二供应部件120和121。在本实施例中，连接到回收流动路径84的回收端口23被形成为环形，以使得回收端口包围投影光学系统PL的投影区域AR1和供应端口13和14的周边。另外，多个(四个)锥形流动路径123和回收管道22被连接到回收端口23。
应当指出，虽然在上述的实施例中被配置成使得基片台PST配备有环状平板部分57，被提供来包围基片P，但也可被配置成，如图17A和17B所示，基片台PST的上表面被设置为上表面构成与由基片台PST支撑的基片P的表面相同的平面。这里，图17A是基片台PST的侧视图；图17B是平面图。在图17A和17B上，在基片台PST上提供凹陷部分52B；在凹陷部分52B中提供保持基片P的基片保持器PH。另外，基片台PST的除了凹陷部分52B以外的上表面52A的高度基本上等于由基片保持器保持的基片P的表面的平表面的高度(同一平面)。另外，移动镜55的上表面的高度也基本上与基片台PST的上表面52的高度相同(同一平面)。
在如图17A和17B所示的基片台PST上的基片P上液浸曝光过程完成后，控制器CONT停止由液体供应机构10进行的液体供应。另一方面，在基片P上液浸曝光过程完成后，控制器CONT在振动(以小的行程长度移动)基片台PST的同时通过液体回收机构20回收基片P上的液体1。通过在振动基片台PST的同时执行回收操作，在基片P上的液体1可以比起当不这样做时更好地被回收。
而且，在振动基片台PST的同时回收基片P上的液体1后，控制器CONT相对于液体回收机构20的回收端口23沿着预定的运动轨迹移动基片台PST(见图12和13)，在基片P的整个表面上扫描回收端口23。这样，在基片P的整个表面上执行液体回收操作后，控制器CONT从基片台PST取出(拆下)基片P。接着，要被曝光的基片P被安装(装载)到基片台PST。在这个基片P上执行液浸操作后，控制器CONT在基片P的整个表面上执行液体回收操作，然后，以与上述的相同的方式拆下基片P。
在实施例中，在基片P的液浸曝光完成后，由液体回收机构20对基片P的整个表面执行的液体回收操作在每个被顺序地安装在基片台PST并被曝光的基片P上被执行(基于基片P)。如果在被液浸曝光的基片P上剩余有液体1，引起在基片P上形成水印，或在拆卸下的基片P的运输路径上液体1从基片P滴下(散布)的缺点。然而，在本实施例中，通过基于基片P执行基片P的整个表面上液体回收操作，可以避免由于液体剩余在已进行液浸曝光的基片P上的缺点。
另外，控制器CONT除了对基片P的整个表面以外，还基于预定数目的处理的基片(或基于预定的时间间隔)，对基片台PST的上表面52A的整个面积执行液体回收操作。例如，控制器CONT基于多个基片P，对于基片P的整个表面和基片台PST的整个上表面执行液体回收操作。为了对于基片P的整个表面和基片台PST的整个上表面执行液体回收操作，只需要，如参考图12和13描述的，相对于液体回收机构20的回收端口23沿预定的运动轨迹移动基片台PST。在液浸曝光后在基片台PST的上表面52A上剩余有液体1的概率是低的；即使在上表面52A上剩余有液体1的情形下，如果剩余量非常小，则它对于接着要装载的基片P的曝光处理施加的影响是小的。因此，通过例如基于多个基片P，对于基片台PST的整个上表面执行液体回收操作，液体回收操作时间可以缩短，因此吞吐量可被提高。而且，可以附加地使用如图14所示的液体回收操作。
应当指出，可被配置成，除了基片P的整个表面以外，还基于多个基片P对于基片台PST的整个上表面执行液体回收操作。当然，也可以被配置成，除了基片P的整个表面以外，还基于一个基片P对于基片台PST的上表面52A的整个面积执行液体回收操作。而且，也可以被配置成在基片台PST上的基准点FM和/或光传感器部分58在液浸状态下被使用后，只对于基片台PST的上表面执行液体回收操作。应当指出，在这样的情形下，通过使得在回收端口23与基片P的表面(基片台PST的上表面52A)之间的距离成为更小的，在基片P的表面或在基片台PST的上表面上的液体可以更可靠地被回收。通过这样做，可以避免在基片台PST的上表面52A上形成水印。
应当指出，在每个上述的实施例中，也可被配置成通过提供不同于回收端口23的分开的回收端口，使用回收端口23的回收操作和使用分开的回收端口的回收操作在液浸曝光后并行地执行。这里，分开的回收端口是在液浸曝光期间不使用的端口，它们例如是在相对于投影区域AR1的回收端口23的更外面一侧上提供的端口或是在基片台PST的上表面或在其周围区域上被提供的端口。
图18显示由上述的实施例的曝光设备EX执行的曝光序列的例子。这里，基片台PST是与图17的基片台PST相同的。而且，如图18所示的曝光序列可以按与先前参考图1到16描述的实施例的适当的组合被执行。
如图18所示，在基片P上设置多个拍摄区域T1-T32，它们以在X轴方向(扫描方向)的预定的间距和在Y轴方向的预定的间距被定位。控制器CONT从第一拍摄区域T1开始曝光，此后顺序曝光拍摄区域T2，T3，...，和T32。在这个过程中，在以上的拍摄区域中缝隙形投影区域AR1的扫描轨道分别由箭头U1，U2，...，和U32表示。换句话说，在本实施例的曝光序列中，拍摄区域的曝光次序被设置为当两个接连的拍摄区域被顺序地曝光时，基片P(掩模M)不以相同的方向移动；控制器CONT在交替地沿+X方向(第一方向)和沿-X方向(第二方向)移动基片P，顺序地曝光在要被曝光的基片P上的多个拍摄区域T1-T32。因为基片台PST的上表面52A的高度基本上等于基片P的表面的高度，可以在这样地交替地沿+X方向和沿-X方向移动基片P的同时曝光包括位于基片P的周边附近的拍摄区域的拍摄区域。应当指出，事实上，因为每个拍摄区域的曝光是通过相对于投影区域AR1移动基片P而执行的，基片P沿与图18所示的箭头表示的方向相反的方向移动。
而且，还可以被配置成在顺序曝光基片P的每个拍摄区域T1-T32时，使得取决于选择的拍摄区域的位置，当曝光某些选择的拍摄区域时基片P的扫描速度低于当曝光其它的拍摄区域时的扫描速度。
在如图18所示的情形下，因为被形成在基片P的外围部分的拍摄区域T1，T4，T5，T10，T23，T28，T29和T32缺乏一部分并且因为相对于拍摄区域T2，T3，T30和T32，在曝光期间或之前/之后，在拍摄区域的边缘与基片P的边缘之间的距离是小的以及在基片P的边缘与基片台PST的上表面52A之间的边界成为被包括在液浸区域AR2。因此，当这些曝光拍摄区域时，基片P的扫描速度优选地被设置为低于当曝光位于基片P的中心附近的拍摄区域(例如，T13和T14)时的基片P的扫描速度。
通过这样做，即使在基片P的表面与基片台PST的上表面52A之间有一点高度差，可以使在投影光学系统PL与基片P之间存在的液体的压力改变很小，并且同时，可以通过自动聚焦系统和自动校平系统使拍摄区域的表面与投影光学系统PL的图像面精确地一致。
而且，还可被配置成，取决于基片台PST的上表面52A(包括基片P的表面)的面积和取决于液浸区域AR2的面积(大小)，当曝光每个拍摄区域时调整基片P的扫描速度。例如，当打算以类似于施加到位于基片P的中心附近的拍摄区域(例如，T13和T14)的扫描速度曝光位于基片P的边缘附近的拍摄区域(例如，T1-T4和T29-T32)时，使得产生当基片P处在加速开始位置(助跑开始位置)时，液浸区域AR2用完基片台PST的上表面52A，或在基片P的减速期间或在减速结束位置时，液浸区域AR2用完基片台PST的上表面52A的可能性。在这样的情形下，最好是，当位于基片P的边缘附近的拍摄区域(例如，T1-T4和T29-T32)被曝光时，降低基片P的扫描速度。通过这样做，当曝光位于基片P的边缘附近的拍摄区域(例如，T1-T4和T29-T32)时，基片P的加速距离(助跑距离)和/或减速距离可被做成更短的，因此，每个拍摄区域(具体地，位于基片P的边缘附近的拍摄区域)可以以高的精度被曝光，而液浸区域AR2不用完基片台PST的上表面52A，同时在投影光学系统PL与基片台PST的上表面52A之间很好地保持液体1。
应当指出，当希望避免在曝光某些拍摄区域时由于短的加速距离和/或减速距离而降低扫描速度，和/或避免在出现通过自动聚焦系统和自动校平系统对基片P的表面的位置控制的错误时在基片P的表面与基片台PST的上表面52A之间的高度差时，当曝光位于基片P的边缘附近的拍摄区域T1，T2，T3，T4，T5，T23，T28，T29，T30，T31和T32时，基片P的移动方向可被设置为使得投影区域AR1从基片P里面向基片P外面移动。在这种情形下，最好是其中基片P交替地沿+X方向和沿-X移动的曝光序列(曝光次序)尽可能远。
在上述的实施例中，液体1由纯净水构成。纯净水具有在例如半导体制造厂容易大量得到的优点，并且还具有对于基片P，光学元件(透镜)等没有有害的影响的优点。而且，纯净水对于环境没有有害的影响，并且几乎不包含任何杂质；因此，显然可以预期它清洁基片P的表面与被提供在投影光学系统的末端部分的光学元件的表面的效果。
对于具有约193nm的波长的曝光光EL，纯净水(水)的折射率n约为1.44，因此当使用ArF激基激光(具有193nm波长)作为曝光光EL的光源时，在基片P上，波长被有效地缩短，就好像乘以1/n，即，实际上变为约134nm，因此可以得到高的分辨率。而且，由于焦深与在空气中时相比较增加约n倍，即约1.44倍，当只要保证焦深与在空气中使用投影光学系统时实现的焦深相当，投影光学系统PL的数值孔径就可被进一步增加；这也提高分辨率。
当如上所述使用液浸方法时投影光学系统PL的数值孔径NA可以变为1.0到1.3。当投影光学系统PL的数值孔径NA超过1.0时，通常被用作为曝光光的随机极化的光，因为它的极化影响，会有害地影响成像性能；因此，优选地使用极化光照射方法。在这种情形下，最好通过执行线性极化光照射，其中掩模(光栅)上的直线与间隔图案的直线图案的纵方向与极化方向对准，使来自掩模(光栅)的图案的S极化分量(具有与线图案的纵方向相一致的极化方向的极化分量的衍射光)的衍射光的比例更高。当在投影光学系统PL与加到基片P的表面的抗蚀膜之间的空间被填充以液体时，来自S极化的衍射光(有助于提高对比度)在保护层表面的透射系数比起其中在投影光学系统PL与施加到基片P的表面的抗蚀膜之间的空间被填充以气体(空气)的情形更高，即使在投影光学系统的数值孔径NA超过1.0的情形下，仍旧可以得到的高的成像性能。应当指出，当使用移相掩模作为掩模(刻板)时，它更有效地工作。而且，因为取决于在投影光学系统PL与基片P之间的液体的条件，例如液体的温度、液体的移动(速度和方向)、和液体的压力，曝光光照射在基片P上的极化条件可以改变，还可以被配置成，通过在各种的条件中考虑照射到基片P的曝光光的极化条件(例如，通过测量极化条件)，对于极化方向和极化度执行极化光照射的最佳化(根据极化条件的测量结果的最优化)。
在实施例中，光学元件2被附接到投影光学系统PL的末端，并且藉助于透镜，投影光学系统PL的光学特性(例如球面像差、彗形像差等等)可被调整。应当指出，作为被附接到投影光学系统PL的末端的光学元件，可以利用用于调整投影光学系统PL的光学特性的光学平板。替换地，可以利用可以透射曝光光EL的平行面平板。
应当指出，如果由液体1的流动引起的在位于投影光学系统PL的末端的光学元件与基片P之间的空间的压力是高的，则可被配置成光学元件被坚固地固定，以避免由于压力而移动，而不是使得光学元件是可替换的。
应当指出，虽然在实施例中被配置成在投影光学系统PL与基片P的表面之间的空间被填充以液体1，但也可以被配置成例如在由平行面平板构成的覆盖玻璃被附接到基片P的表面的条件下该空间被填充以液体1。
而且，正如在PCT国际公布号No.WO 2004/019128中公开的，其中在图像面一侧的光路径空间和在光学元件2的掩模M一侧的光路径空间被填充以液体的投影光学系统也可以被采用作为投影光学系统PL。
应当指出，虽然在实施例中，液体1是水，但液体1可以是除了水以外的液体。例如，当曝光光EL的光源是F2激光器时，F2激光器的光不能透过水，因此，作为液体1，可以使用可以透过F2激光器的光的氟流体，诸如含氟化合物油或全氟聚醚(PFPE)。而且，作为液体1，也可以使用可以透过曝光光EL、具有可实用的高折射率、并且不影响投影光学系统PL和施加到基片P的表面的感光剂的的材料(例如，雪松油)。
另外，在这种情形下，按照液体1的极化性施加表面处理。
应当指出，对于上述的每个实施例的基片P，不单可以使用用于制造半导体器件的半导体晶片，而且还可以使用用于显示设备的玻璃基片、用于膜磁头的陶瓷晶片、主掩模或刻板(合成石英或硅晶片)等等。
对于曝光光EL，除了其中在同步移动掩模M和基片P的同时对掩模M的图案进行扫描曝光的扫描型曝光设备(扫描步进器)以外，可以使用其中掩模M的图案在掩模M与基片P是静止的条件下一次被曝光以及基片P按步进地接连地移动的步进和重复型投影曝光设备(步进器)。另外，本发明可被应用于其中至少两个图案以局部重叠方式被传送到基片P上的步进和接合型投影曝光设备。
而且，本发明可被应用于在例如在日本未检查专利公开，第一公开号No.H10-163099、日本未检查专利公布，第一公开号No.H10-214783、和PCT国际专利申请的公开的日文翻译No.2000-505958中公开的双台型曝光设备，它配备有两个台，这两个台在保持要被曝光的基片，例如晶片的同时可以互相独立地沿XY方向移动。在这种情形下，通过使用图1到18描述的实施例还可被应用于两个台的每个台。
再者，本发明可被应用于例如在日本未检查专利公开，第一公开号No.H11-135400中公开的曝光设备，它配备有基片台，该基片台在保持要被处理的基片，例如晶片的同时可以沿XY方向移动，并具有测量台，在其上设置上述的光的传感器部分和/或基准点，并且它可以与基片台无关地移动。在这种情形下，通过使用图1到18描述的实施例还可被应用于基片台，而且，还可被配置成在通过把液浸区域AR1形成在测量台而执行的各种测量完成后，在相对移动回收端口23和测量台的同时，回收测量台的上表面上剩余的液体。
对于曝光设备EX型，本发明不限于用于制造半导体器件的、曝光在基片P上的半导体图案的曝光设备，而是也可以应用于各种的曝光设备，例如用于制造液晶显示设备或显示器的曝光设备、用于制造膜磁头的曝光设备、用于制造图像拾取器件的曝光设备、和用于制造刻板或掩模的曝光设备。
当使用线性电动机(见美国专利No.5,623,853或美国专利No.5,528,118)用于基片台PST和/或掩模台MST时，可以采用使用空气轴承的空气浮动型线性电动机或使用罗仑兹力或反作用力的磁杠杆型线性电动机。而且，基片台PST和掩模台MST每个可以是沿导轨移动型或没有导轨的无导轨型。
对于用于基片台PST和掩模台MST每个的驱动机构，可以使用其中通过使得其中磁铁被二维地排列的磁铁单元与其中线圈被二维地排列的电枢单元互相面对而由电磁力驱动每个基片台PST和掩模台MST的平面电动机。在这种情形下，磁铁单元与电枢单元的任一个单元被附接到基片台PST和掩模台MST，而另一个单元被附接到基片台PST或掩模台MST的移动面一侧。
由基片台PST的运动产生的反作用力，正如在日本未检查专利公布，第一公布号No.H08-166475(美国专利No.5,528,118)中描述的，可以通过使用框架部件被机械地释放到地面(地)，以使得该力不传送到投影光学系统PL。由掩模台MST的运动产生的反作用力，正如在日本未检查专利公布，第一公布号No.H08-330224(美国专利申请序列号No.08/416,558)中描述的，可以通过使用框架部件被机械地释放到地面(地)，以使得该力不传送到投影光学系统PL。
按照本发明的实施例的曝光设备EX是通过把包括在本专利申请的权利要求中列出的每个单元的各种子系统以保持规定的机械精度、电精度、和光学精度的这样的方式进行组装而制成的。为了保证在组装之前和之后的各种精度，每个光学系统被调整来达到它的光学精度，每个机械系统被调整来达到它的机械精度，以及每个电系统被调整来达到它的电精度。
把每个子系统组装成曝光设备的过程包括机械接口、电路接线连接、和在每个子系统之间的空气压力管道连接。无需说，在从各种子系统组装成曝光设备之前，还可以有其中每个子系统被组装的过程。在完成组装曝光设备中的各种子系统时，执行总的调整，来确保在完成的曝光设备中保持每种精度。另外，希望在其中温度、纯净度等等被控制的清洁的房间中制造曝光设备。
如图19所示，诸如半导体器件的微器件通过一系列步骤进行制造，包括步骤201，进行微器件的功能和性能设计；步骤202，根据设计步骤制造掩模(刻板)；步骤203，制造作为器件的基本材料的基片；步骤204，通过按照上述的实施例的曝光设备EX把掩模图案曝光在基片上；器件组装步骤205(包括切片处理、接合处理、和封装处理)；检验步骤206。
工业应用性因为本发明提供曝光设备通过把曝光光经由投影光学系统和液体照射到被放置在所述投影光学系统的图像面一侧的基片上，曝光所述基片，其中提供了把液体供应到所述基片的液体供应机构和回收被供应到所述基片的液体的液体回收机构，以及其中当所述曝光光照射到所述投影光学系统的图像面一侧时，所述液体回收机构不回收液体，曝光过程可以在声音和振动被减小的状态下被执行，以及可以避免由于剩余的液体引起的图案的恶化；因此，可以制造具有想要的性能的器件，而同时保持高的曝光精度。
权利要求
1.一种通过把曝光光经由投影光学系统和液体照射到被放置在所述投影光学系统的图像面一侧的基片上而曝光所述基片的曝光设备，所述曝光设备包括液体供应机构，其把液体供应到所述基片上；液体回收机构，其回收被供应到所述基片上的液体；以及其中当所述曝光光照射到所述投影光学系统的图像面一侧时，所述液体回收机构不执行所述液体的回收。
2.按照权利要求1的曝光设备，其中当所述曝光光照射到所述投影光学系统的图像面一侧时，所述液体供应机构执行到所述基片的液体供应；以及所述液体回收机构不执行所述液体的抽吸和回收。
3.按照权利要求1的曝光设备，其中当在所述基片上的多个拍摄区域被顺序地曝光时，所述液体回收机构在给定的拍摄区域的曝光的完成与下一个拍摄区域的曝光的开始之间的至少部分时间间隔内执行在所述基片上的所述液体的回收。
4.按照权利要求3的曝光设备，其中由所述液体回收机构在所述时间间隔内进行的液体的回收是每次完成预定数目的拍摄区域的曝光时执行的。
5.按照权利要求3的曝光设备，其中由所述液体回收机构在所述时间间隔内进行的液体的回收是在完成预定的拍摄区域的曝光后执行的。
6.按照权利要求3的曝光设备，其中所述时间间隔被设置为在步进运动内，该步进运动是在给定的拍摄区域的曝光完成后执行的、并且是为下一个拍摄区域的曝光执行的。
7.按照权利要求3的曝光设备，其中所述液体供应机构在所述时间间隔内继续进行液体的供应。
8.按照权利要求1的曝光设备，还包括液体保持部分，其保持被供应在所述基片上的液体的至少一个部分，直至由所述液体回收机构进行的液体回收开始为止。
9.按照权利要求8的曝光设备，其中所述液体保持部分通过利用毛细管现象保持液体。
10.按照权利要求8的曝光设备，其中所述液体保持部分还被用作为所述液体回收机构的液体回收端口。
11.按照权利要求1的曝光设备，其中所述液体回收机构具有在所述基片上方的回收端口。
12.按照权利要求1的曝光设备，其中所述液体回收机构在一块基片的曝光完成后抽吸和回收在所述基片上的液体。
13.按照权利要求12的曝光设备，还包括基片保持部件，其在保持所述基片的同时是可移动的，以及其中在所述块基片的曝光完成后，回收在所述基片或所述基片保持部件上的液体，而同时相对地移动被布置在所述基片上方的所述液体回收机构的所述回收端口和所述基片保持部件。
14.一种通过把曝光光经由投影光学系统和液体照射到被放置在所述投影光学系统的图像面一侧的基片而曝光所述基片的曝光设备，所述曝光设备包括基片保持部件，其在保持所述基片的同时是可移动的；液体回收机构，其具有在所述基片上方的回收端口并且回收在所述基片上的液体；以及其中在由所述基片保持部件保持的基片的曝光完成后，所述基片保持部件和所述回收端口相对地移动。
15.一种通过在基片的一部分上形成液浸区域并通过把曝光光经由投影光学系统和液体照射到被放置在所述投影光学系统的图像面一侧的基片而曝光所述基片的曝光设备，所述曝光设备包括液体供应机构，其在所述基片的曝光期间把液体供应到所述基片上；液体回收机构，其在所述基片的曝光期间从所述基片上方抽吸和回收在所述基片上的液体；以及其中在所述基片的曝光期间，所述液体供应机构的液体供应量大于所述液体回收机构的液体回收量。
16.按照权利要求15的曝光设备，其中所述液体回收机构回收在所述基片上的液体连同包围液体的气体。
17.按照权利要求15的曝光设备，还包括基片保持部件，其在保持所述基片的同时是可移动的，以及其中在所述块基片的曝光完成后，回收在所述基片或所述基片保持部件上的液体，而同时相对地移动所述液体回收机构的回收端口和保持所述基片的所述基片保持部件。
18.一种使用按照权利要求1的曝光设备的器件制造方法。
19.一种使用按照权利要求14的曝光设备的器件制造方法。
20.一种使用按照权利要求15的曝光设备的器件制造方法。
21.一种通过把曝光光经由投影光学系统和液体照射到基片而曝光所述基片的曝光设备，所述曝光设备包括可移动的部件，被放置在所述投影光学系统的图像面一侧上，并保持在可移动的部件与所述投影光学系统之间的液体；液体回收机构，具有被放置成面对所述可移动的部件的表面的回收端口，并且能够回收在所述可移动的部件上的液体；以及其中在相对地移动所述可移动的部件和所述液体回收机构的回收端口的同时在所述可移动的部件上的液体被回收。
22.按照权利要求21的曝光设备，其中所述可移动的部件包括能够保持所述基片的基片保持部件。
23.按照权利要求22的曝光设备，其中在相对地移动由所述基片保持部件保持的基片和所述回收端口的同时在所述基片上的液体被回收。
24.按照权利要求21的曝光设备，其中通过所述相对运动，在所述可移动的部件的表面上剩余的液体通过所述回收端口被回收。
25.一种使用按照权利要求21的曝光设备的器件制造方法。
26.一种曝光方法，该方法在保持基片的同时可移动的可移动体的上表面与投影光学系统之间局部地形成液浸区域，并且通过把曝光光经由所述投影光学系统和形成所述液浸区域的液体照射在所述基片上而同时相对于所述曝光光移动基片，对于多个拍摄区域的每个拍摄区域执行扫描曝光，其中所述基片的移动速度根据多个拍摄区域的每个拍摄区域在所述基片上的位置被确定。
27.按照权利要求26的曝光方法，其中当曝光位于所述基片的周边附近的拍摄区域时的所述基片的移动速度低于当曝光位于所述基片的中心附近的拍摄区域时的所述基片的移动速度。
28.按照权利要求26的曝光方法，其中所述基片的移动速度是根据所述可移动体的上表面的尺寸和所述液浸区域的尺寸被确定的。
29.按照权利要求28的曝光方法，其中所述基片的移动速度被确定为使得在所述液浸区域被保持在所述可移动体的上表面的同时，可以曝光在所述基片上的每个拍摄区域。
30.按照权利要求29的曝光方法，其中所述基片的移动速度被确定为使得可以保证当对所述基片的拍摄区域执行扫描曝光时的加速距离或减速距离。
全文摘要
一种通过把曝光光经由投影光学系统和液体照射到被放置在所述投影光学系统的图像面一侧的基片而曝光基片的曝光设备，该曝光设备包括液体供应机构，用来把液体供应到基片上；液体回收机构，用来回收被供应到基片上的液体；以及其中当曝光光照射到投影光学系统的图像面一侧时，液体回收机构不执行液体的回收。
文档编号G03F7/20GK1836312SQ20048002357
公开日2006年9月20日 申请日期2004年8月20日 优先权日2003年8月21日
发明者长坂博之, 石井勇树, 牧野内进 申请人:株式会社尼康