JP2012064803A - 表面検出装置、露光装置、表面検出方法、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象面の光学特性に依らずに検出対象面を検出可能にする。
【解決手段】本発明の表面検出装置９は、流体Ｇの吹出口２４を有する第１部材２０と、第１部材２０と検出対象面との間に配置され、吹出口２４からの流体Ｇの少なくとも一部が流入する流入口２７、及び流入口２７を通った流体Ｇが検出対象面に向けて流出する流出口２８を有する第２部材２１と、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向における第２部材２１の位置を検出する検出部２３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、表面検出装置、露光装置、表面検出方法、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。

露光装置は、デバイスの製造過程等におけるフォトリソグラフィ工程で使用されている。露光装置は、例えば露光対象の基板の表面（段差、うねり、凹凸）等の検出結果に基づいて、基板の表面に焦点を合わせた状態で、この基板を露光する。基板の表面の検出には、例えば位相差方式やコントラスト方式のオートフォーカス機構等を利用した光学的な検出装置が用いられる。光学的な検出装置は、例えば基板の表面に検出光を照射し、基板の表面で反射した検出光を検出する。また、流体を利用して基板の表面を検出可能な流体ゲージセンサーが、下記の特許文献１に開示されている。

特開平２−２３２５０７号公報

上述の光学的な検出装置を利用して検出対象面を検出すると、検出対象面の光学特性によって検出精度が低下する可能性がある。例えば、露光対象面に、配線や電極等の導電膜、保護膜や反射防止膜等の絶縁膜、スイッチング素子等の一部を構成する半導体膜が形成されていると、検出光に対するこれら各種膜の反射率や透過率、屈折率の違いによって、検出精度が影響を受ける可能性がある。例えば、各種膜の界面が基板の表面として検出される可能性がある。

本発明は、上述の事情に鑑み成されたものであって、検出対象面の光学特性に依らずに検出対象面を検出可能にすることを目的の１つとする。

本発明の第１の態様である表面検出装置は、流体の吹出口を有する第１部材と、前記第１部材と検出対象面との間に配置され、前記吹出口からの流体の少なくとも一部が流入する流入口、及び前記流入口を通った流体が前記検出対象面に向けて流出する流出口を有する第２部材と、前記流出口から流出する流体の流れ方向における前記第２部材の位置を検出する検出部と、を備える。

本発明の第２の態様である露光装置は、本発明の態様の表面検出装置を備える。

本発明の第３の態様であるデバイス製造方法は、本発明の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含む。

本発明の第４の態様である表面検出方法は、流体の流入口、及び前記流入口を通った流体が流出する流出口を有する部材を、前記流出口を検出対象面に向けて配置することと、前記流入口に流体を供給することと、前記流出口から流出した流体から前記部材が受ける力によって、前記検出対象面から前記部材を離すことと、前記流入口に流体が供給されている状態で、前記流出口から流出する流体の流れ方向における前記部材の位置を検出することと、を含む。

本発明の第５の態様である露光方法は、本発明の態様の表面検出方法を用いて基板の表面を検出することと、前記基板の表面に光を照射して前記基板の表面を検出することと、前記表面検出方法による検出結果と前記光による検出結果とを比較することと、前記比較の結果に基づいて前記基板を露光することと、を含む。

本発明の第６の態様であるデバイス製造方法は、本発明の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含む。

本発明によれば、検出対象面の光学特性に依らずに検出対象の表面を検出することが期待できる。

第１実施形態の露光装置を含むデバイス製造システムを示す図である。 第１実施形態の表面検出装置の概略構成を示す図である。 第１実施形態の表面検出装置の動作を示す説明図である。 変形例１、２の表面検出装置の概略構成を示す図である。 変形例３の表面検出装置の概略構成を示す図である。 変形例４の表面検出装置の概略構成を示す図である。 変形例５の表面検出装置の概略構成を示す図である。 変形例６の表面検出装置の概略構成を示す図である。 変形例７における第２部材を示す図である。 変形例８における第２部材を示す図である。 第２実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。このＸＹＺ直交座標系において、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。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。

図１は、第１実施形態のデバイス製造システムの一例を示す図である。本例のデバイス製造システムＳＹＳは、コータデベロッパ装置ＣＤ、露光装置ＥＸ、及びインターフェース部ＩＦを含む。デバイス製造システムＳＹＳは、デバイス製造用の基板Ｐに各種処理を行う。デバイス製造用の基板Ｐには、必要に応じて、図示略の成膜装置等によってデバイスを構成する膜が形成される。この膜は、例えば、配線や電極となる導電膜、各種ダイオードの半導体層となる半導体膜、保護膜や誘電体となる絶縁膜等である。

本例のデバイス製造システムＳＹＳは、概略すると以下のように動作する。コータデベロッパ装置ＣＤは、デバイス製造用の基板Ｐに感光材（フォトレジスト）の膜を形成する。本例のインターフェース部ＩＦは、ロードロック機構を含み、コータデベロッパ装置ＣＤと露光装置ＥＸとを接続している。感光材の膜が形成された基板Ｐは、インターフェース部ＩＦを介して露光装置ＥＸに搬送される。露光装置ＥＸは、基板Ｐにパターンを露光する。露光された基板Ｐは、インターフェース部ＩＦを介してコータデベロッパ装置ＣＤに搬送される。コータデベロッパ装置ＣＤは、露光処理後の基板Ｐを現像する。現像処理後の基板Ｐは、必要に応じて、図示略のエッチング装置等によってエッチングされる。

次に、デバイス製造システムＳＹＳの構成要素について説明する。本例の露光装置ＥＸは、液浸露光装置である。本発明は、液浸露光以外の露光装置にも適用可能である。本例の露光装置ＥＸは、マスクステージ１、基板ステージ２、照明光学系ＩＬ、投影光学系ＰＬ、液浸部材３、制御装置４、記憶装置５、第１干渉計６、第２干渉計７、第１搬送装置８、表面検出装置９、及び第１チャンバ装置ＣＨ１を含む。

マスクステージ１は、マスクＭを保持して移動可能である。第１干渉計６は、マスクステージ１の位置を計測する。照明光学系ＩＬは、マスクＭを露光光ＥＬで照明する。第１搬送装置８は、インターフェース部ＩＦと基板ステージ２との間で基板Ｐを搬送する。表面検出装置９は、基板Ｐの表面等を検出する。基板ステージ２は、基板Ｐを保持して移動可能である。第２干渉計７は、基板ステージ２の位置を計測する。液浸部材３は、基板Ｐに照射される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱ１で満たされるように基板Ｐとの間で液体ＬＱ１を保持して、液浸空間を形成する。投影光学系ＰＬは、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する。制御装置４は、記憶装置５に記憶されているプログラムやデータに基づいて、露光装置ＥＸを制御する。

マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域を含む領域を移動可能である。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。本例のマスクＭは、透過型マスクを含む。この透過型マスクは、例えば、ガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する。マスクステージ１は、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような平面モータを含む駆動システムの作動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域を含む領域を移動可能である。本例の基板ステージ２は、マスクステージ１と同様の駆動システムの作動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。基板ステージ２を移動させる駆動システムは、平面モータでなくてもよい。

本例の基板ステージ２は、例えば米国特許出願公開第２００７／０１７７１２５号明細書、及び米国特許出願公開第２００８／００４９２０９号明細書等に開示されているような、カバー部材をリリース可能に保持するカバー部材保持部を含む。本例の基板ステージ２の上面は、カバー部材保持部に保持されたカバー部材の上面を含む。基板ステージ２の上面が、基板ステージ２に搭載されているセンサ、計測部材等の表面を含んでもよい。

本例の基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部を含む。基板保持部は、基板Ｐの表面が＋Ｚ方向を向くように基板Ｐを保持する。本例では、基板保持部に保持された基板Ｐの表面と、その基板Ｐの周囲に配置される基板ステージ２の上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（面一である）。

照明光学系ＩＬは、所定の照明領域に露光光ＥＬを照射する。照明光学系ＩＬは、照明領域に配置されたマスクＭの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（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）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本例では、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域に露光光ＥＬを照射する。本例の露光装置ＥＸは、図示略の合焦装置を含んでいる。この合焦装置は、検出光を基板Ｐに照射して基板Ｐの表面（露光対象面）を検出し、投影光学系ＰＬの焦点を露光対象面に合わせることが可能である。投影光学系ＰＬは、投影領域に配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系ＰＬは、縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでもよい。本例の投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸と平行である。投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面を有する。投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれでもよい。投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像のいずれを形成してもよい。

第１干渉計６は、マスクステージ１に配置された計測ミラーを用いて、レーザ光の干渉によりマスクステージ１の位置を計測可能である。第２干渉計７は、基板ステージ２に配置された計測ミラーを用いて、レーザ光の干渉により基板ステージ２の位置を計測可能である。基板Ｐの露光処理、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置４は、第１干渉計６及び第２干渉計７の計測結果に基づいて、マスクステージ１（マスクＭ）及び基板ステージ２（基板Ｐ）の位置制御を実行する。

本例の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本例では、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。制御装置４は、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域に対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明光学系ＩＬの照明領域に対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上の液浸空間の液体ＬＱ１とを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。

液浸部材３は、投影領域に照射される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱ１で満たされるように液浸空間を形成する。液浸部材３は、投影光学系ＰＬの射出面と、射出面から射出される露光光ＥＬを照射可能な位置に配置される物体との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱ１で満たされるように、物体との間で液体ＬＱ１を保持して液浸空間を形成する。

制御装置４は、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する。記憶装置５は、制御装置４に接続されており、露光に関する各種の情報を記憶する。制御装置４及び記憶装置５は、例えばコンピュータシステムの一部又は全部である。記憶装置５は、例えばＲＡＭ等のメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を含む。記憶装置５には、コンピュータシステムを制御するオペレーティングシステム（ＯＳ）がインストールされ、露光装置ＥＸを制御するためのプログラムが記憶されている。

第１搬送装置８は、露光処理前の基板Ｐを、露光装置ＥＸの基板ステージ２に搬入（ロード）する。第１搬送装置８は、露光処理後の基板Ｐを露光装置ＥＸの基板ステージ２から搬出（アンロード）する。

本例の表面検出装置９は、本発明を適用した装置である。本例の表面検出装置９は、第１搬送装置８の搬送経路に配置されている。本例の表面検出装置９は、第１搬送装置８の搬送経路に対して固定されている。表面検出装置９は、その構成を後述するが、基板Ｐの光学特性に依らずに基板Ｐの表面を検出可能である。本例の制御装置４は、上述の合焦装置による基板Ｐの表面の検出結果と、表面検出装置９の検出結果とを比較して合焦の成否を判定する。本例の制御装置４は、合焦の成否の判定結果に基づいて、合焦装置を制御する。なお、基板ステージ１とインターフェース部ＩＦとの間の搬送経路に、計測ステージが配置されていてもよい。計測ステージに、基板Ｐの表面を光学的に検出する検出装置が配置されていてもよい。この検出装置は、基板Ｐに検出光を照射し、基板Ｐを経由した光を検出する装置であってもよい。この検出装置の結果と、表面検出装置９の検出結果とを併用して、基板Ｐの表面を検出してもよい。

第１チャンバ装置ＣＨ１は、少なくとも投影光学系ＰＬ、液浸部材３、及び基板ステージ２が配置される内部空間を形成する。第１チャンバ装置ＣＨ１は、内部空間の環境（温度、湿度、圧力、及びクリーン度）を制御する環境制御装置を含む。

コータデベロッパ装置ＣＤは、装置本体１０、浸漬装置１１、温度調整装置１２、第２搬送装置１３、及び第２チャンバ装置ＣＨ２を含む。第２チャンバ装置ＣＨ２は、第１チャンバ装置ＣＨ１と同様の装置であり、第１チャンバとは別の内部空間を形成する。装置本体１０は、第２チャンバ装置ＣＨ２の内部空間に配置されている。第２搬送装置１３は、装置本体１０とインターフェース部ＩＦとの間で基板Ｐを搬送する。装置本体１０は、塗布装置及び現像装置を含む。この塗布装置は、露光処理前の基板Ｐに対して感光材（レジスト）を塗布する。現像装置は、露光処理後の基板Ｐを現像処理する。浸漬装置１１及び温度調整装置１２は、第２搬送装置１３の搬送経路に配置されている。浸漬装置１１は、基板Ｐを第２液体ＬＱ２に浸漬する。温度調整装置１２は、基板Ｐの温度調整を行う。

図２は、第１実施形態に係る表面検出装置の一例を示す図である。図２（ａ）は、表面検出装置９を下方（−Ｚ側）から見た平面図に相当し、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面図に相当する。

本例の表面検出装置９は、第１部材２０、第２部材２１、第３部材２２、及び検出部２３を含む。表面検出装置９により基板Ｐ（検出対象物）の表面（検出対象面）を検出するとき(以下、検出動作時という)に、第１部材２０は、検出対象面から＋Ｚ側に離れた位置に配置される。第１部材２０は、流体Ｇの吹出口２４を有する。検出動作時に、第２部材２１は、第１部材２０と基板Ｐとの間に配置される。第２部材２１は、吹出口２４からの流体Ｇの少なくとも一部が流入する流入口２７、及び流入口２７を通った流体Ｇが検出対象面に向かって流出する流出口２８を有する。第３部材２２は、第１部材２０からと第２部材２１までの最大距離を規制する。検出部２３は、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向（Ｚ方向）における第２部材２１の位置を検出する。

本例の第１部材２０は、吹出口２４に通じる内部流路２５を有する。内部流路２５は、流体Ｇを供給可能な供給部（以下、流体供給部ＧＳという）に接続される。本例の内部流路２５は、吹出口２４に向うにつれて、内寸（内径）が縮小するノズル形状を含む。本例の流体Ｇは、窒素ガス等の不活性ガスである。流体Ｇは、気相、液相、液相及び気相の混相のいずれでもよい。本例の露光装置ＥＸは、流体供給部ＧＳを含んでいる。流体供給部ＧＳの一部又は全部が、露光装置ＥＸの外部装置であっても構わない。

本例の第１部材２０は、円板状の部材を含む。本例の第１部材２０は、検出動作時の基板Ｐを向けて配置される下面２６を有する。第２部材２１は、第１部材２０の下面２６の少なくとも一部と対向するように配置される。本例の下面２６は、第２部材２１と対向する領域が、実質的に平面である。下面２６は、第２部材２１に向って凸形状となる曲面と第２部材２１に向って凹形状となる曲面の少なくとも一方を含んでもよい。吹出口２４は、下面２６に配置されている。流体供給部ＧＳから供給された流体Ｇは、内部流路２５を通って吹出口２４から第１部材２０の外部に吹出される。本例では、吹出口２４から吹出された流体Ｇの少なくとも一部が、−Ｚ側に向かって流れる。

本例の第２部材２１は、円板状の部材を含む。第２部材２１の外寸（直径）は、例えば１０μｍ以上１０ｍｍ以下であり、２５μｍ以上４ｍｍ以下、あるいは５０μｍ以上２ｍｍ以下であってもよい。本例の第２部材２１は、第１面（以下、上面３０という）と、第１面とは異なる方向を向く第２面（以下、下面３１という）とを有する。本例の第２部材２１は、上面３０と下面３１とを結ぶ孔（openingsまたはpores）２９を有する。本例の孔２９は、貫通孔であり、その一方の開口が流入口２７、他方の開口が流出口２８である。本例では、流入口２７と流出口２８とを結ぶ線が、Ｚ方向に平行である。

本例の孔２９は、上面３０から下面３１に向かう方向で、内寸（内径）が実質的に変化しないストレートな貫通孔である。孔２９は、上面３０と下面３１の一方から他方に向かう方向に、内寸（内径）が縮小するテーパ形状でもよい。例えば、孔２９は、上面３０から下面３１に向かうにつれて、内寸（内径）が縮小するノズル形状を含んでいてもよい。

第２部材２１は、複数の孔２９を有していてもよい。第２部材２１は、網目状に多数の孔（気孔、pores）が形成された多孔部材（ポーラス部材）を含んでいてもよい。第２部材２１の上面３０を含む部分が孔（openings）を含む部材であり、第２部材２１のうちの下面３１を含む部分が多孔部材であってもよい。

第２部材２１の上面３０は、第１部材２０の下面２６に対向して配置される。本例の上面３０は、実質的に平面である。上面３０は、第１部材２０に向って凸形状となる曲面と第１部材２０に向って凹形状となる曲面の少なくとも一方を含んでもよい。流入口２７は、上面３０に配置されている。検出動作時に、Ｚ方向から平面視した状態で吹出口２４の少なくとも一部が流入口２７と重なるように、第２部材２１が配置される。第２部材２１の下面３１は、基板Ｐの表面に対向して配置される。本例の下面３１は、実質的に平面である。下面３１は、基板Ｐの表面に向って凸形状となる曲面と基板Ｐの表面に向って凹形状となる曲面の少なくとも一方を含んでもよい。流出口２８は、下面３１に配置されている。すなわち、検出動作時に、流出口２８が基板Ｐの表面を向くように、第２部材２１が配置される。

本例の第２部材２１は、孔２９の周縁部と比較して薄厚の外縁部３２を含む。本例では、孔２９の周縁部が外縁部３２よりも−Ｚ側に突出している。本例では、外縁部３２が第３部材２２に支持される。

本例の第３部材２２は、第１部材２０の下面２６と接続されている。本例では、第２部材２１を囲むように、複数の第３部材２２が配置されている。本例の第３部材２２は、第１部材２０から−Ｚ側に突出して、ＸＹ面に沿う方向に折れ曲がっている。本例の第３部材２２は、Ｚ方向を含む断面がＬ字形状である。表面検出装置９と基板Ｐとが対向していない状態、あるいは吹出口２４から流体Ｇが吹出されていない状態で、第３部材２２においてＸＹ面に沿う方向に延びる部分に、第２部材２１の外縁部３２が載置（支持）される。第２部材２１は、その外縁部３２が第３部材２２よりも基板Ｐ側に移動することが抑制されている。本例では、第２部材２１が第３部材２２に支持されている状態で、第３部材２２が第２部材２１よりも基板Ｐ側に突出しないように、外縁部３２の板厚が設定されている。

なお、第３部材２２は、圧縮力に対する変形量が引張力に対する変形量よりも十分に大きい部材、例えば糸状の部材等であってもよい。第３部材２２が糸状の部材であって、この部材の一端側が第２部材２１に接続されているとともに、他端側が第１部材２０又は他の部材に接続されており、第３部材２２を介して第２部材２１が支持されていてもよい。

本例の検出部２３は、少なくとも検出動作時に、表面検出装置９と基板Ｐと対向する方向の位置が固定される。本例の検出部２３は、第１部材２０に埋め込まれている。本例の第１部材２０は、少なくとも検出動作時に、表面検出装置９と基板Ｐと対向する方向の位置が固定される。検出部２３は、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向（Ｚ方向）における第２部材２１の位置を検出可能である。本例の検出部２３は、第１部材２０に対する相対位置が固定されており、実質的に第１部材２０に対する第２部材２１の位置を検出する。本例では、吹出口２４を囲むように、複数の検出部２３が配置されている。

本例の検出部２３は、第２部材２１の上面３０に検出光を照射し、上面３０で反射した検出光を検出することによって、検出部２３（第１部材２０）から第２部材２１の上面３０までの距離を検出する。本例の検出部２３は、干渉計を含む。本例の検出部２３は、上記の検出光としてレーザ光を照射し、上面３０で反射したレーザ光の干渉を用いて、検出部２３から上面３０までの距離を測定する。第２部材２１において、少なくとも検出部２３からレーザ光が入射する領域は、このレーザ光に対する光学特性が既知である材質に設定される。上記の光学特性は、透過率、反射率、吸収率、及び屈折率のうちの１以上を含む。

なお、第２部材２１の上面３０に、第２部材２１上での位置を示す識別子等が設けられていてもよい。検出部２３は、この識別子に照射されたレーザ光を検出してもよい。検出部２３は、第２部材２１との間の静電容量を検出する静電容量計を含んでいてもよい。第２部材２１が磁石等の磁力発生源を含み、検出部２３が第２部材２１との間の磁界を検出してもよい。第２部材２１の物理特性は、検出部２３の検出原理に応じて、適宜選択される。

次に、本実施形態の表面検出方法の一例について、表面検出装置９の動作と合わせて説明する。本例の表面検出方法は、流体Ｇの流入口２７、及び流入口２７を通った流体Ｇが流出する流出口２８を有する第２部材２１を、流出口２８を基板Ｐの表面Ｐ１に向けて配置することを含む。本例の表面検出方法は、第２部材２１が、流出口２８を基板Ｐの表面Ｐ１に向けて配置された状態で、流入口２７に流体Ｇを供給することを含む。本例の表面検出方法は、流出口２８から流出した流体Ｇから第２部材２１が受ける力によって、基板Ｐの表面Ｐ１から第２部材２１を離すことを含む。本例の表面検出方法は、流入口２７に流体Ｇが供給されている状態で、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向（Ｚ方向）における第２部材２１の位置を検出することを含む。

図３は、第１実施形態の表面検出装置の動作を示す説明図である。図３（ａ）は、基板Ｐの表面の凹凸を平均化した平面（以下、主面という）が表面検出装置９と対向している状態を示す図、図３（ｂ）は、上記の主面に対して外部に凸である部分の基板Ｐの表面が表面検出装置９と対向している状態を示す図、図３（ｃ）は、上記の主面に対して傾斜した部分の基板Ｐの表面が表面検出装置９と対向している状態を示す図である。

図３（ａ）に示すように、表面検出装置９が基板Ｐに対向している状態で、上記の流体供給部ＧＳから流体Ｇが供給される。本例では、吹出口２４と流入口２７とが不連続（非接触）な状態で、吹出口２４から流体Ｇが吹出される。第１部材２０の吹出口２４から吹出された流体Ｇの一部は、第１部材２０の下面２６と第２部材２１の上面３０との間の空間ＳＰ１を流れる。

第１部材２０の吹出口２４から吹出された流体Ｇの一部は、第２部材２１の流入口２７に流入する。流入口２７を通って流出口２８から流出した流体Ｇは、基板Ｐの表面Ｐ１と第２部材２１の下面３１との間の空間ＳＰ２を流れる。第２部材２１は、空間ＳＰ２を流れる流体Ｇから、基板Ｐの表面Ｐ１から離れる方向の流体力を受ける。本例の第２部材２１は、流体Ｇから受ける流体力によって＋Ｚ側に移動（浮上）し、第３部材２２と非接触になる。本例では、第２部材２１が第３部材２２と非接触である状態で、第２部材２１のＺ方向での位置は、第２部材の下面３１と基板Ｐの表面Ｐ１との間の距離ｄ２と関係性がある。本例では、第２部材２１が、基板Ｐの表面Ｐ１との距離ｄ２が所定値になる位置でバランスする。距離ｄ２は、流体Ｇの質量や流量、第２部材２１の重量、孔２９の形状等のパラメータによって定まる。距離ｄ２が、例えば１μｍ以上１００μｍ以下、あるいは３μｍ以上３０μｍ以下になるように、上記のパラメータを設定してもよい。

検出部２３は、第２部材２１が第３部材２２と非接触である状態で、第２部材２１の上面３０と検出部２３（第１部材２０の下面２６）との距離ｄ１を検出する。上記のように、距離ｄ２は設定可能な値であり、第２部材２１の寸法は既知であるので、検出された距離ｄ１に基づいて表面Ｐ１のＺ方向の位置を検出することができる。

本例では、検出部２３の検出結果が記憶装置５に格納される。本例では、複数の検出部２３が、第２部材２１の上面３０上で互いに異なる箇所で第２部材２１の位置を検出する。複数の検出部２３の検出結果を用いて、例えば補間処理を行うことにより、上面３０上で検出箇所と異なる箇所でのＺ方向の位置を求めてもよい。例えば、孔２９が配置されている箇所での第２部材２１のＺ方向の位置を求めることもできる。表面検出装置９は、補間処理等の各種演算を実行する演算部を含んでいてもよい。第２部材２１のＺ方向の位置を求める上での補間処理等の各種演算については、制御装置４が実行してもよい。

本例では、基板Ｐと表面検出装置９との対向方向の交差方向に、基板Ｐと表面検出装置９との相対位置を変化させながら、基板Ｐの表面の複数箇所を検出対象箇所として、上記の対向方向における各検出対象箇所の位置を検出する。本例では、上記の対向方向がＺ方向であり、上記の交差方向がＸ方向とＹ方向の少なくとも一方を含む。本例では、基板Ｐと表面検出装置９との相対位置が第１相対位置であるときの検出結果と、第１相対位置と異なる第２相対位置であるときの検出結果とを用いて、第２部材２１のＺ方向の位置を示す情報を補間する。本例では、第１相対位置と第２相対位置との間の任意の相対位置であるときの第２部材２１のＺ方向の位置を、補間処理により求める。この補間処理の各種演算については、制御装置４が実行してもよい。

図３（ｂ）に示すように、基板Ｐの表面Ｐ１が上記の主面よりも凸であると、表面Ｐ１が主面である場合と比較して、第２部材２１が基板Ｐから離れる方向（＋Ｚ側）に変位する。基板Ｐの表面Ｐ１が主面よりも凸であると、表面Ｐ１が主面である場合と比較して、第１部材２０の下面２６と第２部材２１の上面３０との距離ｄ１が減少する。本例では、距離ｄ２が上記の所定値になるように、距離ｄ１は表面Ｐ１の局所的な高さに応じた値に変化する。すなわち、距離ｄ１の検出結果に基づいて、基板Ｐの表面Ｐ１の凹凸を検出することができる。例えば、基板Ｐと表面検出装置９のＸ方向の相対位置を連続的又は断続的に変化させつつ、距離ｄ１を検出することにより、表面Ｐ１のＸ方向での形状を求めることができる。同様にして表面Ｐ１のＹ方向での形状を求めることもできる。

このように、基板Ｐの表面の凹凸（段差）の二次元的な分布を求めることができ、得られた結果から上記の主面を規定することもできる。例えば、基板Ｐと表面検出装置９との相対位置をＸ方向及びＹ方向に変化させたときの、第２部材２１のＺ方向の位置の変化量（段差）を検出し、得られた段差分布の平均値などからＺ方向の基準となる位置（高さ）を設定することができる。基準となる位置の平面を上記の主面として、基板Ｐの表面Ｐ１の凹凸を求めることもできる。

図３（ｃ）に示すように、上記の主面に対して傾斜した部分の基板Ｐが表面検出装置９と対向していると、表面検出装置９が主面に対向している場合と比較して、第２部材２１の姿勢が変化する。本例では、第２部材２１が基板Ｐの表面Ｐ１に追従するように第２部材２１の姿勢が変化する。すると、複数の検出部２３により検出される距離ｄ３、ｄ４が互いに異なる値になり得る。本例では、複数の検出部２３により検出された距離ｄ３、ｄ４の違いに基づいて、第２部材２１の姿勢の変化を検出可能である。第２部材２１の姿勢の変化を検出することにより、基板Ｐの表面Ｐ１の傾斜、形状、うねり等を検出することもできる。

以上のように、第１実施形態にあっては、第２部材２１の位置を検出することによって検出対象面を検出することができるので、基板Ｐの光学特性に依らずに表面Ｐ１を検出することが期待できる。したがって、基板Ｐに対するフォーカス等の露光条件を高精度に設定可能になることが期待できる。よって、基板Ｐに対する露光不良の発生が抑制され、不良デバイスの発生が抑制されることが期待できる。

次に、表面検出装置の変形例について説明する。以下の説明では、上記の実施形態と同様の構成要素に同じ符号を付して、重複する説明を省略することがある。

図４（ａ）は、変形例１の表面検出装置の概略構成を示す側断面図である。本例の表面検出装置９Ｂは、第１部材２０Ｂ、第２部材２１Ｂ、第３部材２２Ｂ、及び検出部２３を含む。本例の第１部材２０Ｂは、第２部材２１Ｂと対向して配置される下面２６Ｂを有する。本例の下面２６Ｂは、第２部材２１Ｂと対向する部分が第２部材２１に対して凹状の曲面である。本例の第２部材２１Ｂは、第１部材２０Ｂと対向する上面３０Ｂを有する。本例の第２部材２１Ｂの上面３０Ｂは、第１部材２０Ｂに対して凸状の曲面である。本例では、第１部材２０Ｂの下面２６Ｂが、第２部材２１Ｂの上面３０Ｂにならう形状に設定されている。本例の第３部材２２Ｂは、第１部材２０Ｂと第２部材２１Ｂとが対向する方向（Ｚ方向）に対する、第１部材２０Ｂの側面に接続されている。

図４（ｂ）は、変形例２の表面検出装置の概略構成を示す側断面図である。本例の表面検出装置９Ｃは、第１部材２０Ｂ、第２部材２１Ｃ、第３部材２２Ｂ、及び検出部２３を含む。本例の第２部材２１Ｃは、第２部材２１Ｃと対向する上面３０Ｂと、上面３０Ｂとは異なる方向を向く下面３１Ｃとを有する。下面３１Ｃは、検出対象面に対向するように配置される。本例の下面３１Ｃは、検査対象面に向かって凸状の曲面である。

図５は、変形例３の表面検出装置の概略構成を示す図である。図５（ａ）は、表面検出装置９Ｄを下方（−Ｚ側）から、第２部材２１を透かして見た平面図に相当し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図に相当する。

本例の表面検出装置９Ｄは、第１部材２０、第２部材２１、第３部材２２Ｂ、及び検出部２３Ｄを含む。本例の第１部材２０は、流体Ｇの吹出口２４と、吹出口２４に接続された内部流路２５とを含む。本例の検出部２３Ｄは、静電容量計を含む。本例の検出部２３Ｄは、吹出口２４を環状に囲むように配置されている。本例の検出部２３Ｄは、第１部材２０の内部流路２５と連通する貫通孔３３Ｄを含む。内部流路２５に供給された流体Ｇは、吹出口２４から貫通孔３３Ｄを通って、第２部材２１に向けて吹出される。なお、複数の検出部が設けられており、１以上の検出部が静電容量計を含み、他の検出部が干渉計を含んでいてもよい。例えば、検出部２３Ｄの周囲に、干渉計を含む検出部が１以上配置されていてもよい。

図６は、変形例４の表面検出装置の概略構成を示す図である。図６（ａ）は、表面検出装置９Ｅの外観図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図に相当する。

本例の表面検出装置９Ｅは、基板Ｐの搬送経路に配置されている。本例の基板Ｐの搬送方向はＹ方向である。本例では、基板Ｐの表面を検出するときに、表面検出装置９Ｅが搬送経路に対して固定されている。本例の表面検出装置９Ｅは、第１部材２０Ｅ、複数の第２部材２１、複数の第３部材２２、及び複数の検出部２３を含む。本例の表面検出装置９Ｅは、複数の検出セクション３４Ｅを含む。本例の複数の検出セクション３４Ｅは、基板Ｐの搬送方向（Ｙ方向）に交差する方向に配列されている。本例の複数の検出セクション３４Ｅは、搬送方向に直交する方向（Ｘ方向）に配列されている。本例の表面検出装置９Ｅは、検出セクション３４Ｅが配置される位置のそれぞれにおいて、基板Ｐの表面を検出可能である。本例の第２部材２１は、検出セクション３４Ｅごとに配置されている。本例の第３部材２２は、第２部材２１ごとに配置されている。本例の第１部材２０Ｅは、第２部材２１ごとに設けられた内部流路２５を含む。本例の流体供給部ＧＳは、複数の内部流路２５に流体Ｇを供給する。本例では、流体供給部ＧＳからの流路が分岐しており、分岐した流路のそれぞれが第１部材２０Ｅの内部流路２５と接続されている。

図７は、変形例５の表面検出装置の概略構成を示す側断面図である。本例の表面検出装置９Ｆは、第１部材２０、複数の第２部材２１Ｆ、及び検出部２３を含む。複数の第２部材２１Ｆは、それぞれ、吹出口２４からの流体Ｇの少なくとも一部が流入する流入口２７、及び流入口２７を通った流体Ｇが基板Ｐの表面に向けて流出する流出口２８を有する。本例において、複数の第２部材２１Ｆは、いずれも寸法及び形状が同じである。複数の第２部材２１Ｆは、寸法及び形状の少なくとも一方が互いに異なっていても構わない。本例では、第１部材２０と基板Ｐの表面との間に４つの第２部材２１Ｆが配置される。なお、第２部材２１Ｆの数は、２又は３でもよく、５以上でもよい。

本例において、複数の第２部材２１Ｆのそれぞれを、第１部材２０から基板Ｐの表面に向かう方向（−Ｚ方向）に並ぶ順に、第１の第２部材２１Ｆ、第２の第２部材２１Ｆ、第３の第２部材２１Ｆ、第４の第２部材２１Ｆと称することがある。本例において、吹出口２４から吹出された流体Ｇの少なくとも一部は、第１の第２部材２１Ｆの流入口２７に流入する。第１の第２部材２１Ｆの流入口２７に流入した流体Ｇは、第１の第２部材２１Ｆの内部を流れた後に、第１の第２部材２１Ｆの流出口２８から流出する。第１の第２部材２１Ｆの流出口２８から流出した流体Ｇの少なくとも一部は、第２の第２部材２１Ｆの流入口２７に流入し、第２の第２部材２１Ｆの内部及び流出口２８を経由して流れる。以下同様にして、吹出口２４から吹出された流体Ｇの少なくとも一部は、複数の第２部材２１Ｆのそれぞれの流入口２７と流出口２８とを経由して、基板Ｐの表面に向って流れることが可能である。

本例において、検出部２３は、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向における第１の第２部材２１Ｆの位置を検出する。本例において、検出部２３の検出結果に基づいて、基板Ｐの表面を検出することが可能である。なお、検出部２３は、第１の第２部材２１Ｆ以外の第２部材２１Ｆの位置を検出してもよいし、２以上の第２部材２１Ｆの位置を検出してもよい。また、本例において、表面処理装置は、２以上の検出部を含み、検出部が、それぞれ、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向における、１以上の第２部材２１Ｆの位置を検出してもよい。本例において、表面処理装置は、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向と交差する方向、例えばＺ方向に交差する方向から、第２部材２１ＦのＺ方向の位置を検出可能な他の検出部を、検出部２３の他に有していてもよく、この検出部によって、検出部２３とは異なる検出対象の第２部材２１Ｆの位置を検出しても構わない。

図８（ａ）は、変形例６の表面検出装置の概略構成を示す側断面図、図８（ｂ）は変形例６における第２部材を示す平面図である。本例の表面検出装置９Ｇは、第１部材２０、第２部材２１Ｇ、及び検出部２３を含む。本例の第２部材２１Ｇは、本体部４０、及び複数の翼部４１を有する。本例の本体部４０は、吹出口２４からの流体Ｇの少なくとも一部が流入する流入口２７、及び流入口２７を通った流体Ｇが基板Ｐの表面に向けて流出する流出口２８を有する。

本例の複数の翼部４１は、本体部４０の周囲に離散的に配置されている。本例の複数の翼部４１は、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向（Ｚ方向）の周りに、等間隔で配置されている。本例の翼部４１は、本体部４０から本体部４０の外側に張り出している。本例の翼部４１は、流体を受けて、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向の周りに第２部材２１Ｇを回転させる回転力を発生可能である。本例の翼部４１は、吹出口２４から吹出された流体Ｇを受けて、上記の回転力を発生可能である。

本例の第２部材２１は、翼部４１に発生した回転力によって、Ｚ方向の周りに回転可能である。本例の表面検出装置は、第２部材２１を回転させることにより、例えば第２部材２１の姿勢（Ｚ方向に対する傾き）を制御すること等ができる。本例の表面検出装置は、第２部材２１を回転させることにより、例えば第２部材２１の姿勢を安定させることができる。

なお、翼部４１の数は、１以上３以下でもよいし、５以上でもよい。複数の翼部４１の間隔は、等間隔でもまた不等間隔でも構わない。翼部４１は、流入口２７と本体部４０の縁端との間の本体部４０の表面に配置されていてもよいし、流出口２８と本体部４０の縁端との間の本体部４０の表面に配置されていてもよい。翼部４１は、流入口２７と流出口２８との間に配置されていても構わない。また、翼部４１は、吹出口２４からの流体Ｇ以外の流体を受けて、上記の回転力を発生しても構わない。本例において、表面検出装置９Ｇは、翼部４１が上記の回転力を発生させるように、翼部４１に流体を供給する装置を含んでもよい。また、本例において、第２部材２１Ｆは、流体から受ける力以外の力によって、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向の周りに回転可能でもよい。例えば、第２部材２１Ｆは、流体力、静電気力、及び磁力の１以上を受けて、回転可能でもよい。

図９（ａ）は、変形例７における第２部材の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＤ−Ｄ’線断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ’線断面図である。変形例７における第２部材２１Ｈは、第１溝部４２及び第２溝部４３を含む。本例では、第１溝部４２及び第２溝部４３は、第２部材２１Ｈにおいて第１部材２０に向く上面３０に配置されている。本例において、第１溝部４２及び第２溝部４３は、それぞれ、Ｚ方向に対する放射方向に延びている。本例において、第１溝部４２は、第２溝部４３と交差して延びている。本例において、第１溝部４２及び第２溝部４３は、流入口２７に通じている。

なお、第１溝部４２及び第２溝部４３の一方は、設けられていなくとも構わない。第１溝部４２及び第２溝部４３の少なくとも一方は、流入口２７と交わらなくとも構わない。第１溝部４２及び第２溝部４３の少なくとも一方は、上記の放射方向に曲線的に延びる部分を含んでもよい。第１溝部４２及び第２溝部４３の他に、他の溝部が設けられてもよい。他の溝部は、第２部材２１Ｈにおいて上面３０とは異なる方向を向く面、例えば基板Ｐの表面を向く下面に設けられていてもよいし、上面３０及び下面の双方に設けられていてもよい。上面３０とは異なる方向を向く面に他の溝部が設けられている場合に、第１溝部４２と第２溝部４３の少なくとも一方は、省略可能である。他の溝部は、流出口２８に通じていてもよいし、通じていなくとも構わない。

本例において、第１溝部４２の底部４２ａの少なくとも一部は、第２部材２１Ｈの上面３０と段差を有する。本例において、第１溝部４２の底部の少なくとも一部は、第２部材２１Ｈの上面３０と段差を有する。本例において、例えば図２に示した第１部材２０の吹出口２４から吹出された流体Ｇは、第１溝部４２及び第２溝部４３の内側を流れる。本例において、流体Ｇは、第１溝部４２の内側を、第１溝部４２の延在方向に沿って流れる。本例において、流体Ｇは、第２溝部４３の内側を、第２溝部４３の延在方向に沿って流れる。本例の表面検出装置は、例えば、第２部材２１Ｈの周囲の流体Ｇの流れを制御することができ、例えば第２部材２１Ｈの周囲の流体Ｇの流れを安定させることができる。

なお、第１溝部４２、第２溝部４３、及び他の溝部の１以上の内側を流体Ｇが流れなくとも構わない。流体Ｇは、第１溝部４２、第２溝部４３、及び他の溝部の１以上について、溝部の延在方向と交差して流れても構わない。本例では、第２部材２１Ｈに溝部が設けられているが、例えば例えば図２に示した第１部材２０において、第２部材２１に向く面に溝部が設けられていてもよい。

図１０（ａ）は、変形例８における第２部材の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）Ｆ−Ｆ’線断面図である。変形例８における第２部材２１Ｊは、第１溝部４２、第２溝部４３、及び第３溝部４４を含む。本例では、第３溝部４４は、第２部材２１Ｈにおいて第１部材２０に向く上面３０に配置されている。本例において、第３溝部４４は、流出口２８から流出する流体Ｇの流れ方向（Ｚ方向）の周りの周方向に延びている。本例において、第３溝部４４の底部４４ａの少なくとも一部は、第２部材２１Ｊの上面３０と段差を有し、かつ第１溝部４２の底部４２ａと段差を有する。本例において、第３溝部４４の底部４４ａの少なくとも一部は、上面３０に対して、第１溝部４２の底部４２ａよりも窪んでいる。

なお、本例において、第２部材２１Ｊは、Ｚ方向に対する放射方向に延びる第１溝部４２及び第２溝部４３と、Ｚ方向周りの周方向に延びる第３溝部４４とを有しているが、第１溝部４２及び第２溝部４３の少なくとも一方は、設けられていなくとも構わない。また、第３溝部４４は、上面３０とは異なる方向を向く面、例えば基板Ｐの表面を向く下面に設けられていてもよいし、上面３０及び下面の双方に設けられていてもよい。

なお、上記の例で説明した表面検出装置あるいは表面検出方法は、その検出結果を露光以外の処理に利用してもよいし、露光対象の基板以外の物体の表面を検出することに利用してもよい。例えば、製造過程のデバイス（中間体）の検査、あるいは、製造されたデバイスの検査を行う装置として、上記の例で説明した表面検出装置を備える検査装置を利用してもよい。

なお、液浸露光装置において、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、投影光学系ＰＬの射出面に対して入射側（物体面側）の光路も露光用の液体ＬＱ１で満たされる投影光学系ＰＬを採用することができる。露光用の液体ＬＱ１は、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱ１は、露光光ＥＬに対して透過性であり、露光光ＥＬに対して高い屈折率を有し、投影光学系ＰＬあるいは基板Ｐの表面を形成する感光材（フォトレジスト）などの膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱ１として、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル等を用いることも可能である。また、液体ＬＱ１、例えば超臨界流体を用いることも可能である。

露光装置ＥＸとしては、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。ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。スティッチ方式の一括露光装置は、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し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式でもよい。例えば米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

露光装置ＥＸは、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書、及び欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置でもよい。この計測ステージに搭載される計測部材は、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書等に開示されているような空間像計測システムの一部を構成する部材でもよいし、米国特許第４４６５３６８号明細書等に開示されているような照度むら計測システムの一部を構成する部材でもよいし、米国特許第５４９３４０３号明細書等に開示されているような基準部材でもよいし、米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書等に開示されているような照射量計測システムの一部を構成する部材でもよいし、欧州特許第１０７９２２３号明細書等に開示されているような波面収差計測システムの一部を構成する部材でもよい。上記の例で説明した表面検出装置は、計測ステージに配置されていてもよい。計測ステージに、例えば光学的に基板の表面を検出する光学検出装置が配置されている場合に、光学検出装置の検出結果を、上記の例で説明した表面検出装置の検出結果と比較してもよく、検出の成否の判定や互いの検出結果の相互補間等に利用してもよい。

露光装置ＥＸは、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、計測ステージを備えておらず、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置でもよい。その場合、複数の基板ステージのうち、任意の基板ステージに上記の例で説明した表面検出装置を配置してもよい。

基板Ｐの基材は、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、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）等であってもよい。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や、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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、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。

上記の例では、干渉計を用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。

上記の例では、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。

上記の例では、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明したが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。例えば、レンズ等の光学部材と基板との間に液浸空間を形成し、その光学部材を介して、基板に露光光を照射することができる。また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

上記の例の露光装置ＥＸは、本願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。

上記の各例の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上記の例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態のデバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。半導体デバイス等のマイクロデバイスは、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、基板に成膜処理や露光処理、現像処理、エッチング処理等の各種基板処理を行う基板処理ステップ２０４、デバイス組立ステップ２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

基板処理ステップ２０４は、上記の実施形態に従って露光対象の基板の表面を検出すること（以下、第１検出処理という）、露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む。本例の基板処理ステップ２０４は、露光対象の基板に検出光を照射して基板の表面を光学的に検出すること（以下、第２検出処理という）と、第１検出処理の検出結果と第２検出処理の検出結果とを比較することとを含む。第２検出処理は、基板の露光前に行ってもよいし、基板の一部の露光と並行して行ってもよい。例えば、基板に複数の膜（層）が積層されている場合に、第２検出処理において基板に照射された検出光の一部が、各層で屈折あるいは反射することがありえる。すると、実際の基板の表面と異なる位置、例えば各層の界面の位置が、基板の表面の位置として検出されることがありえる。また、第２検出処理の結果において、基板の表面の位置として複数の位置が検出されることもありえる。本例では、第１検出処理の検出結果と第２検出処理の検出結果とを比較して、基板の表面の位置を決定する。なお、表面を検出する基板上の検出箇所の間隔を、第２検出処理において第１検出処理よりも狭く設定してもよい。例えば、第１検出処理において第１解像度で基板の表面を検出し、第２検出処理において第１解像度よりも高い第２解像度で基板の表面を検出してもよい。また、第１解像度で検出した検出結果と、第２解像度で検出した検出結果とを相互補間してもよい。本例の基板処理ステップ２０４では、基板の表面を検出した検出結果に基づいて基板の表面に光学系の焦点をあわせた状態で、この光学系を介して基板にパターンの像を投影して露光する。デバイス組立ステップ２０５は、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む。検査ステップ２０６で、上記の実施形態で説明した表面検出装置あるいは表面検出方法を用いて、製造されたデバイスを検査してもよい。また、デバイス製造過程中の適宜選択されるタイミングで、上記の実施形態で説明した表面検出装置あるいは表面検出方法を用いて、製造過程のデバイスを検査してもよい。

ＥＸ・・・露光装置、９、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９Ｅ・・・表面検出装置、
２０、２０Ｂ、２０Ｅ・・・第１部材、２１、２１Ｂ、２１Ｃ・・・第２部材、
２２、２２Ｂ・・・第３部材、２３、２３Ｄ・・・検出部、２４・・・吹出口、
２７・・・流入口、２８・・・流出口、Ｇ・・・流体、Ｐ・・・基板、
ＧＳ・・・流体供給部（供給部）、ＳＹＳ・・・デバイス製造システム

Claims (34)

1. 流体の吹出口を有する第１部材と、
   前記第１部材と検出対象面との間に配置され、前記吹出口からの流体の少なくとも一部が流入する流入口、及び前記流入口を通った流体が前記検出対象面に向けて流出する流出口を有する第２部材と、
   前記流出口から流出する流体の流れ方向における前記第２部材の位置を検出する検出部と、を備える表面検出装置。
2. 前記第２部材は、前記流出口から流出した流体から受ける力によって前記検出対象面から離れる、請求項１に記載の表面検出装置。
3. 前記流入口と前記流出口とを結ぶ方向が、前記吹出口からの流体の向かう方向と平行である、請求項１又は２に記載の表面検出装置。
4. 前記吹出口から前記流体が吹出されるときに、前記吹出口が前記流入口と不連続である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面検出装置。
5. 前記第２部材は、前記孔を複数有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の表面検出装置。
6. 前記第２部材は、前記第１部材に対して凸形状の部分を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の表面検出装置。
7. 前記第２部材は、前記検出対象面に対して凸形状の部分を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の表面検出装置。
8. 前記第２部材は、前記第１部材に対して凹形状の部分を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の表面検出装置。
9. 前記第２部材は、前記検出対象面に対して凹形状の部分を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の表面検出装置。
10. 前記第１部材の表面に溝部が形成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の表面検出装置。
11. 前記第１部材の吹出口から吹出された前記流体の少なくとも一部が前記溝部を流れる、請求項１０に記載の表面検出装置。
12. 前記第２部材の表面に溝部が形成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の表面検出装置。
13. 前記第１部材の吹出口から吹出された前記流体と前記第２部材の流出口から流出した前記流体の少なくとも一部が前記溝部を流れる、請求項１２に記載の表面検出装置。
14. 前記溝部の少なくとも一部は、前記流入口又は前記流出口に接続されている、請求項１２又は１３に記載の表面検出装置。
15. 前記第１部材と検出対象面との間に複数の前記第２部材が配置され、前記吹出口から吹出された前記流体の少なくとも一部は、前記複数の第２部材のそれぞれの前記流入口と前記流出口とを経由して、前記検出対象面に向って流れることが可能である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の表面検出装置。
16. 前記第２部材は、前記吹出口から前記流体が吹出されるときに、前記吹出口から前記第２部材へ向う流体の流れ方向の周りで回転可能である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表面検出装置。
17. 前記第２部材は、前記吹出口から吹出された前記流体を受けて、前記流れ方向の周りの回転力を発生させる力発生部を含む、請求項１６に記載の表面検出装置。
18. 前記第２部材から前記第１部材までの最大距離を規制する第３部材をさらに備える、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の表面検出装置。
19. 前記検出部は、前記第１部材に対する前記第２部材の位置を検出する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の表面検出装置。
20. 前記検出部は、前記第２部材の位置の変化を検出する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の表面検出装置。
21. 前記検出部は、前記第２部材の姿勢を検出する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の表面検出装置。
22. 前記検出部は、前記第２部材上の複数箇所で前記第２部材の位置を検出する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の表面検出装置。
23. 前記検出部は、前記第１部材に設けられている、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の表面検出装置。
24. 前記検出部が光干渉計を含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の表面検出装置。
25. 前記検出部が静電容量計を含む、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の表面検出装置。
26. 前記検出部が貫通孔を有し、
    前記吹出口からの流体が前記貫通孔を通過して前記流入口に流入する、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の表面検出装置。
27. 前記吹出口に前記流体を供給する供給部をさらに備える、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の表面検出装置。
28. 請求項１〜２７のいずれか一項に記載の表面検出装置を備える露光装置。
29. 請求項２８に記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
30. 流体の流入口、及び前記流入口を通った流体が流出する流出口を有する部材を、前記流出口を検出対象面に向けて配置することと、
    前記流入口に流体を供給することと、
    前記流出口から流出した流体から前記部材が受ける力によって、前記検出対象面から前記部材を離すことと、
    前記流入口に流体が供給されている状態で、前記流出口から流出する流体の流れ方向における前記部材の位置を検出することと、を含む表面検出方法。
31. 前記部材と前記検出対象面との相対位置を前記流れ方向に交差する方向に変化させながら、前記流れ方向における前記部材の位置の変化を検出することと、を含む請求項３０に記載の表面検出方法。
32. 前記相対位置が第１相対位置であるときの検出結果と、前記相対位置が前記第１相対位置と異なる第２相対位置であるときの検出結果とを用いて、前記部材の位置を示す情報を補間することを含む、請求項３１に記載の表面検出方法。
33. 請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の表面検出方法を用いて基板の表面を検出することと、
    前記基板の表面に光を照射して前記基板の表面を検出することと、
    前記表面検出方法による検出結果と前記光による検出結果とを比較することと、
    前記比較の結果に基づいて前記基板を露光することと、を含む露光方法。
34. 請求項３３に記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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