JP4645027B2 - Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、投影光学系と基板との間の少なくとも一部を液体で満たした状態で投影光学系によって投影したパターンの像で露光する液浸露光装置及び液浸露光方法、並びにこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関するものである。   The present invention relates to an immersion exposure apparatus and an immersion exposure method for exposing with an image of a pattern projected by a projection optical system in a state where at least a part between the projection optical system and a substrate is filled with a liquid, and the exposure apparatus. The present invention relates to a device manufacturing method to be used.

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くなるほど、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=k・λ/NA … (1)
δ=±k・λ/NA … (2)
ここで、λは露光波長、NAは投影光学系の開口数、k、k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 becomes shorter and the numerical aperture of the projection optical system becomes 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 = k 1 · λ / NA (1)
δ = ± k 2 · λ / NA 2 (2)
Here, λ is the exposure wavelength, NA is the numerical aperture of the projection optical system, and k 1 and k 2 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.

焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足する恐れがある。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、例えば国際公開第99/49504号公報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、液体中での露光光の波長が、空気中の1/n(nは液体の屈折率で通常1.2〜1.6程度)になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約n倍に拡大するというものである。
国際公開第99/49504号パンフレット
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 the focus margin during the exposure operation may be insufficient. Therefore, as a method for substantially shortening the exposure wavelength and increasing the depth of focus, for example, an immersion method disclosed in International Publication No. 99/49504 has been proposed. In this immersion method, the 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, and the wavelength of the exposure light in the liquid is 1 / n (n is the refractive index of the liquid). The resolution is improved by utilizing the fact that the ratio is usually about 1.2 to 1.6), and the depth of focus is expanded about n times.
International Publication No. 99/49504 Pamphlet

上述した露光装置においては、基板の露光中に基板表面に検出光を投射し、その反射光を受光することによって基板表面位置を検出し、この検出結果に基づいて、投影光学系を介して形成されるパターン像面と基板表面との位置関係を適切に調整する。しかしながら、液浸法に基づく液浸露光装置においては、投影光学系と基板との間に液体が存在し、その液体の温度変化などの影響を受けて、基板表面の面位置が正確に検出できず、パターン像面と基板表面との位置関係の調整が適切に行われない可能性がある。同様に、基板上のアライメントマークの検出を液体を介して行うと、液体の温度変化などの影響を受けて、基板のマークの検出が正確に行えず、マスクと基板との位置合わせが正確に行われない可能性がある。   In the above-described exposure apparatus, detection light is projected onto the substrate surface during exposure of the substrate, and the substrate surface position is detected by receiving the reflected light, and is formed via the projection optical system based on the detection result. The positional relationship between the pattern image surface to be formed and the substrate surface is appropriately adjusted. However, in an immersion exposure apparatus based on the immersion method, a liquid exists between the projection optical system and the substrate, and the surface position of the substrate surface can be accurately detected due to the influence of the temperature change of the liquid. Therefore, the positional relationship between the pattern image surface and the substrate surface may not be adjusted appropriately. Similarly, if the alignment mark on the substrate is detected via a liquid, the substrate mark cannot be detected accurately due to the influence of the temperature change of the liquid, and the alignment between the mask and the substrate is accurate. May not be done.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で露光処理を行う際、良好なパターン転写精度で基板を露光できる液浸露光装置及び液浸露光方法を提供することを目的とする。また、基板表面とパターン像面との位置関係を最適な状態に調整できる液浸露光装置及び液浸露光方法を提供することを目的とする。更に、基板の位置合わせ(アライメント)を正確に行うことができる液浸露光装置及び液浸露光方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to expose a substrate with good pattern transfer accuracy when performing an exposure process in a state where a liquid is filled between the projection optical system and the substrate. An object is to provide an exposure apparatus and an immersion exposure method. It is another object of the present invention to provide an immersion exposure apparatus and an immersion exposure method that can adjust the positional relationship between the substrate surface and the pattern image plane to an optimum state. It is another object of the present invention to provide an immersion exposure apparatus and an immersion exposure method that can accurately align the substrate.

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図1〜図8に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定する意図は無い。   In order to solve the above-described problems, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 8 shown in the embodiment. However, the reference numerals with parentheses attached to each element are merely examples of the element, and there is no intention to limit each element.

本発明の第1の態様に従えば、パターンの像を液体(50)を介して基板(P)上に転写して基板を露光する露光装置であって、パターンの像を基板に投影する投影光学系(PL)と、基板(P)を保持する第1基板ステージ(PST)と、投影光学系(PL)の像面側に液体(50)を供給する液体供給装置(1)と、基板(P)表面の面情報を、液体(50)を介さずに検出する面検出系(14)とを備え、検出された面情報に基づいて、基板(P)表面と投影光学系(PL)により液体(50)を介して形成される像面との位置関係を調整しつつ基板(P)の液浸露光を行う露光装置(EX)が提供される。   According to the first aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for transferring a pattern image onto a substrate (P) through a liquid (50) to expose the substrate, and projecting the pattern image onto the substrate. An optical system (PL), a first substrate stage (PST) holding a substrate (P), a liquid supply device (1) for supplying a liquid (50) to the image plane side of the projection optical system (PL), and a substrate (P) a surface detection system (14) that detects surface information on the surface without using the liquid (50), and based on the detected surface information, the surface of the substrate (P) and the projection optical system (PL) Provides an exposure apparatus (EX) that performs immersion exposure of the substrate (P) while adjusting the positional relationship with the image plane formed via the liquid (50).

本発明によれば、液浸露光用の液体を介さずに基板表面の面情報の検出を行った後、それらの情報に基づいて液浸露光を行うので、液体の温度変化等の影響を受けずに、基板表面と液体を介して形成される像面との位置関係の調整や、基板上の各ショット領域とパターン像の投影位置との位置合わせを正確に行うことができる。また、アライメント系を液浸対応に構成する必要がなく、従来の検出系をそのまま利用できる。   According to the present invention, since surface information on the substrate surface is detected without using a liquid for immersion exposure, and immersion exposure is performed based on the information, it is affected by the temperature change of the liquid. In addition, the positional relationship between the substrate surface and the image plane formed via the liquid can be adjusted, and the alignment between each shot area on the substrate and the projection position of the pattern image can be accurately performed. In addition, it is not necessary to configure the alignment system to be compatible with liquid immersion, and a conventional detection system can be used as it is.

本発明の第2の態様に従えば、液体(50)を介して基板(P)上の複数のショット領域(S1〜S20)にパターンの像を順次露光することによって前記基板上の複数のショット領域を露光する露光装置であって、パターンの像を基板に投影する投影光学系(PL)と、基板(P)を保持する第1基板ステージ(PST)と、投影光学系(PL)の像面側に液体(50)を供給する液体供給装置(1)と、基板(P)上のアライメントマークを、液体(50)を介さずに検出する第1アライメント系(18)とを備え、第1アライメント系(18)の検出結果に基づいて、基板(P)とパターンとのアライメントを行いつつ基板(P)の液浸露光を行う露光装置(EX)が提供される。   According to the second aspect of the present invention, a plurality of shots on the substrate are sequentially exposed to a plurality of shot regions (S1 to S20) on the substrate (P) through the liquid (50). An exposure apparatus that exposes an area, a projection optical system (PL) that projects a pattern image onto a substrate, a first substrate stage (PST) that holds the substrate (P), and an image of the projection optical system (PL) A liquid supply device (1) for supplying the liquid (50) to the surface side, and a first alignment system (18) for detecting an alignment mark on the substrate (P) without passing through the liquid (50); An exposure apparatus (EX) that performs immersion exposure of the substrate (P) while aligning the substrate (P) and the pattern based on the detection result of the one alignment system (18) is provided.

本発明によれば、液浸露光用の液体を介さずに基板上のアライメントマークの検出を行った後、それらの情報に基づいて液浸露光を行うので、第1の態様の露光装置と同様に、液体の温度変化等の影響を受けずに、基板表面と液体を介して形成される像面との位置関係の調整や、基板上の各ショット領域とパターン像の投影位置との位置合わせを正確に行うことができる。また、アライメント系を液浸対応に構成する必要がなく、従来の検出系をそのまま利用できる。   According to the present invention, since the alignment mark on the substrate is detected without using the immersion exposure liquid, and then the immersion exposure is performed based on the information, the same as in the exposure apparatus of the first aspect. In addition, it is possible to adjust the positional relationship between the substrate surface and the image plane formed via the liquid without being affected by the temperature change of the liquid, and to align each shot area on the substrate with the projection position of the pattern image. Can be done accurately. In addition, it is not necessary to configure the alignment system to be compatible with liquid immersion, and a conventional detection system can be used as it is.

本発明では、上記態様の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法が提供される。   The present invention provides a device manufacturing method using the exposure apparatus of the above aspect.

本発明の第3の態様に従えば、パターンの像を液体(50)を介して基板(P)上に転写して基板を露光する液浸露光方法であって、前記基板(P)上に供給される液体を介さない計測により基板表面の面情報を求めるステップ(S2、S4)と、前記基板上に液体を供給するステップ(S5)と、前記求められた面情報に基づいて、前記基板表面と前記液体を介して形成される像面との位置関係を調整しつつ前記基板の液浸露光を行うステップ(S8)を含む液浸露光方法が提供される。この方法によれば、基板表面の面情報は、液体を介さない計測により求められるので、液体の温度などの物理的変化に影響されることなく、正確に且つ容易に基板の位置決めを実行することができる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an immersion exposure method for transferring an image of a pattern onto a substrate (P) via a liquid (50) to expose the substrate, wherein the substrate (P) is exposed on the substrate (P). Steps (S2, S4) for obtaining surface information on the surface of the substrate by measurement without using the supplied liquid, Steps (S5) for supplying a liquid onto the substrate, and the substrate based on the obtained surface information. There is provided an immersion exposure method including a step (S8) of performing immersion exposure of the substrate while adjusting a positional relationship between a surface and an image plane formed through the liquid. According to this method, since the surface information of the substrate surface is obtained by measurement without using a liquid, the substrate positioning can be performed accurately and easily without being affected by physical changes such as the temperature of the liquid. Can do.

本発明の第4の態様に従えば、パターンの像を液体(50)を介して基板上に転写して基板(P)を露光する液浸露光方法であって、基板上に液体が供給されていないときに前記基板上のアライメントマークを検出するステップ(S1)と、前記基板上に液体を供給するステップ(S5)と、前記アライメントマークの検出結果に基づいて、液体が供給された前記基板と前記パターンとのアライメントを行いつつ前記基板の液浸露光のステップ(S8)とを含む液浸露光方法が提供される。この方法によれば、基板のショット領域のアライメントを液体を介さない状態(ドライコンディション)で行うので、液浸露光に用いる液体の温度などの物理的変化に影響されることなく、正確に且つ容易に基板のショット領域の位置決めを実行することができる。一方で、露光動作は液体が供給された状態(ウェトコンディション)で行われるために焦点深度の広い露光が可能となる。また、アライメント系は従来の装置を用いることができるので、液浸露光に伴う装置コストの増加を抑制することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an immersion exposure method for exposing a substrate (P) by transferring a pattern image onto the substrate via a liquid (50), wherein the liquid is supplied onto the substrate. A step of detecting an alignment mark on the substrate when it is not (S1), a step of supplying a liquid onto the substrate (S5), and a substrate supplied with the liquid based on the detection result of the alignment mark And an immersion exposure method including an immersion exposure step (S8) of the substrate while performing alignment with the pattern. According to this method, since the alignment of the shot region of the substrate is performed without using a liquid (dry condition), it is accurate and easy without being affected by a physical change such as the temperature of the liquid used for immersion exposure. The positioning of the shot area of the substrate can be performed. On the other hand, since the exposure operation is performed in a state where liquid is supplied (wet condition), exposure with a wide depth of focus is possible. In addition, since the alignment system can use a conventional apparatus, an increase in apparatus cost associated with immersion exposure can be suppressed.

本発明の液浸露光装置及び液浸露光方法は、液浸露光用の液体を介さずに基板表面の面情報の検出や基板上のアライメントマークの検出を行った後、それらの情報に基づいて液浸露光を行うので、基板表面と液体を介して形成される像面との位置関係の調整や、基板上の各ショット領域とパターン像の投影位置との位置合わせを正確に行うことができる。したがって、精度良い露光処理を行うことができ、所望の性能を発揮するデバイスを製造することができる。   The immersion exposure apparatus and the immersion exposure method of the present invention perform detection of surface information on the substrate surface and detection of alignment marks on the substrate without using a liquid for immersion exposure, and then based on the information. Since immersion exposure is performed, the positional relationship between the substrate surface and the image plane formed via the liquid can be adjusted, and the position of each shot area on the substrate and the projection position of the pattern image can be accurately adjusted. . Therefore, a highly accurate exposure process can be performed, and a device that exhibits desired performance can be manufactured.

以下、本発明の露光装置及びデバイス製造方法について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。   The exposure apparatus and device manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the exposure apparatus of the present invention.

図1において、露光装置EXは、マスクMを支持するマスクステージMSTと、基板Pを支持する基板ステージPST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のパターンの像を基板ステージPSTに支持されている基板Pに投影露光する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を統括制御する制御装置CONTとを備えている。   In FIG. 1, an exposure apparatus EX includes a mask stage MST that supports a mask M, a substrate stage PST that supports a substrate P, and an illumination optical system IL that illuminates the mask M supported by the mask stage MST with exposure light EL. A projection optical system PL that projects and exposes an image of the pattern of the mask M illuminated by the exposure light EL onto the substrate P supported by the substrate stage PST, and a control device CONT that controls the overall operation of the exposure apparatus EX. It has.

ここで、本実施形態では、露光装置EXとしてマスクMと基板Pとを走査方向における互いに異なる向き(逆方向)に同期移動しつつマスクMに形成されたパターンを基板Pに露光する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、投影光学系PLの光軸AXと一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でマスクMと基板Pとの同期移動方向(走査方向)をX軸方向、Z軸方向及びY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。   Here, 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 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 Y-axis direction is defined as a Y-axis direction. Further, the directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are defined as θX, θY, and θZ directions, respectively. Here, the “substrate” includes a semiconductor wafer coated with a resist, and the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be reduced and projected on the substrate is formed.

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、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Fレーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)などが用いられる。本実施形態では、ArFエキシマレーザ光を用いる。 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, a variable field stop that sets the illumination area on the mask M by the exposure light EL in a slit shape, and the like. 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 F 2 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MSTDにより駆動される。マスクステージ駆動装置MSTD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56が設けられている。また、移動鏡56に対向する位置にはレーザ干渉計57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、及び回転角はレーザ干渉計57によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTはレーザ干渉計57の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置MSTD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 be two-dimensionally moved 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. The mask stage MST is driven by a mask stage driving device MSTD such as a linear motor. The mask stage driving device MSTD is controlled by the control device CONT. A movable mirror 56 is provided on the mask stage MST. A laser interferometer 57 is provided at a position facing the movable mirror 56. The two-dimensional position and rotation angle of the mask M on the mask stage MST are measured in real time by the laser interferometer 57, and the measurement result is output to the control unit CONT. The control device CONT drives the mask stage drive device MSTD based on the measurement result of the laser interferometer 57, thereby positioning the mask M supported by the mask stage MST.

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、複数の光学素子(レンズ)で構成されており、これら光学素子は金属部材としての鏡筒PKで支持されている。本実施形態において、投影光学系PLは、投影倍率βが例えば1/4あるいは1/5の縮小系である。なお、投影光学系PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、本実施形態の投影光学系PLの先端側(基板P側)には、光学素子(レンズ)60が鏡筒PKより露出している。この光学素子60は鏡筒PKに対して着脱(交換)可能に設けられている。   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 composed of a plurality of optical elements (lenses). These optical elements are mirrors as metal members. It is supported by the cylinder PK. In the present embodiment, the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification β of, for example, 1/4 or 1/5. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system. Further, the optical element (lens) 60 is exposed from the lens barrel PK on the front end side (substrate P side) of the projection optical system PL of the present embodiment. This optical element 60 is detachably (replaceable) with respect to the lens barrel PK.

基板ステージ(第1基板ステージ)PSTは、基板Pを支持するものであって、基板Pを基板ホルダを介して保持するZステージ51と、Zステージ51を支持するXYステージ52と、XYステージ52を支持するベース53とを備えている。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PSTDにより駆動される。基板ステージ駆動装置PSTDは制御装置CONTにより制御される。   The substrate stage (first substrate stage) PST supports the substrate P, and includes a Z stage 51 that holds the substrate P via a substrate holder, an XY stage 52 that supports the Z stage 51, and an XY stage 52. And a base 53 for supporting the. The substrate stage PST is driven by a substrate stage driving device PSTD such as a linear motor. The substrate stage driving device PSTD is controlled by the control device CONT.

基板Pの表面の面情報(Z軸方向における位置情報及び傾斜情報)は、面検出系であるフォーカス・レベリング検出系14により検出される。フォーカス・レベリング検出系14は検出光を基板P表面に投射する投射系14Aとその基板Pからの反射光を受光する受光系14Bとを備えている。フォーカス・レベリング検出系14の検出結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTは、フォーカス・レベリング検出系14の検出結果に基づいてZステージ51を駆動し、Zステージ51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)及び傾斜角を調整することにより、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の像面に対して最適な状態に合わせ込む。なお、ZステージとXYステージとを一体的に形成してもよい。   Surface information (position information and tilt information in the Z-axis direction) of the surface of the substrate P is detected by a focus / leveling detection system 14 which is a surface detection system. The focus / leveling detection system 14 includes a projection system 14A for projecting detection light onto the surface of the substrate P and a light receiving system 14B for receiving reflected light from the substrate P. The detection result of the focus / leveling detection system 14 is output to the control device CONT. The control device CONT drives the Z stage 51 based on the detection result of the focus / leveling detection system 14 and adjusts the position (focus position) and tilt angle of the substrate P held by the Z stage 51 in the Z-axis direction. As a result, the surface of the substrate P is adjusted to an optimum state with respect to the image plane of the projection optical system PL by the autofocus method and the autoleveling method. Note that the Z stage and the XY stage may be integrally formed.

基板ステージPST(Zステージ51)上には、基板ステージPSTとともに投影光学系PLに対して移動する移動鏡54が設けられている。また、移動鏡54に対向する位置にはレーザ干渉計55が設けられている。基板ステージPST上の基板Pの2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計55によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTはレーザ干渉計55の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置PSTDを介してXYステージ52を駆動することで基板PのXY方向における位置(投影光学系PLの像面と実質的に平行な方向の位置)を調整し、基板ステージPSTに支持されている基板Pの位置決めを行う。   On the substrate stage PST (Z stage 51), a movable mirror 54 that moves with respect to the projection optical system PL together with the substrate stage PST is provided. A laser interferometer 55 is provided at a position facing the movable mirror 54. The two-dimensional position and rotation angle of the substrate P on the substrate stage PST are measured in real time by the laser interferometer 55, and the measurement result is output to the control device CONT. The control device CONT drives the XY stage 52 via the substrate stage drive device PSTD based on the measurement result of the laser interferometer 55 to thereby position the substrate P in the XY direction (substantially parallel to the image plane of the projection optical system PL). The position of the substrate P is supported by the substrate stage PST.

投影光学系PLの先端近傍には、基板P上のアライメントマークあるいはZステージ51上に設けられた基準マーク(後述)を検出する基板アライメント系(第1アライメント系)18が配置されている。また、マスクステージMSTの近傍には、マスクMと投影光学系PLとを介してZステージ51上の基準マークを検出するマスクアライメント系(第2アライメント系)19が設けられている。   A substrate alignment system (first alignment system) 18 for detecting an alignment mark on the substrate P or a reference mark (described later) provided on the Z stage 51 is disposed near the tip of the projection optical system PL. A mask alignment system (second alignment system) 19 that detects a reference mark on the Z stage 51 via the mask M and the projection optical system PL is provided in the vicinity of the mask stage MST.

なお、オートフォーカス・レベリング検出系14の構成としては、例えば特開平8−37149号公報(米国特許6,195,154)に開示されている。また、基板アライメント系18の構成としては、特開平4−65603号公報(米国特許5,493,403)に開示されている。さらに、マスクアライメント系19の構成としては、特開平7−176468号公報(米国特許5,646,413)に開示されている。   The configuration of the autofocus / leveling detection system 14 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-37149 (US Pat. No. 6,195,154). The configuration of the substrate alignment system 18 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-65603 (US Pat. No. 5,493,403). Further, the configuration of the mask alignment system 19 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468 (US Pat. No. 5,646,413).

本実施形態では、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに、焦点深度を実質的に広くするために、液浸法を適用する。そのため、少なくともマスクMのパターンの像を基板P上に転写している間は、基板Pの表面と投影光学系PLの基板P側の光学素子(レンズ)60の先端面(下面)7との間に所定の液体50が満たされる。上述したように、投影光学系PLの先端側にはレンズ60が露出しており、液体50はレンズ60のみに接触するように供給される。これにより、金属からなる鏡筒PKの腐蝕等が防止されている。本実施形態において、液体50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、露光光ELを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)とした場合であっても、これらの露光光ELを透過可能である。   In the present embodiment, the immersion method is applied to improve the resolution by substantially shortening the exposure wavelength and to substantially increase the depth of focus. Therefore, at least while the pattern image of the mask M is transferred onto the substrate P, the surface of the substrate P and the front end surface (lower surface) 7 of the optical element (lens) 60 on the substrate P side of the projection optical system PL. In the meantime, a predetermined liquid 50 is filled. As described above, the lens 60 is exposed at the front end side of the projection optical system PL, and the liquid 50 is supplied so as to contact only the lens 60. Thereby, corrosion etc. of the lens barrel PK made of metal are prevented. In the present embodiment, pure water is used for the liquid 50. Pure water is not only ArF excimer laser light but also far ultraviolet light such as ultraviolet emission lines (g-line, h-line, i-line) emitted from a mercury lamp and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). Even when light (DUV light) is used, the exposure light EL can be transmitted.

露光装置EXは、投影光学系PLの先端面(レンズ60の先端面)7と基板Pとの間の空間56、すなわち投影光学系PLの像面側に所定の液体50を供給する液体供給装置1と、空間56の液体50を回収する液体回収装置2とを備えている。液体供給装置1は、投影光学系PLと基板Pとの間の少なくとも一部を液体50で満たすためのものであって、液体50を収容するタンク、加圧ポンプなどを備えている。液体供給装置1には供給管3の一端部が接続され、供給管3の他端部には供給ノズル4が接続されている。液体供給装置1は供給管3及び供給ノズル4を介して空間56に液体50を供給する。   The exposure apparatus EX supplies a predetermined liquid 50 to the space 56 between the front end surface 7 (the front end surface of the lens 60) of the projection optical system PL and the substrate P, that is, the image plane side of the projection optical system PL. 1 and a liquid recovery apparatus 2 that recovers the liquid 50 in the space 56. The liquid supply apparatus 1 is for filling at least a part between the projection optical system PL and the substrate P with the liquid 50, and includes a tank for storing the liquid 50, a pressure pump, and the like. One end of a supply pipe 3 is connected to the liquid supply apparatus 1, and a supply nozzle 4 is connected to the other end of the supply pipe 3. The liquid supply apparatus 1 supplies the liquid 50 to the space 56 via the supply pipe 3 and the supply nozzle 4.

液体回収装置2は、吸引ポンプ、回収した液体50を収容するタンクなどを備えている。液体回収装置2には回収管6の一端部が接続され、回収管6の他端部には回収ノズル5が接続されている。液体回収装置2は回収ノズル5及び回収管6を介して空間56の液体50を回収する。空間56に液体50を満たす際、制御装置CONTは液体供給装置1を駆動し、供給管3及び供給ノズル4を介して空間56に対して単位時間当たり所定量の液体50を供給するとともに、液体回収装置2を駆動し、回収ノズル5及び回収管6を介して単位時間当たり所定量の液体50を空間56より回収する。これにより、投影光学系PLの先端面7と基板Pとの間の空間56に液体50が保持される。液体50の温度は、例えば露光装置EXが収容されるチャンバ内の温度と同程度に設定される。   The liquid recovery apparatus 2 includes a suction pump, a tank for storing the recovered liquid 50, and the like. One end of a recovery pipe 6 is connected to the liquid recovery apparatus 2, and a recovery nozzle 5 is connected to the other end of the recovery pipe 6. The liquid recovery apparatus 2 recovers the liquid 50 in the space 56 via the recovery nozzle 5 and the recovery pipe 6. When filling the space 50 with the liquid 50, the control device CONT drives the liquid supply device 1 to supply a predetermined amount of the liquid 50 per unit time to the space 56 via the supply pipe 3 and the supply nozzle 4. The recovery device 2 is driven, and a predetermined amount of liquid 50 per unit time is recovered from the space 56 via the recovery nozzle 5 and the recovery pipe 6. Thereby, the liquid 50 is held in the space 56 between the front end surface 7 of the projection optical system PL and the substrate P. The temperature of the liquid 50 is set to be approximately the same as the temperature in the chamber in which the exposure apparatus EX is accommodated, for example.

図2は、露光装置EXの投影光学系PLの下部、液体供給装置1、及び液体回収装置2などを示す図1の部分拡大図である。図2において、投影光学系PLの最下端のレンズ60は、先端部60Aが走査方向に必要な部分だけを残してY軸方向(非走査方向)に細長い矩形状に形成されている。走査露光時には、先端部60Aの直下の矩形の投影領域にマスク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52を介して基板Pが+X方向(又は−X方向)に速度β・V(βは投影倍率)で移動する。そして、1つのショット領域への露光終了後に、基板Pのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。本実施形態では、基板Pの移動方向に沿って液体50を流すように設定されている。   2 is a partially enlarged view of FIG. 1 showing the lower part of the projection optical system PL of the exposure apparatus EX, the liquid supply apparatus 1, the liquid recovery apparatus 2, and the like. In FIG. 2, the lens 60 at the lowest end of the projection optical system PL is formed in a rectangular shape elongated in the Y-axis direction (non-scanning direction), leaving only the portion where the tip 60A is necessary in the scanning direction. At the time of scanning exposure, a part of the pattern image of the mask M is projected onto the rectangular projection area directly under the tip 60A, and the mask M is at the 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 the speed β · V (β is the projection magnification) via the XY stage 52. 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. In the present embodiment, the liquid 50 is set to flow along the moving direction of the substrate P.

図3は、投影光学系PLのレンズ60の先端部60Aと、液体50をX軸方向に供給する供給ノズル4(4A〜4C)と、液体50を回収する回収ノズル5(5A、5B)との位置関係を示す図である。図3において、レンズ60の先端部60Aの形状はY軸方向に細長い矩形状となっており、投影光学系PLのレンズ60の先端部60AをX軸方向に挟むように、+X方向側に3つの供給ノズル4A〜4Cが配置され、−X方向側に2つの回収ノズル5A、5Bが配置されている。そして、供給ノズル4A〜4Cは供給管3を介して液体供給装置1に接続され、回収ノズル5A、5Bは回収管4を介して液体回収装置2に接続されている。また、供給ノズル4A〜4Cと回収ノズル5A、5Bとを先端部60Aの中心に対して略180°回転した位置に、供給ノズル8A〜8Cと、回収ノズル9A、9Bとが配置されている。供給ノズル4A〜4Cと回収ノズル9A、9BとはY軸方向に交互に配列され、供給ノズル8A〜8Cと回収ノズル5A、5BとはY軸方向に交互に配列され、供給ノズル8A〜8Cは供給管10を介して液体供給装置1に接続され、回収ノズル9A、9Bは回収管11を介して液体回収装置2に接続されている。   FIG. 3 shows the tip 60A of the lens 60 of the projection optical system PL, the supply nozzle 4 (4A-4C) for supplying the liquid 50 in the X-axis direction, and the recovery nozzle 5 (5A, 5B) for recovering the liquid 50. It is a figure which shows these positional relationships. In FIG. 3, the shape of the tip 60A of the lens 60 is a rectangular shape elongated in the Y-axis direction, and is 3 on the + X direction side so as to sandwich the tip 60A of the lens 60 of the projection optical system PL in the X-axis direction. Two supply nozzles 4A to 4C are arranged, and two recovery nozzles 5A and 5B are arranged on the −X direction side. The supply nozzles 4 </ b> A to 4 </ b> C are connected to the liquid supply apparatus 1 via the supply pipe 3, and the recovery nozzles 5 </ b> A and 5 </ b> B are connected to the liquid recovery apparatus 2 via the recovery pipe 4. Further, the supply nozzles 8A to 8C and the recovery nozzles 9A and 9B are arranged at positions where the supply nozzles 4A to 4C and the recovery nozzles 5A and 5B are rotated by approximately 180 ° with respect to the center of the tip portion 60A. Supply nozzles 4A to 4C and recovery nozzles 9A and 9B are alternately arranged in the Y-axis direction, supply nozzles 8A to 8C and recovery nozzles 5A and 5B are alternately arranged in the Y-axis direction, and supply nozzles 8A to 8C are The recovery nozzles 9 </ b> A and 9 </ b> B are connected to the liquid recovery apparatus 2 via the recovery pipe 11.

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3、供給ノズル4A〜4C、回収管4、及び回収ノズル5A、5Bを用いて、液体供給装置1及び液体回収装置2により液体50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3及び供給ノズル4(4A〜4C)を介して液体供給装置1から液体50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5(5A、5B)、及び回収管6を介して液体50が液体回収装置2に回収され、レンズ60と基板Pとの間を満たすように−X方向に液体50が流れる。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10、供給ノズル8A〜8C、回収管11、及び回収ノズル9A、9Bを用いて、液体供給装置1及び液体回収装置2により液体50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10及び供給ノズル8(8A〜8C)を介して液体供給装置1から液体50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9(9A、9B)、及び回収管11を介して液体50が液体回収装置2に回収され、レンズ60と基板Pとの間を満たすように+X方向に液体50が流れる。このように、制御装置CONTは、液体供給装置1及び液体回収装置2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50を流す。この場合、例えば液体供給装置1から供給ノズル4を介して供給される液体50は基板Pの−X方向への移動に伴って空間56に引き込まれるようにして流れるので、液体供給装置1の供給エネルギーが小さくでも液体50を空間56に容易に供給できる。そして、走査方向に応じて液体50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、レンズ60の先端面7と基板Pとの間を液体50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。   When scanning exposure is performed by moving the substrate P in the scanning direction (−X direction) indicated by the arrow Xa, the supply pipe 3, the supply nozzles 4A to 4C, the recovery pipe 4, and the recovery nozzles 5A and 5B are used. Thus, the liquid supply device 1 and the liquid recovery device 2 supply and recover the liquid 50. That is, when the substrate P moves in the −X direction, the liquid 50 is supplied between the projection optical system PL and the substrate P from the liquid supply device 1 via the supply pipe 3 and the supply nozzles 4 (4A to 4C). At the same time, the liquid 50 is recovered by the liquid recovery device 2 via the recovery nozzles 5 (5A, 5B) and the recovery pipe 6, and the liquid 50 is applied in the −X direction so as to fill between the lens 60 and the substrate P. Flowing. 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 10, the supply nozzles 8A to 8C, the recovery pipe 11, and the recovery nozzles 9A and 9B are used. The liquid supply device 1 and the liquid recovery device 2 supply and recover the liquid 50. That is, when the substrate P moves in the + X direction, the liquid 50 is supplied from the liquid supply device 1 between the projection optical system PL and the substrate P via the supply pipe 10 and the supply nozzles 8 (8A to 8C). At the same time, the liquid 50 is recovered by the liquid recovery apparatus 2 via the recovery nozzle 9 (9A, 9B) and the recovery pipe 11, and the liquid 50 flows in the + X direction so as to fill the space between the lens 60 and the substrate P. In this way, the control device CONT uses the liquid supply device 1 and the liquid recovery device 2 to flow the liquid 50 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 50 supplied from the liquid supply apparatus 1 via the supply nozzle 4 flows so as to be drawn into the space 56 as the substrate P moves in the −X direction. Even if the energy is small, the liquid 50 can be easily supplied to the space 56. Then, by switching the flow direction of the liquid 50 according to the scanning direction, the substrate P is scanned between the front end surface 7 of the lens 60 and the substrate P in either the + X direction or the −X direction. Can be filled with the liquid 50, and high resolution and a wide depth of focus can be obtained.

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、例えば先端部60Aの長辺について2対のノズルで液体50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50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50の供給及び回収を行うノズルは、投影光学系PLのレンズ60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50を流すことができる。   In addition, the shape of the nozzle mentioned above is not specifically limited, For example, you may make it supply or collect | recover the liquid 50 with 2 pairs of nozzles about the long side of 60 A of front-end | tip parts. In this case, the supply nozzle and the recovery nozzle may be arranged side by side so that the liquid 50 can be supplied and recovered from either the + X direction or the −X direction. . Although not shown, nozzles for supplying and collecting the liquid 50 are provided around the lens 60 of the projection optical system PL at predetermined intervals, and the substrate P is in the scanning direction (+ X direction, −X direction). When moving in a direction other than the above, the liquid 50 can flow in the same direction as the movement direction of the substrate P in parallel with the movement direction of the substrate P.

図4は、Zステージ51を上方から見た概略平面図である。矩形状のZステージ51の互いに垂直な2つの側面には移動鏡54が配置されており、Zステージ51のほぼ中央には不図示のホルダを介して基板Pが保持されている。基板P上には、複数のショット領域S1〜S20が設定されている。基板Pの周囲には基板Pの表面とほぼ同じ高さの平面を有する補助プレート41が設けられている。基板Pのエッジと補助プレート41との間は1〜2mm程度の隙間があるが、液体50の表面張力によりその隙間に液体50が流れ込むことはほとんどなく、基板Pの周縁近傍を露光する場合にも投影光学系PLの下に液体50を保持することができる。   FIG. 4 is a schematic plan view of the Z stage 51 as viewed from above. A movable mirror 54 is disposed on two side surfaces of the rectangular Z stage 51 that are perpendicular to each other, and the substrate P is held at a substantially center of the Z stage 51 via a holder (not shown). On the substrate P, a plurality of shot areas S1 to S20 are set. Around the substrate P, an auxiliary plate 41 having a plane substantially the same height as the surface of the substrate P is provided. There is a gap of about 1 to 2 mm between the edge of the substrate P and the auxiliary plate 41, but the liquid 50 hardly flows into the gap due to the surface tension of the liquid 50, and when the vicinity of the periphery of the substrate P is exposed. Also, the liquid 50 can be held under the projection optical system PL.

Zステージ51の1つのコーナーには、補助プレート41と一体的に基準板(基準部材)42が設けられている。基準板42には、基板アライメント系18により検出される基準マークPFMと、マスクアライメント系19により検出される基板マークMFMとが所定の位置関係で設けられている。また、基準板42の表面はほぼ平坦となっており、フォーカス・レベリング検出系14の基準面としての役割も果たす。なお、フォーカス・レベリング検出系14の基準面を基準板42とは別にZステージ51上に設けてもよい。また、基準板42を補助プレート41に対して1〜2mm程度離して設けてもよい。また基準マークPFMと基準マークMFMをそれぞれ別の部材に設けるようにしてもよい。更に、基準板42の表面は基板Pの表面及び補助プレート41の表面とほぼ同じ高さに設定されており、投影光学系PLの下に液体50を保持したまま投影光学系PLの下の液浸部分を基準板42と基板Pとの間で移動することができる。   A reference plate (reference member) 42 is provided integrally with the auxiliary plate 41 at one corner of the Z stage 51. On the reference plate 42, a reference mark PFM detected by the substrate alignment system 18 and a substrate mark MFM detected by the mask alignment system 19 are provided in a predetermined positional relationship. Further, the surface of the reference plate 42 is substantially flat, and also serves as a reference surface for the focus / leveling detection system 14. The reference surface of the focus / leveling detection system 14 may be provided on the Z stage 51 separately from the reference plate 42. Further, the reference plate 42 may be provided about 1-2 mm away from the auxiliary plate 41. Further, the reference mark PFM and the reference mark MFM may be provided on different members. Further, the surface of the reference plate 42 is set to be almost the same height as the surface of the substrate P and the surface of the auxiliary plate 41, and the liquid below the projection optical system PL is held while the liquid 50 is held under the projection optical system PL. The immersion part can be moved between the reference plate 42 and the substrate P.

次に、上述した露光装置EXを用いてマスクMのパターンを基板Pに露光する手順について図8のフローチャートを参照しながら説明する。   Next, a procedure for exposing the pattern of the mask M onto the substrate P using the above-described exposure apparatus EX will be described with reference to the flowchart of FIG.

[ドライコンディションでのアライメントマーク(XY方向)の検出]
液体供給装置1から液体50の供給を行う前に基板P上に液体がない状態で、まず計測処理が行われる。制御装置CONTは、投影光学系PLの光軸AXがショット領域S1〜S20上を図4の波線矢印43に沿って進むようにレーザ干渉計55の出力をモニタしつつXYステージ52を移動する。その移動の途中で、基板アライメント系18は基板P上に形成されている複数のアライメントマーク(不図示)を液体を介さずに検出する(S1)。なお、基板アライメント系18がアライメントマークの検出を行うときはXYステージ52は停止される。その結果、レーザ干渉計55によって規定される座標系内での各アライメントマークの位置情報が計測される。なお、基板アライメント系18によるアライメントマークの検出は、基板P上の全てのアライメントマークを検出してもよいし、その一部を検出するのみでもよい。また基板アライメント系18が基板Pを移動しながら基板P上のアライメントマークを検出できる場合には、XYステージ52を停止させなくてもよい。
[Detection of alignment mark (XY direction) in dry condition]
Before supplying the liquid 50 from the liquid supply apparatus 1, a measurement process is first performed in a state where there is no liquid on the substrate P. The control device CONT moves the XY stage 52 while monitoring the output of the laser interferometer 55 so that the optical axis AX of the projection optical system PL advances on the shot areas S1 to S20 along the wavy arrow 43 in FIG. In the middle of the movement, the substrate alignment system 18 detects a plurality of alignment marks (not shown) formed on the substrate P without passing the liquid (S1). Note that the XY stage 52 is stopped when the substrate alignment system 18 detects the alignment mark. As a result, position information of each alignment mark within the coordinate system defined by the laser interferometer 55 is measured. The detection of alignment marks by the substrate alignment system 18 may detect all alignment marks on the substrate P or only a part of them. When the substrate alignment system 18 can detect the alignment mark on the substrate P while moving the substrate P, the XY stage 52 need not be stopped.

[ドライコンディションでの基板表面位置(Z方向)の検出]
また、そのXYステージ52の移動中に、フォーカス・レベリング検出系14により基板Pの表面情報が液体を介さずに検出される(S2)。フォーカス・レベリング検出系14による表面情報の検出は基板P上の全てのショット領域S1〜S20毎に行われ、検出結果は基板Pの走査方向(X軸方向)の位置を対応させて制御装置CONTに記憶される。なお、フォーカス・レベリング検出系14による表面情報の検出は、一部のショット領域に対して行うだけでもよい。
なお、XYステージ52の移動も図4に限らず、できるだけ短い距離で所望の検出作業ができるように移動してもよい。
また、複数のアライメントマークの位置情報の検出と基板Pの面情報の検出のうちの一方の検出を先に完了させ、その後に他方の検出を実行するようにしてもよい。
[Detection of substrate surface position (Z direction) in dry condition]
Further, during the movement of the XY stage 52, the surface information of the substrate P is detected without passing through the liquid by the focus / leveling detection system 14 (S2). The detection of surface information by the focus / leveling detection system 14 is performed for every shot region S1 to S20 on the substrate P, and the detection result corresponds to the position of the substrate P in the scanning direction (X-axis direction) and the control device CONT. Is remembered. It should be noted that the detection of surface information by the focus / leveling detection system 14 may be performed only for a part of the shot areas.
The movement of the XY stage 52 is not limited to that shown in FIG.
Alternatively, one of detection of position information of a plurality of alignment marks and detection of surface information of the substrate P may be completed first, and then the other detection may be executed.

[ドライコンディションでの基準マークPFM(XY方向)の検出]
基板Pのアライメントマークの検出、及び基板Pの表面情報の検出が終了すると、基板アライメント系18の検出領域が基準板42上に位置決めされるように、制御装置CONTはXYステージ52を移動する。基板アライメント系18は基準板42上の基準マークPFMを検出し、レーザ干渉計55によって規定される座標系内での基準マークPFMの位置情報を計測する(S3)。
[Detection of reference mark PFM (XY direction) in dry condition]
When the detection of the alignment mark on the substrate P and the detection of the surface information on the substrate P are completed, the control device CONT moves the XY stage 52 so that the detection region of the substrate alignment system 18 is positioned on the reference plate 42. The substrate alignment system 18 detects the reference mark PFM on the reference plate 42 and measures the position information of the reference mark PFM within the coordinate system defined by the laser interferometer 55 (S3).

この基準マークPFMの検出処理の完了により、基準マークPFMと基板P上の複数のアライメントマークとの位置関係が求められる。複数のアライメントマークとショット領域S1〜S20との位置関係は既知なので、基準マークPFMと基板P上の複数のアライメントマークとの位置関係が求められると、基準マークPFMと基板P上の複数のショット領域S1〜S20との位置関係がそれぞれ求められたことになる。また、基準マークPFMと基準マークMFMとは所定の位置関係にあるので、XY平面内における基準マークMFMと基板P上の複数のショット領域S1〜S20との位置関係がそれぞれ決定されたことになる。   When the detection process of the reference mark PFM is completed, the positional relationship between the reference mark PFM and a plurality of alignment marks on the substrate P is obtained. Since the positional relationship between the plurality of alignment marks and the shot areas S1 to S20 is known, when the positional relationship between the reference mark PFM and the plurality of alignment marks on the substrate P is obtained, a plurality of shots on the reference mark PFM and the substrate P are obtained. The positional relationships with the areas S1 to S20 are respectively obtained. Further, since the reference mark PFM and the reference mark MFM are in a predetermined positional relationship, the positional relationship between the reference mark MFM and the plurality of shot areas S1 to S20 on the substrate P in the XY plane is determined. .

[ドライコンディションでの基準板の表面位置(Z方向)の検出]
基板アライメント系18による基準マークPFMの検出の前または後に、制御装置CONTは基準板42の表面(基準面)の表面情報をフォーカス・レベリング検出系14により検出する(S4)。この基準板42の表面の検出処理の完了により、基準板42表面と基板P表面との関係が求められたことになる。
[Detection of surface position (Z direction) of reference plate in dry condition]
Before or after the detection of the reference mark PFM by the substrate alignment system 18, the control device CONT detects the surface information of the surface (reference surface) of the reference plate 42 by the focus / leveling detection system 14 (S4). With the completion of the detection process of the surface of the reference plate 42, the relationship between the surface of the reference plate 42 and the surface of the substrate P is obtained.

[ウェットコンディションでの基準マークMFMの検出(XY方向)の検出]
次に、マスクアライメント系19により基準板42上の基準マークMFMを検出できるように、制御装置CONTはXYステージ52を移動する。当然のことながらこの状態では投影光学系PLの先端部60Aと基準板42とは対向している。ここで、制御装置CONTは液体供給装置1及び液体回収装置2による液体50の供給及び回収を開始し、投影光学系PLと基準板42との間を液体50で満たす(S5)。
[Detection of reference mark MFM (XY direction) in wet condition]
Next, the control unit CONT moves the XY stage 52 so that the mask alignment system 19 can detect the reference mark MFM on the reference plate 42. As a matter of course, in this state, the front end portion 60A of the projection optical system PL and the reference plate 42 are opposed to each other. Here, the control device CONT starts supply and recovery of the liquid 50 by the liquid supply device 1 and the liquid recovery device 2, and fills the space between the projection optical system PL and the reference plate 42 with the liquid 50 (S5).

次に、制御装置CONTは、マスクアライメント系19によりマスクM、投影光学系PL、及び液体50を介して基準マークMFMの検出を行う(S6)。すなわち、マスクM上のマークと基準マークMFMとの位置関係を投影光学系PLと液体とを介して検出する。これにより投影光学系PLと液体50とを介して、XY平面内におけるマスクMの位置、すなわちマスクMのパターンの像の投影位置情報が基準マークMFMを使って検出されたことになる。   Next, the control device CONT detects the reference mark MFM by the mask alignment system 19 through the mask M, the projection optical system PL, and the liquid 50 (S6). That is, the positional relationship between the mark on the mask M and the reference mark MFM is detected via the projection optical system PL and the liquid. As a result, the position of the mask M in the XY plane, that is, the projection position information of the pattern image of the mask M is detected using the reference mark MFM via the projection optical system PL and the liquid 50.

[ウェットコンディションでの基準板の検出(Z方向)の検出]
また、制御装置CONTは、投影光学系PLと基準板42との間に液体50を供給した状態で、基準板42の表面(基準面)をフォーカス・レベリング検出系14で検出し、投影光学系PL及び液体50を介して形成される像面と基準板42の表面との関係を計測する(S7)。フォーカス・レベリング検出系14は、ウェットコンディションにおいて、投影光学系PLにより液体50を介して形成される像面と被検面との位置関係(ずれ)を検出できるようになっており、ウェットコンディションで基準板42の表面を検出することによって、投影光学系PL及び液体50を介して形成される像面と基板P表面との関係が、基準板42を使って検出されたことになる。
[Detection of reference plate in wet condition (Z direction)]
Further, the control device CONT detects the surface (reference surface) of the reference plate 42 with the focus / leveling detection system 14 in a state where the liquid 50 is supplied between the projection optical system PL and the reference plate 42, and the projection optical system. The relationship between the image plane formed through the PL and the liquid 50 and the surface of the reference plate 42 is measured (S7). The focus / leveling detection system 14 can detect the positional relationship (displacement) between the image plane formed through the liquid 50 by the projection optical system PL and the test surface in the wet condition. By detecting the surface of the reference plate 42, the relationship between the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid 50 and the surface of the substrate P is detected using the reference plate 42.

[ウェットコンディションでのアライメント及び露光]
以上のような計測処理が終了すると、制御装置CONTは、基板P上の各ショット領域S1〜S20を露光するために液体50の供給及び回収を行いながらXYステージ52を移動して投影光学系PLの下の液浸部分を基板P上へ移動する。基準板42、補助プレート41、及び基板Pの表面はそれぞれほぼ同じ高さなので投影光学系PLの下に液体50を保持した状態でXYステージ52を移動することができる。
[Alignment and exposure in wet conditions]
When the measurement processing as described above is completed, the control device CONT moves the XY stage 52 while supplying and collecting the liquid 50 in order to expose each of the shot areas S1 to S20 on the substrate P, thereby projecting the optical system PL. The lower liquid immersion portion is moved onto the substrate P. Since the surfaces of the reference plate 42, the auxiliary plate 41, and the substrate P are substantially the same height, the XY stage 52 can be moved while the liquid 50 is held under the projection optical system PL.

そして、前述の計測処理中に求めた各情報を使って、基板P上の各ショット領域S1〜S20を走査露光する(S8)。すなわち、各ショット領域のそれぞれに対する走査露光中は、液体50の供給前に求めた基準マークPFMと各ショット領域S1〜S20との位置関係の情報、及び液体50の供給後に基準マークMFMを使って求めたマスクMのパターンの像の投影位置情報に基づいて、基板P上の各ショット領域S1〜S20とマスクMとの位置合わせが行われる(S8)。   Then, the respective shot areas S1 to S20 on the substrate P are scanned and exposed using the information obtained during the above-described measurement process (S8). That is, during scanning exposure for each of the shot areas, information on the positional relationship between the reference mark PFM and each of the shot areas S1 to S20 obtained before supplying the liquid 50 and the reference mark MFM after supplying the liquid 50 are used. Based on the obtained projection position information of the pattern image of the mask M, the respective shot areas S1 to S20 on the substrate P and the mask M are aligned (S8).

また、各ショット領域S1〜S20に対する走査露光中は、液体50の供給前に求めた基準板42表面と基板P表面との関係の情報、及び液体50の供給後に求めた基準板42表面と液体50を介して形成される像面との位置関係の情報に基づいて、フォーカス・レベリング検出系14を使うことなしに、基板P表面と液体50を介して形成される像面との位置関係が調整される。このように、液体50を介して行われるフォーカス・レベリング検出系14の検出は、基板Pの露光開始前の基準板42表面の検出を行うときだけなので、液体50の温度変化などの影響を最小限に抑えて、フォーカス・レベリング検出系14の検出動作を行うことができる。   Further, during the scanning exposure for each of the shot regions S1 to S20, information on the relationship between the surface of the reference plate 42 and the surface of the substrate P obtained before the liquid 50 is supplied, and the surface of the reference plate 42 and the liquid obtained after the liquid 50 is supplied. The positional relationship between the surface of the substrate P and the image plane formed via the liquid 50 can be obtained without using the focus / leveling detection system 14 based on the information on the positional relationship between the image plane and the image plane formed via the liquid 50. Adjusted. As described above, since the detection of the focus / leveling detection system 14 performed through the liquid 50 is performed only when the surface of the reference plate 42 before the exposure of the substrate P is started, the influence of the temperature change of the liquid 50 is minimized. The detection operation of the focus / leveling detection system 14 can be performed with the limit.

なお、走査露光中にフォーカス・レベリング検出系14を使って基板P表面の面情報を検出し、基板P表面と像面との位置関係の調整結果の確認に用いるようにしてもよい。また、走査露光中に、フォーカス・レベリング検出系14を使って基板P表面の面情報を検出し、走査露光中に検出された面情報を更に加味して、基板P表面と像面との位置関係を調整するようにしてもよい。   Note that the surface information on the surface of the substrate P may be detected by using the focus / leveling detection system 14 during scanning exposure, and used to check the adjustment result of the positional relationship between the surface of the substrate P and the image surface. Further, the surface information on the surface of the substrate P is detected by using the focus / leveling detection system 14 during the scanning exposure, and the surface information detected during the scanning exposure is further added to the position of the surface of the substrate P and the image surface. The relationship may be adjusted.

また、上述の実施形態では、基板Pの表面情報を液体なしに検出するときに、マスクMのパターンの像が形成される投影領域内もしくはその近傍に検出光を投射するフォーカス・レベリング検出系14を使ったが、基板アライメント系18に搭載されているフォーカス・レベリング検出系(不図示)を使ってもよい。基板アライメント系18に搭載されているフォーカス・レベリング検出系は、基板アライメント系18で基板P上のアライメントマークを検出するときに基板Pの表面位置を調整するために用いられる。フォーカス・レベリング検出系の具体的な構成としては、例えば特開2001−257157号(米国特許公報2001/0023918A)に開示されている。   In the above-described embodiment, when the surface information of the substrate P is detected without liquid, the focus / leveling detection system 14 that projects detection light in or near the projection region where the pattern image of the mask M is formed. However, a focus leveling detection system (not shown) mounted on the substrate alignment system 18 may be used. The focus / leveling detection system mounted on the substrate alignment system 18 is used to adjust the surface position of the substrate P when the substrate alignment system 18 detects an alignment mark on the substrate P. A specific configuration of the focus / leveling detection system is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-257157 (US Patent Publication 2001 / 0023918A).

また、上述の実施形態では、基板P表面と像面との位置関係の調整は基板Pを保持するZステージ51を動かすことによって行っているが、マスクMや投影光学系PLを構成する複数のレンズの一部を動かして、像面を基板P表面に合わせるようにしてもよいし、露光光ELの波長を微調整するようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、基板P上のアライメントマーク及び基準マークPFMの検出後に、液体供給装置1から液体50の供給を開始するようにしているが、可能であれば、その検出前に、液体供給装置1から液体50を供給し、投影光学系PLの像面側に局所的に液体50を保持したまま、液体を介さずに基板P上のアライメントマーク及び基準マークPFMの検出を行うようにしてもよい。
また上述の実施形態においては、基準板42を介して、ドライコンディションで計測された基板Pの表面情報と、投影光学系PLと液体50とを介して形成される像面との関連づけが行われているが、基準板42の代わりに基板P上の所定領域を基準面として、ドライコンディション及びウェットコンディションで、フォーカス・レベリング検出系14によりその所定領域を検出して、ドライコンディションで計測された基板Pの表面情報と、投影光学系PLと液体50とを介して形成される像面との関連づけを行うようにしてもよい。
また上述の実施形態のおいては、フォーカス・レベリング検出系14は、ドライコンディションとウェットコンディションの両方で使われているが、ドライコンディション用のフォーカス・レベリング検出系とウェットコンディション用のフォーカス・レベリング検出系とを別々に設けてもよい。
またフォーカス・レベリング検出系14によって、ドライコンディションで検出された基板Pの表面情報と、投影光学系PLにより液体を介して形成される像面との関係(オフセット)が予めわかっているときは、フォーカス・レベリング検出系14によるウェットコンディションでの検出を省略して、ドライコンディションで計測された基板Pの表面情報に基づいて、投影光学系PLにより液体を介して形成される像面と基板P表面との位置関係を調整しつつ、基板P上の各ショット領域を液浸露光するようにしてもよい。この場合、基準面としての基準板42を基板ステージPST上に設けなくてもよい。基準マークが形成された基準部材は必要である。
In the above-described embodiment, adjustment of the positional relationship between the surface of the substrate P and the image plane is performed by moving the Z stage 51 that holds the substrate P. However, a plurality of components constituting the mask M and the projection optical system PL are used. A part of the lens may be moved so that the image plane matches the surface of the substrate P, or the wavelength of the exposure light EL may be finely adjusted.
Further, in the above-described embodiment, the supply of the liquid 50 from the liquid supply apparatus 1 is started after the alignment mark and the reference mark PFM on the substrate P are detected. Then, the liquid 50 is supplied from the liquid supply apparatus 1, and the alignment mark and the reference mark PFM on the substrate P are detected without passing through the liquid while the liquid 50 is locally held on the image plane side of the projection optical system PL. You may do it.
In the above-described embodiment, the surface information of the substrate P measured by the dry condition is associated with the image plane formed through the projection optical system PL and the liquid 50 through the reference plate 42. However, instead of the reference plate 42, a predetermined area on the substrate P is used as a reference surface, and the dry area and wet condition are used to detect the predetermined area by the focus / leveling detection system 14, and the substrate is measured in the dry condition. The surface information of P may be associated with the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid 50.
In the above-described embodiment, the focus / leveling detection system 14 is used in both the dry condition and the wet condition. However, the focus / leveling detection system for the dry condition and the focus / leveling detection for the wet condition are used. The system may be provided separately.
When the focus leveling detection system 14 knows in advance the relationship (offset) between the surface information of the substrate P detected by the dry condition and the image plane formed via the liquid by the projection optical system PL, The detection in the wet condition by the focus / leveling detection system 14 is omitted, and based on the surface information of the substrate P measured in the dry condition, the image plane formed through the liquid by the projection optical system PL and the surface of the substrate P The respective shot areas on the substrate P may be subjected to immersion exposure while adjusting the positional relationship with In this case, the reference plate 42 as the reference surface may not be provided on the substrate stage PST. A reference member on which a reference mark is formed is necessary.

以上のように、液浸露光用の液体50を介さずに基板P上のアライメントマークの検出や基板P表面情報の検出を行った後、それらの情報に基づいて液浸露光を行うので、基板P上の各ショット領域S1〜S20とマスクMとの位置合わせや基板P表面と液体50を介して形成される像面との位置関係の調整を正確に行うことができる。   As described above, since the alignment mark on the substrate P and the surface information of the substrate P are detected without using the liquid 50 for immersion exposure, the immersion exposure is performed based on the information. The alignment between the shot areas S1 to S20 on the P and the mask M and the positional relationship between the surface of the substrate P and the image plane formed through the liquid 50 can be accurately performed.

図5は本発明の変形例を示す図であって、投影光学系PLのレンズ60付近の概略構成を示す図である。なお、図5では簡単のため、液体供給装置1や液体回収装置2、基板アライメント系18等は省略してある。   FIG. 5 is a diagram showing a modification of the present invention, and is a diagram showing a schematic configuration in the vicinity of the lens 60 of the projection optical system PL. In FIG. 5, the liquid supply device 1, the liquid recovery device 2, the substrate alignment system 18 and the like are omitted for simplicity.

図5に示す露光装置EXには、X軸方向に関して投影光学系PLのレンズ60の両側に、フォーカス・レベリング検出系14と同じ構成で、基板P表面の面情報を検出するフォーカス・レベリング検出系61、62が設けられている。フォーカス・レベリング系61、62の各検出領域は、投影光学系PLの下に液体50が供給された(投影光学系PLの像面側に液体50が局所的に保持されている)ときにもその液浸部分から離れた位置に設定されている。フォーカス・レベリング検出系61は、基板Pが−X方向に移動しながら走査露光を行うときに用いられ、フォーカス・レベリング検出系62は、基板Pが+X方向に移動しながら走査露光を行うときに用いられる。   The exposure apparatus EX shown in FIG. 5 has a focus / leveling detection system for detecting surface information on the surface of the substrate P on both sides of the lens 60 of the projection optical system PL in the X-axis direction, with the same configuration as the focus / leveling detection system 14. 61 and 62 are provided. The detection areas of the focus / leveling systems 61 and 62 are also provided when the liquid 50 is supplied under the projection optical system PL (the liquid 50 is locally held on the image plane side of the projection optical system PL). The position is set away from the liquid immersion portion. The focus / leveling detection system 61 is used when scanning exposure is performed while the substrate P is moving in the −X direction, and the focus / leveling detection system 62 is used when scanning exposure is performed while the substrate P is moving in the + X direction. Used.

本実施形態の露光装置の場合、マスクMと基板P上の各ショット領域との位置合わせ(アライメント)は上述の実施形態と同様に行われる。   In the case of the exposure apparatus of the present embodiment, alignment (alignment) between the mask M and each shot area on the substrate P is performed in the same manner as in the above-described embodiment.

本実施形態の計測処理においては、投影光学系PLと基準板42との間に液体50を供給した状態で、フォーカス・レベリング検出系14により基準板42の表面位置を検出し、その検出結果に基づいてZステージ51を動かして、基準板42の表面を投影光学系PL及び液体50を介して形成される像面に合わせ込む。このとき、フォーカス・レベリング検出系61、62の各検出領域も基準板42上に位置しており(このとき、フォーカス・レベリング検出系61、62の検出領域に液体は存在しない)、フォーカス・レベリング検出系61、62で基準板42の表面をそれぞれ検出することにより、制御装置CONTは、投影光学系PL及び液体50を介して形成される像面と、フォーカス・レベリング検出系61、62で液体を介さずに検出される各面情報との関係を求めることができる。   In the measurement processing of the present embodiment, the surface level of the reference plate 42 is detected by the focus / leveling detection system 14 in a state where the liquid 50 is supplied between the projection optical system PL and the reference plate 42, and the detection result is used as the detection result. Based on this, the Z stage 51 is moved to align the surface of the reference plate 42 with the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid 50. At this time, the detection areas of the focus / leveling detection systems 61 and 62 are also located on the reference plate 42 (at this time, no liquid is present in the detection areas of the focus / leveling detection systems 61 and 62), and the focus / leveling detection systems 61 and 62 are located. By detecting the surface of the reference plate 42 with the detection systems 61 and 62, the control device CONT detects the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid 50 and the liquid with the focus / leveling detection systems 61 and 62, respectively. It is possible to obtain the relationship with each surface information detected without going through.

以上のような計測処理が終了すると、制御装置CONTは、基板P上の各ショット領域S1〜S20を露光するために、液体50の供給及び回収を行いながらXYステージ52を移動して、投影光学系PLの下の液浸部分を基板P上へ移動する。そして、制御装置CONTは、前述の計測処理中に求めた各情報を使って、基板P上の各ショット領域S1〜S20を走査露光する。基板P上の各ショット領域の走査露光中、投影光学系PL及び液体50を介して形成される像面と基板P表面との位置関係の調整は、フォーカス・レベリング検出系14を使わずに、投影光学系PLと基板Pとの間の液浸部分の外側に検出領域を有するフォーカス・レベリング検出系61、62を使って行われる。例えば、−X方向に基板Pを移動しながら基板P上のあるショット領域を走査露光する場合には、その露光対象のショット領域が投影光学系PLと基板Pとの間の液浸部分に入る前に、フォーカス・レベリング検出系61によりそのショット領域表面の面位置情報が順次検出され、そのショット領域が投影光学系PLと基板Pとの間の液浸部分を通過するときには、フォーカス・レベリング検出系61によって検出された面位置情報に基づいて、そのショット領域表面と像面との位置関係が調整される。フォーカス・レベリング検出系61で検出される面情報と最適像面との関係は予め基準板42を使って求められているので、フォーカス・レベリング検出系61で検出された面位置情報のみでも、液体50の温度変化などの影響を受けることなくそのショット領域表面を最適像面に対して正確に合わせ込むことができる。なお、先の実施形態で述べたように、フォーカス・レベリング検出系14を露光中に併用してもよいことはいうまでもない。   When the measurement processing as described above is completed, the control apparatus CONT moves the XY stage 52 while supplying and collecting the liquid 50 in order to expose each of the shot areas S1 to S20 on the substrate P, thereby projecting the projection optics. The liquid immersion part under the system PL is moved onto the substrate P. The control device CONT scans and exposes each of the shot areas S1 to S20 on the substrate P using each information obtained during the above-described measurement process. During the scanning exposure of each shot area on the substrate P, the positional relationship between the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid 50 and the surface of the substrate P is adjusted without using the focus / leveling detection system 14. This is performed using focus / leveling detection systems 61 and 62 having detection areas outside the liquid immersion part between the projection optical system PL and the substrate P. For example, when scanning exposure is performed on a certain shot area on the substrate P while moving the substrate P in the −X direction, the shot area to be exposed enters the liquid immersion portion between the projection optical system PL and the substrate P. Before, the surface level information on the surface of the shot area is sequentially detected by the focus / leveling detection system 61, and when the shot area passes through the liquid immersion portion between the projection optical system PL and the substrate P, the focus / leveling detection is performed. Based on the surface position information detected by the system 61, the positional relationship between the shot area surface and the image plane is adjusted. Since the relationship between the surface information detected by the focus / leveling detection system 61 and the optimum image plane is obtained in advance using the reference plate 42, only the surface position information detected by the focus / leveling detection system 61 can be used as a liquid. The surface of the shot area can be accurately adjusted to the optimum image plane without being affected by 50 temperature changes. As described in the previous embodiment, it goes without saying that the focus / leveling detection system 14 may be used during exposure.

また近年、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露光装置が登場しているが、本発明はツインステージ型露光装置にも適用可能である。   In recent years, a twin stage type exposure apparatus equipped with two stages for holding the substrate P has appeared, but the present invention is also applicable to a twin stage type exposure apparatus.

図6はツインステージ型露光装置の概略構成図である。ツインステージ型露光装置は共通のベース71上を各々独立に移動可能な第1、第2基板ステージPST1、PST2を備えている。第1,第2基板ステージPST1、PST2はそれぞれ図4に示した基準板42と同等の構成を有する基準板74、75を備えている。また、ツインステージ型露光装置は露光ステーションと計測・交換ステーションとを有しており、露光ステーションには基板アライメント系18を除いて図4のシステム(フォーカス・レベリング検出系14を含む)が全て搭載されている。また、計測・交換ステーションには、基板アライメント系72、投射系73A及び受光系73Bを有するフォーカス・レベリング検出系73が搭載されている。   FIG. 6 is a schematic block diagram of a twin stage type exposure apparatus. The twin stage type exposure apparatus includes first and second substrate stages PST1 and PST2 that can move independently on a common base 71, respectively. The first and second substrate stages PST1 and PST2 include reference plates 74 and 75 having the same configuration as the reference plate 42 shown in FIG. Further, the twin stage type exposure apparatus has an exposure station and a measurement / exchange station, and all of the system shown in FIG. 4 (including the focus / leveling detection system 14) except the substrate alignment system 18 is mounted on the exposure station. Has been. The measurement / replacement station is equipped with a focus / leveling detection system 73 having a substrate alignment system 72, a projection system 73A, and a light receiving system 73B.

このようなツインステージ型露光装置の基本的な動作としては、例えば露光ステーションにおいて第2基板ステージPST2上の基板Pの露光処理中に、計測・交換ステーションにおいて、第1基板ステージPST1上の基板Pの交換及び計測処理が行われる。そして、それぞれの作業が終了すると、第2基板ステージPST2が計測・交換ステーションに移動し、それと並行して第1基板ステージPST1が露光ステーションに移動し、今度は第2基板ステージPST2において計測及び交換処理が行われ、第1基板ステージPST1上の基板Pに対して露光処理が行われる。   As a basic operation of such a twin stage type exposure apparatus, for example, during the exposure processing of the substrate P on the second substrate stage PST2 in the exposure station, the substrate P on the first substrate stage PST1 in the measurement / exchange station. Replacement and measurement processing are performed. When the respective operations are completed, the second substrate stage PST2 moves to the measurement / exchange station, and in parallel therewith, the first substrate stage PST1 moves to the exposure station, and this time the second substrate stage PST2 performs measurement and exchange. Processing is performed, and exposure processing is performed on the substrate P on the first substrate stage PST1.

本発明をツインステージ型露光装置に適用した場合には、上述の実施形態で説明した、液体を介さずに行われる計測処理は計測・交換ステーションで行われる。例えば第2基板ステージPST2上の基板Pに対して露光ステーションにおいて液浸露光処理が行われている最中、第1基板ステージPST1上の基板Pに対して計測ステーションにおいて基板アライメント系72、フォーカス・レベリング検出系73、及び基準板74を用いて液体を介さない計測処理が行われる。そして、液体を介さない計測処理が完了すると、第1基板ステージPST1と第2基板ステージPST2との交換作業が行われ、図6に示すように、第1基板ステージPST1の基準板74と投影光学系PLとが対向するように、第1基板ステージPST1の位置決めがされる。この状態で、制御装置CONTは液体50の供給を開始し、投影光学系PLと基準板74との間を液体50で満たし、前述の実施形態と同様な、液体を介した計測処理及び露光処理を行う。なお、計測・交換ステーションで一旦求められた各ショット領域のアライメント情報は基準板の基準マークPFMを基準として定められており(記憶されており)、露光ステーションにおいて液浸露光が実行される際には、基準板の基準マークPFMに対して所定の位置関係で形成されている基準マークMFMとマスクMとの位置関係に基づいて各ショット領域の位置決めがされるように第1基板ステージPST1の移動が制御される。すなわち、計測・交換ステーションで求められた各ショット領域のアライメント情報は、基準マークPFM、MFMを用いて露光ステーションに有効に受け渡される。   When the present invention is applied to a twin stage type exposure apparatus, the measurement process performed without using the liquid described in the above embodiment is performed at the measurement / exchange station. For example, while the immersion exposure processing is being performed on the substrate P on the second substrate stage PST2 at the exposure station, the substrate alignment system 72, the focus and focus are processed at the measurement station on the substrate P on the first substrate stage PST1. Using the leveling detection system 73 and the reference plate 74, a measurement process without using a liquid is performed. When the measurement process without liquid is completed, the first substrate stage PST1 and the second substrate stage PST2 are exchanged. As shown in FIG. 6, the reference plate 74 and the projection optics of the first substrate stage PST1 are used. The first substrate stage PST1 is positioned so as to face the system PL. In this state, the control device CONT starts supplying the liquid 50, fills the space between the projection optical system PL and the reference plate 74 with the liquid 50, and performs the measurement process and exposure process via the liquid as in the above-described embodiment. I do. The alignment information of each shot area once obtained at the measurement / exchange station is determined (stored) with reference to the reference mark PFM of the reference plate, and when immersion exposure is performed at the exposure station. Moves the first substrate stage PST1 so that each shot area is positioned based on the positional relationship between the reference mark MFM formed in a predetermined positional relationship with respect to the reference mark PFM on the reference plate and the mask M. Is controlled. That is, the alignment information of each shot area obtained at the measurement / exchange station is effectively transferred to the exposure station using the reference marks PFM and MFM.

このように、ツインステージ型露光装置の場合には、一方のステージで液浸露光処理中に、他方のステージで液体を介さない計測処理を行うことができるので、露光処理のスループットを向上することができる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作については、例えば特開平10−163099号及び特開平10−214783号(対応米国特許6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及び6,590,634号)、特表2000−505958号(対応米国特許5,969,441号)あるいは米国特許6,208,407号に開示されている。
なお、上述のツインステージ型の露光装置においては、露光ステーションにフォーカス・レベリング検出系14が配置されているが、米国特許6,208,407に開示されているように、露光ステーションのフォーカス・レベリング検出系を省いて、基板ステージPSTのZ方向の位置情報を計測する干渉計を使って、投影光学系PLの像面と基板P表面との位置関係を調整するようにしてもよい。もちろん、基板ステージPSTのZ方向の位置情報を計測する干渉計とフォーカス・レベリング検出系14とを併用してもよい。
As described above, in the case of the twin stage type exposure apparatus, during the immersion exposure process in one stage, the measurement process without using the liquid can be performed in the other stage, thereby improving the throughput of the exposure process. Can do. Regarding the structure and exposure operation of a twin stage type exposure apparatus, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-163099 and 10-214783 (corresponding US Pat. Nos. 6,341,007, 6,400,441, 6,549, 269 and 6,590,634), JP 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5,969,441) or US Pat. No. 6,208,407.
In the above-described twin-stage type exposure apparatus, the focus / leveling detection system 14 is arranged in the exposure station. However, as disclosed in US Pat. No. 6,208,407, the focus / leveling of the exposure station. The positional relationship between the image plane of the projection optical system PL and the surface of the substrate P may be adjusted using an interferometer that measures position information in the Z direction of the substrate stage PST without the detection system. Of course, an interferometer that measures position information of the substrate stage PST in the Z direction and the focus / leveling detection system 14 may be used in combination.

また、上述の実施形態においては、基準板(例えば基準板42)の基準マークMFMを液体50を介してマスクアライメント系19により検出していたが、基準マークMFM上に所定の厚さの透明部材(カバーガラス,補正部材)を配置して、マスクアライメント系19による基準マークMFMの検出を液体を介さずに行ってもよい。この場合、透明部材により投影光学系PLと基準マークMFMとの間に擬似的な液浸状態が形成されるので、液体を介さずとも、基準マークMFMを使ってマスクMのパターンの像の投影位置情報を正確に計測することができる。したがって、基板P上のアライメントマークのみならず、基準マークMFMの検出も液体50を介さずに行われるので、マスクMと基板Pとを位置合わせするためのアライメント情報を安定して正確に求めることができる。   In the above-described embodiment, the reference mark MFM on the reference plate (for example, the reference plate 42) is detected by the mask alignment system 19 via the liquid 50. However, a transparent member having a predetermined thickness is formed on the reference mark MFM. (Cover glass, correction member) may be arranged, and the reference mark MFM may be detected by the mask alignment system 19 without using a liquid. In this case, since a pseudo liquid immersion state is formed between the projection optical system PL and the reference mark MFM by the transparent member, the pattern image of the mask M can be projected using the reference mark MFM without using liquid. Position information can be accurately measured. Therefore, since not only the alignment mark on the substrate P but also the reference mark MFM is detected without using the liquid 50, alignment information for aligning the mask M and the substrate P can be obtained stably and accurately. Can do.

またマスクアライメント系19は、特開平7−176468号公報に開示されているような構成に限られず、要は、マスクM(マスクMのマーク)と基板ステージPST上の基準(MFM)との位置関係が検出できればよい。   The mask alignment system 19 is not limited to the configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468. In short, the position of the mask M (mark of the mask M) and the reference (MFM) on the substrate stage PST is important. It suffices if the relationship can be detected.

なお、上述の実施形態においては、基板P上のアライメントマークを液体なしで検出した後に、基板P上に液体を供給するため、液体の重みや液体の温度により基板Pの変形(伸縮)や基板ステージPSTの変形などが発生し、ドライコンディションで検出されたアライメントマークの位置情報や基板Pの表面情報に基づいて液浸露光を行っても、位置ずれやデフォーカスなどのエラーが発生し、マスクMのパターン像が基板P上に所望状態で投影されない可能性がある。   In the above-described embodiment, since the liquid is supplied onto the substrate P after the alignment mark on the substrate P is detected without liquid, the deformation (extension / contraction) of the substrate P or the substrate depends on the weight of the liquid or the temperature of the liquid. Even if the stage PST is deformed and liquid immersion exposure is performed based on the position information of the alignment mark detected by the dry condition and the surface information of the substrate P, errors such as misalignment and defocus occur, and the mask There is a possibility that the pattern image of M is not projected on the substrate P in a desired state.

そのような場合には、パターン像と基板P上の各ショットとの位置合わせ(アライメント)に関しては、たとえば特開2002−353121号公報(米国特許公報2002/0042664A)に開示されているような手法などを用いて基板P上に液体を供給することによって生じる位置合わせずれを補正するための補正情報(マップ情報)を予め用意しておき、ドライコンディションで検出された基板Pのアライメントマークの位置情報に、その補正情報を加味して、パターン像と基板P上の各ショット領域との位置あわせを行うようにすればよい。またテスト露光を行って、各ショットのパターンの位置ずれ量から同様の補正情報を求め、その補正情報を使って、基板Pと各ショット領域との位置合わせを行うようにしてもよい。   In such a case, with respect to the alignment (alignment) between the pattern image and each shot on the substrate P, for example, a technique as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-353121 (US Patent Publication 2002 / 0042664A) For example, correction information (map information) for correcting misalignment caused by supplying liquid onto the substrate P using, for example, is prepared in advance, and the position information of the alignment mark of the substrate P detected by the dry condition In addition, in consideration of the correction information, the pattern image and each shot area on the substrate P may be aligned. Alternatively, test exposure may be performed to obtain similar correction information from the positional deviation amount of each shot pattern, and alignment between the substrate P and each shot area may be performed using the correction information.

またフォーカス・レベリング制御に関しても、テスト露光などを行って基板P上に液体を供給したことによって生じる誤差(デフォーカスなど)を補正するための補正情報を予め求めておき、ドライコンディションで検出された基板Pの表面情報に、その補正情報を加味して、投影光学系PLにより液体を介して形成される像面と基板P表面との位置関係を調整するようにすればよい。   As for the focus / leveling control, correction information for correcting an error (such as defocus) caused by supplying a liquid onto the substrate P by performing a test exposure or the like is obtained in advance and detected in a dry condition. By adding the correction information to the surface information of the substrate P, the positional relationship between the image plane formed via the liquid and the surface of the substrate P may be adjusted by the projection optical system PL.

上述したように、本実施形態における液体50は純水を用いた。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板P上のフォトレジストや光学素子(レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Pの表面、及び投影光学系PLの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。   As described above, pure water is used as the liquid 50 in the present embodiment. Pure water has an 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 P. 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 P and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system PL. .

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1.44〜1.47程度と言われており、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131〜134nm程度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1.44〜1.47倍程度に拡大されるため、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 about 1.44 to 1.47, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of the exposure light EL. Is used, the wavelength is shortened to 1 / n, that is, about 131 to 134 nm on the substrate P, and a high resolution can be obtained. Furthermore, since the depth of focus is expanded to about n times, that is, about 1.44 to 1.47 times compared with that in the air, if it is sufficient to ensure the same depth of focus as that used in the air. The numerical aperture of the projection optical system PL can be further increased, and the resolution is improved in this respect as well.

上記実施形態では、投影光学系PLの先端にレンズ60が取り付けられているが、投影光学系PLの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系PLの光学特性、例えば収差(球面収差、コマ収差等)の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ELを透過可能な平行平面板であってもよい。液体50と接触する光学素子を、レンズより安価な平行平面板とすることにより、露光装置EXの運搬、組立、調整時等において投影光学系PLの透過率、基板P上での露光光ELの照度、及び照度分布の均一性を低下させる物質(例えばシリコン系有機物等)がその平行平面板に付着しても、液体50を供給する直前にその平行平面板を交換するだけでよく、液体50と接触する光学素子をレンズとする場合に比べてその交換コストが低くなるという利点がある。すなわち、露光光ELの照射によりレジストから発生する飛散粒子、または液体50中の不純物の付着などに起因して液体50に接触する光学素子の表面が汚れるため、その光学素子を定期的に交換する必要があるが、この光学素子を安価な平行平面板とすることにより、レンズに比べて交換部品のコストが低く、且つ交換に要する時間を短くすることができ、メンテナンスコスト(ランニングコスト)の上昇やスループットの低下を抑えることができる。   In the above embodiment, the lens 60 is attached to the tip of the projection optical system PL. However, as an optical element attached to the tip of the projection optical system PL, optical characteristics of the projection optical system PL, such as aberration (spherical aberration, coma aberration) Etc.) may be used. Alternatively, it may be a plane parallel plate that can transmit the exposure light EL. By making the optical element in contact with the liquid 50 into a plane parallel plate that is cheaper than the lens, the transmittance of the projection optical system PL and the exposure light EL on the substrate P during transportation, assembly, adjustment, etc. of the exposure apparatus EX. Even if a substance that reduces the illuminance and the uniformity of the illuminance distribution (for example, silicon-based organic matter) adheres to the plane-parallel plate, the plane-parallel plate may be replaced just before the liquid 50 is supplied. There is an advantage that the replacement cost is lower than in the case where the optical element in contact with the lens is a lens. That is, the surface of the optical element that comes into contact with the liquid 50 is contaminated due to scattering particles generated from the resist by exposure to the exposure light EL, or adhesion of impurities in the liquid 50, and the optical element is periodically replaced. Although it is necessary, by making this optical element an inexpensive parallel flat plate, the cost of replacement parts is lower than that of lenses and the time required for replacement can be shortened, resulting in an increase in maintenance costs (running costs). And a decrease in throughput.

また、液体50の流れによって生じる投影光学系PLの先端の光学素子と基板Pとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。   Further, when the pressure between the optical element at the tip of the projection optical system PL generated by the flow of the liquid 50 and the substrate P is large, the optical element is not exchangeable but the optical element is moved by the pressure. It may be fixed firmly so that there is no.

なお、上記実施形態の液体50は水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ELの光源がFレーザである場合、このFレーザ光は水を透過しないので、この場合、液体50としてはFレーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイル(液体)や過フッ化ポリエーテル(PFPE)などであってもよい。また、液体50としては、その他にも、露光光ELに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系PLや基板P表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの(例えばセダー油)を用いることも可能である。 Although the liquid 50 in the embodiment is water, a liquid other than water may be, for example, when the light source of exposure light EL is an F 2 laser, the F 2 laser beam is not transmitted through water In this case, the liquid 50 may be, for example, fluorine oil (liquid) or perfluorinated polyether (PFPE) that can transmit the F 2 laser beam. In addition, as the liquid 50, the liquid 50 is transmissive to the exposure light EL, 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 (for example, Cedar). Oil) can also be used.

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.

また、上述の実施形態においては、投影光学系PLと基板Pとの間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平6−124873号公報に詳細に開示されており、また、ステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平10−303114号公報(米国特許5,825,043号)に詳細に開示されている。   In the above-described embodiment, an exposure apparatus that locally fills the space between the projection optical system PL and the substrate P with a liquid is adopted. However, the stage holding the substrate to be exposed is moved in the liquid tank. The present invention can also be applied to an immersion exposure apparatus to be used or an immersion exposure apparatus in which a liquid tank having a predetermined depth is formed on a stage and a substrate is held therein. The structure and exposure operation of an immersion exposure apparatus for moving a stage holding a substrate to be exposed in a liquid tank are disclosed in detail, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-124873, and a predetermined depth on the stage. The structure and exposure operation of an immersion exposure apparatus that forms a liquid tank and holds a substrate therein are disclosed in detail, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-303114 (US Pat. No. 5,825,043). Yes.

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.

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。ステージにリニアモータを用いた例は、米国特許5,623,853及び5,528,118に開示されている。   When a linear motor is used for the substrate stage PST and the mask stage MST, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using a Lorentz force or a reactance force may be used. 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. Examples using a linear motor for the stage are disclosed in US Pat. Nos. 5,623,853 and 5,528,118.

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、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。この反力の処理方法は、例えば特開平8−166475号公報(米国特許5,528,118)に詳細に開示されている。   The reaction force generated by the movement of the substrate stage PST may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member so as not to be transmitted to the projection optical system PL. This reaction force processing method is disclosed in detail, for example, in JP-A-8-166475 (US Pat. No. 5,528,118).

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、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。この反力の処理方法は、例えば特開平8−330224号公報(米国特許5,874,820)に詳細に開示されている。   The reaction force generated by the movement of the mask stage MST may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member so as not to be transmitted to the projection optical system PL. This reaction force processing method is disclosed in detail, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-330224 (US Pat. No. 5,874,820).

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. To ensure these various accuracies, before and after this 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7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. 7, 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 base material 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.

本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the exposure apparatus of this invention. 投影光学系の先端部と液体供給装置及び液体回収装置との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the front-end | tip part of a projection optical system, a liquid supply apparatus, and a liquid collection | recovery apparatus. 供給ノズル及び回収ノズルの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of a supply nozzle and a collection | recovery nozzle. 基板を保持する基板ステージの平面図である。It is a top view of the substrate stage holding a substrate. 本発明の露光装置の他の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows other embodiment of the exposure apparatus of this invention. 本発明の露光装置の他の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows other embodiment of the exposure apparatus of this invention. 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. 露光装置を用いてマスクのパターンを基板に露光する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which exposes the pattern of a mask to a board | substrate using exposure apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…液体供給装置、2…液体回収装置、
14…フォーカス・レベリング検出系(面検出系)、
18…基板アライメント系(第1アライメント系)、
19…マスクアライメント系(第2アライメント系)、
42…基準部材、50…液体、CONT…制御装置、EX…露光装置、P…基板、
PL…投影光学系、PST…基板ステージ(第1基板ステージ)、
PST1…第1基板ステージ、PST2…第2基板ステージ
1 ... Liquid supply device, 2 ... Liquid recovery device,
14. Focus / leveling detection system (surface detection system),
18 ... Substrate alignment system (first alignment system),
19 ... mask alignment system (second alignment system),
42 ... reference member, 50 ... liquid, CONT ... control device, EX ... exposure device, P ... substrate,
PL: projection optical system, PST: substrate stage (first substrate stage),
PST1 ... first substrate stage, PST2 ... second substrate stage

Claims (30)

パターンの像を液体を介して基板上に転写して基板を露光する露光装置であって、
パターンの像を基板に投影する投影光学系と、
前記基板を保持する第1基板ステージと、
前記投影光学系の像面側に前記液体を供給する液体供給装置と、
前記基板表面の面情報を、液体を介さずに検出する面検出系と
前記面検出系の基準面を有し且つ前記第1基板ステージに設けられた基準部材と、を備え、
前記液体を介さずに検出された前記基板表面の面情報と前記基準面との関係と、前記投影光学系により前記液体を介して形成される像面と前記基準面との関係とに基づいて、前記基板表面と前記投影光学系により前記液体を介して形成される像面との位置関係を調整しつつ前記基板の液浸露光を行う露光装置。
An exposure apparatus that exposes a substrate by transferring an image of a pattern onto the substrate via a liquid,
A projection optical system that projects an image of the pattern onto the substrate;
A first substrate stage for holding the substrate;
A liquid supply device for supplying the liquid to the image plane side of the projection optical system;
A surface detection system for detecting surface information of the substrate surface without a liquid ;
A reference member having a reference surface of the surface detection system and provided on the first substrate stage,
Based on the relationship between the surface information of the substrate surface detected without passing through the liquid and the reference surface, and the relationship between the image surface formed by the projection optical system through the liquid and the reference surface. An exposure apparatus for performing immersion exposure of the substrate while adjusting a positional relationship between the substrate surface and an image plane formed via the liquid by the projection optical system.
前記面検出系は、前記基板表面と前記基準面との関係を検出する請求項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1 , wherein the surface detection system detects a relationship between the substrate surface and the reference surface. 前記投影光学系と前記基準面との間に液体が供給された状態で、前記投影光学系により前記液体を介して形成される像面と前記基準面との関係を検出し、前記像面と前記基準面との関係に基づいて、前記基板表面と前記像面との関係が決定される請求項に記載の露光装置。 In a state where a liquid is supplied between the projection optical system and the reference surface, a relationship between an image surface formed by the projection optical system via the liquid and the reference surface is detected, and the image surface The exposure apparatus according to claim 2 , wherein a relationship between the substrate surface and the image plane is determined based on a relationship with the reference plane. 前記投影光学系と前記基準面との間に液体が供給された状態で検出される前記像面と前記基準面との関係は、前記面検出系とは異なる別の面検出系を用いて決定される請求項に記載の露光装置。 The relationship between the image plane and the reference plane detected in a state where liquid is supplied between the projection optical system and the reference plane is determined by using another plane detection system different from the plane detection system. The exposure apparatus according to claim 3 . 前記液体供給装置は、前記面検出系による前記基板表面の面情報の検出後、前記投影光学系と前記基準面とが対向している状態で前記液体の供給を開始する請求項のいずれか一項に記載の露光装置。 The liquid supply device, after the detection of the surface information of the substrate surface by the surface detection system, said projection optical system and the reference plane of the claims 1 to 4, starts supplying the liquid in a state in which the opposing The exposure apparatus according to any one of the above. 前記面検出系により液体を介さずに行われる前記基板表面の面情報の検出は、前記投影光学系の像面側に液体を保持した状態で実行される請求項1〜のいずれか一項記載の露光装置。 Detection of surface information of the substrate surface is performed not through the liquid by the surface detection system, any one of claims 1 to 5, which is executed in a state of holding the liquid on an image plane side of the projection optical system The exposure apparatus described. 前記第1基板ステージとは異なる第2基板ステージを備え、前記面検出系による前記第1基板ステージに保持された基板表面の面情報の検出中に、前記第2基板ステージに保持された基板と前記投影光学系との間に液体が供給された状態で、前記第2基板ステージに保持された基板を液浸露光する請求項1〜のいずれか一項に記載の露光装置。 A second substrate stage different from the first substrate stage, and a substrate held on the second substrate stage during detection of surface information of the substrate surface held on the first substrate stage by the surface detection system; an apparatus according with a liquid being supplied to any one of claims 1 to 6, the liquid immersion exposure of the substrate held by the second substrate stage between the projection optical system. 前記第1基板ステージに保持された基板上のアライメントマークを、液体を介さずに検出する第1アライメント系を備え、前記第1アライメント系の検出結果に基づいて、前記基板と前記パターンとのアライメントを行いつつ、前記基板の液浸露光を行う請求項に記載の露光装置。 A first alignment system for detecting an alignment mark on the substrate held by the first substrate stage without using a liquid is provided, and alignment between the substrate and the pattern is performed based on a detection result of the first alignment system. The exposure apparatus according to claim 7 , wherein the substrate is subjected to immersion exposure. さらに、前記露光装置の動作を制御する制御装置を備え、該制御装置が、前記検出された面情報に基づいて、前記基板表面と前記投影光学系及び前記液体を介して形成される像面との位置関係を調整する請求項1〜のいずれか一項に記載の露光装置。 And a controller for controlling the operation of the exposure apparatus, the controller based on the detected surface information, and an image surface formed via the projection optical system and the liquid. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8 , wherein the positional relationship is adjusted. 前記基板上のアライメントマークの位置を、液体を介さずに検出するアライメント系を備え、
前記アライメント系の検出結果に基づいて、前記基板と前記パターンとのアライメントを行いつつ前記基板の液浸露光を行う請求項1〜のいずれか一項記載の露光装置。
An alignment system that detects the position of the alignment mark on the substrate without using a liquid,
On the basis of the detection result of the alignment system, an exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6 for performing liquid immersion exposure of the substrate while performing alignment between the substrate and the pattern.
前記基準部材の表面は、前記第1基板ステージに保持される基板の表面とほぼ面一であって、
前記第1基板ステージは、前記投影光学系の像面側に液体を局所的に保持したまま、前記投影光学系と前記基準部材とが対向している状態から、前記投影光学系と前記基板とが対向する状態へ移動可能である請求項10のいずれか一項記載の露光装置。
The surface of the reference member is substantially flush with the surface of the substrate held on the first substrate stage,
The first substrate stage is configured so that the projection optical system and the substrate are in a state in which the projection optical system and the reference member face each other while the liquid is locally held on the image plane side of the projection optical system. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10 , wherein the exposure apparatus is movable to a state where the two face each other.
前記液体は、前記投影光学系の像面側に局所的に保持され、
前記第1基板ステージは、前記第1基板ステージに保持される基板の周囲に、その基板表面とほぼ面一の平坦部を有する請求項1〜11記載の露光装置。
The liquid is locally held on the image plane side of the projection optical system;
The first substrate stage, said around the substrate held by the first substrate stage, the exposure apparatus according to claim 1 to 11, further comprising a flat portion substantially flush with the substrate surface.
液体を介して基板上の複数のショット領域にパターンの像を順次露光することによって前記基板上の複数のショット領域を露光する露光装置であって、
パターンの像を基板に投影する投影光学系と、
前記基板を保持する第1基板ステージと、
前記投影光学系の像面側に前記液体を供給する液体供給装置と、
前記基板上のアライメントマークを、液体を介さずに検出する第1アライメント系と
前記第1基板ステージに設けられ、基準マークが形成された基準部材と、を備え、
前記第1アライメント系による前記アライメントマークと前記基準マークとの位置関係、及び前記投影光学系により前記液体を介して形成される前記パターンの像の投影位置と前記基準マークとの位置関係に基づいて、前記基板と前記投影光学系により前記液体を介して形成される前記パターンの像とのアライメントを行いつつ前記基板の液浸露光を行う露光装置。
An exposure apparatus that exposes a plurality of shot areas on the substrate by sequentially exposing a pattern image on the plurality of shot areas on the substrate via a liquid,
A projection optical system that projects an image of the pattern onto the substrate;
A first substrate stage for holding the substrate;
A liquid supply device for supplying the liquid to the image plane side of the projection optical system;
A first alignment system for detecting an alignment mark on the substrate without using a liquid ;
A reference member provided on the first substrate stage and having a reference mark formed thereon,
Based on the positional relationship between the alignment mark and the reference mark by the first alignment system, and the positional relationship between the projection position of the pattern image formed through the liquid by the projection optical system and the reference mark. An exposure apparatus that performs immersion exposure of the substrate while aligning the substrate and the image of the pattern formed through the liquid by the projection optical system.
前記第1アライメント系は、前記アライメントマークを検出することによって、前記基準マークと前記基板上の各ショット領域との位置関係を決定する請求項13に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 13 , wherein the first alignment system determines a positional relationship between the reference mark and each shot area on the substrate by detecting the alignment mark. 前記投影光学系を介して前記基準マークを検出する第2アライメント系を備え、前記第2アライメント系の検出結果に基づいて、前記基板上の各ショット領域と前記投影光学系により前記液体を介して形成される前記パターンの像の投影位置との関係が決定される請求項14に記載の露光装置。 A second alignment system for detecting the reference mark via the projection optical system, and based on the detection result of the second alignment system, each shot region on the substrate and the projection optical system via the liquid The exposure apparatus according to claim 14 , wherein a relationship with a projection position of an image of the pattern to be formed is determined. 前記第2アライメント系は、前記投影光学系と前記基準部材との間に液体が供給された状態で、前記基準マークの検出を行う請求項15に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 15 , wherein the second alignment system detects the reference mark in a state where a liquid is supplied between the projection optical system and the reference member. 前記投影光学系を介して前記基準マークと前記パターンとの位置関係を検出する第2アライメント系を備え、前記第2アライメント系の検出結果に基づいて、前記基板上の各ショット領域と前記投影光学系により前記液体を介して形成される前記パターンの像の投影位置との関係が決定される請求項13に記載の露光装置。 A second alignment system configured to detect a positional relationship between the reference mark and the pattern via the projection optical system, and each shot region on the substrate and the projection optics based on a detection result of the second alignment system; The exposure apparatus according to claim 13 , wherein a relationship with a projection position of an image of the pattern formed through the liquid is determined by a system. 前記パターンはマスクに形成され、前記第2アライメント系は、前記投影光学系と前記基準部材との間に液体が供給された状態で、前記基準マークと前記マスクのマークとの位置関係の検出を行う請求項17に記載の露光装置。 The pattern is formed on a mask, and the second alignment system detects a positional relationship between the reference mark and the mark on the mask in a state where liquid is supplied between the projection optical system and the reference member. The exposure apparatus according to claim 17 to be performed. 前記第2アライメント系は、前記投影光学系と前記基準部材との間に配置された透明部材、及び前記投影光学系を介して、前記基準マークの検出を行う請求項15に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 15 , wherein the second alignment system detects the reference mark via the transparent member disposed between the projection optical system and the reference member, and the projection optical system. 前記液体供給装置は、前記第1アライメント系による前記基板上のアライメントマークの検出後、前記投影光学系と前記基準部材とが対向している状態で、前記液体の供給を開始する請求項13に記載の露光装置。 The liquid supply device, after the detection of the alignment mark of the substrate by the first alignment system, in a state where the projection optical system and said reference member is opposed, in claim 13 for starting the supply of the liquid The exposure apparatus described. 前記基準部材の表面は、前記第1基板ステージに保持される基板の表面とほぼ面一であって、
前記第1基板ステージは、前記投影光学系の像面側に液体を保持したまま、前記投影光学系と前記基準部材とが対向している状態から、前記投影光学系と前記基板とが対向している状態へ移動可能である請求項1320のいずれか一項記載の露光装置。
The surface of the reference member is substantially flush with the surface of the substrate held on the first substrate stage,
In the first substrate stage, the projection optical system and the substrate are opposed to each other from the state where the projection optical system and the reference member are opposed to each other while the liquid is held on the image plane side of the projection optical system. 21. The exposure apparatus according to any one of claims 13 to 20 , wherein the exposure apparatus is movable to a closed state.
前記液体は、前記投影光学系の像面側に局所的に保持され、
前記第1基板ステージは、前記第1基板ステージに保持される基板の周囲に、その基板表面とほぼ面一の平坦部を有する請求項1321のいずれか一項記載の露光装置。
The liquid is locally held on the image plane side of the projection optical system;
The exposure apparatus according to any one of claims 13 to 21 , wherein the first substrate stage has a flat portion that is substantially flush with the substrate surface around the substrate held by the first substrate stage.
前記第1基板ステージとは異なる第2基板ステージを備え、前記第1アライメント系による前記第1基板ステージに保持された基板上のアライメントマークの検出中に、前記第2基板ステージに保持された基板と前記投影光学系との間に液体が供給された状態で、前記第2基板ステージに保持された基板を液浸露光する請求項1322のいずれか一項に記載の露光装置。 A second substrate stage different from the first substrate stage, and a substrate held on the second substrate stage during detection of an alignment mark on the substrate held on the first substrate stage by the first alignment system; The exposure apparatus according to any one of claims 13 to 22 , wherein the substrate held on the second substrate stage is subjected to immersion exposure while a liquid is supplied between the projection optical system and the projection optical system. さらに、前記露光装置の動作を制御する制御装置を備え、該制御装置は、基板上に液体が供給されていない状態での前記第1アライメント系の検出結果に基づいて、基板上に液体が供給されている状態での前記基板と前記パターンとのアライメントを行うように基板ステージを制御する請求項1323のいずれか一項に記載の露光装置。 And a controller for controlling the operation of the exposure apparatus. The controller supplies the liquid on the substrate based on the detection result of the first alignment system in a state where the liquid is not supplied on the substrate. The exposure apparatus according to any one of claims 13 to 23 , wherein the substrate stage is controlled so as to perform alignment between the substrate and the pattern in a state of being performed. 請求項1〜24のいずれか一項に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 any one of claims 1 to 24 . パターンの像を液体を介して基板上に転写して基板を露光する液浸露光方法であって、
前記液体を介して形成される前記パターンの像面の位置情報を取得するステップと、
前記基板上に供給される液体を介さない計測により基板表面の面情報を求めるステップと、
前記基板上に液体を供給するステップと、
前記像面の位置情報と前記求められた面情報に基づいて、前記基板表面と前記像面との位置関係を調整しつつ前記基板の液浸露光を行うステップとを含む液浸露光方法。
An immersion exposure method in which an image of a pattern is transferred onto a substrate via a liquid to expose the substrate,
Obtaining position information of an image plane of the pattern formed through the liquid;
Obtaining surface information of the substrate surface by measurement without passing through the liquid supplied onto the substrate;
Supplying a liquid onto the substrate;
Based on the the determined surface information and position information of the image plane, the immersion exposure method comprising the steps of adjusting and while the liquid immersion exposure of the substrate the positional relationship between the substrate surface and the image plane.
基板上に供給される液体を介さない計測により基板表面の面情報を求めるステップにおいて、基板上に液体を供給して液体を介して形成されたパターンの像面と基板表面の面情報との関係を求めることを含む請求項26に記載の液浸露光方法。 In the step of obtaining the surface information of the substrate surface by measurement not involving the liquid supplied onto the substrate, the relationship between the image surface of the pattern formed via the liquid by supplying the liquid onto the substrate and the surface information of the substrate surface The immersion exposure method according to claim 26 , further comprising: 前記基板表面の面位置を求めるステップと液浸露光のステップが別のステーションで実施される請求項26の露光方法。 27. The exposure method according to claim 26 , wherein the step of obtaining the surface position of the substrate surface and the step of immersion exposure are performed in separate stations. パターンの像を液体を介して基板上に転写して基板を露光する液浸露光方法であって、
基板上に液体が供給されていないときに前記基板上のアライメントマークを検出するステップと、
前記基板上に液体を供給するステップと、
前記液体を介して形成される前記パターンの像の位置情報を取得するステップと、
前記アライメントマークの検出結果と前記パターンの像の位置情報とに基づいて、液体が供給された前記基板と前記液体を介して形成される前記パターンの像とのアライメントを行いつつ前記基板の液浸露光のステップとを含む液浸露光方法。
An immersion exposure method in which an image of a pattern is transferred onto a substrate via a liquid to expose the substrate,
Detecting an alignment mark on the substrate when no liquid is supplied on the substrate;
Supplying a liquid onto the substrate;
Obtaining position information of an image of the pattern formed through the liquid;
Based on the detection result of the alignment mark and the position information of the image of the pattern , the liquid immersion of the substrate is performed while aligning the substrate supplied with the liquid and the image of the pattern formed via the liquid. An immersion exposure method including an exposure step.
前記アライメントマークを検出するステップと液浸露光を行うステップが異なるステー
ションで実施される請求項29の露光方法。
30. The exposure method according to claim 29 , wherein the step of detecting the alignment mark and the step of performing immersion exposure are performed at different stations.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2618213B1 (en) * 2003-04-11 2016-03-09 Nikon Corporation Apparatus and method for maintaining immersion fluid in the gap under the projection lens during wafer exchange in an immersion lithography machine
TWI295414B (en) * 2003-05-13 2008-04-01 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7213963B2 (en) * 2003-06-09 2007-05-08 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
KR101239632B1 (en) 2003-08-21 2013-03-11 가부시키가이샤 니콘 Exposure apparatus, exposure method, and device producing method
TWI598934B (en) * 2003-10-09 2017-09-11 Nippon Kogaku Kk Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP4524601B2 (en) * 2003-10-09 2010-08-18 株式会社ニコン Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US7589822B2 (en) * 2004-02-02 2009-09-15 Nikon Corporation Stage drive method and stage unit, exposure apparatus, and device manufacturing method
US20070058146A1 (en) * 2004-02-04 2007-03-15 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, position control method, and method for producing device
JP2006073967A (en) * 2004-09-06 2006-03-16 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Immersion liquid for liquid immersion lithography method, and resist pattern forming method using the immersion liquid
JP2006080150A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Sony Corp Exposure device
EP1804279A4 (en) * 2004-09-17 2008-04-09 Nikon Corp Substrate for exposure, exposure method and device manufacturing method
CN100539019C (en) * 2004-09-17 2009-09-09 株式会社尼康 Exposure device, exposure method and device making method
TW200619866A (en) * 2004-10-13 2006-06-16 Nikon Corp Aligner, exposing method, and device manufacturing method
JP4961709B2 (en) * 2004-10-13 2012-06-27 株式会社ニコン Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
TWI553703B (en) 2004-11-18 2016-10-11 尼康股份有限公司 A position measuring method, a position control method, a measuring method, a loading method, an exposure method and an exposure apparatus, and a device manufacturing method
US7248334B2 (en) * 2004-12-07 2007-07-24 Asml Netherlands B.V. Sensor shield
JP4752473B2 (en) 2004-12-09 2011-08-17 株式会社ニコン Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US7352440B2 (en) 2004-12-10 2008-04-01 Asml Netherlands B.V. Substrate placement in immersion lithography
US7403261B2 (en) * 2004-12-15 2008-07-22 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2006202825A (en) * 2005-01-18 2006-08-03 Jsr Corp Immersion type exposure device
EP2506289A3 (en) 2005-01-31 2013-05-22 Nikon Corporation Exposure apparatus and method for manufacturing device
JP4740653B2 (en) * 2005-06-03 2011-08-03 パナソニック株式会社 Pattern formation method
JP4799060B2 (en) * 2005-06-27 2011-10-19 株式会社東芝 Immersion exposure method and immersion exposure apparatus
TWI345685B (en) * 2005-09-06 2011-07-21 Asml Netherlands Bv Lithographic method
JP4736707B2 (en) * 2005-10-18 2011-07-27 株式会社ニコン Exposure apparatus, device manufacturing method, and observation apparatus
TW200719095A (en) * 2005-11-09 2007-05-16 Nikon Corp Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method
SG170012A1 (en) * 2006-02-21 2011-04-29 Nikon Corp Pattern forming apparatus and pattern forming method, movable body drive system and movable body drive method, exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method
JP5089143B2 (en) 2006-11-20 2012-12-05 キヤノン株式会社 Immersion exposure equipment
JP2009010079A (en) 2007-06-27 2009-01-15 Canon Inc Aligner
EP2642511B1 (en) 2010-11-19 2018-07-25 Kyocera Corporation Member for mounting and temperature controlled mounting device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001513267A (en) * 1997-12-22 2001-08-28 エイエスエム リトグラフィー ベスローテン フエンノートシャップ Method and apparatus for repeatedly projecting a mask pattern onto a substrate using time-saving height measurement

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3218581B2 (en) * 1992-09-14 2001-10-15 株式会社ニコン Positioning method, exposure method and device manufacturing method using the method, and device manufactured by the manufacturing method
JP2753930B2 (en) * 1992-11-27 1998-05-20 キヤノン株式会社 Immersion type projection exposure equipment
US5825043A (en) * 1996-10-07 1998-10-20 Nikon Precision Inc. Focusing and tilting adjustment system for lithography aligner, manufacturing apparatus or inspection apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001513267A (en) * 1997-12-22 2001-08-28 エイエスエム リトグラフィー ベスローテン フエンノートシャップ Method and apparatus for repeatedly projecting a mask pattern onto a substrate using time-saving height measurement

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