1…液浸システム、2…干渉システム、2Ka…反射面、2Kb…反射面、4…第1基板ステージ、4C…第1キャップホルダ、4F…上面、4Fa…第4領域、4Fb…第5領域、5…第2基板ステージ、5C…第2キャップホルダ、5Fa…第6領域、5Fb…第7領域、6…ノズル部材、7…制御装置、12…供給口、16…吸引口(回収口)、22…回収口(吸着孔、保持機構)、30…キャップ部材、50…補助体、51…第1規制部材、52…第2規制部材、53…第3ステージ(補助体)、70…キャップ保持機構、71…可動部材、72…吸着孔、100…計測装置、101…送信装置、103…記憶装置、110…温度調整装置、212…シール部材、220…ガスベアリング、274…計測領域、275…計測領域、E1…第1コーナー、E2…第2コーナー、E3…第3コーナー、E4…第4コーナー、EX…露光装置、FL…最終光学素子(光学部材)、K…光路、LQ…液体、LR…液浸領域、P…基板、PD…基板ステージ駆動装置、SK…所定空間、SP1…第1領域、SP2…第2領域、SP3…第3領域、ST1…露光ステーション、ST2…計測ステーション
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態に係る露光装置EXを示す概略構成図である。図1において、露光装置EXは、マスクMを保持して移動可能なマスクステージ3と、基板Pを保持して移動可能な第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5と、各ステージの位置情報を計測するレーザ干渉システム2と、マスクステージ3に保持されているマスクMを露光光ELで照明する照明系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターン像を基板P上に投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置7とを備えている。なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材(フォトレジスト)を塗布したものを含み、マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。
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、水平面内においてマスクMと基板Pとの同期移動方向(走査方向)をY軸方向、水平面内においてY軸方向と直交する方向をX軸方向(非走査方向)、X軸及びY軸方向に垂直で投影光学系PLの光軸AXと一致する方向をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
本実施形態の露光装置EXは、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許第6,590,634号)、特表2000−505958号公報(対応米国特許第5,969,441号)、特表2000−511704号公報、特開2000−323404号公報、特表2001−513267号公報、特開2002−158168号公報などに開示されているような、基板Pを保持して移動可能な複数(2つ)の基板ステージ4、5を備えたツインステージ型の露光装置である。露光装置EXは、基板Pに露光光ELを照射する露光ステーションST1と、所定の計測及び交換を行う計測ステーションST2とを備えている。第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれは、基板Pを保持した状態で、露光ステーションST1と計測ステーションST2との間で移動可能である。
本実施形態の露光装置EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上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した液浸露光装置であって、投影光学系PLの像面近傍の露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たす液浸システム1を備えている。液浸システム1の動作は制御装置7に制御される。液浸システム1は、投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い最終光学素子FLの下面と、投影光学系PLの像面側に配置された基板ステージ4、5上の基板Pの表面との間の露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たすように液浸領域LRを形成する。本実施形態においては、液体LQとして、水(純水)を用いる。
露光装置EXは、少なくともマスクMのパターン像を基板Pに露光している間、液浸システム1を用いて、露光光ELの光路Kを液体LQで満たす。露光装置EXは、投影光学系PLと光路空間Kに満たされた液体LQとを介してマスクMを通過した露光光ELを基板P上に照射することによって、マスクMのパターン像を基板Pに露光する。また、本実施形態の露光装置EXは、最終光学素子FLと基板Pとの間の露光光ELの光路Kに満たされた液体LQが、投影光学系PLの投影領域ARを含む基板P上の一部の領域に、投影領域ARよりも大きく且つ基板Pよりも小さい液体LQの液浸領域LRを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。
なお、液浸領域LRは、基板P上のみならず、投影光学系PLの像面側において、最終光学素子FLと対向する位置(直下の位置)EPに配置された物体上、例えば第1基板ステージ4の上面4F及び第2基板ステージ5の上面5Fの少なくとも一方に形成可能である。
照明系ILは、マスクM上の所定の照明領域IAを均一な照度分布の露光光ELで照明するものである。照明系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輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)などが用いられる。本実施形態においてはArFエキシマレーザ光が用いられる。
マスクステージ3は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置MDの駆動により、マスクMを保持した状態で、X軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能である。マスクステージ3(ひいてはマスクM)の位置情報は、レーザ干渉システム2の一部を構成するレーザ干渉計2Mによって計測される。レーザ干渉計2Mはマスクステージ3上に設けられた移動鏡3Kを用いてマスクステージ3の位置情報を計測する。制御装置7は、レーザ干渉計2Mの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置MDを駆動し、マスクステージ3に保持されているマスクMの位置制御を行う。
投影光学系PLは、マスクMのパターン像を所定の投影倍率で基板Pに投影するものであって、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒PKで保持されている。本実施形態の投影光学系PLは、その投影倍率が例えば1/4、1/5、1/8等の縮小系であり、前述の照明領域と共役な投影領域ARにマスクパターンの縮小像を形成する。なお、投影光学系PLは縮小系、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系PLは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系PLは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。本実施形態においては、投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い最終光学素子FLのみが光路Kの液体LQと接触する。
次に、基板Pを保持して移動可能な基板ステージ4、5について、図1及び図2を参照しながら説明する。図2は第1、第2基板ステージ4、5を上方から見た平面図である。
第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とは、共通のベース部材BP上をそれぞれ独立して移動可能である。第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれは、ベース部材BP上でXY平面内を移動することによって、露光ステーションST1と計測ステーションST2との間で移動可能である。露光ステーションST1には、照明系IL、マスクステージ3、投影光学系PL、及び液浸システム1などが設けられており、露光ステーションST1では、投影光学系PL及び液体LQを介して基板Pが露光される。一方、計測ステーションST2には、基板Pの計測を行う計測系が設けられており、計測ステーションST2では、基板Pの計測及び交換が行われる。
第1基板ステージ4は、基板Pを保持する基板ホルダ4Hを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置PDの駆動により、基板Pを保持した状態で、ベース部材BP上で、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に移動可能である。基板ホルダ4Hは、第1基板ステージ4上に設けられた凹部4Rに配置されており、第1基板ステージ4のうち凹部4R以外の上面4Fは、基板ホルダ4Hに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)になるような平坦面となっている。これは、例えば基板Pの露光動作時、液浸領域LRの一部が基板Pの表面からはみ出して上面4Fに形成されるためである。なお、基板ステージ4の上面4Fの一部、例えば基板Pを囲む所定領域(液浸領域LRがはみ出す範囲を含む)のみ、基板Pの表面とほぼ同じ高さとしてもよい。また、投影光学系PLの像面側の光路空間Kを液体LQで満たし続けることができる(即ち、液浸領域LRを良好に保持できる)ならば、基板ホルダ4Hに保持された基板Pの表面と第1基板ステージ4の上面4Fとの間に段差があってもよい。さらに、基板ホルダ4Hを基板ステージ4の一部と一体に形成してもよいが、本実施形態では基板ホルダ4Hと基板ステージ4とを別々に構成し、例えば真空吸着などによって基板ホルダ4Hを凹部4Rに固定している。
第2基板ステージ5は、基板Pを保持する基板ホルダ5Hを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置PDの駆動により、基板Pを保持した状態で、ベース部材BP上で、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に移動可能である。基板ホルダ5Hは、第2基板ステージ5上に設けられた凹部5Rに配置されている。第2基板ステージ5のうち凹部5R以外の上面5Fは、基板ホルダ5Hに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)になるような平坦面となっている。これは、例えば基板Pの露光動作時、液浸領域LRの一部が基板Pの表面からはみ出して上面5Fに形成されるためである。なお、基板ステージ5の上面5Fの一部、例えば基板Pを囲む所定領域(液浸領域LRがはみ出す範囲を含む)のみ、基板Pの表面とほぼ同じ高さとしてもよい。また、投影光学系PLの像面側の光路空間Kを液体LQで満たし続けることができる(即ち、液浸領域LRを良好に保持できる)ならば、なお、基板ホルダ5Hに保持された基板Pの表面と第2基板ステージ5の上面5Fとの間に段差があってもよい。
第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5の位置情報は、レーザ干渉システム2の一部を構成するレーザ干渉計2Pによって計測される。レーザ干渉計2Pは、露光ステーションST1及び計測ステーションST2のそれぞれに設けられている。露光ステーションST1に設けられたレーザ干渉計2Pは、露光ステーションST1に存在する第1基板ステージ4(又は第2基板ステージ5)の位置情報を計測する。計測ステーションST2に設けられたレーザ干渉計2Pは、計測ステーションST2に存在する第2基板ステージ5(又は第1基板ステージ4)の位置情報を計測する。第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれの所定位置には移動鏡4K、5Kが設けられている。レーザ干渉計2Pは、移動鏡4K、5Kを用いて、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれのX軸、Y軸、及びθZ方向に関する位置情報、ひいては第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれに保持されている基板Pの位置情報を計測する。
なお、レーザ干渉計2システムは基板ステージ4又は基板ステージ5のZ軸方向の位置、及びθX、θY方向の回転情報をも計測可能としてよく、その詳細は、例えば特表2001−510577号公報(対応国際公開第1999/28790号パンフレット)に開示されている。さらに、移動鏡4K(5K)を基板ステージ4(基板ステージ5)に固設する代わりに、例えば基板ステージ4(基板ステージ5)の一部(側面など)を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。
また、露光ステーショST1及び計測ステーションST2のそれぞれには、第1、第2基板ステージ4、5に保持されている基板Pの表面の面位置情報(Z軸、θX、及びθY方向に関する位置情報)を検出するフォーカス・レベリング検出系8が設けられている。フォーカス・レベリング検出系8は、基板Pの表面に斜め方向より検出光Laを照射する投射系8Aと、基板Pの表面に照射され、その基板Pの表面で反射した検出光Laを受光可能な受光系8Bとを備えている。露光ステーションST1に設けられたフォーカス・レベリング検出系8は、露光ステーションST1に存在する第1基板ステージ4(又は第2基板ステージ5)に保持された基板Pの表面の面位置情報を検出する。計測ステーションST2に設けられたフォーカス・レベリング検出系8は、計測ステーションST2に存在する第2基板ステージ5(又は第1基板ステージ4)に保持された基板Pの表面の面位置情報を検出する。制御装置7は、レーザ干渉計2Pの計測結果及びフォーカス・レベリング検出系8の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置PDを駆動し、第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれに保持されている基板Pの位置制御を行うことができる。
フォーカス・レベリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板PのZ軸方向の位置情報を計測することで、基板PのθX及びθY方向の傾斜情報(回転角)を検出する。露光ステーションST1において、この複数の計測点はその少なくとも一部が液浸領域LR(又は投影領域AR)内に設定されてもよいし、あるいはその全てが液浸領域LRの外側に設定されてもよい。また、例えばレーザ干渉システム2が基板PのZ軸、θX及びθY方向の位置情報を計測可能であるとき(図53参照)は、基板Pの露光動作中にそのZ軸方向の位置情報が計測可能となるようにフォーカス・レベリング検出系を設けなくてもよく、少なくとも露光動作中はレーザ干渉システム2の計測結果を用いてZ軸、θX及びθY方向に関する基板Pの位置制御を行うようにしてもよい。
なお、不図示ではあるが、計測ステーションST2には、計測系として、上述のフォーカス・レベリング検出系8の他に、例えば特開平4−65603号公報等に開示されているような、基板P上に設けられたアライメントマーク、あるいは基板ステージ上に設けられた基準マークを検出するアライメント系が設けられている。また、図2に示すように、計測ステーションST2の近傍には、基板Pの交換を行うための搬送系9が設けられている。制御装置7は、搬送系9を用いて、計測ステーションST2の基板交換位置(ローディングポジション)RPに移動した第1基板ステージ4(又は第2基板ステージ5)上より露光処理済みの基板Pをアンロード(搬出)するとともに、露光処理されるべき基板Pを第1基板ステージ4(又は第2基板ステージ5)にロード(搬入)するといった基板交換作業を行うことができる。
また、本実施形態の露光装置EXは、最終光学素子FLとの間で液体LQを保持可能なキャップ部材30を備えている。キャップ部材30は、後述するノズル部材6の大きさ及び形状に応じて形成されており、本実施形態においては、平面視略円形状の板状部材によって構成されている。また、キャップ部材30の表面は液体LQに対して撥液性を有している。本実施形態では、キャップ部材30は、例えばポリ四フッ化エチレンを含むフッ素系樹脂材料等の撥液性を有する材料によって形成されている。なお、キャップ部材30をステンレス鋼やチタン等の所定の金属で形成し、その表面に撥液性を有する材料を被覆するようにしてもよい。
そして、第1基板ステージ4上には、キャップ部材30を着脱可能に保持するキャップホルダ4Cが設けられている。同様に、第2基板ステージ5上には、キャップ部材30を着脱可能に保持するキャップホルダ5Cが設けられている。すなわち、キャップ部材30は、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれに対して着脱可能に設けられている。キャップホルダ4C、5Cは、例えば、真空チャック機構を有しており、キャップ部材30を真空吸着保持する。なお、キャップ部材30を磁性体(金属)で形成した場合には、キャップホルダ4C、5Cが、キャップ部材30を磁力で保持する機構を有していてもよい。
本実施形態において、露光装置EXは、キャップ部材30を1つ備えている。したがって、キャップ部材30が第1基板ステージ4のキャップホルダ4Cに保持されているときには、第2基板ステージ5のキャップホルダ5Cにはキャップ部材30は保持されず、何も無い状態となる。同様に、キャップ部材30が第2基板ステージ5のキャップホルダ5Cに保持されているときには、第1基板ステージ4のキャップホルダ4Cにはキャップ部材30は保持されず、何も無い状態となる。
また、キャップホルダ4C(5C)に保持されたキャップ部材30の表面(上面)と、第1基板ステージ4の上面4F(第2基板ステージ5の上面5F)とはほぼ面一となるように設けられている。
次に、図3〜図5を参照しながら液浸システム1について説明する。図3は液浸システム1の要部を示す概略斜視図の一部破断図、図4はYZ平面と平行な側断面図、図5はXZ平面と平行な側断面図である。
液浸システム1は、露光光ELが通過する投影光学系PLの最終光学素子FLと、露光ステーションST1において最終光学素子FLと対向する位置EPに配置された第1基板ステージ4又は第2基板ステージ5上の基板Pとの間の光路空間Kを液体LQで満たす。液浸システム1は、光路空間Kの近傍に設けられ、光路空間Kに対して液体LQを供給する供給口12及び液体LQを回収する回収口22を有するノズル部材6と、供給管13、及びノズル部材6の供給口12を介して液体LQを供給する液体供給装置11と、ノズル部材6の回収口22、及び回収管23を介して液体LQを回収する液体回収装置21とを備えている。ノズル部材6は、投影光学系PLの像面側に配置される少なくとも1つの光学素子(本例では、最終光学素子FL)を囲むように設けられた環状部材である。また、ノズル部材6の内部には、供給口12と供給管13とを接続する供給流路14、及び回収口22と回収管23とを接続する回収流路24が形成されている。液体供給装置11及び液体回収装置21の動作は制御装置7に制御される。液体供給装置11は清浄で温度調整された液体LQを送出可能であり、真空系等を含む液体回収装置21は液体LQを回収可能である。
ノズル部材6は、最終光学素子FLの下面T1と対向する上面19を有する底板18を有している。底板18の一部は、Z軸方向に関して、投影光学系PLの最終光学素子FLの下面T1と基板P(基板ステージ)との間に配置されている。また、底板18の中央部には、露光光ELが通過する開口18Kが形成されている。開口18Kは、露光光ELが照射される投影領域ARよりも大きく形成されている。これにより、投影光学系PL(最終光学素子FL)を通過した露光光ELは、底板18に遮られることなく、基板P上に到達できる。本実施形態においては、開口18Kは、露光光ELの断面形状(すなわち投影領域AR)に応じた平面視略矩形状に形成されている。なお、底板18の開口18Kの形状は、露光光ELを通過可能であれば、適宜変更可能である。
ノズル部材6のうち、基板ステージに保持された基板Pの表面と対向する下面は、XY平面と平行な平坦面となっている。ノズル部材6の下面とは、底板18の下面17を含むものである。基板ステージに保持された基板Pの表面はXY平面とほぼ平行であるため、ノズル部材6の下面17は、基板ステージに保持された基板Pの表面と対向するように、且つ基板Pの表面と略平行となるように設けられた構成となっている。以下の説明においては、ノズル部材6(底板18)の下面17を適宜、ランド面17と称する。ランド面17は、ノズル部材6のうち、基板ステージに保持された基板Pに最も近い位置に設けられた平坦面であり、投影光学系PLの最終光学素子FLの下面T1と基板Pの表面との間において、露光光ELの光路空間K(投影領域AR)を囲むように設けられている。
ランド面17には光路空間Kに満たされた液体LQが接触するようになっており、最終光学素子FLの下面T1にも光路空間Kに満たされた液体LQが接触するようになっている。すなわち、ノズル部材6のランド面17及び最終光学素子FLの下面T1は、光路空間Kに満たされた液体LQと接触する液体接触面となっている。
また、底板18は、最終光学素子FLの下面T1及び基板P(基板ステージ)とは接触しないように設けられている。最終光学素子FLの下面T1と底板18の上面19との間には所定のギャップを有する空間が設けられている。以下の説明においては、最終光学素子FLの下面T1と底板18の上面19との間の空間を含むノズル部材6の内側の空間を適宜、内部空間SPと称する。
ノズル部材6の内部には、供給口12に接続する供給流路14が形成されている。供給流路14は、ノズル部材6の一部を貫通するスリット状の貫通孔によって形成されている。本実施形態においては、供給流路14は、光路空間K(投影領域AR)に対してY軸方向両側のそれぞれに設けられている。供給流路14の上端部と液体供給装置11とが供給管13を介して接続されている。一方、供給流路14の下端部は、最終光学素子FLと底板18との間の内部空間SPに接続されており、この供給流路14の下端部が供給口12となっている。したがって、供給口12と液体供給装置11とは、供給管13及び供給流路14を介して接続されている。本実施形態においては、供給口12は、露光光ELの光路空間Kの外側において、光路空間Kを挟んだY軸方向両側のそれぞれの所定位置に設けられている。供給管13及び供給流路14は、複数(2つ)の供給口12に対応するように複数設けられている。
また、ノズル部材6は、内部空間SPに接続され、内部空間SPの流体を吸引する吸引口16を備えている。吸引口16は、内部空間SPの液体LQ及び気体を吸引可能である。本実施形態においては、吸引口16は、露光光ELの光路空間Kの外側において、光路空間Kを挟んだX軸方向両側のそれぞれの所定位置に設けられている。ノズル部材6の内部には、吸引口16に接続する吸引流路15が形成されている。吸引流路15は、ノズル部材6の一部を貫通するスリット状の貫通孔によって形成されており、その吸引流路15の下端部が吸引口16となっている。吸引流路15は、光路空間K(投影領域AR)に対してX軸方向両側のそれぞれに設けられている。また、吸引流路15の上端部と真空系を含む吸引装置31とが吸引管33を介して接続されている。吸引管33及び吸引流路15は、複数(2つ)の吸引口16に対応するように複数設けられている。吸引口16は吸引流路15及び吸引管33を介して吸引装置31に接続されている。内部空間SPの流体は、吸引口16を介して外部に排出可能となっている。
図5に示すように、吸引管33の所定位置にはバルブ機構33Bが設けられている。バルブ機構33Bの動作は制御装置7に制御される。制御装置7は、バルブ機構33Bを制御することにより、例えば、吸引装置31と吸引口16とを接続することができる。また、制御装置7は、バルブ機構33Bを制御することにより、吸引口16と外部空間(大気空間)SGとを接続することができる。すなわち、制御装置7は、バルブ機構33Bを制御することにより、吸引口16、吸引流路15、及び吸引管33の一部を介して、内部空間SPの気体を外部空間(大気空間)SGに排出(排気)可能となっている。
ノズル部材6の内部には、回収口22に接続する回収流路24が形成されている。ノズル部材6には、下向きに開口する空間が形成されており、回収流路24はその空間によって構成されている。回収口22は、下向きに開口する空間の開口によって構成されている。回収流路24は、光路空間Kに対して供給流路14及び吸引流路15の外側に設けられている。
回収口22は、基板ステージに保持された基板Pの上方において、その基板Pの表面と対向する位置に設けられている。基板ステージに保持された基板Pの表面とノズル部材6に設けられた回収口22とは所定距離だけ離れている。回収口22は、投影光学系PLの像面側の光路空間Kに対して供給口12及び吸引口16の外側に設けられており、光路空間K(投影領域AR)、ランド面17、供給口12、及び吸引口16を囲むように環状に形成されている。本実施形態においては、回収口22は平面視円環状に形成されている。回収流路24と液体回収装置21とが回収管23を介して接続されている。したがって、回収口22と液体回収装置21とは、回収管23及び回収流路24を介して接続されている。
ノズル部材6は、回収口22を覆うように配置され、複数の孔を有する多孔部材25を備えている。多孔部材25は、例えばチタン製またはステンレス製(例えばSUS316)製のメッシュ部材、あるいはセラミックス製の多孔体によって構成可能である。多孔部材25は、基板ステージに保持された基板Pと対向する下面26を有している。多孔部材25の基板Pと対向する下面26はほぼ平坦である。多孔部材25は、その下面26が基板ステージに保持された基板Pの表面(すなわちXY平面)とほぼ平行になるように回収口22に設けられている。液体LQは、回収口22に配置された多孔部材25を介して回収される。また、回収口22は、光路空間Kを囲むように環状に形成されているため、その回収口22に配置される多孔部材25は、回収口22に対応するように、光路空間Kを囲むように環状に形成されている。また、多孔部材25は、その下面26とランド面17とがZ軸方向においてほぼ同じ位置(高さ)になるように、且つ下面26とランド面17とが連続するように、回収口22に設けられている。すなわち、ランド面17と多孔部材25の下面26とはほぼ面一に設けられている。
また、本実施形態においては、液浸システム1は、多孔部材25の各孔の径、多孔部材25と液体LQとの接触角、及び液体LQの表面張力などに応じて、回収流路24の圧力と外部空間(大気空間)SGの圧力との差を最適化することによって、回収口22を介して液体LQのみを回収するように設けられている。具体的には、液浸システム1は、液体回収装置21による回収流路24に対する吸引力を制御して、回収流路24の圧力を最適化することによって、液体LQのみを回収する。
なお、ノズル部材6の供給口、回収口、吸引口の数、位置、形状等は、図3〜図5で示したものに限られず、液浸領域LRを良好に形成できるものであればよい。例えば、供給口12を光路空間Kに対してX軸方向の両側に設け、吸引口16をY軸方向の両側に設けてもよい。
露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たすときには、投影光学系PLの最終光学素子FLと対向する位置EPに、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のいずれか一方を配置する。上述のように、第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれは、露光ステーションST1と計測ステーションST2との間で移動可能である。第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれは、基板Pを保持した状態で、露光ステーションST1に設けられた投影光学系PLの最終光学素子FLと対向する位置EPを含むベース部材BP上の所定の領域内で移動可能に設けられており、最終光学素子FLと対向しているときに、最終光学素子FL(ノズル部材6)との間で、液体LQを保持可能となっている。
制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと対向する位置EPに、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のいずれか一方を配置した状態で、液体供給装置11及び液体回収装置21のそれぞれを駆動する。液体供給装置11から送出された液体LQは、供給管13を流れた後、ノズル部材6の供給流路14を介して、供給口12より内部空間SPに供給される。供給口12から内部空間SPに供給された液体LQは、内部空間SPを満たした後、開口18Kを介してランド面17と基板P(基板ステージ)との間の空間に流入し、露光光ELの光路空間Kを満たす。このように、液浸システム1は、供給口12から最終光学素子FLと底板18との間の内部空間SPに液体LQを供給することによって、最終光学素子FL(投影光学系PL)と基板P(基板ステージ)との間の露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たす。供給口12より内部空間SPに液体LQを供給するとき、制御装置7は、吸引口16と外部空間SGとが接続されるように、バルブ機構33Bを制御する。すなわち、供給口12より内部空間SPに液体LQを供給するときにおいては、内部空間SPが大気開放される。この状態で、内部空間SPに液体LQが供給されることにより、内部空間SPに存在していた気体部分は吸引口16及び/又は開口18Kを介して外部空間SGに排出される。したがって、内部空間SPに対する液体LQの供給開始時に、内部空間SPに気体が留まってしまうといった不都合を防止することができ、光路空間Kの液体LQ中に気体部分(気泡)が生成される不都合を防止することができる。
なお、供給口12より内部空間SPに液体LQを供給するとき、制御装置7は、吸引口16と吸引装置31とが接続されるように、バルブ機構33Bを制御するようにしてもよい。そして、吸引装置31を駆動し、内部空間SPの気体を吸引口16を介して強制的に排気しつつ、供給口12より内部空間SPに液体LQを供給するようにしてもよい。
ノズル部材6(回収口22)と基板Pとの間に存在する液体LQは、回収口22を介して液体回収装置21に回収される。液体回収装置21は、単位時間当たり所定量の液体LQを回収する。真空系を含む液体回収装置21は、回収流路24を負圧にすることにより、回収口22(多孔部材25)と基板Pとの間に存在する液体LQを、回収口22を介して回収することができる。露光光ELの光路空間Kに満たされている液体LQは、ノズル部材6の回収口22を介して回収流路24に流入し、回収管23を流れた後、液体回収装置21に回収される。制御装置7は、液浸システム1を制御して、液体供給装置11による液体供給動作と液体回収装置21による液体回収動作とを並行して行うことで、光路空間Kを液体LQで満たし、基板P上の一部の領域に液体LQの液浸領域LRを局所的に形成する。
次に、露光装置EXの基本的な動作について図6のフローチャート図を参照しながら説明する。本実施形態においては、制御装置7は、露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たした状態で、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のうち、露光ステーションST1に存在する一方のステージ4(又は5)の移動を制御しつつ、そのステージ4(又は5)に保持された基板Pを、投影光学系PLと液体LQとを介して露光する。一方、計測ステーションST2において、他方のステージ5(又は4)に保持された基板Pに対して液体LQを介することなく所定の計測が行われる。
制御装置7は、計測ステーションST2において、基板Pの交換及び計測処理を開始する。例えば、計測ステーションST2の基板交換位置RPに第2基板ステージ5が配置され、搬送系9を用いて、その第2基板ステージ5に露光処理されるべき基板Pがロードされる。制御装置7は、計測ステーションST2において、基板Pを保持した第2基板ステージ5に関する計測処理を開始する。一方、露光ステーションST1には、計測ステーションST2で計測処理済みの基板Pを保持した第1基板ステージ4が配置されている。
本実施形態において、計測ステーションST2における基板Pの計測は、フォーカス・レベリング検出系8による基板P表面の面位置情報の検出を含む。計測ステーションST2においては、基板P上には液体LQは供給されない。フォーカス・レベリング検出系8は、液体LQを介さずに、第2基板ステージ5に保持されている基板Pの表面の面位置情報を検出する(ステップSA1)。本実施形態では、制御装置7は、第2基板ステージ5の移動を制御し、基板Pを保持した第2基板ステージ5をXY平面内で移動しつつ、基板Pの表面の複数の検出点のZ軸方向に関する位置を、フォーカス・レベリング検出系8を用いて、液体LQを介さずに検出する。例えば制御装置7は、レーザ干渉計2Pの出力をモニタしつつ第2基板ステージ5を移動し、基板P表面の面内(XY平面内)における複数点でのZ軸方向に関する位置情報をフォーカス・レベリング検出系8を用いて液体LQを介さずに検出する。具体的には、フォーカス・レベリング検出系8の投射系8Aから射出された検出光Laが、基板P表面の複数の位置に照射されるように、第2基板ステージ5をXY方向に移動させつつ、第2基板ステージ5のZ軸、θX、及びθY方向の位置(姿勢)を調整して、所定の基準位置(基準面)に対する基板P表面の複数点のZ軸方向に関する位置情報を検出する。フォーカス・レベリング検出系8の検出結果は基板P(第2基板ステージ5)のXY平面内での位置に対応させて制御装置7に記憶される。
次に、制御装置7は、ステップSA1で検出した基板Pの表面の複数の検出点の位置情報に基づいてマップデータを作成し、そのマップデータに基づいて基板Pの表面の近似平面(近似表面)を求める(ステップSA2)。これにより、所定の基準位置(基準面)を基準とした基板P表面の近似平面が求められる。制御装置7は、計測ステーションST2において求めた基板Pの表面の近似平面を記憶する。
露光ステーションST1及び計測ステーションST2でのそれぞれの処理が終了すると、制御装置7は、第1基板ステージ4を計測ステーションST2に移動するとともに、第2基板ステージ5を露光ステーションST1に移動する。露光処理済みの基板Pを保持した第1基板ステージ4を計測ステーションST2に移動した後、搬送系9は、第1基板ステージ4上の基板Pをアンロードする。露光処理されるべき基板Pが計測ステーションST2の第1基板ステージ4にロードされ、上述の計測処理が行われる。
一方、計測ステーションST2において計測処理された基板Pを保持した第2基板ステージ5を露光ステーションST1に移動した後、露光ステーションST1に設けられたフォーカス・レベリング検出系8は、第2基板ステージ5上の基板P表面の1つの検出点、あるいは計測ステーションST2で検出した検出点よりも少ない数の検出点のZ軸方向に関する位置情報を液体LQを介さずに検出する(ステップSA3)。基板P表面の近似平面はステップSA2において求められている。そのため、露光ステーションST1において基板P表面の1つ(あるいは複数)の検出点におけるZ軸方向の位置情報及びXY平面内での位置情報を検出することにより、その検出結果に基づいて、露光ステーションST1における所定の基準位置(基準面)を基準とした基板P表面の近似平面を導出することができる。
また、制御装置7には、所定の基準位置(基準面)に対する投影光学系PLの液体LQを介した像面の位置情報が予め記憶されている。したがって、制御装置7は、所定の基準位置(基準面)を基準とした、投影光学系PL及び液体LQを介して形成される像面と基板P表面(近似表面)との位置関係を求めることができる(ステップSA4)。
以上のような計測処理が終了すると、制御装置7は、第2基板ステージ5の移動を制御し、投影光学系PLの最終光学素子FLと対向する位置に基板Pを配置する。制御装置7は、計測ステーションST2のフォーカス・レベリング検出系8の検出結果に基づいて導出した基板Pの表面の面位置情報に基づいて、露光ステーションST1において、投影光学系PLの液体LQを介した像面に対して基板Pの表面を位置調整しつつ、光路空間Kに対して基板PをY軸方向に移動しながら、投影光学系PLと液体LQとを介して基板Pを露光する(ステップSA5)。
第2基板ステージ5上の基板Pに対する液浸露光処理が終了した後、制御装置7は、露光ステーションST1の第2基板ステージ5を計測ステーションST2に移動する。これと並行して、露光ステーションST1で計測処理を終えた基板Pを保持した第1基板ステージ4が露光ステーションST1に移動する。搬送系9は、計測ステーションST2に移動した第2基板ステージ5に保持されている露光処理済みの基板Pをアンロードする。
次に、基板ステージ駆動装置PDの一例について図7を参照しながら説明する。図7は第1、第2基板ステージ4、5及び基板ステージ駆動装置PDを上方から見た図である。図7において、基板ステージ駆動装置PDは、リニアモータ80、81、82、83、84、85を備えている。基板ステージ駆動装置PDは、Y軸方向に延びる一対のY軸リニアガイド91、93を備えている。Y軸リニアガイド91、93のそれぞれは、X軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。Y軸リニアガイド91、93のそれぞれは、例えばY軸方向に沿って所定間隔で且つ交互に配置されたN極磁石及びS極磁石の複数の組からなる永久磁石群を内蔵する磁石ユニットによって構成されている。一方のY軸リニアガイド91上には、2つのスライダ90、94が、非接触状態でY軸方向に移動可能に支持されている。同様に、他方のY軸リニアガイド93上には、2つのスライダ92、95が、非接触状態でY軸方向に移動可能に支持されている。スライダ90、92、94、95のそれぞれは、例えばY軸に沿って所定間隔で配置された電機子コイルをそれぞれ内蔵するコイルユニットによって構成されている。すなわち、本実施形態では、コイルユニットからなるスライダ90、94と磁石ユニットからなるY軸リニアガイド91とによって、ムービングコイル型のY軸リニアモータ82、84のそれぞれが構成されている。同様に、スライダ92、95とY軸リニアガイド93とによって、ムービングコイル型のY軸リニアモータ83、85のそれぞれが構成されている。
Y軸リニアモータ82、83を構成するスライダ90、92は、X軸方向に延びるX軸リニアガイド87の長手方向の一端部及び他端部のそれぞれに固定されている。また、Y軸リニアモータ84、85を構成するスライダ94、95は、X軸方向に延びるX軸リニアガイド89の長手方向の一端部及び他端部のそれぞれに固定されている。したがって、X軸リニアガイド87は、Y軸リニアモータ82、83によってY軸方向に移動可能である。X軸リニアガイド89は、Y軸リニアモータ84、85によってY軸方向に移動可能である。
X軸リニアガイド87、89のそれぞれは、例えばX軸方向に沿って所定間隔で配置された電機子コイルを内蔵するコイルユニットによって構成されている。一方のX軸リニアガイド87上には、スライダ86が非接触状態でX軸方向に移動可能に支持されている。同様に、他方のX軸リニアガイド89上には、スライダ88が非接触状態でX軸方向に移動可能に支持されている。スライダ86、88は、例えばX軸方向に沿って所定間隔で且つ交互に配置されたN極磁石及びS極磁石の複数の組からなる永久磁石群を有する磁石ユニットによって構成されている。
また、図7において、第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれは、例えば特開2001−223159号公報に開示されているような、解放可能な継手41、42を介して、スライダ86、88に接続されている。継手41、42は、第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれの側面に結合可能となっている。すなわち、スライダ86に接続されている継手41は、第1基板ステージ4の−Y側の側面及び第2基板ステージ5の−Y側の側面に結合可能である。スライダ88に接続されている継手42は、第2基板ステージ5の+Y側の側面及び第1基板ステージ4の+Y側の側面に結合可能である。スライダ86とX軸リニアガイド87とによって、スライダ86に継手41を介して接続された第1基板ステージ4(第2基板ステージ5)をX軸方向に駆動するムービングマグネット型のX軸リニアモータ80が構成される。スライダ88とX軸リニアガイド89とによって、スライダ88に継手42を介して接続された第2基板ステージ5(第1基板ステージ4)をX軸方向に駆動するムービングマグネット型のX軸リニアモータ81が構成されている。
そして、一対のY軸リニアモータ82、83(又は84、85)のそれぞれが発生する推力を僅かに異ならせることで、基板ステージのθZ方向の制御が可能である。また、図では、基板ステージは単一のステージとして示されている。実際には、Y軸リニアモータによってそれぞれ駆動されるXYステージと、そのXYステージの上部にZレベリング駆動機構(例えばボイスコイルモータなど)を介して搭載され、XYステージに対してZ軸方向及びθX、θY方向に相対的に微小駆動されるZチルトステージとを備えている。基板Pを保持する基板ホルダは、Zチルトステージに支持される。
また、ベース部材BP上には、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突を防止する補助体50が設けられている。補助体50は、ベース部材BP上をXY方向に移動する第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突を防止するためのものであって、露光ステーションST1を構成する第1作業領域10と、計測ステーションST2を構成する第2作業領域20との間に設けられている。
補助体50は所定の大きさを有している。その補助体50とYリニアガイド93を含む−X側の側壁43との間には第1通路61が形成される。補助体50とYリニアガイド91を含む+X側の側壁44との間には第2通路62が形成されている。そして、補助体50は、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とが互いに異なる経路だけを移動するように規制する規制部材51、52を有している。第1基板ステージ4は、規制部材51、52を含む補助体50によって、第1通路61及び第2通路62のうち第1通路61だけを移動し、第2基板ステージ5は、第2通路62だけを移動するようになっている。
次に、上述の構成を有する露光装置EXを用いて基板Pを露光する方法について、図7〜図14の平面図、及び図15〜図24を参照しながら説明する。
図7及び図15に示すように、露光ステーションST1の第1作業領域10においては、第1基板ステージ4に保持された基板Pの液浸露光が行われる。計測ステーションST2においては、第2基板ステージ5に保持された基板Pの計測処理が行われる。制御装置7は、第1基板ステージ4上の基板Pを液浸露光するために、投影光学系PLの最終光学素子FLと対向する位置(最終光学素子FLの直下の位置)EPに第1基板ステージ4を配置する。そして、制御装置7は、最終光学素子FLと第1基板ステージ4に保持されている基板Pとの間の光路空間Kを液浸システム1を用いて液体LQで満たして基板Pを露光する。また、第1基板ステージ4上のキャップホルダ4Cにはキャップ部材30が保持されている。また、上述のように、第1基板ステージ4が最終光学素子FLと対向する位置EPに配置されているときには、第2基板ステージ5は、基板交換位置RPを含む計測ステーションST2の第2作業領域20で、計測処理、基板交換作業等の所定の処理を行っている。
図8及び図16に示すように、第1基板ステージ4上の基板Pの液浸露光が終了した後、制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第1基板ステージ4に保持された基板Pとの間で液体LQを保持した状態で、第1基板ステージ4をXY方向に移動して、基板P上に形成された液体LQの液浸領域LRを第1基板ステージ4上のキャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30上に移動する。第1基板ステージ4のキャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30の上面と、第1基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持された基板Pの上面と、第1基板ステージ4の上面4Fとはほぼ面一である。供給口12からの液体LQの供給と回収口22を介した液体LQの回収とを並行して行いつつ、第1基板ステージ4が最終光学素子FLと対向する位置EPを含む所定の領域内でXY方向に移動することにより、基板P上に形成されている液浸領域LRをキャップ部材30上に円滑に移動することができる。
液浸領域LRをキャップ部材30上に移動した後、図17に示すように、制御装置7は、ノズル部材6とキャップ部材30とのZ軸方向における位置関係を調整し、ノズル部材6の下面(17、26)とキャップ部材30の上面とを接触させる。具体的には、キャップ部材30を保持した第1基板ステージ4を+Z方向に上昇し、ノズル部材6の下面とキャップ部材30の上面とを接触させる。また、第1基板ステージ4のXY方向の位置情報は、レーザ干渉計2Pによって計測されている。レーザ干渉計2Pの計測結果に基づいて、ノズル部材6に対して第1基板ステージ4上のキャップ部材30を位置決めすることができる。ノズル部材6のうち、キャップ部材30の上面と対向する下面には回収口22が設けられている。回収口22を介した回収動作(吸引動作)により、キャップ部材30をノズル部材6の下面に吸着保持することができる。制御装置7は、ノズル部材6とキャップ部材30とが所定の位置関係になるように、回収口22を用いてキャップ部材30をノズル部材6の下面に保持する。
本実施形態においては、回収口22に配置された多孔部材25の下面26はほぼ平坦であり、ノズル部材6のランド面17とほぼ面一である。ノズル部材6の回収口22を用いてキャップ部材30を吸着保持することにより、開口18Kを塞ぐことができる。開口18Kを塞ぐように、キャップ部材30をノズル部材6の下面で保持することで、最終光学素子FLの下面T1とキャップ部材30との間で液体LQを保持することができる。また、最終光学素子FLとノズル部材6に保持されたキャップ部材30との間には、内部空間SPを含む液体LQを保持可能な所定空間SKが形成される。
制御装置7は、ノズル部材6の下面にキャップ部材30を保持した後、第1基板ステージ4のキャップホルダ4Cによるキャップ部材30の保持を解除する。図9及び図18に示すように、制御装置7は、第1基板ステージ4を最終光学素子FLと対向する位置(直下の位置)EPから退避させる。このように、ノズル部材6の下面に保持されたキャップ部材30は、第1基板ステージ4が最終光学素子FLから離れたときに、第1基板ステージ4から取り外されて、最終光学素子FLとの間で液体LQを保持することができる。
図19はノズル部材6の回収口22を用いてキャップ部材30を保持している状態を示す図である。なお、上述したように、供給口12は光路空間Kに対してY軸方向に設けられ、吸引口16は光路空間Kに対してX軸方向に設けられている。図19においては、図面を見やすくするとともに説明を簡略化するため、光路空間Kに対して−Y側に供給口12及びその供給口12に接続する供給管13を図示し、光路空間Kに対して+Y側に吸引口16及びその吸引口16に接続する吸引管33を図示してある。
図19に示すように、ノズル部材6の下面にキャップ部材30を保持した状態で、内部空間SPを含む最終光学素子FLとキャップ部材30との所定空間SKに対して、供給口12からの液体LQの供給と、吸引口16を介した液体LQの回収とを並行して行う。上述のように、制御装置7は、バルブ機構33Bを制御することで、吸引口16と真空系を含む吸引装置31とを吸引流路15及び吸引管33を介して接続可能である。したがって、制御装置7は、吸引装置31を駆動することによって、内部空間SPを含む最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKの流体(液体LQ、気体)を吸引回収可能である。制御装置7は、真空系を含む液体回収装置21を駆動して回収流路24を負圧にし、回収口22によるキャップ部材30の吸着保持を維持し、開口18Kを塞いだ状態で、液体供給装置11と吸引装置31とのそれぞれを駆動する。これにより、供給口12より最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに清浄な液体LQを供給するとともに、その所定空間SKの液体LQを吸引口16より回収することができる。こうすることにより、液体供給装置11の液体供給動作を停止することなく、投影光学系PLの像面側に液体LQを満たし続けることができる。
また、所定空間SKに液体LQを供給する供給口12及び液体LQを回収する吸引口16は、キャップ部材30を吸着保持するための回収口22よりも最終光学素子FLに近い位置に設けられている。したがって、ノズル部材6の下面に設けられた回収口22を用いてキャップ部材30を保持することにより、最終光学素子FLとキャップ部材30との間に、供給口12及び吸引口16に接続される所定空間SKを形成することができる。
次に、制御装置7は、レーザ干渉計2Pを用いて第1、第2基板ステージ4、5のXY方向の位置を計測しつつ、基板ステージ駆動装置PDを制御し、第1基板ステージ4を計測ステーションST2(第2作業領域20)に移動するとともに、第2基板ステージ5を露光ステーションST1(第1作業領域10)に移動する。図10に示すように、制御装置7は、第1基板ステージ4が第1通路61を移動するように、且つ第2基板ステージ5が第2通路62を移動するように、基板ステージ駆動装置PDを制御する。
図20は補助体50と第1、第2通路61、62を通過している第1、第2基板ステージ4、5との関係を示す模式図である。図20に示すように、補助体50は、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とが互いに異なる経路だけを移動するように規制する第1、第2規制部材51、52を有している。本実施形態においては、第1規制部材51は、補助体50の−X側の側面に設けられ、−X側に突出する凸状部材によって構成されている。第1規制部材51を構成する凸状部材は、補助体50の−X側の側面において、Y軸方向に延びるように形成されている。第2規制部材52は、補助体50の+X側の側面に設けられ、+X側に突出する凸状部材によって構成されている。第2規制部材52を構成する凸状部材は、補助体50の+X側の側面において、Y軸方向に延びるように形成されている。
第1規制部材51と第2規制部材52とはZ軸方向に関して互い異なる位置(高さ)に設けられている。第1基板ステージ4の+X側の側面には、第1規制部材51に応じた第1溝51Mが形成されている。第2基板ステージ5の−X側の側面には、第2規制部材52に応じた第2溝52Mが形成されている。第1基板ステージ4が第1通路61を通過するとき、第1規制部材51は第1溝51Mの内側に配置され、第1基板ステージ4の第1通路61での移動は、第1規制部材51によって妨げられないようになっている。換言すれば、第1基板ステージ4が第1通路61を通過するとき、第1基板ステージ4は、第1規制部材51に当たらない。もしくは、第1基板ステージ4は、第1通路61を通過するとき、第1規制部材51でその移動をガイドされる。また、第2基板ステージ5が第2通路62を通過するとき、第2規制部材52は第2溝52Mの内側に配置され、第2基板ステージ5の第2通路62での移動は、第2規制部材52によって妨げられない。換言すれば、第2基板ステージ5が第2通路62を通過するとき、第2基板ステージ5は、第2規制部材52に当たらない。もしくは、第2基板ステージ5は、第2通路62を通過するとき、第2規制部材52でその移動をガイドされる。
一方、第1基板ステージ4が、露光ステーションST1及び計測ステーションST2の一方から他方へ移動するときに、第2通路62を通過しようとしても、第1基板ステージ4は、第2通路62の第2規制部材52に当たる。すなわち、第2規制部材52は、第1基板ステージ4の第2通路62での移動を妨げるようになっている。したがって、例えば、計測ステーションST2の第2通路62近傍に第2基板ステージ5が存在していても、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突が防止される。同様に、第2基板ステージ5が第1通路61を通過しようとしても、第2基板ステージ5の第1通路61での移動は、第1規制部材51に妨げられる。
なお、補助体50は、例えば第1、第2基板ステージ4、5よりも軟らかい材料等によって形成されている。補助体50が第1、第2基板ステージ4、5に当たっても、第1、第2基板ステージ4、5に大きなダメージを与えない。あるいは、補助体50に、物体(基板ステージ)が当たったときの衝撃を吸収する緩衝機構を設けておくことも可能である。これにより、補助体50に第1、第2基板ステージ4、5が当たっても、第1、第2基板ステージ4、5に大きなダメージを与えないようにすることができる。このような補助体50を設けることにより、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とが直接的に衝突することを防止し、被害の拡大を抑えることができる。
次に、図11に示すように、継手41と第1基板ステージ4との結合、及び継手42と第2基板ステージ5との結合が解除される。第1基板ステージ4が、継手42を介して、リニアモータ81の一部を構成するスライダ88に結合されるとともに、第2基板ステージ5が、継手41を介して、リニアモータ80の一部を構成するスライダ86に結合される。制御装置7は、基板ステージ駆動装置PDを制御して、図12に示すように、第2基板ステージ5を露光ステーションST1に移動するとともに、第1基板ステージ4を計測ステーションST2に移動する。
図13及び図21に示すように、制御装置7は、露光ステーションST1に存在する第2基板ステージ5を、最終光学素子FLと対向する位置(直下の位置)EPに移動し、ノズル部材6に保持されているキャップ部材30の下面と、第2基板ステージ5上のキャップホルダ5Cとを対向させる。
図22に示すように、制御装置7は、ノズル部材6に保持されているキャップ部材30と第2基板ステージ5上のキャップホルダ5CとのZ軸方向における位置関係を調整し、ノズル部材6に保持されているキャップ部材30を第2基板ステージ5上のキャップホルダ5Cに載せる。具体的には、第2基板ステージ5が+Z方向に上昇し、ノズル部材6に保持されているキャップ部材30の下面とキャップホルダ5Cとが接触する。このとき、第2基板ステージ5のXY方向の位置情報は、レーザ干渉計2Pによって計測されている。レーザ干渉計2Pの計測結果に基づいて、ノズル部材6に保持されているキャップ部材30に対して第2基板ステージ5のキャップホルダ5Cを位置決めすることができる。
制御装置7は、ノズル部材6に保持されているキャップ部材30をキャップホルダ5Cに接触させた後、そのキャップホルダ5Cでキャップ部材30を保持する。制御装置7は、回収口22によるキャップ部材30に対する吸着保持を解除する。図23に示すように、第2基板ステージ5が−Z方向に下降し、ノズル部材6の下面と、キャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30とが離れる。これにより、キャップ部材30が第2基板ステージ5のキャップホルダ5Cに取り付けられる。ここで、供給口12からの液体供給動作は継続されている。ノズル部材6の下面からキャップ部材30が離れることによって、供給口12から内部空間SPに供給された液体LQは、開口18Kを介して、ノズル部材6とキャップ部材30との間の空間に流入する。供給口12からの液体LQの供給を継続したまま、開口18Kを介してノズル部材6とキャップ部材30との間の空間に流入した液体LQを、回収口22より回収する。これにより、第2基板ステージ5に取り付けられたキャップ部材30上に液体LQの液浸領域LRが形成される。また、制御装置7は、所定のタイミングで、バルブ機構33Bを制御し、吸引口16と吸引装置31とを接続する流路を閉じるとともに、吸引口16と外部空間(大気空間)SGとを接続する流路を開ける。すなわち、吸引口16を介して、内部空間SPが大気開放される。
図14及び図24に示すように、制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第2基板ステージ5のキャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30との間で液体LQを保持した状態で、第2基板ステージ5をXY方向に移動して、キャップ部材30上に形成された液体LQの液浸領域LRを第2基板ステージ5の基板ホルダ5Hに保持されている基板P上に移動する。第2基板ステージ5のキャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30の上面と、第2基板ステージ5の基板ホルダ5Hに保持された基板Pの上面と、第2基板ステージ5の上面5Fとはほぼ面一である。供給口12からの液体LQの供給と回収口22を介した液体LQの回収とを並行して行いつつ、第2基板ステージ5を最終光学素子FLと対向する位置を含む領域でXY方向に移動することにより、基板P上に形成されている液浸領域LRを基板P上に円滑に移動することができる。制御装置7は、最終光学素子FLと第2基板ステージ5に保持されている基板Pとの間を液体LQで満たしてその基板Pを露光する。
第2基板ステージ5に保持されている基板Pの露光を終了した後、上述と同様、第2基板ステージ5を最終光学素子FLから離すときに、キャップ部材30が第2基板ステージ5から取り外され、ノズル部材6の下面に回収口22を用いてキャップ部材30が吸着保持され、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに液体LQが保持される。
以上説明したように、本実施形態では、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれに対して着脱可能なキャップ部材30を設けられている。そのため、最終光学素子FLの下面T1と対向する位置EPを含む所定領域内(最終光学素子FLとの間で液体LQを保持可能な領域内)から、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれが離れたときにも、ノズル部材6の回収口22を用いてキャップ部材30を保持することで、最終光学素子FLとキャップ部材30との間に液体LQを満たし続けることができる。したがって、露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たすための液体LQの供給動作を停止することなく、光路空間K及び内部空間SPを含む所定空間SKを液体LQで満たし続けることができる。キャップ部材30が無い場合、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれが最終光学素子FLから離れたとき、液体LQを保持することができない。この場合、一旦、液体LQの供給を停止し、液体LQを全て回収する必要がある。液体LQを全て回収する動作には、ある程度の時間を要する。また、液体LQの供給を再開する場合にも、液体LQの状態、例えば温度、あるいは液体LQ中の気泡の量又は大きさが所望状態となるまで、待ち時間を設定する必要がある。その場合、露光装置EXの稼動率の低下を招く。本実施形態では、光路空間Kを含む所定空間SKを液体LQで満たし続けることができるため、露光装置EXの稼動率の低下を抑えることができる。
また、最終光学素子FLとキャップ部材30との間に液体LQを満たし続けることによって、最終光学素子FLを常に濡らしておくことができる。したがって、例えば最終光学素子FLに付着した液体LQが気化することで最終光学素子FLに付着跡(所謂ウォーターマーク)が形成される不都合を防止することができる。したがって、露光装置EXの性能の劣化を防止できる。
また、液浸システム1は、ノズル部材6でキャップ部材30を保持した状態で、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに対する液体LQの供給と回収とを並行して行うので、所定空間SKは清浄な液体LQで満たされる。したがって、最終光学素子FLの汚染を防止できるとともに、その最終光学素子FLを洗浄することができる。特に、基板P上に液浸領域LRを形成する液体LQには、基板Pから発生する物質(例えば感光材を構成する材料など)が混入する可能性がある。そのため、基板Pとの間で液体LQを保持する最終光学素子FLの下面(液体接触面)T1には、上述の物質が付着する可能性がある。本実施形態では、第1基板ステージ4上の基板Pの露光と、第2基板ステージ5上の基板Pの露光との間で、最終光学素子FLを洗浄することができる。
また、本実施形態では、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突を防止する補助体50を備えているので、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とが衝突することを防止できる。したがって、衝突に起因する第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5の損傷を防止することができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について図25A及び25Bを参照しながら説明する。上述の第1実施形態では、最終光学素子FLとの間で所定空間SKが形成されるように、キャップ部材30をノズル部材6の下面に設けられた回収口22で吸着保持している。本実施形態の特徴的な部分は、ノズル部材6とは別の保持機構70でキャップ部材30を保持する点にある。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図25A及び25Bにおいて、露光装置EXは、最終光学素子FLとの間で所定空間SKが形成されるようにキャップ部材30を保持するキャップ保持機構70を備えている。キャップ保持機構70は、ノズル部材6に対して移動する可動部材71と、可動部材71のうちキャップ部材30の上面と対向する下面に設けられ、キャップ部材30を吸着保持する吸着孔72とを有している。可動部材71は、光路空間Kに対して回収口22よりも外側に設けられている。本実施形態では、可動部材71は、ノズル部材6の外側に複数(例えば3つ)設けられている。ノズル部材6の上面には、可動部材71に対応する支持部材73が設けられている。支持部材73と可動部材71との間には、支持部材73に対して可動部材71をZ軸方向に駆動する駆動機構74が設けられている。制御装置7は、駆動機構74を駆動することによって、ノズル部材6の外側で、可動部材71を上下方向に移動することができる。
図25Aに示すように、基板Pを露光しているときには、駆動機構74は、可動部材71の下面がノズル部材6の下面よりも上方に位置するように、すなわち、可動部材71が基板Pに当たらないように、可動部材71を上昇する。
キャップ保持機構70を用いてキャップ部材30を保持する場合には、図25Bに示すように、駆動機構74は、可動部材71の下面をノズル部材6の下面よりも下げる。その可動部材71の下面に設けられた吸着孔72は、キャップ部材30の上面を吸着保持する。ノズル部材6の下面とキャップ部材30の上面との距離が、例えば基板Pを露光するときのノズル部材6の下面と基板Pの表面との距離とほぼ等しくなるように、キャップ保持機構70によってキャップ部材30が保持される。
第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5が最終光学素子FLから離れたときに、キャップ保持機構70は、キャップ部材30を保持する。キャップ保持機構70でキャップ部材30を保持しているときには、基板Pを液浸露光しているときと同様、液浸システム1は、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに対して、供給口12からの液体LQの供給と回収口22を介した液体LQの回収とを並行して行う。これにより、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKを液体LQで満たし続けることができる。
最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに液体LQを供給する供給口12及び液体LQを回収する回収口22は、キャップ部材30を吸着保持するための可動部材71に設けられた吸着孔72よりも最終光学素子FLに近い位置に設けられている。可動部材71の下面に設けられた吸着孔72を用いてキャップ部材30を保持することにより、最終光学素子FLとキャップ部材30との間に、供給口12及び回収口22が接続される所定空間SKを形成することができる。
なお、第2実施形態において、可動部材71は駆動機構74及び支持部材73を介してノズル部材6に接続されているが、例えば投影光学系PLの鏡筒PK及び/又は鏡筒PKを支持する露光装置EXのボディ(コラム)に接続されてもよい。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について図26を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、キャップ部材30に所定の計測を行う計測装置100を設けた点にある。以下の説明において、上記各実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図26において、キャップ部材30には所定の計測を行う計測装置100が設けられている。本実施形態において、計測装置100は、露光光ELに関する情報を計測するものである。なお、本実施形態においては、上述の第1実施形態同様、キャップ部材30は、ノズル部材6の下面の回収口22により吸着保持されている。最終光学素子FLとキャップ部材30との間には液体LQが満たされている。
計測装置100としては、例えば特開昭57−117238号公報に開示されているような照度ムラセンサ、例えば特開2002−14005号公報に開示されているような空間像計測センサ、及び例えば特開平11−16816号公報に開示されているような照射量センサ(照度センサ)など、各種光計測器が挙げられる。計測装置100の受光面がキャップ部材30の上面に設けられ、キャップ部材30の内部に受光素子が設けられている。計測装置100の受光素子は、最終光学素子FLの下面から射出され、液体LQを通過した露光光ELを受光面を介して受光する。
また、本実施形態においては、キャップ部材30には、計測装置100の計測結果を無線送信する送信装置101が設けられている。送信装置101は、計測装置100に接続されている。
また、露光装置EXは、送信装置101から送信された計測結果を含む無線信号を受信する受信装置102を備えている。受信装置102で受信された計測結果は制御装置7に出力される。なお、計測装置100の計測結果を表示装置で表示するようにしてもよい。
第1基板ステージ4上の基板Pの露光と第2基板ステージ5上の基板Pの露光との間など、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれが最終光学素子FLから離れたときに、キャップ保持機構(回収口22)はキャップ部材30を保持する。制御装置7は、最終光学素子FLとキャップ部材30との間を液体LQで満たした状態で、キャップ部材30に設けられた計測装置100に露光光ELを照射する。計測装置100を用いて露光光ELを計測するときには、液浸システム1を用いて、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに対する液体LQの供給と回収とが並行して行われる。計測装置100の計測結果は送信装置101により送信され、受信装置102に受信される。制御装置7は、受信装置102の受信信号、すなわち計測装置100の計測結果に基づいて、例えば露光光ELの照度等、露光光ELの照射条件を調整することができる。
このように、キャップ部材30に、露光処理に関する所定の計測を行う計測装置100を設けることにより、第1基板ステージ4上の基板Pの露光と第2基板ステージ5上の基板Pの露光との間など、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれが最終光学素子FLから離れたときに、計測装置100を用いた計測を行うことができる。したがって、露光装置EXの稼動率(スループット)の低下を抑えることができる。
また、計測装置100としては、液体LQの温度を計測する温度センサであってもよい。キャップ部材30に温度センサを設けることにより、供給口12より光路空間Kに供給される液体LQの温度を計測することができる。液体LQの温度を計測するとき、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに対する液体LQの供給と回収とが並行して行われる。制御装置7は、温度センサの計測結果に基づいて、供給口12から光路空間Kに供給される液体LQの温度を調整することができる。供給口12から光路空間Kに供給される液体LQの温度を調整する場合には、例えば、液浸システム1の液体供給装置11に設けられ、供給口12に供給する液体LQの温度を調整可能な温度調整装置を用いて、供給口12から光路空間Kに供給される液体LQの温度を調整する。
また、計測装置100としては、最終光学素子FLの表面状態、及び液体LQの状態の少なくとも一方を計測する観察装置であってもよい。観察装置としては、例えばCCD等の撮像素子を備えたものを用いることができる。キャップ部材30に設けられた観察装置は、例えば所定空間SKの液体LQ、あるいは最終光学素子FLの下面T1を撮像し、その結果を制御装置7に出力する。制御装置7は、観察装置の計測結果(観察結果)に基づいて、例えば液体LQの汚染状態、具体的には液体LQ中に異物が有るか否か、あるいは液体LQ中に気泡が有るか否かなどといった、液体LQの状態を求めることができる。制御装置7は、観察装置の観察結果に基づいて、供給口12から光路空間Kに供給される液体LQの状態を調整することができる。供給口12から光路空間Kに供給される液体LQの状態を調整する場合には、制御装置7は、例えば、液浸システム1の液体供給装置11に設けられ、供給口12に供給する液体LQを清浄化するフィルタ装置、及び/又は液体LQを脱気する脱気装置を用いて、供給口12から光路空間Kに供給される液体LQの状態を調整する。
また、制御装置7は、観察装置の計測結果(観察結果)に基づいて、例えば最終光学素子FLの下面T1の汚染状態、具体的には下面T1に異物が付着しているか否か、あるいは下面T1に気泡が付着しているか否かなどといった、最終光学素子FLの表面状態を求めることができる。制御装置7は、観察装置の観察結果に基づいて、例えば最終光学素子FLを洗浄する等、所定の処置を講ずることができる。
以上のように、制御装置7は、キャップ部材30に設けられた計測装置100の計測結果に基づいて、露光光ELの照射条件、及び供給する液体LQの条件を含む露光条件を調整することができる。
<第4実施形態>
次に、第4実施形態について図27を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、キャップ部材30に計測装置100の計測結果を記憶する記憶装置103を設けた点にある。以下の説明において、上記各実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図27に示すように、キャップ部材30には、計測装置100の計測結果を記憶する記憶装置103が設けられている。記憶装置103は、計測装置100に接続されており、計測装置100の結果を記憶することができる。
第1基板ステージ4上の基板Pの露光と第2基板ステージ5上の基板Pの露光との間など、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれが最終光学素子FLから離れたときに、キャップ保持機構(回収口22)は、キャップ部材30を保持する。制御装置7は、最終光学素子FLとキャップ部材30との間を液体LQで満たした状態で、キャップ部材30に設けられた計測装置100に露光光ELを照射する。計測装置100の計測結果は記憶装置103に記憶される。記憶装置103に記憶されている情報は、所定のタイミングで抽出(読み出し)される。制御装置7は、計測装置100の計測結果に基づいて、例えば露光光ELの照度等、露光条件を調整することができる。
第4実施形態においても、計測装置100としては、露光光ELに関する情報を計測する計測装置、最終光学素子FLの表面状態及び液体LQの状態の少なくとも一方を計測する計測装置(観察装置)、及び液体LQの温度を計測する計測装置(温度センサ)などが挙げられる。
<第5実施形態>
次に、第5実施形態について図28を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、キャップ部材30に、キャップ部材30近傍の所定の部材の温度、及び液体LQの温度の少なくとも一方を調整する温度調整装置110を設けた点にある。以下の説明において、上記各実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図28に示すように、キャップ部材30の上面には温度調整装置110が設けられている。温度調整装置110は、ノズル部材6に接触する位置に設けられており、ノズル部材6の温度を調整可能である。
第1基板ステージ4上の基板Pの露光と第2基板ステージ5上の基板Pの露光との間など、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれが最終光学素子FLから離れたときに、キャップ保持機構(回収口22)はキャップ部材30を保持する。制御装置7は、最終光学素子FLとキャップ部材30との間を液体LQで満たした状態で、キャップ部材30に設けられた温度調整装置110を用いて、ノズル部材6を温度調整することができる。例えば、ノズル部材6に接触した液体LQが気化することで生じる気化熱により、ノズル部材6が温度低下する可能性がある。制御装置7は、温度調整装置110を用いて、ノズル部材6の温度低下を補償することができる。また、キャップ部材30に、ノズル部材6の温度を検出可能な温度センサを設けておくことにより、その温度センサの検出結果に基づいて、温度調整装置110を制御し、ノズル部材6の温度を調整することができる。
温度調整装置110は、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKを満たす液体LQの温度を調整することができる。さらに温度調整装置110は、所定空間SKの液体LQの温度を調整することによって、その液体LQに接触しているノズル部材6及び最終光学素子FLの温度を調整することもできる。
なお、上述の第3〜第5実施形態では、ノズル部材6の回収口22を用いてキャップ部材30を保持している。第3〜第5実施形態において、第2実施形態で説明したようなキャップ保持機構70を用いて、ノズル部材6に対してキャップ部材30を離した状態で保持しつつ、所定の処理を行うことができる。
なお、上述の第1〜第5実施形態のように、基板ステージを2つ備えた露光装置EXの場合において、最終光学素子FLとキャップ部材30との間で液体LQを保持したとき、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに対する液体LQの供給と回収とを行わないようにしてもよい。
なお、上述の第1〜第5実施形態においては、基板Pを保持して移動可能な基板ステージを2つ備えたツインステージ型の露光装置を例にして説明したが、基板ステージを1つ備えた露光装置にも適用可能である。例えば、その1つの基板ステージが投影光学系PLの最終光学素子FLから離れたときに、キャップ保持機構によってキャップ部材30を保持し、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに対して、液浸システム1を用いて、液体LQの供給と回収とを並行して行うようにしてもよい。
あるいは、1つの基板ステージが投影光学系PLの最終光学素子FLから離れたときに、キャップ保持機構によってキャップ部材30を保持し、上述の第3、第4実施形態で説明したような、キャップ部材30に設けられた計測装置を用いて、所定の計測を行うようにしてもよい。あるいは、上述の第5実施形態で説明したような、キャップ部材30に設けられた温度調整装置を用いて温度調整をするようにしてもよい。
また、上述の各実施形態では、キャップ部材30に設けられた計測装置を用いて所定の計測を行うとき、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKに対する液体LQの供給と回収とを並行して行っているが、液体LQの供給と回収とを停止した状態で計測してもよい。
また、上述の各実施形態では、キャップ部材30に設けられた計測装置を用いて所定の計測を行うとき、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKを液体LQで満たしている。しかしながら、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の所定空間SKを液体LQで満たさずに、キャップ部材30に設けられた計測装置を用いて、所定の計測を行うようにしてもよい。
なお、上述の実施形態において、キャップ部材30に計測装置を設けた場合、そのキャップ部材30をキャップホルダ4C(5C)に保持した状態で、計測処理を行うようにしてもよい。また、キャップ部材30に温度調整装置を設けた場合には、そのキャップ部材30をキャップホルダ4C(5C)に保持した状態で、温度調整を行うようにしてもよい。
なお、キャップ部材30の上面を平坦面にしておき、そのキャップ部材30の上面に、フォーカス・レベリング検出系8の検出光Laを照射することによって、そのフォーカス・レベリング検出系8のキャリブレーションを行うようにしてもよい。このように、キャップ部材30の上面をフォーカス・レベリング検出系8の基準面として用いることもできる。
なお、上述の第1〜第5実施形態において、キャップ部材30の位置を検出する位置検出装置を設けてもよい。キャップホルダ4C(5C)にキャップ部材30を取り付けるとき、あるいはキャップ保持機構でキャップ部材30を保持するとき、位置検出装置でキャップ部材30の位置を検出することにより、その検出結果に基づいて、キャップ部材30を所望の位置に位置決めすることができる。位置検出装置は、例えばキャップ部材30のエッジの位置を光学的に検出することで、キャップ部材30の位置情報を求めることができる。
<第6実施形態>
次に、第6実施形態について図29〜図39を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突を防止するための第3ステージ53が、ベース部材BP上で移動可能に設けられている点にある。なお、第1基板ステージ4、第2基板ステージ5、及び第3ステージ53は、リニアモータ等を含む駆動装置によって駆動されるが、以下の説明に用いる図面においては、その駆動装置の図示を省略してある。また、上記各実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
ベース部材BP上には、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突を防止する補助体50が設けられている。上述の実施形態同様、補助体50は、露光ステーションST1を構成する第1作業領域10と、計測ステーションST2を構成する第2作業領域20との間の所定位置に固定されている。また、補助体50と−X側の側壁43との間には第1通路61が形成され、補助体50と+X側の側壁44との間には第2通路62が形成されている。また、補助体50は、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とが互いに異なる経路だけを移動するように規制する規制部材51、52を有している。
本実施形態では、ベース部材BP上でXY平面内を移動可能に設けられた第3ステージ53を有している。第3ステージ53は基板Pを保持しておらず、第3ステージ53の上面53Fは平坦面となっている。第3ステージ53は、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突を防止するためのものであって、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5とは独立して移動可能に設けられている。第1、第2基板ステージ4、5同様、第3ステージ53は、最終光学素子FLと対向しているときに、最終光学素子FLとの間で液体LQを保持することができる。また、第3ステージ53の位置情報は、レーザ干渉計2Pにより計測される。
本実施形態において、補助体50は、第3ステージ53を収容可能な内部空間50Hを有している。補助体50はトンネル状に形成されており、+Y側及び−Y側のそれぞれには内部空間50Hに対して第3ステージ53を出し入れするための第1、第2出入口54、55が設けられている。したがって、補助体50の内部空間50Hに収容されている第3ステージ53は、第1出入口54から第2作業領域20に出た後、第2通路62を通過して第1作業領域10に移動し、第2出入口55から補助体50の内部空間50Hに入ることができる。また、第3ステージ53は、補助体50の内部空間50H、第1出入口54、第2作業領域20、第1通路61、第1作業領域10、及び第2出入口55の順で移動することができるし、補助体50の内部空間50H、第2出入口55、第1作業領域10、第1通路61、第2作業領域20、及び第1出入口54の順で移動することができるし、補助体50の内部空間50H、第2出入口55、第1作業領域10、第2通路62、第2作業領域20、及び第1出入口54の順で移動することもできる。
また、制御装置7は、第1基板ステージ4、第2基板ステージ5、及び第3ステージ53の互いの位置関係を調整可能である。例えば、図39に示すように、第1基板ステージ4と、第3ステージ53と、第2基板ステージ5とを互いに接近又は接触させることができ、第1基板ステージ4の上面4Fと、第3ステージ53の上面53Fと、第2基板ステージ5の上面5Fとをほぼ同じ高さ(面一)にすることができる。
また、制御装置7は、液浸システム1による液体LQの供給と回収とを行いつつ、投影光学系PLと対向する位置(直下の位置)EPを含む所定領域内で第3ステージ53と第2基板ステージ5とを接近又は接触させた状態で一緒に移動することによって、液体LQの液浸領域LRを、第3ステージ53の上面53Fと第2基板ステージ5の上面5Fとの間で移動可能である。同様に、制御装置7は、液浸システム1による液体LQの供給と回収とを行いつつ、投影光学系PLと対向する位置(直下の位置)EPを含む所定領域内で第3ステージ53と第1基板ステージ4とを接近又は接触させた状態で一緒に移動することによって、液体LQの液浸領域LRを、第3ステージ53の上面53Fと第1基板ステージ4の上面4Fとの間で移動可能である。
次に、基板Pを露光する方法について説明する。図29に示すように、露光ステーションST1においては、第1基板ステージ4に保持された基板Pの液浸露光が行われ、計測ステーションST2においては、第2基板ステージ5に保持された基板Pの計測処理が行われる。第3ステージ53は、補助体50の内部空間50Hに配置されている。基板Pの露光中、図30に示すように、第3ステージ53が第1出入口54から計測ステーションST2の第2作業領域20に出た後、第2通路62を通過して露光ステーションST1の第1作業領域10に移動する。また、計測ステーションST2で計測処理を終えた第2基板ステージ5が第2通路62を通過して露光ステーションST1に移動する。
第1基板ステージ4上の基板Pの露光処理が終了した後、制御装置7は、露光ステーションST1の第1作業領域10において、第1基板ステージ4の+X側の側面と第3ステージ53の−X側の側面とを接近(又は接触)させるとともに、第3ステージ53の+X側の側面と第2基板ステージ5の−X側の側面とを接近(又は接触)させる。制御装置7は、第1基板ステージ4、第3ステージ53、及び第2基板ステージ5を、−X方向に一緒に移動する。すなわち、図31に示すように、投影光学系PLと対向する位置(直下の位置)EPを含む所定領域内で第1基板ステージ4と第3ステージ53とを接近(又は接触)させた状態で−X方向に一緒に移動することによって、第1基板ステージ4の上面4Fに形成された液体LQの液浸領域LRを第3ステージ53の上面53Fに移動することができる。図32に示すように、制御装置7は、投影光学系PLと対向する位置(直下の位置)EPを含む所定領域内で第3ステージ53と第2基板ステージ5とを接近(又は接触)させた状態で−X方向に一緒に移動することによって、第3ステージ53の上面53Fに形成された液体LQの液浸領域LRを第2基板ステージ5の上面5Fに移動することができる。
図33に示すように、液浸領域LRが、第2基板ステージ5に保持されている基板P上に移動される。制御装置7は、最終光学素子FLと第2基板ステージ5に保持されている基板Pとの間を液体LQで満たしてその基板Pを露光する。露光処理を終えた基板Pを保持する第1基板ステージ4は、第1通路61を通過した後、図34に示すように、計測ステーションST2に移動する。また、第3ステージ53は、第2基板ステージ5の露光動作を妨げないように、第2基板ステージ5から離れる。
制御装置7は、計測ステーションST2に移動した第1基板ステージ4上の露光処理済みの基板Pを基板交換位置RPにおいてアンロードするとともに、露光処理されるべき基板Pを第1基板ステージ4にロードする。そして、制御装置7は、第1基板ステージ4にロードした基板Pの計測を行う。図35に示すように、制御装置7は、計測ステーションST2で計測処理を終えた第1基板ステージ4を、第1通路61を通過させ、露光ステーションST1に移動する。
第2基板ステージ5上の基板Pの露光処理が終了した後、制御装置7は、第2基板ステージ5の−X側の側面と第3ステージ53の+X側の側面とを接近(又は接触)させるとともに、第3ステージ53の−X側の側面と第1基板ステージ4の+X側の側面とを接近(又は接触)させる。そして、制御装置7は、第1基板ステージ4、第3ステージ53、及び第2基板ステージ5を、+X方向に一緒に移動する。すなわち、図36に示すように、投影光学系PLと対向する位置(直下の位置)EPを含む所定領域内で第2基板ステージ4と第3ステージ53とを接近(又は接触)させた状態で+X方向に一緒に移動することによって、第2基板ステージ5の上面5Fに形成された液体LQの液浸領域LRを第3ステージ53の上面53Fに移動することができる。図37に示すように、制御装置7は、投影光学系PLと対向する位置(直下の位置)EPを含む所定領域内で第3ステージ53と第1基板ステージ4とを接近(又は接触)させた状態で+X方向に一緒に移動することによって、第3ステージ53の上面53Fに形成された液体LQの液浸領域LRを第1基板ステージ4の上面4Fに移動することができる。
図38に示すように、液浸領域LRが第1基板ステージ4に保持されている基板P上に移動される。制御装置7は、最終光学素子FLと第1基板ステージ4に保持されている基板Pとの間を液体LQで満たしてその基板Pを露光する。露光処理を終えた基板Pを保持する第2基板ステージ5は、第2通路62を通過した後、計測ステーションST2に移動する。また、第3ステージ53は、第1基板ステージ4の露光動作を妨げないように、第1基板ステージ4から離れる。
そして、制御装置7は、上述の動作を繰り返し、第1基板ステージ4上の基板Pの露光と第2基板ステージ5上の基板Pの露光とを交互に繰り返す。
以上説明したように、本実施形態においても、規制部材51、52によって、第1基板ステージ4は第1通路61のみを通過するように設けられ、第2基板ステージ5は第2通路62のみを通過するように設けられており、その規制部材51、52を含む補助体50によって、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突が防止される。
そして、第3ステージ53を介して、第1基板ステージ4の上面4Fと第2基板ステージ5の上面5Fとの間で、液体LQの液浸領域LRを移動することができるので、液浸システム1による液体LQの供給を停止することなく、光路空間Kを液体LQで満たし続けることができる。したがって、液体LQの供給の停止等に伴う露光装置EXの稼動率の低下を抑えることができる。
第1基板ステージ4の上面4Fと第2基板ステージ5の上面5Fとの間での液浸領域LRの移動は、第3ステージ53を介して行われ、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との間には第3ステージ53が介在されるので、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5が衝突することが防止される。第3ステージ53を、例えば第1、第2基板ステージ4、5よりも軟らかい材料等によって形成したり、あるいは第3ステージ53に、物体に当たったときの衝撃を吸収する緩衝機構を設けておくことにより、第3ステージ53に第1、第2基板ステージ4、5が当たっても、第1、第2基板ステージ4、5に大きなダメージを与えないようにすることができる。
<第7実施形態>
次に、第7実施形態について図40を参照しながら説明する。図40に示すように、第3ステージ53に、露光処理に関する所定の計測を行う計測装置100’を設けることができる。以下の説明において、上記各実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
計測装置100’としては、上述の第3実施形態等と同様、露光光ELに関する情報を計測する照度ムラセンサ、空間像計測センサ、及び照射量センサ(照度センサ)など、各種光計測器が挙げられる。また、計測装置100’としては、液体LQの温度を計測する温度センサであってもよいし、最終光学素子FLの表面状態、及び液体LQの状態の少なくとも一方を計測する観察装置であってもよい。
第3ステージ53上の計測装置100’を用いた計測動作は、露光処理を終えた第1基板ステージ4の上面4F又は第2基板ステージ5の上面5Fから液浸領域LRが移動されたときに行われる。制御装置7は、第3ステージ53に設けられた計測装置100’の計測結果に基づいて、露光条件を調整することができる。
なお、第3ステージ53上の計測装置100’にも、この計測装置100’の計測結果を無線送信する送信装置を設けることができるし、記憶するための記憶装置を設けることもできる。
また、第3ステージ53に、上述の第5実施形態で説明したような、ノズル部材6、液体LQ、及び最終光学素子FLの少なくとも一部の温度を調整する温度調整装置を設けることができる。
また、第3ステージ53の上面53Fを平坦面にしておき、その第3ステージ53の上面53Fに、フォーカス・レベリング検出系8の検出光Laを照射することによって、そのフォーカス・レベリング検出系8のキャリブレーションを行うようにしてもよい。このように、第3ステージ53の上面53Fをフォーカス・レベリング検出系8の基準面として用いることもできる。
<第8実施形態>
次に、第8実施形態について図41〜図45を参照しながら説明する。以下の説明において、上記各実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
本実施形態において、ベース部材BP上には、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突を防止する補助体50が設けられている。上述の実施形態同様、補助体50は、露光ステーションST1を構成する第1作業領域10と、計測ステーションST2を構成する第2作業領域20との間の所定位置に固定されている。また、補助体50と−X側の側壁43との間には第1通路61が形成され、補助体50と+X側の側壁44との間には第2通路62が形成されている。本実施形態においては、第1基板ステージ4は第1通路61及び第2通路62のそれぞれを通過可能であり、第2基板ステージ5も第1通路61及び第2通路62のそれぞれを通過可能となっている。
また、上述の第6、第7実施形態同様、露光装置EXは、ベース部材BP上でXY平面内を移動可能に設けられた第3ステージ53を有している。第3ステージ53の位置情報は、レーザ干渉計2Pにより計測される。
補助体50は、第3ステージ53を収容可能な内部空間50Hを有している。補助体50はトンネル状に形成されており、本実施形態においては、+X側及び−X側のそれぞれに、内部空間に対して第3ステージ53を出し入れするための第1、第2出入口54、55が設けられている。
図41に示すように、露光ステーションST1においては、第1基板ステージ4に保持された基板Pの液浸露光が行われる。計測ステーションST2においては、第2基板ステージ5に保持された基板Pの計測処理が行われる。第3ステージ53は、補助体50の内部空間50Hに配置されている。基板Pの露光中、図42に示すように、第3ステージ53が第1出入口54から第2通路62に出た後、露光ステーションST1の第1作業領域10に移動する。また、計測ステーションST2で計測処理を終えた第2基板ステージ5が第2通路62を通過して露光ステーションST1に移動する。
第1基板ステージ4上の基板Pの露光処理が終了した後、図43に示すように、制御装置7は、第1基板ステージ4の+X側の側面と第3ステージ53の−X側の側面とを接近(又は接触)させるとともに、第3ステージ53の+X側の側面と第2基板ステージ5の−X側の側面とを接近(又は接触)させ、第1基板ステージ4、第3ステージ53、及び第2基板ステージ5を、−X方向に一緒に移動する。これにより、第1基板ステージ4の上面4Fに形成されている液浸領域LRは、第3ステージ53の上面53Fを通過した後、第2基板ステージ5の上面5Fに移動する。
図44に示すように、液浸領域LRが第2基板ステージ5に保持されている基板P上に移動され、第2基板ステージ5上の基板Pが液浸露光される。また、露光処理を終えた基板Pを保持する第1基板ステージ4は、第1通路61を通過した後、計測ステーションST2に移動する。また、第3ステージ53は、第2基板ステージ5の露光動作を妨げないように、第2基板ステージ5から離れる。
制御装置7は、計測ステーションST2に移動した第1基板ステージ4上の露光処理済みの基板Pをアンロードするとともに、露光処理されるべき基板Pを第1基板ステージ4にロードする。制御装置7は、第1基板ステージ4にロードした基板Pの計測を行う。また、図45に示すように、第3ステージ53は、第2出入口55より、補助体50の内部空間50Hに入る。
露光ステーションST1での第2基板ステージ5上の基板Pの露光中、補助体50の内部空間50Hに配置されていた第3ステージ53は、第1出入口54から第2通路62に出た後、第1作業領域10に移動する。また、計測ステーションST2で計測処理を終えた第1基板ステージ4は、第2通路62を通過して露光ステーションST1に移動する。
第2基板ステージ5上の基板Pの露光処理が終了した後、制御装置7は、第2基板ステージ5の+X側の側面と第3ステージ53の−X側の側面とを接近(又は接触)させるとともに、第3ステージ53の+X側の側面と第1基板ステージ4の−X側の側面とを接近(又は接触)させ、第1基板ステージ4、第3ステージ53、及び第2基板ステージ5を、−X方向に一緒に移動する。これにより、第2基板ステージ5の上面5Fに形成されている液浸領域LRは、第3ステージ53の上面53Fを通過した後、第1基板ステージ4の上面4Fに移動する。そして、第1基板ステージ4上の基板Pが液浸露光される。
制御装置7は、上述の動作を繰り返し、第1基板ステージ4上の基板Pの露光と第2基板ステージ5上の基板Pの露光とを交互に繰り返す。本実施形態では、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とは、同一の経路で、露光ステーションST1と計測ステーションST2との間を移動するようになっている。
以上説明したように、本実施形態においても、第3ステージ53を介して、第1基板ステージ4の上面4Fと第2基板ステージ5の上面5Fとの間で、液体LQの液浸領域LRを移動することができるので、液浸システム1による液体LQの供給を停止することなく、光路空間Kを液体LQで満たし続けることができる。したがって、液体LQの供給の停止等に伴う露光装置EXの稼動率の低下を抑えることができる。また、第1基板ステージ4の上面4Fと第2基板ステージ5の上面5Fとの間での液浸領域LRの移動は、第3ステージ53を介して行われ、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との間には第3ステージ53が介在されるので、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5が衝突することが防止される。
<第9実施形態>
次に、第9実施形態について図46〜図52を参照しながら説明する。以下の説明において、上記各実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
本実施形態においては、ベース部材BP上には、固定された補助体は設けられておらず、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との衝突を防止する補助体として、ベース部材BP上で移動可能な第3ステージ53のみが設けられている。第3ステージ53は、ほぼY軸方向に沿ってのみ移動するように設けられている。第3ステージ53の位置情報は、レーザ干渉計2Pにより計測される。
図46に示すように、露光ステーションST1においては、第1基板ステージ4に保持された基板Pの液浸露光が行われ、計測ステーションST2においては、第2基板ステージ5に保持された基板Pの計測処理が行われる。第3ステージ53は、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との間に配置されている。
第1基板ステージ4上の基板Pの露光処理が終了した後、制御装置7は、第1基板ステージ4の+Y側の側面と第3ステージ53の−Y側の側面とを接近(又は接触)させ、第1基板ステージ4及び第3ステージ53−Y方向に一緒に移動する。これにより、図47に示すように、第1基板ステージ4の上面4Fに形成されている液浸領域LRは、第3ステージ53の上面53Fに移動する。また、本実施形態では、制御装置7は、液浸領域LRを第1基板ステージ4上から第3ステージ53上に移動するとき、第3ステージ53の+Y側の側面と第2基板ステージ5の−Y側の側面とを接近(又は接触)させており、第2基板ステージ5を第1基板ステージ4及び第3ステージ53と一緒に−Y方向に移動している。
次に、図48に示すように、制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第3ステージ53との間に液体LQを保持した状態で、第1基板ステージ4を−X方向に移動し、第2基板ステージ5を+Y方向に移動する。次いで、図49に示すように、制御装置7は、第1基板ステージ4を+Y方向に移動し、第2基板ステージ5を−Y方向に移動することによって、第1基板ステージ4を第3ステージ53の−X側に移動し、第2基板ステージ5を第3ステージ53の+X側に移動する。更に、制御装置7は、図50に示すように、第1基板ステージ4を+Y方向に移動し、第2基板ステージ5を−Y方向に移動する。
図51に示すように、制御装置7は、第2基板ステージ5の+Y側の側面と第3ステージ53の−Y側の側面とを接近(又は接触)させ、第2基板ステージ5及び第3ステージ53+Y方向に一緒に移動する。これにより、図52に示すように、第3ステージ53の上面53Fに形成されている液浸領域LRは、第2基板ステージ5の上面5Fに移動する。また、本実施形態では、制御装置7は、液浸領域LRを第3ステージ53上から第2基板ステージ5上に移動するとき、第3ステージ53の+Y側の側面と第1基板ステージ4の−Y側の側面とを接近(又は接触)させており、第1基板ステージ4を第2基板ステージ5及び第3ステージ53と一緒に+Y方向に移動している。
以上により、本実施形態では、液浸領域LRが第2基板ステージ5に保持されている基板P上に移動され、第2基板ステージ5上の基板Pが液浸露光される。また、露光処理を終えた基板Pを保持する第1基板ステージ4は、計測ステーションST2に移動される。制御装置7は、計測ステーションST2に移動した第1基板ステージ4上の露光処理済みの基板Pをアンロードするとともに、露光処理されるべき基板Pを第1基板ステージ4にロードする。そして、制御装置7は、第1基板ステージ4にロードした基板Pの計測を行う。
第2基板ステージ5上の基板Pの露光処理が終了した後、上述と同様の動作で、第2基板ステージ5の上面5Fに形成されている液浸領域LRが第3ステージ53の上面53Fに移動した後、第1基板ステージ4の上面4Fに移動する。制御装置7は、上述の動作を繰り返し、第1基板ステージ4上の基板Pの露光と第2基板ステージ5上の基板Pの露光とを交互に繰り返す。
以上説明したように、本実施形態においても、第3ステージ53を介して、第1基板ステージ4の上面4Fと第2基板ステージ5の上面5Fとの間で、液体LQの液浸領域LRを移動することができるので、液浸システム1による液体LQの供給を停止することなく、光路空間Kを液体LQで満たし続けることができる。したがって、液体LQの供給の停止等に伴う露光装置EXの稼動率の低下を抑えることができる。また、第1基板ステージ4の上面4Fと第2基板ステージ5の上面5Fとの間での液浸領域LRの移動は、第3ステージ53を介して行われ、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5との間には第3ステージ53が介在されるので、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5が衝突することが防止される。
<第10実施形態>
次に、第10実施形態について図53〜図79を参照して説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
本実施形態において、マスクステージ3は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置MDの駆動により、マスクMを保持した状態で、X軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能である。マスクステージ3(ひいてはマスクM)の位置情報は、レーザ干渉システム2によって計測される。レーザ干渉システム2は、マスクステージ3上に設けられた移動鏡3Kを用いてマスクステージ3の位置情報を計測するレーザ干渉計2Mx、2Myを有している。レーザ干渉計2Mxは、X軸方向を計測軸とする計測光を移動鏡3Kに照射可能であり、マスクステージ3のX軸方向に関する位置を計測する。レーザ干渉計2Myは、Y軸方向を計測軸とする計測光を移動鏡3Kに照射可能であり、マスクステージ3のY軸方向に関する位置を計測する。また、レーザ干渉計2Mx及びレーザ干渉計2Myの少なくとも一方を複数設け、X軸方向を計測軸とする計測光及びY軸方向を計測軸とする計測光の少なくとも一方を複数照射することにより、レーザ干渉システム2は、その複数の計測光を用いて、マスクステージ3のθZ方向の位置情報を計測可能である。制御装置7は、レーザ干渉システム2の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置MDを駆動し、マスクステージ3に保持されているマスクMの位置制御を行う。
次に、基板Pを保持して移動可能な基板ステージ4、5について、図53及び図54を参照しながら説明する。図54は基板ステージ4、5を上方から見た平面図である。
図53及び図54において、第1基板ステージ4は、ステージ本体4Bと、ステージ本体4B上に搭載された第1基板テーブル4Tと、第1基板テーブル4Tに設けられ、基板Pを保持する基板ホルダ4Hとを備えている。基板ホルダ4Hは、第1基板テーブル4T上に設けられた凹部4Rに配置されている。第1基板テーブル4Tの凹部4Rの周囲の上面4Fは、基板ホルダ4Hに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)になるような平坦面となっている。なお、基板ホルダ4Hに保持された基板Pの表面と第1基板テーブル4Tの上面4Fとの間に段差があってもよい。
第2基板ステージ5は、第1基板ステージ4と同等の構成を有し、ステージ本体5Bと、ステージ本体5B上に搭載された第2基板テーブル5Tと、第2基板テーブル5Tに設けられ、基板Pを保持する基板ホルダ5Hとを備えている。基板ホルダ5Hは、第2基板テーブル5T上に設けられた凹部5Rに配置されている。第2基板テーブル5Tの凹部5Rの周囲の上面5Fは、基板ホルダ5Hに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)になるような平坦面となっている。なお、基板ホルダ5Hに保持された基板Pの表面と第2基板テーブル5Tの上面5Fとの間に段差があってもよい。
また、ステージ本体4B、基板テーブル4T、及び基板ホルダ4Hを含む第1基板ステージ4と、ステージ本体5B、基板テーブル5T、及び基板ホルダ5Hを含む第2基板ステージ5とは、ほぼ同じ形状及び大きさを有している。図54に示すように、本実施形態においては、第1、第2基板ステージ4、5の基板テーブル4T、5Tのそれぞれは、XY方向において(平面視において)ほぼ矩形状である。基板テーブル4T、5Tのそれぞれの上面4F、5Fには、4つのコーナーE1〜E4が設けられている。これら4つのコーナーE1〜E4は、基板ホルダ4H、5Hに保持された基板Pの周囲に設けられており、最終光学素子FLと対向可能である。すなわち、第1、第2基板ステージ4、5は、基板ホルダ4H、5Hに保持された基板Pの周囲に、最終光学素子FLと対向可能な4つのコーナーE1〜E4をそれぞれ有している。
以下の説明においては、基板テーブル4T、5Tの上面4F、5Fのそれぞれの4つのコーナーのうち、−X側であって−Y側のコーナーを第1コーナーE1、−X側であって+Y側のコーナーを第2コーナーE2、+X側であって+Y側のコーナーを第3コーナーE3、+X側であって−Y側のコーナーを第4コーナーE4、と適宜称する。
露光装置EXは、第1、第2基板ステージ4、5を駆動する基板ステージ駆動装置PDを備えている。基板ステージ駆動装置PDは、第1駆動系PD1と第2駆動系PD2とを備える。第1駆動系PD1は、ステージ本体4B、5Bのそれぞれを、ベース部材BP上でX軸方向、Y軸方向、及びθZ方向に移動することによって、そのステージ本体4B、5B上に搭載されている基板テーブル4T、5TをX軸方向、Y軸方向、及びθZ方向に移動可能である。第2駆動系PD2は、ステージ本体4B、5Bに対して基板テーブル4T、5TをZ軸方向、θX方向、及びθY方向に移動可能である。
図53に示すように、第1、第2基板ステージ4、5のステージ本体4B、5Bのそれぞれは、エアベアリング4A、5Aにより、ベース部材BPの上面(ガイド面)に対して非接触支持されている。ベース部材BPの上面はXY平面とほぼ平行である。第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とは、ベース部材BP上をXY平面に沿ってそれぞれ独立して移動可能である。
基板ステージ駆動装置PDの第1駆動系PD1は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、ベース部材BP上に非接触支持されているステージ本体4B、5BをX軸方向、Y軸方向、及びθZ方向に駆動可能である。図54において、第1駆動系PD1は、リニアモータ80、81、82、83、84、85を備えている。第1駆動系PD1は、Y軸方向に延びる一対のY軸リニアガイド91、93を備えている。Y軸リニアガイド91、93のそれぞれは、X軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。Y軸リニアガイド91、93のそれぞれは、例えばY軸方向に沿って所定間隔で且つ交互に配置されたN極磁石及びS極磁石の複数の組からなる永久磁石群を内蔵する磁石ユニットを含む。一方のY軸リニアガイド91上には、2つのスライダ90、94が、非接触状態でY軸方向に移動可能に支持されている。同様に、他方のY軸リニアガイド93上には、2つのスライダ92、95が、非接触状態でY軸方向に移動可能に支持されている。スライダ90、92、94、95のそれぞれは、例えばY軸に沿って所定間隔で配置された電機子コイルをそれぞれ内蔵するコイルユニットを含む。すなわち、本実施形態では、コイルユニットからなるスライダ90、94と磁石ユニットからなるY軸リニアガイド91とによって、ムービングコイル型のY軸リニアモータ82、84のそれぞれの少なくとも一部が構成されている。同様に、スライダ92、95とY軸リニアガイド93とによって、ムービングコイル型のY軸リニアモータ83、85のそれぞれの少なくとも一部が構成されている。
Y軸リニアモータ82、83のスライダ90、92は、X軸方向に延びるX軸リニアガイド87の長手方向の一端及び他端のそれぞれに固定されている。また、Y軸リニアモータ84、85のスライダ94、95は、X軸方向に延びるX軸リニアガイド89の長手方向の一端及び他端のそれぞれに固定されている。したがって、X軸リニアガイド87は、Y軸リニアモータ82、83によってY軸方向に移動可能であり、X軸リニアガイド89は、Y軸リニアモータ84、85によってY軸方向に移動可能である。
X軸リニアガイド87、89のそれぞれは、例えばX軸方向に沿って所定間隔で配置された電機子コイルを内蔵するコイルユニットを含む。一方のX軸リニアガイド87上には、スライダ86が非接触状態でX軸方向に移動可能に支持されている。同様に、他方のX軸リニアガイド89上には、スライダ88が非接触状態でX軸方向に移動可能に支持されている。スライダ86、88は、例えばX軸方向に沿って所定間隔で且つ交互に配置されたN極磁石及びS極磁石の複数の組からなる永久磁石群を有する磁石ユニットを含む。
また、図54において、第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれは、例えば特表2000−511704号公報、特開2001−223159号公報に開示されているような継手部材96、98を介して、スライダ86、88にリリース可能に接続されている。第1基板ステージ4は、ステージ本体4Bの−Y側の側面に設けられた第1継手部材241と、+Y側の側面に設けられた第2継手部材242とを備えている。同様に、第2基板ステージ5は、ステージ本体5Bの−Y側の側面に設けられた第3継手部材51と、+Y側の側面に設けられた第4継手部材252とを備えている。スライダ86に設けられた継手部材96は、ステージ本体4B、5Bの第1、第3継手部材241、251のそれぞれと交互に接続される。スライダ88に設けられた継手部材98は、ステージ本体4B、5Bの第2、第4継手部材242、252のそれぞれと交互に接続される。これら継手部材により、スライダ86は、第1、第2基板ステージ4、5と交互に接続され、スライダ88は、第1、第2基板ステージ4、5と交互に接続される。
スライダ86とX軸リニアガイド87とによって、スライダ86に継手部材96を介して接続された第1基板ステージ4のステージ本体4B又は第2基板ステージ5のステージ本体5BをX軸方向に駆動するムービングマグネット型のX軸リニアモータ80の少なくとも一部が構成される。スライダ88とX軸リニアガイド89とによって、スライダ88に継手部材98を介して接続された第2基板ステージ5のステージ本体5B又は第1基板ステージ4のステージ本体4BをX軸方向に駆動するムービングマグネット型のX軸リニアモータ81の少なくとも一部が構成されている。制御装置7は、X軸リニアモータ80、81を駆動することによって、第1、第2基板ステージ4、5のX軸方向の位置を制御可能である。
また、制御装置7は、一対のY軸リニアモータ82、83を用いて、X軸リニアガイド87を駆動することによって、スライダ86に継手部材96を介して接続された第1基板ステージ4又は第2基板ステージ5のY軸方向の位置を制御可能である。同様に、制御装置7は、一対のY軸リニアモータ84、85を用いて、X軸リニアガイド89を駆動することによって、スライダ88に継手部材98を介して接続された第1基板ステージ4又は第2基板ステージ5のY軸方向の位置を制御可能である。また、制御装置7は、一対のY軸リニアモータ82、83のそれぞれの駆動量(推力)を僅かに異ならせることで、スライダ86に接続された第1、第2基板ステージ4、5のθZ方向の位置を制御可能である。同様に、制御装置7は、一対のY軸リニアモータ84、85のそれぞれの駆動量(推力)を僅かに異ならせることで、スライダ88に接続された第1、第2基板ステージ4、5のθZ方向の位置を制御可能である。
図53に示すように、基板ステージ駆動装置PDの第2駆動系PD2は、ステージ本体4B、5Bと基板テーブル4T、5Tとの間に介在された、例えばボイスコイルモータ等のアクチュエータ4V、5Vと、各アクチュエータの駆動量を計測する不図示の計測装置(エンコーダなど)とを含む。図53に示すように、基板テーブル4Tは、少なくとも3つのアクチュエータ4Vによってステージ本体4B上に支持されている。アクチュエータ4Vのそれぞれは、ステージ本体4Bに対して基板テーブル4TをZ軸方向に独立して駆動可能である。制御装置7は、3つのアクチュエータ4Vそれぞれの駆動量を調整することによって、ステージ本体4Bに対して基板テーブル4Tを、Z軸方向、θX方向、及びθY方向に駆動する。同様に、基板テーブル5Tは、少なくとも3つのアクチュエータ5Vによってステージ本体5B上に支持されている。制御装置7は、3つのアクチュエータ5Vのそれぞれの駆動量を調整することによって、ステージ本体5Bに対して基板テーブル5Tを、Z軸方向、θX方向、及びθY方向に駆動する。
このように、第1、第2駆動系PD1、PD2を含む基板ステージ駆動装置PDは、第1、第2基板ステージ4、5の基板テーブル4T、5Tのそれぞれを、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に移動可能である。制御装置7は、基板ステージ駆動装置PDを制御することにより、基板テーブル4T、5Tの基板ホルダ4H、5Hに保持された基板Pの表面のX軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に関する位置を制御可能である。
また、図54に示すように、露光装置EXは、ベース部材BP上に設定された第1領域SP1、第2領域SP2、及び第3領域SP3を備えている。第1領域SP1は、投影光学系PLの最終光学素子FLと対向する領域を含み、露光ステーションST1の少なくとも一部を構成する領域である。第2領域SP2は、第1領域SP1とは異なる領域であって、計測ステーションST2の少なくとも一部を構成する領域である。第3領域SP3は、第1領域SP1と第2領域SP2との間の領域であって、例えば特表2000−511704号公報、特開2001−223159号公報などに開示されているような、スライダ86と基板ステージ4(又は5)との接続解除、及びスライダ88と基板ステージ5(又は4)との接続解除と、スライダ86と基板ステージ5(又は4)との接続、及びスライダ88と基板ステージ4(又は5)との接続とが行われる領域である。
制御装置7は、基板ステージ駆動装置PD(第1駆動系PD1)を用いて、第1基板ステージ4を、第1領域SP1、第2領域SP2、及び第3領域SP3を含むベース部材BP上の所定領域内で移動可能である。同様に、制御装置7は、基板ステージ駆動装置PD(第1駆動系PD1)を用いて、第2基板ステージ5を、第1領域SP1、第2領域SP2、及び第3領域SP3を含むベース部材BP上の所定領域内で、第1基板ステージ4とは独立して移動可能である。
次に、図53を参照しながら、第1、第2基板ステージ4、5の位置情報を計測するレーザ干渉システム2の一例について説明する。レーザ干渉システム2は、第1、第2基板ステージ4、5の基板テーブル4T、5Tの所定位置に設けられた反射面2Ka、2Kbを用いて、基板テーブル4T、5TのX軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に関する位置情報を計測可能である。
レーザ干渉システム2は、第1、第2基板ステージ4、5の基板テーブル4T、5Tのそれぞれの所定位置に設けられた反射面2Ka、2Kbを用いて、第1、第2基板ステージ4、5(基板テーブル4T、5T)の位置情報を計測するレーザ干渉計2Px、2Py、2Pzを有している。レーザ干渉計2Px、2Py、2Pzは、露光ステーションST1及び計測ステーションST2のそれぞれに設けられている。露光ステーションST1に設けられたレーザ干渉計2Px、2Py、2Pzは、露光ステーションST1に存在する第1基板ステージ4(又は第2基板ステージ5)の位置情報を計測する。計測ステーションST2に設けられたレーザ干渉計2Px、2Py、2Pzは、計測ステーションST2に存在する第2基板ステージ5(又は第1基板ステージ4)の位置情報を計測する。
レーザ干渉計2Pxは、X軸方向を計測軸とする計測光を反射面2Kaに照射可能であり、第1、第2基板ステージ4、5のX軸方向に関する位置を計測する。レーザ干渉計2Pyは、Y軸方向を計測軸とする計測光を反射面2Kaに照射可能であり、第1、第2基板ステージ4、5のY軸方向に関する位置を計測する。
レーザ干渉計2Pzは、Z軸方向を計測軸とする計測光を反射面2Kbに照射可能であり、第1、第2基板ステージ4、5のZ軸方向に関する位置を計測する。反射面2Kbは、上方を向くように所定角度(例えば45度)傾斜しており、レーザ干渉計2Pzから射出され、反射面2Kbに照射された計測光は、反射面2Kbで反射し、所定の支持フレームFCに設けられた反射面2Kcに照射される。その反射面2Kcで反射した計測光は、基板テーブル4T、5Tの反射面2Kbを通過した後、レーザ干渉計2Pzに受光される。レーザ干渉計2Pzは、その受光した計測光を用いて、第1、第2基板ステージ4、5のZ軸方向の位置情報を計測可能である。なお、基板テーブル(基板ステージ)のZ軸方向の位置情報を計測可能なレーザ干渉計(Z干渉計)に関する技術は、例えば特開2000−323404号公報、特表2001−513267号公報などに開示されている。
また、レーザ干渉計2Px及びレーザ干渉計2Pyの少なくとも一方を複数設け、X軸方向を計測軸とする計測光及びY軸方向を計測軸とする計測光の少なくとも一方を複数照射することにより、レーザ干渉システム2は、その複数の計測光を用いて、第1、第2基板ステージ4、5のθZ方向の位置情報を計測可能である。また、レーザ干渉計2Pzを複数設け、Z軸方向を計測軸とする計測光を複数照射することにより、レーザ干渉システム2は、その複数の計測光を用いて、第1、第2基板ステージ4、5のθX、θY方向の位置情報を計測可能である。
制御装置7は、レーザ干渉システム2の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置PDを駆動し、第1、第2基板ステージ4、5の基板テーブル4T、5Tの位置制御、ひいては基板テーブル4T、5Tの基板ホルダ4H、5Hに保持されている基板Pの位置制御を行う。
以下の説明においては、レーザ干渉計2Px、2Py、2Pzのそれぞれを、X干渉計2Px、Y干渉計2Py、Z干渉計2Pz、と適宜称する。
露光ステーションST1には、投影光学系PL、及び液浸システム1などが設けられている。露光ステーションST1では、投影光学系PL及び液体LQを介して基板Pが露光される。計測ステーションST2には、基板Pの露光に関する計測を行う計測系(8、9)が設けられている。計測ステーションST2では、露光に関する計測及び基板Pの交換が行われる。第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれは、基板Pを保持した状態で、露光ステーションST1の投影光学系PLの下の第1領域SP1と、計測ステーションST2の計測系(8、9)の下の第2領域SP2との間で移動可能である。
計測ステーションST2には、第1、第2基板ステージ4、5に保持されている基板Pの表面の面位置情報(Z軸、θX、及びθY方向に関する面位置情報)を検出するフォーカス・レベリング検出系8が設けられている。フォーカス・レベリング検出系8は、基板Pの表面に斜め方向より検出光Laを照射する投射系8Aと、基板Pの表面に照射され、その基板Pの表面で反射した検出光Laを受光可能な受光系8Bとを備えている。本実施形態においては、投射系8A、及び受光系8Bは、支持機構8Fを介して支持フレームFCに支持されている。フォーカス・レベリング検出系8は、計測ステーションST2で、第1基板ステージ4に保持された基板Pの表面の面位置情報と、第2基板ステージ5に保持された基板Pの表面の面位置情報とを交互に検出する。
また、第1、第2基板ステージ4、5の基板テーブル4T、5Tのそれぞれには、最終光学素子FLと対向可能な、露光に関する計測を行う計測領域274、275が設けられている。計測ステーションST2には、計測領域274、275に設けられた基準マーク272、及び第1、第2基板ステージ4、5に保持された基板P上に設けられたアライメントマークを検出するためのマーク検出系209が設けられている。
また、図54に示すように、計測ステーションST2の近傍には、基板Pの交換を行うための搬送系Hが設けられている。制御装置7は、搬送系Hを用いて、計測ステーションST2の基板交換位置(ローディングポジション)RPに移動した第1基板ステージ4(又は第2基板ステージ5)上より露光処理済みの基板Pをアンロード(搬出)するとともに、露光処理されるべき基板Pを第1基板ステージ4(又は第2基板ステージ5)にロード(搬入)するといった基板交換作業を行うことができる。
図54に示すように、第1、第2基板ステージ4、5の基板テーブル4T、5Tのそれぞれには、最終光学素子FLと対向可能な、露光に関する計測を行う計測領域274、275が設けられている。計測領域274(274A、275B)は、第1基板ステージ4の基板テーブル4T上の所定位置に設けられている。基板テーブル4Tは2つの計測領域274A、274Bを有している。第1計測領域274Aは、基板テーブル4Tの上面4Fのうち、第2コーナーE2に設けられている。第2計測領域274Bは、第3コーナーE3に設けられている。また、計測領域275(275A、275B)は、第2基板ステージ5の基板テーブル5T上の所定位置に設けられている。基板テーブル5Tも、基板テーブル4Tと同様、2つの計測領域275A、275Bを有している。第1計測領域275Aは、基板テーブル5Tの上面5Fのうち、第2コーナーE2に設けられている。第2計測領域275Bは、第3コーナーE3に設けられている。
第1基板ステージ4上の第1、第2計測領域274A、274B、及び第2基板ステージ5上の第1、第2計測領域275A、275Bのそれぞれには、例えば特開2002−158168号公報に開示されているような、基準面271、基準マーク(基準マスク)272、及び開口273が設けられている。開口273の下(基板テーブル4T、5Tの内部)には、開口273を通過した光を受光可能な光センサ270が設けられている。
次に、図55を参照しながら液浸システム1について説明する。上述のように、本実施形態の露光装置EXは、最終光学素子FLの光射出側の光路空間Kを液体LQで満たした状態で露光を行う液浸露光装置であり、光路空間Kを液体LQで満たすための液浸システム1を備えている。液浸システム1は、例えば例えば特開2004−289126号公報、特開2004−289128号公報に開示されているような、最終光学素子FLを囲むように設けられ、最終光学素子FLの光射出側の光路空間Kを含む所定空間を液体LQで満たすためのシール部材212を備えている。
本実施形態のシール部材212は、光路空間Kに対して液体LQの供給及び回収を行う流路213を備えている。液浸システム1は、流路213を介して光路空間Kに液体LQを供給する液体供給装置及び液体LQを回収する液体回収装置を備えている。液体供給装置は、流路213を介して光路空間Kに液体LQを供給可能であり、液体回収装置は、流路213を介して光路空間Kの液体LQを回収可能である。
また、本実施形態のシール部材212は、シール部材212の下面と基板Pの表面との間で、液体LQを閉じこめるためのガスシール216を形成するガス導入口15及びガス導出口214を備えている。シール部材212の下面には、ガス導入口15に接続され、光路空間Kを囲むように環状に形成された第1溝218と、ガス導出口214に接続され、光路空間Kを囲むように環状に形成された第2溝219とが形成されている。第1溝218は、光路空間Kに対して第2溝219よりも外側に形成されている。
制御装置7は、ガス導入口15を介したガス導入(供給)動作、及びガス導出口214を介したガス導出(吸引)動作により、シール部材212の下面と基板Pの表面との間に、流体ベアリング(ガスベアリング)220を形成可能である。シール部材212の下面と基板Pの表面との間には、与圧真空型のガスベアリング220が形成される。ガスベアリング220により、シール部材212の下面と基板Pの表面とのギャップG(例えば、0.1〜1.0mm)が維持される。
また、シール部材212は、支持機構212Fを介して支持フレームFCに支持されている。支持機構212Fは、例えばばね部材、フレクシャ等の弾性部材あるいは可撓性部材を含み、シール部材212を柔らかく(揺動可能に)に支持する。シール部材212の下面と基板Pの表面との間にはガスベアリング220が形成され、シール部材212は支持機構212Fによって柔らかく支持されている。シール部材212の下面と対向している基板Pの位置及び姿勢が変化しても、その基板Pの位置及び姿勢の変化に追従するように、シール部材212の位置及び姿勢が変化する。したがって、基板Pの位置及び姿勢が変化しても、シール部材212の下面と基板Pの表面との間のギャップGは維持される。
基板ホルダ4Hは、基板テーブル4Tの上面4Fの所定位置に形成された凹部4Rの内側に設けられている。図55に示すように、凹部4Rの内側には、その凹部4Rの内側に配置された基板Pの下面と対向可能な上面250が設けられている。その上面250には、基板Pの下面を支持する複数のピン状部材からなる支持部281と、基板Pの下面と対向する上面を有し、支持部281を囲むように設けられた周壁282とが設けられている。また、上面250には、不図示の真空系と接続された吸気口253が設けられている。制御装置7は、真空系を駆動し、上面250と周壁282と支持部281に支持された基板Pの下面との間で形成される空間254の気体を吸気口253を介して吸引することによってその空間254を負圧にすることにより、基板Pの下面を支持部281で吸着保持する。すなわち、本実施形態の基板ホルダ4Hは、所謂ピンチャック機構を備えており、基板Pを吸着保持可能である。また、制御装置7は、吸気口253を介した吸引動作を解除することにより、基板ホルダ4Hに対して基板Pを離すことができる。このように、基板ホルダ4Hは、基板Pをリリース可能に保持する。
基板ホルダ5Hも、基板ホルダ4Hと同等の構成を有しており、基板テーブル5Tの上面5Fの所定位置に形成された凹部5Rの内側に設けられている。そして、基板ホルダ5Hも、基板Pをリリース可能に保持する。
また、第1基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持された基板Pの上面の周囲には、第1基板ステージ4の上面4Fが配置される。基板ホルダ4Hに保持された基板Pの上面と第1基板ステージ4の上面4Fとはほぼ面一となる。同様に、第2基板ステージ5の基板ホルダ5Hに保持された基板Pの上面の周囲には、第2基板ステージ5の上面5Fが配置される。基板ホルダ5Hに保持された基板Pの上面と第2基板ステージ5の上面5Fとはほぼ面一となる。
また、基板ホルダ4H、5Hに保持された基板Pの側面と対向するように、基板ステージ4の凹部4R、5Rの内側面が配置される。基板Pの側面と基板ステージ4、5の内側面との間には所定のギャップが形成される。基板ホルダ4H、5Hに保持された基板Pの側面と基板ステージ4、5の内側面との間に形成されるギャップは、例えば0.1〜1mm程度と僅かである。したがって、基板Pの上面と基板ステージ4、5の上面4F、5Fとの間から液体LQが基板ステージ4、5の内部及び基板Pの下面側に浸入することが抑制されている。
また、本実施形態の露光装置EXは、例えば特開2004−289128号公報に開示されているような、最終光学素子FLとの間で液体LQを保持可能なキャップ部材30を備えている。キャップ部材30は、シール部材212によって形成される液浸領域LRの大きさ及び形状に応じて形成されている。本実施形態においては、キャップ部材30は、基板Pとほぼ同じ厚さで、平面視略円形状の板状部材である。また、キャップ部材30の表面は液体LQに対して撥液性を有している。本実施形態では、キャップ部材30は、例えばポリ四フッ化エチレンを含むフッ素系樹脂材料等の撥液性を有する材料によって形成されている。なお、キャップ部材30をステンレス鋼、チタン等の所定の金属で形成し、その表面に撥液性を有する材料を被覆するようにしてもよい。
シール部材212は、最終光学素子FLと対向するようにキャップ部材30をリリース可能に保持することができる。シール部材212は、キャップ部材30とシール部材212との間にガスベアリング220を形成することによって生じる吸着作用を利用して、シール部材212の下面とキャップ部材30の上面との間に所定のギャップを維持した状態で、キャップ部材30を保持する。
また、第1基板ステージ4の基板テーブル4Tは、キャップ部材30をリリース可能に保持する第1キャップホルダ4Cを備えている。同様に、第2基板ステージ5の基板テーブル5Tは、キャップ部材30をリリース可能に保持する第2キャップホルダ5Cを備えている。
第1キャップホルダ4Cは、基板テーブル4T上の所定位置に設けられ、第2キャップホルダ5Cは、基板テーブル5T上の所定位置に設けられている。上述のように、第1基板ステージ4の基板テーブル4T及び第2基板ステージ5の基板テーブル5Tは、ほぼ同じ形状及び大きさである。本実施形態においては、第1キャップホルダ4Cと第2キャップホルダ5Cとは、基板テーブル4T、5T上でほぼ同じ位置に設けられている。具体的には、図54に示すように、第1、第2キャップホルダ4C、5Cは、基板テーブル4T、5Tのそれぞれの第1コーナーE1に設けられている。
図55に示すように、第1キャップホルダ4Cは、基板テーブル4Tの上面4Fの所定位置に形成された凹部4Dの内側に設けられている。凹部4Dの内側には、その凹部4Dの内側に配置されたキャップ部材30の下面と対向可能な上面260が設けられている。その上面260には、キャップ部材30の下面の周縁領域と対向する上面を有する周壁262が設けられている。また、上面260には、不図示の真空系と接続された吸気口263が設けられている。制御装置7は、真空系を駆動し、上面260と周壁262とその周壁262に支持されたキャップ部材30の下面との間で形成される空間264の気体を吸気口263を介して吸引することによってその空間264を負圧にすることにより、キャップ部材30の下面を吸着保持する。すなわち、本実施形態の第1キャップホルダ4Cは、所謂真空チャック機構を備えており、キャップ部材30を吸着保持可能である。また、制御装置7は、吸気口263を介した吸引動作を解除することにより、第1キャップホルダ4Cの上面260からキャップ部材30を離すことができる。このように、第1キャップホルダ4Cは、キャップ部材30をリリース可能に保持する。
第2キャップホルダ5Cも、第1キャップホルダ4Cと同等の構成を有しており、基板テーブル5Tの上面5Fの所定位置に形成された凹部5Dの内側に設けられている。第2キャップホルダ5Cも、キャップ部材30をリリース可能に保持する。
また、第1キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30の上面の周囲には、第1基板ステージ4の上面4Fが配置される。第1キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30の上面と第1基板ステージ4の上面4Fとはほぼ面一となる。同様に、第2キャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30の上面の周囲には、第2基板ステージ5の上面5Fが配置される。第2キャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30の上面と第2基板ステージ5の上面5Fとはほぼ面一となる。
また、第1、第2キャップホルダ4C、5Cに保持されたキャップ部材30の側面と対向する位置には、基板ステージ4の凹部4D、5Dの内側面が配置される。キャップ部材30の側面と基板ステージ4、5の内側面との間には所定のギャップが形成される。第1、第2キャップホルダ4C、5Cに保持されたキャップ部材30の側面と第1、第2基板ステージ4、5の内側面との間に形成されるギャップは、例えば0.1〜1mm程度と僅かである。したがって、キャップ部材30の上面と第1、第2基板ステージ4、5の上面4F、5Fとの間から液体LQが第1、第2基板ステージ4、5の内部及びキャップ部材30の下面側に浸入することが抑制されている。
本実施形態において、露光装置EXは、キャップ部材30を1つ備えている。したがって、キャップ部材30が第1基板ステージ4の第1キャップホルダ4Cに保持されているときには、第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cにはキャップ部材30は保持されず、何も無い状態となる。同様に、キャップ部材30が第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cに保持されているときには、第1基板ステージ4の第1キャップホルダ4Cにはキャップ部材30は保持されず、何も無い状態となる。
次に、露光装置EXの基本的な動作について図56のフローチャート図を参照しながら説明する。
本実施形態においては、第1、第2基板ステージ4、5の一方のステージ4(又は5)が露光ステーションST1の第1領域SP1に位置するときに、他方のステージ5(又は4)は、計測ステーションST2の第2領域SP2で所定の処理を行う。具体的には、制御装置7は、露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たした状態で、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のうち、露光ステーションST1に存在する一方のステージ4(又は5)の移動を制御しつつ、そのステージ4(又は5)に保持された基板Pを、投影光学系PLと液体LQとを介して露光する。一方、制御装置7は、計測ステーションST2に存在する他方のステージ5(又は4)に保持された未露光の基板Pの位置情報を、液体LQを介さずに計測する。ここで、基板Pの位置情報とは、投影光学系PLの像面など所定の基準面に対する基板Pの面位置情報(Z、θX、θY方向の位置情報)、及び所定の基準位置に対する基板Pのアライメント情報(基板P上の複数のショット領域のX、Y、θZ方向の位置情報)の少なくとも一方を含む。
以下の説明においては、光路空間Kに液体LQを満たさない状態を、ドライ状態、と適宜称し、光路空間Kに液体LQを満たした状態を、ウエット状態、と適宜称する。また、投影光学系PLと液体LQとを介して形成される像面を、ウエット状態で形成される像面、と適宜称する。
制御装置7は、計測ステーションST2において、基板Pの交換、及び所定の計測処理を開始する。例えば、制御装置7は、計測ステーションST2の基板交換位置RPに第2基板ステージ5を配置し、搬送系Hを用いて、その第2基板ステージ5に露光処理されるべき基板Pをロードする。そして、制御装置7は、計測ステーションST2において、基板Pを保持した第2基板ステージ5に関する計測処理を開始する。一方、露光ステーションST1には、第1基板ステージ4が配置されており、計測ステーションST2で計測処理済みの基板Pの露光が開始される。
本実施形態において、計測ステーションST2における計測には、マーク検出系209及びフォーカス・レベリング検出系8を用いた検出動作が含まれる。制御装置7は、計測ステーションST2において、第2基板ステージ5をXY方向に移動し、マーク検出系209の検出領域に、第2基板ステージ5上の第1計測領域275Aを配置する。計測ステーションST2において、X干渉計2Px及びY干渉計2Pyは、第2基板ステージ5のX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測し、マーク検出系209は、第2基板ステージ5上の第1計測領域275Aに設けられた基準マーク272を、液体を使わずに検出する(ステップSA1)。
これにより、制御装置7は、レーザ干渉システム2(X、Y干渉計2Px、2Py)によって規定される座標系内における第1計測領域275A上の基準マーク272のX軸方向及びY軸方向に関する位置情報を求めることができる。
また、計測ステーションST2において、Z干渉計2Pzは、第2基板ステージ5のZ軸方向の位置情報を計測し、フォーカス・レベリング検出系8は、第2基板ステージ5上の第1計測領域275Aに設けられた基準面271を、液体を使わずに検出する(ステップSA2)。
これにより、制御装置7は、レーザ干渉システム2(Z干渉計2Pz)によって規定される座標系内における第1計測領域275A上の基準面271のZ軸、θX、及びθY方向に関する面位置情報を求めることができる。
次に、制御装置7は、計測ステーションST2において、第2基板ステージ5をXY方向に移動し、マーク検出系209の検出領域に、第2基板ステージ5上の第2計測領域275Bを配置する。計測ステーションST2において、X干渉計2Px及びY干渉計2Pyは、第2基板ステージ5のX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測し、マーク検出系209は、第2基板ステージ5上の第2計測領域275Bに設けられた基準マーク272を、液体を使わずに検出する(ステップSA3)。
これにより、制御装置7は、レーザ干渉システム2(X、Y干渉計2Px、2Py)によって規定される座標系内における第2計測領域275B上の基準マーク272のX軸方向及びY軸方向に関する位置情報を求めることができる。
また、計測ステーションST2において、X干渉計2Px及びY干渉計2Pyは、基板Pを保持した第2基板ステージ5のX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測し、マーク検出系209は、基板P上の複数のショット領域に付随してその基板P上に設けられたアライメントマークを、液体を使わずに検出する(ステップSA4)。
これにより、制御装置7は、レーザ干渉システム2(X、Y干渉計2Px、2Py)によって規定される座標系内における各アライメントマークのX軸方向及びY軸方向に関する位置情報を求めることができる。
また、計測ステーションST2において、Z干渉計2Pzは、第2基板ステージ5のZ軸方向の位置情報を計測し、フォーカス・レベリング検出系8は、第2基板ステージ5に保持されている基板Pの表面の面位置情報を、液体を使わずに検出する(ステップSA5)。
本実施形態では、制御装置7は、第2基板ステージ5の移動を制御し、基板Pを保持した第2基板ステージ5をXY平面内で移動しつつ、基板Pの表面の複数の検出点での面位置を、フォーカス・レベリング検出系8を用いて検出する。例えば、制御装置7は、X、Y干渉計2Px、Pyの出力をモニタしつつ、第2基板ステージ5を移動し、基板P表面の面内(XY平面内)における複数点での面位置情報を、フォーカス・レベリング検出系8を用いて検出する。これにより、制御装置7は、レーザ干渉システム2(Z干渉計2Pz)によって規定される座標系内における基板Pの表面の複数の検出点における面位置情報を求めることができる。フォーカス・レベリング検出系8の検出結果は、基板PのXY平面内での位置に対応させて、制御装置7に記憶される。
制御装置7は、ステップSA4で求めた、基板P上の各アライメントマークの位置情報に基づいて、ステップSA1での計測結果とステップSA3での計測結果とから規定される基準位置に対する、基板P上の複数のショット領域のそれぞれの位置情報を演算処理によって求める(ステップSA6)。
また、制御装置7は、ステップSA5で検出した、基板Pの表面の複数の検出点の位置情報に基づいて、マップデータを作成し、そのマップデータに基づいて、基準面271を基準とした、基板Pの表面の各ショット領域の近似平面(近似表面)を求める(ステップSA7)。
制御装置7は、計測ステーションST2において求めた基板Pの表面の近似平面を記憶する。
露光ステーションST1における処理、及び計測ステーションST2における処理のそれぞれが終了すると、制御装置7は、第1基板ステージ4を計測ステーションST2に移動するとともに、第2基板ステージ5を露光ステーションST1に移動する。露光処理済みの基板Pを保持した第1基板ステージ4を計測ステーションST2に移動した後、搬送系Hは、第1基板ステージ4上の基板Pをアンロードする。そして、露光処理されるべき基板Pが計測ステーションST2の第1基板ステージ4にロードされ、上述の計測処理が行われる。
一方、制御装置7は、計測ステーションST2において計測処理された基板Pを保持した第2基板ステージ5を、露光ステーションST1に移動した後、その露光ステーションST1において、第2基板ステージ5を移動し、投影光学系PLの投影領域ARに、第2基板ステージ5上の第1計測領域275Aを配置する。
このとき、ウエット状態で形成される像面と基準面271とがほぼ一致するように基板テーブル5Tの位置及び姿勢が制御される。これにより、Z干渉計2Pzの計測値とウエット状態で形成される像面と基準面271との関係が規定されるため、制御装置7は、ステップSA7で求められた基板Pの表面の近似平面とZ干渉計2Pzの計測値とウエット状態で形成される像面との関係を決定する(ステップSA8)。
そして、制御装置7は、レーザ干渉システム2で、第2基板ステージ5の位置情報を計測しつつ、第1計測領域275Aに設けられた光センサ270を用いて、マスクMに設けられているアライメントマークの空間像を、ウエット状態で検出する(ステップSA9)。
すなわち、制御装置7は、投影光学系PLと第1計測領域275Aとを対向させ、投影光学系PLの最終光学素子FLと第1計測領域275Aとの間の光路空間Kを液体LQで満たした状態で、マスクMに設けられているアライメントマークを露光光ELで照明する。これにより、マスクMに設けられているアライメントマークの空間像は、投影光学系PL及び液体LQを介して第1計測領域275Aに投影され、第2基板ステージ5の第1計測領域275Aに設けられている光センサ270は、マスクMに設けられているアライメントマークの空間像を、ウエット状態で計測することができる。
次に、制御装置7は、計測ステーションST2において、第2基板ステージ5をXY方向に移動し、投影光学系PLの投影領域に、第2基板ステージ5上の第2計測領域275Bを配置する。そして、制御装置7は、上述のステップSA9と同様の手順で、レーザ干渉システム2で、第2基板ステージ5の位置情報を計測しつつ、第2計測領域275Bに設けられた光センサ270を用いて、マスクMに設けられているアライメントマークの空間像を、ウエット状態で検出する(ステップSA10)。
これにより、制御装置7は、レーザ干渉システム2(X、Y干渉計2Px、2Py)によって規定される座標系内における空間像(投影像)のX軸方向及びY軸方向の位置を、第1計測領域275A及び第2計測領域275Bに設けられた光センサ270(開口273)を用いて求めることができる。
マスクM上のパターンとアライメントマークとは、所定の位置関係で形成されており、第1計測領域275A、第2計測領域275Bにおける基準マーク272と開口273(光センサ)との位置関係も既知である。制御装置7は、ステップSA9の計測結果とステップSA10の計測結果とに基づいて、レーザ干渉システム2によって規定される座標系内での所定基準位置とマスクMのパターン投影位置との関係を導出する(ステップSA11)。
制御装置7は、ステップSA6で求めた、レーザ干渉システム2によって規定される座標系内での所定基準位置と基板P上の各ショット領域との位置関係(所定基準位置に対するショット領域の配列情報)、及びステップSA11で求めた、レーザ干渉システム2によって規定される座標系内での所定基準位置とマスクMのパターン投影位置との関係に基づいて、レーザ干渉システム2によって規定される座標系内での基板P上の各ショット領域とマスクMのパターン投影位置との関係を導出する(ステップSA12)。
また、制御装置7は、ステップSA8で求めた、基板Pの表面の近似平面、及びウエット状態で形成される像面に関連付けされているZ干渉計2Pzの計測値に基づいて、第2駆動系PD2を制御して、基板Pの表面(露光面)の位置を調整しつつ、ステップSA12で求めた、基板P上の各ショット領域とマスクMのパターン投影位置との関係に基づいて、第1駆動系PD1を制御して、基板PのX軸方向、Y軸方向、θZ方向の位置を制御し、基板P上の複数のショット領域を順次露光する(ステップSA13)。
第2基板ステージ5上の基板Pに対する液浸露光処理が終了した後、制御装置7は、露光ステーションST1の第2基板ステージ5を計測ステーションST2に移動する。これと並行して、露光ステーションST1で計測処理を終えた基板Pを保持した第1基板ステージ4が露光ステーションST1に移動する。搬送系Hは、計測ステーションST2に移動した第2基板ステージ5に保持されている露光処理済みの基板Pを、アンロードする。
このようにして、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とが交互に露光ステーションST1に投入され、複数の基板Pが順次露光される。
なお、露光ステーションST1にもフォーカス・レベリング検出系を設けておき、前述のステップSA8において、ウエット状態で形成される像面と基準面271との位置関係を、そのフォーカス・レベリング検出系を用いて検出することによって、Z干渉計2Pzの計測値とウエット状態で形成される像面と基準面271との関係を規定するようにしてもよい。あるいは、ステップSA8において、Z干渉計2Pzで第2基板ステージ5(第2基板テーブル5T)の位置を計測しながら、第1計測領域275Aの光センサ270を用いて、ウエット状態で形成される像面の位置を検出することによって、Z干渉計2Pzの計測値とウエット状態で形成される像面と基準面271との関係を規定するようにしてもよい。
また、第2基板ステージ5の計測領域275に設けられた光センサ270は、ウエット状態で、露光光ELに関する計測を行うことができる。制御装置7は、投影光学系PLと液体LQとを介して光センサ270に露光光ELを照射する。光センサ270が、例えば露光光ELの照度、照度ムラなどを計測可能である場合、制御装置7は、その光センサ270の計測結果に基づいて、露光光ELの照射状態の調整等を行うことができる。
次に、上述の構成を有する露光装置EXを用いて基板Pを露光する方法について、特にキャップ部材30を用いるシーケンスについて、図57〜図69の平面図、及び図70〜図77を参照しながら説明する。
図57及び図70に示すように、露光ステーションST1の第1領域SP1においては、第1基板ステージ4に保持された基板Pの液浸露光が行われる。計測ステーションST2においては、基板Pを保持した第2基板ステージ5の計測処理等が行われる。
制御装置7は、最終光学素子FLと第1基板ステージ4に保持されている基板Pとの間の光路空間Kを液浸システム1を用いて液体LQで満たして基板Pを露光する。基板Pの露光中において、液浸システム1は、流路213を介して、最終光学素子FLと基板Pとの間の光路空間Kを含む空間に対して液体LQの供給と回収とを行うことができる。なお、最終光学素子FLと基板Pとの間の光路空間Kを含む空間に液体LQが満たされていれば、液浸システム1は、基板Pの露光中において、液体LQの供給と回収とを停止してもよい。
また、図57及び図70に示すように、第1基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持された基板Pの露光中に、第1基板ステージ4上の第1コーナーE1に設けられている第1キャップホルダ4Cには、キャップ部材30が保持されている。
図58及び図71に示すように、第1基板ステージ4上の基板Pの液浸露光が終了した後、制御装置7は、第1基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持されている基板P上に形成されている液体LQの液浸領域LRを、第1基板ステージ4の第1キャップホルダ4Cに保持されているキャップ部材30上に移動するために、最終光学素子FL及びシール部材212に対して、第1基板ステージ4をXY方向に移動する。制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第1基板ステージ4との間で液体LQを保持した状態で、第1キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30と最終光学素子FLとが対向するように、基板ステージ駆動装置PDを用いて、第1基板ステージ4をXY方向に移動する。これにより、制御装置7は、基板P上に形成された液体LQの液浸領域LRを第1キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30上に移動することができる。
なお、キャップ部材30の上面の面積は、シール部材212のガスベアリング機構で規定される液浸領域LRの面積よりも十分に大きい。そのため、キャップ部材30の上面からはみ出すことなく、キャップ部材30の上面に液浸領域LRを安定的に維持することができる。
第1キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30の上面と、第1基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持された基板Pの上面と、第1基板ステージ4の上面4Fとはほぼ面一である。制御装置7は、液浸システム1を用いて、流路213を介した液体LQの供給と回収とを並行して行いつつ、第1基板ステージ4を最終光学素子FLと対向する位置を含む所定の領域内でXY方向に移動することにより、基板P上に形成されている液浸領域LRをキャップ部材30上に円滑に移動することができる。
なお、基板P上に形成されている液浸領域LRをキャップ部材30上に移動するときに、液浸システム1による液体LQの供給動作と回収動作とを停止してもよい。
上述のように、シール部材212は、そのシール部材212の下面と基板Pの表面との間にガスベアリング220を形成することができる。シール部材212とキャップ部材30とを対向させることにより、シール部材212とキャップ部材30との間にガスベアリング220を形成することができる。図71に示すように、シール部材212の下面とキャップ部材30の上面と間には所定のギャップGが形成される。
次いで、制御装置7は、第1キャップホルダ4Cによるキャップ部材30の保持を解除する。これにより、第1キャップホルダ4Cは、キャップ部材30をリリース可能となる。すなわち、キャップ部材30がギャップGを介してシール部材212の下面に吸着された状態となる。図72に示すように、制御装置7は、キャップ部材30の上面とシール部材212の下面との間にガスベアリング220を形成した状態で、第1基板テーブル4Tを下方(−Z方向)に移動する。シール部材212の下面とキャップ部材30の上面との間にガスベアリング220が形成されているので、シール部材212の下面とキャップ部材30の上面との間のギャップGを維持した状態で、そのシール部材212の下面でキャップ部材30を保持することができる。
シール部材212は、キャップ部材30と最終光学素子FLとが対向するように、キャップ部材30を保持することができる。シール部材212に保持されたキャップ部材30は、第1基板テーブル4Tが下方(−Z方向)に移動することで、第1基板ステージ4の第1キャップホルダ4Cから取り外される。第1基板ステージ4から取り外され、シール部材212に保持されたキャップ部材30は、シール部材212及び最終光学素子FLとの間で液体LQを保持することができる。
シール部材212でキャップ部材30を保持した状態で、第1基板テーブル4Tの上面がキャップ部材30の下面よりも下方(−Z方向)に移動した後、制御装置7は、図73に示すように、最終光学素子FLと対向する位置を含む第1領域SP1から第3領域SP3へ向かって第1基板ステージ4を水平に移動する。
このように、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のいずれもが、第1領域SP1から離れているときには、シール部材212が、最終光学素子FLと対向するように、キャップ部材30を保持する。
シール部材212に保持されたキャップ部材30は、最終光学素子FLとの間で液体LQを保持することができ、液浸システム1は、シール部材212がキャップ部材30を保持しているときに、最終光学素子FLとキャップ部材30との間の光路空間Kを含む空間を液体LQで満たすことができる。例えば、シール部材212がキャップ部材30を保持しているときに、液浸システム1は、流路213を介して、シール部材212に保持されたキャップ部材30と最終光学素子FLとの間の光路空間Kを含む空間に対して液体LQの供給と回収とを行うことができる。シール部材212は、ガスベアリング220を形成するために、ガス導入口15を介したガスの導入とガス導出口214を介したガスの導出とを行っているため、シール部材212の下面とキャップ部材30の表面との間で、液体LQを閉じこめるためのガスシール216を形成することができる。なお、シール部材212に保持されたキャップ部材30と最終光学素子FLとの間の光路空間Kを含む空間に液体LQが満たされていれば、液浸システム1は、液体LQの供給と回収とを停止してもよい。
次に、制御装置7は、レーザ干渉システム2を用いて、第1、第2基板ステージ4、5の位置を計測しつつ、基板ステージ駆動装置PDを制御し、図59に示すように、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれを、第3領域SP3に移動する。本実施形態においては、第1領域SP1から第3領域SP3に移動した第1基板ステージ4は、第3領域SP3のうち、図中、−X側の領域に配置され、第2領域SP2から第3領域SP3に移動した第2基板ステージ5は、第3領域SP3のうち、図中、+X側の領域に配置される。第1基板ステージ4は、第1領域SP1から第3領域SP3に移動するとき、図59中、矢印R1aで示す経路に沿って移動し、第2基板ステージ5は、第2領域SP2から第3領域SP3に移動するとき、図59中、矢印R1bで示す経路に沿って移動する。
次に、図60に示すように、第3領域SP3において、スライダ86の継手部材96と第1基板ステージ4の第1継手部材241との接続、及びスライダ88の継手部材98と第2基板ステージ5の第4継手部材252との接続が解除される。第1基板ステージ4が、第2継手部材242及び継手部材98を介して、リニアモータ81のスライダ88に接続されるとともに、第2基板ステージ5が、第3継手部材51及び継手部材96を介して、リニアモータ80のスライダ86に接続される。
このように、第3領域SP3において、第1基板ステージ4に接続されていたリニアモータ80のスライダ86が第2基板ステージ5に接続され、第2基板ステージ5に接続されていたリニアモータ81のスライダ88が第1基板ステージ4に接続される。
以下の説明において、スライダ86と基板ステージ4(又は5)との接続解除、及びスライダ88と基板ステージ5(又は4)との接続解除と、スライダ86と基板ステージ5(又は4)との接続、及びスライダ88と基板ステージ4(又は5)との接続とを行う動作を、2つのスライダに対する2つの基板ステージの切り換え動作、と適宜称する。
次に、制御装置7は、基板ステージ駆動装置PDを制御して、第2基板ステージ5を露光ステーションST1の第1領域SP1に移動するとともに、第1基板ステージ4を計測ステーションST2の第2領域SP2に移動する。第1基板ステージ4は、第3領域SP3から第2領域SP2に移動するとき、図60中、矢印R1cで示す経路に沿って移動する。第2基板ステージ5は、第3領域SP3から第1領域SP1に移動するとき、図60中、矢印R1dで示す経路に沿って移動する。
このとき、制御装置7は、シール部材212に保持されたキャップ部材30と第2基板ステージ5に設けられた第2キャップホルダ5Cとが対向するように、第2基板ステージ5を、第3領域SP3から第1領域SP1へ移動する。ここで、図60に示したように、第2基板ステージ5(基板テーブル5T)の上面5Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、第2基板ステージ5が第3領域SP3に位置するときに、最終光学素子FLに最も近い第1コーナーE1に、第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cが配置されている。具体的には、未露光の基板Pを保持する第2基板ステージ5が第3領域SP3の+X側の領域に位置するときに、第2キャップホルダ5Cは、基板テーブル5Tの上面5Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、第1領域SP1内の最終光学素子FLの直下の位置(シール部材212に保持されたキャップ部材30の直下の位置)に最も近い第1コーナーE1に配置されている。
第2基板ステージ5に保持されている基板Pを露光する前に、シール部材212からキャップ部材30をリリースして、第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cで保持する場合にも、第2基板ステージ5上の第2キャップホルダ5Cを、第2基板ステージ5が第3領域SP3に位置するときに、上面5Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、最終光学素子FLに最も近い第1コーナーE1に配置することで、シール部材212に保持されたキャップ部材30を第2キャップホルダ5Cと対向させるために第2基板ステージ5を第3領域SP3から第1領域SP1で移動するときの移動距離を短くすることができる。すなわち、シール部材212に保持されたキャップ部材30を第2キャップホルダ5Cで保持するために第2基板ステージ5を第3領域SP3から第1領域SP1で移動するときの第2基板ステージ5の移動距離が短くなるように、第2キャップホルダ5Cが第2基板ステージ5の所定の位置に設けられている。
図61に示すように、制御装置7は、シール部材212に保持されているキャップ部材30と、第2基板ステージ5上の第2キャップホルダ5Cとが対向するように、第2基板ステージ5を移動する。第2キャップホルダ5Cをキャップ部材30の下に配置する際、制御装置7は、図74に示すように、シール部材212及び/又はそのシール部材212に保持されているキャップ部材30と第2基板ステージ5とが当たらないように、シール部材212に保持されたキャップ部材30に対して、第2基板テーブル5Tを−Z方向に所定距離下げた状態で、第2基板ステージ5を水平方向に移動する。
上述したように、第2基板ステージ5を第3領域SP3から第1領域SP1で移動するときの第2基板ステージ5の移動距離が短くなるように、第2キャップホルダ5Cが第2基板ステージ5の所定位置に設けられているので、図75に示すように、第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cを、シール部材212に保持されているキャップ部材30の下に短時間で配置することができる。
制御装置7は、シール部材212に保持されているキャップ部材30と第2基板ステージ5上の第2キャップホルダ5CとのZ軸方向における位置関係を調整し、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第2キャップホルダ5Cに載せる。具体的には、制御装置7は、第2駆動系PD2を制御して、第2基板テーブル5Tを上方(+Z方向)に移動し、シール部材212に保持されているキャップ部材30の下面と第2キャップホルダ5Cの上面とを接触させる。このとき、第2基板テーブル5TのXY方向の位置情報は、レーザ干渉システム2によって計測されており、Z軸方向の位置情報は第2駆動系PD2の計測装置で計測されている。制御装置7は、シール部材212に保持されているキャップ部材30に対して第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cを所望の位置に制御することができる。
制御装置7は、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第2キャップホルダ5Cに接触させた後、第2キャップホルダ5Cの吸気口263に接続された真空系を制御して、その第2キャップホルダ5Cでキャップ部材30を吸着保持する。これにより、図61及び図76に示すように、第2キャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30上に液体LQの液浸領域LRが形成される。また、シール部材212の下面とキャップ部材30の上面との間にはガスベアリング220が形成されており、シール部材212の下面と、第2キャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30の上面とのギャップGは維持される。
そして、図62に示すように、制御装置7は、第2キャップホルダ5Cに保持されているキャップ部材30上に形成されている液体LQの液浸領域LRを、キャップ部材30上から、第2基板ステージ5の第1計測領域275A上に移動する。このように、シール部材212に保持されたキャップ部材30は、第2基板ステージ5に保持された基板Pの露光が開始される前に、シール部材212からリリースされ、第2基板ステージ5に配置された第2キャップホルダ5Cに保持される。
制御装置7は、第2キャップホルダ5Cに保持されているキャップ部材30上に形成されている液体LQの液浸領域LRを、第2基板ステージ5の第1計測領域275A上に移動するために、最終光学素子FL及びシール部材212に対して、第2基板ステージ5をXY方向に移動する。制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第2基板ステージ5との間で液体LQを保持した状態で、第2基板ステージ5上の第1計測領域275Aと最終光学素子FLとが対向するように、基板ステージ駆動装置PDを用いて、第2基板ステージ5をXY方向に移動する。これにより、キャップ部材30上に形成された液体LQの液浸領域LRを第2基板ステージ5上の第1計測領域275A上に移動することができる。
ここで、制御装置7は、シール部材212に保持されていたキャップ部材30を第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cで保持した後、キャップ部材30上の液浸領域LRを第1計測領域275A上へ移動するときに、液浸領域LRの液体LQが、第2基板ステージ5に保持された基板Pと接触しないように、液浸領域LRと第2基板ステージ5とを相対的に移動する。制御装置7は、第1計測領域275A上に液体LQの液浸領域LRを形成した状態で、第1計測領域275Aを用いて、図56のフローチャートを参照して説明したような、例えばアライメント情報を取得するための所定の計測を行う。
第1計測領域275Aを用いた計測が終了した後、制御装置7は、図63に示すように、第2基板ステージ5の第1計測領域275A上に形成されている液体LQの液浸領域LRを、第2基板ステージ5の第2計測領域275B上に移動するために、最終光学素子FL及びシール部材212に対して、第2基板ステージ5をXY方向に移動する。制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第2基板ステージ5との間で液体LQを保持した状態で、第2基板ステージ5上の第2計測領域275Bと最終光学素子FLとが対向するように、基板ステージ駆動装置PDを用いて、第2基板ステージ5をXY方向に移動する。これにより、制御装置7は、第1計測領域275Aに形成された液体LQの液浸領域LRを第2計測領域275B上に移動することができる。
制御装置7は、第1計測領域275A上の液浸領域LRを第2計測領域275B上へ移動するときにおいても、液浸領域LRの液体LQが、第2基板ステージ5に保持された基板Pと接触しないように、液浸領域LRと第2基板ステージ5とを相対的に移動する。そして、制御装置7は、第2計測領域275B上に液体LQの液浸領域LRを形成した状態で、第2計測領域275Bを用いて、図56を参照して説明したような、例えばアライメント情報を取得するための所定の計測を行う。
第2計測領域275Bを用いた計測が終了した後、制御装置7は、図64に示すように、第2基板ステージ5の第2計測領域275B上に形成されている液体LQの液浸領域LRを、第2基板ステージ5の基板ホルダ5Hに保持されている基板P上に移動するために、最終光学素子FL及びシール部材212に対して、第2基板ステージ5をXY方向に移動する。制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第2基板ステージ5との間で液体LQを保持した状態で、第2基板ステージ5上の基板Pと最終光学素子FLとが対向するように、基板ステージ駆動装置PDを用いて、第2基板ステージ5をXY方向に移動する。これにより、図64及び図77に示すように、制御装置7は、第2基板ステージ5上の第2計測領域275Bに形成された液体LQの液浸領域LRを基板P上に移動することができる。
制御装置7は、図56のフローチャートを参照して説明したように、計測ステーションST2での計測結果、及び露光ステーションST1での第1、第2計測領域275A、275Bを用いた計測結果に基づいて、第2基板ステージ5に保持された基板Pの位置を調整しつつ、投影光学系PLと液体LQとを介して、基板Pを露光する。基板P上には複数のショット領域が設定されており、制御装置7は、第2計測領域275B上に液浸領域LRを形成して所定の計測を行った後、図64に示すように、基板P上の複数のショット領域のうち、第2計測領域275Aに近いショット領域から露光を開始する。
また、第2基板ステージ5上の第1コーナーE1に設けられている第2キャップホルダ5Cは、第2基板ステージ5の基板ホルダ5Hに保持された基板Pの露光中に、キャップ部材30を保持している。また、第2基板ステージ5が第1領域SP1に位置するときには、第1基板ステージ4は、基板交換位置RPを含む計測ステーションST2の第2領域SP2で、計測処理、基板交換作業等の所定の処理を行っている。
制御装置7は、基板P上に設定された複数のショット領域を順次露光する。そして、図65に示すように、制御装置7は、第2基板ステージ5上に保持された基板P上の複数のショット領域を順次露光するときに、それら複数のショット領域のうち、第2キャップホルダ5Cに近いショット領域で露光を終了する。
図66に示すように、第2基板ステージ5上の基板Pの複数のショット領域の液浸露光が終了した後、制御装置7は、基板ホルダ5Hに保持されている基板P上に形成されている液体LQの液浸領域LRを、第2キャップホルダ5Cに保持されているキャップ部材30上に移動するために、最終光学素子FL及びシール部材212に対して、第2基板ステージ5をXY方向に移動する。制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第2基板ステージ5との間で液体LQを保持した状態で、第2キャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30と最終光学素子FLとが対向するように、基板ステージ駆動装置PDを用いて、第2基板ステージ5をXY方向に移動する。これにより、基板P上に形成された液体LQの液浸領域LRを第2キャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30上に移動することができる。
次いで、制御装置7は、第2キャップホルダ5Cによるキャップ部材30の保持を解除する。これにより、第2キャップホルダ5Cは、キャップ部材30をリリース可能となる。キャップ部材30の上面とシール部材212の下面との間にガスベアリング220を形成した状態で、図72及び図73を参照して説明した第1基板ステージ4の動作と同様に、第2基板テーブル5Tを−Z方向に所定距離だけ下げて、キャップ部材30を第2キャップホルダ5Cの上面からリリースした後、第2基板ステージ5を第1領域SP1から第3領域SP3へ向かって移動する。シール部材212の下面とキャップ部材30の上面との間にガスベアリング220が形成されている。シール部材212の下面とキャップ部材30の上面との間のギャップGを維持した状態で、そのシール部材212の下面でキャップ部材30を保持することができる。
このように、第2キャップホルダ5Cに保持されていたキャップ部材30は、第2キャップホルダ5Cからリリースされ、最終光学素子FLと対向するように、シール部材212に保持される。
次に、制御装置7は、レーザ干渉システム2を用いて、第1、第2基板ステージ4、5の位置を計測しつつ、基板ステージ駆動装置PDを制御し、図67に示すように、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれを、第3領域SP3に移動する。本実施形態においては、第1領域SP1から第3領域SP3に移動した第2基板ステージ5は、第3領域SP3のうち、図中、−X側の領域に配置される。第1領域SP1から第3領域SP3に移動した第1基板ステージ4は、第3領域SP3のうち、図中、+X側の領域に配置される。第2基板ステージ5は、第1領域SP1から第3領域SP3に移動するとき、図67中、矢印R1aで示す経路に沿って移動し、第1基板ステージ4は、第2領域SP2から第3領域SP3に移動するとき、図67中、矢印R1bで示す経路に沿って移動する。
次に、図68に示すように、第3領域SP3において、2つのスライダ86、88に対する2つの基板ステージ4、5の切り換え動作が行われる。つまり、第2基板ステージ5がリニアモータ81のスライダ88に接続されるとともに、第1基板ステージ4がリニアモータ80のスライダ86に接続される。
制御装置7は、基板ステージ駆動装置PDを制御して、第1基板ステージ4を露光ステーションST1の第1領域SP1に移動するとともに、第2基板ステージ5を計測ステーションST2の第2領域SP2に移動する。第2基板ステージ5は、第3領域SP3から第2領域SP2に移動するとき、図68中、矢印R1cで示す経路に沿って移動し、第1基板ステージ4は、第3領域SP3から第1領域SP1に移動するとき、図68中、矢印R1dで示す経路に沿って移動する。
制御装置7は、シール部材212に保持されたキャップ部材30と、第1基板ステージ4に設けられた第1キャップホルダ4Cとが対向するように、第1基板ステージ4を、第3領域SP3から第1領域SP1へ移動する。ここで、図68に示したように、第1基板ステージ4(基板テーブル4T)の上面4Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、第1基板ステージ4が第3領域SP3に位置するときに、最終光学素子FLに最も近い第1コーナーE1に、第1キャップホルダ4Cが配置されている。具体的には、未露光の基板Pを保持する第1基板ステージ4が第3領域SP3の+X側の領域に位置するときに、第1キャップホルダ4Cは、基板テーブル4Tの上面4Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、第1領域SP1内の最終光学素子FLの直下の位置(シール部材212に保持されたキャップ部材30の直下の位置)に最も近い第1コーナーE1に配置されている。
このように、第1キャップホルダ4Cを、第1基板ステージ4が第3領域SP3に位置するときに、上面4Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、最終光学素子FLに最も近い第1コーナーE1に配置することで、シール部材212に保持されたキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cに対向させるために第1基板ステージ4を第3領域SP3から第1領域SP1で移動するときの移動距離を短くすることができる。すなわち、シール部材212に保持されたキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cで保持するために第1基板ステージ4を第3領域SP3から第1領域SP1で移動するときの第1基板ステージ4の移動距離が短くなるように、第1キャップホルダ4Cが第1基板ステージ4上の所定位置に設けられている。
図69に示すように、制御装置7は、シール部材212に保持されているキャップ部材30の下面と、第1基板ステージ4上の第1キャップホルダ4Cとを対向させる。シール部材212に保持されたキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cで保持するために第1基板ステージ4を第3領域SP3から第1領域SP1で移動するときの第1基板ステージ4の移動距離が短くなるように、第1キャップホルダ4Cが第1基板ステージ4に設けられているので、第1キャップホルダ4Cを、シール部材212に保持されているキャップ部材30の下に短時間で配置することができる。
次に、制御装置7は、図75を参照して説明した第2基板ステージ5の動作と同様に、第1基板テーブル4Tを+Z方向に所定距離移動するとともに、第1キャップホルダ4Cに接続されている真空系を駆動して、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cの上面で保持する。これにより、第1キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30上に液体LQの液浸領域LRが形成される。
そして、制御装置7は、第1基板ステージ4上の第1計測領域274Aと最終光学素子FLとが対向するように、基板ステージ駆動装置PDを用いて、第1基板ステージ4をXY方向に移動し、キャップ部材30をシール部材212からリリースするとともに、キャップ部材30上に形成された液体LQの液浸領域LRを第1基板ステージ4上の第1計測領域274A上に移動する。制御装置7は、キャップ部材30上の液浸領域LRを第1計測領域274A上へ移動するときに、液浸領域LRの液体LQが、第1基板ステージ4に保持された基板Pと接触しないように、液浸領域LRと第1基板ステージ4とを相対的に移動する。そして、制御装置7は、第1計測領域274A上に液体LQの液浸領域LRを形成した状態で、図56のフローチャートを参照して説明した動作と同様に、第1計測領域274Aを用いた所定の計測を行う。
第1計測領域274Aを用いた計測が終了した後、制御装置7は、第1基板ステージ4上の第2計測領域274Bと、最終光学素子FLとが対向するように、基板ステージ駆動装置PDを用いて、第1基板ステージ4をXY方向に移動し、第1計測領域274A上に形成された液体LQの液浸領域LRを第1基板ステージ4上の第2計測領域274B上に移動する。制御装置7は、第1計測領域274A上の液浸領域LRを第2計測領域274B上へ移動するときにおいても、液浸領域LRの液体LQが、第1基板ステージ4に保持された基板Pと接触しないように、液浸領域LRと第1基板ステージ4とを相対的に移動する。そして、制御装置7は、第2計測領域274B上に液体LQの液浸領域LRを形成した状態で、図56のフローチャートを参照して説明した動作と同様に、第2計測領域274Bを用いた所定の計測を行う。
第2計測領域274Bを用いた計測が終了した後、制御装置7は、第1基板ステージ4の第2計測領域274B上に形成されている液体LQの液浸領域LRを、第1基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持されている基板P上に移動するために、最終光学素子FL及びシール部材212に対して、第1基板ステージ4をXY方向に移動する。制御装置7は、投影光学系PLの最終光学素子FLと第1基板ステージ4との間で液体LQを保持した状態で、第1基板ステージ4上の基板Pと最終光学素子FLとが対向するように、基板ステージ駆動装置PDを用いて、第1基板ステージ4をXY方向に移動する。これにより、制御装置7は、第1基板ステージ4上の第2計測領域274Bに形成された液体LQの液浸領域LRを基板P上に移動することができる。
制御装置7は、計測ステーションST2での計測結果、及び露光ステーションST1での第1、第2計測領域274A、274Bを用いた計測結果に基づいて、第1基板ステージ4に保持された基板Pの位置を調整しつつ、投影光学系PLと液体LQとを介して、基板Pを露光する。基板P上には複数のショット領域が設定されており、制御装置7は、第2計測領域274A上に液浸領域LRを形成して所定の計測を行った後、基板P上の複数のショット領域のうち、第2計測領域274Bに近いショット領域から露光を開始する。
制御装置7は、基板P上に設定された複数のショット領域を順次露光する。そして、制御装置7は、第1基板ステージ4上に保持された基板P上の複数のショット領域を順次露光するときに、それら複数のショット領域のうち、第1キャップホルダ4Cに近いショット領域で露光を終了する。
以下、図57〜図77を参照して説明した処理が繰り返される。すなわち、第2領域SP2で所定の処理が行われた基板ステージ4(又は5)は、スライダ88に接続された状態で、矢印R1bで示したような移動経路で第3領域SP3の+X側の領域に移動した後、第3領域SP3において、スライダ86に接続され、矢印R1dで示したような移動経路で第1領域SP1に移動される。そして、第1領域SP1で所定の処理が行われた基板ステージ4(又は5)は、スライダ86に接続された状態で、矢印R1aで示したような移動経路で第3領域SP3の−X側の領域に移動した後、第3領域SP3において、スライダ88に接続され、矢印R1cで示したような移動経路で第2領域SP2に移動される。スライダ86は、第1、第2基板ステージ4、5と交互に接続され、第1領域SP1と第3領域SP3との間で移動し、スライダ88は、第1、第2基板ステージ4、5と交互に接続され、第2領域SP2と第3領域SP3との間で移動する。
本実施形態においては、第1基板ステージ4と、第2基板ステージ5とが、ほぼ同じ経路で、第2領域SP2から第3領域SP3を経て第1領域SP1へ移動し、第1領域SP1から第3領域SP3を経て第2領域SP2へ移動する。具体的には、第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれは、XY平面とほぼ平行なベース部材BP上において、矢印R1a〜R1dで示したように、時計周りに、第1領域SP1と第2領域SP2との間を移動する。
このような移動経路において、第1キャップホルダ4Cと、第2キャップホルダ5Cとを、第1、第2基板ステージ4、5上で、ほぼ同じ位置、すなわち第1コーナーE1に設けることにより、図78の模式図に示すように、シール部材212に保持されたキャップ部材30と第1、第2キャップホルダ4C、5Cとを対向させるために、第1、第2基板ステージ4、5を第3領域SP3から第1領域SP1へ移動するときの移動距離を短くすることができる。
以上説明したように、本実施形態では、シール部材212に保持されたキャップ部材30を第1、第2キャップホルダ4C、5Cで保持するために第1、第2基板ステージ4、5を第3領域SP3から第1領域SP1へ移動するときの基板ステージ4、5の移動距離が短くなるように、第1、第2キャップホルダ4C、5Cが第1、第2基板ステージ4、5上の所定位置に設けられている。そのため、シール部材212に保持されているキャップ部材30を、シール部材212から第1、第2キャップホルダ4C、5Cに受け渡すときの時間を短縮することができる。したがって、第3領域SP3において2つのスライダ86、88に対する2つの基板ステージ4、5の切り換え動作を行ってから次の基板Pの露光を短時間で開始することができる。したがって、スループット(露光装置EXの稼動率)の低下を抑え、基板Pを効率良く良好に露光することができる。
上述のように、本実施形態では、基板ステージ4(5)に保持された基板Pを露光する前に、基板ステージ4(5)に配置されたキャップホルダ4C(5C)で保持した後、シール部材212に保持されたキャップ部材30をシール部材212からリリースし、キャップ部材30上の液浸領域LRを第1、第2計測領域274A、274B(275A、275B)上へ移動するときに、液浸領域LRの液体LQが基板ステージ4(5)に保持された基板Pと接触しないように、液浸領域LRと基板ステージ4(5)とを相対的に移動している。すなわち、投影光学系PLの像面側に形成される液浸領域LRは、図79の模式図の矢印RLで示す経路に沿って移動する。基板Pと液体LQとが接触すると、例えば基板P上に形成されている感光材からなる膜及び/又はその上に形成されるトップコート膜と呼ばれる膜の特性が変化したり、その膜から液体LQ中に所定の物質が溶出する不具合が発生する可能性がある。そのため、基板Pを露光する前には、基板Pと液体LQとが接触することをなるべく抑えることが望ましい。本実施形態では、図79の模式図に示すように、キャップホルダ4C(5C)に保持されたキャップ部材30上の液浸領域LRを、計測領域274(275)上へ移動する間、基板ステージ4(5)に保持された基板Pに液浸領域LRの液体LQが接触しないように、すなわち、液浸領域LRが、基板ステージ4(5)の上面4F(5F)を通過するように、基板ステージ4(5)の移動を制御するので、上述の不具合の発生を抑えることができる。
また、本実施形態では、基板P上に設定された複数のショット領域を順次露光する際、第2計測領域274B(275B)上に液浸領域LRを形成して所定の計測を行った後、複数のショット領域のうち第2計測領域274B(275B)に近いショット領域から露光を開始するので、計測終了後、直ちに基板Pの露光を開始することができる。したがって、スループットを向上することができる。
例えば、図79の模式図に示すように、基板ステージ4(5)に保持された基板P上の複数のショット領域のうち、最初に露光されるショット領域Ssと計測領域274(275)との距離を、基板Pの中心と計測領域274(275)との距離よりも短く設定することで、計測領域274(275)を用いた計測動作終了後、直ちに最初のショット領域を露光することができる。
また、本実施形態では、基板P上に設定された複数のショット領域を順次露光する際、複数のショット領域のうちキャップホルダ4C(5C)に近いショット領域で露光を終了するので、基板Pの露光終了後、直ちにキャップ部材30上に液浸領域LRを移動し、シール部材212でキャップ部材30を保持する動作を実行することができる。したがって、スループットを向上することができる。
例えば、図79の模式図に示すように、基板ステージ4(5)に保持された基板P上の複数のショット領域のうち、最後に露光されるショット領域Seとキャップホルダ4C(5C)との距離を、基板Pの中心とキャップホルダ4C(5C)との距離よりも短く設定することで、基板Pの露光後、直ちに液浸領域LRをキャップ部材30上に移動することができる。
また、本実施形態においては、第1、第2基板ステージ4、5のいずれか一方が第1領域SP1に配置されているときに、最終光学素子FLと第1、第2基板ステージ4、5との間で液体LQを保持することができる。第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のいずれもが第1領域SP1から離れているときにおいては、最終光学素子FLとキャップ部材30との間で液体LQを保持することができる。このように、本実施形態においては、最終光学素子FLの光射出面側の光路空間Kを含む空間を液体LQで満たし続けることができる。したがって、最終光学素子FLの乾燥を防止することができ、液体LQの付着跡(本実施形態ではウォーターマーク)が最終光学素子FLなどに形成されることを抑制することができる。
なお、本実施形態においては、第1、第2基板ステージ4、5のそれぞれは、ベース部材BP上で、時計周りに、第1領域SP1と、第2領域SP2との間を移動しているが、反時計周りに移動してもよい。その場合には、第1キャップホルダ4Cを第1基板ステージ4上の第4コーナーE4に設けるとともに、第2キャップホルダ5Cを第2基板ステージ5上の第4コーナーE4に設けるようにするとよい。
<第11実施形態>
次に、第11実施形態について説明する。第11実施形態において、第10実施形態と異なる特徴的な部分は、第1基板ステージ4と第2基板ステージ5とが異なる経路で、第2領域SP2から第1領域SP1へ移動し、第1キャップホルダ4Cと第2キャップホルダ5Cとが、第1、第2基板ステージ4、5上で異なる位置に設けられている点にある。以下の説明において、第10実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図80において、露光ステーションST1の第1領域SP1においては、第1基板ステージ4に保持された基板Pの液浸露光が行われる。計測ステーションST2においては、基板Pを保持した第2基板ステージ5の計測処理等が行われる。第1キャップホルダ4Cは、第1基板ステージ4の上面4Fのうち、第4コーナーE4に配置される。第2キャップホルダ5Cは、第2基板ステージ5の上面5Fのうち、第1コーナーE1に配置されている。
第1基板ステージ4上の基板Pの液浸露光が終了した後、制御装置7は、最終光学素子FLと第1キャップホルダ4Cに保持されているキャップ部材30とが対向するように第1基板ステージ4を移動して、第1基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持されている基板P上に形成されている液体LQの液浸領域LRを、キャップ部材30上に移動する。そして、制御装置7は、第1キャップホルダ4Cからキャップ部材30をリリースするとともに、最終光学素子FLとキャップ部材30とが対向する状態で、シール部材212でキャップ部材30を保持する。
次に、制御装置7は、レーザ干渉システム2を用いて、第1、第2基板ステージ4、5の位置を計測しつつ、基板ステージ駆動装置PDを制御し、図81に示すように、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれを、第3領域SP3に移動する。本実施形態においては、第1領域SP1から第3領域SP3に移動した第1基板ステージ4は、第3領域SP3のうち、図中、−X側の領域に配置され、第2領域SP2から第3領域SP3に移動した第2基板ステージ5は、第3領域SP3のうち、図中、+X側の領域に配置される。すなわち、第1基板ステージ4は、第1領域SP1から第3領域SP3に移動するとき、図81中、矢印R1aで示す経路に沿って移動し、第2基板ステージ5は、第2領域SP2から第3領域SP3に移動するとき、図81中、矢印R1bで示す経路に沿って移動する。
次に、図82に示すように、制御装置7は、第3領域SP3において、2つのスライダ86、88に対する2つの基板ステージ4、5の切り換え動作を行う。
制御装置7は、基板ステージ駆動装置PDを制御して、第2基板ステージ5を露光ステーションST1の第1領域SP1に移動するとともに、第1基板ステージ4を計測ステーションST2の第2領域SP2に移動する。第1基板ステージ4は、第3領域SP3から第2領域SP2に移動するとき、図82中、矢印R1cで示す経路に沿って移動し、第2基板ステージ5は、第3領域SP3から第1領域SP1に移動するとき、図82中、矢印R1dで示す経路に沿って移動する。
制御装置7は、図83に示すように、シール部材212に保持されたキャップ部材30と、第2基板ステージ5に設けられた第2キャップホルダ5Cとが対向するように、第2基板ステージ5を移動する。ここで、図82に示したように、第2基板ステージ5(基板テーブル5T)の上面5Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、第2基板ステージ5が第3領域SP3に位置するときに、最終光学素子FLに最も近い第1コーナーE1に、第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cが配置されている。したがって、シール部材212に保持されたキャップ部材30を第2キャップホルダ5Cで保持するために第2基板ステージ5を第3領域SP3から第1領域SP1で移動するときの移動距離を短くすることができる。
制御装置7は、第2基板ステージ5に保持された基板Pを露光する前に、第2基板ステージ5に配置された第2キャップホルダ5Cで保持した後、キャップ部材30をシール部材212からリリースする。すなわち、制御装置7は、第2キャップホルダ5Cでキャップ部材30を保持した後に、第2基板ステージ5をXY方向に移動して、第2基板ステージ5上に最終光学素子FLと対向可能に配置された計測領域275(275A、275B)で、第10実施形態と同様に、所定の計測処理等を実行する。制御装置7は、その計測処理等が終了した後に、基板P上に設定された複数のショット領域を順次露光する。基板P上に設定された複数のショット領域を順次露光するときには、上述の第10実施形態同様、制御装置7は、第2計測領域275Bに近い最初のショット領域から露光を開始し、第2キャップホルダ5Cに近い最後のショット領域で露光を終了する。基板Pの複数のショット領域の露光を終了した後に、制御装置7は、最終光学素子FLと第2キャップホルダ5Cとが対向するように第2基板ステージ5を移動して、第2キャップホルダ5Cからキャップ部材30をリリースするとともに、最終光学素子FLキャップ部材30とが対向するように、シール部材212でキャップ部材30を保持する。
次に、制御装置7は、レーザ干渉システム2を用いて、第1、第2基板ステージ4、5の位置を計測しつつ、基板ステージ駆動装置PDを制御し、図84に示すように、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれを、第3領域SP3に移動する。本実施形態においては、第1領域SP1から第3領域SP3に移動した第2基板ステージ5は、第3領域SP3のうち、図中、+X側の領域に配置され、第2領域SP2から第3領域SP3に移動した第1基板ステージ4は、第3領域SP3のうち、図中、−X側の領域に配置される。第2基板ステージ5は、第1領域SP1から第3領域SP3に移動するとき、図84中、矢印R2dで示す経路に沿って移動し、第1基板ステージ4は、第2領域SP2から第3領域SP3に移動するとき、図84中、矢印R2cで示す経路に沿って移動する。
次に、図85に示すように、制御装置7は、第3領域SP3において、2つのスライダ86、88に対する2つの基板ステージ4、5の切り換え動作を行う。
そして、制御装置7は、基板ステージ駆動装置PDを制御して、第1基板ステージ4を露光ステーションST1の第1領域SP1に移動するとともに、第2基板ステージ5を計測ステーションST2の第2領域SP2に移動する。第1基板ステージ4は、第3領域SP3から第1領域SP1に移動するとき、図85中、矢印R2aで示す経路に沿って移動し、第2基板ステージ5は、第3領域SP3から第2領域SP2に移動するとき、図85中、矢印R2bで示す経路に沿って移動する。
制御装置7は、シール部材212に保持されたキャップ部材30を、第1基板ステージ4に設けられた第1キャップホルダ4Cで保持するために、図86に示すように、キャップ部材30と第1キャップホルダ4Cとが対向するように、第1基板ステージ4を移動する。ここで、図85に示したように、第1基板ステージ4(基板テーブル4T)の上面4Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、第1基板ステージ4が第3領域SP3に位置するときに、第1領域SP1に最も近い第4コーナーE4に、第1キャップホルダ4Cが配置されている。したがって、シール部材212に保持されたキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cで保持するために第1基板ステージ4を第3領域SP3から第1領域SP1で移動するときの移動距離を短くすることができる。
制御装置7は、第1基板ステージ4に保持された基板Pを露光する前に、第1基板ステージ4に配置された第1キャップホルダ4Cで保持した後、キャップ部材30をシール部材212からリリースする。すなわち、制御装置7は、第1キャップホルダ4Cでキャップ部材30を保持した後に、第1基板ステージ4をXY方向に移動し、第1基板ステージ4上に最終光学素子FLと対向可能に配置された計測領域274(274A、274B)で、第10実施形態と同様に、所定の計測処理等を実行する。制御装置7は、所定の計測処理等を終了した後に、基板P上に設定された複数のショット領域を順次露光する。基板P上に設定された複数のショット領域を順次露光するときには、上述同様、制御装置7は、第2計測領域274Bに近い最初のショット領域から露光を開始し、第1キャップホルダ4Cに近い最後のショット領域で露光を終了する。基板Pの複数のショット領域の露光が終了した後に、制御装置7は、最終光学素子FLと第1キャップホルダ4Cとが対向するように第1基板ステージ4を移動して、第1キャップホルダ4Cからキャップ部材30をリリースするとともに、最終光学素子FLとキャップ部材30とが対向するように、シール部材212でキャップ部材30を保持する。
以下、図80〜図86を参照して説明した処理が繰り返される。すなわち、第2領域SP2で所定の処理が行われた第2基板ステージ5は、スライダ88に接続された状態で、矢印R1bで示したような移動経路で第3領域SP3の+X側の領域に移動した後、第3領域SP3において、スライダ86に接続され、矢印R1dで示したような移動経路で第1領域SP1に移動される。第1領域SP1で所定の処理が行われた第2基板ステージ5は、スライダ86に接続された状態で、矢印R2dで示したような移動経路で第3領域SP3の+X側の領域に移動した後、第3領域SP3において、スライダ88に接続され、矢印R2bで示したような移動経路で第2領域SP2に移動される。
一方、第2領域SP2で所定の処理が行われた第1基板ステージ4は、スライダ88に接続された状態で、矢印R2cで示したような移動経路で第3領域SP3の−X側の領域に移動した後、第3領域SP3において、スライダ86に接続され、矢印R2aで示したような移動経路で第1領域SP1に移動される。第1領域SP1で所定の処理が行われた第1基板ステージ4は、スライダ86に接続された状態で、矢印R1aで示したような移動経路で第3領域SP3の−X側の領域に移動した後、第3領域SP3において、スライダ88に接続され、矢印R1cで示したような移動経路で第2領域SP2に移動される。
このように、本実施形態においては、第1基板ステージ4は、第3領域SP3において常に−X側の領域に配置され、第2基板ステージ5は、第3領域SP3において常に+X側の領域に配置される。すなわち、本実施形態においては、第1基板ステージ4と、第2基板ステージ5とが、異なる経路で、第2領域SP2から第3領域SP3を経て第1領域SP1へ移動し、第1領域SP1から第3領域SP3を経て第2領域SP2へ移動する。そして、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれは、XY平面とほぼ平行なベース部材BP上において、時計周りに第1領域SP1と第2領域SP2との間を移動するとともに、反時計周りに第1領域SP1と第2領域SP2との間を移動する。
このような移動経路において、第1キャップホルダ4Cと、第2キャップホルダ5Cとを、第1、第2基板ステージ4、5上で、異なる位置、すなわち第1基板ステージ4においては第1キャップホルダ4Cを第4コーナーE4に設け、第2基板ステージ5においては第2キャップホルダ5Cを第1コーナーE1に設けることにより、図87の模式図に示すように、シール部材212に保持されたキャップ部材30をキャップホルダ4C(5C)で保持するために基板ステージ4(5)を第3領域SP3から第1領域SP1へ移動するときの移動距離を短くすることができる。これにより、第3領域SP3において、2つのスライダ86、88に対する2つの基板ステージ4、5の切り換え動作を行ってから次の基板Pの露光を開始するまでの時間を短縮することができ、スループット(露光装置EXの稼動率)の低下を抑えることができる。
また、本実施形態においても、基板ステージ4(5)に配置されたキャップホルダ4C(5C)で保持した後、シール部材212に保持されたキャップ部材30をシール部材212からリリースし、キャップ部材30上の液浸領域LRを計測領域274(275)上へ移動するときに、液浸領域LRの液体LQが基板ステージ4(5)に保持された基板Pと接触しないように、液浸領域LRと基板ステージ4(5)とを相対的に移動することができる。
なお、基板Pの周縁に所定幅の非有効領域が規定されている場合には、基板Pの非有効領域と液浸領域LRの液体LQとの接触を許容して、液浸領域LRの液体LQと基板Pとが接触していないとみなすようにしてもよい。
なお、上述の第10、第11実施形態で説明した、第1、第2基板ステージ4、5の移動経路、及び第1、第2基板ステージ4、5上における第1、第2キャップホルダ4C、5Cの配置は、一例であり、これに限定されるものではない。第1基板ステージ4における第1キャップホルダ4Cの配置、及び第2基板ステージ5における第2キャップホルダ5Cの配置は、第2領域SP2から第3領域SP3を経て第1領域SP1へ移動するときの、第1、第2基板ステージ4、5の各移動経路に応じて定めることができる。要は、シール部材212に保持されたキャップ部材30を第1、第2キャップホルダ4C、5Cで保持するために第1、第2基板ステージ4、5が第3領域SP3から第1領域SP1へ移動するときの移動距離が短くなるように、第1、第2基板ステージ4、5上での第1、第2キャップホルダ4C、5Cの配置が、基板ステージ4、5の移動経路に応じて、最適化されていればよい。
<第12実施形態>
次に、第12実施形態について図88及び図89を参照して説明する。本実施形態の特徴的な部分は、基板ステージ4(5)のキャップホルダ4C(5C)に保持されたキャップ部材30の周囲に、基板ホルダ4H(5H)に保持された基板Pの表面とほぼ面一の領域4Fa(5Fa)と、その領域4Fa(5Fa)よりも最終光学素子FLとの距離が長くなるように形成された領域4Fb(5Fb)とが形成されている点にある。以下の説明において、第10及び11実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図88、図89において、第1基板ステージ4の第1キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30の周囲には、基板ホルダ4Hに保持された基板Pの表面とほぼ面一の第4領域4Faと、その第4領域4Faよりも最終光学素子FLとの距離が長くなるように形成された第5領域4Fbとが形成されている。すなわち、第1基板ステージ4の上面4Fのうち、キャップホルダ4Cの近傍には段差が設けられており、第5領域4Fbは、キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30の上面よりも低くなるように形成されている。キャップ部材30の上面よりも低い第5領域4Fbは、第1キャップホルダ4Cと基板テーブル4Tの側面とを接続するように形成されている。
同様に、第2基板ステージ5の第2キャップホルダ5Cに保持されたキャップ部材30の周囲には、基板ホルダ5Hに保持された基板Pの表面とほぼ面一の第6領域5Faと、その第6領域5Faよりも最終光学素子FLとの距離が長くなるように形成された第7領域5Fbとが形成されている。
例えばシール部材212に保持されているキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cで保持するために、第3領域SP3に位置している第1基板ステージ4を第3領域SP3から第1領域SP1へ移動するときに、制御装置7は、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を、第5領域4Fbが通過するように、第1基板ステージ4の移動を制御する。
キャップホルダ4Cに保持されたキャップ部材30の周囲に、第4領域4Faよりも低い第5領域4Fbを設け、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を、第5領域4Fbが通過するように、第1基板ステージ4を移動することにより、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cに受け渡す動作を短時間で行うことができる。これにより、例えば、第3領域SP3において、2つのスライダ86、88に対する2つの基板ステージ4、5の切り換え動作を行ってから第1基板ステージ4上の基板Pの露光を開始するまでの時間を短縮することができ、スループット(露光装置EXの稼動率)の低下を抑えることができる。
すなわち、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cで保持するために、シール部材212に保持されているキャップ部材30と第1基板ステージ4上の第1キャップホルダ4Cとを対向させる際、図74等を参照して説明したように、制御装置7は、シール部材212及び/又はそのシール部材212に保持されているキャップ部材30と第1基板ステージ4とが当たらないように、シール部材212及びそのシール部材212に保持されたキャップ部材30に対して、第1基板テーブル4Tを−Z方向に所定距離離した状態で、第1基板ステージ4を水平方向に移動する。そして、図75等を参照して説明したように、制御装置7は、第1基板テーブル4Tを上方(+Z方向)に移動し、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cで保持する。このような動作において、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を、第1基板ステージ4上に設けられた第5領域4Fbが通過するように、第1基板ステージ4の移動を制御することで、第1基板テーブル4Tの−Z方向への移動量を小さくすることができる。すなわち、第1キャップホルダ4Cの上面がシール部材212に保持されたキャップ部材30の下面より下側(−Z側)に位置していれば、基板テーブル4Tの上面(第4領域4Fa)がシール部材212に保持されたキャップ部材30の下面より上側(+Z側)に位置していても、シール部材212に保持されているキャップ部材30と第1基板ステージ4とを衝突させることなく、シール部材212に保持されているキャップ部材30と第1キャップホルダ4Cとを対向させるための第1基板ステージ4の水平方向への移動を行うことができる。したがって、キャップ部材30と第1キャップホルダ4Cとを対向させた後、キャップ部材30と第1キャップホルダ4Cとを接触させるための、第1基板ステージ4の上方(+Z方向)への移動量を小さくすることができる。
図89は上述の第11実施形態の基板ステージ4、5のキャップホルダ4C、5Cの近傍に、図88に示すような段差を形成した場合の一例を示すものである。本実施形態においては、シール部材212に保持されているキャップ部材30と第1キャップホルダ4Cとを対向させるために、図89中、矢印Y1で示す移動経路で、第1基板ステージ4を第3領域SP3から第1領域SP1に移動する場合、第5領域4Fbは、矢印Y1に沿うように形成されている。具体的には、第5領域4Fbは、第3領域SP3に位置している第1基板ステージ4上の第1キャップホルダ4Cとシール部材212に保持されているキャップ部材30とを結ぶラインに沿うように形成されている。こうすることにより、より一層、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cに素早く渡すことができる。
同様に、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第2キャップホルダ5Cで保持するために、第3領域SP3に位置している第2基板ステージ5を、第3領域SP3から第1領域SP1へ移動するときに、制御装置7は、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を、第7領域5Fbが通過するように、第2基板ステージ5の移動を制御することができる。また、シール部材212に保持されているキャップ部材30と第2キャップホルダ5Cとを対向させるために、図89中、矢印Y2で示す移動経路で、第2基板ステージ5を第3領域SP3から第1領域SP1に移動する場合、第7領域5Fbを、矢印Y2に沿うように形成することで、シール部材212に保持されているキャップ部材30を第2キャップホルダ5Cに素早く渡すことができる。
また、第1基板ステージ4(第2基板ステージ5)上の基板Pの露光が終了し、第1キャップホルダ4C(5C)に保持されていたキャップ部材30をその第1キャップホルダ4C(5C)からリリースし、シール部材212で保持した後、第1基板ステージ4(第2基板ステージ5)を第1領域SP1から第3領域SP3へ移動するときにも、制御装置7は、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を、第5領域4Fb(第7領域5Fb)が通過するように、第1基板ステージ4(第2基板ステージ5)の移動を制御することができる。
<第13実施形態>
次に、第13実施形態について図90を参照しながら説明する。以下の説明において、第10〜12実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図90において、第1基板ステージ4の基板テーブル4Tの側面には、反射面2Kbが設けられている。第10実施形態同様、反射面2Kbには、Z軸方向に関する第1基板ステージ4(基板テーブル4T)の位置情報を計測するための計測光が、Z干渉計2Pzより照射される。反射面2Kbは、ほぼ矩形状に形成された基板テーブル4Tの4つの側面のうち、3つの側面に設けられている。そして、第1キャップホルダ4Cは、基板テーブル4Tの上面4Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、隣り合う二つの側面の一方のみに反射面2Kbが形成されているコーナーに配置されている。図90においては、反射面2Kbは、基板テーブル4Tの4つの側面のうち、−X側の側面以外の3つの側面(+X側、+Y側、及び−Y側の側面)に設けられており、第1キャップホルダ4Cは、第1コーナーE1に設けられている。第1コーナーE1は、隣り合う二つの側面(−X側、−Y側の側面)の一方(−Y側)のみに反射面2Kbが形成されているコーナーである。
また、図90においては、基板テーブル4Tの上面4Fには、第5領域4Fbが設けられている。第5領域4Fbは、第1キャップホルダ4Cと、基板テーブル4Tの側面のうち反射面2Kbが設けられていない側面(−X側の側面)とを接続するように形成されている。
例えばシール部材212に保持されているキャップ部材30を第1キャップホルダ4Cで保持するために、第3領域SP3に位置している第1基板ステージ4を第3領域SP3から第1領域SP1へ移動するときに、制御装置7は、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を、反射面2Kbが通過しないように、第1基板ステージ4の移動を制御する。図90には、最終光学素子FLの像面側に形成された液浸領域LRと第1基板ステージ4との位置関係(移動経路)が、矢印Y3によって示されている。
こうすることにより、仮に、最終光学素子FLとシール部材212で保持されているキャップ部材30との間に保持されている液体LQが漏出しても、第3領域SP3から第1領域SP1へ移動するときに、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を反射面2Kbが通過しないように第1基板ステージ4の移動を制御することで、その漏出した液体LQが反射面2Kbに付着する等の不具合の発生を抑えることができる。
同様に、第1領域SP1から第3領域SP3へ移動するときに、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を反射面2Kbが通過しないように第1基板ステージ4の移動を制御することで、仮に、最終光学素子FLとシール部材212で保持されているキャップ部材30との間に保持されている液体LQが漏出しても、その漏出した液体LQが反射面2Kbに付着する等の不具合の発生を抑えることができる。
なお、第1キャップホルダ4Cが第1コーナーE1に設けられている場合、反射面2Kbを、基板テーブル4Tの4つの側面のうち、−Y側の側面以外の3つの側面(+X側、−X側、及び+Y側の側面)に設けるようにしてもよい。
同様に、第2基板ステージ5においては、基板テーブル5Tの4つの側面のうち、3つの側面に反射面2Kbが設けられ、第2キャップホルダ5Cは、基板テーブル5Tの上面5Fの第1〜第4コーナーE1〜E4のうち、隣り合う二つの側面の一方のみに反射面2Kbが形成されているコーナーに配置されている。例えば、上述の第10実施形態のように、第2キャップホルダ5Cが基板テーブル5Tの上面5Fの第1コーナーE1に配置されている場合には、反射面2Kbは、基板テーブル5Tの4つの側面のうち、+X側、+Y側、及び−Y側の側面、あるいは+X側、−X側、及び+Y側の側面に設けられ、上述の第11実施形態のように、第2キャップホルダ5Cが基板テーブル5Tの上面5Fの第4コーナーE4に配置されている場合には、反射面2Kbは、基板テーブル5Tの4つの側面のうち、−X側、+Y側、及び−Y側の側面、あるいは+X側、−X側、及び+Y側の側面に設けられる。
第3領域SP3及び第1領域SP1の一方から他方へ第2基板ステージ5を移動するときに、シール部材212に保持されたキャップ部材30の下を、反射面2Kbが通過しないように、第2基板ステージ5の移動を制御することで、最終光学素子FLとシール部材212で保持されているキャップ部材30との間に保持されている液体LQが漏出しても、その漏出した液体LQが反射面2Kbに付着する等の不具合の発生を抑えることができる。
なお、本実施形態においては、上方を向くように所定角度傾斜した反射面2Kbに液体LQが付着することを抑制するために基板ステージ4、5の移動を制御しているが、基板ステージ4、5のXY方向の位置情報を計測するための計測光が照射される反射面2Kaに液体LQが付着するとこを抑制するために、反射面2Kaの配置を最適化したり、基板ステージ4、5の移動を制御することができる。例えば、反射面2Kaを、第1基板ステージ4の基板テーブル4Tの4つの側面のうち、−X側の側面以外の3つの側面に設けるとともに、その第1基板ステージ4を第3領域SP3及び第1領域SP1の一方から他方へ移動するときに、シール部材212で保持されたキャップ部材30の下を、反射面2Kaが通過しないように、第1基板ステージ4の移動を制御することができる。
<第14実施形態>
次に、第14実施形態について説明する。以下の説明において、第10〜13実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
第10〜13の各実施形態において、シール部材212でキャップ部材30を保持するとき、シール部材212は、キャップ部材30とシール部材212との間に、ガスベアリング220を形成することによって、キャップ部材30を保持している。この場合、シール部材212の下面とキャップ部材30の上面との間のギャップG、すなわち、シール部材212とキャップ部材30とのZ軸方向に関する相対位置は維持されるが、シール部材212とキャップ部材30とのXY方向に関する相対位置が変動する可能性がある。そこで、シール部材212の下面で保持されたキャップ部材30の、シール部材212の下面に沿う方向(XY方向)への移動を抑える規制部材を設けることで、シール部材212とそのシール部材212に保持されたキャップ部材30とのXY方向に関する相対位置の変動を抑えることができる。例えば図91に示すように、規制部材として、シール部材212の下面にピン状部材120を設けることができる。ピン状部材120は、シール部材212の下面において、シール部材212の下面に保持されたキャップ部材30を囲むように設けられている。ピン状部材120は、シール部材212の下面に対して出没可能に設けられており、シール部材212の下面でキャップ部材30を保持しているときには、シール部材212の下面より突出し、シール部材212の下面と基板P、第1、第2基板ステージ4、5とが対向しているときには、シール部材212の内部に収容される。このようなピン状部材120を含む規制部材を設けることで、シール部材212の下面で保持されたキャップ部材30のXY方向への移動を規制することができる。
なお、上述のピン状部材120に加えて、あるいはピン状部材120の代わりに、キャップ部材30の上面に凹凸を設けておき、キャップ部材30のXY方向への移動(変動)を抑制するようにしてもよい。
<第15実施形態>
次に、第15実施形態について説明する。以下の説明において、第10〜14実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
第10〜第14の各実施形態においては、キャップ部材30は、シール部材212の下面との間に形成されたガスベアリング220によって、シール部材212に対して所定の位置関係で保持されている。しかしながら、シール部材212とキャップ部材30とを所定の位置関係で保持する保持装置としては、最終光学素子FLとキャップ部材30との間で液体LQを保持するための空間が形成されるようにキャップ部材30を保持することができるのであれば、任意の構成を採用することができる。例えば、図92に示す保持装置170は、シール部材212に対して移動する可動部材171と、可動部材171のうちキャップ部材30の上面と対向する下面に設けられ、キャップ部材30を吸着保持する吸着孔172とを有している。可動部材171は、シール部材212の外側に複数(例えば3つ)設けられている。シール部材212の側面には、可動部材171に対応する支持部材173が設けられており、支持部材173と可動部材171との間には、支持部材173に対して可動部材171をZ軸方向に駆動する駆動装置174が設けられている。制御装置7は、駆動装置174を駆動することによって、シール部材212の外側で、可動部材171を上下方向に移動することができる。
基板Pを露光しているときには、制御装置7は、駆動装置174を用いて、可動部材171の下面がシール部材212の下面よりも上方に位置するように、すなわち、可動部材171が基板Pに当たらないように、可動部材171を上昇する。保持装置170を用いてキャップ部材30を保持する場合には、図92に示すように、制御装置7は、駆動装置174を用いて、可動部材171の下面をシール部材212の下面よりも下げ、その可動部材171の下面に設けられた吸着孔172を用いて、キャップ部材30の上面を吸着保持する。
なお、可動部材171は駆動装置174及び支持部材173を介してシール部材212に接続されているが、例えば投影光学系PLの鏡筒PK、支持フレームFCなど、鏡筒PKを支持する支持部材(露光装置EXのボディ、コラム)に接続されてもよい。
また、保持装置170でキャップ部材30を保持する場合、シール部材212とキャップ部材30との間にガスベアリング220を形成してもよいし、形成しなくてもよい。ガスベアリング220をシール部材212とキャップ部材30との間に形成しない場合、シール部材212の下面とキャップ部材30の上面とを接触させてもよい。
また、例えばキャップ部材30を磁性体(金属)で形成した場合には、シール部材212に対してキャップ部材30を所定の位置関係で保持するための保持装置としては、キャップ部材30を磁力(電磁石など)で保持する装置であってもよい。
なお、上述の第10〜15の各各実施形態においては、第1キャップホルダ4C、5Cは、真空チャック機構を有した構成であるが、キャップ部材30をリリース可能に保持することができるのであれば、任意の構成を採用することができる。例えば、キャップ部材30を磁性体(金属)で形成した場合には、第1キャップホルダ4C、5Cが、キャップ部材30を磁力(電磁石など)で保持する機構を有していてもよい。
なお、上述の第10〜15の各実施形態において、シール部材212に保持されたキャップ部材30を基板ステージ4(5)から取り外すために、図92に示したように、基板テーブル4T(5T)を下方(−Z方向)に移動した後、図93に示したように、基板ステージ4(5)を水平方向に移動させているが、上述のように、シール部材212が、支持機構212Fによって柔らかく支持されている場合には、シール部材212の自重及び/又はそのシール部材212に保持されたキャップ部材30の自重により、キャップ部材30を保持したシール部材212が下方に所定量移動する(下がる)可能性がある。そのような状況が生じる場合には、シール部材212に保持されたキャップ部材30と基板ステージ4(5)とが当たらないように、シール部材212及びキャップ部材30の自重を考慮して、基板テーブル4T(5T)を−Z方向に移動するときの移動量を最適化することが好ましい。
なお、上述の第10〜15の各実施形態において、シール部材212を支持する支持機構212Fに、特開2004−343114号公報に開示されているように、シール部材212を駆動する駆動装置(アクチュエータ)を設けるようにしてもよい。
上述の第10〜15の各実施形態においては、シール部材212に保持されたキャップ部材30と、基板ステージ4、5のキャップホルダ4C、5Cとを接触させるために、基板テーブル4T、5Tを上方(+Z方向)に移動しているが(図75参照)、シール部材212を支持する支持機構212Fに、特開2004−343114号公報に開示されているように、シール部材212をZ軸方向に駆動する駆動装置を設けた場合には、シール部材212を下方(−Z方向)に移動するようにしてもよい。もちろん、基板テーブル4T、5Tとシール部材212との双方をZ軸方向に移動するようにしてもよい。同様に、シール部材212に保持されたキャップ部材30と基板ステージ4、5上のキャップホルダ4C、5Cとを離すときにも、基板ステージ4、5及びシール部材212の少なくとも一方をZ軸方向に移動することができる。
なお、上述の第10〜15の各実施形態においては、シール部材212(あるいは保持装置170)で保持されているキャップ部材30を、キャップホルダ4C(5C)に保持させる場合、及びキャップホルダ4C(5C)に保持されているキャップ部材30をシール部材212(あるいは保持装置170)で保持する場合に、レーザ干渉システム2、及び第2駆動系PD2の計測装置を用いて、キャップ部材30が所望の位置で保持されるように、基板ステージ4(5)の位置、基板テーブル4T(5T)の位置などが制御されているが、特開2004−289128号公報に開示されているように、キャップ部材30をキャップホルダ4C(5C)の所定位置に保持するために、あるいはキャップ部材30をシール部材212(保持装置170)の所定位置に保持するために、キャップ部材の位置をモニタするセンサなどを設けてもよい。
また、キャップ部材30の上面に、露光光EL(あるいは露光光ELと同じ波長の光)が照射されるセンサ、及び/又は計測部材(計測マークなど)を配置しておき、キャップ部材30がシール部材212(保持装置170)に保持されているときに、所定の計測を実行するようにしてもよい。
上記各実施形態における液体LQは純水により構成されている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板P上のフォトレジスト及び光学素子(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。
そして、波長が193nm程度の露光光ELに対する純水(水)の屈折率nはほぼ1.44と言われており、露光光ELの光源としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)を用いた場合、基板P上では1/n、すなわち約134nmに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約n倍、すなわち約1.44倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系PLの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。
上記各実施形態では、投影光学系PLの先端に光学素子FLが取り付けられており、この光学素子により投影光学系PLの光学特性、例えば収差(球面収差、コマ収差等)の調整を行うことができる。なお、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(カバーガラスなど)であってもよい。
なお、液体LQ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。
なお、上記各実施形態では、投影光学系PLと基板P表面との間は液体LQで満たされている構成であるが、例えば基板Pの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体LQを満たす構成であってもよい。
また、上記各実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を液体で満たしているが、国際公開第2004/019128号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子の物体面側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。
なお、上記各実施形態の液体LQは水(純水)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F2レーザである場合、このF2レーザ光は水を透過しないので、液体LQとしてはF2レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル(PFPE)、フッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体LQと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体LQ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及び基板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。
また、液体LQとしては、屈折率が1.6〜1.8程度のものを使用してもよい。更に、石英あるいは蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で光学素子FLを形成してもよい。
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、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。
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、露光装置EXとしては、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で第1パターンの縮小像を投影光学系(例えば1/8縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系)を用いて基板P上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で第2パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Pを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
更に、上記各実施形態の一部は、1つの基板ステージのみを備える露光装置、あるいは特開平11−135400号公報(対応国際公開1999/23692)、及び特開2000−164504号公報(対応米国特許第6,897,963号)等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと、基準マークが形成された基準部材及び各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。
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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
なお、上記各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第6,778,257号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク(可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)などを含む)を用いてもよい。
また、例えば国際公開第2001/035168号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板P上に形成することによって、基板P上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置(リソグラフィシステム)にも本発明を適用することができる。
なお、上記各実施形態では干渉計システム(2)を用いてマスクステージ3、及び基板ステージ4、5の各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール(回折格子)を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正(キャリブレーション)を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。
さらに、例えば特表2004−519850号公報(対応米国特許第6,611,316号)に開示されているように、2つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、1回のスキャン露光によって基板上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
なお、本国際出願で指定又は選択された国の法令で許容される限りにおいて、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
以上のように、上記各実施形態の露光装置EXは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図93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工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などの基板処理プロセスを含むステップ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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。