JP5655903B2 - 露光装置の調整方法、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置の調整方法、露光装置、及びデバイス製造方法に関する。
本願は、２００７年０７月３１日に出願された特願２００７−１９８６７５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、例えば下記特許文献に開示されているような、液体を介して基板を露光する液浸露光装置が知られている。

特開２００５−１２２０１号公報

露光装置は、露光光が照射される基板を保持する保持部を備えている。露光装置においては、保持部の温度と基板の温度との関係が問題になることがある。また、液浸露光装置においては、基板の温度と液体の温度との関係が問題になることがある。

本発明の態様は、良好に露光動作を実行するための露光装置の調整方法を提供することを目的とする。別の目的は、良好に露光動作を実行できる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することである。

本発明の第１の態様に従えば、基板を保持する第１保持部と、第１保持部で基板を保持する前に基板を保持する第２保持部とを有し、第１保持部に保持された基板を液体を介して露光する液浸露光装置の調整方法であって、第１保持部で温度検出器を保持することと、第２保持部で温度検出器を保持することと、第１保持部で保持された温度検出器の検出結果と、第２保持部で保持された温度検出器の検出結果とに基づいて、第１保持部及び第２保持部の少なくとも一方の温度を調整することと、を含む調整方法が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、基板を保持する保持部を有し、保持部に保持された基板を液体を介して露光する液浸露光装置の調整方法であって、保持部で保持された温度検出器で保持部の温度に関する第１情報を取得することと、温度検出器上に供給された液体の温度に関する第２情報を温度検出器で取得することと、第１情報と第２情報とに基づいて、保持部及び液体の少なくとも一方の温度を調整することと、を含む調整方法が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、上記態様の調整方法で調整された液浸露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、露光光が照射される位置で基板を保持可能な第１保持部と、第１保持部に保持される前に基板を保持し、かつ基板の温度を調整する第２保持部と、第２保持部で保持された温度検出器を第２保持部から第１保持部へ搬送する搬送装置と、第１保持部で保持された温度検出器の検出結果と、第２保持部で保持された温度検出器の検出結果とに基づいて、第１保持部及び第２保持部の少なくとも一方の温度を調整する調整装置と、を備えた露光装置が提供される。

本発明の第５の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、露光光が照射される位置に基板を保持可能な保持部と、液体を供給する供給口と、保持部及び液体の少なくとも一方の温度を調整する調整装置と、を備え、調整装置は、保持部で保持された温度検出器上に供給口から液体を供給することによって温度検出器で得られる保持部、及び液体の温度情報に基づいて、保持部及び液体の少なくとも一方の温度を調整する露光装置が提供される。

本発明の第６の態様に従えば、上記態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、所望の露光動作を実行できる。また、本発明の態様によれば、所望のデバイスを製造できる。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 基板ステージ及び計測ステージを上方から見た平面図である。 第１実施形態に係る調整方法を説明するためのフローチャート図である。 第１実施形態に係る調整方法を説明するためのフローチャート図である。 第１実施形態に係る調整方法を説明するためのフローチャート図である。 温度検出器の一例を示す図である。 第１実施形態に係る調整方法を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る調整方法を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る調整方法を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る調整方法を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る調整方法を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る保持部材を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る調整方法を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る調整方法を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る調整方法を説明するための模式図である。 第３実施形態に係る基板ステージを説明するための模式図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

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。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）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。

＜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。本実施形態においては、露光装置ＥＸが、基板Ｐを保持する基板ステージと、露光に関する計測を実行可能な計測器（計測部材を含む）を搭載した計測ステージとを備えた露光装置である場合を例にして説明する。なお、基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置は、例えば米国特許第６，８９７，９６３号に開示されている。

図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持するホルダ部２Ｈを有し、ホルダ部２Ｈで基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ２と、露光に関する計測器が搭載され、基板を保持せずに基板ステージ２とは独立して移動可能な計測ステージ３と、各ステージ１、２、３の位置情報を計測可能な干渉計システム４と、マスクステージ１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のパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、基板ステージ２に基板Ｐを搬送する搬送装置１０と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。

なお、ここでいう基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）が塗布されたものを含む。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。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。

本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射して、基板Ｐを露光する液浸露光装置であって、露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たすためのノズル部材６を備えている。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

本実施形態のノズル部材６は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子ＦＬの近傍に配置されている。終端光学素子ＦＬの下面（射出面）７と、その終端光学素子ＦＬの下面７と対向する物体の表面との間の露光光ＥＬの光路空間Ｋが液体ＬＱで満たされるように、ノズル部材６と物体との間に液体ＬＱが保持され、液浸空間ＬＳが形成される。ノズル部材６及び終端光学素子ＦＬの下面７と対向可能な物体は、終端光学素子ＦＬからの露光光ＥＬが照射される位置に移動可能な物体を含む。本実施形態においては、露光光ＥＬが照射される位置に移動可能な物体は、基板Ｐ、基板ステージ２、及び計測ステージ３を含む。基板Ｐが露光されるとき、ノズル部材６及び終端光学素子ＦＬの下面７と基板Ｐの表面との間に液浸空間ＬＳが形成される。基板Ｐの表面に露光光ＥＬが照射されるとき、基板Ｐの表面には、液浸空間ＬＳの液体ＬＱが接触する。

本実施形態においては、基板Ｐの露光中、基板Ｐの表面の一部の領域（局所的な領域）が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板Ｐの露光中に、投影光学系ＰＬの投影領域を含む基板Ｐの表面の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳを形成する局所液浸方式を採用している。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域に対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域に対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板Ｐは露光光ＥＬで露光される。

また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、基板ステージ２で基板Ｐを保持する前に、基板Ｐを保持する保持部材８を備えている。保持部材８は、基板Ｐを着脱可能に保持するホルダ部８Ｈを有する。ホルダ部８Ｈは、基板Ｐの裏面と対向可能な保持面を有する。また、露光装置ＥＸは、ホルダ部８Ｈに保持された基板Ｐの温度を調整する基板温度調整装置９を備えている。基板温度調整装置９の少なくとも一部は、保持部材８に配置されている。基板温度調整装置９は、制御装置５により制御される。

本実施形態においては、保持部材８は、搬送装置１０の搬送路に配置されている。搬送装置１０は、基板ステージ２に基板Ｐを搬送する前に、その基板Ｐを保持部材８に搬送する。また、搬送装置１０は、保持部材８に保持された基板Ｐを保持部材８から搬出する。搬送装置１０は、保持部材８のホルダ部８Ｈから搬出された基板Ｐを基板ステージ２のホルダ部２Ｈへ搬送する。

照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。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Ｆ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

マスクステージ１は、リニアモータ等のアクチュエータを含む駆動システム１Ｄにより、マスクＭを保持しながら、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ１（マスクＭ）の位置情報は、干渉計システム４のレーザ干渉計４Ａによって計測される。レーザ干渉計４Ａは、マスクステージ１に設けられた計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。制御装置５は、干渉計システム４の計測結果に基づいて、駆動システム１Ｄにより、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置を制御する。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬは、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等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはＺ軸方向と平行である。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。

また、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの光学調整を実行可能な光学調整装置を備える。本実施形態においては、露光装置ＥＸは、光学調整装置として、投影光学系ＰＬの結像特性を調整可能な結像特性調整装置１１を備えている。結像特性調整装置１１の例は、米国特許第４，６６６，２７３号公報、米国特許６，２３５，４３８号公報、米国特許公開第２００５／０２０６８５０号公報等に開示されている。本実施形態の結像特性調整装置１１は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子の一部を移動可能な駆動装置を含む。駆動装置は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち特定の光学素子を光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に移動可能である。また、駆動装置は、特定の光学素子を光軸ＡＸに対して傾斜可能である。結像特性調整装置１１は、投影光学系ＰＬの特定の光学素子を動かすことによって、投影光学系ＰＬの各種収差（投影倍率、ディストーション、球面収差等）及び像面位置（焦点位置）等を含む結像特性を調整する。なお、結像特性調整装置１１は、鏡筒ＰＫの内部に保持されている一部の光学素子同士の間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整装置を含んでもよい。結像特性調整装置１１は、制御装置５により制御される。

基板ステージ２は、露光光ＥＬが照射される位置で基板Ｐを保持可能である。基板ステージ２は、基板Ｐを着脱可能に保持するホルダ部２Ｈを有する。ホルダ部２Ｈは、基板Ｐの裏面と対向可能な保持面を有する。基板ステージ２は、ホルダ部２Ｈで基板Ｐを保持しながら、ノズル部材６及び終端光学素子ＦＬの下面７と対向する位置（露光光ＥＬが照射される位置）を含む所定領域内でＸＹ方向に移動可能である。

基板ステージ２は、リニアモータ等のアクチュエータを含む駆動システム２Ｄにより、ホルダ部２Ｈで基板Ｐを保持しながら、ベース部材１３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。ホルダ部２Ｈは、基板ステージ２の凹部２Ｒに配置されている。ホルダ部２Ｈは、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持可能である。本実施形態においては、基板ステージ２の凹部２Ｒの周囲の上面２Ｆとホルダ部２Ｈに保持された基板Ｐの表面とは、ほぼ同一平面内に配置される（面一である）。

基板ステージ２（基板Ｐ）のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の位置情報は、干渉計システム４のレーザ干渉計４Ｂによって計測される。レーザ干渉計４Ｂは、基板ステージ２の計測ミラー４２Ｒを用いて、基板ステージ２のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ２のホルダ部２Ｈ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）は、不図示のフォーカス・レベリング検出システムによって検出される。制御装置５は、レーザ干渉計４Ｂの計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、駆動システム２Ｄにより、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの位置を制御する。

計測ステージ３は、基準マークが形成された基準部材（計測部材）、及び各種の光電センサ等、露光処理に関する計測を行う計測器を搭載しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む駆動システム３Ｄにより、ベース部材１３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。計測ステージ３の位置情報は、干渉計システム４のレーザ干渉計４Ｃによって計測される。レーザ干渉計４Ｃは、計測ステージ３の計測ミラー４３Ｒを用いて、計測ステージ３のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。制御装置５は、レーザ干渉計４Ｃの計測結果に基づいて、駆動システム３Ｄにより、計測ステージ３の位置を制御する。

基板ステージ２と計測ステージ３とは、ノズル部材６及び終端光学素子ＦＬの下面７と対向する位置（露光光ＥＬが照射される位置）を含むベース部材１３上の所定領域内で、互いに独立して移動可能である。また、本実施形態においては、例えば欧州特許出願公開第１，７１３，１１３号パンフレットに開示されているように、液浸空間ＬＳは、基板ステージ２上と計測ステージ３上との間で移動可能である。すなわち、本実施形態においては、制御装置５は、基板ステージ２及び計測ステージ３の少なくとも一方と、ノズル部材６及び終端光学素子ＦＬとの間に液体ＬＱを保持可能な空間を形成し続けるように、基板ステージ２と計測ステージ３とを接近又は接触させた状態で、基板ステージ２と計測ステージ３とを同期移動させる。これにより、液浸空間ＬＳは、基板ステージ２上と計測ステージ３上との間で移動される。

露光装置ＥＸは、露光光ＥＬの光路空間Ｋに液体ＬＱを供給する供給口１４と、液体ＬＱを回収する回収口１５とを有している。本実施形態においては、供給口１４及び回収口１５は、ノズル部材６に設けられている。供給口１４には、供給管１６を介して液体供給装置１７が接続されている。回収口１５には、回収管１８を介して液体回収装置１９が接続されている。本実施形態においては、回収口１５には多孔部材（メッシュ）が配置されている。

液体供給装置１７は、供給する液体ＬＱの温度を調整する液体温度調整装置２０を含む。また、液体供給装置１７は、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を含む。液体供給装置１７は、清浄で温度調整された液体ＬＱを供給可能である。液体回収装置１９は、真空系を含み、液体ＬＱを回収可能である。液体供給装置１７から送出された液体ＬＱは、供給管１６、及びノズル部材６の供給流路を流れた後、供給口１４より露光光ＥＬの光路空間Ｋ（基板Ｐ上）に供給される。また、液体回収装置１９が駆動されることにより回収口１５から回収された液体ＬＱは、ノズル部材６の回収流路を流れた後、回収管１８を介して液体回収装置１９に回収される。

制御装置５は、液体供給装置１７による液体供給動作と液体回収装置１９による液体回収動作とを並行して行って、露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たすように液浸空間ＬＳを形成する。基板Ｐ上には、投影光学系ＰＬの投影領域を覆うように、投影領域よりも大きく、且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域が形成される。

露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影している間、ノズル部材６を用いて、露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たすように液浸空間ＬＳを形成する。露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと液浸空間ＬＳの液体ＬＱとを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板ステージ２のホルダ部２Ｈに保持されている基板Ｐに照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板Ｐが露光される。

基板温度調整装置９は、ホルダ部８Ｈで保持した基板Ｐの温度を調整可能である。基板温度調整装置９の少なくとも一部は、保持部材８の内部に設けられており、制御装置５は、基板温度調整装置９を用いて、少なくともホルダ部８Ｈの温度を調整可能である。基板温度調整装置９は、ホルダ部８Ｈの温度を調整することにより、そのホルダ部８Ｈに保持された基板Ｐの温度を調整できる。ホルダ部８Ｈの温度と、そのホルダ部８Ｈに保持されて温度調整された後の基板Ｐの温度とは、実質的に等しくなる。

本実施形態においては、基板温度調整装置９は、保持部材８の内部に形成された流路と、その流路に温度調整された流体を流す流体供給機構とを含む。ホルダ部８Ｈ（基板Ｐ）の温度は、その流路を流れる流体によって調整される。なお、基板温度調整装置９が、ホルダ部８Ｈ（基板Ｐ）の温度を調整するためのペルチェ素子、ヒータ等を備えていてもよい。

図２は、基板ステージ２及び計測ステージ３を上方から見た平面図である。計測ステージ３の上面３Ｆの所定位置には、計測器（計測部材）として、パターンの像と基板Ｐ上のショット領域との位置合わせ処理（アライメント処理）に用いられる第１、第２基準マークＦＭ１、ＦＭ２が形成された基準板２１が設けられている。

また、計測ステージ３の上面３Ｆの所定位置には、開口２２が形成されている。そして、この開口２２の下方（−Ｚ方向）には、例えば米国特許公開２００２／０４１３７７号公報等に開示されているような、投影光学系ＰＬの結像特性（光学特性）を計測する空間像計測装置２３の少なくとも一部が配置されている。空間像計測装置２３は、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成されるパターンの像の状態を検出可能である。空間像計測装置２３を用いてパターンの像の状態を検出するとき、マスクステージ１には、所定のパターン（例えば計測用パターン）が形成されたマスクＭが配置される。制御装置５は、終端光学素子ＦＬの下面７と上面３Ｆの開口２２とを対向させ、終端光学素子ＦＬの下面７と開口２２を含む上面３Ｆ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空間ＬＳを形成する。制御装置５は、照明系ＩＬによりマスクＭを露光光ＥＬで照明する。マスクＭに照射された露光光ＥＬは、そのマスクＭを介して、投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬに入射した露光光ＥＬは、その投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して、開口２２に照射される。開口２２には、マスクＭのパターンの像が投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して投影される。これにより、開口２２の下方に配置されている空間像計測装置２３は、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターンの像の状態を検出することができる。なお、空間像計測装置２３で像の状態を検出するためのパターンは、マスクステージ１の一部に配置されていてもよい。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを調整する方法の一例について、図３、図４、及び図５のフローチャート図を参照しながら説明する。以下の説明においては、基板ステージ２のホルダ部２Ｈを適宜、第１ホルダ部２Ｈ、と称し、保持部材８のホルダ部８Ｈを適宜、第２ホルダ部８Ｈ、と称する。

本実施形態の調整方法は、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とを所定関係にする第１の処理（ステップＳＡ１〜ＳＡ７）と、第１ホルダ部２Ｈの温度と液体ＬＱの温度とを所定関係にする第２の処理（ステップＳＢ１〜ＳＢ５）と、光学調整を行う第３の処理（ステップＳＣ１〜ＳＣ４）とを含む。

本実施形態においては、上述の第１の処理及び第２の処理の少なくとも一部を実行するときに、図６に示すような温度検出器３０が用いられる。温度検出器３０は、基材３１と、基材３１に配置された複数の温度検出部３２と、温度検出部３２の検出結果を処理する処理部３３とを有する。処理部３３は、温度検出部３２の検出結果を記憶する記憶素子３３Ｍを含む。また、処理部３３は、温度検出部３２の検出結果を外部の受信装置３５に無線で送信する送信装置３４を含む。受信装置３５は制御装置５に接続されており、温度検出部３２の検出結果を制御装置５に出力する。制御装置５は、温度検出部３２の検出結果に基づいて、所定の処理を実行する。なお、処理部３３は送信装置３４を備えていなくてもよく、温度検出器３０を露光装置ＥＸから搬出した後に、記憶素子３３Ｍ（記憶装置）に記憶された情報を読み出してもよい。

温度検出器３０の外形は、基板Ｐの外形とほぼ同じである。第１ホルダ部２Ｈ及び第２ホルダ部８Ｈのそれぞれは、温度検出器３０を着脱可能に保持できる。温度検出器３０は、第１ホルダ部２Ｈに保持されたときに第１ホルダ部２Ｈの温度情報を取得可能であり、第２ホルダ部８Ｈに保持されたときに第２ホルダ部８Ｈの温度情報を取得可能である。本実施形態においては、第２ホルダ部８Ｈに保持された基板Ｐは、第２ホルダ部８Ｈとほぼ同じ温度に調整されるので、第２ホルダ部８Ｈの温度を計測することによって、第２ホルダ部８Ｈから搬出される、温度調整後の基板Ｐの温度を計測することが出来る。また、温度検出器３０は、温度検出器３０上に供給された液体ＬＱの温度情報を取得可能である。

また、基板Ｐを搬送可能な搬送装置１０は、温度検出器３０を搬送できる。搬送装置１０は、第１ホルダ部２Ｈと第２ホルダ部８Ｈとの間で、温度検出器３０を搬送できる。

まず、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とを所定関係にするための第１の処理が実行される。第１の処理の開始が指令されると（ステップＳＡ１）、第２ホルダ部８Ｈに温度検出器３０が搬入される（ステップＳＡ２）。本実施形態においては、搬送装置１０が、温度検出器３０を第２ホルダ部８Ｈに搬入する。

図７Ａの模式図に示すように、第２ホルダ部８Ｈは、温度検出器３０を保持する。第２ホルダ部８Ｈに保持された温度検出器３０は、その第２ホルダ部８Ｈの温度情報を取得する（ステップＳＡ３）。温度検出器３０で取得された第２ホルダ部８Ｈの温度情報は、処理部３３の送信装置３４及び受信装置３５を介して、制御装置５に出力される。

第２ホルダ部８Ｈの温度情報が温度検出器３０によって取得された後、温度検出器３０が、第２ホルダ部８Ｈから第１ホルダ部２Ｈへ搬送される（ステップＳＡ４）。本実施形態においては、基板Ｐを第２ホルダ部８Ｈから第１ホルダ部２Ｈへ搬送する搬送装置１０によって、温度検出器３０が第２ホルダ部８Ｈから第１ホルダ部２Ｈへ搬送される。

図７Ｂの模式図においては、温度検出器３０は、第１ホルダ部２Ｈに保持されている。第１ホルダ部２Ｈに保持された温度検出器３０は、第１ホルダ部２Ｈの温度情報を取得する（ステップＳＡ５）。温度検出器３０で取得された第１ホルダ部２Ｈの温度情報は、処理部３３の送信装置３４及び受信装置３５を介して、制御装置５に出力される。

制御装置５は、温度検出器３０で取得された第１ホルダ部２Ｈの温度情報、及び温度検出器３０で取得された第２ホルダ部８Ｈの温度情報に基づいて、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とが所定関係になるように、基板温度調整装置９を用いて、第２ホルダ部８Ｈの温度を調整する（ステップＳＡ６）。

本実施形態においては、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈと第２ホルダ部８Ｈとの温度差が小さくなるように、基板温度調整装置９を用いて、第２ホルダ部８Ｈの温度を調整する。すなわち、第２ホルダ部８Ｈから第１ホルダ部２Ｈへ搬送される基板Ｐの温度と第１ホルダ部２Ｈとの温度差が小さくなるように、第２ホルダ部８Ｈの温度が調整される。本実施形態において、制御装置５は、第２ホルダ部８Ｈの温度が第１ホルダ部２Ｈの温度と実質的に一致するように、基板温度調整装置９を用いて、第２ホルダ部８Ｈの温度を調整する。

本実施形態においては、第１ホルダ部２Ｈで温度検出器３０を保持したときの温度検出器３０の検出結果と、第２ホルダ部８Ｈで温度検出器３０を保持したときの温度検出器３０の検出結果とが実質的に一致するまで、温度検出器３０を用いた第１ホルダ部２Ｈの温度情報の取得動作及び第２ホルダ部８Ｈの温度情報の取得動作と、基板温度調整装置９を用いた第２ホルダ部８Ｈの温度調整動作とが繰り返される。温度検出器３０を用いた第１ホルダ部２Ｈの温度情報の取得動作と第２ホルダ部８Ｈの温度情報の取得動作とを繰り返すときには、搬送装置１０は、温度検出器３０を第１ホルダ部２Ｈと第２ホルダ部８Ｈとの間で搬送する。

そして、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とが所定関係となったと判断された時点で、すなわち、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とが実質的に一致したと判断された時点で、第１の処理が終了する（ステップＳＡ７）。すなわち、第１ホルダ部２Ｈに保持された直後に温度検出器３０を使って検出される第１ホルダ部２Ｈの温度と、第１ホルダ部２Ｈに温度検出器３０を保持してから所定時間経過した後に温度検出器３０を使って検出される第１ホルダ部２Ｈの温度とがほぼ一致した時点で第１の処理が終了する。第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とが実質的に一致したと判断された時点での基板温度調整装置９の制御情報（第２ホルダ部８Ｈ内に流す流体の温度など）は、制御装置５に記憶される。

第１の処理が終了した後、すなわち、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とを実質的に一致させる処理が終了した後、第１ホルダ部２Ｈの温度と液体ＬＱの温度とを所定関係にするための第２の処理が実行される。第２の処理の開始が指令されると（ステップＳＢ１）、温度検出器３０が第１ホルダ部２Ｈに保持される。

制御装置５は、ノズル部材６及び終端光学素子ＦＬの下面７と第１ホルダ部２Ｈに保持されている温度検出器３０とを対向させ、液体供給装置１７より液体ＬＱを送出する。液体供給装置１７より送出された液体ＬＱは、供給口１４より、第１ホルダ部２Ｈに保持された温度検出器３０上に供給される。これにより、図８Ａの模式図に示すように、ノズル部材６及び終端光学素子ＦＬの下面７と第１ホルダ部２Ｈに保持されている温度検出器３０との間には液体ＬＱの液浸空間ＬＳが形成され、温度検出器３０の表面の一部に液体ＬＱの液浸領域が局所的に形成される（ステップＳＢ２）。温度検出器３０は、第１ホルダ部２Ｈの温度情報を取得する。温度検出器３０で取得された第１ホルダ部２Ｈの温度情報は、処理部３３の送信装置３４及び受信装置３５を介して、制御装置５に出力される。さらに、温度検出器３０は、液浸空間ＬＳ（液浸領域）の液体ＬＱの温度情報を取得する。温度検出器３０で取得された液体ＬＱの温度情報は、処理部３３の送信装置３４及び受信装置３５を介して、制御装置５に出力される（ステップＳＢ３）。

制御装置５は、温度検出器３０で取得された第１ホルダ部２Ｈの温度情報、及び温度検出器３０で取得された液体ＬＱの温度情報に基づいて、第１ホルダ部２Ｈの温度と液体ＬＱの温度とが所定関係になるように、液体温度調整装置２０を用いて、供給口１４より供給する液体ＬＱの温度を調整する（ステップＳＢ４）。

本実施形態においては、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈと液体ＬＱとの温度差が小さくなるように、液体温度調整装置２０を用いて液体ＬＱの温度を調整する。すなわち、制御装置５は、液体ＬＱの温度が第１ホルダ部２Ｈの温度と実質的に一致するように、液体温度調整装置２０を用いて、液体ＬＱの温度を調整する。

本実施形態においては、図８Ｂに示すように、温度検出器３０の表面の一部に液体ＬＱの液浸領域が局所的に形成される。すなわち、温度検出器３０の表面には、液浸領域（液浸空間）の液体ＬＱと接触する部分と、液浸領域（液浸空間）の液体ＬＱと接触しない部分とが存在する。したがって、温度検出器３０は、液浸領域の液体ＬＱと接触する部分で液体ＬＱの温度情報を取得し、液浸領域の液体ＬＱと接触しない部分で第１ホルダ部２Ｈの温度情報を取得することができる。このように、本実施形態においては、温度検出器３０は、第１ホルダ部２Ｈの温度情報と液体ＬＱの温度情報とを同時に取得することができる。なお、第１ホルダ部２Ｈの温度情報と液体ＬＱの温度情報の取得は、同時でなくてもよい。例えば、温度検出器３０の表面に液体ＬＱの液浸領域が形成されていないときに、第1ホルダ部２Ｈで保持された温度検出器３０の検出結果に基づいて第１ホルダ２Ｈの温度情報を取得し、温度検出器３０の表面の一部に液体ＬＱの液浸領域が形成されているときに、第１ホルダ部２Ｈで保持された温度検出器３０（液体ＬＱと接触する部分）の検出結果に基づいて液体ＬＱの温度情報を取得するようにしてもよい。

制御装置５は、温度検出器３０から出力される、第１ホルダ部２Ｈの温度情報と、液体ＬＱの温度情報とをモニタしつつ、液体ＬＱの温度と第１ホルダ部２Ｈの温度とが実質的に一致するように、液体温度調整装置２０を用いて、液体ＬＱの温度を調整する。そして、液体ＬＱと接触しない部分の温度検出部３２で検出された検出結果と、液体ＬＱと接触する部分の温度検出部３２で検出された検出結果とが実質的に一致するまで、温度検出器３０を用いた第１ホルダ部２Ｈの温度情報の取得動作及び液体ＬＱの温度情報の取得動作と、その取得した温度情報に基づく液体温度調整装置２０を用いた液体ＬＱの温度調整動作とが継続される。

また、本実施形態においては、制御装置５は、ノズル部材６及び終端光学素子ＦＬに対して温度検出器３０を保持した基板ステージ２をＸＹ方向に移動しながら、温度検出器３０を用いた液体ＬＱの温度情報の取得動作及び第１ホルダ部２Ｈの温度情報の取得動作を実行する。すなわち、本実施形態においては、温度検出器３０の表面の複数の位置で液体ＬＱの液浸領域を順次形成して、液体ＬＱの温度情報及び第１ホルダ部２Ｈの温度情報が順次取得される。制御装置５は、それら順次取得された複数の温度情報を処理し、その処理結果に基づいて、液体ＬＱの温度を調整する。例えば、制御装置５は、複数の温度の平均値と第１ホルダ部２Ｈの温度とが一致するように液体ＬＱの温度を調整する。

そして、第１ホルダ部２Ｈの温度と供給口１４から供給される液体ＬＱの温度とが実質的に一致したと判断された時点で、第２の処理が終了する（ステップＳＢ５）。第１ホルダ部２Ｈの温度と液体ＬＱの温度とが実質的に一致したと判断された時点での液体温度調整装置２０の制御情報（液体ＬＱと熱交換を行う流体の温度など）は、制御装置５に記憶される。

第１の処理及び第２の処理が終了した後、すなわち、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度と液体ＬＱの温度とを実質的に一致させる処理が終了した後、光学調整を行う第３の処理が実行される。光学調整は、投影光学系ＰＬの調整を含む。第３の処理の開始が指令されると（ステップＳＣ１）、液体ＬＱを介して形成される像の状態を検出する動作が実行される（ステップＳＣ２）。本実施形態においては、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成されるパターンの像の状態を検出する動作が、空間像計測装置２３を用いて実行される。

図９の模式図に示すように、パターンの像の状態を検出するために、マスクステージ１には、所定の計測パターンが形成されたマスクＭが配置される。制御装置５は、終端光学素子ＦＬの下面７と上面３Ｆの開口２２とを対向させ、終端光学素子ＦＬの下面７と開口２２を含む上面３Ｆ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空間ＬＳを形成する。制御装置５は、上述の第２の処理で導出され、記憶された制御量（調整量）に基づいて、液体温度調整装置２０を制御する。これにより、計測ステージ３上には、上述の第２の処理によって所望の温度に調整された液体ＬＱが供給される。なお、計測ステージ３の上面３Ｆの温度と第１ホルダ部２Ｈの温度とが実質的に一致するように調整されていることが望ましい。すなわち、計測ステージ３の上面３Ｆの温度とその上面３Ｆに供給される液体ＬＱの温度とが一致するように、計測ステージ３（上面３Ｆ）の温度を調整しておくことが望ましい。

制御装置５は、照明系ＩＬによりマスクＭを露光光ＥＬで照明する。マスクＭが露光光ＥＬで照明されることにより、開口２２には、マスクＭのパターンの像が投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して投影される。開口２２の下方に配置されている空間像計測装置２３は、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターンの像の状態を検出する。

空間像計測装置２３の計測結果は制御装置５に出力される。制御装置５は、空間像計測装置２３により検出されたパターンの像の状態に基づいて、結像特性調整装置１１を用いて、投影光学系ＰＬの光学調整を行う（ステップＳＣ３）。これにより、投影光学系ＰＬの結像特性が最適化される。以上により、第３の処理が終了する（ステップＳＣ４）。なお、マスクＭを使わずに、マスクステージ１に設けられた計測用のマークを用いてもよい。

上述のように、基板Ｐを露光するとき、その露光前の基板Ｐは、基板ステージ２の第１ホルダ部２Ｈに保持される前に、保持部材８の第２ホルダ部８Ｈに保持される。保持部材８は、第２ホルダ部８Ｈで保持した基板Ｐの温度を調整する。基板温度調整装置９は、第２ホルダ部８Ｈの温度を調整することにより、その第２ホルダ部８Ｈに保持された基板Ｐの温度を調整する。第２ホルダ部８Ｈの温度と、その第２ホルダ部８Ｈに保持されて温度調整された後の基板Ｐの温度とは実質的に等しくなる。したがって、第１の処理において、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とを実質的に一致させることによって、第１ホルダ部２Ｈと、第２ホルダ部８Ｈで温度調整された後の基板Ｐの温度とを実質的に一致させることができる。すなわち、第１の処理によって、保持部材８の第２ホルダ部８Ｈで保持されて温度調整された後の基板Ｐの温度を、基板ステージ２の第１ホルダ部２Ｈの温度と実質的に一致させることができる。換言すれば、上述の第１の処理によって、第１ホルダ部２Ｈの温度と、第２ホルダ部８Ｈの温度と、第２ホルダ部８Ｈに保持された温度調整された後の基板Ｐの温度とが実質的に一致される。そのため、その第２ホルダ部８Ｈで保持されて温度調整された後の基板Ｐを第１ホルダ部２Ｈで保持した場合、基板Ｐと第１ホルダ部２Ｈとの温度差はほぼ無いので、例えば基板Ｐと第１ホルダ部２Ｈとの温度差に起因する基板Ｐの熱変形等を抑制できる。

また、第２の処理において、第１ホルダ部２Ｈの温度と液体ＬＱの温度とを実質的に一致させることによって、供給口１４から供給される液体ＬＱの温度と、第１ホルダ部２Ｈに保持される基板Ｐの温度とを実質的に一致させることができる。そのため、第１ホルダ部２Ｈに保持された基板Ｐに液体ＬＱを供給した場合、基板Ｐと液体ＬＱとの温度差はほぼ無いので、例えば基板Ｐと供給される液体ＬＱとの温度差に起因する液体ＬＱの光学特性（例えば露光光ＥＬに対する屈折率）の変化，基板Ｐの熱変形等を抑制できる。

また、本実施形態においては、第１の処理、及び第２の処理が完了した後に、第３の処理を実行しているので、終端光学素子ＦＬの下面７と液体ＬＱとの温度差に起因する結像誤差などが抑制され、基板Ｐを露光するときに所望のパターン像を基板Ｐ上に投影することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、保持部材８の第２ホルダ部８Ｈの温度と基板ステージ２の第１ホルダ部２Ｈの温度とを温度検出器３０を用いて所望の関係にすることができる。したがって、基板Ｐと第１ホルダ部２Ｈとの温度差に起因する露光不良の発生を抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１ホルダ部２Ｈの温度とその第１ホルダ部２Ｈに保持される基板Ｐに供給される液体ＬＱの温度とを温度検出器３０を用いて所望の関係にすることができる。したがって、基板Ｐと液体ＬＱとの温度差に起因する露光不良の発生を抑制できる。

なお、本実施形態においては、第３の処理においてパターンの像の状態を検出するために、空間像計測装置２３を用いてパターンの空間像を検出しているが、空間像計測装置２３を用いることなく、パターン像の状態を検出することができる。例えば、第２の処理後、液体ＬＱを介してテスト基板を露光（テスト露光）し、その露光後のテスト基板を現像処理し、テスト基板に形成されたパターンの状態を、例えばＳＥＭ等のパターン形状検出装置で検出することによって、パターン像の状態を検出することができる。また、マスクＭを使わずに、マスクステージ１に設けられた計測用のマークを用いて第３の処理を実行してもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。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。

上述のように、温度検出器３０は、複数の温度検出部３２を備えており、第１ホルダ部２Ｈの温度分布、第２ホルダ部８Ｈの温度分布、及び液浸領域（液浸空間）の液体ＬＱの温度分布を検出できる。

本実施形態においては、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とを所定関係にするための第１の処理において、制御装置５は、温度検出器３０を用いて、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布情報と、第２ホルダ部８Ｈの保持面の温度分布情報とを取得する。そして、制御装置５は、温度検出器３０で取得した第１ホルダ部２Ｈの温度分布情報と、第２ホルダ部８Ｈの温度分布情報とに基づいて、基板温度調整装置９Ｂを制御する。

図１０は、本実施形態に係る保持部材８Ｂを示す模式図である。本実施形態においては、基板温度調整装置９Ｂは、第２ホルダ部８Ｈの保持面の温度分布を調整可能である。本実施形態においては、基板温度調整装置９Ｂは、第２ホルダ部８Ｈの保持面と平行な平面内に複数配置されたペルチェ素子９Ｐを有する。ペルチェ素子９Ｐの温度は、印加される電力（極性、電流量を含む）に応じて変化する。制御装置５は、複数のペルチェ素子９Ｐのそれぞれに印加する電力を調整することによって、第２ホルダ部８Ｈの保持面の温度分布を調整することができる。

例えば、第１ホルダ部２Ｈの保持面に、図１１Ａの模式図に示すような温度分布が存在する場合について考える。図１１Ａの横軸は、第１ホルダ部２Ｈの保持面の所定方向（例えばＹ軸方向）に関する位置、縦軸は、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度である。例えば、駆動システム２Ｄ等の影響により、図１１Ａに示すように、第１ホルダ部２Ｈが温度分布を有している場合、その第１ホルダ部２Ｈの温度分布は、温度検出器３０で検出できる。

制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布に応じて、基板温度調整装置９Ｂを用いて、第２ホルダ部８Ｈの保持面の温度分布を調整する。第２ホルダ部８Ｈの温度分布を調整するときには、第２ホルダ部８Ｈに温度検出器３０が保持される。制御装置５は、温度検出器３０から出力される、第２ホルダ部８Ｈの温度分布情報をモニタしつつ、基板温度調整装置９Ｂの各ペルチェ素子９Ｐを制御する。本実施形態においては、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布と、第２ホルダ部８Ｈの保持面の温度分布とが一致するように、基板温度調整装置９Ｂを制御する。図１１Ｂは、調整後の第２ホルダ部８Ｈの保持面の温度分布を示す模式図であって、横軸は、第２ホルダ部８Ｈの保持面の所定方向（例えばＹ軸方向）に関する位置、縦軸は、第２ホルダ部８Ｈの保持面の温度である。このように、本実施形態においては、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布と、第２ホルダ部８Ｈの保持面の温度分布とを実質的に一致させる。すなわち、本実施形態においては、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布と、第１ホルダ部２Ｈに保持される直前の基板Ｐの温度分布とを実質的に一致させる。これにより、基板Ｐの温度分布と第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布との差に起因する基板Ｐの熱変形等の発生を抑制できる。

また、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布に応じて、液体温度調整装置２０を用いて、第１ホルダ部２Ｈに保持された基板Ｐ上での液体ＬＱの温度を調整する。すなわち、第１ホルダ部２Ｈの保持面が、図１１Ａに示したような温度分布を有する場合、制御装置５は、基板Ｐを露光するときに、基板Ｐ上に供給する液体ＬＱの温度が基板Ｐの表面の複数の位置のそれぞれで変化するように、液体温度調整装置２０を調整する。本実施形態においては、図１２の模式図に示すように、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布と、第１ホルダ部２Ｈに保持された基板Ｐの表面の複数の位置のそれぞれに供給される液体ＬＱの温度とが実質的に一致するように、液体温度調整装置２０を制御する。

以上のように、第２実施形態においては、第１ホルダ部２Ｈに温度分布が存在する場合にも、基板Ｐと第１ホルダ部２Ｈとの温度差に起因する露光不良の発生、及び基板Ｐと液体ＬＱとの温度差に起因する露光不良の発生を抑制できる。

なお、本実施形態においては、ペルチェ素子９Ｐを用いて第２ホルダ部８Ｈの温度調整を行っているが、第１実施形態と同様に、第２ホルダ部８Ｈ内の流路に温度調整された流体を流して、第２ホルダ部８Ｈの温度調整を行ってもよい。

また、基板Ｐを露光するときに、第１実施形態と同様に、供給口１４から供給される液体ＬＱの温度を変えなくてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。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。

図１３は、第３実施形態に係る基板ステージ２Ｂの一例を示す図である。図１３において、露光装置ＥＸは、第１ホルダ部２Ｈの温度を調整する温度調整装置４０を備えている。温度調整装置４０は、複数のペルチェ素子４０Ｐを含み、第１ホルダ部２Ｈの保持面の温度分布を調整できる。

本実施形態においては、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とが所定関係になるように、温度調整装置４０を用いて、第１ホルダ部２Ｈの温度を調整することができる。例えば、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とが実質的に一致するように、温度調整装置４０を制御することができる。なお、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とを所定関係にするために、温度調整装置４０による第１ホルダ部２Ｈの温度調整動作だけを実行してもよいし、温度調整装置４０による第１ホルダ部２Ｈの温度調整動作と、基板温度調整装置９による第２ホルダ部８Ｈの温度調整動作との両方を実行してもよい。
なお、温度調整装置４０による第１ホルダ部２Ｈの温度調整動作だけを実行する場合には、基板温度調整装置９を設けなくてもよい。

また、本実施形態においては、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの温度と液体ＬＱの温度とが所定関係になるように、温度調整装置４０を用いて、第１ホルダ部２Ｈの温度を調整することができる。例えば、制御装置５は、第１ホルダ部２Ｈの温度と液体ＬＱの温度とが実質的に一致するように、温度調整装置４０を制御することができる。なお、第１ホルダ部２Ｈの温度と液体ＬＱの温度とを所定関係にするために、温度調整装置４０による第１ホルダ部２Ｈの温度調整動作だけを実行してもよいし、温度調整装置４０による第１ホルダ部２Ｈの温度調整動作と、液体温度調整装置２０による液体ＬＱの温度調整動作との両方を実行してもよい。なお、温度調整装置４０による第１ホルダ部２Ｈの温度調整動作だけを実行する場合には、液体温度調整装置２０を設けなくてもよい。また、本実施形態においては、ペルチェ素子４０Ｐを用いて第１ホルダ部２Ｈの温度調整を行っているが、第１ホルダ部２Ｈ内の流路を設け、その流路に温度調整された流体を流して、第１ホルダ部２Ｈの温度調整を行ってもよい。

なお、露光装置ＥＸが温度調整装置４０を備えている場合には、第２処理を実行した後に、第１処理を実行してもよい。特に第２処理において第１ホルダ部２Ｈの温度調整を行う場合には、第２処理を実行した後に、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とが所定関係になるように第１処理を実行するのが望ましい。

なお、上述の第１〜第３実施形態においては、温度検出器３０により取得された温度情報に基づいて、第１ホルダ部２Ｈの温度と第２ホルダ部８Ｈの温度とが実質的に一致するように調整されるが、必ずしも一致させなくてもよい。例えば、基板Ｐが保持部材８から基板ステージ２へ搬送されるまでの間に、基板Ｐの温度が変化する可能性がある。そのような場合には、その搬送中の基板Ｐの温度変化量を予め求めておき（予測しておき）、その求めた温度変化量に基づいて、保持部材８で基板Ｐの温度を調整することができる。なお、搬送中の基板Ｐの温度変化量は、例えば実験又はシミュレーション等によって予め求めることができる。

すなわち、保持部材８の基板温度調整装置９は、保持部材８から基板ステージ２までの搬送中の基板Ｐの温度変化量を考慮して、基板ステージ２の第１ホルダ部２Ｈに保持される直前の基板Ｐと第１ホルダ部２Ｈとの温度差が小さくなるように、すなわち、第１ホルダ部２Ｈに保持される直前の基板Ｐの温度と第１ホルダ部２Ｈの温度とが実質的に一致するように、基板Ｐの温度を調整する。これにより、基板Ｐと第１ホルダ部２Ｈとの温度差に起因する基板Ｐの熱変形等を抑制できる。

また上述の第１〜第３実施形態において、基板温度調整装置９は、保持部材８（８Ｈ）の温度を調整することによって、保持部材８（８Ｈ）に保持された基板Ｐの温度を調整しているが、保持部材８（８Ｈ）の温度を調整せずに、保持部材８（８Ｈ）に保持された基板Ｐの温度を調整してもよい。例えば、保持部材８（８Ｈ）に保持された基板Ｐに赤外線を照射して、基板Ｐの温度を調整してもよい。この場合、第１処理においては、保持部材８（８Ｈ）に保持された温度検出器３０に温度調整動作を実行し、そのときの温度検出器３０の検出結果に基づいて、第１ホルダ部２Ｈに保持される直前の基板Ｐの温度と第１ホルダ部２Ｈの温度とが実質的に一致するように、保持部材８（８Ｈ）に保持された基板Ｐの温度調整と第１ホルダ部２Ｈの温度調整との少なくとも一方を実行すればよい。
また、上述の第１〜第３実施形態において、第１処理と第２処理の一方を実行した後に、他方を実行しているが、どちらか一方のみを行うだけでもよい。

また上述の第１〜第３実施形態においては、第１処理及び第２処理を実行した後に、第３の処理を行っているが、第３の処理を省いてもよい。例えば、終端光学素子ＦＬの下面７と液体ＬＱとの温度差に起因する結像誤差が許容範囲の場合には、第３の処理を省くことができる。第３の処理の替わりに、あるいは第３の処理と並行して、液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの温度差が小さくなるように終端光学素子ＦＬの温度調整を行ってもよい。
また上述の第１〜第３実施形態において、第１ホルダ２Ｈに保持された基板Ｐ、及び基板Ｐ上に供給される液体ＬＱの温度が所定の基準温度（例えば、基板Ｐの露光が行われる空間の温度）と一致するように、液体ＬＱの温度、第１ホルダ２Ｈと保持部８（８Ｈ）の少なくとも一つの温度を調整するようにしてもよい。この場合も、温度検出器３０を保持部材８、及び第１ホルダ２Ｈで保持して、すくなくとも保持部材８の温度、及び液体ＬＱの温度情報を取得し、その結果に基づいて第1ホルダ２Ｈこの場合も、液体ＬＱの温度、第１ホルダ２Ｈと保持部８（８Ｈ）の少なくとも一つの温度を調整すればよい。

なお、上述の各実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル、セダー油等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。

なお、上述の各実施形態においては、投影光学系の終端光学素子の像面（射出面）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、終端光学素子の物体面（入射面）側の光路空間も液体で満たすことができる。

なお、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような、露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置を採用可能である。

なお、上述の各実施形態の基板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）を採用することができる。

さらに、露光装置ＥＸとして、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置を採用してもよい。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を採用することもできる。

また、露光装置ＥＸとして、例えば米国特許第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回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などを採用することができる。また、露光装置ＥＸとして、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどを採用することができる。

また、露光装置ＥＸとして、米国特許６，３４１，００７号、米国特許６，４００，４４１号、米国特許６，５４９，２６９号、及び米国特許６，５９０,６３４号、米国特許６，２０８，４０７号、米国特許６，２６２，７９６号等に開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置を採用することもできる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採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、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いてマスクステージ、基板ステージ、及び計測ステージ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と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換えて用いる、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。

また、上述の各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許７,０２３,６１０号に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態で
は、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでもよい。

なお、上述の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可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、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）等を含む。また、可変成形マスクとしては、ＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。

また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に採用することができる。このように投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸空間が形成される。

また、露光装置ＥＸとして、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）を採用することができる。

本願実施形態の露光装置ＥＸは、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１４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、前述した実施形態に従って、マスクのパターンの像で基板を露光し、露光した基板を現像する基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程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。

なお、上述のように本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した全ての構成要素を適宜組み合わせて用いることが可能であり、また、一部の構成要素を用いない場合もある。

なお、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置等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。

２…基板ステージ、２Ｈ…第１ホルダ部、５…制御装置、８…保持部材、８Ｈ…第２ホルダ部、９…基板温度調整装置、１０…搬送装置、１１…結像特性調整装置、１４…供給口、２０…液体温度調整装置、２３…空間像計測装置、３０…温度検出器、４０…温度調整装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ…液浸空間（液浸領域）、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系

Claims (16)

1. 基板を保持する保持部を有し、前記保持部に保持された前記基板を液体を介して露光する液浸露光装置の調整方法であって、
   前記保持部に保持された温度検出器で前記保持部の温度に関する第１情報を取得することと、前記温度検出器上に供給された液体の温度に関する第２情報を前記温度検出器で取得することと、
   前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記保持部及び前記液体の少なくとも一方の温度を調整することと、を含み、
   前記温度検出器は、前記基板と実質的に同じ外形を有するとともに、互い異なる複数の位置に配置された温度検出部により、前記保持部の温度または前記液体の温度を計測して無線で通信可能である調整方法。
2. 前記第１情報と前記第２情報の取得は、
   前記温度検出器の表面の一部に前記液体の液浸領域を形成することを含み、
   前記温度検出器における前記液浸領域の前記液体と接触する部分で前記第２情報が取得され、
   前記温度検出器における前記液浸領域の前記液体と接触しない部分で前記第１情報が取得される請求項１記載の調整方法。
3. 前記温度検出器の表面の複数の位置で前記液浸領域を順次形成して、前記第２情報及び前記第１情報が順次取得される請求項２記載の調整方法。
4. 前記保持部と前記液体との温度差が小さくなるように、前記保持部及び前記液体の少なくとも一方の温度調整が行われる請求項１〜３のいずれか一項記載の調整方法。
5. 前記保持部及び前記液体の少なくとも一方の温度調整は、前記保持部及び前記液体の少なくとも一方の温度分布の調整を含む請求項１〜４のいずれか一項記載の調整方法。
6. 前記保持部及び前記液体の少なくとも一方の温度調整を行った後に、前記液体を介して形成される像の状態を検出することと、
   前記検出された像の状態に基づいて、光学調整を行うことと、をさらに含む請求項１〜５のいずれか一項記載の調整方法。
7. 前記液浸露光装置は、投影光学系を備え、
   前記光学調整は、前記投影光学系の調整を含む請求項６記載の調整方法。
8. 前記温度検出器は、前記基板の外形とほぼ同じ外形を有する請求項１〜７のいずれか一項記載の調整方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項記載の調整方法で調整された液浸露光装置を用いて基板を露光することと、
   前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
10. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
    前記露光光が照射される位置に前記基板を保持可能な保持部と、
    前記液体を供給する供給口と、
    前記保持部及び前記液体の少なくとも一方の温度を調整する調整装置と、を備え、
    前記調整装置は、前記保持部で保持された温度検出器上に前記供給口から前記液体を供給することによって前記温度検出器で得られる前記保持部、及び前記液体の温度情報に基づいて、前記保持部及び前記液体の少なくとも一方の温度を調整し、
    前記温度検出器は、前記基板と実質的に同じ外形を有するとともに、互い異なる複数の位置に配置された温度検出部により、前記保持部の温度または前記液体の温度を計測して無線により通信可能である露光装置。
11. 前記温度検出器は、前記供給口から供給された液体と接触する部分で前記液体の温度情報を取得し、前記供給口から供給された液体と接触しない部分で前記保持部の温度情報を取得する請求項１０記載の露光装置。
12. 前記保持部と前記液体との温度差が小さくなるように、前記液体の温度を調整する請求項１１記載の露光装置。
13. 前記液体を介して形成される像の状態を検出する像検出器と、
    前記検出された像の状態に基づいて、光学調整を行う光学調整装置とをさらに含み、
    前記液体の温度調整の後に、前記像検出器を用いて前記像の状態を検出し、該検出の結果に基づいて、前記光学調整装置を用いて前記光学調整を行う請求項１１又は１２記載の露光装置。
14. 請求項１０〜１３のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
15. 前記第１情報と前記第２情報の取得は、前記温度検出器が前記保持部に保持された状態で並行して計測される請求項１〜８のいずれか一項に記載の調整方法。
16. 前記保持部の温度情報及び前記液体の温度情報は、前記温度検出器が前記保持部に保持された状態で並行して計測される請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。

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