WO2005081293A1 - 露光装置及び露光方法、デバイス製造方法 - Google Patents

露光装置及び露光方法、デバイス製造方法 Download PDF

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Definitions

  • FIG. 3 is a plan view of the substrate stage as viewed from above.
  • the exposure station STE has a mask stage MST that supports the mask M, an illumination optical system IL that illuminates the mask M supported by the mask stage MST with the exposure light EL, and an illumination light EL that is illuminated with the exposure light EL.
  • a projection optical system PL for projecting and exposing the pattern image of the mask M to the substrate P supported by the substrate stage PST1 (PST2) is provided.
  • the two-dimensional position and rotation angle of the mask M on the mask stage MST are measured in real time by the XY interferometer 51, and the measurement results are output to the control device CONT.
  • the control device CONT is connected to the XY interferometer 51 and the mask stage driving device, and is supported by the mask stage MST by driving the mask stage driving device based on the measurement result of the XY interferometer 51.
  • the mask M to be positioned.
  • a reference member 300 is arranged at a predetermined position outside the substrate P above the substrate stage PST.
  • the reference member 300 includes a reference mark PFM detected by the substrate alignment system 82 and a reference mark MFM detected by the mask alignment system 84. They are provided in a positional relationship.
  • the upper surface 301A of the reference member 300 is substantially flat, and is provided at substantially the same height (level) as the surface of the substrate P held by the substrate stage PST and the upper surface 61 of the substrate stage PST.
  • the upper surface 301A of the reference member 300 can also serve as a reference surface of the focus' leveling detection system 70.
  • the upper surface 501A except for the slit portion 570 is covered with a light-shielding material such as chrome.
  • a light-shielding material such as chrome.
  • the reference member 300 and the upper plates 401 and 501 are detachable from the substrate stage PST.
  • the reference member 300 and the upper plates 401 and 501 can be replaced with new ones.
  • the position of the substrate stage PST when the substrate alignment system 82 measures the reference member PFM is measured by the XY interferometer 56. Therefore, the control device CONT can obtain the position information of the reference mark PFM in the coordinate system defined by the XY interferometer 56 (step SA4).
  • the controller CONT can determine the positional relationship between the reference mark PFM and the plurality of alignment marks 1 on the substrate P based on the measured position information of the plurality of alignment marks 1 on the substrate P. Further, the positional relationship between the plurality of alignment marks 1 and the shot areas S1 to S24 is obtained by the EGA processing in step SA6. Therefore, based on the positional relationship between the reference mark PFM obtained above and the plurality of alignment marks 1 on the substrate P, the controller CONT determines the reference mark PFM and the plurality of shot areas S1—S24 on the substrate P. The positional relationship of each can be obtained.
  • the first substrate stage PST1 holding the substrate P after the exposure processing is moved to the measurement station STA.
  • the substrate P on the first substrate stage PST1 that has moved to the measurement station STA is carried out (unloaded).
  • a new substrate P to be exposed is loaded (loaded) into the first substrate stage PST1 of the measurement station STA, and the above-described measurement processing is performed.
  • the positional relationship between the image plane formed via the liquid L and the liquid LQ and the surface of the substrate P can be obtained.
  • the optical path of the detection light when measuring the surface information of the substrate P via the liquid LQ and the optical path of the detection light when measuring without the liquid LQ are mutually different. Different situations also occur. In such a situation, if the surface position of the substrate P is adjusted based on the measurement result in the dry state! / For example, the substrate is placed on the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid LQ. It becomes difficult to match the P surface.
  • an approximate plane of the substrate P is obtained in advance based on the surface position information of the substrate P measured by the measuring station STA, and the surface of the substrate P is obtained based on the obtained result.
  • the Z-tilt stage 52 is driven by feedforward control in order to make the image coincide with the image plane via the projection optical system PL and the liquid LQ. Therefore, even if there is a minute deformation component (higher-order deformation component) on the surface of the substrate P, the adjustment operation of the positional relationship by the Z tilt stage 52 can follow the deformation component, and the projection optical system PL and the liquid LQ can be adjusted. It becomes possible to match the image plane formed through the surface with the substrate P surface (exposed surface).
  • the numerical aperture NA of the projection optical system may be 0.9-11.3.
  • the numerical aperture NA of the projection optical system is increased as described above, it has been conventionally used as the exposure light! /, Since the random polarization light may deteriorate the imaging performance due to the polarization effect, It is desirable to use polarized illumination.
  • linearly polarized illumination is performed according to the longitudinal direction of the line pattern of the line 'and' space pattern of the mask (reticle). From the pattern of the mask (reticle), the S-polarized component (TE-polarized component), It is preferable that a large amount of diffracted light of the polarization direction component along the longitudinal direction of the line pattern is emitted.
  • the space between the projection optical system PL and the surface of the substrate P is configured to be filled with the liquid LQ. It may be configured to fill the liquid LQ in the closed state.
  • the exposure apparatus to which the above-described liquid immersion method is applied has a configuration in which the optical path space on the exit side of the terminal optical member of the projection optical system PL is filled with liquid (pure water) to expose the wafer W (substrate P).
  • the optical path space on the entrance side of the terminal optical member of the projection optical system may be filled with liquid (pure water).
  • the disclosure in the above pamphlet shall be incorporated by reference into this description.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

　ツインステージ型露光装置に液浸法を適用した場合においても良好に計測処理を行って精度良く露光処理できる露光装置を提供する。露光装置（ＥＸ）は、基板（Ｐ）を保持して移動可能な２つの基板ステージ（ＰＳＴ１、ＰＳＴ２）と、一方の基板ステージ（ＰＳＴ１）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露光ステーション（ＳＴＥ）と、他方の基板ステージ（ＰＳＴ２）又は該基板ステージ（ＰＳＴ２）に保持された基板（Ｐ）を計測する計測ステーション（ＳＴＡ）とを備え、計測ステーション（ＳＴＡ）での計測は、基板ステージ（ＰＳＴ２）上又は基板（Ｐ）上に液体（ＬＱ）を配置した状態で行われる。

Description

明 細 書
露光装置及び露光方法、デバイス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置及び露光方法、デバイス製造方 法に関するものである。
本願は、 2004年 2月 19日に出願された特願 2004— 42933号に対し優先権を主 張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の 基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソ グラフイエ程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支 持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら マスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。近年、デバイス ノターンのより一層の高集積ィ匕に対応するために投影光学系の更なる高解像度化 が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、また投影 光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長 は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の 露光波長は KrFエキシマレーザの 248nmである力 更に短波長の ArFエキシマレ 一ザの 193nmも実用化されつつある。
また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度 (DOF)も重要となる。解像度 R 、及び焦点深度 δはそれぞれ以下の式で表される。
R=k · λ /ΝΑ … (1)
δ = ±k - λ /ΝΑ2
2 … (2)
ここで、 λは露光波長、 ΝΑは投影光学系の開口数、 k ロセス係数である。
1、 kはプ
2
(1)式、（2)式より、解像度 Rを高めるために、露光波長えを短くして、開口数 NAを 大きくすると、焦点深度 δが狭くなることが分力る。
[0003] 焦点深度 δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させる ことが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。そこで 、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特 許文献 1に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の 下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たして液浸領域を形成し、液 体中での露光光の波長が空気中の lZn (nは液体の屈折率で通常 1. 2-1. 6程度 )になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約 n倍に拡大するとい うものである。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国）の国内法令で許 される限りにおいて、下記パンフレットの開示を援用して本明細書の一部とする。 特許文献 1：国際公開第 99Z49504号パンフレット
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、近年にぉ ヽて、基板を保持する基板ステージを 2つ搭載したツインステー ジ型露光装置が登場している。このツインステージ型露光装置は、一方の基板ステ ージが露光動作を行っている間に他方の基板ステージで次の基板のァライメントや フォーカス計測などの計測処理を行って露光準備をする方式である。このツインステ ージ型露光装置に液浸法を適用した場合にぉ ヽても良好に計測処理できるようにす ることが重要である。
[0005] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ツインステージ型露光装 置に液浸法を適用した場合においても良好に計測処理を行って精度良く露光処理 できる露光装置及び露光方法、デバイス製造方法を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0006] 上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図 1一図 7に対応付けし た以下の構成を採用している。
本発明の露光装置 (EX)は、液体 (LQ)を介して基板 (P)を露光する露光装置に おいて、基板 (P)を保持して移動可能な少なくとも 2つの基板ステージ (PST1、 PST 2)と、一方の基板ステージ (PST1)に保持された基板 (P)を光学系（PL)と液体 (LQ )とを介して露光する露光ステーション (STE)と、他方の基板ステージ (PST2)又は 該基板ステージ (PST2)に保持された基板 (P)を計測する計測ステーション (STA) とを備え、計測ステーション (STA)での計測は、基板ステージ (PST2)上又は基板（ P)上に液体 (LQ)を配置した状態で行われることを特徴とする。
また本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置 (EX)を用いることを特徴 とする。
[0007] 本発明によれば、露光ステーションでは液体を配置した液浸状態（ウエット状態)で 露光処理を行い、計測ステーションで計測処理するときにおいても、液体を配置した ウエット状態で計測処理することで、露光処理時とほぼ同じ条件のもとで計測処理を 行うことができる。したがって、計測誤差の発生を抑制し、その計測結果に基づいて 精度良く露光処理することができる。
[0008] 本発明の露光方法は、液体 (LQ)を介して基板 (P)を露光する露光方法にぉ 、て 、計測ステーション (STA)で、基板ステージ (PST)又は該基板ステージ (PST)に保 持された基板 (P)を、その基板ステージ (PST)上又は基板 (P)上に液体 (LQ)を配 置した状態で計測し、計測ステーション (STA)とは別の露光ステーション (STE)で、 基板 (P)を光学系（PL)と液体 (LQ)とを介して露光することを特徴とする。
また本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光方法を用いることを特徴とする
[0009] 本発明によれば、計測ステーションで計測処理を行うときに液体を配置したウエット 状態とすることで、露光ステーションでの露光処理時とほぼ同じ条件のもとで計測ス テーシヨンでの計測処理を行うことができる。したがって、計測誤差の発生を抑制し、 その計測結果に基づいて精度良く露光処理することができる。
また、本発明の異なる態様の露光装置 (EX)は、液体 (LQ)を介して基板 (P)を露 光する露光装置であって、基板 (P)を保持して移動可能な少なくとも 2つの基板ステ ージ (PST1、 PST2)と、一方の基板ステージ (PST1)に保持された基板 (P)を光学 系（PL)と液体 (LQ)とを介して露光する露光ステーション（STE)と、他方の基板ステ ージ (PST2)又は基板ステージ (PST2)に保持された基板 (P)を計測する計測ステ ーシヨン（STA)と、露光ステーション（STE)に位置する基板ステージ（PST1)に保 持されて!ヽる基板 (P)上に液体を供給する第 1の液体供給装置（10)と、計測ステー シヨン（STA)に位置する基板ステージ (PST2)または基板ステージ (PST2)に保持 されて!/ヽる基板 (P)上に液体 (LQ)を供給する第 2の液体供給装置 (30)と、を備え ている。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、露光ステーションでウエット状態で露光するとき、その露光時とほ ぼ同じウエット状態で計測ステーションにお 、て計測するようにしたので、その計測結 果に基づ 、て精度良く露光処理することができる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
[図 2]基板ステージを示す断面図である。
[図 3]基板ステージを上方力も見た平面図である。
[図 4]本発明の露光方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
[図 5]基板上に配置される液体量に応じて基板の表面状態が変化する様子を説明す るための模式図である。
[図 6]液浸領域の位置に応じて基板の表面状態が変化する様子を説明するための模 式図である。
[図 7]半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
符号の説明
[0012] 1…ァライメントマーク、 2…光学素子、 2A…液体接触面、 10…第 1液体供給機構、 20· ··第 1液体回収機構、 30…第 2液体供給機構、 40…第 2液体回収機構、 82· ··基 板ァライメント系（第 1マーク検出系）、 83· ··光学部材 (ダミー部材)、 83Α· ··液体接 触面、 84· ··マスクァライメント系（第 2マーク検出系）、 64 (64A— 64C)…荷重センサ (計測器)、 70· ··フォーカス'レペリング検出系（面検出系）、 AR1…投影領域、 AR2 、 AR2'…液浸領域、 EX…露光装置、 LQ…液体、 MFM…基準マーク、 P…基板、 PFM…基準マーク、 PL…投景光学系、 PST(PST1、 PST2)…基板ステージ、 S1 一 S24"'ショット領域、 STA…計測ステーション、 STE…露光ステーション 発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明する。図 1は本発明の 露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
[0014] 図 1にお 、て、露光装置 EXは、基板 Pを保持して移動可能な基板ステージを 2つ 搭載したツインステージ型露光装置であって、共通のベース BP上を各々独立に移 動可能な第 1基板ステージ PST1及び第 2基板ステージ PST2を備えている。また、 ツインステージ型露光装置 EXは、第 1基板ステージ PST1 (又は第 2基板ステージ P ST2)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露光ステ ーシヨン STEと、第 2基板ステージ PST2 (又は第 1基板ステージ PST1)あるいはこ の基板ステージ PST2 (PST1)に保持された基板 Pを計測する計測ステーション ST Aとを備えている。
[0015] 第 1基板ステージ PST1と第 2基板ステージ PST2とが移動することにより、露光ステ ーシヨン STEと計測ステーション STAとの間で第 1基板ステージ PST1と第 2基板ス テージ PST2とが交換可能である。なお、計測ステーション STAにおいては、基板ス テージ PST1 (PST2)に対する基板 Pの搬入 (ロード)及び搬出（アンロード）が行わ れる。つまり計測ステーション STAにおいて基板 Pの交換が行われる。そして、露光 ステーション STEに配置された一方の基板ステージ PST1 (PST2)上の基板 Pに対 する露光中に、計測ステーション STAに配置された他方の基板ステージ PST2 (PS T1)あるいはこの基板ステージ上の基板 Pに対する計測が行われる。そして、計測ス テーシヨン STAで計測処理を終えた基板 Pを保持した基板ステージ PST2 (PST1) は、露光ステーション STEに移動される。そして、露光ステーション STEにおいて、基 板ステージ PST2 (PST1)上の基板 Pが露光される。一方、露光ステーション STEに おいて露光処理を終えた基板 Pを保持した基板ステージ PST1 (PST2)は、計測ス テーシヨン STAに移動される。計測ステーション STAに移動された露光処理済みの 基板 Pは基板ステージ PST1 (PST2)よりアンロードされる。そして、新たな基板 (未 露光基板) Pが基板ステージ PST1 (PST2)にロードされ、計測される。また、露光ス テーシヨン STE及び計測ステーション STAを含む露光装置 EX全体の動作は制御装 置 CONTによって統括制御される。そのため、制御装置 CONTは、露光装置 EXの 各種測定手段 (例えば、 XY干渉計 51、 Z干渉計 58、フォーカス'レベリング検出系 7 0、荷重センサ 64A— 64C)や駆動装置 (例えば、マスクステージ駆動装置、基板ス テージ駆動装置、 Zチルトステージ 52)等に接続されており、それらとの間で測定結 果ゃ駆動指令の伝達が可能なように構成されて！ヽる。
[0016] 露光ステーション STEには、マスク Mを支持するマスクステージ MSTと、マスクステ ージ MSTに支持されているマスク Mを露光光 ELで照明する照明光学系 ILと、露光 光 ELで照明されたマスク Mのパターン像を基板ステージ PST1 (PST2)に支持され て 、る基板 Pに投影露光する投影光学系 PLとが設けられて 、る。
[0017] 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る。露 光ステーション STEには、基板 P上に液体 LQを供給する第 1液体供給機構 10と、基 板 P上の液体 LQを回収する第 1液体回収機構 20とが設けられて 、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上に転写している間、第 1液体供給機構 10から供給した液体 LQにより投影光学系 PLの投影領域 AR1を含む基板 P上の一 部に（局所的に)液浸領域 AR2を形成する。具体的には、露光装置 EXは、投影光 学系 PLの像面側先端部の光学素子 2と、その像面側に配置された基板 P表面との 間に液体 LQを満たす局所液浸方式を採用している。そして、露光装置 EXは、投影 光学系 PLと基板 Pとの間の液体 LQ及び投影光学系 PLを介してマスク Mを通過した 露光光 ELを基板 Pに照射することによってマスク Mのパターンを基板 Pに投影露光 する。
[0018] また、計測ステーション STAにも、第 1液体供給機構 10とほぼ同等の構成を有する 第 2液体供給機構 30と、第 1液体回収機構 20とほぼ同等の構成を有する第 2液体回 収機構 40とが設けられて 、る。
[0019] 本実施形態では、露光装置 EXとしてマスク Mと基板 Pとを走査方向における互 、 に異なる向き (逆方向）に同期移動しつつマスク Mに形成されたパターンを基板 Pに 露光する走査型露光装置 (所謂スキャニングステツパ）を使用する場合を例にして説 明する。以下の説明において、投影光学系 PLの光軸 AXと一致する方向を Z軸方向 、 Z軸方向に垂直な平面内でマスク Mと基板 Pとの同期移動方向（走査方向）を X軸 方向、 Z軸方向及び X軸方向に垂直な方向（非走査方向）を Y軸方向とする。また、 X 軸、 Y軸、及び Z軸まわりの回転 (傾斜)方向をそれぞれ、 Θ Χ、 0丫、及び0∑方向と する。なお、ここでいう「基板」は半導体ウェハ上に感光性材料であるフォトレジストを 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。
[0020] 照明光学系 ILは、マスクステージ MSTに支持されているマスク Mを露光光 ELで照 明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化す るオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光 ELを集光 するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光 ELによるマスク M上の照明領域をスリ ット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスク M上の所定の照明領域は照 明光学系 ILにより均一な照度分布の露光光 ELで照明される。照明光学系 IL力 射 出される露光光 ELとしては、例えば水銀ランプ力 射出される紫外域の輝線 (g線、 h 線、 i線)及び KrFエキシマレーザ光（波長 248nm)等の遠紫外光（DUV光）や、 Ar Fエキシマレーザ光（波長 193nm)及び Fレーザ光（波長 157nm)等の真空紫外光
2
(VUV光）などが用いられる。本実施形態にぉ ヽては ArFエキシマレーザ光が用い られる。
[0021] マスクステージ MSTは、マスク Mを支持するものであって、投影光学系 PLの光軸 AXに垂直な平面内、すなわち XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微小回 転可能である。マスクステージ MSTはリニアモータ等のマスクステージ駆動装置によ り駆動される。マスクステージ駆動装置は制御装置 CONTにより制御される。マスクス テージ MST上には移動鏡 50が設けられている。また、移動鏡 50に対向する位置に はレーザ干渉計力 なる XY干渉計 51が設けられて!/、る。マスクステージ MST上の マスク Mの 2次元方向の位置、及び回転角は XY干渉計 51によりリアルタイムで計測 され、計測結果は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、 XY干渉計 5 1及び前記マスクステージ駆動装置に接続されており、 XY干渉計 51の計測結果に 基づいてマスクステージ駆動装置を駆動することでマスクステージ MSTに支持され て!、るマスク Mの位置決めを行う。
[0022] 投影光学系 PLは、マスク Mのパターンを所定の投影倍率 13で基板 Pに投影露光 するものであって、基板 P側（投影光学系 PLの像面側）の終端部に設けられた光学 素子 (レンズ) 2を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒 PK で支持されている。本実施形態において、投影光学系 PLは、投影倍率 j8が例えば 1 Z4あるいは 1Z5の縮小系である。なお、投影光学系 PLは等倍系及び拡大系のい ずれでもよい。また、本実施形態の投影光学系 PLの先端部の光学素子 (レンズ) 2は 鏡筒 PKに対して着脱 (交換)可能に設けられており、光学素子 2には液浸領域 AR2 の液体 LQが接触する。
[0023] 本実施形態において、液体 LQには純水が用いられる。純水は ArFエキシマレー ザ光のみならず、例えば水銀ランプ力 射出される紫外域の輝線 (g線、 h線、 i線)及 び KrFエキシマレーザ光（波長 248nm)等の遠紫外光（DUV光)も透過可能である なお、本実施形態においては、液浸露光用の純水を適用した投影光学系の開口 数は 1以上（1. 0-1. 2程度）に設定されている。
[0024] 光学素子 2は螢石で形成されている。螢石表面、あるいは MgF、 Al O、 SiO等
2 2 3 2 を付着させた表面は水との親和性が高 、ので、光学素子 2の液体接触面 2Aのほぼ 全面に液体 LQを密着させることができる。すなわち、本実施形態においては光学素 子 2の液体接触面 2Aとの親和性が高 、液体 (水) LQを供給するようにして 、るので 、光学素子 2の液体接触面 2Aと液体 LQとの密着性が高ぐ光学素子 2と基板 Pとの 間の光路を液体 LQで確実に満たすことができる。なお、光学素子 2は水との親和性 が高 、石英であってもよ 、。また光学素子 2の液体接触面 2Aに親水 (親液)処理を 施して、液体 LQとの親和性をより高めるようにしてもよい。
[0025] 以下、基板 Pを保持して移動可能な基板ステージ PST(PST1、 PST2)について 説明する。ここで、第 1基板ステージ PST1と第 2基板ステージ PST2とは同等の構成 を有しているため、第 1基板ステージ PST1と第 2基板ステージ PST2とを総称して適 宜「基板ステージ PST」として説明する。
[0026] 基板ステージ PSTは、基板 Pを保持して移動可能であって、基板 Pを基板ホルダ P Hを介して保持する Zチルトステージ 52と、 Zチルトステージ 52を支持する XYステー ジ 53とを備えている。 XYステージ 53 (基板ステージ PST)はベース BP上を移動可 能であり、少なくとも露光ステーション STEと計測ステーション STAとの間を移動可能 である。 [0027] 基板ステージ PSTはリニアモータ等の基板ステージ駆動装置により駆動される。基 板ステージ駆動装置は制御装置 CONTにより制御される。 Zチルトステージ 52を駆 動することにより、 Zチルトステージ 52に保持されている基板 Pの Z軸方向における位 置（フォーカス位置）、及び Θ X、 Θ Y方向における位置が制御される。また、 XYステ ージ 53を駆動することにより、基板 Pの XY方向における位置 (投影光学系 PLの像面 と実質的に平行な方向の位置）、及び Θ Z方向における位置が制御される。すなわち 、 Zチルトステージ 52は、基板 Pのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板 Pの表 面をオートフォーカス方式、及びオートレべリング方式で投影光学系 PLの像面に合 わせ込み、 XYステージ 53は基板 Pの XY平面内における位置決め（Χ、 Υ、 θ Ζ方向 )を行う。なお、 Ζチルトステージ 52と ΧΥステージ 53とを一体的に設けてよいことは言 うまでもない。
[0028] 基板ステージ PST(Zチルトステージ 52)上には ΧΥ移動鏡 55が設けられている。ま た、 XY移動鏡 55に対向する位置にはレーザ干渉計力もなる XY干渉計 56が設けら れている。基板ステージ PST (ひいては基板 P)の 2次元方向の位置、及び回転角（X 、 Y、及び θ Ζ方向に関する位置情報）は ΧΥ干渉計 56によりリアルタイムで計測され 、計測結果は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、 ΧΥ干渉計 56及 び前記基板ステージ駆動装置に接続されており、 ΧΥ干渉計 56の計測結果に基づ いて基板ステージ駆動装置を駆動することで基板 Ρを保持した基板ステージ PSTの 位置決めを行う。
[0029] 基板ステージ PSTの ΧΥ方向の位置、及び回転角を計測可能な ΧΥ干渉計 56は、 露光ステーション STE及び計測ステーション STAのそれぞれに設けられて!/、る。した がって、露光ステーション STEに設けられている ΧΥ干渉計 56は露光ステーション S ΤΕに配置された基板ステージ PST1 (PST2)の位置計測を行うことができ、計測ス テーシヨン STAに設けられている ΧΥ干渉計 56は計測ステーション STAに配置され た基板ステージ PST2 (PST1)の位置計測を行うことができる。
[0030] また、基板ステージ PST1の Ζチルトステージ 52の側面には Ζ移動鏡 57が設けられ 、 Ζ移動鏡 57に対向する位置には Ζ干渉計 58が設けられている。 Ζ干渉計 58は露光 ステーション STE及び計測ステーション STAのそれぞれに設けられて!/、る。 Ζ干渉計 58は基板ステージ PST、具他的には Zチルトステージ 52の Z軸方向の位置を計測 する。
[0031] 露光ステーション STE及び計測ステーション STAのそれぞれには、基板ステージ P STに保持されている基板 Pの表面の位置情報を検出する面検出系としてのフォー力 ス 'レべリング検出系 70が設けられている。フォーカス'レべリング検出系 70は、基板 Pに傾斜方向から検出光を照射する投光部 70Aと、基板 Pで反射した検出光 (反射 光）を受光する受光部 70Bとを備えている。なお、フォーカス'レべリング検出系 70の 構成としては、例えば特開平 8— 37149号公報に開示されているものを用いることが できる。フォーカス'レべリング検出系 70の検出結果は制御装置 CONTに出力され る。制御装置 CONTはフォーカス'レべリング検出系 70の検出結果に基づいて、基 板 P表面の Z軸方向の位置情報、及び基板 Pの Θ X及び Θ Y方向の傾斜情報を検出 することができる。制御装置 CONTは、フォーカス'レべリング検出系 70及び Zチルト ステージ 52に接続されており、フォーカス'レべリング検出系 70の検出結果に基づい て Zチルトステージ 52を駆動し、 Zチルトステージ 52に保持されて!、る基板 Pの Z軸方 向における位置 (フォーカス位置)及び傾斜角を調整することにより、基板 Pの表面を オートフォーカス方式、及びオートレべリング方式で、投影光学系 PLと液体 LQとを 介して形成される像面に合わせ込む。
[0032] 図 2は基板ステージ PST(PST1、 PST2)を示す拡大断面図である。基板ステージ PSTの Zチルトステージ 52上には凹部 60が設けられており、基板ホルダ PHは凹部 60に配置されている。そして、 Zチルトステージ 52のうち凹部 60以外の上面 61は、 基板ホルダ PH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 (平坦部）となっている。基板 Pの周囲に基板 P表面とほぼ面一の上面 61を設けたの で、基板 Pのエッジ領域 Eを液浸露光するときにおいても、投影光学系 PLの像面側 に液体 LQを保持して液浸領域 AR2を良好に形成することができる。また、基板 Pの エッジ部とその基板 Pの周囲に設けられた上面 61との間には 0. 1— 2mm程度の隙 間がある力 液体 LQの表面張力によりその隙間に液体 LQが流れ込むことはほとん どなぐ基板 Pの周縁近傍を露光する場合にも、上面 61により投影光学系 PLの下に 液体 LQを保持することができる。 [0033] また、上面 61を撥液性にすることにより、液浸露光中における基板 P外側（上面 61 外側）への液体 LQの流出を抑え、また液浸露光後においても液体 LQを円滑に回収 できて、上面 61上などに液体 LQが残留することを防止することができる。なお、上面 61を撥液性にするための撥液処理としては、例えば、ポリ四フッ化工チレン等のフッ 素系榭脂材料あるいはアクリル系榭脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥 液性材料力もなる薄膜を貼付することができる。また、撥液性にするための撥液性材 料としては液体 LQに対して非溶解性の材料が用いられる。
[0034] 基板ホルダ PHの下面と、 Zチルトステージ 52のうち凹部 60の底面 62との間には、 複数の荷重センサ 64 (64A— 64C)が設けられている。本実施形態において、荷重 センサ 64は 3つ設けられており、例えばロードセルで構成されている。荷重センサ 64 A— 64Cは、基板 Pに加わる力を基板ホルダ PHを介して計測する。荷重センサ 64の 計測結果は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、荷重センサ 64A— 64Cに接続されており、荷重センサ 64A— 64Cの出力に基づいて、基板 Pに加わる 力、及びその力の分布を求めることができる。なお、荷重センサを Zチルトステージ 52 の下にも設けておき、 Zチルトステージ 52にカ卩わる力を計測するようにしてもよい。こう することにより、例えば Zチルトステージ 52の上面 61に加わる力を荷重センサで計測 することができる。また、荷重センサ 64A— 64Cを基板ホルダ PHの下面には設けず に、 Zチルトステージ 52の下のみに設けてもよい。
[0035] 図 1に戻って、第 1液体供給機構 10は、投影光学系 PLと基板 Pとの間に液体 LQを 供給するものであって、液体 LQを収容するタンク、及び加圧ポンプなどを備えた液 体供給装置 11と、液体供給装置 11にその一端部接続し、他端部を供給ノズル 14に 接続した供給管 13とを備えている。供給ノズル 14は基板 Pに近接して配置された供 給口 12を有しており、基板 Pの上方から液体 LQを供給する。液体供給装置 11より送 出され、供給管 13及び供給ノズル 14の供給口 12を介して基板 P上に供給された液 体 LQは、投影光学系 PLの先端部の光学素子 2と基板 Pとの間の空間を満たして液 浸領域 AR2を形成する。
[0036] 第 1液体回収機構 20は、基板 P上の液体 LQを回収するものであって、真空ポンプ 等の真空系、気液分離器、及び回収した液体 LQを収容するタンクなどを備えた液体 回収装置 21と、液体回収装置 21にその一端部を接続し、他端部を回収ノズル 24に 接続した回収管 23とを備えている。回収ノズル 24は基板 Pに近接して配置された回 収ロ 22を有しており、基板 P上の液体 LQを回収可能である。液体回収装置 21の真 空系を駆動することにより、基板 P上の液体 LQは、回収ノズル 24の回収口 22及び回 収管 23を介して液体回収装置 21に吸引回収される。
[0037] 制御装置 CONTは、基板 P上に液体 LQの液浸領域 AR2を形成する際、第 1液体 供給機構 10の液体供給装置 11を駆動し、供給管 13及び供給ノズル 14の供給口 1 2を介して基板 P上に対して単位時間当たり所定量の液体 LQを供給するとともに、第 1液体回収機構 20の液体回収装置 21を駆動し、回収ノズル 24の回収口 22及び回 収管 23を介して単位時間当たり所定量の液体 LQを基板 P上より回収する。これによ り、投影光学系 PLの先端部の光学素子 2と基板 Pとの間の空間に液体 LQが配置さ れ、液浸領域 AR2が形成される。
[0038] 計測ステーション STAには、基板 P上のァライメントマークあるいは Zチルトステージ 52上に設けられた基準マーク PFM (後述)を検出する基板ァライメント系 82が設けら れている。また、露光ステーション STEのマスクステージ MSTの近傍には、マスク M と投影光学系 PLとを介して Zチルトステージ 52上の基準マーク MFM (後述）を検出 するマスクァライメント系 84が設けられている。なお、基板ァライメント系 82の構成とし ては、例えば特開平 4 65603号公報に開示されているものを用いることができ、マ スクァライメント系 84の構成としては、例えば特開平 7— 176468号公報及びこれに対 応する米国特許 5, 646, 413号に記載されている。本国際出願で指定した指定国（ 又は選択した選択国）の国内法令で許される限りにおいて、上記公報または米国特 許における開示を援用して本明細書の一部とする。
[0039] 計測ステーション STAには、投影光学系 PLの先端部の光学素子 2の液体接触面 2Aとほぼ等 、液体接触面 83Aを有する光学部材 83が設けられて 、る。本実施形 態において、光学部材 83は基板ァライメント系 82の光学系の一部を構成しており、 基板ステージ PST上の基板 Pに対向するように設けられて 、る。
[0040] また、計測ステーション STAには、光学部材 83と基板 Pとの間に液体 LQを供給す る第 2液体供給機構 30と、基板 P上の液体 LQを回収する第 2液体回収機構 40とが 設けられている。上述したように、第 2液体供給機構 30及び第 2液体回収機構 40は 、露光ステーション STEに設けられた第 1液体供給機構 10及び第 1液体回収機構 2 0とほぼ同等の構成を有している。すなわち、第 2液体供給機構 30は、液体 LQを収 容するタンク、及び加圧ポンプなどを備えた液体供給装置 31と、液体供給装置 31に その一端部接続し、他端部を供給ノズル 34に接続した供給管 33とを備えている。供 給ノズル 34は基板 Pに近接して配置された供給口 32を有しており、基板 Pの上方か ら液体 LQを供給する。液体供給装置 31より送出され、供給管 33及び供給ノズル 34 の供給口 32を介して基板 P上に供給された液体 LQは、光学部材 83と基板 Pとの間 の空間を満たして液浸領域 AR2'を形成する。
[0041] 第 2液体回収機構 40は、基板 P上の液体 LQを回収するものであって、真空ポンプ 等の真空系、気液分離器、及び回収した液体 LQを収容するタンクなどを備えた液体 回収装置 41と、液体回収装置 41にその一端部を接続し、他端部を回収ノズル 44に 接続した回収管 43とを備えて ヽる。回収ノズル 44は基板 Pに近接して配置された回 収ロ 42を有しており、基板 P上の液体 LQを回収可能である。液体回収装置 41の真 空系を駆動することにより、基板 P上の液体 LQは、回収ノズル 44の回収口 42及び回 収管 43を介して液体回収装置 41に吸引回収される。
[0042] 光学部材 83 (液体接触面 83A)の大きさ及び形状は、投影光学系 PLの光学素子 2 (液体接触面 2A)とほぼ同じに設けられている。また、液体接触面 83Aの表面状態 と液体接触面 2Aの表面状態ともほぼ同じに設けられて 、る。具体的には液体接触 面 83Aの液体 LQに対する親和性 (接触角）と、液体接触面 2Aの液体 LQに対する 親和性 (接触角）とはほぼ同じである。また、基板ステージ PST上の基板 P表面 (又は 上面 61)と液体接触面 2Aとの距離 (ワーキングディスタンス）と、基板ステージ PST 上の基板 P表面 (又は上面 61)と液体接触面 83Aとの距離もほぼ同じに設けられて いる。
[0043] これにより、制御装置 CONTは、露光ステーション STEにおいて形成される液浸領 域 AR2と、計測ステーション STAにおいて形成される液浸領域 AR2'とをほぼ同じ 状態で形成することができる。したがって、露光ステーション STEにおいて液体 LQが 基板 P (又は基板ステージ PST)に及ぼす力と、計測ステーション STAにおいて液体 LQが基板 P (又は基板ステージ PST)に及ぼす力とをほぼ同じにすることができる。 ここで、液体 LQが基板 Pに及ぼす力とは、液体 LQの自重、液体 LQの圧力、基板 Pと液体接触面 2A、 83Aとの間に液体 LQを満たした状態で基板 Pが移動したときの 、その液体 LQが基板 Pに及ぼす剪断力などが挙げられる。
[0044] なお、本実施形態においては、光学部材 83は基板ァライメント系 82の一部を構成 しているが、基板ァライメント系 82と独立して設けられ、光学部材 83のみが所定の支 持部材で支持された構成であってもよい。また、光学部材 83は光透過性を有してい なくてもよい。つまり、投影光学系 PLの先端部の光学素子 2の液体接触面 2Aと同等 の液体接触面を有する所定の部材が、計測ステーション STAに設けられて 、ればよ い。この場合、光学部材 83や前記所定の部材は、露光ステーション STEにおける投 影光学系 PLの光学素子 (液体接触面 2A)と同等の液体接触面を有し、計測ステー シヨン STAで形成される液浸領域 AR2' 1S 露光ステーション STEで形成される液 浸領域 AR2と略同じ状態に形成されるようにするものであって、同一環境を創り出す ためのダミー部材として機能する。一方で、液体 LQを保持するための光学部材 83を 基板ァライメント系 82の光学系の一部として用いることで、液浸領域 AR2'を形成し た状態でァライメントのための計測を行うことができる。
[0045] なお、ツインステージ型露光装置の具体的な構成は、例えば、特開平 10— 16309 9号公報、特開平 10— 214783号公報及びこれらに対応する米国特許 6, 400, 441 号と、特表 2000— 505958号公報及びこれに対応する米国特許 5, 969, 441号及 び米国特許 6, 262, 796号に記載されている。本国際出願で指定した指定国（又は 選択した選択国）の国内法令で許される限りにおいて、上記公報または米国特許に おける開示を援用して本明細書の一部とする。
[0046] 図 3は基板ステージ PST(PST1、 PST2)を上方から見た平面図である。図 3にお いて、平面視矩形状の基板ステージ PSTの互いに垂直な 2つの縁部に移動鏡 55が 配置されている。
[0047] また、基板ステージ PST上にぉ 、て、基板 Pの外側の所定位置には、基準部材 30 0が配置されている。基準部材 300には、基板ァライメント系 82により検出される基準 マーク PFMと、マスクァライメント系 84により検出される基準マーク MFMとが所定の 位置関係で設けられている。基準部材 300の上面 301Aはほぼ平坦面となっており、 基板ステージ PSTに保持された基板 P表面、及び基板ステージ PSTの上面 61とほ ぼ同じ高さ（面一）に設けられている。基準部材 300の上面 301Aは、フォーカス'レ ベリング検出系 70の基準面としての役割も果たすことができる。
[0048] また、基板ァライメント系 82は、基板 P上に形成されたァライメントマーク 1も検出す る。図 3に示すように、基板 P上には複数のショット領域 S1— S24が形成されており、 ァライメントマーク 1は複数のショット領域 S 1— S 24に対応して基板 P上に複数設けら れている。なお図 3では、各ショット領域は互いに隣接するように図示されているが、 実際には互いに離間しており、ァライメントマーク 1はその離間領域であるスクライブラ イン上に設けられている。
[0049] また、基板ステージ PST上のうち、基板 Pの外側の所定位置には、計測用センサと して例えば特開昭 57-117238号公報及びこれに対応する米国特許 4, 465, 368 号に開示されて 、るような照度ムラセンサ 400が配置されて 、る。照度ムラセンサ 40 0は平面視矩形状の上板 401を備えている。上板 401の上面 401Aはほぼ平坦面と なっており、基板ステージ PSTに保持された基板 P表面、及び基板ステージ PSTの 上面 61とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板 401の上面 401Aには、光を 通過可能なピンホール部 470が設けられている。上面 401Aのうち、ピンホール部 47 0以外はクロムなどの遮光性材料で覆われて 、る。本国際出願で指定した指定国（ 又は選択した選択国）の国内法令で許される限りにおいて、上記公報または米国特 許における関示を援用して本明細書の一部とする。
[0050] また、基板ステージ PST上のうち、基板 Pの外側の所定位置には、計測用センサと して例えば特開 2002— 14005号公報及びこれに対応する米国公報 2002Z00413 77号に開示されて 、るような空間像計測センサ 500が設けられて 、る。空間像計測 センサ 500は平面視矩形状の上板 501を備えている。上板 501の上面 501Aはほぼ 平坦面となっており、基板ステージ PSTに保持された基板 P表面、及び基板ステージ PSTの上面 61とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板 501の上面 501Aには 、光を通過可能なスリット部 570が設けられている。上面 501Aのうち、スリット部 570 以外はクロムなどの遮光性材料で覆われて 、る。本国際出願で指定した指定国 (又 は選択した選択国）の国内法令で許される限りにおいて、上記各公報における開示 を援用して本明細書の一部とする。
[0051] また、不図示ではあるが、基板ステージ PST上には、例えば特開平 11— 16816号 公報及びこれに対応する米国公報 2002Z0061469号に開示されているような照射 量センサ（照度センサ)も設けられており、その照射量センサの上板の上面は基板ス テージ PSTに保持された基板 P表面や基板ステージ PSTの上面 61とほぼ同じ高さ（ 面一）に設けられている。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国）の国 内法令で許される限りにおいて、上記各公報における開示を援用して本明細書の一 部とする。
[0052] そして、基準部材 300、及び上板 401、 501などは基板ステージ PSTに対して脱着 可能となっている。基準部材 300や上板 401、 501の撥液性が劣化したときは、新た な基準部材 300、上板 401、 501と交換できるようになつている。
[0053] 次に、上述した露光装置 EXを用いてマスク Mのパターンを基板 Pに露光する手順 について図 4のフローチャート図を参照しながら説明する。
[0054] まず、露光処理前の基板 Pが計測ステーション STAに搬入される。計測ステーショ ン STAには第 2基板ステージ PST2が配置されており、制御装置 CONTは、不図示 の搬送系を使って、露光処理前の基板 Pを計測ステーション STAの第 2基板ステー ジ PST2に搬入 (ロード)する。搬入された基板 Pは、第 2基板ステージ PST2上の基 板ホルダ PHに保持される。一方、露光ステーション STEには、計測ステーション ST Aでの計測処理済みの基板 Pを保持した第 1基板ステージ PST1が配置されている。
[0055] [ウエット状態での Z位置の検出（計測ステーション) ]
制御装置 CONTは、計測ステーション STAにおいて、基板 Pを保持した第 2基板ス テージ PST2に関する計測処理を開始する。まず、制御装置 CONTは、光学部材 8 3と基準部材 300とを対向するように基板ステージ PSTを移動する。そして、制御装 置 CONTは、計測ステーション STAの第 2液体供給機構 30及び第 2液体回収機構 40を使って液体 LQの供給及び回収を行 、、計測ステーション STAに配置されて ヽ る基板ステージ PST上の基準部材 300と光学部材 83との間に液体 LQを配置して液 浸領域 AR2'を形成する。そして、制御装置 CONTは、 Zチルトステージ 52の位置（ Z方向の位置）、姿勢 (傾斜 Θ X、 θ Y)を調整しつつ、フォーカス'レベリング検出系 7 0を使って、第 2基板ステージ PST2上の基準部材 300の表面（上面） 301Aの Z軸方 向に関する位置情報を液体 LQを介して検出する (ステップ SA1)。
[0056] それと同時に、制御装置 CONTは、 Z干渉計 58を使って、 Zチルトステージ 52の Z 軸方向に関する位置情報を検出する。これにより、 Z干渉計 58によって規定される座 標系内での基準部材 300の表面 (基準面） 301Aの位置情報、具体的には、基準部 材 300の表面（基準面） 301 Aの位置とフォーカス ·レベリング検出系 70の合焦位置 とが合致したときの、第 2基板ステージ PST2 (Zチルトステージ 52)の Z軸方向に関 する位置 Z力 ¾干渉計 58によって計測される。位置 Zに関する情報は制御装置 CO
0 0
NTに記 '慮される。
[0057] 次!、で、制御装置 CONTは、計測ステーション STAにお!/、て、第 2基板ステージ P ST2に保持されている基板 Pと光学部材 83とを対向させ、第 2液体供給機構 30及び 第 2液体回収機構 40によって液体 LQの供給及び回収を行 ヽ、基板 P上に液体 LQ の液浸領域 AR2'を形成する。そして、制御装置 CONTは、計測ステーション STA に設けられているフォーカス'レべリング検出系 70を使って、第 2基板ステージ PST2 に保持されて 、る基板 P表面の複数の検出点の Z軸方向に関する位置情報を液体 L Qを介して検出する (ステップ SA2)。
[0058] 例えば制御装置 CONTは、 XY干渉計 56の出力をモニタしつつ第 2基板ステージ PST2の XYステージ 53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方向に関する位置情報をフォーカス'レべリング検出系 70を使って液体 LQを 介して検出する。具体的には、フォーカス'レべリング検出系 70の投光部 70Aから射 出された検出光が、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 PST2の XYステージ 53を移動させつつ、 Zチルトステージ 52を駆動してその Zチルト ステージ 52の位置 (Z方向の位置)、姿勢 (傾斜 Θ X、 θ Y)を調整して、基板 P表面 の複数点の Z位置情報を検出する。フォーカス'レべリング検出系 70による位置情報 検出結果は基板 P (第 2基板ステージ PST2)の XY平面内での位置に対応させて制 御装置 CONTに記憶される。なお、フォーカス'レべリング検出系 70による位置情報 の検出は、基板 P上の全てのショット領域 S1— S24毎に行うようにしてもよいし、一部 のショット領域に対して行うだけでもよ 、。
[0059] ここで、制御装置 CONTは、基板 P表面の複数の検出点の位置情報をフォーカス' レべリング検出系 70を使って液体 LQを介して検出したときの、 Zチルトステージ 52の Z位置情報を、 Z干渉計 58を使って計測する。これにより、 Zチルトステージ 52ひいて は位置 Zと基板 P表面との位置関係を導出することができる。換言すれば、 Z干渉計
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58によって規定される座標系内での基板 P表面の位置情報が計測される。
[0060] 次に、制御装置 CONTは、上記検出した基板 P表面の複数の検出点の位置情報 に基づ 、てマップデータを作成し、そのマップデータに基づ!/、て基板 P表面の近似 平面 (近似表面）を求める。これにより、制御装置 CONTは、 Zチルトステージ 52 (位 置 Z )を基準とした基板 P表面の近似平面を求めたことになる (ステップ SA3)。
0
[0061] [ウエット状態での XY位置の検出（計測ステーション) ]
次いで、制御装置 CONTは、基板ァライメント系 82の検出領域が基準部材 300上 に位置決めされるように基板ステージ PSTを移動する。具体的には、制御装置 CON Tは、基板ァライメント系 82の光学部材 83と基準部材 300とを対向するように、基板 ステージ PSTを移動する。そして、制御装置 CONTは、第 2液体供給機構 30及び第 2液体回収機構 40によって液体 LQの供給及び回収を行 、、基準部材 300上に液 体 LQの液浸領域 AR2'を形成する。制御装置 CONTは、光学部材 83の液体接触 面 83A及び基準部材 300の表面 301 Aに液体 LQを接触させた状態で、基板ァライ メント系 82を使って、基準部材 300上の基準マーク PFMを液体 LQを介して計測す る。基板ァライメント系 82が基準部材 PFMを計測して 、るときの基板ステージ PSTの 位置は XY干渉計 56によって計測されている。したがって、制御装置 CONTは、 XY 干渉計 56によって規定される座標系内での基準マーク PFMの位置情報を求めるこ とができる（ステップ SA4)。
[0062] 次に、制御装置 CONTは、計測ステーション STAの第 2液体供給機構 30及び第 2 液体回収機構 40を使って液体 LQの供給及び回収を行 ヽ、計測ステーション STA に配置されている基板 P上又は基板ステージ PST上に液体 LQを配置して液浸領域 AR2'を形成する。そして、制御装置 CONTは、基板ステージ PSTを XY方向に移 動し、基板 P上の複数のショット領域 S1— S24に付随して設けられた複数のァラィメ ントマーク 1を基板ァライメント系 82の検出領域に順次配置する。制御装置 CONTは 、基板 P上に液体 LQを配置して液浸領域 AR2'を形成した状態で、基板ァライメント 系 82によって基板 P上の複数のァライメントマーク 1を液体 LQを介して順次計測する 。このときも、液浸領域 AR2'の液体 LQは基板ァライメント系 82の光学部材 83の液 体接触面 83Aに接触しており、基板ァライメント系 82は光学部材 83の液体接触面 8 3Aに液体 LQを接触させた状態でァライメントマーク 1を計測する。基板ァライメント 系 82がァライメントマーク 1を計測しているときの基板ステージ PSTの位置は XY干渉 計 56によってモニタされている。その結果、制御装置 CONTは、 XY干渉計 56によ つて規定される座標系内での各ァライメントマーク 1の位置情報を求めることができる (ステップ SA5)。
[0063] また基板ァライメント系 82は、 XY干渉計 56によって規定される座標系内に検出基 準位置を有しており、ァライメントマーク 1の位置情報は、その検出基準位置との偏差 として検出される。
[0064] なお本実施形態の基板ァライメント系 82では、基板ステージ PSTを静止させてマ ーク上にハロゲンランプ力 の白色光等の照明光を照射して、得られたマークの画像 を撮像素子により所定の撮像視野内で撮像し、画像処理によってマークの位置を計 測する FIA (フィールド ·イメージ ·ァライメント）方式が採用されて!、る。
[0065] ここで、本実施形態では、例えば特開昭 61— 44429号公報に開示されているような 、所謂 EGA (ェンハンスド 'グローバル'ァライメント）方式によりショット領域 S1— S24 の位置情報が求められる。そのため、制御装置 CONTは、基板 P上に形成された複 数のショット領域 S1— S24のうち、少なくとも三つの領域 (EGAショット領域）を指定し 、各ショット領域に付随したァライメントマーク 1を基板ァライメント系 82を使つて検出 する。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国)の国内法令で許される 限りにおいて、上記公報における開示を援用して本明細書の一部とする。なお、基 板ァライメント系 82は基板 P上の全てのァライメントマーク 1を検出してもよい。
[0066] 制御装置 CONTは、ァライメントマーク 1の位置情報の検出結果に基づいて、基板 P上の複数のショット領域 S1— S24それぞれの位置情報を演算処理 (EGA処理）に よって求める（ステップ SA6)。 [0067] EGA方式では、上記 EGAショット領域に付随したァライメントマーク 1の位置情報（ 座標位置)を基板ァライメント系 82を使って検出した後、その検出値と設計値とに基 づいて基板 P上のショット領域 S1— S24の配列特性 (位置情報）に関する誤差パラメ ータ (オフセット、スケール、回転、直交度)を最小二乗法等により統計演算して決定 する。そして、この決定されたパラメータの値に基づいて、基板 P上の全てのショット 領域 S1— S24に対してその設計上の座標値を補正する。これにより、基板ァライメン ト系 82の検出基準位置と、基板ステージ PSTに載置された基板 P上の各ショット領域 との位置関係が決定される。すなわち、制御装置 CONTは、レーザ干渉計 56の出 力から基板ァライメント系 82の検出基準位置に対して基板 P上の各ショット領域がど こに位置して 、る力を知ることができる。
[0068] ここで、図 1に示すように、計測ステーション STAの基板ァライメント系 82の検出領 域と、フォーカス'レべリング検出系 70の検出領域とはほぼ同じ、あるいは近接して設 けられている。そして、液浸領域 AR2'には、基板ァライメント系 82の検出光と、フォ 一カスレべリング検出系 70の検出光との双方が同時に照射可能である。つまり、計 測ステーション STAの基板ァライメント系 82の検出領域と、フォーカス'レベリング検 出系 70の検出領域との双方が、液浸領域 AR2'の内側に設けられている。したがつ て、制御装置 CONTは、基板ァライメント系 82による計測と、フォーカス'レベリング 検出系 70による計測とを略同時に行うことができる。具体的には、上記ステップ SA1 とステップ SA4とを並行して行うことができる。あるいは、上記ステップ SA2とステップ SA5とを並行して行うこともできる。これにより、計測処理時間を短縮することができる
[0069] なお、複数のァライメントマーク 1の位置情報の検出 (ステップ SA5)を行った後、基 板 Pの面情報の検出 (ステップ SA2)を行ってもよい。あるいは、基板 Pの面情報の検 出とァライメントマーク 1の位置情報の検出とを交互に行ってもよい。あるいは、マーク の XY位置の検出（ステップ SA4、 SA5)を行った後、 Z位置の検出（ステップ SA1、 S A2)を行ってもよい。すなわち、上述した各ステップの順番は任意に変更可能である
[0070] そして、ステップ SA4で計測した基準マーク PFMの位置情報と、ステップ SA5で計 測した基板 P上の複数のァライメントマーク 1の位置情報とにより、制御装置 CONTは 、基準マーク PFMと基板 P上の複数のァライメントマーク 1との位置関係を求めること ができる。また、ステップ SA6の EGA処理により、複数のァライメントマーク 1とショット 領域 S1— S24との位置関係は求められている。したがって、制御装置 CONTは、前 記求めた基準マーク PFMと基板 P上の複数のァライメントマーク 1との位置関係に基 づいて、基準マーク PFMと基板 P上の複数のショット領域 S1— S24との位置関係を それぞれ求めることができる。また、上述したように、基準マーク PFMと基準マーク M FMとは所定の位置関係で設けられていて既知であるため、制御装置 CONTは、 X Y平面内における基準マーク MFMと基板 P上の複数のショット領域 S1— S24との位 置関係をそれぞれ決定することができる。
[0071] 上述したような計測ステーション STAでの計測処理 (ステップ SA1— SA6)を終え た第 2基板ステージ PST2は、露光ステーション STEに移動される。なお、基板ステ ージ PSTが計測ステーション STAから露光ステーション STEに移動する前に、制御 装置 CONTは、第 2液体回収機構 40を使って、基板 Pや基板ステージ PST上の液 体 LQを回収する。一方、露光ステーション STEに配置されていた第 1基板ステージ PST1は、計測ステーション STAに移動される。ここで、露光ステーション STEにお V、ては、計測ステーション STAでの第 2基板ステージ PST2に対する計測処理と並 行して、第 1基板ステージ PST1に保持された基板 Pに対する露光処理が行われて いる。
そして、露光処理を終えた基板 Pを保持した第 1基板ステージ PST1が計測ステー シヨン STAに移動される。計測ステーション STAに移動した第 1基板ステージ PST1 上の基板 Pは搬出（アンロード)される。そして、新たな露光処理されるべき基板 Pが 計測ステーション STAの第 1基板ステージ PST1に搬入 (ロード)され、上述した計測 処理が行われる。
[0072] [ウエット状態での XY位置の検出（露光ステーション） ]
一方、計測ステーション STA力 露光ステーション STEに移動された第 2基板ステ ージ PST2に対して、制御装置 CONTは、マスクァライメント系 84を使った計測処理 を行う。制御装置 CONTは、マスクァライメント系 84により基準部材 300上の基準マ ーク MFMを検出できるように、すなわち、投影光学系 PLの先端部の光学素子 2と基 準部材 300とが対向するように、基板ステージ PSTを XY方向に移動する。そして、 制御装置 CONTは、露光ステーション STEの第 1液体供給機構 10及び第 1液体回 収機構 20を使って液体 LQの供給及び回収を行 ヽ、投影光学系 PLの光学素子 2と 基準部材 300との間に液体 LQを満たして液浸領域 AR2を形成する。そして、制御 装置 CONTは、マスクァライメント系 84を使って、マスク M、投影光学系 PL、及び液 体 LQを介して基準マーク MFMの検出を行う（ステップ SA7)。
[0073] すなわち、制御装置 CONTは、マスク M上のマークと基準マーク MFMとの位置関 係を投影光学系 PLと液体 LQとを介して検出する。これにより投影光学系 PLと液体 L Qとを介して、 XY平面内におけるマスク Mの位置、すなわちマスク Mのパターンの像 の投影位置情報と基準マーク MFMとの位置関係が計測される。
[0074] なお本実施形態のマスクァライメント系 84では、マークに対して光を照射し、 CCD カメラ等で撮像したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出する VRA (ビジュアル ·レチクル ·ァライメント）方式が採用されて!、る。
[0075] そして、上記基板ァライメント系 82を使って計測した基準マーク PFMと基板 P上の 各ショット領域 S1— S24との位置関係の情報と、上記マスクァライメント系 84を使って 計測したマスク Mのパターンの像の投影位置と基準マーク MFMとの位置関係の情 報と、所定の位置関係で設けられて 、る既知である基準マーク PFMと基準マーク M FMとの位置関係の情報とに基づいて、制御装置 CONTは、基板 P上のショット領域 S1— S24と投影光学系 PL及び液体 LQを介したマスク Mのパターンの像の投影位 置とを位置合わせすることができる。
[0076] [ウエット状態での Z位置の検出（露光ステーション) ]
また、制御装置 CONTは、投影光学系 PLの光学素子 2と基板 Pとを対向するように 基板ステージ PSTを移動した後、第 1液体供給機構 10及び第 1液体回収機構 20に よって液体 LQの供給及び回収を行 ヽ、基板 P上に液体 LQの液浸領域 AR2を形成 する。
そして、制御装置 CONTは、露光ステーション STEに設けられているフォーカス 'レ ベリング検出系 70を使って、第 2基板ステージ PST2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 STAで検出した検出点よりも少な 、数の検出点の Z位 置情報を液体 LQを介して検出する (ステップ SA8)。
[0077] 更に、制御装置 CONTは、基板 P表面の検出点の位置情報をフォーカス'レベリン グ検出系 70を使って検出したときの、 Zチルトステージ 52の Z位置情報を、 Z干渉計 58を使って計測する。 Z干渉計 58により、 Zチルトステージ 52の Z軸方向の位置 (位 置 Zに対する位置）が検出される。基板 P表面の近似平面はステップ SA3において
0
求められているため、制御装置 CONTは、露光ステーション STE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 STEにおける Z チルトステージ 52 (位置 Z )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
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きる。
[0078] また、制御装置 CONTは、第 2基板ステージ PST2を移動し、投影光学系 PLの光 学素子 2と基準部材 300との間に液体 LQを満たした状態で、基準部材 300の表面（ 基準面） 301Aをフォーカス'レべリング検出系 70で検出し、投影光学系 PL及び液 体 LQを介して形成される像面と基準部材 300の表面 301 Aとの関係を計測する (ス テツプ SA9)。
[0079] ここで、フォーカス'レべリング検出系 70は、ウエット状態において、投影光学系 PL により液体 LQを介して形成される像面と被検面との位置関係 (ずれ)を検出できるよ うになつている。したがって、フォーカス'レべリング検出系 70は、ウエット状態で基準 部材 300の表面 301Aを検出することによって、位置 Zを基準とした、投影光学系 P
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L及び液体 LQを介して形成される像面と基板 P表面との位置関係を求めることがで きる。
[0080] なお、投影光学系 PLと液体 LQとを介して形成される像面を計測するために、空間 像計測センサ 500を使ってもよい。その場合、制御装置 CONTは、投影光学系 PL の光学素子 2と空間像計測センサ 500の上板 501の上面（基準面） 501Aとを対向さ せ、光学素子 2と上面 501 Aとの間に液体 LQを満たして液浸領域 AR2を形成する。 その状態で、制御装置 CONTは、投影光学系 PL及び液体 LQを介して空間像計測 センサ 500に露光光 ELを照射しつつ、 Zチルトステージ 52を Z軸方向に移動し、空 間像計測センサ 500を使って最良結像面 (像面)を検出する。そして、最良結像面を 検出したときの Zチルトステージ 52の位置を Z干渉計 58で計測することにより、位置 Z を基準とした投影光学系 PLと液体 LQとを介して形成される像面の位置を求めること
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ができる。したがって、これに基づいて、投影光学系 PLと液体 LQとを介して形成され る像面と、基板 P表面との位置関係を求めることができる。
[0081] また、制御装置 CONTは、基板 Pの露光を行う前に、例えば投影光学系 PLの光学 素子 2と照度ムラセンサ 400の上板 401の上面 401Aとの間液体 LQを満たした状態 で、照明光学系 ILより露光光 ELを射出し、投影光学系 PLと液体 LQとを介して、照 度ムラセンサ 400により投影領域 AR1内における露光光 ELの照度分布を検出する ことができる。制御装置 CONTは、照度ムラセンサ 400の上面 401A上に液体 LQの 液浸領域を形成した状態で、露光光 ELが照射される照射領域 (投影領域)内の複 数の位置で順次照度ムラセンサ 400のピンホール部 470を移動させる。制御装置 C ONTは、照度ムラセンサ 400の検出結果に基づいて、投影光学系 PLの投影領域 A R1内における露光光 ELの照度分布が所望状態となるように、その露光光 ELの照度 分布を適宜補正する。同様に、制御装置 CONTは、上述した照射量センサを使って 露光光 ELの照度を計測し、その計測結果に基づ!/、て適宜補正を行う。
[0082] [ウエット状態でのァライメント及び露光 (露光ステーション) ]
以上のような計測処理が終了すると、制御装置 CONTは、基板 P上の各ショット領 域 S1— S24を露光するために、第 1液体供給機構 10及び第 1液体回収機構 20によ つて液体 LQの供給及び回収を行いながら基板ステージ PSTを移動して投影光学系 PLの下の液浸領域 AR2を基板 P上へ移動する。基準部材 300を含む基板ステージ PSTの上面 61と、基板 Pの表面はそれぞれほぼ同じ高さなので、投影光学系 PLの 下に液体 LQを保持した状態で基板ステージ PSTを XY方向に移動することができる 。そして、前述の計測処理中に求めた各情報を使って、基板 P上の各ショット領域 S1 一 S24を走査露光する（ステップ SA10)。
[0083] そして、各ショット領域 S1— S24のそれぞれに対する走査露光中には、基準マーク PFMと各ショット領域 S1— S24との位置関係の情報、及び基準マーク MFMを使つ て求めたマスク Mのパターンの像の投影位置情報に基づ!/、て、基板 P上の各ショット 領域 SI— S20とマスク Mとの位置合わせが行われる。
[0084] また、各ショット領域 S1— S24に対する走査露光中は、計測ステーション STAで求 めた、位置 Zを基準とした基準部材 300の表面 (基準面） 301Aと基板 P表面との位
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置関係の情報、及び露光ステーション STEで求めた、基準部材 300の表面 301Aと 投影光学系 PL及び液体 LQを介して形成される像面との位置関係の情報に基づい て、露光ステーション STEのフォーカス'レべリング検出系 70を使うことなしに、基板 P 表面と投影光学系 PL及び液体 LQを介して形成される像面との位置関係を調整 (補 正）しつつ露光が行われる。つまり、液浸走査露光を行う際には、ステップ SA8、 SA 9で得られた基板 P表面の近似表面に関する情報と、基準部材 300の表面 (基準面） 301Aの Z位置に関する情報とに基づいて、投影光学系 PLと液体 LQとを介した像 面と基板 P表面 (露光面）とが合致するように、 Zチルトステージ 52が駆動される。これ により、各ショット領域 S1— S24に対して、基板 Pの姿勢 (Ζ、 Θ X、及び θ Y位置）を 適切に調整した状態で、液浸露光を行うことができる。なお、ステップ SA2で基板 P 上の全てのショット領域 S1— S24について位置情報を検出した場合は、各ショット領 域毎に、基準部材 300の表面 301 Aとの間の Z方向の位置に関する関係が得られる 。これに対し、ステップ SA2で基板 P上の一部のショット領域についてのみ Z方向の 位置情報を検出した場合は、得られた近似表面 (Χ、 Υ、 Ζ座標で表される）に基づい て、各ショット領域に対応する ΧΥ平面内での位置における Ζ方向の位置情報を演算 等により求めておけばよい。
[0085] なお、走査露光中に露光ステーション STEのフォーカス.レべリング検出系 70を使 つて基板 Ρ表面の面情報 (ΧΥ平面内での Ζ位置情報）を検出し、基板 Ρ表面と液体 L Qを介して形成される像面との位置関係の調整結果の確認に用いるようにしてもょ 、
[0086] なお、上述した実施形態では、基板 Ρ表面と液体 LQを介して形成される像面との 位置関係の調整は、基板 Ρを保持する Ζチルトステージ 52を駆動することによって行 つて 、るが、マスク Μや投影光学系 PLを構成する複数のレンズの一部を動力して、 像面を基板 P表面に合わせるようにしてもょ ヽ。
[0087] 第 2基板ステージ PST2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 CONTは、露光ステーション STEの第 2基板ステージ PST2を計測ステーション S TAに移動する。これと並行して、計測ステーション STA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 PST1が露光ステーション STEに移動する。
[0088] 制御装置 CONTは、計測ステーション STAに移動した第 2基板ステージ PST2に 保持されて ヽる露光処理済みの基板 Pを、不図示の搬送系を使って搬出する。
[0089] 以上説明したように、ツインステージ型露光装置 EXの露光ステーション STEで基 板 P上に液体 LQを配置したウエット状態で露光 (液浸露光)する場合にお!、て、計測 ステーション STAで計測処理するときにお 、ても、基板 Pあるいは基板ステージ PST 上に液体 LQを配置したウエット状態で計測することで、液浸露光処理時とほぼ同じ 条件のもとで計測処理を行うことができる。したがって、計測誤差の発生を抑え、その 計測結果に基づいて精度良く露光処理することができる。
[0090] すなわち、基板 Pや基板ステージ PST上に液体 LQを配置したとき、その液体 LQの 圧力や自重などによって、基板 Pや基板ステージ PSTに力が作用し、その基板 Pや 基板ステージ PSTが僅かながら変形する可能性がある。その場合、例えば液体 LQ を配置しな 、非液浸状態 (ドライ状態)での基板 P (又は基板ステージ PST)の表面形 状と、液体 LQを配置した液浸状態 (ウエット状態)での基板 P (又は基板ステージ PS T)の表面形状とが互いに異なる場合が生じる。すると、例えばドライ状態で計測した ときの基板 Pの面位置情報の計測結果と、ウエット状態にしたときの実際の基板 Pの 面位置とが互いに異なる状況が発生する。
[0091] あるいは、液体 LQの屈折率によって、基板 Pの面情報を液体 LQを介して計測する ときの検出光の光路と、液体 LQを介さないで計測するときの検出光の光路とが互い に異なる状況も発生する。このような状況が発生した場合、ドライ状態での計測結果 に基づ!/ヽて基板 Pの面位置を調整すると、例えば投影光学系 PLと液体 LQとを介し て形成される像面に基板 P表面を合致させることが困難になる。
[0092] ところが、計測ステーション STAにお 、てウエット状態で計測し、その計測結果に基 づ 、て、露光ステーション STEで基板 Pをウエット状態で露光するときの基板 Pの面 位置を調整 (補正)することで、計測ステーション STAでの計測結果を露光ステーシ ヨン STEでの露光に反映させることができ、基板 Pの面位置を所望の位置に配置する ことができる。
[0093] また、本実施形態にぉ ヽては、計測ステーション STAで液浸領域 AR2'を形成す るときに、投影光学系 PLの光学素子 2の液体接触面 2Aとほぼ同じ液体接触面 83A に液体 LQを接触させるようにしたので、露光ステーション STEで形成される液浸領 域 AR2の状態と計測ステーション STAで形成される液浸領域 AR2，の状態とをほぼ 同じにすることができる。したがって、計測ステーション STAでの計測精度を向上す ることがでさる。
[0094] また、本実施形態における露光装置 EXはツインステージ型露光装置であり、計測 ステーション STAにおいて、基板 Pの面位置情報を予め計測しておくことにより、露 光ステーション STEにおいて、前記計測結果に基づいて、基板 P表面と投影光学系 PL及び液体 LQを介した像面との位置関係の調整を効率良く行うことができ、スルー プットを向上できる。
[0095] そして、本実施形態にぉ 、ては、計測ステーション STAで計測した基板 Pの面位置 情報に基づいて基板 Pの近似平面を予め求めておき、その求めた結果に基づいて 基板 P表面を投影光学系 PL及び液体 LQを介した像面に合致させるために Zチルト ステージ 52をフィードフォワード制御で駆動する。したがって、基板 P表面に微小変 形成分 (高次変形成分)があったとしても、 Zチルトステージ 52による位置関係の調整 動作を変形成分に追従させることができ、投影光学系 PL及び液体 LQを介して形成 された像面と基板 P表面 (露光面）とを合致させることが可能となる。例えば露光ステ ーシヨン STEに設けられたフォーカス'レべリング検出系 70の検出結果に基づいて 投影光学系 PL及び液体 LQを介して形成された像面と基板 P表面とを合致させるた めに Zチルトステージ 52をフィードバック制御で駆動する構成では、フィードバック系 の応答周波数などに応じて Zチルトステージ 52を駆動するときの応答性 (追従性）に 限界が生じる場合がある。し力しながら、予め求めた基板 Pの近似平面に基づいて Z チルトステージ 52をフィードフォワード制御で駆動することで、 Zチルトステージ 52を 高 、応答性 (追従性)で駆動することができる。
[0096] なお、走査露光中に露光ステーション STEのフォーカス.レべリング検出系 70を使 つて基板 P表面の面情報を検出し、走査露光中に検出された面情報を、計測ステー シヨン STAで予め求めた基板 Pの近似平面に更にカ卩味して、基板 P表面と像面との 位置関係を Zチルトステージ 52を駆動して調整するようにしてもよい。つまり、前記フ イードフォワード制御とフィードバック制御とを併用するようにしてもよい。
[0097] なお、本実施形態にぉ 、ては、計測ステーション STAの基板ァライメント系 82は、 ウエット状態で基板 P上のァライメントマーク 1及び基準部材 300の基準マーク PFM を計測する構成であるが、ドライ状態でマーク計測を行うようにしてもよい。こうするこ とによっても、基板 Pと基準マーク PFMとの位置関係を求めることができる。
[0098] ところで、上述した実施形態においては、計測ステーション STAのフォーカス 'レベ リング検出系 70の計測結果に基づ 、て、露光ステーション STEで基板 Pを露光する ときの基板 P表面の位置を補正して 、るが、荷重センサ 64の計測結果に基づ 、て、 露光ステーション STEでの基板 Pの面位置を補正することもできる。ここで、上述した ように、荷重センサ 64A— 64Cは基板 Pを保持する基板ホルダ PHの下に設けられて おり、液体 LQが基板 Pに及ぼす力を基板ホルダ PHを介して計測することができる。 そして、荷重センサ 64の計測結果も考慮して基板 Pの面位置を補正することにより、 制御装置 CONTは、投影光学系 PLと液体 LQとを介して形成される像面と基板 P表 面との位置合わせをより高精度に行うことができる。
[0099] つまり、上述した実施形態においては、計測ステーション STAでウエット状態で基 板 Pの面位置を計測して基板 Pの近似平面を導出し、露光ステーション STEで基板 P 表面の 1つの検出点の Z位置情報を検出し、位置 Zを基準とした基板 P表面の近似
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平面を導出する構成である。この場合、計測ステーション STAで形成された液浸領 域 AR2'の液体 LQが基板 Pに及ぼす力と、露光ステーション STEで形成された液浸 領域 AR2の液体 LQが基板 Pに及ぼす力とが同じであれば、投影光学系 PLと液体 L Qとを介して形成される像面と基板 P表面との位置合わせを良好に行うことができる。 ところが、計測ステーション STAで形成された液浸領域 AR2'の液体 LQが基板 Pに 及ぼす力と、露光ステーション STEで形成された液浸領域 AR2の液体 LQが基板 P に及ぼす力とが異なる場合、計測誤差が生じる。
[0100] 例えば、液体供給機構や液体回収機構の性能のばらつきなどに起因して、計測ス テーシヨン STAで形成される液浸領域 AR2'の液体 LQの量 (重さ）と、露光ステーシ ヨン STEで形成される液浸領域 AR2の液体 LQの量 (重さ）とが互いに異なる状況が 生じる可能性がある。例えば計測ステーション STAで形成された液浸領域 AR2'の 液体 LQの量 (重さ）が Aである場合、基板 Pの表面形状が、図 5のライン L1で示すよ うな形状になるとする。一方、露光ステーション STEで形成された液浸領域 AR2の液 体 LQの量 (重さ）が A+ αである場合、基板 Ρの表面形状は、図 5のライン L2で示す ような形状になるとする。ここで、基板 Ρの表面形状の変形量は、液体 LQの重さに応 じてほぼ比例的に変化するものとする。
[0101] その場合、計測ステーション STAで求めた基板 Ρの近似平面であるライン L1に基 づいて、露光ステーション STEでの基板 Ρ表面の位置補正を行おうとすると、露光ス テーシヨン STEでの基板 Ρの実際の表面形状はライン L2であるため、投影光学系 Ρ Lと液体 LQとを介して形成された像面に、基板 Ρ表面を合致させることが困難となる。
[0102] そこで、制御装置 CONTは、荷重センサ 64の計測結果に基づ 、て、露光ステーシ ヨン STEでの基板 Ρの面位置を補正する。
[0103] 具体的には、制御装置 CONTは、計測ステーション STAにお 、て、第 2液体供給 機構 30及び第 2液体回収機構 40によって基板 Ρ上に液体 LQを配置した状態で、荷 重センサ 64Α— 64Cを使って、液体 LQが基板 Ρに及ぼす力を計測する。また、制御 装置 CONTは、そのときの基板 Pの表面形状をフォーカス'レべリング検出系 70を使 つて計測する。更に、制御装置 CONTは、荷重センサ 64A— 64Cで計測した加重 情報 (加重分布情報)と、フォーカス'レべリング検出系 70を使って計測した形状情報 とを対応付けて記憶する。
[0104] 次いで、制御装置 CONTは、計測ステーション STAで計測した基板 Pを保持した 基板ステージ PSTを露光ステーション STEに移動する。そして、制御装置 CONTは 、露光ステーション STEにおいて、第 1液体供給機構 10及び第 1液体回収機構 20 によって基板 P上に液体 LQを配置した状態で、荷重センサ 64A— 64Cを使って、液 体 LQが基板 Pに及ぼす力を計測する。また、制御装置 CONTは、そのときの基板 P の 1つの検出点の Z位置情報をフォーカス'レべリング検出系 70を使って計測する。
[0105] 計測ステーション STAで荷重センサ 64A— 64Cを使って計測した計測結果が A、 そのときのフォーカス'レべリング検出系 70を使って計測した基板 Pの表面形状がラ イン Ll、露光ステーション STEで荷重センサ 64A— 64Cを使って計測した計測結果 が A+ αである場合、制御装置 CONTは、露光ステーション STEにおいて液体 LQ を配置した状態での基板 Ρの表面形状を、ライン L2であると推定することができる。こ のように、制御装置 CONTは、荷重センサ 64Α— 64Cの計測結果に基づいて、フォ 一カス'レべリング検出系 70を使って求めた基板 Ρの近似平面を補正することができ る。
そして、制御装置 CONTは、ライン L2である基板 P表面と投影光学系 PLと液体 L Qとを介した像面とを合致させるための Zチルトステージ 52の駆動量に関する補正量 を決定する。
[0106] ここで、露光ステーション STEでの荷重センサ 64の計測結果から、基板 Pの近似平 面を補正するためには、基板 Pやその基板 Pを保持する基板ホルダ PHの剛性に関 する情報などが必要となる。その剛性に関する情報などは、例えば実験ゃシミュレ一 シヨンによって予め求めることができる。例えば、基板ホルダ PHに保持されている基 板 P上にそれぞれ異なる量の液体 LQを配置したときの、荷重センサ 64の計測結果と 、そのときのフォーカス'レペリング検出系 70の計測結果 (基板の変形量)とから、す なわち液体 LQによって作用される力に対応する基板 P (基板ホルダ PH)の変形量か ら、基板 Pや基板ホルダ PHの剛性を求めることができる。そして、制御装置 CONTは 、その剛性に関する情報を記憶しておくことで、露光ステーション STEでの荷重セン サ 64の計測結果と、計測ステーション STAで導出した基板 Pの近似平面とに基づ ヽ て、露光ステーション STEでの基板 Pの近似平面を導出することができる。
[0107] このように、計測ステーション STAにお 、て、基板 Pに液体 LQを配置した状態で、 フォーカス'レべリング検出系 70の計測結果に基づいて基板 Pの近似平面を求める とともに、そのときの液体 LQが基板 Pに及ぼす力を荷重センサ 64で計測して、基板 P に関する第 1の面情報であるライン L1を求め、次いで、露光ステーション STEにおい て、基板 P上に液体 LQを配置した状態で、液体 LQが基板 Pに及ぼす力を荷重セン サ 64で計測し、その計測結果に基づいて、第 2の面情報であるライン L2を求めること ができる。そして、ライン L1とライン L2とに基づいて、露光ステーション STEにおける 基板 Pの面位置を補正するための Zチルトステージ 52の駆動量の補正量を決定する 。これにより、制御装置 CONTは、計測ステーション STAでの液浸領域 AR2'の状 態 (重さ）と、露光ステーション STEでの液浸領域 AR2の状態 (重さ）とが互いに異な つて ヽても、投影光学系 PL及び液体 LQを介して形成された像面と基板 P表面とを 合致させることができる。
[0108] また、本実施形態にぉ 、ては基板 P上の一部に（局所的に)液体 LQの液浸領域 A R2を形成する構成であり、その液浸領域 AR2が基板 P上で形成される位置によって も、基板 Pの表面形状がそれぞれ異なる状況が発生する。つまり、図 6 (a)の模式図 において、符号 AR2aで示すように、液浸領域 AR2が基板 P (又は基板ステージ PS T)の- X側に形成されて!、る場合には、図 6 (b)のライン Laで示すように、例えば基 板 Pの X側の領域に顕著な変形が生じる可能性がある。なおライン Laは基板 Pの表 面形状 (変形量)を模式的に示したものである。また、図 6 (&)の符号^21)、 AR2c で示すような位置に液浸領域 AR2が形成される場合には、図 6 (b)のライン Lb、 Lc で示すようにその液浸領域 AR2の位置に応じた基板 Pの位置に顕著な変形が生じる 可能性がある。
[0109] このように、基板 P (基板ステージ PST)の移動に伴って液体 LQの液浸領域の位置 が符号 AR2a、 AR2b、 AR2cで示すように移動し、基板 Pの面方向における液浸領 域の位置に応じて、基板 Pや基板ステージ PSTの表面形状 (変形量)が変化する可 能性がある。このとき、フォーカス'レべリング検出系 70は、液浸領域 AR2 (AR2' )の 液体 LQを介して基板 P上の比較的小領域での Z位置を計測する構成であるため、 基板 P全体のグローバルな変形 (グロ一ノ レな表面形状)を計測することは困難であ る。そこで、制御装置 CONTは、複数位置に設けられた荷重センサ 64A— 64Cの計 測結果に基づ 、て、基板 P全体のグローバルな変形 (表面形状)を求めることができ る。荷重センサ 64A— 64Cは複数位置（3箇所）に設けられているので、液体 LQが 配置された状態での基板 Pの複数位置（3箇所)のそれぞれにつ 、ての加重を計測 することができる。液浸領域の位置の移動に伴って、複数の荷重センサ 64A— 64C それぞれの出力は変化する。制御装置 CONTは、フォーカス'レべリング検出系 70 を使って求めた近似平面に関する情報と、荷重センサ 64A— 64Cの計測結果に基 づいて、基板ホルダ PHを含む基板 Pの変形量、ひいては基板 P全体のグローバルな 変形 (表面形状)を所定の演算処理を施すことで求めることができる。ここで、荷重セ ンサ 64の計測結果に基づ 、て基板 Pのグローバルな表面形状を求めるときは、例え ば基板ホルダ PHや基板 Pの剛性などを考慮することで求めることができる。
[0110] なお、本実施形態においては、荷重センサ 64A— 64Cを基板ホルダ PHの下面と、 Zチルトステージ 52の底面 62との間に設けた構成とした力 荷重センサ (計測器)の 配置位置はこれに限定されるものではない。例えば、光学素子 2と基板 P (基板ホル ダ PH)との間にガラス平板等の露光光を透過させる部材を配置し、このガラス平板と 基板 Pとの間に液体 LQを供給して液浸領域 AR2を形成する液浸露光方法にぉ ヽて は、そのガラス平板側に荷重センサのような計測器を配置してもよい。そして、その計 測器 (荷重センサ）を用いて基板 Pに加わる力を計測する。この場合、計測ステーショ ン STAにおいても、基板ァライメント系（第 1マーク検出系）と基板 P (基板ホルダ PH) との間に、露光ステーション STEのガラス平板と等価な部材を配置し、更に荷重セン サ等の計測器を配置しておく。そして、その等価な部材 (ガラス平板)と基板 Pとの間 に所定の液体を供給して液浸領域 AR2を形成した状態で、計測器 (荷重センサ)を 用いて基板 Pに加わる力を求めておく。なお、本実施形態では、液浸状態で露光処 理を行う前の計測処理にぉ 、ても液浸状態となるように構成することで、露光処理時 とほぼ同じ条件のもとで計測処理が行われるようにしてある。ところで、基板 P上の液 体の有無によって基板 Pの温度が変化する場合が考えられ、それによつて基板 Pや その基板 Pを保持している基板ホルダ PHが変形する可能性がある。そこで、計測処 理ゃ露光処理を行う際は、液浸領域 AR2、 AR2'を形成してから所定時聞が経って 基板 Pや基板ホルダ PHが熱的に安定した状態となった後に、計測処理や露光処理 を行うようにしてもよい。
また、計測ステーション STAにおける計測対象は、本実施形態に限定されるもので はな 、。基板ステージ PST上に配置された基準部材 300や基板 Pの位置に関する 情報とは直接関係しないような情報を、基板ステージ PSTに内蔵あるいは着脱可能 に取り付けられたセンサ等で計測するようにしてもよい。例えば、液体 LQの温度や汚 染度に関する情報を計測するようにしてもよい。
[0111] 上述したように、本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や 光学素子 (レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する 悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板 Pの表面、及び投 影光学系 PLの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待でき る。なお工場等力 供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製 造器を持つようにしてもよい。
[0112] 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. 4 4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 lZn、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の開口数をより増カロさせることができ、この点でも解像度が向上する。
[0113] なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数 NAが 0. 9 一 1. 3になることもある。このように投影光学系の開口数 NAが大きくなる場合には、 従来から露光光として用いられて!/、るランダム偏光光では偏光効果によって結像性 能が悪ィ匕することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク (レ チクル）のライン 'アンド'スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた 直線偏光照明を行い、マスク（レチクル)のパターンからは、 S偏光成分 (TE偏光成 分)、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射 出されるようにするとよい。投影光学系 PLと基板 P表面に塗布されたレジストとの間が 液体で満たされて ヽる場合、投影光学系 PLと基板 P表面に塗布されたレジストとの 間が空気 (気体)で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与する S偏 光成分 (TE偏光成分)の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光 学系の開口数 NAが 1. 0を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。 また、位相シフトマスクゃ特開平 6— 188169号公報に開示されているようなラインパ ターンの長手方向に合わせた斜入射照明法 (特にダイポール照明法)等を適宜組み 合わせると更に効果的である。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した指定国) の国内法令で許される限りにお ヽて、上記各公報における開示を援用して本明細書 の一部とする。
[0114] また、例えば ArFエキシマレーザを露光光とし、 1Z4程度の縮小倍率の投影光学 系 PLを使って、微細なライン 'アンド'スペースパターン（例えば 25— 50nm程度のラ イン 'アンド'スペース）を基板 P上に露光するような場合、マスク Mの構造 (例えばパ ターンの微細度やクロムの厚み）によっては、 Wave guide効果によりマスク Mが偏光 板として作用し、コントラストを低下させる P偏光成分 (TM偏光成分)の回折光より S 偏光成分 (TE偏光成分)の回折光が多くマスク M力も射出されるようになる。この場 合、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスク Mを照 明しても、投影光学系 PLの開口数 NAが 0. 9-1. 3のように大きい場合でも高い解 像性能を得ることができる。また、マスク M上の極微細なライン 'アンド'スペースパタ ーンを基板 P上に露光するような場合、 Wire Grid効果により P偏光成分 (TM偏光成 分)が S偏光成分 (TE偏光成分)よりも大きくなる可能性もあるが、例えば ArFエキシ マレーザを露光光とし、 1Z4程度の縮小倍率の投影光学系 PLを使って、 25nmより 大きいライン 'アンド'スペースパターンを基板 P上に露光するような場合には、 S偏光 成分 (TE偏光成分)の回折光が P偏光成分 (TM偏光成分)の回折光よりも多くマス ク M力 射出されるので、投影光学系 PLの開口数 NAが 0. 9-1. 3のように大きい 場合でも高 ヽ解像性能を得ることができる。
[0115] 更に、マスク（レチクル)のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（S 偏光照明）だけでなぐ特開平 6-53120号公報に開示されているように、光軸を中 心とした円の接線 (周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合 わせも効果的である。特に、マスク（レチクル)のパターンが所定の一方向に延びるラ インパターンだけでなぐ複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在する場合 には、同じく特開平 6— 53120号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の 接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影 光学系の開口数 NAが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。本国際出 願で指定した指定国 (又は選択した指定国）の国内法令で許される限りにおいて、上 記各公報における開示を援用して本明細書の一部とする。
[0116] 本実施形態では、投影光学系 PLの先端に光学素子 2が取り付けられており、この レンズにより投影光学系 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であってもよ ヽ。
[0117] 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ぐその圧 力によって光学素子が動かな 、ように堅固に固定してもよ 、。
[0118] なお、本実施形態では、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力も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 ヽ。
[0119] なお、本実施形態の液体 LQは水である力 水以外の液体であってもよい、例えば
、露光光 ELの光源が Fレーザである場合、この Fレーザ光は水を透過しないので、
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液体 LQとしては Fレーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル (PFPE)や
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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！ヽ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 つてできるだけ屈折率が高ぐ投影光学系 PLや基板 P表面に塗布されているフオトレ 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。この場合も表 面処理は用いる液体 LQの極性に応じて行われる。
[0120] 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ェハ のみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミック ウェハ、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 コンウェハ）等が適用される。
[0121] 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 查露光するステップ ·アンド'スキャン方式の走査型露光装置 (スキャニングステツパ） 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 (ステツ ノ にも適用することができる。また、本発明は基板 P上で少なくとも 2つのパターンを 部分的に重ねて転写するステップ 'アンド'ステイッチ方式の露光装置にも適用できる
[0122] また、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 1Z8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ツチ方式 の一括露光装置にも適用できる。
[0123] また、上述の実施形態では、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、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移 動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成しその中に基板を 保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。露光対象の基板を保持したス テージを液漕の中で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作にっ 、ては、例 えば、特開平 6— 124873号公報に、ステージ上に所定深さの液体槽を形成してその 中に基板を保持する液浸露光装置にっ ヽては、例えは特開平 10— 303114号公報 や米国特許第 5, 825, 043号にそれぞれ開示されている。本国際出願で指定した 指定国 (又は選択した選択国）の国内法令で許される限りにおいて、上記公報または 米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
また、上述の液浸法を適用した露光装置は、投影光学系 PLの終端光学部材の射 出側の光路空間を液体 (純水）で満たしてウェハ W (基板 P)を露光する構成になって いる力 国際公開第 2004Z019128号パンフレットに開示されているように、投影光 学系の終端光学部材の入射側の光路空間も液体 (純水)で満たすようにしてもょ ヽ。 本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国)の国内法令で許される限りに おいて、上記パンフレットにおける開示を援用して本明細書の記載の一部とする。 これらの液浸露光装置を適用させる場合においては、それぞれの構成に応じて、 露光ステーションにあるウェハが露光状態にあるときと同様な状態を計測ステーショ ン側で設定できるようにしておけばょ 、。
[0124] 露光装置 EXの種類としては、基板 Pに半導体素子パターンを露光する半導体素 子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の 露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを 製造するための露光装置などにも広く適用できる。
[0125] 基板ステージ PSTやマスクステージ MSTにリニアモータ（例えば、 USP5,623,853ま たは USP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型および ローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また 、各ステージ PST、 MSTは、ガイドに沿って移動するタイプでもよぐガイドを設けな Vヽガイドレスタイプであってもよ!/、。
[0126] 各ステージ PST、 MSTの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ュ-ッ トと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージ PST、 MSTを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子 ユニットとのいずれか一方をステージ PST、 MSTに接続し、磁石ユニットと電機子ュ ニットとの他方をステージ PST、 MSTの移動面側に設ければよ!、。
[0127] 基板ステージ PSTの移動により発生する反力は、投影光学系 PLに伝わらないよう に、特開平 8— 166475号公報及びこれに対応する米国特許 5, 528, 118号に記載 されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がすようにしてもよ い。
マスク（レチクル)ステージ MSTの移動により発生する反力は、投影光学系 PLに伝 わらないように、特開平 8— 330224号公報及びこれに対応する米国特許 5, 874, 8 20号に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がすよ うにしてもよい。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国）の国内法令で 許される限りにおいて、上記公報または米国特許における開示を援用して本明細書 の記載の一部とする。
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 (または位 相パターン '減光パターン)を形成した光透過型マスク、あるいは光反射性の基板上 に所定の反射パターン光反射型マスクを用いた力 それらに限定されるものではな い。例えは、そのようなマスクに代えて、露光すべきパターンの電子データに基づい て透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（ 光学系の一種とする）を用いるようにしても良い。このような電子マスクは、例えば米 国特許第 6, 778, 257号公報に開示されている。本国際出願で指定した指定国 (又 は選択した選択国）の国内法令で許される限りにおいて、上記各米国特許における 開示を援用して本明細書の記載の一部とする。なお、上述の電子マスクとは、非発光 型画像表示素子と自発光型画像表示素子との双方を含む概念である。
また、例えば、 2光束干渉露光と呼ばれているような、複数の光束の干渉によって生 じる干渉縞を基板に露光するような露光装置にも適用することができる。そのような露 光方法及び露光装置は、例えば、国際公開第 01Z35168号パンフレットに開示さ れている。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国)の国内法令で許さ れる限りにおいて、上記パンフレットにおける開示を援用して本明細書の記載の一部 とする。
[0128] 以上のように、本願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。
[0129] 半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 7に示すように、マイクロデバイスの機 能 ·性能設計を行うステップ 201、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル)を製 作するステップ 202、デバイスの基材である基板を製造するステップ 203、前述した 実施形態の露光装置 EXによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ 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、パッケージェ 程を含む） 205、検査ステップ 206等を経て製造される。

Claims

請求の範囲
[1] 液体を介して基板を露光する露光装置において、
基板を保持して移動可能な少なくとも 2つの基板ステージと、
一方の基板ステージに保持された基板を光学系と液体とを介して露光する露光ス テーシヨンと、
他方の基板ステージ又は該基板ステージに保持された基板を計測する計測ステー シヨンとを備え、
前記計測ステーションでの計測は、前記基板ステージ上又は前記基板上に液体を 配置した状態で行われることを特徴とする露光装置。
[2] 前記露光ステーションでの露光中に、前記計測ステーションでの計測が行われるこ とを特徴とする請求項 1記載の露光装置。
[3] 前記計測ステーションで計測された基板ステージ上の基板が前記露光ステーション で露光され、
前記計測ステーションは、前記基板ステージに保持された基板の面情報を液体を 介して計測する面検出系を備え、
前記計測ステーションでの計測結果に基づ 、て、前記露光ステーションでの基板 の面位置を補正することを特徴とする請求項 1又は 2記載の露光装置。
[4] 前記露光ステーションは、前記光学系と基板との間に液体を供給する第 1液体供給 機構を備え、
前記計測ステーションは、前記光学系の液体接触面と略等 ヽ液体接触面を有す るダミー部材と、前記ダミー部材と前記基板との間に液体を供給する第 2液体供給機 構とを備えたことを特徴とする請求項 1一 3のいずれか一項記載の露光装置。
[5] 前記液体が前記基板又は該基板を保持する基板ステージに及ぼす力を計測する 計測器を備えたことを特徴とする請求項 1一 4のいずれか一項記載の露光装置。
[6] 前記計測器の計測結果に基づ 、て、露光ステーションでの前記基板の面位置を補 正することを特徴とする請求項 5記載の露光装置。
[7] 前記計測器は、液体が配置された状態での前記基板の複数位置のそれぞれにつ いての力を計測し、該計測結果に基づいて、前記基板の面情報を求める制御装置 を備えたことを特徴とする請求項 6記載の露光装置。
[8] 前記計測ステーションにお 、て、基板上に液体を配置した状態で計測器で計測し
、前記基板に関する第 1の面情報を求め、
前記露光ステーションにお 、て、前記基板上に液体を配置した状態で計測器で計 測し、前記基板に関する第 2の面情報を求め、
前記第 1の面情報と前記第 2の面情報とに基づいて、前記露光ステーションにおけ る前記基板の面位置を補正するための補正量を決定することを特徴とする請求項 6 記載の露光装置。
[9] 前記基板上の一部に液体の液浸領域を形成し、
前記基板の面方向における前記液浸領域の位置に応じた前記基板の面情報を求 めることを特徴とする請求項 1一 8のいずれか一項記載の露光装置。
[10] 前記計測ステーションは、基板ステージに保持された基板上のァライメントマークを 液体を介して計測するとともに前記基板ステージ上に設けられた基準マークを液体 を介して計測する第 1マーク検出系を備えたことを特徴とする請求項 1一 9のいずれ か一項記載の露光装置。
[11] 前記第 1マーク検出系は、前記光学系の液体接触面とほぼ等しい液体接触面を有 する光学部材を有し、
前記光学部材の液体接触面に液体を接触させた状態で計測することを特徴とする 請求項 10記載の露光装置。
[12] 前記第 1マーク検出系と前記基板の面情報を計測する面検出系とは、略同時に計 測可能であることを特徴とする請求項 10又は 11記載の露光装置。
[13] 前記露光ステーションは、前記基板ステージ上に設けられた基準マークを光学系と 液体とを介して計測する第 2マーク検出系を有し、
前記第 1マーク検出系及び前記第 2マーク検出系の計測結果に基づいて、前記基 板上のショット領域と前記光学系及び液体を介したパターン像の位置とを位置合わ せすることを特徴とする請求項 10— 12のいずれか一項記載の露光装置。
[14] 請求項 1一請求項 13のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデ バイス製造方法。
[15] 液体を介して基板を露光する露光方法にぉ 、て、
計測ステーションで、基板ステージ又は該基板ステージに保持された基板を、その 基板ステージ上又は基板上に液体を配置した状態で計測し、
前記計測ステーションとは別の露光ステーションで、前記基板を光学系と液体とを 介して露光することを特徴とする露光方法。
[16] 前記計測ステーションで前記基板の面情報を計測し、
前記計測結果に基づ 、て、前記露光ステーションで基板の面位置を補正しつつ露 光することを特徴とする請求項 15記載の露光方法。
[17] 前記計測ステーションで、前記基板ステージ上に保持された基板上のァライメント マークを液体を介して計測するとともに前記基板ステージ上に設けられた基準マーク を液体を介して計測した後、
前記露光ステーションで、前記基板ステージ上に設けられた基準マークを前記光 学系と液体とを介して計測し、
前記計測結果に基づ!、て、前記基板上のショット領域と前記光学系及び液体を介 したパターン像の位置とを位置合わせすることを特徴とする請求項 15又は 16記載の 露光方法。
[18] 前記露光ステーションでの露光中に、前記計測ステーションでの計測が行われるこ とを特徴とする請求項 15— 17のいずれか一項記載の露光方法。
[19] 請求項 15—請求項 18のいずれか一項記載の露光方法を用いることを特徴とするデ バイス製造方法。
[20] 液体を介して基板を露光する露光装置であって、
基板を保持して移動可能な少なくとも 2つの基板ステージと、
一方の基板ステージに保持された基板を光学系と液体とを介して露光する露光ス テーシヨンと、
他方の基板ステージ又は該基板ステージに保持された基板を計測する計測ステー シヨンと、
前記露光ステーションに位置する前記基板ステージに保持されている基板上に液 体を供給する第 1の液体供給装置と、 前記計測ステーションに位置する前記基板ステージまたは該基板ステージに保持 されて!/ヽる基板上に液体を供給する第 2の液体供給装置と、を備えたことを特徴とす る露光装置。
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