(57)【要約】 【課題】露光不良の発生を抑制できる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置は、第１液体を介して露光光で基板を露光する。露光装置は、露光光を射出する光学部材と、光学部材と物体との間の露光光の光路が第１液体で満たされるように液浸空間を形成する液浸部材と、光学部材に対して移動可能な物体の位置を光学的に計測可能な計測装置と、液浸部材の近傍に少なくとも一部が配置され、計測装置の計測光の光路の少なくとも一部を加湿する加湿装置とを備えている。【選択図】図１
2010021538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１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、
前記露光光を射出する光学部材と、
前記光学部材と物体との間の前記露光光の光路が前記第１液体で満たされるように液浸空間を形成する液浸部材と、
前記光学部材に対して移動可能な前記物体の位置を光学的に計測可能な計測装置と、
前記液浸部材の近傍に少なくとも一部が配置され、前記計測装置の計測光の光路の少なくとも一部を加湿する加湿装置と、を備える露光装置。
【請求項２】
前記加湿装置は、前記液浸部材の近傍に配置され、前記計測光の光路の少なくとも一部に蒸気を供給する供給部を有する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
実質的に閉ざされた空間と、
前記空間の環境を制御するために前記空間に気体を供給する環境制御装置と、を備え、
前記物体は、前記空間内で移動され、
前記計測光の光路は、前記空間内に配置され、
前記加湿装置の供給部は、前記環境制御装置によって供給される前記気体よりも高い湿度の気体を供給する請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記供給部は、蒸気を吹き出す吹出口を含む請求項２又は３記載の露光装置。
【請求項５】
前記供給部は、第１位置と、前記第１位置と異なる第２位置で蒸気を供給可能であり、
前記第１位置における蒸気の供給量と前記第２位置における蒸気の供給量が異なる請求項２〜４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項６】
前記液浸部材と前記第１位置との距離は、前記液浸部材と前記第２位置との距離と異なる請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記光学部材の光軸と前記第１位置との距離は、前記光学部材の光軸と前記第２位置との距離と異なる請求項５又は６記載の露光装置。
【請求項８】
前記物体の移動条件に応じて前記供給部から供給される蒸気の量を制御する制御装置を備える請求項２〜７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項９】
前記供給部から供給される蒸気は、第２液体の蒸気を含む請求項２〜８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１０】
前記供給部は、前記第２液体を保持した多孔部材を含む請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記第２液体は、前記第１液体を含む請求項９又は１０記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第２液体を使って、前記計測装置の少なくとも一部の温度が調整される請求項９〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１３】
前記物体が対向可能な位置に前記計測装置の少なくとも一部を支持する支持部材を備え、
前記支持部材の内部に形成された流路に、前記第２液体を流すことによって、前記計測装置の少なくとも一部の温度が調整される請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記流路を流れる前記第２液体の温度を調整する温度調整装置を備える請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
前記計測装置は、前記計測光を射出する射出部と、前記射出部と対向可能な位置に配置され、前記射出部から射出された前記計測光が照射される計測部とを含み、
前記射出部及び前記計測部の一方が前記支持部材に支持され、他方が前記物体に配置される請求項１３又は１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記計測装置は、エンコーダヘッドと、前記エンコーダヘッドと対向可能なスケール部材とを有するエンコーダシステムを含み、
前記射出部は、前記エンコーダヘッドを含む請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記計測光の光路は、前記物体の第１部分と、前記物体が対向可能な所定部材の第２部分との間に配置され、
前記供給部は、前記物体と対向する位置に配置される請求項２〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
前記計測装置は、前記計測光を射出する射出部と、前記射出部と対向可能であり、前記射出部から射出された前記計測光が照射される計測部とを含み、
前記第１部分は、前記計測部を含む請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記計測装置は、前記計測光を射出する射出部と、前記射出部と対向可能であり、前記射出部から射出された前記計測光が照射される計測部とを含み、
前記第１部分は、前記射出部を含む請求項１７記載の露光装置。
【請求項２０】
前記計測装置は、エンコーダヘッドと、前記エンコーダヘッドと対向可能なスケール部材とを有するエンコーダシステムを含み、
前記射出部は、前記エンコーダヘッドを含む請求項１８又は１９記載の露光装置。
【請求項２１】
前記基板を保持して移動可能な可動部材を備え、
前記物体は、前記可動部材を含む請求項１〜２０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２２】
前記計測光の光路は、前記液浸部材の周囲の少なくとも一部に配置される請求項１〜２１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２３】
前記加湿装置は、前記第１液体に起因する前記計測光の光路での湿度勾配の発生を抑制する請求項１〜２２のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２４】
請求項１〜２３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、
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。
【請求項２５】
基板を露光する露光方法であって、
計測光を射出する射出部と前記射出部に対向可能なスケール部の一方が配置された可動部材に前記基板を保持することと、
前記射出部と前記スケール部の他方の下方で前記可動部材を移動することと、
前記射出部から射出された計測光を前記スケール部に照射して、前記可動部材の位置情報を取得することと、
前記位置情報に基づいて前記可動部材の位置を制御しながら、前記可動部材に保持された前記基板に露光光を照射することと、
前記計測光の光路の少なくとも一部を加湿することと、を含む露光方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、電子デバイス等のマイクロデバイスの製造工程において、例えば下記特許文献に開示されているような、露光光で基板を露光する露光装置が使用される。露光装置は、基板を保持して移動可能な基板ステージと、その基板ステージの位置を計測する計測装置とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０２６８２４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
計測装置の計測精度が低下すると、基板ステージの移動性能が低下する可能性がある。その結果、露光不良が発生したり、不良デバイスが発生したりする可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる露光装置、及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できる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】
本発明の第１の態様に従えば、第１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、露光光を射出する光学部材と、光学部材と物体との間の露光光の光路が第１液体で満たされるように液浸空間を形成する液浸部材と、光学部材に対して移動可能な物体の位置を光学的に計測可能な計測装置と、液浸部材の近傍において計測装置の計測光の光路を加湿する加湿装置と、を備える露光装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された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。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、基板を露光する露光方法であって、計測光を射出する射出部とその射出部に対向可能なスケール部の一方が配置された可動部材に基板を保持することと、射出部とスケール部の他方の下方で可動部材を移動することと、射出部から射出された計測光をスケール部に照射して、可動部材の位置情報を取得することと、位置情報に基づいて可動部材の位置を制御しながら、可動部材に保持された基板に露光光を照射することと、計測光の光路の少なくとも一部を加湿することと、を含む露光方法が提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様に従えば、第３の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、露光不良の発生を抑制でき、不良デバイスの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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。
【図２】第１実施形態に係る終端光学素子及び液浸部材の近傍を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係る基板ステージ、エンコーダシステム、及び液浸部材を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係る加湿装置の一例を説明するための図である。
【図５】第１実施形態に係るエンコーダヘッドの一例を示す図である。
【図６】液浸空間の液体に起因する湿度勾配を説明するための模式図である。
【図７】第２実施形態に係る加湿装置の一例を説明するための図である。
【図８】第２実施形態に係る加湿装置の一例を説明するための図である。
【図９】第３実施形態に係る加湿装置の一例を説明するための図である。
【図１０】第４実施形態に係る露光装置の一例を説明するための図である。
【図１１】第４実施形態に係る加湿装置の一例を説明するための図である。
【図１２】第５実施形態に係る加湿装置の一例を説明するための図である。
【図１３】マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、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。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。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。
【００１３】
＜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の一例を示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。
【００１４】
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１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置を光学的に計測する干渉計システム３と、基板ステージ２の位置を光学的に計測するエンコーダシステム４と、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面の位置情報を光学的に検出する検出システム（フォーカス・レベリング検出システム）２３と、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、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能な液浸部材５と、少なくとも投影光学系ＰＬを収容するチャンバ装置６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。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、エンコーダシステム４の計測光ＬＢの光路の環境を調整するために、計測光ＬＢの光路の少なくとも一部を加湿する加湿装置８を備えている。
【００１５】
チャンバ装置６は、実質的に閉ざされた内部空間６Ｓを形成するチャンバ部材６Ｔと、内部空間６Ｓの環境（温度、湿度、及びクリーン度等）を制御する環境制御装置６Ｃとを有する。環境制御装置６Ｃは、内部空間６Ｓの環境を制御するために、内部空間６Ｓに気体を供給する。本実施形態において、内部空間６Ｓには、マスクステージ１、基板ステージ２、照明系ＩＬ、投影光学系ＰＬ等が配置される。
【００１６】
露光装置ＥＸは、例えばクリーンルーム内の支持面ＦＬ上に設けられた第１コラム９、及び第１コラム９上に設けられた第２コラム１０を含むボディ１１を備えている。第１コラム９は、第１支持部材１２と、第１支持部材１２に防振装置１３を介して支持された第１定盤１４とを備えている。第２コラム１０は、第１定盤１４上に設けられた第２支持部材１５と、第２支持部材１５に防振装置１６を介して支持された第２定盤１７とを備えている。
【００１７】
第１コラム９は、実質的に閉ざされた内部空間９Ｓを形成する。本実施形態において、露光装置ＥＸは、内部空間９Ｓの環境（温度、湿度、及びクリーン度等）を制御する環境制御装置９Ｃを有する。環境制御装置９Ｃは、内部空間９Ｓの環境を制御するために、内部空間９Ｓに気体を供給する。
【００１８】
照明系ＩＬは、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書等に開示されるような、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びブラインド機構等を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ２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、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。
【００１９】
マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲに移動可能である。マスクステージ１は、マスクＭをリリース可能に保持するマスク保持部１Ｈを有する。本実施形態において、マスク保持部１Ｈは、マスクＭのパターン形成面（下面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。マスクステージ１は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第１駆動システム１Ｄの作動により、第２定盤１７の上面（ガイド面）に沿って、照明領域ＩＲを含むＸＹ平面内を移動可能である。第２定盤１７の上面は、ＸＹ平面とほぼ平行である。本実施形態においては、マスクステージ１は、マスク保持部１ＨでマスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。
【００２０】
投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒１８に保持されている。鏡筒１８は、フランジ１８Ｆを有する。投影光学系ＰＬは、フランジ１８Ｆを介して、第１定盤１４に支持される。なお、第１定盤１４と鏡筒１８との間に防振装置を設けることができる。
【００２１】
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、又は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。
【００２２】
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２１は、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面２２を有する。投影領域ＰＲは、射出面２２から射出される露光光ＥＬの照射位置ＥＰを含む。
【００２３】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域ＰＲ（照射位置ＥＰ）に移動可能である。基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部２Ｈを有する。本実施形態において、基板保持部２Ｈは、所謂、ピンチャック機構を含む。本実施形態において、基板保持部２Ｈは、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ２は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第２駆動システム２Ｄの作動により、第３定盤１９の上面（ガイド面）に沿って、投影領域ＰＲを含むＸＹ平面内を移動可能である。第３定盤１９は、防振装置２０を介して、支持面ＦＬに支持されている。第３定盤１９の上面は、ＸＹ平面とほぼ平行である。本実施形態においては、基板ステージ２は、基板保持部２Ｈで基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２４】
基板ステージ２は、基板保持部２Ｈの周囲に配置され、終端光学素子２１の射出面２２と対向可能な上面２Ｔを有する。基板保持部２Ｈは、基板ステージ２上に設けられた凹部２Ｃに配置されている。基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面は、終端光学素子２１の射出面２２と対向可能である。基板ステージ２の上面２Ｔは、平坦で、ＸＹ平面とほぼ平行である。基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面と基板ステージ２の上面２Ｔとは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。
【００２５】
本実施形態において、基板ステージ２は、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの周囲に配置されるプレート部材Ｔを有する。本実施形態において、基板ステージ２は、プレート部材Ｔをリリース可能に保持するプレート部材保持部２Ｊを備えている。本実施形態において、プレート部材保持部２Ｊは、所謂、ピンチャック機構を含む。プレート部材保持部２Ｊは、基板保持部２Ｈの周囲に配置されている。
【００２６】
プレート部材Ｔは、基板Ｐを配置可能な開口ＴＨを有する。プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔは、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの周囲に配置される。本実施形態において、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの開口ＴＨの内面と、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの外面とは、所定のギャップを介して対向する。プレート部材保持部２Ｊは、プレート部材Ｔの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｔを保持する。本実施形態においては、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面と、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。すなわち、本実施形態においては、基板ステージ２の上面２Ｔは、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの上面を含む。
【００２７】
干渉計システム３は、ＸＹ平面内におけるマスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を光学的に計測可能な第１干渉計ユニット３Ａと、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を光学的に計測可能な第２干渉計ユニット３Ｂとを有する。第１、第２干渉計ユニット３Ａ、３Ｂのそれぞれは、レーザ干渉計を複数有する。第１干渉計ユニット３Ａは、マスクステージ１に設けられた計測ミラー１Ｒに計測光を照射して、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関するマスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を計測する。第２干渉計ユニット３Ｂは、基板ステージ２に設けられた計測ミラー２Ｒに計測光を照射して、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を計測する。
【００２８】
検出システム２３は、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する基板Ｐの表面の位置情報を光学的に検出可能である。検出システム２３は、例えば米国特許第５４４８３３２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２４７６４０号明細書等に開示されているような、複数の検出点のそれぞれで基板Ｐの表面の高さ情報（Ｚ軸方向に関する位置情報）を検出する、所謂、多点位置検出システムを含む。検出システム２３は、基板Ｐの表面の位置情報のみならず、例えば基板ステージ２の上面２Ｔの位置情報を検出可能である。
【００２９】
エンコーダシステム４は、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を光学的に計測する。エンコーダシステム４は、基板ステージ２の位置情報を計測可能なエンコーダヘッド３１と、エンコーダヘッド３１を支持する支持部材３２とを備えている。支持部材３２は、基板ステージ２が対向可能な位置にエンコーダヘッド３１を支持する。
【００３０】
本実施形態において、基板ステージ２は、スケール部材を備えている。エンコーダヘッド３１は、基板ステージ２に配置されたスケール部材と対向可能である。エンコーダシステム４は、エンコーダヘッド３１、及び基板ステージ２に配置されたスケール部材を用いて、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置を計測する。なお、エンコーダシステム４、スケール部材の詳細は、例えば米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書に開示されている。
【００３１】
本実施形態において、支持部材３２は、第１コラム９に支持されている。本実施形態においては、支持部材３２は、連結部材３２Ｆを介して、第１コラム９の第１定盤１４に吊り下げられている。支持部材３２に支持されたエンコーダヘッド３１は、基板ステージ２の上方に配置される。
【００３２】
液浸部材５は、終端光学素子２１の近傍に配置される。液浸部材５は、終端光学素子２１と、照射位置ＥＰに配置された物体との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成する。液浸空間ＬＳは、液体ＬＱで満たされた部分（空間、領域）である。本実施形態において、照射位置ＥＰに配置可能な物体は、照射位置ＥＰに移動可能な物体を含む。本実施形態において、その物体は、基板ステージ２（プレート部材Ｔ）、及び基板ステージ２に保持された基板Ｐの少なくとも一方を含む。基板Ｐの露光中、液浸部材５は、終端光学素子２１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成する。
【００３３】
液浸部材５は、物体と対向可能な下面２４を有し、下面２４と物体との間の空間は液体ＬＱを保持可能である。下面２４と物体との間に保持された液体ＬＱによって液浸空間ＬＳが形成される。本実施形態においては、投影領域ＰＲ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が形成される。液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）ＬＧは、液浸部材５の下面２４と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。
【００３４】
本実施形態において、液浸部材５は、第１コラム９に支持されている。本実施形態においては、液浸部材５は、連結部材５Ｃを介して、第１コラム９の第１定盤１４に吊り下げられている。
【００３５】
図２は、終端光学素子２１及び液浸部材５の近傍を示す断面図である。本実施形態において、液浸部材５は、例えば米国特許出願公開第２００７／０１３２９７６号明細書、欧州特許出願公開第１８７３８１５号明細書に開示されているような液浸部材であって、射出面２２から射出された露光光ＥＬが通過可能な開口２５と、液体ＬＱを供給する供給口２６と、液体ＬＱを回収する回収口２７とを有する。回収口２７には、多孔部材２８が配置されている。本実施形態において、液浸部材５の下面２４の少なくとも一部が、多孔部材２８の下面で構成される。供給口２６は、流路２９Ｒを介して、液体供給装置２９と接続されている。液体供給装置２９は、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。回収口２７は、流路３０Ｒを介して、液体回収装置３０と接続されている。液体回収装置３０は、真空システムを含み、液体ＬＱを吸引して回収可能である。本実施形態においては、制御装置７は、供給口２６を用いる液体供給動作と並行して、回収口２７を用いる液体回収動作を実行することによって、一方側の終端光学素子２１及び液浸部材５と、終端光学素子２１及び液浸部材５と対向する他方側の物体との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。
【００３６】
図３は、基板ステージ２、エンコーダシステム４、及び液浸部材５を示す平面図である。本実施形態においては、プレート部材Ｔは、開口ＴＨを有する第１プレートＴ１と、第１プレートＴ１の周囲に配置される第２プレートＴ２とを含む。本実施形態において、プレート部材Ｔ（第１、第２プレートＴ１、Ｔ２）は、低熱膨張率の材料で形成されている。プレート部材Ｔは、例えば、光学ガラス部材又はセラミックス部材（ショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ２Ｏ３あるいはＴｉＣ等）で形成されている。
【００３７】
本実施形態においては、第２プレートＴ２が、エンコーダシステム４のスケール部材として機能する。以下の説明において、第２プレートＴ２を適宜、スケール部材Ｔ２、と称する。
【００３８】
スケール部材Ｔ２は、基板ステージ２の上面２Ｔの少なくとも一部を形成する。基板ステージ２に配置されたスケール部材Ｔ２は、エンコーダヘッド３１と対向可能である。エンコーダヘッド３１は、スケール部材Ｔ２の上方に配置される。
【００３９】
スケール部材Ｔ２は、Ｙ軸方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測するためのＹスケール３４、３５と、Ｘ軸方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測するためのＸスケール３６、３７とを含む。Ｙスケール３４は、開口ＴＨに対して−Ｘ側に配置され、Ｙスケール３５は、開口ＴＨに対して＋Ｘ側に配置されている。Ｘスケール３６は、開口ＴＨに対して−Ｙ側に配置され、Ｘスケール３６は、開口ＴＨに対して＋Ｙ側に配置されている。
【００４０】
Ｙスケール３４、３５のそれぞれは、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向に所定ピッチで配置された複数の格子（格子線）ＲＧを含む。すなわち、Ｙスケール３４、３５は、Ｙ軸方向を周期方向とする一次元格子を含む。Ｘスケール３６、３７のそれぞれは、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｘ軸方向に所定ピッチで配置された複数の格子（格子線）ＲＧを含む。すなわち、Ｘスケール３６、３７は、Ｘ軸方向を周期方向とする一次元格子を含む。なお、図示の便宜上、図３において、回折格子ＲＧのピッチは、実際のピッチに比べて格段に大きく示されている。
【００４１】
本実施形態において、格子ＲＧは、回折格子である。すなわち、本実施形態において、Ｙスケール３４、３５は、Ｙ軸方向を周期方向とする回折格子ＲＧを有し、Ｘスケール３６、３７は、Ｘ軸方向を周期方向とする回折格子ＲＧを有する。また、本実施形態においては、Ｙスケール３４、３５は、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型格子（反射回折格子）が形成された反射型スケールである。Ｘスケール３６、３７は、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型格子（反射回折格子）が形成された反射型スケールである。
【００４２】
エンコーダシステム４は、Ｙ軸方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測するリニアエンコーダ４Ａ、４Ｃと、Ｘ軸方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測するリニアエンコーダ４Ｂ、４Ｄとを備えている。
【００４３】
リニアエンコーダ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄのそれぞれは、スケール部材Ｔ２と対向可能な複数のエンコーダヘッド３１と、それらエンコーダヘッド３１を支持する支持部材３２とを備えている。リニアエンコーダ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄのそれぞれは、所謂、多眼のリニアエンコーダである。
【００４４】
リニアエンコーダ４Ａ〜４Ｄのそれぞれは、露光光ＥＬの光路の外側で、投影光学系ＰＬの像面近傍の光軸ＡＸに対して放射方向に延びるように配置されている。また、リニアエンコーダ４Ａ〜４Ｄのそれぞれは、液浸部材９の近傍に、液浸部材９を囲むように配置されている。リニアエンコーダ４Ａは、投影光学系ＰＬの−Ｘ側に配置されている。リニアエンコーダ４Ｂは、投影光学系ＰＬの−Ｙ側に配置されている。リニアエンコーダ４Ｃは、投影光学系ＰＬの＋Ｘ側に配置されている。リニアエンコーダ４Ｄは、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側に配置されている。リニアエンコーダ４Ａとリニアエンコーダ４Ｃとは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に配置されている。リニアエンコーダ４Ｂとリニアエンコーダ４Ｄとは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に配置されている。
【００４５】
リニアエンコーダ４Ａは、Ｙスケール３４を用いて、基板ステージ２のＹ軸方向の位置を計測する。リニアエンコーダ４Ｃは、Ｙスケール３５を用いて、基板ステージ２のＹ軸方向の位置を計測する。リニアエンコーダ４Ｂは、Ｘスケール３６を用いて、基板ステージ２のＸ軸方向の位置を計測する。リニアエンコーダ４Ｄは、Ｘスケール３７を用いて、基板ステージ２のＸ軸方向の位置を計測する。
【００４６】
リニアエンコーダ４Ａにおいて、隣接するエンコーダヘッド３１（エンコーダヘッド３１の計測光ＬＢ）のＸ軸方向に関する間隔は、Ｙスケール３４、３５のＸ軸方向の幅（回折格子ＲＧの長さ）より小さい。同様に、リニアエンコーダ４Ｃにおいて、隣接するエンコーダヘッド３１（エンコーダヘッド３１の計測光ＬＢ）のＸ軸方向に関する間隔は、Ｙスケール３４、３５のＸ軸方向の幅（回折格子ＲＧの長さ）より小さい。また、リニアエンコーダ４Ｂにおいて、隣接するエンコーダヘッド３１（エンコーダヘッド３１の計測光ＬＢ）のＹ軸方向に関する間隔は、Ｘスケール３６、３７のＹ軸方向の幅（回折格子ＲＧの長さ）より小さい。同様に、リニアエンコーダ４Ｄにおいて、隣接するエンコーダヘッド３１（エンコーダヘッド３１の計測光ＬＢ）のＹ軸方向に関する間隔は、Ｘスケール３６、３７のＹ軸方向の幅（回折格子ＲＧの長さ）より小さい。
【００４７】
リニアエンコーダ４Ａ〜４Ｄの計測値は、制御装置７に出力される。制御装置７は、リニアエンコーダ４Ａ〜４Ｄの計測値に基づいて、ＸＹ平面内における基板ステージ２の位置制御を実行可能である。
【００４８】
図４は、エンコーダシステム４及び加湿装置８の近傍を示す拡大断面図である。図４において、エンコーダシステム４は、計測光ＬＢを射出するエンコーダヘッド３１と、エンコーダヘッド３１と対向可能な位置に配置され、エンコーダヘッド３１から射出された計測光ＬＢが照射されるスケール部材Ｔ２とを有する。エンコーダヘッド３１は、支持部材３２に支持されている。スケール部材Ｔ２は、基板ステージ２に配置されている。
【００４９】
計測光ＬＢの光路は、基板ステージ２のスケール部材Ｔ２と、基板ステージ２が対向可能なエンコーダヘッド３１との間に配置される。計測光ＬＢの光路は、液浸空間ＬＳの周囲に配置される。
【００５０】
本実施形態において、終端光学素子２１、液浸部材５、基板ステージ２、スケール部材Ｔ２、及びエンコーダヘッド３１のそれぞれが、第１コラム９の内部空間９Ｓに配置されている。基板ステージ２は、内部空間９Ｓ内で移動する。液浸空間ＬＳは、内部空間９Ｓに形成される。エンコーダヘッド３１とスケール部材Ｔ２との間の計測光ＬＢの光路は、内部空間９Ｓに配置される。
【００５１】
加湿装置８は、計測光ＬＢの光路に蒸気を供給する供給部４０を備えている。供給部４０は、計測光ＬＢの光路の近傍に配置されている。本実施形態において、供給部４０は、基板ステージ２と対向可能な位置に配置される。
【００５２】
本実施形態において、供給部４０は、基板ステージ２が対向可能なエンコーダヘッド３１の周囲の少なくとも一部に配置される。本実施形態において、供給部４０は、支持部材３２に支持されている。
【００５３】
本実施形態において、供給部４０は、液体ＬＣを保持した多孔部材４１を含む。多孔部材４１の表面の少なくとも一部は、露出している。すなわち、多孔部材４１の表面の少なくとも一部は、内部空間９Ｓにおいて、内部空間９Ｓ内の気体と接触する。
【００５４】
多孔部材４１は、エンコーダヘッド３１の周囲の少なくとも一部に配置される。本実施形態において、多孔部材４１は、複数のエンコーダヘッド３１の間に配置されている。本実施形態において、エンコーダヘッド３１及び多孔部材４１のそれぞれは、支持部材３２の下面（支持面）４２に支持されている。
【００５５】
本実施形態において、多孔部材４１は、例えばスポンジである。スポンジとして、例えばポリビニルアルコール製のスポンジ（ＰＶＡスポンジ）、あるいはウレタン製のスポンジ（ウレタンスポンジ）を用いることができる。なお、多孔部材４１として、例えば複数の孔（pore）が形成された焼結部材（例えば、焼結金属、セラミックス）、発泡部材（例えば、発泡金属）等を用いてもよい。多孔部材４１は、液体ＬＣが滴り落ちないように、液体ＬＣを保持することができ、内部空間９Ｓを汚染しない材料であれば、上述の材料に限られない。
【００５６】
また、加湿装置８は、多孔部材４１に液体ＬＣを供給する液体供給システム４３を備えている。液体供給システム４３は、支持面４２に形成された液体供給口４４と、少なくとも一部が液体供給口４４と接続されるように支持部材３２の内部に形成され、液体ＬＣが流れる内部流路４５と、内部流路４５に液体ＬＣを送出する液体供給装置４６とを備えている。液体供給口４４は、複数の多孔部材４１に応じて複数配置されている。液体供給装置４６は、液体ＬＣの温度を調整する温度調整装置４６Ｃ、及び液体ＬＣの異物を除去可能なフィルタ装置４６Ｆを含み、清浄で温度調整された液体ＬＣを内部流路４５に送出可能である。制御装置７は、温度調整装置４６Ｃを制御して、内部流路４５を流れる液体ＬＣの温度を調整可能である。
【００５７】
本実施形態において、加湿装置８に用いられる液体ＬＣは、露光光ＥＬの光路を満たすための液体ＬＱと同じ種類の液体である。すなわち、本実施形態において、液体ＬＣは、水（純水）である。
【００５８】
液体供給装置４６から送出された液体ＬＣは、内部流路４５を流れる。内部流路４５は、液体供給装置４６から液体ＬＣが供給される主流路４５Ａと、主流路４５Ａと液体供給口４４のそれぞれとを接続する複数の分岐流路４５Ｂとを含む。主流路４５Ａを流れる液体ＬＣの少なくとも一部は、分岐流路４５Ｂを介して、液体供給口４４のそれぞれに供給される。多孔部材４１は、液体供給口４４を覆うように配置されている。液体供給口４４は、多孔部材４１に液体ＬＣを供給可能である。液体供給口４４より多孔部材４１に供給された液体ＬＣは、多孔部材４１に染み込む。多孔部材４１は、液体ＬＣを保持する。多孔部材４１の表面の少なくとも一部は、露出している。これにより、多孔部材４１の表面で液体ＬＣが気化し、計測光ＬＢの光路が加湿される。すなわち、多孔部材４１の表面から、液体ＬＣの蒸気（水蒸気）が、計測光ＬＢの光路を含む内部空間９Ｓに供給される。
【００５９】
主流路４５Ａは、液体回収装置４７と接続されている。主流路４５Ａ（内部流路４５）を流れた液体ＬＣは、液体回収装置４７に回収される。
【００６０】
また、本実施形態においては、液体ＬＣを使って、エンコーダヘッド３１の温度が調整される。制御装置７は、支持部材３２の内部流路４５に、温度調整装置４６Ｃによって温度調整された液体ＬＣを流すことによって、支持部材３２、及び／又は支持部材３２に支持されているエンコーダヘッド３１の温度を調整することができる。すなわち、支持部材３２の内部流路４５に温度調整された液体ＬＣを流すことによって、支持部材３２、及び／又は支持部材３２に支持されているエンコーダヘッド３１を所望の温度に維持、及び／又は所望の温度に変更することができる。
【００６１】
図５は、エンコーダヘッド３１及びスケール部材Ｔ２の一例を示す構成図である。図５に示すように、スケール部材Ｔ２は、貼り合わされた２枚の板状部材３８Ａ、３８Ｂを含む。回折格子ＲＧは、板状部材３８Ａと板状部材３８Ｂとの間に配置される。
【００６２】
エンコーダヘッド３１は、計測光を射出する照射装置５０と、計測光が通過する光学系５１と、スケール部材Ｔ２を介した計測光を受光する受光装置５２とを備えている。照射装置５０は、計測光（レーザ光）ＬＢを発生する光源５０Ａと、光源５０Ａから射出される計測光ＬＢが入射可能な位置に配置されたレンズ系５０Ｂとを含む。光学系５１は、偏光ビームスプリッタ５３と、一対の反射ミラー５４Ａ、５４Ｂと、レンズ５５Ａ、５５Ｂと、λ／４板５６Ａ、５６Ｂと、反射ミラー５７Ａ、５７Ｂとを備えている。受光装置５２は、偏光子（検光子）及び光検出器等を含む。受光装置５２は、受光した光に応じた信号を制御装置７に出力する。
【００６３】
光源５０Ａから射出された計測光ＬＢは、レンズ系５０Ｂを介して、偏光ビームスプリッタ５３に入射し、偏光分離される。偏光ビームスプリッタ５３は、入射した計測光ＬＢを、Ｐ偏光成分を主成分とする計測光ＬＢ１と、Ｓ偏光成分を主成分とする計測光ＬＢ２とに分離する。計測光ＬＢ１は、反射ミラー５４Ａを介して、スケール部材Ｔ２に配置された回折格子ＲＧに到達する。計測光ＬＢ２は、反射ミラー５４Ｂを介して、回折格子ＲＧに到達する。計測光ＬＢ１、ＬＢ２の照射によって、回折格子ＲＧは、回折光を生成する。回折光学素子ＲＧで発生した所定次数の回折光（例えば１次回折光）のそれぞれは、レンズ５５Ａ、５５Ｂを介して、λ／４板５６Ａ、５６Ｂに入射する。λ／４板５６Ａ、５６Ｂは、入射した光を、円偏光に変換する。λ／４板５６Ａ、５６Ｂで円偏光に変換された光は、反射ミラー５７Ａ、５８Ｂに入射し、その反射ミラー５７Ａ、５８Ｂで反射して、再び、λ／４板５６Ａ、５６Ｂに入射する。λ／４板５６Ａ、５６Ｂに入射した光は、そのλ／４板５６Ａ、５６Ｂを介して、Ｙスケール３６に配置された回折格子ＲＧに照射される。回折格子ＲＧを介した光は、偏光ビームスプリッタ５３に到達する。本実施形態においては、反射ミラー５７Ａ、５７Ｂで反射した光は、往路と同じ光路を逆方向に辿って、偏光ビームスプリッタ５３に到達する。
【００６４】
偏光ビームスプリッタ５３に到達した２つの計測光はそれぞれ、その偏光方向が元の方向に対して９０度回転している。このため、先に偏光ビームスプリッタ５３を透過した計測光ＬＢ１の１次回折光は、偏光ビームスプリッタ５３で反射して、受光装置５２に入射する。また、先に偏光ビームスプリッタ５３で反射した計測光ＬＢ２の１次回折光は、偏光ビームスプリッタ５３を透過して、計測光ＬＢ１の１次回折光と同軸に合成されて、受光装置５２に入射する。
【００６５】
そして、受光装置５２に入射した２つの１次回折光は、受光装置５２の内部で、検光子によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。
【００６６】
基板ステージ２が計測方向（例えばＹ軸方向）に移動すると、２つの光のそれぞれの位相が変化して、干渉光の強度が変化する。干渉光の強度変化は、受光装置５２によって検出される。エンコーダヘッド３１は、その強度変化に応じた位置情報を、計測値として出力する。
【００６７】
次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。本実施形態においては、例えば図３に示すように、基板ステージ２は、第３定盤１９のガイド面上において、露光光ＥＬの照射位置ＥＰ及び基板交換位置ＣＰを含む所定領域内を移動可能である。制御装置７は、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置ＣＰに移動した基板ステージ２（基板保持部２Ｈ）に対して露光前の基板Ｐを搬入（ロード）する動作、及び基板ステージ２（基板保持部２Ｈ）より露光後の基板Ｐを搬出（アンロード）する動作を含む基板交換処理を実行可能である。
【００６８】
本実施形態において、検出システム２３は、基板交換位置ＣＰと照射位置ＥＰとの間において、基板Ｐの表面の位置情報を検出する。検出システム２３は、基板Ｐの表面内（ＸＹ平面内）の複数の検出点のそれぞれに対して、Ｚ軸方向と傾斜した方向から検出光を照射する照射装置２３Ａと、検出点を介した検出光を受光可能な受光装置２３Ｂとを備えている。
【００６９】
基板Ｐの露光動作を開始するために、制御装置７は、基板ステージ２を基板交換位置ＣＰへ移動して、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置ＣＰに配置された基板ステージ２に、露光前の基板Ｐをロードする。基板ステージ２に基板Ｐがロードされた後、制御装置７は、第２駆動システム２Ｄを作動して、基板交換位置ＣＰから照射位置ＥＰへ向けて、基板ステージ２の移動を開始する。
【００７０】
検出システム２３の検出領域は、基板交換位置ＣＰと照射位置ＥＰとの間に配置されている。制御装置７は、基板ステージ２が基板交換位置ＣＰから照射位置ＥＰへ移動する途中において、検出システム２３を用いて、基板Ｐの表面の位置情報を検出する。本実施形態においては、制御装置７は、エンコーダシステム４を用いて、ＸＹ平面内における基板ステージ２の位置情報を計測しつつ、基板ステージ２をＸＹ平面内で移動しながら、検出システム２３を用いる検出動作を実行する。
【００７１】
制御装置７は、基板Ｐの複数のショット領域を、投影光学系ＰＬ及び液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して順次露光する動作を開始する。基板Ｐの露光動作を開始する際に、終端光学素子２１及び液浸部材５と基板Ｐの表面との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている。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。基板Ｐの露光時、制御装置７は、マスクステージ１及び基板ステージ２を制御して、マスクＭ及び基板Ｐを、光軸ＡＸ（露光光ＥＬの光路）と交差するＸＹ平面内の所定の走査方向に移動する。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。制御装置７は、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲ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ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上の液浸空間ＬＳの液体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。
【００７２】
本実施形態においては、基板Ｐの露光中、マスクステージ１の位置情報が、第１干渉計ユニット３Ａで計測され、基板ステージ２の位置情報が、エンコーダシステム４で計測される。第１干渉計ユニット３Ａは、マスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を、計測光を用いて取得する。エンコーダシステム４は、基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を、計測光ＬＢを用いて取得する。制御装置７は、基板Ｐの露光中、第１干渉計ユニット３Ａを用いて取得したマスクステージ１の位置情報、及びエンコーダシステム８を用いて取得した基板ステージ２の位置情報に基づいて、マスクＭ及び基板Ｐそれぞれの位置を制御しながら、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。
【００７３】
なお、本実施形態においては、第２干渉計ユニット３Ｂの計測値は、エンコーダシステム４の計測値の長期的変動（例えばスケール部材Ｔ２の経時的な変形）を補正（較正）する場合等に補助的に用いられる。
【００７４】
基板Ｐの露光が終了した後、制御装置７は、露光後の基板Ｐを基板ステージ２からアンロードするために、第２駆動システム２Ｄを作動して、照射位置ＥＰから基板交換位置ＣＰへ向けて基板ステージ２の移動を開始する。制御装置７は、基板ステージ２を基板交換位置ＣＰへ移動して、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置ＣＰに配置された基板ステージ２から、露光後の基板Ｐのアンロードを実行する。その後、制御装置７は、その基板ステージ２に対して、搬送システムを用いて、露光前の基板Ｐをロードする。以下、上述と同様の処理が繰り返される。
【００７５】
本実施形態において、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの気化に起因して、計測光ＬＢの光路上で湿度勾配が発生する可能性がある。例えば、液浸空間ＬＳの近傍の計測光ＬＢの光路の湿度が高く、液浸空間ＬＳから離れた計測光ＬＢの光路の湿度が低くなる可能性がある。あるいは、例えば、図６の模式図に示すように、エンコーダヘッド３１とスケール部材Ｔ２との間の計測光ＬＢの光路のうち、液浸空間ＬＳが形成されるスケール部材Ｔ２に近い部分の湿度が高くなり、エンコーダヘッド３１に近い部分の湿度が低くなる可能性がある。このように、湿度勾配が発生すると、例えばエンコーダヘッド３１とスケール部材Ｔ２との間に、計測光ＬＢに対する屈折率勾配が生じる可能性がある。また、屈折率勾配が経時的に変化する可能性もある。その結果、エンコーダシステム４の計測精度が低下し、基板ステージ２の位置制御精度が低下し、その結果、露光不良が発生する可能性がある。
【００７６】
また、内部空間９Ｓの環境を調整するための環境制御装置９Ｃから供給される気体の湿度が低い場合、液浸空間ＬＳの液体ＬＱが気化し易くなる可能性がある。
【００７７】
本実施形態においては、制御装置７は、加湿装置８で計測光ＬＢの光路を加湿しながら、その計測光ＬＢを用いて、基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を取得し、その取得した位置情報に基づいて、基板ステージ２（基板Ｐの位置を制御しながら、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。加湿装置８によって、エンコーダシステム４の計測光ＬＢの光路が加湿されるので、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの気化に起因する、計測光ＬＢの光路での湿度勾配の発生を抑制することができる。したがって、エンコーダシステム４の計測精度の低下を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、液体供給システム４３が設けられているので、多孔部材４１に液体ＬＣが保持された状態を維持することができる。制御装置７は、液体供給システム４３を用いて、多孔部材４１に液体ＬＣを常時、あるいは所定のタイミングで供給して、多孔部材４１に液体ＬＣが保持された状態を維持することができる。
【００７９】
また、本実施形態においては、蒸気を供給する多孔部材４１（供給部４０）が、液浸空間ＬＳが形成される基板ステージ２（スケール部材Ｔ２）と対向する位置に配置されている。図６を参照して説明したように、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに起因して、スケール部材Ｔ２近傍の湿度が高く、エンコーダヘッド３１近傍の湿度が低くなる場合、スケール部材Ｔ２と対向する位置、すなわち相対的に湿度が低くなるエンコードヘッド３１の近傍に供給部４０が配置されることによって、計測光ＬＢの光路での湿度勾配の発生を効果的に抑制することができる。
【００８０】
また、本実施形態によれば、多孔部材４１（供給部４０）は、環境制御装置９Ｃによって供給される気体よりも高い湿度の気体を計測光ＬＢの光路、及び液浸空間ＬＳの周囲に供給することができる。したがって、上述のような湿度勾配の発生を抑制することができる。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態によれば、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの気化に起因する、エンコーダシステム４の計測光ＬＢの光路での湿度勾配の発生を抑制することができる。したがって、エンコーダシステム４の計測精度の低下を抑制でき、その計測結果に基づく基板ステージ２の移動制御を良好に実行できる。したがって、露光不良の発生、不良デバイスの発生を抑制することができる。
【００８２】
なお、上述の実施形態においては、複数の計測光ＬＢの光路のそれぞれに供給部４０から供給される蒸気の量（加湿量）が実質的に同じであるが、計測光ＬＢの各光路に供給部４０から供給される蒸気の量を異ならせてもよい。例えば、ＸＹ平面内において、計測光ＬＢの各光路と液浸部材５（または光軸ＡＸ）との距離に応じて、計測光ＬＢの各光路に供給部４０から供給される蒸気の量を異ならせてもよい。
【００８３】
例えば、液浸空間ＬＳの近傍の計測光ＬＢの光路の湿度が高く、その光路よりも液浸空間ＬＳから離れた計測光ＬＢの光路の湿度が低くなる可能性がある。この場合、液浸部材５の近傍の計測光ＬＢの光路に供給部４０から供給される蒸気の量を、その光路よりも液浸部材５から離れた計測光ＬＢの光路に供給部４０から供給される蒸気の量より多くしてもよい。これにより、複数の計測光ＬＢの光路のそれぞれにおいて、湿度勾配の発生を抑制することができる。また逆に、液浸部材５の近傍の計測光ＬＢの光路に供給部４０から供給される蒸気の量を、その光路よりも液浸部材５から離れた計測光ＬＢの光路に供給部４０から供給される蒸気の量より少なくしてもよい。これにより、液浸部材５の近傍の計測光ＬＢの光路における湿度と、その光路よりも液浸部材５から離れた計測光ＬＢの光路における湿度との差（湿度勾配）を抑制することができる。それぞれの供給部４０から供給される蒸気の量は、複数のエンコーダヘッド３１の配置などに応じて、エンコーダシステム４の計測精度の低下が抑制されるように決めればよい。
【００８４】
また、複数の計測光ＬＢの光路のうちの第１光路に供給部４０から供給される蒸気の量と、複数の計測光ＬＢの光路のうちの第２光路（例えば、第１光路よりも液浸部材５から離れた光路）に供給部４０から供給される蒸気の量とを異ならせるために、第１光路の近傍に配置された多孔部材４１の気孔率と第２光路の近傍に配置された多孔部材４１の気孔率とが異なっていてもよい。あるいは、内部空間９Ｓにおける、第１光路の近傍に配置された多孔部材４１の露出面積と、第２光路の近傍に配置された多孔部材４１の露出面積とが異なっていてもよい。あるいは、第１光路の近傍に配置された供給口４４へ連通する供給流路と、第２光路の近傍に配置された供給口４４に連通する供給流路とをそれぞれ独立に形成して、各供給流路に供給される液体の量が異なっていてもよい。もちろん、これらを適宜組み合わせてもよい。
【００８５】
＜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。
【００８６】
図７は、第２実施形態に係る加湿装置８Ｂの一例を示す図である。図７において、加湿装置８Ｂは、計測光ＬＢの光路に蒸気を供給する供給部４０Ｂを有する。供給部４０Ｂは、基板ステージ２（スケール部材Ｔ２）と対向する位置に配置されている。
【００８７】
本実施形態において、供給部４０Ｂは、蒸気を吹き出す吹出口６０を備えている。吹出口６０は、支持部材３２の支持面４２に配置されている。吹出口６０は、複数のエンコーダヘッド３１の間に配置されている。吹出口６０のそれぞれには、蒸気を生成可能な生成装置６１が接続されている。本実施形態において、複数の吹出口６０を含む供給部４０Ｂから計測光ＬＢの光路に供給される蒸気は、水蒸気である。生成装置６１は、吹出口６０から吹き出す蒸気の量を調整可能である。生成装置６１それぞれの動作は、制御装置７に制御される。
【００８８】
本実施形態において、制御装置７は、基板ステージ２の移動条件に応じて、供給部４０Ｂから計測光ＬＢの光路に供給される蒸気の量を制御する。基板ステージ２の移動条件は、移動速度、移動方向、及び所定の一方向に関する移動距離の少なくとも一つを含む。
【００８９】
基板ステージ２の移動条件に応じて、計測光ＬＢの光路の湿度（湿度勾配）が変化する可能性がある。例えば、図８に示すように、液浸空間ＬＳが形成された状態で、基板ステージ２が−Ｙ方向へ移動する場合、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの界面ＬＧの位置及び形状の少なくとも一方が変化して、計測光ＬＢの光路の湿度（湿度勾配）が変化する可能性がある。例えば、図８に示す例において、Ｙ軸方向に配置された複数の計測光ＬＢの光路のうち、液浸部材５に最も近い計測光ＬＢの光路の一部分ＡＲの湿度が急激に高くなる可能性がある。この場合、制御装置７は、液浸部材５に最も近い計測光ＬＢの光路での湿度勾配の発生を抑制するために、その光路に近い吹出口６０から供給される蒸気の量を、他の吹出口６０から供給される蒸気の量より多くする。これにより、複数の計測光ＬＢの光路それぞれでの湿度勾配の発生が抑制される。あるいは、液浸部材５の近傍の計測光ＬＢの光路に吹出口６０から供給される蒸気の量を、液浸部材５から離れた計測光ＬＢの光路に吹出口６０から供給される蒸気の量より少なくしてもよい。これにより、液浸部材５の近傍の計測光ＬＢの光路における湿度と、その光路よりも液浸部材５から離れた計測光ＬＢの光路における湿度との差（湿度勾配）を抑制することができる。複数の吹出口６０から供給される蒸気の量が実質的に同じであってもよい。それぞれの吹出口６０から供給される蒸気の量は、エンコーダシステム４の計測精度の低下が抑制されるように決めればよい。
【００９０】
なお、第１実施形態のように、吹出口６０から供給される蒸気の量を基板ステージ２の移動条件に応じて変更しなくてもよい。すなわち、吹出口６０を用いて蒸気を供給する場合も、第１実施形態と同様に、各吹出口６０から実質的に一定量の蒸気を供給し続けてもよい。  また、第２実施形態においても、支持部材３２Ｂの内部流路４５Ｂに温度調整された液体ＬＣを流すことによって、支持部材３２Ｂ、及び／又は支持部材３２Ｂに支持されているエンコーダヘッド３１を所望の温度に維持、及び／又は所望の温度に変更することができる。
【００９１】
＜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。
【００９２】
上述の第１、第２実施形態においては、計測光ＬＢを射出するエンコーダヘッド３１が基板ステージ２と対向する位置に配置され、計測光ＬＢが照射されるスケール部材Ｔ２が基板ステージ２に配置される場合を例にして説明した。第３実施形態においては、エンコーダヘッド３１が基板ステージ２に配置され、スケール部材Ｔ２が基板ステージ２と対向する位置に配置される場合について説明する。エンコーダヘッド３１が基板ステージ２に配置され、スケール部材Ｔ２が基板ステージ２と対向する位置に配置されたエンコーダシステムは、例えば、米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書に開示されている。
【００９３】
図９は、第３実施形態に係る加湿装置８Ｃの一例を示す図である。図９において、基板ステージ２に、エンコーダヘッド３１が配置されている。スケール部材Ｔ２は、基板ステージ２（エンコーダヘッド３１）が対向可能な位置に配置されている。本実施形態において、スケール部材Ｔ２は、支持部材３２Ｃに配置されている。
【００９４】
本実施形態に係る加湿装置８Ｃは、計測光ＬＢの光路に蒸気を供給する供給部４０Ｃを有する。供給部４０Ｃは、基板ステージ２と対向可能な支持部材３２Ｃの下面の一部に形成された吹出口６０を含む。吹出口６０には、蒸気を生成可能な生成装置６１が接続されている。本実施形態においても、計測光ＬＢの光路での湿度勾配の発生を抑制できる。
なお、第３実施形態においては、支持部材３２Ｃの内部流路４５Ｃに温度調整された液体ＬＣを流すことによって、支持部材３２Ｃ、及び／又は支持部材３２Ｃに支持されているスケール部材Ｔ２を所望の温度に維持、及び／又は所望の温度に変更することができる。
【００９５】
なお、第３実施形態においても、供給部４０Ｃとして、第１実施形態のように多孔部材を用いてもよい。
【００９６】
また、第３実施形態においても、第１実施形態、および第２実施形態で説明したように、複数の計測光ＬＢの光路に供給される蒸気の量は実質的に同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００９７】
また、第３実施形態においても、第２実施形態で説明したように、複数の計測光ＬＢの光路に供給される蒸気の量を基板ステージ２の移動条件に応じて変化させてもよい。第３実施形態においては、基板ステージ２の移動によって、計測光ＬＢの光路の位置が変化するので、計測光ＬＢの光路の位置に応じて、蒸気を供給する位置、及び／又はそれぞれの位置で供給される蒸気の量を決めることができる。第１実施形態のように実質的に一定量の蒸気を供給してもよい。
【００９８】
また、上述の第１〜第３実施形態においては、複数の計測光ＬＢの光路のすべてに蒸気を供給するようにしているが、一部の光路だけに蒸気を供給してもよい。また、上述の第１〜第３実施形態においては、計測光ＬＢの光路に蒸気を供給するため流路（４５など）を、エンコーダヘッド３１又はスケール部材Ｔ２を支持する支持部材（３２など）内部に形成しているが、流路（４５など）を支持部材（３２など）に設けなくてもよい。すなわち、流路（４５など）を流れる液体ＬＣを支持部材（３２など）、エンコーダヘッド、スケール部材Ｔ２の少なくとも１つの温度調整に用いなくてもよい。
【００９９】
＜第４実施形態＞
次に、第４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。第４実施形態においては、加湿装置８Ｄが、検出システム２３の検出光ＬＦの光路を加湿する場合について説明する。検出光ＬＦの光路は、内部空間９Ｓに配置される。
【０１００】
図１０は、第４実施形態に係る露光装置ＥＸの一部を示す平面図、図１１は、側面図である。図１０及び図１１において、加湿装置８Ｄは、検出システム２３の検出光ＬＦの光路に蒸気を供給する供給部４０Ｄを備えている。供給部４０Ｄは、検出光ＬＦの光路の近傍に配置されている。供給部４０Ｄは、基板ステージ２と対向可能な位置に配置される。
【０１０１】
本実施形態において、供給部４０Ｄは、液体ＬＣを保持した多孔部材４１Ｄを含む。また、加湿装置８Ｄは、多孔部材４１Ｄを支持する支持部材３２Ｄと、支持部材３２Ｄに形成された内部流路４５Ｄを介して多孔部材４１Ｄに液体ＬＣを供給する液体供給システム４３Ｄとを備えている。本実施形態においても、計測光ＬＦの光路での湿度勾配の発生を抑制できる。
【０１０２】
＜第５実施形態＞
次に、第５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。第５実施形態においては、加湿装置８Ｅが、干渉計システム３の計測光ＬＨの光路を加湿する場合について説明する。検出光ＬＨの光路は、内部空間９Ｓに配置される。
【０１０３】
図１２は、第５実施形態に係る露光装置ＥＸの一部を示す側面図である。図１２において、加湿装置８Ｅは、干渉計システム３の検出光ＬＨの光路に蒸気を供給する供給部４０Ｅを備えている。干渉計システム３（第２干渉計ユニット３Ｂ）は、計測光ＬＨを射出するレーザ干渉計３Ｌを備えている。基板ステージ２の計測ミラー２Ｒは、レーザ干渉計３Ｌと対向可能な位置に配置される。計測ミラー２Ｒには、レーザ干渉計３Ｌから射出された計測光ＬＨが照射される。
【０１０４】
供給部４０Ｅは、検出光ＬＨの光路の近傍に配置されている。供給部４０Ｅは、基板ステージ２と対向可能な位置に配置される。
【０１０５】
本実施形態において、供給部４０Ｅは、液体ＬＣを保持した多孔部材４１Ｅを含む。また、加湿装置８Ｅは、多孔部材４１Ｅを支持する支持部材３２Ｅと、支持部材３２Ｅに形成された内部流路４５Ｅを介して多孔部材４１Ｅに液体ＬＣを供給する液体供給システム４３Ｅとを備えている。本実施形態においても、計測光ＬＨの光路での湿度勾配の発生を抑制できる。
【０１０６】
なお、上述の第１〜第５実施形態においては、露光装置ＥＸは、干渉計システム３とエンコーダシステム４とを備えているが、どちらか一方を備えるだけでもよい。
【０１０７】
また、上述の第１〜第５実施形態においては、第１コラム９によって実質的に閉ざされた内部空間９Ｓが形成され、その内部空間９Ｓが環境制御装置９Ｃに制御されているが、実質的に閉ざされた内部空間９Ｓが形成されていなくてもよい。この場合、環境制御装置９Ｃは省略でき、液浸空間ＬＳの周囲にも、環境制御装置６Ｃからの気体が供給される。
【０１０８】
また、上述の第１〜第５実施形態においては、計測光光路の環境調整として、計測光の光路の湿度を調整しているが、計測光の光路の環境調整として、湿度以外のパラメータ（例えば、温度）を調整してもよい。
【０１０９】
なお、上述の第１〜第５実施形態においては、投影光学系ＰＬの終端光学素子２１の射出側（像面側）の光路が液体ＬＱで満たされているが、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、終端光学素子２１の入射側（物体面側）の光路も液体ＬＱで満たされる投影光学系を採用することもできる。
【０１１０】
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等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。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。
【０１１４】
また、例えば対応米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。
【０１１５】
また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような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にも適用できる。
【０１１６】
更に、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書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／又は各種の光電センサを搭載し、露光対象の基板を保持しない計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。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にも適用することができる。
【０１１７】
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）、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。
【０１１８】
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、米国特許第７０２３６１０号明細書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。
【０１１９】
なお、上述の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６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。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、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。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。
【０１２０】
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本発明を適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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
以上のように、本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。
【０１２３】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１３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、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理ステップ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。
【０１２４】
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の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。
【符号の説明】
【０１２５】
２…基板ステージ、３…干渉計システム、４…エンコーダシステム、５…液浸部材、７…制御装置、８…加湿装置、９Ｃ…環境制御装置、９Ｓ…内部空間、２１…終端光学素子、２３…検出システム、３１…エンコーダヘッド、３２…支持部材、４０…供給部、４１…多孔部材、４６Ｃ…温度調整装置、６１…吹出口、ＥＬ…露光光、ＥＰ…照射位置、ＥＸ…露光装置、ＬＣ…液体、ＬＱ…液体、ＬＳ…液浸空間、Ｐ…基板、Ｔ２…スケール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010021538.tif 000006
【図５】
2010021538.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010021538.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010021538.tif 000011
【図１０】
2010021538.tif 000012
【図１１】
2010021538.tif 000013
【図１２】
2010021538.tif 000014
【図１３】
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