(57)【要約】【課題】精度良い露光処理を行い、所望の性能を有するデバイスを製造すること。【解決手段】露光光を用いて基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、前記露光光の光軸に対して移動可能なステージ装置と、前記ステージ装置に設置され、上部に液体が供給される光透過性部材と、検出を行う際に前記光透過性部材の下部に配置可能な検出装置とを備える。波面収差測定器等の光学測定機器への露光用の液体の漏洩や浸入を防止し、像性能や光学特性等の光学調整を良好に行うことができる。【選択図】図１
2010135832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ装置に保持された基板と投影光学系との間を液体で満たし、前記投影光学系と前記液体とを介して前記基板上にパターン像を投影することによって前記基板を露光する露光装置において、
前記ステージ装置は、該ステージ装置に着脱可能な検出手段を設置するための設置部と、前記検出手段を前記設置部に設置した際に前記検出手段の検出光の光路上に位置するように配置された光透過性部材と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記設置部及び前記光透過性部材は、前記ステージ装置の周縁部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記光透過性部材は、該光透過性部材の上面に前記液体を停留させる凹凸部を有していることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記光透過性部材の上面は、撥液性を有していることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
前記ステージ装置の上面と前記光透過性部材の上面は、前記投影光学系の光軸方向に関して、略同位置に設定されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
前記光透過性部材の上面は、前記投影光学系の光軸方向に関して、前記ステージ装置に保持された基板の上面と、略同位置に設定されることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記光透過性部材は、前記検出手段を構成する光学素子の一部であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項８】
前記光透過性部材は、レンズを含むことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記光透過性部材の上面に液体を満たした状態で検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１０】
露光光を用いて基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、
前記露光光の光軸に対して移動可能なステージ装置と、
前記ステージ装置に設置され、上部に液体が供給される光透過性部材と、
検出を行う際に前記光透過性部材の下部に配置可能な検出装置と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
前記検出装置は前記ステージ装置に着脱可能であることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】
前記検出装置を前記光透過性部材の下部に移動させる移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１３】
前記基板は、前記ステージ装置に保持されることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１４】
投影光学系をさらに備え、該投影光学系と前記基板との間を液体で満たした状態で露光を行うことを特徴とする請求項１０または請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記光透過性部材は、前記検出装置の検出光の光路上に位置することを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１６】
前記光透過性部材は、前記検出装置を構成する光学素子の一部であることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１７】
前記光透過性部材はレンズを含むことを特徴とする請求項１６記載の露光装置。
【請求項１８】
前記光透過性部材は、前記ステージ装置に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１９】
前記検出装置は、前記光透過性部材の上面に液体がある状態で検出を行うことを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項２０】
前記光透過性部材は、前記ステージ装置の周縁部に設けられていることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項２１】
前記光透過性部材の上面には液体を保持するための保持部が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記光透過性部材の上面には液体を保持するための凹凸部が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項２３】
前記光透過性部材の上面は撥液性を有することを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項２４】
前記光透過性部材の上面と、前記ステージ装置に載置された基板上面とは略同一高さにあることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項２５】
前記光透過性部材の上面と、前記ステージ上面とは略同一高さにあることを特徴とする請求項１９記載の露光装置。
【請求項２６】
前記ステージ装置は、基板を保持する第１のステージと、該第１のステージとは別個に設けられた第２のステージとを有し、前記光透過性部材は前記第２のステージに設置されていることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項２７】
露光装置に請求項１または請求項１０に記載の露光装置を用いることによりデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系と液体とを介して基板を露光する露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子や液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程においては、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）に形成されたパターン（以下、「レチクルパターン」とも呼ぶ）を投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜「基板」と総称する）上に転写する露光装置が用いられている。こうした露光装置としては、いわゆるステッパ等の静止露光型の露光装置や、いわゆるスキャニングステッパ等の走査露光型の露光装置が主として用いられている。
【０００３】
このような露光装置においては、レチクルに形成されたパターンを高い解像力で、基板に忠実に投影する必要がある。このため、例えば下記特許文献１に開示されている波面収差測定技術を用いることにより、投影光学系に残存している諸収差を測定し所望の像性能や光学特性が得られるように、投影光学系を調整する方法が提案されている。
【０００４】
一方、近年ではデバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、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であるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化されつつある。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ  …  （１）
δ＝±ｋ２・λ／ＮＡ２  …  （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。（１）式、（２）式より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数ＮＡを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
【０００５】
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２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１／ｎ（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものである。  
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、下記パンフレット及び下記公報の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２０２２２１号公報
【特許文献２】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、液浸露光装置における投影光学系の波面収差測定方法は、波面収差測定器と投影光学系との間に露光用の液体を介して行う必要がある。ここで、露光用の液体が漏洩し、波面収差測定器の内部に浸入すると、その液体により当該測定器の故障、漏電等の不都合を招くという問題がある。また、これによって諸収差を正確に測定することができず、投影光学系を調整できなくなり、従って、露光処理を良好に行うことができなくなる。
【０００８】
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、波面収差測定器等の光学測定機器への露光用の液体の漏洩や浸入を防止し、像性能や光学特性等の光学調整を良好に行うことができる露光装置、及び当該露光装置を用いた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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図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、ステージ装置（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）と投影光学系（ＰＬ）との間を液体（１）で満たし、投影光学系（ＰＬ）と液体（１）とを介して基板上にパターン像を投影することによって基板を露光する露光装置において、ステージ装置（ＰＳＴ）は、該ステージ装置（ＰＳＴ）に着脱可能な検出手段（７０）を設置するための設置部（７１）と、検出手段（７０）を設置部（７１）に設置した際に検出手段（７０）の検出光の光路上に位置するように配置された光透過性部材（７２）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、光透過性部材（７２）を設けることにより、液体（１）は光透過性部材（７２）の上面において保持され、当該液体（１）は、光透過性部材（７２）の外部へ流出することがない。従って、検出手段（７０）への液体（１）の漏洩や浸入を防止することができる。従って、光学特性の調整を良好に行うことができる。
【００１１】
本発明はまた、露光光を用いて基板上に所定のパターンを形成する露光装置（ＥＸ）であって、前記露光光の光軸に対して移動可能なステージ装置（ＰＳＴ）と、 前記ステージ装置に設置され、上部に液体が供給される光透過性部材（７２）と、検出を行う際に前記光透過性部材の下部に配置可能な検出装置（７０）とを備えることを特徴とする露光装置を提供する。
【００１２】
本発明のデバイス製造方法は、上記のいずれか記載の露光装置（ＥＸ）を用いることを特徴とする。本発明によれば、光透過性部材（７２）を設けたことによって検出手段（７０）の故障が生じることが無く、また、液体（１）の検出手段（７０）への付着による誤測定が防止し、正確な光学測定と光学調整が施されるので、従って、良好な装置環境でデバイス製造を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、露光用の液体の漏洩や浸入による周辺装置・部材や露光動作に与える影響を抑える、あるいは低減することができるので、精度良い露光処理を行うことができ、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の露光装置の第１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斜視図である。
【図３】投影光学系の先端部近傍、液体供給機構、及び液体回収機構を示す概略構成図である。
【図４】基板ホルダを示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面を示す側断面図である。
【図６】波面収差測定装置を用いた波面収差測定方法を説明するための説明図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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第１実施形態を示す概略構成図である。
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。ここで、マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬは、メインコラム３によって支持されており、当該メインコラム３は床面に水平に載置されたベースプレート４上に設置されている。また、メインコラム３には、内側に向けて突出する上側段部３Ａ及び下側段部３Ｂが形成されている。
【００１６】
本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板Ｐ上に液体１を供給する液体供給機構１０と、基板Ｐ上の液体１を回収する液体回収機構２０とを備えている。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、液体供給機構１０から供給した液体１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の先端部（終端部）の光学素子２と基板Ｐの表面との間に液体１を満たし、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体１及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影することによってこの基板Ｐを露光する。
【００１７】
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向における互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及び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、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上に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が形成されたレチクルを含む。
【００１８】
照明光学系ＩＬは、メインコラム３の上部に固定された支持コラム５により支持されている。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、及び露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及び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ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【００１９】
本実施形態において、液体１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、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。
【００２０】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを支持するものであって、その中央部にマスクＭのパターン像を通過させる開口部３４Ａを備えている。メインコラム３の上側段部３Ａには、防振ユニット６を介してマスク定盤３１が支持されている。マスク定盤３１の中央部にも、マスクＭのパターン像を通過させる開口部３４Ｂが形成されている。マスクステージＭＳＴの下面には非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）３２が複数設けられている。マスクステージＭＳＴはエアベアリング３２によりマスク定盤３１の上面（ガイド面）３１Ａに対して非接触支持されており、リニアモータ等のマスクステージ駆動機構により、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡３５が設けられている。また、移動鏡３５に対向する位置にはレーザ干渉計３６が設けられている。
マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計３６によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計３６の計測結果に基づいてマスクステージ駆動機構を駆動することでマスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置を制御する。
【００２１】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、基板Ｐ側の先端部に設けられた光学素子（レンズ）２を含む複数のレンズエレメント（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、例えば投影倍率βが、例えば１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。鏡筒ＰＫの外周部にはフランジ部ＦＬＧが設けられている。また、メインコラム３の下側段部３Ｂには、防振ユニット７を介して鏡筒定盤８が支持されている。そして、投影光学系ＰＬのフランジ部ＦＬＧが鏡筒定盤８に係合することによって、投影光学系ＰＬが鏡筒定盤８に支持されている。このため、上述のように、露光光ＥＬによりマスクＭ上の照明領域が照明されると、そのマスクＭに形成されたパターンが投影光学系ＰＬによって投影倍率βで縮小された像（部分倒立像）が、表面にレジスト（感光剤）が塗布された基板Ｐ上のスリット状の露光領域に投影され転写される。
【００２２】
また、投影光学系ＰＬにおいては、上記の複数のレンズエレメントのうち、特定のレンズエレメント（例えば、所定の５つのレンズエレメント）がそれぞれ独立に移動可能となっている。かかるレンズエレメントの移動は、特定レンズエレメントを支持するレンズ支持部材を支持し、鏡筒ＰＫと連結する、特定レンズごとに設けられた３個のピエゾ素子等の駆動素子によって行われるようになっている。即ち、特定のレンズエレメントを、それぞれ独立に、各駆動素子の変位量に応じて光軸ＡＸに沿って平行移動させることもできるし、光軸ＡＸと垂直な平面に対して所望の傾斜を与えることもできるようになっている。
そして、これらの駆動素子に与えられる駆動指示信号が、制御装置ＣＯＮＴからの指令に基づいて結像特性補正コントローラＰＡによって制御され、これによって各駆動素子の変位量が制御されるようになっている。こうして構成された投影光学系ＰＬでは、制御装置ＣＯＮＴによる結像特性補正コントローラＰＡを介したレンズエレメントの移動制御により、ディストーション、像面湾曲、非点収差、コマ収差、又は球面収差等の光学特性が調整可能となっている。
【００２３】
また、投影光学系ＰＬの側部には、アライメント顕微鏡ＡＳが設けられている。当該アライメント顕微鏡ＡＳとしては、基板Ｐ上に形成されたストリートラインや位置検出用マーク（ファインアライメントマーク）を観測する結像アライメントセンサから成るオフ・アクシス方式の顕微鏡が用いられている。このアライメント顕微鏡ＡＳの詳細な構成は、例えば特開平９−２１９３５４号公報に開示されている。アライメント顕微鏡ＡＳによる観測結果は、制御装置ＣＯＮＴに供給される。
【００２４】
また、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２は、鏡筒ＰＫに対して着脱（交換）可能に設けられている。光学素子２には液浸領域ＡＲ２の液体１が接触する。光学素子２は螢石で形成されている。螢石は水との親和性が高いので、光学素子２の液体接触面２ａのほぼ全面に液体１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との親和性が高い液体（水）１を供給するようにしているので、光学素子２の液体接触面２ａと液体１との密着性が高く、光学素子２と基板Ｐとの間の光路を液体１で確実に満たすことができる。なお、光学素子２は、水との親和性が高い石英であってもよい。また、光学素子２の液体接触面２ａに親水化（親液化）処理を施して、液体１との親和性をより高めるようにしてもよい。
【００２５】
また、光学素子２を囲むようにプレート部材２Ｐが設けられている。プレート部材２Ｐの基板Ｐと対向する面（すなわち下面）は平坦面となっている。光学素子２の下面（液体接触面）２ａも平坦面となっており、プレート部材２Ｐの下面と光学素子２の下面とはほぼ面一となっている。これにより、広い範囲で液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。また、プレート部材２Ｐの下面に、光学素子２同様、表面処理（親液化処理）を施すことができる。
【００２６】
基板ステージＰＳＴには、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨが移動可能に設けられており、その下面には複数の非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）４２が設けられている。なお、基板ホルダＰＨには、凹部ＨＢが設けられており、当該凹部ＨＢの中に基板Ｐが吸着保持されている。ベースプレート４上には、防振ユニット９を介して基板定盤４１が支持されている。エアベアリング４２は、基板定盤４１の上面（ガイド面）４１Ａに対して気体（エア）を吹き出す吹出口４２Ｂと、基板ステージＰＳＴ下面（軸受面）とガイド面４１Ａとの間の気体を吸引する吸気口４２Ａとを備えており、吹出口４２Ｂからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口４２Ａによる吸引力との釣り合いにより、基板ステージＰＳＴ下面とガイド面４１Ａとの間に一定の隙間を保持する。つまり、基板ステージＰＳＴはエアベアリング４２により基板定盤（ベース部材）４１の上面（ガイド面）４１Ａに対して非接触支持されており、リニアモータ等の基板ステージ駆動機構により、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に、基板ホルダＰＨは、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能に設けられている。基板ステージ駆動機構は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。すなわち、基板ホルダＰＨは、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ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、及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むとともに、基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。
【００２７】
基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）上には移動鏡４５が設けられている。また、移動鏡４５に対向する位置にはレーザ干渉計４６が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計４６によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計４６の計測結果に基づいてリニアモータを含む基板ステージ駆動機構を駆動することで基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの位置決めを行う。
【００２８】
また、基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）における周縁の一部には、後述するように投影光学系ＰＬの光学特性を測定する波面収差測定装置（検出手段）７０を着脱可能とするためのブラケット（設置部）７１と、当該波面収差測定装置（検出手段）７０を液体１から保護すると共に、波面収差測定装置７０の検出光を透過させるカバー（光透過性部材）７２が設けられている。
【００２９】
図２は、基板ステージＰＳＴ及びこの基板ステージＰＳＴを駆動する基板ステージ駆動機構を示す概略斜視図である。図２において、基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４によりＸ軸方向に移動自在に支持されている。基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４に案内されつつＸリニアモータ４７によりＸ軸方向に所定ストロークで移動可能である。Ｘリニアモータ４７は、Ｘガイドステージ４４にＸ軸方向に延びるように設けられた固定子４７Ａと、この固定子４７Ａに対応して設けられ基板ステージＰＳＴに固定された可動子４７Ｂとを備えている。そして、可動子４７Ｂが固定子４７Ａに対して駆動することで基板ステージＰＳＴがＸ軸方向に移動する。ここで、基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４に対してＺ軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイドにより非接触で支持されている。基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ４４に非接触支持された状態でＸリニアモータ４７によりＸ軸方向に移動する。
【００３０】
Ｘガイドステージ４４の長手方向両端には、このＸガイドステージ４４を基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ４８、４８が設けられている。Ｙリニアモータ４８のそれぞれは、Ｘガイドステージ４４の長手方向両端に設けられた可動子４８Ｂと、この可動子４８Ｂに対応して設けられた固定子４８Ａとを備えている。
そして、可動子４８Ｂが固定子４８Ａに対して駆動することでＸガイドステージ４４が基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ４８、４８のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ４４はθＺ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このＹリニアモータ４８、４８により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ４４とほぼ一体的にＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。
【００３１】
基板定盤４１のＸ軸方向両側のそれぞれには、正面視Ｌ字状に形成され、Ｘガイドステージ４４のＹ軸方向への移動を案内するガイド部４９が設けられている。ガイド部４９はベースプレート４上に支持されている。本実施形態において、ガイド部４９の平坦部４９Ｂ上に、Ｙリニアモータ４８の固定子４８Ａが設けられている。一方、Ｘガイドステージ４４の下面の長手方向両端部のそれぞれには凹形状の被ガイド部材５０が設けられている。ガイド部４９は被ガイド部５０と係合し、ガイド部４９の上面（ガイド面）４９Ａと被ガイド部材５０の内面とが対向するように設けられている。ガイド部４９のガイド面４９Ａには非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）５１が設けられており、Ｘガイドステージ４４はガイド面４９Ａに対して非接触支持されている。
【００３２】
また、Ｙリニアモータ４８の固定子４８Ａとガイド部４９の平坦部４９Ｂとの間には非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）５２が介在されており、固定子４８Ａはエアベアリング５２によりガイド部４９の平坦部４９Ｂに対して非接触支持される。このため、運動量保存の法則によりＸガイドステージ４４及び基板ステージＰＳＴの＋Ｙ方向（−Ｙ方向）の移動に応じて固定子４８Ａが−Ｙ方向（＋Ｙ方向）に移動する。この固定子４８Ａの移動によりＸガイドステージ４４及び基板ステージＰＳＴの移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を防ぐことができる。すなわち、固定子４８Ａは所謂カウンタマスとしての機能を有している。
【００３３】
このように構成された基板ステージＰＳＴは、走査方向（Ｙ方向）の移動のみならず、基板Ｐ上の複数のショット領域を前記照明領域と共役な露光領域に位置させることができるように、走査方向に垂直な方向（Ｘ方向）にも移動可能となる。そして、制御装置ＣＯＮＴの駆動信号に伴って、基板Ｐ上の各ショット領域を走査（スキャン）露光する動作と、次のショットの露光開始位置まで移動する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作を行う。従って、基板ステージＰＳＴはＸＹ２次元方向への移動やθＺ方向への回転移動が可能となる。
【００３４】
図３は、液体供給機構１０、液体回収機構２０、及び投影光学系ＰＬ先端部近傍を示す拡大図である。液体供給機構１０は、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間へ液体１を供給するものであって、液体１を送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１に供給管１５を介して接続され、この液体供給部１１から送出された液体１を基板Ｐ上に供給する供給ノズル１４とを備えている。供給ノズル１４は基板Ｐの表面に近接して配置されている。液体供給部１１は、液体１を収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えており、供給管１５及び供給ノズル１４を介して基板Ｐ上に液体１を供給する。液体供給部１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、制御装置ＣＯＮＴは液体供給部１１による基板Ｐ上に対する単位時間あたりの液体供給量を制御可能である。
【００３５】
供給管１５の途中には、液体供給部１１より基板Ｐ上に供給される液体１の量（単位時間あたりの液体供給量）を計測する流量計１２が設けられている。流量計１２は基板Ｐ上に供給される液体１の量を常時モニタし、その計測結果を制御装置ＣＯＮＴに出力する。
また、供給管１５のうち流量計１２と供給ノズル１４との間には、供給管１５の流路を開閉するバルブ１３が設けられている。バルブ１３の開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっている。
【００３６】
液体回収機構２０は、液体供給機構１０によって供給された基板Ｐ上の液体１を回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル（吸引口）２１と、回収ノズル２１に回収管２４を介して接続された真空系２５とを備えている。真空系２５は真空ポンプを含んで構成されており、その動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。真空系２５が駆動することにより、基板Ｐ上の液体１はその周囲の気体（空気）とともに回収ノズル２１を介して回収される。なお、真空系２５として、露光装置に真空ポンプを設けずに、露光装置ＥＸが配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。
【００３７】
回収管２４の途中には、回収ノズル２１から吸い込まれた液体１と気体とを分離する気液分離器２２が設けられている。ここで、上述したように、回収ノズル２１からは基板Ｐ上の液体１とともにその周囲の気体も回収される。気液分離器２２は、回収ノズル２１より回収した液体１と気体とを分離する。気液分離器２２としては、例えば複数の穴部を有する管部材に回収した液体と気体とを流通させ、液体を重力作用により前記穴部を介して落下させることで液体と気体とを分離する重力分離方式や、回収した液体と気体とを遠心力を使って分離する遠心分離方式等を採用可能である。そして、真空系２５は、気液分離器２２で分離された気体を吸引するようになっている。
【００３８】
回収管２４のうち、真空系２５と気液分離器２２との間には、気液分離器２２によって分離された気体を乾燥させる乾燥器２３が設けられている。仮に気液分離器２２で分離された気体に液体成分が混在していても、乾燥器２３により気体を乾燥し、その乾燥した気体を真空系２５に流入させることで、液体成分が流入することに起因する真空系２５の故障等の不都合の発生を防止することができる。乾燥器２３としては、例えば気液分離器２２より供給された気体（液体成分が混在している気体）を、その液体の露点以下に冷却することで液体成分を除く方式や、その液体の沸点以上に加熱することで液体成分を除く方式等を採用可能である。
【００３９】
一方、気液分離器２２で分離された液体１は第２回収管２６を介して液体回収部２８に回収される。液体回収部２８は、回収された液体１を収容するタンク等を備えている。液体回収部２８に回収された液体１は、例えば廃棄されたり、あるいはクリーン化されて液体供給部１１等に戻され再利用される。また、第２回収管２６の途中であって気液分離器２２と液体回収部２８との間には、回収された液体１の量（単位時間あたりの液体回収量）を計測する流量計２７が設けられている。流量計２７は基板Ｐ上から回収された液体１の量を常時モニタし、その計測結果を制御装置ＣＯＮＴに出力する。上述したように、回収ノズル２１からは基板Ｐ上の液体１とともにその周囲の気体も回収されるが、気液分離器２２で液体１と気体とを分離し、液体成分のみを流量計２７に送ることにより、流量計２７は基板Ｐ上より回収した液体１の量を正確に計測可能となる。
【００４０】
また、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの表面の位置を検出するフォーカス検出系５６を備えている。フォーカス検出系５６は、基板Ｐ上に液体１を介して斜め方向より検出用光束を投射する投光部５６Ａと、基板Ｐで反射した前記検出用光束の反射光を受光する受光部５６Ｂとを備えている。フォーカス検出系５６（受光部５６Ｂ）の受光結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはフォーカス検出系５６の検出結果に基づいて、基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置情報を検出することができる。また、投光部５６Ａより複数の検出用光束を投射することにより、基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報を検出することができる。
【００４１】
なお、図１の一部断面図に示すように、液体供給機構１０及び液体回収機構２０は、鏡筒定盤８に対して分離支持されている。これにより、液体供給機構１０及び液体回収機構２０で生じた振動が、鏡筒定盤８を介して投影光学系ＰＬに伝わることがない。
【００４２】
図４は、基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）の平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ断面を示す図であり、基板ステージＰＳＴの側断面図である。基板ホルダＰＨの上面には、基準平面板８１と、照射量モニタ８２と、ムラセンサ８３と、ＡＩＳ送光部８４と、ＡＩＳパターン板８５と、フィディシャルマーク（ＦＭ）８６とが設けられている。そして、上述したように基板ホルダＰＨにおける周縁の一部には、ブラケット７１と、カバー７１とが設けられている。ここで、ブラケット７１は、投影光学系ＰＬの光学特性を測定する波面収差測定装置７０を着脱可能とするための部位であり、基板ホルダＰＨの側部に常時設けられたものである。また、カバー７２は、本発明の光透過性部材に相当する部位であり、波面収差測定装置７０をブラケット７１に取り付けて光学測定を行う際に、基板ホルダＰＨから漏洩する液体１から保護すると共に、波面収差測定装置７０の検出光を透過させるものである。
なお、波面収差測定装置７０は、露光動作中においてはブラケット７１から取り外されるものであり、露光装置ＥＸをメンテナンスする際に、投影光学系ＰＬの波面収差を測定して光学調整を行う場合において、ブラケット７１に取り付けて用いられるものである。
【００４３】
このカバー７２は、波面収差測定装置７０の検出光の光路上に位置するようになっている。カバー７２の材質は、光透過性を有するものであれば特に限定するものではなく、ガラスや石英等の材料や透明性樹脂材料等が採用される。また、カバー７２の上面７２Ｔは撥液性を有しており、当該上面７２における撥液性を得るために公知の撥液処理（表面処理）を施すことが好ましい。なお、カバー７２の材料自体に十分な撥液性を有する場合には撥液処理を施す必要はない。
【００４４】
更に、Ｚ方向（波面収差測定装置７０の検出光の光軸方向）において、カバー７２における上面７２Ｔの位置と、基板ホルダＰＨにおける上面ＨＴの位置と、が略同じになるようにカバー７２が配置されている。また、同方向において、基板Ｐが基板ホルダＰＨに設けられた凹部ＨＢ内に吸着保持されており、基板ホルダＰＨにおける上面ＨＴの位置と、基板Ｐにおける上面ＰＴの位置と、が略同じになっている。
【００４５】
また、基板ホルダＰＨとカバー７２の周縁部においては、基準平面板８１と、照射量モニタ８２と、ムラセンサ８３と、ＡＩＳ送光部８４と、ＡＩＳパターン板８５と、フィディシャルマーク（ＦＭ）８６とを囲うように、溝部（凹凸部）７３が設けられている。この溝部７３は、後述するように液体１が基板ホルダＰＨの外部に漏洩するのを抑制し、波面収差測定装置７０に液体１がかかるのを防止するものである。
【００４６】
また、カバー７２と基板ホルダＰＨとは、ネジ等の締結部材によって固定されている。
ここで、締結部材の締め付け応力によって基板ホルダＰＨに歪みが生じないようになっている。また、カバー７２における上面７２Ｔの位置と、基板ホルダＰＨにおける上面ＨＴの位置とを高精度に位置決めするために、締結部材に隣接させた位置決めピンを設けることが好ましい。また、基板ホルダＰＨとカバー７２との接合面におけるクリアランスは、数μｍ以下であることが好ましく、具体的にはカバー７２における上面７２Ｔの撥液性によって当該接合部に液体１が侵入しない程度であればよい。
例えば、基板ホルダＰＨとカバー７２とのクリアランス（隙間）は０．１〜１ｍｍ程度に設定することができる。クリアランスを０．３ｍｍ以下に設定してもよい。このようにすることで、液体１の表面張力によりその隙間に液体１が流れ込むことはほとんどなくなる。ただし、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、カバー７２を基板ホルダＰＨに密着させて固定してもよい。また、カバー７２を交換可能に基板ホルダＰＨに取り付けられる構成とし、カバー７２が液体で汚れたような場合には交換できるようにしておいてもよい。
【００４７】
ブラケット７１は、波面収差測定装置７０を使用する際に、当該波面収差測定装置７０を保持する部位であるため、充分な保持強度を有する構造となっている。当該ブラケット７１も上記カバー７２と同様に、基板ホルダＰＨに歪みが生じないよう基板ホルダＰＨに締結されている。
【００４８】
なお、本実施形態では、液体１を保持する保持部として溝部７３をカバー７２と基板ホルダＰＨの周縁部に設けた構成を採用したが、必ずしも凹部状の部位を形成する必要はなく、凸部状の部位を形成した構成でもよい。
また、カバー７２は、波面収差測定装置７０を構成する光学素子の一部であってもよい。例えば、レンズとして機能させてもよい。カバー７２がレンズ機能を有する場合には、カバー７２の裏面（波面収差測定装置７０側）に凸レンズ又は凹レンズとして実現されることが好ましい。
【００４９】
次に、図１、図３、及び図６を参照して、波面収差測定装置７０を用いた投影光学系ＰＬの収差測定方法について説明する。
まず、収差測定を行うにあたり、ブラケット７１に波面収差測定装置７０を取り付ける。なお、波面収差測定装置７０の測定結果は制御装置ＣＯＮＴに出力されるようになっており、制御装置ＣＯＮＴは測定結果に応じて結像特性補正コントローラＰＡを制御する。
このように、波面収差測定装置７０が取り付けられた後に、液体供給機構１０が液体１を供給することにより、カバー７２と光学素子２の液体接触面２ａとの間に液体１が満たされる。そして、液体回収機構２０は、カバー７２上の液体１を回収する。このような液体１の供給と回収は連続的かつ自動的に行われる。この状態において、波面収差測定装置７０は、投影光学系ＰＬの波面収差を測定する。ここで、波面収差測定装置７０が検出する検出光は、透明性部材であるカバー７２を経て、液体１内を透過するので、液浸露光時における波面収差の測定を行うことができる。そして、波面収差測定装置７０の測定結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは適宜結像特性補正コントローラＰＡを動作し、投影光学系ＰＬのレンズエレメントを移動制御し、光学特性の調整が自動的に行われる。
なお、本実施形態では波面収差測定装置７０で波面収差の測定を行っている間は、液体１の供給と回収を連続的に行うようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、測定中は液体１の供給と回収を停止させてもよいし、供給と回収を断続的に行うようにしてもよい。このような液体１の供給・回収動作は、検出手段の構成等に応じて適宜設定すればよい。
【００５０】
上述したように、このような波面収差測定においては、波面収差測定装置７０の上方にカバー７２を設けた構成となっているので、液体１が波面収差測定装置７０への液体１の漏洩や浸入を防止することができる。従って、光学特性の調整を良好に行うことができる。また、カバー７２上においては、液体１で浸されるが、カバー７２における上面７２Ｔが撥液性を有しているので、カバー７２上に液体１が留まることを防止することができる。また、溝部７３が形成されているので、液体１がカバー７２の周縁部に達したとしても、当該液体１は溝部７３によって流されるので、カバー７２の周縁部より外側に液体１が漏洩することを防止することができる。また、基板Ｐにおける上面ＰＴと、基板ホルダＰＨにおける上面ＨＴと、カバー７２における上面７２Ｔとが、Ｚ方向において略同位置であるので、液体接触面２ａと上面ＰＴの距離と、液体接触面２ａと上面７２Ｔとの距離が略同じとなり、従って、液浸露光時と同じ液体１の液量で波面収差測定を行うことが可能となり、より正確な測定を行うことができる。なお、カバー７２の上面７２Ｔだけでなく基板ホルダＰＨの上面ＨＴも撥液性を有するようにしてもよい。
なお、波面収差測定装置７０による測定過程は、例えば、前述の特開２００２−２０２２２１号に開示されており、その内容を本発明に適用させることもできる。
【００５１】
また、本実施形態においては露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光を用いているため、液体１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。
【００５２】
そして、波長が１９３ｎｍ程度の露光光ＥＬに対する純水（水）の屈折率ｎはほぼ１．４４であるため、露光光ＥＬの光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板Ｐ上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系ＰＬの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。
【００５３】
なお、本実施形態の液体１は水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、この場合、液体１としてはＦ２レーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いればよい。また、液体１としては、その他に、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。
【００５４】
なお、本実施形態においては、ブラケット７１が波面収差測定装置７０を着脱可能に保持する構成になっているが、この装置に限定されるものではない。例えば、検出手段として、照度計等の他の光学測定器を用いることもできる。そして、そのような検出手段が検出（測定）時に用いる光に対して透過性を有する部材によってカバー７２を形成すればよい。また、波面収差測定装置７０では、検出光の受光部（検出部）が着脱可能な部分に配置されるようになっているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、受光部が露光装置側（ステージ側）に常時設置され、検出光の光源部が着脱可能な部分に配置されるような構成の検出手段としてもよい。なお、カバー７２は、検出光に対して透過性を有するだけでなく、一部に検出光を反射する機能を持たせることで、検出光の光路を偏向できるように構成してもよい。
本実施形態においては、ブラケット７１が、検出装置（波面収差測定装置）７０が保持されるように構成されているが、保持の動作は手動で行うようにしてもよいし、自動で行われるようにしてもよい。また、投影光学系ＰＬの光学素子２とカバー７２との間に液体１を満たした状態で検出を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光学素子２の代わりに他の部材を配置してその部材とカバー７２との間に液体１を満たした状態で検出装置７０を用いる場合や、カバー７２上に液体１のみを供給した状態で検出装置７０を用いる場合についても適用可能である。このような使用方法としては、例えば、液体１の状態を観察する場合が想定できる。
また、基板ホルダＰＨにブラケット７１が設けられるようになっているが、ブラケット７１の位置はこれに限定されるものではなく、例えば、基板ステージＰＳＴに設けてもよい。さらに、基板ステージＰＳＴの移動の妨げにならないようであれば、露光装置ＥＸ内のいずれかの固定部分に設けておき、検出装置７０を使用する際に基板ステージＰＳＴが所定の位置に移動するようにしてもよい。この場合、ブラケット７１に検出装置７０を取り付けた後、この検出装置７０の検出光の光軸または光路上にカバー７２が位置するように基板ステージＰＳＴ（または基板ホルダＰＨ）を位置決めすればよい。
また、ブラケット７１を移動機構に取り付けておき、検出装置７０で検出を行う際は、ブラケット７１に取り付けられた検出装置７０がカバー７２の下部に配置されるように移動機構を駆動するようにしてもよい。このような移動機構としては、例えば、回転モータとこの回転モータに接続されたアームとで構成することができ、アームの先端にブラケット７１を設置して検出装置７０を所定の位置まで移動させればよい。
さらに、検出装置７０を常時ブラケット７１または固定部に取り付けておき、検出を行う際はカバー（光透過性部材）７２の下部に検出装置が配置される（検出装置７０の検出光の光軸または光路上にカバー７２が位置する）ように、上述のようにしてカバー７２と検出装置７０の少なくとも一方を移動させるようにしてもよい。
【００５５】
また、本発明は、例えば、特開２００１−３３８８６８号公報及びこれに対応する米国特許６，６９０，４５５号に開示された照度計や、特願２００３−１６８０３７号公報に開示されている偏光度測定器等、ステージ（基板ステージ）に着脱可能な他の検出手段に対しても適用可能である。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、上記公報及び上記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。
さらに、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槽の中で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作については、例えば、持開平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ついては、例えば特開平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、本発明は、特開平１１−１３５４００号に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージ（第１のステージ）と、各種の計測部材やセンサを備えた計測ステージ（第２のステージ）とを備えた露光装置にも適用することができる。この場合、カバー７２や検出装置７０用のブラケット７１を前記計測ステージ側に設けてもよい。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）で満たしてウエハＷ（基板Ｐ）を露光する構成になっているが、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、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。
【００５６】
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０．９〜１．３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いるランダム偏光光では偏光効果によって結縁性能が悪化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いる場合、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を超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、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号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）などを適宜組み合わせるとより効果的である。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記載の一部とする。
また、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４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Ｌ／Ｓ）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から射出されるようになる。この場合も、上述したような直線偏光照明を用いるのが望ましいが、ランダム偏光光でマスクＭを照明しても、開口数ＮＡが０，９〜１．３のように大きい投影光学系を使って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には、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、１／４程度の縮小倍率の投影光学系を使って、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条件であれば、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から射出されるので、投影光学系の開口数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。
さらに、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）だけでなく、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く、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、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。
【００５７】
なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００５８】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００５９】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報及びこれに対応する米国特許６，３４１，００７号、特開平１０−２１４７８３号公報及びこれに対応する米国特許６，３４１，００７号、特表２０００−５０５９５８号公報及びこれに対応する米国特許５，６９６，４４１号などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。なお、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記載の一部とする。
【００６０】
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等を製造するための露光装置等にも広く適用できる。
【００６１】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータ（ＵＳＰ５，６２３，８５３またはＵＳＰ５，５２８，１１８参照）を用いる場合は、それらのステージを定盤に対して浮上させる方式として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かを用いるのが好ましい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
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。
【００６２】
各ステージＰＳＴ、ＭＳＴの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＰＳＴ、ＭＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＰＳＴ、ＭＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側に設ければよい。
【００６３】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、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な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投影光学系ＰＬに伝わらないようにしてもよい。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、マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報及びこれに対応する米国特許５，８７４，８２０号に記載されているような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投影光学系ＰＬに伝わらないようにしてもよい。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。
【００６４】
本実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。
各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は、温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００６５】
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レチクル（マスク）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によりレチクル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、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【符号の説明】
【００６６】
１…液体、７０…波面収差測定装置（検出手段）、７１…ブラケット（設置部）、７２…カバー（光透過性部材）、７３…溝部（凹凸部）、ＰＳＴ…ステージ装置、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、ＥＸ…露光装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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