(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図１
2011082573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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ョンと、
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ョンとを備え、
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。
【請求項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。
【請求項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いて、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。
【請求項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しい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１〜３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項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１〜４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項６】
前記計測器の計測結果に基づいて、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。
【請求項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。
【請求項８】
前記計測ステーションにおいて、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いて、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。
【請求項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１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項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ア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１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項１４】
請求項１〜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。
【請求項１５】
液体を介して基板を露光する露光方法において、
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。
【請求項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いて、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。
【請求項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ア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１５又は１６記載の露光方法。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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ョンと、
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ョンと、
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い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。
【発明の詳細な説明】
【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ィ工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。
【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、下記パンフレットの開示を援用して本明細書の一部とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】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】
【０００５】
ところで、近年において、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ア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おい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。
【０００６】
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】
【０００７】
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、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、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。
【０００８】
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。
【０００９】
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おいて、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。
【００１０】
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ョ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ョン（ＳＴＡ）と、露光ステーション（ＳＴＥ）に位置する基板ステージ（ＰＳＴ１）に保持されている基板（Ｐ）上に液体を供給する第１の液体供給装置（１０）と、計測ステーション（ＳＴＡ）に位置する基板ステージ（ＰＳＴ２）または基板ステージ（ＰＳＴ２）に保持されている基板（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】
【００１１】
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いて計測するようにしたので、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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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から見た平面図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【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において、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ＰＳＴ２）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、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ＳＴＡ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、露光ステーション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（ＰＳＴ１）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、計測ステーション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、計測ステーション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、露光ステーション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７０、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や駆動指令の伝達が可能なように構成されている。
【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）に支持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬとが設けられている。
【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、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とが設けられている。
【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）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【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θＺ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からなるＸＹ干渉計５１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５１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に支持されているマスク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β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。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。
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ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を付着させた表面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との親和性が高い液体（水）ＬＱ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ＬＱ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（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ＰＨ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θＸ、θＹ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θＺ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、及びオートレベ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（Ｘ、Ｙ、θＺ方向）を行う。なお、Ｚチルトステージ５２とＸＹ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ＸＹ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からなる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θＺ方向に関する位置情報）はＸＹ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、ＸＹ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、ＸＹ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Ｐ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ＸＹ方向の位置、及び回転角を計測可能なＸＹ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いる。したがって、露光ステーションＳＴＥに設けられているＸＹ干渉計５６は露光ステーションＳＴＥ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、計測ステーションＳＴＡに設けられているＸＹ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Ｚチルトステージ５２の側面にはＺ移動鏡５７が設けられ、Ｚ移動鏡５７に対向する位置にはＺ干渉計５８が設けられている。Ｚ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いる。Ｚ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ＰＳＴ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カス・レベリング検出系７０が設けられている。フォーカス・レベリング検出系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・レベリング検出系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・レベリング検出系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・レベリング検出系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θＸ及びθＹ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・レベリング検出系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・レベリング検出系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、及びオートレベリング方式で、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程度の隙間があるが、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く、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、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂材料あるいはアクリル系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料から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６４Ａ〜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に加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口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１２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上のア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）を検出する基板アライメント系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）を検出するマスクアライメント系８４が設けられている。なお、基板アライメント系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、マスクアライメント系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とほぼ等しい液体接触面８３Ａを有する光学部材８３が設けられている。本実施形態において、光学部材８３は基板アライメント系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いる。
【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２０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とを備えている。回収ノズル４４は基板Ｐに近接して配置された回収口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いる。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は基板アライメント系８２の一部を構成しているが、基板アライメント系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に設けられていればよい。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、計測ステーションＳＴＡで形成される液浸領域ＡＲ２’が、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を基板アライメント系８２の光学系の一部として用いることで、液浸領域ＡＲ２’を形成した状態でア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１０−１６３０９９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上において、基板Ｐの外側の所定位置には、基準部材３００が配置されている。基準部材３００には、基板アライメント系８２により検出される基準マークＰＦＭと、マスクアライメント系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、基板アライメント系８２は、基板Ｐ上に形成されたアライメントマーク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、アライメントマーク１は複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２４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、アライメントマーク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号に開示されているような照度ムラセンサ４００が配置されている。照度ムラセンサ４００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４７０以外はクロムなどの遮光性材料で覆われている。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２００２／００４１３７７号に開示されているような空間像計測センサ５００が設けられている。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。
【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２００２／００６１４６９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っている。
【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ＳＴＡ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、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い、計測ステーションＳＴＡに配置されている基板ステージ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θＸ、θＹ）を調整しつつ、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）３０１Ａ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Ｚ０がＺ干渉計５８によって計測される。位置Ｚ０に関する情報は制御装置ＣＯＮＴに記憶される。
【００５７】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、計測ステーションＳＴＡにおいて、第２基板ステージＰＳＴ２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い、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・レベリング検出系７０を使って、第２基板ステージＰＳＴ２に保持されている基板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ＬＱ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・レベリング検出系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・レベリング検出系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θＸ、θＹ）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・レベリング検出系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・レベリング検出系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い。
【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・レベリング検出系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Ｚ０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いてマップデータを作成し、そのマップデータに基づいて基板Ｐ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Ｚ０）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）。
【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、基板アライメント系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ＣＯＮＴは、基板アライメント系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い、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３０１Ａに液体ＬＱを接触させた状態で、基板アライメント系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。基板アライメント系８２が基準部材ＰＦＭ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い、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アライメントマーク１を基板アライメント系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、基板アライメント系８２によって基板Ｐ上の複数のアライメントマーク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は基板アライメント系８２の光学部材８３の液体接触面８３Ａに接触しており、基板アライメント系８２は光学部材８３の液体接触面８３Ａに液体ＬＱを接触させた状態でアライメントマーク１を計測する。基板アライメント系８２がアライメントマーク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によって規定される座標系内での各アライメントマーク１の位置情報を求めることができる（ステップＳＡ５）。
【００６３】
また基板アライメント系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、アライメントマーク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アライメント系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から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・アライメント）方式が採用されている。
【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（エンハンスド・グローバル・アライメント）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アライメントマーク１を基板アライメント系８２を使って検出する。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、基板アライメント系８２は基板Ｐ上の全てのアライメントマーク１を検出してもよい。
【００６６】
制御装置ＣＯＮＴは、アライメントマーク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アライメントマーク１の位置情報（座標位置）を基板アライメント系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、基板アライメント系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の出力から基板アライメント系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いるか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の基板アライメント系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、基板アライメント系８２の検出光と、フォーカスレベリング検出系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の基板アライメント系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。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系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、複数のアライメントマーク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の面情報の検出とアライメントマーク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、ＳＡ２）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上の複数のアライメントマーク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上の複数のアライメントマーク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、複数のアライメントマーク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上の複数のアライメントマーク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ＭＦＭ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、ＸＹ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においては、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が計測ステーション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】
［ウェット状態での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から露光ステーション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、マスクアライメント系８４を使った計測処理を行う。制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系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い、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、マスクアライメント系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ＬＱ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アライメント系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・アライメント）方式が採用されている。
【００７５】
そして、上記基板アライメント系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、上記マスクアライメント系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いる既知である基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭ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】
［ウェット状態での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い、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い数の検出点の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Ｚ０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Ｚ０）を基準とした基板Ｐ表面の近似平面を導出することができる。
【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・レベリング検出系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３０１Ａとの関係を計測する（ステップＳＡ９）。
【００７９】
ここで、フォーカス・レベリング検出系７０は、ウェット状態において、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っている。したがって、フォーカス・レベリング検出系７０は、ウェ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Ｚ０を基準とした、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面と基板Ｐ表面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５０１Ａ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Ｚ０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ＣＯＮＴ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ＡＲ１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いて適宜補正を行う。
【００８２】
［ウェット状態でのア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によって液体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〜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を使って求めたマスクＭのパターンの像の投影位置情報に基づいて、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜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Ｚ０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・レベリング検出系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、ＳＡ９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（Ｚ、θＸ、及びθＹ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３０１Ａ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（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標で表される）に基づいて、各ショット領域に対応するＸＹ平面内での位置におけるＺ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・レベリング検出系７０を使って基板Ｐ表面の面情報（ＸＹ平面内でのＺ位置情報）を検出し、基板Ｐ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結果の確認に用いるようにしてもよい。
【００８６】
なお、上述した実施形態では、基板Ｐ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Ｐを保持するＺチルトステージ５２を駆動することによって行っているが、マスクＭや投影光学系ＰＬを構成する複数のレンズの一部を動かして、像面を基板Ｐ表面に合わせるようにしてもよい。
【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ＳＴＡ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に保持されてい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）する場合において、計測ステーションＳＴＡで計測処理するときにおいても、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を配置しない非液浸状態（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ＰＳＴ）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いて基板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においてウエット状態で計測し、その計測結果に基づいて、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ョン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、本実施形態においては、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きる。
【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、本実施形態においては、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ョンＳＴＥに設けられたフォーカス・レベリング検出系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。しかしながら、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を高い応答性（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・レベリング検出系７０を使って基板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、計測ステーションＳＴＡで予め求めた基板Ｐの近似平面に更に加味して、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、前記フィ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、本実施形態においては、計測ステーションＳＴＡの基板アライメント系８２は、ウエット状態で基板Ｐ上のアライメントマーク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の計測結果に基づいて、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いるが、荷重センサ６４の計測結果に基づいて、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Ｚ０を基準とした基板Ｐ表面の近似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、計測ステーションＳＴＡで形成される液浸領域ＡＲ２’の液体ＬＱの量（重さ）と、露光ステーション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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ表面の位置補正を行おうとすると、露光ステーションＳＴＥでの基板Ｐの実際の表面形状はラインＬ２であるため、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成された像面に、基板Ｐ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の計測結果に基づいて、露光ステーションＳＴＥでの基板Ｐ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において、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の表面形状をフォーカス・レベリング検出系７０を使って計測する。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・レベリング検出系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・レベリング検出系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・レベリング検出系７０を使って計測した基板Ｐの表面形状がラインＬ１、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Ｐ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６４Ａ〜６４Ｃの計測結果に基づいて、フォーカス・レベリング検出系７０を使って求めた基板Ｐ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ＬＱ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、例えば実験やシミュレーショ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・レベリング検出系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いて、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において、基板Ｐに液体ＬＱを配置した状態で、フォーカス・レベリング検出系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）とが互いに異なっていても、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、本実施形態においては基板Ｐ上の一部に（局所的に）液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２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ＰＳＴ）の−Ｘ側に形成されている場合には、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（ａ）の符号ＡＲ２ｂ、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・レベリング検出系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（グローバルな表面形状）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の計測結果に基づいて、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）のそれぞれについ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・レベリング検出系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の計測結果に基づいて基板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が、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おいては、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、基板アライメント系（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おい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、それによって基板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、計測処理や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い。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。なお工場等から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１．４４と言われており、露光光ＥＬの光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板Ｐ上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系ＰＬの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。
【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０．９〜１．３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像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、位相シフトマスクや特開平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。
【０１１４】
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から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、１／４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から射出されるので、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い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（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、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い。
【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く、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。
【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からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体ＬＱを満たす構成であってもよい。
【０１１９】
なお、本実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬ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。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。
【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。
【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１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。
【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ついては、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ついては、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。
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エ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よい。
【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く、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【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。
【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５，８７４，８２０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が、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０１／３５１６８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】
【０１３０】
１…アライメントマーク、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…基板アライメント系（第１マーク検出系）、８３…光学部材（ダミー部材）、８３Ａ…液体接触面、８４…マスクアライメント系（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・レベリング検出系（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…投影光学系、ＰＳＴ（ＰＳＴ１、ＰＳＴ２）…基板ステージ、Ｓ１〜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
【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】
2011082573.tif 000007
【図６】
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【図７】
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