(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、
前記投影光学系と前記基板との間に液体を供給し、前記基板の中央付近の第１領域を前記投影光学系と前記液体とを介して露光し、
前記基板のエッジを含む第２領域を、前記液体なしに、前記投影光学系を介して露光することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
第１投影光学系と基板との間に液体を供給し、前記第１投影光学系と前記液体とを介して前記基板を露光する露光方法において、
前記基板の中央付近の第１領域を前記第１投影光学系と前記液体とを介して露光するときと、前記基板のエッジを含む第２領域を第２投影光学系を介して露光するときとで露光条件が異なることを特徴とする露光方法。
【請求項３】
露光光で照明されたマスクからの露光光で前記基板が露光され、
前記露光条件は、前記マスクに対する照明条件を含む請求項２記載の露光方法。
【請求項４】
前記基板の第２領域をデフォーカスに耐性のある露光条件で露光する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方法。
【請求項５】
前記第１領域を露光するときよりも、前記第２領域を露光するときの前記投影光学系の開口数を小さくすることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項６】
前記第２領域は二光束干渉法により露光されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項７】
前記第２領域には、ラインパターンが所定ピッチで形成されたライン・アンド・スペースパターンの像を投影することを特徴とする請求項６記載の露光方法。
【請求項８】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンは、前記第２領域の露光に使われる第２パターンと異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項９】
前記第１領域は前記第１パターンと前記基板とを移動しながら露光し、
前記第２領域は前記第２パターンと前記基板とを静止した状態で露光することを特徴とする請求項８記載の露光方法。
【請求項１０】
前記第１領域は、前記第１パターンと前記基板とを移動しながら露光し、
前記第２領域は、前記第２パターンを静止した状態で、前記基板を移動しながら露光することを特徴とする請求項８記載の露光方法。
【請求項１１】
前記第１パターンと前記第２パターンとは同一マスク上に形成されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１２】
前記第１パターンはマスク上に形成され、前記第２パターンは前記マスクを保持するマスクステージ上に、前記マスクとは離れた位置に固定された基材に形成されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１３】
前記第２領域に露光光を照射して、前記基板において前記第１領域に形成されるパターンに応じたダミーパターンを前記第２領域に形成する請求項１〜５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１４】
前記ダミーパターンは、二光束干渉法により前記第２領域に投影される干渉縞パターンを含む請求項１３記載の露光方法。
【請求項１５】
前記ダミーパターンは、前記基板と共役な位置に配置されたマスク又はガラス基材のパターンを露光光で照明することにより前記第２領域に投影されるパターンを含む請求項１３記載の露光方法。
【請求項１６】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンの形状に応じて前記第２領域に露光光を照射する請求項１３〜１５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１７】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンのパターン形成密度に応じて前記第２領域に露光光を照射する請求項１３〜１５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１８】
前記第１領域を露光するときと前記第２領域を露光するときとで、前記投影光学系と前記基板との間隔が異なることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項１９】
前記第１領域を露光するときと前記第２領域を露光するときとで、前記投影光学系と前記基板との間隔がほぼ同じになるように、前記投影光学系を介して形成される像面の位置調整を行うことを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項２０】
前記第２領域の露光が完了した後に、前記第１領域の露光を行うことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項２１】
基板を露光する露光方法であって、
前記基板の中央付近の第１領域を、第１光学系、及び前記第１光学系と前記基板との間の液体を介して露光して前記第１領域にパターンを形成することと、
前記基板のエッジを含む第２領域を、液体なしに第２光学系を介して露光して前記第２領域にパターンを形成することと、を含む露光方法。
【請求項２２】
前記第１光学系は第１ステーションに配置され、前記第２光学系は第２ステーションに配置され、
前記基板の第２領域が、前記第２ステーションにおいて前記２光学系により液体を介さずに露光され、前記基板の第１領域が、前記第１ステーションにおいて前記第１光学系により液体を介して露光される請求項２１記載の露光方法。
【請求項２３】
前記第１ステーションにおいて、第１基板ステージに保持された基板の第１領域を前記第１光学系及び液体を介して露光中、前記第２ステーションにおいて、第２基板ステージに保持された基板の第２領域の露光を液体を介さずに第２光学系を介して行う請求項２２記載の露光方法。
【請求項２４】
露光装置の基板ステージに保持された基板の第１領域が前記第１光学系及び液体を介して露光され、
前記基板の第２領域は、コータ・デベロッパ装置と前記露光装置の前記基板ステージとの搬送経路の途中に設けられた前記第２光学系によって露光される請求項２１記載の露光方法。
【請求項２５】
前記基板は、前記基板ステージに載置された状態で前記第１光学系を介して露光される露光処理の前又は後に、前記第２光学系により前記第２領域を露光される請求項２４記載の露光方法。
【請求項２６】
前記基板の第２領域を露光する第２光学系が、コータ・デベロッパ装置に設けられる請求項２１記載の露光方法。
【請求項２７】
前記第１光学系及び前記第２光学系が、前記基板を支持する１つの基板ステージの上方に配置される請求項２１記載の露光方法。
【請求項２８】
前記第１領域の露光に用いられる露光光の波長と、前記第２領域の露光に用いられる露光光の波長とは異なる請求項２１〜２７のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項２９】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンは、前記第２領域の露光に使われる第２パターンと異なる請求項２１〜２８のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項３０】
前記第２領域に露光光を照射して、前記基板において前記第１領域に形成されるパターンに応じたダミーパターンを前記第２領域に形成する請求項２１〜２９のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項３１】
前記ダミーパターンは、二光束干渉法により前記第２領域に投影される干渉縞パターンを含む請求項３０記載の露光方法。
【請求項３２】
前記ダミーパターンは、前記基板と共役な位置に配置されたマスク又はガラス基材のパターンを露光光で照明することにより前記第２領域に投影されるパターンを含む請求項３０記載の露光方法。
【請求項３３】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンの形状に応じて前記第２領域に露光光を照射する請求項３０〜３２のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項３４】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンのパターン形成密度に応じて前記第２領域に露光光を照射する請求項３０〜３２のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項３５】
請求項１〜請求項３４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３６】
基板上の複数の領域を露光する露光装置において、
基板の中央付近の第１領域に液体を介して露光光を照射してパターンを形成する第１光学系と、
前記基板のエッジを含む第２領域に液体なしに露光光を照射してパターンを形成する第２光学系とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項３７】
前記第１領域の露光に用いられる露光光の波長は、前記第２領域の露光に用いられる露光光の波長とは異なることを特徴とする請求項３６記載の露光装置。
【請求項３８】
前記第２領域は二光束干渉法により露光されることを特徴とする請求項３６又は３７記載の露光装置。
【請求項３９】
前記第１光学系及び液体を介して第１領域が露光される基板を支持する基板ステージを備え、
前記第２光学系は、コータ・デベロッパ装置と前記基板ステージとの搬送経路の途中に設けられる請求項３６〜３８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４０】
前記基板を支持する基板ステージを備え、
前記第１光学系及び前記第２光学系が、１つの前記基板ステージの上方に配置される請求項３６〜３８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４１】
前記第１及び第２領域を有する基板を保持して移動可能な第１可動体と、前記第１及び第２領域を有する基板を保持して移動可能な第２可動体とを備え、
前記第１光学系を用いて前記第１可動体に保持された基板上の第１領域の露光中に、前記第２光学系を用いて前記第２可動体に保持された基板上の第２領域を露光し、前記第１可動体に保持された基板上の第１領域の露光終了後に、前記第１光学系を用いて前記第２可動体に保持された基板上の第１領域の露光を開始することを特徴とする請求項３６〜３８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４２】
基板を露光する露光装置であって、
液体供給装置を備え、該液体供給装置により供給された液体を介して基板の中央付近の第１領域を露光して前記第１領域にパターンを形成する第１ステーションと、
液体が供給されない基板のエッジを含む第２領域を露光して前記第２領域にパターンを形成する第２ステーションとを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項４３】
前記基板が第１及び第２領域を有し、第１領域が第１ステーションで液体を介して露光され、第２領域が第２ステーションで液体を介さずに露光されることを特徴とする請求項４２記載の露光装置。
【請求項４４】
更に、第１ステーションに設けられた第１投影光学系と、第２ステーションに設けられた第２投影光学系とを備えることを特徴とする請求項４２又は４３記載の露光装置。
【請求項４５】
更に、第１ステーションと第２ステーションとの間を、基板を保持して交互に移動する第１及び第２可動体を備えることを特徴とする請求項４２〜４４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４６】
第１及び第２可動体に、基板の露光領域の位置合わせのための基準部材が設けられており、第１ステーションで露光が行われる前に、第２ステーションにおいて基板の露光領域の位置計測が行われることを特徴とする請求項４５記載の露光装置。
【請求項４７】
前記基板の第２領域が第２ステーションで露光された後に、該基板が第１又は第２可動体により第１ステーションに移動され、第１領域に液体が供給されて第１領域が露光されることを特徴とする請求項４２〜４６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４８】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンは、前記第２領域の露光に使われる第２パターンと異なる請求項３６〜４７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４９】
前記第２領域に露光光を照射して、前記基板において前記第１領域に形成されるパターンに応じたダミーパターンを前記第２領域に形成する請求項３６〜４８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５０】
前記ダミーパターンは、二光束干渉法により前記第２領域に投影される干渉縞パターンを含む請求項４９記載の露光装置。
【請求項５１】
前記ダミーパターンは、前記基板と共役な位置に配置されたマスク又はガラス基材のパターンを露光光で照明することにより前記第２領域に投影されるパターンを含む請求項４９記載の露光装置。
【請求項５２】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンの形状に応じて前記第２領域に露光光を照射する請求項４９〜５１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５３】
前記第１領域の露光に使われる第１パターンのパターン形成密度に応じて前記第２領域に露光光を照射する請求項４９〜５１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５４】
請求項３６〜５３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系の像面側を局所的に液体で満たした状態で投影光学系を介して基板にパターンを露光する露光方法、及びこの露光方法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】
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くなるほど、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、露光動作時のマージンが不足する恐れがある。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、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。
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術には以下に述べる問題が存在する。上記従来技術は、投影光学系の像面側である下面と基板（ウエハ）との間を局所的に液体で満たす構成であり、基板の中央付近のショット領域を露光する場合には液体の基板の外側への流出は生じない。しかしながら、例えば、図１５に示す模式図のように、基板Ｐの周辺領域（エッジ領域）Ｅを投影光学系の投影領域１００に移動して、この基板Ｐのエッジ領域Ｅを露光しようとすると、液体は基板Ｐの外側へ流出してしまう。この流出した液体を放置しておくと、基板Ｐがおかれている環境（湿度など）の変動をもたらし、基板を保持する基板ステージの位置情報を計測する干渉計の光路上や各種光学的検出装置の検出光の光路上の屈折率の変化を引き起こすなど所望のパターン転写精度を得られなくなるおそれが生じる。更に、流出した液体により基板Ｐを支持する基板ステージ周辺の機械部品などに錆びを生じさせるなどの不都合も生じる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で基板を液浸露光処理する場合においても、基板の外側への液体の流出を防止できる露光方法、及び基板を液浸露光処理する場合にもその基板のエッジ領域にパターン転写できる露光方法、露光装置、及びこれらの露光方法、装置を用い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】
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１４に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光方法は、投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）を露光する露光方法において、投影光学系（ＰＬ）と基板（Ｐ）との間に液体（５０）を供給し、基板（Ｐ）上の第１領域（ＡＲ１）を投影光学系（ＰＬ）と液体（５０）とを介して露光し、第１領域（ＡＲ１）とは異なる基板（Ｐ）上の第２領域（ＡＲ２）を、液体（５０）なしに、投影光学系（ＰＬ）を介して露光することを特徴とする。本発明の露光方法は、投影光学系（ＰＬ）と基板（Ｐ）との間に液体（５０）を供給し、投影光学系（ＰＬ）と液体（５０）とを介して基板（Ｐ）を露光する露光方法において、基板（Ｐ）上の第１領域（ＡＲ１）を露光するときと、第１領域（ＡＲ１）とは異なる基板（Ｐ）上の第２領域（ＡＲ２）を露光するときとで露光条件が異なることを特徴とする。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。
【０００７】
本発明によれば、例えば基板中央付近のパターン形成領域を第１領域とし基板のエッジ付近領域を第２領域とした場合、第２領域を液体なし（液体を供給せず）に投影光学系を介して露光することで、液体の基板の外側への流出を抑えることができる。そして、第１、第２領域のそれぞれを異なる露光条件で露光することで、第２領域に対しても良好にパターン転写できる。したがって、基板のおかれている環境の変動が抑えられるとともに、基板を支持する基板ステージ周辺の機械部品に錆びなどが発生するといった不都合の発生も抑えられる。しかも後工程であるＣＭＰ（化学的機械的研磨）処理において、ＣＭＰの研磨面に対して基板が片当たりして良好に研磨できないという不都合の発生を抑えることができるので、高いパターン精度を有するデバイスを製造することができる。
【０００８】
本発明の露光方法は、投影光学系（ＰＬ）と基板（Ｐ）との間の少なくとも一部に液体（５０）を供給し、投影光学系（ＰＬ）と液体（５０）とを介して基板（Ｐ）を露光する露光方法において、基板（Ｐ）上のエッジ部（ＡＲ２）は露光しないことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、基板のエッジ部は露光しない、すなわち基板の外側へ液体の流出が起きるエッジ部を除く領域のみが露光されるので、基板の外側への液体の流出に伴う不都合を回避できる。
基板のエッジ部を露光する必要のない条件の下では、基板のエッジを投影光学系と液体との間の液浸領域にまで移動する必要がない。例えば、基板に対してＣＭＰ処理を行わないプロセス条件であればエッジ部にパターンを形成しなくてもいいので、エッジ部を露光する必要がなく、投影光学系と基板との間の液浸領域が基板のエッジにかかることがないので基板の外側への液体の流出を防ぐことができる。
【００１０】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、基板（Ｐ）上の複数の領域（ＡＲ１、ＡＲ２）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）上の第１領域（ＡＲ１）に露光光（ＥＬ）を照射する第１光学系（ＩＬ、ＰＬ）と、第１領域（ＡＲ１）とは異なる基板（Ｐ）上の第２領域（ＡＲ２）に露光光（ＥＬ２）を照射する第２光学系（ＩＬ２、ＰＬ２）とを備えたことを特徴とする。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。
【００１１】
本発明によれば、基板上の第１、第２領域のそれぞれを容易に異なる条件で露光することが可能となる。また第１光学系と第２光学系との配置によっては、基板上の第１、第２領域のそれぞれを第１、第２光学系で並行して露光することが可能となるので、スループットを向上できる。また、第１、第２領域を露光するときの目標露光精度（パターン形成精度）に応じて、第１、第２光学系を構築すればよいので、例えば第２領域に対する露光精度が比較的ラフな精度を許容されている場合、第２光学系を簡易（安価）な構成とすることができ、装置コストやランニングコストを抑えることができる。
【００１２】
また本発明の露光装置（ＥＸ）は、液体供給装置（１）を備え、該液体供給装置により供給された液体を介して基板が露光される第１ステーション（Ａ）と、液体が供給されない基板が露光される第２ステーション（Ｂ）とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この露光装置では第１ステーションで液浸露光が行われ、第２ステーションで通常の液体を使わない露光が行われるため、例えば、基板が第１及び第２領域を有し、第１領域が第１ステーションで液体を介して露光され、第２領域が第２ステーションで液体を介さずに露光され得る。それゆえ、露光条件に応じた制御を二つのステーションで別々に行うことで、用途に応じた複雑な露光制御も可能となる。また、液浸露光に伴う液体（水）処理の問題も一つのステーションで集中して処理すれば足りる。
また本発明によれば、更に、第２ステーションでは予め基板の位置合わせ計測（ＡＦ／ＡＬ計測、アライメント計測など）を行うことができ、その基板を第１ステーションに移動し、その位置合わせ計測が行われた基板を第１ステーションで液浸露光することができる。このようにツインステージの利点を液浸露光に生かしてスループットを向上することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板外側への液体の流出を抑えながら基板のエッジ領域に対しても良好にパターン転写でき、所望の性能を発揮できるデバイスを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の露光方法及びデバイス製造方法について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の露光方法に用いる露光装置の一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のパターンの像を基板ステージ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。
【００１６】
ここで、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Ｙ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。
【００１７】
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。本実施形態ではＡｒＦエキシマレーザ光を用いることにする。
【００１８】
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ＭＳＴＤにより駆動される。マスクステージ駆動装置ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計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はレーザ干渉計の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤ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。
【００１９】
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、複数の光学素子（レンズ）で構成されており、これら光学素子は金属部材としての鏡筒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の先端側（基板Ｐ側）には、光学素子（レンズ）６０が鏡筒ＰＫより露出している。この光学素子６０は鏡筒ＰＫに対して着脱（交換）可能に設けられている。
【００２０】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基板ホルダを介して保持するＺステージ５１と、Ｚステージ５１を支持するＸＹステージ５２と、ＸＹステージ５２を支持するベース５３とを備えている。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ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。Ｚステージ５１を駆動することにより、Ｚステージ５１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５２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）が制御される。すなわち、Ｚステージ５１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５２は基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。なお、ＺステージとＸＹステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。
【００２１】
基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５１）上には移動鏡５４が設けられている。また、移動鏡５４に対向する位置にはレーザ干渉計５５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５５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５５の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤ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。
【００２２】
本実施形態では、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、液浸法を適用する。そのため、少なくともマスクＭのパターンの像を基板Ｐ上に転写している間は、基板Ｐの表面と投影光学系ＰＬの基板Ｐ側の光学素子（レンズ）６０の先端面（下面）７との間に所定の液体５０が満たされる。上述したように、投影光学系ＰＬの先端側にはレンズ６０が露出しており、液体５０はレンズ６０のみに接触するように構成されている。これにより、金属からなる鏡筒ＰＫの腐蝕等が防止されている。また、レンズ６０の先端面７は投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫ及び基板Ｐより十分小さく、且つ上述したように液体５０はレンズ６０のみに接触するように構成されているため、液体５０は投影光学系ＰＬの像面側に局所的に満たされている構成となっている。すなわち、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液浸部分は基板Ｐより十分に小さい。本実施形態において、液体５０には純水が用いられる。純水は、ＡｒＦレーザ光のみならず、露光光ＥＬを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）とした場合、この露光光ＥＬを透過可能である。
【００２３】
露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの先端面（レンズ６０の先端面）７と基板Ｐとの間の空間５６に所定の液体５０を供給する液体供給装置１と、空間５６の液体５０を回収する液体回収装置２とを備えている。液体供給装置１は、投影光学系ＰＬの像面側を局所的に液体５０で満たすためのものであって、液体５０を収容するタンク、加圧ポンプ、及び空間５６に供給する液体５０の温度を調整する温度調整装置などを備えている。液体供給装置１には供給管３の一端部が接続され、供給管３の他端部には供給ノズル４が接続されている。液体供給装置１は供給管３及び供給ノズル４を介して空間５６に液体５０を供給する。
【００２４】
液体回収装置２は、吸引ポンプ、回収した液体５０を収容するタンクなどを備えている。液体回収装置２には回収管６の一端部が接続され、回収管６の他端部には回収ノズル５が接続されている。液体回収装置２は回収ノズル５及び回収管６を介して空間５６の液体５０を回収する。空間５６に液体５０を満たす際、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置１を駆動し、供給管３及び供給ノズル４を介して空間５６に対して単位時間当たり所定量の液体５０を供給するとともに、液体回収装置２を駆動し、回収ノズル５及び回収管６を介して単位時間当たり所定量の液体５０を空間５６より回収する。これにより投影光学系ＰＬの先端面７と基板Ｐとの間の空間５６に液体５０が配置され、液浸部分が形成される。ここで、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１を制御することで空間５６に対する単位時間当たりの液体供給量を任意に設定可能であるとともに、液体回収装置２を制御することで基板Ｐ上からの単位時間当たりの液体回収量を任意に設定可能である。
【００２５】
図２は、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬの下部、液体供給装置１、及び液体回収装置２などを示す正面図である。図２において、投影光学系ＰＬの最下端のレンズ６０は、先端部６０Ａが走査方向に必要な部分だけを残してＹ軸方向（非走査方向）に細長い矩形状に形成されている。走査露光時には、先端部６０Ａの直下の矩形の投影領域にマスクＭの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬに対して、マスクＭが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、ＸＹステージ５２を介して基板Ｐが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｐのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。本実施形態では、基板Ｐの移動方向に沿って基板Ｐの移動方向と同一方向に液体５０を流すように設定されている。
【００２６】
Ｚステージ５１には基板Ｐを吸着保持するための吸着孔２４が設けられている。そして、吸着孔２４のそれぞれは、Ｚステージ５１内部に形成された流路２５に接続している。吸着孔２４に接続されている流路２５は、Ｚステージ５１外部に設けられている管路３０の一端部に接続されている。一方、管路３０の他端部は、Ｚステージ５１外部に設けられたタンク３１及びバルブ３２を介して吸引装置であるポンプ３３に接続されている。タンク３１には排出流路３１Ａが設けられており、液体が所定量溜まったら排出流路３１Ａより排出されるようになっている。液浸露光する際、基板Ｐの外側に流出した液体５０が基板Ｐの裏面側に達する場合も考えられる。そして、基板Ｐの裏面側に入り込んだ液体５０が基板Ｐを吸着保持するための吸着孔２４に流入する可能性もある。この場合、吸着孔２４は、流路２５、管路３０、及びタンク３１を介して吸引装置としてのポンプ３３に接続されており、基板Ｐを吸着保持するために、バルブ３２の開放及びポンプ３３の駆動を行っているので、吸着孔２４に流入した液体５０を流路２５及び管路３０を介してタンク３１に集めることができる。
【００２７】
図３は、投影光学系ＰＬのレンズ６０の先端部６０Ａと、液体５０をＸ軸方向に供給する供給ノズル４（４Ａ〜４Ｃ）と、液体５０を回収する回収ノズル５（５Ａ、５Ｂ）との位置関係を示す図である。図３において、レンズ６０の先端部６０Ａの形状はＹ軸方向に細長い矩形状となっており、投影光学系ＰＬのレンズ６０の先端部６０ＡをＸ軸方向に挟むように、＋Ｘ方向側に３つの供給ノズル４Ａ〜４Ｃが配置され、−Ｘ方向側に２つの回収ノズル５Ａ、５Ｂが配置されている。そして、供給ノズル４Ａ〜４Ｃは供給管３を介して液体供給装置１に接続され、回収ノズル５Ａ、５Ｂは回収管４を介して液体回収装置２に接続されている。また、供給ノズル４Ａ〜４Ｃと回収ノズル５Ａ、５Ｂとを先端部６０Ａの中心に対してほぼ１８０°回転した位置に、供給ノズル８Ａ〜８Ｃと、回収ノズル９Ａ、９Ｂとが配置されている。ここで、ノズル列４Ａ〜４Ｃ、９Ａ及び９Ｂとノズル列８Ａ〜８Ｃ、５Ａ及び５Ｂは、対向して配置されており、対向する供給ノズルと回収ノズルとの間隔（例えば４Ａと８Ａとの間隔）は、レンズ６０の先端部６０Ａの下に区画される投影領域の走査方向の幅よりも広いが、基板Ｐの直径よりも小さい。したがって、基板Ｐの外周に近いショット領域を露光するときに、液浸領域が基板Ｐのエッジより外にはみ出して、液体が基板Ｐの外側に漏れないようにするために、対向する供給ノズルと回収ノズルとの間隔は投影領域の走査方向の幅と同程度であることが望ましい。供給ノズル４Ａ〜４Ｃと回収ノズル９Ａ、９ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル８Ａ〜８Ｃと回収ノズル５Ａ、５ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル８Ａ〜８Ｃは供給管１０を介して液体供給装置１に接続され、回収ノズル９Ａ、９Ｂは回収管１１を介して液体回収装置２に接続されている。なお、ノズルからの液体供給は、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に気体部分が生じないように行われる。
【００２８】
図４に示すように、先端部６０Ａを挟んでＹ軸方向両側のそれぞれに供給ノズル１３、１４及び回収ノズル１５、１６を設けることもできる。この供給ノズル及び回収ノズルにより、ステップ移動する際の基板Ｐの非走査方向（Ｙ軸方向）への移動時においても、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液体５０を安定して供給することができる。
【００２９】
なお、上述したノズルの形状は特に限定されるものでなく、例えば先端部６０Ａの長辺について２対のノズルで液体５０の供給又は回収を行うようにしてもよい。なお、この場合には、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向からも液体５０の供給及び回収を行うことができるようにするため、供給ノズルと回収ノズルと上下に並べて配置してもよい。
【００３０】
図５は本実施形態に係るマスクＭの平面図である。図５において、マスクＭはデバイスを形成するためのデバイスパターン（第１パターン）４１が形成された第１パターン形成領域ＭＡ１と、ラインパターンが所定ピッチで形成されたライン・アンド・スペースパターン（第２パターン）４２が形成された第２パターン形成領域ＭＡ２とを有している。デバイスパターン４１は、後述する基板Ｐ上の第１領域ＡＲ１に転写され、ライン・アンド・スペースパターン（Ｌ／Ｓパターン）４２は、第１領域ＡＲ１とは異なる基板Ｐ上の第２領域ＡＲ２に転写されるようになっている。
【００３１】
図６は基板Ｐの平面図である。略円形状の基板Ｐのうち中央付近に設定されたパターン形成領域である第１領域ＡＲ１にマスクＭに形成されているデバイスパターン４１が転写され、基板Ｐのエッジ付近の領域である第２領域ＡＲ２にマスクＭに形成されているＬ／Ｓパターン４２が転写されるようになっている。また、第１領域ＡＲ１には複数のショット領域ＳＨが設定されている。なお、第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２との境界は図６に限らず、各ショット領域を走査露光る前後の加速距離や減速距離、あるいは液浸領域の範囲などに応じて決めればよい。
【００３２】
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説明する。
マスクＭがマスクステージＭＳＴにロードされるとともに、基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされたら、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置１及び液体回収装置２を駆動し、液体５０の供給及び回収をすることで空間５６に液体５０の液浸部分を形成する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、マスクＭと基板Ｐとを同期移動しながら、照明光学系ＩＬによりマスクＭの第１パターン形成領域Ｍ１を露光光ＥＬで照明し、デバイスパターン４１の像を投影光学系ＰＬ及び液体５０を介して基板Ｐ上の第１領域ＡＲ１の各ショット領域ＳＨに順次投影する。ここで、基板Ｐの中央付近の第１領域ＡＲ１を露光している間は、液体供給装置１から供給された液体５０は液体回収装置２により回収され、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液浸領域が基板Ｐのエッジにかからないので基板Ｐの外側に流出しない。
【００３３】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、マスクＭのデバイスパターン４１とは異なる位置に設けられたＬ／Ｓパターン４２を基板Ｐの第２領域ＡＲ２を露光するためにマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを駆動してマスクＭ及び基板Ｐを所定の位置に位置決めする。この位置決め動作の前あるいは後に、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置１及び液体回収装置２による液体５０の供給及び回収動作を停止する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、第２領域ＡＲ２を、液体５０なしに、投影光学系ＰＬを介して露光する準備をする。
【００３４】
ここで、制御装置ＣＯＮＴは、第２領域ＡＲ２を露光処理する際のマスクＭに対する露光光ＥＬの照明条件（露光条件）を、第１領域ＡＲ１を露光処理したときの条件と異なる条件に設定する。例えば、照明光学系ＩＬの絞りを変更し、マスクＭに対する照明条件を通常照明から斜入射照明（変形照明）に変更する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、マスクＭのＬ／Ｓパターン４２を露光光ＥＬで斜入射照明し、Ｌ／Ｓパターン４２で回折した複数の回折光のうち２つの回折光を用いて基板Ｐを露光する。
【００３５】
図７は第２領域ＡＲ２を露光するときの光学系の一例を示す図である。図７（ａ）において、照明光学系ＩＬの光源７０の光路下流に、光軸に対してずれた位置に１つの開口を有する一極照明絞り７１が配置される。光源７０から射出した光束は一極照明絞り７１の開口を通過後、レンズ系７３を通過してマスクＭのＬ／Ｓパターン４２に斜め入射する。マスクＭのＬ／Ｓパターン４２で回折した０次光及び±１次光のうち、０次光及び＋１次光（あるいは−１次光）のみが投影光学系ＰＬに入射する。基板Ｐの第２領域ＡＲ２は０次光及び＋１次光（−１次光）に基づく二光束干渉法によりＬ／Ｓパターン４２を露光される。あるいは、図７（ｂ）に示すように、光軸に対してずれた位置に２つの開口を有する二極照明絞り７２を用いて露光することもできる。あるいは４つの開口を有する四重極照明絞りを用いてもよい。また、照明条件の変更は、絞りの変更のみならず、ズーム光学系や回折光学素子などを併用して変更するようにしてもよい。
【００３６】
二光束干渉法で露光することで、焦点深度が大きくなる。すなわち、二光束干渉法に基づく露光条件はデフォーカスに耐性のある露光条件であって、基板Ｐ上の第２領域ＡＲ２はデフォーカスに耐性のある露光条件で露光されたことになる。更にこのとき、投影光学系ＰＬの開口数を小さくすることで不要な次数の回折光をカットして焦点深度を低下させないようにするのが望ましい。
【００３７】
本実施形態おける露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬは液体５０を介することで最適な結像特性が得られるように設計されるので、例えば、通常照明（円形の絞り）のまま液体を介さない露光を行おうとするとフォーカス位置（投影光学系ＰＬを介して形成される像面の位置）が大きくずれ、基板Ｐ上にパターンの像を結像させることができない可能性がある。しかしながら、液体を介さない露光処理をする際、露光条件を二光束干渉法に基づく露光条件に変更し、デフォーカスに耐性のある露光条件としたので、基板Ｐの表面を、液体を介さない投影光学系ＰＬの焦点深度内に納めることができる。
【００３８】
なお、第１領域ＡＲ１を斜入射照明などのデフォーカスに耐性のある露光条件で露光する場合もあるので、その場合は単に、液体ありの露光条件から液体なしの露光条件に変更して第２領域ＡＲ２を露光してもよい。
【００３９】
Ｌ／Ｓパターン４２を基板Ｐの第２領域ＡＲ２に露光する際、第１領域ＡＲ１に対する露光処理同様、マスクＭ（Ｌ／Ｓパターン４２）と基板Ｐとを同期移動しつつ露光してもよいし、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態で露光しても良いし、マスクＭを静止した状態で基板Ｐを移動しながら露光してもよい。例えば、図６において、第２領域ＡＲ２のうち走査方向に短い領域ＡＲ２Ａに対しては、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態で露光できる。また、走査方向に長い領域ＡＲ２Ｂを、マスクＭを静止した状態で基板Ｐを移動しながら露光する際には、投影されるパターン像は基板Ｐの移動方向（走査方向）に連続的にぶれることがある。この場合、パターン像がぶれても領域ＡＲ２Ｂにパターンを良好に転写するために、マスクＭのＬ／Ｓパターン４２のラインパターンの長手方向と前記基板Ｐの移動方向とを一致させておくことが望ましい。また、第２領域ＡＲ２を露光するときは、投影光学系ＰＬの開口数を小さくすることが好ましい。これにより、不要な次数の回折光が投影光学系ＰＬに入射しても、パターン像のコントラスト低下や焦点深度低下を回避することができる。
【００４０】
以上説明したように、投影光学系ＰＬの下（像面側）に液体を保持することが困難な基板Ｐのエッジ領域ＡＲ２に対しては、液体を介さないで露光するようにしたので、液体の基板外側への流出を防ぐことができる。この場合、投影光学系ＰＬの光学特性は液浸露光に最適化されているため、液体を介さない場合は所望の結像位置を得られないが、液体を介さない場合には二光束干渉法を用いて焦点深度を大きくすることで、液体を介さなくても基板Ｐ上にＬ／Ｓパターン４２を形成することができる。そして、基板Ｐ上においてデバイスパターン４１が形成される第１領域ＡＲ１以外の第２領域ＡＲ２にダミーパターンであるＬ／Ｓパターン４２を形成したことにより、後工程であるＣＭＰ処理において、ＣＭＰ装置の研磨面に対して基板Ｐが片当たりするといった不都合の発生を回避することができる。
【００４１】
なお、上記実施形態では、第２領域ＡＲ２を液体なしに露光していたが、基板Ｐの周囲に、基板Ｐの外側に流出した液体を回収する回収装置を設けておき、第２領域ＡＲ２を露光処理する際にも投影光学系ＰＬの下に液体を配置した状態で、あるいは液体の供給を続けながら、二光束干渉法に基づいて露光してもよい。この場合、基板Ｐの外側へ液体が流出するため、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間が不十分な液浸状態となる可能性があるが、二光束干渉法などのデフォーカスに耐性のある露光条件で第２領域ＡＲ２を露光するので、第２領域ＡＲ２にＬ／Ｓパターンなどを形成できる。
【００４２】
なお、上記実施形態では第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２とをショット領域で区別したが、１つのショット領域内に第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２とを設定してもよい。例えば、１つのショット領域内に２つのチップ領域が存在する場合、基板Ｐの中心に近い一方のチップ領域だけを第１領域ＡＲ１として液浸露光を行い、他方のチップ領域を第２領域ＡＲ２として、デフォーカスに耐性のある方式で露光を行ったり、露光しないなどの処理を施してもよい。この場合、第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２とは走査方向に並んでいてもよいし、非走査方向に離れていてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、第１領域ＡＲ１を露光した後に、第２領域ＡＲ２を露光するようにしているが、第２領域ＡＲ２の露光を第１領域ＡＲ１の前に行ってもよい。第２領域ＡＲ２の露光が完了した後に、第１領域ＡＲ１の露光を行うことにより、高いパターン形成精度が要求される第１領域ＡＲ１のデバイスパターン４１の形成精度を更に向上することができる。つまり、露光光照射後のフォトレジストは外気（空気）に曝されることで劣化を開始するが、第２領域ＡＲ２を露光した後に第１領域ＡＲ１を露光することで、第１領域ＡＲ１が露光されてから現像処理されるまでの時間を短くすることができ、フォトレジストの劣化が促進される前にデバイスパターン４１が露光された第１領域ＡＲ１を現像できる。したがって、所望のパターン形成精度でデバイスパターン４１を形成できる。
【００４４】
また、上記実施形態では、マスクＭ上にデバイスパターン４１とは別にＬ／Ｓパターン４２を設けているが、デバイスパターン４１の一部のパターンを使って第２領域ＡＲ２を露光するようにしてもよいし、第２領域ＡＲ２の露光に使われるパターンを別のマスクに設けてもよい。
【００４５】
または、図８に示すように、Ｌ／Ｓパターン４２が形成されたガラス基材ＭＦをマスクステージＭＳＴ上にマスクＭに並置されるように固定し、そのガラス基材ＭＦに形成されたＬ／Ｓパターン４２の像をマスクステージＭＳＴの不図示の開口部を介して基板Ｐ上の第２領域ＡＲ２に投影して第２領域ＡＲ２を露光するようにしてもよい。この場合には、第２領域ＡＲ２の露光のためにマスク交換作業を行う必要がないのでスループットの低下を防止できるばかりでなく、マスクＭ上に第２領域ＡＲ２を露光するためのＬ／Ｓパターン４２を設ける必要がないという利点もある。
【００４６】
また、第２領域ＡＲ２を露光するときに使われるパターンはＬ／Ｓパターンに限らず、その微細度もデバイスパターン４１と同程度であってもよいし、デバイスパターン４１よりも粗いパターンであってもよい。要は、後工程のＣＭＰ処理を行うのに問題のない程度のパターンが形成されればよい。
【００４７】
また、上記実施形態においては、第２領域ＡＲ２を露光するときにパターンに照明光を照射し、その像を第２領域ＡＲ２に投影するようにしているが、パターンは必ずしも必要ない。すなわち、可干渉性の２光束を交差させ、その２光束の干渉によって干渉縞を形成し、その干渉縞を第２領域ＡＲ２上に投影して、第２領域ＡＲ２に干渉縞パターンを形成するようにしてもよい。
【００４８】
図９は第２領域ＡＲ２を露光するときの光学系の他の例を示す図である。図９において、レーザ光等の可干渉性光を射出可能な光源８０の光路下流に、コリメータレンズを含む第１レンズ系８１と、第１レンズ系８１を通過した光束を２光束に分岐するハーフミラー８２と、第２レンズ系８３と、開口絞り８５とが設けられている。光源８０から射出した光束は第１レンズ系８１を通過後、ハーフミラー８２で２つの光束に分岐され、この２つの光束は第２レンズ系８３を介して投影光学系ＰＬに入射する。基板Ｐの第２領域ＡＲ２には２つの光束に基づく二光束干渉法により干渉縞パターンが形成される。このように、パターン（マスクＭ）を使わずに、第２領域ＡＲ２を露光することも可能である。なお光源８０としては、照明光学系ＩＬの光源を使ってもよいし、照明光学系ＩＬとは別の光源でもよい。また、ハーフミラー８２を傾斜方向に移動可能に設け、破線８２’に示すようにハーフミラー８２を傾けて２つの光束の向きをかえることで、干渉縞ピッチをかえることができる。また、２つのスリット状開口部を有するスリット部材を光路上に配置し、各スリット状開口部を通過した２光束により干渉縞パターンを形成してもよい。
【００４９】
また、上記実施形態においては、二光束干渉法などのデフォーカスに耐性のある露光条件で第２領域ＡＲ２を露光しているが、第２領域ＡＲ２を露光するときに、液体５０の流出に起因する像面のずれを考慮して、Ｚステージ５１のＺ軸方向の位置を調整するようにしてもよい。すなわち、第１領域ＡＲ１を露光するときの投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間隔とは異なる間隔で第２領域ＡＲ２を露光するようにしてもよい。またＺステージ５１のＺ軸方向の位置を調整するかわりに、投影光学系ＰＬを介して形成される像面の位置を調整するようにしてもよい。すなわち、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体が十分でない場合にも第１領域ＡＲ１を露光するときとほぼ同じＺ軸方向の位置に像面が形成されるように像面位置の調整を行ってもよい。この像面位置の調整は、投影光学系ＰＬの調整、例えば一部のレンズを動かして球面収差を変化させるなどを実行することによって達成される。また露光光ＥＬの波長調整やマスクＭを動かすことによっても像面位置の調整を行うことができる。Ｚステージ５１の位置調整と像面位置の調整とを併用してもよいことは言うまでもない。
【００５０】
また、上記実施形態のように照明条件を変えずに、第１領域ＡＲ１を露光するときの投影光学系ＰＬの開口数を、第２領域ＡＲ２を露光するときよりも小さくするだけでもよい。
【００５１】
また、第２領域ＡＲ２に形成されるラインパターンの幅やラインパターンとラインパターンとの間のスペースの幅を露光量で調整するようにしてもよい。
【００５２】
なお、上記実施形態では、エッジ領域である第２領域ＡＲ２に対してもパターン形成をすることでＣＭＰ処理等の後工程を安定化しているが、ＣＭＰ処理を行わないプロセス条件の下では、液浸法に基づく露光処理の際、エッジ領域ＡＲ２を露光しない構成とすることができる。これにより、液体の基板外側への流出を防ぐことができる。
【００５３】
なお、本実施形態の露光装置ＥＸは所謂スキャニングステッパである。したがって、矢印Ｘａ（図３参照）で示す走査方向（−Ｘ方向）に基板Ｐを移動させて走査露光を行う場合には、供給管３、供給ノズル４Ａ〜４Ｃ、回収管４、及び回収ノズル５Ａ、５Ｂを用いて、液体供給装置１及び液体回収装置２により液体５０の供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｐが−Ｘ方向に移動する際には、供給管３及び供給ノズル４（４Ａ〜４Ｃ）を介して液体供給装置１から液体５０が投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に供給されるとともに、回収ノズル５（５Ａ、５Ｂ）、及び回収管６を介して液体５０が液体回収装置２に回収され、レンズ６０と基板Ｐとの間を満たすように−Ｘ方向に液体５０が流れる。一方、矢印Ｘｂで示す走査方向（＋Ｘ方向）に基板Ｐを移動させて走査露光を行う場合には、供給管１０、供給ノズル８Ａ〜８Ｃ、回収管１１、及び回収ノズル９Ａ、９Ｂを用いて、液体供給装置１及び液体回収装置２により液体５０の供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｐが＋Ｘ方向に移動する際には、供給管１０及び供給ノズル８（８Ａ〜８Ｃ）を介して液体供給装置１から液体５０が投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に供給されるとともに、回収ノズル９（９Ａ、９Ｂ）、及び回収管１１を介して液体５０が液体回収装置２に回収され、レンズ６０と基板Ｐとの間を満たすように＋Ｘ方向に液体５０が流れる。このように、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１及び液体回収装置２を用いて、基板Ｐの移動方向に沿って液体５０を流す。この場合、例えば液体供給装置１から供給ノズル４を介して供給される液体５０は基板Ｐの−Ｘ方向への移動に伴って空間５６に引き込まれるようにして流れるので、液体供給装置１の供給エネルギーが小さくでも液体５０を空間５６に容易に供給できる。そして、走査方向に応じて液体５０を流す方向を切り替えることにより、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向に基板Ｐを走査する場合にも、レンズ６０の先端面７と基板Ｐとの間を液体５０で満たすことができ、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができる。
【００５４】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。ここで、以下の説明において上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図１０は、基板Ｐを保持するステージを２つ搭載したツインステージ型露光装置の概略構成図である。図１０において、ツインステージ型露光装置は、基板Ｐを保持した状態で、共通のベース９１上を各々独立に移動可能な第１基板ステージ（第１可動体）ＰＳＴ１及び第２基板ステージ（第２可動体）ＰＳＴ２を備えている。また、ツインステージ型露光装置は露光ステーションＡ（液浸露光ステーション）と計測ステーションＢ（ノーマル露光ステーション）とを有しており、露光ステーションＡには図１を参照して説明したシステムが搭載されており、投影光学系（第１光学系）ＰＬと基板Ｐとの間に満たされる液体５０及び投影光学系ＰＬを介して基板Ｐの第１領域ＡＲ１に露光光ＥＬが照射される。なお簡単のため、図１０には液体供給装置や液体回収装置等は図示されていない。また、露光ステーションＡ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とを介して第１、第２基板ステージＰＳＴ１、ＰＳＴ２上の基準部材９４、９４’に設けられた基準マークＭＦＭを検出するマスクアライメント系８９が設けられている。更に、露光ステーションＡには、基板Ｐの表面の面情報（Ｚ軸方向における位置情報及び傾斜情報）を検出するフォーカス・レベリング検出系８４が設けられている。フォーカス・レベリング検出系８４は、検出光を基板Ｐ表面に投射する投射系８４Ａとその基板Ｐからの反射光を受光する受光系８４Ｂとを備えている。
【００５５】
一方、計測ステーションＢは、基板ステージＰＳＴ２（ＰＳＴ１）に支持された基板Ｐと共役な位置に設けられ、Ｌ／Ｓパターンを含む複数のパターンが形成されたガラス基材９５と、ガラス基材９５のパターンに露光光ＥＬ２を照明する第２照明光学系（第２光学系）ＩＬ２と、露光光ＥＬ２で照明されたガラス基材９５のパターンを基板ステージＰＳＴ２（ＰＳＴ１）上の基板Ｐに投影する第２投影光学系（第２光学系）ＰＬ２と、基板Ｐ上のアライメントマークあるいは第１、第２基板ステージＰＳＴ１、ＰＳＴ２上の基準部材９４、９４’に設けられた基準マークＰＦＭを検出する基板アライメント系９２と、投射系９３Ａ及び受光系９３Ｂを有するフォーカス・レベリング検出系９３とを備えている。計測ステーションＢでは、第２投影光学系ＰＬ２を介して、この第２投影光学系ＰＬ２と基板Ｐとの間に液体なしで、基板Ｐの第２領域ＡＲ２に露光光ＥＬ２を照射する。
【００５６】
ここで、露光ステーションＡにおける露光光ＥＬの光源と、計測ステーションＢにおける露光光ＥＬ２の光源とは互いに異なっており、計測ステーションＢにおいて第２領域ＡＲ２の露光に用いられる露光光ＥＬ２の波長は、露光ステーションＡにおいて第１領域ＡＲ１の露光に用いられる露光光ＥＬの波長と異なる。
【００５７】
図１１は、ガラス基材９５の平面図である。図１１に示すように、ガラス基材９５は円板であって、複数のパターンを有している。図１１に示す例では、第１の方向（Ｙ軸方向）に延在するラインパターンを有するＬ／Ｓパターン９６と、多数のドットを有するドットパターン９７と、前記第１の方向と直交する第２の方向（Ｘ軸方向）に延在するラインパターンを有するＬ／Ｓパターン９８と、矩形状の遮光パターンが千鳥状（市松模様状）に設けられたブロックパターン９９とが、ガラス基材９５の周方向にほぼ等間隔で設けられている。なお、パターン形状としては図１１に示されるものに限定されない。また、ガラス基材９５は軸部９５Ａを中心にθＺ方向に回転可能となっている。そして、ガラス基材９５が回転することで、複数のパターン９６〜９９のうちの１つのパターンが露光光ＥＬ２の光路上に配置されるようになっている。図１１に示す例では、Ｌ／Ｓパターン９６が露光光ＥＬ２の光路上に配置されている。
【００５８】
なお、ガラス基材９５としては円板状に限らず、図１２に示すように、平面視矩形状の板部材であってもよい。そして、この矩形状のガラス基材９５’上に、所定方向に並んだ複数のパターン９６〜９９が形成されている。このガラス基材９５’は前記所定方向に並進移動可能となっており、所定方向に移動することで、ガラス基材９５’上の複数のパターン９６〜９９のうち１つのパターンが露光光ＥＬ２の光路上に配置されるようになっている。
【００５９】
第１、第２基板ステージＰＳＴ１、ＰＳＴ２上のそれぞれに設けられた基準部材９４、９４’には、基板アライメント系９２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８９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。また、基準部材９４、９４’の表面はほぼ平坦となっており、フォーカス・レベリング検出系の基準面としての役割も果たす。更に、基準部材９４、９４’の表面は基板Ｐの表面とほぼ同じ高さに設定されている。
【００６０】
なお、上記オートフォーカス・レベリング検出系の構成としては、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。また、基板アライメント系９２の構成としては、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８９の構成としては、特開平７−１７６４６８号公報に開示されているものを用いることができる。
【００６１】
次に、上述した構成を有するツインステージ型露光装置の動作について図１０を用いて説明する。
露光ステーションＡにおいて、投影光学系ＰＬを用いて第１基板ステージＰＳＴ１に保持された基板Ｐ上の第１領域ＡＲ１の液体５０を介した露光中に、計測ステーションＢにおいて、第２基板ステージＰＳＴ２上の基板Ｐの計測処理、及び第２投影光学系ＰＬ２を用いた第２基板ステージＰＳＴ２に保持された基板Ｐ上の第２領域ＡＲ２の露光が、液体を介さずに行われる。なお、露光ステーションＡで第１領域ＡＲ１を露光されている基板Ｐには、その前に計測ステーションＢで計測処理及び第２領域ＡＲ２に対する露光処理が予め行われている。
【００６２】
ここで、第２基板ステージＰＳＴ２上の基板Ｐに対する計測ステーションＢにおける計測処理では、基板アライメント系９２、フォーカス・レベリング検出系９３、及び基準部材９４’を用いて液体を介さない計測処理が行われる。制御装置ＣＯＮＴは、第２基板ステージＰＳＴ２のＸＹ方向の位置を検出するレーザ干渉計の出力をモニタしつつこの第２基板ステージＰＳＴ２を移動する。その移動の途中で、基板アライメント系９２は基板Ｐ上にショット領域に対応して形成されている複数のアライメントマーク（不図示）を液体を介さずに検出する。なお、基板アライメント系９２がアライメントマークの検出を行うときは第２基板ステージＰＳＴ２は停止される。その結果、レーザ干渉計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の位置情報が計測され、この計測結果は制御装置ＣＯＮＴに記憶される。ただし、基板アライメント系９２が移動中の基板Ｐ上のアライメントマークを検出できる場合には、第２基板ステージＰＳＴ２を止めなくてもよい。
【００６３】
また、その第２基板ステージＰＳＴ２の移動中に、フォーカス・レベリング検出系９３により基板Ｐの表面情報が液体を介さずに検出される。フォーカス・レベリング検出系９３による表面情報の検出は基板Ｐ上の例えば全てのショット領域毎に行われ、検出結果は基板Ｐの走査方向（Ｘ軸方向）の位置を対応させて制御装置ＣＯＮＴに記憶される。
【００６４】
基板Ｐのアライメントマークの検出、及び基板Ｐの表面情報の検出が終了すると、基板アライメント系９２の検出領域が基準部材９４’上に位置決めされるように、制御装置ＣＯＮＴは第２基板ステージＰＳＴ２を移動する。基板アライメント系９２は基準部材９４’上の基準マークＰＦＭを検出し、レーザ干渉計によって規定される座標系内での基準マークＰＦＭの位置情報を計測する。
【００６５】
この基準マークＰＦＭの検出処理の完了により、基準マークＰＦＭと基板Ｐ上の複数のアライメントマークとの位置関係、すなわち、基準マークＰＦＭと基板Ｐ上の複数のショット領域との位置関係がそれぞれ求められたことになる。また、第２基板ステージＰＳＴ２上の基準部材９４’の基準マークＰＦＭと、露光ステーションＡのマスクアライメント系８９で検出される基準部材９４’上の基準マークＭＦＭとは所定の位置関係にあるので、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との位置関係がそれぞれ決定されたことになる。そして、これら位置関係も制御装置ＣＯＮＴに記憶される。
【００６６】
また、基板アライメント系９２による基準部材９４’上の基準マークＰＦＭの検出の前又は後に、制御装置ＣＯＮＴは基準部材９４’の表面（基準面）の表面情報をフォーカス・レベリング検出系９３により検出する。この基準部材９４’の表面の検出処理の完了により、基準部材９４’表面と基板Ｐ表面との関係が求められたことになる。
【００６７】
そして、液体を介さない計測処理が完了すると、第２投影光学系ＰＬ２を使って液体を介さない第２領域ＡＲ２に対する露光処理が行われる。基板Ｐの第２領域ＡＲ２を露光する際、第１領域ＡＲ１に形成されるデバイスパターン４１に応じて、ガラス基材９５の複数のパターン９６〜９９のうち１つのパターンが選択され、露光光ＥＬ２の光路上に配置される。具体的には、デバイスパターン４１の形状に基づいて、第２領域ＡＲ２を露光するために使用されるパターンが選択される。例えば、デバイスパターン４１が所定方向に延在するＬ／Ｓパターンであれば、第２領域ＡＲ２に露光するパターンも、前記所定方向に延在するＬ／Ｓパターンとする。また、デバイスパターン４１がドット状のパターンであれば、第２領域ＡＲ２に露光するパターンもドットパターンとする。つまり、第２領域ＡＲ２には、第１領域ＡＲ１に露光されるパターンに類似した（あるいは同じ）パターンが露光される。これにより、例えばＣＭＰ処理においても基板ＰがＣＭＰ研磨面に片当たりするといった不都合を防止することができる。
【００６８】
あるいは、デバイスパターン４１のパターン形成密度に基づいて、第２領域ＡＲ２を露光するために使用するパターンを選択してもよい。ここで、パターン形成密度とは、基板Ｐ上の単位面積あたりに形成されるパターンの割合、換言すれば露光光が照射される面積の割合である。例えば、ガラス基材９５上に、ライン幅とスペース幅との比率がそれぞれ異なるＬ／Ｓパターンを複数設けておき、第１領域ＡＲ１に形成されるデバイスパターン４１のパターン形成密度に応じて、前記複数のＬ／Ｓパターンから１つのＬ／Ｓパターンを選択し、第２領域ＡＲ２に露光することによっても、ＣＭＰ処理において基板ＰがＣＭＰ研磨面に片当たりするといった不都合を防止することができる。
【００６９】
第１基板ステージＰＳＴ１に保持された基板Ｐ上の第１領域ＡＲ１に対する露光処理、及び第２基板ステージＰＳＴ２に保持された基板Ｐ上の計測処理及び第２領域ＡＲ２に対する露光処理が終了すると、第１基板ステージＰＳＴ１が計測ステーションＢに移動し、それと並行して第２基板ステージＰＳＴ２が露光ステーションＡに移動し、第１基板ステージＰＳＴ１と第２基板ステージＰＳＴ２との交換作業が行われる。そして、計測ステーションＢにおいて、第１基板ステージＰＳＴ１上の露光処理を終えた基板Ｐがアンロードされて現像装置に搬送されるとともに、露光処理前の基板Ｐが第１基板ステージＰＳＴ１にロードされ、この基板Ｐに対して計測処理及び露光処理が行われる。
【００７０】
一方、露光ステーションＡでは、第２基板ステージＰＳＴ２の基準部材９４’と投影光学系ＰＬとが対向するように、第２基板ステージＰＳＴ２の位置決めがされる。この状態で、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置を使って液体５０の供給を開始し、投影光学系ＰＬと基準部材９４’との間を液体５０で満たし、液体５０を介した計測処理を行う。
【００７１】
つまり、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系８９により基準部材９４’上の基準マークＭＦＭを検出できるように、第２基板ステージＰＳＴ２を移動する。当然のことながらこの状態では投影光学系ＰＬの先端部と基準部材９４’とは対向している。ここで、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置及び液体回収装置による液体５０の供給及び回収を開始し、投影光学系ＰＬと基準部材９４’との間を液体で満たす。
【００７２】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系８９によりマスクＭ、投影光学系ＰＬ、及び液体５０を介して基準マークＭＦＭの検出を行う。これにより投影光学系ＰＬと液体５０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が基準マークＭＦＭを使って検出されたことになる。
【００７３】
また、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基準部材９４’との間に液体５０を供給した状態で、基準部材９４’の表面（基準面）をフォーカス・レベリング検出系８４で検出し、投影光学系ＰＬ及び液体５０を介して形成される像面と基準部材９４’の表面との関係を計測する。これにより、投影光学系ＰＬ及び液体５０を介して形成される像面と基板Ｐ表面との関係が、基準部材９４’を使って検出されたことになる。
【００７４】
以上のような計測処理が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置及び液体回収装置の駆動を一旦停止した後、投影光学系ＰＬと基板Ｐとが対向するように第２基板ステージＳＰＴ２を移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置及び液体回収装置を駆動することで、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液浸部分を形成し、第２領域ＡＲ２を露光された第２基板ステージＰＳＴ２上の基板Ｐの第１領域ＡＲ１に対するデバイスパターン４１の露光を開始する。つまり、前述の計測処理中に求めた各情報を使って、投影光学系ＰＬ及び液体５０を介して、基板Ｐ上の各ショット領域に対する走査露光を開始する。各ショット領域のそれぞれに対する走査露光中は、液体５０の供給前に求めた基準マークＰＦＭと各ショット領域との位置関係の情報（計測ステーションＢで求めたショット領域の位置情報）、及び液体５０の供給後に基準マーク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とマスクＭとの位置合わせが行われる。
【００７５】
また、各ショット領域に対する走査露光中は、液体５０の供給前に求めた基準部材９４’表面と基板Ｐ表面との関係の情報、及び液体５０の供給後に求めた基準部材９４’表面と液体５０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、フォーカス・レベリング検出系８４を使うことなしに、基板Ｐ表面と液体５０を介して形成される像面との位置関係が調整される。
【００７６】
なお、走査露光中にフォーカス・レベリング検出系８４を使って基板Ｐ表面の面情報を検出し、基板Ｐ表面と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。また、走査露光中に、フォーカス・レベリング検出系８４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更に加味して、基板Ｐ表面と像面との位置関係を調整するようにしてもよい。
【００７７】
また、上述の実施形態では、基板Ｐ表面と像面との位置関係の調整は基板Ｐを保持する第２基板ステージＰＳＴ２を動かすことによって行ってもよいし、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。
【００７８】
そして、計測ステーションＢに移動した第１基板ステージＰＳＴ１にロードされた露光処理前の基板Ｐに対しては、上述した手順同様、基準部材９４を使った計測処理及び液体を介さない第２領域ＡＲ２に対する露光処理が行われる。
【００７９】
以上説明したように、基板Ｐの第１領域ＡＲ１に対して露光光ＥＬを照射する照明光学系ＩＬ及び投影光学系ＰＬを含む第１光学系と、基板Ｐの第２領域ＡＲ２に対して露光光ＥＬ２を照射する第２照明光学系ＩＬ２及び第２投影光学系ＰＬ２を含む第２光学系とをそれぞれ設けたので、第１、第２領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに対する露光処理を並行して行うことができ、露光処理のスループットを向上することができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、ガラス基材９５に複数のパターンを設けておき、第１領域ＡＲ１に形成されるべきデバイスパターン４１に応じて、複数のパターンのうちの１つを選択してガラス基材９５を回転し、このパターンを基板Ｐの第２領域ＡＲ２に露光しているが、ガラス基材９５のかわりに、計測ステーションＢにマスクステージＭＳＴを設け、このマスクステージＭＳＴに基板Ｐの第２領域ＡＲ２を露光するためのパターンを有するマスクを載置し、このマスクのパターンを露光光ＥＬ２を使って基板Ｐの第２領域ＡＲ２に露光するようにしてもよい。あるいは、パターンを使わずに、図９等を参照して説明した光学系を計測ステーションＢに設けておき、基板Ｐ上の第２領域ＡＲ２を二光束干渉法により露光してもよい。この場合、第１領域ＡＲ１のデバイスパターン４１に応じてハーフミラー８２を駆動し、デバイスパターン４１のパターン形成密度に応じた干渉縞ピッチで露光することが好ましい。
【００８１】
本実施形態では、第１領域ＡＲ１を露光するときと第２領域ＡＲ２を露光するときとで、互いに波長の異なる露光光を使用している。第２領域ＡＲ２は基板Ｐのエッジ部であってパターン形成精度がある程度低くても許容されるため、例えば第１領域ＡＲ１を露光するときには短波長のレーザ光を使い、第２領域ＡＲ２を露光するときは水銀ランプから射出された光束やその他フォトレジストを感光可能な光束を使えばよい。あるいは、露光ステーションＡの露光光ＥＬの光源から射出された光束を例えば光ファイバを使って分岐して計測ステーションＢまで伝送し、この分岐光を使って基板Ｐの第２領域ＡＲ２を露光することもできる。また、第２投影光学系ＰＬ２は比較的解像度が低くても許容されるので、装置コストを抑えることができる。ただし、互いに波長の同一な露光光を用いてもよいことは言うまでもない。
【００８２】
本実施形態では、基板ステージを２つ有するツインステージ型露光装置を例にして説明したが、図１３に示すように、１つの基板ステージＰＳＴの上方に、基板Ｐ上の第１領域ＡＲ１に露光光ＥＬを照射する投影光学系ＰＬと、第２領域ＡＲ２に露光光ＥＬ２を照射する第２投影光学系ＰＬ２とが設けられている構成であってもよい。この場合、露光光ＥＬと露光光ＥＬ２とは互いに異なる光源から射出されたものでもよいし、同じ光源から射出されたものでもよい。露光する際には、基板ステージＰＳＴにロードされた露光処理前の基板Ｐに対してアライメント処理が行われ、第２投影光学系ＰＬ２を使って、液体なしの、基板Ｐ上の第２領域ＡＲ２に対する露光が完了した後に、投影光学系ＰＬ及び液体５０を介して第１領域ＡＲ１の露光が行われる。
【００８３】
また、基板Ｐ上の第２領域ＡＲ２を露光する第２光学系は、投影光学系（第１光学系）ＰＬに併設されている必要は無く、例えば露光処理前の基板にフォトレジストを塗布し露光処理後の基板を現像するコータ・デベロッパ装置と、露光装置の基板ステージＰＳＴとの間の搬送経路の途中に、基板Ｐ上の第２領域ＡＲ２を露光するための前記第２光学系を有する露光処理部を設けてもよい。これにより、基板Ｐは、基板ステージＰＳＴ上に載置された状態で投影光学系ＰＬを介して露光される露光処理の前又は後に（コータでフォトレジストを塗布された直後、あるいはデベロッパで現像される直前に）、第２領域ＡＲ２を露光されることが可能となる。あるいは、基板Ｐの第２領域ＡＲ２を露光する露光処理部（第２光学系）を、コータ・デベロッパ装置に設ける構成とすることも可能である。
【００８４】
また、基板Ｐの第１領域ＡＲ１に露光光を照射する第１光学系、及び第２領域ＡＲ２に露光光を照射する第２光学系を備えた露光装置は、投影光学系及び液体を介して露光する液浸露光装置の他に、液体を介さないで露光する露光装置に適用することももちろん可能である。例えば、第１領域ＡＲ１（デバイスパターン）を露光するための第１光学系が、真空紫外光を使った光学系である等、光学素子や光源の寿命が比較的短い場合、この第１光学系を使って第１、第２領域ＡＲ１、ＡＲ２の双方を露光すると、短期間で寿命となる。そこで、低い解像度が許容される第２領域ＡＲ２に対する露光を、真空紫外光を使わない第２光学系を用いて行うことで、第１光学系の寿命低下を抑制し、装置コストやランニングコストを低減することができる。
【００８５】
なお、第２領域ＡＲ２は、液浸領域の大きさによって規定すればよい。すなわち露光光の光路に液体を保持できる領域を第１領域ＡＲ１、露光光の光路を液体で満たすことのできない領域を第２領域ＡＲ２と規定すればよい。液浸領域が大きければ、第２領域ＡＲ２は広く、逆に液浸領域が小さければ、第２領域ＡＲ２は小さく規定されることになり、液浸領域の大きさと基板Ｐ上のショット領域（チップ）の配置からいずれのショット領域（チップ）を第２領域伊ＡＲ２とするかを決めることができる。
【００８６】
また、上述の実施形態における液体供給装置と液体回収装置とは、投影光学系ＰＬの投影領域の両側に供給ノズルと回収ノズルとを有し、基板Ｐの走査方向に応じて、投影領域の一方側から液体を供給し、他方側で液体を回収する構成であるが、液体供給装置と液体回収装置との構成は、これに限られず、投影光学系ＰＬの像面側に局所的に液浸領域が形成できればよい。ここで、「局所的な液浸領域」とは、基板Ｐよりも小さな液浸領域のことである。
【００８７】
上述したように、上述の実施形態における液体５０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。
【００８８】
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１．４４〜１．４７程度と言われており、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１３１〜１３４ｎｍ程度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１．４４〜１．４７倍程度に拡大されるため、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。
【００８９】
上述の実施形態では、投影光学系ＰＬの先端にレンズ６０が取り付けられているが、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、例えば収差（球面収差、コマ収差等）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。液体５０と接触する光学素子を、レンズより安価な平行平面板とすることにより、露光装置ＥＸの運搬、組立、調整時等において投影光学系ＰＬの透過率、基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度、及び照度分布の均一性を低下させる物質（例えばシリコン系有機物等）がその平行平面板に付着しても、液体５０を供給する直前にその平行平面板を交換するだけでよく、液体５０と接触する光学素子をレンズとする場合に比べてその交換コストが低くなるという利点がある。すなわち、露光光ＥＬの照射によりレジストから発生する飛散粒子、または液体５０中の不純物の付着などに起因して液体５０に接触する光学素子の表面が汚れるため、その光学素子を定期的に交換する必要があるが、この光学素子を安価な平行平面板とすることにより、レンズに比べて交換部品のコストが低く、且つ交換に要する時間を短くすることができ、メンテナンスコスト（ランニングコスト）の上昇やスループットの低下を抑えることができる。また液体５０の流れによって生じる投影光学系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。
【００９０】
なお、本実施形態の液体５０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５０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（フッ素系の液体）や過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）であってもよい。また、液体５０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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号、特開平１０−２１４７８３号、特表２０００−５０５９５８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適用することもできる。
【００９５】
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、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。
【００９６】
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。
【００９７】
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（USP5,528,118）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）に逃がしてもよい。
マスクステージ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（US S/N 08/416,558）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）に逃がしてもよい。
【００９８】
以上のように、本願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。
【００９９】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１４に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ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。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の露光方法に用いる露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】投影光学系の先端部と液体供給装置及び液体回収装置との位置関係を示す図である。
【図３】供給ノズル及び回収ノズルの配置例を示す図である。
【図４】供給ノズル及び回収ノズルの配置例を示す図である。
【図５】本発明に係るマスクを示す平面図である。
【図６】本発明に係る基板を示す平面図である。
【図７】第２領域を露光する際の光学系の構成例を示す図である。
【図８】第２領域の露光用のパターンが形成されたガラス基材のマスクステージ上での配置を示す図である。
【図９】第２領域を露光する際の光学系の他の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の露光装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１１】第２領域の露光用のパターンが形成されたガラス基材の一例を示す図である。
【図１２】第２領域の露光用のパターンが形成されたガラス基材の他の例を示す図である。
【図１３】本発明の露光装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１４】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。
【図１５】従来の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１…液体供給装置、２…液体回収装置、４１…デバイスパターン（第１パターン）、
４２…ライン・アンド・スペースパターン（第２パターン）、５０…液体、
ＡＲ１…第１領域（パターン形成領域）、ＡＲ２…第２領域（エッジ領域）、
ＥＸ…露光装置、ＭＦ…ガラス基材（基材）、Ｐ…基板、
ＰＬ…投影光学系（第１光学系）、ＰＬ２…第２投影光学系（第２光学系）、
ＰＳＴ１…第１基板ステージ（第１可動体）、
ＰＳＴ２…第２基板ステージ（第２可動体）
【図１】
0004701606.tif 000002
【図２】
0004701606.tif 000003
【図３】
0004701606.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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