(57)【要約】【課題】  液浸露光装置において干渉計システムを使った計測処理を良好に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、液体ＬＱを介して基板Ｐを露光するものであって、基板Ｐを保持可能な基板ステージＰＳＴと、基板ステージＰＳＴ上の移動鏡に形成された反射面に測定光を照射するとともに、その反射光を受光して、基板ステージＰＳＴの位置情報を計測する干渉計システム４３と、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが供給された状態での反射面の誤差情報を第１情報として記憶するメモリＭＲＹとを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を介して基板上に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持可能な移動体と、
前記移動体に形成された反射面に測定光を照射するとともに、その反射光を受光して、前記移動体の位置情報を計測する干渉計システムと、
前記移動体上に液体が供給された状態での前記反射面の誤差情報を第１情報として記憶するメモリとを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記メモリは、前記移動体上に液体が供給されていない状態での前記反射面の誤差情報を第２情報として記憶することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記移動体上に液体が供給されている状態においては、前記干渉計システムで計測された位置情報と前記第１情報とに基づいて前記移動体の位置を制御し、前記移動体上に液体が供給されていない状態においては、前記干渉計システムで計測された位置情報と前記第２情報とに基づいて前記移動体の位置を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１情報と前記第２情報とは、前記反射面の誤差を補償して前記移動体の移動を制御するための補正情報を含むことを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記基板を露光するときに、前記干渉計システムで計測された位置情報と前記第１情報とに基づいて前記移動体の位置を制御し、前記基板上の複数のマークを検出するときに、前記干渉計システムで計測された位置情報と前記第２情報とに基づいて前記移動体の位置を制御することを特徴とする請求項３又は４記載の露光装置。
【請求項６】
前記反射面の誤差は、前記反射面の曲がりを含む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装置。
【請求項７】
前記反射面の誤差は、前記反射面の傾きを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項８】
前記反射面はほぼ第１方向に沿って形成されており、
前記第１情報は、前記第１方向とほぼ直交する第２方向の複数の位置に対応する複数の情報を含む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装置。
【請求項９】
前記移動体は、前記第２方向に延びる第２反射面を有し、
前記第１情報は、前記第２反射面の誤差情報を含むことを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第１情報は、前記第２反射面の誤差情報として、前記第１方向の複数の位置に対応する複数の情報を含むことを特徴とする請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記移動体は、第１反射面と、該第１反射面とほぼ垂直な第２反射面とを有し、
前記第１情報は、前記第１反射面の誤差情報及び前記第２反射面の誤差情報として、前記移動体上における液体の位置に対応する複数の情報を有す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装置。
【請求項１２】
前記移動体は、第１反射面と、該第１反射面とほぼ垂直な第２反射面とを有し、
前記第１情報は、前記第１反射面と前記第２反射面との直交度誤差情報を含む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装置。
【請求項１３】
液体を介して基板上に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する移動体と、
前記移動体を移動するための駆動装置と、
前記移動体上に液体が供給されている状態で前記移動体を移動させるための第１制御情報と、前記移動体上に液体が供給されていない状態で前記移動体を移動させるための第２制御情報とを有し、前記駆動装置を制御する制御装置と、
を備えた露光装置。
【請求項１４】
前記第１制御情報は、前記移動体上に形成される液浸領域の前記移動体上での位置に対応する請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
前記移動体に形成された反射面に測定光を照射するとともに、その反射光を受光して、前記移動体の位置情報を計測する干渉計システムをさらに備え、
前記第１及び第２制御情報は、前記反射面の誤差に関する情報をそれぞれ含む請求項１３または１４記載の露光装置。
【請求項１６】
液体を介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置であって：
前記基板に液体を介して前記露光光が照射される露光ステーションと；
計測系を備え、基板の計測及び交換が行われる計測ステーションと；
前記基板を保持して露光ステーションと計測ステーションとの間で移動する移動体と；
前記移動体を移動するための駆動装置と；
前記移動体上に液体が供給されている状態で前記移動体を移動させるための第１制御情報と、前記移動体上に液体が供給されていない状態で前記移動体を移動させるための第２制御情報とを有し、前記駆動装置を制御する制御装置とを備え；
前記移動体が露光ステーションに存在するときに前記第１制御情報に基づいて移動体の移動が制御されながら液体を介して基板の露光が行われ、前記移動体が計測ステーションに存在するときに前記第２制御情報に基づいて移動体の移動が制御されながら計測が行われる露光装置。
【請求項１７】
前記計測ステーションにて、液体が供給されない状態で計測が行われる請求項１６に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記移動体が複数のステージを有する請求項１６又は１７に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記複数のステージがそれぞれ反射鏡を備え、前記第１制御情報及び前記第２制御情報が各反射鏡の誤差情報を含む請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記基板は、前記液体と投影光学系とを介して前記露光光が照射される請求項１〜１９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２１】
液体を介して基板に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置であって：
前記露光光が通過する光学部材と；
前記光学部材の光射出側で移動可能な移動体と；
前記移動体に形成された反射面に測定光を照射するとともに、その反射光を受光して、前記移動体の位置情報を計測する干渉計システムと；
前記移動体上に液浸領域が形成された状態での前記反射面の誤差情報を第１情報として記憶するメモリと；を備える露光装置。
【請求項２２】
前記メモリは、前記移動体上に液浸領域が形成されていない状態での前記反射面の誤差情報を第２情報として記憶する請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記移動体は、前記基板を保持して移動可能である請求項２１又は２２に記載の露光装置。
【請求項２４】
前記反射面はほぼ第１方向に沿って形成されており、
前記移動体を前記第１方向と直交する第２方向の複数の位置に移動するとともに、前記第２方向の複数の位置のそれぞれで前記反射面の誤差情報を取得する請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２５】
前記反射面はほぼ第1方向に沿って形成されており、
前記反射面の誤差情報は、前記移動体を前記第1方向に移動しながら計測される請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２６】
請求項１〜請求項２５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２７】
液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において前記基板を保持する移動体に形成された反射面を使って該移動体の位置を制御する位置制御方法であって、
前記移動体上に液体が供給された状態で、前記反射面の誤差情報を計測し、前記誤差情報に基づいて、前記移動体の位置を制御することを特徴とする位置制御方法。
【請求項２８】
前記反射面の誤差は、前記反射面の曲がりを含むことを特徴とする請求項２７記載の位置制御方法。
【請求項２９】
前記反射面の誤差は、前記反射面の傾きを含むことを特徴とする請求項２７又は２８記載の位置制御方法。
【請求項３０】
前記反射面の誤差情報は、前記移動体上に基板が保持された状態で計測されることを特徴とする請求項２７〜２９のいずれか一項記載の位置制御方法。
【請求項３１】
前記反射面の誤差情報を計測するときに前記移動体上に保持される基板表面の前記液体に対する接触角は、前記露光光が照射される被露光対象の基板表面の前記液体に対する接触角とほぼ同一であることを特徴とする請求項３０記載の位置制御方法。
【請求項３２】
前記移動体上における液浸領域の位置は、前記移動体の移動に伴って変化し、
前記反射面の誤差情報の計測は、前記移動体の位置を異ならせて複数回行われることを特徴とする請求項２７〜３１のいずれか一項記載の位置制御方法。
【請求項３３】
前記反射面はほぼ第１方向に沿って前記移動体に形成されており、
前記反射面の誤差情報の計測は、前記第１方向とほぼ直交する第２方向の複数位置で前記移動体を移動させて行われることを特徴とする請求項２７〜３２のいずれか一項記載の位置制御方法。
【請求項３４】
前記移動体の前記第２方向への移動中に、前記移動体の位置情報を計測するための干渉計システムより、前記第１方向とほぼ平行な複数の計測ビームを前記反射面に照射するとともに、該反射面からの反射光を受光し、該受光結果に基づいて前記反射面の誤差情報を計測することを特徴とする請求項３３記載の位置制御方法。
【請求項３５】
前記移動体上に液体を供給しない状態で、前記反射面の誤差情報を計測することを特徴とする請求項２７〜３４のいずれか一項記載の位置制御方法。
【請求項３６】
前記移動体上に液体を供給しない状態で前記反射面の誤差情報を計測した後に、前記移動体上に液体を供給して、前記移動体上に液体を供給した状態での前記反射面の誤差情報を計測することを特徴とする請求項３５記載の位置制御方法。
【請求項３７】
請求項２７〜３６のいずれか一項に記載の位置制御方法を用いるデバイス製造方法。
【請求項３８】
液体を介して基板にパターン像を投影して前記基板を露光する露光方法であって：
位置測定のための測定光が照射される反射面を備える移動体上に、前記基板またはダミー基板を保持することと；
前記移動体上に液体が供給された状態で、前記反射面の誤差情報を求めることと；
前記誤差情報に基づいて前記基板上の所定位置に前記パターン像を液体を介して投影することと；を含む露光方法。
【請求項３９】
さらに、前記基板上に液体を供給せずに前記基板に形成されているマークを検出して前記基板のアライメント情報を得ることを含む請求項３８に記載の露光方法。
【請求項４０】
さらに、前記移動体上に液体を供給せずに前記反射面の誤差情報を求め、該求められた誤差情報に基いて前記移動体の位置制御を行いながら前記アライメント情報を得る請求項３９に記載の露光方法。
【請求項４１】
さらに、前記反射面の誤差情報に基いて移動体の位置制御を行いながら、前記移動体上に液体を供給している状態で計測処理を行うことを含む請求項３８〜４０のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項４２】
さらに、露光終了後に、前記基板を交換することを含み、前記基板を交換するときに、前記反射面に測定光が照射されて反射面の誤差情報が求められる請求項３８〜４１のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項４３】
前記基板のロットが変わる場合にのみ、前記基板を交換するときに反射面の誤差情報が求められる請求項４２に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する露光装置、位置制御方法、及び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、所謂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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【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】
【０００５】
ところで、液浸露光装置においては、基板や基板ステージ上に形成された液浸領域の液体の圧力や重みによって、基板や基板ステージが僅かながら変形する可能性があり、その変形により露光精度や計測精度が劣化する可能性がある。例えば、基板ステージの位置計測を行うときに、基板ステージ上に設けられた移動鏡の反射面に測定光を照射することによって位置計測する干渉計システムを用いる場合、基板ステージの変形に伴って移動鏡の反射面が変形すると、計測精度や露光精度が劣化する。
【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、被露光基板を保持可能な移動体の位置を高精度に制御することができる露光装置及び露光方法、位置制御方法並びに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１４に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
【０００８】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持可能な移動体（ＰＳＴ）と、移動体（ＰＳＴ）に形成された反射面（ＭＸ、ＭＹ）に測定光（ＢＸ、ＢＹ、ＢＸθ１，ＢＸθ２、ＢＹθ１，ＢＹθ２）を照射するとともに、その反射光を受光して、移動体（ＰＳＴ）の位置情報を計測する干渉計システム（４３）と、移動体（ＰＳＴ）上に液体（ＬＱ）が供給された状態での反射面（ＭＸ、ＭＹ）の誤差情報を第１情報として記憶するメモリ（ＭＲＹ）とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、移動体上に液体が供給された状態での反射面の誤差情報を記憶しておくことにより、干渉計システムを使って液体を供給された移動体の位置情報を計測するとき、誤差情報に基づいて、計測された移動体の位置情報を補正するなど適切な処置を施すことができる。したがって、移動体上に液浸領域が形成されることにより反射面が変位、変形を起こしたとしても、干渉計システムの計測結果に基づいて移動体を精度良く位置制御し、計測処理、露光処理を良好に行うことができる。
【００１０】
ここで、反射面の誤差情報とは、反射面の曲がり及び反射面の傾きだけでなく、局部的な曲がり、傾き、凹凸を含む。更には、移動体が第１反射面とその第１反射面にほぼ垂直な第２反射面とを有している構成の場合、上記誤差情報は、第１反射面と第２反射面との直交度誤差情報を含む。ここで、直交度誤差とは、第１反射面と第２反射面とのなす角度θが９０°に対してどの程度ずれているかを示す誤差量である。
【００１１】
また本発明の露光装置（ＥＸ）は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する移動体（ＰＳＴ）と、移動体（ＰＳＴ）を移動するための駆動装置（ＰＳＴＤ）と、移動体（ＰＳＴ）上に液体（ＬＱ）が供給されている状態で移動体（ＰＳＴ）を移動させるための第１制御情報と、移動体（ＰＳＴ）上に液体（ＬＱ）が供給されていない状態で移動体（ＰＳＴ）を移動させるための第２制御情報とを有し、駆動装置（ＰＳＴＤ）を制御する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、移動体上に液体が供給されている状態でも、液体が供給されていない状態のいずれの状態でも、移動体の位置を高精度に制御することができる。
【００１３】
本発明の位置制御方法は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置（ＥＸ）において基板（Ｐ）を保持する移動体（ＰＳＴ）に形成された反射面（ＭＸ、ＭＹ）を使って該移動体（ＰＳＴ）の位置を制御する位置制御方法であって、移動体（ＰＳＴ）上に液体（ＬＱ）が供給された状態で、反射面（ＭＸ、ＭＹ）の誤差情報を計測し、誤差情報に基づいて、移動体（ＰＳＴ）の位置を制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、移動体上に液体が供給された状態での反射面の誤差情報を計測しておくことにより、干渉計システムを使って液体を供給された移動体の位置情報を計測するとき、前記誤差情報に基づいて、計測された移動体の位置情報を補正するなど適切な処置を施すことができる。したがって、干渉計システムの計測結果に基づいて移動体を精度良く位置制御し、計測処理、露光処理を良好に行うことができる。
【００１５】
本発明の露光装置は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して前記基板を露光する露光装置（ＥＸ２）であって：前記基板に液体を介して露光光（ＥＬ）が照射される露光ステーション（ＳＴ２）と；計測系を備え、基板の計測及び交換が行われる計測ステーション（ＳＴ１）と；前記基板を保持して露光ステーションと計測ステーションとの間で移動する移動体（ＰＳＴ１，ＰＳＴ２）と；前記移動体を移動するための駆動装置（ＰＳＴＤ）と；前記移動体上に液体が供給されている状態で前記移動体を移動させるための第１制御情報と、前記移動体上に液体が供給されていない状態で前記移動体を移動させるための第２制御情報とを有し、前記駆動装置を制御する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備え；前記移動体（ＰＳＴ１，ＰＳＴ２）が露光ステーション（ＳＴ２）に存在するときに第１制御情報に基づいて移動体の移動が制御されながら液体を介して基板の露光が行われ、前記移動体が計測ステーション（ＳＴ１）に存在するときに第２制御情報に基づいて移動体の移動が制御されながら計測が行われる露光装置（ＥＸ２）が提供される。本発明では、液浸露光が行われる露光ステーションと計測が行われる計測ステーションで、それぞれ、第１及び第２制御情報に基づいて移動体の移動が制御されるため、液体の有無に応じた一層正確な移動体の位置制御を行うことができ、計測及び露光精度を向上することができる。
【００１６】
本発明の露光装置は、液体（ＬＱ）を介して基板に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置であって：前記露光光が通過する光学部材（２）と；光学部材（２）の光射出側で移動可能な移動体（ＰＳＴ）と；移動体（ＰＳＴ）に形成された反射面（ＭＸ、ＭＹ）に測定光を照射するとともに、その反射光を受光して、移動体（ＰＳＴ）の位置情報を計測する干渉計システム（４３）と；移動体（ＰＳＴ）上に液浸領域（ＡＲ２）が形成された状態での反射面（ＭＸ、ＭＹ）の誤差情報を第１情報として記憶するメモリ（ＭＲＹ）と；を備える露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００１７】
本発明によれば、移動体上に液浸領域が形成された状態での反射面の誤差情報を記憶しておくことにより、干渉計システムを使って液体を供給された移動体の位置情報を計測するとき、誤差情報に基づいて、計測された移動体の位置情報を補正するなど適切な処置を施すことができる。
【００１８】
本発明の露光方法は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）にパターン像を投影して前記基板を露光する露光方法であって：位置測定のための測定光（ＢＸ、ＢＹ、ＢＸθ１，ＢＸθ２、ＢＹθ１，ＢＹθ２）が照射される反射面（ＭＸ、ＭＹ）を備える移動体（ＰＳＴ）上に、前記基板（Ｐ）またはダミー基板を保持することと；前記移動体（ＰＳＴ）上に液体（ＬＱ）が供給された状態で、前記反射面の誤差情報を求めることと；前記誤差情報に基づいて基板上の所定位置に前記パターン像を液体を介して投影することと；を含む露光方法が提供される。本発明の露光方法によれば、移動体上に液浸領域が形成された状態で液浸露光が行われていても、パターン像と基板との相対的な位置合わせを正確に行うことができるため、液浸露光による高い露光精度を維持することができる。
【００１９】
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置を用いることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、液浸法に基づいて露光するときの基板を保持可能な移動体の位置制御を良好に行って、露光精度及び計測精度の劣化を防止できるので、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、液浸露光装置において基板を保持可能な移動体の位置制御及び露光処理を精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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が、本発明はこれに限定されない。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。
【００２３】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有し、基板ホルダＰＨに基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ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、制御装置ＣＯＮＴに接続され、露光動作に関する各種情報を記憶するメモリＭＲＹとを備えている。
【００２４】
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ＬＱを供給する液体供給機構１０と、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する液体回収機構２０とを備えている。本実施形態において、液体ＬＱには純水が用いられる。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ＬＱにより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の少なくとも一部に、投影領域ＡＲ１よりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液浸領域ＡＲ２を局所的に形成する。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と基板Ｐの表面（露光面）との間に液体ＬＱを満たし、この投影光学系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のパターン像を基板Ｐ上に投影することによって、基板Ｐを露光する。
【００２５】
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（所定方向）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、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向、所定方向）をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。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。
【００２６】
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エキシマレーザ光が用いられる。上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水であって、露光光ＥＬがＡｒＦエキシマレーザ光であっても透過可能である。また、純水は輝線（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。
【００２７】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能であって、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。
【００２８】
マスクステージＭＳＴ上には移動鏡４０が設けられている。また、移動鏡４０に対向する位置にはレーザ干渉計４１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、及び回転角はレーザ干渉計４１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４１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。
【００２９】
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、１／５、あるいは１／８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、投影光学系ＰＬは、屈折素子と反射素子とを含む反射屈折系、反射素子を含まない屈折系、屈折素子を含まない反射系のいずれであってもよい。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２は鏡筒ＰＫに対して着脱（交換）可能に設けられている。また、先端部の光学素子２は鏡筒ＰＫより露出しており、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱは光学素子２に接触する。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。
【００３０】
光学素子２は蛍石で形成されている。蛍石は純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との密着性が高い。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ＬＱとの親和性をより高めるようにしてもよい。
【００３１】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持するＺステージ５２と、Ｚ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はベース５４上に支持されている。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５２は基板ホルダＰＨに保持されている基板ＰをＺ軸方向、及びθＸ、θＹ方向（傾斜方向）に移動可能である。ＸＹステージ５３は基板ホルダＰＨに保持されている基板ＰをＺステージ５２を介してＸＹ方向（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向）、及びθＺ方向に移動可能である。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。
【００３２】
基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）上には凹部５５が設けられており、基板ホルダＰＨは凹部５５に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部５５以外の上面５１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。本実施形態では、上面５１を有するプレート部材５０が基板ステージＰＳＴ上に対して交換可能に配置されている。基板Ｐの周囲に基板Ｐ表面とほぼ面一の上面５１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。ただし、液浸領域ＡＲ２を良好に維持することができるのであれば、基板Ｐの表面と基板Ｐの周囲のプレート部材５０の上面５１とに段差があってもよい。例えば、プレート部材５０の上面５１が基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面よりも低くしてもよい。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平坦面（上面）５１を有するプレート部材５０との間には０．１〜２ｍｍ程度の隙間があるが、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合にも、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い。
【００３３】
基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）上には移動鏡４２が設けられている。また、移動鏡４２に対向する位置にはレーザ干渉計システム４３を構成する干渉計が設けられている。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システム４３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はレーザ干渉計システム４３の計測結果に基づいて、レーザ干渉計システム４３で規定される２次元座標系内で基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介してＸＹステージ５３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Ｘ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。
【００３４】
また、露光装置ＥＸは、基板Ｐ表面の面位置情報を検出するフォーカス検出系３０を有している。フォーカス検出系３０は、投射部３０Ａと受光部３０Ｂとを有し、投射部３０Ａから液体ＬＱを介して基板Ｐ表面（露光面）に斜め方向から検出光Ｌａを投射するとともに、その基板Ｐからの反射光を液体ＬＱを介して受光部３０Ｂで受光することによって、基板Ｐ表面の面位置情報を検出する。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系３０の動作を制御するとともに、受光部３０Ｂの受光結果に基づいて、所定基準面（例えば像面）に対する基板Ｐ表面のＺ軸方向における位置（フォーカス位置）を検出する。また、基板Ｐ表面における複数の各点での各フォーカス位置を求めることにより、フォーカス検出系３０は基板Ｐの傾斜方向の姿勢を求めることもできる。なお、フォーカス検出系３０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。またフォーカス検出系は、液体ＬＱを介さずに基板Ｐ表面の面情報を検出するものであってもよい。その場合、投影光学系ＰＬから離れた位置で基板Ｐ表面の面情報を検出するものであってもよい。投影光学系ＰＬから離れた位置で基板Ｐ表面の面情報を検出する露光装置は、例えば米国特許第６，６７４，５１０号に開示されている。
【００３５】
制御装置ＣＯＮＴは基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴのＺステージ５２を駆動することにより、Ｚ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方向における位置を制御する。すなわち、Ｚステージ５２は、フォーカス検出系３０の検出結果に基づく制御装置ＣＯＮＴからの指令に基づいて動作し、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（露光面）を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面に合わせ込む。
【００３６】
投影光学系ＰＬの先端近傍には、基板Ｐ上のアライメントマーク１あるいはＺステージ５２上に設けられた基準部材３００上の基板側基準マークＰＦＭを検出する基板アライメント系３５０が設けられている。なお本実施形態の基板アライメント系３５０では、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているような、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。
【００３７】
また、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ステージ５２上に設けられた基準部材３００上のマスク側基準マークＭＦＭを検出するマスクアライメント系３６０が設けられている。なお本実施形態のマスクアライメント系３６０では、例えば特開平７−１７６４６８号公報に開示されているような、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。
【００３８】
液体供給機構１０は、所定の液体ＬＱを投影光学系ＰＬの像面側に供給するためのものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１にその一端部を接続する供給管１３（１３Ａ、１３Ｂ）とを備えている。液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えている。液体供給部１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成する際、液体供給機構１０は液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する。なお、液体供給部１１のタンク、加圧ポンプは、必ずしも露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場などの設備を代用することもできる。
【００３９】
供給管１３Ａ、１３Ｂの途中には、供給管１３Ａ、１３Ｂの流路を開閉するバルブ１５がそれぞれ設けられている。バルブ１５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。なお、本実施形態におけるバルブ１５は、例えば停電等により露光装置ＥＸ（制御装置ＣＯＮＴ）の駆動源（電源）が停止した場合に供給管１３Ａ、１３Ｂの流路を機械的に閉塞する所謂ノーマルクローズ方式となっている。
【００４０】
液体回収機構２０は、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収するためのものであって、液体ＬＱを回収可能な液体回収部２１と、液体回収部２１にその一端部を接続する回収管２３（２３Ａ、２３Ｂ）とを備えている。液体回収部２１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。なお真空系として、露光装置ＥＸ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。液体回収部２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成するために、液体回収機構２０は液体供給機構１０より供給された基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収する。
【００４１】
投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、液体ＬＱに接する光学素子２の近傍には流路形成部材７０が配置されている。流路形成部材７０は、中央に開口部（光透過部）が形成された環状部材であり、開口部には光学素子２が収容される。すなわち、流路形成部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、光学素子２の側面を囲むように設けられた環状部材である。流路形成部材７０と光学素子２との間には隙間が設けられており、流路形成部材７０は光学素子２に対して振動的に分離されるように所定の支持機構で支持されている。
【００４２】
なお、露光装置ＥＸが設置される環境によっては、大気圧の変化により、液体回収機構２０により液体の吸引力が増大して、投影光学系ＰＬと基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間の露光光ＥＬの光路中に気体（空気）が混入してしまったり、あるいは吸引力が低下して液体ＬＱが漏出・漏洩してしまうおそれがある。そこで、露光装置ＥＸに大気圧をモニタするセンサを設置しておき、このセンサのモニタ結果に基づいて、例えば液体回収機構２０の真空系の圧力（負圧）を調整して、液体回収機構２０による液体の吸引力（回収力）を調整するようにしてもよい。特に、液体回収機構２０の真空系の負圧を調整するために絶対圧調整型のレギュレータを用いる場合には、大気圧をモニタするセンサを用いるのが有効である。
【００４３】
流路形成部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられ、その基板Ｐ表面に対向するように配置された液体供給口１２（１２Ａ、１２Ｂ）を備えている。本実施形態において、流路形成部材７０は２つの液体供給口１２Ａ、１２Ｂを有している。液体供給口１２Ａ、１２Ｂは流路形成部材７０の下面７０Ａに設けられている。流路形成部材７０の液体接触面である下面７０Ａは、光学素子２の下面２Ａ同様、親液処理されて親液性を有している。
【００４４】
また、流路形成部材７０は、その内部に液体供給口１２Ａ、１２Ｂに対応した供給流路を有している。また、液体供給口１２Ａ、１２Ｂ及び供給流路に対応するように複数（２つ）の供給管１３Ａ、１３Ｂが設けられている。そして、流路形成部材７０の供給流路の一端部は供給管１３Ａ、１３Ｂを介して液体供給部１１にそれぞれ接続され、他端部は液体供給口１２Ａ、１２Ｂにそれぞれ接続されている。
【００４５】
また、２つの供給管１３Ａ、１３Ｂのそれぞれの途中には、液体供給部１１から送出され、液体供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれに対する単位時間あたりの液体供給量を制御するマスフローコントローラと呼ばれる流量制御器１６（１６Ａ、１６Ｂ）が設けられている。流量制御器１６Ａ、１６Ｂによる液体供給量の制御は制御装置ＣＯＮＴの指令信号の下で行われる。
【００４６】
更に、流路形成部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられ、その基板Ｐ表面に対向するように配置された液体回収口２２（２２Ａ、２２Ｂ）を備えている。本実施形態において、流路形成部材７０は２つの液体回収口２２Ａ、２２Ｂを有している。液体回収口２２Ａ、２２Ｂは流路形成部材７０の下面７０Ａに設けられている。
【００４７】
また、流路形成部材７０は、その内部に液体回収口２２Ａ、２２Ｂに対応した回収流路を有している。また、液体回収口２２Ａ、２２Ｂ及び回収流路に対応するように複数（２つ）の回収管２３Ａ、２３Ｂが設けられている。そして、流路形成部材７０の回収流路の一端部は回収管２３Ａ、２３Ｂを介して液体回収部２１にそれぞれ接続され、他端部は液体回収口２２Ａ、２２Ｂにそれぞれ接続されている。
【００４８】
液体供給機構１０を構成する液体供給口１２Ａ、１２Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を挟んだＸ軸方向両側のそれぞれの位置に設けられており、液体回収機構２０を構成する液体回収口２２Ａ、２２Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１に対して液体供給機構１０の液体供給口１２Ａ、１２Ｂの外側に設けられている。なお、本実施形態における投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｘ軸方向を短手方向とした平面視矩形状に設定されている。
【００４９】
液体供給部１１及び流量制御器１６の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給部１１より液体ＬＱを送出し、供給管１３Ａ、１３Ｂ、及び供給流路を介して、基板Ｐの上方に設けられている液体供給口１２Ａ、１２Ｂより基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。このとき、液体供給口１２Ａ、１２Ｂは投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を挟んだ両側のそれぞれに配置されており、その液体供給口１２Ａ、１２Ｂを介して、投影領域ＡＲ１の両側から液体ＬＱを供給可能である。また、液体供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれから基板Ｐ上に供給される液体ＬＱの単位時間あたりの量は、供給管１３Ａ、１３Ｂのそれぞれに設けられた流量制御器１６Ａ、１６Ｂにより個別に制御可能である。
【００５０】
液体回収部２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは液体回収部２１による単位時間あたりの液体回収量を制御可能である。基板Ｐの上方に設けられた液体回収口２２Ａ、２２Ｂから回収された基板Ｐ上の液体ＬＱは、流路形成部材７０の回収流路、及び回収管２３Ａ、２３Ｂを介して液体回収部２１に回収される。
【００５１】
なお、本実施形態において、供給管１３Ａ、１３Ｂは１つの液体供給部１１に接続されているが、供給管の数に対応した液体供給部１１を複数（例えば、２つ）設け、供給管１３Ａ、１３Ｂのそれぞれを前記複数の液体供給部１１のそれぞれに接続するようにしてもよい。また、回収管２３Ａ、２３Ｂは、１つの液体回収部２１に接続されているが、回収管の数に対応した液体回収部２１を複数（例えば、２つ）設け、回収管２３Ａ、２３Ｂのそれぞれを前記複数の液体回収部２１のそれぞれに接続するようにしてもよい。また液体回収口は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１と液体供給口１２Ａ、１２Ｂとを取り囲むように設けてもよい。
【００５２】
流路形成部材７０の下面（基板Ｐ側を向く面）７０Ａはほぼ平坦面であり、光学素子２の下面（液体接触面）２Ａも平坦面となっており、流路形成部材７０の下面７０Ａと光学素子２の下面２Ａ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。なお、投影光学系ＰＬと対向する物体（例えば、基板Ｐ）上に液浸領域ＡＲ２を形成する機構は、上述のものに限られず、例えば米国特許公開第２００４／０２０７８２４号公報に開示されている機構を用いることができる。
【００５３】
図２は基板Ｐを保持して移動可能な移動体である基板ステージＰＳＴを上方から見た平面図である。図２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４２（４２Ｘ、４２Ｙ）が配置されている。
【００５４】
基板ステージＰＳＴの上面５１は撥液化処理されて撥液性を有している。上面５１の撥液化処理としては、例えば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。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。なお、基板ステージＰＳＴ全体又は一部を例えばポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂をはじめとする撥液性を有する材料で形成してもよい。また、プレート部材５０を上記ポリ四フッ化エチレンなどからなる撥液性を有する材料によって形成してもよい。
【００５５】
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３５０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３６０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５１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、フォーカス検出系３０の基準面としての役割も果たすことができる。
【００５６】
また、基板アライメント系３５０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２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２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。
【００５７】
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、計測用センサとして例えば特開昭５７−１１７２３８号公報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５１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。
【００５８】
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、計測用センサとして例えば特開２００２−１４００５号公報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５１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。
【００５９】
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５１とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。
【００６０】
このように、基板ステージＰＳＴの上面５１は、基準部材３００、照射ムラセンサ４００、空間像計測センサ５００なども含めてほぼ同じ高さ（面一）になっており、投影光学系ＰＬの光学素子２と基板ステージＰＳＴ上面５１との間に液体ＬＱを保持した状態で、基板ステージＰＳＴを広範囲に移動できるようになっている。
【００６１】
なお、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（交換可能）となっている。なお、基板ステージＰＳＴ上に搭載する計測部材は、上述したものに限られず、投影光学系ＰＬの波面収差を計測するセンサなどを必要に応じて搭載することができる。もちろん、基板ステージＰＳＴ上に計測部材を何も搭載しなくてもよい。
【００６２】
また基準部材３００、及び上板４０１、５０１の表面も撥液性になっており、その上に液浸領域を形成しても、その液体を容易に回収することができる。
【００６３】
平面視矩形状の基板ステージＰＳＴの−Ｘ側端部及び＋Ｙ側端部のそれぞれには、Ｙ軸方向に沿って形成され、Ｘ軸方向にほぼ垂直な反射面ＭＸを有するＸ移動鏡４２Ｘと、Ｘ軸方向に沿って形成され、Ｙ軸方向にほぼ垂直な反射面ＭＹを有するＹ移動鏡４２Ｙとがそれぞれ設けられている。移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸに対向する位置には、レーザ干渉計システム４３を構成する干渉計４３Ｘが設けられている。また、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹに対向する位置には、レーザ干渉計システム４３を構成する干渉計４３Ｙが設けられている。移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸには、Ｘ軸方向の位置（距離変化）を検出する干渉計４３Ｘからの測長ビームＢＸが垂直に投射され、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹには、Ｙ軸方向の位置（距離変化）を検出する干渉計４３Ｙからの測長ビームＢＹが垂直に投射される。測長ビームＢＸの光軸はＸ軸方向と平行であり、測長ビームＢＹの光軸はＹ軸方向と平行であり、これら両者は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸで直交する（垂直に交差する）ようになっている。
【００６４】
更に、移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸに対向する位置には、レーザ干渉計システム４３を構成するＸ軸θ干渉計４３Ｘθが設けられている。移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸには、Ｘ軸θ干渉計４３ＸθからＹ軸方向に所定間隔隔てたＸ軸方向に平行な２本のビームＢＸθ１、ＢＸθ２がそれぞれ垂直に投射され、Ｘ軸θ干渉計４３Ｘθはそれらの反射光を受光したビームＢＸθ１、ＢＸθ２の相互の光路差を計測する。更に、Ｘ軸θ干渉計４３Ｘθは、２本のビームＢＸθ１、ＢＸθ２のＹ軸方向の間隔で規定された範囲で移動鏡４２Ｘの回転量を計測する。
【００６５】
また、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹに対向する位置には、レーザ干渉計システム４３を構成するＹ軸θ干渉計４３Ｙθが設けられている。移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹには、Ｙ軸θ干渉計４３ＹθからＸ軸方向に所定間隔隔てたＹ軸方向に平行な２本のビームＢＹθ１、ＢＹθ２がそれぞれ垂直に投射され、Ｙ軸θ干渉計４３Ｙθはそれらの反射光を受光したビームＢＹθ１、ＢＹθ２の相互の光路差を計測する。更に、Ｙ軸θ干渉計４３Ｙθは、２本のビームＢＹθ１、ＢＹθ２のＸ軸方向の間隔で規定された範囲で移動鏡４２Ｙの回転量を計測する。
【００６６】
図３は干渉計４３Ｘの構成の一例をＹ軸方向（−Ｙ側）から見た図である。干渉計４３Ｘは、不図示の光源、該光源から射出されるレーザビーム６１Ｘの光路上に配置された偏光ビームスプリッタ６２Ｘ、ビームスプリッタ６２Ｘの＋Ｚ側にＸＹ面に対して４５°の傾斜角で斜設されたミラー６６Ｘ、ミラー６６Ｘの＋Ｘ側に配置された１／４波長板（以下、「λ／４板」と称する）６３Ｂ、ビームスプリッタ６２Ｘの＋Ｘ側に配置されたλ／４板６３Ａ、ビームスプリッタ６２Ｘの−Ｚ側に配置されたコーナーキューブ６５Ｘ、及びビームスプリッタ６２Ｘの−Ｘ側に配置されたレシーバ８０Ｘなどを備えている。
【００６７】
この干渉計４３Ｘによると、不図示の光源から射出された周波数差を有するとともに、互いに直交した成分（Ｐ偏光成分とＳ偏光成分）を含むＨｅ−Ｎｅレーザビーム６１Ｘは、偏光ビームスプリッタ６２Ｘに入射し、ここで偏光方向によって反射面ＭＸへ向かうビーム（すなわち、前述の測長ビーム）ＢＸで示される測長ビーム）ＢＸと、ミラー６６Ｘを介して投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫに固定された参照鏡（固定鏡）６７Ｘへ向かうビーム（以下、「参照ビーム」と称する）ＢＸｒとに分けられる。ビームスプリッタ６２Ｘで反射した参照ビームＢＸｒ（Ｓ偏光）は、ミラー６６Ｘで反射し、λ／４板６３Ｂを通過して円偏光となって参照鏡６７Ｘの下半分に投射される。この参照ビームＢＸｒ（円偏光）は、参照鏡６７Ｘで反射し、元の光路を逆向きに戻る。このとき、参照鏡６７Ｘで反射した反射ビームはλ／４板６３Ｂを再度通過することによって入射光（送り光）と直交した偏光方向のＰ偏光に変換され、ミラー６６Ｘで反射した後、偏光ビームスプリッタ６２Ｘを透過してコーナーキューブ６５Ｘに至る。この参照ビームＢＸｒ（Ｐ偏光）は、コーナーキューブ６５Ｘの反射面で反射して逆向きに折り返され、再びビームスプリッタ６２Ｘを通過し、更にミラー６６Ｘ、及びλ／４板６３Ｂを順次通過し、この際に円偏光に変換されて参照鏡６７Ｘの上半分に達する。この参照鏡６７Ｘで反射した参照ビームＢＸｒ（円偏光）は、λ／４板６３Ｂを再度通過する際にＳ偏光に変換され、ミラー６６Ｘ、及び偏光ビームスプリッタ６２Ｘで順次反射し、レシーバ８０Ｘに入射する。
【００６８】
一方、ビームスプリッタ６２Ｘを通過した測長ビームＢＸ（Ｐ偏光）は、λ／４板６３Ａを通過して円偏光に変換された後、移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸの下半分に投射される。この反射面ＭＸで反射した測長ビームＢＸ（円偏光）は、λ／４板６３Ａを通過してＳ偏光に変換され、ビームスプリッタ６２Ｘで下方に反射し、コーナーキューブ６５Ｘの反射面で反射して逆向きに折り返され、再びビームスプリッタ６２Ｘで反射して、λ／４板６３Ａを通過して円偏光に変換され、反射面ＭＸの上半分に投射される。この反射面ＭＸで反射した測長ビームＢＸ（円偏光）は、λ／４板６３Ａを通過してＰ偏光に変換され、ビームスプリッタ６２Ｘを通過して前述した参照ビームＢＸｒ（Ｓ偏光）と同軸に合成されてレシーバ８０Ｘに入射する。レシーバ８０Ｘは、移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸからの反射ビーム（測長ビームＢＸ（Ｐ偏光））と、参照鏡６７Ｘからの反射ビーム（参照ビームＢＸｒ（Ｓ偏光））とを、偏光方向を合わせて互いに干渉させ、それらの反射ビーム（光源から射出されたレーザビーム６１Ｘに含まれる周波数差を有する互いに直交した偏光成分と実質的に同一のビーム）の周波数差を利用して、ヘロダイン方式で２つの光路（測長ビームＢＸの光路及び参照ビームＢＸｒの光路）の光路長の差（光路差）を検出する。このような光路差の検出が、移動鏡４２Ｘ（反射面ＭＸ）のＸ軸方向の位置の変化に応じて行われることにより、結果的に測長ビームＢＸと参照ビームＢＸｒとの光路差の変化が検出されることになる。
【００６９】
なお、干渉計４３Ｙも、上述した干渉計４３Ｘと同様、ビームスプリッタ、ミラー、レシーバ、λ／４板などを含んで構成されており、図３を参照して説明した干渉計４３Ｘと同等の構成を有しているので、その説明を省略するものとする。
【００７０】
図４はθ干渉計４３Ｘθの概略構成を示す図である。図４において、θ干渉計４３Ｘθは、不図示の光源、該光源から射出されるレーザビーム８１Ｘの光路上に配置された偏光ビームスプリッタ８２Ｘ、ビームスプリッタ８２Ｘの＋Ｘ側にＸＺ面に対して４５°の傾斜角で斜設されたミラー８５Ｘ、ミラー８５Ｘの＋Ｙ側にミラー８５Ｘと同様に斜設されたミラー８６Ｘ、ミラー８６Ｘの＋Ｘ側に配置されたλ／４板８４Ｂ、ビームスプリッタ８２Ｘの−Ｙ側にミラー８５Ｘの向きとは直交する向きで配置されたミラー８３Ｘ、ミラー８３Ｘの＋Ｘ側に配置されたλ／４板８４Ａ、及びビームスプリッタ８２Ｘの＋Ｙ側に配置されたレシーバ８７Ｘなどを備えている。
【００７１】
このθ干渉計４３Ｘθによると、不図示の光源から射出された周波数差を有するとともに、互いに直交した成分（Ｐ偏光成分とＳ偏光成分）を含むＨｅ−Ｎｅレーザビーム８１Ｘは、偏光ビームスプリッタ８２Ｘで反射又は透過することにより２つに分岐される。ビームスプリッタ８２Ｘで反射したＳ偏光のビームは、ミラー８３Ｘで反射した後、λ／４板８４Ａを介して円偏光のビームＢＸθ１となって移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸの一点に対して垂直に投射される。ビームスプリッタ８２Ｘを透過したＰ偏光のビームはミラー８５Ｘ、８６Ｘで順次反射した後、λ／４板８４Ｂを通過した円偏光のビームＢＸθ２となって反射面ＭＸの別の１点に対して垂直に投射される。ここで、ビームＢＸθ１とビームＢＸθ２とはＸ軸に対して平行であり、Ｙ軸方向の間隔は移動鏡ＭＸの反射面上でＳＸ（１０ｍｍ〜数十ｍｍ程度）に設定されている。
【００７２】
移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸで反射したビームＢＸθ１（円偏光）は、λ／４板８４ＸＡを再度透過してＰ偏光のビームとなった後、ミラー８３Ｘで反射し、更にビームスプリッタ８２Ｘを透過してレシーバ８７Ｘに入射する。一方、反射面ＭＸで反射したビームＢＸθ２（円偏光）は、λ／４板８４Ｂを再度通過してＳ偏光のビームとなった後、ミラー８６Ｘ、８５Ｘで順次反射し、ビームスプリッタ８２Ｘに至る。そして、このビーム（Ｓ偏光）は、ビームスプリッタ８２Ｘで反射して、前述のＰ偏光のビームと同軸に合成されてレシーバ８７Ｘに入射する。
【００７３】
レシーバ８７Ｘは、入射したビームＢＸθ１の反射ビーム（Ｐ偏光）と、ビームＢＸθ２の反射ビーム（Ｓ偏光）とを、偏光方向を合わせて互いに干渉させ、それらの反射ビーム（光源から射出されたレーザビーム８１Ｘに含まれる周波数差を有する互いに直交した偏光成分と実質的に同一のビーム）の周波数差を利用して、ヘロダイン方式で２つの光路（ビームＢＸθ１の光路及びビームＢＸθ２の光路）の光路長の差（光路差）を検出する。このような光路差の検出が、移動鏡４２Ｘ（反射面ＭＸ）のθＺ方向の姿勢の変化に応じて行われることにより、結果的にビームＢＸθ１とビームＢＸθ２との光路差の変化が検出されることになる。
【００７４】
なお上記説明では省略したが、θ干渉計４３Ｘθに関しても、実際には干渉計４３Ｘ及び干渉計４３Ｙと同様に参照鏡（固定鏡）を基準として移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸの２点での光路差を計測するようになっている。
【００７５】
なお、他方のθ干渉計４３Ｙθについても、上述したθ干渉計４３Ｘθと同様、ビームスプリッタ、ミラー、レシーバ、λ／４板などを含んで構成されており、図４を参照して説明したθ干渉計４３Ｘθと同等の構成を有しているので、具体的な構成についてはその説明を省略するものとする。
【００７６】
なお、上記各干渉計の構成は一例であり、その他の構成を採用することも可能である。要は、２本のビームＢＸ、ＢＸｒの光路差の変化量、及び２本のビームＢＸθ１、ＢＸθ２の光路差の変化量が求められればよい。例えば、θ干渉計４３Ｘθ、４３Ｙθの代わりに、干渉計４３Ｘ又は４３Ｙと同一構成の一対の干渉計を、その測長軸が上記間隔だけ離れるように、移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹにそれぞれ対応して配置し、それらの計測軸と上記間隔とから移動鏡４２Ｘ、４２Ｙ（反射面ＭＸ、ＭＹ）の反射面の局所的な回転量と基板ステージＰＳＴの回転量（ヨーイング）とを求めるようにしてもよい。この場合、Ｘ軸とＹ軸とのそれぞれで、その一対の干渉計のみを用いることとし、干渉計４３Ｘ、４３Ｙを設けなくてもよい。なお、上述の参照鏡６７Ｘなどは必ずしも投影光学系ＰＬに設けなくてもよい。また、基板ステージＰＳＴのθＹ方向の回転量（ピッチング量）や、θＸ方向の回転量（ローリング量）の計測に用いられる干渉計を追加してもよい。
【００７７】
そして、上述した干渉計４３Ｘ、４３Ｙ、４３Ｘθ、４３Ｙθそれぞれのレシーバからの計測信号（検出信号）は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【００７８】
ここで、本実施形態の露光装置ＥＸにおいては、基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの露光が終了した段階で、不図示の基板交換機構により基板ステージＰＳＴ上で露光済みの基板Ｐと次の露光対象である基板Ｐとの交換が行われる。
【００７９】
そして、本実施形態の露光装置ＥＸにおいては、所定枚数、例えば１ロット（１ロットは例えば２５枚又は５０枚など）おきの基板Ｐの交換の度に、すなわち１ロットの最終の基板Ｐに対する露光が終了し、その基板Ｐと次のロットの先頭の基板Ｐとの交換を行う際に、制御装置ＣＯＮＴによって基板ステージＰＳＴ上の移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹの表面形状の計測が行われるようになっている。
【００８０】
以下、反射面ＭＸ、ＭＹの表面形状（凹凸、傾き）の計測方法の一例について説明する。
【００８１】
図５には、例えば基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐに対する露光動作が終了したときの位置（露光終了位置）にある基板ステージＰＳＴが符号ＰＳＴＥで図示され、基板交換が行われる位置（基板交換位置）にある基板ステージＰＳＴが符号ＰＳＴＬで示されている。以下の説明において、説明の便宜上、露光終了位置を露光終了位置ＰＳＴＥと表記し、基板交換位置を基板交換位置ＰＳＴＬと表記するものとする。
【００８２】
本実施形態の露光装置ＥＸでは、前ロットの最終基板Ｐの露光完了後に、基板Ｐ上、あるいは基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱはすべて回収されており、ドライ状態になっている。
【００８３】
また、本実施形態の露光装置ＥＸでは、前ロットの最終の基板Ｐを次ロットの先頭の基板Ｐに交換する場合（以下、適宜「ロット先頭の基板交換時」と称する）以外の基板交換時には、通常と同様に、基板ステージＰＳＴの露光終了位置ＰＳＴＥから基板交換位置ＰＳＴＬまで移動、及び基板交換位置ＰＳＴＬから露光開始位置までの移動は、基板ステージＰＳＴの移動距離がほぼ最短となるような経路に沿って行われる。
【００８４】
一方、ロット先頭の基板交換時には、基板ステージＰＳＴは、まず、制御装置ＣＯＮＴにより、図６に示されるように、露光終了位置ＰＳＴＥから符号ＰＳＴＭで示される、露光終了位置ＰＳＴＥと基板交換位置ＰＳＴＬとの中間位置（以下、適宜「中間位置ＰＳＴＭ」と称する）に向けてＸ軸方向に沿って移動される。なお、基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱは露光終了位置ＰＳＴＥで全て回収されている。
【００８５】
そして、この移動の間に、制御装置ＣＯＮＴにより移動鏡４２Ｙのドライ状態での反射面ＭＹの表面形状を算出するためのデータが取得される。
【００８６】
すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３Ｘ、４３Ｙの計測値をモニタしつつ、基板ステージＰＳＴを、上述の如く、露光終了位置ＰＳＴＥから中間位置ＰＳＴＭまで−Ｘ方向に移動する。この移動は、移動開始後の加速、等速移動、移動終了直線の減速の順で行われる。この場合の加速域、及び減速域は僅かであり、殆どが等速域である。
【００８７】
上述の基板ステージＰＳＴの移動中、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３Ｘの計測値の所定回数おきのサンプリングのタイミングに同期して、干渉計４３Ｙθ及び４３Ｘθの計測値をサンプリングし、次のようにして、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹの表面形状算出のための凹凸量（傾斜データ）の算出を行う。
【００８８】
以下、図８を参照しながら反射面ＭＹの凹凸量の算出方法について説明する。
【００８９】
なお上述したように、θ干渉計は実際には固定鏡（前述の参照鏡）を基準にして移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹの回転量を計測しているが、ここでは説明を簡単にするために、図８に示すように、θ干渉計４３Ｙθは仮想的に固定された基準線ＲＹを基準に移動鏡４２Ｙ（反射面ＭＹ）の局部的な傾き（回転量や曲がり量）を誤差情報として検出するものとして説明する。
【００９０】
図８において、基準線ＲＹと移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹとの距離をＹａ（干渉計４３Ｙで計測する値）とし、その位置での反射面ＭＹ（移動鏡４２Ｙ）の局部的な回転量（傾き角、曲がり角）をθＹ（ｘ）とする。θ干渉計４３Ｙθは、基準線ＲＹ上でＸ軸方向にＳＹだけ離れた２点で、反射面ＭＹまでの距離Ｙθ１とＹθ２とを計測し、両距離の差分Ｙθ（ｘ）を計測する。すなわち、次式（１）で示される差分Ｙθ（ｘ）を計測する。
【００９１】
Ｙθ（ｘ）＝Ｙθ２−Ｙθ１    …（１）
ここで、制御装置ＣＯＮＴは、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹがＸ軸方向の基準点Ｏｘにあるとき、すなわち反射面ＭＹ上の固定された点Ｏに、干渉計４３Ｙの測長ビームＢＹが入射している時点から計測を開始しているものとする。なお、この時点は、基板ステージＰＳＴが加速を終了した時点である。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３Ｘ及びθ干渉計４３Ｘθの計測値をともに零リセットしているものとする。図８の下半部には、このリセットの様子が視覚的に示されている。
【００９２】
この場合において、移動鏡の局部的な回転量（傾き角）θＹ（ｘ）は多くとも１〜２秒程度の微小角であり、間隔ＳＹは１０ｍｍから数十ｍｍであるので、角度θＹ（ｘ）は次式（２）にて近似することができる。
【００９３】
θＹ（ｘ）＝Ｙθ（ｘ）／ＳＹ    …（２）
一方、反射面ＭＹの位置Ｏｘにおける反射面のＹ座標値を基準（ΔＹ（ｘ）＝０）とする凹凸量ΔＹ（ｘ）は、基準点Ｏｘをｘ＝０として、次式（３）にて求めることができる。
【００９４】
【数１】
2005252246.tif 000003
【００９５】
但し実際には、移動中には基板ステージＰＳＴにヨーイングなどが発生し得るため、ΔＹ（ｘ）は、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹの傾きによる凹凸の他に、ヨーイング量による誤差分を含んでいる。したがって、そのヨーイング量による誤差分を上式（３）で求められる値から差し引く必要がある。
【００９６】
この場合、基板ステージＰＳＴはＸ軸方向に一次元移動するだけなので、θ干渉計４３Ｘθの２本のビームＢＸθ１、ＢＸθ２は、移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸ上の実質的に同一の点にそれぞれ投射され続ける。この場合、θ干渉計４３Ｘθの計測値は前述の如く基準点Ｏｘでリセットされているので、位置ｘでのθ干渉計４３Ｘθの値は、基準点Ｏｘを基準とした基板ステージＰＳＴのヨーイング量Ｘθ（ｘ）となる。
【００９７】
そこで、反射面の凹凸量ΔＹ（ｘ）を算出するために用いたθ干渉計４３Ｙθの計測値θＹ（ｘ）に対応するθ干渉計４３Ｘθによる計測値Ｘθ（ｘ）を用いて、次式（４）のような補正演算を行うことにより、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹの真の凹凸量ＤＹ１（ｘ）を求める。
【００９８】
【数２】
2005252246.tif 000004
【００９９】
そこで、制御装置ＣＯＮＴでは、上式（４）の演算を、データθＹ（ｘ）及びＸθ（ｘ）をサンプリングする毎に行い、各サンプリング点に対応する移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹのドライ状態での凹凸量ＤＹ１（ｘ）をメモリＭＲＹ内に格納する。
【０１００】
このとき、上式（４）の演算の対象となる、最終のサンプリングデータは、ｘ＝Ｌに対応するデータであるものとする。ｘ＝Ｌとなる時点は、基板ステージＰＳＴが減速を開始した点に一致しているものとする。
【０１０１】
以上のように、ほぼＸ軸方向に沿って設けられた反射面ＭＹの誤差情報を計測するとき、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２が形成されていない状態（ドライ状態）で、Ｙ軸方向の複数の位置に基板ステージＰＳＴを移動させ、その複数の位置に対応する複数の情報を計測することにより、反射面ＭＹのドライ状態での誤差情報を計測することができる。そして、上述したように、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向への移動中に、基板ステージＰＳＴの位置情報を計測するための干渉計４３Ｙ、４３Ｙθより、Ｙ軸方向とほぼ平行な複数のビームＢＹ、ＢＹθ１、ＢＹθ２を反射面ＭＹに照射するとともに、反射面ＭＹからの反射光を受光することで、制御装置ＣＯＮＴは、レシーバの受光結果に基づいて、反射面ＭＹの誤差情報を効率良く計測することができる。
【０１０２】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、図７に示すように、干渉計４３Ｘ、４３Ｙの計測値をモニタしつつ、基板ステージＰＳＴを、中間位置ＰＳＴＭから基板交換位置ＰＳＴＬに向けて−Ｙ方向に移動する。この場合も、移動開始後の加速、等速移動、移動終了直前の減速の順で行われる。この場合の加速域、及び減速域は僅かであり、殆どが等速域である。
【０１０３】
上記の基板ステージＰＳＴの移動中、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３Ｙの計測値の所定回数おきのサンプリングのタイミングに同期して、干渉計４３Ｙθ及び４３Ｘθの計測値を同時にサンプリングし、そのサンプリングの度に、前述と同様にして、移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸの凹凸量データ（傾斜データ）の算出を行う。
【０１０４】
すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、θ干渉計４３Ｘθの計測値をＸθ（ｙ）、θ干渉計４３Ｘθの２本のビームの間の間隔をＳＸ（図４参照）として、反射面の局部的は回転量、すなわち傾き角（曲がり角）θＸ（ｙ）を次式（５）にしたがって算出するとともに、θ干渉計４３Ｙθの計測値をＹθ（ｙ）として、次式（６）に基づいて、移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸの凹凸量ＤＸ１（ｙ）を求める。
【０１０５】
θＸ（ｙ）＝Ｘθ（ｙ）／ＳＸ    …（５）
【０１０６】
【数３】
2005252246.tif 000005
【０１０７】
以上のようにして、制御装置ＣＯＮＴは、各サンプリング点に対応する移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸのドライ状態での凹凸量ＤＸ１（ｙ）を求め、メモリＭＲＹ内に格納する。
【０１０８】
このとき、上式（６）の演算の対象となる、最終のサンプリングのデータは、ｙ＝Ｌ’に対応するデータであるものとする。ｙ＝Ｌ’となる時点は、基板ステージＰＳＴが減速を開始した点に一致しているものとする。
【０１０９】
以上のように、ほぼＹ軸方向に沿って設けられた反射面ＭＸの誤差情報を計測するとき、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２が形成されていない状態（ドライ状態）で、Ｘ軸方向の複数の位置に基板ステージＰＳＴを移動させ、その複数の位置に対応する複数の情報を計測することにより、反射面ＭＸのドライ状態での誤差情報を計測することができる。そして、上述したように、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向への移動中に、基板ステージＰＳＴの位置情報を計測するための干渉計４３Ｘ、４３Ｘθより、Ｘ軸方向とほぼ平行な複数のビームＢＸ、ＢＸθ１、ＢＸθ２を反射面ＭＸに照射するとともに、反射面ＭＸからの反射光を受光することで、制御装置ＣＯＮＴは、レシーバの受光結果に基づいて、反射面ＭＸの誤差情報を効率良く計測することができる。
【０１１０】
その後、基板交換位置ＰＳＴＬにおいて、不図示の基板交換機構により、基板ステージＰＳＴ上の前ロットの最終基板と次ロットの先頭の基板との交換が行われる。
【０１１１】
基板交換の終了後、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０及び液体回収機構２０を制御して、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱを供給し、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成する。すなわち、基板ステージＰＳＴをウェット状態にする。
【０１１２】
基板ステージＰＳＴ上に液浸領域が形成されると、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成した状態（ウェット状態）で、基板ステージＰＳＴを、図７とは反対の経路で、基板交換位置ＰＳＴＬから中間位置ＰＳＴＭまで＋Ｙ方向に移動し、この移動中における等速移動の間に計測されたデータのみを用いて、前述と同様の手順で、移動鏡４２Ｘの反射面ＭＸのウェット状態での傾斜データとしての凹凸量ＤＸ２（ｙ）を算出し、メモリＭＲＹに記憶する。この場合、移動鏡４２Ｘのウェット状態での反射面ＭＸの凹凸量ＤＸ２（ｙ）は、次式（７）に基づいて算出される。
【０１１３】
【数４】
2005252246.tif 000006
【０１１４】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、図６とは反対の経路で、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成した状態（ウエット状態）で、基板ステージＰＳＴを中間位置ＰＳＴＭから露光終了位置ＰＳＴＥまで＋Ｘ方向に移動し、この移動中における等速移動の間に計測されたデータのみを用いて、前述と同様の手順で、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹのウエット状態での傾斜データとしての凹凸量ＤＹ２（ｘ）を算出し、メモリＭＲＹに記憶する。この場合、移動鏡４２Ｙの反射面ＭＹのウエット状態での凹凸量ＤＹ２（ｘ）は、次式（８）に基づいて算出される。
【０１１５】
【数５】
2005252246.tif 000007
【０１１６】
以上のように、基板Ｐを交換するために、ＸＹ２次元面内で移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹにほぼ平行な所定軸Ｙ軸、Ｘ軸方向に基板ステージＰＳＴを移動している間に、反射面ＭＸ、ＭＹのドライ状態での誤差情報とウェット状態での誤差情報とを効率良く測定することができる。また、ＸＹ２次元面内で移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹにほぼ平行な所定軸Ｙ軸、Ｘ軸方向に基板ステージＰＳＴを移動している間に、反射面の誤差としての局部的な回転量（傾き）と基板ステージＰＳＴの回転量（ヨーイング）とが同時に測定される。そして、基板ステージＰＳＴがほぼ等速で移動しているときに測定された移動鏡の反射面の局部的な回転量及びこれに対応する基板ステージＰＳＴの回転量のみを用いて、反射面の形状が算出される。更には、反射面ＭＸとその反射面ＭＸにほぼ垂直な反射面ＭＹを有している基板ステージＰＳＴがＸ軸方向（又はＹ軸方向）に移動するとき、移動鏡ＭＸ、ＭＹの少なくとも一方の取り付け誤差などに起因して、基板ステージＰＳＴがＸ軸（あるいはＹ軸）に対してずれて移動する直交度誤差が生じる可能性があるが、本実施形態によれば、その直交度誤差情報も計測することができる。
【０１１７】
なお、上述の実施形態においては、上述した反射面ＭＸ、ＭＹのドライ状態での誤差情報を計測するときの基板ステージＰＳＴの移動方向と、ウェット状態での誤差情報を計測するときの基板ステージＰＳＴの移動方向とが逆方向になっているが、それぞれの状態で、基板ステージＰＳＴを同方向に移動しながらそれぞれの反射面の誤差情報を計測する方が望ましい。
【０１１８】
また、上述のように、反射面の部分的な曲がり量（傾き角）を積算（積分）することにより凹凸量を求めるという手法を採用した場合、一方向の移動のみのデータを用いる場合には、前述の式（２）、式（５）の近似の際の誤差が積算され、反射面の端部近傍に近づくほど算出結果に大きな誤差が含まれる可能性がある場合には、ドライ状態とウェット状態のそれぞれで、基板ステージＰＳＴのＸ方向へ往復移動とＹ方向への往復移動を行って、移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹの往路の凹凸量（傾斜データ）と、復路の凹凸量（傾斜データ）とを平均化して、移動鏡のいずれの部分においても、その誤差を同程度の値にすることで、移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹの表面形状（凹凸量）の計測精度を向上させるようにしてもよい。
【０１１９】
また、上述した反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報の計測は、１ロットおきの基板Ｐの交換の度に行うように説明したが、もちろん任意のタイミングで行うことが可能である。また、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報の計測方法として、例えば特開平３−１０１０５号公報に開示されている方法を用いることもできる。
【０１２０】
以上のように、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが供給されたウエット状態での反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報が第１情報としてメモリＭＲＹに記憶される。また、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが供給されていないドライ状態での反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報が第２情報としてメモリＭＲＹに記憶される。
【０１２１】
ところで、移動鏡４２の反射面ＭＸ、ＭＹに誤差（曲がり、傾き、凹凸など）が生じる要因として、移動鏡４２の製造誤差や基板ステージＰＳＴに対する移動鏡４２の取り付け誤差、あるいは基板ステージＰＳＴの加減速移動に伴う変形などが考えられるが、特に液浸露光装置においては、基板Ｐや基板ステージＰＳＴ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの圧力や重みによって、反射面ＭＸ、ＭＹに誤差が生じることが考えられる。つまり、液体ＬＱの圧力や重みによって基板ステージＰＳＴが僅かながら変形し、その基板ステージＰＳＴの変形に伴って、移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹに誤差（変形）が生じる可能性がある。したがって、ドライ状態とウエット状態とで、移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹに生じる誤差量（曲がり量、傾き量、凹凸量など）が互いに異なる状況が生じる可能性がある。
【０１２２】
また液浸露光装置においては、基板ステージＰＳＴ上に設けられた各種計測部材、例えば上述した基準部材３００や光学センサ４００、５００などを使って計測処理を行う際、基板ステージＰＳＴ上（基板Ｐ上も含む）に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成したウエット状態で計測処理を行う構成と、基板ステージＰＳＴ上（基板Ｐ上も含む）に液浸領域ＡＲ２を形成しないドライ状態で計測処理を行う構成とが考えられる。このとき、ドライ状態での計測時とウエット状態での計測時とで、計測位置基準となる移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量が互いに異なると、ドライ状態での計測結果とウエット状態での計測結果との関連付けが困難になり、計測精度の劣化を招く不都合が生じる可能性がある。また、ドライ状態での計測結果を参照して基板Ｐを液浸露光（ウエット状態で露光）する場合においても、ドライ状態とウエット状態との反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量の違いによって、ドライ状態での計測結果を使ったウエット露光を精度良く行うことができない不都合が生じる可能性がある。
【０１２３】
そこで、本実施形態においては、ウエット状態での反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報と、ドライ状態での反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報とを予め求め、その求めた誤差情報を第１情報及び第２情報としてメモリＭＲＹに予め記憶しておく。そして、計測処理や露光処理においては、メモリＭＲＹに記憶しておいた誤差情報に基づいて、干渉計４３の計測結果や基板ステージＰＳＴの位置を補正などすることで、良好な計測精度及び露光精度を維持することができる。
【０１２４】
ここで、上記第１情報及び第２情報を取得するために反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測するときは、基板ステージＰＳＴ上に基板Ｐが保持された状態で行う。基板Ｐの重みなどに起因して、基板ステージＰＳＴ上に基板Ｐを保持した状態と保持しない状態とでの反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量が互いに異なる可能性がある。一方で、基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出する工程を有するアライメント処理や、基板Ｐを液浸露光する露光処理は、当然のことながら基板ステージＰＳＴ上に基板Ｐを保持した状態で行われる。したがって、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測するときも、基板Ｐを基板ステージＰＳＴ上に保持しておくことで、アライメント処理時や露光処理時に応じた反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測することができる。
【０１２５】
また、本実施形態によれば、基板ステージＰＳＴ上には反射面ＭＸを有する移動鏡４２Ｘと、その反射面ＭＸにほぼ垂直な反射面ＭＹを有する移動鏡４２Ｙとのそれぞれの誤差情報を計測可能であるので、ウエット状態とドライ状態とのそれぞれにおける反射面ＭＸと反射面ＭＹとの直交度誤差情報も計測することができる。
【０１２６】
なお、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測するとき、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱを供給しないドライ状態で反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測した後に、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱを供給して、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱを供給したウエット状態での反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測してもよいし、ウエット状態で誤差情報を計測した後にドライ状態で誤差情報を計測してもよい。
【０１２７】
また反射面ＭＸ，ＭＹの誤差情報の計測は、前のロットの最後の基板と次のロットの最初の基板との交換動作中に限らず、あるロットの最初の基板を基板ステージＰＳＴに載せた状態で、反射面ＭＸ，ＭＹのドライ状態とウェット状態の誤差情報を図るようにしてもよいし、反射面ＭＸ，ＭＹの誤差情報を計測する時間を別途設けるようにしてもよい。
【０１２８】
次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターン像を基板Ｐに露光する方法について、図９に示すフローチャート図を参照しながら説明する。なお、ここでは、上述のように、あるロットの１枚目の基板Ｐを基板ステージＰＳＴ上に搬入した後に、移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹのウェット状態で誤差情報を計測する工程（以下、適宜、ステップＳＡ１という）を完了した後の工程を説明する。
【０１２９】
上述したように、ステップＳＡ１の結果に基づいて、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが供給されたウエット状態での移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報が第１情報としてメモリＭＲＹに記憶されるとともに、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが供給されていないドライ状態での移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報が第２情報としてメモリＭＲＹに記憶されている（ステップＳＡ１）。
【０１３０】
次に基板Ｐを精度良く露光するための各種の計測処理が行われる（ステップＳＡ２）。
【０１３１】
まず、制御装置ＣＯＮＴは、例えば投影光学系ＰＬと照度ムラセンサ４００の上板４０１とを対向させた状態で、液体供給機構１０及び液体回収機構２０を使って、液体ＬＱの供給及び回収を行い、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と上板４０１の上面４０１Ａ上との間に液体ＬＱの液浸領域を形成する。
【０１３２】
そして、投影光学系ＰＬの光学素子２と上板４０１の上面４０１Ａとに液体ＬＱを接触させたウエット状態で、制御装置ＣＯＮＴは、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。具体的には、基板ステージＰＳＴを移動させることで、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。
【０１３３】
液体ＬＱを介したウエット状態での照度ムラセンサ４００の計測処理時において、基板ステージＰＳＴの位置を干渉計４３で計測しながら移動するとき、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３で計測された位置情報とメモリＭＲＹに記憶してある第１情報とに基づいて、基板ステージＰＳＴの位置を制御する。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、第１情報に基づいて反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補正するための補正量を求め、その補正量に基づいて、干渉計４３の計測結果を補正し、その補正した結果に基づいて基板ステージＰＳＴの位置を基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して制御する。あるいは、干渉計４３の計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴを移動するときの駆動量を補正するようにしてもよい。このように、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補償して基板ステージＰＳＴの位置（移動）を
制御するため、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差がないのと同じ状態で基板ステージＰＳＴを制御するため、露光光ＥＬの照度分布を精度良く計測することができる。
【０１３４】
露光光ＥＬの照度分布の検出が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０を使って、照度ムラセンサ４００の上板４０１の上面４０１Ａ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを回収する。
【０１３５】
以上、照度ムラセンサ４００による計測動作について説明したが、空間像計測センサ５００や照度センサを使った液体ＬＱを介したウエット状態での計測処理時においても、メモリＭＲＹに予め記憶してある第１情報に基づいて基板ステージＰＳＴの位置を制御することができ、各計測を精度良く実行することができる。
【０１３６】
次に計測処理の一つとして、ベースライン量の計測を行う。ベースライン量とは、レーザ干渉計で規定される座標系内でのパターン像の投影位置と基板アライメント系３５０の検出基準位置との位置関係を示すものである。まず、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系３６０により基準部材３００上の基準マークＭＦＭを検出する。基準マークＭＦＭを検出するとき、制御装置ＣＯＮＴは、ＸＹステージ５３を移動して投影光学系ＰＬの先端部と基準部材３００とを対向させる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０及び液体回収機構２０による液体ＬＱの供給及び回収を行い、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と基準部材３００の上面３０１Ａとの間を液体ＬＱで満たして液浸領域を形成する。
【０１３７】
そしてマスクアライメント系３６０を使って基準部材３００上の基準マークＭＦＭを検出するとき、図１０に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系３６０によりマスクＭ、投影光学系ＰＬ、及び液体ＬＱを介して（ウエット状態で）基準部材３００上の基準マークＭＦＭの検出、すなわちマスクＭのマークと基準部材３００上の基準マークＭＦＭとの位置関係の検出を行う。これによりレーザ干渉計４３で規定される座標系内でのマスクＭのパターン像の投影位置情報が基準マークＭＦＭを使って検出される。
【０１３８】
ウエット状態でマスクアライメント系３６０が基準マークＭＦＭの検出を行っているときに、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計４３を使って基板ステージＰＳＴの位置を計測する。このとき、基板Ｐ上に液体ＬＱが供給されたウエット状態においては、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３で計測された基板ステージＰＳＴの位置情報とメモリＭＲＹに記憶されている第１情報とに基づいて、基板ステージＰＳＴの位置を制御する。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、第１情報に基づいて反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補正するための補正量を求め、その補正量に基づいて、干渉計４３の計測結果を補正し、その補正した結果に基づいて基板ステージＰＳＴの位置を基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して制御する。あるいは、干渉計４３の計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴを移動するときの駆動量を補正するようにしてもよい。この場合も、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補償して基板ステージＰＳＴの位置（移動）を制御するため、反射面ＭＸ，ＭＹの誤差がないのと同じ状態で基板ステージＰＳＴを制御しながら、マスクＭのパターン像の投影位置情報を求めることができる。
【０１３９】
基準マークＭＦＭの検出が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０あるいは液体回収機構２０とは別に設けられた所定の液体回収機構を使って、基準部材３００の上面３０１Ａ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを回収する。なお、反射面ＭＸ，ＭＹのウェット状態での誤差情報の計測開始から基準マークＭＦＭの検出が完了するまでは、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成したままでもよいし、反射面ＭＸ，ＭＹの誤差情報や照度ムラセンサ４００による照度分布などの各計測が完了する毎に液体回収機構２０を使って基板ステージＰＳＴ上の液体を回収するようにしてもよい。
【０１４０】
液体ＬＱの回収が完了すると、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系３５０の検出領域が基準部材３００上に位置決めされるように、ＸＹステージ５３を移動する。
【０１４１】
基板アライメント系３５０によって基準部材３００上の基準マークＰＦＭを検出するとき、図１１に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系３５０によって基準部材３００上の基準マークＰＦＭを液体ＬＱを介さずに（ドライ状態で）検出し、レーザ干渉計４３によって規定される座標系内での基準マークＰＦＭの位置情報を検出する。これにより、レーザ干渉計４３によって規定される座標系内での基板アライメント系３５０の検出基準位置が基準マークＰＦＭを使って検出されたことになる。
【０１４２】
ドライ状態で基板アライメント系３５０が基準マークＰＦＭの検出を行っているときに、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計４３を使って基板ステージＰＳＴの位置を計測する。このとき、基板Ｐ上に液体ＬＱが供給されていないドライ状態においては、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３で計測された基板ステージＰＳＴの位置情報とメモリＭＲＹに記憶されている第２情報とに基づいて、基板ステージＰＳＴの位置を制御する。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、第２情報に基づいて反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補正するための補正量を求め、その補正量に基づいて、干渉計４３の計測結果を補正し、その補正した結果に基づいて基板ステージＰＳＴの位置を基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して制御する。あるいは、干渉計４３の計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴを移動するときの駆動量を補正するようにしてもよい。このように、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補償して基板ステージＰＳＴの位置（移動）を制御するため、反射面ＭＸ，ＭＹの誤差がないのと同じ状態で基板ステージＰＳＴを制御しながら、基板アライメント系３５０の検出基準位置を求めることができる。
【０１４３】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系３５０の検出基準位置とパターンの像の投影位置との間隔（位置関係）であるベースライン量を求める。具体的には、基板アライメント系３５０の検出基準位置、パターン像の投影位置、及び予め定められている基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとの位置関係から、レーザ干渉計４３で規定される座標系内でのパターン像の投影位置と基板アライメント系３５０の検出基準位置との位置関係（ベースライン量）が決定される。
【０１４４】
このように、ベースライン量の計測を行う場合には、ウエット状態とドライ状態とが混在することになるが、ウエット状態での基板ステージＰＳＴの位置情報と、ドライ状態での基板ステージＰＳＴの位置情報とを計測するときに、予め求めておいた第１情報及び第２情報に基づいて移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補正して、基板ステージＰＳＴの位置制御を行っているので、移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹに誤差がないのとほぼ同じ状態でマスクＭのパターン像の投影位置と基板アライメント系３５０の検出基準位置とが求められ、上記ベースライン量を精度良く求めることができる。
【０１４５】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、アライメント計測処理を実行する（ステップＳＡ３）。
【０１４６】
制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐに対して重ね合わせ露光をするときに、基板Ｐ上の露光対象領域であるショット領域Ｓ１〜Ｓ２４に形成されているアライメントマーク１を基板アライメント系３５０で液体ＬＱを介さずに（ドライ状態で）検出する。
【０１４７】
基板アライメント系３５０がアライメントマーク１の検出を行っているときの基板ステージＰＳＴの位置はレーザ干渉計４３で計測されており、その計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。基板アライメント系３５０がドライ状態で基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１を検出するときも、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３で計測された位置情報とメモリＭＲＹに記憶されている第２情報とに基づいて、基板ステージＰＳＴの位置を制御する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系３５０の検出基準位置に対するショット領域Ｓ１〜Ｓ２４の位置情報（ずれ）を求め、そのときの基板ステージＰＳＴの位置からレーザ干渉計４３で規定される座標系内でのショット領域Ｓ１〜Ｓ２４のアライメント情報（配列情報）を求める。このように、メモリＭＲＹに記憶されている第２情報を使って基板ステージＰＳＴの位置を制御しているので、反射面ＭＸ，ＭＹの誤差がないのとほぼ同じ状態で、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４のアライメント情報（配列情報）を求めることができる。なお、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４に付随して形成されているすべてのアライメントマークを検出する必要はなく、一部のアライメントマークを検出して、例えば特開昭６１-４４４２９号公報（USP4,780,617）に開示されているようにショット領域Ｓ１〜Ｓ２４のアライメント情報を求めるようにしてもよい。
【０１４８】
また、基板アライメント系３５０による基板Ｐ上のアライメントマーク１の検出と並行して、フォーカス検出系３０が液体ＬＱを介さずに（ドライ状態で）基板Ｐ表面の面位置情報を検出することができる。フォーカス検出系３０の検出結果は、基板Ｐの位置に対応させて制御装置ＣＯＮＴに記憶される。
【０１４９】
基板Ｐ上のアライメントマーク１を基板アライメントマーク３５０で検出した後、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの液浸露光を行うために、液体供給機構１０を駆動して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給するとともに液体回収機構２０を駆動して基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収する。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との間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２が形成される。
【０１５０】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による基板Ｐ上に対する液体ＬＱの供給と並行して、液体回収機構２０による基板Ｐ上の液体ＬＱの回収を行いつつ、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴをＸ軸方向（走査方向）に移動しながら、マスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に投影露光（液浸露光）する（ステップＳＡ４）。
【０１５１】
液浸領域ＡＲ２を形成するために液体供給機構１０の液体供給部１１から供給された液体ＬＱは、供給管１３Ａ、１３Ｂを流通した後、流路形成部材７０内部に形成された供給流路を介して液体供給口１２Ａ、１２Ｂより基板Ｐ上に供給される。液体供給口１２Ａ、１２Ｂから基板Ｐ上に供給された液体ＬＱは、投影光学系ＰＬの先端部（光学素子２）の下端面と基板Ｐとの間に濡れ拡がるように供給され、投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の一部に、基板Ｐよりも小さく且つ投影領域ＡＲ１よりも大きい液浸領域ＡＲ２を局所的に形成する。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０のうち投影領域ＡＲ１のＸ軸方向（走査方向）両側に配置された液体供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれより、走査方向に関して投影領域ＡＲ１の両側から基板Ｐ上への液体ＬＱの供給を同時に行う。これにより、液浸領域ＡＲ２は均一且つ良好に形成されている。
【０１５２】
本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと基板ＰとをＸ軸方向（走査方向）に移動しながらマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影露光するものであって、走査露光時には、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭの一部のパターン像が投影領域ＡＲ１内に投影され、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、基板Ｐが投影領域ＡＲ１に対して＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。基板Ｐ上には複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２４が設定されており、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｐのステッピング移動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・スキャン方式で基板Ｐを移動しながら各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４に対する走査露光処理が順次行われる。
【０１５３】
基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２４のそれぞれを順次露光する際、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＡ２で求めたベースライン量と、ステップＳＡ３で求めた各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４の位置情報（配列情報）とに基づいて、ＸＹステージ５３を移動し、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４とパターン像とを位置合わせしながら、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４の液浸露光処理を行う。
【０１５４】
ウエット状態で基板Ｐ上の各ショット領域を液浸走査露光しているときにも、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計４３を使って基板ステージＰＳＴの位置を計測する。このとき、基板Ｐ上に液体ＬＱが供給されたウエット状態においては、制御装置ＣＯＮＴは、干渉計４３で計測された基板ステージＰＳＴの位置情報とメモリＭＲＹに記憶されている第１情報とに基づいて、基板ステージＰＳＴの位置を制御する。具体的には、上述同様、制御装置ＣＯＮＴは、第１情報に基づいて反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補正するための補正量を求め、その補正量に基づいて、干渉計４３の計測結果を補正し、その補正した結果に基づいて基板ステージＰＳＴの位置を基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して制御する。あるいは、上述同様、干渉計４３の計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴを移動するときの駆動量を補正するようにしてもよい。このように、メモリＭＲＹに記憶されている第１情報を使って、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量を補償して基板ステージＰＳＴの位置（移動）を制御するため、反射面ＭＸ，ＭＹに誤差がないのとほぼ同じ状態で基板ステージＰＳＴの位置（移動）を精度よく制御することができ、基板ステージＰＳＴ上に液体がない状態で計測された各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４の位置情報（配列情報）に基づいて、マスクのＭのパターンの像と各ショット領域との位置合わせを正確に行うことができる。
【０１５５】
なお、上述の実施形態においては、反射面ＭＸ，ＭＹに誤差情報に基づいて、ドライ状態においても、ウェット状態においても、反射面ＭＸ，ＭＹに誤差がないのとほぼ同じ状態で基板ステージＰＳＴの位置制御を行うようにしているが、これに限らず、ドライ状態においても、ウェット状態においても、反射面ＭＸ，ＭＹが共通の所定状態で基板ステージＰＳＴの位置制御が行われるようにしてもよい。
【０１５６】
また、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系３０を使って基板Ｐ表面の面位置情報を検出し、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した像面と基板Ｐ表面とを合致させるように、基板ステージＰＳＴを介して基板ＰをＺ軸方向あるいは傾斜方向に移動したり、あるいは投影光学系ＰＬの像特性を変化させつつ、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４の液浸露光処理を行う。フォーカス検出系３０は、投射部３０Ａより液体ＬＱを介して基板Ｐ上に検出光Ｌａを投射するとともに基板Ｐからの反射光を液体ＬＱを介して受光部３０Ｂで受光することによって基板Ｐ表面の面位置情報を検出する。
【０１５７】
なお、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４に対する走査露光中は、液体ＬＱの供給前に求めた基板Ｐの表面情報に基づいて、フォーカス検出系３０を使うことなしに、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を調整するようにしてもよい。あるいは、液体ＬＱの供給前に求めた基板Ｐの表面位置情報と、走査露光中に液体ＬＱを介して検出した基板Ｐの表面位置情報との双方を考慮して、基板Ｐ表面の位置制御を行うようにしてもよい。
【０１５８】
基板Ｐの各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４の液浸露光が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０を使って、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを回収する（ステップＳＡ５）。
【０１５９】
ここで、液体回収機構２０は、基板Ｐの液体ＬＱの回収に加えて、基板ステージＰＳＴ上面に残留した液体ＬＱも回収する。
【０１６０】
基板Ｐ上及び基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱを回収した後、制御装置ＣＯＮＴは、露光済みの基板Ｐを基板ステージＰＳＴより搬出（アンロード）する（ステップＳＡ６）。
【０１６１】
なお、１枚目の基板Ｐの露光完了後に、２枚目以降の基板Ｐ’を基板ステージＰＳＴ上に保持して露光する際には、ステップＳＡ１での反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報の計測及びステップＳＡ２での基板ステージＰＳＴ上の基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの位置情報の検出や照度ムラセンサ４００による照度分布の計測などを行うことなく、基板Ｐ’のショット領域Ｓ１〜Ｓ２４とマスクＭのパターン像の投影位置とを位置合わせすることができる。その場合には、別の基板Ｐ’を基板ステージＰＳＴ上に保持させた後、ステップＳＡ１、ＳＡ２を省略して、ステップＳＡ３に進み、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４に付随して設けられたアライメントマーク１の位置情報を基板アライメント系３５０を使って検出する。これにより、先に露光された１枚目の基板Ｐと同様に、基板アライメント系３５０の検出基準位置に対する各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４の位置情報が求められる。これにより、基板Ｐ’上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４とパターン像とが位置合わせされ、パターン像を基板Ｐ’の各ショット領域に露光することができる。
【０１６２】
なお、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作は、予め設定された基板処理枚数毎やマスクを交換したとき毎など、所定期間毎に行えばよい。
【０１６３】
以上説明したように、基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが供給された状態での反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を予め計測してメモリＭＲＹに記憶しておくことにより、液体ＬＱを供給された基板ステージＰＳＴの位置情報を干渉計４３を使って計測するとき、メモリＭＲＹに記憶してある誤差情報に基づいて、計測された基板ステージＰＳＴの位置情報を補正したり、基板ステージＰＳＴの位置制御を行うことができる。したがって、基板ステージＰＳＴの位置制御を良好に行ってその基板ステージＰＳＴに保持されている基板Ｐを精度良く露光処理することができる。
【０１６４】
ところで、液体接触面である基板表面（基板ステージＰＳＴ上面を含む）の材料特性に応じて、液体ＬＱが基板Ｐ（基板ステージ）に及ぼす力が変化する。具体的には基板Ｐ表面と液体ＬＱとの親和性、更に具体的には基板Ｐの液体ＬＱに対する接触角に応じて、液体ＬＱが基板Ｐに及ぼす力が変化する。基板Ｐ表面の材料特性は、その基板Ｐ表面に塗布される感光材や、その感光材上に塗布される例えば感光材を保護する保護膜などの所定の膜に応じて変化する。例えば基板Ｐ表面が親液性の場合には、その液体ＬＱは基板Ｐ上において濡れ拡がろうとするため、基板Ｐ上での液体ＬＱの圧力は低下する（負圧化する）。一方、基板Ｐ表面が撥液性の場合には、基板Ｐ上での液体ＬＱの圧力は上昇する（陽圧化する）。このように、基板Ｐ表面の液体ＬＱに対する接触角（親和性）に応じて、液体ＬＱが基板Ｐに及ぼす力が変化する。したがって、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測するときに基板ステージＰＳＴ上に保持される基板表面の液体ＬＱに対する接触角と、実際に露光処理される被露光対象である基板Ｐ表面の液体ＬＱに対する接触角とが異なっていると、ウエット状態での誤差計測時に反射面ＭＸ、ＭＹに生じる誤差量と、ウエット状態での露光処理時に反射面ＭＸ、ＭＹに生じる誤差量とが互いに異なる。その場合、予め計測した誤差情報を使って基板ステージＰＳＴの位置制御（位置補正）を良好に行うことができなくなる。
【０１６５】
したがって、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測するときに基板ステージＰＳＴ上に保持される基板表面の液体ＬＱに対する接触角が、露光光ＥＬが照射される被露光対象の基板Ｐ表面の液体ＬＱに対する接触角とほぼ同一であるようにすることが望ましい。そうすることで、予め計測した反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を使って基板ステージＰＳＴの位置制御（位置補正）を良好に行うことができる。
【０１６６】
なお上述の実施形態においては、次に露光される基板Ｐを基板ステージＰＳＴ上に保持した後に、反射面ＭＸ，ＭＹの誤差情報を計測しているが、液体ＬＱに対する接触角が実際に露光される基板Ｐの表面とほぼ同じダミーの基板を基板ステージＰＳＴに載せて、反射面ＭＸ，ＭＹの誤差情報を計測するようにしてもよい。
【０１６７】
なお、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測するときに基板ステージＰＳＴ上に保持される基板表面（ダミー基板表面）の液体ＬＱに対する接触角と、露光光ＥＬが照射される被露光対象の基板Ｐ表面の液体ＬＱに対する接触角とが異なる場合には、基板表面の液体ＬＱに対する接触角情報とそれに対応した液体圧力情報（ひいては反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報）との関係を予め計測してメモリＭＲＹに記憶しておくことにより、前記関係に基づいて、ウエット状態での露光処理時やアライメント処理時における基板ステージＰＳＴの位置制御（位置補正）を良好に行うことができる。
【０１６８】
なお、基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱの圧力変化の要因としては、上述した基板表面（基板ステージ上面を含む）の液体ＬＱに対する接触角の他に、基板ステージＰＳＴの移動速度や液体ＬＱの重み、液体ＬＱの単位時間当たりの供給量、回収量なども挙げられる。そこで、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報を計測するときは、上記要因を考慮して、計測条件を設定することが好ましい。
【０１６９】
また、投影光学系ＰＬの像面側に形成される基板ステージＰＳＴ上における液浸領域ＡＲ２の位置は、基板ステージＰＳＴの移動に伴って変化するが、基板ステージＰＳＴ上における液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２の位置に応じて、反射面ＭＸ、ＭＹの誤差量が変動する可能性がある。例えば図１２（ａ）に示すように、液体ＬＱの液浸領域の位置が符号ＡＲ２ａ、ＡＲ２ｂ、ＡＲ２ｃで示すようにＸ軸方向に関して変化するとき、図１２（ｂ）に示すように、例えば反射面ＭＸの誤差（曲がり、傾き、凹凸など）が、液浸領域ＡＲ２の位置に対応して変化する可能性がある。同様に、基板ステージＰＳＴ上における液浸領域ＡＲ２の位置に応じて、反射面ＭＹの誤差（曲がり、傾き、凹凸など）も変化する可能性がある。
【０１７０】
そこで、反射面ＭＸ、ＭＹのウエット状態での誤差情報を計測するとき、基板ステージＰＳＴの位置を異ならせて、基板ステージＰＳＴ上における液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２の位置に対応する複数の情報を複数回計測する。そして、液浸領域ＡＲ２の位置に対応する複数の情報を第１情報としてメモリＭＲＹに記憶することで、アライメント処理（計測処理）時や露光処理時においては、基板ステージＰＳＴ上における液浸領域ＡＲ２の位置に対応して、干渉計４３の計測結果を補正したり、基板ステージＰＳＴの駆動量を補正することにより、基板ステージＰＳＴの位置制御をより高精度に行うことができる。
【０１７１】
また、例えば基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成した状態で、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向（あるいはＹ軸方向）に移動させ、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向（Ｙ軸方向）に関する複数の位置のそれぞれに対応する反射面ＭＸ、ＭＹの複数の誤差情報を計測する。そして、２次元的に計測された複数の誤差情報のそれぞれに対して例えば補間処理など所定の演算処理を施すことで、移動鏡４２Ｘ、４２Ｙを使った基板ステージＰＳＴの全移動範囲にわたって基板ステージＰＳＴの位置制御を極めて高精度に行うことができる。
【０１７２】
また、上述の実施形態においては、移動鏡の反射面ＭＸ、ＭＹの誤差情報に基づいて基板ステージＰＳＴの位置を制御するようにしているが、例えばマスクＭと基板Ｐとの位置合わせを行うような場合には、その誤差情報に基づいてマスクステージＭＳＴの位置制御を行うようにしてもよい。
【０１７３】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報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。
【０１７４】
図１３はツインステージ型露光装置の一例を示す概略構成図である。図１３に示すツイン型露光装置ＥＸ２は、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨ１を有し、基板ホルダＰＨ１に基板Ｐを保持して移動可能な第１基板ステージＰＳＴ１と、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨ２を有し、基板ホルダＰＨ２に基板Ｐを保持して移動可能な第２基板ステージＰＳＴ２とを有している。第１、第２基板ステージＰＳＴ１、ＰＳＴ２は、共通のベース５４上をそれぞれ独立に移動可能である。第１、第２基板ステージＰＳＴ１、ＰＳＴ２はそれぞれ上述した実施形態と同様、基準部材３００やセンサ４００、５００を備えている。
【０１７５】
また、ツインステージ型露光装置ＥＸ２は、一方の基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）に保持された基板Ｐの計測を行う計測ステーションＳＴ１と、投影光学系ＰＬを備え、他方の基板ステージＰＳＴ２（ＰＳＴ１）に保持された基板Ｐの露光を行う露光ステーションＳＴ２とを備えている。露光ステーションＳＴ２には基板アライメント系３５０を除いて、図１のシステム（フォーカス検出系３０を含む）が全て搭載されている。また、計測ステーションＳＴ１には、基板アライメント系３５０、投射部３０Ａ及び受光部３０Ｂを有するフォーカス検出系３０が搭載されている。
【０１７６】
このようなツインステージ型露光装置の基本的な動作としては、例えば露光ステーションＳＴ２において第２基板ステージＰＳＴ２上の基板Ｐの露光処理中に、計測ステーションＳＴ１において、第１基板ステージＰＳＴ１上の基板Ｐの交換及び計測処理が行われる。そして、それぞれの作業が終了すると、第２基板ステージＰＳＴ２が計測ステーションＳＴ１に移動し、それと並行して第１基板ステージＰＳＴ１が露光ステーションＳＴ２に移動し、今度は第２基板ステージＰＳＴ２において計測及び交換処理が行われ、第１基板ステージＰＳＴ１上の基板Ｐに対して露光処理が行われる。
【０１７７】
本実施形態において、計測ステーションＳＴ１における基板Ｐの計測は、フォーカス検出系３０による基板Ｐ表面の面位置情報の計測、及び基板アライメント系３５０による基板Ｐ上のアライメントマーク１及び基準部材３００上の基準マークＰＦＭの検出を含む。例えば第２基板ステージＰＳＴ２上の基板Ｐに対して露光ステーションＳＴ２において液浸露光処理が行われている最中、第１基板ステージＰＳＴ１上の基板Ｐに対して計測ステーションＳＴ１において基板アライメント系３５０、フォーカス検出系３０、及び基準部材３００を用いて計測処理が行われる。そして、計測処理が完了すると、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、図１３に示すように、第１基板ステージＰＳＴ１の基準部材３００と投影光学系ＰＬとが対向するように、第１基板ステージＰＳＴ１の位置決めがされる。この状態で、制御装置ＣＯＮＴは液体ＬＱの供給を開始し、投影光学系ＰＬと基準部材３００との間を液体ＬＱで満たし、液体ＬＱを介したマスクアライメント系３６０によるマスクＭと基板ステージＰＳＴ１上の基準マークとの位置関係の検出及び露光処理を行う。なお、計測ステーションＳＴ１で既に求められた各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４のアライメント情報は基準部材３００の基準マークＰＦＭを基準として定められており（記憶されており）、露光ステーションＳＴ２において液浸露光が実行される際には、基準部材３００の基準マークＰＦＭに対して所定の位置関係で形成されている基準マークＭＦＭとマスクＭとの位置関係に基づいて各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４の位置決めがされるように第１基板ステージＰＳＴ１の移動が制御される。すなわち、計測ステーションＳＴ１で求められた各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２４のアライメント情報は、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを用いて露光ステーションＳＴ２に有効に受け渡される。
【０１７８】
このように、ツインステージ型露光装置の場合には、一方のステージで液浸露光処理中に、他方のステージで液体を介さない計測処理を行うことができるので、露光処理のスループットを向上することができる。
【０１７９】
ツインステージ型露光装置ＥＸ２においても、ウエット状態とドライ状態とでの移動鏡４２Ｘ、４２Ｙの反射面ＭＸ、ＭＹそれぞれの誤差情報を各ステージ毎に予め求めてメモリＭＲＹに記憶しておくことで、それぞれのステーションにおいて基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）を位置制御を高精度に行うことができる。すなわち、露光ステーションＳＴ２において、基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）上に液体ＬＱが供給されているウエット状態においては、干渉計４３で計測された位置情報とメモリＭＲＹに記憶してある第１情報とに基づいて基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）の位置を制御し、基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）上に液体ＬＱが供給されていないドライ状態においては、干渉計４３で計測された位置情報とメモリＭＲＹに記憶してある第２情報とに基づいて基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）の位置を制御することができ、例えばいずれのステーションにおいても反射面の誤差がないのとほぼ同じ状態で基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）の位置制御を行うことができる。したがって、計測ステーションＳＴ１においてドライ状態で基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）を移動しながら計測された各種の情報（アライメント情報やフォーカス情報など）を使って、露光ステーションＳＴ２においてウェット状態で位置制御が行われる基板ステージＰＳＴ１（ＰＳＴ２）上の基板Ｐを精度よく露光することができる。
【０１８０】
なお、基板Ｐを保持する二つのステージを備えたツインステージ型の露光装置でなく、特開２０００−１６４５０４号に開示されているように、基板Ｐを保持するステージと、測定用の部材やセンサを搭載した測定ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することはできる。この場合、測定ステージに干渉計用の反射面が形成されている場合には、基板ステージと同様に測定ステージの反射面の誤差情報も計測しておくのが望ましい。
【０１８１】
また、上述の実施形態においては、基板ステージＰＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置情報を計測するための反射面ＭＸ，ＭＹの誤差情報について述べているが、特表２００１−５１０５７７号公報、特表２００１−５１３２６７号公報、並びに特開２０００−３２３４０４号に開示されているように、基板ステージＰＳＴのＺ方向の位置を計測するための反射面に本発明を適用することもできる。
【０１８２】
また、上述の実施形態においては、移動鏡の反射面ＭＸ，ＭＹのドライ状態での誤差情報とウェット状態での誤差情報とを保持しておき、その情報に基づいて基板ステージＰＳＴの位置制御を行うようにしているが、移動鏡の反射面の誤差情報に限ることなく、基板ステージＰＳＴの各種制御情報を、ドライ状態とウェット状態とのそれぞれに対応してメモリＭＲＹに保持しておくことが望ましい。例えば、特開平１０−７００６５号に開示されているように、ベース５４の変形などによって生じる基板ステージＰＳＴのＺ方向の変位情報を、ドライ状態とウェット状態との各々に対応して保持しておくことで、ドライ状態、ウェット状態のそれぞれで基板ステージＰＳＴの位置制御を精度よく行うことができるばかりでなく、ドライ状態とウェット状態とが混在するような場合にも、計測処理、露光処理を高精度に行うことができる。その他、基板または基板ステージに液体が供給されることにより、圧力、湿度、温度などの環境変化によりウェット状態の基板ステージや基板ステージ上の移動鏡、各種計測部材などがドライ状態と比べて異なる変位を受ける場合には、そのような変位をドライ状態とウェット状態とでそれぞれ計測し、メモリＭＲＹに記憶させておくことができる。
【０１８３】
また、特開平２−１５３５１９号公報に開示されているように、Ｚステージ５２をチルトさせたときにＸＹ平面内での位置ずれが生じる場合には、その位置ずれ情報を、ドライ状態とウエット状態との各々に対応してメモリＭＲＹに保持しておくことにより、ドライ状態でもウエット状態においても、基板ＰやＺステージ上の各種計測部材などを精度良く位置制御することができる。
【０１８４】
上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水を用いている。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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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（特にダイボール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。
【０１８７】
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ので、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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
また、上述の液浸法を適用した露光装置は、投影光学系ＰＬの終端光学素子２の射出側の光路空間を液体(純水)で満たして基板Ｐを露光する構成になっているが、国際公開第２００４／０１９１２８号に開示されているように、投影光学系ＰＬの終端光学素子２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。
【０１９３】
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。また、液体ＬＱの純水の代わりに、所望の屈折率を有する種々の流体、例えば、超臨界流体や高屈折率の気体を用いることも可能である。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。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上に一括露光し、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。
【０１９６】
また、上述の実施形態においては、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、露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置にも本発明を適用可能である。露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに記載されている。
【０１９７】
また、投影光学系を持たないタイプの露光装置、例えば、プロキシミティ型露光装置に本発明を適用することもできる。また本発明は、基板上に干渉縞を形成するための干渉光学部材を有し、干渉縞を基板上に形成することによって基板を露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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】
【０２０５】
【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】基板ステージを上方から見た平面図である。
【図３】干渉計システムの構成を示す図である。
【図４】干渉計システムの構成を示す図である。
【図５】反射面の表面形状を計測する手順を説明するための図である。
【図６】反射面の表面形状を計測する手順を説明するための図である。
【図７】反射面の表面形状を計測する手順を説明するための図である。
【図８】反射面の表面形状を計測する方法を説明するための図である。
【図９】本発明に係る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１０】アライメント処理の一例を説明するための図である。
【図１１】アライメント処理の一例を説明するための図である。
【図１２】基板ステージ上の液浸領域の位置と反射面の誤差との関係を説明するための模式図である。
【図１３】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。
【符号の説明】
【０２０６】
１…アライメントマーク、１０…液体供給機構、２０…液体回収機構、４３…干渉計システム、４３Ｘ、４３Ｙ、４３Ｘθ、４３Ｙθ…干渉計、ＡＲ１…投影領域、ＡＲ２…液浸領域、ＢＸ、ＢＹ…ビーム（測定光）、ＣＯＮＴ…制御装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＭＲＹ…メモリ、ＭＸ、ＭＹ…反射面、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＴ…基板ステージ（移動体）
【図１】
2005252246.tif 000008
【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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【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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