(57)【要約】【課題】基板を良好に露光でき、デバイスの生産性の低下を抑制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上に形成された薄膜の欠陥を検出する検出装置６０を備えている。液体を介して基板Ｐが露光される液浸露光の場合には、薄膜の欠陥による液体の流出を未然に検知して、デバイスの生産性の低下を抑制し、露光装置の障害の発生を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜が形成された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、
前記基板上の薄膜の形成状態を検出する検出装置を備えた露光装置。
【請求項２】
前記薄膜は、前記基板上に所定の材料を塗布することによって形成され、
前記検出装置は、前記薄膜の塗布状態を検出する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記基板上に液体の液浸領域を形成する液浸機構を備え、
前記液浸領域の液体を介して前記基板上に前記露光光を照射する請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記検出装置は、前記基板上に前記液浸領域が形成される前に前記薄膜の形成状態を検出する請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記薄膜は撥液性の膜を含む請求項３記載の露光装置。
【請求項６】
前記検出装置は、前記薄膜の形成状態を光学的に検出する請求項１記載の露光装置。
【請求項７】
前記検出装置は、前記基板上に検出光を投射する投射系と、前記基板を介した前記検出光を受光可能な受光系とを有する請求項１記載の露光装置。
【請求項８】
前記薄膜の形成状態と前記受光系の受光状態との関係を予め記憶した記憶装置と、
前記記憶装置に記憶されている前記関係と前記受光系の受光結果とに基づいて、前記薄膜の形成状態が所望状態であるか否かを判別する判別装置とを備えた請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記露光光が照射される前記基板を保持する保持部材と、
前記保持部材に前記基板を搬送可能な搬送装置とを備え、
前記検出装置は、前記搬送装置の搬送経路上に設けられている請求項１記載の露光装置。
【請求項１０】
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記搬送装置の動作を制御する制御装置を備えた請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記搬送装置の搬送経路上に設けられ、前記基板を処理する処理装置を備え、
前記検出装置は、前記処理装置に搬入された前記基板の薄膜の形成状態を検出する請求項９記載の露光装置。
【請求項１２】
前記露光光が照射される前記基板を保持する保持部材を備え、
前記検出装置は、前記保持部材に保持された状態の前記基板上の前記薄膜の形成状態を検出する請求項１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記検出装置は、前記基板のエッジの前記薄膜の形成状態を検出する請求項１〜１２のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１４】
薄膜の形成状態の検出は、薄膜の存在を検出することである請求項１記載の露光装置。
【請求項１５】
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、
前記基板のエッジの状態を検出する検出装置を備えた露光装置。
【請求項１６】
前記検出装置は、前記基板のエッジの薄膜の形成状態を検出する請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記薄膜は、前記基板上に所定の材料を塗布することによって形成され、
前記検出装置は、前記基板のエッジの薄膜の塗布状態を検出する請求項１６記載の露光装置。
【請求項１８】
前記薄膜は、撥液性の膜を含む請求項１６記載の露光装置。
【請求項１９】
前記検出装置は、前記基板のエッジに異物が存在するか否かを検出する請求項１５記載の露光装置。
【請求項２０】
前記検出装置は、前記基板上の少なくとも一部に前記液体の液浸領域が形成される前に、前記エッジの状態を検出する請求項１５記載の露光装置。
【請求項２１】
前記露光光が照射可能な位置に前記基板を保持可能な基板保持部材をさらに備え、
前記検出装置は、前記基板が前記基板保持部材に保持される前に、前記エッジの状態を検出する請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記基板保持部材に前記基板を搬送可能な搬送装置を備え、
前記検出装置は、前記搬送装置の搬送経路上に設けられている請求項２１記載の露光装置。
【請求項２３】
前記露光光が照射可能な位置に前記基板を保持可能な第１基板保持部材をさらに備え、
前記検出装置は、前記基板が前記第１基板保持部材に保持された後に、前記エッジの状態を検出する請求項２０記載の露光装置。
【請求項２４】
前記検出装置により前記第１基板保持部材に保持された基板のエッジの状態を検出した後に、前記第１基板保持部材を前記露光光が照射可能な第１領域内に移動する請求項２３記載の露光装置。
【請求項２５】
前記第１基板保持部材は、前記露光光が照射可能な第１領域と前記第１領域とは異なる第２領域とを含む所定領域内で、前記基板を保持して移動可能であり、
前記検出装置は、前記第２領域において、前記第１基板保持部材に保持された前記基板のエッジの状態を検出する請求項２３記載の露光装置。
【請求項２６】
前記所定領域内を前記第１基板保持部材とは独立して、基板を保持して移動可能な第２基板保持部材をさらに備え、
前記第１基板保持部材が前記第２領域に配置されているときに、前記第２基板保持部材は前記第１領域に配置される請求項２５記載の露光装置。
【請求項２７】
前記第１領域において、前記第２基板保持部材に保持された基板の露光の少なくとも一部と並行して、前記第２領域において、前記検出装置による前記第１基板保持部材に保持された基板のエッジの状態の検出を実行する請求項２６記載の露光装置。
【請求項２８】
前記第１領域において、前記第２基板保持部材に保持された基板の露光の少なくとも一部と並行して、前記第２領域において、前記第１基板保持部材に保持された基板の位置情報を取得する請求項２７記載の露光装置。
【請求項２９】
前記検出装置は、前記位置情報を取得するための光学装置を含む請求項２８記載の露光装置。
【請求項３０】
前記検出装置は、前記エッジの光学像を取得する撮像装置を含む請求項１５記載の露光装置。
【請求項３１】
液体を介して、薄膜が形成された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、
露光光の光路に配置された光学系と、
前記液体が提供される基板の薄膜の欠陥を検出する検出装置とを備えた露光装置。
【請求項３２】
前記薄膜の欠陥は、薄膜の不在である請求項３１記載の露光装置。
【請求項３３】
前記薄膜の欠陥は、基板のエッジにおける薄膜の不良である請求項３１記載の露光装置。
【請求項３４】
前記検出装置は、前記液体が薄膜上に存在しない状態で薄膜の欠陥を検出する請求項３１記載の露光装置。
【請求項３５】
前記検出装置は、露光装置に基板が搬送される搬送路に設けられる請求項３１記載の露光装置。
【請求項３６】
さらに、基板の温度を調節する温調装置を備え、
前記検出装置は、温調装置に設けられている請求項３１記載の露光装置。
【請求項３７】
前記露光装置は、露光ステーションと計測ステーションとを有し、
前記検出装置は、計測ステーションに設けられている請求項３１記載の露光装置。
【請求項３８】
さらに、基板を保持して、前記露光ステーションと前記計測ステーションとを移動可能な基板保持部材を備える請求項３７記載の露光装置。
【請求項３９】
前記薄膜は、感光材又は保護膜である請求項３１記載の露光装置。
【請求項４０】
請求項１、１５、及び３１のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
【請求項４１】
膜が形成された基板を露光処理する基板処理方法であって、
前記基板を基板保持部材に保持することと；
前記基板保持部材に保持された前記基板に液体を介して露光光を照射して、前記基板を露光処理することと；
前記基板に前記露光光を照射する前に、前記基板の膜の状態を検出することと；
を含む基板処理方法。
【請求項４２】
前記基板の膜の状態の検出は、前記基板保持部材に前記基板を保持する前に実行される請求項４１記載の基板処理方法。
【請求項４３】
前記基板の膜の状態の検出は、前記基板のエッジの膜の状態の検出を含む請求項４１記載の基板処理方法。
【請求項４４】
前記基板の膜の状態の検出は、前記膜の不在の検出を含む請求項４１記載の基板処理方法。
【請求項４５】
液体を介して露光される基板の処理方法であって、
前記基板に薄膜を形成することと；
前記薄膜の欠陥を検査することと；
前記薄膜上に液体を供給することと；
前記供給された液体を介して基板に前記露光光を照射することと；
を含む基板処理方法。
【請求項４６】
前記検査により薄膜の欠陥が存在しないときにのみ、前記薄膜上に液体を供給する請求項４５記載の基板処理方法。
【請求項４７】
前記薄膜の形成と、露光光の照射と、薄膜の欠陥の検査とが、互いに異なる場所で行われる請求項４５に記載の基板処理方法。
【請求項４８】
前記薄膜の欠陥は、薄膜の不在又は基板のエッジにおける薄膜の不良を含む請求項４５記載の基板処理方法。
【請求項４９】
請求項４１又は４５に記載の基板処理方法を用いて基板を露光処理することと、露光された基板を現像することと、現像された基板を加工することを含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に露光光を照射して基板を露光する露光装置、基板処理方法、及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、下記特許文献に開示されているような、基板上に液体の液浸領域を形成し、その液体を介して基板を露光する液浸露光装置が案出されている。
【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】
【０００３】
基板上に液体の液浸領域を良好に形成するためには、基板の液体と接触する液体接触面を所望状態にする必要がある。例えば、基板上に形成される感光材などの膜が所望状態で形成されていない場合、液浸領域が良好に形成されず、基板上から液体が流出しあるいは、所望のパターン像を基板上に露光できなくなる等の不都合が生じ、デバイスの生産性が低下してしまう。
【０００４】
また、基板上に所望状態で膜が形成されずに、例えばその膜の一部が基板から剥がれる可能性がある。膜の一部が剥がれた場合、その剥がれた膜の一部が異物となって、基板上に付着したり液体中に混入する可能性がある。異物が存在する状態で基板を露光した場合、基板上に形成されるパターンに欠陥が生じる等の不具合が生じ、デバイスの生産性が低下する可能性がある。
【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、基板を良好に露光でき、デバイスの生産性の低下を抑制できる露光装置、基板処理方法、及び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各図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。
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、薄膜（Ｒｇ、Ｔｃ）が形成された基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、基板（Ｐ）上の薄膜（Ｒｇ、Ｔｃ）の形成状態を検出する検出装置（６０）を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、基板上の薄膜の形成状態を検出する検出装置を設けたので、その検出装置の検出結果を用いて、デバイスの生産性の低下を抑制するための処置を講ずることができる。
【０００９】
本発明の第２の態様に従えば、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、基板（Ｐ）のエッジの状態を検出する検出装置（４０、６０’）を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、基板のエッジの状態を検出する検出装置を設けたので、その検出装置の検出結果を用いて、デバイスの生産性の低下を抑制するための処置を講ずることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に従えば、液体（ＬＱ）を介して、薄膜（Ｒｇ、Ｔｃ）が形成された基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、露光光（ＥＬ）の光路に配置された光学系（ＩＬ）と、液体（ＬＱ）が提供される基板（Ｐ）の薄膜（Ｒｇ、Ｔｃ）の欠陥を検出する検出装置（４０、６０’）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、液体が提供される基板の薄膜の欠陥を検出する検出装置を設けたので、その検出装置の検出結果を用いて、デバイスの生産性の低下及び露光装置の障害を抑制するための処置を講ずることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、良好な生産性でデバイスを製造することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様に従えば、膜（Ｒｇ、Ｔｃ）が形成された基板（Ｐ）を露光処理する基板処理方法であって、基板（Ｐ）を基板保持部材（４）に保持することと；基板保持部材（４）に保持された基板（Ｐ）に液体（ＬＱ）を介して露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光処理することと；基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射する前に、基板（Ｐ）の膜（Ｒｇ、Ｔｃ）の状態を検出することと；を含む基板処理方法が提供される。
【００１６】
本発明の第５の態様によれば、基板の膜の状態を検出した結果を用いて、デバイスの生産性の低下を抑制するための処置を講ずることができる。
【００１７】
本発明の第６の態様に従えば、液体（ＬＱ）を介して露光される基板（Ｐ）の処理方法であって、基板（Ｐ）に薄膜（Ｒｇ、Ｔｃ）を形成すること（ＳＡ０）と；薄膜（Ｒｇ、Ｔｃ）の欠陥を検査すること（ＳＡ２、ＳＢ２、ＳＣ３）と；薄膜（Ｒｇ、Ｔｃ）上に液体（ＬＱ）を供給すること（ＳＢ４、ＳＣ８）と；供給された液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射すること（ＳＡ５、ＳＢ５、ＳＣ９）と；を含む基板処理方法が提供される。
【００１８】
本発明の第６の態様によれば、液体を介して基板が露光される前に、基板に形成された薄膜の欠陥を予め検出しているので、デバイスの生産性の低下を抑制し、露光装置の障害を未然に防ぐことができる。
【００１９】
本発明の第７の態様に従えば、上記態様の基板処理方法を用いて基板（Ｐ）を露光処理することと、露光された基板（Ｐ）を現像することと、現像された基板（Ｐ）を加工することを含むデバイス製造方法が提供される。
【００２０】
本発明の第７の態様によれば、良好な生産性で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、基板を良好に露光することができ、デバイスの生産性の低下を抑制し、露光装置の障害を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００２３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して基板Ｐを露光処理する露光装置本体Ｓと、基板Ｐを搬送する搬送装置Ｈと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７と、露光処理に関する各種情報を記憶した記憶装置８とを備えている。露光装置本体Ｓは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ３と、露光光ＥＬが照射される基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ４と、マスクステージ３に保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Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬとを備えている。なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）、保護膜（トップコート膜）などの各種の膜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。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いることもできる。
【００２４】
露光装置ＥＸには、基板Ｐ上に薄膜を形成するコーティング装置、及び露光処理後の基板Ｐを現像するデベロッパ装置を含むコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄが、インターフェースＩＦを介して接続されている。後述するように、基板Ｐ上に形成される薄膜とは、半導体ウエハ等の基材上に形成される感光材からなる膜、及びその感光材からなる膜を覆うトップコート膜と呼ばれる膜などが含まれる。搬送装置Ｈは、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄ（コーティング装置）からインターフェースＩＦを介して搬入された露光処理前の基板Ｐを露光装置本体Ｓの基板ステージ４へ搬送可能である。また、搬送装置Ｈは、露光処理後の基板Ｐを露光装置本体ＳからインターフェースＩＦを経てコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄ（デベロッパ装置）へ搬送可能である。
【００２５】
また、露光装置ＥＸは、基板Ｐ上の薄膜の形成状態を検出する検出装置６０を備えている。検出装置６０は、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄ（コーティング装置）から露光装置ＥＸに対して搬入された露光処理前の基板Ｐ上の薄膜の形成状態を検出する。検出装置６０は、搬送装置Ｈの搬送経路上に設けられている。
【００２６】
搬送装置Ｈの搬送経路上には、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄから露光装置ＥＸに搬入された露光処理前の基板Ｐの温度調整を行う温調装置５０が設けられている。温調装置５０は、基板Ｐの裏面を保持する温調ホルダ５１を備えている。検出装置６０は、温調装置５０近傍に設けられている。搬送装置Ｈは、温調装置５０の温調ホルダ５１に基板Ｐを搬入可能であるとともに、温調ホルダ５１から基板Ｐを搬出可能である。検出装置６０は、搬送装置Ｈによって温調装置５０に搬入された基板Ｐの薄膜の形成状態を検出する。検出装置６０は、温調ホルダ５１に保持された基板Ｐ上に検出光Ｌａを投射する投射系６１と、基板Ｐを介した検出光Ｌａを受光可能な受光系６２とを有している。投射系６１は、基板Ｐの表面に斜め方向から検出光Ｌａを投射する。受光系６２は、投射系６１によって基板Ｐの表面に投射され、その表面で反射した検出光Ｌａを受光可能である。
【００２７】
次に、図２を参照しながら、露光装置本体Ｓについて説明する。照明光学系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明するものである。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）、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。
【００２８】
マスクステージ３は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置３Ｄの駆動により、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ３（ひいてはマスクＭ）の位置情報はレーザ干渉計３Ｌによって計測される。レーザ干渉計３Ｌは、マスクステージ３上に固設された移動鏡３Ｋを用いてマスクステージ３の位置情報を計測する。制御装置７は、レーザ干渉計３Ｌの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置３Ｄを駆動し、マスクステージ３に保持されているマスクＭの位置制御を行う。なお、移動鏡３Ｋは平面鏡のみでなくコーナーキューブ（レトロリフレクタ）を含むものとしてもよいし、移動鏡３Ｋをマスクステージ３に固設する代わりに、例えばマスクステージ３の端面（側面）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。
【００２９】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬは、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは縮小系、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、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。
【００３０】
基板ステージ４は、基板Ｐを保持する基板ホルダ４Ｈを有しており、ベース部材ＢＰ上で、基板ホルダ４Ｈに基板Ｐを保持して移動可能である。基板ホルダ４Ｈは、基板ステージ４上に設けられた凹部４Ｒに配置されており、基板ステージ４のうち凹部４Ｒ以外の上面４Ｆは、基板ホルダ４Ｈ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となっている。なお、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面と基板ステージ４の上面４Ｆとの間に段差があってもよい。また、基板ステージ４の上面４Ｆの一部、例えば基板Ｐを囲む所定領域のみ、基板Ｐの表面とほぼ同じ高さとしてもよい。さらに、基板ホルダ４Ｈを基板ステージ４の一部と一体に形成してもよいが、本実施形態においては基板ホルダ４Ｈと基板ステージ４とを別々に構成し、例えば真空吸着などによって基板ホルダ４Ｈを凹部４Ｒに固定している。
【００３１】
基板ステージ４は、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置４Ｄの駆動により、基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージ４（ひいては基板Ｐ）の位置情報はレーザ干渉計４Ｌによって計測される。レーザ干渉計４Ｌは、基板ステージ４に固設された移動鏡４Ｋを用いて基板ステージ４のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、フォーカス・レベリング検出系３０によって検出される。フォーカス・レベリング検出系３０は、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐ上に検出光Ｌｂを投射する投射系３１と、基板Ｐを介した検出光Ｌｂを受光可能な受光系３２とを有している。投射系３１は、基板Ｐの表面に斜め方向から検出光Ｌｂを投射する。受光系３２は、投射系３１によって基板Ｐの表面に投射され、その表面で反射した検出光Ｌｂを受光可能である。制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌの計測結果及びフォーカス・レベリング検出系３０の検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置４Ｄを駆動し、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。
【００３２】
なお、レーザ干渉計４Ｌは、基板ステージ４のＺ軸方向の位置、及びθＸ、θＹ方向の回転情報をも計測可能としてもよく、その詳細は、例えば特表２００１−５１０５７７号公報（対応国際公開第１９９９／２８７９０号パンフレット）に開示されている。さらに、移動鏡４Ｋを基板ステージ４に固設する代わりに、例えば基板ステージ４の一部（側面など）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。また、フォーカス・レベリング検出系３０はその複数の計測点でそれぞれ基板ＰのＺ軸方向の位置情報を計測することで、基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報（回転角）を検出するものであり、本実施形態においてはこの複数の計測点の少なくとも一部を液浸領域ＬＲ（又は投影領域ＡＲ）内に設定しているが、全ての計測点を液浸領域ＬＲの外側に設定してもよい。さらに、例えばレーザ干渉計４Ｌが基板ＰのＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報を計測可能であるときは、基板Ｐの露光動作中にそのＺ軸方向の位置情報が計測可能となるようにフォーカス・レベリング検出系３０を設けなくてもよく、少なくとも露光動作中はレーザ干渉計４Ｌの計測結果を用いてＺ軸、θＸ及びθＹ方向に関する基板Ｐの位置制御を行ってもよい。この場合、フォーカス・レベリング検出系３０は一例として、後述の計測ステーションに設けられる。
【００３３】
本実施形態の露光装置ＥＸ（露光装置本体Ｓ）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。露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの像面側の露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する液浸機構１を備えている。液浸機構１は、基板ステージ４に保持された基板Ｐと、その基板Ｐと対向する位置に設けられ、露光光ＥＬが通過する投影光学系ＰＬの最終光学素子ＦＬとの間の光路空間Ｋを液体ＬＱで満たす。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＦＬのみが光路空間Ｋの液体ＬＱと接触する。
【００３４】
液浸機構１は、光路空間Ｋの近傍に設けられ、光路空間Ｋに対して液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２を有するノズル部材６と、供給管１３、及びノズル部材６の供給口１２を介して液体ＬＱを供給する液体供給装置１１と、ノズル部材６の回収口２２、及び回収管２３を介して液体ＬＱを回収する液体回収装置２１とを備えている。ノズル部材６は、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＦＬを囲むように設けられた環状部材である。本実施形態においては、液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２はノズル部材６の下面６Ａに形成されている。ノズル部材６０の下面６Ａは、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面と対向している。また、ノズル部材６の内部には、供給口１２と供給管１３とを接続する流路、及び回収口２２と回収管２３とを接続する流路が形成されている。供給口１２は、ノズル部材６の下面６Ａにおいて、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＦＬ（光路空間Ｋ）を囲むように、複数の所定位置のそれぞれに設けられている。また、回収口２２は、ノズル部材６の下面６Ａにおいて、最終光学素子ＦＬに対して供給口１２よりも外側に設けられており、最終光学素子ＦＬ及び供給口１２を囲むように環状に設けられている。なお本実施形態においては、回収口２２には、例えばチタン製のメッシュ部材、あるいはセラミックス製の多孔部材が配置されている。液体供給装置１１及び液体回収装置２１の動作は制御装置７に制御される。液体供給装置１１は清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能であり、真空系等を含む液体回収装置２１は液体ＬＱを回収可能である。
【００３５】
なお、ノズル部材６等の液浸機構１の構造は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号公報、国際公開第２００４／０５７５９０号公報、国際公開第２００５／０２９５５９号公報に記載されているものを用いることができる。具体的には、本実施形態においてはノズル部材６の下面が投影光学系ＰＬの下端面（射出面）とほぼ同じ高さ（Ｚ位置）に設定されているが、例えばノズル部材６の下面６Ａを投影光学系ＰＬの下端面よりも像面側（基板側）に設定してもよい。この場合、ノズル部材６の一部（下端部）を、露光光ＥＬを遮らないように投影光学系ＰＬ（最終光学素子ＦＬ）の下側まで潜り込ませて設けてもよい。また、本実施形態においてはノズル部材６の下面６Ａに供給口１２を設けているが、例えば投影光学系ＰＬの最終光学素子ＦＬの側面と対向するノズル部材６の内側面（傾斜面）に供給口１２を設けてもよい。
【００３６】
露光装置ＥＸ（露光装置本体Ｓ）は、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影している間、液浸機構１を用いて、露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成する。露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱとを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐ上に照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐに投影する。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、光路空間Ｋに満たされた液体ＬＱが、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部の領域に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。制御装置７は、液浸機構１を制御して、液体供給装置１１による液体供給動作と液体回収装置２１による液体回収動作とを並行して行うことで、光路空間Ｋを液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上の一部の領域に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。
【００３７】
本実施形態においては、液体ＬＱとして純水が用いられている。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。
【００３８】
図３は、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄのコーティング装置によって薄膜が形成された基板Ｐの一例を示す図である。図３において、基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材Ｗと、その基材Ｗ上に形成された第１膜Ｒｇと、その第１膜Ｒｇ上に形成された第２膜Ｔｃとを有している。第１膜Ｒｇは、感光材（フォトレジスト）からなる膜である。第２膜Ｔｃは、トップコート膜と呼ばれる膜であって、例えば液体ＬＱから第１膜Ｒｇ及び基材Ｗの少なくとも一方を保護する機能などを有しており、液体ＬＱに対して撥液性（撥水性）を有している。また、撥液性の膜である第２膜Ｔｃを設けることにより、液体ＬＱの回収性を高めることもできる。第１膜Ｒｇは、例えばスピンコーティング方式によって、基材Ｗ上に感光材（フォトレジスト）を塗布することによって形成される。同様に、第２膜Ｔｃも、基板Ｐ上にトップコート膜を形成するための材料を塗布することによって形成される。液体ＬＱの液浸領域ＬＲは、基板Ｐの第２膜Ｔｃ上に形成されるため、基板Ｐのうち第２膜Ｔｃが液浸領域ＬＲの液体ＬＱと接触する液体接触面を形成する。本実施形態において、第２膜Ｔｃ上に液体ＬＱを載置した場合の液体ＬＱの接触角は、９０°以上である。本実施形態においては、第２膜Ｔｃを形成する形成材料（撥液性材料）として、東京応化工業株式会社製「ＴＳＰ−３Ａ」が用いられている。
【００３９】
図４は、検出装置６０を示す図である。検出装置６０は、基板Ｐ上に検出光Ｌａを投射する投射系６１と、基板Ｐを介した検出光Ｌａを受光可能な受光系６２とを有しており、基板Ｐ上の第２膜Ｔｃの形成状態を光学的に検出する。上述のように、第２膜Ｔｃは、基板Ｐ上にトップコート膜を形成するための所定の材料を塗布することによって形成されたものであり、検出装置６０は、第２膜Ｔｃの塗布状態あるいは第２膜Ｔｃの欠陥を検出する。なお、本明細書において用語「薄膜の欠陥」とは、基板Ｐ上に形成された薄膜の状態（塗布状態）の不良のみならず、後述する基板Ｐのエッジの状態が不良であることをも含む概念である。
【００４０】
検出装置６０は、搬送装置Ｈの搬送経路上に設けられており、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲが形成される前に、第２膜Ｔｃの形成状態を検出する。すなわち、検出装置６０は、液体ＬＱを介さずに、第２膜Ｔｃの形成状態を検出する。
【００４１】
制御装置７は、検出装置６０を用いて基板Ｐ上の第２膜Ｔｃの形成状態を検出するとき、検出光Ｌａと基板Ｐとを相対的に移動しつつ、基板Ｐ上に検出光Ｌａを照射する。本実施形態においては、基板Ｐを保持する温調ホルダ５１がＸＹ方向に移動可能に設けられており、制御装置７は、基板Ｐを保持した温調ホルダ５１をＸＹ方向に移動しつつ、投射系６１からの検出光Ｌａを基板Ｐに照射する。これにより、基板Ｐの表面のほぼ全域に検出光Ｌａが投射される。なお、温調ホルダ５１に保持された基板Ｐに対して検出装置６０を動かしつつ、基板Ｐの表面に検出光Ｌａを照射してもよいし、基板Ｐを保持した温調ホルダ５１と検出装置６０との両方を動かしてもよい。また、図では、投射系６１から投射される検出光Ｌａは１本であるように示されているが、投射系６１は基板Ｐに対して複数の検出光Ｌａを同時に投射することも可能である。この場合、受光系６２には、複数の検出光Ｌａに応じた受光面が設けられる。
【００４２】
検出装置６０は、温調装置５０に搬入された基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態を検出する。本実施形態においては、検出装置６０は、温調装置５０の温調ホルダ５１に保持され、温度調整処理が施されている基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態を検出する。すなわち、検出装置６０による基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態の検出処理と、温調装置５０による基板Ｐの温度調整処理とが並行して行われる。
【００４３】
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について、図５のフローチャート図を参照しながら説明する。
【００４４】
最初に、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄのコーティング装置により、基板Ｐ上に第１膜Ｒｇ及び第２膜Ｔｃを形成する（ステップＳＡ０）。次いで、このように第１膜Ｒｇ及び第２膜Ｔｃが形成された基板Ｐは、液体を介して露光されるために、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄのコーティング装置から、露光装置ＥＸに搬入される。基板Ｐは、露光装置本体Ｓの基板ステージ４に搬送される前に、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄ以外の種々の処理装置によって所定の処理を施される。
【００４５】
制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、基板Ｐを温調装置５０に搬送する（ステップＳＡ１）。すなわち、搬送装置Ｈは、基板Ｐを基板ステージ４に搬送する前に、温調装置５０に搬入する。基板Ｐは、温調装置５０の温調ホルダ５１に保持される。温調装置５０は、基板ステージ４に搬送される前の基板Ｐの温度を調整し、特に、基板ステージ４の基板ホルダ４Ｈの温度、及び／又は液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの温度に応じて、基板Ｐの温度を調整する。例えば、温調装置５０は、基板ホルダ４Ｈ（又は液体ＬＱ）の温度と合致するように、基板Ｐの温度を調整する。
【００４６】
制御装置７は、温調装置５０に搬入され、温調ホルダ５１に保持された基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態を、検出装置６０を用いて検出する（ステップＳＡ２）。検出装置６０は、投射系６１より、基板Ｐの表面に対して検出光Ｌａを照射する。制御装置７は、検出装置６０を制御して検出光Ｌａと基板Ｐとを相対的に移動しつつ、基板Ｐ上に検出光Ｌａを照射する。これにより、基板Ｐの表面のほぼ全域における第２膜Ｔｃの形成状態を検出することができる。基板Ｐの表面で反射した検出光Ｌａは受光系６２に受光される。受光系６２の受光結果は制御装置７に出力される。
【００４７】
ここで、記憶装置８には、第２膜Ｔｃの形成状態と受光系６２の受光状態との関係が予め記憶されている。制御装置７は、記憶装置８に記憶されている記憶情報と、受光系６２の受光結果とに基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が所望状態であるか否かを判別する（ステップＳＡ３）。
【００４８】
例えば、第２膜Ｔｃが所望状態で形成されている場合には、基板Ｐ（第２膜Ｔｃ）に照射された検出光Ｌａは、受光系６２の受光面の所定位置に所定の光量で到達する。一方、第２膜Ｔｃの少なくとも一部が所望状態で形成されておらず、不良状態である場合には、受光系６２に到達する検出光Ｌａの光量が、所望状態である場合に対して変化（低下）したり、あるいは受光系６２の受光面に到達する検出光Ｌａの位置が変化したり、あるいは受光系６２に検出光Ｌａが到達しない状況が発生する。「第２膜Ｔｃが不良である」または「第２膜Ｔｃに欠陥が存在する」とは、基板Ｐ上において第２膜Ｔｃがまったく形成（塗布）されていないまたは部分的にしか形成されていない領域が存在していたり、所望の厚み（膜厚）で形成されていない領域が存在する状態を含む。
【００４９】
所望状態の基板Ｐ（第２膜Ｔｃ）に検出光Ｌａを投射したときの受光系６２での受光状態は、例えば実験及び／又はシミュレーションによって予め求めておくことができる。そのため、所望状態の基板Ｐ（第２膜Ｔｃ）に検出光Ｌａを投射したときの受光系６２での受光状態に関する情報を記憶装置８に予め記憶しておくことにより、制御装置７は、記憶装置８に記憶されている記憶情報と、受光系６２の受光結果とに基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が所望状態、特に液浸露光に望ましい状態であるか否かを判別することができる。
【００５０】
制御装置７は、受光系６２の受光結果（検出装置６０の検出結果）の検出結果に基づいて、搬送装置Ｈの動作を制御する。具体的には、ステップＳＡ３において、受光系６２の受光結果（検出装置６０の検出結果）の検出結果に基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が所望状態であると判断した場合、制御装置７は、温調装置５０による基板Ｐの温度調整処理が終了した後、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、露光装置本体Ｓの基板ステージ４に搬送する（ステップＳＡ４）。基板ステージ４に搬入された基板Ｐは、その基板ステージ４（基板ホルダ４Ｈ）に保持される。制御装置７は、基板ステージ４に保持された基板Ｐに対して、例えばアライメント処理等の所定の処理を施すとともに、液浸機構１を用いて基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。そして、制御装置７は、基板Ｐの液浸露光を開始する（ステップＳＡ５）。
【００５１】
本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを走査方向に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターン像を基板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）である。制御装置７は、レーザ干渉計３Ｌ、４Ｌを用いて、マスクＭ（マスクステージ３）、基板Ｐ（基板ステージ４）の位置情報を計測しながら、露光光ＥＬに対してマスクＭと基板Ｐを移動しつつ、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域を液体ＬＱを介して順次露光する。基板Ｐの露光処理が終了した後、制御装置７は、液浸領域ＬＲを基板Ｐ上から退かし、搬送装置Ｈを用いて、その基板Ｐを基板ステージ４から搬出（アンロード）し、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄ（デベロッパ装置）へ搬送する。
【００５２】
一方、ステップＳＡ３において、受光系６２の受光結果（検出装置６０の検出結果）に基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態であると判断した場合、制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、その基板Ｐを基板ステージ４以外の所定の位置へ搬送する（ステップＳＡ６）。例えば、制御装置７は、第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態であると判断した場合、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、温調装置５０からコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄへ搬送する。あるいは、制御装置７は、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、所定の退避位置へ退避する。第２膜Ｔｃが不良であると判断された基板Ｐは、廃棄されてもよく、あるいは膜を形成し直して再利用してもよい。
【００５３】
液浸露光においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間で液体ＬＱを良好に保持して所望状態の液浸領域ＬＲを形成するために、液体ＬＱと基板Ｐの液体接触面との接触状態（接触角）が最適化される。すなわち、液浸露光においては、液体ＬＱに応じて、基板Ｐ上の薄膜（第２膜Ｔｃ）が形成される。第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態である場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間で液体ＬＱを良好に保持できずに液体ＬＱが流出したり、回収口２２を介した液体ＬＱの回収を良好に行うことができずに液体ＬＱが基板Ｐ上に残留したり、液浸領域ＬＲが良好に形成されずに、露光光ＥＬの光路空間Ｋに気体部分が生成されるなどの不都合が生じる可能性がある。そのため、第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態である基板Ｐを基板ステージ４に搬入して液浸露光を行ってしまった場合、液体ＬＱが流出して基板ステージ４近傍の周辺機器に被害が生じる等の不都合が生じる。特に、流出した液体が周辺機器に付着または浸入することにより露光装置の運転を停止しなければならない事態も生じ得る。例えば、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄの不具合で、基板上にフォトレジスト膜やトップコート膜が形成されなかった場合に、そのような事態が生じ得る。そのような膜が形成されていない基板が基板ステージに搬送されてしまうと、基板上に供給された液体が基板上に留まることができず、基板の外に流れ出る可能性がある。すなわち、基板上に予定された膜が形成されていないことは、液浸露光装置において極めて甚大な被害を及ぼすことになる。すなわち、液体を介さないで露光が行われる従来の露光（ドライ露光）では、膜の形成されていない基板を膜が適正に形成された基板に交換して再度露光すれば足り、スループットへの影響はあるものの露光装置自体の故障を招く可能性は極めて低い。これに対して液浸露光では、そのような露光装置自体の故障を未然に防ぐ必要があることが発明者の実験により明らかとなった。
【００５４】
あるいは、不良状態の液浸領域ＬＲを通過した露光光ＥＬが基板Ｐ上に照射されたり、基板Ｐ上に残留した液体ＬＱに起因して基板Ｐ上にウォーターマークが形成されるなどして、製造されるデバイスが不良となる可能性がある。そのような不良デバイスが製造されることは、デバイスの生産性の低下を招くこととなる。この問題もまた液浸露光特有の問題である。本実施形態においては、基板ステージ４に基板Ｐを搬入する前に、第２膜Ｔｃの形成状態を検出することによって、第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態である場合には、その基板Ｐを基板ステージ４に搬送することなく、例えばその基板Ｐをコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄに搬送するなど、適切な処置を講ずることができる。また、その基板Ｐは基板ステージ４に搬送されないので、その基板Ｐ上に液浸領域ＬＲが形成されることもない。したがって、上述の不都合の発生を防止し、デバイスの生産性の低下を抑制することができる。
【００５５】
以上説明したように、基板Ｐ上の薄膜（第２膜Ｔｃ）の形成状態を検出する検出装置６０を設けたので、その検出装置６０の検出結果を用いて、デバイスの生産性の低下を抑制し、露光装置の故障を未然に防ぐための適切な処置を講ずることができる。
【００５６】
また、本実施形態においては、検出装置６０は、温調装置５０に搬入された基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態を検出しており、検出装置６０による基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態の検出処理と、温調装置５０による基板Ｐの温度調整処理とが並行して行われる。したがって、処理効率を向上することができる。なお、検出処理と温度調整処理とは同時に行う必要はなく、検出処理の後に温度調整処理を行ってもよく、温度調整処理の後に検出処理を行ってもよい。
【００５７】
なお、本実施形態においては、検出装置６０は、温調装置５０の近傍に設けられているが、搬送装置Ｈの搬送経路上の任意の位置に設けることができる。例えば、基板ステージ４にロードされる前の基板Ｐを基板ステージ４に対して大まかに位置決めするプリアライメント装置が搬送装置Ｈの搬送経路上に設けられている場合には、検出装置６０をそのプリアライメント装置近傍に設けることができる。そして、検出装置６０は、プリアライメント装置に搬入された基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態を検出することができる。また、制御装置７は、検出装置６０による基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態の検出処理と、プリアライメント装置による基板Ｐの位置決め処理とを並行して行うことができる。もちろん、温調装置５０及び／又はプリアライメント装置以外の他の処理装置の近傍に検出装置６０を設け、その処理装置に搬入された基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態を検出するようにしてもよい。あるいは、検出装置６０は、搬送装置Ｈに保持された状態の基板Ｐの第２膜Ｔｃの形成状態を検出するようにしてもよい。また、検出装置６０を他の処理装置（温調装置５０又はプリアライメント装置など）と兼用させることとしてもよい。
【００５８】
なお、第１実施形態においては、液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して基板Ｐの表面情報を取得するフォーカス・レベリング検出系３０が配置されているが、これを省いて、投影光学系ＰＬから離れた計測ステーションで、液体ＬＱを介さずに基板Ｐの表面情報を取得するようにしてもよい。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図６のフローチャート図を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、基板ホルダ４Ｈに保持された状態の基板Ｐ上の薄膜の形成状態を検出する点にある。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００６０】
コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄのコーティング装置で第１膜Ｒｇ及び第２膜Ｔｃが形成された基板Ｐは、液体を介する露光のために露光装置ＥＸに搬入される。基板Ｐは、露光装置本体Ｓの基板ステージ４に搬送される前に、温調装置５０を含む種々の処理装置によって所定の処理を施される。温調装置５０を含む種々の処理装置による処理が終了した後、制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、基板Ｐを基板ステージ４（基板ホルダ４Ｈ）に搬送する（ステップＳＢ１）。
【００６１】
制御装置７は、基板ステージ４に搬入され、基板ホルダ４Ｈに保持された状態の基板Ｐ上の第２膜Ｔｃの形成状態を、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて検出する（ステップＳＢ２）。図７に示すように、制御装置７は、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成する前に、フォーカス・レベリング検出系３０を用いた第２膜Ｔｃの形成状態を検出する。フォーカス・レベリング検出系３０は、検出装置６０とほぼ同等の構成を有しており、第２膜Ｔｃの形成状態を光学的に検出可能である。すなわち、第２膜Ｔｃが所望状態で形成されている場合には、投射系３１によって基板Ｐ（第２膜Ｔｃ）に照射された検出光Ｌｂは、受光系３２の受光面の所定位置に所定の光量で到達する。一方、第２膜Ｔｃの少なくとも一部が不良状態である場合には、受光系３２に到達する検出光Ｌｂの光量が、所望状態である場合に対して変化（低下）したり、あるいは受光系３２の受光面に到達する検出光Ｌｂの位置が変化する等の状況が発生する。制御装置７は、基板Ｐ上の第２膜Ｔｃの形成状態を検出するために、投射系３１から投射される検出光Ｌｂと基板ステージ４上の基板Ｐとを相対的に移動しつつ、基板Ｐ上に検出光Ｌｂを照射する。
【００６２】
上述の第１実施形態同様、記憶装置８には、第２膜Ｔｃの形成状態と受光系３２の受光状態との関係が予め記憶されている。制御装置７は、記憶装置８に記憶されている記憶情報と、受光系３２の受光結果とに基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が所望状態であるか否かを判別する（ステップＳＢ３）。
【００６３】
ステップＳＢ３において、受光系３２の受光結果（フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果）に基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が所望状態であると判断した場合、制御装置７は、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐに対して、例えばアライメント処理等の所定の処理を行うとともに、液浸機構１を用いて、基板ホルダ４Ｈに保持されている基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する（ステップＳＢ４）。そして、制御装置７は、基板Ｐの液浸露光を行う（ステップＳＢ５）。
【００６４】
基板Ｐの液浸露光を行うときには、制御装置７は、フォーカス・レベリング検出系３０によって検出した基板Ｐの面位置情報に基づいて、基板Ｐの位置を調整しつつ、基板Ｐを露光する。本実施形態のフォーカス・レベリング検出系３０は、基板Ｐの表面のうち液浸領域ＬＲの外側に検出光Ｌｂを投射するようになっており、液体ＬＱを介さずに基板Ｐの面位置情報を検出する。なお、フォーカス・レベリング検出系３０は、液体ＬＱを介して基板Ｐの面位置情報を検出してもよい。
【００６５】
基板Ｐの露光処理が終了した後、制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、その基板Ｐを基板ステージ４から搬出（アンロード）し、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄ（デベロッパ装置）へ搬送する。
【００６６】
一方、ステップＳＢ３において、受光系３２の受光結果（フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果）に基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態であると判断した場合、制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、その基板Ｐを基板ステージ４から搬出（アンロード）し、所定の位置へ搬送する（ステップＳＢ６）。例えば、制御装置７は、第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態であると判断した場合、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、基板ステージ４からコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄへ搬送する。あるいは、制御装置７は、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、所定の退避位置へ退避する。
【００６７】
なお、本実施形態においては、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲが形成される前に、第２膜Ｔｃの形成状態を液体ＬＱを介さずに検出しているが、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成した後、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて、液体ＬＱを介して、第２膜Ｔｃの形成状態を検出するようにしてもよい。液体ＬＱの基板Ｐからの流出による露光装置ＥＸへの悪影響を未然に防止する観点からすれば、基板ステージ４に基板Ｐを搬入する前に、第２膜Ｔｃの形成状態を検出するのが望ましい。
【００６８】
また、第２実施形態においては、検出装置６０を設けなくてもよいし、検出装置６０で基板Ｐ上の薄膜の形成状態をチェックした後に、基板ステージ４に搬入された基板Ｐ上の薄膜の形成状態を再チェックするようにしてもよい。
【００６９】
なお、上述の各実施形態では、基板Ｐの表面に照射した検出光の反射光に基づいて、薄膜の形成状態を検出しているが、例えば特開２００２−１４１２７４号公報に開示されているような、光干渉式膜厚計を備え、基板Ｐの薄膜が形成された面に光を照射して反射光のスペクトルを求め、このスペクトルに基づいて膜厚（膜厚分布）を測定可能な膜厚測定装置を用いることもできる。制御装置７は、この膜厚測定装置の測定結果に基づいて、基板Ｐ上の薄膜の形成状態が所望状態であるか否かを判別することができる。
【００７０】
また、基板Ｐ上の薄膜の形成状態を検出するために、基板Ｐの表面に液体（液滴）を散布した後、その基板Ｐの表面に散布された液体の状態を、ＣＣＤ等の撮像装置によって観察するようにしてもよい。基板Ｐ上に形成された薄膜の形成状態が所望状態である場合と不良状態である場合とでは、基板Ｐの表面に散布された液体の状態（液体の膜の形成状態など）が異なるため、制御装置７は、撮像装置の撮像結果を画像処理し、その処理結果に基づいて、基板Ｐ上の薄膜の形成状態を検出することができる。
【００７１】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。上述のように、投影光学系ＰＬから離れた計測ステーションで、液体ＬＱを介さずに基板Ｐの表面情報（面位置情報）を取得することもでき、その基板Ｐの表面情報を取得するためのフォーカス・レベリング検出系を計測ステーションに設けることができる。そして、その計測ステーションに設けられたフォーカス・レベリング検出系を用いて、基板Ｐ上の薄膜の形成状態を検出することができる。本実施形態においては、その計測ステーションに設けられたフォーカス・レベリング検出系を用いて、基板Ｐ上の薄膜の形成状態を検出する場合を例にして説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００７２】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、計測ステーションに基板Ｐ上のアライメントマークを検出するマーク検出系４０を備えている。本実施形態のマーク検出系４０は、基板Ｐのエッジの状態を検出可能である。本実施形態においては、マーク検出系４０は、基板Ｐ上の少なくとも一部に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される前に、基板ステージ４に保持された基板Ｐ上のアライメントマーク及び基板Ｐのエッジの状態を検出する。
【００７３】
図８は、第３実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図８において、露光装置ＥＸは、基板Ｐを露光する露光ステーションＳＴ１と、投影光学系ＰＬから離れた位置に設けられ、所定の計測及び基板Ｐの交換を行う計測ステーションＳＴ２とを備えている。露光ステーションＳＴ１には、投影光学系ＰＬ、及びノズル部材６等が設けられており、計測ステーションＳＴ２には、フォーカス・レベリング検出系３０、及びマーク検出系４０等が設けられている。基板ステージ４は、露光ステーションＳＴ１の投影光学系ＰＬからの露光光ＥＬが照射可能な第１領域ＳＰ１と、計測ステーションＳＴ２の検出系３０、４０からの検出光Ｌｂ、Ｌｃが照射可能な第２領域ＳＰ２とを含むベース部材ＢＰ上の所定領域内で、基板Ｐを保持して移動可能である。第１領域ＳＰ１は、投影光学系ＰＬの下の露光光ＥＬが照射可能な位置を含み、第２領域ＳＰ２は、検出系３０、４０の下の検出光Ｌｂ、Ｌｃが照射可能な位置を含む。第１領域ＳＰ１と第２領域ＳＰ２とは異なる領域である。なお、第１領域ＳＰ１と第２領域ＳＰ２の一部が重複してもよい。基板ステージ４は、露光ステーションＳＴ１の露光光ＥＬが照射可能な位置に基板Ｐを保持可能であり、計測ステーションＳＴ２の検出光Ｌｂ、Ｌｃが照射可能な位置に基板Ｐを保持可能である。図８には、基板ステージ４が計測ステーションＳＴ２に配置された状態が示されている。また、露光ステーションＳＴ１と計測ステーションＳＴ２とで、基板ステージ４を駆動するアクチュエータ（リニアモータなど）及び／又はレーザ干渉計などを異ならせてもよい。
【００７４】
また、図８に示すように、計測ステーションＳＴ２の近傍には、基板Ｐの交換を行うための搬送装置Ｈが設けられている。制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、計測ステーションＳＴ２の基板交換位置（ローディングポジション）ＲＰに移動した基板ステージ４から露光処理済みの基板Ｐをアンロード（搬出）し、露光処理されるべき基板Ｐを基板ステージ４にロード（搬入）する作業（基板交換作業）を実行可能である。なお、本実施形態においては、基板Ｐのロードとアンロードとを同一位置（基板交換位置）ＲＰにて行うが、異なる位置にてロードとアンロードとを行うこととしてもよい。
【００７５】
上述の実施形態と同様、フォーカス・レベリング検出系３０は、基板ステージ４に保持された基板Ｐ上に検出光Ｌｂを投射する投射系３１と、基板Ｐを介した検出光Ｌｂを受光可能な受光系３２とを有している。投射系３１は、計測ステーションＳＴ２に配置された基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面に斜め方向から検出光Ｌｂを投射する。受光系３２は、投射系３１によって基板Ｐの表面に投射され、その表面で反射した検出光Ｌｂを受光可能である。フォーカス・レベリング検出系３０は、投影光学系ＰＬとは離れた計測ステーションＳＴ２で、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する面位置情報）を検出する。
【００７６】
マーク検出系４０は、基板ステージ４に保持された基板Ｐのアライメント情報（基板Ｐ上の複数のショット領域のＸ、Ｙ、θＺ方向の位置情報）を取得するための光学装置を含み、基板Ｐ上に形成されているアライメントマークを検出可能なアライメント系である。また、マーク検出系４０は、基板Ｐのエッジの状態を検出可能である。マーク検出系４０は、露光光ＥＬとは異なる検出光Ｌｃを対象物に照射する照射装置と、その照射装置からの検出光Ｌｃで照明された対象物の光学像（画像）を取得する撮像装置とを含む。マーク検出系は、検出光Ｌｃを基板Ｐに照射して、基板Ｐ上のマークの画像を取得する。また、マーク検出系４０は、基板Ｐのエッジを検出光Ｌｃで照明し、その検出光Ｌｃで照明された基板Ｐのエッジの画像を取得することができる。マーク検出系４０の検出結果は、制御装置７に出力される。
【００７７】
本実施形態のマーク検出系４０は、例えば特開平４−６５６０３号公報（対応米国特許第５，４９３，４０３号）などに開示されているような、基板Ｐ上の感光材を感光させない露光光ＥＬとは異なる波長の検出光Ｌｃを対象マーク（基板Ｐに形成されたアライメントマーク等）に照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された検出対象のマークの像と指標（マーク検出系４０内に設けられた指標板上の指標マーク）の像とを撮像装置（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を画像処理することでマークの位置を計測するＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のアライメント系である。マーク検出系４０の指標は、レーザ干渉計４Ｌで規定される座標系内におけるマーク検出系４０の検出基準位置を規定する。マーク検出系４０は、検出対象マークの像と指標との位置関係（位置ずれ）を検出することによって、マーク検出系４０で規定される座標系内における検出対象マークと検出基準位置との位置関係（位置ずれ）を検出することができる。
【００７８】
次に、本実施形態に係る露光装置ＥＸの動作の一例について、図９のフローチャート図を参照して説明する。本実施形態においては、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２において、基板ステージ４に次に露光処理されるべき基板Ｐをロードした後、上述の実施形態と同様にして、その計測ステーションＳＴ２に存在する基板ステージ４に保持された基板Ｐ上の薄膜の形成状態を、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて検出する。また、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２に存在する基板ステージ４に保持された基板Ｐのエッジの状態を、マーク検出系４０を用いて検出する。また、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２に存在する基板ステージ４に保持された基板Ｐの位置情報を、フォーカス・レベリング検出系３０及びマーク検出系４０を用いて、液体ＬＱを介さずに取得する。ここで、基板Ｐの位置情報とは、投影光学系ＰＬの像面など所定の基準面に対する基板Ｐの面位置情報（Ｚ、θＸ、θＹ方向の位置情報）、及び所定の基準位置に対する基板Ｐのアライメント情報（基板Ｐ上の複数のショット領域のＸ、Ｙ、θＺ方向の位置情報）を含む。
【００７９】
以下の説明においては、光路空間Ｋを液体ＬＱで満たさない状態を、ドライ状態、と適宜称し、光路空間Ｋを液体ＬＱで満たした状態を、ウエット状態、と適宜称する。また、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成される像面を、ウエット状態で形成される像面、と適宜称する。
【００８０】
制御装置７は、計測ステーションＳＴ２において、基板Ｐの交換、及び所定の計測処理を開始する。例えば、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２の基板交換位置ＲＰに基板ステージ４を配置し、搬送装置Ｈを用いて、その基板ステージ４に露光処理されるべき基板Ｐをロードする。計測ステーションＳＴ２において、基板ステージ４は基板Ｐを保持する（ステップＳＣ１）。
【００８１】
基板Ｐを基板ステージ４で保持した後、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２において、基板ステージ４に保持された状態の基板Ｐ上の第２膜Ｔｃの形成状態を、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて検出する（ステップＳＣ２）。図８に示すように、計測ステーションＳＴ２は、基板ステージ４の上面が投影光学系ＰＬ（ノズル部材６）と対向しない位置に設けられており、制御装置７は、基板Ｐ上の少なくとも一部に液浸領域ＬＲが形成される前に、フォーカス・レベリング検出系３０を用いた第２膜Ｔｃの形成状態を検出する。上述の第２実施形態で説明したように、第２膜Ｔｃが所望状態で形成されている場合には、フォーカス・レベリング検出系３０の投射系３１によって基板Ｐ（第２膜Ｔｃ）に照射された検出光Ｌｂは、受光系３２の受光面の所定位置に所定の光量で到達する。一方、第２膜Ｔｃの少なくとも一部が不良状態である場合には、受光系３２に到達する検出光Ｌｂの光量が、所望状態である場合に対して変化（低下）したり、あるいは受光系３２の受光面に到達する検出光Ｌｂの位置が変化する等の状況が発生する。制御装置７は、基板Ｐ上の第２膜Ｔｃの形成状態を検出するために、投射系３１から投射される検出光Ｌｂと基板ステージ４上の基板Ｐとを相対的に移動しつつ、基板Ｐ上に検出光Ｌｂを照射する。
【００８２】
上述の実施形態と同様、記憶装置８には、第２膜Ｔｃの形成状態と受光系３２の受光状態との関係が予め記憶されている。制御装置７は、記憶装置８に記憶されている記憶情報と、受光系３２の受光結果とに基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が所望状態であるか否かを判別する（ステップＳＣ３）。
【００８３】
ステップＳＣ３において、フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果に基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態であると判断した場合、制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、その基板Ｐを基板ステージ４から搬出（アンロード）し、所定の位置へ搬送する（ステップＳＣ１０）。例えば、制御装置７は、第２膜Ｔｃの形成状態が不良状態であると判断した場合、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、基板ステージ４からコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄへ搬送する。あるいは、制御装置７は、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、所定の退避位置へ退避する。
【００８４】
ステップＳＣ３において、受光系３２の受光結果（フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果）に基づいて、第２膜Ｔｃの形成状態が所望状態であると判断した場合、制御装置７は、基板ステージ４に保持された状態の基板Ｐのエッジの状態を、マーク検出系４０を用いて検出する（ステップＳＣ４）。マーク検出系４０は、基板Ｐが基板ステージ４に保持された後に、計測ステーションＳＴ２の第２領域ＳＰ２において、基板ステージ４に保持された基板Ｐのエッジの状態を検出する。
【００８５】
図１０は、マーク検出系４０が基板Ｐのエッジの状態を検出している状態を示す模式図である。制御装置７は、計測ステーションＳＴ２において、基板ステージ４をＸＹ方向に移動し、マーク検出系４０の検出領域に、基板ステージ４に保持された基板Ｐのエッジを配置する。上述のように、マーク検出系４０は、撮像装置を含み、マーク検出系４０の検出領域に配置された基板Ｐのエッジの光学像（画像）を取得する。また、制御装置７は、基板ステージ４を動かして、マーク検出系４０の検出領域に対して基板Ｐのエッジを移動しつつ、マーク検出系４０による検出を行い、基板Ｐのエッジの全域をマーク検出系４０で検出する。マーク検出系４０の検出結果（撮像結果）は制御装置７に出力される。制御装置７は、マーク検出系４０の検出結果に基づいて、基板Ｐのエッジの状態が所望状態であるか否かを判別する（ステップＳＣ５）。
【００８６】
基板Ｐのエッジの状態は、基板Ｐのエッジの薄膜の形成状態を含む。本実施形態においては、基板Ｐのエッジの状態は、基板Ｐのエッジの第１膜Ｒｇ及び第２膜Ｔｃの少なくとも一方の形成状態を含む。上述のように、第１膜Ｒｇは、例えばスピンコーティング方式によって、基材Ｗ上に感光材（フォトレジスト）を塗布することによって形成され、第２膜Ｔｃも、基板Ｐ上にトップコート膜を形成するための材料を塗布することによって形成される。本実施形態においては、マーク検出系４０は、基板Ｐのエッジの第１膜Ｒｇ及び第２膜Ｔｃの少なくとも一方の塗布状態（膜の有無、膜の剥がれ、膜の厚さなど）を検出する。
【００８７】
また、基板Ｐのエッジの状態は、基板Ｐのエッジの異物の有無状態（付着状態）も含む。すなわち、マーク検出系４０は、基板Ｐのエッジに異物が存在するか否かも検出する。
【００８８】
本実施形態においては、記憶装置８には、基板Ｐのエッジの理想状態の画像情報が予め記憶されている。制御装置７は、マーク検出系４０を用いて基板Ｐのエッジを検出（撮像）した結果を例えば画像処理し、その画像処理した結果と、記憶装置８に記憶されている基板Ｐのエッジの理想状態の画像情報とを比較する。制御装置７は、その比較結果に基づいて、マーク検出系４０で検出（撮像）した基板Ｐのエッジの状態が所望状態であるか否か判別する。
【００８９】
ステップＳＣ５において、マーク検出系４０の検出結果に基づいて、基板Ｐのエッジの状態が不良状態であると判断した場合、制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、その基板Ｐの露光を開始することなく、その基板Ｐを基板ステージ４から搬出（アンロード）し、所定の位置へ搬送する（ステップＳＣ１０）。例えば、制御装置７は、基板Ｐのエッジの状態が不良状態であると判断した場合、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、基板ステージ４からコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄへ搬送する。あるいは、制御装置７は、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、所定の退避位置へ退避する。ここで、基板Ｐのエッジの状態が不良状態であるとは、基板Ｐのエッジに第１膜Ｒｇ及び第２膜Ｔｃの少なくとも一方が良好に塗布されていない状態、及び基板Ｐのエッジに異物が存在する状態の少なくとも一方を含む。
【００９０】
ステップＳＣ５において、マーク検出系４０の検出結果に基づいて、基板Ｐのエッジの状態が所望状態であると判断した場合、制御装置７は、基板ステージ４に保持された基板Ｐの位置情報を取得する動作を開始する。
【００９１】
制御装置７は、計測ステーションＳＴ２において、レーザ干渉計４Ｌで、基板Ｐを保持した基板ステージ４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測しつつ、マーク検出系４０を用いて、基板Ｐ上に複数のショット領域に対応する複数のアライメントマークを、液体を介さずに検出する（ステップＳＣ６）。これにより、制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌによって規定される座標系内における各アライメントマークのＸ軸方向及びＹ軸方向に関する位置情報を求めることができる。制御装置７の、その位置情報に基づいて、基板Ｐ上の複数のショット領域の座標位置情報（配列情報）を求めることができる。本実施形態においては、マーク検出系４０の検出領域と投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱとを介して形成されるパターン像の投影位置との位置関係は予め計測され、記憶装置８に記憶されているので、各ショット領域を露光するときに、各ショット領域の座標位置情報に基づいて、基板Ｐ上のショット領域の各々とパターン像とを順次所望の状態に位置合わせすることができる。
【００９２】
また、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２において、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報を、液体ＬＱを介さずに検出する（ステップＳＣ７）。
【００９３】
本実施形態では、制御装置７は、基板ステージ４の移動を制御し、基板Ｐを保持した基板ステージ４をＸＹ平面内で移動しつつ、基板Ｐの表面の複数の検出点での面位置を、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて検出する。例えば、制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌの出力をモニタしつつ、基板ステージ４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面位置情報を、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて検出する。これにより、制御装置７は、座標系内における基板Ｐの表面の複数の検出点における面位置情報を求めることができる。フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果は、基板ＰのＸＹ平面内での位置に対応させて、記憶装置８に記憶される。フォーカス・レベリング検出系３０を用いて検出される面位置情報と投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱとを介して形成される像面との位置関係は予め求められているので、各ショット領域を露光するときに、ステップＳＣ７で求めたフォーカス・レベリング検出系３０を用いて検出された面位置情報に基づいて、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱとを介して形成される像面と基板Ｐの表面とを所望の状態に位置合わせることができる。
【００９４】
計測ステーションＳＴ２の第２領域ＳＰ２における、フォーカス・レベリング検出系３０による基板Ｐ上の薄膜の形成状態の検出、マーク検出系４０による基板Ｐのエッジの状態の検出、マーク検出系４０及びフォーカス・レベリング検出系３０によるアライメント情報及び面位置情報を含む基板Ｐの位置情報の取得等を含む各処理が終了した後、制御装置７は、基板ステージ４を、露光光ＥＬが照射可能な露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１に移動する。
【００９５】
制御装置７は、基板Ｐを保持した基板ステージ４を、計測ステーションＳＴ２から露光ステーションＳＴ１に移動した後、その露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１に配置された基板ステージ４（基板Ｐ）上に、液浸機構１を用いて液浸領域ＬＲを形成する（ステップＳＣ８）。そして、制御装置７は、ステップＳＣ７で求めた、基板Ｐの表面の面位置情報に基づいて、基板ステージ４を制御して、基板Ｐの表面（露光面）の位置を調整しつつ、ステップＳＣ６で求めた、基板Ｐ上の各ショット領域の座標位置情報（配列情報）に基づいて、基板ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の位置を制御し、露光ステーションＳＴ１において、基板Ｐ上の複数のショット領域を順次露光する（ステップＳＣ９）。基板ステージ４は、露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１において、露光光ＥＬが照射可能な位置に基板Ｐを保持可能であり、制御装置７は、露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１に配置された基板ステージ４に保持されている基板Ｐ上に、液浸機構１を用いて液浸領域ＬＲを形成し、その第１領域ＳＰ１において、基板ステージ４に保持された基板Ｐに投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して露光光ＥＬを照射して、基板Ｐを露光する。図１１には、露光ステーションＳＴ１に配置された状態の基板ステージ４が示されている。
【００９６】
基板ステージ４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７は、露光ステーションＳＴ１の基板ステージ４を計測ステーションＳＴ２に移動する。制御装置７は、計測ステーションＳＴ２に移動した基板ステージ４に保持されている露光処理済みの基板Ｐを、搬送装置Ｈを用いてアンロードする。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態においても、基板Ｐ上の少なくとも一部に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される前に、基板Ｐ上の薄膜（第２膜Ｔｃ）の形成状態を検出するので、薄膜の形成状態が不良である場合には、その基板Ｐを露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１に配置することなく、例えばその基板Ｐをコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄに搬送する等、適切な処置を講ずることができる。また、その基板Ｐは、露光ステーションＳＴ１に配置されないので、その基板Ｐ上に液浸領域ＬＲが形成されることもない。したがって、上述の実施形態と同様、液体ＬＱが流出する等の不都合の発生を抑え、デバイスの生産性の低下を抑制することができる。
【００９８】
また、本実施形態においては、基板Ｐ上の少なくとも一部に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される前に、基板Ｐのエッジの状態を検出している。基板Ｐのエッジにおいて、例えば第１膜Ｒｇ及び第２膜Ｔｃの少なくとも一方の一部が基材Ｗから剥がれた場合、その剥がれた膜の一部が異物となって、基板上（基板上のショット領域）に付着したり、あるいは液浸露光中に、液体ＬＱ中に混入する可能性がある。また、基板Ｐのエッジが不良状態であることを放置したまま、例えば、図１２の模式図に示すように、基板Ｐのエッジ上に液浸領域ＬＲを形成した場合、液浸露光中に、基板Ｐのエッジの膜の一部が剥がれて、液体ＬＱ中に混入する可能性もある。また、基板Ｐのエッジに異物が付着した状態を放置したまま、液浸露光を実行した場合にも、例えば基板上のショット領域にその異物が付着したり、あるいは液浸領域ＬＲの液体ＬＱ中に異物が混入する可能性がある。異物が存在する状態で基板を露光した場合、基板上に形成されるパターンに欠陥が生じる等の不具合が生じ、製造されるデバイスが不良となる可能性がある。そのような不良のデバイスが製造されることは、デバイスの生産性の低下を招くこととなる。また、異物が存在する状態で基板Ｐを液浸露光した場合、液体ＬＱ中の異物が、液浸領域ＬＲの液体ＬＱに接触する部材、例えばノズル部材６、基板ステージ４の一部、又は最終光学素子ＦＬ等に付着し、その後の露光にも影響を与える可能性がある。また、基板Ｐのエッジにおいて、第１膜Ｒｇ及び第２膜Ｔｃの少なくとも一方の塗布状態が不良である可能性もある。例えば、基板Ｐのエッジにおいて、撥液性の膜である第２膜Ｔｃの塗布状態が不良状態であることを放置したまま、図１２の模式図に示すように、基板Ｐのエッジ上に液浸領域ＬＲを形成した場合、例えば、塗布状態が不良である第２膜Ｔｃのエッジが剥がれたり、第２膜のＴｃの下層の第１膜Ｒｇが液体ＬＱと接触して、第１膜Ｒｇの剥がれが生じたり、第１膜Ｒｇの構成物質（ＰＡＧ，クエンチャーなど）が溶出して、最終光学素子ＦＬの液体接触面に曇りが生じたりする可能性がある。また、基板Ｐの上面と基板ステージ４の上面４Ｆとの間のギャップに液体ＬＱが浸入し、さらにその液体ＬＱが基板Ｐの裏面側に浸入する可能性がある。基板Ｐの裏面側に液体ＬＱが浸入した場合、例えば基板ホルダ４Ｈを濡らしてしまい、基板Ｐを円滑に保持できなくなったり、基板Ｐを基板ホルダ４Ｈから円滑にアンロードできなくなる可能性がある。また、基板Ｐの裏面に接触する搬送装置Ｈも濡れてしまう可能性がある。特に、液体漏れが一旦起こると、露光装置の運転を中止しなければならない事態が生じ、スループットの低下のみならず露光装置自体の故障にもつながる。すなわち、このような液体漏れから発生する問題は液浸露光装置特有の問題である。
【００９９】
本実施形態においては、基板Ｐ上の少なくとも一部に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される前に、基板Ｐのエッジの状態を検出することによって、エッジの状態が不良である場合には、その基板Ｐを露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１に配置することなく、例えばその基板Ｐをコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄに搬送する等、適切な処置を講ずることができる。また、その基板Ｐは、露光ステーションＳＴ１に配置されないので、その基板Ｐ上に液浸領域ＬＲが形成されることもない。したがって、上述の不都合の発生を抑え、デバイスの生産性の低下を抑制することができる。
【０１００】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態は上述の第３実施形態の変形例であって、第４実施形態の露光装置ＥＸの第３実施形態と異なる特徴的な部分は、ベース部材ＢＰ上の所定領域内を互いに独立して移動可能な複数の基板ステージを備えた点にある。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１０１】
図１３は、第４実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、例えば、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７、６，４００，４４１、６，５４９，２６９、及び６，５９０，６３４）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許５，９６９，４４１）、特表２０００−５１１７０４号公報、特開２０００−３２３４０４号公報、特表２００１−５１３２６７号公報、特開２００２−１５８１６８号公報などに開示されているような、基板を保持して移動可能な複数の基板ステージを備えたマルチステージ（ツインステージ）型の露光装置である。
【０１０２】
図１３において、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板Ｐを保持して移動可能な２つの基板ステージ４、５を備えている。上述の第３実施形態と同様、本実施形態の露光装置ＥＸも、投影光学系ＰＬからの露光光ＥＬが照射可能な第１領域ＳＰ１を含む露光ステーションＳＴ１と、検出系３０、４０からの検出光Ｌｂ、Ｌｃが照射可能な第２領域ＳＰ２を含む計測ステーションＳＴ２とを備えている。第１基板ステージ４は、露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１及び計測ステーションＳＴ２の第２領域ＳＰ２を含むベース部材ＢＰ上の所定領域内を基板Ｐを保持して移動可能であり、第２基板ステージ５は、第１領域ＳＰ１及び第２領域ＳＰ２を含むベース部材ＢＰ上の所定領域内を第１基板ステージ４とは独立して、基板Ｐを保持して移動可能である。本実施形態において、第１基板ステージ４と第２基板ステージ５とは、ほぼ同等の構成を有する。
【０１０３】
本実施形態においては、例えば第１基板ステージ４が、計測ステーションＳＴ２の第２領域ＳＰ２に配置されているときに、第２基板ステージ５は、露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１に配置される。
【０１０４】
そして、本実施形態においては、露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１において、第２基板ステージ５に保持された基板Ｐの露光の少なくとも一部と並行して、計測ステーションＳＴ２の第２領域ＳＰ２において、フォーカス・レベリング検出系３０を用いた検出、及びマーク検出系４０を用いた検出が実行される。上述の実施形態と同様、計測ステーションＳＴ２におけるフォーカス・レベリング検出系３０、及びマーク検出系４０を用いた検出は、基板Ｐの膜の状態及び基板Ｐのエッジの状態の少なくとも一方の検出、及び基板Ｐの位置情報の検出を含む。すなわち、計測ステーションＳＴ２におけるフォーカス・レベリング検出系３０を用いた検出は、基板Ｐ上の薄膜の形成状態の検出、及び基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）の検出の少なくとも一方を含む。また、計測ステーションＳＴ２におけるマーク検出系４０を用いた検出は、基板Ｐのエッジの状態の検出、及び基板Ｐのアライメント情報（基板Ｐ上の複数のショット領域のＸ、Ｙ、θＺ方向の位置情報）の検出を含む。
【０１０５】
例えば、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２の基板交換位置ＲＰに第１基板ステージ４を配置し、搬送装置Ｈを用いて、その第１基板ステージ４に露光処理されるべき基板Ｐをロードする。そして、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２において、第３実施形態と同様に、第１基板ステージ４に保持された基板Ｐに関する処理を開始する。一方、計測ステーションＳＴ２での処理と並行して、露光ステーションＳＴ１では、第２基板ステージ５に保持され、計測ステーションＳＴ２で計測処理済みの基板Ｐの露光が開始される。
【０１０６】
露光ステーションＳＴ１における処理、及び計測ステーションＳＴ２における処理のそれぞれが終了すると、制御装置７は、第２基板ステージ５を計測ステーションＳＴ２に移動するとともに、第１基板ステージ４を露光ステーションＳＴ１に移動する。なお、本実施形態においては、第２基板ステージ５を計測ステーションＳＴ２に移動するとともに、第１基板ステージ４を露光ステーションＳＴ１に移動するとき、制御装置７は、液浸領域ＬＲを形成し続けた状態で、その液浸領域ＬＲを、第２基板ステージ５上から第１基板ステージ４上に移動する。例えば、図１４の模式図に示すように、制御装置７は、最終光学素子ＦＬの下面と対向する位置（投影光学系ＰＬの直下の位置）を含む所定領域内で、基板ステージ４の上面４Ｆと計測ステージ５の上面５Ｆとを接近又は接触させた状態で、基板ステージ４と計測ステージ５とをＸＹ平面内で一緒に移動することにより、液浸機構１によって形成された液浸領域ＬＲを、基板ステージ４の上面４Ｆと計測ステージ５の上面５Ｆとの間で移動可能である。
【０１０７】
そして、制御装置７は、露光処理済みの基板Ｐを保持した第２基板ステージ５を計測ステーションＳＴ２に移動した後、第２基板ステージ５上の基板Ｐを搬送装置Ｈを用いてアンロードする。さらに、次に露光処理されるべき基板Ｐが計測ステーションＳＴ２の第２基板ステージ５にロードされ、上述のように、フォーカス・レベリング検出系３０及びマーク検出系４０を用いた計測処理が行われる。
【０１０８】
一方、制御装置７は、計測ステーションＳＴ２において計測処理された基板Ｐを保持した第１基板ステージ４を、露光ステーションＳＴ１に移動した後、その露光ステーションＳＴ１において、上述の第３実施形態と同様に、その第１基板ステージ４に保持されている基板Ｐを液浸露光する。
【０１０９】
第１基板ステージ４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７は、露光ステーションＳＴ１の第１基板ステージ４を計測ステーションＳＴ２に移動するとともに、計測ステーションＳＴ２で計測処理を終えた基板Ｐを保持した第２基板ステージ５を露光ステーションＳＴ１に移動する。
【０１１０】
このようにして、第１基板ステージ４と第２基板ステージ５とが交互に露光ステーションＳＴ１に投入され、複数の基板Ｐが順次露光される。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態においても、基板Ｐ上の少なくとも一部に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される前に、基板Ｐ上の薄膜の形成状態、及び基板Ｐのエッジの状態の少なくとも一方を検出するので、薄膜の形成状態及びエッジの状態の少なくとも一方が不良である場合には、その基板Ｐを露光ステーションＳＴ１の第１領域ＳＰ１に配置することなく、例えばその基板Ｐをコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄに搬送する等、適切な処置を講ずることができる。また、その基板Ｐは、露光ステーションＳＴ１に配置されないので、その基板Ｐ上に液浸領域ＬＲが形成されることもない。したがって、上述の実施形態と同様、デバイスの生産性の低下を抑制することができる。
【０１１２】
なお、上述の第３、第４実施形態において、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて、基板Ｐのエッジの状態を検出することもできる。また、マーク検出系４０を用いて、基板Ｐ上の薄膜の形成状態を検出することもできる。また、フォーカス・レベリング検出系３０とマーク検出系４０のいずれか一方を露光ステーションＳＴ１に設けてもよい。
【０１１３】
また、上述の第３、第４本実施形態においては、フォーカス・レベリング検出系３０が基板Ｐの薄膜の形成状態（及び／又は基板Ｐのエッジ状態）の検出にも用いられ、マーク検出系４０がエッジ状態の検出（及び／又は基板Ｐの薄膜形成状態）の検出にも用いられているが、専ら基板Ｐの薄膜の形成状態、及び／又は基板Ｐのエッジ状態の検出に用いられる検出系を計測ステーションＳＴ２に別途設けてもよい。
【０１１４】
また、上述の第３、第４実施形態においては、基板Ｐの薄膜の形成状態の検出と、基板Ｐのエッジ状態の検出の両方を実行しているが、どちらか一方を行うようにしてもよい。
【０１１５】
また、上述の第１実施形態において、検出装置６０で基板Ｐのエッジの状態も検出するようにしてもよい。また、上述の第１実施形態において、検出装置６０とは別に、温調ホルダ５１に保持された基板Ｐのエッジ状態を検出する検出装置を設けてもよい。この場合、基板Ｐのエッジ状態の検出装置は、例えば、上述の第３、第４実施形態のマーク検出系４０のような構成とすることができる。また、上述の第１実施形態において、基板Ｐのエッジ状態を検出するだけでもよい。
【０１１６】
また、上述の第２実施形態において、フォーカス・レベリング検出系３０を用いて基板Ｐのエッジ状態を検出するようにしてもよい。この場合も、基板Ｐの薄膜の形成状態の検出と、基板Ｐのエッジ状態の検出の両方を実行してもよいし、どちらか一方を行うだけでもよい。
【０１１７】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態の特徴的な部分は、基板Ｐが基板ステージ４に保持される前に、その基板Ｐのエッジの状態が検出される点にある。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１１８】
図１５は、第５実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１５において、露光装置ＥＸは、基板Ｐのエッジの状態を検出する検出装置６０’を備えている。検出装置６０’は、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄ（コーティング装置）から露光装置ＥＸに対して搬入され、基板ステージ４に保持される前の、基板Ｐのエッジの状態を検出する。
上述の実施形態と同様、露光装置ＥＸは、基板Ｐを搬送する搬送装置Ｈを備えている。搬送装置Ｈは、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄからの基板Ｐを基板ステージ４に搬送可能である。検出装置６０’は、搬送装置Ｈの搬送経路上に設けられている。
【０１１９】
図１６は、検出装置６０’を示す模式図である。検出装置６０’は、露光光ＥＬとは異なる検出光Ｌｄを射出する照射装置６１’と、その照射装置６１’からの検出光Ｌｄで照明された対象物の光学像（画像）を取得する撮像装置６２’とを含む。本実施形態の検出装置６０’は、例えば特開２０００−１３６９１６号公報（対応欧州特許第１，００１，４６０号）などに開示されているように、赤外レーザ光等の検出光Ｌｄに対して基板Ｐを傾斜させた状態で、その基板Ｐのエッジを検出光Ｌｄで照明し、その検出光Ｌｄで照明されたエッジの画像を撮像装置６２’で取得する。本実施形態においては、検出装置６０’は、照射装置６１’から射出された検出光Ｌｄを基板Ｐのエッジに導くプリズム等を含む光学系６３を有し、基板Ｐのエッジを透過した検出光Ｌｄ及び基板Ｐのエッジで反射した検出光Ｌｄの少なくとも一方が、撮像装置６２’に入射する。検出装置６０’の検出結果は、制御装置７に出力される。
【０１２０】
制御装置７は、検出装置６０’の検出結果に基づいて、基板Ｐのエッジの状態が所望状態であるか否かを判別する。上述のように、基板Ｐのエッジの状態は、基板Ｐのエッジの薄膜の形成状態、及び基板Ｐのエッジの異物の有無状態の少なくとも一方を含む。
【０１２１】
検出装置６０’の検出結果に基づいて、基板Ｐのエッジの状態が不良状態であると判断した場合、制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、その基板Ｐを所定の位置へ搬送する。例えば、制御装置７は、基板Ｐのエッジの状態が不良状態であると判断した場合、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、コータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄへ搬送する。あるいは、制御装置７は、その基板Ｐを搬送装置Ｈを用いて、所定の退避位置へ退避する。一方、検出装置６０’の検出結果に基づいて、基板Ｐのエッジの状態が所望状態であると判断した場合、制御装置７は、搬送装置Ｈを用いて、その基板Ｐを基板ステージ４に搬送する。基板ステージ４は、搬送装置Ｈからの基板Ｐを保持する。制御装置７は、基板ステージ４に保持された基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成し、その基板Ｐの液浸露光を開始する。
【０１２２】
以上説明したように、本実施形態においても、基板Ｐ上の少なくとも一部に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される前に、基板Ｐのエッジの状態を検出するので、エッジの状態が不良である場合には、その基板Ｐを基板ステージ４に搬送することなく、例えばその基板Ｐをコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄに搬送する等、適切な処置を講ずることができる。また、その基板Ｐは、基板ステージ４に搬送されないので、その基板Ｐ上に液浸領域ＬＲが形成されることもない。したがって、上述の実施形態と同様、デバイスの生産性の低下を抑制することができる。
【０１２３】
なお、本実施形態で図１６を用いて説明した検出装置６０’を上述の各実施形態に適用して、基板Ｐのエッジの状態を検出してもよい。
【０１２４】
なお、上述の各実施形態において、基板Ｐ上の薄膜の形成状態、及び基板Ｐのエッジの状態の少なくとも一方を、例えば特開２００２−１９５９５６号公報に開示されているような、マクロ検査装置を用いて検出するようにしてもよい。例えば、そのマクロ検査装置を、搬送装置Ｈの搬送経路上に設けておくことにより、基板Ｐが基板ステージ４に保持される前に、又は基板Ｐが基板ステージに保持された後であって、基板Ｐ上の少なくとも一部に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される前に、基板Ｐ上の膜の状態、及び基板Ｐのエッジの状態の少なくとも一方を検出することができる。
【０１２５】
なお、上述の各実施形態においては、基板Ｐ上の第２膜Ｔｃの形成状態を検出しているが、基板Ｐ上の第２膜Ｔｃを省略してもよい。基板Ｐ上に第２膜Ｔｃが形成されていない場合には、検出装置は、第１膜Ｒｇの形成状態を検出する。制御装置７は、その検出結果を用いて、デバイスの生産性の低下を抑制するための適切な処置を講ずることができる。
【０１２６】
なお、上述の各実施形態においては、第２膜Ｔｃとして、感光材からなる第１膜Ｒｇを保護する機能を有するトップコート膜を例にして説明したが、例えば、反射防止膜など、他の機能を有する膜であってもよい。また、上述の実施形態においては、基材Ｗ上には第１膜及び第２膜の２層の膜が形成されているように説明したが、もちろん、１層、あるいは３層以上の複数層の膜が形成されていてもよい。制御装置７は、その基板Ｐ上の膜の形成状態を検出した検出結果を用いて、デバイスの生産性の低下を抑制するための適切な処置を講ずることができる。
【０１２７】
なお、上述の各実施形態において、基板Ｐ上に形成される薄膜は、コーティング装置による塗布処理によって形成されており、検出装置は、その薄膜の塗布状態を検出しているが、基板Ｐ上の薄膜がコーティング以外の手法によって形成されていてもよい。例えば、反射防止膜が、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等の手法によって形成される場合があるが、上述の各実施形態の検出装置は、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等の手法によって形成された薄膜の形成状態も検出することができる。このように、コーティング（塗布）以外の手法によって形成された薄膜であっても、検出装置は、その薄膜の形成状態を検出することができる。
【０１２８】
上述の各実施形態において、基板Ｐ上の少なくとも一部に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成される前に、基板Ｐ上の膜の状態及び／又は基板Ｐのエッジの状態を検出していたが、基板Ｐを基板ステージ４に搬入する前に、基板Ｐの薄膜上に液体を供給した状態で上記検査を実行してもよい。このような検査は、基板ステージの外側であれば、任意の場所で行うことができる。例えば、露光装置本体Ｓの内部、露光装置ＥＸ内の温調ホルダ、搬送ホルダ上、あるいはコータ・デベロッパ装置Ｃ／Ｄ内で行ってもよい。この場合、液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成された状態を予め創り出すことができるので、液浸状態における膜を検査することができる。特に、液体の接触角などの液体と膜の物理的な接触状態を直接観測して、膜が液浸露光に良好な状態であるかを判断できるという利点がある。
【０１２９】
なお、上述の各実施形態においては、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して基板Ｐを露光する液浸露光装置を使用する場合を例にして説明したが、露光光ＥＬの光路空間に液体を満たさず、気体を介して基板を露光する通常のドライ型露光装置にも、基板上の薄膜の形成状態を検出する検出装置を設けることができる。
【０１３０】
上述したように、上記各実施形態における液体ＬＱには純水を用いた。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上の感光材及び光学素子（レンズ）等に対する悪影響が少ない利点がある。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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
上記各実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子ＦＬが取り付けられており、この光学素子により投影光学系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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子（最終光学素子ＦＬ）の像面（射出面）側の光路空間を液体で満たしているが、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子の物体面（入射面）側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。
【０１３５】
なお、上記各実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい。例えば、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）あるいは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及び基板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。
【０１３６】
また、液体ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。更に、石英及び蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で、液体ＬＱと接触する投影光学系ＰＬの光学素子（最終光学素子ＦＬなど）を形成してもよい。液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。
【０１３７】
なお、上記各実施形態においては、干渉計システム（３Ｌ、４Ｌ）を用いてマスクステージ３及び基板ステージ４の各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムとの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り換えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。
【０１３８】
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、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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【０１４１】
また、第４実施形態においては、露光ステーションと計測ステーションとを二つの基板ステージが移動するマルチステージ（ツインステージ）型の露光装置を説明したが、他の実施形態の露光装置に複数の基板ステージを採用してもよい。
【０１４２】
更に、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６，８９７，９６３号）等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１４３】
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、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
【０１４４】
上記各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸領域が形成される。
【０１４５】
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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【０１４６】
なお、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（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いてもよい。
【０１４７】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１４８】
さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。
【０１４９】
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。
【０１５０】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１７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、前述した実施形態に従って、基板上に薄膜を形成し、薄膜の状態を検出・評価し、マスクのパターンを基板に露光し、露光した基板を現像する基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明によれば、基板を良好に露光することができ、デバイスの生産性の低下を抑制することができる。特に、液体を介して基板を露光する液浸露光装置の故障を未然に防止して、高密度な回路パターンを有するデバイスを高いスループットで生産することができる。このため、本発明は、我国の半導体産業を含むハイテク産業及びＩＴ技術の発展に貢献するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２】露光装置本体を示す概略構成図である。
【図３】薄膜が形成された基板の一例を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る検出装置を示す概略構成図である。
【図５】第１実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図６】第２実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図７】第２実施形態に係る検出装置を示す概略構成図である。
【図８】第３実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図９】第３実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図１０】エッジ検出系が基板のエッジの状態を検出している様子を示す模式図である。
【図１１】第３実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図１２】基板のエッジ上に液浸領域が形成されている状態を示す図である。
【図１３】第４実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図１４】複数の基板ステージを備えた露光装置の動作の一例を説明するための模式図である。
【図１５】第５実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図１６】第５実施形態に係る検出装置を示す模式図である。
【図１７】マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１…液浸機構、４…基板ステージ、５…第２基板ステージ、４Ｈ…基板ホルダ、７…制御装置、８…記憶装置、３０…フォーカス・レベリング検出系、３１…投射系、３２…受光系、４０…マーク検出系、５０…温調装置、６０…検出装置、６１…投射系、６２…受光系、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｈ…搬送装置、ＬＱ…液体、Ｐ…基板、Ｒｇ…第１膜、Ｓ…露光装置本体、ＳＰ１…第１領域、ＳＰ２…第２領域、Ｔｃ…第２膜、Ｗ…基材
【図１】
2007311734.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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