(57)【要約】【課題】液浸露光された基板の表面に付着している滴を良好に検出できる検出装置を提供する。【解決手段】検出装置は、液体を介して露光光で露光された基板の表面に付着している滴を検出する。検出装置は、基板を検出光で照明する照明光学系と、照明光学系で照明された基板の表面からの検出光を受光する受光光学系とを備え、照明光学系の照明によって基板の表面に付着している滴から発生する光の受光光学系への入射が抑制されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を介して露光光で露光された基板の表面に付着している滴を検出する検出装置であって、
前記基板を検出光で照明する照明光学系と、
前記照明光学系で照明された前記基板の表面からの前記検出光を受光する受光光学系と、を備え、
前記照明光学系の照明によって前記基板の表面に付着している前記滴から発生する光の前記受光光学系への入射が抑制された検出装置。
【請求項２】
前記照明光学系の開口数と前記受光光学系の開口数とはほぼ同じである請求項１記載の検出装置。
【請求項３】
前記滴の大きさに関する許容値が予め定められ、
前記許容値に応じて、前記照明光学系の開口数及び前記受光光学系の開口数が定められる請求項１又は２記載の検出装置。
【請求項４】
前記受光光学系から射出される光を受光する受光素子と、
前記受光素子への不要な光の入射を抑制する遮光部材とを備えた請求項１〜３のいずれか一項記載の検出装置。
【請求項５】
前記受光光学系は、前記基板の表面とほぼ平行な平面内に配置された複数の結像光学系を有し、
前記不要な光は、前記複数の結像光学系のうち、前記受光素子と対向する第１の結像光学系以外の第２の結像光学系から射出される光を含む請求項４記載の検出装置。
【請求項６】
前記遮光部材は、前記受光光学系の射出側に配置されている請求項４又は５記載の検出装置。
【請求項７】
前記遮光部材は、前記受光光学系の入射側に配置されている請求項４〜６のいずれか一項記載の検出装置。
【請求項８】
前記受光光学系から射出される光を受光する受光素子と、
前記受光光学系の射出側に配置され、前記受光素子に対する前記検出光の指向性を調整する第１グリッド部材とを備える請求項１〜３のいずれか一項記載の検出装置。
【請求項９】
前記照明光学系の射出側に配置され、前記基板に対する前記検出光の指向性を調整する第２グリッド部材を備える請求項１〜８のいずれか一項記載の検出装置。
【請求項１０】
前記照明光学系は、前記基板に前記検出光を照射する第１光学系と、前記第１光学系によって照射された前記基板からの前記検出光を再帰反射する第２光学系とを含み、
前記第２光学系によって照射された前記基板からの前記検出光が前記受光光学系に受光される請求項１〜９のいずれか一項記載の検出装置。
【請求項１１】
前記第１光学系の光軸と前記受光光学系の光軸の少なくとも一部とが一致している請求項１０記載の検出装置。
【請求項１２】
前記照明光学系の光軸及び前記受光光学系の光軸は、前記基板の表面とほぼ垂直であり、前記照明光学系の光軸と前記受光光学系の光軸の少なくとも一部とが一致している請求項１〜１１のいずれか一項記載の検出装置。
【請求項１３】
前記照明光学系の光軸及び前記受光光学系の光軸の少なくとも一方は、前記基板の表面と垂直な軸に対して傾斜しており、
前記照明光学系の光軸と前記受光光学系の光軸とは離れている請求項１〜１１のいずれか一項記載の検出装置。
【請求項１４】
前記検出光と前記基板とを相対的に移動しながら前記基板からの前記検出光を受光する請求項１〜１３のいずれか一項記載の検出装置。
【請求項１５】
前記受光光学系は、前記基板の表面とほぼ平行な平面内の第１方向に配置された複数の径方向屈折率分布型レンズを有し、
前記受光光学系と前記基板とを前記平面内において前記第１方向と直交する第２方向に相対的に移動しながら前記基板からの前記検出光を受光する請求項１４記載の検出装置。
【請求項１６】
液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
前記露光された後の前記基板の表面に付着している滴を検出するために、
請求項１〜１５のいずれか一項記載の検出装置を備えた露光装置。
【請求項１７】
前記露光光が照射される位置を含む所定領域内を前記基板を保持しながら移動可能な基板保持部材を備え、
前記検出装置は、前記露光された後の前記基板が前記基板保持部材から搬出される前に、該基板の表面に付着している前記滴を検出する請求項１６記載の露光装置。
【請求項１８】
前記検出装置で検出された前記滴に関する情報を表示する表示装置を備えた請求項１６又は１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記基板の表面を評価する評価装置を備えた請求項１６〜１８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２０】
前記基板の表面は、第１膜で形成され、
前記評価は、前記第１膜の評価を含む請求項１９記載の露光装置。
【請求項２１】
前記基板との間に前記液体を保持可能な液浸部材を備え、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記液浸部材の状態を評価する請求項１６〜２０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２２】
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記基板を処理する処理装置を備えた請求項１６〜２１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２３】
前記処理装置は、前記基板の表面に付着している前記滴を除去可能な除去装置を含む請求項２２記載の露光装置。
【請求項２４】
請求項１６〜２３のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
露光された基板を現像することと、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、滴を検出する検出装置、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置において、下記特許文献１に開示されているような、液浸露光された基板の表面に付着している液体を検出する技術が案出されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２５７５５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、基板に付着している液体に起因する不良デバイスの発生を抑制するために、その液体を検出することは有効である。そのため、基板に付着している液体（滴）をより一層良好に検出できる技術の案出が望まれる。
【０００４】
本発明は、液浸露光された基板の表面に付着している滴を良好に検出できる検出装置を提供することを目的とする。また本発明は、液浸露光後の基板の表面に付着している滴を良好に検出し、不良デバイスの発生を抑制できる露光装置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】
【０００５】
本発明の第１の態様に従えば、液体を介して露光光で露光された基板の表面に付着している滴を検出する検出装置であって、基板を検出光で照明する照明光学系と、照明光学系で照明された基板の表面からの検出光を受光する受光光学系と、を備え、照明光学系の照明によって基板の表面に付着している滴から発生する光の受光光学系への入射が抑制された検出装置が提供される。
【０００６】
本発明の第２の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、露光された後の基板の表面に付着している滴を検出するために、上述の第１の態様の検出装置を備えた露光装置が提供される。
【０００７】
本発明の第３の態様に従えば、上述の第２の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板の表面に付着している滴を良好に検出できる。また本発明によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。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。水平面内の所定方向を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軸方向のそれぞれと直交する方向（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。
【００１０】
＜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実施形態に係るデバイス製造システムＳＹＳの一例を示す概略構成図である。図１において、デバイス製造システムＳＹＳは、露光装置ＥＸと、コータ・デベロッパ装置ＣＤとを備えている。露光装置ＥＸは、基板Ｐが処理される内部空間を形成する第１チャンバ装置ＣＨ１を備えている。第１チャンバ装置ＣＨ１は、内部空間の環境（温度、湿度、クリーン度を含む）を調整可能である。同様に、コータ・デベロッパ装置ＣＤは、基板Ｐが処理される内部空間を形成する第２チャンバ装置ＣＨ２を備えている。露光装置ＥＸとコータ・デベロッパ装置ＣＤとは、インターフェースＩＦを介して接続されている。
【００１１】
本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。露光装置ＥＸは、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液体ＬＱで液浸部ＬＳを形成する。液浸部ＬＳは、液体ＬＱで満たされた部分（空間、領域）である。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。
【００１２】
露光装置ＥＸは、マスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１を移動する第１駆動システム３と、基板ステージ２を移動する第２移動システム４と、移動する基板ステージ２を支持する上面５を有するプレート部材６と、各ステージ１、２の位置情報を計測するための干渉計システム７と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系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Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、基板Ｐを搬送する搬送システム８と、基板Ｐの表面に付着している滴Ｄを検出する検出装置９と、露光に関する各種情報を表示する表示装置１０と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置１１とを備えている。表示装置１０は、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。制御装置１１は、例えばコンピュータシステムを含む。
【００１３】
基板Ｐは、デバイスを製造するための基板であって、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材に感光膜が形成されたものを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。また、基板Ｐにおいて、感光膜上に保護膜（トップコート膜）のような各種の膜が形成されていてもよい。コータ・デベロッパ装置ＣＤは、基板Ｐに感光膜又は保護膜等、各種の膜を形成可能な膜形成装置と、露光後の基板Ｐを現像可能な現像装置とを含む。
【００１４】
マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含み、例えばガラス板等の透明板にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成されたものである。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。また、本実施形態においては、マスクＭ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てもよい。
【００１５】
照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域ＩＲを均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系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）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【００１６】
マスクステージ１は、マスクＭを着脱可能なマスク保持部１２を有し、マスク保持部１２にマスクＭを保持した状態で、少なくともＸ軸、Ｙ軸及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。第１駆動システム３は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、マスクステージ１を移動可能である。干渉計システム７のレーザ干渉計７Ａは、マスクステージ１に設けられている計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１のＸ軸、Ｙ軸及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。制御装置１１は、干渉計システム７の計測結果に基づいて第１駆動システム３を作動し、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置制御を行う。
【００１７】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒に保持されている。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、又は１／８等の縮小系である。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。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸＰはＺ軸と平行である。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。
【００１８】
基板ステージ２は、基板Ｐを着脱可能な基板保持部１３を有し、基板保持部１３に基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。基板保持部１３は、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ２は、基板保持部１３の周囲に配置された上面１４を有する。上面１４は、平坦であり、ＸＹ平面とほぼ平行である。基板保持部１３に保持された基板Ｐの表面と、基板ステージ２の上面１４とは、ほぼ同一平面内に配置される（面一である）。第２駆動システム４は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、基板ステージ２を移動可能である。干渉計システム７のレーザ干渉計７Ｂは、基板ステージ２に設けられている計測ミラー２Ｒを用いて、基板ステージ２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、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面の面位置情報（θＸ、θＹ及びＺ軸方向に関する位置情報）が、フォーカス・レベリング検出システム（不図示）によって検出される。制御装置１１は、レーザ干渉計７Ｂを含む干渉計システム７の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて第２駆動システム４を作動し、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。
【００１９】
本実施形態において、液浸部ＬＳは、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子１５と、基板ステージ２に保持された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように形成される。終端光学素子１５は、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する下面（射出面）１６を有し、基板ステージ２は、終端光学素子１５の下面１６と対向する位置、すなわち終端光学素子１５の下面１６から射出される露光光ＥＬが照射される位置を含むプレート部材６の上面５の所定領域内を基板Ｐを保持しながら移動可能である。液浸部ＬＳは、終端光学素子１５の下面１６と、その終端光学素子１５の下面１６と対向する位置に配置された基板Ｐの表面との間の、終端光学素子１５の下面１６から射出される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように形成される。
【００２０】
露光装置ＥＸは、液浸部ＬＳを形成するための液浸部材１７を備えている。液浸部材１７は、終端光学素子１５の近傍に配置されている。液浸部材１７は、終端光学素子１５の下面１６と対向する位置に配置された基板Ｐの表面と対向可能な下面１８を有する。終端光学素子１５及び液浸部材１７のそれぞれは、基板Ｐとの間に液体ＬＱを保持可能である。本実施形態においては、終端光学素子１５の下面１６及び液浸部材１７の下面１８と、基板Ｐの表面との間に保持される液体ＬＱによって、液浸部ＬＳが形成される。液浸部ＬＳの液体ＬＱは、終端光学素子１５の下面１６、液浸部材１７の下面１８及び基板Ｐの表面のそれぞれと接触する。
【００２１】
図２は、液浸部材１７の近傍を示す図である。液浸部材１７は、環状の部材であって、終端光学素子１５の周囲に配置されている。液浸部材１７は、終端光学素子１５の下面１６と対向する位置に配置された開口１９を有する。また、液浸部材１７は、液体ＬＱを供給可能な供給口２０と、液体ＬＱを回収可能な回収口２１とを備えている。
【００２２】
供給口２０は、露光光ＥＬの光路と対向する液浸部材１７の所定位置に配置されている。供給口２０は、流路２２を介して、液体供給装置２３と接続されている。液体供給装置２３は、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。液体供給装置２３から送出された液体ＬＱは、流路２２を介して供給口２０に供給される。供給口２０は、液体供給装置２３からの液体ＬＱを露光光ＥＬの光路に供給する。
【００２３】
回収口２１は、基板Ｐの表面と対向する液浸部材１７の所定位置に配置されている。回収口２１には、複数の孔(openingsあるいはpores)を含むプレート状の多孔部材（メッシュ部材）２５が配置されている。回収口２１は、流路２６を介して、液体回収装置２７と接続されている。液体回収装置２７は、真空システムを含み、液体ＬＱを吸引して回収可能である。回収口２１は、基板Ｐ上の液体ＬＱの少なくとも一部を回収可能である。回収口２１から回収された液体ＬＱは、流路２６を介して、液体回収装置２７に回収される。
【００２４】
制御装置１１は、供給口２０を用いる液体供給動作と並行して、回収口２１を用いる液体回収動作を実行して、終端光学素子１５及び液浸部材１７と基板Ｐとの間に液体ＬＱで液浸部ＬＳを形成する。本実施形態においては、基板Ｐの表面の一部の領域（局所的な領域）が液体ＬＱで覆われるように液浸部ＬＳが形成され、その基板Ｐの表面と液浸部材１７の下面１８との間に液体ＬＱの気液界面（メニスカス、エッジ）ＬＧが形成される。例えば、基板Ｐの露光時には、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲを含む基板Ｐ上の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように、液体ＬＱで液浸部ＬＳが形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。
【００２５】
なお、終端光学素子１５及び液浸部材１７は、基板Ｐとの間のみならず、終端光学素子１５及び液浸部材１７と対向する位置に配置された物体（例えば基板ステージ２）との間に液体ＬＱを保持して液浸部ＬＳを形成可能である。
【００２６】
図１に示すように、搬送システム８は、基板Ｐを搬送可能な搬送部材２９を備えている。搬送部材２９は、露光前の基板Ｐを基板ステージ２に搬入（ロード）可能な搬送部材、及び露光後の基板Ｐを基板ステージ２から搬出（アンロード）可能な搬送部材を含む。制御装置１１は、基板Ｐを基板ステージ２にロードするとき、又は基板Ｐを基板ステージ２からアンロードするとき、基板ステージ２を基板交換位置（ローディングポジション）ＲＰへ移動する。搬送システム８は、基板交換位置ＲＰに移動した基板ステージ２に対する基板Ｐのロード及びアンロードの少なくとも一方を実行可能である。
【００２７】
検出装置９は、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで露光された基板Ｐの表面に付着している滴Ｄを検出可能である。本実施形態においては、検出装置９は、基板交換位置ＲＰの近傍に配置されている。基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、検出装置９と対向する位置に移動可能である。検出装置９は、露光された後の基板Ｐが基板ステージ２からアンロードされる前に、その基板Ｐの表面に付着している滴Ｄを検出する。制御装置１１は、基板ステージ２に保持された状態の基板Ｐに対して、検出装置９を用いる検出動作を実行する。
【００２８】
図３は、本実施形態に係る検出装置９を示す図である。図３において、検出装置９は、検出光ＬＵを射出する光源装置３０と、結像光学系３１を含む光学システム３２と、受光素子３３を含む観察カメラ３４とを備えている。光学システム３２は、基板Ｐを検出光ＬＵで照明する照明光学系３５と、照明光学系３５で照明された基板Ｐの表面からの検出光ＬＵを受光する受光光学系３６とを備えている。受光素子３３は、物体の像情報を取得可能な撮像素子を含む。撮像素子は、例えばＣＣＤ（charge coupled device）を含む。以下の説明において、受光素子３３を適宜、撮像素子３３、と称する。
【００２９】
光源装置３０は、例えば水銀ランプを含み、基板Ｐの表面に付着している滴Ｄの検出時に、検出光ＬＵを射出する。なお、光源装置３０が所定波長の光を射出するレーザ装置でもよい。光源装置３０から射出された検出光ＬＵは、照明光学系３５に入射する。
【００３０】
照明光学系３５は、光源装置３０から射出された検出光ＬＵで基板Ｐを照明する。照明光学系３５は、光源装置３０から射出された検出光ＬＵが入射するリレー光学系３７、分離光学素子３８及び結像光学系３１を含む。分離光学素子３８は、ハーフミラーを含む。なお、分離光学素子３８がダイクロイックミラーでもよい。
【００３１】
光源装置３０から射出された検出光ＬＵは、リレー光学系３７を介して分離光学素子３８に入射する。分離光学素子３８は、光源装置３０及びリレー光学系３７からの検出光ＬＵを反射し、結像光学系３１に導く。結像光学系３１に導かれた検出光ＬＵは、その結像光学系３１を介して基板Ｐに照射される。
【００３２】
本実施形態において、結像光学系３１の光軸は、Ｚ軸とほぼ平行であり、基板Ｐの表面とほぼ垂直である。また、検出光ＬＵを射出する結像光学系３１の下面３９は、基板Ｐの表面の上方に配置される。照明光学系３５は、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの表面を、上方から検出光ＬＵで照明する。
【００３３】
受光光学系３６は、照明光学系３５で照明された基板Ｐの表面からの検出光ＬＵを受光する。受光光学系３６は、照明光学系３５で照明された基板Ｐの像を、撮像素子３３に形成可能である。受光光学系３６は、基板Ｐの表面からの検出光ＬＵが入射する結像光学系３１及び分離光学素子３８を含む。
【００３４】
基板Ｐの表面からの検出光ＬＵは、結像光学系３１の下面３９から結像光学系３１に入射し、その結像光学系３１を介して分離光学素子３８に入射する。分離光学素子３８は、結像光学系３１からの検出光ＬＵを透過し、撮像素子３３に導く。撮像素子３３は、受光光学系３６から射出される検出光ＬＵを受光する。撮像素子３３は、受光光学系３６の像面側に配置されており、受光光学系３６は、基板Ｐの像を撮像素子３３に形成する。撮像素子３３は、基板Ｐの表面の像情報を取得する。撮像素子３３は、取得した基板Ｐの像情報（画像信号）を、制御装置１１に出力可能である。
【００３５】
本実施形態において、照明光学系３５と受光光学系３６とは、結像光学系３１を兼用する。結像光学系３１の光軸は、Ｚ軸とほぼ平行であり、基板Ｐの表面とほぼ垂直である。すなわち、本実施形態においては、照明光学系３５の光軸ＡＸ１及び受光光学系３６の光軸ＡＸ２は、基板Ｐの表面とほぼ垂直であり、照明光学系３５の光軸ＡＸ１と受光光学系３６の光軸ＡＸ２の一部とが一致している。
【００３６】
本実施形態においては、照明光学系３５の照明によって基板Ｐの表面に付着している滴Ｄから発生する光の受光光学系３６への入射が抑制されている。本実施形態においては、照明光学系３５の照明によって基板Ｐの表面に付着している滴Ｄから発生する光の受光光学系３６への入射が抑制されるように、光学システム３２が構築されている。具体的には、照明光学系３５の開口数ＮＡ１及び受光光学系３６の開口数ＮＡ２が十分に小さい。また、本実施形態においては、照明光学系３５の開口数ＮＡ１と受光光学系３６の開口数ＮＡ２とがほぼ同じである。これにより、検出装置９は、基板Ｐの表面に付着している滴Ｄを良好に検出できる。
【００３７】
以下、照明光学系３５の開口数ＮＡ１及び受光光学系３６の開口数ＮＡ２と、撮像素子３３に取得される滴Ｄの像情報との関係について、図４〜図６を参照しながら説明する。図４〜図６は、照明光学系３５の照射範囲ＡＲ１と、受光光学系３６の受光範囲ＡＲ２と、照明光学系３５によって照射された検出光ＬＵの反射範囲ＡＲ３と、撮像素子３３で取得された画像との関係を示す模式図である。図４、図５及び図６のそれぞれには、開口数ＮＡ１、開口数ＮＡ２が異なる条件の下での関係が示されている。図４（Ａ）、図５（Ａ）及び図６（Ａ）は、それぞれの開口数条件において取得された滴Ｄの画像を示す模式図、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）は、基板Ｐの表面及び滴Ｄの表面の複数の位置のそれぞれに照射される検出光ＬＵの照射範囲ＡＲ１、受光範囲ＡＲ２、及び反射範囲ＡＲ３の関係を示す模式図である。
【００３８】
例えば図４において、照明光学系３５の照射範囲ＡＲ１は、照明光学系３５の光軸ＡＸ１に対して一方側における照明光学系３５の射出面（結像光学系３１の下面３９）の最も外側から射出する光線Ｂ１と、他方側における最も外側から射出する光線Ｂ２との間の領域であって、照明光学系３５から射出した検出光ＬＵは、照射範囲ＡＲ１の内側を通る。照射範囲ＡＲ１は、照明光学系３５の開口数ＮＡ１に応じた範囲である。ＮＡ１＝ｎ×ｓｉｎθｓ（但し、ｎは照明光学系３５と基板Ｐとの間の媒質の屈折率、θｓは照明光学系３５から射出する光束の最大錐角の半角）であり、本実施形態においては、光線Ｂ１と光線Ｂ２とがなす照射範囲ＡＲ１の角度θ１は、θｓの２倍である。以下の説明において、照明光学系３５の開口数ＮＡ１に応じた値である照射範囲ＡＲ１の角度θ１を適宜、照射角θ１、と称する。
【００３９】
受光光学系３６の受光範囲ＡＲ２は、受光光学系３６の光軸ＡＸ２に対して一方側における受光光学系３６の入射面（結像光学系３１の下面３９）の最も外側に入射する光線Ｂ３と、他方側における最も外側に入射する光線Ｂ４との間の領域であって、受光範囲ＡＲ２の内側を通る検出光ＬＵが、受光光学系３６に入射する。受光範囲ＡＲ２は、受光光学系３６の開口数ＮＡ２に応じた範囲である。ＮＡ２＝ｎ×ｓｉｎθｉ（但し、ｎは受光光学系３６と基板Ｐとの間の媒質の屈折率、θｉは受光光学系３６に入射する光束の最大錐角の半角）であり、本実施形態においては、光線Ｂ３と光線Ｂ４とがなす受光範囲ＡＲ２の角度θ２は、θｉの２倍である。以下の説明において、受光光学系３６の開口数ＮＡ２に応じた値である受光範囲ＡＲ２の角度θ２を適宜、受光角θ２、と称する。
【００４０】
なお、本実施形態においては、照明光学系３５及び受光光学系３６と基板Ｐとの間の媒質は、例えば第１チャンバ装置ＣＨ１の内部の気体（例えば空気）であって、屈折率ｎはほぼ一定である。
【００４１】
照明光学系３５によって基板Ｐ又は滴Ｄに照射され、その基板Ｐ又は滴Ｄで反射した検出光ＬＵの反射光は、所定の反射範囲ＡＲ３を通る。本実施形態においては、光線Ｂ１の反射光線と光線Ｂ２の反射光線とがなす角度は、照射角θ１とほぼ同じである。すなわち、照射範囲ＡＲ１の大きさと反射範囲ＡＲ３の大きさとはほぼ同じである。
【００４２】
また、本実施形態においては、照明光学系３５の光軸ＡＸ１と基板Ｐの表面とはほぼ垂直であり、基板Ｐの表面に照射される検出光ＬＵの照射範囲ＡＲ１と、その照射範囲ＡＲ１に対応する反射範囲ＡＲ３とはほぼ合致する。また、滴Ｄの表面の中央に照射される検出光ＬＵの照射範囲ＡＲ１と、その照射範囲ＡＲ１に対応する反射範囲ＡＲ３とはほぼ合致する。
【００４３】
また、本実施形態においては、基板Ｐの表面及び滴Ｄの表面の中央に照射される検出光ＬＵの照射範囲ＡＲ１に対応する反射範囲ＡＲ３の少なくとも一部は、受光範囲ＡＲ２と合致する。すなわち、基板Ｐの表面及び滴Ｄの表面の中央に照射された検出光ＬＵの反射光は、受光光学系３６に受光される。
【００４４】
検出光ＬＵが照射される滴Ｄの表面の位置に応じて、検出光ＬＵの反射光の方向（反射範囲ＡＲ３の方向）が変化する。換言すれば、検出光ＬＵが照射される滴Ｄの表面の位置に応じて、照射範囲ＡＲ１に対する反射範囲ＡＲ３の位置（方向、角度）が変化する。具体的には、検出光ＬＵが照射される滴Ｄの表面の位置が滴Ｄの中央から離れるにしたがって（滴Ｄの縁に近付くにしたがって）、照射範囲ＡＲ１に対して反射範囲ＡＲ３が除々に離れる。また、反射範囲ＡＲ３の方向の変化に伴って、受光範囲ＡＲ２に対して反射範囲ＡＲ３が離れる。すなわち、検出光ＬＵが照射される滴Ｄの表面の位置に応じて、その位置に照射される検出光ＬＵの照射範囲ＡＲ１に対応する反射範囲ＡＲ３が受光範囲ＡＲ２と合致しなくなり、その位置に照射された検出光ＬＵの反射光が、受光光学系３６に受光されなくなる。
【００４５】
以下の説明において、滴Ｄの表面の中央を基準とした放射方向において、照明光学系３５により滴Ｄに照射された検出光ＬＵの反射光が受光光学系３６に受光される最も外側の検出光ＬＵの照射位置を適宜、受光臨界位置Ｊ、と称する。すなわち、滴Ｄの表面の中央に対して受光臨界位置Ｊより内側の滴Ｄの表面に照射された検出光ＬＵの反射光は、受光光学系３６に受光され、外側の滴Ｄの表面に照射された検出光ＬＵの反射光は、受光光学系３６に受光されない。したがって、滴Ｄの表面の中央に対して受光臨界位置Ｊより内側の滴Ｄの表面に照射された検出光ＬＵに基づく反射範囲ＡＲ３の少なくとも一部は、受光範囲ＡＲ２と合致し、外側の滴Ｄの表面に照射された検出光ＬＵに基づく反射範囲ＡＲ３は、受光範囲ＡＲ２と合致しない。
【００４６】
図４は、比較例を示す図であって、照射角θ１が大きい場合を示す模式図である。図４（Ｂ）に示すように、照射角θ１は大きく、受光角θ２より十分に大きい。一例として、照射角θ１は９０度、受光角θ２は１０度である。この場合、受光臨界位置Ｊは、滴Ｄの表面の中央に対して離れている。すなわち、滴Ｄに検出光ＬＵを照射したとき、滴Ｄの表面の中央を含む広い領域から発生する検出光ＬＵの反射光が、受光光学系３６に受光されることとなる。したがって、撮像素子３３で取得される滴Ｄの画像において、図４（Ａ）に示すように、明るい（白い）領域が大きくなり、暗い（黒い）領域が小さくなる。また、撮像素子３３で取得される滴Ｄの周囲の基板Ｐの表面の画像は明るい（白い）。
【００４７】
図５は、比較例を示す図であって、受光角θ２が大きい場合を示す模式図である。図５（Ｂ）に示すように、受光角θ２は大きく、照射角θ１より十分に大きい。一例として、受光角θ２は９０度、照射角θ１は１０度である。この場合も、受光臨界位置Ｊは、滴Ｄの中央に対して離れている。したがって、撮像素子３３で取得される滴Ｄの画像において、図５（Ａ）に示すように、明るい（白い）領域が大きくなり、暗い（黒い）領域が小さくなる。
【００４８】
図６は、本実施形態に係る図であって、照射角θ１及び受光角θ２が小さい場合を示す模式図である。図６（Ｂ）に示すように、照射角θ１及び受光角θ２はそれぞれ小さい。また、照射角θ１と受光角θ２とはほぼ同じである。すなわち、照明光学系３５の開口数ＮＡ１及び受光光学系３６の開口数ＮＡ２はそれぞれ小さく、照明光学系３５の開口数ＮＡ１と受光光学系３６の開口数ＮＡ２とはほぼ同じである。一例として、照射角θ１及び受光角θ２はそれぞれ１０度である。この場合、受光臨界位置Ｊは、滴Ｄの表面の中央に近くなる。すなわち、滴Ｄに検出光ＬＵを照射したとき、滴Ｄの表面の中央を含む狭い領域から発生する検出光ＬＵの反射光のみが、受光光学系３６に受光されることとなる。したがって、撮像素子３３で取得される滴Ｄの画像において、図６（Ａ）に示すように、明るい（白い）領域が小さくなり、暗い（黒い）領域が大きくなる。また、撮像素子３３で取得される滴Ｄの周囲の基板Ｐの表面の画像は明るい（白い）。
【００４９】
図６に示すように、滴Ｄから発生する光（検出光ＬＵの反射光）の受光光学系３６への入射を抑制し、滴Ｄの画像において暗い領域を大きくすることによって、撮像素子３３で取得される画像上において、滴Ｄの画像とその周囲の基板Ｐの画像とのコントラストと大きくすることができる。また、画像上において滴Ｄの輪郭（縁）を鮮明にすることができる。
【００５０】
特に、基板Ｐ上の滴Ｄの大きさが小さい場合、滴Ｄの画像において暗い領域を大きくすることは有効である。基板Ｐ上の滴Ｄの大きさが小さい場合、滴Ｄの画像において暗い領域が小さいと、滴Ｄの画像とその周囲の基板Ｐの画像とのコントラストを十分に大きくすることが困難になる可能性がある。また、滴Ｄの画像において暗い領域が小さいと、例えば結像光学系３１の焦点位置と基板Ｐ及び滴Ｄの位置とが僅かでもずれると、画像を良好に取得できなくなる可能性がある。
【００５１】
本実施形態によれば、滴Ｄから発生する光（検出光ＬＵの反射光）の受光光学系３６への入射を抑制し、滴Ｄの画像において暗い領域を大きくしているので、基板Ｐ上の滴Ｄの大きさが小さくても、その滴Ｄの鮮明な画像を取得することができる。また、その滴Ｄの基板Ｐ上における位置、大きさ等、定量的な情報を精確に取得することができる。
【００５２】
すなわち、照射角θ１が十分に小さくなるように、照明光学系３５の開口数ＮＡ１を十分に小さくすることによって、滴Ｄの画像を明るくしてしまうような不要な反射光の発生を抑制することができる。また、受光角θ２が十分に小さくなるように、受光光学系３６の開口数ＮＡ２を十分に小さくすることによって、滴Ｄの画像を明るくしてしまうような不要な反射光の受光を抑制することができる。また、照射角θ１と受光角θ２とがほぼ同じになるように、照明光学系３５の開口数ＮＡ１と受光光学系３６の開口数ＮＡ２とをほぼ同じにすることによって、滴Ｄの画像を明るくしてしまうような不要な反射光の受光光学系３６への入射を抑制することができる。
【００５３】
本実施形態においては、滴Ｄの大きさに関する許容値が予め定められている。その許容値に応じて、照明光学系３５の開口数ＮＡ１及び受光光学系３６の開口数ＮＡ２が定められている。小さい滴Ｄを検出するために、照明光学系３５の開口数ＮＡ１及び受光光学系３６の開口数ＮＡ２を十分に小さくすることが考えられるが、そのような光学系を構築することが困難である可能性がある。また、照明光学系３５の開口数ＮＡ１を小さくすると、基板Ｐを照明するための検出光ＬＵの光量を大きくしなければならない可能性がある。また、受光光学系３６の開口数ＮＡ２を小さくすると、高性能な撮像素子３３を使用しなければならない可能性がある。その場合、ランニングコスト、装置コスト等が上昇する可能性がある。
【００５４】
例えば、基板Ｐに滴Ｄが付着していても、その滴Ｄの大きさが小さい場合、不良デバイスの発生が抑制される可能性がある。また、基板Ｐに付着している滴Ｄの大きさが小さい場合、その基板Ｐを搬送しても、周囲への滴Ｄの飛散が抑制され、周囲の環境に及ぼす影響が小さい可能性がある。したがって、不良デバイスの発生が抑制できるような、あるいは周囲の環境に及ぼす影響が小さいような予め定められた許容値より小さい滴Ｄであれば、検出装置９によって検出されなくてもよい場合がある。
【００５５】
そのため、本実施形態においては、予め定められた滴Ｄの大きさに関する許容値に応じて、照明光学系３５の開口数ＮＡ１及び受光光学系３６の開口数ＮＡ２が定められている。これにより、コストの上昇を抑制しつつ、許容値より大きい滴Ｄを良好に検出できる。なお、滴Ｄの大きさに関する許容値は、例えば実験又はシミュレーションを用いて、予め定めることができる。実験又はシミュレーションによって、不良デバイスの発生が抑制でき、周囲の環境に及ぼす影響が小さいような滴Ｄの大きさを予め定めることができる。
【００５６】
次に、上述の構成を有するデバイス製造システムＳＹＳの動作の一例について説明する。コータ・デベロッパ装置ＣＤの膜形成装置によって所定の膜が形成された基板Ｐが、インターフェースＩＦを介して露光装置ＥＸに搬送される。制御装置１１は、露光装置ＥＸに搬送された基板Ｐを、搬送システム８を用いて基板ステージ２にロードする。なお、基板ステージ２に露光後の基板Ｐが保持されている場合には、その露光後の基板Ｐが基板ステージ２からアンロードされた後、その基板ステージ２に基板Ｐがロードされる。
【００５７】
制御装置１１は、基板ステージ２上の基板Ｐに対するアライメント処理等、所定の処理を実行した後、その基板Ｐの位置を調整し、基板Ｐ上の複数のショット領域に対する液浸露光を実行する。制御装置１１は、基板Ｐ上のショット領域を露光するために、照明系ＩＬより露光光ＥＬを射出する。照明系ＩＬより射出された露光光ＥＬは、マスクＭを照明する。マスクＭを介した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬ及び液浸部ＬＳの液体ＬＱを介して基板Ｐに照射される。基板Ｐは、液体ＬＱと接触した状態で露光光ＥＬを照射される。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板Ｐは露光光ＥＬで露光される。
【００５８】
本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、液体ＬＱを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。
【００５９】
基板Ｐの液浸露光が終了した後、制御装置１１は、その露光後の基板Ｐを保持した基板ステージ２を、検出装置９と対向する位置へ移動する。制御装置１１は、第２駆動システム４を用いて、照明光学系３５の照明領域及び受光光学系３６の視野領域を含む検出装置９の検出領域に対して基板Ｐを移動しながら、照明光学系３５により基板Ｐを検出光ＬＵで照明するとともに、基板Ｐからの検出光ＬＵを受光光学系３６で受光する。撮像素子３３は、受光光学系３６から射出される検出光ＬＵを受光し、基板Ｐの像情報を取得する。
【００６０】
本実施形態においては、制御装置１１は、干渉計システム７を用いて、基板Ｐを保持している基板ステージ２の位置情報を計測しながら、基板ステージ２を移動しつつ、検出装置９を用いて、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの表面に付着している滴Ｄを検出する。これにより、制御装置１１は、干渉計システム７によって規定される座標系内における基板Ｐ上の滴Ｄの位置を求めることができる。
【００６１】
撮像素子３３で取得された基板Ｐの像情報（画像信号）は、制御装置１１に出力される。制御装置１１は、撮像素子３３からの像情報を画像処理し、基板Ｐに滴Ｄが付着しているか否かを判断する。
【００６２】
また、表示装置１０は、撮像素子３３で取得した基板Ｐの像情報を表示する。
【００６３】
撮像素子３３の撮像結果に基づいて、基板Ｐに滴Ｄが付着していないと判断された場合、制御装置１１は、その基板Ｐを保持した基板ステージ２を基板交換位置ＲＰに移動し、搬送システム８を用いて、その基板Ｐを基板ステージ２からアンロードする。アンロードされた基板Ｐは、インターフェースＩＦを介してコータ・デベロッパ装置ＣＤに搬送され、例えば現像処理等、所定の処理を施される。
【００６４】
なお、本実施形態においては、基板Ｐの像情報が表示装置１０に表示されるので、その表示結果に基づいて、例えば作業者が基板Ｐに滴Ｄが付着していないと判断した場合、その基板Ｐを基板ステージ２からアンロードする旨の指令を、不図示の入力装置（例えばキーボード、マウス等）を介して制御装置１１に入力することができる。制御装置１１は、入力された指令信号に基づいて、基板Ｐを基板ステージ２からアンロードする。
【００６５】
基板Ｐに滴Ｄが付着している場合、表示装置１０は、検出装置９で検出された滴Ｄに関する情報を表示する。
【００６６】
図７は、表示装置１０の一例を示す図である。図７に示すように、表示装置１０は、検出装置９で取得された基板Ｐ及び滴Ｄの画像を表示可能である。表示装置１０は、検出装置９で検出した滴Ｄの位置に応じて、表示画面上において基板Ｐ上の滴Ｄの位置を表示する。また表示装置１０は、検出装置９で検出した滴Ｄの大きさに応じて、表示画面上において滴Ｄの大きさを変化させて表示する。また表示装置１０は、検出装置９で検出した滴Ｄの大きさに応じて、表示画面上において滴Ｄの色を変化させて表示する。また表示装置１０は、滴Ｄを大きさ毎のグループに分け、各グループに属する滴Ｄの数を表示する。また表示装置１０は、基板Ｐ上の滴Ｄの総数を表示する。
【００６７】
また、撮像素子３３の撮像結果に基づいて、基板Ｐに滴Ｄが付着していると判断された場合、制御装置１１は、その基板Ｐに付着している滴Ｄを除去する動作を開始する。
【００６８】
図８は、基板Ｐの表面に付着している滴Ｄを除去可能な除去装置４０を示す図である。除去装置４０は、気体を供給可能な給気口４１を有する供給部材４２と、給気口４１と流路４３を介して接続された気体供給装置４４とを備えている。供給部材４２は、投影光学系ＰＬ及び検出装置９とは異なる所定位置に配置されている。基板ステージ２上の基板Ｐの表面は、給気口４１と対向する位置に配置可能である。気体供給装置４４は、清浄で温度調整された気体を供給可能であり、気体供給装置４４から送出された気体は、流路４３を介して給気口４１に供給される。除去装置４０は、基板Ｐの表面と給気口４１とを対向させた状態で給気口４１より基板Ｐの表面に気体を供給する。これにより、基板Ｐの表面に付着している滴Ｄは、給気口４１より供給された気体によって吹き飛ばされ、基板Ｐの表面より除去される。このように、本実施形態の除去装置４０は、給気口４１を用いる気体供給動作によって、基板Ｐの表面に付着している滴Ｄを除去する。
【００６９】
上述のように、制御装置１１は、干渉計システム７によって規定される座標系内における基板Ｐ上の滴Ｄの位置を求める。制御装置１１は、除去装置４０を用いる基板Ｐ上の滴Ｄの除去動作を実行する際、干渉計システム７を用いて基板ステージ２の位置を計測して、その基板ステージ２上の基板Ｐの表面に付着している滴Ｄの位置と除去装置４０（給気口４１）との位置関係を調整する。これにより、制御装置１１は、基板Ｐ上の滴Ｄを良好に除去できる。また制御装置１１は、検出装置９を用いて基板Ｐの表面に付着している滴Ｄの大きさを検出できるので、その滴Ｄの大きさに応じて、給気口４１からの単位時間当たりの気体供給量（気体を吹き出すパワー）を調整できる。
【００７０】
なお、除去装置４０が、流体を吸引可能な吸引口を備え、その吸引口を用いる吸引動作によって、基板Ｐ上の滴Ｄを除去するようにしてもよい。
【００７１】
なお、基板Ｐに滴Ｄが付着していると判断された場合でも、その滴Ｄの大きさが予め定められている許容値より小さい場合、その滴Ｄの除去動作を省略することができる。
【００７２】
制御装置１１は、除去装置４０を用いる基板Ｐ上の滴Ｄの除去動作を終了した後、その基板Ｐを基板ステージ２からアンロードし、コータ・デベロッパ装置ＣＤに搬送する。なお、制御装置１１は、除去装置４０を用いる基板Ｐ上の滴Ｄの除去動作を終了した後、その基板Ｐを検出装置９の検出領域に移動し、基板Ｐ上から滴Ｄが除去されたかどうかを検出装置９を用いて確認することができる。
【００７３】
なお、本実施形態においては、基板Ｐの像情報が表示装置１０に表示されるので、その表示結果に基づいて、例えば作業者が基板Ｐに滴Ｄが付着していると判断した場合、その基板Ｐに付着している滴Ｄの除去動作を開始する旨の指令を、不図示の入力装置（例えばキーボード、マウス等）を介して制御装置１１に入力することができる。制御装置１１は、入力された指令信号に基づいて、除去装置４０を用いる滴Ｄの除去動作を開始する。
【００７４】
また、本実施形態においては、制御装置１１は、検出装置９の検出結果に基づいて、基板Ｐの表面を評価する。基板Ｐの表面は、液浸部ＬＳの液体ＬＱと接触する液体接触面である。基板Ｐの表面は、所定の膜で形成され、制御装置１１は、基板Ｐの表面（液体接触面）を形成する膜を評価する。
【００７５】
図９及び図１０は、基板Ｐの一例を示す模式図である。図９に示す基板Ｐは、半導体ウエハ等を含む基材Ｗと、基材Ｗ上に形成された感光膜Ｒｇとを含み、基板Ｐの液体接触面は、感光膜Ｒｇによって形成されている。図１０に示す基板Ｐは、半導体ウエハ等を含む基材Ｗと、基材Ｗ上に形成された感光膜Ｒｇと、感光膜Ｒｇ上に形成された保護膜（トップコート膜）Ｔｃとを含み、基板Ｐの液体接触面は、保護膜Ｔｃによって形成されている。このように、基板Ｐの表面は、各種の膜で形成することができる。
【００７６】
例えば、基板Ｐの液体接触面が第１の膜で形成され、その第１の膜と液体ＬＱとを接触させた状態で基板Ｐを露光し、その露光後の基板Ｐに付着している滴Ｄを検出装置９で検出した場合において、その基板Ｐ上に滴Ｄが検出されなかった場合、あるいは第１の許容値未満の大きさ（又は数）の滴Ｄのみが検出された場合、その第１の膜は、液浸露光に好適な膜であると評価することができる。例えば、第１の膜は、滴Ｄの残留を抑制可能な、液体ＬＱに対して所望の撥液性の膜であると評価することができる。
【００７７】
また、基板Ｐの液体接触面が第２の膜で形成され、その第２の膜と液体ＬＱとを接触させた状態で基板Ｐを露光し、その露光後の基板Ｐに付着している滴Ｄを検出装置９で検出した場合において、その基板Ｐ上に第１許容値以上第２の許容値未満の大きさ（又は数）の滴Ｄが検出された場合、その第２の膜は、例えば第１の膜よりも撥液性が低い膜であると評価することができる。その場合、例えば第２の膜を他の膜（例えば第１の膜）に変更する等の処置を講ずることができる。また、第２の膜の基板Ｐを液浸露光するときに、その第２の膜の基板Ｐの液浸露光後、検出装置９の検出動作を省いて、上述の除去装置４０を用いる除去動作を実行するように、露光シーケンスを変更することができる。
【００７８】
また、基板Ｐの液体接触面が第３の膜で形成され、その第３の膜と液体ＬＱとを接触させた状態で基板Ｐを露光し、その露光後の基板Ｐに付着している滴Ｄを検出装置９で検出した場合において、その基板Ｐ上に第２許容値以上の大きさ（又は数）の滴Ｄが検出された場合、その第３の膜は、液浸露光に不適な膜であると評価することができる。その場合、例えば第３の膜の基板Ｐの処理を中止する、あるいは第３の膜を他の膜（例えば第１の膜）に変更する等の処置を講ずることができる。また、第３の膜の基板Ｐを液浸露光するときに、その第３の膜の基板Ｐの液浸露光後、検出装置９の検出動作を省いて、上述の除去装置４０を用いる除去動作を実行するように、露光シーケンスを変更することができる。
【００７９】
また、検出装置９の検出結果に基づいて、液浸部材１７の状態を評価することができる。液浸部材１７の状態の評価は、液浸部ＬＳの液体ＬＱと接触する液浸部材１７の下面１８の状態を含む。下面１８の状態は、液体ＬＱに対する下面１８の撥液性（接触角）、及び下面１８の構造（形状）の少なくとも一方を含む。
【００８０】
例えば、液浸部材１７の下面１８の撥液性が経時的に変化（低下）する可能性がある。下面１８の撥液性が低下すると、図１１に示すように、液浸部ＬＳを形成した状態で液浸部材１７に対して基板Ｐ（基板ステージ２）を所定速度で移動したとき、液浸部ＬＳの液体ＬＱの一部が膜となり、液浸部材１７と基板Ｐとの間の空間から液体ＬＱの一部が流出したり、滴Ｄとなって基板Ｐ上に残留したりする可能性がある。また、下面１８の撥液性が低下している状態で、基板Ｐ（基板ステージ２）を高い速度で移動すると、液体ＬＱが流出したり、滴Ｄとなって基板Ｐ上に残留したりする可能性が高くなる。
【００８１】
したがって、検出装置９の検出結果に基づいて、基板Ｐ上に滴Ｄが付着していると判断された場合、液浸部材１７の下面１８の撥液性が低下したと評価することができる。その場合、液浸部材１７をメンテナンスしたり、液浸部材１７を交換したりする等の処置を講ずることができる。
【００８２】
また、液浸部材１７と基板Ｐ（基板ステージ２）との間に液浸部ＬＳを形成した状態で、実験的に基板Ｐの移動速度を変化させ、各移動速度で移動したときの基板Ｐ上の滴Ｄを検出装置９で検出し、その検出結果に基づいて、液体ＬＱが流出したり、滴Ｄが残留したりしない基板Ｐの最高速度を求めることができる。また、その求めた結果から、露光条件（基板Ｐの移動条件）を調整することができる。
【００８３】
また、下面１８の構造が異なる液浸部材１７を複数用意し、各液浸部材１７と基板Ｐ（基板ステージ２）との間に液浸部ＬＳを形成した状態で、実験的に液浸部材１７に対して基板Ｐを所定速度で移動したときの基板Ｐ上の滴Ｄを検出装置９でそれぞれ検出し、その検出結果に基づいて、液体ＬＱが流出したり、滴Ｄが残留したりしない液浸部材１７の構造を求めることができる。また、その求めた結果から、最適な構造の液浸部材１７を選択することができる。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態によれば、基板Ｐの表面に付着している滴Ｄから発生する光の受光光学系３６への入射が抑制されるように、光学システム３２が構築されているので、撮像素子３３で取得される画像上において、滴Ｄの周囲の基板Ｐの画像に対して、滴Ｄの画像を暗く（黒く）することができる。したがって、画像上において滴Ｄと基板Ｐとのコントラストを大きくすることができる。また、滴Ｄの位置、大きさ等、滴Ｄの定量的な情報を良好に取得することができる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、液浸露光後の基板Ｐが基板ステージ２から搬出される前に、その基板Ｐ上の滴Ｄの検出動作が実行される場合を例にして説明したが、液浸露光後の基板Ｐを基板ステージ２からアンロードした後、その基板Ｐ上の滴Ｄを検出装置９で検出してもよい。
【００８６】
なお、本実施形態においては、露光装置ＥＸが検出装置９を備えている場合を例にして説明したが、検出装置９が露光装置ＥＸと別に設けられていてもよい。例えば、検出装置９が、コータ・デベロッパ装置ＣＤに設けられていてもよいし、インターフェースＩＦに設けられていてもよいし、露光装置ＥＸ及びコータ・デベロッパ装置ＣＤの外に設けられていてもよい。
【００８７】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下で説明する各実施形態は、検出装置９の変形例を示す。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。
【００８８】
図１２は、第２実施形態に係る検出装置９Ｂを示す図である。図１２において、検出装置９Ｂは、光源装置３０Ｂから射出された検出光ＬＵで基板Ｐを照明する照明光学系３５Ｂ、及び照明光学系３５Ｂで照明された基板Ｐの表面からの検出光ＬＵを受光する受光光学系３６Ｂを含む光学システム３２Ｂと、撮像素子３３Ｂを含む観察カメラ３４Ｂとを備えている。本実施形態においては、照明光学系３５Ｂの光軸ＡＸ１が、基板Ｐの表面と垂直なＺ軸に対して傾斜している。また、本実施形態においては、受光光学系３６Ｂの光軸ＡＸ２もＺ軸に対して傾斜している。照明光学系３５Ｂの光軸ＡＸ１と受光光学系３６Ｂの光軸ＡＸ２とは離れている。
【００８９】
本実施形態においても、照明光学系３５Ｂの照明によって基板Ｐの表面に付着している滴Ｄから発生する光の受光光学系３６Ｂへの入射が抑制されるように、光学システム３２Ｂが構築されている。すなわち、照明光学系３５Ｂの開口数ＮＡ１及び受光光学系３６Ｂの開口数ＮＡ２が十分に小さく、照明光学系３５Ｂの開口数ＮＡ１と受光光学系３６Ｂの開口数ＮＡ２とがほぼ同じである。
【００９０】
図１３は、本実施形態に係る、照明光学系３５Ｂの照射範囲ＡＲ１と、受光光学系３６Ｂの受光範囲ＡＲ２と、反射範囲ＡＲ３と、撮像素子３３で取得された画像との関係を示す模式図である。図１３（Ｂ）に示すように、照射角θ１及び受光角θ２はそれぞれ小さく、照射角θ１と受光角θ２とはほぼ同じである。この場合、受光臨界位置Ｊは、滴Ｄの表面の中央に近くなる。したがって、撮像素子３３で取得される滴Ｄの画像において、図１３（Ａ）に示すように、明るい（白い）領域が小さくなり、暗い（黒い）領域が大きくなる。また、撮像素子３３で取得される滴Ｄの周囲の基板Ｐの表面の画像は明るい（白い）。したがって、滴Ｄの画像を良好に取得することができる。
【００９１】
図１４は、比較例を示す図であって、照射角θ１が大きい場合を示す模式図である。図１４（Ｂ）に示すように、照射角θ１は大きく、受光角θ２より十分に大きい。この場合、受光臨界位置Ｊは、滴Ｄの表面の中央に対して離れ、滴Ｄの画像を良好に取得することが困難となる。
【００９２】
なお、図示は省略するが、受光角θ２が大きい場合にも、受光臨界位置Ｊが滴Ｄの表面の中央に対して離れ、滴Ｄの画像を良好に取得することが困難となる。
【００９３】
以上説明したように、照明光学系３５Ｂの光軸ＡＸ１及び受光光学系３６Ｂの光軸ＡＸ２の少なくとも一方が、基板Ｐの表面と垂直なＺ軸に対して傾斜しており、照明光学系３５Ｂの光軸ＡＸ１と受光光学系３６Ｂの光軸ＡＸ２とが離れている場合でも、基板Ｐの表面に付着している滴Ｄから発生する光の受光光学系３６Ｂへの入射が抑制されるように、光学システム３２Ｂを構築することによって、画像上において滴Ｄと基板Ｐとのコントラストを大きくすることができ、滴Ｄの位置、大きさ等、滴Ｄの定量的な情報を良好に取得することができる。
【００９４】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。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。
【００９５】
図１５は、第３実施形態に係る検出装置９Ｃを模式的に示す斜視図である。図１５において、検出システム９Ｃは、受光光学系３６Ｃを含む光学システム３２Ｃと、受光光学系３６Ｃから射出される光を受光する撮像素子３３Ｃを含む観察カメラ３４Ｃとを備えている。
【００９６】
本実施形態において、受光光学系３６Ｃは、基板Ｐの表面とほぼ平行なＸＹ平面内において、Ｘ軸方向に配置された複数の結像光学系３１Ｃを有する。本実施形態において、結像光学系３１Ｃのそれぞれは、径方向屈折率分布型レンズであり、等倍の正立像を形成可能である。本実施形態においては、複数の結像光学系３１Ｃを含む受光光学系３６Ｃとして、日本板硝子株式会社製のＳＬＡ（セルフォック・レンズ・アレイ）が用いられる。
【００９７】
撮像素子３３Ｃは、受光光学系３６Ｃの射出側（像面側）において、Ｘ軸方向に複数配置されている。撮像素子３３Ｃは、Ｘ軸方向に長いＣＣＤラインセンサを形成する。
【００９８】
なお、図１５においては照明光学系の図示が省略されているが、上述の第１実施形態と同様、光学システム３２Ｃは、光源装置及び分離光学素子を備え、光源装置から射出された検出光ＬＵは、分離光学素子を介して各結像光学系３１Ｃに入射し、それら各結像光学系３１Ｃを介して基板Ｐに入射する。
【００９９】
検出装置９Ｃは、基板Ｐ上の滴Ｄを検出するために、受光光学系３６Ｃに対して基板ＰをＹ軸方向に移動しながら、基板Ｐからの検出光ＬＵを受光する。検出装置９Ｃは、撮像素子３３Ｃで取得した像情報に基づいて、基板Ｐ上の滴Ｄに関する情報を取得する。
【０１００】
本実施形態においては、検出装置９Ｃは、撮像素子３３Ｃへの不要な光の入射を抑制するグリッド部材４５を備えている。グリッド部材４５は、受光光学系３６Ｃの射出側（像面側）に配置されている。
【０１０１】
グリッド部材４５は、受光光学系３６Ｃの射出側においてＸ軸方向に配置された複数のプレート部材を含む。グリッド部材４５は、各プレート部材の間に形成され、受光光学系３６Ｃから射出された光が通過可能な開口４６を有する。グリッド部材４５は、受光光学系３６Ｃ（結像光学系３１Ｃ）から射出される検出光ＬＵの撮像素子３３Ｃに対する指向性を調整する。
【０１０２】
本実施形態においては、結像光学系３１ＣがＸ軸方向に複数配置されており、複数の結像光学系３１Ｃのうち、例えば第１の結像光学系３１Ｃの射出面と対向し、その第１の結像光学系３１Ｃから射出される光を受光するべき撮像素子３３Ｃに、第１の結像光学系３１Ｃの隣の第２の結像光学系３１Ｃから射出される光が入射してしまう可能性がある。換言すれば、第１の結像光学系３１Ｃによって像が形成されるべき撮像素子３３Ｃに、第２の結像光学系３１Ｃによって像が形成されてしまう可能性がある。その場合、検出装置９Ｃは、良好な画像を取得できなくなる可能性がある。
【０１０３】
本実施形態においては、撮像素子３３Ｃへの不要な光の入射を抑制するための、撮像素子３３Ｃに対する検出光ＬＵの指向性を調整するグリッド部材４５が配置されているので、複数の結像光学系３１Ｃのうち、撮像素子３３Ｃと対向する第１の結像光学系３１Ｃ以外の第２の結像光学系３１Ｃから射出される光が、その撮像素子３３Ｃに入射することを抑制できる。したがって、検出装置９Ｃは、良好な画像を取得できる。
【０１０４】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。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。
【０１０５】
図１６は、第４実施形態に係る検出装置９Ｄを模式的に示す側面図、図１７は、斜視図である。図１６及び図１７において、検出システム９Ｄは、検出光ＬＵを射出する光源装置３０Ｄと、照明光学系３５Ｄ及び受光光学系３６Ｄを含む光学システム３２Ｄと、受光光学系３６Ｄから射出される光を受光する撮像素子３３Ｄを含む観察カメラ３４Ｄとを備えている。
【０１０６】
照明光学系３５Ｄは、光源装置３０から射出された検出光ＬＵが入射する反射部材３７Ｄ、反射部材３７Ｄを介した検出光ＬＵが入射する分離光学素子３８Ｄ、及びＸ軸方向に配置されたＳＬＡからなる複数の結像光学系３１Ｄを含む。受光光学系３６Ｄは、複数の結像光学系３１Ｃ及び分離光学素子３８Ｄを含む。照明光学系３５Ｄ及び受光光学系３６Ｄは、結像光学系３１Ｄ及び分離光学素子３８Ｄを兼用する。
【０１０７】
撮像素子３３Ｄは、Ｘ軸方向に複数配置されており、Ｘ軸方向に長いＣＣＤラインセンサを形成する。また、受光光学系３６Ｄの射出側には、撮像素子３３Ｄへの不要な光の入射を抑制するグリッド部材４５Ｄが配置されている。
【０１０８】
本実施形態においては、検出装置９Ｄは、反射部材３７Ｄ、結像光学系３１Ｄ及びグリッド部材４５Ｄ等、光学システム３２Ｄの各部材を保持する保持部材４７Ｄを有する。保持部材４７Ｄによって、光学システム３２Ｄの各部材の位置関係を良好に維持することができる。
【０１０９】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。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。
【０１１０】
図１８は、第５実施形態に係る検出装置９Ｅを模式的に示す側面図である。図１８において、検出システム９Ｅは、検出光ＬＵを射出する光源装置３０Ｅと、照明光学系３５Ｅ及び受光光学系３６Ｅを含む光学システム３２Ｅと、受光光学系３６Ｅから射出される光を受光する撮像素子３３Ｅを含む観察カメラ３４Ｅと、光学システム３２Ｅの各部材を保持する保持部材４７Ｅとを備えている。
【０１１１】
照明光学系３５Ｅは、光源装置３０Ｅから射出された検出光ＬＵが入射する反射部材３７Ｅ、及び反射部材３７Ｅからの検出光ＬＵを基板Ｐに導く分離光学素子３８Ｅを含む。受光光学系３６Ｅは、基板Ｐからの光が入射する分離光学系３８Ｅ、及び分離光学系３８Ｅからの光が入射するＸ軸方向に配置されたＳＬＡからなる複数の結像光学系３１Ｅを含む。分離光学系３８Ｅは、受光光学系３６Ｅの入射側（物体面側）に配置されている。照明光学系３５Ｅ及び受光光学系３６Ｅは、分離光学素子３８Ｅを兼用する。
【０１１２】
本実施形態においては、照明光学系３５Ｅの射出側に、基板Ｐに対する検出光ＬＵの指向性を調整するグリッド部材４８Ｅが配置されている。光源装置３０Ｅから射出され、反射部材３７Ｅ及び分離光学素子３８Ｅを介した検出光ＬＵは、グリッド部材４８Ｅによって形成される開口を通過した後、基板Ｐに照射される。
【０１１３】
本実施形態において、グリッド部材４８Ｅは、結像光学系３１Ｅと基板Ｐとの間に配置されており、受光光学系３６Ｅの入射側に配置されている。本実施形態において、グリッド部材４８Ｅは、受光光学系３６Ｅの入射側（物体面側）に配置された、撮像素子３３Ｅへの不要な光の入射を抑制するグリッド部材４９Ｅとしての機能も有する。
【０１１４】
また、本実施形態においては、受光光学系３６Ｅの射出側（像面側）にも、撮像素子３３Ｅへの不要な光の入射を抑制するグリッド部材４５Ｅが配置されている。本実施形態においては、グリッド部材４８Ｅ（４９Ｅ）、４５Ｅは、保持部材４７Ｅの一部によって形成されている。
【０１１５】
本実施形態においても、検出装置９Ｅは、基板Ｐ上の滴Ｄを良好に検出できる。
【０１１６】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。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。
【０１１７】
図１９は、第６実施形態に係る検出装置９Ｆを模式的に示す側面図である。図１９において、検出システム９Ｆは、検出光ＬＵを射出する光源装置３０Ｆと、照明光学系３５Ｆ及び受光光学系３６Ｆを含む光学システム３２Ｆと、受光光学系３６Ｆから射出される光を受光する撮像素子３３Ｆを含む観察カメラ３４Ｆと、光学システム３２Ｆの各部材を保持する保持部材４７Ｆとを備えている。本実施形態において、照明光学系３５Ｆの光軸及び受光光学系３６Ｆの光軸は、Ｚ軸に対して傾斜しており、照明光学系３５Ｆの光軸と受光光学系３６Ｆの光軸とは離れている。
【０１１８】
また、照明光学系３５Ｆの射出側には、グリッド部材４８Ｆが配置され、受光光学系３６Ｆの入射側には、グリッド部材４９Ｆが配置されている。本実施形態においては、グリッド部材４８Ｆ及びグリッド部材４９Ｆは、保持部材４７Ｆの一部によって形成されている。
【０１１９】
本実施形態においても、検出装置９Ｆは、基板Ｐ上の滴Ｄを良好に検出できる。
【０１２０】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について説明する。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。
【０１２１】
図２０は、第７実施形態に係る検出装置９Ｇを模式的に示す側面図である。図２０において、検出システム９Ｇは、検出光ＬＵを射出する光源装置３０Ｇと、照明光学系３５Ｇ及び受光光学系３６Ｇを含む光学システム３２Ｇと、受光光学系３６Ｇから射出される光を受光する撮像素子３３Ｇを含む観察カメラ３４Ｇとを備えている。本実施形態において、照明光学系３５Ｇの光軸及び受光光学系３６Ｇの光軸は、Ｚ軸に対して傾斜しており、照明光学系３５Ｇの光軸と受光光学系３６Ｇの光軸とは離れている。本実施形態において、受光光学系３６Ｇは、撮像素子３３に対して移動可能なアオリレンズ５０を含む。
【０１２２】
本実施形態においては、光源装置３０Ｇの射出面と対向する位置に、光源装置３０Ｇから射出された検出光ＬＵの指向性を調整するグリッド部材４８Ｇが配置されている。本実施形態において、光源装置３０Ｇは、射出面からほぼ均一に検出光ＬＵを射出する。すなわち、本実施形態の光源装置３０Ｇは、所謂、面発光する面光源である。
【０１２３】
図２１は、グリッド部材４８Ｇの一例を示す図である。図２１に示すように、グリッド部材４８Ｇは、第１方向に配置された複数のプレート部材と、第１方向と交差する第２方向に配置された複数のプレート部材とを含み、各プレート部材の間に、受光光学系３６Ｃから射出される光が通過可能な開口４６Ｇを形成する。グリッド部材４８Ｇによって、照明光学系３５Ｇの開口数を実質的に小さくすることができる。
【０１２４】
本実施形態においては、検出装置９Ｇの検出領域に対してほぼ基板Ｐを静止した状態で、基板Ｐの画像が取得される。本実施形態においても、検出装置９Ｇは、基板Ｐ上の滴Ｄを良好に検出できる。
【０１２５】
＜第８実施形態＞
次に、第８実施形態について説明する。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。
【０１２６】
図２２は、第８実施形態に係る検出装置９Ｈを模式的に示す側面図である。図２２において、検出システム９Ｈは、検出光ＬＵを射出する光源装置３０Ｈと、照明光学系３５Ｈ及び受光光学系３６Ｈを含む光学システム３２Ｈと、受光光学系３６Ｈから射出される光を受光する撮像素子３３Ｈを含む観察カメラ３４Ｈとを備えている。本実施形態において、照明光学系３５Ｈの光軸及び受光光学系３６Ｈの光軸は、基板Ｐの表面とほぼ垂直であり、照明光学系３５Ｈの光軸と受光光学系３６Ｈの光軸の少なくとも一部とが一致している。
【０１２７】
本実施形態においては、光源装置３０Ｈは、上述の第８実施形態の光源装置３８Ｇと同様、面光源であり、光源装置３０Ｈの射出面と対向する位置には、図２１を参照して説明したグリッド部材４８Ｇと同等の構成のグリッド部材４８Ｈが配置されている。
【０１２８】
光源装置３０Ｈから射出され、グリッド部材４８Ｈを介した検出光ＬＵは、分離光学素子３８Ｈにより、基板Ｐに導かれる。基板Ｐの表面から発生した検出光ＬＵの反射光は、分離光学素子３８Ｈを介して、撮像素子３３Ｈに入射する。本実施形態においては、照明光学系３５Ｈ及び受光光学系３６Ｈは、分離光学素子３８Ｈを兼用する。
【０１２９】
本実施形態においても、検出装置９Ｈの検出領域（受光光学系３６Ｇの視野）に対してほぼ基板Ｐを静止した状態で、基板Ｐの画像が取得される。本実施形態においても、検出装置９Ｈは、基板Ｐ上の滴Ｄを良好に検出できる。
【０１３０】
＜第９実施形態＞
次に、第９実施形態について説明する。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。
【０１３１】
図２３（Ａ）は、第８実施形態に係る検出装置９Ｉを模式的に示す側面図、図２３（Ｂ）は、正面図である。図２３において、検出システム９Ｉは、検出光ＬＵを射出する光源装置３０Ｉと、照明光学系３５Ｉ及び受光光学系３６Ｉを含む光学システム３２Ｉと、受光光学系３６Ｉから射出される光を受光する撮像素子３３Ｉとを備えている。本実施形態において、照明光学系３５Ｉの光軸及び受光光学系３６Ｉの光軸は、Ｚ軸に対して傾斜しており、照明光学系３５Ｉの光軸と受光光学系３６Ｉの光軸とは離れている。光源装置３０Ｉの射出面と対向する位置に、光源装置３０Ｉから射出された検出光ＬＵの指向性を調整するグリッド部材４８Ｉが配置されている。本実施形態においては、検出装置９Ｉは、検出光ＬＵに対して基板Ｐを移動しながら、基板Ｐからの検出光ＬＵを受光する。
【０１３２】
図２４は、図２３の変形例であって、受光光学系３６Ｉが複数の反射部材５１、５２、５３と、結像光学系５４とを備えている例である。光源装置３０Ｉから射出され、グリッド部材４８Ｉを介した検出光ＬＵは、基板Ｐに照射される。基板Ｐで反射した検出光ＬＵは、反射部材５１で反射して、反射部材５２に導かれ、反射部材５２と反射部材５３とで反射を繰り返した後、結像光学系５４を介して、撮像素子３３Ｉに入射する。
【０１３３】
本実施形態においても、検出装置９Ｉは、基板Ｐ上の滴Ｄを良好に検出できる。
【０１３４】
＜第１０実施形態＞
次に、第１０実施形態について説明する。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。
【０１３５】
図２５（Ａ）は、第１０実施形態に係る検出装置９Ｊを模式的に示す側面図、図２５（Ｂ）は、正面図である。図２５において、検出システム９Ｊは、検出光ＬＵを射出する光源装置３０Ｊと、照明光学系３５Ｊ及び受光光学系３６Ｊを含む光学システム３２Ｊと、受光光学系３６Ｊから射出される光を受光する撮像素子３３Ｊとを備えている。
【０１３６】
照明光学系３５Ｊは、光源装置３０Ｊから射出された検出光ＬＵを基板Ｐに導いて、その基板Ｐに検出光ＬＵを照射する第１光学系６１と、第１光学系６１によって照射された基板Ｐからの検出光ＬＵを再帰反射する第２光学系６０とを備えている。
【０１３７】
第１光学系６１は、光源装置３０Ｊから射出された検出光ＬＵが入射する分離光学素子３８Ｊと、分離光学素子３８Ｊで反射した検出光ＬＵが入射され、その検出光ＬＵを基板Ｐに導く光学素子３１Ｊとを含む。第１光学系６１の光学素子３１Ｊから射出された検出光ＬＵは、基板Ｐに照射される。基板Ｐに照射された検出光ＬＵは、その基板Ｐで反射して、第２光学系６０に入射する。第２光学系６０は、例えばコーナーキューブリフレクタ等の再帰反射部材を含み、基板Ｐからの検出光ＬＵを、基板Ｐに向けて再帰反射する。第２光学系６０は、基板Ｐからの検出光ＬＵを再帰反射することによって、その検出光ＬＵを基板Ｐに照射する。
【０１３８】
本実施形態において、受光光学系３６Ｊは、光学素子３１Ｊと、分離光学素子３８Ｊとを含む。すなわち、照明光学系３５Ｊと受光光学系３６Ｊとは、光学素子３１Ｊ及び分離光学素子３８Ｊを兼用する。また、照明光学系３５Ｊの第１光学系６１の光軸と受光光学系３６Ｊの光軸の少なくとも一部とが一致している。
【０１３９】
第２光学系６０によって基板Ｐによって照射された検出光ＬＵは、基板Ｐで反射して、受光光学系３６Ｊに入射する。受光光学系３６Ｊは、第２光学系６０によって照射された基板Ｐからの検出光ＬＵを受光する。受光光学系３６Ｊに入射した検出光ＬＵは、光学素子３１Ｊを介して分離光学素子３８Ｊに入射し、その分離光学素子３８Ｊを透過した後、撮像素子３３Ｊに入射する。撮像素子３３Ｊは、検出光ＬＵを受光し、基板Ｐの像情報を取得する。
【０１４０】
本実施形態において、検出装置９Ｊは、検出光ＬＵに対して基板Ｐを移動しながら、基板Ｐからの検出光ＬＵを受光する。
【０１４１】
図２６は、図２５の変形例であって、照明光学系３５Ｊの第１光学系６１が、複数の反射部材６２、６３、６４を備えている例である。第１光学系６１の反射部材６２、６３、６４は、受光光学系３６Ｊと兼用されている。光源装置３０Ｊから射出され、分離光学素子３８Ｊで反射し、光学素子３１Ｊを通過した検出光ＬＵは、反射部材６２に入射し、反射部材６２と反射部材６３とで反射を繰り返した後、反射部材６４に導かれ、その反射部材６４で反射して、基板Ｐに照射される。基板Ｐに照射され、その基板Ｐで反射した検出光ＬＵは、再帰反射部材を含む第２光学系６０で反射して、再び基板Ｐに照射される。第２光学系６０によって基板Ｐに照射され、その基板Ｐで反射した検出光ＬＵは、反射部材６４で反射して、反射部材６３に導かれ、反射部材６３と反射部材６２とで反射を繰り返した後、光学素子３１Ｊ及び分離光学素子３８Ｊを介して、撮像素子３３Ｊに入射する。
【０１４２】
このように、本実施形態においては、照明光学系３５Ｊは、再帰反射部材を含む。再帰反射部材は、基板Ｐに対する指向性が高く、照明光学系３５Ｊの開口数を実質的に小さくすることができる。したがって、基板Ｐ上の滴Ｄを良好に検出することができる。また、本実施形態においては、各部材の配置の自由度が向上され、装置の大型化を抑制できる。
【０１４３】
なお、上述の第１〜第１０実施形態において、投影光学系ＰＬは、終端光学素子の射出側（像面側）の光路を液体で満たしているが、米国特許出願公開第２００５／０２４８８５６号明細書に開示されているように、終端光学素子の入射側（物体面側）の光路も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。
【０１４４】
なお、上述の実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱとしては、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、あるいは基板の表面を形成する感光材（フォトレジスト）の膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル、セダー油等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、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（終端光学素子など）を形成してもよい。また、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。
【０１４５】
また、例えば露光光ＥＬがＦ２レーザ光である場合、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もの、例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フッ素系オイル等のフッ素系流体を用いることができる。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。
【０１４６】
なお、上述の各実施形態の基板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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
また、例えば米国特許第６６１１３１６号明細書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。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。
【０１５０】
また、露光装置ＥＸとして、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６４００４４１号明細書、米国特許第６５４９２６９号明細書、米国特許第６５９０６３４号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置を採用することもできる。
【０１５１】
更に、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、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。
【０１５２】
また、上述の実施形態は、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。
【０１５３】
露光装置の種類としては、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。
【０１５４】
なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージ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。
【０１５５】
また、上述の各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許７０２３６１０号明細書に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでもよい。
【０１５６】
なお、上述の各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６７７８２５７号明細書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可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、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）等を含む。また、可変成形マスクとしては、ＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。
【０１５７】
また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。
【０１５８】
上述の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部が形成される。
【０１５９】
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。
【０１６０】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、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。
【０１６１】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図２７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、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（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。上述の実施形態のクリーニング動作は、基板処理ステップ２０４に含まれる。
【０１６２】
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】第１実施形態に係るデバイス製造システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る液浸部材の近傍を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る検出装置の一例を示す図である。
【図４】比較例に係る照明光学系の開口数及び受光光学系の開口数と撮像素子に取得される滴の像情報との関係を説明するための模式図である。
【図５】比較例に係る照明光学系の開口数及び受光光学系の開口数と撮像素子に取得される滴の像情報との関係を説明するための模式図である。
【図６】第１実施形態に係る照明光学系の開口数及び受光光学系の開口数と撮像素子に取得される滴の像情報との関係を説明するための模式図である。
【図７】第１実施形態に係る表示装置の一例を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る除去装置の一例を示す図である。
【図９】基板の一例を示す模式図である。
【図１０】基板の一例を示す模式図である。
【図１１】液浸部材の状態と液浸部との関係を説明するための模式図である。
【図１２】第２実施形態に係る検出装置の一例を示す図である。
【図１３】第２実施形態に係る照明光学系の開口数及び受光光学系の開口数と撮像素子に取得される滴の像情報との関係を説明するための模式図である。
【図１４】比較例に係る照明光学系の開口数及び受光光学系の開口数と撮像素子に取得される滴の像情報との関係を説明するための模式図である。
【図１５】第３実施形態に係る検出装置の一例を示す斜視図である。
【図１６】第４実施形態に係る検出装置の一例を示す側面図である。
【図１７】第４実施形態に係る検出装置の一例を示す斜視図である。
【図１８】第５実施形態に係る検出装置の一例を示す側面図である。
【図１９】第６実施形態に係る検出装置の一例を示す側面図である。
【図２０】第７実施形態に係る検出装置の一例を示す側面図である。
【図２１】第７実施形態に係るグリッド部材の一例を示す図である。
【図２２】第８実施形態に係る検出装置の一例を示す側面図である。
【図２３】第９実施形態に係る検出装置の一例を示す図である。
【図２４】第９実施形態に係る検出装置の一例を示す図である。
【図２５】第１０実施形態に係る検出装置の一例を示す図である。
【図２６】第１０実施形態に係る検出装置の一例を示す図である。
【図２７】マイクロ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】
【０１６４】
２…基板ステージ、８…搬送システム、９…検出装置、１０…表示装置、１１…制御装置、１７…液浸部材、３１、３１Ｃ…結像光学系、３３…撮像素子、３５…照明光学系、３６…受光光学系、４０…除去装置、４５…グリッド部材、４８Ｅ…グリッド部材、４９Ｅ…グリッド部材、６０…第２光学系、６１…第１光学系、Ｄ…滴、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ…液浸部、ＬＵ…検出光、Ｐ…基板、Ｒｇ…感光膜、Ｔｃ…保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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