(57)【要約】    基板ホルダへロードするときにおいては基板ホルダと干渉を防止でき、ロード後においては裏面側への液体の浸入を防止できる露光用基板を提供する。基板（Ｐ）は、液体を介して露光光が照射されることにより露光される露光用基板であって、外径（ＬＰ）の寸法公差（ＤＰ）が±０．０２ｍｍ以下である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を介して露光光が照射されることにより露光される露光用基板であって、
外径の寸法公差が±０．０２ｍｍ以下である露光用基板。
【請求項２】
半導体ウエハを含む請求項１記載の露光用基板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の露光用基板をホルダに保持した状態で、前記露光光を照射して前記露光用基板を露光する露光方法。
【請求項４】
前記ホルダは、開口部が形成されたプレート部材を保持し、
前記開口部の内側面と前記露光用基板の外側面とが対向するように前記露光用基板が配置され、
前記内側面の内径の寸法公差を考慮して、前記露光用基板の外径の寸法公差が定められている請求項３記載の露光方法。
【請求項５】
前記露光用基板の表面と前記プレート部材の表面とはほぼ面一である請求項４記載の露光方法。
【請求項６】
前記プレート部材の内側面には撥液性材料の膜が設けられ、
前記膜の厚さの公差も考慮して、前記露光用基板の外径の寸法公差が定められている請求項４又は５記載の露光方法。
【請求項７】
前記プレート部材は前記ホルダに脱着可能に保持され、
前記ホルダ上での理想位置に対する前記プレート部材の位置決め精度を考慮して、前記露光用基板の外径の寸法公差が定められている請求項４〜６のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項８】
前記露光用基板の外側面と前記プレート部材の内側面とのギャップが０．３ｍｍ以下である請求項４〜７のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項９】
前記露光用基板はローダ装置によって前記ホルダに搬入され、
前記ローダ装置による前記ホルダへの前記露光用基板の搬入位置精度を考慮して、前記露光用基板の外径の寸法公差が定められている請求項３〜８のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１０】
前記ホルダを移動するステージ装置が設けられており、
前記ステージ装置を初期化した後に理想位置に対して位置決めするときの位置決め精度を考慮して、前記露光用基板の外径の寸法公差が定められている請求項３〜９のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１１】
前記ホルダに保持された前記露光用基板の外側面と前記ホルダに保持された前記露光用基板の周囲に配置された部材の内側面とのギャップが０．３ｍｍ以下となるように、前記露光用基板の外径の寸法公差が定められている請求項３記載の露光方法。
【請求項１２】
請求項３〜請求項１１のいずれか一項記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を介して露光光が照射されることにより露光される露光用基板、その露光用基板を露光する露光方法及びデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００４年９月１７日に出願された特願２００４−２７１６３６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを支持するマスクステージ装置と、基板を支持する基板ステージ装置とを有し、マスクステージ装置及び基板ステージ装置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投影露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれており、その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献１に開示されているような、投影光学系と基板との間を気体よりも屈折率の高い液体で満たした状態で露光処理を行う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】
図１２に示すように、基板ステージ装置の基板ホルダＰＨ’に保持された基板（露光用基板）Ｐ上のエッジ領域Ｅを液浸露光する場合には、投影光学系の投影領域ＡＲ１’を覆う液浸領域ＡＲ２’の一部が基板Ｐの外側に形成される場合が生じる。液浸領域ＡＲ２’の一部を基板Ｐの外側に形成した状態で基板Ｐのエッジ領域Ｅを露光するような場合、基板Ｐの外径の寸法誤差（製造誤差）が大きくて、基板Ｐと基板ホルダＰＨ’との間のギャップ（隙間）が大きくなると、そのギャップに液体が浸入する可能性がある。その場合、基板ホルダＰＨ’が基板Ｐを良好に保持できない可能性が生じる。例えば、基板Ｐの裏面と基板ホルダＰＨ’との間に液体が浸入することによって、保持した基板Ｐのフラットネスの劣化を招く可能性がある。あるいは、浸入した液体が気化することで付着跡（以下、液体が純水でない場合であっても、その付着跡をウォーターマークと称する）が形成されることも考えられるが、そのウォーターマークは異物として作用するため、基板ホルダＰＨ’に保持された基板Ｐのフラットネスの劣化を招く可能性がある。また、基板Ｐと基板ホルダＰＨ’との間に浸入した液体が気化したときの気化熱により、基板Ｐや基板ホルダＰＨ’などが熱変形する等の不都合が生じる可能性もある。また、基板Ｐの外径の寸法誤差が大きいと、基板Ｐを基板ホルダＰＨ’にロードするときに、基板Ｐと基板ホルダＰＨ’とが干渉し、基板Ｐや基板ホルダＰＨ’が損傷する可能性がある。【０００４】
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、液浸露光に好適な露光用基板、その露光用基板を露光する露光方法、及びその露光方法を用いた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】
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１Ａ〜図１１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。【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、液体（ＬＱ）を介して露光光（ＥＬ）が照射されることにより露光される露光用基板であって、外径（ＬＰ）の寸法公差（ＤＰ）が±０．０２ｍｍ以下である露光用基板（Ｐ）が提供される。【０００７】
本発明の第１の態様によれば、露光用基板の外径の寸法公差を±０．０２ｍｍ以下にすることで、ホルダ上に保持された露光用基板の周囲のギャップを所定値以下に維持することができる。【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、上記態様の露光用基板（Ｐ）をホルダ（ＰＨ）に保持した状態で、露光光（ＥＬ）を照射して露光用基板（Ｐ）を露光する露光方法が提供される。【０００９】
本発明の第２の態様によれば、露光用基板をホルダで良好に保持し、露光用基板の裏面側への液体の浸入を防止した状態で露光処理を精度良く行うことができる。【００１０】
本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が提供される。【００１１】
本発明の第３の態様によれば、所望の性能を有するデバイスを提供できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液浸法を用いる場合にも、露光用基板を精度良く露光できる。したがって、所望の性能を有するデバイスを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】露光用基板の一実施形態を示す縦断面図である。
【図１Ｂ】露光用基板の一実施形態を示す横断面図である。
【図２】露光用基板の別の実施形態を示す断面図である。
【図３】露光用基板の別の実施形態を示す断面図である。
【図４】露光用基板の別の実施形態を示す断面図である。
【図５】露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図６】基板を保持した基板ホルダを示す側断面図である。
【図７】基板を保持した基板ホルダを示す平面図である。
【図８】プレート部材を示す断面図である。
【図９】基板ホルダに対してプレート部材が脱着される様子を示す図である。
【図１０】ローダ装置の動作を説明するための図である。
【図１１】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。
【図１２】従来の課題を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００１４】
１...基材、１Ａ...上面、１Ｂ...下面、１Ｃ...側面、２...感光材、３...膜、６１...基材、６２...膜、１５０...ローダ装置、１００...液浸機構、ＥＬ...露光光、ＥＸ...露光装置、ＬＱ...液体、Ｐ...露光用基板、Ｐｃ...外側面、ＰＨ...基板ホルダ、ＰＳＴ...基板ステージ装置、Ｔ...プレート部材、Ｔｃ...内側面
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。【００１６】
＜基板＞
基板（露光用基板）の一実施形態について図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明する。図１Ａは基板Ｐの一実施形態を示す側断面図、図１Ａは基板Ｐの平面図である。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、基板Ｐは、液体を介して露光光が照射されることにより露光される露光用基板であって、基材１と、その基材１の上面１Ａに被覆された感光材２とを有している。本実施形態においては、基材１はシリコンウエハを含む。例えば、シリコンウエハは、円柱状の結晶を育成するＣＺ（チョクラルスキー引き上げ）法で素材インゴットを形成する工程と、素材インゴットを１枚単位のウエハに切断する工程と、各ウエハの表面などを研磨する工程と、各ウエハ表面の付着物などを除去するための洗浄工程と、各ウエハの品質チェックを行う検査工程などを経て形成される。感光材２は基材１の上面１Ａの一部の領域（周縁部を除くほぼ全域）のみに被覆されており、側面１Ｃや下面１Ｂには被覆されていない。【００１７】
基板Ｐは平面視略円形状であって、所定の直径（外径）ＬＰを有するように形成され、その基板Ｐ（基材１）の外径ＬＰの寸法公差ＤＰは、±０．０２ｍｍ以下である。なお、基板Ｐ（基材１）の外径ＬＰの寸法公差ＤＰとしては、±０．０１ｍｍ以下であることが更に好ましい。本実施形態の基板Ｐ（基材１）の直径ＬＰは３００ｍｍであるが、１５０ｍｍ、又は２００ｍｍであってもよい。また、本実施形態における基板Ｐは略円形状であるが、そのエッジの一部に切欠部（ノッチ部、オリエンテーションフラット部）が形成されていてもよい。図１Ａ及び図１Ｂに示す基板Ｐにおいては、基材１の外側面１Ｃに材料膜が被覆されていないため、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰは、基材１の外径Ｌ１の寸法公差Ｄ１を言う。【００１８】
図２は基板Ｐの別の実施形態を示す側断面図である。図２において、基板Ｐは、基材１と、基材１の上面１Ａ及び側面１Ｃに被覆された感光材２とを有している。そして、図２に示すように、基材１の側面１Ｃに感光材２が被覆されている場合においては、基板Ｐの外径ＬＰは、基材１の外径Ｌ１と、その基材１の側面１Ｃに被覆された感光材２の膜厚Ｌ２との総和となる（すなわち、ＬＰ＝Ｌ１＋Ｌ２）。そのような場合であっても、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰは、±０．０２ｍｍ以下（好ましくは±０．０１ｍｍ以下）に設定される。また、この場合の基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰは、基材１の外径Ｌ１の寸法公差Ｄ１と、その基材１の側面１Ｃに被覆された感光材２の膜厚Ｌ２の寸法公差Ｄ２との和となる（すなわち、ＤＰ＝Ｄ１＋Ｄ２）。【００１９】
なお、図１Ａ、図１Ｂ及び図２の基板Ｐは、基板Ｐ上の少なくとも一部に液浸領域を形成して、液浸法により露光されるものなので、基材１に塗布されている感光材２は、その液浸領域を形成する液体との接触角が６０°以上、更に好ましくは８０°以上である。【００２０】
図３は基板Ｐの別の実施形態を示す側断面図である。図３において、基板Ｐは、基材１と、基材１の上面１Ａの一部に被覆された感光材２と、感光材２及び基材１の側面１Ｃを覆うように設けられた膜３とを有している。膜３は、感光材２とは別の材料によって構成され、感光材２の保護等を目的として設けられている。以下の説明においては、基板Ｐのうち、感光材２を覆う最表層の膜を適宜「トップコート膜」と称する。そして、図３に示すように、基材１の側面１Ｃにトップコート膜３が被覆されている場合においては、基板Ｐの外径ＬＰは、基材１の外径Ｌ１と、その基材１の側面１Ｃに被覆されたトップコート膜３の膜厚Ｌ３との総和となる（すなわち、ＬＰ＝Ｌ１＋Ｌ３）。そのような場合であっても、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰは、±０．０２ｍｍ以下（好ましくは±０．０１ｍｍ以下）に設定される。また、この場合の基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰは、基材１の外径Ｌ１の寸法公差Ｄ１と、その基材１の側面１Ｃに被覆されたトップコート膜３の膜厚Ｌ３の寸法公差Ｄ３との和となる（すなわち、ＤＰ＝Ｄ１＋Ｄ３）。【００２１】
図４は基板Ｐの別の実施形態を示す側断面図である。図４において、基板Ｐは、基材１と、基材１の上面１Ａ及び側面１Ｃを覆う感光材２と、その感光材２を覆うトップコート膜３とを有している。そして、図４に示すように、基材１の側面１Ｃに感光材２が被覆され、更にその感光材２を覆うようにトップコート膜３が設けられている場合においては、基板Ｐの外径ＬＰは、基材１の外径Ｌ１と、その基材１の側面１Ｃに被覆された感光材２の膜厚Ｌ２と、その感光材２を覆うトップコート膜３の膜厚Ｌ３との総和となる（すなわち、ＬＰ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）。そして、そのような場合であっても、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰは、±０．０２ｍｍ以下（好ましくは±０．０１ｍｍ以下）に設定される。また、この場合の基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰは、基材１の外径Ｌ１の寸法公差Ｄ１と、その基材１の側面１Ｃに被覆された感光材２の膜厚Ｌ２の寸法公差Ｄ２と、トップコート膜３の膜厚Ｌ３の寸法公差Ｄ３との和となる（すなわち、ＤＰ＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）。【００２２】
なお、図３及び図４の基板Ｐも、基板Ｐ上の少なくとも一部に液浸領域を形成して、液浸法により露光されるものなので、基材１に塗布されているトップコート膜３は、その液浸領域を形成する液体との接触角が９０°以上、更に好ましくは１００°以上であることが望ましい。また、トップコート膜３としては、フッ素系の樹脂を膜材料として用いることもできるが、現像液との親和性が高く、現像液と一緒に洗い落とせる（除去できる）強アルカリ性の高分子を主成分とした樹脂を膜材料として使用することもできる。【００２３】
また、上述の感光材２やトップコート膜３はいずれも、デバイス製造などで一般的に用いられるコータ／デベロッパ装置（塗布・現像装置）を使って、基材１に被覆することができる。【００２４】
＜露光装置＞
次に、上述した基板Ｐを液浸法に基づいて露光する液浸露光装置ＥＸについて、図５を参照しながら説明する。【００２５】
図５において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持するマスクホルダＭＨと、マスクＭを保持したマスクホルダＭＨを移動可能なマスクステージ駆動機構ＭＳＴＤを含むマスクステージ装置ＭＳＴと、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨと、基板ホルダＰＨを移動可能な基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤを含む基板ステージ装置ＰＳＴと、マスクホルダＭＨ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ホルダＰＨに支持されている基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。また、基板ホルダＰＨは、後に詳述するプレート部材Ｔを有している。基板ホルダＰＨは、基板Ｐを保持するための第１ホルダ部ＰＨ１と、プレート部材Ｔを保持した第２ホルダ部ＰＨ２とを備えており、プレート部材Ｔは、基板ホルダＰＨ（第２ホルダ部ＰＨ２）に脱着可能となっている。【００２６】
更に、露光装置ＥＸは、基板ホルダＰＨに基板Ｐを搬入（ロード）するローダ装置１５０を備えている。また、不図示ではあるが、露光装置ＥＸは、ローダ装置１５０とは別の、基板ホルダＰＨ上の基板Ｐを搬出するアンローダ装置を備えている。なお、ローダ装置１５０が基板ホルダＰＨ上の基板Ｐを搬出（アンロード）する機能を有していてもよい。【００２７】
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で基板Ｐを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）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「マスク」は基板上に縮小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む。【００２８】
また、投影光学系ＰＬの構成によっては、マスクＭと基板Ｐとを互いに同じ方向に同期移動しつつ、基板Ｐを露光することもできる。【００２９】
照明光学系ＩＬは、マスクホルダＭＨ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上の照明領域を設定する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。【００３０】
マスクステージ装置ＭＳＴは、マスクＭを保持するマスクホルダＭＨを移動可能なマスクステージ駆動機構ＭＳＴＤを含む。マスクステージ駆動機構ＭＳＴＤはリニアモータ等を備えており、マスクホルダＭＨは、マスクステージ駆動機構ＭＳＴＤの駆動により、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。マスクホルダＭＨ上には、このマスクホルダＭＨの位置を計測するためのレーザ干渉計４１用の移動鏡４０が設けられている。マスクホルダＭＨ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、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機構ＭＳＴＤを駆動することで、マスクホルダＭＨに支持されているマスクＭの位置決めを行う。【００３１】
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）ＬＳ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、屈折素子を含まない反射系、反射素子を含まない屈折系、屈折素子と反射素子とを含む反射屈折系のいずれであったもよい。また、先端部の光学素子ＬＳは鏡筒ＰＫより露出している。【００３２】
基板ステージ装置ＰＳＴは、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを投影光学系ＰＬの像面側で移動可能な基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤを含む。基板ステージ装置ＰＳＴは、ベース部材ＢＰ上に移動可能に支持された可動部材５３と、可動部材５３をベースＢＰ上でＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動するＸＹ駆動機構５６と、基板ホルダＰＨと可動部材５３との間に設けられ、可動部材５３上において基板ホルダＰＨをＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動するＺ駆動機構５８とを備えている。基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤはＸＹ駆動機構５６及びＺ駆動機構５８を含み、ＸＹ駆動機構５６は、例えばリニアモータ等を備え、Ｚ駆動機構５８は、例えばボイスコイルモータ等を備えている。Ｚ駆動機構５８は３つ設けられており（但し、紙面奥側のＺ駆動機構５８は不図示）、基板ホルダＰＨは、３つのＺ駆動機構５８によって可動部材５３上に３点で支持されている。基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤのうち、Ｚ駆動機構５８が駆動されると、基板ホルダＰＨがＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動され、これに伴って、その基板ホルダＰＨに保持された基板ＰもＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動される。また、ＸＹ駆動機構５６が駆動されると、可動部材５３がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動され、これに伴って、Ｚ駆動機構５８を介して基板ホルダＰＨに保持された基板ＰもＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動される。したがって、基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐは、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤの駆動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関して移動可能である。また、プレート部材Ｔも、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤの駆動により、基板Ｐと一緒に６自由度の方向に関して移動する。【００３３】
基板ホルダＰＨの側面には、この基板ホルダＰＨの位置を計測するためのレーザ干渉計４３用の移動鏡４２が設けられている。基板ホルダＰＨ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４３によりリアルタイムで計測され、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計４３の計測結果に基づいて、レーザ干渉計４３で規定される２次元座標系内で、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤのＸＹ駆動機構５６を介して可動部材５３を駆動することで基板ホルダＰＨに保持されている基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。また、露光装置ＥＸは、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているような、基板Ｐの上面に対して斜め方向から検出光を投射することで、基板Ｐの上面Ｐａの面位置情報を検出するフォーカス検出系を備えている。フォーカス検出系は、投影光学系ＰＬの像面に対する基板Ｐの上面ＰａのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及び基板Ｐの傾斜方向の姿勢（上面Ｐａの傾き）を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤのＺ駆動機構５８を介して基板ホルダＰＨを駆動することにより、基板ホルダＰＨ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、基板Ｐの上面Ｐａ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。【００３４】
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の液浸領域ＡＲ２を形成可能な液浸機構１００を備えている。液浸機構１００は、基板Ｐ（基板ホルダＰＨ）の上方に設けられ、投影光学系ＰＬの先端の光学素子ＬＳを囲むように設けられた環状のノズル部材７０と、ノズル部材７０に設けられた液体供給口１２を介して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する液体供給機構１０と、ノズル部材７０に設けられた液体回収口２２を介して基板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。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とを備えている。供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、及びフィルタユニット等を備えている。また、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とを備えている。回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。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。【００３５】
ノズル部材７０は、基板Ｐ（基板ホルダＰＨ）の上方に設けられており、ノズル部材７０の下面７０Ａは、基板Ｐの上面Ｐａに対向している。液体供給口１２は、ノズル部材７０Ａの下面７０Ａに設けられている。また、ノズル部材７０の内部には、供給管１３と液体供給口１２とを接続する内部流路が設けられている。また、液体回収口２２もノズル部材７０の下面７０Ａに設けられており、投影光学系ＰＬ（光学素子ＬＳ）の光軸ＡＸに関して、液体供給口１２よりも外側に設けられている。また、ノズル部材７０の内部には、回収管２３と液体回収口２２とを接続する内部流路が設けられている。【００３６】
液体供給部１１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１３、及びノズル部材７０の内部流路を介して、基板Ｐの上方に設けられている液体供給口１２より基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。また、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２２から回収された基板Ｐ上の液体ＬＱは、ノズル部材７０の内部流路、及び回収管２３を介して液体回収部２１に回収される。【００３７】
制御装置ＣＯＮＴ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の像面側先端の光学素子ＬＳと、基板ホルダＰＨに保持された状態の基板Ｐの上面Ｐａとの間に液体ＬＱを満たして基板Ｐ上に局所的な液浸領域ＡＲ２を形成する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを基板ホルダＰＨに保持した状態で露光光ＥＬを照射することによって、投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを介してマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影し、この基板Ｐを露光する。【００３８】
本実施形態において、液浸領域ＡＲ２を形成する液体ＬＱとして純水を用いている。純水は、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。【００３９】
図６は基板Ｐを保持した状態の基板ホルダＰＨを示す側断面図、図７は平面図である。図６において、基板ホルダＰＨは、基板Ｐを保持するための第１ホルダ部ＰＨ１と、プレート部材Ｔを保持するための第２ホルダ部ＰＨ２とを備えている。プレート部材Ｔには開口部ＴＨが形成されており、第１ホルダ部ＰＨ１に保持された基板Ｐの周囲を囲むように、第２ホルダ部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔが配置される。基板ホルダＰＨは、第２ホルダ部ＰＨ２の内側に凹部５０を有しており、第１ホルダ部ＰＨ１は凹部５０の内側に設けられている。そして、第２ホルダ部ＰＨ２の上面５１にプレート部材Ｔが保持される。なお、図では第１ホルダ部ＰＨ１と第２ホルダ部ＰＨ２とは別の部材として図示されているが、第１ホルダ部ＰＨ１と第２ホルダ部ＰＨ２とは一体で形成されていてもよい。また、図６に示されている基板Ｐは、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明した基板Ｐと同等のものである。【００４０】
第１ホルダ部ＰＨ１は、基板Ｐの下面Ｐｂと所定距離だけ離れて対向する底面３５Ｂを有するベース部材３５と、ベース部材３５上に形成され、基板Ｐの下面Ｐｂと対向する上面３３Ａを有する周壁部３３と、周壁部３３の内側の底面３５Ｂ上に形成された支持部３４とを備えている。周壁部３３は、基板Ｐの形状に合わせて略円環状に形成されている。周壁部３３の上面３３Ａは、基板Ｐの下面Ｐｂの周縁部に対向するように形成されている。また、周壁部３３の上面３３Ａは平坦面となっている。【００４１】
第１ホルダ部ＰＨ１の支持部３４は、周壁部３３の内側において複数一様に設けられている。本実施形態においては、第１ホルダ部ＰＨ１の支持部３４は複数の支持ピンを含み、第１ホルダ部ＰＨ１は、所謂ピンチャック機構の少なくとも一部を構成している。第１ホルダ部ＰＨ１を含むピンチャック機構は、第１ホルダ部ＰＨ１のベース部材３５と周壁部３３と基板Ｐとで囲まれた空間３１を負圧にする吸引口４１を備えた吸引機構を備えており、空間３１を負圧にすることによって基板Ｐを支持部３４で吸着保持する。吸引口４１はベース部材３５の底面３５Ｂ上に複数一様に設けられている。また、制御装置ＣＯＮＴは、空間３１の負圧を解除することにより、第１ホルダ部ＰＨ１の基板Ｐに対する吸着保持を解除する。すなわち、基板Ｐは第１ホルダ部ＰＨ１に対して脱着可能に保持されている。【００４２】
第２ホルダ部ＰＨ２は、プレート部材Ｔの下面Ｔｂを支持する上面５１を有している。プレート部材Ｔの中央部には、基板Ｐの大きさ及び形状に応じた開口部ＴＨが形成されており、上面５１は、プレート部材Ｔの下面Ｔｂとほぼ同じ形状を有している。上面５１の複数の所定位置には凸部５７が形成されており、プレート部材Ｔの下面Ｔｂの複数の所定位置には、凸部５７に対応して凹部５９が形成されている。なお図７に示すように、本実施形態においては凸部５７及びその凸部５７に対応する凹部５９は２箇所に設けられているが、任意の複数箇所に設けられていてもよい。そして、凹部５９の内側に凸部５７が配置されることにより、すなわち凸部５７と凹部５９とが嵌合することにより、第２ホルダ部ＰＨ２の上面５１に対してプレート部材Ｔが位置決めされた状態で保持される。また、凸部５７と凹部５９との嵌合を解除することにより、プレート部材Ｔと第２ホルダ部ＰＨ２とを分離することができる。すなわち、プレート部材Ｔは第２ホルダ部ＰＨ２に対して脱着可能に保持されている。【００４３】
なお、プレート部材Ｔを第２ホルダ部ＰＨ２から分離する作業は、例えば装置のメンテナンス作業時等において定期的に行われる。【００４４】
また、プレート部材Ｔの外形（大きさ）を、基板ホルダＰＨ（第２ホルダ部ＰＨ２）の外形よりも大きくしてもよい。【００４５】
プレート部材Ｔは、基材６１と、基材６１の上面６１Ａ及び内側面６１Ｃを覆う膜６２とを有している。膜６２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により構成されている。これにより、その膜６２を設けられたプレート部材Ｔの上面Ｔａ及び内側面Ｔｃは液体ＬＱに対して撥液性を有する。膜６２を形成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を用いることが好ましい。なお、基材６１を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により形成してもよい。その場合においては、基材６１の上面６１Ａや内側面６１Ｃに膜６２を設けることなく、撥液性を有するプレート部材Ｔを形成することができる。【００４６】
ここで、本実施形態において、プレート部材Ｔの上面Ｔａとは、基材６１の上面６１Ａ上に被覆された材料膜のうち最も上層の材料膜の表面を言う。したがって、図６に示す例では、プレート部材Ｔの上面Ｔａとは、撥液性材料によって形成された膜６２の表面である。同様に、プレート部材Ｔの内側面Ｔｃとは、基材６１の内側面６１Ｃに被覆された材料膜のうち最も表層の材料膜の表面を言う。したがって、図６に示す例では、プレート部材Ｔの内側面Ｔｃとは、撥液性材料によって形成された膜６２の表面である。また、プレート部材Ｔの基材６１の内側面６１Ｃに膜が被覆されていない場合には、プレート部材Ｔの内側面Ｔｃとは、基材６１の内側面６１Ｃである。同様に、プレート部材Ｔの基材６１の上面６１Ａに膜が被覆されていない場合には、プレート部材Ｔの上面Ｔａとは、基材６１の上面６１Ａである。また、プレート部材Ｔの下面Ｔｂとは、基材６１の下面６１Ｂに被覆された材料膜のうち最も下層の材料膜の表面を言う。図６に示す例では、基材６１の下面６１Ｂには材料膜は設けられておらず、基材６１の下面６１Ｂが、プレート部材Ｔの下面Ｔｂである。【００４７】
また、本実施形態において、基板Ｐの上面Ｐａとは、基材１の上面１Ａ上に被覆された材料膜のうち最も上層の材料膜の表面を言う。したがって、図６に示す例では、基板Ｐの上面Ｐａとは、感光材２によって形成された膜の表面である。また、図３や図４を参照して説明したように、感光材２上にトップコート膜３が設けられている場合には、そのトップコート膜３の表面が、基板Ｐの上面Ｐａである。同様に、基板Ｐの外側面Ｐｃとは、基材１の側面１Ｃに被覆された材料膜のうち最も表層の材料膜の表面を言う。したがって、図６に示す例では、基材１の側面１Ｃには材料膜が被覆されていないので、基板Ｐの外側面Ｐｃとは、基材１の側面１Ｃである。また、図２を参照して説明した基板Ｐにおいては、基板Ｐの外側面Ｐｃとは、感光材２によって形成された膜の表面であり、図３や図４を参照して説明した基板Ｐにおいては、基板Ｐの外側面Ｐｃとは、トップコート膜３の表面である。また、基板Ｐの下面Ｐｂとは、基材１の下面１Ｂに被覆された材料膜のうち最も下層の材料膜の表面を言う。図６に示す例では、基材１の下面１Ｂには材料膜は設けられておらず、基材１の下面１Ｂが、基板Ｐの下面Ｐｂである。【００４８】
プレート部材Ｔは、基板ホルダＰＨの第２ホルダ部ＰＨ２に保持される。そして、第２ホルダ部ＰＨ２上のプレート部材Ｔの開口部ＴＨの内側面Ｔｃと基板Ｐの外側面Ｐｃとが対向するように、基板Ｐが基板ホルダＰＨ（第１ホルダ部ＰＨ１）上に配置される。【００４９】
また、プレート部材Ｔの上面Ｔａはほぼ平坦面であり、第１ホルダ部ＰＨ１に保持された基板Ｐの上面Ｐａと、第２ホルダ部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの上面Ｔａとはほぼ面一となる。【００５０】
基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの外側面Ｐｃと、その基板Ｐの周囲に設けられたプレート部材Ｔの開口部ＴＨの内側面Ｔｃとの間には、０．３ｍｍ以下に設定されたギャップＡが形成されている。また、第１ホルダ部ＰＨ１が配置されている凹部５０の内側面５０Ｔと周壁部３３の外側面３３Ｓとの間には所定の距離を有するギャップＣが設けられている。周壁部３３の外径は基板Ｐの外径より小さく形成されており、ギャップＣはギャップＡより大きく、例えば１．５ｍｍ程度である。【００５１】
また、本実施形態においては、周壁部３３の上面３３Ａは平坦面となっており、その上面３３Ａは、フッ素系樹脂材料等の撥液性材料を被覆されて撥液性を有している。そして、上面３３Ａと基板Ｐの裏面Ｐｂとの間には所定のギャップＢが設けられている。更に、本実施形態においては、基板ホルダＰＨのうち、周壁部３３の外側面３３Ｓ、及び第２ホルダ部ＰＨ２の内側面５０Ｔも、上記撥液性材料が被覆されて撥液性を有している。更に、支持部３４の表面や底面３５Ｂを含むベース部材３５の表面も撥液性を有している。【００５２】
なお、本実施形態においては、上面３３Ａ、外側面３３Ｓ、内側面５０Ｔ、支持部３４の表面、及びベース部材３５の表面が撥液性の材料で被覆されているが、そのうちの一部のみに被覆するようにしてもよいし、いずれにも被覆しなくてもよい。【００５３】
一方、光学素子ＬＳの液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに接触する液体接触面（下面ＬＳＡを含む）は、液体ＬＱに対して親液性を有している。また、ノズル部材７０のうち液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに接触する液体接触面（下面７０Ａを含む）も、液体ＬＱに対して親液性を有している。上記光学素子ＬＳやノズル部材７０の液体接触面を親液性にするために、本実施形態においては、例えばＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の親液性材料を前記液体接触面に被覆する親液化処理が施されている。なお、前記光学素子ＬＳ、ノズル部材７０等に設ける材料としては、液体ＬＱに対して非溶解性の材料が用いられる。【００５４】
＜露光方法＞
次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸによって基板Ｐを露光する方法について説明する。【００５５】
まず、露光処理対象である基板Ｐがローダ装置１５０によって基板ホルダＰＨの第１ホルダ部ＰＨ１に搬入（ロード）される。第１ホルダ部ＰＨ１には不図示のリフトピンが設けられており、基板Ｐがロードされる際、制御装置ＣＯＮＴは、リフトピンの上端部がプレート部材Ｔの上面Ｔａよりも上側に突出するように、そのリフトピンを上昇する。ローダ装置１５０は、そのリフトピンの上端部に基板Ｐを載置した後、基板ホルダＰＨ上より退避する。制御装置ＣＯＮＴは、ローダ装置１５０より渡された基板Ｐをリフトピンの上端部で保持し、そのリフトピンを下降する。リフトピンが下降することにより、基板Ｐの下面Ｐｂが支持部３４に支持される。基板Ｐの下面Ｐｂが支持部３４に支持された後、制御装置ＣＯＮＴは、吸引口４１を含む吸引機構を駆動し、空間３１を負圧にすることによって基板Ｐを支持部３４で吸着保持する。【００５６】
基板Ｐが基板ホルダＰＨ（第１ホルダ部ＰＨ１）に保持された後、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１００を駆動して、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に投影領域ＡＲ１を覆うように液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを基板ホルダＰＨ（第１ホルダ部ＰＨ１）に保持した状態で、投影光学系ＰＬ及び液体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。これにより、マスクＭのパターン像が基板Ｐの上面Ｐａに投影される。そして、第１の基板Ｐに対する露光処理が完了した後、その第１の基板Ｐは基板ホルダＰＨよりアンロードされ、新たな別の第２の基板Ｐが基板ホルダＰＨにロードされて露光処理される。このように、基板ホルダＰＨには複数の基板Ｐが順次ロードされ、それらロードされた基板Ｐのそれぞれについて液浸露光処理が順次施される。【００５７】
図５に示すように、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳの下面ＬＳＡ、及びノズル部材７０の下面７０Ａのそれぞれは平坦面となっており、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳの下面ＬＳＡとノズル部材７０の下面７０Ａとはほぼ面一となっている。また上述したように、第１ホルダ部ＰＨ１に保持された基板Ｐの上面Ｐａと、第２ホルダ部ＰＨ２に保持されたプレート部材Ｔの上面Ｔａとはほぼ面一である。これにより、ノズル部材７０の下面７０Ａ及び光学素子ＬＳの下面ＬＳＡと、基板Ｐの上面Ｐａ及びプレート部材Ｔの上面Ｔａとの間に液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。【００５８】
また、基板Ｐの上面Ｐａのエッジ領域Ｅに液体ＬＱを介して露光光ＥＬを照射してマスクＭのパターン像を投影するときや、液浸領域ＡＲ２を基板Ｐの上面Ｐａからプレート部材Ｔの上面Ｔａに移動するときなどにおいては、図６に示すように、液浸領域ＡＲ２の一部が基板Ｐの外側のプレート部材Ｔ上に形成される場合が生じる。本実施形態においては、基板Ｐの周囲には、その基板Ｐの上面Ｐａとほぼ面一となるプレート部材Ｔの上面Ｔａが配置されるので、基板Ｐのエッジ領域Ｅを液浸露光するとき等においても、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持して液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。また、基板Ｐの上面Ｐａやプレート部材Ｔの上面Ｔａを撥液性にすることで、液浸領域ＡＲ２を良好に維持できるとともに、基板Ｐの上面Ｐａやプレート部材Ｔの上面Ｔａに液体ＬＱが残留する不都合を防止できる。【００５９】
また、図６に示すように、ギャップＡ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２が形成される場合、基板Ｐとプレート部材Ｔとの間のギャップＡを介して液体ＬＱが浸入する可能性がある。ギャップＡを介して浸入した液体ＬＱは、基板Ｐの下面Ｐｂ側に浸入し、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に浸入する可能性がある。ところが、本実施形態においては、プレート部材Ｔの上面Ｔａや内側面Ｔｃが撥液性であるため、ギャップＡを介した液体ＬＱの浸入を防止（又は抑制）することができる。また、基板Ｐの外側面Ｐｃにも撥液性材料（感光材２、トップコート膜３）を被覆して撥液性にしておくことで、ギャップＡを介した液体ＬＱの浸入を更に確実に防止することができる。【００６０】
また、本実施形態においては、外径ＬＰの寸法公差ＤＰが±０．０２ｍｍ以下の基板Ｐを使用しているので、基板Ｐを基板ホルダＰＨにロードするときの基板Ｐとプレート部材Ｔとの干渉を防ぐことができるとともに、ロード後においてギャップＡを所定値以下（０．３ｍｍ以下）にすることができ、基板Ｐの周囲のギャップＡ上に液浸領域ＡＲ２が形成されても、液浸領域ＡＲ２の状態を良好に維持しつつ、ギャップＡからの液体ＬＱの浸入等を防止（抑制）できる。この場合、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰを定める際に、（ａ）プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＬＴ、（ｂ）プレート部材Ｔの取り付け精度、（ｃ）ローダ装置１５０の搬入位置精度、（ｄ）基板ステージ装置ＰＳＴのリセット再現性、等を考慮することで、露光装置ＥＸの各種位置決め精度や形状精度等の許容値を余裕を持って設定することができる。【００６１】
ここで、「（ａ）プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴ」とは、プレート部材Ｔの内側面Ｔｃの内径ＬＴの寸法公差ＤＴを言う。本実施形態においては、プレート部材Ｔの内側面Ｔｃには撥液性材料の膜６２が設けられているため、図８に示すように、プレート部材Ｔの内径ＬＴは、基材６１の内側面６１Ｃの内径Ｌ６１から、その内側面６１Ｃに被覆された膜６２の膜厚Ｌ６２を差し引いた値となる（すなわち、ＬＴ＝Ｌ６１−Ｌ６２）。そして、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴは、基材６１の内径Ｌ６１の寸法公差Ｄ６１と、膜６２の膜厚Ｌ６２の寸法公差Ｄ６２との和となる（すなわち、ＤＴ＝Ｄ６１＋Ｄ６２）。なお、プレート部材Ｔの内側面Ｔｃ（基材６１の内側面６１Ｃ）に膜が被覆されていない場合には、プレート部材Ｔの内径ＬＴは、基材６１の内側面６１Ｃの内径Ｌ６１であり、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴは、基材６１の内径Ｌ６１の寸法公差Ｄ６１となる。【００６２】
また、「（ｂ）プレート部材Ｔの取り付け精度」とは、基板ホルダＰＨ（第２ホルダ部ＰＨ２）上での理想位置に対するプレート部材Ｔの位置決め精度を言う。上述したように、プレート部材Ｔは基板ホルダＰＨ（第２ホルダ部ＰＨ２）に対して脱着可能であり、プレート部材Ｔを基板ホルダＰＨに装着する際には、図９に示すように、例えばロボットアーム等を有した搬送装置１６０（あるいはオペレータ）によって、第２ホルダ部ＰＨ２の上面５１にプレート部材Ｔが設置される。そして、第２ホルダ部ＰＨ２の上面５１に設けられた凸部５７とプレート部材Ｔの下面Ｔｂに設けられた凹部５９とを嵌合することで、第２ホルダ部ＰＨ２に対するプレート部材Ｔの位置決めが行われる。この場合において、凸部５７と凹部５９との嵌め合い誤差や、搬送装置１６０の搬送位置精度等に応じて、基板ホルダＰＨ（第２ホルダ部ＰＨ２）上での理想位置に対してプレート部材Ｔの位置がずれる可能性ある。そこで本実施形態においては、その理想位置に対するプレート部材Ｔの位置決め精度を、「（ｂ）プレート部材Ｔの取り付け精度」と称する。また以下の説明においては、基板ホルダＰＨ（第２ホルダ部ＰＨ２）上での理想位置に対するプレート部材Ｔの位置誤差を、適宜「プレート位置誤差Ｄ５７」と称する。【００６３】
また、「（ｃ）ローダ装置１５０の搬入位置精度」とは、ローダ装置１５０による基板ホルダＰＨへの基板Ｐの搬入位置精度を言う。図１０に示す模式図のように、基板Ｐは基板ホルダＰＨに対してローダ装置１５０によって搬入される。この場合において、ローダ装置１５０のうち基板Ｐを保持するアーム１５１の送り誤差や、アーム１５１が基板Ｐを保持したときの位置ずれ誤差、あるいはローダ装置１５０及び基板ホルダＰＨ（基板ステージ装置ＰＳＴ）を含む露光装置ＥＸが設定されている設置面（床面）から伝達された振動等に起因して、ローダ装置１５０が基板Ｐを基板ホルダＰＨ上へ搬入するとき、理想位置に対して搬入位置がずれる可能性がある。そこで本実施形態においては、そのローダ装置１５０による基板ホルダＰＨへの基板Ｐの搬入位置精度を、「（ｃ）ローダ装置１５０の搬入位置精度」と称する。また以下の説明においては、ローダ装置１５０による基板ホルダＰＨへの基板Ｐの搬入位置誤差を、適宜「ローダ誤差Ｄ１５０」と称する。【００６４】
また、「（ｄ）基板ステージ装置ＰＳＴのリセット再現性」とは、基板ステージ装置ＰＳＴを初期化した後に理想位置に対して基板ホルダＰＨを位置決めするときの位置決め精度を言う。露光装置ＥＸにおいては、メンテナンス作業終了後や復旧作業終了後等の装置立ち上げ時において、基板ステージ装置ＰＳＴの初期化（リセット）が行われる。そして、初期化した後、基板ホルダＰＨの理想位置に対する位置決め作業（位置復旧作業）が行われる。なお、基板ホルダＰＨの位置決め作業は、例えば基板ステージ装置の一部を所定部材に当接させる等の物理的手法や、アライメント光学系等を使った光学的手法などを使って行われる。ところが、そのような位置決め作業を行った場合でも、初期化（リセット）する毎に常に理想位置に対して位置決めできない可能性があり、良好な再現性を得られない可能性がある。そこで本実施形態においては、そのような基板ステージ装置ＰＳＴを初期化した後毎に理想位置に対して基板ホルダＰＨを位置決めしたときの位置決め精度を、「（ｄ）基板ステージ装置ＰＳＴのリセット再現性」と称する。また以下の説明においては、基板ステージ装置ＰＳＴを初期化した後に位置決め作業を行ったときの理想位置に対する基板ホルダＰＨの位置誤差を、適宜「リセット位置誤差ＤＰＳＴ」と称する。【００６５】
そして、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰ、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴ、プレート位置誤差Ｄ５７、ローダ誤差Ｄ１５０、リセット位置誤差ＤＰＳＴのそれぞれを理想状態（ゼロ）にすることが可能であれば、基板Ｐを基板ホルダＰＨにロードするときに基板Ｐとプレート部材Ｔとの干渉を防ぎつつ、ロード後においてギャップＡをほぼゼロにすることができる。また仮に、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴ、プレート位置誤差Ｄ５７、ローダ誤差Ｄ１５０、リセット位置誤差ＤＰＳＴのそれぞれを理想状態（ゼロ）にすることが可能であれば、ギャップＡを０．３ｍｍ以下にするためには、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰは−０．３ｍｍであれば足りる。ところが、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴ、プレート位置誤差Ｄ５７、ローダ誤差Ｄ１５０、リセット位置誤差ＤＰＳＴのそれぞれを理想状態（ゼロ）にすることは非常に困難である。【００６６】
そこで本実施形態においては、上記（ａ）〜（ｄ）を考慮して、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰを定めた。すなわち、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴ、プレート位置誤差Ｄ５７、ローダ誤差Ｄ１５０、リセット位置誤差ＤＰＳＴのそれぞれについて実現可能な値をそれぞれ定め、それらの値を考慮して、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰを定めた。【００６７】
ここで、基板Ｐを基板ホルダＰＨにロードするときに基板Ｐとプレート部材Ｔとが干渉しない条件は、
（ＬＴ−ＤＴ）−（ＬＰ＋ＤＰ）−Ｄ５７−Ｄ１５０−ＤＰＳＴ＞  ０  …（１）である。【００６８】
また、基板Ｐを基板ホルダＰＨにロードした後、ギャップＡが０．３ｍｍ以下となる条件は、
（ＬＴ＋ＤＴ）−（ＬＰ−ＤＰ）＋Ｄ５７＋Ｄ１５０＋ＤＰＳＴ≦ ０．６ …（２）である。【００６９】
上記プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴについては、プレート部材Ｔを形成する材料や被膜する膜６２の材料等の各種条件に応じて変化するが、その中で実現可能な値を定める。また、プレート位置誤差Ｄ５７についても、第２ホルダ部ＰＨ２のプレート部材Ｔに対する保持機構の構造等に応じて変化するが、その中で実現可能な値を定める。また、ローダ誤差Ｄ１５０についても、露光装置ＥＸのおかれている環境やローダ装置１５０の機種間の精度ばらつき等に応じて変化するが、その中で実現可能な値を定める。同様に、リセット位置誤差ＤＰＳＴについても、各種条件に応じて変化するが、その中で実現可能な値を定める。このようにして定めた、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴ、プレート位置誤差Ｄ５７、ローダ誤差Ｄ１５０、リセット位置誤差ＤＰＳＴのそれぞれの実現可能な値を考慮しつつ、上記（１）式、（２）式を満足する基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰとして、±０．０２ｍｍ以下（好ましくは±０．０１ｍｍ以下）とした。これにより、基板Ｐとプレート部材Ｔとを干渉させることなく基板Ｐをロードすることができ、且つ、基板Ｐをロードした後においては、液体ＬＱが浸入しない程度の所定値以下（０．３ｍｍ以下）のギャップＡを得ることができる。【００７０】
以上説明したように、液浸法に基づいて基板Ｐを露光するために液浸領域ＡＲ２を形成する場合、その液浸領域ＡＲ２の状態を維持するために基板Ｐの周囲を囲むようにプレート部材Ｔを設け、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰを±０．０２ｍｍ以下にすることで、基板ホルダＰＨに順次ロードされる複数の基板Ｐそれぞれの外側面Ｐｃとプレート部材Ｔの内側面ＴｃとのギャップＡを所定値以下に維持することができる。したがって、ギャップＡを介して液体ＬＱが浸入することを抑制でき、基板Ｐの裏面Ｐｂ側への液体ＬＱの浸入を防止できる。また、基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰを±０．０２ｍｍ以下にすることで、複数の基板Ｐを基板ホルダＰＨに順次ロードする際にも、露光装置ＥＸの各種位置決め精度や形状精度等の許容値を厳しく設定することなく、基板Ｐとプレート部材Ｔを含む基板ホルダＰＨとの干渉を防ぐことができるため、基板Ｐやプレート部材Ｔを含む基板ホルダＰＨの損傷を防止しつつ、基板Ｐを基板ホルダＰＨに良好に保持させることができる。【００７１】
液体を介さないで基板を露光するドライ型露光装置においては、基板ホルダ上の基板の周囲にはプレート部材を配置する必要がなく、また、ドライ型露光装置において露光される基板の外径の寸法公差は、例えば±０．１ｍｍ程度といったように比較的ラフに設定されていても、露光処理に与える影響は小さい。ところが、液体ＬＱを介して基板Ｐを露光する液浸露光装置ＥＸにおいては、液浸領域ＡＲ２の状態の維持のために基板ホルダＰＨ上の基板Ｐの周囲にプレート部材Ｔを配置されており、基板Ｐの裏面Ｐｃ側への液体の浸入を防止するために、プレート部材Ｔと基板Ｐとの間のギャップＡを所定値以下に設定することが好ましい。ギャップＡを所定値以下にするために、露光装置ＥＸの各種位置決め精度及び形状精度として、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴ、プレート位置誤差Ｄ５７、ローダ誤差Ｄ１５０、リセット位置誤差ＤＰＳＴ等の許容値を厳しく定めることも必要であるが、上述したようにそれらには限界がある。したがって、液浸法に基づいて露光される基板Ｐの外径ＬＰの寸法公差ＤＰを、ドライ型露光装置によって露光される基板の外径の寸法公差よりも厳しく定めることで、プレート部材Ｔの内径ＬＴの寸法公差ＤＴ、プレート位置誤差Ｄ５７、ローダ誤差Ｄ１５０、リセット位置誤差ＤＰＳＴ等の許容値に余裕を持たせつつ、ロードするときにおいては基板Ｐと基板ホルダＰＨ（プレート部材Ｔ）との干渉を防止し、ロード後においては基板Ｐとプレート部材Ｔとの間のギャップＡを所定値以下にすることができる。【００７２】
なお、上述の実施形態においては、基板Ｐの周囲に平坦部を形成するプレート部材Ｔは、基板ホルダＰＨに脱着可能に保持されているが、基板Ｐの周囲に形成する平坦部を基板ホルダＰＨで形成してもよい。この場合も、プレート部材に関する各種誤差を考慮したのと同様に、基板ホルダＰＨの寸法などの各種誤差を考慮するとよい。【００７３】
上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水である。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上の感光材や光学素子（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の上面、及び投影光学系ＰＬの先端に配置さ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。【００７４】
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。【００７５】
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（基材１）の上面に塗布された感光材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（基材１）の上面に塗布された感光材との間が空気（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）の回折光の感光材表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが１．０を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイポール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。特に、直線偏光照明法とダイポール照明法との組み合わせは、ライン・アンド・スペースパターンの周期方向が所定の一方向に限られている場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集している場合に有効である。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ４５ｎｍ程度のパターン）を、直線偏光照明法とダイポール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイボールを形成する二光束の外接円で規定される照明σを０．９５、その瞳面における各光束の半径を０．１２５σ、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．２とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を１５０ｎｍ程度増加させることができる。【００７６】
また、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン（例えば２５〜５０ｎｍ程度のライン・アンド・スペース）を基板Ｐ上に露光するような場合、マスクＭの構造（例えばパターンの微細度やクロムの厚み）によっては、Wave guide効果によりマスクＭが偏光板として作用し、コントラストを低下させるＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光が多くマスクＭから射出されるようになる。この場合、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクＭを照明しても、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。【００７７】
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。【００７８】
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（周期方向が異なるライン・アンド・スペースパターンが混在）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。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ６３ｎｍ程度のパターン）を、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（輪帯比３／４）とを併用して照明する場合、照明σを０．９５、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．００とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を２５０ｎｍ程度増加させることができ、ハーフピッチ５５ｎｍ程度のパターンで投影光学系の開口数ＮＡ＝１．２では、焦点深度を１００ｎｍ程度増加させることができる。【００７９】
なお、例えば特開平４−２７７６１２号公報や特開２００１−３４５２４５号公報に開示されている累進焦点露光法を更に適用することも可能である。【００８０】
本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子ＬＳ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。【００８１】
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。【００８２】
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐの上面との間は液体ＬＱで満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの上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。また、上述の液浸法を適用した露光装置は、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳ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の光学素子ＬＳ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。【００８３】
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（基材１）の上面に塗布されている感光材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。【００８４】
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。【００８５】
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。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（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、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を用いても良い。【００８６】
また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。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。また、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形成する露光装置（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、パターンの像を基板Ｐ上に投影するための投影光学系を省略することもできる。【００８７】
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。【００８８】
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号公報及び特開平１０−３０３１１４号公報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を液体で覆う液浸露光装置にも適用可能である。【００８９】
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。【００９０】
基板ステージ装置ＰＳＴやマスクステージ装置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。【００９１】
各ステージ装置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装置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装置ＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側に設ければよい。【００９２】
基板ステージ装置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。【００９３】
マスクステージ装置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（USP5,874,820）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。【００９４】
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。【００９５】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１１に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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