露光装置及び露光方法、デバイス製造方法
【課題】液体の漏洩や浸入を抑えることのできる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって、基板を露光する。露光装置は、基板を保持する基板ホルダを有し、基板ホルダに基板を保持して移動可能な基板ステージと、基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出する検出器と、検出器の検出結果に応じて、基板ステージの可動領域を変更する制御装置とを備える。
【解決手段】露光装置は、投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって、基板を露光する。露光装置は、基板を保持する基板ホルダを有し、基板ホルダに基板を保持して移動可能な基板ステージと、基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出する検出器と、検出器の検出結果に応じて、基板ステージの可動領域を変更する制御装置とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系と液体とを介して基板にパターンを露光する露光装置及び露光方法、デバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。
【０００３】
上記マイクロデバイスは基板上に複数層のパターンを重ね合わせて形成されるので、２層目以降のパターンを基板上に投影露光する際には、基板上に既に形成されているパターンと次に露光するマスクのパターン像とを位置合わせするアライメント処理を精確に行うことが重要である。アライメント方式としては、マーク検出系の一部として投影光学系を使用する所謂ＴＴＬ方式や、投影光学系を介さずに専用のマーク検出系を使用する所謂オフ・アクシス方式がある。これらの方式はマスクと基板とを直接位置合わせするのではなく露光装置内（一般には基板ステージ上）に設けられている基準マークを介して間接的に位置合わせを行う。このうちオフ・アクシス方式では基板ステージの移動を規定する座標系内における上記専用のマーク検出系の検出基準位置とマスクのパターン像の投影位置との距離（位置関係）であるベースライン量（情報）を計測するベースライン計測が行われる。そして基板に対して重ね合わせ露光をする際には、例えば基板上の露光対象領域であるショット領域に形成されているアライメントマークをマーク検出系で検出して、マーク検出系の検出基準位置に対するショット領域の位置情報（ずれ）を求め、そのときの基板ステージの位置から上記ベースライン量及びマーク検出系で求めたショット領域のずれ分だけ基板ステージを移動することで、マスクのパターン像の投影位置とそのショット領域とを位置合わせし、その状態で露光する。こうすることにより、基板（ショット領域）に既に形成されているパターンと次のマスクのパターン像とを重ね合わせることができる。
【０００４】
ところで、近年、デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長は、ＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化されつつある。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
【０００５】
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ … （１）
δ＝±ｋ２・λ／ＮＡ２ … （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。（１）式、（２）式より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数ＮＡを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
【０００６】
焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足する恐れがある。そこで、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献１に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が、空気中の１／ｎ（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、当然のことながら、液浸露光処理においてもマスクのパターン像と基板上の各ショット領域とを精確に位置合わせすることが重要であり、上述したようなマスクのパターン像と基板との位置合わせを基準マークを介して間接的に行う場合に精確にベースライン計測及びアライメント処理をできるようにすることが重要である。
【０００９】
また、基板ステージ上の周りには、基準マークのみならず、各種のセンサ等も配置されており、これらを使用する際に、液体の漏洩や浸入を極力避ける必要がある。また、基板ステージの内部に液体が浸入することによっても不具合が生じる可能性があるため、液体の浸入を防止する必要がある。
【００１０】
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、液体の漏洩や浸入を抑えることのできる露光装置、及び露光方法を提供することを目的とする。また、液浸露光においてもアライメント処理を精確に行うことができる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。さらにこれらの露光装置を用いるデバイス製造方法及びそれらの露光方法を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図１４に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
【００１２】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）上のアライメントマーク（１）を検出するとともに基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＰＦＭ）を検出する第１検出系（５）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）を介して検出する第２検出系（６）とを備え、第１検出系（５）を用いて基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＰＦＭ）を、液体（ＬＱ）無しに検出するとともに、第２検出系（６）を用いて基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して検出して、第１検出系（５）の検出基準位置とパターンの像の投影位置との位置関係を求めることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、基板ステージ上の基準を第１検出系で検出する際には液体を介さずに検出することで、液体の温度変化等の影響を受けることなく基準を良好に検出することができる。また、第１検出系を液浸対応に構成する必要がなく、従来の検出系をそのまま利用できる。そして、第２検出系を使って基板ステージ上の基準を検出する際には、液浸露光時と同様、投影光学系の像面側に液体を満たして、投影光学系と液体とを介して検出することにより、その検出結果に基づいてパターン像の投影位置を精確に検出することができる。そして、これら第１、第２検出系の検出動作中における基板ステージのそれぞれの位置情報に基づいて、第１検出系の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めることができ、このベースライン量（ベースライン情報）に基づいて、基板に対する重ね合わせ露光する際にも基板（ショット領域）とマスクのパターン像とを精確に位置合わせすることができる。
【００１４】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ホルダ（５２）を有し、基板ホルダ（５２）に基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）上のアライメントマーク（１）を検出する第１検出系（５）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を液体（ＬＱ）を介して検出する第２検出系（６）とを備え、第２検出系（６）を用いて基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を液体（ＬＱ）を介して検出するときに、基板ホルダ（５２）には基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、基準上に液体を配置した状態で検出するときにおいても、基板ホルダに基板あるいはダミー基板を配置しておくことにより、基板ホルダ内部や基板ステージ内部に大量の液体が浸入することを防止できる。したがって、浸入した液体に起因する基板ステージ内部の例えば電気機器の故障や漏電、あるいは基板ステージ内部の各部材の錆び等の不都合の発生を防止することができる。
【００１６】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、上面が無段差の基準部材（３）と、投影光学系（ＰＬ）の端面（２ａ）と基準部材（３）の上面との間を液体（ＬＱ）で満たした状態で、基準部材（３）に形成された基準（ＭＦＭ）を検出する検出系（６）とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、基準部材上面を無段差としたので、例えばドライ状態からウエット状態に切り替えた際にも、基準部材上の基準マーク部分（段差部分）に気泡が残留しにくくなる。また、ウエット状態からドライ状態に切り替えた際にも、マーク部分の液体の残留が防止される。したがって、基準部材上の水跡（所謂ウォーターマーク）の発生も防ぐことができる。
【００１８】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ホルダ（ＰＳＨ）を有し、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が保持されているか否かを検出する検出器（９４）と、検出器（９４）の検出結果に応じて、基板ステージ（ＰＳＴ）の可動領域を決定する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かに応じて、基板ステージの可動領域を決定するようにしたので、基板ホルダの保持面に液体が付着したり、基板ステージの内部に液体が浸入することを防止できる。
【００２０】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ホルダ（ＰＳＨ）を有し、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、液体（ＬＱ）を供給する液体供給機構（１０）と、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が保持されているか否かを検出する検出器（９４）と、検出器（９４）の検出結果に基づいて、液体供給機構（１０）の動作を制御する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かに応じて、液体供給機構の動作を制御するようにしたので、基板ホルダの保持面に液体が付着したり、基板ステージの内部に液体が浸入することを防止できる。
【００２２】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ホルダ（ＰＳＨ）を有し、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ホルダ（ＰＳＨ）上に基板（Ｐ）又はダミー基板（ＤＰ）が保持されている場合に限り、基板ステージ（ＰＳＴ）上に液体（ＬＱ）を供給する液体供給機構（１０）とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、基板ホルダ上に基板又はダミー基板が保持されている場合に限り、液体供給機構が基板ステージ上に液体を供給するので、基板ホルダの保持面に液体が付着したり、基板ステージ内部に液体が浸入したりすることを防止することができる。
【００２４】
本発明の露光装置は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板を露光する露光装置において、基板上にパターンの像を投影する投影光学系（ＰＬ）と、基板を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に基板（Ｐ）又はダミー基板（ＤＰ）が保持されている場合に限り、基板ステージ上に液浸領域を形成する液浸機構（１０）とを備える露光装置（ＥＸ）である。
【００２５】
本発明の露光装置によれば、基板ステージに基板又はダミー基板が保持されていない場合には、液浸機構が基板ステージ上に液浸領域を形成しないので、基板ステージ内部に液体が浸入することが有効に防止される。
【００２６】
本発明の露光装置は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板を露光する露光装置において、基板（Ｐ）上にパターンの像を投影する投影光学系（ＰＬ）と、基板を保持するための凹部と、凹部の周囲に配置され、凹部（６０）に保持された基板の表面とほぼ面一の平坦部とを有する基板ステージ（ＰＳＴ）とを備え、基板ステージ（ＰＳＴ）上の凹部（６０）に物体（Ｐ、ＤＰ）が配置され、物体表面と平坦部とがほぼ面一になっている場合に限り、基板ステージ上に液浸領域を形成する露光装置（ＥＸ）である。
【００２７】
本発明の露光装置によれば、基板ステージの凹部に、物体が収容されていないかあるいは確実に物体が凹部に収容されていない場合には、基板ステージ上に液浸領域を形成しない。これにより、基板ステージ内部に液体が浸入することが有効に防止される。
【００２８】
本発明の露光方法は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上のパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光方法において、基板（Ｐ）上のアライメントマーク（１）の位置情報を第１検出系（５）を用いて検出し、第１検出系（５）を用いて、基板（Ｐ）を保持する基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＰＦＭ）の位置情報を検出し、第１検出系（５）によるアライメントマーク（１）の位置情報の検出と基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＰＦＭ）の位置情報の検出との両方が完了した後に、基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して第２検出系（６）を用いて検出し、第１検出系（５）によるアライメントマーク（１）の位置情報の検出結果と、第１検出系（５）による基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＰＦＭ）の位置情報の検出結果と、第２検出系（６）による基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＭＦＭ）の位置情報の検出結果とに基づいて、第１検出系（５）の検出基準位置とパターンの像の投影位置との関係を求めるとともに、パターンの像と基板（Ｐ）との位置合わせを行って、基板（Ｐ）上の複数のショット領域（Ｓ１〜Ｓ２０）のそれぞれに順次パターンの像を投影して露光することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、はじめに液体を介さずに基板上のアライメントマークを第１検出系で検出することによって基板上の複数のショット領域の位置情報を求め、次いで液体を介さずに基板ステージ上の基準を検出してその位置情報を求め、次いで投影光学系の像面側に液体を満たして投影光学系と液体とを介して第２検出系で基板ステージ上の基準を検出することによってパターン像の投影位置を求め、第１検出系の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めた後、投影光学系と基板との間に液体を満たして基板を液浸露光するようにしたので、投影光学系の像面側に液体を満たさないドライ状態と投影光学系の像面側に液体を満たすウエット状態との切り替え回数を少なくすることができ、スループットを向上することができる。また、第１検出系による基準の検出動作と、第２検出系による投影光学系及び液体を介した基準の検出動作とを連続して行うようにしたので、第１検出系による基準の検出動作時における検出状態に対して、第２検出系による基準の検出動作時における検出状態が大きく変動して第１検出系の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係であるベースライン量が精確に計測できないといった不都合を回避することができる。そして、基板ステージ上の基準を第１検出系で検出する際には液体を介さずに検出することで、液体の温度変化等の影響を受けることなく基準を良好に検出することができる。また、第１検出系を液浸対応に構成する必要がなく、従来の検出系をそのまま利用できる。そして、第２検出系を使って基板ステージ上の基準を検出する際には、液浸露光時と同様、投影光学系の像面側に液体を満たして投影光学系と液体とを介して検出することにより、その検出結果に基づいてパターン像の投影位置を精確に検出することができる。そして、これら第１、第２検出系の検出動作中における基板ステージのそれぞれの位置情報に基づいて、第１検出系の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めることができ、このベースライン量に基づいて、基板に対する重ね合わせ露光する際にも基板（ショット領域）とマスクのパターン像とを精確に位置合わせすることができる。
【００３０】
本発明は、液体（ＬＱ）を介して基板上にパターンの像を投影することによって基板（Ｐ）を露光する露光方法において、基準（ＭＦＭ）と基板ホルダ（ＰＳＨ）が設けられた基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板上のアライメントマークを第１検出器（５）で検出することと、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）またはダミー基板（ＤＰ）を配置した状態で基準を液体を介して第２検出器（６）で検出することと、第１及び第２検出器（５、６）の検出結果に基づいて基板とパターンの像を位置合わせして、パターンの像で基板を露光することを含む露光方法である。
【００３１】
本発明の露光方法によれば、基板ステージに設けられた基準を液体を介して第２検出器で検出する際に、基板ホルダに基板またはダミー基板が配置されているので、基板ステージ内部に液体が浸入することが有効に防止される。
【００３２】
本発明は、移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）の基板ホルダ（ＰＳＨ）に保持された基板上に液体を介してパターンの像を投影することによって基板を露光する露光方法において、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が保持されているか否かを検出することと、検出結果に応じて、基板ステージ（ＰＳＴ）の可動領域を設定すること含む露光方法である。
【００３３】
本発明の露光方法によれば、基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されていないことが検出された場合には、例えば、基板ステージ内部への液体の浸入が防止されるように、基板ステージの可動領域が設定される。
【００３４】
本発明は、移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）上に液体を介してパターンの像を投影することによって基板（Ｐ）を露光する露光方法において、基板ステージ（ＰＳＴ）に基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が保持されているか否かを検出することと、検出結果に応じて、基板ステージ上に液浸領域を形成するか否かを判断することを含む露光方法である。
【００３５】
本発明の露光方法によれば、基板ステージに基板もしくはダミー基板が保持されていないことが検出された場合に、例えば、基板ステージ上への液体の供給が中止されるので、基板ステージ内部への液体の浸入が防止される。
【００３６】
本発明の露光装置は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）上にパターンの像を投影する投影光学系（ＰＬ）と、投影光学系（ＰＬ）の像面側で移動可能なステージ（ＰＳＴ）と、基板（Ｐ）上のアライメントマーク（１）を検出するとともにステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＰＦＭ）を検出する第１検出系（５）と、ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）を介して検出する第２検出系（６）とを備え、第１検出系（５）を用いてステージに設けられた基準（ＰＦＭ）を、液体（ＬＱ）を介さずに検出するとともに、第２検出系（６）を用いてステージに設けられた基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して検出して、第１検出系（５）の検出基準位置とパターンの像の投影位置との位置関係を求める露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００３７】
本発明の露光装置によれば、基板（ショット領域）とパターン像とを精確に位置合わせすることができる。
【００３８】
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置を用いることを特徴とする。また本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光方法を用いることを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、パターン像の投影位置と基板（ショット領域）とを精確に位置合わせした状態で液浸露光処理できるので、所望の性能を発揮できるデバイスを製造することができる。また、液体の漏洩や浸入を抑えることのできる露光装置で、所望性能のデバイスを製造できる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、精確にアライメント処理をできるので、所望のパターンを精度良く基板上に形成することが可能となる。また、基板ステージの内部などへの液体の浸入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】液体供給機構及び液体回収機構を示す概略構成図である。
【図３】液体供給機構及び液体回収機構を示す概略平面図である。
【図４】基板ステージの平面図である。
【図５】基準部材を示す図である。
【図６】本発明の露光方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
【図７】本発明に係る基板ステージの別の実施形態を示す模式図である。
【図８】本発明に係る基板ステージの別の実施形態を示す模式図である。
【図９】ダミー基板の待機場所を備えた露光装置の一実施形態を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る基板ステージの別の実施形態を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る基板ステージの移動軌跡を説明するための図である。
【図１２】本発明に係る基板ステージの移動軌跡を説明するための図である。
【図１３】本発明に係る液体供給機構の動作を説明するための図である。
【図１４】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。図１は本発明に係る露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００４３】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。
【００４４】
本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する液体供給機構１０と、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する液体回収機構２０とを備えている。本実施形態において、液体ＬＱには純水が用いられる。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、液体供給機構１０から供給した液体ＬＱにより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の少なくとも一部に（局所的に）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の先端部の光学素子２と基板Ｐの表面（露光面）との間に液体ＬＱを満たし、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影することによって、基板Ｐを露光する。
【００４５】
ここで、本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向（所定方向）における互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向、所定方向）をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上にレジストを塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。
【００４６】
照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＣレーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水であって、露光光ＥＬがＡｒＦエキシマレーザ光であっても透過可能である。また、純水は紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能であ
る。
【００４７】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能であって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。マスクステージＭＳＴはリニアモータ等のマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤにより駆動される。マスクステージ駆動装置ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡５０が設けられている。また、移動鏡５０に対向する位置にはレーザ干渉計５１が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５１によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計５１の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動することでマスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置決めを行う。
【００４８】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、基板Ｐ側の先端部に設けられた光学素子（レンズ）２を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒ＰＫで支持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは反射素子と屈折素子とを含む反射屈折型の投影光学系であってもよいし、反射素子のみを含む反射型の投影投影光学系であってもよい。また、本実施形態の投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２は鏡筒ＰＫに対して着脱（交換）可能に設けられている。また、先端部の光学素子２は鏡筒ＰＫより露出しており、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱは光学素子２に接触する。これにより、金属からなる鏡筒ＰＫの腐蝕等が防止されている。
【００４９】
光学素子２は蛍石で形成されている。蛍石は純水との親和性が高いので、光学素子２の液体接触面２ａのほぼ全面に液体ＬＱを密着させることができる。すなわち、本実施形態においては光学素子２の液体接触面２ａとの親和性が高い液体（水）ＬＱを供給するようにしているので、光学素子２の液体接触面２ａと液体ＬＱとの密着性が高い。光学素子２は水との親和性が高い石英であってもよい。また光学素子２の液体接触面２ａに親水化（親液化）処理を施して、液体ＬＱとの親和性をより高めるようにしてもよい。
【００５０】
また、露光装置ＥＸはフォーカス検出系４を有している。フォーカス検出系４は、発光部４ａと受光部４ｂとを有し、発光部４ａから液体ＬＱを介して基板Ｐ表面（露光面）に斜め方向から検出光を投射し、その反射光を受光部４ｂで受光する。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系４の動作を制御するとともに、受光部４ｂの受光結果に基づいて、所定基準面に対する基板Ｐ表面のＺ軸方向における位置（フォーカス位置）を検出する。また、基板Ｐ表面における複数の各点での各フォーカス位置を求めることにより、フォーカス検出系４は基板Ｐの傾斜方向の姿勢を求めることもできる。なお、フォーカス検出系４の構成としては、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているものを用いることができる。また、フォーカス検出系４は液体を介さずに基板Ｐの表面に検出光を投射するものであってもよい。
【００５１】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持して移動可能であって、基板Ｐを基板ホルダＰＳＨを介して保持するＺステージ５２と、Ｚステージ５２を支持するＸＹステージ５３とを備えている。ＸＹステージ５３はベース５４上に支持されている。基板ステージＰＳＴはリニアモータ等の基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、ＺステージとＸＹステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。基板ステージＰＳＴのＸＹステージ５３を駆動することにより、基板ＰのＸＹ方向における位置（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。
【００５２】
基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）上には移動鏡５５が設けられている。また、移動鏡５５に対向する位置にはレーザ干渉計５６が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５６によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計５６の計測結果に基づいて、レーザ干渉計５６で規定される２次元座標系内で基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介してＸＹステージ５３を駆動することで基板ステージＰＳＴに支持されている基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。
【００５３】
また、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴのＺステージ５２を駆動することにより、Ｚステージ５２に保持されている基板ＰのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及びθＸ、θＹ方向における位置を制御する。すなわち、Ｚステージ５２は、フォーカス検出系４の検出結果に基づく制御装置ＣＯＮＴからの指令に基づいて動作し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角を制御して基板Ｐの表面（露光面）を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面に合わせ込む。
【００５４】
基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）上には、基板Ｐを囲むように補助プレート５７が設けられている。補助プレート５７は基板ホルダＰＳＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さの平面を有している。ここで、基板Ｐのエッジと補助プレート５７との間には０．１〜２ｍｍ程度の隙間があるが、液体ＬＱの表面張力によりその隙間に液体ＬＱが流れ込むことはほとんどなく、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合にも、補助プレート５７により投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができる。なお、基板ホルダＰＳＨは、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）と別部材であってもよいし、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）と一体的に設けることもできる。
【００５５】
投影光学系ＰＬの先端近傍には、基板Ｐ上のアライメントマーク１あるいはＺステージ５２上に設けられた基準部材３上の基板側基準マークＰＦＭを検出する基板アライメント系５が設けられている。また、マスクステージＭＳＴの近傍には、マスクＭと投影光学系ＰＬとを介してＺステージ５２上に設けられた基準部材３上のマスク側基準マークＭＦＭを検出するマスクアライメント系６が設けられている。なお、基板アライメント系５の構成としては、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているものを用いることができる。また基板アライメント系５の終端の光学素子（基板Ｐ、基板ステージＰＳＴに最も近い光学素子）の周囲には液体の付着を防止するように撥液性のカバー（不図示）が設けられている。また、基板アライメント系５の終端の光学素子の表面は撥液性の材料で被膜されており、液体ＬＱの付着が防止されているばかりでなく、終端の光学素子に液体が付着しても、オペレータが容易に拭き取れるようになっている。また、基板アライメント系５の終端の光学素子とその光学素子を保持する金物との間に液体の浸入を防止するためのＶリングなどのシール部材が配置されている。また、マスクアライメント系６の構成としては、例えば特開平７−１７６４６８号公報に開示されているものや、特開昭５８−７８２３号公報に開示されているものを用いることができる。
【００５６】
液体供給機構１０は、液浸領域ＡＲ２を形成するために基板Ｐ上に所定の液体ＬＱを供給するものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給装置１１と、液体供給装置１１に供給管１２を介して接続され、この液体供給装置１１から送出された液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する供給口を有する供給ノズル１３とを備えている。供給ノズル１３は基板Ｐの表面に近接して配置されている。
【００５７】
液体供給装置１１は、液体ＬＱを収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えており、供給管１２及び供給ノズル１３を介して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。また、液体供給装置１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置１１による基板Ｐ上に対する単位時間あたりの液体供給量を制御可能である。また、液体供給装置１１は液体ＬＱの温度調整機構を有しており、装置が収容されるチャンバ内の温度とほぼ同じ温度（例えば２３℃）の液体ＬＱを基板Ｐ上に供給するようになっている。なお、液体ＬＱを供給するためのタンクや加圧ポンプは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。
【００５８】
液体回収機構２０は基板Ｐ上の液体ＬＱを回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル２３と、この回収ノズル２３に回収管２２を介して接続された液体回収装置２１とを備えている。液体回収装置２１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えており、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収ノズル２３及び回収管２２を介して回収する。液体回収装置２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、制御装置ＣＯＮＴは液体回収装置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。なお、液体ＬＱを回収するための真空系やタンクは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。
【００５９】
図２は、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬの先端部、液体供給機構１０、及び液体回収機構２０近傍を示す正面図である。走査露光時には、投影光学系ＰＬの先端の光学素子２の直下の投影領域ＡＲ１にマスクＭの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬに対して、マスクＭが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、ＸＹステージ５３を介して基板Ｐが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｐのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。本実施形態では、基板Ｐの移動方向に沿って液体ＬＱを流すように設定されている。
【００６０】
図３は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１と、液体ＬＱをＸ軸方向に供給する供給ノズル１３（１３Ａ〜１３Ｃ）と、液体ＬＱを回収する回収ノズル２３（２３Ａ、２３Ｂ）との位置関係を示す図である。図３において、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１の形状はＹ軸方向に細長い矩形状となっており、その投影領域ＡＲ１をＸ軸方向に挟むように、＋Ｘ方向側に３つの供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃが配置され、−Ｘ方向側に２つの回収ノズル２３Ａ、２３Ｂが配置されている。そして、供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃは供給管１２を介して液体供給装置１１に接続され、回収ノズル２３Ａ、２３Ｂは回収管２２を介して液体回収装置２１に接続されている。また、供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃと回収ノズル２３Ａ、２３Ｂとをほぼ１８０°回転した位置関係で、供給ノズル１５Ａ〜１５Ｃと、回収ノズル２５Ａ、２５Ｂとが配置されている。供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃと回収ノズル２５Ａ、２５ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル１５Ａ〜１５Ｃと回収ノズル２３Ａ、２３ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル１５Ａ〜１５Ｃは供給管１６を介して液体供給装置１１に接続され、回収ノズル２５Ａ、２５Ｂは回収管２６を介して液体回収装置２１に接続されている。
【００６１】
そして、矢印Ｘａで示す走査方向（−Ｘ方向）に基板Ｐを移動させて走査露光を行う場合には、供給管１２、供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃ、回収管２２、及び回収ノズル２３Ａ、２３Ｂを用いて、液体供給装置１１及び液体回収装置２１により液体ＬＱの供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｐが−Ｘ方向に移動する際には、供給管１２及び供給ノズル１３（１３Ａ〜１３Ｃ）を介して液体供給装置１１から液体ＬＱが基板Ｐ上に供給されるとともに、回収ノズル２３（２３Ａ、２３Ｂ）及び回収管２２を介して液体ＬＱが液体回収装置２１に回収され、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を満たすように−Ｘ方向に液体ＬＱが流れる。一方、矢印Ｘｂで示す走査方向（＋Ｘ方向）に基板Ｐを移動させて走査露光を行う場合には、供給管１６、供給ノズル１５Ａ〜１５Ｃ、回収管２６、及び回収ノズル２５Ａ、２５Ｂを用いて、液体供給装置１１及び液体回収装置２１により液体ＬＱの供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｐが＋Ｘ方向に移動する際には、供給管１６及び供給ノズル１５（１５Ａ〜１５Ｃ）を介して液体供給装置１１から液体ＬＱが基板Ｐ上に供給されるとともに、回収ノズル２５（２５Ａ、２５Ｂ）及び回収管２６を介して液体ＬＱが液体回収装置２１に回収され、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を満たすように＋Ｘ方向に液体ＬＱが流れる。このように、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１１及び液体回収装置２１を用いて、基板Ｐの移動方向に沿って基板Ｐの移動方向と同一方向へ液体ＬＱを流す。この場合、例えば液体供給装置１１から供給ノズル１３を介して供給される液体ＬＱは基板Ｐの−Ｘ方向への移動に伴って投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に引き込まれるようにして流れるので、液体供給装置１１の供給エネルギーが小さくでも液体ＬＱを投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に容易に供給できる。そして、走査方向に応じて液体ＬＱを流す方向を切り替えることにより、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向に基板Ｐを走査する場合にも、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を液体ＬＱで満たすことができ、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができる。
【００６２】
図４は、基板ステージＰＳＴのＺステージ５２を上方から見た概略平面図である。矩形状のＺステージ５２の互いに垂直な２つの側面には移動鏡５５が配置されており、Ｚステージ５２のほぼ中央には不図示の基板ホルダＰＳＨを介して基板Ｐが保持されている。基板Ｐの周囲には、上述したように、基板Ｐの表面とほぼ同じ高さの平面を有する補助プレート５７が設けられている。そして、基板Ｐ上には露光対象領域である複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０がマトリクス状に設定されており、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０のそれぞれに付随してアライメントマーク１が形成されている。なお図４では、各ショット領域は互いに隣接するように図示されているが、実際には互いに離間しており、アライメントマーク１はその離間領域であるスクライブライン上に設けられている。
【００６３】
Ｚステージ５２の１つのコーナーには基準部材３が設けられている。基準部材３には、基板アライメント系５で検出される基準マークＰＦＭと、マスクアライメント系６で検出される基準マークＭＦＭとが所定の位置関係で離れて配置されている。基準部材３の基材にはガラス板部材等の光学部材が使用されており、その基材上に例えば互いに異なる材料（光反射率の異なる材料）でパターニングすることで、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭが形成されている。そして、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭは無段差に形成されており、基準部材３の表面は、ほぼ平坦となっている。したがって、基準部材３の表面は、フォーカス検出系４の基準面としての役割も果たすこともできる。
【００６４】
図５は基準部材３を示す図であって、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。基準部材３は、ガラス板部材等からなる基材３３と、その基材３３上にパターニングされた互いに異なる光反射率を有する第１材料３１及び第２材料３２とを有している。本実施形態においては、第１材料３１は、光反射率の低い酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）により構成され、第２材料３２は、酸化クロムよりも光反射率の高いクロム（Ｃｒ）により構成されている。そして、十字状に形成された基準マークＰＦＭ、ＭＦＭは酸化クロムにより形成され、その周囲をクロムが取り囲むように配置され、更にその外側の領域に酸化クロムが配置されている。なお使用する材料としては上記材料の組み合わせに限定されず、例えば第１材料をアルミニウムにより構成し、第２材料をクロムにより構成してもよい。そして、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの上面は無段差に形成された無段差マークとなっている。
【００６５】
このような無段差マークを形成するには、例えば基材３３上に酸化クロム膜を蒸着等により設けた後、エッチィング処理等により酸化クロム膜の所定領域に溝を形成する。そして、前記溝の内部にクロムを設けた後、上面をＣＭＰ処理（化学的機械的研磨処理）などによって研磨処理することにより、酸化クロム及びクロムからなる無段差マークを形成することができる。なお、基材３３に溝を形成し、その溝にクロムあるいは酸化クロムを埋め込んだ後、研磨処理することによっても、無段差マークを形成することができる。あるいは基材３３上に光処理（あるいは熱処理）によって変質する感光材等の材料を塗布し、形成する基準マークに応じた領域に光（あるいは熱）を当ててその領域を変質（変色など）させることによっても、無段差マークを形成することができる。あるいは、基材３３のクロム膜の蒸着などによりマークを形成し、その上を、石英などの光透過性の材料でコーティングすることによって、基準部材３上面を無段差化（平坦化）することもできる。
【００６６】
基準部材３の上面のうち、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを含む少なくとも一部の領域は撥液性（撥水性）となっている。本実施形態では、基準部材３の上面全域が撥液性となっている。また、本実施形態では、基準部材３の上面は、撥液性を付与する撥液化処理を施されることによって撥液性となっている。撥液化処理としては、例えば撥液性を有する材料を使ったコーティング処理が挙げられる。撥液性を有する材料としては、例えばフッ素系化合物やシリコン化合物、あるいはアクリル系樹脂やポリエチレン等の合成樹脂が挙げられる。また、表面処理のための薄膜は単層膜であってもよいし複数の層からなる膜であってもよい。
【００６７】
なお、基準マークＭＦＭ、ＰＦＭを形成する上記第１、第２材料３１、３２として撥液性を有する材料を用いることによっても、基準部材３の上面を撥液性にすることができる。また、第１のガラス板部材上にクロム等の所定の材料により基準マークを形成し、その上に第２のガラス板部材を重ね、第１、第２のガラス板部材で上記クロム等からなる基準マークを挟むようにすることによっても、平坦な（無段差な）上面を有する基準部材を形成することができる。この場合、撥液化処理は第２のガラス板部材に対して施せばよいので、撥液化処理を円滑に行うことができる。
【００６８】
なおここでは、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭは十文字状に形成されているが、その形状は十文字状に限られず、各検出系に最適なマーク形状が使用可能である。また、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭは強調されて図示されているが、実際には数μｍ程度の線幅を有するものである。また、マスクアライメント系６として、特開昭５８−７８２３号公報に開示されているようなものを用いる場合には、基準部材３には、基準マークＭＦＭとして光透過部が形成される。この場合も、石英などの光透過性の材料を基準部材３の光透過部に埋め込んだり、光透過性の材料で基準部材３の上面をコーティングしたりして、基準部材３の上面を無段差化しておくことが望ましい。また、上述したように基準部材３の上面はフォーカス検出系４の基準面として使われるが、フォーカス検出系４の基準面を基準部材３とは別にＺステージ５２上に設けてもよい。また、基準部材３と補助プレート５７とは一体で設けられていてもよい。
【００６９】
次に、上述した露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを基板Ｐに露光する手順の一例について図６のフローチャート図を参照しながら説明する。
【００７０】
Ｚステージ５２の基板ホルダＰＳＨに基板Ｐがロードされ、その基板ホルダＰＳＨに基板Ｐを保持させる（図１参照）。そして、液体供給機構１０から液体ＬＱの供給を行う前に、基板Ｐ上に液体ＬＱが無い状態で、まず計測処理が行われる。制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸが図４の波線矢印Ｃに沿って進むようにレーザ干渉計５６の出力をモニタしつつＸＹステージ５３を移動する。その移動の途中で、基板アライメント系５は、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０に付随して基板Ｐ上に形成されている複数のアライメントマーク１を液体ＬＱを介さずに順次検出する（ステップＳＡ１）。
【００７１】
ここで、基板アライメント系５がアライメントマークの検出を行うときはＸＹステージ５３は停止され、基板アライメント系５がアライメントマーク１の検出を行っているときの基板ステージＰＳＴの位置はレーザ干渉計５６によって計測される。その結果、レーザ干渉計５６によって規定される座標系内での各アライメントマーク１の位置情報が計測される。基板アライメント系５及びレーザ干渉計５６を使って検出されたアライメントマーク１の位置情報の検出結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。なお本実施形態の基板アライメント系５では、基板ステージＰＳＴを静止させてマーク上にハロゲンランプからの白色光等の照明光を照射して、得られたマークの画像を撮像素子により所定の撮像視野内で撮像し、画像処理によってマークの位置を計測するＦＩＡ（フィールド・イメージ・アライメント）方式が採用されている。
【００７２】
また基板アライメント系５は、レーザ干渉計５６によって規定される座標系内に検出基準位置を有しており、アライメントマーク１の位置情報は、その検出基準位置との偏差として検出される。
【００７３】
ここで、本実施形態では、例えば特開昭６１−４４４２９号公報に開示されているような、所謂ＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）方式によりショット領域Ｓ１〜Ｓ２０の位置情報が求められる。そのため、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上に形成された複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０のうち、少なくとも三つの領域（ＥＧＡショット領域）を指定し、各ショット領域に付随したアライメントマーク１を基板アライメント系５を使って検出する。なお、基板アライメント系５は基板Ｐ上の全てのアライメントマーク１を検出してもよい。
【００７４】
また、そのＸＹステージ５３の移動中に、フォーカス検出系４により基板Ｐの表面情報が液体ＬＱを介さずに検出される。フォーカス検出系４は、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成されるパターン像の結像面と基板Ｐ表面とのずれを検出する。フォーカス検出系４による表面情報の検出は基板Ｐ上の全てのショット領域Ｓ１〜Ｓ２０毎に行われ、検出結果は基板Ｐの走査方向（Ｘ軸方向）の位置を対応させて制御装置ＣＯＮＴに記憶される。なお、フォーカス検出系４による表面情報の検出は、一部のショット領域に対して行うだけでもよい。
【００７５】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、アライメントマーク１の位置情報の検出結果に基づいて、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０それぞれの位置情報を演算処理（ＥＧＡ処理）によって求める（ステップＳＡ２）。
【００７６】
ＥＧＡ方式では、ステップＳＡ１において指定された上記ＥＧＡショット領域に付随したアライメントマーク１の位置情報（座標位置）を基板アライメント系５を使って検出した後、その検出値と設計値とに基づいて基板Ｐ上のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０の配列特性（位置情報）に関する誤差パラメータ（オフセット、スケール、回転、直交度）を最小二乗法等により統計演算して決定する。そして、この決定されたパラメータの値に基づいて、基板Ｐ上の全てのショット領域Ｓ１〜Ｓ２０に対してその設計上の座標値を補正する。
これにより、基板アライメント系５の検出基準位置と、基板ステージＰＳＴに載置された基板Ｐ上の各ショット領域との位置関係が決定される。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５６の出力から基板アライメント系５の検出基準位置に対して基板Ｐ上の各ショット領域がどこに位置しているかを知ることができる。
【００７７】
基板Ｐのアライメントマーク１の検出及び基板Ｐの表面情報の検出が終了すると、基板アライメント系５の検出領域が基準部材３上に位置決めされるように、制御装置ＣＯＮＴはＸＹステージ５３を移動する。基板アライメント系５は基準部材３上の基準マークＰＦＭを液体無しに検出し、レーザ干渉計５６によって規定される座標系内での基準マークＰＦＭの位置情報を検出する（ステップＳＡ３）。
【００７８】
基準マークＰＦＭの位置情報を基板アライメント系５を使って検出したことにより、レーザ干渉計５６によって規定される座標系内での基板アライメント系５の検出基準位置と基準マークＰＦＭとの位置関係を検出したことになる。
【００７９】
基板アライメント系５を用いたアライメントマーク１の位置情報の検出とＺステージ５２上の基準マークＰＦＭの位置情報の検出との両方が完了した後に、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系６により基準部材３上の基準マークＭＦＭを検出できるようにＸＹステージ５３を移動する。マスクアライメント系６は投影光学系ＰＬを介して基準マークＭＦＭを観察するので、投影光学系ＰＬの先端部と基準部材３とは対向している。ここで、制御装置ＣＯＮＴは液体供給機構１０及び液体回収機構２０による液体ＬＱの供給及び回収を開始し、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２の先端面と基準部材３の上面との間を液体ＬＱで満たして液浸領域を形成する。なお、液浸領域ＡＲ２は、基準部材３上のみに形成されるのが望ましいが、基準部材３と補助プレート５７とに跨って形成されていてもよいし、基準部材３と補助部レート５７と基板Ｐとに跨って形成されていてもよい。
【００８０】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系６によりマスクＭ、投影光学系ＰＬ、及び液体ＬＱを介して基準マークＭＦＭの検出を行う（ステップＳＡ４）。
【００８１】
これにより投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して、ＸＹ平面内におけるマスクＭのパターン像の投影位置情報が基準マークＭＦＭを使って検出され、レーザ干渉計５６で規定される座標系内でのパターン像の投影位置と基準マークＭＦＭとの位置関係が計測される。
なお本実施形態のマスクアライメント系６では、マークに対して光を照射し、ＣＣＤカメラ等で撮像したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するＶＲＡ（ビジュアル・レチクル・アライメント）方式が採用されている。
【００８２】
制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出基準位置とパターンの像の投影位置との間隔（位置関係）であるベースライン量を求める（ステップＳＡ５）。
【００８３】
具体的には、ステップＳＡ３で求めた基板アライメント系５の検出基準位置と基準マークＰＦＭとの位置関係、ステップＳＡ４で求めたパターン像の投影位置と基準マークＭＦＭとの位置関係、及び予め定められている基準マークＰＦＭ（基準部材３ａ）と基準マークＭＦＭ（基準部材３ｂ）との位置関係から、レーザ干渉計５６で規定される座標系内でのパターン像の投影位置と基板アライメント系５の検出基準位置との位置関係（ベースライン量）が決定される。
【００８４】
以上のような計測処理が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による基準部材３上への液体ＬＱの供給動作を停止する。一方で、制御装置ＣＯＮＴは液体回収機構２０による基準部材３上の液体ＬＱの回収動作を所定期間継続する。そして、前記所定期間が経過した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０による回収動作を停止する。
こうすることで、基準部材３上の液体ＬＱが回収される。なお、基準部材３と補助プレート５７とが一体的に設けられ、基準部材３ｂと基板Ｐとが補助プレート５７を介してほぼ同じ高さで連続している構成が好ましく、この場合には、液体供給機構１０の液体供給動作を停止することなく、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持した状態で、液体ＬＱの液浸領域を基準部材３上から基板Ｐ上に移動することができる。
【００８５】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを対向させた状態で、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０及び液体回収機構２０を駆動し、基板Ｐ上に対する液体供給動作及び基板Ｐ上の液体回収動作を開始する。これにより、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液浸領域ＡＲ２が形成される。そして、基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成した後、基板Ｐの複数のショット領域のそれぞれが順次パターン像を投影されて液浸露光される（ステップＳＡ６）。
【００８６】
より具体的には、ステップＳＡ２で求めた基板アライメント系５の検出基準位置に対する各ショット領域の位置情報、及びステップＳＡ５で求めた基板アライメント系５の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（ベースライン量）に基づいて、ＸＹステージ５３を移動し、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０とパターン像とを位置合わせしながら、各ショット領域の液浸露光処理を行う。
【００８７】
基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０を走査露光する際には、前述の計測処理中に求めた各情報を使って露光処理が行われる。すなわち、ステップＳＡ２で求めたショット領域の配列（位置情報）に基づいて、各ショット領域がパターン像の投影位置に位置合わせされて順次露光される。なお、基板Ｐ上の各ショット領域内のアライメントマーク１を基板アライメント系５で逐次検出してそのショット領域に重ね合わせ露光を行う所謂ダイ・バイ・ダイ方式を行ってもよいが、その場合、基板Ｐのショット領域の露光中には基板Ｐ上に液体ＬＱを配置し、基板アライメント系５によるアライメントマーク１の検出中には基板Ｐ上には液体ＬＱを配置しない動作を繰り返すことになるため、本実施形態のようにショット領域の配列（位置情報）を予め求め、その求めた配列によって基板Ｐを逐次移動する構成が好ましい。
【００８８】
また、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０に対する走査露光中は、液体ＬＱの供給前に求めた基板Ｐの表面情報に基づいて、フォーカス検出系４を使うことなしに、基板Ｐ表面と液体ＬＱを介して形成される像面との位置関係が調整される。なお、液体ＬＱの供給前に基板Ｐの表面情報を求めずに、走査露光中に液体ＬＱを介して基板Ｐ表面と像面との位置関係を検出して調整を行うようにしてもよいし、両方を行うようにしてもよい。
【００８９】
基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０の走査露光が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体供給を停止する。一方、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体供給を停止した後、液体回収機構２０の駆動を所定時間継続する。これにより、基板Ｐ上の液体ＬＱが回収される。なお、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する際には、基板ステージＰＳＴを駆動して、基板Ｐと液体回収機構２０の回収ノズル２３とを相対的に移動しながら液体ＬＱを回収するようにしてもよい。
【００９０】
基板Ｐの露光完了後に、別の基板Ｐ’を基板ステージＰＳＴ上に保持して露光する際には、基板ステージＰＳＴ上の基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの位置情報の検出を行うことなく、基板Ｐ’のショット領域とマスクのパターン像の投影位置とを位置合わせすることができる。その場合には、別の基板Ｐ’をＺステージ５２上の基板ホルダＰＳＨに保持させた後、ショット領域に付随して設けられたアライメントマーク１の位置情報を基板アライメント系５を使って検出する。これにより、先に露光された基板Ｐと同様に、ＥＧＡ処理を用いて、基板アライメント系５の検出基準位置に対する各ショット領域の位置情報が求められる。これにより、投影光学系ＰＬと基板Ｐ’とが対向され、基板Ｐ’上の各ショット領域とパターン像とが位置合わせされ、パターン像を基板Ｐ’の各ショット領域に露光することができる。
【００９１】
このように、複数の基板Ｐ（Ｐ’）を順次露光する際、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作は、Ｚステージ５２（基板ホルダＰＳＨ）に別の基板Ｐ’が保持された毎に行う必要はなく、Ｚステージ５２に保持された（ロードされた）基板Ｐ’上のアライメントマーク１の位置情報を検出し、先に求めたベースライン量に基づいて基板Ｐ’を移動することで、基板Ｐ’とパターン像とを効率良く高精度に位置合わせすることができる。そして、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作は、予め設定された基板処理枚数毎やマスクを交換したとき毎など、所定期間毎に行えばよい。
【００９２】
以上説明したように、Ｚステージ５２上の基準マークＰＦＭを基板アライメント系５で検出する際には液体ＬＱを介さずに検出することで、液体ＬＱの温度変化等の影響を受けることなく基準マークＰＦＭを良好に検出することができる。また、基板アライメント系５を液浸対応に構成する必要がなく、従来の検出系をそのまま利用できる。そして、マスクアライメント系６を使ってＺステージ５２上の基準マークＭＦＭを検出する際には、液浸露光時と同様、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たして投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して検出することにより、その検出結果に基づいてパターン像の投影位置を精確に検出することができる。そして、これら基板アライメント系５及びマスクアライメント系６の検出動作中における基板ステージＰＳＴのそれぞれの位置情報に基づいて、基板アライメント系５の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めることができ、このベースライン量に基づいて、基板Ｐに対する重ね合わせ露光する際にも基板Ｐ（ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０）とマスクＭのパターン像とを精確に位置合わせすることができる。
【００９３】
本実施形態では、基準マークＭＦＭ（基準部材３）上に液体ＬＱを配置した状態でマスクアライメント系６によりマーク検出が行われるが、その検出動作中においてはＺステージ５２の基板ホルダＰＳＨに基板Ｐが配置されている。これにより、仮に基準部材３上から液体ＬＱが流出しても、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止できる。また、液浸領域ＡＲ２が補助プレート５７の内側エッジをはみ出す場合にも、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止できる。したがって、浸入した液体ＬＱに起因する基板ステージＰＳＴ内部の例えば電気機器の故障や漏電、あるいは基板ステージＰＳＴ内部の各部材の錆び等の不都合の発生を防止することができる。
【００９４】
また、上述したように、本実施形態においては、基準部材３上の基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを検出する際に、基準部材３上に液体ＬＱが配置されるウエット状態と配置されないドライ状態とが切り替えられることになるが、図５を参照して説明したように、基準部材３上に形成される基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを無段差としたので、例えばドライ状態からウエット状態に切り替えた際にも、基準部材３上の液体ＬＱ中のマーク部分に気泡が生成されにくくなる。また、ウエット状態からドライ状態に切り替えるために基準部材３上から液体ＬＱを回収する際にも、液体ＬＱを良好に回収できてマーク部分に液体ＬＱを残留させることがない。特に本実施形態では、基準部材３の上面は撥液性となっているので、液体ＬＱを更に良好に回収することができる。したがって、例えばマスクアライメント系６は気泡等の影響を受けることなく基準マークＭＦＭの検出を精確に行うことができる。
基板アライメント系５は残留した液体ＬＱの影響を受けることなく基準マークＰＦＭの検出を精確に行うことができる。
【００９５】
ところで、本実施形態では、基板アライメント系５で基準マークＰＦＭを検出する際には基準部材３上に液体ＬＱは配置されず、マスクアライメント系６で基準マークＭＦＭを検出する際には基準部材３上に液体ＬＱが配置される。そして、マスク側基準マークＭＦＭと基板側基準マークＰＦＭとを別々に（非同時に）検出する構成であるが、基準部材３上で基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとが十分に離れていて、基準マークＰＦＭ部分が液体ＬＱに曝されない場合には、基準マークＰＦＭを無段差マークにしなくてもよい。
また、マスク側基準マークＭＦＭと基板側基準マークＰＦＭとを別々の基準部材に形成してもよい。その場合、本実施形態のように、マスク側基準マークＭＦＭと基板側基準マークＰＦＭとを非同時に検出するようにすることで、基準マークＰＦＭが形成された基準部材上には液浸領域を形成する必要がなくなる。したがって、基準マークＰＦＭの無段差化などの液浸対応を行う必要がないばかりでなく、ウォーターマークなどの発生も防止できる。
【００９６】
本実施形態では、はじめに液体ＬＱを介さずに基板Ｐ上のアライメントマーク１を基板アライメント系５で検出することによって基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０の位置情報を求め（ステップＳＡ１、ＳＡ２）、次いで液体ＬＱを介さずに基板ステージＰＳＴ上の基準マークＰＦＭを検出し（ステップＳＡ３）、次いで投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たして投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介してマスクアライメント系６で基準マークＭＦＭを検出することによってパターン像の投影位置を求め（ステップＳＡ４）、基板アライメント系５の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めた後（ステップＳＡ５）、基板Ｐを液浸露光する（ステップＳＡ６）構成である。すなわち、上記ステップＳＡ１〜ステップＳＡ３においては投影光学系ＰＬの像面側には液体ＬＱは満たされず、ステップＳＡ４〜ステップＳＡ６において投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱが満たされる構成である。こうすることにより、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たさないドライ状態と投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たすウエット状態との切り替え回数を少なくすることができ、スループットを向上することができる。例えばウエット状態からドライ状態に切り替えた場合、切り替え後において例えば基準部材３の上面等に残存している液体ＬＱを除去する作業が必要となるが、切り替え回数が増えるとその液体除去作業の回数も多くなり処理効率を低下させる。しかしながら、切り替え回数を低減することで、スループットを向上することができる。
【００９７】
基板アライメント系５で基準マークＰＦＭの検出を行った後（ステップＳＡ３）、基板Ｐ上のアライメントマーク１の検出を行い（ステップＳＡ１、ＳＡ２）、次いで、マスクアライメント系６で投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して基準マークＭＦＭの検出を行った後（ステップＳＡ４、ＳＡ５）、基板Ｐを液浸露光処理する（ステップＳＡ６）ことによっても、前述の本実施形態と同様にドライ状態とウエット状態との切り替え回数を少なくすることができる。一方、本実施形態のように、基板アライメント系５による基準マークＰＦＭの検出動作と、マスクアライメント系６による投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出動作とを連続して行うようにしたので、基板アライメント系５による基準マークＰＦＭの検出動作時における検出状態に対して、マスクアライメント系６による基準マークＭＦＭの検出動作時における検出状態が大きく変動して基板アライメント系５の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係であるベースライン量が精確に計測できないといった不都合を回避することができる。例えば、ステージ駆動を行うリニアモータの停止時と駆動時との発熱量の違い等に起因する露光装置環境の熱的変動により、投影光学系ＰＬとアライメント系５との位置関係の物理的な変動、アライメント系５の光学特性の変動、及び基板ステージＰＳＴの位置計測を行うレーザ干渉計５６の計測光路上の環境（温度）変動などが生じる可能性がある。その場合、基板アライメント系５による基準マークＰＦＭの検出動作時と、マスクアライメント系６による基準マークＭＦＭの検出動作時との時間的間隔が大きいと、前記熱的変動によりベースライン量を精確に計測できない不都合が生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態のように、基板アライメント系５による基準マークＰＦＭの検出動作と、マスクアライメント系６による基準マークＭＦＭの検出動作とを連続して行うことで上記不都合を回避することができる。
【００９８】
なお、図６のフローチャートで示したアライメントシーケンスにおいては、基板Ｐ上のアライメントマーク１を液体を介さずに検出して（ステップＳＡ１）、ＥＧＡ処理を行った（ステップＳＡ２）後に、基準マークＰＦＭの検出を液体を介さずに行い（ステップＳＡ３）、さらにその後に、基準マークＭＦＭの検出を投影光学系ＰＬと液体とを介して実行している（ステップＳＡ４）が、ステップＳＡ２とステップＳＡ３とを入れ替えてもよい。この場合、基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとの検出間隔が図６のシーケンスよりも多少長くなってしまうが、図６のシーケンスと同様に少ない回数の液体の供給・回収動作が可能であるので、スループットの点で有利である。また上述の実施形態においては、基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとを別々に設けているが、一つの基準マークを基板アライメント系５とマスクアライメント系６とで検出するようにしてもよい。さらに、基準マークＰＦＭの液体なしでの検出と基準マークＭＦＭの液体を介しての検出とを実行して、ベースライン量を求めた後に、基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出するようにしてもよい。
【００９９】
図７は本発明の別の実施形態を示す模式図である。図７は投影光学系ＰＬが基板Ｐ上に配置されている状態を、図８は投影光学系ＰＬが基準部材３上に配置されている状態をそれぞれ示している。図７及び８において、Ｚステージ５２上には、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐを配置するための凹部６０が形成されているとともに、基準部材３を配置するための凹部６１が形成されている。そして、凹部６０に配置された基板Ｐの上面と、凹部６１に配置された基準部材３の上面と、Ｚステージ５２の上面とはほぼ面一となるように設けられている。こうすることにより、基準部材３上の基準マークＭＦＭを液体ＬＱを介して検出するために、図７に示す状態から図８に示す状態にする場合であっても、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持した状態で基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動することができる。もちろん、図８に示す状態から図７に示す状態にする場合あっても、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持した状態で基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動することができる。また、基準部材３上の基準マークＭＦＭを液体ＬＱを介して検出している場合、基準部材３上に形成される液体ＬＱの液浸領域の大きさによっては、基準マークＭＦＭの検出動作中に基準部材３上の液浸領域の一部（端部）が基板ホルダＰＳＨが配置されている凹部６０に配置される状況が発生することが考えられるが、凹部６０の基板ホルダＰＳＨに基板Ｐを配置しておくことで、凹部６０内部への液体ＬＱの浸入を防止することができる。また、基板Ｐを配置することで凹部６０を平坦にすることができ、凹部（段部）に起因する液浸領域の乱れを防止することができる。なお、基準マークが形成された基準部材３をＺステージ５２の凹部６１に埋設する構成の他に、凹部６１を設けずにＺステージ５２の上面に直接基準マークを形成するようにしてもよい。
【０１００】
なお上記実施形態では、基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出した後に、マスクアライメント系６による基準マークＭＦＭの検出を行うシーケンスを採用しているため、マスクアライメント系６による液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出動作中には、デバイスを製造するための基板Ｐが基板ホルダＰＳＨに配置されている。しかしながら、ベースライン量を単独で計測する場合や、ベースライン量の計測後に、基板Ｐを基板ホルダＰＳＨ上にロードするシーケンスなどが採用される可能性がある。その場合には、ダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに配置することももちろん可能である。ここで、ダミー基板ＤＰはデバイス製造用の基板Ｐとほぼ同じ形状及び大きさを有する。またダミー基板ＤＰは、基板Ｐと同じ材料、例えばシリコンで形成したものでもよいが、液体ＬＱとの接触による汚染物の溶出などが無いものであれば各種の材料をダミー基板ＤＰに用いることができる。その場合、基板ホルダＰＳＨにダミー基板ＤＰを配置した状態で、マスクアライメント系６により投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出が行われる。次いで、基板アライメント系５により液体ＬＱ無しに基準マークＰＦＭの検出が行われ、ベースライン量が計測される。その基板アライメント系５の検出動作の前又は後に、ダミー基板ＤＰが基板ホルダＰＳＨからアンロードされるとともに、デバイス製造用の基板Ｐが基板ホルダＰＳＨにロードされる。そして、基板Ｐ上のアライメントマーク１が基板アライメント系５により検出された後、基板Ｐ上のアライメントマーク１の位置情報とベースライン量とに基づいて、基板Ｐ上のショット領域とパターン像との位置合わせが行われ、液浸露光が行われる。
【０１０１】
図９は、上記ダミー基板ＤＰを保管するダミー基板用ライブラリ７０Ａを備えた露光装置ＥＸの一例を模式的に示した平面図である。図９において、露光装置ＥＸは、チャンバ装置ＣＨの内部に設けられている。チャンバ装置ＣＨの内部は、空調系によって所定の環境（温度、湿度）に維持されている。基板ステージＰＳＴは、チャンバ装置ＣＨの内部において所定の可動範囲ＳＲで移動可能に設けられている。露光装置ＥＸには、基板Ｐを搬送する搬送装置８０が接続されている。搬送装置８０には、基板Ｐに感光材を塗布する機能と露光処理済みの基板Ｐを現像する機能とを有するコータ・デベロッパＣ／Ｄがインターフェース部ＩＦを介して接続されている。搬送装置８０は、基板Ｐを保持して搬送する第１アーム部８１及び第２アーム部８２を備えている。第１、第２アーム部８１、８２のそれぞれはガイド部８１Ａ、８２Ａに案内されつつ移動する。第１、第２アーム部８１、８２及びガイド部８１Ａ、８２Ａは第２チャンバ装置ＣＨ２の内部に設けられている。コータ・デベロッパＣ／Ｄで感光材を塗布された露光処理前の基板Ｐは、第１アーム部８１及び第２アーム部８２によって、露光装置ＥＸのチャンバ装置ＣＨ内部に搬送される。基板ステージＰＳＴは、露光処理前の基板Ｐが第２アーム部８２によってロードされるとき、基板交換位置ＲＰに移動される。基板交換位置ＲＰで基板Ｐがロードされた基板ステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの下である露光処理位置ＥＰに移動する。また、露光処理を終えた基板Ｐを保持した基板ステージＰＳＴは、基板交換位置ＲＰに移動する。露光処理済みの基板Ｐは、基板交換位置ＲＰにおいて、第２アーム部８２（あるいは別のアーム部）によってアンロードされ、第１アーム部８１（あるいな別のアーム部）によって、インターフェース部ＩＦを介してコータ・デベロッパＣ／Ｄに搬送される。
【０１０２】
そして、ダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに配置するときは、制御装置ＣＯＮＴは、例えば第２アーム部８２を使って、チャンバ装置ＣＨの内部に設けられているダミー基板ＤＰの待機場所であるダミー基板用ライブラリ７０Ａよりダミー基板ＤＰを取り出し、基板交換位置ＲＰにおいて、基板ステージＰＳＴの基板ホルダＰＳＨにロードする。そして、基板ホルダＰＳＨにダミー基板ＤＰを保持した状態で、制御装置ＣＯＮＴは、上述したような例えばマスクアライメント系６による投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出を行う。
【０１０３】
また、上記液体ＬＱを介した検出処理が終了した後、ダミー基板ＤＰを基板ステージＰＳＴよりアンロードするときは、まず、制御装置ＣＯＮＴは液体回収機構２０などを使ってダミー基板ＤＰに付着・残留している液体ＬＱの除去作業を行う。そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体除去処理を施されたダミー基板ＤＰを保持した基板ステージＰＳＴを基板交換位置ＲＰに移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、第２アーム部８２（あるいは別のアーム部）を使って基板ステージＰＳＴよりダミー基板ＤＰをアンロードし、ダミー基板ＤＰの待機場所であるダミー基板用ライブラリ７０Ａに収納する。
【０１０４】
なお、本実施形態においては、ダミー基板用ライブラリ７０Ａは、露光装置ＥＸを収容するチャンバ装置ＣＨの内部に設けられているが、図９中、符号７０Ｂで示すように、ダミー基板用ライブラリを例えば搬送装置８０を収容する第２チャンバ装置ＣＨ２の内部に設けてもよい。あるいは、コータ・デベロッパＣ／Ｄの内部に、ダミー基板用ライブラリを配置してもよい。
【０１０５】
なお、ダミー基板ＤＰは撥液性を有していることが好ましい。本実施形態においては、ダミー基板ＤＰは撥液化処理されて撥液性を有している。撥液化処理としては、例えば撥液性を有する材料を使ったコーティング処理が挙げられる。撥液性を有する材料としては、例えばフッ素系化合物やシリコン化合物、あるいはアクリル系樹脂やポリエチレン等の合成樹脂が挙げられる。また、表面処理のための薄膜は単層膜であってもよいし複数の層からなる膜であってもよい。
【０１０６】
また、ダミー基板ＤＰの撥液性は経時的に劣化する。そこで、ダミー基板ＤＰを、その撥液性の劣化に応じて交換するようにしてもよい。また、ダミー基板ＤＰを撥液性の材料（例えば、フッ素系の材料やアクリル）で形成してもよい。
【０１０７】
図１０は別の実施形態を示す模式図である。図１０に示すように、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）に凹部６０を形成し、その凹部６０の内部に凹部６０に応じた形状を有する基板ホルダＰＳＨを配置するとともに、Ｚステージ５２内部に基板ホルダＰＳＨを昇降する昇降装置６３を設けるようにしてもよい。そして、マスクアライメント系６による液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出動作時においては、図１０（ａ）に示すように、昇降装置６３は基板ホルダＰＳＨを上昇して、Ｚステージ５２の上面と基板ホルダＰＳＨの上面とを面一にする。こうすることによっても、基準マークＭＦＭを液体ＬＱを介して計測するために基準部材３上に形成された液浸領域の液体ＬＱがＺステージ５２（基板ステージＰＳＴ）内部に浸入するなどの不都合の発生を防止することができる。そして、液浸露光するためにデバイス製造用の基板Ｐを基板ホルダＰＳＨに保持させる際には、図１０（ｂ）に示すように、昇降装置６３が基板ホルダＰＳＨを下降することにより、基板Ｐを配置するための凹部６０が設けられる。なお、基板Ｐを載置する際に基板ホルダＰＳＨ上に液体ＬＱが付着している場合には、付着した液体ＬＱを除去あるいは回収してから基板Ｐに載置するとよい。
【０１０８】
なお、上述の実施形態においては、基板ステージＰＳＴ上の基準マークＭＦＭを、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して検出するときに、基板Ｐ、ダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに保持して、Ｚステージ５２内部に液体ＬＱが浸入するのを防止しているが、基準マークＭＦＭの検出に限ることなく、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上の各種センサの使用時など、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上面の周辺部に液浸領域を形成するときには、基板Ｐやダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに保持したり、図１０のような構成を用いてＺステージ５２（基板ステージＰＳＴ）内部への液体ＬＱの浸入を防止することが望ましい。
【０１０９】
ところで、上述したように、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作は、予め設定された基板処理枚数毎やマスクＭを交換したとき毎など、所定期間毎に行えばよい。そして、上述した実施形態においては、基板Ｐを基板ホルダＰＳＨ上にロードする前においてベースライン量を単独で計測するときなどに、基板ホルダＰＳＨにダミー基板ＤＰを保持しておくことで、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止している。一方で、ベースライン量を計測するときには、ダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに保持する代わりに、露光処理済みの基板Ｐを基板ホルダＰＳＨに保持した状態で、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作を行うことによっても、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止することができる。そして、ベースライン量の計測を終了した後、その露光処理済みの基板Ｐをアンロードすればよい。すなわち、基板Ｐの露光を終了した後、その露光処理済みの基板Ｐを基板ステージＰＳＴに保持した状態で、基板アライメント系５による基板ステージＰＳＴ上の基準マークＰＦＭの位置情報の検出とマスクアライメント系６による基板ステージＰＳＴ上の基準マークＭＦＭの位置情報の検出とを行い、その基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの位置情報の検出結果に基づいてベースライン量を求めた後、その露光処理済みの基板Ｐを基板ステージＰＳＴより搬出することによって、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止できる。
【０１１０】
なお、露光処理前の基板Ｐを基板ホルダＰＳＨに保持した状態で、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作を行う構成も考えられる。しかしながら、液体ＬＱを介して基準マークＭＦＭを検出するときなどに、露光処理前の基板Ｐ上のアライメントマーク１に液体ＬＱが付着する可能性が高くなる。基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出する基板アライメント系５は、液体ＬＱを介さずに（ドライ状態で）検出するように構成されているので、露光処理前の基板Ｐ上のアライメントマーク１を基板アライメント系５で検出するときに、アライメントマーク１上に液体ＬＱが付着していると、検出精度の劣化を招く。したがって、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを検出するときに基板ホルダＰＳＨに保持させておく基板Ｐは、露光処理後の基板Ｐであることが好ましい。
【０１１１】
なお、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上に基準部材や各種の計測センサなどの計測部材が配置されていない場合であっても、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上に液浸領域ＡＲ２を形成する場合には、基板Ｐやダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに保持したり、図１０のような機構を用いてＺステージ５２（基板ステージＰＳＴ）内部への液体ＬＱの浸入を防止することが望ましい。
【０１１２】
さらに言えば、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上の基準部材や各種の計測センサなどの計測部材の有無にかかわらず、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の凹部６０が基板Ｐやダミー基板ＤＰなどで覆われていない場合に、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上に液浸領域ＡＲ２を形成するのを禁止するのが望ましい。
【０１１３】
例えば、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の凹部６０が基板Ｐやダミー基板ＤＰなどで覆われていない場合に、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体供給を禁止したり、投影光学系ＰＬの光学素子２とＺステージ５２（基板ステージＰＳＴ）とが対向しないように、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）のＸＹ平面内での移動範囲を制限することができる。
【０１１４】
なお、制御装置ＣＯＮＴは、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御しているので、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の凹部６０が基板Ｐやダミー基板ＤＰなどで覆われているか否かを判断することができるが、後述するように、基板Ｐやダミー基板ＤＰなどで覆われているか否かを検出する検出器を使うこともできる。
【０１１５】
また、基板アライメント系５で基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出するとき、上述したように、基板Ｐ上のアライメントマーク１に液体ＬＱが配置されていない（付着していない）状態にすることが望ましい。基板ステージＰＳＴにロードされた露光処理前の基板Ｐが、供給ノズル１３の下や回収ノズル２３の下、あるいは投影光学系ＰＬの光学素子２の下を通過するときに、供給ノズル１３や回収ノズル２３、又は光学素子２に残留・付着している液体ＬＱが基板Ｐ上に滴下あるいは飛散するおそれがある。そして、その滴下した液体ＬＱが基板Ｐ上のアライメントマーク１上に配置されて（付着して）しまうと、基板アライメント系５はアライメントマーク１の計測ができず計測エラーを発生したり、計測ができたとしてもアライメントマーク１の像や波形信号が歪んで誤計測してしまい、アライメント計測精度が劣化する等の不都合が生じる。
【０１１６】
あるいは、基板ステージＰＳＴ上のうちその基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐとは別の位置（例えば補助プレート５７上やＺステージ５２の上面上）に液浸領域ＡＲ２を形成しつつ、基板アライメント系５が基板Ｐ上のアライメントマーク１を液体ＬＱを介さずに計測する構成も考えられる。あるいは、基板Ｐ上の一部に（局所的に）液浸領域ＡＲ２を形成しつつ、その液浸領域ＡＲ２の外側でアライメントマーク１を基板アライメント系５で液体ＬＱを介さずに検出する構成も考えられる。この場合においても、液浸領域ＡＲ２から液体ＬＱが飛散したり、液体ＬＱの回収が十分に行われないと、基板Ｐ上のアライメントマーク１上に液体ＬＱが配置された状態で、そのアライメントマーク１が基板アライメント系５に計測される不都合が生じる。
【０１１７】
そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域に配置される前の基板Ｐ上のアライメントマーク１が、供給ノズル１３や回収ノズル２３、又は投影光学系ＰＬの光学素子２の下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定する。そして制御装置ＣＯＮＴは、決定した移動軌跡に基づいて基板ステージＰＳＴを移動しながら、基板アライメント系５を使って、基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１のそれぞれを順次計測する。
【０１１８】
図１１は、基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１のそれぞれを基板アライメント系５で順次計測するときの動作を説明するための図である。図１１において、投影光学系ＰＬの光学素子２の近傍には供給ノズル１３及び回収ノズル２３が配置されており、それら光学素子２、供給ノズル１３、及び回収ノズル２３の＋Ｘ側には基板アライメント系５が配置されている。このような位置関係において、基板アライメント系５を使って基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１のそれぞれを順次計測するとき、最初に制御装置ＣＯＮＴは、図１１（ａ）に示すように、基板Ｐ上の最も−Ｘ側に設けられているショット領域に付随したアライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に配置し、そのアライメントマーク１を基板アライメント系５で計測する。例えば制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上のショット領域Ｓ１０やＳ１１（図４参照）などに付随したアライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に配置する。以下の説明では、最初に計測される上記アライメントマーク１を「第１アライメントマーク」と称する。
【０１１９】
ここで、制御装置ＣＯＮＴは、露光処理前の基板Ｐを基板交換位置ＲＰ（図９参照）において基板ステージＰＳＴ上にロードした後、基板Ｐ上の第１アライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に配置するときに、基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１のうち、少なくとも基板アライメント系５の計測対象であるアライメントマーク１が、供給ノズル１３や回収ノズル２３、あるいは光学素子２の下を通過しないように、基板ステージＰＳＴを移動する。これにより、第１アライメントマーク１は、供給ノズル１３などの下を通過することなく、基板アライメント系５の検出領域に配置される。したがって、第１アライメントマーク１上に、供給ノズル１３などから滴下した液体ＬＱが配置された状態で、その第１アライメントマーク１が基板アライメント系５に計測される不都合を防止することができる。
【０１２０】
第１アライメントマーク１の検出が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ側に移動し、第１アライメントマーク１よりも＋Ｘ側に設けられた第２アライメントマーク１（例えばショット領域Ｓ１２やＳ９などに付随したアライメントマーク１）を基板アライメント系５の検出領域に配置する。ここで、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域に計測対象であるアライメントマーク１が、供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定しているので、基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされた後、その基板Ｐ上の第２アライメントマーク１が基板アライメント系５の検出領域に配置されるまでの間に、第２アライメントマーク１は供給ノズル１３などの下を通過しない。したがって、第２アライメントマーク１上に、供給ノズル１３などから滴下した液体ＬＱが配置される不都合が防止されている。なお、既に基板アライメント系５に計測された第１アライメントマーク１は、供給ノズル１３などの下を通過してもよい。
【０１２１】
以下同様に、図１１（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、第２アライメントマーク１よりも＋Ｘ側に設けられた第３、第４アライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に順次配置して計測する。以上の動作は、制御装置ＣＯＮＴが基板ステージＰＳＴの位置をレーザ干渉計５６でモニタしつつ、露光レシピに基づいて基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを制御することで行われる。
【０１２２】
なおここでは、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを−Ｘ側に移動し、基板アライメント系５の検出領域に基板Ｐ上の−Ｘ側のアライメントマーク１から＋Ｘ側のアライメントマーク１を順次配置しているが、基板アライメント系５が投影光学系ＰＬの−Ｘ側に設けられている場合には、基板ステージＰＳＴは＋Ｘ側に移動される。また、アライメントマーク１を検出する順番も、Ｘ軸方向に沿った順番に限られない。また、上述したように、基板Ｐ上に設けられた複数のアライメントマーク１の全てを基板アライメント系５で検出する必要はない。したがって、基板アライメント系５の計測対象ではないアライメントマーク１は、供給ノズル１３などの下を通過してもよい。要は、基板アライメント系５の検出領域に配置される前の計測対象であるアライメントマーク１が、供給ノズル１３などの下を通過しなければよい。
【０１２３】
以上説明したように、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域にアライメントマーク１を配置するための基板ステージＰＳＴの移動軌跡を、基板アライメント系５と供給ノズル１３（及び回収ノズル２３、光学素子２）との位置関係に応じて決定しているので、基板アライメント系５で計測されるアライメントマーク１に、供給ノズル１３などの下を通過したことに起因して液体ＬＱが付着される不都合を防止することができる。したがって、基板アライメント系５が液体ＬＱを付着された状態のアライメントマーク１を計測する不都合が防止されるので、計測エラーや誤計測を防止することができる。したがって、露光装置ＥＸの稼働率が向上し、露光精度を高度に維持することができる。
【０１２４】
なお、図１１を参照して説明した実施形態の場合、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持した状態で、基板アライメント系５によるアライメントマーク１の検出を行なうようにしてもよい。この場合、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）上面、あるいは基板ステージＰＳＴ上面と基板Ｐ表面とに跨るように、あるいは基板Ｐ表面に液浸領域ＡＲ２が形成されるが、図１１からも明らかなように、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐのアライメントマーク１が液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ（図１参照）に接触する前に基板アライメント系５で検出されるように基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定しているので、基板アライメント系５が液体ＬＱを付着された状態のアライメントマーク１を計測する不都合が防止することができる。
【０１２５】
なおここでは、基板アライメント系５の検出領域に配置される前の基板Ｐ上のアライメントマーク１が、供給ノズル１３などの下を通過しないようにしているが、基板アライメント系５の検出領域に配置される前の基準マークＰＦＭが、供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡が決定されてもよい。このように、アライメントマーク１や基準マークＰＦＭに限らず、ドライ状態で計測される基板ステージＰＳＴ上のマーク（計測対象）が液体ＬＱを滴下させる可能性のある部材の下を通過しないように基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定するようにすることで、液体ＬＱを介さないマーク計測精度を向上することができる。
【０１２６】
なお上述した実施形態においては、基板ステージＰＳＴを基板交換位置ＲＰから投影光学系ＰＬ近傍（露光処理位置ＥＰ）まで移動させるときや、基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１を計測するときについての基板ステージＰＳＴの移動軌跡について説明したが、基準部材３上の基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを計測した後、基板Ｐ上のアライメントマーク１を計測するときなどにも、基板Ｐ上のアライメントマーク１が供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡が決定されることが好ましい。例えば、図１２において、基準部材３上の基準マークＭＦＭをマスクアライメント系６を使って液体ＬＱを介して計測するときは、制御装置ＣＯＮＴは、基準部材３上に液浸領域ＡＲ２を形成した状態で基準マークＭＦＭを計測する。そして、基準マークＭＦＭの液体ＬＱを介した計測が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、基準部材３上の液体ＬＱを液体回収機構２０などを使って回収する。その後、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域に基板Ｐ上のアライメントマーク１を配置するときに、供給ノズル１３などが図１２の波線矢印Ｋに沿って進むようにレーザ干渉計５６の出力をモニタしつつＸＹステージ５３を移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域に第１アライメントマーク１（例えばショット領域Ｓ１０に付随したアライメントマーク１）を配置する。この場合においても、基板アライメント系５で計測される前のアライメントマーク１は、供給ノズル１３などの下を通過しないので、供給ノズル１３などから滴下した液体ＬＱが付着することがない。
【０１２７】
なお、アライメントマーク１に液体が付着して検出エラーになった場合には、アライメントマーク１に異物が付着して検出エラーが生じた場合と同様に、そのアライメントマークの検出を中止し、その近傍のアライメントマークを替わりに検出するようにしてもよいし、その基板Ｐそのものを不良基板として扱うようにしてもよい。
【０１２８】
また、基板アライメント系５で基板Ｐ上のアライメントマークをドライ状態で検出したときに得られるマーク像や信号波形を予め記憶しておき、実際に基板アライメント系５でアライメントマーク１を検出したときに得られたマーク像や信号波形が、記憶されているものと大きく異なる場合には、基板アライメント系５の終端の光学素子と、アライメントマークとの少なくとも一方に液体が付着していると判断して、検出エラーを出力し、オペレータなどに付着した液体の拭き取りなどを促すようにしてもよい。
【０１２９】
同様に、基板アライメント系５で基準マークＰＦＭをドライ状態で計測したときに得られるマーク像や信号波形を記憶しておき、ベースライン量の計測などのときに実際に基板アライメント系５で基準マークＰＦＭの取得したマーク像や信号波形が記憶されているものと大きく異なる場合には、基板アライメント系５の終端の光学素子と、基準マークＰＦＭとの少なくとも一方に液体が付着していると判断して、検出エラーを出力し、オペレータなどに付着した液体の拭き取りなどを促すようにしてもよい。
【０１３０】
なお、記憶されるマーク像や信号波形は、露光装置ＥＸ内で基板アライメント系５を使って取得してもよいし、露光装置ＥＸの外で取得するようにしてもよい。
【０１３１】
また、図１２に示す基板ステージＰＳＴ上には、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報に開示されているような照度ムラセンサ４００や、例えば特開２００２−１４００５号公報に開示されているような空間像計測センサ５００が設けられている。そして、これら計測用センサ４００、５００上に液浸領域ＡＲ２を形成した状態で、液体ＬＱを介して計測処理を行うことが考えられる。その場合においても、制御装置ＣＯＮＴは、センサ４００、５００による計測処理を終了した後、液体回収機構２０などを使って液体回収を行う。そして、基板Ｐ上のアライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に配置するときは、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の計測対象である基板Ｐ上のアライメントマーク１が供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定する。
【０１３２】
図１３は、本発明の別の実施形態を示す模式図である。図１３（ａ）において、露光装置ＥＸは、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐを吸着保持するための吸着保持機構９０を備えている。吸着保持機構９０は、基板ホルダＰＳＨの上面の複数の位置のそれぞれに設けられた吸着孔９１と、これら複数の吸着孔９１のそれぞれに流路９２を介して接続された真空系９３とを備えている。制御装置ＣＯＮＴは、真空系９３を駆動することで、基板ホルダＰＳＨの上面に載置された基板Ｐの裏面を、吸着孔９１を介して真空吸着保持する。
【０１３３】
吸着保持機構９０の流路９２又は真空系９３の圧力に関する情報は、圧力検出器９４にモニタされるようになっている。圧力検出器９４は、検出した圧力に関する情報に基づいて、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐ（もしくはダミー基板ＤＰ）が保持されているか否かを検出することができる。すなわち、圧力検出器９４は、吸着保持機構９０による吸着動作が実行され、圧力が低下しない場合には、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていないと判断し、圧力が低下した場合には、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていると判断する。また、圧力検出器９４の検出結果及び判断結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【０１３４】
液体供給機構１０の供給管１２の途中には、供給管１２の流路を開閉するバルブ１４が設けられている。バルブ１４の動作は、制御装置ＣＯＮＴに制御される。
【０１３５】
図１３（ａ）に示すように、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されているとき、上述したように、圧力検出器９４は、圧力に関する情報に基づいて、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていることを検出することができる。そして、圧力検出器９４が基板Ｐを検出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、圧力検出器９４の検出結果（判断結果）に基づいて、液体供給機構１０に液体供給可能の指令を出す。
【０１３６】
一方、図１３（ｂ）に示すように、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていないとき、圧力検出器９４は、圧力に関する情報に基づいて、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていないことを検出することができる。そして、圧力検出器９４が基板Ｐを検出しないときには、制御装置ＣＯＮＴは、圧力検出器９４の検出結果（判断結果）に基づいて、液体供給機構１０に液体供給不可の指令を出す。制御装置ＣＯＮＴの指令を受けた液体供給機構１０は、例えばバルブ１４によって供給管１２の流路を閉じる。こうして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体供給を停止する。
【０１３７】
上述したように、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐもしくはダミー基板ＤＰが保持されていない状態において、液浸領域ＡＲ２が形成されたり、液体供給機構１０による液体供給が実行されると、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入する可能性があり、例えば液体ＬＱが基板ステージＰＳＴ内部に浸入すると、錆びを生じさせたり、内部に配置されている電気機器や摺動部に不具合が生じ、修復に多大な時間を要してしまう。あるいは、基板ホルダＰＳＨの保持面に液体ＬＱがかかると、吸着孔９１を介して真空系９３に液体ＬＱが流入する不都合が生じる。また、基板ホルダＰＳＨの保持面に液体ＬＱが付着すると、基板Ｐが載置されたときに、その液体ＬＱが潤滑膜として機能し、基板Ｐを所望の位置に対してずれた状態で保持する不都合も生じる。そこで、本実施形態のように、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐもしくはダミー基板ＤＰが保持されているか否かに応じて、液体供給機構１０の動作を制御することで、基板ホルダＰＳＨの保持面に液体ＬＱが付着したり、基板ステージＰＳＴの内部に液体が浸入することを防止できる。そして、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐもしくはダミー基板ＤＰが保持されていないときは、制御装置ＣＯＮＴが液体供給機構１０による液体供給を停止することで、基板ステージＰＳＴの内部への液体の浸入等を防止することができる。
【０１３８】
なお本実施形態においては、圧力検出器９４の検出結果に基づいて、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ若しくはダミー基板ＤＰが保持されているか否かが判断されているが、基板ステージＰＳＴや基板ホルダＰＳＨに、例えば接触式の基板有無センサを設け、その検出結果に基づいて、液体供給機構１０の動作を制御するようにしてもよい。あるいは、前述のフォーカス検出系４を用いて、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ若しくはダミー基板ＤＰが保持されているか否かを判断し、その結果に基づいて、液体供給機構１０の動作を制御するようにしてもよい。また、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ（もしくはダミー基板ＤＰ）が保持されていないときに、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上に液浸領域ＡＲ２が形成されないように、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の供給ノズル１３や回収ノズル２３、あるいは光学素子２の下への移動を禁止するようにしてもよい。
【０１３９】
また、制御装置ＣＯＮＴは、圧力検出器９４の検出結果に応じて、基板ステージＰＳＴの可動領域を変更するようにしてもよい。図１３を参照して説明した実施形態のように、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ（もしくはダミー基板ＤＰ）が保持されていないときに、液体供給機構１０による液体供給を停止したとしても、供給ノズル１３や回収ノズル２３、あるいは投影光学系ＰＬの光学素子２に残留・付着している液体ＬＱが滴下して、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に浸入する可能性がある。その場合においても、基板ステージＰＳＴ内部の電気機器の漏電を引き起こしたり、錆びを生じさせたり、吸着孔９１を介して液体ＬＱが真空系９３に流入したり、あるいは基板ホルダＰＳＨの保持面に滴下した液体ＬＱが潤滑膜として機能して、所望位置に対してずれた状態で基板Ｐを保持するなどの不都合が生じる。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐが保持されているか否かを検出する検出器９４の検出結果に応じて、基板ステージＰＳＴの可動領域を変更する。
【０１４０】
具体的には、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ（もしくはダミー基板ＤＰ）が保持されていないときは、換言すれば、圧力検出器９４が基板Ｐを検出しないときは、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴの可動領域を、供給ノズル１３や回収ノズル２３、あるいは光学素子２の下に基板ホルダＰＳＨが位置しない領域とする。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐが保持されていない場合、レーザ干渉計５６の出力をモニタしつつ、基板ホルダＰＳＨが供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴを移動する。こうすることにより、仮に供給ノズル１３などから液体ＬＱが滴下しても、基板ホルダＰＳＨの内部や基板ステージＰＳＴの内部への液体ＬＱの浸入等を防止することができる。
【０１４１】
なお、上述の実施形態においては、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成するときに、供給ノズル１３から液体ＬＱの供給を開始するようにしているが、基板ステージＰＳＴとは異なる所定の物体と投影光学系ＰＬとの間に保持された液体を回収することなく、その所定物体上に形成されている液浸領域ＡＲ２を基板ステージＰＳＴ上に移動することによって、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成することもできる。
【０１４２】
なお、上述の実施形態においては、基板Ｐ上のアライメントマーク１及び基準マークＰＦＭを液体を介さずに検出し、基準マークＭＦＭの検出は液体を介して実行するようになっているが、基準部材３表面の撥液化、基準部材３上面の無段差化、ダミー基板ＤＰの使用などに関する発明は、特開平４−４５５１２号公報に開示されているような基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとを同時に検出できるような構成を採用した場合にも適用可能であり、基板Ｐ上のアライメントマーク１及び基準マークＰＦＭを液体を介して検出するような場合にも適用可能である。
【０１４３】
また、基準部材３上に液浸領域と非液浸領域とを分離して形成できる場合には、特開平４−４５５１２号公報に開示されているように、基準マークＰＦＭの液体なしでの検出と基準マークＭＦＭの液体ありでの検出とを同時にできるような構成を採用してもよい。その場合には、例えば図６に示したアライメントシーケンスにおいて、ステップＳＡ３とステップＳＡ４とを同時に行うことができるので、スループットの点で有利である。またさらに、基板アライメント系５が基板Ｐ上のアライメントマーク１や基準マークＰＦＭを液体を介して検出する構成の場合には、特開平４−４５５１２号公報に開示されているように基準マークＰＦＭの検出と基準マークＭＦＭの検出とを同時にできるような構成を採用してもよいことは言うまでもない。
【０１４４】
また、上述の実施形態においては、基準部材上に、基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭの二つの基準マークを設けたが、単一の基準マーク（基準）を使ってステップＳＡ３とステップＳＡ４を行うことも可能である。
【０１４５】
上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水を用いた。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上のフォトレジストや光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。
【０１４６】
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程度と言われており、露光光ＥＬの光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板Ｐ上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍ程度に短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４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。
【０１４７】
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（ラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分）の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが１．０を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイボール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。
【０１４８】
またマスク（レチクル）のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク（レチクル）のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在する場合には、同じく特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。
【０１４９】
本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子２が取り付けられており、このレンズにより投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。なお、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ＥＬを透過可能な平行平面板であってもよい。液体ＬＱと接触する光学素子を、レンズより安価な平行平面板とすることにより、露光装置ＥＸの運搬、組立、調整時等において投影光学系ＰＬの透過率、基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度、及び照度分布の均一性を低下させる物質（例えばシリコン系有機物等）がその平行平面板に付着しても、液体ＬＱを供給する直前にその平行平面板を交換するだけでよく、液体ＬＱと接触する光学素子をレンズとする場合に比べてその交換コストが低くなるという利点がある。即ち、露光光ＥＬの照射によりレジストから発生する飛散粒子、または液体ＬＱ中の不純物の付着などに起因して液体ＬＱに接触する光学素子の表面が汚れるため、その光学素子を定期的に交換する必要があるが、この光学素子を安価な平行平面板とすることにより、レンズに比べて交換部品のコストが低く、且つ交換に要する時間を短くすることができ、メンテナンスコスト（ランニングコスト）の上昇やスループットの低下を抑えることができる。
【０１５０】
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。
【０１５１】
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間は液体ＬＱで満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体ＬＱを満たす構成であってもよい。
【０１５２】
また、上述の液浸法を適用した露光装置は、投影光学系ＰＬの終端光学素子２の射出側の光路空間を液体(純水)で満たしてウェハ基板Ｐを露光する構成になっているが、国際公開第２００４／０１９１２８号に開示されているように、投影光学系ＰＬの終端光学素子２の入射側の光路空間も液体（純水）で満たすようにしてもよい。
【０１５３】
なお、本実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。この場合も表面処理は用いる液体ＬＱの極性に応じて行われる。
【０１５４】
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。
【０１５５】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【０１５６】
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。
【０１５７】
２つのステージを備えたツインステージ型の露光装置では、基板の露光が行われる露光ステーションと基板上のショットエリアの位置合わせが行われるアライメントステーションが独立に設けられている場合がある。この場合、スループット向上のために、第１ステージ上の基板が露光ステーションで露光されているときに、第２ステージ上の基板がアライメントステーションでアライメントされる。そして、第２ステージ上の基板がアライメントされた後に、第２ステージは露光ステーションに移動して、アライメントステーションで位置合わせされた基板が露光ステーションで露光される。この際、第２ステージ上の基板はアライメントステーションにおいて、前述の実施形態で説明したような基板ステージに設けられた基準マークに対する相対位置が求められ、そして露光ステーションに第２ステージが移動されたときに、露光ステーションでも基準マークを基準として結像位置が決定される。従って、前述の実施形態で説明したような基準マークはツインステージ型の露光装置で、露光及びアライメントステーションで有効利用される。
【０１５８】
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号公報や特開平１０−３０３１１４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で覆われる液浸露光装置にも適用可能である。
【０１５９】
また、本発明は、例えば特開平１１−１３５４００号公報に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種の基準部材や計測センサなどの計測部材を備えた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。この場合、上述の実施形態において基板ステージＰＳＴに配置されている基準部材や各種計測センサの少なくとも一部を計測ステージに配置することができる。
【０１６０】
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。
【０１６１】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【０１６２】
各ステージＰＳＴ、ＭＳＴの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＰＳＴ、ＭＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＰＳＴ、ＭＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側に設ければよい。
【０１６３】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【０１６４】
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【０１６５】
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。
【０１６６】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１４に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【符号の説明】
【０１６７】
１…アライメントマーク、２…光学素子、３…基準部材、５…基板アライメント系（第１検出系）、６…マスクアライメント系（第２検出系）、１０…液体供給機構、１３…供給ノズル（ノズル部材）、２０…液体回収機構、２３…回収ノズル（ノズル部材）、５２…Ｚステージ、６０…凹部（基板ホルダ）、９４…圧力検出器、ＡＲ１…投影領域、ＡＲ２…液浸領域、ＤＰ…ダミー基板、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＭＦＭ…基準マーク、Ｐ…基板、ＰＦＭ…基準マーク、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＨ…基板ホルダ、ＰＳＴ…基板ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系と液体とを介して基板にパターンを露光する露光装置及び露光方法、デバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。
【０００３】
上記マイクロデバイスは基板上に複数層のパターンを重ね合わせて形成されるので、２層目以降のパターンを基板上に投影露光する際には、基板上に既に形成されているパターンと次に露光するマスクのパターン像とを位置合わせするアライメント処理を精確に行うことが重要である。アライメント方式としては、マーク検出系の一部として投影光学系を使用する所謂ＴＴＬ方式や、投影光学系を介さずに専用のマーク検出系を使用する所謂オフ・アクシス方式がある。これらの方式はマスクと基板とを直接位置合わせするのではなく露光装置内（一般には基板ステージ上）に設けられている基準マークを介して間接的に位置合わせを行う。このうちオフ・アクシス方式では基板ステージの移動を規定する座標系内における上記専用のマーク検出系の検出基準位置とマスクのパターン像の投影位置との距離（位置関係）であるベースライン量（情報）を計測するベースライン計測が行われる。そして基板に対して重ね合わせ露光をする際には、例えば基板上の露光対象領域であるショット領域に形成されているアライメントマークをマーク検出系で検出して、マーク検出系の検出基準位置に対するショット領域の位置情報（ずれ）を求め、そのときの基板ステージの位置から上記ベースライン量及びマーク検出系で求めたショット領域のずれ分だけ基板ステージを移動することで、マスクのパターン像の投影位置とそのショット領域とを位置合わせし、その状態で露光する。こうすることにより、基板（ショット領域）に既に形成されているパターンと次のマスクのパターン像とを重ね合わせることができる。
【０００４】
ところで、近年、デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長は、ＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化されつつある。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
【０００５】
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ … （１）
δ＝±ｋ２・λ／ＮＡ２ … （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。（１）式、（２）式より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数ＮＡを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
【０００６】
焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足する恐れがある。そこで、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献１に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が、空気中の１／ｎ（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、当然のことながら、液浸露光処理においてもマスクのパターン像と基板上の各ショット領域とを精確に位置合わせすることが重要であり、上述したようなマスクのパターン像と基板との位置合わせを基準マークを介して間接的に行う場合に精確にベースライン計測及びアライメント処理をできるようにすることが重要である。
【０００９】
また、基板ステージ上の周りには、基準マークのみならず、各種のセンサ等も配置されており、これらを使用する際に、液体の漏洩や浸入を極力避ける必要がある。また、基板ステージの内部に液体が浸入することによっても不具合が生じる可能性があるため、液体の浸入を防止する必要がある。
【００１０】
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、液体の漏洩や浸入を抑えることのできる露光装置、及び露光方法を提供することを目的とする。また、液浸露光においてもアライメント処理を精確に行うことができる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。さらにこれらの露光装置を用いるデバイス製造方法及びそれらの露光方法を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図１４に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
【００１２】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）上のアライメントマーク（１）を検出するとともに基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＰＦＭ）を検出する第１検出系（５）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）を介して検出する第２検出系（６）とを備え、第１検出系（５）を用いて基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＰＦＭ）を、液体（ＬＱ）無しに検出するとともに、第２検出系（６）を用いて基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して検出して、第１検出系（５）の検出基準位置とパターンの像の投影位置との位置関係を求めることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、基板ステージ上の基準を第１検出系で検出する際には液体を介さずに検出することで、液体の温度変化等の影響を受けることなく基準を良好に検出することができる。また、第１検出系を液浸対応に構成する必要がなく、従来の検出系をそのまま利用できる。そして、第２検出系を使って基板ステージ上の基準を検出する際には、液浸露光時と同様、投影光学系の像面側に液体を満たして、投影光学系と液体とを介して検出することにより、その検出結果に基づいてパターン像の投影位置を精確に検出することができる。そして、これら第１、第２検出系の検出動作中における基板ステージのそれぞれの位置情報に基づいて、第１検出系の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めることができ、このベースライン量（ベースライン情報）に基づいて、基板に対する重ね合わせ露光する際にも基板（ショット領域）とマスクのパターン像とを精確に位置合わせすることができる。
【００１４】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ホルダ（５２）を有し、基板ホルダ（５２）に基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）上のアライメントマーク（１）を検出する第１検出系（５）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を液体（ＬＱ）を介して検出する第２検出系（６）とを備え、第２検出系（６）を用いて基板ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を液体（ＬＱ）を介して検出するときに、基板ホルダ（５２）には基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、基準上に液体を配置した状態で検出するときにおいても、基板ホルダに基板あるいはダミー基板を配置しておくことにより、基板ホルダ内部や基板ステージ内部に大量の液体が浸入することを防止できる。したがって、浸入した液体に起因する基板ステージ内部の例えば電気機器の故障や漏電、あるいは基板ステージ内部の各部材の錆び等の不都合の発生を防止することができる。
【００１６】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、上面が無段差の基準部材（３）と、投影光学系（ＰＬ）の端面（２ａ）と基準部材（３）の上面との間を液体（ＬＱ）で満たした状態で、基準部材（３）に形成された基準（ＭＦＭ）を検出する検出系（６）とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、基準部材上面を無段差としたので、例えばドライ状態からウエット状態に切り替えた際にも、基準部材上の基準マーク部分（段差部分）に気泡が残留しにくくなる。また、ウエット状態からドライ状態に切り替えた際にも、マーク部分の液体の残留が防止される。したがって、基準部材上の水跡（所謂ウォーターマーク）の発生も防ぐことができる。
【００１８】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ホルダ（ＰＳＨ）を有し、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が保持されているか否かを検出する検出器（９４）と、検出器（９４）の検出結果に応じて、基板ステージ（ＰＳＴ）の可動領域を決定する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かに応じて、基板ステージの可動領域を決定するようにしたので、基板ホルダの保持面に液体が付着したり、基板ステージの内部に液体が浸入することを防止できる。
【００２０】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ホルダ（ＰＳＨ）を有し、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、液体（ＬＱ）を供給する液体供給機構（１０）と、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が保持されているか否かを検出する検出器（９４）と、検出器（９４）の検出結果に基づいて、液体供給機構（１０）の動作を制御する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かに応じて、液体供給機構の動作を制御するようにしたので、基板ホルダの保持面に液体が付着したり、基板ステージの内部に液体が浸入することを防止できる。
【００２２】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ホルダ（ＰＳＨ）を有し、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ホルダ（ＰＳＨ）上に基板（Ｐ）又はダミー基板（ＤＰ）が保持されている場合に限り、基板ステージ（ＰＳＴ）上に液体（ＬＱ）を供給する液体供給機構（１０）とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、基板ホルダ上に基板又はダミー基板が保持されている場合に限り、液体供給機構が基板ステージ上に液体を供給するので、基板ホルダの保持面に液体が付着したり、基板ステージ内部に液体が浸入したりすることを防止することができる。
【００２４】
本発明の露光装置は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板を露光する露光装置において、基板上にパターンの像を投影する投影光学系（ＰＬ）と、基板を保持して移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ステージ（ＰＳＴ）に基板（Ｐ）又はダミー基板（ＤＰ）が保持されている場合に限り、基板ステージ上に液浸領域を形成する液浸機構（１０）とを備える露光装置（ＥＸ）である。
【００２５】
本発明の露光装置によれば、基板ステージに基板又はダミー基板が保持されていない場合には、液浸機構が基板ステージ上に液浸領域を形成しないので、基板ステージ内部に液体が浸入することが有効に防止される。
【００２６】
本発明の露光装置は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板を露光する露光装置において、基板（Ｐ）上にパターンの像を投影する投影光学系（ＰＬ）と、基板を保持するための凹部と、凹部の周囲に配置され、凹部（６０）に保持された基板の表面とほぼ面一の平坦部とを有する基板ステージ（ＰＳＴ）とを備え、基板ステージ（ＰＳＴ）上の凹部（６０）に物体（Ｐ、ＤＰ）が配置され、物体表面と平坦部とがほぼ面一になっている場合に限り、基板ステージ上に液浸領域を形成する露光装置（ＥＸ）である。
【００２７】
本発明の露光装置によれば、基板ステージの凹部に、物体が収容されていないかあるいは確実に物体が凹部に収容されていない場合には、基板ステージ上に液浸領域を形成しない。これにより、基板ステージ内部に液体が浸入することが有効に防止される。
【００２８】
本発明の露光方法は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上のパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光方法において、基板（Ｐ）上のアライメントマーク（１）の位置情報を第１検出系（５）を用いて検出し、第１検出系（５）を用いて、基板（Ｐ）を保持する基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＰＦＭ）の位置情報を検出し、第１検出系（５）によるアライメントマーク（１）の位置情報の検出と基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＰＦＭ）の位置情報の検出との両方が完了した後に、基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して第２検出系（６）を用いて検出し、第１検出系（５）によるアライメントマーク（１）の位置情報の検出結果と、第１検出系（５）による基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＰＦＭ）の位置情報の検出結果と、第２検出系（６）による基板ステージ（ＰＳＴ）上の基準（ＭＦＭ）の位置情報の検出結果とに基づいて、第１検出系（５）の検出基準位置とパターンの像の投影位置との関係を求めるとともに、パターンの像と基板（Ｐ）との位置合わせを行って、基板（Ｐ）上の複数のショット領域（Ｓ１〜Ｓ２０）のそれぞれに順次パターンの像を投影して露光することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、はじめに液体を介さずに基板上のアライメントマークを第１検出系で検出することによって基板上の複数のショット領域の位置情報を求め、次いで液体を介さずに基板ステージ上の基準を検出してその位置情報を求め、次いで投影光学系の像面側に液体を満たして投影光学系と液体とを介して第２検出系で基板ステージ上の基準を検出することによってパターン像の投影位置を求め、第１検出系の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めた後、投影光学系と基板との間に液体を満たして基板を液浸露光するようにしたので、投影光学系の像面側に液体を満たさないドライ状態と投影光学系の像面側に液体を満たすウエット状態との切り替え回数を少なくすることができ、スループットを向上することができる。また、第１検出系による基準の検出動作と、第２検出系による投影光学系及び液体を介した基準の検出動作とを連続して行うようにしたので、第１検出系による基準の検出動作時における検出状態に対して、第２検出系による基準の検出動作時における検出状態が大きく変動して第１検出系の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係であるベースライン量が精確に計測できないといった不都合を回避することができる。そして、基板ステージ上の基準を第１検出系で検出する際には液体を介さずに検出することで、液体の温度変化等の影響を受けることなく基準を良好に検出することができる。また、第１検出系を液浸対応に構成する必要がなく、従来の検出系をそのまま利用できる。そして、第２検出系を使って基板ステージ上の基準を検出する際には、液浸露光時と同様、投影光学系の像面側に液体を満たして投影光学系と液体とを介して検出することにより、その検出結果に基づいてパターン像の投影位置を精確に検出することができる。そして、これら第１、第２検出系の検出動作中における基板ステージのそれぞれの位置情報に基づいて、第１検出系の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めることができ、このベースライン量に基づいて、基板に対する重ね合わせ露光する際にも基板（ショット領域）とマスクのパターン像とを精確に位置合わせすることができる。
【００３０】
本発明は、液体（ＬＱ）を介して基板上にパターンの像を投影することによって基板（Ｐ）を露光する露光方法において、基準（ＭＦＭ）と基板ホルダ（ＰＳＨ）が設けられた基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板上のアライメントマークを第１検出器（５）で検出することと、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）またはダミー基板（ＤＰ）を配置した状態で基準を液体を介して第２検出器（６）で検出することと、第１及び第２検出器（５、６）の検出結果に基づいて基板とパターンの像を位置合わせして、パターンの像で基板を露光することを含む露光方法である。
【００３１】
本発明の露光方法によれば、基板ステージに設けられた基準を液体を介して第２検出器で検出する際に、基板ホルダに基板またはダミー基板が配置されているので、基板ステージ内部に液体が浸入することが有効に防止される。
【００３２】
本発明は、移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）の基板ホルダ（ＰＳＨ）に保持された基板上に液体を介してパターンの像を投影することによって基板を露光する露光方法において、基板ホルダ（ＰＳＨ）に基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が保持されているか否かを検出することと、検出結果に応じて、基板ステージ（ＰＳＴ）の可動領域を設定すること含む露光方法である。
【００３３】
本発明の露光方法によれば、基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されていないことが検出された場合には、例えば、基板ステージ内部への液体の浸入が防止されるように、基板ステージの可動領域が設定される。
【００３４】
本発明は、移動可能な基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）上に液体を介してパターンの像を投影することによって基板（Ｐ）を露光する露光方法において、基板ステージ（ＰＳＴ）に基板（Ｐ）もしくはダミー基板（ＤＰ）が保持されているか否かを検出することと、検出結果に応じて、基板ステージ上に液浸領域を形成するか否かを判断することを含む露光方法である。
【００３５】
本発明の露光方法によれば、基板ステージに基板もしくはダミー基板が保持されていないことが検出された場合に、例えば、基板ステージ上への液体の供給が中止されるので、基板ステージ内部への液体の浸入が防止される。
【００３６】
本発明の露光装置は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上にパターンの像を投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）上にパターンの像を投影する投影光学系（ＰＬ）と、投影光学系（ＰＬ）の像面側で移動可能なステージ（ＰＳＴ）と、基板（Ｐ）上のアライメントマーク（１）を検出するとともにステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＰＦＭ）を検出する第１検出系（５）と、ステージ（ＰＳＴ）に設けられた基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）を介して検出する第２検出系（６）とを備え、第１検出系（５）を用いてステージに設けられた基準（ＰＦＭ）を、液体（ＬＱ）を介さずに検出するとともに、第２検出系（６）を用いてステージに設けられた基準（ＭＦＭ）を投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して検出して、第１検出系（５）の検出基準位置とパターンの像の投影位置との位置関係を求める露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００３７】
本発明の露光装置によれば、基板（ショット領域）とパターン像とを精確に位置合わせすることができる。
【００３８】
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置を用いることを特徴とする。また本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光方法を用いることを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、パターン像の投影位置と基板（ショット領域）とを精確に位置合わせした状態で液浸露光処理できるので、所望の性能を発揮できるデバイスを製造することができる。また、液体の漏洩や浸入を抑えることのできる露光装置で、所望性能のデバイスを製造できる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、精確にアライメント処理をできるので、所望のパターンを精度良く基板上に形成することが可能となる。また、基板ステージの内部などへの液体の浸入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】液体供給機構及び液体回収機構を示す概略構成図である。
【図３】液体供給機構及び液体回収機構を示す概略平面図である。
【図４】基板ステージの平面図である。
【図５】基準部材を示す図である。
【図６】本発明の露光方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
【図７】本発明に係る基板ステージの別の実施形態を示す模式図である。
【図８】本発明に係る基板ステージの別の実施形態を示す模式図である。
【図９】ダミー基板の待機場所を備えた露光装置の一実施形態を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る基板ステージの別の実施形態を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る基板ステージの移動軌跡を説明するための図である。
【図１２】本発明に係る基板ステージの移動軌跡を説明するための図である。
【図１３】本発明に係る液体供給機構の動作を説明するための図である。
【図１４】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。図１は本発明に係る露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００４３】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。
【００４４】
本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する液体供給機構１０と、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する液体回収機構２０とを備えている。本実施形態において、液体ＬＱには純水が用いられる。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、液体供給機構１０から供給した液体ＬＱにより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の少なくとも一部に（局所的に）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の先端部の光学素子２と基板Ｐの表面（露光面）との間に液体ＬＱを満たし、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影することによって、基板Ｐを露光する。
【００４５】
ここで、本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向（所定方向）における互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向、所定方向）をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上にレジストを塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。
【００４６】
照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＣレーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水であって、露光光ＥＬがＡｒＦエキシマレーザ光であっても透過可能である。また、純水は紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能であ
る。
【００４７】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能であって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。マスクステージＭＳＴはリニアモータ等のマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤにより駆動される。マスクステージ駆動装置ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡５０が設けられている。また、移動鏡５０に対向する位置にはレーザ干渉計５１が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５１によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計５１の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動することでマスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置決めを行う。
【００４８】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、基板Ｐ側の先端部に設けられた光学素子（レンズ）２を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒ＰＫで支持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは反射素子と屈折素子とを含む反射屈折型の投影光学系であってもよいし、反射素子のみを含む反射型の投影投影光学系であってもよい。また、本実施形態の投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２は鏡筒ＰＫに対して着脱（交換）可能に設けられている。また、先端部の光学素子２は鏡筒ＰＫより露出しており、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱは光学素子２に接触する。これにより、金属からなる鏡筒ＰＫの腐蝕等が防止されている。
【００４９】
光学素子２は蛍石で形成されている。蛍石は純水との親和性が高いので、光学素子２の液体接触面２ａのほぼ全面に液体ＬＱを密着させることができる。すなわち、本実施形態においては光学素子２の液体接触面２ａとの親和性が高い液体（水）ＬＱを供給するようにしているので、光学素子２の液体接触面２ａと液体ＬＱとの密着性が高い。光学素子２は水との親和性が高い石英であってもよい。また光学素子２の液体接触面２ａに親水化（親液化）処理を施して、液体ＬＱとの親和性をより高めるようにしてもよい。
【００５０】
また、露光装置ＥＸはフォーカス検出系４を有している。フォーカス検出系４は、発光部４ａと受光部４ｂとを有し、発光部４ａから液体ＬＱを介して基板Ｐ表面（露光面）に斜め方向から検出光を投射し、その反射光を受光部４ｂで受光する。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系４の動作を制御するとともに、受光部４ｂの受光結果に基づいて、所定基準面に対する基板Ｐ表面のＺ軸方向における位置（フォーカス位置）を検出する。また、基板Ｐ表面における複数の各点での各フォーカス位置を求めることにより、フォーカス検出系４は基板Ｐの傾斜方向の姿勢を求めることもできる。なお、フォーカス検出系４の構成としては、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているものを用いることができる。また、フォーカス検出系４は液体を介さずに基板Ｐの表面に検出光を投射するものであってもよい。
【００５１】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持して移動可能であって、基板Ｐを基板ホルダＰＳＨを介して保持するＺステージ５２と、Ｚステージ５２を支持するＸＹステージ５３とを備えている。ＸＹステージ５３はベース５４上に支持されている。基板ステージＰＳＴはリニアモータ等の基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、ＺステージとＸＹステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。基板ステージＰＳＴのＸＹステージ５３を駆動することにより、基板ＰのＸＹ方向における位置（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。
【００５２】
基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）上には移動鏡５５が設けられている。また、移動鏡５５に対向する位置にはレーザ干渉計５６が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５６によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計５６の計測結果に基づいて、レーザ干渉計５６で規定される２次元座標系内で基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介してＸＹステージ５３を駆動することで基板ステージＰＳＴに支持されている基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。
【００５３】
また、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴのＺステージ５２を駆動することにより、Ｚステージ５２に保持されている基板ＰのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及びθＸ、θＹ方向における位置を制御する。すなわち、Ｚステージ５２は、フォーカス検出系４の検出結果に基づく制御装置ＣＯＮＴからの指令に基づいて動作し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角を制御して基板Ｐの表面（露光面）を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面に合わせ込む。
【００５４】
基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）上には、基板Ｐを囲むように補助プレート５７が設けられている。補助プレート５７は基板ホルダＰＳＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さの平面を有している。ここで、基板Ｐのエッジと補助プレート５７との間には０．１〜２ｍｍ程度の隙間があるが、液体ＬＱの表面張力によりその隙間に液体ＬＱが流れ込むことはほとんどなく、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合にも、補助プレート５７により投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができる。なお、基板ホルダＰＳＨは、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）と別部材であってもよいし、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）と一体的に設けることもできる。
【００５５】
投影光学系ＰＬの先端近傍には、基板Ｐ上のアライメントマーク１あるいはＺステージ５２上に設けられた基準部材３上の基板側基準マークＰＦＭを検出する基板アライメント系５が設けられている。また、マスクステージＭＳＴの近傍には、マスクＭと投影光学系ＰＬとを介してＺステージ５２上に設けられた基準部材３上のマスク側基準マークＭＦＭを検出するマスクアライメント系６が設けられている。なお、基板アライメント系５の構成としては、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているものを用いることができる。また基板アライメント系５の終端の光学素子（基板Ｐ、基板ステージＰＳＴに最も近い光学素子）の周囲には液体の付着を防止するように撥液性のカバー（不図示）が設けられている。また、基板アライメント系５の終端の光学素子の表面は撥液性の材料で被膜されており、液体ＬＱの付着が防止されているばかりでなく、終端の光学素子に液体が付着しても、オペレータが容易に拭き取れるようになっている。また、基板アライメント系５の終端の光学素子とその光学素子を保持する金物との間に液体の浸入を防止するためのＶリングなどのシール部材が配置されている。また、マスクアライメント系６の構成としては、例えば特開平７−１７６４６８号公報に開示されているものや、特開昭５８−７８２３号公報に開示されているものを用いることができる。
【００５６】
液体供給機構１０は、液浸領域ＡＲ２を形成するために基板Ｐ上に所定の液体ＬＱを供給するものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給装置１１と、液体供給装置１１に供給管１２を介して接続され、この液体供給装置１１から送出された液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する供給口を有する供給ノズル１３とを備えている。供給ノズル１３は基板Ｐの表面に近接して配置されている。
【００５７】
液体供給装置１１は、液体ＬＱを収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えており、供給管１２及び供給ノズル１３を介して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。また、液体供給装置１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置１１による基板Ｐ上に対する単位時間あたりの液体供給量を制御可能である。また、液体供給装置１１は液体ＬＱの温度調整機構を有しており、装置が収容されるチャンバ内の温度とほぼ同じ温度（例えば２３℃）の液体ＬＱを基板Ｐ上に供給するようになっている。なお、液体ＬＱを供給するためのタンクや加圧ポンプは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。
【００５８】
液体回収機構２０は基板Ｐ上の液体ＬＱを回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル２３と、この回収ノズル２３に回収管２２を介して接続された液体回収装置２１とを備えている。液体回収装置２１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えており、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収ノズル２３及び回収管２２を介して回収する。液体回収装置２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、制御装置ＣＯＮＴは液体回収装置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。なお、液体ＬＱを回収するための真空系やタンクは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。
【００５９】
図２は、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬの先端部、液体供給機構１０、及び液体回収機構２０近傍を示す正面図である。走査露光時には、投影光学系ＰＬの先端の光学素子２の直下の投影領域ＡＲ１にマスクＭの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬに対して、マスクＭが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、ＸＹステージ５３を介して基板Ｐが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｐのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。本実施形態では、基板Ｐの移動方向に沿って液体ＬＱを流すように設定されている。
【００６０】
図３は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１と、液体ＬＱをＸ軸方向に供給する供給ノズル１３（１３Ａ〜１３Ｃ）と、液体ＬＱを回収する回収ノズル２３（２３Ａ、２３Ｂ）との位置関係を示す図である。図３において、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１の形状はＹ軸方向に細長い矩形状となっており、その投影領域ＡＲ１をＸ軸方向に挟むように、＋Ｘ方向側に３つの供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃが配置され、−Ｘ方向側に２つの回収ノズル２３Ａ、２３Ｂが配置されている。そして、供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃは供給管１２を介して液体供給装置１１に接続され、回収ノズル２３Ａ、２３Ｂは回収管２２を介して液体回収装置２１に接続されている。また、供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃと回収ノズル２３Ａ、２３Ｂとをほぼ１８０°回転した位置関係で、供給ノズル１５Ａ〜１５Ｃと、回収ノズル２５Ａ、２５Ｂとが配置されている。供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃと回収ノズル２５Ａ、２５ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル１５Ａ〜１５Ｃと回収ノズル２３Ａ、２３ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル１５Ａ〜１５Ｃは供給管１６を介して液体供給装置１１に接続され、回収ノズル２５Ａ、２５Ｂは回収管２６を介して液体回収装置２１に接続されている。
【００６１】
そして、矢印Ｘａで示す走査方向（−Ｘ方向）に基板Ｐを移動させて走査露光を行う場合には、供給管１２、供給ノズル１３Ａ〜１３Ｃ、回収管２２、及び回収ノズル２３Ａ、２３Ｂを用いて、液体供給装置１１及び液体回収装置２１により液体ＬＱの供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｐが−Ｘ方向に移動する際には、供給管１２及び供給ノズル１３（１３Ａ〜１３Ｃ）を介して液体供給装置１１から液体ＬＱが基板Ｐ上に供給されるとともに、回収ノズル２３（２３Ａ、２３Ｂ）及び回収管２２を介して液体ＬＱが液体回収装置２１に回収され、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を満たすように−Ｘ方向に液体ＬＱが流れる。一方、矢印Ｘｂで示す走査方向（＋Ｘ方向）に基板Ｐを移動させて走査露光を行う場合には、供給管１６、供給ノズル１５Ａ〜１５Ｃ、回収管２６、及び回収ノズル２５Ａ、２５Ｂを用いて、液体供給装置１１及び液体回収装置２１により液体ＬＱの供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｐが＋Ｘ方向に移動する際には、供給管１６及び供給ノズル１５（１５Ａ〜１５Ｃ）を介して液体供給装置１１から液体ＬＱが基板Ｐ上に供給されるとともに、回収ノズル２５（２５Ａ、２５Ｂ）及び回収管２６を介して液体ＬＱが液体回収装置２１に回収され、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を満たすように＋Ｘ方向に液体ＬＱが流れる。このように、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１１及び液体回収装置２１を用いて、基板Ｐの移動方向に沿って基板Ｐの移動方向と同一方向へ液体ＬＱを流す。この場合、例えば液体供給装置１１から供給ノズル１３を介して供給される液体ＬＱは基板Ｐの−Ｘ方向への移動に伴って投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に引き込まれるようにして流れるので、液体供給装置１１の供給エネルギーが小さくでも液体ＬＱを投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に容易に供給できる。そして、走査方向に応じて液体ＬＱを流す方向を切り替えることにより、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向に基板Ｐを走査する場合にも、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を液体ＬＱで満たすことができ、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができる。
【００６２】
図４は、基板ステージＰＳＴのＺステージ５２を上方から見た概略平面図である。矩形状のＺステージ５２の互いに垂直な２つの側面には移動鏡５５が配置されており、Ｚステージ５２のほぼ中央には不図示の基板ホルダＰＳＨを介して基板Ｐが保持されている。基板Ｐの周囲には、上述したように、基板Ｐの表面とほぼ同じ高さの平面を有する補助プレート５７が設けられている。そして、基板Ｐ上には露光対象領域である複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０がマトリクス状に設定されており、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０のそれぞれに付随してアライメントマーク１が形成されている。なお図４では、各ショット領域は互いに隣接するように図示されているが、実際には互いに離間しており、アライメントマーク１はその離間領域であるスクライブライン上に設けられている。
【００６３】
Ｚステージ５２の１つのコーナーには基準部材３が設けられている。基準部材３には、基板アライメント系５で検出される基準マークＰＦＭと、マスクアライメント系６で検出される基準マークＭＦＭとが所定の位置関係で離れて配置されている。基準部材３の基材にはガラス板部材等の光学部材が使用されており、その基材上に例えば互いに異なる材料（光反射率の異なる材料）でパターニングすることで、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭが形成されている。そして、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭは無段差に形成されており、基準部材３の表面は、ほぼ平坦となっている。したがって、基準部材３の表面は、フォーカス検出系４の基準面としての役割も果たすこともできる。
【００６４】
図５は基準部材３を示す図であって、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。基準部材３は、ガラス板部材等からなる基材３３と、その基材３３上にパターニングされた互いに異なる光反射率を有する第１材料３１及び第２材料３２とを有している。本実施形態においては、第１材料３１は、光反射率の低い酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）により構成され、第２材料３２は、酸化クロムよりも光反射率の高いクロム（Ｃｒ）により構成されている。そして、十字状に形成された基準マークＰＦＭ、ＭＦＭは酸化クロムにより形成され、その周囲をクロムが取り囲むように配置され、更にその外側の領域に酸化クロムが配置されている。なお使用する材料としては上記材料の組み合わせに限定されず、例えば第１材料をアルミニウムにより構成し、第２材料をクロムにより構成してもよい。そして、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの上面は無段差に形成された無段差マークとなっている。
【００６５】
このような無段差マークを形成するには、例えば基材３３上に酸化クロム膜を蒸着等により設けた後、エッチィング処理等により酸化クロム膜の所定領域に溝を形成する。そして、前記溝の内部にクロムを設けた後、上面をＣＭＰ処理（化学的機械的研磨処理）などによって研磨処理することにより、酸化クロム及びクロムからなる無段差マークを形成することができる。なお、基材３３に溝を形成し、その溝にクロムあるいは酸化クロムを埋め込んだ後、研磨処理することによっても、無段差マークを形成することができる。あるいは基材３３上に光処理（あるいは熱処理）によって変質する感光材等の材料を塗布し、形成する基準マークに応じた領域に光（あるいは熱）を当ててその領域を変質（変色など）させることによっても、無段差マークを形成することができる。あるいは、基材３３のクロム膜の蒸着などによりマークを形成し、その上を、石英などの光透過性の材料でコーティングすることによって、基準部材３上面を無段差化（平坦化）することもできる。
【００６６】
基準部材３の上面のうち、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを含む少なくとも一部の領域は撥液性（撥水性）となっている。本実施形態では、基準部材３の上面全域が撥液性となっている。また、本実施形態では、基準部材３の上面は、撥液性を付与する撥液化処理を施されることによって撥液性となっている。撥液化処理としては、例えば撥液性を有する材料を使ったコーティング処理が挙げられる。撥液性を有する材料としては、例えばフッ素系化合物やシリコン化合物、あるいはアクリル系樹脂やポリエチレン等の合成樹脂が挙げられる。また、表面処理のための薄膜は単層膜であってもよいし複数の層からなる膜であってもよい。
【００６７】
なお、基準マークＭＦＭ、ＰＦＭを形成する上記第１、第２材料３１、３２として撥液性を有する材料を用いることによっても、基準部材３の上面を撥液性にすることができる。また、第１のガラス板部材上にクロム等の所定の材料により基準マークを形成し、その上に第２のガラス板部材を重ね、第１、第２のガラス板部材で上記クロム等からなる基準マークを挟むようにすることによっても、平坦な（無段差な）上面を有する基準部材を形成することができる。この場合、撥液化処理は第２のガラス板部材に対して施せばよいので、撥液化処理を円滑に行うことができる。
【００６８】
なおここでは、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭは十文字状に形成されているが、その形状は十文字状に限られず、各検出系に最適なマーク形状が使用可能である。また、基準マークＰＦＭ、ＭＦＭは強調されて図示されているが、実際には数μｍ程度の線幅を有するものである。また、マスクアライメント系６として、特開昭５８−７８２３号公報に開示されているようなものを用いる場合には、基準部材３には、基準マークＭＦＭとして光透過部が形成される。この場合も、石英などの光透過性の材料を基準部材３の光透過部に埋め込んだり、光透過性の材料で基準部材３の上面をコーティングしたりして、基準部材３の上面を無段差化しておくことが望ましい。また、上述したように基準部材３の上面はフォーカス検出系４の基準面として使われるが、フォーカス検出系４の基準面を基準部材３とは別にＺステージ５２上に設けてもよい。また、基準部材３と補助プレート５７とは一体で設けられていてもよい。
【００６９】
次に、上述した露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを基板Ｐに露光する手順の一例について図６のフローチャート図を参照しながら説明する。
【００７０】
Ｚステージ５２の基板ホルダＰＳＨに基板Ｐがロードされ、その基板ホルダＰＳＨに基板Ｐを保持させる（図１参照）。そして、液体供給機構１０から液体ＬＱの供給を行う前に、基板Ｐ上に液体ＬＱが無い状態で、まず計測処理が行われる。制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸが図４の波線矢印Ｃに沿って進むようにレーザ干渉計５６の出力をモニタしつつＸＹステージ５３を移動する。その移動の途中で、基板アライメント系５は、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０に付随して基板Ｐ上に形成されている複数のアライメントマーク１を液体ＬＱを介さずに順次検出する（ステップＳＡ１）。
【００７１】
ここで、基板アライメント系５がアライメントマークの検出を行うときはＸＹステージ５３は停止され、基板アライメント系５がアライメントマーク１の検出を行っているときの基板ステージＰＳＴの位置はレーザ干渉計５６によって計測される。その結果、レーザ干渉計５６によって規定される座標系内での各アライメントマーク１の位置情報が計測される。基板アライメント系５及びレーザ干渉計５６を使って検出されたアライメントマーク１の位置情報の検出結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。なお本実施形態の基板アライメント系５では、基板ステージＰＳＴを静止させてマーク上にハロゲンランプからの白色光等の照明光を照射して、得られたマークの画像を撮像素子により所定の撮像視野内で撮像し、画像処理によってマークの位置を計測するＦＩＡ（フィールド・イメージ・アライメント）方式が採用されている。
【００７２】
また基板アライメント系５は、レーザ干渉計５６によって規定される座標系内に検出基準位置を有しており、アライメントマーク１の位置情報は、その検出基準位置との偏差として検出される。
【００７３】
ここで、本実施形態では、例えば特開昭６１−４４４２９号公報に開示されているような、所謂ＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）方式によりショット領域Ｓ１〜Ｓ２０の位置情報が求められる。そのため、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上に形成された複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０のうち、少なくとも三つの領域（ＥＧＡショット領域）を指定し、各ショット領域に付随したアライメントマーク１を基板アライメント系５を使って検出する。なお、基板アライメント系５は基板Ｐ上の全てのアライメントマーク１を検出してもよい。
【００７４】
また、そのＸＹステージ５３の移動中に、フォーカス検出系４により基板Ｐの表面情報が液体ＬＱを介さずに検出される。フォーカス検出系４は、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成されるパターン像の結像面と基板Ｐ表面とのずれを検出する。フォーカス検出系４による表面情報の検出は基板Ｐ上の全てのショット領域Ｓ１〜Ｓ２０毎に行われ、検出結果は基板Ｐの走査方向（Ｘ軸方向）の位置を対応させて制御装置ＣＯＮＴに記憶される。なお、フォーカス検出系４による表面情報の検出は、一部のショット領域に対して行うだけでもよい。
【００７５】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、アライメントマーク１の位置情報の検出結果に基づいて、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０それぞれの位置情報を演算処理（ＥＧＡ処理）によって求める（ステップＳＡ２）。
【００７６】
ＥＧＡ方式では、ステップＳＡ１において指定された上記ＥＧＡショット領域に付随したアライメントマーク１の位置情報（座標位置）を基板アライメント系５を使って検出した後、その検出値と設計値とに基づいて基板Ｐ上のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０の配列特性（位置情報）に関する誤差パラメータ（オフセット、スケール、回転、直交度）を最小二乗法等により統計演算して決定する。そして、この決定されたパラメータの値に基づいて、基板Ｐ上の全てのショット領域Ｓ１〜Ｓ２０に対してその設計上の座標値を補正する。
これにより、基板アライメント系５の検出基準位置と、基板ステージＰＳＴに載置された基板Ｐ上の各ショット領域との位置関係が決定される。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５６の出力から基板アライメント系５の検出基準位置に対して基板Ｐ上の各ショット領域がどこに位置しているかを知ることができる。
【００７７】
基板Ｐのアライメントマーク１の検出及び基板Ｐの表面情報の検出が終了すると、基板アライメント系５の検出領域が基準部材３上に位置決めされるように、制御装置ＣＯＮＴはＸＹステージ５３を移動する。基板アライメント系５は基準部材３上の基準マークＰＦＭを液体無しに検出し、レーザ干渉計５６によって規定される座標系内での基準マークＰＦＭの位置情報を検出する（ステップＳＡ３）。
【００７８】
基準マークＰＦＭの位置情報を基板アライメント系５を使って検出したことにより、レーザ干渉計５６によって規定される座標系内での基板アライメント系５の検出基準位置と基準マークＰＦＭとの位置関係を検出したことになる。
【００７９】
基板アライメント系５を用いたアライメントマーク１の位置情報の検出とＺステージ５２上の基準マークＰＦＭの位置情報の検出との両方が完了した後に、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系６により基準部材３上の基準マークＭＦＭを検出できるようにＸＹステージ５３を移動する。マスクアライメント系６は投影光学系ＰＬを介して基準マークＭＦＭを観察するので、投影光学系ＰＬの先端部と基準部材３とは対向している。ここで、制御装置ＣＯＮＴは液体供給機構１０及び液体回収機構２０による液体ＬＱの供給及び回収を開始し、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２の先端面と基準部材３の上面との間を液体ＬＱで満たして液浸領域を形成する。なお、液浸領域ＡＲ２は、基準部材３上のみに形成されるのが望ましいが、基準部材３と補助プレート５７とに跨って形成されていてもよいし、基準部材３と補助部レート５７と基板Ｐとに跨って形成されていてもよい。
【００８０】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系６によりマスクＭ、投影光学系ＰＬ、及び液体ＬＱを介して基準マークＭＦＭの検出を行う（ステップＳＡ４）。
【００８１】
これにより投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して、ＸＹ平面内におけるマスクＭのパターン像の投影位置情報が基準マークＭＦＭを使って検出され、レーザ干渉計５６で規定される座標系内でのパターン像の投影位置と基準マークＭＦＭとの位置関係が計測される。
なお本実施形態のマスクアライメント系６では、マークに対して光を照射し、ＣＣＤカメラ等で撮像したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するＶＲＡ（ビジュアル・レチクル・アライメント）方式が採用されている。
【００８２】
制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出基準位置とパターンの像の投影位置との間隔（位置関係）であるベースライン量を求める（ステップＳＡ５）。
【００８３】
具体的には、ステップＳＡ３で求めた基板アライメント系５の検出基準位置と基準マークＰＦＭとの位置関係、ステップＳＡ４で求めたパターン像の投影位置と基準マークＭＦＭとの位置関係、及び予め定められている基準マークＰＦＭ（基準部材３ａ）と基準マークＭＦＭ（基準部材３ｂ）との位置関係から、レーザ干渉計５６で規定される座標系内でのパターン像の投影位置と基板アライメント系５の検出基準位置との位置関係（ベースライン量）が決定される。
【００８４】
以上のような計測処理が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による基準部材３上への液体ＬＱの供給動作を停止する。一方で、制御装置ＣＯＮＴは液体回収機構２０による基準部材３上の液体ＬＱの回収動作を所定期間継続する。そして、前記所定期間が経過した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０による回収動作を停止する。
こうすることで、基準部材３上の液体ＬＱが回収される。なお、基準部材３と補助プレート５７とが一体的に設けられ、基準部材３ｂと基板Ｐとが補助プレート５７を介してほぼ同じ高さで連続している構成が好ましく、この場合には、液体供給機構１０の液体供給動作を停止することなく、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持した状態で、液体ＬＱの液浸領域を基準部材３上から基板Ｐ上に移動することができる。
【００８５】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを対向させた状態で、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０及び液体回収機構２０を駆動し、基板Ｐ上に対する液体供給動作及び基板Ｐ上の液体回収動作を開始する。これにより、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液浸領域ＡＲ２が形成される。そして、基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成した後、基板Ｐの複数のショット領域のそれぞれが順次パターン像を投影されて液浸露光される（ステップＳＡ６）。
【００８６】
より具体的には、ステップＳＡ２で求めた基板アライメント系５の検出基準位置に対する各ショット領域の位置情報、及びステップＳＡ５で求めた基板アライメント系５の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（ベースライン量）に基づいて、ＸＹステージ５３を移動し、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０とパターン像とを位置合わせしながら、各ショット領域の液浸露光処理を行う。
【００８７】
基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０を走査露光する際には、前述の計測処理中に求めた各情報を使って露光処理が行われる。すなわち、ステップＳＡ２で求めたショット領域の配列（位置情報）に基づいて、各ショット領域がパターン像の投影位置に位置合わせされて順次露光される。なお、基板Ｐ上の各ショット領域内のアライメントマーク１を基板アライメント系５で逐次検出してそのショット領域に重ね合わせ露光を行う所謂ダイ・バイ・ダイ方式を行ってもよいが、その場合、基板Ｐのショット領域の露光中には基板Ｐ上に液体ＬＱを配置し、基板アライメント系５によるアライメントマーク１の検出中には基板Ｐ上には液体ＬＱを配置しない動作を繰り返すことになるため、本実施形態のようにショット領域の配列（位置情報）を予め求め、その求めた配列によって基板Ｐを逐次移動する構成が好ましい。
【００８８】
また、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０に対する走査露光中は、液体ＬＱの供給前に求めた基板Ｐの表面情報に基づいて、フォーカス検出系４を使うことなしに、基板Ｐ表面と液体ＬＱを介して形成される像面との位置関係が調整される。なお、液体ＬＱの供給前に基板Ｐの表面情報を求めずに、走査露光中に液体ＬＱを介して基板Ｐ表面と像面との位置関係を検出して調整を行うようにしてもよいし、両方を行うようにしてもよい。
【００８９】
基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０の走査露光が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体供給を停止する。一方、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体供給を停止した後、液体回収機構２０の駆動を所定時間継続する。これにより、基板Ｐ上の液体ＬＱが回収される。なお、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する際には、基板ステージＰＳＴを駆動して、基板Ｐと液体回収機構２０の回収ノズル２３とを相対的に移動しながら液体ＬＱを回収するようにしてもよい。
【００９０】
基板Ｐの露光完了後に、別の基板Ｐ’を基板ステージＰＳＴ上に保持して露光する際には、基板ステージＰＳＴ上の基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの位置情報の検出を行うことなく、基板Ｐ’のショット領域とマスクのパターン像の投影位置とを位置合わせすることができる。その場合には、別の基板Ｐ’をＺステージ５２上の基板ホルダＰＳＨに保持させた後、ショット領域に付随して設けられたアライメントマーク１の位置情報を基板アライメント系５を使って検出する。これにより、先に露光された基板Ｐと同様に、ＥＧＡ処理を用いて、基板アライメント系５の検出基準位置に対する各ショット領域の位置情報が求められる。これにより、投影光学系ＰＬと基板Ｐ’とが対向され、基板Ｐ’上の各ショット領域とパターン像とが位置合わせされ、パターン像を基板Ｐ’の各ショット領域に露光することができる。
【００９１】
このように、複数の基板Ｐ（Ｐ’）を順次露光する際、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作は、Ｚステージ５２（基板ホルダＰＳＨ）に別の基板Ｐ’が保持された毎に行う必要はなく、Ｚステージ５２に保持された（ロードされた）基板Ｐ’上のアライメントマーク１の位置情報を検出し、先に求めたベースライン量に基づいて基板Ｐ’を移動することで、基板Ｐ’とパターン像とを効率良く高精度に位置合わせすることができる。そして、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作は、予め設定された基板処理枚数毎やマスクを交換したとき毎など、所定期間毎に行えばよい。
【００９２】
以上説明したように、Ｚステージ５２上の基準マークＰＦＭを基板アライメント系５で検出する際には液体ＬＱを介さずに検出することで、液体ＬＱの温度変化等の影響を受けることなく基準マークＰＦＭを良好に検出することができる。また、基板アライメント系５を液浸対応に構成する必要がなく、従来の検出系をそのまま利用できる。そして、マスクアライメント系６を使ってＺステージ５２上の基準マークＭＦＭを検出する際には、液浸露光時と同様、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たして投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して検出することにより、その検出結果に基づいてパターン像の投影位置を精確に検出することができる。そして、これら基板アライメント系５及びマスクアライメント系６の検出動作中における基板ステージＰＳＴのそれぞれの位置情報に基づいて、基板アライメント系５の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めることができ、このベースライン量に基づいて、基板Ｐに対する重ね合わせ露光する際にも基板Ｐ（ショット領域Ｓ１〜Ｓ２０）とマスクＭのパターン像とを精確に位置合わせすることができる。
【００９３】
本実施形態では、基準マークＭＦＭ（基準部材３）上に液体ＬＱを配置した状態でマスクアライメント系６によりマーク検出が行われるが、その検出動作中においてはＺステージ５２の基板ホルダＰＳＨに基板Ｐが配置されている。これにより、仮に基準部材３上から液体ＬＱが流出しても、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止できる。また、液浸領域ＡＲ２が補助プレート５７の内側エッジをはみ出す場合にも、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止できる。したがって、浸入した液体ＬＱに起因する基板ステージＰＳＴ内部の例えば電気機器の故障や漏電、あるいは基板ステージＰＳＴ内部の各部材の錆び等の不都合の発生を防止することができる。
【００９４】
また、上述したように、本実施形態においては、基準部材３上の基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを検出する際に、基準部材３上に液体ＬＱが配置されるウエット状態と配置されないドライ状態とが切り替えられることになるが、図５を参照して説明したように、基準部材３上に形成される基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを無段差としたので、例えばドライ状態からウエット状態に切り替えた際にも、基準部材３上の液体ＬＱ中のマーク部分に気泡が生成されにくくなる。また、ウエット状態からドライ状態に切り替えるために基準部材３上から液体ＬＱを回収する際にも、液体ＬＱを良好に回収できてマーク部分に液体ＬＱを残留させることがない。特に本実施形態では、基準部材３の上面は撥液性となっているので、液体ＬＱを更に良好に回収することができる。したがって、例えばマスクアライメント系６は気泡等の影響を受けることなく基準マークＭＦＭの検出を精確に行うことができる。
基板アライメント系５は残留した液体ＬＱの影響を受けることなく基準マークＰＦＭの検出を精確に行うことができる。
【００９５】
ところで、本実施形態では、基板アライメント系５で基準マークＰＦＭを検出する際には基準部材３上に液体ＬＱは配置されず、マスクアライメント系６で基準マークＭＦＭを検出する際には基準部材３上に液体ＬＱが配置される。そして、マスク側基準マークＭＦＭと基板側基準マークＰＦＭとを別々に（非同時に）検出する構成であるが、基準部材３上で基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとが十分に離れていて、基準マークＰＦＭ部分が液体ＬＱに曝されない場合には、基準マークＰＦＭを無段差マークにしなくてもよい。
また、マスク側基準マークＭＦＭと基板側基準マークＰＦＭとを別々の基準部材に形成してもよい。その場合、本実施形態のように、マスク側基準マークＭＦＭと基板側基準マークＰＦＭとを非同時に検出するようにすることで、基準マークＰＦＭが形成された基準部材上には液浸領域を形成する必要がなくなる。したがって、基準マークＰＦＭの無段差化などの液浸対応を行う必要がないばかりでなく、ウォーターマークなどの発生も防止できる。
【００９６】
本実施形態では、はじめに液体ＬＱを介さずに基板Ｐ上のアライメントマーク１を基板アライメント系５で検出することによって基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２０の位置情報を求め（ステップＳＡ１、ＳＡ２）、次いで液体ＬＱを介さずに基板ステージＰＳＴ上の基準マークＰＦＭを検出し（ステップＳＡ３）、次いで投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たして投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介してマスクアライメント系６で基準マークＭＦＭを検出することによってパターン像の投影位置を求め（ステップＳＡ４）、基板アライメント系５の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（距離）であるベースライン量を精確に求めた後（ステップＳＡ５）、基板Ｐを液浸露光する（ステップＳＡ６）構成である。すなわち、上記ステップＳＡ１〜ステップＳＡ３においては投影光学系ＰＬの像面側には液体ＬＱは満たされず、ステップＳＡ４〜ステップＳＡ６において投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱが満たされる構成である。こうすることにより、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たさないドライ状態と投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たすウエット状態との切り替え回数を少なくすることができ、スループットを向上することができる。例えばウエット状態からドライ状態に切り替えた場合、切り替え後において例えば基準部材３の上面等に残存している液体ＬＱを除去する作業が必要となるが、切り替え回数が増えるとその液体除去作業の回数も多くなり処理効率を低下させる。しかしながら、切り替え回数を低減することで、スループットを向上することができる。
【００９７】
基板アライメント系５で基準マークＰＦＭの検出を行った後（ステップＳＡ３）、基板Ｐ上のアライメントマーク１の検出を行い（ステップＳＡ１、ＳＡ２）、次いで、マスクアライメント系６で投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して基準マークＭＦＭの検出を行った後（ステップＳＡ４、ＳＡ５）、基板Ｐを液浸露光処理する（ステップＳＡ６）ことによっても、前述の本実施形態と同様にドライ状態とウエット状態との切り替え回数を少なくすることができる。一方、本実施形態のように、基板アライメント系５による基準マークＰＦＭの検出動作と、マスクアライメント系６による投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出動作とを連続して行うようにしたので、基板アライメント系５による基準マークＰＦＭの検出動作時における検出状態に対して、マスクアライメント系６による基準マークＭＦＭの検出動作時における検出状態が大きく変動して基板アライメント系５の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係であるベースライン量が精確に計測できないといった不都合を回避することができる。例えば、ステージ駆動を行うリニアモータの停止時と駆動時との発熱量の違い等に起因する露光装置環境の熱的変動により、投影光学系ＰＬとアライメント系５との位置関係の物理的な変動、アライメント系５の光学特性の変動、及び基板ステージＰＳＴの位置計測を行うレーザ干渉計５６の計測光路上の環境（温度）変動などが生じる可能性がある。その場合、基板アライメント系５による基準マークＰＦＭの検出動作時と、マスクアライメント系６による基準マークＭＦＭの検出動作時との時間的間隔が大きいと、前記熱的変動によりベースライン量を精確に計測できない不都合が生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態のように、基板アライメント系５による基準マークＰＦＭの検出動作と、マスクアライメント系６による基準マークＭＦＭの検出動作とを連続して行うことで上記不都合を回避することができる。
【００９８】
なお、図６のフローチャートで示したアライメントシーケンスにおいては、基板Ｐ上のアライメントマーク１を液体を介さずに検出して（ステップＳＡ１）、ＥＧＡ処理を行った（ステップＳＡ２）後に、基準マークＰＦＭの検出を液体を介さずに行い（ステップＳＡ３）、さらにその後に、基準マークＭＦＭの検出を投影光学系ＰＬと液体とを介して実行している（ステップＳＡ４）が、ステップＳＡ２とステップＳＡ３とを入れ替えてもよい。この場合、基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとの検出間隔が図６のシーケンスよりも多少長くなってしまうが、図６のシーケンスと同様に少ない回数の液体の供給・回収動作が可能であるので、スループットの点で有利である。また上述の実施形態においては、基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとを別々に設けているが、一つの基準マークを基板アライメント系５とマスクアライメント系６とで検出するようにしてもよい。さらに、基準マークＰＦＭの液体なしでの検出と基準マークＭＦＭの液体を介しての検出とを実行して、ベースライン量を求めた後に、基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出するようにしてもよい。
【００９９】
図７は本発明の別の実施形態を示す模式図である。図７は投影光学系ＰＬが基板Ｐ上に配置されている状態を、図８は投影光学系ＰＬが基準部材３上に配置されている状態をそれぞれ示している。図７及び８において、Ｚステージ５２上には、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐを配置するための凹部６０が形成されているとともに、基準部材３を配置するための凹部６１が形成されている。そして、凹部６０に配置された基板Ｐの上面と、凹部６１に配置された基準部材３の上面と、Ｚステージ５２の上面とはほぼ面一となるように設けられている。こうすることにより、基準部材３上の基準マークＭＦＭを液体ＬＱを介して検出するために、図７に示す状態から図８に示す状態にする場合であっても、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持した状態で基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動することができる。もちろん、図８に示す状態から図７に示す状態にする場合あっても、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持した状態で基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動することができる。また、基準部材３上の基準マークＭＦＭを液体ＬＱを介して検出している場合、基準部材３上に形成される液体ＬＱの液浸領域の大きさによっては、基準マークＭＦＭの検出動作中に基準部材３上の液浸領域の一部（端部）が基板ホルダＰＳＨが配置されている凹部６０に配置される状況が発生することが考えられるが、凹部６０の基板ホルダＰＳＨに基板Ｐを配置しておくことで、凹部６０内部への液体ＬＱの浸入を防止することができる。また、基板Ｐを配置することで凹部６０を平坦にすることができ、凹部（段部）に起因する液浸領域の乱れを防止することができる。なお、基準マークが形成された基準部材３をＺステージ５２の凹部６１に埋設する構成の他に、凹部６１を設けずにＺステージ５２の上面に直接基準マークを形成するようにしてもよい。
【０１００】
なお上記実施形態では、基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出した後に、マスクアライメント系６による基準マークＭＦＭの検出を行うシーケンスを採用しているため、マスクアライメント系６による液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出動作中には、デバイスを製造するための基板Ｐが基板ホルダＰＳＨに配置されている。しかしながら、ベースライン量を単独で計測する場合や、ベースライン量の計測後に、基板Ｐを基板ホルダＰＳＨ上にロードするシーケンスなどが採用される可能性がある。その場合には、ダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに配置することももちろん可能である。ここで、ダミー基板ＤＰはデバイス製造用の基板Ｐとほぼ同じ形状及び大きさを有する。またダミー基板ＤＰは、基板Ｐと同じ材料、例えばシリコンで形成したものでもよいが、液体ＬＱとの接触による汚染物の溶出などが無いものであれば各種の材料をダミー基板ＤＰに用いることができる。その場合、基板ホルダＰＳＨにダミー基板ＤＰを配置した状態で、マスクアライメント系６により投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出が行われる。次いで、基板アライメント系５により液体ＬＱ無しに基準マークＰＦＭの検出が行われ、ベースライン量が計測される。その基板アライメント系５の検出動作の前又は後に、ダミー基板ＤＰが基板ホルダＰＳＨからアンロードされるとともに、デバイス製造用の基板Ｐが基板ホルダＰＳＨにロードされる。そして、基板Ｐ上のアライメントマーク１が基板アライメント系５により検出された後、基板Ｐ上のアライメントマーク１の位置情報とベースライン量とに基づいて、基板Ｐ上のショット領域とパターン像との位置合わせが行われ、液浸露光が行われる。
【０１０１】
図９は、上記ダミー基板ＤＰを保管するダミー基板用ライブラリ７０Ａを備えた露光装置ＥＸの一例を模式的に示した平面図である。図９において、露光装置ＥＸは、チャンバ装置ＣＨの内部に設けられている。チャンバ装置ＣＨの内部は、空調系によって所定の環境（温度、湿度）に維持されている。基板ステージＰＳＴは、チャンバ装置ＣＨの内部において所定の可動範囲ＳＲで移動可能に設けられている。露光装置ＥＸには、基板Ｐを搬送する搬送装置８０が接続されている。搬送装置８０には、基板Ｐに感光材を塗布する機能と露光処理済みの基板Ｐを現像する機能とを有するコータ・デベロッパＣ／Ｄがインターフェース部ＩＦを介して接続されている。搬送装置８０は、基板Ｐを保持して搬送する第１アーム部８１及び第２アーム部８２を備えている。第１、第２アーム部８１、８２のそれぞれはガイド部８１Ａ、８２Ａに案内されつつ移動する。第１、第２アーム部８１、８２及びガイド部８１Ａ、８２Ａは第２チャンバ装置ＣＨ２の内部に設けられている。コータ・デベロッパＣ／Ｄで感光材を塗布された露光処理前の基板Ｐは、第１アーム部８１及び第２アーム部８２によって、露光装置ＥＸのチャンバ装置ＣＨ内部に搬送される。基板ステージＰＳＴは、露光処理前の基板Ｐが第２アーム部８２によってロードされるとき、基板交換位置ＲＰに移動される。基板交換位置ＲＰで基板Ｐがロードされた基板ステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの下である露光処理位置ＥＰに移動する。また、露光処理を終えた基板Ｐを保持した基板ステージＰＳＴは、基板交換位置ＲＰに移動する。露光処理済みの基板Ｐは、基板交換位置ＲＰにおいて、第２アーム部８２（あるいは別のアーム部）によってアンロードされ、第１アーム部８１（あるいな別のアーム部）によって、インターフェース部ＩＦを介してコータ・デベロッパＣ／Ｄに搬送される。
【０１０２】
そして、ダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに配置するときは、制御装置ＣＯＮＴは、例えば第２アーム部８２を使って、チャンバ装置ＣＨの内部に設けられているダミー基板ＤＰの待機場所であるダミー基板用ライブラリ７０Ａよりダミー基板ＤＰを取り出し、基板交換位置ＲＰにおいて、基板ステージＰＳＴの基板ホルダＰＳＨにロードする。そして、基板ホルダＰＳＨにダミー基板ＤＰを保持した状態で、制御装置ＣＯＮＴは、上述したような例えばマスクアライメント系６による投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出を行う。
【０１０３】
また、上記液体ＬＱを介した検出処理が終了した後、ダミー基板ＤＰを基板ステージＰＳＴよりアンロードするときは、まず、制御装置ＣＯＮＴは液体回収機構２０などを使ってダミー基板ＤＰに付着・残留している液体ＬＱの除去作業を行う。そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体除去処理を施されたダミー基板ＤＰを保持した基板ステージＰＳＴを基板交換位置ＲＰに移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、第２アーム部８２（あるいは別のアーム部）を使って基板ステージＰＳＴよりダミー基板ＤＰをアンロードし、ダミー基板ＤＰの待機場所であるダミー基板用ライブラリ７０Ａに収納する。
【０１０４】
なお、本実施形態においては、ダミー基板用ライブラリ７０Ａは、露光装置ＥＸを収容するチャンバ装置ＣＨの内部に設けられているが、図９中、符号７０Ｂで示すように、ダミー基板用ライブラリを例えば搬送装置８０を収容する第２チャンバ装置ＣＨ２の内部に設けてもよい。あるいは、コータ・デベロッパＣ／Ｄの内部に、ダミー基板用ライブラリを配置してもよい。
【０１０５】
なお、ダミー基板ＤＰは撥液性を有していることが好ましい。本実施形態においては、ダミー基板ＤＰは撥液化処理されて撥液性を有している。撥液化処理としては、例えば撥液性を有する材料を使ったコーティング処理が挙げられる。撥液性を有する材料としては、例えばフッ素系化合物やシリコン化合物、あるいはアクリル系樹脂やポリエチレン等の合成樹脂が挙げられる。また、表面処理のための薄膜は単層膜であってもよいし複数の層からなる膜であってもよい。
【０１０６】
また、ダミー基板ＤＰの撥液性は経時的に劣化する。そこで、ダミー基板ＤＰを、その撥液性の劣化に応じて交換するようにしてもよい。また、ダミー基板ＤＰを撥液性の材料（例えば、フッ素系の材料やアクリル）で形成してもよい。
【０１０７】
図１０は別の実施形態を示す模式図である。図１０に示すように、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）に凹部６０を形成し、その凹部６０の内部に凹部６０に応じた形状を有する基板ホルダＰＳＨを配置するとともに、Ｚステージ５２内部に基板ホルダＰＳＨを昇降する昇降装置６３を設けるようにしてもよい。そして、マスクアライメント系６による液体ＬＱを介した基準マークＭＦＭの検出動作時においては、図１０（ａ）に示すように、昇降装置６３は基板ホルダＰＳＨを上昇して、Ｚステージ５２の上面と基板ホルダＰＳＨの上面とを面一にする。こうすることによっても、基準マークＭＦＭを液体ＬＱを介して計測するために基準部材３上に形成された液浸領域の液体ＬＱがＺステージ５２（基板ステージＰＳＴ）内部に浸入するなどの不都合の発生を防止することができる。そして、液浸露光するためにデバイス製造用の基板Ｐを基板ホルダＰＳＨに保持させる際には、図１０（ｂ）に示すように、昇降装置６３が基板ホルダＰＳＨを下降することにより、基板Ｐを配置するための凹部６０が設けられる。なお、基板Ｐを載置する際に基板ホルダＰＳＨ上に液体ＬＱが付着している場合には、付着した液体ＬＱを除去あるいは回収してから基板Ｐに載置するとよい。
【０１０８】
なお、上述の実施形態においては、基板ステージＰＳＴ上の基準マークＭＦＭを、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して検出するときに、基板Ｐ、ダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに保持して、Ｚステージ５２内部に液体ＬＱが浸入するのを防止しているが、基準マークＭＦＭの検出に限ることなく、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上の各種センサの使用時など、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上面の周辺部に液浸領域を形成するときには、基板Ｐやダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに保持したり、図１０のような構成を用いてＺステージ５２（基板ステージＰＳＴ）内部への液体ＬＱの浸入を防止することが望ましい。
【０１０９】
ところで、上述したように、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作は、予め設定された基板処理枚数毎やマスクＭを交換したとき毎など、所定期間毎に行えばよい。そして、上述した実施形態においては、基板Ｐを基板ホルダＰＳＨ上にロードする前においてベースライン量を単独で計測するときなどに、基板ホルダＰＳＨにダミー基板ＤＰを保持しておくことで、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止している。一方で、ベースライン量を計測するときには、ダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに保持する代わりに、露光処理済みの基板Ｐを基板ホルダＰＳＨに保持した状態で、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作を行うことによっても、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止することができる。そして、ベースライン量の計測を終了した後、その露光処理済みの基板Ｐをアンロードすればよい。すなわち、基板Ｐの露光を終了した後、その露光処理済みの基板Ｐを基板ステージＰＳＴに保持した状態で、基板アライメント系５による基板ステージＰＳＴ上の基準マークＰＦＭの位置情報の検出とマスクアライメント系６による基板ステージＰＳＴ上の基準マークＭＦＭの位置情報の検出とを行い、その基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの位置情報の検出結果に基づいてベースライン量を求めた後、その露光処理済みの基板Ｐを基板ステージＰＳＴより搬出することによって、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入することを防止できる。
【０１１０】
なお、露光処理前の基板Ｐを基板ホルダＰＳＨに保持した状態で、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭの検出動作を行う構成も考えられる。しかしながら、液体ＬＱを介して基準マークＭＦＭを検出するときなどに、露光処理前の基板Ｐ上のアライメントマーク１に液体ＬＱが付着する可能性が高くなる。基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出する基板アライメント系５は、液体ＬＱを介さずに（ドライ状態で）検出するように構成されているので、露光処理前の基板Ｐ上のアライメントマーク１を基板アライメント系５で検出するときに、アライメントマーク１上に液体ＬＱが付着していると、検出精度の劣化を招く。したがって、ベースライン量を求めるための基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを検出するときに基板ホルダＰＳＨに保持させておく基板Ｐは、露光処理後の基板Ｐであることが好ましい。
【０１１１】
なお、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上に基準部材や各種の計測センサなどの計測部材が配置されていない場合であっても、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上に液浸領域ＡＲ２を形成する場合には、基板Ｐやダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＳＨに保持したり、図１０のような機構を用いてＺステージ５２（基板ステージＰＳＴ）内部への液体ＬＱの浸入を防止することが望ましい。
【０１１２】
さらに言えば、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上の基準部材や各種の計測センサなどの計測部材の有無にかかわらず、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の凹部６０が基板Ｐやダミー基板ＤＰなどで覆われていない場合に、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上に液浸領域ＡＲ２を形成するのを禁止するのが望ましい。
【０１１３】
例えば、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の凹部６０が基板Ｐやダミー基板ＤＰなどで覆われていない場合に、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体供給を禁止したり、投影光学系ＰＬの光学素子２とＺステージ５２（基板ステージＰＳＴ）とが対向しないように、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）のＸＹ平面内での移動範囲を制限することができる。
【０１１４】
なお、制御装置ＣＯＮＴは、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御しているので、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の凹部６０が基板Ｐやダミー基板ＤＰなどで覆われているか否かを判断することができるが、後述するように、基板Ｐやダミー基板ＤＰなどで覆われているか否かを検出する検出器を使うこともできる。
【０１１５】
また、基板アライメント系５で基板Ｐ上のアライメントマーク１を検出するとき、上述したように、基板Ｐ上のアライメントマーク１に液体ＬＱが配置されていない（付着していない）状態にすることが望ましい。基板ステージＰＳＴにロードされた露光処理前の基板Ｐが、供給ノズル１３の下や回収ノズル２３の下、あるいは投影光学系ＰＬの光学素子２の下を通過するときに、供給ノズル１３や回収ノズル２３、又は光学素子２に残留・付着している液体ＬＱが基板Ｐ上に滴下あるいは飛散するおそれがある。そして、その滴下した液体ＬＱが基板Ｐ上のアライメントマーク１上に配置されて（付着して）しまうと、基板アライメント系５はアライメントマーク１の計測ができず計測エラーを発生したり、計測ができたとしてもアライメントマーク１の像や波形信号が歪んで誤計測してしまい、アライメント計測精度が劣化する等の不都合が生じる。
【０１１６】
あるいは、基板ステージＰＳＴ上のうちその基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐとは別の位置（例えば補助プレート５７上やＺステージ５２の上面上）に液浸領域ＡＲ２を形成しつつ、基板アライメント系５が基板Ｐ上のアライメントマーク１を液体ＬＱを介さずに計測する構成も考えられる。あるいは、基板Ｐ上の一部に（局所的に）液浸領域ＡＲ２を形成しつつ、その液浸領域ＡＲ２の外側でアライメントマーク１を基板アライメント系５で液体ＬＱを介さずに検出する構成も考えられる。この場合においても、液浸領域ＡＲ２から液体ＬＱが飛散したり、液体ＬＱの回収が十分に行われないと、基板Ｐ上のアライメントマーク１上に液体ＬＱが配置された状態で、そのアライメントマーク１が基板アライメント系５に計測される不都合が生じる。
【０１１７】
そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域に配置される前の基板Ｐ上のアライメントマーク１が、供給ノズル１３や回収ノズル２３、又は投影光学系ＰＬの光学素子２の下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定する。そして制御装置ＣＯＮＴは、決定した移動軌跡に基づいて基板ステージＰＳＴを移動しながら、基板アライメント系５を使って、基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１のそれぞれを順次計測する。
【０１１８】
図１１は、基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１のそれぞれを基板アライメント系５で順次計測するときの動作を説明するための図である。図１１において、投影光学系ＰＬの光学素子２の近傍には供給ノズル１３及び回収ノズル２３が配置されており、それら光学素子２、供給ノズル１３、及び回収ノズル２３の＋Ｘ側には基板アライメント系５が配置されている。このような位置関係において、基板アライメント系５を使って基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１のそれぞれを順次計測するとき、最初に制御装置ＣＯＮＴは、図１１（ａ）に示すように、基板Ｐ上の最も−Ｘ側に設けられているショット領域に付随したアライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に配置し、そのアライメントマーク１を基板アライメント系５で計測する。例えば制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上のショット領域Ｓ１０やＳ１１（図４参照）などに付随したアライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に配置する。以下の説明では、最初に計測される上記アライメントマーク１を「第１アライメントマーク」と称する。
【０１１９】
ここで、制御装置ＣＯＮＴは、露光処理前の基板Ｐを基板交換位置ＲＰ（図９参照）において基板ステージＰＳＴ上にロードした後、基板Ｐ上の第１アライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に配置するときに、基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１のうち、少なくとも基板アライメント系５の計測対象であるアライメントマーク１が、供給ノズル１３や回収ノズル２３、あるいは光学素子２の下を通過しないように、基板ステージＰＳＴを移動する。これにより、第１アライメントマーク１は、供給ノズル１３などの下を通過することなく、基板アライメント系５の検出領域に配置される。したがって、第１アライメントマーク１上に、供給ノズル１３などから滴下した液体ＬＱが配置された状態で、その第１アライメントマーク１が基板アライメント系５に計測される不都合を防止することができる。
【０１２０】
第１アライメントマーク１の検出が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ側に移動し、第１アライメントマーク１よりも＋Ｘ側に設けられた第２アライメントマーク１（例えばショット領域Ｓ１２やＳ９などに付随したアライメントマーク１）を基板アライメント系５の検出領域に配置する。ここで、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域に計測対象であるアライメントマーク１が、供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定しているので、基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされた後、その基板Ｐ上の第２アライメントマーク１が基板アライメント系５の検出領域に配置されるまでの間に、第２アライメントマーク１は供給ノズル１３などの下を通過しない。したがって、第２アライメントマーク１上に、供給ノズル１３などから滴下した液体ＬＱが配置される不都合が防止されている。なお、既に基板アライメント系５に計測された第１アライメントマーク１は、供給ノズル１３などの下を通過してもよい。
【０１２１】
以下同様に、図１１（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、第２アライメントマーク１よりも＋Ｘ側に設けられた第３、第４アライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に順次配置して計測する。以上の動作は、制御装置ＣＯＮＴが基板ステージＰＳＴの位置をレーザ干渉計５６でモニタしつつ、露光レシピに基づいて基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを制御することで行われる。
【０１２２】
なおここでは、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを−Ｘ側に移動し、基板アライメント系５の検出領域に基板Ｐ上の−Ｘ側のアライメントマーク１から＋Ｘ側のアライメントマーク１を順次配置しているが、基板アライメント系５が投影光学系ＰＬの−Ｘ側に設けられている場合には、基板ステージＰＳＴは＋Ｘ側に移動される。また、アライメントマーク１を検出する順番も、Ｘ軸方向に沿った順番に限られない。また、上述したように、基板Ｐ上に設けられた複数のアライメントマーク１の全てを基板アライメント系５で検出する必要はない。したがって、基板アライメント系５の計測対象ではないアライメントマーク１は、供給ノズル１３などの下を通過してもよい。要は、基板アライメント系５の検出領域に配置される前の計測対象であるアライメントマーク１が、供給ノズル１３などの下を通過しなければよい。
【０１２３】
以上説明したように、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域にアライメントマーク１を配置するための基板ステージＰＳＴの移動軌跡を、基板アライメント系５と供給ノズル１３（及び回収ノズル２３、光学素子２）との位置関係に応じて決定しているので、基板アライメント系５で計測されるアライメントマーク１に、供給ノズル１３などの下を通過したことに起因して液体ＬＱが付着される不都合を防止することができる。したがって、基板アライメント系５が液体ＬＱを付着された状態のアライメントマーク１を計測する不都合が防止されるので、計測エラーや誤計測を防止することができる。したがって、露光装置ＥＸの稼働率が向上し、露光精度を高度に維持することができる。
【０１２４】
なお、図１１を参照して説明した実施形態の場合、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持した状態で、基板アライメント系５によるアライメントマーク１の検出を行なうようにしてもよい。この場合、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）上面、あるいは基板ステージＰＳＴ上面と基板Ｐ表面とに跨るように、あるいは基板Ｐ表面に液浸領域ＡＲ２が形成されるが、図１１からも明らかなように、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐのアライメントマーク１が液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ（図１参照）に接触する前に基板アライメント系５で検出されるように基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定しているので、基板アライメント系５が液体ＬＱを付着された状態のアライメントマーク１を計測する不都合が防止することができる。
【０１２５】
なおここでは、基板アライメント系５の検出領域に配置される前の基板Ｐ上のアライメントマーク１が、供給ノズル１３などの下を通過しないようにしているが、基板アライメント系５の検出領域に配置される前の基準マークＰＦＭが、供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡が決定されてもよい。このように、アライメントマーク１や基準マークＰＦＭに限らず、ドライ状態で計測される基板ステージＰＳＴ上のマーク（計測対象）が液体ＬＱを滴下させる可能性のある部材の下を通過しないように基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定するようにすることで、液体ＬＱを介さないマーク計測精度を向上することができる。
【０１２６】
なお上述した実施形態においては、基板ステージＰＳＴを基板交換位置ＲＰから投影光学系ＰＬ近傍（露光処理位置ＥＰ）まで移動させるときや、基板Ｐ上の複数のアライメントマーク１を計測するときについての基板ステージＰＳＴの移動軌跡について説明したが、基準部材３上の基準マークＰＦＭ、ＭＦＭを計測した後、基板Ｐ上のアライメントマーク１を計測するときなどにも、基板Ｐ上のアライメントマーク１が供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡が決定されることが好ましい。例えば、図１２において、基準部材３上の基準マークＭＦＭをマスクアライメント系６を使って液体ＬＱを介して計測するときは、制御装置ＣＯＮＴは、基準部材３上に液浸領域ＡＲ２を形成した状態で基準マークＭＦＭを計測する。そして、基準マークＭＦＭの液体ＬＱを介した計測が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、基準部材３上の液体ＬＱを液体回収機構２０などを使って回収する。その後、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域に基板Ｐ上のアライメントマーク１を配置するときに、供給ノズル１３などが図１２の波線矢印Ｋに沿って進むようにレーザ干渉計５６の出力をモニタしつつＸＹステージ５３を移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の検出領域に第１アライメントマーク１（例えばショット領域Ｓ１０に付随したアライメントマーク１）を配置する。この場合においても、基板アライメント系５で計測される前のアライメントマーク１は、供給ノズル１３などの下を通過しないので、供給ノズル１３などから滴下した液体ＬＱが付着することがない。
【０１２７】
なお、アライメントマーク１に液体が付着して検出エラーになった場合には、アライメントマーク１に異物が付着して検出エラーが生じた場合と同様に、そのアライメントマークの検出を中止し、その近傍のアライメントマークを替わりに検出するようにしてもよいし、その基板Ｐそのものを不良基板として扱うようにしてもよい。
【０１２８】
また、基板アライメント系５で基板Ｐ上のアライメントマークをドライ状態で検出したときに得られるマーク像や信号波形を予め記憶しておき、実際に基板アライメント系５でアライメントマーク１を検出したときに得られたマーク像や信号波形が、記憶されているものと大きく異なる場合には、基板アライメント系５の終端の光学素子と、アライメントマークとの少なくとも一方に液体が付着していると判断して、検出エラーを出力し、オペレータなどに付着した液体の拭き取りなどを促すようにしてもよい。
【０１２９】
同様に、基板アライメント系５で基準マークＰＦＭをドライ状態で計測したときに得られるマーク像や信号波形を記憶しておき、ベースライン量の計測などのときに実際に基板アライメント系５で基準マークＰＦＭの取得したマーク像や信号波形が記憶されているものと大きく異なる場合には、基板アライメント系５の終端の光学素子と、基準マークＰＦＭとの少なくとも一方に液体が付着していると判断して、検出エラーを出力し、オペレータなどに付着した液体の拭き取りなどを促すようにしてもよい。
【０１３０】
なお、記憶されるマーク像や信号波形は、露光装置ＥＸ内で基板アライメント系５を使って取得してもよいし、露光装置ＥＸの外で取得するようにしてもよい。
【０１３１】
また、図１２に示す基板ステージＰＳＴ上には、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報に開示されているような照度ムラセンサ４００や、例えば特開２００２−１４００５号公報に開示されているような空間像計測センサ５００が設けられている。そして、これら計測用センサ４００、５００上に液浸領域ＡＲ２を形成した状態で、液体ＬＱを介して計測処理を行うことが考えられる。その場合においても、制御装置ＣＯＮＴは、センサ４００、５００による計測処理を終了した後、液体回収機構２０などを使って液体回収を行う。そして、基板Ｐ上のアライメントマーク１を基板アライメント系５の検出領域に配置するときは、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系５の計測対象である基板Ｐ上のアライメントマーク１が供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴの移動軌跡を決定する。
【０１３２】
図１３は、本発明の別の実施形態を示す模式図である。図１３（ａ）において、露光装置ＥＸは、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐを吸着保持するための吸着保持機構９０を備えている。吸着保持機構９０は、基板ホルダＰＳＨの上面の複数の位置のそれぞれに設けられた吸着孔９１と、これら複数の吸着孔９１のそれぞれに流路９２を介して接続された真空系９３とを備えている。制御装置ＣＯＮＴは、真空系９３を駆動することで、基板ホルダＰＳＨの上面に載置された基板Ｐの裏面を、吸着孔９１を介して真空吸着保持する。
【０１３３】
吸着保持機構９０の流路９２又は真空系９３の圧力に関する情報は、圧力検出器９４にモニタされるようになっている。圧力検出器９４は、検出した圧力に関する情報に基づいて、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐ（もしくはダミー基板ＤＰ）が保持されているか否かを検出することができる。すなわち、圧力検出器９４は、吸着保持機構９０による吸着動作が実行され、圧力が低下しない場合には、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていないと判断し、圧力が低下した場合には、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていると判断する。また、圧力検出器９４の検出結果及び判断結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【０１３４】
液体供給機構１０の供給管１２の途中には、供給管１２の流路を開閉するバルブ１４が設けられている。バルブ１４の動作は、制御装置ＣＯＮＴに制御される。
【０１３５】
図１３（ａ）に示すように、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されているとき、上述したように、圧力検出器９４は、圧力に関する情報に基づいて、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていることを検出することができる。そして、圧力検出器９４が基板Ｐを検出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、圧力検出器９４の検出結果（判断結果）に基づいて、液体供給機構１０に液体供給可能の指令を出す。
【０１３６】
一方、図１３（ｂ）に示すように、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていないとき、圧力検出器９４は、圧力に関する情報に基づいて、基板ホルダＰＳＨ上に基板Ｐが保持されていないことを検出することができる。そして、圧力検出器９４が基板Ｐを検出しないときには、制御装置ＣＯＮＴは、圧力検出器９４の検出結果（判断結果）に基づいて、液体供給機構１０に液体供給不可の指令を出す。制御装置ＣＯＮＴの指令を受けた液体供給機構１０は、例えばバルブ１４によって供給管１２の流路を閉じる。こうして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体供給を停止する。
【０１３７】
上述したように、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐもしくはダミー基板ＤＰが保持されていない状態において、液浸領域ＡＲ２が形成されたり、液体供給機構１０による液体供給が実行されると、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に液体ＬＱが浸入する可能性があり、例えば液体ＬＱが基板ステージＰＳＴ内部に浸入すると、錆びを生じさせたり、内部に配置されている電気機器や摺動部に不具合が生じ、修復に多大な時間を要してしまう。あるいは、基板ホルダＰＳＨの保持面に液体ＬＱがかかると、吸着孔９１を介して真空系９３に液体ＬＱが流入する不都合が生じる。また、基板ホルダＰＳＨの保持面に液体ＬＱが付着すると、基板Ｐが載置されたときに、その液体ＬＱが潤滑膜として機能し、基板Ｐを所望の位置に対してずれた状態で保持する不都合も生じる。そこで、本実施形態のように、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐもしくはダミー基板ＤＰが保持されているか否かに応じて、液体供給機構１０の動作を制御することで、基板ホルダＰＳＨの保持面に液体ＬＱが付着したり、基板ステージＰＳＴの内部に液体が浸入することを防止できる。そして、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐもしくはダミー基板ＤＰが保持されていないときは、制御装置ＣＯＮＴが液体供給機構１０による液体供給を停止することで、基板ステージＰＳＴの内部への液体の浸入等を防止することができる。
【０１３８】
なお本実施形態においては、圧力検出器９４の検出結果に基づいて、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ若しくはダミー基板ＤＰが保持されているか否かが判断されているが、基板ステージＰＳＴや基板ホルダＰＳＨに、例えば接触式の基板有無センサを設け、その検出結果に基づいて、液体供給機構１０の動作を制御するようにしてもよい。あるいは、前述のフォーカス検出系４を用いて、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ若しくはダミー基板ＤＰが保持されているか否かを判断し、その結果に基づいて、液体供給機構１０の動作を制御するようにしてもよい。また、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ（もしくはダミー基板ＤＰ）が保持されていないときに、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上に液浸領域ＡＲ２が形成されないように、Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の供給ノズル１３や回収ノズル２３、あるいは光学素子２の下への移動を禁止するようにしてもよい。
【０１３９】
また、制御装置ＣＯＮＴは、圧力検出器９４の検出結果に応じて、基板ステージＰＳＴの可動領域を変更するようにしてもよい。図１３を参照して説明した実施形態のように、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ（もしくはダミー基板ＤＰ）が保持されていないときに、液体供給機構１０による液体供給を停止したとしても、供給ノズル１３や回収ノズル２３、あるいは投影光学系ＰＬの光学素子２に残留・付着している液体ＬＱが滴下して、基板ホルダＰＳＨ内部や基板ステージＰＳＴ内部に浸入する可能性がある。その場合においても、基板ステージＰＳＴ内部の電気機器の漏電を引き起こしたり、錆びを生じさせたり、吸着孔９１を介して液体ＬＱが真空系９３に流入したり、あるいは基板ホルダＰＳＨの保持面に滴下した液体ＬＱが潤滑膜として機能して、所望位置に対してずれた状態で基板Ｐを保持するなどの不都合が生じる。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐが保持されているか否かを検出する検出器９４の検出結果に応じて、基板ステージＰＳＴの可動領域を変更する。
【０１４０】
具体的には、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐ（もしくはダミー基板ＤＰ）が保持されていないときは、換言すれば、圧力検出器９４が基板Ｐを検出しないときは、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴの可動領域を、供給ノズル１３や回収ノズル２３、あるいは光学素子２の下に基板ホルダＰＳＨが位置しない領域とする。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板ホルダＰＳＨに基板Ｐが保持されていない場合、レーザ干渉計５６の出力をモニタしつつ、基板ホルダＰＳＨが供給ノズル１３などの下を通過しないように、基板ステージＰＳＴを移動する。こうすることにより、仮に供給ノズル１３などから液体ＬＱが滴下しても、基板ホルダＰＳＨの内部や基板ステージＰＳＴの内部への液体ＬＱの浸入等を防止することができる。
【０１４１】
なお、上述の実施形態においては、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成するときに、供給ノズル１３から液体ＬＱの供給を開始するようにしているが、基板ステージＰＳＴとは異なる所定の物体と投影光学系ＰＬとの間に保持された液体を回収することなく、その所定物体上に形成されている液浸領域ＡＲ２を基板ステージＰＳＴ上に移動することによって、基板ステージＰＳＴ上に液浸領域ＡＲ２を形成することもできる。
【０１４２】
なお、上述の実施形態においては、基板Ｐ上のアライメントマーク１及び基準マークＰＦＭを液体を介さずに検出し、基準マークＭＦＭの検出は液体を介して実行するようになっているが、基準部材３表面の撥液化、基準部材３上面の無段差化、ダミー基板ＤＰの使用などに関する発明は、特開平４−４５５１２号公報に開示されているような基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭとを同時に検出できるような構成を採用した場合にも適用可能であり、基板Ｐ上のアライメントマーク１及び基準マークＰＦＭを液体を介して検出するような場合にも適用可能である。
【０１４３】
また、基準部材３上に液浸領域と非液浸領域とを分離して形成できる場合には、特開平４−４５５１２号公報に開示されているように、基準マークＰＦＭの液体なしでの検出と基準マークＭＦＭの液体ありでの検出とを同時にできるような構成を採用してもよい。その場合には、例えば図６に示したアライメントシーケンスにおいて、ステップＳＡ３とステップＳＡ４とを同時に行うことができるので、スループットの点で有利である。またさらに、基板アライメント系５が基板Ｐ上のアライメントマーク１や基準マークＰＦＭを液体を介して検出する構成の場合には、特開平４−４５５１２号公報に開示されているように基準マークＰＦＭの検出と基準マークＭＦＭの検出とを同時にできるような構成を採用してもよいことは言うまでもない。
【０１４４】
また、上述の実施形態においては、基準部材上に、基準マークＰＦＭと基準マークＭＦＭの二つの基準マークを設けたが、単一の基準マーク（基準）を使ってステップＳＡ３とステップＳＡ４を行うことも可能である。
【０１４５】
上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水を用いた。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上のフォトレジストや光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。
【０１４６】
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程度と言われており、露光光ＥＬの光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板Ｐ上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍ程度に短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４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。
【０１４７】
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（ラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分）の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが１．０を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイボール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。
【０１４８】
またマスク（レチクル）のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク（レチクル）のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在する場合には、同じく特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。
【０１４９】
本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子２が取り付けられており、このレンズにより投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。なお、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ＥＬを透過可能な平行平面板であってもよい。液体ＬＱと接触する光学素子を、レンズより安価な平行平面板とすることにより、露光装置ＥＸの運搬、組立、調整時等において投影光学系ＰＬの透過率、基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度、及び照度分布の均一性を低下させる物質（例えばシリコン系有機物等）がその平行平面板に付着しても、液体ＬＱを供給する直前にその平行平面板を交換するだけでよく、液体ＬＱと接触する光学素子をレンズとする場合に比べてその交換コストが低くなるという利点がある。即ち、露光光ＥＬの照射によりレジストから発生する飛散粒子、または液体ＬＱ中の不純物の付着などに起因して液体ＬＱに接触する光学素子の表面が汚れるため、その光学素子を定期的に交換する必要があるが、この光学素子を安価な平行平面板とすることにより、レンズに比べて交換部品のコストが低く、且つ交換に要する時間を短くすることができ、メンテナンスコスト（ランニングコスト）の上昇やスループットの低下を抑えることができる。
【０１５０】
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。
【０１５１】
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間は液体ＬＱで満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体ＬＱを満たす構成であってもよい。
【０１５２】
また、上述の液浸法を適用した露光装置は、投影光学系ＰＬの終端光学素子２の射出側の光路空間を液体(純水)で満たしてウェハ基板Ｐを露光する構成になっているが、国際公開第２００４／０１９１２８号に開示されているように、投影光学系ＰＬの終端光学素子２の入射側の光路空間も液体（純水）で満たすようにしてもよい。
【０１５３】
なお、本実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。この場合も表面処理は用いる液体ＬＱの極性に応じて行われる。
【０１５４】
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。
【０１５５】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【０１５６】
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。
【０１５７】
２つのステージを備えたツインステージ型の露光装置では、基板の露光が行われる露光ステーションと基板上のショットエリアの位置合わせが行われるアライメントステーションが独立に設けられている場合がある。この場合、スループット向上のために、第１ステージ上の基板が露光ステーションで露光されているときに、第２ステージ上の基板がアライメントステーションでアライメントされる。そして、第２ステージ上の基板がアライメントされた後に、第２ステージは露光ステーションに移動して、アライメントステーションで位置合わせされた基板が露光ステーションで露光される。この際、第２ステージ上の基板はアライメントステーションにおいて、前述の実施形態で説明したような基板ステージに設けられた基準マークに対する相対位置が求められ、そして露光ステーションに第２ステージが移動されたときに、露光ステーションでも基準マークを基準として結像位置が決定される。従って、前述の実施形態で説明したような基準マークはツインステージ型の露光装置で、露光及びアライメントステーションで有効利用される。
【０１５８】
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号公報や特開平１０−３０３１１４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で覆われる液浸露光装置にも適用可能である。
【０１５９】
また、本発明は、例えば特開平１１−１３５４００号公報に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種の基準部材や計測センサなどの計測部材を備えた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。この場合、上述の実施形態において基板ステージＰＳＴに配置されている基準部材や各種計測センサの少なくとも一部を計測ステージに配置することができる。
【０１６０】
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。
【０１６１】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【０１６２】
各ステージＰＳＴ、ＭＳＴの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＰＳＴ、ＭＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＰＳＴ、ＭＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側に設ければよい。
【０１６３】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【０１６４】
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【０１６５】
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。
【０１６６】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１４に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【符号の説明】
【０１６７】
１…アライメントマーク、２…光学素子、３…基準部材、５…基板アライメント系（第１検出系）、６…マスクアライメント系（第２検出系）、１０…液体供給機構、１３…供給ノズル（ノズル部材）、２０…液体回収機構、２３…回収ノズル（ノズル部材）、５２…Ｚステージ、６０…凹部（基板ホルダ）、９４…圧力検出器、ＡＲ１…投影領域、ＡＲ２…液浸領域、ＤＰ…ダミー基板、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＭＦＭ…基準マーク、Ｐ…基板、ＰＦＭ…基準マーク、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＨ…基板ホルダ、ＰＳＴ…基板ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する基板ホルダを有し、前記基板ホルダに前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出する検出器と、
前記検出器の検出結果に応じて、前記基板ステージの可動領域を変更する制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記基板上に液体を供給する供給口及び液体を回収する回収口のうち少なくともいずれか一方を有するノズル部材を備え、
前記検出器が基板もしくは前記ダミー基板を検出しないときは、前記制御装置は、前記基板ステージの可動領域を前記ノズル部材の下に前記基板ホルダが位置しない領域とすることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記ノズル部材に液体を供給する液体供給機構を備え、
前記検出器が前記基板ホルダに基板もしくはダミー基板を検出しないときは、前記制御装置は、前記液体供給機構による液体供給を停止することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する基板ホルダを有し、前記基板ホルダに前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
液体を供給する液体供給機構と、
前記基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出する検出器と、
前記検出器の検出結果に基づいて、前記液体供給機構の動作を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
さらに、基板ホルダに基板を吸着するための基板吸着保持機構を備え、前記検出器は基板吸着保持機構と流体接続された圧力検出器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する基板ホルダを有し、前記基板ホルダに前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板ホルダ上に基板又はダミー基板が保持されている場合に限り、前記基板ステージ上に液体を供給する液体供給機構とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項７】
液体を介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
基板上にパターンの像を投影する投影光学系と、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板ステージに基板又はダミー基板が保持されている場合に限り、前記基板ステージ上に液浸領域を形成する液浸機構とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記基板ステージは、その保持された基板又はダミー基板の周囲に、その保持された基板又はダミー基板の表面とほぼ面一の平坦部を有することを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記基板ステージの平坦部に配置された計測部材と、
前記計測部材上の少なくとも一部に液浸領域を形成した状態で、前記計測部材からの光を検出する検出系とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
さらに、ダミー基板を収容するダミー基板ライブラリを備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
液体を介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
基板上にパターンの像を投影する投影光学系と、
前記基板を保持するための凹部と、前記凹部の周囲に配置され、前記凹部に保持された前記基板の表面とほぼ面一の平坦部とを有する基板ステージとを備え、
前記基板ステージ上の凹部に物体が配置され、前記物体表面と前記平坦部とがほぼ面一になっている場合に限り、前記基板ステージ上に液浸領域を形成することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記物体は、基板又はダミー基板を含むことを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記凹部に前記物体が配置されていない場合、前記基板ステージ上に液浸領域を形成することを禁止する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記液浸領域を形成するために液体を供給する液浸機構を更に備え、前記制御装置は、前記凹部に前記物体が配置されていない場合に、前記液浸機構による液体の供給を中止することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記凹部に前記物体が配置されていない場合に、前記基板ステージと前記投影光学系の終端の光学素子とが対向しないように、前記基板ステージの移動を制御することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１７】
移動可能な基板ステージの基板ホルダに保持された基板上に液体を介してパターンの像を投影することによって前記基板を露光する露光方法において、
前記基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出することと、
前記検出結果に応じて、前記基板ステージの可動領域を設定することを含む露光方法。
【請求項１８】
移動可能な基板ステージに保持された基板上に液体を介してパターンの像を投影することによって前記基板を露光する露光方法において、
前記基板ステージに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出することと、
前記検出結果に応じて、前記基板ステージ上に液浸領域を形成するか否かを判断することを含む露光方法。
【請求項１９】
請求項１７又は請求項１８に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１】
投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する基板ホルダを有し、前記基板ホルダに前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出する検出器と、
前記検出器の検出結果に応じて、前記基板ステージの可動領域を変更する制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記基板上に液体を供給する供給口及び液体を回収する回収口のうち少なくともいずれか一方を有するノズル部材を備え、
前記検出器が基板もしくは前記ダミー基板を検出しないときは、前記制御装置は、前記基板ステージの可動領域を前記ノズル部材の下に前記基板ホルダが位置しない領域とすることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記ノズル部材に液体を供給する液体供給機構を備え、
前記検出器が前記基板ホルダに基板もしくはダミー基板を検出しないときは、前記制御装置は、前記液体供給機構による液体供給を停止することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する基板ホルダを有し、前記基板ホルダに前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
液体を供給する液体供給機構と、
前記基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出する検出器と、
前記検出器の検出結果に基づいて、前記液体供給機構の動作を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
さらに、基板ホルダに基板を吸着するための基板吸着保持機構を備え、前記検出器は基板吸着保持機構と流体接続された圧力検出器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する基板ホルダを有し、前記基板ホルダに前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板ホルダ上に基板又はダミー基板が保持されている場合に限り、前記基板ステージ上に液体を供給する液体供給機構とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項７】
液体を介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
基板上にパターンの像を投影する投影光学系と、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板ステージに基板又はダミー基板が保持されている場合に限り、前記基板ステージ上に液浸領域を形成する液浸機構とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記基板ステージは、その保持された基板又はダミー基板の周囲に、その保持された基板又はダミー基板の表面とほぼ面一の平坦部を有することを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記基板ステージの平坦部に配置された計測部材と、
前記計測部材上の少なくとも一部に液浸領域を形成した状態で、前記計測部材からの光を検出する検出系とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
さらに、ダミー基板を収容するダミー基板ライブラリを備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
液体を介して基板上にパターンの像を投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
基板上にパターンの像を投影する投影光学系と、
前記基板を保持するための凹部と、前記凹部の周囲に配置され、前記凹部に保持された前記基板の表面とほぼ面一の平坦部とを有する基板ステージとを備え、
前記基板ステージ上の凹部に物体が配置され、前記物体表面と前記平坦部とがほぼ面一になっている場合に限り、前記基板ステージ上に液浸領域を形成することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記物体は、基板又はダミー基板を含むことを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記凹部に前記物体が配置されていない場合、前記基板ステージ上に液浸領域を形成することを禁止する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記液浸領域を形成するために液体を供給する液浸機構を更に備え、前記制御装置は、前記凹部に前記物体が配置されていない場合に、前記液浸機構による液体の供給を中止することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記凹部に前記物体が配置されていない場合に、前記基板ステージと前記投影光学系の終端の光学素子とが対向しないように、前記基板ステージの移動を制御することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１７】
移動可能な基板ステージの基板ホルダに保持された基板上に液体を介してパターンの像を投影することによって前記基板を露光する露光方法において、
前記基板ホルダに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出することと、
前記検出結果に応じて、前記基板ステージの可動領域を設定することを含む露光方法。
【請求項１８】
移動可能な基板ステージに保持された基板上に液体を介してパターンの像を投影することによって前記基板を露光する露光方法において、
前記基板ステージに基板もしくはダミー基板が保持されているか否かを検出することと、
前記検出結果に応じて、前記基板ステージ上に液浸領域を形成するか否かを判断することを含む露光方法。
【請求項１９】
請求項１７又は請求項１８に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１４２６０６（Ｐ２０１２−１４２６０６Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８２７１６（Ｐ２０１２−８２７１６）
【出願日】平成２４年３月３０日（２０１２．３．３０）
【分割の表示】特願２０１１−８２８０９（Ｐ２０１１−８２８０９）の分割
【原出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月３０日（２０１２．３．３０）
【分割の表示】特願２０１１−８２８０９（Ｐ２０１１−８２８０９）の分割
【原出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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