WO2005081290A1

WO2005081290A1 - 露光装置及びデバイス製造方法

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Publication number: WO2005081290A1
Application number: PCT/JP2005/002228
Authority: WO
Inventors: Takeyuki Mizutani
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2005-09-01
Also published as: JP5447086B2; JP2010161406A; JPWO2005081290A1; JP5360088B2; JP4797984B2; JP2011097114A

Abstract

　液体が漏出しても被害の拡大を抑え、露光装置の稼働率の低下や露光精度の低下を防止できる露光装置を提供する。露光装置（ＥＸ）は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板Ｐを露光するものであって、第１ベース部材（ＢＰ１）と、基板Ｐを移動可能に保持する基板ステージ（ＰＳＴ）と、基板ステージ（ＰＳＴ）を支持する第２ベース部材（ＢＰ２）とを備え、第２ベース部材（ＢＰ２）上に漏出した液体（ＬＱ）の第１ベース部材（ＢＰ１）への拡散が防止されている。

Description

明細書

露光装置及びデバイス製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。

本願は、 2004年 2月 19日に出願された特願 2004— 42929号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 半導体デバイスや液晶表示デバイスは、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イエ程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。近年、デバイスノターンのより一層の高集積ィ匕に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長は KrFエキシマレーザの 248nmである力更に短波長の ArFエキシマレ一ザの 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。

R=k · λ /ΝΑ … (1)

δ = ±k - λ /ΝΑ²

2 … (2)

ここで、 λは露光波長、 ΝΑは投影光学系の開口数、 k ロセス係数である。

1、 kはプ

2

(1)式、（2)式より、解像度 Rを高めるために、露光波長えを短くして、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力る。

[0003] 焦点深度 δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。そこで、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献 1に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たして液浸領域を形成し、液体中での露光光の波長が空気中の lZn (nは液体の屈折率で通常 1. 2-1. 6程度 )になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約 n倍に拡大するというものである。

特許文献 1：国際公開第 99Z49504号パンフレット

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] ところで、液浸法を用いて基板の露光を行う場合には、液体で満たされるべき露光光の光路に部分的あるいは全体的に気体 (空気）が存在してしまうと、露光光が基板上の所望位置に入射せずに露光不良を起こす可能性がある。また、基板上やその基板を保持する基板ステージ上などに供給した液体が漏出すると、基板ステージ周辺の部材ゃ電気機器に液体による被害が及び、例えば鲭びゃ漏電あるいは故障等といった不都合が生じる。また、漏出した液体が拡散すると被害が拡大し、復帰作業にも多くの時間と手間を要することとなり、露光装置の稼働率の低下を招く。

[0005] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、露光装置の稼働率の低下を防止できる露光装置、あるいは露光不良を防止できる露光装置、及びそれらの露光装置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

[0006] 上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図 1一図 12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。

本発明の露光装置 (EX)は、液体 (LQ)を介して基板 (P)上に露光光 (EL)を照射して基板 (P)を露光する露光装置において、第 1ベース部材 (BP1)と、基板 (P)を移動可能に保持する基板ステージ (PST)と、基板ステージ (PST)を支持する第 2ベース部材 (BP2)とを備え、第 2ベース部材 (BP2)上に漏出した液体 (LQ)の第 1ベース部材 (BP1)への拡散が防止されて、ることを特徴とする。

[0007] 本発明によれば、基板上やその基板を保持する基板ステージ上から、その基板ステージを支持する第 2ベース部材上に液体が漏出しても、第 1ベース部材への拡散が防止されているので、漏出した液体による被害の拡大を防止できる。また、漏出した液体による被害の拡大が防止されて、るので、露光装置を構成する複数の機器のうち例えば被害を被った機器のみに対して復帰作業を行えばよい。したがって、露光装置の復帰作業を円滑に行うことができるとともに復帰までの時間を短くすることができる。したがって、露光装置の稼働率の低下を招くことなく露光処理することができる

[0008] 本発明の露光装置 (EX)は、液体 (LQ)を介して基板 (P)上に露光光 (EL)を照射して基板 (P)を露光する露光装置において、第 1機器（9、 47、 48、 100B、 400、 50 0、 PST、 PSTCなど）を含む第 1電気系（120B)と、第 2機器（6、 7、 82、 100A、 C ONT、 IL、 MST、 PLなど）を含み、第 1電気系（120B)とは独立した第 2電気系（12 OA)とを備え、第 1電気系（120B)が液体 (LQ)の漏出に起因して停止した場合でも、第 2電気系（120A)は動作可能であることを特徴とする。

[0009] 本発明によれば、第 1電気系が液体の漏出に起因して停止した場合でも、第 2電気系は動作可能であるので、第 2機器の駆動を継続することができる。また、復帰作業を行う場合にも第 1機器を含む第 1電気系のみに対して復帰作業を施せばよい。したがって、復帰作業時間や露光装置が復帰するまでの時間を短くすることができ、露光装置の稼働率の低下を防止することができる。

[0010] 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)上に露光光 (EL)を照射して基板 (P)を露光する露光装置にお!、て、第 1の方向（X)に移動する基板 (P)上に液体 (LQ)を供給する供給口（12)を備え、供給口（12)は、第 1の方向 (X)に関して投影光学系 (PL)の投影領域 (AR1)の両側にそれぞれ設けられ、基板 (P)の第 1の方向 (X)への移動距離を Ll、供給口（12)どうしの間の距離を L2としたとき、

LI≥L2の条件を満足することを特徴とする。

[0011] 本発明によれば、上記条件を満足するように液体供給口を設けたり、あるいは基板の移動距離を設定することで、露光光の光路上に、液体供給口より供給されたフレツシュな液体で液浸領域を良好に形成して露光処理することができる。

[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)上に露光光 (EL)を照射して基板 (P)を露光する露光装置において、供給管（13)に接続し、第 1の方向 (X)に移動する基板 (P)上に液体 (LQ)を供給する供給口（12)を備え、供給管（13)より供給口（12)に供給される単位時間あたりの液体供給量を Q、供給口（12)の面積を S、第 1の方向（X)における供給口（12)の幅を H、供給口（12 )より基板 (P)上に供給される液体 (LQ)の流速を U、基板 (P)の移動速度を V、投影光学系（PL)と基板 (P)との間の距離を WDとしたとき、

H X U≥WD XV (但し U = QZS)の条件を満足することを特徴とする。

[0013] 本発明によれば、上記条件を満足するように液浸露光条件を設定することで、露光光の光路上に、液体供給口より供給された液体で液浸領域を良好に形成して露光処理することができる。

[0014] 本発明の露光装置 (EX)は、液体 (LQ)を介して基板 (P)上に露光光 (EL)を照射して基板 (P)を露光する露光装置にお!ヽて、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)とを備え、液体供給機構 (10)は、基板ステージ (PST)と対向するように配置され、複数の液体供給孔（71)を形成された板状部材 (72)を有することを特徴とする。

[0015] 本発明によれば、複数の液体供給孔を介して基板ステージ上に液体を均一に供給することができる。したがって、液浸領域を良好に形成して露光処理することができる

[0016] 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。本発明によれば、液体の漏出や漏出した液体の拡散を防止することができるので、漏出した液体による不都合の発生を防止しつつ、露光処理することができる。また本発明によれば、液浸領域を良好に形成して、露光精度を低下させることなく露光処理することができる。したがって、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。発明の効果

[0017] 本発明によれば、露光装置の稼働率の低下を防止することができ、この装置を用いることで、製造コストを抑えたデバイス製造を行うことができる。また本発明によれば、良好に液浸領域を形成して基板の露光処理を行うことができ、この装置を用いることによって、高い歩留まりを維持しつつデバイス製造を行うことができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。

[図 2]基板ステージを上方力も見た平面図である。

[図 3]液体供給機構及び液体回収機構を示す図である。

[図 4]第 1ベース部材及び第 2ベース部材の位置関係を示す平面図である。

[図 5]第 1ベース部材と第 2ベース部材との相対位置を計測する計測装置を示す斜視図である。

[図 6]漏出した液体が流れる様子を説明するための模式図である。

[図 7]第 1ベース部材と第 2ベース部材との間に流れた液体を回収する液体回収機構の一実施形態を示す模式図である。

[図 8]液体供給口及び液体回収口の位置関係を示す図である。

[図 9]液体供給機構の条件を説明するための模式図である。

[図 10]液体供給機構及び液体回収機構の別の実施形態を示す断面図である。

[図 11]液体供給機構及び液体回収機構の別の実施形態を示す平面図である。

[図 12]半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

[0019] 3…メインコラム (本体フレーム）、 4…ギャップ、 7…防振ユニット（防振系）、 8…鏡筒定盤 (本体フレーム)、 9· ··防振ユニット (防振系）、 10· ··液体供給機構、 12· ··液体供給口、 20· · ·液体回収機構、 22· · ·液体回収口、 47、 48…リニアモータ（駆動系）、 60 …液体受け部材 (液体回収機構)、 71· ··液体供給孔、 72· ··供給用板状部材、 73— 液体回収孔、 74· ··回収用板状部材、 82· ··レーザ干渉計 (第 2計測装置)、 90…計測装置 (第 1計測装置)、 100Α· ··主電源 (第 1電源)、 100Β· ··ステージ用電源 (第 2 電源）、 120A…メイン電気系（第 2電気系）、 120Β· ··ステージ電気系（第 1電気系）、 130…無線装置、 400…照度ムラセンサ（センサ系）、 500…空間像計測センサ（センサ系）、 AR1…投影領域、 AR2"'液浸領域、 BP1…第 1ベース部材、 ΒΡ2· ··第 2 ベース部材、 CONT…主制御装置、 EL…露光光、 EX…露光装置、 LQ…液体、 M …マスク、 MST…マスクステージ (マスク保持部材）、 P…基板、 PL…投影光学系、 P ST…基板ステージ、 PSTC…ステージ制御装置、 S1— S24"'ショット領域発明を実施するための最良の形態

[0020] 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。図 1は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。

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!、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に支持されてヽる基板 P上に投影する投影光学系 PLと、露光装置 EX全体の動作を統括制御する主制御装置 CONTとを備えている。更に、露光装置 EXは、マスクステージ MST及び投影光学系 PLを支持するメインコラム 3を備えている。

メインコラム 3は、床面 FDに水平に載置された第 1ベース部材 BP1上に設けられている。メインコラム 3には、内側に向けて突出する上側段部 3A及び下側段部 3Bが形成されている。

[0021] 本実施形態の露光装置 EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板 P上に液体 LQを供給する液体供給機構 10と、基板 P上の液体 LQを回収する液体回収機構 20とを備えている。本実施形態において、液体 LQには純水が用いられる。露光装置 EXは、少なくともマスク Mのパターン像を基板 P上に転写している間、液体供給機構 10から供給した液体 LQにより投影光学系 PLの投影領域 AR1を含む基板 P上の少なくとも一部に、投影領域 AR1よりも大きく且つ基板 Pよりも小さい液浸領域 AR2を局所的に形成する。具体的には、露光装置 EXは、投影光学系 PLの像面側先端部の光学素子 2と基板 Pの表面 (露光面）との間に液体 LQを満たし、この投影光学系 PLと基板 Pとの間の液体 LQ及び投影光学系 PLを介してマスク Mのパタ一ン像を基板 P上に投影することによって、基板 Pを露光する。

[0022] 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ツパ）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、 0 X、 0 Y、及び 0 Z方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウェ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。

[0023] 照明光学系（照明系） ILは、メインコラム 3の上部に固定された支持コラム 5により支持されている。したがって、照明光学系 ILは、メインコラム 3及び支持コラム 5を介して第 1ベース部材 BP 1上に支持された構成となつて、る。

[0024] 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力射出される露光光 ELとしては、例えば水銀ランプ力も射出される輝線 (g線、 h線、 i線）及び KrFエキシマレーザ光（波長 248nm)等の遠紫外光（DUV光）や、 ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)及び Fレーザ光（波長 157nm)等の真空紫外光 (VUV

2

光)などが用いられる。本実施形態では、 ArFエキシマレーザ光が用いられる。上述したように、本実施形態における液体 LQは純水であって、露光光 ELが ArFエキシマレーザ光であっても透過可能である。また、純水は輝線 (g線、 h線、 i線)及び KrF エキシマレーザ光 (波長 248nm)等の遠紫外光 (DUV光)も透過可能である。

[0025] マスクステージ（マスク保持部材） MSTは、マスク Mを移動可能に保持するものであつて、その中央部にマスク Mのパターン像を通過させる開口部 34Aを備えている。メインコラム 3の上側段部 3Aには、防振ユニット 6を介してマスク定盤 31が支持されている。防振ユニット 6は、エアダンバなどの受動的除振機構と電力によって駆動するァクチユエータ (電磁式ァクチユエータなど）とを有しており、マスク定盤 31とメインコラム 3との間の振動の伝達を能動的に抑制している。また、防振ユニット 6は少なくとも 3 箇所に設けられており、主制御装置 CONTの指令に基づいてそれぞれが駆動することにより、マスク定盤 31の位置（姿勢)を調整可能である。マスク定盤 31の中央部にも、マスク Mのパターン像を通過させる開口部 34Bが形成されている。マスクステージ MSTの下面には非接触軸受である気体軸受（エアベアリング） 32が複数設けられている。マスクステージ MSTはエアベアリング 32によりマスク定盤 31の上面（ガイド面） 31 Aに対して非接触支持されており、リニアモータ等のマスクステージ駆動系により、投影光学系 PLの光軸 AXに垂直な平面内、すなわち XY平面内で 2次元移動可能及び Θ Z方向に微小回転可能である。

[0026] ここで上述したように、マスクステージ MSTはメインコラム 3の上側段部 3Aに支持されたマスク定盤 31上に支持されているため、メインコラム 3及びマスク定盤 31を介して第 1ベース部材 BP 1上に支持された構成となつている。

[0027] マスクステージ MST上の +X側の所定位置には移動鏡 35が設けられている。また、移動鏡 35に対向する位置にはレーザ干渉計 36が設けられている。同様に、不図示ではあるが、マスクステージ MST上の +Y側にも移動鏡が設けられ、これに対向する位置にはレーザ干渉計が設けられて、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 θ Z方向の回転角（場合によっては Θ X、 θ Y方向の回転角も含む）はレーザ干渉計 36によりリアルタイムで計測され、計測結果は主制御装置 C ONTに出力される。

主制御装置 CONTは、レーザ干渉計 36の計測結果に基づ、てマスクステージ駆動系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。

[0028] 投影光学系 PLは、マスク Mのパターンを所定の投影倍率 13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 j8が例えば 1Z4あるいは 1Z5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、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 A R2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。

[0029] 光学素子 2は蛍石で形成されて、る。蛍石は純水との親和性が高!、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、本実施形態にぉ、ては光学素子 2の液体接触面 2Aとの親和性が高、液体 (水) LQを供給するようにしてヽるので、光学素子 2の液体接触面 2Aと液体 LQとの密着性が高ぐ光学素子 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ちょい。

[0030] 鏡筒 PKの外周部にはフランジ部 FLGが設けられている。また、メインコラム 3の下側段部 3Bには、防振ユニット 7を介して鏡筒定盤 8が支持されている。防振ユニット 7 は、エアダンバなどの受動的除振機構と電力によって駆動するァクチユエータ (電磁式ァクチユエータなど）とを有しており、鏡筒定盤 8とメインコラム 3との間の振動の伝達を能動的に抑制している。また、防振ユニット 7は少なくとも 3箇所に設けられており、主制御装置 CONTの指令に基づいてそれぞれが駆動することにより、鏡筒定盤 8 の位置 (姿勢)を調整可能である。そして、フランジ部 FLGが鏡筒定盤 8に係合することによって、鏡筒 PKが鏡筒定盤 8に支持される。

[0031] ここで上述したように、投影光学系 PLの鏡筒 PKはメインコラム 3の下側段部 3Bに支持された鏡筒定盤 8上に支持されている。したがって、投影光学系 PLは、メインコラム 3及び鏡筒定盤 8を介して第 1ベース部材 BP1上に支持された構成となっている

[0032] 基板ステージ PSTは、基板ホルダ PHを介して基板 Pを移動可能に保持するものであり、その下面には複数の非接触軸受である気体軸受（エアベアリング) 42が設けられて、る。基板ステージ PSTはエアべァリング 42により基板定盤 41の上面 (ガイド面 ) 41 Aに対して非接触支持されて、る。ガイド面 41Aに対して非接触支持されて、る基板ステージ PSTは、ガイド面 41Aに沿って移動可能である。基板ステージ PSTは、リニアモータ等の基板ステージ駆動系により、投影光学系 PLの光軸 AXに垂直な平面内、すなわち XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微小回転可能である。更に、基板ステージ PSTは、 Z軸方向、 Θ X方向、及び Θ Y方向にも移動可能に設けられている。

[0033] そして、基板定盤 41は、防振ユニット 9を介して、第 1ベース部材 BP1とは別の第 2 ベース部材 BP2上に支持されている。防振ユニット 9は、エアダンバなどの受動的除振機構と電力によって駆動するァクチユエータ (電磁式ァクチユエータなど）とを有しており、基板定盤 41と第 2ベース部材 BP2 (床面 FD)との間の振動の伝達を能動的に抑制している。また、防振ユニット 9は少なくとも 3箇所に設けられており、主制御装置 CONT (又は後述するステージ制御装置 PSTC)の指令に基づいてそれぞれが駆動することにより、基板定盤 41の位置 (姿勢)を調整可能である。基板ステージ PST は、基板定盤 41を介して第 2ベース部材 BP2上に支持された構成となっている。

[0034] メインコラム 3を介して照明光学系 IL、マスクステージ MST、及び投影光学系 PLを支持する第 1ベース部材 BP1と、基板定盤 41を介して基板ステージ PSTを支持する第 2ベース部材 BP2とは分離しており、互いに独立した部材である。第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との間には隙間（ギャップ) 4が形成されている。

[0035] 第 2ベース部材 BP2は液体受け部材 60上に載置されており、液体受け部材 60は床面 FD上に設けられている。すなわち、第 2ベース部材 BP2は液体受け部材 60を介して床面 FD上に設けられている。液体受け部材 60は、第 1ベース部材 BP1と第 2 ベース部材 BP2との間のギャップ 4に流れた液体 LQを回収するものであって、第 2 ベース部材 BP2よりも大きい底板 60Aと、その底板 60Aの周りを囲む周壁 60Bとを備えている。

[0036] なお、液体受け部材 60は、予想される漏出液体の最大量よりも 10— 20%程度多い量の液体を保持できるようにしておくとよい。また、第 2ベース部材 BP2上に液体受け部材を配置するとともに、さらにその上に防振ユニット 9を介して基板定盤 41を配置するようにしてもよい。この場合、第 2ベース部材 BPの下の液体受け部材 60は省略しても良いし、併用してもよい。 [0037] また、ギャップ 4の上方には、ギャップ 4に向けて気体を流す気体供給系 150が設けられている。気体供給系 150は、少なくとも基板ステージ PSTよりも上方、更には液体供給口 12よりも上方に設けられている。

[0038] 基板ステージ駆動系は、基板ステージ PSTを X軸方向に移動自在に支持する Xガイドステージ 44を備えている。基板ステージ PSTは、 Xガイドステージ 44に案内されつつ Xリニアモータ 47により X軸方向に所定ストロークで移動可能である。 Xリニアモータ 47は、 Xガイドステージ 44に X軸方向に延びるように設けられた固定子 47Aと、この固定子 47Aに対応して設けられ基板ステージ PSTに固定された可動子 47Bとを備えている。そして、可動子 47Bが固定子 47Aに対して駆動することで基板ステージ PSTが X軸方向に移動する。ここで、基板ステージ PSTは、 Xガイドステージ 44に対して Z軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びァクチユエ一タカなる磁気ガイドにより非接触で支持されて、る。基板ステージ PSTは Xガイドステージ 44に非接触支持された状態で Xリニアモータ 47により X軸方向に移動する。

[0039] Xガイドステージ 44の長手方向両端には、この Xガイドステージ 44を基板ステージ PSTとともに Y軸方向に移動可能な一対の Yリニアモータ 48、 48が設けられている。 γリニアモータ 48のそれぞれは、 Xガイドステージ 44の長手方向両端に設けられた可動子 48Bと、この可動子 48Bに対応して設けられた固定子 48Aとを備えて、る。そして、可動子 48Bが固定子 48Aに対して駆動することで Xガイドステージ 44が基板ステージ PSTとともに Y軸方向に移動する。また、 Yリニアモータ 48、 48のそれぞれの駆動を調整することで Xガイドステージ 44は θ Z方向にも回転移動可能となっている。したがって、この Yリニアモータ 48、 48により基板ステージ PSTが Xガイドステージ 44とほぼ一体的に Y軸方向及び θ Z方向に移動可能となっている。

[0040] 基板定盤 41の X軸方向両側のそれぞれには、 Xガイドステージ 44の Y軸方向への移動を案内するガイド部 49が設けられている。ガイド部 49はベースプレート 4上に支持されている。一方、 Xガイドステージ 44の下面の長手方向両端部のそれぞれには凹形状の被ガイド部材 45が設けられて、る。ガイド部 49は被ガイド部材 45と係合し、ガイド部 49の上面 (ガイド面）と被ガイド部材 45の内面とが対向するように設けられて V、る。ガイド部 49のガイド面には非接触軸受である気体軸受（エアベアリング) 46が設けられており、 Xガイドステージ 44はガイド部 49のガイド面に対して非接触支持されている。

[0041] 基板ステージ PST (基板ホルダ PH)上の +X側の所定位置には移動鏡 80が設けられ、鏡筒 PKの +X側の所定位置には参照鏡（固定鏡) 81が設けられている。また、移動鏡 80に対向する位置にはレーザ干渉計 82が設けられている。レーザ干渉計 8 2は、移動鏡 80に測長ビーム (測定光)を照射するとともに、参照鏡 81に参照ビーム (参照光)をミラー 83A、 83Bを介して照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づく移動鏡 80及び参照鏡 81それぞれからの反射光はレーザ干渉計 82の受光部で受光され、レーザ干渉計 82はこれら光を干渉し、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参照鏡 81を基準とした移動鏡 80の位置 (座標)や変位を計測する。参照鏡 81は投影光学系 PLの鏡筒 PKに支持され、移動鏡 80は基板ステージ PSTに支持されているため、レーザ干渉計 82は、鏡筒 PK を基準とした基板ステージ PSTの位置を計測する。そして、投影光学系 PLの鏡筒 P Kは鏡筒定盤 8に支持されているため、レーザ干渉計 82は、投影光学系 PLを支持する鏡筒定盤 8 (ひヽてはメインコラム 3)と基板ステージ PSTとの位置関係を計測する。なお、参照鏡 81を鏡筒 PKに設ける代わりに、鏡筒定盤 8に設けてもよい。

同様に、不図示ではあるが、基板ステージ PST上及び鏡筒 PKの +Y側にも移動鏡及び参照鏡が設けられ、これらに対向する位置にはレーザ干渉計が設けられている。

[0042] 基板ステージ PST上の基板 Pの 2次元方向（XY方向）の位置、及び回転角はレーザ干渉計 82によりリアルタイムで計測される。基板ステージ駆動系は、レーザ干渉計 82の計測結果に基づ、て、レーザ干渉計 82で規定される 2次元座標系内で基板ステージ PSTを移動することで、基板ステージ PSTに支持されてヽる基板 Pの X軸方向及び Y軸方向における位置決めを行う。

[0043] また、露光装置 EXは、基板 P表面の面位置情報を検出するフォーカス検出系（不図示）を有している。フォーカス検出系は、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するとともに、その基板 Pからの反射光を液体 LQを介して受光することによって、基板 P表面の面位置情報を検出する。そして、フォーカス検出系は、所定基準面 (例えば像面）に対する基板 P表面の z軸方向における位置 (フオーカス位置）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、フォーカス検出系の構成としては、例えば特開平 8— 37149号公報に開示されているものを用いることができる。また、フォーカス検出系は液体 LQを介さずに検出光を基板 P表面に投射し、その反射光を受光するものであってもよ、。

[0044] 基板ステージ駆動系は、基板ステージ PSTに保持されてヽる基板 Pの Z軸方向における位置（フォーカス位置）、及び Θ X、 Θ Y方向における位置を制御する。すなわち、基板ステージ駆動系は、フォーカス検出系の検出結果に基づいて基板ステージ PSTを駆動し、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。

[0045] 基板ステージ PST上には凹部 55が設けられており、基板ホルダ PHは凹部 55に配置されている。そして、基板ステージ PSTのうち凹部 55以外の上面 51は、基板ホルダ PHに保持された基板 Pの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面 (平坦部）となって!/、る。基板ステージ PSTの上面 51は撥液ィ匕処理されて撥液性を有して!/、る撥液化処理としては、例えばフッ素系榭脂材料あるいはアクリル系榭脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料カゝらなる薄膜を貼付する。撥液性にするための撥液性材料としては液体 LQに対して非溶解性の材料が用いられる。基板 P の周囲に基板 P表面とほぼ面一の上面 51を設けたので、基板 P表面のエッジ領域を液浸露光するときにお、ても、投影光学系 PLの像面側に液体 LQを保持して液浸領域 AR2を良好に形成することができる。ただし、液浸領域 AR2が良好に保持できるならば、基板 Pの表面と上面 51とに段差があっても力まわない。また、基板 Pのエッジ部とその基板 Pの周囲に設けられた平坦面 51との間には 0. 1— 2mm程度の隙間がある力液体 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のエッジ領域を露光する場合にも、投影光学系 PLの下に液体 LQを保持することがでさる。

[0046] 図 2は基板 Pを保持して移動可能な移動体である基板ステージ PSTを上方から見た平面図である。図 2において、平面視矩形状の基板ステージ PSTの互いに垂直な 2つの縁部に移動鏡 80が配置されている。

[0047] また、基板ステージ PST上にぉ、て、基板 Pの外側の所定位置には、基準部材 30 0が配置されている。基準部材 300には、例えば特開平 4 65603号公報に開示されているような基板ァライメント系（不図示）により液体を介さずに非液浸状態で検出される基準マーク PFMと、例えば特開平 7— 176468号公報に開示されているようなマスクァライメント系（不図示）により液体を介して液浸状態で検出される基準マーク MFMとが所定の位置関係で設けられている。基準部材 300の上面 301 Aはほぼ平坦面となっており、基板ステージ PSTに保持された基板 P表面、及び基板ステージ P STの上面 51とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。

[0048] また、前記基板ァライメント系は、基板 P上に形成されたァライメントマーク 1も検出する。図 2に示すように、基板 P上にはマトリクス状に配置された複数のショット領域 S 1一 S24が設けられており、ァライメントマーク 1は複数のショット領域 S1— S24に対応して基板 P上に複数設けられている。

[0049] また、基板ステージ PST上のうち、基板 Pの外側の所定位置には、計測用センサとして例えば特開昭 57-117238号公報に開示されているような照度ムラセンサ 400 が配置されて、る。照度ムラセンサ 400は平面視矩形状の上板 401を備えて、る。上板 401の上面 401Aはほぼ平坦面となっており、基板ステージ PSTに保持された基板 P表面、及び基板ステージ PSTの上面 51とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板 401の上面 401Aには、光を通過可能なピンホール部 470が設けられている。上面 401 Aのうち、ピンホール部 470以外はクロムなどの遮光性材料で覆われており、投影光学系 PLと液体 LQとを介して、露光光 ELの照度分布を計測する。

[0050] また、基板ステージ PST上のうち、基板 Pの外側の所定位置には、計測用センサとして例えば特開 2002— 14005号公報に開示されているような空間像計測センサ 50 0が設けられている。空間像計測センサ 500は平面視矩形状の上板 501を備えている。上板 501の上面 501Aはほぼ平坦面となっており、基板ステージ PSTに保持された基板 P表面、及び基板ステージ PSTの上面 51とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板 501の上面 501Aには、光を通過可能なスリット部 570が設けられている。上面 501Aのうち、スリット部 570以外はクロムなどの遮光性材料で覆われており、投影光学系 PLと液体 LQとスリット部 570とを介して露光光 ELを受光し、その受光結果に基づ!/、て各種の結像特性を計測する。

[0051] また、不図示ではあるが、基板ステージ PST上には、例えば特開平 11— 16816号公報に開示されているような照射量センサ (照度センサ)も設けられており、その照射量センサの上板の上面は基板ステージ PSTに保持された基板 P表面や基板ステージ PSTの上面 51とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。

[0052] そして、基準部材 300、及び上板 401、 501などは基板ステージ PSTに対して脱着可能（交換可能）となっている。なお、移動鏡 80の上面も、基板ステージ PSTの上面 51とほぼ同じ高さ（面一）となるように配置されて、る。

[0053] 図 1に戻って、基板ステージ PSTを移動するための基板ステージ駆動系は、主制御装置 CONTとは別に設けられたステージ制御装置 PSTCによって制御される。ステージ制御装置 PSTCは、基板ステージ駆動系を介して基板ステージ PSTの移動を制御する。ステージ制御装置 PSTCは、主制御装置 CONTの指令のもとで基板ステージ PSTの移動を制御することもできるし、主制御装置 CONTの指令によらずに単独で基板ステージ PSTの移動を制御することもできる。

[0054] また、露光装置 EXは、主制御装置 CONTとステージ制御装置 PSTCとを無線で通信するための無線装置 130を備えている。無線装置 130によって、主制御装置 CO NTとステージ制御装置 PSTCとは無線で通信可能となっている。

[0055] 第 1ベース部材 BP1上に支持された電気機器は、主電源 100Aから供給される電力によって駆動される。一方、第 2ベース部材 BP2上に支持された電気機器は、主電源 100Aとは独立して、ステージ用電源 100B力も供給される電力によって駆動される。

そして、第 1ベース部材 BP1上の電気機器と、第 2ベース部材 BP2上の電気機器とは電気的に独立している。

[0056] ここで、第 1ベース部材 BP1上の電気機器 (第 2機器）としては、メインコラム 3を介して支持された、マスクステージ MSTやこのマスクステージ MSTを移動するためのマスクステージ駆動系、照明光学系 ILを構成する光学部材を駆動する駆動系、投影光学系 PLを支持する鏡筒定盤 8を支持する防振ユニット (防振系） 7、及び投影光学系 PLを構成する光学部材を駆動する駆動系などが挙げられる。更に、第 1ベース部材 BP1上の電気機器としては、主電源 100A及び主制御装置 CONTも含まれる。また、電気機器としては、上記駆動系を構成するリニアモータ、各種ケーブル類、及び制御基板等も含まれる。そして、これら第 1ベース部材 BP1上に支持され、主電源 100 Aから供給される電力によって駆動する電気機器によってメイン電気系 120Aが構成されている。なお、主電源 100Aから電力が供給される電気機器は、上述したものに限られず、上述したものをすベて含む必要もない。

[0057] 一方、第 2ベース部材 BP2上の電気機器 (第 1機器）としては、基板ステージ PST やこの基板ステージ PSTを、 X、 Υ、 Ζ、 Θ Χ, 0 Υ、 0 Ζ方向に移動するためのリニアモータ 47、 48などを含む基板ステージ駆動系、基板ステージ PSTを基板定盤 41を介して支持する防振ユニット（防振系） 9、及び基板ステージ PST上に配置された照度ムラセンサ 400や空間像計測センサ 500などを含むセンサ系などが挙げられる。更に、第 2ベース部材 ΒΡ2上の電気機器としては、ステージ用電源 100B及びステージ制御装置 PSTCも含まれる。また、電気機器としては、上記駆動系を構成するリニァモータ、上記センサ系を構成する受光素子、各種ケーブル類、及び制御基板等も含まれる。

そして、これら第 2ベース部材 ΒΡ2上に支持され、ステージ用電源 100B力も供給される電力によって駆動する電気機器によってステージ電気系 120Bが構成されてヽる。なお、ステージ用電源 100B力も電力が供給される電気機器は、上述したものに限られず、上述したものをすベて含む必要もない。

[0058] また、主制御装置 CONTは、主に第 1ベース部材 BP1上の電気機器を含むメイン電気系 120Aを制御するものであり、ステージ制御装置 PSTCは、主に第 2ベース部材 ΒΡ2上の電気機器を含むステージ電気系 120Βを制御する。

[0059] 本実施形態において、ステージ電気系 120Bを構成する電気機器のうち、ステージ駆動系を構成するリニアモータ、ステージ用電源 100Β、ステージ制御装置 PSTCを構成する制御基板、及びこれらを接続するケーブル類 (不図示)などは、基板ステージ PSTよりも下方に配置されている。また、上述したように、センサ系などは基板ステージ PST上に配置されている。一方、メイン電気系 120Aを構成する例えば主制御装置 CONTや主電源 100Aは、基板ステージ PSTよりも上方、更に具体的には後述する液体供給口 12よりも上方に設けられている。

[0060] 図 3は、液体供給機構 10、液体回収機構 20、及び投影光学系 PL先端部近傍を示す拡大図である。

液体供給機構 10は、所定の液体 LQを投影光学系 PLの像面側に供給するためのものであって、液体 LQを送出可能な液体供給部 11と、液体供給部 11にその一端部を接続する供給管 13とを備えている。液体供給部 11は、液体 LQを収容するタンク、加圧ポンプ、及び供給する液体 LQの温度を調整する液体温調装置等を備えてヽる。液体供給部 11の液体供給動作は主制御装置 CONTにより制御される。基板 P上に液浸領域 AR2を形成する際、液体供給機構 10は液体 LQを投影光学系 PLと基板ステージ PST上の基板 Pとの間に供給する。なお、液体を供給するためのタンク、加圧ポンプ、温調装置などは、その全てを露光装置 EXで備えている必要はなぐ少なくとも一部を露光装置 EXが設置される工場などの設備で代替することもできる。

[0061] 液体回収機構 20は、投影光学系 PLの像面側の液体 LQを回収するためのものであって、液体 LQを回収可能な液体回収部 21と、液体回収部 21にその一端部を接続する回収管 23とを備えている。液体回収部 21は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置)、回収された液体 LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体 LQを収容するタンク等を備えている。なお真空系として、露光装置 EXに真空ポンプを設けずに、露光装置 EXが配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。また、気液分離器や回収タンクも工場などの設備を代用してもよい。液体回収部 21の液体回収動作は主制御装置 CONTにより制御される。基板 P上に液浸領域 AR2を形成するために、液体回収機構 20は液体供給機構 10より供給された基板 P上の液体 LQを所定量回収する。

[0062] 投影光学系 PLを構成する複数の光学素子のうち、液体 LQに接する光学素子 2の近傍には流路形成部材 70が配置されている。流路形成部材 70は、基板 P (基板ステージ PST)の上方において、光学素子 2の側面を囲むように設けられた環状部材である。流路形成部材 70と光学素子 2との間には隙間が設けられており、流路形成部材 70は光学素子 2に対して振動的に分離されるように所定の支持機構で支持されている。

[0063] 流路形成部材 70は、基板 P (基板ステージ PST)の上方に設けられ、その基板 P表面に対向するように配置された液体供給口 12を備えている。液体供給口 12は流路形成部材 70の下面 70Aに設けられている。また、流路形成部材 70は、その内部に液体供給口 12に対応した供給流路を有して!/ヽる。

[0064] 更に、流路形成部材 70は、基板 P (基板ステージ PST)の上方に設けられ、その基板 P表面に対向するように配置された液体回収口 22を備えている。液体回収口 22は流路形成部材 70の下面 70Aに設けられている。また、流路形成部材 70は、その内部に液体回収口 22に対応した回収流路を有している。

[0065] 本実施形態にぉヽて、流路形成部材 70は、液体供給機構 10及び液体回収機構 2 0それぞれの一部を構成している。そして、液体供給機構 10を構成する液体供給口 12は、少なくとも投影光学系 PLの投影領域 AR1を挟んだ X軸方向両側のそれぞれの位置に設けられている。液体回収機構 20を構成する液体回収口 22は、投影光学系 PLの投影領域 AR1に対して液体供給機構 10の液体供給口 12の外側に設けられている。なお、本実施形態における投影光学系 PLの投影領域 AR1は、 Y軸方向を長手方向とし、 X軸方向を短手方向とした平面視矩形状に設定されている。

[0066] 供給管 13の他端部は、流路形成部材 70の供給流路を介して液体供給口 12に接続されている。供給管 13は、複数設けられた液体供給口 12のそれぞれに対応して設けられている。同様に、回収管 23の他端部は、流路形成部材 70の回収流路を介して液体回収口 22に接続されて、る。

[0067] 供給管 13の途中には、供給管 13の流路を開閉するバルブ 15が設けられている。

バルブ 15の開閉動作は主制御装置 CONTにより制御されるようになっている。なお、本実施形態におけるバルブ 15は、例えば停電等により露光装置 EX (主制御装置 CONT)の駆動源 (電源)が停止した場合に供給管 13の流路を機械的に閉塞する所謂ノーマルクローズ方式となって、る。

[0068] また、供給管 13の途中には、液体供給部 11から送出され、液体供給口 12に対する単位時間あたりの液体供給量を制御するマスフローコントローラと呼ばれる流量制御器 16が設けられている。流量制御器 16による液体供給量の制御は主制御装置 C ONTの指令信号の下で行われる。

[0069] 液体供給部 11及び流量制御器 16の動作は主制御装置 CONTにより制御される。

基板 P上に液体 LQを供給する際、主制御装置 CONTは、液体供給部 11より液体 L Qを送出し、供給管 13、及び流路形成部材 70の供給流路を介して、基板 Pの上方に設けられている液体供給口 12より基板 P上に液体 LQを供給する。このとき、液体供給口 12は少なくとも投影光学系 PLの投影領域 AR1を挟んだ両側のそれぞれ〖こ配置されており、その液体供給口 12を介して、投影領域 AR1の両側から液体 LQを供給可能である。

また、液体供給口 12から基板 P上に供給される液体 LQの単位時間あたりの量は、供給管 13に設けられた流量制御器 16により制御可能である。

[0070] 液体回収部 21の液体回収動作は主制御装置 CONTにより制御される。主制御装置 CONTは液体回収部 21による単位時間あたりの液体回収量を制御可能である。基板 Pの上方に設けられた液体回収口 22から回収された基板 P上の液体 LQは、流路形成部材 70の回収流路、及び回収管 23を介して液体回収部 21に回収される。

[0071] 投影光学系 PLの光学素子 2の液体接触面 2A、及び流路形成部材 70の下面 (液体接触面） 70Aは親液性 (親水性)を有している。本実施形態においては、光学素子 2及び流路形成部材 70の液体接触面に対して親液処理が施されており、その親液処理によって光学素子 2及び流路形成部材 70の液体接触面が親液性となっている。換言すれば、基板ステージ PSTに保持された基板 Pの被露光面 (表面）と対向する部材の表面のうち少なくとも液体接触面は親液性となって!/、る。本実施形態における液体 LQは極性の大きい水であるため、親液処理 (親水処理）としては、例えばアルコールなど極性の大き!/、分子構造の物質で薄膜を形成することで、この光学素子 2や流路形成部材 70の液体接触面に親水性を付与する。すなわち、液体 LQとして水を用いる場合には OH基など極性の大きヽ分子構造を持ったものを前記液体接触面に設ける処理が望ましい。あるいは、 MgF、 Al O 、 SiOなどの親液性材料を前記液

2 2 3 2

体接触面に設けてもよい。

[0072] 流路形成部材 70の下面 (基板 P側を向く面） 70Aはほぼ平坦面であり、光学素子 2 の下面 (液体接触面） 2Aも平坦面となっており、流路形成部材 70の下面 70Aと光学素子 2の下面 2Aとはほぼ面一となつている。これにより、広い範囲で液浸領域 AR2 を良好に形成することができる。なお、例えば国際公開第 2004Z053955号パンフレットに開示されている液浸機構や、欧州特許公開第 1420298号公報に開示されている液浸機構も本実施形態の露光装置に適用することができる。

[0073] 図 4は、第 1ベース部材 BP1と、基板ステージ PSTを基板定盤 41を介して支持する第 2ベース部材 BP2との位置関係を示す平面図である。図 4に示すように、本実施形態においては、第 2ベース部材 BP2は平面視略矩形状に形成されており、第 1ベ一ス部材 BP1は第 2ベース部材 BP2を囲む枠状に形成されている。なお第 1ベース部材 BP1を平面視 U字状に設けるなど、第 1、第 2ベース部材 BP1、 BP2の形状を、所望の強度を維持できる範囲で任意に設けることができる。

[0074] そして、第 2ベース部材 BP2の所定の位置には、第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との相対位置を計測する計測装置 90が設けられて、る。本実施形態においては、計測装置 90は、第 2ベース部材 BP2上において互いに離れた 2つの位置のそれぞれに設けられている。

[0075] 図 5は、計測装置 90の一例を示す斜視図である。計測装置 90は、顕微鏡を有するマーク検出部 91を有しており、マーク検出部 91は支持部 92を介して第 2ベース部材 BP2上に支持されている。一方、第 1ベース部材 BP1上には、位置検出用マーク 93 が設けられている。支持部 92は、マーク検出部 91と位置検出用マーク 93とを対向するようにマーク検出部 91を支持している。位置検出用マーク 93は、 Y軸方向を長手方向とし、 X軸方向に複数並んだライン 'アンド'スペースマーク 93Xと、 X軸方向を長手方向とし、 Y軸方向に複数並んだライン 'アンド'スペースマーク 93Yとを有している。なお、計測装置 90を第 1ベース部材 BP1上に設け、位置検出用マーク 93を第 2ベ一ス部材 BP2上に設けてもょ、。

[0076] 計測装置 90はマーク検出部 91を使って位置検出用マーク 93を検出し、その位置検出結果に基づいて、第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との水平方向（XY 方向）に関する相対位置を求める。具体的には、計測装置 90は、マーク検出部 91で検出した位置検出用マーク 93の画像情報に基づいて、検出したマーク位置の初期設定位置に対するずれ量を求め、求めたずれ量に基づいて、第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との XY方向に関する相対位置 (位置ずれ量)を求める。

[0077] なお図 4では、計測装置 90は 2箇所に設けられているが、 1箇所に設けられる構成であっても、第 1ベース部材 B1と第 2ベース部材 BP2との相対位置を計測することができる。一方、計測装置 90を 2箇所以上の複数位置にそれぞれ設け、主制御装置 C ONTがこれら複数の計測装置 90の計測結果を演算処理して第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との相対位置情報 (相対的な回転情報を含む)を求めることにより、前記相対位置情報をより高精度に求めることができる。

[0078] 次に、上述した構成を有する露光装置 EXを用いてマスク Mのパターンの像を基板 Pに露光する方法について説明する。

まず、マスク Mがマスクステージ MSTに搬入（ロード）されるとともに、被露光対象である基板 Pが基板ステージ PSTに搬入 (ロード)される。そして、基板 Pを露光する前に、主制御装置 CONTは、計測装置 90を使って、第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との相対位置情報を求める。主制御装置 CONTは、求めた前記相対位置情報に基づ、て、投影光学系 PLを介したマスク Mのパターン像と基板 Pとの位置関係を調整するための補正量を求める。そして主制御装置 CONTは、求めた補正量に基づいて、マスクステージ MST、基板ステージ PST、及び防振ユニット 6、 7、 9等を駆動し、マスクステージ MSTや基板ステージ PST等の露光開始時における初期位置を調整する。

[0079] 本実施形態においては、メインコラム 3を支持する第 1ベース部材 BP1と基板ステージ PSTを支持する第 2ベース部材 BP2とは分離して、るので、例えば経時的に相対位置が変動する可能性がある。特に、露光装置 EXの立ち上げ時などにおいては、第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との相対位置関係が所望の相対位置関係に対して大きくずれている可能性がある。相対位置関係が大きくずれている場合、例えばメインコラム 3に取り付けられたレーザ干渉計 82の計測可能領域内に基板ステージ PST上の移動鏡 80が配置されないなどの不都合が生じる。同様に、上述した基板ァライメント系がメインコラム 3に取り付けられている構成であると、基板ステージ PST上の基準マーク PFMや基板 P上のァライメントマーク 1を基板ァライメント系の検出領域内に配置できないなどの不都合が生じる。したがって、計測装置 90を使って第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との相対位置関係（ひいてはメインコラム 3 と基板ステージ PSTとの相対位置関係)を大まかに計測し、その計測結果に基づ!ヽて、例えば基板ステージ PSTの位置を補正することで、上記不都合の発生を防止することができる。具体的には、計測装置 90の計測結果に基づいて、主制御装置 CO NT (あるいはステージ制御装置 PSTC)は、レーザ干渉計 82の計測可能領域内に移動鏡 80を配置するためや基板ァライメント系の検出領域内に基準マークを配置するために基板ステージ PSTを移動し、基板ステージ PSTの大まかな位置合わせを行

[0080] なおここでは、計測装置 90を使って第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との水平方向 (XY方向）における相対位置を計測し、その計測結果に基づいて、基板ステージ PSTの XY方向における位置を調整して、るが、計測装置 90に Z軸方向に関する相対位置を計測する機能を持たせ、その計測結果に基づいて、基板ステージ P STの Z軸方向における位置を調整するようにしてもょ、。

[0081] なお、ここでは基板ステージ PST上に配置されて、るセンサなどを用いた計測やその計測結果に基づく装置の較正などはすでに完了しているものとする。また、レーザ干渉計 82で規定される座標系内におけるベースライン情報 (投影光学系 PLによって形成されるパターン像の投影位置と基板ァライメント系の検出基準位置との位置関係)も、基準部材 300を用いてすでに計測されているものとする。

[0082] 次に、基板 Pに対するァライメント計測が行われる。主制御装置 CONTは、基板 P 上の露光対象領域であるショット領域 S1— S24に形成されているァライメントマーク 1 を基板ァライメント系で液体 LQを介さずに（ドライ状態で)検出する。基板ァライメント系がァライメントマーク 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 82で計測されており、その計測結果は主制御装置 CONTに出力される。主制御装置 CONTは、基板ァライメント系の検出基準位置に対するショット領域 S1 一 S24の位置情報（ずれ）を求め、そのときの基板ステージ PSTの位置からショット領域 S1— S24のァライメント情報 (配列情報)を求める。

[0083] 基板 P上のァライメントマーク 1を基板ァライメント系で検出した後、主制御装置 CO NTは、基板 Pの液浸露光を行うために、液体供給機構 10を駆動して基板 P上に液体 LQを供給するとともに液体回収機構 20を駆動して基板 P上の液体 LQを所定量回収する。これにより、投影光学系 PLの先端部の光学素子 2と基板 Pとの間に液体 L Qの液浸領域 AR2が形成される。

[0084] 主制御装置 CONTは、液体供給機構 10による基板 P上に対する液体 LQの供給と並行して、液体回収機構 20による基板 P上の液体 LQの回収を行いつつ、基板 Pを支持する基板ステージ PSTを X軸方向（走査方向）に移動しながら、マスク Mのパタ一ンの像を投影光学系 PLと基板 Pとの間の液体 LQ及び投影光学系 PLを介して基板 P上に投影露光する。このとき、先に求められたベースライン情報とショット領域 S1 一 S24のァライメント情報とに基づ、て、マスク Mと基板 Pとの位置合わせが行われる。また、基板 Pの露光時においても、主制御装置 CONT (又はステージ制御装置 PS TC)は、レーザ干渉計 82の計測結果に基づいて、基板ステージ PSTの移動を制御する。

[0085] 液浸領域 AR2を形成するために液体供給機構 10の液体供給部 11から供給された液体 LQは、供給管 13を流通した後、流路形成部材 70内部に形成された供給流路を介して液体供給口 12より基板 P上に供給される。液体供給口 12から基板 P上に供給された液体 LQは、投影光学系 PLの先端部 (光学素子 2)の下端面と基板 Pとの間に濡れ拡がるように供給され、投影領域 AR1を含む基板 P上の一部に、基板 Pよりも小さく且つ投影領域 AR1よりも大きい液浸領域 AR2を局所的に形成する。

[0086] 本実施形態における露光装置 EXは、マスク Mと基板 Pとを X軸方向（走査方向）に移動しながらマスク Mのパターン像を基板 Pに投影露光するものであって、走査露光時には、液浸領域 AR2の液体 LQ及び投影光学系 PLを介してマスク Mの一部のパターン像が投影領域 AR1内に投影され、マスク Mがー X方向（又は +X方向）に速度 Vで移動するのに同期して、基板 Pが投影領域 AR1に対して +X方向（又は X方向 )に速度 β ·ν ( βは投影倍率)で移動する。基板 Ρ上には複数のショット領域 S1— S 24が設定されており、 1つのショット領域への露光終了後に、基板 Ρのステッピング移動によって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ'アンド'スキヤン方式で基板 Ρを移動しながら各ショット領域 S1— S24に対する走査露光処理が順次行われる。

[0087] 基板 Pの液浸露光中や、液体 LQを介した計測処理中、基板ステージ PST上に供給した液体 LQが基板ステージ PSTの外側に漏出する可能性がある。液体 LQが漏出すると、基板ステージ PST周辺の金属部品等の部材、制御基板、ケーブル類、電源等の電気機器に被害がおよび、鲭びゃ漏電あるいは故障などといった不都合が生じる。特に、基板ステージ PSTに設けられたセンサ系をはじめとする電気機器や、その基板ステージ PSTの下方に配置された基板ステージ駆動系や防振ユニット等の電気機器に対する被害が顕著となる。また、漏出した液体 LQが拡散すると、例えばメインコラム 3に支持されている各種電気機器に対しても被害が拡大し、復帰作業にも多くの時間と手間を要することとなり、露光装置 ELの稼働率の低下を招く。

[0088] ところが、本実施形態においては、第 1ベース部材 BP1と、基板ステージ PSTを支持する第 2ベース部材 BP2とは分離されて、るので、基板ステージ PST上力第 2ベ一ス部材 BP2に液体 LQが漏出しても、図 6の模式図に示すように、第 2ベース部材 BP2上に漏出した液体 LQは、第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との間のギヤップ 4に流れ、第 1ベース部材 BP 1へは拡散しない。

[0089] このように、基板 P上やその基板 Pを保持する基板ステージ PST上カゝら液体 LQが第 2ベース部材 BP2上に漏出しても、第 1ベース部材 BP 1への拡散が防止されてヽるので、漏出した液体 LQによる第 1ベース部材 BP1に支持された電気機器などへの被害の拡大を防止できる。また、漏出した液体 LQの拡散を防止して被害の拡大を抑えることで、復帰作業を円滑に行って復帰までの時間を短くすることができる。したがつて、露光装置 EXの稼働率の低下を招くことなく露光処理することができる。

[0090] 更に、ギャップ 4に液体 LQが流出したとしても、ギャップ 4に流れた液体 LQは、第 2 ベース部材 BP2を載置した液体受け部材 60に回収されるので、液体 LQの拡散を効果的に防止できる。このように、液体受け部材 60は、照明系などを支持する第 1ベース部材 BP1とは分離して配置されているので、液体 LQの漏出の被害の拡大を防止することができる。

[0091] また、図 6に示すように、気体供給系 150は、基板ステージ PSTから漏出した液体 L Qを第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との間のギャップ 4へ導くように気体を流しているので、漏出した液体 LQの拡散を防止し、漏出した液体 LQを液体受け部材 LQで円滑に回収することができる。

[0092] また、気体供給系 150から吹き出される気体を、基板ステージ PSTを取り囲むように流すことで、しずくなどの飛散を防止することもできる。

[0093] 本実施形態においては、基板 P上に液体 LQを局所的に設けた状態で露光する局所液浸方式であって、特に基板 P上や基板ステージ PST上から液体 LQが漏出する可能性が高い。したがって、その基板ステージ PSTを支持する第 2ベース部材 BP2 を、露光装置 EXを構成する複数の機器のうち基板ステージ PST以外の機器を支持する第 1ベース部材 BP1とは分離して設けることで、第 1ベース部材 BP1への液体 L Qの拡散を防止し、第 1ベース部材 BP1上に支持されている機器への液体 LQの浸入 (拡散)を防止することができる。

[0094] そして、基板ステージ PSTを含む第 2ベース部材 BP2上に設けられた各種電気機器に対しては、主電源 100Aとは独立したステージ用電源 100B力も電力を供給するようにし、第 2ベース部材 BP2上の電気機器と第 1ベース部材 BP1上の電気機器とを電気的に独立したので、仮に漏出した液体 LQに起因して第 2ベース部材 BP2上の電気機器やこの電気機器を含むステージ電気系 120Bが漏電や故障などで停止した場合でも、第 1ベース部材 BP 1上の電気機器を含むメイン電気系 120Aは動作可能である。したがって、露光装置 EX全体の電気系の故障や停止といった大きな被害を被ることを防止できる。また、復帰作業を行う場合にも第 2ベース部材 BP2上の電気機器を含むステージ電気系 120Bのみに対して復帰作業を施せばよい。したがつて、復帰作業時間を短くすることができ、露光装置 EXの稼働率の低下を防止することがでさる。

[0095] また、ステージ電気系 120Bが液体 LQの漏出に起因して停止した場合でも、メイン電気系 120Aは動作可能であるので、第 1ベース部材 BP1上の電気機器の駆動を継続することができ、例えば第 2ベース部材 BP2上の電気機器に対する復帰作業と並行して、第 1ベース部材 BP 1上の電気機器ゃ部材に対する例えばメンテナス作業を行うことができ、作業効率を向上することができる。この場合において、主制御装置 CONTはステージ制御装置 PSTCとは電気的に独立して、るので、ステージ制御装置 PSTCが故障や停止した場合でも、主制御装置 CONTは動作可能であるため、ステージ電気系 120Bが停止して、るときにも、主制御装置 CONTの指令に基づ、て、メイン電気系 120Aを駆動することができる。

[0096] また、主制御装置 CONTを含む第 1ベース部材 BP1上の電気機器と、ステージ制御装置 PSTCを含む第 2ベース部材 BP2上の電気機器とをケーブルなどを介して信号伝達や電力伝達などの通信を行った場合、その漏出した液体 LQが前記ケーブルにかかり、漏電等の不都合を引き起こす可能性がある。また、例えば第 2ベース部材 BP2上の電気機器が漏出した液体 LQに起因して漏電したとき、そのケーブルを介して第 1ベース部材 BP1上の電気機器にも電気的な被害を及ぼす可能性がある。ところ力本実施形態のように、主制御装置 CONTを含む第 1ベース部材 BP1上の電気機器と、ステージ制御装置 PSTCを含む第 2ベース部材 BP2上の電気機器とを無線で通信することで、第 1ベース部材 BP1上の機器と第 2ベース部材 BP2上の機器とを物理的及び電気的に分離することができ、上記不都合の発生を防止することができる。

[0097] なお、図 1には、第 2ベース部材 BP2上のステージ制御装置 PSTCと第 1ベース部材 BP 1上の主制御装置 CONTとが無線装置 130によって無線通信可能であるように示されて、るが、ステージ制御装置 PSTCや主制御装置 CONT以外の電気機器どうしが無線で通信されるようにしてもょ、。

[0098] また、図 1に示すように、基板ステージ PSTの側面などの所定位置に、基板ステージ PST上力も漏出した液体 LQを検出する液体センサ 160を設けておき、液体センサ 160が予め設定された許容値以上の液体量を検出したとき、液体供給機構 10のバルブ 15が供給管 13の流路を閉じるようにしてもよい。また、液体センサ 160の検出結果に基づいて、バルブ 15が供給管 13の流路を閉じた後において、液体供給口 1 2とバルブ 15との間の液体流路の容積にほぼ等しい量の液体 LQに基板ステージ P ST上で液浸領域 AR2を形成する液体の量をカ卩えた液体 LQ力基板ステージ PST 上力漏出し、液体受け部材 60に流れる可能性がある。したがって、液体受け部材 6 0は、少なくとも予想される漏出液体の最大量を収容可能な程度の大きさを有している必要があり、その予想最大量の 110— 120%程度を収容可能な程度であることが望ましい。

[0099] また、上述した実施形態にお!ヽては、メイン電気系 120Aを構成する例えば主制御装置 CONTや主電源 100Aは、基板ステージ PSTよりも上方、更に具体的には液体供給口 12よりも上方に設けられているため、液浸領域 AR2から液体 LQが飛散したり、基板ステージ PST上力も液体 LQが漏出しても、それら液体 LQが主制御装置 CO NTを構成する例えば制御基板や主電源 100Aにカゝかる不都合が抑制されている。

[0100] なお、上述した実施形態においては、基板定盤 41と鏡筒定盤 8とは互いに異なるベース部材 BP1、 BP2上にそれぞれ支持されているため、基板定盤 41と鏡筒定盤 8 との相対位置関係を確認するために、例えば国際公開第 00Z14779号パンフレットに開示されて、るような、第 1ベース部材 BP 1に対する基板定盤 41の位置を計測する基板定盤位置センサと、第 1ベース部材 BP1に対する鏡筒定盤 8の位置を計測するコラム位置センサとを設けるようにしてもよい。前記基板定盤位置センサは、少なくとも第 1ベース部材 BP1を基準とする基板定盤 41の X方向、 Y方向、 Z方向、 Θ X、 θ Υ、 θ Ζ方向の位置を計測する。同様に、前記コラム位置センサは、第 1ベース部材 BP1を基準とする鏡筒定盤 8の X方向、 Υ方向、 Ζ方向、 0 Χ、 0 Υ、 0 Ζ方向の位置を計測する。したがって、主制御装置 CONTは、基板定盤位置センサの計測結果に基づいて第 1ベース部材 BP1と基板定盤 41との 6自由度方向の相対位置を求めることができるとともに、コラム位置センサの計測結果に基づいて第 1ベース部材 BP1 と鏡筒定盤 8との 6自由度方向の相対位置を求めることができる。主制御装置 CONT は、基板定盤位置センサの計測値に基づ、て基板定盤 41の第 1ベース部材 BP1に対する 6自由度方向の相対位置を求め、この相対位置の情報を用いて防振ユニット 9を制御することにより、基板定盤 41を第 1ベース部材 BP1を基準として定常的に安定した位置に維持することができる。また、主制御装置 CONTは、コラム位置センサの計測値に基づいて鏡筒定盤 8の第 1ベース部材 BP1に対する 6自由度方向の相対位置を求め、この相対位置の情報を用いて防振ユニット 7を制御することにより、鏡筒定盤 8を第 1ベース部材 BP1を基準として定常的に安定した位置に維持することもできる。

[0101] なお、上述した実施形態においては、ギャップ 4に流れた液体 LQを回収する液体回収機構は液体受け部材 60によって構成されているが、図 7に示すように、ギャップ 4の下方に、ギャップ 4の形状及び大きさに応じて設けられた樋部材 61を配置する構成であってもよい。図 7において、第 1ベース部材 BP1と第 2ベース部材 BP2との間に流れた液体 LQを回収する液体回収機構 64は、ギャップ 4に対応して配置された樋部材 61と、真空系（吸引装置) 63と、樋部材 61と真空系 63との間に設けられた気液分離器 62などを備えている。樋部材 61と気液分離器 62とは流路 62Aを介して接続され、気液分離器 62と真空系 63とは流路 63Aを介して接続されている。第 2ベース部材 BP2上に漏出した液体 LQはギャップ 4に流れる。ギャップ 4に流れた液体 LQ は樋部材 61で回収される。樋部材 61に回収された液体 LQは、真空系 63による吸引動作によって流路 62Aを介して気液分離器 62に送られる。気液分離器 62は流路 62Aを介して回収された液体成分と気体成分とを分離する。気液分離器 62で分離された気体成分は真空系 63に吸引され、液体成分は排出流路 62Bを介して排出される。

[0102] 次に、本発明に係る液体供給口 12について図 8を参照しながら説明する。図 8は流路形成部材 70の下面 70Aを下から見た図である。

図 8において、流路形成部材 70の下面 70Aのうち、 X軸方向（走査方向）に関して投影光学系 PLの投影領域 AR1の両側には、基板 P上に液体 LQを供給する液体供給口 12A、 12Bがそれぞれ設けられている。液体供給口 12A、 12Bは、 Y軸方向を長手方向とするスリット状である。また、流路形成部材 70の下面 70Aのうち、 Y軸方向（非走査方向）に関して投影光学系 PLの投影領域 AR1の両側には、基板 P上に液体 LQを供給する液体供給口 12C、 12Dがそれぞれ設けられている。液体供給口 12C、 12Dは、 X軸方向を長手方向とするスリット状である。また、流路形成部材 70 の下面 70Aには、投影光学系 PLの投影領域 AR1、及び液体供給口 12A— 12Dを囲むように形成された環状の液体回収口 22が設けられて、る。

[0103] 上述したように、基板 Pの各ショット領域 S1— S24のそれぞれを走査露光するときは、基板 Pを X軸方向に移動させつつ、液体 LQの供給及び回収を行いながら露光光 E Lを基板 P上に照射する。そして、 1つのショット領域を走査露光するために必要な X 軸方向への移動距離を Ll、液体供給口 12A、 12Bどうしの間の距離を L2としたとき L1≥L2 …ひ）の条件を満足するように設定されている。ここで、 X軸方向（走査方向）への移動距離 L1とは、走査露光時の基板 P (基板ステージ PST)の等速区間と加速及び減速区間とを含む距離である。

[0104] また、基板 P上の 1つのショット領域を露光後の、次のショット領域を露光するための Y軸方向へのステップ移動距離を L3、液体供給口 12C、 12Dどうしの間の距離を L4 としたとき、

L3≥L4 · · · (2)の条件を満足するように設定されて!、る。

[0105] 上記（1)式の条件を満足することにより、基板 P上に良好に液浸領域 AR2を形成できるとともに、液浸領域 AR2の液体 LQに温度分布 (温度むら）が生じる不都合を防止できる。

[0106] 基板 P上に供給される液体 LQは、液体供給部 11に設けられた温調装置により温度管理されているものの、基板 P上に供給された後、温度分布を生じる可能性がある。基板 P上に形成された液浸領域 AR2の液体 LQに温度分布が生じる要因の 1つとして、露光光 ELの照射による発熱が挙げられる。そして、液浸領域 AR2に露光光 E Lが照射されて、るとき、液浸領域 AR2の液体 LQの移動量が小さ、と (液体 LQが滞留していると）、液体 LQは局所的に温度上昇し、温度分布が顕著となる。そこで、少なくとも露光光 ELの光路上に配置された液体 LQを十分に移動し (入れ替えを行い）、液体 LQの滞留を抑制することで、温度分布の発生を防止することができる。そして、上記（1)式の条件を満足することにより、液体 LQの滞留を抑制することができる。

[0107] 基板 Pを X軸方向に移動しつつ走査露光する場合において、投影領域 AR1とは離れた液体供給口 12から供給された液体 LQのうち露光光 ELの光路上に配置される液体 LQとしては、投影光学系 PLと基板 Pとの間を濡れ拡がるようにして露光光 ELの光路上に配置される第 1の成分と、基板 Pの移動に伴ってその基板 Pに引き寄せられるようにして露光光 ELの光路上に配置される第 2の成分とが挙げられる。そして、露光光 ELの光路上における液体 LQの滞留を防止するためには、基板 Pの移動に伴つて配置される前記第 2の成分の比率を多くすることが有効であると考えられる。例えば基板を +X方向に移動しつつ走査露光する場合、 X側の液体供給口 12Aから供給された液体 LQを、基板 Pの移動に伴って +X側に移動し、露光光 ELの光路上に配置することが有効である。逆に、基板を X方向に移動しつつ走査露光する場合、 +X側の液体供給口 12B力も供給された液体 LQを、基板 Pの移動に伴って X側に移動し、露光光 ELの光路上に配置することが有効である。上記（1)式の条件を満足しない場合、上記第 2の成分が減少し、露光光 ELの光路上における液体 LQの移動量が少なくなるが、上記（1)式の条件を満足することで、液体 LQの滞留を防止し、液浸領域 AR2に温度分布が生じる不都合を防止できる。

[0108] 同様に、基板 Pのステップ移動方向に関しても、上記（2)式を満足することで、液体 LQの滞留を防止することができる。

[0109] また、液体 LQを滞留させな、ようにし、常にフレッシュな液体 LQを露光光 ELの光路上に配置することで、滞留に起因する液浸領域 AR2の液体 LQの清浄度の低下を防止でき、また外部力も混入した異物を除去することもできる。

[0110] なお、液体供給口 12A— 12Dの形成位置を調整したり、基板 Pの移動距離を調整することで、上記（1)式、（2)式の条件を達成することができる。

[0111] なお、投影領域 AR1の両側のそれぞれに液体供給口 12A、 12Bを設けた場合、当然のことながら液体供給口 12A、 12Bどうしの間の距離 L2は投影光学系 PLの先端部の光学素子 2の直径 (又は X軸方向に関する大きさ） Φよりも大きく設定される。したがって、

LI≥L2≥ Φ - (3)の条件を満足するように設定される。

[0112] 同様に、投影光学系 PLの先端部の光学素子 2の直径 (又は Y軸方向に関する大きさ）を Φ 'としたとき、

L3≥L4≥ Φ， …（4)の条件を満足するように設定される。

[0113] ところで、液浸領域 AR2を良好に形成するためには、液浸領域 AR2に気体部分が形成されたり、気体成分 (気泡）が混入することを防止する必要がある。そこで、図 9に示す模式図におヽて、基板 Pを X軸方向に移動しながら液体 LQを供給して液浸領域 AR2を形成するとき、供給管 13より液体供給口 12に供給される単位時間あたりの液体供給量を Q、液体供給口 12の面積を S、 X軸方向における液体供給口 12の幅を H、液体供給口 12より基板 P上に供給される液体 LQの流速を U、基板 Pの移動速度を V、投影光学系 PLの先端部と基板 Pとの間の距離 (ワーキングディスタンス)を W Dとしたとき、 H X U≥WD XV (但し U = QZS) …（5)の条件を満足することが好ましい。上記 (5)式の条件を満足することにより、投影光学系 PLと基板 Pとの間を液体 LQで良好に満たすことができる。

[0114] 次に、本発明に係る液体供給機構及び液体回収機構の一部を構成する流路形成部材の別の実施形態について説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。図 10は本発明の別の実施形態に係る流路形成部材 70'を示す断面図、図 11は流路形成部材 70 'を下方から見た図である。

[0115] 図 10及び図 11において、流路形成部材 70'は、基板ステージ PSTと対向するように配置され、複数の液体供給孔 71を形成された供給用板状部材 72を備えている。また、流路形成部材 70'は、基板ステージ PSTと対向するように配置され、複数の液体回収孔 73を形成された回収用板状部材 74を備えている。

[0116] 供給用板状部材 72は平面視略扇状であって、投影光学系 PLの投影領域 AR1を囲むように複数 (4つ)設けられて、る。回収用板状部材 74は供給用板状部材 72の外側を囲むように複数 (4つ)設けられている。流路形成部材 70'は枠部材 (支持部材） 75を有しており、板状部材 72、 74は枠部材 75に支持されている。流路形成部材 70'のうち基板ステージ PSTと対向する下面 70Aは、複数の供給用板状部材 72と複数の回収用板状部材 74とによって、複数の液体供給領域及び複数の液体回収領域に分けられた構成となって、る。

[0117] 本実施形態において、液体供給孔 71は略円形状に形成されており、液体回収孔 7 3も略円形状に形成されている。複数の液体供給孔 71のそれぞれはほぼ同じ大きさに形成されており、その径は 0. 1— 3mm程度に設けられている。但し、液体供給孔 71の径は、基板 P上に供給する液体量の目標値に応じて適宜変更可能である。そして、液体供給孔 71は、その孔の径とほぼ同じピッチで供給用板状部材 72に一様に形成されている。同様に、複数の液体回収孔 73のそれぞれの大きさはほぼ同じ大きさに形成されており、その径は 0. 1— 3mm程度に設けられている。但し、液体回収孔 73の径は、基板 P上から回収する液体量の目標値に応じて適宜変更可能である。そして、液体回収孔 73は、その孔の径とほぼ同じピッチで回収用板状部材 74に一様に形成されている。

[0118] 流路形成部材 70'は、供給管 13に接続する供給用空間部 76を有している。供給用空間部 76は、供給用板状部材 72と枠部材 75とで囲まれた空間部であって、供給用板状部材 71に対応して複数 (4つ）形成されて!ヽる。複数の供給用空間部 76はそれぞれ独立した空間である。また、流路形成部材 70'は、回収管 23に接続する回収用空間部 77を有している。回収用空間部 77は、回収用板状部材 74と枠部材 75とで囲まれた空間部であって、回収用板状部材 74に対応して複数 (4つ）形成されて!ヽる。複数の回収用空間部 77もそれぞれ独立した空間である。

[0119] 供給管 13から供給された液体 LQは、供給用空間部 76に満たされた後、複数の液体供給孔 71のそれぞれより基板 P上に供給される。液体 LQは、供給用板状部材 72 に一様に形成された液体供給孔 71を介して供給されることで、基板ステージ PSTと対向する供給用板状部材 72の表面から均一に供給される。また、基板 P上の液体 L Qは、回収用板状部材 74に一様に形成された液体回収孔 73を介して回収される。液体回収孔 73から回収された液体 LQは、回収用空間部 77を介して回収管 23に回収される。基板 P上の液体 LQは、回収用板状部材 74に一様に形成された液体回収孔 73を介して回収される。

[0120] このように、一様に形成された液体供給孔 71より液体 LQを供給することで、複数の液体供給孔 71のそれぞれ力もほぼ同じ圧力で、供給用板状部材 72の表面から均一に液体 LQを供給することができる。これにより、液浸領域 AR2を良好に形成した状態で露光処理を行うことができる。特に、供給管 13から供給された液体 LQは、空間部 76に一時的に溜められた後、液体供給孔 71を介して基板 P上に供給される構成であるため、複数の液体供給孔 71のそれぞれから供給する液体 LQの圧力を良好に均一化することができる。

[0121] なお、空間部 76に液体 LQの圧力を検出する圧力検出器を設けることもできる。液体供給機構 10は、前記圧力検出器の検出結果に基づいて、液体供給部 11から供給管 13を介して空間部 76に供給する単位時間あたりの液体供給量を調整し、ひいては基板 P上に対する単位時間あたりの液体供給量を調整することができる。

[0122] なお、本実施形態においては、液体供給孔 71は略円形状であるが、矩形状ゃスリット状など、任意の形状を採用可能である。同様に、液体回収孔 73も任意の形状を採用可能である。また、供給用板状部材 71は 4つ設けられているが、その数は任意である。更には、供給用板状部材 71は 1枚であってもよい。同様に、回収用板状部材 73の数も任意に設けることができる。

[0123] 上述したように、本実施形態における液体 LQは純水により構成されている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板 P上のフォトレジストや光学素子 (レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板 Pの表面、及び投影光学系 PLの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等力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。

[0124] 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. 4 4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 lZn、すなわち約 134nmに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約 n倍、すなわち約 1. 44倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系 PLの開口数をより増カロさせることができ、この点でも解像度が向上する。

[0125] 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 一 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!/、るランダム偏光光では偏光効果によって結像性能が悪ィ匕することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク (レチクル）のライン 'アンド'スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク（レチクル)のパターンからは、 S偏光成分 (TE偏光成分)、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系 PLと基板 P表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされてヽる場合、投影光学系 PLと基板 P表面に塗布されたレジストとの間が空気 (気体)で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与する s偏光成分 (TE偏光成分)の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数 NAが 1. 0を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクゃ特開平 6— 188169号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法 (特にダイポール照明法)等を適宜組み合わせると更に効果的である。

[0126] また、例えば ArFエキシマレーザを露光光とし、 1Z4程度の縮小倍率の投影光学系 PLを使って、微細なライン 'アンド'スペースパターン（例えば 25— 50nm程度のライン 'アンド'スペース）を基板 P上に露光するような場合、マスク Mの構造 (例えばパターンの微細度やクロムの厚み）によっては、 Wave guide効果によりマスク Mが偏光板として作用し、コントラストを低下させる P偏光成分 (TM偏光成分)の回折光より S 偏光成分 (TE偏光成分)の回折光が多くマスク M力射出されるようになるので、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスク Mを照明しても、投影光学系 PLの開口数 NAが 0. 9-1. 3のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。また、マスク M上の極微細なライン 'アンド'スペースパターンを基板 P上に露光するような場合、 Wire Grid効果により P偏光成分 (TM偏光成分）が S 偏光成分 (TE偏光成分)よりも大きくなる可能性もあるが、例えば ArFエキシマレーザを露光光とし、 1Z4程度の縮小倍率の投影光学系 PLを使って、 25nmより大きいライン 'アンド'スペースパターンを基板 P上に露光するような場合には、 S偏光成分（ TE偏光成分）の回折光が P偏光成分 (TM偏光成分）の回折光よりも多くマスク Mから射出されるので、投影光学系 PLの開口数 NAが 0. 9-1. 3のように大きい場合でも高、解像性能を得ることができる。

[0127] 更に、マスク（レチクル)のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（S 偏光照明）だけでなぐ特開平 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ぐ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が大きヽ場合でも高！ヽ結像性能を得ることができる。

[0128] 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ヽ。

[0129] 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ぐその圧力によって光学素子が動かな、ように堅固に固定してもよ、。

[0130] 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力も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ヽ。

また、上述の液浸法を適用した露光装置では、投影光学系 PLの光学素子 2の光射出側の光路空間を液体 (純水)で満たして基板 Pを露光する構成になっているが、国際公開第 2004Z019128号に開示されているように、投影光学系 PLの光学素子 2の光入射側の光路空間も液体 (純水）で満たすようにしてもょ、。

[0131] なお、本実施形態の液体 LQは水である力水以外の液体であってもよ、、例えば、露光光 ELの光源が Fレーザである場合、この Fレーザ光は水を透過しないので、

2 2

液体 LQとしては F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

2

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！ヽ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つてできるだけ屈折率が高ぐ投影光学系 PLや基板 P表面に塗布されているフオ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。

[0132] 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ェハのみならず、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ェハ、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、シリコンウェハ）等が適用される。

[0133] 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のパターンを走查露光するステップ ·アンド'スキャン方式の走査型露光装置 (スキャニングステツパ）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 (ステツノ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'ステイッチ方式の露光装置にも適用できる

[0134] また、第 1パターンと基板 Pとをほぼ静止した状態で第 1パターンの縮小像を投影光学系 (例えば 1Z8縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板 P上に一括露光し、その後に、第 2パターンと基板 Pとをほぼ静止した状態で第 2パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第 1パターンと部分的に重ねて基板 P 上に一括露光するスティツチ方式の一括露光装置にも適用できる。

また、投影光学系を持たないタイプの露光装置、例えば、プロキシミティ型露光装置や干渉縞をウェハ上に形成することによってウェハを露光する二光束干渉型の露光装置を使用することもできる。

[0135] また、本発明は、特開平 10— 163099号公報、特開平 10— 214783号公報、特表 2 000— 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。

なお、露光装置が基板 Pを保持するステージとは別に、測定用の部材ゃセンサを搭載して投影光学系の像面側で移動する測定ステージを備えて、てもよ、。この場合、測定ステージについても基板 Pを保持するステージと同様に、第 1移動情報と第 2移動情報とを取得して、第 1移動情報と第 2移動情報とに基づいて測定ステージの移動を制御するようにしてもよい。なお、測定ステージを備えた露光装置は、例えば特開 2000— 164504号 (対応米国出願第 09Z593, 800号）に開示されており、本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及びこれに対応する米国出願における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

[0136] 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、例えば特開平 6— 124873号公報、特開平 10 —303114号公報、米国特許第 5, 825, 043号などに詳細に記載されているように、露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置にも本発明を適用可能である。

[0137] 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。

[0138] 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ぐガイドを設けないガイドレスタイプであってもよ、。

[0139] 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ュ-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ュ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!、。

[0140] 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。

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（USP5,874,820)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床 (大地）に逃がしてもよい。

[0141] 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。各種サブシステム力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力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。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 12に示すように、マイクロデバイスの機能 ·性能設計を行うステップ 201、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル)を製作するステップ 202、デバイスの基材である基板を製造するステップ 203、前述した実施形態の露光装置 EXによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ 204、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージェ程を含む） 205、検査ステップ 206等を経て製造される。

Claims

請求の範囲

[1] 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、第 1ベース部材と、

前記基板を移動可能に保持する基板ステージと、

前記基板ステージを支持する第 2ベース部材とを備え、

前記第 2ベース部材上に漏出した液体の前記第 1ベース部材への拡散が防止されて!ヽることを特徴とする露光装置。

[2] 前記第 2ベース部材が、前記第 1ベース部材とは分離していることを特徴とする請求項 1記載の露光装置。

[3] 前記第 1ベース部材と前記第 2ベース部材との相対位置を計測する第 1計測装置を備えたことを特徴とする請求項 2記載の露光装置。

[4] 前記第 2ベース部材上に漏出した液体は、前記第 1ベース部材と前記第 2ベース部材との間に流れることを特徴とする請求項記載の露光装置。

[5] 前記第 1ベース部材と前記第 2ベース部材との間に流れた液体を回収する液体回収機構を備えたことを特徴とする請求項 4記載の露光装置。

[6] 前記第 1ベース部材上の機器と、前記第 2ベース部材上の機器とは電気的に独立して、ることを特徴とする請求項 1記載の露光装置。

[7] 前記第 1ベース部材上の機器に電力を供給する第 1電源と、

前記第 1電源とは独立して、前記第 2ベース部材上の機器に電力を供給する第 2電源とを備えたことを特徴とする請求項 6記載の露光装置。

[8] 投影光学系をさらに備え、

前記露光光は前記投影光学系と液体とを介して前記基板上に照射される請求項 1 一 7の、ずれか一項記載の露光装置。

[9] 前記第 1ベース部材は、前記投影光学系を支持することを特徴とする請求項 8記載の露光装置。

[10] 前記投影光学系を支持する本体フレームと、

前記本体フレームと前記基板ステージとの位置関係を計測する第 2計測装置とを備えたことを特徴とする請求項 8記載の露光装置。

[11] 前記第 2計測装置の計測結果に基づいて、前記基板ステージの移動を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項 10記載の露光装置。

[12] 前記投影光学系は、マスクのパターンの像を前記基板上に投影し、

前記第 1ベース部材に支持され、前記マスクを照明する照明系を更に備えたことを特徴とする請求項 8記載の露光装置。

[13] 前記投影光学系は、マスクのパターンの像を前記基板上に投影し、

前記第 1ベース部材に支持され、前記マスクを移動可能に保持するマスク保持部材を更に備えたことを特徴とする請求項 8記載の露光装置。

[14] 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、第 1機器を含む第 1電気系と、第 2機器を含み、前記第 1電気系とは独立した第 2 電気系とを備え、

前記第 1電気系が液体の漏出に起因して停止した場合でも、前記第 2電気系は動作可能であることを特徴とする露光装置。

[15] 前記第 1電気系は、前記第 1機器に電力を供給する第 1電源を有し、前記第 2電気系は、前記第 1電源とは独立して前記第 2機器に電力を供給する第 2電源を有することを特徴とする請求項 14記載の露光装置。

[16] 前記基板を保持する基板ステージを更に備え、前記液体は、前記投影光学系と前記基板ステージとの間に供給されることを特徴とする請求項 14記載の露光装置。

[17] 前記第 1機器は、前記基板ステージ、もしくは前記基板ステージよりも下方に配置されていることを特徴とする請求項 16記載の露光装置。

[18] 前記第 1機器は、前記基板ステージを移動するための駆動系を含むことを特徴とする請求項 17記載の露光装置。

[19] 前記第 1機器は、前記基板ステージに配置されたセンサ系を含むことを特徴とする請求項 17記載の露光装置。

[20] 前記第 1機器は、前記基板ステージを支持する防振系を含むことを特徴とする請求項 17記載の露光装置。

[21] 前記第 1機器と前記第 2機器とは無線で通信可能であることを特徴とする請求項 14 記載の露光装置。

[22] 投影光学系をさらに備え、

前記露光光は前記投影光学系と液体とを介して前記基板上に照射される請求項 1

4一 21のいずれか一項記載の露光装置。

[23] 前記投影光学系を支持する本体フレームを更に備え、前記第 2機器は、前記本体フレームを支持する防振系を含むことを特徴とする請求項 22記載の露光装置。

[24] 投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、

第 1の方向に移動する前記基板上に前記液体を供給する供給口を備え、前記供給口は、前記第 1の方向に関して前記投影光学系の投影領域の両側にそれぞれ設けられ、前記基板の第 1の方向への移動距離を Ll、前記供給口どうしの間の距離を L2としたとき、

LI≥L2の条件を満足することを特徴とする露光装置。

[25] 前記移動距離 L1は、前記基板上の 1つのショット領域を露光後の、次のショット領域を露光するためのステップ移動距離を含むことを特徴とする請求項 24記載の露光装置。

[26] 前記基板上の各ショット領域は、前記第 1の方向へ前記基板を移動しながら走査露光され、前記移動距離 L1は、前記基板上の 1つのショット領域を走査露光するために必要な距離であることを特徴とする請求項 24記載の露光装置。

[27] 前記供給口は、前記第 1の方向の交差する第 2の方向を長手方向とするスリット状であることを特徴とする請求項 24記載の露光装置。

[28] 前記基板を移動可能に保持する基板ステージと、

露光用の液体の拡散を防止するための液体受け部材と、

前記液体受け部材上に配置され、前記基板ステージを支持する支持部材とを備えた請求項 24記載の露光装置。

[29] 投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、

供給管に接続し、第 1の方向に移動する前記基板上に液体を供給する供給口を備え、前記供給管より前記供給口に供給される単位時間あたりの液体供給量を Q、前記供給口の面積を S、前記第 1の方向における前記供給口の幅を H、前記供給口より前記基板上に供給される前記液体の流速を U、前記基板の移動速度を V、前記投影光学系と前記基板との間の距離を WDとしたとき、 H X U≥WD XV (但し U = Q/S)の条件を満足することを特徴とする露光装置。

[30] 前記基板を移動可能に保持する基板ステージと、

露光用の液体の拡散を防止するための液体受け部材と、

前記液体受け部材上に配置され、前記基板ステージを支持する支持部材とを備えた請求項 29記載の露光装置。

[31] 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、前記基板を保持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を備え、

前記液体供給機構は、前記基板ステージと対向するように配置され、複数の液体供給孔を形成された板状部材を有することを特徴とする露光装置。

[32] 前記液体供給孔の径は、 0. 1一 3mmであることを特徴とする請求項 31記載の露光装置。

[33] 前記液体供給孔は、その孔の径とほぼ同じピッチで前記板状部材に形成されていることを特徴とする請求項 31記載の露光装置。

[34] 前記液体供給機構は、前記基板ステージと対向する前記板状部材の表面から均一に液体の供給を行うことを特徴とする請求項 31記載の露光装置。

[35] 前記基板上から液体を回収する液体回収機構を備え、前記液体回収機構は、前記基板ステージと対向するように配置され、複数の液体回収孔を形成された板状部材を有することを特徴とする請求項 31記載の露光装置。

[36] 請求項 1, 14, 24, 29,及び 31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。