JP2009253202A - 露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置情報の計測精度の低下を抑制し、露光不良の発生を抑制できる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、液体を介して露光光で基板を露光する。露光装置は、露光光を射出する光学部材と、基板の露光中に、光学部材と基板との間の露光光の光路が液体で満たされるように液浸空間を形成可能な液浸部材と、露光光の照射位置を含む所定面内を移動可能な物体の位置情報を計測可能な計測器を支持する支持部材と、液浸部材の変形が支持部材へ伝達されないように支持部材と液浸部材とを接続する接続機構とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を介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。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、特許文献１に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置が知られている。露光装置は、基板を保持して移動する基板ステージを備えている。その基板ステージの位置情報は、例えば下記特許文献２に開示されているような計測システムで計測される。
米国特許出願公開第２００７／００４６９１０号明細書 米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書

計測システムによる位置情報の計測精度が低下すると、移動体の移動性能が低下し、露光不良が発生したり、不良デバイスが発生したりする可能性がある。

本発明の態様は、位置情報の計測精度の低下を抑制し、露光不良の発生を抑制できる露光装置を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、露光光を射出する光学部材と、基板の露光中に、光学部材と基板との間の露光光の光路が液体で満たされるように液浸空間を形成可能な液浸部材と、露光光の照射位置を含む所定面内を移動可能な物体の位置情報を計測可能な計測器を支持する支持部材と、液浸部材の変形が支持部材へ伝達されないように支持部材と液浸部材とを接続する接続機構と、を備える露光装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明によれば、露光不良の発生を抑制でき、不良デバイスの発生を抑制できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ及びθＺ方向とする。

図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの一例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を保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置情報を計測する干渉計システム３と、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面の位置情報を検出する検出システム（フォーカス・レベリング検出システム）４と、基板ステージ２の位置情報を計測するエンコーダシステム５と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置６とを備えている。

マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクＭは、例えばガラス板等の透明板上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された透過型マスクを含む。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることもできる。基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。また、基板Ｐが、感光膜と別の膜を含んでもよい。例えば、基板Ｐが、反射防止膜を含んでもよいし、感光膜を保護する保護膜（トップコート膜）を含んでもよい。

本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。本実施形態においては、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。液浸空間ＬＳは、液体ＬＱで満たされた空間である。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

本実施形態において、液浸空間ＬＳは、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子７から射出される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように形成される。終端光学素子７は、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面８を有する。液浸空間ＬＳは、終端光学素子７とその終端光学素子７の射出面８と対向する位置に配置された物体との間の光路が液体ＬＱで満たされるように形成される。射出面８と対向する位置は、射出面８から射出される露光光ＥＬの照射位置を含む。

露光装置ＥＸは、終端光学素子７と、射出面８から射出される露光光ＥＬの照射位置に配置された物体との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能な液浸部材９を備えている。液浸部材９は、終端光学素子７の近傍に配置されている。

液浸部材９は、射出面８から射出される露光光ＥＬの光路の周囲に配置され、露光光ＥＬの照射位置に配置された物体の表面との間で液体ＬＱを保持可能な下面１０を有する。本実施形態において、射出面８と対向可能な物体は、下面１０と対向可能である。物体の表面が射出面８と対向する位置に配置されたとき、下面１０の少なくとも一部と物体の表面とが対向する。射出面８と物体の表面とが対向しているとき、終端光学素子７は、射出面８と物体の表面との間に液体ＬＱを保持可能である。また、下面１０と物体の表面とが対向しているとき、液浸部材９は、下面１０と物体の表面との間に液体ＬＱを保持可能である。一方側の射出面８及び下面１０と他方側の物体の表面との間に液体ＬＱが保持されることによって、終端光学素子７の射出面８と物体の表面との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。

本実施形態において、射出面８及び下面１０と対向可能な物体は、終端光学素子７の射出側（像面側）で移動可能な物体を含み、露光光ＥＬの照射位置を含む所定面内を移動可能な物体を含む。本実施形態において、その物体は、基板ステージ２、及びその基板ステージ２に保持された基板Ｐの少なくとも一方を含む。なお、以下においては、説明を簡単にするために、主に、終端光学素子７の射出面８と基板Ｐとが対向している状態を例にして説明する。

露光装置ＥＸは、例えばクリーンルーム内の支持面ＦＬ上に設けられた第１フレーム１１Ａ、及び第１フレーム１１Ａ上に設けられた第２フレーム１１Ｂを含むボディ１１を備えている。第１フレーム１１Ａは、複数の第１支柱１２と、それら第１支柱１２に防振装置１３を介して支持された第１定盤１４とを備えている。第２フレーム１１Ｂは、第１定盤１４上に設けられた複数の第２支柱１５と、それら第２支柱１５に防振装置１６を介して支持された第２定盤１７とを備えている。

照明系ＩＬは、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書等に開示されるような、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びブラインド機構等を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。

マスクステージ１は、マスクＭをリリース可能に保持するマスク保持部１Ｈを有する。本実施形態において、マスク保持部１Ｈは、マスクＭのパターン形成面（下面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。マスクステージ１は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第１駆動システム１Ｄの作動により、マスクＭを保持した状態で、第２定盤１７の上面（ガイド面）に沿って、照明領域ＩＲを含むＸＹ平面内を移動可能である。第２定盤１７の上面は、ＸＹ平面とほぼ平行である。本実施形態においては、マスクステージ１は、マスク保持部１ＨでマスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒１８に保持されている。鏡筒１８は、フランジ１８Ｆを有する。投影光学系ＰＬは、フランジ１８Ｆを介して、第１定盤１４に支持される。第１定盤１４に支持された、終端光学素子７を含む投影光学系ＰＬの位置は、ほぼ固定される。なお、第１定盤１４と鏡筒１８との間に防振装置を設けることができる。

なお、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号パンフレットに開示されているように、投影光学系ＰＬの鏡筒１８が、投影光学系ＰＬの上方に配置される支持部材に吊り下げられてもよい。

本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはＺ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部２Ｈを有する。本実施形態において、基板保持部２Ｈは、所謂、ピンチャック機構を含む。本実施形態において、基板保持部２Ｈは、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ２は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第２駆動システム２Ｄの作動により、基板Ｐを保持した状態で、第３定盤１９の上面（ガイド面）に沿って、投影領域ＰＲを含むＸＹ平面内を移動可能である。第３定盤１９は、防振装置２０を介して、支持面ＦＬに支持されている。第３定盤１９の上面は、ＸＹ平面とほぼ平行である。本実施形態においては、基板ステージ２は、基板保持部２Ｈで基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

基板ステージ２は、基板保持部２Ｈの周囲に配置され、終端光学素子７の射出面８と対向可能な上面２Ｔを有する。基板保持部２Ｈは、基板ステージ２上に設けられた凹部２Ｃに配置されている。基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面は、終端光学素子７の射出面８と対向可能である。基板ステージ２の上面２Ｔは、平坦で、ＸＹ平面とほぼ平行である。基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面と基板ステージ２の上面２Ｔとは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。

本実施形態において、基板ステージ２は、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの周囲に配置されるプレート部材Ｔを有する。本実施形態において、基板ステージ２は、プレート部材Ｔをリリース可能に保持するプレート部材保持部２Ｊを備えている。本実施形態において、プレート部材保持部２Ｊは、所謂、ピンチャック機構を含む。プレート部材保持部２Ｊは、基板保持部２Ｈの周囲に配置されている。

プレート部材Ｔは、基板Ｐを配置可能な開口ＴＨを有する。プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔは、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの周囲に配置される。本実施形態において、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの開口ＴＨの内面と、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの外面とは、所定のギャップを介して対向する。プレート部材保持部２Ｊは、プレート部材Ｔの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｔを保持する。本実施形態においては、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面と、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。すなわち、本実施形態においては、基板ステージ２の上面２Ｔは、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの上面を含む。

干渉計システム３は、ＸＹ平面内におけるマスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を計測可能な第１干渉計ユニット３Ａと、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を計測可能な第２干渉計ユニット３Ｂとを有する。第１、第２干渉計ユニット３Ａ、３Ｂのそれぞれは、複数のレーザ干渉計を有する。第１干渉計ユニット３Ａは、マスクステージ１に設けられた反射ミラー１Ｒを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関するマスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を計測する。第２干渉計ユニット３Ｂは、基板ステージ２に設けられた反射ミラー２Ｒを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を計測する。

検出システム４は、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する基板Ｐの表面の位置情報を検出可能である。検出システム４は、例えば米国特許第５４４８３３２号明細書、米国特許第６６０８６８１号明細書等に開示されているような、複数の検出点のそれぞれで基板Ｐの表面の高さ情報（Ｚ軸方向に関する位置情報）を検出する、所謂、多点位置検出システムを含む。検出システム４は、基板Ｐの表面の位置情報のみならず、例えば基板ステージ２の上面２Ｔの位置情報を検出可能である。

エンコーダシステム５は、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を計測する。エンコーダシステム５は、基板ステージ２の位置情報を計測可能なエンコーダヘッド２１と、エンコーダヘッド２１を支持する支持部材２２とを備えている。本実施形態において、基板ステージ２は、スケール部材を備えている。エンコーダヘッド２１は、基板ステージ２に配置されたスケール部材と対向可能である。エンコーダシステム５は、エンコーダヘッド２１、及び基板ステージ２に配置されたスケール部材を用いて、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を計測する。

本実施形態において、支持部材２２は、投影光学系ＰＬを支持する第１フレーム１１Ａに支持されている。本実施形態においては、支持部材２２は、連結部材２４を介して、第１フレーム１１Ａの第１定盤１４に吊り下げられている。本実施形態において、連結部材２４は、支持部材２２の上面と第１定盤１４の下面とを接続する。支持部材２２に支持されたエンコーダヘッド２１は、基板ステージ２の上方に配置される。第１フレーム１１Ａ（第１定盤１４）に支持された、エンコーダヘッド２１を含む支持部材２２の位置は、ほぼ固定される。

液浸部材９は、基板Ｐの露光中に、終端光学素子７と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能である。基板Ｐを露光するために、基板ステージ２に保持された基板Ｐが、終端光学素子７及び液浸部材９と対向するように、露光光ＥＬの照射位置に配置される。基板Ｐの露光中に、終端光学素子７の射出面８から射出される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように、終端光学素子７及び液浸部材９と基板Ｐとの間に液体ＬＱが保持され、液浸空間ＬＳが形成される。

本実施形態においては、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲを含む基板Ｐの表面の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）は、液浸部材９の下面１０と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。

本実施形態において、液浸部材９は、接続機構２５を介して、支持部材２２に支持されている。接続機構２５は、弾性ヒンジ５０を含み、支持部材２２と液浸部材９とを接続する。弾性ヒンジ５０を含む接続機構２５は、液浸部材９の変形の支持部材２２への伝達を抑制することができる。

図２は、終端光学素子７及び液浸部材９の近傍を示す断面図である。液浸部材９は、環状の部材である。液浸部材９は、露光光ＥＬの光路の周囲に配置される。本実施形態において、液浸部材９の少なくとも一部は、終端光学素子７の周囲に配置されている。液浸部材９は、終端光学素子７の射出面８と対向する位置に開口２６を有する。射出面８から射出された露光光ＥＬは、開口２６を通過可能である。射出面８から射出された露光光ＥＬは、開口２６を介して、基板Ｐに照射される。

液浸部材９は、液体ＬＱを供給可能な液体供給口２７と、液体ＬＱを回収可能な液体回収口２８とを備えている。液体供給口２７は、液浸空間ＬＳを形成するために、露光光ＥＬの光路に液体ＬＱを供給可能である。液体供給口２７は、露光光ＥＬの光路の近傍において、その光路と対向する液浸部材９の所定位置に配置されている。液体供給口２７は、流路２９を介して、液体供給装置３０と接続されている。液体供給装置３０は、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。流路２９は、液浸部材９の内部に形成された供給流路、及びその供給流路と液体供給装置３０とを接続する供給管で形成される流路を含む。液体供給装置３０から送出された液体ＬＱは、流路２９を介して液体供給口２７に供給される。液体供給口２７は、液体供給装置３０からの液体ＬＱを露光光ＥＬの光路に供給する。

液体回収口２８は、液浸部材９の下面１０と対向する物体上の液体ＬＱの少なくとも一部を回収可能である。本実施形態においては、液体回収口２８は、露光光ＥＬの光路の周囲に配置されている。液体回収口２８は、物体の表面と対向する液浸部材９の所定位置に配置されている。液体回収口２８には、複数の孔(openingsあるいはpores)を含むプレート状の多孔部材３１が配置されている。なお、液体回収口２８に、網目状に多数の小さい孔が形成された多孔部材であるメッシュフィルタが配置されてもよい。本実施形態において、液浸部材９の下面１０の少なくとも一部が、多孔部材３１の下面で構成される。液体回収口２８は、流路３２を介して、液体回収装置３３と接続されている。液体回収装置３３は、真空システムを含み、液体ＬＱを吸引して回収可能である。流路３２は、液浸部材９の内部に形成された回収流路、及びその回収流路と液体回収装置３３とを接続する回収管で形成される流路を含む。液体回収口２８から回収された液体ＬＱは、流路３２を介して、液体回収装置３３に回収される。

本実施形態においては、制御装置６は、液体供給口２７を用いる液体供給動作と並行して、液体回収口２８を用いる液体回収動作を実行することによって、終端光学素子７及び液浸部材９と、終端光学素子７及び液浸部材９と対向する物体との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。

図３は、基板ステージ２、エンコーダシステム５、及び液浸部材９を示す平面図である。本実施形態において、ＸＹ平面内におけるプレート部材Ｔの外形（輪郭）は、矩形である。基板Ｐを配置可能なプレート部材Ｔの開口ＴＨは、円形である。

本実施形態においては、プレート部材Ｔは、開口ＴＨを有する第１プレートＴ１と、第１プレートＴ１の周囲に配置される第２プレートＴ２とを含む。ＸＹ平面内における第１プレートＴ１の外形（輪郭）は、矩形であり、第２プレートＴ２の外形（輪郭）は、矩形である。また、第１プレートＴ１が配置される第２プレートＴ２の開口は、第１プレートＴ１の外形と同じ形状（矩形）である。

本実施形態において、プレート部材Ｔ（第１、第２プレートＴ１、Ｔ２）は、低熱膨張率の材料で形成されている。プレート部材Ｔは、例えば、光学ガラス部材又はセラミックス部材（ショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ_２Ｏ_３あるいはＴｉＣ等）で形成されている。本実施形態においては、プレート部材Ｔの上面に、フッ素を含む材料の膜が形成されている。膜を形成する材料は、例えばＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）、ＰＴＦＥ（Poly tetra fluoro ethylene）、テフロン（登録商標）等を含む。なお、膜を形成する材料が、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂でもよい。これにより、プレート部材Ｔの上面は、液体ＬＱに対して撥液性である。

本実施形態においては、第２プレートＴ２が、エンコーダシステム５で計測されるスケール部材として機能する。以下の説明において、第２プレートＴ２を適宜、スケール部材Ｔ２、と称する。

スケール部材Ｔ２は、基板ステージ２の上面２Ｔの少なくとも一部を形成する。エンコーダヘッド２１は、基板ステージ２に配置されたスケール部材Ｔ２と対向可能である。エンコーダヘッド２１は、スケール部材Ｔ２の上方に配置される。

スケール部材Ｔ２は、Ｙ軸方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測するためのＹスケール３４、３５と、Ｘ軸方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測するためのＸスケール３６、３７とを含む。Ｙスケール３４は、開口ＴＨに対して−Ｘ側に配置され、Ｙスケール３５は、開口ＴＨに対して＋Ｘ側に配置されている。Ｘスケール３６は、開口ＴＨに対して−Ｙ側に配置され、Ｘスケール３６は、開口ＴＨに対して＋Ｙ側に配置されている。

Ｙスケール３４、３５のそれぞれは、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向に所定ピッチで配置された複数の格子（格子線）ＲＧを含む。すなわち、Ｙスケール３４、３５は、Ｙ軸方向を周期方向とする一次元格子を含む。

Ｘスケール３６、３７のそれぞれは、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｘ軸方向に所定ピッチで配置された複数の格子（格子線）ＲＧを含む。すなわち、Ｘスケール３６、３７は、Ｘ軸方向を周期方向とする一次元格子を含む。

本実施形態において、格子ＲＧは、回折格子である。すなわち、本実施形態において、Ｙスケール３４、３５は、Ｙ軸方向を周期方向とする回折格子ＲＧを有し、Ｘスケール３６、３７は、Ｘ軸方向を周期方向とする回折格子ＲＧを有する。

また、本実施形態においては、Ｙスケール３４、３５は、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型格子（反射回折格子）が形成された反射型スケールである。Ｘスケール３６、３７は、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型格子（反射回折格子）が形成された反射型スケールである。

なお、図示の便宜上、図３において、回折格子ＲＧのピッチは、実際のピッチに比べて格段に大きく示されている。

エンコーダシステム５は、Ｙ軸方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測するリニアエンコーダ５Ａ、５Ｃと、Ｘ軸方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測するリニアエンコーダ５Ｂ、５Ｄとを備えている。

リニアエンコーダ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄのそれぞれは、スケール部材Ｔ２と対向可能な複数のエンコーダヘッド２１と、それらエンコーダヘッド２１を支持する支持部材２２とを備えている。以下の説明において、リニアエンコーダ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄそれぞれの支持部材２２を適宜、第１、第２、第３、第４支持部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、と称する。また、第１支持部材２２Ａに支持されている複数のエンコーダヘッド２１を合わせて適宜、第１ヘッドユニット２１Ａ、と称し、第２支持部材２２Ｂに支持されている複数のエンコーダヘッド２１を合わせて適宜、第２ヘッドユニット２１Ｂ、と称し、第３支持部材２２Ｃに支持されている複数のエンコーダヘッド２１を合わせて適宜、第３ヘッドユニット２１Ｃ、と称し、第４支持部材２２Ｄに支持されている複数のエンコーダヘッド２１を合わせて適宜、第４ヘッドユニット２１Ｄ、と称する。第１〜第４ヘッドユニット２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれは、複数のエンコーダヘッド２１を含み、所謂、多眼のリニアエンコーダを構成する。

第１〜第４支持部材２２Ａ〜２２Ｄのそれぞれは、露光光ＥＬの光路の外側で、光路に対する放射方向に延びるロッド部材である。第１〜第４支持部材２２Ａ〜２２Ｄは、液浸部材９を囲むように配置されている。

第１支持部材２２Ａは、投影光学系ＰＬの−Ｘ側に配置されている。第１支持部材２２Ａは、Ｘ軸方向に長く、Ｘ軸とほぼ平行に配置されている。第２支持部材２２Ｂは、投影光学系ＰＬの−Ｙ側に配置されている。第２支持部材２２Ｂは、Ｙ軸方向に長く、Ｙ軸とほぼ平行に配置されている。第３支持部材２２Ｃは、投影光学系ＰＬの＋Ｘ側に配置されている。第２支持部材２２Ｃは、Ｘ軸方向に長く、Ｘ軸とほぼ平行に配置されている。第４支持部材２２Ｄは、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側に配置されている。第２支持部材２２Ｂは、Ｙ軸方向に長く、Ｙ軸とほぼ平行に配置されている。

第１ヘッドユニット２１Ａの各エンコーダヘッド２１は、スケール部材Ｔ２の上面と対向可能な第１支持部材２２Ａの下面に配置されている。第１ヘッドユニット２１Ａの各エンコーダヘッド２１は、第１支持部材２２Ａの下面において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通り、Ｘ軸と平行な直線上に、Ｘ軸方向に所定間隔で配置されている。第２ヘッドユニット２１Ｂの各エンコーダヘッド２１は、スケール部材Ｔ２の上面と対向可能な第２支持部材２２Ｂの下面に配置されている。第２ヘッドユニット２１Ｂの各エンコーダヘッド２１は、第２支持部材２２Ｂの下面において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通り、Ｙ軸と平行な直線上に、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている。第３ヘッドユニット２１Ｃの各エンコーダヘッド２１は、スケール部材Ｔ２の上面と対向可能な第３支持部材２２Ｃの下面に配置されている。第３ヘッドユニット２１Ｃの各エンコーダヘッド２１は、第３支持部材２２Ｃの下面において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通り、Ｘ軸と平行な直線上に、Ｘ軸方向に所定間隔で配置されている。第４ヘッドユニット２１Ｄの各エンコーダヘッド２１は、スケール部材Ｔ２の上面と対向可能な第４支持部材２２Ｄの下面に配置されている。第４ヘッドユニット２１Ｄの各エンコーダヘッド２１は、第４支持部材２２Ｄの下面において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通り、Ｙ軸と平行な直線上に、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている。

第１ヘッドユニット２１Ａと第３ヘッドユニット２１Ｃとは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に配置されている。ＸＹ平面内において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと第１ヘッドユニット２１Ａとの距離と、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと第３ヘッドユニット２１Ｃとはほぼ同じである。

第２ヘッドユニット２１Ｂと第４ヘッドユニット２１Ｄとは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に配置されている。ＸＹ平面内において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと第２ヘッドユニット２１Ｂとの距離と、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと第４ヘッドユニット２１Ｄとはほぼ同じである。

第１ヘッドユニット２１Ａは、スケール部材Ｔ２のＹスケール３４を用いて、基板ステージ２のＹ軸方向の位置を計測する。第３ヘッドユニット２１Ｃは、スケール部材Ｔ２のＹスケール３５を用いて、基板ステージ２のＹ軸方向の位置を計測する。

第２ヘッドユニット２１Ｂは、スケール部材Ｔ２のＸスケール３６を用いて、基板ステージ２のＸ軸方向の位置を計測する。第４ヘッドユニット２１Ｄは、スケール部材Ｔ２のＸスケール３７を用いて、基板ステージ２のＸ軸方向の位置を計測する。

第１ヘッドユニット２１Ａにおいて、隣接するエンコーダヘッド２１（エンコーダヘッド２１の計測光）のＸ軸方向に関する間隔は、Ｙスケール３４、３５のＸ軸方向の幅（回折格子ＲＧの長さ）より小さい。同様に、第２ヘッドユニット２１Ｃにおいて、隣接するエンコーダヘッド２１（エンコーダヘッド２１の計測光）のＸ軸方向に関する間隔は、Ｙスケール３４、３５のＸ軸方向の幅（回折格子ＲＧの長さ）より小さい。

また、第２ヘッドユニット２１Ｂにおいて、隣接するエンコーダヘッド２１（エンコーダヘッド２１の計測光）のＹ軸方向に関する間隔は、Ｘスケール３６、３７のＹ軸方向の幅（回折格子ＲＧの長さ）より小さい。同様に、第４ヘッドユニット２１Ｄにおいて、隣接するエンコーダヘッド２１（エンコーダヘッド２１の計測光）のＹ軸方向に関する間隔は、Ｘスケール３６、３７のＹ軸方向の幅（回折格子ＲＧの長さ）より小さい。

上述したリニアエンコーダ５Ａ〜５Ｄの計測値は、制御装置６に出力される。制御装置６は、リニアエンコーダ５Ａ〜５Ｄの計測値に基づいて、ＸＹ平面内における基板ステージ２の位置制御を実行可能性である。

液浸部材９は、接続機構２５を介して、支持部材２２に支持されている。これにより、支持部材２２は、投影光学系ＰＬの近くに配置可能である。液浸部材９が接続機構２５を介して支持部材２２に支持されるので、露光装置ＥＸの大型化を抑制することができる。また、支持部材２２に支持されるエンコーダヘッド２１は投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの近傍に配置可能である。

図４は、接続機構２５を介して支持部材２２に支持されている液浸部材９を模式的に示す平面図、図５は、斜視図である。本実施形態においては、液浸部材９は、接続機構２５を介して、第２、第４支持部材２２Ｂ、２２Ｄに支持されている。

本実施形態において、接続機構２５は、液浸部材１０の上面２３と、第２、第４支持部材２２Ｂ、２２Ｄの下面３９Ｂ、３９Ｄとの間に配置される。液浸部材１０の上面２３は、下面１０と逆向きの面であり、＋Ｚ側を向く。上面２３は、露光光ＥＬの光路の周囲に配置される。第２、第４支持部材２２Ｂ、２２Ｄの下面３９Ｂ、３９Ｄは、基板Ｐの表面（スケール部材Ｔ２の上面）と対向可能な面であり、−Ｚ側を向く。

液浸部材１０の上面２３と、第２、第４支持部材２２Ｂ、２２Ｄの下面３９Ｂ、３９Ｄとは対向可能である。本実施形態において、下面３９Ｂ、３９Ｄと対向する液浸部材１０の上面２３は、平坦であり、ＸＹ平面とほぼ平行である。また、上面２３と対向する第２、第４支持部材２２Ｄ、２２Ｄの下面３９Ｂ、３９Ｄは、平坦であり、ＸＹ平面とほぼ平行である。接続機構２５は、液浸部材１０の上面２３と、第２、第４支持部材２２Ｂ、２２Ｄの下面３９Ｂ、３９Ｄとを接続する。

本実施形態において、接続機構２５は、露光光ＥＬの光路の周囲に複数配置されている。本実施形態において、接続機構２５は、露光光ＥＬの光路の周囲に３つ配置されている。本実施形態においては、接続機構２５は、第２支持部材２２Ｂの下面３９Ｂと液浸部材９の上面２３との間に１つ配置され、第４支持部材２２Ｄの下面３９Ｄと液浸部材９の上面２３との間に２つ配置されている。

接続機構２５は、弾性ヒンジ５０を含む。弾性ヒンジ５０は、撓むことによって弾性変形する。本実施形態において、弾性ヒンジ５０は、所定の一方向に弾性変形する。

本実施形態において、３つの接続機構２５のそれぞれの弾性ヒンジ５０は、図４の矢印Ｒで示す方向（矢印Ｒ方向）に弾性変形する。矢印Ｒの延長線は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと交差する。本実施形態においては、弾性ヒンジ５０は、露光光ＥＬの光路（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ）に対する放射方向に弾性変形する。

図６は、支持部材２２（２２Ｂ、２２Ｄ）と液浸部材９とを接続する接続機構２５の一例を示す斜視図、図７は、側断面図である。図６及び図７において、接続機構２５は、弾性ヒンジ５０と、弾性ヒンジ５０と支持部材２２とを接続するためのボルト部材６１と、弾性ヒンジ５０と液浸部材９とを接続するためのボルト部材６２とを備えている。

弾性ヒンジ５０は、固定部５１と、可動部５２と、弾性変形部５３とを含む。本実施形態において、固定部５１と可動部５２と弾性変形部５３とは、一体である。本実施形態においては、一つの金属部材を加工することによって、固定部５１、可動部５２、及び弾性変形部５３を含む弾性ヒンジ５０が形成される。弾性変形部５３は、固定部５１と可動部５２との間に配置される。

固定部５１は、ボルト部材６１によって、支持部材２２の下面３９に固定される。固定部５１は、ボルト部材６１が配置される孔６１Ｈを有する。固定部５１の上面５４は、ボルト部材６１が配置される孔６１Ｈの周囲に配置された第１領域５４Ａと、第１領域５４Ａより−Ｚ側に配置された第２領域５４Ｂとを含む。第１領域５４Ａは、平坦であり、支持部材２２の下面３９（ＸＹ平面）とほぼ平行である。第１領域５４Ａと支持部材２２の下面３９とは接触可能である。支持部材２２の下面３９には、ボルト部材６１の雄ねじ溝に対応する雌ねじ溝を含む孔３９Ｈが形成されている。ボルト部材６１によって、固定部５１と支持部材２２とが締め付けられ、支持部材２２の下面３９と、固定部５１の上面５４の第１領域５４Ａとが密着する。

第２領域５４Ｂは、支持部材２２の下面３９に対して、第１領域５４Ａより離れている。第１領域５４Ａと支持部材２２の下面３９とが接触しているとき、第２領域５４Ｂと支持部材２２の下面３９とは接触せず、第２領域５４Ｂと下面３９との間に間隙が形成される。

可動部５２は、ボルト部材６２によって、液浸部材９の上面２３に固定される。可動部５２は、ボルト部材６２が配置される孔６２Ｈを有する。本実施形態において、可動部５２は、孔６２Ｈを２つ有し、２つのボルト部材６２によって、液浸部材９の上面２３に固定される。

可動部５２の上面５５は、第１領域５４Ａより−Ｚ側に配置されている。すなわち、上面５５は、支持部材２２の下面３９に対して、第１領域５４Ａより離れている。第１領域５４Ａと支持部材２２の下面３９とが接触しているとき、可動部５２の上面５５と支持部材２２の下面３９とは接触せず、上面５５と下面３９との間に間隙が形成される。

可動部５２の下面５６は、ボルト部材６２が配置される孔６２Ｈの周囲に配置されている。下面５６は、平坦であり、液浸部材９の上面２３（ＸＹ平面）とほぼ平行である。可動部５２の下面５６と液浸部材２３の上面２３とは接触可能である。液浸部材９の上面２３には、ボルト部材６２の雄ねじ溝に対応する雌ねじ溝を含む孔２３Ｈが形成されている。ボルト部材６２によって、可動部５２と液浸部材９とが締め付けられ、液浸部材９の上面２３と、可動部５２の下面５６とが密着する。

固定部５１の下面５７は、可動部５２の下面５６より＋Ｚ側に配置されている。すなわち、固定部５１の下面５７は、液浸部材９の上面２３に対して、可動部５２の下面５６より離れている。可動部５２の下面５６と液浸部材９の上面２３とが接触しているとき、固定部５１の下面５７と液浸部材９の上面２３とは接触せず、下面５７と上面２３との間に間隙が形成される。

このように、支持部材２２に固定された固定部５１は、液浸部材９と接触せず、液浸部材９に固定された可動部５２は、支持部材２２と接触しない。

図６に示すように、弾性変形部５３は、固定部５１と可動部５２との間に配置された薄肉部である。弾性変形部５３は、可動部５２の一方の側面と固定部５１の一部とを接続する第１弾性変形部５３Ａと、可動部５２の他方の側面と固定部５１の一部とを接続する第２弾性変形部５３Ｂとを含む。

弾性変形部５３は、撓むことによって弾性変形可能である。弾性変形部５３は、図６中、矢印Ｒ方向に関する剛性が低く、矢印Ｒ方向に撓むことができる。

本実施形態においては、弾性変形部５３の弾性変形により、固定部５１と可動部５２とが、図６中、矢印Ｒ方向に相対移動する。本実施形態においては、弾性変形部５３の弾性変形により、可動部５２が、固定部５１に対して、図６中、矢印Ｒ方向に移動可能（変位可能）である。矢印Ｒ方向は、ＸＹ平面内における所定の一方向である。

このように、本実施形態においては、弾性ヒンジ５０は、ＸＹ平面内の矢印Ｒ方向に弾性変形し、その弾性変形によって、少なくとも一部が矢印Ｒ方向に移動可能（変位可能）である。

一方、Ｚ軸方向に関して、弾性変形部５３の剛性は高い。本実施形態において、Ｚ軸方向に関して、固定部５１と可動部５２との相対移動は十分に抑制される。すなわち、本実施形態においては、固定部５１に対する可動部５２のＺ軸方向に関する移動（変位）が十分に抑制されている。

図８は、エンコーダヘッド２１及びスケール部材Ｔ２の一例を示す構成図である。図８に示すように、スケール部材Ｔ２は、貼り合わされた２枚の板状部材３８Ａ、３８Ｂを含む。板状部材３８Ａは、板状部材３８Ｂの上側（＋Ｚ側）に配置されている。回折格子ＲＧは、下側の板状部材３８Ｂの上面（＋Ｚ側の面）に設けられている。上側の板状部材３８Ａは、下側の板状部材３８Ｂの上面を覆う。すなわち、上側の板状部材３８Ａは、下側の板状部材３８Ｂの上面に配置されている回折格子ＲＧを覆う。これにより、回折格子ＲＧの劣化、損傷等が抑制される。

エンコーダヘッド２１は、計測光を射出する照射装置４０と、計測光が通過する光学系４１と、スケール部材Ｔ２を介した計測光を受光する受光装置４２とを備えている。

照射装置４０は、計測光（レーザ光）ＬＢを発生する光源４０Ａと、光源４０Ａから射出される計測光ＬＢが入射可能な位置に配置されたレンズ系４０Ｂとを含む。光源４０Ａは、例えば半導体レーザを含む。照射装置４０は、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに対して４５度傾斜した方向に計測光ＬＢを射出する、

光学系４１は、偏光ビームスプリッタ４３と、一対の反射ミラー４４Ａ、４４Ｂと、レンズ４５Ａ、４５Ｂと、λ／４板４６Ａ、４６Ｂと、反射ミラー４７Ａ、４７Ｂとを備えている。図８において、偏光ビームスプリッタ４３は、その偏光分離面がＸＺ平面とほぼ平行である

受光装置４２は、偏光子（検光子）及び光検出器等を含む。受光装置４２は、受光した光に応じた信号を制御装置６に出力する。

光源４０Ａから射出された計測光ＬＢは、レンズ系４０Ｂを介して、偏光ビームスプリッタ４３に入射し、偏光分離される。偏光ビームスプリッタ４３は、入射した計測光ＬＢを、Ｐ偏光成分を主成分とする計測光ＬＢ１と、Ｓ偏光成分を主成分とする計測光ＬＢ２とに分離する。

偏光ビームスプリッタ４３の偏光分離面を透過した計測光ＬＢ１は、反射ミラー４４Ａを介して、スケール部材Ｔ２に配置された回折格子ＲＧに到達する。偏光ビームスプリッタ４３の偏光分離面で反射した計測光ＬＢ２は、反射ミラー４４Ｂを介して、回折格子ＲＧに到達する。

計測光ＬＢ１、ＬＢ２の照射によって、回折格子ＲＧは、回折光を生成する。回折光学素子ＲＧで発生した所定次数の回折光（例えば１次回折光）のそれぞれは、レンズ４５Ａ、４５Ｂを介して、λ／４板４６Ａ、４６Ｂに入射する。λ／４板４６Ａ、４６Ｂは、入射した光を、円偏光に変換する。λ／４板４６Ａ、４６Ｂで円偏光に変換された光は、反射ミラー４７Ａ、４８Ｂに入射し、その反射ミラー４７Ａ、４８Ｂで反射して、再び、λ／４板４６Ａ、４６Ｂに入射する。λ／４板４６Ａ、４６Ｂに入射した光は、そのλ／４板４６Ａ、４６Ｂを介して、Ｙスケール４６に配置された回折格子ＲＧに照射される。回折格子ＲＧを介した光は、偏光ビームスプリッタ４３に到達する。本実施形態においては、反射ミラー４７Ａ、４７Ｂで反射した光は、往路と同じ光路を逆方向に辿って、偏光ビームスプリッタ４３に到達する。

偏光ビームスプリッタ４３に到達した２つの計測光はそれぞれ、その偏光方向が元の方向に対して９０度回転している。このため、先に偏光ビームスプリッタ４３を透過した計測光ＬＢ１の１次回折光は、偏光ビームスプリッタ４３で反射して、受光装置４２に入射する。また、先に偏光ビームスプリッタ４３で反射した計測光ＬＢ２の１次回折光は、偏光ビームスプリッタ４３を透過して、計測光ＬＢ１の１次回折光と同軸に合成されて、受光装置４２に入射する。

そして、受光装置４２に入射した２つの１次回折光は、受光装置４２の内部で、検光子によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。

本実施形態においては、干渉させる２つの光の光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響をほとんど無視できる。そして、基板ステージ２が計測方向（例えばＹ軸方向）に移動すると、２つの光のそれぞれの位相が変化して、干渉光の強度が変化する。干渉光の強度変化は、受光装置４２によって検出される。エンコーダヘッド２１は、その強度変化に応じた位置情報を、計測値として出力する。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。本実施形態においては、例えば図３に示すように、基板ステージ２は、露光光ＥＬの照射位置ＥＰ及び基板交換位置ＣＰを含む第３定盤１９のガイド面の所定領域内を移動可能である。制御装置６は、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置ＣＰに移動した基板ステージ２（基板保持部２Ｈ）に対して露光前の基板Ｐを搬入（ロード）する動作、及び基板ステージ２（基板保持部２Ｈ）より露光後の基板Ｐを搬出（アンロード）する動作を含む基板交換処理を実行可能である。

本実施形態において、検出システム４は、基板交換位置ＣＰと照射位置ＥＰとの間において、基板Ｐの表面の位置情報を検出する。検出システム４は、基板Ｐの表面内（ＸＹ平面内）の複数の検出点のそれぞれに対して、Ｚ軸方向と傾斜した方向から検出光を照射する照射装置４Ａと、検出点を介した検出光を受光可能な受光装置４Ｂとを備えている。図３に示すように、本実施形態においては、エンコーダシステム５の第３支持部材２２Ｃの＋Ｙ側に照射装置４Ａが配置され、第１支持部材２２Ａの＋Ｙ側に受光装置４Ｂが配置されている。本実施形態において、照射装置４Ａから射出される検出光の照射位置、すなわち検出システム４の検出領域は、基板交換位置ＣＰと照射位置ＥＰとの間に配置される。

基板Ｐの露光動作を開始するために、制御装置６は、基板ステージ２を基板交換位置ＣＰへ移動して、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置ＣＰに配置された基板ステージ２に、露光前の基板Ｐをロードする。基板ステージ２に基板Ｐがロードされた後、制御装置６は、第２駆動システム２Ｄを作動して、基板交換位置ＣＰから照射位置ＥＰへ向けて、基板ステージ２の移動を開始する。

検出システム４の検出領域は、基板交換位置ＣＰと照射位置ＥＰとの間に配置されている。制御装置６は、基板ステージ２が基板交換位置ＣＰから照射位置ＥＰへ移動する途中において、検出システム４を用いて、基板Ｐの表面の位置情報を検出する。これにより、基板Ｐの露光動作前に、基板Ｐの表面情報が、検出システム４によって検出される。

また、不図示であるが、基板交換位置ＣＰと照射位置ＥＰとの間に、基板Ｐ上のアライメントマークを検出するアライメントシステムが配置されている。アライメントマークは、基板Ｐの複数のショット領域に対応して配置されている。制御装置６は、基板Ｐの露光動作前に、アライメントシステムを用いて、基板Ｐ上のアライメントマークを検出する。制御装置６は、アライメントシステムの検出結果に基づいて、基板Ｐの露光前に、基板Ｐのショット領域の位置情報を導出する。

本実施形態においては、制御装置６は、エンコーダシステム５を用いて、ＸＹ平面内における基板ステージ２の位置情報を計測しつつ、基板ステージ２をＸＹ平面内で移動しながら、検出システム４を用いる検出動作、及びアライメントシステムを用いる検出動作を実行する。

制御装置６は、基板Ｐの露光動作を実行するために、終端光学素子７及び液浸部材９と基板Ｐの表面との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成する。

制御装置６は、基板Ｐのショット領域の位置情報と、基板Ｐの表面情報とに基づいて、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲと基板Ｐのショット領域との位置関係、及び投影光学系ＰＬの像面と基板Ｐの表面との位置関係を調整しつつ、基板Ｐの複数のショット領域を、投影光学系ＰＬ及び液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して順次露光する。基板Ｐの露光中、液浸部材９によって、終端光学素子７と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。基板Ｐの露光時、制御装置６は、マスクステージ１及び基板ステージ２を制御して、マスクＭ及び基板Ｐを、光軸ＡＸ（露光光ＥＬの光路）と交差するＸＹ平面内の所定の走査方向に移動する。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。制御装置６は、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上の液浸空間ＬＳの液体ＬＱとを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板Ｐは露光光ＥＬで露光される。

本実施形態においては、基板Ｐの露光中、マスクステージ１の位置情報が、第１干渉計ユニット３Ａで計測され、基板ステージ２の位置情報が、エンコーダシステム５で計測される。制御装置６は、基板Ｐの露光中、第１干渉計ユニット３Ａの計測結果に基づいて、第１駆動システム１Ｄを作動し、マスク保持部１Ｈに保持されているマスクＭの位置制御を行う。また、制御装置６は、基板Ｐの露光中、エンコーダシステム５の計測結果に基づいて、第２駆動システム２Ｄを作動し、基板保持部２Ｈに保持されている基板Ｐの位置制御を行う。エンコーダシステム５は、少なくとも基板Ｐの露光中、スケール部材Ｔ２を用いて、ＸＹ平面内における基板ステージ２の位置情報を計測する。

本実施形態においては、エンコーダシステム５の支持部材２２は、露光光ＥＬの光路の外側で、光路に対する放射方向に延びるロッド部材であり、その支持部材２２に複数のエンコーダヘッド２１が支持されている。したがって、エンコーダシステム５は、複数のエンコーダヘッド２１を用いて、ＸＹ平面内を移動する基板ステージ２の位置情報を良好に計測することができる。

なお、本実施形態においては、第２干渉計ユニット３Ｂの計測値は、エンコーダシステム５の計測値の長期的変動（例えばスケール部材Ｔ２の経時的な変形）を補正（較正）する場合等に補助的に用いられる。

基板Ｐの露光が終了した後、制御装置６は、露光後の基板Ｐを基板ステージ２からアンロードするために、第２駆動システム２Ｄを作動して、照射位置ＥＰから基板交換位置ＣＰへ向けて基板ステージ２の移動を開始する。制御装置６は、基板ステージ２を基板交換位置ＣＰへ移動して、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置ＣＰに配置された基板ステージ２から、露光後の基板Ｐのアンロードを実行する。その後、制御装置６は、その基板ステージ２に対して、搬送システムを用いて、露光前の基板Ｐをロードする。

以下、上述と同様の処理が繰り返される。すなわち、制御装置６は、第２駆動システム２Ｄを作動して、基板交換位置ＣＰから照射位置ＥＰに向けて基板ステージ２を移動する。アライメントシステムは、基板交換位置ＣＰから照射位置ＥＰへの基板ステージ２の移動を含む動作中に、基板Ｐに設けられているアライメントマークを検出する。また、検出システム４は、基板交換位置ＣＰから照射位置ＥＰへの基板ステージ２の移動を含む動作中に、基板Ｐの表面の位置情報を検出する。その後、制御装置６は、基板Ｐを保持した基板ステージ２を照射位置ＥＰに移動して、基板Ｐの露光を実行する。

本実施形態において、液体ＬＱと接触する液浸部材９が、例えば液体ＬＱの気化熱により熱変形する可能性がある。本実施形態においては、液浸部材９と支持部材２２とは、弾性ヒンジ５０を含む接続機構２５を介して接続されているので、液浸部材９の変形（熱変形）が、支持部材２２へ伝達されることが抑制される。例えば、液浸部材９が、液体ＬＱの気化熱によって、光路に対する放射方向へ熱変形した場合でも、弾性ヒンジ５０が放射方向（矢印Ｒ方向）へ弾性変形するので、液浸部材９の変形を吸収することができる。すなわち、液浸部材９が、光路に対する放射方向へ熱変形した場合でも、その液浸部材９と固定されている弾性ヒンジ５０の可動部５２が、放射方向（矢印Ｒ方向）へ変位するので、支持部材２２と固定されている固定部５１（第１領域５４Ａ）に過剰な応力が作用することが抑制される。したがって、接続機構２５は、液浸部材９の変形の支持部材２２への伝達を抑制することができる。

液浸部材９の変形の支持部材２２への伝達が抑制されることによって、支持部材２２の変形が抑制されるので、例えば支持部材２２に支持されているエンコーダヘッド２１の位置変動を抑制することができる。したがって、エンコーダシステム５の計測精度の低下を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダシステム５の支持部材２２で液浸部材９が支持されるので、露光装置ＥＸの大型化を抑制することができる。また、支持部材２２に支持されるエンコーダヘッド２１を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの近傍に配置することができる。したがって、照射位置ＥＰを含むＸＹ平面内を移動する基板ステージ２の位置情報を、エンコーダヘッド２１を用いて良好に検出することができる。

そして、液浸部材９と支持部材２２とが弾性ヒンジ５０を含む接続機構２５を介して接続されているので、例えば液浸部材９が液体ＬＱの気化熱により熱変形しても、その液浸部材９の変形が、支持部材２２へ伝達することが抑制される。したがって、エンコーダシステム５の計測精度の低下を抑制することができる。そのため、エンコーダシステム５を用いて、基板ステージ２の位置情報を精度良く計測することができ、その計測結果を用いて、基板ステージ２の位置制御を良好に実行することができる。したがって、基板Ｐを精度良く露光でき、露光不良の発生を抑制することができる。

なお、上述の実施形態においては、支持部材２２にエンコーダヘッド２１が支持されることとしたが、例えばフォーカス・レベリング検出システムの少なくとも一部、あるいはアライメントシステムの少なくとも一部が支持されてもよい。

なお、上述の実施形態において、接続機構２５は、弾性ヒンジ５０を用いているが、液浸部材９の変形が支持部材２２へ伝達しないように弾性ヒンジとは異なる機構を用いてもよい。例えば、図９に示すように、接続機構２５Ｂが、弾性変形可能な板ばね５０Ｂを用いることができる。図９において、接続機構２５Ｂは、支持部材２２（２２Ｂ、２２Ｄ）と液浸部材９とを接続する。接続機構２５Ｂは、ボルト部材６１Ｂによって支持部材２２に固定された第１部材５１Ｂと、ボルト部材６２Ｂによって液浸部材９に固定された第２部材５２Ｂと、第１部材５１Ｂと第２部材５２Ｂとを接続するように配置された板ばね５０Ｂとを備えている。板ばね５０Ｂは、ボルト部材６３Ｂによって第１部材５１Ｂに固定され、ボルト部材６４Ｂによって第２部材５２Ｂに固定される。支持部材２２に固定された第１部材５１Ｂは、液浸部材９と接触せず、液浸部材９に固定された第２部材５２Ｂは、支持部材２２と接触しない。

板ばね５０Ｂは、撓むことによって弾性変形可能である。板ばね５０Ｂは、図９中、矢印Ｒ方向に関する剛性が低く、矢印Ｒ方向に撓むことができる。板ばね５０Ｂの弾性変形により、第１部材５１Ｂと第２部材５２Ｂとが、図９中、矢印Ｒ方向に相対移動する。本実施形態においては、板ばね５０Ｂの弾性変形により、第２部材５２Ｂが、第１部材５１Ｂに対して、図９中、矢印Ｒ方向に移動可能（変位可能）である。矢印Ｒ方向は、ＸＹ平面内における所定の一方向である。一方、Ｚ軸方向に関して、板ばね５０Ｂの剛性は高い。本実施形態において、Ｚ軸方向に関して、第１部材５１Ｂと第２部材５２Ｂとの相対移動は十分に抑制される。

なお、上述の実施形態においては、基板ステージ２にスケール部材を配置し、そのスケール部材と対向可能な位置（基板ステージ２の上方）にエンコーダヘッド（エンコーダシステム）が配置される場合を例にして説明したが、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書等に開示されているような、基板ステージにエンコーダヘッド（エンコーダシステム）が配置され、そのエンコーダヘッドと対向可能な位置（基板ステージの上方）にスケール部材（グリッド板）が配置される露光装置にも、上述の実施形態で説明した構成を適用することができる。すなわち、基板ステージの上方に配置されたスケール部材と液浸部材とを、上述の実施形態で説明した接続機構２５を介して接続することで、液浸部材の変形が、スケール部材に伝達されることを抑制することができる。

なお、上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬとして、終端光学素子７の射出側（像面側）の光路を液体で満たしているが、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、終端光学素子７の入射側（物体面側）の光路も液体ＬＱで満たす投影光学系を採用することもできる。

なお、上述の各実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

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。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば対応米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載し、露光対象の基板を保持しない計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。計測ステージにスケール部材を配置することによって、エンコーダシステム５を用いて計測ステージの位置情報を計測することができる。

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）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

また、上述の各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許第７０２３６１０号明細書に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでもよい。

なお、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等を含む。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸空間が形成される。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

以上のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１０に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

本実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る終端光学素子及び液浸部材の近傍を示す断面図である。 本実施形態に係る基板ステージ、エンコーダシステム、及び液浸部材を示す平面図である。 本実施形態に係る接続機構を介して支持部材に支持されている液浸部材を模式的に示す平面図である。 本実施形態に係る接続機構を介して支持部材に支持されている液浸部材を模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る接続機構の一例を示す斜視図である。 本実施形態に係る接続機構の一例を示す側断面図である。 本実施形態に係るエンコーダヘッドの一例を示す図である。 本実施形態に係る接続機構の一例を示す側断面図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

２…基板ステージ、５…エンコーダシステム、７…終端光学素子、９…液浸部材、１１…ボディ、１１Ａ…第１フレーム、２１…エンコーダヘッド、２２…支持部材、２５…接続機構、５０…弾性ヒンジ、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ…液浸空間、Ｐ…基板、Ｔ２…スケール部材

Claims (11)

1. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
   前記露光光を射出する光学部材と、
   前記基板の露光中に、前記光学部材と前記基板との間の前記露光光の光路が液体で満たされるように液浸空間を形成可能な液浸部材と、
   前記露光光の照射位置を含む所定面内を移動可能な物体の位置情報を計測可能な計測器を支持する支持部材と、
   前記液浸部材の変形が前記支持部材へ伝達されないように前記支持部材と前記液浸部材とを接続する接続機構と、を備える露光装置。
2. 前記接続機構は、弾性ヒンジを含む請求項１記載の露光装置。
3. 前記変形は、前記液体の気化熱による熱変形を含む請求項２記載の露光装置。
4. 前記液浸部材は、前記光路の周囲に配置され、
   前記弾性ヒンジは、少なくとも前記光路に対する放射方向に弾性変形する請求項２または３のいずれか一項記載の露光装置。
5. 前記液浸部材は、前記光路の周囲に配置され、
   前記接続機構は、前記光路の周囲に複数配置される請求項１〜４のいずれか一項記載の露光装置。
6. 前記計測器は、前記物体に配置されたスケール部材と対向可能なエンコーダヘッドを含む請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。
7. 前記露光光を射出する光学部材と、
   前記光学部材を支持するフレーム部材とを備え、
   前記支持部材は、前記フレーム部材に支持される請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
8. 前記支持部材は、前記光路の外側で、前記光路に対する放射方向に延びるロッド部材を含む請求項１〜７のいずれか一項記載の露光装置。
9. 前記物体は、前記基板を保持する請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
10. 前記物体は、前記基板を含む請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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