JP4974049B2 - 露光方法、露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光方法、露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、同一の感光物体に対し複数回の露光を行う露光方法、露光装置、並びに前記露光方法又は露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

従来より、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンの像を、投影光学系を介して、レジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等感光性の基板（以下、「基板」又は「ウエハ」と呼ぶ）上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。この種の投影露光装置としては、従来、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを所定の走査方向に同期移動しつつ露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））も注目されている。

通常、上記投影露光装置においては、使用する露光光の波長（露光波長）が短くなるほど、また、投影光学系の開口数（ＮＡ）が大きいほど、その解像度は向上するが、焦点深度は逆に狭くなる。このような解像度の向上に伴う焦点深度の狭小化の対策としては、従来においても、位相シフトレチクル法、変形照明法、二重露光法、あるいはそれらを組合せて用いる方法など、解像度を低下させることなく焦点深度を実質的に広くする種々の方法の提案がなされている（例えば、特許文献１等参照）。しかるに、集積回路の一層の高集積化に対応するために、露光波長が将来的に更に短波長化することが確実視されていることから、それに伴う焦点深度の狭小化への更なる新しい対策が必要となっている。

このような背景から、最近では、実質的に露光波長を短くして、かつ空気中に比べて焦点深度を大きく（広く）する方法として、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ウエハ表面との間の空間を水又は有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光光の実質的な波長が空気中の１／ｎ倍（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共に、その解像度と同一の解像度が液浸法を用いることなく得られる投影光学系（このような投影光学系の製造が可能であるとして）に比べて焦点深度をｎ倍に拡大する、すなわち空気中に比べて焦点深度をｎ倍に拡大するものである（例えば、特許文献２等参照）。

このように、液浸法を用いた露光装置のような、露光光の実質的な短波長化により、高解像度及び広焦点深度を実現する露光装置は、露光精度の観点からすれば最適な露光装置であるといえるが、そのような露光装置では、一般的に、露光に要する時間が比較的長くなる傾向がある。特に、液浸法を用いた露光装置で上記二重露光法を行おうとした場合には、スループットの低下が懸念される。

国際公開第９９／６５０６６号パンフレット 国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

本発明は、上記事情の下になされたもので、第１の観点からすると、同一の感光物体に対し複数回の露光を行う露光方法において、露光光を前記感光物体上に投射する投影光学系と前記感光物体との間の空間が、前記複数回の露光のうちの少なくとも１回の露光では所定の液体で満たされ、他の回の露光では前記所定の液体とは種類が異なる別の液体で満たされ、前記空間における前記露光光の実質的な波長が、前記少なくとも１回の露光と、前記他の回の露光とで異なり前記複数回の露光ではそれぞれ前記感光物体の複数の領域が露光され、前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光との一方によって前記複数の領域を露光した後、前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光との他方の露光によって前記複数の領域を露光し、前記複数回の露光のうち前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光とは同一の露光装置を用いて行われ、前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光とで、前記感光物体が、１つの照明領域で露光される第１の露光方法である。

本明細書において、「露光光の実質的な波長」とは、感光物体に実際に到達したときの露光光の波長のことを指すものとする。また、「感光物体」には、感光剤が塗布された物体をも含み、「同一の感光物体に対する複数回の露光」とは、物体上に形成された同一の感光剤の層に対する複数回の露光を含む。

これによれば、同一の感光物体に対し複数回の露光を行う場合、複数回の露光のうちの少なくとも１回の露光では、露光光を感光物体上に投射する投影光学系と感光物体との間の空間における該露光光の実質的な波長を、複数回の露光のうちの他の回の露光におけるその空間における露光光の波長とは異なるようにする。このため、例えば高解像度が要求される回の露光では投影光学系と感光物体との間の空間における露光光の実質的な波長を短くし、解像度がそれほど要求されない回の露光では露光光の実質的な波長をある程度長くすることができる。したがって、同一の感光物体に複数回の露光を行う場合に、各回の露光を要求される解像度に応じた波長を採用することができ、結果的に高精度かつ高スループットを両立した露光を実現することができる。

本発明は、第２の観点からすると、同一の感光物体に対し複数回の露光を行う露光方法であって、光学部材と前記感光物体との間の空間が所定の液体で満たされ露光光の実質的な波長が第１の波長となる第１の露光条件下において、前記第１の波長の前記露光光により前記感光物体を露光する工程と；前記光学部材と前記感光物体との間の空間が前記所定の液体とは別の液体で満たされ前記露光光の実質的な波長が前記第１の波長とは異なる第２の波長となる第２の露光条件下において、前記第２の波長の前記露光光により前記感光物体を露光する工程と；を含み、前記複数回の露光ではそれぞれ前記感光物体の複数の領域が露光され、前記第１の露光条件下での露光と前記第２の露光条件下での露光との一方によって前記複数の領域を露光した後、前記第１の露光条件下での露光と前記第２の露光条件下での露光との他方の露光によって前記複数の領域を露光し、前記第１の露光条件下での露光及び前記第２の露光条件下での露光では、前記感光物体は、同一の露光装置において１つの照明領域で露光される第２の露光方法である。

これによれば、同一の感光物体に対し複数回の露光を行う場合、光学部材とその感光物体との間の空間における露光光の実質的な波長が第１の波長となる第１の露光条件下において、露光光によりその感光物体を露光し、また、光学部材とその感光物体との間の空間における露光光の実質的な波長が第１の波長とは異なる第２の波長となる第２の露光条件下において、露光光によりその感光物体を露光する。このため、例えば高解像度が要求される回の露光では投影光学系と感光物体との間の空間における露光光の実質的な波長を短くし、解像度がそれほど要求されない回の露光では露光光の実質的な波長をある程度長くする。すなわち、高解像度が要求される回の露光では第１の波長と第２の波長のうち、より短波長である一方の露光条件下において露光光により感光物体を露光し、解像度がそれほど要求されない回の露光では他方の露光条件下において露光光により感光物体を露光する。したがって、同一の感光物体に複数回の露光を行う場合に、各回の露光を要求される解像度に応じた波長を採用することができ、結果的に高精度かつ高スループットを両立した露光を実現することができる。

本発明は、第３の観点からすると、同一の感光物体に対し複数回の露光を行う露光装置であって、前記感光物体を保持するステージと；露光光を前記感光物体上に投射する投影光学系と；前記投影光学系と前記ステージとの間の第１空間のうち、少なくとも、前記投影光学系と前記ステージ上の前記感光物体との間の第２空間が、複数種類の液体のうちのいずれか一つの液体で満たされるように、該液体を供給する液体供給機構を有し、前記第２空間における前記露光光の実質的な波長を調整する調整装置と；前記感光物体を複数回露光する際に、その複数回の露光のうちの少なくとも１回の露光では、前記第２空間における前記露光光の実質的な波長が他の回の露光におけるその波長と異なるように、前記調整装置を制御する制御装置と；を備え、前記制御装置は、前記少なくとも１回の露光では、前記第２空間に、前記液体供給機構により前記複数種類の液体のうちの所定の液体が供給され、前記他の回の露光では、前記第２空間に、前記液体供給機構により前記所定の液体とは異なる液体が供給されるように、前記調整装置を制御し、前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光とで、前記感光物体が、１つの照明領域で露光される露光装置である。

これによれば、上記調整装置及び制御装置を備えているので、同一の感光物体に対し、複数回の露光を行う場合には、複数回の露光のうちの少なくとも１回の露光では、露光光を感光物体上に投射する投影光学系とその感光物体との間の空間における該露光光の実質的な波長を、複数回の露光のうちの他の回の露光におけるその空間における露光光の波長と異なるようにすることができる。これにより、例えば高解像度が要求される回の露光では、投影光学系と感光物体との間の空間における露光光の実質的な波長を短くし、解像度がそれほど要求されない回の露光では、露光光の実質的な波長をある程度長くすることができる。したがって、同一の感光物体に複数回の露光を行う場合に、各回の露光を要求される解像度に応じた波長を採用することができ、結果的に高精度かつ高スループットを両立した露光を実現することができる。

リソグラフィ工程において、本発明の第１、第２の露光方法のいずれかを実行して、感光物体を複数回露光することで、高精度かつ高スループットな露光を実現することができ、その結果、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができる。したがって、本発明は、別の観点からすると、本発明の露光方法を実行して、感光物体を複数回露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法である。

また、リソグラフィ工程において、本発明の露光装置を用いて、感光物体上にデバイスパターンを転写することで、高精度かつ高スループットな露光を実現することができ、その結果、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができる。したがって、本発明は、別の観点からすると、本発明の露光装置を用いて、感光物体上にデバイスパターンを転写するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であるとも言える。

本発明の第１の実施形態に係るリソグラフィシステムの構成を概略的に示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 Ｚチルトステージ及びウエハホルダを示す斜視図である。 液体給排システムを示す概略平面図である。 第１の実施形態の露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。 二重露光によりウエハ上に形成されるパターンの一例を示す図である。 二重露光に用いられるレチクルの一例を示す図である。 二重露光に用いられる他のレチクルの一例を示す図である。 第１の実施形態の露光システムを構成するホスト計算機システムの処理アルゴリズムを示すフローチャートである。 図８のステップ２０７の指示に応じて指示された露光装置の主制御装置で実行される処理アルゴリズムを示すフローチャートである。 図８のステップ２１３の指示に応じて指示された露光装置の主制御装置で実行される処理アルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 レチクルステージの一例を示す概略平面図である。 第２の実施形態に係るステージ装置を示す平面図である。 第２の実施形態の露光装置における露光動作の際の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。 図１５のステップ８０４の詳細を示すフローチャートである。

《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１０に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。

図１には、本発明の第１の実施形態に係る露光システムとしてのリソグラフィシステム１１０の構成が概略的に示されている。このリソグラフィシステム１１０は、Ｎ台の露光装置１００₁〜１００_N、ターミナルサーバ１５０及びホスト計算機システム１６０等を備えている。この内、各露光装置１００_i（ｉ＝１，２，…，ｊ，ｊ＋１，…，Ｎ）及びターミナルサーバ１５０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１７０に接続されており、ホスト計算機システム１６０は、ターミナルサーバ１５０に接続されている。また、露光装置１００₁〜１００_Nと、ホスト計算機システム（以下、単に「ホスト」と呼ぶ）１６０との間の通信経路が確保されており、ホスト１６０と、露光装置１００₁〜１００_Nの間の通信は、この通信経路を用いて行われる。

前記露光装置１００₁〜１００_Nのそれぞれは、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置、いわゆるステッパであっても良いし、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）であっても良い。以下では、説明の便宜上、露光装置１００₁〜１００_Nは、すべてスキャニング・ステッパであるものとする。

図２には、図１中の前記露光装置１００₁〜１００_Nを代表する露光装置１００₁の概略的な構成が示されている。この露光装置１００₁は、照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、感光物体としてのウエハＷが搭載されるウエハステージＷＳＴを含むステージ装置５０及びこれらの制御系等を備えている。

前記照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報及びこれに対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、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、照明系開口絞り、ビームスプリッタ、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド（固定レチクルブラインド及び可動レチクルブラインド）等（いずれも不図示）を含んで構成されている。この照明系１０では、主制御装置２０の制御の下、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上でＸ軸方向（図２における紙面内左右方向）に細長く伸びるスリット状の照明領域（レチクルブラインドで規定された領域）をエネルギビームとしての露光光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、露光光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられる。なお、露光光ＩＬとして、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。また、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。なお、照明系１０を、例えば特開平６−３４９７０１号公報及びこれに対応する米国特許第５，５３４，９７０号などに開示されるような照明系と同様に構成しても良い。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、上記各公報及び対応する米国特許出願公開明細書又は米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

この照明系１０から発せられる露光光ＩＬの条件、すなわち種々の照明条件は、主制御装置２０により設定可能となっている。

前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部１１（図２では図示せず図５参照）によって、照明系１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図２における紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。

レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルＹ軸干渉計とレチクルＸ軸干渉計とが設けられているが、図２ではこれらが代表的に移動鏡１５、レチクル干渉計１６として示されている。ここで、レチクルＹ軸干渉計とレチクルＸ軸干渉計の一方、例えばレチクルＹ軸干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ軸干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置（Ｙ位置）に加え、θｚ（Ｚ軸回りの回転）方向の回転も計測できるようになっている。

レチクル干渉計１６により計測されるレチクルステージＲＳＴの位置情報は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に供給される。ステージ制御装置１９では、主制御装置２０からの指示に応じ、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部１１を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。

前記投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図２における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、該鏡筒４０内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとを備えている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックでＺ軸方向の共通の光軸ＡＸを有する複数のレンズ（レンズエレメント）から成り、所定の投影倍率（例えば１／４倍、又は１／５倍、又は１／８）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明系１０からの露光光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域が照明されると、このレチクルＲを通過した露光光ＩＬにより、投影ユニットＰＵ（投影光学系ＰＬ）を介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。

この露光装置１００₁では、後述するように液浸法による露光が行われるので、開口数ＮＡが増大することに伴いレチクルＲ側の開口が大きくなる。このため、レンズのみで構成する屈折光学系においてはペッツヴァルの条件を満足することが困難となり、投影光学系が大型化する傾向にある。かかる投影光学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含んで構成される反射屈折系（カタディ・オプトリック系）を投影光学系ＰＬとして採用しても良い。また、屈折系を含まない反射系を投影光学系ＰＬとして採用しても良い。

また、図示は省略されているが、投影光学系ＰＬを構成する複数のレンズのうちの特定の複数のレンズは、主制御装置２０からの指令に基づいて結像特性補正コントローラ１８１（図５参照）によって制御され、投影光学系ＰＬの光学特性（結像特性を含む）、例えば倍率、ディストーション、コマ収差、及び像面湾曲（像面傾斜を含む）などを調整できるようになっている。

また、露光装置１００₁では、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）のレンズ、すなわち先玉（以下、「先端レンズ」と呼ぶ）４２とウエハステージＷＳＴ上のウエハＷとの間、あるいは先端レンズ４２とウエハステージＷＳＴとの間に、局所的に液体を供給するための液体給排システム３２が設けられている。なお、この液体給排システム３２の構成等については、後述する。

前記ステージ装置５０は、ウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージＷＳＴ上に設けられたウエハホルダ７０、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動部１２４等を備えている。前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図２における下方で不図示のベース上に配置され、ウエハステージ駆動部１２４を構成する不図示のリニアモータ等によってＸＹ方向へ駆動されるＸＹステージ５２と、該ＸＹステージ５２上に載置され、ウエハステージ駆動部１２４を構成する不図示のＺ・チルト駆動機構によって、Ｚ軸方向、及びＸＹ面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ方向））へ微小駆動されるＺ・チルトステージ５１とを備えている。このＺ・チルトステージ５１上にウエハＷを保持する前記ウエハホルダ７０が搭載されている。

このウエハホルダ７０は、図３の斜視図に示されるように、ウエハＷが載置される領域（中央の円形領域）の周囲部分のうち、正方形のＺ・チルトステージ５１の一方の対角線上に位置する２つのコーナーの部分がそれぞれ突出し、他方の対角線上に位置する２つのコーナー部分が前述の円形領域より一回り大きい円の１／４の円弧状となる、特定形状の本体部７０Ａと、この本体部７０Ａにほぼ重なるようにウエハＷの載置される領域の周囲に配置された４枚の補助プレート７２ａ〜７２ｄとを備えている。これらの補助プレート７２ａ〜７２ｄの表面は、ウエハＷの表面とほぼ同一の高さ（両者の高さの差は、１ｍｍ以内）とされている。なお、補助プレート７２ａ〜７２ｄは、ウエハステージＷＳＴ上に部分的に形成されているが、ウエハステージＷＳＴ上を全体的に覆うように形成して、ウエハステージＷＳＴの上面をほぼ同じ高さ（面一）にしても良い。この場合、移動鏡１７Ｘ、１７Ｙの上面も補助プレートとほぼ同じ高さにしておくと良い。なお、補助プレート７２ａ〜７２ｄの表面は、必ずしもウエハＷの表面の同一の高さである必要はなく、先端レンズ４２の像面側に液体Ｌｑが良好に維持できるならば、補助プレート７２ａ〜７２ｄの表面とウエハＷの表面とに段差があっても良い。

ここで、図３に示されるように、補助プレート７２ａ〜７２ｄのそれぞれとウエハＷとの間には隙間Ｄが存在するが、隙間Ｄの寸法は０．１〜１ｍｍ以下になるように設定されている。また、ウエハＷには、その一部にノッチ（Ｖ字状の切欠き）が存在するが、このノッチの寸法も１ｍｍ程度であるから、その図示が省略されている。

また、補助プレート７２ａには、その一部に円形開口が形成され、その開口内に基準マーク板ＦＭが隙間がないように嵌め込まれている。基準マーク板ＦＭの表面は、補助プレート７２ａと同一面（面一）とされている。基準マーク板ＦＭの表面には、後述するレチクルアライメントやアライメント系のベースライン計測などに用いられる各種の基準マーク（いずれも不図示）が形成されている。

図２に戻り、前記ＸＹステージ５２は、走査方向（Ｙ軸方向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領域を前記照明領域と共役な露光領域ＩＡ（図４参照）に位置させることができるように、走査方向に直交する非走査方向（Ｘ軸方向）にも移動可能に構成されており、ウエハＷ上の各ショット領域を走査（スキャン）露光する動作と、次ショットの露光のための加速開始位置（走査開始位置）へ移動する動作（ショット領域間移動動作）とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作を行う。

ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）は、Ｚ・チルトステージ５１の上面に設けられた移動鏡１７を介して、ウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と呼ぶ）１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際には、Ｚ・チルトステージ５１上には、例えば図３に示されるように、走査方向（Ｙ軸方向）に直交する反射面を有するＹ移動鏡１７Ｙと非走査方向（Ｘ軸方向）に直交する反射面を有するＸ移動鏡１７Ｘとが設けられ、これに対応してウエハ干渉計もＸ移動鏡１７Ｘに垂直に干渉計ビームを照射するＸ軸干渉計と、Ｙ移動鏡１７Ｙに垂直に干渉計ビームを照射するＹ軸干渉計とが設けられているが、図２ではこれらが代表的に移動鏡１７、ウエハ干渉計１８として示されている。なお、ウエハ干渉計１８のＸ軸干渉計及びＹ軸干渉計は、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、これらの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴ（より正確には、Ｚ・チルトステージ５１）のＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））も計測可能となっている。なお、例えば、Ｚ・チルトステージ５１の端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１７Ｘ、１７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。また、多軸干渉計は４５°傾いてウエハステージＷＳＴに設置される反射面を介して、投影ユニットＰＵが載置される架台（不図示）に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影ユニットＰＵの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。

ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に供給される。ステージ制御装置１９では、主制御装置２０の指示に応じ、ウエハステージＷＳＴの上記位置情報（又は速度情報）に基づき、ウエハステージ駆動部１２４を介してウエハステージＷＳＴを制御する。

次に、前記液体給排システム３２について、図４に基づいて説明する。この液体給排システム３２は、液体供給機構としての液体供給装置５、液体回収装置６、液体供給装置５に接続された供給管２１，２２，２７，２８、及び液体回収装置６に接続された回収管２３，２４，２９，３０等を備えている。

前記液体供給装置５は、液体のタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、並びに供給管２１，２２，２７，２８それぞれに対する液体の供給・停止を制御するための不図示の複数のバルブ等を含んで構成されている。各バルブとしては、例えば液体の供給・停止のみならず、流量の調整も可能となるように、流量制御弁を用いることが望ましい。前記温度制御装置は、液体タンク内の液体の温度を、例えば投影ユニットＰＵ等を中心とする露光装置本体が収納されているチャンバ（不図示）内の温度と同程度の温度に調整する。

前記供給管２１は、その一端が液体供給装置５に接続され、その他端が３つに分岐して、各分岐端に先細ノズルから成る供給ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。これらの供給ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃの先端は、前述の先端レンズ４２（図２参照）の近傍に位置し、Ｘ軸方向に所定間隔を隔ててかつ露光領域ＩＡ（前述のスリット上の照明領域と共役な像面上の領域）の＋Ｙ側に近接して配置されている。供給ノズル２１ａを中心として、供給ノズル２１ｂ，２１ｃがほぼ左右対称に配置されている。

前記供給管２２は、その一端が液体供給装置５に接続され、その他端が３つに分岐して、各分岐端に先細ノズルから成る供給ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。これらの供給ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃの先端は、先端レンズ４２の近傍に位置し、Ｘ軸方向に所定間隔を隔ててかつ露光領域ＩＡの−Ｙ側に近接して配置されている。この場合、供給ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、露光領域ＩＡを挟んで供給ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対向して配置されている。

前記供給管２７は、その一端が液体供給装置５に接続され、その他端に先細ノズルから成る供給ノズル２７ａが形成され（あるいは設けられ）ている。この供給ノズル２７ａの先端は、先端レンズ４２の近傍に位置し、露光領域ＩＡの−Ｘ側に近接して配置されている。

前記供給管２８は、その一端が液体供給装置５に接続され、その他端に先細ノズルから成る供給ノズル２８ａが形成され（あるいは設けられ）ている。この供給ノズル２８ａの先端は、先端レンズ４２の近傍に位置し、露光領域ＩＡの＋Ｘ側に近接して、かつ露光領域ＩＡを挟んで供給ノズル２７ａに対向して配置されている。

なお、液体を供給するためのタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、バルブなどは、その全てを露光装置１００₁で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置１００₁が設置される工場などの設備で代替することもできる。

前記液体回収装置６は、液体のタンク及び吸引ポンプ、並びに回収管２３，２４，２９，３０それぞれを介した液体の回収・停止を制御するための複数のバルブ等を含んで構成されている。各バルブとしては、前述した液体供給装置５側のバルブに対応して流量制御弁を用いることが望ましい。

前記回収管２３は、その一端が液体回収装置６に接続され、その他端が二股に分岐して、各分岐端に末広ノズルから成る回収ノズル２３ａ，２３ｂがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。この場合、回収ノズル２３ａ，２３ｂは、供給ノズル２２ａ〜２２ｃの間に交互に配置されている。回収ノズル２３ａ，２３ｂそれぞれの先端及び供給ノズル２２ａ，２２ｂ，２２ｃそれぞれの先端は、Ｘ軸に平行な同一直線上にほぼ沿って配置されている。

前記回収管２４は、その一端が液体回収装置６に接続され、その他端が二股に分岐して、各分岐端に末広ノズルから成る回収ノズル２４ａ，２４ｂがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。この場合、回収ノズル２４ａ，２４ｂは、供給ノズル２１ａ〜２１ｃの間に交互に、かつ露光領域ＩＡを挟んで回収ノズル２３ａ，２３ｂに、それぞれ対向して配置されている。回収ノズル２４ａ，２４ｂそれぞれの先端及び供給ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃそれぞれの先端は、Ｘ軸に平行な同一直線上にほぼ沿って配置されている。

前記回収管２９は、その一端が液体回収装置６に接続され、その他端が二股に分岐して、各分岐端に末広ノズルから成る回収ノズル２９ａ，２９ｂがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。これらの回収ノズル２９ａ，２９ｂは、供給ノズル２８ａを挟んで配置されている。回収ノズル２９ａ，２９ｂ及び供給ノズル２８ａそれぞれの先端は、Ｙ軸に平行な同一直線上にほぼ沿って配置されている。

前記回収管３０は、その一端が液体回収装置６に接続され、その他端が二股に分岐して、各分岐端に末広ノズルから成る回収ノズル３０ａ，３０ｂがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。これらの回収ノズル３０ａ，３０ｂは、供給ノズル２７ａを挟んで、かつ露光領域ＩＡを挟んで回収ノズル２９ａ，２９ｂにそれぞれ対向して配置されている。回収ノズル３０ａ，３０ｂ及び供給ノズル２７ａそれぞれの先端は、Ｙ軸に平行な同一直線上にほぼ沿って配置されている。

なお、液体を回収するためのタンク、吸引ポンプ、バルブなどは、その全てを露光装置１００₁で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置１００₁が設置される工場などの設備で代替することもできる。

露光装置１００₁では、上記液体として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する超純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハＷ上に塗布されるレジスト（感光剤）や光学レンズ等に対する悪影響が少ない利点がある。また、超純水は環境に対する悪影響がないと共に、不純物の含有量が極めて低いため、ウエハＷの表面及び先端レンズ４２の表面を洗浄する作用も期待できる。

ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４である。この水の中では、露光光ＩＬの空間波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。

前記液体供給装置５及び液体回収装置６は、それぞれコントローラを具備しており、それぞれのコントローラは、主制御装置２０によって制御されるようになっている（図５参照）。例えば、図４中の実線矢印Ａで示す方向（−Ｙ方向）にウエハＷを移動させる際には、液体供給装置５のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、供給管２１に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして供給管２１に設けられた供給ノズル２１ａ〜２１ｃを介して先端レンズ４２とウエハＷとの間に−Ｙ方向に向かって水を供給する。また、このとき、液体回収装置６のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、回収管２３に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、回収ノズル２３ａ，２３ｂを介して先端レンズ４２とウエハＷとの間から液体回収装置６の内部に水を回収する。このとき、主制御装置２０は、先端レンズ４２とウエハＷとの間に供給ノズル２１ａ〜２１ｃから−Ｙ方向に向かって供給される水の量と、回収ノズル２３ａ，２３ｂを介して回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５、液体回収装置６に対して指令を与える。従って、先端レンズ４２とウエハＷとの間に保持される水Ｌｑは常に入れ替わってはいるが、保持される水の総量は常に一定である。

また、図４中に点線矢印Ａ’で示す方向（＋Ｙ方向）にウエハＷを移動させる際には、同様にして、液体供給装置５のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、供給管２２に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、供給管２２に設けられた供給ノズル２２ａ〜２２ｃを介して先端レンズ４２とウエハＷとの間に＋Ｙ方向に向かって水を供給するとともに、液体回収装置６のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、回収管２４に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、回収ノズル２４ａ，２４ｂを介して先端レンズ４２とウエハＷとの間から液体回収装置６の内部に水を回収する。

このように、露光装置１００₁では、露光領域ＩＡを挟んでＹ軸方向の一側と他側に、互いに組を成す供給ノズル群と回収ノズル群とがそれぞれ設けられているため、ウエハを＋Ｙ方向、又は−Ｙ方向のどちらに移動する場合にも、ウエハＷと先端レンズ４２との間には水が安定して満たされ続ける。

また、水がウエハＷ上を流れるため、ウエハＷ上に異物（レジストからの飛散粒子を含む）が付着している場合であっても、その異物を水により流し去ることができる。また、液体供給装置５により所定の温度に調整された水が供給され、かつこの水が常時入れ替わっているので、露光の際に露光光ＩＬがウエハＷ上に照射されても、ウエハＷと該ウエハＷ上を流れる水との間で熱交換が行われ、ウエハ表面の温度上昇を抑制することができる。また、露光装置１００₁では、ウエハＷを移動させる方向と同じ方向に水が流れているため、異物や熱を吸収した水を先端レンズ４２の直下の露光領域ＩＡに滞留させることなく回収することができる。

また、図４中に実線矢印Ｂで示される方向（＋Ｘ方向）にウエハＷを移動させる際にも、同様にして、液体供給装置５のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、供給管２７に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、供給管２７に設けられた供給ノズル２７ａを介して先端レンズ４２とウエハＷとの間に＋Ｘ方向に向かって水を供給するとともに、液体回収装置６のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、回収管２９に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、回収ノズル２９ａ，２９ｂを介して先端レンズ４２とウエハＷとの間から液体回収装置６の内部に水を回収する。

また、図４中に点線矢印Ｂ’で示される方向（−Ｘ方向）にウエハＷを移動させる際には同様にして、液体供給装置５のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、供給管２８に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、供給管２８に設けられた供給ノズル２８ａを介して先端レンズ４２とウエハＷとの間に−Ｘ方向に向かって水を供給するとともに、液体回収装置６のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、回収管３０に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、回収ノズル３０ａ，３０ｂを介して先端レンズ４２とウエハＷとの間から液体回収装置６の内部に水を回収する。

これにより、ウエハＷをＹ軸方向に移動させる場合と同様に、例えばいわゆるステッピングなどの際にウエハＷを＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向に移動させる場合にも、ウエハＷと先端レンズ４２との間には水が安定して満たされる。

なお、これまででは、ウエハＷと先端レンズ４２との間に水が保持される場合について説明したが、前述の如く、ウエハＷの表面とウエハホルダ７０の表面とはほぼ同一面となっているので、投影ユニットＰＵ直下の露光領域ＩＡに対応する位置にウエハホルダ７０が位置する場合であっても、上記と同様に、水Ｌｑは先端レンズ４２とウエハホルダ７０、すなわち前述の補助プレート７２ａ〜７２ｄとの間に保持される。また、ステッピングの際に、ウエハＷと先端レンズ４２との間に水Ｌｑを保持できる場合には、水の供給と回収を停止しても良い。

なお、Ｘ軸方向又はＹ軸方向から水の供給及び回収を行うノズルに加えて、例えば斜め方向から水の供給及び回収を行うためのノズルを設けても良い。

また液体給排システム３２は、投影光学系ＰＬを構成する最下端の光学部材（先端レンズ）４２とウエハＷとの間を液体で満たすことができるのであれば、その構成はいかなるものであっても良い。例えば、国際公開第２００４／０５３９５５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。

露光装置１００₁では、投影ユニットＰＵを保持する不図示の保持部材には、照射系９０ａ（図２では不図示、図５参照）及び受光系９０ｂ（図２では不図示、図５参照）から成る、例えば特開平６−２８３４０３号公報及びこれに対応する米国特許第５，４４８，３３２号等に開示されるものと同様の斜入射方式の多点焦点位置検出系がさらに設けられている。

この多点焦点位置検出系（９０ａ，９０ｂ）の出力である焦点ずれ信号（デフォーカス信号）は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に供給されている。主制御装置２０は、後述する走査露光時などに、受光系９０ｂからの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）、例えばＳカーブ信号に基づいてウエハ表面のＺ位置及びθｘ，θｙ回転を算出し、算出したウエハ表面のＺ位置及びθｘ，θｙ回転がそれらの目標値に対する差が零となるように、すなわち焦点ずれが零となるように、ステージ制御装置１９及びウエハステージ駆動部１２４を介してウエハステージＷＳＴのＺ軸方向への移動、及び２次元方向の傾斜（すなわち、θｘ，θｙ方向の回転）を制御することで、露光光ＩＬの照射領域（前述の照明領域とと共役な領域）内で投影光学系ＰＬの結像面とウエハの表面とを実質的に合致させるオートフォーカス（自動焦点合わせ）及びオートレベリングを実行する。なお、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、上記特開平６−２８３４０３号公報及び対応米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

図５には、露光装置１００₁の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ（又はワークステーション）から成る主制御装置２０及びこの配下にあるステージ制御装置１９などを中心として構成されている。

なお、本第１の実施形態では、この主制御装置２０が、ＬＡＮ１７０（図１参照）に接続されている。すなわち、図１のホスト１６０と、主制御装置２０との間で通信が行われる。また、主制御装置２０は、露光装置１００₁に併設された不図示のコータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」と呼ぶ）をも制御する。なお、このＣ／Ｄは、現像前ベーク（post-exposure bake：ＰＥＢ）を行うベーキング装置も備えている。このようなベーキング装置としては、抵抗加熱方式、赤外線加熱方式等のものを用いることができる。ＰＥＢは、化学増幅型レジストの露光後の触媒反応促進の目的で行われる。

このリソグラフィシステム１１０では、他の露光装置１００₂，１００₃，……，１００_jも、上記露光装置１００₁と同様に構成された露光装置であるものとし、それぞれにＣ／Ｄが併設され、上記露光装置１００₁と同様に液浸法による露光を行う。ただし、露光装置１００_j+1，１００_j+2，……，１００_Nについては、液体給排システム３２が備えられていない点で露光装置１００₁と異なっており、液浸露光でなく通常の露光（いわゆるドライ露光）が行われるようになっている。また、このリソグラフィシステム１１０では、液浸露光を行う露光装置１００₁，１００₂，……，１００_jの台数の方が、液浸露光を行わない露光装置１００_j+1，１００_j+2，……，１００_Nの台数よりも多いものとする。これは、液浸露光を行う露光装置の方が、液浸露光を行わない露光装置よりも比較的露光時間が長くなる傾向があるので、このリソグラフィシステム１１０において、重ね合わせ露光や多重露光などを行おうとする場合には、液浸露光を行う露光装置の数が多い方が、プロセスのスケジューリングを行う上で、各露光装置１００_iの空き時間などを少なくすることができ、スループットの観点から都合が良いと考えられるからである。

図１に戻り、各露光装置１００_i（その主制御装置２０）は、ＬＡＮ１７０及びターミナルサーバ１５０を介してホスト１６０との間で通信を行い、ホスト１６０からの指示に応じて各種の制御動作を実行する。

前記ターミナルサーバ１５０は、ＬＡＮ１７０における通信プロトコルとホスト１６０の通信プロトコルとの相違を吸収するためのゲートウエイプロセッサとして構成される。このターミナルサーバ１５０の機能によって、ホスト１６０と、ＬＡＮ１７０に接続された露光装置１００₁〜１００_Nとの間の通信が可能となる。

前記ホスト１６０は、大型のコンピュータを含んで構成される製造管理システム（ＭＥＳ：Manufacturing Execution System）である。ここで、製造管理システム（ＭＥＳ）とは、生産ラインで流れている各製品の工程、設備、条件、作業データをコンピュータで全て管理し、分析し、これにより品質向上、歩留まり向上及び作業ミス低減等のより効率的な生産を支援するシステムである。なお、ホスト１６０はＭＥＳ以外でも良く、例えば専用のコンピュータを用いても良い。

前記ＬＡＮ１７０としては、バス型ＬＡＮ及びリング型ＬＡＮのいずれも採用可能であるが、本第１の実施形態では、ＩＥＥＥ８０２規格のキャリア敏感型媒体アクセス／競合検出（ＣＳＭＡ／ＣＤ）方式のバス型ＬＡＮを使用している。

次に、本第１の実施形態に係る露光システム１１０における１ロットのウエハに対する露光動作について説明する。なお、ここでの１ロットのウエハの枚数は、各ウエハ表面に露光装置１００_iのＣ／Ｄ内のコータにて塗布される感光剤（化学増幅型レジスト等）の性能を維持できる時間に基づいて設定されている。すなわち、１枚のウエハに対して感光剤塗布をしてから現像が行われるまでのすべての動作（搬送動作も含む）が終了するまでの時間が、レジスト性能を維持することが可能な時間を超えないように１ロットのウエハの枚数が設定されている。本第１の実施形態では１ロットの枚数が一例として２５であるものとする。

なお、以下の説明では、具体例として、本第１の実施形態に係るリソグラフィシステム１１０における露光動作により、図６に示されるゲートパターンＰ１を含む回路パターンＩＰを転写形成する場合について説明する。図６に示されるように、このゲートパターンＰ１は、Ｙ軸方向に細長く延びた幅ｄＹ１の細線パターンと、その両端部に形成された、それより広い幅ｄＹ２の重ね合わせ用パターンとから成る孤立線である。なお、図６では、回路パターンＩＰにおいてゲートパターンＰ１が拡大されて示されており、それ以外のパターン（例えば配線パターン）の図示が省略されている。

細線パターンの幅ｄＹ１は、液浸露光を行わない露光装置１００_j+1等の投影光学系ＰＬの解像限界程度の幅、又はこの解像限界より僅かに細い幅であるものとする。例えば、露光装置１００_j+1における露光波長をλとし、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡとすると、投影光学系ＰＬの解像限界は、所定のプロセス係数ｋ１を用いてほぼｋ１・λ／ＮＡとなるので、細線パターンの幅ｄＹ１は、このｋ１・λ／ＮＡ程度、又はこれより僅かに細い程度であるものとする。一方、重ね合わせ用パターンのＸ軸方向に関する幅ｄＹ２は、その解像限界よりも、１．５倍程度に太く設定されている。

このゲートパターンＰ１の細線パターンの部分は、例えば電界効果型トランジスタのゲート電極となるパターンである。実際のデバイスにはこのようなゲートパターンが数千万個以上形成されている。このゲート電極が細く形成されていればいるほど、かつデバイスの全箇所でその線幅が一定していればいるほど、その電子デバイスの動作の高速性が向上する。

このようなゲートパターンＰ１をウエハＷ上に形成するには、例えば、ウエハＷ上にポジ型のレジストを塗布し、これと相似形状に拡大された遮光パターンを有するレチクルを作成し、その縮小像を露光装置１００_j+1等でウエハＷ上に転写すれば良いが、露光装置１００_j+1等では、その解像限界より細いパターン像を高精度にかつ適正な焦点深度を維持して露光することは困難である。

そこで、本第１の実施形態では、形成すべき回路パターンＩＰに基づいて図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示されるような２つのレチクル９Ａ，９Ｂを用意する。なお、実際のレチクルパターンのサイズはウエハＷ上でのパターンサイズに（１／β）倍を乗じた値であるが、以下では説明の便宜上、レチクルパターンの各部のサイズをウエハＷ上のサイズに換算した値で表示する。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、レチクル９Ａ，９Ｂのパターン面を見たときの図であり、レチクルステージＲＳＴにレチクル９Ａ，９Ｂが載置されたときには、各レチクルを−Ｚ側から見たときの図となる。

図７（Ａ）に示されるように、レチクル９Ａには、パターン領域ＰＡ１が形成されている。そのパターン領域ＰＡ１には、図６に示されるゲートパターンＰ１と相似形状の（より正確には１／β倍した）遮光膜より成る遮光パターンＡ１が形成されている。この場合遮光パターンＡ１における重ね合わせ用パターンに相当する部分の幅は、重ね合わせ用パターンの幅と同じであるが、細線パターンに相当する部分の幅は、細線パターンの幅と同じか、それよりも広くなるように設定されている。このようにすれば、解像限界付近の像の露光によって、細線パターンの線幅が、所望の幅より狭くなるのが防止される。

図７（Ｂ）に示されるように、レチクル９Ｂには、パターン領域ＰＡ２が形成されている。そのパターン領域ＰＡ２には、図６に示されるゲートパターンＰ１の細線パターンに相当する位置に、Ｘ軸方向を配列方向とするライン・アンド・スペース（以下、「Ｌ／Ｓ」と略述する）パターンＢ１が形成されている。図７（Ｂ）には、図６に示されるゲートパターンＰ１に対応する領域が点線で示されている。図７（Ｂ）に示されるように、Ｌ／ＳパターンＢ１は、図７（Ａ）に示されるゲートパターンＡ１における細線パターンに相当する領域を挟み込む（接する）ように、幅がｄＹ１の４個の透過パターンを、Ｘ軸方向に（即ち、ゲートパターンＰ１の長手方向に直交する方向に）ほぼ２・ｄＹ１のピッチで配置したパターンである。各透過パターンの間は、透過パターンに対して透過光の位相を１８０°シフトさせ、かつ透過率を例えば３〜１０％程度とする減光型（ハーフトーン型）位相シフト部となっている。なお、この減光型位相シフト部を完全な遮光パターンとしても良いことは勿論である。また、Ｌ／ＳパターンＢ１の透過パターンの数は、４つに限らず、幾つであっても良い。

なお、本第１の実施形態では、ポジ型のレジストを用いる関係上、ゲートパターンに対応するパターンを図７（Ａ）に示される遮光パターンとしたが、ネガ型のレジストを用いる場合には、ゲートパターンに対応するパターンを透過パターンとするのは勿論である。

図８には、１ロットのウエハに対し、レチクル９Ａ及びレチクル９Ｂを用いた二重露光を行う際のホスト１６０の処理アルゴリズムを示すフローチャートが示されている。なお、前提として、露光対象となるウエハＷは、既に１層以上の露光が行われているものとし、今回の二重露光の工程を「現工程」と呼ぶものとする。この図８のフローチャートで示される、ホスト１６０の処理アルゴリズムがスタートするのは、そのロットのウエハＷを処理するためのプロセスプログラムに対応する露光処理の準備が開始されたときである。

まず、図８のステップ２０１において、ホスト１６０は、１ロットのウエハＷを露光する露光装置を露光装置１００₁〜１００_Nの中から決定する。なお、現工程の露光は、レチクル９Ａ及びレチクル９Ｂを用いた二重露光である。リソグラフィシステム１１０では、この二重露光を１台の露光装置で行うこともできるが、本第１の実施形態では、２台の露光装置を用いて二重露光を行うようにする。この場合には、１台の露光装置におけるレチクルの交換などの作業を省略することができるので、スループットの観点から有利である。また、ここでは、１台については液浸露光を行う露光装置を選択し、残りの１台については液浸露光を行わない露光装置を選択するものとする。ここでは、液浸露光を行わない露光装置として、露光装置１００_j+1が選択されるものとし、液浸露光を行う露光装置として、露光装置１００₁が選択されるものとする。なお、露光装置１００_j+1の構成は、前述したように、液体給排システム３２が備えられていない他は、図２に示される露光装置１００₁の構成と同じである。

次のステップ２０３では、ホスト１６０は、不図示の搬送系にレチクルの搬送を指示する。これにより、工場内の不図示の搬送系によって、レチクル９Ａが露光装置１００_j+1に搬送され、レチクル９Ｂが露光装置１００₁に搬送されるようになる。それぞれの露光装置に搬送されたレチクルは、不図示のレチクル搬送系により搬送され、高精度に位置合わせ（プリアライメント）された状態で露光装置１００₁及び露光装置１００_j+1のレチクルステージＲＳＴ上にそれぞれロードされる。

次のステップ２０５では、ホスト１６０は、露光対象となる１ロットのウエハＷを露光装置１００_j+1に搬送する。今回露光対象となる１ロットのウエハＷは所定のフロントオープニングユニファイドポッド（Front Opening Unified Pod：以下、「ＦＯＵＰ」と略述する）に格納されている。このＦＯＵＰは、不図示のＦＯＵＰ搬送装置によって、露光装置１００_j+1に搬送された後、所定位置にセットされる。このセッティングより、ＦＯＵＰの開口部が、その扉が開かれた状態で、露光装置１００_j+1の不図示の搬送系チャンバの開口と接続されるようになり、露光装置１００_j+1内にウエハＷを取り出すことが可能となる。

次のステップ２０７では、ホスト１６０は、露光装置１００_j+1に対し、ウエハＷの露光を指示する。これにより、露光装置１００_j+1における露光が開始される。次のステップ２０９では、露光装置１００_j+1から処理終了通知が送られてくるまで待つ。

図９には、露光装置１００_j+1における露光動作を行う際の主制御装置２０によって行われる処理手順を示すフローチャートが示されている。図９に示されるように、まず、ステップ３０１において、ロット内の第１枚目（ロット先頭）のウエハＷをロードする。このロードに先立ってそのウエハＷには、不図示のＣ／Ｄ内でコータによるレジストの塗布が完了しており、そのウエハＷは、不図示の搬送系によって搬送され、プリアライメント等が行われた後に、ウエハステージＷＳＴ上のウエハホルダ７０上に受け渡される。なお、上記ウエハＷは、ロードに先立って、不図示の搬送系により、ＦＯＵＰ内から取り出され、露光装置１００_j+1のＣ／Ｄのコータに搬送され、そのコータによりその表面に例えばポジ型の化学増幅型レジストが塗布されている。この化学増幅型レジストは、ベース樹脂、光酸発生剤（ＰＡＧ；Photo Acid Generator）などから成るが、さらに、溶解阻害剤や架橋剤などを含むものもある。なお、このコータにおけるレジスト塗布の処理は、本フローチャートにおける露光動作とは、独立して非同期に、ＦＯＵＰ内のウエハＷに対しその露光順に行われるものとする。

次のステップ３０３では、不図示のレチクルアライメント系及び前述した基準マーク板ＦＭなどを用いたレチクルアライメント、不図示のアライメント系などを用いたベースライン計測等の準備処理を行う。

次のステップ３０５では、例えば特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号などに開示されるようなＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエハアライメントが行われる。なお、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、上記公報及び対応米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

次のステップ３０７において、主制御装置２０の指示に応じ、ステージ制御装置１９が前述したウエハ干渉計１８及びレチクル干渉計１６の計測値をモニタしつつ、ウエハアライメントの結果に基づいて、レチクルステージ駆動部１１及びウエハステージ駆動部１２４を制御することにより各ショット領域の走査露光が行われる。主制御装置２０は、通常のスキャナと同様に、上記のステージ制御装置１９の制御動作に合わせて、照明系１０による照明動作を制御する。

ステージ制御装置１９は、各ショット領域の走査露光時には、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖｗとが、投影光学系ＰＬの投影倍率βに応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。これにより、レチクル９Ａのパターン（代表的に遮光パターンＡ１）が投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各ショットに順次縮小転写される。

この露光動作により、露光光ＩＬにより露光されたウエハＷ上の領域には、その部分に塗布されているポジ型の化学増幅レジストに含まれる光酸発生剤から酸が発生する。すなわち、ウエハＷ上では、遮光パターンＡ１に代表される遮光パターンに対応する部分以外の部分におけるレジストの光酸発生剤から酸が発生するのみであり、この時点では、まだ露光光ＩＬにより露光された部分（遮光パターン以外の部分）のレジストは可溶性に変化してはいない。

次のステップ３０９では、ウエハＷをアンロードする。これにより、露光が終了したウエハステージＷＳＴ上のウエハＷがアンロードされ、不図示の搬送系によってＦＯＵＰに戻される。

次のステップ３１１では、１ロットのウエハに対して露光が終了したか否かを判断する。この場合、まだ１枚目のウエハＷの露光が終了しただけなので、ここでの判断は否定され、ステップ３１２に進む。ステップ３１２では、次の露光対象のウエハＷをウエハステージＷＳＴ上にロードする。ステップ３１２終了後は、ステップ３０５に戻る。

以降ステップ３１１における判断が肯定されるまで、ステップ３０５→ステップ３０７→ステップ３０９→ステップ３１１→ステップ３１２の条件判断、処理を繰り返す。これにより、ＦＯＵＰ内（ロット内）の第２枚目以降のウエハＷのショット領域に対し、レチクル９Ａのパターン領域ＰＡ１のパターンがそれぞれ転写される。そして、ロット内の最後のウエハＷに対する露光が終了し、ステップ３１１における判断が肯定されると、ステップ３１３に進む。

ステップ３１３では、ホスト１６０に対し、処理終了通知を送る。そして、ステップ３１３終了後、処理を終了する。

図８に戻り、ホスト１６０は、上述の処理終了通知を受信すると、次のステップ２１１に進み、露光装置１００_j+1にセットされていたＦＯＵＰを、露光装置１００₁に搬送し、セットするように、搬送系に指示する。

次のステップ２１３では、ホスト１６０は、露光装置１００₁に対し、ウエハＷの露光を指示する。これにより、露光装置１００₁における露光が開始される。この指示により、露光装置１００₁の主制御装置２０は、ＦＯＵＰ内における全てのウエハＷに対する液浸露光を行う。なお、ホスト１６０では、露光装置１００₁から処理終了通知が送られてくるまで待つ（ステップ２１５）。

図１０には、露光装置１００₁における露光動作を行う際の主制御装置２０によって行われる処理手順を示すフローチャートが示されている。この図１０と図９とを比較するとあきらかなように、露光装置１００₁における主制御装置２０の処理手順そのものは、図９に示される露光装置１００_j+1の処理手順とほぼ同じである。ただし、露光装置１００₁には、液体給排システム３２が取り付けられており、この液体給排システム３２による液体の給排が露光などの際に行われる点が、露光装置１００_j+1の動作と異なる。

より具体的には、露光装置１００₁の主制御装置２０は、まず、図１０のステップ３５１において、前述のステップ３０１と同様にしてＦＯＵＰ内の第１枚目（ロット先頭）のウエハＷをウエハステージＷＳＴ上にロードする。次いで、ステップ３５３における準備作業の１つであるレチクルアライメントを行う前に、液体給排システム３２の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御を行い、先端レンズ４２とウエハＷとの間の空間に対し、水の供給及び回収を開始する。これにより、一定量の水Ｌｑが、その空間に常時安定した状態で供給されるようになる。すなわち、ステップ３５３における準備処理やステップ３５５におけるウエハアライメント、ステップ３５７の露光は、先端レンズ４２の下の空間に水Ｌｑが保持されている状態で行われる。

なお、ステップ３５３における準備作業の１つであるベースライン計測と、ステップ３５５におけるウエハアライメントとを行なうに際しては、先端レンズ４２の下の空間を液体がない状態にしても良い。これは、このベースライン計測及びウエハアライメントの処理が、不図示のオフ・アクシスのアライメント系を用いて行われるものであるためである。上記ステップ３５５終了後、主制御装置２０は、ステップ３５７における液浸露光を開始する。

この露光装置１００₁で行われる２回目の露光では、露光装置１００_j+1で行われた１回目の露光と、ウエハＷに到達する露光光ＩＬの実質的な波長（すなわち、投影光学系ＰＬ（先端レンズ４２）とウエハＷとの間の空間における波長）が異なる。すなわち、露光装置１００_j+1では、ドライ露光により、照明系１０から発せられ投影光学系ＰＬに入射される露光光ＩＬが、その波長（１９３ｎｍ）のままウエハＷに到達するようになるが、露光装置１００₁では、液浸露光により、照明系１０から発せられ投影光学系ＰＬに入射される露光光ＩＬが、実質的な波長が水により１３４ｎｍに変換されてウエハＷに到達する。すなわち、露光装置１００₁では、液浸露光を行うので、投影光学系の開口数を１より大きくでき、高解像のパターン投影が可能となる。したがって、露光装置１００₁の解像度は、幅ｄＹ１のパターンを高精度に転写することができるようになる。また、露光装置１００₁では、液浸露光を行うので、プロセス係数と投影光学系の開口数ＮＡが同一であるとすれば、空気中でのドライ露光に比べて焦点深度がｎ倍に拡大され、その意味でも、高精度な露光であるといえる。

このステップ３５７の終了後には、液体給排システム３２による液体の供給を停止し、ステップ３５９におけるウエハＷのアンロードを、先端レンズ４２の下の空間に液体がない状態で行う。ウエハステージＷＳＴからアンロードされたウエハＷは不図示の搬送系によりＦＯＵＰに戻される。次に、ステップ３１１において、主制御装置２０は、アンロードされたウエハＷが１ロットの最後のウエハかどうかを判断し、最後のウエハでない場合には、ステップ３６２に進んで、先端レンズ４２の下の空間に液体がない状態のまま、ウエハステージＷＳＴ上に次に露光されるウエハＷをロードする。

そして、主制御装置２０は、ステップ３６１における判断が肯定されるまで、各ウエハＷに対し、ステップ３６２におけるウエハのロードと、ステップ３５５におけるウエハアライメントと、ステップ３５７における液浸露光と、ステップ３５９におけるウエハのアンロードとを続けて行う。

これにより、露光装置１００_j+1においてレチクル９Ａ上のパターンが転写されたウエハＷの各ショット領域に対し、露光装置１００₁において液浸法によりレチクル９Ｂ上のパターンが転写される。なお、露光装置１００₁では、ウエハステージＷＳＴからアンロードされたウエハＷは、ＦＯＵＰに戻される前に、不図示の搬送系によりＣ／Ｄに搬送され、ベーキング装置でＰＥＢが施された後デベロッパにより現像され、その後ＦＯＵＰに戻される。このＰＥＢにより、ウエハＷ上のレジストでは、ベース樹脂から例えば溶解抑制剤が脱離し、露光された箇所に、アルカリ可溶性が発現してウエハＷ上に転写パターンの潜像が形成され、次に現像によりその可溶性となった部分が除去され、ウエハＷ上に転写パターンの顕像（例えば図６に示されるパターン像）が形成される。露光装置１００₁の主制御装置２０は、全てのウエハＷがＦＯＵＰ内に戻されたのを確認すると、ステップ３６１における判断が肯定され、ステップ３６３に進んで、ホスト１６０に対し、処理終了通知を送る。ホスト１６０は、処理終了通知を受けると、ステップ２１７に進み、現工程におけるエッチング処理、レジスト除去、そして、次の層の露光などに備えるべく、そのＦＯＵＰを不図示のＦＯＵＰ搬送装置により所定の場所に退避させ、一連の処理を終了する。

これまでの説明から明らかなように、本第１の実施形態では、主制御装置２０によって制御される、液体給排システム３２を使って投影光学系ＰＬとウエハＷとの間の空間に液体Ｌｑが満たされることによってその光路空間における露光光の実質的な波長が調整される。

以上詳細に説明したように、本第１の実施形態に係るリソグラフィシステム１１０によれば、ウエハＷの同一レジスト層に対し、二重露光を行う場合には、その二重露光のうち１回の露光では、ウエハＷに対し露光光ＩＬを投射する投影光学系ＰＬとウエハＷとの間の空間における該露光光ＩＬの実質的な波長を、二重露光のうちの他の回の露光におけるその空間における露光光の波長とは異なるようにする。このため、例えば高い転写精度が要求される回の露光では、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間の空間における露光光ＩＬの実質的な波長を短くし、高い転写精度がそれほど要求されない回の露光では、露光光ＩＬの実質的な波長をある程度長くすることができる。露光光ＩＬの実質的な波長を短くした露光、例えば液浸露光では、液体の供給などの作業により露光に要する時間が通常の露光よりも長くなってしまう傾向が強い。したがって、本第１の実施形態に係る露光方法を採用すれば、複数回の露光を行う場合にも、各回の露光を要求される解像度に応じた、時間的に有利な露光方法を採用することができるので、高精度かつ高スループットを両立した露光を実現することができる。特に、二重露光の両方を液浸露光する場合に比べると、全体の露光時間を短くすることができる。

また、化学増幅型レジストを感光剤として用いて液浸法による露光を行った場合に懸念されるのが、化学増幅型レジスト中に含まれる光酸発生剤から発生した酸の、液浸露光に用いられる液体への溶け出しである。この溶け出しがあると、酸の失活が発生し、レジスト表面部分での酸の濃度が減少し、ベース樹脂の溶解抑制剤の脱離が不十分となり、パターンプロファイルが劣化する虞がある。また、ウエハＷ上における液浸時間が異なる箇所で、本来同一であるべきパターンの線幅が異なってしまうなどの不都合が発生する虞もある。

しかしながら、本第１の実施形態では、二重露光における２回の露光のうち、液浸露光を１回とする。このようにすれば、ウエハＷ上の塗布された化学増幅型レジストが液浸露光用の液体（本第１の実施形態では純水）に浸される時間を、２回の露光とも液浸法で行う場合よりも短くすることができるので、化学増幅型レジスト中に含まれる酸発生剤から発生した酸が水に溶け出す量を低減することができる。この結果、ウエハＷの異なる箇所における線幅均一性を向上させることができるので、高精度な露光を実現することができる。

なお、このような酸の溶け出しを考慮すると、液浸法による露光を行う場合には、スキャン速度を高く設定するなどして、ウエハＷの表面が液体に浸かっている時間を短くすることが望ましい。また、液浸状態の時にすぐに酸を放出しない化学増幅型レジストを選択するのが望ましい。さらに、液体給排システム３２から供給される液体として、純水よりも酸の溶解度が低い液体を用いるようにしても良いし、レジスト上に保護膜（トップコート）を塗布しても良い。

なお、上記第１の実施形態では、１回目の露光で露光装置１００_j+1を用い、２回目の液浸露光で露光装置１００₁を用いたが、１回目の露光で露光装置１００_j+2〜１００_Nのいずれかを選択し、２回目の液浸露光で露光装置１００₂〜１００_jのいずれかを選択するようにしても良い。

また、上記第１の実施形態では、第１回目の露光と、第２回目の露光とを１ロット単位で行ったが、１枚単位で、二重露光を行うようにしても良い。このようにすれば、ウエハ毎に１回目の露光を行った後速やかに２回目の露光を行い、そのウエハＷに対しＰＥＢを施すことにより、各ウエハの露光からＰＥＢまでの時間を短くすることができるので、有利である。異なる露光装置で二重露光を行う場合に、ＦＯＵＰを用いて、露光装置間のウエハの搬送を行うのではなく、ウエハＷ１枚１枚を露光装置間で搬送する搬送系を設け、その搬送系で各ウエハＷを搬送するようにしても良い。

また、上記第１の実施形態のリソグラフィシステム１１０では、液浸法を用いる露光装置の台数の方を、液浸法を用いない露光装置の台数よりも多くしたが、これには限られない。実際には、液浸法を用いる露光装置の台数が、他の露光装置より少なくても良く、例えば１台であっても良い。

また、上記本第１の実施形態では、二重露光における２回の露光のうち、ＰＥＢ直前に行われる露光を液浸露光としている。このようにすれば、液浸状態にあったウエハＷが、その液浸状態にあったときからＰＥＢが施されるまでの時間を短くすることができるので、より微細なパターンを露光した後のＰＥＢまでの時間を短くすることができ、これにより露光後の汚染などの悪影響を小さくすることができる。また、液体回収装置６で回収しきれずに、ウエハＷに残留した液体が乾燥することによって異物がウエハＷに付着するなどの不都合を防止することができる。なお、二重露光における２回の露光のうち、第１回目の露光を液浸露光とし、第２回目の露光を液浸でない露光とするようにしても良い。この場合、上述したように１回目の露光を行った後（ウエハＷ上で発生した酸が溶け出しやすくなった後）に２回目の液浸露光を行う場合に比べると、１回目に液浸露光を行うので、ウエハＷ上で発生した酸の液体（水）への溶け出しを少なくすることができる。

液浸露光を１回目に行うか２回目に行うかは、液浸露光後（実質的な波長が短い露光光による露光後）にＰＥＢが施されるまでの時間短縮を重視するか、液浸露光のときの酸の溶け出しを重視するかなど、各種のプロセス条件によって決めれば良い。

また、上記第１の実施形態では、１つのウエハステージを有するシングルステージタイプの露光装置を用いることとしたが、ダブルステージ（ツインステージ）タイプの露光装置を含むようにしても良い。特に、液浸露光を行う露光装置１００₁等については、ダブルステージタイプとした方が、スループットが向上するため、上述の酸の溶け出しを防止するうえでも望ましい。

また、上述の実施形態においては、二重露光のうちの１回の露光を投影光学系（先端レンズ）とウエハＷとの間の空間に液体がない状態で行い、他の回の露光を投影光学系（先端レンズ）とウエハＷとの間の空間に液体を保持した状態で行うことによって、投影光学系（先端レンズ）とウエハＷとの間の空間における露光光の実質的な波長が、二重露光の１回の露光と他の回の露光とで異なるようにしているが、二重露光の両方の露光で液浸露光を実行するようにしても良い。すなわち、露光装置１００_j+1〜１００_Nを、露光装置１００₁〜１００_jと同じように、液浸露光を行う露光装置としても良い。この場合、露光装置１００₁〜１００_jで、液体として純水を用いるとすると、露光装置１００_j+1〜１００_Nでは、純水の屈折率（１．４４）よりも屈折率が小さい液体を用いることができる。また、逆に露光装置１００_j+1〜１００_Nで、液体として純水を用いるとすると、露光装置１００₁〜１００_jでは、純水よりも露光光（ＡｒＦ光）に対する屈折率が大きい液体、例えばイソプロパノール（Isopropanol）を用いることができる。このようにすれば、露光装置１００₁〜１００_jと、露光装置１００_j+1〜１００_Nとでは、ウエハＷに到達する露光光ＩＬの実質的な波長を異ならしめることができる。なお、この場合でも、露光装置１００_j+1〜１００_Nの解像限界は、露光装置１００₁〜１００_jよりも低いので、より微細なパターンを転写する際には、露光装置１００₁〜１００_jを用いるのが望ましい。また、液体としては、例えばイソプロパノールの他にも、グリセロールといったＣ−Ｈ結合やＯ−Ｈ結合を持つ液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の液体（有機溶剤）、あるいはこれらの液体のうちの任意の２種類以上の液体が混合されたもの、あるいは純水に上記液体が添加（混合）されたもの、あるいは純水にＨ⁺、Ｃｓ⁺、Ｋ⁺、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^2-、ＰＯ₄ ^2-等の塩基又は酸を添加（混合）したもの、あるいは純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものであっても良く、露光光に対して所望の屈折率を有する液体を適宜用いることができる。これら液体は、露光光の吸収係数が小さい（透過率が高い）ことは言うまでもなく、光学特性の温度依存性が小さいものが望ましい。また投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているレジストに対する影響が小さく、粘性も小さいものが好ましい。

また、上記第１の実施形態では、露光光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いたが、露光装置間で、それぞれの光源の発振波長が異なっていても良い。例えば、露光装置１００_j+1の光源を、ＫｒＦエキシマレーザ光源（発振波長２４８ｎｍ）とし、露光装置１００₁の光源を、ＡｒＦエキシマレーザ光源としても良い。この場合、両露光装置で液浸露光を行うようにしても良いし、両露光装置でドライ露光を行うようにしても良い。もちろん、Ｆ₂レーザ光やｉ線を露光光とする露光装置を用いても良いし、光源の発振波長が異なる２つの露光装置の一方で液浸露光を行い、他方でドライ露光を実行するようにしても良い。要は、複数の露光装置間で行われる同一のウエハＷ（同一の感光層）に対し、複数回の露光を行うに際し、少なくとも１回の露光のウエハＷに到達する露光光の実質的な波長が、他の回における露光のそれと異なっていれば良い。

また、上記第１の実施形態では、異なる露光装置で二重露光を行うため、実際には、その露光装置１００_iの投影光学系ＰＬの収差等に起因する像の歪みが問題となる。そこで、上記第１の実施形態のリソグラフィシステム１１０では、ホスト１６０等で、露光装置１００_iにおける像歪みに関する情報を管理し、露光装置間における像歪みをそれぞれの結像特性補正コントローラ１８１（図５参照）によって調整したうえで、二重露光を行うようにしても良い。

なお、上記第１の実施形態では、リソグラフィシステム１１０において、レチクル９Ａ，９Ｂを用いたウエハＷの同一レジスト層に対する二重露光を行ったが、三重露光以上の多重露光を行うようにしても良い。例えば、レチクル９Ａ，９Ｂによってゲートパターンを転写し、さらに、配線パターンが形成されたレチクルを用いて、配線パターンの転写を行うようにしても良い。すなわち、微細なパターンを含む回路パターンを形成する場合には、その回路パターンを微細なパターンとそうでないパターンとに分解し、それぞれのパターンを形成した複数のレチクルによる多重露光を行い、それほど微細でないパターンの転写には液体がない状態での露光（第１波長の露光光での露光）を行い、微細なパターンの転写には液浸露光（実質的に第１波長より短い第２波長の露光光での露光）を行うようにすればよい。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１１〜図１４に基づいて説明する。上記第１の実施形態では、２つの異なる露光装置で二重露光を行ったが、本第２の実施形態では、１台の露光装置で上記レチクル９Ａ及びレチクル９Ｂを用いた二重露光を行う。

図１１には、本発明の第２の実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（スキャンニング・ステッパ）である。この露光装置１００は、上記第１の実施形態の露光装置１００₁と同様に、液浸法により露光が可能な露光装置であり、液体給排システム３２を備えている。この露光装置１００は、投影光学系ＰＬの代わりに、液浸露光とドライ露光とで所定の結像特性が得られる投影光学系ＰＬ’を、レチクルステージＲＳＴの代わりのレチクルステージＲＳＴ’を、ステージ装置５０の代わりのステージ装置５０’をそれぞれ備え、さらにオフ・アクシスのアライメント系として２つのアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２を備えている点、並びにウエハ干渉計１８に代えて後述するウエハ干渉計システムを備えている点以外は、上記第１の実施形態における露光装置１００₁と同様に構成されているので、露光装置１００₁と共通な部分については、その詳細説明を省略する。

図１２に示されるように、レチクルステージＲＳＴ’上には、スキャン方向（Ｙ軸方向）に直列に２枚のレチクルが設置できるようになっており、この点がレチクルステージＲＳＴと異なる。図１２では、レチクル９Ａ，９ＢがこのレチクルステージＲＳＴ’上に保持されている様子が示されている。レチクルステージＲＳＴ’上のレチクル９Ａ，９Ｂは、例えば二重露光の際に選択的に使用され、いずれのレチクルについてもウエハ側と同期スキャンができるように構成されている。図１２では、レチクル９Ａが選択され、そのレチクル９Ａ上の、破線で示される照明領域ＩＡＲに対応する部分に、露光光ＩＬを照射可能になっている（又は露光光ＩＬが照射されている）ときの様子が示されている。

このレチクルステージＲＳＴ’上には、Ｘ軸方向の一側の端部に、移動鏡１５を構成する移動鏡１５ＸがＹ軸方向に延設されており、この移動鏡１５ＸのＸ軸方向の一側の面には鏡面加工により反射面が形成されている。この移動鏡１５Ｘの反射面に向けて、図１１のレチクル干渉計１６を構成するＸ軸干渉計１６Ｘからの測長軸ＢＩＲ_xで示される干渉計ビームが照射されている。Ｘ軸干渉計１６Ｘは、その反射光を受光して、基準面に対する相対変位を計測することにより、レチクルステージＲＳＴ’のＸ軸方向に関する位置情報などを取得している。

一方、レチクルステージＲＳＴ’の走査方向（スキャン方向）であるＹ軸方向の他側（図１２における紙面内下側）には、移動鏡１５を構成する一対のレトロリフレクタ１５Ｙ_L，１５Ｙ_Rが設置されている。レチクル干渉計１６を構成する一対のダブルパス干渉計１６Ｙ_L，１６Ｙ_Rから、これらのレトロリフレクタ１５Ｙ_L、１５Ｙ_Rに対して測長軸ＢＩＲ_L，ＢＩＲ_Rで示される干渉計ビームがそれぞれ照射され、レチクルベース盤（不図示）上の反射面に形成された反射ミラー３９Ａ，３９Ｂにより反射し、そこで反射したそれぞれの反射光が同一光路を戻りそれぞれのダブルパス干渉計１６Ｙ_L，１６Ｙ_Rで受光され、それぞれのレトロリフレクタ１５Ｙ_L，１５Ｙ_Rの基準位置（レファレンス位置で前記レチクルベース盤（不図示）上の反射面）からの相対変位が計測される。そして、これらのダブルパス干渉計１６Ｙ_L，１６Ｙ_Rの計測値が、ステージ制御装置１９に供給され、その平均値に基づいてレチクルステージＲＳＴ’のＹ軸方向の位置情報が計測される。このＹ軸方向の位置情報は、レチクルステージＲＳＴ’と後述するウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２との相対位置の算出、及びこれに基づく走査露光時の走査方向（Ｙ軸方向）のレチクル９Ａ，９ＢとウエハＷ１（Ｗ２）との同期制御に用いられる。また、本第２の実施形態に係る露光装置１００では、ダブルパス干渉計１６Ｙ_L，１６Ｙ_Rの計測値同士の差に基づいてレチクルステージＲＳＴ’のθｚ回転が計測される。

すなわち、露光装置１００では、Ｘ軸干渉計１６Ｘ及び一対のダブルパス干渉計１６Ｙ_L，１６Ｙ_Rによってレチクル干渉計１６（図１１参照）が構成され、Ｘ移動鏡１５Ｘ及びレトロリフレクタ１５Ｙ_L，１５Ｙ_Rにより移動鏡１５（図１１参照）が構成されている。

次に、ステージ装置５０’について説明する。図１１に示されるように、前記ステージ装置５０’は、ベース盤ＢＳと、該ベース盤ＢＳの上方に配置されたウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２と、これらのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置をそれぞれ計測する干渉計１８Ｘ₁，１８Ｘ₂等を含む干渉計システム（これを「ウエハ干渉計システム１８’」とする）と、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を駆動するウエハステージ駆動部１２４’（図１１では不図示、図１３参照）とを備えている。

ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、ウエハステージ駆動部１２４’によって、Ｘ軸方向（図１１における紙面内左右方向）及びＹ軸方向（図１１における紙面直交方向）に独立して２次元方向に駆動可能に構成されている。

ベース盤ＢＳ上には、図１３の平面図に示されるように、例えば電機子ユニットから成るＸ軸方向に延びる一対のＸ軸リニアガイド８６₁，８６₂がＹ軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。これらのＸ軸リニアガイド８６₁，８６₂の上方には、例えば磁極ユニットから成る各２つのスライダ８２₁，８４₁及び８２₂，８４₂が、対応するＸ軸リニアガイド８６₁，８６₂を上方から取り囲む状態で非接触で設けられている。すなわち、スライダ８２₁，８４₁とＸ軸リニアガイド８６₁とによってムービングマグネット型のリニアモータがそれぞれ構成され、スライダ８２₂，８４₂とＸ軸リニアガイド８６₂とによってムービングマグネット型のリニアモータがそれぞれ構成されている。以下においては、それぞれの可動子を構成するスライダ８２₁，８４₁，８２₂，８４₂と同一の符号を用いて、適宜、Ｘ軸リニアモータ８２₁、Ｘ軸リニアモータ８４₁、Ｘ軸リニアモータ８２₂、及びＸ軸リニアモータ８４₂と呼ぶものとする。

上記４つのＸ軸リニアモータ８２₁，８４₁，８２₂，８４₂のうち、２つのＸ軸リニアモータ８２₁，８２₂を構成するスライダは、例えば電機子ユニットから成り、Ｙ軸方向に延びるＹ軸リニアガイド８０の長手方向の一端と他端にそれぞれ固定されている。また、残り２つのＸ軸リニアモータ８４₁，８４₂を構成するスライダは、例えば電機子ユニットから成り、Ｙ軸方向に延びるＹ軸リニアガイド８１の一端と他端に固定されている。従って、Ｙ軸リニアガイド８０，８１は、各一対のＸ軸リニアモータ８２₁，８２₂、８４₁，８４₂によって、Ｘ軸に沿ってそれぞれ駆動されるようになっている。

ウエハステージＷＳＴ１は不図示の磁極ユニットを備え、該磁極ユニットと電機子ユニットから成るＹ軸リニアガイド８１とによって、ウエハステージＷＳＴ１をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。また、ウエハステージＷＳＴ２は不図示の磁極ユニットを備え、該磁極ユニットとＹ軸リニアガイド８０とによって、ウエハステージＷＳＴ２をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。以下においては、適宜、これらのＹ軸リニアモータを、それぞれの固定子を構成するリニアガイド８１、８０と同一の符号を用いて、Ｙ軸リニアモータ８１、Ｙ軸リニアモータ８０と呼ぶものとする。

本第２の実施形態では、Ｘ軸リニアモータ８２₁，８２₂，８４₁，８４₂及びＹ軸リニアモータ８０，８１により、ウエハステージ駆動部１２４’が構成されている。このウエハステージ駆動部１２４’を構成する上記各リニアモータが、主制御装置２０の指示の下、ステージ制御装置１９により制御されるようになっている。

本第２の実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれの構成は、上記第１の実施形態におけるウエハステージＷＳＴの構成（図３参照）とほぼ同一であるものとし、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の各構成要素には、図１３では、どちらのステージの構成要素であるかを示す識別番号（すなわち１又は２）が下付の添え字で示されているものとする。

図１１に戻り、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、−Ｘ側にそれぞれ同一距離隔てた位置に、前述したオフアクシス・アライメント系（以下、「アライメント系」と略述する）ＡＬＧ１，ＡＬＧ２が、それぞれ配置されている。これらのアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２は、実際には、投影ユニットＰＵを保持する保持部材に取り付けられている。これらのアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２としては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のセンサが用いられている。なお、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２としては、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光）を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。

本第２の実施形態では、アライメント系ＡＬＧ１は、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に形成されたアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ₁上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。また、アライメント系ＡＬＧ２は、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に形成されたアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ₂上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。

これらのアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２からの情報は、主制御装置２０に供給されるようになっている。

次に、ウエハ干渉計システム１８’の構成等について、図１３を参照して説明する。この図１３に示されるように、ウエハ干渉計システム１８’は、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ）及びアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２それぞれの検出中心を通るＹ軸に平行な測長軸ＢＩＹＭ，ＢＩＹＲ，ＢＩＹＬをそれぞれ有する３つのＹ軸干渉計１８Ｙ_M，１８Ｙ_R，１８Ｙ_Lと、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ）及びアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２の検出中心を結ぶＸ軸に平行な測長軸ＢＩ２Ｘ，ＢＩ１Ｘをそれぞれ有する２つのＸ軸干渉計１８Ｘ₂、１８Ｘ₁を有している。

ここで、ウエハステージＷＳＴ１が投影光学系ＰＬの光軸直下の位置（第１位置）近傍の領域（第１領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ１上のウエハに対する露光が行われるときには、Ｘ軸干渉計１８Ｘ₁、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_MによってウエハステージＷＳＴ１の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計１８Ｘ₁、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_Mそれぞれの測長軸によって規定される座標系を第１露光座標系と呼ぶ。

また、ウエハステージＷＳＴ２が上記第１領域にあり、そのウエハステージＷＳＴ２上のウエハに対する露光が行われるときには、Ｘ軸干渉計１８Ｘ₂、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_MによってウエハステージＷＳＴ１の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計１８Ｘ₂、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_Mそれぞれの測長軸によって規定される座標系を第２露光座標系と呼ぶ。

また、ウエハステージＷＳＴ１が、アライメント系ＡＬＧ１の検出中心直下の位置の近傍の領域（第２領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ１上のウエハに形成されたアライメントマークの検出、例えば後述するウエハアライメントなどが行われるときには、Ｘ軸干渉計１８Ｘ₁、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_RによってウエハステージＷＳＴ１の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計１８Ｘ₁、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_Rそれぞれの測長軸によって規定される座標系を第１アライメント座標系と呼ぶ。

また、ウエハステージＷＳＴ２が、アライメント系ＡＬＧ２の検出中心直下の位置の近傍の領域（第３領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ２上のウエハに形成されたアライメントマークの検出、例えば後述するウエハアライメントなどが行われるときには、Ｘ軸干渉計１８Ｘ₂、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_LによってウエハステージＷＳＴ２の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計１８Ｘ₂、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_Lそれぞれの測長軸によって規定される座標系を第２アライメント座標系と呼ぶ。

上記Ｘ軸干渉計１８Ｘ₁，１８Ｘ₂は、複数本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。従って、これらのＸ軸干渉計１８Ｘ₁，１８Ｘ₂では、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸ軸方向の位置計測以外に、Ｙ軸回りの回転量（ローリング量）及びＺ軸回りの回転量（ヨーイング量）の計測が可能となっている。

また、上記Ｙ軸干渉計１８Ｙ_L，１８Ｙ_M，１８Ｙ_Rは、例えば各２本の光軸を有する２軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。従って、これらのＹ軸干渉計１８Ｙ_L，１８Ｙ_M，１８Ｙ_Rでは、ウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２のＹ軸方向の位置計測以外に、Ｘ軸回りの回転量（ピッチング量）の計測が可能となっている。

また、上述の多軸干渉計は４５°傾いてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に設置される反射面を介して、投影光学系ＰＬが載置される架台（不図示）に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。

次に、本第２の実施形態に係る露光装置１００における１ロットのウエハに対する並行処理動作（二重露光動作）について、投影光学系ＰＬを中心とする露光装置本体での動作を時系列的に示す図１４に沿って、適宜その他の図面を参照しつつ説明する。

なお、前提として、１ロット内のウエハのうち第１枚目のウエハＷ１は、不図示の搬送系により、Ｃ／Ｄに搬送され、コータにて感光剤（化学増幅型レジスト）が塗布されているものとする。その後、第２枚目のウエハＷ２，第３枚目のウエハＷ３，……，第２５枚目のウエハＷ２５に対しても、図１４のフローチャートに示される処理とは、独立して、Ｃ／Ｄのコータによりレジストの塗布が行われるものとする。また、本第２の実施形態においても、塗布されるレジストは、ポジ型のレジストであるものとする。また、露光対象のウエハＷ１〜Ｗ２５も、上記第１の実施形態と同様に、既に、ショット領域が形成されているウエハであるものとする。

まず、図１４のステップ４０１では、ウエハステージＷＳＴ１上に第１枚目のウエハＷ１がロードされる。ここでは、ウエハステージＷＳＴ１が右側ローディング位置に移動し、不図示の搬送系によりウエハＷ１のロードが行われる。この右側ローディング位置近傍でのウエハステージＷＳＴ１の位置制御は、測長軸ＢＩ１Ｘ，ＢＩＹＲをそれぞれ有する干渉計１８Ｘ₁，１８Ｙ_Rの計測値に基づいて行なわれる。

次のステップ４０３では、レチクル９Ａ，９ＢをレチクルステージＲＳＴ’上にロードする。このロードにより、レチクル９Ａ，９Ｂが図１２に示されるように配置される。

本第２の実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１が右側ローディング位置にあるときに、アライメント系ＡＬＧ１の真下にウエハステージＷＳＴ１の基準マーク板ＦＭ₁が位置するように右側ローディング位置が定められている。この右側ローディング位置にウエハステージＷＳＴ１が移動するのに先立って、干渉計１８Ｙ_Rからの測長軸ＢＩＹＲの干渉計ビームが移動鏡１７Ｙ₁に当たるようになったいずれかの時点でその干渉計１８Ｙ_RによるウエハステージＷＳＴ１の位置計測が開始される。

この右側ローディング位置にウエハステージＷＳＴ１がある状態で、アライメント系ＡＬＧ１により基準マークの画像が取り込まれ、その画像信号が主制御装置２０に送られる。主制御装置２０では、この画像信号に所定の処理を施し、その処理後の信号を解析することでアライメント系ＡＬＧ１の指標中心を基準とする基準マークの位置を検出する。主制御装置２０では、前記基準マークの位置と測長軸ＢＩ１Ｘ，ＢＩＹＲをそれぞれ有する干渉計１８Ｘ₁，１８Ｙ_Rの計測結果とに基づいて第１アライメント座標系における基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークの座標位置を算出する。

上述したウエハロード、レチクルロード及び基準マークの位置計測に引き続いて、図１４のステップ５０４では、例えば特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号などに開示されているようなＥＧＡ方式のウエハアライメントを行って、ウエハＷ１上の各ショット領域の配列を求める。具体的には、干渉計１８Ｘ₁，１８Ｙ_R（測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩＹＲ）により、ウエハステージＷＳＴ１の位置を管理しつつ、設計上のショット配列データ（アライメントマーク位置データ）をもとに、ウエハステージＷＳＴ１を順次移動させつつ、ウエハＷ１上の所定のサンプルショット領域のアライメントマーク（サンプルマーク）位置をアライメント系ＡＬＧ１で計測し、この計測結果と各サンプルマーク計測時の干渉計１８Ｘ₁，１８Ｙ_Rの計測値とショット配列の設計座標データとに基づいて最小自乗法による統計演算により、全てのショット配列データを演算する。これにより、上記の第１アライメント座標系上で各ショット領域の座標位置が算出される。なお、このＥＧＡの際の各部の動作は主制御装置２０の下、ステージ制御装置１９により制御される。上記の演算は、主制御装置２０により行なわれる。

そして、主制御装置２０では、各ショット領域の座標位置から前述した基準マークの座標位置を減算することで、基準マークに対する各ショット領域の相対位置関係を算出する。

ウエハステージＷＳＴ１側で、上記のウエハ交換（この場合、ウエハＷ１のロード）、アライメント動作が行なわれている間は、ウエハステージＷＳＴ２側は待機状態となっている。

この待機状態のウエハステージＷＳＴ２は、左側ローディング位置に位置決めされている。なお、この左側ローディング位置は、アライメント系ＡＬＧ２の下に基準マーク板ＦＭ₂が位置付けられる位置となっている。この左側ローディング位置にウエハステージＷＳＴ２が移動するのに先立って、干渉計１８Ｙ_Lからの測長軸ＢＩＹＬの干渉計ビームが移動鏡１７Ｙ₂に当たるようになったいずれかの時点でその干渉計１８Ｙ_LによるウエハステージＷＳＴ２の位置計測が開始される。

次いで、図１４のステップ５０６ではウエハステージＷＳＴ１を右側ローディング位置から図１３に示される投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ中心（投影中心）の真下に基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークが来る位置（以下、便宜上「第１の露光基準位置」と呼ぶ）まで移動する。この移動の途中、干渉計１８Ｙ_Rからの測長軸ＢＩＹＲの干渉計ビームが移動鏡１７Ｙ₁から外れ、干渉計１８Ｙ_Mからの測長軸ＢＩＹＭの干渉計ビームが移動鏡１７Ｙ₁に当たるようになる。従って、上記の第１の露光基準位置にウエハステージＷＳＴ１が到達するのに先立って、干渉計１８Ｙ_Mからの測長軸ＢＩＹＭの干渉計ビームが移動鏡１７Ｙ₁に当たるようになったいずれかの時点でその干渉計１８Ｙ_MによるウエハステージＷＳＴ１の位置計測が開始される。なお、以下では説明の簡略化のため、特に必要な場合以外は、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動に伴う干渉計の動作説明は省略するものとする。

そして、上記第１の露光基準位置へウエハステージＷＳＴ１が移動すると、主制御装置２０では、一対のレチクルアライメント系（図示省略）により露光光ＩＬを用いて基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークとそれに対応するレチクル９Ａ上のレチクルアライメントマークのウエハ面上投影像の相対位置検出を投影光学系ＰＬ’の像面側に水Ｌｑが無い状態で行なう。

主制御装置２０では、上記の相対位置検出（レチクルアライメント系による前記各マーク像の画像信号の取り込み）をするのに先立って、測長軸ＢＩＹＭを有する干渉計１８Ｙ_MでウエハステージＷＳＴ１のＹ位置のモニタを開始している。

これにより、測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩＹＭを用いた座標系（第１露光座標系）におけるドライ状態での露光位置（投影光学系ＰＬ’によるパターンの投影位置）と基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークの座標位置の相対位置関係が求められる。

主制御装置２０では、先に求めた基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークに対する各ショットの相対位置関係と、露光位置と基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークの座標位置の相対関係より、最終的に露光位置と各ショットの相対位置関係を算出する。その結果に応じて、ウエハＷ１上の各ショットのドライ露光が行なわれることとなる。

次いで、図１４のステップ５０８では、次のようにしてウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１上の各ショット領域に対し、レチクル９Ａを用いて、投影光学系ＰＬ’の像面側に液体がない状態でのステップ・アンド・スキャン方式のドライ露光が行われる。

すなわち、主制御装置２０は、Ｙ軸干渉計１８Ｙ_MとＸ軸干渉計１８Ｘ₁の各測長軸の計測値をモニタしつつ、ステップ５０６で算出した露光位置と各ショットとの位置関係に基づいてステージ制御装置１９に指令を与えてレチクルステージ駆動部１１及びウエハステージ駆動部１２４’を構成する各リニアモータを制御する。

ステージ制御装置１９は、特にウエハＷ１上の各ショット領域の走査露光時には、レチクルステージＲＳＴ’のＹ軸方向の移動速度ＶｒとウエハステージＷＳＴ１のＹ軸方向の移動速度Ｖｗとが、投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍あるいは１／５倍）に応じた速度比に維持されるようにレチクルステージＲＳＴ’とウエハステージＷＳＴ１との同期制御を行う。主制御装置２０は、通常のスキャナと同様に、上記のレチクルステージＲＳＴ’とウエハステージＷＳＴ１との制御に合わせて照明系１０による照明動作を制御する。

次のステップ５０９では、レチクル９Ｂを用いたウエハＷ１に対する液浸露光が主制御装置２０の管理下で行われる。まず、主制御装置２０は、ステージ制御装置１９を介してレチクルステージＲＳＴ’上のレチクル９Ｂが、照明領域ＩＡＲに対応するようにレチクルステージＲＳＴ’を移動させる。そして、主制御装置２０は、液体給排システム３２の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御を行ない、先端レンズ４２とウエハＷ１との間の空間に対し、水の供給及び回収を開始する。これにより、一定量の水Ｌｑが、その空間に常時安定した状態で供給されるようになる。

そして、主制御装置２０では、一対のレチクルアライメント系（図示省略）により露光光ＩＬを用いて基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークとそれに対応するレチクル９Ａ上のレチクルアライメントマークとの相対位置検出を、水Ｌｑを介して検出する。これにより、測長軸ＢＩ１Ｘ，ＢＩＹＭを用いた座標系における液浸状態での露光位置（投影光学系ＰＬ’による水Ｌｑを介したパターンの投影位置）と基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークの座標位置の相対位置関係が求められる。なお、レチクルアライメント系が水Ｌｑがある状態（液浸状態）でも、水Ｌｑがない状態（ドライ状態）でも所望の精度でマーク検出ができるように補正機構を設けても良い。また、レチクルアライメント系を液浸状態での計測用とドライ状態での計測用とで別々に設けておいても良い。

そして、主制御装置２０では、先に求めた基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークに対する各ショット領域の相対位置関係と、基準マーク板ＦＭ₁上の基準マークと液浸状態での露光位置との関係とに基づいて、液浸状態での露光位置とウエハＷ１上の各ショット領域との相対位置関係を算出する。

そして、ステップ５０８と同様のステージ制御動作の制御及び照明系１０による照明動作の制御を行い、先に算出した液浸状態での露光位置とウエハＷ１上の各ショット領域との相対位置関係に基づいて、レチクルステージＲＳＴ’とウエハステージＷＳＴ１の移動を制御しつつ、ウエハＷ１の各ショット領域に対する走査露光を水Ｌｑを介して行う。なお、投影光学系ＰＬ’を用いて液浸露光とドライ露光との各々を所望の結像性能で実行するために、結像特性補正コントローラ１８１などによる投影光学系ＰＬ’の結像特性（フォーカスなど）の補正を行っても良いし、液浸露光とドライ露光とで、投影光学系ＰＬ’の一部の光学部材を入れ替えるようにしても良い。

これにより、レチクル９Ａ上のパターンが転写されたウエハＷ１上の各ショット領域に対し、露光装置１００において、液浸法により、レチクル９Ｂ上のパターン領域ＰＡ２のパターンが高精度に転写される。投影光学系ＰＬとウエハＷ１との間の水Ｌｑにより、露光光ＩＬの波長は実質的に短くなり、レチクル９Ｂは、レチクル９Ａよりも、高解像度で、ウエハＷ１上に転写される。なお、液体給排システム３２による先端レンズ４２とウエハＷ１との間の空間に対する液体供給は、上記第１の実施形態と同様に、ウエハＷ１のＸＹ平面の動きに併せて制御されることは勿論である。すなわち、ウエハＷ１の各ショット領域に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、ウエハＷ１の移動方向の変化に応じて、主制御装置２０によって、液体給排システム３２の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御が上記第１の実施形態と同様にして行われ、ウエハＷ１に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、先端レンズ４２とウエハＷ１との間の常時一定量の水Ｌｑが安定して保持された状態となる。また、ウエハＷ１上の各ショット領域の液浸露光が完了すると、主制御装置２０は、液体給排システム３２による水の供給を停止するとともに、投影光学系ＰＬ’の像面側の空間を満たしていた水Ｌｑを完全に回収する。

このように、図１４のステップ５０８、ステップ５０９において、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対する露光（レチクル９Ａ，９Ｂを用いた露光）が行われている間に、ウエハステージＷＳＴ２側では、ステップ６０２，６０４において、２枚目のウエハＷ２のロード及びウエハアライメントが行われる。

この場合のウエハステージＷＳＴ２の位置制御は、測長軸ＢＩ２Ｘ，ＢＩＹＬをそれぞれ有する干渉計１８Ｘ₂，１８Ｙ_Lの計測値に基づいて、すなわち第２アライメント座標系上で行なわれる。

そして、２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２上で並行して行なわれる露光動作と、ウエハ交換・アライメント動作とは、先に終了したウエハステージが待ち状態となり、両方の動作が終了した後にステップ５１０及びステップ６０６に進み、ウエハステージＷＳＴ１が右側ローディング位置に移動し、ウエハステージＷＳＴ２が露光位置（より正確には第２の露光基準位置）に移動する。

そして、上記ステップ５１０にて移動が終了した側のウエハステージＷＳＴ１では、ステップ５１２において、右側ローディング位置でウエハ交換（ウエハＷ１→ウエハＷ３）が行われ、上記ステップ６０４にてアライメント動作が終了した側のウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２の各ショット領域に対しては、前述のステップ５０８と同様にして、ステップ６０８において、投影光学系ＰＬの下でドライ状態での露光動作が行なわれる。このとき、レチクルステージＲＳＴ’は、レチクル９Ａが照明領域ＩＡＲに対応するように移動しているものとし、ウエハステージＷＳＴ２の位置制御は、測長軸ＢＩ２Ｘ，ＢＩＹＭをそれぞれ有する干渉計１８Ｘ₂，１８Ｙ_Mの計測値に基づいて、すなわち第２露光座標系上で行われる。そして、次のステップ６０９において、前述のステップ５０９と同様にして、ウエハＷ２の各ショット領域に対する液浸露光が行われる。このとき、レチクルステージＲＳＴ’は、レチクル９Ｂが照明領域ＩＡＲに対応するように移動しており、液体給排システム３２による液体の供給が行われている。

ここで、ステップ５１２において、ウエハステージＷＳＴ１上からアンロードされたウエハＷ１は、不図示の搬送系によりＣ／Ｄに搬送され、ベーキング装置によりＰＥＢが行われ、その後デベロッパにて現像される。このＰＥＢにより、ウエハＷ１上のレジストでは、ベース樹脂から例えば溶解抑制剤が脱離し、露光された箇所に、アルカリ可溶性が発現してウエハＷ１上に転写パターンの潜像が形成され、次に現像によりその可溶性となった部分が除去され、ウエハＷ１上に転写パターンの顕像（例えば図６に示されるパターン像）が形成される。

その後、ステップ６０８、ステップ６０９において、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対する露光動作が行われている間に、他方のウエハステージＷＳＴ１では、ステップ５１４において、ウエハＷ３に対するウエハアライメントが実行される。

そして、ウエハステージＷＳＴ２における露光動作が終了すると、ステップ５１６及びステップ６１０において両ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の移動（スイッチング）が行われ、引き続き、レチクル９Ａを用いたウエハＷ３へのドライ露光動作（ステップ５１８）及びレチクル９Ｂを用いた液浸露光動作（ステップ５１９）と、ウエハステージＷＳＴ２におけるウエハ交換（Ｗ２→Ｗ４）、ウエハアライメント（ステップ６１２，６１４）とが並行して行なわれる。この場合においても、ウエハステージＷＳＴ２上からアンロードされたウエハＷ２は、不図示の搬送系によりＣ／Ｄに搬送され、ベーキング装置によりＰＥＢが行われ、その後デベロッパにより現像される。

その後、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を用いた並行処理が繰り返し行われる。そして、ウエハステージＷＳＴ１にて露光が行われた奇数番目のウエハが不図示の搬送系によりＣ／Ｄに搬送されてベーキング装置によりＰＥＢが行われ、その後デベロッパにより現像され、ウエハステージＷＳＴ２にて露光が行われた偶数番目のウエハが、不図示の搬送系によりＣ／Ｄに搬送されてベーキング装置によりＰＥＢが行われ、その後デベロッパにより現像される。

そして、上記動作が繰り返され、ウエハステージＷＳＴ２側で、ステップ６１６においてレチクル９Ａを用いてウエハＷ２４に対する露光が行われ、ステップ６１７においてレチクル９Ｂを用いてウエハＷ２４に対する液浸露光が行われている間に、ウエハステージＷＳＴ１側では、ステップ５２０，５２２において、ウエハＷ２３がウエハＷ２５に交換されるとともに、ウエハＷ２５のウエハアライメントが行われる。

更に、ステップ５２４及びステップ６１８にて両ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動、すなわちスイッチングが行われ、ウエハステージＷＳＴ２が左側ローディング位置に位置した段階で、ステップ６２０において、ウエハステージＷＳＴ２上からウエハＷ２４がアンロードされる（その後ＰＥＢ及び現像が行われる）。その後、ウエハステージＷＳＴ２は待機する。

一方、ウエハステージＷＳＴ１側では、ステップ５２６及びステップ５２７において、１ロットの最後のウエハＷ２５に対する露光動作（レチクル９Ａのパターン転写）及び液浸露光動作（レチクル９Ｂのパターン転写）がこれまでと同様に行われる。そして、露光終了後は、ステップ５２８において、ウエハステージＷＳＴ１が、右側ローディング位置に移動され、ステップ５３０においてウエハＷ２５がアンロードされる（その後ＰＥＢ及び現像が行われる）。

以上のようにして、１ロット（＝２５枚）のウエハに対する通常の露光によるレチクル９Ａ上のパターンの転写と、液浸露光によるレチクル９Ｂ上のパターンの転写と、ＰＥＢ及び現像とが終了すると、処理が終了する。

以上詳細に説明したように、本第２の実施形態に係る露光装置１００によれば、ウエハＷ１〜Ｗ２５の同一レジスト層に対し二重露光を行う場合には、その二重露光のうちの１回の露光では、ウエハＷ１〜Ｗ２５に対し露光光ＩＬを投射する投影光学系ＰＬとウエハＷ１〜Ｗ２５との間の空間に水Ｌｑを供給し、その空間における該露光光ＩＬの実質的な波長を、他の回の露光におけるその空間における露光光ＩＬの波長とは異なるようにする。このようにすれば、例えば高解像度が要求される回、例えばレチクル９Ｂを用いた露光では、投影光学系ＰＬとウエハＷ１〜Ｗ２５との間の空間における露光光ＩＬの実質的な波長を短くし、高解像度がそれほど要求されない回の露光（レチクル９Ａを用いた露光）では、露光光ＩＬの実質的な波長をある程度長くすることができる。露光光ＩＬの実質的な波長を短くした露光、例えば液浸露光では、液体の供給などの作業により露光に要する時間が通常の露光よりも長くなってしまう傾向が強い。したがって、本第２の実施形態に係る露光方法を採用すれば、複数回の露光を行う場合にも、各回の露光を要求される解像度に応じた、時間的に有利な露光を行うことができるので、高精度かつ高スループットを両立した露光を上記第１の実施形態と同様に実現することができる。また、酸の溶け出しも少なくすることができるので、高精度な露光を実現することができることも、上記第１の実施形態と同様である。

なお、上記第２の実施形態では、同一のウエハに対し、ドライ露光と液浸露光を連続して行ったが、これには限られない。例えば、１ロット単位でドライ露光を行い、その後、液浸露光を行うようにしても良い。また、例えばウエハステージＷＳＴ１上のウエハに対してドライ露光を行った後、ウエハステージＷＳＴ１を一旦退避させてウエハステージＷＳＴ２上のウエハに対しドライ露光を行い、その後、再びウエハステージＷＳＴ１を投影光学系ＰＬの下方に移動させ、そのステージ上のウエハに対して液浸露光を行った後、今度はウエハステージＷＳＴ２上のウエハに対して液浸露光を行うようにしても良い。

なお、上記第２の実施形態では、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を有するダブルステージ（ツインステージ）タイプの露光装置であったが、シングルステージタイプの露光装置であっても良い。また、３つ以上ウエハステージを備えた露光装置を用いるようにしても良いし、特表２０００−５１１７０４号公報及びこれに対応する米国特許第６，２６２，７９６号などに開示されているように、投影光学系とアライメント系をそれぞれ１つ備え、ウエハステージを２つ以上備えた露光装置を用いるようにしても良い。あるいは、例えば特開２０００−１６４５０４号（対応米国出願第０９／５９３，８００号）に開示されているように、ウエハを保持するウエハステージとは別に、測定用の部材や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た露光装置を用いるようにしても良い。

また、１つの投影光学系を用いて液浸露光とドライ露光とを含む多重露光を行う場合、液浸露光のときとドライ露光のときとで投影光学系の一部を入れ替えるようにしても良い。

さらに、上述の第２の実施形態においては、１つの投影光学系に対して２つのウエハステージを備えた露光装置を用いているが、２つ以上の投影光学系を備える露光装置を用いるようにしても良い。その場合も、ウエハステージは１つであっても良いし、２つ以上を備えるようにしても良い。

また、上記第２の実施形態でも、前述の第１の実施形態と同様に、液浸法を適用しない通常の露光の後に、液浸法を用いた露光を行っており、より微細なパターンを露光した後のＰＥＢまでの時間を短くすることができるので、露光後の汚染などの悪影響を小さくすることができるが、これは逆でも良い。この場合には、上述したように１回目の露光を行った後（ウエハ上で発生した酸が溶け出しやすくなった後）に２回目の液浸露光を行う場合に比べると、１回目に液浸露光を行うので、ウエハＷ上で発生した酸の液体（水）への溶け出しを少なくすることができる。

液浸露光を１回目に行うか２回目に行うかは、前述の第１の実施形態と同様に、液浸露光後（実質的な波長が短い露光光による露光後）にＰＥＢが施されるまでの時間短縮を重視するか、液浸露光のときの酸の溶け出しを重視するかなど、各種のプロセス条件によって決めればよい。

また、上述の第２の実施形態においては、二重露光のうちの１回の露光を投影光学系（先端レンズ）とウエハ等との間の空間に液体がない状態で行い、他の回の露光を投影光学系（先端レンズ）とウエハとの間の空間に液体を保持した状態で行うことによって、投影光学系（先端レンズ）とウエハとの間の空間における露光光の実質的な波長が、二重露光の１回の露光と他の回の露光とで異なるようにしているが、二重露光の両方の露光で液浸露光を実行するようにしても良い。この場合、各回の液浸露光においてウエハ上に供給する液体を変更するようにしても良い。すなわち液体給排システムを、複数種類の液体（当然、その中に純水が含まれるようにしてもよい）を供給可能に構成し、主制御装置２０の制御により、複数種類の液体のうちのいずれか１つの液体が選択されるようにしても良い。このような液体給排システムでは、液体毎に液体供給装置及び液体回収装置が設けられ、各ノズルも別々に設けられていても良い。なお、この場合には、複数種類の液体としては、互いに露光光ＩＬに対する屈折率が異なっているものが選ばれる必要がある。また、例えば２回目の露光の際に供給される液体は、酸の溶解度が低い液体が選ばれるのが望ましい。

また、上記第１の実施形態で説明したように、光源の発振波長を異ならせることによって、投影光学系（先端レンズ）とウエハとの間の空間における露光光の実質的な波長が、二重露光の１回の露光と他の回の露光とで異なるようにしても良い。この場合、二重露光の両露光をドライ状態で行っても良いし、液浸状態で行っても良いし、１回をドライ状態で、他の回を液浸状態で露光するようにしても良い。

また、上記各実施形態では、レジストに含まれる光酸発生剤から発生する酸の溶け出しを極力少なくする露光方法を提供したが、これに限らず、本発明は、例えば化学増幅型レジストに含まれるベース樹脂、溶解阻害剤、架橋剤のようなレジストに含まれる特定物質の溶け出しの低減にも有効であることは勿論である。また、化学増幅型レジストでないレジストを用いる場合にも、そのレジストに含まれる物質の溶け出しの低減に有効である。

また、上記各実施形態において、投影光学系とウエハ等との間の空間に液体がない状態でのドライ露光、及び投影光学系とウエハ等との間の空間に液体が保持されている状態での液浸露光を含む二重露光（多重露光）を行う場合、液浸露光用のレジストを用いるのが望ましい。

また、上記各実施形態では、ハーフトーン位相シフトマスクとしてのレチクルを用いて位相シフト法を用いた二重露光を行った。こうすることにより、Ｌ／ＳパターンＢ１を精度良くウエハに転写することができるからである。しかし、これには限らず、レチクル９ＢのＬ／ＳパターンＢ１における位相シフト部は、遮光パターンであっても良い。すなわち、上記各実施形態では、位相シフト法を用いて、ゲートパターンの転写を行ったが、これには限られず、通常のマスクを用いた露光であっても良い。要は、Ｌ／ＳパターンＢ１のような微細なパターンに対しては、そのパターンを精度良く転写できるような解像度で転写するようにすれば良い。すなわち、Ｌ／Ｓパターンの線幅がｄＹ１である場合には、露光光ＩＬの実質的な波長を、そのパターンを精度良く転写することができるような解像度に応じた波長にすればよい。また、上記各実施形態では、レチクル９Ｂとして、例えばレベンソン型マスクのような他のタイプの位相シフトマスクを用いてもよい。

また、三重露光以上の多重露光にも本発明を適用することができる。例えば、レチクル９Ａ、レチクル９Ｂに加えて、配線パターンが形成されたレチクルを用いて、三重露光を行うことができる。この場合でも、少なくとも１回の露光において、ウエハに到達する実質的な露光波長が他の回の露光と異なっていれば良い。なお、この場合にも１ロットの枚数を感光剤の性能を維持できる時間に基づいて設定することとすれば、これまで説明したのと同様の効果を得ることができる。また、上述の各実施形態の多重（二重）露光では、ウエハ上の同じ位置（同じショット領域）に、レチクル９Ａのパターンの投影像とレチクル９Ｂのパターンの投影像とを投影するようにしているが、ウエハＷ上で異なる位置、例えば一部分のみが重なるように、レチクル９Ａのパターンの投影像とレチクル９Ｂのパターンの投影像とを投影するようにしても良い。

また、上記各実施形態のような多重露光と、いわゆる変形照明法（例えばＳＨＲＩＮＣ：Super High Resolution by Illumination Control）とを組み合わせて用いることもできる。例えばレチクル９Ｂ上のＬ／ＳパターンＢ１のような周期性のあるパターンを転写する際には、照明系１０においては、照明系開口絞りとして、Ｌ／ＳパターンＢ１の配列方向に対応して各絞りが配置された２重極照明絞り等を用いれば、さらに解像度及び焦点深度の向上が可能である。また、回路パターンにおいては、通常、Ｌ／Ｓパターンのような周期性のあるパターンが無数に存在するが、これらの周期性パターンを分解しＸ軸方向に配列された周期性パターンが形成されたレチクルと、Ｙ軸方向に配列された周期性パターンが形成されたレチクルとを作成し、それらのレチクルで上記多重露光を行うようにしても良い。この場合には、各回の露光において、周期パターンの配列方向に沿った２重極照明絞りを、照明系開口絞りとして用いるようにすれば良い。なお、配列方向が同じ周期性パターンであっても、要求される解像度が異なる（すなわちサイズが異なる）パターンがある場合には、さらに、そのサイズが異なるパターンを別々なレチクルに形成し、通常の露光と、例えば液浸露光のような、露光光の実質的な波長が異なる露光とで、各レチクル上のパターンの転写を行うようにすれば良い。

また、前述のように、化学増幅型レジストでのパターン形成（現像処理前の潜像形成）は、露光により酸の発生とＰＥＢ時の酸触媒反応の２段階で行われる。そのため、触媒である酸の安定性が大きな問題である。上記各実施形態では、多重露光での液浸露光における酸の溶け出しを低減させる方法を提案したが、この他、クリーンルーム雰囲気中におけるアンモニアなどの塩基性物質がレジスト表面に吸着し、表面層の酸と中和反応を起こす、いわゆる酸の失活現象も問題となる。すなわち、露光工程では、できるだけ塩基性物質をレジストに付着させないような仕組みが必要となる。この仕組みとしては、例えば塩基性物質を除去できるフィルタを露光装置内に設置することや、レジスト表面にさらに塩基性物質に対する保護膜を塗布するなどの方法が考えられるが、上記各実施形態のように、液浸露光を行う場合には、例えば、液浸露光に用いられる液体を、塩基性物質が溶け込みにくいものとすることなどが考えられる。

また、上記各実施形態では、液体として超純水（水）を用いるものとしたが、本発明がこれに限定されないことは上述した通りである。液体としては、化学的に安定で、露光光ＩＬの透過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。このフッ素系不活性液体としては、例えばフロリナート（米国スリーエム社の商品名）が使用できる。このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。また、液体として、露光光ＩＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、また、投影光学系やウエハ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（例えばセダー油等）を使用することもできる。また、光源としてＦ₂レーザを用いる場合には、液体として、フッ素系の液体（例えば、フォンブリンオイル）を使用することができる。

また、上記各実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良く、この場合は回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設けておくことが望ましい。

なお、上記各実施形態では、投影光学系ＰＬの最も像面側の光学素子が先端レンズ４２であるものとしたが、その光学素子は、レンズに限られるものではなく、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）の調整に用いる光学プレート（平行平面板等）であっても良いし、単なるカバーガラスであっても良い。投影光学系ＰＬの最も像面側の光学素子（上記各実施形態では先端レンズ４２）は、露光光ＩＬの照射によってレジストから発生する飛散粒子又は液体中の不純物の付着等に起因して液体（上記各実施形態では水）に接触してその表面が汚れることがある。このため、その光学素子は、鏡筒４０の最下部に着脱（交換）自在に固定することとし、定期的に交換することとしても良い。

このような場合、液体に接触する光学素子がレンズであると、その交換部品のコストが高く、かつ交換に要する時間が長くなってしまい、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招く。そこで、液体と接触する光学素子を、例えばレンズ４２よりも安価な平行平面板とするようにしても良い。

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の先端レンズ４２の光射出側の光路空間を液体(純水)で満たしてウエハＷ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の先端レンズ４２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良い。

また、上記各実施形態において、液体（水）を流す範囲はレチクルのパターン像の投影領域（露光光ＩＬの照射領域）の全域を覆うように設定されていれば良く、その大きさは任意で良いが、流速、流量等を制御する上で、照射領域よりも少し大きくしてその範囲をできる限り小さくしておくことが望ましい。

また、上記各実施形態では、周囲に補助プレート７２ａ〜７２ｄが設けられるものとしたが、本発明の中には、露光装置は、補助プレートあるいはそれと同等の機能を有する平面板を必ずしもウエハステージ上に設けなくても良いものもある。但し、この場合には、供給される液体がウエハステージ上から溢れないように、そのウエハステージ上に液体を回収する配管を更に設けておくことが望ましい。また、上記各実施形態においては、投影光学系ＰＬとウエハとの間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報などに開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、特開平１０−３０３１１４号公報や、特開平１０−１５４６５９号公報及びこれに対応する米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中にウエハを保持する液浸露光装置にも適用可能である。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、上記各公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

なお、複数のレンズから構成される投影光学系、投影ユニットＰＵを露光装置本体に組み込み、更に、投影ユニットＰＵに液体給排システムを取り付ける。その後、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記各実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及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。

また、上記各実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置におけるウエハＷの同一レジスト層に対する露光にも本発明を好適に適用することができる。

さらに、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エハ上に形成することによってウエ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。

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

また、上記各実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザ光源に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光源、Ｆ₂レーザ光源などのパルスレーザ光源や、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。このように、各露光装置の光源を多様化させれば、要求される解像度に応じてフレキシブルな複数回の露光を実現することができる。

《デバイス製造方法》
次に、上述した露光装置１００及びリソグラフィシステム１１０並びにそれらの露光方法をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。

図１５には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図１５に示されるように、まず、ステップ８０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ８０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ８０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップ８０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ８０１〜ステップ８０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ８０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ８０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ８０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。

最後に、ステップ８０６（検査ステップ）において、ステップ８０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

図１６には、半導体デバイスにおける、上記ステップ８０４の詳細なフロー例が示されている。図１６において、ステップ８１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ８１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ８１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ８１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ８１１〜ステップ８１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ８１５（レジスト形成ステップ）において、上記各実施形態に示されるように、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ８１６（露光ステップ）において、上記実施形態の露光装置１００_i（又は１００）を用いてマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ８１７（現像ステップ）においては、上述したＰＥＢを行い、露光装置１００_i（又は１００）のＣ／Ｄにおいて露光されたウエハを現像し、ステップ８１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ８１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。

これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ８１６）において上記実施形態の露光装置１００_iを備えるリソグラフィシステム１１０又は露光装置１００及び露光方法が用いられるので、スループットを向上させることができ、高精度な露光を実現することができる。この結果、高集積度のデバイスの生産性（歩留まりを含む）を向上させることが可能になる。

以上説明したように、本発明の露光方法、露光装置及び露光システムは、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適しており、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

Claims (19)

1. 同一の感光物体に対し複数回の露光を行う露光方法において、
   露光光を前記感光物体上に投射する投影光学系と前記感光物体との間の空間が、前記複数回の露光のうちの少なくとも１回の露光では所定の液体で満たされ、他の回の露光では前記所定の液体とは種類が異なる別の液体で満たされ、前記空間における前記露光光の実質的な波長が、前記少なくとも１回の露光と、前記他の回の露光とで異なり
   前記複数回の露光ではそれぞれ前記感光物体の複数の領域が露光され、前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光との一方によって前記複数の領域を露光した後、前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光との他方の露光によって前記複数の領域を露光し、
   前記複数回の露光のうち前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光とは同一の露光装置を用いて行われ、前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光とで、前記感光物体が、１つの照明領域で露光される露光方法。
2. 請求項１に記載の露光方法において、
   前記所定の液体は、前記別の液体よりも屈折率が大きいことを特徴とする露光方法。
3. 請求項１又は２に記載の露光方法において、
   前記別の液体は、前記所定の液体よりも、前記感光物体の感光剤に含まれる特定物質の溶解度が低いことを特徴とする露光方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光方法において、
   前記少なくとも１回の露光における、前記投影光学系に入射される露光光の波長が、前記他の回の露光における露光光の波長とは異なることを特徴とする露光方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光方法において、
   前記少なくとも１回の露光では、位相シフト法を用いることを特徴とする露光方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光方法において、
   前記複数回の露光の間中、前記感光物体は前記１つの照明領域で露光されることを特徴とする露光方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光方法を実行して、感光物体を複数回露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法。
8. 同一の感光物体に対し複数回の露光を行う露光方法であって、
   光学部材と前記感光物体との間の空間が所定の液体で満たされ露光光の実質的な波長が第１の波長となる第１の露光条件下において、前記第１の波長の前記露光光により前記感光物体を露光する工程と；
   前記光学部材と前記感光物体との間の空間が前記所定の液体とは別の液体で満たされ前記露光光の実質的な波長が前記第１の波長とは異なる第２の波長となる第２の露光条件下において、前記第２の波長の前記露光光により前記感光物体を露光する工程と；を含み、
   前記複数回の露光ではそれぞれ前記感光物体の複数の領域が露光され、前記第１の露光条件下での露光と前記第２の露光条件下での露光との一方によって前記複数の領域を露光した後、前記第１の露光条件下での露光と前記第２の露光条件下での露光との他方の露光によって前記複数の領域を露光し、
   前記第１の露光条件下での露光及び前記第２の露光条件下での露光では、前記感光物体は、同一の露光装置において１つの照明領域で露光される露光方法。
9. 請求項８に記載の露光方法において、
   前記所定の液体と前記別の液体とは、屈折率が異なることを特徴とする露光方法。
10. 請求項９に記載の露光方法において、
    前記所定の液体は、前記別の液体より屈折率が大きいことを特徴とする露光方法。
11. 請求項８〜１０のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記別の液体と前記所定の液体とは、前記感光物体の感光剤に含まれる特定物質の溶解度が異なることを特徴とする露光方法。
12. 請求項１１に記載の露光方法において、
    前記別の液体は、前記所定の液体に比べて、前記感光物体の感光剤に含まれる特定物質の溶解度が小さいことを特徴とする露光方法。
13. 請求項８〜１２のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１の露光条件下における露光と、前記第２の露光条件下における露光とでは、前記光学部材に入射される露光光の波長が異なることを特徴とする露光方法。
14. 請求項８〜１３のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１の露光条件下における露光では、位相シフト法を用いることを特徴とする露光方法。
15. 請求項８〜１４のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記複数回の露光の間中、前記感光物体は前記１つの照明領域で露光されることを特徴とする露光方法。
16. 請求項８〜１５のいずれか一項に記載の露光方法を実行して、感光物体を複数回露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法。
17. 同一の感光物体に対し複数回の露光を行う露光装置であって、
    前記感光物体を保持するステージと；
    露光光を前記感光物体上に投射する投影光学系と；
    前記投影光学系と前記ステージとの間の第１空間のうち、少なくとも、前記投影光学系と前記ステージ上の前記感光物体との間の第２空間が、複数種類の液体のうちのいずれか一つの液体で満たされるように、該液体を供給する液体供給機構を有し、前記第２空間における前記露光光の実質的な波長を調整する調整装置と；
    前記感光物体を複数回露光する際に、その複数回の露光のうちの少なくとも１回の露光では、前記第２空間における前記露光光の実質的な波長が他の回の露光におけるその波長と異なるように、前記調整装置を制御する制御装置と；を備え、
    前記制御装置は、前記少なくとも１回の露光では、前記第２空間に、前記液体供給機構により前記複数種類の液体のうちの所定の液体が供給され、前記他の回の露光では、前記第２空間に、前記液体供給機構により前記所定の液体とは異なる液体が供給されるように、前記調整装置を制御し、前記少なくとも１回の露光と前記他の回の露光とで、前記感光物体が、１つの照明領域で露光される露光装置。
18. 請求項１７に記載の露光装置において、
    前記複数回の露光の間中、前記感光物体は前記１つの照明領域で露光されることを特徴とする露光装置。
19. 請求項１７又は１８に記載の露光装置を用いて、感光物体上にデバイスパターンを転写するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法。

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