WO2006106833A1 - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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WO2006106833A1
WO2006106833A1 PCT/JP2006/306677 JP2006306677W WO2006106833A1 WO 2006106833 A1 WO2006106833 A1 WO 2006106833A1 JP 2006306677 W JP2006306677 W JP 2006306677W WO 2006106833 A1 WO2006106833 A1 WO 2006106833A1
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liquid
measurement
substrate
stage
immersion
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PCT/JP2006/306677
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French (fr)
Inventor
Katsushi Nakano
Masato Hamatani
Original Assignee
Nikon Corporation
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • G—PHYSICS
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70341—Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply
    • G—PHYSICS
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages

Definitions

  • Exposure apparatus Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
  • the present invention relates to an exposure apparatus and exposure method for exposing a substrate through a liquid, and a device manufacturing method.
  • the photolithography process which is one of the manufacturing processes of micro devices (electronic devices) such as semiconductor devices and liquid crystal display devices
  • exposure is performed by projecting a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate.
  • a device is used.
  • This exposure apparatus includes a mask stage that can move while holding a mask, and a substrate stage that can move while holding a substrate.
  • the projection optical system projects a mask pattern while sequentially moving the mask stage and the substrate stage. Through the projection exposure.
  • miniaturization of patterns formed on a substrate is required in order to increase the density of devices.
  • the immersion light path is filled with a liquid, and the substrate is exposed through the liquid.
  • An exposure device has been devised.
  • Patent Document 1 Pamphlet of International Publication No. 99Z49504
  • the liquid in the optical path space on the image plane side of the projection optical system is collected to bring the wet state force into a dry state. Then, the trace of liquid adhesion on the surface of the optical member (closest to the image plane) at the end of the projection optical system that comes into contact with the liquid (hereinafter, the liquid adhesion trace is also referred to as a watermark, even when the liquid is not water). ) May occur. Also, the optical part at the end of the projection optical system Due to the heat of vaporization when the liquid adhering to the surface of the material dries, the optical member at the end has a tendency to be thermally deformed. The occurrence of a watermark or thermal deformation of the optical member at the end of the projection optical system may degrade the optical performance of the projection optical system and reduce the performance of the exposure apparatus.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides an exposure apparatus and a device manufacturing method that can prevent deterioration in apparatus performance even when performing exposure processing via a liquid. Objective.
  • the present invention employs the following configurations corresponding to the respective drawings shown in the embodiments.
  • the reference numerals in parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.
  • an exposure apparatus that exposes a substrate (P) through an optical member (PL, LSI) and a liquid (LQ) has a substrate (P).
  • a substrate holding member (ST1) that can be held and moved, and a first immersion mechanism that fills the space (K1) between the optical member (PL, LSI) and the substrate holding member (ST1) with liquid (LQ) ( 1) and a movable member that is placed facing the optical member (PL, LSI) instead of the substrate holding member (ST1) while maintaining the liquid (LQ) between the optical member (PL, LSI) (ST2) and the measurement member (65, FM) arranged on the movable member (ST2), and the movable member (ST2) faces the optical member (PL, LSI) across the liquid (LQ)
  • the measuring device (60, RA) that performs a predetermined measurement when the measuring member (65, FM) is arranged, and the measuring member when at least the movable member (ST2) is separated from
  • the movable member since the movable member is disposed to face the optical member even when the substrate holding member is separated from the optical member, the optical path between the optical member and the optical member is provided. If the space can be continuously filled with the liquid, a predetermined measurement can be performed by using the measurement member arranged on the movable member that moves with force. In addition, when the movable member moves away from the optical member, a liquid immersion area can be formed on the measurement member disposed on the movable member, thus preventing a watermark from being formed on the measurement member. Therefore, the thermal deformation of the measurement member can be suppressed, so that the measurement performance of the measurement device using the measurement member can be prevented from deteriorating. Can be stopped.
  • the first holding the substrate (P) is performed.
  • the movable member (ST1) and the space (K1) between the optical member (PL, LSI) and the first movable member (ST1) are filled with the liquid (LQ) to form the first immersion region (LR1).
  • the optical member (PL, LS) is replaced with the first movable member (ST1).
  • a second movable member (ST2) that is placed opposite to 1) and has a measuring member (65, FM) in the contact surface (59) with the liquid (LQ), and the first immersion mechanism (1)
  • An exposure apparatus (EX) comprising a second immersion mechanism (2) that forms a second immersion area (LR2) on the measurement member (65, FM) in contact with the liquid (LQ) at a position different from Is provided.
  • LR2 second immersion area
  • a device manufacturing method using the exposure apparatus (EX) of the above aspect there is provided a device manufacturing method using the exposure apparatus (EX) of the above aspect.
  • a device that exhibits the desired performance can be manufactured using the exposure apparatus of the above aspect.
  • the space (K1) between the first movable member (ST1) to be held and the optical member (PL, LSI) is filled with liquid (LQ) to form the first immersion region (LR1), and the optical member (PL
  • the first movable member (ST1) while exposing the substrate (P) via the liquid (LQ) and the liquid (LQ) and maintaining the first immersion area (LR1) between the optical member (PL, LSI)
  • the second movable member (ST2) is placed opposite the optical member (PL, LSI) and the second movable member (ST
  • An exposure method is provided in which the second immersion area (LR2) is formed on the measurement member (65, FM) after the measurement member (65, FM) of 2) contacts the liquid (LQ). According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent a decrease in accuracy in measurement using the measurement member.
  • a device manufacturing method using the exposure method of the above aspect there is provided a device manufacturing method using the exposure method of the above aspect.
  • a device can be manufactured using an exposure method that can prevent a decrease in accuracy in measurement using a measurement member.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a view for explaining an example of the operation of the exposure apparatus.
  • FIG. 3 is a plan view of the substrate stage and the measurement stage with the upward force also seen.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a measuring device provided on a measuring stage.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing a second immersion mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of the operation of the exposure apparatus.
  • FIG. 7 is a view for explaining an example of the operation of the exposure apparatus.
  • FIG. 8 is a view for explaining an example of the operation of the exposure apparatus.
  • FIG. 9 is a view for explaining an example of the operation of the exposure apparatus.
  • FIG. 10 is a view for explaining an example of the operation of the exposure apparatus.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing a second immersion mechanism according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example of the operation of the second immersion mechanism.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of the operation of the second immersion mechanism.
  • FIG. 14A is a view showing a second immersion mechanism according to a third embodiment.
  • FIG. 14B is a view showing a second immersion mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 15A is a view showing a second immersion mechanism according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15B is a view showing a second immersion mechanism according to the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of a microdevice manufacturing process.
  • Last optical element (Optical member), P ... Substrate, PJ ... Retraction position, PL ... Projection optical system (Optical member), RP -... Substrate replacement position, ST1 ... Substrate stage (Substrate holding member), ST2- "Measurement stage (Movable member)
  • FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus EX according to the first embodiment.
  • the exposure apparatus EX includes a mask stage MST that can move while holding the mask M, a substrate stage ST1 that can move while holding the substrate P by the substrate holder PH, A movable measurement stage ST2 equipped with at least a part of a measurement device that measures exposure, illumination optical system IL that illuminates mask M on mask stage MST with exposure light EL, and illumination light EL A projection optical system PL that projects the pattern image of the mask M onto the substrate P on the substrate stage ST1 and a control device CONT that controls the overall operation of the exposure apparatus EX.
  • Each of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 can move independently of each other on the base member BP on the image plane side of the projection optical system PL.
  • the exposure apparatus EX includes a transport apparatus 300 that transports the substrate P, that is, loads the substrate P onto the substrate stage ST1 and unloads the substrate P from the substrate stage ST1.
  • a transport apparatus 300 that transports the substrate P, that is, loads the substrate P onto the substrate stage ST1 and unloads the substrate P from the substrate stage ST1.
  • loading and unloading of the substrate P may be performed at different positions, in the present embodiment, loading and unloading of the substrate P are performed at the same position (RP).
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to substantially shorten the exposure wavelength to improve the resolution and substantially increase the depth of focus.
  • the first immersion mechanism 1 is provided for filling the optical path space K1 of the exposure light EL on the image plane side of the projection optical system PL with the liquid LQ.
  • the first immersion mechanism 1 is provided in the vicinity of the image plane side of the projection optical system PL, and includes a first nozzle member 70 having a supply port 12 for supplying the liquid LQ and a recovery port 22 for recovering the liquid LQ, and a supply pipe 13 And a liquid supply device 11 for supplying the liquid LQ to the image plane side of the projection optical system PL via the supply port 12 provided in the first nozzle member 70, and a recovery port provided in the first nozzle member 70 22 and a liquid recovery device 21 for recovering the liquid LQ on the image plane side of the projection optical system PL via a recovery tube 23.
  • the first nozzle member 70 is formed in an annular shape so as to surround at least the final optical element LS 1 that is closest to the image plane of the projection optical system PL among the plurality of optical elements constituting the projection optical system PL !,
  • the first nozzle member 70 is formed in an annular shape so as to surround at least the final optical element LS 1 that is closest to the image plane of the projection optical system PL among the
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment includes a substrate P including the projection area AR of the projection optical system PL.
  • a local liquid immersion method is adopted in which a liquid LQ liquid immersion area L Rl larger than the projection area AR and smaller than the substrate P is locally formed.
  • the exposure apparatus EX uses the first immersion mechanism 1 while transferring at least the pattern image of the mask M to the substrate P, and uses the first optical element LS 1 and the projection optics that are closest to the image plane of the projection optical system PL.
  • the optical path space K1 of the EL is filled with liquid LQ to form the immersion area LR1, and the liquid filled in the projection optical system PL and the optical path space K1
  • the pattern image of the mask M is projected onto the substrate P and exposed.
  • the exposure light EL is incident on the projection optical system PL from the optical element closest to the object plane of the projection optical system PL on which the pattern surface of the mask M (the lower surface in Fig. 1) is arranged. Exits from the last optical element LS I closest to the image plane.
  • the optical path space K1 of the exposure light EL between the final optical element LSI and the substrate P is a space on the light emission side of the final optical element LSI.
  • the first immersion mechanism 1 fills the optical path space K1 on the light emission side of the final optical element LSI with the liquid LQ.
  • the control device CONT supplies a predetermined amount of liquid LQ using the liquid supply device 1 1 of the first immersion mechanism 1 and collects a predetermined amount of liquid LQ using the liquid recovery device 21, thereby reducing the optical path space K1. Fill with liquid LQ and locally form an immersion area LR1 of liquid LQ on substrate P.
  • the exposure apparatus EX includes a second immersion mechanism 2 that forms an immersion region LR2 of the liquid LQ on the measurement stage ST2.
  • the second immersion mechanism 2 is provided in a position aligned with the first nozzle member 70, and is provided in the second nozzle member 72 having the supply port 32 for supplying the liquid LQ, the supply pipe 33, and the second nozzle member 72.
  • a scanning exposure apparatus that exposes a pattern formed on mask M onto substrate P while synchronously moving mask M and substrate P in the scanning direction.
  • the synchronous movement direction (scanning direction) between the mask M and the substrate P in the horizontal plane is the Y-axis direction
  • the direction orthogonal to the Y-axis direction (non-scanning direction) in the horizontal plane is the X-axis direction and X-axis.
  • the direction perpendicular to the Y-axis direction (in this example, the direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL) is the Z-axis direction.
  • the rotation (tilt) directions around the X, Y, and Z axes are 0 X, QY, M3 QZ, respectively.
  • the “substrate” includes a substrate such as a semiconductor wafer coated with a photosensitive material (resist), a film such as a protective film.
  • the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be projected on a substrate is reduced.
  • the illumination optical system IL includes an exposure light source, an optical integrator that equalizes the illuminance of a light beam emitted from the exposure light source, a condenser lens that collects the exposure light EL from the optical integrator, a relay lens system, and an exposure. It has a field stop to set the illumination area on the mask M with light EL. The predetermined illumination area on the mask M is illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL.
  • Illumination optical system IL force Dew light emitted EL such as bright lines (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248nm) emitted from mercury lamps Light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F laser light (wavelength 157 nm).
  • ArF excimer laser light is used.
  • pure water is used as the liquid LQ.
  • Pure water is not only ArF excimer laser light, but also far ultraviolet light (DUV light) such as emission lines (g-line, h-line, i-line) emitted from mercury lamp force and KrF excimer laser light (wavelength 248nm). Can also be transmitted.
  • DUV light far ultraviolet light
  • emission lines g-line, h-line, i-line
  • KrF excimer laser light wavelength 248nm
  • the mask stage MST is movable while holding the mask M.
  • the mask stage MST holds the mask M by, for example, vacuum suction.
  • the mask stage MST is in a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL, that is, in the XY plane, while holding the mask M by driving a drive device MD including a linear motor controlled by the control device CONT. It can move two-dimensionally and can rotate slightly in the ⁇ Z direction.
  • a movable mirror 51 is provided on the mask stage MST.
  • a laser interferometer 52 is provided at a position facing the moving mirror 51.
  • the position of the mask M on the mask stage MST in the two-dimensional direction and the rotation angle in the ⁇ Z direction are measured in real time by the laser interferometer 52.
  • the measurement result of the laser interferometer 52 is output to the control device CONT.
  • the control device CONT drives the drive device MD based on the measurement result of the laser interferometer 52 and controls the position of the mask M held on the mask stage MST. Only a part of the laser interferometer 52 (for example, an optical system) is provided to face the movable mirror 51. You may make it do.
  • the movable mirror 51 may include not only a plane mirror but also a corner cube (retroreflector).
  • the end surface (side surface) of the mask stage MST is mirror-finished.
  • a reflective surface formed in this manner may be used.
  • the mask stage MST may be configured to be capable of coarse and fine movement disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-130179 (corresponding US Pat. No. 6,72 1, 034).
  • the projection optical system PL projects the pattern of the mask M onto the substrate ⁇ at a predetermined projection magnification ⁇ , and is composed of a plurality of optical elements, which are held by the lens barrel ⁇ . It is.
  • the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification j8 of 1Z4, 1Z5, or 1Z8, for example, and forms a reduced image of the mask pattern in the projection area AR conjugate with the illumination area.
  • the projection optical system PL may be any of a reduction system, a unity magnification system, and an enlargement system.
  • the projection optical system PL may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element.
  • the final optical element LS1 is closest to the image plane of the projection optical system PL and is exposed from the lens barrel PK.
  • the substrate stage ST1 has a substrate holder PH that holds the substrate P, and is movable while holding the substrate P on the substrate holder PH.
  • the substrate holder PH holds the substrate P by, for example, vacuum suction.
  • a recess 58 is provided on the substrate stage ST1, and the substrate holder PH for holding the substrate P is disposed in the recess 58.
  • the upper surface 57 of the substrate stage ST 1 other than the recess 58 is a flat surface that is substantially the same height (level) as the surface of the substrate P held by the substrate holder PH. This is because, during the exposure operation of the substrate P, a part of the liquid immersion region LR1 described above protrudes from the surface of the substrate P and is formed on the upper surface 57.
  • the upper surface 57 of the substrate stage ST1 may be substantially the same as the surface of the substrate P. If the optical path space K1 on the image plane side of the projection optical system PL can be continuously filled with the liquid LQ (that is, the immersion area LR can be satisfactorily maintained), the upper surface 57 of the substrate stage ST1 and the substrate holder PH There may be a step between the surface of the substrate P held on the substrate. Further, the substrate holder PH may be formed integrally with a part of the substrate stage ST1, but in this embodiment, the substrate holder PH and the substrate stage ST1 are separately configured, for example, by vacuum suction. The substrate holder PH is fixed in the recess 58.
  • Substrate stage ST1 is mounted on base member BP in a state in which substrate P is held via substrate holder PH by driving substrate stage driving device SD1 including a linear motor and the like controlled by control device CONT. It can move two-dimensionally in the XY plane and can rotate slightly in the ⁇ Z direction. Furthermore, the substrate stage ST1 can also move in the Z-axis direction, the 0X direction, and the ⁇ Y direction. Accordingly, the surface of the substrate P held on the substrate stage ST1 can move in directions of six degrees of freedom in the X axis, Y axis, Z axis, 0 X, ⁇ Y, and ⁇ Z directions.
  • a movable mirror 53 is provided on the side surface of the substrate stage ST1.
  • a laser interferometer 54 is provided at a position facing the movable mirror 53.
  • the position and rotation angle of the substrate P on the substrate stage ST1 in the two-dimensional direction are measured in real time by the laser interferometer 54.
  • the exposure apparatus EX includes a focus leveling detection system that detects surface position information of the surface of the substrate P held by the substrate stage ST1.
  • the laser interferometer 54 for example, an optical system
  • the position of the substrate stage ST1 in the Z-axis direction and 0 X, 0
  • Details of the exposure apparatus equipped with a laser interferometer capable of measuring the position of the substrate stage ST1 in the Z-axis direction are disclosed, for example, in the Japanese translation of Japanese translation of PCT publication No. 2001-510577 (corresponding to the pamphlet of International Publication No. 1999Z28790).
  • a reflective surface formed by mirror-processing a part (side surface, etc.) of the substrate stage ST1 may be used.
  • the focus / leveling detection system measures the position information of the substrate P in the Z-axis direction at each of the plurality of measurement points, so that the tilt information (rotation) of the substrate P in the ⁇ X and ⁇ Y directions is measured.
  • the plurality of measurement points may be set at least partially within the immersion area LR1 (or projection area AR), or all of these measurement points may be in the immersion area LR1. It may be set outside.
  • the laser interferometer 54 can measure the position information of the substrate P in the Z-axis, ⁇ X and ⁇ Y directions, the position information in the Z-axis direction can be measured during the exposure operation of the substrate P.
  • the position of the substrate P in the Z-axis, ⁇ X and 0 Y directions is controlled using the measurement results of the laser interferometer 54 at least during the exposure operation without the need to provide a focus and repelling detection system. Even so, [0029]
  • the measurement result of the laser interferometer 54 is output to the control device CONT.
  • the detection result of the focus' repelling detection system is also output to the control device CONT.
  • the control device CONT drives the substrate stage drive device SD 1 based on the detection result of the focus leveling detection system, and drives the focus position (Z position) and tilt angle ( ⁇ X, ( ⁇ ) is controlled to align the surface of the substrate P with the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid LQ, and based on the measurement result of the laser interferometer 54, the X-axis direction of the substrate P , Position control in Y axis direction and ⁇ Z direction.
  • the measurement stage ST2 is equipped with various measurement devices that perform measurement related to the exposure processing, and is provided on the image plane side of the projection optical system PL so as to be movable on the base member BP. Measurement stage ST2 is driven by measurement stage drive device SD2. The measurement stage drive SD2 is controlled by the controller CONT. Then, the control device CONT can move the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 independently of each other on the base member BP via the stage drive devices SD1 and SD2.
  • the measurement stage drive device SD2 has the same configuration as the substrate stage drive device SD1, and the measurement stage ST2 is driven by the measurement stage drive device SD2 in the same way as the substrate stage ST1, X-axis, Y-axis, and Z-axis.
  • a movable mirror 55 is provided on the side surface of the measurement stage ST2, and a laser interferometer 56 is provided at a position facing the movable mirror 55.
  • the position and rotation angle of measurement stage ST2 are measured in real time by laser interferometer 56, and controller CONT controls the position of measurement stage ST2 based on the measurement result of laser interferometer 56.
  • controller CONT controls the position of measurement stage ST2 based on the measurement result of laser interferometer 56.
  • the laser interferometer 56 for example, an optical system
  • the rotation angle of the direction may be measurable.
  • a reflecting surface formed by mirror processing a part (side surface, etc.) of the measurement stage ST2 may be used.
  • a measuring device mounted on the measuring stage ST2 for example, a plurality of fiducial marks are formed as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-21314 (corresponding US Pat. No. RE36,730).
  • Reference mark plate for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-117238 (corresponding As disclosed in U.S. Pat. No. RE32,795), as disclosed in JP 2001-267239 (corresponding U.S. Pat. No. 6,721,039).
  • Non-uniformity sensor for measuring the variation in transmittance of the exposure light EL of the projection optical system PL disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-14005 and Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • the measurement stage ST2 is a dedicated stage for performing the measurement process related to the exposure process and does not hold the substrate P !, and the substrate stage ST1 performs the measurement related to the exposure process.
  • the measurement device to be used is not installed.
  • JP-A-11-135400 corresponding international publication 1999/23692
  • JP-A-2000-164504 corresponding US Pat. No. 6,897.
  • No. 963 the like.
  • the upper surface 59 of the measurement stage ST2 is provided at a position aligned with the upper surface 57 of the substrate stage ST1 including the surface of the substrate P.
  • the upper surface 59 of the measurement stage ST2 and the upper surface 57 of the substrate stage ST1 are measured.
  • the upper surface 59 of the stage ST2 is controlled so that, for example, at least one of the stages ST1 and ST2 is driven in the Z-axis direction (and in the Z or ⁇ X, ⁇ Y directions) so that they are almost at the same height ( Adjustment).
  • a mask alignment system RA is also provided, which also has TTR alignment system power using light of the exposure wavelength for simultaneous observation.
  • light exposure light EL
  • a mark as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468 (corresponding US Pat. No. 6,498,352).
  • the VRA Visual 'Reticle' Alignment
  • the masking system RA detects a reference mark (first reference mark) on the substrate mark plate via the projection optical system PL and the liquid LQ.
  • the alignment mark on the substrate P and the fiducial mark on the fiducial mark plate FM provided on the measurement stage ST2 (second fiducial mark) FM2 are detected.
  • Alignment ALG is established. In the alignment type ALG of this embodiment, for example, a broadband detection that does not expose the photosensitive material on the substrate P as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
  • the target mark is irradiated with the light beam, and the target mark image formed on the light-receiving surface by the reflected light of the target mark force and the image of the index (not shown) (index pattern on the index plate provided in the alignment system ALG)
  • the FIA (field image alignment) method is used, which measures the position of the mark by using an image sensor (CCD, etc.) and processing the image signals.
  • the alignment system ALG detects the alignment mark on the substrate P and the reference mark (second reference mark) FM2 on the reference mark plate FM without using the liquid LQ.
  • the liquid supply device 11 of the first immersion mechanism 1 supplies the liquid LQ to fill the optical path space K1 on the light emission side of the final optical element LS 1 with the liquid LQ, and contains the liquid LQ. It is equipped with a tank, a pressure pump, a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the supplied liquid LQ, and a filter unit that removes foreign matter from the liquid LQ.
  • a supply pipe 13 is connected to the liquid supply apparatus 11, and the other end of the supply pipe 13 is connected to the first nozzle member 70.
  • the liquid supply operation of the liquid supply device 11 is controlled by the control device CONT. Note that the tank, pressure pump, temperature adjustment mechanism, filter unit, etc. of the liquid supply device 11 do not have to be all equipped with the exposure apparatus EX. Also good.
  • the liquid recovery device 21 of the first immersion mechanism 1 is for recovering the liquid LQ filled in the optical path space K1 on the light emission side of the final optical element LSI, and is a vacuum such as a vacuum pump. System, a gas-liquid separator that separates the recovered liquid LQ and gas, and a tank that stores the recovered liquid LQ.
  • One end of a recovery pipe 23 is connected to the liquid recovery apparatus 21, and the other end of the recovery pipe 23 is connected to a first nozzle member 70.
  • the liquid recovery operation of the liquid recovery device 21 is controlled by the control device CONT.
  • the vacuum system, gas-liquid separator, tank, etc. of the liquid recovery device 21 do not have to be all equipped with the exposure device EX. Alternatively, facilities such as a factory where the exposure apparatus EX is installed may be substituted.
  • the supply port 12 for supplying the liquid LQ and the recovery port 22 for recovering the liquid LQ are formed on the lower surface of the first nozzle member 70.
  • the lower surface of the first nozzle member 70 is set to be substantially parallel to the XY plane, and when the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are respectively disposed facing the projection optical system PL (final optical element LSI), The position is set so that a predetermined gap is formed between the upper surfaces 57 and 59 and the surface of the substrate P.
  • the first nozzle member 70 is an annular member provided so as to surround at least the side surface of the final optical element LSI, and a plurality of supply ports 12 are provided on the lower surface of the first nozzle member 70 so as to surround the optical path space K1. It has been.
  • the recovery port 22 is provided on the lower surface of the first nozzle member 70 outside the supply port 12 with respect to the optical path space K1, and surrounds the optical path space K1 (final optical element LSI) and the supply port 12. It is provided in an annular shape. Further, the collection member 22 of the present embodiment is provided with a porous member.
  • the porous member is made of, for example, a ceramic porous body or a titanium plate mesh.
  • the configuration of the first nozzle member 70 is not limited to that shown in FIG. That is, in this embodiment, the force in which the lower surface of the first nozzle member 70 is set to substantially the same height (Z position) as the lower end surface (exit surface) of the projection optical system PL is not limited to this.
  • the lower surface of the member 70 may be set closer to the image plane side (substrate side) than the lower end surface of the projection optical system PL.
  • a part (lower end) of the first nozzle member 70 may be provided so as to be embedded under the projection optical system PL (final optical element LSI) so as not to block the exposure light EL.
  • the supply port 12 is provided on the lower surface of the first nozzle member 70.
  • the present invention is not limited to this.
  • the first nozzle member 70 facing the side surface of the final optical element LSI of the projection optical system PL is used.
  • a supply port 12 may be provided on the inner side surface (inclined surface) of this.
  • the control device CONT supplies a predetermined amount of liquid LQ from the liquid supply device 11 of the first liquid immersion mechanism 1, and uses the liquid recovery device 21 of the first liquid immersion mechanism 1 to supply a predetermined amount of liquid LQ.
  • the control device CONT drives each of the liquid supply device 11 and the liquid recovery device 21 of the first liquid immersion mechanism 1.
  • the liquid supply device 11 When the liquid LQ is delivered from the liquid supply device 11 under the control of the control device CONT, the liquid supply The liquid LQ delivered from the feeding device 11 flows through the supply pipe 13 and then passes through the supply flow path formed in the first nozzle member 70 to the image plane side of the projection optical system PL from the supply port 12. Is supplied to the optical path space K1.
  • the liquid recovery device 21 When the liquid recovery device 21 is driven under the control device CONT, the liquid LQ in the optical path space K1 on the image plane side of the projection optical system PL is formed inside the first nozzle member 70 through the recovery port 22. It flows into the collected recovery channel, flows through the recovery pipe 23, and is recovered by the liquid recovery device 21.
  • the immersion area LR1 formed by the first immersion mechanism 1 on the light exit side of the final optical element LSI of the projection optical system PL is on the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2. It is possible to move between.
  • the control device CONT uses the stage drive devices SD1 and SD2 to measure the substrate stage ST1 while the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are in contact with each other.
  • the stage ST2 is moved together in the same direction (for example, the X-axis direction), and the liquid immersion area LR1 formed by the first liquid immersion mechanism 1 is moved to the final optical element LSI (and the first nozzle member 70) of the projection optical system PL.
  • the upper surfaces 57 and 59 of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are set to almost the same height (Z position) and are driven in parallel. In this way, the liquid LQ is prevented from flowing out of the gap (gap) between the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2, and the optical path space K1 on the image plane side of the projection optical system PL is filled with the liquid LQ.
  • the immersion area LR1 can be moved between the plate stage ST1 and the measurement stage ST2.
  • FIG. 3 is a plan view of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 as viewed from above.
  • the reference mark plate FM described above is arranged on the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the fiducial mark (first fiducial mark) FM1 detected by the mask alignment RA and the fiducial mark (second fiducial mark) FM2 detected by the alignment ALG have a predetermined positional relationship. Is formed.
  • the reference mark plate FM is used to define the alignment position of the substrate P with respect to the pattern image of the mask M via the projection optical system PL, in the XY plane between the projection position of the pattern image and the detection reference of the alignment system ALG. Used to measure the positional relationship (baseline amount).
  • the mask alignment system RA measures the fiducial mark FM1 on the fiducial mark plate FM via the projection optical system PL and the liquid LQ, and the measurement using the fiducial mark plate FM is performed.
  • the control stage CONT is facing the measurement stage ST2 and the projection optical system PL (final optical element LSI)
  • the final optical element LSI and the fiducial mark plate FM (first fiducial mark FM1)
  • the reference mark plate FM is filled with the liquid LQ (i.e., at least a part of the reference mark plate FM (at least the first reference mark FM1 in this example) is disposed in the immersion area LR1).
  • the reference mark plate FM is arranged on the measurement stage ST2 and functions as a measurement member that constitutes a measurement apparatus that performs measurement related to the exposure process in a state where the liquid LQ is filled with the final optical element LSI. .
  • an upper plate 65 constituting a part of the above-described aerial image measurement sensor is provided as a measurement member. Note that an upper plate constituting a part of the above-described unevenness sensor, an upper plate constituting a part of the dose sensor, and the like are also arranged on the upper surface 59 of the force measurement stage ST2 (not shown).
  • the upper surface of the fiducial mark plate FM and the upper surface 65 of the aerial image measurement sensor 60 are substantially flush with the upper surface 59 of the measurement stage ST2. That is, the upper surface 59 of the measurement stage ST2 and the upper surface of each measurement member are provided so as to be substantially the same height (level), and the upper surface 59 of the measurement stage ST2 includes the upper surface of each measurement member. It becomes. It is desirable that the upper surface 59 and Z of the measurement stage ST2 or the upper surface of each measurement member be liquid repellent with respect to the liquid LQ.
  • FIG. 4 is a diagram showing the aerial image measurement sensor 60.
  • the aerial image measurement sensor 60 is used for measuring the imaging characteristics (optical characteristics) of the projection optical system PL.
  • the aerial image measurement sensor 60 includes an upper plate 65 arranged on the measurement stage ST2 and a light receiving element (photoelectric conversion element force). (Optical sensor) 68 and an optical system 67 for guiding the light that has passed through the upper plate 65 to the light receiving element 68.
  • the upper plate 65 includes a light shielding film 62 that is provided with a chromium isotropic force provided at the center of the upper surface of the glass plate member 64 that is rectangular in plan view, and the periphery of the light shielding film 62, that is, the upper surface of the glass plate member 64.
  • a reflective film 63 having an aluminum isotropic force provided in a portion other than the light shielding film 62 and a slit portion 61 that is an opening pattern formed in a part of the light shielding film 62 are provided.
  • the glass plate member 64 which is a transparent member is exposed, and light can pass through the slit portion 61. That is, the slit part 61 functions as a light transmission part formed in the upper plate 65.
  • the light receiving element 68 receives light (exposure light EL) that has passed through the projection optical system PL and the liquid LQ via the upper plate 65 (slit portion 61) and the optical system 67.
  • the optical system 67 includes a first optical element 66 disposed in a position close to the upper plate 65 in the internal space of the measurement stage ST2.
  • the first optical element 66 is disposed integrally with the glass plate member 64 below the slit 61 in the internal space of the measurement stage ST2.
  • the numerical aperture NA of the projection optical system PL for immersion is 1 or more, the light from the projection optical system PL does not pass through the gas part, the liquid LQ, and the slit part 61 , And the first optical element 66 can be irradiated by the person through the glass plate member 64.
  • a photoelectric conversion element capable of accurately detecting weak light for example, a photo 'multiplier' tube (PMT, photomultiplier tube) or the like is used.
  • the photoelectric conversion signal from the light receiving element 68 is sent to the control device CONT via a signal processing device or the like.
  • the mask stage MST holds a measurement mask on which an aerial image measurement pattern is formed. Then, the control device CONT fills the space between the projection optical system PL and the upper plate 65 with the liquid LQ using the first liquid immersion mechanism 1 with the projection optical system PL and the measurement stage ST2 facing each other. Thus, the liquid immersion region LR1 is formed on the upper plate 65 so that the slit portion 61 is covered with the liquid LQ. As described above, the liquid immersion region LR1 is movable between the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2.
  • the control device CONT starts the liquid LQ supply operation using the first liquid immersion mechanism 1 in a state where the projection optical system PL and the substrate stage ST1 are opposed to each other.
  • the immersion area LR1 After forming the immersion area LR1, its shape
  • the immersion area LR1 can be formed on the upper plate 65 of the measurement stage ST2 by moving the formed immersion area LR1 onto the measurement stage ST2. If the immersion area LR1 is formed on the substrate stage ST1 prior to the above measurement, just move the immersion area LR1 onto the measurement stage ST2.
  • the control device CONT emits the exposure light EL from the illumination optical system IL.
  • the exposure light EL is irradiated onto the upper plate 65 after passing through the measurement mask, the projection optical system PL, and the liquid LQ in the immersion area LR1.
  • the light that has passed through the slit portion 61 of the upper plate 65 enters the first optical element 66 in the optical system 67.
  • the light condensed by the first optical element 66 is guided to the light receiving element 68 by an optical system 67 including the first optical element 66.
  • the aerial image measurement sensor 60 uses the light receiving element 68 to expose the exposure light EL through the liquid LQ between the final optical element LSI and the upper plate 65 and the slit 61 formed in the upper plate 65.
  • the light receiving element 68 outputs a photoelectric conversion signal (light amount signal) corresponding to the received light amount to the control device CONT via the signal processing device.
  • the control device CONT performs predetermined calculation processing based on the light reception result of the light receiving element 68! ⁇ ⁇ Find the imaging characteristics through the projection optical system PL and liquid LQ.
  • the entire aerial image measurement sensor 60 is not necessarily provided in the measurement stage ST2.
  • a part of the optical system 67 and Z or the light receiving element 68 may be arranged on a member different from the measurement stage ST2.
  • the force used in the present embodiment is to use a measurement mask.
  • the measurement pattern of the mask M used for pattern formation or the mask is not limited to this. Use the reference pattern formed on the stage MST.
  • the force described as an example of the measurement operation using the aerial image measurement sensor 60 is also used when the controller CONT performs the predetermined measurement using the above-described unevenness sensor.
  • the immersion mechanism 1 is used to fill the space between the final optical element LSI and the upper plate that forms part of the unevenness sensor placed on the measurement stage ST2, with the liquid LQ, and the light transmission part formed on the liquid LQ and the upper plate.
  • the exposure light EL is received through and.
  • the control device CONT is disposed on the final optical element LS 1 and the measurement stage ST2 using the first immersion mechanism 1.
  • the space between the upper plate and a part of the dose sensor is filled with liquid LQ, and the exposure light EL passes through the liquid LQ and the light transmission part formed on the upper plate. Is received.
  • the control device CONT is arranged on the final optical element LSI and the measurement stage ST2 using the first immersion mechanism 1 when the measurement stage ST2 faces the final optical element LSI. Measurement is performed using each measuring device while the space between the upper plate 65 and the reference mark plate FM is filled with liquid LQ. The result of the operation using the measurement device is reflected in subsequent exposure operations.
  • the measurement stage ST2 is arranged at a position facing the final optical element LSI by exchanging with the substrate stage ST1, so that the substrate stage ST1 is removed from the final optical element LSI, for example, for exchanging the substrate P.
  • the optical path space K1 on the light exit side of the final optical element LSI continues to be filled with the liquid LQ (that is, the immersion area LR1 is maintained between the final optical element LSI (and the first nozzle member 70)). Can keep (hold)). Further, when the substrate stage ST1 is disposed opposite the final optical element LSI by exchanging with the measurement stage ST2, the optical path space K1 can be continuously filled with the liquid LQ.
  • the measurement stage ST2 faces the final optical element LSI, it is not necessary to use all measurement devices and measurement members mounted on the measurement stage ST2. do it.
  • a measurement operation using the aerial image measurement sensor 60 may be executed after completion of exposure of a certain substrate P, and a measurement operation using the reference mark plate FM may be executed after completion of exposure of the next substrate P. .
  • the substrate stage ST1 when the substrate stage ST1 is disposed at a position facing the final optical element LSI for the exposure operation of the substrate P, and the measurement stage ST2 is separated from the final optical element LSI (that is, by the measurement stage ST2).
  • the liquid immersion area LR2 is formed on the measurement member arranged on the measurement stage ST2 by the second liquid immersion mechanism 2.
  • the measurement stage ST2 In a state where the substrate stage ST1 is disposed at a position facing the final optical element LS1, the measurement stage ST2 is moved to a predetermined position (retracted position) PJ away from the projection optical system PL.
  • FIG. 5 shows the second immersion mechanism 2.
  • the second immersion mechanism 2 measures the second nozzle member 72 having the supply port 32 for supplying the liquid LQ, the supply pipe 33, and the supply port 32 provided in the second nozzle member 72. Also used for the first immersion mechanism 1 on stage ST2.
  • the second immersion mechanism 2 supplies the liquid LQ onto the measurement member arranged on the measurement stage ST2, and locally places the liquid LQ immersion region LR2 on a part of the measurement stage ST2 including the measurement member.
  • the second nozzle member 72 is provided at a predetermined position PJ away from the first nozzle member 70 and the projection optical system PL.
  • the supply port 32 of the second nozzle member 72 is disposed so as to face the measurement member on the measurement stage ST2 when the measurement stage ST2 moves to a predetermined position (retracted position) PJ away from the projection optical system PL.
  • the second nozzle member 72 (72A, 72B) of the second immersion mechanism 2 is configured such that the top plate 65 and the reference mark of the aerial image measurement sensor 60 are moved when the measurement stage ST2 is moved to the retracted position PJ.
  • a plurality of (two) supply ports 32 may be provided so as to face each of the plates FM (in this example, in particular, the first fiducial mark FM1). That is, the supply port 32 of the second nozzle member 72A and the upper plate 65 face each other, and the supply port 32 of the second nozzle member 72B and the reference mark plate FM face each other.
  • the liquid supply device 31 of the second liquid immersion mechanism 2 includes the liquid LQ liquid immersion region LR2 on at least a part of the upper plate 65 and the reference mark plate FM of the measurement stage ST 2 arranged at the retracted position PJ. It has a tank for storing liquid LQ, a pressure pump, a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the supplied liquid LQ, and a filter unit that removes foreign matter in the liquid LQ.
  • One end of a supply pipe 33 is connected to the liquid supply device 31, and the other end of the supply pipe 33 is connected to each of the second nozzle members 72A and 72B.
  • an internal flow path (supply flow path) for connecting the supply pipe 33 and the supply port 32 is formed inside the second nozzle member 72.
  • the liquid supply operation of the liquid supply device 31 is controlled by the control device CONT.
  • the tank, pressure pump, temperature adjustment mechanism, filter unit, etc. of the liquid supply device 31 are not necessarily equipped with the exposure apparatus EX, but can be replaced with equipment at the factory where the exposure apparatus EX is installed. May be.
  • the control device CONT makes the liquid material from the liquid supply device 31 to the supply port 32 in a state where the second nozzle member 72, the upper plate 65 on the measurement stage ST2, and the reference mark plate FM are opposed to each other.
  • the liquid LQ immersion region LR2 can be formed on at least a part of the upper plate 65 and the reference mark plate FM.
  • the control device CONT When the liquid LQ is delivered from the liquid supply device 31, the liquid LQ delivered from the liquid supply device 31 flows through the supply pipe 33 formed in the second nozzle member 72 after flowing through the supply pipe 33. Then, it is supplied from the supply port 32 onto the measurement stage ST2.
  • the second immersion mechanism 2 supplies at least the slit portion 61 of the upper plate 65 and the reference by supplying a predetermined amount of liquid LQ onto the upper plate 65 and the reference mark plate FM via the supply port 32.
  • a liquid LQ immersion area LR2 is formed to cover the first fiducial mark FM1 of the mark plate FM.
  • the second immersion mechanism 2 stops supplying the liquid LQ after supplying a predetermined amount of the liquid LQ from the supply port 32.
  • the reference mark plate during the supply of the liquid LQ from the supply port 32 and during a predetermined time thereafter, the second nozzle member 72 and the upper plate 65 on the measurement stage ST2, the reference mark plate The relative positional relationship with the FM is maintained, and the liquid LQ is well held between the second nozzle member 72, the upper plate 65, and the reference mark plate FM.
  • FIG. 6 is a view of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 as viewed from above.
  • the control device CONT executes a predetermined measurement process using the measurement member on the measurement stage ST2.
  • An example of this measurement is the baseline ALG alignment measurement.
  • the control device CONT makes the final optical element LSI of the projection optical system PL and the measurement stage ST2 face each other, and the first reference mark FM1 on the reference mark plate FM provided on the measurement stage ST2 and the first reference mark FM1.
  • the mask alignment mark on the corresponding mask M is detected using the above mask alignment RA, and the positional relationship between the first reference mark FM1 and the corresponding mask alignment mark is detected.
  • the control device CONT detects the second fiducial mark FM2 on the fiducial mark plate FM with the alignment system ALG, thereby determining the positional relationship between the alignment reference position of the alignment system ALG and the second fiducial mark FM2.
  • the control device CON T uses the first immersion mechanism 1 to move the liquid LQ between the projection optical system PL and the reference mark plate FM (first reference mark F Ml). Measured using the mask alignment RA while satisfying the above conditions.
  • the control device CONT then sends the first fiducial mark FM1 and the corresponding mask feature.
  • the control device CONT moves the substrate stage ST1 to the substrate replacement position RP, and V, Then, the substrate P to be exposed is loaded onto the substrate stage ST1 using the transfer device 300. In this way, the controller CONT releases the maintenance (holding) of the liquid immersion area LR1 by the substrate stage ST1 when the substrate stage ST1 is separated from the projection optical system PL, for example, to replace the substrate P.
  • the measurement stage ST2 is arranged at a position facing the final optical element LSI.
  • control device CONT uses the first immersion mechanism 1 when the measurement stage ST2 faces the final optical element LSI, and uses the first immersion mechanism 1 to measure the measurement member disposed on the final optical element LSI and the measurement stage ST2. Measurement with each measuring device is performed with the liquid LQ in between.
  • the measurement operation using the measurement stage ST2 is not limited to the baseline measurement, and includes a measurement operation using the aerial image measurement sensor 60.
  • the control device CONT places the immersion area LR1 formed by the first immersion mechanism 1 on the upper plate 65 of the measurement stage ST2. Deploy. Then, as described with reference to FIG. 4, the exposure light EL is received through the liquid LQ between the projection optical system PL and the upper plate 65 and the slit portion 61 formed in the upper plate 65. The imaging characteristics of the projection optical system PL are measured. Similarly, measurement processing using an unevenness sensor and Z or a dose sensor is performed as necessary. Based on the measurement result, the control device CONT reflects in the subsequent exposure of the substrate P, for example, by performing a calibration process (for example, adjustment of imaging characteristics) of the projection optical system PL.
  • the control device CONT drives the stage. After moving at least one of the substrate stage ST1 and measurement stage ST2 using the devices SD1 and SD2 and bringing the measurement stage ST2 and substrate stage ST1 into contact (or close proximity) as shown in FIG. While maintaining the correct positional relationship, move in the XY plane and perform alignment processing on the replaced substrate P. Specifically, the control device CONT detects the alignment mark on the substrate P after replacement by the alignment system ALG, and the position coordinates (array coordinates) of each of the plurality of shot areas provided on the substrate P. To decide.
  • the control device CONT maintains the relative positional relationship between the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 in the X-axis direction, while using the stage drive devices SD1 and SD2, and the substrate stage ST1. Move together with the measurement stage ST2 in the X direction. At this time, the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 may be moved in the + Y direction or the Y direction.
  • the control device CONT is formed between the final optical element LSI of the projection optical system PL and the upper surface 59 of the measurement stage ST2 by moving the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 together.
  • the region LR1 can be moved from the upper surface 59 of the measurement stage ST2 to the upper surface 57 of the substrate stage ST1. As shown in FIG.
  • the final optical element LSI of the projection optical system PL and the substrate stage ST1 ( The liquid LQ is held between the substrate P) and the liquid LQ immersion area LR1 formed by the first immersion mechanism 1 is placed on the upper surface 57 of the substrate stage ST1 including the surface of the substrate P. Is done.
  • control device CONT performs immersion exposure of the substrate P.
  • the control device CONT separates the substrate stage ST1 from the measurement stage ST2 and makes the projection optical system PL and the substrate P on the substrate stage ST1 face each other as shown in FIG.
  • measurement stage ST2 is moved to retracted position PJ.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 do not collide, after the alignment process is completed, the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are brought into contact (or approached). Also good. Alternatively, the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 may be brought into contact (or approached) during the alignment process. In addition, if the movement of the immersion area LR1 from the measurement stage ST2 to the substrate stage ST1 is completed during the alignment process, the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are separated during the alignment process and the measurement is performed. Move stage ST2 to retraction position PJ.
  • control device CONT performs an exposure operation on the substrate P, and sequentially transfers the pattern of the mask M to each of the plurality of shot regions on the substrate P.
  • the alignment of each shot area on the substrate P with respect to the mask M is measured immediately before the position coordinates of the plurality of shot areas on the substrate P obtained as a result of the alignment mark detection on the substrate P described above. Based on the baseline information.
  • the substrate stage ST1 While the substrate stage ST1 is disposed at a position facing the final optical element LSI of the projection optical system PL and the exposure processing of the substrate P is performed, the substrate stage ST1 is separated from the final optical element LSI of the projection optical system PL.
  • a liquid immersion area LR2 for the liquid LQ is formed by the second liquid immersion mechanism 2 on at least a part of the upper plate 65 and the reference mark plate FM of the measurement stage ST2 arranged at the retracted position PJ.
  • the control device CONT supplies liquid from the supply port 32 of the second nozzle member 72 to the upper plate 65 and the reference mark plate FM on the measurement stage ST2 moved to the retracted position PJ. Supply LQ.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 32 spreads on the upper plate 65 and the reference mark plate FM, and is held between the second nozzle member 72 and the upper surface 59 of the measurement stage ST2 including the upper surface of the measurement member.
  • the immersion area LR2 is formed on at least a part of the upper plate 65 and the reference mark plate FM.
  • the liquid LQ is between the tip of the second nozzle member 72 and the upper surface 59 of the measurement stage ST2 including the measurement member. In good condition.
  • the second immersion mechanism 2 is configured such that the liquid is applied to a part of the upper plate 65 of the aerial image measurement sensor 60 and a part of the reference mark plate FM (including the first reference mark FM1).
  • the force forming the liquid immersion area L R2 of the LQ The liquid immersion area LR2 of the liquid LQ can be formed so as to cover the entire upper plate 65 and the entire reference mark plate FM.
  • the first immersion mechanism is provided on the upper plate 65 and the reference mark plate FM of the measurement stage ST2. 1
  • the liquid immersion area LRl is formed, but after moving the liquid immersion area LR1 to the upper plate 65 and the reference mark plate FM, the liquid LQ of the liquid immersion area LR1 moves to the upper plate 65 and the reference mark plate FM. If it remains in the substrate, various inconveniences occur. For example, if the liquid LQ remaining on the upper plate 65 and the fiducial mark plate FM is vaporized, the liquid LQ may contain a resist on the surface of the substrate P and an eluate of Z or coating strength. Water mark may be formed on upper plate 65 and fiducial mark plate FM.
  • the upper plate 65 and the fiducial mark plate FM may be thermally deformed due to the heat of vaporization caused by the vaporization of the liquid LQ.
  • the liquid immersion area LR2 is formed by the second immersion mechanism 2 on the upper plate 65 and the reference mark plate FM on the measurement stage ST2.
  • Plate 65, fiducial mark plate FM can be wet with liquid LQ without impurities. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of inconveniences such as the formation of a water mark on the upper plate 65 and the reference mark plate FM and the thermal deformation of the upper plate 65 and the reference mark plate FM.
  • the control device CONT uses the stage driving devices SD1 and SD2 to move at least one of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2, and the substrate stage The upper surface 57 of ST1 and the upper surface 59 of measurement stage ST2 are brought into contact (or approached). Then, conversely, the control device CONT moves both stages ST1 and ST2 together in the + X direction while maintaining the relative positional relationship between the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 in the X-axis direction. Then, after the measurement stage ST2 is moved below the projection optical system PL, the substrate stage ST1 is moved to a predetermined position such as the substrate exchange position RP.
  • the liquid immersion area LR1 formed by the first liquid immersion mechanism 1 is arranged on the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the second immersion mechanism 2 stops supplying the liquid LQ after supplying a predetermined amount of the liquid LQ from the supply port 32, so that the measurement stage ST 2 also applies the lower force of the second nozzle member 72 to the projection optical system. Even if it moves under the PL, the second nozzle member 72 liquid LQ will not scatter or leak to the peripheral device / member.
  • the liquid LQ in the immersion region LR2 formed on the measurement stage ST2 by the second immersion mechanism 2 is formed on the image plane side of the projection optical system PL by the first immersion mechanism 1, and The immersion area LR1 that has moved from the upper surface 57 It is recovered through the recovery port 22 of the steel member 70. Note that the measurement stage ST2 and the substrate stage ST1 may be contacted (or approached) during the exposure process. Further, when the movement of the liquid immersion region LR1 to the substrate stage ST1 force measurement stage ST2 is completed, the substrate stage ST1 is separated from the measurement stage ST2 and moved to the substrate exchange position RP or the like.
  • the measurement stage ST2 is arranged at a position facing the final optical element LSI, so that the final stage
  • the optical path space K1 on the light exit side of the optical element LSI can continue to be filled with liquid LQ. Therefore, since the final optical element LSI can always be wet, a watermark is formed on the final optical element LSI, or the final optical element LSI is thermally deformed due to the heat of vaporization when the liquid LQ is vaporized. Inconvenience such as can be prevented.
  • the immersion area LR2 is placed on the upper plate 65 and the reference mark plate FM arranged on the measurement stage ST2, using the second immersion mechanism 2. Therefore, the upper plate 65 and the reference mark plate FM are thermally deformed due to the formation of a watermark on the upper plate 65 and the reference mark plate FM or the heat of vaporization when the liquid LQ is vaporized. Inconveniences such as these can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent the measurement performance of the measurement apparatus using the upper plate 65 and the reference mark plate FM from being deteriorated, and to expose the substrate P satisfactorily based on a good measurement result.
  • the measurement stage ST2 moves the liquid LQ supplied from the supply port 32 of the second nozzle member 72 below the projection optical system PL
  • the first liquid LQ is supplied. 1 Force to be recovered at the recovery port 22 of the nozzle member 70 Before the measurement stage ST2 moves away from the lower side of the second nozzle member 72, connect the second nozzle member 72 to the vacuum system (exhaust system). A negative pressure may be applied to the internal flow path of the second nozzle member 72 to recover the liquid LQ on the upper plate 65 and Z or the reference mark plate FM of the aerial image measurement sensor 60.
  • the liquid LQ on the top plate 65 and Z or reference mark plate FM of the aerial image measurement sensor 60 is moved (accelerated, decelerated) on the measurement stage ST2 to other members and devices on the measurement stage ST2. Can be prevented.
  • the liquid on the top plate 65 of the aerial image measurement sensor 60 or the reference mark plate FM Even when the LQ moves greatly on the measurement stage ST2 and the measurement stage ST2 moves below the projection optical system PL, it mixes with the liquid LQ that forms the immersion area LR1 formed by the first immersion mechanism 1. In addition, the generation of watermark and Z or heat of vaporization caused by drying there can be prevented.
  • the reference mark plate FM has a plurality of reference marks MF1 and FM2 as measurement patterns.
  • the second immersion mechanism 2 of the present embodiment has a plurality of supply ports 32 corresponding to the plurality of reference marks FM1 and FM2 when the measurement stage ST2 moves to the retracted position PJ. Yes.
  • a plurality of second nozzle members 72 72A, 72B are provided in accordance with the reference marks FM1, FM2, and a supply port 32 is provided for each of the second nozzle members 72A, 72B. ing. Further, the supply port 32 of the second nozzle member 72A and the second reference mark FM2 are opposed to each other, and the supply port 32 of the second nozzle member 72B and the first reference mark FM1 are opposed to each other.
  • the second immersion mechanism 2 forms an immersion area LR2 so as to cover the second fiducial mark FM2 by the liquid LQ supplied from the supply port 32 of the second nozzle member 72A, and supplies the second nozzle member 72B.
  • the liquid immersion area LR2 is formed so as to cover the first fiducial mark FM1 by the liquid LQ supplied from the port 32.
  • the supply port 32 for forming the liquid immersion region LR2 can be provided so as to correspond to a plurality of measurement patterns provided on the measurement member.
  • the second fiducial mark FM2 is detected by the alignment system ALG during the baseline measurement of the alignment system ALG.
  • 2Reference mark Form the immersion area LR2 on FM2.
  • a plurality (two) of mask alignment RAs are provided, and at the time of baseline measurement, a plurality of mask alignment RAs are different from each other on the reference mark plate FM via the liquid LQ. Since the fiducial marks (FM1, FM2) are detected, the immersion area LR2 is also formed on the second fiducial mark FM2.
  • fiducial mark plate F M is also provided with a reference mark detected by the alignment ALG.
  • a plurality of slit portions (light transmission patterns) 61 serving as measurement patterns are provided on the upper plate 65 of the aerial image measurement sensor 60, the plurality of light transmission patterns are to be supported.
  • a plurality of supply ports 32 can be provided.
  • the second nozzle member 72 is connected to the vacuum system (exhaust system) before the measurement stage ST2 releases the lower force of the second nozzle member 72, and the space
  • the liquid LQ on the upper plate 65 and Z or fiducial mark plate FM of the image measuring sensor 60 may be collected.
  • the predetermined position PJ is the projection light so that the substrate stage ST1 holding the substrate P and the measurement stage ST2 do not contact during the exposure operation of the substrate P.
  • the positional relationship with the academic system PL (projection area AR) is set.
  • the second nozzle member 72 is fixed at the retracted position PJ.
  • a drive mechanism is attached to the second nozzle member 72, and the second nozzle member 72 is attached. May be provided to be movable. Then, when the measurement stage ST2 is arranged at a predetermined position away from the projection optical system PL, the control device CONT moves the second nozzle member 72, and the measurement member on the measurement stage ST2 and the second nozzle member Let 72 supply ports 32 face each other.
  • the second liquid immersion mechanism 2 holds the liquid LQ between the tip of the second nozzle member 72 and the measurement member, thereby
  • the liquid immersion region LR2 is formed in the liquid crystal, and for example, a predetermined amount of liquid LQ droplets are supplied (dropped) onto the measurement member from the supply port 32 of the second nozzle member 72, and then the second Move at least one of the nozzle member 72 and the measurement stage ST2 to separate the second nozzle member 72 and the measurement stage ST2. Since the liquid LQ droplet dropped on the measurement member spreads on the measurement member, the liquid LQ immersion region LR2 can be maintained so as to cover at least a part of the measurement member.
  • the measurement stage ST2 is retracted.
  • the force that sets the avoidance position and the formation position of the immersion area LR2 by the second immersion mechanism 2 to the same position (predetermined position PJ) may be different.
  • the liquid immersion area L is placed on the plurality of measurement members while moving at least one of the second nozzle member 72 and the measurement stage ST2.
  • R2 may be formed sequentially.
  • the number of the second nozzle members 72 (supply ports 32) need not be the same as the number of measurement members that should form the liquid immersion region LR2, for example, the number of measurement members may be fewer or one. .
  • the second immersion mechanism 2 stops supplying the liquid LQ after supplying a predetermined amount of the liquid LQ from the supply port 32 onto the measurement member. And Therefore, after the supply operation of the liquid LQ is stopped, that is, after the supply of the liquid LQ from the liquid supply device 31 to the supply port 32 is stopped, the liquid LQ is provided inside the supply pipe 33 and Z or the second nozzle member 72. There is a possibility that the liquid LQ stays in the supply channel. If the liquid LQ stays in the supply flow path of the supply pipe 33 and Z or the second nozzle member 72 for a long time, the liquid LQ may be contaminated, and the contaminated liquid LQ will remain on the measurement member. May cause inconvenience of contaminating the measuring member.
  • a gas supply device 38 is connected to a part of the supply pipe 33 via a pipe (flow path) 38A, and gas is supplied from the gas supply apparatus 38 to the supply pipe 33.
  • the liquid LQ remaining in the supply flow path 34 formed inside the supply pipe 33 and Z or the second nozzle member 72 can be discharged to the outside.
  • the substrate stage ST1 When the substrate stage ST1 is disposed at a position facing the projection optical system PL, the force with which the liquid immersion area LR2 is formed on the measurement member with the second nozzle member 72 and the measurement stage ST2 facing each other.
  • the substrate stage ST1 moves away from the projection optical system PL, for example, to replace the substrate P, and the measurement stage ST2 moves to a position facing the projection optical system PL.
  • the control device CONT supplies gas to the supply pipe 33 from the gas supply device 38. Can do.
  • the liquid LQ remaining in the supply pipe 33 and Z or the supply flow path 34 is discharged to the outside from the supply port 32.
  • the liquid LQ is discharged (discharged) onto the base member BP. Since the amount of the liquid LQ discharged from the supply port 32 is small, the influence on the base member BP and the peripheral device-member is small.
  • the gas supplied to the supply pipe 33 and the supply flow path 34, it is possible to prevent the state where the liquid LQ remains in the supply pipe 33 and Z or the supply flow path 34 for a long time. it can.
  • a part of the supply pipe 33 is provided with a pipe (flow path) 39A.
  • the liquid recovery device 39 includes a vacuum system such as a vacuum pump, and the supply flow path formed in the supply pipe 33 and the Z or second nozzle member 72 by the suction operation of the liquid recovery device 39. Liquid LQ remaining in 34 can be sucked and collected. Thus, even when the liquid recovery device 39 including a vacuum system is connected to the supply pipe 33 and the supply flow path 34, the liquid LQ remains in the supply pipe 33 and Z or the supply flow path 34 for a long time. Can be prevented.
  • a recovery port may be provided in the second nozzle member 72 as in the case of the first nozzle member 70. Then, like the first nozzle member 70, the operation of supplying the liquid LQ onto the measurement member via the supply port 32 provided in the second nozzle member 72, and the recovery port provided in the second nozzle member 72
  • the liquid LQ immersion region LR2 can be formed on the measurement member by performing the operation of collecting the liquid LQ on the measurement member in parallel.
  • the second nozzle member 72 and the measurement stage ST2 are separated from each other, the supply of the liquid LQ from the supply port 32 is stopped, and the liquid LQ on the measurement member is discharged via the recovery port provided in the second nozzle member 72. It can be recovered.
  • the second immersion mechanism 2 using the second immersion mechanism 2, at least a part of the upper plate 65 of the aerial image measurement sensor 60 and at least a part of the reference mark plate FM are used.
  • the liquid LQ immersion area LR2 is formed in the measurement stage ST2, but the measurement stage ST2 is moved to the retracted position PJ.
  • the liquid immersion area LR2 may be formed in the light transmission part of the unevenness sensor and the light transmission part of Z or the irradiation amount sensor. That is, the number and arrangement of the second nozzle members 72 of the second immersion mechanism 2 can be determined so as to face the members that affect the measurement accuracy and the like due to the formation of watermarks and the like.
  • the measurement stage ST2 is arranged to face the projection optical system PL (that is, the liquid immersion region LR1 is measured by the first liquid immersion mechanism 1).
  • the liquid immersion area LR2 does not need to be formed on the measurement member that is not used during the period (which is formed on the stage ST2) and does not come into contact with the liquid LQ in the liquid immersion area LR1.
  • the liquid immersion region LR2 may be formed only on the measurement member that is in contact with (wet) the liquid LQ of the liquid immersion region LR1 regardless of whether or not it is used.
  • FIG. 14A is a side sectional view of the measurement stage ST2 according to this embodiment
  • FIG. 14B is a plan view seen from above.
  • the illustration of the unevenness sensor and the irradiation amount sensor is omitted for the sake of simplicity.
  • the configuration of the second immersion mechanism 2 is different from that of the first and second embodiments described above, so only the second immersion mechanism 2 will be described below and the first and second embodiments described above. Constituent parts that are the same as or equivalent to those in FIG.
  • the second immersion mechanism 2 has a supply port 32 for supplying the liquid LQ to the upper surface 59 on the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the supply port 32 is connected to the liquid supply device 31 via an internal flow path 33A formed inside the measurement stage ST2 and a pipe member 33B.
  • the pipe member 33B is constituted by a flexible member (flexible tube) constituted by rubber, plastic, or a bellows-like hose.
  • Supply port 32 is provided at a position other than upper plate 65 and reference mark plate FM on upper surface 59 of measurement stage ST2.
  • one supply port 32 is provided at a predetermined position on the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the number of supply ports 32 and Z or formation position The position can be changed as appropriate.
  • the second immersion mechanism 2 has a liquid recovery groove (concave portion) 44 disposed on the upper surface 59 of the measurement stage ST2 so as to surround the upper plate 65, the reference mark plate FM, and the supply port 32. And then. Inside the recovery groove 44, a liquid recovery port 42 connected to the liquid recovery device 41 is provided.
  • the liquid recovery device 41 of the second immersion mechanism 2 includes a vacuum system such as a vacuum pump, a gas-liquid separator that separates the recovered liquid LQ and gas, and a tank that stores the recovered liquid LQ. Yes.
  • the liquid recovery operation of the liquid recovery device 41 is controlled by the control device CONT.
  • the vacuum system, gas-liquid separator, tank, and the like of the liquid recovery apparatus 41 may be replaced with equipment in a factory or the like in which the exposure apparatus EX is not necessarily provided with the exposure apparatus EX.
  • the recovery port 42 is connected to the liquid recovery apparatus 41 via an internal flow path 43A formed inside the measurement stage ST2 and a pipe member 43B. Similar to the pipe member 33B, at least a part of the pipe member 43B is constituted by a flexible member (flexible tube).
  • one recovery port 42 is provided at a predetermined position inside the recovery groove 44. Note that the number, Z, or formation position of the recovery ports 42 can be changed as appropriate.
  • the control device CONT supplies the liquid LQ from the supply port 32 in order to form the liquid LQ immersion region LR2 in a predetermined region on the measurement stage ST2 including the upper plate 65 and the reference mark plate FM.
  • the controller CONT supplies a predetermined amount of liquid LQ from the liquid supply device 31 of the second immersion mechanism 2 and collects a predetermined amount of liquid LQ using the liquid recovery device 41 of the second immersion mechanism 2.
  • the liquid LQ film can be formed so as to cover the upper plate 65 and the reference mark plate FM, and the liquid LQ immersion region LR2 can be formed inside the collection groove 44.
  • the control device CONT drives each of the liquid supply device 31 and the liquid recovery device 41 of the second liquid immersion mechanism 2.
  • the liquid LQ sent from the liquid supply device 31 is measured after flowing through the pipe member 33B and the internal flow path 33A. It is supplied to the upper surface 59 of the measurement stage ST2 through the supply port 32 provided on the upper surface 59 of the stage ST2.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 32 wets and spreads on the upper surface 59 of the measurement stage ST2, and the upper plate 65, the reference marker A liquid LQ immersion area LR2 is formed to cover the board FM.
  • the liquid LQ in the liquid immersion region LR2 formed on the upper surface 59 flows into the recovery groove 44.
  • the liquid LQ that has flowed into the recovery groove 44 flows into the internal flow path 43A via the recovery port 42, flows through the tube member 43B, and is recovered by the liquid recovery device 41.
  • the inside of the collection groove 44 is covered with the liquid LQ film on the upper surface 59 of the measurement stage ST2 including the upper plate 65 and the reference mark plate FM, and the liquid is placed inside the collection groove 44.
  • LQ immersion area LR2 is formed.
  • the control device CONT is disposed at a position where the substrate stage ST1 faces the projection optical system PL, and when the measurement stage ST2 is separated from the projection optical system PL (that is, the immersion region LR1 by the measurement stage ST2). When maintenance (holding) is released), an immersion area LR2 is formed on the upper surface 59 of the measurement stage ST2 including the upper plate 65 and the reference mark plate FM. In addition, when performing measurement operations using the upper plate 65 and the reference mark plate FM with the measurement stage ST2 and the projection optical system PL facing each other, the controller CONT also uses the second immersion mechanism 2 The immersion region LR2 can be formed on the measurement stage ST2.
  • the second immersion mechanism 2 forms the immersion region LR2 over almost the entire upper surface 59 of the measurement stage ST2, but the liquid immersion region LR2 is formed only in a part of the region.
  • the supply port and the collection groove may be arranged so that the immersion region L R2 is formed.
  • a recovery groove may be provided so as to surround at least a part of the upper plate 65 of the aerial image measurement sensor 60 and the Z or reference mark plate FM, and a supply port may be provided therein.
  • the measurement stage ST2 when the measurement stage ST2 is moved to a position facing the final optical element LSI of the projection optical system PL, the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are brought into contact (or approached). In this state, the liquid immersion area LR 1 formed by the first liquid immersion mechanism 1 can be moved from the substrate stage ST1 to the measurement stage ST2. At this time, the liquid LQ supplied onto the measurement stage ST2 by the second immersion mechanism 2 forms an immersion area LR1 formed by the first immersion mechanism 1, and is mixed with the liquid LQ, which is 1 Nozzle Collected from collection port 22 of member 70.
  • FIG. 15A shows the book
  • FIG. 15B is a side sectional view of the measurement stage ST2 according to the embodiment, and is a plan view seen from above.
  • the illustration of the unevenness sensor and the irradiation amount sensor is omitted for the sake of simplicity.
  • the configuration of the second immersion mechanism 2 is different from that of the first and second embodiments described above, so only the second immersion mechanism 2 will be described below and the first and second embodiments described above. Constituent parts that are the same as or equivalent to those in FIG.
  • the second immersion mechanism 2 has a recess 46 having a predetermined depth D that can hold a predetermined amount of liquid LQ on the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the upper plate 65 and the reference mark plate FM are disposed inside the recess 46.
  • the depth D of the recess 46 is set to 1 mm or less. In the present embodiment, the depth D of the recess 46 is set to about 10 m.
  • a supply port 32 for supplying the liquid LQ to the upper surface 59 is disposed inside the recess 46 in the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the supply port 32 is connected to the liquid supply device 31 via an internal flow path 33A formed inside the measurement stage ST2 and a pipe member 33B.
  • the supply port 32 is provided at a position other than the upper plate 65 and the reference mark plate FM on the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • one supply port 32 is provided at a predetermined position on the upper surface 59 of the measurement stage ST2. Note that the number, Z, or formation position of the supply ports 32 can be changed as appropriate.
  • a recovery port 42 for recovering the liquid LQ on the upper surface 59 is disposed inside the recess 46 in the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the recovery port 42 is connected to the liquid recovery device 41 via an internal flow path 43A formed inside the measurement stage ST2 and a pipe member 43B.
  • the recovery port 42 is provided at a position other than the upper plate 65 and the reference mark plate FM on the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • one recovery port 42 is provided at a predetermined position on the upper surface 59 of the measurement stage ST2. Note that the number, Z, or formation position of the recovery ports 42 can be changed as appropriate.
  • the control device CONT uses the liquid 32 from the supply port 32 to fill the inside of the recess 46 on the measurement stage ST2 including the upper plate 65 and the reference mark plate FM with the liquid LQ to form the immersion region LR2.
  • Supply LQ The control device CONT receives liquid from the liquid supply device 31 of the second immersion mechanism 2. While supplying a predetermined amount of LQ and recovering a predetermined amount of liquid LQ using the liquid recovery device 41 of the second immersion mechanism 2, the inside of the recess 46 is filled with the liquid LQ, and the upper plate 65, fiducial mark plate FM
  • the liquid LQ immersion region LR2 can be formed to cover the surface.
  • the liquid LQ delivered from the liquid supply device 31 flows through the pipe member 33B and the internal flow path 33A, It is supplied to the upper surface 59 of the measurement stage ST2 via the supply port 32 provided on the upper surface 59 of the measurement stage ST2.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 32 wets and spreads on the upper surface 59 of the measurement stage ST2, and forms an immersion area LR2 of the liquid LQ so as to cover the upper plate 65 and the reference mark plate FM.
  • the liquid LQ in the liquid immersion region LR2 formed on the upper surface 59 flows into the internal flow path 43A via the recovery port 42, flows through the pipe member 43B, and is recovered by the liquid recovery device 41.
  • the control device CONT is disposed at a position where the substrate stage ST1 faces the projection optical system PL, and when the measurement stage ST2 is separated from the projection optical system PL (that is, in the immersion region LR1 by the measurement stage ST2).
  • the inside of the recess 46 is filled with the liquid LQ, and the liquid immersion area LR2 is formed so as to cover the upper plate 65 and the reference mark plate FM.
  • the control device CONT also sets the second immersion mechanism 2. It is possible to fill the inside of the recess 46 with the liquid LQ and form the immersion area LR2 on the measurement stage ST2.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are brought into contact ( Alternatively, the immersion area LR 1 formed by the first immersion mechanism 1 can be moved from the substrate stage ST1 to the measurement stage ST2.
  • the liquid LQ supplied onto the measurement stage ST2 by the second immersion mechanism 2 forms an immersion area LR1 formed by the first immersion mechanism 1, and is mixed with the liquid LQ, which is 1 Nozzle Collected from collection port 22 of member 70.
  • the supply port 32 is arranged inside the recess 46, and the liquid supply operation through the supply port 32 and the liquid recovery operation through the recovery port 42 are performed in parallel. Therefore, the power supply port 32 and Z or the recovery port 42 may be omitted. That is, the projection optical system PL and the meter When the measurement stage ST2 is opposed, a part of the liquid LQ supplied from the first nozzle member 70 is held inside the recess 46, so that a watermark is formed on the measurement member. Inconveniences such as thermal deformation of the measurement member due to the heat of vaporization when the liquid LQ vaporizes can be suppressed.
  • the force provided with the supply port 32 for supplying the liquid LQ to the upper surface 59 of the measurement stage ST2 is provided with the supply port 32 on the upper surface 59 of the measurement stage ST2. Without providing, the liquid LQ is supplied to the upper surface 59 of the measurement stage ST2 from the supply port 32 force of the second nozzle member 72 facing the upper surface 59 of the measurement stage ST2, as in the first and second embodiments. You can do it.
  • measurement is performed using a measurement member (measurement device) mounted on measurement stage ST2 in a state where projection optical system PL and measurement stage ST2 face each other.
  • a focus leveling detection system for detecting the position of the upper surface of the measurement stage ST2 (for example, the upper plate 65 of the aerial image measurement sensor 60) may be provided.
  • the position of the upper surface of the measurement stage ST2 may be optically detected via the liquid LQ that forms the liquid immersion region LR1 formed by the first liquid immersion mechanism 1.
  • the measurement member (measurement device) mounted on the measurement stage ST2 is not limited to the above, and the number, Z, or type thereof may be arbitrarily determined.
  • Various measuring members (measuring devices) may be mounted as necessary.
  • the reflecting part disclosed in 62-183522 (corresponding US Pat. No. 4,780,747) may be mounted on the measurement stage ST2.
  • a measurement member (measurement device) may be mounted on the substrate stage ST1.
  • the liquid immersion region LR2 may be formed on the measurement member that comes into contact with the liquid LQ in the liquid immersion region LR1 on the substrate stage ST1 in the same manner as in the above embodiments.
  • two second immersion mechanisms 2 may be provided for the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2, respectively.
  • the measurement stage ST2 is arranged facing the projection optical system PL (that is, the liquid immersion region LR1 is measured by the first liquid immersion mechanism 1 in the measurement stage ST2.
  • the liquid immersion region LR1 is measured by the first liquid immersion mechanism 1 in the measurement stage ST2.
  • the liquid immersion region LR2 may be formed only on the measurement member that comes into contact with the liquid LQ in the liquid immersion region LR1 on the measurement stage ST2 and gets wet.
  • pure water is used as the liquid LQ.
  • Pure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at semiconductor manufacturing factories and the like, and has no adverse effect on the photoresist on the substrate P and optical elements (lenses).
  • pure water has no adverse effects on the environment and the content of impurities is extremely low, so it is expected to clean the surface of the substrate P and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system PL. it can.
  • the exposure apparatus may have an ultrapure water maker.
  • the refractive index n of pure water (water) for exposure light EL with a wavelength of about 193 nm is said to be approximately 1. 44, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of exposure light EL.
  • lZn that is, the wavelength is shortened to about 134 nm to obtain a high resolution.
  • the projection optical system PL can be used if it is sufficient to ensure the same depth of focus as in the air.
  • the numerical aperture can be increased further, and the resolution is improved in this respect as well.
  • the optical element LSI is attached to the tip of the projection optical system PL, and the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, aberration (spherical aberration, coma aberration, etc.) are adjusted by this lens. It can be carried out.
  • the optical element attached to the tip of the projection optical system PL may be an optical plate used for adjusting the optical characteristics of the projection optical system PL. Or it may be a plane parallel plate (such as a cover plate) that can transmit the exposure light EL.
  • the structure of the liquid immersion mechanism 1 such as the first nozzle member 70 is not limited to the above-described structure.
  • European Patent Publication No. 142 0298, International Publication No. 2004Z055803, International Publication No. 2004/057590 And those described in International Publication No. WO 2005Z029559 can also be used.
  • the space between the projection optical system PL and the surface of the substrate P is filled with the liquid LQ.
  • the liquid LQ For example, in a state where a cover glass having parallel plane plate force is attached to the surface of the substrate P. May fill liquid LQ.
  • the optical path space on the image plane side of the optical element at the tip is filled with liquid, but as disclosed in International Publication No. 2004Z019128, It is also possible to employ a projection optical system in which the optical path space on the object plane side (mask side) of the optical element is filled with liquid.
  • the liquid LQ in each of the above embodiments is water (pure water), but may be a liquid other than water.
  • the light source of the exposure light EL is an F laser
  • the F laser Light penetrates water
  • PFPE PFPE
  • fluorinated fluid such as fluorinated oil
  • a lyophilic treatment is performed by forming a thin film with a substance having a small molecular structure including fluorine, for example, in a portion in contact with the liquid LQ.
  • the liquid LQ may be stable to the projection optical system PL that is transparent to the exposure light EU and has a refractive index as high as possible, and a photoresist applied to the surface of the substrate P (for example, It is also possible to use cedar oil.
  • various liquids such as a supercritical fluid can be used.
  • the same liquid LQ is used in the first liquid immersion mechanism 1 and the second liquid immersion mechanism 2, but the same liquid may not necessarily be used. Different liquids may be used. Further, in each of the above embodiments, it is preferable that the second immersion mechanism 2 supplies the liquid LQ having substantially the same temperature as the temperature of the measurement member that forms the immersion region LR2. As a result, thermal deformation of the measuring member due to a temperature difference from the liquid LQ can be prevented. Furthermore, it is preferable that the first immersion mechanism 1 supplies the liquid LQ having substantially the same temperature as the temperature of the substrate P to form the immersion region LR1. This can prevent thermal deformation of the substrate P due to a temperature difference from the liquid LQ.
  • a mask stage is used by using the interferometer system (52, 54, 56).
  • the position information of the MST, the substrate stage ST1, and the measurement stage ST2 is measured.
  • the present invention is not limited to this.
  • an encoder system that detects a scale (diffraction grating) provided in each stage may be used.
  • the hybrid system includes both the interferometer system and the encoder system, and the measurement result of the encoder system is calibrated using the measurement result of the interferometer system.
  • the interferometer system and the encoder system may be switched and used, or both of them may be used to control the position of the stage.
  • the liquid LQ may have a refractive index of about 1.6 to 1.8.
  • the refractive index is higher than that of quartz or fluorite! (For example, 1.6 or more).
  • the substrate P in each of the above embodiments is used not only for semiconductor wafers for manufacturing semiconductor devices, but also for glass substrates for display devices, ceramic wafers for thin film magnetic heads, or exposure apparatuses. Mask or reticle master (synthetic quartz, silicon wafer), etc. are applied.
  • an exposure apparatus EX in addition to a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that performs mask exposure by scanning the mask M and the substrate P in synchronization with each other, a mask is used.
  • the present invention can also be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus (steno) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while M and the substrate P are stationary, and the substrate P is sequentially moved stepwise.
  • the exposure apparatus ⁇ has one or more substrate stages ST1
  • the liquid immersion area LR2 is formed on a measurement member that includes the measurement stage ST2 and is wetted in contact with the liquid LQ of the liquid immersion area LR1 on at least the measurement stage ST2, but is not limited to this.
  • the immersion region LR2 may be formed on the measurement member that comes into contact with the liquid LQ in the immersion region LR1 and gets wet, as in the above embodiments.
  • the movable member that has the measurement member and maintains (holds) the liquid immersion region LR1 instead of the substrate stage ST1 is a stage (ST2) capable of two-dimensional movement.
  • the present invention is not limited to this, and for example, only one-dimensional movement may be possible, or a member that can be slid or rotated instead of the stage may be used.
  • the exposure apparatus EX is provided with the measurement stage ST2 as a movable member having a measurement member.
  • the force is not necessarily provided with the measurement stage ST2, for example, at least one has the measurement member.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus including only a plurality of substrate stages.
  • the liquid immersion region LR2 should be formed on the measurement member that comes into contact with the liquid LQ in the liquid immersion region LR1 on the substrate stage ST1 as in the above embodiments.
  • a plurality of measurement members (such as the reference mark plate FM and the aerial image measurement sensor 60) are provided on the movable member (such as the measurement stage and the substrate stage).
  • the type is not limited to this, and may be arbitrary.
  • the number of reference marks formed on the reference mark plate FM is not limited to a plurality, and may be one, or at least one reference mark may be formed on each of the plurality of reference mark plates. Further, the reference mark may be formed directly on the movable member instead of the reference mark plate.
  • a reduced image of the first pattern is projected with the first pattern and the substrate P substantially stationary (for example, a refraction type including a reflective element at a 1Z8 reduction magnification). It can also be applied to an exposure apparatus that uses a projection optical system) to perform batch exposure on the substrate P. In this case, after that, with the second pattern and the substrate P almost stationary, a reduced image of the second pattern is collectively exposed on the substrate P by partially overlapping the first pattern using the projection optical system. It can also be applied to a stitch type batch exposure apparatus. In addition, as a stitch type exposure apparatus, at least two patterns are partially overlapped on the substrate P and transferred. It can also be applied to a step 'and' stitch type exposure apparatus in which the plate P is moved sequentially.
  • the exposure apparatus provided with the projection optical system PL has been described as an example.
  • an exposure apparatus and an exposure method that do not use the projection optical system PL are applied to the present invention. Can do.
  • the projection optical system PL is not used as described above, the exposure light is irradiated onto the substrate through an optical member such as a mask or a lens, and the liquid is applied to a predetermined space between the optical member and the substrate. An immersion area is formed.
  • the type of exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto a substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an imaging It can be widely applied to exposure devices for manufacturing devices (CCD), micromachines, MEMS, DNA chips, reticles or masks.
  • force using a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern 'dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used instead of this mask.
  • a predetermined light-shielding pattern or phase pattern 'dimming pattern
  • an electronic mask (variable molding mask) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed.
  • a DMD Digital Micro-mirror Device
  • spatial light modulator spatial light modulator
  • an exposure apparatus (lithography system) that exposes a line 'and' space pattern on the substrate P by forming interference fringes on the substrate P. )
  • a line 'and' space pattern on the substrate P by forming interference fringes on the substrate P.
  • two mask patterns are synthesized on the substrate via the projection optical system.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of one shot area on the substrate almost simultaneously by one scan exposure.
  • the exposure apparatus EX can provide various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application with predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling to keep. In order to ensure these various accuracies, before and after the assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, various electrical systems Is adjusted to achieve electrical accuracy.
  • the assembly process from various subsystems to the exposure system includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies for the entire exposure apparatus. It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room in which the temperature and cleanliness are controlled.
  • a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, Step 203 for manufacturing a substrate as a base material, Step 204 including processing for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, Device assembly step (including dicing process, bonding process, and packaging process) It is manufactured through 205, inspection step 206 and the like.
  • the present invention it is possible to prevent generation of a watermark in the measurement member and to suppress thermal deformation of the measurement member. Thereby, it is possible to prevent a decrease in accuracy (deterioration of apparatus performance) in measurement using the measurement member and to expose the substrate with high accuracy. Therefore, the present invention provides an exposure apparatus and exposure method for manufacturing a wide range of products such as semiconductor elements, liquid crystal display elements or displays, thin film magnetic heads, CCDs, micromachines, MEMS, DNA chips, and reticles (masks). Very useful.

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Abstract

　露光装置（ＥＸ）は、基板（Ｐ）を保持して移動可能な基板ステージ（ＳＴ１）と、投影光学系（ＰＬ）の像面に最も近い最終光学素子（ＬＳ１）と対向して基板ステージ（ＳＴ１）が配置されるときに最終光学素子（ＬＳ１）と基板ステージ（ＳＴ１）との間の光路空間（Ｋ１）を液体（ＬＱ）で満たす第１液浸機構（１）と、基板ステージ（ＳＴ１）に代えて投影光学系の最終光学素子（ＬＳ１）と対向して配置されるときに最終光学素子（ＬＳ１）との間の光路空間（Ｋ１）が液体（ＬＱ）で満たされる計測ステージ（ＳＴ２）と、計測ステージ（ＳＴ２）上に配置された上板（６５）を有し、液体（ＬＱ）を挟んで投影光学系の最終光学素子（ＬＳ１）と対向して上板（６５）が配置されるときに所定の計測を行う計測装置（６０）と、少なくとも計測ステージ（ＳＴ２）が投影光学系の最終光学素子（ＬＳ１）から離れたときに、上板（６５）に液浸領域（ＬＲ２）を形成する第２液浸機構（２）と、を備えている。

Description

露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置及び露光方法、並びにデバイス 製造方法に関するものである。
本願は、 2005年 3月 30日に出願された特願 2005— 098051号に基づき優先権 を主張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 半導体デバイス、液晶表示デバイス等のマイクロデバイス (電子デバイス）の製造ェ 程の一つであるフォトリソグラフイエ程では、マスク上に形成されたパターンを感光性 の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保持し て移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な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 を介して基板に投影露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバ イスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている 。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その高解 像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献 1に開示されているような 、露光光の光路空間を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸露光装 置が案出されている。
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
[0003] しかし、液浸露光装置では、基板ステージが投影光学系の下力 移動するときに、 投影光学系の像面側の光路空間の液体を回収して、ウエットな状態力 ドライな状態 にすると、液体と接触する投影光学系の終端の (像面に最も近い)光学部材の表面 に液体の付着跡 (以降、液体が水でない場合も含めて、液体の付着跡をウォーター マークと呼ぶことにする）が発生する虞があった。また、投影光学系の終端の光学部 材の表面に付着した液体が乾燥するときの気化熱によって、その終端の光学部材が 熱変形する虡があった。投影光学系の終端の光学部材のウォーターマークあるいは 熱変形の発生は、投影光学系の光学性能を劣化させ、露光装置の性能を低下させ る可能性がある。
[0004] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液体を介した露光処理を 行う場合にも装置性能の低下を防止できる露光装置、及びデバイス製造方法を提供 することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以 下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に 過ぎず、各要素を限定するものではない。
[0006] 本発明の第 1の態様に従えば、光学部材 (PL、 LSI)と液体 (LQ)とを介して基板（ 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保持部材 (S T1)と、光学部材 (PL、 LSI)と基板保持部材 (ST1)との間の空間 (K1)を液体 (LQ )で満たす第 1液浸機構 (1)と、光学部材 (PL、 LSI)との間に液体 (LQ)を維持しつ つ基板保持部材 (ST1)に代えて光学部材 (PL、 LSI)と対向して配置される可動部 材 (ST2)と、可動部材 (ST2)上に配置された計測部材 (65、 FM)を有し、液体 (LQ )を挟んで可動部材 (ST2)が光学部材 (PL、 LSI)と対向して計測部材 (65、 FM) が配置されるときに所定の計測を行う計測装置 (60、 RA)と、少なくとも可動部材 (S T2)が光学部材 (PL、 LSI)から離れたときに、計測部材 (65、 FM)上に液浸領域（ LR2)を形成する第 2液浸機構 (2)とを備えた露光装置 (EX)が提供される。
[0007] 本発明の第 1の態様によれば、基板保持部材が光学部材カも離れたときにも、光 学部材と対向して可動部材が配置されるので、光学部材との間の光路空間を液体で 満たし続けることができるば力りでなぐその可動部材上に配置された計測部材を使 つて所定の計測を実行することができる。また、その可動部材が光学部材から離れた ときに、可動部材上に配置された計測部材上に液浸領域を形成することができるの で、計測部材上にウォーターマークが形成されることが防止され、計測部材の熱変形 を抑えることができるので、その計測部材を用いる計測装置の計測性能の劣化を防 止することができる。
[0008] 本発明の第 2の態様に従えば、光学部材 (PL、 LSI)と液体 (LQ)とを介して基板（ P)を露光する露光装置において、基板 (P)を保持する第 1可動部材 (ST1)と、光学 部材 (PL、 LSI)と第 1可動部材 (ST1)との間の空間 (K1)を液体 (LQ)で満たして 第 1液浸領域 (LR1)を形成する第 1液浸機構（1)と、光学部材 (PL、 LSI)との間に 第 1液浸領域 (LR1)を維持しつつ第 1可動部材 (ST1)に代えて光学部材 (PL、 LS
1)と対向して配置され、液体 (LQ)との接触面（59)内に計測部材 (65、 FM)を有す る第 2可動部材 (ST2)と、第 1液浸機構 (1)と異なる位置で、液体 (LQ)に接触した 計測部材 (65、 FM)上に第 2液浸領域 (LR2)を形成する第 2液浸機構 (2)と、を備 える露光装置 (EX)が提供される。本発明の第 2の態様によれば、計測部材を用いる 計測での精度低下を防止することができる。
[0009] 本発明の第 3の態様に従えば、上記態様の露光装置 (EX)を用いるデバイス製造 方法が提供される。本発明の第 3の態様によれば、上記態様の露光装置を用いて所 望の性能を発揮するデバイスを製造することができる。
[0010] 本発明の第 4の態様に従えば、光学部材 (PL、 LSI)と液体 (LQ)とを介して基板（ P)を露光する露光方法にお!、て、基板 (P)を保持する第 1可動部材 (ST1)と光学 部材 (PL、 LSI)との間の空間 (K1)を液体 (LQ)で満たして第 1液浸領域 (LR1)を 形成して、光学部材 (PL、 LSI)と液体 (LQ)とを介して基板 (P)を露光し、光学部材 (PL、 LSI)との間に第 1液浸領域 (LR1)を維持しつつ第 1可動部材 (ST1)に代え て第 2可動部材 (ST2)を光学部材 (PL、 LSI)と対向して配置し、第 2可動部材 (ST
2)の計測部材 (65、 FM)が液体 (LQ)に接触した後、計測部材 (65、 FM)上に第 2 液浸領域 (LR2)を形成する露光方法が提供される。本発明の第 4の態様によれば、 計測部材を用いる計測での精度低下を防止することができる。
[0011] 本発明の第 5の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が 提供される。本発明の第 5の態様によれば、計測部材を用いる計測での精度低下を 防止できる露光方法を用いてデバイスを製造することができる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]第 1実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 [図 2]露光装置の動作の一例を説明するための図である。
[図 3]基板ステージ及び計測ステージを上方力も見た平面図である。
[図 4]計測ステージに設けられた計測装置の一例を示す図である。
[図 5]第 1実施形態に係る第 2液浸機構を示す概略斜視図である。
[図 6]露光装置の動作の一例を説明するための図である。
[図 7]露光装置の動作の一例を説明するための図である。
[図 8]露光装置の動作の一例を説明するための図である。
[図 9]露光装置の動作の一例を説明するための図である。
[図 10]露光装置の動作の一例を説明するための図である。
[図 11]第 2実施形態に係る第 2液浸機構を示す概略斜視図である。
[図 12]第 2液浸機構の動作の一例を説明するための図である。
[図 13]第 2液浸機構の動作の一例を説明するための図である。
[図 14A]第 3実施形態に係る第 2液浸機構を示す図である。
[図 14B]第 3実施形態に係る第 2液浸機構を示す図である。
[図 15A]第 4実施形態に係る第 2液浸機構を示す図である。
[図 15B]第 4実施形態に係る第 2液浸機構を示す図である。
[図 16]マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
符号の説明
[0013] 1…第 1液浸機構、 2…第 2液浸機構、 32· ··液体供給口、 44· ··液体回収溝、 46· ·· 凹部、 60…空間像計測センサ (計測装置)、 61· ··スリット部 (計測パターン、光透過 部）、 65· ··上板 (計測部材）、 70…第 1ノズル部材、 72…第 2ノズル部材、 EL…露光 光、 EX…露光装置、 FM…基準マーク板 (計測部材）、 FM1、 FM2…基準マーク（ 計測パターン）、 Κ1· ··光路空間、 LR1…液浸領域、 LR2 液浸領域、 LQ…液体、 LSI…最終光学素子 (光学部材)、 P…基板、 PJ…退避位置、 PL…投影光学系 (光 学部材)、 RP- ··基板交換位置、 ST1 · ··基板ステージ (基板保持部材)、 ST2- "計測 ステージ (可動部材）
発明を実施するための最良の形態
[0014] 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。
[0015] <第 1実施形態 >
本発明に係る露光装置の第 1実施形態について図 1を参照しながら説明する。図 1 は第 1実施形態に係る露光装置 EXを示す概略構成図である。
[0016] 図 1にお!/、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 MS Tと、基板 Pを基板ホルダ PHで保持して移動可能な基板ステージ ST1と、露光に関 する計測を行う計測装置の少なくとも一部を搭載して移動可能な計測ステージ ST2 と、マスクステージ MST上のマスク 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のパターン像を基板ステージ ST1上の基板 Pに投影する 投影光学系 PLと、露光装置 EX全体の動作を統括制御する制御装置 CONTとを備 えている。基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2のそれぞれは、投影光学系 PL の像面側で、ベース部材 BP上において互いに独立して移動可能となっている。また 、露光装置 EXは基板 Pの搬送を行う、即ち基板ステージ ST1に基板 Pをロードすると ともに、基板ステージ ST1から基板 Pをアンロードする搬送装置 300を備えている。な お、基板 Pのロードとアンロードとを異なる位置で行ってもよいが、本実施系形態では 同一位置 (RP)にて基板 Pのロードとアンロードとを行うものとする。
[0017] 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、 投影光学系 PLの像面側における露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たすため の第 1液浸機構 1を備えている。第 1液浸機構 1は、投影光学系 PLの像面側近傍に 設けられ、液体 LQを供給する供給口 12及び液体 LQを回収する回収口 22を有する 第 1ノズル部材 70と、供給管 13、及び第 1ノズル部材 70に設けられた供給口 12を介 して投影光学系 PLの像面側に液体 LQを供給する液体供給装置 11と、第 1ノズル部 材 70に設けられた回収口 22、及び回収管 23を介して投影光学系 PLの像面側の液 体 LQを回収する液体回収装置 21とを備えている。第 1ノズル部材 70は、投影光学 系 PLを構成する複数の光学素子のうち、少なくとも投影光学系 PLの像面に最も近 Vヽ最終光学素子 LS 1を囲むように環状に形成されて!、る。
[0018] また、本実施形態の露光装置 EXは、投影光学系 PLの投影領域 ARを含む基板 P 上の一部に、投影領域 ARよりも大きく且つ基板 Pよりも小さい液体 LQの液浸領域 L Rlを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。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に転写している間、第 1液浸機構 1を使って、投影光学 系 PLの像面に最も近い最終光学素子 LS 1と投影光学系 PLの像面側に配置された 基板 Pとの間の露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たして液浸領域 LR1を形成 し、投影光学系 PLと光路空間 K1に満たされた液体 LQとを介してマスク Mを通過し た露光光 ELを基板 Pに照射することによって、マスク Mのパターン像を基板 Pに投影 露光する。露光光 ELは、マスク Mのパターン面（図 1では下面）が配置される投影光 学系 PLの物体面に最も近 ヽ光学素子から投影光学系 PLに対して入射し、投影光 学系 PLの像面に最も近い最終光学素子 LS Iから射出する。したがって、最終光学 素子 LS Iと基板 Pとの間の露光光 ELの光路空間 K1は、最終光学素子 LSIの光射 出側の空間となっている。第 1液浸機構 1は、最終光学素子 LSIの光射出側の光路 空間 K1を液体 LQで満たす。制御装置 CONTは、第 1液浸機構 1の液体供給装置 1 1を使って液体 LQを所定量供給するとともに、液体回収装置 21を使って液体 LQを 所定量回収することで、光路空間 K1を液体 LQで満たし、基板 P上に液体 LQの液 浸領域 LR1を局所的に形成する。
[0019] また、露光装置 EXは、計測ステージ ST2上に液体 LQの液浸領域 LR2を形成する 第 2液浸機構 2を備えている。第 2液浸機構 2は、第 1ノズル部材 70と並んだ位置に 設けられ、液体 LQを供給する供給口 32を有する第 2ノズル部材 72と、供給管 33、 及び第 2ノズル部材 72に設けられた供給口 32を介して計測ステージ ST2上に液体 LQを供給する液体供給装置 31とを備えている。
[0020] 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 ヤニングステツパ）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）を Y軸方向、水平面内 において Y軸方向と直交する方向（非走査方向）を X軸方向、 X軸及び Y軸方向に直 交する方向（本例では投影光学系 PLの光軸 AXと平行な方向）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、 Q Y、M3 Q Z 方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウェハ等の基材上に感光材 (レジスト） 、保護膜などの膜を塗布したものを含む。「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。
[0021] 照明光学系 ILは、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、及び露光光 ELによるマスク M上の照明領 域を設定する視野絞り等を有している。マスク M上の所定の照明領域は照明光学系 I L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、例えば水銀ランプカゝら射出される輝線 (g線、 h線、 i線)及び KrFェ 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レーザ光 (波長 157nm)等の真空紫外光 (VUV光)などが用いら
2
れる。本実施形態にぉ ヽては ArFエキシマレーザ光が用いられる。
[0022] 本実施形態においては、液体 LQとして純水が用いられている。純水は、 ArFェキ シマレーザ光のみならず、例えば、水銀ランプ力 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)も透過可能であ る。
[0023] マスクステージ MSTは、マスク Mを保持して移動可能である。マスクステージ MST は、例えば真空吸着等によりマスク Mを保持する。マスクステージ MSTは、制御装置 CONTにより制御されるリニアモータ等を含む駆動装置 MDの駆動により、マスク M を保持した状態で、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方向に微少回転可能である。マスクステージ MST上には 移動鏡 51が設けられている。また、移動鏡 51に対向する位置にはレーザ干渉計 52 が設けられている。マスクステージ MST上のマスク Mの 2次元方向の位置、及び 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 52 によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計 52の計測結果は制御装置 CONTに 出力される。制御装置 CONTは、レーザ干渉計 52の計測結果に基づいて駆動装置 MDを駆動し、マスクステージ MSTに保持されているマスク Mの位置制御を行う。な お、レーザ干渉計 52はその一部（例えば、光学系）のみ、移動鏡 51に対向して設け るようにしてもよい。また、移動鏡 51は平面鏡のみでなくコーナーキューブ (レトロリフ レクタ）を含むものとしてもよいし、移動鏡 51を固設する代わりに、例えばマスクステー ジ MSTの端面 (側面）を鏡面カ卩ェして形成される反射面を用いてもよい。さらにマス クステージ MSTは、例えば特開平 8— 130179号公報 (対応する米国特許第 6, 72 1, 034号）に開示される粗微動可能な構成としてもよい。
[0024] 投影光学系 PLは、マスク Mのパターンを所定の投影倍率 βで基板 Ρに投影するも のであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒 ΡΚで保持さ 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、 1 Z5、あるいは 1Z8の縮小系であり、前述の照明領域と共役な投影領域 ARにマスク パターンの縮小像を形成する。なお、投影光学系 PLは縮小系、等倍系及び拡大系 のいずれでもよい。また、投影光学系 PLは、反射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。投影光学系 PLを構成する複数の光学素子のうち、投影光学 系 PLの像面に最も近 、最終光学素子 LS 1は、鏡筒 PKより露出して 、る。
[0025] 基板ステージ ST1は、基板 Pを保持する基板ホルダ PHを有しており、基板ホルダ P Hに基板 Pを保持して移動可能である。基板ホルダ PHは、例えば真空吸着等により 基板 Pを保持する。基板ステージ ST1上には凹部 58が設けられており、基板 Pを保 持するための基板ホルダ PHは凹部 58に配置されている。そして、基板ステージ ST 1のうち凹部 58以外の上面 57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となっている。これは、基板 Pの露光動作時、前述 の液浸領域 LR1の一部が基板 Pの表面からはみ出して上面 57に形成されるためで ある。なお、基板ステージ ST1の上面 57の一部、例えば基板 Pを囲む所定領域 (液 浸領域 LR1がはみ出す範囲を含む）のみ、基板 Pの表面とほぼ同じ高さとしてもよい 。また、投影光学系 PLの像面側の光路空間 K1を液体 LQで満たし続けることができ る（即ち、液浸領域 LRを良好に保持できる）ならば、基板ステージ ST1の上面 57と 基板ホルダ PHに保持された基板 Pの表面との間に段差があってもよい。さらに、基 板ホルダ PHを基板ステージ ST1の一部と一体に形成してもよ ヽが、本実施形態で は基板ホルダ PHと基板ステージ ST1とを別々に構成し、例えば真空吸着などによつ て基板ホルダ PHを凹部 58内に固定するものとする。
[0026] 基板ステージ ST1は、制御装置 CONTにより制御されるリニアモータ等を含む基 板ステージ駆動装置 SD1の駆動により、基板 Pを基板ホルダ PHを介して保持した状 態で、ベース部材 BP上で 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 ST1は、 Z軸方向、 0 X方向、及び Θ Y方向にも移動 可能である。したがって、基板ステージ ST1に保持された基板 Pの表面は、 X軸、 Y 軸、 Z軸、 0 X、 θ Y,及び θ Z方向の 6自由度の方向に移動可能である。基板ステー ジ ST1の側面には移動鏡 53が設けられている。また、移動鏡 53に対向する位置に はレーザ干渉計 54が設けられている。基板ステージ ST1上の基板 Pの 2次元方向の 位置、及び回転角はレーザ干渉計 54によりリアルタイムで計測される。また、不図示 ではあるが、露光装置 EXは、基板ステージ ST1に保持されている基板 Pの表面の面 位置情報を検出するフォーカス'レべリング検出系を備えている。
[0027] なお、レーザ干渉計 54はその一部（例えば、光学系）のみを移動鏡 53に対向して 設けるようにしてもよいし、基板ステージ ST1の Z軸方向の位置、及び 0 X、 0 Y方向 の回転角をも計測可能としてもよい。基板ステージ ST1の Z軸方向の位置を計測可 能なレーザ干渉計を備えた露光装置の詳細は、例えば特表 2001— 510577号公 報 (対応する国際公開第 1999Z28790号パンフレット）に開示されている。さらに、 移動鏡 53を基板ステージ ST1に固設する代わりに、例えば基板ステージ ST1の一 部 (側面など）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもょ ヽ。
[0028] また、フォーカス ·レべリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板 Pの Z軸方 向の位置情報を計測することで、基板 Pの Θ X及び Θ Y方向の傾斜情報（回転角）を 検出するものであるが、この複数の計測点はその少なくとも一部が液浸領域 LR1 (又 は投影領域 AR)内に設定されてもよいし、あるいはその全てが液浸領域 LR1の外側 に設定されてもよい。さらに、例えばレーザ干渉計 54が基板 Pの Z軸、 θ X及び θ Y 方向の位置情報を計測可能であるときは、基板 Pの露光動作中にその Z軸方向の位 置情報が計測可能となるようにフォーカス'レペリング検出系を設けなくてもよぐ少な くとも露光動作中はレーザ干渉計 54の計測結果を用いて Z軸、 θ X及び 0 Y方向に 関する基板 Pの位置制御を行うようにしてもょ 、。 [0029] レーザ干渉計 54の計測結果は制御装置 CONTに出力される。フォーカス'レペリ ング検出系の検出結果も制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、フォ 一カス ·レベリング検出系の検出結果に基づ!/、て、基板ステージ駆動装置 SD 1を駆 動し、基板 Pのフォーカス位置 (Z位置)及び傾斜角（ Θ X、 Θ Υ)を制御して、基板 P の表面を投影光学系 PL及び液体 LQを介して形成される像面に合わせ込むとともに 、レーザ干渉計 54の計測結果に基づいて、基板 Pの X軸方向、 Y軸方向、及び θ Z 方向における位置制御を行う。
[0030] 計測ステージ ST2は、露光処理に関する計測を行う各種計測装置を搭載しており 、投影光学系 PLの像面側において、ベース部材 BP上で移動可能に設けられている 。計測ステージ ST2は計測ステージ駆動装置 SD2により駆動される。計測ステージ 駆動装置 SD2は制御装置 CONTにより制御される。そして、制御装置 CONTは、ス テージ駆動装置 SD1、 SD2のそれぞれを介して、基板ステージ ST1及び計測ステ ージ ST2のそれぞれをベース部材 BP上で互いに独立して移動可能である。計測ス テージ駆動装置 SD2は基板ステージ駆動装置 SD1と同等の構成を有し、計測ステ ージ ST2は、計測ステージ駆動装置 SD2によって、基板ステージ ST1と同様に、 X 軸、 Y軸、及び Z軸方向、 Θ Χ、 0 Υ、及び 0 Ζ方向のそれぞれに移動可能である。ま た、計測ステージ ST2の側面には移動鏡 55が設けられており、移動鏡 55に対向す る位置にはレーザ干渉計 56が設けられている。計測ステージ ST2の 2次元方向の位 置、及び回転角はレーザ干渉計 56によりリアルタイムで計測され、制御装置 CONT はレーザ干渉計 56の計測結果に基づ 、て、計測ステージ ST2の位置を制御する。 なお、レーザ干渉計 56はその一部（例えば、光学系）のみを移動鏡 55に対向して設 けるようにしてもよいし、計測ステージ ST2の Z軸方向の位置、及び 0 X、 0 Y方向の 回転角をも計測可能としてよい。また、移動鏡 55を計測ステージ ST2に固設する代 わりに、例えば計測ステージ ST2の一部 (側面など）を鏡面加工して形成される反射 面を用いてもよい。
[0031] 計測ステージ ST2に搭載されている計測装置としては、例えば特開平 5— 21314 号公報 (対応する米国特許第 RE36, 730号)などに開示されているような、複数の 基準マークが形成された基準マーク板、例えば特開昭 57— 117238号公報 (対応 する米国特許第 RE32, 795号）に開示されているように照度ムラを計測したり、特開 2001— 267239号公報（対応する米国特許第 6, 721, 039号）に開示されているよ うに投影光学系 PLの露光光 ELの透過率の変動量を計測するためのムラセンサ、特 開 2002— 14005号公報及び特開 2002— 198303号公報（対応する米国公開 200 2/0041377A1)に開示されているような空間像計測センサ、及び特開平 11— 16 816号公報（対応する米国公開 2002Z0061469A1)に開示されているような照射 量センサ（照度センサ）が挙げられる。このように、計測ステージ ST2は露光処理に関 する計測処理を行うための専用のステージであって、基板 Pを保持しな!、構成となつ ており、基板ステージ ST1は、露光処理に関する計測を行う計測装置を搭載されて いない構成となっている。なお、このような計測ステージを備えた露光装置について は、例えば特開平 11— 135400号公報（対応する国際公開 1999/23692)、及び 特開 2000— 164504号公報 (対応する米国特許第 6, 897, 963号)等により詳細 に開示されている。
[0032] また、計測ステージ ST2の上面 59は、基板 Pの表面を含む基板ステージ ST1の上 面 57に並んだ位置に設けられており、本実施形態においては、基板ステージ ST1の 上面 57と計測ステージ ST2の上面 59とは、例えばそのステージ ST1、 ST2の少なく とも一方を Z軸方向（及び Z又は Θ X、 Θ Y方向）に駆動することにより、ほぼ同じ高さ 位置となるように制御 (調整)することができる。
[0033] マスクステージ MSTの近傍には、投影光学系 PLを介してマスク M上のァライメント マークと対応する計測ステージ ST2の基準マーク板 FM (図 3)上の基準マーク（第 1 基準マーク) FM1とを同時に観察するための露光波長の光を用いた TTR方式のァ ライメント系力もなるマスクァライメント系 RAが設けられて 、る。本実施形態のマスクァ ライメント系では、例えば特開平 7— 176468号公報 (対応する米国特許 6, 498, 35 2号）に開示されているような、マークに対して光 (露光光 EL)を照射し、 CCDカメラ 等で撮像したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出する VRA (ビジ ュアル 'レチクル 'ァライメント）方式が採用されている。本実施形態においては、マス クァライメント系 RAは、投影光学系 PL及び液体 LQを介して、基板マーク板上の基 準マーク (第 1基準マーク)を検出する。 [0034] 投影光学系 PLの先端近傍には、基板 P上のァライメントマークと計測ステージ ST2 に設けられた基準マーク板 FM上の基準マーク (第 2基準マーク) FM2とを検出する オファクシス方式のァライメント系 ALGが設けられて 、る。本実施形態のァライメント 系 ALGでは、例えば特開平 4— 65603号公報（対応する米国特許第 5, 995, 234 号）に開示されているような、基板 P上の感光材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、その対象マーク力 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 (ァライメント系 ALG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画 像処理することでマークの位置を計測する FIA (フィールド ·イメージ ·ァライメント）方 式が採用されている。本実施形態においては、ァライメント系 ALGは、液体 LQを介 さずに、基板 P上のァライメントマーク及び基準マーク板 FM上の基準マーク（第 2基 準マーク） FM2を検出する。
[0035] 次に、第 1液浸機構 1について説明する。第 1液浸機構 1の液体供給装置 11は、最 終光学素子 LS 1の光射出側の光路空間 K1を液体 LQで満たすために液体 LQを供 給するものであって、液体 LQを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体 LQの温 度を調整する温度調整装置、及び液体 LQ中の異物を取り除くフィルタユニット等を 備えている。液体供給装置 11には供給管 13の一端部が接続されており、供給管 13 の他端部は第 1ノズル部材 70に接続されて ヽる。液体供給装置 11の液体供給動作 は制御装置 CONTにより制御される。なお、液体供給装置 11のタンク、加圧ポンプ、 温度調整機構、フィルタユニット等は、その全てを露光装置 EXが備えている必要は なぐ露光装置 EXが設置される工場等の設備を代用してもよい。
[0036] 第 1液浸機構 1の液体回収装置 21は、最終光学素子 LSIの光射出側の光路空間 K1に満たされている液体 LQを回収するためのものであって、真空ポンプ等の真空 系、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。液体回収装置 21には回収管 23の一端部が接続され ており、回収管 23の他端部は第 1ノズル部材 70に接続されている。液体回収装置 2 1の液体回収動作は制御装置 CONTにより制御される。なお、液体回収装置 21の 真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置 EXが備えている必要はなく 、露光装置 EXが設置される工場等の設備を代用してもよい。
[0037] 液体 LQを供給する供給口 12及び液体 LQを回収する回収口 22は第 1ノズル部材 70の下面に形成されている。第 1ノズル部材 70の下面は、 XY平面と実質的に平行 に設定され、基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2がそれぞれ投影光学系 PL ( 最終光学素子 LSI)と対向して配置されるときに、その上面 57、 59及び基板 Pの表 面との間に所定のギャップが形成されるようにその位置が設定されている。第 1ノズル 部材 70は、少なくとも最終光学素子 LSIの側面を囲むように設けられた環状部材で あって、供給口 12は、第 1ノズル部材 70の下面において、光路空間 K1を囲むように 複数設けられている。また、回収口 22は、第 1ノズル部材 70の下面において、光路 空間 K1に対して供給口 12よりも外側に設けられており、光路空間 K1 (最終光学素 子 LSI)及び供給口 12を囲むように環状に設けられている。また、本実施形態の回 収ロ 22には多孔部材が設けられている。多孔部材は、例えばセラミックス製の多孔 体あるいはチタン製の板状メッシュによって構成されて!ヽる。
[0038] なお、第 1ノズル部材 70はその構成が図 1に限定されるものではない。即ち、本実 施形態では第 1ノズル部材 70の下面が投影光学系 PLの下端面 (射出面）とほぼ同じ 高さ（Z位置）に設定されている力 これに限らず、例えば第 1ノズル部材 70の下面を 投影光学系 PLの下端面よりも像面側 (基板側）に設定してもよい。この場合、第 1ノズ ル部材 70の一部（下端部）を、露光光 ELを遮らな 、ように投影光学系 PL (最終光学 素子 LSI)の下側まで潜り込ませて設けてもよい。また、本実施形態では第 1ノズル 部材 70の下面に供給口 12を設けるものとしているが、これに限らず、例えば投影光 学系 PLの最終光学素子 LSIの側面と対向する第 1ノズル部材 70の内側面 (傾斜面 )に供給口 12を設けてもよい。
[0039] そして、制御装置 CONTは、第 1液浸機構 1の液体供給装置 11より液体 LQを所定 量供給するとともに、第 1液浸機構 1の液体回収装置 21を使って液体 LQを所定量 回収することで、光路空間 K1を液体 LQで満たし、液体 LQの液浸領域 LR1を局所 的に形成する。液体 LQの液浸領域 LR1を形成する際、制御装置 CONTは、第 1液 浸機構 1の液体供給装置 11及び液体回収装置 21のそれぞれを駆動する。制御装 置 CONTの制御のもとで液体供給装置 11から液体 LQが送出されると、その液体供 給装置 11から送出された液体 LQは、供給管 13を流れた後、第 1ノズル部材 70の内 部に形成された供給流路を介して、供給口 12より投影光学系 PLの像面側の光路空 間 K1に供給される。また、制御装置 CONTのもとで液体回収装置 21が駆動されると 、投影光学系 PLの像面側の光路空間 K1の液体 LQは回収口 22を介して第 1ノズル 部材 70の内部に形成された回収流路に流入し、回収管 23を流れた後、液体回収装 置 21に回収される。
[0040] 図 2に示すように、投影光学系 PLの最終光学素子 LSIの光射出側に第 1液浸機 構 1によって形成された液浸領域 LR1は、基板ステージ ST1上と計測ステージ ST2 上との間で移動可能となっている。液浸領域 LR1を移動する際には、制御装置 CO NTは、ステージ駆動装置 SD1、 SD2を使って、基板ステージ ST1と計測ステージ S T2とを接触又は接近させた状態で、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを同一 方向（例えば X軸方向）に一緒に移動し、第 1液浸機構 1によって形成された液浸領 域 LR1を投影光学系 PLの最終光学素子 LSI (及び第 1ノズル部材 70)との間に維 持 (保持）しつつ基板ステージ ST1の上面 57と計測ステージ ST2の上面 59との間で 移動する。このとき、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とはその上面 57、 59がほ ぼ同じ高さ（Z位置）に設定されてその駆動が並行して行われる。こうすることにより、 基板ステージ ST1と計測ステージ ST2との隙間（ギャップ)からの液体 LQの流出を 抑えつつ、投影光学系 PLの像面側の光路空間 K1を液体 LQで満たした状態で、基 板ステージ ST1上と計測ステージ ST2上との間で液浸領域 LR1を移動することがで きる。
[0041] 図 3は基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2を上方から見た平面図である。図 3 において、計測ステージ ST2の上面 59には、上述の基準マーク板 FMが配置されて いる。基準マーク板 FMには、マスクァライメント系 RAで検出される基準マーク (第 1 基準マーク) FM1とァライメント系 ALGで検出される基準マーク (第 2基準マーク) F M2とが所定の位置関係で形成されている。基準マーク板 FMは、投影光学系 PLを 介したマスク Mのパターン像に対する基板 Pのァライメント位置を規定するために、パ ターン像の投影位置とァライメント系 ALGの検出基準との XY平面内での位置関係（ ベースライン量)を計測するために用いられる。 [0042] 上述のように、マスクァライメント系 RAは基準マーク板 FM上の基準マーク FM1を 投影光学系 PL及び液体 LQを介して計測するようになっており、基準マーク板 FMを 用いた計測を行う場合には、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2と投影光学系 P L (最終光学素子 LSI)とを対向させているときに、最終光学素子 LSIと基準マーク 板 FM (第 1基準マーク FM1)との間を液体 LQで満たした状態 (即ち、基準マーク板 FMの少なくとも一部 (本例では少なくとも第 1基準マーク FM1)が液浸領域 LR1内 に配置された状態)で基準マーク板 FMを用いた計測を行う。したがって、基準マー ク板 FMは、計測ステージ ST2上に配置され、最終光学素子 LSIとの間に液体 LQ を満たした状態で露光処理に関する計測を行う計測装置を構成する計測部材として 機能している。
[0043] また、計測ステージ ST2の上面 59には、計測部材として、上述の空間像計測セン サの一部を構成する上板 65が設けられている。なお、図示は省略している力 計測 ステージ ST2の上面 59には、上述のムラセンサの一部を構成する上板、照射量セン サの一部を構成する上板等も配置されて 、る。
[0044] これら基準マーク板 FMの上面及び空間像計測センサ 60の上板 65の上面は、計 測ステージ ST2の上面 59とほぼ面一になつている。すなわち、計測ステージ ST2の 上面 59と、各計測部材の上面とはほぼ同じ高さ（面一）になるように設けられており、 計測ステージ ST2の上面 59は各計測部材の上面を含んだ構成となって 、る。なお、 計測ステージ ST2の上面 59及び Z又は各計測部材の上面は、液体 LQに対して撥 液性であることが望ましい。
[0045] 図 4は空間像計測センサ 60を示す図である。空間像計測センサ 60は、投影光学 系 PLの結像特性 (光学特性)の計測に用いられるものであって、計測ステージ ST2 上に配置された上板 65と、光電変換素子力もなる受光素子 (光センサ) 68と、上板 6 5を通過した光を受光素子 68に導く光学系 67とを備えている。
[0046] 図 4に示すように、計測ステージ ST2の上面 59の一部には開口部 59Kが形成され ており、上板 65は開口部 59Kに嵌め込まれている。また、計測ステージ ST2の内部 には、開口部 59Kに接続する内部空間が形成されており、空間像計測センサ 60を 構成する光学系 67はその内部空間に配置されている。 [0047] 上板 65は、平面視長方形状のガラス板部材 64の上面中央部に設けられたクロム 等力もなる遮光膜 62と、その遮光膜 62の周囲、すなわちガラス板部材 64の上面のう ち遮光膜 62以外の部分に設けられたアルミニウム等力もなる反射膜 63と、遮光膜 62 の一部に形成された開口パターンであるスリット部 61とを備えている。スリット部 61に おいては透明部材であるガラス板部材 64が露出しており、光はスリット部 61を透過可 能である。すなわち、スリット部 61は上板 65に形成された光透過部として機能してい る。
[0048] 受光素子 68は、上板 65 (スリット部 61)及び光学系 67を介して投影光学系 PL及び 液体 LQを通過した光（露光光 EL)を受光する。光学系 67は、計測ステージ ST2の 内部空間にお 、て上板 65に近 、位置に配置された第 1光学素子 66を含んで 、る。 第 1光学素子 66は、計測ステージ ST2の内部空間においてスリット部 61の下方にガ ラス板部材 64と一体的に配置されている。したがって、液浸用の投影光学系 PLの開 口数 NAが 1以上の場合であっても、投影光学系 PLからの光を、気体部分を通過す ることなし〖こ、液体 LQ、スリット部 61、及びガラス板部材 64を介して第 1光学素子 66 に人射させることができる。
[0049] 受光素子 68には、微弱な光を精度良く検出可能な光電変換素子、例えばフォト' マルチプライャ'チューブ (PMT、光電子増倍管)等が用いられる。受光素子 68から の光電変換信号は、信号処理装置等を介して制御装置 CONTに送られるようになつ ている。
[0050] 空間像計測センサ 60を用いて投影光学系 PLの結像特性を計測する際、マスクス テージ MSTには、空間像計測用パターンが形成された計測用マスクが保持される。 そして、制御装置 CONTは、投影光学系 PLと計測ステージ ST2とを対向させた状 態で、第 1液浸機構 1を使って、投影光学系 PLと上板 65との間を液体 LQで満たす ことによって、スリット部 61が液体 LQで覆われるように上板 65上に液浸領域 LR1を 形成する。上述のように、液浸領域 LR1は、基板ステージ ST1上と計測ステージ ST 2上との間で移動可能である。このため、制御装置 CONTは、投影光学系 PLと基板 ステージ ST1とを対向させた状態で、第 1液浸機構 1を使って液体 LQの供給動作を 開始することによって、基板ステージ ST1上に液浸領域 LR1を形成した後、その形 成された液浸領域 LR1を計測ステージ ST2上に移動することによって、計測ステー ジ ST2の上板 65上に液浸領域 LR1を形成することもできる。なお、上記計測に先立 つて基板ステージ ST1上に液浸領域 LR1が形成されて ヽるときは、その液浸領域 L R 1を計測ステージ ST2上に移動するだけでよ!、。
[0051] そして、制御装置 CONTは、照明光学系 ILより露光光 ELを射出する。露光光 EL は、計測用マスク、投影光学系 PL、及び液浸領域 LR1の液体 LQを通過した後、上 板 65に照射される。上板 65のスリット部 61を通過した光は、光学系 67のうち第 1光 学素子 66に入射する。第 1光学素子 66で集光された光は、この第 1光学素子 66を 含んで構成される光学系 67によって受光素子 68に導かれる。このように、空間像計 測センサ 60は、最終光学素子 LSIと上板 65との間の液体 LQと、上板 65に形成され たスリット部 61とを介して、受光素子 68で露光光 ELを受光する。受光素子 68は、受 光量に応じた光電変換信号 (光量信号)を信号処理装置を介して制御装置 CONT に出力する。制御装置 CONTは、受光素子 68の受光結果に基づいて所定の演算 処理を行！ヽ、投影光学系 PL及び液体 LQを介した結像特性を求める。
[0052] なお、空間像計測センサ 60の全部が計測ステージ ST2に設けられて 、なくてもよ い。例えば光学系 67の一部及び Z又は受光素子 68等が計測ステージ ST2とは別 の部材に配置されていてもよい。また、空間像計測センサ 60を用いる結像特性など の計測時、本実施形態では計測用マスクを用いるものとした力 これに限らず、例え ばパターン形成に用いられるマスク Mの計測パターン、あるいはマスクステージ MST に形成される基準パターンなどを用いてもょ 、。
[0053] なお、ここでは、空間像計測センサ 60を用いた計測動作の一例にっ 、て説明した 力 上述のムラセンサを用いて所定の計測を行う際にも、制御装置 CONTは、第 1液 浸機構 1を使って、最終光学素子 LSIと計測ステージ ST2に配置されたムラセンサ の一部を構成する上板との間を液体 LQで満たし、その液体 LQと上板に形成された 光透過部とを介して露光光 ELを受光する。同様に、上述の照射量センサを用いて所 定の計測を行う際にも、制御装置 CONTは、第 1液浸機構 1を使って、最終光学素 子 LS 1と計測ステージ ST2に配置された照射量センサの一部を構成する上板との間 を液体 LQで満たし、その液体 LQと上板に形成された光透過部とを介して露光光 EL を受光する。
[0054] このように、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2が最終光学素子 LSIと対向し ているときに、第 1液浸機構 1を使って、最終光学素子 LSIと計測ステージ ST2上に 配置された上板 65、基準マーク板 FMとの間を液体 LQで満たした状態で、各計測 装置を使った計測を行う。計測装置を用いた動作の結果は、その後の露光動作など に反映される。本実施形態では、基板ステージ ST1との交換で計測ステージ ST2が 最終光学素子 LSIと対向する位置に配置されることにより、例えば基板 Pの交換など のために、基板ステージ ST1が最終光学素子 LSIから離れたときにおいても、最終 光学素子 LSIの光射出側の光路空間 K1を液体 LQで満たし続ける（即ち、最終光 学素子 LSI (及び第 1ノズル部材 70)との間に液浸領域 LR1を維持 (保持)し続ける） ことができる。また、計測ステージ ST2との交換で基板ステージ ST1を最終光学素子 LSIと対向して配置するときも、同様に光路空間 K1を液体 LQで満たし続けることが できる。
[0055] なお、計測ステージ ST2が最終光学素子 LSIと対向しているときに、計測ステージ ST2に搭載されている全ての計測装置及び計測部材を使う必要はなぐ必要に応じ て適宜計測動作を実行すればよい。例えば、ある基板 Pの露光完了後に空間像計測 センサ 60を用いた計測動作を実行し、その次の基板 Pの露光完了後に基準マーク 板 FMを用いた計測動作を実行するようにしてもょ 、。
[0056] また、例えば基板 Pの露光動作のために、基板ステージ ST1が最終光学素子 LSI と対向する位置に配置され、計測ステージ ST2が最終光学素子 LSIから離れたとき (即ち、計測ステージ ST2による液浸領域 LR1の維持 (保持)が解除されたとき）に、 第 2液浸機構 2によって、計測ステージ ST2上に配置された計測部材上に液浸領域 LR2が形成される。基板ステージ ST1が最終光学素子 LS 1と対向する位置に配置さ れている状態においては、計測ステージ ST2は、投影光学系 PLから離れた所定位 置 (退避位置) PJに移動される。
[0057] 図 5は第 2液浸機構 2を示す図である。図 5において、第 2液浸機構 2は、液体 LQを 供給する供給口 32を有する第 2ノズル部材 72と、供給管 33、及び第 2ノズル部材 72 に設けられた供給口 32を介して計測ステージ ST2上に第 1液浸機構 1でも使用され て ヽる液体 (純水) LQを供給する液体供給装置 31とを備えて!/ヽる。第 2液浸機構 2 は、計測ステージ ST2上に配置された計測部材上に液体 LQを供給して、その計測 部材を含む計測ステージ ST2上の一部に、液体 LQの液浸領域 LR2を局所的に形 成する。
[0058] 第 2ノズル部材 72は、第 1ノズル部材 70及び投影光学系 PLから離れた所定位置 P Jに設けられている。第 2ノズル部材 72の供給口 32は、計測ステージ ST2が投影光 学系 PLから離れた所定位置 (退避位置) PJに移動したときに、計測ステージ ST2上 の計測部材と対向するように配置されている。本実施形態においては、第 2液浸機構 2の第 2ノズル部材 72 (72A、 72B)は、計測ステージ ST2が退避位置 PJに移動した ときに、空間像計測センサ 60の上板 65及び基準マーク板 FM (本例では、特に第 1 基準マーク FM1)のそれぞれに対向するように、複数（2つ）の供給口 32を有して ヽ る。すなわち、第 2ノズル部材 72Aの供給口 32と上板 65とが対向し、第 2ノズル部材 72Bの供給口 32と基準マーク板 FMとが対向するように設けられて 、る。
[0059] 第 2液浸機構 2の液体供給装置 31は、退避位置 PJに配置された計測ステージ ST 2の上板 65、基準マーク板 FM上の少なくとも一部に液体 LQの液浸領域 LR2を形 成するためのものであって、液体 LQを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体 L Qの温度を調整する温度調整装置、及び液体 LQ中の異物を取り除くフィルタュニッ ト等を備えている。液体供給装置 31には供給管 33の一端部が接続されており、供給 管 33の他端部は第 2ノズル部材 72A、 72Bのそれぞれに接続されている。また、第 2 ノズル部材 72の内部には、供給管 33と供給口 32とを接続するための内部流路 (供 給流路）が形成されている。液体供給装置 31の液体供給動作は制御装置 CONTに より制御される。なお、液体供給装置 31のタンク、加圧ポンプ、温度調整機構、フィ ルタユニット等は、その全てを露光装置 EXが備えている必要はなぐ露光装置 EXが 設置される工場等の設備を代用してもよい。
[0060] そして、制御装置 CONTは、第 2ノズル部材 72と計測ステージ ST2上の上板 65、 基準マーク板 FMとを対向させた状態で、液体供給装置 31より供給口 32に対して液 体 LQを所定量供給することにより、上板 65、基準マーク板 FM上の少なくとも一部に 液体 LQの液浸領域 LR2を形成することができる。制御装置 CONTの制御のもとで 液体供給装置 31から液体 LQが送出されると、その液体供給装置 31から送出された 液体 LQは、供給管 33を流れた後、第 2ノズル部材 72の内部に形成された供給流路 を介して、供給口 32より計測ステージ ST2上に供給される。
[0061] 第 2液浸機構 2は、供給口 32を介して、上板 65、基準マーク板 FM上に、所定量の 液体 LQを供給することによって、少なくとも上板 65のスリット部 61及び基準マーク板 FMの第 1基準マーク FM1を覆うように液体 LQの液浸領域 LR2を形成する。本実施 形態においては、第 2液浸機構 2は、供給口 32から液体 LQを所定量供給した後、そ の供給動作を停止する。また、本実施形態においては、供給口 32から液体 LQを供 給している途中、及びその後の所定時間においては、第 2ノズル部材 72と計測ステ ージ ST2上の上板 65、基準マーク板 FMとの相対位置関係は維持されるようになつ ており、液体 LQは第 2ノズル部材 72と上板 65、基準マーク板 FMとの間で良好に保 持される。
[0062] 次に、上述の構成を有する露光装置 EXを用いて基板 Pを露光する方法の一例に ついて説明する。
[0063] 図 6は基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2を上方から見た図である。基板 Pの 露光処理を行う場合、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2上の計測部材を使つ た所定の計測処理を実行する。この計測としては、ァライメント系 ALGのベースライン 計測が一例として挙げられる。具体的には、制御装置 CONTは、投影光学系 PLの 最終光学素子 LSIと計測ステージ ST2とを対向させ、計測ステージ ST2上に設けら れた基準マーク板 FM上の第 1基準マーク FM1とそれに対応するマスク M上のマス クァライメントマークとを上述のマスクァライメント系 RAを用いて検出し、第 1基準マー ク FM1とそれに対応するマスクァライメントマークとの位置関係を検出する。これと同 時に、制御装置 CONTは、基準マーク板 FM上の第 2基準マーク FM2をァライメント 系 ALGで検出することで、ァライメント系 ALGの検出基準位置と第 2基準マーク FM 2との位置関係を検出する。上述のように、本実施形態においては、制御装置 CON Tは、第 1液浸機構 1を使って、投影光学系 PLと基準マーク板 FM (第 1基準マーク F Ml)との間を液体 LQで満たした状態で、マスクァライメント系 RAを用いた計測を行 う。そして、制御装置 CONTは、第 1基準マーク FM1とそれに対応するマスクァラィメ ントマークとの位置関係と、ァライメント系 ALGの検出基準位置と第 2基準マーク FM 2との位置関係と、既知の第 1基準マーク FM1と第 2基準マーク FM2との位置関係と に基づいて、投影光学系 PLによるマスクパターンの投影中心とァライメント系 ALGの 検出基準位置との距離 (位置関係）、すなわち、ァライメント系 ALGのベースライン情 報を求める。図 6には、このときの状態が示されている。
[0064] 計測ステージ ST2上の計測部材を用いた計測動作を行って 、る間、制御装置 CO NTは、基板ステージ ST1を基板交換位置 RPに移動し、この基板交換位置 RPにお V、て、露光処理されるべき基板 Pを搬送装置 300を使って基板ステージ ST1にロード する。このように、制御装置 CONTは、基板 Pの交換などのために、基板ステージ ST 1が投影光学系 PLから離れたとき (即ち、基板ステージ ST1による液浸領域 LR1の 維持 (保持)が解除されたとき）に、最終光学素子 LSIの光射出側の光路空間 K1を 液体 LQで満たし続けるために、最終光学素子 LSIと対向する位置に計測ステージ ST2を配置している。そして、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2が最終光学素 子 LSIと対向しているときに、第 1液浸機構 1を使って、最終光学素子 LSIと計測ス テージ ST2上に配置された計測部材との間を液体 LQで満たした状態で、各計測装 置を使った計測を行う。
[0065] また、計測ステージ ST2を使った計測動作としては、ベースライン計測に限らず、空 間像計測センサ 60を使った計測動作も挙げられる。空間像計測センサ 60を用いた 計測動作を行う場合、図 7に示すように、制御装置 CONTは、第 1液浸機構 1により 形成された液浸領域 LR1を計測ステージ ST2の上板 65上に配置する。そして、図 4 を参照して説明したように、投影光学系 PLと上板 65との間の液体 LQと、上板 65に 形成されたスリット部 61とを介して露光光 ELを受光して、投影光学系 PLの結像特性 の計測を行う。同様に、必要に応じて、ムラセンサ及び Z又は照射量センサなどを用 いた計測処理が行われる。制御装置 CONTは、その計測結果に基づいて、例えば 投影光学系 PLのキャリブレーション処理 (例えば結像特性の調整)を行う等、その後 に行われる基板 Pの露光に反映させる。
[0066] 基板ステージ ST1に対する基板 Pのロードが完了するとともに、計測ステージ ST2 において計測部材を用いた計測が終了した後、制御装置 CONTは、ステージ駆動 装置 SD1、 SD2を使って基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2の少なくとも一方 を移動し、図 7に示すように、計測ステージ ST2と基板ステージ ST1とを接触 (又は接 近)させた後、その相対的な位置関係を維持した状態で、 XY平面内で移動し、交換 後の基板 Pに対してァライメント処理を行う。具体的には、制御装置 CONTは、ァライ メント系 ALGによって、交換後の基板 P上のァライメントマークの検出を行い、基板 P 上に設けられた複数のショット領域それぞれの位置座標 (配列座標）を決定する。
[0067] 次に、制御装置 CONTは、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2との X軸方向に おける相対的な位置関係を維持しつつ、ステージ駆動装置 SD1、 SD2を使って、基 板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを— X方向に一緒に移動する。このとき、基板 ステージ ST1及び計測ステージ ST2を +Y方向又は Y方向に移動してもよい。制 御装置 CONTは、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを一緒に移動することに よって、投影光学系 PLの最終光学素子 LSIと計測ステージ ST2の上面 59との間に 形成されて ヽる液浸領域 LR1を、計測ステージ ST2の上面 59から基板ステージ ST 1の上面 57へ移動することができる。第 1液浸機構 1によって形成されている液体 LQ の液浸領域 LR1が、計測ステージ ST2の上面 59から基板ステージ ST1の上面 57に 移動する途中においては、図 8に示すように、計測ステージ ST2の上面 59と基板ス テージ ST1の上面 57とに跨がって液浸領域 LR1が配置される。そして、図 8の状態 から、更に基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2がー緒に—X方向に所定距離 移動すると、図 9に示すように、投影光学系 PLの最終光学素子 LSIと基板ステージ ST1 (基板 P)との間に液体 LQが保持された状態となり、第 1液浸機構 1によって形 成される液体 LQの液浸領域 LR1が、基板 Pの表面を含む基板ステージ ST1の上面 57に配置される。
[0068] 次に、制御装置 CONTは、基板 Pの液浸露光を行う。制御装置 CONTは、基板 P の液浸露光を行うとき、図 10に示すように、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2と を離し、投影光学系 PLと基板ステージ ST1上の基板 Pとを対向させる。このとき、計 測ステージ ST2は退避位置 PJに移動される。
[0069] なお、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とが衝突しなければ、ァライメント処理 が完了した後に、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを接触 (又は接近)させて もよい。あるいはァライメント処理の途中で基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを 接触 (又は接近)させてもよい。また、ァライメント処理の途中で計測ステージ ST2か ら基板ステージ ST1への液浸領域 LR1の移動が完了した場合には、ァライメント処 理の途中で基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを分離して、計測ステージ ST2 を退避位置 PJへ移動するようにしてもょ ヽ。
[0070] その後、制御装置 CONTは、基板 Pに対する露光動作を実行し、基板 P上の複数 のショット領域のそれぞれにマスク Mのパターンを順次転写する。なお、基板 P上の 各ショット領域のマスク Mに対する位置合わせは、上述の基板 P上のァライメントマー クの検出の結果得られた基板 P上の複数のショット領域の位置座標と、直前に計測し たベースライン情報とに基づ 、て行われる。
[0071] 基板ステージ ST1が投影光学系 PLの最終光学素子 LSIと対向する位置に配置さ れて基板 Pの露光処理等が行われている間、投影光学系 PLの最終光学素子 LSIか ら離れた退避位置 PJに配置された計測ステージ ST2の上板 65、基準マーク板 FM 上の少なくとも一部に、第 2液浸機構 2によって液体 LQの液浸領域 LR2がそれぞれ 形成される。図 5を参照して説明したように、制御装置 CONTは、退避位置 PJに移動 した計測ステージ ST2上の上板 65、基準マーク板 FMに対して、第 2ノズル部材 72 の供給口 32より液体 LQを供給する。供給口 32より供給された液体 LQは、上板 65、 基準マーク板 FM上で濡れ拡がり、第 2ノズル部材 72と計測部材の上面を含む計測 ステージ ST2の上面 59との間で保持されて、上板 65、基準マーク板 FM上の少なく とも一部に液浸領域 LR2を形成する。ここで、上板 65、基準マーク板 FM上に供給さ れる液体 LQの量は僅かであるため、液体 LQは第 2ノズル部材 72の先端と計測部材 を含む計測ステージ ST2の上面 59との間で良好に保持される。
[0072] なお、図 5においては、第 2液浸機構 2は、空間像計測センサ 60の上板 65の一部、 及び基準マーク板 FMの一部（第 1基準マーク FM1を含む）に液体 LQの液浸領域 L R2を形成している力 上板 65の全部、及び基準マーク板 FMの全部を覆うように、液 体 LQの液浸領域 LR2を形成することもできる。
[0073] 図 6及び図 7を参照して説明したように、計測ステージ ST2を用いた計測動作を行 う場合、計測ステージ ST2の上板 65、基準マーク板 FM上には第 1液浸機構 1によつ て液浸領域 LRlが形成されるが、その液浸領域 LR1を上板 65、基準マーク板 FM 上力 移動させた後において、液浸領域 LR1の液体 LQが上板 65、基準マーク板 F M上に残留していると、種々の不都合が生じる。例えば、上板 65、基準マーク板 FM 上に残留した液体 LQが気化すると、液体 LQに基板 P表面のレジスト及び Z又はコ ート材力 の溶出物が含まれている可能性があるため、上板 65、基準マーク板 FM 上にウォーターマークが形成される可能性がある。また、液体 LQが気化することによ つて生じる気化熱に起因して上板 65、基準マーク板 FMが熱変形する不都合が生じ る可能性がある。ところが、計測ステージ ST2が最終光学素子 LSIから離れたときに 、計測ステージ ST2上の上板 65、基準マーク板 FM上に、第 2液浸機構 2によって液 浸領域 LR2を形成することによって、上板 65、基準マーク板 FMを不純物を含まない 液体 LQで濡らしておくことができる。したがって、上板 65、基準マーク板 FM上にゥ オーターマークが形成されたり、上板 65、基準マーク板 FMが熱変形するなどの不都 合の発生を抑制することができる。
[0074] 制御装置 CONTは、基板ステージ ST1において基板 Pに対する液浸露光を終了し た後、ステージ駆動装置 SD1、 SD2を使って、基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2の少なくとも一方を移動し、基板ステージ ST1の上面 57と計測ステージ ST2の 上面 59とを接触 (又は接近)させる。そして、制御装置 CONTは、先ほどとは逆に、 基板ステージ ST1と計測ステージ ST2との X軸方向の相対的な位置関係を維持しつ つ、両ステージ ST1、 ST2を +X方向に一緒に移動して、計測ステージ ST2を投影 光学系 PLの下方に移動した後、基板ステージ ST1を基板交換位置 RP等の所定の 位置に移動する。これにより、第 1液浸機構 1により形成される液浸領域 LR1が計測 ステージ ST2の上面 59に配置される。上述のように、第 2液浸機構 2は、供給口 32 から液体 LQを所定量供給した後、その供給動作を停止するので、計測ステージ ST 2が第 2ノズル部材 72の下力も投影光学系 PLの下に移動しても、第 2ノズル部材 72 力 液体 LQが周辺機器 ·部材に飛散、漏出することはない。
[0075] 第 2液浸機構 2により計測ステージ ST2上に形成された液浸領域 LR2の液体 LQ は、第 1液浸機構 1によって投影光学系 PLの像面側に形成され、基板ステージ ST1 の上面 57より移動してきた液浸領域 LR1を形成する液体 LQと混じりあって、第 1ノズ ル部材 70の回収口 22を介して回収される。なお、露光処理の途中で計測ステージ S T2と基板ステージ ST1とを接触 (又は接近)させてもよい。また、基板ステージ ST1 力 計測ステージ ST2への液浸領域 LR1の移動が完了した時点で、基板ステージ S T1は計測ステージ ST2から分離されて基板交換位置 RPなどに移動される。
[0076] 以上説明したように、基板ステージ ST1が投影光学系 PL (最終光学素子 LSI)か ら離れたときにも、最終光学素子 LSIと対向する位置に計測ステージ ST2が配置さ れるので、最終光学素子 LSIの光射出側の光路空間 K1を液体 LQで満たし続ける ことができる。したがって、最終光学素子 LSIを常に濡らしておくことができるので、 最終光学素子 LSIにウォーターマークが形成されたり、液体 LQが気化するときの気 化熱に起因して最終光学素子 LSIが熱変形する等の不都合を防止することができる 。また、計測ステージ ST2上に配置された上板 65、基準マーク板 FMなどを使って、 液体 LQを介した所定の計測を実行することができる。また、その計測ステージ ST2 が最終光学素子 LSIから離れたときに、第 2液浸機構 2を使って、計測ステージ ST2 上に配置された上板 65、基準マーク板 FM上に液浸領域 LR2を形成することができ るので、上板 65、基準マーク板 FM上にウォーターマークが形成されたり、液体 LQ が気化するときの気化熱に起因して上板 65、基準マーク板 FMが熱変形する等の不 都合を防止することができる。したがって、その上板 65、基準マーク板 FMを用いる 計測装置の計測性能の劣化を防止することができるとともに、良好な計測結果に基 づ 、て基板 Pを良好に露光することができる。
[0077] なお、上述の実施形態にお!、ては、第 2ノズル部材 72の供給口 32から供給した液 体 LQを、計測ステージ ST2が投影光学系 PLの下に移動したときに、第 1ノズル部材 70の回収口 22で回収するようにしている力 計測ステージ ST2が第 2ノズル部材 72 の下カゝら離れる前に、第 2ノズル部材 72を真空系（排気系）に接続して第 2ノズル部 材 72の内部流路に負圧を与えて、空間像計測センサ 60の上板 65及び Z又は基準 マーク板 FM上の液体 LQを回収するようにしてもよい。そうすることにより、空間像計 測センサ 60の上板 65及び Z又は基準マーク板 FM上の液体 LQが計測ステージ ST 2の移動 (加速、減速）により計測ステージ ST2上の他の部材、機器上に移動するこ とを防止できる。また、空間像計測センサ 60の上板 65や基準マーク板 FM上の液体 LQが計測ステージ ST2上で大きく移動して、計測ステージ ST2が投影光学系 PLの 下に移動したときにも、第 1液浸機構 1によって形成される液浸領域 LR1を形成する 液体 LQと混ざらずに、そこで乾燥してしまうことによって生じるウォーターマーク及び Z又は気化熱の発生を防止することができる。
[0078] <第 2実施形態 >
次に、第 2実施形態について図 11を参照しながら説明する。以下の説明において 、上述の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 説明を簡略若しくは省略する。
[0079] 図 11に示すように、基準マーク板 FMは、計測パターンとして、複数の基準マーク MF1、 FM2を有している。そして、本実施形態の第 2液浸機構 2は、計測ステージ S T2が退避位置 PJに移動したときに、複数の基準マーク FM1、 FM2のそれぞれと対 応する複数の供給口 32を有している。本実施形態においては、第 2ノズル部材 72 (7 2A、 72B)は基準マーク FM1、 FM2に応じて複数設けられており、各第 2ノズル部 材 72A、 72Bのそれぞれに供給口 32が設けられている。そして、第 2ノズル部材 72 Aの供給口 32と第 2基準マーク FM2とが対向し、第 2ノズル部材 72Bの供給口 32と 第 1基準マーク FM1とが対向するように設けられている。第 2液浸機構 2は、第 2ノズ ル部材 72Aの供給口 32から供給した液体 LQによって、第 2基準マーク FM2を覆う ように液浸領域 LR2を形成するとともに、第 2ノズル部材 72Bの供給口 32から供給し た液体 LQによって、第 1基準マーク FM1を覆うように液浸領域 LR2を形成する。こ のように、計測部材上に設けられた複数の計測パターンに対応するように、液浸領域 LR2を形成するための供給口 32を設けることができる。
[0080] なお、上述の第 1実施形態では、ァライメント系 ALGのベースライン計測時に、ァラ ィメント系 ALGによって第 2基準マーク FM2が検出されるものとしたので、第 2液浸 機構 2による第 2基準マーク FM2上への液浸領域 LR2の形成を行って 、な 、。しか しながら、本実施形態では、例えばマスクァライメント系 RAが複数 (2つ)設けられ、 ベースライン計測時に複数のマスクァライメント系 RAでそれぞれ液体 LQを介して基 準マーク板 FM上の異なる基準マーク（FM1、 FM2)を検出するので、第 2基準マー ク FM2上への液浸領域 LR2の形成も行われる。図示していないが、基準マーク板 F Mにはァライメント系 ALGによって検出される基準マークも設けられている。
[0081] また、例えば空間像計測センサ 60の上板 65に、計測パターンとしてのスリット部（光 透過パターン) 61が複数設けられている場合には、それら複数の光透過パターンに 対応するように、供給口 32を複数設けることができる。
[0082] なお、第 2実施形態にぉ 、ても、計測ステージ ST2が第 2ノズル部材 72の下力も離 れる前に、第 2ノズル部材 72を真空系（排気系）に接続して、空間像計測センサ 60の 上板 65及び Z又は基準マーク板 FM上の液体 LQを回収するようにしてもょ 、。なお 、上述の第 1、第 2実施形態では基板 Pの露光動作中、その基板 Pを保持する基板ス テージ ST1と計測ステージ ST2とが接触しな 、ように、前述の所定位置 PJは投影光 学系 PL (投影領域 AR)との位置関係が設定されて 、る。
[0083] なお、上述の第 1、第 2実施形態においては、第 2ノズル部材 72は退避位置 PJに固 定されているが、第 2ノズル部材 72に駆動機構を取り付け、第 2ノズル部材 72を移動 可能に設けてもよい。そして、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2が投影光学系 PLから離れた所定位置に配置されたとき、第 2ノズル部材 72を移動して、計測ステ ージ ST2上の計測部材と第 2ノズル部材 72の供給口 32とを対向させてもょ 、。
[0084] また、上述の第 1、第 2実施形態においては、第 2液浸機構 2を使って計測ステージ ST2に設けられた計測部材上に液体 LQの液浸領域 LR2を形成するとき、第 2ノズ ル部材 72と計測ステージ ST2 (計測部材)との相対位置関係を維持して 、るが、第 2 ノズル部材 72と計測ステージ ST2 (計測部材）との少なくとも一方を移動しつつ、液 浸領域 LR2を形成するようにしてもょ 、。
[0085] また、上述の第 1、第 2実施形態においては、第 2液浸機構 2は、第 2ノズル部材 72 の先端と計測部材との間に液体 LQを保持することによって、計測部材上に液浸領 域 LR2を形成しているが、例えば、第 2ノズル部材 72の供給口 32より計測部材上に 対して所定量の液体 LQの液滴を供給 (滴下）し、その後、第 2ノズル部材 72及び計 測ステージ ST2の少なくとも一方を移動して、第 2ノズル部材 72と計測ステージ ST2 とを離してもょ ヽ。計測部材上に滴下された液体 LQの液滴は計測部材上で濡れ拡 がるため、計測部材上の少なくとも一部を覆うように液体 LQの液浸領域 LR2を維持 することができる。この場合、上述の第 1、第 2実施形態では計測ステージ ST2の退 避位置と、第 2液浸機構 2による液浸領域 LR2の形成位置とを同一位置 (所定位置 P J)に設定するものとした力 その 2つの位置を異ならせてもよい。また、計測ステージ ST2上に液浸領域 LRを形成すべき計測部材が複数あるときは、第 2ノズル部材 72と 計測ステージ ST2との少なくとも一方を移動しながら、複数の計測部材に液浸領域 L R2を順次形成するようにしてもよい。さらに、第 2ノズル部材 72 (供給口 32)はその数 が液浸領域 LR2を形成すべき計測部材と同数である必要はなぐ例えば計測部材ょ りも少なくてもよいし、あるいは 1つでもよい。
上述の第 1、第 2実施形態においては、第 2液浸機構 2は、計測部材上に対して供 給口 32より所定量の液体 LQを供給した後、その液体 LQの供給動作を停止して 、る 。そのため、液体 LQの供給動作を停止した後、すなわち液体供給装置 31から供給 口 32に対する液体 LQの送出を停止した後においては、供給管 33及び Z又は第 2ノ ズル部材 72の内部に設けられた供給流路に液体 LQが留まる状況が発生する可能 性がある。供給管 33及び Z又は第 2ノズル部材 72の供給流路に液体 LQが留まる状 態が長時間に及ぶと、その液体 LQが汚染する可能性があり、その汚染された液体 L Qが計測部材上などに供給されると、計測部材を汚染させる不都合が生じる可能性 がある。また、上述したように、計測ステージ ST2が第 2ノズル部材 72の直下力も移 動する前に、空間像計測センサ 60の上板 65及び Z又は基準マーク板 FM上の液体 LQを回収した場合には、汚染された液体 LQが第 2ノズル部材 72内に留まる状況が 生じ得る。そこで、第 2ノズル部材 72の下力も計測ステージ ST2が移動した後に、第 2ノズル部材 72の内部流路に正圧を与えて、第 2ノズル部材 72内の汚染された液体 LQを排出（吐出）するようにしてもよい。例えば、図 12に示すように、供給管 33の一 部に管 (流路) 38Aを介して気体供給装置 38を接続し、気体供給装置 38より供給管 33に対して気体を供給することによって、供給管 33及び Z又は第 2ノズル部材 72の 内部に形成されている供給流路 34に留まってる液体 LQを外部に排出することがで きる。基板ステージ ST1が投影光学系 PLと対向する位置に配置されている場合には 、第 2ノズル部材 72と計測ステージ ST2とが対向した状態で計測部材上に液浸領域 LR2が形成されている力 基板ステージ ST1が例えば基板 Pの交換などのために投 影光学系 PLから離れ、計測ステージ ST2が投影光学系 PLと対向する位置に移動し たとき、すなわち、計測ステージ ST2が供給口 32から離れたときに (対向しない位置 に配置されたときに）、制御装置 CONTは、気体供給装置 38より供給管 33に対して 気体を供給することができる。気体供給装置 38より気体が供給されることにより、供給 管 33及び Z又は供給流路 34に留まっていた液体 LQは、供給口 32より外部に排出 される。本実施形態においては、液体 LQはベース部材 BP上に排出（吐出）される。 供給口 32より排出される液体 LQの量は僅かであるため、ベース部材 BP及び周辺機 器 -部材に与える影響は少ない。このように、供給管 33及び供給流路 34に対して気 体を供給することにより、供給管 33及び Z又は供給流路 34に液体 LQが留まる状態 が長時間に及ぶことを防止することができる。
[0087] また、供給管 33及び Z又は第 2ノズル部材 72に留まっている液体 LQを排除する ために、図 13に示すように、供給管 33の一部に管 (流路） 39Aを介して液体回収装 置 39を接続するようにしてもよい。液体回収装置 39は真空ポンプ等の真空系を含ん で構成されており、液体回収装置 39による吸引動作によって、供給管 33及び Z又 は第 2ノズル部材 72の内部に形成されている供給流路 34に留まってる液体 LQを吸 引回収することができる。このように、供給管 33及び供給流路 34に真空系を含む液 体回収装置 39を接続することによつても、供給管 33及び Z又は供給流路 34に液体 LQが留まる状態が長時間に及ぶことを防止することができる。
[0088] なお、上述の第 1、第 2実施形態において、第 1ノズル部材 70と同様に、第 2ノズル 部材 72に回収口を設けるようにしてもよい。そして、第 1ノズル部材 70と同様に、第 2 ノズル部材 72に設けられた供給口 32を介して計測部材上に液体 LQを供給する動 作と、第 2ノズル部材 72に設けられた回収口を介して計測部材上の液体 LQを回収 する動作とを並行して行うことにより、計測部材上に液体 LQの液浸領域 LR2を形成 することができる。そして、第 2ノズル部材 72と計測ステージ ST2とが離れるときには、 供給口 32からの液体 LQの供給を停止し、第 2ノズル部材 72に設けられた回収口を 介して計測部材上の液体 LQを回収することができる。
[0089] なお、上述の第 1、第 2実施形態においては、第 2液浸機構 2を用いて、空間像計 測センサ 60の上板 65の少なくとも一部と基準マーク板 FMの少なくとも一部に液体 L Qの液浸領域 LR2を形成して 、るが、計測ステージ ST2が退避位置 PJに移動したと きに、ムラセンサの光透過部及び Z又は照射量センサの光透過部に液浸領域 LR2 を形成するようにしてもよい。すなわち、ウォーターマークなどが形成されることによつ て計測精度などに影響を及ぼす部材と対向するように、第 2液浸機構 2の第 2ノズル 部材 72の数及び配置を決めることができる。
[0090] また、上述の第 1、第 2実施形態においては、投影光学系 PLと対向して計測ステー ジ ST2が配置されている（即ち、第 1液浸機構 1によって液浸領域 LR1が計測ステー ジ ST2上に形成されている）間に使用されず、かつ液浸領域 LR1の液体 LQと接触 しない計測部材には液浸領域 LR2を形成しなくてもよい。換言すれば、その使用の 有無に関係なぐ液浸領域 LR1の液体 LQと接触した (濡れた)計測部材のみに液浸 領域 LR2を形成することにしてもよい。
[0091] <第 3実施形態 >
次に、第 3実施形態について図 14A、 14Bを参照しながら説明する。図 14Aは本 実施形態に係る計測ステージ ST2の側断面図、図 14Bは上方から見た平面図であ る。なお、本実施形態においても、説明を簡単にするために、ムラセンサ及び照射量 センサの図示は省略する。また、本実施形態では第 2液浸機構 2の構成が上述の第 1、第 2実施形態と異なるので、以下では第 2液浸機構 2のみ説明するとともに、上述 の第 1、第 2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てそ の説明を省略する。
[0092] 図 14A、 14Bにおいて、第 2液浸機構 2は、計測ステージ ST2の上面 59に、上面 5 9に対して液体 LQを供給するための供給口 32を有している。供給口 32は、計測ス テージ ST2の内部に形成された内部流路 33A、及び管部材 33Bを介して液体供給 装置 31に接続されている。ここで、管部材 33Bの少なくとも一部は、ゴム、プラスチッ ク、ある 、は蛇腹状のホースによって構成された可撓性を有する部材 (フレキシブル チューブ）によって構成されている。これにより、ベース部材 BP上での計測ステージ S T2の円滑な移動が妨げられな 、ようになって 、る。
[0093] 供給口 32は、計測ステージ ST2の上面 59のうち、上板 65、基準マーク板 FM以外 の位置に設けられている。本実施形態において、供給口 32は、計測ステージ ST2の 上面 59の所定位置に 1つ設けられている。なお、供給口 32の数及び Z又は形成位 置は、適宜変更可能である。
[0094] また、第 2液浸機構 2は、上板 65、基準マーク板 FM、及び供給口 32を取り囲むよ うに、計測ステージ ST2の上面 59に配置された液体回収溝（凹部) 44を有して 、る。 回収溝 44の内側には、液体回収装置 41に接続された液体回収口 42が設けられて いる。第 2液浸機構 2の液体回収装置 41は、真空ポンプ等の真空系、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。液体回収装置 41の液体回収動作は制御装置 CONTにより制御される 。なお、液体回収装置 41の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置 EXが備えている必要はなぐ露光装置 EXが設置される工場等の設備を代用しても よい。
[0095] 回収口 42は、計測ステージ ST2の内部に形成された内部流路 43A、及び管部材 43Bを介して液体回収装置 41に接続されている。管部材 33Bと同様、管部材 43Bの 少なくとも一部は可撓性を有する部材 (フレキシブルチューブ）によって構成されて!ヽ る。
[0096] 本実施形態において、回収口 42は、回収溝 44の内側の所定位置に 1つ設けられ ている。なお、回収口 42の数及び Z又は形成位置は、適宜変更可能である。
[0097] 制御装置 CONTは、上板 65、基準マーク板 FMを含む計測ステージ ST2上の所 定領域に液体 LQの液浸領域 LR2を形成するために、供給口 32より液体 LQを供給 する。制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2の液体供給装置 31より液体 LQを所定量 供給するとともに、第 2液浸機構 2の液体回収装置 41を使って液体 LQを所定量回 収することで、上板 65、基準マーク板 FMを覆うように液体 LQの膜を形成し、回収溝 44の内側に液体 LQの液浸領域 LR2を形成することができる。液体 LQの液浸領域 LR2を形成する際、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2の液体供給装置 31及び液 体回収装置 41のそれぞれを駆動する。制御装置 CONTの制御のもとで液体供給装 置 31から液体 LQが送出されると、その液体供給装置 31から送出された液体 LQは、 管部材 33B及び内部流路 33Aを流れた後、計測ステージ ST2の上面 59に設けられ た供給口 32を介して、計測ステージ ST2の上面 59に供給される。供給口 32から供 給された液体 LQは、計測ステージ ST2の上面 59に濡れ拡がり、上板 65、基準マー ク板 FMを覆うように液体 LQの液浸領域 LR2を形成する。
[0098] 上面 59に形成された液浸領域 LR2の液体 LQは、回収溝 44に流れ込む。回収溝 44に流れ込んだ液体 LQは、回収口 42を介して内部流路 43Aに流入し、管部材 43 Bを流れた後、液体回収装置 41に回収される。このように、本実施形態においては、 上板 65、基準マーク板 FMを含む計測ステージ ST2の上面 59のうち、回収溝 44の 内側が液体 LQの膜で覆われ、回収溝 44の内側に液体 LQの液浸領域 LR2が形成 される。
[0099] 制御装置 CONTは、基板ステージ ST1が投影光学系 PLと対向する位置に配置さ れ、計測ステージ ST2が投影光学系 PLから離れたとき (即ち、計測ステージ ST2に よる液浸領域 LR1の維持 (保持)が解除されたとき）に、上板 65、基準マーク板 FMを 含む計測ステージ ST2の上面 59に液浸領域 LR2を形成する。また、計測ステージ S T2と投影光学系 PLとを対向させた状態で、上板 65、基準マーク板 FMを使った計 測動作を行う際にも、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2を使って、計測ステージ S T2上に液浸領域 LR2を形成することができる。
[0100] なお、本実施形態において、第 2液浸機構 2は、計測ステージ ST2の上面 59のほ ぼ全域に液浸領域 LR2を形成するようにして 、るが、一部の領域のみに液浸領域 L R2が形成されるように供給口と回収溝とを配置するようにしてもよい。例えば、空間 像計測センサ 60の上板 65、及び Z又は基準マーク板 FMの少なくとも一部を囲むよ うに回収溝を設け、その内側に供給口を設けるようにしてもょ 、。
[0101] また、本実施形態においても、計測ステージ ST2を投影光学系 PLの最終光学素 子 LSIと対向する位置に移動する場合には、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2 とを接触 (又は接近)させた状態で、第 1液浸機構 1によって形成される液浸領域 LR 1を基板ステージ ST1から計測ステージ ST2へ移動させることができる。このとき、第 2液浸機構 2によって計測ステージ ST2上に供給された液体 LQは、第 1液浸機構 1 によって形成される液浸領域 LR1を形成して 、る液体 LQと混じりあって、第 1ノズル 部材 70の回収口 22から回収される。
[0102] <第 4実施形態 >
次に、第 4実施形態について図 15A、 15Bを参照しながら説明する。図 15Aは本 実施形態に係る計測ステージ ST2の側断面図、図 15Bは上方から見た平面図であ る。なお、本実施形態においても、説明を簡単にするために、ムラセンサ及び照射量 センサの図示は省略する。また、本実施形態では第 2液浸機構 2の構成が上述の第 1、第 2実施形態と異なるので、以下では第 2液浸機構 2のみ説明するとともに、上述 の第 1、第 2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てそ の説明を省略する。
[0103] 図 15A、 15Bにおいて、第 2液浸機構 2は、計測ステージ ST2の上面 59に、所定 量の液体 LQを保持可能な所定深さ Dの凹部 46を有している。そして、上板 65、基 準マーク板 FMは、凹部 46の内側に配置されている。凹部 46の深さ Dは、 1mm以下 に設定されている。本実施形態においては、凹部 46の深さ Dは 10 m程度に設定 されている。
[0104] また、計測ステージ ST2の上面 59のうち、凹部 46の内側には、上面 59に対して液 体 LQを供給するための供給口 32が配置されている。供給口 32は、計測ステージ S T2の内部に形成された内部流路 33A、及び管部材 33Bを介して液体供給装置 31 に接続されている。供給口 32は、計測ステージ ST2の上面 59のうち、上板 65、基準 マーク板 FM以外の位置に設けられている。本実施形態において、供給口 32は、計 測ステージ ST2の上面 59の所定位置に 1つ設けられている。なお、供給口 32の数 及び Z又は形成位置は、適宜変更可能である。
[0105] また、計測ステージ ST2の上面 59のうち、凹部 46の内側には、上面 59の液体 LQ を回収するための回収口 42が配置されている。回収口 42は、計測ステージ ST2の 内部に形成された内部流路 43A、及び管部材 43Bを介して液体回収装置 41に接 続されている。回収口 42は、計測ステージ ST2の上面 59のうち、上板 65、基準マー ク板 FM以外の位置に設けられている。本実施形態において、回収口 42は、計測ス テージ ST2の上面 59の所定位置に 1つ設けられている。なお、回収口 42の数及び Z又は形成位置は、適宜変更可能である。
[0106] 制御装置 CONTは、上板 65、基準マーク板 FMを含む計測ステージ ST2上の凹 部 46の内側を液体 LQで満たして液浸領域 LR2を形成するために、供給口 32より液 体 LQを供給する。制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2の液体供給装置 31より液体 LQを所定量供給するとともに、第 2液浸機構 2の液体回収装置 41を使って液体 LQ を所定量回収することで、凹部 46の内側を液体 LQで満たし、上板 65、基準マーク 板 FMを覆うように液体 LQの液浸領域 LR2を形成することができる。制御装置 CON Tの制御のもとで液体供給装置 31から液体 LQが送出されると、その液体供給装置 3 1から送出された液体 LQは、管部材 33B及び内部流路 33Aを流れた後、計測ステ ージ ST2の上面 59に設けられた供給口 32を介して、計測ステージ ST2の上面 59に 供給される。供給口 32から供給された液体 LQは、計測ステージ ST2の上面 59に濡 れ拡がり、上板 65、基準マーク板 FMを覆うように液体 LQの液浸領域 LR2を形成す る。また、上面 59に形成された液浸領域 LR2の液体 LQは、回収口 42を介して内部 流路 43Aに流入し、管部材 43Bを流れた後、液体回収装置 41に回収される。
[0107] 制御装置 CONTは、基板ステージ ST1が投影光学系 PLと対向する位置に配置さ れ、計測ステージ ST2が投影光学系 PLから離れたとき (即ち、計測ステージ ST2に よる液浸領域 LR1の維持 (保持)が解除されたとき）に、凹部 46の内側を液体 LQで 満たし、上板 65、基準マーク板 FMを覆うように液浸領域 LR2を形成する。また、計 測ステージ ST2と投影光学系 PLとを対向させた状態で、上板 65、基準マーク板 FM を使った計測動作を行う際にも、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2を使って、凹部 46の内側を液体 LQで満たして、計測ステージ ST2上に液浸領域 LR2を形成するこ とがでさる。
[0108] なお、本実施形態にぉ 、ても、計測ステージ ST2を投影光学系 PLの最終光学素 子 LSIと対向する位置に移動する場合には、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2 とを接触 (又は接近)させた状態で、第 1液浸機構 1によって形成される液浸領域 LR 1を基板ステージ ST1から計測ステージ ST2へ移動させることができる。このとき、第 2液浸機構 2によって計測ステージ ST2上に供給された液体 LQは、第 1液浸機構 1 によって形成される液浸領域 LR1を形成して 、る液体 LQと混じりあって、第 1ノズル 部材 70の回収口 22から回収される。
[0109] なお、第 4実施形態においては、凹部 46の内側に供給口 32が配置され、供給口 3 2を介した液体供給動作と回収口 42を介した液体回収動作とを並行して行って 、る 力 供給口 32及び Z又は回収口 42を省いてもよい。すなわち、投影光学系 PLと計 測ステージ ST2とが対向して 、るときに、第 1ノズル部材 70から供給された液体 LQ の一部を凹部 46の内側に保持しておくことにより、計測部材上にウォーターマークが 形成されたり、液体 LQが気化するときの気化熱に起因して計測部材が熱変形するな どの不都合を抑えることができる。
[0110] なお、第 3、第 4実施形態においては、計測ステージ ST2の上面 59に液体 LQを供 給するための供給口 32が設けられている力 計測ステージ ST2の上面 59に供給口 32を設けずに、第 1、第 2実施形態のような、計測ステージ ST2の上面 59と対向する 第 2ノズル部材 72の供給口 32力ら、計測ステージ ST2の上面 59に対して液体 LQを 供給するようにしてもよ ヽ。
[0111] また、上述の第 1〜第 4実施形態において、投影光学系 PLと計測ステージ ST2と が対向した状態で、計測ステージ ST2に搭載された計測部材 (計測装置)を使って 計測を行うときに、計測ステージ ST2の上面 (例えば、空間像計測センサ 60の上板 6 5)の位置を検出するためのフォーカス'レべリング検出系を別途設けるようにしてもよ い。この場合、第 1液浸機構 1によって形成される液浸領域 LR1を形成する液体 LQ を介して計測ステージ ST2の上面の位置を光学的に検出するようにしてもよい。
[0112] また、上述の第 1〜第 4実施形態において、計測ステージ ST2に搭載される計測部 材 (計測装置）は、上述のものに限られず、その数及び Z又は種類は任意でよぐ各 種計測部材 (計測装置)を必要に応じて搭載すればよい。例えば、国際公開第 99Z 60361号パンフレツ H対応 US特許第 6, 819, 414号）、特開 2002— 71514号、 U S特許第 6650399号などに開示されている波面収差測定装置、あるいは例えば特 開昭 62— 183522号公報 (対応米国特許第 4, 780, 747号）に開示されている反 射部を計測ステージ ST2に搭載してもよい。また、基板ステージ ST1にも計測部材（ 計測装置)を搭載してもよい。この場合、基板ステージ ST1上で液浸領域 LR1の液 体 LQと接触して濡れる計測部材には、上記各実施形態と同様に液浸領域 LR2を形 成することとしてもよい。また、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とにそれぞれ対 応して 2つの第 2液浸機構 2を設けるようにしてもょ 、。
[0113] なお、上述の第 1〜第 4実施形態では、投影光学系 PLに対向して計測ステージ S T2が配置される (即ち、第 1液浸機構 1によって液浸領域 LR1が計測ステージ ST2 上に形成される）とき、計測ステージ ST2上の計測部材を用いて所定の計測を行うも のとしたが、必ずしも所定の計測を行わなくてもよぐ計測ステージ ST2による液浸領 域 LR1の維持 (保持)のみを行うこととしてもよい。この場合、計測ステージ ST2上で 液浸領域 LR1の液体 LQと接触して濡れる計測部材のみ液浸領域 LR2を形成すれ ばよい。
[0114] 上述したように、上記各実施形態では液体 LQとして純水を用いている。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及び 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。
[0115] 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。
[0116] 上記各実施形態では、投影光学系 PLの先端に光学素子 LSI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 (カバープレートなど）であってもよ 、。
[0117] 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いように堅固に固定してもよい。なお、第 1ノズル部材 7 0等の液浸機構 1の構造は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第 142 0298号公報、国際公開第 2004Z055803号公報、国際公開第 2004/057590 号公報、国際公開第 2005Z029559号公報に記載されて 、るものも用いることがで きる。
[0118] なお、上記各実施形態では、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を満たしてもよ ヽ。
[0119] また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を 液体で満たしているが、国際公開第 2004Z019128号パンフレットに開示されてい るように、先端の光学素子の物体面側 (マスク側)の光路空間も液体で満たす投影光 学系を採用することもできる。
[0120] なお、上記各実施形態の液体 LQは水（純水）であるが、水以外の液体であってもよ い、例えば、露光光 ELの光源が Fレーザである場合、この Fレーザ光は水を透過し
2 2
ないので、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（
2
PFPE)あるいは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 L Qと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を 形成することで親液化処理する。また、液体 LQとしては、その他にも、露光光 EUこ 対する透過性があってできるだけ屈折率が高ぐ投影光学系 PL及び基板 P表面に 塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可 能である。液体 LQとして、種々の液体、例えば、超臨界流体を用いることも可能であ る。
[0121] なお、上記各実施形態では第 1液浸機構 1と第 2液浸機構 2とで同一の液体 LQを 用いるものとしたが、必ずしも同一の液体を用いなくてもよぐ例えば種類などが異な る液体を用いてもよい。また、上記各実施形態において、第 2液浸機構 2は液浸領域 LR2を形成する計測部材の温度とほぼ同じ温度の液体 LQを供給することが好まし い。これにより、液体 LQとの温度差による計測部材の熱変形などを防止することがで きる。さらに第 1液浸機構 1は、基板 Pの温度とほぼ同じ温度の液体 LQを供給して液 浸領域 LR1を形成することが好ましい。これにより、液体 LQとの温度差による基板 P の熱変形などを防止することができる。
[0122] また、上記各実施形態では干渉計システム（52、 54、 56)を用いてマスクステージ MST、基板ステージ ST1、及び計測ステージ ST2の各位置情報を計測するものとし たが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出する エンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステム の両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてェンコ ーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干 渉計システムとェンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用 ヽて 、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。
[0123] また、液体 LQとしては、屈折率が 1. 6〜1. 8程度のものを使用してもよい。更に、 石英あるいは蛍石よりも屈折率が高!、（例えば 1. 6以上)材料で光学素子 LSIを形 成してちょい。
[0124] 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、薄膜磁気ヘッド用のセラミックゥェ ノ、、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。
[0125] 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。
[0126] また、露光装置 EXとして、例えば特開平 10— 163099号公報、特開平 10— 2147 83号公報（対応米国特許第 6, 590, 634号）、特表 2000— 505958号公報（対応 米国特許第 5, 969, 441号）ある!/ヽ ίま米国特許 6, 208, 407号など【こ開示されて!ヽ 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本発明を適用 できる。この場合は、基板を保持する複数の基板ステージとは別に、独立して移動可 能な計測ステージを搭載すればよい。また、その複数の基板ステージの少なくとも 1 にお 、て液浸領域 LR1の液体 LQと接触して濡れる計測部材上に、上記各実施形 態と同様に液浸領域 LR2を形成することとしてもよい。
[0127] なお、上記各実施形態では露光装置 ΕΧが 1つ又は複数の基板ステージ ST1と、 計測ステージ ST2とを備え、少なくとも計測ステージ ST2上で液浸領域 LR1の液体 LQと接触して濡れる計測部材上に液浸領域 LR2を形成するものとしたが、これに限 らず、例えば少なくとも 1つの基板ステージ ST2のみにおいて、液浸領域 LR1の液体 LQと接触して濡れる計測部材上に、上記各実施形態と同様に液浸領域 LR2を形成 することとしてもよい。
[0128] また、上記各実施形態では計測部材を有し、かつ基板ステージ ST1に代わって液 浸領域 LR1を維持 (保持)する可動部材が 2次元移動可能なステージ (ST2)である ものとしたが、これに限らず、例えば 1次元移動のみ可能であってもよいし、あるいは ステージではなくスライド又は回転可能な部材などでもよい。
なお、上記各実施形態では露光装置 EXが計測部材を有する可動部材として、計 測ステージ ST2を備えるものとした力 必ずしも計測ステージ ST2を備えて 、なくても よぐ例えば少なくとも 1つが計測部材を有する複数の基板ステージのみを備える露 光装置にも本発明を適用することができる。この場合、基板ステージ ST1上で液浸領 域 LR1の液体 LQと接触して濡れる計測部材上に、上記各実施形態と同様に液浸領 域 LR2を形成すればょ ヽ。
また、上記各実施形態では複数の計測部材 (基準マーク板 FM、及び空間像計測 センサ 60など）を可動部材 (計測ステージ、及び基板ステージなど）に設けるものとし たが、計測部材の数及び Z又は種類はこれに限られるものではなく任意で構わな 、 。さらに、基準マーク板 FMに形成する基準マークは複数に限られず 1つでもよいし、 あるいは複数の基準マーク板にそれぞれ少なくとも 1つの基準マークを形成してもよ い。また、基準マーク板ではなく可動部材に直接、基準マークを形成してもよい。
[0129] また、露光装置 EXとしては、第 1パターンと基板 Pとをほぼ静止した状態で第 1バタ 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 、屈折型投 影光学系）を用 、て基板 P上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この 場合、更にその後に、第 2パターンと基板 Pとをほぼ静止した状態で第 2パターンの 縮小像をその投影光学系を用いて、第 1パターンと部分的に重ねて基板 P上に一括 露光するスティツチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、ステイッチ方式の露 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'ステイッチ方式の露光装置にも適用できる。
[0130] また、上記各実施形態では投影光学系 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を本発明に適用するこ 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、露光光はマスク又 はレンズなど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 の所定空間に液浸領域が形成される。
[0131] 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、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。
[0132] なお、上記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力 このマスクに 代えて、例えば米国特許第 6, 778, 257号公報に開示されているように、露光すベ きパターンの電子データに基づ 、て透過パターン又は反射パターン、あるいは発光 パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表 示装置（空間光変調器）の一種である DMD (Digital Micro-mirror Device)などを含 む）を用いてもよい。
を用いてもよい。
[0133] また、国際公開第 2001Z035168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。さらに、例 えば特表 2004— 519850号公報（対応する米国特許第 6, 611, 316号）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 回のスキャン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 光装置にも本発明を適用することができる。
[0134] なお、本国際出願で指定又は選択された国の法令で許容される限りにおいて、上 記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。
[0135] 以上のように、本願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。
[0136] 半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 16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処理を含むステツ プ 204、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ 工程を含む） 205、検査ステップ 206等を経て製造される。
産業上の利用可能性
[0137] 本発明によれば、計測部材でのウォータマークの生成を防止できるとともに、計測 部材の熱変形を抑制することができる。これにより、計測部材を用いる計測での精度 低下 (装置性能の低下)を防止して、精度良く基板を露光することができる。それゆえ 、本発明は、半導体素子、液晶表示素子又はディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、 CCD, マイクロマシン、 MEMS, DNAチップ、レチクル（マスク）のような広範囲な製品を製 造するための露光装置及び露光方法に極めて有用となる。

Claims

請求の範囲
[1] 光学部材と液体とを介して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保持部材と、
前記光学部材と前記基板保持部材との間の空間を液体で満たす第 1液浸機構と、 前記光学部材との間に前記液体を維持しつつ前記基板保持部材に代えて前記光 学部材と対向して配置される可動部材と、
前記可動部材上に配置された計測部材を有し、前記液体を挟んで前記光学部材 と対向して前記計測部材が配置されるときに所定の計測を行う計測装置と、
少なくとも前記可動部材が前記光学部材から離れたときに、前記計測部材上に液 浸領域を形成する第 2液浸機構とを備えた露光装置。
[2] 前記第 2液浸機構は、前記可動部材が前記光学部材から離れた所定位置にあると きに、前記可動部材上の計測部材と対向する液体供給口を有する請求項 1記載の 露光装置。
[3] 前記計測部材は、複数の計測パターンを有し、
前記第 2液浸機構は、前記可動部材が前記所定位置にあるときに、前記複数の計 測パターンのそれぞれと対向する複数の液体供給口を有する請求項 2記載の露光 装置。
[4] 前記可動部材上には複数の計測部材が配置され、
前記第 2液浸機構は、前記可動部材が前記所定位置にあるときに、前記複数の計 測部材のそれぞれに対向する複数の液体供給口を有する請求項 2又は 3記載の露 光装置。
[5] 前記計測装置は、前記可動部材上に複数の計測部材を有し、前記第 2液浸機構 は、少なくとも前記複数の計測部材上に液浸領域を形成することを特徴とする請求 項 1記載の露光装置。
[6] 前記複数の計測部材はその少なくとも 1つが計測パターンを有することを特徴とす る請求項 5記載の露光装置。
[7] 前記第 2液浸機構は、前記可動部材に形成された液体供給口を有し、前記計測部 材を含む前記可動部材上の所定領域に液浸領域を形成する請求項 1記載の露光 装置。
[8] 前記第 2液浸機構は、前記計測部材及び前記液体供給口を取り囲むように前記可 動部材上に形成された液体回収口を有する請求項 7記載の露光装置。
[9] 前記第 2液浸機構は、前記可動部材上に形成され、液体を保持可能な凹部を有し 、前記計測部材及び前記液体供給口は、前記凹部内に配置される請求項 7記載の 露光装置。
[10] 前記第 2液浸機構は、前記可動部材上に形成され、液体を保持可能な凹部を有し
、前記計測部材は、前記凹部内に配置される請求項 1記載の露光装置。
[11] 前記計測装置は、前記光学部材と前記計測部材との間の液体と、前記計測部材に 形成された光透過部とを介して露光光を受光して、前記所定の計測を行う請求項 1
〜： LOのいずれか一項記載の露光装置。
[12] 前記第 2液浸機構は、前記可動部材に代えて前記基板保持部材が前記光学部材 と対向して配置されるときに前記計測部材上に液浸領域を形成する請求項 1〜11の
V、ずれか一項記載の露光装置。
[13] 前記基板保持部材及び前記可動部材はその間で前記第 1液浸機構によって形成 される液浸領域が前記光学部材との間に維持されつつ移動されるようにその駆動が 並行して行われる請求項 1〜 12の 、ずれか一項記載の露光装置。
[14] 光学部材と液体とを介して基板を露光する露光装置にお！ヽて、
前記基板を保持する第 1可動部材と、
前記光学部材と前記第 1可動部材との間の空間を液体で満たして第 1液浸領域を 形成する第 1液浸機構と、
前記光学部材との間に前記第 1液浸領域を維持しつつ前記第 1可動部材に代えて 前記光学部材と対向して配置され、前記液体との接触面内に計測部材を有する第 2 可動部材と、
前記第 1液浸機構と異なる位置で、前記液体に接触した前記計測部材上に第 2液 浸領域を形成する第 2液浸機構と、を備える露光装置。
[15] 前記第 2液浸機構は、少なくとも前記第 2可動部材による前記第 1液浸領域の維持 が解除された後で前記計測部材上に第 2液浸領域を形成する請求項 14記載の露光 装置。
[16] 前記第 2液浸機構は、前記光学部材との間に前記第 1液浸領域を維持しつつ前記 第 2可動部材に代えて前記第 1可動部材が前記光学部材と対向して配置されるとき に前記計測部材上に第 2液浸領域を形成する請求項 14又は 15記載の露光装置。
[17] 前記第 1及び第 2可動部材はその間で前記第 1液浸領域が前記光学部材との間に 維持されつつ移動されるようにその駆動が並行して行われる請求項 14〜16のいず れか一項記載の露光装置。
[18] 前記第 1及び第 2可動部材はその間で前記第 1液浸領域が移動されるときに前記 液体との接触面がほぼ同じ高さに設定される請求項 14〜17のいずれか一項記載の 露光装置。
[19] 前記計測部材は、前記光学部材と前記液体とを介して露光光が透過する光透過 部と、計測パターンとの少なくとも一方を含む請求項 14〜18のいずれか一項記載の 露光装置。
[20] 請求項 1〜請求項 19のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法
[21] 光学部材と液体とを介して基板を露光する露光方法にお！ヽて、
前記基板を保持する第 1可動部材と前記光学部材との間の空間を液体で満たして 第 1液浸領域を形成して、前記光学部材と前記液体とを介して前記基板を露光し、 前記光学部材との間に前記第 1液浸領域を維持しつつ前記第 1可動部材に代えて 第 2可動部材を前記光学部材と対向して配置し、
前記第 2可動部材の計測部材が前記液体と接触した後、前記計測部材上に第 2液 浸領域を形成する露光方法。
[22] 前記第 2液浸領域は、少なくとも前記第 2可動部材による前記第 1液浸領域の維持 が解除された後で前記計測部材上に形成される請求項 21記載の露光方法。
[23] 前記第 2液浸領域は、前記光学部材との間に前記第 1液浸領域を維持しつつ前記 第 2可動部材に代えて前記第 1可動部材が前記光学部材と対向して配置されるとき に前記計測部材上に形成される請求項 21又は 22記載の露光方法。
[24] 前記第 1及び第 2可動部材はその間で前記第 1液浸領域が前記光学部材との間に 維持されつつ移動されるようにその駆動が並行して行われる請求項 21〜23のいず れか一項記載の露光方法。
[25] 前記第 1及び第 2可動部材はその間で前記第 1液浸領域が移動されるときに前記 液体との接触面がほぼ同じ高さに設定される請求項 21〜24のいずれか一項記載の 露光方法。
[26] 前記光学部材と前記第 2可動部材との間に前記第 1液浸領域が形成されるときに 前記計測部材を用いる所定の計測が行われる請求項 21〜25の 、ずれか一項記載 の露光方法。
[27] 前記計測部材は、前記所定の計測時に前記第 1液浸領域内に配置される請求項 2 6記載の露光方法。
[28] 請求項 21〜請求項 27の 、ずれか一項記載の露光方法を用いるデバイス製造方 法。
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