WO2006118189A1 - 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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WO2006118189A1
WO2006118189A1 PCT/JP2006/308825 JP2006308825W WO2006118189A1 WO 2006118189 A1 WO2006118189 A1 WO 2006118189A1 JP 2006308825 W JP2006308825 W JP 2006308825W WO 2006118189 A1 WO2006118189 A1 WO 2006118189A1
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liquid
substrate
exposure
optical element
path space
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PCT/JP2006/308825
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Inventor
Yoshiki Kida
Original Assignee
Nikon Corporation
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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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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    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
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    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70533—Controlling abnormal operating mode, e.g. taking account of waiting time, decision to rework or rework flow

Definitions

  • Exposure method Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
  • the present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus that expose a substrate through a liquid, and a device manufacturing method.
  • an exposure apparatus that projects and exposes a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate is used. It is done.
  • the 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. Projection exposure to the substrate.
  • miniaturization of patterns formed on a substrate is required in order to increase the density of devices.
  • immersion exposure as disclosed in Patent Document 1 below, fills the optical path space of exposure light with a liquid and exposes the substrate through the liquid.
  • a device has been devised.
  • Patent Document 1 Pamphlet of International Publication No. 99Z49504
  • the liquid filled in the optical path space it is important to bring the liquid filled in the optical path space into a desired state.
  • the state of the optical path of the exposure light that passes through the liquid may fluctuate, or the member that contacts the liquid may be thermally deformed, resulting in a deterioration in exposure accuracy and measurement accuracy. is there.
  • the amount of exposure light that has passed through the liquid may be reduced on the substrate, or a member that contacts the liquid may be contaminated, resulting in deterioration in exposure accuracy and measurement accuracy.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a liquid that fills an optical path space. It is an object of the present invention to provide an exposure method, an exposure apparatus, and a device manufacturing method that can perform exposure processing and measurement processing satisfactorily in a desired state.
  • 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.
  • the optical system (PL) includes the first optical element (LS 1) and the second optical element (LS2) arranged to face the substrate.
  • the liquid can be brought into a desired state, and the exposure process and the measurement process can be performed satisfactorily.
  • the first optical element disposed to face the substrate
  • the liquid (LQ) filled in the predetermined optical path space (for example, K1) of the exposure light (EL) in the optical system (PL) for a predetermined time A liquid exchanging step for exchanging at intervals, and after exchanging the liquid at a predetermined time interval, exposure light (EL) is irradiated through a predetermined optical path space (for example, K1) filled with the liquid, and the substrate (
  • An exposure method comprising exposing an exposure step P).
  • the optical path space is filled even when exposure light is not irradiated.
  • the liquid By replacing the liquid being used at predetermined time intervals, the liquid can be brought into a desired state, and exposure processing and measurement processing can be performed satisfactorily.
  • An exposure method comprising exposing the substrate is provided.
  • the liquid can be brought into a desired state by exchanging the liquid and then performing measurement, and the substrate exposure process is performed based on the measurement result.
  • the exposure processing of the substrate can be executed with high accuracy even after the liquid is exchanged.
  • the substrate is exposed using the exposure method according to any one of the first to third aspects, the exposed substrate is developed, and the developed A device manufacturing method is provided that includes processing a substrate.
  • a device having a desired performance can be manufactured by using an exposure method capable of accurately exposing a substrate.
  • an optical system having a first optical element (LS 1) and a second optical element (LS2) arranged to face the substrate.
  • An exposure apparatus that irradiates a substrate (P) with exposure light (EL) to expose the substrate (P), wherein a predetermined optical path space (for example, K1) of the exposure light (EL) in the optical system (PL) is obtained.
  • a first immersion mechanism (for example, 1) that replaces the liquid (LQ) filled with the liquid (LQ) and filled with the optical path space (K1) at a predetermined timing; and the first immersion mechanism (1)
  • the control device controls the first immersion mechanism (for example, 1) to fill the optical path space (K1) with the liquid at the first time point.
  • the controller uses the first immersion mechanism (1) to liquid in the optical path space (K1) according to the elapsed time of the first time force.
  • An exposure apparatus (EX) for determining whether or not to replace (LQ) is provided.
  • the optical path space is filled with a liquid, or the filling thereof. Since it is determined whether or not to replace the liquid according to the elapsed time of the first time force when the liquid is replaced, the liquid can be brought into a desired state, and exposure processing and measurement processing can be performed. Can be done well
  • the optical system (PL) includes the first optical element (LS 1) and the second optical element (LS2) arranged to face the substrate.
  • An exposure apparatus that exposes a substrate (P) by irradiating the substrate (P) with exposure light (EL), and the optical path space (eg, K1) of the exposure light (EL) in the optical system (PL) is liquidized.
  • a first immersion mechanism for example, 1) that replaces the liquid (LQ) that is filled with (LQ) and fills the optical path space (for example, K1), and exposure light (EL) is irradiated! /
  • a controller that controls the first immersion mechanism (for example, 1) so that the liquid (LQ) is filled at a predetermined time interval when the optical path space (K1) is filled.
  • An exposure apparatus (EX) is provided.
  • the liquid filled in the optical path space is exchanged at a predetermined time interval, thereby bringing the liquid into a desired state. It is possible to perform exposure processing and measurement processing satisfactorily.
  • exposure light (EL) is applied to the substrate (P) via an optical system (PL) having a first optical element (LSI) and a second optical element (LS2).
  • the first immersion mechanism (1) for exchanging the liquid (LQ) and the light exit surface side of the first optical element (LSI) Is a measuring instrument that receives exposure light (EL) through the liquid (LQ) between the first optical element (LS 1) and the second optical element (LS2) and performs predetermined measurements related to the exposure process.
  • Exposure apparatus EX is provided.
  • the state of the exposure light that has passed through the liquid after the replacement after the liquid is exchanged between the first optical element and the second optical element by the first liquid immersion mechanism. Can be grasped by a measuring instrument. Further, based on the measurement result of the measuring instrument, the subsequent substrate exposure process can be executed with high accuracy.
  • an exposure apparatus that exposes the substrate (P) by irradiating the substrate (P) with exposure light (EL) via a liquid (LQ), An immersion mechanism (1 or 2) for exchanging the liquid (LQ) and a measurement for measuring the exposure process by receiving the exposure light (EL) through the liquid (LQ) after the liquid is exchanged.
  • An exposure apparatus (EX) comprising an exposure device (eg 160) is provided.
  • the liquid can be brought into a desired state by exchanging the liquid with the liquid immersion mechanism and then performing measurement with the measuring instrument. Further, based on the measurement result, the subsequent substrate exposure processing can be performed with high accuracy.
  • the substrate is exposed using the exposure apparatus (EX) of any one of the fifth to eighth aspects, the exposed substrate is developed, and the development is performed.
  • a device manufacturing method is provided that includes processing the fabricated substrate.
  • a device having a desired performance can be manufactured using an exposure apparatus capable of accurately exposing a substrate.
  • the exposure process and the measurement process can be performed satisfactorily.
  • a device having a desired performance can be manufactured.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram that shows one embodiment of an exposure apparatus.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining first and second immersion mechanisms.
  • FIG. 3 is a view for explaining a first liquid immersion mechanism.
  • FIG. 4 is a side sectional view showing a substrate holder.
  • FIG. 5 is a plan view showing a substrate stage and a measurement stage.
  • FIG. 6 is a plan view showing a part of the substrate holder.
  • FIG. 7 is a side sectional view showing a liquid recovery mechanism provided in the substrate holder.
  • FIG. 8 shows an observation apparatus
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining how the image plane side immersion area moves between the substrate stage and the measurement stage.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which the observation apparatus observes the object plane side immersion area.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which the observation device observes the image plane side immersion region.
  • FIG. 12 is a plan view for explaining an example of operations of the substrate stage and the measurement stage.
  • FIG. 13 is a plan view for explaining an example of operations of the substrate stage and the measurement stage.
  • FIG. 14 is a plan view for explaining an example of operations of the substrate stage and the measurement stage.
  • FIG. 15 is a plan view for explaining an example of operations of the substrate stage and the measurement stage.
  • FIG. 16 is a plan view for explaining an example of operations of the substrate stage and the measurement stage.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining an embodiment of an exposure method.
  • FIG. 18 is a flowchart following the flowchart of FIG.
  • FIG. 19 is a flowchart showing the procedure of the initial filling operation of the object plane side space.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of the initial filling operation of the image plane side space.
  • FIG. 21 is a flowchart showing the procedure of the operation for exposing the substrate of the first lot.
  • FIG. 22 is a flowchart showing an operation procedure for exchanging liquid in the object plane side space.
  • FIG. 23 is a flowchart showing a procedure for a total recovery operation of the liquid in the image side space.
  • FIG. 24A and FIG. 24B are diagrams showing another embodiment of the liquid recovery mechanism.
  • FIG. 25 is a flowchart showing an example of a microdevice manufacturing process.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the exposure apparatus EX
  • FIG. 2 is an enlarged view of the main part of FIG. 1 and 2
  • the exposure apparatus EX can move a mask stage MST that can move while holding the mask M, a substrate holder PH that holds the substrate P, and a substrate holder PH that holds the substrate P.
  • the illumination optical system IL that illuminates the mask M on the mask stage MST with the exposure light EL
  • illumination with the exposure light EL A projection optical system PL for projecting and exposing the patterned image of the mask M onto the substrate P on the substrate stage ST1, and a control device CONT for controlling the overall operation of the exposure apparatus EX.
  • a display device DY that displays information related to exposure processing
  • a timer TM that measures time.
  • the exposure apparatus EX includes a transport apparatus H that transports the substrate P to the substrate holder PH.
  • 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 and improve the resolution and substantially increase the depth of focus.
  • the exposure apparatus EX includes a plurality of optical elements LS1 to LS7 constituting the projection optical system PL, the first optical element LSI closest to the image plane of the projection optical system PL, and the projection optical system PL next to the first optical element LSI.
  • the first immersion mechanism 1 to fill the optical path space K1 of the exposure light EL with the liquid LQ between the second optical element LS2 close to the image plane of the first optical element, and the first optical element LSI and its image plane side
  • the second optical element LS2 is disposed above (+ Z side) the first optical element LSI, and the upper surface of the first optical element LSI is disposed so as to face the lower surface of the second optical element LS2. .
  • the operations of the first immersion mechanism 1 and the second immersion mechanism 2 are controlled by the control device CONT.
  • optical path space K1 is appropriately referred to as “object plane side space Kl”, and the projection optical system PL for the first optical element LSI
  • object plane side space Kl An optical path space between the first optical element LSI and an object (at least a part of the substrate P, the substrate stage ST1, and the measurement stage ST2) disposed on the image surface side of the optical path space K2 Is appropriately referred to as “image plane side space K2”.
  • the object plane side space K1 and the image plane side space ⁇ 2 are independent spaces, and one force of the object plane side space K1 and the image plane side space ⁇ 2 enters and exits the liquid LQ to and from the other. It does n’t happen!
  • the exposure apparatus ⁇ uses the projection optical system PL, the liquid LQ that fills the object plane side space K1, and the liquid LQ that fills the image plane side space K2 to expose the exposure light EL that has passed through the mask M to the substrate.
  • the pattern of the mask M is transferred to the substrate P by irradiating P.
  • the first immersion mechanism 1 is provided in the vicinity of the object-side space K1, and includes a supply member 15 having a supply port 12 for supplying a liquid LQ, a supply pipe 13, a supply flow path 14, and a supply member 15.
  • the first liquid supply device 11 that supplies the liquid LQ to the object plane side space K1 through the provided supply port 12, and a recovery unit that is provided in the vicinity of the object plane side space K1 and has a recovery port 22 that recovers the liquid LQ
  • a first liquid recovery device 21 that recovers the liquid LQ in the object-side space K1 through a recovery port 22, a recovery flow path 24, and a recovery pipe 23 provided in the recovery member 25.
  • the second immersion mechanism 2 is provided in the vicinity of the image plane side space K2, and includes a nozzle member 70 having a supply port 32 for supplying the liquid LQ and a recovery port 42 for recovering the liquid LQ, a supply pipe 33, and The second liquid supply device 31 that supplies the liquid LQ to the image plane side space K2 through the supply port 32 provided in the nozzle member 70, the recovery port 42 provided in the nozzle member 70, and the recovery pipe 43 And a second liquid recovery device 41 for recovering the liquid LQ in the image side space K2.
  • the nozzle member 70 is formed in an annular shape so as to surround the vicinity of the image plane side of the projection optical system PL.
  • the exposure apparatus EX projects at least the pattern image of the mask M onto the substrate P, and during this time, the first liquid immersion mechanism 1 is used to fill the object plane side space K1 with the liquid LQ, and the liquid immersion area.
  • the second immersion mechanism 2 is used to fill the image plane side space K2 with the liquid LQ to form the immersion area LR2.
  • the immersion area LR1 formed by the liquid LQ filled in the object plane side space K1 between the first optical element LSI and the second optical element LS2 is appropriately referred to as “object plane side immersion area”.
  • the immersion area LR2 formed by the liquid LQ is This is referred to as “image-side immersion region LR2”.
  • the image plane side immersion region LR2 is described as being formed on a part of the substrate P, but as described above,
  • the surface-side immersion area LR2 is on the object arranged at a position facing the first optical element LSI on the image plane side of the projection optical system PL, that is, the substrate P, the upper surface Fl of the substrate stage ST1, and the measurement stage ST2. Formed on at least a part of the upper surface F2.
  • the exposure apparatus EX uses the second immersion mechanism 2 to make a part of the substrate P including the projection area AR2 of the projection optical system PL larger than the projection area AR2
  • a local liquid immersion method that locally forms an image area side immersion region LR2 smaller than P is used.
  • the exposure apparatus EX uses the first immersion mechanism 1 to expose the object surface only in a part of the area including the predetermined area AR1 through which the exposure light EL passes on the upper surface of the first optical element LSI.
  • Side immersion region LR1 is locally formed.
  • exposure apparatus EX a scanning exposure apparatus (so-called scanning step) that exposes a pattern formed on mask M onto substrate P while synchronously moving mask M and substrate P in a predetermined scanning direction.
  • scanning direction the synchronous movement direction (scanning direction) of the mask M and the substrate P in the horizontal plane
  • the direction orthogonal to the Y-axis direction is the X-axis direction in the horizontal plane.
  • the direction perpendicular to the X-axis and Y-axis directions and coincident with the optical axis AX of the projection optical system PL is defined as the Z-axis direction.
  • the rotation (inclination) directions around the X, Y, and Z axes are the 0 X, 0 Y, and 0 Z directions, respectively.
  • substrate includes a semiconductor wafer in which various films such as a photosensitive material (resist) and a protective film (liquid repellent film) are entirely or partially applied
  • mask It includes a reticle on which a device pattern to be reduced projected onto a substrate is formed.
  • the illumination optical system IL condenses the exposure light EL that emits the exposure light EL, the optical integrator that equalizes the illuminance of the exposure light EL emitted from the exposure light source, and the exposure light EL of the optical integrator. It has a condenser lens, a relay lens system, and a field stop for setting an illumination area on the mask M by exposure light EL. A 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.
  • Light source power for exposure As the exposure light EL to be emitted, for example, a bright line (g Far ultraviolet light (DUV light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), there is! / ⁇ is ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), F laser light (wavelength 157 nm), etc.
  • a bright line g Far ultraviolet light (DUV light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm)
  • / ⁇ is ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), F laser light (wavelength 157 nm), etc.
  • Vacuum ultraviolet light (VUV light) is used.
  • ArF excimer laser light is used.
  • pure water is used as the liquid LQ supplied by each of the first liquid supply device 11 and the second liquid supply device 31. That is, in the present embodiment, the liquid LQ that fills the object plane side space K1 and the liquid LQ that fills the image plane side space K2 are the same liquid. Pure water transmits not only ArF excimer laser light but also far ultraviolet light (DUV light) such as bright lines (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) that emit mercury lamp force. Is possible.
  • DUV light far ultraviolet light
  • Mask stage MST is movable while holding mask M.
  • the mask stage MST holds the mask M by, for example, vacuum suction.
  • the mask stage MST can move two-dimensionally in a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL, that is, in the XY plane, and can rotate slightly in the ⁇ Z direction.
  • the mask stage MST is driven by a mask stage drive MD including a linear motor.
  • Mask stage drive MD is controlled by controller CONT.
  • a movable mirror 51 is fixed on the mask stage MST. Further, 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 by the laser interferometer 52 in real time.
  • the measurement result of the laser interferometer 52 is output to the control device CONT.
  • the control device CONT controls the position of the mask M held by the mask stage MST by driving the mask stage driving device MD based on the measurement result of the laser interferometer 52.
  • Projection optical system PL projects an image of the pattern of mask M onto substrate ⁇ at a predetermined projection magnification ⁇ .
  • the projection optical system PL includes a plurality of optical elements LS1 to LS7, and the plurality of optical elements LS1 to LS7 are supported by a lens barrel PK.
  • the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification j8 of 1Z4, 1/5, or 1Z8, for example.
  • the projection optical system PL may be either a unity magnification system or an enlargement system.
  • the projection optical system PL may be a catadioptric system including a reflective element and a refractive element! Also good.
  • the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL is incident on the projection optical system PL from the object plane side, passes through the plurality of optical elements LS7 to LS1, and then is emitted from the image plane side of the projection optical system PL. Reach on board P. Specifically, the exposure light EL passes through each of the plurality of optical elements LS7 to LS3, then passes through a predetermined area on the upper surface of the second optical element LS2, and then reaches a predetermined area on the lower surface of the second optical element LS2. After passing through, the object surface side space K1 fills and enters the liquid LQ.
  • the exposure light EL that has passed through the liquid LQ in the object-side space K1 passes through a predetermined area AR1 on the upper surface of the first optical element LSI, then passes through a predetermined area on the lower surface of the first optical element LSI, and is on the image plane side. After entering the liquid LQ filled in the space K2, it reaches the substrate P.
  • the first optical element LSI and the second optical element LS2 are held in a substantially stationary state with respect to the optical path of the exposure light EL by the lens barrel PK.
  • the first optical element LSI is held so that it can be easily attached to and detached from the lens barrel PK so as to face the substrate P. That is, the first optical element LSI is provided to be replaceable. Therefore, if the first optical element LSI is contaminated, it can be replaced with a clean first optical element LSI, and the first optical element LSI is contaminated due to contamination of the first optical element LSI. It is possible to prevent deterioration in accuracy of exposure and measurement performed.
  • the first optical element LSI is a non-refractive parallel plane plate capable of transmitting the exposure light EL, and the lower surface and the upper surface of the first optical element LSI are substantially parallel.
  • the second optical element LS2 has a refractive power (lens action).
  • the upper surface of the second optical element LS2 is formed in a convex shape facing the object surface side (mask M side) and has a positive refractive index. Thereby, the reflection loss of light (exposure light EL) incident on the upper surface of the second optical element LS2 is reduced, and a large image-side numerical aperture is secured.
  • the second optical element LS2 having a refractive index (lens action) is held in the lens barrel PK in a well-positioned state.
  • the lower surface of the second optical element LS2 is formed in a planar shape, and the lower surface of the second optical element LS2 held by the lens barrel PK and the upper surface of the first optical element LSI held by the lens barrel PK are almost the same. It is parallel.
  • the first optical element LSI may have a refractive power.
  • the projection optical system PL includes, for example, projection optics as disclosed in JP-A-60-78454, JP-A-11-195602, WO03Z65428, etc.
  • An imaging characteristic adjustment device LC that can adjust the imaging characteristics of the system PL is provided.
  • the imaging characteristic adjusting device LC includes an optical element driving mechanism capable of moving a part of a plurality of optical elements constituting the projection optical system PL.
  • the optical element driving mechanism can move a specific optical element of the plurality of optical elements constituting the projection optical system PL in the optical axis AX direction (Z-axis direction) or tilt the optical element AX with respect to the optical axis AX.
  • the imaging characteristic adjustment device LC drives various optical elements (projection magnification, distortion, spherical aberration, etc.) of the projection optical system PL by driving specific optical elements of a plurality of optical elements constituting the projection optical system PL. Imaging characteristics including image plane position (focal position) can be adjusted. Further, the imaging characteristic adjusting device LC may include a pressure adjusting mechanism that adjusts the gas pressure in the space between some of the optical elements held inside the lens barrel PK. The imaging characteristic adjustment device LC is controlled by the control device CONT.
  • the substrate stage ST1 can move the substrate holder PH holding the substrate P on the image plane side of the projection optical system PL.
  • the substrate stage ST1 is movably provided on the base member BP while supporting the substrate holder PH.
  • the substrate stage ST1 is driven by the substrate stage drive device SD1.
  • the substrate stage drive device SD1 is controlled by the control device CONT.
  • the substrate stage drive device SD1 includes, for example, a linear motor and the like, and includes an XY drive device that moves the substrate stage ST1 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the ⁇ Z direction, for example, a voice coil motor, and the like. And a Z driving device that moves in the Z axis direction, 0 X direction, and ⁇ Y direction.
  • the surface of the substrate P held by the substrate holder PH can be moved in 6 degrees of freedom in the X, Y, Z, 0 X, ⁇ Y, and ⁇ Z directions. is there.
  • a movable mirror 53 is fixed on the side surface of the substrate holder PH.
  • 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 holder PH are measured in real time by the laser interferometer 54.
  • the exposure apparatus EX includes an oblique incidence type focus / leveling detection system (not shown) that detects surface position information of the surface of the substrate P supported by the substrate holder PH.
  • the focus leveling detection system is arranged in a predetermined positional relationship with respect to the detection light and the projection unit that irradiates the detection light onto the surface of the substrate P held by the substrate holder PH, and is reflected by the surface of the substrate P And a light receiving unit that receives reflected light of the detection light. Based on the detection result of the optical part, surface position information (position information in the Z-axis direction and inclination information in the ⁇ X and ⁇ Y directions) of the surface of the substrate P is detected.
  • the measurement result of the laser interferometer 54 is output to the control device CONT.
  • the detection result of the focus leveling detection system is also output to the control device CONT.
  • the control device CONT drives the substrate stage drive device SD1 based on the detection result of the focus leveling detection system, and controls the focus position (Z position) and tilt angle ( ⁇ X, ⁇ ⁇ ) of the substrate P. Controls the positional relationship between the surface of P and the image plane of the projection optical system PL, and controls the position of the substrate P in the X-axis direction, Y-axis direction, and ⁇ Z direction based on the measurement results of the laser interferometer 53 I do.
  • Measurement stage ST2 is equipped with various measuring instruments (including measurement members) that perform measurements related to exposure processing, and is provided on the image plane side of projection optical system PL so as to be movable on base member BP. Yes.
  • a measuring instrument (including a measuring member) on the measurement stage ST2 is arranged on the light exit surface side (image surface side) of the first optical element LSI when the projection optical system PL and the measurement stage ST2 are opposed to each other.
  • Measurement stage ST2 is driven by measurement stage drive device SD2.
  • the measurement stage driving device SD2 is controlled by the control device CONT.
  • the measurement stage drive device SD2 has the same configuration as the substrate stage drive device SD1, and the measurement stage ST2 uses the measurement stage drive device SD2 in the same manner as the substrate stage ST1, in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. It can move in each of 0 X, 0 Y, and 0 Z directions.
  • a movable mirror 55 is fixed 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 the measurement stage ST2 in two dimensions are measured in real time by the laser interferometer 56, and the controller CONT controls the position of the measurement stage ST2 based on the measurement result of the laser interferometer 56. To do.
  • 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 driving devices SD1 and SD2.
  • the alignment mark on the mask M and the reference mark (first reference mark) on the reference mark plate provided on the measurement stage ST2 are simultaneously provided via the projection optical system PL.
  • a mask alignment RA which also has TTR alignment power using light of the exposure wavelength for observation, is provided.
  • Mask alignment RA is a mask Observe the alignment mark on M and the corresponding first reference mark on the reference mark plate at the same time.
  • the mask alignment RA of the present embodiment for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-17668, the mark is irradiated with light and image data of the mark imaged by a CCD camera or the like is subjected to image processing.
  • the VRA visual “reticle alignment” method is used to detect the mark position.
  • the mask alignment system RA detects a reference mark (first reference mark) on the substrate mark plate via the projection optical system PL and the liquid LQ.
  • an alignment mark on the substrate P and a reference mark (second reference mark) on a reference mark plate provided on the measurement stage ST2 are detected.
  • Alignment ALG is established.
  • the target mark is irradiated with broadband detection light that does not expose the photosensitive material on the substrate P, and the target mark is detected.
  • the alignment system ALG can detect the alignment mark on the substrate P and the reference mark (second reference mark) on the reference mark plate without using the liquid LQ.
  • FIGS. Figure 3 shows the first optical element LSI as seen from the top.
  • the first liquid supply device 11 of the first immersion mechanism 1 supplies the liquid LQ to fill the object plane side space K1 between the first optical element LSI and the second optical element LS2 with the liquid LQ.
  • the first liquid supply device 11 includes a tank for storing the liquid LQ, a pressurizing pump, a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the supplied liquid LQ, a deaeration device for reducing gas components in the supplied liquid LQ, And a filter unit that removes foreign substances in the liquid LQ.
  • FIG. 2 shows a deaerator 18 as an example.
  • One end of a supply pipe 13 is connected to the first liquid supply device 11, and the other end of the supply pipe 13 is connected to a supply member 15 via a supply flow path 14.
  • the first liquid recovery device 21 of the first liquid immersion mechanism 1 recovers the liquid LQ filled in the object plane side space K1.
  • the first liquid recovery device 21 includes a vacuum system (suction device) such as a vacuum pump, a gas-liquid separator that separates the collected liquid LQ and gas, and a tank that stores the recovered liquid LQ. .
  • a vacuum system suction device
  • One end of a recovery pipe 23 is connected to the first liquid recovery device 21, and the other end of the recovery pipe 23 is connected to a recovery member 25 via a recovery flow path 24.
  • the liquid recovery operation of the first liquid recovery device 21 is controlled by the control device CONT. Note that the vacuum system, gas-liquid separator, tank, etc. of the first liquid recovery device 21 need not all be equipped with the exposure device EX. Good.
  • the other end of the supply pipe 13 is connected to one end of a supply flow path 14 formed inside the lens barrel PK.
  • the other end of the supply flow path 14 of the lens barrel PK is connected to a supply member 15 disposed inside (internal space) of the lens barrel PK.
  • the supply member 15 arranged inside the lens barrel PK has a supply port 12 for supplying the liquid LQ to the object plane side space K1. Inside the supply member 15, a supply channel 16 through which the liquid LQ flows is formed.
  • the supply channel 14 is not necessarily formed inside the lens barrel PK.
  • the lens tube PK has a hole communicating with the internal space and the external space of the lens barrel PK.
  • the formed pipe member may be disposed in the hole of the lens barrel PK and connected to the supply pipe 13 and the supply member 15.
  • the other end of the recovery tube 23 is connected to one end of a recovery channel 24 formed inside the lens barrel PK.
  • the other end of the recovery flow path 24 of the lens barrel PK is connected to a recovery member 25 disposed inside (internal space) of the lens barrel PK.
  • the collection member 25 arranged inside the lens barrel PK has a collection port 22 for collecting the liquid LQ in the object plane side space K1.
  • a recovery channel 26 through which the liquid LQ flows is formed inside the recovery member 25.
  • the recovery channel 24 is not necessarily formed inside the lens barrel PK, and a hole communicating with the inner space and the outer space of the lens barrel PK is provided in the lens barrel PK, and the recovery channel 24 is provided.
  • the formed tube member may be disposed in the hole of the lens barrel PK and connected to the collection tube 23 and the collection member 25.
  • the supply member 15 is constituted by a tubular member extending linearly in the horizontal direction. Book In the embodiment, the supply member 15 is disposed on the + X side of the object plane side space K1, and is provided so as to extend along the X-axis direction. One end of the supply channel 16 formed inside the supply member 15 is connected to the other end of the supply channel 14 formed inside the lens barrel PK. The end is connected to the supply port 12.
  • the supply port 12 is formed so as to face the —X side, and supplies the liquid LQ substantially parallel to the upper surface of the first optical element LSI, that is, substantially parallel to the XY plane (laterally).
  • a part of the supply member 15 is provided between the upper surface of the first optical element LSI and the lower surface of the second optical element LS2.
  • a gap of 1 to 5 mm (1 mm in this embodiment) is formed between the upper surface of the first optical element LSI and the lower surface of the second optical element LS2, and a part of the supply member 15 is the first optical element
  • the LSI and the second optical element LS2 are not contacted with each other and are supported by the lens barrel PK or a predetermined support mechanism.
  • the recovery member 25 includes a straight portion 25A and an annular portion 25B connected to the straight portion 25A.
  • the straight portion 25A is provided so as to extend in the horizontal direction.
  • the straight portion 25A is disposed on the X side with respect to the object surface side space K1, and is provided so as to extend along the X-axis direction.
  • the annular portion 25B is formed smaller than the edge portion on the upper surface of the first optical element LSI, and a part on the ⁇ X side is connected to the linear portion 25A.
  • a part of the annular portion 25B on the + X side is open, and the supply member 15 is disposed in the opening 25K.
  • a collection channel 26 corresponding to the shape of the collection member 25 is formed inside the collection member 25 .
  • One end of the recovery channel 26 formed inside the straight portion 25A of the recovery member 25 is connected to the other end of the recovery channel 24 formed inside the lens barrel PK.
  • an annular recovery channel 26 is formed inside the annular portion 25B of the recovery member 25 so as to surround the object plane side space K1. Then, the other end portion of the recovery channel 26 formed inside the straight portion 25A is connected to a part of the annular recovery channel 26 formed inside the annular portion 25B.
  • the recovery port 22 is formed on the inner side surface of the annular portion 25B facing the object plane side space K1. Times The collecting rod 22 collects the liquid LQ in the object-side space K1. A plurality of recovery ports 22 are provided on the inner surface of the annular portion 25B so as to surround the object surface side immersion region LR1 formed on the upper surface of the first optical element LS1. Each of the plurality of recovery ports 22 provided on the inner surface of the annular portion 25B is connected to a recovery flow path 26 formed inside the annular portion 25B.
  • the recovery member 25 (annular portion 25B) is provided so as to surround a predetermined area AR1 through which the exposure light EL passes without blocking the irradiation of the exposure light EL.
  • a part of the recovery member 25 is provided between the upper surface of the first optical element LSI and the lower surface of the second optical element LS2. That is, the recovery member 25 is supported by the lens barrel PK or a predetermined support mechanism without contacting the first optical element LSI and the second optical element LS2. Thereby, it is possible to suppress the shape change of the first optical element LSI and the second optical element LS2, and to maintain the high image forming performance of the projection optical system PL.
  • the control device CONT drives the first liquid supply device 11.
  • the liquid LQ is sent from the first liquid supply device 11 under the control of the control device CONT
  • the liquid LQ sent from the first liquid supply device 11 is placed inside the supply pipe 13 and the lens barrel PK. It is supplied to the object plane side space K1 through the formed supply flow path 14, the supply member 15, and the supply port 12.
  • the liquid LQ supplied from the supply port 12 is in a part of the upper surface of the first optical element LSI that is larger than the predetermined area AR1 through which the exposure light EL passes and smaller than the upper surface.
  • the immersion region L R1 is locally formed.
  • the liquid LQ supplied between the first optical element LSI and the second optical element LS2 is held between the upper surface of the first optical element LSI and the lower surface of the second optical element LS2 by surface tension.
  • the liquid LQ filled in the object-side space K1 contacts a part of the upper surface of the first optical element LS1, and contacts almost the entire lower surface of the second optical element LS2.
  • the outer diameter of the lower surface of the second optical element LS2 is smaller than the outer diameter of the upper surface of the first optical element LSI, it is filled between the first optical element LSI and the second optical element LS2.
  • the liquid LQ thus formed can form an object surface side immersion region LR1 smaller than the upper surface of the first optical element LSI under the lower surface of the second optical element LS2.
  • the control device CONT drives the first liquid recovery device 21 of the first liquid immersion mechanism 1.
  • the liquid LQ in the object plane side space Kl flows into the recovery flow path 26 formed inside the annular portion 25B of the recovery member 25 via the recovery port 22. Since the recovery port 22 is arranged so as to surround the object plane side space K1, the liquid LQ in the object plane side space K1 is recovered from the surroundings via the recovery port 22. Then, the liquid LQ that has flowed into the recovery channel 26 formed inside the annular portion 25B is collected in the recovery channel 26 formed inside the linear portion 25A, and then formed inside the lens barrel PK. It flows into the recovery channel 24. The liquid LQ that has flowed through the recovery flow path 24 is sucked and recovered by the second liquid recovery device 21 via the recovery pipe 23.
  • the second liquid supply device 31 of the second immersion mechanism 2 supplies the liquid LQ in order to fill the image plane side space K2 on the light emission side of the first optical element LS1 with the liquid LQ.
  • the second liquid supply device 31 has substantially the same configuration as the first liquid supply device 11. That is, the second liquid supply device 31 includes a tank for storing the liquid LQ, a pressure pump, a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the supplied liquid LQ, and a deaeration for reducing the gas component in the supplied liquid LQ. It has a device and a filter unit that removes foreign substances in the liquid LQ.
  • FIG. 2 shows a deaerator 38 as an example.
  • One end of a supply pipe 33 is connected to the second liquid supply device 31, and the other end of the supply pipe 33 is connected to a nozzle member 70.
  • the liquid supply operation of the second liquid supply device 31 is controlled by the control device CONT.
  • the tank, pressurization pump, temperature control device, deaeration device, filter unit, etc. of the second liquid supply device 31 are all equipped with the exposure device EX that does not need to be equipped with the exposure device EX. Equipment such as a factory may be substituted.
  • the second liquid recovery device 41 of the second liquid immersion mechanism 2 recovers the liquid LQ filled in the image plane side space K2.
  • the second liquid recovery device 41 has substantially the same configuration as the first liquid recovery device 21. That is, the second liquid recovery device 41 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.
  • a vacuum system such as a vacuum pump
  • a gas-liquid separator that separates the recovered liquid LQ and gas
  • a tank that stores the recovered liquid LQ.
  • One end of a recovery pipe 43 is connected to the second liquid recovery apparatus 41, and the other end of the recovery pipe 43 is connected to a nozzle member 70.
  • the liquid recovery operation of the second liquid recovery device 41 is controlled by the control device CONT. Note that the vacuum system, gas-liquid separator, tank, etc.
  • the supply port 32 for supplying the liquid LQ to the image plane side space K2 and the recovery port 42 for recovering the liquid LQ in the image plane side space K2 are formed on the lower surface of the nozzle member 70.
  • the lower surface of the nozzle member 70 is provided at a position facing at least a part of the surface of the substrate P, the upper surface Fl of the substrate stage ST1, and the upper surface F2 of the measurement stage ST2.
  • the nozzle member 70 is an annular member provided so as to surround the side surface of the lens barrel PK in the vicinity of the image plane side of the projection optical system PL, and the supply port 32 is the image plane side space K2 on the lower surface of the nozzle member 70.
  • the recovery port 42 is provided on the lower surface of the nozzle member 70 outside the supply port 32 with respect to the image plane side space K2, and is provided in an annular shape so as to surround the image plane side space K2 and the supply port 32. It has been. Further, the recovery port 42 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 control device CONT supplies a predetermined amount of the liquid LQ from the second liquid supply device 31 of the second liquid immersion mechanism 2, and uses the second liquid recovery device 41 of the second liquid immersion mechanism 2 to liquid.
  • the image plane side space K2 is filled with liquid LQ, and at least one of the substrate P, the substrate stage ST1, and the measurement stage ST2 is placed on the object placed at a position facing the projection optical system PL.
  • An image plane side immersion area LR2 of the liquid LQ is locally formed on the upper surface of the part.
  • the control device CONT drives each of the second liquid supply device 31 and the second liquid recovery device 41 of the second liquid immersion mechanism 2.
  • the liquid LQ sent from the second liquid supply device 31 flows through the supply pipe 33 and then the nozzle.
  • the image is supplied from the supply port 32 to the image plane side space K2 through a supply channel formed inside the member 70.
  • the second liquid recovery device 41 is driven under the control device CONT, the liquid LQ in the image plane side space K2 passes through the recovery port 42 into the recovery flow path formed inside the nozzle member 70. After flowing in and flowing through the recovery pipe 43, it is recovered by the second liquid recovery device 41.
  • each of the object plane side space K1 and the image plane side space K2 is filled with the liquid LQ, so that the lower surface of the second optical element LS2 is filled.
  • the reflection loss on the upper surface of the first optical element LSI is reduced, and the substrate P can be satisfactorily exposed with a large image-side numerical aperture secured.
  • the degassing device 18 of the first liquid supply device 11 a degassing device using a hollow fiber membrane or the like can be used as disclosed in, for example, International Publication No. 2004Z053950 pamphlet. .
  • the first liquid supply device 11 uses the deaeration device 18 to set the dissolved gas concentration (for example, dissolved oxygen concentration) of the liquid LQ supplied to the object plane side space K1 to 5 ppm or less.
  • the deaeration device 38 provided in the second liquid supply device 31 also has substantially the same configuration as the deaeration device 18 of the first liquid supply device 11, and the second liquid supply device 31 is also degassed.
  • the gas device 38 the dissolved gas concentration (for example, dissolved oxygen concentration) of the liquid LQ supplied to the image plane side space K2 is set to 5 ppm or less.
  • FIGS. 4 and 5 are side sectional views of the substrate holder PH
  • FIG. 5 is a plan view of the substrate holder PH (substrate stage ST1) and the measurement stage ST2 as viewed from above.
  • the substrate holder PH is formed on the base PHB, the first holding portion PH1 formed on the base PHB, and detachably adsorbed and held on the base PHB, and the base PHB.
  • a second holding part PH2 that holds the plate member T by suction around the substrate P formed and held by the first holding part PH1 is provided.
  • the plate member T is a member different from the base material PHB, and is provided so as to be detachable (exchangeable) with respect to the base material PHB of the substrate holder PH.
  • a substantially circular hole TH in which the substrate P can be placed is formed in the central portion of the plate member T.
  • the plate member T held by the second holding part PH2 is arranged so as to surround the periphery of the substrate P held by the first holding part PH1.
  • the outer edge (side surface) Pc of the substrate P held by the first holding part PH1 and the inside (hole TH side) of the plate member T arranged outside the substrate P and held by the second holding part PH2 A gap A of about 0.1 to 1. Omm is formed between the edge (inner surface) Tc.
  • the outer shape of the plate member T is formed in a rectangular shape in plan view, and in this embodiment, the outer shape of the plate member PHB is formed to be approximately the same size.
  • FIG. 6 shows a state in which the substrate P and the plate member T are removed from the first and second holding portions PH1 and PH2, respectively.
  • the plate member T is liquid repellent with respect to the liquid LQ. Specifically, the plate part The contact angle of the liquid LQ when the liquid LQ is arranged on the upper surface Ta of the material T is 90 ° or more.
  • the plate member T is formed of a material having liquid repellency such as a fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)) or an acrylic resin.
  • the plate member T should be made of metal, and the surface should be covered with a liquid-repellent material such as fluorine-based grease.
  • each of the upper surface Ta and the lower surface Tb of the plate member T is a substantially flat surface (a flat portion).
  • the upper surface Ta of the plate member T held by the second holding part PH2 and the upper surface Pa of the substrate P held by the first holding part PH1 are substantially flush.
  • the image plane of the projection optical system PL is moved by moving the substrate holder PH (substrate stage ST1) in the XY direction with respect to the projection optical system PL while supplying and collecting the liquid LQ by the second immersion mechanism 2. While filling the side space K2 with the liquid LQ, the image side liquid immersion region LR2 can be smoothly moved between the upper surface Pa of the substrate P and the upper surface Ta of the plate member T.
  • the image plane side space K2 of the projection optical system PL can be continuously filled with the liquid LQ, the upper surface Pa of the substrate P held by the first holding part PH1 and the plate held by the second holding part PH2 There may be a step between the upper surface Ta of the member T.
  • the first holding part PH1 of the substrate holder PH includes a plurality of first protrusions 80 formed on the base material PHB and a plurality of first protrusions 80. And an annular first peripheral wall portion 81 formed on the base material PHB so as to surround the periphery.
  • the first convex portion 80 supports the lower surface Pb of the substrate P.
  • the first peripheral wall portion 81 is formed in a substantially annular shape in plan view according to the shape of the substrate P, and the upper surface 81A of the first peripheral wall portion 81 faces the peripheral region (edge region) of the lower surface Pb of the substrate P. It is formed as follows.
  • a first space VI surrounded by the base material PHB, the first peripheral wall portion 81, and the lower surface Pb of the substrate P is formed on the lower surface Pb side of the substrate P held by the first holding portion PH1.
  • a first suction port 83 is formed on the base material PHB inside the first peripheral wall portion 81.
  • the first suction ports 83 are respectively provided at a plurality of predetermined positions other than the first convex portions 80 on the upper surface of the base material PHB inside the first peripheral wall portion 81 in order to suck and hold the substrate P.
  • Each of the first suction ports 83 is connected to a first vacuum system (not shown).
  • the control device CONT drives the first vacuum system, and is inside the first space VI surrounded by the base material PHB, the first peripheral wall 81, and the substrate P.
  • the first holding portion PH1 in the present embodiment constitutes a so-called pin chuck mechanism.
  • a second peripheral wall portion 84 is provided outside the first peripheral wall portion 81.
  • the width of the upper surface 84A of the second peripheral wall portion 84 is large (wide).
  • a slit 85 is provided at each of a plurality of predetermined positions in the circumferential direction of the second peripheral wall portion 84.
  • the second holding portion PH2 of the substrate holder PH includes a substantially annular third peripheral wall portion 86 formed on the base material PHB so as to surround the second peripheral wall portion 84, and an outer side of the third peripheral wall portion 86. Provided on the base material PHB so as to surround the third peripheral wall portion 86, and a base between the third peripheral wall portion 86 and the fourth peripheral wall portion 87. And a plurality of second convex portions 88 formed on the material PHB. The second convex portion 88 supports the lower surface Tb of the plate member T.
  • the third peripheral wall portion 86 is formed in a substantially annular shape in plan view according to the shape of the hole TH of the plate member T.
  • the fourth peripheral wall portion 87 is formed in a substantially rectangular ring shape in plan view according to the outer shape of the plate member T.
  • the upper surface 86A of the third peripheral wall portion 86 is formed so as to face the inner edge region (inner edge region) near the hole TH of the lower surface Tb of the plate member T.
  • the upper surface 87A of the fourth peripheral wall portion 87 is formed to face the outer edge region (outer edge region) of the lower surface Tb of the plate member T.
  • a second suction port 89 is formed on the base material PHB between the third peripheral wall portion 86 and the fourth peripheral wall portion 87.
  • the second suction port 89 is provided at a plurality of predetermined positions other than the second convex portion 88 on the upper surface of the base material PHB between the third peripheral wall portion 86 and the fourth peripheral wall portion 87 in order to suck and hold the plate member T.
  • Each is provided.
  • Each of the second suction ports 89 is connected to a second vacuum system (not shown).
  • the control device CONT drives the second vacuum system and sucks the gas (air) inside the second space V2 surrounded by the base material PHB, the third and fourth peripheral wall portions 86 and 87, and the plate member T.
  • the second holding portion PH2 also constitutes a so-called pin chuck mechanism.
  • FIG. 7 is a view showing the vicinity of the gap A.
  • the gap A is set to about 0.1 to 1. Omm, and the force that prevents the liquid LQ from entering the substrate holder PH through the gap A is shown in FIG. In this way, when the image plane side immersion region LR2 is formed on the gap A, the liquid LQ may enter the substrate holder PH through the gap A.
  • the exposure apparatus EX includes a liquid recovery mechanism 90 that recovers the liquid LQ that has entered through the gap A.
  • the liquid recovery mechanism 90 includes a first recovery port 91 provided between the first peripheral wall portion 81 and the second peripheral wall portion 84, and a vacuum connected to the first recovery port 91 via a flow path 93.
  • a second suction device 95 including a vacuum system.
  • the first recovery port 91 is provided on the upper surface of the base material PHB between the outer surface of the first peripheral wall portion 81 and the inner surface of the second peripheral wall portion 84.
  • the second recovery port 94 is provided on the upper surface of the base material PHB between the outer side surface of the second peripheral wall portion 84 and the inner side surface of the third peripheral wall portion 86.
  • the first suction device 92 and the first vacuum system for making the first space VI have a negative pressure are independent from each other, and the second suction device 95 and the second space V2 are made to have a negative pressure.
  • the control device CONT can individually control the operations of the first and second suction devices 92 and 95, and the first and second vacuum systems.
  • the suction operation by the first and second suction devices 92 and 95, The suction operation by the first and second vacuum systems can be performed independently.
  • the lower surface Pb of the substrate P held by the first holding portion PH1 and a partial region of the upper surface 84A of the second peripheral wall portion 84 face each other, and the second holding portion PH2
  • the lower surface Tb of the held plate member T and the other region of the upper surface 84A of the second peripheral wall portion 84 are opposed to each other. That is, the upper surface 84A of the second peripheral wall portion 84 is disposed immediately below the gap A formed between the substrate P and the plate member T.
  • a predetermined gap C is formed between the lower surface Pb of the substrate P and the upper surface 84A of the second peripheral wall portion 84, and between the lower surface Tb of the plate member T and the upper surface 84A of the second peripheral wall portion 84.
  • a predetermined gap G is formed in the. [0087]
  • the gap C includes a third space 97 formed by the base material PHB, the first peripheral wall portion 81, the second peripheral wall portion 84, and the lower surface Pb of the substrate P, and an outer side of the third space 97. It forms a flow path that circulates in the space.
  • the gap G includes a fourth space 98 formed by the base material PHB, the second peripheral wall portion 84, the third peripheral wall portion 86, and the lower surface Tb of the plate member T, and a space outside the fourth space 98. It forms a flow path that circulates.
  • the first recovery port 91 is provided outside the first peripheral wall portion 81 and at each of a plurality of predetermined positions along the first peripheral wall portion 81.
  • each of the first recovery ports 81 has a substantially circular shape in plan view, and is provided at predetermined intervals at six locations along the circumferential direction of the first peripheral wall portion 81 on the upper surface of the base material PHB. .
  • the respective forces of the slits 85 of the second peripheral wall 84 are provided between the first recovery ports 91 adjacent to each other.
  • the second recovery port 94 is provided outside the second peripheral wall portion 84 and at each of a plurality of predetermined positions along the second peripheral wall portion 84.
  • each of the second recovery ports 94 has a substantially circular shape in plan view, and is provided at predetermined intervals at six locations along the circumferential direction of the second peripheral wall portion 84 on the upper surface of the base material PHB. It has been.
  • Each of the second recovery ports 94 is provided between the slits 85 of the second peripheral wall portions 84 adjacent to each other.
  • the liquid LQ that has entered at least one of the third space 97 and the fourth space 98 through the gap A can be recovered by driving at least one of the first suction device 92 and the second suction device 95. it can.
  • the first suction device 92 when the first suction device 92 is driven, the first collection device 91 is moved along the first and second peripheral wall portions 81 and 84 in the vicinity of the first collection port 91 (the third space 97). Since a directional gas flow is generated at the port 91, the liquid LQ that has entered the third space 97 is moved to the first recovery port 91 by this gas flow and is recovered through the first recovery port 91. be able to.
  • the vicinity of the second recovery port 94 (fourth space 98) Since a gas flow directed toward the second recovery port 94 is generated along the second and third peripheral wall portions 84 and 86, the liquid LQ that has entered the fourth space 98 is caused by this gas flow. Then, it can move to the second collection port 94 and can be collected through the second collection port 94.
  • the first space in the groove-shaped third space 97 is the first. It is possible to increase the flow velocity of the directional gas flow at the recovery port 91.
  • the gap J between the second peripheral wall portion 84 and the third peripheral wall portion 86 is set to, for example, about 0.5 to 1.5 mm.
  • the liquid LQ recovery operation using the first recovery port 91 and the second recovery port 94 is stopped during the exposure of the substrate P, and when the exposure of the substrate P is not performed. Executed.
  • the control device CONT drives each of the first suction device 92 and the second suction device 95 and uses the first recovery port 91.
  • the liquid LQ recovery operation and the liquid LQ recovery operation using the second recovery port 94 can be performed in parallel.
  • the suction force force of the liquid LQ to the gap G is increased via the gap C, the gap G, and the first recovery port 91 so as to be larger than the suction force of the liquid LQ to the gap.
  • a suction force and a suction force through the second recovery port 94 are set. Accordingly, since the liquid LQ that has entered from the gear A can be smoothly drawn into the lower surface Tb of the plate member T, the inconvenience that the liquid LQ that has also entered the gap A force flows into the lower surface Pb of the substrate P can be prevented. Can do.
  • the liquid recovery mechanism 90 is formed on the gap A when not only recovering the liquid LQ that has entered the gap A but also recovering all the liquid LQ in the image plane side immersion area LR2, for example.
  • the liquid LQ in the image plane side immersion area LR2 can also be actively collected through the gap A.
  • the control device CONT performs the recovery operation using the second liquid recovery device 41 of the second immersion mechanism 2 and the liquid recovery.
  • the recovery operation using the mechanism 90 can be used in combination.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a part of the measurement stage ST2.
  • the measurement stage ST2 is equipped with various measuring instruments (including measurement members) for performing measurements related to the exposure process.
  • a measuring instrument mounted on the measurement stage ST2 for example, a reference mark plate on which a plurality of reference marks are formed as disclosed in, for example, JP-A-5-21314, for example, JP-A-57-117238 is disclosed.
  • a measuring instrument mounted on the measurement stage ST2 for example, a reference mark plate on which a plurality of reference marks are formed as disclosed in, for example, JP-A-5-21314, for example, JP-A-57-117238 is disclosed.
  • JP-A-5-21314 for example, JP-A-57-117238
  • Non-uniformity sensor As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-198303, and dose sensor (illuminance sensor as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11 16816) ).
  • measuring instruments mounted on the measuring stage ST2 are disclosed in International Publication No. 99 Z60361, Panfrets H-compatible US Application No. 09Z714, 183), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-71514, US Patent No. 6650399, etc. Examples thereof include a wavefront aberration measuring instrument and a reflecting portion disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-183522.
  • the measurement stage ST2 is a dedicated stage for performing the measurement process related to the exposure process and is configured not to hold the substrate P.
  • the substrate stage ST1 is a measurement that performs the measurement related to the exposure process.
  • the device is not equipped with a device.
  • an exposure apparatus provided with such a measurement stage for example, according to Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-135400 and 2000-164504 (corresponding to US Pat. No. 6,897,963). It is disclosed in detail and its US patent is incorporated herein by reference.
  • a part of the measuring instruments may be mounted on the measuring stage ST2 according to necessity. Furthermore, a part of measuring instruments necessary for the exposure apparatus EX may be mounted on the measurement stage ST2, and the remaining part may be mounted on the substrate stage ST1.
  • the measurement stage ST2 is provided with an observation apparatus 100 that can observe the states of the object plane side immersion area LR1 and the image plane side immersion area LR2. .
  • the observation apparatus 100 is provided inside the measurement stage ST2.
  • an opening 104K is formed on measurement stage ST2, and transparent member 104 is disposed in opening 104K.
  • the transparent member 104 is made of, for example, a glass plate.
  • the upper surface of the transparent member 104 is a flat surface.
  • the observation apparatus 100 is arranged in the internal space 106 of the measurement stage ST2.
  • the observation apparatus 100 includes an optical system 101 disposed on the lower side of the transparent member 104, and an imaging element 103 configured by a CCD or the like.
  • the image sensor 103 can acquire an optical image (image) of the liquid LQ forming the first liquid immersion area LR1 and the second liquid immersion area LR2 via the transparent member 104 and the optical system 101.
  • the image sensor 103 converts the acquired image into an electrical signal and outputs the signal (image information) to the control device CONT.
  • the observation apparatus 100 also has an adjustment mechanism 102 that can adjust the focal position of the optical system 101.
  • the observation apparatus 100 has a visual field capable of observing the entire object plane side immersion area LR1 and the image plane side immersion area LR2.
  • the entire observation apparatus 100 may be arranged inside the measurement stage ST2, but for example, some optical elements of the plurality of optical elements constituting the optical system 101, the image pickup element 103, and the like are used for measurement. It may be arranged outside stage ST2. Further, the adjustment mechanism 102 may be omitted.
  • the above-described reference mark plate FM is disposed on the measurement stage ST2.
  • a fiducial mark (first fiducial mark) FM1 detected by alignment RA and a fiducial mark (second fiducial mark) FM2 detected by alignment ALG are formed in a predetermined positional relationship.
  • the fiducial mark plate FM defines the alignment position of the substrate P with respect to the pattern image of the mask M formed via the projection optical system PL, and 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 first reference mark FM1 on the reference mark plate FM is measured by the mask alignment system RA through the projection optical system PL and the liquid LQ.
  • the control device CONT controls the first optical element LSI and the reference when the measurement stage ST2 and the projection optical system PL (first optical element LSI) are opposed to each other.
  • Mark plate FM (No. The first fiducial mark FM1 is observed by the mask alignment system RA with the space between the first fiducial mark FM1) filled with liquid LQ.
  • an upper plate 165 constituting a part of the aerial image measurement sensor 160 is provided on the measurement stage ST2.
  • the aerial image measurement sensor 160 connects the projection optical system PL including the first optical element LSI and the second optical element LS2 in a state where the object plane side space K1 and the image plane side space K2 are filled with the liquid LQ. Used to measure image properties (optical properties).
  • the aerial image measurement sensor 160 guides the upper plate 165 disposed on the measurement stage ST2 and a light receiving element (optical sensor) (not shown) composed of a photoelectric conversion element and light that has passed through the upper plate 165 to the light receiving element.
  • An optical system (not shown) is provided.
  • An opening 159K is formed on measurement stage ST2, and upper plate 165 is fitted in opening 159K.
  • an internal space connected to the opening 159K is formed inside the measurement stage ST2, and the optical system and the light receiving element constituting the aerial image measurement sensor 160 are arranged in the internal space.
  • the upper plate 165 includes a light-shielding film 162 having a chrome isotropic force provided at the center of the upper surface of a rectangular glass plate member in plan view, and the periphery of the light-shielding film 162, that is, the glass plate.
  • a reflective film 163 made of aluminum isotonic provided on a portion other than the light shielding film 162 on the upper surface of the member, and a slit 161 that is an opening pattern formed in a part of the light shielding film 162 is provided.
  • the slit 161 a glass plate member which is a transparent member is exposed, and light can pass through the slit 161. That is, the slit 161 functions as a light transmission part formed in the upper plate 165.
  • the mask stage MST holds a measurement mask on which an aerial image measurement pattern is formed. Then, the controller CONT uses the first immersion mechanism 1 to fill the object plane side space K1 with the liquid LQ, and the second immersion mechanism with the projection optical system PL and the measurement stage ST2 facing each other. 2 is used to fill the image plane side space K2 between the projection optical system PL and the upper plate 165 with the liquid LQ. The second immersion mechanism 2 forms the image plane side immersion region LR2 on the upper plate 165 so that the slit 161 is covered with the liquid LQ.
  • the control device CONT emits the exposure light EL from the illumination optical system IL.
  • Exposure light EL After passing through the measurement mask, the projection optical system PL, and the liquid LQ in the object plane side immersion area LR1 and the image plane side immersion area LR2, the upper plate 165 is irradiated.
  • the light that has passed through the slit 161 of the upper plate 165 is guided to a light receiving element (not shown) through an optical system (not shown).
  • the light receiving element outputs a photoelectric conversion signal (light amount signal) corresponding to the amount of received light to the control device CONT via the signal processing device.
  • the control device CONT performs a predetermined calculation process based on the light reception result of the light receiving element, and obtains the imaging characteristics via the projection optical system PL and the liquid LQ.
  • the entire aerial image measurement sensor 160 may be disposed inside the measurement stage ST2, or, for example, a part of the optical system may have a light receiving element or the like disposed outside the measurement stage ST2. Good. You can also use the measurement pattern provided on the mask stage MST instead of the measurement mask.
  • the control device CONT uses the first liquid immersion mechanism 1 to fill the object plane side space K1 with the liquid LQ and the second liquid.
  • immersion mechanism 2 fill the image plane side space K2 between the first optical element LSI and the upper plate 301 of the unevenness sensor placed on measurement stage ST2 with liquid LQ, and form it on liquid LQ and upper plate 301.
  • the exposure light EL is received through the light transmission part.
  • the device CONT uses the first immersion mechanism 1 to fill the object-side space K1 with liquid LQ, and the second immersion mechanism 2 is used to place it on the first optical element LSI and measurement stage ST2.
  • the space between the upper plate and a part of the measuring instrument is filled with liquid LQ, and the exposure light EL is received through the liquid LQ and the light transmitting part formed on the upper plate.
  • the upper surface of the transparent member 104, the upper surface of the reference mark plate FM, the upper surface of the upper plate 165 of the aerial image measurement sensor 160, the upper surface of the upper plate 301 of the unevenness sensor, and the like are substantially the same as the upper surface of the measurement stage ST2. It has become one. That is, the upper surface of the measurement stage ST2 and the upper surface of each measurement member are provided so as to have substantially the same height (level), and the upper surface of the measurement stage ST2 includes the upper surface of each measurement member. In the following description, the upper surface of measurement stage ST2 including the upper surfaces of these measurement members will be referred to as “upper surface F2” as appropriate.
  • the control device CONT can bring the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 into contact with each other or make them close to each other, and the upper surface F1 of the substrate stage ST1 and the upper surface F2 of the measurement stage ST2. Can be adjusted to be approximately the same height position.
  • the image plane side immersion area LR2 formed by the second immersion mechanism 2 on the light exit side of the first optical element LSI of the projection optical system PL is located on the substrate stage ST1.
  • the measurement stage ST2 can be moved.
  • the controller CONT uses the stage drive devices SD1 and SD2 to bring the upper surface F1 of the substrate stage ST1 and the upper surface F2 of the measurement stage ST2 into contact with each other or close to each other.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are moved together in the X and Y directions, and the image plane side immersion area LR2 formed by the second immersion mechanism 2 is moved between the upper surface F1 of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2.
  • the substrate stage ST1 is filled with the liquid LQ while the image plane side space K2 of the projection optical system PL is filled with the liquid LQ while suppressing the outflow of the liquid LQ from the gap (gap) between the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2.
  • the image plane side immersion area LR2 can be moved between ST1 and measurement stage ST2.
  • FIGS. 17 to 22 are flow charts for explaining the procedure of the exposure method.
  • FIG. 17 is a flowchart showing the basic procedure of the exposure method according to this embodiment.
  • the controller CONT uses the first immersion mechanism 1 to supply the liquid LQ to the object plane side space K1, thereby filling the object plane side space K1 with the liquid LQ.
  • the liquid LQ does not exist in the optical path space (Kl, ⁇ 2).
  • the control device CONT uses the first immersion mechanism 1 to supply the liquid LQ to the object plane side space K1 where the liquid LQ is present.
  • the optical path space (Kl, ⁇ 2) of the exposure light EL in the initial state where no liquid LQ exists with the liquid LQ, the optical path space (Kl, ⁇ 2)
  • the operation of supplying the liquid LQ is appropriately referred to as “initial filling operation”.
  • the initial filling operation means that the liquid LQ is supplied to the optical path space (Kl, ⁇ 2) in the state (empty state) without the liquid LQ, and the optical path space (Kl, ⁇ 2) is supplied to the liquid LQ.
  • the control device CONT uses the first immersion mechanism 1 to supply the liquid LQ to the object plane side space K1 when the liquid LQ is present.
  • a filling operation is performed (step S10).
  • FIG. 19 is a flowchart showing a specific procedure of step S10.
  • step S10 where the object plane side space K1 is initially filled, when a command is issued to initially fill the object plane side space K1 (step Sl l), as shown in FIG.
  • the first liquid immersion mechanism 1 is driven to fill the object plane side space K1 with the liquid LQ.
  • the control device CONT uses the observation device 100 to perform the initial filling operation of the object-side space K1 while observing the object-surface-side immersion region LR1 formed by the liquid LQ that fills the object-side space K1. S12).
  • the control device CONT performs the liquid supply operation by the first liquid supply device 11 of the first liquid immersion mechanism 1 and the liquid recovery operation by the first liquid recovery device 21. Perform in parallel for a predetermined time.
  • the controller CONT uses the adjustment mechanism 102 to adjust the focal position of the optical system 101 in the Z axis direction of the object plane side immersion area LR1. Adjust to position. Therefore, the imaging element 103 can acquire an image of the liquid LQ that forms the object plane side immersion region LR1 in a good manner. Further, since the observation apparatus 100 has a field of view larger than that of the object plane side immersion area LR1, images of the liquid LQ that form the object plane side immersion area LR1 can be collectively acquired. [0125]
  • the image information related to the object plane side immersion area LR1 acquired by the image sensor 103 is output to the control device CONT. Based on the signal (image information) output from the image sensor 103, the control device CONT displays an image of the liquid LQ forming the object surface side immersion region LR1 on the display device DY.
  • control device CONT performs arithmetic processing (image processing) on the signal output from the image sensor 103, and based on the processing result, the liquid LQ that fills the object plane side space K1 is in a desired state. Determine whether or not. Specifically, the control device CONT determines whether or not there are bubbles in the liquid LQ (step S13). It is also possible to determine whether there is a gas part including air bubbles or particles (foreign matter) as well as bubbles.
  • a state (liquid) where air bubbles are mixed in the liquid LQ or the object surface side immersion area LR1 sufficiently covers the predetermined area AR1 through which the exposure light EL passes.
  • a malfunction such as a cutting state
  • good exposure accuracy and measurement accuracy cannot be obtained.
  • the observation apparatus 100 can observe (detect) bubbles having a diameter of 0.1 mm or more, for example.
  • step S13 if it is determined that there is no bubble in the liquid LQ that fills the object plane side space K1, and that the liquid LQ is in the desired state, the initial filling operation of the object plane side space K1 ends (step S13). S15). That is, the liquid supply operation by the first liquid supply device 11 and the liquid recovery operation by the first liquid recovery device 21 are stopped. In order to stabilize the state (liquid quality, etc.) of the liquid LQ that fills the object side space K1, there are no bubbles in the liquid LQ! Then, the liquid supply operation by the first liquid supply device 11 and the liquid recovery operation by the first liquid recovery device 21 may be continued for a predetermined time.
  • step S13 if it is determined in step S13 that bubbles are present in the liquid LQ that fills the object plane side space K1, the control device CONT uses the degassed liquid LQ to reduce or eliminate the bubbles. Supply for a predetermined time (step S14). That is, the control device CONT is based on the observation result of the observation device 100 mounted on the measurement stage ST2. When it is determined that there is a bubble (gas part) in the liquid LQ that fills the space Kl, the degassed liquid LQ is predetermined in the object-side space K1 between the first optical element LSI and the second optical element LS2.
  • the first immersion mechanism 1 is controlled so that a predetermined amount of the liquid LQ is recovered from the object-side space K1 according to the supply amount of the degassed liquid LQ while being supplied for a time.
  • the control device CONT includes the first liquid supply device 11. After sufficiently degassing the liquid LQ using the deaerator 18 provided in the device 11, the first immersion mechanism 1 is controlled to remove the degassed liquid LQ from the first optical element LSI and the second optical element. It can be supplied to the object plane side space K1 between the element LS2.
  • the liquid supply amount per unit time when supplying the liquid LQ to the object plane side space K1 in order to reduce or eliminate bubbles, and when the object plane side space K1 is initially filled The liquid supply amount per unit time may be almost the same, and the liquid supply amount per unit time when supplying the liquid LQ to the object-side space K1 in order to reduce or eliminate bubbles
  • the liquid supply amount per unit time when the object plane side space K1 is initially filled may be larger.
  • step S15 the initial filling of the object plane side space K1 is completed (step S15). That is, the liquid supply operation by the first liquid supply device 11 and the liquid recovery operation by the first liquid recovery device 21 are stopped. In order to stabilize the state of the liquid LQ that fills the object plane side space K1 (liquid quality, etc.), the liquid supply operation by the first liquid supply device 11 is performed after it is determined that there are no bubbles in the liquid LQ. And the liquid recovery operation by the first liquid recovery device 21 may continue for a predetermined time! / ⁇ .
  • the operator determines whether or not the object plane side immersion area LR1 is in a desired state. To judge It may be. In this case, the operator or the like instructs the control device CONT to perform the next operation.
  • step S13 If it is determined in step S13 that the liquid LQ filling the object plane side space K1 is defective, the control device CONT stops supplying the liquid LQ to the object plane side space K1 and All of the liquid LQ in the surface side space K1 may be discharged, and after the discharge, the process may return to step S11 to perform the initial filling operation on the object surface side space K1 again.
  • step S20 the initial filling operation for the image plane side space K2 is performed (step S20).
  • the control device CONT uses the second immersion mechanism 2 to perform the initial operation with respect to the image plane side space K2 by supplying and collecting the liquid LQ with respect to the image plane side space K2 in the presence of the liquid LQ. Perform fill operation
  • FIG. 20 is a flowchart showing a specific procedure of step S20.
  • step S20 for initial filling of the image plane side space K2 when a command is issued to initially fill the image plane side space K2 (step S21), as shown in FIG. With the projection optical system PL and the transparent member 104 on the measurement stage ST2 facing each other, the second immersion mechanism 2 is driven to fill the image plane side space K2 with the liquid LQ.
  • the control device CONT uses the observation device 100 to perform the initial filling of the image plane side space K2 while observing the image plane side immersion area LR2 formed by the liquid LQ that fills the image plane side space K2. Step S22).
  • the control device CONT uses the observation device 100 to observe the state of the image plane side immersion area LR2 formed by the liquid LQ that fills the image plane side space K2.
  • the observation apparatus 100 observes the state of the image plane side immersion region LR2 through the transparent member 104.
  • the measurement stage ST2 is almost stationary.
  • the image sensor 103 acquires an image of the liquid LQ that forms the image plane side immersion region LR2 via the transparent member 104 and the optical system 101.
  • the control unit CONT uses the adjustment mechanism 102 to adjust the focal position of the optical system 101 in the image plane side immersion area LR2. Set to the position in the Z-axis direction. Therefore, the image sensor 103 can acquire an image of the liquid LQ forming the image plane side immersion region LR2 in a good manner.
  • the observation apparatus 100 has a larger field of view than the image plane side immersion region LR2, the liquid that forms the image plane side immersion region LR2 is used. Body LQ images can be acquired at once.
  • Image information regarding the image plane side immersion area LR2 acquired by the image sensor 103 is output to the control device CONT. Based on the signal (image information) output from the image sensor 103, the control device CONT displays an image of the liquid LQ forming the image plane side immersion region LR2 on the display device DY.
  • control device CONT performs arithmetic processing (image processing) on the signal output from the image sensor 103, and based on the processing result, the liquid LQ that fills the image plane side space K2 is in a desired state. Determine whether it is power. Specifically, the control device CONT determines whether or not there is a bubble in the liquid LQ (step S23). It is also possible to determine whether or not there is a force that includes not only bubbles but also gas portions including air bubbles or particles (foreign matter).
  • the observation apparatus 100 By observing the state of the image plane side immersion area LR2 using the observation apparatus 100, it is possible to determine whether or not a defect has occurred in the image plane side immersion area LR2. Further, the observation apparatus 100 can observe (detect) bubbles having a diameter of 0.1 mm or more, for example.
  • step S23 when it is determined that there is no bubble in the liquid LQ that fills the image plane side space K2, and the liquid LQ is in the desired state, the initial filling operation of the image plane side space K2 ends. (Step S25).
  • step S23 if it is determined in step S23 that bubbles are present in the liquid LQ that fills the image plane side space K2, the controller CONT degassed liquid LQ to reduce or eliminate the bubbles. Is supplied for a predetermined time (step S24). That is, when the control device CONT determines that there is a bubble (gas portion) in the liquid LQ that fills the image plane side space K2 based on the observation result of the observation device 100 mounted on the measurement stage ST2, The vaporized liquid LQ is supplied to the image plane side space K2 between the first optical element LSI and the transparent member 104 for a predetermined time, and from the image plane side space K2 according to the supply amount of the degassed liquid LQ.
  • the second immersion mechanism 2 is controlled so as to collect a predetermined amount of liquid LQ.
  • the control device CONT has the second liquid supply device.
  • the second immersion mechanism 2 is controlled to remove the degassed liquid LQ from the first optical element LSI and the transparent member 104. Can be supplied to the image plane side space K2. Then, by supplying the sufficiently degassed liquid LQ to the image plane side space K2 for a predetermined time, bubbles (gas portions) in the liquid LQ forming the image plane side immersion area LR2 are washed away.
  • step S24 may be executed while moving the measurement stage ST2. For example, by causing the measurement stage ST2 to reciprocate in a predetermined direction with a predetermined stroke, the bubbles (gas portion) in the liquid LQ can be more quickly flushed away.
  • step S25 After it is confirmed that is below the predetermined level, the initial filling of the image plane side space ⁇ 2 is completed (step S25).
  • the liquid supply operation by the second liquid supply device 31 and the liquid recovery operation by the second liquid recovery device 41 after the initial filling operation of the liquid LQ that fills the image plane side space K2 is completed. Is continued and the liquid that fills the image plane side space K2 is replaced (exchanged).
  • the operator determines whether or not the image plane side immersion area LR2 is in a desired state. You may make a judgment. In this case, the operator or the like instructs the control device CONT to perform the next operation.
  • step S23 If it is determined in step S23 that the liquid LQ filling the image plane side space K2 is defective, the controller CONT stops supplying the liquid LQ to the image plane side space K2. Alternatively, all of the liquid LQ in the image plane side space K2 may be discharged, and after that discharge, the process may return to step S21 to perform the initial filling operation for the image plane side space K2 again.
  • FIG. 12 shows the initial filling of the object plane side space K1 or the image plane side space K2 while observing the object plane side immersion area LR1 or the image plane side immersion area LR2 using the observation apparatus 100. The state of operation is shown. At this time, the substrate stage ST1 stands by at the substrate exchange position RP as shown in FIG.
  • the liquid LQ in the object plane side space K1 is exchanged, the liquid LQ is filled in the object plane side space K1, and then the first immersion mechanism 1 is used.
  • the liquid LQ supply operation to the object plane space K1 and the recovery operation of the liquid LQ in the object plane space K1 are started in parallel, and the liquid LQ is filled in the object plane space K1 first.
  • a fresh clean liquid LQ that is collected from the side space K1 and adjusted to a predetermined temperature is supplied to the object plane side space K1.
  • the liquid LQ filled in the object-side space K1 is irradiated with the exposure light EL, the liquid LQ filled in the object-side space K1 can rise in temperature due to the irradiation heat of the exposure light EL. There is sex. In addition, if the liquid LQ stays in the object-side space K1 for a long time, the liquid LQ is contaminated and affects the members that contact the liquid LQ, such as the first optical element LS1 and the second optical element LS2. May affect.
  • the object plane side space K1 when the liquid LQ in the object plane side space K1 is not constantly replaced, the object plane side space By replacing the liquid LQ of Kl at a predetermined timing, the temperature rise of the liquid LQ filled in the object surface side space K1 and inconveniences such as contamination are suppressed, and the object surface side space K1 is in a desired state (desired temperature, It can be filled with a liquid LQ of the desired cleanliness).
  • control device CONT executes a predetermined measurement process using the measuring instrument (measurement member) on the measurement stage ST2 (step S30).
  • An example of this measurement is a baseline measurement of alignment ALG.
  • the control device CONT makes the first optical element LSI of the projection optical system PL and the measurement stage ST2 face each other, and a reference mark plate provided on the measurement stage ST2.
  • the first fiducial mark on FM and the corresponding mask alignment mark on mask M are detected using the above mask alignment RA, and the first fiducial mark and the corresponding mask alignment mark are detected. Detect the positional relationship.
  • the control device CONT detects the second reference mark on the reference mark plate FM by the alignment system ALG, thereby detecting the positional relationship between the detection reference position of the alignment system ALG and the second reference mark.
  • the control device CONT uses the second immersion mechanism 2 to fill the space between the projection optical system PL and the reference mark plate FM (first reference mark) with the liquid LQ. Under the condition, measure using mask alignment RA. Thus, the mask alignment system RA performs measurement via the projection optical system PL and the liquid LQ. The control device CONT then determines the positional relationship between the first reference mark and the corresponding mask alignment mark and the alignment system.
  • the measurement stage ST2 may be moved while being monitored by the laser interferometer 56, and the other may be executed. ! ⁇ .
  • the control device CONT While performing the measurement operation using the measuring instrument (measurement member) on the measurement stage ST2, the control device CONT controls the substrate stage ST1 to be exposed at the substrate exchange position RP. Load P onto substrate stage ST1 using transfer device H. The first substrate P of the first lot is loaded on the substrate stage ST1.
  • the control device CONT uses the transport device H to unload the exposed substrate P from the substrate stage ST1.
  • 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 160.
  • the control device CONT forms the image plane side immersion region LR2 formed by the second immersion mechanism 2 on the upper plate 165 of the measurement stage ST2.
  • the exposure light EL is received through the liquid LQ between the projection optical system PL and the upper plate 165 and the slit 161 formed on the upper plate 165, and the imaging characteristics of the projection optical system PL are measured. I do.
  • measurement processing using an unevenness sensor, a dose sensor, a wavefront aberration measuring instrument, or the like is performed as necessary. These unevenness sensors, dose sensors, wavefront aberration measuring instruments, etc.
  • the imaging characteristic adjusting device LC may be a device that moves the mask M and adjusts the wavelength of the exposure light EL only by adjusting the projection optical system PL. It is also possible to adjust the positional relationship between the projection optical system PL and the surface of the substrate P to be exposed based on the measurement results of the measuring instrument mounted on the measurement stage ST2.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a specific procedure of step S40.
  • the control device CONT uses the stage drive devices SD1 and SD2 to perform the substrate stage S.
  • At least one of Tl and measurement stage ST2 is moved, and as shown in FIG. 14, substrate stage ST1 and measurement stage ST2 are brought into contact (or approached), and the relative positional relationship is maintained. Move in the XY plane and perform alignment processing on substrate P after loading on substrate stage ST1.
  • the control device CONT detects the alignment mark on the substrate P after replacement by the alignment system ALG, and detects the position of each of the plurality of shot areas provided on the substrate P. Determine the coordinates (array coordinates).
  • the control device CONT maintains the relative positional relationship between the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 in the X-axis direction and uses the stage drive devices SD1 and SD2 to connect the substrate stage ST1. Move together with the measurement stage ST2 in the X direction. The control device CONT moves between the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2, thereby forming an image plane side formed between the first optical element LSI of the projection optical system PL and the upper surface F2 of the measurement stage ST2.
  • the controller CONT moves the measurement stage ST2 away from the substrate stage ST1 as shown in FIG. Move to a predetermined retreat position PJ and expose the substrate P (step S43).
  • step S43 the control device CONT sequentially transfers the pattern of the mask M to each of the plurality of shot areas on the substrate P.
  • the alignment of each shot area on the substrate P with respect to the mask M was 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 baseline information.
  • the control device CONT moves at least one of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 using the stage driving devices SD1 and SD2, and moves the substrate stage.
  • the top surface F1 of ST1 and the top surface F2 of the measurement stage ST2 are brought into contact (or approached).
  • 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.
  • the substrate stage ST1 is retracted to a predetermined position such as the substrate exchange position RP (see FIG. 13).
  • the control device CONT has the image plane side space K2 on the light exit side of the first optical element LSI when the substrate stage ST1 moves away from the projection optical system PL for replacement of the substrate P or the like.
  • the measurement stage S is placed at a position facing the first optical element LSI. T2 is arranged.
  • the controller CONT uses the second immersion mechanism 2 to move the liquid LQ between the first optical element LSI and the measurement stage ST2. If necessary, measurements are made using each measuring instrument placed on the measurement stage ST2, and the results are reflected in the subsequent exposure of the substrate. In this case, each time the substrate is replaced, at least one measuring instrument on the measuring stage ST2 is selected as necessary, and the measurement result using the selected measuring instrument is reflected in the subsequent exposure.
  • the exposure to the substrate P can be performed with high accuracy.
  • the object plane side immersion area LR1 and the image plane side immersion area LR2 may be observed using the observation apparatus 100 mounted on the measurement stage ST2. .
  • the observation apparatus 100 mounted on the measurement stage ST2.
  • the bubbles in the liquid LQ are maintained by continuing to flow the degassed liquid LQ or replacing (exchange) the liquid LQ. After reducing or disappearing, exposure of the next substrate P may be started.
  • the exposure process on the substrate P is performed.
  • the operation of exposing the substrate P on the substrate stage ST1 the operation of moving the image plane side immersion area LR2 onto the measurement stage ST2, the operation of replacing the substrate P, and the loading of the substrate P
  • the control device CONT sequentially exposes a predetermined number of substrates P constituting the first lot.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are kept in contact with or close to each other until the alignment process start force is completed.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 may be brought into contact with or close to each other only during the period of the portion.
  • the measurement stage ST2 may be separated from the substrate stage ST1 when the movement of the image plane side immersion area LR2 from the measurement stage ST2 to the substrate stage ST1 is completed.
  • substrate stage ST 1 and measurement stage ST2 are brought into contact with each other or moved to move the image plane side immersion area LR2 from measurement stage ST2 to substrate stage ST1, and after aligning measurement stage ST2 with substrate stage ST1, alignment processing is started. It may be.
  • the alignment process is performed without bringing the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 into contact with or close to each other while the image plane side immersion region LR2 is formed on the measurement stage ST2, and after the alignment process is completed, the substrate stage ST1 And the measurement stage ST2 are brought into contact with or close to each other, and the measurement stage ST2 force may also move the image plane side immersion area LR2 to the substrate stage ST1.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 may be brought into contact with or close to each other.
  • the control device CONT replaces the mask M on the mask stage MST with another mask M, and the object plane side space K1. Whether or not to replace the liquid LQ filled in the physical surface side space K1 is determined according to the elapsed time from when the initial filling of (1) is completed (ie, step S10). Specifically, the control device CONT starts timing using the timer TM when the initial filling of the object plane side space K1 is completed, and when the initial filling of the object plane side space K1 is completed (that is, That is, it is determined whether or not the elapsed time force from step S10) exceeds a preset allowable value (step S50).
  • the permissible value is a permissible value of time during which the liquid LQ that is filled with the object plane side space K1 can be maintained in a desired state. If the elapsed time is less than the allowable value, the state including the temperature and cleanliness of the liquid LQ that fills the object-side space K1 is maintained in a desired state. Therefore, if the elapsed time is less than the allowable value, the object surface side space K1 is filled with a clean desired liquid LQ having a desired temperature without replacing the liquid LQ.
  • step S50 If it is determined in step S50 that the elapsed time from the point when the initial filling of the object plane side space K1 is completed is greater than or equal to the allowable value, the controller CONT replaces the liquid LQ in the object plane side space K1. Perform (Step S60).
  • the control device CONT supplies the liquid LQ to the object plane side space K1 by the first immersion device 1 and the liquid in the object plane side space K1.
  • LQ recovery operation is performed in parallel for a predetermined time.
  • the control device CONT moves the measurement stage ST2 to a position where the transparent member 104 and the projection optical system PL face each other, and is mounted on the measurement stage ST2. While observing the liquid LQ in the object surface side space K1 with the observation device 100, the liquid LQ is exchanged.
  • FIG. 22 is a flowchart showing a specific procedure of step S60.
  • step S60 for exchanging the liquid LQ in the object-side space K1! / When a command to replace the liquid LQ in the object-side space K1 is issued (step S61), the control device CONT With the optical system PL and the transparent member 104 on the measurement stage ST2 facing each other, the first liquid immersion mechanism 1 is used to exchange the liquid LQ in the object plane side space K1.
  • the control device CONT uses the observation device 100 to replace the liquid LQ in the object-side space K1 while observing the object-side immersion region LR1 formed by the liquid LQ that fills the object-side space K1 ( Step S 62).
  • the liquid LQ supply operation and the recovery operation for the object plane side space K1 are executed for a predetermined time, thereby completing the exchange of the liquid LQ in the object plane side space K1.
  • the state (temperature, liquid quality, etc.) of the liquid LQ collected from the object plane side space K1 is checked, and the replacement of the liquid LQ in the object plane side space K1 is completed based on the results. Let's judge that.
  • the control device CONT observes the state of the object surface side immersion region LR1.
  • the image plane side space K2 is always filled with the liquid LQ.
  • the observation apparatus 100 observes the state of the object plane side immersion area LR1 through the transparent member 104, the image plane side immersion area LR2, and the first optical element LSI. Note that when the observation apparatus 100 observes the state of the object plane side immersion region LR1, the measurement stage ST2 is almost stationary.
  • the control device CONT uses the adjustment mechanism 102 to adjust the focal position of the optical system 101 to the position of the object plane side immersion area LR1 in the Z-axis direction. Therefore, the image sensor 103 can form the object surface side liquid immersion region LR1 and obtain an image of the liquid LQ satisfactorily.
  • the observation device 100 uses the observation device 100 to observe the state of the liquid immersion area LR1 on the object plane side.
  • the liquid LQ supply and recovery operations by the second immersion mechanism 2 may be stopped.
  • the image information related to the object plane side immersion area LR1 acquired by the image sensor 103 is output to the control device CONT. Based on the signal (image information) output from the image sensor 103, the control device CONT displays an image of the liquid LQ forming the object surface side immersion region LR1 on the display device DY.
  • the control device CONT performs arithmetic processing (image processing) on the signal output from the image sensor 103, and based on the processing result, the liquid LQ satisfying the object plane side space K1 is in a desired state. Determine whether or not. Specifically, the control device CONT determines whether or not there is a bubble in the liquid LQ (step S63). Note that it is possible to determine whether there is a gas part including air bubbles or a particle as well as bubbles.
  • step S63 when it is determined that there is no bubble in the liquid LQ that fills the object plane side space K1, and that the liquid LQ is in the desired state, the exchange operation of the liquid LQ in the object plane side space K1 ends ( Step S65). That is, the supply operation and the recovery operation of the liquid LQ to the object plane side space K1 of the first immersion mechanism 1 are stopped.
  • step S63 for example, when it is determined that there are bubbles in the liquid LQ that fills the object plane side space K1, the control device CONT uses the degassed liquid LQ to reduce or eliminate the bubbles. Is supplied for a predetermined time (step S64). That is, when the control device CONT determines that there is a bubble (gas portion) in the liquid LQ that fills the object-side space K1, based on the observation result of the observation device 100 mounted on the measurement stage ST2, the deaeration is performed.
  • the supplied liquid LQ is supplied to the object plane side space K1 between the first optical element LSI and the second optical element LS2 for a predetermined time, and the object plane side space is set according to the supply amount of the degassed liquid LQ.
  • the first immersion mechanism 1 is controlled so that the K1 force also collects a predetermined amount of liquid LQ.
  • the first liquid supply device 11 of the first immersion mechanism 1 includes the deaeration device 18 for reducing the gas component in the liquid LQ. Provided in device 11 After the liquid LQ has been sufficiently deaerated using the degassing device 18, the first immersion mechanism 1 is controlled so that the degassed liquid LQ is separated between the first optical element LSI and the second optical element LS2.
  • step S65 After it is confirmed that is below the predetermined level, the exchange of the liquid LQ in the object plane side space K1 is completed (step S65). That is, the supply operation and the recovery operation of the liquid LQ to the object plane side space K1 of the first immersion mechanism 1 are stopped.
  • the operator can determine whether or not the object plane side immersion area LR1 is in a desired state. Judgment may be made. In this case, the operator or the like instructs the control device CONT to perform the next operation.
  • the controller CONT faces the projection optical system PL and the measurement stage ST2.
  • the measurement process via the liquid LQ using various measuring instruments mounted on the measurement stage ST2 is executed in the same manner as in the above-described step S30 (step S70).
  • the image plane side immersion area LR2 is moved onto the substrate stage ST1 as described above. At this time, the first substrate P of the second lot is already loaded on the substrate stage ST1.
  • the control device CONT After performing alignment processing on the first substrate P of this second lot, the control device CONT performs a liquid LQ that fills the object plane side space K1 in the same procedure as described with reference to FIG. Then, the substrate P is subjected to immersion exposure via the liquid LQ that fills the image plane side space K2. Then, by repeating the same operation as when the substrate P of the first lot is exposed, the control device CONT sequentially exposes the predetermined number of substrates P constituting the second lot (step S80).
  • step S50 if it is determined in step S50 that the elapsed time from the time when the initial filling of the object plane side space K1 is completed is less than the allowable value, the control device CONT The exposure process for the substrate P of the second lot is started via the liquid LQ that fills the object-side space K1 without changing the liquid LQ of Kl.
  • the liquid LQ filled in the object plane side space K1 is replaced according to the elapsed time from the completion point of the initial filling. If the elapsed time is equal to or greater than the allowable value by determining whether or not to perform the operation, the liquid LQ having the desired temperature and cleanliness is placed in the object-side space K1 by replacing the liquid LQ. If, on the other hand, the elapsed time is less than the allowable value, the liquid LQ is filled in the object plane side space K 1 and the liquid LQ is exchanged even though it is in the desired state. Operation can be omitted. Therefore, the operating rate and throughput of the exposure apparatus EX can be improved.
  • the control device CONT replaces the mask M on the mask stage MST with another mask M and also uses the object plane side space K1. Whether or not the liquid LQ filled in the object plane side space K1 is to be replaced is determined according to the elapsed time from when the liquid LQ is replaced (ie, step S60). Specifically, the control device CONT starts measuring time using the timer TM when the liquid exchange in the object plane side space K1 is completed, and when the exchange of the liquid LQ in the object plane side space K1 is completed ( That is, it is determined whether or not the elapsed time force from step S60) exceeds a preset allowable value (step S90).
  • step 90 the controller CONT determines that the elapsed time from the completion of the initial filling in step S10 is a predetermined time. What is necessary is just to judge whether it exceeds the allowable time.
  • step S90 if it is determined that the elapsed time from the time when the liquid LQ in the object-side space K1 is replaced (ie, the time at step S60) is greater than the allowable value, the control device CONT Exchanges the liquid LQ in the object plane side space Kl (step S100).
  • control device CONT replaces the liquid LQ in the same procedure as described with reference to Fig. 22 and the like.
  • the control device CONT After the replacement of the liquid LQ in the object-side space K1 is completed, the control device CONT has the projection optical system PL and the measurement stage ST2 facing each other. A measurement process through the liquid LQ using the seed measuring instrument is executed (step S110). Then, after performing a measurement process related to the exposure process via the liquid LQ, the image plane side liquid immersion area LR2 is moved onto the substrate stage ST1 as described above. Then, the control device CONT sequentially exposes a predetermined number of substrates P constituting the next third mouth. Then, the control device CONT sequentially exposes a predetermined number of substrates P constituting the third lot in the same procedure as described with reference to FIG. 21 and the like (step S120).
  • step S90 if it is determined in step S90 that the elapsed time from the time when the liquid LQ in the object plane side space K1 is replaced is less than the allowable value, the control device CONT Without replacing the liquid LQ, the substrate P of the third lot is exposed through the liquid LQ filled in the object-side space K1.
  • the object plane side space K1 is filled according to the elapsed time of the time force when the liquid LQ is replaced first.
  • replacing the liquid LQ will cause the object-side space K1 to have the desired temperature and cleanliness.
  • the liquid LQ filled in the object-side space K1 is in the desired state, even though the liquid LQ is in the desired state. Operations such as switching LQ can be omitted.
  • the control device CONT determines whether or not the elapsed time after the replacement of the liquid LQ filled in the object plane side space K1 exceeds a preset allowable value. Determine (step S130).
  • the control device CONT replaces the liquid LQ in the object plane side space K1.
  • Step S140 a measurement process using a measuring instrument mounted on the measurement stage ST2 is performed (Step S150), and then the substrate P of the fourth mouth is exposed (Step S160).
  • step SA130 determines that the elapsed time from when the liquid LQ in the object plane side space K1 is replaced (step S100) is less than the allowable value.
  • the control device CONT Without replacing the LQ, the exposure processing of the substrate P of the fourth lot is started through the liquid LQ filled in the object-side space K1. Subsequently, similarly, the fifth, sixth,..., Nth lot of substrates P are sequentially exposed.
  • control device CONT starts timing when the initial filling operation is completed, or when the liquid exchange operation is completed, but when each operation is started.
  • the time starting point can be determined as appropriate.
  • the initial filling operation for the object plane side space K1 is completed, and the elapsed time of the force, or the liquid LQ that is filled in the object plane side space K1 is changed to the elapsed time of the force. Accordingly, since it is determined whether or not to replace the liquid LQ, the liquid LQ can be brought into a desired state. That is, when the elapsed time is equal to or greater than an allowable value (for example, 5 minutes), the liquid LQ having a desired temperature is placed in the object-side space K1 by exchanging the liquid LQ using the first immersion mechanism 1.
  • an allowable value for example, 5 minutes
  • the optical path of the exposure light EL that passes through the liquid LQ fluctuates due to the temperature change of the liquid LQ, or the first and second optical elements LS1, LS2, etc. that are in contact with the liquid LQ heat When it is deformed and the exposure accuracy and measurement accuracy through the liquid LQ deteriorate, the inconvenience can be suppressed.
  • the object plane side space K1 is filled with the liquid LQ having a desired cleanliness, so that the exposure light EL substrate that has passed through the liquid LQ due to contamination of the liquid LQ.
  • the first and second optical elements LS1 and LS2 that are in contact with the liquid LQ are contaminated and the exposure accuracy and measurement accuracy via the liquid LQ are deteriorated. You can.
  • the imaging characteristics (optical characteristics) of the aerial image measurement sensor 160 mounted on the measurement stage ST2 are used. Since measurement and baseline measurement using Z or fiducial mark plate FM are performed, the subsequent exposure of the substrate is increased in consideration of changes in imaging characteristics (optical characteristics) due to liquid exchange. Can be performed with precision.
  • the liquid exchange in the object-side space K1 is performed, it is mounted on the measurement stage ST2 !, baseline measurement using the reference mark plate FM, and Z or aerial image measurement It is desirable to measure the imaging characteristics (optical characteristics) using the sensor 160 and to perform subsequent exposure of the substrate in consideration of changes in imaging characteristics (optical characteristics) associated with liquid exchange. .
  • the initial filling operation of the object plane side space K1 is performed first. After observing the state of the immersion area LR1, the state of the image plane side immersion area LR2 is observed, but first the initial filling operation of the image plane side space K2 is performed, and the state of the image plane side immersion area LR2 After observing, the state of the immersion area LR1 on the object plane side may be observed. Also in this embodiment! In this case, when the observation device 100 is used to observe the liquid LQ during the initial filling operation of the object plane side space K1, the image plane side space K2 is filled with the liquid LQ.
  • the surface side space K2 may be filled with the liquid LQ.
  • the observation apparatus 100 observes the object plane side immersion area LR1 through the liquid LQ in the image plane side immersion area LR2.
  • the observation apparatus 100 does not fill the image plane side space K2 with the liquid LQ. The presence or absence of bubbles in the LQ can be observed with higher accuracy.
  • the initial filling operation with respect to the object plane side space K1 is completed and the elapsed time of the force or the elapsed time after the liquid LQ is filled in the object plane side space K1 is replaced.
  • it was determined whether or not to replace the liquid LQ was replaced using the first immersion mechanism 1 according to the determination result.
  • the second immersion mechanism 2 performs the supply operation of the liquid LQ to the image plane side space K2 after the initial filling of the image plane side space K2 and the liquid LQ of the image plane side space K2.
  • the image side space K2 was filled with liquid LQ.
  • the liquid LQ in the image plane side space K2 may not be continuously supplied and recovered, but may be replaced after a predetermined time or every predetermined time. That is, like the liquid LQ in the object plane side space K1, the elapsed time after completing the initial filling operation on the image plane side space K2, or the liquid LQ that is filled in the image plane side space K2 It is determined whether the liquid LQ is to be replaced or not according to the elapsed time of the force, and the second liquid immersion mechanism 2 (and liquid recovery mechanism 90) is used according to the determination result. May be exchanged (liquid LQ supply and recovery operations in the image side space K2).
  • the state of the image plane side immersion area LR2 can be observed using the observation apparatus 100 (see FIG. 20 and steps S20 to S25).
  • the image plane side space K2 is filled with the liquid LQ having a desired cleanliness, the amount of exposure light EL that has passed through the liquid LQ on the substrate P decreases due to the contamination of the liquid LQ. If the first optical element LSI that contacts the liquid LQ is contaminated and the exposure accuracy and measurement accuracy via the liquid LQ deteriorate, the inconvenience can be suppressed.
  • the liquid supply and recovery operations of the second immersion mechanism 2 can be stopped during the exposure, it is possible to avoid the influence that the liquid supply and recovery operations may have on the exposure operation.
  • the object plane side space K1 is filled and the liquid LQ is exchanged, and the object plane side space K1 is filled at the head of the lot according to the elapsed time of the force. For example, a predetermined number of substrates P constituting a lot (for example, the third lot) scheduled after the step (for example, step S90) to be determined is determined. Considering the time required for the exposure, it may be determined whether or not to replace the liquid LQ in the object side space K1.
  • step S90 For example, when the above-mentioned allowable value is 5 minutes and the time required for completing the exposure processing of the third lot is 2 minutes, the object plane side space K1 is filled in step S90.
  • the process proceeds to step S90.
  • step 90 the controller CONT determines that it is better to replace the liquid in consideration of the time required for the exposure processing of the third lot to be completed even though the elapsed time does not exceed the allowable value. Proceed to step S100, and the liquid LQ in the object plane side space K1 is exchanged.
  • the replacement operation of the liquid LQ in the object plane side space K1 is performed for each lot including a predetermined number of substrates. It may be performed every predetermined number of processed substrates.
  • baseline measurement using the reference mark plate FM mounted on the measurement stage ST2 and imaging characteristics using the Z or aerial image measurement sensor 160 It is desirable to perform the subsequent exposure of the substrate in consideration of the imaging characteristics (optical characteristics) associated with the liquid exchange and so on.
  • the liquid LQ filling the image plane side space K2 All may be collected.
  • all collecting operation the operation of collecting all the liquid LQ filling the image plane side space K2 is appropriately referred to as “all collecting operation”.
  • the controller CON T moves the substrate stage ST1 to the substrate exchange position RP, and uses the transfer device H to the substrate stage ST1.
  • Load the dummy board step S182.
  • the dummy substrate is a substrate different from the substrate P for manufacturing the device, but the outer shape of the dummy substrate is almost the same as the substrate P for manufacturing the device, and the substrate stage ST1 (substrate holder PH) is the dummy substrate.
  • the board can be held.
  • the dummy substrate is liquid repellent with respect to the liquid LQ.
  • the contact angle between the dummy substrate and the liquid LQ is substantially equal to the contact angle between the upper surface F1 of the substrate stage ST1 (ie, the upper surface Ta of the plate member T) and the liquid LQ.
  • the measurement stage ST2 is disposed at a position facing the projection optical system PL as in the above-described embodiment, and the image plane side immersion region is The liquid LQ that forms LR2 is held between the projection optical system PL and the measurement stage ST2.
  • the control device CONT contacts (or approaches) the upper surface F1 of the substrate stage ST1 holding the dummy substrate with respect to the upper surface F2 of the measurement stage ST2. ),
  • the measurement stage ST2 and the substrate stage ST1 are moved together in the X and Y directions, and the substrate stage ST1 is moved to the image plane side of the projection optical system PL.
  • the image plane side immersion area LR2 is moved to the upper surface F1 of the substrate stage ST1 including the surface of the dummy substrate (step S183).
  • the control device CONT stops the liquid supply operation by the second liquid supply device 31 of the second immersion mechanism 2. Then, even after the liquid supply operation by the second liquid supply device 31 is stopped, the control device CONT continues the liquid recovery operation by the second liquid recovery device 41 of the second liquid immersion mechanism 2 for a predetermined time. Thereby, the liquid L Q force filled in the image plane side space K2 is recovered by the second liquid recovery device 41 via the recovery port 42 of the nozzle member 70 of the second immersion mechanism 2. Further, the control device CONT uses the liquid recovery mechanism 90 provided in the substrate stage ST1 (substrate holder PH) described with reference to FIG. 7 and the like in parallel with the liquid recovery operation by the second liquid immersion mechanism 2. Perform a liquid recovery operation.
  • control device CONT is formed between the dummy substrate and the plate member T !, and the liquid recovery mechanism is provided on the substrate stage ST1 by disposing the image plane side immersion region LR2 on the gap A.
  • the liquid recovery mechanism is provided on the substrate stage ST1 by disposing the image plane side immersion region LR2 on the gap A.
  • the control device CONT While monitoring the timer TM, the control device CONT performs the liquid recovery operation by the second immersion mechanism 2 and the liquid recovery operation by the liquid recovery mechanism 90 provided on the substrate stage ST1, in parallel.
  • the elapsed time of the force after starting the entire recovery operation of the liquid LQ, specifically, the elapsed time of the force by stopping the liquid supply operation of the second liquid supply device 31 of the second immersion mechanism 2 is predetermined. It is determined whether or not the predetermined time has passed (step S185).
  • the predetermined time is a time required for recovering all of the liquid LQ, and is obtained in advance by experiments or simulations.
  • step S185 If it is determined in step S185 that the predetermined time has elapsed since the start of the entire recovery operation of the liquid LQ, the control device CONT performs the entire recovery operation of the liquid LQ in the image plane side space K2. finish. On the other hand, if it is determined in step S185 that the elapsed time since the start of the entire recovery operation of the liquid LQ has not yet passed the predetermined time, the control device CONT continues the entire recovery operation of the liquid LQ using the second immersion mechanism 2 and the liquid recovery mechanism 90.
  • the control device CONT makes the projection optical system PL (nozzle member 70) and the measurement stage ST2 face each other, and the observation device 100 provided in the measurement stage ST2. You can also check whether the liquid LQ remains in the projection optical system PL or the nozzle member 70 using the!
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of a liquid collection mechanism 90 ′ provided in the measurement stage ST2.
  • the peripheral region of the plate member T of the substrate stage ST1 is overhanging outward from the fourth peripheral wall portion 87, and the plate member T is attached to the substrate stage ST1 by the overhanged portion on the ⁇ X side of the plate member T.
  • a concave portion 98 corresponding to the convex portion 97 is formed on the + X side of the measurement stage ST2.
  • a recovery port 91 for recovering the liquid LQ is provided inside the recess 98 of the measurement stage ST2.
  • the suction port I device 92 is connected to the recovery port 91 through a flow path.
  • Fig. 24 (A) shows the contact between the upper surface F1 of the substrate stage ST1 and the upper surface F2 of the measurement stage ST2.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state where the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are moving together while maintaining the (or approached) state.
  • the convex portion 97 of the substrate stage ST1 is disposed on the concave portion 98 of the measurement stage ST2.
  • the recovery port 91 provided on the inner side of the recess 98 is closed by the protrusion 97.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are moved together while the upper surface F1 of the substrate stage ST1 and the upper surface F2 of the measurement stage ST2 are in contact (or close to each other).
  • the image plane side immersion area LR2 can be moved between the upper surface F1 of ST1 and the upper surface F2 of measurement stage ST2.
  • the gap 99A between the upper surface F1 of the substrate stage ST1 and the upper surface F2 of the measurement stage ST2 Even when the liquid LQ leaks due to the force, since the recess 98 is provided below the gap 99A, the leaked liquid LQ is collected by the recess 98. Accordingly, it is possible to prevent the inconvenience of the liquid LQ flowing out of the stages ST1 and ST2 and on the base member BP.
  • the recovery port 91 of the liquid recovery mechanism 90 ′ is provided inside the recess 98, the liquid LQ that has leaked the gap force can be recovered via the recovery port 91.
  • FIG. 24 (B) is a diagram showing a state in which the liquid LQ is recovered through the recovery port 91 of the liquid recovery mechanism 90 ′.
  • the controller CONT sets the relative positional relationship between the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 to the state shown in Fig. 24 (B). To do. That is, the control device CONT controls the drive of the stage drive devices SD1 and SD2, forms a gap 99B between the upper surface F1 of the substrate stage ST1 and the upper surface F2 of the measurement stage ST2, and is provided in the recess 98 and inside thereof.
  • the recovery port 91 is exposed.
  • the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 are moved together with a gap 99B formed between the upper surface F1 of the substrate stage ST1 and the upper surface F2 of the measurement stage ST2 to expose the recovery port 91.
  • Liquid Q is collected at the collection port 91 of the measurement stage ST2.
  • the liquid LQ held under the projection optical system PL passes through the gap 99B due to the action of gravity. Then, it flows into the recess 98 and is recovered through the recovery port 91.
  • control device CONT performs the recovery operation of the liquid LQ by the collection port 91 provided in the measurement stage ST2 and the recovery operation by the second immersion mechanism 2 in parallel. Can do.
  • the liquid LQ is formed by forming the image plane side immersion region LR2 while driving at least one of the substrate stage ST1 and the measurement stage ST2 with respect to the first optical element LSI. You may make it collect
  • the liquid recovery mechanism 90 (90 ′) is used to recover all the liquid LQ in the image plane side space K2, without using the force liquid recovery mechanism 90. The total recovery may be performed by the liquid recovery operation of the 2-immersion mechanism 2.
  • the second immersion mechanism is used to collect all the liquid LQ that forms the image plane side immersion area LR2. Before stopping the liquid supply operation by the second second liquid supply device 31, for example, it is desirable to continue the liquid supply operation and the liquid recovery operation by the second liquid immersion mechanism 2 on a clean dummy substrate for a predetermined time.
  • the surface of the first optical element LSI does not contact the liquid LQ for a long time after the liquid LQ that forms the image plane side immersion area LR2 is completely recovered, the surface of the first optical element LSI First, clean gas is sprayed on the surface of the first optical element LSI so that no trace of liquid LQ adheres (watermark etc.) to the surface, or the gas near the surface of the first optical element LSI is sucked. It is desirable to dry the surface of the optical element LSI. Further, when the entire recovery of the liquid LQ in the image plane side space K2 is performed, the object plane side space K1 may be filled with the liquid LQ, or only the liquid recovery operation is performed by the first liquid immersion mechanism 1. As a result, the liquid LQ in the object plane side space K 1 may also be completely recovered.
  • the irradiation of the exposure light EL may be stopped and the idling state may be maintained for a predetermined period.
  • the supply operation and the recovery operation of the liquid LQ by the second immersion mechanism 2 are continuously performed, and the image plane side space K2 is stored. Continue to fill with liquid LQ.
  • the object plane side space K1 is filled with the liquid LQ even while the irradiation of the exposure light EL is stopped.
  • the liquid LQ supply and recovery operations by the first immersion mechanism 1 are stopped. That is, while the irradiation of the exposure light EL is stopped, the liquid LQ remains in the object plane side space K1.
  • the liquid LQ stays in the object-side space K1 for a long time, the liquid LQ is contaminated, and as a result, the first and second optical elements LS1 in contact with the liquid LQ , LS 2 can be contaminated.
  • the supplied liquid LQ is in contact with the first and second optical elements LS1 and LS2 even if clean liquid LQ is supplied to the object-side space K1. Doing so will cause the disadvantage of contamination.
  • the control device CONT is filled with the object plane side space K1 between the first optical element LSI and the second optical element LS2.
  • Replace the liquid LQ at a predetermined time interval for example, once every 15 minutes
  • the contamination of the liquid LQ can be suppressed
  • the liquid LQ filled in the object plane side space K1 can be brought into a desired state, and the influence of the liquid LQ on the first and second optical elements LS1 and LS2 can be suppressed. And the exposure processing of the next lot can be started quickly.
  • the object surface side space K1 between the first optical element LSI and the second optical element LS2 is filled.
  • the liquid LQ can be exchanged using the first immersion mechanism 1 at predetermined time intervals (for example, once every 15 minutes). For example, the object surface side between the first optical element LSI and the second optical element L S2 before the exposure processing of the substrate P is performed, or when the exposure light irradiation is delayed or not performed for some reason.
  • the liquid LQ filled in the space K1 can be exchanged using the first immersion mechanism 1 at predetermined time intervals.
  • the liquid LQ filled in the object plane side space K1 between the first optical element LSI and the second optical element LS2 is supplied to the first liquid LQ.
  • the present invention is not limited to this, and the liquid LQ filled in the object-side space K1 between the first optical element LSI and the second optical element LS2 is irradiated with the first liquid when the exposure light EL is irradiated. It may be replaced using immersion mechanism 1.
  • the image plane side space K2 is displayed when the exposure light EL is not irradiated.
  • the liquid LQ of K2 may be replaced.
  • the object plane side immersion region LR1 is a force locally formed on a part of the upper surface of the first optical element LSI. It may be formed so as to cover almost the entire upper surface.
  • the liquid LQ that fills the object-side space K1 may come into contact with members other than the first and second optical elements LS1 and LS2, such as the lens barrel PK.
  • the lens barrel PK the member that contacts the liquid LQ
  • the observation device 100 has a smaller field of view than the liquid immersion regions LR1 and LR2 and has a larger field of view than the liquid immersion regions LR1 and LR2. It's good.
  • the measurement stage ST2 on which the observation apparatus 100 is mounted is driven in the X and Y directions with respect to the projection optical system PL, that is, the immersion areas LR1 and LR2 and the field of view of the observation apparatus 100 are relative to each other. By observing while moving to, it is possible to satisfactorily observe the entire area of each of the liquid immersion areas LR1 and LR2.
  • the observation apparatus 100 may be used only in the image plane side space K2.
  • the first liquid immersion mechanism 1 and the second liquid immersion mechanism 2 include separate deaeration devices and temperature control devices. Some of them may be shared.
  • the first immersion mechanism 1 and the second immersion mechanism 2 supply a common liquid LQ (pure water)! Different liquids may be supplied.
  • the first immersion mechanism 1 and the second immersion mechanism 2 may supply different types of liquids (for example, different refractive indexes), or the same type of liquid may be supplied with a part of temperature or the like. It is also possible to supply different properties.
  • the optical path space is not limited to these, and the above filling operation and exchange operation can be applied as long as the optical path space is filled with the liquid LQ.
  • pure water was used as the liquid LQ in the present embodiment.
  • Pure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at semiconductor manufacturing plants and the like, and has no adverse effect on the photoresist on the substrate P, optical elements (lenses), and the like. Pure water has no negative impact on the environment.
  • the impurity content is extremely low, it is also possible to expect an action of cleaning 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. If the purity of pure water supplied by the factory is low, the exposure apparatus may have an ultrapure water production device.
  • 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. be able to.
  • 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. Alternatively, it may be a plane parallel plate that can transmit the exposure light EL.
  • the structure of the liquid immersion mechanism 1 such as the nozzle member 70 is not limited to the above-described structure.
  • European Patent Publication No. 14202988, International Publication No. 2004Z055803 Publication, International Publication No. 2004/057590 Publication, Those described in International Publication No. 2005Z029559 can 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 liquid LQ of this embodiment may be a liquid other than water, which is water.
  • the light source of the exposure light EL is an F laser
  • the F laser light does not transmit water. So
  • Liquid LQ can transmit F laser light such as perfluorinated polyether (PFPE), It may be a fluorine-based fluid such as fluorine-based oil.
  • PFPE perfluorinated polyether
  • the part that comes into contact with the liquid LQ for example, has a small polarity including fluorine!
  • the film is made lyophilic by forming a thin film with a molecular structure.
  • the liquid LQ is stable to the projection optical system PL that is transmissive to the exposure light EL and has a refractive index as high as possible, and to the photoresist applied to the surface of the substrate P (for example, Cedar). Oil) can also be used.
  • the liquid LQ having a refractive index of about 1.6 to 1.8 may be used.
  • the optical element LSI may be formed of a material having a refractive index higher than that of quartz and fluorite (eg, 1.6 or more).
  • various fluids such as a supercritical fluid can be used.
  • 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.
  • the exposure apparatus EX in addition to a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that performs mask exposure by moving the mask M and the substrate P synchronously, 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.
  • a reduced image of the first pattern is projected with the first pattern and the substrate P substantially stationary (for example, a refractive 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.
  • the stitch type exposure apparatus can also be applied to a step 'and' stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially overlapped and transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.
  • the exposure apparatus provided with the projection optical system PL has been described as an example.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus and an exposure method that do not use the projection optical system PL. wear. Even when the projection optical system PL is not used in this way, the exposure light is irradiated onto the substrate via an optical member such as a lens, and the immersion area is placed in a predetermined space between the optical member and the substrate. Is formed.
  • the present invention can be applied to a twin stage type exposure apparatus.
  • the structure and exposure operation of a twin stage type exposure apparatus are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-163099 and 10-214783 (corresponding US Pat. Nos. 6,341,007, 6,400,441, 6,549,269 and 6). , 590,634), Special Table 2000-505958 (corresponding U.S. Pat. No. 5,969,441) or U.S. Pat.No. 6,208,407, and is permitted by the laws of the country specified or selected in this international application. As far as they are accepted, their disclosure is incorporated herein by reference.
  • 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 that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on the electronic data of the pattern to be exposed may be used. Oh ,.
  • an exposure apparatus (lithography system) that exposes a line 'and' space pattern on the substrate P by forming interference fringes on the substrate P. ) Can also be applied to the present invention.
  • the exposure apparatus EX has various mechanical subsystems including the respective 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.
  • the exposure equipment is manufactured at a temperature and It is desirable to perform in a clean room where the degree of leanness is 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 this design step, Step 203 for manufacturing a substrate which is a base material of the device, substrate processing (exposure processing) step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, and exposing the exposed substrate, step 204 for assembling the device Manufactured through 205, inspection step 206, etc. (including processing processes such as dicing process, bonding process, and knocking process).
  • 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 an exposure apparatus for manufacturing a device (CCD) or a reticle or mask.

Abstract

　露光方法は、光学系ＰＬ内における露光光ＥＬの所定の光路空間に液体を満たすか、または満たされている液体ＬＱを交換する第１ステップと、光路空間に満たされたまたは交換された液体ＬＱを介して所定数の基板Ｐを順次露光する第２ステップと、第２ステップ終了後、第１ステップからの経過時間に応じて、光路空間に満たされている液体ＬＱを交換するか否かを判断する第３ステップとを有する。光路空間に満たされる液体を所望状態にして、露光処理及び計測処理を良好に行うことができる。

Description

明 細 書
露光方法及び露光装置、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方法及び露光装置、並びにデバイス 製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであ 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 、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] 液浸露光装置においては、光路空間に満たされる液体を所望状態にすることが重 要である。例えば液体が所望の温度を有していない場合、液体を通過する露光光の 光路の状態が変動したり、あるいは液体に接触する部材が熱変形し、露光精度及び 計測精度が劣化する可能性がある。また、液体が汚染した場合でも、液体を通過した 露光光の基板上での光量が低下したり、あるいは液体に接触する部材が汚染し、露 光精度及び計測精度が劣化する可能性がある。
[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、光路空間に満たされる液 体を所望状態にして、露光処理及び計測処理を良好に行うことができる露光方法及 び露光装置、並びに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、基板と対向するように配置された第 1光学素子 (LS 1)と第 2光学素子 (LS2)とを有する光学系（PL)を介して基板 (P)に露光光 (EL)を 照射して基板 (P)を露光する露光方法であって、光学系（PL)内における露光光 (E L)の所定の光路空間 (例えば、 K1)に液体を満たす、または前記光路空間に満たさ れている液体 (LQ)を交換する第 1ステップと、第 1ステップ後、光路空間（例えば、 K 1)に満たされた液体 (LQ)を介して所定数の基板 (P)を順次露光する第 2ステップと 、第 2ステップ後、第 1ステップからの経過時間に応じて、光路空間（例えば、 K1)に 満たされて 、る液体 (LQ)を交換する力否かを判断する第 3ステップとを有する露光 方法が提供される。
[0007] 本発明の第 1の態様によれば、光路空間に液体を満たしてから、またはその満たさ れて 、る液体を交換して力 の経過時間に応じて、その液体を交換するか否かを判 断するようにしたので、液体を所望状態にすることができ、露光処理及び計測処理を 良好に行うことができる。
[0008] 本発明の第 2の態様に従えば、基板 ）と対向するように配置された第 1光学素子
(LSI)と第 2光学素子 (LS2)とを有する光学系（PL)を介して基板 (P)に露光光 (E L)を照射して基板 (P)を露光する露光方法であって、露光光 (EL)を照射して!/、な いときに、光学系（PL)内における露光光 (EL)の所定の光路空間（例えば、 K1)に 満たされている液体 (LQ)を所定時間間隔で交換する液体交換ステップと、前記液 体の所定時間間隔での交換後に、前記液体で満たされた所定の光路空間（例えば、 K1)を介して露光光 (EL)を照射して基板 (P)を露光する露光ステップとを含む露光 方法が提供される。
[0009] 本発明の第 2の態様によれば、露光光を照射していないときでも、光路空間に満た されている液体を所定時間間隔で交換することにより、液体を所望状態にすることが でき、露光処理及び計測処理を良好に行うことができる。
[0010] 本発明の第 3の態様に従えば、液体 (LQ)を介して基板 (P)に露光光 (EL)を照射 して前記基板 (P)を露光する露光方法であって、前記液体 (LQ)を交換することと、 前記交換した液体を介して露光処理に関する計測を行うことと、前記計測後に、前記 交換した液体 (LQ)を介して基板 (P)に露光光を照射して前記基板を露光することを 含む露光方法が提供される。
[0011] 本発明の第 3の態様によれば、液体を交換し、次いで計測を行うことにより液体を所 望状態にすることができるとともに、その計測の結果に基づいて基板の露光処理を実 行することで、液体の交換後も基板の露光処理を高精度に実行することができる。
[0012] 本発明の第 4の態様に従えば、上記第 1〜3のいずれかの態様の露光方法を用い て基板を露光することと、露光された基板を現像することと、現像された基板を加工 することを含むデバイス製造方法が提供される。
[0013] 本発明の第 4の態様によれば、基板を精度良く露光できる露光方法を用いて、所 望の性能を有するデバイスを製造することができる。
[0014] 本発明の第 5の態様に従えば、基板と対向するように配置された第 1光学素子 (LS 1)と第 2光学素子 (LS2)とを有する光学系（PL)を介して基板 (P)に露光光 (EL)を 照射して基板 (P)を露光する露光装置であって、光学系（PL)内における露光光 (E L)の所定の光路空間 (例えば、 K1)を液体 (LQ)で満たすとともに光路空間 (K1)に 満たされて 、る液体 (LQ)を所定のタイミングで交換する第 1液浸機構 (例えば、 1)と 、前記第 1液浸機構 (1)を制御する制御装置 (CONT)とを備え、前記制御装置 (CO NT)は、第 1液浸機構 (例えば、 1)を制御して光路空間 (K1)に第 1の時点で液体を 満たすか、あるいは満たされている液体 (LQ)を交換した後、光路空間（例えば、 K1 )に満たされた、または交換された液体 (LQ)を介して所定数の基板 (P)を順次露光 する露光処理を実行し、前記制御装置 (CONT)は、所定枚の基板 (P)の露光終了 後、第 1の時点力もの経過時間に応じて、第 1液浸機構（1)を用いて光路空間 (K1) の液体 (LQ)を交換するカゝ否かを判断する露光装置 (EX)が提供される。
[0015] 本発明の第 5の態様によれば、光路空間に液体を満たすか、あるいはその満たさ れている液体を交換した第 1の時点力 の経過時間に応じて、その液体を交換する か否かを判断するようにしたので、液体を所望状態にすることができ、露光処理及び 計測処理を良好に行うことができる
[0016] 本発明の第 6の態様に従えば、基板と対向するように配置された第 1光学素子 (LS 1)と第 2光学素子 (LS2)とを有する光学系（PL)を介して基板 (P)上に露光光 (EL) を照射して基板 (P)を露光する露光装置であって、光学系（PL)内における露光光（ EL)の光路空間（例えば、 K1)を液体 (LQ)で満たすとともに光路空間（例えば、 K1 )に満たされている液体 (LQ)を交換する第 1液浸機構 (例えば、 1)と、露光光 (EL) を照射して!/、な 、ときに、光路空間 (K1)に満たされて 、る液体 (LQ)を所定時間間 隔で交換するように第 1液浸機構 (例えば、 1)を制御する制御装置 (CONT)とを備 えた露光装置 (EX)が提供される。
[0017] 本発明の第 6の態様によれば、露光光を照射していないときに、光路空間に満たさ れて 、る液体を所定時間間隔で交換することにより、液体を所望状態にすることがで き、露光処理及び計測処理を良好に行うことができる。
[0018] 本発明の第 7の態様に従えば、第 1光学素子 (LSI)と第 2光学素子 (LS2)とを有 する光学系（PL)を介して基板 (P)に露光光 (EL)を照射して基板 (P)を露光する露 光装置であって、第 1光学素子 (LSI)と第 2光学素子 (LS2)との間の露光光 (EL) の光路空間 (K1)を液体 (LQ)で満たすとともに、光路空間 (K1)に満たされて 、る 液体 (LQ)を交換する第 1液浸機構 (1)と、第 1光学素子 (LSI)の光射出面側に配 置され、第 1光学素子 (LS 1)と第 2光学素子 (LS2)との間の液体 (LQ)を介して露光 光 (EL)を受光して、露光処理に関する所定の計測を行う計測器 (例えば 160など） と、第 1液浸機構（1)を制御して液体 (LQ)の交換動作を実行させるとともに、該液体 (LQ)の交換動作後、次の基板 (P)の露光開始前に、計測器 (例えば 160)を制御し て計測を実行させる制御装置 (CONT)とを備えた露光装置 (EX)が提供される。
[0019] 本発明の第 7の態様によれば、第 1液浸機構により第 1光学素子と第 2光学素子と の間の液体の交換をさせ、交換後の液体を通過した露光光の状態を計測器により把 握することができる。また、計測器の計測結果に基づいて、その後に行われる基板の 露光処理を高精度に実行することができる。 [0020] 本発明の第 8の態様に従えば、液体 (LQ)を介して基板 (P)に露光光 (EL)を照射 して前記基板 (P)を露光する露光装置であって、前記液体 (LQ)を交換する液浸機 構（1または 2)と、前記液体の交換後に、前記液体 (LQ)を介して前記露光光 (EL) を受光して、露光処理に関する計測を行う計測器 (例えば 160)とを備える露光装置 ( EX)が提供される。
[0021] 本発明の第 8の態様によれば、液浸機構により液体を交換し、次いで計測器により 計測を行うことにより液体を所望状態にすることができる。また、その計測結果に基づ いて、その後に行われる基板の露光処理を高精度に実行することができる。
[0022] 本発明の第 9の態様に従えば、第 5〜8のいずれかの態様の露光装置 (EX)を用い て基板を露光することと、露光された基板を現像することと、現像された基板を加工 することを含むデバイス製造方法が提供される。
[0023] 本発明の第 9の態様によれば、基板を精度良く露光できる露光装置を用いて、所 望の性能を有するデバイスを製造することができる。
発明の効果
[0024] 本発明によれば、露光処理及び計測処理を良好に行うことができる。また、所望の 性能を有するデバイスを製造することができる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
[図 2]第 1、第 2液浸機構を説明するための図である。
[図 3]第 1液浸機構を説明するための図である。
[図 4]基板ホルダを示す側断面図である。
[図 5]基板ステージ及び計測ステージを示す平面図である。
[図 6]基板ホルダの一部を示す平面図である。
[図 7]基板ホルダに設けられた液体回収機構を示す側断面図である。
[図 8]観察装置を示す図である。
[図 9]基板ステージ上と計測ステージ上との間で像面側液浸領域が移動する様子を 説明するための模式図である。
[図 10]観察装置が物体面側液浸領域を観察している様子を示す模式図である。 圆 11]観察装置が像面側液浸領域を観察している様子を示す模式図である。
[図 12]基板ステージ及び計測ステージの動作の一例を説明するための平面図である
[図 13]基板ステージ及び計測ステージの動作の一例を説明するための平面図である
[図 14]基板ステージ及び計測ステージの動作の一例を説明するための平面図である
[図 15]基板ステージ及び計測ステージの動作の一例を説明するための平面図である
[図 16]基板ステージ及び計測ステージの動作の一例を説明するための平面図である
[図 17]露光方法の一実施形態を説明するためのフローチャート図である。
[図 18]図 17のフローチャート図に続くフローチャート図である。
[図 19]物体面側空間の初期満たし動作の手順を示すフローチャート図である。
[図 20]像面側空間の初期満たし動作の手順を示すフローチャート図である。
[図 21]第 1ロットの基板を露光する動作の手順を示すフローチャート図である。
[図 22]物体面側空間の液体を交換する動作の手順を示すフローチャート図である。
[図 23]像面側空間の液体を全回収動作の手順を示すフローチャート図である。
[図 24]図 24A及び Bは液体回収機構の別の実施形態を示す図である。
[図 25]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
[0026] 1…第 1液浸機構、 2…第 2液浸機構、 160· ··空間像計測センサ (計測器)、 CONT …制御装置、 EL…露光光、 EX…露光装置、 Κ1 · ··物体面側空間、 Κ2· ··像面側空 間、 LQ…液体、 LSI…第 1光学素子、 LS2…第 2光学素子、 P…基板、 PL…投影 光学系
発明を実施するための最良の形態
[0027] 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。 [0028] <第 1実施形態 >
図 1は露光装置 EXの一実施形態を示す概略構成図、図 2は図 1の要部を拡大した 図である。図 1及び図 2において、露光装置 EXは、マスク Mを保持して移動可能なマ スクステージ MSTと、基板 Pを保持する基板ホルダ PHと、基板 Pを保持した基板ホ ルダ PHを移動可能な基板ステージ ST1と、露光処理に関する計測を行う計測器を 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に投影露光する投影光学系 PLと、露光装置 EX全体 の動作を統括制御する制御装置 CONTとを備えている。制御装置 CONTには、露 光処理に関する情報を表示する表示装置 DYと、時間の計測を行うタイマー TMとが 接続されている。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上にぉ 、て互いに独立して移動可能となって 、る 。また、露光装置 EXは、基板ホルダ PHに対して基板 Pを搬送する搬送装置 Hを備 えている。
[0029] 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る。露 光装置 EXは、投影光学系 PLを構成する複数の光学素子 LS1〜LS7の、投影光学 系 PLの像面に最も近い第 1光学素子 LSIと、第 1光学素子 LSIに次いで投影光学 系 PLの像面に近い第 2光学素子 LS2との間の露光光 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と、第 1光学素子 LSIとその像面側に配置された物 体 (基板 P、基板ステージ ST1、及び計測ステージ ST2の少なくとも一部）との間の露 光光 ELの光路空間 K2を液体 LQで満たすための第 2液浸機構 2とを備えて 、る。第 2光学素子 LS2は第 1光学素子 LSIの上方（+Z側）に配置されており、第 1光学素 子 LSIの上面は、第 2光学素子 LS2の下面と対向するように配置されている。第 1液 浸機構 1及び第 2液浸機構 2の動作は制御装置 CONTにより制御される。
[0030] ここで、以下の説明においては、第 1光学素子 LSIに対して投影光学系 PLの物体 面側の光路空間であって、第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間の光路空間 K1を適宜、「物体面側空間 Kl」と称し、第 1光学素子 LSIに対して投影光学系 PL の像面側の光路空間であって、第 1光学素子 LSIとその像面側に配置された物体（ 基板 P、基板ステージ ST1、及び計測ステージ ST2の少なくとも一部）との間の光路 空間 K2を適宜、「像面側空間 K2」と称する。本実施形態においては、物体面側空 間 K1と像面側空間 Κ2とは独立した空間であって、物体面側空間 K1及び像面側空 間 Κ2の一方力 他方への液体 LQの出入りは生じな!/、ようになって!/、る。
[0031] そして、露光装置 ΕΧは、投影光学系 PL、物体面側空間 K1を満たす液体 LQ、及 び像面側空間 K2を満たす液体 LQ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のパターンを基板 Pに転写する。
[0032] 第 1液浸機構 1は、物体面側空間 K1近傍に設けられ、液体 LQを供給する供給口 12を有する供給部材 15と、供給管 13、供給流路 14、及び供給部材 15に設けられ た供給口 12を介して物体面側空間 K1に液体 LQを供給する第 1液体供給装置 11と 、物体面側空間 K1近傍に設けられ、液体 LQを回収する回収口 22を有する回収部 材 25と、回収部材 25に設けられた回収口 22、回収流路 24、及び回収管 23を介して 物体面側空間 K1の液体 LQを回収する第 1液体回収装置 21とを備えている。
[0033] 第 2液浸機構 2は、像面側空間 K2近傍に設けられ、液体 LQを供給する供給口 32 及び液体 LQを回収する回収口 42を有するノズル部材 70と、供給管 33、及びノズル 部材 70に設けられた供給口 32を介して像面側空間 K2に液体 LQを供給する第 2液 体供給装置 31と、ノズル部材 70に設けられた回収口 42、及び回収管 43を介して像 面側空間 K2の液体 LQを回収する第 2液体回収装置 41とを備えて 、る。ノズル部材 70は、投影光学系 PLの像面側近傍を囲むように環状に形成されている。
[0034] 露光装置 EXは、少なくともマスク Mのパターン像を基板 P上に投影して 、る間、第 1液浸機構 1を使って、物体面側空間 K1を液体 LQで満たして液浸領域 LR1を形成 するとともに、第 2液浸機構 2を使って、像面側空間 K2を液体 LQで満たして液浸領 域 LR2を形成する。以下の説明においては、第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2 との間の物体面側空間 K1に満たされた液体 LQによって形成される液浸領域 LR1を 適宜、「物体面側液浸領域 LR1」と称し、第 1光学素子 LSIとその像面側に配置され た物体 (基板 P、基板ステージ ST1、及び計測ステージ ST2の少なくとも一部）との間 の像面側空間 K2に満たされた液体 LQによって形成される液浸領域 LR2を適宜、「 像面側液浸領域 LR2」と称する。
[0035] なお、以下の説明にお!/、ては、像面側液浸領域 LR2は、基板 P上の一部に形成さ れるものとして説明する場合があるが、上述のように、像面側液浸領域 LR2は、投影 光学系 PLの像面側において、第 1光学素子 LSIと対向する位置に配置された物体 上、すなわち、基板 P、基板ステージ ST1の上面 Fl、及び計測ステージ ST2の上面 F2の少なくとも一部に形成される。
[0036] 本実施形態においては、露光装置 EXは、第 2液浸機構 2を使って、投影光学系 P Lの投影領域 AR2を含む基板 P上の一部に、投影領域 AR2よりも大きく且つ基板 P よりも小さ ヽ像面側液浸領域 LR2を局所的に形成する局所液浸方式を採用して ヽる 。また、本実施形態においては、露光装置 EXは、第 1液浸機構 1を使って、第 1光学 素子 LSIの上面の露光光 ELが通過する所定領域 AR1を含む一部の領域のみに物 体面側液浸領域 LR1を局所的に形成する。
[0037] 本実施形態では、露光装置 EXとしてマスク Mと基板 Pとを所定の走査方向に同期 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 謂スキャニングステツパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明にお 、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 向に垂直で投影光学系 PLの光軸 AXと一致する方向を Z軸方向とする。また、 X軸、 Y軸、及び Z軸まわりの回転 (傾斜)方向をそれぞれ、 0 X、 0 Y、及び 0 Z方向とする 。なお、用語「基板」は、半導体ウェハ上に感光材 (レジスト)、保護膜 (撥液性膜)な どの各種の膜を全面的にまたは部分的に塗布したものを含み、用語「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。
[0038] 照明光学系 ILは、露光光 ELを射出する露光用光源、露光用光源から射出された 露光光 EL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 一タカ 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 、る。マスク M上の所定 の照明領域は照明光学系 ILにより均一な照度分布の露光光 ELで照明される。露光 用光源力 射出される露光光 ELとしては、例えば水銀ランプ力も射出される輝線 (g 線、 h線、 i線)及び KrFエキシマレーザ光（波長 248nm)等の遠紫外光（DUV光）、 ある!/ヽは ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)及び Fレーザ光（波長 157nm)等の
2
真空紫外光 (VUV光)などが用いられる。本実施形態にぉ 、ては ArFエキシマレー ザ光が用いられる。
[0039] 本実施形態においては、第 1液体供給装置 11及び第 2液体供給装置 31のそれぞ れ力 供給される液体 LQとして純水が用いられる。すなわち、本実施形態において は、物体面側空間 K1を満たす液体 LQと像面側空間 K2を満たす液体 LQとは同一 の液体である。純水は ArFエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプ力も射 出される輝線 (g線、 h線、 i線)及び KrFエキシマレーザ光 (波長 248nm)等の遠紫 外光 (DUV光)も透過可能である。
[0040] 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、例えば真空吸着によりマスク Mを保持する。マスクステージ MSTは、投影光学系 PLの光軸 AXに垂直な平面内、すなわち XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向 に微小回転可能である。マスクステージ MSTはリニアモータ等を含むマスクステージ 駆動装置 MDにより駆動される。マスクステージ駆動装置 MDは制御装置 CONTに より制御される。マスクステージ MST上には移動鏡 51が固設されている。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マスクステージ駆動装置 MDを駆動することでマス 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。
[0041] 投影光学系 PLは、マスク Mのパターンの像を所定の投影倍率 βで基板 Ρに投影 する。投影光学系 PLは、複数の光学素子 LS1〜LS7を含み、これら複数の光学素 子 LS 1〜LS7は鏡筒 PKで支持されている。本実施形態において、投影光学系 PL は、投影倍率 j8が例えば 1Z4、 1/5,あるいは 1Z8の縮小系である。なお、投影光 学系 PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また投影光学系 PLは、反射素子と 屈折素子を含む反射屈折系であってもよ!、し、反射素子を含まな!/、屈折系であって もよい。照明光学系 ILより射出された露光光 ELは、投影光学系 PLに物体面側より 入射し、複数の光学素子 LS7〜LS1を通過した後、投影光学系 PLの像面側より射 出され、基板 P上に到達する。具体的には、露光光 ELは、複数の光学素子 LS7〜L S3のそれぞれを通過した後、第 2光学素子 LS2の上面の所定領域を通過し、第 2光 学素子 LS2の下面の所定領域を通過した後、物体面側空間 K1に満たされて 、る液 体 LQに入射する。物体面側空間 K1の液体 LQを通過した露光光 ELは、第 1光学 素子 LSIの上面の所定領域 AR1を通過した後、第 1光学素子 LSIの下面の所定領 域を通過し、像面側空間 K2に満たされている液体 LQに入射した後、基板 P上に到 達する。
[0042] 第 1光学素子 LSI及び第 2光学素子 LS2は、鏡筒 PKによって、露光光 ELの光路 に対してほぼ静止した状態で保持されている。また、本実施形態においては、第 1光 学素子 LSIは、基板 Pと対向するように、鏡筒 PKに対して容易に取り付け ·外し可能 に保持されている。すなわち、第 1光学素子 LSIは交換可能に設けられている。した がって、第 1光学素子 LSIが汚染された場合には、清浄な第 1光学素子 LSIと交換 することで、第 1光学素子 LSIの汚染に起因して第 1光学素子 LSIを介して行われる 露光や計測の精度の劣化を防止できる。
[0043] 本実施形態においては、第 1光学素子 LSIは露光光 ELを透過可能な無屈折力の 平行平面板であって、第 1光学素子 LSIの下面と上面とはほぼ平行である。一方、 第 2光学素子 LS2は屈折力（レンズ作用）を有している。第 2光学素子 LS2の上面は 、物体面側（マスク M側）に向力つて凸状に形成されており、正の屈折率を有している 。これにより、第 2光学素子 LS2の上面に入射する光 (露光光 EL)の反射損失が低 減されており、ひいては大きい像側開口数が確保されている。また、屈折率 (レンズ 作用）を有する第 2光学素子 LS2は、良好に位置決めされた状態で鏡筒 PKに保持 されている。第 2光学素子 LS2の下面は平面状に形成されており、鏡筒 PKに保持さ れた第 2光学素子 LS2の下面と、鏡筒 PKに保持された第 1光学素子 LSIの上面と はほぼ平行となっている。なお、第 1光学素子 LSIが屈折力を有していてもよい。
[0044] 投影光学系 PLには、例えば特開昭 60— 78454号公報、特開平 11— 195602号 公報、国際公開第 03Z65428号パンフレット等に開示されているような、投影光学 系 PLの結像特性を調整可能な結像特性調整装置 LCが設けられて ヽる。結像特性 調整装置 LCは、投影光学系 PLを構成する複数の光学素子の一部を移動可能な光 学素子駆動機構を含む。光学素子駆動機構は、投影光学系 PLを構成する複数の 光学素子の特定の光学素子を光軸 AX方向（Z軸方向）に移動したり、光軸 AXに対 して傾斜させることができる。結像特性調整装置 LCは、投影光学系 PLを構成する複 数の光学素子の特定の光学素子を駆動することで、投影光学系 PLの各種収差 (投 影倍率、ディストーション、球面収差等)及び像面位置 (焦点位置)等を含む結像特 性を調整することができる。また、結像特性調整装置 LCとして、鏡筒 PKの内部に保 持されている一部の光学素子どうしの間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整 機構が含まれていてもよい。結像特性調整装置 LCは、制御装置 CONTにより制御 される。
基板ステージ ST1は、基板 Pを保持する基板ホルダ PHを投影光学系 PLの像面側 において移動可能である。基板ステージ ST1は、基板ホルダ PHを支持した状態で、 ベース部材 BP上に移動可能に設けられて 、る。基板ステージ ST1は基板ステージ 駆動装置 SD1により駆動される。基板ステージ駆動装置 SD1は制御装置 CONTに より制御される。基板ステージ駆動装置 SD1は、例えばリニアモータ等を含み、基板 ステージ ST1を X軸方向、 Y軸方向、及び Θ Z方向に移動する XY駆動装置と、例え ばボイスコイルモータ等を含み、基板ステージ ST1を Z軸方向、 0 X方向、及び Θ Y 方向に移動する Z駆動装置とを備えている。基板ステージ ST1の駆動により、基板ホ ルダ PH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。基板ホルダ PHの側面には移動鏡 53が固設され 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 板ホルダ PH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、露光装置 EXは、基板ホルダ PHに支持されている 基板 Pの表面の面位置情報を検出する斜入射方式のフォーカス'レべリング検出系（ 不図示）を備えている。フォーカス'レべリング検出系は、基板ホルダ PHに保持され た基板 Pの表面に検出光を照射する投射部と、検出光に対して所定の位置関係で 配置され、基板 Pの表面で反射した検出光の反射光を受光する受光部とを有し、受 光部の検出結果に基づいて、基板 Pの表面の面位置情報 (Z軸方向の位置情報、及 び θ X及び θ Y方向の傾斜情報）を検出する。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'レべリング検出系の検出結果も制御装置 CO NTに出力される。制御装置 CONTは、フォーカス'レベリング検出系の検出結果に 基づいて、基板ステージ駆動装置 SD1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の表面と投影光学系 PLの像面との位置 関係を制御するとともに、レーザ干渉計 53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。
[0046] 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器 (計測部材を含む )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上の計測器 (計測部材を含む)は、投影光学 系 PLと計測ステージ ST2とを対向させたとき、第 1光学素子 LSIの光射出面側 (像 面側）に配置される。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。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、 0 X、 0 Y、及び 0 Z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が固設されており、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。
[0047] 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 ヽに 独立して移動可能である。
[0048] 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、計測ステージ ST2上に設けられた基準マーク板上の基準マーク (第 1基準 マーク）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が設けられている。マスクァライメント系 RAは、マスク M上のァライメントマークと、それに対応する基準マーク板上の第 1基準マークとを同 時に観察する。本実施形態のマスクァライメント系 RAでは、例えば特開平 7— 1764 68号公報に開示されているような、マークに対して光を照射し、 CCDカメラ等で撮像 したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出する VRA (ビジュアル'レ チクル '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、マスクァラィメ 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。
[0049] 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、及び計測ステージ ST2上に設けられた基準マーク板上の基準マーク (第 2基準マーク)などを検出する 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号公報に開示されているように、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を対象マークに照射し、その対象マ 一タカ 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 F IA (フィールド 'イメージ'ァライメント）方式が採用されて!、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や基準 マーク板上の基準マーク (第 2基準マーク）を検出することができる。
[0050] 次に、第 1液浸機構 1について図 2及び図 3を参照しながら説明する。図 3は第 1光 学素子 LSIを上面側から見た図である。
[0051] 第 1液浸機構 1の第 1液体供給装置 11は、第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2 との間の物体面側空間 K1を液体 LQで満たすために液体 LQを供給する。第 1液体 供給装置 11は、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、供給する液体 LQ中の気体成分を低減するための脱気装 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。図 2には一例 として脱気装置 18が示されている。第 1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の他端部は供給流路 14を介して供給部材 15に接続され ている。第 1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、第 1液体供給装置 11のタンク、加圧ポンプ、温度調整装置、脱気装置、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。
[0052] 第 1液浸機構 1の第 1液体回収装置 21は、物体面側空間 K1に満たされている液 体 LQを回収する。第 1液体回収装置 21は、真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回 収された液体 LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体 LQを収容する タンク等を備えている。第 1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の他端部は回収流路 24を介して回収部材 25に接続されている。第 1液体回収装置 21の液体回収動作は制御装置 CONTにより制御される。なお、第 1 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。
[0053] 供給管 13の他端部は、鏡筒 PKの内部に形成された供給流路 14の一端部に接続 されている。一方、鏡筒 PKの供給流路 14の他端部は、鏡筒 PKの内側（内部空間） に配置された供給部材 15に接続されて!ヽる。鏡筒 PKの内側に配置された供給部材 15は、物体面側空間 K1に対して液体 LQを供給する供給口 12を有している。供給 部材 15の内部には、液体 LQが流れる供給流路 16が形成されている。
[0054] なお、供給流路 14は、必ずしも鏡筒 PKの内部に形成する必要はなぐ鏡筒 PKの 内部空間と外部空間とに連通した孔部を鏡筒 PKに設け、供給流路 14を成す管部 材を鏡筒 PKの孔部に配置して、供給管 13と供給部材 15とに接続してもよい。
[0055] また、回収管 23の他端部は、鏡筒 PKの内部に形成された回収流路 24の一端部 に接続されている。一方、鏡筒 PKの回収流路 24の他端部は、鏡筒 PKの内側（内部 空間）に配置された回収部材 25に接続されている。鏡筒 PKの内側に配置された回 収部材 25は、物体面側空間 K1の液体 LQを回収する回収口 22を有している。回収 部材 25の内部には、液体 LQが流れる回収流路 26が形成されている。
[0056] なお、回収流路 24は、必ずしも鏡筒 PKの内部に形成する必要はなぐ鏡筒 PKの 内部空間と外部空間とに連通した孔部を鏡筒 PKに設け、回収流路 24を成す管部 材を鏡筒 PKの孔部に配置して、回収管 23と回収部材 25とに接続してもよい。
[0057] 供給部材 15は水平方向に直線的に延びる管状部材によって構成されている。本 実施形態においては、供給部材 15は、物体面側空間 K1の +X側に配置され、 X軸 方向に沿って延びるように設けられている。そして、供給部材 15の内部に形成されて いる供給流路 16の一端部が鏡筒 PKの内部に形成されている供給流路 14の他端部 に接続されており、供給流路 16の他端部が供給口 12に接続されている。供給口 12 は—X側に向くように形成されており、液体 LQを第 1光学素子 LSIの上面と略平行 すなわち XY平面と略平行に (横方向に)供給する。
[0058] 供給部材 15の一部は、第 1光学素子 LSIの上面と第 2光学素子 LS2の下面との間 に設けられている。第 1光学素子 LSIの上面と第 2光学素子 LS2の下面との間には 1 〜5mm (本実施形態では lmm)の間隙が形成されており、供給部材 15の一部は、 第 1光学素子 LSI及び第 2光学素子 LS2のそれぞれに非接触で、鏡筒 PKあるいは 所定の支持機構に支持されている。供給部材 15を、第 1光学素子 LS1、第 2光学素 子 LS2のそれぞれに接触しないようにすることで、第 1光学素子 LSI及び第 2光学素 子 LS2の形状変化を抑制することができ、投影光学系 PLの高 、結像性能を維持す ることが可能となる。また、供給部材 15は、露光光 ELの照射を妨げない位置、すな わち露光光 ELが通過する所定領域 AR1の外側に設けられている。
[0059] 回収部材 25は、直線部 25Aと、その直線部 25Aに接続する環状部 25Bとを備えて いる。直線部 25Aは水平方向に延びるように設けられ、本実施形態においては、物 体面側空間 K1に関して X側に配置され、 X軸方向に沿って延びるように設けられ ている。環状部 25Bは、第 1光学素子 LSIの上面のエッジ部よりも小さく形成されて おり、その— X側の一部が直線部 25Aと接続されている。一方、環状部 25Bの +X側 の一部は開口しており、その開口 25Kに供給部材 15が配置されている。
[0060] 回収部材 25の内部には、回収部材 25の形状に応じた回収流路 26が形成されて いる。回収部材 25の直線部 25Aの内部に形成された回収流路 26の一端部が、鏡 筒 PKの内部に形成されている回収流路 24の他端部に接続されている。また、回収 部材 25の環状部 25Bの内部には、物体面側空間 K1を囲むように環状の回収流路 2 6が形成されている。そして、直線部 25Aの内部に形成された回収流路 26の他端部 が、環状部 25Bの内部に形成された環状の回収流路 26の一部に接続されて!ヽる。
[0061] 回収口 22は、環状部 25Bの物体面側空間 K1を向く内側面に形成されている。回 収ロ 22は、物体面側空間 K1の液体 LQを回収する。回収口 22は、第 1光学素子 LS 1の上面に形成される物体面側液浸領域 LR1を囲むように、環状部 25Bの内側面に 複数設けられて 、る。環状部 25Bの内側面に設けられて 、る複数の回収口 22のそ れぞれは、環状部 25Bの内部に形成された回収流路 26に接続されている。
[0062] また、回収部材 25 (環状部 25B)は、露光光 ELの照射を妨げな 、位置、すなわち 露光光 ELが通過する所定領域 AR1を囲むように設けられて 、る。
[0063] 回収部材 25の一部は、第 1光学素子 LSIの上面と第 2光学素子 LS2の下面との間 に設けられている。すなわち、回収部材 25は、第 1光学素子 LSI及び第 2光学素子 LS2のそれぞれに非接触で、鏡筒 PKあるいは所定の支持機構に支持されて 、る。 これにより、第 1光学素子 LSI及び第 2光学素子 LS2の形状変化を抑制することがで き、投影光学系 PLの高 ヽ結像性能を維持することが可能となる。
[0064] 物体面側液浸領域 LR1を形成するために、物体面側空間 K1に液体 LQを供給す る際、制御装置 CONTは、第 1液体供給装置 11を駆動する。制御装置 CONTの制 御のもとで第 1液体供給装置 11から液体 LQが送出されると、その第 1液体供給装置 11から送出された液体 LQは、供給管 13、鏡筒 PKの内部に形成された供給流路 14 、供給部材 15、及び供給口 12を介して物体面側空間 K1に供給される。供給口 12よ り供給された液体 LQは、第 1光学素子 LSIの上面の、露光光 ELが通過する所定領 域 AR1よりも大きぐ且つその上面よりも小さい一部の領域に、物体面側液浸領域 L R1を局所的に形成する。第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間に供給された 液体 LQは、表面張力によって、第 1光学素子 LSIの上面と第 2光学素子 LS2の下 面との間に保持される。物体面側空間 K1に満たされた液体 LQは、第 1光学素子 LS 1の上面の一部の領域に接触するとともに、第 2光学素子 LS2の下面のほぼ全域に 接触する。本実施形態においては、第 2光学素子 LS2の下面の外径は、第 1光学素 子 LSIの上面の外径よりも小さいので、第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間 に満たされた液体 LQは、第 1光学素子 LSIの上面よりも小さい物体面側液浸領域 L R1を、第 2光学素子 LS2の下面の下に形成することができる。
[0065] 物体面側空間 K1の液体 LQを回収するとき、制御装置 CONTは、第 1液浸機構 1 の第 1液体回収装置 21を駆動する。真空系を有する第 1液体回収装置 21の駆動に より、物体面側空間 Klの液体 LQは、回収口 22を介して回収部材 25の環状部 25B の内部に形成された回収流路 26に流入する。回収口 22は物体面側空間 K1を囲む ように配置されているため、物体面側空間 K1の液体 LQは、その周囲より回収口 22 を介して回収される。そして、環状部 25Bの内部に形成された回収流路 26に流入し た液体 LQは、直線部 25Aの内部に形成された回収流路 26で集合した後、鏡筒 PK の内部に形成された回収流路 24に流入する。回収流路 24を流れた液体 LQは、回 収管 23を介して第 2液体回収装置 21に吸引回収される。
[0066] 次に、第 2液浸機構 2について説明する。第 2液浸機構 2の第 2液体供給装置 31は 、第 1光学素子 LS 1の光射出側の像面側空間 K2を液体 LQで満たすために液体 L Qを供給する。第 2液体供給装置 31は、第 1液体供給装置 11とほぼ同等の構成を有 している。すなわち、第 2液体供給装置 31は、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、供給する液体 LQ中の気体成 分を低減するための脱気装置、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。図 2には一例として脱気装置 38が示されている。第 2液体供給装置 3 1には供給管 33の一端部が接続されており、供給管 33の他端部はノズル部材 70に 接続されている。第 2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、第 2液体供給装置 31のタンク、加圧ポンプ、温度調整装置、脱気装 置、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。
[0067] 第 2液浸機構 2の第 2液体回収装置 41は、像面側空間 K2に満たされて 、る液体 L Qを回収する。第 2液体回収装置 41は、第 1液体回収装置 21とほぼ同等の構成を有 している。すなわち、第 2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。第 2液体回収装置 41には回収管 43の一端部が接続されており、回収 管 43の他端部はノズル部材 70に接続されて 、る。第 2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、第 2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。 [0068] 像面側空間 K2に液体 LQを供給する供給口 32、及び像面側空間 K2の液体 LQを 回収する回収口 42はノズル部材 70の下面に形成されている。ノズル部材 70の下面 は、基板 Pの表面、基板ステージ ST1の上面 Fl、及び計測ステージ ST2の上面 F2 の少なくとも一部と対向する位置に設けられている。ノズル部材 70は、投影光学系 P Lの像面側近傍の鏡筒 PK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 32は、ノズル部材 70の下面において、像面側空間 K2を囲むように複数設けられ ている。また、回収口 42は、ノズル部材 70の下面において、像面側空間 K2に対して 供給口 32よりも外側に設けられており、像面側空間 K2及び供給口 32を囲むように 環状に設けられている。また、本実施形態の回収口 42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 よって構成されている。
[0069] そして、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2の第 2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の第 2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、像面側空間 K2を液体 LQで満たし、投影光学系 PLと対向 する位置に配置された物体上、すなわち、基板 P、基板ステージ ST1、計測ステージ ST2の少なくとも一部の上面に、液体 LQの像面側液浸領域 LR2を局所的に形成す る。像面側液浸領域 LR2を形成する際、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2の第 2 液体供給装置 31及び第 2液体回収装置 41のそれぞれを駆動する。制御装置 CON Tの制御のもとで第 2液体供給装置 31から液体 LQが送出されると、その第 2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、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 32より像面側空間 K2に供給される。また、 制御装置 CONTのもとで第 2液体回収装置 41が駆動されると、像面側空間 K2の液 体 LQは回収口 42を介してノズル部材 70の内部に形成された回収流路に流入し、 回収管 43を流れた後、第 2液体回収装置 41に回収される。
[0070] そして、第 1液浸機構 1及び第 2液浸機構 2を使って、物体面側空間 K1及び像面 側空間 K2のそれぞれを液体 LQで満たすことで、第 2光学素子 LS2の下面、及び第 1光学素子 LSIの上面での反射損失が低減され、大きな像側開口数を確保した状 態で、基板 Pを良好に露光することができる。 [0071] なお、第 1液体供給装置 11の脱気装置 18は、例えば国際公開第 2004Z05395 0号パンフレットに開示されているように、中空糸膜を用いた脱気装置などを用いるこ とができる。本実施形態においては、第 1液体供給装置 11は、脱気装置 18を使って 、物体面側空間 K1に供給する液体 LQの溶存気体濃度 (例えば、溶存酸素濃度)を 5ppm以 にする。
[0072] 第 2液体供給装置 31に設けられている脱気装置 38も第 1液体供給装置 11の脱気 装置 18とほぼ同等の構成を有しており、第 2液体供給装置 31も、脱気装置 38を使つ て、像面側空間 K2に供給する液体 LQの溶存気体濃度 (例えば、溶存酸素濃度)を 5ppm以 にする。
[0073] 次に、図 4及び図 5を参照しながら基板ホルダ PHについて説明する。図 4は基板ホ ルダ PHの側断面図、図 5は基板ホルダ PH (基板ステージ ST1)及び計測ステージ S T2を上方から見た平面図である。
[0074] 図 4にお!/、て、基板ホルダ PHは、基材 PHBと、基材 PHBに形成され、基板 Pを脱 着可能に吸着保持する第 1保持部 PH1と、基材 PHBに形成され、第 1保持部 PH1 に保持された基板 Pの周囲にプレート部材 Tを吸着保持する第 2保持部 PH2とを備 えている。プレート部材 Tは、基材 PHBとは別の部材であって、基板ホルダ PHの基 材 PHBに対して脱着（交換)可能に設けられている。また、図 5に示すように、プレー ト部材 Tの中央部には、基板 Pを配置可能な略円形状の孔 THが形成されている。そ して、第 2保持部 PH2に保持されたプレート部材 Tは、第 1保持部 PH1に保持された 基板 Pの周囲を囲むように配置される。第 1保持部 PH1に保持された基板 Pの外側 のエッジ (側面) Pcと、その基板 Pの外側に配置され、第 2保持部 PH2に保持された プレート部材 Tの内側（孔 TH側）のエッジ（内側面） Tcとの間には、 0. 1〜1. Omm 程度のギャップ Aが形成される。また、プレート部材 Tの外形は平面視矩形状に形成 されており、本実施形態においては、基材 PHBの外形とほぼ同じ大きさに形成され ている。
[0075] 図 6には、第 1、第 2保持部 PH1、 PH2のそれぞれより基板 P及びプレート部材 Tを 外した状態が示されて 、る。
[0076] プレート部材 Tは、液体 LQに対して撥液性を有して 、る。具体的には、プレート部 材 Tの上面 Taに液体 LQを配置した場合の液体 LQの接触角は、 90° 以上である。 プレート部材 Tは、例えばポリ四フッ化工チレン (テフロン (登録商標） )等のフッ素系 榭脂ゃアクリル系榭脂等の撥液性を有する材料によって形成されている。なお、プレ 一ト部材 Tを金属等で形成し、その表面にフッ素系榭脂などの撥液性材料を被覆す るようにしてちょい。
[0077] 図 4において、プレート部材 Tの上面 Ta及び下面 Tbのそれぞれはほぼ平坦面（平 坦部）となっている。そして、第 2保持部 PH2に保持されたプレート部材 Tの上面 Taと 、第 1保持部 PH1に保持された基板 Pの上面 Paとはほぼ面一となる。これにより、第 2 液浸機構 2による液体 LQの供給及び回収を行いつつ投影光学系 PLに対して基板 ホルダ PH (基板ステージ ST1)を XY方向に移動することで、投影光学系 PLの像面 側空間 K2を液体 LQで満たしつつ、基板 Pの上面 Paとプレート部材 Tの上面 Taとの 間で像面側液浸領域 LR2を円滑に移動することができる。なお、投影光学系 PLの 像面側空間 K2を液体 LQで満たし続けることができるならば、第 1保持部 PH1に保 持された基板 Pの上面 Paと第 2保持部 PH2に保持されたプレート部材 Tの上面 Taと の間に段差があっても構わない。
[0078] 図 4、図 5、及び図 6において、基板ホルダ PHの第 1保持部 PH1は、基材 PHB上 に形成された複数の第 1凸部 80と、複数の第 1凸部 80の周囲を囲むように基材 PH B上に形成された環状の第 1周壁部 81とを備えている。第 1凸部 80は、基板 Pの下 面 Pbを支持する。第 1周壁部 81は基板 Pの形状に応じて平面視略円環状に形成さ れており、その第 1周壁部 81の上面 81Aは基板 Pの下面 Pbの周縁領域 (エッジ領域 )に対向するように形成されている。第 1保持部 PH1に保持された基板 Pの下面 Pb側 には、基材 PHBと第 1周壁部 81と基板 Pの下面 Pbとで囲まれた第 1空間 VIが形成 される。
[0079] 第 1周壁部 81の内側の基材 PHB上には第 1吸引口 83が形成されている。第 1吸 引口 83は基板 Pを吸着保持するために、第 1周壁部 81の内側において基材 PHBの 上面の第 1凸部 80以外の複数の所定位置にそれぞれ設けられている。第 1吸引口 8 3のそれぞれは、不図示の第 1真空系に接続されている。制御装置 CONTは、第 1 真空系を駆動し、基材 PHBと第 1周壁部 81と基板 Pとで囲まれた第 1空間 VI内部の ガス (空気)を吸引してこの第 1空間 VIを負圧にすることによって、第 1凸部 80に基 板 Pを吸着保持し、第 1真空系の吸引動作を解除することで、第 1保持部 PH1から基 板 Pを外すことができる。本実施形態における第 1保持部 PH1は所謂ピンチャック機 構を構成している。
[0080] 第 1周壁部 81の外側には、第 2周壁部 84が設けられている。本実施形態における 第 2周壁部 84の上面 84Aの幅は大きく（幅広に）形成されている。また、第 2周壁部 8 4の周方向における複数の所定位置のそれぞれにはスリット 85が設けられている。
[0081] 基板ホルダ PHの第 2保持部 PH2は、第 2周壁部 84を囲むように基材 PHB上に形 成された略円環状の第 3周壁部 86と、第 3周壁部 86の外側に設けられ、第 3周壁部 86を囲むように基材 PHB上に形成された環状 (枠状)の第 4周壁部 87と、第 3周壁 部 86と第 4周壁部 87との間の基材 PHB上に形成された複数の第 2凸部 88とを備え ている。第 2凸部 88は、プレート部材 Tの下面 Tbを支持する。第 3周壁部 86は、プレ 一ト部材 Tの孔 THの形状に応じて平面視略円環状に形成されている。第 4周壁部 8 7は、プレート部材 Tの外形に応じて、平面視略矩形環状に形成されている。第 3周 壁部 86の上面 86Aは、プレート部材 Tの下面 Tbの、孔 TH近傍の内縁領域（内側の エッジ領域）に対向するように形成されている。第 4周壁部 87の上面 87Aは、プレー ト部材 Tの下面 Tbの、外縁領域 (外側のエッジ領域）に対向するように形成されてい る。第 2保持部 PH2に保持されたプレート部材 Tの下面 Tb側には、基材 PHBと第 3 、第 4周壁部 86、 87とプレート部材 Tの下面 Tbとで囲まれた第 2空間 V2が形成され る。
[0082] 第 3周壁部 86と第 4周壁部 87との間における基材 PHB上には第 2吸引口 89が形 成されている。第 2吸引口 89はプレート部材 Tを吸着保持するために、第 3周壁部 86 と第 4周壁部 87との間において基材 PHBの上面の第 2凸部 88以外の複数の所定位 置にそれぞれ設けられている。第 2吸引口 89のそれぞれは、不図示の第 2真空系に 接続されている。制御装置 CONTは、第 2真空系を駆動し、基材 PHBと第 3、第 4周 壁部 86、 87とプレート部材 Tとで囲まれた第 2空間 V2内部のガス (空気）を吸引して この第 2空間 V2を負圧にすることによって、第 2凸部 88にプレート部材 Tを吸着保持 し、第 2真空系の吸引動作を解除することで、第 2保持部 PH2からプレート部材 Tを 外すことができる。本実施形態においては、第 2保持部 PH2も所謂ピンチャック機構 を構成している。
[0083] 図 7はギャップ A近傍を示す図である。本実施形態においては、ギャップ Aは 0. 1 〜1. Omm程度に設定されており、ギャップ Aを介して基板ホルダ PHの内部に液体 LQが浸入することを抑制している力 図 7に示すように、ギャップ A上に像面側液浸 領域 LR2が形成された場合などにお 、て、ギャップ Aを介して基板ホルダ PHの内部 に液体 LQが浸入する可能性がある。本実施形態においては、露光装置 EXは、ギヤ ップ Aを介して浸入した液体 LQを回収する液体回収機構 90を備えている。
[0084] 液体回収機構 90は、第 1周壁部 81と第 2周壁部 84との間に設けられた第 1回収口 91と、第 1回収口 91に流路 93を介して接続された真空系を含む第 1吸引装置 92と、 第 2周壁部 84と第 3周壁部 86との間に設けられた第 2回収口 94と、第 2回収口 94に 流路 96を介して接続された真空系を含む第 2吸引装置 95とを備えている。第 1回収 口 91は、第 1周壁部 81の外側面と第 2周壁部 84の内側面との間における基材 PHB の上面に設けられている。第 2回収口 94は、第 2周壁部 84の外側面と第 3周壁部 86 の内側面との間における基材 PHBの上面に設けられて!/、る。
[0085] 第 1吸引装置 92と、第 1空間 VIを負圧にするための第 1真空系とは互いに独立し ているとともに、第 2吸引装置 95と、第 2空間 V2を負圧にするための第 2真空系とは 互いに独立している。制御装置 CONTは、第 1、第 2吸引装置 92、 95、及び第 1、第 2真空系それぞれの動作を個別に制御可能であり、第 1、第 2吸引装置 92、 95による 吸引動作と、第 1、第 2真空系による吸引動作とをそれぞれ独立して行うことができる
[0086] 図 7に示すように、第 1保持部 PH1に保持された基板 Pの下面 Pbと第 2周壁部 84 の上面 84Aの一部の領域とが対向するとともに、第 2保持部 PH2に保持されたプレ 一ト部材 Tの下面 Tbと第 2周壁部 84の上面 84Aの他の領域とが対向するようになつ ている。すなわち、基板 Pとプレート部材 Tとの間に形成されるギャップ Aの直下に、 第 2周壁部 84の上面 84Aが配置される。また、基板 Pの下面 Pbと第 2周壁部 84の上 面 84Aとの間には所定のギャップ Cが形成されるとともに、プレート部材 Tの下面 Tb と第 2周壁部 84の上面 84Aとの間には所定のギャップ Gが形成される。 [0087] ギャップ Cは、基材 PHBと第 1周壁部 81と第 2周壁部 84と基板 Pの下面 Pbとによつ て形成された第 3空間 97と、その第 3空間 97の外側の空間とを流通する流路を形成 している。
[0088] ギャップ Gは、基材 PHBと第 2周壁部 84と第 3周壁部 86とプレート部材 Tの下面 Tb とによって形成された第 4空間 98と、その第 4空間 98の外側の空間とを流通する流 路を形成している。
[0089] 図 6に示すように、第 1回収口 91は、第 1周壁部 81の外側であって、第 1周壁部 81 に沿った複数の所定位置のそれぞれに設けられている。本実施形態においては、第 1回収口 81のそれぞれは平面視ほぼ円形状であり、基材 PHBの上面において、第 1周壁部 81の周方向に沿って 6箇所に所定間隔で設けられている。そして、第 2周壁 部 84のスリット 85のそれぞれ力 互いに隣り合う第 1回収口 91どうしの間に設けられ ている。
[0090] 第 2回収口 94は、第 2周壁部 84の外側であって、第 2周壁部 84に沿った複数の所 定位置のそれぞれに設けられている。本実施形態においては、第 2回収口 94のそれ ぞれは平面視ほぼ円形状であり、基材 PHBの上面において、第 2周壁部 84の周方 向に沿って 6箇所に所定間隔で設けられている。そして、第 2回収口 94のそれぞれ は、互いに隣り合う第 2周壁部 84のスリット 85どうしの間に設けられている。
[0091] ギャップ Aを介して第 3空間 97及び第 4空間 98の少なくとも一方に浸入した液体 L Qは、第 1吸引装置 92及び第 2吸引装置 95の少なくとも一方を駆動することによって 回収することができる。
[0092] 例えば、第 1吸引装置 92が駆動されることにより、第 1回収口 91の近傍 (第 3空間 9 7)には、第 1、第 2周壁部 81、 84に沿って第 1回収口 91に向力 気体の流れが生成 されるので、この気体の流れによって、第 3空間 97に浸入した液体 LQを、第 1回収 口 91まで移動し、第 1回収口 91を介して回収することができる。
[0093] また、ギャップ Cにも第 3空間 97の外側から内側に向力う気体の流れが生成される ので、ギャップ Cに留まっている液体 LQは、その気体の流れによって、第 3空間 97に 引き込まれ、第 1回収口 91まで円滑に移動して回収される。
[0094] また、第 2吸引装置 95が駆動されることにより、第 2回収口 94の近傍 (第 4空間 98) には、第 2、第 3周壁部 84、 86に沿って第 2回収口 94に向力う気体の流れが生成さ れるので、この気体の流れによって、第 4空間 98に浸入した液体 LQを、第 2回収口 9 4まで移動し、第 2回収口 94を介して回収することができる。
[0095] また、ギャップ Gにも第 3空間 98の外側から内側に向力 気体の流れが生成される ので、ギャップ Gに留まっている液体 LQは、その気体の流れによって、第 4空間 98に 引き込まれ、第 2回収口 94まで円滑に移動して回収される。
[0096] また、第 1周壁部 81と第 2周壁部 84とのギャップ Bを、例えば 0. 5〜1. 5mm程度 に設定しておくことにより、溝状の第 3空間 97において、第 1回収口 91に向力 気体 の流れの流速を高めることができる。同様に、第 2周壁部 84と第 3周壁部 86とのギヤ ップ Jを、例えば 0. 5〜1. 5mm程度に設定しておくことにより、溝状の第 4空間 98に お!、て、第 2回収口 94に向力う気体の流れを高めることができる。
[0097] 本実施形態においては、第 1回収口 91及び第 2回収口 94を使った液体 LQの回収 動作は、基板 Pの露光中には停止され、基板 Pの露光を行っていないときに実行され る。制御装置 CONTは、基板 Pの露光終了後、ギャップ Aから浸入した液体 LQを回 収するとき、第 1吸引装置 92及び第 2吸引装置 95のそれぞれを駆動し、第 1回収口 91を用いた液体 LQの回収動作と、第 2回収口 94を用いた液体 LQの回収動作とを 並行して行うことができる。
[0098] なお、本実施形態においては、ギャップ Gへの液体 LQの吸引力力 ギャップじへの 液体 LQの吸引力よりも大きくなるようにギャップ C、ギャップ G、第 1回収口 91を介し た吸引力、及び第 2回収口 94を介した吸引力が設定されている。したがって、ギヤッ プ Aから浸入した液体 LQをプレート部材 Tの下面 Tb側に円滑に引き込むことができ るので、ギャップ A力も浸入した液体 LQが基板 Pの下面 Pb側に回り込む不都合を防 止することができる。
[0099] また、液体回収機構 90はギャップ Aに浸入した液体 LQを回収するのみならず、例 えば像面側液浸領域 LR2の液体 LQを全て回収するときに、ギャップ A上に形成され て 、る像面側液浸領域 LR2の液体 LQを、ギャップ Aを介して積極的に回収すること もできる。また、像面側液浸領域 LR2の液体 LQを全て回収したいときには、制御装 置 CONTは、第 2液浸機構 2の第 2液体回収装置 41を用いた回収動作と、液体回収 機構 90を用いた回収動作とを併用することができる。
[0100] 次に、計測ステージ ST2について図 5及び図 8を参照しながら説明する。図 8は計 測ステージ ST2の一部を模式的に示した断面図である。上述のように、計測ステージ ST2には、露光処理に関する計測を行うための各種計測器 (計測部材を含む)が搭 載されている。計測ステージ ST2に搭載されている計測器としては、例えば特開平 5 — 21314号公報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 報ゃ特開 2002— 198303号公報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 16816号公報に開示されているような照射量センサ（照度センサ）が挙 げられる。あるいは、計測ステージ ST2に搭載される計測器としては、国際公開第 99 Z60361号パンフレツ H対応 US出願第 09Z714, 183号）、特開 2002— 71514 号、 US特許第 6650399号などに開示されている波面収差計測器や、特開昭 62— 183522号公報などに開示されている反射部等も挙げられる。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を保持しない構成となっており、基板ステージ ST1は、露光処理に関する計測を行 う計測器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、及び特開 2000— 16 4504号公報 (これに対応する米国特許第 6, 897, 963号公報）により詳細に開示さ れており、その米国特許を援用して本文の記載の一部とする。
[0101] また、計測ステージ ST2には、上述の計測器を全て搭載する必要はなぐ必要に応 じて一部の計測器を搭載するようにしてもよい。更に、露光装置 EXに必要な計測器 の一部を計測ステージ ST2に搭載し、残りの一部を基板ステージ ST1に搭載するよ うにしてもよい
[0102] また、本実施形態にぉ 、て、計測ステージ ST2には、物体面側液浸領域 LR1及び 像面側液浸領域 LR2のそれぞれの状態を観察可能な観察装置 100が設けられてい る。観察装置 100は計測ステージ ST2の内部に設けられている。 [0103] 図 8に示すように、計測ステージ ST2上には開口 104Kが形成されており、その開 口 104Kには、透明部材 104が配置されている。透明部材 104は例えばガラス板に よって構成されて 、る。透明部材 104の上面は平坦面である。
[0104] 計測ステージ ST2には、開口 104Kに接続する内部空間 106が形成されている。
そして、計測ステージ ST2の内部空間 106に観察装置 100が配置されている。観察 装置 100は、透明部材 104の下側に配置された光学系 101と、 CCD等によって構成 されている撮像素子 103とを備えている。撮像素子 103は、第 1液浸領域 LR1及び 第 2液浸領域 LR2を形成する液体 LQの光学像 (画像)を透明部材 104及び光学系 101を介して取得可能である。撮像素子 103は取得した画像を電気信号に変換し、 その信号 (画像情報)を制御装置 CONTに出力する。また、観察装置 100は、光学 系 101の焦点位置を調整可能な調整機構 102を有している。また、観察装置 100は 、物体面側液浸領域 LR1及び像面側液浸領域 LR2の全体を観察可能な視野を有 している。
[0105] なお観察装置 100の全部が計測ステージ ST2の内部に配置されていてもよいが、 例えば光学系 101を構成する複数の光学素子の一部の光学素子、及び撮像素子 1 03等が計測ステージ ST2の外側に配置されていてもよい。また、調整機構 102が省 略された構成であってもよ 、。
[0106] また、図 5に示すように、計測ステージ ST2上には、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、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 介して形成されるマスク 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 とともに、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。
[0107] 上述のように、マスクァライメント系 RAによって基準マーク板 FM上の第 1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。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 PL (第 1 光学素子 LSI)とを対向させているときに、第 1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で満たした状態でマスクァライメント系 RAによつ て第 1基準マーク FM1を観測する。
[0108] また、計測ステージ ST2上には、空間像計測センサ 160の一部を構成する上板 16 5が設けられている。
[0109] 空間像計測センサ 160は、物体面側空間 K1と像面側空間 K2とを液体 LQで満た した状態で、第 1光学素子 LSI及び第 2光学素子 LS2を含む投影光学系 PLの結像 特性 (光学特性)を計測するのに用いられる。空間像計測センサ 160は、計測ステー ジ ST2上に配置された上板 165と、光電変換素子からなる不図示の受光素子 (光セ ンサ)や、上板 165を通過した光を受光素子に導く不図示の光学系等を備えている。
[0110] 計測ステージ ST2上には開口 159Kが形成されており、上板 165は開口 159K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 159K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 160を構成する光学系ゃ受光素子は その内部空間に配置されている。
[0111] 図 5に示すように、上板 165は、平面視長方形状のガラス板部材の上面中央部に 設けられたクロム等力もなる遮光膜 162と、その遮光膜 162の周囲、すなわちガラス 板部材の上面の遮光膜 162以外の部分に設けられたアルミニウム等力 なる反射膜 163と、遮光膜 162の一部に形成された開口パターンであるスリット 161とを備えてい る。スリット 161においては透明部材であるガラス板部材が露出しており、光はスリット 161を透過可能である。すなわち、スリット 161は上板 165に形成された光透過部とし て機能している。
[0112] 空間像計測センサ 160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、第 1液浸機構 1を使って、物体面側空間 K1を液体 LQ で満たすとともに、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 2液 浸機構 2を使って、投影光学系 PLと上板 165との間の像面側空間 K2を液体 LQで 満たす。第 2液浸機構 2は、スリット 161が液体 LQで覆われるように上板 165上に像 面側液浸領域 LR2を形成する。
[0113] 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、及び物体面側液浸領域 LR1、像面側液浸領域 LR2の液体 LQを通過した後、上板 165に照射される。上板 165のスリット 161を通 過した光は、不図示の光学系を介して不図示の受光素子に導かれる。受光素子は、 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 CON Tに出力する。制御装置 CONTは、受光素子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。
[0114] なお、空間像計測センサ 160の全部が計測ステージ ST2の内部に配置されていて もよいし、例えば光学系の一部ゃ受光素子等が計測ステージ ST2の外側に配置さ れていてもよい。また、計測用マスクの替わりに、マスクステージ MSTに設けられた 計測用パターンを用いてもょ 、。
[0115] また、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、物体面側空間 K1を液体 LQで満たすとともに、第 2液浸機構 2を使って、第 1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上板 3 01との間の像面側空間 K2を液体 LQで満たし、その液体 LQと上板 301に形成され た光透過部とを介して露光光 ELを受光する。なお、図 5においては、説明を簡単に するために省略されているが、上述の他の計測器 (照射量センサ、波面収差計測器 など)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を使つ て、物体面側空間 K1を液体 LQで満たすとともに、第 2液浸機構 2を使って、第 1光 学素子 LSIと計測ステージ ST2に配置された計測器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。
[0116] 上述の透明部材 104の上面、基準マーク板 FMの上面、空間像計測センサ 160の 上板 165の上面、及びムラセンサの上板 301の上面などは、計測ステージ ST2の上 面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 は、各計測部材の上面を含んでいる。以下の説明においては、これら各計測部材の 上面を含む計測ステージ ST2の上面を適宜、「上面 F2」と称する。なお、計測ステー ジ ST2の上面 F2は液体 LQに対して撥液性であることが望ましい。 [0117] また、図 9に示すように、制御装置 CONTは、基板ステージ ST1と計測ステージ ST 2とを接触又は接近させることができ、基板ステージ ST1の上面 F1と計測ステージ S T2の上面 F2とを、ほぼ同じ高さ位置となるように調整することができる。
[0118] また、図 9に示すように、投影光学系 PLの第 1光学素子 LSIの光射出側に第 2液 浸機構 2によって形成された像面側液浸領域 LR2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 、る。像面側液浸領域 LR2を移動する際に は、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 の上面 F1と計測ステージ ST2の上面 F2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 XY方向に一緒に移動し、第 2液浸機構 2によって 形成された像面側液浸領域 LR2を基板ステージ ST1の上面 F1と計測ステージ ST2 の上面 F2との間で移動する。こうすることにより、基板ステージ ST1と計測ステージ S T2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 空間 K2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 の間で像面側液浸領域 LR2を移動することができる。
[0119] 次に、上述の構成を有する露光装置 EXを用いて基板 Pを露光する方法について 図 10〜図 22を参照しながら説明する。図 10及び図 11は観察装置 100を使って液 浸領域を観察している状態を説明するための模式図、図 12〜図 16は基板ステージ
ST1及び計測ステージ ST2の動作を説明するための基板ステージ ST1及び計測ス テージ ST2を上方から見た図、図 17〜図 22は露光方法の手順を説明するためのフ ローチャート図である。
[0120] 図 17は本実施形態に係る露光方法の基本手順を示すフローチャート図である。ま ず、制御装置 CONTは、第 1液浸機構 1を使って、物体面側空間 K1に対して液体 L Qを供給することによって、その物体面側空間 K1を液体 LQで満たす。露光に関す る所定の動作を行う前の露光装置 EXの初期状態においては、光路空間 (Kl、 Κ2) には液体 LQは存在していない。制御装置 CONTは、第 1液浸機構 1を使って、液体 LQが存在して ヽな ヽ物体面側空間 K1に対して液体 LQを供給する。
[0121] 以下の説明においては、液体 LQが存在していない初期状態における露光光 EL の光路空間 (Kl、 Κ2)を液体 LQで満たすために、その光路空間 (Kl、 Κ2)に対し て液体 LQを供給する動作を適宜、「初期満たし動作」と称する。すなわち、初期満た し動作とは、液体 LQが無 、状態 (空の状態)の光路空間 (Kl、 Κ2)に対して液体 L Qを供給することによって、その光路空間 (Kl、 Κ2)を液体 LQで満たす動作を言う。
[0122] 制御装置 CONTは、第 1液浸機構 1を使って、液体 LQが存在して 、な 、物体面側 空間 K1に対して液体 LQを供給することによって、物体面側空間 K1に対する初期 満たし動作を行う (ステップ S 10)。
[0123] 図 19は、ステップ S10の具体的な手順を示すフローチャート図である。物体面側空 間 K1を初期満たしするステップ S 10にお 、て、物体面側空間 K1を初期満たしする 旨の指令が発せられると (ステップ Sl l)、図 10に示すように、制御装置 CONTは、 投影光学系 PLと計測ステージ ST2上の透明部材 104とを対向させた状態で、第 1 液浸機構 1を駆動し、物体面側空間 K1を液体 LQで満たす。制御装置 CONTは、 観察装置 100を使って、物体面側空間 K1を満たす液体 LQによって形成される物体 面側液浸領域 LR1を観察しつつ、物体面側空間 K1の初期満たし動作を行う (ステツ プ S12)。物体面側空間 K1を初期満たしする際には、制御装置 CONTは、第 1液浸 機構 1の第 1液体供給装置 11による液体供給動作と、第 1液体回収装置 21による液 体回収動作とを所定時間並行して行う。
[0124] 観察装置 100は、物体面側液浸領域 LR1の状態を、透明部材 104及び第 1光学 素子 LSIを介して観察する。なお、観察装置 100が物体面側液浸領域 LR1の状態 を観察しているときには、計測ステージ ST2はほぼ静止している。透明部材 104の下 側の内部空間には観察装置 100の光学系 101が配置されており、撮像素子 103は、 物体面側液浸領域 LR1を形成する液体 LQの画像を、第 1光学素子 LS1、透明部材 104、及び光学系 101を介して取得する。観察装置 100を使って物体面側液浸領域 LR1の状態を観察するとき、制御装置 CONTは、調整機構 102を使って光学系 101 の焦点位置を物体面側液浸領域 LR1の Z軸方向の位置に合わせる。したがって、撮 像素子 103は物体面側液浸領域 LR1を形成している液体 LQの画像を良好に取得 可能である。また、観察装置 100は、物体面側液浸領域 LR1よりも大きい視野を有し て ヽるため、物体面側液浸領域 LR1を形成する液体 LQの画像を一括して取得可能 である。 [0125] 撮像素子 103で取得された物体面側液浸領域 LR1に関する画像情報は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、撮像素子 103から出力された信号 (画像 情報）に基づいて、物体面側液浸領域 LR1を形成している液体 LQの画像を表示装 置 DYで表示する。
[0126] また、制御装置 CONTは、撮像素子 103から出力された信号を演算処理 (画像処 理)し、その処理結果に基づいて、物体面側空間 K1を満たす液体 LQが所望状態で ある力否かを判別する。具体的には、制御装置 CONTは、液体 LQに気泡があるか 否かを判別する (ステップ S13)。なお、気泡のみならず、気塊を含む気体部分、ある いはパーティクル (異物）があるか否かを判別することも可能である。
[0127] 例えば、初期満たし動作においては、液体 LQ中に気泡が混入したり、あるいは物 体面側液浸領域 LR1が露光光 ELが通過する所定領域 AR1を十分に覆って ヽな 、 状態 (液切れ状態）が生じる等の不具合が発生する可能性がある。そのような不具合 が発生している状態の物体面側液浸領域 LR1を介して露光処理や計測処理を行つ た場合、良好な露光精度や計測精度を得ることができなくなる。本実施形態におい ては、観察装置 100を使って物体面側液浸領域 LR1の状態を観察することで、物体 面側液浸領域 LR1に不具合が生じている力否かを把握することができる。また、観察 装置 100は、例えば径が 0. 1mm以上の気泡を観察 (検出）できる。
[0128] ステップ S13において、物体面側空間 K1を満たす液体 LQ中に気泡が無ぐその 液体 LQが所望状態であると判断された場合、物体面側空間 K1の初期満たし動作 が終了する (ステップ S15)。すなわち、第 1液体供給装置 11による液体供給動作と、 第 1液体回収装置 21による液体回収動作とを停止する。なお、物体面側空間 K1を 満たす液体 LQの状態 (液質など）を安定させるために、液体 LQ中に気泡が無！、と 判断された後に、第 1液体供給装置 11による液体供給動作と第 1液体回収装置 21 による液体回収動作とを所定時間だけ継続してもよい。
[0129] 一方、ステップ S13において、物体面側空間 K1を満たす液体 LQ中に気泡がある と判断した場合、制御装置 CONTは、その気泡を低減又は消失させるために、脱気 された液体 LQを所定時間供給する (ステップ S 14)。すなわち、制御装置 CONTは 、計測ステージ ST2に搭載された観察装置 100の観察結果に基づいて、物体面側 空間 Klを満たす液体 LQ中に気泡 (気体部分)があると判断したとき、脱気された液 体 LQを第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間の物体面側空間 K1に所定時 間供給するとともに、脱気された液体 LQの供給量に応じて、物体面側空間 K1から 所定量の液体 LQを回収するように、第 1液浸機構 1を制御する。上述のように、第 1 液浸機構 1の第 1液体供給装置 11は、液体 LQ中の気体成分を低減するための脱 気装置 18を備えているため、制御装置 CONTは、第 1液体供給装置 11に設けられ た脱気装置 18を使って液体 LQを十分に脱気した後、第 1液浸機構 1を制御して、脱 気された液体 LQを第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間の物体面側空間 K1 に供給することができる。そして、十分に脱気された液体 LQを物体面側空間 K1に対 して所定時間供給することにより、物体面側液浸領域 LR1を形成する液体 LQ中の 気泡 (気体部分)を流し去ったり、液体 LQ中に溶かし込んで低減又は消失させたり することができる。
[0130] ここで、気泡を低減又は消失させるために物体面側空間 K1に対して液体 LQを供 給するときの単位時間当たりの液体供給量と、物体面側空間 K1を初期満たしすると きの単位時間当たりの液体供給量とはほぼ同じであってもよいし、気泡を低減又は消 失させるために物体面側空間 K1に対して液体 LQを供給するときの単位時間当たり の液体供給量が、物体面側空間 K1を初期満たしするときの単位時間当たりの液体 供給量よりも多くてもよい。
[0131] そして、脱気された液体 LQを所定時間供給した後、観察装置 100の観察結果に 基づ 、て、物体面側液浸領域 LR1を形成する液体 LQ中の気泡の大きさ又は量が 所定レベル以下になったことが確認された後、物体面側空間 K1の初期満たしが終 了する (ステップ S15)。すなわち、第 1液体供給装置 11による液体供給動作と、第 1 液体回収装置 21による液体回収動作とを停止する。なお、物体面側空間 K1を満た す液体 LQの状態 (液質など）を安定させるために、液体 LQ中に気泡が無 ヽと判断さ れた後に、第 1液体供給装置 11による液体供給動作と第 1液体回収装置 21による 液体回収動作とを所定時間だけ継続してもよ！/ヽ。
[0132] なお、表示装置 DYに表示されて 、る物体面側液浸領域 LR1の画像に基づ 、て、 例えば作業者が、物体面側液浸領域 LR1が所望状態である力否かを判断するよう にしてもよい。この場合は、作業者などが次の動作を制御装置 CONTへ指令する。
[0133] また、ステップ S13において、物体面側空間 K1を満たす液体 LQに不具合があると 判断した場合、制御装置 CONTは、物体面側空間 K1への液体 LQの供給を停止す るとともに、物体面側空間 K1の液体 LQをすベて排出し、その排出後にステップ S 11 に戻って、物体面側空間 K1に対する初期満たし動作を再度実行してもよ 、。
[0134] 図 17に戻って、物体面側空間 K1の初期満たし動作が終了した後、像面側空間 K 2に対する初期満たし動作が行われる (ステップ S20)。制御装置 CONTは、第 2液 浸機構 2を使って、液体 LQが存在して 、な 、像面側空間 K2に対する液体 LQの供 給及び回収動作を行うことによって、像面側空間 K2に対する初期満たし動作を行う
[0135] 図 20は、ステップ S20の具体的な手順を示すフローチャート図である。像面側空間 K2を初期満たしするステップ S 20にお 、て、像面側空間 K2を初期満たしする旨の 指令が発せられると (ステップ S21)、図 11に示すように、制御装置 CONTは、投影 光学系 PLと計測ステージ ST2上の透明部材 104とを対向させた状態で、第 2液浸 機構 2を駆動し、像面側空間 K2を液体 LQで満たす。制御装置 CONTは、観察装 置 100を使って、像面側空間 K2を満たす液体 LQによって形成される像面側液浸領 域 LR2を観察しつつ、像面側空間 K2の初期満たしを行う（ステップ S22)。
[0136] 制御装置 CONTは、観察装置 100を使って、像面側空間 K2を満たす液体 LQに よって形成される像面側液浸領域 LR2の状態を観察する。観察装置 100は、像面側 液浸領域 LR2の状態を、透明部材 104を介して観察する。観察装置 100が像面側 液浸領域 LR2の状態を観察して 、るときには、計測ステージ ST2はほぼ静止して ヽ る。撮像素子 103は、像面側液浸領域 LR2を形成する液体 LQの画像を、透明部材 104、及び光学系 101を介して取得する。
[0137] 像面側液浸領域 LR2の状態を観察装置 100を使って観察するとき、制御装置 CO NTは、調整機構 102を使って光学系 101の焦点位置を像面側液浸領域 LR2の Z軸 方向の位置に合わせる。したがって、撮像素子 103は像面側液浸領域 LR2を形成し ている液体 LQの画像を良好に取得可能である。また、観察装置 100は、像面側液 浸領域 LR2よりも大き ヽ視野を有して ヽるため、像面側液浸領域 LR2を形成する液 体 LQの画像を一括して取得可能である。
[0138] 撮像素子 103で取得された像面側液浸領域 LR2に関する画像情報は制御装置 C ONTに出力される。制御装置 CONTは、撮像素子 103から出力された信号 (画像 情報）に基づいて、像面側液浸領域 LR2を形成している液体 LQの画像を表示装置 DYで表示する。
[0139] また、制御装置 CONTは、撮像素子 103から出力された信号を演算処理 (画像処 理)し、その処理結果に基づいて、像面側空間 K2を満たす液体 LQが所望状態であ る力否かを判別する。具体的には、制御装置 CONTは、液体 LQに気泡がある力否 かを判別する (ステップ S23)。なお、気泡のみならず、気塊を含む気体部分、あるい はパーティクル (異物）がある力否かを判別することも可能である。
[0140] 観察装置 100を使って像面側液浸領域 LR2の状態を観察することで、像面側液浸 領域 LR2に不具合が生じているカゝ否かを把握することができる。また、観察装置 100 は、例えば径が 0. 1mm以上の気泡を観察 (検出）できる。
[0141] ステップ S23において、像面側空間 K2を満たす液体 LQ中に気泡が無ぐその液 体 LQが所望状態であると判断された場合、像面側空間 K2の初期満たし動作が終 了する（ステップ S25)。
[0142] 一方、ステップ S23において、像面側空間 K2を満たす液体 LQ中に気泡があると 判断した場合、制御装置 CONTは、その気泡を低減又は消失させるために、脱気さ れた液体 LQを所定時間供給する (ステップ S24)。すなわち、制御装置 CONTは、 計測ステージ ST2に搭載された観察装置 100の観察結果に基づ 、て、像面側空間 K2を満たす液体 LQ中に気泡 (気体部分)があると判断したとき、脱気された液体 LQ を第 1光学素子 LSIと透明部材 104との間の像面側空間 K2に所定時間供給すると ともに、脱気された液体 LQの供給量に応じて、像面側空間 K2から所定量の液体 L Qを回収するように、第 2液浸機構 2を制御する。上述のように、第 2液浸機構 2の第 2 液体供給装置 31は、液体 LQ中の気体成分を低減するための脱気装置 38を備えて いるため、制御装置 CONTは、第 2液体供給装置 31に設けられた脱気装置 38を使 つて液体 LQを十分に脱気した後、第 2液浸機構 2を制御して、脱気された液体 LQを 第 1光学素子 LSIと透明部材 104との間の像面側空間 K2に供給することができる。 そして、十分に脱気された液体 LQを像面側空間 K2に対して所定時間供給すること により、像面側液浸領域 LR2を形成する液体 LQ中の気泡 (気体部分)を流し去った り、低減又は消失させたりすることができる。なお、ステップ S24の動作を、計測ステ ージ ST2を移動しながら実行してもよい。例えば、計測ステージ ST2を所定方向に、 所定のストロークで往復動作させることによって、液体 LQ中の気泡 (気体部分)をより 速やかに流し去ることができる。
[0143] そして、脱気された液体 LQを所定時間供給した後、観察装置 100の観察結果に 基づ 、て、像面側液浸領域 LR2を形成する液体 LQ中の気泡の大きさ又は量が所 定レベル以下になったことが確認された後、像面側空間 Κ2の初期満たしが終了する (ステップ S25)。なお、本実施形態においては、像面側空間 K2を満たす液体 LQの 初期満たし動作が完了した後も、第 2液体供給装置 31による液体供給動作と、第 2 液体回収装置 41による液体回収動作とが継続され、像面側空間 K2を満たす液体の 入れ替え (交換)が行われる。
[0144] なお、表示装置 DYに表示されて 、る像面側液浸領域 LR2の画像に基づ 、て、例 えば作業者が、像面側液浸領域 LR2が所望状態である力否かを判断するようにして もよい。この場合は、作業者などが次の動作を制御装置 CONTへ指令する。
[0145] また、ステップ S23にお 、て、像面側空間 K2を満たす液体 LQに不具合があると判 断した場合、制御装置 CONTは像面側空間 K2への液体 LQの供給を停止するとと もに、像面側空間 K2の液体 LQをすベて排出し、その排出後にステップ S21に戻つ て、像面側空間 K2に対する初期満たし動作を再度実行してもよ 、。
[0146] 図 12には、観察装置 100を使って、物体面側液浸領域 LR1または像面側液浸領 域 LR2を観察しつつ、物体面側空間 K1または像面側空間 K2の初期満たし動作を 行っている状態が図示されている。このとき、基板ステージ ST1は、図 12に示すよう に基板交換位置 RPで待機して 、る。
[0147] 本実施形態においては、物体面側空間 K1の初期満たし終了後、所定数の基板 P 力もなる 1つのロットの露光中においては、第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2と の間の物体面側空間 K1に液体 LQが満たされるものの、第 1液浸機構 1は液体 LQ の供給動作及び回収動作を行わない。こうすることにより、基板 Pの露光中において 、第 1液浸機構 1による液体供給動作及び回収動作に起因する振動の発生を防止 することができる。また、第 1液浸機構 1は、物体面側空間 K1を液体 LQで満たすとと もに、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを所定のタイミングで交換するもの とする。一方、第 2液浸機構 2は、像面側空間 K2の初期満たし終了後、像面側空間 K2に対する液体 LQの供給動作と像面側空間 K2の液体 LQの回収動作とを並行し て継続し、像面側空間 K2を液体 LQで常に満たし続ける。
[0148] ここで、物体面側空間 K1の液体 LQの交換動作にぉ 、ては、物体面側空間 K1に 液体 LQが満たされて 、る状態にぉ 、て、第 1液浸機構 1による物体面側空間 K1に 対する液体 LQの供給動作と物体面側空間 K1の液体 LQの回収動作とを並行して 開始し、先に物体面側空間 K1に満たされて 、た液体 LQが物体面側空間 K1より回 収されるとともに、所定温度に調整された清浄な新たな液体 LQが物体面側空間 K1 に供給される。
[0149] すなわち、物体面側液浸領域 LR1の液体 LQを交換するときには、物体面側空間 K1から液体 LQを完全に除去することなぐ常に物体面側空間 K1に液体 LQが満た されて ヽるように、先に物体面側空間 K1に満たされて ヽる液体 LQと新たな液体 LQ とを徐々に入れ換える。こうすることにより、物体面側液浸領域 LR1の液体 LQの交換 に伴って、物体面側液浸領域 LR1の液体 LQ中に気泡 (気体部分)が生成されてし まうことを抑制することができる。
[0150] もちろん、物体面側空間 K1の液体 LQを完全に回収 (排出）して、物体面側空間 K 1を気体で満たされた空間にした後に、初期満たし動作と同様にして、所定温度に調 整された清浄な新たな液体 LQを物体面側空間 K1に供給して物体面側液浸領域 L R1を形成するようにしてもよい。
[0151] 物体面側空間 K1に満たされた液体 LQには露光光 ELが照射されるため、その露 光光 ELの照射熱によって物体面側空間 K1に満たされた液体 LQが温度上昇する 可能性がある。また、物体面側空間 K1に長時間液体 LQを留まらせておくことにより 、その液体 LQが汚染され、第 1光学素子 LS1、及び第 2光学素子 LS2等、その液体 LQに接触する部材に影響を及ぼす可能性がある。したがって、本実施形態のように 、物体面側空間 K1の液体 LQの常時入れ替えを行わない場合には、物体面側空間 Klの液体 LQを所定のタイミングで交換することによって、物体面側空間 K1に満た された液体 LQの温度上昇、及び汚染等の不都合を抑え、物体面側空間 K1を所望 状態 (所望の温度、所望の清浄度)の液体 LQで満たすことができる。
[0152] 図 17に戻って、初期満たし動作が終了した後、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2上の計測器 (計測部材)を使った所定の計測処理を実行する (ステップ S30)。
[0153] 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、図 13に示すように、制御装置 CONTは、投影光学系 PLの第 1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 CONTは、第 2液浸機構 2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)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。このように、マスクァライメント系 RAは、 投影光学系 PL及び液体 LQを介して計測を行う。そして、制御装置 CONTは、第 1 基準マーク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と、ァライメント系
ALGの検出基準位置と第 2基準マークとの位置関係と、既知の第 1基準マークと第 2 基準マーク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、ァラィメ ント系 ALGのベースライン情報を求める。図 13には、このときの状態が示されている
[0154] なお、ベースライン計測において、マスクァライメント系 RAによる第 1基準マークの 検出と、ァライメント系 ALGによる第 2基準マークの検出は、同時に行わなくてもよぐ マスクァライメント系 RAによる第 1基準マークの検出及びァライメント系 ALGによる第 2基準マークの検出の一方を行った後に、レーザ干渉計 56でモニタしつつ計測ステ ージ ST2を移動した後に、他方を実行するようにしてもよ!ヽ。 [0155] 計測ステージ ST2上の計測器 (計測部材)を用いた計測動作を行って!/、る間、制 御装置 CONTは、基板ステージ ST1を基板交換位置 RPにおいて、露光処理される べき基板 Pを搬送装置 Hを使って基板ステージ ST1にロードする。基板ステージ ST 1には、第 1ロットの先頭の基板 Pがロードされる。ここで、基板ステージ ST1上に露光 済みの基板 Pが保持されている場合には、制御装置 CONTは、搬送装置 Hを使って 、露光済みの基板 Pを基板ステージ ST1よりアンロードする。
[0156] 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 160を使った計測動作も挙げられる。空間像計測センサ 160を用い た計測動作を行う場合、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2により形成された像面 側液浸領域 LR2を計測ステージ ST2の上板 165上に形成する。そして、投影光学 系 PLと上板 165との間の液体 LQと、上板 165に形成されたスリット 161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、ムラセンサや照射量センサ、波面収差計測器などを用いた計測処理が行われる 。これらムラセンサや照射量センサ、波面収差計測器なども、投影光学系 PL及び液 体 LQを介して計測を行う。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を行う等、その後に行われる基板 Pの露光 に反映させる。具体的には、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2に搭載されてい る計測器による計測結果に基づいて、上述の結像特性調整装置 LCを使って、投影 光学系 PL及び液体 LQを介した結像特性を調整することができる。
[0157] なお結像特性調整装置 LCは、投影光学系 PLを調整するものだけでなぐマスク M を動かしたり、露光光 ELの波長を調整したりするものであってもよい。また、計測ステ ージ ST2に搭載されて 、る計測器の計測結果に基づ 、て投影光学系 PLと露光対 象の基板 P表面との位置関係を調整するようにしてもょ 、。
[0158] 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 において計測器 (計測部材)を用いた計測が終了した後、第 1ロットの所定枚数の基 板の露光処理が開始される（ステップ S40)。図 21は、ステップ S40の具体的な手順 を示すフローチャート図である。第 1ロットの基板の露光処理が開始されると (ステップ S41)、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 S Tl及び計測ステージ ST2の少なくとも一方を移動し、図 14に示すように、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、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、基板ステージ ST1にロード後の基板 Pに対して ァライメント処理を行う。この際、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを移動する ことによって、投影光学系 PLの第 1光学素子 LSIと計測ステージ ST2の上面 F2との 間に形成されていた像面側液浸領域 LR2は、図 14に示すように、基板ステージ ST1 の上面 F1へ移動する。ァライメント処理では、具体的には、制御装置 CONTは、ァラ ィメント系 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。 基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを接触 (又は接近)させた状態でァライメント 処理することにより、例えばァライメント処理中にぉ 、て像面側液浸領域 LR2の一部 が基板ステージ ST1の上面 F1から外れる状況が生じても、投影光学系 PLと基板ス テージ ST1の上面 F1及び計測ステージ ST2の上面 F2の少なくとも一部との間で液 体 LQを保持することができる。
なお、本実施形態においては、最後にァライメントマークが検出された基板上の位 置 (ショットエリア）が計測ステージ ST2により近い位置であるために、ァライメント処理 終了時に、像面側液浸領域 LR2は計測ステージ ST上に形成されている。ァライメン ト処理が終了すると、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、 SD 2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。 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の第 1光学素子 LSIと計測ステージ ST2の上面 F2との間 に形成されて ヽる像面側液浸領域 LR2を、計測ステージ ST2の上面 F2から基板ス テージ ST1の上面 F1へ移動する (ステップ S42)。第 2液浸機構 2によって形成され て 、る液体 LQの像面側液浸領域 LR2が、計測ステージ ST2の上面 F2から基板ス テージ ST1の上面 F1に移動する途中においては、図 15に示すように、計測ステー ジ ST2の上面 F2と基板ステージ ST1の上面 F1とに跨るようにして形成される力 両 ステージが接触又は接近して 、るので、両ステージの間からの液体 LQの漏れは防 止できる。そして、図 15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、投影光学系 PLの第 1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 2液浸機構 2 によって形成される液体 LQの像面側液浸領域 LR2が、基板 Pの表面を含む基板ス テージ ST1の上面 F1に配置される。
[0160] 像面側液浸領域 LR2の基板ステージ ST1上への移動が完了すると、制御装置 CO NTは、図 16に示すように、基板ステージ ST1から計測ステージ ST2を離し、計測ス テージ ST2を所定の退避位置 PJへ移動し、基板 Pを露光する (ステップ S43)。
[0161] ステップ S43において、制御装置 CONTは、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 に基づいて行われる。
[0162] 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 F1と計測ステージ ST2の 上面 F2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などの所定 位置に退避させる（図 13参照)。これにより、第 2液浸機構 2により形成される像面側 液浸領域 LR2が計測ステージ ST2の上面 F2に移動する (ステップ S44)。制御装置 CONTは、搬送装置 Hを使って、基板交換位置 RPに移動した基板ステージ ST1上 より露光済みの基板 Pをアンロードするとともに、次に露光処理されるべき基板 Pを基 板ステージ ST1にロードすると ヽつた基板交換作業を行う。
[0163] 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 ST1が 投影光学系 PLから離れたときに、第 1光学素子 LSIの光射出側の像面側空間 K2を 液体 LQで満たし続けるために、第 1光学素子 LSIと対向する位置に計測ステージ S T2を配置している。そして、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2が第 1光学素子 LSIと対向しているときに、第 2液浸機構 2を使って、第 1光学素子 LSIと計測ステー ジ ST2との間を液体 LQで満たした状態で、必要に応じて、計測ステージ ST2に配 置された各計測器を使った計測を行い、その結果が、その後の基板の露光に反映さ れる。この場合、基板交換の度に、計測ステージ ST2上の少なくとも 1つの計測器を 必要に応じて選択し、その選択された計測器を用いた計測結果をその後の露光に反 映させるので、それぞれの基板 Pに対する露光を高精度に実行することができる。
[0164] なお、基板交換動作中に、計測ステージ ST2に搭載された観察装置 100を用いて 物体面側液浸領域 LR1と像面側液浸領域 LR2の少なくとも一方を観察するようにし てもよい。この場合、観察装置 100により例えば液体 LQに気体部分が発見された場 合には、脱気された液体 LQを流し続けたり、液体 LQを入れ替える（交換する）などし て、液体 LQ中の気泡を低減又は消失させた後に、次の基板 Pの露光を開始すれば よい。
[0165] そして、上述同様、基板ステージ ST1にロード後の基板 Pに対してァライメント処理 が行われた後、その基板 Pに対する露光処理が行われる。そして、上述のように、基 板ステージ ST1上の基板 Pを露光する動作、像面側液浸領域 LR2を計測ステージ S T2上に移動する動作、基板 Pを交換する動作、及び基板 Pがロードされた基板ステ ージ ST1上に像面側液浸領域 LR2を移動する動作などを繰り返すことによって、制 御装置 CONTは、第 1ロットを構成する所定数の基板 Pを順次露光する。
[0166] そして、所定数の基板 Pからなる第 1ロットの基板 Pの露光が終了した力否かが判断 され (ステップ S45)、終了してない場合には、上述の動作が繰り返される。以上により 、第 1ロットを構成する所定数の基板 Pの露光が終了する (ステップ S46)。
[0167] なお、上述の実施形態においては、ァライメント処理の開始力も完了まで、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た状態を維持しているが、ァラ ィメント処理中の一部の期間だけ、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とを接触又 は接近させるようにしてもよい。この場合、ァライメント処理中に、計測ステージ ST2か ら基板ステージ ST1への像面側液浸領域 LR2の移動が完了した時点で、計測ステ ージ ST2を基板ステージ ST1から離すようにしてもよい。あるいは、基板ステージ ST 1と計測ステージ ST2とを接触又は接近させて、計測ステージ ST2から基板ステージ ST1へ像面側液浸領域 LR2を移動し、計測ステージ ST2を基板ステージ ST1から 離した後に、ァライメント処理を開始するようにしてもよい。あるいは、計測ステージ S T2上に像面側液浸領域 LR2を形成したまま、基板ステージ ST1と計測ステージ ST 2とを接触又は接近させずにァライメント処理を実行し、ァライメント処理の完了後に 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、計測ステージ ST2 力も基板ステージ ST1へ像面側液浸領域 LR2を移動するようにしてもょ 、。
[0168] また、基板ステージ ST1に保持された基板 Pの露光中に、像面側液浸領域 LR2が 基板ステージ ST1からはみ出す虞がある場合には、基板 Pの露光中の少なくとも一 部の期間において、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る ようにしてもよい。
[0169] 図 17に戻って、第 1ロットの基板 Pの露光が終了した後、制御装置 CONTは、マス クステージ MST上のマスク Mを別のマスク Mと交換するとともに、物体面側空間 K1 の初期満たしが完了した時点（すなわちステップ S10)からの経過時間に応じて、物 体面側空間 K1に満たされて ヽる液体 LQを交換するカゝ否かを判断する。具体的には 、制御装置 CONTは、物体面側空間 K1の初期満たしが完了した時点でタイマー T Mを使って計時を開始しており、物体面側空間 K1の初期満たしが完了した時点 (す なわちステップ S 10)からの経過時間力 予め設定されている許容値を超えたか否か を判別する (ステップ S50)。
[0170] ここで、許容値とは、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを所望状態に維 持することができる時間の許容値である。経過時間が許容値以下であれば、物体面 側空間 K1を満たしている液体 LQの温度及び清浄度を含む状態は所望状態に維持 されている。したがって、経過時間が許容値以下であれば、液体 LQの交換を行わな くても、所望温度を有する清浄な所望状態の液体 LQが物体面側空間 K1に満たされ ていることとなる。一方、経過時間が許容値以上である場合、物体面側空間 K1を満 たして!/、る液体 LQの温度及び清浄度が所望状態でなくなり、その液体 LQを交換す る必要が生じる。この許容値は、予め実験やシミュレーションによって求めておくこと ができ、制御装置 CONTに記憶されている。 [0171] ステップ S50において、物体面側空間 K1の初期満たしが完了した時点からの経過 時間が許容値以上であると判断した場合、制御装置 CONTは、物体面側空間 K1の 液体 LQの交換を行う（ステップ S60)。
[0172] 制御装置 CONTは、物体面側空間 K1の液体 LQの交換を行うために、第 1液浸機 構 1による物体面側空間 K1に対する液体 LQの供給動作と物体面側空間 K1の液体 LQの回収動作とを所定時間並行して行う。また、物体面側空間 K1の液体 LQの交 換を行うとき、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2を透明部材 104と投影光学系 PLとが対向する位置に移動し、計測ステージ ST2に搭載された観察装置 100で物 体面側空間 K1の液体 LQを観察しつつ、液体 LQの交換を行う。
[0173] 図 22は、ステップ S60の具体的な手順を示すフローチャート図である。物体面側空 間 K1の液体 LQを交換するステップ S60にお!/、て、物体面側空間 K1の液体 LQを 交換する旨の指令が発せられると (ステップ S61)、制御装置 CONTは、投影光学系 PLと計測ステージ ST2上の透明部材 104とを対向させた状態で、第 1液浸機構 1を 使って、物体面側空間 K1の液体 LQを交換する動作を行う。制御装置 CONTは、観 察装置 100を使って、物体面側空間 K1を満たす液体 LQによって形成される物体面 側液浸領域 LR1を観察しつつ、物体面側空間 K1の液体 LQを交換する (ステップ S 62)。 なお、本実施形態にお!、ては、物体面側空間 K1に対する液体 LQの供給動 作と回収動作とを所定時間実行することによって、物体面側空間 K1の液体 LQの交 換が完了したと判断しているが、物体面側空間 K1から回収された液体 LQの状態（ 温度、液質など）をチェックして、その結果に基づいて物体面側空間 K1の液体 LQの 交換が完了したと判断するようにしてもょ 、。
[0174] 制御装置 CONTは、観察装置 100を使って、物体面側液浸領域 LR1の状態を観 察する。このとき、第 2液浸機構 2によって像面側液体空間 K2に対する液体 LQの供 給動作と回収動作とを継続して実行して ヽるため、像面側空間 K2は常時液体 LQで 満たされており、観察装置 100は、物体面側液浸領域 LR1の状態を、透明部材 104 、像面側液浸領域 LR2、及び第 1光学素子 LSIを介して観察する。なお、観察装置 100が物体面側液浸領域 LR1の状態を観察して 、るときには、計測ステージ ST2は ほぼ静止して 、る。観察装置 100を使って物体面側液浸領域 LR1の状態を観察す るとき、制御装置 CONTは、調整機構 102を使って光学系 101の焦点位置を物体面 側液浸領域 LR1の Z軸方向の位置に合わせる。したがって、撮像素子 103は物体面 側液浸領域 LR1を形成して 、る液体 LQの画像を良好に取得可能である。観察装置 100を使って物体面側液浸領域 LR1の状態を観察するとき、第 2液浸機構 2による 液体 LQの供給動作と回収動作とを停止してもよ ヽ。
[0175] 撮像素子 103で取得された物体面側液浸領域 LR1に関する画像情報は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、撮像素子 103から出力された信号 (画像 情報）に基づいて、物体面側液浸領域 LR1を形成している液体 LQの画像を表示装 置 DYで表示する。
[0176] 制御装置 CONTは、撮像素子 103から出力された信号を演算処理 (画像処理)し、 その処理結果に基づ!/、て、物体面側空間 K1を満たす液体 LQが所望状態であるか 否かを判別する。具体的には、制御装置 CONTは、液体 LQに気泡がある力否かを 判別する (ステップ S63)。なお、気泡のみならず、気塊を含む気体部分、あるいはパ 一ティクルがあるカゝ否かを判別することも可能である。
[0177] ステップ S63において、物体面側空間 K1を満たす液体 LQ中に気泡が無ぐその 液体 LQが所望状態であると判断した場合、物体面側空間 K1の液体 LQの交換動作 が終了する (ステップ S65)。すなわち、第 1液浸機構 1の物体面側空間 K1に対する 液体 LQの供給動作と回収動作とを停止する。
[0178] 一方、ステップ S63において、例えば物体面側空間 K1を満たす液体 LQ中に気泡 があると判断した場合、制御装置 CONTは、その気泡を低減又は消失させるために 、脱気された液体 LQを所定時間供給する (ステップ S64)。すなわち、制御装置 CO NTは、計測ステージ ST2に搭載された観察装置 100の観察結果に基づいて、物体 面側空間 K1を満たす液体 LQ中に気泡 (気体部分)があると判断したとき、脱気され た液体 LQを第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間の物体面側空間 K1に所 定時間供給するとともに、脱気された液体 LQの供給量に応じて、物体面側空間 K1 力も所定量の液体 LQを回収するように、第 1液浸機構 1を制御する。上述のように、 第 1液浸機構 1の第 1液体供給装置 11は、液体 LQ中の気体成分を低減するための 脱気装置 18を備えているため、制御装置 CONTは、第 1液体供給装置 11に設けら れた脱気装置 18を使って液体 LQを十分に脱気した後、第 1液浸機構 1を制御して、 脱気された液体 LQを第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間の物体面側空間 K1に供給することができる。そして、十分に脱気された液体 LQを物体面側空間 K1 に対して所定時間供給することにより、物体面側液浸領域 LR1を形成する液体 LQ 中の気泡 (気体部分)を流し去ったり、液体 LQ中に溶力 込んで低減又は消失させ ることがでさる。
[0179] そして、脱気された液体 LQを所定時間供給した後、観察装置 100の観察結果に 基づ 、て、物体面側液浸領域 LR1を形成する液体 LQ中の気泡の大きさ又は量が 所定レベル以下になったことが確認された後、物体面側空間 K1の液体 LQの交換が 終了する (ステップ S65)。すなわち、第 1液浸機構 1の物体面側空間 K1に対する液 体 LQの供給動作と回収動作とを停止する。
[0180] なお、表示装置 DYに表示されて 、る物体面側液浸領域 LR1の画像に基づ 、て、 例えば作業者が、物体面側液浸領域 LR1が所望状態である力否かを判断するよう にしてもよい。この場合は、作業者などが次の動作を制御装置 CONTへ指令する。
[0181] 物体面側空間 K1の液体 LQの交換が完了した後、第 2ロットの所定数の基板 Pを露 光する前に、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、上述のステップ S30と同様に、計測ステージ ST2に搭載された各種計測 器を使った液体 LQを介した計測処理を実行する (ステップ S 70)。そして、液体 LQを 介して露光処理に関する計測処理を行った後、上述同様、像面側液浸領域 LR2を 基板ステージ ST1上に移動する。このとき、基板ステージ ST1には、第 2ロットの先頭 の基板 Pが既にロードされている。そして、制御装置 CONTは、この第 2ロットの先頭 の基板 Pに対するァライメント処理を行った後、図 21などを参照して説明した手順と 同様の手順で、物体面側空間 K1を満たす液体 LQ、及び像面側空間 K2を満たす 液体 LQを介してその基板 Pを液浸露光する。そして、第 1ロットの基板 Pを露光したと きと同様の動作を繰り返すことによって、制御装置 CONTは、第 2ロットを構成する所 定数の基板 Pを順次露光する (ステップ S80)。
[0182] 一方、ステップ S50において、物体面側空間 K1の初期満たしを完了した時点から の経過時間が許容値以下であると判断した場合、制御装置 CONTは、物体面側空 間 Klの液体 LQを交換せず、物体面側空間 K1に満たされて ヽる液体 LQを介して 第 2ロットの基板 Pの露光処理を開始する。
[0183] このように、所望状態の液体 LQを介して基板 Pを露光するために、初期満たし完了 時点からの経過時間に応じて、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを交換 するカゝ否かを判断することにより、経過時間が許容値以上である場合には、液体 LQ を交換することによって、物体面側空間 K1には所望の温度及び清浄度を有する液 体 LQが満たされ、一方、経過時間が許容値以下である場合には、物体面側空間 K 1に満たされて 、る液体 LQが所望状態であるにもかかわらず、その液体 LQを交換し てしまうといった動作を省くことができる。したがって、露光装置 EXの稼動率やスルー プットを向上することができる。
[0184] 図 18に示すように、第 2ロットの基板 Pの露光が終了した後、制御装置 CONTは、 マスクステージ MST上のマスク Mを別のマスク Mと交換するとともに、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを交換した時点（すなわちステップ S60)からの経過時 間に応じて、物体面側空間 K1に満たされて ヽる液体 LQを交換するか否かを判断す る。具体的には、制御装置 CONTは、物体面側空間 K1の液体交換が完了した時点 力もタイマー TMを使って計時を開始しており、物体面側空間 K1の液体 LQの交換 が完了した時点（すなわちステップ S60)からの経過時間力 予め設定されている許 容値を超えたか否かを判別する (ステップ S90)。
[0185] なお、第 1ロット終了後に物体面側空間 K1の液体交換を行わな力つた場合には、 ステップ 90において、制御装置 CONTは、ステップ S10の初期満たし完了時点から の経過時間が所定の許容時間を超えたカゝ否かを判断すればよい。
[0186] ステップ S90にお 、て、物体面側空間 K1の液体 LQを交換した時点（すなわちステ ップ S60の時点）からの経過時間が許容値以上であると判断した場合、制御装置 CO NTは、物体面側空間 Klの液体 LQの交換を行う（ステップ S 100)。
[0187] 具体的には、制御装置 CONTは、図 22などを参照して説明した手順と同様の手順 で液体 LQの交換を行う。
[0188] 物体面側空間 K1の液体 LQの交換が完了した後、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、計測ステージ ST2に搭載された各 種計測器を使った液体 LQを介した計測処理を実行する (ステップ S 110)。そして、 液体 LQを介して露光処理に関する計測処理を行った後、上述同様、像面側液浸領 域 LR2を基板ステージ ST1上に移動する。そして、制御装置 CONTは、次の第 3口 ットを構成する所定数の基板 Pを順次露光する。そして、制御装置 CONTは、図 21 などを参照して説明した手順と同様の手順で、第 3ロットを構成する所定数の基板 P を順次露光する (ステップ S 120)。
[0189] 一方、ステップ S90にお 、て、物体面側空間 K1の液体 LQを交換した時点からの 経過時間が許容値以下であると判断した場合、制御装置 CONTは、物体面側空間 K1の液体 LQを交換せず、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを介して第 3 ロットの基板 Pを露光する。
[0190] このように、所望状態の液体 LQを介して基板 Pを露光するために、先に液体 LQを 交換した時点力ゝらの経過時間に応じて、物体面側空間 K1に満たされて ヽる液体 LQ を交換するカゝ否かを判断することにより、経過時間が許容値以上である場合には、液 体 LQを交換することによって、物体面側空間 K1には所望の温度及び清浄度を有す る液体 LQが満たされ、一方、経過時間が許容値以下である場合には、物体面側空 間 K1に満たされている液体 LQが所望状態であるにもかかわらず、その液体 LQを交 換してしまうといった動作を省くことができる。
[0191] 以下、同様に、制御装置 CONTは、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを 交換してからの経過時間が、予め設定されている許容値を超えた力否かを判別する (ステップ S130)。そして、物体面側空間 K1の液体 LQを交換した時点 (ステップ S1 00)力 の経過時間が許容値以上であると判断した場合、制御装置 CONTは、物体 面側空間 K1の液体 LQの交換を行い (ステップ S140)、その後、計測ステージ ST2 に搭載されている計測器を用いた計測処理を行い (ステップ S150)、その後、第 4口 ットの基板 Pの露光を行う（ステップ S160)。一方、ステップ SA130において、物体面 側空間 K1の液体 LQを交換した時点 (ステップ S100)からの経過時間が許容値以 下であると判断した場合、制御装置 CONTは、物体面側空間 K1の液体 LQを交換 せず、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを介して第 4ロットの基板 Pの露光 処理を開始する。 [0192] 以下、同様に、第 5、第 6、 ···、第 Nロットの基板 Pが順次露光される。
[0193] なお、上述の実施形態においては、制御装置 CONTは、初期満たし動作が完了し た時点、または液体交換動作が完了した時点に計時を開始しているが、各動作を開 始した時点など、計時開始時点は適宜決めることができる。
[0194] 以上説明したように、物体面側空間 K1に対する初期満たし動作を完了して力 の 経過時間、又は物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを交換して力もの経過 時間に応じて、その液体 LQを交換するか否かを判断するようにしたので、液体 LQを 所望状態にすることができる。すなわち、経過時間が許容値 (例えば 5分)以上である 場合には、第 1液浸機構 1を使って液体 LQを交換することによって、物体面側空間 K1には所望の温度を有する液体 LQが満たされるため、例えば液体 LQの温度変化 に起因して、液体 LQを通過する露光光 ELの光路が変動したり、あるいは液体 LQに 接触する第 1、第 2光学素子 LS1、 LS2等が熱変形し、液体 LQを介した露光精度及 び計測精度が劣化するといつた不都合を抑えることができる。また、液体 LQを交換 することによって、物体面側空間 K1には所望の清浄度を有する液体 LQが満たされ るため、液体 LQの汚染に起因して、液体 LQを通過した露光光 ELの基板 P上での 光量が低下したり、あるいは液体 LQに接触する第 1、第 2光学素子 LS1、 LS2が汚 染し、液体 LQを介した露光精度及び計測精度が劣化すると ヽつた不都合を抑えるこ とができる。一方、経過時間が許容値以下である場合には、物体面側空間 K1に満た されている液体 LQが所望状態であるにもかかわらず、その液体 LQを交換してしまう といった動作を省くことができる。したがって、露光装置 EXの稼動率やスループットを 向上することができる。
[0195] また、本実施形態においては、物体面側空間 K1の液体交換を行った後に、計測ス テージ ST2に搭載されて 、る空間像計測センサ 160を用いた結像特性 (光学特性） の計測、及び Z又は基準マーク板 FMを用いたベースライン計測を行うようにして ヽ るので、液体交換に伴う結像特性 (光学特性)の変化を考慮して、その後の基板の露 光を高精度に実行することができる。
[0196] この場合も、物体面側空間 K1の液体交換を行った後に、計測ステージ ST2に搭 載されて!、る基準マーク板 FMを用いたベースライン計測、及び Z又は空間像計測 センサ 160を用いた結像特性 (光学特性)の計測を行うようにして、液体交換に伴う 結像特性 (光学特性)などの変化を考慮して、その後の基板の露光を実行することが 望ましい。
[0197] なお本実施形態にお!、ては、物体面側空間 K1及び像面側空間 K2の初期満たし 動作を行う際、先に物体面側空間 K1の初期満たし動作を行って物体面側液浸領域 LR1の状態を観察した後、像面側液浸領域 LR2の状態を観察しているが、先に像 面側空間 K2の初期満たし動作を行って像面側液浸領域 LR2の状態を観察した後、 物体面側液浸領域 LR1の状態を観察するようにしてもょ 、。また本実施形態にお！、 ては、物体面側空間 K1の初期満たし動作中の液体 LQの観察を観察装置 100を使 つて行う際、像面側空間 K2には液体 LQは満たされて ヽなカゝつたが、像面側空間 K 2が液体 LQで満たされていてもよい。この場合、観察装置 100は、像面側液浸領域 LR2の液体 LQを介して物体面側液浸領域 LR1を観察する。一方、物体面側空間 K 1の初期満たし動作中の液体 LQの観察を行う際には、像面側空間 K2を液体 LQで 満たさないことにより、観察装置 100は物体面側空間 K1を満たす液体 LQ中の気泡 の有無をより高精度に観察することができる。
[0198] なお本実施形態においては、物体面側空間 K1に対する初期満たし動作を完了し て力もの経過時間、又は物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを交換してから の経過時間に応じて、その液体 LQを交換するカゝ否かを判断し、判断結果に応じて 第 1液浸機構 1を使って液体 LQを交換した。一方、像面側空間 K2については、第 2 液浸機構 2は、像面側空間 K2の初期満たし終了後、像面側空間 K2に対する液体 L Qの供給動作と像面側空間 K2の液体 LQの回収動作とを並行して継続することによ つて像面側空間 K2を液体 LQで満たして 、た。し力しながら、像面側空間 K2の液体 LQの供給及び回収を継続的に行わずに、所定時間経過後または所定時間毎に交 換してもよい。すなわち、物体面側空間 K1の液体 LQと同様に、像面側空間 K2に対 する初期満たし動作を完了してからの経過時間、又は像面側空間 K2に満たされて V、る液体 LQを交換して力ゝらの経過時間に応じて、その液体 LQを交換するカゝ否かを 判断し、判断結果に応じて第 2液浸機構 2 (及び液体回収機構 90)を使って液体 LQ を交換 (像面側空間 K2の液体 LQの供給と回収動作を)してもよい。そして、像面側 空間 K2の初期満たし動作または液体交換を行った後に像面側液浸領域 LR2の状 態を観察装置 100を使って観察することができる（図 20及びステップ S20〜S25参 照)。この結果、像面側空間 K2には所望の清浄度を有する液体 LQが満たされるた め、液体 LQの汚染に起因して、液体 LQを通過した露光光 ELの基板 P上での光量 が低下したり、あるいは液体 LQに接触する第 1光学素子 LSIが汚染し、液体 LQを 介した露光精度及び計測精度が劣化するといつた不都合を抑えることができる。また 、第 2液浸機構 2の液体供給及び回収動作を露光中に停止できるので、液体供給及 び回収動作が露光動作に及ぼし得る影響を回避することができる。
[0199] <第 2実施形態 >
上述の実施形態にぉ 、ては、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを交換し て力もの経過時間に応じて、ロットの先頭において、物体面側空間 K1に満たされて V、る液体 LQを交換する力否かを判断して 、るが、例えばその判断するステップ (例 えばステップ S90)の後に予定されているロット（例えば第 3ロット）を構成する所定数 の基板 Pの露光に要する時間も考慮して、物体面側空間 K1の液体 LQを交換するか 否かを判断するようにしてもょ ヽ。
[0200] 例えば、上述の許容値が 5分であり、第 3ロットの露光処理を完了するまでに要する 時間が 2分である場合において、ステップ S90において、物体面側空間 K1に満たさ れている液体 LQを交換するカゝ否かを判断する場合、仮に、ステップ S60で物体面側 空間 K1の液体 LQの交換を行って力もの経過時間が 2分である場合には、ステップ S 90にお 、ては、物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQの交換を行わな 、と判 断される。すなわち、ステップ S 100の動作は省略される。ところが、第 3ロットの所定 数の基板 Pを露光するのに要する処理時間が、例えば 4分である場合、第 3ロットの 基板 Pの露光の途中において、上記許容値に達してしまう。そこで、制御装置 CON Tは、ステップ 90において、経過時間は許容値を超えていないけれども、第 3ロットの 露光処理が完了するまでに要する時間も考慮して、液体交換した方がよいと判断し、 ステップ S100に進み、物体面側空間 K1の液体 LQの交換を実行する。
[0201] このように、物体面側空間の液体 LQを交換する力否かを、先の液体交換からの経 過時間だけでなぐ次のロットの露光処理に要する時間も考慮して判断するので、所 定枚数の基板を含む 1つのロットの露光処理中での液体交換を回避することができる
[0202] なお、上述の第 1、第 2実施形態においては、物体面側空間 K1の液体 LQの交換 動作を、所定枚数の基板を含むロット毎に行っているが、所定時間経過毎、あるいは 所定基板処理枚数毎に行うようにしてもよい。この場合も、物体面側空間 K1の液体 交換を行った後に、計測ステージ ST2に搭載されている基準マーク板 FMを用いた ベースライン計測及び Z又は空間像計測センサ 160を用いた結像特性 (光学特性） の計測を行うようにして、液体交換に伴う結像特性 (光学特性)などを考慮して、その 後の基板の露光を実行するのが望まし 、。
[0203] <第 3実施形態 >
次に、第 3実施形態として、像面側空間 K2に満たされている液体 LQを全て回収す る動作の一例について図 23のフローチャート図を参照しながら説明する。
[0204] 像面側空間 K2を液体 LQで満たした状態で基板 Pの露光処理など所定の処理を 行った後、例えば装置のメンテナンスのために、像面側空間 K2を満たしている液体 LQを全て回収する場合がある。以下の説明においては、像面側空間 K2を満たして いる液体 LQを全て回収する動作を適宜、「全回収動作」と称する。
[0205] 全回収動作を開始する旨の指令が発せられると (ステップ S181)、制御装置 CON Tは、基板ステージ ST1を基板交換位置 RPまで移動し、搬送装置 Hを用いて、基板 ステージ ST1にダミー基板をロードする (ステップ S182)。ダミー基板は、デバイスを 製造するための基板 Pとは異なる基板であるが、ダミー基板の外形はデバイスを製造 するための基板 Pとほぼ同じであり、基板ステージ ST1 (基板ホルダ PH)はダミー基 板を保持可能である。また、ダミー基板は、液体 LQに対して撥液性を有している。本 実施形態においては、ダミー基板と液体 LQとの接触角は、基板ステージ ST1の上 面 F1 (すなわちプレート部材 Tの上面 Ta)と液体 LQとの接触角にほぼ等しい。なお 、基板ステージ ST1が基板交換位置 RPに配置されている状態においては、上述の 実施形態同様、投影光学系 PLと対向する位置に計測ステージ ST2が配置されてお り、像面側液浸領域 LR2を形成する液体 LQは、投影光学系 PLと計測ステージ ST2 との間に保持されている。 [0206] 次 、で、図 9等を参照して説明したように、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2 の上面 F2に対して、ダミー基板を保持した基板ステージ ST1の上面 F1を接触 (又は 接近)させ、計測ステージ ST2と基板ステージ ST1とを XY方向に一緒に移動して、 投影光学系 PLの像面側に基板ステージ ST1を移動することによって、計測ステージ ST2の上面 F2に形成されて ヽる像面側液浸領域 LR2を、ダミー基板の表面を含む 基板ステージ ST1の上面 F1に移動する（ステップ S 183)。
[0207] 次いで、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2の第 2液体供給装置 31による液体供 給動作を停止する。そして、制御装置 CONTは、第 2液体供給装置 31による液体供 給動作を停止した後にお 、ても、第 2液浸機構 2の第 2液体回収装置 41による液体 回収動作を所定時間継続する。これにより、像面側空間 K2に満たされている液体 L Q力 第 2液浸機構 2のノズル部材 70の回収口 42を介して、第 2液体回収装置 41に 回収される。更に、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2による液体回収動作と並行し て、図 7などを参照して説明した、基板ステージ ST1 (基板ホルダ PH)に設けられて いる液体回収機構 90による液体回収動作を実行する。すなわち、制御装置 CONT は、ダミー基板とプレート部材 Tとの間に形成されて!、るギャップ A上に像面側液浸 領域 LR2を配置し、基板ステージ ST1に設けられて ヽる液体回収機構 90を使って 液体 LQの回収を行う。これにより、液体 LQを全て良好に回収することができる。
[0208] 制御装置 CONTは、タイマー TMをモニタしつつ、第 2液浸機構 2による液体回収 動作と、基板ステージ ST1に設けられた液体回収機構 90による液体回収動作とを並 行して行い、液体 LQの全回収動作を開始して力 の経過時間、具体的には、第 2液 浸機構 2の第 2液体供給装置 31の液体供給動作を停止して力もの経過時間が、予 め定められている所定時間を経過したカゝ否かを判断する (ステップ S185)。
[0209] なお、所定時間は、液体 LQを全回収するために必要な時間であって、予め実験又 はシミュレーションによって求められている。
[0210] ステップ S185において、液体 LQの全回収動作を開始してからの経過時間が所定 時間を経過したと判断した場合、制御装置 CONTは、像面側空間 K2の液体 LQの 全回収動作を終了する。一方、ステップ S185において、液体 LQの全回収動作を開 始してからの経過時間が未だ所定時間を経過して 、な 、と判断した場合、制御装置 CONTは、第 2液浸機構 2及び液体回収機構 90を使った液体 LQの全回収動作を 継続する。
[0211] なお、液体 LQの全回収動作が終了した後、制御装置 CONTは、投影光学系 PL ( ノズル部材 70)と計測ステージ ST2とを対向させ、計測ステージ ST2に設けられてい る観察装置 100を使って、投影光学系 PLやノズル部材 70に液体 LQが残留して 、る か否かを確認するようにしてもよ!、。
[0212] なおここでは、液体回収機構 90は基板ステージ ST1に設けられて 、るが、計測ス テージ ST2に設けられていてもよい。図 24は計測ステージ ST2に設けられた液体回 収機構 90'の一例を示す図である。図 24において、基板ステージ ST1のプレート部 材 Tの周縁領域は第 4周壁部 87よりも外側にオーバーハングしており、そのプレート 部材 Tの—X側のオーバーハングした部分によって、基板ステージ ST1には、計測ス テージ ST2側に向力つて突出する凸部 97が形成されている。また、計測ステージ ST 2の +X側には、凸部 97に対応する凹部 98が形成されている。そして、基板ステー ジ ST1の上面 Fl (Ta)の凸部 97近傍の領域と、計測ステージ ST2の上面 F2の凹部 98近傍の領域とが、互いに接触 (又は接近)するようになつている。そして、液体 LQ を回収するための回収口 91が、計測ステージ ST2の凹部 98の内側に設けられてい る。回収口 91には流路を介して吸弓 I装置 92が接続されて 、る。
[0213] 図 24 (A)は、基板ステージ ST1の上面 F1と計測ステージ ST2の上面 F2とが接触
(又は接近)した状態を維持しつつ、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とが一緒 に移動している状態を示す図である。基板ステージ ST1と計測ステージ ST2とが図 2 4 (A)に示す状態にあるときは、計測ステージ ST2の凹部 98上に基板ステージ ST1 の凸部 97が配置される。これにより、図 24 (A)に示す状態においては、凹部 98の内 側に設けられている回収口 91は、凸部 97で塞がれた状態となる。そして、基板ステ ージ ST1の上面 F1と計測ステージ ST2の上面 F2とを接触 (又は接近)した状態のま ま、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り、基板ステ ージ ST1の上面 F1と計測ステージ ST2の上面 F2との間で像面側液浸領域 LR2を 移動することができる。図 24 (A)に示す状態で像面側液浸領域 LR2を移動するとき 、基板ステージ ST1の上面 F1と計測ステージ ST2の上面 F2との間のギャップ 99A 力も液体 LQが漏出した場合においても、そのギャップ 99Aの下側には凹部 98が設 けられているため、漏出した液体 LQは凹部 98で捕集される。したがって、液体 LQが ステージ ST1、 ST2の外側やベース部材 BP上に流出する不都合の発生を防止でき る。また、凹部 98の内側には液体回収機構 90'の回収口 91が設けられているので、 ギャップ力も漏出した液体 LQを、回収口 91を介して回収することができる。
[0214] 図 24 (B)は、液体回収機構 90'の回収口 91を介して液体 LQを回収している状態 を示す図である。像面側液浸領域 LR2の液体 LQを全回収する場合には、制御装置 CONTは、基板ステージ ST1と計測ステージ ST2との相対的な位置関係を、図 24 ( B)に示すような状態にする。すなわち、制御装置 CONTは、ステージ駆動装置 SD1 、 SD2の駆動を制御し、基板ステージ ST1の上面 F1と計測ステージ ST2の上面 F2 との間にギャップ 99Bを形成し、凹部 98及びその内側に設けられている回収口 91を 露出させる。そして、基板ステージ ST1の上面 F1と計測ステージ ST2の上面 F2との 間にギャップ 99Bを形成して回収口 91を露出させた状態で、基板ステージ ST1と計 測ステージ ST2とを一緒に移動しながら、計測ステージ ST2の回収口 91で、液体し Qの回収を行う。基板ステージ ST1及び計測ステージ ST2を移動し、投影光学系 PL の下方にギャップ 99Bを配置することにより、投影光学系 PLの下に保持されている 液体 LQは、重力の作用により、ギャップ 99Bを介して凹部 98に流入し、回収口 91を 介して回収される。
[0215] またこの場合においても、制御装置 CONTは、計測ステージ ST2に設けられた回 収口 91による液体 LQの回収動作と、第 2液浸機構 2による回収動作とを並行して行 うことができる。
[0216] なお、第 3実施形態において、第 1光学素子 LSIに対して基板ステージ ST1と計測 ステージ ST2の少なくとも一方を動力しながら、像面側液浸領域 LR2を形成して 、る 液体 LQを全回収するようにしてもよい。また、第 3実施形態においては、液体回収機 構 90 (90' )を使って、像面側空間 K2の液体 LQを全回収するようにしている力 液 体回収機構 90を使わずに、第 2液浸機構 2の液体回収動作で全回収を行うようにし てもよい。
[0217] また、像面側液浸領域 LR2を形成して ヽる液体 LQを全回収する際、第 2液浸機構 2の第 2液体供給装置 31による液体供給動作を停止する前に、例えば清浄なダミー 基板上で第 2液浸機構 2による液体供給動作と液体回収動作を所定時間継続する のが望ましい。これにより、物体面側液浸領域 LR2を形成している液体 LQ中から基 板 P表面の膜材料からの溶出物 (汚染物）が除去され、像面側液浸領域 LR2を形成 する液体 LQを全回収した後に、第 1光学素子 LSIの表面に残留 (付着)していた液 体 LQが乾燥しても、付着跡（ウォーターマークなど）の発生を抑制することができる。
[0218] また、像面側液浸領域 LR2を形成する液体 LQの全回収後、第 1光学素子 LSIの 表面が液体 LQと接触しない状態が長く続く場合には、第 1光学素子 LSIの表面に 液体 LQの付着跡 (ウォーターマークなど）が発生しないように清浄な気体を第 1光学 素子 LSIの表面に吹き付けたり、第 1光学素子 LSIの表面近傍の気体を吸引したり して、第 1光学素子 LSIの表面を乾燥させることが望ましい。また、像面側空間 K2の 液体 LQの全回収を行う場合に、物体面側空間 K1は液体 LQで満たされたままであ つてもよいし、第 1液浸機構 1で液体回収動作だけを行うことにより、物体面側空間 K 1の液体 LQも全回収してもよい。
[0219] <第 4実施形態 >
次に、第 4実施形態として、露光光 ELの照射されていないときの動作について、露 光光 ELの照射の停止中における動作を例に挙げて説明する。
[0220] 液体 LQを介した基板 Pの露光処理など所定の処理を行った後、露光光 ELの照射 を停止して、所定期間アイドリング状態を維持する場合がある。本実施形態において は、この露光光 ELの照射の停止中においても、第 2液浸機構 2による液体 LQの供 給動作及び回収動作は連続的に継続して行われ、像面側空間 K2を液体 LQで満た し続けている。
[0221] また、本実施形態においては、露光光 ELの照射の停止中においても、物体面側 空間 K1は液体 LQで満たされている。ただし、第 1液浸機構 1による液体 LQの供給 動作及び回収動作は停止している。すなわち、露光光 ELの照射の停止中において 、物体面側空間 K1には液体 LQが留まって 、る状態となって 、る。
[0222] 物体面側空間 K1に液体 LQが留まっている状態を長時間放置しておくと、その液 体 LQが汚染し、ひいてはその液体 LQに接触している第 1、第 2光学素子 LS1、 LS 2が汚染する可能性がある。また、第 1、第 2光学素子 LS1、 LS2が汚染すると、物体 面側空間 K1に清浄な液体 LQを供給したとしても、供給された液体 LQが第 1、第 2 光学素子 LS1、 LS2と接触することによって汚染してしまう不都合が生じる。そこで、 制御装置 CONTは、露光光 ELが照射されていないとき（この例では、照射の停止中 )、第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間の物体面側空間 K1に満たされてい る液体 LQを第 1液浸機構 1を使って所定時間間隔 (例えば 15分に一回)で交換する 。こうすることにより、液体 LQの汚染を抑え、物体面側空間 K1に満たされる液体 LQ を所望状態にすることができ、液体 LQが第 1、第 2光学素子 LS1、 LS2に及ぼす影 響を抑えることができ、次のロットの露光処理を速やかに開始できる。
[0223] なお、露光光 ELの照射の停止中に限らず、露光光 ELの照射されていないときに、 第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間の物体面側空間 K1に満たされている 液体 LQを第 1液浸機構 1を使って所定時間間隔 (例えば 15分に一回)で交換するこ とができる。例えば、基板 Pの露光処理が行われる前、あるいは何らかの原因で露光 光の照射が遅れるかまたは行われないときにも、第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 L S2との間の物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを第 1液浸機構 1を使って所 定時間間隔で交換することができる。
[0224] 第 4実施形態では、露光光 ELの照射されていないときに、第 1光学素子 LSIと第 2 光学素子 LS2との間の物体面側空間 K1に満たされて 、る液体 LQを第 1液浸機構 1 を使って交換する動作を説明した。しかしながら、これに限らず、露光光 ELの照射さ れているときに、第 1光学素子 LSIと第 2光学素子 LS2との間の物体面側空間 K1に 満たされている液体 LQを第 1液浸機構 1を使って交換してもよい。また、像面側空間 K2の液体 LQの供給及び回収を継続的に行わずに、所定のタイミングで交換する場 合には、露光光 ELの照射が行われていないときに、像面側空間 K2の液体 LQの交 換を行うようにしてもよい。
[0225] なお、上述の第 1〜第 4実施形態において、物体面側液浸領域 LR1は、第 1光学 素子 LSIの上面の一部に局所的に形成されている力 第 1光学素子 LSIの上面の ほぼ全域を覆うように形成されてもよい。この場合、物体面側空間 K1を満たす液体 L Qは、鏡筒 PKなど、第 1、第 2光学素子 LS1、 LS2以外の部材にも接触する可能性 があるが、その液体 LQを交換することによって、液体 LQに起因して鏡筒 PKなど液 体 LQと接触する部材が熱変形したり、汚染するといつた不都合を防止できる。
[0226] また、第 1〜第 4実施形態においては、観察装置 100は液浸領域 LR1、 LR2よりも 大きい視野を有している力 液浸領域 LR1、 LR2よりも小さい視野を有していてもよ い。その場合、投影光学系 PLに対して、観察装置 100が搭載された計測ステージ S T2を XY方向に動力ゝしながら、すなわち、液浸領域 LR1、 LR2と観察装置 100の視 野とを相対的に移動しながら観察することにより、液浸領域 LR1、 LR2それぞれの全 域を良好に観察することができる。また、上述の実施形態においては、物体面側空 間 K1および像面側空間 K2が液体 LQで満たされたカゝ否かを観察装置 100を使って 判断しているが、物体面側空間 K1に気泡 (気体)が混入しにくい場合には、観察装 置 100を像面側空間 K2のみに使用するようにしてもよい。
[0227] また、上述の第 1〜第 4実施形態においては、第 1液浸機構 1と第 2液浸機構 2とは 別々の脱気装置や温調装置を備えているが、脱気装置などの一部を共通化してい てもよい。
[0228] また、上述の第 1〜第 4実施形態においては、第 1液浸機構 1と第 2液浸機構 2は共 通の液体 LQ (純水）を供給して!/ヽるが、それぞれ異なる液体を供給するようにしても よい。この場合、第 1液浸機構 1と第 2液浸機構 2とがそれぞれ種類の異なる (例えば 、屈折率の異なる）液体を供給するようにしてもよいし、同種の液体を温度などの一部 の性質を異ならせて供給するようにしてもよい。また、上述の第 1〜第 4実施形態にお いては、基板 Pに対向するように配置された第 1光学素子 LSIと、その第 1光学素子 LSの光入射側に配置された第 2光学素子 LS2との間の光路空間 (物体面側空間 K 1)、及び Z又は第 1光学素子 LSIの光射出側の光路空間 (像面側空間 K2)の液体 LQの満たし動作及び交換動作について説明したが、光路空間はこれらに限られず 、液体 LQで満たされる光路空間であれば、上記の満たし動作及び交換動作を適用 することができる。
[0229] 上述したように、本実施形態における液体 LQは純水を用いた。純水は、半導体製 造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板 P上のフォトレジストや光学素子（ レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がな いとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板 Pの表面、及び投影光学系 PL の先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場 等力 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。
[0230] 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。
[0231] 本実施形態では、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であってもよ ヽ。
[0232] 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、ノズル部材 70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 142029 8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 、るものを用いることができる
[0233] なお、本実施形態では、投影光学系 PLと基板 P表面との間は液体 LQで満たされ て 、るが、例えば基板 Pの表面に平行平面板力 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 、。
[0234] なお、本実施形態の液体 LQは水である力 水以外の液体であってもよ 、、例えば 、露光光 ELの光源が Fレーザである場合、この Fレーザ光は水を透過しないので、
2 2
液体 LQとしては Fレーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル (PFPE)、 フッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体 LQと接触する部分 には、例えばフッ素を含む極性の小さ！ヽ分子構造の物質で薄膜を形成することで親 液化処理する。また、液体 LQとしては、その他にも、露光光 ELに対する透過性があ つてできるだけ屈折率が高ぐ投影光学系 PLや基板 P表面に塗布されているフオトレ ジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。
[0235] 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、及び蛍石よりも屈折率が高い（例えば 1. 6以上)材料で光学素子 LSIを形成 してもよい。液体 LQとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能で ある。
[0236] 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。
[0237] 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。
[0238] 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。ま た、上記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 力 投影光学系 PLを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することがで きる。このように投影光学系 PLを用いない場合であっても、露光光はレンズなどの光 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。
[0239] また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の 露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平 10— 163099号及び特開平 10— 214783号（対応米国特許 6, 341, 007、 6, 400, 441、 6, 549, 269及び 6, 590 ,634)、特表 2000— 505958号（対応米国特許 5, 969, 441)あるいは米国特許 6 , 208, 407に開示されており、本国際出願で指定または選択された国の法令で許 容される限りにお 、て、それらの開示を援用して本文の記載の一部とする。
[0240] なお、上述の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を用いてもょ 、。
[0241] 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。
[0242] 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。
[0243] 半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 25〖こ示すよう〖こ、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し、露光した基板を現 像する基板処理 (露光処理)ステップ 204、デバイス組み立てステップ (ダイシングェ 程、ボンディング工程、ノ ッケージ工程などの加工プロセスを含む） 205、検査ステツ プ 206等を経て製造される。
産業上の利用可能性
[0244] 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)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。

Claims

請求の範囲
[1] 基板と対向するように配置された第 1光学素子と第 2光学素子とを有する光学系を 介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光方法であって、
前記光学系内における前記露光光の所定の光路空間に液体を満たす、または前 記光路空間に満たされて 、る液体を交換する第 1ステップと、
前記第 1ステップ後、前記光路空間に満たされた液体を介して所定数の基板を順 次露光する第 2ステップと、
前記第 2ステップ後、前記第 1ステップからの経過時間に応じて、前記光路空間に 満たされている液体を交換する力否かを判断する第 3ステップとを有する露光方法。
[2] 前記経過時間が許容値以下である場合、前記第 3ステップにお 、て前記液体を交 換しな!ヽ請求項 1記載の露光方法。
[3] 前記第 3ステップの後、前記光路空間に満たされた液体を介して前記基板を露光 する請求項 1記載の露光方法。
[4] 前記第 3ステップの後に予定されている所定数の基板の露光に要する処理時間を 考慮して、前記第 3ステップにお ヽて液体を交換するか否かを判断する請求項 1記 載の露光方法。
[5] 前記液体の交換後、前記基板を露光する前に、前記液体を介して露光処理に関 する計測を行う請求項 1記載の露光方法。
[6] 前記計測は、前記第 1光学素子及び第 2光学素子を含む投影光学系及び液体を 介した結像特性の計測を含む請求項 5記載の露光方法。
[7] 前記計測結果に基づいて前記投影光学系及び液体を介した結像特性を調整する 請求項 6記載の露光方法。
[8] 第 1ステップにお 、て、前記光路空間に液体の初期満たしを行 、、
第 3ステップで液体を交換すると判断された場合に、前記光路空間に満たされてい る液体を交換する第 4ステップと、第 4ステップ後に前記光路空間に満たされた液体 を介して所定数の基板を順次露光する第 5ステップと、第 5ステップ後に第 4ステップ からの経過時間に応じて前記光路空間に満たされて 、る液体を交換するか否かを判 断する第 6ステップとをさらに有する請求項 1に記載の露光方法。
[9] 前記計測と前記露光が異なる場所で行われる請求項 5に記載の露光方法。
[10] 前記所定の光路空間は、前記第 1光学素子と前記第 2光学素子との間の光路空間 を含む請求項 1記載の露光方法。
[11] 前記所定の光路空間は、前記第 1光学素子の光射出側の光路空間を含み、前記 第 1ステップが、前記基板と異なる物体と前記第 1光学素子とが対向した状態で実行 される請求項 1記載の露光方法。
[12] 基板と対向するように配置された第 1光学素子と第 2光学素子とを有する光学系を 介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光方法であって、
前記露光光を照射して!/、な!、ときに、前記光学系内における前記露光光の所定の 光路空間に満たされている液体を所定時間間隔で交換する液体交換ステップと、 前記液体の所定時間間隔での交換後に、前記液体で満たされた前記所定の光路 空間を介して露光光を照射して基板を露光する露光ステップとを含む露光方法。
[13] 前記液体の交換は、前記光路空間に液体が満たされている状態において、前記光 路空間に対する液体の供給動作と前記光路空間の液体の回収動作とを並行して行 う動作を含む請求項 1又は 12記載の露光方法。
[14] 前記第 1光学素子と前記基板との間も液体で満たされている請求項 1又は 12記載 の露光方法。
[15] 前記液体交換ステップの前に、前記所定の光路空間に満たされた液体を介して基 板に露光光を照射するステップを含み、前記液体交換ステップにおいて、露光光の 照射が停止され、該露光光の照射停止中に、前記所定の光路空間に満たされてい る液体が所定時間間隔で交換される請求項 12に記載の露光方法。
[16] 前記所定の光路空間は、前記第 1光学素子と前記第 2光学素子との間の光路空間 を含む請求項 12記載の露光方法。
[17] 前記所定の光路空間は、前記第 1光学素子の光射出側の光路空間を含み、前記液 体交換ステップが、前記基板と異なる物体と前記第 1光学素子とが対向した状態で 実行される請求項 12記載の露光方法。
[18] 基板と対向するように配置された第 1光学素子と第 2光学素子とを有する光学系を 介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置であって、 前記光学系内における前記露光光の所定の光路空間を液体で満たすとともに前 記光路空間に満たされている液体を交換する第 1液浸機構と、
前記第 1液浸機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、第 1液浸機構を制御して前記光路空間に第 1の時点で液体を満 たすか、あるいは満たされている液体を交換した後、前記光路空間に満たされた、ま たは交換された液体を介して所定数の基板を順次露光する露光処理を実行し、 前記制御装置は、前記所定枚の基板の露光終了後、前記第 1の時点からの経過 時間に応じて、前記第 1液浸機構を用いて前記光路空間の液体を交換するか否か を判断する露光装置。
[19] 前記第 1光学素子の光射出面側に設けられ、露光処理に関する計測を行う計測器 を備え、前記制御装置は、前記液体の交換後、前記基板を露光する前に、前記計測 器を制御して計測を行わせる請求項 18記載の露光装置。
[20] さらに、前記計測器が設けられた計測ステージと、前記基板の露光が行われる基板 ステージを備える請求項 19に記載の露光装置。
[21] 前記所定の光路空間は、前記第 1光学素子と前記第 2光学素子との間の光路空間 を含む請求項 18記載の露光装置。
[22] 前記第 1光学素子と前記基板との間の光路空間を液体で満たす第 2液浸機構をさ らに備える請求項 21記載の露光装置。
[23] 前記所定の光路空間は、前記第 1光学素子の光射出側の光路空間を含み、前記 液体の交換は、前記基板と異なる物体と前記第 1光学素子とが対向した状態で実行 される請求項 18記載の露光装置。
[24] 基板と対向するように配置された第 1光学素子と第 2光学素子とを有する光学系を 介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置であって、 前記光学系内における前記露光光の所定の光路空間を液体で満たすとともに前 記光路空間に満たされている液体を交換する第 1液浸機構と、
前記露光光を照射して 、な 、ときに、前記光路空間に満たされて!/、る液体を所定 時間間隔で交換するように第 1液浸機構を制御する制御装置とを備えた露光装置。
[25] 前記所定の光路空間は、前記第 1光学素子と前記第 2光学素子との間の光路空間 を含む請求項 24記載の露光装置。
[26] 前記第 1光学素子と前記基板との間の前記露光光の光路空間を液体で満たすた めの第 2液浸機構を更に備えた請求項 25記載の露光装置。
[27] 前記所定の光路空間は、前記第 1光学素子の光射出側の光路空間を含み、前記 液体の交換は、前記基板と異なる物体と前記第 1光学素子とが対向した状態で実行 される請求項 24記載の露光装置。
[28] 第 1光学素子と第 2光学素子とを有する光学系を介して基板上に露光光を照射し て前記基板を露光する露光装置であって、
前記第 1光学素子と前記第 2光学素子との間の露光光の光路空間を液体で満たす とともに、前記光路空間に満たされている液体を交換する第 1液浸機構と、
前記第 1光学素子の光射出面側に配置され、前記第 1光学素子と前記第 2光学素 子との間の液体を介して前記露光光を受光して、露光処理に関する所定の計測を行 う計測器と、
前記第 1液浸機構を制御して液体の交換動作を実行させるとともに、該液体の交換 動作後、次の基板の露光開始前に、前記計測器を制御して計測を実行させる制御 装置とを備えた露光装置。
[29] 前記第 1液浸機構は、前記露光光の照射の停止中にのみ液体を交換する請求項 28記載の露光装置。
[30] さらに、前記計測器が設けられた計測ステージと、前記基板の露光が行われる基板 ステージを備える請求項 29に記載の露光装置。
[31] 前記第 1光学素子と前記基板との間の前記露光光の光路空間を液体で満たすた めの第 2液浸機構を更に備えた請求項 28記載の露光装置。
[32] 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光方法であって、 前記液体を交換することと、
前記交換した液体を介して露光処理に関する計測を行うことと、
前記計測後に、前記交換した液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を 露光することを含む露光方法。
[33] 光学系及び前記液体を介して前記露光光により基板が照射され、前記光学系の像 面側空間に満たされた液体が交換される請求項 32記載の露光方法。
[34] 第 1及び第 2光学素子並びにそれらの光学素子の間の光路空間に満たされた液体 を介して前記露光光により基板が照射され、第 1及び第 2光学素子の間に光路空間 に満たされた液体が交換される請求項 32記載の露光方法。
[35] 前記液体の交換が、液体の提供または交換から所定時間経過後に行われる請求 項 32記載の露光方法。
[36] 露光光が照射されて 、な 、ときに前記液体の交換が行われる請求項 32記載の露 光方法。
[37] 請求項 1、 12及び 32のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板を露光する ことと、露光された基板を現像することと、現像された基板を加工することを含むデバ イス製造方法。
[38] 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置であって、 前記液体を交換する液浸機構と、
前記液体の交換後に、前記液体を介して前記露光光を受光して、露光処理に関す る計測を行う計測器とを備える露光装置。
[39] さらに露光光が照射される光学系を備え、該光学系及び前記液体を介して前記露 光光により基板が照射され、前記液浸機構が前記光学系の像面側空間に満たされ た液体を交換する請求項 38記載の露光装置。
[40] さらに第 1及び第 2光学素子を有する光学系を備え、第 1及び第 2光学素子の間の 光路空間に満たされた液体を介して前記露光光により基板が照射され、前記液浸機 構が第 1及び第 2光学素子の間に光路空間に満たされた液体を交換する請求項 38 記載の露光装置。
[41] さらに、前記計測器を備える計測ステージと、計前記露光処理が行われ且つ計測 ステージとは異なるステージを備える請求項 38記載の露光装置。
[42] 請求項 18、 24、 28及び 38のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光 することと、露光された基板を現像することと、現像された基板を加工することを含む デバイス製造方法。
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