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JP2013145918A - 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】液体の漏れ出しを抑制する。
【解決手段】露光装置は、投影光学系と液体とを介して基板を露光する。露光装置は、投影光学系が配置される第１領域と、第１領域と異なる第２領域とを含む所定領域内で、基板を載置して移動可能な第１ステージと、所定領域内で移動可能な第２ステージと、第１、第２ステージをそれぞれ第１、第２領域の一方から他方に移動するとともに、所定領域内で第１、第２ステージを独立に移動するリニアモータシステムと、投影光学系の直下に液体を供給して液浸領域を形成する液浸システムと、投影光学系と第１ステージとの間に液浸領域が維持される第１状態と、投影光学系と第２ステージとの間に液浸領域が維持される第２状態との一方が他方に遷移するように、投影光学系の直下に液浸領域を維持しつつ、リニアモータシステムによって、投影光学系の下方で第１、第２ステージを移動する制御システムと、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明はステージ駆動方法及びステージ装置、露光装置、露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域を含む領域を移動可能な２つのステージを駆動するステージ駆動方法及び該ステージ駆動方法の実施に好適なステージ装置、投影光学系と基板との間に液体を供給し、投影光学系と前記液体とを介して基板を露光する露光装置、露光方法、並びに該露光装置及び露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。
従来より、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンの像を投影光学系を介して、レジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の感光性の基板（以下、「基板」又は「ウエハ」と呼ぶ）上の複数のショット領域の各々に転写するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。
投影露光装置が備える投影光学系の解像度Ｒは、次式（１）のレイリーの式で表される。
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ ……（１）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１はプロセス係数である。この式（１）より、使用する露光波長（露光光の波長）が短くなるほど、また投影光学系の開口数（ＮＡ）が大きいほど、解像度Ｒは高くなる。そのため、集積回路の微細化に伴い投影露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、今日では、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）より短波長のＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を光源とする露光装置も実用化されている。また、投影光学系の開口数も次第に増大してきている。
露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。焦点深度δは、次式（２）で表される。
δ＝ｋ２・λ／ＮＡ２ ……（２）
ここで、ｋ２はプロセス係数である。式（１）、式（２）より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数ＮＡを大きく（大ＮＡ化）すると、焦点深度δが狭くなることが分かる。投影露光装置では、ウエハの表面を投影光学系の像面に合わせ込んで露光を行っているが、そのためには焦点深度δはある程度広いことが望ましい。
しかしながら、上記の露光光の短波長化及び投影光学系の大ＮＡ化によって、焦点深度が狭くなってきている。また、露光波長は将来的に更に短波長化することが確実視されており、このままでは焦点深度が狭くなり過ぎて、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれが生じていた。
そこで、実質的に露光波長を短くして、かつ空気中に比べて焦点深度を大きく（広く）する方法として、液浸法を利用した露光装置が、最近注目されるようになってきた。この液浸法を利用した露光装置として、投影光学系の下面とウエハ表面との間を水又は有機溶媒等の液体で局所的に満たした状態で露光を行うものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。この特許文献１に記載の露光装置では、液体中での露光光の波長が、空気中の１／ｎ倍（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上すると共に、その解像度と同一の解像度が液浸法によらず得られる投影光学系（このような投影光学系の製造が可能であるとして）に比べて焦点深度をｎ倍に拡大する、すなわち空気中に比べて焦点深度を実質的にｎ倍に拡大することができる。
国際公開第９９／４９５０４号
しかし、特許文献１に記載の露光装置では、ウエハ交換時にウエハステージが投影光学系直下から外れる前の段階で液体を一旦回収し、投影光学系の下面とウエハ表面との間をウェットな状態からドライな状態にする必要がある。しかし、このように、ウエハ交換毎に、液体の回収と供給を行うのでは、液体の回収と供給に要する時間が露光装置のスループット低下の要因となることは確実である。
また、上述のように、投影光学系の像面側の光路空間をウェットな状態からドライな状態にしたときに、ドライな状態が続くと、先玉とも呼ばれる投影光学系を構成する最下端の光学部材（レンズやガラス板など：以下、「先端レンズ」と呼ぶ）の表面に水染み（ウォーターマーク）が発生するおそれがある。また、その先端レンズ近傍にオートフォーカス機構の構成部材である光学部材（例えばプリズムなど）が配置されている場合には、そのオートフォーカス機構の構成部材である光学部材の表面に水染み（ウォーターマーク）が発生するおそれがある。この水染みの発生は、投影光学系の透過率の低下やフレアの要因となり、更には投影光学系のその他の結像性能を劣化させる要因ともなりかねない。また、上記のプリズム等にウォーターマークが発生した場合には、オートフォーカス方式でウエハの表面を投影光学系の像面に合わせこむ際の面合せ精度が低下するおそれがあった。また、ウォーターマークの発生が酷い場合には、先端レンズや光学部材の交換が必要となるが、その交換に要する時間が露光装置の稼働率を低下させる要因となってしまう。
なお、本明細書においては、水以外の液体を用いた場合に、先端レンズなどに形成される染みも水染み（ウォーターマーク）と称する。
本発明の一態様に従えば、投影光学系と液体とを介してエネルギビームで基板を露光する露光装置であって、それぞれ基板を載置するとともに、上面の一部に基準マーク部材が配置される第１、第２ステージと、第１ステージ又は第２ステージによって投影光学系と対向して配置される基板の一部に、液体によって投影光学系の下に液浸領域を形成する液浸部材と、投影光学系と液浸領域の液体とを介して基準マーク部材に照射されるエネルギビームを検出する第１検出系と、投影光学系と対向して配置される第１、第２ステージの一方が他方に置き換えられるように、投影光学系の下方で液浸領域に対して第１、第２ステージを移動する駆動システムと、を備え、駆動システムは、液浸領域に対する第１、第２ステージの移動によって、一方のステージと置き換えられた他方のステージの基準マーク部材に、投影光学系と液浸領域の液体とを介してエネルギビームが照射されるように、他方のステージを移動する露光装置が提供される。
本発明の他の態様に従えば、投影光学系と液体とを介してエネルギビームで基板を露光する露光方法であって、それぞれ基板を載置するとともに、上面の一部に基準マーク部材が配置される第１、第２ステージの一方によって投影光学系と対向して配置される基板の一部に、液体によって投影光学系の下に形成される液浸領域を介してエネルギビームを照射することと、投影光学系と対向して配置される一方のステージが第１、第２ステージの他方に置き換えられるように、投影光学系の下方で液浸領域に対して第１、第２ステージを移動することと、液浸領域に対する第１、第２ステージの移動によって、一方のステージと置き換えられた他方のステージの基準マーク部材に、投影光学系と液浸領域の液体とを介してエネルギビームが照射されるように、他方のステージを移動することと、を含む露光方法が提供される。
本発明は、上述した事情の下になされたもので、第１の観点からすると、液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域と該第１領域の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で、第１ステージと第２ステージとを独立して駆動するステージ駆動方法において、前記第１、第２ステージのうちの一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、前記第１ステージと前記第２ステージとが、前記第１軸方向に交差する第２軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して前記第１、第２ステージを前記第２軸方向に同時に駆動することを特徴とする第１のステージ駆動方法である。
ここで、「第１ステージと第２ステージとが近接した状態」とは、第１ステージと第２ステージとの間から液体が漏れ出さない、あるいは液体の漏れ出しが少ない程度に第１ステージと第２ステージとが近接した状態を指す。ただし、第１ステージと第２ステージとの間隔の許容値は該両ステージの材質や液体の種類等により異なる。本明細書では、このような意味で「第１ステージと第２ステージとが近接した状態」という表現を用いる。
これによれば、液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域と該第１領域の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で、第１ステージと第２ステージとを独立して駆動するに際し、一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させる場合に、第１、第２ステージは、第１軸方向に交差する第２軸方向に関して互いに近接した状態又は接触した状態を維持して第２軸方向に同時に駆動される。これにより、第１、第２ステージのうちの少なくとも一方のステージ上に液浸領域が形成された状態で、第１、第２ステージ（両ステージ）の間隙からの液体の漏れ出しを防止、あるいは抑制しつつ、第１の状態から第２の状態への遷移が可能となる。すなわち、一方のステージ上に液体が保持された状態から、両方のステージ上に跨って液体が保持される状態を経て、他方のステージ上に液体が保持された状態に、液体の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。従って、第１の状態から第２の状態への遷移を短時間で行うことが可能となる。
本発明は、第２の観点からすると、液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域と該第１領域の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で第１ステージを駆動し、前記第１領域と該第１領域の前記第１軸方向の他側に位置する第３領域とを含む所定範囲の領域内で第２ステージを駆動するステージ駆動方法において、前記第１、第２ステージのうちの一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、前記第１ステージと前記第２ステージとが前記第１軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して前記第１、第２ステージを前記第１軸方向に同時に駆動することを特徴とする第２のステージ駆動方法である。
これによれば、液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域と該第１領域の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で第１ステージを駆動し、前記第１領域と該第１領域の前記第１軸方向の他側に位置する第３領域とを含む所定範囲の領域内で第２ステージを駆動するに際し、一方のステージが第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、第１ステージと第２ステージとは、第１軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して第１軸方向に同時に駆動される。これにより、第１、第２ステージのうちの少なくとも一方のステージ上に液浸領域が形成された状態で、第１、第２ステージの間隙からの液体の漏れ出しを防止、あるいは抑制しつつ、第１の状態から第２の状態への遷移が可能となる。すなわち、一方のステージ上に液体が保持された状態から、両方のステージ上に跨って液体が保持される状態を経て、他方のステージ上に液体が保持された状態に、液体の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。従って、第１の状態から第２の状態への遷移を短時間で行うことが可能となる。
本発明は、第３の観点からすると、液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域と該第１領域の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で独立に駆動可能な第１、第２ステージと；前記第１、第２ステージのうちの一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、前記第１ステージと前記第２ステージとが、前記第１軸方向に交差する第２軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して前記第１、第２ステージが前記第２軸方向に同時に移動するように前記第１、第２ステージを制御する制御装置と；を備える第１のステージ装置である。
これによれば、第１、第２ステージのうち一方のステージが液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させるに際し、制御装置により、第１、第２ステージが、第１軸方向に交差する第２軸方向に関して互いに近接した状態又は接触した状態を維持して第２軸方向に同時に移動するように制御される。これにより、第１、第２ステージのうちの少なくとも一方のステージ上に液浸領域が形成された状態で、第１、第２ステージ（両ステージ）の間隙からの液体の漏れ出しを防止、あるいは抑制しつつ、第１の状態から第２の状態への遷移が可能となる。すなわち、一方のステージ上に液体が保持された状態から、両方のステージ上に跨って液体が保持される状態を経て、他方のステージ上に液体が保持された状態に、液体の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。従って、第１の状態から第２の状態への遷移を短時間で行うことが可能となる。
本発明は、第４の観点からすると、液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域と該第１領域の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で移動可能な第１ステージと；前記第１領域と該第１領域の前記第１軸方向の他側に位置する第３領域とを含む所定範囲の領域内で移動可能な第２ステージと；前記第１、第２ステージのうちの一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、前記第１ステージと前記第２ステージとが前記第１軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して前記第１、第２ステージが前記第１軸方向に同時に移動するように、前記第１、第２ステージを制御する制御装置と；を備える第２のステージ装置である。
これによれば、第１、第２のステージのうちの一方のステージが液体が局所的に供給される２次元面内の第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、制御装置により、第１ステージと第２ステージとは、第１軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して第１軸方向に同時に移動するように制御される。これにより、第１、第２ステージのうちの少なくとも一方のステージ上に液浸領域が形成された状態で、第１、第２ステージの間隙からの液体の漏れ出しを防止、あるいは抑制しつつ、第１の状態から第２の状態への遷移が可能となる。
すなわち、一方のステージ上に液体が保持された状態から、両方のステージ上に跨って液体が保持される状態を経て、他方のステージ上に液体が保持された状態に、液体の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。従って、第１の状態から第２の状態への遷移を短時間で行うことが可能となる。
本発明は、第５の観点からすると、投影光学系と基板との間に液体を供給し、前記投影光学系と前記液体とを介してエネルギビームにより前記基板を露光する露光装置であって、前記液体が供給される前記投影光学系直下の第１領域と、前記投影光学系の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で移動可能な第１ステージと；前記第１領域と、前記投影光学系の第１軸方向の他側に位置する第３領域とを含む領域内で移動可能な第２ステージと；前記第１、第２ステージを駆動するとともに、一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、前記第１ステージと前記第２ステージとが、前記第１軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して前記第１、第２ステージを前記第１軸方向に同時に駆動するステージ駆動系と；前記第２領域上方に配置され、前記第１ステージ上に存在するマークを検出する第１のマーク検出系と；前記第３領域上方に配置され、前記第２ステージ上に存在するマークを検出する第２のマーク検出系と；を備えた第１の露光装置である。
これによれば、液体が供給される投影光学系直下の第１領域に一方のステージが位置する第１の状態から他方のステージが第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、ステージ駆動系により、第１、第２ステージが第１軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して、第１、第２ステージが第１軸方向に同時に駆動される。このため、投影光学系とその直下にある少なくとも一方のステージとの間に液体を保持したままの状態で、第１、第２ステージの間隙からの液体の漏れ出しを防止、あるいは抑制しつつ、第１の状態から第２の状態に遷移させることが可能となる。すなわち、一方のステージを用いて投影光学系と液体とを介した基板の露光動作が行われた後、他方のステージを用いて投影光学系と液体とを介した基板の露光動作を開始するまでの間に、一方のステージと投影光学系との間に液体が保持された状態から、両方のステージと投影光学系との間に液体が保持された状態を経て、他方のステージと投影光学系との間に液体が保持された状態に、液体の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。従って、一方のステージ上の基板に対する露光動作の終了後の他方のステージ上の基板に対する露光動作を短時間で開始することが可能となる。また、投影光学系の像面側には、液体が常に存在するので、投影光学系の像面側の光学部材に、前述した水染み（ウォーターマーク）が発生するのを効果的に防止することができる。また、第１ステージ上の基板に対する露光動作と第２のマーク検出系による第２ステージ上の基板のマーク検出動作（アライメント動作）、及び第２ステージ上の基板に対する露光動作と第１のマーク検出系による第１ステージ上の基板のマーク検出動作（アライメント動作）を、それぞれ並行して行うことができるで、１つのステージを用いて、基板交換、マーク検出（アライメント）及び露光動作を、シーケンシャルに行う場合に比べてスループットの向上が期待される。
本発明は、第６の観点からすると、投影光学系と基板との間に液体を供給し、前記投影光学系と前記液体とを介してエネルギビームにより前記基板を露光する露光装置であって、前記液体が供給される前記投影光学系直下の第１領域と該第１領域の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で移動可能で、前記基板を載置可能な第１ステージと；前記第１領域と該第１領域の前記第１軸方向の他側に位置する第３領域とを含む領域内で移動可能で、所定の計測に用いられる第２ステージと；前記第１、第２ステージを駆動するとともに、一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、前記第１ステージと前記第２ステージとが前記第１軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して前記第１ステージと前記第２ステージとを前記第１軸方向に同時に駆動するステージ駆動系と；を備えた第２の露光装置である。
これによれば、一方のステージが液体が供給される投影光学系直下の第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、ステージ駆動系により、第１、第２ステージが第１軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して、第１、第２ステージが第１軸方向に同時に駆動される。このため、投影光学系とその直下にある少なくとも一方のステージとの間に液体を保持したままの状態で、第１ステージと第２ステージとの間隙からの液体の漏れ出しを防止、あるいは抑制しつつ、第１の状態から第２の状態に遷移させることが可能となる。すなわち、第１ステージ上の基板に対して投影光学系と液体とを介した露光動作が行われた後、第２ステージを用いて投影光学系の直下で計測を開始するまでの間に、第１ステージと投影光学系との間に液体が保持された状態から、両方のステージと投影光学系との間に液体が保持された状態を経て、第２ステージと投影光学系との間に液体が保持された状態に、液体の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。また、第２ステージによる計測の終了後、第１ステージによる露光を開始するまでについても同様である。従って、第１ステージ上の基板に対する露光動作の終了後の第２ステージを用いる計測動作、及び第２ステージを用いる計測終了後の第１ステージ上の基板に対する露光動作を短時間で開始することができ、スループットの向上を図ることが可能となる。また、投影光学系の像面側には、液体が常に存在するので、投影光学系の像面側の光学部材に、前述した水染み（ウォーターマーク）が発生するのを効果的に防止することができる。また、第１ステージを用いる基板の露光動作と第２ステージを用いる計測動作とを、計測動作によっては並行して行うことができる。
本発明は、第７の観点からすると、投影光学系と基板との間に液体を供給し、前記投影光学系と前記液体とを介して前記基板を露光する露光装置であって、前記液体が供給される前記投影光学系直下の第１領域と該第１領域の第１軸方向の一側に位置する第２領域とを含む所定範囲の領域内で移動可能な第１ステージと；前記第１領域と前記第２領域とを含む領域内で前記第１ステージとは独立して移動可能な第２ステージと；前記第１、第２ステージを駆動するとともに、一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、前記第１ステージと前記第２ステージとが前記第１軸方向に交差する第２軸方向に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して前記第１、第２ステージを同時に前記第２軸方向に駆動するステージ駆動系と；を備えた第３の露光装置である。
これによれば、液体が供給される投影光学系直下の第１領域に一方のステージが位置する第１の状態から他方のステージが第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、ステージ駆動系により、第１、第２ステージが第２軸方向（第１領域と第２領域が並ぶ第１方向に交差する方向）に関して近接した状態及び接触した状態のいずれかを維持して、第１、第２ステージが第２軸方向に同時に駆動される。このため、投影光学系とその直下にある少なくとも一方のステージとの間に液体を保持したままの状態で、第１ステージと第２ステージとの間隙からの液体の漏れ出しを防止、あるいは抑制しつつ、第１の状態から第２の状態に遷移させることが可能となる。すなわち、一方のステージ側で投影光学系と液体とを介した基板の露光動作が行われた後、他方のステージ側で投影光学系と液体とを介した基板の露光動作を開始するまでの間に、一方のステージと投影光学系との間に液体が保持された状態から、両方のステージと投影光学系との間に液体が保持された状態を経て、他方のステージと投影光学系との間に液体が保持された状態に、液体の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。従って、一方のステージ上の基板に対する露光動作の終了後の他方のステージ上の基板に対する露光動作を短時間で開始することができ、スループットの向上を図ることが可能となる。また、投影光学系の像面側には、液体が常に存在するので、投影光学系の像面側の光学部材に、前述した水染み（ウォーターマーク）が発生するのを効果的に防止することができる。
本発明は、第８の観点からすると、投影光学系と基板との間に液体を供給し、前記投影光学系と前記液体とを介して前記基板を露光する露光装置であって、前記液体が供給される投影光学系直下の第１領域と該第１領域とは異なる領域とを含む領域内で移動可能な第１ステージと；前記第１領域と該第１領域とは異なる領域とを含む領域内で、前記第１ステージとは独立して移動可能な第２ステージと；前記第１、第２ステージを駆動するとともに、一方のステージが前記第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１の領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、前記第１ステージと前記第２ステージとが所定方向に関して近接した状態を維持して前記第１、第２ステージを同時に前記所定方向に駆動するステージ駆動系と；前記第１ステージ及び前記第２ステージの少なくとも一方に設けられ、前記第１の状態から前記第２の状態に遷移する際に前記両ステージの間隙に位置することで前記間隙からの前記液体の漏れを抑制する抑制部材と；を備える第４の露光装置である。
これによれば、投影光学系直下の第１領域と第１領域とは異なる領域とを含む領域内で移動可能な第１、第２ステージの一方のステージが第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、第１ステージと第２ステージとが第１軸方向に関して近接した状態とされ、かつ第１、第２ステージの少なくとも一方に設けられた液体の漏れを抑制する抑制部材が両ステージの間隙に位置する状態で前記所定方向に同時に駆動されることから、第１の状態から第２の状態に遷移するときに、両ステージの間から液体が漏れるのを極力抑制することが可能である。
また、リソグラフィ工程において、本発明の第１〜第４の露光装置の各々を用いて前記エネルギビームにより基板を露光することで、基板上にデバイスパターンを精度良く転写することができ、結果的に高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上させることが可能である。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の第１〜第４の露光装置のいずれかを用いて前記エネルギビームにより基板を露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であるとも言える。
第１の実施形態に係る露光装置を示す概略図である。 第１の実施形態に係るウエハステージ装置を示す平面図である。 図２のウエハステージＷＳＴ１を示す斜視図である。 液体給排機構を示す概略平面図である。 第１の実施形態の露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。 並行処理動作における２つのウエハステージの駆動方法を説明するための図（その１）である。 並行処理動作における２つのウエハステージの駆動方法を説明するための図（その２）である。 並行処理動作における２つのウエハステージの駆動方法を説明するための図（その３）である。 並行処理動作における２つのウエハステージの駆動方法を説明するための図（その４）である。 弾性シール部材を示す図である。 第２の実施形態の露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るウエハステージ装置を示す平面図である。 第２の実施形態に係る並行処理動作における２つのウエハステージの駆動方法を説明するための図（その１）である。 第２の実施形態に係る並行処理動作における２つのウエハステージの駆動方法を説明するための図（その２）である。 第２の実施形態に係る並行処理動作における２つのウエハステージの駆動方法を説明するための図（その３）である。 第３の実施形態に係るウエハステージ装置を示す平面図である。 第３の実施形態に係る並行処理動作におけるウエハステージと計測ステージの駆動方法を説明するための図（その１）である。 第３の実施形態に係る並行処理動作におけるウエハステージと計測ステージの駆動方法を説明するための図（その２）である。 抑制部材の変形例を説明するための図である。 第４の実施形態に係るウエハステージ装置を示す平面図である。 ウエハステージと計測ステージが近接した状態を示す図である。 第４の実施形態に係る並行処理動作におけるウエハステージと計測ステージの駆動方法を説明するための図（その１）である。 第４の実施形態に係る並行処理動作におけるウエハステージと計測ステージの駆動方法を説明するための図（その２）である。 第４の実施形態の変形例を説明するための図（その１）である。 第４の実施形態の変形例を説明するための図（その２）である。 本発明に係るデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。 図２６のステップ２０４の具体例を示すフローチャートである。
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
図１には、第１の実施形態の露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）である。この露光装置１００は、照明系１０、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を有するウエハステージ装置５０、第１、第２のマーク検出系としてのオフアクシス・アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２、及びこれらの制御系等を備えている。ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２上には、基板としてのウエハが載置されるようになっている。図１では、ウエハステージＷＳＴ１上にウエハＷ１が載置され、ウエハステージＷＳＴ２上にウエハＷ２が載置されている。
前記照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報及びこれに対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド等（いずれも不図示）を含んで構成されている。
この照明系１０では、レチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域をエネルギビームとしての照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。
ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。また、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。この他、照明系１０として、例えば特開平６−３４９７０１号公報及びこれに対応する米国特許第５，５３４，９７０号などに開示される構成を採用しても良い。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報及び対応する米国特許出願公開明細書又は米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
前記レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部１１（図１では図示せず図５参照）によって、照明系１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図１における紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１５、レチクル干渉計１１６として示されている。なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（上述のＸ移動鏡、Ｙ移動鏡の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルステージＲＳＴの走査方向（本実施形態ではＹ軸方向）の位置検出に用いられるＸ軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも１つのコーナーキューブ型ミラー（例えばレトロリフレクタ）を用いても良い。ここで、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、Ｚ軸回りの回転方向（θｚ方向）の回転も計測できるようになっている。
レチクル干渉計１１６の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図５参照）に送られ、主制御装置２０では、このレチクル干渉計１１６の計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＸ、Ｙ、θｚ方向の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動部１１を制御することで、レチクルステージＲＳＴの位置（及び速度）を制御する。
レチクルＲの上方には、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマークと対応する基準マーク板上の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（Through The Reticle）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント検出系ＲＡａ，ＲＡｂがＸ軸方向に所定距離隔てて設けられている。これらのレチクルアライメント検出系ＲＡａ，ＲＡｂとしては、例えば特開平７−１７６４６８号公報及びこれに対応する米国特許第５，６４６，４１３号などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
前記投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、該鏡筒４０内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとを含んで構成されている。投影光学系ＰＬとしては、例えばＺ軸方向の共通の光軸ＡＸを有する複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍あるいは１／８倍）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影ユニットＰＵ（投影光学系ＰＬ）を介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハ上に形成される。
なお、本実施形態の露光装置１００では、後述するように液浸法を適用した露光が行われるため、開口数ＮＡが実質的に増大することに伴いレチクル側の開口が大きくなる。このため、レンズのみで構成する屈折光学系においては、ペッツヴァルの条件を満足することが困難となり、投影光学系が大型化する傾向にある。かかる投影光学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含んで構成される反射屈折系（カタディ・オプトリック系）を用いても良い。
また、本実施形態では、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハ側）のレンズ（以下、「先端レンズ」と呼ぶ）９１とウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２上のウエハとの間（又は先端レンズ９１とウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２との間）に局所的に液体を供給するための液体給排システム３２が設けられている。図１では、この液体給排ユニットを構成するノズルが、液体給排システム３２として代表的に示されている。なお、液体給排システム３２の構成等については、後述する。
前記ウエハステージ装置５０は、ベース盤１２と、該ベース盤１２の上面の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２と、これらのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置を計測する干渉計１８、１６を含む位置計測装置としての干渉計システム１１８（図５参照）と、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を駆動するウエハステージ駆動部１２４（図５参照）と、を備えている。
ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の底面には、不図示の非接触軸受け、例えば真空予圧型空気静圧軸受け（以下、「エアパッド」と呼ぶ）が複数ヶ所に設けられており、これらのエアパッドからベース盤１２の上面に向けて噴出された加圧空気の静圧により、ベース盤１２の上面の上方にウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で浮上支持されている。また、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２は、ウエハステージ駆動部１２４によって、Ｘ軸方向（図１における紙面内左右方向）及びＹ軸方向（図１における紙面直交方向）に独立して２次元方向に駆動可能に構成されている。
ベース盤１２上には、図２の平面図に示されるように、Ｘ軸方向に延びる一対のＸ固定子としてのＸ軸リニアガイド８６、８７がＹ軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。
これらのＸ軸リニアガイド８６、８７は、例えばＸ軸方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置されたＮ極磁石とＳ極磁石の複数の組から成る永久磁石群を内蔵する磁極ユニットによって構成されている。これらのＸ軸リニアガイド８６、８７の上方には、各２つのスライダ８２，８４及び８３，８５が、対応するＸ軸リニアガイド８６、８７を上方から取り囲む状態で非接触で設けられている。すなわち、合計４つのスライダ８２、８４、８３、８５は、Ｘ軸リニアガイド８６又は８７を上方及び側方から囲むような断面逆Ｕ字状の形状を有し、対応するＸ軸リニアガイド８６又は８７に対して不図示のエアパッドをそれぞれ介して例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。スライダ８２、８４、８３、８５のそれぞれは、例えばＸ軸方向に沿って所定間隔で配置された電機子コイルをそれぞれ内蔵する電機子ユニットによって構成されている。すなわち、本実施形態では、電機子ユニットから成るスライダ８２、８４と磁極ユニットから成るＸ軸リニアガイド８６とによって、ムービングコイル型のＸ軸リニアモータがそれぞれ構成されている。同様にスライダ８３、８５とＸ軸リニアガイド８７とによって、ムービングコイル型のＸ軸リニアモータがそれぞれ構成されている。以下においては、上記４つのＸ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子を構成するスライダ８２、８４、８３、８５と同一の符号を用いて、適宜、Ｘ軸リニアモータ８２、Ｘ軸リニアモータ８４、Ｘ軸リニアモータ８３、及びＸ軸リニアモータ８５と呼ぶものとする。
上記４つのＸ軸リニアモータのうち、２つのＸ軸リニアモータ８２、８３を構成するスライダは、Ｙ軸方向に延びるＹ固定子としてのＹ軸リニアガイド８０の長手方向の一端と他端にそれぞれ固定されている。また、残り２つのＸ軸リニアモータ８４、８５を構成するスライダは、Ｙ軸方向に延びるＹ固定子としてのＹ軸リニアガイド８１の一端と他端に固定されている。従って、Ｙ軸リニアガイド８０、８１は、各一対のＸ軸リニアモータ８２，８３、８４，８５によって、Ｘ軸に沿ってそれぞれ駆動されるようになっている。
前記Ｙ軸リニアガイド８０，８１のそれぞれは、例えばＹ軸方向に沿って所定間隔で配置された電機子コイルをそれぞれ内蔵する電機子ユニットによって構成されている。
一方のＹ軸リニアガイド８１は、ウエハステージＷＳＴ１に形成された開口に挿入状態で設けられている。このウエハステージＷＳＴ１の上記開口の内部には、例えばＹ軸方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置されたＮ極磁石とＳ極磁石の複数の組から成る永久磁石群を有する磁極ユニットが設けられている。この磁極ユニットとＹ軸リニアガイド８１とによって、ウエハステージＷＳＴ１をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。同様に、他方のＹ軸リニアガイド８０は、ウエハステージＷＳＴ２に形成された開口に挿入状態で設けられている。このウエハステージＷＳＴ２の上記開口の内部には、ウエハステージＷＳＴ１側と同様の磁極ユニットが設けられている。この磁極ユニットとＹ軸リニアガイド８０とによって、ウエハステージＷＳＴ２をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。以下においては、適宜、これらのＹ軸リニアモータを、それぞれの固定子を構成するリニアガイド８１、８０と同一の符号を用いて、Ｙ軸リニアモータ８１、Ｙ軸リニアモータ８０と呼ぶものとする。
本実施形態では、Ｘ軸リニアモータ８２〜８５及びＹ軸リニアモータ８０，８１を含んで図５に示されるウエハステージ駆動部１２４が構成されている。このウエハステージ駆動部１２４を構成する上記各リニアモータが、図５に示される主制御装置２０によって制御されるようになっている。
なお、一対のＸ軸リニアモータ８４，８５（又は８２，８３）がそれぞれ発生する推力を僅かに異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）のヨーイングの制御が可能である。
本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれは、単一のステージとして図示されているが、実際には、Ｙ軸リニアモータ８１，８０によってそれぞれ駆動されるステージ本体と、該ステージ本体の上部にＺ・レベリング駆動機構（例えばボイスコイルモータなど）を介して搭載され、ウエハステージ本体に対してＺ軸方向及びＸ軸回りの回転方向（θｘ方向）、Ｙ軸回りの回転方向（θｙ方向）に相対的に微小駆動されるウエハテーブルと、を備えている。
前記ウエハステージＷＳＴ１上（より正確にはウエハテーブル上）には、図１に示されるように、ウエハＷ１を真空吸着等によって保持するウエハホルダＨ１が設けられている。このウエハホルダＨ１は、図３の斜視図に示されるように、平面視（上方から見て）略正方形の本体部７０と、この本体部７０に上方から重なるようにウエハＷ１の載置される領域の周囲に配置された４枚の補助プレート７２ａ〜７２ｄと、を備えている。これらの補助プレート７２ａ〜７２ｄの表面は、ウエハＷ１表面とほぼ同一の高さとされている。
なお、補助プレート７２ａ〜７２ｄは、一つの部材で構成しても良い。また、投影光学系ＰＬの像面側に液体Ｌｑを保持可能であれば、ウエハ表面と補助プレート表面との間に段差があっても良い。
ウエハステージＷＳＴ１の上面には、Ｘ軸方向の一端（＋Ｘ側端）にＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡１７ＸがＹ軸方向に延設され、Ｙ軸方向の一端（＋Ｙ側端）にＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡１７ＹがＸ軸方向に延設されている。これらの移動鏡１７Ｘ，１７Ｙの各反射面には、図２に示されるように、後述する干渉計システム１１８（図５参照）を構成する干渉計からの干渉計ビーム（測長ビーム）が投射され、その反射光を各干渉計で受光することにより、各移動鏡反射面の基準位置（一般には投影ユニットＰＵ側面や、アライメント系ＡＬＧ１の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位が計測され、これにより、ウエハステージＷＳＴ１の２次元位置が計測されるようになっている。移動鏡１７Ｘ，１７Ｙの上面もウエハＷ１とほぼ同一の高さ（面一）にしておくのが望ましい。
ここで、図３に示されるように、補助プレート７２ａ〜７２ｄのそれぞれとウエハＷ１との間には、隙間Ｄが存在するが、隙間Ｄの寸法は、０．１〜１ｍｍ以下になるように設定されている。また、ウエハＷ１には、その一部にノッチ（Ｖ字状の切欠き）が存在するが、このノッチの寸法も１ｍｍ程度であるから、図示は省略されている。
また、補助プレート７２ａには、その一部に円形開口が形成され、その開口内に、基準マーク板ＦＭ１が嵌め込まれている。基準マーク板ＦＭ１はその表面が、補助プレート７２ａとほぼ同一面とされている。基準マーク板ＦＭ１の表面には、少なくとも一対のレチクルアライメント用の第１基準マーク及び後述するようにアライメント系ＡＬＧ１により検出される第２基準マーク（いずれも不図示）等が形成されている。
前記ウエハステージＷＳＴ２上（より正確にはウエハテーブル上）には、図１に示されるように、ウエハＷ２を真空吸着等によって保持するウエハホルダＨ２が設けられている。このウエハホルダＨ２は、前述したウエハホルダＨ１と同様に構成されている。従って、このウエハホルダＨ２を構成する１つの補助プレートの一部に形成された円形開口内には、基準マーク板ＦＭ２（図１では不図示、図２参照）が嵌め込まれている。
また、ウエハステージＷＳＴ２の上面には、Ｘ軸方向の一端（−Ｘ側端）にＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡１１７ＸがＹ軸方向に延設され、Ｙ軸方向の一端（＋Ｙ側端）にＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡１１７ＹがＸ軸方向に延設されている。これらの移動鏡１１７Ｘ，１１７Ｙの各反射面には、図２に示されるように、後述する干渉計システム１１８を構成する干渉計からの干渉計ビーム（測長ビーム）が投射され、その反射光を各干渉計で受光することにより、各移動鏡反射面の基準位置からの変位が計測され、これにより、ウエハステージＷＳＴ２の２次元位置が計測されるようになっている。
なお、例えば、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の端面を鏡面加工して反射面（前述した移動鏡１７Ｘ、１７Ｙ、１１７Ｘ、１１７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。
また、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の相互に対向する側の面、例えばウエハステージＷＳＴ１の−Ｘ側面には、その全面に渡って、図１０に示されるように、シール部材９３が貼付されている。このシール部材９３としては、例えばフッ素ゴム等から成る弾性シール部材が用いられる。
なお、ウエハステージＷＳＴ１の−Ｘ側面の代わりに、ウエハステージＷＳＴ２の＋Ｘ側面にシール部材９３を貼付しても良いし、ウエハステージＷＳＴ１の−Ｘ側面及びウエハステージＷＳＴ２の＋Ｘ側面の両方にシール部材９３を貼付しても良い。
図１に戻り、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、−Ｘ側にそれぞれ同一距離隔てた位置に、前述したオフアクシス・アライメント系（以下、「アライメント系」と略述する）ＡＬＧ１、ＡＬＧ２が、それぞれ配置されている。これらのアライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２は、実際には、投影ユニットＰＵを保持する保持部材に取り付けられている。これらのアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２としては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のセンサが用いられている。なお、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２としては、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光）を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。
本実施形態では、アライメント系ＡＬＧ１は、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に形成されたアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ１上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。また、アライメント系ＡＬＧ２は、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に形成されたアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ２上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。
これらのアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２からの情報は、図５に示されるように、主制御装置２０に供給されるようになっている。
次に、干渉計システム１１８の構成等について、図２を参照して説明する。この図２に示されるように、干渉計システム１１８は、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ）、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２、それぞれの検出中心を通るＹ軸に平行な測長軸ＢＩ２Ｙ、ＢＩ３Ｙ、ＢＩ１Ｙをそれぞれ有する３つのＹ軸干渉計４６、４８、４４と、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ）及びアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２の検出中心を結ぶＸ軸に平行な測長軸ＢＩ１Ｘ，ＢＩ２Ｘをそれぞれ有する２つのＸ軸干渉計１６、１８を有している。
ここで、ウエハステージＷＳＴ１が投影光学系ＰＬの光軸直下の位置近傍の領域（第１領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ１上のウエハに対する露光が行われるときには、Ｘ軸干渉計１８、Ｙ軸干渉計４６によってウエハステージＷＳＴ１の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計１８、Ｙ軸干渉計４６それぞれの測長軸によって規定される座標系を第１露光座標系と呼ぶ。
また、ウエハステージＷＳＴ２が投影光学系ＰＬが上記第１領域にあり、そのウエハステージＷＳＴ２上のウエハに対する露光が行われるときには、Ｘ軸干渉計１６、Ｙ軸干渉計４６によってウエハステージＷＳＴ１の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計１６、Ｙ軸干渉計４６それぞれの測長軸によって規定される座標系を第２露光座標系と呼ぶ。
また、ウエハステージＷＳＴ１が、アライメント系ＡＬＧ１の検出中心直下の位置の近傍の領域（第２領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ１上のウエハに形成されたアライメントマークの検出、例えば後述するウエハアライメントなどが行われるときには、Ｘ軸干渉計１８、Ｙ軸干渉計４８によってウエハステージＷＳＴ１の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計１８、Ｙ軸干渉計４８それぞれの測長軸によって規定される座標系を第１アライメント座標系と呼ぶ。
また、ウエハステージＷＳＴ２が、アライメント系ＡＬＧ２の検出中心直下の位置の近傍の領域（第３領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ２上のウエハに形成されたアライメントマークの検出、例えば後述するウエハアライメントなどが行われるときには、Ｘ軸干渉計１６、Ｙ軸干渉計４４によってウエハステージＷＳＴ２の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計１６、Ｙ軸干渉計４４それぞれの測長軸によって規定される座標系を第２アライメント座標系と呼ぶ。
上記の説明からわかるように、本実施形態では、Ｘ軸干渉計１８、１６からの干渉計ビームは、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の移動範囲の全域で常にウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の移動鏡１７Ｘ，１１７Ｘに、それぞれ当たるようになっている。従って、Ｘ軸方向については、投影光学系ＰＬを用いた露光時、アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２の使用時等いずれのときにもウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置は、Ｘ軸干渉計１８、１６によって管理される。これらのＸ軸干渉計１８、１６は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して離間した少なくとも３本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。従って、これらのＸ軸干渉計１８、１６では、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸ軸方向の位置計測以外に、Ｙ軸回りの回転量（ローリング量）及びＺ軸回りの回転量（ヨーイング量）の計測が可能となっている。
また、上記Ｙ軸干渉計４４，４６，４８は、例えばＺ軸方向に関して離間した各２本の光軸を有する２軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
従って、これらのＹ軸干渉計４４，４６，４８では、ウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２のＹ軸方向の位置計測以外に、Ｘ軸回りの回転量（ピッチング量）の計測が可能となっている。
また、上述の多軸干渉計は４５°傾いてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に設置される反射面を介して、投影光学系ＰＬが載置される架台（不図示）に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。
次に、前記液体給排システム３２について、図４に基づいて説明する。この液体給排システム３２は、液体供給装置５、液体回収装置６、液体供給装置５に接続された供給管２１，２２，２７，２８、及び液体回収装置６に接続された回収管２３，２４，２９，３０等を備えている。
前記液体供給装置５は、液体のタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、並びに供給管２１，２２，２７，２８それぞれに対する液体の供給・停止を制御するための複数のバルブ等を含んで構成されている。各バルブとしては、例えば液体の供給・停止のみならず、流量の調整も可能となるように、流量制御弁を用いることが望ましい。前記温度制御装置は、液体タンク内の液体の温度を、例えば投影ユニットＰＵ等などから成る露光装置本体が収納されているチャンバ（不図示）内の温度と同程度の温度に調整する。
前記供給管２１は、その一端が液体供給装置５に接続され、その他端が３つに分岐して、各分岐端に先細ノズルから成る供給ノズル２１ａ、２１ｂ、２１ｃがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。これらの供給ノズル２１ａ、２１ｂ、２１ｃの先端は、前述の先端レンズ９１（図１参照）の近傍に位置し、Ｘ軸方向に所定間隔を隔ててかつ露光領域ＩＡ（前述のスリット上の照明領域と共役な像面上の領域）の＋Ｙ側に近接して配置されている。供給ノズル２１ａを中心として、供給ノズル２１ｂ、２１ｃがほぼ左右対称に配置されている。
前記供給管２２は、その一端が液体供給装置５に接続され、その他端が３つに分岐して、各分岐端に先細ノズルから成る供給ノズル２２ａ、２２ｂ、２２ｃがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。これらの供給ノズル２２ａ、２２ｂ、２２ｃの先端は、先端レンズ９１の近傍に位置し、Ｘ軸方向に所定間隔を隔ててかつ露光領域ＩＡの−Ｙ側に近接して配置されている。この場合、供給ノズル２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、露光領域ＩＡを挟んで供給ノズル２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対向して配置されている。
前記供給管２７は、その一端が液体供給装置５に接続され、その他端に先細ノズルから成る供給ノズル２７ａが形成され（あるいは設けられ）ている。この供給ノズル２７ａの先端は、先端レンズ９１の近傍に位置し、露光領域ＩＡの−Ｘ側に近接して配置されている。
前記供給管２８は、その一端が液体供給装置５に接続され、その他端に先細ノズルから成る供給ノズル２８ａが形成され（あるいは設けられ）ている。この供給ノズル２８ａの先端は、先端レンズ９１の近傍に位置し、露光領域ＩＡの＋Ｘ側に近接して、かつ露光領域ＩＡを挟んで供給ノズル２７ａに対向して配置されている。
なお、液体を供給するためのタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、バルブなどは、その全てを露光装置１００で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置１００が設置される工場などの設備で代替することもできる。
前記液体回収装置６は、液体のタンク及び吸引ポンプ、並びに回収管２３，２４，２９，３０それぞれを介した液体の回収・停止を制御するための複数のバルブ等を含んで構成されている。各バルブとしては、前述した液体供給装置５側のバルブに対応して流量制御弁を用いることが望ましい。
前記回収管２３は、その一端が液体回収装置６に接続され、その他端が二股に分岐して、各分岐端に末広ノズルから成る回収ノズル２３ａ，２３ｂがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。この場合、回収ノズル２３ａ，２３ｂは、供給ノズル２２ａ〜２２ｃの間に交互に配置されている。回収ノズル２３ａ，２３ｂそれぞれの先端及び供給ノズル２２ａ、２２ｂ、２２ｃそれぞれの先端は、Ｘ軸に平行な同一直線上にほぼ沿って配置されている。
前記回収管２４は、その一端が液体回収装置６に接続され、その他端が二股に分岐して、各分岐端に末広ノズルから成る回収ノズル２４ａ，２４ｂがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。この場合、回収ノズル２４ａ，２４ｂは、供給ノズル２１ａ〜２１ｃの間に交互に、かつ露光領域ＩＡを挟んで回収ノズル２３ａ，２３ｂに、それぞれ対向して配置されている。回収ノズル２４ａ，２４ｂそれぞれの先端及び供給ノズル２１ａ、２１ｂ、２１ｃそれぞれの先端は、Ｘ軸に平行な同一直線上にほぼ沿って配置されている。
前記回収管２９は、その一端が液体回収装置６に接続され、その他端が二股に分岐して、各分岐端に末広ノズルから成る回収ノズル２９ａ，２９ｂがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。これらの回収ノズル２９ａ，２９ｂは、供給ノズル２８ａを挟んで配置されている。回収ノズル２９ａ、２９ｂ及び供給ノズル２８ａそれぞれの先端は、Ｙ軸に平行な同一直線上にほぼ沿って配置されている。
前記回収管３０は、その一端が液体回収装置６に接続され、その他端が二股に分岐して、各分岐端に末広ノズルから成る回収ノズル３０ａ，３０ｂがそれぞれ形成され（あるいは設けられ）ている。これらの回収ノズル３０ａ，３０ｂは、供給ノズル２７ａを挟んで、かつ露光領域ＩＡを挟んで回収ノズル２９ａ，２９ｂにそれぞれ対向して配置されている。回収ノズル３０ａ、３０ｂ及び供給ノズル２７ａそれぞれの先端は、Ｙ軸に平行な同一直線上にほぼ沿って配置されている。
なお、液体を回収するためのタンク、吸引ポンプ、バルブなどは、その全てを露光装置１００で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置１００が設置される工場などの設備で代替することもできる。
本実施形態では、上記液体として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する超純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハ上に塗布されるレジスト（感光剤）や光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。また、超純水は環境に対する悪影響がないと共に、不純物の含有量が極めて低いため、ウエハの表面及び先端レンズ９１の表面を洗浄する作用も期待できる。
ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４である。この水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。
前記液体供給装置５及び液体回収装置６は、それぞれコントローラを具備しており、それぞれのコントローラは、主制御装置２０によって制御されるようになっている（図５参照）。例えば、図４中の実線矢印Ａで示す方向（−Ｙ方向）にウエハＷ１（又はＷ２）を移動させる際には、液体供給装置５のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、供給管２１に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、供給管２１に設けられた供給ノズル２１ａ〜２１ｃを介して先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に−Ｙ方向に向かって水を供給する。また、このとき、液体回収装置６のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、回収管２３に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、回収ノズル２３ａ，２３ｂを介して先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間から液体回収装置６の内部に水を回収する。このとき、主制御装置２０は、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に供給ノズル２１ａ〜２１ｃから−Ｙ方向に向かって供給される水の量と、回収ノズル２３ａ，２３ｂを介して回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５、液体回収装置６に対して指令を与える。従って、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に、一定量の水Ｌｑ（図１参照）が保持される。この場合、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に保持された水Ｌｑは、常に入れ替わっている。
また、図４中に点線矢印Ａ’で示す方向（＋Ｙ方向）にウエハＷ１（又はＷ２）を移動させる際には、液体供給装置５のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、供給管２２に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、供給管２２に設けられた供給ノズル２２ａ〜２２ｃを介して先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に＋Ｙ方向に向かって水を供給する。また、このとき、液体回収装置６のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、回収管２４に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、回収ノズル２４ａ，２４ｂを介して先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間から液体回収装置６の内部に水を回収する。このとき、主制御装置２０は、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に供給ノズル２２ａ〜２２ｃから＋Ｙ方向に向かって供される水の量と、回収ノズル２４ａ，２４ｂを介して回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５、液体回収装置６に対して指令を与える。従って、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に、一定量の水Ｌｑ（図１参照）が保持される。この場合、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に保持された水Ｌｑは、常に入れ替わっている。
このように、本実施形態では、露光領域ＩＡを挟んでＹ軸方向の一側と他側に、互いに組を成す供給ノズル群と回収ノズル群とがそれぞれ設けられているため、ウエハを＋Ｙ方向、又は−Ｙ方向のどちらに移動する場合にも、ウエハＷ１（又はＷ２）と先端レンズ９１との間には水が安定して満たされ続ける。すなわち、いわゆるプラススキャン及びマイナススキャンのいずれの場合にも、先端レンズ９１とウエハとの間に安定して水を保持することができるようになっている。
また、水がウエハＷ１（又はＷ２）上を流れるため、ウエハＷ１（又はＷ２）上に異物（レジストからの飛散粒子を含む）が付着している場合であっても、その異物を水により流し去ることができる。また、液体供給装置５により所定の温度に調整された水が供給され、かつこの水が常時入れ替わっているので、露光の際に照明光ＩＬがウエハＷ１（又はＷ２）上に照射されても、ウエハと該ウエハ上を流れる水との間で熱交換が行われ、ウエハ表面の温度上昇を抑制することができる。また、本実施形態では、ウエハを移動させる方向と同じ方向に水が流れているため、異物や熱を吸収した液体を先端レンズの直下の露光領域に滞留させることなく回収することができる。
また、図４中に実線矢印Ｂで示される方向（＋Ｘ方向）にウエハＷ１（又はＷ２）を移動させる際には、液体供給装置５のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、供給管２７に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、供給管２７に設けられた供給ノズル２７ａを介して先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に＋Ｘ方向に向かって水を供給する。また、このとき、液体回収装置６のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、回収管２９に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、回収ノズル２９ａ，２９ｂを介して先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間から液体回収装置６の内部に水を回収する。このとき、主制御装置２０は、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に供給ノズル２７ａから供される水の量と、回収ノズル２９ａ，２９ｂを介して回収される水の量とが等しくなるように、液体供給装置５、液体回収装置６に対して指令を与える。従って、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に、一定量の水Ｌｑ（図１参照）が保持される。この場合、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に保持された水Ｌｑは、常に入れ替わっている。
また、図４中に点線矢印Ｂ’で示される方向（−Ｘ方向）にウエハＷ１（又はＷ２）を移動させる際には、液体供給装置５のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、供給管２８に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、供給管２８に設けられた供給ノズル２８ａを介して先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に−Ｘ方向に向かって水を供給する。また、このとき、液体回収装置６のコントローラは、主制御装置２０からの指示に応じ、回収管３０に接続されたバルブを所定開度で開き、その他のバルブを全閉にして、回収ノズル３０ａ，３０ｂを介して先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間から液体回収装置６の内部に水を回収する。このとき、主制御装置２０は、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に供給ノズル２８ａから供される水の量と、回収ノズル３０ａ，３０ｂを介して回収される水の量とが等しくなるように、液体供給装置５、液体回収装置６に対して指令を与える。従って、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に、一定量の水Ｌｑ（図１参照）が保持される。
この場合、先端レンズ９１とウエハＷ１（又はＷ２）との間に保持された水Ｌｑは、常に入れ替わっている。
これにより、ウエハＷ１（又はＷ２）をＹ軸方向に移動する場合と同様に、ウエハを＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらに移動する場合でも、ウエハと先端レンズ９１との間には水が安定して満たされる。従って、いわゆるショット間ステッピングの際に、そのステッピング方向がいずれの方向であっても、ウエハと先端レンズ９１との間に水を保持し続けることができる。
なお、上では、ウエハと先端レンズとの間に水が保持される場合について説明したが、前述の如く、ウエハ表面とウエハホルダＨ１、Ｈ２の表面とはほぼ同一面となっているので、投影ユニットＰＵ直下の露光領域ＩＡに対応する位置にウエハホルダＨ１（又はＨ２）が位置する場合であっても、上記と同様に、水は先端レンズ９１とウエハホルダＨ１（又はＨ２）、すなわち前述の補助プレートとの間に保持される。また、ステッピングの際に、ウエハと先端レンズ９１との間に水を保持できる場合には、水の供給と回収を停止しても良い。
なお、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向から水の供給及び回収を行うノズルに加えて、例えば斜め方向から水の供給及び回収を行うためのノズルを設けても良い。
また、ウエハの移動方向とは無関係に、供給ノズル２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ，２７ａ，２８ａから液体Ｌｑを供給しつづけ、回収ノズル２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂから液体Ｌｑを回収し続けるようにしても良い。
また、液体給排システムは上述の図４の形態に限られず、投影光学系ＰＬの像面側に液浸領域を形成することができれば、いろいろな形態を適用することができる。
本実施形態の露光装置１００では、さらに投影ユニットＰＵを保持する不図示の保持部材には、照射系９０ａ（図１では不図示、図５参照）及び受光系９０ｂ（図１では不図示、図５参照）から成る、例えば特開平６−２８３４０３号公報及びこれに対応する米国特許第５，４４８，３３２号等に開示されるものと同様の斜入射方式の多点焦点位置検出系が設けられている。照射系９０ａは、図５の主制御装置２０によってオンオフが制御される光源を有し、投影光学系ＰＬの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための光束を射出する。この射出された光束は、投影ユニットＰＵの鏡筒に設けられた不図示のプリズム（照射系９０ａ内の光学系の一部）を介してウエハ表面に光軸ＡＸに対して斜め方向より照射される。一方、ウエハ表面で反射されたそれらの光束の反射光束は、投影ユニットＰＵの鏡筒に設けられた不図示の別のプリズム（受光系９０ｂ内の光学系の一部）で反射され、受光系９０ｂ内の受光素子によって受光される。
この焦点位置検出系（９０ａ，９０ｂ）の受光系９０ｂの出力である焦点ずれ信号（デフォーカス信号）は、主制御装置２０に供給されている。主制御装置２０は、後述する走査露光時などに、受光系９０ｂからの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）、例えばＳカーブ信号に基づいてウエハ表面のＺ位置及びθｘ，θｙ回転を算出し、算出したウエハ表面のＺ位置及びθｘ，θｙ回転がそれらの目標値に対する差が零となるように、すなわち焦点ずれが零となるように、ウエハステージ駆動部１２４を介してウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＺ軸方向への移動、及び２次元方向の傾斜（すなわち、θｘ，θｙ方向の回転）を制御することで、照明光ＩＬの照射領域（前述の照明領域と共役な領域）内で投影光学系ＰＬの結像面とウエハの表面とを実質的に合致させるオートフォーカス（自動焦点合わせ）及びオートレベリングを実行する。なお、本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記特開平６−２８３４０３号公報及び対応米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
なお焦点位置検出系は、ウエハ表面の位置情報を液体を介して検出するものであっても良いし、液体を介さずに検出するものであっても良い。また焦点位置検出系は、投影光学系ＰＬの像面側でウエハ表面の位置情報を検出するものに限られず、投影光学系ＰＬから離れた場所でウエハ表面の位置情報を検出するものであっても良い。
図５には、本実施形態の露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ（又はワークステーション）から成る主制御装置２０を中心として構成されている。
次に、本実施形態の露光装置１００における露光の際の各部の動作を説明する。ここでは、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１側で露光が行われる場合について説明する。
この露光動作の開始に際し、主制御装置２０では、事前に行われた例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）などのウエハアライメントの結果等に基づいて、干渉計１８，４６の計測値をモニタしつつ、Ｘ軸リニアモータ８４，８５及びＹ軸リニアモータ８１を制御してウエハＷ１の第１ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハステージＷＳＴ１を移動する。この露光シーケンスでは、第１露光座標系上でウエハステージＷＳＴ１の位置は管理される。
次に、主制御装置２０では、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ１（ウエハステージＷＳＴ１）とのＹ軸方向に関する相対走査を開始する。この相対走査に際し、主制御装置２０は、前述した干渉計１８，４６及びレチクル干渉計１１６の計測値をモニタしつつ、レチクルステージ駆動部１１並びにＹ軸リニアモータ８１（及びＸ軸リニアモータ８４，８５）を制御する。
そして、両ステージＲＳＴ，ＷＳＴ１がそれぞれの目標走査速度まで加速されると、主制御装置２０では、不図示の光源（ＡｒＦエキシマレーザ装置）に指示を与えてパルス発光を開始させる。そして、両ステージＲＳＴ，ＷＳＴ１が等速同期状態に達すると、照明系１０からの照明光ＩＬ（紫外パルス光）によってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。この走査露光開始に先立って、上述の如く、光源のパルス発光は開始されているが、主制御装置２０により、照明系１０内の可動レチクルブラインド（不図示）の所定のブレードがレチクルステージＲＳＴと同期して移動されており、これによって走査露光の開始前にウエハＷ１に対して不要な露光が行われるのが防止されている。
そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が照明光ＩＬで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ１上の第１ショット領域の走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してウエハＷ１上の第１ショット領域に縮小転写される。
この場合、走査露光終了後においても、主制御装置２０により、照明系１０内の可動レチクルブラインド（不図示）がレチクルステージＲＳＴと同期して移動されており、これによってウエハＷ１の不要な露光が防止されている。
上述のようにして、第１ショット領域の走査露光が終了すると、主制御装置２０により、Ｘ軸リニアモータ８４，８５及びＹ軸リニアモータ８１を介してウエハステージＷＳＴ１がＸ，Ｙ軸方向にステップ移動され、第２ショット領域の露光のための加速開始位置（走査開始位置）に移動される。このショット間ステッピングの際に、主制御装置２０では、干渉計１８，４６の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ１のＸ，Ｙ，θｚ方向の位置変位をリアルタイムに計測する。そして、この計測結果に基づき、主制御装置２０では、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ位置変位が所定の状態になるようにウエハステージＷＳＴ１の位置を制御する。また、主制御装置２０ではウエハステージＷＳＴ１のθｚ方向の変位の情報に基づいて、そのウエハ側の回転変位の誤差を補償するようにレチクルステージＲＳＴ（レチクル微動ステージ）及びウエハステージＷＳＴ１の少なくとも一方の回転を制御する。
そして、ショット間ステッピングが終了すると、主制御装置２０により、上述と同様に各部の動作が制御され、ウエハＷ１上の第２ショット領域に対して上記と同様の走査露光が行われる。
このようにして、ウエハＷ１上のショット領域の走査露光と次ショット露光のためのショット間ステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハＷ１上の露光対象のショット領域全てにレチクルＲのパターンが順次転写される。
なお、上述したウエハＷ１に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、ウエハＷ１の移動方向の変化に応じて、主制御装置２０によって、液体給排システム３２の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われることは勿論である。従って、上述したウエハＷ１に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、先端レンズ９１とウエハＷ１との間に常時一定量の水が安定して保持された状態が維持される。
次に、２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を用いた並行処理動作について、図２及び図６〜図９を参照しつつ説明する。なお、以下の動作中、主制御装置２０によって、投影ユニットＰＵの直下の第１領域に位置するウエハステージの移動方向に応じて、液体給排システム３２の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系ＰＬの先端レンズ９１の直下には常時水が満たされている。しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置５及び液体回収装置６の制御に関する説明は省略する。
図２には、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対して前述するようにしてステップ・アンド・スキャン方式で露光が行われ、これと並行してウエハステージＷＳＴ２側では、アライメント系ＡＬＧ２の下方の第３領域でウエハＷ２に対するウエハアライメントが行われている状態が示されている。
上述のようにして、ウエハＷ１に対してステップ・アンド・スキャン方式で露光が行われている間に、ウエハステージＷＳＴ２側では、以下のような動作が行われている。
すなわち、上記のウエハアライメントに先立って、左側ローディング位置において、不図示のウエハ搬送機構とウエハステージＷＳＴ２との間でウエハ交換が行なわれる。ここで、左側ローディング位置とは、アライメント系ＡＬＧ２の直下に基準マーク板ＦＭ２が位置する位置に定められているものとする。この場合、左側ローディングポジションで、アライメント系ＡＬＧ２により基準マーク板ＦＭ２上の第２基準マークを検出する以前に、主制御装置２０によりＹ軸干渉計４４のリセットが実行されている。
上記の第２基準マークの検出に際しては、主制御装置２０では、アライメント系ＡＬＧ２を用いて第２基準マークの画像を取り込み、その画像信号に所定の処理を施し、その処理後の信号を解析することでアライメント系ＡＬＧ２の指標中心を基準とする第２基準マークの位置を検出する。また、主制御装置２０では、その第２基準マークの位置の検出結果とその検出時の干渉計１６，４４の計測結果とに基づいて、第２アライメント座標系上における第２基準マークの位置座標を算出する。
次いで、主制御装置２０では、前述の第２アライメント座標系上でウエハステージＷＳＴ２のＸＹ面内の位置を管理しつつ、アライメント系ＡＬＧ２を用いてウエハＷ２上の特定の複数のショット領域（サンプルショット領域）に付設されたアライメントマーク（サンプルマーク）の位置情報（アライメント系ＡＬＧ２の検出中心に対する位置情報）を検出することで、第２アライメント座標系上でのサンプルマークの位置情報を求める。次いで、主制御装置２０は、その検出結果とその特定のショット領域の設計上の位置座標とに基づいて、例えば特開昭６１−２２２４９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号などに開示されているような統計演算を実行し、ウエハＷ２上の複数のショット領域の第２アライメント座標系上の位置座標を算出する。すなわち、このようにしてＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）を行う。そして、主制御装置２０では、ウエハＷ２上の複数のショット領域の第２アライメント座標系上の位置座標から前述した第２基準マークの位置座標を減算することで、複数のショット領域の位置座標を第２基準マークの位置を原点とする位置座標に変換する。なお、本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
上述した２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上で並行して行なわれる露光シーケンスとウエハ交換・アライメントシーケンスとは、通常、ウエハ交換・アライメントシーケンスの方が先に終了する。このため、アライメントが終了したウエハステージＷＳＴ２は、所定の待機位置で待ち状態となる。
そして、ウエハステージＷＳＴ１側において、ウエハＷ１に対する露光が終了した時点で、主制御装置２０では、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を図６に示される所定位置に向けてそれぞれ移動を開始する。
そして、図６に示される位置に、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を移動した後、主制御装置２０では、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とを＋Ｘ方向に同時に駆動する動作を開始する。なお、図６の状態では、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とがウエハステージＷＳＴ１に設けられた弾性シール部材９３を介して接触している。
このようにして、主制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が同時に駆動されると、図６の状態では、投影ユニットＰＵの先端レンズ９１とウエハＷ１との間に保持されていた水が、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の＋Ｘ側への移動に伴って、ウエハＷ１→ウエハステージＷＳＴ１（より具体的にはウエハホルダＨ１）→ウエハステージＷＳＴ２（より具体的にはウエハホルダＨ２）上を順次移動する。なお、上記の移動の間中、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２は図６の状態と同様に弾性シール部材９３を介して相互に接触する位置関係を保っている。図７には、上記の移動の途中に水（液浸領域）がウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２（ウエハホルダＨ１、Ｈ２）上に同時に存在するときの状態、すなわちウエハステージＷＳＴ１上からウエハステージＷＳＴ２上に水が渡される直前の状態が示されている。
図７の状態から、更にウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が＋Ｘ方向に同時に所定距離駆動されると、図８に示されるように、ウエハステージＷＳＴ２上の基準マーク板ＦＭ２を含む領域と先端レンズ９１との間に水が保持された状態となる。これに先立って、主制御装置２０では、Ｙ軸干渉計４６からの干渉計ビームが移動鏡１１７Ｙに照射されるようになったいずれかの時点でＹ軸干渉計４６のリセットを実行している。
次いで、主制御装置２０では、図９に示される右側ローディング位置に向けてのウエハステージＷＳＴ１の駆動を開始する。この右側ローディング位置は、アライメント系ＡＬＧ１の直下に基準マーク板ＦＭ１が位置する位置に定められている。
上記の右側ローディング位置に向けてのウエハステージＷＳＴ１の移動開始と並行して、主制御装置２０では、一対のレチクルアライメント系ＲＡａ，ＲＡｂ（図１参照）により照明光ＩＬを用いて基準マーク板ＦＭ２上の一対の第１基準マークとそれに対応するレチクルＲ上のレチクルアライメントマークのウエハ面上投影像の相対位置検出を行なう。
このとき、基準マーク板ＦＭ２上の一対の第１基準マーク及びレチクルアライメントマークの像の検出は、投影光学系ＰＬ及び水を介して行われる。
そして、主制御装置２０では、この検出された相対位置情報と、先に求めた第２基準マークに対するウエハＷ２上の各ショット領域の位置情報と、既知の第１基準マークと第２基準マークとの位置関係に基づいて、レチクルＲのパターンの投影位置（投影光学系ＰＬの投影中心）とウエハＷ２上の各ショット領域の相対位置関係を算出する。そして、その算出結果に基づいて、主制御装置２０では、前述したウエハＷ１の場合と同様に、第２露光座標系上でウエハステージＷＳＴ２の位置を管理しつつ、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ２上の各ショット領域にレチクルＲのパターンを転写する。
上記のウエハステージＷＳＴ２側の動作と並行して、ウエハステージＷＳＴ１側では、右側ローディングポジションで、不図示のウエハ搬送系との間でウエハ交換が行われ、このウエハ交換と同時又はその直後に主制御装置２０によりアライメント系ＡＬＧ１を用いて基準マーク板ＦＭ１上の第２基準マークの検出が行われる。主制御装置２０では、この第２基準マークの検出に先立ってＹ軸干渉計４８のリセットを実行している。その後、主制御装置２０では、第１アライメント時座標系上でウエハステージＷＳＴ１の位置を管理しつつ、ウエハＷ２に対してアライメント系ＡＬＧ１を用いたＥＧＡを行う。
以後、主制御装置２０により、上述したウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２との並行動作が、繰り返し行われる。
上述のウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とを用いた並行処理に際し、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光が終了し、他方のウエハステージ上のウエハに対する露光が開始されるまでの間に、一方のウエハステージが投影ユニットＰＵの直下にある状態（すなわち、一方のウエハステージ上に水が乗った状態）から、他方のウエハステージが投影ユニットＰＵの直下にある状態（すなわち、他方のステージ上に水が乗った状態）への遷移が行われるが、この際には、前述の如く、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２がＸ軸方向に弾性シール部材９３を介して接触した状態（図１０の状態）が維持される。このため、図７に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２相互間に水（液浸領域）が跨るような状態であっても、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２相互の間隙を介してステージの下方に水（液体）が漏れるのが、弾性シール部材９３によって確実に阻止されている。
なお、ウエハステージＷＳＴ１及びウエハステージＷＳＴ２の移動の途中で、ウエハステージＷＳＴ１の移動鏡１７ＹにＹ軸干渉計４６、４８のいずれからの干渉計ビームが当たらない状態（移動期間、移動区間）が存在し、また、ウエハステージＷＳＴ２の移動鏡１１７ＹにＹ軸干渉計４６、４４のいずれからの干渉計ビームも当たらない状態（移動期間、移動区間）が存在するが、本実施形態では、このような場合の両ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置は、不図示のリニアエンコーダによって管理されている。なお、リニアエンコーダでウエハステージの位置を管理しているとき、いずれかのＹ軸干渉計からの干渉計ビームが移動鏡１７Ｙ又は１１７Ｙに当たるようになった時点で、Ｙ軸干渉計のリセットが主制御装置２０によって実行される。
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、ウエハステージ駆動部１２４によってステージ駆動系の少なくとも一部が構成されている。また、このステージ駆動系と、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２とによってステージ装置の少なくとも一部が構成されている。
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００及び該露光装置が備えるステージ装置、並びに該露光装置１００で実行されるウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の駆動方法によると、液体（水）が供給される投影ユニットＰＵ（投影光学系ＰＬ）直下の位置を含む第１領域に一方のウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）が位置する第１の状態から他方のウエハステージＷＳＴ２（又はＷＳＴ１）が第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、ステージ駆動系（１２４など）により、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２がＸ軸方向に関して弾性シール部材９３を介して接触した状態を維持して、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２がＸ軸方向に同時に駆動される。
このため、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）とその直下にある特定のウエハステージ（このステージは、移動に伴って一方のウエハステージから他方のウエハステージに切り換わる）との間に水を供給したままの状態で、両ウエハステージの間隙から水を漏らすことなく、一方のウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）が第１領域に位置する第１の状態から他方のウエハステージＷＳＴ２（又はＷＳＴ１）が第１領域に位置する第２の状態に遷移させることが可能となる。すなわち、一方のウエハステージ側で投影光学系ＰＬと水（液体）とを介したウエハの露光動作が行われた後、他方のウエハステージ側で投影光学系ＰＬと水とを介したウエハの露光動作を開始するまでの間に、一方のウエハステージと投影光学系ＰＬとの間にウエハが保持された状態から他方のウエハステージと投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態に、水の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。
従って、一方のウエハステージ側での露光動作の終了から他方のウエハステージ側での露光動作開始までの時間を短縮（すなわち、液浸露光でない通常の露光装置（非液浸の露光装置）と同程度に維持）して、スループットの向上を図ることが可能となる。また、投影光学系ＰＬの像面側には、水が常に存在するので、投影光学系ＰＬの像面側の光学部材（例えば先端レンズ９１及び前述した多点焦点位置検出系のプリズムなど）に、水染み（ウォーターマーク）が発生するのを効果的に防止することができ、長期に渡って、投影光学系ＰＬの結像性能及び多点焦点位置検出系の検出精度を良好に維持することができる。
また、前述した２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２での並行処理動作により、１つのウエハステージを用いて、ウエハ交換、ウエハアライメント及び露光動作を、シーケンシャルに行う従来のシングルウエハステージを備えた露光装置に比べてスループットの向上を図ることが可能である。
また、液浸露光により、高解像度かつ空気中と比べて大焦点深度の露光を行うことで、レチクルＲのパターンを精度良くウエハ上に転写することができ、例えばデバイスルールとして７０〜１００ｎｍ程度の微細パターンの転写を実現することができる。
また、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とが弾性シール部材９３を介して接触することから、両ウエハステージの間隙からの水漏れが抑制されるのに加え、弾性シール部材９３の緩衝作用により、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とが接触する際の衝撃を低減することができる。
さらに、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１の−Ｘ側面及びウエハステージＷＳＴ２の＋Ｘ側面に干渉計用の移動鏡を設けないこととしているので、両ウエハステージがＸ軸方向に関して接近した状態であっても、両ウエハステージ上の移動鏡の反射面同士が近接して向かい合うことがないため、両ウエハステージの位置を、両ウエハステージのＸ軸方向への同時駆動の間中、干渉計システム１１８によりモニタすることが可能であるばかりでなく、移動鏡の反射面に水が付着するのを抑制することもできる。
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１１〜図１５（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。この第２の実施形態の露光装置では、ウエハステージ装置の構成等、及び２つのウエハステージを用いた並行処理動作が前述の第１の実施形態と異なる。また、マーク検出系が１つのみ設けられている点が、前述の第１の実施形態と異なる。その他の部分の構成等は、前述の第１の実施形態と同様になっている。従って、以下では重複説明を避ける観点から相違点を中心として説明する。
図１１には、本第２の実施形態の露光装置の制御系の構成が示されている。この図１１と図５とを比べると、本第２の実施形態では、前述した第１の実施形態のウエハステージ駆動部１２４に代えて、ウエハステージ駆動部１２４Ａが設けられている点が、前述の第１の実施形態と異なることがわかる。
本第２の実施形態では、前述したウエハステージ装置５０に代えて、図１２に示されるウエハステージ装置５０’が設けられている。このウエハステージ装置５０’は、図１２に示されるように、ベース盤１２と、該ベース盤１２の上面の上方（図１２における紙面手前側）に配置されたウエハステージＷＳＴ１’及びウエハステージＷＳＴ２’と、これらのウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’の位置を計測する位置計測装置としての６つの干渉計１５１Ｘ1、１５１Ｘ2、１５１Ｘ3、１５１Ｘ4、１５１Ｙ1、１５１Ｙ2と、ウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’を個別に駆動する平面視（上方から見て）略Ｈ字状の第１駆動部１７１、第２駆動部１７２と、第１接続機構１９５及び第２接続機構１９６（図１２では不図示、図１１参照）と、を備えている。
ここで、上記６つの干渉計１５１Ｘ1、１５１Ｘ2、１５１Ｘ3、１５１Ｘ4、１５１Ｙ1、１５１Ｙ2によって図１１の干渉計システム１１８Ａが構成され、第１駆動部１７１、第２駆動部１７２、第１接続機構１９５及び第２接続機構１９６を含んで、図１１のウエハステージ駆動部１２４Ａが構成されている。
前記第１駆動部１７１は、ウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）をＸ軸方向に駆動するリニアアクチュエータとしてのＸ軸リニアモータ１３６Ｘと、ウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）をＸ軸リニアモータ１３６Ｘと一体的に走査方向であるＹ軸方向に駆動する一対のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ1、１３６Ｙ2とを備えている。
前記Ｘ軸リニアモータ１３６Ｘは、Ｘ軸方向を長手方向とする固定子としてのＸ軸リニアガイド１８１と、該Ｘ軸リニアガイド１８１に沿ってＸ軸方向へ移動するＸ可動子１７９とを備えている。
Ｘ軸リニアガイド１８１は、Ｘ軸方向に伸びる筐体と、その内部に所定間隔でＸ軸方向に沿って配設された複数の電機子コイルとを有する電機子ユニットから成る。このＸ軸リニアガイド１８１の長手方向（Ｘ軸方向）の一端部には、一方のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ1の可動子（Ｙ可動子）１８４が固定され、他端部には他方のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ2の可動子（Ｙ可動子）１８５が固定されている。
前記Ｘ可動子１７９は、例えば、Ｘ軸リニアガイド１８１を四方から取り囲むような筒状の形状を有し、その内部にはＹＺ断面逆Ｕ字状の可動子ヨークが設けられている。この可動子ヨークには、その長手方向に沿って複数のＮ極永久磁石と複数のＳ極永久磁石とが交互に配置されている。このため、Ｘ可動子１７９の内部空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
この場合、Ｘ可動子１７９と、Ｘ軸リニアガイド１８１との間の電磁相互作用により、Ｘ可動子１７９をＸ軸方向に駆動する駆動力（ローレンツ力）が発生するようになっている。すなわち、Ｘ軸リニアモータ１３６Ｘは、ムービングマグネット型の電磁力駆動方式のリニアモータである。
Ｘ可動子１７９の−Ｙ側面には、ウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）を接続する第１接続機構１９５（図１２では図示せず、図１１参照）が設けられている。この第１接続機構１９５としては、例えば電磁石の磁気的吸引力を利用するもの、あるいはウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）を機械的に係合する機構などを用いることができる。主制御装置２０では、この第１接続機構１９５を制御してＸ可動子１７９にウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）を接続し、あるいはその接続を解除するようになっている。なお、接続状態では、ウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）がＸ可動子１７９によって片持ち支持された状態となる。図１２では、Ｘ可動子１７９がウエハステージＷＳＴ１’を片持ち支持している状態が示されている。
一方のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ1は、Ｙ軸方向に延設された固定子としてのＹ軸リニアガイド１８８と、該Ｙ軸リニアガイド１８８に沿って移動するＹ可動子１８４とを備えている。前記Ｙ軸リニアガイド１８８としては、前述のＸ軸リニアガイド１８１と同様に構成された電機子ユニットが用いられている。また、Ｙ可動子１８４としては、ＸＺ断面逆Ｕ字状の形状ではあるが、前述のＸ可動子１７９と同様に構成された磁極ユニットが用いられている。すなわち、Ｙ軸リニアモータ１３６Ｙ1は、ムービングマグネット型の電磁力駆動方式のリニアモータである。
他方のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ2は、Ｙ軸方向に延設された固定子としてのＹ軸リニアガイド１８９と、該Ｙ軸リニアガイド１８９に沿って移動するＹ可動子１８５とを備えている。このＹ軸リニアモータ１３６Ｙ2は、Ｙ軸リニアモータ１３６Ｙ1と同様に構成されたムービングマグネット型の電磁力駆動方式のリニアモータである。
また、前述のように、Ｘ軸リニアガイド１８１の両端部がＹ可動子１８４、１８５にそれぞれ固定されていることから、Ｙ軸リニアモータ１３６Ｙ1，１３６Ｙ2がＹ軸方向の駆動力を発生すると、Ｘ軸リニアモータ１３６ＸとともにウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）がＹ軸方向に駆動されるようになっている。この場合、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ1，３６Ｙ2の発生する駆動力を異ならせることにより、Ｘ軸リニアモータ３６Ｘを介してウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）のＺ軸回りの回転を制御することが可能となっている。
前記第２駆動部１７２は、前述した第１駆動部１７１の−Ｙ側に、図１２における紙面内でほぼ上下対称に配置されている。この第２駆動部１７２は、上記第１駆動部１７１と同様に構成されている。すなわち、この第２駆動部１７２は、Ｘ軸リニアガイド１８０及びＸ可動子１７８から構成されるリニアアクチュエータとしてのＸ軸リニアモータ１３８Ｘと、Ｘ軸リニアガイド１８０の一端に設けられたＹ可動子１８２及びＹ軸リニアガイド１８６から構成されるＹ軸リニアモータ１３８Ｙ1と、Ｘ軸リニアガイド１８０の他端に設けられたＹ可動子１８３及びＹ軸リニアガイド１８７から構成されるＹ軸リニアモータ１３８Ｙ2と、を備えている。
Ｘ可動子１７８の＋Ｙ側面には、Ｘ可動子１７９と同様に、ウエハステージＷＳＴ２’（又はＷＳＴ１’）を接続する前述の第１の接続機構と同様の第２接続機構１９６（図１２では図示せず、図１１参照）が設けられている。主制御装置２０では、この第２接続機構１９６を制御してＸ可動子１７８にウエハステージＷＳＴ２’（又はＷＳＴ１’）を接続し、あるいはその接続を解除するようになっている。図１２では、ウエハステージＷＳＴ２’がＸ可動子１７８に接続され片持ち支持された状態が示されている。
前記ウエハステージＷＳＴ１’は、前述した第１の実施形態のウエハステージＷＳＴ１を構成するステージ本体とは異なり磁極ユニット部分が設けられていないステージ本体と、該ステージ本体の上面に不図示のＺ・チルト駆動機構を介して設けられた前述のウエハステージＷＳＴ１を構成するウエハテーブルと同様のウエハテーブルとから構成されている。このウエハテーブルの上面には、±Ｙ側端部及び＋Ｘ側端部近傍に＋Ｙ移動鏡４７Ｙ1、−Ｙ移動鏡４７Ｙ2、＋Ｘ移動鏡４７Ｘが設けられている。
前記ウエハステージＷＳＴ２’は、上記ウエハステージＷＳＴ１’と同様に構成されている。このウエハステージＷＳＴ２’を構成するウエハテーブルの上面には、±Ｙ側端部及び−Ｘ側端部近傍に＋Ｙ移動鏡４９Ｙ1、−Ｙ移動鏡４９Ｙ2、−Ｘ移動鏡４９Ｘが設けられている。
なお、本第２の実施形態においても、ウエハステージＷＳＴ１’の移動鏡が近傍に配置されていない側面（−Ｘ側面）、及びウエハステージＷＳＴ２’の移動鏡が近傍に配置されていない側面（＋Ｘ側面）の少なくとも一方には、図１０に示される弾性シール部材９３と同様の弾性シール部材が設けられている。
また、図１２に示されるように、投影光学系ＰＬの−Ｙ側に所定距離隔てて、マーク検出系としてのアライメント系ＡＬＧが設けられている。
前記干渉計システム１１８Ａは、図１２に示されるように、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸）とアライメント系ＡＬＧの検出中心とを結ぶＹ軸に平行な測長軸を有する２つのＹ軸干渉計１５１Ｙ1，１５１Ｙ2と、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸）で干渉計１５１Ｙ1の測長軸と垂直に交差するＸ軸に平行な測長軸をそれぞれ有する２つのＸ軸干渉計１５１Ｘ1，１５１Ｘ2と、アライメント系ＡＬＧの検出中心で干渉計１５１Ｙ2の測長軸と垂直に交差するＸ軸に平行な測長軸をそれぞれ有する２つのＸ軸干渉計１５１Ｘ3，１５１Ｘ4とを有している。
４つのＸ軸干渉計１５１Ｘ1〜１５１Ｘ4は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して離間した少なくとも３本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。従って、これらのＸ軸干渉計１５１Ｘ1〜１５１Ｘ4では、ウエハステージＷＳＴ１’又はＷＳＴ２’のＸ軸方向の位置計測以外に、Ｙ軸回りの回転量（ローリング量）及びＺ軸回りの回転量（ヨーイング量）の計測が可能となっている。
上記２つのＹ軸干渉計１５１Ｙ1，１５１Ｙ2は、例えばＺ軸方向に関して離間した各２本の光軸を有する２軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。従って、これらのＹ軸干渉計１５１Ｙ1，１５１Ｙ2では、ウエハステージＷＳＴ１’又はＷＳＴ２’のＹ軸方向の位置計測以外に、Ｘ軸回りの回転量（ピッチング量）の計測が可能となっている。
この場合、ウエハステージＷＳＴ１’が投影光学系ＰＬの光軸の直下の位置の近傍の領域（第１領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ１’上のウエハ（図１２ではウエハＷ１）に対する露光が行われる場合などには、Ｘ軸干渉計１５１Ｘ1、Ｙ軸干渉計１５１Ｙ1それぞれの測長軸によって規定される第１露光座標系上でウエハステージＷＳＴ１’のＸＹ平面内の位置が管理される。
また、ウエハステージＷＳＴ２’が投影光学系ＰＬの光軸の直下の位置の近傍の領域（第１領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ２’上のウエハ（図１２ではウエハＷ２）に対する露光が行われる場合などには、Ｘ軸干渉計１５１Ｘ2、Ｙ軸干渉計１５１Ｙ1それぞれの測長軸によって規定される第２露光座標系上でウエハステージＷＳＴ２’のＸＹ平面内の位置が管理される。
また、ウエハステージＷＳＴ１’がアライメント系ＡＬＧの直下の位置近傍の領域（第２領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ１’上のウエハ（図１２ではウエハＷ１）に対するアライメント（ＥＧＡ）が行われる場合などには、Ｘ軸干渉計１５１Ｘ3、Ｙ軸干渉計１５１Ｙ2それぞれの測長軸によって規定される第１アライメント座標系上でウエハステージＷＳＴ１’のＸＹ平面内の位置が管理される。
更に、ウエハステージＷＳＴ２’がアライメント系ＡＬＧの直下の位置近傍の領域（第２領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ２’上のウエハ（図１２ではウエハＷ２）に対するアライメント（ＥＧＡ）が行われる場合などには、Ｘ軸干渉計１５１Ｘ4、Ｙ軸干渉計１５１Ｙ2それぞれの測長軸によって規定される第２アライメント座標系上でウエハステージＷＳＴ２’のＸＹ平面内の位置が管理される。
その他の構成部分は、液体給排システム３２を含め前述した第１の実施形態と同様に構成されている。
次に、本第２の実施形態の露光装置で行われる、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上のウエハに対するアライメント動作等との並行処理動作を含む、一連の動作について、図１２〜図１５（Ｂ）に基づいて、説明する。なお、以下の動作中、主制御装置２０によって、投影光学系ＰＬの直下の第１領域に位置するウエハステージの移動方向に応じて、液体給排システム３２の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系ＰＬの先端レンズ９１の直下には常時水が満たされている。しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置５及び液体回収装置６の制御に関する説明は省略する。
なお、ウエハステージＷＳＴ１’又はＷＳＴ２’の移動の途中で、Ｘ軸干渉計又はＹ軸干渉計からの干渉計ビームが、移動鏡に当たらなくなり、干渉計によるウエハステージの位置管理が困難になる区間が存在する。このような場合のウエハステージの位置は、不図示のリニアエンコーダによって管理され、そのようにリニアエンコーダでウエハステージの位置を管理しているとき、所望の干渉計からの干渉計ビームが移動鏡に当たるようになった時点でその干渉計のリセットが主制御装置２０によって実行される。しかし、以下では、説明の煩雑化を防止するため、リニアエンコーダによるウエハステージの位置計測及び干渉計のリセットに関する説明は省略する。
図１２には、ウエハステージＷＳＴ１’上に載置されたウエハＷ１に対して前述の第１の実施形態と同様にしてステップ・アンド・スキャン方式で露光が行われ、これと並行してウエハステージＷＳＴ２’側では、アライメント系ＡＬＧの下方の第２領域でウエハＷ２に対するウエハアライメントが行われている状態が示されている。
なお、上記のウエハＷ１に対する露光動作は、主制御装置２０が、前述した第１露光座標系上でウエハステージＷＳＴ１’の位置を管理しつつ、前述したＸ軸リニアモータ１３６Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ1，１３６Ｙ2を駆動制御することによってウエハステージＷＳＴ１’を移動しつつ行われる。
ウエハステージＷＳＴ１’側でウエハＷ１に対してステップ・アンド・スキャン方式で露光が行われている間に、ウエハステージＷＳＴ２’側では、以下のような動作が行われている。
すなわち、上記のウエハアライメントに先立って、所定のローディング位置において、不図示のウエハ搬送機構とウエハステージＷＳＴ２’との間でウエハ交換が行なわれる。
ウエハ交換後、主制御装置２０は、前述の第２アライメント座標系上でウエハステージＷＳＴ２’のＸＹ面内の位置を管理しつつ、アライメント系ＡＬＧを用いてウエハＷ２上の特定の複数のサンプルショット領域に付設されたサンプルマークの位置情報を検出を含む、前述したＥＧＡを実行して、ウエハＷ２上の複数のショット領域の第２アライメント座標系上における位置座標を算出する。なお、図１２には、サンプルマークの位置情報検出時の状態が示されている。また、主制御装置２０は、サンプルマークの位置情報の検出に前後して、ウエハステージＷＳＴ２’上の基準マーク板ＦＭ２に形成された第２基準マークの位置情報を検出している。そして、主制御装置２０は、先に求めたウエハＷ２上の複数のショット領域の第２アライメント座標系上における位置座標を、第２基準マークの位置を原点とする位置座標に変換する。
なお、上記のウエハアライメントの際などのウエハステージＷＳＴ２’の移動は、主制御装置２０が、前述したＸ軸リニアモータ１３８Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ１３８Ｙ1，１３８Ｙ2を駆動制御することによって行われる。
上述したウエハステージＷＳＴ２’上のウエハＷ２に対するウエハアライメント動作と、ウエハステージＷＳＴ１’上のウエハＷ１に対する露光動作とでは、通常は、ウエハアライメント動作の方が先に終了する。そこで、主制御装置２０は、ウエハアライメントの終了後、Ｘ軸リニアモータ１３８Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ１３８Ｙ1，１３８Ｙ2を介してウエハステージＷＳＴ２’を図１３（Ａ）に示される所定の待機位置に移動させ、その位置で待機させる。
その後、ウエハステージＷＳＴ１’上のウエハＷ１に対する露光動作が終了すると、主制御装置２０は、Ｘ軸リニアモータ１３６Ｘ及び一対のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ1，１３６Ｙ2を介してウエハステージＷＳＴ１’を図１３（Ａ）に示される位置に移動させる。なお、ウエハＷ１に対する露光終了位置は、この図１３（Ａ）の位置の近傍に設定することが望ましい。
ウエハステージＷＳＴ１’を図１３（Ａ）に示される位置まで移動した後、主制御装置２０は、Ｘ軸リニアモータ１３８Ｘ及び一対のＹ軸リニアモータ１３８Ｙ1，１３８Ｙ2を介してウエハステージＷＳＴ２’を、図１３（Ｂ）に示される位置に移動させる。この図１３（Ｂ）の位置にウエハステージＷＳＴ２’が移動した状態では、ウエハステージＷＳＴ１’とウエハステージＷＳＴ２’とが前述の第１の実施形態と同様に弾性シール部材を介して接触した状態となっている。
次いで、主制御装置２０は、Ｘ軸リニアモータ１３６Ｘ及び一対のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ1，１３６Ｙ2、並びにＸ軸リニアモータ１３８Ｘ及び一対のＹ軸リニアモータ１３８Ｙ1，１３８Ｙ2を制御して、ウエハステージＷＳＴ１’とウエハステージＷＳＴ２’とを＋Ｘ方向に同時に移動させる。図１４（Ａ）には、このようにして両ウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’が図１３（Ｂ）の状態から＋Ｘ方向に同時に移動し、ウエハステージＷＳＴ２’上の基準マーク板ＦＭ２を含む領域と先端レンズ９１との間に水が保持された状態が示されている。
図１３（Ｂ）の状態では、投影ユニットＰＵの先端レンズ９１とウエハＷ１との間に保持されていた水が、ウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’の＋Ｘ側への移動に伴って、ウエハＷ１→ウエハステージＷＳＴ１’→ウエハステージＷＳＴ２’上を順次移動する。
なお、上記の移動の間中、ウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’は弾性シール部材９３を介して相互に接触する位置関係を保っている。
次いで、主制御装置２０は、前述した第１接続機構１９５によるＸ可動子１７９とウエハステージＷＳＴ１’との接続状態、及び第２接続機構１９６によるＸ可動子１７８とウエハステージＷＳＴ２’との接続状態を、ともに解除した後、Ｘ可動子１７９を＋Ｙ方向へ、Ｘ可動子１７８を−Ｙ方向へ僅かに駆動する。図１４（Ｂ）には、このＸ可動子１７９、１７８の駆動後の状態が示されている。
なお、図１４（Ｂ）の状態では、ウエハステージＷＳＴ１’，ＷＳＴ２’は、それぞれの底面（−Ｚ側の面）に設けられた不図示のエアパッドにより、ベース盤１２上に浮上支持されるようになっている。但し、これに限らず、ウエハステージＷＳＴ１’，ＷＳＴ２’側若しくはベース盤１２側に出没自在の支持脚を設けて、ウエハステージＷＳＴ１’，ＷＳＴ２’とＸ可動子１７９，１７８との接続が解除される直前に支持脚によりウエハステージＷＳＴ１’，ＷＳＴ２’をベース盤１２の上方に安定して支持するようにしても良い。
次いで、主制御装置２０は、Ｙ軸リニアモータ１３６Ｙ1，１３６Ｙ2、Ｘ軸リニアモータ１３６Ｘを介してＸ可動子１７９を駆動し、ウエハステージＷＳＴ２’に接続可能な位置に移動させるとともに、Ｙ軸リニアモータ１３８Ｙ1，１３８Ｙ2、Ｘ軸リニアモータ１３８Ｘを介してＸ可動子１７８を駆動し、ウエハステージＷＳＴ１’に接続可能な位置に移動させる。このとき、各Ｘ可動子の位置は、不図示のエンコーダにより管理されている。
図１５（Ａ）には、上記のようにして、Ｘ可動子１７９を駆動し、ウエハステージＷＳＴ２’に接続可能な位置に移動し、Ｘ可動子１７８を駆動し、ウエハステージＷＳＴ１’に接続可能な位置に移動した状態が示されている。その後、主制御装置２０は、第１接続機構１９５を介してＸ可動子１７９にウエハステージＷＳＴ２’を接続するとともに、第２接続機構１９６を介してＸ可動子１７８にウエハステージＷＳＴ１’を接続する。なお、Ｙ軸方向への移動無しに、Ｘ可動子１７８，１７９のＸ方向への移動とウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の脱着を行うようにしても良い。
このようにして、Ｘ可動子１７９にウエハステージＷＳＴ２’を接続し、Ｘ可動子１７８にウエハステージＷＳＴ１’を接続した後、主制御装置２０は、前述の第２露光座標系上でウエハステージＷＳＴ２’の位置を管理しつつ、基準マーク板ＦＭ２上の一対の第１基準マークとレチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークとを前述のレチクルアライメント系ＲＡａ，ＲＡｂを用いて計測する。そして、その計測結果と先に行われたウエハアライメントの結果とに基づいてウエハＷ２上の第１番目のショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ２’を移動させる。その後は、主制御装置２０が、第２露光座標系上でウエハステージＷＳＴ２’の位置を管理しつつ、Ｘ軸リニアモータ１３６Ｘ及び一対のＹ軸リニアモータ１３６Ｙ1、１３６Ｙ2を介してウエハステージＷＳＴ２’が駆動制御され、ウエハＷ２に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が前述の第１の実施形態と同様にして行われる。
この一方、主制御装置２０は、Ｙ軸リニアモータ１３８Ｙ1，１３８Ｙ2、及びＸ軸リニアモータ１３８Ｘを介して、ウエハステージＷＳＴ１’をローディング位置に向けて移動させる。この移動中のウエハステージＷＳＴ１’の位置は、前述の第１アライメント座標系上で管理される。そして、ローディング位置で、ウエハステージＷＳＴ１’上の露光済みのウエハＷ１と次の露光対象であるウエハとの交換が行われた後、主制御装置２０では、新たなウエハに対してウエハアライメント動作を上述と同様にして行う。
そして、ウエハステージＷＳＴ１’におけるウエハアライメントが終了し、ウエハステージＷＳＴ２’における露光動作が終了した段階で、ウエハステージＷＳＴ１’とウエハステージＷＳＴ２’とは上述した経路と全く逆の経路を辿って、再び図１２の状態に戻るようになっている。
このようにして、本第２の実施形態の露光装置では、ウエハステージＷＳＴ１’，ＷＳＴ２’の切り換え（スイッチング）を行いつつ、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上でのウエハ交換及びウエハアライメント動作とが、同時並行処理にて行われる。
これまでの説明から明らかなように、本第２の実施形態では、ウエハステージ駆動部１２４Ａ及び主制御装置２０を含んでステージ駆動系が構成されている。また、このステージ駆動系と、ウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’とを含んでステージ装置が構成されている。また、第１接続機構１９５、第２接続機構１９６、Ｙ軸リニアモータ１３６Ｙ1〜１３６Ｙ4、Ｘ軸リニアモータ１３６Ｘ，１３８Ｘ及びこれらを制御する主制御装置２０を含んで切り換え装置が構成されている。
以上詳細に説明したように、本第２の実施形態の露光装置及び該露光装置が備えるステージ装置、並びに該露光装置で実行されるウエハステージＷＳＴ１’，ＷＳＴ２’の駆動方法によると、液体が供給される投影光学系ＰＬ直下の第１領域に一方のウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）が位置する第１の状態から他方のウエハステージＷＳＴ２’（又はＷＳＴ１’）が第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、ステージ駆動系（２０、１２４Ａ）により、ウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’がＸ軸方向（前記第１領域とアライメント系ＡＬＧ直下の位置近傍の第２領域が並ぶＹ軸方向に交差する方向）に関して弾性シール部材９３を介して接触した状態を維持して、ウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’がＸ軸方向に同時に駆動される。
このため、投影光学系ＰＬとその直下にある特定のウエハステージ（このウエハステージは、移動に伴って一方のウエハステージから他方のウエハステージに切り換わる）との間に水（液体）を供給（保持）したままの状態で、両ウエハステージの間隙から液体を漏らすことなく、一方のウエハステージＷＳＴ１’（又はＷＳＴ２’）が第１領域に位置する第１の状態から他方のウエハステージＷＳＴ２’（又はＷＳＴ１’）が第１領域に位置する第２の状態に遷移させることが可能となる。すなわち、一方のウエハステージ側で投影光学系ＰＬと水とを介したウエハの露光動作が行われた後、他方のウエハステージ側で投影光学系ＰＬと水（液体）とを介したウエハの露光動作を開始するまでの間に、一方のウエハステージと投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態から他方のウエハステージと投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態に、水の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。従って、一方のウエハステージ側での露光動作の終了から他方のウエハステージ側での露光動作開始までの時間を短縮（すなわち、液浸露光でない通常の露光装置（非液浸の露光装置）と同程度に維持）して、スループットの向上を図ることが可能となる。また、投影光学系ＰＬの像面側には、水が常に存在するので、前述した第１の実施形態と同様の理由により、長期に渡って、投影光学系ＰＬの結像性能及び多点焦点位置検出系の検出精度を良好に維持することができる。
また、前述した２つのウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’での並行処理動作により、１つのウエハステージを用いて、ウエハ交換、ウエハアライメント及び露光動作を、シーケンシャルに行う従来のシングルウエハステージを備えた露光装置に比べてスループットの向上を図ることが可能である。
また、本第２の実施形態の露光装置においても、液浸露光により、高解像度かつ空気中と比べて大焦点深度の露光を行うことで、レチクルＲのパターンを精度良くウエハ上に転写することができる。
また、本第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の理由により、両ウエハステージの間隙からの水漏れが抑制されるのに加え、ウエハステージＷＳＴ１’とウエハステージＷＳＴ２’とが接触する際の衝撃を低減することができる。
さらに、本第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、ウエハステージＷＳＴ１’の−Ｘ側面及びウエハステージＷＳＴ２’の＋Ｘ側面に干渉計用の移動鏡を設けないこととしているので、両ウエハステージがＸ軸方向に関して接近した状態であっても、両ウエハステージ上の移動鏡の反射面同士が近接して向かい合うことがないため、両ウエハステージの位置を干渉計システム１１８Ａにより前述した両ウエハステージのＸ軸方向への同時駆動の間中モニタすることが可能である。また、移動鏡の反射面に水が付着するのを抑制することもできる。
なお、上記第２の実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１’、ＷＳＴ２’上に３つの移動鏡をそれぞれ配置し、干渉計を６つ配置することとしたが、移動鏡及び干渉計の配置は上記第２の実施形態の配置に限られるものではない。例えば、両ウエハステージ上に２つの移動鏡をそれぞれ配置することとし、これら２つの移動鏡を用いた両ウエハステージの位置計測ができるような干渉計配置を採用することとしても良い。
また、上記第２実施形態においては、先端レンズ９１の下に保持された水が、一方のステージ上から他方のステージ上に移動した後に、Ｘ可動子１７８，１７９による持ち替えを行っているが、一方のステージ上から他方のステージ上に水が移動する前に、Ｘ可動子１７８，１７９による持ち替えを行うようにしても良い。
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態について、図１６〜図１８（Ｂ）に基づいて説明する。
ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。この第３の実施形態の露光装置では、ウエハステージ装置の構成等が前述した第１の実施形態と異なるのみで、その他の部分の構成は、同様になっている。従って、以下では重複説明を避ける観点から相違点を中心として説明する。
本第３の実施形態のウエハステージ装置５０”は、図１６に示されるように、前述した第１の実施形態の露光装置を構成するウエハステージ装置５０と異なり、ウエハを搭載可能なウエハステージＷＳＴと、計測専用の計測ステージＭＳＴとを備えている。
これらウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴは、前述した第１の実施形態におけるウエハステージＷＳＴ１及びウエハステージＷＳＴ２に対応し、第１の実施形態と同様のウエハステージ駆動部（８０〜８７）により２次元面内で駆動されるようになっている。
また、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵの鏡筒）の近傍には、アライメント系ＡＬＧが１つのみ設けられている。なお、投影ユニットＰＵとアライメント系ＡＬＧとは、実際には、図１６に示されるように入れ子状態となっている。すなわち、投影ユニットＰＵの下端部近傍の他の部分より小径に形成された部分の外側（先端レンズの周囲の部分）で投影ユニットＰＵの大径部の下方の部分にアライメント系ＡＬＧの少なくとも下端部が位置している。
前記計測ステージＭＳＴの上面には、各種計測用部材が設けられている。この計測用部材としては、例えば、特開平５−２１３１４号公報及びこれに対応する米国特許第５，２４３，１９５号などに開示される複数の基準マークが形成された基準マーク板や投影光学系ＰＬを介して照明光ＩＬを受光するセンサなどが含まれている。センサとしては、例えば特開平１１−１６８１６号公報及びこれに対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書などに開示される投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光する所定面積の受光部を有する照度モニタや、特開昭５７−１１７２３８号公報及びこれに対応する米国特許第４，４６５，３６８号などに開示される投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ、特開２００２−１４００５号公報及びこれに対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書などに開示される投影光学系ＰＬにより投影されるパターンの空間像（投影像）の光強度を計測する空間像計測器などを採用することができる。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報及び対応する米国特許出願公開明細書又は米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。なお、計測ステージＭＳＴに搭載される計測用部材は、ここで列挙したものに限られず、必要に応じて各種の計測用部材を搭載することができる。
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと水とを介して露光光（照明光）ＩＬによりウエハＷを露光する液浸露光が行われるのに対応して、照明光ＩＬを用いる計測に使用される上記の照度モニタ、照度むらセンサ、空間像計測器では、投影光学系ＰＬ及び水を介して照明光ＩＬを受光することとなる。また、各センサは、例えば光学系などの一部だけが計測ステージＭＳＴに搭載されていても良いし、センサ全体を計測ステージＭＳＴに配置するようにしても良い。
またウエハステージＷＳＴには、計測用の部材を搭載しても良いし、搭載してなくても良い。
また、本第３の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、ウエハステージＷＳＴの−Ｘ側面と計測ステージＭＳＴ＋Ｘ側面の少なくとも一方に、図１０の弾性シール部材９３と同様の弾性シール部材が設けられている。
以下、本第３の実施形態の露光装置が備えるウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを用いた並行処理動作について、図１６〜図１８（Ｂ）に基づいて説明する。なお、本第３の実施形態に係る露光装置においても、第１の実施形態と同様の干渉計システムが設けられ、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴの位置が、第１の実施形態と同様に管理されている。以下の説明では、重複説明を避けるため、干渉計システムによる両ステージの位置管理に関する記載は省略するものとする。なお、以下の動作中、主制御装置２０によって、投影ユニットＰＵの直下の第１領域に位置するステージの移動方向に応じて、液体給排システム３２の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系ＰＬの先端レンズ９１の直下には常時水が満たされている。しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置５及び液体回収装置６の制御に関する説明は省略する。
図１６には、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が前述の第１実施形態と同様にして行われている状態が示されている。このとき、計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴと衝突しない所定の待機位置にて待機している。
そして、ウエハステージＷＳＴ側で、例えば１ロット（１ロットは２５枚又は５０枚）のウエハＷに対する露光が終了した段階で、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴを図１７（Ａ）に示される位置まで移動させる。この図１７（Ａ）の状態では、計測ステージＭＳＴとウエハステージＷＳＴとは、前記弾性シール部材を介して接触している。
次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴのＸ軸方向の位置関係を保ちつつ、両ステージＷＳＴ、ＭＳＴを＋Ｘ方向に同時に駆動する動作を開始する。
このようにして、主制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴが同時に駆動されると、図１７（Ａ）の状態では、投影ユニットＰＵの先端レンズ９１とウエハＷとの間に保持されていた水が、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴの＋Ｘ側への移動に伴って、ウエハＷ→ウエハステージＷＳＴ→計測ステージＭＳＴ上を順次移動する。なお、上記の移動の間中、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴは図１７（Ａ）の状態と同様に弾性シール部材を介して相互に接触する位置関係を保っている。
図１７（Ｂ）には、上記の移動の途中に水（液浸領域）がウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴ上に同時に跨って存在するときの状態、すなわちウエハステージＷＳＴ上から計測ステージＭＳＴ上に水が渡される直前の状態が示されている。
図１７（Ｂ）の状態から、更にウエハステージＷＳＴ，計測ステージＭＳＴが＋Ｘ方向に同時に所定距離駆動されると、図１８（Ａ）に示されるように、計測ステージＭＳＴと先端レンズ９１との間に水が保持された状態となる。
次いで、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを所定のウエハ交換位置に移動させるとともにウエハの交換を行い、これと並行して、計測ステージＭＳＴを用いた所定の計測を必要に応じて実行する。この計測としては、例えばレチクルステージＲＳＴ上のレチクル交換後に行われる、アライメント系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、主制御装置２０では、計測ステージＭＳＴ上に設けられた基準マーク板ＦＭ上の一対の第１基準マークと対応するレチクル上のレチクルアライメントマークを前述のレチクルアライメント系ＲＡａ、ＲＡｂを用いて同時に検出して一対の第１基準マークと対応するレチクルアライメントマークの位置関係を検出する。これと同時に、主制御装置２０では、上記基準マーク板ＦＭ上の第２基準マークをアライメント系ＡＬＧで検出することで、アライメント系ＡＬＧの検出中心と第２基準マークとの位置関係を検出する。そして、主制御装置２０は、上記一対の第１基準マークと対応するレチクルアライメントマークの位置関係とアライメント系ＡＬＧの検出中心と第２基準マークとの位置関係と、既知の一対の第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によるレチクルパターンの投影中心（投影位置）とアライメント系ＡＬＧの検出中心（検出位置）との距離、すなわちアライメント系ＡＬＧのベースラインを求める。なお、このときの状態が、図１８（Ｂ）に示されている。
なお、上記のアライメント系ＡＬＧのベースラインの計測とともに、レチクル上にレチクルアライメントマークを複数対形成し、これに対応して基準マーク板ＦＭ上に複数対の第１基準マークを形成しておき、少なくとも２対の第１基準マークと対応するレチクルアライメントマークとの相対位置を、レチクルステージＲＳＴ、計測ステージＭＳＴを移動しつつ、レチクルアライメント系ＲＡａ、ＲＡｂを用いて計測することで、いわゆるレチクルアライメントが行われる。
この場合、レチクルアライメント系ＲＡａ，ＲＡｂを用いたマークの検出は、投影光学系ＰＬ及び水を介して行われる。
そして、上述した両ステージＷＳＴ、ＭＳＴ上における作業が終了した段階で、主制御装置２０は、例えば計測ステージＭＳＴとウエハステージＷＳＴとを、弾性シール部材を介して接触させた状態を維持したまま、ＸＹ面内で駆動し、前述と同様にして交換後のウエハＷに対してウエハアライメント、すなわちアライメント系ＡＬＧによる交換後のウエハＷ上のアライメントマークの検出を行い、ウエハＷ上の複数のショット領域の位置座標を算出する。
その後、主制御装置２０では、先程とは逆にウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴのＸ軸方向の位置関係を保ちつつ、両ステージＷＳＴ、ＭＳＴを−Ｘ方向に同時に駆動して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハＷ）を投影光学系ＰＬの下方に移動させた後、すなわち液浸領域が計測ステージＭＳＴ上からウエハステージＷＳＴ（又はウエハＷ）上に移動した後に、計測ステージＭＳＴを所定の位置に退避させる。
その後、主制御装置２０では、ウエハＷに対してステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を実行し、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルパターンを順次転写する。
なお、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための加速開始位置へのウエハステージＷＳＴの移動は、上記のウエハアライメントの結果得られたウエハＷ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とに基づいて行われる。
なお、上記の説明では、計測動作として、ベースライン計測を行う場合について説明したが、これに限らず、計測ステージＭＳＴを用いて、照度計測、照度むら計測、空間像計計測などを、例えばウエハ交換と並行して行い、その計測結果を使って、その後に行われるウエハＷの露光に反映させるようにしても良い。また、計測ステージＭＳＴに搭載されるセンサは、上述のものに限られず、例えば波面計測を行うセンサなどを設けても良い。
また、上述の第３の実施形態においては、１つのロットのウエハＷに対する露光が終了したときに、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを接触させて移動し、投影光学系ＰＬと計測ステージＭＳＴとの間に水を保持するように説明しているが、各ウエハの交換毎に上記動作を行なって投影光学系ＰＬと計測ステージＭＳＴとの間に水を保持するようにした方が良いことは言うまでもない。また、ベースラインなどの計測は、先に述べたように１つのロットの露光が終了する毎に行っても良いし、ウエハ交換毎、あるいは所定枚数のウエハの露光完了後に行うようにしても良い。
これまでの説明から明らかなように、本第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、ウエハステージ駆動部（８０〜８７）によってステージ駆動系の少なくとも一部が構成されている。また、このステージ駆動系とウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとによってステージ装置の少なくとも一部が構成されている。
以上説明したように、本第３の実施形態の露光装置及び該露光装置が備えるステージ装置によると、ウエハステージＷＳＴ（又は計測ステージＭＳＴ）が、液体（水）が供給される投影光学系ＰＬ直下の第１領域に位置する第１の状態から計測ステージＭＳＴ（又はウエハステージＷＳＴ）が第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、上記のステージ駆動系により、両ステージがＸ軸方向に関して弾性シール部材を介して接触した状態を維持して、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴがＸ軸方向に同時に駆動される。このため、投影光学系ＰＬとその直下にある特定のステージ（このステージは、移動に伴って一方のステージから他方のステージに切り換わる）との間に水（液体）を供給したままの状態で、両ステージの間隙から液体を漏らすことなく、一方のステージが第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させることが可能となる。すなわち、ウエハステージＷＳＴ側で投影光学系ＰＬと水（液体）とを介した露光動作が行われた後、計測ステージＭＳＴ側で投影光学系ＰＬの直下で計測を開始するまでの間に、ウエハステージＷＳＴと投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態から計測ステージＭＳＴと投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態に、水の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。また、計測ステージＭＳＴによる計測の終了後、ウエハステージＷＳＴによる露光を開始するまでについても同様である。
従って、ウエハステージＷＳＴ側での露光動作の終了から計測ステージＭＳＴ側での計測動作開始までの時間、及び計測ステージＭＳＴ側での計測終了からウエハステージＷＳＴ側での露光動作の開始までの時間を短縮（すなわち、液浸露光でない通常の露光装置（非液浸の露光装置）と同程度に維持）して、スループットの向上を図ることが可能となる。また、投影光学系ＰＬの像面側には、水（液体）が常に存在するので、前述した水染み（ウォーターマーク）が発生するのを効果的に防止することができる。
また、液浸露光により、高解像度かつ空気中と比べて大焦点深度の露光を行うことで、レチクルＲのパターンを精度良くウエハ上に転写することができ、例えばデバイスルールとして７０〜１００ｎｍ程度の微細パターンの転写を実現することができる。
またウエハの交換毎などに計測ステージＭＳＴに搭載された計測用部材を使って各種の計測を行って、その後の露光動作に計測結果を反映させることができるので、常に高精度に調整された状態でウエハの露光を行うことができる。
なお、計測ステージＭＳＴを用いて行われる計測動作が照明光ＩＬを用いないようなものであれば、計測ステージＭＳＴ側の計測動作を、ウエハステージＷＳＴ側のウエハＷの露光動作と並行して行うことも可能である。
また、上述の第３の実施形態においては、計測ステージＭＳＴとウエハステージＷＳＴとを弾性シール部材を介して接触させた状態でウエハアライメントを行っているが、ウエハアライメントを行う前に、２つのステージを接触させた状態で、ウエハステージＷＳＴを投影光学系ＰＬ（及びアライメント系ＡＬＧ）の下方に移動し、計測ステージＭＳＴを退避させた後に、ウエハアライメントを行うようにしても良い。
また、上述の第３の実施形態においては、基準マーク板ＦＭ上の第１基準マークと第２基準マークとが同時に計測できるようになっているが、第１基準マークと第２基準マークの一方を計測した後に、計測ステージＭＳＴ上に水を保持した状態で計測ステージＭＳＴを動かして他方を計測するようにしても良い。
なお、上述の第１〜第３実施形態で使用される弾性シール部材としては、図１９（Ａ）に示されるように、一方のステージ（ここでは、ステージＷＳＴ２（ＷＳＴ２’、ＭＳＴ））の＋Ｘ側面に断面略台形状の溝４９を形成し、該溝４９に埋め込み状態で取り付けられた弾性シール部材９３’を採用することとしても良い。このようにしても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。この図１９（Ａ）に示される構成についても、一方のステージのみでなく、両方のステージに設けることとしても良い。
また、図１９（Ｂ）に示されるように、一方のステージ（ここでは、ステージＷＳＴ１（ＷＳＴ１’，ＷＳＴ））の＋Ｚ面に断面略台形状の溝４９’を形成し、該溝４９’に弾性シール部材９３”を埋め込み状態で取り付け、他方のステージ（ここでは、ステージＷＳＴ２（ＷＳＴ２’，ＭＳＴ））上面の＋Ｘ側端部に平板９４を設けることとしても良い。この場合、両ステージが接近した状態では、平板９４が弾性シール部材９３”に接触することで、図１９（Ｂ）に示されるように、水が両ステージの間から漏れ出さないようにすることが可能となっている。
また、図１９（Ｃ）に示されるように、両ステージの対向する側面のそれぞれに例えばテフロン（登録商標）等により撥水コート９５を施すことにより、両ステージの間隙への水の浸入及び漏水を防止することとしても良い。これにより、両ステージ間は非接触な状態が維持されるので、両ステージの接触によるステージの変形や位置制御精度の悪化などが引き起こされるおそれがない。
なお、上記第１〜第３の実施形態では、弾性シール部材を設けることとしたが、弾性シール部材、その他の水漏れを抑制する抑制部材を、必ずしも設けなくても良い。この場合、一方のステージが投影ユニットＰＵ直下にある状態から他方のステージが投影ユニットＰＵ直下にある状態に遷移する間、両ステージが直接接触するようにしても良い。また、両ステージの材質、ステージの表面状態や形状、液体の種類等にもよるが、遷移の際に両ステージが近接した状態（例えば両ステージの間隔が２ｍｍ以下）であっても、液体の表面張力により液体が漏れないようであれば、撥水コートを施さなくても良い。要は、両ステージ間から液体が漏れないような位置関係を維持して、両ステージが遷移するようにすれば良い。
また、遷移の際の両ステージの間隙への水（液体）の漏れ出しは、漏れ出し量がわずかであれば許容される場合もあり得るので、遷移の際の両ステージの間隔は、ステージの材質やステージ表面の状態や形状、液体の種類だけでなく、漏れ出しの許容量を考慮して決めるようにしても良い。
また、上述の第１〜第３の実施形態においては、２つのステージの接触面には移動鏡の反射面が形成されていないが、これは必須要件ではなく、２つのステージの間隙から水の漏洩が防止されるならば、少なくとも一方のステージの接触面に移動鏡の反射面が形成されていても構わない。このような実施形態として、例えば、次に説明する第４の実施形態が考えられる。
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態について、図２０〜図２３（Ｂ）に基づいて説明する。
ここで、前述した第３の実施形態と同一若しくは同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。この第４の実施形態の露光装置では、ウエハステージ装置の構成（干渉計の配置を含む）が前述した第３の実施形態と一部相違するのみで、その他の部分の構成等は、その第３の実施形態の装置と同様になっている。従って、以下では重複説明を避ける観点から相違点を中心として説明する。
本第４の実施形態のウエハステージ装置１５０は、図２０に示されるように、ウエハを搭載可能なウエハステージＷＳＴ’と、計測専用の計測ステージＭＳＴ’と、６つのレーザ干渉計（以下、「干渉計」と略述する）ＩＦ１〜ＩＦ６を含んで構成される干渉計システムとを備えている。
前記ウエハステージＷＳＴ’は、図２１に示されるように、その−Ｘ側（計測ステージＭＳＴ’に対向する側）の上端部の一部が他の部分より突出した板状の庇部１１１ａとされている点、及びその＋Ｘ側端面Ｓｅ及び＋Ｙ側端面Ｓｄに鏡面加工により形成された反射面が、前述の移動鏡に代えて設けられている点が、前述した第３の実施形態に係るウエハステージＷＳＴと相違するが、その他の部分は、ウエハステージＷＳＴと同様に構成されている。また、このウエハステージＷＳＴ’の上面は、ウエハＷを載置した状態で、ウエハＷ表面及び庇部１１１ａを含め、全面がほぼ面一（同一面）とされている。
前記計測ステージＭＳＴ’には、図２１に示されるように、その＋Ｘ側（ウエハステージＷＳＴ’に対向する側）に、前記庇部１１ａの先端部に所定のクリアランスを介して係合可能な段部１１１ｂをその上端部に有する突部１１１ｃが設けられている点、及びその−Ｘ側端面Ｓａ、＋Ｙ側端面Ｓｂ、及び＋Ｘ側の端面（突部１１１ｃの＋Ｘ側の端面）Ｓｃに鏡面加工により形成された反射面が、前述の移動鏡に代えて設けられている点が、前述の第３の実施形態に係る計測ステージＭＳＴとは相違するが、その他の部分は計測ステージＭＳＴと同様に構成されている。この場合、図２１に示されるように、ウエハステージＷＳＴ’の庇部１１ａと計測ステージＭＳＴ’の段部１１１ｂとが係合した状態では、ウエハステージＷＳＴ’の上面と計測ステージＭＳＴ’の上面とで全体としてフルフラットな面を形成できるようになっている。
本実施形態のウエハステージＷＳＴ’及び計測ステージＭＳＴ’は、前述した第３の実施形態に係るウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴと同様に、ウエハステージ駆動部（８０〜８７）により２次元面内で駆動されるようになっている。
前記干渉計システムは、図２０に示されるように、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ）、アライメント系ＡＬＧそれぞれの検出中心、及び投影光学系ＰＬの投影中心から所定距離−Ｘ方向に離れた位置をそれぞれ通るＹ軸に平行な測長軸をそれぞれ有する３つのＹ軸干渉計ＩＦ３、ＩＦ４、ＩＦ２と、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ）及びアライメント系ＡＬＧの検出中心を結ぶＸ軸に平行な測長軸をそれぞれ有する２つのＸ軸干渉計ＩＦ１、ＩＦ５と、投影光学系ＰＬの投影中心から所定距離−Ｙ方向に離れた位置を通るＸ軸方向に平行な測長軸を有する干渉計ＩＦ６とを有している。
ここで、ウエハステージＷＳＴ’が投影光学系ＰＬの光軸直下の位置近傍の領域（第１領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ’上のウエハに対する露光が行われるときには、Ｘ軸干渉計ＩＦ５、Ｙ軸干渉計ＩＦ３によってウエハステージＷＳＴ’の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計ＩＦ５、Ｙ軸干渉計ＩＦ３それぞれの測長軸によって規定される座標系を露光座標系と呼ぶ。
また、ウエハステージＷＳＴ’が、アライメント系ＡＬＧの検出中心直下の位置の近傍の領域（第２領域）にあり、そのウエハステージＷＳＴ’上のウエハに形成されたアライメントマークの検出、例えばウエハアライメントなどが行われるときには、Ｘ軸干渉計ＩＦ５、Ｙ軸干渉計ＩＦ４によってウエハステージＷＳＴ’の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計ＩＦ５、Ｙ軸干渉計ＩＦ４それぞれの測長軸によって規定される座標系をアライメント座標系と呼ぶ。
また、計測ステージＭＳＴ’が、図２０に示されるような待機位置近傍の領域にあるときには、Ｘ軸干渉計ＩＦ１、Ｙ軸干渉計ＩＦ２によって計測ステージＭＳＴ’の位置が管理される。以下においては、このＸ軸干渉計ＩＦ１、Ｙ軸干渉計ＩＦ２それぞれの測長軸によって規定される座標系を待機座標系と呼ぶ。
Ｘ軸干渉計ＩＦ６は、ウエハの露光終了後のウエハ交換などの際に、ウエハステージＷＳＴ’のＸ軸方向に関する位置を計測する。
上記の説明からわかるように、本実施形態では、Ｘ軸干渉計ＩＦ５、ＩＦ１は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して離間した少なくとも３本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。従って、これらのＸ軸干渉計ＩＦ５、ＩＦ１では、ウエハステージＷＳＴ１’、計測ステージＭＳＴ’のＸ軸方向の位置計測以外に、Ｙ軸回りの回転量（ローリング量）及びＺ軸回りの回転量（ヨーイング量）の計測が可能となっている。また、Ｘ軸干渉計ＩＦ６は、多軸干渉計でも良いし、光軸が１本の干渉計でも良い。
また、上記Ｙ軸干渉計ＩＦ２，ＩＦ３，ＩＦ４は、例えばＺ軸方向に関して離間した各２本の光軸を有する２軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。従って、これらのＹ軸干渉計ＩＦ２，ＩＦ３，ＩＦ４では、ウエハステージＷＳＴ’又は計測ステージＭＳＴ’のＹ軸方向の位置計測以外に、Ｘ軸回りの回転量（ピッチング量）の計測が可能となっている。
以下、本第４の実施形態の露光装置が備えるウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴ’とを用いた並行処理動作について、図２０〜図２３（Ｂ）に基づいて説明する。なお、以下の動作中、主制御装置２０によって、投影ユニットＰＵの直下の第１領域に位置するステージの移動方向に応じて、液体給排システム３２の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系ＰＬの先端レンズ９１の直下には常時水が満たされている。しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置５及び液体回収装置６の制御に関する説明は省略する。
図２０には、ウエハステージＷＳＴ’上のウエハＷに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が前述の第１実施形態と同様にして行われている状態が示されている。このとき、計測ステージＭＳＴ’は、ウエハステージＷＳＴ’と衝突しない所定の待機位置にて待機している。この場合、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴ’の位置を前述の待機座標系上で管理し、ウエハステージＷＳＴ’の位置を前述の露光座標系上で管理している。
そして、ウエハステージＷＳＴ’側で、例えば１ロット（１ロットは２５枚又は５０枚）のウエハＷに対する露光が終了した段階で、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴ’を図２２（Ａ）に示される位置まで移動させる。この図２２（Ａ）の状態では、計測ステージＭＳＴ’とウエハステージＷＳＴ’とは、図２１に示されるようにウエハステージＷＳＴ’に設けられた庇部１１１ａの−Ｘ側端面と計測ステージＭＳＴ’の段部１１１ｂの−Ｘ側面とが近接（若しくは接触）した状態となっている。
ここで、ウエハステージＷＳＴ’側の庇部１１１ａのＸ軸方向の幅寸法が、計測ステージＭＳＴ’側の段部１１１ｂのＸ軸方向の幅寸法より大きく設定されているので、計測ステージＭＳＴ’の鏡面加工された端面（反射面）ＳｃとウエハステージＷＳＴ’の庇部１１１ａを除く−Ｘ側端面（−Ｘ側端面の庇部１１１ａ下方の部分）との接触を回避することができるようになっている。
次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴ’とのＸ軸方向の位置関係を保ちつつ、両ステージＷＳＴ’、ＭＳＴ’を＋Ｘ方向に同時に駆動する動作を開始する。
このようにして、主制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ’、計測ステージＭＳＴ’が同時に駆動されると、図２２（Ａ）の状態では、投影ユニットＰＵの先端レンズ９１とウエハＷとの間に保持されていた水が、ウエハステージＷＳＴ’、計測ステージＭＳＴ’の＋Ｘ側への移動に伴って、ウエハＷ→ウエハステージＷＳＴ’→計測ステージＭＳＴ’上を順次移動する。なお、上記の移動の間中、ウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴ’とは図２１に示されるような位置関係を保っている。図２２（Ｂ）には、上記の移動の途中に水（液浸領域）がウエハステージＷＳＴ’、計測ステージＭＳＴ’上に同時に跨って存在するときの状態、すなわちウエハステージＷＳＴ’上から計測ステージＭＳＴ’上に水が渡される直前の状態が示されている。この状態においてもウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴは図２１に示されるような位置関係を保っている。図２１の状態において、ウエハステージＷＳＴ’の庇部１１１ａのエッジと庇部１１１ａと対向する計測ステージＭＳＴ’の上面のエッジとの隙間は、０．３ｍｍ以下に維持されているため、その隙間の上を水が移動しても、その隙間への水の浸入を防止することができる。
この場合、庇部１１１ａの上面と計測ステージＭＳＴ’の上面の夫々を撥水性（水との接触角が８０°以上）にすることによって、その隙間への水の浸入をより確実に防止することができる。なお、この移動の間に、干渉計ＩＦ２からの干渉計ビームは計測ステージＭＳＴ’の端面Ｓｂに当たらなくなるが、それとほぼ同時に（その直前又は直後に）干渉計ＩＦ３の干渉計ビームが計測ステージＭＳＴ’の端面Ｓｂに当たるようになるので、その時点で干渉計ＩＦ３のリセット（又はプリセット）が主制御装置２０によって実行されている。
図２２（Ｂ）の状態から、更にウエハステージＷＳＴ’，計測ステージＭＳＴ’が＋Ｘ方向に同時に所定距離駆動されると、図２３（Ａ）に示されるように、計測ステージＭＳＴ’と先端レンズ９１との間に水が保持された状態となる。
次いで、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ’を＋Ｘ方向及び−Ｙ方向に駆動するのと並行して、計測ステージＭＳＴ’を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に駆動する。この駆動の間に、ウエハステージＷＳＴ’の端面Ｓｅには、干渉計ＩＦ５からの干渉計ビームが当たらなくなり、干渉計ＩＦ６の干渉計ビームが当たるようになるので、主制御装置２０では、両干渉計ビームが当たっている状態で、干渉計ＩＦ５の計測値を用いて、干渉計ＩＦ６をプリセットする。一方、計測ステージＭＳＴ’の端面Ｓｂに干渉計ＩＦ４からの干渉計ビームが当たるようになるので、主制御装置２０では、両干渉計ビームが当たるようになったいずれかの時点で、干渉計ＩＦ３の計測値を用いて、干渉計ＩＦ４をプリセットする。また、計測ステージＭＳＴ’の端面Ｓｃには、干渉計ＩＦ５からの干渉計ビームが当たるようになるので、主制御装置２０は、干渉計ＩＦ５のリセット（又は干渉計ＩＦ１の計測値を考慮したプリセット）を実行する。
このようにして、ウエハステージＷＳＴ’が所定のウエハ交換位置にあるとともに、計測ステージＭＳＴ’が投影光学系ＰＬの直下に位置する、図２３（Ｂ）に示されるような両ステージの配置となる。なお、ウエハステージＷＳＴ’では、干渉計ＩＦ４の干渉計ビームが当たらなくなると、干渉計システムによって、Ｙ軸方向の位置が計測できなくなるが、不図示のリニアエンコーダ等によりウエハテージＷＳＴ’のＹ位置を管理すれば良い。あるいは、ウエハステージＷＳＴ’がウエハ交換位置にあるときにウエハステージＷＳＴ’のＹ軸方向の位置を計測可能な干渉計を追加しても良い。図２３（Ｂ）に示される状態では、ウエハステージＷＳＴ’側でウエハの交換を行い、これと並行して、計測ステージＭＳＴ’側では所定の計測を必要に応じて実行する。この計測として、例えばレチクルステージＲＳＴ上のレチクル交換後にアライメント系ＡＬＧのベースライン計測を、上記第３の実施形態と同様にして実行する。この場合、計測ステージＭＳＴ’のＸ軸方向の位置は干渉計ＩＦ１よりも干渉計ＩＦ５を用いて計測するのが望ましい。ウエハＷの露光中にウエハステージＷＳＴ’のＸ軸方向の位置を計測する干渉計ＩＦ５を用いて計測ステージＭＳＴ’の位置を計測しつつ、ベースライン計測を行うことで、そのベースライン（量）に基づくウエハＷのアライメント（位置決め）を高精度に実行することができる。
なお、上記第３実施形態と同様、上記のアライメント系ＡＬＧのベースラインの計測とともに、前述のレチクルアライメントが行われる。
そして、上述した両ステージＷＳＴ’、ＭＳＴ’上における作業が終了した段階で、主制御装置２０は、例えば計測ステージＭＳＴ’とウエハステージＷＳＴと’を、図２３（Ａ）の状態に戻し、ウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴ’とを近接（又は接触）させた状態を維持したまま、ＸＹ面内で駆動し、前述と同様にして交換後のウエハＷに対してウエハアライメント、すなわちアライメント系ＡＬＧによる交換後のウエハＷ上のアライメントマークの検出を行い、ウエハＷ上の複数のショット領域の位置座標を算出する。なお、このウエハアライメントの際のウエハステージＷＳＴ’の位置の管理は、前述したアライメント座標系上で管理される。
その後、主制御装置２０では、ウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴ’のＸ軸方向の位置関係を保ちつつ、先程とは逆に両ステージＷＳＴ、ＭＳＴを−Ｘ方向に同時に駆動して、ウエハステージＷＳＴ’（ウエハＷ）を投影光学系ＰＬの下方に移動させた後、計測ステージＭＳＴ’を所定の位置に退避させる。この間も干渉計システムにおける干渉計のプリセット等が前述とは逆の手順で行われる。
その後、主制御装置２０では、上記各実施形態と同様、ウエハＷに対してステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を実行し、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルパターンを順次転写する。
なお、上記の説明では、計測動作として、ベースライン計測を行う場合について説明したが、これに限らず、上記第３の実施形態と同様、照度計測、照度むら計測、空間像計計測などを行うこととしても良い。また上述の第３実施形態と同様、１ロットの露光完了後に限ることなく、所定枚数（例えば１枚）のウエハ交換毎に、各種の計測を必要に応じて実行することができる。また、計測ステージＭＳＴ’に波面収差計測装置を搭載して、計測動作して投影光学系ＰＬの波面収差を計測するようにしても良い。あるいは、計測ステージＭＳＴ’に観察カメラを設置して投影光学系ＰＬの像面側に形成されている液浸領域の状態をチェックしても良い。
また、アライメント系ＡＬＧによる交換後のウエハＷのアライメントマークの検出は、必ずしも、ウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴ’とが所定の近接状態を保ちながら実行する必要はなく、両ステージが離れた後にアライメントマークの検出を開始しても良いし、両ステージが近接した状態で一部のアライメントマークの検出を行った後に、両ステージを離間して、残りのアライメントマークの検出を行うようにしても良い。
以上説明したように、本第４の実施形態の露光装置によると、上記第３の実施形態と同様に、ウエハステージＷＳＴ’（又は計測ステージＭＳＴ’）が、液体（水）が供給される投影光学系ＰＬ直下の第１領域に位置する第１の状態から計測ステージＭＳＴ’（又はウエハステージＷＳＴ’）が第１領域に位置する第２の状態に遷移させる際に、ステージ駆動系（ウエハステージ駆動部（８０〜８７）を含んで構成される）により、ウエハステージＷＳＴ’側の庇部１１１ａと計測ステージＭＳＴ’側の段部１１１ｂとが係合状態とされ、ウエハステージＷＳＴ’の上面と計測ステージＭＳＴ’の上面とによってフルフラットな面が実現される。このため、投影光学系ＰＬとその直下にある少なくとも一方のステージ（このステージは、移動に伴って一方のステージから他方のステージに切り換わる）との間に水（液体）を保持したままの状態で、両ステージの間隙から液体を漏らすことなく、一方のステージが第１領域に位置する第１の状態から他方のステージが前記第１領域に位置する第２の状態に遷移させることが可能となる。すなわち、ウエハステージＷＳＴ’側で投影光学系ＰＬと水（液体）とを介した露光動作が行われた後、計測ステージＭＳＴ’側で投影光学系ＰＬの直下で計測を開始するまでの間に、ウエハステージＷＳＴ’と投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態から計測ステージＭＳＴ’と投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態に、水の全回収、再度の供給という工程を経ることなく、遷移させることが可能となる。また、計測ステージＭＳＴ’による計測の終了後、ウエハステージＷＳＴ’による露光を開始するまでについても同様である。
従って、ウエハステージＷＳＴ’側での露光動作の終了から計測ステージＭＳＴ’側での計測動作開始までの時間、及び計測ステージＭＳＴ側での計測終了からウエハステージＷＳＴ’側での露光動作の開始までの時間を短縮（すなわち、液浸露光でない通常の露光装置（非液浸の露光装置）と同程度に維持）して、スループットの向上を図ることが可能となる。また、投影光学系ＰＬの像面側には、水（液体）が常に存在するので、前述した水染み（ウォーターマーク）が発生するのを効果的に防止することができる。
また、本第４の実施形態では、ウエハステージＷＳＴ’に庇部１１１ａを設け、それと係合する段部１１１ｂを計測ステージＭＳＴ’に設けているので、両ステージが対向する側の計測ステージＭＳＴ’の端面Ｓｃに反射面を設けているにもかかわらず、支障なく、ウエハステージＷＳＴ’と投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態から計測ステージＭＳＴ’と投影光学系ＰＬとの間に水が保持された状態（又はその逆）に遷移させることが可能である。
また、液浸露光により、高解像度かつ空気中と比べて大焦点深度の露光を行うことで、レチクルＲのパターンを精度良くウエハ上に転写することができ、例えばデバイスルールとして７０〜１００ｎｍ程度の微細パターンの転写を実現することができる。
なお、上記第４の実施形態では、ウエハステージＷＳＴ’側に庇部１１１ａが設けられ、計測ステージＭＳＴ’側に段部１１１ｂを有する突部１１１ｃが設けられる場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、ウエハステージＷＳＴ’側に段部を有する突部が設けられ、計測ステージＭＳＴ’側に庇部が設けられても良い。また、上記第４の実施形態では、計測ステージＭＳＴ’の＋Ｘ側の端部が上端部に段部１１１ｂが形成された単一の突部１１１ｃで形成された場合について説明したが、これは、その突部１１１ｃの＋Ｘ側の端面Ｓｃを反射面とする必要からこのようにしたものであるが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、反射面を形成する必要がないのであれば、突部１１１ｂに相当する部分は、上端部に庇部１１１ａに所定のクリアランスを介して係合可能な段部が形成されていれば良く、残りの部分は如何なる形状であっても良い。同様に、ウエハステージＷＳＴ’側には上端部に庇部１１１ａが設けられていれば、残りの部分の形状は、如何なる形状であっても良い。
また、上記第４の実施形態においては、庇部１１１ａはウエハステージＷＳＴ’に一体的に形成されているが、ウエハステージＷＳＴ’の本体から着脱可能なプレート部材で庇部１１１ａを形成しても良い。
また、庇部１１１ａと段部１１１ｂとが係合した状態で、庇部１１１ａと段部１１１ｂとの間に弾性シール部材が介在するような位置に弾性シール部材を設ける構成を採用しても良い。すなわち、例えば、庇部１１１ａの−Ｘ側端部に弾性シール部材を設けることで、ウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴ’との間の水漏れを完全に防止することができる。また、弾性シール部材を設けることにより、ウエハステージＷＳＴ’と計測ステージＭＳＴ’とが接触するような場合にも、その衝撃を低減することができる。勿論、弾性シール部材を計測ステージ側に設けることとしても良いし、弾性シール部材に代えて、ウエハステージと計測ステージとの少なくとも一方の、両ステージが対向する位置に、撥水コートを施すこととしても良い。
なお、上記第４の実施形態のステージの一方に庇部を設け、他方に段部を設けるという概念は、２つのステージが計測ステージとウエハステージである場合のみならず、２つのステージがいずれもウエハステージである場合にも採用することができる。
すなわち、例えば、上述した第１の実施形態（図２参照）や第２の実施形態（図１２参照）のようなステージ装置の構成を採用する場合には、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とのＸ軸方向に関する位置関係は変わらないので、図２４に示されるように、一方のウエハステージのＸ軸方向一側に庇部１１１ａ、他方のウエハステージのＸ軸方向他側に段部１１１ｂがその上端部に形成された突部１１１ｃを備える構成を採用することができる。
また、例えば、図２５（Ａ）に示されるような、ウエハステージＷＳＴ１”、ＷＳＴ２”のＸ軸方向に関する位置関係が変更されるステージ装置を採用する場合、図２５（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１”、ＷＳＴ２”のそれぞれが、庇部と段部を有する突部とを備える構成を採用する必要がある。このような構成を採用することにより、ウエハステージＷＳＴ１”が−Ｘ側にあり、ウエハステージＷＳＴ２”が＋Ｘ側にある場合や、ウエハステージＷＳＴ１”が＋Ｘ側にあり、ウエハステージＷＳＴ２”が−Ｘ側にある場合のいずれであっても、前述した第４の実施形態と同様、水漏れを抑制した状態で、一方のウエハステージ上に水が接触している状態から、他方のウエハステージ上に水が接触している状態に遷移させることができる。
なお、上述の各実施形態においては、先端レンズ９１の下に保持されている水が、一方のステージ上から他方のステージ上へ移動するときには、先端レンズ９１の下に水を保持したまま、水の供給と回収を停止するようにしても良い。特に、水の供給によって水の圧力が高くなる場合には、２つのステージの間隙から水が漏れやすくなるので、水の供給と回収を停止しておくのが望ましい。
なお、上記各実施形態では、液体として超純水（水）を用いるものとしたが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。液体としては、化学的に安定で、照明光ＩＬの透過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。このフッ素系不活性液体としては、例えばフロリナート（米国スリーエム社の商品名）が使用できる。このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。また、液体として、照明光ＩＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、また、投影光学系やウエハ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油等）を使用することもできる。また、光源としてＦ２レーザを用いる場合には、液体として、フッ素系の液体（例えば、フォンブリンオイル）を使用することができる。
また、上記各実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良く、この場合は回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設けておくことが望ましい。
なお、上記実施形態では、投影光学系ＰＬの最も像面側の光学素子が先端レンズ９１であるものとしたが、その光学素子は、レンズに限られるものではなく、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整に用いる光学プレート（平行平面板等）であっても良いし、単なるカバーガラスであっても良い。投影光学系ＰＬの最も像面側の光学素子（上記実施形態では先端レンズ９１）は、照明光ＩＬの照射によってレジストから発生する飛散粒子又は液体中の不純物の付着等に起因して液体（上記実施形態では水）に接触してその表面が汚れることがある。このため、その光学素子は、鏡筒４０の最下部に着脱（交換）自在に固定することとし、定期的に交換することとしても良い。
このような場合、液体に接触する光学素子がレンズであると、その交換部品のコストが高く、かつ交換に要する時間が長くなってしまい、メンテナンスコスト（ランニングコスト）の上昇やスループットの低下を招く。そこで、液体と接触する光学素子を、例えば先端レンズ９１よりも安価な平行平面板とするようにしても良い。
また、上記各実施形態において、液体（水）を流す範囲はレチクルのパターン像の投影領域（照明光ＩＬの照射領域）の全域を覆うように設定されていれば良く、その大きさは任意で良いが、流速、流量等を制御する上で、照射領域よりも少し大きくしてその範囲をできる限り小さくしておくことが望ましい。
また、上記各実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
また、上記各実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザ光源に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光源、Ｆ２レーザ光源などのパルスレーザ光源や、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。
また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。
《デバイス製造方法》
次に上記各実施形態の露光装置をリソグラフィ工程で使用するデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図２６には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図２６に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
図２７には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図２７において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。
以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上で説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記各実施形態の露光装置を用いてエネルギビーム（照明光ＩＬ）によりウエハ（基板）を露光することで、ウエハ上にデバイスパターンを形成するので、高スループットかつ高精度な露光を長期に渡って実現することができる。従って、微細パターンが形成された高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することができる。
以上説明したように、本発明のステージ駆動方法は、第１ステージと第２ステージとを駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、投影光学系と基板との間に液体を供給し、投影光学系と液体とを介してエネルギビームにより前記基板を露光するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。
２０…主制御装置、１００…露光装置、Ｌｑ…液体、ＰＬ…投影光学系、ＷＳＴ１、ＷＳＴ２…ウエハステージ

Claims (80)

  1. 投影光学系と液体とを介してエネルギビームで基板を露光する露光装置であって、
    それぞれ基板を載置するとともに、上面の一部に基準マーク部材が配置される第１、第２ステージと、
    前記第１ステージ又は前記第２ステージによって前記投影光学系と対向して配置される前記基板の一部に、前記液体によって前記投影光学系の下に液浸領域を形成する液浸部材と、
    前記投影光学系と前記液浸領域の液体とを介して前記基準マーク部材に照射される前記エネルギビームを検出する第１検出系と、
    前記投影光学系と対向して配置される前記第１、第２ステージの一方が他方に置き換えられるように、前記投影光学系の下方で前記液浸領域に対して前記第１、第２ステージを移動する駆動システムと、を備え、
    前記駆動システムは、前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動によって、前記一方のステージと置き換えられた前記他方のステージの前記基準マーク部材に、前記投影光学系と前記液浸領域の液体とを介して前記エネルギビームが照射されるように、前記他方のステージを移動する。
  2. 請求項１に記載の露光装置において、
    前記投影光学系から離れて配置され、前記基板のマークを検出する第２検出系を、さらに備え、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動に先立ち、前記第２検出系によって、前記他方のステージに載置される基板のマーク、及び前記基準マーク部材の検出が行われる。
  3. 請求項２に記載の露光装置において、
    前記第２検出系による検出動作は、前記一方のステージに載置される基板の露光動作と並行して実行される。
  4. 請求項２又は３に記載の露光装置において、
    前記基板は、前記液体を介して露光が行われるとともに、前記液体を介すことなく前記第２検出系によって前記マーク及び前記基準マーク部材の検出が行われる。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動によって前記投影光学系の下から離脱可能となる前記一方のステージは基板交換位置に移動されて前記露光された基板が交換される。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記基板の露光に用いられるマスクのマーク検出のために、前記投影光学系と前記液浸領域の液体とを介して前記エネルギビームが前記基準マーク部材に照射される。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動の前後の少なくとも一方において、前記一方のステージと前記他方のステージとで互いに異なる動作が並行して行われる。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記基準マーク部材に対する前記エネルギビームの照射に続いて前記他方のステージに載置される基板の露光を行うために、前記駆動システムは、前記基準マーク部材上に位置する前記液浸領域が前記基板上に位置するように前記他方のステージを移動する。
  9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１ステージに載置される基板の露光動作と、前記第２ステージに載置される基板の露光動作とが交互に行われ、前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動はその露光動作の間に行われる。
  10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージを交互に用いて複数の基板の露光動作が行われ、前記液浸領域は、前記複数の基板の露光動作において前記投影光学系の下に維持される。
  11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記駆動システムは、前記投影光学系の下に前記液浸領域が実質的に維持されるように近接した状態、または前記第１、第２ステージの間隙からの液体の漏出が防止又は抑制されるように近接した状態、または接触した状態で、前記第１、第２ステージを前記液浸領域に対して移動する。
  12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージは、その少なくとも一方によって前記投影光学系の下に前記液浸領域が維持されるように、互いに近接または接触した状態が実質的に維持されつつ前記液浸領域に対して移動される。
  13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動中、前記液浸領域は、前記第１、第２ステージの少なくとも一方によって前記投影光学系の下に維持される。
  14. 請求項１３に記載の露光装置において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動の途中で、前記液浸領域は、前記１、第２ステージの両方によって前記投影光学系の下に維持される。
  15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動によって、前記液浸領域は、前記投影光学系の下に維持されつつ前記第１、第２ステージの一方から他方に移動する。
  16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記駆動システムは、前記投影光学系と対向して配置される前記一方のステージに対して前記他方のステージが接近するように前記第１、第２ステージを相対移動し、
    前記接近した第１、第２ステージが前記液浸領域に対して移動される。
  17. 請求項１６に記載の露光装置において、
    前記接近した第１、第２ステージはその位置関係が実質的に維持されつつ前記液浸領域に対して移動される。
  18. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記基準マーク部材が配置される上面の一部に、前記基板の載置領域が設けられるとともに、前記上面と、前記載置領域に載置される基板との少なくとも一方によって、前記投影光学系の下に前記液浸領域を維持可能である。
  19. 請求項１８に記載の露光装置において、
    前記基準マーク部材はその表面が前記上面とほぼ同一面となるように設けられる。
  20. 請求項１８又は１９に記載の露光装置において、
    前記基板はその表面が前記上面とほぼ同一面となるように前記載置領域に載置される。
  21. 請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記載置領域と前記基準マーク部材とは、前記上面内で互いに異なる開口内に配置され、
    前記基板は、前記開口内で前記載置領域に載置される。
  22. 請求項１〜２１のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記基板の載置領域と、前記載置領域が配置される開口と前記基準マーク部材が配置される開口とが形成される補助部材と、を有し、前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動において、前記補助部材によって前記投影光学系の下に前記液浸領域を維持する。
  23. 請求項１〜２２のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記基板は走査露光が行われ、
    前記接近した第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して、前記走査露光時に前記基板が移動される方向と交差する所定方向に移動される。
  24. 請求項１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置において、
    所定方向に交差する方向に関して前記投影光学系と異なる位置に配置され、前記基板のマークを検出する第２検出系を、さらに備え、
    前記接近した第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  25. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の露光装置において、
    所定方向に交差する方向に関して前記投影光学系と異なる位置で、前記第１ステージ又は前記第２ステージに載置される基板の交換が行われ、
    前記接近した第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  26. 請求項１〜２５のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記投影光学系が配置される第１領域と、所定方向に交差する方向に関して前記第１領域と位置が異なる第２領域との一方から他方に移動され、
    前記接近した第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  27. 請求項１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記投影光学系と所定方向に関して異なる位置に配置され、前記基板のマークを検出する第２検出系を、さらに備え、
    前記接近した第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  28. 請求項１〜２３、２７のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記投影光学系と所定方向に関して異なる位置で、前記第１ステージ又は前記第２ステージに載置される基板の交換が行われ、
    前記接近した第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  29. 請求項１〜２３、２７、２８のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記投影光学系が配置される第１領域と、所定方向に関して前記第１領域と位置が異なる第２領域との一方から他方に移動され、
    前記接近した第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  30. 請求項２６又は２９に記載の露光装置において、
    前記第２領域において、前記基板のマーク検出と前記基板の交換との少なくとも一方が行われる。
  31. 請求項１〜３０のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記投影光学系が配置される第１領域と、前記第１領域と異なる第２領域との一方から他方に移動され、
    前記第１領域から前記第２領域への移動経路が前記第１ステージと前記第２ステージとで異なる。
  32. 請求項３１に記載の露光装置において、
    前記第２領域から前記第１領域への移動経路が前記第１ステージと前記第２ステージとで異なる。
  33. 請求項１〜３２のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記投影光学系が配置される第１領域と、前記第１領域と異なる第２領域との一方から他方に移動されるとともに、前記第１領域から前記第２領域への移動と、前記第２領域から前記第１領域への移動とで逆の経路を辿るように移動される。
  34. 請求項１〜３３のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対する移動において対向する前記第１、第２ステージの端部が、前記液浸領域を維持する前記第１ステージの前記第２ステージへの置換と、前記液浸領域を維持する前記第２ステージの前記第１ステージへの置換とで同一となるように配置される。
  35. 請求項３４に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域を維持する前記第１ステージの前記第２ステージへの置換と、前記液浸領域を維持する前記第２ステージの前記第１ステージへの置換とで、前記液浸領域に対して前記第１、第２ステージが移動される所定方向に関して逆向きに移動される。
  36. 請求項１〜３３のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対する移動において対向する前記第１、第２ステージの端部が、前記液浸領域を維持する前記第１ステージの前記第２ステージへの置換と、前記液浸領域を維持する前記第２ステージの前記第１ステージへの置換とで互いに異なるように配置される。
  37. 請求項３６に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記対向する端部が、前記液浸領域に対して前記第１、第２ステージが移動される所定方向に関して両端に配置される端部である。
  38. 請求項３６又は３７に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域を維持する前記第１ステージの前記第２ステージへの置換と、前記液浸領域を維持する前記第２ステージの前記第１ステージへの置換とで、前記液浸領域に対して前記第１、第２ステージが移動される所定方向に関して同一向きに移動される。
  39. 請求項１〜３８のいずれか一項に記載の露光装置において、
    少なくとも前記基板の露光動作において、前記液浸部材を介して、前記液浸領域への液体供給、及び前記液浸領域からの液体回収が常時行われる。
  40. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程では、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板上にデバイスパターンを転写することを特徴とするデバイス製造方法。
  41. 投影光学系と液体とを介してエネルギビームで基板を露光する露光方法であって、
    それぞれ基板を載置するとともに、上面の一部に基準マーク部材が配置される第１、第２ステージの一方によって前記投影光学系と対向して配置される前記基板の一部に、前記液体によって前記投影光学系の下に形成される液浸領域を介して前記エネルギビームを照射することと、
    前記投影光学系と対向して配置される前記一方のステージが前記第１、第２ステージの他方に置き換えられるように、前記投影光学系の下方で前記液浸領域に対して前記第１、第２ステージを移動することと、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動によって、前記一方のステージと置き換えられた前記他方のステージの前記基準マーク部材に、前記投影光学系と前記液浸領域の液体とを介して前記エネルギビームが照射されるように、前記他方のステージを移動することと、を含む。
  42. 請求項４１に記載の露光方法において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動に先立ち、前記投影光学系から離れて配置され、前記基準マーク部材に照射された前記エネルギビームを検出する第１検出系と異なる第２検出系によって、前記他方のステージに載置される基板のマーク、及び前記基準マーク部材の検出が行われる。
  43. 請求項４２に記載の露光方法において、
    前記第２検出系による検出動作は、前記一方のステージに載置される基板の露光動作と並行して実行される。
  44. 請求項４２又は４３に記載の露光方法において、
    前記基板は、前記液体を介して露光が行われるとともに、前記液体を介すことなく前記第２検出系によって前記マーク及び前記基準マーク部材の検出が行われる。
  45. 請求項４１〜４４のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動によって前記投影光学系の下から離脱可能となる前記一方のステージは基板交換位置に移動されて前記露光された基板が交換される。
  46. 請求項４１〜４５のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記基板の露光に用いられるマスクのマーク検出のために、前記投影光学系と前記液浸領域の液体とを介して前記エネルギビームが前記基準マーク部材に照射される。
  47. 請求項４１〜４６のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動の前後の少なくとも一方において、前記一方のステージと前記他方のステージとで互いに異なる動作が並行して行われる。
  48. 請求項４１〜４７のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記基準マーク部材に対する前記エネルギビームの照射に続いて前記他方のステージに載置される基板の露光を行うために、前記他方のステージは、前記基準マーク部材上に位置する前記液浸領域が前記基板上に位置するように移動される。
  49. 請求項４１〜４８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１ステージに載置される基板の露光動作と、前記第２ステージに載置される基板の露光動作とが交互に行われ、前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動はその露光動作の間に行われる。
  50. 請求項４１〜４９のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージを交互に用いて複数の基板の露光動作が行われ、前記液浸領域は、前記複数の基板の露光動作において前記投影光学系の下に維持される。
  51. 請求項４１〜５０のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージは、前記投影光学系の下に前記液浸領域が実質的に維持されるように近接した状態、または前記第１、第２ステージの間隙からの液体の漏出が防止又は抑制されるように近接した状態、または接触した状態で前記液浸領域に対して移動される。
  52. 請求項４１〜５１のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記第１、第２ステージは、その少なくとも一方によって前記投影光学系の下に前記液浸領域が維持されるように、互いに近接または接触した状態が実質的に維持されつつ前記液浸領域に対して移動される。
  53. 請求項４１〜５２のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動中、前記液浸領域は、前記第１、第２ステージの少なくとも一方によって前記投影光学系の下に維持される。
  54. 請求項５３に記載の露光方法において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動の途中で、前記液浸領域は、前記１、第２ステージの両方によって前記投影光学系の下に維持される。
  55. 請求項４１〜５４のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動によって、前記液浸領域は、前記投影光学系の下に維持されつつ前記第１、第２ステージの一方から他方に移動する。
  56. 請求項４１〜５５のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージは、前記投影光学系と対向して配置される前記一方のステージに対して前記他方のステージが接近するように相対移動され、
    前記接近した第１、第２ステージが前記液浸領域に対して移動される。
  57. 請求項５６に記載の露光方法において、
    前記接近した第１、第２ステージはその位置関係が実質的に維持されつつ前記液浸領域に対して移動される。
  58. 請求項４１〜５７のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記基準マーク部材が配置される上面の一部に、前記基板の載置領域が設けられるとともに、前記上面と、前記載置領域に載置される基板の表面との少なくとも一方によって、前記投影光学系の下に前記液浸領域を維持可能である。
  59. 請求項５８に記載の露光方法において、
    前記基準マーク部材はその表面が前記上面とほぼ同一面となるように設けられる。
  60. 請求項５８又は５９に記載の露光方法において、
    前記基板はその表面が前記上面とほぼ同一面となるように前記載置領域に載置される。
  61. 請求項５８〜６０のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記基板は、前記上面内で前記基準マーク部材が配置される開口と異なる開口内で前記載置領域に載置される。
  62. 請求項４１〜６１のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記基板の載置領域が配置される開口と、前記基準マーク部材が配置される開口とが形成される補助部材が設けられ、前記液浸領域に対する前記第１、第２ステージの移動において、前記補助部材によって前記投影光学系の下に前記液浸領域を維持する。
  63. 請求項４１〜６２のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記基板は走査露光が行われ、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して、前記走査露光時に前記基板が移動される方向と交差する所定方向に移動される。
  64. 請求項４１〜６３のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記基準マーク部材に照射された前記エネルギビームを検出する第１検出系と異なるとともに、所定方向に交差する方向に関して前記投影光学系と異なる位置に配置される第２検出系によって、前記基板のマークが検出され、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  65. 請求項４１〜６４のいずれか一項に記載の露光方法において、
    所定方向に交差する方向に関して前記投影光学系と異なる位置で、前記第１ステージ又は前記第２ステージに載置される基板の交換が行われ、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  66. 請求項４１〜６５のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記投影光学系が配置される第１領域と、所定方向に交差する方向に関して前記第１領域と位置が異なる第２領域との一方から他方に移動され、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  67. 請求項４１〜６３のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記基準マーク部材に照射された前記エネルギビームを検出する第１検出系と異なるとともに、前記投影光学系と所定方向に関して異なる位置に配置される第２検出系によって、前記基板のマークが検出され、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  68. 請求項４１〜６３、６７のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記投影光学系と所定方向に関して異なる位置で、前記第１ステージ又は前記第２ステージに載置される基板の交換が行われ、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  69. 請求項４１〜６３、６７、６８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記投影光学系が配置される第１領域と、所定方向に関して前記第１領域と位置が異なる第２領域との一方から他方に移動され、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対して前記所定方向に移動される。
  70. 請求項６６又は６９に記載の露光方法において、
    前記第２領域において、前記基板のマーク検出と前記基板の交換との少なくとも一方が行われる。
  71. 請求項４１〜７０のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記投影光学系が配置される第１領域と、前記第１領域と異なる第２領域との一方から他方に移動され、
    前記第１領域から前記第２領域への移動経路が前記第１ステージと前記第２ステージとで異なる。
  72. 請求項７１に記載の露光方法において、
    前記第２領域から前記第１領域への移動経路が前記第１ステージと前記第２ステージとで異なる。
  73. 請求項４１〜７２のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記投影光学系が配置される第１領域と、前記第１領域と異なる第２領域との一方から他方に移動されるとともに、前記第１領域から前記第２領域への移動と、前記第２領域から前記第１領域への移動とで逆の経路を辿るように移動される。
  74. 請求項４１〜７３のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対する移動において対向する前記第１、第２ステージの端部が、前記液浸領域を維持する前記第１ステージの前記第２ステージへの置換と、前記液浸領域を維持する前記第２ステージの前記第１ステージへの置換とで同一となるように配置される。
  75. 請求項７４に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域を維持する前記第１ステージの前記第２ステージへの置換と、前記液浸領域を維持する前記第２ステージの前記第１ステージへの置換とで、前記液浸領域に対して前記第１、第２ステージが移動される所定方向に関して逆向きに移動される。
  76. 請求項４１〜７３のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域に対する移動において対向する前記第１、第２ステージの端部が、前記液浸領域を維持する前記第１ステージの前記第２ステージへの置換と、前記液浸領域を維持する前記第２ステージの前記第１ステージへの置換とで互いに異なるように配置される。
  77. 請求項７６に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージはそれぞれ、前記対向する端部が、前記液浸領域に対して前記第１、第２ステージが移動される所定方向に関して両端に配置される端部である。
  78. 請求項７６又は７７に記載の露光方法において、
    前記第１、第２ステージは、前記液浸領域を維持する前記第１ステージの前記第２ステージへの置換と、前記液浸領域を維持する前記第２ステージの前記第１ステージへの置換とで、前記液浸領域に対して前記第１、第２ステージが移動される所定方向に関して同一向きに移動される。
  79. 請求項４１〜７８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    少なくとも前記基板の露光動作において、前記液体によって前記液浸領域を形成する液浸部材を介して、前記液浸領域への液体供給、及び前記液浸領域からの液体回収が常時行われる。
  80. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程では、請求項４１〜７９のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板上にデバイスパターンを転写することを特徴とするデバイス製造方法。
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