JP4488006B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学系を介して基板を露光する露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００４年１０月１５日に出願された特願２００４−３０１６３９号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。

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ィ工程では、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する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する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の像を投影光学系を介して基板に投影するものである。また、このような露光装置には、投影光学系の像面側で互いに独立して移動可能な２つのステージを備えたものもある。また、マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献１に開示されているような、投影光学系と基板との間を液体で満たして液浸領域を形成し、その液浸領域の液体を介して基板の露光処理を行う液浸露光装置が案出されている。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

液体が漏出すると、その漏出した液体により露光装置の置かれている環境（湿度等）が変動し、露光精度や計測精度に影響を及ぼす虞がある。また、漏出した液体を放置しておくと、露光装置を構成する各種機器が故障したり錆びが発生する等、被害が拡大する虞がある。

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、漏出した液体による被害の拡大を防止し、露光精度及び計測精度を維持できる露光装置、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図８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。

本発明の第１の態様に従えば、投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）の像面側においてその像面とほぼ平行な２次元平面内（ＸＹ平面内）で互いに独立して移動可能な第１ステージ（ＳＴ１）及び第２ステージ（ＳＴ２）と、第１ステージ（ＳＴ１）と第２ステージ（ＳＴ２）とを近接又は接触した状態で、投影光学系（ＰＬ）の直下の位置を含む所定領域内で第１ステージ（ＳＴ１）と第２ステージ（ＳＴ２）とを一緒に移動する駆動機構（ＳＤ）と、第１ステージ（ＳＴ１）及び第２ステージ（ＳＴ２）の少なくとも一方のステージの上面（Ｆ１、Ｆ２）に液体（ＬＱ）の液浸領域（ＬＲ）を形成する液浸機構（７０など）と、第１ステージ（ＳＴ１）と第２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）と少なくとも一方のステージの上面（Ｆ１、Ｆ２）との間に液体（ＬＱ）を保持した状態で、液浸領域（ＬＲ）を第１ステージ（ＳＴ１）の上面（Ｆ１）と第２ステージ（ＳＴ２）の上面（Ｆ２）との間で移動させる制御装置（ＣＯＮＴ）と、第１ステージ（ＳＴ１）及び第２ステージ（ＳＴ２）のうち、一方のステージの上面から他方のステージの上面へ液浸領域（ＬＲ）を移動するときに、第１ステージ（ＳＴ１）と第２ステージ（ＳＴ２）との間から漏れた液体（ＬＱ）を検出する検出装置（６０）をと備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、第１ステージの上面と第２ステージの上面との間で液体の液浸領域を移動したとき、第１ステージと第２ステージとの間から漏れた液体を検出する検出装置を設けたので、検出装置が液体を検出した場合には、漏れた液体に起因する被害の拡大を抑制するための適切な処置を迅速に講ずることができる。したがって、良好な露光精度及び計測精度を維持することができる。

本発明の第２の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、露光処理及び計測処理を良好に行うことができるので、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。

本発明によれば、漏出した液体による被害の拡大を抑制できるので、露光精度及び計測精度を維持することができる。

第１の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 基板ステージ及び計測ステージを上方から見た平面図である。 基板ステージ及び計測ステージの動作を説明するための図である。 基板ステージ及び計測ステージの動作を説明するための図である。 基板ステージ及び計測ステージの動作を説明するための図である。 基板ステージ及び計測ステージの動作を説明するための図である。 検出装置が液体を検出している状態を説明するための図である。 第２の実施形態に係る露光装置の要部拡大図である。 第３の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 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

１…液浸機構、４１…気体軸受、４２…気体軸受、６０…検出装置、６１…投光部、６２…受光部、６３…投光部、６４…受光部、ＢＰ…ベース部材、ＣＯＮＴ…制御装置、ＥＸ…露光装置、Ｆ１…上面、Ｆ２…上面、Ｌａ…検出光、Ｌｂ…検出光、ＬＱ…液体、ＬＲ…液浸領域、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、ＳＤ…駆動機構、ＳＴ１…基板ステージ、ＳＴ２…計測ステージ、Ｔ１…第１側面、Ｔ２…第２側面

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。

＜第１の実施形態＞
図１は第１の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを保持して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に保持されているマスク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に保持されている基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２のそれぞれは、ベース部材ＢＰ上に移動可能に支持され、互いに独立して移動可能である。基板ステージＳＴ１の下面Ｕ１には、ベース部材ＢＰの上面ＢＴに対して基板ステージＳＴ１を非接触支持するための気体軸受４１が設けられている。同様に、計測ステージＳＴ２の下面Ｕ２にも、ベース部材ＢＰの上面ＢＴに対して計測ステージＳＴ２を非接触支持するための気体軸受４２が設けられている。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の像面側において、その像面とほぼ平行な２次元平面内（ＸＹ平面内）で互いに独立して移動可能である。

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。また露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成するための液浸機構１を備えている。液浸機構１は、投影光学系ＰＬの像面側近傍に設けられ、液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２を有するノズル部材７０と、ノズル部材７０に設けられた供給口１２を介して投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを供給する液体供給機構１０と、ノズル部材７０に設けられた回収口２２を介して投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収する液体回収機構２０とを備えている。ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬの像面側先端を囲むように環状に形成されている。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、液体供給機構１０から供給した液体ＬＱにより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。具体的には、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１と、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐ表面の一部との間の光路空間を液体ＬＱで満たす局所液浸方式を採用し、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬ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に投影し、基板Ｐを露光する。

本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとをそれぞれの走査方向に、互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）、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、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ等の基材上に感光材（レジスト）を塗布したものを含み、「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。

基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２のそれぞれは、リニアモータ等を含む駆動機構ＳＤの駆動によって移動可能である。制御装置ＣＯＮＴは、駆動機構ＳＤを制御することで、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを近接又は接触した状態で、投影光学系ＰＬの直下を含む所定領域内で基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを、ＸＹ平面内で一緒に移動することができる。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のうち少なくとも一方との間に液体ＬＱを保持した状態で、液浸領域ＬＲを基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と第２ステージＳＴ２の上面Ｆ２との間で移動可能である。

本実施形態においては、基板ステージＳＴ１の側面の上部には、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１の中央部より外側に向かって突出したオーバーハング部Ｈ１が設けられている。このオーバーハング部Ｈ１の上面も基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１の一部である。同様に、計測ステージＳＴ２の側面の上部には、計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２の中央部より外側に向かって突出したオーバーハング部Ｈ２が設けられている。このオーバーハング部Ｈ２の上面も計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２の一部である。そして、例えば、液浸領域ＬＲを一方のステージから他方のステージへ移動する際には、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１のうち＋Ｙ側の領域と、計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２のうち−Ｙ側の領域とが近接又は接触する。

ここで、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とが「近接した状態」とは、液浸領域ＬＲを基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と第２ステージＳＴ２の上面Ｆ２との間で移動させるときに、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２との間から液体ＬＱが漏れ出ない程度に近接した状態を言い、両ステージＳＴ１、ＳＴ２の間隔の許容値は、両ステージの材質や表面処理、あるいは液体ＬＱの種類等により異なる。

また、露光装置ＥＸは、基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２の一方の上面Ｆ１（Ｆ２）から他方の上面Ｆ２（Ｆ１）へ液浸領域ＬＲを移動するときに、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２との間から漏れた液体ＬＱを検出する検出装置６０を備えている。上述のように、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とは、液体ＬＱが漏れないような相対的な位置関係を維持しつつ、互いに近接又は接触した状態で一緒に移動するように制御されるが、仮に、液体ＬＱが漏れ出た場合、検出装置６０はその漏れた液体ＬＱを検出することができる。

検出装置６０は、検出光Ｌａを射出する投光部６１と、検出光Ｌａに対して所定位置に配置された受光部６２とを有している。投光部６１は、計測ステージＳＴ２の第２側面Ｔ２に設けられている。一方、受光部６２は、基板ステージＳＴ１の第１側面Ｔ１に設けられている。基板ステージＳＴ１の第１側面Ｔ１は、オーバーハング部Ｈ１の下側の領域であり、＋Ｙ側を向く面である。また、計測ステージＳＴ２の第２側面Ｔ２は、オーバーハング部Ｈ２の下側の領域であり、−Ｙ側を向く面である。そして、基板ステージＳＴ１の第１側面Ｔ１と計測ステージＳＴ２の第２側面Ｔ２とは対向する。また、計測ステージＳＴ２をベース部材ＢＰに対して非接触支持する気体軸受４２の側面４２Ｔにも、検出光Ｌｂを射出する投光部６３が設けられており、基板ステージＳＴ１をベース部材ＢＰに対して非接触支持する気体軸受４１の側面４１Ｔには、投光部６３に対応する受光部６４が設けられている。気体軸受４１の側面４１Ｔは＋Ｙ側を向く面であり、気体軸受４２の側面４２Ｔは−Ｙ側を向く面であり、気体軸受４１の側面４１Ｔと気体軸受４２の側面４２Ｔとは対向する。

基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２のそれぞれに、オーバーハング部Ｈ１、Ｈ２が設けられているので、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２とを近接又は接触させた場合においても、投光部６１が設けられた第２側面Ｔ２と受光部６２が設けられた第１側面Ｔ１とは所定距離だけ離れるとともに、投光部６３が設けられた側面４２Ｔと受光部６４が設けられた側面４１Ｔとは所定距離だけ離れる。すなわち、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２とを近接又は接触させた場合、上面Ｆ１と上面Ｆ２とが近接（又は接触）する部分の下側には空間が形成される。

なお、投光部６１を基板ステージＳＴ１に設け、受光部６２を計測ステージＳＴ２に設けることはもちろん可能である。同様に、投光部６３を気体軸受４１に設け、受光部６４を気体軸受４２に設けることももちろん可能である。

照明光学系ＩＬは、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域を設定する視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

本実施形態においては、液体ＬＱとして純水が用いられている。純水は、ＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、例えば、水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。

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、マスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により保持する。マスクステージＭＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む駆動機構ＭＤの駆動により、マスクＭを保持した状態で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微少回転可能である。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡３１が設けられている。また、移動鏡３１に対向する位置にはレーザ干渉計３２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θＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計３２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計３２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３２の計測結果に基づいて駆動機構ＭＤを駆動し、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭの位置制御を行う。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影するものであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８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。投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫより露出している。

基板ステージＳＴ１は、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有し、その基板ホルダＰＨを投影光学系ＰＬの像面側で移動可能である。基板ホルダＰＨは、例えば真空吸着等により基板Ｐを保持する。基板ステージＳＴ１上には凹部３６が設けられており、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨは凹部３６に配置されている。そして、基板ステージＳＴ１の凹部３６周囲の上面Ｆ１は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面（平坦部）となっている。

基板ステージＳＴ１は、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む駆動機構ＳＤの駆動により、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持した状態で、投影光学系ＰＬの像面側において、投影光学系ＰＬの像面とほぼ平行なＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に基板ステージＳＴ１は、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能である。したがって、基板ステージＳＴ１に支持された基板Ｐの表面は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージＳＴ１の側面には移動鏡３３が設けられている。また、移動鏡３３に対向する位置にはレーザ干渉計３４が設けられている。基板ステージＳＴ１上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計３４によりリアルタイムで計測される。また、露光装置ＥＸは、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているような、基板ステージＳＴ１に支持されている基板Ｐ表面の面位置情報を検出する斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系（不図示）を備えている。フォーカス・レベリング検出系は、基板Ｐ表面の面位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、及び基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報）を検出する。なお、フォーカス・レベリング検出系は、静電容量型センサを使った方式のものを採用してもよい。レーザ干渉計３４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。フォーカス・レベリング検出系の検出結果も制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、駆動機構ＳＤを駆動し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角（θＸ、θＹ）を制御して基板Ｐ表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計３４の計測結果に基づいて、基板ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向における位置制御を行う。

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（計測用部材を含む）を搭載して投影光学系ＰＬの像面側で移動可能である。この計測器としては、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。計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２は、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面（平坦部）となっている。

本実施形態では、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して露光光ＥＬによる基板Ｐを露光する液浸露光が行われるのに対応して、露光光ＥＬを用いる計測に使用される上記のムラセンサ、空間像計測センサ、照射量センサなどでは、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して露光光ＥＬを受光する。また、各センサは、例えば光学系の一部だけが計測ステージＳＴ２に搭載されていてもよいし、センサ全体が計測ステージＳＴ２に配置されるようにしてもよい。

計測ステージＳＴ２は、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む駆動機構ＳＤの駆動により、計測器を搭載した状態で、投影光学系ＰＬの像面側において、投影光学系ＰＬの像面とほぼ平行なＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に計測ステージＳＴ２は、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能である。すなわち、計測ステージＳＴ２も、基板ステージＳＴ１と同様、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。計測ステージＳＴ２の側面には移動鏡３７が設けられている。また、移動鏡３７に対向する位置にはレーザ干渉計３８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３８によりリアルタイムで計測される。

なお図１では、移動鏡３３、３７は、ステージＳＴ１、ＳＴ２のオーバーハング部Ｈ１、Ｈ２に設けられているが、オーバーハング部の下側の側面に設けてもよい。こうすることにより、液体ＬＱが上面Ｆ１、Ｆ２から流出しても、オーバーハング部Ｈ１、Ｈ２によって、移動鏡３３、３７に液体ＬＱが付着することを防止できる。

投影光学系ＰＬの先端近傍には、基板Ｐ上のアライメントマークと基準マーク板上の基準マークとを検出するオフアクシス方式のアライメント系ＡＬＧが設けられている。本実施形態のアライメント系ＡＬＧでは、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているような、基板Ｐ上の感光材を感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マーク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ＡＬＧ内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を画像処理することでマークの位置を計測するＦＩＡ（フィールド・イメージ・アライメント）方式が採用されている。

また、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上のアライメント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方式のアライメント系からなる一対のマスクアライメント系ＲＡａ、ＲＡｂがＹ軸方向に所定距離隔てて設けられている。本実施形態のマスクアライメント系では、例えば特開平７−１７６４６８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・アライメント）方式が採用されている。

次に、液浸機構１の液体供給機構１０及び液体回収機構２０について説明する。液体供給機構１０は、液体ＬＱを投影光学系ＰＬの像面側に供給するためのものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１にその一端部を接続する供給管１３とを備えている。供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。ノズル部材７０の内部には、供給管１３の他端部と供給口１２とを接続する内部流路（供給流路）が形成されている。液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。液体供給部１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液体回収機構２０は、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収するためのものであって、液体ＬＱを回収可能な液体回収部２１と、液体回収部２１にその一端部を接続する回収管２３とを備えている。回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。ノズル部材７０の内部には、回収管２３の他端部と回収口２２とを接続する内部流路（回収流路）が形成されている。液体回収部２１は例えば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。

液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２はノズル部材７０の下面７０Ａに形成されている。ノズル部材７０の下面７０Ａは、基板Ｐ表面、及びステージＳＴ１、ＳＴ２の上面Ｆ１、Ｆ２と対向する位置に設けられている。ノズル部材７０は、第１光学素子ＬＳ１の側面を囲むように設けられた環状部材であって、供給口１２は、ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ）を囲むように複数設けられている。また、回収口２２は、ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、第１光学素子ＬＳ１に対して供給口１２よりも外側に設けられており、第１光学素子ＬＳ１及び供給口１２を囲むように設けられている。

そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０を使って基板Ｐ上に液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収機構２０を使って基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収することで、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給部１１及び液体回収部２１のそれぞれを駆動する。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで液体供給部１１から液体ＬＱが送出されると、その液体供給部１１から送出された液体ＬＱは、供給管１３を流れた後、ノズル部材７０の供給流路を介して、供給口１２より投影光学系ＰＬの像面側に供給される。また、制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで液体回収部２１が駆動されると、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱは回収口２２を介してノズル部材７０の回収流路に流入し、回収管２３を流れた後、液体回収部２１に回収される。

図２は基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２を上方から見た図である。図２において、基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２を駆動するため駆動機構ＳＤは、リニアモータ８０、８１、８２、８３、８４、８５を備えている。駆動機構ＳＤは、Ｙ軸方向に延びる一対のＹ軸リニアガイド９１、９３を備えている。Ｙ軸リニアガイド９１、９３のそれぞれは、Ｘ軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。Ｙ軸リニアガイド９１、９３のそれぞれは、例えばＹ軸方向に沿って所定間隔で且つ交互に配置されたＮ極磁石及びＳ極磁石の複数の組からなる永久磁石群を内蔵する磁石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９１上には、２つのスライダ９０、９４が、非接触状態でＹ軸方向に移動可能に支持されている。同様に、他方のＹ軸リニアガイド９３上には、２つのスライダ９２、９５が、非接触状態でＹ軸方向に移動可能に支持されている。スライダ９０、９２、９４、９５のそれぞれは、例えばＹ軸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コイル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、コイルユニットからなるスライダ９０、９４と磁石ユニットからなるＹ軸リニアガイド９１とによって、ムービングコイル型のＹ軸リニアモータ８２、８４のそれぞれが構成されている。同様に、スライダ９２、９５とＹ軸リニアガイド９３とによって、ムービングコイル型のＹ軸リニアモータ８３、８５のそれぞれが構成されている。

Ｙ軸リニアモータ８２、８３を構成するスライダ９０、９２は、Ｘ軸方向に延びるＸ軸リニアガイド８７の長手方向の一端部及び他端部のそれぞれに固定されている。また、Ｙ軸リニアモータ８４、８５を構成するスライダ９４、９５は、Ｘ軸方向に延びるＸ軸リニアガイド８９の長手方向の一端部及び他端部のそれぞれに固定されている。したがって、Ｘ軸リニアガイド８７は、Ｙ軸リニアモータ８２、８３によってＹ軸方向に移動可能であり、Ｘ軸リニアガイド８９は、Ｙ軸リニアモータ８４、８５によってＹ軸方向に移動可能である。

Ｘ軸リニアガイド８７、８９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内蔵するコイルユニットによって構成されている。Ｘ軸リニアガイド８９は、基板ステージＳＴ１に形成された開口部に挿入状態で設けられている。この基板ステージＳＴ１の開口部の内部には、例えばＸ軸方向に沿って所定間隔で且つ交互に配置されたＮ極磁石及びＳ極磁石の複数の組からなる永久磁石群を有する磁石ユニット８８が設けられている。この磁石ユニット８８とＸ軸リニアガイド８９とによって、基板ステージＳＴ１をＸ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータ８１が構成されている。同様に、Ｘ軸リニアガイド８７は、計測ステージＳＴ２に形成された開口部に挿入状態で設けられている。この計測ステージＳＴ２の開口部には、磁石ユニット８６が設けられている。この磁石ユニット８６とＸ軸リニアガイド８７とによって、計測ステージＳＴ２をＸ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータ８０が構成されている。

そして、一対のＹ軸リニアモータ８４、８５（又は８２、８３）のそれぞれが発生する推力を僅かに異ならせることで、基板ステージＳＴ１（又は計測ステージＳＴ２）のθＺ方向の制御が可能である。また、図では、基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２のそれぞれは単一のステージとして示されているが、実際には、Ｙ軸リニアモータによってそれぞれ駆動されるＸＹステージと、そのＸＹステージの上部に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、ＸＹステージに対してＺ軸方向及びθＸ、θＹ方向に相対的に微小駆動されるＺチルトステージとを備えている。そして、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨ（図１参照）は、Ｚチルトステージに支持される。

以下、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを用いた並行処理動作について、図２〜図４Ｂを参照しながら説明する。

図２に示すように、基板Ｐの液浸露光中、制御装置ＣＯＮＴは、計測ステージＳＴ２を、基板ステージＳＴ１と衝突しない所定の待機位置にて待機させる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを離した状態で、基板ステージＳＴ１に支持されている基板Ｐに対するステップ・アンド・スキャン方式の液浸露光を行う。基板Ｐの液浸露光を行うとき、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１を使って、基板ステージＳＴ１上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。

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、駆動機構ＳＤを使って計測ステージＳＴ２を移動し、図３Ａに示すように、基板ステージＳＴ１に対して計測ステージＳＴ２を接触（又は近接）させる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とのＹ軸方向における相対的な位置関係を維持しつつ、駆動機構ＳＤを使って、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを−Ｙ方向に同時に移動する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを接触（又は近接）した状態で、投影光学系ＰＬの直下の位置を含む所定領域内で、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを−Ｙ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ＬＳ１と基板Ｐとの間に保持されている液体ＬＱの液浸領域ＬＲを、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１を経て計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２へ移動する。投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間に形成されていた液体ＬＱの液浸領域ＬＲは、基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２の−Ｙ方向への移動に伴って、基板Ｐ表面、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１、計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２の順に移動する。そして、液体ＬＱの液浸領域ＬＲが、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１から計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２で移動する途中においては、図３Ｂに示すように、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２とに跨るように液体領域ＬＲが配置される。

図３Ｂの状態から、更に基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２が一緒に−Ｙ方向に所定距離移動すると、図４Ａに示すように、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と計測ステージＳＴ２との間に液体ＬＱが保持された状態となる。すなわち、液体ＬＱの液浸領域ＬＲが計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２に配置される。

次いで、制御装置ＣＯＮＴは、駆動機構ＳＤを使って基板ステージＳＴ１を所定の基板交換位置に移動するとともに、基板Ｐの交換を行い、これと並行して、計測ステージＳＴ２を使った所定の計測処理を必要に応じて実行する。この計測としては、例えばアライメント系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、制御装置ＣＯＮＴでは、計測ステージＳＴ２上に設けられた基準マーク板ＦＭ上の一対の第１基準マークとそれに対応するマスクＭ上のマスクアライメントマークとを上述のマスクアライメント系ＲＡａ、ＲＡｂを用いて同時に検出し、第１基準マークとそれに対応するマスクアライメントマークとの位置関係を検出する。さらに、制御装置ＣＯＮＴは、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の検出基準位置と第２基準マークとの位置関係を検出する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、上記第１基準マークとそれに対応するマスクアライメントマークとの位置関係と、アライメント系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アライメント系ＡＬＧの検出基準位置との距離、すなわち、アライメント系ＡＬＧのベースラインを求める。図４Ｂには、このときの状態が示されている。

そして、上述した両ステージＳＴ１、ＳＴ２上における処理が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、例えば計測ステージＳＴ２と基板ステージＳＴ１とを接触（又は近接）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、交換後の基板Ｐに対してアライメント処理を行う。ここで、基板Ｐ上には複数のショット領域が設けられており、それら複数のショット領域のそれぞれに付随してアライメントマークが設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、アライメント系ＡＬＧによって交換後の基板Ｐ上のア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アライメント系ＡＬＧの検出基準位置に対する位置座標を算出する。

その後、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Ｙ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＋Ｙ方向に一緒に移動して、基板ステージＳＴ１（基板Ｐ）を投影光学系ＰＬの下方に移動した後、計測ステージＳＴ２を所定の位置に退避させる。これにより、液浸領域ＬＲが基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１に配置される。計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２から基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１へ液体ＬＱの液浸領域ＬＲを移動する途中でも、液浸領域ＬＲは、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２とに跨るように配置される。

その後、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐに対してステップ・アンド・スキャン方式の液浸露光動作を実行し、基板Ｐ上の複数のショット領域のそれぞれにマスクＭのパターンを順次転写する。なお、基板Ｐ上の各ショット領域の露光のための基板ステージＳＴ１の移動（位置）は、上述の基板アライメント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とに基づいて制御される。

なお、計測動作としては、上述のベースライン計測に限らず、計測ステージＳＴ２を使って、照度計測、照度ムラ計測、空間像計測などを、例えば基板交換と並行して行い、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ようにしてもよい。
また、上述の説明においては、交換後の基板Ｐに対するアライメント処理を、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを接触（又は近接）した状態で実行しているが、交換後の基板Ｐに対するアライメント処理が完了した後に、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを接触（又は近接）させて、液浸領域ＬＲの移動を行うようにしてもよい。

本実施形態においては、液体ＬＱの全回収、再度の供給といった工程を経ることなく、液体ＬＱの液浸領域ＬＲ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とができるので、基板ステージＳＴ１における露光動作の終了から計測ステージＳＴ２における計測動作開始までの時間、及び計測ステージＳＴ２における計測終了から基板ステージＳＴ１における露光動作の開示までの時間を短縮して、スループットの向上を図ることができる。また、投影光学系ＰＬの像面側には、液体ＬＱが常に存在するので、液体ＬＱの付着跡（所謂ウォーターマーク）が発生することを効果的に防止できる。

上述のように、液体ＬＱの液浸領域ＬＲを基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１から計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２へ移動する途中、あるいは計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２から基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１へ移動する途中においては、液浸領域ＬＲが、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２とに跨るように配置される状態となる。

図５は、液浸領域ＬＲが基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２とに跨る状態を示す側面図である。この状態においては、液浸領域ＬＲの液体ＬＱは、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２との間から漏れる可能性がある。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Ｇから液体ＬＱが漏れた場合、その漏れた液体ＬＱは、重力の作用により、上面Ｆ１、Ｆ２より下方に落下する。検出装置６０は、その漏れた液体ＬＱを非接触方式で検出する。

基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２のそれぞれはオーバーハング部Ｈ１、Ｈ２を有しているので、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２とを近接又は接触させた場合においても、上面Ｆ１と上面Ｆ２とが近接（又は接触）する部分、すなわちギャップＧの下側には、空間Ｈが形成されるようになっている。したがって、ギャップＧから漏れた液体ＬＱは、空間Ｈを通過した後、ベース部材ＢＰ上に落下する。また、基板ステージＳＴ１の上面Ｆ１と計測ステージＳＴ２の上面Ｆ２とを近接又は接触させた場合においても、空間Ｈによって、検出光Ｌａ、Ｌｂの光路空間は確保されている。ここで、投光部６１、６３から射出された検出光Ｌａ、Ｌｂは、ＸＹ平面とほぼ平行に照射される。特に、投光部６３から射出された検出光Ｌｂは、ベース部材ＢＰの近傍において、そのベース部材ＢＰの上面ＢＴに対してほぼ平行に照射される。

検出装置６０は、受光部６２の受光結果に基づいて、空間Ｈに液体ＬＱが有るか否かを検出する。具体的には、検出装置６０は、受光部６２の受光結果に基づいて、ギャップＧから漏れて落下し、空間Ｈを通過する液体ＬＱを検出することができる。また、検出装置６０は、受光部６４の受光結果に基づいて、ベース部材ＢＰの上面ＢＴに液体ＬＱが有るか否かを検出することができる。

投光部６１と受光部６２とは対向しており、投光部６１から射出された検出光Ｌａは受光部６２に到達し、その受光部６２に所定の光量（光強度）で受光されるようになっている。このとき、例えば図５に示すように、ギャップＧから漏れた液体ＬＱが落下し、検出光Ｌａの光路上を通過すると、その検出光Ｌａは液体ＬＱによって屈折又は散乱、あるいは吸収される。したがって、検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが有る場合、受光部６２で受光される光量（光強度）が低下する、あるいは検出光Ｌａが受光部６２に到達しなくなる。そこで、検出装置６０は、受光部６２の受光結果（受光量）に基づいて、検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが有るか否かを検出することができる。そして、検出光Ｌａの光路上に液体Ｌａが有るか否かを検出することで、検出装置６０は、ギャップＧより液体ＬＱが漏れたか否かを検出することができる。

同様に、投光部６３と受光部６４とは対向しており、投光部６３から射出された検出光Ｌｂは受光部６４に到達し、その受光部６４に所定の光量（光強度）で受光されるようになっている。このとき、図５に示すように、漏れた液体ＬＱがベース部材ＢＰの上面ＢＴに配置されている場合において、検出光Ｌｂが液体ＬＱに照射されると、その検出光Ｌａは液体ＬＱによって屈折又は散乱、あるいは吸収される。そこで、検出装置６０は、受光部６４の受光結果（受光量）に基づいて、検出光Ｌｂの光路上に液体Ｌｂが有るか否かを検出することができ、ひいてはベース部材ＢＰの上面ＢＴに液体ＬＱが有るか否かを検出することができる。

検出光Ｌａ、Ｌｂのそれぞれは、Ｘ軸方向に関して並ぶようにして照射される。したがって、検出装置６０は、空間Ｈやベース部材ＢＰ上の広い領域において液体ＬＱの漏れを検出することができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体ＬＱが漏れたと判断したときには、例えば液体供給機構１０による単位時間当たりの液体供給量を低減したり、あるいは液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止する。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体回収機構２０による単位時間当たりの液体回収量を増やす。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、基板Ｐに対する露光動作やステージＳＴ１、ＳＴ２の移動を停止する。このように、液体ＬＱの漏れを検出したときに、制御装置ＣＯＮＴは、適切な処置を施すことで、液体ＬＱが例えば露光装置ＥＸの設置されている床面等に流出して被害が拡大することを防止することができる。また、気体軸受４１、４２には吸気口が設けられているが、ベース部材ＢＰ上に液体ＬＱがある場合、気体軸受４１、４２の吸気口に液体ＬＱが流入する可能性があるため、受光部６４の受光結果に基づいて、ベース部材ＢＰ上に液体ＬＱが有ると判断したときには、制御装置ＣＯＮＴは、気体軸受４１、４２の吸気口からの吸気動作を停止するようにしてもよい。また、検出光Ｌｂの光路を、気体軸受４１、４２の近傍に設定しておくことにより、ベース部材ＢＰ上の液体ＬＱが気体軸受４１、４２の吸気口に流入する前に、その液体ＬＱを検出光Ｌｂを使って検出することができ、その検出結果に応じて適切な処置を講ずることにより、ベース部材ＢＰ上に流出した液体ＬＱが、気体軸受４１、４２の吸気口に流入することを未然に防ぐことができる。また、気体軸受４１、４２の下面（軸受面）とベース部材ＢＰの上面ＢＴとの間に液体ＬＱが浸入すると、その液体ＬＱによってステージＳＴ１、ＳＴ２のＺ軸方向の位置が変動する可能性があるが、検出装置６０の検出結果に基づいて適切な処置を講ずることができる。また、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体ＬＱが漏れたと判断したとき、制御装置ＣＯＮＴは、不図示の警報装置を駆動して警告を発することも可能である。これにより、例えばオペレータは、液体ＬＱが漏れたことを把握できるため、適切な処置を施すことができる。警報装置は、警告灯、警告音、ディスプレイなどを使って警報を発することができる。

本実施形態においては、検出装置６０は、液体ＬＱを光学的に非接触方式で検出する構成であるため、例えばベース部材ＢＰ近傍や駆動機構ＳＤ近傍に配線や各種機器などを配置する必要がない。そのため、ステージＳＴ１、ＳＴ２の移動に及ぼす影響を少なくすることができる。

＜第２の実施形態＞
図６は第２の実施形態を示す図である。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については、その説明を簡略若しくは省略する。図６に示す検出装置６０’は、検出光Ｌａ’を照射する投光部と、光を受光する受光部との機能を兼ね備えている。検出装置６０’は、計測ステージＳＴ２のオーバーハング部Ｈ２に設けられている。一方、基板ステージＳＴ１のオーバーハング部Ｈ１のうち、検出装置６０’に対向する位置には、反射面６５を有する反射部材６６が設けられている。検出装置６０’は、反射面６５に検出光Ｌａを照射するとともに、反射面６５からの反射光を受光し、その受光結果に基づいて、ギャップＧより液体ＬＱが漏れたか否かを検出する。検出光Ｌａ’の光路上に液体ＬＱが存在しない場合、検出装置６０’より射出された検出光Ｌａ’の反射光は、所定の光強度で検出装置６０’に受光される。一方、検出光Ｌａ’の光路上に液体ＬＱが存在する場合、検出光Ｌａは液体ＬＱで散乱あるいは吸収されるため、その反射光は、前記所定の光強度よりも弱い光強度で検出装置６０’に受光される。検出装置６０’は、反射光の受光結果に基づいて、検出光Ｌａ’の光路上に液体ＬＱが有るか否か、ひいては液体ＬＱが漏れたか否かを検出することができる。反射面６５を設けたことにより、検出光Ｌａ’の光路上に液体ＬＱが有る場合と無い場合とで、検出装置６０’が受光する光強度の差は大きくなるので、検出装置６０’は、検出光Ｌａ’の光路上に液体ＬＱが有るか否かを高精度で検出することができる。

また、本実施形態においては、検出光６０’から射出された検出光Ｌａ’の光路は、上面Ｆ１と上面Ｆ２との間のギャップＧに存在する。このような構成とすることにより、ギャップＧに漏れた液体ＬＱを、検出光Ｌａ’を使って直ちに検出することができる。

なお、投光部と受光部との機能を兼ね備えた検出装置６０’を、図５を参照して説明した第１側面Ｔ１（第２側面Ｔ２）に設け、反射部材６６を第２側面Ｔ２（第１側面Ｔ１）に設けるようにしてもよい。同様に、検出装置６０’を、図５を参照して説明した気体軸受４１（４２）に設け、反射部材６６を気体軸受４２（４１）に設けるようにしてもよい。逆に、図５を参照して説明した投光部６１をオーバーハング部Ｈ１（又はＨ２）に設け、受光部６２をオーバーハング部Ｈ２（又はＨ１）に設けるようにしてもよい。

＜第３の実施形態＞
図７は、第３の実施形態に係る露光装置ＥＸ’を示す図である。図７に示す露光装置ＥＸ’は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているような、基板Ｐを保持して移動可能な２つの基板ステージＳＴ１’、ＳＴ２’を有する、所謂ツインステージ型の露光装置である。図７に示す露光装置ＥＸ’においても、液浸領域ＬＲを、第１基板ステージＳＴ１’の上面Ｆ１’と第２基板ステージＳＴ２’の上面Ｆ２’との間で移動することができる。そして、上述の実施形態と同様の検出装置６０（６０’）を設けることで、第１基板ステージＳＴ１’及び第２基板ステージＳＴ２’のうち、一方のステージの上面から他方のステージの上面へ液浸領域ＬＲを移動するときに、第１基板ステージＳＴ１’と第２基板ステージＳＴ２’との間から漏れた液体ＬＱを検出することができる。

上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水である。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジストや光学素子（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。なお工場等から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。

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１．４４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１／ｎ、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の開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。

なお、本実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ_２レーザである場合、このＦ_２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ_２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）や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い分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。この場合も表面処理は用いる液体ＬＱの極性に応じて行われる。
また、上述の液浸法を適用した露光装置は、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳ１の射出側の光路空間を液体（純水）で満たして基板Ｐを露光する構成になっているが、国際公開第２００４／０１９１２８号公報に開示されているように、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳ１の入射側の光路空間も液体（純水）で満たすようにしてもよい。

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エハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

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パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板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ッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
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（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、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、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いても良い。
また、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（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。

また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置にも本発明を適用可能である。露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに記載されている。。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）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。

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

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

Claims (11)

1. 投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
   前記投影光学系の像面側においてその像面とほぼ平行な２次元平面内で互いに独立して移動可能な第１ステージ及び第２ステージと、
   前記第１ステージと前記第２ステージとを近接又は接触した状態で、前記投影光学系の直下の位置を含む所定領域内で前記第１ステージと前記第２ステージとを一緒に移動する駆動機構と、
   前記第１ステージ及び第２ステージの少なくとも一方のステージの上面に液体の液浸領域を形成する液浸機構と、
   前記第１ステージと前記第２ステージとを一緒に移動することによって、前記投影光学系と前記少なくとも一方のステージの上面との間に液体を保持した状態で、前記液浸領域を前記第１ステージの上面と前記第２ステージの上面との間で移動させる制御装置と、
   前記第１ステージ及び前記第２ステージのうち、一方のステージの上面から他方のステージの上面へ前記液浸領域を移動するときに、前記第１ステージと前記第２ステージとの間から漏れた液体を検出する検出装置とを備えた露光装置。
2. 前記検出装置は非接触方式で液体を検出する請求項１記載の露光装置。
3. 前記検出装置は、検出光を射出する投光部と、前記検出光に対して所定位置に配置された受光部とを有する請求項１又は２記載の露光装置。
4. 前記第２ステージは前記第１ステージの第１側面と対向する第２側面を有し、
   前記投光部は前記第１側面及び前記第２側面のうち一方に設けられ、前記受光部は他方に設けられている請求項３記載の露光装置。
5. 前記第１ステージ及び前記第２ステージのそれぞれを移動可能に支持するベース部材を有し、
   前記検出光は、前記ベース部材近傍に照射される請求項３記載の露光装置。
6. 前記第１ステージ及び前記第２ステージのそれぞれに設けられ、前記ベース部材の上面に対して前記第１、第２ステージを非接触支持するための気体軸受を有し、
   前記投光部及び前記受光部は前記気体軸受に設けられている請求項５記載の露光装置。
7. 前記第１ステージ及び前記第２ステージのうち一方のステージは前記基板を保持して移動し、他方のステージは露光処理に関する計測を行う計測器を搭載して移動する請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
8. 前記第１ステージ及び前記第２ステージのそれぞれが基板を保持して移動する請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
9. 前記液浸機構は、前記検出装置で液体の漏れが検出されたときに、液体の供給を停止する請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
10. 前記液浸機構は、前記検出装置で液体の漏れが検出されたときに、前記液浸領域を形成する液体を回収する請求項９記載の露光装置。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。

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