WO2004114380A1 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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WO2004114380A1
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liquid
substrate
wafer
optical system
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Akimitsu Ebihara
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Nikon Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method, and more particularly, to an exposure apparatus used in a lithographic process in manufacturing an electronic device such as a semiconductor element and a liquid crystal display element, and the exposure apparatus.
  • the present invention relates to a device manufacturing method.
  • a pattern image of a mask or a reticle (hereinafter referred to as “reticle”) is projected via a projection optical system to form a resist.
  • a projection exposure apparatus that transfers to each shot area on a photosensitive substrate (hereinafter referred to as “substrate” or “wafer”) such as a wafer or glass plate coated with (photosensitive agent).
  • substrate a photosensitive substrate
  • wafer a stepped 'and' repeat type reduction projection exposure apparatus
  • exposure is performed by synchronously scanning the reticle and wafer.
  • Step-and-scan projection exposure equipment (Le, so-called scanning stepper) is also attracting attention.
  • the resolution of the projection optical system provided in the projection exposure apparatus increases as the wavelength of the exposure light used (hereinafter also referred to as “exposure wavelength”) decreases and as the numerical aperture (NA) of the projection optical system increases. .
  • exposure wavelength the wavelength of the exposure light used
  • NA numerical aperture
  • the exposure wavelength used in projection exposure apparatuses has become shorter year by year, and the numerical aperture of projection optical systems has also increased.
  • the mainstream exposure wavelength is 248 nm for KrF excimer lasers, and 193 nm for ArF excimer lasers with shorter wavelengths is also in practical use.
  • the depth of focus (D0F) is important as well as the resolution.
  • the resolution R and the depth of focus ⁇ are expressed by the following equations, respectively.
  • E is the exposure wavelength
  • ⁇ is the numerical aperture of the projection optical system
  • k and k are process coefficients.
  • the exposure wavelength is shortened and the numerical aperture NA is reduced. It can be seen that the depth of focus ⁇ narrows when the value is increased (larger NA).
  • the projection exposure apparatus exposure is performed by aligning the surface of the wafer with the image plane of the projection optical system by the autofocus method. For this purpose, it is desirable that the depth of focus ⁇ is wide to some extent.
  • proposals have been made to substantially increase the depth of focus, such as the phase shift reticle method, the modified illumination method, and the multilayer resist method.
  • the depth of focus is becoming narrower due to the shorter wavelength of exposure light and the larger projection optical system.
  • the exposure wavelength will be further shortened in the future. If this is the case, the depth of focus will be too narrow, and the margin during exposure operation will be reduced. There is a risk of shortage S.
  • immersion method As a method of substantially shortening the exposure wavelength and increasing (widening) the depth of focus as compared to the air, there is an immersion exposure method (hereinafter also referred to as “immersion method” as appropriate). Proposed.
  • immersion method the space between the lower surface of the projection optical system and the wafer surface is filled with a liquid such as water or an organic solvent, and the wavelength of exposure light in the liquid is 1 / n times that in air (n is the liquid
  • n is the liquid
  • a projection optical system (such as projection) that improves the resolution by utilizing the fact that the refractive index is usually about 1.2.
  • the depth of focus is increased by a factor of n compared to that in which the optical system can be manufactured, that is, the focal depth is substantially increased by a factor of n compared to the air.
  • the above immersion method is simply applied to a step 'and' repeat projection exposure apparatus, after the exposure of one shot area is completed, the next shot area is moved to the exposure position.
  • the liquid comes out from between the projection optical system and the wafer. For this reason, it is necessary to supply the liquid again, and it may be difficult to recover the liquid.
  • the immersion method is applied to a step-and-scan projection exposure apparatus, exposure is performed while moving the wafer, so the wafer is moved between the projection optical system and the wafer. Must be filled with liquid.
  • Solid Immersion Lens Solid Immersion Lens
  • projection lithosphere lens system projection optical system
  • sample sample to improve resolution
  • Patent Document 1 it is possible to perform exposure with high resolution by the immersion method and a greater depth of focus than in the air, and the projection optical system and the wafer move relative to each other.
  • the liquid can be stably filled between the projection optical system and the substrate, that is, it can be held.
  • the distance between the solid immersion lens (hereinafter, abbreviated as “SIL” where appropriate) and the sampnole is kept at about 50 nm or less.
  • SIL solid immersion lens
  • an air layer with a thickness of 50 nm exists between the SIL and the sample. Therefore, it is difficult to obtain a sufficient resolution of the fine pattern image. That is, in order to obtain a sufficient resolution of the fine pattern image, it is necessary to keep the distance between SIL and Sampnore at 30 nm or less at the maximum.
  • Patent Document 1 Pamphlet of International Publication No. 99/49504
  • Patent Document 2 US Pat. No. 5,121,256
  • the present invention has been made under the circumstances as described above, and a first object of the present invention is to provide a pattern on a substrate having almost no defocus without necessarily providing a focus position detection system or the like.
  • An object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of realizing transfer.
  • a second object of the present invention is to provide an exposure apparatus having a plurality of tables suitable for the liquid immersion method.
  • a third object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving the productivity of highly integrated microdevices.
  • the present invention is an exposure apparatus that illuminates a pattern with an energy beam and transfers the pattern onto a substrate via a projection optical system, on which the substrate is placed, A table holding the substrate and movable in two dimensions; an image of the projection optical system; At least on the surface side, supplying a liquid between the substrate facing the substrate on the table and the substrate, and maintaining a gap between the bearing surface and the surface of the substrate by static pressure of the liquid
  • a liquid hydrostatic bearing device including one liquid hydrostatic bearing; and a first exposure apparatus.
  • the distance between the bearing surface of the liquid hydrostatic bearing and the surface of the substrate in the optical axis direction of the projection optical system is maintained at a predetermined size by the liquid hydrostatic bearing device.
  • hydrostatic bearings use the static pressure of liquid, which is an incompressible fluid, between the bearing surface and the object to be supported (substrate).
  • the distance between the surface and the substrate can be kept stable and constant.
  • a liquid for example, pure water
  • a gas for example, air
  • the pattern, the projection optical system, and the high optical fluid are always present between the projection optical system and the substrate surface in a state where a high refractive index fluid having a higher refractive index than air is always present.
  • the substrate may be exposed by the energy beam through a refractive index fluid.
  • a high refractive index fluid having a refractive index higher than that of air is always present between the projection optical system and the substrate surface, and the pattern, the projection optical system, and the high refractive index fluid are used.
  • the wavelength of the energy beam on the substrate surface can be shortened to 1 / n times the wavelength in the air (n is the refractive index of the high refractive index fluid), and the depth of focus is in the air. It spreads about n times.
  • the high refractive index fluid may be a liquid.
  • the liquid for the hydrostatic bearing is used as the high refractive index fluid for filling the space between the projection optical system and the substrate on the table. S can.
  • the at least one liquid hydrostatic bearing is arranged in a state in which the positional relationship with the projection optical system is maintained constant with respect to the optical axis direction of the projection optical system. You can do that.
  • the optical part closest to the substrate that constitutes the projection optical system The material (22) may have a curved surface on the pupil plane side and a flat surface on the image plane side.
  • the optical member on the most substrate side constituting the projection optical system has a plane on the image plane side positioned substantially on the same plane as the bearing surface of the hydrostatic bearing. Can do.
  • the distance between the optical member and the substrate can be maintained at, for example, about 10 ⁇ m.
  • the consumption of the high-refractive index fluid is extremely small, and the imaging performance of the pattern image changes in the refractive index of the fluid (for example Less affected by temperature).
  • the liquid hydrostatic bearing device supplies the liquid between a bearing surface of the at least one liquid hydrostatic bearing and the substrate, and the bearing surface.
  • the liquid between the substrates can be discharged to the outside using negative pressure.
  • the liquid hydrostatic bearing has higher rigidity, and the distance between the bearing surface and the substrate can be kept constant more stably.
  • the at least one liquid hydrostatic bearing can be disposed and encircled around the projection area of the pattern on the substrate.
  • a plurality of liquid hydrostatic bearings are used as the at least one liquid hydrostatic bearing, and the plurality of liquid hydrostatic bearings are arranged so as to surround the pattern projection region on the substrate.
  • the at least one liquid hydrostatic bearing can be a single bearing whose bearing surface surrounds the projection area on the substrate.
  • the liquid hydrostatic bearing when at least one liquid hydrostatic bearing is arranged in a state of surrounding the projection area of the pattern on the substrate, the liquid hydrostatic bearing is used.
  • the bearing surface In the bearing surface, a plurality of annular grooves are formed in multiple, and the plurality of grooves may include at least one liquid supply groove and one liquid discharge groove.
  • the plurality of grooves may include a liquid supply groove and at least one liquid discharge groove formed inside and outside the liquid supply groove, respectively.
  • the liquid static pressure bearing is arranged.
  • a gap sensor is provided in the pressure bearing and measures a distance from the substrate surface at at least one measurement point, and the liquid hydrostatic bearing device includes the liquid sensor according to a measurement value of the gap sensor. At least one of a negative pressure for discharging the liquid and a positive pressure for supplying the liquid can be adjusted.
  • the fluid is provided between the bearing surface facing the table and the table, which is disposed to face the liquid hydrostatic bearing via the table. It is possible to further include at least one hydrostatic bearing that maintains a gap between the bearing surface and the surface of the table by the static pressure of the fluid.
  • the table and the substrate on the table are sandwiched from above and below by the liquid hydrostatic bearing and the fluid hydrostatic bearing described above.
  • the distance between each bearing surface and the substrate or table can be kept stable and constant, for example, about 10 ⁇ m or less. Therefore, since the rigidity of the table itself does not need to be so high, it is possible to reduce the thickness of the table, and the weight can be reduced accordingly.
  • the hydrostatic bearing has a single bearing surface surrounding a region corresponding to the projection region on the surface of the table opposite to the surface on which the base plate is placed. It can be a bearing.
  • a plurality of annular grooves are formed on the bearing surface of the hydrostatic bearing, and the plurality of grooves include a fluid supply groove and a fluid discharge groove. It is possible to include at least one each.
  • the plurality of grooves may include a fluid supply groove and at least one fluid discharge groove formed inside and outside the fluid supply groove, respectively. it can.
  • the fluid when the fluid hydrostatic bearing is provided, the fluid can be a liquid. That is, a liquid hydrostatic bearing can be used as the hydrostatic bearing.
  • the table and the substrate on the table are sandwiched from above and below by the liquid that is an incompressible fluid, so that the table and the substrate on the table are more stably held. It becomes possible to hold it.
  • the upper and lower bearings are both highly rigid, the spacing force between each bearing surface and the substrate or table is more stably maintained.
  • a gap between the bearing surface and the surface of the substrate can be maintained larger than 0 and about 10 / m or less.
  • the first exposure apparatus of the present invention may further include a position detection system for detecting position information in the two-dimensional plane of the table.
  • a liquid is supplied between the projection optical system and the substrate, a pattern is illuminated with an energy beam, and the pattern is irradiated on the substrate via the projection optical system and the liquid.
  • An exposure apparatus for transferring an image on a substrate wherein a substrate placement area is formed, and a surface of the area around the placement area is substantially flush with a surface of the substrate placed in the placement area.
  • Set and movable within a predetermined range including a first region including a position directly below the projection optical system to which the liquid is supplied and a second region located on one axial direction side of the first region.
  • a first table a second table, the surface of which is set so as to be substantially flush, and is movable independently of the first table in an area including the first area and the second area; While driving the first and second tables, one of the tables When the other table transitions from the first state located in the second state to the second state located in the first region, both tables are maintained close to or in contact with each other in the uniaxial direction, and both tables are simultaneously moved. And a stage drive system that drives in a direction toward the first region from the second region side in the uniaxial direction.
  • the other table is moved from the first area to the first area.
  • the two tables are driven in the direction from the second region side to the first region side in the uniaxial direction while maintaining the state in which the two tables are close to or in contact with respect to the axial direction.
  • one of the tables always exists directly under the projection optical system, and the liquid immersion between the table (the substrate or a region around the region on which the substrate is placed) and the projection optical system is present. The state in which the region is formed is maintained, the liquid can be held between the projection optical system and the table, and the outflow of the liquid can be prevented.
  • the present invention is a device manufacturing method that uses any one of the first and second exposure apparatuses of the present invention from another viewpoint.
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a driving device together with a wafer table TB.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an XZ cross section of the drive unit of FIG. 2 together with a piping system for water supply / drainage to a hydraulic pad.
  • FIG. 4 is a bottom view of the hydraulic pad 32.
  • FIG. 5 is a view showing the flow of water in the vicinity of the hydraulic pads when the wafer table is supported by the hydraulic pads 32 and 34.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a partially omitted configuration of the control system of the exposure apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a wafer table when an interferometer is used as a position detection system.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a modification.
  • FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a wafer stage apparatus constituting the exposure apparatus of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an operation in exchanging a wafer table in the second embodiment.
  • FIG. 11 (A) is a view for explaining a modification of the hydraulic pad.
  • FIG. 11 (B) is a view showing a water supply pipe (or exhaust pipe) suitable for use in the hydraulic pad of FIG. 11 (A).
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining a device manufacturing method according to the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a specific example of step 204 in FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the exposure apparatus 100 is a step-and-scan type projection exposure apparatus (L, so-called scanning stepper).
  • the exposure apparatus 100 has overall control over the illumination system 10, a reticle stage RST that holds a reticle R as a mask, an optical unit PU, a wafer table TB as a table on which a wafer W as a substrate is mounted, and the entire apparatus.
  • Main controller 20 etc. are provided.
  • the illumination system 10 includes a light source, an optical integrator, and the like. It includes an optical system, beam splitter, relay lens, variable ND filter, reticle blind, etc. (all not shown).
  • the illumination system 10 may be configured in the same manner as the illumination system disclosed in, for example, JP-A-6-349701 and US Pat. No. 5,534,970 corresponding thereto.
  • the slit-shaped illumination area defined by the reticle blind on the reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn is irradiated with illumination light (exposure light) IL as an energy beam with substantially uniform illuminance.
  • illumination light IL ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as an example.
  • illumination light IL it is also possible to use far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or ultraviolet emission lines (g-line, i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp.
  • a fly-eye lens As the optical integrator, a fly-eye lens, a rod integrator (an internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like can be used.
  • a rod integrator an internal reflection type integrator
  • a diffractive optical element or the like.
  • Reticle stage RST On reticle stage RST, reticle R force S is fixed by, for example, vacuum suction.
  • Reticle stage RST is perpendicular to the optical axis of illumination system 10 (corresponding to optical axis AX of the optical system described later) by reticle stage drive unit 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) including, for example, a linear motor.
  • reticle stage drive unit 11 including, for example, a linear motor.
  • it can be driven minutely in the XY plane, and the specified travel direction (here, the Y-axis direction, which is the left-right direction in the page in FIG. 1), is specified. It can be driven at a low speed.
  • the position of reticle stage RST in the XY plane is always adjusted by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticular interferometer”) 16 via moving mirror 15 with a resolution of, for example, about 0.5-lnm. Detected.
  • reticle interferometer reticle laser interferometer
  • moving mirror 15 with a resolution of, for example, about 0.5-lnm.
  • a moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction and a moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction are provided.
  • the force provided with the reticle Y interferometer and the reticle X interferometer are shown as a movable mirror 15 and a reticle interferometer 16 in FIG.
  • the end surface of reticle stage RST may be mirror-finished to form a reflecting surface (corresponding to the reflecting surface of movable mirror 15).
  • at least one corner cube mirror (for example, a retroreflector) is used instead of the reflecting surface extending in the X-axis direction, which is used for detecting the position of the reticle stage RST in the running direction (Y-axis direction in this embodiment).
  • the reticle Y interferometer and the reticle X interferometer for example, the reticle Y interferometer is a two-axis interferometer having two measurement axes, and the reticle stage RST is based on the measurement value of the reticle Y interferometer.
  • ⁇ z rotation around the Z axis
  • Main controller 20 drives and controls reticle stage RST via reticle stage drive unit 11 (see FIG. 6) based on position information of reticle stage RST.
  • the optical unit PU is disposed below the reticle stage RST in FIG.
  • the optical unit PU includes a lens barrel 40 and a plurality of optical elements held in the lens barrel in a predetermined positional relationship, specifically, a plurality of lenses (lens elements) having a common optical axis AX in the Z-axis direction. And an optical system 42 which is a force.
  • a hydrostatic bearing is provided at the lower end of the lens barrel 40 (at the tip of the lens barrel 40 portion holding the optical element (optical member) closest to the image plane (wafer W side) constituting the optical system 42). As shown in FIG.
  • a solid immersion lens (hereinafter abbreviated as “SIL”) 22 is disposed inside the central opening of the hydraulic pad 32. reference).
  • the SIL 22 is composed of a plano-convex lens, and its plane (hereinafter referred to as “lower surface” for convenience) faces downward, and its lower surface is substantially flush with the bearing surface of the hydraulic pad 32.
  • SIL22 has refractive index n force 3 ⁇ 4
  • the optical system 42 in the lens barrel 40 and the SIL 22 are used to project, for example, a bilateral telecentric and a refractive optical system having a predetermined projection magnification (for example, 1/4 or 1/5).
  • the optical system is substantially constructed.
  • this projection optical system is referred to as projection optical system PL.
  • the reticle in the illumination area passes through the projection optical system PL by the illumination light IL that has passed through the reticle R.
  • a reduced image of the circuit pattern of R (a reduced image of a part of the circuit pattern) is irradiated with illumination light conjugate to the illumination area on the wafer W coated with a resist (photosensitive agent) on the surface (hereinafter referred to as “exposure area”). Is also called).
  • the specific plurality of lenses is controlled by the imaging characteristic correction controller 81 based on a command from the main control device 20.
  • the optical characteristics (including image formation characteristics) of the projection optical system PL such as magnification, distortion, coma aberration, and field curvature (including image plane tilt) can be adjusted.
  • the wafer table TB is made of a rectangular plate member, and an auxiliary plate 24 having a circular opening (see FIG. 2) formed in the center is fixed to the surface of the wafer table TB.
  • an auxiliary plate 24 having a circular opening (see FIG. 2) formed in the center is fixed to the surface of the wafer table TB.
  • the dimension of the gap D is set to be 3 mm or less.
  • the wafer W has a notch (V-shaped notch) in a part thereof, but the dimension of this notch is smaller than the gap D and is about lmm, and is not shown.
  • a circular opening is formed in a part of the auxiliary plate 24, and the reference mark plate FM is fitted in the opening so that there is no gap.
  • the surface of the fiducial mark plate FM is the same surface as the auxiliary plate 24.
  • various fiducial marks are used for reticle alignment (to be described later) and baseline measurement of the alignment detection system ALG (to be described later).
  • an elastic body 25 is incorporated between the auxiliary plate 24 and the wafer table TB as shown in FIG. In this case, when the hydraulic pad 32 is not located above the auxiliary plate 24, the upper surface of the auxiliary plate 24 is set to be always lower than the upper surface of the wafer.
  • the upper surface of the auxiliary plate 24 rises to a height that matches the upper surface of the wafer W due to the balance between the positive pressure and the negative pressure of the hydraulic pad 32. ing.
  • the gap between the hydraulic pad 32 and the upper surface of the auxiliary plate 24 facing it is kept constant, so that the pressure can be kept constant and the amount of water leakage can be made almost zero.
  • the wafer table TB is not only moved in the running direction (Y-axis direction), but also moved in such a manner that a plurality of shot areas on the wafer W can be positioned in an exposure area conjugated with the illumination area.
  • a non-scanning direction (X-axis direction) orthogonal to the direction is configured to be movable by a driving device described later.
  • a water pressure pad 34 as a hydrostatic bearing is disposed on the lower surface (back surface) side of the wafer table TB so as to face the water pressure pad 32 described above.
  • the hydraulic pad 34 is fixed to the upper surface of the fixing member 36.
  • the wafer table TB, the wafer W on the wafer table TB, the force hydraulic pad 32, and the hydraulic pad 34 are held in a non-contact manner from above and below.
  • the configuration of the hydraulic pad 34 and the piping system connected thereto will be described later.
  • FIG. 2 shows the configuration of the driving device 50 together with the wafer table TB and the like in a perspective view.
  • FIG. 3 shows the XZ sectional force of the driving device 50 for supplying and draining water to the hydraulic pads 32 and 34 described above. It is shown schematically together with the piping system.
  • the driving device 50 is a stage 52 (supporting the wafer table TB movably from below)
  • the stage 52 is integrated with the stage 52 and the first drive mechanism that drives the wafer table TB with respect to the stage 52 in the Y-axis direction, which is the scanning direction.
  • a second drive mechanism for driving the wafer table TB in the X-axis direction is a stage 52 (supporting the wafer table TB movably from below).
  • the stage 52 is formed of a rectangular frame-shaped member (see FIG. 3). As shown in FIG. 2, for example, a predetermined value is provided in the X-axis direction on one side and the other side of the bottom surface in the Y-axis direction.
  • a pair of X movers 54A and 54B is provided which is composed of a magnetic pole unit having a plurality of permanent magnets arranged at intervals.
  • X stators 56A and 56B respectively, consisting of armature units constituting X axis linear motors 58A and 58B, are respectively extended in the X axis direction.
  • the X stators 56A and 56B are arranged at a predetermined interval in the Y axis direction within the same XY plane, and are respectively supported by support members (not shown).
  • the X stators 56A and 56B have a U-shaped cross section in which the X movers 54A and 54B can be inserted, and at least one surface where the X movers 54A and 54B face each other has an X axis It has a plurality of armature coils arranged at predetermined intervals in the direction.
  • the wafer table TB is driven in the X-axis direction integrally with the stage 52 by the X-axis linear motors 58A and 58B configured as described above. That is, at least a part of the second drive mechanism is configured by the X-axis linear motors 58A and 58B.
  • the wafer table TB has a plurality of air bearings 48 provided in the vicinity of one end and the other end in the X-axis direction of the bottom surface of the stage 52. It is levitated and supported above the upper surface through a clearance of about several ⁇ m.
  • a plurality of wafer tables TB are arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction, for example, at the substantially central position in the Y-axis direction on one side and the other end surface of the X-axis direction.
  • a pair of Y movers 60A and 60B each consisting of a magnetic pole unit with a permanent magnet, are provided. Together with these Y movers 60A and 60B, the Y stators 62A and 62B that make up the Y axis linear motors 64A and 64B, respectively. It is extended.
  • Each of the Y stators 62A and 62B is configured by, for example, an armature unit having a plurality of armature coils arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction.
  • Wafer table TB is Y-axis direction by Y-axis linear motor 64A, 64B Driven by.
  • the wafer table TB can be rotated around the Z axis by slightly changing the driving force generated by the Y axis linear motors 64A and 64B.
  • U-shaped permanent magnets 66A and 66B that constitute a voice coil motor are provided together with the Y stator 62B. These voice coil motors drive the wafer table TB minutely in the X-axis direction. In the following, these voice coil motors are also referred to as boil coil motors 66A and 66B, using the same reference numerals as the permanent magnets that are the movers.
  • the first drive mechanism is constituted by the Y-axis linear motors 64A and 64B and the voice coil motors 66A and 66B.
  • an off-axis alignment detection system ALG is provided on the side surface of the lens barrel 40 of the optical unit PU.
  • the alignment detection system ALG irradiates the target mark with a broadband detection light beam that does not sensitize the resist on the wafer, and the image of the target mark formed on the light receiving surface by the reflected light from the target mark is inconsistent.
  • An image processing type FIA (Field Image Alignment) type alignment sensor is used to pick up an image of the index shown in the figure using an image pickup device (CCD) or the like and output the image pickup signal. Based on the output of this alignment detection system ALG, the position of the reference mark on the reference mark plate FM and the alignment mark on the wafer in the X and Y two-dimensional directions can be measured.
  • a taper portion 40a whose diameter decreases toward the lower side is formed at the end (lower end) of the lens barrel 40 of the optical unit PU.
  • the lens closest to the image plane (not shown) constituting the optical system 42 that is, the second closest lens to the image plane constituting the projection optical system PL is arranged inside the tapered portion 40a.
  • the hydraulic pad 32 attached below the lens barrel 40 has, for example, a thick cylindrical shape (doughnut shape) having an outer diameter of 60 mm, an inner diameter of about 3 ⁇ 45 mm, and a height of about 20 mm to 50 mm. What has is used.
  • This hydraulic pad 32 has an XY flat bearing surface (bottom surface). A surface (upper surface) opposite to the bearing surface is fixed to the lower end surface of the lens barrel 40 in a state parallel to the surface. As a result, in this embodiment, the positional relationship between the hydraulic pad 32 and the projection optical system PL is maintained constant with respect to the optical axis AX direction of the projection optical system PL.
  • FIG. 3 and FIG. 4 which is a bottom view of the hydraulic pad 32
  • the bearing surface (bottom surface) of the hydraulic pad 32 has an annular drain groove 68 as a liquid discharge groove (and groove).
  • An annular water supply groove 70 as a liquid supply groove (and groove) and an annular drainage groove 72 as a liquid discharge groove (and groove) are formed concentrically in order from the inside to the outside. Yes.
  • the area ratio of the groove 72 is determined so that the force due to each positive pressure and negative pressure is balanced.
  • a plurality of through holes 74 penetrating in the vertical direction are formed at substantially equal intervals on the inner bottom surface of the drain groove 72 (inner upper surface in FIG. 3), and one end of the drain pipe 76 is connected to each through hole 74. It has been.
  • a plurality of through holes 78 penetrating in the vertical direction are formed at substantially equal intervals on the inner bottom surface of the water supply groove 70 (inner upper surface in FIG. 3), and one end of the water supply pipe 80 is formed in each through hole 78. Are connected to each other.
  • a plurality of through holes 82 penetrating in the vertical direction are formed at substantially equal intervals on the inner bottom surface of the drain groove 68 (inner upper surface in FIG. 3), and one end of the drain pipe 84 is formed in each through hole 82. Are connected to each other.
  • each of the water supply pipes 80 is connected to the other end of a supply pipe line 90 having one end connected to the liquid supply device 88 via a valve 86a.
  • the liquid supply device 88 includes a liquid tank, a pressure pump, a temperature control device, and the like, and is controlled by the main control device 20. In this case, when the liquid supply device 88 is activated when the corresponding valve 86a is open, for example, the temperature is approximately the same as the temperature in the chamber (not shown) in which the exposure apparatus 100 (the main body) is housed.
  • a predetermined liquid for immersion whose temperature is controlled by a temperature control device is supplied into the water supply groove 70 of the hydraulic pad 32 through the supply pipe 90, the water supply pipe 80 and the through hole 78 in order.
  • the valves 86a provided in each water supply pipe 80 are collectively referred to as a valve group 86a (see FIG. 6).
  • water that transmits ArF excimer laser light (light of 193.3 nm)
  • water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at semiconductor manufacturing plants and the like, and has no adverse effect on the photoresist, optical lenses, etc. on the wafer.
  • ultrapure water does not have an adverse effect on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the wafer and the surface of SIL22.
  • each drainage pipe 76 is connected to the other end of a drainage channel 94, one end of which is connected to the liquid recovery device 92, via a valve 86b.
  • the liquid recovery device 92 includes a liquid tank, a vacuum pump (or a suction pump), and the like, and is controlled by the main controller 20.
  • the valves 86b provided in each drain pipe 76 are collectively described as a valve group 86b (see FIG. 6).
  • each drain pipe 84 is drawn into an internal space of a water tank (not shown), and the internal space of the water tank is open to the atmosphere.
  • the hydraulic pad 34 has a thick cylindrical shape (doughnut shape) having an outer diameter of 60 mm, an inner diameter of about 35 mm, and a height of about 20 mm to 50 mm. Is used.
  • the hydraulic pad 34 is fixed to the upper surface of the fixing member 36 with its bearing surface (upper surface) being parallel to the XY plane.
  • An XY two-dimensional scale (not shown) is formed on the back surface of the wafer table TB, and an optical (or magnetic) encoder 96 capable of reading the XY two-dimensional scale is provided at the center of the hydraulic pad 34. Is provided inside the opening. Therefore, in a state where a part of the wafer table TB faces the encoder 96, the encoder 96 can measure the positional information of the wafer table TB in the XY plane with a predetermined resolution, for example, 0.2 nm. The measured value of the encoder 96 is supplied to the main controller 20 (see FIG. 6).
  • the wafer table TB is firmly held by the upper and lower hydraulic pads 32, 34, the wafer included in the measured value of the encoder 96 where the deflection of the wafer table TB between the hydraulic pads 32, 34 is eliminated. Sign error due to table TB deflection is extremely small.
  • the water supply groove 102 as one fluid supply groove (and groove) and the outer and inner fluid discharge grooves (and ⁇ Non-water as groove), grooves 104, 106 and force S are formed.
  • a plurality of through holes communicating with the bottom surface of the hydraulic pad 34 are formed in the grooves 102, 104, and 106, respectively, as described above.
  • each of the plurality of water supply pipes 108 is connected to each of the water supply grooves 102 via each of the plurality of through holes, and the other end of each water supply pipe 108 is supplied with liquid via a valve 86c and a water supply path (not shown). It is connected to a device 114 (not shown in FIG. 3, see FIG. 6).
  • the liquid supply device 114 is configured in the same manner as the liquid supply device 88 described above.
  • each of the plurality of drain pipes 110 is connected to each of the outer drain grooves 104 via each of the plurality of through holes, and the other end of each drain pipe 110 is connected to a valve 86d and a collection path (not shown). And is connected to a liquid recovery device 116 (not shown in FIG. 3, see FIG. 6).
  • the liquid recovery device 116 is configured in the same manner as the liquid recovery device 92 described above.
  • the inner drain groove 106 is connected to one end of each of the plurality of drain pipes 112 through each of the plurality of through holes, and the other end of each drain pipe 112 is connected to a valve 86e and an unillustrated It is connected to the liquid recovery apparatus 116 via the recovery path. That is, in the hydraulic pad 34, the inner drain groove 106 is not in an open state.
  • valves 86c provided at the other ends of the plurality of water supply pipes 108 are collectively described as a valve group 86c (see FIG. 6).
  • valves 86d and 86e provided at the other ends of the plurality of water distribution pipes 110 and 112 are collectively described as valve groups 86d and 86e, respectively (see FIG. 6).
  • valves in addition to opening and closing, adjustment valves (for example, flow control valves) capable of adjusting the opening are used. These valves are controlled by the main controller 20 (see Fig. 6).
  • FIG. 6 a part of the configuration of the control system of exposure apparatus 100 is omitted and shown in a block diagram.
  • This control system is mainly composed of a main controller 20 composed of a workstation (or a microcomputer).
  • main controller 20 starts supplying water from liquid supply device 88 to upper hydraulic pad 32 with valve group 86a opened at a predetermined opening, and sets valve group 86b.
  • the liquid recovery device 92 is started to operate while being opened at a constant opening.
  • water of a predetermined pressure positive pressure
  • the water is recovered in the liquid recovery device 92 through the water supply groove 70 of the hydraulic pad 32 and between the bearing surface of the hydraulic pad 32 and the wafer W through the drain groove 72, each through hole 74, the drain pipe 76 and the drain channel 94.
  • the main controller 20 opens the valve group 86c at a predetermined opening degree and opens the lower hydraulic pad from the liquid supply device 114.
  • Water supply to 34 is started, and the operation of the liquid recovery device 116 is started with the valve groups 86d and 86e opened at predetermined openings.
  • water of a predetermined pressure positive pressure
  • the liquid recovery device After reaching the space between the bearing surface of the 34 water supply groove 10 2 and the hydraulic pad 34 and the wafer table TB, the liquid recovery device is passed through the drainage grooves 104, 106 and through holes, and the water distribution pipes 110, 112. It is collected in device 116 (see Fig. 5).
  • the main controller 20 controls the valve group 86d so that the amount of water supplied to the hydraulic pad 34 and the amount of water discharged through the drain grooves 104, 106 of the hydraulic pad 34 are substantially the same.
  • 86e the opening of each valve, the pressure of the water supplied from the liquid supply device 114, the negative pressure generated by the liquid recovery device 116 inside each of the water pipes 110 and 112, and the like.
  • the thickness of the water layer between the bearing surface of the hydraulic pad 34 and the back surface of the wafer table TB is always constant, and the wafer tape TB TB is supported by the hydraulic pad 34 with high rigidity.
  • the water pressure between the hydraulic pad 34 and the wafer table TB acts as a pre-pressure (pressurizing pressure) for the upper hydraulic pad 32. To do. That is, the wafer table TB is always pressed from below with a constant force.
  • the main controller 20 controls the opening of each valve of the valve groups 86a and 86b, the liquid supply so that the amount of water supplied to the hydraulic pad 32 is slightly larger than the amount drained from the drain groove 72.
  • the pressure of water supplied from the device 88 and the negative pressure generated by the liquid recovery device 92 inside each water pipe 76 are set. Therefore, the remaining water supplied to the hydraulic pad 32 and not drained from the drain groove 72 fills the space between the bearing surface of the hydraulic pad 32 and the wafer W (including the space below the SIL 22). The water is drained to the outside through each through hole 82 and drain pipe 84 formed in the drainage groove 68.
  • the drainage groove 68 is a passive drainage groove that is open to the atmosphere, the water existing between the SIL 22 and the wafer W is open to the atmosphere. Therefore, almost no water pressure is applied to SIL22 and no stress is generated.
  • the water in the vicinity of the water supply groove 70 is under high pressure (positive pressure), giving the hydraulic pad 32 high load capacity and rigidity.
  • a constant amount of water is always sent between the hydraulic pad 32 and the surface of the wafer W, and a certain amount of water is constantly recovered by the liquid recovery device 92. .
  • the gap between the bearing surface of the hydraulic pad 32 and the surface of the wafer W is maintained constant.
  • the wafer table TB and the peripheral region portion of the SIL 22 of the wafer W placed on the wafer table TB are held in the vertical force by the hydraulic pads 32 and 34, and It is supported with high rigidity.
  • the flow indicated by arrow F is an incompressible viscous fluid, and water, which is a Newtonian fluid that satisfies Newton's law of viscosity, is subject to shear force due to relative displacement between the wafer W surface and the bottom surface of SIL22. Is a laminar Couette flow.
  • the laminar flow is directed in accordance with the driving direction. Will occur, so the water below SIL22 will be replaced. It ’s a sea urchin.
  • the main controller 20 causes the above-described hydraulic pad to
  • the water supply operation for 32 and 34 is started, and as described above, the wafer table TB and the wafer W force hydraulic pad 32 and 34 placed on the wafer table TB are sandwiched with high rigidity.
  • the main controller 20 drives to the acceleration start position for the exposure of the first shot area (first shot) as the first partition area on the wafer W based on the result of wafer alignment.
  • the wafer table TB is moved via the device 50.
  • main controller 20 causes reticule stage drive unit 11 and first drive mechanism of drive unit 50 (Y-axis linear motors 64A and 64B and voice coil). Relative staggering in the Y-axis direction between reticle stage RST and wafer tape tape TB is started via motors 66A and 66B). Then, when reticle stage RST and wafer table TB reach their respective target speeds and reach a constant-speed synchronized state, the pattern area of reticle R is illuminated by illumination light (ultraviolet pulse light) IL from illumination system 10. At the beginning, the strike exposure is started.
  • illumination light ultraviolet pulse light
  • Main controller 20 uses the projection magnification of projection optical system PL, in particular during the above-described scanning exposure, movement speed Vr of reticle stage RST in the Y-axis direction and movement speed Vw of wafer table TB in the Y-axis direction. Synchronous control is performed so as to maintain the speed ratio according to.
  • the main controller 20 causes the wafer to pass through the second drive mechanism (X-axis linear motors 58A, 58B) of the drive unit 50.
  • the table TB is moved stepwise in the X-axis direction, for example, and moved to the acceleration start position for exposure of the second shot on the wafer W (shot area as the second partition area).
  • the same scanning exposure as described above is performed on the second shot on the wafer W.
  • At least a part of the bearing surface of 32 may cause the force of the wafer W to be removed. Since the auxiliary plate 24 is provided around the wafer W on the wafer table TB, the bearing surface of the hydraulic pad 32 is provided. The total force of the wafer is kept facing either the wafer W or the auxiliary plate. In this case, as described above, when the hydraulic pad 32 is located above the auxiliary plate 24, the upper surface of the auxiliary plate 24 coincides with the upper surface of the wafer W due to the balance between the positive pressure and the negative pressure of the hydraulic pad 32. The water supplied to the hydraulic pad 32 is sandwiched between the hydraulic pad 32 and the auxiliary plate 24 or the wafer W because it rises to the height. Can prevent leakage of water.
  • the hydraulic pad 32, the liquid supply device 88, the liquid recovery device 92 and the water supply / drainage system connected to them (specifically, the drainpipe 76, A liquid bearing device is constituted by the water supply pipe 80, the drain pipe 84, the valve groups 86a and 86b, the supply pipe 90 and the drain 94).
  • the distance with respect to the surface of the projection optical system PL in the optical axis AX direction (Z-axis direction) is maintained at a predetermined dimension (for example, about 10 zm).
  • a water pressure pad 34 as a hydrostatic bearing is disposed opposite to the water pressure pad 32, and the bearing surface facing the back surface of the wafer table TB and the wafer are arranged by the water pressure pad 34.
  • the gap between the bearing surface and the back surface of the wafer table TB is maintained by supplying water between the table and the static pressure of the water.
  • the wafer table TB, the wafer W on the wafer table TB, the force hydraulic pad 32, and the hydraulic pad 34 are sandwiched from above and below.
  • the distance between the bearing surface of each of the hydraulic pads 32 and 34 and the wafer W or wafer table TB can be kept stable and constant, for example, about 10 ⁇ m or less.
  • liquid hydrostatic bearings such as hydraulic pads generate static pressure of water (liquid), which is an incompressible fluid between the bearing surface and the object to be supported (wafer W or wafer table TB).
  • the distance between the bearing surface where the bearing rigidity is high and the object to be supported can be kept stable and constant. Also, water (liquid) has better vibration damping than gas (for example, air) and liquid with higher viscosity than gas.
  • gas for example, air
  • the wafer table TB and the wafer W are not displaced in the Z-axis direction (optical axis AX direction) at least in the exposure area and the vicinity thereof when moving. .
  • the exposure apparatus 100 of the present embodiment it is possible to almost certainly prevent the occurrence of defocus due to the movement of the wafer table TB without providing a focus position detection system such as a focus sensor.
  • the pattern of the reticle R can be transferred to a plurality of shot areas on the wafer W.
  • wafer table TB and wafer W force C A band-like area around SIL22 (area corresponding to the bearing surface of hydraulic pads 32 and 34) that includes the projected area (exposure area) of the pattern onto W.
  • the hydraulic pads 32 and 34 are highly rigid and narrow.
  • the rigidity of the wafer table TB itself does not have to be so high.
  • the wafer table TB can be made thinner, and the weight of the wafer table TB can be reduced, and the position controllability can be improved accordingly.
  • the thickness of the wafer table TB can be set to about 1/4 or less of the conventional thickness. That is, the thickness of the wafer table TB can be set to about 10 mm or less.
  • water having a refractive index higher than that of air ie, between the lower surface of SIL 22 that is the optical member closest to the image plane of projection optical system PL and the surface of wafer W
  • the wafer W is exposed by the illumination light IL through the pattern area of the reticle R, the projection optical system PL, and water in a state where the (high refractive index fluid) is always present.
  • immersion exposure is performed, and the wavelength of the illumination light IL on the wafer W surface can be shortened to lZn times the wavelength in air (where n is the refractive index of the liquid and n is 1.4 in the case of water).
  • the effective depth of focus is approximately n times greater than in air. Therefore, exposure with high resolution becomes possible. If it is sufficient if the same depth of focus as that used in the air can be secured, the numerical aperture (NA) of the projection optical system PL can be increased, and the resolution is improved in this respect as well.
  • NA numerical aperture
  • the projection optical system PL is used when exposing a shot area around the wafer W or when exchanging the wafer on the wafer table TB after the exposure is completed. Even if the wafer table TB is moved to a position where the projection optical system PL is detached from the wafer W with water held between (SIL22) and the wafer W, the water between the projection optical system PL and the auxiliary plate 24 can be removed. It is possible to prevent the outflow of water. As a result, various inconveniences caused by the outflow of water can be avoided.
  • the gap between the auxiliary plate 24 and the wafer W is set to 3 mm or less.
  • the wafer table TB When the wafer table TB is moved from a state where the wafer W is below the projection optical system PL to a position where the wafer W is removed from the projection optical system PL, the wafer W and the auxiliary plate 24 are moved during the movement. The water is prevented from flowing into the gap due to the surface tension of the water.
  • the pattern of the reticle R can be transferred to each of a plurality of shot areas on the wafer W with extremely high accuracy due to various effects as described above. Become. It is also possible to perform exposure with a wider depth of focus than in the air.
  • C The distance from the W surface is about 10 xm, which is the distance between the bearing surface of the hydraulic pad 32 and the wafer W, and the amount of liquid (water) supplied for immersion exposure is reduced, and the liquid immersion Water can be collected quickly after the light is finished, and this makes it easy to dry the wafer W after the collection.
  • the thickness of the water layer is extremely small, the absorption of the illumination light IL by the water is small. Further, optical aberration due to nonuniformity of the water temperature distribution can be suppressed.
  • the force described in the case where the wafer table TB and the wafer W are sandwiched by the hydraulic pads 32, 34 from above and below with high rigidity, particularly the hydraulic pad 34 below the wafer table TB is mainly used. Since the purpose is to apply a certain preload (pressure) to the upper hydraulic pad 32, it is not necessarily provided if a certain upward force can be applied to the back surface of the wafer table TB. It is not necessary.
  • the hydraulic pad 34 instead of the hydraulic pad 34, other types of fluid bearings, for example, gas static pressure bearings that utilize the static pressure of pressurized gas, a type having high bearing rigidity, for example, a vacuum preload type air bearing or the like, should be used. Is also possible.
  • the hydraulic pad 32 is not limited to this.
  • the liquid for immersion exposure may be supplied to the space between the projection optical system PL and the wafer W through a completely independent supply path.
  • the present invention is applied to an exposure apparatus that performs immersion exposure.
  • a moving body such as a wafer table TB is supported using a liquid hydrostatic bearing such as a hydraulic pad. This technique can be suitably applied to an exposure apparatus that does not perform immersion exposure.
  • the liquid hydrostatic bearing maintains the distance between the bearing surface and the surface of the substrate (wafer) in the optical axis direction of the projection optical system at a predetermined dimension (for example, about 10 xm).
  • a hydrostatic bearing uses a hydrostatic pressure, which is an incompressible fluid between the bearing surface and the object to be supported (substrate).
  • the distance between the surface and the substrate can be kept stable and constant.
  • a liquid eg pure water
  • a gas eg air
  • the donut-shaped hydraulic pads 32 and 34 are respectively arranged on the upper side of the wafer W on the wafer table TB (the image plane side of the projection optical system PL) and on the lower side of the wafer table TB.
  • the present invention is not limited to this, and a liquid hydrostatic bearing having a rectangular (rectangular) annular bearing surface surrounding the exposure area (reticle pattern projection area) is provided at least one of the hydraulic pads 32 and 34 described above. It may replace with and may provide.
  • a plurality of small hydraulic pads may be attached in the vicinity of the lower end of the projection optical system PL so as to surround the exposure area (projection area of the reticle pattern).
  • a plurality of small hydrostatic bearings are arranged opposite to the area corresponding to the area surrounding the exposure area (reticle pattern projection area) on the back side of the wafer tape TB TB. Even if it is good.
  • one or more hydraulic pads provided in place of the hydraulic pad 32 may be arranged on the image plane side of the projection optical system PL while maintaining the positional relationship with the projection optical system PL.
  • the focus position detection system (focus sensor) is not particularly provided. However, when the focus sensor is required, at least one measurement point is connected to the surface of the wafer W. A gap sensor that measures the distance between the two is attached to the hydraulic pad 32 and is generated inside the exhaust pipe 76 connected to the hydraulic pad 32 according to the measured value of the gap sensor. It is also possible to adjust the position (focus) of the wafer W surface in the Z-axis direction by adjusting the negative pressure by the liquid recovery device (or main controller 20).
  • the gap sensor is a pressure sensor that attaches a diaphragm to a part of the hydraulic pad 32, measures the difference between the water pressure acting on the diaphragm and the atmospheric pressure, and converts the difference into distance.
  • I can.
  • a capacitance sensor or the like can be used.
  • the detection light is irradiated onto the wafer W through at least a part of the optical elements of the projection optical system PL, and the reflected light is received to measure the distance between the projection optical system PL and the wafer W.
  • the distance between the hydraulic pad 32 and the wafer W surface may be adjusted according to the measured value.
  • the XY two-dimensional scale formed on the back surface of the wafer table TB is read using the optical (or magnetic) encoder 96, so that the XY plane of the wafer table TB is obtained. It is also possible to measure the position information in the XY plane of the wafer table TB using a laser interferometer that the present invention is not limited to the force S for measuring the position information in the wafer.
  • the measuring surface from the interferometer 18 (only the interferometer used for measurement in the X-axis direction is shown in Fig. 7) is irradiated onto the reflection surface thus formed, and the interferometer In 18, the reflected light is received to measure the position of the wafer table TB in the X-axis direction and the Y-axis direction with a resolution of, for example, about 0.5-lnm.
  • the interferometer a multi-axis interferometer having a plurality of measurement axes can be used as the interferometer.
  • rotation (Shaing ( ⁇ ⁇ rotation that is rotation around the ⁇ axis)), rolling ( ⁇ y rotation that is rotation around the ⁇ axis) and pitching ( ⁇ X that is rotation around the X axis) Rotation)) can also be measured.
  • the split lens 150 shown in FIG. 8 has a slight radius of curvature around the same point as the lower hemispherical first partial lens 152a and the outer surface (part of the spherical surface) of the first partial lens.
  • a second partial lens 152b having a spherical surface having a large radius of curvature as its inner surface (inner surface) and a spherical surface centered on a point different from the center of the first partial lens 152a as an outer surface (outer surface). It is configured.
  • the first partial lens 152a is a plano-convex lens
  • the second partial lens 152b is a concave meniscus lens.
  • the split lens 150 configured as described above can be used in place of the SIL 22 in the above embodiment.
  • the second partial lens 152b is integrally attached to the lens barrel 40, and the first partial lens 152a is mounted on the hydraulic pad 32 so that the bearing surface thereof and the lower surface of the first partial lens 152a are substantially flush with each other. Hold. Then, not only the space below the first partial lens 152a (between the wafer W) but also the gap between the first partial lens 152a and the second partial lens 152b (such as water) To satisfy. If such a configuration is adopted, the first partial lens 152a moves up and down together with the hydraulic pad 32 when an excessive load is applied to the first partial lens 152a due to the hydraulic pressure acting on the first partial lens 152a.
  • the first part lens 152a and the hydraulic pad 32 are moved up and down so that the pressure in the water supply groove (positive pressure) and the pressure in the drainage groove (negative pressure) are set to be just balanced.
  • the thickness of the water layer (water film) below the lens 152a becomes constant, and the first partial lens 152a moves up and down, so that the optical path changes and the focus position is automatically adjusted. ing.
  • the split lens 150 is a projection optical system in which the upper optical element close to the pupil plane of the force projection optical system PL divided into a plano-convex lens and a concave meniscus lens is a plano-convex lens.
  • the lower optical element close to the image plane of the system PL may be a non-refractive parallel plane plate.
  • the image characteristics such as the image plane of the projection optical system PL change due to the variation of the parallel plane plate, the movement of some lenses of the projection optical system, the movement of the reticle, At least one of the fine adjustments may be performed to compensate for the change in the imaging characteristics.
  • the force described in the case where the present invention is applied to an exposure apparatus that includes one wafer table TB and one stage 52 that supports the wafer table is not limited thereto.
  • the present invention may be applied to an exposure apparatus provided with a plurality of, for example, two wafer tables TB and two stages.
  • FIG. 9 is a plan view showing the configuration of a wafer stage apparatus 300 that constitutes the exposure apparatus of the second embodiment.
  • the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
  • the optical unit PU and the alignment detection system ALG ′ similar to the alignment detection system ALG are arranged at a predetermined distance in the Y-axis direction.
  • the drive unit 50 described above is disposed below the optical unit PU, and the wafer W is mounted on the wafer table TBI mounted on the stage 52 constituting the drive unit 50.
  • An XY stage device 180 is arranged below the alignment detection system ALG '.
  • the wafer table TB2 is mounted on the stage 171 constituting the XY stage apparatus 180, and the wafer W is placed on the wafer table TB2.
  • the XY stage device 180 includes a stage 171 made of a rectangular member having the same shape as the outer shape of the stage 52 described above, an X-axis linear motor 178 that drives the stage 171 in the X-axis direction, and the X-axis linear motor 178.
  • the stage 171 is integrally provided with a pair of Y-axis linear motors 176A and 176B that drive in the Y-axis direction.
  • the Y-axis linear motors 176A and 176B are arranged close to one end and the other end in the X-axis direction of the X stator 56 ⁇ constituting the driving device 50, and extend in the ⁇ -axis direction respectively.
  • one ⁇ stator 172A and one ⁇ mover 174A generate a driving force that drives the ⁇ mover 174A in the ⁇ -axis direction by electromagnetic interaction between the ⁇ linear motor 176A.
  • ⁇ ⁇ Linear motor 176B is generated by the other ⁇ stator 172B and the other ⁇ mover 174B to generate a driving force that drives the ⁇ mover 174 ⁇ in the ⁇ axis direction by electromagnetic interaction between them. Is configured.
  • ⁇ Movers 174A and 174B are respectively fixed to one end and the other end of an X stator (X-axis linear guide) that extends in the X-axis direction that constitutes the X linear motor 178 described above.
  • the stage 171 is provided with an X mover, and the stage 17 1 is moved to the X by the X linear motor 178 composed of the X mover and the X stator 178. Driven in the axial direction.
  • the stage 171 is driven in the X-axis direction by the X linear motor 178, and the stage 171 is integrally formed with the X linear motor 178 by the pair of linear motors 176A and 176B. It is driven in the axial direction.
  • saddle stators 162A, 162 are extended in the saddle axis direction, respectively.
  • the wafer table TBI, TB2 is configured in exactly the same way as the wafer table TB described above, and similarly, the Y mover 60A and the permanent magnets 66A, 66B at one end and the other end in the X-axis direction. Y mover 60B, respectively.
  • ⁇ movable element 60A provided on wafer table TBI is engaged with Y stator 62A on stage 52 (the state of FIG. 9). Not only does electromagnetic interaction with 62A occur, generating Y-axis driving force, but also when engaged with Y stator 162A on stage 171, with Y stator 162A Electromagnetic interaction is performed between them, and a driving force in the Y-axis direction is generated.
  • Y mover 60A provided on wafer table TB2 is Y on stage 171.
  • the Y stator 162A In the state engaged with the stator 162A (the state shown in FIG. 9), the Y stator 162A not only generates electromagnetic driving force with the Y stator 162A but also generates a driving force in the Y-axis direction.
  • electromagnetic interaction is performed with the Y stator 62A, and a driving force in the Y-axis direction is generated.
  • the Y mover 60B provided on the wafer table TBI engages with the Y stator 62B on the stage 52 (in the state shown in FIG. 9), and electromagnetically interacts with the Y stator 62B.
  • electromagnetic interaction with the Y-stator 162B is performed in the Y-axis direction. The driving force is generated.
  • the Y mover 60B provided on the wafer table TB2 is engaged with the Y stator 162B on the stage 171 (the state shown in FIG. 9), and electromagnetically interacts with the Y stator 162B.
  • electromagnetic interaction with the Y-stator 62B is performed in the Y-axis direction. The driving force is generated.
  • each of permanent magnets 66A and 66B provided on wafer table TBI is engaged with Y stator 62B (in the state shown in Fig. 9), and wafer table TBI is placed on stage 52 in the X-axis direction.
  • a voice coil motor that finely drives the wafer table TBI on the stage 171 in the X-axis direction when the Y stator 162B is engaged with each other is configured.
  • each of the permanent magnets 66A and 66B provided on the wafer table TB2 is engaged with the Y stator 162B (the state shown in FIG. 9), and the wafer table TB2 is minutely moved on the stage 171 in the X-axis direction.
  • a voice coil motor that minutely drives the wafer table TB2 on the stage 52 in the X-axis direction in a state of being engaged with the ⁇ stator 62B.
  • the following processing sequence can be performed under the control of the main controller.
  • the wafer table TB 2 (or TBI) holding the wafer W is mounted on one stage 171 and the alignment mark formed on the wafer W on the wafer table TB2 (or TBI) is mounted.
  • the detection operation (for example, EGA wafer alignment measurement operation) is mounted on the other stage 52 in parallel with the wafer table TB2 (or TBI) being driven two-dimensionally below the alignment detection system ALG '.
  • the above-described step-and-scan exposure operation for the wafer W held on the wafer table TBI (or TB2) is performed while the wafer table TBI (or TB2) is driven by the driving device 50.
  • stage 171 is moved to the position closest to the stage 52 using the Y-axis linear motors 176A and 176B, and the positions of both the stages 171, 52 in the X-axis direction are moved. Adjust the positional relationship in the X-axis direction of both stages 171 and 52 so that they match.
  • the wafer table TBI (or TB2) holding the exposed wafer W is subjected to electromagnetic interaction between the Y mover 60A, 60B provided on the wafer table and the Y stator 62A, 62B.
  • the wafer table TB2 (or TBI) holding the wafer W for which the above mark detection operation has been completed is electromagnetically coupled to the Y mover 60A, 60B provided on the wafer table and the Y stator 162A, 162B. Due to the interaction, it is driven in the ⁇ direction at the same speed as the other wafer table.
  • both wafer tables TB 1 and TB 2 move in the Y direction while maintaining the closest positional relationship.
  • the wafer table TB2 (or TBI) holding the wafer W for which the mark detection operation has been completed has reached below the hydraulic pad 32 provided at the lower end of the optical unit PU.
  • the table is advanced to the position where the entire table is mounted on the stage 52. Thereby, on the stage 52, the exchange of the wafer table is completed.
  • the wafer table holding the exposed wafer W is moved in the Y direction on the stage 52, transferred to the robot arm, and the mark detection operation.
  • the parallel movement of the wafer table holding the wafer W, which has been completed, from the stage 171 to the stage 52 it constitutes the projection optical system PL below the hydraulic pad 32 and directly below the projection optical system PL.
  • One of the wafer tables always exists below the optical member closest to the image plane (such as SIL22 or the first split lens 151a described above), and between the wafer or the auxiliary plate 24 on the wafer table.
  • the exposure operation for the wafer on one wafer table and the mark detection operation (and wafer exchange operation) for the wafer on the other wafer table are performed in parallel. Therefore, the throughput can be improved as compared with the case where wafer exchange, mark detection operation, and exposure are performed sequentially.
  • the throughput can be improved as compared with the case where wafer exchange, mark detection operation, and exposure are performed sequentially.
  • two or more wafer tables are provided, it is possible to provide a time for completely drying the wafer on another wafer table while performing exposure on one wafer table. .
  • three wafer tables are prepared, the exposure operation is performed on the first wafer table, and the alignment operation is performed on the second wafer table. At the first wafer table, the wafer is dried and exposed after exposure. It is desirable to execute a parallel processing sequence of performing a replacement operation.
  • the position information (array coordinates) of a plurality of shot areas on the wafer W obtained as a result of the mark detection operation is the reference mark plate. It is desirable to convert it into information based on the FM reference mark. In this way, when the alignment measurement finished wafer moves to the stage 52, the relative position between the mark on the reticle and the reference mark on the reference mark plate FM is determined using the reticle alignment system (not shown). By measuring, even if it is difficult to detect continuous position information while moving the wafer table, the relative position of the reticle and each shot area on the wafer W can be accurately adjusted to the desired relationship. Can be adjusted.
  • Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-163099 and 10-214783 (corresponding US Pat. Nos. 6,341,007, 6,400,441) No. 6, 549, 269 and 6, 590, 634), JP 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5,969,441) or US Pat. No. 6,208,407.
  • the present invention can also be applied to an optical device.
  • the configuration of the hydraulic pad 32 is not limited to the configuration described in each of the above embodiments, and a configuration such as the hydraulic pad 32 'shown in Fig. 11 (A) can also be adopted. That is, even if the drainage groove 68, the water supply groove 70, and the drainage groove 72 are partitioned at substantially equal angular intervals by a partition wall, the portion surrounded by the partition wall is hereinafter referred to as a “cell”.
  • the cells formed in the drain grooves 68 and 72 are called “drainage cells”, and the cells formed in the water supply grooves 70 are called “water supply cells”).
  • the lower hydraulic pad 34 may employ a configuration as shown in Fig. 11 (A), or a water supply connected to the hydraulic pad 34 with a throttle as shown in Fig. 11 (B). It may be installed in a pipe or water pipe.
  • the solid immersion lens SIL which employs a solid immersion lens SIL as the optical element closest to the image plane (wafer W side) of the projection optical system PL.
  • a lens element having quartz or fluorite strength formed thereon may be used, or a non-refractive parallel plane plate may be used.
  • the force hydraulic pressure pad 32 and the opposing surface are arranged between the auxiliary plate 24 and the table TB (TBI, TB2).
  • the elastic pair 25 may be omitted as long as the gap with the upper surface of the plate 24 can be kept constant.
  • ultrapure water water
  • a safe liquid that is chemically stable and has a high transmittance of the illumination light IL such as a fluorine-based inert liquid
  • a fluorine-based inert liquid for example, Fluorinert (a trade name of 3EM, USA) can be used.
  • This fluorine-based inert liquid is also excellent in terms of cooling effect.
  • a liquid it has transparency to the illumination light IL and has a refractive index as high as possible.
  • C It is possible to use a material that is stable to the photoresist applied on the surface (for example, cedar oil).
  • the auxiliary plate is provided around the area where the wafer W of the wafer table is placed.
  • the exposure apparatus includes the auxiliary plate.
  • the auxiliary plate Or there is a thing which does not necessarily need to provide the plane board which has the function equivalent to it on a table. In this case, however, it is desirable to further provide a pipe for collecting the liquid on the wafer table so that the supplied liquid does not overflow from the wafer table.
  • the wafer surface (exposure surface) and the image surface may be misaligned. Therefore, when it is expected that there are local irregularities on the wafer surface, information on the irregularities on the wafer surface is stored prior to exposure, and the projection optical system is based on the irregularity information during the exposure.
  • the position and shape of the image plane may be adjusted by performing at least one of movement of a part of the lens, movement of the reticle, and fine adjustment of the wavelength of the exposure light.
  • the illumination light IL is far ultraviolet light such as ArF excimer laser light or KrF excimer laser light, or an ultraviolet region from an ultrahigh pressure mercury lamp (g-line, i-line, etc.)
  • the present invention is not limited to this.
  • a single-wavelength laser light oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser, or a single wavelength laser light in the visible range for example, erbium (Er ) (Or both erbium and ytterbium (Yb)) amplified with a fiber amplifier and converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal (for example, wavelength 193 nm) may be used.
  • Er erbium
  • Yb ytterbium
  • the projection optical system PL is not limited to a refraction system, but a catadioptric system (catadioptric system). There may be.
  • the projection magnification is not limited to 1/4 times, 1/5 times, etc., and may be 1/10 times.
  • the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as the step “and” scan method, but the scope of application of the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be suitably applied to a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus.
  • basically the same configuration as that of the first embodiment described above can be used, and the ability to obtain an equivalent fruit is obtained. it can.
  • an illumination optical system composed of a plurality of lenses, an optical unit PU, hydraulic pads 32, 34, and the like are incorporated in the exposure apparatus main body, and further, piping for the hydraulic pads 32, 34, etc. is performed.
  • piping for the hydraulic pads 32, 34, etc. is performed.
  • the present invention is not limited to this.
  • a liquid crystal display element pattern is formed on a square glass plate.
  • the present invention can be widely applied to an exposure apparatus for liquid crystal to be transferred, an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head, an image sensor, a micromachine, an organic EL, a DNA chip, and the like.
  • a glass substrate or silicon is used to manufacture a reticle or mask used in a light exposure apparatus, EUV exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, electron beam exposure apparatus, and the like that are only connected to microdevices such as semiconductor elements.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a wafer or the like.
  • a transmissive reticle is generally used in an exposure apparatus that uses DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, etc.
  • the reticle substrate is quartz glass, fluorine-doped quartz glass, Meteorite, magnesium fluoride, or quartz is used.
  • FIG. 12 shows a flowchart of a manufacturing example of a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.).
  • a device a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.
  • the device functions are designed (for example, the circuit design of the semiconductor device), and the pattern design for realizing the functions is performed.
  • step 202 mask manufacturing step
  • a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured.
  • step 203 wafer manufacturing step
  • a wafer is manufactured using a material such as silicon.
  • step 204 wafer processing step
  • step 201 wafer processing step
  • step 203 wafer processing step
  • step 203 device assembly step
  • step 205 device assembly step
  • Step 205 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip sealing) as necessary.
  • step 206 inspection step
  • inspections such as an operation confirmation test and durability test of the device created in step 205 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
  • FIG. 13 shows a detailed flow example of step 204 in the semiconductor device.
  • step 211 oxidation step
  • step 212 CVD step
  • step 213 electrode formation step
  • step 214 ion implantation step
  • ions are implanted into the wafer.
  • step 215 resist formation step
  • step 216 Exposure In step (1), the circuit pattern of the mask is transferred onto the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and exposure method described above.
  • step 217 development step
  • step 218 etching step
  • step 219 resist removal step
  • the exposure apparatus of each of the above embodiments is used in the exposure step (step 216), so that the reticle pattern is accurately transferred onto the wafer. be able to. As a result, the productivity (including yield) of highly integrated microdevices can be improved.
  • the exposure apparatus of the present invention is suitable for transferring a pattern onto a substrate.
  • the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.

Abstract

　水圧パッド（３２）と水圧パッド（３４）とによって、ウエハ（Ｗ）及び該ウエハが載置されたテーブル（ＴＢ）が狭持されている。水圧パッド（３２）によって、その軸受面とウエハ（Ｗ）との投影光学系（ＰＬ）の光軸方向に関する間隔が、所定寸法に維持される。また、水圧パッドは、気体静圧軸受とは異なり、軸受面と支持対象物（基板）との間の非圧縮性流体（液体）の静圧を利用するので、軸受の剛性が高く、軸受面と基板との間隔が、安定してかつ一定に保たれる。また、液体（例えば純水）は気体（例えば空気）に比べて、粘性が高く、液体は振動減衰性が気体に比べて良好である。従って、焦点位置検出系などを必ずしも設けることなく、デフォーカスの殆どないウエハ（基板）上へのパターンの転写が実現される。

Description

明 細 書
露光装置及びデバイス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、半導体素子、液 晶表示素子等の電子デバイスの製造におけるリソグラフイエ程で用いられる露光装 置及び該露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。
^景技術
[0002] 半導体素子 (集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ 工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンの像を投影 光学系を介して、レジスト (感光剤）が塗布されたウェハ又はガラスプレート等感光性 の基板（以下、「基板」又は「ウェハ」と呼ぶ）上の各ショット領域に転写する投影露光 装置が使用されている。この種の投影露光装置としては、従来、ステップ'アンド'リピ ート方式の縮小投影露光装置（レヽわゆるステツパ）が多用されていた力 最近ではレ チクルとウェハとを同期走査して露光を行うステップ ·アンド ·スキャン方式の投影露 光装置（レ、わゆるスキャニング'ステツパ）も注目されている。
[0003] 投影露光装置が備える投影光学系の解像度は、使用する露光光の波長 (以下、「 露光波長」とも呼ぶ）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 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、投影光学系の開口数も増大してきている。そして、現在主 流の露光波長は、 KrFエキシマレーザの 248nmである力 更に短波長の ArFェキ シマレーザの 193nmも実用化されている。
[0004] また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（D〇F)も重要となる。解像度 R 、及び焦点深度 δはそれぞれ以下の式で表される。
[0005] R=k
1 · λ /ΝΑ …… (1)
δ =k · λ /ΝΑ2 ……（2)
2
[0006] ここで、 えは露光波長、 ΝΑは投影光学系の開口数、 k , kはプロセス係数である。
1 2
(1)式、（2)式より、解像度 Rを高めるために、露光波長えを短くして、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、ォ 一トフォーカス方式でウェハの表面を投影光学系の像面に合わせ込んで露光を行つ 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。そこで、従来に おいても位相シフトレチクル法、変形照明法、多層レジスト法など、実質的に焦点深 度を広くする提案がなされている。
[0007] 上記の如く従来の投影露光装置では、露光光の短波長化及び投影光学系の大 Ν Α化によって、焦点深度が狭くなつてきている。そして、集積回路の一層の高集積化 に対応するために、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、露光動作時のマージンが不足するおそれ 力 Sある。
[0008] 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、液浸露光法 (以下、適宜「液浸法」とも呼ぶ）が提案されている。こ の液浸法は、投影光学系の下面とウェハ表面との間を水又は有機溶媒等の液体で 満たし、液体中での露光光の波長が、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倍に拡大するものである。
[0009] 上記の液浸法を、ステップ 'アンド'リピート方式の投影露光装置に単に適用するも のとすると、 1つのショット領域の露光を終了した後、次のショット領域を露光位置に移 動するためのウェハのショット間ステップ移動の際に、投影光学系とウェハとの間から 液体が出てしまう。このため、再び液体を供給する必要があるとともに、液体の回収も 困難になるおそれがあった。また、液浸法を仮にステップ'アンド'スキャン方式の投 影露光装置に適用する場合、ウェハを移動させながら露光を行うため、ウェハを移動 させている間も投影光学系とウェハとの間には液体が満たされている必要がある。
[0010] 力、かる点に鑑みて、最近になって、「基板を所定方向に沿って移動させる際に、投 影光学系の基板側の光学素子の先端部とその基板の表面との間を満たすように、そ の基板の移動方向に沿って所定の液体を流すようにした、投影露光方法及び装置 に関する発明」が提案されている (例えば、下記特許文献 1参照)。
[0011] この他、液浸露光法と同様に、解像度の向上を目的とするものとして、投影リソダラ フィ'レンズ系（投影光学系）とサンプルとの間にソリッドイマ一ジョンレンズ（Solid Immersion Lens)を配置した、リソグラフィシステムが知られている（例えば下記特許文 献 2参照）。
[0012] 下記特許文献 1に記載の発明によると、液浸法による高解像度かつ空気中と比べ て焦点深度が大きくなつた露光を行うことができるとともに、投影光学系とウェハとが 相対移動しても、投影光学系と基板との間に液体を安定に満たしておくこと、すなわ ち保持することができる。
[0013] しかしながら、下記特許文献 1に記載の発明では、投影光学系の外部に供給用配 管、回収用配管などが配置されているため、投影光学系の周囲に配置する必要があ る、フォーカスセンサゃァライメントセンサなどの各種センサなどの周辺機器の配置の 自由度が制限される。
[0014] また、下記特許文献 1に記載の発明では、投影光学系と基板との間の液体に流れ があると、その液体に露光光が照射されることによって、パターンの投影領域内で投 影光学系と基板との間にその流れの方向に関する温度傾斜や、圧力傾斜が発生す る可能性があり、特に投影光学系と基板との間隔、すなわち液体の層が厚い場合、 上記温度傾斜や圧力傾斜が像面傾斜などの収差の要因となり、パターンの転写精 度の部分的な低下、ひいてはパターンの転写像の線幅均一性の悪化要因となるお それもあった。このため、液体の層は薄い方が望ましいが、この場合、投影光学系と 基板との間隔が狭くなり、フォーカスセンサの配置が困難になってしまう。
[0015] また、下記特許文献 1に記載の発明では、完全に液体を回収するのが困難であり、 露光後、ウェハ上に液浸に用いた液体が残る蓋然性が高かった。このような場合、残 つた液体が蒸発する際の気化熱によって雰囲気中に温度分布が生じ、あるいは雰囲 気の屈折率変化が生じ、これらの現象が、そのウェハが載置されたステージの位置 を計測するレーザ干渉計の計測誤差の要因となるおそれがあった。また、ウェハ上に 残留した液体がウェハの裏側に回り込み、ウェハが搬送アームに密着して離れにくく なったりするおそれもあった。 [0016] 一方、下記特許文献 2に記載のリソグラフィシステムでは、ソリッドイマ一ジョンレンズ (以下、適宜「SIL」と略述する）とサンプノレとの間隔を 50nm程度以下に保つようにさ れているが、近い将来の目標とされている線幅 70nm程度以下の微細パターンをサ ンプル（ウェハ等）上に転写、形成するリソグラフィシステムでは、 SILとサンプルとの 間に厚さ 50nmの空気層が存在したのでは、上記微細パターンの像の十分な解像度 を得ることが困難である。すなわち、上記微細パターン像の十分な解像度を得るため には、 SILとサンプノレとの間隔を最大でも 30nm以下に保つ必要がある。
[0017] し力 ながら、下記特許文献 2に記載のリソグラフィシステムでは、エアベアリング（ 空気ベアリング）を用いて SILとサンプノレとの間隔を保つ構成が採用されているため 、エアベアリングの性質上十分な振動減衰性を得ることが困難であり、その結果、 SI Lとサンプルとの間隔を 30nm以下に保つことができなかった。
[0018] このように、下記特許文献 1、 2などに開示される従来例には、数々の改善すべき点 が散見される。
[0019] 特許文献 1：国際公開第 99/49504号パンフレット
特許文献 2 :米国特許第 5, 121， 256号明細書
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0020] 本発明は、上述したような事情の下になされたもので、その第 1の目的は、焦点位 置検出系などを必ずしも設けることなぐデフォーカスの殆どない基板上へのパター ンの転写を実現することが可能な露光装置を提供することにある。
[0021] また、本発明の第 2の目的は、液浸法に好適な複数のテーブルを備えた露光装置 を提供することにある。
[0022] また、本発明の第 3の目的は、高集積度のマイクロデバイスの生産性の向上を図る ことが可能なデバイス製造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0023] 本発明は、第 1の観点からすると、エネルギビームによりパターンを照明し、前記パ ターンを投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、前記基板が載 置され、該基板を保持して 2次元的に移動可能なテーブルと；前記投影光学系の像 面側に配置され、前記テーブル上の基板に対向する軸受面と前記基板との間に液 体を供給して該液体の静圧により前記軸受面と前記基板の表面との間隔を維持する 少なくとも 1つの液体静圧軸受を含む液体静圧軸受装置と;を備える第 1の露光装置 である。
[0024] これによれば、液体静圧軸受装置によって、液体静圧軸受の軸受面と基板の表面 との投影光学系の光軸方向に関する間隔が、所定寸法に維持される。液体静圧軸 受は、気体静圧軸受とは異なり、軸受面と支持対象物 (基板）との間の非圧縮性流体 である液体の静圧を利用するので、軸受の剛性が高ぐ軸受面と基板との間隔を、安 定してかつ一定に保つことができる。また、液体 (例えば純水）は気体 (例えば空気） に比べて、粘性が高ぐ液体は振動減衰性が気体に比べて良好である。従って、本 発明の露光装置によれば、焦点位置検出系などを必ずしも設けることなぐデフォー カスの殆どない基板上へのパターンの転写を実現することができる。
[0025] この場合において、前記投影光学系と前記基板表面との間に、空気に比べて屈折 率が高い高屈折率流体が常に存在する状態で、前記パターン、前記投影光学系及 び前記高屈折率流体を介して前記エネルギビームにより前記基板が露光されること とすることができる。力かる場合には、投影光学系と基板表面との間に、空気に比べ て屈折率が高い高屈折率流体が常に存在する状態で、前記パターン、投影光学系 及び高屈折率流体を介してエネルギビームにより基板が露光されるので、基板表面 におけるエネルギビームの波長を空気中における波長の 1/n倍 (nは高屈折率流体 の屈折率）に短波長化でき、更に焦点深度は空気中に比べて約 n倍に広がる。
[0026] この場合におレ、て、前記高屈折率流体は、液体であることとすることができる。
[0027] この場合において、前記液体静圧軸受用の液体が、前記投影光学系と前記テープ ル上の前記基板との間を満たすための前記高屈折率流体として用いられることとす ること力 Sできる。
[0028] 本発明の第 1の露光装置では、前記少なくとも 1つの液体静圧軸受は、前記投影 光学系の光軸方向に関し、前記投影光学系との位置関係を一定に維持した状態で 配置されてレ、ることとすることができる。
[0029] 本発明の第 1の露光装置では、前記投影光学系を構成する最も基板側の光学部 材（22)は、その瞳面側が曲面でかつ像面側が平面であることとすることができる。
[0030] この場合において、前記投影光学系を構成する最も基板側の光学部材は、その像 面側の平面が、前記液体静圧軸受の軸受面と略同一面上に位置することとすること ができる。力、かる場合には、その光学部材と基板との間の間隔を、例えば 10 x m程 度に維持することが可能となる。特に、投影光学系と基板表面との間に高屈折率流 体を満たす場合には、その高屈折率流体の消費量が極めて少なくなり、パターン像 の結像性能が流体の屈折率変化 (例えば温度等に起因する）の影響を受け難くなる 。また、特に、高屈折率流体が液体の場合に基板の乾燥に有利になる。
[0031] 本発明の第 1の露光装置では、前記液体静圧軸受装置は、前記少なくとも 1つの 液体静圧軸受の軸受面と前記基板との間に前記液体を供給するとともに、前記軸受 面と前記基板との間の液体を負圧を利用して外部に排出することとすることができる 。かかる場合には、液体静圧軸受が、一層剛性が高いものとなり、一層安定して軸受 面と基板との間隔を一定に維持することが可能になる。
[0032] この場合において、前記少なくとも 1つの液体静圧軸受は、前記基板上の前記パタ ーンの投影領域の周囲を取り囲む状態で、配置されてレ、ることとすることができる。
[0033] この場合において、前記少なくとも 1つの液体静圧軸受として、複数の液体静圧軸 受を用い、それら複数の液体静圧軸受を基板上のパターンの投影領域の周囲を取り 囲む状態で配置することとすることもできるし、あるいは、前記少なくとも 1つの液体静 圧軸受は、その軸受面が前記基板上の前記投影領域を取り囲む、単一の軸受であ ることとすることちできる。
[0034] 本発明の第 1の露光装置では、少なくとも 1つの液体静圧軸受は、前記基板上の前 記パターンの投影領域の周囲を取り囲む状態で、配置されている場合、前記液体静 圧軸受の前記軸受面には、複数の環状の溝が多重に形成され、前記複数の溝は、 液体供給溝と液体排出溝とを少なくとも各 1つ含むこととすることができる。
[0035] この場合において、前記複数の溝は、液体供給溝と、該液体供給溝の内外にそれ ぞれ形成された少なくとも各 1つの液体排出溝とを含むこととすることができる。
[0036] 本発明の第 1の露光装置では、少なくとも 1つの液体静圧軸受は、前記基板上の前 記パターンの投影領域の周囲を取り囲む状態で、配置されている場合、前記液体静 圧軸受に設けられ、少なくとも 1つの計測点で前記基板表面との間の間隔を計測す るギャップセンサを更に備え、前記液体静圧軸受装置は、前記ギャップセンサの計 測値に応じて前記液体を排出するための負圧と前記液体を供給するための陽圧との 少なくとも一方を調整することとすることができる。
[0037] 本発明の第 1の露光装置では、前記テーブルを介して前記液体静圧軸受に対向し て配置され、前記テーブルに対向する軸受面と前記テーブルとの間に流体を供給し て該流体の静圧により前記軸受面と前記テーブルの面との隙間を維持する少なくと も 1つの流体静圧軸受を、更に備えることとすることができる。力かる場合には、結果 的に、テーブルと該テーブル上の基板とが、前述した液体静圧軸受と上記流体静圧 軸受とによって、上下から狭持される。この場合、それぞれの軸受面と基板又はテー ブルとの間隔を、例えば 10 μ m程度以下に安定してかつ一定に保つことができる。 従って、テーブル自体の剛性はそれほど高くなくても良くなるので、テーブルを薄くす ること力 Sでき、その分軽量化が可能である。
[0038] この場合において、前記流体静圧軸受は、その軸受面が前記テーブルの前記基 板が載置される面とは反対側の面上の前記投影領域に対応する領域を取り囲む、単 一の軸受であることとすることができる。
[0039] この場合におレ、て、前記流体静圧軸受の前記軸受面には、複数の環状の溝が多 重に形成され、前記複数の溝は、流体供給溝と流体排出溝とを少なくとも各 1つ含む こととすること力 Sできる。
[0040] この場合におレ、て、前記複数の溝は、流体供給溝と、該流体供給溝の内外にそれ ぞれ形成された少なくとも各 1つの流体排出溝とを含むこととすることができる。
[0041] 本発明の第 1の露光装置では、上記流体静圧軸受を備える場合、前記流体は、液 体であることとすることができる。すなわち、流体静圧軸受として、液体静圧軸受を用 レ、ることができる。力、かる場合には、テーブルと該テーブル上の基板とが、非圧縮流 体である液体によって上下から狭持されることとなるので、テーブルと該テーブル上 の基板とを、より安定して狭持することが可能となる。この場合、上下の軸受がともに 高剛性なので、それぞれの軸受面と基板又はテーブルとの間隔力 一層安定して一 定に維持される。 [0042] 本発明の第 1の露光装置では、前記軸受面と前記基板の表面との隙間は、 0より大 きく 10 / m程度以下に維持されることとすることができる。
[0043] 本発明の第 1の露光装置では、前記テーブルの前記 2次元面内の位置情報を検出 する位置検出系を更に備えることとすることができる。
[0044] 本発明は、第 2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、エネ ルギビームによりパターンを照明し、前記パターンを投影光学系及び液体を介して前 記基板上に転写する露光装置であって、基板の載置領域が形成され、該載置領域 の周囲の領域の表面が前記載置領域に載置された基板の表面とほぼ面一となるよう に設定され、前記液体が供給される前記投影光学系直下の位置を含む第 1領域と該 第 1領域の一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テーブルと；表面がほぼ面一となるように設定され、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テーブルとは独立して移動可能な第 2テーブルと； 前記第 1、第 2テーブルを駆動するとともに、一方のテーブルが前記第 1領域に位置 する第 1の状態から他方のテーブルが前記第 1領域に位置する第 2の状態に遷移さ せる際に、両テーブルが前記一軸方向に関して近接又は接触した状態を維持して 両テーブルを同時に前記一軸方向の前記第 2領域側から第 1領域側へ向力う方向 に駆動するステージ駆動系と；を備える第 2の露光装置である。
[0045] これによれば、ステージ駆動系により、液体が供給される投影光学系直下の位置を 含む第 1領域に一方のテーブルが位置する第 1の状態から他方のテーブルを前記 第 1領域に位置する第 2の状態に遷移させる際に、両テーブルがー軸方向に関して 近接又は接触した状態を維持して両テーブルが同時に一軸方向の第 2領域側から 第 1領域側へ向かう方向に駆動される。このため、投影光学系直下には、常にいず れかのテーブルが存在し、そのテーブル (基板又はその基板が載置された領域の周 囲の領域)と投影光学系との間に液浸領域が形成された状態が維持され、投影光学 系と前記テーブルとの間に液体を保持することができ、その液体の流出を防止するこ とが可能となる。
[0046] また、リソグラフイエ程において、本発明の第 1、第 2の露光装置のいずれかを用い て露光を行うことにより、基板上にパターンを精度良く形成することができ、これにより 、より高集積度のマイクロデバイスを歩留まり良く製造することができる。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 2の露光装置のいずれ力を用いる デバイス製造方法であるとも言える。
図面の簡単な説明
[0047] [図 1]本発明の第 1の実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
[図 2]駆動装置の構成をウェハテーブル TBとともに示す斜視図である。
[図 3]図 2の駆動装置の XZ断面を、水圧パッドに対する給排水のための配管系ととも に概略的に示す図である。
[図 4]水圧パッド 32の底面図である。
[図 5]水圧パッド 32、 34によるウェハテーブルが支持される際の、それらの水圧パッド 近傍の水の流れを示す図である。
[図 6]第 1の実施形態の露光装置の制御系の構成を一部省略して示すブロック図で める。
[図 7]位置検出系として干渉計を用いる場合のウェハテーブルの構成を示す図であ る。
[図 8]変形例を説明するための図である。
[図 9]第 2の実施形態の露光装置を構成するウェハステージ装置の構成を示す平面 図である。
[図 10]第 2の実施形態におけるウェハテーブルの交換の際の動作を説明するための 図である。
[図 11(A)]水圧パッドの変形例を説明するための図である。
[図 11(B)]図 11 (A)の水圧パッドに用いて好適な給水管 (又は排気管）を示す図であ る。
[図 12]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 13]図 12のステップ 204の具体例を示すフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0048] 《第 1の実施形態》
以下、本発明の第 1の実施形態について、図 1一図 6に基づいて説明する。 [0049] 図 1には、第 1の実施形態に係る露光装置 100の概略構成が示されている。この露 光装置 100は、ステップ ·アンド'スキャン方式の投影露光装置（レ、わゆるスキャニング 'ステツパ）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、光学ユニット PU、基板としてのウェハ Wが搭載されるテ 一ブルとしてのウェハテーブル TB、及び装置全体を統括制御する主制御装置 20等 を備えている。
[0050] 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。この他、例 えば特開平 6—349701号公報及びこれに対応する米国特許第 5， 534, 970号など に開示されるような照明系と同様に照明系 10を構成しても良い。
[0051] この照明系 10では、回路パターン等が描かれたレチクル R上のレチクルブラインド で規定されたスリット状の照明領域部分をエネルギビームとしての照明光（露光光） I L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ェキ シマレーザ光（波長 193nm)が用いられている。なお、照明光 ILとして、 KrFエキシ マレーザ光（波長 248nm)などの遠紫外光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外 域の輝線 (g線、 i線等）を用いることも可能である。また、オプティカルインテグレータ としては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるい は回折光学素子などを用いることができる。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、上記各公開公報及びこれらに対応 する米国特許又は米国特許出願公開公報における開示を援用して本明細書の記載 の一部とする。
[0052] 前記レチクルステージ RST上には、レチクル R力 S、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 6参照）によって、照明系 10の光軸（後述する光学系 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、所定の走查 方向（ここでは図 1における紙面内左右方向である Y軸方向とする）に指定された走 查速度で駆動可能となっている。
[0053] レチクルステージ RSTの XY面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチタ ル干渉計」という） 16によって、移動鏡 15を介して、例えば 0. 5— lnm程度の分解能 で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージ RST上には Y軸方向に直交 する反射面を有する移動鏡と X軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とが設けら れ、これらの移動鏡に対応してレチクル Y干渉計とレチクル X干渉計とが設けられて いる力 図 1ではこれらが代表的に移動鏡 15、レチクル干渉計 16として示されている 。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 (移動鏡 15の 反射面に相当）を形成しても良レ、。また、レチクルステージ RSTの走查方向（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、 θ z (Z軸回りの回転)も計測できるようになつている
[0054] レチクル干渉計 16からのレチクルステージ RSTの位置情報は主制御装置 20に供 給される。主制御装置 20では、レチクルステージ RSTの位置情報に基づいてレチク ノレステージ駆動部 11 (図 6参照）を介してレチクルステージ RSTを駆動制御する。
[0055] 前記光学ユニット 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。光学ユニット PUは、鏡筒 40と、該鏡筒内に所定の位置関係で保持された複数 の光学素子、具体的には Z軸方向の共通の光軸 AXを有する複数のレンズ（レンズェ レメント）力 成る光学系 42とを備えている。また、本実施形態では、鏡筒 40の下端（ 光学系 42を構成する最も像面側 (ウェハ W側）の光学素子 (光学部材)を保持する鏡 筒 40部分の先端）に液体静圧軸受としての水圧パッド 32がー体的に取り付けられ、 該水圧パッド 32の中央部の開口の内部にソリッドイマ一ジョンレンズ（以下、「SIL」と 略述する） 22が配置されている（図 3参照）。この SIL22は、平凸レンズから成り、その 平面（以下、便宜上「下面」と呼ぶ）を下方に向け、その下面が水圧パッド 32の軸受 面とほぼ同一面とされている。 SIL22は、屈折率 n 力 ¾
SIL 一 2. 5程度の素材によって 形成されている。
[0056] 本実施形態では、鏡筒 40内部の光学系 42と SIL22とによって、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倍又は 1/5倍）の屈折光学系から成る投 影光学系が実質的に構成されている。以下、この投影光学系を投影光学系 PLと記 述する。
[0057] この場合、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）が塗布されたウェハ W上の前記照明領域に共役な照明光の照射 領域 (以下、「露光領域」とも呼ぶ）に形成される。
[0058] また、図示は省略されている力 光学系 42を構成する複数のレンズのうち、特定の 複数のレンズは、主制御装置 20からの指令に基づいて、結像特性補正コントローラ 81によって制御され、投影光学系 PLの光学特性 (結像特性を含む）、例えば倍率、 ディストーション、コマ収差、及び像面湾曲（像面傾斜を含む）などを調整できるように なっている。
[0059] なお、上記の水圧パッド 32及びこれに接続された配管系の構成等については後に 詳述する。
[0060] 前記ウェハテーブル TBは、矩形板状部材から成り、その表面には、中央に円形開 口（図 2参照）が形成された補助プレート 24が固着されている。ここで、図 2に示され るように、補助プレート 24とウェハ Wとの間には、隙間 Dが存在するが、隙間 Dの寸 法は、 3mm以下になるように設定されている。また、ウェハ Wには、その一部にノッチ (V字状の切欠き）が存在するが、このノッチの寸法は、隙間 Dより更に小さく lmm程 度であるから、図示は省略している。
[0061] また、補助プレート 24には、その一部に円形開口が形成され、その開口内に、基準 マーク板 FMが隙間がないように嵌め込まれている。基準マーク板 FMはその表面が 、補助プレート 24と同一面とされている。基準マーク板 FMの表面には、後述するレ チクルァライメントや後述するァライメント検出系 ALGのベースライン計測などに用い られる各種の基準マーク（レ、ずれも不図示）が形成されてレ、る。 [0062] ここで、実際には、補助プレート 24とウェハテーブル TBとの間には、図 3に示され るように、弾性体 25が組み込まれている。この場合、補助プレート 24の上方に水圧 パッド 32が位置しない状態では、補助プレート 24の上面がウェハ上面より常に低くな るように設定されてレ、る。そして、補助プレート 24の上方に水圧パッド 32が位置する 状態では、水圧パッド 32の陽圧と負圧とのバランスにより、補助プレート 24の上面が ウェハ W上面と一致する高さまで上昇するようになっている。これにより、水圧パッド 3 2とそれに対向する補助プレート 24の上面とのギャップが一定に保たれるので、圧力 が一定に保たれるとともに、水の漏れ量をほとんど 0にすることができる。
[0063] ウェハテーブル TBは、走查方向（Y軸方向）の移動のみならず、ウェハ W上の複数 のショット領域を前記照明領域と共役な露光領域に位置させることができるように、走 查方向に直交する非走査方向（X軸方向）にも後述する駆動装置により、移動可能に 構成されている。これにより、ウェハ W上の各ショット領域を走查 (スキャン）露光する 動作と、次ショットの露光のための加速開始位置（走査開始位置)まで移動する動作（ 区画領域間移動動作）とを繰り返すステップ 'アンド'スキャン動作を行うことができる ようになつている。
[0064] また、ウェハテーブル TBの下面（裏面）側には、図 1に示されるように、前述の水圧 パッド 32に対向して、流体静圧軸受としての水圧パッド 34が配置されており、この水 圧パッド 34は、固定部材 36の上面に固定されている。この場合、ウェハテーブル TB と該ウェハテーブル TB上のウェハ Wと力 水圧パッド 32と水圧パッド 34とによって、 上下から非接触で狭持されている。なお、この水圧パッド 34及びこれに接続された配 管系の構成等については後述する。
[0065] また、ウェハテーブル TBの XY平面内での位置（Z軸回りの回転（ Θ z回転）を含む )は、エンコーダ 96によって計測されている力 この点についても後述する。
[0066] 次に、ウェハテーブル TBを駆動する駆動装置について、図 2及び図 3に基づいて 説明する。図 2には、駆動装置 50の構成がウェハテーブル TB等とともに、斜視図に て示され、図 3には、この駆動装置 50の XZ断面力 前述の水圧パッド 32、 34に対す る給排水のための配管系とともに、概略的に示されている。
[0067] 駆動装置 50は、ウェハテーブル TBを移動可能に下方から支持するステージ 52 ( 図 2参照）と、ウェハテーブル TBをステージ 52に対して走査方向である Y軸方向に 駆動するとともに、非走査方向 (X軸方向）に微小駆動する第 1駆動機構と、ステージ 52と一体的にウェハテーブル TBを X軸方向に駆動する第 2駆動機構と、を備えてい る。
[0068] 前記ステージ 52は、矩形枠状の部材から成り（図 3参照）、その底面の Y軸方向の 一側と他側には、図 2に示されるように、例えば X軸方向に所定間隔で配置された複 数の永久磁石を有する磁極ユニットから成る一対の X可動子 54A、 54Bが設けられ ている。これらの X可動子 54A、 54Bとともに、それぞれ X軸リニアモータ 58A， 58B を構成する電機子ユニットから成る X固定子 56A、 56B力 X軸方向にそれぞれ延設 されている。 X固定子 56A、 56Bは、同一の XY面内で Y軸方向に所定間隔を隔てて 配設され、それぞれ不図示の支持部材によって支持されている。 X固定子 56A、 56 Bは、 X可動子 54A、 54Bがその内部に揷入可能な断面 U字状の形状を有し、 X可 動子 54A、 54Bが対向する少なくとも一面には、 X軸方向に所定間隔で配置された 複数の電機子コイルを有してレ、る。
[0069] このようにして構成される、 X軸リニアモータ 58A, 58Bによって、ステージ 52と一体 的にウェハテーブル TBが X軸方向に駆動される。すなわち、 X軸リニアモータ 58A, 58Bによって、第 2駆動機構の少なくとも一部が構成されている。
[0070] 前記ウェハテーブル TBは、図 3に示されるように、その底面の X軸方向の一側と他 側の端部近傍にそれぞれ設けられた複数のエアベアリング 48を介して、ステージ 52 の上面の上方に数 μ m程度のクリアランスを介して浮上支持されてレ、る。
[0071] ウェハテーブル TBの X軸方向の一側と他側の端面の Y軸方向のほぼ中央の位置 には、図 2に示されるように、例えば Y軸方向に所定間隔で配置された複数の永久磁 石を有する磁極ユニットから成る一対の Y可動子 60A， 60Bがそれぞれ設けられて いる。これらの Y可動子 60A, 60Bとともに、 Y軸リニアモータ 64A， 64Bをそれぞれ 構成する Y固定子 62A， 62B力 ステージ 52上面の X軸方向の一側と他側の端部に Y軸方向にそれぞれ延設されている。 Y固定子 62A, 62Bのそれぞれは、例えば Y 軸方向に所定間隔で配置された複数の電機子コイルを有する電機子ユニットによつ て構成される。ウェハテーブル TBは、 Y軸リニアモータ 64A, 64Bによって Y軸方向 に駆動される。また、 Y軸リニアモータ 64A, 64Bが発生する駆動力を僅かに異なら せることにより、ウェハテーブル TBを Z軸回りに回転させることも可能である。
[0072] さらに、ウェハテーブル TBの X軸方向一側（一 X側）の端面には、 Y可動子 60Bの
+Y側、一 Y側に、前記 Y固定子 62Bとともに、それぞれボイスコイルモータを構成す る U字状の永久磁石 66A, 66Bが設けられている。これらのボイスコイルモータは、ゥ ェハテーブル TBを X軸方向に微小駆動する。以下においては、これらのボイスコィ ルモータを、その可動子である永久磁石と同一の符号を用いて、ボイルコイルモータ 66A, 66Bとも呼ぶ。
[0073] これまでの説明からわ力、るように、 Y軸リニアモータ 64A, 64B及びボイスコイルモ ータ 66A， 66Bによって、第 1駆動機構の少なくとも一部が構成されている。
[0074] 図 1に戻り、光学ユニット PUの鏡筒 40の側面には、オファクシス（off-axis)方式の ァライメント検出系 ALGが設けられている。このァライメント検出系 ALGとしては、例 えば、ウェ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)系のァライメントセンサが用いられ ている。このァライメント検出系 ALGの出力に基づき、基準マーク板 FM上の基準マ ーク及びウェハ上のァライメントマークの X、 Y2次元方向の位置計測を行なうことが 可能である。
[0075] 次に、水圧パッド 32、 34及びこれらに接続された配管系について、図 3、及び図 4 に基づいて説明する。
[0076] 光学ユニット PUの鏡筒 40の像面側の端部（下端部）には、図 3に示されるように、 下方に行くにつれてその直径が小さくなるテーパ部 40aが形成されてレ、る。この場合 、テーパ部 40aの内部に光学系 42を構成する最も像面側のレンズ (不図示）、すなわ ち投影光学系 PLを構成する像面に 2番目に近いレンズが配置されている。
[0077] 鏡筒 40の下方に取り付けられた水圧パッド 32は、一例として、外径が 60mm、内径 力 ¾5mm程度で、高さが 20mm— 50mm程度の厚肉の円筒状（ドーナツ状）の形状 を有するものが用いられている。この水圧パッド 32は、その軸受面（底面）が、 XY平 面に平行になる状態で、鏡筒 40の下端面に軸受面と反対側の面（上面）が固着され ている。この結果、本実施形態では、投影光学系 PLの光軸 AX方向に関し、水圧パ ッド 32と投影光学系 PLとの位置関係が一定に維持されるようになっている。
[0078] 水圧パッド 32の軸受面（底面）には、図 3及び水圧パッド 32の底面図である図 4を 総合するとわかるように、液体排出溝 (及び溝）としての円環状の排水溝 68、液体供 給溝 (及び溝）としての円環状の給水溝 70、及び液体排出溝 (及び溝）としての円環 状の排水溝 72が、内側から外側に順次、かつ同心円状に形成されている。なお、図 3においては、これらの 3つの溝 68, 70, 72の内、中央の給水溝 70の溝幅が残りの 二つの溝の溝幅の約 2倍程度とされている力 溝 70と溝 72の面積比は、各陽圧、負 圧による力が丁度つりあうように決定される。
[0079] 排水溝 72の内部底面（図 3の内部上面）には、上下方向に貫通する貫通孔 74が、 ほぼ等間隔で複数形成され、各貫通孔 74に排水管 76の一端がそれぞれ接続され ている。
[0080] 同様に、給水溝 70の内部底面（図 3の内部上面）には、上下方向に貫通する貫通 孔 78が、ほぼ等間隔で複数形成され、各貫通孔 78に給水管 80の一端がそれぞれ 接続されている。
[0081] 同様に、排水溝 68の内部底面（図 3の内部上面）には、上下方向に貫通する貫通 孔 82が、ほぼ等間隔で複数形成され、各貫通孔 82に排水管 84の一端がそれぞれ 接続されている。
[0082] 上記各給水管 80の他端は、バルブ 86aをそれぞれ介して、液体供給装置 88にそ の一端が接続された供給管路 90の他端にそれぞれ接続されている。液体供給装置 88は、液体のタンク、加圧ポンプ、温度制御装置等を含んで構成され、主制御装置 20によって制御される。この場合、対応するバルブ 86aが開状態のとき、液体供給装 置 88が作動されると、例えば露光装置 100 (の本体）が収納されているチャンバ（図 示省略）内の温度と同程度の温度に温度制御装置によって温調された液浸用の所 定の液体が、供給管路 90、給水管 80及び貫通孔 78を順次介して、水圧パッド 32の 給水溝 70内部に供給される。なお、以下では、各給水管 80に設けられたバルブ 86a を纏めて、バルブ群 86aとも記述する（図 6参照）。 [0083] 上記の液体としては、ここでは、 ArFエキシマレーザ光（193. 3nm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、ウェハ上のフォト レジスト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、ウェハの表面、及び SIL22の表面を洗浄する作用も期待できる。
[0084] 前記各排水管 76の他端は、バルブ 86bをそれぞれ介して、液体回収装置 92にそ の一端が接続された排水路 94の他端にそれぞれ接続されてレ、る。液体回収装置 92 は、液体のタンク及び真空ポンプ (又は吸引ポンプ)等を含んで構成され、主制御装 置 20によって制御される。この場合、対応するバルブ 86bが開状態のとき、水圧パッ ド 32の軸受面とウェハ W表面との間の、排水溝 72近傍に存在する水が排水管 76を 介して液体回収装置 92によって回収される。なお、以下では、各排水管 76に設けら れたバルブ 86bを纏めて、バルブ群 86bとも記述するものとする（図 6参照）。
[0085] また、前記各排水管 84の他端は、不図示の水槽の内部空間に引き込まれ、その水 槽の内部空間は、大気中に開放されている。
[0086] 前記水圧パッド 34は、上記水圧パッド 32と同様に、外径が 60mm、内径が 35mm 程度で、高さが 20mm— 50mm程度の厚肉の円筒状（ドーナツ状）の形状を有する ものが用いられている。この水圧パッド 34は、その軸受面（上面）が、 XY平面に平行 になる状態で、固定部材 36の上面に固定されている。
[0087] 前記ウェハテーブル TBの裏面には、 XY2次元スケール（不図示）が形成され、こ の XY2次元スケールを読み取り可能な光学式 (又は磁気式）のエンコーダ 96が、水 圧パッド 34の中央の開口の内部に設けられている。従って、ウェハテーブル TBの一 部が、エンコーダ 96に対向する状態では、エンコーダ 96によってウェハテーブル TB の XY面内の位置情報を所定の分解能、例えば 0. 2nmで計測することができる。こ のエンコーダ 96の計測値が、主制御装置 20に供給されている（図 6参照）。ウェハテ 一ブル TBは上下の水圧パッド 32， 34に剛に押えられているため、水圧パッド 32， 3 4で挟まれたウェハテーブル TBの部分のたわみがなぐエンコーダ 96の計測値に含 まれるウェハテーブル TBのたわみに起因するサイン誤差は極めて小さくなる。 [0088] 水圧パッド 34の軸受面には、前述の水圧パッド 32と全く同様の配置形状で 1つの 流体供給溝 (及び溝）としての給水溝 102と、その外側及び内側の流体排出溝 (及び 溝）としての ί非水、溝 104, 106と力 S形成されている。これらの、溝 102, 104, 106には、 前述と同様に、水圧パッド 34の底面に連通する複数の貫通孔がそれぞれ形成され ている。給水溝 102は、複数の貫通孔のそれぞれを介して複数の給水管 108それぞ れの一端が接続され、各給水管 108の他端は、バルブ 86c及び不図示の給水路を 介して液体供給装置 114 (図 3では図示せず、図 6参照）に接続されている。この液 体供給装置 114は、前述の液体供給装置 88と同様に構成されている。
[0089] 外側の排水溝 104は、複数の貫通孔のそれぞれを介して複数の排水管 110それ ぞれの一端が接続され、各排水管 110の他端は、バルブ 86d及び不図示の回収路 を介して液体回収装置 116 (図 3では図示せず、図 6参照）に接続されている。液体 回収装置 116は、前述の液体回収装置 92と同様に構成されている。
[0090] 内側の排水溝 106は、上記と同様に、複数の貫通孔のそれぞれを介して複数の排 水管 112それぞれの一端が接続され、各排水管 112の他端は、バルブ 86e及び不 図示の回収路を介して液体回収装置 116に接続されている。すなわち、水圧パッド 3 4では、内側の排水溝 106は、大気解放状態とはなっていない。
[0091] 以下の説明では、複数の給水管 108の他端にそれぞれ設けられたバルブ 86cを、 まとめてバルブ群 86cとも記述する（図 6参照）。同様に、複数の配水管 110、 112の 他端にそれぞれ設けられたバルブ 86d、 86eを、それぞれまとめてバルブ群 86d、 86 eとも記述する（図 6参照）。
[0092] なお、上記各バルブとしては、開閉の他、その開度の調整が可能な調整弁（例えば 流量制御弁）などが用いられている。これらのバルブは、主制御装置 20によって制御 される（図 6参照）。
[0093] 図 6には、露光装置 100の制御系の構成が一部省略してブロック図にて示されてい る。この制御系は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）などから成る主制御 装置 20を中心として構成されている。
[0094] ここで、本実施形態の露光装置 100における、水圧パッド 32、 34によるウェハテー ブル TBの支持について、主制御装置 20の動作を含めて、図 3、図 5及び図 6等を参 照して説明する。
[0095] まず、ウェハテーブル TB力 静止状態にある、例えば、水圧パッド 32、 34によって ウェハテーブル TBの支持が開始されるときの様子を説明する。
[0096] 主制御装置 20は、まず、バルブ群 86aを所定の開度で開いた状態で、液体供給装 置 88から上側の水圧パッド 32に対して給水を開始するとともに、バルブ群 86bを所 定の開度で開いた状態で、液体回収装置 92の作動を開始させる。これにより、液体 供給装置 88から給水路 90及び各給水管 80を介して水圧パッド 32の給水溝 70内部 に所定の圧力（陽圧）の水が送り込まれ、この送り込まれた水の一部が水圧パッド 32 の給水溝 70内部及び水圧パッド 32の軸受面とウェハ Wとの間を介して排水溝 72、 各貫通孔 74、排水管 76及び排水路 94を介して液体回収装置 92に回収される（図 5 参照）。
[0097] また、主制御装置 20は、上述の水圧パッド 32に対する給水の開始とほぼ同時に、 バルブ群 86cを所定の開度で開いた状態で、液体供給装置 114から下側の水圧パ ッド 34に対して給水を開始するとともに、バルブ群 86d、 86eをそれぞれ所定の開度 で開いた状態で、液体回収装置 116の作動を開始させる。これにより、液体供給装 置 114から給水路及び各給水管 108を介して水圧パッド 34の給水溝 102内部に所 定の圧力（陽圧）の水が送り込まれ、この送り込まれた水が水圧パッド 34の給水溝 10 2内部及び水圧パッド 34の軸受面とウェハテーブル TBとの間の空間に行き渡った 後、排水溝 104, 106及び各貫通孔、並びに配水管 110, 112を介して液体回収装 置 116に回収される（図 5参照）。このとき、主制御装置 20は、水圧パッド 34に供給さ れる水の量と、水圧パッド 34の排水溝 104, 106を介して排出される水の量と力 ほ ぼ一致するようにバルブ群 86d, 86eの各バルブの開度、液体供給装置 114からの 供給される水の圧力、液体回収装置 116が各配水管 110、 112の内部に生じさせる 負圧などを設定している。この結果、常に一定量の水が水圧パッド 34とウェハテープ ノレ TBとの間に満たされるようになつている。従って、水圧パッド 34の軸受面とウェハ テーブル TBの裏面との間の水の層の厚さが常に一定となり、高剛性でウェハテープ ノレ TBが水圧パッド 34によって支持される。このとき、水圧パッド 34とウェハテーブル TBとの間の水の圧力は、上側の水圧パッド 32に対する予圧力（与圧力）として作用 する。すなわち、ウェハテーブル TBは、常に一定の力で下方から押圧されている。
[0098] このとき、主制御装置 20は、水圧パッド 32に対する給水量が、排水溝 72から排水 される量より僅かに多くなるように、バルブ群 86a, 86bの各バルブの開度、液体供給 装置 88から供給される水の圧力、液体回収装置 92が各配水管 76の内部に生じさせ る負圧などを設定している。このため、水圧パッド 32に供給され、排水溝 72から排水 されなかった残りの水は、水圧パッド 32の軸受面とウェハ Wとの間の空間（SIL22下 の空間を含む）を満たした後、排水溝 68に形成された各貫通孔 82,排水管 84を介 して外部に排水される。
[0099] ここで、排水溝 68は、大気開放された受動的な排水溝となっているので、 SIL22と ウェハ Wとの間に存在する水は大気開放された状態になっている。従って、 SIL22 には、殆ど水圧がかからず、ストレス (応力）が発生しない。
[0100] この一方、給水溝 70内部近傍の水は、高い圧力（陽圧）がかかっており、高い負荷 容量と剛性を水圧パッド 32に与えている。また、水圧パッド 32とウェハ W表面との間 には、常時一定量の水が送り込まれ、この送り込まれた水のうちの一部の一定量の 水が液体回収装置 92によって常時回収されている。この結果、水圧パッド 32の軸受 面とウェハ W表面との間の隙間（レ、わゆる軸受け隙間）が一定に維持されている。
[0101] 従って、本実施形態では、ウェハテーブル TB及び該ウェハテーブル TB上に載置 されたウェハ Wの SIL22の周辺領域部分は、水圧パッド 32、 34によって上下力 狭 持された状態で、かつ高い剛性で支持されている。
[0102] そして、ウェハテーブル TB力 所定方向、例えば図 5中に矢印 Cで示される方向に 移動する際には、 SIL22の下方に同図に矢印 Fで示されるような水の流れが生じる。 この矢印 Fで示される流れは、非圧縮性の粘性流体であり、かつニュートンの粘性の 法則が成り立つニュートン流体である水が、ウェハ W表面と SIL22下面との相対変 位によりせん断力を受けることに起因して生じる、層流クエツト（Couette)流れである。
[0103] 本実施形態の露光装置 100では、ウェハテーブル TB及びウェハ W力 S、水圧パッド
32、 34によって上述のようにして狭持され、かつ駆動されるとき、例えば後述するゥ ェハテーブル TBのショット間ステッピング時及びスキャン露光時などには、その駆動 方向に応じた向きの層流クエツト流れが生じるので、 SIL22下方の水が入れ替わるよ うになつている。
[0104] 上述のようにして構成された本実施形態の露光装置 100では、通常のスキャニング
'ステツパと同様に、不図示のレチクルァライメント系、ァライメント検出系 ALG及び前 述した基準マーク板 FMなどを用いた、レチクルァライメント、ァライメント検出系 ALG のベースライン計測、並びに EGA (ェンハンスト ·グローバノぃァライメント）等のゥェ ハァライメントなどの所定の準備作業が行われる。なお、上記のレチクルァライメント、 ベースライン計測等の準備作業については、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号に詳細に開示され、これに続く EGAに ついては、特開昭 61— 44429号公報及びこれに対応する米国特許第 4, 780, 617 号等に詳細に開示されている。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、上記各公報及びこれらに対応する上記米国特許 における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
[0105] そして、ウェハァライメントが終了すると、主制御装置 20により、前述した水圧パッド
32、 34に対する給水動作が開始され、前述のようにして、ウェハテーブル TB及び該 ウェハテーブル TB上に載置されたウェハ W力 水圧パッド 32、 34によって高剛性で 狭持される。
[0106] 次いで、主制御装置 20によって、ウェハァライメントの結果に基づいて、ウェハ W 上の第 1番目の区画領域としての第 1ショット領域（ファーストショット）の露光のための 加速開始位置に駆動装置 50を介してウェハテーブル TBが移動される。
[0107] 上記の加速開始位置へのウェハ Wの移動が終了すると、主制御装置 20が、レチク ルステージ駆動部 11及び駆動装置 50の第 1駆動機構 (Y軸リニアモータ 64A, 64B 及びボイスコイルモータ 66A, 66B)を介してレチクルステージ RSTとウェハテープ ノレ TBとの Y軸方向の相対走查を開始する。そして、レチクルステージ RSTとウェハ テーブル TBとが、それぞれの目標走查速度に達し、等速同期状態に達すると、照明 系 10からの照明光（紫外パルス光） ILによってレチクル Rのパターン領域が照明され 始め、走查露光が開始される。上記の相対走查は、主制御装置 20が前述したェンコ ーダ 96、並びにレチクル干渉計 16の計測値をモニタしつつ、レチクルステージ駆動 部 11及び上記第 1駆動機構を制御することにより行われる。 [0108] 主制御装置 20は、特に上記の走査露光時には、レチクルステージ RSTの Y軸方 向の移動速度 Vrとウェハテーブル TBの Y軸方向の移動速度 Vwとが、投影光学系 PLの投影倍率に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。
[0109] そして、レチクル Rのパターン領域の異なる領域が紫外パルス光で逐次照明され、 パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウェハ W上のファーストショッ トの走查露光が終了する。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 てファーストショットに縮小転写される。
[0110] このようにして、ウェハ W上のファーストショットに対する走查露光が終了すると、主 制御装置 20により、駆動装置 50の第 2駆動機構 (X軸リニアモータ 58A, 58B)を介 してウェハテーブル TBが例えば X軸方向にステップ移動され、ウェハ W上のセカン ドショット（第 2番目の区画領域としてのショット領域）の露光のための加速開始位置に 移動される。次に、主制御装置 20の管理の下、ウェハ W上のセカンドショットに対し て前述と同様の走査露光が行われる。
[0111] このようにして、ウェハ W上のショット領域の走査露光とショット領域間のステツピン グ動作とが繰り返し行われ、ウェハ W上の複数の区画領域としてのショット領域にレ チクル Rの回路パターンが順次転写される。
[0112] ここで、上記のウェハテープノレ TBのショット間ステッピング時及びスキャン露光時な どには、ウェハテーブル TBのその駆動方向に応じた向きの前述した層流クエツト流 れが生じるので、 SIL22下方の水が常時入れ替わる。従って、露光装置 100では、 新鮮で温度の安定した水を常に用いて液浸露光が行われるようになつている。
[0113] また、例えば、ウェハ W上の周辺ショット領域を露光する場合などには、水圧パッド
32の軸受面の少なくとも一部が、ウェハ W力も外れることがある力 ウェハテーブル T B上には、ウェハ Wの周辺に前述の補助プレート 24が設けられているので、水圧パ ッド 32の軸受面の全域力 ウェハ W又は補助プレートのいずれかに対向した状態が 維持される。この場合、前述のように、補助プレート 24の上方に水圧パッド 32が位置 する状態では、水圧パッド 32の陽圧と負圧とのバランスにより、補助プレート 24の上 面がウェハ W上面と一致する高さまで上昇するようになっていることから、水圧パッド 32に供給された水を、水圧パッド 32と補助プレート 24又はウェハ Wとで狭持すること ができるので、水の漏出を防ぐことができる。
[0114] これまでの説明力 明らかなように、本実施形態では、水圧パッド 32、液体供給装 置 88、液体回収装置 92及びこれらに接続された給排水系（具体的には、排水管 76 、給水管 80、排水管 84、バルブ群 86a、 86b、供給管路 90及び排水路 94)によって 、液体軸受装置が構成されている。
[0115] 以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置 100によると、上記の液体静 圧軸受装置によって、水圧パッド 32の軸受面とウェハテーブル TB上に載置されたゥ ェハ Wの表面との投影光学系 PLの光軸 AX方向（Z軸方向）に関する間隔が、所定 寸法 (例えば 10 z m程度）に維持される。また、ウェハテーブル TBの裏面側には、 水圧パッド 32に対向して流体静圧軸受としての水圧パッド 34が配置され、該水圧パ ッド 34によってウェハテーブル TBの裏面に対向する軸受面とウェハテーブルとの間 に水を供給して該水の静圧によりその軸受面とウェハテーブル TBの裏面との隙間が 維持されている。この結果、ウェハテーブル TBと該ウェハテーブル TB上のウェハ W と力 水圧パッド 32と水圧パッド 34とによって、上下から狭持される。この場合、水圧 パッド 32、 34それぞれの軸受面とウェハ W又はウェハテーブル TBとの間隔を、例え ば 10 β m程度以下に安定してかつ一定に保つことができる。水圧パッドなどの液体 静圧軸受は、気体静圧軸受とは異なり、軸受面と支持対象物（ウェハ W又はウェハ テーブル TB)との間の非圧縮性流体である水 (液体）の静圧を利用するので、軸受 の剛性が高ぐ軸受面と支持対象物との間隔を、安定してかつ一定に保つことができ る。また、水 (液体）は気体 (例えば空気）に比べて、粘性が高ぐ液体は振動減衰性 が気体に比べて良好である。この結果、ウェハテーブル TB及びウェハ Wは、その移 動時に少なくとも露光領域及びその近傍の部分では、 Z軸方向（光軸 AX方向）の位 置ずれが生じなレ、ようになってレ、る。
[0116] 従って、本実施形態の露光装置 100によると、フォーカスセンサなどの焦点位置検 出系を特に設けなくても、ウェハテーブル TBの移動に起因するデフォーカスの発生 をほぼ確実に防止した状態で、レチクル Rのパターンをウェハ W上の複数のショット 領域に転写することが可能となる。
[0117] また、本実施形態の露光装置 100では、ウェハテーブル TB及びウェハ W力 ゥェ ハ W上へのパターンの投影領域（露光領域）が含まれる SIL22の周囲の帯状の領域 (水圧パッド 32, 34の軸受面に対応する領域)部分で、水圧パッド 32、 34によって高 剛性で狭持されるので、ウェハテーブル TB自体の剛性はそれほど高くなくても良く なる。この結果、ウェハテーブル TBを薄くすることができ、その分ウェハテーブル TB の軽量化、ひいてはその位置制御性の向上が可能である。例えば、ウェハテーブル TBの厚さを、従来の 1/4程度以下に設定することも可能である。すなわち、ウェハ テーブル TBの厚さは、 10mm程度以下に設定することができる。
[0118] また、本実施形態の露光装置 100では、投影光学系 PLの最も像面側の光学部材 である SIL22の下面とウェハ W表面との間に、空気に比べて屈折率が高い水（高屈 折率流体)が常に存在する状態で、レチクル Rのパターン領域、投影光学系 PL及び 水を介して照明光 ILによりウェハ Wが露光される。すなわち、液浸露光が行われ、ゥ ェハ W表面における照明光 ILの波長を空気中における波長の lZn倍 (nは液体の 屈折率、水の場合 nは 1. 4)に短波長化でき、更に実効的な焦点深度は空気中に比 ベて約 n倍に広がる。従って、解像度の高い露光が可能になる。なお、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良い場合には、投影光学系 PLの開口 数 (NA)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。
[0119] また、実効的な焦点深度が空気中に比べて約 n倍に広がることは、デフォーカスの 発生を抑制できるという効果もある。
[0120] また、本実施形態の露光装置 100では、走査露光中などには、前述の如ぐ水圧 パッド 32に供給される水は、常時入れ替えられているので、ウェハ W上に異物が付 着している場合には、その異物が水の流れにより除去される。
[0121] また、本実施形態の露光装置 100によると、ウェハ Wの周辺部のショット領域を露 光する際、あるいは露光終了後にウェハテーブル TB上のウェハを交換する際など に、投影光学系 PL (SIL22)とウェハ Wとの間に水を保持した状態で、投影光学系 P Lがウェハ Wから外れる位置にウェハテーブル TBが移動した場合でも、投影光学系 PLと補助プレート 24との間に水を保持することができ、その水の流出を防止すること が可能となる。これにより、水の流出に起因する種々の不都合の発生を回避すること ができる。また、補助プレート 24とウェハ Wとの隙間は 3mm以下に設定されているの で、ウェハ Wが投影光学系 PLの下方にある状態からウェハ Wが投影光学系 PLから 外れる位置にウェハテーブル TBが移動する場合などに、その移動の途中でウェハ Wと補助プレート 24との間の隙間に水が流出するのが、その水の表面張力により防 止される。
[0122] 従って、本実施形態の露光装置 100によると、上述したような種々の効果により、レ チクル Rのパターンをウェハ W上の複数のショット領域のそれぞれに極めて精度良く 転写することが可能になる。また、空気中に比べて広い焦点深度での露光を行うこと も可能になる。
[0123] また、本実施形態の露光装置 100では、投影光学系 PLの最も像面側の光学部材 である SIL22の下面力 水圧パッド 32の軸受面とほぼ一致しているので、 SIL22とゥ ェハ W表面との間隔は、水圧パッド 32の軸受面とウェハ Wとの間隔である、 10 x m 程度となり、液浸露光用に供給する液体 (水）の使用量が少なくなるとともに、液浸露 光の終了後に水の回収を速やかに行うことができ、これにより、その回収後のウェハ Wの乾燥が容易となる。
[0124] また、水の層の厚みが極めて小さいので、その水による照明光 ILの吸収が小さぐ 更には、水の温度分布の不均一性に起因する光学収差を抑制することができる。
[0125] なお、上記実施形態では、ウェハテーブル TB及びウェハ Wを、上下から水圧パッ ド 32、 34によって高剛性で狭持する場合について説明した力 特にウェハテーブル TB下方の水圧パッド 34は、主として、上側の水圧パッド 32に対し、一定の予圧（与 圧）を付与することを目的とするので、ウェハテーブル TBの裏面に対し、一定の上向 きの力を付与できるのであれば、必ずしも設けなくても良い。あるいは、水圧パッド 34 に代えて、他の種類の流体軸受、例えば加圧気体の静圧を利用する気体静圧軸受 のうち、軸受剛性の高い種類、例えば真空予圧型のエアベアリング等を用いることも 可能である。
[0126] また、上記実施形態では、水圧パッド 32に供給された水の一部を液浸露光用の水 として用いる場合について説明した力 本発明がこれに限定されるものではなぐ水 圧パッド 32に対する水の供給経路とは、全く独立の供給経路を介して液浸露光用の 液体を投影光学系 PLとウェハ Wとの間の空間に供給するようにしても構わない。 [0127] さらに、上記実施形態では、本発明が液浸露光を行う露光装置に適用された場合 について説明したが、水圧パッドなどの液体静圧軸受を用いてウェハテーブル TBな どの移動体を支持する手法は、液浸露光を行わない露光装置にも好適に適用できる
。力、かる場合であっても、その液体静圧軸受によって、その軸受面と基板（ウェハ）の 表面との投影光学系の光軸方向に関する間隔が、所定寸法 (例えば 10 x m程度）に 維持される。液体静圧軸受は、気体静圧軸受とは異なり、軸受面と支持対象物 (基板 )との間の非圧縮性流体である液体の静圧を利用するので、軸受の剛性が高ぐ軸 受面と基板との間隔を、安定してかつ一定に保つことができる。また、液体 (例えば純 水）は気体 (例えば空気）に比べて、粘性が高ぐ液体は振動減衰性が気体に比べて 良好である。従って、本発明の露光装置によれば、焦点位置検出系などを必ずしも 設けることなく、デフォーカスの殆どない基板上へのパターンの転写を実現することが できる。
[0128] なお、上記実施形態では、ドーナツ状の水圧パッド 32, 34を、ウェハテーブル TB 上のウェハ Wの上側（投影光学系 PLの像面側）、ウェハテーブル TBの下側にそれ ぞれ設けた場合について説明したが、これに限らず、露光領域（レチクルパターンの 投影領域)を取り囲む矩形 (長方形)環状の軸受面を有する液体静圧軸受を、上記 の水圧パッド 32, 34の少なくとも一方に代えて設けても良い。
[0129] また、水圧パッド 32に代えて、複数の小型の水圧パッドを、露光領域（レチクルパタ ーンの投影領域)を取り囲む状態で、投影光学系 PLの下端部近傍に取り付けても良 レ、。同様に、水圧パッド 34に代えて、複数の小型の流体静圧軸受を、ウェハテープ ノレ TBの裏面側の露光領域（レチクルパターンの投影領域）を取り囲む領域に対応す る領域に対向して配置しても良レ、。あるいは、水圧パッド 32に代えて設けられる 1又 は 2以上の水圧パッドを投影光学系 PLの像面側に投影光学系 PLとの位置関係を維 持した状態で配置しても良レ、。
[0130] なお、上記実施形態では、焦点位置検出系（フォーカスセンサ）を特に設けなレ、も のとしたが、フォーカスセンサが必要な場合には、少なくとも 1つの計測点でウェハ W 表面との間の間隔を計測するギャップセンサを水圧パッド 32に取り付け、そのギヤッ プセンサの計測値に応じて水圧パッド 32に接続された排気管 76の内部に生じさせ る負圧を、液体回収装置 (又は主制御装置 20)が調整することにより、ウェハ W表面 の Z軸方向の位置（フォーカス）を調整することとしても良レ、。この場合のギャップセン サとしては、水圧パッド 32の一部にダイヤフラムを取り付け、そのダイヤフラムに作用 する水の圧力と大気圧との差を計測し、その差を距離に換算する、圧力センサを用 レ、ることができる。あるいは静電容量センサなどを用いることもできる。また、例えば投 影光学系 PLの少なくとも一部の光学素子を介して、ウェハ Wに検出光を照射すると ともに、その反射光を受光して、投影光学系 PLとウェハ Wとの間隔を計測し、その計 測値に応じて水圧パッド 32とウェハ W表面との間隔を調整するようにしても良い。
[0131] なお、上記実施形態では、ウェハテーブル TBの裏面に形成された XY2次元スケ ールを、光学式 (又は磁気式）のエンコーダ 96を用いて読み取ることにより、ウェハテ 一ブル TBの XY面内の位置情報を計測することとした力 S、本発明がこれに限られるも のではなぐレーザ干渉計を用いてウェハテーブル TBの XY面内の位置情報を計測 することとしても良い。
[0132] この場合、ウェハテーブル TBの X軸方向一側の端面（例えば + X側端面）と、 Y軸 方向一側の端面（例えば一 Y側端面）を鏡面加工する必要があるが、図 2から分かる ように +X側端面には、 Y軸リニアモータ 64Aの Y可動子 60Aが設けられるので、図 2の状態では、 +X側端面の Y軸方向全域にわたって鏡面加工をすることができなレヽ おそれがある。この場合、図 7に示されるように、一方の Y可動子 60Aと他方の Y可動 子 60Bの Z軸方向位置を互いにずらすことにより、ウェハテーブル TBの +X側端面 を Y軸方向全域にわたって鏡面加工することができる。ここで、 Y可動子 60A、 60B をウェハテーブル TBの重心 Gに対して点対称な位置に設けることにより、 Y軸リニア モータ 64A， 64Bの推力をウェハテーブル TBの重心 Gに作用させることが可能とな る。
[0133] このようにして形成した反射面に対して、干渉計 18 (図 7では、 X軸方向の計測に用 レ、られる干渉計のみを図示）からの測長ビームが照射され、干渉計 18では、その反 射光を受光することにより、ウェハテーブル TBの X軸方向および Y軸方向の位置を 例えば 0. 5— lnm程度の分解能で計測する。この場合、干渉計としては、測長軸を 複数有する多軸干渉計を用いることができ、この干渉計によって、ウェハテーブル T Bの X、 Y位置の他、回転（ョーイング（Ζ軸回りの回転である θ ζ回転）、ローリング（Υ 軸回りの回転である Θ y回転）及びピッチング (X軸回りの回転である θ X回転））も計 測可能とすることができる。
[0134] 《変形例》
これまでの説明では、水圧パッド 32が鏡筒 40に固定され、投影光学系 PLと水圧パ ッド 32との位置関係が一定に維持されている場合について説明したが、これに限ら ず、例えば、投影光学系 PLを構成する最も像面側の光学部材として、図 8に示され るような上下に 2分割された分割レンズ (Divided Lens)を用いることとしても良レ、。この 図 8に示される分割レンズ 150は、下側の半球状の第 1部分レンズ 152aと、その第 1 部分レンズの外表面（球面の一部）と同一の点を中心とする曲率半径が僅かに大き な曲率半径の球面をその内面（内表面）として有し、前記第 1部分レンズ 152aの中心 とは異なる点を中心とする球面を外面（外表面）として有する第 2部分レンズ 152bと によって構成されている。この場合、第 1部分レンズ 152aは平凸レンズであり、第 2部 分レンズ 152bは、凹メニスカスレンズである。
[0135] このようにして構成される分割レンズ 150を、上記実施形態中の SIL22に代えて用 レ、ることができる。このとき、第 2部分レンズ 152bを、鏡筒 40に一体的に取り付け、第 1部分レンズ 152aを、水圧パッド 32にその軸受面と第 1部分レンズ 152aの下面とが ほぼ同一面となるように保持させる。そして、第 1部分レンズ 152aの下方（ウェハ Wと の間）の空間のみならず、第 1部分レンズ 152aと第 2部分レンズ 152bとの間の隙間 にも、液浸用の液体 (水など）を満たすようにする。このような構成を採用すれば、第 1 部分レンズ 152aに作用する水圧によりその第 1部分レンズ 152aに必要以上の負荷 が掛力^)場合に、第 1部分レンズ 152aが水圧パッド 32とともに上下に動くことで、第 1 部分レンズ 152aに余計な応力が生じるのを抑制することができ、その応力に起因に する光学性能の劣化を防止することができる。この場合、上記の第 1部分レンズ 152a 及び水圧パッド 32の上下動により、給水溝内の圧力（陽圧）と排水溝内の圧力（負圧 )とが丁度つりあうように設定され、第 1部分レンズ 152a下方の水の層（水膜）の厚さ が一定になるとともに、第 1部分レンズ 152aが上下に動くことで、光路が変化し、 自 動的にフォーカス位置が調整されるようになっている。 [0136] なお、本実施形態においては、分割レンズ 150は、平凸レンズと凹メニスカスレンズ に分割されている力 投影光学系 PLの瞳面に近い上側の光学素子を平凸レンズと して、投影光学系 PLの像面に近い下側の光学素子を無屈折力の平行平面板として も良い。この場合、その平行平面版の変動によって、投影光学系 PLの像面などの結 像特性が変化する場合には、投影光学系の一部のレンズの移動、レチクルの移動、 露光光の波長の微調整の少なくとも一つを行って、その結像特性の変化を補償する ようにしても良い。
[0137] 上記第 1の実施形態では、本発明が、ウェハテーブル TB及び該ウェハテーブルを 支持するステージ 52を、各 1つ備えた露光装置に適用された場合について説明した 力 これに限らず、次の第 2の実施形態のように、ウェハテーブル TB及びステージを 複数、例えば 2つ備えた露光装置に本発明を適用しても良い。
[0138] 《第 2の実施形態》
次に、図 9及び図 10に基づいて本発明の第 2の実施形態の露光装置について説 明する。図 9には、第 2の実施形態の露光装置を構成するウェハステージ装置 300 の構成が、平面図にて示されている。ここで、重複説明を避ける観点から、前述の第 1の実施形態と同一の構成部分には、同一の符号を用いるとともに、その説明を省略 するものとする。
[0139] 本第 2の実施形態の露光装置では、光学ユニット PUと、ァライメント検出系 ALGと 同様のァライメント検出系 ALG'とが、 Y軸方向に所定距離離れて配置されている。 そして、光学ユニット PUの下方に、前述の駆動装置 50が配置され、この駆動装置 5 0を構成するステージ 52上に搭載されたウェハテーブル TBI上にウェハ Wが載置さ れている。また、ァライメント検出系 ALG'の下方には、 XYステージ装置 180が配置 されている。この XYステージ装置 180を構成するステージ 171上にウェハテーブル TB2が搭載され、該ウェハテーブル TB2上にウェハ Wが載置されてレ、る。
[0140] XYステージ装置 180は、前述したステージ 52の外形と同形状の長方形部材から 成るステージ 171と、該ステージ 171を X軸方向に駆動する X軸リニアモータ 178と、 該 X軸リニアモータ 178と一体的にステージ 171を、 Y軸方向に駆動する一対の Y軸 リニアモータ 176A, 176Bとを備えてレヽる。 [0141] 前記 Y軸リニアモータ 176A, 176Bは、駆動装置 50を構成する X固定子 56Αの X 軸方向の一端及び他端に近接して配置されそれぞれ Υ軸方向に延びる Υ固定子 (Υ 軸リニアガイド） 172A, 172Bと、これら Υ固定子 172A, 172Bそれぞれに個別に係 合する Υ可動子 (スライダ） 174A, 174Bとによって構成されている。すなわち、一方 の Υ固定子 172Aと一方の Υ可動子 174Aとによって、相互間の電磁相互作用によつ て Υ可動子 174Aを Υ軸方向に駆動する駆動力を発生する Υリニアモータ 176Aが構 成され、他方の Υ固定子 172Bと他方の Υ可動子 174Bとによって、相互間の電磁相 互作用によつて Υ可動子 174Βを Υ軸方向に駆動する駆動力を発生する Υリニアモ ータ 176Bが構成されている。
[0142] Υ可動子 174A， 174Bは、前述の Xリニアモータ 178を構成する X軸方向に延びる X固定子 (X軸リニアガイド）の一端と他端とにそれぞれ固定されている。この Xリニア モータ 178の X固定子に対応してステージ 171には X可動子が設けられており、その X可動子と X固定子 178とによって構成される Xリニアモータ 178によってステージ 17 1が X軸方向に駆動される。
[0143] この場合、 Xリニアモータ 178によって、ステージ 171は、 X軸方向に駆動されるとと もに、一対の Υリニアモータ 176A, 176Bによって、 Xリニアモータ 178と一体的にス テージ 171が Υ軸方向に駆動されるようになってレ、る。
[0144] 前記ステージ 171上面の X軸方向の一側と他側の端部には、 Υ固定子 162A, 16 2Βが、 Υ軸方向にそれぞれ延設されている。
[0145] ウェハテーブル TBI、 TB2は、前述したウェハテーブル TBと全く同様に構成され ており、同様に、 X軸方向の一側、他側の端部に Y可動子 60A及び永久磁石 66A、 66B、 Y可動子 60Bを、それぞれ備えている。
[0146] この図 9のウェハステージ装置 300では、ウェハテーブル TBIに設けられた Υ可動 子 60Aは、ステージ 52上の Y固定子 62Aに係合した状態（図 9の状態）で、 Y固定子 62Aとの間で電磁相互作用を行レ、 Y軸方向の駆動力を発生するのみならず、ステー ジ 171上の Y固定子 162 Aに係合した状態では、その Y固定子 162 Aとの間で電磁 相互作用を行レ、 Y軸方向の駆動力を発生するようになつている。
[0147] 同様に、ウェハテーブル TB2に設けられた Y可動子 60Aは、ステージ 171上の Y 固定子 162Aに係合した状態（図 9の状態）で、 Y固定子 162Aとの間で電磁相互作 用を行い Y軸方向の駆動力を発生するのみならず、ステージ 52上の Y固定子 62A に係合した状態では、その Y固定子 62 Aとの間で電磁相互作用を行レ、 Y軸方向の 駆動力を発生するようになっている。
[0148] 同様に、ウェハテーブル TBIに設けられた Y可動子 60Bは、ステージ 52上の Y固 定子 62Bに係合した状態（図 9の状態）で、 Y固定子 62Bとの間で電磁相互作用を行 い Y軸方向の駆動力を発生するのみならず、ステージ 171上の Y固定子 162Bに係 合した状態では、その Y固定子 162Bとの間で電磁相互作用を行レヽ Y軸方向の駆動 力を発生するようになっている。
[0149] 同様に、ウェハテーブル TB2に設けられた Y可動子 60Bは、ステージ 171上の Y 固定子 162Bに係合した状態（図 9の状態）で、 Y固定子 162Bとの間で電磁相互作 用を行い Y軸方向の駆動力を発生するのみならず、ステージ 52上の Y固定子 62Bに 係合した状態では、その Y固定子 62Bとの間で電磁相互作用を行レヽ Y軸方向の駆 動力を発生するようになっている。
[0150] また、ウェハテーブル TBIに設けられた永久磁石 66A, 66Bのそれぞれは、 Y固 定子 62Bにそれぞれ係合した状態（図 9の状態）で、ウェハテーブル TBIをステージ 52上で X軸方向に微小駆動するボイスコイルモータを構成するとともに、 Y固定子 16 2Bにそれぞれ係合した状態では、ウェハテーブル TBIをステージ 171上で X軸方 向に微小駆動するボイスコイルモータを構成する。同様に、ウェハテーブル TB2に 設けられた永久磁石 66A, 66Bのそれぞれは、 Y固定子 162Bにそれぞれ係合した 状態（図 9の状態）で、ウェハテーブル TB2をステージ 171上で X軸方向に微小駆動 するボイスコイルモータを構成するとともに、 γ固定子 62Bにそれぞれ係合した状態 では、ウェハテーブル TB2をステージ 52上で X軸方向に微小駆動するボイスコイル モータを構成する。
[0151] ウェハテーブル TBI , TB2の XY面内の位置は、レーザ干渉計その他の位置計測 装置 (不図示）によって計測され、その計測結果が、不図示の主制御装置に送られる ようになつている。また、ウェハステージ装置 300を構成する前述の各モータは、主 制御装置によって制御されるようになっている。 [0152] その他の部分の構成は、前述した第 1の実施形態の露光装置 100と同様に構成さ れている。
[0153] このようにして構成された本第 2の実施形態の露光装置では、主制御装置の管理 の下、次のような処理シーケンスが行われることとすることができる。
[0154] すなわち、例えば一方のステージ 171上にウェハ Wを保持したウェハテーブル TB 2 (又は TBI)を搭載し、そのウェハテーブル TB2 (又は TBI)上のウェハ Wに形成さ れたァライメントマークの検出動作 (例えば EGA方式のウェハァライメント計測動作） を、ァライメント検出系 ALG'の下方でウェハテーブル TB2 (又は TBI)を 2次元駆動 しつつ行うのと並行して、他方のステージ 52上に搭載されたウェハテーブル TBI (又 は TB2)に保持されたウェハ Wに対する前述のステップ.アンド'スキャン方式の露光 動作を駆動装置 50によりウェハテーブル TBI (又は TB2)を駆動しつつ行う。
[0155] そして、その並行動作の終了後、ステージ 171を Y軸リニアモータ 176A， 176Bを 用いて、ステージ 52に最接近する位置まで移動させるとともに、両ステージ 171, 52 の X軸方向の位置が一致するように両ステージ 171 , 52の X軸方向の位置関係を調 整する。
[0156] 次に、露光済みのウェハ Wを保持するウェハテーブル TBI (又は TB2)を、そのゥ ェハテーブルに設けられた Y可動子 60A, 60Bと、 Y固定子 62A, 62Bとの電磁相 互作用により Y方向に駆動する。これと同時に、上記のマーク検出動作が終了した ウェハ Wを保持するウェハテーブル TB2 (又は TBI)を、そのウェハテーブルに設け られた Y可動子 60A, 60Bと、 Y固定子 162A, 162Bとの電磁相互作用により、他方 のウェハテーブルと同速度で γ方向に駆動する。これにより、両ウェハテーブル TB 1 , TB2が相互に最接近した位置関係を保ちながら、一 Y方向に移動する。
[0157] そして、上記のウェハテーブル TBI, TB2の一 Y方向への移動開始から所定時間 経過すると、マーク検出動作が終了したウェハ Wを保持するウェハテーブル TB2 (又 は TBI)に設けられた Y可動子 60A, 60B力 Y固定子 162A, 162Bと、 Y固定子 6 2A, 62Bとに同時に係合する状態となる。図 10には、このときの状態が示されている
[0158] 図 10の状態から、さらにウェハテーブル TBI, TB2がー Y方向に所定距離進むと、 露光済みのウェハ Wを保持するウェハテーブル TBI (又は TB2)に設けられた Y可 動子 60A, 60B力 Y固定子 62A, 62Bから完全に離脱する位置 (離脱位置）に達 する。上記の離脱位置にウェハテーブル TBI (又は TB2)が到達する直前に、不図 示のロボットアームがそのウェハテーブル TBI (又は TB2)を受け取り、ァライメント検 出系 ALG'近傍のウェハ交換位置に搬送する。
[0159] このとき、マーク検出動作が終了したウェハ Wを保持するウェハテーブル TB2 (又 は TBI)は、光学ユニット PUの下端に設けられた水圧パッド 32の下方に達しており、 その後、このウェハテーブルは、その全体がステージ 52上に搭載される位置まで進 む。これにより、ステージ 52上では、ウェハテーブルの交換が終了する。
[0160] このように、本第 2の実施形態では、露光済みのウェハ Wを保持したウェハテープ ルのステージ 52上での一 Y方向への移動及びロボットアームに対する受け渡しと、マ ーク検出動作が終了したウェハ Wを保持するウェハテーブルのステージ 171からス テージ 52への移動とが、並行して行われる結果、水圧パッド 32の下方及び投影光 学系 PL直下、すなわち投影光学系 PLを構成する最も像面側の光学部材（SIL22又 は前述の第 1分割レンズ 151aなど）の下方には、常にいずれかのウェハテーブルが 存在し、そのウェハテーブル上のウェハ又は補助プレート 24との間に液浸領域が形 成された状態が維持され、投影光学系 PL、すなわち投影光学系 PLを構成する最も 像面側の光学部材とウェハ又は補助プレート 24との間に液体 (水）を保持することが でき、その液体 (水）の流出を防止することが可能となる。
[0161] また、本第 2の実施形態では、一方のウェハテーブル上のウェハに対する露光動 作と、他方のウェハテーブル上のウェハに対するマーク検出動作 (及びウェハ交換 動作）とが、並行して行われるので、ウェハ交換、マーク検出動作、及び露光がシー ケンシャルに行われる場合に比べてスループットの向上が可能である。ここで、ゥェ ハテーブルを 2以上備える場合には、一のウェハテーブル上で露光を行っている間 に、他のウェハテーブル上でウェハを完全に乾燥させる時間を設けることとしても良 レ、。このような場合には、スループットの最適化を図るため、 3つのウェハテーブルを 用意し、 1つ目のウェハテーブルでは露光動作を行い、 2つ目のウェハテーブルでは ァライメント動作を行レ、、 3つ目のウェハテーブルでは露光後のウェハ乾燥及びゥェ ハ交換動作を行うという並行処理シーケンスを実行することが望ましい。
[0162] なお、本第 2の実施形態では、マーク検出動作 (例えば EGA方式のウェハァラィメ ント計測）の結果得られたウェハ W上の複数のショット領域の位置情報 (配列座標）は 、基準マーク板 FM上の基準マークを基準とする情報に換算しておくことが望ましレ、。 このようにすると、そのァライメント計測が終了したウェハがステージ 52上に移動した 際に、不図示のレチクルァライメント系を用いてレチクル上のマークと基準マーク板 F M上の基準マークとの相対位置を計測することで、仮にウェハテーブルの移動中に 、連続的な位置情報の検出が困難な場合であっても、レチクルとウェハ W上の各ショ ット領域の相対位置を所望の関係に高精度に調整することができる。
[0163] また、複数のテーブルを備えた露光装置として、例えば特開平 10— 163099号及 び特開平 10—214783号公報（対応米国特許第 6， 341 , 007号、第 6， 400, 441 号、第 6, 549, 269号及び第 6, 590,634号）、特表 2000— 505958号公報（対応 米国特許第 5, 969, 441号）あるいは米国特許 6, 208, 407号に開示されている露 光装置にも本発明を適用することができる。
[0164] また複数のテーブルを備えた露光装置として、例えば特開平 11一 135400号公報（ 対応国際公開 W099/23692号公報）に開示されている露光装置にも本発明を適 用すること力 Sできる。
[0165] 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、上記各公報及び各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。
[0166] なお、水圧パッド 32の構成については、上記各実施形態で説明した構成に限らず 、図 11 (A)に示される水圧パッド 32'のような構成を採用することもできる。すなわち 、前記排水溝 68、給水溝 70、排水溝 72を隔壁にてほぼ等角度間隔で仕切ることと しても良レ、（以下、隔壁に囲まれた部分を「セル」と呼ぶものとし、排水溝 68、 72に形 成されたセルを「排水用セル」、給水溝 70に形成されたセルを「給水用セル」と呼ぶも のとする）。
[0167] 前記排水用セルの内部底面には、図 11 (A)の紙面直交方向（Z軸方向）に貫通す る貫通孔 74がそれぞれ形成され、給水溝 70に形成された給水用セルの内部底面に は、貫通孔 78がそれぞれ形成され、排水溝 68に形成された排水用セルの内部底面 には、貫通孔 82がそれぞれ形成されている。
[0168] このように、給水溝及び排水溝を隔壁で仕切り、セルを形成することで、ウェハのェ ッジ部分に給水パッド 32がかかった際に、エッジ部分に対応するセルの圧力変化が 生じる場合であっても、該圧力変化の影響がその他のセルに及ばないようにすること ができる。
[0169] なお、貫通孔 78， 82, 74に接続される給水管 80、排水管 84， 76のそれぞれに、 図 11 (B)に示されるような、絞り 79を設けることとしても良レ、。この場合においても、 絞り 79により、一部のセルがウェハのエッジ部分に力、かった際に、当該セルにおける 圧力が変化しても、その圧力変化がその他のセルに与える影響を極力抑制すること ができる。
[0170] また、下側の水圧パッド 34に、図 11 (A)のような構成を採用しても良いし、図 11 (B )に示すような絞りを、水圧パッド 34に接続された給水管や配水管に設けることとして も良い。
[0171] なお、上記各実施形態においては、投影光学系 PLの最も像面側（ウェハ W側）の 光学素子として、ソリッドイマ一ジョンレンズ SILを採用している力 ソリッドィマージョ ンレンズ SILの替わりに石英や蛍石力も形成されてレ、るレンズ素子を用いてもょレ、し 、無屈折力の平行平面板を用いてもよい。
[0172] また上述の実施形態においては、補助プレート 24とテーブル TB (TBI , TB2)との 間に弾性体 25が配置されている力 水圧パッド 32とそれに対向する面（ウェハ W表 面、補助プレート 24上面）とのギャップを一定に保つことができれば、弾性対 25を省 いてもよい。
[0173] 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 力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（米国スリーェム社の商品名）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ぐまた、投影光学系ゃゥェ 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 用することちできる。
[0174] また、上記各実施形態では、水圧パッド（又は SIL22下方）に液体を供給する経路 と、水圧パッドから液体を回収する経路とが別々である場合について説明したが、水 圧パッド (又は SIL22下方)から回収された液体を再度水圧パッド（又は SIL22下方） に供給する循環経路と液体給排装置との組み合わせを採用しても良い。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その循環経路のうち、回収側の一 部に設けておくことが望ましい。
[0175] なお、上記各実施形態では、ウェハテーブルのウェハ Wが載置される領域の周囲 に補助プレートが設けられるものとしたが、本発明の中には、露光装置は、補助プレ ートあるいはそれと同等の機能を有する平面板を必ずしもテーブル上に設けなくても 良いものもある。但し、この場合には、供給される液体がウェハテーブル上から溢れ ないように、そのウェハテーブル上に液体を回収する配管を更に設けておくことが望 ましい。
[0176] なお、上記各実施形態では、ウェハ表面に局所的な凹凸がある場合には、ウェハ 表面（露光面）と像面とにずれが生じる可能性もある。従って、ウェハ表面に局所的な 凹凸があることが予想される場合には、露光に先立って、ウェハ表面の凹凸情報を 記憶しておき、露光中は、その凹凸情報に基づいて、投影光学系の一部のレンズの 移動、レチクルの移動、露光光の波長の微調整の少なくとも一つを行って、像面の位 置や形状の調整を行うようにすれば良い。
[0177] なお、上記各実施形態では、照明光 ILとして ArFエキシマレーザ光又は KrFェキ シマレーザ光などの遠紫外光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線 (g線 、 i線等）を用レ、るものとしたが、これに限らず、例えば、照明光 ILとして、 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（Er) (又はエルビウムとイッテルビウム (Yb)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（例えば、波長 193nm)を用いても良い。
[0178] また、投影光学系 PLは、屈折系に限らず、カタディオプトリック系（反射屈折系）で あっても良い。また、その投影倍率も 1/4倍、 1/5倍などに限らず、 1/10倍などで あっても良い。
[0179] なお、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。この場合、露光が走查露光方式で行われる点を 除き、基本的には前述した第 1の実施形態と同等の構成を用レ、ることができ、同等の ίカ果を得ること力 Sできる。
[0180] なお、複数のレンズから構成される照明光学系、光学ユニット PU、水圧パッド 32， 34等を露光装置本体に組み込み、更に、水圧パッド 32, 34等に対する配管を行う。 その後、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージゃゥェ ハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整 (電気 調整、動作確認等）をすることにより、上記各実施形態の露光装置を製造することが できる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルーム で行うことが望ましい。
[0181] また、上記各実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場 合について説明したが、これに限らず、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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、マイクロマ シン、有機 EL、 DNAチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適 用できる。
[0182] また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなぐ光露光装置、 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ェ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。ここで、 DUV (遠紫外)光や VUV (真空紫外)光などを用 レ、る露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英 ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶など が用いられる。
[0183] 《デバイス製造方法》 次に上述した露光装置をリソグラフイエ程で使用したデバイスの製造方法の実施形 態について説明する。
[0184] 図 12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 12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 (ウェハ製造ステップ）におい て、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
[0185] 次に、ステップ 204 (ウェハ処理ステップ）において、ステップ 201 ステップ 203で 用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってゥェ 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で処理されたウェハを用いてデバイス組立てを行う。このステツ 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。
[0186] 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。
[0187] 図 13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 13において、ステップ 211 (酸化ステップ）においてはウェハの表面を酸 化させる。ステップ 212 (CVDステップ）においてはウェ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）においてはウェ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）においてはウェ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、ウェ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。
[0188] ウェ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、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ 216 (露光ス テツプ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置)及び露光方法によつ てマスクの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステップ 217 (現像ステップ）に おいては露光されたウェハを現像し、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。
[0189] 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、ウェハ上に多重に 回路パターンが形成される。
[0190] 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 21 6)において上記各実施形態の露光装置が用いられるので、精度良くレチクルのバタ ーンをウェハ上に転写することができる。この結果、高集積度のマイクロデバイスの生 産性 (歩留まりを含む）を向上させることが可能になる。
産業上の利用可能性
[0191] 以上説明したように、本発明の露光装置は、基板上へのパターンの転写に適して 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製造に適している。

Claims

請求の範囲
[1] エネルギビームによりパターンを照明し、前記パターンを投影光学系を介して基板 上に転写する露光装置であって、
基板が載置され、該基板を保持して 2次元的に移動可能なテーブルと； 前記投影光学系の像面側に配置され、前記テーブル上の基板に対向する軸受面 と前記基板との間に液体を供給して該液体の静圧により前記軸受面と前記基板の表 面との間隔を維持する少なくとも 1つの液体静圧軸受を含む液体静圧軸受装置と;を 備える露光装置。
[2] 請求項 1に記載の露光装置において、
前記投影光学系と前記基板表面との間に、空気に比べて屈折率が高い高屈折率 流体が常に存在する状態で、前記パターン、前記投影光学系及び前記高屈折率流 体を介して前記エネルギビームにより前記基板が露光されることを特徴とする露光装 置。
[3] 請求項 2に記載の露光装置において、
前記高屈折率流体は、液体であることを特徴とする露光装置。
[4] 請求項 3に記載の露光装置において、
前記液体静圧軸受用の液体が、前記投影光学系と前記テーブル上の前記基板と の間を満たすための前記高屈折率流体として用レ、られることを特徴とする露光装置。
[5] 請求項 1に記載の露光装置において、
前記少なくとも 1つの液体静圧軸受は、前記投影光学系の光軸方向に関し、前記 投影光学系との位置関係を一定に維持した状態で配置されていることを特徴とする
[6] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、
前記投影光学系を構成する最も基板側の光学部材は、その瞳面側が球面でかつ 像面側が平面であることを特徴とする露光装置。
[7] 請求項 6に記載の露光装置において、
前記投影光学系を構成する最も基板側の光学部材は、その像面側の平面が、前 記液体静圧軸受の軸受面と略同一面上に位置することを特徴とする露光装置。
[8] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、
前記液体静圧軸受装置は、前記少なくとも 1つの液体静圧軸受の軸受面と前記基 板との間に前記液体を供給するとともに、前記軸受面と前記基板との間の液体を負 圧を利用して外部に排出することを特徴とする露光装置。
[9] 請求項 8に記載の露光装置において、
前記少なくとも 1つの液体静圧軸受は、前記基板上の前記パターンの投影領域の 周囲を取り囲む状態で、配置されてレ、ることを特徴とする露光装置。
[10] 請求項 9に記載の露光装置において、
前記少なくとも 1つの液体静圧軸受は、その軸受面が前記基板上の前記投影領域 を取り囲む、単一の軸受であることを特徴とする露光装置。
[11] 請求項 9に記載の露光装置において、
前記液体静圧軸受の前記軸受面には、複数の環状の溝が多重に形成され、前記 複数の溝は、液体供給溝と液体排出溝とを少なくとも各 1つ含むことを特徴とする露
[12] 請求項 11に記載の露光装置にぉレ、て、
前記複数の溝は、液体供給溝と、該液体供給溝の内外にそれぞれ形成された少な くとも各 1つの液体排出溝とを含むことを特徴とする露光装置。
[13] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、
前記テーブルには、前記基板が載置される載置領域の周囲にプレートが設けられ 、該プレートの表面位置が可動であることを特徴とする露光装置。
[14] 請求項 13に記載の露光装置において、
前記テーブルと前記プレートとの間に弾性部材が配置されていることを特徴とする
[15] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、
前記投影光学系を構成する最も基板側の光学部材は、その像面側が平面である 第 1部分素子と、該第 1部分素子の外表面に流体の層を介して係合し、前記投影光 学系の瞳面側に位置する外表面が曲面である第 2素子とを有する分割レンズである ことを特徴とする露光装置。
[16] 請求項 15に記載の露光装置において、
前記第 2部分素子は前記投影光学系の鏡筒に固定され、前記第 1部分素子は前 記液体静圧軸受に前記軸受面と前記平面とがほぼ同一面となる状態で保持されて いることを特徴とする露光装置。
[17] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、
前記投影光学系を構成する最も基板側の光学部材は、その像面側が平面であり、 前記軸受面と前記平面とがほぼ同一面となる状態で保持されていることを特徴とする
[18] 請求項 9に記載の露光装置において、
前記液体静圧軸受に設けられ、少なくとも 1つの計測点で前記基板表面との間の 間隔を計測するギャップセンサを更に備え、
前記液体静圧軸受装置は、前記ギャップセンサの計測値に応じて前記液体を排出 するための負圧と前記液体を供給するための陽圧との少なくとも一方を調整すること を特徴とする露光装置。
[19] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、
前記テーブルを介して前記液体静圧軸受に対向して配置され、前記テーブルに対 向する軸受面と前記テーブルとの間に流体を供給して該流体の静圧により前記軸受 面と前記テーブルの面との隙間を維持する少なくとも 1つの流体静圧軸受を、更に備 えることを特徴とする露光装置。
[20] 請求項 19に記載の露光装置において、
前記流体静圧軸受は、その軸受面が前記テーブルの前記基板が載置される面と は反対側の面上の前記投影領域に対応する領域を取り囲む、単一の軸受であること を特徴とする露光装置。
[21] 請求項 20に記載の露光装置において、
前記流体静圧軸受の前記軸受面には、複数の環状の溝が多重に形成され、前記 複数の溝は、流体供給溝と流体排出溝とを少なくとも各 1つ含むことを特徴とする露
[22] 請求項 21に記載の露光装置にぉレヽて、 前記複数の溝は、流体供給溝と、該流体供給溝の内外にそれぞれ形成された少な くとも各 1つの流体排出溝とを含むことを特徴とする露光装置。
[23] 請求項 19に記載の露光装置において、
前記流体は、液体であることを特徴とする露光装置。
[24] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、
前記軸受面と前記基板の表面との隙間は、 0より大きく 10 z m程度以下に維持され ることを特徴とする露光装置。
[25] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、
前記テーブルの前記 2次元面内の位置情報を検出する位置検出系を更に備える
[26] 投影光学系と基板との間に液体を供給し、エネルギビームによりパターンを照明し 、前記パターンを前記投影光学系及び前記液体を介して前記基板上に転写する露 光装置であって、
基板の載置領域が形成され、該載置領域の周囲の領域の表面が前記載置領域に 載置された基板の表面とほぼ面一となるように設定され、前記液体が供給される前記 投影光学系直下の位置を含む第 1領域と該第 1領域の一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テーブルと；
表面がほぼ面一となるように設定され、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テーブルとは独立して移動可能な第 2テーブルと；
前記第 1、第 2テーブルを駆動するとともに、一方のテーブルが前記第 1領域に位 置する第 1の状態から他方のテーブルが前記第 1領域に位置する第 2の状態に遷移 させる際に、両テーブルが前記一軸方向に関して近接又は接触した状態を維持して 両テーブルを同時に前記一軸方向の前記第 2領域側から第 1領域側へ向力 方向 に駆動するステージ駆動系と；を備える露光装置。
[27] 請求項 26に記載の露光装置において、
前記第 2テーブルは、基板の載置領域が形成され、該載置領域に載置された基板 の表面を含めて表面がほぼ面一となるように設定されていることを特徴とする露光装
[28] 請求項 27に記載の露光装置において、
基板上のァライメントマークを検出するァライメント系をさらに備え、
前記遷移動作中に、前記一方のテーブルには露光後の基板が載置され、前記他 方のテーブルには前記ァライメント系よるマーク検出後の基板が載置されていること を特徴とする露光装置。
[29] 請求項 28に記載の露光装置において、
複数の基板の露光処理シーケンスの実行中、前記第 1テーブル及び前記第 2テー ブルの少なくとも一方が、常に、前記液体を介して前記投影光学系と対向しているこ とを特徴とする露光装置。
[30] 請求項 26に記載の露光装置において、
前記第 1テーブルと前記第 2テーブルの二次元的な位置はそれぞれ計測されてい ることを特徴とする露光装置。
[31] 請求項 30に記載の露光装置において、
複数の基板の露光処理シーケンスの実行中、前記第 1テーブル及び前記第 2テー ブルの少なくとも一方が、常に、前記液体を介して前記投影光学系と対向しているこ とを特徴とする露光装置。
[32] 請求項 26に記載の露光装置において、
前記投影光学系の像面側に配置され、前記第 1、第 2テーブルのいずれ力が、前 記第 1領域にあるとき、その第 1領域にあるテーブル上の基板に対向する軸受面と前 記基板との間に液体を供給して該液体の静圧により前記軸受面と前記基板の表面と の間隔を維持する少なくとも 1つの液体静圧軸受を含む液体静圧軸受装置を更に備 える露光装置。
[33] リソグラフイエ程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフイエ程では、請求項 1一 32のいずれか一項に記載の露光装置を用 レ、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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