特許 6981458 搬送システム、露光装置、搬送方法、露光方法及びデバイス製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981458

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】搬送システム、露光装置、搬送方法、露光方法及びデバイス製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20211202BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20211202BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 521

   H01L21/68 C

   H01L21/68 N

【請求項の数】22

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2019-189302(P2019-189302)

(22)【出願日】2019年10月16日

(62)【分割の表示】特願2018-107671(P2018-107671)の分割

【原出願日】2013年11月27日

(65)【公開番号】特開2020-16903(P2020-16903A)

(43)【公開日】2020年1月30日

【審査請求日】2019年10月16日

(31)【優先権主張番号】61/731,892

(32)【優先日】2012年11月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(72)【発明者】

【氏名】原 英明

【審査官】 植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２９９８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６８４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００３８９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の物体を物体載置部に搬送する搬送システムであって、
前記板状の物体を保持する保持部と、
前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させる駆動部と、
前記板状の物体の下面を下方から支持する支持部と、
前記物体の形状が所定の形状となるように、前記駆動部および前記支持部を制御する制御部と、を有し、
前記保持部は、該保持部と前記物体との間に気体流を形成して前記物体に対する吸引力を発生させることにより前記板状の物体を前記板状の物体の上方から保持する搬送システム。

【請求項2】

板状の物体を物体載置部に搬送する搬送システムであって、
前記板状の物体を保持する保持部と、
前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させる駆動部と、
前記板状の物体の下面を下方から支持する支持部と、
前記保持部により保持されている前記物体の形状が所定の形状となるように、前記駆動部および前記支持部の少なくとも一方を制御する制御部と、を有し、
前記保持部は、該保持部と前記物体との間に気体流を形成して前記物体に対する吸引力を発生させることにより前記板状の物体を前記板状の物体の上方から保持する搬送システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記板状の物体を保持している前記保持部が下方へ移動を開始した後に、前記板状の物体の形状が所定の形状となるように制御する請求項１または２に記載の搬送システム。

【請求項4】

前記制御部は、前記板状の物体を支持している前記支持部が下方へ移動を開始した後に、前記板状の物体の形状が所定の形状となるように制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の搬送システム。

【請求項5】

前記駆動部は前記保持部を上下方向に移動させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の搬送システム。

【請求項6】

前記制御部は、前記駆動部によって前記保持部を前記物体載置部に向けて移動させる際の前記保持部の移動速度、または、前記支持部の移動速度を制御する請求項１〜５のいずれか一項に記載の搬送システム。

【請求項7】

前記支持部は、前記板状の物体の中央部領域を下方から支持し、
前記制御部は、前記板状の物体の形状が下に凸である場合に、前記支持部の移動速度を前記保持部の移動速度に比べて遅くする、または、前記保持部の移動速度を前記支持部の移動速度に比べて速くするよう制御する請求項６に記載の搬送システム。

【請求項8】

前記支持部は、前記板状の物体の中央部領域を下方から支持し、
前記制御部は、前記板状の物体の形状が上に凸である場合に、前記支持部の移動速度を前記保持部の移動速度に比べて速くする、または、前記保持部の移動速度を前記支持部の移動速度に比べて遅くするよう制御する請求項６または７に記載の搬送システム。

【請求項9】

前記支持部は、前記板状の物体の中央部領域を下方から支持し、
前記制御部は、前記板状の物体の形状が平坦である場合に、前記支持部の移動速度を前記保持部の移動速度と同じにするよう制御する請求項６〜８のいずれか一項に記載の搬送システム。

【請求項10】

板状の物体上にパターンを形成する露光装置であって、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の搬送システムと、
前記搬送システムにより前記物体載置部上に搬送された前記板状の物体をエネルギビームで露光して、前記パターンを形成するパターン生成装置と、を備える露光装置。

【請求項11】

リソグラフィステップを含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィステップは、
請求項１０に記載の露光装置を用いて表面にレジストが塗布された板状の物体を露光することと、
露光された前記板状の物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

【請求項12】

板状の物体を物体載置部に搬送する搬送方法であって、
保持部により前記板状の物体を保持させることと、
駆動部によって前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させることと、
前記板状の物体の下面を下方から支持部により支持することと、
前記物体の形状が所定の形状となるように、前記駆動部および前記支持部を制御することと、を含み、
前記保持させることでは、前記物体との間に気体流を形成して前記物体に対する吸引力を発生させる保持部により、前記板状の物体を上方から保持させる搬送方法。

【請求項13】

板状の物体を物体載置部に搬送する搬送方法であって、
保持部により前記板状の物体を保持させることと、
駆動部によって前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させることと、
前記板状の物体の下面を下方から支持部により支持することと、
前記保持部により保持されている前記物体の形状が所定の形状となるように、前記駆動部および前記支持部の少なくとも一方を制御することと、を含み、
前記保持させることでは、前記物体との間に気体流を形成して前記物体に対する吸引力を発生させる保持部により、前記板状の物体を上方から保持させる搬送方法。

【請求項14】

前記制御することでは、前記板状の物体を保持している前記保持部が下方へ移動を開始した後に、前記板状の物体の形状が前記所定の形状となるように制御する請求項１２または１３に記載の搬送方法。

【請求項15】

前記制御することでは、前記板状の物体を支持している前記支持部が下方へ移動を開始した後に、前記板状の物体の形状が前記所定の形状となるように制御する請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の搬送方法。

【請求項16】

前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させることでは、前記駆動部によって前記保持部を上下方向に移動させる請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の搬送方法。

【請求項17】

前記制御することでは、前記駆動部によって前記保持部を前記物体載置部に向けて移動させる際の前記保持部の移動速度、または、前記支持部の移動速度を制御する請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の搬送方法。

【請求項18】

前記支持することでは、前記支持部によって前記板状の物体の中央部領域を下方から支持し、
前記制御することでは、前記板状の物体の形状が下に凸である場合に、前記支持部の移動速度を前記保持部の移動速度に比べて遅くする、または、前記保持部の移動速度を前記支持部の移動速度に比べて速くするよう制御する請求項１７に記載の搬送方法。

【請求項19】

前記支持することでは、前記支持部により前記板状の物体の中央部領域を下方から支持し、
前記制御することでは、前記板状の物体の形状が上に凸である場合に、前記支持部の移動速度を前記保持部の移動速度に比べて速くする、または、前記保持部の移動速度を前記支持部の移動速度に比べて遅くするよう制御する請求項１７または１８に記載の搬送方法。

【請求項20】

前記支持することでは、前記支持部により前記板状の物体の中央部領域を下方から支持し、
前記制御することでは、前記板状の物体の形状が平坦である場合に、前記支持部の移動速度と前記保持部の移動速度とを同じにするよう制御する請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の搬送方法。

【請求項21】

板状の物体上にパターンを形成する露光方法であって、
請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の搬送方法により前記物体載置部上に搬送された前記板状の物体をエネルギビームで露光して、前記パターンを形成する露光方法。

【請求項22】

リソグラフィステップを含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィステップは、
請求項２１に記載の露光方法を用いて表面にレジストが塗布された板状の物体を露光することと、
露光された前記板状の物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送システム、露光装置、搬送方法、露光方法及びデバイス製造方法に係り、特に、板状の物体を搬送する搬送システム、該搬送システムを備える露光装置、板状の物体を移動体上に搬送する搬送方法、該搬送方法を用いる露光方法、前記露光装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。

【0003】

この種の露光装置で用いられる、露光対象となるウエハ又はガラスプレート等の基板は、次第に（例えばウエハの場合、１０年おきに）大型化している。現在は、直径３００ｍｍの３００ミリウエハが主流となっているが、今や直径４５０ｍｍの４５０ミリウエハ時代の到来が間近に迫っている。４５０ミリウエハに移行すると、１枚のウエハから採れるダイ（チップ）の数が現行の３００ミリウエハの２倍以上となり、コスト削減に貢献する。

【0004】

しかしながら、ウエハのサイズに比例してその厚みが大きくなるわけではないので、４５０ミリウエハは、３００ミリウエハに比較して、強度及び剛性が弱い。従って、例えばウエハの搬送１つを取り上げても、現在の３００ミリウエハと同様の手段方法をそのまま採用したのでは、ウエハに歪みが生じ露光精度に悪影響を与えるおそれがあると考えられた。そこで、ウエハの搬送方法としては、ベルヌーイ・チャック等を備えた搬送部材によりウエハを上方から非接触で吸引して、平坦度（平面度）を保ち、ウエハホルダ（保持装置）に搬送する、４５０ミリウエハであっても採用可能な搬送(搬入)方法等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

しかしながら、ウエハのウエハステージ（ウエハホルダ）上への搬送方法としては、上述の搬送部材による上方からの非接触による吸引を採用する場合、計測結果に基づく補正が困難な、許容できないレベルのウエハの水平面内の位置ずれ（回転ずれ）が生じるおそれがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／０２９７５６２号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述のウエハの搬送部材による上方からの非接触吸引による不都合を解消する方法として、ウエハを、ベルヌーイ・チャック等の吸引部材により上方から非接触で吸引しつつ、下方からも支持部材（例えばウエハステージ上の上下動ピン）で支持することが考えられる。しかるに、発明者らの実験等の結果、ウエハの上方からの非接触吸引と下方からの支持とを行って、ウエハステージ上へのウエハのロードを行う場合に、そのロードに際しての吸引部材と支持部材との駆動速度の差に起因して、３００ミリウエハであっても許容できないレベルの歪みが生ずることがあることが判明した。

【0008】

本発明の第１の態様によれば、板状の物体を物体載置部に搬送する搬送システムであって、前記板状の物体を保持する保持部と、前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させる駆動部と、前記板状の物体の下面を下方から支持する支持部と、前記物体の形状が所定の形状となるように、前記駆動部および前記支持部を制御する制御部と、を有する搬送システムが、提供される。
本発明の第２の態様によれば、板状の物体を物体載置部に搬送する搬送システムであって、前記板状の物体を保持する保持部と、前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させる駆動部と、前記板状の物体の下面を下方から支持する支持部と、前記保持部により保持されている前記物体の形状が所定の形状となるように、前記駆動部および前記支持部の少なくとも一方を制御する制御部と、を有する搬送システムが、提供される。

【0010】

本発明の第３の態様によれば、板状の物体上にパターンを形成する露光装置であって、第１および第２の態様のいずれかに係る搬送システムと、前記搬送システムにより前記物体載置部上に搬送された前記板状の物体をエネルギビームで露光して、前記パターンを形成するパターン生成装置と、を備える露光装置が、提供される。

【0011】

本発明の第４の態様によれば、リソグラフィステップを含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィステップは、第３の態様に係る露光装置を用いて表面にレジストが塗布された板状の物体を露光することと、露光された前記板状の物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

【0012】

本発明の第５の態様によれば、板状の物体を物体載置部に搬送する搬送方法であって、保持部により前記板状の物体を保持させることと、駆動部によって前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させることと、前記板状の物体の下面を下方から支持部により支持することと、前記物体の形状が所定の形状となるように、前記駆動部および前記支持部を制御することと、を含む搬送方法が、提供される。
本発明の第６の態様によれば、板状の物体を物体載置部に搬送する搬送方法であって、保持部により前記板状の物体を保持させることと、駆動部によって前記保持部と前記物体載置部との相対位置を上下方向に変化させることと、前記板状の物体の下面を下方から支持部により支持することと、前記保持部により保持されている前記物体の形状が所定の形状となるように、前記駆動部および前記支持部の少なくとも一方を制御することと、を含む搬送方法が、提供される。

【0014】

本発明の第７の態様によれば、板状の物体上にパターンを形成する露光方法であって、第５および第６の態様のいずれかに係る搬送方法により前記物体載置部上に搬送された前記板状の物体をエネルギビームで露光して、前記パターンを形成する露光方法が、提供される。

【0015】

本発明の第８の態様によれば、リソグラフィステップを含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィステップは、第７の態様に係る露光方法を用いて表面にレジストが塗布された板状の物体を露光することと、露光された前記板状の物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】図２（Ａ）は、図１のウエハステージを＋Ｚ方向から見た図（平面視）、図２（Ｂ）は、ウエハステージを−Ｙ方向から見た図（正面図）である。

【図3】露光装置が備える干渉計、アライメント計、多点ＡＦ系等の配置を、投影光学系を基準として示す図である。

【図4】図１の搬入ユニットおよびウエハステージを−Ｙ方向から見た図（正面図）である。

【図5】図４のチャックユニットを−Ｚ方向から見た図である。

【図6】一実施形態に係る露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。

【図7】図７（Ａ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その１）、図７（Ｂ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その２）、図７（Ｃ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その３）、図７（Ｄ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その４）である。

【図8】図８（Ａ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その５）、図８（Ｂ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その６）、図８（Ｃ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その７）、図８（Ｄ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その８）である。

【図9】図９（Ａ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その９）、図９（Ｂ）は、ウエハの搬入動作を説明するための図（その１０）である。

【図10】ウエハ平坦度検出系とチャックユニット位置検出系との構成の一例（変形例）を説明するための図である。

【図11】ウエハ搬入動作のうち、ウエハをウエハステージに載置する直前の動作の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、一実施形態について、図１〜図９に基づいて、説明する。

【0021】

図１には、一実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。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、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

【0022】

露光装置１００は、図１に示されるように、ベース盤１２上の＋Ｙ側端部近傍に配置された露光ステーションに配置された露光部２００と、露光部２００から−Ｙ側に所定距離離れて計測ステーションに配置された計測部３００と、ベース盤１２上で独立してＸＹ平面内で２次元移動するウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを含むステージ装置５０と、不図示の搬出ユニット及び後述するウエハ支持部材１２５とともにウエハＷを搬送する搬送システム１２０（図６参照）を構成する搬入ユニット１２１と、これらの制御系等とを備えている。ここで、ベース盤１２は、床面上に防振装置（図示省略）によってほぼ水平に（ＸＹ平面に平行に）支持されている。ベース盤１２は、平板状の外形を有する部材から成る。また、ベース盤１２の内部には、平面モータ（後述）の固定子を構成する、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイル１７を含むコイルユニットが、収容されている。なお、図１において、露光ステーションには、ウエハステージＷＳＴが位置しており、ウエハステージＷＳＴ（より詳細には後述するウエハテーブルＷＴＢ）上にウエハＷが保持されている。また、露光ステーションの近傍に計測ステージＭＳＴが位置している。

【0023】

露光部２００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ及び局所液浸装置８等を備えている。

【0024】

照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、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、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステムとも呼ばれる）で設定（制限）されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。

【0025】

レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ又は平面モータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図６参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。

【0026】

レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、例えばレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１３によって、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１３の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図６参照）に送られる。主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて、レチクルステージ駆動系１１（図６参照）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。なお、本実施形態では、上述したレチクル干渉計に代えてエンコーダを用いてレチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報が検出されても良い。

【0027】

投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、ベース盤１２の上方に水平に配置されたメインフレームＢＤによってその外周部に設けられたフランジ部ＦＬＧを介して支持されている。メインフレームＢＤは図１及び図３に示されるようにＹ軸方向の寸法がＸ軸方向の寸法より大きな平面視六角形状（矩形の２つの角を切り落としたような形状）の板部材から成り、不図示の防振装置を一部に含む不図示の支持部材によって床面上で支持されている。図１及び図３に示されるように、メインフレームＢＤを取り囲むように平面視矩形枠状のフレームＦＬが配置されている。フレームＦＬは、メインフレームＢＤを支持する支持部材とは、別の支持部材によって、床面上で、メインフレームＢＤと同じ高さの位置に支持されている。フレームＦＬのＸ軸方向に離れた一対の長辺部の−Ｙ側の端部近傍（後述するローディングポジションＬＰとほぼ同じＹ位置）からは、それぞれＸＺ断面Ｌ字状の一対（左右対称）の延設部１５９が下方に突設されている（図４参照）。

【0028】

投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ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、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ（より正しくは、ウエハＷを保持する後述する微動ステージＷＦＳ）との同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

【0029】

局所液浸装置８は、露光装置１００が、液浸方式の露光を行うことに対応して設けられている。局所液浸装置８は、液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図６参照）、及びノズルユニット３２等を含む。ノズルユニット３２は、図１に示されるように、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子、ここではレンズ（以下、「先端レンズ」ともいう）１９１を保持する鏡筒４０の下端部周囲を取り囲むように不図示の支持部材を介して、投影ユニットＰＵ等を支持するメインフレームＢＤに吊り下げ支持されている。ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、ウエハＷが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂ（いずれも図１では不図示、図３参照）とそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。液体供給管３１Ａには、その一端が液体供給装置５（図１では不図示、図６参照）に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、液体回収管３１Ｂには、その一端が液体回収装置６（図１では不図示、図６参照）に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。本実施形態では、主制御装置２０が液体供給装置５（図６参照）を制御して、液体供給管３１Ａ及びノズルユニット３２を介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体を供給するとともに、液体回収装置６（図６参照）を制御して、ノズルユニット３２及び液体回収管３１Ｂを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体を回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６とを制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持される。本実施形態では、上記の液体Ｌｑとして、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水を用いるものとする。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光に対する純水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４であり、純水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。なお、図３では、液体Ｌｑで形成される液浸領域が符号３６で示されている。

【0030】

また、投影ユニットＰＵ下方に計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、上記と同様に後述する計測テーブルＭＴＢと先端レンズ１９１との間に液体Ｌｑを満たすことが可能である。

【0031】

ここで、説明は前後するが、ステージ装置５０について説明する。ステージ装置５０は、図１に示されるように、ベース盤１２上に配置されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、これらのステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置情報を計測する、Ｙ干渉計１６，１９等を含む干渉計システム７０（図６参照）などを備えている。

【0032】

ウエハステージＷＳＴは、図１及び図２（Ｂ）等からわかるように、粗動ステージＷＣＳと、粗動ステージＷＣＳに非接触状態で支持され、粗動ステージＷＣＳに対して相対移動可能な微動ステージＷＦＳとを有している。ここで、ウエハステージＷＳＴ（粗動ステージＷＣＳ）は、粗動ステージ駆動系５１Ａ（図６参照）により、Ｘ軸及びＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともにθｚ方向に微小駆動される。また、微動ステージＷＦＳは、微動ステージ駆動系５２Ａ（図６参照）によって粗動ステージＷＣＳに対して６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ及びθｚの各方向）に駆動される。

【0033】

粗動ステージＷＣＳは、図２（Ｂ）に示されるように、平面視で（＋Ｚ方向から見て）Ｘ軸方向の長さがＹ軸方向の長さより幾分長い長方形板状の粗動スライダ部９１と、粗動スライダ部９１の長手方向の一端部と他端部の上面にＹＺ平面に平行な状態でそれぞれ固定され、かつＹ軸方向を長手方向とする長方形板状の一対の側壁部９２ａ，９２ｂと、側壁部９２ａ，９２ｂそれぞれの上面のＹ軸方向の中央部に内側に向けて固定された一対の固定子部９３ａ、９３ｂと、を備えている。なお、側壁部９２ａ，９２ｂは、固定子部９３ａ、９３ｂとＹ軸方向の長さをほぼ同じにしても良い。すなわち、側壁部９２ａ，９２ｂは、粗動スライダ部９１の長手方向の一端部と他端部の上面のＹ軸方向の中央部のみに設けても良い。

【0034】

粗動ステージＷＣＳの底面、すなわち粗動スライダ部９１の底面には、ベース盤１２の内部に配置されたコイルユニットに対応して、図２（Ｂ）に示されるように、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数の永久磁石１８から成る磁石ユニットが設けられている。磁石ユニットは、ベース盤１２のコイルユニットと共に、例えば米国特許第５，１９６，７４５号明細書などに開示される電磁力（ローレンツ力）駆動方式の平面モータから成る粗動ステージ駆動系５１Ａ（図６参照）を構成している。コイルユニットを構成する各コイル１７（図１参照）に供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される。

【0035】

粗動スライダ部９１の底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング９４が固定されている。粗動ステージＷＣＳは、複数のエアベアリング９４によって、ベース盤１２の上方に所定の隙間（クリアランス、ギャップ）、例えば数μｍ程度の隙間を介して浮上支持され、粗動ステージ駆動系５１Ａによって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に駆動される。

【0036】

なお、粗動ステージ駆動系５１Ａとしては、電磁力（ローレンツ力）駆動方式の平面モータに限らず、例えば可変磁気抵抗駆動方式の平面モータを用いることもできる。この他、粗動ステージ駆動系５１Ａを、磁気浮上型の平面モータによって構成し、該平面モータによって粗動ステージＷＣＳを６自由度方向に駆動できるようにしても良い。この場合、粗動スライダ部９１の底面にエアベアリングを設けなくても良くなる。

【0037】

一対の固定子部９３ａ、９３ｂのそれぞれは、例えば外形が矩形板状の部材から成り、それぞれの内部には、複数のコイルから成るコイルユニットＣＵａ、ＣＵｂが収容されている。コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される。

【0038】

微動ステージＷＦＳは、図２（Ｂ）に示されるように、例えば平面視で八角形の高さの低い柱状部材から成る本体部８１と、本体部８１のＸ軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ固定された一対の可動子部８２ａ、８２ｂと、本体部８１の上面に一体的に固定された平面視矩形の板状部材から成るウエハテーブルＷＴＢと、を備えている。

【0039】

本体部８１は、ウエハテーブルＷＴＢと熱膨張率が同じ又は同程度の素材で形成されることが望ましく、その素材は低熱膨張率であることが望ましい。

【0040】

ここで、図２（Ｂ）では、図示は省略されているが、本体部８１には、ウエハテーブルＷＴＢ（及び不図示のウエハホルダ）に形成された不図示の貫通孔に挿入され、上下動可能な複数（例えば３本）の上下動ピン１４０（図４参照）が設けられている。３本の上下動ピン１４０それぞれの上面には、真空排気用の排気口（不図示）が形成されている。また、３本の上下動ピン１４０は、それぞれの下端面が台座部材１４１の上面に固定されている。３本の上下動ピン１４０は、それぞれ台座部材１４１の上面の平面視でほぼ正三角形の頂点の位置に配置されている。３本の上下動ピン１４０それぞれに形成された排気口は、上下動ピン１４０（及び台座部材１４１）の内部に形成された排気管路及び不図示の真空排気管を介して真空ポンプ（不図示）に連通されている。台座部材１４１は、下面の中央部に固定された軸１４３を介して駆動装置１４２に接続されている。すなわち、３本の上下動ピン１４０は、台座部材１４１と一体で駆動装置１４２によって上下方向に駆動される。本実施形態では、台座部材１４１と３本の上下動ピン１４０と軸１４３とによって、ウエハ下面の中央部領域の一部を下方から支持可能なウエハセンター支持部材（以下、センター支持部材と略記する）１５０が構成されている。ここで、３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）の基準位置からのＺ軸方向の変位は、例えば駆動装置１４２に設けられたエンコーダシステム等の変位センサ１４５（図４では不図示、図６参照）によって検出されている。主制御装置２０は、変位センサ１４５の計測値に基づいて、駆動装置１４２を介して３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）を上下方向に駆動する。

【0041】

図２（Ｂ）に戻り、一対の可動子部８２ａ、８２ｂは、本体部８１のＸ軸方向の一端面と他端面にそれぞれ固定されたＹＺ断面が矩形枠状の筐体を有する。以下では、便宜上、これらの筐体を可動子部８２ａ、８２ｂと同一の符号を用いて、筐体８２ａ、８２ｂと表記する。

【0042】

筐体８２ａは、Ｙ軸方向寸法（長さ）及びＺ軸方向寸法（高さ）が、共に固定子部９３ａよりも幾分長いＹ軸方向に細長いＹＺ断面が矩形の開口部が形成されている。筐体８２ａの開口部内には粗動ステージＷＣＳの固定子部９３ａの−Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。筐体８２ａの上壁部８２ａ_１及び底壁部８２ａ_２の内部には、磁石ユニットＭＵａ_１、ＭＵａ_２が、設けられている。

【0043】

可動子部８２ｂは、可動子部８２ａと左右対称ではあるが同様に構成されている。筐体（可動子部）８２ｂの中空部内に粗動ステージＷＣＳの固定子部９３ｂの＋Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。筐体８２ｂの上壁部８２ｂ_１及び底壁部８２ｂ_２の内部には、磁石ユニットＭＵａ_１、ＭＵａ_２と同様に構成された磁石ユニットＭＵｂ_１、ＭＵｂ_２が、設けられている。

【0044】

上述のコイルユニットＣＵａ、ＣＵｂは、磁石ユニットＭＵａ_１、ＭＵａ_２及びＭＵｂ_１、ＭＵｂ_２にそれぞれ対向するように固定子部９３ａ及び９３ｂの内部にそれぞれ収容されている。

【0045】

磁石ユニットＭＵａ_１、ＭＵａ_２及びＭＵｂ_１、ＭＵｂ_２、並びにコイルユニットＣＵａ、ＣＵｂの構成は、例えば米国特許出願公開第２０１０／００７３６５２号明細書及び米国特許出願公開第２０１０／００７３６５３号明細書等に詳細に開示されている。

【0046】

本実施形態では、前述した可動子部８２ａが有する一対の磁石ユニットＭＵａ_１、ＭＵａ_２及び固定子部９３ａが有するコイルユニットＣＵａと、可動子部８２ｂが有する一対の磁石ユニットＭＵｂ_１、ＭＵｂ_２及び固定子部９３ｂが有するコイルユニットＣＵｂと、を含んで、上記米国特許出願公開第２０１０／００７３６５２号明細書及び米国特許出願公開第２０１０／００７３６５３号明細書と同様に、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳに対して非接触状態で浮上支持するとともに、非接触で６自由度方向へ駆動する微動ステージ駆動系５２Ａ（図６参照）が構成されている。

【0047】

なお、粗動ステージ駆動系５１Ａ（図６参照）として、磁気浮上型の平面モータを用いる場合、該平面モータによって粗動ステージＷＣＳと一体で微動ステージＷＦＳを、Ｚ軸、θｘ及びθｙの各方向に微小駆動可能となるので、微動ステージ駆動系５２Ａは、Ｘ軸、Ｙ軸及びθｚの各方向、すなわちＸＹ平面内の３自由度方向に微動ステージＷＦＳを駆動可能な構成にしても良い。この他、例えば粗動ステージＷＣＳの一対の側壁部９２ａ，９２ｂのそれぞれに、各一対の電磁石を、微動ステージＷＦＳの八角形の斜辺部に対向して設け、各電磁石に対向して微動ステージＷＦＳに磁性体部材を設けても良い。このようにすると、電磁石の磁力により、微動ステージＷＦＳをＸＹ平面内で駆動できるので、可動子部８２ａ，８２ｂと、固定子部９３ａ，９３ｂとによって一対のＹ軸リニアモータを構成しても良い。

【0048】

ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、不図示のピンチャックなどのウエハの保持部に備えたウエハホルダを介して、ウエハＷが真空吸着等によって固定されている。ウエハホルダはウエハテーブルＷＴＢと一体に形成しても良いが、本実施形態ではウエハホルダとウエハテーブルＷＴＢとを別々に構成し、例えば真空吸着などによってウエハホルダをウエハテーブルＷＴＢの凹部内に固定している。また、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、図２（Ａ）に示されるように、ウエハホルダ上に載置されるウエハの表面とほぼ同一面となる、液体Ｌｑに対して撥液化処理された表面（撥液面）を有し、かつ外形（輪郭）が矩形でその中央部にウエハホルダ（ウエハの載置領域）よりも一回り大きな円形の開口が形成されたプレート（撥液板）２８が設けられている。プレート２８は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス（例えばショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ_２Ｏ_３あるいはＴｉＣなど）から成り、その表面には、液体Ｌｑに対する撥液化処理が施されている。具体的には、例えばフッ素樹脂材料、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成されている。なお、プレート２８は、その表面の全部（あるいは一部）がウエハＷの表面と同一面となるようにウエハテーブルＷＴＢの上面に固定されている。

【0049】

プレート２８の＋Ｙ側の端部近傍には、計測プレート３０が設けられている。この計測プレート３０には、ウエハテーブルＷＴＢのセンターラインＣＬ上に位置する中央に第１基準マークＦＭが設けられ、該第１基準マークＦＭを挟むように一対のレチクルアライメント用の第２基準マークＲＭが、設けられている。

【0050】

ウエハテーブルＷＴＢ上には、図２（Ａ）に示されるように、ウエハホルダに近接して複数（例えば３つ）の反射鏡８６が設けられている。３つの反射鏡８６は、ウエハホルダの−Ｙ側に近接する位置（センターラインＣＬ上に一致してウエハＷのノッチが対向する位置、すなわち平面視においてウエハＷの中心に対して６時の方向の位置）に１つ、センターラインＣＬに関して対称に、平面視においてウエハＷの中心に対して５時、７時の方向に各１つ配置されている。なお、図２（Ａ）では、図示の便宜上から反射鏡８６はウエハプレートの円形開口の外側に図示されているが、実際には、ウエハホルダとプレート２８の円形開口の境目の部分、プレート２８とウエハＷとの隙間内に配置されている。これらの反射鏡８６の下方には、多孔体が設けられ、液体回収装置６によって回収しきれなかったウエハテーブルＷＴＢ上の残留した液体Ｌｑが該多孔体を介して回収される。

【0051】

ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、それぞれ鏡面加工が施され、図２（Ａ）に示される反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。

【0052】

計測ステージＭＳＴは、図３に示されるように、ステージ本体６０と、ステージ本体６０上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを備えている。

【0053】

ステージ本体６０の底面には、不図示ではあるが、ベース盤１２のコイルユニット（コイル１７）と共に、電磁力（ローレンツ力）駆動方式の平面モータから成る計測ステージ駆動系５１Ｂ（図６参照）を構成する、複数の永久磁石から成る磁石ユニットが設けられている。ステージ本体６０の底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング（不図示）が固定されている。計測ステージＭＳＴは、前述のエアベアリングによって、ベース盤１２の上方に所定の隙間（ギャップ、クリアランス）、例えば数μｍ程度の隙間を介して浮上支持され、計測ステージ駆動系５１Ｂによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に駆動される。なお、計測ステージＭＳＴを、ＸＹ平面内の３自由度方向に駆動される粗動ステージと該粗動ステージに対して残りの３自由度（又は６自由度）で駆動される微動ステージとを有する構造にしても良い。なお、計測ステージ駆動系５１Ｂを、磁気浮上型の平面モータで構成する場合には、例えば計測ステージを６自由度方向に可動な単体のステージにしても良い。

【0054】

計測テーブルＭＴＢは、平面視矩形の部材から成る。計測テーブルＭＴＢには、各種計測用部材が設けられている。この計測用部材としては、例えば、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ８８、投影光学系ＰＬにより投影されるパターンの空間像（投影像）の光強度を計測する空間像計測器９６、及び波面収差計測器８９が採用されている。照度むらセンサとしては、例えば米国特許第４，４６５，３６８号明細書などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。また、空間像計測器としては、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。また、波面収差計測器としては、例えば国際公開第０３／０６５４２８号（対応米国特許第７，２３０，６８２号明細書）明細書などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。なお、上記各センサに加え、例えば米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書などに開示される、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光する所定面積の受光部を有する照度モニタを採用しても良い。

【0055】

なお、本実施形態では計測テーブルＭＴＢ（前述の計測用部材を含んでも良い）の表面も撥液膜（撥水膜）で覆われている。

【0056】

計測テーブルＭＴＢは、＋Ｙ側面及び−Ｘ側面にそれぞれ鏡面加工が施され、上述したウエハテーブルＷＴＢと同様の反射面９５ａ，９５ｂが形成されている。

【0057】

次に、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置情報を計測する干渉計システム７０について説明する。

【0058】

干渉計システム７０（図６参照）は、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）又は計測ステージＭＳＴ（計測テーブルＭＴＢ）の位置情報を計測する複数の干渉計、具体的には、２つのＹ干渉計１６、１９、及び４つのＸ干渉計１３６、１３７、１３８、１３９等を含む。本実施形態では、上記各干渉計としては、一部を除いて、測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられている。

【0059】

Ｙ干渉計１６は、図１及び図３に示されるように、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ、図１参照）を通るＹ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶ（図３参照）から同一距離−Ｘ側，＋Ｘ側に離れたＹ軸方向の測長軸に沿って測長ビームＢ４₁，Ｂ４₂をウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａに照射し、それぞれの反射光を受光する。また、Ｙ干渉計１６は、測長ビームＢ４₁，Ｂ４₂との間にＺ軸方向に所定間隔をあけてＹ軸に平行な測長軸（例えば基準軸ＬＶ上の測長軸）に沿って測長ビームＢ３を反射面１７ａに向けて照射し、反射面１７ａで反射した測長ビームＢ３を受光する。

【0060】

Ｙ干渉計１９は、計測テーブルＭＴＢの反射面９５ａに対して、例えば基準軸ＬＶから同一距離−Ｘ側，＋Ｘ側に離れたＹ軸方向の測長軸に沿って２本の測長ビームＢ２₁，Ｂ２₂を照射し、それぞれの反射光を受光する。

【0061】

Ｘ干渉計１３６は、図３に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸を通るＸ軸方向の直線（基準軸）ＬＨに関して同一距離離れた２軸の測長軸に沿って測長ビームＢ５₁，Ｂ５₂をウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ｂに照射し、それぞれの反射光を受光する。

【0062】

Ｘ干渉計１３７は、図３に示されるように、後述するプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を通るＸ軸に平行な直線ＬＡに沿って測長ビームＢ６をウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ｂに照射し、反射光を受光する。

【0063】

Ｘ干渉計１３８は、ウエハのロードが行われるローディングポジションＬＰを通るＸ軸に平行な直線ＬＵＬに沿って測長ビームＢ７をウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ｂに照射し、反射光を受光する。

【0064】

Ｘ干渉計１３９は、反射面９５ｂに対してＸ軸に平行な測長ビームを照射し、その反射光を受光する。

【0065】

干渉計システム７０の各干渉計の計測値（位置情報の計測結果）は、主制御装置２０に供給されている（図６参照）。主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向、θｘ方向及びθｚ方向に関する位置情報を求める。また、主制御装置２０は、Ｘ干渉計１３６、１３７及び１３８のいずれかの出力に基づいてウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向に関する位置情報を求める。なお、主制御装置２０は、Ｘ干渉計１３６の計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢのθｚ方向に関する位置情報を求めることとしても良い。

【0066】

また、主制御装置２０は、Ｙ干渉計１９及びＸ干渉計１３９の計測値に基づいて、計測テーブルＭＴＢ（計測ステージＭＳＴ）のＸ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向に関する位置情報を求める。

【0067】

この他、干渉計システム７０は、Ｚ軸方向に離間した一対のＹ軸に平行な測長ビームを、粗動ステージＷＣＳの−Ｙ側の側面に固定された移動鏡の上下一対の反射面をそれぞれ介して一対の固定鏡に照射し、その一対の固定鏡からの上記反射面を介した戻り光を受光するＺ干渉計が、一対、基準軸ＬＶから同一距離−Ｘ側，＋Ｘ側に離れて配置されたＺ干渉計システムを備えている。このＺ干渉計システムの計測値に基づいて、主制御装置２０は、Ｚ軸、θｙ、θｚの各方向を含む少なくとも３自由度方向に関するウエハステージＷＳＴの位置情報求める。

【0068】

なお、干渉計システム７０の詳細な構成、及び計測方法の詳細の一例については、例えば米国特許出願公開第２００８／０１０６７２２号明細書などに詳細に開示されている。

【0069】

ウエハステージＷＳＴや計測ステージＭＳＴの位置に関する情報を計測するために本実施形態では干渉計システムを用いたが、別の手段を用いても良い。例えば、米国特許出願公開第２０１０／０２９７５６２号明細書に記載されているようなエンコーダシステムを使用することも可能である。

【0070】

図１に戻り、計測部３００は、メインフレームＢＤの下面に取り付けられたアライメント装置９９、及びその他の計測系を備えている。

【0071】

アライメント装置９９は、図３に示される５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄を含む。詳述すると、投影ユニットＰＵの中心（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ、本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通りかつ基準軸ＬＶ上で、光軸ＡＸから−Ｙ側に所定距離隔てた位置に、検出中心が位置する状態でプライマリアライメント系ＡＬ１が配置されている。プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２₁，ＡＬ２₂と、ＡＬ２₃，ＡＬ２₄とがそれぞれ設けられている。すなわち、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄は、その検出中心がＸ軸方向に沿って配置されている。なお、図１では、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄及びこれらを保持する保持装置を含んでアライメント装置９９として示されている。

【0072】

５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄のそれぞれとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄からの撮像信号は、主制御装置２０に供給されるようになっている（図６参照）。なお、アライメント装置９９の詳細構成は、例えば米国特許出願公開第２００９／０２３３２３４号明細書に開示されている。

【0073】

搬送システム１２０の一部を構成する、搬入ユニット１２１（図１参照）は、露光前のウエハを、ウエハテーブルＷＴＢ上にロードするのに先立ってローディングポジションＬＰの上方で保持し、ウエハテーブルＷＴＢ上にロードするためのものである。また、不図示の搬出ユニットは、露光後のウエハを、ウエハテーブルＷＴＢからアンロードするためのものである。

【0074】

搬入ユニット１２１は、図３及び図４に示されるように、平面視（上方から見て）円形の板状の部材からなり、ウエハＷを上方から非接触で吸引するチャックユニット１５３、チャックユニット１５３を上下方向に駆動する複数、例えば一対のＺボイスコイルモータ１４４、チャックユニット１５３の自重を支持する複数、例えば一対の重量キャンセル装置１３１、チャックユニット１５３に吸引されたウエハＷを下方から支持する一対のウエハ支持部材１２５等を有している。

【0075】

チャックユニット１５３は、図４に示されるように、例えば平面視円形の所定厚さの板部材（プレート）４４と、板部材４４の下面に所定の配置で埋めこまれた複数のチャック部材１２４とを備えている。ここで、板部材４４は、その内部に配管等が設けられ、その配管内に所定温度に温調された液体が流れることでウエハを所定温度に温調するためのクールプレートを兼ねているものとする。ただし、板部材４４は、必ずしもクールプレートを兼ねている必要はない。

【0076】

本実施形態では、−Ｚ方向から見たチャックユニット１５３の平面図である図５に示されるように、板部材４４は、円盤状の第１部材４４Ａと、その外側に配置された同心の円環状の第２部材４４Ｂとの２つの部材が一体化されて構成されている。ただし、２つの部材を必ずしも同心で配置する必要はない。また、板部材を必ずしも２つの部材で構成する必要もない。

【0077】

第１部材４４Ａの下面には、その中央の点（中心点）、及びこれを中心とする仮想の２重の同心円上にそれぞれ等間隔の複数（例えば１９個）の点にチャック部材１２４が配置されている。詳述すると、内側の仮想円上には、中心角６０度の間隔の６点のそれぞれにチャック部材１２４が配置され、外側の仮想円上には、中央の点と上記６点のそれぞれとを結んだ直線上の６点を含む中心角３０度の間隔の１２点のそれぞれにチャック部材１２４が配置されている。複数、合計１９個のチャック部材１２４それぞれの下面は、板部材４４の下面と同一面となる状態で、板部材４４の下面に埋め込まれている（図４参照）。なお、チャック部材の配置はこれに限定されるものではなく、必ずしも等間隔で配置する必要もない。

【0078】

各チャック部材１２４は、いわゆるベルヌーイ・チャックから成る。ベルヌーイ・チャックは、周知の如く、ベルヌーイ効果を利用し、噴き出される流体（例えば空気）の流速を局所的に大きくし、対象物を吸引（非接触で保持））するチャックである。ここで、ベルヌーイ効果とは、流体の圧力は流速が増すにつれ減少するというもので、ベルヌーイ・チャックでは、吸引（保持、固定）対象物の重さ、及びチャックから噴き出される流体の流速で吸引状態（保持／浮遊状態）が決まる。すなわち、対象物の大きさが既知の場合、チャックから噴き出される流体の流速に応じて、吸引の際のチャックと保持対象物との隙間の寸法が定まる。本実施形態では、チャック部材１２４は、その気体流通孔（例えばノズルあるいは噴き出し口）などから気体を噴出してウエハＷの周辺に気体の流れ（気体流）を発生させてウエハＷを吸引するのに用いられる。吸引の力（すなわち噴出される気体の流速等）の度合いは適宜調整可能で、ウエハＷを、チャック部材１２４で吸引して吸着保持することで、Ｚ軸方向，θｘ及びθｙ方向の移動を制限することができる。

【0079】

複数（１９個）のチャック部材１２４は、主制御装置２０により、調整装置１１５（図６参照）を介して、それぞれから噴き出される気体の流速、流量及び噴き出しの向き（気体の噴出方向）等の少なくとも１つが制御される。これにより、各チャック部材１２４の吸引力が個別に任意の値に設定される。なお、複数（１９個）のチャック部材１２４を、予め定めたグループ毎に、吸引力を設定可能に構成しても良い。なお、主制御装置２０は、気体の温度を制御するようにしても良い。

【0080】

第１部材４４Ａには、図５に示されるように、複数のチャック部材１２４それぞれを取り囲む、幅の狭い（細長い）貫通孔１５２が複数形成されている。具体的には、複数の貫通孔１５２の一部は、外周部に位置する１２個のチャック部材１２４を除く７つのチャック部材１２４のそれぞれを取り囲む六角形の各辺を構成する配置とされている。残りの一部の貫通孔１５２は、前記一部の貫通孔１５２のうちの一部とともに外周部に位置する１２個のチャック部材１２４の中心部側半部を、取り囲むような配置とされている。ウエハＷを、後述するように、チャック部材１２４で吸引する際にチャック部材１２４からウエハＷに向けて噴き出された流体（例えば空気）は、貫通孔１５２を介して外部（チャックユニット１５３の上方）に放出される。

【0081】

第２部材４４Ｂの内周部近傍には、複数（例えば１２個）の貫通孔１５４が、第１部材４４Ａの外周部に位置する１２個のチャック部材１２４それぞれの外側に形成されている。各貫通孔１５４内にセラミックの多孔体から成るポーラスベアリング１５６が設けられている。複数（例えば１２個）のポーラスベアリング１５６のそれぞれは、配管（不図示）を介して例えばコンプレッサ等から成る気体供給装置４８（図６参照）に接続されている。チャックユニット１５３による、後述するウエハＷの吸引時に、気体供給装置４８から供給された気体（例えば加圧空気）が、各ポーラスベアリング１５６から、下方に（ウエハＷに向かって）噴き出され、ウエハＷがチャックユニット１５３に接触するのが防止されるようになっている。各ポーラスベアリング１５６に供給される気体の圧力、流量等は、主制御装置２０（図６参照）によって制御される。なお、ウエハＷとの接触のおそれがない場合には、チャックユニット１５３にポーラスベアリング１５６を設けなくても良い。

【0082】

ここで、チャック部材１２４に供給される気体は、少なくとも温度が一定に調節され、塵埃、パーティクルなどが取り除かれたクリーンエア（例えば圧縮空気）が供給される。すなわち、チャック部材１２４に吸引されたウエハＷは、温調された圧縮空気により、所定の温度に保たれる。また、ウエハステージＷＳＴ等が配置された空間の温度、清浄度等を設定範囲に保つことができる。

【0083】

チャックユニット１５３の上面のＸ軸方向の両端部には、図４に示されるように、水平面（ＸＹ平面）内でＸ軸方向に延びる一対の支持プレート１５１それぞれの一端が接続されている。

【0084】

前述したフレームＦＬの一対の延設部１５９それぞれの上面には、図４に示されるように、Ｚボイスコイルモータ１４４と重量キャンセル装置１３１とが、Ｘ軸方向に並んで固定されている。この場合、Ｚボイスコイルモータ１４４の内側に重量キャンセル装置１３１が配置されているが、これに限定される必要はない。

【0085】

そして、一対の支持プレート１５１それぞれの他端部が、一対の延設部１５９それぞれの上面に固定された重量キャンセル装置１３１とＺボイスコイルモータ１４４とによって下方から支持されている。

【0086】

一対のＺボイスコイルモータ１４４のそれぞれは、チャックユニット１５３を上下方向に所定のストローク（チャックユニット１５３がウエハＷの吸引を開始する第１位置と、チャックユニット１５３に吸引されたウエハＷがウエハホルダ（ウエハテーブルＷＴＢ）上に載置される第２位置とを含む範囲）で駆動する。一対のＺボイスコイルモータ１４４のそれぞれは、主制御装置２０によって制御される（図６参照）。

【0087】

一対の重量キャンセル装置１３１のそれぞれは、ピストン部材１３３ａと、ピストン部材１３３ａがスライド自在に設けられたシリンダ１３３ｂとを備えている。ピストン部材１３３ａのピストンとシリンダ１３３ｂとで区画されるシリンダ１３３ｂ内部の空間の圧力は、チャックユニット１５３の自重に応じた値に設定されている。ピストン部材１３３ａのロッド部の上端は、支持プレート１５１の下面に接続されている。一対の重量キャンセル装置１３１のそれぞれは、一種の空気ばね装置であり、ピストン部材１３３ａを介して支持プレート１５１に対して上向き（＋Ｚ方向）の力を与え、これにより、一対の重量キャンセル装置１３１によって、チャックユニット１５３（及び支持プレート１５１）の自重の全部又は一部が支持されている。重量キャンセル装置１３１のシリンダ１３３ｂ内部に供給される加圧気体の圧力及び量等は、主制御装置２０（図６参照）によって制御されている。ここで、重量キャンセル装置１３１は、シリンダ１３３ｂに沿って、上下方向に移動するピストン部材１３３ａを備えているので、チャックユニット１５３の上下動の際のガイドを兼ねている。

【0088】

一対のウエハ支持部材１２５のそれぞれは、フレームＦＬの一対の延設部１５９のそれぞれに不図示の接続部材を介して一体的に取り付けられた上下動回転駆動部１２７と、上下動回転駆動部１２７によってＺ軸方向（上下方向）及びθｚ方向に駆動される駆動軸１２６と、駆動軸１２６の下端面にその上面の長手方向の一端が固定され、ＸＹ平面内の一軸方向に延びる支持板１２８とを備えている。支持板１２８は、上下動回転駆動部１２７によって、長手方向の他端部が、チャックユニット１５３の外周部の一部に対向する第１支持板位置とチャックユニット１５３に対向しない第２支持板位置との間で、駆動軸１２６を回転中心としてθｚ方向に回転駆動されるとともに、所定ストロークで上下方向にも駆動される。支持板１２８の上面には、他端部近傍に吸着パッド１２８ｂが固定されている。吸着パッド１２８ｂは、不図示の配管部材を介してバキューム装置に接続されている（バキューム装置、及び配管部材は、それぞれ図示省略）。ウエハＷは、支持板１２８（吸着パッド１２８ｂ）に下方から支持されると、吸着パッド１２８ｂによって真空吸着され、保持される。すなわち、ウエハＷは、吸着パッド１２８ｂとの間の摩擦力により、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びθｚ方向の移動が制限される。なお、吸着パッド１２８ｂを設けずに、ウエハＷとウエハ支持部材１２５との摩擦力を用いるようにしても良い。

【0089】

一方のウエハ支持部材１２５の支持板１２８は、第１支持板位置にあるとき、チャックユニット１５３の板部材４４の中心から見て５時の方向の外周縁に対向し、他方のウエハ支持部材１２５の支持板１２８は、第１支持板位置にあるとき、チャックユニット１５３の板部材４４の中心から見て７時の方向の外周縁に対向する（図３参照）ように、それぞれの第１支持板位置が設定されている。それぞれの支持板１２８の上面には、吸着パッド１２８ｂの駆動軸１２６側に反射鏡１２８ａが固定されている。

【0090】

一対の支持板１２８がそれぞれ第１支持板位置にあるとき、それぞれの支持板１２８上の反射鏡１２８ａのそれぞれに対して、上方から照明光を照射可能な落射照明方式の一対の計測系１２３ａ、１２３ｂが、一対のウエハ支持部材１２５の近傍に設けられている。一対の計測系１２３ａ、１２３ｂは、それぞれ不図示の支持部材を介してメインフレームＢＤに接続されている。

【0091】

一対の計測系１２３ａ、１２３ｂのそれぞれは、ウエハＷのエッジ部の位置情報を検出する画像処理方式のエッジ位置検出系であり、照明光源、複数の反射鏡等の光路折り曲げ部材、レンズ等、及びＣＣＤ等の撮像素子などを含む。

【0092】

搬入ユニット１２１は、チャックユニット１５３の板部材４４の中心から見て６時の方向の外周縁に対向する所定高さの位置（チャックユニット１５３にウエハＷが吸引されたときに、そのウエハのノッチに対向し得る位置）に、別の反射鏡３４が更に設けられている（図３参照）。反射鏡３４に対して、上方から照明光を照射可能な落射照明方式の計測系１２３ｃ（図６参照）が、設けられている。計測系１２３ｃは、計測系１２３ａ、１２３ｂと同様に構成されている。

【0093】

３つの計測系１２３ａ〜１２３ｃにより、それぞれウエハＷのエッジ検出が行われたとき、それらの撮像信号は、信号処理系１１６（図６参照）に送られるようになっている。

【0094】

搬入ユニット１２１は、さらに、ウエハ平坦度検出系１４７（図６参照）と、複数のチャックユニット位置検出系１４８（図４、図６参照）とを備えている。

【0095】

ウエハ平坦度検出系１４７は、メインフレームＢＤの複数箇所、例えばウエハＷの外周部近傍の上方３箇所、中心部近傍の上方１箇所にそれぞれ配置された複数、ここでは４つのウエハＷ表面のＺ軸方向の位置（Ｚ位置）を検出するＺ位置検出系１４６（図４参照）によって構成されている。本実施形態では、Ｚ位置検出系１４６として、対象物に照射した計測ビームの反射光を受光し対象物の位置（本実施形態では、Ｚ位置）を検出する、いわゆる光学式変位計の一種である三角測量方式の位置検出系が用いられている。本実施形態では、各Ｚ位置検出系１４６では、前述した貫通孔１５２（図５参照）を介して、ウエハＷ上面に計測ビームを照射し、その反射光を別の貫通孔１５２を介して受光する。

【0096】

ウエハ平坦度検出系１４７を構成する複数のＺ位置検出系１４６の計測値は、主制御装置２０（図６参照）に送られる。主制御装置２０は、複数のＺ位置検出系１４６の計測値に基づいて、ウエハＷ上面の複数箇所のＺ位置を検出し、その検出結果からウエハＷの平坦度を求める。

【0097】

チャックユニット位置検出系１４８は、メインフレームＢＤに複数（例えば、３つ）固定されている。チャックユニット位置検出系１４８のそれぞれとしては、Ｚ位置検出系１４６と同様の三角測量方式の位置検出系が用いられている。３つのチャックユニット位置検出系１４８によって、チャックユニット１５３上面の複数箇所のＺ位置が検出され、その検出結果は、主制御装置２０（図６参照）に送られる。

【0098】

図１では不図示であるが、レチクルＲの上方に、レチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークと、これに対応するウエハテーブルＷＴＢ上の計測プレート３０上の一対の第２基準マークＲＭの投影光学系ＰＬを介した像とを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）方式の一対のレチクルアライメント検出系１４（図６参照）が配置されている。この一対のレチクルアライメント検出系１４の検出信号は、主制御装置２０に供給されるようになっている。

【0099】

この他、露光装置１００では、投影光学系ＰＬの近傍に、液浸領域３６の液体Ｌｑを介してウエハＷの表面に複数の計測ビームを照射する照射系と、それぞれの反射ビームを液体Ｌｑを介して受光する受光系とから成る多点焦点位置検出系５４（図６参照）（以下、多点ＡＦ系と称する）が設けられている。かかる多点ＡＦ系５４としては、例えば米国特許出願公開第２００７-００６４２１２号明細書に開示される、照射系及び受光系が、それぞれプリズムを含み、ともに投影光学系ＰＬの先端レンズをその構成要素とする構成の、多点焦点位置検出系を用いることができる。

【0100】

図６には、露光装置１００の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置２０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置２０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、露光装置１００の構成各部を統括制御する。

【0101】

上述のようにして構成された本実施形態に係る露光装置１００では、主制御装置２０の管理の下、例えば米国特許第８，０５４４，４７２号明細書などに開示される露光装置と同様に、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを用いた並行処理動作が行われる。本実施形態の露光装置１００では、後述するようにしてウエハステージＷＳＴ上にロード（搬入）され、ウエハテーブルＷＴＢによって保持されたウエハＷ上に、局所液浸装置８を用いて液浸領域３６を形成し、投影光学系ＰＬ及び液浸領域３６の液体Ｌｑを介して照明光ＩＬでウエハの露光動作が行われる。この露光動作は、主制御装置により、事前に行われたアライメント装置９９のアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２_１〜ＡＬ２_４によるウエハアライメント（ＥＧＡ）の結果及びアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄の最新のベースライン等に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へウエハステージＷＳＴを移動させるショット間移動動作と、各ショット領域に対しレチクルＲのパターンを走査露光方式で転写する走査露光動作とを繰り返すことで行われる。また、上記の並行処理動作に際して、ウエハ交換中は計測ステージＭＳＴ上に液浸領域を保持しておき、計測ステージとの交換でウエハステージＷＳＴが投影ユニットＰＵの直下に配置されるとき、計測ステージＭＳＴ上の液浸領域がウエハステージＷＳＴ上に移動される。

【0102】

ただし、本実施形態では、上記米国特許第８，０５４，４７２号明細書に開示される露光装置とは異なり、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを用いた並行処理動作中、ウエハステージＷＳＴの位置情報及び計測ステージＭＳＴの位置情報は、干渉計システム７０の各干渉計を用いて計測される。また、一対のレチクルアライメント検出系１４（図６参照）及びウエハステージＷＳＴ上の計測プレート３０（図２（Ａ）参照）等を用いて、レチクルアライメントが行われる。さらに、露光中のウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向に関する制御は、前述の多点ＡＦ系５４を用いてリアルタイムで行われる。

【0103】

なお、上記米国特許第８，０５４，４７２号明細書に開示される露光装置と同様に、多点ＡＦ系５４に代えて、アライメント装置９９と投影ユニットＰＵとの間に、照射系及び受光系から成る多点ＡＦ系を配置することとしても良い。そして、ウエハアライメント時においてウエハステージＷＳＴが移動している間に、その多点ＡＦ系を用いて、ウエハＷの表面全面のＺ位置を取得しておき、アライメント中に取得されたウエハＷの表面全面のＺ位置に基づいて、露光中のウエハステージＷＳＴのＺ軸方向に関する位置制御を行なうようにしても良い。この場合、ウエハアライメント時及び露光時において、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＺ位置を計測する別の計測装置を設ける必要がある。

【0104】

次に、ウエハＷのロードの手順について、図７（Ａ）〜図９（Ｂ）に基づいて、説明する。なお、図７（Ａ）〜図９（Ｂ）では、図面の簡略化及び図面の錯綜を防止するため、メインフレームＢＤ、上下動ピン１４０等を除くウエハステージＷＳＴ、ウエハ平坦度検出系１４７及びチャックユニット位置検出系１４８などは、省略されている。

【0105】

前提として、例えば、チャックユニット１５３は、図７（Ａ）に示されるように、一対のＺボイスコイルモータ１４４により、ストローク範囲内の移動上限位置（＋Ｚ側の移動限界位置）近傍、すなわち前述した第１位置に移動され、その位置に維持されているものとする。また、このとき、一対のウエハ支持部材１２５は、それぞれの支持板１２８が、主制御装置２０によって第２支持板位置に設定されているものとする。

【0106】

この状態で、まず、ウエハＷが搬送アーム１４９によって、下方から支持された状態で、チャックユニット１５３の下方に搬入される。ここで、ウエハＷの搬送アーム１４９によるローディングポジションＬＰへの搬入は、１つ前の露光対象のウエハ（以下、前ウエハと称する）に対する露光処理が、ウエハステージＷＳＴ上で行われているときに行われても良いし、アライメント処理等が行われているときに行われても良い。

【0107】

次に、図７（Ｂ）に示されるように、主制御装置２０は、複数のチャック部材１２４に対する流体（空気）の供給を開始し、その後、搬送アーム１４９を僅かに上昇（あるいはチャックユニット１５３を僅かに下降）させることで、ウエハＷが所定の距離（ギャップ）を保って非接触でチャックユニット１５３（チャック部材１２４）に吸引される。なお、図７（Ｂ）において、説明を容易にするために、図中にドットの塗りつぶしで示される噴き出された空気の流れによって（より正確には、その流れによって生ずる負圧によって）、ウエハＷが、チャックユニット１５３に吸引されているものとする。図７（Ｃ）〜図９（Ａ）の各図においても同様である。ただし、実際に噴き出された空気の状態は、必ずしもこれらに限定されるものではない。

【0108】

次いで、主制御装置２０は、一対のウエハ支持部材１２５の支持板１２８を、それぞれの第１支持板位置に位置するように、上下動回転駆動部１２７を介して駆動（回転）する。このとき、図７（Ｃ）に示されるように、一対のウエハ支持部材１２５の上下動回転駆動部１２７により、それぞれの支持板１２８上面の吸着パッド１２８ｂが、ウエハＷの下面（裏面）に対向する位置に移動される。また、一対のウエハ支持部材１２５の支持板１２８がそれぞれの第１支持板位置に位置した状態では、反射鏡１２８ａがそれぞれウエハＷ裏面の外周縁の所定の位置に対向している。また、ウエハＷ裏面のノッチ位置には、チャックユニット１５３にウエハＷが吸引された段階で、別の反射鏡３４が対向している。

【0109】

それぞれの支持板１２８上面の吸着パッド１２８ｂとウエハＷとが対向すると、主制御装置２０は、図７（Ｄ）に示されるように、支持板１２８を上昇させるように上下動回転駆動部１２７を制御する。それぞれの支持板１２８上面の吸着パッド１２８ｂとウエハＷの下面とが接触すると、主制御装置２０は、一対の吸着パッド１２８ｂによる真空吸引を開始して、ウエハＷの下面をそれぞれの吸着パッド１２８ｂによって吸着支持する。このとき、ウエハＷは、チャックユニット１５３による上方からの吸引によって、Ｚ、θｘ、θｙの３自由度方向の移動が制限されると共に、一対の支持板１２８による下方からの吸着支持によって、Ｘ、Ｙ、θｚの３自由度方向の移動が制限され、これにより、６自由度方向の移動が制限されている。

【0110】

ウエハＷは、この状態、すなわちチャックユニット１５３及び一対のウエハ支持部材１２５による吸引保持（支持）が行われた状態で、ローディングポジションＬＰ上で待機されるように、露光装置１００の処理シーケンスは、定められている。露光装置１００では、ウエハＷがローディングポジションＬＰで待機されている間に、ウエハテーブルＷＴＢ上に保持された前ウエハに対する露光処理（及びそれに先立つアライメント処理）などが行われている。また、このとき搬送アーム１４９によるウエハＷの真空吸着を停止した状態にしておいても良い。

【0111】

そして、ローディングポジションＬＰ上でのウエハＷの待機中に、図８（Ａ）に示されるように、３つの計測系１２３ａ〜１２３ｃ（計測系１２３ｃは不図示。図６参照）により、それぞれウエハＷのエッジ検出を行う。３つの計測系１２３ａ〜１２３ｃの有する撮像素子の撮像信号は、信号処理系１１６（図６参照）に送られる。信号処理系１１６は、例えば米国特許第６，６２４，４３３号明細書などに開示されている手法により、ウエハのノッチを含む周縁部の３箇所の位置情報を検出して、ウエハＷのＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれと回転（θｚ回転）誤差とを求める。そして、それらの位置ずれと回転誤差との情報は、主制御装置２０に供給される（図６参照）。

【0112】

上述のウエハＷのエッジ検出の開始と前後して、主制御装置２０は、搬送アーム１４９を下方に駆動し、搬送アーム１４９とウエハＷとを離間させた後、搬送アーム１４９をローディングポジションＬＰから退避させる。

【0113】

前ウエハの露光処理が完了し、不図示の搬出装置により前ウエハがウエハテーブルＷＴＢ上からアンロードされると、主制御装置２０により、粗動ステージ駆動系５１Ａを介してウエハステージＷＳＴがチャックユニット１５３の下方（ローディングポジションＬＰ）に移動される。そして、図８（Ｂ）に示されるように、主制御装置２０は、３本の上下動ピン１４０を有するセンター支持部材１５０を、駆動装置１４２を介して上方に駆動する。この時点でも、３つの計測系１２３ａ〜１２３ｃによるウエハＷのエッジ検出は続行されており、主制御装置２０は、ウエハＷがウエハステージＷＳＴの所定位置に搭載されるよう、ウエハＷの位置ずれ及び回転誤差情報に基づいて、ウエハステージＷＳＴをウエハＷのずれ量（誤差）と同じ量だけ同じ方向に微小駆動する。

【0114】

そして、３本の上下動ピン１４０の上面がチャックユニット１５３に吸引されたウエハＷの下面に当接すると、主制御装置２０は、センター支持部材１５０の上昇を停止する。これにより、ウエハＷは、位置ずれ及び回転誤差が補正された状態で、３本の上下動ピン１４０によって吸着保持される。

【0115】

ここで、待機位置にあるチャックユニット１５３に吸引されたウエハＷのＺ位置は、ある程度正確にわかる。従って、主制御装置２０は、変位センサ１４５の計測結果に基づいて、センター支持部材１５０を基準位置から所定量駆動することで、３本の上下動ピン１４０をチャックユニット１５３に吸引されたウエハＷの下面に当接させることができる。しかし、これに限らず、センター支持部材１５０（３本の上下動ピン１４０）の上限移動位置で、３本の上下動ピン１４０がチャックユニット１５３に吸引されたウエハＷの下面に当接するように、予め、設定しておいても良い。

【0116】

その後、主制御装置２０は、不図示のバキュームポンプを作動し、３本の上下動ピン１４０によるウエハＷ下面に対する真空吸着を開始する。なお、チャック部材１２４によるウエハＷの吸引は、この状態でも続行されている。チャック部材１２４による吸引と、３本の上下動ピン１４０の下方からの支持による摩擦力によりウエハＷは、６自由度方向の移動が制限されている。従って、この状態では、ウエハ支持部材１２５の支持板１２８によるウエハＷの吸着保持を解除しても何ら問題は生じない。

【0117】

そこで、ウエハＷが３本の上下動ピン１４０に支持（吸着保持）されると、主制御装置２０は、図８（Ｃ）に示されるように、一対の吸着パッド１２８ｂによる真空吸引を終了させた後、一対のウエハ支持部材１２５の支持板１２８を下方に駆動してウエハＷから離間させる。その後、上下動回転駆動部１２７を介してそれぞれの支持板１２８を、第２支持板位置に設定する。

【0118】

次に、主制御装置２０は、図８（Ｄ）に示されるように、ウエハＷを吸引及び支持しているチャックユニット１５３及び３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）を、それぞれ一対のＺボイスコイルモータ１４４及び駆動装置１４２を介して、下方へ駆動する。これにより、ウエハＷに対するチャックユニット１５３（チャック部材１２４）による吸引状態と３本の上下動ピン１４０による支持状態とを維持して、チャックユニット１５３と３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）とが下方へ駆動開始される。ここで、チャックユニット１５３の駆動は、主制御装置２０が、複数のチャックユニット位置検出系１４８の検出結果に基づいて、一対のＺボイスコイルモータ１４４を駆動することで行われる。

【0119】

上述のチャックユニット１５３と３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）との駆動は、ウエハＷの下面（裏面）がウエハテーブルＷＴＢの平面状のウエハ載置面４１に当接するまで行われる（図９（Ａ）参照）。ここで、ウエハ載置面４１は、実際には、ウエハテーブルＷＴＢ上に設けられたピンチャックが備える多数のピンの上端面によって形成される仮想的な平坦な面（領域）であるが、図９（Ａ）等では、ウエハテーブルＷＴＢの上面がそのウエハ載置面４１であるものとしている。

【0120】

上述のチャックユニット１５３と３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）との下方への駆動開始前及び駆動中に、主制御装置２０は、ウエハ平坦度検出系１４７（複数のＺ位置検出系１４６（図４参照））を介してウエハＷ上面の平坦度を計測する。そして、主制御装置２０は、ウエハＷの平坦度が所望範囲内に収まるように、ウエハ平坦度検出系１４７の計測結果に基づいて、チャックユニット１５３及びセンター支持部材１５０のうち、応答性に優れる方の一方の部材（ここではセンター支持部材１５０であるものとする）の下降速度を、他方の部材（ここではチャックユニット１５３であるものとする）の下降速度に対して、制御する。

【0121】

すなわち、例えば、ウエハＷが下に凸の形状（外周部に比べ内周部が凹んだ形状）に変形していることが、ウエハ平坦度検出系１４７によって検出された場合、主制御装置２０は、駆動装置１４２を介してセンター支持部材１５０の下降速度をチャックユニット１５３の駆動速度よりも遅くする。センター支持部材１５０の下降速度をチャックユニット１５３の駆動速度よりも遅くすると、ウエハＷは、実質的に下面の中央部を下方から３本の上下動ピン１４０により押される。そして、ウエハＷの平坦度が所定の値になると、主制御装置２０は、センター支持部材１５０及びチャックユニット１５３を同じ速度で（同期して）更に下方に駆動する。ここで、ウエハＷの平坦度が「所定の値になる」とは、一例としてウエハＷが完全な平面ではなく、外周部に比べ内周部が凹んではいるが、その凹みの程度が予め定めた程度以下となる形状に変形することを意味する。

【0122】

また、例えば、ウエハＷが上に凸の形状（外周部に比べ内周部が上に突出した形状）に変形していることが、ウエハ平坦度検出系１４７によって検出された場合、主制御装置２０は、駆動装置１４２を介してセンター支持部材１５０の下降速度をチャックユニット１５３の駆動速度よりも速くする。センター支持部材１５０の下降速度をチャックユニット１５３の駆動速度よりも速くすると、ウエハＷは、３本の上下動ピン１４０に吸着保持されているため実質的に下面の中心部が下方に引っ張られる。そして、ウエハＷの平坦度が上記所定の値になると、主制御装置２０は、センター支持部材１５０及びチャックユニット１５３を同じ速度で（同期して）更に下方に駆動する。

【0123】

なお、本実施形態においては、ウエハＷの複数点でこのウエハＷのＺ方向の位置を検出し、これらの位置に関する情報からウエハＷの形状（平坦度）に関する情報を求めているが、それ以外の方法を用いても良い。例えば、カメラ等によってウエハＷの画像を撮影し、得られた画像情報からウエハＷの形状（平坦度）に関する情報を求めても良い。

【0124】

本実施形態では、ウエハＷを上方向からチャックユニット１５３で吸引し、かつ下方から上下動ピン１４０で支持した状態から、ウエハＷを不図示のウエハホルダ上に吸着保持させるまで、主制御装置２０により、ウエハ平坦度検出系１４７を用いてウエハＷの変形状態（平坦度）が、常に計測される。このため、例えば、チャックユニット１５３と３本の上下動ピン１４０との間にあるウエハＷが、下に凸の形状を有しているため、その平坦度を調整するためにチャックユニット１５３の降下速度に対して、上下動ピン１４０の降下速度を遅くした結果、ウエハＷが上に凸の形状となる等、過度の平坦度修正を行った場合であっても、チャックユニット１５３の降下速度に対して上下動ピン１４０の降下速度を早くすることでウエハＷの平坦度を再度所定の値に調節することができる。ただし、ウエハＷを上方向からチャックユニット１５３で吸引し、かつ下方向から上下動ピン１４０で支持した状態から、ウエハＷを不図示のウエハホルダ上に吸着保持させるまでの一部の時間的区間(例えば、ウエハ載置面４１に接する直前)でのみ、ウエハＷの変形状態（平坦度）を計測することとしても良い。

【0125】

そして、図９（Ａ）に示されるように、ウエハＷの下面がウエハテーブルＷＴＢ上面（ウエハ載置面４１）に当接すると、主制御装置２０は、調整装置１１５を介して全てのチャック部材１２４からの高圧空気流の流出を停止して、全てのチャックユニット１５３によるウエハＷの吸引を解除し、ウエハテーブルＷＴＢ上の不図示のウエハホルダによるウエハＷの吸着（吸引）を開始する。

【0126】

次いで、主制御装置２０は、図９（Ｂ）に示されるように、一対のＺボイスコイルモータ１４４を介してチャックユニット１５３を所定の待機位置（第１位置又はその近傍の位置）まで上昇させる。これにより、ウエハＷのウエハテーブルＷＴＢ上へのロード（搬入）が終了する。

【0127】

ここで、チャックユニット１５３が上方に駆動され、停止されると（又は上昇中に）、主制御装置２０は、前述した３つの計測系１２３ａ〜１２３ｃを用いて、ウエハＷのエッジ位置の検出を行う。この場合、ウエハＷのエッジ検出は、ウエハテーブルＷＴＢ上の３つの反射鏡８６に、計測系１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃからの計測ビームが照射され、その反射鏡８６からの反射ビームを計測系１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃの撮像素子が受光することで行われる。３つの計測系１２３ａ〜１２３ｃの有する撮像素子の撮像信号は、信号処理系１１６（図６参照）に送られ、ウエハＷの位置ずれと回転誤差との情報が、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、その位置ずれと回転誤差との情報とをオフセット量としてメモリに記憶しておき、後の、ウエハアライメント時、又は、露光の際などに、上記オフセット量を考慮してウエハテーブルＷＴＢの位置を制御する。なお、前述の待機中にウエハＷのエッジ検出が行われ、その結果得られた位置ずれと回転誤差が補正された状態で、ウエハＷは、３本の上下動ピン１４０に支持された後、ウエハテーブルＷＴＢ上に搭載されているので、ウエハＷのウエハテーブルＷＴＢ上へのロード後のウエハＷのエッジ検出は必ずしも行わなくても良い。

【0128】

以上説明したように、本実施形態に係る搬送システム１２０及びこれを備えた露光装置１００によると、主制御装置２０は、ウエハＷをウエハテーブルＷＴＢ上にロードする際に、ウエハＷを上方から吸引しているチャックユニット１５３とウエハＷを下方から支持している上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）とを独立して上下動させることができる。すなわち、撓み又は歪み等の変形が生じたウエハＷをウエハステージＷＳＴに吸着保持するために降下させる際に、センター支持部材１５０（３本の上下動ピン１４０）の降下速度を制御することで、ウエハＷの平坦度を所望の範囲内の値に維持した状態でウエハステージＷＳＴ上にロードすることができる。

【0129】

また、本実施形態では上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）を３本で構成し、それら３本が一体で上下動するように構成したが、それに限定されることはない。例えば、センター支持部材１５０を、３本の上下動ピンが互いに独立に上下動できるように構成し、ウエハの平坦度の計測結果に基づいて、それら３本の上下動ピンを個別に上下動させることでウエハＷの平坦度が所望の範囲内に収まるようにしてもよい。なお、上下動ピンの数は３本に限らす、それ以下またはそれ以上としてもよい。

【0130】

また、本実施形態に係る搬送システム１２０の一部を構成する搬入ユニット１２１では、チャックユニット１５３の自重を一対の重量キャンセル装置１３１によって支持しているので、チャックユニット１５３を上下方向に駆動する際の力を小さくすることができ、一対のＺボイスコイルモータ１４４のサイズを小さくすることができる。

【0131】

また、本実施形態に係る搬送システム１２０では、ウエハＷをウエハステージＷＳＴ上にロードする途中に、主制御装置２０が、計測系１２３ａ〜１２３ｃを介してウエハＷの位置ずれ及び回転ずれを計測し、その計測結果に基づいて、ウエハＷの位置ずれ及び回転ずれが補正されるように、ウエハステージＷＳＴを駆動する。従って、ウエハＷを位置再現性良く、ウエハテーブルＷＴＢ上にロードすることができる。

【0132】

また、本実施形態に係る露光装置１００によると、ウエハテーブルＷＴＢ上に平坦度が高い状態で、かつ位置再現性良くロードされたウエハＷに対して、ステッピング・アンド・スキャン方式で露光が行われるので、ウエハＷ上の複数のショット領域のそれぞれに対し、重ね合わせ精度が良好で、かつデフォーカスのない露光が可能となり、複数のショット領域に対してレチクルＲのパターンを良好に転写することができる。

【0133】

なお、上記実施形態では、３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）の方が、チャックユニット１５３より駆動時の応答性が優れている点に鑑みて、ウエハＷをウエハステージＷＳＴ上にロードする際に、３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）の降下速度を調節し、ウエハＷの平坦度が所望の範囲内の値になるよう駆動装置１４２を駆動した。しかし、反対に、チャックユニット１５３の方が、３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）より駆動時の応答性が優れている場合には、チャックユニット１５３の降下速度を調節することが望ましい。３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）とチャックユニット１５３との駆動時の応答性が同程度である場合には、センター支持部材１５０及びチャックユニット１５３のいずれか一方、又は両方の降下速度を調節するようにしても良い。また、ウエハの平坦度を所定レベルに維持できれば良いので、応答性の優劣にかかわらず、センター支持部材１５０及びチャックユニット１５３のいずれか一方、又は両方の降下速度を調節するようにしても良い。

【0134】

また、上記実施形態では、ウエハ平坦度検出系１４７を、複数のＺ位置検出系１４６により、構成する場合について説明したが、これに限らず、ウエハ上面全面に対して光を照射し、その面形状を検出可能な検出装置によってウエハ平坦度検出系を構成しても良い。また、上記実施形態と同様に、複数のＺ位置検出系によりウエハ平坦度検出系を構成する場合にも、そのＺ位置検出系として、三角測量方式の位置検出系を用いる必要はない。すなわち、ウエハ平坦度検出系は、ウエハＷの平坦度（複数箇所のＺ位置）を検出することができれば良いので、例えば図１０に示されるように、前述のＺ位置検出系１４６に代えて、チャックユニット１５３の下面に静電容量センサ８４を複数配置しても良い。静電容量センサ８４は、Ｚ位置検出系１４６より小型なものを用いることができるので、複数のＺ位置検出系１４６の計測点が配置された、例えば、外周部に３箇所、中央部に１箇所の計４箇所より多くの箇所に配置することができる。

【0135】

また、チャックユニット位置検出系は、チャックユニット１５３のＺ位置が計測できれば良いので、三角測量方式の位置検出系に限らず、例えば図１０に示されるように、エンコーダヘッド９７とスケール９８とからなるエンコーダシステムを用いてチャックユニット位置検出系を構成しても良い。あるいは、例えば一対のＺボイスコイルモータ１４４の少なくとも一方に、その固定子に対する可動子の基準点からのＺ軸方向の変位量を計測するエンコーダを設け、該エンコーダによってチャックユニット位置検出系を構成しても良い。また、チャックユニット位置検出系１４８を、静電容量センサを用いて構成しても良い。

【0136】

なお、上記実施形態において、ウエハＷがウエハテーブルＷＴＢにロードされる直前に、チャック部材１２４からウエハＷに向かって、ウエハＷをそれまで吸引していたときの噴出速度よりも速い噴出速度で気体を噴出しても良い。このようにすることで、図１１に示されるように、ウエハＷとチャック部材１２４との間の圧力が上昇し、ウエハＷは、外周部が振動する（いわゆるニューマチックハンマー現象が起こる）。この振動が発生している状態で、更にウエハＷを降下させると、ウエハＷは、下面の外周部と不図示のウエハホルダ上面との接触面積が小さい状態でウエハテーブルＷＴＢ上に載置される。すなわち、ウエハＷ下面と不図示のウエハホルダとの間の摩擦力が低減されるので、ウエハＷは、不図示のウエハホルダに吸着保持される際に、吸着歪みの発生が抑制された状態でウエハテーブルＷＴＢに載置される。

【0137】

なお、上記実施形態では、チャックユニット１５３がウエハＷを上方から吸引し、３本の上下動ピン１４０がウエハＷを裏面で真空吸着した状態でチャックユニット１５３と３本の上下動ピン１４０とを下方へ駆動することで、ウエハテーブルＷＴＢのウエハ載置面４１上にウエハＷを載置させているが、これに限定されるものではない。例えば、３本の上下動ピン１４０の代わりに、搬送アーム１４９を用いる構成としても良い。この場合、搬送アーム１４９は水平方向に加えて、上下方向にも所定範囲内で駆動可能な構成とする。そして、ウエハＷの裏面を搬送アーム１４９で真空吸着した状態で、チャックユニット１５３でウエハＷ表面を吸引し、ウエハ平坦度検出系１４７の検出結果を用いて主制御装置２０によりチャックユニット１５３と搬送アーム１４９の下降速度をそれぞれ所定の値に設定すれば良い。

【0138】

なお、ウエハＷがウエハ載置面４１に載置される際に搬送アーム１４９が妨げとならないように、ウエハ載置面４１に搬送アーム１４９が入り込むような溝を形成しておき、ウエハＷとウエハ載置面４１とが精度良く接することができるようにしておくと良い。そして、この溝の内部で搬送アーム１４９を水平方向に移動させて、ウエハ載置面４１から退避させれば良い。

【0139】

また、その他の構成として、搬送アーム１４９からチャックユニット１５３にウエハＷが受け渡された後、３本の上下動ピン１４０を使わずにウエハテーブルＷＴＢのウエハ載置面４１上にウエハＷを載置させても良い。この場合は、例えば、ウエハ平坦度検出系１４７の検出結果を用いて主制御装置２０によりチャックユニット１５３の下降速度やチャック部材１２４から噴き出される流体の流速（流量）や流体の流れる方向を制御してチャックユニット１５３の吸引力をそれぞれ所定の値に設定すれば良い。その際、ウエハ支持部材１２５の吸着パッド１２５ｂを用いてウエハＷの裏面を吸着支持する場合は、前述の搬送アーム１４９の場合と同様、ウエハ載置面４１にウエハ支持部材１２５が入り込むような切欠きを形成しておき、ウエハＷと載置面４１とが精度良く接することができるようにしておくと良い。また、ウエハＷの横方向（載置面と平行な方向）の移動を拘束する必要が無い場合は、ウエハ支持部材１２５を設けずに、チャック部材１２４のみでウエハＷを吸引により保持してウエハテーブルＷＴＢのウエハ載置面４１上にウエハＷを載置する構成としても良い。その際も、例えば、ウエハ平坦度検出系１４７の検出結果を用いて主制御装置２０によりチャックユニット１５３の下降速度やチャック部材１２４から噴き出される流体の流速（流量）や流体の流れる方向を制御してチャックユニット１５３の吸引力をそれぞれ所定の値に設定すれば良い。

【0140】

なお、上記実施形態では、一例として投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する液浸露光装置について説明したが、これに限らず、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置にも、上記実施形態を適用することができる。

【0141】

また、上記実施形態及びその変形例（以下、上記実施形態等と称する）では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置である場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に上記実施形態等を適用しても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも上記実施形態等は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態等は適用できる。

【0142】

また、上記実施形態等の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。

【0143】

また、上記実施形態等に係る露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ₂レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ₂レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光として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（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

【0144】

また、上記実施形態等では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に上記実施形態等を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、上記実施形態等を適用できる。

【0145】

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも上記実施形態等を適用することができる。

【0146】

また、上記実施形態等でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）は、ウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。

【0147】

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも上記実施形態等を適用できる。

【0148】

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記実施形態等の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、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エッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態等の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

【0149】

なお、これまでの説明で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】