JP2011222610A

JP2011222610A - 位置合わせ方法、露光方法及びデバイスの製造方法、並びに露光装置

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Publication number: JP2011222610A
Application number: JP2010087555A
Authority: JP
Inventors: Shinji Mizutani; 真士水谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2011-11-04

Abstract

【課題】基板テーブルＰＴの第１保持部２６上面の温度分布に基づいた条件で、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めることで、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像とを高精度に位置合わせする位置合わせ方法を提供する。
【解決手段】ＥＧＡの処理条件として、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定するショットの数と、サンプルショットの配置と、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数とを、第１保持部２６上面の温度分布に基づいて決定し、ＥＧＡ処理を実行してショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定する。そして、順次、配列を推定したショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像とを位置合わせし、基板Ｐを露光していく。
【選択図】図８

Description

本発明は、デバイスの製造に用いる位置合わせ方法、露光方法及び露光装置、並びにデバイスの製造方法に関するものである。

マスク又はレチクル（以下「マスク」と総称する）上に形成されたパターンを感光性基板上に転写する、いわゆるリソグラフィ工程において、マスクのパターンを投影光学系を介して感光性基板上の各ショットに投影する露光装置が使用されている。この種の露光装置としては、感光性基板を２次元的に移動自在な基板ステージ上に保持し、この基板ステージにより感光性基板を歩進（ステッピング）させて、マスクのパターン像を感光性基板上の各ショットに順次露光する動作を繰り返す、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置、いわゆるステッパや、感光性基板を保持した基板ステージとマスクとを１次元方向に同期移動（スキャン）させて、マスクのパターン像を感光性基板上の各ショットに順次露光する動作を繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置、いわゆるスキャナが多用されている。

また近年、デバイスのパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため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いる。現在主流の露光波長は、ＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍ及び、ＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍである。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。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。

Ｒ＝ｋ１・λ／NA ・・・（１）
δ＝±ｋ２・λ／NA２・・・（２）
ここで、λは露光波長、NAは投影露光系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。

（１）式、（２）式より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数NAを大きくすると、焦点深度δが小さくなることが分かる。

焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足する恐れがある。そこで実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献１に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の仮面と基板表との間を純水や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（ｎは空気中の屈折率で通常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ともに、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものであり、液浸法により高解像度で基板を露光する液浸露光装置が利用されている。

上記の露光装置によるリソグラフィ工程を経て製造される半導体デバイスや液晶表示デバイスは、基板上に多数層のデバイスパターン（マスクのパターン）を重ねて形成されるため、２層目以降のデバイスパターンを感光性基板上に投影露光する際には、感光性基板上の既に回路パターンが形成された露光領域であるショットと、これから露光するマスクのパターン像との位置合わせ（アライメント）を精確に行う必要がある。

上記の位置合わせとして例えば、下記特許文献２に開示されているように、基板上において所定の基準温度からの変動による熱変形を補償するために、基板上の温度を測定し、その温度に対して算出した基板の寸法応答を補償するために、基板テーブルに対する標的部分の空間特性が調整される露光装置及びデバイスの製造方法がある。

国際公開第９９／４９５０４号特開２００５−２８６３３３号（対応米国特許第７,５６１,２５１号）

ところで、液浸法による基板の露光において、露光装置内で漏れた液体（液浸水）に起因して基板の熱的な変形が生じるため、基板上の各ショットと、マスクのパターン像との位置合わせ精度が低下するという問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、各ショットとパターン像との高精度な位置合わせ方法、露光方法、デバイスの製造方法、露光装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図１１に対応付けした以下の構成を採用している。なお、以下の対応付けはあくまで一例であって、本発明の構成が、下記の対応付けに限定されるものではない。

本発明における第１の態様の位置合わせ方法は、エネルギビームの投影により、基板テーブル上に保持された基板の上面に形成されるパターン像と、基板上面に形成された露光領域との位置合わせ方法で、基板を保持する面を含む基板テーブル上面の温度分布を測定する段階と、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、基板上面に形成された複数の露光領域の配列を求めるための条件を温度分布に基づいて決定する段階とを有する方法である。

第１の態様の位置合わせ方法において、決定する段階は、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により基板上面に形成された複数の露光領域の配列を推定するための条件を温度分布に基づいて決定しても良い。

第１の態様の位置合わせ方法において、決定する段階は、基板上面に形成された複数の露光領域を、露光領域を単位として複数の領域に区分することを温度分布に基づいて決定しても良い。

この決定する段階は、区分された複数の領域毎に、領域内の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の露光領域の配列を推定するための条件を温度分布に基づいて決定しても良い。

第１の態様の位置合わせ方法において、決定する段階は、基板上面に形成された複数の露光領域の配列を求めるための方法を温度分布に基づいて選択する段階を含んでも良い。

この選択する段階は、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により複数の露光領域の配列を推定する方法又は、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測していき、複数の露光領域の配列を測定する方法を温度分布に基づいて選択しても良い。

この決定する段階は、選択する段階で推定する方法が選択された場合、該推定する方法に用いる条件を温度分布に基づいて決定する段階を含んでも良い。

もしくは、この複数の露光領域の配列を推定する方法は、複数の露光領域を、露光領域を単位として複数の領域に区分し、区分された複数の領域毎に、領域内の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の露光領域の配列を推定しても良い。

この、選択する段階で推定する方法が選択された場合、基板上面に形成された複数の露光領域を、露光領域を単位として複数の領域に区分することを温度分布に基づいて決定しても良い。

この区分された複数の領域毎に、領域内の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の露光領域の配列を推定するための条件を決定しても良い。

第１の態様の位置合わせ方法において、決定する段階は、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により基板上面に形成された複数の露光領域の配列及び形状を推定するための条件を温度分布に基づいて決定しても良い。

第１の態様の位置合わせ方法において、複数の露光領域の配列を求めるための条件を、計測を実施するアライメントマークの数としても良い。

この、複数の露光領域の配列を求めるための条件は、計測が実施される、１つの露光領域当たりのアライメントマークの数としても良い。

第１の態様の位置合わせ方法において、複数の露光領域の配列を求めるための条件を、少なくとも１つのアライメントマークの計測を実施する露光領域の数としても良い。

第１の態様の位置合わせ方法において、複数の露光領域の配列を求めるための条件を、アライメントマークの計測が実施される露光領域の基板上面における配置としても良い。

第１の態様の位置合わせ方法において、基板上面に形成された複数の露光領域の配列を推定するための条件を温度分布に基づいて決定する場合に、その条件を、アライメントマークを計測して得られた該計測結果を統計演算処理により回帰分析する次数としても良い。

本発明における第２の態様の露光方法は、上記、第１の態様の位置合わせ方法を用い、パターン像と露光領域とを位置合わせする段階と、エネルギビームの投影により基板を露光する段階とを有する方法である。

本発明における第３の態様のデバイスの製造方法は、上記、第１の態様の位置合わせ方法を用い、パターン像と露光領域とを位置合わせする段階と、エネルギビームの投影により基板を露光する段階と、露光した基板を現像する段階とを有する方法である。

本発明における第４の態様の露光装置は、基板テーブル上に保持され、液体で形成された液浸領域が表面に形成される基板をエネルギビームにより液浸領域を介して露光し、基板上面にアライメントマークを含む露光領域を形成する露光装置において、基板テーブルに設けられ、基板を保持する面を含む基板テーブル上面の温度分布を測定する温度センサと、アライメントマークを計測し、基板上面に形成された複数の露光領域の配列を求めるための条件を温度分布に基づいて決定する制御装置とにより構成される。

第４の態様の露光装置において、制御装置は、複数の前記露光領域の配列において、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により基板上面に形成された複数の露光領域の配列を推定するための条件を温度分布に基づいて決定しても良い。

第４の態様の露光装置において、制御装置は、基板上面に形成された複数の露光領域を、露光領域を単位として複数の領域に区分することを温度分布に基づいて決定しても良い。

この制御装置は、区分された複数の領域毎に、領域内の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の露光領域の配列を推定するための条件を温度分布に基づいて決定しても良い。

第４の態様の露光装置において、制御装置は、基板上面に形成された複数の露光領域の配列を求めるための方法を温度分布に基づいて選択しても良い。

この制御装置は、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により複数の露光領域の配列を推定する方法又は、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測していき複数の露光領域の配列を推定する方法を、温度分布に基づいて選択しても良い。

この制御装置は、露光領域の配列を推定する方法を選択した場合、該推定する方法に用いる条件を温度分布に基づいて決定しても良い。

もしくは、複数の露光領域の配列を推定する方法において、基板上面に形成された複数の露光領域を、露光領域を単位として複数の領域に区分し、区分された複数の領域毎に、領域内の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理していくことにより複数の露光領域の配列を推定しても良い。

この、露光領域の配列を推定する方法を選択した場合、基板上面に形成された複数の露光領域を、露光領域を単位として複数の領域に区分することを温度分布に基づいて決定しても良い。

この区分された複数の領域毎に、領域内の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の露光領域の配列を推定する方法に用いる条件を温度分布に基づいて決定しても良い。

第４の態様の露光装置において、制御装置は、複数の露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により基板上面に形成された複数の露光領域の配列及び形状を推定するための条件を温度分布に基づいて決定しても良い。

第４の態様の露光装置において、制御装置は、計測を実施するアライメントマークの数を、複数の露光領域の配列を求めるための条件として決定しても良い。

この制御装置により決定される、計測を実施するアライメントマークの数は、計測を実施する、１つの露光領域当たりのアライメントマークの数としても良い。

第４の態様の露光装置において、制御装置は、少なくとも１つのアライメントマークの計測を実施する露光領域の数を、複数の露光領域の配列を求めるための条件として決定しても良い。

第４の態様の露光装置において、制御装置は、アライメントマークの計測が実施される露光領域の基板上面における配置を、複数の露光領域の配列を求めるための条件として決定しても良い。

第４の態様の露光装置において、制御装置は、基板上面に形成された複数の露光領域の配列を推定するための条件を温度分布に基づいて決定する場合に、その条件を、アライメントマークを計測して得られた該計測結果を統計演算処理により回帰分析する次数として決定しても良い。

本発明における第５の態様のデバイスの製造方法は、上記、第４の態様の露光装置を用い、エネルギビームの投影により基板を露光する段階と、露光した基板を現像する段階とを有する方法である。

本発明によれば、基板テーブル上面の温度分布に応じた条件で、ショットの配列又は、配列及び形状を求めるため、マスクのパターン像と各ショットとの位置合わせを高精度に実行することができる。

第１実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。第１実施形態に係る基板テーブルＰＴの断面図である。第１実施形態に係る基板テーブルＰＴを上方（Ｚ軸方向）から見た概略平面図で、温度センサ２７の配置を表した図である。第１実施形態に係る基準部材４を示す図である。第１実施形態に係る基板テーブルＰＴを上方（Ｚ軸方向）から見た概略平面図で、ショットＳ１〜Ｓ３２を表した図である。第１実施形態に係るショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと基板アライメントマークＰＡＭの拡大平面図である。第１実施形態に係る露光装置ＥＸの基本的な動作の一例を示したフローチャートである。第１実施形態に係る露光装置ＥＸのショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定する詳細な動作の一例を示したフローチャートである。第２実施形態に係る露光装置ＥＸのショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定する詳細な動作の一例を示したフローチャートである。第２実施形態に係る基板テーブルＰＴを上方（Ｚ軸方向）から見た概略平面図である。マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。

また、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しながら説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について説明する。

まず、本実施形態の露光装置ＥＸの構成について図１を用いて説明する。

図１は、本実施形態における露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。

露光装置ＥＸは、マスクＭをエネルギビームＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳと、エネルギビームＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、基板Ｐを保持して移動可能な基板テーブルＰＴを含む基板ステージＰＳと、基板テーブルＰＴに設けられた基準部材４上のマスク用基準マークＭＦＭ及び、マスクＭ上のマスクアライメントマーク（不図示）の少なくともどちら一方を検出するマスクアライメント系５と、基板Ｐの基板アライメントマークＰＡＭ及び、基準部材４上の基板用基準マークＰＦＭの少なくともどちらか一方を検出する基板アライメント系６と、基板テーブルＰＴの上面に液体ＬＱで液浸領域ＡＲ２を形成するため、基板テーブルＰＴの表面に液体ＬＱを供給する液体供給機構７と、液体供給機構７から供給された液体ＬＱを回収する液体回収機構８と、露光装置ＥＸの各要素及び全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。

以下、露光装置ＥＸの構成の各要素について説明する。

照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳに支持されているマスクＭをエネルギビームＥＬで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからのエネルギビームＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、エネルギビームＥＬによるマスクＭ上の照明領域ＩＲをスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域ＩＲは照明光学系ＩＬにより均一な照度分布のエネルギビームＥＬで照明される。本実施形態において、照明光学系ＩＬから射出されるエネルギビームＥＬはＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）である。なお、この他にもエネルギビームＥＬは、水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などを用いても良い。

マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスのパターンが形成されたマスク又はレチクルである。マスクＭは、例えばガラス基板等の透明板上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された透過型マスクを含む。また、マスクＭにはマスクＭのアライメントに用いるマスクアライメントマーク（不図示）が形成されている。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることも出来る。

マスクステージＭＳは、リニアモータで構成されるマスクステージ駆動装置ＭＳＤにより駆動され、マスクＭをＸＹ平面とほぼ平行に保持して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に２次元移動可能でθＺ方向に回転可能である。マスクステージＭＳ上に設けられた移動鏡９に対向する位置にマスク側レーザ干渉計２が設置されている。

マスク側レーザ干渉計２は、移動鏡９に計測光を照射し、その移動鏡９を介した計測光を用いて、マスク側レーザ干渉計２で規定される座標系内にて、マスクステージＭＳのＸＹ平面における位置、及びθＺ方向の回転角をリアルタイムに計測する。

投影光学系ＰＬは、複数の光学素子（不図示）と、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子１０と、複数の光学素子（不図示）及び終端光学素子１０を保持する鏡筒ＰＫとで構成される。投影光学系ＰＬは、投影領域ＡＲ１にエネルギビームＥＬを照射し、投影領域ＡＲ１に入るように配置された基板Ｐにおいて、基板Ｐの少なくとも一部に所定の投影倍率でマスクＭのパターン像を投影する。投影光学系ＰＬの投影倍率は、１／４、１／５又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでも良い。投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸とほぼ平行である。

なお、投影光学系ＰＬは反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれでも良い。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成しても良い。また、投影光学系ＰＬの終端光学素子１０は、交換可能なように鏡筒ＰＫに対して着脱出来るように設けられている。また、終端光学素子１０は鏡筒ＰＫより露出しており、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが終端光学素子１０に接触し、金属からなる鏡筒ＰＫへの接触が抑制されるため、鏡筒ＰＫの腐蝕等が防止されるようになっている。なお、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの圧力が大きい場合には、終端光学素子１０を交換可能とするのではなく、その圧力によって終端光学素子１０が動かないように堅固に固定しても良い。

終端光学素子１０は蛍石で形成されている。蛍石は水との親和性が高いので、終端光学素子１０の液体接触面のほぼ全面に液体ＬＱを密着させることができる。なお、終端光学素子１０は水との親和性が高い石英であってもよい。なお、終端光学素子１０の液体接触面に親水化（親液化）処理を施して、液体ＬＱとの親和性をより高めるようにしてもよい。

フォーカス検出系１は、発光部３３ａと受光部３３ｂとを有し、発光部３３ａから基板Ｐ表面（露光面）に斜め方向から検出光を投射し、その反射光を受光部３３ｂで受光する。フォーカス検出系１の構成としては、例えば、特開平８−３７１４９号（対応米国特許第６,１９５,１５４号）に開示されているものを用いることができる。フォーカス検出系１は、基板Ｐ上（基板テーブル上面）に液体ＬＱが無い状態（液浸領域ＡＲ２が形成されていない状態）で、基板ＰのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）を検出する。また、基板Ｐにおいて、Ｚ方向における位置（フォーカス位置）を数箇所検出することにより、基板ＰのθＸ、θＹを検出する。つまり、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成されるマスクＭのパターン像の結像面と基板Ｐの上面とのズレを検出する。なお、フォーカス検出系１は液体ＬＱを介して基板Ｐの表面に検出光を投射するものであっても良い。基板ステージＰＳは、基板Ｐを保持して移動可能な基板テーブルＰＴと、基板テーブルＰＴを支持するステージ本体１１と、ステージ本体１１を支持するベース１２とを備えている。リニアモータで構成される基板ステージ駆動装置ＰＳＤにより、基板テーブルＰＴ及びステージ本体１１が駆動される。

ステージ本体１１は、基板ステージ駆動装置ＰＳＤによりＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能となる。つまり、ステージ本体１１に支持されている基板ステージＰＴに保持された基板ＰのＸＹ方向における位置（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。

基板テーブルＰＴは、基板テーブルＰＴ上に設けられた移動鏡１３と、マスクステージＭＳの位置合わせに用いるマスク用基準マークＭＦＭ及び、基板テーブルＰＴの位置合わせに用いる基板用基準マークＰＦＭが形成された基準部材４と、基板Ｐと基準部材４との周囲を覆うように保持された補助プレート１４とが設けられている。基板テーブルＰＴは、基板ステージ駆動装置ＰＳＤにより基板Ｐを保持しつつステージ本体１１に対して、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。すなわち、基板テーブルＰＴは、基板ステージ駆動装置ＰＳＤにより、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺの６つの方向に移動可能である。また、基板テーブルＰＴ上に設けられた移動鏡１３に対向する位置に設置された基板側レーザ干渉計３が設けられている。なお、基板テーブルＰＴとステージ本体１１とを一体的に設けても良い。

基板側レーザ干渉計３は、移動鏡１３に計測光を照射し、その移動鏡１３を介した計測光を用いて、基板側レーザ干渉計３で規定される座標系内にて、基板テーブルＰＴのＸＹ平面における位置、及びθＺ方向の回転角をリアルタイムに計測する。

ここで、基板テーブルＰＴの詳細な構成について図２〜図４を用いて説明する。

図２は、本実施形態における基板テーブルＰＴの断面図である。

図２に示すように、基板テーブルＰＴは、基材２５と、基板Ｐを吸着保持可能な第１保持部２６と、第１保持部２６の周囲に配置され、補助プレート１４を吸着保持可能な第２保持部２８と、第１保持部２６上面の温度を計測する温度センサ２７と、基材２５上に着脱可能に設置された基準部材４とで構成されている。第１保持部２６及び第２保持部２８のそれぞれは、基板Ｐの裏面及び補助プレート１４の裏面と対向可能な基材２５の上面３４に設けられている。第１保持部２６は、基板Ｐの裏面（下面）と対向し、基板Ｐを保持する。第２保持部２８は、補助プレート１４の裏面（下面）と対向し、補助プレート１４を保持する。基準部材４の詳細な構成については後述する。なお、基板テーブルＰＴ（第２保持部２８）と補助プレート１４とは着脱保持可能となっているが、補助プレート１４は基板テーブルＰＴに固定されてあっても良い。また、基板テーブルＰＴ（基材２５）と基準部材４とは着脱可能になっているが、基準部材４は基板テーブルＰＴに固定されてあっても良い。

第１保持部２６は、基材２５の上面３４に配置され、基板Ｐの裏面を支持するピン形状（凸形状）を有した複数の第１支持部２９と、上面３４において第１支持部２９の周囲に配置され、基板Ｐの裏面と対向する環状の上面を有する第１リム部３０と、上面３４において第１リム部３０の内側の上面３４に配置されており、真空システム等を含む吸引装置（不図示）に接続され、気体を吸引する複数の吸引口（不図示）とで構成される。第１リム部３０は、基板Ｐの外形とほぼ同形状の環状に形成されている。第１リム部３０の上面は、基板Ｐの裏面の周縁領域（エッジ領域）と対向する。すなわち、第１保持部２６はピンチャック機構になっており、基板Ｐをリリース可能に、かつ基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行になるように吸着保持する。また、第１保持部２６は、温空調により、基準温度として２３℃に保たれている。なお、第１保持部２６の基準温度は２３℃でなくても良く、装置の構成や露光条件等に応じて変えても良い。

第２保持部２８は、基板テーブルＰＴの基材２５の上面３４において、第１リム部３０の周囲に配置されており、補助プレート１４の裏面と対向する環状の上面を有する第２リム部３１と、上面３４において第２リム部３１の周囲に配置され、補助プレート１４の裏面と対向する環状の上面を有する第３リム部３２と、第２リム部３１と第３リム部３２との間の上面３４に配置され、補助プレート１４の裏面を支持するピン形状（凸形状）を有した複数の第２支持部３３と、第２リム部３１と第３リム部３２との間の上面３４に配置されており、真空システム等を含む吸引装置（不図示）に接続され、気体を吸引する複数の吸引口（不図示）とで構成される。第２リム部３１の上面は、補助プレート１４裏面の内縁領域（内側のエッジ領域）と対向する。第３リム部３２の上面は、補助プレート１４の裏面の外縁領域（外側のエッジ領域）と対向する。すなわち、第２保持部２８はピンチャック機構になっており、補助プレート１４をリリース可能に、かつ補助プレート１４の表面とＸＹ平面とがほぼ平行になるように保持する。

補助プレート１４は、基板Ｐ及び基準部材４を配置可能な開口を有する。第２保持部２８に保持された補助プレート１４は、第１保持部２６に保持された基板Ｐ及び、基材２５の上面３４に設置された基準部材４の周囲に配置され、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合に、補助プレート１４により投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができるように設けられている。補助プレート１４の表面は、液体ＬＱに対して撥液性である。補助プレート１４は、ステンレスの基材Ｔｂと、その基材Ｔｂ上に形成された撥液性材料の膜Ｔｆとで構成される。なお、基材Ｔｂは、ステンレス以外の金属であっても良いし、金属以外のガラスやプラスチックであっても良い。また、補助プレート１４自体が撥液性材料で形成されていても良い。液体ＬＱに対する補助プレート１４の表面の接触角は、例えば９０度以上である。

基板テーブルＰＴにおいて、補助プレート１４の上面と基準部材４の上面とは、ほぼ同一平面内になるように配置されており（ほぼ面一であり）、基板Ｐが第１保持部２６に保持された状態で、補助プレート１４の上面と、基準部材４の上面と、基板Ｐの上面とは、ほぼ面一になる。また、基板Ｐの直径に対して、補助プレート１４の開口（基材Ｔｂの中央に形成された円形開口）の直径は大きくなっており、基板Ｐ上面の外側エッジと補助プレート１４上面の内側エッジとの間にギャップＧが形成されている。ギャップＧの開口幅は、液浸領域ＡＲ２の形成に伴い、液体ＬＱがその液体ＬＱに作用する表面張力によりギャップＧに浸入しないように０．１ｍｍ〜１．０ｍｍとなっており、ギャップＧを形成する基板Ｐの表面と、補助プレート１４の表面とが、液体ＬＱに対して撥液性を有する。

温度センサ２７は、基板テーブルＰＴの第１保持部２６上面から所定の浅い深さの位置に、第１保持部２６上面の温度を計測可能なように埋設されている。また、図３に示すように、本実施形態の温度センサ２７は、第１保持部２６上面全体の温度を計測可能なように、基板テーブルＰＴに一様に１３個設けられており、１３個の温度センサ２７が第１保持部２６上面における１３箇所の温度を計測する。

本実施形態の温度センサ２７は、計測精度の高い白金センサを用いる。なお、白金以外の測温抵抗体を用いた温度センサ２７でも良く、熱電対やサーミスタであっても良い。なお、温度センサ２７の配置は、基板Ｐ保持の際、基板Ｐの裏面が対向する基板テーブルＰＴ上面（第１保持部２６上面）の温度が計測可能なように基板テーブルＰＴにできるだけ一様に埋設されていれば良い。また、温度センサ２７の配置は、一様でなくても、例えば、第１保持部２６上面の外周部における温度の計測分解能を向上させるために、第１保持部２６上面の中心から外周に向かうほど密にセンサを配置しても良い。なお、温度センサ２７の設置場所は、基板Ｐの保持の際、基板Ｐの裏面が対向する基板テーブルＰＴ上面（第１保持部２６上面）の温度が計測可能ならばどこに設置しても良い。例えば、基板テーブルＰＴの裏面に設置しても良い。なお、温度センサ２７の数は１３個に限られるものではなく、第１保持部２６上面における温度分布の計測分解能を向上させるために増やしたり、基板Ｐの大面積化に合わせて増やしても良い。

次に、基板テーブルＰＴに着脱可能に設置された基準部材４の詳細な構成について図３及び図４を用いて説明する。

図３は、本実施形態における基板テーブルＰＴを上方（Ｚ軸方向）から見た概略平面
図で、温度センサ２７の配置を表した図である。

図４は、本実施形態における基準部材４を示す図である。

図３に示すように、基準部材４は、補助プレート１４の開口に合わせて設置されており、基板アライメント系６で検出される基板用基準マークＰＦＭと、マスクアライメント系５で検出されるマスク用基準マークＭＦＭとが離れて配置されている。

また、図４（a）に示すように、基準部材４の基材１６にはガラス板部材等の光学部材が使用されており、その基材１６上に例えば互いに異なる材料（光反射率の異なる材料）でパターニングすることで基板用基準マークＰＦＭ及びマスク用基準マークＭＦＭが形成されている。そして、基板用基準マークＰＦＭ及びマスク用基準マークＭＦＭは無段差に形成されており、基準部材４の表面はほぼ平坦となっている。したがって、基準部材４の表面は、フォーカス検出系１の基準面としての役割も果たすこともできる。図４（a）のＡ−Ａ矢視断面図である図４（b）に示すように、基準部材４はガラス板部材等からなる基材１６と、その基材１６上にパターニングされた互いに異なる光反射率を有する第１材料１７及び第２材料１８とを有している。

本実施形態においては、第１材料１７は、光反射率の低い酸化クロム（Ｃｒ₂Ｏ₃）により構成され、第２材料１８は、酸化クロムよりも光反射率の高いクロム（Ｃｒ）により構成されている。そして、十字状に形成された基準マークは酸化クロムにより形成され、その周囲をクロムが取り囲むように配置され、更にその外側の領域に酸化クロムが配置されている。

なお、使用する材料としては上記材料の組み合わせに限定されず、例えば第１材料１７をアルミニウムにより構成し、第２材料１８をクロムにより構成してもよい。また、基準部材４の上面のうち、マスク用基準マークＭＦＭ及び基板用基準マークＰＦＭを含む少なくとも一部の領域は、撥液性を付与する撥液化処理を施されることによって撥液性となっている。撥液化処理としては、例えば撥液性材料を使ったコーティング処理が挙げられる。撥液性材料としては、例えば、ＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ethercopolymer）やＰＴＦＥ（Poly tetra fluoro ethylene）等のフッ素系化合物やシリコン化合物、あるいはアクリル系樹脂やポリエチレン等の合成樹脂が挙げられる。また、表面処理のための薄膜は単層膜であっても良いし、複数の層からなる多層膜であっても良い。

再び図１に戻り、引き続き、露光装置ＥＸの構成の各要素について説明する。

マスクアライメント系５は、マスクステージＭＳの近傍に設けられている。

また、特開平７−１７６４６８号（対応米国特許５,６４６,４１３号）に開示されているように、マスクアライメント系５は、エネルギビームＥＬを利用してマスクＭに形成されたマスクアライメントマーク（不図示）及び基板テーブルＰＴに設置された基準部材４のマスク用基準マークＭＦＭを照明し、マスクアライメントマークからの反射像とマスク用基準マークＭＦＭからの反射像とをＣＣＤカメラで撮像する。そして、マスク側レーザ干渉計２で規定される座標系内において、マスク用基準マークＭＦＭに対するマスクアライメントマークの位置ズレ量を計測してマスクＭとマスク用基準マークＭＦＭとの位置合わせを行うＶＲＡ（Video Reticule Alignment）方式が採用されている。

なお、その他のマスク用基準マークＭＦＭに対するマスクアライメントマークの位置ズレ量を計測方法として、米国特許６,１５１,１０２号に開示されているように、エネルギビームＥＬを、マスク上に形成されたマスクアライメントマーク（不図示）の部分に照射し、このマスクアライメントマーク（不図示）の像を、投影光学系ＰＬを介して基板ステージＰＳ上に形成した基準開口マーク（スリット、不図示）に投影する一方、マスクステージＭＳ又は基板ステージＰＳを相対的に移動しながら、マスクアライメントマーク（不図示）の投影像を基準開口マーク（不図示）を介して光電センサにより受光し、マスクアライメントマーク（不図示）の基準開口マーク（不図示）に対する位置を検出してアライメントするＡＩＳ（Aerial Image Sensor）方式を採用しても良い。

基板アライメント系６は、投影光学系ＰＬの先端の近傍に設けられている。

また、特開平４−６５６０３号（対応米国特許第５,４９３,４０３号）に開示されているように、基板アライメント系６は、基板テーブルＰＴを静止させて、ハロゲンランプからの白色光等の照明光で、基板ＰにおいてマスクＭのパターンが形成された露光領域（ショット）の配列を求めるために用いる基板アライメントマークＰＡＭ、又は基板用基準マークＰＦＭを照明し、それらのマークの像をＣＣＤカメラで撮像して得られる画像情報を画像処理することによってそれらのマークの位置を計測するＦＩＡ（フィールド・イメージ・アライメント）方式が採用されている。

基板アライメントマークＰＡＭの位置は、基板アライメントマークＰＡＭを基板アライメント系６で検出したときの基板テーブルＰＴを基板側レーザ干渉計３で計測することで、基板側レーザ干渉計３により規定される座標系内において計測される。

また、基板アライメント系６の終端の光学素子（基板Ｐ、基板ステージＰＳに最も近い光学素子）の周囲には液体ＬＱの付着を防止するように撥液性のカバー（不図示）が設けられている。また、基板アライメント系６の終端の光学素子の表面は撥液性の材料で被膜されており、液体ＬＱの付着が防止されているばかりでなく、終端の光学素子に液体ＬＱが付着しても、容易に拭き取れるようになっている。また、基板アライメント系６の終端の光学素子とその光学素子を保持する金物との間に液体ＬＱの浸入を防止するためのＶリングなどのシール部材が配置されている。マスクＭのパターンが形成された露光領域（ショット）及び基板アライメントマークＰＡＭの詳細については後述する。

液体供給機構７は、液浸領域ＡＲ２を形成するために基板テーブルＰＴ上に所定の液体ＬＱを供給するものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給装置１９と、液体供給装置１９に供給管２０を介して接続され、この液体供給装置１９から送出された液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する供給口を有する供給ノズル２１とを備えている。供給ノズル２１は基板Ｐの表面に近接して配置されている。

液体供給装置１９は、液体ＬＱを収容するタンク及び加圧ポンプ等を備えており、供給管２０及び供給ノズル２１を介して基板テーブルＰＴ上に液体ＬＱを供給する。また、液体供給装置１９は液体ＬＱの温度調整機構を有しており、液体供給装置１９が収容されるチャンバ内の温度とほぼ同じ温度（例えば２３℃）の液体ＬＱを基板Ｐ上に供給するようになっている。なお、液体ＬＱを供給するためのタンクや加圧ポンプは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。

液体回収機構８は、基板テーブルＰＴ上の液体ＬＱを回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル２２と、この回収ノズル２２に回収管２３を介して接続された液体回収装置２４とを備えている。

液体回収装置２４は、真空ポンプ等の真空系（吸引装置）及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えており、基板テーブルＰＴ上の液体ＬＱを回収ノズル２２及び回収管２３を介して回収する。なお、液体ＬＱを回収するための真空系やタンクは必ずしも露光装置ＥＸで備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置されている工場などの設備を利用することもできる。

制御装置ＣＯＮＴは、上述の露光装置ＥＸの各要素を制御すると共に、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する。
次に、上述の露光装置ＥＸの基本的な動作について説明する。

まず、露光装置ＥＸで１枚目に露光する基板Ｐは、基板テーブルＰＴにロードされ、基板Ｐに形成された全ての露光領域（ショット）の配列が推定された後、所定のアライメントが実行される。そして、基板Ｐ上（基板テーブル上）に形成された液浸領域ＡＲ２を介して、基板Ｐの各露光領域（ショット）と、予めロードされたマスクＭのパターン像とが、順次、位置合わせされ、露光が実行される（露光装置ＥＸの動作の詳細については後述する）。

ここで、本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、基板テーブルＰＴはギャップＧからの液体ＬＱの浸入を抑制する構成を有しているが、所定のアライメントや基板Ｐの露光の際、基板テーブルＰＴの駆動に伴い、液浸領域ＡＲ２がギャップＧの少なくとも一部に至った場合、ギャップＧから液体ＬＱが浸入する可能性がある。この場合、基板Ｐの表面及び補助プレート１４の表面に供給された液体ＬＱは、液体回収機構８の回収ノズル２２により吸引回収可能であるが、ギャップＧから浸入した液体ＬＱを回収ノズル２２で吸引回収することは困難である。つまり、２枚目以降の基板Ｐの露光において、ギャップＧから液体ＬＱが浸入し、第１保持部２６（第１支持部２９及び第１リム部３０）に付着した状態で、露光を実行する可能性がある。

ギャップＧから浸入した液体ＬＱが第１保持部２６に付着し、残留すると、残留した液体ＬＱが気化することにより、第１保持部２６の上面で温度変化が生じる。温度変化が生じた基板テーブルＰＴで、一定の温度に温調されてロードされてきた１枚目以降の基板Ｐを保持すると、第１保持部２６と基板Ｐとの接触により、第１保持部２６上面で生じた温度変化が基板Ｐに影響し、基板Ｐに熱変形が生じる。基板Ｐに熱変形が生じると、基板Ｐに形成されている露光領域（ショット）の配列が変位する。この変位により、基板Ｐの露光領域（ショット）の配列を推定する精確性が低下するため、基板Ｐの露光の際、各露光領域（各ショット）とマスクＭのパターン像との位置合わせの精度が低下する場合がある。

そこで、本実施形態の露光装置ＥＸでは、２枚目以降の基板Ｐの露光で、露光領域（ショット）の配列を推定する動作において、基板テーブルＰＴの第１保持部２６上面の温度分布を計測し、その温度分布に基づいて露光領域（ショット）の配列を推定するための条件が決定され、基板Ｐの露光領域（ショット）の配列が推定される。

ここで、露光装置ＥＸの動作の詳細な説明に先立ち、基板Ｐの構成について図５及び図６を用いて説明する。

図５は、本実施形態における基板テーブルＰＴを上方（Ｚ軸方向）から見た概略平
面図で、ショットＳ１〜Ｓ３２を表した図である。

図６は、本実施形態におけるショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと基板アライメントマークＰＡＭの拡大平面図である。

基板Ｐは、シリコンウエハの基材Ｗと、基材Ｗ上に、エネルギビームＥＬの投影により形成された露光領域であるショットＳ１〜Ｓ３２と、基材Ｗ及びショットＳ１〜Ｓ３２の上面に形成された感光膜Ｒｇとで構成されている。基板Ｐの表面は、液体ＬＱに対して撥液性である。また、基板Ｐの表面は感光膜Ｒｇの表面を含む。感光膜Ｒｇは、液体ＬＱに対して撥液性である。液体ＬＱに対する基板Ｐの表面の接触角は、例えば９０度以上である。

なお、基材Ｗはシリコン以外の半導体ウエハであっても良い。また、基板Ｐの表面が、感光膜Ｒｇを覆う保護膜で形成されても良い。保護膜は、トップコートと呼ばれる膜であり、感光膜Ｒｇを液体ＬＱから保護する。

基板Ｐの基材Ｗ上には、エネルギビームＥＬの投影によりマスクＭのパターンが形成された露光領域である複数のショットＳ１〜Ｓ３２がマトリクス状に配列している。

ショットＳ１〜Ｓ３２は、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットに、ショットＳ１〜Ｓ３２の位置合わせに用いる基板アライメントマークＰＡＭと、図６（a）に示すように、半導体デバイスの製造時にデバイスの主となる回路網が形成される領域であるデバイスパターン領域１５とを有している。

基板アライメントマークＰＡＭは、図６（a）に示すように、ショットＳ１〜Ｓ３２に含まれるデバイスパターン領域１５の対角線上に４個形成されている。なお、基板アライメントマークＰＡＭの配置は、一直線上に４個の基板アライメントマークＰＡＭが並ばないようにすれば、図６（a）の配置でなくても良い。なお、基板アライメントマークＰＡＭの数は、４個でなくても良く、一直線上に並ばないように３個としても良い。なお、本実施形態では基板アライメントマークＰＡＭは、ショットＳ１〜Ｓ３２の内部において、デバイスパターン領域１５の外部に含まれているが、デバイスパターン領域１５の内部に含まれていても良い。基板アライメントマークＰＡＭの形状は、図６（b）に示すように十字型であり、基板側レーザ干渉計３で規定される２次元座標系上のＸ方向及びＹ方向に同時に位置合わせできる。また、このような２次元のマークは、図６（ｃ）に示すようにＸ方向へのライン・アンド・スペースパターンとＹ方向へのライン・アンド・スペースパターンを並列に並べても良く、Ｌ字、Ｔ字、又はハの字であっても良い。また、Ｘ方向又はＹ方向のどちらかが位置合わせできる１次元のマークとして、Ｘ方向又はＹ方向に配列したライン・アンド・スペースパターンを並べても良い。

以下、２枚目以降の基板Ｐの露光における、露光装置ＥＸの動作の詳細について図７を用いて説明する。

図７は、本実施形態における露光装置ＥＸの基本的な動作の一例を示したフローチャ
ートである。

まず、温調プレート（不図示）に載置され、２３℃に温調された基板Ｐが、ロボットアーム（不図示）を含む搬送装置の駆動により、基板ステージＰＴ（第１保持部２６）にロード（吸着保持）される（ステップ１０１）。なお、基板Ｐが温調プレートに載置され、温調されるときの温度は２３℃でなくても良く、装置の構成や露光条件等に応じて変えても良い。

ステップ１０１でロードされた基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２のうち、少なくとも２つのショットが指定される。そして、それらのショットに含まれる基板アライメントマークＰＡＭが基板アライメント系６で検出され、基板アライメントマークＰＡＭの位置が計測される。続いて、制御装置ＣＯＮＴに予め記憶された設計上の基板アライメントマークＰＡＭの位置に対し、上記で計測された基板アライメントマークＰＡＭの位置誤差が算出され、その誤差が補正される（ステップ１０２）。この補正は、後のステップ１０３に備えた所謂、サーチアライメントである。

続いて、制御装置ＣＯＮＴにより、予め温度センサ２７で計測された基板テーブルＰＴの第１保持部２６上面の温度分布に基づいて、特開昭６１−４４４２９号（対応米国特許第４,７８０,６１７号）に開示されているＥＧＡ（Enhanced Global Alignment）処理が実行され、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列が推定される。より詳しくは、制御装置ＣＯＮＴにより、予め温度センサ２７で計測された第１保持部２６上面の温度分布に応じてＥＧＡの処理条件が決定され、その条件でＥＧＡ処理が実行され、統計演算処理により基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列が推定される（ステップ１０３）。本ステップ１０３で基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定する動作の詳細については後述する。

また、本ステップ１０３にて基板ステージＰＴが駆動されている際、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）が順次、計測されていく。この計測結果は、基板Ｐの露光の際、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせに用いられる。

なお、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）を計測は、ステップ１０３のＥＧＡ処理と同時でなくても良く、他の動作と同時に実行されても良い。例えば、ステップ１０２の基板Ｐのサーチアライメントの際に同時に実行されても良い。また、露光装置ＥＸの動作と動作の間に実行されても良く、例えば、ステップ１０２で実行される基板Ｐのサーチアライメントとステップ１０３で実行されるＥＧＡ処理との間に実行されても良い。

なお、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを介して、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）が計測されても良い。この場合、基板Ｐがロードされてから基板ＰのＺ位置が計測され始めるまでの間（ステップ１０１とステップ１０３の間）に液浸領域ＡＲ２が形成される。液浸領域ＡＲ２の形成に関しては後述する。

なお、基板ＰのＺ位置の計測は、ショットＳ１〜Ｓ３２の一部のショットに実施されるだけでも良い。なお、基板ＰのＺ位置の計測は、ショットＳ１〜Ｓ３２に含まれるショット毎に実施されなくても良く、基板Ｐの全体に設定され、ショット毎よりも高密度な計測点のＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）が計測されても良い。

これより、マスクＭのパターン像と基板アライメント系６との間隔であるベースライン量を算出するため、基板Ｐ及びマスクＭのアライメントを実行していく。

まず、基板アライメント系６で基板テーブルＰＴ上面に設置された基準部材４の基板用基準マークＰＦＭが検出され、基板アライメント系６と基板用基準マークＰＦＭとの位置関係が計測される（ステップ１０４）。

なお、本実施形態において、基板用基準マークＰＦＭは液体ＬＱを介さないで基板アライメント系６で検出されるが、基板用基準マークＰＦＭが液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを介して基板アライメント系６で検出され、基板アライメント系６と基板用基準マークＰＦＭとの位置関係が計測されても良い。この場合、本ステップ１０４の前に基板Ｐがロードされ、液浸領域ＡＲ２が形成される。

次に、液浸領域ＡＲ２が形成される。液浸領域ＡＲ２は、液体供給機構７の駆動により、基板テーブルＰＴ上への液体供給動作が開始されると共に、液体回収機構８の駆動により、基板テーブルＰＴ上からの液体回収動作が開始されることで投影光学系ＰＬと基板テーブルＰＴとの間に形成される（ステップ１０５）。この時、液体供給装置１９による基板テーブルＰＴ上への単位時間あたりの液体供給量が制御されると共に、液体回収装置２４による単位時間あたりの液体回収量が制御される。

続いて、マスクステージＭＳにロードされたマスクＭのアライメントが実行される（ステップ１０６）。

より具体的には、マスクＭに形成されたマスクアライメントマーク（不図示）が、マスクアライメント系５で検出され、マスクＭの位置が計測される。そして、この計測結果に基づいて、基板テーブルＰＴ上面に設けられた基準部材４のマスク用基準マークＭＦＭとマスクアライメントマークとが、ステップ１０５で形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介して同時にマスクアライメント系５で検出され、マスクアライメントマークとマスク用基準マークＭＦＭとの位置関係、つまり、マスクＭのパターン像とマスク用基準マークＭＦＭとの位置関係が計測される。

なお、本実施形態において、マスクアライメントマーク（不図示）とマスク用基準マークＭＦＭとが同時に液体ＬＱを介してマスクアライメント系５で検出されるが、マスクアライメントマーク（不図示）とマスク用基準マークＭＦＭとが同時に液体ＬＱを介さずにマスクアライメント系５で検出され、マスクアライメントマークとマスク用基準マークＭＦＭとの位置関係、つまり、マスクＭのパターン像とマスク用基準マークＭＦＭとの位置関係が計測されても良い。

そして、ステップ１０４で計測された、基板アライメント系６と基板用基準マークＰＦＭとの位置関係と、ステップ１０６で計測された、マスクＭのパターン像とマスク用基準マークＭＦＭとの位置関係と、予め制御装置ＣＯＮＴに記憶されているマスク用基準マークＭＦＭと基板用基準マークＰＦＭとの位置関係とにより、マスクＭのパターン像と基板アライメント系６との間隔であるベースライン量が算出される（ステップ１０７）。つまりこの計測により、ステップ１０４にて基板アライメント系６で計測した基板アライメントマークＰＡＭの位置は既知であるから、マスクＭのパターン像を基準とした基板アライメントマークＰＡＭ（ショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショット）の位置がわかる。このベースライン量は、基板Ｐの露光の際、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせに用いられる。

なお、米国特許第５，２４３，１９５号に開示されているように、ステップ１０４で計測した基板アライメント系６と基板用基準マークＰＦＭとの位置関係と、ステップ１０６で計測したマスクＭのパターン像とマスク用基準マークＭＦＭとの位置関係とを同時に実行しても良い。この動作を実行する場合、基板用基準マークＰＦＭとマスク用基準マークＭＦＭとを、予め設定されたマスクＭのパターン像と基板アライメント系６との設計上の間隔（つまり、設計上のベースライン量）をもった位置関係で基準部材４に配置する。

最後に、ステップ１０３で推定されたショットＳ１〜Ｓ３２の配列と、同ステップ１０３と同時に計測されたショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）と、ステップ１０７で計測された基板アライメント系６とマスクＭのパターン像との間隔（ベースライン量）とに基づいて、順次、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットがマスクＭのパターン像に合わせられ、基板Ｐが液浸領域ＡＲ２を介して露光されていく（ステップ１０８）。

以下、本実施形態におけるステップ１０３でショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定する動作の詳細について図８を用いて説明する。

図８は、本実施形態における露光装置ＥＸのＥＧＡ処理の詳細な動作の一例を示した
フローチャートである。

図８に示すように、ステップ１０２で基板Ｐのサーチアライメントが実行された後に、基板テーブルＰＴに一様に設けられた１３個の温度センサ２７で、基板テーブルＰＴの第１保持部２６上面における１３箇所の温度が計測され、得られた計測結果が第１保持部２６上面の温度分布として制御装置ＣＯＮＴに記憶される（ステップＡ−１）。続いて、制御装置ＣＯＮＴにより、第１保持部２６上面の温度分布と、制御装置ＣＯＮＴに予め記憶された所定の温度範囲とが比較され、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えたかどうかが判断される（ステップＡ−２）。

ここで、所定の温度範囲とは、基板テーブルＰＴの第１保持部２６の基準温度２３℃に対して±０．０３℃の温度変化を考慮した温度範囲（２２．９７℃〜２３．０３℃）である。この温度範囲は、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像とを位置合わせしたときの誤差の３σが３ｎｍ以下となることに基づいて決定されている。

この後、ショットＳ１〜Ｓ３２から所定の数のショットがサンプルショットに指定（後述）されるが、本実施形態のように、ステップＡ−１の第１保持部２６上面における温度分布の計測が、ショットＳ１〜Ｓ３２のサンプルショットへの指定の直前に実施されることにより、計測された温度分布の経時的な変化が少なくなり、第１保持部２６上面の温度分布に応じたＥＧＡの処理条件の決定が適切に実行されるため、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列の推定精度が増す。つまり、ショットＳ１〜Ｓ３２の実際の配列とショットＳ１〜Ｓ３２の推定された配列との誤差がより少なくなる。

次に、ステップＡ−２において、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えたと判断された場合、制御装置ＣＯＮＴにより、基板Ｐの全体において密にサンプルショットが配置されるように、ショットＳ１〜Ｓ３２から所定の数のショットがサンプルショットに指定される（ステップＡ−３）。より詳しくは、基板Ｐの全体において密にサンプルショットが配置されるように、ショットＳ１〜Ｓ３２から市松模様状に、Ｓ１・Ｓ３・Ｓ６・Ｓ８・Ｓ１０・Ｓ１２・Ｓ１４・Ｓ１６・Ｓ１８・Ｓ２０・Ｓ２２・Ｓ２４・Ｓ２６・Ｓ２８・Ｓ２９・Ｓ３１（図５参照）の１６個のショットがサンプルショットに指定される。

そして、特開２００４−２６５９５７号（対応米国公開２００６／００４０１９１号）に開示されているように、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルが高次の回帰分析で算出される（ステップＡ−４）。より詳しくは、指定されたサンプルショットに含まれる一つの基板アライメントマークＰＡＭの位置が計測され、制御装置ＣＯＮＴに予め記憶された基板アライメントマークＰＡＭの設計上の位置に対する、計測位置の変位について、最小二乗法等の統計演算を用いて高次の回帰分析が実行され、変位に関する非線形モデルが算出される。これにより、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列が推定される。

本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴにより回帰分析される次数は５次である。この算出過程において、高次の回帰分析が実行される際、基板アライメントマークＰＡＭの設計上の位置に対する実測した位置の変位に関する誤差パラメータが算定されるが、その誤差パラメータは、ショットＳ１〜Ｓ３２のＸ方向及びＹ方向のオフセット成分、ショットＳ１〜Ｓ３２のＸ方向及びＹ方向の倍率成分、ショットＳ１〜Ｓ３２の回転、ショットＳ１〜Ｓ３２の直交度の線形誤差成分に加え、ショットＳ１〜Ｓ３２のＸ方向及びＹ方向におけるＣ字歪成分やショットＳ１〜Ｓ３２のＸ方向及びＹ方向における台形成分等の非線形誤差成分である。

また、ステップ１０３と同様に、本ステップＡ−４で基板ステージＰＴが駆動されている際、基板Ｐの全てのショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）が順次、計測されていく。

一方、ステップＡ−２において、第１保持部２６の温度が所定の温度範囲を超えないと判断された場合、まず、制御装置ＣＯＮＴにより、基板Ｐの全体において一様にサンプルショットが配置されるように、ショットＳ１〜Ｓ３２から所定の数のショットがサンプルショットに指定され（ステップＡ−５）、より詳しくは、基板Ｐの全体において一様にサンプルショットが配置されるように、ショットＳ１〜Ｓ３２から基板Ｐの中心に対する同心円の円周上の８個のショット（Ｓ７・Ｓ８・Ｓ１２・Ｓ１５・Ｓ１８・Ｓ２１・Ｓ２５・Ｓ２６、図５参照）がサンプルショットに指定される。

続いて、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルが１次の回帰分析で算出される（ステップＡ−６）。より詳しくは、指定されたサンプルショットに含まれる一つの基板アライメントマークＰＡＭの位置が順次、計測され、制御装置ＣＯＮＴに予め記憶された基板アライメントマークＰＡＭの設計上の位置に対する、計測位置の変位について、最小二乗法等の統計演算を用いて１次の回帰分析が実行され、変位に関する線形モデルが算出される。これにより、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列が推定される。

なお、この算出過程において、１次の回帰分析が実行される際、基板アライメントマークＰＡＭの設計上の位置に対する実測した位置の変位に関する誤差パラメータが算定されるが、その誤差パラメータは、ショットＳ１〜Ｓ３２のＸ方向及びＹ方向のオフセット成分、ショットＳ１〜Ｓ３２のＸ方向及びＹ方向の倍率成分、ショットＳ１〜Ｓ３２の回転、ショットＳ１〜Ｓ３２の直交度の線形誤差成分である。また、ステップ１０３と同様に、本ステップＡ−６で基板ステージＰＴが駆動されている際、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）が順次、計測されていく。

その後、図７で説明したように、ステップ１０４〜ステップ１０７を経て、液浸領域ＡＲ２が形成され、基板アライメント系６とマスクＭのパターン像との間隔（ベースライン量）が算出される。そして最後に、ステップ１０８と同様に、ステップＡ−４又はＡ−６で推定されたショットＳ１〜Ｓ３２の配列と、同ステップＡ−４又はＡ−６で計測されたショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）と、ステップ１０７で計測された基板アライメント系６とマスクＭのパターン像との間隔（ベースライン量）とに基づいて、順次、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットがマスクＭのパターン像に合わせられ、基板Ｐが液浸領域ＡＲ２を介して露光されていく。

本実施形態において、ショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせを行う過程で、露光装置ＥＸの制御装置ＣＯＮＴは、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件として、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定するショットの数と、サンプルショットの配置と、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数とを、第１保持部２６上面の温度に基づいて決定する。

なお、ステップＡ−１の第１保持部２６上面の温度分布の計測は、なるべくショットＳ１〜Ｓ３２から所定のショットがサンプルショットへ指定される直前に実施されることが望ましいが、例えば、ステップ１０１の基板Ｐのロード後で、ステップ１０１とステップ１０２の間で実行されても良い。

あるいは、ステップＡ−１の温度分布の計測は、基板Ｐのロード前に実行されても良い。基板Ｐのロード前に第１保持部２６上面の温度分布を計測することによって、例えば、大量の液体ＬＱが第１保持部２６に付着し、気化することにより大きな温度変化が生じた場合、基板Ｐをロードする前に第１保持部２６で生じた温度変化を計測することができるため、第１保持部２６に生じた温度変化を緩和させる乾燥時間等を設けることができる。

あるいは、ステップＡ−１の温度分布の計測は、ショットＳ１〜Ｓ３２のサンプルショットへの指定の前であれば、各ステップの動作と同時に実行されても良い。例えば、ステップ１０２で基板Ｐのサーチアライメントが実施されている最中に、第１保持部２６の温度分布の測定が実行されても良い。これにより、温度分布の計測が効率良く実行される。

あるいは、ステップＡ−１の温度分布の計測は、同ステップＡ−１の一回に限らず、何回実行されても良い。例えば、基板Ｐがロードされる前（ステップ１０１の前）と、基板Ｐのサーチアライメントの前（ステップ１０１とステップ１０２の間）と、ステップＡ−１とにおいて３回実行し、その平均値を第１保持部２６上面の温度分布としても良い。

なお、ステップＡ−２において、第１保持部２６上面の温度分布と、予め記憶された温度範囲との比較を行うが、この温度範囲は、２２．９７℃〜２３．０３℃でなくても良く、第１保持部２６の基準温度に対して許容される温度変化（±０．０３℃）は、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像との重ね合わせ精度や露光条件、装置の構成等に応じて変えても良い。

なお、制御装置ＣＯＮＴにより、ステップＡ−２で第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えたと判断された場合において、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定されるショットは、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えないと判断された場合において、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定されるショットに対して、数が多く、基板Ｐの全体においてより密にサンプルショットが配置されるようにすれば良い。例えば、ステップＡ−３において、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定されるショットは市松模様状でなくても良く、ショットＳ１〜Ｓ３２の全てのショットがサンプルショットに指定されても良い。

なお、制御装置ＣＯＮＴにより、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えたと判断された場合、ステップＡ−４において、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数は５次でなくても良い。例えば、制御装置ＣＯＮＴにより、制御装置ＣＯＮＴに予め記憶された所定の温度範囲に対し、第１保持部２６上面の温度が超えた量に基づいて回帰分析の次数が決定されても良く、所定の温度範囲から超えた量の大きさに比例した次数で回帰分析されても良い。

なお、制御装置ＣＯＮＴにより、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えないと判断された場合、ステップＡ−５において、サンプルショットに指定されるショットの数は８個としたが、露光される基板Ｐの大面積化に伴い、サンプルショットに指定されるショットの数が増やされても良い。また、サンプルショットの配置は、基板Ｐに一様に配置されていれば、基板Ｐ上の中心に対する同心円の円周上でなくても良い。

なお、制御装置ＣＯＮＴにより、第１保持部２６上面の温度に基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定されるショットの数が変えられずにサンプルショットの配置が変えられても良い。例えば、ステップＡ−５において、ショットＳ１〜Ｓ３２から基板Ｐ上の中心に対する同心円の円周上の８個のショット（Ｓ７・Ｓ８・Ｓ１２・Ｓ１５・Ｓ１８・Ｓ２１・Ｓ２５・Ｓ２６、図５参照）がサンプルショットに指定されるとしたが、サンプルショットが基板Ｐに一様に配置されていれば、ショットＳ１〜Ｓ３２からＳ７・Ｓ９・Ｓ１３・Ｓ１５・Ｓ１９・Ｓ２１・Ｓ２５・Ｓ２７（図５参照）の８個のショットがサンプルショットに指定されても良い。

なお、ステップＡ−４及びステップＡ−６においてＥＧＡ処理を実行する際、各サンプルショットで計測される基板アライメントマークＰＡＭの数は１つとしたが、第１保持部２６の温度分布に応じて、各サンプルショットで計測される基板アライメントマークＰＡＭの数を決定しても良い。例えば、ステップＡ−６のように第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えない場合は、計測される基板アライメントマークＰＡＭの数は１つとし、ステップＡ−４のように所定の温度範囲を超えた場合は、計測される基板アライメントマークＰＡＭの数を２つとしても良い。計測される基板アライメントマークＰＡＭが２つの場合、例えば、各サンプルショットで、２つの基板アライメントマークＰＡＭと、その２つの基板アライメントマークＰＡＭの設計値とのそれぞれの変位の平均値が算出され、その平均値について最小二乗法等の統計演算が実行されても良い。これにより、第１保持部２６上面の温度分布が所定の温度範囲を超えたとしても、より高精度にショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定することが出来る。

また、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えた場合は、超えた量に応じて計測される基板アライメントマークＰＡＭの数を増やしても良い。

この各サンプルショットで計測される基板アライメントマークＰＡＭの数は、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件として、上述した配列を求めるための他の条件である、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定されるショットの数と、サンプルショットの配置と、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数と組み合わせて用いることが可能である。

なお、以上の露光装置ＥＸの動作において、上述のショットＳ１〜Ｓ３２の配列のみを推定するＥＧＡ処理に変えて、米国特許第６,２７８,９５７号に開示されているように、ショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットの配列と形状とを推定する動作を実行しても良い。

この動作では、まず、制御装置ＣＯＮＴにより、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットが指定され、サンプルショットに形成された少なくとも３つの基板アライメントマークＰＡＭの位置が計測される。次に、制御装置ＣＯＮＴに予め記憶された基板アライメントマークＰＡＭの設計上の位置に対する、計測した基板アライメントマークＰＡＭの位置の変位に基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットの形状に関する誤差パラメータ（ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットの回転、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットの直交度、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットのＸ方向及びＹ方向の倍率成分）と、配列特性に関する誤差パラメータ（ショットＳ１〜Ｓ３２のＸ方向及びＹ方向のオフセット成分、ショットＳ１〜Ｓ３２のＸ方向及びＹ方向の倍率成分、ショットＳ１〜Ｓ３２の回転、ショットＳ１〜Ｓ３２の直交度）とが、最小二乗法等による統計演算で算出され、算出された誤差パラメータに基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列及び形状が推定される。

以上の動作には、上述したショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件である、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定されるショットの数と、サンプルショットの配置と、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数と、各サンプルショットで計測される基板アライメントマークＰＡＭの数とが適用される。

そして、上述の露光装置ＥＸの動作（ステップＡ−１〜Ａ−６）と同様に、第１保持部２６上面の温度分布に基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列及び形状を推定するための条件が決定されて、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列及び形状の推定が実行される。

以上の動作が実行されることにより、ステップ１０３でショットＳ１〜Ｓ３２の配列のみを推定する動作に加えショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットの形状も推定するため、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせをより高精度に実施することが可能となる。

以上、説明した本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、予め、ＥＧＡ処理前に温度センサ２７を用いて、基板テーブルＰＴの第１保持部２６上面の温度分布を計測し、その温度分布に基づいて、上述したＥＧＡの処理条件を決定し、ＥＧＡ処理を実行してショットＳ１〜Ｓ３２の配列、又はショットＳ１〜Ｓ３２の配列及び形状を推定することで、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせを高精度に実行することができ、液体ＬＱの影響による基板Ｐの露光精度の低下を抑制することが出来る。

また、以上の露光装置ＥＸの動作により、第１保持部２６上面の温度分布に基づいたＥＧＡ処理を実行することが可能なため、基板Ｐが熱的に変形し、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列が変位しても、ＥＧＡ処理を繰り返す必要性がない。より詳しくは、一度のＥＧＡ処理ではショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定することが出来ず、ＥＧＡ処理で得られたショットＳ１〜Ｓ３２の配列情報に基づいて、再度、ＥＧＡ処理を実行する必要性が無いため、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせで時間をロスすることがなく、基板Ｐを露光するスループットの低下を抑制することが出来る。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

以下、本実施形態の露光装置ＥＸのショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定する動作（ステップ１０３、図７参照）における詳細について図９及び図１０を用いて説明する。

なお、本実施形態の露光装置ＥＸの動作において、基板Ｐのロードからサーチアライメント（ステップ１０１〜ステップ１０２、図７参照）は第１実施形態と同様である。

図９は、本実施形態に係る露光装置ＥＸのショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定する詳
細な動作の一例を示したフローチャートである。

図９に示すように、ステップ１０２で基板Ｐのサーチアライメントが実施された後に、まず、１３個の温度センサ２７で第１保持部２６上面における１３箇所の温度が計測されて得られた計測結果に基づき、制御装置ＣＯＮＴにより、各温度センサ２７間の温度勾配が算出され、第１保持部２６上面の温度分布が算定される。（ステップＢ−１）。続いて、ステップＡ−２（図８参照）と同様に、制御装置ＣＯＮＴにより、第１保持部２６上面の温度分布と、制御装置ＣＯＮＴに予め記憶された所定の温度範囲とが比較され、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えたかどうかが判断される（ステップＢ−２）。

次に、ステップＢ−２において、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えたと判断された場合について説明する。

ここで、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えたと判断された場合のショットＳ１〜Ｓ３２について図１０を用いて簡単に説明する。

図１０は、本実施形態における基板テーブルＰＴを上方（Ｚ軸方向）から見た概略平
面図である。

図１０に示すように、基板Ｐの裏面に接した第１保持部２６上面には、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えた領域５０が存在し、基板Ｐには、所定の温度範囲を超えた領域５０に対応した基板Ｐの所定の領域に少なくとも一部が含まれるショット（Ｓ１４〜Ｓ１９・Ｓ２６〜Ｓ３０）が存在する。

ステップＢ−２において、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を越えたと判断された場合、制御装置ＣＯＮＴにより、所定の温度範囲を超えた領域５０に対応した基板Ｐの所定の領域に少なくとも一部が含まれるショットで構成される温度変動領域１００と、ショットＳ１〜Ｓ３２からこのショットを除いたショットで構成される温度安定領域２００とに区分される（ステップＢ−３）。

続いて、ステップＢ−３において区分されたそれぞれの領域において、一様にサンプルショットが配置されるように、それぞれの領域を構成しているショットから、構成しているショットの数に応じて所定の数のショットがサンプルショットに指定される（ステップＢ−４）。より詳しくは、制御装置ＣＯＮＴにより、それぞれの領域において一様にサンプルショットが配置されるように、温度変動領域１００では、Ｓ１８・Ｓ２６・Ｓ２８の３個のショットがサンプルショットに指定され、一方、温度安定領域２００では、Ｓ２・Ｓ６・Ｓ１０・Ｓ１３・Ｓ２２・Ｓ２４の６個のショットがサンプルショットに指定される（図１０参照）。

そして、それぞれの領域において、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルが１次の回帰分析で算出される（ステップＢ−５）。より詳しくは、基板Ｐの温度変動領域１００と温度安定領域２００のそれぞれの領域において、ステップＢ−４で指定されたショット（サンプルショット）の位置が計測され、それぞれの領域を構成しているショットの配列が推定される。この時、それぞれの領域において、ステップＢ−４で指定されたショット（サンプルショット）の基板アライメントマークＰＡＭの位置が計測されてから、ステップＢ−５でそれぞれの領域を構成するショットの配列が推定されるまでの動作はステップＡ−６（図８参照）と同様であり、この動作がステップＢ−３で区分された全ての領域において実行される。これにより、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列が推定されたことになる。また、ステップ１０３（図７参照）と同様に、本ステップＢ−５で基板ステージＰＴが駆動されている際、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）が順次、計測されていく。

そして、ステップ１０４〜ステップ１０７（図７参照）を経て、液浸領域ＡＲ２が形成され、基板アライメント系６とマスクＭのパターン像との間隔（ベースライン量）が算出される。最後に、ステップ１０８（図７参照）と同様に、ステップＢ−５で推定されたショットＳ１〜Ｓ３２の配列と、同ステップＢ−５と同時に計測されたショットＳ１〜Ｓ３２毎のＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）と、ステップ１０７で計測された基板アライメント系６とマスクＭのパターン像との間隔（ベースライン量）とに基づいて、順次、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットがマスクＭのパターン像に合わせられ、基板Ｐが液浸領域ＡＲ２を介して露光されていく。

なお、図１０では、温度変動領域１００と温度安定領域２００とが１つずつある場合について説明したが、本実施形態において、ステップＢ−３で、ショットＳ１〜Ｓ３２が、複数の温度変動領域１００と温度安定領域２００とで区分される可能性がある。

一方で、ステップＢ−２において、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えないと判断された場合、ステップＡ−５（図８参照）と同様に、制御装置ＣＯＮＴにより、基板Ｐの全体において一様にサンプルショットが配置されるように、ショットＳ１〜Ｓ３２から所定の数がサンプルショットに指定され（ステップＢ−６）、ステップＡ−６（図８参照）と同様に、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルが１次の回帰分析で算出されて、基板ＰのサンプルショットＳ１〜Ｓ３２の配列が推定される（ステップＢ−７）。すなわち、ショットＳ１〜Ｓ３２から基板Ｐ上における同心円の円周上の８個のショットがサンプルショットに指定され、指定されたサンプルショットの基板アライメントマークＰＡＭの位置が計測され、その位置に基づいて、統計演算処理により基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列が推定される。また、ステップ１０３（図７参照）と同様に、本ステップＢ−７で基板ステージＰＴが駆動されている際、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットのＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）が、順次、計測されていく。

そして、ステップ１０４〜ステップ１０７（図７参照）を経て、液浸領域ＡＲ２が形成され、基板アライメント系６とマスクＭのパターン像との間隔（ベースライン量）が算出される。最後に、ステップ１０８と同様に、ステップＢ−７で推定されたショットＳ１〜Ｓ３２の配列と、同ステップＢ−７と同時に計測されたショットＳ１〜Ｓ３２毎のＺ方向における位置（フォーカス位置）及び姿勢（θＸ、θＹ）と、ステップ１０７で計測された基板アライメント系６とマスクＭのパターン像との間隔（ベースライン量）と、に基づいて、順次、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットがマスクＭのパターン像に合わせられ、基板Ｐが液浸領域ＡＲ２を介して露光されていく。

本実施形態において、ショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせを行う過程で、露光装置ＥＸの制御装置ＣＯＮＴは、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件として、ショットＳ１〜Ｓ３２の温度変動領域１００及び温度安定領域２００への区分と、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定するショットの数と、サンプルショットの配置とを第１保持部２６上面の温度分布に基づいて決定する。

なお、温度変動領域１００と温度安定領域２００のそれぞれの領域に一様にサンプルショットが配置されていれば、それぞれの領域の中心に対する同心円の円周上のショットがサンプルショットに指定されても良い。

なお、各領域を構成するショットからサンプルショットに指定されるショットの数は、温度変動領域１００では３つ、温度安定領域２００では６つとしているが、温度変動領域１００において、所定の温度範囲を超えた量に基づいて、より密にサンプルショットが配置されるようにサンプルショットに指定されるショットの数を増やしても良い。一方で、所定の温度範囲を超えない場合でも、第１保持部２６の基準温度（２３℃）からの温度変化量に基づいて、温度変動領域２００でサンプルショットに指定されるショットの数を増減させても良い。

なお、本実施形態において、ステップＢ−２で、第１保持部２６上面の温度が、所定の温度範囲を超えた場合、ショットＳ１〜Ｓ３２が、温度変動領域１００と温度安定領域２００との２種類の領域に区分されるとしたが、ショットＳ１〜Ｓ３２は上記２種類の領域で区分されなくても良く、例えば、第１保持部２６上面の温度が所定の温度範囲を超えた量に基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２が区分される領域の種類を増やしても良い。また、ステップＢ−２で、第１保持部２６上面の温度が、所定の温度範囲を超えない場合、第１保持部２６の基準温度（２３℃）からの温度変化量に基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２が上述のように複数の領域で区分されても良い。

なお、本実施形態では、ステップＢ−７にて温度変動領域１００及び温度安定領域２００のそれぞれの領域でＥＧＡ処理が実行される際、それぞれの領域では、ステップＡ−６（図８参照）と同様に、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルが１次の回帰分析で算出されるが、第１保持部２６上面の温度分布に基づいて、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数を決定しても良い。

より詳しくは、それぞれの領域に対応する第１保持部２６上面の所定領域の温度分布のムラの大きさに基づいて、それぞれの領域で、ステップＡ−４（図８参照）と同様に、サンプルショットに含まれる一つの基板アライメントマークＰＡＭの位置が計測され、制御装置ＣＯＮＴに予め記憶された基板アライメントマークＰＡＭの設計上の位置に対する、計測された基板アライメントマークＰＡＭの位置の変位について、最小二乗法等の統計演算を用いて高次の回帰分析が実行され、変位に関する非線形モデルが算出されても良いし、温度変動領域１００においてのみ、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルが高次の回帰分析で算出されても良い。

この基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数は、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件として、上述した配列を求めるための他の条件である、ショットＳ１〜Ｓ３２の温度変動領域１００及び温度安定領域２００への区分と、サンプルショットに指定するショットの数と、サンプルショットの配置と組み合わせて用いることが可能である。

なお、第１実施形態で前述した、第１保持部２６上面の温度分布に基づいた、各サンプルショットで計測される基板アライメントマークＰＡＭの数の決定は、本第２実施形態についても、ＥＧＡの処理条件として適用可能である。この場合、例えば、温度変動領域１００に対応する第１保持部２６上面の所定領域における温度分布のムラの大きさに基づいて、各サンプルショットで計測される基板アライメントマークＰＡＭの数を増減させても良い。

この各サンプルショットで計測される基板アライメントマークＰＡＭの数はＥＧＡの処理条件として、上述した他の処理条件である、ショットＳ１〜Ｓ３２の温度変動領域１００及び温度安定領域２００への区分と、サンプルショットに指定するショットの数と、サンプルショットの配置と、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数と組み合わせて用いることが可能である。

なお、第１実施形態で前述した露光装置ＥＸの動作と同様に、以上、第２実施形態の露光装置ＥＸの動作においても、上述のショットＳ１〜Ｓ３２の配列のみを推定するＥＧＡ処理に変えて、米国特許第６,２７８,９５７号に開示されているように、ショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットの配列と形状とを推定する動作を実行しても良い。

以上の動作には、上述したショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件である、ショットＳ１〜Ｓ３２の温度変動領域１００及び温度安定領域２００への区分と、ショットＳ１〜Ｓ３２からサンプルショットに指定するショットの数と、サンプルショットの配置と、基板アライメントマークＰＡＭの変位モデルの算出に用いる回帰分析の次数と、各サンプルショットで計測される基板アライメントマークＰＡＭの数とが適用される。

そして、上述の露光装置ＥＸの動作（ステップＢ−１〜Ｂ−７）と同様に、第１保持部２６上面の温度分布に基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列及び形状を推定するための条件が決定されて、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列及び形状の推定が実行される。

以上、説明した本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、予め、ＥＧＡ処理前に温度センサ２７を用いて、基板テーブルＰＴの第１保持部２６上面の温度分布を計測し、計測した温度分布に基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２を温度変動領域１００及び温度安定領域２００に区分し、それぞれの領域で、計測した温度分布に基づいて上記のＥＧＡ処理条件を決定し、ＥＧＡ処理を実行するため、第１保持部２６上面の温度分布が所定の温度範囲を超えた場合において、より精確にショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定することが可能となり、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせをより高精度に実行することができ、液体ＬＱの影響による基板Ｐの露光精度の低下を抑制することが出来る。

なお、上述の各実施形態における露光装置ＥＸの動作において、ステップ１０３で基板テーブルＰＴの第１保持部２６上面の温度分布に基づいてＥＧＡの処理条件を決定し、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定する前に、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の基板アライメントマークＰＡＭの位置を計測し、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列を測定するダイ・バイ・ダイ方式又は、統計演算処理によりショットＳ１〜Ｓ３２の配列を推定するＥＧＡ処理のどちらの方法を利用して基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるかを、第１保持部２６上面における温度分布のムラが主因となる基板Ｐの歪み量に応じて選択しても良い。

この動作では、制御装置ＣＯＮＴにより、第１保持部２６上面の温度分布に基づいて、基板Ｐの歪み量が算出され、この歪み量が、露光装置の性能や露光条件に応じて予め設定された基板Ｐの歪み量の閾値を超えた場合、ダイ・バイ・ダイ方式が選択され、算出された歪み量が閾値を超えない場合、ＥＧＡ処理方式が選択される。この動作は、例えば、ステップＡ−１とステップＡ−２との間（図８参照）や、ステップＢ−１とステップＢ−２との間（図９参照）に実行される。

この選択において制御装置ＣＯＮＴにより、ダイ・バイ・ダイ方式が選択された場合、その後、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットの基板アライメントマークＰＡＭの位置が順次、計測され、その計測結果に基づいて基板Ｐが露光される。

一方、ＥＧＡ処理方式が選択された場合は、上述の各実施形態と同様に、ＥＧＡの処理条件において、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件が第１保持部２６上面の温度に応じて決定され、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列が推定された後、この配列に基づいて、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットがマスクＭのパターン像に合わせられ、基板Ｐが液浸領域ＡＲ２を介して露光されていく。

つまり、以上の動作ではショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件として、ショットの配列を推定する方法（ＥＧＡ処理方式）とショットの配列を測定する方法（ダイ・バイ・ダイ方式）の選択と、この選択でショットの配列を測定する方法が選択された場合、上述のＥＧＡの処理条件とが、それぞれ、第１保持部２６上面の温度分布に基づいて決定する。

なお、以上の動作において、ＥＧＡ処理方式が選択された場合、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列のみを推定するＥＧＡ処理に変えて、各実施形態で上述したショットＳ１〜Ｓ３２に含まれる各ショットの配列と形状とを推定する動作（米国特許第６,２７８,９５７号）を実行することが可能である。

以上の動作が実行されることにより、第１保持部２６上面で生じた温度変化が大きく、その温度変化が基板Ｐに影響し、ＥＧＡ処理によるショットＳ１〜Ｓ３２の配列の推定が不可能なほど基板Ｐに大きな熱的変形が発生した場合であっても、より精確にショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めることが可能となり、ショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像との位置合わせを高精度に実行することができ、液体ＬＱの影響による基板Ｐの露光精度の低下を抑制することが可能となる。

なお、露光装置ＥＸでは、２枚目以降の基板Ｐの露光において、上述のショットＳ１〜Ｓ３２の配列を求めるための条件又は、ショットＳ１〜Ｓ３２の配列及び形状を求めるための条件を第１保持部２６上面の温度分布に基づいて決定したが、これらの動作は、１枚目の基板Ｐの露光においても適用可能である。

なお、上述の各実施形態において、投影光学系ＰＬは、終端光学素子１０の射出側（像面側）の光路空間を液体ＬＱで満たしているが、国際公開２００４／０１９１２８号（対応米国特許第７,３６２,５０８号）に開示されているように、終端光学素子１０の入射側（物体面側）の光路空間も液体ＬＱで満たす投影光学系を採用することも出来る。また、露光対象の基板Ｐの表面全体が液体ＬＱで覆われる液浸露光装置にも適用出来る。

なお、上述の実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱとしては、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系、あるいは基板の表面を形成する感光材（フォトレジスト）の膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル、セダー油等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。更に、石英及び蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で、液体ＬＱと接触する投影光学系ＰＬの光学素子（終端光学素子など）を形成してもよい。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。

また、例えば露光光ＥＬがＦ₂レーザ光である場合、このＦ₂レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ₂レーザ光を透過可能なもの、例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フッ素系オイル等のフッ素系流体を用いることができる。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

なお、露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを、液体ＬＱを介して走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の液浸スキャナの他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを、液体ＬＱを介して一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の液浸ステッパにも適用することが出来る。

また、基板Ｐの熱変形は、液体ＬＱの影響に限らず、例えば、基板Ｐの温調の際に生じる温度ムラ等によっても生じる。したがって、上述の各実施形態において、露光装置ＥＸとして、液体ＬＱを介さずに、マスクＭのパターンを基板Ｐに露光していく、スキャナ及びステッパにも適用することが出来る。これにより、液体ＬＱを介さず、マスクＭのパターンを基板Ｐに露光していくスキャナ及びステッパにおいても、基板ＰのショットＳ１〜Ｓ３２の各ショットと、マスクＭのパターン像とを順次、高精度に位置合わせし、基板Ｐを露光することが出来る。

また、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用出来る。

更に、例えば特表２００４−５１９８５０号（対応米国特許６,６１１,３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の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などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することが出来る。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号（対応米国特許第６,４００,４４１号）、国際公開９８／２８６６５号、米国特許６,３４１,００７号、米国特許６,４００,４４１号、米国特許６,５４９,２６９号、及び米国特許６,５９０,６３４号、
米国特許６,２０８,４０７号、米国特許６,２６２,７９６号などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用出来る。この場合、上述の各実施形態において、温度センサ２７を、それぞれの基板ステージに設けても良いし、複数の基板ステージのうち、所定の数のステージに設けても良い。また、上述の各実施形態において、基準部材４の少なくとも一部を、それぞれの基板ステージに設けても良いし、複数の基板ステージのうち、所定の数のステージに設けても良い。

更に、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開１９９９／２３６９２号）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６,８９７,９６３号）等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することが出来る。計測ステージが終端光学素子１０の射出面と対向する位置に配置されることによって、終端光学素子１０は、計測ステージとの間で液浸空間を形成することができる。この場合、上述の各実施形態において、温度センサ２７を、それぞれの基板ステージと計測ステージに設けても良いし、これら複数のステージのうち、所定の数のステージに設けても良い。また、上述の各実施形態において、基準部材４の少なくとも一部を、それぞれの基板ステージと計測ステージに設けても良いし、これら複数のステージのうち、所定の数のステージに設けても良い。

なお、露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用出来る。

なお、上述の各実施形態においては、基板ステージ駆動装置ＰＳＤ及びマスクステージ駆動装置ＭＳＤにリニアモータを用いたが、このリニアモータは、エアベアリングを用いたエア浮上型及びローレンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上方のどちらを用いても良い。また、基板ステージＰＳとマスクステージＭＳは、ガイドに沿って移動するタイプでも良く、ガイドを設けないガイドレスタイプであっても良い。

また、基板ステージ駆動装置ＰＳＤ及びマスクステージ駆動装置ＭＳＤには、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により基板ステージ駆動装置ＰＳＤ及びマスクステージ駆動装置ＭＳＤの各ステージを駆動する平面モータを用いても良い。

なお、基板ステージの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号（対応米国特許第５,５２８,１１８号）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしても良い。

なお、マスクステージの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号（対応米国特許第５,８７４,８２０号）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしても良い。

なお、上述の各実施形態においては、マスク側レーザ干渉計２及び基板側レーザ干渉計３を用いてマスクステージＭＳ及び基板テーブルＰＴの各位置を計測するものとしたが、これに限らず、例えば、マスクステージＭＳ及び基板テーブルＰＴに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、マスク側レーザ干渉計２及び基板側レーザ干渉計３の少なくともどちらか一方とエンコーダシステムとの両方を備えるハイブリッドシステムとし、マスク側レーザ干渉計２及び基板側レーザ干渉計３の少なくともどちらか一方の計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、マスク側レーザ干渉計２及び基板側レーザ干渉計３の少なくともどちらか一方とエンコーダシステムとを切り換えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしても良い。

なお、上述の各実施形態では、エネルギビームＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いているが、例えば、国際公開第１９９９／４６８３５号（対応米国特許第７,０２３,６１０号）に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでも良い。

なお、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６,７７８,２５７号に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等を含む。また、可変成形マスクとしては、ＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。

また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、エネルギビームＥＬはレンズ等の光学部材を介して基板Ｐに照射され、そのような光学部材と基板Ｐとの間の所定空間に液浸空間が形成される。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

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

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１１に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ３０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ３０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ３０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ３０４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）３０５、検査ステップ３０６等を経て製造される。

なお、上述の各実施形態の要件は適宜組み合わせることが出来る。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した露光装置等の全ての公開公報、及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

Ｍ：マスク、ＰＬ：投影光学系、ＡＲ２：液浸領域、ＬＱ：液体、Ｇ：ギャップ、
５：マスクアライメント系、６：基板アライメント系、２６：第１保持部、
２７：温度センサ、４：基準部材、ＭＦＭ：マスク用基準マーク、
ＰＦＭ：基板用基準マーク、Ｐ：基板、Ｓ１〜Ｓ３２：ショット、
ＰＡＭ：基板アライメントマーク、５０：所定の温度範囲を超えた領域、
１００：温度変動領域、２００：温度安定領域

Claims

エネルギビームの投影により、基板テーブル上に保持された基板の上面に形成されるパターン像と、前記基板上面に形成された露光領域との位置合わせ方法において、
前記基板を保持する面を含む前記基板テーブル上面の温度分布を測定する段階と、
複数の前記露光領域に含まれるアライメントマークを計測し、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域の配列を求めるための条件を前記温度分布に基づいて決定する段階と、
を有することを特徴とする位置合わせ方法。
請求項１記載の位置合わせ方法において、前記決定する段階は、複数の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により前記基板上面に形成された複数の前記露光領域の配列を推定するための条件を決定することを含む位置合わせ方法。
請求項１記載の位置合わせ方法において、前記決定する段階は、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域を、前記露光領域を単位として複数の領域に区分することを前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする位置合わせ方法。
請求項３記載の位置合わせ方法において、前記決定する段階は、区分された複数の領域毎に、前記領域内の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の前記露光領域の配列を推定するための条件を決定することを特徴とする位置合わせ方法。
請求項１記載の位置合わせ方法において、前記決定する段階は、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域の配列を求めるための方法を前記温度分布に基づいて選択する段階を含むことを特徴とする位置合わせ方法。
請求項５記載の位置合わせ方法において、前記選択する段階は、複数の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により複数の前記露光領域の配列を推定する方法又は、複数の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測していき、複数の前記露光領域の配列を測定する方法を、前記温度分布に基づいて選択することを特徴とする位置合わせ方法。
請求項６記載の位置合わせ方法において、前記決定する段階は、前記選択する段階で前記推定する方法が選択された場合、該推定する方法に用いる条件を前記温度分布に基づいて決定する段階を含むことを特徴とする位置合わせ方法。
請求項６記載の位置合わせ方法において、複数の前記露光領域の配列を推定する方法は、複数の前記露光領域を、前記露光領域を単位として複数の領域に区分し、区分された複数の前記領域毎に、前記領域内の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の前記露光領域の配列を推定することを特徴とする位置合わせ方法。
請求項８記載の位置合わせ方法において、前記決定する段階は、前記選択する段階で前記推定する方法が選択された場合、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域を、前記露光領域を単位として複数の領域に区分することを前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする位置合わせ方法。
請求項９記載の位置合わせ方法において、前記決定する段階は、区分された複数の領域毎に、前記領域内の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の前記露光領域の配列を推定するための条件を決定することを特徴とする位置合わせ方法。
請求項１記載の位置合わせ方法において、前記決定する段階は、複数の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により前記基板上面に形成された複数の前記露光領域の配列及び形状を推定するための条件を前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする位置合わせ方法。
請求項１、２、４、７又は１１に記載の位置合わせ方法において、前記条件は、計測を実施する前記アライメントマークの数であることを特徴とする位置合わせ方法。
請求項１２記載の位置合わせ方法において、前記条件は、計測が実施される、１つの前記露光領域当たりの前記アライメントマークの数であることを特徴とする位置合わせ方法。
請求項１、２、４、７又は１１に記載の位置合わせ方法において、前記条件は、少なくとも１つの前記アライメントマークの計測を実施する前記露光領域の数であることを特徴とする位置合わせ方法。
請求項１、２、４、７又は１１に記載の位置合わせ方法において、前記条件は、前記アライメントマークの計測が実施される前記露光領域の前記基板上面における配置であることを特徴とする位置合わせ方法。
請求項２、４、７又は１１に記載の位置合わせ方法において、前記条件は、前記アライメントマークを計測して得られた該計測結果を、統計演算処理により回帰分析する次数であることを特徴とする位置合わせ方法。
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の位置合わせ方法を用いて、前記パターン像と前記露光領域とを位置合わせする段階と、
前記エネルギビームの投影により前記基板を露光する段階と、
を有することを特徴とする露光方法。
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の位置合わせ方法を用いて、前記パターン像と前記露光領域とを位置合わせする段階と、
前記エネルギビームの投影により前記基板を露光する段階と、
露光した前記基板を現像する段階と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
基板テーブル上に保持され、液体で形成された液浸領域が表面に形成される基板をエネルギビームにより前記液浸領域を介して露光し、前記基板上面にアライメントマークを含む露光領域を形成する露光装置において、
前記基板テーブルに設けられ、前記基板を保持する面を含む前記基板テーブル上面の温度分布を測定する温度センサと、
前記アライメントマークを計測し、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域の配列を求めるための条件を前記温度分布に基づいて決定する制御装置と、
を有することを特徴とする露光装置。
請求項１９記載の露光装置において、前記制御装置は、複数の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により前記基板上に形成された複数の前記露光領域の配列を推定するための条件を前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする露光装置。
請求項１９記載の露光装置において、前記制御装置は、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域を、前記露光領域を単位として複数の領域に区分することを前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする露光装置。
請求項２１記載の露光装置において、前記制御装置は、区分された複数の前記領域毎に、前記領域内の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の前記露光領域の配列を推定するための条件を前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする露光装置。
請求項１９記載の露光装置において、前記制御装置は、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域の配列を求めるための方法を前記温度分布に基づいて選択することを特徴とする露光装置。
請求項２３記載の露光装置において、前記制御装置は、複数の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により複数の前記露光領域の配列を推定する方法又は、複数の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測していき複数の前記露光領域の配列を推定する方法を、前記温度分布に基づいて選択することを特徴とする露光装置。
請求項２４記載の露光装置において、前記制御装置は、前記露光領域の配列を推定する方法を選択した場合、該推定する方法に用いる条件を前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする露光装置。
請求項２４記載の露光装置において、複数の前記露光領域の配列を推定する方法は、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域を、前記露光領域を単位として複数の領域に区分し、区分された複数の前記領域毎に、前記領域内の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理していくことにより複数の前記露光領域の配列を推定することを特徴とする露光装置。
請求項２６記載の露光装置において、前記制御装置は、前記露光領域の配列を推定する方法を選択した場合、前記基板上面に形成された複数の前記露光領域を、前記露光領域を単位として複数の領域に区分することを前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする露光装置。
請求項２７記載の露光装置において、前記制御装置は、区分された複数の前記領域毎に、前記領域内の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理して複数の前記露光領域の配列を推定する方法に用いる条件を前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする露光装置。
請求項１９記載の露光装置において、前記制御装置は、複数の前記露光領域に含まれる前記アライメントマークを計測し、該計測結果から統計演算処理により前記基板上面に形成された複数の前記露光領域の配列及び形状を推定するための条件を前記温度分布に基づいて決定することを特徴とする露光装置。
請求項１９、２０、２２、２５又は２８に記載の露光装置において、前記制御装置は、計測を実施する前記アライメントマークの数を前記条件として決定することを特徴とする露光装置。
請求項３０記載の露光装置において、前記制御装置は、計測が実施される、１つの前記露光領域当たりの前記アライメントマークの数を前記条件として決定することを特徴とする露光装置。
請求項１９、２０、２２、２５又は２８に記載の露光装置において、前記制御装置は、少なくとも１つの前記アライメントマークの計測を実施する前記露光領域の数を前記条件として決定することを特徴とする露光装置。
請求項１９、２０、２２、２５又は２８に記載の露光装置において、前記制御装置は、前記アライメントマークの計測が実施される前記露光領域の前記基板上面における配置を前記条件として決定することを特徴とする露光装置。
請求項２０、２２、２５又は２８に記載の露光装置において、前記制御装置は、前記アライメントマークを計測して得られた該計測結果を統計演算処理により回帰分析する次数を前記条件として決定することを特徴とする露光装置。
請求項１９〜３４のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、前記エネルギビームの投影により前記基板を露光する段階と、
露光した前記基板を現像する段階と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。