CN101002299B - 曝光装置及组件制造方法 - Google Patents

Abstract

提供曝光装置(EX)，其具备投影光学系统(PL)，该投影光学系统(PL)具有最靠近投影光学系统(PL)的像面的第1光学元件(LS1)。曝光装置(EX)具备：第1液浸机构(1)，用以在设置于投影光学系统(PL)像面侧的透明构件(64)的上面(65)与第1光学元件(LS1)之间形成第1液体(LQ1)的第1液浸区域(LR1)；及观察装置(60)，用以观察第1液浸区域(LR1)的状态。从而，能掌握液体的液浸区域的状态，执行最适当的液浸曝光。

Description

曝光装置及组件制造方法

技术领域

本发明涉及透过液体使基板曝光的曝光装置及组件制造方法。

背景技术

半导体组件或液晶显示组件，系通过将形成于掩模上之图案转印于感旋光性基板上，即所谓光刻方法来制造。在其光刻步骤所使用之曝光装置，具有支撑掩模之掩模载台与支撑基板之基板载台，边逐次移动掩模载台与基板载台边透过投影光学系统将掩模之图案转印于基板上。近年来，为应对组件图案之更高集成化而期待投影光学系统之更高分辨率化。所使用之曝光波长越短、且投影光学系统之数值孔径越大，投影光学系统之分辨率越高。为此，曝光装置所使用之曝光波长逐年短波长化，投影光学系统之数值孔径亦增大。又，现在主流之曝光波长虽系KrF准分子激光光之248nm，但更短波长之ArF准分子激光光之193nm亦已实用化。又，在要进行曝光时，焦点深度(DOF)亦与分辨率同样重要。分辨率R、及焦点深度δ分别以下式表示。

R＝k₁×λ/NA         ...(1)

δ＝±k₂×λ/NA²     ...(2)

在此，λ系曝光波长，NA系投影光学系统之数值孔径，k₁、k₂系比例系数。从式(1)、式(2)得知，若为提高分辨率R而缩短曝光波长λ、增大数值孔径NA，则会使焦点深度δ变小。

若焦点深度δ过小，则使基板表面与投影光学系统之像面一致变得困难，会有曝光动作时之聚焦裕度(focus margin)不足之虞。因此，作为实质地使曝光波长缩短、且使焦点深度变大之方法，例如，已提出了国际公开第99/49504号小册子所揭示之液浸法。该液浸法，系以水或有机溶剂等液体填满投影光学系统之下面与基板表面之间来形成液浸区域，利用液体中之曝光用光之波长会变成空气中之1/n(n系液体之折射率，通常系1.2～1.6左右)来提高分辨率，并且将焦点深度放大约n倍。

然而，为了利用液浸法良好地进行曝光处理，必需使液浸区域形成为期望状态。因此，较佳为，先掌握液体之液浸区域之状态，确认液浸区域为期望状态后，再进行曝光处理。

发明内容

本发明有鉴于上述情形，其目的在于提供能掌握液体之液浸区域之状态之曝光装置及曝光方法、以及使用该曝光装置及曝光方法之组件制造方法。

为解决上述问题，本发明系采用对应于实施方式所示之各图的以下构成。但是，附在各要件之带括号符号仅系该要件之例示，不限于各要件。

依本发明之第1方式，提供一种曝光装置，透过液浸区域之液体将基板曝光，其特征在于具备：投影光学系统，具有最靠近该投影光学系统的像面之第1光学元件；液浸机构，在设置于该投影光学系统之像面侧之既定面与该第1光学元件之间形成液体之液浸区域；及观察装置，用以取得观察该液浸区域的状态的影像信息。

依本发明之第2方式，提供一种曝光装置，透过液浸区域之液体将基板曝光，其特征在于具备：投影光学系统，具有最靠近该投影光学系统的像面之第1光学元件、及次于该第1光学元件靠近该像面之第2光学元件；液浸机构，用以在该第1光学元件与该第2光学元件之间形成液体之液浸区域；及观察装置，用以观察液浸区域之状态。又依本发明之第3方式，提供一种曝光装置，透过液浸区域之液体将基板曝光，其特征在于具备：光学元件；液浸机构，用以将配置于该光学元件之光射出侧之既定面与该光学元件之间以液体填满；及观察装置，用以观察该光学元件与该既定面之间之液体状态。

依本发明之第1～第3方式，因设置用以观察液浸区域之状态之观察装置，故根据该观察装置之观察结果，能确认所形成之液浸区域是否为期望状态。并且，若根据观察装置之观察结果而判断为所形成之液浸区域系期望状态时，例如通过进行基板之曝光，能透过液浸区域之液体将基板良好地曝光。另一方面，若根据观察装置之观察结果而判断为所形成之液浸区域系不是期望状态时，能采取用以使液浸区域成为期望状态之适当措施，例如能进行液体之置换。

依本发明之第4方式，提供一种组件制造方法，其特征在于：该组件系使用上述方式之曝光装置来制造。

依本发明之第4方式，在确认所形成之液浸区域为期望状态后，能透过该液浸区域之液体良好地进行用以制造组件之曝光处理或测量处理等。从而，能提供具有期望性能之组件。

依本发明之第5方式，提供一种曝光方法，透过液体将基板曝光，其特征在于包含以下步骤：透过该液浸区域之液体将基板曝光；将已曝光之基板与未曝光之基板更换；及在基板之更换中，检测该液浸区域之液体中之气体部分。

依本发明之第5方式，通过检测出该液浸区域之液体中之气体部分，来掌握液浸区域之状态，对液浸区域施以适当之必要措施，从而能维持良好之液浸区域。又，因在基板之更换时进行气体部分之检测，故气体部分之检测不会影响曝光动作，而能维持曝光装置之期望产能。又，「液体中之气体部分」不仅系液体中之气泡，亦包含液体中之空隙(Void)。

依本发明之第6方式，提供一种组件之制造方法，其特征在于包含以下步骤：通过上述本发明之曝光方法将基板曝光；将已曝光之基板显影；及将已显影之基板加工。本组件制造方法，因采用本发明之曝光方法，故能提供具有期望性能之组件。

依本发明，使用观察装置确认液体之液浸区域为期望状态后，能将基板良好曝光。

附图说明

图1系表示第1实施方式之曝光装置的概略构成图。

图2系从上方观察基板载台及测量载台的俯视图。

图3系投影光学系统前端附近的放大截面图。

图4系用来说明在基板载台及测量载台之间第1液浸区域移动之状况的图。

图5系表示曝光步骤之一例的流程图。

图6系表示观察装置观察液浸区域之状态的图。

图7系表示第2实施方式之曝光装置。

图8系表示第3实施方式之曝光装置。

图9系表示观察装置之观察时点之一例的流程图。

图10系表示第4实施方式之曝光步骤之一例的流程图。

图11系表示第4实施方式之曝光装置主要部分图。

图12系表示脱气装置之一例。

图13系表示具备照明光源之观察装置的概略图。

图14系表示照明液浸区域之照明装置之一例的概略图。

图15系表示照明液浸区域之照明装置之一例的概略图。

图16系表示照明液浸区域之照明装置之一例的概略图。

图17系表示照明液浸区域之照明装置之一例的概略图。

图18系表示半导体组件之制造步骤之一例的流程图。

符号说明

1：第1液浸机构

2：第2液浸机构

28：脱气装置

51：基板载台上面

58：测量载台上面

60：观察装置

61：光学系统

62：调整机构

63：摄影元件

64：透明构件

65：透明构件上面

300：基准构件

400：照度不均传感器

500：空间像测量传感器

600：照射量传感器

CONT：控制装置

DY：显示装置

EX：曝光装置

LQ1：第1液体

LQ2：第2液体

LR1：第1液浸区域

LR2：第2液浸区域

LS1：第1光学元件

LS2：第2光学元件

P：基板

PL：投影光学系统

PST1：基板载台

PST2：测量载台

具体实施方式

以下，参照图式说明本发明之实施方式。

<第1实施方式>

图1系表示第1实施方式之曝光装置EX的概略构造图。在图1，曝光装置EX，包含：掩模载台MST，以可移动的方式支撑掩模M；基板载台PST1，具有保持基板P之基板保持具PH，以可移动的方式在基板保持具PH保持基板P；测量载台PST2，供保持进行曝光处理相关之测量之测量器，能与基板载台PST1独立移动；照明光学系统IL，将支撑于掩模载台MST之掩模M以曝光用光EL照明；投影光学系统PL，将曝光用光EL所照明之掩模M之图案像投影于支撑在基板载台PST1之基板P；及控制装置CONT，综合控制曝光装置EX全体之动作。在控制装置CONT，连接用以显示曝光处理相关之信息之显示装置DY。

本实施方式之曝光装置EX，为了使曝光波长实质地缩短来提高分辨率并且使焦点深度实质地扩大，适用液浸法之液浸曝光装置，其具备第1液浸机构1，在构成投影光学系统PL之多个光学元件LS1～LS7中，在最靠近投影光学系统PL之像面之第1光学元件LS1之下面T1与基板P之间，以第1液体LQ1填满，来形成第1液浸区域LR1。第1液浸机构1包含：第1液体供应机构10，用以在第1光学元件LS1之下面T1与基板P之间供应第1液体LQ1；及第1液体回收机构20，用以将第1液体供应机构10所供应之第1液体LQ1回收。第1液浸机构1之动作系以控制装置CONT控制。

又，在投影光学系统PL之像面侧附近，具体而言，在投影光学系统PL之像面侧端部之光学元件LS1附近，配置构成第1液浸机构1之一部分之喷嘴构件70。喷嘴构件70系在基板P(基板载台PST)上方以包围投影光学系统PL前端周围之方式设置之环状构件。

又，曝光装置EX，包含第2液浸机构，用以将第1光学元件LS1与次于第1光学元件LS1靠近投影光学系统PL之像面之第2光学元件LS2之间以第2液体LQ2填满，来形成第2液浸区域LR2。第2光学元件LS2系配置于第1光学元件LS1之上方，第1光学元件LS1之上面T2，系以与第2光学元件LS2之下面T3相对之方式配置。第2液浸机构2，包含：第2液体供应机构30，用以在第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间供应第2液体LQ2；及第2液体回收机构40，用以将第2液体供应机构30所供应之第2液体LQ2回收。第2液浸机构2之动作系以控制装置CONT控制。

本实施方式之曝光装置EX，系采用将第1液浸区域LR1局部形成于基板P上之局部液浸方式。又，曝光装置EX，亦将第2液浸区域LR2局部形成于第1光学元件LS1之上面T2之一部分。曝光装置EX，至少在将掩模M之图案转印于基板P上之期间，使用第1液浸机构1，在第1光学元件LS1与配置于其像面侧之基板P之间填满第1液体LQ1来形成第1液浸区域LR1，并且使用第2液浸机构2，在第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间填满第2液体LQ2来形成第2液浸区域LR2。

又，在测量载台PST2，设置观察装置60，用以观察第1液浸区域LR1及第2液浸区域LR2之各状态。观察装置60系设于测量载台PST2之内部。

在本实施方式，曝光装置EX系以使用扫描型曝光装置(扫描步进机)之情形为例来说明，该扫描型曝光装置，系将掩模M与基板P边朝与扫描方向彼此不同之方向(逆方向)同步移动边将形成于掩模M之图案曝光在基板P上.在以下之说明，设定在水平面内与掩模M与基板P同步移动方向(扫描方向)为X轴方向，设定在水平面内与X轴方向正交之方向(非扫描方向)为Y轴方向，设定垂直于X轴及Y轴方向且与投影光学系统PL之光轴AX一致之方向为Z轴方向.又，设定绕各X轴、Y轴、及Z轴旋转(倾斜)方向为θX、θY、及θZ方向.又，在此，「基板」系包括在半导体晶片上涂布有抗蚀剂者，「掩模」系包含形成缩小投影于基板上之组件图案的标线片.

照明光学系统1L，具有：曝光用光源，射出曝光用光EL；光学积分器，使射出自曝光用光源之曝光用光EL之照度均等化；聚光镜，将来自光学积分器之曝光用光EL聚光；中继透镜系统；及可变视野光圈，用以设定曝光用光EL所形成之掩模M上之照明区域；等等。掩模M上之既定照明区域系通过照明光学系统IL以均一之照度分布之曝光用光EL照明。射出自照明光学系统IL之曝光用光EL，例如使用从水银灯射出之光线(g线、h线、i线)及KrF准分子激光光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)，或ArF准分子激光光(波长193nm)及F₂激光光(波长157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本实施方式使用ArF准分子激光光。

在本实施方式中，第1液体供应机构10所供应之第1液体LQ1及第2液体供应机构30所供应之第2液体LQ2系使用纯水。即，在本实施方式，第1液体LQ1与第2液体LQ2系相同液体。纯水不仅能透过ArF准分子激光光，亦能透过从水银灯射出之光线(g线、h线、i线)及KrF准分子激光光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)。

掩模载台MST，以可移动的方式保持掩模M，且在垂直于投影光学系统PL之光轴AX之平面内，即在XY平面内能2维移动，及能朝θZ方向微旋转。掩模载台MST通过包含线性马达等之掩模载台驱动机构MSTD驱动。掩模载台驱动机构MSTD通过控制装置CONT控制。在掩模载台MST上，设置与掩模载台MST一起移动之移动镜52。又，在与移动镜52相对之位置设置激光干涉计53。掩模载台MST上之掩模M之2维方向位置及旋转角通过激光干涉计53实时测量，输出测量结果至控制装置CONT。控制装置CONT通过依激光干涉计53之测量结果驱动掩模载台驱动机构MSTD，来进行掩模载台MST所支撑之掩模M之定位。

投影光学系统PL，将掩模M之图案以既定之投影倍率β投影于基板P。投影光学系统PL具备包含设置于基板P侧之前端之第1光学元件LS1在内的多个光学元件LS1～LS7，这些光学元件LS1～LS7系以镜筒PK支撑。在本实施方式，投影光学系统PL系投影倍率β为例如1/4、1/5、或1/8之缩小系统。又，投影光学系统PL亦可等倍系统及放大系统中之任一种。又。投影光学系统PL，亦可包含折射元与反射元件之反射折射系统、不包含反射元件之折射系统、不包含折射元件之反射系统中之任一种。从照明光学系统IL射出之曝光用光EL，从物体面侧射入投影光学系统PL，通过多个光学元件LS7～LS1后，从投影光学系统PL之像面侧射出，然后到达基板P上。具体而言，曝光用光EL分别通过多个光学元件LS7～LS3后，通过第2光学元件LS2之上面T4之既定区域，通过下面T3之既定区域后，射入第2液浸区域LR2。通过液浸区域LR2之曝光用光EL，通过第1光学元件LS1之上面T2之既定区域后，通过下面T1之既定区域，射入第1液浸区域LR1后，而到达基板P上。

在本实施方式，第1光学元件LS1系能使曝光用光EL透过之无折射力之平行平面板，第1光学元件LS1之下面T1与上面T2系大致平行。另一方面，第2光学元件LS2系具有折射力(透镜作用)。又，第1光学元件LS1亦可具有折射力(透镜作用)。

基板载台PST1具有用以保持基板P之基板保持具PH，并在投影光学系统PL之像面侧以能在底座BP上移动之方式被设置.基板载台PST1通过基板载台驱动机构PSTD1驱动.基板载台驱动机构PSTD1通过控制装置CONT控制.基板载台驱动机构PSTD1，例如包含线性马达或线圈马达等，能使基板载台PST1分别朝X轴、Y轴、及Z轴方向、θX、θY、及θZ方向移动.因此，基板载台PST1，能使保持于基板保持具PH之基板P分别朝X轴、Y轴、及Z轴方向、θX、θY、及θZ方向移动.

在基板载台PST1之侧面设置移动镜54。又，在与移动镜54相对之位置设置激光干涉计55。基板载台PST1上之基板P之2维方向位置及旋转角通过激光干涉计55实时测量，输出测量结果至控制装置CONT。控制装置CONT通过依激光干涉计55之测量结果，在激光干涉计55所限定之2维坐标系统内，透过基板载台驱动机构PSTD1驱动基板载台PST1，来进行基板载台PST1所支撑之基板P之X轴方向及Y轴方向之定位。

又，曝光装置EX，具有例如日本特开平8-37149号所揭示之斜入射方式之聚焦检测系统，用以检测基板P表面之面位置数据。聚焦检测系统，检测对投影光学系统PL之像面之基板P表面之Z轴方向位置(聚焦位置)。又，通过求出在基板P表面之多个点中各个点的各聚焦位置，聚焦检测系统亦能求出基板P之倾斜方向之姿势。控制装置CONT，依聚焦检测系统之检测结果，透过基板载台驱动机构PSTD1驱动基板载台PST1，控制基板P之Z轴方向之位置(聚焦位置)，及θX、θy方向之位置，使基板P表面(曝光面)一致于透过投影光学系统PL及液体形成之像面。

又，聚焦检测系统亦可系在液浸区域LR1外侧不透过液体LQ1检测基板P之表面位置的装置，亦可系与透过液体LQ1检测基板P之表面位置的装置并用的装置。

又，如日本特表2000-505958号(对应美国专利5969441)或美国专利6208407所揭示，亦可在从投影光学系统PL离开之位置测量基板P表面之位置数据(凹凸数据)。

在基板载台PST1上设置凹部50，基板保持具PH配置于凹部50。并且，基板载台PST1上的凹部50以外之上面51，以成为与基板保持具PH所保持之基板P表面大致相等高度(同一平面)之方式形成平坦面。基板载台PST1之上面51系对第1液体LQ1具有拨液性。因在基板P周围设置与基板P表面大致同一平面之上面51，故即使将基板P表面之周缘区域液浸曝光时，能在投影光学系统PL之像面侧保持第1液体LQ1，良好地形成第1液浸区域LR1。又，若能良好地维持第1液浸区域LR1，基板保持具PH所保持之基板P表面与上面51具有段差亦可。

测量载台PST2，系载置用以进行曝光处理相关之测量之各种测量器，并在投影光学系统PL之像面侧以在底座BP上能移动之方式被设置。测量载台PST2通过测量载台驱动机构PSTD2驱动。测量载台驱动机构PSTD2通过控制装置CONT控制。并且，控制装置CONT，透过各载台驱动机构PSTD1、PSTD2，分别能使各基板载台PST1及测量载台PST2在底座BP上彼此独立移动。测量载台驱动机构PSTD2具有与基板载台驱动机构PSTD1相等之构造，测量载台PST2，通过测量载台驱动机构PSTD2，与基板载台PST1同样，能分别朝X轴、Y轴、及Z轴方向、θX、θY、及θZ方向移动。又，在测量载台PST2之侧面，设置激光干涉计57用之移动镜56。测量载台PST2上之2维方向位置及旋转角通过激光干涉计57实时测量，控制装置CONT依激光干涉计57之测量结果，来控制测量载台PST2之位置。

在配置于投影光学系统PL之像面侧之测量载台PST2上形成开口部64K，在该开口部64K配置透明构件64.透明构件64例如以玻璃板构成.又，透明构件64之材料根据导引至后述之摄影元件之光之波长，适当选择萤石或石英等.透明构件64之上面65系平坦面.又，测量载台PST2上之中开口部64K以外之上面58亦系平坦面.并且，测量载台PST2之上面58，与配置于开口部64K之透明构件64之上面65系以成为大致同一高度(同一平面)之方式设置，测量载台PST2之上面58以包含透明构件64之上面65之方式形成.又，测量载台PST2之上面58或透明构件64之上面65较佳为对液体LQ具有拨液性.

又，包含透明构件64之上面65之测量载台PST2之上面58，系设置于与包含基板P表面之基板载台PST1之上面51并排之位置，基板载台PST1之上面51与测量载台PST2之上面58，以成为大致同一高度位置之方式设置。

在测量载台PST2，形成连接于开口部64K之内部空间66。并且，在测量载台PST2之内部空间66配置观察装置60。观察装置60，包含：光学元件61，配置于透明构件64之下侧；及摄影元件63，以CCD等构成。摄影元件63，能透过透明构件64及光学元件61取得液体(LQ1、LQ2)或光学元件(LS1、LS2)等之光学像(影像)。摄影元件63将所取得之影像转换为电气信号，并输出该信号(影像数据)至控制装置CONT。又，观察装置60，具有可调整光学系统61之焦点位置之调整机构62。又，观察装置60，具有能观察第1液浸区域LR1及第2液浸区域LR2全体的视野。摄影元件63，例如，虽能使用电荷结合元件(CCD)，但不限于此，能使用各种元件。又，电荷耦合元件，亦能适当选择对所射入之光(之波长)具高感度之元件。

又虽可将观察装置60之全部配置于测量载台PST2之内部，但亦可例如将构成光学系统61之多个光学元件中之一部分之光学元件或摄影元件63等配置于测量载台PST2外侧。又，亦可省略调整机构62。

或亦可省略摄影元件63，将光信号直接通过光纤或波导管导引至控制装置CONT，在控制装置内直接以光信号进行处理或进行光电转换。或，亦可将光信号直接导引至显示装置DY，以显示装置DY观测第1液浸区域LR1及第2液浸区域LR2之状态。

图2系从上方观察基板载台PST1及测量载台PST2的俯视图。在图2中，为了限定基板P对透过投影光学系统PL之掩模M之图案像之对准位置，在测量载台PST2之上面58设置基准构件300作为测量器，该基准构件300用以测定图案像之投影位置与未图示之基板对准系统之检测基准在XY平面内之位置关系(基线量)。在该基准构件300，将基准标记PFM与基准标记MFM以既定之位置关系形成。基准标记PFM，通过例如日本特开平4-65603号公报(对应美国专利第5,493,403号)所揭示之FIA(Field Image Alignment，场影像对准)方式之基板对准系统，不透过投影光学系统PL及液体LQ1、LQ2而检测。又基准标记MFM，通过例如日本特开平7-176468号公报所揭示之VRA(Visual Reticule Alignment，视觉标线片对准)方式之掩模对准系统，透过投影光学系统PL及液体LQ1、LQ2而检测.又，在上面58，作为测量器例如设置：上板401，其构成不均传感器400之一部分，该不均传感器400用以测量照度不均(如日本特开昭57-117238号公报所揭示)，或用以测量投影光学系统PL之曝光用光EL之透过率之变动量(如日本特开2001-267239号公报所揭示)；上板501，其构成空间像测量传感器500之一部分(如日本特开2002-14005号公报所揭示)；及上板601，其构成照射量传感器(照度传感器)600之一部分(如日本特开平11-16816号公报所揭示).这些基准构件300之上面或上板401、501、601之上面，系与测量载台PST2之上面58及透明构件64之上面65大致成为同一平面.又，这些基准构件300之上面或上板401、501、601之上面，亦与测量载台PST2之上面58及透明构件64之上面65同样，具有拨液性.

在本实施方式，测量载台PST2系用来进行曝光处理相关之测量处理的专用载台，未保持基板P，基板载台PST1系未载置进行与曝光处理相关之测量之测量器。又，测量载台PST2，例如已在日本特开平11-135400号公报详细揭示。

其次，参照图1及图3，说明第1液浸机构1及第2液浸机构2。图3系表示投影光学系统PL之像面侧前端附近的放大截面图。

第1液浸机构1之第1液体供应机构10，将第1液体LQ1供应至投影光学系统PL之像面侧之第1空间K1。第1液体供应机构10，包含：能送出第1液体LQ1之第1液体供应部11；及将该一端部连接于第1液体供应部11之第1供应管13。第1供应管13之另一端连接于喷嘴构件70。在本实施方式，第1液体供应机构10系供应纯水。第1液体供应部11，包含：纯水制造装置；调温装置，用以调整所供应之第1液体(纯水)LQ1之温度；及脱气装置，用以减少所供应之第1液体LQ1中之气体成分；等等。又，若满足既定之品质条件，亦可不需要在曝光装置EX设置纯水制造装置，而使用配置曝光装置EX之工厂之纯水制造装置。同样，亦可不需要将调温装置及脱气装置等全部在曝光装置EX具备，而使用配置曝光装置EX之工厂设备来替代这些之一部分。

又，在第1供应管13之途中，设置称为质量流量控制器(mass flowcontroller)之流量控制器16，用以控制每单位时间之液体量(从第1液体供应部11送出，供应至投影光学系统PL之像面侧)。流量控制器16之液体供应量控制系在控制装置CONT之指令信号下进行。

第1液浸机构1之第1液体回收机构20，回收投影光学系统PL之像面侧之第1液体LQ1。第1液体回收机构20，包含：第1液体回收部21，能回收第1液体LQ1；及第1回收管23，将该一端部连接于第1液体回收部21。第1回收管23之另一端连接于喷嘴构件70。第1液体回收部21，包含：例如真空泵等之真空系统(吸引装置)；气液分离器，用以分离所回收之第1液体LQ1与气体；及用以收容所回收之液体LQ之储存槽等。又，亦可将真空系统、气液分离器、储存槽等之至少一部分，不设置于曝光装置EX，而使用配置曝光装置EX之工厂设备。

在投影光学系统PL之像面侧附近配置环状构件之喷嘴构件70。在喷嘴构件70与投影光学系统PL之镜筒PK之间设置间隙，喷嘴构件70对投影光学系统PL以能避免振动之方式使用既定之支撑机构支撑。喷嘴构件70之下面70A，系与基板P之表面(基板载台PST1之上面51)相对。

在喷嘴构件70之下面70A，设置第1供应口12，用以将第1液体LQ1供应至基板P上。第1供应口12，在喷嘴构件70之下面70A设置多个。又，在喷嘴构件70之内部，形成内部流路14，用以连接第1供应管13之另一端部与第1供应口12。内部流路14之一端部连接于第1供应管13之另一端部，内部流路14之另一端部以连接各多个第1供应口12之方式从中途分支。

再者，在喷嘴构件70之下面70A，设置第1回收口22，用以回收基板P上之第1液体LQ1.在本实施方式，第1回收口22，在喷嘴构件70之下面70A，以包围第1供应口12之方式，以投影光学系统PL之光轴AX为基准设置于第1供应口12外侧且形成环状.又，在喷嘴构件70之内部，形成内部流路24，用以连接第1回收管23之另一端部与第1回收口22.内部流路24，具有：环状流路24K，对应环状之第1回收口22形成；及歧管流路24M，连接环状流路24K之一部分与第1回收管23之另一端部.又本实施方式，在第1回收口22设置多孔质体22P.

又，喷嘴构件70之构成(供应口之位置、回收口之位置等)，不限于上述的构成，能使用各种构成之喷嘴构件。该一例系揭示在美国专利公开第2004/0165159号公报。

第1液体供应部11及第1液体回收部21之动作系通过控制装置CONT控制。在第1空间K1形成第1液体LQ1之第1液浸区域LR1时，控制装置CONT，从第1液体供应部11送出第1液体LQ1，透过第1供应管13及喷嘴构件70之内部流路14，从设置于基板P上方之第1供应口12供应第1液体LQ1至基板P上。又，第1空间K1之第1液体LQ1，从第1回收口22回收，透过喷嘴构件70之内部流路24，及第1回收管23回收至第1液体回收部21。

在本实施方式，曝光装置EX，系采用局部液浸方式，即，在基板P之曝光中，在包含投影光学系统PL之投影区域AR之基板P上之一部分，局部形成比投影区域AR大且比基板P小之第1液浸区域LR1。在此，各喷嘴构件70之下面70A及第1光学元件LS1之下面T1系大致平坦面，喷嘴构件70之下面70A及第1光学元件LS1之下面T1系大致形成同一平面。从而，能在期望之范围内良好地形成第1液浸区域LR1。又，第1光学元件LS1中与第1液浸区域LR1之第1液体LQ1接触之下面T1，及喷嘴构件70中与第1液浸区域LR1之第1液体LQ1接触之下面70A，系对第1液体LQ1具有亲液性。

第2液浸机构2之第2液体供应机构30，将第2液体LQ2供应至投影光学系统PL之第2光学元件LS2与第1光学元件LS1之间之第2空间K2。第2液体供应机构30，包含：第2液体供应部31，能送出第2液体LQ2；及第2供应管33，将该一端部连接于第2液体供应部31。第2液体供应部31系具有与第1液体供应部11大致同等之构造。即，第2液体供应部31，包含：纯水制造装置；调温装置，用以调整所供应之第2液体(纯水)LQ2之温度；及脱气装置等，用以减少所供应之第2液体LQ2中之气体成分。第2供应管33之另一端部，连接于形成在镜筒PK内部之供应流路34之一端部。又，供应流路34之另一端部连接于配置在镜筒PK内侧(内部空间)之供应构件35。在供应构件35形成第2液体LQ2流动之内部流路，在供应构件35之既定位置形成第2供应口32，连接于该内部流路且对第2空间K2供应第2液体LQ2。即，对第2空间K2，能从第2供应口32供应已温度调整且已脱气之第2液体LQ2。

又，不需要在曝光装置EX设置纯水制造装置、调温装置、脱气装置等全部，可使用设置曝光装置EX之工厂之这些设备来替代这些设备之至少一部分。

又，在第2供应管33之途中，设置流量控制器36(质量流量控制器)，用以控制从第2液体供应部31送出而供应至第2空间K2之每单位时间之液体量。流量控制器36之液体供应量控制系在控制装置CONT之指令信号下进行。

第2液浸机构2之第2液体回收机构40，回收投影光学系统PL之第2光学元件LS2与第1光学元件LS1之间之第2空间K2之第2液体LQ2.第2液体回收机构40，包含：第2液体回收部41，能回收第2液体LQ2；及第2回收管43，将该一端部连接于第2液体回收部41.第2液体回收部41具有与第1液体回收部21大致相同构成.第2回收管43之另一端部，连接于形成在镜筒PK内部之回收流路44之一端部.回收流路44之另一端部连接于配置在镜筒PK内侧(内部空间)之回收构件45.在回收构件45形成第2液体LQ2流动之内部流路，在回收构件45之既定位置设置用以回收第2空间K2之第2液体LQ2之第2回收口42.在本实施方式，回收构件45系包围第2液浸区域LR2之环状构件，第2回收口42，在回收构件45中朝向第2液浸区域LR2之面设置多个.又，第2液浸机构2之构造，不限于上述构造，只要能以第2液体LQ2填满第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间之光路，则能采用各种构成.

第2液体供应部31及第2液体回收部41之动作系通过控制装置CONT控制。在第2空间K2形成第2液体LQ2之第2液浸区域LR2时，控制装置CONT，从第2液体供应部31送出第2液体LQ2，透过第2供应管33、供应流路34、及供应构件35之内部流路，从第2供应口32供应第2液体LQ2至第2空间K2。又，第2空间K2之第2液体LQ2，从第2回收口42回收，透过回收构件45之内部流路、回收流路44、及第2回收管43被第2液体回收部41回收。

又，第1液体供应部11及第2液体供应部31之脱气装置，例如能适用揭示于国际公开第2004/053950号公报之装置，对该构成将在图12详述于后。

又在本实施方式，曝光装置EX，仅在第1光学元件LS1之上面T2中包含曝光用光EL要通过之区域AR’之一部分局部形成第2液体LQ2之第2液浸区域AR’。

在本实施方式，第1光学元件LS1之下面T1侧之第1空间K1，及第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间之第2空间K2，系独立之空间。控制装置CONT，能将第1液浸机构1对第1空间K1之第1液体LQ1之供应动作及回收动作，及第2液浸机构2对第2空间K2之第2液体LQ2之供应动作及回收动作，彼此独立进行，不会产生使液体(LQ1、LQ2)从第1空间K1及第2空间K2之一方出入另一方。

并且，通过将第1光学元件LS1之下面T1侧之第1空间K1，及上面侧T2之第2空间K2之各光路空间，以第1液体LQ1及第2液体LQ2填满，使第2光学元件LS2之下面T3或第1光学元件LS1之上面T2之反射损失减低，能以确保较大像侧数值孔径之状态，使基板P良好地曝光。

又，在本实施方式，第1光学元件LS1，因对镜筒PK能容易安装、卸下(能更换)，故在第1光学元件LS1受污染时，通过与清净之第1光学元件LS1更换，能防止起因于光学元件之污染之曝光精度及透过投影光学系统PL之测量精度之劣化。

又，如图4所示，形成于投影光学系统PL之第1光学元件LS1下之第1液体LQ1，能在基板载台PST1上与测量载台PST2上之间移动。当要移动第1液浸区域LR1时，控制装置CONT，使用载台驱动机构PSTD1、PSTD2，以使基板载台PST1与测量载台PST2接触或接近之状态，将基板载台PST1与测量载台PST2朝XY方向一起移动，而使第1液浸区域LR1在基板载台PST1与测量载台PST2之上面之间移动。从而，边能防止从基板载台PST1与测量载台PST2之间隙(gap)流出第1液体LQ1，边以第1液体LQ1填满投影光学系统PL之像面侧之第1空间K1(光路空间)之状态，能在基板载台PST1上与测量载台PST2上之间使第1液体LQ1移动。

从而，例如为了进行基板P之更换等，基板载台PST1从投影光学系统PL下面移动之情形下，第1液浸区域LR1从基板载台PST1上移动至测量载台PST2上，在投影光学系统PL之第1光学元件LS1与测量载台PST2之上面之间保持第1液体LQ1，透过第1液体LQ1执行使用观察装置60、基准构件300、不均传感器400、空间像测量传感器500、照射量传感器600中之至少一个之动作.在此情形下，将该动作之结果会反映于其后之曝光动作等.又，当基板载台PST1移动至投影光学系统PL下面之情形下，第1液浸区域LR1从测量载台PST2上移动至基板载台PST1上，在投影光学系统PL之第1光学元件LS1与基板载台PST1之上面(包含基板P表面)之间保持第1液体LQ1，执行基板P之曝光动作等.

其次，将使用具有上述构成之曝光装置EX来曝光基板P之步骤，参照图5之流程图及图6说明。

首先，控制装置CONT，以使投影光学系统PL与测量载台PST2上之透明构件64相对之状态，驱动各第1液浸机构1及第2液浸机构2，形成各第1液浸区域LR1及第2液浸区域LR2(步骤SA1)。从而，如图6所示，在包含透明构件64之上面65的测量载台PST2之上面58上形成第1液浸区域LR1。

控制装置CONT，使用观察装置60，观察形成于透明构件64上之第1液浸区域LR1之状态(步骤SA2)。观察装置60，将透明构件64之上面65上之第1液浸区域LR1之状态，透过透明构件64观察。又，当观察装置60观察第1液浸区域LR1之状态时，测量载台PST2系大致静止。在透明构件64下侧之内部空间66配置观察装置60之光学系统61，摄影元件63透过透明构件64及光学系统61取得第1液体LQ1(形成透明构件64上之第1液浸区域LR1)之影像。使用观察装置60观察第1液浸区域LR1之状态时，控制装置CONT使用调整机构62使光学系统61之焦点位置一致于第1液浸区域LR1之Z轴方向之位置。从而，摄影元件63能良好地取得第1液体LQ1(供形成透明构件64上之第1液浸区域LR1)之影像。又，观察装置60，因具有比第1液浸区域LR1大之视野，故能将形成第1液浸区域LR1之第1液体LQ1之影像一起取得。

又，第1液浸区域LR1之大小，虽有依第1液浸机构1之液体供应量或液体回收量会变化之可能性，但观察装置60具有能观察所预料之最大第1液浸区域LR1之视野。

将摄影元件63所取得之第1液浸区域LR1相关之影像数据输出至控制装置CONT(步骤SA3)。控制装置CONT，依输出自摄影元件63之信号(影像数据)，将形成第1液浸区域LR1之第1液体LQ1之影像以显示装置DY显示。

其次，控制装置CONT，使用观察装置60，观察第2液浸区域LR2之状态(步骤SA4)。观察装置60，透过第1液浸区域LR1之第1液体LQ1及第1光学元件LS1，观察第2液浸区域LR2。又，当观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态时，测量载台PST2亦系大致静止。使用观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态时，控制装置CONT，使用调整机构62使光学系统61之焦点位置一致于第2液浸区域LR2之Z轴方向之位置。从而，摄影元件63能良好地取得形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之影像。又，观察装置60，因具有比第2液浸区域LR2为大之视野，故能将形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之影像一起取得。

将摄影元件63所取得之第2液浸区域LR2相关之影像数据输出至控制装置CONT(步骤SA5)。控制装置CONT，依输出自摄影元件63之信号(影像数据)，将形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之影像以显示装置DY显示。

又在此，虽在观察第1液浸区域LR1之状态后，观察第2液浸区域LR2之状态，但亦可在观察第2液浸区域LR2之状态后，观察第1液浸区域LR1之状态。

控制装置CONT，在步骤SA3及步骤SA5，将摄影元件63所输出之信号作运算处理(影像处理)，依其处理结果，判别第1、第2液浸区域LR1、LR2是否为期望状态(步骤SA6)。控制装置CONT，特别判别在液体(LQ1、LQ2)是否存在粒子或气体部分(气块或气泡等)。例如，控制装置CONT，将来自摄影元件63之输出依每个像素别判断明暗，将孤立之像素或像素集团视为液体中之气泡之存在，从这些像素或像素集团之数量能求出气泡之数或量。或，控制装置CONT，亦可将已知气泡之数或量之多个液体样本之影像数据存储于控制装置CONT之内存，通过与该数据比较来判断气泡之数或量。在此情形下，影像数据亦可使像素之明部或暗部之平均面积或平均数，与气泡之数或量相关连。影像数据或基准数据，亦可存储于控制装置之内存，或亦可存储于另外设置在曝光装置之内存。又同样，亦能检测液体中之空隙之位置或大小。

例如，在第1液浸机构1刚开始第1液浸区域LR1之形成动作后(刚开始第1液体LQ1之供应后)，产生第1液浸区域LR1没有充分覆盖投影区域AR之状态(缺液状态)，或产生在第1液体LQ1中气泡混入等之不良情形的可能性则提高。又，不限于刚开始第1液浸区域LR1之形成动作后，对应于第1液浸机构1之动作状态，亦有使第1液浸区域LR1之状态变动，产生上述不良情形之可能性。透过产生这些不良情形之状态之第1液浸区域LR1进行曝光处理或测量处理时，无法获得良好之曝光精度或测量精度。在本实施方式，通过使用观察装置60观察第1液浸区域LR1之状态，能掌握是否在第1液浸区域LR1产生不良情形。同样，在第2液浸区域LR2，虽亦有产生缺液状态，或产生气泡混入等之不良情形的可能性，通过使用观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态，能掌握是否在第2液浸区域LR2产生不良情形。又，在本实施方式，观察装置60，例如虽能观察(检测)直径0.1mm以上之气泡，但观察装置60之观察(检测)能力，依在曝光装置形成于基板P上之图案之线宽等决定即可，例如亦可使其能观察0.01mm以上之气泡。

在判断第1、第2液浸区域LR1、LR2为期望状态时，控制装置CONT，使用测量载台PST2所载置之各测量器进行测量处理(步骤SA7)。即，控制装置CONT，使测量载台PST2朝XY方向移动，使第1液浸区域LR1从透明构件64上移动至基准构件300、上板401、上板501、及上板601中之任一件上。例如，在将第1液浸区域LR1从透明构件64上移动至照度不均传感器400之上板401上时，控制装置CONT，透过投影光学系统PL、第1液浸区域LR1之第1液体LQ1、及第2液浸区域LR2之第2液体LQ2，在上板401上照射曝光用光EL，使用照度不均传感器400测量曝光用光EL之照度不均。同样，控制装置CONT，使第1液浸区域LR1依序移动至基准构件300、上板501上、及上板601上，进行使用各基准构件300、空间像测量传感器500、及照射量传感器600之测量处理。并且，依使用该各测量器之测量结果，控制装置CONT，适当进行投影光学系统PL之校准处理等。

又，与步骤SA7之各种测量动作并行，或在测量动作之前后，通过未图示之基板对准系统检测基准构件300上之基准标记PFM，决定基线量。

另一方面，在判断为第1液浸区域LR1及第2液浸区域LR2中至少任一方不是期望状态时，控制装置CONT设置等待时间，等待至该不良情形(缺液状态、气泡混入等)解除为止，或为了解除该不良情形，采取这样的措施，即，对被判断为非期望状态之液浸区域之空间停止液体供应并且进行液体之回收，再度供应液体，以重新形成液浸区域.或为了解除该不良情形，而采取变更第1、第2液浸机构1、2之动作状态等适当措施(步骤SA8).在此，第1、第2液浸机构1、2之动作状态之变更，例如系包含第1、第2液浸机构1、2之第1、第2液体供应机构10、30之每单位时间之液体供应量之变更，设置于第1、第2液体供应机构10、30之脱气装置之调整等.并且，使用观察装置60再观察第1、第2液浸区域LR1、LR2之状态(步骤SA2、SA4)，确认该不良情形已解除后，进行测量处理(步骤SA7).

使用测量载台PST2之测量处理完成后，如参照图4所说明，控制装置CONT，使形成于测量载台PST2上之第1液体LQ1之第1液浸区域LR1，移动至支撑基板P之基板载台PST1上。并且，将第1液浸区域LR1移动至基板载台PST1上后，控制装置CONT透过投影光学系统PL、第2液浸区域LR2之第2液体LQ2、及第1液浸区域LR1之第1液体LQ1，在基板P上照射曝光用光EL，使该基板P曝光(步骤SA9)。

又，亦可依显示装置DY所显示之第1、第2液浸区域LR1、LR2之影像，例如由作业者判断第1、第2液浸区域LR1、LR2是否期望状态。在此情形下，作业者等将下动作对控制装置CONT发出指令。

如以上所说明，因设置用以观察第1、第2液浸区域LR1、LR2之状态之观察装置60，故能根据该观察装置60之观察结果，确认所形成之第1、第2液浸区域LR1、LR2是否为期望状态。并且，依观察装置60之观察结果，在判断为所形成之之第1、第2液浸区域LR1、LR2是期望状态后，通过进行基板P之曝光，能透过第1、第2液浸区域LR1、LR2之第1、第2液体LQ1、LQ2使基板P良好地曝光。另一方面，依观察装置60之观察结果，判断为在所形成之第1、第2液浸区域LR1、LR2混入气体(气泡)等不是期望状态之情形下，在透过这些状态之第1、第2液浸区域LR1、LR2进行曝光处理或测量处理时，无法获得良好之曝光精度或测量精度。因此，控制装置CONT施加用以使第1、第2液浸区域LR1、LR2为期望状态之适当措施，确认第1、第2液浸区域LR1、LR2成为期望状态后，通过透过第1、第2液浸区域LR1、LR2使基板P曝光，能使基板P良好地曝光。

又，因第1液浸区域LR1系形成于投影光学系统PL与配置在该投影光学系统PL之像面侧之透明构件64之间，观察装置60系透过透明构件64观察第1液浸区域LR1，故能良好地观察第1液浸区域LR1之状态。

<第2实施方式>

图7系表示第2实施方式的图。在以下之说明，对上述之第1实施方式同一或同等之构件使用同一符号，将其说明简略或省略。

如图7所示，使用观察装置60观察第2液浸区域LR2时，控制装置CONT亦可不形成第1液浸区域LR1，驱动第2液浸机构2，仅形成第2液浸区域LR2。即使此情形下，观察装置60，仍能透过第1光学元件LS1观察第2空间K2之第2液浸区域LR2。

又，第1液浸区域LR1之观察，系在第2液浸区域LR2之观察前或观察后，在形成第2液浸区域LR2之状态或未形成第2液浸区域之状态下执行。

<第3实施方式>

图8系表示第3实施方式的图。

在图8，观察装置60系设置于基板载台PST1之内部空间66’。并且，在基板载台PST1之上面51之一部分，以与内部空间66’接触之方式形成开口部64K’，在该开口部64K’配置透明构件64。如上所述，亦可将透明构件64及观察装置60，设置于以可移动的方式保持基板P之基板载台PST1。

又，在上述之各实施方式，观察装置60虽具有比第1、第2液浸区域LR1，LR2大之视野，但亦可具有比第1、第2液浸区域LR1，LR2小之视野。在此情形下，通过对投影光学系统PL，边将载置观察装置60之测量载台PST2(或基板载台PST1)朝XY方向移动，即，边将第1、第2液浸区域LR1，LR2与观察装置60之视野相对移动边观察，能良好地观察第1、第2液浸区域LR1，LR2各自的整个区域。

又，亦可在观察装置60载置变焦光学系统，在观察液浸区域LR1时与在观察液浸区域LR2时使观察视野之大小变化，或放大液浸区域之一部分来观察。

又，在上述之实施方式，虽依观察装置60之摄影元件63所取得之影像数据，控制装置CONT使显示装置DY显示第1、第2液浸区域LR1，LR2之影像，但亦可观察装置60具有影像处理功能或显示装置DY。

又，在上述之实施方式，控制装置CONT使第1、第2液浸机构1、2形成第1、第2液浸区域LR1，LR2时，虽使用观察装置60执行观察动作，但亦可每隔既定时间间隔，或每处理既定数量的基板，执行观察动作。

又，亦可在进行基板P之更换(例如，已曝光之基板与未曝光之基板之更换)中，以在投影光学系统PL之第1光学元件LS1与测量载台PST2之间保持液体LQ1之状态能执行观察动作。在此情形下，虽能在每更换基板P时使用观察装置60执行观察动作，但亦可每处理既定数量之基板时执行观察动作。图9系表示观察装置60之观察时点之一例，表示每将4片基板曝光处理后进行观察装置60之观察动作之步骤。又，在图9，表示继续于图5之流程图所说明之步骤SA9之曝光(第1片基板之曝光)后之处理步骤。

在步骤SA9第1片基板之曝光处理后，执行使用基准构件300之基线量之测量(步骤SA10)。其次，执行第2片基板之曝光处理(步骤SA11)，此后执行使用不均传感器400之透过率变动量之测量(步骤SA12)。其次，执行第3片基板之曝光处理(步骤SA13)，此后，执行使用空间像测量传感器500之像面位置测量(步骤SA14)。其次，执行第4片基板之曝光处理(步骤SA15)，此后执行使用观察装置60之液浸区域LR1之观察(步骤SA16)。其次，执行第5片基板之曝光处理(步骤SA17)，此后，反复执行步骤SA10～SA17。又，图9之流程图仅系一例，能适当置换使用观察装置60、基准构件300、传感器400、500之各动作之顺序，各动作之执行频度亦能按需要决定。

又，载置于测量载台PST2之测量构件或测量装置，不限于上述构件或装置，按照需要载置测量构件或测量装置即可。亦可将波面像差测定装置(例如，揭示于国际公开第99/60361号小册子(对应美国申请第09/714,183号)、日本特开2002-71514号、美国专利第6650399号等)或反射部(例如，揭示于特开昭62-183522号公报)载置于测量载台PST2。

又，上述之实施方式，在基板载台PST1之基板更换动作前后，为了将第1液浸区域LR1从基板载台PST1及测量载台PST2之一方移动至另一方，虽使基板载台PST1及测量载台PST2接触或接近，但在其它动作时亦可按照需要使2个载台接触或接近.例如，虽在开始基板P之曝光前执行用以检测基板P上之多个对准标记之对准处理，但在该对准处理中有第1液浸区域LR1之一部分会从基板载台PST1之上面51脱离之虞之情形下，为了维持第1液浸区域LR1，亦可使2个载台接触或接近.又，在基板P之曝光中有第1液浸区域LR1之一部分会从基板载台PST1之上面51脱离之虞之情形下，为了维持第1液浸区域LR1，亦可使2个载台接触或接近.从而，即使基板载台PST1之上面51之面积小，仍能维持第1液浸区域LR1.

又，虽在图9之流程图未明记，但在各步骤间，第1液浸区域LR1从一方载台上移动至另一方载台上，进而，与步骤SA10、SA12、SA14、SA16之各动作并行，使用基板载台PST1执行已曝光之基板与下一片待曝光之基板之更换动作。

又，不需要每进行使用观察装置60之观察动作时观察第1液浸区域LR1与第2液浸区域LR2，亦可仅观察任一方。

<第4实施方式>

说明第4实施方式。在上述之实施方式，控制装置CONT，依观察装置60之观察结果，判别液浸区域是否系期望状态(图5之步骤SA6)，在判断为液浸区域不是期望状态时，进行用以解除不良情形之各措施(图5之步骤SA8)，但在本实施方式，在在形成液浸区域之液体中有气泡等气体部分时，控制装置CONT，进行用以使该气体部分减少或消失之措施，将已脱气之液体供应既定时间。即，控制装置CONT，依载置于测量载台PST2之观察装置60之观察结果，例如判断在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中有气体部分时，将已脱气之第2液体LQ2供应既定时间至第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间之第2空间K2，并且按照已脱气之第2液体LQ2之供应量，以从第2空间K2回收既定量之第2液体LQ2之方式，来控制第2液浸机构2。如上所述，因第2液浸机构2之第2液体供应部31，具备用以减少第2液体LQ2中之气体成分之脱气装置，故控制装置CONT，使用设于第2液体供应部31之脱气装置将第2液体LQ2充分脱气后，控制第2液浸机构2，能将已脱气之第2液体LQ2供应至第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间之第2空间K2。并且，通过将已脱气之第2液体LQ2对第2空间K2供应既定时间，而能使形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气体部分(气泡)溶入第2液体LQ2中使其减少或消失。

图10系用以说明将已脱气之第2液体LQ2供应既定时间之动作之一例的流程图。在此，在更换第2液体LQ2时执行观察装置60之观察动作之情形为例来说明。所谓第2液体LQ2之更换，系指在第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间之第2空间K2填满第2液体LQ2之情形下，将第2液浸机构2对第2空间K2之第2液体LQ2供应动作与第2空间K2之第2液体LQ2回收动作并行进行，首先，将填满第2空间K2之第2液体LQ2从第2空间K2回收，并且将已调整为既定温度之清净之新第2液体LQ2供应第2空间K2而言。

在本实施方式，假设第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换动作，系针对每一批基板P(每处理既定数量的基板时)进行。并且，在基板P之曝光中，虽在第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间之第2空间K2填满第2液体LQ2，但第2液浸机构2之第2液体LQ2供应动作及回收动作则不进行。从而，在基板P之曝光中，能防止起因于使用第2液浸机构2之液体供应动作及回收动作的振动之产生。并且，通过针对每一批基板P(每处理既定数量的基板时)进行第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换动作，能以期望温度之第2液体LQ2填满第2空间K2。

又，在要更换第2液浸区域LR2之第2液体LQ2时，较佳为不要从第2空间K2完全去除第2液体LQ2，而以持续在第2空间K2填满第2液体LQ2之方式，将预先填满于第2空间K2之第2液体LQ2与新第2液体LQ2逐渐置换。从而，随着第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换，能防止在第2液浸区域LR2之第2液体LQ2产生气体部分(气泡)。

既定批量之最后基板P之曝光完成后(步骤SA18)，控制装置CONT，进行第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换(步骤SA19)。控制装置CONT，为了进行第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换，将第2液浸机构2对第2空间K2之第2液体LQ2之供应动作及第2空间K2之第2液体LQ2之回收动作并行进行。又，既定批量之最后基板P之曝光完成后，控制装置CONT，将测量载台PST2移动至相对投影光学系统PL之位置，以载置于测量载台PST2之观察装置60在能观察第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之状态下开始第2液体LQ2之更换动作。

第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换完成后，控制装置CONT，使用观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态。并且，控制装置CONT，依观察装置60之观察结果，判别在第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中是否有气体部分(气泡)(步骤SA20)。

在步骤SA20，在判断为在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中没有气泡时，控制装置CONT，执行下一批之基板P之曝光(步骤SA21)。

另一方面，在步骤SA20，在判断为在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中有气泡时，控制装置CONT，以将已脱气之第2液体LQ2供应既定时间之方式，来控制第2液浸机构2(步骤SA22)。在此，为了使气泡减少或消失，可使对第2空间K2供应第2液体LQ2时之每单位时间之液体供应量，与更换第2液浸区域LR2之第2液体LQ2时之每单位时间之液体供应量大致相等，或为了使气泡减少或消失，可使对第2空间K2供应第2液体LQ2时之每单位时间之液体供应量，比更换第2液浸区域LR2之第2液体LQ2时之每单位时间之液体供应量多。

图11系表示判断为在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中有气泡后、将已脱气之第2液体LQ2供应至第2空间K2之状态的图。如图11所示，控制装置CONT，边以观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态，边从第2液浸机构2之第2液体供应部31，将已脱气之第2液体LQ2对第2空间K2供应。在图11未形成第1液浸区域LR1。控制装置CONT，边以观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态，边从第2液体供应部31将已充分脱气之第2液体LQ2对第2空间K2供应，至达到形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡之大小或量降至既定水准以下为止，并且通过第2液体回收部41回收第2空间K2之第2液体LQ2。通过继续将已充分脱气之第2液体LQ2供应既定时间至第2空间K2，能使第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡减少或消失。又，即使例如气泡附着于第1光学元件LS1之上面T2或第2光学元件LS2之下面T3之状态，通过继续将已充分脱气之第2液体LQ2供应既定时间至第2空间K2，能使该气泡消失。

为了使气泡减少或消失，供应至第2空间K2之第2液体LQ2，系与使基板P曝光时填满第2空间K2之液体相同之液体。在本实施方式，设置于第2供应部31之脱气装置38，为了使气泡减少或消失，以使供应第2空间K2之第2液体LQ2之溶存气体浓度成为5ppm以下之方式，使第2液体LQ2脱气。进而，具体而言，脱气装置38，以满足溶存气体浓度5ppm以下、溶存氧化碳浓度5ppm以下、及溶存氮浓度5ppm以下中之至少一个条件之方式，进行第2液体LQ2之脱气。通过将供应第2空间K2之第2液体LQ2之溶存气体浓度抑制于5ppm以下，能使形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡溶解于第2液体LQ2中而使其减少或消失。

图12系表示脱气装置38之概略构成的截图面.在外壳171之内部隔着既定空间173收容筒状之中空丝束172.中空丝束172系将多个吸管状之中空丝膜174捆成平行，各中空丝膜174，系以疏水性高且气体透过性良好之材料(例如，聚四甲基戊烯)形成.在外壳171之两端固定真空盖构件175a、175b，在外壳171之两端外侧形成密闭空间176a、176b.在真空盖构件175a、175b设置连接于未图示之真空泵之脱气口177a、177b.又，在外壳171之两端，以仅使中空丝束172之两端连接于密闭空间176a、176b之方式形成密封部178a、178b，通过连接于脱气口177a、177b之真空泵能使各中空丝膜174之内侧为减压状态.在中空丝束172之内部，配置连接于既定之液体供应源之管179.在管179设置多个液体供应孔180，对密封部178a、178b及中空丝束172所包围之空间181，从液体供应孔180供应液体LQ.若从液体供应孔180持续供应液体LQ至空间181，液体LQ则以横穿平行捆成之中空丝膜174之层之方式向外侧流动，使液体LQ与中空丝膜174之外表面接触.如前述因中空丝膜174系以疏水性高且气体透过性良好之材料形成，故液体LQ不会渗入中空丝膜174之内侧，通过各中空丝膜174间移动至中空丝束172外侧之空间173.另一方面，溶解于液体LQ中之气体(分子)，因中空丝膜174之内侧已呈减压状态(20Torr左右)，故朝中空丝膜174之内侧移动(被吸收).如上所述，在横穿中空丝膜174之层之期间从液体LQ去除(脱气)之气体成分，如箭头183所示，从中空丝束172之两端透过密闭空间176a、176b，而从脱气口177a、177b排出.又，已作脱气处理之液体LQ，从设置于外壳171之液体出口182供应至第2供应管(第2空间K2).在本实施方式，第2液体供应部31，使用脱气装置38，使供应第2空间K2之第2液体LQ2之溶存气体浓度为5ppm以下.

又，控制装置CONT，依观察装置60之观察结果，能求出第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡之大小或气泡之量，故亦可按照第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡之大小或气泡之量，来调整供应第2液体供应部31所脱气之第2液体LQ2的时间。控制装置CONT连接于定时器TM，控制装置CONT能以定时器TM管理时间，通过边管理时间，边将已脱气之第2液体LQ2对第2空间K2供应既定时间，能使形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡减少或消失。具体而言，在气泡之大小较大或气泡之量多之情形下，控制装置CONT，延长已脱气之第2液体LQ2之供应时间，在气泡之大小较小或气泡之量少之情形下，缩短已脱气之第2液体LQ2之供应时间。从而，在气泡之大小大或气泡之量多之情形下，能使该气泡确实地减少或消失，在气泡之大小较小或气泡之量少之情形下，能节省气泡虽已减少或消失但仍持续供应已脱气之第2液体LQ2之浪费。

又，控制装置CONT，按照第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡之大小或量，可调整供应第2液体供应部31所脱气之第2液体LQ2的每单位时间之液体供应量。例如，在气泡之大小大或气泡之量多之情形下，控制装置CONT，增加供应所脱气之第2液体LQ2的每单位时间之液体供应量，在气泡之大小较小或气泡之量少之情形下，减少供应所脱气之第2液体LQ2的每单位时间之液体供应量。

接着，将已脱气之第2液体LQ2供应既定时间后，依观察装置60之观察结果，确认形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡之大小或量已降至既定水准以下后，开始下一批之基板P之曝光。

又在本实施方式，控制装置CONT，虽以观察装置60边观察第2液浸区域LR2之状态，但在边供应已脱气之第2液体LQ2至第2空间K2之期间，不需要持续使用观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态亦可.例如在第1时点，使用观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态，根据该观察装置60之观察结果，在判断在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中有气泡后，控制装置CONT，亦可不进行观察装置60之观察动作，而从第2液体供应部31使已脱气之第2液体LQ2供应既定时间.并且，经过既定时间后，在第2时点，通过使用观察装置60确认第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡是否已减少或消失，控制装置CONT，能判断是否要曝光下一批之基板，或进一步继续已脱气之第2液体LQ2之供应.在此情形下，控制装置CONT，依第1时点之观察装置60之观察结果，能求出第2液浸区域LR2中之气泡之大小或量，故按照该气泡之大小或量，可调整已脱气之第2液体LQ2之供应时间.在要调整已脱气之第2液体LQ2之供应时间之情形下，控制装置CONT，能边监视定时器TM边调整供应时间.

又在本实施方式，虽在第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换完成后，观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态，但当然亦可边进行第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换，边进行观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态。

又，如图11所示，在将观察装置60设置于测量载台PST2之情形下，能使观察装置60之观察动作，与基板载台PST1上之基板P之更换动作(既定批量之最后基板与下一批基板之更换动作)并行进行。另一方面，如已在第3实施方式所说明，亦可将观察装置60设置于基板载台PST1。在此情形下，能在观察装置60之观察动作之前或后，进行基板载台PST1上之基板P之更换动作。又，在图11，当使用观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态时，第1液浸区域LR1虽未形成，但将第1液浸区域LR1形成亦可。在此情形下，观察装置60，透过第1液浸区域LR1之第1液体LQ1观察第2液浸区域LR2。另一方面，如图11所示，使用观察装置60观察第2液浸区域LR2之状态时，通过未形成第1液浸区域LR1，能更高精度地观察形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中之气泡之有无。

又在本实施方式，虽将第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换动作，针对每一批基板P(即每次针对掩模载台MST更换掩模M时)进行，但亦可每隔既定时间间隔，或每处理既定数量的基板，进行更换动作。

又在本实施方式，观察装置60之观察动作，虽是每更换第2液浸区域LR2之第2液体LQ2进行，但亦可在第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换时以外的时点进行。例如，在对无第2液体LQ2状态之第2空间K2供应第2液体LQ2时，进行观察装置60之观察亦可。或，即使1批之途中，在进行基板载台PST1上之基板P之更换时，因投影光学系统PL与测量载台PST2相对，在系在测量载台PST2设置观察装置60之情形下，该批途中之基板更换时，能进行第2液浸区域LR2之观察。并且，依观察装置60之观察结果，在判断在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中有气泡时，控制装置CONT，不进行载置于基板载台PST1之基板P之曝光，为了使第2液体LQ2中之气泡减少或消失，将已脱气之第2液体LQ2对第2空间K2供应既定时间。

又在本实施方式，第2液浸区域LR2之第2液体LQ2之更换动作，虽针对每一批(或每隔既定时间间隔、每处理既定数量的基板)进行，但在基板P之曝光中，第2液浸机构2，亦可持续进行对第2空间K2之第2液体LQ2之供应动作及第2空间K2之第2液体LQ2之回收动作.在此情形下，在基板P之更换中等之非曝光动作时观察第2液浸区域LR2(第2液体LQ2)之状态，在判断在第2液体LQ2中有气泡时，控制装置CONT，不开始下一基板P之曝光，进行所脱气之第2液体LQ2之供应动作与回收动作，使第2液体LQ2中之气泡减少或消失.此时，为了使气泡减少或消失，对第2空间K2供应已脱气之第2液体LQ2时的每单位时间之液体供应量，可与使基板P曝光时对第2空间K2供应第2液体LQ2时的每单位时间之液体供应量相等，或为了使气泡减少或消失，对第2空间K2供应已脱气之第2液体LQ2时的每单位时间之液体供应量，亦可比使基板P曝光时对第2空间K2供应第2液体LQ2时的每单位时间之液体供应量多.

又，在本实施方式，判断在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中有气泡时，为了使该气体部分减少或消失，虽对第2空间K2供应已脱气之第2液体LQ2既定时间，但亦可不管理已脱气之第2液体LQ2之液体供应时间，而在判断在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中有气泡时，边将已脱气之第2液体LQ2供应第2空间K2边以观察装置60连续地或间歇地观察第2液体LQ2，在判断第2液体LQ2中之气体部分已减少或消失至对曝光或测量不影响之程度的时点，执行已脱气之第2液体LQ2之供应停止及/或曝光用光EL之照射。

又，在本实施方式，在判断在形成第2液浸区域LR2之第2液体LQ2中有气泡时，虽将已脱气之第2液体LQ2对第2空间K2供应既定时间，但控制装置CONT，依观察装置60之观察结果，判断在形成第1液浸区域LR1之第1液体LQ1中有气泡时，亦可以将已脱气之第1液体LQ1供应既定时间之方式，来控制第1液浸机构1。因第1液浸机构1之第1液体供应部11亦具备脱气装置，故第1液浸机构1之第1液体供应部11能供应已脱气之第1液体LQ1。

<第5实施方式>

在上述之各实施方式，当执行使用观察装置60之观察动作时，如本实施方式将予说明将液浸区域LR1、LR2以来自光源之光照明亦可。在本实施方式说明各种照明方法及使用其之装置、构成。例如，照明光，能使用曝光用光EX，在此情形下可使曝光用光EX之强度降低。又，透明构件64之材料按照曝光用光EX之波长适当选择透明之材料(例如萤石或石英等)。又，较佳为按照曝光用光EX之波长使用高感度之摄影元件或检测元件。

如图13所示，亦可在观察装置60具有照明用之光源67。照明用之光源，例如能使用LED(白色LED等)或EL元件(无机EL片等)。又照明光之照明方法能使用暗视野照明法或明视野照明法，亦能将暗视野照明法或明视野照明法转换使用。在此情形下，例如，能使用明视野照明法观察空间K1、K2是否充分填满液体LQ1、LQ2，而能使用暗视野照明法观察在液体LQ1、LQ2中是否混入小气泡或粒子。

又，如图14所示，亦可将用以照明第2液浸区域LR2之照明装置68，配置于第2液浸区域LR2之上方，即配置于隔着第2液浸区域LR2且与观察装置60相对之位置，朝第2液浸区域LR2从上方照射照明光.照明装置68，例如能具有LED(白色LED等)或EL元件(无机EL片等).图14所示之照明装置68，以对曝光用光EX之光路空间能进退之方式设置，控制装置CONT，使用观察装置60进行第2液浸区域LR2之观察时，能将照明装置68配置于曝光用光EX之光路空间，使从照明装置68射出之照明光，朝第2液浸区域LR2从上方照射.射出自照明装置68之照明光，通过投影光学系统PL之各光学元件后，能照明第2空间K2之第2液浸区域LR2.并且，使基板P曝光时等，在投影光学系统PL使曝光用光通过之情形下，控制装置CONT，使照明装置68从曝光用光EX之光路空间退避.在图14所示之例，照明装置68虽配置于掩模载台MST(掩模M)与投影光学系统PL之间，但亦可配置于掩模载台MST(掩模M)之上方.

又，如图15所示，亦可将照明装置68装设于掩模载台MST下面。从而，亦能朝第2液浸区域LR2从上方照射照明光。控制装置CONT，使用观察装置60进行第2液浸区域LR2之观察时，驱动掩模载台MST，使照明装置68配置于投影光学系统PL上方，将射出自照明装置68之照明光，透过投影光学系统PL之各光学元件，朝第2液浸区域LR2从上方照射。

又，如图16所示，将荧光构件(荧光板)69以掩模载台MST保持，将从荧光板69产生之光(照明光)，朝第2液浸区域LR2从上方照射亦可。在掩模载台MST虽设置用以通过曝光用光EL之开口部Km，但产生自荧光板69之光通过该开口部Km后，透过投影光学系统PL之各光学元件，照射第2液浸区域LR2。为了使荧光板69发出荧光，例如朝荧光板69照射曝光用光EL即可。或，在掩模载台MST之一部分设置与开口部Km另外之荧光板用开口部，在该荧光板用开口部固定荧光板亦可。

又，亦能使用参照图14～图16所说明之照明光来照明第1液浸区域LR1。

又，如图17所示，将照明装置68设置于喷嘴构件70附近，通过从该照明装置68照射照明光，该照明光能使第1液浸区域LR1从倾斜方向照明。在图17所示之例，照明装置68，系透过第1支撑机构81，支撑于曝光装置EX本体(柱)100之一部分。柱100支撑凸缘PF(设置于投影光学系统PL之镜筒PK)。又，柱100，能透过第2支撑机构82，支撑喷嘴构件70。

又，在上述说明中，虽透过透明构件64观察形成液浸区域(LR1、LR2)之液体(LQ1、LQ2)，但替代如图17所示之照明装置68，设置观察装置(例如，摄影装置或气泡检测器)，将形成第1液浸区域LR1之第1液体LQ1从侧方观察亦可。这些观察装置，例如，亦可使用WO2004/053958所揭示之气泡检测器。该气泡检测器具有投射系统与检测系统，设置于从投影光学系统之光轴离开之位置。更具体而言，投射系统与检测系统，系以隔着投影光学系统之投影区域之方式朝扫描方向(X方向)设置，从投射系统之多个投射部将检测用光斜射入于液浸区域，在液浸区域不存在气泡之情形下，以液浸区域之底面或界面(在本说明书系透明构件64之上面)反射而以受光系统受光。在液浸区域存在气泡之情形下，因气泡会使光散射，故以设于与受光系统不同位置之另一受光系统使光受光，依该受光量求出气泡量(暗视野检测)。依气泡检测器、该检测方法及检测结果之控制，援用WO 2004/053958之揭示，作为本说明书之一部分。又，将观察装置(以测量载台PST2不相对投影光学系统PL之状态下能从侧方观察(核对)形成第1液浸区域LR1之第1液体LQ1)设置于测量载台PST2亦可。在此情形下，例如，即使在保持于基板载台PST1之基板P之曝光中，能将形成于基板载台PST1(基板P)上之第1液浸区域LR1之状态(液体LQ1中之气泡之有无或液体LQ1之泄漏等)，使用设置于测量载台PST2之观察装置核对。

又，在上述之各实施方式，虽采用将各第1光学元件LS1之下面T1侧之第1空间K1与上面T2侧之第2空间K2以液体填满之状态使用的投影光学系统PL，但亦可采用仅将投影光学系统PL之第1光学元件LS1之下面T1侧之第1空间K1以液体填满之状态使用的投影光学系统PL。在此情形下，观察装置60之观察对象仅系第1液浸区域LR1。

又，不仅将观察装置60使用于液浸区域LR1、LR2之观察，亦能使用于投影光学系统PL之第1光学元件LS1之下面T1之观察，或喷嘴构件70之下面70A或未图示之基板对准系统之对物透镜下面之观察.在此情形下，从使用观察装置60取得之影像，能确认第1光学元件LS1之下面T1、第1光学元件LS1之保持部、喷嘴构件之下面70A等之污染状态，或确认是否在基板对准系统之对物透镜下面或基板对准系统之框体等附着液体(水).

在上述之各实施方式，液体LQ系使用纯水。纯水，能在半导体工厂等容易大量获取，并且有对基板P上之抗蚀剂或光学元件(透镜)等无不良影响之优点。又，纯水对环境无不良影响，并且因杂质之含有量极少，故亦能期待基板P之表面，及设置于投影光学系统PL之前端面之光学元件之表面之洗净作用。又在从工厂等所供应之纯水之纯度系低时，亦可使曝光装置具备超纯水制造器。

在上述实施方式要观察气泡之情形下，在使用摄影元件或透过率传感器时，为了提高这些元件或传感器之感度亦可加添加物。例如，为了使气泡液体之区别明确，亦可在液体中添加色素。在此情形下，较佳为对曝光用光未具有吸收带之色素。亦可将如上所述加添加物之液体使用于观察液浸状态时，而在实际之曝光时使用不加添加物之纯水。

并且，对波长193nm左右之曝光用光EL，纯水(水)之折射率n为大致1.44，当作曝光用光EL之光源在使用ArF准分子激光光(波长193nm)时，在基板P上被短波长化为1/n，即大约134nm，能获得高分辨率。进而，因焦点深度比空气中放大约n倍，即大约1.44倍，故仅将与空气中所使用时相同程度之焦点深度确保即可之情形下，能更增加投影光学系统PL之数值孔径，该部分亦能提高分辨率。

又，在液浸法为了提高数值孔径，可考虑使用折射率高之液体，例如使用折射率1.6以上之液体。在此情形下，为了抑制投影光学系统PL之大小(直径)，较佳为将投影光学系统PL之一部分之透镜(特别系靠近像面之透镜)以高折射率之材料形成。例如，较佳为将投影光学系统PL中之光学元件中靠近第2液体LQ2之第2光学元件LS2，以CaO(氧化钙)及MgO(氧化镁)中之至少一材料形成。从而，在能实现之大小下，能实现高数值孔径。例如即使使用ArF准分子激光光(波长193nm)之情形下，能实现1.5左右，或其以上之高数值孔径。

在上述之各实施方式，配置于最靠像面侧(基板P侧)之第1光学元件LS1虽系未具有折射力之平行平面板之方式，但在该第1光学元件LS1具有折射力时，较佳为将该配置于最像面侧之第1光学元件LS1以CaO及MgO中之至少一材料形成。

即，较佳为透过形成于像面侧之液浸区域之液体将物体像投影于基板上的投影光学系统，较佳为具备第1光学元件，配置于最像面侧且以CaO(氧化钙)及MgO(氧化镁)中之至少一材料形成。又，透过形成于像面侧之液浸区域之液体将物体像投影于基板上的投影光学系统，较佳为具备：第1光学元件，邻接配置于最像面侧；及第2光学元件，邻接配置于第1光学元件之物体侧；第1光学元件与第2光学元件之至少一方，以CaO(氧化钙)及MgO(氧化镁)中之至少一材料形成。例如，亦可将第1光学元件与第2光学元件之一方，以CaO(氧化钙)形成，将另一方以MgO(氧化镁)形成。

又，在第1光学元件LS1具有折射力时，第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间之光路空间亦可不填满第2液体LQ2。

又，CaO(氧化钙)及MgO(氧化镁)虽在曝光用光EL之波长(例如193nm)具有固有双折射，但固有双折射之符号系CaO(氧化钙)及MgO(氧化镁)彼此逆向.因此，在将接近投影光学系统之像面侧(基板P侧)之光学元件中之1个以CaO或MgO形成之情形下，较佳为将该光学元件附近之光学元件以MgO或CaO形成，将这些光学元件之光轴方向之厚度以减少固有双折射之影响之方式设定.在此，较佳为这些光学元件之结晶方向系一致.又，以CaO形成之光学元件与以MgO形成之光学元件不一定要相邻.

例如，假设将第2光学元件LS2以MgO(或CaO)形成，且将第3光学元件LS3以CaO(或MgO)形成之情形下，较佳为将这些第2光学元件LS2之光轴方向之厚度与第3光学元件LS3之光轴方向之厚度，以大致比例于CaO及MgO所具有之固有双折射值之倒数之方式设定。在该情形下，能将最像面侧(基板P侧)之第1光学元件LS1以石英玻璃形成。

又，在第1光学元件LS1具有折射力之情形下，亦可将第1光学元件LS1以MgO(或CaO)形成，且将第2光学元件LS2以CaO(或MgO)形成，将第1光学元件LS1之光轴方向之厚度与第2光学元件LS2之光轴方向之厚度，以大致比例于CaO及MgO所具有之固有双折射值之倒数之方式设定。

在要以CaO(氧化钙)形成光学元件时，较佳为在该光学元件之光学面上形成包含MgO(氧化镁)之反射防止涂膜。又，在要以MgO(氧化镁)形成光学元件时，较佳为在该光学元件之光学面上形成包含CaO(氧化钙)之反射防止涂膜。

又，如上所述使用液浸法时，投影光学系统之数值孔径NA有时会呈0.9～1.5。如此在投影光学系统之数值孔径NA变大之情形下，对于一直作为曝光用光而使用之随机偏光用光，由于偏光效应有时会使成像性能恶化，故较佳为使用偏光照明。在此情形下，较佳为进行与掩模(标线片)之等间隔线(line and space)图案之线图案之长边方向一致的直线偏光照明，从掩模(标线片)之图案多射出S偏光成分(TE偏光成分)，即沿线图案之长边方向之偏光方向成分的衍射光。因在投影光学系统PL与涂布于基板P表面之抗蚀剂之间填满液体之情形下，比起在投影光学系统PL与涂布于基板P表面之抗蚀剂之间填满空气(气体)之情形，有助于提高对比度(contrast)之S偏光成分(TE偏光成分)之衍射光在抗蚀剂表面之透过率会提高，故即使投影光学系统之数值孔径NA超过1.0时亦能获得高成像性能。又，若适当组合移相掩模或如日本特开平6-188169号公报所揭示之与线图案之长边方向一致的斜入射照明法(特别系双极照明法)等，则更有效果。特别，直线偏光照明法与双孔照明法之组合，系对等间隔线图案之周期方向限于既定之一方向时，或沿既定之一方向孔图案密集时有效果。例如，将透过率6％之半阶(half-tone)型移相掩模(半间距45nm左右之图案)，并用直线偏光照明法及双孔照明法来照明之情形下，若设在照明系统之瞳面形成双孔之二光束之外接圆所限定之照明σ为0.95，设其瞳面之各光束之半径为0.125σ，设投影光学系统PL之数值孔径为NA＝1.2，则比使用随机偏光用光，能使焦点深度(DOF)增加150nm左右。

又，直线偏光照明与小σ照明法(表示照明系统之数值孔径NAi与投影光学系统之数值孔径NAp之比的σ值成为0.4以下之照明法)之组合亦有效果。

又，例如以ArF准分子激光光为曝光用光，使用1/4左右之缩小倍率之投影光学系统PL，在基板P上使微细之等间隔线图案(例如25～50nm左右之等间隔线)曝光时，依掩模M之构成(例如图案之微细度或铬之厚度)，通过波导(Wave guide)效应使掩模M当作偏光板而产生作用，从掩模M射出比P偏光成分(TM偏光成分)之衍射光为多之S偏光成分(TE偏光成分)之衍射光。在此情形下，较佳为使用该直线偏光照明，但即使以随机偏光用光照明掩模M，投影光学系统PL之数值孔径NA系大如0.9～1.3，仍能获得高解析性能。

又，当要将掩模M上之极微细等间隔线图案曝光于基板P之情形下，通过线栅(Wire Grid)效应P偏光成分(TM偏光成分)虽有比S偏光成分(TE偏光成分)为大之可能性，但例如以ArF准分子激光光为曝光用光，使用1/4左右之缩小倍率之投影光学系统PL，使比25nm大之等间隔线图案曝光于基板P上时，因S偏光成分(TE偏光成分)之衍射光比P偏光成分(TM偏光成分)之衍射光为多而从掩模M射出，故即使投影光学系统PL之数值孔径NA系如0.9～1.3之大之情形下，仍能获得高解析像性能。

再者，不仅系与掩模(标线片)之线图案之长边方向一致之直线偏光照明(S偏光照明)，如日本特开平6-53120号公报所揭示，使朝以光轴为中心之圆接线(周)方向直线偏光之偏光照明法与斜入射照明法的组合亦有效果。尤其，不仅是掩模(标线片)之图案朝既定之一方向延伸之线图案，而且朝多个不同方向延伸之线图案混合存在(周期方向不同之等间隔线图案混在)之情形下，同样如日本特开平6-53120号公报所揭示，通过并用朝以光轴为中心之圆之切线方向直线偏光之偏光照明法与环带照明法，即使投影光学系统PL之数值孔径NA系大时，能获得高成像性能。例如，将透过率6％之半阶型相移掩模(半间距63nm左右之图案)，并用朝以光轴为中心之圆切线方向直线偏光之偏光照明法与环带照明法(环带比3/4)来照明时，若设照明σ为0.95，设投影光学系统PL之数值孔径为NA＝1.00，则比使用随机偏光用光，能使焦点深度(DOF)增加250nm，在半间距55nm左右之图案且投影光学系统之数值孔径为NA＝1.2，能使焦点深度增加100nm左右。

再者，除了上述之各种照明法之外，适用：例如累进焦点曝光法，揭示于日本特开平4-277612号公报或日本特开2001-345245号公报；多波长曝光法，使用多波长(例如二波长)之曝光用光能获得与累进焦点曝光法同样之效果；也都具有效果。

上述之实施方式，在投影光学系统PL之前端装设光学元件LS1，通过该透镜能进行投影光学系统PL之光学特性之调整，例如像差(球面像差、彗形像差等)。又，装设于投影光学系统PL之前端之光学元件，亦可投影光学系统PL之光学特性之调整所使用之光学板。或亦可使曝光用光EL透过之平行平面板。

又，液体LQ之流动所产生之投影光学系统PL前端之光学元件与基板P之间之压力系大之情形下，并非使其光学元件能更换，而是使光学元件不会被其压力移动之方式而坚固地固定亦可。

又，上述之各实施方式，投影光学系统PL与基板P之间虽系以液体LQ填满之构成，但亦可例如以在基板P之表面装配平行平面板所组成之盖玻璃之状态来填满液体LQ之构成。

又，上述之各实施方式之液体LQ虽系水，特别系纯水，但水以外之液体亦可。例如，在曝光用光EL之光源系F₂激光光之情形下，因该F₂激光光系不透过水，故可使用能透过F₂激光光之液体LQ，例如全氟聚醚(PFPE)或氟系油等氟系流体亦可。在此情形下，对与液体LQ接触之部分，例如以包含氟之极性小之分子构造物质形成薄膜来进行亲液化处理。又，液体LQ，除此之外亦能使用对曝光用光EL具有透过性且折射率尽量高、对涂布于投影光学系统PL与基板P表面之抗蚀剂稳定的液体(例如洋杉油)。在此情形下，表面处理亦按照所使用之液体LQ之极性来施加。又，替代液体LQ之纯水，亦能使用具有所要之折射率之各种流体，例如，超临界流体或高折射率气体。

又，上述各实施方式之基板P，不仅半导体组件制造用之半导体晶片可适用，显示器组件用之玻璃基板、薄膜磁头用之陶瓷晶片、或在曝光装置所使用之掩模或标线片之原版(合成石英、硅晶片)等亦能适用.

曝光装置EX，除能适用于步进扫描(step and scan)方式之扫描型曝光装置(扫描步进机)外，使掩模M与基板P同步移动来扫描曝光掩模M之图案；亦能适用于步进重复(step and repeat)方式之投影曝光装置(步进机)使掩模M与基板P静止之状态将掩模M之图案一起曝光，而使基板P逐次步进移动。

又，曝光装置EX，亦能适用于在使第1图案与基板P大致静止之状态下将第1图案之缩小像使用投影光学系统(例如1/8缩小倍率且不含反射元件之折射型投影光学系统)一起曝光于基板P上之方式的曝光装置。在此情形下，进一步在其后，亦能适用于接合方式之一起曝光装置，即，在使第2图案与基板P大致静止之状态下，使用其投影光学系统，将第2图案之缩小像与第1图案部分重叠，一起曝光于基板P上。又，接合方式之曝光装置，亦能适用于步进接合(step andstitch)方式之曝光装置，即，在基板P上将至少2个图案部分地重叠而转印，逐次移动基板P。

又，本发明亦能适用于双载台型曝光装置。双载台型曝光装置之情形下，可在保持基板之二个基板载台各设置观察装置60之至少一部，亦可仅在一基板载台设置观察装置60之至少一部。双载台型曝光装置之构成及曝光动作，例如揭示于日本特开平10-163099号及日本特开平10-214783号(对应美国专利6,341,007、6,400,441、6,549,269及6,590,634)，日本特表2000-505968号(对应美国专利5,696,441)或美国专利6,208,407，在本申请书所指定或选择之国家法令容许之范围内，援用这些揭示作为本说明书之一部分。

又在上述实施方式，虽对将本发明适用于具备测量载台与基板载台之曝光装置之情形加以说明，但对不具备测量载台，仅具备一基板载台之曝光装置亦能适用本发明。在此情形下，如在上述第3实施方式所说明，在基板载台载置观察装置60之至少一部。

又，在上述之各实施方式，虽在测量载台或基板载台载置透明构件64与光学系统61与摄影元件63，但亦可例如日本特开平10-284412号公报所揭示，将透明构件64配置于载台，并且在与载台分离而设置之构件(例如底座BP)配置摄影元件63，透过透明构件64以摄影元件63受光，来观察形成液浸区域(LR1、LR2)之液体(LQ1、LQ2)之状态。

又，在图8所示之第3实施方式，虽在基板载台PST1载置透明构件64与光学系统61与摄影元件63，但亦可将透明构件64与第1送光系统配置于基板载台PST1，并且将第2送光系统与摄影元件63载置于测量载台PST2，以使基板载台PST1与测量载台PST2在既定之位置关系之状态，将透过透明构件64射入第1送光系统之光透过第2送光系统以摄影元件63受光，来观察形成液浸区域(LR1、LR2)之液体(LQ1、LQ2)之状态。

又，在上述之第4实施方式，虽使用具有摄影元件63之观察装置60检测气泡(气体部分)，在检测气泡时使已脱气之液体流动以减少或消失，但检测气泡(气体部分)之方式不限于使用摄影元件63之方式，亦可以其它方式检测气泡来使已脱气之液体流动。例如，亦能替代摄影元件设置受光元件，对液浸区域以第5实施方式所例示之方法照射光，将透过液浸区域之光之透过率以受光元件检测。在此情形下，预先将气泡系在容许范围内时之透过率当作基准值求出，通过比较对基准值之检测值能判断气泡量。又，此种受光元件之设置位置，不限于投影光学系统之下方(光轴位置)，亦可如该WO 2004/053958所揭示之气泡检测器设置于偏离投影光学系统光轴之位置。

再者，亦能将观察装置60之一部分或全部，以能对测量载台或基板载台装卸之方式具备。

又，将该第1液浸区域LR1之状态从侧方观察之观察装置，可配置于曝光装置EX内(可当作曝光装置之一构件)，或亦可与曝光装置不同之单元(例如可供选择模块)。

又，在上述实施方式，虽采用在投影光学系统PL与基板P之间局部填满液体之曝光装置，但本发明，亦能适用于将曝光对象之基板之表面全体以液体覆盖的液浸曝光装置。将曝光对象之基板之表面全体以液体被覆的液浸曝光装置之构成及曝光动作，例如在日本特开平6-124873号公报、日本特开平10-303114号公报、美国专利第5,825,043号等详细说明，在本申请书所指定或选择之国家法令容许之范围内，援用该文献之记载内容作为本说明书之一部分。

曝光装置EX之种类，不限于用以将半导体组件图案曝光于基板P之半导体组件制造用之曝光装置，能宽广地适用于液晶显示组件制造用或显示器制造用之曝光装置，或用以制造薄膜磁头、摄影元件(CCD)或标线片或掩模等之曝光装置等。

又，在上述实施方式，虽使用在光透过性之基板上形成既定之遮光图案(或相位图案、减光图案)之光透过性掩模，但替代该掩模，例如美国专利第6,778,257号公报所揭示，亦可依待曝光之图案之电子数据，使用形成透过图案或反射图案、或发光图案之电子掩模。

又，本发明之曝光装置亦能适用于未具有投影光学系统之型式之曝光装置。在此情形下，来自光源之曝光用光通过光学元件而照射于液浸区域。如国际公开第2001/035168号说明书所揭示，通过将干涉条纹形成于基板P上，在基板P上形成等间隔线图案之曝光装置(光刻系统)，亦能适用本发明。

如上所述，本实施方式之曝光装置EX，通过将包含列举于本申请范围之各种构件的各种子系统，以保持既定之机械精度、电气精度、光学精度之方式组装来制造。为了确保此等各种构件精度，在组装前后，对各种光学系统进行用以达成光学精度之调整，对各种机械系统进行用以达成机械精度之调整，对各种电气系统进行用以达成电气精度之调整。从各种子系统对曝光装置之组装步骤，包含各种子系统彼此之机械连接、电路之配线连接、气压回路之配管连接等。在此从各种子系统对曝光装置之组装步骤之前，当然具有各子系统个别之组装步骤。各种子系统对曝光装置之组装步骤结束后，进行综合调整，以确保曝光装置全体之各种精度。又，曝光装置之制造较佳为在温度及清洁度等受到管理之无尘室进行。

半导体组件等之微组件，如图18所示，经过：进行微组件之功能、性能设计之步骤201；依此设计步骤制作掩模(标线片)之步骤202；制造组件之基材(基板)之步骤203；通过前述实施方式之曝光装置EX将掩模之图案曝光于基板之曝光处理步骤204；组件组装步骤(包含分割步骤、接合步骤、封装步骤)205；检查步骤206等来制造。又，曝光处理步骤，包含图5、9及10所说明之液浸区域之观察或处理等步骤或基板之显影步骤。

依本发明，通过掌握液浸区域之状态，尤其是掌握液浸区域之液体中之气体之存在来进行适当处理，能使实际曝光时之液浸区域之状态为最佳，从而能实现良好之液浸曝光。

Claims (24)

1.一种曝光装置，透过液浸区域的液体将基板曝光，其特征在于具备：

投影光学系统，具有最靠近该投影光学系统的像面的第1光学元件；

液浸机构，在设置于该投影光学系统的像面侧的既定面与该第1光学元件之间形成液体的液浸区域；及

观察装置，用以取得观察该液浸区域的状态的影像信息。

2.如权利要求1所述的曝光装置，其中，

该观察装置透过配置于该投影光学系统的像面侧的既定面来取得观察该液浸区域的状态的影像信息。

3.如权利要求2所述的曝光装置，其中，

该既定面包含透明构件的表面，该观察装置透过该透明构件来取得观察该液浸区域的状态的影像信息。

4.如权利要求2所述的曝光装置，其中，

具有能在该投影光学系统的像面侧移动的载台，该载台的上面包含该既定面。

5.如权利要求4所述的曝光装置，其中，

该观察装置的至少一部分设置于该载台内部。

6.如权利要求4所述的曝光装置，其中，

该载台以可移动的方式保持该基板。

7.如权利要求4所述的曝光装置，其中，

该载台包含能彼此独立移动的第1载台及第2载台，该第1载台保持该基板而移动，该第2载台保持进行与曝光处理相关的测量的测量器而移动，该第2载台的上面包含该既定面。

8.如权利要求1至7中任一项所述的曝光装置，其中，

该投影光学系统具有次于该第1光学元件靠近该投影光学系统的像面的第2光学元件；

该液浸机构包含：第1液浸机构，在该第1光学元件与该既定面之间形成作为该液浸区域的第1液浸区域；及第2液浸机构，在该第1光学元件与该第2光学元件之间形成第2液浸区域；

该观察装置能分别观察该第1液浸区域的状态与该第2液浸区域的状态。

9.如权利要求8所述的曝光装置，其中，

该观察装置透过该第1光学元件来观察该第2液浸区域。

10.如权利要求8所述的曝光装置，其中，

该观察装置具有可调整该观察装置的光学系统的焦点位置的调整机构，通过调整该焦点位置，能分别观察该第1液浸区域的状态与该第2液浸区域的状态。

11.如权利要求1至7中任一项所述的曝光装置，其中，

该观察装置具有较该液浸区域大的视野。

12.如权利要求1所述的曝光装置，其中，

该观察装置具有较该液浸区域小的视野，边将该液浸区域与该视野相对移动边进行观察。

13.如权利要求1所述的曝光装置，其中，

该观察装置用以取得形成该液浸区域的液体的影像。

14.如权利要求12所述的曝光装置，其中，

该观察装置包含显示该影像的显示装置。

15.如权利要求13所述的曝光装置，其中，

该观察装置包含摄影元件。

16.如权利要求1所述的曝光装置，其中，

该观察装置用以观察形成该液浸区域的液体中气体的混入状态。

17.如权利要求1所述的曝光装置，其中，

该液浸机构具有使液体脱气的脱气装置；

具有控制装置，该控制装置在根据该观察装置的观察结果而判断为在形成该液浸区域的液体中有气体部分时，控制该液浸机构以供应已脱气的液体。

18.如权利要求17所述的曝光装置，其中，

该脱气装置使液体脱气以使溶存气体浓度为5ppm以下。

19.如权利要求17所述的曝光装置，其中，

该控制装置边用该观察装置观察该液浸区域的状态边供应该已脱气的液体。

20.如权利要求17所述的曝光装置，其中，

该控制装置按照该液浸区域中的气体部分的大小或量来调整供应该已脱气的液体的时间。

21.如权利要求1所述的曝光装置，其中，

该观察装置包含照明装置。

22.如权利要求8所述的曝光装置，其中，

第1光学元件以CaO及MgO的一方形成，第2光学元件以CaO及MgO的另一方形成。

23.如权利要求22所述的曝光装置，其中，

在以CaO形成的第1光学元件表面具有MgO反射防止涂层，在以MgO形成的第1光学元件表面具有CaO反射防止涂层。

24.一种组件制造方法，其特征在于：该组件使用权利要求1所述的曝光装置来制造。

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