CN1868032A - 曝光装置、曝光方法以及器件制造方法 - Google Patents

Abstract

从投影光学系统PL入射到液体LQ上的曝光光之中，入射到光透过部44上的曝光光，不通过气体中地入射到光学部件41上而被集中。曝光装置，即便投影光学系统的数值孔径增大，也可以接收来自投影光学系统的曝光光，从而进行各种计测。

Description

曝光装置、曝光方法以及器件制造方法

技术领域

本发明涉及将形成在掩模上的图形转印到基板上而将基板曝光的曝光装置以及曝光方法、和使用了该曝光装置的器件制造方法。

背景技术

在作为半导体元件、液晶显示元件、摄像装置(CCD(chargeCoupled Device)等)、薄膜磁头等微型器件的制造工序的1个而通常都会设置的光刻工序中，使用对作为曝光对象的基板(涂布了光致抗蚀剂的半导体晶片或玻璃板)，投影曝光形成在掩模或中间掩模上(以下，在总称它们时，称为掩模)的图形的缩小像的曝光装置。近年，多使用分步重复方式的缩小投影曝光装置(所谓的步进曝光装置)或分步扫描方式的曝光装置。

所述的步进曝光装置，是如下的曝光装置，即将基板载置在二维地移动自如的基板载物台上，由该基板载物台使基板步进，然后依次重复将掩模的图形的缩小像在基板上的各拍摄区域一并曝光的动作。另外，分步扫描方式的曝光装置，是如下的曝光装置，即在将狭缝状的脉冲曝光光照射在掩模上的状态下，一面使载置了掩模的掩模载物台和载置了基板的基板载物台相对于投影光学系统相互同步移动，一面将形成在掩模上的图形的一部分逐次转印到基板的拍摄区域上，当对于1个拍摄区域的图形的转印结束时，使基板步进，然后在其他的拍摄区域进行图形的转印。

另外，这些曝光装置具有经由投影光学系统来接收曝光光的多个光传感器(光接收部)，并根据这些光传感器的输出，进行各种机械方面的调整和光学方面的调整，或者决定各种动作条件，从而使实质上进行基板的曝光时的曝光动作最完善。例如，在基板载物台上设有用于计测通过了投影光学系统的曝光光的照度不匀(光量分布)、或计测积分光量不匀的照度不匀传感器，和计测通过了投影光学系统的曝光光的照射量(光量)的照射量传感器。对于这样的照度不匀传感器，例如在特开平08-316133号公报，另外，对于照射量传感器，例如在国际公开第01/008205号公报中，分别被公开。

另外，近年，为了应对器件图形的进一步的高集成化，要求投影光学系统的进一步的高析像度化。使用的曝光波长越短，投影光学系统的数值孔径越大，投影光学系统的析像度就越高。因此，曝光装置所使用的曝光波长逐年短波长化，投影光学系统的数值孔径也越来越大。并且，现在主流的曝光波长是KrF准分子激光器的248nm，但波长更短的ArF准分子激光器的193nm也正在被实用化。另外，在进行曝光时，焦深(DOF)与析像度同样重要。析像度R、以及焦深δ分别用以下的公式表示。

R＝k₁·λ/NA            …(1)

δ＝±k₂·λ/NA²        …(2)

在此，λ是曝光波长，NA是投影光学系统的数值孔径，k₁、k₂是工艺系数。根据(1)式、(2)式，可以了解，当为了提高析像度R，而缩短曝光波长λ，然后增大数值孔径NA时，焦深δ变窄。

如果焦深变得过窄，便很难使基板表面与投影光学系统的像面相吻合，有可能出现曝光动作时的聚焦裕度不足。于是，作为实质上缩短曝光波长，并且扩大焦深的方法，例如提出了国际公开第99/49504号公报所公开的液浸法。该液浸法，是用水或有机溶剂等液体填满投影光学系统的下面和基板表面之间，并利用在液体中的曝光光的波长是空气中的1/n(n是液体的折射率，通常是1.2～1.6左右)的情况提高析像度，同时将焦深扩大约n倍的方法。

可是，由于所述的光传感器(光接收部)，具有配置在投影光学系统的像面侧的光透过部，并经由该光透过部接收光，因此当由于液浸法的使用等而使得投影光学系统的数值孔径增大，并且曝光光的入射角(最外侧的光线和光轴所成的角度)增大时，从光透过部射出的光的扩散也变大，有可能不能很好地接收光。

发明内容

本发明是鉴于所述问题而实施的，其目的在于，提供即便投影光学系统的数值孔径增大，也可以高精度地进行各种计测，特别是在采用了液浸式的曝光法的情况下，也可以很好地进行各种计测的曝光装置以及曝光方法和使用了该曝光装置的器件制造方法。

另外，本发明的目的还在于，提供具有可以很好地接收经过了投影光学系统的光的光接收器的曝光装置以及曝光方法和器件制造方法。

为了解决所述的问题，本发明采用了与实施形态所示的图1～图45相对应的以下的构成。但是，对各要件标示的带括号的标号只是该要件的例示，不是限定各要件的。

根据本发明的第1个样态，提供一种曝光装置，通过将曝光光经由液体照射在基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光装置(EX)，其中，具备：投影光学系统(PL)；和计测装置(27、270)，其具有设在所述投影光学系统的像面侧的光透过部(31、32、271)，以及经由该光透过部而接收通过了所述投影光学系统的曝光光的光接收器(36、37、276、290)，所述计测装置的光接收器，在所述投影光学系统和所述光透过部之间没有液体的状态下，接收通过了所述光透过部以及投影光学系统的曝光光。所述计测装置，可以是照射不匀传感器、照射量传感器或空间像计测装置。

根据该发明，在没有向投影光学系统的像面侧提供液体的状态下，通过了投影光学系统的曝光光经由配置在投影光学系统的像面侧的光透过部被计测装置的光接收器接收。

根据本发明的第2个样态，提供一种曝光装置，通过将曝光光照射到基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光装置(EX)，其中，具备：投影光学系统(PL)；和计测装置(40、50、60、70、270)，其具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部(31、44、56、271)、光接收器(36、42、53、282)、以及聚光部件(41、45、52、57、62、71、276)，其中，来自所述投影光学系统的曝光光入射到光透过部(31、44、56、271)，聚光部件(41、45、52、57、62、71、276)用于使来自该光透过部的光入射到光接收器上，所述聚光部件，以使来自所述投影光学系统的曝光光不通过气体中地入射到所述聚光部件上的方式，配置在所述光透过部和所述光接收器之间。

根据该发明，来自投影光学系统的曝光光之中，透过了光透过部的光不通过气体中地入射到聚光部件上而被聚光。再者，为了以不通过气体的方式将光从光透过部导向聚光部件，有多种方法，可以将光透过部和聚光部件接合在一起，或者，也可以将气体以外的光透过性的介质，例如，液体、超临界流体、糊、固体，例如以薄膜状填充在光透过部和聚光部件之间。

根据本发明的第3个样态，提供一种曝光装置，通过经由液体(LQ)将曝光光照射在基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光装置(EX)，其中，具备：投影光学系统(PL)；和计测装置(50)，其具有一面以与前述投影光学系统相对的方式配置并且在另一面的一部分上形成了光透过部(56)的板状部件(51)，以及接收来自所述光透过部的光的光接收器(53)，所述计测装置的光接收器，经由填充在所述投影光学系统和所述板状部件之间的液体接收曝光光。

根据该发明，来自投影光学系统的曝光光经由液体入射到板状部件上，入射到板状部件上的光之中、通过了光透过部的光被计测装置所具备的光接收器接收。所以，可以在液浸曝光的状态下计测曝光光。

根据本发明的第4个样态，提供一种曝光装置，通过将曝光光经由液体(LQ)照射在基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光装置(EX)，其中，具备：投影光学系统(PL)；和计测装置(40、50、60、70、80、85、90、100、110、270)，其具有设在所述投影光学系统的像面侧的光透过部(31、32、44、56、271)、光接收器(36、37、42、53、290)以及光学系统(41、45、52、57、62、71、81、86、101、111、276)，其中，来自所述投影光学系统的曝光光经由液体入射到光透过部(31、32、44、56、271)，光学系统(41、45、52、57、62、71、81、86、101、111、276)用于使来自该光透过部的光入射到该光接收器上，所述光学系统，以使来自所述光透过部的光不通过气体中地入射到所述光学系统上的方式，配置在所述光透过部和所述光接收器之间。

根据该发明，来自投影光学系统的曝光光之中，透过了光透过部的光以不通过气体中的方式被导向设在计测装置上的光学系统，然后入射到光接收器上。因此，光接收器可以有效地接收透过了光透过部的光。为了以不通过气体的方式将光从光透过部导向光学系统，如前所述，也可以填充气体以外的介质。再者，光学系统可以是一个光学部件，也可以是由多个光学部件构成的。

根据本发明的第5个样态，提供一种曝光装置(EX)，通过经由液体(LQ)将曝光光(EL)照射在基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光装置，其中，具备：投影光学系统(PL)；具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部(271)的光学部件(275)；和经由该光学部件接收通过了所述投影光学系统的光的光接收器(276、290)，在所述光接收器和所述光学部件之间填满液体。

在液浸曝光中，在经由配置在投影光学系统的像面侧的光学部件用光接收器接收通过了投影光学系统的光时，有时会在用液体填满投影光学系统和光学部件之间的状态下将光照射到光接收器上而进行光接收动作。根据本发明，通过在该光学部件和光接收器之间也填满液体，可以用光接收器很好地接收通过了投影光学系统的光。即，通过用液体填满投影光学系统和光学部件之间的空间，虽然可以增大投影光学系统的数值孔径NA，但必须按照该投影光学系统的数值孔径NA，也使光接收器的光学系统的数值孔径NA变化。即，如果不按照投影光学系统的数值孔径NA也提高光接收器的数值孔径NA，光接收器，会发生不能很好地收入通过了投影光学系统的光的状况，并且不能很好地接收光。因而，在通过在投影光学系统和光学部件之间填满液体的方式提高投影光学系统的数值孔径NA的情况下，通过在光学部件和光接收器之间也填满液体从而提高光接收器的光学系统的数值孔径NA的方式，光接收器可以很好地接收经过了投影光学系统的光。在此，作为光学部件，具有光透过部的全都包括。

根据本发明的第6个样态，提供一种曝光装置(EX)，通过将曝光光(EL)照射在基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光装置，其中，具备：投影光学系统(PL)；具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部(271)的光学部件(275)；和经由该光学部件接收通过了所述投影光学系统的光的光接收器(276、290)，在所述光接收器和所述光学部件之间填满液体(LQ)。

根据本发明，通过在光学部件和光接收器之间填满液体，可以提高光接收器的光学系统的数值孔径NA，可以很好地进行光接收动作。本发明的在光学部件和光接收器之间填满液体的构成，除了适用于液浸曝光装置之外，还可以适用于不填充液体来曝光的干曝光装置。

根据本发明的第7个样态，提供一种曝光装置(EX)，通过经由液体将曝光光(EL)照射到基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光装置，其中，具备：投影光学系统(PL)；具备具有配置在所述投影光学系统(PL)的像面侧的光透过部(31、271)的光学部件(101、275)；和具有经由所述光学部件接收通过了所述投影光学系统的光、并且与光学部件(101、275)相接触地设置的光接收元件(102、282)的光接收器。

根据本发明，通过将光接收器的光接收元件以与光学部件相接触的方式配置，即便在向投影光学系统和光学部件之间填满液体从而实质上提高了投影光学系统的数值孔径NA的情况下，光接收器也可以很好地接收经过了投影光学系统的光。

根据本发明的第8个样态，提供一种曝光装置(EX)，通过经由液体将曝光光照射在基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光装置，其中，具备：投影光学系统(PL)；具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部(271)并且在规定位置上形成有通孔(320、330)的光学部件(275)；和经由所述光学部件接收通过了所述投影光学系统的光的光接收器。

根据本发明，通过在光学部件上设置通孔，投影光学系统和光学部件之间的液体可以经由通孔移动(流动)，因此不会产生投影光学系统和光学部件之间的液体的压力，与光学部件和光接收器之间的液体的压力的差，不会发生光学部件挠曲的不良状况。另外，由于液体可以经由通孔移动，因此不会产生投影光学系统和光学部件之间的液体的较大的压力变动，故可以防止因液体的压力变动而使投影光学系统变动(振动)的不良状况的发生。

在本发明中，提供以使用第1～第8个样态的曝光装置(EX)为特征的器件制造方法。根据本发明，由于光接收器可以很好地接收经过了投影光学系统的光，因此可以在根据该光接收结果设定了最合适的曝光条件的状态下进行高精度的曝光处理，并可以制造具有所需的性能的器件。

根据本发明的第9个样态，提供一种曝光方法，通过将曝光光经由投影光学系统(PL)和液体照射到基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光方法，其中，包括：在所述投影光学系统的光出射端(PLE)的一侧，设置计测曝光光的计测装置(27、270)的步骤；不在所述投影光学系统的光出射端侧的光路空间内填充液体而用计测装置计测曝光光的步骤(S14、S15)；和根据所述计测结果，在所述光路空间内填充液体后将基板曝光的步骤(S19)，在所述计测步骤和所述曝光步骤中，从投影光学系统内入射到所述投影光学系统的光出射端和所述光路空间的界面上的曝光光的入射角不同。根据该方法，通过将计测步骤的、入射到所述投影光学系统的光出射端和所述光路空间的界面上的曝光光的入射角，调整为小于所述曝光步骤的入射角，即便在投影光学系统和计测装置之间的光路空间内没有液体，计测装置也可以很好地接收曝光光，并可以用接收的光进行成像状态和曝光光的调整。

根据本发明的第10个样态，提供一种曝光方法，通过将曝光光经由投影光学系统(PL)照射在基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光方法，其中，包括：用光接收器接收从所述投影光学系统射出的曝光光的步骤；和通过将曝光光经由投影光学系统和液体照射在基板上而将所述基板曝光的步骤。根据该方法，由于能够以不通过气体中的方式将曝光光送往光接收元件，因此即便投影光学系统的数值孔径变大，也可以很好地接收通过了投影光学系统的曝光光。

根据本发明的第11个样态，提供一种曝光方法，通过将曝光光经由投影光学系统(PL)照射到基板(W、P)上而将所述基板曝光的曝光方法，其中，包括：经由具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部的光学部件，用光接收器(276、290)接收通过了所述投影光学系统的光的步骤；和通过将曝光光经由投影光学系统照射到基板上而将所述基板曝光的步骤，在所述光接收器和所述光学部件之间填满液体(LQ)。在该方法中，由于光接收器和光学部件之间填满了液体，因此即便投影光学系统的数值孔径变大，也可以很好地接收来自光透过部的曝光光。

附图说明

图1是展示本发明的第1实施形态的曝光装置的概略构成的图。

图2是展示孔径光阑板8的一例的正视图。

图3(a)以及(b)是展示曝光光传感器27的构成的一例的图。

图4是展示本发明的第1实施形态的曝光装置的曝光处理开始时的动作例的流程图。

图5(a)以及(b)是展示设在本发明的第2实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的图。

图6(a)以及(b)是展示设在本发明的第2实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的变形例的图。

图7(a)以及(b)是展示设在本发明的第3实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的图。

图8是展示设在本发明的第3实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器所具备的平凸透镜的其他的例子的立体图。

图9是展示设在本发明的第4实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的剖面图。

图10是展示设在本发明的第5实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的剖面图。

图11(a)以及(b)是展示设在本发明的第6实施形态的曝光装置上的照射量传感器的概略构成的图。

图12是展示形成了相对于微型透镜阵列的孔径的聚光板的构成例的立体图。

图13是展示设在本发明的第7实施形态的曝光装置上的照射量传感器的概略构成的图。

图14是展示设在本发明的第8实施形态的曝光装置上的照射量传感器的概略构成的图。

图15(a)以及(b)是展示设在本发明的第9实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的图。

图16是展示设在本发明的第10实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的图。

图17是展示第2实施形态的曝光装置所具备的照度不匀传感器40的变形例的图。

图18是展示微型器件的制造工序的一例的流程图。

图19是展示半导体器件的情况下的、图11的步骤S23的详细的流程的一例的图。

图20是展示本发明的曝光装置的一个实施形态的概略构成图。

图21是展示投影光学系统的前端部附近、液体供给机构、以及液体回收机构的概略构成图。

图22是展示投影光学系统的投影区域和液体供给机构以及液体回收机构的位置关系的平面图。

图23是展示本发明的光接收器的一个实施形态的概略构成图。

图24是展示光接收器进行计测动作的状态的示意图。

图25是展示本发明的光学部件以及光接收器的一个实施形态的主要部分放大图。

图26是图25的光学部件的平面图。

图27(a)以及(b)是展示光学部件的光透过部的一例的图。

图28是展示用光接收器接收的光接收信号的一例的图。

图29是展示在计测投影光学系统的成像特性时使用的掩模的一例的图。

图30是展示在计测投影光学系统的成像特性时使用的掩模的一例的图。

图31是展示在计测投影光学系统的成像特性时使用的掩模的一例的图。

图32是展示本发明的光学部件以及光接收器的别的实施形态的主要部分放大图。

图33是展示本发明的光学部件以及光接收器的别的实施形态的主要部分放大图。

图34是展示本发明的光学部件以及光接收器的别的实施形态的主要部分放大图。

图35是图34的光学部件的平面图。

图36(a)～(c)是展示形成液浸区域的步骤的一例的图。

图37是展示本发明的光学部件以及光接收器的别的实施形态的主要部分放大图。

图38是图37的光学部件的平面图。

图39是展示本发明的光学部件以及光接收器的别的实施形态的主要部分放大图。

图40是图39的光学部件的平面图。

图41是展示本发明的光学部件以及光接收器的别的实施形态的主要部分放大图。

图42是展示将多个光接收器配置在基板载物台上的状态的平面图。

图43是展示本发明的光学部件以及光接收器的别的实施形态的主要部分放大图。

图44是展示本发明的光学部件以及光接收器的别的实施形态的主要部分放大图。

图45是用投影光学系统的前端和与之相接的介质的折射率的关系，说明在投影光学系统的前端不会在曝光光的一部分的光线上产生全反射的条件的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施形态的曝光装置以及器件制造方法，但本发明不限于此。

(第1实施形态)

图1，是展示本发明的第1实施形态的曝光装置的概略构成的图。再者，图1所示的曝光装置EX，是经由投影光学系统PL和晶片W之间的液体(纯水)LQ进行曝光的液浸式的曝光装置，是用形成了半导体元件的电路图形DP的中间掩模R，通过分步重复方式，将所述电路图形DP的像转印到晶片W上的曝光装置。

再者，在以下的说明中，设定了图中所示的XYZ正交坐标系，并参照该XYZ正交坐标系来说明各部件的位置关系。XYZ正交坐标系，以相对于晶片W平行的方式设定X轴以及Y轴，将Z轴设定为相对于晶片W正交的方向。图中的XYZ坐标系，实质上将XY平面设定为平行于水平面的面，将Z轴设定为垂直上的方向。

图1所示的曝光装置EX，作为用于提供曝光光的光源1，具备提供193nm(ArF)的波长的光的ArF准分子激光光源。从光源1射出的大致平行的光束，在由光束整形光学系统2整形为规定剖面的光束后，入射到相干性降低部3。相干性降低部3，具有降低作为被照射面的中间掩模R(以及晶片W)上的干涉图的产生的功能。

关于相干性降低部3的详细的内容，例如在特开昭59-226317号公报中有所公开。来自相干性降低部3的光束，经由第1蝇眼透镜(第1光学积分器)4，在其后侧焦点面上形成多个光源。来自这多个光源的光在被振动镜5偏向后，经由中继光学系统6重叠地照射第2蝇眼透镜(第2光学积分器)7，由此，在第2蝇眼透镜7的后侧焦点面上形成由多个光源构成的二次光源。

在第2蝇眼透镜7的出射面CJ，即照射光学系统(照射系统)IS的瞳面(与投影光学系统PL的瞳面在光学上共轭的面)上配置有孔径光阑板8，可以通过驱动马达8f而自由旋转。图2，是展示孔径光阑板8的一例的正视图。如图2所示，孔径光阑板8由在旋转轴O的周围旋转自如地构成的圆板构成，沿着圆周方向形成有通常照射用的圆形的孔径光阑8a，环形照射用的孔径光阑8b，4极变形照射(4极照射)用的孔径光阑8c，较小的相干系数(小σ)用的小圆形的孔径光阑8d，以及计测曝光光的照度不匀或光量等时使用的可变的孔径光阑8e。再者，图2中所示的虚线的较大的圆，表示通常照射用的圆形的孔径光阑8a的大小，是为了进行与孔径光阑8b～8e的大小的比较而图示的。

另外，相干系数(照射系统的σ)，用投影光学系统PL的中间掩模R侧的数值孔径NAr和照射光学系统IS的数值孔径NAi的比，以如下的方式定义。

σ＝NAi/NAr

另外，投影光学系统PL的数值孔径NA，通常表示晶片W侧的数值孔径NAw，中间掩模侧的数值孔径NAr，利用投影光学系统PL的倍率M，作为NAr＝NAw/M而求得。

所述孔径光阑8e，孔径的大小被形成为可变，例如，可以在0.05～0.50的范围内变更σ值。该孔径光阑8e，是没有投影光学系统PL的像面侧的液体LQ，并且进行照度不匀和光量的计测时，用于调整(缩小)朝向投影光学系统PL的像面侧的曝光光的孔径角(最外侧的光线和光轴所成的角度)的部件。即，由于本实施形态的曝光装置，是经由投影光学系统PL和晶片W之间的液体LQ进行曝光处理的液浸式的曝光装置，因此如果在投影光学系统PL的像面侧没有液体LQ，例如通常照射所使用的孔径角较大的曝光光，在投影光学系统PL的像面侧的前端部分，一部分的光全反射而不能通过投影光学系统PL。所述孔径光阑8e，是为了调整朝向投影光学系统PL的像面侧的曝光光的孔径角，从而防止在投影光学系统PL上的全反射而设置的。再者，在图2中，为了将本发明的特征明确化，图示了与孔径光阑8d分开地将孔径光阑8e设在孔径光阑板8上的构成，但由于将孔径光阑8d的相干系数也设定为0.25～0.35左右，因此也可以是在计测时使用孔径光阑8d而省略了孔径光阑8e的构成。这时，也可以使孔径光阑8d的孔径可变。

回到图1，孔径光阑板8的旋转轴O被连接在驱动马达8f的旋转轴上，通过驱动驱动马达8f而使孔径光阑板8在旋转轴O的周围旋转，可以切换配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上的孔径光阑。可以按照配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上的孔径光阑，变更第2蝇眼透镜7的出射面CJ的曝光光的强度分布(光束分布)。驱动马达8f的驱动，由统一控制曝光装置EX的整体的动作的主控制系统20控制。

来自由第2蝇眼透镜7形成的二次光源的光束中的、通过了形成在孔径光阑板8上的孔径光阑8a～8d的任意1个的曝光光，经由聚光光学系统10以及折射镜11，重叠地均匀照射在下侧面上形成了规定的电路图形DP的中间掩模R。由此，中间掩模R的照射区域内的图形的像，经由两侧远心的投影光学系统PL，以规定的投影倍率β(β例如是1/4或1/5等)，被投影在配置在投影光学系统PL的像面上的、作为基板的晶片W的曝光区域(投影区域)上。晶片W例如是半导体(硅等)或SOI(绝缘体基外延硅)等圆板状的基板。再者，以上说明的光束整形光学系统2～折射镜11，构成照射光学系统(照射系统)IS。

投影光学系统PL，由透镜等多个光学元件构成。在本实施形态中，由于作为曝光光使用了真空紫外域的ArF准分子激光光源的光，因此作为构成投影光学系统PL的光学元件的玻璃材料，例如使用合成石英或萤石(氟化钙：CaF₂)。投影光学系统PL所具备的光学元件的一部分，以可以沿着投影光学系统PL的光轴AX方向(Z方向)移动，并且可以在平行于X轴的轴或平行于Y轴的轴周围倾斜，这些光学元件，由后述的透镜控制部14控制。该投影光学系统PL，是在向像面侧提供了液体LQ的状态下，入射光束在像面侧成像的液浸式的投影光学系统，数值孔径(N.A.)被设定为大于等于1(例如，1.00～1.40)。再者，本实施形态的投影光学系统PL，虽然是屈光型(折射型)，但当然也可以使用反射折射型(反射折射型)或反射型。

中间掩模R，经由中间掩模支架(图未示)，载置在中间掩模载物台13上。再者，中间掩模载物台13，根据来自主控制系统20的指令，由中间掩模载物台控制部(图未示)驱动。这时，中间掩模载物台13的移动，由中间掩模干涉仪(图未示)和设在中间掩模载物台13上的移动镜(图未示)计测，并将其计测结果输出给主控制系统20。

在投影光学系统PL上，设有计测温度和气压，同时按照温度、气压等环境变化，对投影光学系统PL的成像特性等光学特性进行一定的控制的透镜控制部14。该透镜控制部14将计测的温度和气压输出给主控制系统20，主控制系统20根据从透镜控制部14输出的温度以及气压和后述的曝光光传感器27的计测结果，经由透镜控制部14控制投影光学系统PL的成像光学系统等的光学特性。

晶片W，被真空夹装在内置于晶片载物台15内的晶片支架16上。再者，在将晶片W保持在晶片支架16上时，以其上面与晶片载物台15的上面相一致的方式，设定晶片支架16的高度位置。晶片载物台15，是使可以分别沿着图中X轴方向以及Y轴方向移动的一对X载物台以及Y载物台重合的部件，并自如地调整XY平面内的位置。

另外，虽然省略了图示，但晶片载物台15，由使晶片W沿着Z轴方向移动的载物台，使晶片W在XY平面内微小旋转的载物台，以及使相对于Z轴的角度变化从而调整相对于XY平面的晶片W的倾斜的载物台等构成。这样，晶片载物台15，具有X轴方向的移动功能、Y轴方向的移动功能、Z轴方向的移动功能、Z轴周围的旋转功能、X轴周围的倾斜功能、以及Y轴周围的倾斜功能。

在晶片载物台15的上面的一端安装有移动镜17，在与移动镜17的镜面相对的位置上配置有激光干涉仪18。再者，虽然在图1中将图示简单化，但移动镜17由具有垂直于X轴的反射面的移动镜，以及具有垂直于Y轴的反射面的移动镜构成。另外，激光干涉仪18，由沿着X轴向移动镜17照射激光束的2个X轴用的激光干涉仪，以及沿着Y轴向移动镜17照射激光束的Y轴用的激光干涉仪构成，由X轴用的1个激光干涉仪以及Y轴用的1个激光干涉仪，计测晶片载物台15的X坐标以及Y坐标。

另外，通过X轴用的2个激光干涉仪的计测值的差，计测晶片载物台15的XY平面内的旋转角。由激光干涉仪18计测的X坐标、Y坐标、以及旋转角的信息，作为载物台位置信息被提供给主控制系统20。主控制系统20一面监控提供的载物台位置信息，一面将控制信号输出给载物台驱动系统19，以纳米级来控制晶片载物台15的定位。再者，代替移动镜17，也可以在晶片载物台15的侧面设置反射面。这样，可以使晶片载物台15的上面大致在整面上都成为同一平面。

另外，图1所示的曝光装置EX，为了向投影光学系统PL的像面侧提供液体LQ，同时回收提供的液体LQ，具备液体供给装置21和液体回收装置22。液体供给装置21，具备收容液体LQ的容器、加压泵等而构成。在该液体供给装置21上，连接着供给管23的一端部，在供给管23的另一端部上连接着供给喷嘴24。经由这些供给管23以及供给喷嘴24供给液体LQ。再者，在本实施形态中，由于作为曝光光使用ArF激光，因此作为液体LQ使用纯水。再者，液体供给装置21的容器、加压泵等，曝光装置EX不一定必须具备，可以用设置曝光装置EX的工厂等的设备代替它们的至少一部分。

液体回收装置22，具备吸引泵、收容回收的液体LQ的容器等。在液体回收装置22上连接着回收管25的一端部，在回收管25的另一端部上连接着回收喷嘴26。提供给投影光学系统PL的像面侧的液体LQ，经由回收喷嘴26以及回收管25被回收到液体回收装置22内。这些液体供给装置21以及液体回收装置22，由主控制系统20控制。再者，液体回收装置22的吸引泵以及容器等，曝光装置EX不一定必须具备，也可以用设置曝光装置EX的工厂等的设备代替它们的至少一部分。

即，在向投影光学系统PL的像面侧的空间内提供液体LQ时，主控制系统20分别相对于液体供给装置21以及液体回收装置22输出控制信号，从而控制每个单位时间的液体LQ的供给量以及回收量。通过该控制，向投影光学系统PL的像面侧只提供所需足够量的液体LQ。再者，在图1所示的例子中，虽然用设在晶片载物台15的上方的回收喷嘴26、回收管25、吸引泵等回收液体LQ，但不限于此。例如，也可以在晶片载物台15的上面的周围设置液体LQ的回收部(排出口)，还可以将它和所述液体回收装置22并用。

另外，在所述晶片载物台15上，设有计测经由投影光学系统PL照射到晶片载物台15上的曝光光的照度不匀(光量不匀)或积分光量不匀、以及光量(照射量)的曝光光传感器27。图3，是展示曝光光传感器27的构成的一例的图，(a)是立体图，(b)是(a)中的A-A线剖面图。如图3(a)所示，曝光光传感器27具备大致长方体形状的机壳30。机壳30是用热传导率较高的金属，例如铝形成的筐体，在上面33上，形成有作为光透过部的针孔31以及开口32。

形成在机壳30的上面33上的针孔31，是为了计测经由投影光学系统PL照射的曝光光IL的照度不匀或积分光量不匀而设置的，其径是十几～几十μm左右。另外，形成在机壳30的上面33上的开口32，被设定为与曝光区域(投影光学系统PL的投影区域)相同的大小。在该开口32上，设有例如在一面上蒸镀Cr(铬)，并将入射光减光的ND滤光器34。另外，如图3(b)所示，在机壳30内部设有照度不匀传感器36以及照射量传感器37。照度不匀传感器36以及照射量传感器37，都具备PIN光电二极管等光接收元件，检测入射到它们的光接收面上的曝光光的光量。另外，在图3(a)中，35是将设在照度不匀传感器36以及照射量传感器37(参照图3(b))上的光接收元件的检测信号取出到曝光光传感器27的外部的布线。

照度不匀传感器36，将光接收面的面积设定为可以经由针孔31接收曝光光的程度，照射量传感器37，将光接收面的面积设定为可以接收透过了设在开口32上的ND滤光器34的曝光光的程度。分别设在照度不匀传感器36以及照射量传感器37上的光接收元件，在其光接收面上实施了对于ArF激光的AR涂层，并分别经由支撑部件安装在电基板38上。

在电基板38上连接有布线35，并以经由该布线35，将照度不匀传感器36以及照射量传感器37所具备的光接收元件的检测信号取出到外部的方式构成。再者，作为分别设在照度不匀传感器36以及照射量传感器37上的光接收元件，例如，可以是利用光电效应、肖特基效应、光磁电效应、光电导效应、光电子发射效应、热电效应等的光变换元件的任意一种。再者，曝光光传感器27，可以不是在其内部设置了光接收元件的构成，而是在内部只设置了接收曝光光的光接收系统，用光纤或镜(反射镜)等，将在光接收系统接收的光导向机壳30外，然后用光电倍增管等光电检测装置进行光电变换的构成。

如果将设在曝光光传感器27上的针孔31配置在曝光区域内，并将曝光光照射在曝光区域上，则只有照射的曝光光之中的、通过了针孔31的曝光光被设在照度不匀传感器36上的光接收元件检测。在将曝光光照射在曝光区域上的状态下，如果一面移动针孔31，一面检测曝光光，便可以计测曝光区域内的曝光光的照度不匀和积分光量不匀。另外，如果在将设在曝光光传感器27上的开口32配置在曝光区域上的状态下向曝光区域照射曝光光，被ND滤光器34减光的曝光光，被照射量传感器37所具备的光接收元件检测。由于ND滤光器34的减光率是已知的，因此根据该减光率和照射量传感器37所具备的光接收元件的检测结果，可以计测照射到曝光区域上的曝光光的光量。

以上说明的曝光光传感器27的检测信号被提供给主控制系统20。再者，照度不匀以及光量的测定，例如定期地(每次处理批量单位的晶片W时，每次更换中间掩模R时)进行。主控制系统20，根据使用曝光光传感器27的照度不匀传感器36计测的照度不匀和积分光量不匀，以该不匀变小的方式变更从光源1射出的曝光光的强度，或者控制照射到投影光学系统PL的像面侧的曝光光的照度分布。另外，主控制系统20，根据使用曝光光传感器27的光量传感器37计测的曝光光的光量，求出用于补偿由曝光光的入射引起的投影光学系统PL的光学特性的变动的控制参数，并在晶片W的曝光时，用该控制参数，经由透镜控制部14控制投影光学系统PL的光学特性。再者，照射到投影光学系统PL的像面侧的曝光光的照度分布的调整，例如可以适用特开平10-189427号公报(对应美国专利5,867,319)、特开2002-100561号公报(对应美国专利6,771,350)、特开2000-315648号公报(对应美国专利6,013,401、以及对应美国专利6,292,255)所公开的方法。再者，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，就引用这些专利公报的公开内容作为本文的记载的一部分。

以上，对本发明的第1实施形态的曝光装置EX的构成进行了说明，其次对所述构成的曝光装置EX的动作进行说明。图4，是展示本发明的第1实施形态的曝光装置的曝光处理开始时的动作例的流程图。图4所示的流程图，例如在曝光处理1个批量的晶片W时进行。在开始时刻，没有将中间掩模R保持在中间掩模载物台13上，另外也没有将晶片W保持在晶片载物台16上，进而也没有向投影光学系统PL的像面侧提供液体LQ。

在该状态下，首先主控制系统20，驱动驱动马达8f，从而将形成在孔径光阑板8上的孔径光阑8a～8e之中，具有极小σ值的极小圆形的孔径光阑8e配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上(步骤S11)。当孔径光阑8e的配置完成时，主控制系统20，一面监控激光干涉仪18的计测结果，一面相对于载物台驱动系统19输出控制信号，并移动晶片载物台15，使形成在曝光光传感器27的机壳30上的开口32(ND滤光器34)配置在曝光区域上。

当通过晶片载物台15的移动而完成曝光光传感器27的配置时，主控制系统20相对于光源1输出控制信号，从而使光源1发光。通过光源1的发光而从光源1射出的大致平行的光束，经由光束整形光学系统2被整形为规定剖面的光束，并顺次经由相干性降低部3、第1蝇眼透镜4、振动镜5、以及中继光学系统6而入射到第2蝇眼透镜7上，由此，在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上形成多个二次光源。

在来自这些二次光源的光束之中，通过了配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上的孔径光阑8e的曝光光，通过聚光光学系统10，并被折射镜11偏向。在此，由于没有将中间掩模R保持在中间掩模载物台13上，因此被折射镜11偏向的曝光光，没有经由中间掩模R而直接入射到投影光学系统PL上。

在此，投影光学系统PL为了实现高析像度，将数值孔径NA设计得较大，在向投影光学系统PL的像面侧提供了液体LQ的状态下，即便朝向投影光学系统PL的像面侧的曝光光的孔径角较大，图形像也可以在像面侧成像。但是，在此，由于没有向投影光学系统PL的像面侧提供液体LQ，因此假设如果将σ值较大的孔径光阑8a配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上，包括最外侧的光线的曝光光的一部分，在投影光学系统PL的前端部分全反射，而不能通过投影光学系统PL。

参照图45说明该情况。在图45中，在设在投影光学系统PL的前端的光学元件LS和载物台表面15a之间，提供有液体LQ。作为使光通过投影光学系统PL后从光学元件LS的光出射侧端部PLE向液体侧射出的条件，是曝光光(最外侧的光线)EL不会在存在于光学元件LS和载物台表面15a之间的空间内的介质，和光学元件LS的界面，即，光学元件LS的光出射侧端部PLE上全反射。全反射条件，是如果将曝光光EL的向光出射侧端部PLE的入射角设为θi，将光学元件LS的光出射侧端部PLE的折射率设为n_P，将液体LQ(介质)的折射率设为n_L，则它们之间满足n_P·sinθi＝n_L。因而，如果是满足n_P·sinθi＜n_L的入射角θi，曝光光EL从光出射侧端部PLE向液体侧折射后以出射角θo射出。可是，当在投影光学系统PL和载物台表面15a之间的空间内不存在液体LQ时，在该空间内存在折射率是n_G的气体。因而，虽然不产生全反射的条件是n_P·sinθi＜n_G，但由于气体的折射率n_G通常小于液体的折射率n_L，因此满足该条件的θi与存在液体的情况相比，变小。其结果，即便是相同的入射角θi，当不存在液体LQ时，如图45中用虚线所示那样，存在产生全反射的情况(展示了全反射临界角的情况)。因此，为了不将液体填充在所述空间内而计测曝光光，有时必须调整到比液浸曝光的情况的入射角还小。

在本实施形态中，在步骤S11中，通过将具有极小σ值(例如，0.25)的孔径光阑8e配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上，调整朝向投影光学系统PL的像面侧的曝光光的孔径角(缩小孔径角)，因此入射到投影光学系统PL上的曝光光可以通过投影光学系统P。通过了投影光学系统PL的曝光光，入射到配置在曝光区域内的ND滤光器34(图3)上，在仅被减光规定量后被设在照射量传感器37上的光接收元件检测。该检测信号被输出给主控制系统20，并用ND滤光器34的减光率算出照射到曝光区域上的曝光光的光量。由此，在没有将中间掩模R保持在中间掩模载物台13上的状态下，计测照射到曝光区域上的曝光光的光量(步骤S12)。

其次，主控制系统20在停止了光源1的发光后，向图未示的中间掩模装载系统输出控制信号，然后从图未示的中间掩模库搬出规定的中间掩模R，并将该中间掩模R保持在中间掩模载物台13上(步骤S13)。当将中间掩模R保持在中间掩模载物台13上时，主控制系统20使光源1再次发光，然后用照射量传感器37计测经过了中间掩模R的曝光光的光量(步骤S14)。由此，可以求得将中间掩模R保持在中间掩模载物台13上时照射在曝光区域上的曝光光的光量，和没有保持时照射在曝光区域上的曝光光的光量的差，根据该差，可以求得中间掩模R的透射率(向投影光学系统PL的入射光量)。

其次，主控制系统20，向图未示的中间掩模装载系统输出控制信号，以从中间掩模载物台13搬出而使其待机，同时一面监控激光干涉仪18的计测结果，一面相对于载物台驱动系统19输出控制信号，并移动晶片载物台15，使形成在曝光光传感器27的机壳30上的针孔31配置在曝光区域内的规定位置上。当通过晶片载物台15的移动而完成了曝光光传感器27的配置时，主控制系统20相对于光源1输出控制信号，从而使光源1发光，并一面移动晶片载物台15，一面用照度不匀传感器36计测照射到曝光区域上的曝光光的照度不匀(步骤S15)。

当以上的处理结束时，主控制系统20，根据步骤S14、S15的计测结果，向光源1输出控制信号，然后变更曝光光的强度和强度分布，或变更用于经由透镜控制部14调整投影光学系统PL的光学性能的参数(步骤S16)。其次，主控制系统20，向图未示的中间掩模装载机输出控制信号，从而将中间掩模R保持在中间掩模载物台13上，同时驱动驱动马达8f，将配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上的孔径光阑8e，变更为用于曝光晶片W的孔径光阑8a～8d中的任意一个。例如，在进行环形照射时，将孔径光阑8b配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上(步骤S17)。

其次，主控制系统20，向图未示的晶片装载系统输出控制信号，从而将晶片W输送到曝光装置EX的图未示的室内，然后将其保持在晶片支架16上。在将晶片W保持在晶片支架16上之后，主控制系统20相对于液体供给装置21以及液体回收装置22输出控制信号。由此，向投影光学系统PL的像面侧的空间内提供液体LQ(步骤S18)，进行将形成在中间掩模R上的图形经由投影光学系统PL以及液体LQ转印到晶片W上的曝光处理(步骤S19)。该曝光处理，对于1个批量的晶片W全部进行。以上说明的图4所示的处理，在进行对于新的批量的曝光处理时进行。另外，在1个批量的晶片W的曝光中，用在步骤S16中求得的控制参数，进行与向投影光学系统PL入射的曝光光的照射量相对应的、投影光学系统PL的光学性能的调整。

再者，在图4所示的流程图中，为了便于说明，以在没有液体LQ并且将具有极小σ值的孔径光阑8e配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上的状态下，连续地进行使用照射量传感器37的光量的计测(步骤S14)，和使用照度不匀传感器36的照度不匀的计测(步骤S15)的情况为例，进行了说明，但也可以经由投影光学系统PL的像面侧的液体LQ进行任意一方的计测。特别是，由于在与实际的曝光条件不同的条件(极小σ值0.25的条件)下，存在不能计测正确的照度不匀的情况，因此也可以对照度不匀传感器36实施液浸对应，例如对针孔31实施防水处理，然后在向投影光学系统PL的像面侧提供了液体LQ的状态(即，步骤S18和步骤S19之间)下，进行步骤S15的计测。

另外，在所述的实施形态中，在进行了使用照射量传感器37的光量计测后，进行使用照度不匀传感器36的照度不匀计测，但由于中间掩模R的搬出、搬入的工序使生产率降低，因此最好在进行了使用照度不匀传感器36的照度不匀计测后，进行使用照射量传感器37的光量计测。另外，在进行使用照度不匀传感器36的照度不匀计测时，使中间掩模R从曝光光的光路上退开，但也可以配置没有形成图形的中间掩模(计测用的玻璃坯料)。

另外，在所述实施形态中，通过改变配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上的孔径光阑，来变更相干系数(照射系统的σ)，并调整朝向投影光学系统PL的像面侧的曝光光的孔径角，但曝光光的孔径角的调整，不限于此，可以使用各种方法。例如，还可以通过在第2蝇眼透镜7的前段(光源1侧)配置变焦光学系统，并变更入射到第2蝇眼透镜7上的光束的分布，然后变更第2蝇眼透镜7的出射面CJ的曝光光的光束分布来进行调整。另外，在所述的实施形态中，将相干系数(照射系统的σ)值设定为0.25，但不限于此，只要考虑液体LQ的折射率以及投影光学系统PL的数值孔径，然后以即便在投影光学系统PL的像面侧没有液体LQ的状态下，曝光光的一部分也不会在投影光学系统PL的前端面上产生全反射的方式设定即可。

另外，在所述的实施形态中，在投影光学系统PL的像面侧没有液体LQ的状态下，进行使用照度不匀传感器36的计测和使用折射率传感器37的计测，但即便调整了曝光光的孔径角，在投影光学系统PL的像面侧存在液体LQ的状态，和没有液体LQ的状态下，也有在投影光学系统PL的下面的反射率不同的情况。在该情况下，例如，只要在将具有规定的反射率的反射板配置在投影光学系统PL的像面侧的状态下，照射曝光光，并使用例如特开2001-144004号公报(对应美国专利6,730,925)所公开的反射量监控器，然后在存在液体LQ的状态和没有液体LQ的状态下，分别计测从投影光学系统PL返回的光量。然后，将其差作为修正信息预先保存，并用该修正信息修正照度不匀传感器36和照射量传感器37的、没有液体LQ的状态下的计测结果即可。再者，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，就引用所述特开2001-144004号公报(对应美国专利6,730,925)的公开内容作为本文的记载的一部分。

另外，在第1实施形态中，对在没有液体LQ的状态下使用照度不匀传感器36和照射量传感器37进行计测的情况进行了说明，但也可以将没有液体LQ的状态下的计测适用于后述的空间像计测装置和波面像差计测装置等各种计测装置。这时，也可以在投影光学系统PL的像面侧的空间内配置相当于液体LQ的光学(玻璃)部件。通过配置这样的光学部件，即便没有液体LQ，也可以在接近用液体LQ填满了投影光学系统PL的像面侧的空间的情况的条件下进行计测。再者，波面像差计测装置，例如在美国专利6,650,399和美国专利公开2004/0090606中被公开，引用这些公开内容作为本文的记载的一部分。

如以上所述，在第1实施形态中，即便通过液浸法的使用而增大了投影光学系统的数值孔径，也可以经由各种传感器的光透过部良好地接收入射到投影光学系统PL上的曝光光。另外，由于没有经由液体LQ而接收曝光光，因此可以不受液体LQ的状态(温度变化、波动、透射率变化等)的影响地进行各种传感器的计测。

(第2实施形态)

其次，对本发明的第2实施形态的曝光装置进行说明。本实施形态的曝光装置的整体构成，是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，在第1实施形态中，曝光光传感器27，在投影光学系统PL的像面侧没有液体LQ的状态下进行计测动作(曝光光的接收)，但在以下的说明中，曝光光传感器27经由投影光学系统PL的像面侧的液体LQ进行计测动作。另外，如图3所示，在第1实施形态中说明的曝光光传感器27具备照度不匀传感器36和照射量传感器37。以下，为了简单地说明，以主要将本发明适用于设在曝光光传感器27上的照度不匀传感器上的情况为例，进行说明，当然，也可以适用于后述的照射量传感器和空间像计测装置。

图5，是展示设在本发明的第2实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的图，(a)是剖面图，(b)是设在照度不匀传感器上的平凸透镜的立体图。如图5(a)所示，设在本实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器40，包括平凸透镜41和光接收元件42而构成。

如图5(a)、(b)所示，平凸透镜41是形成了平坦部41a和具有规定的曲率的曲面部41b的光学透镜。本实施形态，由于与第1实施形态同样地，作为曝光光使用真空紫外域的ArF准分子激光光源的光，因此作为平凸透镜41的玻璃材料，例如使用合成石英或萤石。在平凸透镜41的平坦部41a上，在除了中央部的整面上蒸镀Cr(铬)等金属而形成遮光部43。在平坦部41a的中央部没有蒸镀Cr(铬)等金属，由此，形成具有十几～几十μm左右的径的光透过部44。

该构成的平凸透镜41，以将形成了遮光部43的平坦部41a朝向投影光学系统PL，并且上面(遮光部43的上面)与晶片载物台15的上面15a相一致的方式，被安装在晶片载物台15上。另外，光接收元件42，以将光接收面42a朝向平凸透镜41的曲面部41b，并且将光接收面42a的大致中心配置在平凸透镜41的光轴上的方式，被安装在晶片载物台15上。该光接收元件42在光接收面42a上实施了对于ArF激光的AR涂层。

再者，在此，为了便于说明，平凸透镜41以及光接收元件42被安装在晶片载物台15上，但也适合将它们安装在与图3所示的机壳30相同的机壳内，并将机壳设在晶片载物台15上。在该构成的情况下，以平凸透镜41的上面(遮光部43的上面)与机壳的上面相一致的方式安装平凸透镜41，并且以机壳的上面与晶片载物台15的上面15a相一致的方式将机壳安装在晶片载物台15上。

在将平凸透镜41安装在晶片载物台15上的情况，以及安装在与图3所示的机壳30相同的机壳内的任意一种情况下，都用密封材料等实施防水(防液)对策，使晶片载物台15上的液体LQ不会浸入照度不匀传感器40内。因而，如图5(a)所示，在将照度不匀传感器40配置在投影光学系统PL的下方(-Z方向)时，即便向投影光学系统PL和晶片载物台15之间提供了液体LQ，液体LQ也不会浸入照度不匀传感器40内。

因此，使用本实施形态的照度不匀传感器40的曝光光的照度不匀或积分光量不匀的计测，可以在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并向投影光学系统PL和晶片载物台15的上面15a(平凸透镜41)之间提供了液体LQ的状态下进行。在向投影光学系统PL和晶片载物台15的上面15a之间提供了液体LQ的状态下，入射到投影光学系统PL上的曝光光，不在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后入射到液体LQ上。

如图5(a)所示，入射到液体LQ上的曝光光之中，入射到遮光部43上的曝光光被遮光，只有入射到针孔状的光透过部44上的曝光光从平坦部41a入射到平凸透镜41内。在此，由于平凸透镜41的折射率和液体LQ的折射率同等程度，或高于液体LQ的折射率，因此即便入射到光透过部44上的曝光光的入射角较大，入射到光透过部44上的曝光光，也不会在露出到光透过部44内的平凸透镜41的平坦部41a上全反射，而是入射到平凸透镜41内。另外，入射到平凸透镜41上的曝光光，在由形成在平凸透镜41上的曲面部41b聚光后，入射到光接收面42a上，从而被光接收元件42接收。

这样，在本实施形态中，在平凸透镜41的平坦部41a上形成遮光部43以及光透过部44，然后使通过了光透过部44的曝光光不通过气体中而直接入射到折射率较高的平凸透镜41上。因此，即便具有较大的入射角的曝光光入射到光透过部44上，也可以没有全反射地收入平凸透镜41内。另外，由于将入射到平凸透镜41上的曝光光在曲面部41b聚光后导向光接收元件42的光接收面42a，因此即便入射到光透过部44上的曝光光具有较大的入射角，也可以用光接收元件42接收。

再者，图5所示的照度不匀传感器40，在平凸透镜41的平坦部41a上除去中心部蒸镀Cr(铬)等金属，从而形成遮光部43以及光透过部44。因此如图5(a)所示，将光透过部44作为凹部而形成。在提供给投影光学系统PL的液体LQ通过液体供给装置21以及液体回收装置22而一直循环时，有可能因光透过部44的存在而扰乱液体LQ的流动。另外，在开始向平凸透镜41上提供液体时，也有可能在光透过部44上残存气泡。以下说明的图6所示的照度不匀传感器，在这一点上改善了本实施形态。

图6，是展示设在本发明的第2实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的变形例的图，(a)是剖面图，(b)是设在照度不匀传感器上的平凸透镜的立体图。图6所示的照度不匀传感器40，在代替设在图5所示的照度不匀传感器40上的平凸透镜41而具备平凸透镜45这一点上不同。如图6所示，平凸透镜45，与形成在平凸透镜41上的平坦部41a以及曲面部41b同样地形成有平坦部45a以及曲面部45b。但是，平坦部45a不是在整面上都是平坦的，而是在平坦部45a的中央附近形成有上部平坦的凸部46这一点不同。

在平坦部45a上，除了凸部46之外蒸镀Cr(铬)等金属，从而形成遮光部43，形成在平坦部45a的中央部的凸部46的高度，设定为与遮光部43的厚度大致相同。即，在图6所示的照度传感器40中，作为针孔状的光透过部44而形成凸部46。因此，如图6所示，在将照度不匀传感器40配置在投影光学系统PL的下方(-Z方向)的状态下，即便向投影光学系统PL和晶片载物台15(平凸透镜45)之间提供液体LQ，液体LQ也不会流入光透过部44内，不会扰乱液体LQ的流动。另外，也不会在光透过部44上残存气泡。因而，通过使用图6所示的构成的照度不匀传感器40，可以进行准确度更高的计测。

再者，在第2实施形态中，凸部46，与平凸透镜45一体地形成，但也可以分别形成。另外，也可以用不同的物质形成凸部46和平凸透镜45。这时，形成凸部46的物质，是可以透过曝光光的物质，可以使用与平凸透镜45的材料的折射率同等程度，或者高于液体LQ的折射率，且低于平凸透镜45的材料的折射率的材料。

(第3实施形态)

其次，对本发明的第3实施形态的曝光装置进行说明。与前述第2实施形态同样地，本实施形态的曝光装置的整体构成是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，在本实施形态中，主要对设在曝光光传感器27上的照度不匀传感器进行说明。

图7，是展示设在本发明的第3实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的图，(a)是剖面图，(b)是设在照度不匀传感器上的开口板以及平凸透镜的立体图。如图7(a)所示，设在本实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器50，包括上板51、平凸透镜52、以及光接收元件53而构成。

如图7(a)、(b)所示，上板51，具备由相对于真空紫外域的ArF准分子激光光源的光具有较高的透射率的合成石英或萤石构成的平行平板54。在该平行平板54的一方的面上，在除去中央部的整面上蒸镀Cr(铬)等金属而形成遮光部55，没有蒸镀Cr(铬)等金属的中央部是圆形的光透过部56。另外，平凸透镜52与图5所示的平凸透镜41同样地，是由形成了平坦部52a和具有规定的曲率的曲面部52b的合成石英或萤石构成的光学透镜。

上板51，将形成了遮光部55的面作为下侧，然后以使其与晶片载物台15的上面15a触接的方式被安装。另外，平凸透镜52，将平坦部52a朝向投影光学系统PL，然后以使其与上板51的遮光部55触接(紧贴)的方式被安装。另外，光接收元件53是与图5所示的光接收元件42相同的元件，以将光接收面53a朝向平凸透镜52的曲面部52b，并且将光接收面53a的大致中心配置在平凸透镜52的光轴上的方式，被安装在晶片载物台15上。

再者，与第2实施形态同样地，也可以将上板51、平凸透镜52、以及光接收元件53安装在与图3所示的机壳30相同的机壳内，并将机壳设在晶片载物台15上。在该构成的情况下，以使遮光部55触接在机壳上的方式安装上板51，并以机壳的上面与晶片载物台15的上面15a相一致的方式将机壳安装在晶片载物台15上。上板51，在与晶片载物台15的上面或机壳的上面之间，用密封材料等实施防水对策。

在该构成的照度不匀传感器50中，上板51起到防止液体LQ浸入照度不匀传感器50内的作用。用本实施形态的照度不匀传感器50，在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并且在投影光学系统PL和晶片载物台15的上面15a之间提供了液体LQ的状态下，也可以进行照射不匀等的计测。

在向投影光学系统PL和晶片载物台15的上面15a之间提供了液体LQ的状态下，入射到投影光学系统PL上的曝光光，不在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后入射到液体LQ上。由于设在上板51上的平行平板54的折射率与液体LQ的折射率同等程度或高于液体LQ的折射率，因此经过了液体LQ的曝光光入射到上板51上，并且来自形成在上板51上的光透过部56的光入射到平凸透镜52上。入射到平凸透镜52上的曝光光，由形成在平凸透镜52上的曲面部52b聚光后被导向光接收面53a，并被光接收元件53接收。

再者，在本实施形态中，由于使平凸透镜52的平坦部52a触接在上板51的形成了遮光部55的面上，因此可以不使其通过气体中而用平凸透镜52将来自光透过部56的光导向光接收元件53。另外，在图7中，在由于形成在平行平板54的一方的面上的遮光部(膜)的厚度，而在光透过部56上，在平行平板54的下面和平凸透镜52的上面之间形成有空间的情况下，也可以在该光透过部56的空间内将气体以外的介质，也是光透过性的介质，例如，液体、超临界流体、糊剂，固体填充在光透过部和聚光部件之间，例如以薄膜状。或者可以将透过曝光光的粘接剂，用于平行平板54和平凸透镜52的接合，将该粘接剂填充在光透过部56的空间内。这时，填充在光透过部56内的物质的对于曝光光的折射率，最好与平凸透镜52以及平行平板54的折射率同等程度。进而，也可以代替平凸透镜52而设置图8所示的平凸透镜57。图8，是展示设在本发明的第3实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器所具备的平凸透镜的其他的例子的立体图。图8所示的平凸透镜57，与图7所示的平凸透镜52同样地形成有平坦部57a以及曲面部57b，但平坦部57a不是在整面上都是平坦的，而是在平坦部57a的中央附近形成有上部平坦的凸部58这一点不同。

该凸部58的高度，设定为与形成在上板51上的遮光部55的厚度大致相同，其径设定为与形成在上板51上的光透过部56的径大致相同。当使该构成的平凸透镜57的平坦部57a与上板51的形成了遮光部55的面触接时，凸部58嵌合在形成在上板51上的光透过部56内。由此，入射到上板51的平行平板54上的曝光光之中的、入射到光透过部56上的曝光光，以从凸部58的上面入射到平凸透镜57上的方式通过光透过部56。再者，在图8中，凸部58，和平凸透镜57一体地形成，但也可以分别形成。另外，也可以用不同的物质形成凸部58和平凸透镜57。这时，形成凸部58的物质，是可以透过曝光光的物质，最好具有与平行平板54的材料以及平凸透镜57的材料的折射率同等程度的折射率。

另外，在本实施形态中，虽然是在平行平板54的底面侧形成遮光部55，然后使平凸透镜52(57)触接的构成，但也可以在平凸透镜52(57)的平坦部52a(57a)上形成遮光部55，然后使平行平板54触接。

(第4实施形态)

其次，对本发明的第4实施形态的曝光装置进行说明。与前述第2、第3实施形态同样地，本实施形态的曝光装置的整体构成是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，在本实施形态中，也主要对设在曝光光传感器27上的照度不匀传感器进行说明。图9，是展示设在本发明的第4实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的剖面图。如图9所示，设在本实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器60，包括平行平板61、平凸透镜62、以及光接收元件63而构成。

平行平板61，由相对于真空紫外域的ArF准分子激光光源的光具有较高的透射率的合成石英或萤石构成，以覆盖形成在图3所示的机壳30上的针孔31的方式安装在机壳30的上面33上。该平行平板61，在与机壳30的上面33之间用密封材料等实施了防水对策，使提供给投影光学系统PL的像面侧的液体LQ不会经由针孔31浸入照度不匀传感器60内。

平凸透镜62，是由将其径设定为与针孔31的径同等程度或稍小的合成石英或萤石构成的光学透镜。该平凸透镜62，以将平坦部贴合在平行平板61上的方式配置在针孔31的内部。另外，光接收元件63是与图5所示的光接收元件42相同的元件，以将光接收面63a朝向平凸透镜62的曲面部，并且将光接收面63a的大致中心配置在平凸透镜62的光轴上的方式，安装在机壳30内部。再者，光接收元件42的光接收面63a的面积可以按照入射的曝光光的光束的宽度适当变更。

在本实施形态的照度不匀传感器60中，在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下，也可以进行照射不匀等的计测。在向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下，入射到投影光学系统PL上的曝光光，不在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后入射到液体LQ上。

由于平行平板61以及平凸透镜62的折射率与液体LQ的折射率同等程度会高于液体LQ的折射率，因此经由液体LQ入射到平行平板61上的曝光光之中、朝向针孔31的曝光光，入射到平凸透镜62上而被聚光，并被导向光接收面63a，从而被光接收元件63接收。这样，在本实施形态中，从投影光学系统PL入射到液体LQ上的曝光光，到从平凸透镜62射出为止，也没有通过气体中。因此，即便具有较大的入射角的曝光光入射到针孔31上，也可以没有被全反射地收入平凸透镜62内，进而可以用光接收元件63接收。再者，在可以防止液体LQ从平凸透镜62的周围浸入的情况下，也可以没有平行平板61。

另外，在图9所示的例子中，将平凸透镜62配置在针孔31内，并粘贴在安装在机壳30上的平行平板61上。但是，由于平凸透镜62的径是与针孔31同等程度的十几～几十μm左右，因此平凸透镜62的处理变得困难。在这种情况下，最好在平行平板61上形成与平凸透镜62同样的凸透镜，并以将该凸透镜配置在针孔31内的方式将平行平板61安装在机壳30上。再者，在机壳30的上板的厚度极薄的情况下，也可以在机壳30的下面上配置较大的平凸透镜。这时，与图7(a)同样地，可以将来自针孔31的光聚集在光接收元件上。

(第5实施形态)

其次，对本发明的第5实施形态的曝光装置进行说明。与前述第2～第4实施形态同样地，本实施形态的曝光装置的整体构成是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，在本实施形态中，也主要对设在曝光光传感器27上的照度不匀传感器进行说明。图10，是展示设在本发明的第5实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的剖面图。如图10所示，设在本实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器70，包括平凸透镜71以及光接收元件72而构成。

平凸透镜71，由相对于真空紫外域的ArF准分子激光光源的光具有较高的透射率的合成石英或萤石构成，其径设定为比形成在图3所示的机壳30上的针孔31的径大。该平凸透镜71在针孔31的形成位置上，将平坦部71a贴合在机壳30的内侧。由此，针孔31成为被平凸透镜71堵住的状态，可以防止液体LQ经由针孔31浸入到照度不匀传感器70内。再者，在将平凸透镜71贴合在机壳30的内侧时，最好用密封材料等实施防水对策。

另外，光接收元件72与图5所示的光接收元件42是相同的元件，以将光接收面72a朝向平凸透镜72的曲面部71b，并且将光接收面72a的大致中心配置在平凸透镜71的光轴上的方式，安装在机壳30内部。在本实施形态的照度不匀传感器70中，在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下，也可以进行照射不匀等的计测。

在向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下，入射到投影光学系统PL上的曝光光，不在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后入射到液体LQ上。由于平凸透镜71的折射率与液体LQ的折射率同等程度或高于液体LQ的折射率，因此入射到液体LQ上的曝光光之中，入射到针孔31上的曝光光，入射到平凸透镜71上而被聚光，并被导向光接收面72a，从而被光接收元件72接收。

这样，在本实施形态中，从投影光学系统PL入射到液体LQ上的曝光光之中，通过了针孔31的曝光光不通过气体中而直接入射到折射率较高的平凸透镜71上。因此，即便具有较大的入射角的曝光光入射到针孔31上，也可以不被全反射地收入平凸透镜71内，进而可以用光接收元件72接收。

再者，在本实施形态中，与第2实施形态同样地，有可能因针孔31的存在而扰乱液体LQ的流动，进而可能因涡流的产生而使液体LQ沸腾，从而在液体LQ内产生气泡。为了防止这些，作为平凸透镜71可以使用图8所示的平凸透镜57，并以形成在平坦部57a上的凸部58嵌合在针孔31内的方式将平凸透镜57粘贴在机壳30的内侧。或者也可以在针孔31内填充透过曝光光的物质。

在以上说明的第2～第5实施形态中，以将平凸透镜41、45、52、57、62、71，和光接收元件42、53、63、72分离地配置的情况为例进行了说明，但为了极力避免由氧气等导致的曝光光的吸收，也可以使平凸透镜41、45、52、57、62、71，和光接收元件42、53、63、72接触。另外，在所述实施形态中，作为聚光部件以平凸透镜41、45、52、57、62、71为例进行了说明，但除此之外也可以使用DOE(衍射光学元件)、小透镜阵列、菲涅耳透镜、反射镜等。

(第6实施形态)

其次，对本发明的第6实施形态的曝光装置进行说明。本实施形态的曝光装置也是整体构成是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，本实施形态的曝光装置所具备的曝光光传感器27，与前述第2～第5实施形态同样地，是经由投影光学系统PL的像面侧的液体LQ进行计测动作的部件。但是，在本实施形态中，主要以设在曝光光传感器27上的照射量传感器为例进行说明，但当然也可以适用于所述的照度不匀传感器和后述的空间像计测装置。

图11，是展示设在本发明的第6实施形态的曝光装置上的照射量传感器的概略构成的图。如图11(a)所示，设在本实施形态的曝光装置上的照射量传感器80，包括聚光板81以及光接收元件82而构成。聚光板81，由相对于真空紫外域的ArF准分子激光光源的光具有较高的透射率的合成石英或萤石构成，如图11(a)、(b)所示，在其一面(不与液体LQ接触的面)81a上形成有微型透镜阵列83。

微型透镜阵列83，例如是由沿着正交的2个方向排列的、圆形的、具有正折射能力的多个微小透镜构成的光学元件。再者，图11所示的微型透镜阵列83仅仅是例示，微小透镜的形状不限于圆形，也可以是正方形，其排列不限于向正交的2个方向的排列，也可以是稠密排列。微型透镜阵列83，例如通过在平行平面玻璃板的一面上实施蚀刻处理而形成微小透镜群的方式构成。

聚光板81，以将与形成了微型透镜阵列83的面81a相对的平坦的面81b朝向投影光学系统PL侧(+Z方向)，并且使面81b与图3所示的机壳30的上面33相一致的方式，设在形成在机壳30上的开口32内。再者，在本实施形态中，没有设置图3所示的ND滤光器34。再者，也可以是将微型透镜阵列83粘贴在ND滤光器34上的构成，或者在微型透镜阵列83和光接收元件82之间设置ND滤光器的构成。聚光板81和机壳30之间用密封材料等实施了防水对策，使提供给投影光学系统PL的像面侧的液体LQ不会浸入机壳30内。

另外，光接收元件82以将光接收面82a朝向聚光板81，并且光接收面82a的大致中心位于聚光板81的中央部的大致中心的正下(-Z方向)的方式配置。该光接收元件82，以被聚光板81聚光的光束的大部分可以被光接收面82a接收的方式，接近聚光板81地安装。再者，在光接收元件82的光接收面82a上，实施了对于ArF激光的AR涂层。

在用本实施形态的照射量传感器80计测照射到曝光区域上的曝光光的光量时，与用第1实施形态的照射量传感器37进行的计测不同，可以在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并在投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下进行。在向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下，入射到投影光学系统PL上的曝光光，最外侧的光线也不在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后入射到液体LQ上。

由于聚光板81的折射率与液体LQ的折射率同等程度或高于液体LQ的折射率，因此入射到液体LQ上的曝光光入射到聚光板81上。曝光光的波阵面被构成形成在聚光板81的面81a上的微型透镜阵列83的多个微小透镜二维地分割，同时被微小透镜的折射作用聚集，之后被分割的各个波阵面入射到光接收元件82的光接收面82a上而被接收。

这样，在本实施形态中，从投影光学系统PL入射到液体LQ上的曝光光到从聚光板81射出为止也没有通过气体中。因此，即便具有较大的入射角的曝光光入射到聚光板81上，也可以不被全反射地收入聚光板81内，进而可以用光接收元件82接收。另外，由于开口32的面积较大，因此如果照射量传感器，设为将如前所述第2、第3、第5实施形态中说明的照射不匀传感器所使用的平凸透镜41、52、71那样的单透镜，设在开口32上从而将入射的光聚光的构成，照射量传感器便大型化，在搭载在图1所示的晶片载物台15上方面出现不良状况。在本实施形态中，通过不用这样的单透镜而用微型透镜阵列83，可以使照射量传感器80小型/轻量。

再者，在以上的说明中，对在聚光板81的一面81a上形成有微型透镜阵列83的情况进行了说明，但也可以使用在两面(面81a、81b)上形成有微型透镜阵列的聚光板。另外，还可以代替微型透镜阵列而使用蝇眼透镜。另外，当只在聚光板81的一面81a上形成有微型透镜阵列83时，如图12所示，也可以使用在聚光板81的朝向投影光学系统PL的面81b上，与构成微型透镜阵列83的多个微小透镜分别相对应地形成了开口84的元件。图12，是展示形成了对于微型透镜阵列的开口的聚光板的构成例的立体图。

图12所示的开口84，例如通过在面81b的整面上蒸镀Cr(铬)等金属，并将与各个微小透镜相对应的部位蚀刻的方式形成。由于开口84，起到限制入射到各个微小透镜上的光束的量的光阑的作用，因此可以使其具有与ND滤光器相同的功能。在本实施形态中，由于将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，因此从保护聚光板81以及光接收元件82的观点来看，最好形成开口84。再者，在本实施形态中，对于设在曝光光传感器27上的照射量传感器80进行了说明，但例如通过代替图5所示的平凸透镜41而使用形成了微型透镜阵列的聚光板，也可以适用于照度不匀传感器。

(第7实施形态)

其次，对本发明的第7实施形态的曝光装置进行说明。本实施形态的曝光装置的整体构成是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，本实施形态的曝光装置所具备的曝光光传感器27，与前述第2～第5实施形态同样地，是经由投影光学系统PL的像面侧的液体LQ进行计测动作的元件。但是，在本实施形态中，主要对设在曝光光传感器27上的照射量传感器进行说明。

图13，是展示设在本发明的第7实施形态的曝光装置上的照射量传感器的概略构成的图。如图13所示，设在本实施形态的曝光装置上的照射量传感器85，包括扩散板86以及光接收元件87而构成，扩散板86设在形成在机壳30上的开口32内。扩散板86由合成石英或萤石构成，具有形成了细微的凹凸的面86a和平坦的面86b，并以将面86b朝向投影光学系统PL侧(+Z方向)，并且使面86b与图3所示的机壳30的上面33相一致的方式设在开口32内。再者，扩散板86和机壳30之间用密封材料等实施了防水对策。光接收元件87，以将光接收面87a朝向扩散板86，并且光接收面87a的大致中心位于扩散板86的中央部的大致中心的正下(-Z方向)的方式配置。另外，光接收元件87被配置成使光接收面87a接近扩散板86的状态。在该光接收元件87的光接收面87a上实施了对于ArF激光的AR涂层。

在用本实施形态的照射量传感器85计测照射到曝光区域上的曝光光的光量时，与第6实施形态同样地，在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下进行。在该状态下，当曝光光入射到投影光学系统PL上时，曝光光连最外侧的光线也不会在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后入射到液体LQ上，进而入射到折射率与液体LQ同等程度或高于液体LQ的扩散板86上。入射到扩散板86上的曝光光，在从扩散板86射出时，被形成了细微的凹凸的面86a扩散，之后入射到光接收元件87的光接收面87a上而被接收。

这样，在本实施形态中，由于从投影光学系统PL入射到液体LQ上的曝光光，到从扩散板86射出为止也没有通过气体中，因此即便具有较大的入射角的曝光光入射到扩散板86上，也不会被全反射。另外，曝光光在从扩散板86射出时被扩散。由此，可以用更多的光接收元件87接收具有较大的入射角的曝光光。另外，与第6实施形态同样地，可以谋求照射量传感器85的小型化。

再者，在以上的说明中，以使用只在一面86a上形成了细微的凹凸的扩散板86的情况为例进行了说明，但也可以使用在两面(86a、86b)上形成了细微的凹凸的扩散板86。另外，还可以代替所述的扩散板86而使用形成了通过衍射作用使入射的曝光光衍射从而入射到光接收元件上的DOE(衍射光学元件)的衍射板。在此，DOE，最好以相对于入射角较小的光束，衍射角较小，相对于入射角较大的光束，衍射变大的方式设计。在使用衍射板的情况下，既可以使用只在一面上形成了DOE的衍射板，也可以使用在两面上形成了DOE的衍射板。另外，所述扩散板以及衍射板，也可以适用于照度不匀传感器。

(第8实施形态)

其次，对本发明的第8实施形态的曝光装置进行说明。本实施形态的曝光装置的整体构成是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，本实施形态的曝光装置所具备的曝光光传感器27，与前述第2～第5实施形态同样地，是经由投影光学系统PL的像面侧的液体LQ进行计测动作的元件。但是，在本实施形态中，主要对设在曝光光传感器27上的照射量传感器进行说明。

图14，是展示设在本发明的第8实施形态的曝光装置上的照射量传感器的概略构成的图。如图14所示，设在本实施形态的曝光装置上的照射量传感器90，包括荧光板91以及光接收元件92而构成。荧光板91是以使上面相一致的方式设在形成在机壳30上的开口32内，并由入射的曝光光激发，产生与曝光光不同波长的荧光或磷光的元件。即，荧光板91，是将具有真空紫外域的波长的曝光光，波长变换成例如可视区域的光的元件。荧光板91，例如，可以使用含有吸收曝光光从而产生波长长于曝光光的荧光或磷光的有机色素材料的光透过板，或在表面涂覆了有机色素的光透过板。这时，光接收元件可以按照荧光波长的灵敏度而适当选择。

再者，在荧光板91和机壳30之间用密封材料等实施了防水对策。光接收元件92，具有接收与曝光光的波长不同波长区域(例如，可视区域)的特性。该光接收元件92，配置在光接收面92a的大致中心位于荧光板91的中央部的大致中心的正下(-Z方向)，并且接近荧光板91的位置上。在光接收元件92的光接收面92a上实施了对于包括荧光以及磷光的可视区域的光的AR涂层。

在用本实施形态的照射量传感器90计测照射到曝光区域上的曝光光的光量时，与第6、第7实施形态同样地，在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下进行。在计测曝光光的光量之前，预先求出入射到荧光板91上的光量，和波长变换后从荧光板91射出的光的光量的关系。

在将照射光学系统IS的照射条件设定为曝光时的照射条件的状态下，当曝光光入射到投影光学系统PL上时，曝光光不在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后经由液体LQ入射到荧光板91上。当曝光光入射到荧光板91上时，其光量的一部分或全部被荧光板91吸收，并发出具有与吸收的光量相对应的光量的荧光或磷光。该荧光或磷光，具有与曝光光的波长不同的波长，从荧光板91向不依存于曝光光的入射角的方向射出，之后入射到光接收元件92的光接收面92a上而被接收。

这样，在本实施形态中，从投影光学系统PL入射到液体LQ上的曝光光，到从荧光板91射出为止，也没有通过气体中，因此即便具有较大的入射角的曝光光入射到荧光板91上，也不会被全反射。另外，即便入射角较大的曝光光入射，由于该曝光光被变换成具有不同波长的荧光或磷光，然后向与入射角不同的方向射出，因此光接收元件92上的接收变得容易。另外，与第6、第7实施形态同样地，可以谋求照射量传感器90的小型化。

再者，在入射到荧光板91上的曝光光，没有全部变换成不同波长的荧光或磷光的情况下，曝光光的一部分透过荧光板91后入射到光接收元件92上。如前所述，由于光接收元件92的光接收特性，是接收与曝光光不同的波长区域的光的特性，因此即便曝光光入射到光接收元件92上也基本没有问题。但是，在由于透过了荧光板91的曝光光入射到光接收元件92上，因而产生例如由发热等引起的计测误差的情况下，最好在荧光板91和光接收元件92之间，设置使包括在荧光板91上产生的荧光或磷光的波长区域的光透过，而将包括曝光光的波长区域的光遮光的滤光器。

(第9实施形态)

其次，对本发明的第9实施形态的曝光装置进行说明。本实施形态的曝光装置的整体构成是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，本实施形态的曝光装置所具备的曝光光传感器27，与前述第2～第5实施形态同样地，是经由投影光学系统PL的像面侧的液体LQ进行计测动作的元件，主要以设在曝光光传感器27上的照度不匀传感器为例进行说明。当然，该实施形态也可以适用于所述的照射量传感器和后述的空间像计测装置。

图15，是展示设在本发明的第9实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的图。如图15(a)所示，设在本实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器100，包括导波部件101和光接收元件102而构成。导波部件101，是具有比形成在图3所示的机壳30上的针孔31的径还大的径的圆柱体，以使其中心轴和针孔31的中心位置大致相一致，然后使一端101a触接在针孔31的下方(-Z方向)的状态配置。

该导波部件101，是由合成石英或萤石构成，一面使从一端101a入射到内部的曝光光在外周(与空气的边界)全反射，一面导波后从另一端101b射出的元件。作为导波部件101，例如可以使用作为光学积分器的一种的棒状积分器或光纤。再者，导波部件101与机壳30触接的部分，用密封材料等实施了防水对策。光接收元件102具有接收包括曝光光的波长区域的光的特性，以使其光接收面102a与导波部件101的另一端101b触接的状态配置。在光接收元件102的光接收面102a上实施了对于ArF激光的AR涂层。

在此，使光接收元件102的光接收面102a与导波部件101的另一端101b触接，是为了使从另一端101b射出的、出射角较大的曝光光入射到光接收元件102的光接收面102a上而接收。即，由于从导波部件101的另一端101b射出具有各种角度的曝光光，因此在导波部件101的另一端101b和光接收元件102的光接收面102a分离的状态下，不能使一面扩散一面射出的曝光光的全部入射到光接收面102a上，特别是不能接收出射角较大的曝光光。

在用本实施形态的照度不匀传感器100计测照射到曝光区域上的曝光光的光量时，与第6～第8实施形态同样地，在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下进行。在该状态下，当曝光光入射到投影光学系统PL上时，曝光光不在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后经由液体LQ以及针孔31从一端101a入射到导波部件101内。入射到导波部件101内的曝光光一面在导波部件101的外周反射一面在导波部件101内行进，并被以与导波部件101的另一端101b触接的状态配置的光接收元件102接收。

这样，在本实施形态中，从投影光学系统PL入射到液体LQ上，并通过了针孔31的曝光光，没有通过气体中而入射到导波部件101上。因此，可以将包括具有较大的入射角而照射到的曝光光的曝光区域上的曝光光的大部分接收。再者，在以上的说明中，对利用导波部件101和空气的折射率差，一面使曝光光在外周全反射一面导波的情况进行了说明，但如果曝光光相对于外周的入射角较小，曝光光就被从外周向外部射出。因此，最好在导波部件101的外周上蒸镀Cr(铬)等金属。

另外，在照度不匀传感器100的构成上，也有不得不将导波部件101和光接收元件102分离地配置的情况。在这种情况下，如图15(b)所示，最好将另一端101b的形状制成曲面形状(透镜形状)从而极力缩小在导波部件101内行进的曝光光的出射角。进而，在所述实施形态中，对圆柱状的导波部件101进行了说明，但也可以使用其形状为四棱柱、其他的形状的元件。

(第10实施形态)

其次，对本发明的第10实施形态的曝光装置进行说明。本实施形态的曝光装置的整体构成是与图1所示的曝光装置大致相同的构成，但曝光光传感器27的构成不同。再者，本实施形态的曝光装置所具备的曝光光传感器27，与前述第2～第5实施形态同样地，是经由投影光学系统PL的像面侧的液体LQ进行计测动作的元件，主要对设在曝光光传感器27上的照度不匀传感器进行说明。

图16，是展示设在本发明的第10实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器的概略构成的图。如图16所示，设在本实施形态的曝光装置上的照度不匀传感器110，包括作为光学积分器的一种的积分球111和光接收元件112而构成。积分球111，由合成石英或萤石构成，将其一部分平坦地切去，从而形成入射部111a以及出射部111b。

入射部111a，其径设定为比形成在图3所示的机壳30上的针孔31的径还大。积分球111，以使入射部111a的中心位置与针孔31的中心位置大致相一致，然后使针孔31的周围部和入射部111a的外周部触接的状态，配置在针孔31的下方(-Z方向)。再者，入射部111a与机壳30触接的部分，用密封材料等实施了防水对策。

出射部111b相对于入射部111a在规定的位置上形成为规定的大小的径。出射部111b的形成位置，例如是通过入射部111a的中心并垂直于入射部111a的直线，和通过出射部111b的中心并垂直于出射部111b的直线正交的位置。另外，在图16所示的例子中，在出射部111b上，设有用于将出射角较大的曝光光反射后导向光接收元件112的导引部111c。

光接收元件112具有接收包括曝光光的波长区域的光的特性，以将其光接收面112a朝向出射部111b的状态配置。在光接收元件112的光接收面112a上实施了对于ArF激光的AR涂层。再者，在此，对在积分球111的出射部111b上设置导引部111c从而将积分球111和光接收元件112分离地配置的构成进行了说明，但也可以是省略导引部111c从而使光接收元件112的光接收面112a与积分球111的出射部111b触接的构成。

在用本实施形态的照度不匀传感器110计测照射到曝光区域上的曝光光的光量时，与前述第6～第9实施形态同样地，在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并向投影光学系统PL和机壳30的上面33之间提供了液体LQ的状态下进行。在该状态下，当曝光光入射到投影光学系统PL上时，曝光光不在投影光学系统PL的前端部全反射，而是通过投影光学系统PL，然后经由液体LQ以及针孔31，不通过气体中地从入射端111a入射到积分球111内。入射到积分球111上的曝光光在积分球111的外周多重反射，最终从出射端111b射出。从出射端111b射出的曝光光之中、出射角较小的直接入射到光接收面112a上，而出射角较大的在被导引部111c反射后入射到光接收面112上而被接收。

这样，在本实施形态中，从投影光学系统PL入射到液体LQ上，并通过了针孔31的曝光光，也没有通过气体中而入射到积分球111上。因此，即便具有较大的入射角的曝光光入射到入射端111a上，也不会被全反射，最终可以用光接收元件112接收。再者，与前述第9实施形态同样地，最好在除去入射部11a以及出射部111b的积分球111整体上蒸镀Cr(铬)等金属。

(其他的实施形态)

另外，在所述第2～第5实施形态中，以作为将曝光光聚光的聚光部件而具备1个平凸透镜41、45、52、57、62、71的情况为例进行了说明，在所述第6～第10实施形态中，对作为用于使曝光光入射到光接收元件上的光学系统，包括聚光板81、扩散板86、荧光板91、导波部件101、以及积分球111的构成进行了说明。但是，最好是在平凸透镜41、45、52、57、62、71和光接收元件之间，以及，聚光板81、扩散板86、荧光板91、导波部件101、以及积分球111和光接收元件之间，设置多个透镜，从而将曝光光等导向光接收元件的构成。

图17，是展示第2实施形态的曝光装置所具备的照度不匀传感器40的变形例的图。在图17所示的例子中，为了更简单地将来自平凸透镜41的曝光光，特别是入射角较大的曝光光变换成平行光，在平凸透镜41和光接收元件42之间设置了2个透镜121、122。通过在平凸透镜41和光接收元件42之间设置透镜121、122，将变换成平行光的曝光光导向光接收元件42。在第3～第10实施形态中也可以使用这样的透镜。再者，透镜的个数可以是任意的。

另外，在所述第2～第10实施形态中，以在将照射光学系统IS的照射条件设定为进行对于晶片W的曝光处理时所设定的照射条件，并向投影光学系统PL的像面侧提供了液体LQ的状态下，计测照度不匀的情况为例进行了说明。但是，在这些实施形态中，与第1实施形态同样地，也可以在没有向投影光学系统PL的像面侧提供液体LQ的状态下，通过将具有极小σ的孔径光阑8e配置在第2蝇眼透镜7的出射面CJ上从而调整出射面CJ的曝光光的光束分布的方式，进行曝光光的孔径角的调整，然后计测不匀和光量等。

另外，在图1所示的曝光装置中，虽然将照度不匀传感器和照射量传感器设在一个机壳30内，但也可以分别配置在晶片载物台15上。另外，在为了便于液体LQ的回收，而使得曝光光传感器27的与液体接触的面(上面)成为疏水性的情况下，由于曝光光(紫外线)的照射，其疏水性有可能劣化。因而，在使用与液体LQ接触的面是疏水性的传感器来进行计测时，例如可以使用特开2001-144044号(对应美国专利6,730,925)所公开的、具备多个ND滤光器的能量(光量)调整器，使曝光光的光量减弱到小于等于最大光量的50％，理想的是小于等于20％。

再者，在所述的实施形态中，对用于计测照度不匀和积分光量不匀的照度不匀传感器，和用于计测照射到投影光学系统PL的像面侧的曝光光的光量(照射量)的照射量传感器进行了说明，但是本发明也可以适用于美国专利6,650,399所公开的用于计测波像差的传感器、特开2002-14005号公报(对应美国专利公开2002/0041377)所公开的用于计测成像特性等的空间像计测传感器、特开平11-238680号公报和国际公开第02/063664号公报(对应美国专利公开2004/0090606)所公开的相对于基板载物台可以装卸的传感器等，即便在投影光学系统的数值孔径较大的情况下，也可以接收通过了投影光学系统的曝光光，并可以用需要的精度进行各种计测。再者，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用这些专利公报的公开内容作为本文的记载的一部分。

(第11实施形态)

以下，参照附图说明本发明的第11实施形态的曝光装置。图20是展示本发明的曝光装置的一个实施形态的概略构成图。

在图20中，曝光装置EX，具备支撑掩模M的掩模载物台MST，支撑基板P的基板载物台PST，用曝光光EL照射支撑在掩模载物台MST上的掩模M的照射光学系统IL，将用曝光光EL照射的掩模M的图形像投影曝光在支撑在基板载物台PST上的基板P上的投影光学系统PL，统一控制曝光装置EX整体的动作的控制装置CONT，和连接在控制装置CONT上、存储有关曝光处理的各种信息的存储装置MRY。进而，曝光装置EX，具备用于投影光学系统PL的成像特性(光学特性)的计测的空间像计测装置270。空间像计测装置270，具备经由配置在投影光学系统PL的像面侧的、具有狭缝部271的狭缝板275，接收通过了投影光学系统PL的光(曝光光EL)的光接收器290。

本实施形态的曝光装置EX，是为了在实质上缩短曝光波长而提高析像度，同时在实质上扩大焦深，从而适用了液浸法的液浸曝光装置，具备向基板P上提供液体LQ的液体供给机构210，和回收基板P上的液体LQ的液体回收机构220。曝光装置EX，至少在将掩模M的图形像转印到基板P上的期间内，利用从液体供给机构210提供的液体LQ，在基板P上的、包括投影光学系统PL的投影区域AR1的一部分上(局部地)形成液浸区域AR2。具体地说，曝光装置EX，通过在投影光学系统PL的前端侧(像面侧)的光学元件260和基板P的表面之间填满液体LQ，并经由该投影光学系统PL和基板P之间的液体LQ以及投影光学系统PL照射曝光光EL，从而将掩模M的图形像投影在基板P上的方式，曝光基板P。

在本实施形态中，以作为曝光装置，使用一面使掩模M和基板P在扫描方向上以彼此不同的方向(反方向)同步移动，一面将形成在掩模M上的图形曝光在基板P上的扫描型曝光装置(所谓的扫描步进曝光装置)的情况为例进行说明。在以下的说明中，将与投影光学系统PL的光轴AX相一致的方向设为Z轴方向，在垂直于Z轴方向的平面内，将掩模M和基板P的同步移动方向(扫描方向)设为X轴方向，将垂直于Z轴方向以及X轴方向的方向(非扫描方向)设为Y轴方向。另外，将X轴、Y轴、以Z轴为中心旋转(倾斜)的方向分别设为θX、θY、以及θZ方向。再者，在此所说的“基板”包括在半导体晶片上涂布了作为感光材料的光致抗蚀剂的晶片，“掩模”包括形成了被缩小投影在基板上的器件图形的中间掩模。

照射光学系统IL，是将从光源201射出的光束(激光束)LB变换成曝光光EL，并用曝光光EL照射支撑在掩模载物台MST上的掩模M的系统。作为从照射光学系统IL射出的曝光光EL，例如可以使用从水银灯射出的紫外域的亮线(g线、h线、i线)以及KrF准分子激光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)、或ArF准分子激光(波长193nm)以及F₂激光(波长157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本实施形态中，使用ArF准分子激光。

在本实施形态中，在液体LQ上使用纯水。纯水不只可以透过ArF准分子激光，还可以透过例如从水银灯射出的紫外域的亮线(g线、h线、i线)以及KrF准分子激光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)。

本实施形态的光源201，是射出ArF准分子激光(波长193nm)的准分子激光光源，由控制装置CONT控制其激光器发光的打开·关闭、中心波长、光谱半宽度、以及重复频率等。

照射光学系统IL，具备光束整形光学系统202、光学积分器203、照射系统孔径光阑板204、中继光学系统206、208、固定掩模屏风(maskblind)207A、可动掩模屏风207B、镜209、以及聚光透镜230等。在本实施形态中，作为光学积分器203使用了蝇眼透镜，但也可以是棒状(内面反射型)积分器、或衍射光学元件等。在光束整形光学系统202内，包括用于将在光源201被脉冲发光的激光束LB的剖面形状，以有效地入射到设在该激光束LB的光路后方的光学积分器203上的方式整形的、例如柱面透镜或光束扩散器等。光学积分器(蝇眼透镜)203，配置在从光束整形光学系统202射出的激光束LB的光路上，为了用均匀的照度分布照射掩模M，形成由多个点光源(光源像)构成的面光源，即2次光源。

在光学积分器203的出射侧焦面的附近，配置有由圆板状部件构成的照射系统孔径光阑板204。在该照射系统孔径光阑板204上，以大致等角度间隔，例如配置有由通常的圆形开口构成的孔径光阑(普通光阑)，由较小的圆形开口构成、并用于缩小作为相干系数的σ值的孔径光阑(小σ光阑)，环形照射用的环形的孔径光阑(环形光阑)，以及用于变形光源法的将多个开口偏心地配置的变形孔径光阑(也被称为SHRINC的四重极照射光阑)等。该照射系统孔径光阑板204，由被控制装置CONT控制的马达等驱动装置231旋转，由此，可以有选择地将任意一个孔径光阑配置在曝光光EL的光路上。

再者，在本例中，虽然用照射系统孔径光阑板204进行照射光学系统IL的瞳面上的光强度分布的调整，但也可以用美国专利6,563,567所公开的其他的光学系统。再者，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，就引用这些公开的内容作为本文的记载的一部分。

在通过了照射系统孔径光阑板204的曝光光EL的光路上，配置有反射率小而透射率大的分光器205，进而在后方的光路上，以将掩模屏风207A、207B夹在中间的方式配置有中继光学系统(206、208)。固定掩模屏风207A，配置在从相对于掩模M的图形面的共轭平面稍微使其散焦的面上，并形成有限定掩模M上的照射区域IA的矩形开口。另外，在该固定掩模屏风207A的附近，配置有可动掩模屏风207B，可动掩模屏风207B具有与扫描方向(X轴方向)以及与其正交的非扫描方向(Y轴方向)分别相对应的方向的位置以及宽度可变的开口部，通过在扫描曝光的开始时以及结束时经由该可动掩模屏风207B进一步限制照射区域IA，便可以防止无用的部分的曝光。另外，在本实施形态中，可动掩模屏风207B，也用于后述的空间像计测时的照射区域的设定。另一方面，在被照射光学系统IL内的分光器205反射的曝光光EL的光路上，配置有聚光透镜232，以及由在远紫外域灵敏度良好，并且为了检测光源201的脉冲发光而具有较高的应答频率的PIN型光电二极管等光接收元件构成的积分器传感器233。

如果简单地说明以这种方式构成的照射光学系统IL的作用，就是从光源201被脉冲发光的激光束LB，入射到光束整形光学系统202上，然后在此以有效地入射到后方的光学积分器203上的方式将其剖面形状整形后，入射到光学积分器203上。由此，在光学积分器203的出射侧焦面(照射光学系统IL的瞳面)上形成2次光源。从该2次光源射出的曝光光EL，在通过了照射系统孔径光阑板204上的任意一个孔径光阑后，入射到透射率大而反射率小的分光器205上。透过了该分光器205的曝光光EL，在经由第1中继透镜206而通过了固定掩模屏风207A的矩形的开口部以及可动掩模屏风207B后，通过第2中继透镜208，然后由镜209将光路向垂直下方弯曲。由镜209弯曲了光路的曝光光EL，经由聚光透镜230，用均匀的照度分布照射保持在掩模载物台MST上的掩模M的照射区域IA。

另一方面，被分光器205反射的曝光光EL，经由聚光透镜232被积分器传感器233接收，积分器传感器233的光电变换信号，经由图未示的具有峰值保持电路以及A/D变换器的信号处理装置，提供给控制装置CONT。在本实施形态中，积分器传感器233的计测值，除了用于曝光量控制之外，还用于对于投影光学系统PL的照射量的计算，该照射量用于基板反射率(这可以根据积分器传感器的输出和图未示的反射率监控器的输出求出)，和由投影光学系统PL的照射光吸收得到的成像特性的变化量的算出。在本实施形态中，以规定的间隔，由控制装置CONT，根据积分器传感器233的输出计算照射量，并将该计算结果制成照射履历，然后存储在存储装置MRY内。

掩模载物台MST，可以保持并移动掩模M，例如用真空吸附(或静电吸附)固定掩模M。掩模载物台MST，经由作为非接触轴承的气体轴承(空气轴承)被非接触地支撑在掩模底座255上，通过包括直线电动机等的掩模载物台驱动装置MSTD，可以在垂直于投影光学系统PL的光轴AX的平面内，即XY平面内二维移动以及沿着θZ方向稍微旋转。并且，掩模载物台MST，可以在掩模底座255上沿着X轴方向以指定的扫描速度移动，具有掩模M的整面至少尽可能横切投影光学系统PL的光轴AX的X轴方向的移动行程。

在掩模载物台MST上设有移动镜241。另外，在与移动镜241相对的位置上设有激光干涉仪242。掩模载物台MST上的掩模M的二维方向的位置、以及θZ方向的旋转角(根据情况也包括θX、θY方向的旋转角)，由激光干涉仪242实时地计测，并将计测结果输出给控制装置CONT。控制装置CONT，通过根据激光干涉仪242的计测结果驱动掩模载物台驱动装置MSTD的方式，控制支撑在掩模载物台MST上的掩模M的位置。

投影光学系统PL，是用规定的投影倍率β将掩模M的图形投影曝光在基板P上的系统，由包括设在基板P侧的前端部的光学元件(透镜)260的多个光学元件构成，这些光学元件由镜筒PK支撑。在本实施形态中，投影光学系统PL，是投影倍率β为例如1/4或1/5的缩小型。再者，投影光学系统PL也可以是等倍型以及放大型的任意一种。另外，投影光学系统PL还可以是折射型、反射型、反射折射型的任意一种。

本实施形态的投影光学系统PL的前端部的光学元件260，由透镜盒262保持，保持该光学元件260的透镜盒262和镜筒PK的前端部由连结机构261连结在一起。液浸区域AR2的液体LQ与光学元件260接触。光学元件260用萤石形成。由于萤石与水的亲和性较高，因此可以使液体LQ紧贴在光学元件260的液体接触面260a的大致整面上。即，在本实施形态中，由于提供与光学元件260的液体接触面260a的亲和性较高的液体(水)LQ，因此光学元件260的液体接触面260a和液体LQ的紧贴性较高，能够用液体LQ可靠地填满光学元件260和基板P之间的光路。再者，光学元件260，也可以是与水的亲和性较高的石英。另外，也可以在光学元件260的液体接触面260a上实施亲水化(亲液化)处理，从而进一步提高与液体LQ的亲和性。

基板载物台PST，可以保持并移动基板P，包括XY载物台253，和搭载在XY载物台253上的Z倾斜载物台252而构成。XY载物台253，经由图未示的作为非接触轴承的气体轴承(空气轴承)被非接触地支撑在载物台底座254的上面的上方。XY载物台253(基板载物台PST)在相对于载物台底座254的上面被非接触地支撑的状态下，通过包括直线电动机等的基板载物台驱动装置PSTD，可以在垂直于投影光学系统PL的光轴AX的平面内，即XY平面内二维移动以及沿着θZ方向微小旋转。将Z倾斜载物台252搭载在该XY载物台253上，将基板支架251搭载在Z倾斜载物台252上。由该基板支架251通过真空吸附等保持基板P。Z倾斜载物台252，以通过后述的驱动器可以沿着Z轴方向、θX方向、以及θY方向移动的方式设置。包括所述驱动器的基板载物台驱动装置PSTD由控制装置CONT控制。基板载物台PST，控制基板P的聚焦位置(Z位置)以及倾斜角，以自动聚焦方式以及自动调平方式使基板P的表面与投影光学系统PL的像面相吻合，同时进行基板P的X轴方向以及Y轴方向的定位。

另外，在基板载物台PST(基板支架251)上，以包围基板P的方式设有辅助板257。辅助板257具有与保持在基板支架251上的基板P的表面大致相同高度的平面。在曝光基板P的边缘区域时，也可以由辅助板257将液体LQ保持在投影光学系统PL之下。

再者，辅助板257虽然只形成在基板支架251的周围，但也可以用与基板载物台PST的上面大致成一个平面的方式，在空间像计测装置270的周围和基板支架251与空间像计测装置270之间也配置辅助板257。这样，即便空间像计测装置270的上面小于液浸区域AR2，也可以由辅助板257将液体LQ保持在投影光学系统PL之下。

在基板载物台PST(Z倾斜载物台252)上设有移动镜243。另外，在与移动镜243相对的位置上设有激光干涉仪244。基板载物台PST上的基板P的二维方向的位置、以及旋转角由激光干涉仪244实时地计测，并将计测结果输出给控制装置CONT。控制装置CONT通过根据激光干涉仪244的计测结果驱动包括直线电动机等的基板载物台驱动装置PSTD的方式，进行支撑在基板载物台PST上的基板P的定位。

另外，曝光装置EX，具备检测支撑在基板载物台PST(基板支架251)上的基板P的表面的位置的聚焦检测系统245。聚焦检测系统245，具备经由液体LQ由倾斜方向向基板P上投射检测用光束的投光部245A，和接收在基板P上反射的所述检测用光束的反射光的光接收部245B。聚焦检测系统245(光接收部245B)的光接收结果输出给控制装置CONT。控制装置CONT可以根据聚焦检测系统245的检测结果，检测基板P表面的Z轴方向的位置信息。另外，通过由投光部245A投射多个检测用光束，可以检测基板P的θX以及θY方向的倾斜信息。再者，作为聚焦检测系统245的构成，例如可以使用特开平6-283403号公报(对应美国专利5,448,332)等所公开的构成，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用该公开的内容作为本文的记载的一部分。再者，作为聚焦检测系统245，还可以使用在液浸区域AR2的外侧不经由液体LQ而向基板P表面投射检测用的光束，并接收其反射光的构成。

控制装置CONT，在扫描曝光等时候，根据来自光接收部245B的焦点偏移信号(散焦信号)，例如S弯曲信号，以使焦点偏移变为零的方式，经由包括后述的Z位置驱动部256A～256C(参照图21等)的基板载物台驱动装置PSTD，控制Z倾斜载物台252的向Z轴方向的移动、以及二维的倾斜(θX、θY方向的旋转)。即，控制装置CONT，通过用多点聚焦检测系统245控制Z倾斜载物台252的移动，进行使投影光学系统PL的成像面和基板P的表面在实质上相吻合的自动聚焦以及自动调平。

另外，在投影光学系统PL的前端附近，设有检测基板P上的对准标记或形成在设在基板载物台PST上的图未示的基准部件上的基准标记的、离轴方式的基板对准系统246。另外，在掩模载物台MST的附近，设有经由掩模M和投影光学系统PL检测设在所述基准部件上的基准标记的掩模对准系统247。在本实施形态中，作为该对准系统，可以使用图像处理方式的对准传感器、所谓的FIA(Field ImageAlignment)系统。再者，作为基板对准系统246的构成，例如可以使用特开平4-65603号公报(对应美国专利5,493,403)所公开的构成，作为掩模对准系统247的构成，可以使用特开平7-176468号公报(对应美国5,646,313)所公开的构成。

图21，是展示液体供给机构210、液体回收机构220、以及投影光学系统PL的放大图。投影光学系统PL，具备由镜筒PK保持的多片(在此是10片)光学元件264a～264j，和由投影光学系统PL的像面侧(基板P侧)的透镜盒262保持的光学元件260。构成投影光学系统PL的光学元件264a～264j之中，其一部分，例如光学元件264a、264b，分别以通过多个驱动元件(例如压电元件等)263可以沿着光轴AX方向以及相对于XY面的倾斜方向微小驱动的方式构成。另外，在光学元件264d、264e之间，以及光学元件264f、264g之间，分别形成有设为密封状态的第1、第2密封室265A、265B。从图未示的气体供给机构经由压力调整机构266，向这些第1、第2密封室265A、265B提供干净的气体，例如干燥空气。

在本实施形态中，调整施加在各驱动元件263上的驱动电压(驱动元件的驱动量)，以及第1、第2密封室265A、265B内部的气体的压力(内部压力)的压力调整机构266，由成像特性控制装置267按照来自控制装置CONT的指令来控制，由此，便可以修正投影光学系统PL的成像特性，例如，像面弯曲、失真、倍率等。再者，调整该成像特性的成像特性调整机构，可以只用光学元件264a这样的可动光学元件构成，该可动光学元件的个数也可以是任意的。但是，这时，由于可动光学元件的个数，除了聚焦之外，还与投影光学系统PL的成像特性的可修正的种类相对应，因此只要按照需要修正的成像特性的种类决定可动光学元件的个数即可。

Z倾斜载物台252，由3个Z位置驱动部256A、256B、256C(但是，纸面里侧的Z位置驱动部256C图未示)以3点支撑在XY载物台253上。这些Z位置驱动部256A～256C，包括将Z倾斜载物台252下面的各支撑点，沿着投影光学系统PL的光轴方向(Z方向)独立地驱动的3个驱动器(例如音圈马达等)259A、259B、259C(但是，图21的纸面里侧的驱动器259图未示)，和检测由Z倾斜载物台252的Z位置驱动部256A、256B、256C实现的Z轴方向的驱动量(从基准位置的变位)的编码器258A、258B、258C(但是，图21的纸面里侧的编码器258C图未示)而构成。在此，作为编码器258A～258C，例如可以使用光学式或电容式等的线性编码器。在本实施形态中，由所述驱动器256A、256B、256C，构成将Z倾斜载物台252沿着光轴AX方向(Z轴方向)以及相对于与光轴正交的面(XY面)的倾斜方向，即θX、θY方向驱动的驱动装置。另外，由编码器258A～258C计测的、由Z倾斜载物台252的Z位置驱动部256A、256B、256C实现的各支撑点的Z轴方向的驱动量(离开基准点的变位量)，被输出给控制装置CONT，控制装置CONT，便根据该编码器258A～258C的计测结果，求出Z倾斜载物台252的Z轴方向的位置以及调平量(θX旋转量、θY旋转量)。

液体供给机构210，是在包括曝光处理时的规定的期间内向投影光学系统PL和基板P之间提供液体LQ的机构，具备可以送出液体LQ的液体供给部211，和经由供给管212连接在液体供给部211上、并将从该液体供给部211送出的液体LQ提供到基板P上的供给喷嘴213。供给喷嘴213靠近基板P的表面配置。液体供给部211，具备收容液体LQ的容器、以及加压泵等，经由供给管212以及供给喷嘴213向基板P上提供液体LQ。液体供给部211的液体供给动作由控制装置CONT控制，控制装置CONT可以控制液体供给部211的、相对于基板P上的每个单位时间的液体供给量。再者，液体供给机构210的容器、加压泵等，曝光装置EX不一定必须具备，可以用设置曝光装置EX的工厂等的设备代替它们的至少一部分。

液体回收机构220，是在包括曝光处理时的规定的期间内回收投影光学系统PL和基板P之间的液体LQ的机构，具备靠近基板P的表面配置的回收喷嘴223，和经由回收管222连接在回收喷嘴223上的液体回收部221。液体回收部221，包括含有真空泵的真空系统(吸引装置)、以及收容回收的液体LQ的容器等而构成，其动作由控制装置CONT控制。通过液体回收部221的真空系统驱动，经由回收喷嘴223回收基板P上的液体LQ。再者，作为真空系统，也可以不在曝光装置上设置真空泵，而使用设置曝光装置EX的工厂的真空系统。另外，曝光装置EX也不一定必须具备液体回收机构220的容器，可以用设置曝光装置EX的工厂等的设备代替它们的至少一部分。

再者，最好在回收管222的中途，具体地说是回收喷嘴223和真空系统之间，设置将从回收喷嘴223吸入的液体LQ和气体分离的气液分离器。在吸引回收基板P上的液体LQ时，在液体回收部(真空系统)221上，有可能发生将液体LQ和其周围的气体(空气)同时回收的状况，因此通过用气液分离器将从回收喷嘴223回收的液体和气体分离，可以防止液体LQ流入真空系统而使真空系统发生故障等不良状况的出现。回收到液体回收部221内的液体LQ，例如被废弃，或者被净化后返回到液体供给部211等进行再利用。

再者，液体供给机构210以及液体回收机构220，相对于投影光学系统PL被分离地支撑。由此，在液体供给机构210以及液体回收机构220上产生的振动不会传递给投影光学系统PL。

图22，是展示液体供给机构210以及液体回收机构220和投影光学系统PL的投影区域AR1的位置关系的平面图。投影光学系统PL的投影区域AR1沿着Y轴方向呈细长的矩形(狭缝状)，以沿着X轴方向夹着该投影区域AR1的方式，在+X侧配置有3个供给喷嘴213A～213C，在-X侧配置有2个回收喷嘴223A、223B。并且，供给喷嘴213A～213C经由供给管212连接在液体供给部211上，回收喷嘴223A、223B经由回收管222连接在液体回收部221上。另外，在将供给喷嘴213A～213C和回收喷嘴223A、223B大致旋转180°的位置上，配置有供给喷嘴216A～216C、和回收喷嘴226A、226B。供给喷嘴213A～213C和回收喷嘴226A、226B沿着Y轴方向交替地排列，供给喷嘴216A～216C和回收喷嘴223A、223B沿着Y轴方向交替地排列，供给喷嘴216A～216C经由供给管215连接在液体供给部211上，回收喷嘴226A、226B经由回收管225连接在液体回收部221上。

图23，是展示投影光学系统PL的成像特性(光学特性)的计测所使用的空间像计测装置270的概略构成图。空间像计测装置270，具备经由配置在投影光学系统PL的像面侧的、具有狭缝部271的狭缝板275，接收通过了投影光学系统PL的光的光接收器290。狭缝板275，设在投影光学系统PL的像面侧的Z倾斜载物台252上。光接收器290，在Z倾斜载物台252内部，具备配置在靠近狭缝板275的位置上的光学元件276，弯曲通过了光学元件276的光的光路的镜277，经过了镜277的光入射的光学元件278，将通过了光学元件278的光送到Z倾斜载物台252外部的送光透镜279，设在Z倾斜载物台252外部、将来自送光透镜279的光的光路弯曲的镜280，接收通过了镜280的光的光接收透镜281，和由接收经过了光接收透镜281的光的光电变换元件构成的光传感器(光接收元件)282。

狭缝板275，具备平面看长方形的玻璃板部件274，设在玻璃板部件274的上面中央部的、由铬等构成的遮光膜272，设在该遮光膜272的周围、即玻璃板部件274的上面之中遮光膜272以外的部分上的、由铝等构成的反射膜273，和形成在遮光膜272的一部分上的、作为开口图形的狭缝部271。在狭缝部271上，露出作为透明部件的玻璃板部件274，光可以透过狭缝部271。

在Z倾斜载物台252的上面，在与基板支架251相邻的位置上设有凸部283，在该凸部283的上部设有开口部284。狭缝板275相对于凸部283的开口部284可以装卸，以堵塞该开口部284的状态从上方嵌入。

作为玻璃板部件274的形成材料，可以使用相对于ArF准分子激光或KrF准分子激光的透过性良好的合成石英或萤石等。再者，合成石英的相对于ArF准分子激光的折射率是1.56，相对于KrF准分子激光的折射率是1.51左右。

光学元件276，在Z倾斜载物台252内部，配置在狭缝部271的下方，用保持部件285保持。保持光学元件276的保持部件285，安装在凸部283的内壁面283A上。通过了配置在Z倾斜载物台252内部的光学元件276的光，在镜277上弯曲了其光路之后，通过光学元件278。通过了光学元件278的光，由固定在Z倾斜载物台252的+X侧侧壁上的送光透镜279送出到Z倾斜载物台252的外部。由送光透镜279送出到Z倾斜载物台252外部的光，由镜280导向光接收透镜281。光接收透镜281和配置在该光接收透镜281的上方的光传感器282，保持规定的位置关系并被收纳在盒286内。盒286经由安装部件287固定在设在载物台底座254的上面的支柱288的上端部附近。

再者，镜277、光学元件278、以及送光透镜279等相对于Z倾斜载物台252可以装卸。另外，支撑收纳光接收透镜281以及光传感器282的盒286的支柱288，相对于载物台底座254可以装卸。

在光传感器282上，使用可以高精度地检测微弱的光的光电变换元件(光接收元件)，例如光电倍增管(PMT、光电倍增管)等。来自光传感器282的光电变换信号，经由信号处理装置输送给控制装置CONT。

图24，是展示用空间像计测装置270计测投影光学系统PL的成像特性的状态的图。如图24所示，在投影光学系统PL的成像特性的计测中，在使投影光学系统PL和狭缝板275相对的状态下，用液体供给机构210以及液体回收机构220，使液体LQ在投影光学系统PL的前端侧(像面侧)的光学元件260和狭缝板275之间流动。然后，在向投影光学系统PL的光学元件260和狭缝板275之间填满了液体LQ的状态下，将经过了投影光学系统PL以及液体LQ的光(曝光光EL)照射在构成空间像计测装置270的狭缝板275上。另外，这时的狭缝板275的上面275A的面位置信息，可以用聚焦检测系统245检测。

图25，是展示空间像计测装置270之中，配置在凸部283内部的狭缝板275以及光学元件276附近的主要部分放大剖面图，图26，是从上方看狭缝板275的平面图。再者，在图25中，光接收器290简单地图示，构成光接收器290的多个光学元件以及部件之中，只图示了在光的光路上，配置在最接近狭缝板275的位置上的光学元件276，以及接收通过了该光学元件276的光的光传感器282。在图25所示的空间像计测装置270中，在狭缝板275和光接收器290之间填满了液体LQ。在本实施形态中，液体LQ，填满嵌合在凸部283的开口部284内的狭缝板275的下面，和光接收器290的、配置在光路上的多个光学元件(光学部件)之中、配置在最接近狭缝部275的位置上的光学元件276之间。光学元件276，在狭缝部275的下方位置上，由安装在凸部283的内壁面283A上的保持部件285保持，液体LQ，填满由狭缝板275、保持部件285、以及光学元件276围成的空间SP。在本实施形态中，光学元件276由平凸透镜构成，以将其平坦面朝向上方的方式配置。并且，保持部件285的内底面285A，和光学元件276的上面(平坦面)276A大致呈一个平面。另外，保持部件285形成为剖面看大致是向上的コ字状，该保持部件285的外侧面285B和凸部283的内壁面283A紧贴在一起，在保持部件285的上端面(与狭缝板275的接合面)285C和狭缝板275之间设有密封环等密封部件291。由此，可以防止填满空间SP的液体LQ泄漏到外部的不良状况。

保持狭缝板275以及光学元件276的保持部件285，相对于凸部283的内壁面283A可以装卸。在安装保持部件285时，从凸部283的开口部284将保持光学元件276的保持部件285插入凸部283内部(这时没有安装狭缝板275)，用图未示的固定部件将保持部件285和凸部283的内壁面283A固定。接着，将狭缝板275嵌入开口部284内。另一方面，在取下保持部件285时，只要在从开口部284取下狭缝板275后，经由开口部284拔出保持部件285即可。

另外，曝光装置EX，具备向狭缝板275和光接收器290的光学元件276之间的空间SP内提供液体LQ的液体供给装置300，和回收该空间SP的液体LQ的液体回收装置304。在凸部283以及保持部件285的+X侧的壁部上形成有连接在空间SP上的供给流路302，在-X侧的壁部上形成有连接在空间SP上的回收流路306。另外，在液体供给装置300上连接有供给管301的一端部，供给管301的另一端部经由接头303连接在供给流路302上。在液体回收装置304上连接有回收管305的一端部，回收管305的另一端部经由接头307连接在回收流路306上。另外，在供给管301以及回收管305各自的中途设有开闭其流路的阀门301A、305A。液体供给装置300、液体回收装置304、以及阀门301A、305A的动作由控制装置CONT控制，控制装置CONT，通过控制它们来进行对于空间SP的液体LQ的供给以及回收，用液体LQ填满空间SP。

如图26所示，狭缝板275，具备设在平面看为长方形的玻璃板部件274的上面中央部的、由铬等构成的遮光膜272，设在该遮光膜272的周围、即玻璃板部件274的上面之中遮光膜272以外的部分上的、由铝等构成的反射膜273，和形成在遮光膜272的一部分上的、作为开口图形的狭缝部271。在狭缝部271上。露出作为透明部件的玻璃板部件274，光可以透过狭缝部271。狭缝部271是将Y轴方向作为纵向的矩形(长方形)的狭缝，具有规定宽度2D。

其次，对用所述空间像计测装置270计测投影光学系统PL的成像特性的步骤进行说明。

在计测空间像(投影像)时，控制装置CONT，移动基板载物台PST，从而使投影光学系统PL和狭缝板275相对(即成为图24所示的状态)。然后，用液体供给机构210以及液体回收机构220在投影光学系统PL的前端部的光学元件260和狭缝板275之间填满液体LQ。与此同步(或者在此之前或之后)，控制装置CONT，如图25所示，用液体供给装置300以及液体回收装置304，在光接收器290的光学元件276和狭缝板275之间填满液体LQ。在此，在以下的说明中，将由填满了投影光学系统PL和狭缝板275之间的LQ形成的液浸区域，适当称为“第1液浸区域LA1”，将由填满了狭缝板275和光接收器290(光学元件276)之间的液体形成的液浸区域，适当称为“第2液浸区域LA2”。

在空间像的计测时，将具备后述的计测标记的掩模M支撑在掩模载物台MST上。控制装置CONT，通过照射光学系统IL用曝光光EL照射掩模M。经过了所述计测标记、投影光学系统PL、以及第1液浸区域LA1的液体LQ的光(曝光光EL)，照射在狭缝板275上。通过了该狭缝板275的狭缝部271的光，经由第2液浸区域LA2的液体LQ入射到光学元件276上。

由于投影光学系统的数值孔径NA因投影光学系统PL和狭缝板275之间的第1液浸区域LA1的液体LQ而提高，因此如果不按照投影光学系统PL的数值孔径NA，也提高光接收器290的光学元件276的数值孔径NA，光学元件276，有可能不能很好地(全部)收入通过了投影光学系统PL的光，从而不能很好地接收光。于是，如本实施形态这样，在通过在投影光学系统PL和狭缝板275之间填满液体LQ而提高了投影光学系统PL的数值孔径NA的情况下，通过在狭缝板275和光接收器290的光学元件276之间也填满液体LQ从而提高光接收器290的光学元件276的数值孔径NA，光接收器290的光学元件276可以很好地收入经过了投影光学系统PL的光。

光学元件276将经过了第2液浸区域LA2的光聚光。被光学元件276聚光的光，经由镜277、光学元件278、以及送光透镜279导出到基板载物台PST的外部(图23)。然后，导出到该基板载物台PST的外部的光，由镜280将光路弯曲，并经由光接收透镜281而被光传感器282接收，从该光传感器282将与该接收量相对应的光电变换信号(光量信号)经由信号处理装置输出给控制装置CONT。

如后述，在本实施形态中，由于计测标记的投影像(空间像)的计测用狭缝扫描方式进行，因此这时送光透镜279便相对于光接收透镜281以及光传感器282移动。于是，在空间像计测装置270中，以经过了在规定的范围内移动的送光透镜279的光全部入射到光接收透镜281上的方式，设定各透镜以及镜280的大小。

在空间像计测装置270中，由于光传感器282设在基板载物台PST的外部的规定位置上，因此可以在可能的范围内抑制由光传感器282的发热引起的、对激光干涉仪244的计测精度等造成的影响。另外，由于没有用光导等将基板载物台PST的外部和内部连接在一起，因此基板载物台PST的驱动精度，不会象用光导将基板载物台PST的外部和内部连接在一起的情况那样受到影响。当然，在可以忽略或排除热的影响等的情况下，也可以将光传感器282设在基板载物台PST的内部。即，构成光接收器290的多个光学元件和光接收元件之中，可以将其一部分设在基板载物台PST上，也可以将全部设在基板载物台PST上。

在本实施形态中，“第1液浸区域LA1”和“第2液浸区域LA2”所使用的液体LQ，可以使用同一种液体，或者也可以使用不同种类，特别是对于曝光光的折射率不同的液体。特别是，“第1液浸区域LA1”所使用的液体，最好考虑设在投影光学系统的前端的光学元件的NA或折射率来选择，另一方面，“第2液浸区域LA2”所使用的液体，可以考虑玻璃板部件274的折射率、以及/或光学元件276的尺寸和折射率来选择。

再者，在本实施形态中，对将在狭缝板275和光接收器290(光学元件276)之间填满了液体LQ的空间像计测装置270，适用于液浸曝光装置的例子进行了说明，但对于不将液体LQ填满投影光学系统PL和基板P之间而进行曝光的干曝光装置(普通曝光装置)，也可以适用本发明的空间像计测装置270(光接收器290)。当在干曝光装置中计测空间像时，在使投影光学系统PL和狭缝板275相对的状态下，不在投影光学系统PL和狭缝板275之间填满液体LQ，而是在向狭缝板275和光接收器290的光学元件276之间填满了液体LQ的状态下(在不形成第1液浸区域LA1而只形成第2液浸区域LA2的状态下)，将经过了投影光学系统PL的曝光光EL照射在狭缝板275上。由于光接收器290的光学元件276因填满了狭缝板275和光学元件276之间的液体LQ而提高了数值孔径NA，因此在具备数值孔径NA较大(例如NA＞0.9)的投影光学系统的干曝光装置中，也可以很好地接收光。另外，例如使光接收器290的光学元件276紧贴狭缝板275，也可以很好地接收通过了投影光学系统PL的光，并能够得到可以将光接收器290整体小型化的效果。

再者，在本实施形态中，虽然通过用液体供给装置300以及液体回收装置304进行液体LQ的供给以及回收，在狭缝板275和光学元件276之间的空间SP内填满了液体LQ，但也可以不使用液体供给装置300以及液体回收装置304，而是例如在曝光装置EX的制造时预先在空间SP内填满液体LQ。这时，例如可以从凸部283(Z倾斜载物台252)取下狭缝板275，并定期更换空间SP的液体LQ，也可以作为液体LQ使用保存性良好的不需要更换的液体。另一方面，通过用液体供给装置300以及液体回收装置304进行液体LQ的供给以及回收，可以在空间SP内一直填满新鲜的(清洁的)液体LQ。再者，在空间像计测装置270的计测中，也可以停止液体供给装置300以及液体回收装置304的液体供给动作以及液体回收动作。另外，例如在将保持狭缝板275和光学元件276的保持部件285从凸部283(Z倾斜载物台252)取下时，通过在用液体回收装置304回收了空间SP的液体LQ之后，取下保持狭缝板275和光学元件276的保持部件285，可以不泄漏液体LQ地进行装卸操作。

再者，还可以不在狭缝板275和光接收器290(光学元件276)之间填满液体LQ，而是在狭缝板275和光接收器290(光学元件276)之间，配置具有与液体LQ大致相同折射率的光透过性部件(光学部件、玻璃部件)。作为这样的光透过性部件，例如可以列举石英和萤石。已知本实施形态中的液体LQ是纯水，且相对于ArF准分子激光的纯水的折射率大致是1.44。另一方面，已知相对于ArF准分子激光的石英的折射率大致是1.56。因而，代替由液体(纯水)LQ形成的第2液浸区域LA2，也可以在狭缝板275和光学元件276之间配置由石英构成的光透过部件。

以下，参照图24等说明使用空间像计测装置270的空间像计测动作的一例。如前所述，图24是展示计测空间像的状态的图。在空间像计测时，作为掩模M，使用空间像计测专用的掩模，或者在器件的制造所使用的器件制造用掩模上形成了专用的计测标记的掩模等。另外，代替这些掩模，还可以在掩模载物台MST上设置由与掩模相同材质的玻璃材料构成的固定的标记板(基准标记板)，并使用在该标记板上形成了计测标记的板。

在掩模M上，在规定的位置上彼此接近地形成有计测用标记PMx(图24)，和计测标记PMy(图24)，其中计测用标记PMx是由沿着X轴方向具有周期性的线部的宽度和空间部的宽度的比(占空比)为1∶1的线和空间(line and space)(L/S)标记构成的，计测标记PMy是由沿着Y轴方向具有周期性的占空比为1∶1的L/S标记构成的。这些计测标记PMx、PMy由相同线宽的线图形构成。另外，在构成空间像计测装置270的狭缝板275上，如图27(a)所示，以图27(a)所示的规定的位置关系形成有沿着Y轴方向延伸的规定宽度2D的狭缝部271x，和沿着X轴方向延伸的规定宽度2D的狭缝部271y。这样，在狭缝板275上，虽然实质上形成有多个狭缝部271x、271y等，但在图20～图26等中代表这些狭缝部作为狭缝部271来图示。

例如，在计测标记PMx的空间像的计测时，通过控制装置CONT，经由图未示的屏风驱动装置驱动图20所示的可动掩模屏风207B，将曝光光EL的照射区域限制在包括计测标记PMx部分的规定区域内。在该状态下，由控制装置CONT开始光源201的发光，当将曝光光EL照射到计测标记PMx上时，因计测标记PMx而衍射、散射的光(曝光光EL)，被投影光学系统PL折射，并在投影光学系统PL的像面上形成计测标记PMx的空间像(投影像)。这时，基板载物台PST，如图27(a)所示，是设在将计测标记PMx的空间像PMx’形成在狭缝板275的狭缝部271x的+X侧(或-X侧)的位置上的。

然后，在控制装置CONT的指示之下，当由基板载物台驱动装置PSTD，将基板载物台PST以图27(a)中箭头Fx所示那样向+X方向驱动时，狭缝部271x相对于空间像PMx’沿着X轴方向扫描。在该扫描中，通过狭缝部271x的光(曝光光EL)，经由基板载物台PST(Z倾斜载物台252)内的光接收光学系统、基板载物台PST外部的镜280以及光接收透镜281而被光传感器282接收，并将其光电变换信号提供给信号处理装置。在信号处理装置中，在其光电变换信号上实施规定的处理，然后将与空间像PMx’相对应的光强度信号提供给控制装置CONT。再者，这时，在信号处理装置中，为了抑制由来自光源201的曝光光EL的发光强度的偏差造成的影响，将利用图20所示的积分器传感器233的信号将来自光传感器282的信号规格化了的信号提供给控制装置CONT。在图27(b)中，展示了所述的空间像计测时得到的光电变换信号(光强度信号)的一例。

在计测计测标记PMy的空间像时，将基板载物台PST设在狭缝板275上的狭缝部271y的+Y侧(或-Y侧)的形成计测标记PMy的空间像的位置上，然后通过用与前述相同的狭缝扫描方式进行计测，可以得到与计测标记PMy的空间像相对应的光电变换信号(光强度信号)。再者，计测标记，不限于所述的标记，可以按照计测对象的成像特性和计测精度等适当决定。

在用于得到成像特性调整信息等的计测时，如图21所示，首先在初期调整的时候，一面一个一个地驱动投影光学系统PL的光学元件264a、264b，另外一面一个一个地变更第1、第2密封室265A、265B的压力，一面如后述那样，用空间像计测装置270(图20)测定投影光学系统PL的聚焦、以及其他的规定的成像特性(例如像面弯曲、倍率、失真、彗形像差、球面像差等诸多像差中的至少一个)，并求出相对于光学元件264a、264b的驱动量、以及第1、第2密封室265A、265B的压力变化的成像特性变化量。

以下，作为成像特性的计测动作的一例，说明投影光学系统PL的最佳聚焦位置的检测方法。这时，作为前提条件，选择照射系统孔径光阑板204的普通光阑，作为照射条件，设定为通常照射条件。在最佳聚焦位置的检测时，例如，使用形成了由线宽1μm、占空比50％的L/S图形构成的计测标记PMx(或PMy)的掩模M。首先，由图未示的装载装置将掩模M装载在掩模载物台MST上。其次，控制装置CONT经由掩模载物台驱动装置MSTD移动掩模载物台MST，使掩模M上的计测标记PMx与投影光学系统PL的光轴上大致相一致。接着，控制装置CONT驱动控制可动掩模屏风207B来规定照射区域，使曝光光EL只照射在计测标记PMx部分上。在该状态下，控制装置CONT，将曝光光EL照射在掩模M上，然后与前述同样地，一面沿着X轴方向扫描基板载物台PST，一面用空间像计测装置270以狭缝扫描方式进行计测标记PMx的空间像计测。这时，控制装置CONT，一面经由基板载物台驱动装置PSTD以规定的步距使狭缝板275的Z轴方向的位置(即，Z倾斜载物台252的位置)变化，一面多次重复计测标记PMx的空间像计测，并将各次的光强度信号(光电变换信号)存储在存储装置MRY内。再者，所述的狭缝板275的Z轴方向的位置的变化，通过根据Z倾斜载物台252的编码器258A、258B、258C的计测值控制驱动器259A、259B、259C的方式进行。然后，控制装置CONT，将通过所述重复而得到的多个光强度信号(光电变换信号)分别进行傅里叶变换，并求出各次的作为1次频率分量和0次频率分量的振幅比的对比度。然后，控制装置CONT，检测与该对比度最大的光强度信号相对应的Z倾斜载物台252的Z位置(即，狭缝板275的Z轴方向的位置)，并将该位置作为投影光学系统PL的最佳聚焦位置而决定。由于对比度按照聚焦位置(散焦量)敏感地变化，因此可以高精度且容易地计测(决定)投影光学系统PL的最佳聚焦位置。控制装置CONT，根据求得的最佳聚焦位置，进行作为聚焦检测系统245的检测原点(检测基准点)的再设定(校正)的焦距校正。由此，以后，可以由聚焦检测系统245将基板载物台PST上的规定面(例如，基板P表面或狭缝板275表面)，定位在与掩模M的基准面在光学上共轭的位置上。

再者，虽然存在大于等于2次的高次的实数的频率分量的振幅一般较小，且不能充分取得相对于电的噪音、光学的噪音的振幅的情况，但当在S/N比(信号/噪音比)这一点上没有问题的情况下，通过观测高次的频率分量的振幅比的变化，也可以求得最佳聚焦位置。再者，不限于使用所述对比度的方法，通过检测光强度信号的微分值最大的Z位置(聚焦位置)的方法，也可以进行最佳聚焦位置的检测。

另外，在此，对在进行投影光学系统PL的最佳聚焦位置的计测时，使狭缝部271(狭缝板275)沿着XY平面内的规定方向扫描的方法(狭缝扫描方式)进行了说明，但也可以在投影光学系统PL的像面上形成孤立线标记等计测标记的空间像，并将狭缝板275(Z倾斜载物台252)在以最佳聚焦位置为中心的规定行程范围内沿着Z轴方向扫描(扫描)，使相对于该空间像使狭缝部271(狭缝板275)沿着光轴AX方向(Z轴方向)相对扫描。并且，根据这时的光强度信号(峰值)求出最佳聚焦位置。这时，在像面上，最好使用计测标记的空间像是与狭缝部271(271x或271y)的形状大致相一致的尺寸、形状的计测标记。如果进行这样的空间像计测，可以得到图26所示的光强度信号。这时，可以通过直接找到该光强度信号的信号波形的峰值的位置，将该点的Z位置作为最佳聚焦位置Z0，或者也可以用规定的限幅电平线SL将光强度信号限幅，将光强度信号与限幅电平线SL的2个交点的中点的Z位置作为最佳聚焦位置Z0。无论是哪一个，用该方法，只要将狭缝板275沿着Z轴方向扫描一次，就可以检测最佳聚焦位置，因此可以提高生产率。

其次，作为成像特性的计测动作的一例，说明投影光学系统PL的像面形状(像面弯曲)的检测方法。在该像面弯曲的检测时，作为一例，使用图29所示的、在图形区域PA内形成了与前述计测标记PMx相同尺寸相同周期的计测标记PM1～PMn的掩模M1。在将掩模M1装载到掩模载物台MST上之后，控制装置CONT经由掩模载物台驱动装置MSTD移动掩模载物台MST，使位于掩模M1的中央的计测标记PMk与投影光学系统PL的光轴上大致相一致。即，进行向掩模M1的基准点的定位。在进行向该基准点的定位时，设为计测标记PM1～PMn全都位于投影光学系统PL的视野内。其次，控制装置CONT驱动控制可动掩模屏风207B来规定照射区域，使曝光光EL只照射在计测标记PM1部分上。在该状态下，控制装置CONT，将曝光光EL照射在掩模M1上，然后与前述同样地，用空间像计测装置270以狭缝扫描方式进行计测标记PM1的空间像计测以及投影光学系统PL的最佳聚焦位置的检测，并将其结果存储在存储装置MRY内。当使用计测标记PM1的最佳聚焦位置的检测结束时，控制装置CONT驱动控制可动掩模屏风207B来规定照射区域，使曝光光EL只照射在计测标记PM2部分上的。在该状态下，与前述同样地，用狭缝扫描方式进行计测标记PM2的空间像计测以及投影光学系统PL的最佳聚焦位置的检测，并将其结果存储在存储装置MRY内。之后，控制装置CONT，与前述同样地，一面变更照射区域，一面对计测标记PM3～PMn重复进行空间像计测以及投影光学系统PL的最佳聚焦位置的检测。然后，控制装置CONT，通过根据由此得到的各最佳聚焦位置Z₁、Z₂、…、Z_n进行规定的统计处理，算出投影光学系统PL的像面弯曲。

另外，在检测投影光学系统PL的球面像差时，使用图30所示的掩模M2。在图30所示的掩模M2的图形区域PA内的Y轴方向的大致中央，沿着X轴方向隔开规定距离形成有2个计测标记PM1、PM2。计测标记PM1，是与前述计测标记PMx相同尺寸相同周期的L/S图形。另外，计测标记PM2，是与计测标记PMx相同尺寸的图形以不同的周期(例如，计测标记PM1的周期(标记间隔)的1.5～2倍左右)沿着X轴方向排列的L/S图形。在将掩模M2装载在掩模载物台MST上之后，控制装置CONT经由掩模载物台驱动装置MSTD移动掩模载物台MST，使掩模M2上的计测标记PM1与投影光学系统PL的光轴上大致相一致。其次，控制装置CONT驱动控制可动掩模屏风207B来规定照射区域，使曝光光EL只照射在计测标记PM1部分上。在该状态下，控制装置CONT，将曝光光EL照射在掩模M2上，然后与前述同样地，用空间像计测装置270以狭缝扫描方式进行计测标记PM1的空间像计测以及投影光学系统PL的最佳聚焦位置的检测，并将其结果存储在存储装置MRY内。当使用计测标记PM1的最佳聚焦位置的检测结束时，控制装置CONT经由掩模载物台驱动装置MSTD将掩模载物台MST向-X方向移动规定距离，使曝光光EL照射在计测标记PM2上。在该状态下，与前述同样地，用狭缝扫描方式进行计测标记PM2的空间像以及投影光学系统PL的最佳聚焦位置的检测，并将其结果存储在存储装置MRY内。控制装置CONT，根据由此得到的各最佳聚焦位置Z₁和Z₂的差，通过运算，算出投影光学系统PL的球面像差。

另外，在检测投影光学系统PL的倍率以及失真时，使用图31所示的掩模M3。在图31所示的掩模M3的图形区域PA的中心部以及4角的部分上，形成有合计5个例如由120μm角(用投影倍率1/4在狭缝板275上30μm角)的正方形标记构成的计测标记BM₁～BM₅。在将掩模M3装载在掩模载物台MST上之后，控制装置CONT经由掩模载物台驱动装置MSTD移动掩模载物台MST，使存在于掩模M3上的中央的计测标记BM₁的中心与投影光学系统PL的光轴上大致相一致。即，进行向掩模M3的基准点的定位。在进行了向该基准点的定位的状态下，计测标记BM₁～BM₅全都位于投影光学系统PL的视野内。其次，控制装置CONT驱动控制可动掩模屏风207B来规定照射区域，使曝光光EL只照射在包括计测标记BM₁的、比计测标记BM₁大一圈的矩形区域部分上。在该状态下，控制装置CONT，将曝光光EL照射在掩模M3上。由此，形成计测标记BM₁的空间像，即大致30μm角的正方形的标记像。在该状态下，控制装置CONT，一面经由基板载物台驱动装置PSTD将基板载物台PST沿着X轴方向扫描，一面用空间像计测装置270进行计测标记BM₁的空间像计测，并将由该计测得到的光强度信号存储在存储装置MRY内。其次，控制装置CONT，根据得到的光强度信号，通过例如众所周知的相位检测的方法或者边缘检测的方法，求出计测标记BM₁的成像位置。在此，作为相位检测的方法，可以使用一般的方法，例如，求出将光强度信号进行傅里叶变换而得到的1次频率分量(这看作是正弦波)，和与和它频率相同的作为基准的正弦波的积的例如1周期量的和，同时求出所述1次频率分量，和与和它周期相同的作为基准的余弦波的积的例如1周期量的和。然后，通过求出将得到的和彼此相除而得到的商的反正弦(反正切)，求出相对于1次频率分量的基准信号的相位差，根据该相位差求出计测标记BM₁的X位置X₁。另外，作为边缘检测的方法，可以使用采用了根据光强度信号和规定的限幅电平的交点分别算出与各光电变换信号相对应的空间像的边缘的位置的限幅法的边缘检测的方法。其次，控制装置CONT，一面将基板载物台PST沿着Y轴方向扫描，一面用空间像计测装置270进行计测标记BM₁的空间像计测，并将由该计测得到的光强度信号存储在存储装置MRY内。然后，用与前述相同的相位检测等方法，求出计测标记BM₁的Y位置y₁。然后，控制装置CONT，根据得到的计测标记BM₁的坐标位置(x₁、y₁)，修正掩模M3的相对于光轴中心的位置偏移。在所述的掩模M3的位置偏移的修正结束时，控制装置CONT驱动控制可动掩模屏风207B来规定照射区域，使曝光光EL只照射在包括计测标记BM₂的、比计测标记BM₂大一圈的矩形区域部分上。在该状态下，与前述同样地，用狭缝扫描方式进行计测标记BM₂的空间像计测以及XY位置的计测，并将其结果存储在存储装置MRY内。之后，控制装置CONT，一面变更照射区域，一面对计测标记BM₃～BM₅重复进行空间像的计测以及XY位置的计测。通过根据由此得到的计测标记BM₂～BM₅的坐标值(x₂、y₂)、(x₃、y₃)、(x₄、y₄)、(x₅、y₅)进行规定的运算，控制装置CONT算出投影光学系统PL的倍率以及失真的至少一方。

以上，作为一例，说明了用空间像计测装置270计测投影光学系统PL的最佳聚焦位置、像面弯曲、球面像差、倍率、以及失真的步骤。再者，使用规定的计测标记，空间像计测装置270还可以对例如彗形像差等其他的成像特性进行计测。

这样，在用狭缝扫描方式计测投影光学系统PL的成像特性时，一面相对于经过了投影光学系统PL的光(曝光光EL)相对地移动狭缝板275(狭缝部271)，一面经由液体LQ向光接收器290(光学元件276)照射光。

控制装置CONT，根据所述计测的投影光学系统PL的成像特性信息，求出用于得到所需的成像特性的修正量，具体地说，得到投影光学系统PL的光学元件264a、264b的驱动量以及第1、第2密封室265A、265B的内部压力的调整量。在此，在存储装置MRY内，存储有例如通过实验或模拟等预先求得的、投影光学系统PL的光学元件264a、264b的驱动量以及第1、第2密封室265A、265B的内部压力的调整量，和投影光学系统PL的各种成像特性的变化量(变动量)的关系(即成像特性调整信息)。控制装置CONT，参照存储在存储装置MRY内的所述关系，求出用于将投影光学系统PL的成像特性修正到所需状态的、包括投影光学系统PL的光学元件264a、264b的驱动量以及第1、第2密封室265A、265B的内部压力的调整量的修正量。再者，空间像计测的详细内容，例如在特开2002-14005号公报(对应美国专利公开2002/0041377)中被公开，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，就引用这些公开的内容作为本文的记载的一部分。

以下，对用曝光装置EX将器件制造用图形曝光在基板P上的步骤进行说明。

如图20所示，在进行了由空间像计测装置270进行的经过了投影光学系统PL以及液体LQ的成像特性的计测，以及用于修正所述成像特性的修正量的导出之后，控制装置CONT经由基板载物台驱动装置PSTD驱动基板载物台PST，以使投影光学系统PL和装载在基板载物台PST上的基板P相对。再者，这时，将形成了器件制造用图形的掩模M装载在掩模载物台MST上。然后，控制装置CONT，驱动液体供给机构210的液体供给部211，经由供给管212以及供给喷嘴213在每个单位时间向基板P上提供规定量的液体LQ。另外，控制装置CONT，随着由液体供给机构210进行的液体LQ的提供，驱动液体回收装置220的液体回收部(真空系统)221，经由回收喷嘴223以及回收管222在每个单位时间回收规定量的液体LQ。由此，在投影光学系统PL的前端部的光学元件260和基板P之间形成液体LQ的液浸区域AR2。

然后，控制装置CONT，通过照射光学系统IL用曝光光EL照射掩模M，将掩模M的图形的像经由投影光学系统PL以及液体LQ投影在基板P上。在此，在进行对于基板P的曝光处理时，控制装置CONT，根据所述求得的修正量，驱动投影光学系统PL的光学元件264a、264b，或调整第1、第2密封室265A、265B的内部压力，一面调整经过了投影光学系统PL以及液体LQ的成像特性，一面进行曝光处理(图21)。

在扫描曝光时，将掩模M的一部分的图形像投影在投影区域AR1上，相对于投影光学系统PL，掩模M向-X方向(或+X方向)以速度V移动，与此同步，基板P经由基板载物台PST向+X方向(或-X方向)以速度β·V(β是投影倍率)移动。然后，在对1个拍摄区域的曝光结束后，通过基板P的步进，下一个拍摄区域移动到扫描开始位置，以下，用分步扫描方式顺次进行对于各拍摄区域的曝光处理。在本实施形态中，以使液体LQ平行于基板P的移动方向地向与基板P的移动方向相同的方向流动的方式设定。即，在使基板P向用箭头Xa(参照图22)表示的扫描方向(-X方向)移动而进行扫描曝光的情况下，使用供给管212、供给喷嘴213A～213C、回收管222、以及回收喷嘴223A、223B，进行由液体供给机构210以及液体回收机构220实现的液体LQ的供给以及回收。即，当基板P向-X方向移动时，由供给喷嘴213(213A～213C)向投影光学系统PL和基板P之间提供液体LQ，同时由回收喷嘴223(223A、223B)回收基板P上的液体LQ，并以填满投影光学系统PL的前端部的光学元件260和基板P之间的方式使液体LQ向-X方向流动。另一方面，在使基板P向用箭头Xb(参照图22)表示的扫描方向(+X方向)移动而进行扫描曝光的情况下，使用供给管215、供给喷嘴216A～216C、回收管225、以及回收喷嘴226A、226B，进行由液体供给机构210以及液体回收机构220实现的液体LQ的供给以及回收。即，当基板P向+X方向移动时，由供给喷嘴216(216A～216C)向投影光学系统PL和基板P之间提供液体LQ，同时由回收喷嘴226(226A、226B)回收基板P上的液体LQ，并以填满投影光学系统PL的前端部的光学元件260和基板P之间的方式使液体LQ向+X方向流动。这时，例如经由供给喷嘴213提供的液体LQ，随着基板P的向-X方向的移动，以被引入光学元件260和基板P之间的方式流动，因此即便液体供给机构210(液体供给部211)的供给能量较小，也可以很容易地向光学元件260和基板P之间提供液体LQ。并且，通过按照扫描方向切换流动液体LQ的方向，无论在向+X方向、或-X方向的哪一个方向扫描基板P的情况下，都可以用液体LQ填满光学元件260和基板P之间，可以得到较高的析像度以及较宽的焦深。

再者，在所述实施形态中，在由空间像计测装置270进行的计测动作中，进行液体供给机构210的液体供给以及由液体回收机构220进行的液体回收，从而使液体LQ在投影光学系统PL的光学元件260和狭缝板275之间流动，但在因光的照射而导致液体LQ的温度变化和液体LQ的劣化较少的情况下，也可以在计测前用液体供给机构210提供液体LQ，在计测动作中，停止所有由液体供给机构210进行的液体供给以及由液体回收机构220进行的液体回收，在计测动作结束后，进行由液体回收机构220进行的液体LQ的回收。

(第12实施形态)

以下，对本发明的第12实施形态进行说明。在以下的说明中，对与前述第11实施形态相同或同等的构成部件标以相同的标号，并简略或省略其说明。

图32是展示空间像计测装置270的别的实施形态的图。在图32中，空间像计测装置270的光接收器290之中，光传感器282配置在最接近狭缝板275的位置上，在该光传感器282和狭缝板275之间的空间SP内填满液体LQ。光传感器282由保持部件285保持。光传感器282的光接收面282A和保持部件285的内底面285A成一个平面。通过这样的构成，光传感器282也可以很好地接收通过了投影光学系统PL、第1液浸区域LA1、狭缝板275、以及第2液浸区域LA2的光。

(第13实施形态)

图33中展示了空间像计测装置270的别的实施形态。如图33所示，光传感器282的光接收面282A，紧贴在狭缝板275的下面上。即，在图33所示的例子中，没有形成第2液浸区域LA2。这样，通过将光接收器290的光传感器282以与狭缝板275相接的方式配置，即便在向投影光学系统PL和狭缝板275之间填满液体LQ从而在实质上提高了投影光学系统PL的数值孔径NA的情况下，光接收器290(光接收元件282)也可以很好地接收经过了投影光学系统PL的光。

再者，在使光传感器282与狭缝板275相接的构成的情况下，狭缝板275(玻璃板部件274)，最好以不会因第1液浸区域LA1的液体LQ的重量而挠曲的程度尽力减薄。进而，也可以是使光接收传感器282的光接收面282A从玻璃板部件274露出到上方的构成。另一方面，通过不使光接收面282A露出而在光传感器282的光接收面282A的上面设置狭缝板275(玻璃板部件274)，平坦区域变大，因此可以很好地形成第1液浸区域LA1。

再者，为了将光传感器282接合在狭缝板275的下面，可以使用粘接剂。这时，粘接剂，最好是相对于曝光光具有较高的透射率，并具有通过了狭缝部(光透过部)271的曝光光可以入射到光传感器282的光接收面282A上那样的折射率的材料。

另外，在图33的实施形态中，虽然是使光传感器282紧贴在狭缝板275的下面的构成，但也可以将光接收元件构图在狭缝板275(玻璃板部件274)的下面。

(第14实施形态)

如前所述，在用狭缝扫描方式计测投影光学系统PL的成像特性时，一面相对于经过了投影光学系统PL的光(曝光光EL)相对地移动狭缝板275(狭缝部271)，一面经由液体LQ将光照射在光接收器290(光学元件270)上。这时，由于狭缝板275的移动，在由光接收器290进行的光接收动作中，有可能经由投影光学系统PL和狭缝板275之间的第1液浸区域LA1的液体LQ使投影光学系统PL(前端部的光学元件260)振动，或者狭缝板275因该液体LQ的力而挠曲变动，从而发生使空间像计测精度降低的不良状况。

于是，在本实施形态中，如图34所示，在狭缝板275的规定位置上设有通孔320。这样，即便狭缝板275相对于投影光学系统PL移动，但由于投影光学系统PL和狭缝板275之间的第1液浸区域LA1的液体LQ，可以经由通孔320流到空间SP内，因此即便狭缝板275移动，也不会产生投影光学系统PL和狭缝板275之间的第1液浸区域LA1的液体LQ的压力，与狭缝板275和光接收器290(光学元件276)之间的第2液浸区域LA2的液体LQ的压力的差，从而不会发生狭缝板275挠曲等不良状况。当狭缝板275移动时，虽然第1液浸区域LA1的液体LQ也沿着横向(狭缝板275的面方向)移动，但通过设置通孔320从而也可以沿着上下方向移动，可以进一步防止狭缝板275挠曲等不良状况的发生。另外，由于经由通孔320液体LQ可以在第1液浸区域LA1和第2液浸区域LA2之间移动，因此也不会产生投影光学系统PL和狭缝板275之间的第1液浸区域LA1的液体LQ的较大的压力变动，故可以防止因伴随该狭缝板275的移动的液体LQ的压力变动而使投影光学系统PL变动(振动)的不良状况的发生。

图35，是图34的狭缝板275的平面图。如图35所示，通孔320设置了多个，在本实施形态中是4个。这多个(4个)通孔320，分别设在夹着狭缝板275的狭缝部271而相对的位置上。通孔320，设在填满投影光学系统PL和狭缝板275之间的液体LQ的第1液浸区域LA1的内侧。由此，即便在狭缝板275移动时，第1液浸区域LA1的液体LQ也可以经由通孔320流到空间SP内。并且，通孔320，以夹着设在狭缝板275的大致中央部的狭缝部271而相对的方式形成，并分别形成在相对于狭缝板275的中心成为点对称的位置上，因此可以维持狭缝板275的面精度(平面度)。

再者，通孔320不限于4个，也可以设置任意的个数，还可以是1个。另外，如图35所示，在本实施形态中，虽然通孔320以包围狭缝部271的方式设置成等间隔，但也可以不是等间隔。另外，狭缝部271(的中心)和多个通孔320的每一个的距离可以是相同的，也可以是不同的。

可是，当在狭缝板275上设置了通孔320的情况下，当为了形成第2液浸区域LA2而在空间SP内填满液体LQ时，除了使用参照图25等说明的液体供给装置300以及液体回收装置304的构成之外，还可以使用液体供给机构210，然后经由通孔320，向狭缝板275和光接收器290(光学元件276)之间的空间SP内提供液体LQ。另外，还可以使用液体回收机构220，然后经由通孔320，回收狭缝板275和光接收器290(光学元件276)之间的空间SP的液体LQ。即，也可以使用在曝光处理时可以向投影光学系统PL和基板P之间提供液体LQ的液体供给机构210，以及可以回收投影光学系统PL和基板P之间的液体LQ的液体回收机构220，来形成狭缝板275和光接收器290(光学元件276)之间的第2液浸区域LA2。

在使用液体供给机构210形成第2液浸区域LA2时，如图36(a)所示，液体供给机构210从供给喷嘴213经由通孔320向空间SP内提供液体LQ。另外，狭缝板275上的液体LQ(包括从空间SP经由通孔320溢出的液体LQ)，从液体回收机构220的回收喷嘴223被回收。这样，如图36(b)所示，使用液体供给机构210以及液体回收机构220，可以分别形成第1液浸区域LA1以及第2液浸区域LA2。

在光接收器290经由液体LQ以及狭缝板275接收到经过了投影光学系统PL的光(曝光光EL)之后，液体回收机构220回收狭缝板275上的第1液浸区域LA1的液体LQ。之后，为了进行曝光处理，基板载物台PST移动，并使投影光学系统PL和基板P相对，但这时，如图36(c)所示，狭缝板275从投影光学系统PL的下方退开。然后，将盖部件322盖在从投影光学系统PL的下方退开的狭缝板275的通孔320上。在本实施形态中，盖部件322通过覆盖狭缝板275整体，关闭通孔320。再者，该盖部件322，由构成盖机构的臂322A盖在狭缝板275上。然后，在用盖部件322关闭了通孔320的状态下，进行对于基板P的曝光处理。在对于基板P的曝光处理中，基板载物台PST移动，随着该基板载物台PST的移动，空间SP的液体LQ有可能经由通孔320泄漏(飞散)到外部。于是，至少在对于基板P的曝光处理中，通过用盖部件322堵塞通孔320，可以防止空间SP的液体LQ经由通孔320泄漏到外部的不良状况。另外，还可以防止空间SP的液体LQ汽化而使设置曝光装置EX的环境变化的不良状况。再者，在使用光接收器290经由液体LQ检测光时，在臂322A从狭缝板322上取下盖部件322之后，如图36(a)、(b)所示，使用液体供给机构210以及液体回收机构220形成第1、第2液浸区域LA1、LA2。再者，作为盖机构不限于上述的形态，例如也可以是在狭缝板275或凸部283的规定位置上经由铰链部安装盖部件，使用驱动器，在由光接收器290进行的计测处理中打开盖部件，在对于基板P的曝光处理中关闭盖部件的构成。

(第15实施形态)

作为将狭缝板275和光接收器290之间的空间SP内部与外部连通的孔部(连通路)，除了设在狭缝板275上的通孔320之外，如图37所示，也可以形成设在第1液浸区域LA1的外侧的第2通孔。图37是展示设置了第2通孔330的例子的剖面图，图38是平面图。在图37以及图38中，在Z倾斜载物台252的上面而且是凸部283的周围，以包围该凸部283的方式设有周壁部332。另外，在周壁部332的上部设有盖部件334，由凸部283、周壁部332、以及盖部件334形成缓冲空间部336。并且，在凸部283以及保持部件285的壁部的规定位置上，形成有连接空间SP和缓冲空间部336的第2通孔330。在本实施形态中，第2通孔330，如图38所示，在空间SP的周围以规定间隔设置了多个(在此是8个)。再者，第2通孔330的个数以及配置是可以任意设定的。通过设置第2通孔330，即便狭缝板275移动从而第1液浸区域AR1的体积变化，经由通孔320与第1液浸区域LA1相连接的第2液浸区域LA1的液体LQ，也可以经由第2通孔330流到缓冲空间部330内。因而，可以进一步防止第1液浸区域LA1的压力变动等不良状况。

作为图37以及38所示的实施形态的变形例，如图39所示，也可以将第2通孔330设在狭缝板275上。第2通孔330设在第1液浸区域LA1的外侧。图40是图39的狭缝板275的平面图。如图40所示，第2通孔330设置了多个，在本实施形态中是8个。并且，这多个(8个)第2通孔330，分别设在夹着狭缝板275的狭缝部271而相对的位置上。由此，当第1液浸区域LA1的液体LQ在狭缝板275移动时经由通孔320流到空间SP内时，该空间SP的液体LQ也可以经由第2通孔330流到外部。

当液体LQ从形成在狭缝部275上的第2通孔330溢出时，该液体LQ流出到狭缝板275(凸部283)的外侧，但在Z倾斜载物台252上，在设置狭缝板275的凸部283的周围，设有回收从第2通孔330流出的液体LQ的回收机构340。回收机构340具备：在Z倾斜载物台252上的设在凸部283的周围的槽部341，配置在槽部341内、可以保持液体LQ的、由多孔质陶瓷或海绵状部件构成的多孔质部件342，经由流路343与槽部341相连接的、作为液体收容部的容器344，和经由流路346与容器344相连接的、由真空泵等构成的真空系统345。另外，在流路346上设有开闭该流路346的阀门346A，在容器344上连接有排出流路344A。从第2通孔330流出到凸部283的周围的液体LQ，由配置在槽部341内的多孔质部件342保持。回收机构340，通过在使阀门346A动作从而打开流路346的状态下驱动真空系统345，将槽部341(多孔质部件342)的液体LQ以和其周围的气体同时吸入的方式回收。回收的液体LQ集中在容器344内。当液体LQ积存在容器344内时，由排出流路344A排出。这时，由于液体LQ集中在容器344的下方，因此液体LQ不会流入真空系统345内。即，用容器344，将从槽部341回收的液体LQ与其周围的气体气液分离。通过设置回收机构340，可以防止从第2通孔330和第1液浸区域LA1流出的液体LQ残存在Z倾斜载物台252上的不良状况。

再者，还可以在通孔320(或者第2通孔330)上设置改变该通孔320的大小的可变机构。例如，在空间像计测中，通过扩大通孔320(或第2通孔330)，可以降低通过通孔320时的液体LQ的粘性阻力，液体LQ可以顺利地移动。另外，通过扩大通孔320，如参照图36说明的那样，便很容易经由通孔320向空间SP内注入液体LQ。并且，在空间像计测以外的时间(具体地说在曝光动作时)，通过用可变机构缩小或堵塞通孔320(或第2通孔330)，可以防止空间SP的液体LQ汽化从而使设置曝光装置EX的环境变化，或者液体LQ随着基板载物台PST的移动从空间SP流出到外部的不良状况的发生。

(第16实施形态)

可是，在所述第11～15实施形态的各实施形态中，是在狭缝板275上的一部分的区域上局部地形成第1液浸区域LA1的构成，如图41所示，也可以将狭缝板275整体浸泡在液体LQ内。在图41中，在Z倾斜载物台252上设有桶部件350，狭缝板275，由安装在桶部件350的底部350B上的支撑部件351支撑。另外，在狭缝板275的下方(光路下游侧)配置有由保持部件285保持的光学元件276。保持部件285也安装在桶部件350的底部350B上。在支撑部件351上，设有将狭缝板275和光学元件276之间的空间SP内部与外部连通的第2通孔330。桶部件350的开口部350A上端，位于比狭缝板275、液体供给喷嘴213的供给口213A、以及液体回收喷嘴223的回收口223A高的位置上。

在形成第1液浸区域LA1以及第2液浸区域LA2时，在使投影光学系统PL和桶部件350内部的狭缝板275相对之后，驱动液体供给机构210，从供给喷嘴213向桶部件350内部提供液体LQ。提供到桶部件350内部的液体LQ，填满投影光学系统PL的前端部的光学元件260和狭缝板275之间从而形成第1液浸区域LA1，同时经由通孔320或第2通孔330填满狭缝板275和光学元件276之间的空间SP内从而形成第2液浸区域LA2。另外，与此同步，通过驱动液体回收机构220并从回收喷嘴223回收桶部件350内部的液体LQ，在桶部件350内部填满规定量的液体LQ。

在所述第11～16实施形态中，对将光学部件(狭缝板)275以及光接收器290，适用于计测投影光学系统PL的成像特性的空间像计测装置270的例子进行了说明，但如图42所示，在基板载物台PST上，除了空间像计测装置270之外，还可以设置计测经过了投影光学系统PL的光照射量信息的、例如特开平11-16816号公报(对应美国专利公开2002/0061469)所公开的照射量传感器(照度传感器)360，和例如特开昭57-117238号公报(对应美国专利4,465,368)以及USP6,002,467所公开的照度不匀传感器370等。对于这些照射量传感器360和照度不匀传感器370也可以适用本发明。再者，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用这些专利公报的公开内容作为本文的记载的一部分。

图43，是照射量传感器360的示意图。照射量传感器360，是计测照射到投影光学系统PL的像面侧的曝光光的照射量(照度)的器件，具备设在Z倾斜载物台252上的上板363，和接收通过了该上板363的光的光传感器364。上板363，具备玻璃板部件362，和设在该玻璃板部件362的上面上的光透过量调整膜361。光透过量调整膜361例如由铬膜构成，具有规定的光透射率，并设在玻璃板部件362的上面全域上。通过设置光透过量调整膜361从而将入射到光传感器364上的光量减光，防止由照射了过剩的光量的光引起的对于光传感器364的损伤和饱和这样的不良状况。再者，在照射量传感器360中，例如在更换掩模M时等规定的定时进行计测动作。

另外，当用照射量传感器360计测通过了投影光学系统PL的曝光光EL的照射量时，与前述实施形态同样，在使投影光学系统PL和上板363相对的状态下，向投影光学系统PL和上板363之间提供液体LQ从而形成第1液浸区域LA1，同时向上板363和光传感器364之间提供液体LQ从而形成第2液浸区域LA2，并经由投影光学系统PL和第1液浸区域LA1的液体LQ向上板363照射曝光光EL。再者，也可以在上板363和光传感器364之间配置光学系统(光学元件)，这时，将第2液浸区域LA2形成在上板363和配置在最靠近上板363的位置上的光学元件之间。另外，也可以使光传感器364紧贴在上板363上。

正如在本实施形态中说明的那样，在照射量传感器上设置第2液浸区域LA2的构成，也可以适用于所述第6～第8实施形态所示的照射量传感器。

图44，是照度不匀传感器370的示意图。照度不匀传感器370，是在多个位置计测经由投影光学系统PL照射到像面侧上的曝光光的照度(强度)，从而计测出照射到投影光学系统PL的像面侧上的曝光光的照度不匀(照度分布)的器件，具备设在Z倾斜载物台252上的上板374，和接收通过了设在该上板374上的针孔部371的光的光传感器375。上板374，是在玻璃板部件373的表面上设置含有铬等遮光性材料的薄膜372，并将该薄膜372构图从而在其中央部设置了针孔部371的部件。

在用照度不匀传感器370进行照度分布的计测时，在使投影光学系统PL和照度不匀传感器370的上板374相对的状态下，用液体LQ填满该投影光学系统PL和上板374之间，同时用液体LQ填满上板374和光传感器375之间。然后，在照射曝光光EL的照射区域(投影区域)内的多个位置上顺次移动针孔部371。再者，也可以在上板374和光传感器375之间配置光学系统(光学元件)，这时，将第2液浸区域LA2形成在上板374和配置在最靠近该上板374的位置上的光学元件之间。另外，也可以将上板374和光传感器375紧贴在一起。

正如在本实施形态中说明的那样，在照射不匀传感器上设置第2液浸区域LA2的构成，也可以适用于所述第2～第5实施形态以及第9～第10实施形态所示的照射不匀传感器。进而，在第11～16实施形态中说明的空间像计测装置中，也可以采用第1～10实施形态的传感器中所采用的结构，来代替第11～16实施形态中说明的空间像计测装置的内部结构，或者在该内部结构之上添加第1～10实施形态的传感器中所采用的结构。另外，还可以在图42所示的空间像计测装置270、照射量传感器360、照度不匀传感器370中的任意一个上采用所述实施形态中说明的结构，或者在它们中的任意两个或全部中采用所述实施形态中说明的结构。

进而，本发明，还可以适用于例如特开平11-238680号公报和特开2000-97616号公报、美国专利公开2004/0090606所公开的、相对于基板载物台PST(Z载物台51)可以装卸的传感器。另外，在美国专利6,650,399所公开的计测波像差的传感器上也可以适用本发明。再者，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用这些专利公报的公开内容作为本文的记载的一部分。

在所述第11～16的各实施形态中，所述的喷嘴的形状没有特别的限定，例如也可以对投影区域AR1的长边用2对喷嘴进行液体LQ的供给或回收。再者，在这种情况下，为了使得从+X方向、或-X方向的任意一个方向都可以进行液体LQ的供给以及回收，供给喷嘴和回收喷嘴可以沿着上下并列地配置。即，可以采用能够用足够的液体LQ持续填满投影光学系统PL的光学元件260和基板P之间的各种形态。另外，没必要必须按照基板P的移动方向变更液体LQ的供给位置和回收位置，也可以从规定的位置持续液体LQ的供给以及回收。

在本发明的各实施形态中，作为光源1，使用了ArF准分子激光光源，因此作为液体LQ使用纯水。纯水，在半导体制造工厂可以很容易大量地得到，同时具有不会给晶片W(基板P)上的光致抗蚀剂和光学元件(透镜)等带来恶劣影响的优点。另外，纯水也不会给环境带来恶劣影响，同时杂质的含有率极低，因此还可以指望清洗晶片W(基板P)表面，以及设在投影光学系统PL的前端面上的光学元件的表面的作用。另外，由于考虑到工厂的纯水其标准(纯水度)较低的情况，因此在这种情况下也可以使曝光装置自身具有超纯水化机构。

已知对于波长193nm左右的曝光光的纯水(水)的折射率n大致是1.44左右，在作为曝光光的光源使用了ArF准分子激光(波长193nm)时，在晶片W(基板P)上可以将其短波长化到1/n，即约134nm左右，从而得到较高的析像度。进而，由于焦深与空气中相比扩大了约n倍，即约1.44倍左右，因此在只要能够确保与在空气中使用的情况同等程度的焦深即可的情况下，可以进一步增加投影光学系统PL的数值孔径，在这一点上也可以提高析像度。

再者，作为液浸曝光所使用的光源1，也可以使用KrF准分子激光光源或F₂激光光源。在使用F₂激光光源时，作为液浸曝光用的液体(也包括第2液浸区域所使用的液体)，只要使用可以透过F₂激光的，例如氟类油或过氟化聚醚(PFPE)等氟类的液体即可。另外，除此之外，还可以使用具有对于曝光光的透过性，尽可能折射率较高，且对于投影光学系统PL和涂布在晶片W(基板P)表面上的光致抗蚀剂稳定的材料(例如雪松油)。如前所述，也可以将第1液浸区域所使用的液体和第2液浸区域所使用的液体，按照目的分开使用。

另外，适用了所述的液浸法的曝光装置，是用液体(纯水)填满投影光学系统PL的终端光学部件的出射侧的光路空间，然后将晶片W(基板P)曝光的构成，如国际公开第2004/019128号所公开的那样，还可以将投影光学系统的终端光学部件的入射侧的光路空间也用液体(纯水)填满。这时，即便投影光学系统PL具有大于等于1.0的较大的数值孔径，作为终端光学部件，也可以采用无折射力的平行平板或折射力非常小的透镜。

再者，在使用液浸法的情况下，还有投影光学系统的数值孔径NA是0.9～1.7的情况。在这样投影光学系统的数值孔径NA变大的情况下，用一直以来作为曝光光使用的随机偏振光，存在成像特性因偏振效应而恶化的情况，因此最好使用偏振照射。这时，可以进行与掩模(中间掩模)的线和空间图形的线图形的纵向相吻合的直线偏振照射，并从掩模(中间掩模)的图形大量射出S偏振分量(沿着线图形的纵向的偏振方向分量)的衍射光。

在用液体填满投影光学系统和涂布在基板表面上的抗蚀剂之间的情况下，与用空气(气体)填满投影光学系统和涂布在基板表面上的抗蚀剂之间的情况相比，由于有助于对比度的提高的S偏振分量的衍射光的、在抗蚀剂表面上的透射率变高，因此即便在投影光学系统的数值孔径NA超过1.0这样的情况下，也可以得到较高的成像性能。另外，如果将相位移动掩模和特开平6-188169号公报所公开的、与线图形的纵向相吻合的斜入射照射法(特别是，模孔照射法)等适当组合，就更有效。

另外，不只是与掩模(中间掩模)的线图形的纵向相吻合的直线偏振照射(S偏振照射)，如特开平6-53120号公报所公开的那样，沿着以光轴为中心的圆的切线(周)方向直线偏振的偏振照射法，和斜入射照射法的组合也是有效的。特别是，不只是掩模(中间掩模)的图形沿着规定的一个方向延伸的线图形，在混合有沿着多个不同的方向延伸的线图形的情况下，同样如特开平6-53120号公报所公开的那样，通过将沿着以光轴为中心的圆的切线方向直线偏振的偏振照射法，和环形照射法并用，即便在投影光学系统的数值孔径NA较大的情况下，也可以得到较高的成像特性。

另外，在所述的实施形态中，采用了用液体局部地填满投影光学系统PL和晶片W(基板P)之间的曝光装置，在使保持作为曝光对象的基板的载物台在液槽之中移动的液浸曝光装置，和在载物台上形成规定深度的液体槽，并将基板保持在其中的液浸曝光装置上，也可以适用本发明。使保持作为曝光对象的基板的载物台在液槽之中移动的液浸曝光装置的结构以及曝光动作，例如在特开平6-124873号公报中详细地被记载，另外，在载物台上形成规定深度的液体槽，并将基板保持在其中的液浸曝光装置的结构以及曝光动作，例如在特开平10-303114号公报和美国专利5,825,043中详细地被记载，只要所有被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用这些文献的记载内容作为本文的记载的一部分。

另外，本发明，还可以适用于具备分别载置晶片等被处理基板，然后可以沿着XY方向独立地移动的2个载物台的双载物台型的曝光装置。双载物台型的曝光装置的结构以及曝光动作，例如在特开平10-163099号以及特开平10-214783号(对应美国专利6,341,007、6,400,441、6,549,269以及6,590,634)、特表2000-505958号(对应美国专利5,969,441)或者美国专利6,208,407中被公开，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用这些公开的内容作为本文的记载的一部分。

另外，本发明，还可以适用于特开平11-135400号所公开的那样，具备能够以保持着晶片等被处理基板的方式移动的曝光载物台，和具备各种计测部件和传感器的计测载物台的曝光装置。这时，可以将在所述第1～16的各实施形态中说明的多个传感器(计测装置)之中的至少一部分搭载在计测载物台上。

另外进而，在所述实施形态中，作为曝光光源1，以ArF准分子激光光源的情况为例进行了说明，但除此之外作为曝光光源1，还可以使用例如射出g线(波长436nm)、i线(波长365nm)的超高压水银灯、或者KrF准分子激光(波长248nm)、F₂激光(波长157nm)、Kr₂激光(波长146nm)、YAG激光的的高频发生装置、或者半导体激光的高频发生装置。

进而，作为光源，还可以使用将从DFB半导体激光器或光纤维激光器激发的红外域、或可视域的单一波长激光，例如用掺杂了铒(或铒和镱这两方)的光纤放大器放大，并用非线性光学结晶波长变换成紫外光的高次谐波。例如，如果将单一波长激光器的激发波长设为1.51～1.59μm的范围内，则可以输出发生波长为189～199nm的范围内的8倍高次谐波，或发生波长为151～159nm的范围内的10倍高次谐波。

另外，如果将激发波长设为1.03～1.12μm的范围内，则可以输出发生波长为147～160nm的范围内的7倍高次谐波，特别是如果将激发波长设为1.099～1.106μm的范围内，则可以得到发生波长为157～158μm的范围内的7倍高次谐波、即与F₂激光大致是相同波长的紫外光。这时，作为单一波长激发激光器，例如可以使用镱/掺杂层/光纤激光器。

另外，在所述实施形态中，作为设在所述照射光学系统IS内的光学元件的玻璃材料、构成投影光学系统PL的折射部件的玻璃材料、平凸透镜41、45、52、57、62、71等的玻璃材料，以使用萤石(氟化钙：CaF₂)的情况为例进行了说明。但是，这些也可以按照曝光光的波长，选择氟化镁(MgF₂)等氟化物结晶或它们的混合晶、和掺杂了氟或氢等物质的石英玻璃体等透过真空紫外光的光学材料。再者，掺杂了规定的物质的石英玻璃体，由于当曝光光的波长变得比150nm左右短时透射率就降低，因此当作为曝光光使用波长小于等于150nm左右的真空紫外光时，作为光学元件的光学材料，可以使用萤石(氟化钙)、氟化镁等氟化物结晶或它们的混合晶。

另外，在所述第1～第10实施形态中，以分步重复方式的曝光装置，例如，在第11～16实施形态中，以分步扫描方式的曝光装置为例分别进行了说明，但本发明可以适用于任何方式的曝光装置。另外，本发明还可以适用于在基板(晶片)上至少将2个图形部分地重合后转印的分步缝合方式的曝光装置。进而，本发明不只可以适用于半导体元件的制造所使用的曝光装置，还可以适用于在包括液晶显示元件(LCD)等的器件的制造时用来将器件图形转印到玻璃板上的曝光装置，在薄膜磁头的制造时用来将器件图形转印到陶瓷晶片上的曝光装置，以及CCD等摄像元件的制造时所使用的曝光装置等。进而，在为了制造光曝光装置、EUV曝光装置、以及电子射线曝光装置等上使用的中间掩模或掩模，而将电路图形转印到玻璃基板或硅晶片等上的曝光装置上，也可以适用本发明。在此，在使用DUV(远紫外)光和VUV(真空紫外)光等的曝光装置中，一般使用透过型中间掩模，作为中间掩模基板，使用石英玻璃、掺杂了氟的石英玻璃、萤石、氟化镁、或水晶等。另外，在接近方式的X线曝光装置、或电子射线曝光装置等中使用透过型掩模(型版掩模、薄膜型掩模)，作为掩模基板使用硅晶片等。再者，这样的曝光装置，在WO99/34255号、WO99/50712号、WO99/66370号、特开平11-194479号、特开2000-12453号、特开2000-29202号等中被公开。

再者，作为所述各实施形态的基板P，不只是半导体器件制造用的半导体晶片，还可以适用显示器件用的玻璃基板、薄膜磁头用的陶瓷晶片、或者在曝光装置中使用的掩模或中间掩模的原版(合成石英、硅片)等。

当在基板载物台PST(晶片载物台15)和掩模载物台MST(中间掩模载物台13)上使用直线电动机的情况下，可以使用采用了空气轴承的空气悬浮型，以及采用了劳伦兹力或电抗力的磁悬浮型的任意一种。另外，各载物台PST(15)、MST(13)，可以是沿着导轨移动的类型，也可以是没有设置导轨的无导轨类型。在载物台上使用了直线电动机的例子，在美国专利5,623,853以及5,528,118中被公开，只要所有被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用这些文献的记载内容作为本文的记载的一部分。

作为各载物台PST(15)、MST(13)的驱动机构，也可以使用使将磁铁二维配置的磁铁单元，和将线圈二维配置的电枢单元相对，并通过电磁力驱动各载物台PST(15)、MST(13)的平面电动机。这时，只要将磁铁单元和电枢单元的任意一方连接在载物台PST(15)、MST(13)上，并将磁铁单元和电枢单元的另一方设在载物台PST(15)、MST(13)的移动面侧即可。

为了不使因基板载物台PST(晶片载物台15)的移动而产生的反作用力传递给投影光学系统PL，可以使用框架部件机械地将其引向地面(大地)。该反作用力的处理方法，例如，在美国专利5,528,118(特开平8-166475号公报)中被详细地公开，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用该文献的记载内容作为本文的记载的一部分。

为了不使因掩模载物台MST(中间掩模载物台13)的移动而产生的反作用力递给投影光学系统PL，可以使用框架部件机械地将其引向地面(大地)。该反作用力的处理方法，例如，在美国专利第5,874,820(特开平8-330224号公报)中被详细地公开，只要被本国际申请指定或选择的国家的法律容许，便引用该文献的公开内容作为本文的记载的一部分。

所述实施形态的曝光装置EX，通过将包括本申请权利要求的范围所列举的各种构成要件的各种子系统，以保持规定的机械精度、电学精度、光学精度的方式组装在一起而制造。为了确保该各种精度，在该组装的前后，对各种光学系统进行用于达成光学精度的调整，对各种机械系统进行用于达成机械精度的调整，对各种电统进行用于达成电学精度的调整。从各种子系统向曝光装置的组装工序，包括各种子系统相互的机械连接、电路的布线连接、气压回路的配管连接等。在从这各种子系统向曝光装置的组装工序之前，当然还有各子系统各自的组装工序。在将各种子系统组装到曝光装置上之后，进行综合调整，确保作为曝光装置整体的各种精度。再者，曝光装置的制造，最好在管理了温度以及清洁度等的净化车间内进行。

其次，对在光刻工序中使用本发明的实施形态的曝光装置以及曝光方法的微型器件的制造方法的实施形态进行说明。图18，是展示微型器件(IC和LSI等半导体芯片、液晶面板、CCD、薄膜磁头、微型机械等)的制造工序的一例的流程图。如图18所示，首先，在步骤S20(设计步骤)中，进行微型器件的功能·性能设计(例如，半导体器件的电路设计等)，并进行用于实现该功能的图形设计。接着，在步骤S21(掩模制作步骤)中，制作形成了设计的电路图形的掩模(中间掩模)。另一方面，在步骤S22(晶片制造步骤)中，用硅等材料制造晶片。

其次，在步骤S23(晶片处理步骤)中，使用在步骤S20～步骤S22中准备的掩模和晶片，如后述，用光刻技术等在晶片上形成实际的电路等。接着，在步骤S24(器件组装步骤)中，用在步骤S23处理的晶片进行器件组装。在该步骤S24中，根据需要包括划片工序、键合工序、以及封装工序(芯片封入)等工序。最后，在步骤S25(检查步骤)中，进行在步骤S24中制作的微型器件的动作确认测试、耐久性测试等检查。在经过了这样的工序之后，微型器件完成，可以将其出厂。

图19，是展示半导体器件的情况下的、图18的步骤S23的详细的流程的一例。在图19中，在步骤S31(氧化步骤)中，将晶片的表面氧化。在步骤S32(CVD步骤)中，在晶片表面上形成绝缘膜。在步骤S33(电极形成步骤)中，通过蒸镀在晶片上形成电极。在步骤S34(离子注入步骤)中，向晶片上注入离子。以上的各个步骤S31～步骤S34，构成晶片处理的各阶段的前处理工序，在各阶段，可以按照需要的处理进行选择。

在晶片处理过程的各阶段，当前述的前处理工序结束时，如以下那样进行后处理工序。在该后处理工序中，首先，在步骤S35(抗蚀剂形成步骤)中，在晶片上涂布感光剂。接着，在步骤S36(曝光步骤)中，利用以上说明的光刻系统(曝光装置)以及曝光方法将掩模的电路图形转印到晶片上。接着，在步骤S37(显影步骤)中，将曝光的晶片显影，在步骤S38(蚀刻步骤)中，通过蚀刻去掉残存了抗蚀剂的部分以外的部分的曝光部件。然后，在步骤S39(抗蚀剂除去步骤)中，去除蚀刻完成从而成为无用的抗蚀剂。通过反复进行这些前处理工序和后处理工序，在晶片上多重地形成电路图形。

产业上的可利用性

根据本发明，由于将经过了通过向像面侧提供液体而具有所需的性能的液浸用的投影光学系统的曝光光，在没有向投影光学系统的像面侧提供液体的状态下接收，因此可以不受到水的状态的影响地高精度地进行计测。

例如，通过调整(缩小)入射到投影光学系统的端面上的曝光光束的角度(最外侧的光线和光轴所成的角度)，即便在没有液体的状态下，也可以接收通过了投影光学系统的曝光光。

另外，根据本发明，由于来自投影光学系统的曝光光之中，透过了光透过部的光以不通过气体中的方式入射到聚光部件上并被聚光，因此即便因投影光学系统的数值孔径的增大而具有较大的入射角的曝光光入射到光透过部上，也能够可靠地接收通过了光透过部的曝光光。

进而，根据本发明，由于使来自投影光学系统的曝光光经由液体入射到板状部件上，将入射到板状部件上的光之中、通过了光透过部的光接收，并在不与投影光学系统相对的另一方面上形成光透过部，因此可以将与投影光学系统相对的一方面平坦化，可以防止气泡向该板状部件的一方面附着，和投影光学系统和板状部件之间的液体的混乱等。另外，由于也没有在板状部件上设置作为光透过部的开口(孔)，因此还可以防止液体的浸入。

另外进而，根据本发明，通过按照计测结果，在最适当的条件下将掩模的图形曝光转印到基板上，可以将形成在掩模上的细微的图形精确地转印到基板上。其结果，可以合格率良好地生产高集成度的器件。

另外，根据本发明，由于通过了投影光学系统和液体的曝光光之中，透过了光透过部的光，被设在计测装置上的光学系统以不通过气体中的方式引导而入射到光接收器上，因此即便因投影光学系统的数值孔径的增大而具有较大的入射角的曝光光入射到光透过部上，也能够可靠地接收通过了光透过部的曝光光。

根据本发明，由于可以用光接收器很好地接收经过了投影光学系统的光，因此可以在根据该光接收结果设定了最适合的曝光条件的状态下，进行高精度的曝光处理。

Claims (81)

1.一种曝光装置，通过将曝光光经由液体照射在基板上而将所述基板曝光，其中，具备：

投影光学系统；以及

计测装置，具有设置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部，以及经由该光透过部而接收通过了所述投影光学系统的曝光光的光接收器，

所述计测装置的光接收器，在所述投影光学系统和所述光透过部之间没有液体的状态下，接收通过了所述光透过部以及投影光学系统的曝光光。

2.如权利要求1所述的曝光装置，其中，在用所述计测装置的光接收器接收通过了所述光透过部以及所述投影光学系统的曝光光时，入射到所述投影光学系统的端面上的曝光光的入射角，以该曝光光从该端面向投影光学系统和所述光透过部之间的空间出射的方式被调整。

3.如权利要求2所述的曝光装置，其中，进而，具备将曝光光导向所述投影光学系统的照射系统，所述曝光光的入射角的调整，通过调整所述照射系统内的、与所述投影光学系统的瞳面共轭的面内的所述曝光光的光束分布来进行。

4.如权利要求2所述的曝光装置，其中，所述曝光光的角度调整，通过调整所述照射系统的相干系数σ来进行。

5.如权利要求4所述的曝光装置，其中，所述投影光学系统的数值孔径NA大于等于1，所述照射系统的相干系数σ是0.05～0.50。

6.如权利要求1所述的曝光装置，其中，所述计测装置，具有用于使来自所述光透过部的光入射到光接收器上的光学部件，所述光学部件，以使来自所述光透过部的光不通过气体中的方式配置在所述光透过部的附近。

7.如权利要求1所述的曝光装置，其中，所述计测装置，具有板状部件，所述板状部件的一面以与所述投影光学系统相对的方式配置，在另一面的一部分上形成有所述光透过部。

8.一种曝光装置，通过将曝光光照射到基板上而将所述基板曝光，其中，具备：

投影光学系统；以及

计测装置，具有配置在所述投影光学系统的像面侧的透过部、光接收器、及聚光部件，其中，来自所述投影光学系统的曝光光入射到光透过部，聚光部件用于使来自该光透过部的光入射到光接收器上，

所述聚光部件，以使来自所述投影光学系统的曝光光不通过气体中地入射到所述聚光部件上的方式，配置在所述光透过部和所述光接收器之间。

9.如权利要求8所述的曝光装置，其中，通过了所述投影光学系统的曝光光，经由液体，入射到所述计测装置的光透过部上。

10.如权利要求8所述的曝光装置，其中，所述聚光部件，具有与所述投影光学系统相对的平坦部，所述光透过部，形成在所述平坦部上。

11.如权利要求8所述的曝光装置，其中，所述计测装置，具有具备所述光透过部的板状部件，所述聚光部件紧贴在所述板状部件上。

12.如权利要求11所述的曝光装置，其中，所述板状部件的一面以与所述投影光学系统相对的方式配置，在另一面的一部分上形成所述光透过部，而且在另一面上紧贴着所述聚光部件。

13.一种曝光装置，通过经由液体将曝光光照射在基板上而将所述基板曝光，其中，具备：

投影光学系统；以及

计测装置，具有一面以与所述投影光学系统相对的方式配置并且在另一面的一部分上形成了光透过部的板状部件，以及接收来自所述光透过部的光的光接收器，

所述计测装置的光接收器，经由填充在所述投影光学系统和所述板状部件之间的液体接收曝光光。

14.一种曝光装置，通过将曝光光经由液体照射在基板上而将所述基板曝光，其中，具备：

投影光学系统；以及

计测装置，具有设置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部、光接收器及光学系统，其中，来自所述投影光学系统的曝光光经由液体入射到光透过部，光学系统用于使来自该光透过部的光入射到该光接收器上，

所述光学系统，以使来自所述光透过部的光不通过气体中地入射到所述光学系统上的方式，配置在所述光透过部和所述光接收器之间。

15.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括使来自所述光透过部的光聚光后入射到所述光接收器上的聚光部件。

16.如权利要求15所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括通过将来自所述光透过部的光进行波面分割后再将其各自聚光而使其入射到所述光接收器上的波面分割元件。

17.如权利要求15或16所述的曝光装置，其中，所述聚光部件，包括微型透镜阵列元件。

18.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，利用折射作用使来自所述光透过部的光入射到所述光接收器上。

19.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括使来自所述光透过部的光扩散后入射到所述光接收器上的扩散部件。

20.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括将来自所述光透过部的光导波后入射到所述光接收器上的导波部件。

21.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，利用来自所述光透过部的光的反射作用使其入射到所述光接收器上。

22.如权利要求21所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括光学积分器。

23.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括通过衍射作用使来自所述光透过部的光入射到所述光接收器上的衍射元件。

24.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括在从所述光透过部入射的光的出射面上实施了规定的光学加工的光学部件。

25.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括变换从所述光透过部入射到所述光接收器上的光的波长的波长变换部件。

26.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括荧光部件。

27.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述计测装置的光学系统，包括多个光学元件，在该多个光学元件之中，最靠近所述光透过部的光学元件以接近所述光透过部的方式配置。

28.如权利要求14所述的曝光装置，其中，所述投影光学系统的数值孔径NA大于等于1。

29.如权利要求8、13、14中的任意一项所述的曝光装置，其中，进而具备可以在所述投影光学系统的像面侧移动的载物台；

所述光透过部，配置在所述载物台上。

30.如权利要求29所述的曝光装置，其中，所述载物台，可以保持所述基板。

31.如权利要求29所述的曝光装置，其中，进而具备用于用液体填满所述投影光学系统和所述光透过部之间的液体供给机构。

32.如权利要求31所述的曝光装置，其中，所述液体供给机构，为了将所述基板曝光而用液体填满所述投影光学系统和所述基板之间。

33.一种曝光装置，通过经由液体将曝光光照射在基板上而将所述基板曝光，其中，具备：

投影光学系统；

具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部的光学部件；以及

经由该光学部件接收通过了所述投影光学系统的光的光接收器，

在所述光接收器和所述光学部件之间填满液体。

34.如权利要求33所述的曝光装置，其中，在所述投影光学系统和所述光学部件之间填满了液体的状态下，所述光接收器接收通过了投影光学系统和液体的光。

35.一种曝光装置，通过将曝光光照射在基板上而将所述基板曝光，其中，具备：

投影光学系统；

具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部的光学部件；以及

经由该光学部件接收通过了所述投影光学系统的光的光接收器；

在所述光接收器和所述光学部件之间填满液体。

36.如权利要求33或35所述的曝光装置，其中，所述光接收器，具有配置在最靠近所述光学部件的位置上的光学元件，和接收通过了所述光学元件的光的光接收元件，在所述光学元件和所述光学部件之间填满液体。

37.如权利要求33或35所述的曝光装置，其中，所述光接收器，具有光接收元件，在所述光接收元件和所述光学部件之间填满液体。

38.如权利要求33或35所述的曝光装置，其中，具有向所述光学部件和所述光接收器之间提供液体的液体供给装置。

39.如权利要求33或35所述的曝光装置，其中，具有回收所述光学部件和所述光接收器之间的液体的液体回收装置。

40.如权利要求33或35所述的曝光装置，其中，具有将所述光学部件和所述光接收器之间的空间内部与外部连通的连通路。

41.如权利要求40所述的曝光装置，其中，所述连通路，包括形成在所述光学部件的规定位置上的第1通孔。

42.如权利要求41所述的曝光装置，其中，所述第1通孔，包括形成在将所述光学部件的所述光透过部夹在中间而相对的位置上的多个孔。

43.如权利要求41所述的曝光装置，其中，所述第1通孔，设在填满所述投影光学系统和所述光学部件之间的液体的液浸区域的内侧。

44.如权利要求40所述的曝光装置，其中，所述连通路，包括形成在填满所述投影光学系统和所述光学部件之间的液体的液浸区域的外侧的第2通孔。

45.如权利要求40所述的曝光装置，其中，具备在所述曝光处理时可以向所述投影光学系统和所述基板之间提供液体的液体供给机构，所述液体供给机构，经由所述连通路向所述光学部件和所述光接收器之间的空间内提供液体。

46.如权利要求40所述的曝光装置，其中，具备在所述曝光处理时可以回收所述投影光学系统和所述基板之间的液体的液体回收机构，所述液体回收机构，经由所述连通路回收所述光学部件和所述光接收器之间的空间的液体。

47.一种曝光装置，通过经由液体将曝光光照射到基板上而将所述基板曝光，其中，具备：

投影光学系统；

具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部的光学部件；以及

经由所述光学部件接收通过了所述投影光学系统的光、并且具有与光学部件相接触地设置的光接收元件的光接收器。

48.如权利要求47所述的曝光装置，其中，在所述投影光学系统和所述光学部件之间填满液体的状态下，所述光接收器接收通过了投影光学系统和液体的光。

49.如权利要求33、35以及47中的任意一项所述的曝光装置，其中，一面使所述光透过部与经过了所述投影光学系统的光相对地移动，一面使所述光接收器接收光。

50.一种曝光装置，通过经由液体将曝光光照射在基板上而将所述基板曝光，其中，具备：

投影光学系统；

具有配置在所述投影光学系统的像面侧的光透过部并且在规定位置上形成有通孔的光学部件；以及

经由所述光学部件接收通过了所述投影光学系统的光的光接收器。

51.如权利要求50所述的曝光装置，其中，所述通孔，包括形成在将所述光学部件的所述光透过部夹在中间而相对的位置上的多个孔。

52.如权利要求50所述的曝光装置，其中，在所述光学部件和所述光接收器之间填满液体。

53.如权利要求50所述的曝光装置，其中，在所述投影光学系统和所述光学部件之间填满液体的状态下，所述光接收器接收光。

54.如权利要求50所述的曝光装置，其中，所述通孔，设在填满所述投影光学系统和所述光学部件之间的液体的液浸区域的内侧。

55.如权利要求50所述的曝光装置，其中，在填满所述投影光学系统和所述光学部件之间的液体的液浸区域的外侧，设有将所述光学部件和所述光接收器之间的空间的内部与外部连通的连通路。

56.如权利要求33、35以及50中的任意一项所述的曝光装置，其中，一面使所述光学部件与所述投影光学系统相对地移动，一面使所述光接收器经由所述液体接收光。

57.如权利要求44或51所述的曝光装置，其中，具有回收从所述连通路流出的液体的回收机构。

58.如权利要求41或50所述的曝光装置，其中，具有开闭所述连通路的盖机构。

59.如权利要求58所述的曝光装置，其中，所述盖机构，至少在对于所述基板的曝光处理中关闭所述通孔。

60.如权利要求1、8、13、14、33、35、47以及50中的任意一项所述的曝光装置，其中，具备可以保持并移动所述基板的基板保持部件，所述光接收器，设在所述基板保持部件上。

61.如权利要求1、8、13、14、33、35、47以及50中的任意一项所述的曝光装置，其中，所述光接收器接收经过了所述光透过部的光，并根据该光接收结果计测所述投影光学系统的成像特性。

62.如权利要求1、8、13、14、33、35、47以及50中的任意一项所述的曝光装置，其中，所述光接收器接收经过了所述光透过部的光，并根据该光接收结果计测经过了所述投影光学系统的光照射量信息。

63.如权利要求1、8、13、14、33、35、47以及50中的任意一项所述的曝光装置，其中，所述光接收器，相对于该曝光装置可以装卸。

64.一种器件制造方法，其特征在于，使用权利要求1、8、13、14、33、35、47以及50中的任意一项所述的曝光装置。

65.如权利要求47或50所述的曝光装置，其中，所述光学部件，是在所述投影光学系统的像面侧设置在最靠近投影光学系统的位置上的光学部件。

66.如权利要求47或50所述的曝光装置，其中，进而，具备保持并移动基板的基板载物台，所述光学部件的光透过部设在与基板载物台表面大致相同高度的位置上。

67.一种曝光方法，通过将曝光光经由投影光学系统和液体照射到基板上而将所述基板曝光的曝光方法，其中，包括：

在所述投影光学系统的光出射端的一侧，设置计测曝光光的计测装置的步骤；

不在所述投影光学系统的光出射端侧的光路空间内填充液体而用计测装置计测曝光光的步骤；以及

根据所述计测结果，在所述光路空间内填充液体后将基板曝光的步骤，其中

在所述计测步骤和所述曝光步骤中，从投影光学系统内入射到所述投影光学系统的光出射端和所述光路空间的界面上的曝光光的入射角不同。

68.如权利要求67所述的曝光方法，其中，所述计测步骤的、从投影光学系统内入射到所述投影光学系统的光出射端和所述空间的界面上的曝光光的入射角，小于所述曝光步骤中的入射角。

69.如权利要求67所述的曝光方法，其中，进而，所述曝光光的入射角，包括调整与所述投影光学系统的瞳面共轭的面内的所述曝光光的光束分布。

70.如权利要求69所述的曝光方法，其中，所述曝光光的角度，通过调整设在投影光学系统的光入射端的一侧的照射系统的相干系数σ来进行。

71.如权利要求70所述的曝光方法，其中，进而包括根据所述计测结果调整投影光学系统的成像特性或曝光光的步骤。

72.一种曝光方法，通过将曝光光经由投影光学系统照射在基板上而将所述基板曝光的曝光方法，其中，包括：

用光接收器接收从所述投影光学系统射出的曝光光的步骤；以及

通过将曝光光经由投影光学系统和液体照射在基板上而将所述基板曝光的步骤。

73.如权利要求72所述的曝光方法，其中，在所述投影光学系统和所述光接收器之间，配置聚光部件和光透过部，在光透过部和投影光学系统之间有液体。

74.如权利要求73所述的曝光方法，其中，所述光透过部形成在板状部件上，所述聚光部件紧贴在所述板状部件上。

75.如权利要求72所述的曝光方法，其中，包括根据所述光接收器的光接收信号来调整曝光光的步骤。

76.如权利要求72所述的曝光方法，其中，包括根据所述光接收器的光接收信号来调整所述投影光学系统的成像特性的步骤。

77.一种曝光方法，通过将曝光光经由投影光学系统照射到基板上而将所述基板曝光的曝光方法，其中，包括：

经由配置在所述投影光学系统的像面侧的具有光透过部的光学部件，用光接收器接收通过了所述投影光学系统的光的步骤；以及

通过将曝光光经由投影光学系统照射到基板上而将所述基板曝光的步骤，其中

在所述光接收器和所述光学部件之间填满液体。

78.如权利要求77所述的曝光方法，其中，在曝光基板时，在基板和投影光学系统之间有液体。

79.如权利要求77所述的曝光方法，其中，根据所述光接收器的光接收信号来调整曝光光。

80.如权利要求77所述的曝光方法，其中，根据所述光接收器的光接收信号来调整所述投影光学系统的成像特性。

81.如权利要求77所述的曝光方法，其中，所述光接收器，是照射不匀传感器、照射量传感器以及空间像计测装置中的一个。

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