JP2010153932A - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投影光学系と基板との間に液体を良好に保持して、精度良い露光処理を行うことができる露光装置を提供する。
【解決手段】投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液体ＬＱの液浸領域を形成し、投影光学系ＰＬと液浸領域の液体ＬＱとを介して基板Ｐを露光するものである。露光装置は、液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２のうち少なくともいずれか一方を有するノズル部材７０と、基板Ｐの位置又は姿勢に応じて、ノズル部材７０の位置及び姿勢のうち少なくともいずれか一方を調整するノズル調整機構８０とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に関するものである。

半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に投影露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれており、その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献１に開示されているような、投影光学系と基板との間を気体よりも屈折率の高い液体で満たした状態で露光処理を行う液浸露光装置が案出されている。

国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

液浸露光装置においては、投影光学系とその投影光学系と対向して配置されている物体（基板やステージ）との間に液体を良好に保持することが必要である。液体が良好に保持されないと、液体が流出・拡散したり、液体中に気泡や気体部分（Void）が混入する可能性が高くなる。液体が流出すると、例えばその流出した液体が露光装置を構成する機器に付着してその機器が誤作動する可能性がある。また、その機器が計測器である場合には、流出した液体によりその計測器の計測精度が劣化する可能性がある。このような機器の誤作動や計測精度の劣化が引き起こされると、露光装置の露光精度も劣化する。また、例えば基板の露光中に、投影光学系と基板との間の液体中に気泡や気体部分（Void）が混入してしまうと、基板上へのパターン転写精度が劣化する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液体を良好に保持して、精度良い露光処理を行うことができる露光装置及び露光方法、並びにその露光装置及び露光方法を用いるデバイス形成方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、以下の構成を採用している。なお、各要素には実施形態に示す図１〜図１２と対応させて括弧付きの符号を付しているが、これらはその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明の第１の態様に従えば、液浸領域（ＡＲ２）の液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、液体（ＬＱ）を供給する供給口（１２）及び液体（ＬＱ）を回収する回収口（２２）のうちの少なくとも一方を有するノズル部材（７０，７２）と、ノズル部材（７０，７２）と対向配置された物体（Ｐ、ＰＳＴ）の表面位置に応じて、ノズル部材（７０，７２）の位置及び傾きのうちの少なくとも一方を調整するノズル調整機構（８０）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、液体はノズル部材と物体との間に保持されるが、ノズル調整機構が物体の表面位置に応じてノズル部材の位置及び傾きのうちの少なくとも一方を調整することで、ノズル部材と物体との位置関係を所望状態に維持することができる。したがって、例えば露光中において物体としての基板または基板ステージの表面位置が変化しても、その表面位置の変化に応じて、ノズル部材の位置及び傾きの少なくとも一方を調整することで、液体はノズル部材と基板との間に良好に保持される。したがって、液体の流出や液体中への気泡や気体部分の混入が抑制され、露光装置は露光処理を精度良く行うことができる。

本発明の第２の態様に従えば、上記態様に記載の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、高い露光精度を維持した状態でデバイスを製造できるので、所望の性能を発揮するデバイスを製造できる。

本発明の第３の態様に従えば、基板（Ｐ）上の液体（ＬＱ）を介して前記基板を露光する露光方法であって、前記液体（ＬＱ）を供給する供給口（１２）及び前記液体を回収する回収口（２２）のうち少なくとも一方を有するノズル部材（７０，７２）と基板（Ｐ）との間に液体をもたらすことと、前記ノズル部材（７０，７２）と対向配置された物体（Ｐ、ＰＳＴ）の表面位置に応じて、前記ノズル部材の位置及び傾きのうち少なくとも一方を調整することと、液体（ＬＱ）を介して基板を露光することを含む露光方法が提供される。

本発明の露光方法によれば、物体の表面位置に応じてノズル部材の位置及び傾きのうち少なくとも一方を調整することで、ノズル部材と物体との位置関係を所望状態に維持することができる。したがって、例えば露光中において物体としての基板または基板ステージの表面位置が変化しても、その表面位置の変化に応じて、ノズル部材の位置及び傾きの少なくとも一方を調整することで、液体はノズル部材と基板との間に良好に保持される。それゆえ、液体の流出や液体中への気泡や気体部分の混入が抑制され、露光処理を精度良く行うことができる。

本発明の第４の態様に従えば、露光方法により基板を露光することと、露光した基板を現像することと、現像した基板を加工することを含むデバイスの製造方法が提供される。この製造方法によれば、高い露光精度を維持した状態でデバイスを製造できるので、所望の性能を発揮するデバイスを製造できる。

本発明によれば、液体を良好に保持して、精度良い露光処理を行うことができ、所望の性能を有するデバイスを製造できる。

第１の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 図１の要部拡大断面図である。 ノズル部材を下側から見た図である。 ノズル部材の動作を説明するための模式図である。 液浸領域の液体の挙動を説明するための模式図である。 第２の実施形態に係る露光装置を示す図である。 第３の実施形態に係る露光装置を示す図である。 第４の実施形態に係る露光装置を示す図である。 第５の実施形態に係る露光装置を示す図である。 ノズル部材に接続された吹出部材と基板との位置関係を模式的に示す平面図である。 第６の実施形態に係る露光装置を示す図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

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

＜第１の実施形態＞
図１は第１の実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに保持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。制御装置ＣＯＮＴには、露光処理に関する情報を記憶する記憶装置ＭＲＹが接続されている。

本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成するための液浸機構１００を備えている。液浸機構１００は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられ、投影光学系ＰＬの像面側先端部近傍において、その投影光学系ＰＬを囲むように設けられた環状のノズル部材７０と、ノズル部材７０に設けられた供給口１２を介して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する液体供給機構１０と、ノズル部材７０に設けられた回収口２２を介して基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する液体回収機構２０とを備えている。本実施形態において、ノズル部材７０は、液体ＬＱを供給する供給口１２を有する第１ノズル部材７１と、液体ＬＱを回収する回収口２２を有する第２ノズル部材７２とを備えている。第１ノズル部材７１と第２ノズル部材７２とは別の部材である。第１ノズル部材７１は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、投影光学系ＰＬの像面側先端部近傍を囲むように環状に設けられている。第２ノズル部材７２は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、第１ノズル部材７１の外側を囲むように環状に設けられている。

露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、液体供給機構１０から供給した液体ＬＱにより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲ１よりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液浸領域ＡＲ２を局所的に形成する。具体的には、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの像面側先端部の光学素子ＬＳ１と、その像面側に配置された基板Ｐ表面との間に液体ＬＱを満たす局所液浸方式を採用し、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐに照射することによってマスクＭのパターンを基板Ｐに投影露光する。制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０を使って基板Ｐ上に液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収機構２０を使って基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収することで、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を局所的に形成する。

また、露光装置ＥＸは、基板Ｐの表面位置に応じて、ノズル部材７０の位置及び姿勢（傾き）のうち少なくともいずれか一方を調整するノズル調整機構８０を備えている。ノズル調整機構８０は、ノズル部材７０を駆動可能な駆動機構８３を備えており、ノズル部材７０の下面７０Ａの少なくとも一部と基板Ｐ表面との間の相対距離及び相対傾斜のうち少なくとも一方を調整する。ここで、ノズル部材７０の下面７０Ａとは、第１ノズル部材７１の下面７１Ａ及び／または第２ノズル部材７２の下面７２Ａを含むものであり、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐ表面と対向する面である。したがって、ノズル調整機構８０は、下面７１Ａ、７２Ａの少なくとも一方と基板Ｐ表面との間の相対距離及び相対傾斜のうち少なくとも一方を調整する。なお、以下の説明においては、第１、第２ノズル部材７１、７２のうち基板Ｐ表面と対向する下面７１Ａ、７２Ａを合わせて「ノズル部材７０の下面７０Ａ」と適宜称する。

本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向における互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。もちろん、マスクＭと基板Ｐとを同一の走査方向に同期移動する走査型露光装置であってもよい。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

露光装置ＥＸは、床面上に設けられたベース９と、そのベース９上に設置されたメインコラム１とを備えている。メインコラム１には、内側に向けて突出する上側段部７及び下側段部８が形成されている。照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであって、メインコラム１の上部に固定された支持フレーム３により支持されている。

照明光学系ＩＬは、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域を設定する視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

本実施形態においては、液体ＬＱとして純水を用いた。純水はＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。

マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能である。マスクステージＭＳＴは、マスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により保持する。マスクステージＭＳＴの下面には非接触軸受である気体軸受（エアベアリング）４５が複数設けられている。マスクステージＭＳＴは、エアベアリング４５によりマスク定盤４の上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。マスクステージＭＳＴ及びマスク定盤４の中央部にはマスクＭのパターン像を通過させる開口部（開口部の側壁をＭＫ１、ＭＫ２で表す）がそれぞれ形成されている。マスク定盤４は、メインコラム１の上側段部７に防振装置４６を介して支持されている。すなわち、マスクステージＭＳＴは、防振装置４６及びマスク定盤４を介してメインコラム１（上側段部７）に支持された構成となっている。また、防振装置４６によって、メインコラム１の振動が、マスクステージＭＳＴを支持するマスク定盤４に伝わらないように、マスク定盤４とメインコラム１とが振動的に分離されている。

マスクステージＭＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動機構ＭＳＴＤの駆動により、マスクＭを保持した状態で、マスク定盤４上において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微少回転可能である。マスクステージＭＳＴは、Ｘ軸方向に指定された走査速度で移動可能となっており、マスクＭの全面が少なくとも投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを横切ることができるだけのＸ軸方向の移動ストロークを有している。

マスクステージＭＳＴ上には移動鏡４１が設けられている。また、移動鏡４１に対向する位置にはレーザ干渉計４２が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計４２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計４２の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計４２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動機構ＭＳＴＤを駆動し、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭの位置制御を行う。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、基板Ｐ側の先端部に設けられた光学素子ＬＳ１を含む複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射素子を含まない屈折系、屈折素子を含まない反射系、屈折素子と反射素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。

投影光学系ＰＬを保持する鏡筒ＰＫの外周にはフランジＰＦが設けられており、投影光学系ＰＬはこのフランジＰＦを介して鏡筒定盤５に支持されている。鏡筒定盤５は、メインコラム１の下側段部８に防振装置４７を介して支持されている。すなわち、投影光学系ＰＬは、防振装置４７及び鏡筒定盤５を介してメインコラム１（下側段部８）に支持された構成となっている。また、防振装置４７によって、メインコラム１の振動が、投影光学系ＰＬを支持する鏡筒定盤５に伝わらないように、鏡筒定盤５とメインコラム１とが振動的に分離されている。

基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを支持して移動可能である。基板ホルダＰＨは、例えば真空吸着等により基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴ上には凹部５０が設けられており、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨは凹部５０に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部５０以外の上面５１は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面（平坦部）となっている。

基板ステージＰＳＴの下面には非接触軸受である気体軸受（エアベアリング）４８が複数設けられている。基板ステージＰＳＴは、エアベアリング４８により基板定盤６の上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。基板定盤６は、ベース９上に防振装置４９を介して支持されている。また、防振装置４９によって、ベース９（床面）やメインコラム１の振動が、基板ステージＰＳＴを支持する基板定盤６に伝わらないように、基板定盤６とメインコラム１及びベース９（床面）とが振動的に分離されている。

基板ステージＰＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤの駆動により、基板Ｐを基板ホルダＰＨに保持した状態で、基板定盤６上において、ＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に基板ステージＰＳＴは、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能である。したがって、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

基板ステージＰＳＴの側面には移動鏡４３が設けられている。また、移動鏡４３に対向する位置にはレーザ干渉計４４が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計４４によりリアルタイムで計測される。

また、露光装置ＥＸは、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているような、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐ表面の面位置情報を検出する斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系３０を備えている。フォーカス・レベリング検出系３０は、基板Ｐ表面に液体ＬＱを介して検出光Ｌａを照射する投光系３１と、基板Ｐ表面に照射された検出光Ｌａの反射光を受光する受光系３２とを備えている。フォーカス・レベリング検出系３０は、基板Ｐ表面の面位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、及び基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報）を検出する。なお、フォーカス・レベリング検出系は、基板Ｐ表面に液体ＬＱを介さずに検出光Ｌａを照射する方式のものを採用してもよいし、静電容量型センサを使った方式のものを採用してもよい。

レーザ干渉計４４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果も制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤを駆動し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角（θＸ、θＹ）を制御して基板Ｐ表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計４４の計測結果に基づいて、基板ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向における位置制御を行う。

液浸機構１００の液体供給機構１０は、液体ＬＱを投影光学系ＰＬの像面側に供給するためのものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１にその一端部を接続する供給管１３とを備えている。供給管１３の他端部は第１ノズル部材７１に接続されている。液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体ＬＱの温度を調整する温調装置、及び液体ＬＱ中の異物（気泡を含む）を除去するフィルタユニット等を備えている。液体供給部１１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

なお、タンク、加圧ポンプ、温調装置、フィルタユニット等の全てを露光装置ＥＸの液体供給機構１０が備えている必要はなく、それらの少なくとも一部を露光装置ＥＸが設置される工場などの設備で代替してもよい。

液浸機構１００の液体回収機構２０は、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収するためのものであって、液体ＬＱを回収可能な液体回収部２１と、液体回収部２１にその一端部を接続する回収管２３とを備えている。回収管２３の他端部は第２ノズル部材７２に接続されている。液体回収部２１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。液体回収部２１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

なお、真空系、気液分離器、タンク等の全てを露光装置ＥＸの液体回収機構２０が備えている必要はなく、それらの少なくとも一部を露光装置ＥＸが設置される工場などの設備で代替することもできる。

図２は投影光学系ＰＬの像面側先端部近傍を示す側断面図である。なお図２においては、投影光学系ＰＬを構成する光学素子として３つの光学素子ＬＳ１〜ＬＳ３が示されているが、実際には投影光学系ＰＬは３つ以上の複数の光学素子によって構成されている。投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち投影光学系ＰＬの像面側先端部に設けられた光学素子ＬＳ１は、レンズ作用を有しない無屈折力の光学素子であって、平行平面板である。すなわち、光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１及び上面Ｔ２のそれぞれは略平面であり、且つ、互いに略平行である。なお、光学素子ＬＳ１としては、その上面Ｔ２が投影光学系ＰＬの物体面側（マスクＭ側）に向かって膨らむように形成され、屈折力を有した光学素子であってもよい。

光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径は下面Ｔ１の外径よりも大きく形成されており、光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２近傍にはフランジ部Ｆ１が形成されている。鏡筒ＰＫは光学素子ＬＳ１の外側面Ｃ１を取り囲むように設けられており、鏡筒ＰＫの内側には、光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１を支持する支持部ＰＫＦが設けられている。そして、鏡筒ＰＫの下面ＴＫと、鏡筒ＰＫに支持（保持）された光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１とはほぼ面一となっている。

鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＳと光学素子ＬＳ１の外側面Ｃ１との間には所定の隙間（ギャップ）Ｇ１が設けられている。ギャップＧ１にはシール部材６０が設けられている。シール部材６０は、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱがギャップＧ１に浸入することを抑制するとともに、ギャップＧ１に存在する気体が液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに混入することを抑制するものである。ギャップＧ１に液体ＬＱが浸入すると、光学素子ＬＳ１の外側面Ｃ１に対して力を作用する可能性があり、その力によって光学素子ＬＳ１が振動したり変形したりする可能性がある。また、ギャップＧ１に存在する気体が液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに混入し、混入した気体（気泡）が露光光ＥＬの光路上に浸入する可能性がある。本実施形態においては、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＳと光学素子ＬＳ１の外側面Ｃ１との間のギャップＧ１にはシール部材６０が設けられているので、上述の不都合の発生を防止できる。

本実施形態においては、シール部材６０は断面がＶ形のＶリングであり、Ｖリングの本体部が鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＳに保持されている。また、Ｖリングのうち可撓性を有する先端部が光学素子ＬＳ１の外側面Ｃ１に接触している。なお、シール部材６０は、ギャップＧ１への液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの浸入、及びギャップＧ１に存在する気体の液浸領域ＡＲ２への混入を抑制でき、光学素子ＬＳ１への応力が小さいものであれば、例えばＯリング、Ｃリングなど、種々のシール部材を使用することができる。

ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬの像面側先端部近傍において、その投影光学系ＰＬを囲むように環状に形成されており、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳ１を囲むように配置された第１ノズル部材７１と、その第１ノズル部材７１の外側を囲むように配置された第２ノズル部材７２とを備えている。第１ノズル部材７１は、投影光学系ＰＬを構成する光学素子を保持する鏡筒ＰＫに支持されている。第１ノズル部材７１は、環状部材であって、鏡筒ＰＫの外側面ＰＫＣに接続されている。そして、鏡筒ＰＫの外側面ＰＫＣと第１ノズル部材７１の内側面７１Ｓとの間には隙間（ギャップ）が無い。すなわち、鏡筒ＰＫと第１ノズル部材７１とは隙間無く接合されており、ほぼ一体となっている。したがって、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが、鏡筒ＰＫの外側面ＰＫＣと第１ノズル部材７１の内側面７１Ｓとの間には浸入しない。また、鏡筒ＰＫの外側面ＰＫＣと第１ノズル部材７１の内側面７１Ｓとの間の隙間に起因して液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに気体が混入することも防止できる。

第２ノズル部材７２は、支持機構８１を介してメインコラム１の下側段部８に支持されている。支持機構８１は、連結部材８２と、連結部材８２の一端部（上端部）と下側段部８との間に設けられた駆動機構８３とを備えており、連結部材８２の他端部（下端部）は第２ノズル部材７２の上面に接続（固定）されている。支持機構８１は、駆動機構８３を駆動することにより、メインコラム１の下側段部８に対して第２ノズル部材７２を移動可能である。また、不図示ではあるが、支持機構８１は、第２ノズル部材７２で発生した振動がメインコラム１の下側段部８に伝わらないように防振するパッシブ防振機構も備えている。パッシブ防振機構は、連結部材８２とメインコラム１の下側段部８との間に設けられ、空気バネ（例えばエアシリンダやエアベローズ）等によって構成されており、気体（空気）の弾性作用によって第２ノズル部材７２の振動がメインコラム１に伝わらないように防振する。なお、パッシブ防振機構はコイルバネを含むものであってもよい。第２ノズル部材７２も、第１ノズル部材７１と同様、環状部材であって、第１ノズル部材７１の外側面７１Ｃを取り囲むように設けられている。そして、鏡筒ＰＫに接続された第１ノズル部材７１の外側面７１Ｃと、支持機構８１に支持された第２ノズル部材７２の内側面７２Ｓとの間には所定の隙間（ギャップ）Ｇ２が設けられている。このため、第１ノズル部材７１と第２のズル部材７２は直接接続されておらず、振動的に分離されている。

第１、第２ノズル部材７１、７２のそれぞれは、基板Ｐ表面（基板ステージＰＳＴ上面）と対向する下面７１Ａ、７２Ａを有している。鏡筒ＰＫに接続された第１ノズル部材７１の下面７１Ａと、支持機構８１に支持された第２ノズル部材７２の下面７２Ａとはほぼ面一である。また、第１、第２ノズル部材７１、７２の下面７１Ａ、７２Ａと、光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１とはほぼ面一である。したがって、本実施形態においては、第１ノズル部材７１の下面７１Ａと、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと、鏡筒ＰＫの下面ＴＫと、光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１とがほぼ面一となっている。

基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する供給口１２は、第１ノズル部材７１の下面７１Ａに設けられている。また、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する回収口２２は、第２ノズル部材７２の下面７２Ａに設けられている。供給口１２は、第１ノズル部材７１の下面７１Ａにおいて、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを囲むように複数設けられている（図３参照）。また、回収口２２は、第２ノズル部材７２の下面７２Ａにおいて、第１ノズル部材７１の下面７１Ａに設けられた供給口１２よりも投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して外側に離れて設けられている。回収口２２は、第２ノズル部材７２の下面７２Ａにおいて、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを囲むように、例えば環状のスリット状に形成されている（図３参照）。また本実施形態においては、回収口２２には多孔部材（メッシュ部材）２２Ｐが配置されている。

第１ノズル部材７１の内部には、複数の供給口１２のそれぞれと供給管１３とを接続する内部流路１４が設けられている。第１ノズル部材７１に形成された内部流路１４は、複数の供給口１２のそれぞれに接続可能なように途中から分岐している。また、第２ノズル部材７２の内部には、環状の回収口２２と回収管２３とを接続する内部流路２４が設けられている（図２参照）。内部流路２４は、環状の回収口２２に対応するように環状に形成され、その回収口２２に接続した環状流路と、その環状流路の一部と回収管２３とを接続するマニホールド流路とを備えている。基板Ｐ上に液体ＬＱを供給するときには、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給部１１より液体ＬＱを送出し、供給管１３、及び第１ノズル部材７１の内部流路１４を介して、基板Ｐの上方に設けられている供給口１２より基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。基板Ｐ上の液体ＬＱを回収するときには、制御装置ＣＯＮＴは液体回収部２１を駆動する。液体回収部２１が駆動することにより、基板Ｐ上の液体ＬＱは、基板Ｐの上方に設けられた回収口２２を介して第２ノズル部材７２の内部流路２４に流入し、回収管２３を介して液体回収部２１に回収される。

制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成する際、液浸機構１００の液体供給機構１０及び液体回収機構２０を使って基板Ｐ上に対する液体ＬＱの供給及び回収を行う。液体ＬＱは、ノズル部材７０の下面７０Ａ（７１Ａ、７２Ａ）及び投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と、基板Ｐ表面との間に満たされて液浸領域ＡＲ２を形成する。

図３は、ノズル部材７０を下側から見た図である。図３に示すように、第２ノズル部材７２を支持する支持機構８１は、３つの連結部材８２と、それら連結部材８２に対応して設けられた３つの駆動機構８３とを備えている。連結部材８２のそれぞれは、第２ノズル部材７２の周方向（θＺ方向）に沿ってほぼ等間隔（１２０°間隔）で配置されている。連結部材８２のそれぞれの下端部は、第２ノズル部材７２の上面の３つの所定位置のそれぞれに固定されている。駆動機構８３は、３つの連結部材８２の上端部のそれぞれとメインコラム１の下側段部８との間に設けられている。すなわち、本実施形態においては、駆動機構８３もほぼ等間隔（１２０°間隔）で３つ設けられている。また、上述のパッシブ防振機構も連結部材８２に対応するように３つ設けられている。駆動機構８３は、例えばローレンツ力で駆動するボイスコイルモータやリニアモータ等によって構成されている。ローレンツ力で駆動するボイスコイルモータ等はコイル部とマグネット部とを有し、それらコイル部とマグネット部とは非接触状態で駆動する。そのため、駆動機構８３を、ボイスコイルモータ等のローレンツ力で駆動する駆動機構によって構成することで、振動の発生を抑制することができる。

駆動機構８３の動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。制御装置ＣＯＮＴは、３つの駆動機構８３を使って、連結部材８２に接続されている第２ノズル部材７２を、メインコラム１の下側段部８に対して駆動する（変位または移動させる）。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、複数の駆動機構８３のそれぞれの駆動量を調整することで、連結部材８２に接続されている第２ノズル部材７２の位置及び姿勢（傾き）のうち少なくともいずれか一方を調整する。本実施形態においては、駆動機構８３は３つ設けられており、制御装置ＣＯＮＴは、複数の駆動機構８３のそれぞれの駆動量を調整することで、第２ノズル部材７２を、θＸ方向、θＹ方向、及びＺ軸方向の３自由度の方向に関して駆動することができる。

そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系３０の検出結果に基づいて、第２ノズル部材７２の位置及び姿勢のうち少なくともいずれか一方を調整する。

なおここでは、ノズル調整機構８０は３つの駆動機構８３を有しているが、駆動機構８３の数及び位置は任意に設定可能である。例えば駆動機構８３を６つ設け、第２ノズル部材７２が、６自由度の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向）に関して駆動（変位または移動）されるようにしてもよい。このように、駆動機構８３の数及び位置は、第２ノズル部材７２を駆動したい自由度の数に応じて適宜設定すればよい。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影することによって基板Ｐを露光する方法について説明する。

基板ホルダＰＨに基板Ｐがロードされた後、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１００の液体供給機構１０及び液体回収機構２０を使って基板Ｐ上に対する液体ＬＱの供給及び回収を行う。液浸機構１００による液体供給動作及び液体回収動作によって、ノズル部材７０の下面７０Ａ及び投影光学系ＰＬの下面Ｔ１と基板Ｐ表面との間に液体ＬＱが満たされ、基板Ｐ上には液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２が局所的に形成される。

本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと基板ＰとをＸ軸方向（走査方向）に移動しながらマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影するものであって、基板ＰはＸ軸方向に移動しながら走査露光される。走査露光時には、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭの一部のパターン像が投影領域ＡＲ１内に投影され、マスクＭが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、基板Ｐが投影領域ＡＲ１に対して＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。基板Ｐ上には複数のショット領域が設定されており、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｐのステッピング移動によって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で基板Ｐを移動しながら各ショット領域に対する走査露光処理が順次行われる。

各ショット領域の走査露光中においては、基板Ｐの面位置情報（Ｚ方向の位置情報及び傾斜情報）がフォーカス・レベリング検出系３０によって検出される。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの走査露光中に、フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果に基づいて、基板Ｐ表面と投影光学系ＰＬの像面との位置関係を調整する。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ表面と投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面とを合致させるように、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴを駆動して、その基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの面位置（Ｚ位置、θＸ、θＹ）を調整する。なお、基板Ｐと投影光学系ＰＬの像面との位置関係を調整する調整機構としては、基板Ｐ表面の面位置を調整する基板ステージＰＳＴ（基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤ）のみならず、例えば特開昭６０−７８４５４号公報に開示されているような、投影光学系ＰＬに設けられている結像特性調整装置であってもよい。結像特性調整装置は、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち特定の光学素子を駆動したり、鏡筒ＰＫ内部の圧力調整を行うことで、投影光学系ＰＬの像面位置を調整可能である。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果に基づいて、結像特性調整装置を駆動することで、基板Ｐ表面と投影光学系ＰＬの像面との位置関係を調整し、投影光学系ＰＬの像面と基板Ｐ表面とを合致させることができる。また、基板ステージＰＳＴの駆動と結像特性調整装置の駆動とを併用して、基板Ｐ表面と投影光学系ＰＬの像面とを合致させるようにしてもよい。

また、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの面位置（Ｚ位置、θＸ、θＹ）に応じて、第２ノズル部材７２の位置及び姿勢（Ｚ位置、θＸ、θＹ）の少なくとも一方を調整する。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ表面の面位置情報、すなわちフォーカス・レベリング検出系３０の検出結果に基づいて、第２ノズル部材７２の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整して、第２ノズル部材７２の環状の下面７２Ａと基板Ｐ表面と相対距離及び相対傾斜のうち少なくとも一方を所望状態に維持するように調整する。

第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との相対距離又は相対傾斜が変動すると、液体ＬＱを良好に保持できず、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが流出したり、液浸領域ＡＲ２へ気泡が混入する可能性がある。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの走査露光中において、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との相対距離及び相対傾斜をほぼ一定に維持するように、駆動機構８３を駆動して、第２ノズル部材７２の位置と姿勢の少なくとも一方を調整する。これにより、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐとの間に液体ＬＱを良好に保持して、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが流出したり、液浸領域ＡＲ２へ気泡が混入するなどといった不都合の発生を防止することができる。

本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ表面と第２ノズル部材７２の下面７２Ａとの距離をＬ１（ほぼ１ｍｍ）で、且つ基板Ｐ表面と下面７２Ａとがほぼ平行となるように第２ノズル部材７２の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整する。すなわち、図４（Ａ）に示す模式図のように、基板Ｐの走査露光中において、投影光学系ＰＬの像面と基板Ｐ表面とを合致させるために、基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置が変動した場合には、制御装置ＣＯＮＴは、駆動機構８３によって第２ノズル部材７２のＺ軸方向に関する位置を変え、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との相対距離を所定距離Ｌ１に維持する。また、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）に示すように、基板Ｐ表面がθＸ方向又はθＹ方向に傾斜した場合には、制御装置ＣＯＮＴは、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との相対距離を所定距離Ｌ１に維持しつつ、駆動機構８３によって第２ノズル部材７２のθＸ方向又はθＹ方向に関する位置（第２ノズル部材７２の傾き）を変え、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との相対傾斜をほぼ平行に維持する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの表面位置の変化に応じて、駆動機構８３を駆動し、第２ノズル部材７２の下面７２Ａを、基板Ｐ表面の法線方向、及び傾斜方向に移動させる。なお、本実施形態においては、第２のズル部材７２の初期位置及び初期傾きは、基板Ｐの基準面位置（設計値）との関係で、それぞれ予め所定の値に設定されており、駆動機構８３はその設定された初期値を基準として第２ノズル部材７２を変位させて、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との相対距離を所定距離Ｌ１を維持するとともに、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との平行を維持する。

このように、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの走査露光中において、基板Ｐの面位置の変化に追従するように、第２ノズル部材７２の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整することにより、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との相対距離及び相対傾斜を一定に維持することができる。

また、本実施形態においては、ノズル部材７０の下面７０Ａ（７１Ａ、７２Ａ）と、鏡筒ＰＫの下面ＴＫと、投影光学系ＰＬ（光学素子ＬＳ１）の下面Ｔ１とがほぼ面一となっている。したがって、液浸領域ＡＲ２は、ノズル部材７０の下面７０Ａ及び投影光学系ＰＬの下面Ｔ１と基板Ｐとの間に良好に形成される。ただし、下面７１Ａ、下面７２Ａ、下面ＴＫ、及び下面Ｔ１は、必ずしも面一になっている必要はなく、液浸領域ＡＲ２が良好に維持できるように各下面のＺ方向の位置を設定することができる。なお、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱと接触する液体接触面であるノズル部材７０の下面７０Ａや投影光学系ＰＬの下面Ｔ１、鏡筒ＰＫの下面ＴＫを液体ＬＱに対して親液性にしておくことで、液浸領域ＡＲ２を更に良好に所望状態に維持することができる。また、基板Ｐの周囲には基板Ｐ表面とほぼ面一の上面５１が設けられており、基板Ｐのエッジ部の外側には段差部がほぼ無い状態となっている。したがって、基板Ｐ表面のエッジ領域を液浸露光するとき等において、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持して液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。また、基板Ｐのエッジ部とその基板Ｐの周囲に設けられた平坦面（上面）５１との間には０．１〜１ｍｍ程度の隙間があるが、液体ＬＱの表面張力によりその隙間に液体ＬＱが浸入することは殆ど無い。なお、上面５１を液体ＬＱに対して撥液性にしておくことで、液浸領域ＡＲ２の一部が上面５１上に配置された場合（即ち、液浸領域ＡＲ２を形成する液体ＬＱが、基板Ｐと基板ステージＰＳＴの上面５１とノズル部材の下面７０Ａと投影光学系ＰＬの下面Ｔ１の間に保持される場合）であっても、基板ステージＰＳＴ外側への液体ＬＱの流出を抑制することができ、上面５１上に液体ＬＱが残留する等の不都合も防止できる。

本実施形態においては、液体回収機構２０は、液体回収部２１に設けられた真空系を駆動することで、回収口２２を介して液体ＬＱを回収する。その場合、液体ＬＱは周囲の気体とともに回収口２２を介して回収される可能性がある。そのため、回収口２２を有する第２ノズル部材７２は、第１ノズル部材７１に比べて振動が発生しやすい可能性がある。ところが、第１ノズル部材７１と第２ノズル部材７２との間にはギャップＧ２が設けられているので、第２ノズル部材７２で発生した振動が、第１ノズル部材７１及びその第１ノズル部材７１に接続されている鏡筒ＰＫ（投影光学系ＰＬ）に直接的に伝達されることはない。

また、第２ノズル部材７２は、パッシブ防振機構を含む支持機構８１によってメインコラム１（下側段部８）に支持されているので、第２ノズル部材７２で発生した振動が、メインコラム１に伝わることも抑制されている。

また、第２ノズル部材７２を支持機構８１を介して支持しているメインコラム１と、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫをフランジＰＦを介して支持している鏡筒定盤５とは、防振装置４７を介して振動的に分離されている。したがって、支持機構８１のパッシブ防振機構と防振装置４７とのそれぞれの機能によって、第２ノズル部材７２で発生した振動が投影光学系ＰＬに伝達されることが防止されている。また、メインコラム１と、基板ステージＰＳＴを支持している基板定盤６とは、防振装置４９を介して振動的に分離している。したがって、第２ノズル部材７２で発生した振動が、メインコラム１及びベース９を介して基板ステージＰＳＴに伝達されることも防止されている。また、メインコラム１と、マスクステージＭＳＴを支持しているマスク定盤４とは、防振装置４６を介して振動的に分離されている。したがって、第２ノズル部材７２で発生した振動がメインコラム１を介してマスクステージＭＳＴに伝達されることも防止されている。

一方、第１ノズル部材７１は、回収口を有しておらず、液体ＬＱを供給する供給口１２のみを有しており、供給口１２を介して液体ＬＱを供給するときには、露光精度に影響を及ぼすほどの振動が発生する可能性は小さい。したがって、第１ノズル部材７１が投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫに接続されていても、第１ノズル部材７１に起因して露光精度に影響を及ぼすほどの振動が投影光学系ＰＬ（鏡筒ＰＫ）に生じる可能性は低く、露光精度は維持される。

また、ギャップＧ２は、第２ノズル部材７２が駆動機構８３によって駆動されても、第２ノズル部材７２と第１ノズル部材７１とが当たらない（干渉しない）程度の距離を有している。したがって、駆動機構８３による第２ノズル部材７２の駆動は妨げられない。なお、第２ノズル部材７２の駆動を妨げないように、第２ノズル部材７２に接続される回収管２３の少なくとも一部は、伸縮可能で可撓性を有するチューブなどによって構成されていることが好ましい。

また、走査露光のための基板Ｐの移動に伴って、投影光学系ＰＬの下面Ｔ１及びノズル部材７０の下面７０Ａと基板Ｐとの間の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが、移動する基板Ｐに引っ張られるように移動する可能性がある。例えば図５に示すように、基板Ｐの＋Ｘ方向への移動に伴って、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの一部が＋Ｘ方向に移動する可能性がある。ところが、第１ノズル部材７１と第２ノズル部材７２との間にはギャップＧ２が形成されており、そのギャップＧ２の上端部は大気開放されているので、液体ＬＱはギャップＧ２に出入りすることができる。したがって、ノズル部材７０の大きさ（径）が小さくても、回収口２２の外側への液体ＬＱの流出を抑えることができる。

また、ギャップＧ２に存在する気体が液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに混入する可能性が考えられるが、ギャップＧ２は、露光光ＥＬの光路（投影領域ＡＲ１）に対して、供給口１２よりも外側に設けられており、供給口１２から供給された液体ＬＱの一部は、供給口１２よりも外側へ向かう液体の流れを形成している（図５中、矢印ｙ１参照）。したがって、ギャップＧ２から液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中に気泡が混入しても、供給口１２より供給された液体ＬＱの一部の流れによって、その混入した気泡は露光光ＥＬの光路に対して遠ざかるように移動する。そのため、混入した気体（気泡）が露光光ＥＬの光路に浸入して基板Ｐ上へのマスクＭのパターンの転写精度が劣化するといった不都合の発生を防止することができる。

以上説明したように、ノズル部材７０の下面７０Ａと基板Ｐ表面との間に液体ＬＱを保持することによって液浸領域ＡＲ２を形成した場合、基板Ｐの面位置に応じてノズル部材７０の位置及び姿勢のうち少なくともいずれか一方を調整することで、ノズル部材７０と基板Ｐとの位置関係を所望状態に維持することができる。したがって、走査露光中において基板Ｐの面位置が変化しても、液体ＬＱはノズル部材７０と基板Ｐとの間に良好に保持され、ひいては投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間にも良好に保持される。したがって、基板Ｐの外側への液体ＬＱの流出や液体ＬＱ中への気泡の混入が抑制され、露光装置ＥＸは露光処理を精度良く行うことができる。

特に、本実施形態においては、第１、第２ノズル部材７１、７２のうち、回収口２２を有する第２ノズル部材７２の位置及び姿勢の少なくとも一方が調整されるので、基板Ｐの面位置の変化に追従しながら、第２ノズル部材７２の回収口２２を介して液体ＬＱを良好に回収することができる。したがって、基板Ｐの走査露光中においても、液体回収機構２０は液体ＬＱを良好に回収することができる。なお、第１ノズル部材７１を鏡筒ＰＫに接続せずに、第２ノズル部材７２と同様に駆動機構を有する支持機構を介してメインコラム１の下側段部に支持し、第１ノズル部材７１の位置及び姿勢（Ｚ方向の位置及び傾斜）の少なくとも一方を、第２ノズル部材７２とは独立して、基板Ｐの面位置に応じて調整するようにしてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について図６を参照しながら説明する。ここで、以下の説明において、上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

第２の実施形態の特徴的な部分は、ノズル部材７０は１つの部材によって構成されており、ノズル部材７０の下面７０Ａに、液体ＬＱを供給する供給口１２と液体ＬＱを回収する回収口２２とのそれぞれが設けられている点にある。図６において、ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬを囲むように形成された環状部材であって、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの外側面ＰＫＣとノズル部材７０の内側面７０Ｓとの間には所定のギャップＧ３が設けられている。このギャップＧ３によって、液体ＬＱの供給や回収に伴ってノズル部材７０に振動が発生しても、その振動が投影光学系ＰＬに直接的に伝達されることが防止されている。そして、そのノズル部材７０が駆動機構８３を有する支持機構８１を介してメインコラム１の下側段部８に支持されている。基板Ｐを走査露光する際には、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果に基づいて、ノズル部材７０の位置及び姿勢のうち少なくともいずれか一方を調整する。このように、ノズル部材７０が１つの部材によって構成されている場合においても、基板Ｐの面位置に応じて、ノズル部材７０の位置及び姿勢のうち少なくともいずれか一方を調整することで、液体ＬＱの流出や、液浸領域ＡＲ２への気泡の混入を防止することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、図７を参照しながら本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の第１の実施形態との違い、すなわち、第３の実施形態の特徴的な部分は、液体ＬＱを供給する供給口１２が鏡筒ＰＫの下面ＴＫに設けられており、その供給口１２と供給管１３とを接続する内部流路１４が鏡筒ＰＫ内部に設けられている点にある。すなわち、本実施形態においては、投影光学系ＰＬを構成する光学素子ＬＳ１を保持する鏡筒ＰＫに、液体ＬＱを供給するための第１ノズル部材が含まれている。そして、その供給口１２を有する鏡筒ＰＫを囲むように第２ノズル部材７２が設けられている。第２ノズル部材７２はその下面７２Ａに回収口２２を有しており、支持機構８１を介してメインコラム１の下側段部８に支持されている。第２ノズル部材７２は、投影光学系ＰＬを囲むように形成された環状部材であって、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの外側面ＰＫＣと第２ノズル部材７２の内側面７２Ｓとの間には所定のギャップＧ４が設けられている。このギャップＧ４によって、回収口２２を介して液体ＬＱを回収したことに伴って第２ノズル部材７２に振動が発生しても、その振動が投影光学系ＰＬに直接的に伝達されることが防止されている。一方、上述したように、供給口１２を介して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給するときの振動は小さいため、供給口１２が鏡筒ＰＫに形成されていても、露光精度に影響を及ぼすほどの振動が液体ＬＱの供給に起因して鏡筒ＰＫに発生することは殆ど無い。また、供給口１２を鏡筒ＰＫに設けたことにより、液浸領域ＡＲ２の大きさを小さくすることができる。そして、液浸領域ＡＲ２の小型化に伴って、基板ステージＰＳＴの移動ストロークを短くすることができ、ひいては露光装置ＥＸ全体の小型化を図ることができる。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について図８を参照しながら説明する。第４の実施形態の第１の実施形態との違い、すなわち、第４の実施形態の特徴的な部分は、露光装置ＥＸは、ノズル部材７０（第２ノズル部材７２）と基板ステージＰＳＴとの相対的な位置関係を検出する検出器１１０を備えた点にある。そして、制御装置ＣＯＮＴは、検出器１１０の検出結果に基づいて、第２ノズル部材７２の位置及び姿勢のうち少なくともいずれか一方を調整する。

検出器１１０は、基板ステージＰＳＴと第２ノズル部材７２とのＸ軸方向に関する位置関係を計測するＸ干渉計１１１と、基板ステージＰＳＴと第２ノズル部材７２とのＹ軸方向に関する位置関係を計測するＹ干渉計１１２（但し、図８には図示されていない）と、基板ステージＰＳＴと第２ノズル部材７２とのＺ軸方向に関する位置関係を計測するＺ干渉計１１３とを備えている。これら各干渉計１１１〜１１３は基板ステージＰＳＴのうち露光処理を妨げない所定位置に設けられている。図８においては、各干渉計１１１〜１１３は基板ステージＰＳＴの側面に設けられている。

検出器１１０は複数（２つ）のＸ干渉計１１１（１１１Ａ、１１１Ｂ）を備えている。具体的には、検出器１１０は、基板ステージＰＳＴの側面においてＹ軸方向に並んで設けられた２つのＸ干渉計１１１Ａ、１１１Ｂを備えている。また、第２ノズル部材７２の側面には、Ｘ干渉計１１１Ａ、１１１Ｂのそれぞれに対応する反射面１１４（１１４Ａ、１１４Ｂ）が設けられている。Ｘ干渉計１１１の計測ビームは反射ミラーを介して反射面１１４に照射されるようになっている。制御装置ＣＯＮＴは、Ｘ干渉計１１１Ａ、１１１Ｂのうち少なくともいずれか一方の計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴに対する第２ノズル部材７２のＸ軸方向に関する位置を求めることができる。また制御装置ＣＯＮＴは、複数のＸ干渉計１１１Ａ、１１１Ｂのそれぞれの計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴに対する第２ノズル部材７２のθＺ方向に関する位置を求めることができる。

また、検出器１１０はＹ干渉計を１つ備えている（図８には図示されていない）。具体的には、検出器１１０は、基板ステージＰＳＴの側面に設けられたＹ干渉計を備えている。また、第２ノズル部材７２の側面には、Ｙ干渉計に対応する反射面が設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、Ｙ干渉計の計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴに対する第２ノズル部材７２のＹ軸方向に関する位置を求めることができる。

また、検出器１００は複数（３つ）のＺ干渉計１１３を備えている。具体的には、検出器１１０は、基板ステージＰＳＴの側面においてＸ軸方向に並んで設けられたＺ干渉計１１３Ａ、１１３Ｂと、そのＺ干渉計１１３Ｂに対してＹ軸方向に関して並ぶ位置に設けられたＺ干渉計１１３Ｃ（但し、図８には図示されていない）とを備えている。また、第２ノズル部材７２の側面には、Ｚ干渉計１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃのそれぞれに対応する反射面１１６（１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）が設けられている。Ｚ干渉計１１３の計測ビームは反射ミラーを介して反射面１１６に照射される。制御装置ＣＯＮＴは、Ｚ干渉計１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃのうち少なくともいずれか一つの計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴに対する第２ノズル部材７２のＺ軸方向に関する位置を求めることができる。また制御装置ＣＯＮＴは、複数のＺ干渉計１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃのうち少なくともいずれか２つの計測結果に基づいて、基板ステージＰＳＴに対する第２ノズル部材７２のθＸ方向及びθＹ方向に関する位置、すなわち基板ステージＰＳＴに対する第２ノズル部材７２の傾きを求めることができる。

このように、制御装置ＣＯＮＴは、複数の干渉計１１１〜１１３の計測結果に基づいて、６自由度の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向）に関する基板ステージＰＳＴに対する第２ノズル部材７２の位置を求めることができる。

なお、Ｘ干渉計、Ｙ干渉計、及びＺ干渉計の数及び配置は任意に設定可能である。例えばＸ干渉計を１つとし、Ｙ干渉計を２つ設けてもよい。要は、複数の干渉計を用いて第２ノズル部材７２の６自由度（少なくともＺ位置、θＸ、θＹ）の方向に関する位置を計測可能なように構成されていればよい。また、検出器１１０としては、干渉計に限られず、例えば静電容量センサ、エンコーダ等、他の構成を有する位置計測器を用いることも可能である。

各干渉計１１１〜１１３と制御装置ＣＯＮＴとは接続されており、各干渉計１１１〜１１３の計測結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、複数の干渉計１１１〜１１３の計測結果に基づいて、６自由度の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向）に関する基板ステージＰＳＴに対する第２ノズル部材７２の位置を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、求めた位置情報に基づいて、基板Ｐの走査露光中に、駆動機構８３を駆動して、基板ステージＰＳＴと第２ノズル部材７２との位置関係を調整する。ここで、制御装置ＣＯＮＴに接続されている記憶装置ＭＲＹには、基板ステージＰＳＴと第２ノズル部材７２との最適な位置関係に関する情報が予め記憶されている。制御装置ＣＯＮＴは、検出器１００の検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴと第２ノズル部材７２との最適な位置関係を維持するように、記憶装置ＭＲＹに記憶されている記憶情報に基づいて、基板Ｐの走査露光中に、第２ノズル部材７２の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整する。

なお、第４の実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴの記憶装置ＭＲＹには、基板Ｐ表面と第２ノズル部材７２の下面７２Ａとの距離をＬ１（ほぼ１ｍｍ）、且つ基板Ｐ表面と下面７２Ａとをほぼ平行にするための情報が記憶されている。

このように、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果によらずに、検出器１１０で検出した基板ステージＰＳＴの位置情報に基づいて、第２ノズル部材７２（ノズル部材７０）の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整して、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との位置関係を所望状態に維持することができる。

なお、フォーカス・レベリング検出系３０の検出結果と検出器１１０の検出結果とに基づいて、第２ノズル部材７２（ノズル部材７０）の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整して、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との位置関係を所望状態に維持するようにしてもよい。

また、上述の第２実施形態の露光装置ＥＸに本実施形態の検出器１１０を設けて、ノズル部材７０の位置及び傾きの少なくとも一方を調整するようにしてもよいし、上述の第３実施形態の露光装置ＥＸに本実施形態の検出器１１０を設けて第２ノズル部材７２の位置及び傾きの少なくとも一方を調整するようにしてもよい。

＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について図９を参照しながら説明する。第５の実施形態の特徴的な部分は、ノズル部材７０の下面７０Ａと基板Ｐ表面との相対距離及び相対傾斜の少なくとも一方を所定状態に維持するためのノズル調整機構８０’が、液浸領域ＡＲ２よりも外側の基板Ｐ表面に気体を吹き付ける吹出口１５１を有する気体吹出機構１５０を含んでいる点にある。

図９において、液体ＬＱを供給する供給口１２を有する第１ノズル部材７１は投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫに隙間無く接続され、液体ＬＱを回収する回収口２２を有する第２ノズル部材７２は支持機構８１’を介してメインコラム１の下側段部８に支持されている。支持機構８１’は、連結部材８２と、連結部材８２の上端部と下側段部８との間に設けられたパッシブ防振機構８４とを備えている。パッシブ防振機構８４は、例えば空気バネやコイルバネを含んで構成されている。すなわち、本実施形態における支持機構８１’は、アクチュエータを含む駆動機構８３を有していない。そして、連結部材８２の下端部と第２ノズル部材７２の上面とが接続されている。

第２ノズル部材７２の外側面７２Ｃには、接続部材１５３を介して、基板Ｐ表面と対向する下面１５２Ａを有する吹出部材１５２が接続されている。吹出部材１５２の下面１５２Ａはノズル部材７０の下面７０Ａ（７１Ａ、７２Ａ）とほぼ面一である。吹出部材１５２の下面１５２Ａには、基板Ｐ表面に気体を吹き付ける吹出口１５１が設けられている。気体吹出機構１５０は気体供給部１５５を有しており、気体供給部１５５から供給された気体は、供給管１５４を介して、吹出口１５１より吹き出る。上述した実施形態同様、液浸機構１００は、液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を基板Ｐ上に局所的に形成するが、気体吹出機構１５０の吹出口１５１は、液浸機構１００によって形成される液浸領域ＡＲ２よりも外側の基板Ｐ表面に気体を吹き付ける。気体吹出機構１５０の吹出口１５１は、液浸領域ＡＲ２のエッジ部近傍に気体を吹き出すように設けられている。

図１０は、第２ノズル部材７２の外側に接続された吹出部材１５２と基板Ｐとの関係を模式的に示した平面図である。図１０に示すように、接続部材１５３は３つ設けられ、接続部材１５３のそれぞれは、第２ノズル部材７２の周方向（θＺ方向）に沿ってほぼ等間隔（１２０°間隔）で配置されている。その接続部材１５３に接続された吹出部材１５２もほぼ等間隔（１２０°間隔）で３つ設けられており、第２ノズル部材７２を囲むように配置されている。したがって、吹出部材１５２の下面１５２Ａに設けられた吹出口１５１は、第２ノズル部材７２を囲むように複数設けられている。複数の吹出口１５１のそれぞれから吹き出される単位時間あたりの気体供給量（気体吹き出し量）はほぼ同じ値に設定されている。

ノズル調整機構８０’は、気体吹出機構１５０の吹出部材１５２に設けられた吹出口１５１より基板Ｐ表面に向かって吹き付ける気体の力によって、吹出部材１５２に接続部材１５３を介して接続されている第２ノズル部材７２を、基板Ｐに対して浮上するように支持する。基板Ｐに対して浮上支持される第２ノズル部材７２は、基板Ｐ表面との間の相対距離及び相対傾斜を維持される。したがって、基板Ｐの走査露光中において、基板Ｐの面位置が変化した場合、気体吹出機構１５０を含むノズル調整機構８０’は、基板Ｐに対して浮上支持されている第２ノズル部材７２の位置及び姿勢の少なくとも一方を、基板Ｐの面位置の変化に追従させることができる。第２ノズル部材７２に連結された連結部材８２とメインコラム１の下側段部８との間には、空気バネやコイルバネを含むパッシブ防振機構８４が設けられている。したがって、第２ノズル部材７２は、パッシブ防振機構８４によって、メインコラム１の下側段部８に対して揺動可能となっている。そのため、第２ノズル部材７２が基板Ｐの面位置に追従するように移動することは妨げられない。なお、基板Ｐの面位置は前述の実施形態のようにフォーカス・レベリング検出系またはその他の検出系で検出することができる。

本実施形態においては、気体吹出機構１５０は、液浸領域ＡＲ２のエッジ部近傍に気体を吹き出している。液浸領域ＡＲ２のエッジ近傍に気体が吹き出されるので、その気体の流れによって、液浸領域ＡＲ２の拡大や、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの流出を抑えることができる。なお、液浸領域ＡＲ２の近傍に気体が流れるので、液浸領域ＡＲ２にはその液浸領域ＡＲ２のエッジ部を介して気体（気泡）が混入する可能性がある。ところが、液浸領域ＡＲ２のエッジ部近傍には回収口２２が設けられているので、液浸領域ＡＲ２のエッジ部を介して気泡が混入したとしても、その気泡は直ちに回収口２２より回収される。また、図５を参照して説明したように、供給口１５より供給される液体ＬＱの流れによって、液浸領域ＡＲ２のエッジ部を介して混入した気泡が露光光ＥＬの光路上に浸入する不都合も防止されている。なお、気体を吹き出す吹出口１５１を液浸領域ＡＲ２から離れた位置に設けることももちろん可能である。こうすることにより、液浸領域ＡＲ２に気体（気泡）が混入する可能性を低減することができる。

なお本実施形態においては、吹出部材１５２は３つ設けられているが、第２ノズル部材７２を基板Ｐに対して浮上支持することができれば、その数及び配置は任意に設定可能である。あるいは、吹出部材１５２は第２ノズル部材７２を囲む環状部材であってもよい。そして、環状に設けられた吹出部材１５２の下面１５２Ａの複数の所定位置のそれぞれに、吹出口１５１が設けられていてもよい。また、本実施形態においては、吹出口１５１を有する吹出部材１５２は第２ノズル部材７２に接続されているが、例えば図６を参照して説明したような、供給口１２及び回収口２２の双方を有するノズル部材７０に、吹出口１５１を有する吹出部材１５２が接続されてもよい。また、ノズル部材７０の下面７０Ａと吹出部材１５２の下面１５２Ａとは、液浸領域ＡＲ２が良好に形成される条件においては、必ずしも面一としなくてもよい。

＜第６の実施形態＞
次に、図１１を参照しながら本発明の第６の実施形態について説明する。第６の実施形態の特徴的な部分は、ノズル部材７０の下面７０Ａに、気体を吹き出す吹出口１５１が設けられている点にある。より具体的には、吹出口１５１は、第２ノズル部材７２の下面７２Ａに設けられており、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して、回収口２２よりも外側に設けられている。また、吹出口１５１よりも更に外側には、気体を吸引する吸引口１５６が設けられている。ノズル調整機構８０’は、吹出口１５１から吹き出される気体と、吸引口１５６を介して吸引される気体とのバランスによって、第２ノズル部材７２の下面７２Ａと基板Ｐ表面との間の相対距離及び相対傾斜を所定状態に維持する。このように、ノズル部材７０の下面７０Ａに吹出口１５１及び吸引口１５６を設けることも可能である。そして本実施形態においては、気体を吸引する吸引口１５６が設けられているので、基板Ｐに対する第２ノズル部材７２の浮上支持を良好に行うことができる。また、吸引口１５６は吹出１５１に対して液浸領域ＡＲ２よりも外側（液浸領域ＡＲ２とは離れた位置）に設けられているので、吸引口１５６に液体ＬＱが浸入することが抑制されている。もちろん、吸引口１５６を吹出口１５１と回収口２２との間に設けるようにしてもよい。また、吸引口１５６を、図９等を参照して説明した吹出部材１５２の下面１５２Ａに設けることができる。更には、図６を参照して説明したような、供給口１２及び回収口２２の双方を有するノズル部材７０の下面７０Ａに、吹出口１５１及び吸引口１５６を設けてもよい。また、図１１の第２ノズル部材７２の下面７２Ａにおいて、吹出口１５１が形成されている面と回収口２２が形成されている面とは、液浸領域ＡＲ２が良好に形成される条件においては、必ずしも面一としなくてもよい。

なお、第６実施形態においても、基板Ｐの面位置は前述の実施形態のようにフォーカス・レベリング検出系またはその他の検出系で検出することができる。

また、第１〜第４実施形態で採用されている支持機構８１と、第５及び第６実施形態で採用されている吹出口１５１及び／又は吸引口１５６とを組み合わせて使用してもよい。

なお、上述の第１〜第６の実施形態においては、基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成する場合に、基板Ｐの表面とノズル部材（７０や７２）の下面との位置関係を所望の状態に維持する場合について説明しているが、基板ステージＰＳＴ上、あるいは基板Ｐと基板ステージＰＳＴとに跨って液浸領域ＡＲ２を形成する場合など、ノズル部材（７０、７２）に対向して配置されている物体表面の面位置の変化に合わせてノズル部材（７０、７２）の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整することができる。したがって、基板Ｐの走査露光中に限らず、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成している各種の動作中に、必要に応じて、ノズル部材（７０や７２）の位置及び姿勢（傾き）の少なくとも一方の調整を実行することができる。

また、上述の第１〜第６の実施形態においては、物体（基板Ｐ）の表面とノズル部材（７０、７２）の下面とが所定間隔で、ほぼ平行となるようにノズル部材の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整しているが、物体（基板Ｐ）とノズル部材（７０、７２）との相対距離及び相対傾斜は、液体ＬＱの粘性、物体（基板Ｐ）表面と液体ＬＱとの親和性（物体表面での液体ＬＱの接触角）、物体（基板Ｐ）の移動速度などを考慮して、液浸領域ＡＲ２を良好に維持できるように調整することができる。

また、上述の実施形態においては、各種のノズル部材が使用されているが、ノズル部材７０などの液浸機構１００の構造は、上述のものに限られず、本発明の範囲内で改変し得る。例えば、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号公報、国際公開第２００４／０５７５８９号公報、国際公開第２００４／０５７５９０号公報、国際公開第２００５／０２９５５９号公報に記載されている構造を採用することができる。

また、上述した第１〜第４の実施形態においては、フォーカス・レベリング検出系３０や検出器１００を使って、基板Ｐ若しくは基板ステージＰＳＴの位置を光学的に検出し、その検出結果に基づいて、ノズル部材７０の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整している。一方、フォーカス・レベリング検出系３０等の検出結果に基づくフィードバック制御を行わずに、ノズル部材（７０、７２）の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整することができる。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの走査露光前に、物体表面（基板Ｐ表面）の面位置情報を予め検出し、その検出結果をマップデータとして記憶装置ＭＲＹに記憶しておく。そして、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系３０（あるいは検出器１００）を使わずに、記憶装置ＭＲＹに記憶してある記憶情報（マップデータ）に基づいて、駆動機構８３を使って、ノズル部材（７０、７２）の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整することができる。この場合、投影光学系ＰＬの像面側の近傍で、物体（基板Ｐ）表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系３０を省略してもよい。たとえば、特開２００２−１５８１６８号公報に開示されているように、基板Ｐの露光を行う露光ステーションから離れた計測ステーションで基板Ｐの表面位置情報（マップデータ）を露光前に取得する場合には、そのマップデータに基づいてノズル部材（７０、７２）の位置及び姿勢（傾斜）の少なくとも一方を調整する（フィードフォワード制御する）ことができる。

また、基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴが、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤの駆動に基づいて、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向に移動する場合に、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤの駆動量に応じて、駆動機構８３を使って、ノズル部材７０、７２の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整するようにしてもよい。この場合も、フォーカス・レベリング検出系３０等の検出結果に基づくフィードバック制御を行わずに、物体（基板Ｐ）の表面とノズル部材（７０、７２）の下面との位置関係を所望状態に維持することができる。

上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水である。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジストや光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。

そして、波長が１９３ｎｍ程度の露光光ＥＬに対する純水（水）の屈折率ｎはほぼ１．４４と言われており、露光光ＥＬの光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板Ｐ上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系ＰＬの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。

なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数ＮＡが０．９〜１．３になることもある。このように投影光学系の開口数ＮＡが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像性能が悪化することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク（レチクル）のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク（レチクル）のパターンからは、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが１．０を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイポールダイポール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。特に、直線偏光照明法とダイポール照明法との組み合わせは、ライン・アンド・スペースパターンの周期方向が所定の一方向に限られている場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集している場合に有効である。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ４５ｎｍ程度のパターン）を、直線偏光照明法とダイポール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイポールを形成する二光束の外接円で規定される照明σを０．９５、その瞳面における各光束の半径を０．１２５σ、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．２とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を１５０ｎｍ程度増加させることができる。

また、直線偏光照明と小σ照明法（照明系の開口数ＮＡｉと投影光学系の開口数ＮＡｐとの比を示すσ値が０．４以下となる照明法）との組み合わせも有効である。

また、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン（例えば２５〜５０ｎｍ程度のライン・アンド・スペース）を基板Ｐ上に露光するような場合、マスクＭの構造（例えばパターンの微細度やクロムの厚み）によっては、Wave guide効果によりマスクＭが偏光板として作用し、コントラストを低下させるＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光が多くマスクＭから射出されるようになる。この場合、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクＭを照明しても、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。

また、マスクＭ上の極微細なライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合、Wire Grid効果によりＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）がＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）よりも大きくなる可能性もあるが、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、２５ｎｍより大きいライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合には、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光がＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりも多くマスクＭから射出されるので、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。

更に、マスク（レチクル）のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク（レチクル）のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在（周期方向が異なるライン・アンド・スペースパターンが混在）する場合には、同じく特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ６３ｎｍ程度のパターン）を、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法（輪帯比３／４）とを併用して照明する場合、照明σを０．９５、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．００とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を２５０ｎｍ程度増加させることができ、ハーフピッチ５５ｎｍ程度のパターンで投影光学系の開口数ＮＡ＝１．２では、焦点深度を１００ｎｍ程度増加させることができる。

更に、上述の各種照明法に加えて、例えば特開平４−２７７６１２号公報や特開２００１−３４５２４５号公報に開示されている累進焦点露光法や、多波長（例えば二波長）の露光光を用いて累進焦点露光法と同様の効果を得る多波長露光法を適用することも有効である。

本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子ＬＳ１が取り付けられており、このレンズにより投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。なお、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。

なお、液体ＬＱの流れによって生じる投影光学系ＰＬの先端の光学素子と基板Ｐとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。

なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間は液体ＬＱで満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体ＬＱを満たす構成であってもよい。

また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を液体で満たしているが、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子のマスク側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。

上記実施形態では、投影光学系を備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、本発明は投影光学系を持たないタイプの露光装置にも適用することができる。この場合、光源からの露光光が光学素子を通過して液浸領域に照射されることになる。例えば、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

なお、本実施形態の液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ_２レーザである場合、このＦ_２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ_２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。この場合も表面処理は用いる液体ＬＱの極性に応じて行われる。

なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いても良い。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、特開平１１−１３５４００号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。この場合、計測ステージ上に液浸領域が形成されている場合には、計測ステージの上面の位置に応じてノズル部材（７０，７２）の位置及び／又は傾きを調整するのが望ましい。

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

基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。

各ステージＰＳＴ、ＭＳＴの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＰＳＴ、ＭＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＰＳＴ、ＭＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側に設ければよい。

基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

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

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１２に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

１…メインコラム、８…下側段部、１０…液体供給機構、１２…供給口、２０…液体回収機構、２２…回収口、３０…フォーカス・レベリング検出系、７０…ノズル部材、７０Ａ…下面、７１…第１ノズル部材、７１Ａ…下面、７２…第２ノズル部材、７２Ａ…下面、８０、８０’…ノズル調整機構、８１…支持機構、８３…駆動機構、１００…液浸機構、１５０…気体吹出機構、１５１…吹出口、１５２…吹出部材、１５２Ａ…下面、ＡＲ１…投影領域、ＡＲ２…液浸領域、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ１…光学素子、Ｐ…基板、ＰＫ…鏡筒、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＴ…基板ステージ、ＰＳＴＤ…基板ステージ駆動機構

Claims (26)

1. 液浸領域の液体を介して前記基板を露光する露光装置において、
   前記液体を供給する供給口及び前記液体を回収する回収口のうち少なくとも一方を有するノズル部材と、
   前記ノズル部材と対向配置された物体の表面位置に応じて、前記ノズル部材の位置及び傾きのうち少なくとも一方を調整するノズル調整機構とを備えた露光装置。
2. さらに投影光学系を備え、
   前記投影光学系と前記液浸領域の液体を介して前記基板を露光する請求項１記載の露光装置。
3. 前記ノズル部材は、前記物体の表面と対向する下面を有し、
   前記ノズル調整機構は、前記ノズル部材の下面と前記物体の表面との間の相対距離及び相対傾斜のうち少なくとも一方を調整する請求項１又は２記載の露光装置。
4. 前記ノズル調整機構は、前記相対距離及び相対傾斜のうち少なくとも一方を所定状態に維持するように調整する請求項３記載の露光装置。
5. 前記ノズル部材は、前記投影光学系を囲むように環状に形成され、
   前記ノズル部材の下面及び前記投影光学系の下面と、前記物体の表面との間に前記液浸領域が形成される請求項２〜４のいずれか一項記載の露光装置。
6. 前記物体は前記基板を含み、
   前記基板は所定方向に移動しながら走査露光され、前記ノズル調整機構は、前記走査露光中に前記ノズル部材を調整する請求項２〜５のいずれか一項記載の露光装置。
7. 前記基板表面と前記投影光学系の像面との位置関係を調整するフォーカス調整機構を備え、
   前記フォーカス調整機構は、前記位置関係を調整するために前記走査露光中において前記基板の位置又は姿勢を変化させ、
   前記ノズル調整機構は、前記走査露光中の前記基板表面の面位置の変化に追従するように、前記ノズル部材を調整する請求項６記載の露光装置。
8. 前記物体の表面の面位置情報に基づいて、前記ノズル調整機構は前記ノズル部材を調整する請求項１〜７のいずれか一項記載の露光装置。
9. 前記物体の表面の面位置情報を検出する検出系を更に備え、
   前記ノズル調整機構は、前記検出系の検出結果に基づいて、前記ノズル部材を調整する請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
10. 前記ノズル部材を支持する支持部材と、
    前記支持部材に対して前記ノズル部材を駆動する駆動機構とを備え、
    前記検出系の検出結果に基づいて、前記駆動機構が前記ノズル部材を駆動する請求項９記載の露光装置。
11. 前記液浸領域は前記物体上に局所的に形成され、
    前記ノズル調整機構は、前記ノズル部材の下面と前記物体の表面との相対距離及び相対傾斜のうち少なくとも一方を所定状態に維持するために、前記液浸領域よりも外側の前記物体の表面に気体を吹き付ける吹出口を有する気体吹出機構を含む請求項１〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
12. 前記気体吹出機構は、前記ノズル部材の外側に接続され、前記物体の表面と対向する下面を有する吹出部材を有し、前記吹出口は前記吹出部材の下面に設けられている請求項１１記載の露光装置。
13. 前記吹出口は前記ノズル部材を囲むように複数設けられている請求項１１又は１２記載の露光装置。
14. 前記吹出口は前記ノズル部材の下面に形成されている請求項１１記載の露光装置。
15. 前記気体吹出機構は前記液浸領域のエッジ部近傍に気体を吹き出す請求項１１〜１４のいずれか一項記載の露光装置。
16. 前記回収口は前記供給口よりも前記投影光学系の光軸に対して外側に設けられている請求項２〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
17. 前記ノズル部材は、前記投影光学系を囲むように設けられ、前記供給口を有する第１ノズル部材と、その第１ノズル部材の外側を囲むように設けられ、前記回収口を有する第２ノズル部材とを備え、
    前記ノズル調整機構は、前記第２ノズル部材を調整する請求項２〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
18. 前記第１ノズル部材は、前記投影光学系を構成する光学素子を保持する保持部材に接続されている請求項１７記載の露光装置。
19. 前記第１ノズル部材は、前記投影光学系を構成する光学素子を保持する保持部材に含まれている請求項１７記載の露光装置。
20. 請求項１〜請求項１９のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
21. 基板上の液体を介して前記基板を露光する露光方法であって、
    前記液体を供給する供給口及び前記液体を回収する回収口のうち少なくとも一方を有するノズル部材と基板との間に液体をもたらすことと、
    前記ノズル部材と対向配置された物体の表面位置に応じて、前記ノズル部材の位置及び傾きのうち少なくとも一方を調整することと、
    液体を介して基板を露光することを含む露光方法。
22. 上記物体が基板であり、上記基板を露光しながら前記ノズル部材の位置及び傾きのうち少なくとも一方を調整する請求項２１に記載の露光方法。
23. さらに、前記ノズル部材と対向配置された物体の表面位置を検出することを含み、検出結果に基づいて前記ノズル部材の位置及び傾きのうち少なくとも一方を調整する請求項２１又は２２に記載の露光方法。
24. 前記ノズル部材は、前記物体の表面と対向する表面を有し、
    前記ノズル部材の表面と前記物体の表面との間の相対距離及び相対傾斜のうち少なくとも一方を検出し、検出結果に基づいて前記ノズル部材の位置及び傾きのうち少なくとも一方を調整する請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の露光方法。
25. 前記ノズル部材またはそれに接続された部材から、前記液体がもたらされた領域よりも外側の前記物体の表面に気体を吹き付けて前記ノズル部材の位置及び傾きのうち少なくとも一方を調整する請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の露光方法。
26. 請求項２１〜２５のいずれか一項記載の露光方法により基板を露光することと、
    露光した基板を現像することと、
    現像した基板を加工することを含むデバイスの製造方法。

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