JP2011029325A - 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光不良の発生を抑制できる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、液体を介して露光光で基板を露光する。露光装置は、露光光、及び露光光とほぼ同じ波長の照射光の少なくとも一方を射出可能な射出面を有する光学部材と、射出面と、射出面と対向する位置に配置される基板及び所定部材の少なくとも一方の表面との間の光路が液体で満たされるように液浸空間を形成する液浸部材と、液浸空間の液体に溶存する気体濃度を調整可能な調整装置とを備えている。所定部材の表面は、液体に対して撥液性の膜の表面を含む。露光装置は、基板に対する露光光の照射時よりも気体濃度が高められた液浸空間の液体と所定部材の表面とが接触された状態で、射出面から射出される露光光及び照射光の少なくとも一方を所定部材に照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、例えば特許文献１に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置が知られている。

米国特許出願公開第２００７／０２５８０７２号明細書

液浸露光装置において、液体と接触する所定部材の表面の状態が劣化すると、所定空間に液体を良好に保持することが困難となる可能性がある。例えば、その所定部材の表面が汚染されたり、液体に対する所定部材の表面の撥液性が変化したりすると、所定空間に液体を良好に保持できず、液体が流出してしまう可能性がある。その結果、基板に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生し、不良デバイスが発生する可能性がある。

本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、露光光、及び露光光とほぼ同じ波長の照射光の少なくとも一方を射出可能な射出面を有する光学部材と、射出面と、射出面と対向する位置に配置される基板及び所定部材の少なくとも一方の表面との間の光路が液体で満たされるように液浸空間を形成する液浸部材と、液浸空間の液体に溶存する気体濃度を調整可能な調整装置と、を備え、所定部材の表面は、液体に対して撥液性の膜の表面を含み、基板に対する露光光の照射時よりも気体濃度が高められた液浸空間の液体と所定部材の表面とが接触された状態で、射出面から射出される露光光及び照射光の少なくとも一方を所定部材に照射する露光装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、露光光を射出する射出面を有する光学部材と、射出面から射出される露光光が照射可能な位置に移動可能な所定部材と、所定部材の表面との間に液体で液浸空間を形成可能な液浸部材と、所定部材の表面に紫外光を照射可能な照射装置と、液浸空間の液体を介して紫外光が所定部材の表面に照射される前に、液浸空間の液体に溶存する気体濃度を高める動作を実行する調整装置と、を備え、所定部材の表面は、液体に対して撥液性の膜の表面を含み、気体濃度が高められた液浸空間の液体と所定部材の表面とが接触された状態で、照射装置からの紫外光を所定部材に照射する露光装置が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、第１，第２の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、露光光、及び露光光とほぼ同じ波長の照射光の少なくとも一方を射出可能な光学部材の射出面と、基板の表面との間の光路に満たされた液体を介して、射出面から射出された露光光を基板に照射することと、基板に対する露光光の照射時よりも溶存する気体濃度が高められた液体を、液体に対して撥液性の膜を含む所定部材の表面に接触させた状態で、射出面から射出される露光光及び照射光の少なくとも一方を、所定部材の表面に照射することと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第５の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、露光光を射出可能な光学部材の射出面と、基板の表面との間の光路に満たされた液体を介して、射出面から射出された露光光を基板に照射することと、射出面から射出される露光光が照射可能な位置に移動可能であり、液体に対して撥液性の膜を含む所定部材の表面と接触するように形成された液浸空間の液体を介して紫外光を所定部材の表面に照射する前に、液浸空間の液体に溶存する気体濃度を高めることと、気体濃度が高められた液浸空間の液体と所定部材の表面とが接触された状態で、紫外光を所定部材に照射することと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第６の態様に従えば、第４，第５の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る基板ステージの一例を示す側断面図である。 第１実施形態に係る計測ステージの一例を示す側断面図である。 第１実施形態に係る液浸部材の一例を示す側断面図である。 第１実施形態に係る露光方法の一例を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための図である。 第２実施形態に係る露光装置の一例を示す図である。 第３実施形態に係る露光装置の一例を示す図である。 第４実施形態に係る露光装置の一例を示す図である。 第４実施形態に係る露光方法の一例を説明するためのフローチャートである。 第５実施形態に係る露光装置の一例を示す図である。 第７実施形態に係る露光装置の一例を示す図である。 第７実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

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１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、基板Ｐを保持せずに、露光光ＥＬを計測する計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）を保持して移動可能な計測ステージ３と、マスクステージ１を移動する駆動システム４と、基板ステージ２を移動する駆動システム５と、計測ステージ３を移動する駆動システム６と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能な液浸部材７と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置８とを備えている。

また、露光装置ＥＸは、マスクステージ１，基板ステージ２，及び計測ステージ３の位置を計測する干渉計システム１１と、露光光ＥＬとほぼ同じ波長の検出光ＳＬを検出対象のマークに照射して、そのマークの位置を検出するアライメントシステム３７とを備えている。

マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクＭは、例えばガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する透過型マスクを含む。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることもできる。

基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。また、基板Ｐが、感光膜に加えて別の膜を含んでもよい。例えば、基板Ｐが、反射防止膜を含んでもよいし、感光膜を保護する保護膜（トップコート膜）を含んでもよい。

照明系ＩＬは、所定の照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射する。照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、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）、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）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。

マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲを含むベース部材９のガイド面９Ｇ上を移動可能である。駆動システム４は、ガイド面９Ｇ上でマスクステージ１を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、マスクステージ１に配置された可動子と、ベース部材９に配置された固定子とを有する。本実施形態においては、マスクステージ１は、駆動システム４の作動により、ガイド面９Ｇ上において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸は、Ｚ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面１３を有する。射出面１３は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子１２に配置されている。投影領域ＰＲは、射出面１３から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。本実施形態において、射出面１３は、−Ｚ方向を向いており、ＸＹ平面と平行である。なお、−Ｚ方向を向いている射出面１３は、凸面であってもよいし、凹面であってもよい。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材１０のガイド面１０Ｇ上を移動可能である。計測ステージ３は、計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）を保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材１０のガイド面１０Ｇ上を移動可能である。

基板ステージ２を移動するための駆動システム５は、ガイド面１０Ｇ上で基板ステージ２を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、基板ステージ２に配置された可動子と、ベース部材１０に配置された固定子とを有する。同様に、計測ステージ３を移動するための駆動システム６は、平面モータを含み、計測ステージ３に配置された可動子と、ベース部材１０に配置された固定子とを有する。

干渉計システム１１は、マスクステージ１の位置を計測するレーザ干渉計ユニット１１Ａと、基板ステージ２及び計測ステージ３の位置を計測するレーザ干渉計ユニット１１Ｂとを含む。レーザ干渉計ユニット１１Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１の位置を計測可能である。レーザ干渉計ユニット１１Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラー２Ｒ、及び計測ステージ３に配置された計測ミラー３Ｒを用いて、基板ステージ２及び計測ステージ３それぞれの位置を計測可能である。基板Ｐの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置８は、干渉計システム１１の計測結果に基づいて、駆動システム４，５，６を作動し、マスクステージ１（マスクＭ）、基板ステージ２（基板Ｐ）、及び計測ステージ３(計測部材Ｃ）の位置制御を実行する。

アライメントシステム３７は、投影光学系ＰＬの物体面側に配置され、検出光ＳＬを射出する投光部３７Ａと、ＣＣＤカメラ等の撮像素子を含む受光部３７Ｂとを有する。本実施形態のアライメントシステム３７は、例えば米国特許第５６４６４１３号明細書等に開示されているような、投光部３７Ａから射出された検出光ＳＬを検出対象のマークに照射して、受光部３７Ｂの撮像素子で撮像したマークの画像データを画像処理して、そのマークの位置を検出するＶＲＡ（Visual Reticle Alignment）方式のアライメントシステムである。

アライメントシステム３７は、投影光学系ＰＬを介して、投影光学系ＰＬの像面側に配置されたマークに検出光ＳＬを照射可能である。投光部３７Ａから射出された検出光ＳＬは、投影光学系ＰＬを介して、終端光学素子１２の射出面１３より射出され、投影光学系ＰＬの像面側（射出面１３と対向する位置）に配置されるマークに照射される。受光部３７Ｂは、検出光ＳＬが照射されたマークの画像（光学像）を、投影光学系ＰＬを介して取得する。

本実施形態において、検出光ＳＬの波長は、露光光ＥＬの波長とほぼ同じである。すなわち、本実施形態において、検出光ＳＬは、紫外光である。なお、検出光ＳＬは、投影光学系ＰＬを通過可能な波長であればよく、露光光ＥＬと異なる波長でもよい。

液浸部材７は、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能である。液浸空間ＬＳは、液体ＬＱで満たされた部分（空間、領域）である。液浸部材７は、終端光学素子１２の近傍に配置される。本実施形態において、液浸部材７は、環状の部材であり、露光光ＥＬの光路の周囲に配置される。本実施形態においては、液浸部材７の少なくとも一部が、終端光学素子１２の周囲に配置される。

本実施形態において、液浸空間ＬＳは、終端光学素子１２の射出面１３と、射出面１３と対向する位置に配置される物体の表面との間の光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように形成される。本実施形態において、射出面１３と物体の表面との間の光路Ｋは、射出面１３から射出される露光光ＥＬの光路及び検出光ＳＬの光路の少なくとも一方を含む。また、本実施形態において、射出面１３と対向する位置は、射出面１３から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置（投影領域ＰＲ）を含む。

本実施形態において、射出面１３と対向する位置に配置可能（投影領域ＰＲに配置可能）な物体は、投影光学系ＰＬの像面側（終端光学素子１２の射出面１３側）で投影領域ＰＲに移動可能な物体であり、基板ステージ２、基板ステージ２に保持された基板Ｐ、計測ステージ３、及び計測ステージ３に保持された計測部材Ｃの少なくとも一つを含む。もちろん、投影領域ＰＲに移動可能な物体は、基板ステージ２、基板ステージ２に保持された基板Ｐ、計測ステージ３、及び計測ステージ３に保持された計測部材Ｃの少なくとも一つに限られない。

液浸部材７は、投影領域ＰＲに配置される物体と対向可能な下面１４を有する。液浸部材７は、投影領域ＰＲに配置される物体の表面との間で液体ＬＱを保持することができ、その物体の表面との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。一方側の射出面１３及び下面１４と、他方側の物体の表面（上面）との間に液体ＬＱが保持されることによって、終端光学素子１２の射出面１３と物体の表面との間の光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。

本実施形態においては、基板Ｐに露光光ＥＬが照射されているとき、投影領域ＰＲを含む基板Ｐの表面の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）ＬＧの少なくとも一部は、液浸部材７の下面１４と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。

図２は、本実施形態に係る基板ステージ２の一例を示す側断面図である。本実施形態において、基板ステージ２は、米国特許出願公開第２００７／０１７７１２５号明細書、米国特許出願公開第２００８／００４９２０９号明細書等に開示されているような、基板Ｐをリリース可能に保持する第１保持部３１と、第１保持部３１の周囲に配置され、プレート部材Ｔをリリース可能に保持する第２保持部３２とを有する。第１，第２保持部３１，３２は、ピンチャック機構を有する。プレート部材Ｔは、第１保持部３１に保持された基板Ｐの周囲に配置される。基板ステージ２が移動することによって、第１保持部３１に保持された基板Ｐ、及び第２保持部３２に保持されたプレート部材Ｔは、投影領域ＰＲに移動可能である。なお、第１保持部３１と第２保持部３２の少なくとも一方で使用される保持機構はピンチャック機構に限られない。また、プレート部材Ｔは基板ステージ２に一体的に形成されていてもよい。

本実施形態において、第１保持部３１は、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。第２保持部３２は、プレート部材Ｔの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｔを保持する。本実施形態において、第１保持部３１に保持された基板Ｐの表面と第２保持部３２に保持されたプレート部材Ｔの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。また、第１保持部３１に保持された基板Ｐの側面と、第２保持部３２に保持されたプレート部材Ｔの内側面とは、所定のギャップＧ１を介して対向する。

図３は、本実施形態に係る計測ステージ３の一例を示す側断面図である。本実施形態において、計測ステージ３は、計測部材Ｃをリリース可能に保持する第３保持部３３と、第３保持部３３の周囲に配置され、プレート部材Ｓをリリース可能に保持する第４保持部３４とを有する。第３，第４保持部３３，３４は、ピンチャック機構を有する。プレート部材Ｓは、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの周囲に配置される。計測ステージ３が移動することによって、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃ、及び第４保持部３４に保持されたプレート部材Ｓは、投影領域ＰＲに移動可能である。なお、第３保持部３３と第４保持部３４の少なくとも一方で使用される保持機構はピンチャック機構に限られない。また、計測部材Ｃとプレート部材Ｓの少なくとも一方は計測ステージ３に一体的に形成されていてもよい。

本実施形態において、第３保持部３３は、計測部材Ｃの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、計測部材Ｃを保持する。第４保持部３４は、プレート部材Ｓの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｓを保持する。本実施形態において、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの上面と第４保持部３４に保持されたプレート部材Ｓの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。また、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの側面と、第４保持部３４に保持されたプレート部材Ｓの内側面とは、所定のギャップＧ２を介して対向する。

また、本実施形態において、計測ステージ３は、光センサ３５を有する。本実施形態において、計測部材Ｃは、例えば石英など、露光光ＥＬを透過可能な部材を含み、計測部材Ｃの少なくとも一部は、露光光ＥＬを透過可能な透過部を含む。第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの上面に照射された露光光ＥＬは、計測部材Ｃの透過部を介して、光センサ３５に照射される。光センサ３５は、終端光学素子１２より射出され、計測部材Ｃを介した露光光ＥＬを受光する。

本実施形態において、計測ステージ３は２つの第３保持部３３を有し、一方の第３保持部３３（３３Ａ）は、第１計測部材Ｃ１を保持し、他方の第３保持部３３（３３Ｂ）は、第２計測部材Ｃ２を保持する。

本実施形態において、第１計測部材Ｃ１は、アライメントシステム３７によって検出されるマーク（基準マーク）を有する。アライメントシステム３７を用いて第１計測部材Ｃ１のマークを検出するとき、射出面１３と対向する位置に第１計測部材Ｃ１が配置され、射出面１３と第１計測部材Ｃ１の上面（表面）との間の光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。液浸空間ＬＳの液体ＬＱは、第１計測部材Ｃ１の上面と接触する。アライメントシステム３７の投光部３７Ａから射出された検出光ＳＬは、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して、第１計測部材Ｃ１に照射される。すなわち、第１計測部材Ｃ１を用いる計測処理（検出処理）が実行されるとき、液浸空間ＬＳの液体ＬＱと第１計測部材Ｃ１の上面とが接触された状態で、射出面１３から射出された検出光ＳＬが、第１計測部材Ｃ１の上面に照射される。

本実施形態において、第２計測部材Ｃ２は、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書に開示されているような、投影光学系ＰＬによる空間像を計測する計測システムの少なくとも一部を構成する。なお、第２計測部材Ｃ２が、例えば米国特許第４４６５３６８号明細書に開示されているような、露光光ＥＬの照度むらを計測する計測システムの少なくとも一部を構成してもよい。あるいは、第２計測部材Ｃ２が、例えば米国特許第６７２１０３９号明細書に開示されているような、投影光学系ＰＬの露光光ＥＬの透過率の変動量を計測する計測システム、例えば米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書等に開示されているような、露光光ＥＬの照射量（照度）を計測する計測システム、及び例えば欧州特許第１０７９２２３号明細書に開示されているような、波面収差を計測する計測システムの少なくとも一つを構成してもよい。

上述の計測システムを用いて露光光ＥＬを計測するとき、射出面１３と対向する位置に第２計測部材Ｃ２が配置され、射出面１３と第２計測部材Ｃ２の上面（表面）との間の光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。液浸空間ＬＳの液体ＬＱは、第２計測部材Ｃ２の上面と接触する。照明系ＩＬから射出された露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して、第２計測部材Ｃ２に照射される。すなわち、第２計測部材Ｃ２を用いる計測処理が実行されるとき、液浸空間ＬＳの液体ＬＱと第２計測部材Ｃ２の上面とが接触された状態で、照明系ＩＬから射出された露光光ＥＬが、第２計測部材Ｃ２の上面に照射される。

なお、基板を保持して移動可能な基板ステージと、基板を保持せずに、露光光を計測する計測部材（計測器）を搭載して移動可能な計測ステージとを備えた露光装置の一例が、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されている。

ここで、以下の説明において、第２保持部３２に保持されたプレート部材Ｔの上面を適宜、基板ステージ２の上面２Ｕ、と称し、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）の上面及び第４保持部３４に保持されたプレート部材Ｓの上面を合わせて適宜、計測ステージ３の上面３Ｕ、と称する。

図２に示すように、本実施形態において、基板ステージ２の上面２Ｕは、液体ＬＱに対して撥液性の膜２Ｆの表面を含む。また、図３に示すように、本実施形態において、計測ステージ３の上面３Ｕは、液体ＬＱに対して撥液性の膜３Ｆの表面を含む。液体ＬＱに対する上面２Ｕ，３Ｕの接触角は、例えば９０度以上である。本実施形態において、液体ＬＱに対する上面２Ｕ，３Ｕの接触角は、１００度以上である。

本実施形態において、膜２Ｆ，３Ｆを形成する材料は、フッ素を含むフッ素系材料である。本実施形態において、膜２Ｆ，３Ｆは、ＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）の膜である。なお、膜２Ｆ，３Ｆが、ＰＴＦＥ（Poly tetra fluoro ethylene）、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）、テフロン（登録商標）等の膜でもよい。また、膜２Ｆ，３Ｆが、旭硝子社製「サイトップ」、あるいは３Ｍ社製「Ｎｏｖｅｃ ＥＧＣ」でもよい。また、膜２Ｆと膜３Ｆとが、異なる種類の材料で形成されてもよい。

図４は、本実施形態に係る液浸部材７の一例を示す側断面図である。なお、図４を用いる説明においては、投影領域ＰＲ（終端光学素子１２及び液浸部材７と対向する位置）に基板Ｐが配置される場合を例にして説明するが、上述のように、基板ステージ２（プレート部材Ｔ）、及び計測ステージ３（プレート部材Ｓ、計測部材Ｃ）を配置することもできる。

図４に示すように、液浸部材７は、射出面１３と対向する位置に開口７Ｋを有する。射出面１３から射出された露光光ＥＬは、開口７Ｋを通過して、基板Ｐに照射可能である。

また、液浸部材７は、光路Ｋに液体ＬＱを供給する供給口１５と、液体ＬＱを回収する回収口１６とを備えている。

供給口１５は、光路Ｋの近傍において、その光路Ｋに面するように配置されている。供給口１５は、流路１７を介して、液体供給装置１８と接続されている。

液体供給装置１８は、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。流路１７は、液浸部材７の内部に形成された供給流路、及びその供給流路と液体供給装置１８とを接続する供給管で形成される流路を含む。液体供給装置１８から送出された液体ＬＱは、流路１７を介して供給口１５に供給される。

回収口１６は、液浸部材７の下面１４と対向する物体上の液体ＬＱの少なくとも一部を回収可能である。本実施形態においては、回収口１６は、露光光ＥＬが通過する開口７Ｋの周囲に配置されている。回収口１６は、物体の表面と対向する液浸部材７の所定位置に配置されている。回収口１６には、複数の孔(openingsあるいはpores)を含むプレート状の多孔部材１９が配置されている。なお、回収口１６に、網目状に多数の小さい孔が形成された多孔部材であるメッシュフィルタが配置されてもよい。また、回収口１６に多孔部材１９が配置されていなくてもよい。本実施形態において、液浸部材７の下面１４の少なくとも一部は、多孔部材１９の下面を含む。回収口１６は、流路２０を介して、液体回収装置２１と接続されている。

液体回収装置２１は、回収口１６を真空システムに接続可能であり、回収口１６を介して液体ＬＱを吸引可能である。流路２０は、液浸部材７の内部に形成された回収流路、及びその回収流路と液体回収装置２１とを接続する回収管で形成される流路を含む。回収口１６から回収された液体ＬＱは、流路２０を介して、液体回収装置２１に回収される。

本実施形態においては、制御装置８は、供給口１５からの液体ＬＱの供給動作と並行して、回収口１６からの液体ＬＱの回収動作を実行することによって、一方側の終端光学素子１２及び液浸部材７と、他方側の物体との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。

なお、液浸部材７として、例えば米国特許出願公開第２００７／０１３２９７６号明細書、欧州特許出願公開第１７６８１７０号明細書に開示されているような液浸部材（ノズル部材）を用いることができる。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて、基板Ｐを露光する露光方法の一例について説明する。

図５は、本実施形態に係る露光方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の露光方法は、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を高める処理（ステップＳＡ１）と、溶存する気体濃度が高められた液浸空間ＬＳの液体ＬＱと撥液性の膜３Ｆを含む計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）の上面（表面）とが接触された状態で、終端光学素子１２の射出面１３から射出される露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）に照射する処理（ステップＳＡ２）と、終端光学素子１２の射出面１３と基板Ｐの表面との間の光路Ｋに満たされた液体ＬＱを介して、射出面１３から射出された露光光ＥＬを基板Ｐに照射して、基板Ｐを露光する処理（ステップＳＡ３）とを含む。

ここで、以下の説明において、基板Ｐ以外の投影領域ＰＲに配置可能な物体を適宜、所定部材１００、と総称する。本実施形態において、所定部材１００は、基板ステージ２（プレート部材Ｔ）、及び計測ステージ３（計測部材Ｃ，プレート部材Ｓ）を含む。所定部材１００は、液浸空間ＬＳの液体ＬＱと接触可能な部材である。

本実施形態においては、ロットに含まれる複数の基板Ｐが基板ステージ２の第１保持部３１に順次搬入（ロード）され、露光される。制御装置８は、ロット内の最初の基板Ｐ（ロット先頭の基板Ｐ）を第１保持部３１に搬入（ロード）するために、図６に示すように、液浸部材７から離れた基板ステージ２を基板交換位置ＣＰに移動する。基板交換位置ＣＰは、基板Ｐの交換処理が実行可能な位置である。基板Ｐの交換処理は、搬送装置３６を用いて、第１保持部３１に保持された露光後の基板Ｐを第１保持部３１から搬出（アンロード）する処理、及び第１保持部３１に露光前の基板Ｐを搬入（ロード）する処理の少なくとも一方を含む。制御装置８は、液浸部材７から離れた基板交換位置ＣＰに基板ステージ２を移動して、基板Ｐの交換処理を実行する。なお、ロット先頭の基板Ｐを第１保持部３１にロードする際、第１保持部３１には、前のロットの基板Ｐが保持されていてもよいし、保持されていなくてもよい。なお、ロット先頭の基板Ｐを第１保持部３１にロードする際、第１保持部３１にダミー基板が保持されていてもよい。なお、ダミー基板は、異物を放出する可能性が十分に抑制された、基板Ｐとほぼ同じ外形を有する基板である。第１保持部３１は、ダミー基板を保持することができる。

本実施形態においては、ロット先頭の基板Ｐのロード前において、基板ステージ２が液浸部材７から離れた位置に配置されるとき、計測ステージ３が終端光学素子１２及び液浸部材７と対向する位置に配置される。ロット先頭の基板Ｐのロード前において、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３の上面３Ｕの所定領域３Ｐとの間で液体ＬＱが保持され、液浸空間ＬＳが形成される。

図７は、液浸部材７と所定領域３Ｐとの間に液体ＬＱ保持されている状態を模式的に示す平面図である。図７に示すように、本実施形態において、所定領域３Ｐは、プレート部材Ｓの上面３Ｕの一部の領域である。所定領域３Ｐは、計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）の上面と異なる。

ここで、以下の説明において、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３の所定領域３Ｐとの間に液体ＬＱが保持されて液浸空間ＬＳが形成されるときの計測ステージ３の位置を適宜、待機位置ＳＰ、と称する。計測ステージ３は、待機位置ＳＰにおいて、ほぼ停止状態である。

制御装置８は、ロット先頭の基板Ｐの露光が開始される前に、計測部材Ｃを用いる計測処理を実行する。なお、計測部材Ｃを用いる計測処理は、例えばロット先頭の基板Ｐを第１保持部３１にロードする動作の少なくとも一部と並行して実行されてもよい。

例えば、第１計測部材Ｃ１を用いる計測処理を実行するとき、制御装置８は、計測ステージ３が待機位置ＳＰにほぼ停止状態で配置されて終端光学素子１２及び液浸部材７と所定領域３Ｐとの間に液体ＬＱが保持されている第１状態から、終端光学素子１２及び液浸部材７と第１計測部材Ｃ１の上面との間に液体ＬＱが保持される第２状態へ移行するように、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、待機位置ＳＰにおいてほぼ停止状態の計測ステージ３を液浸部材７に対して移動する。

図８は、第１状態から第２状態へ移行するために計測ステージ３が移動している状態を示す模式図である。図８に示すように、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、駆動システム６を用いて、計測ステージ３を、射出面１３とほぼ平行なＸＹ平面内で移動する。これにより、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの周囲の気体が、液体ＬＱの界面ＬＧを介して、液体ＬＱ中に混入される。これにより、液体ＬＱに溶存する気体濃度が高くなる（ステップＳＡ１）。

本実施形態において、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの周囲の気体は、例えば空気である。気体濃度は、酸素濃度を含み、計測ステージ３が移動されることによって、液体ＬＱの酸素濃度が高くなる。

このように、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３の所定領域３Ｐとの間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、待機位置ＳＰにおいてほぼ停止状態の計測ステージ３を、終端光学素子１２及び液浸部材７と第１計測部材Ｃ１との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されるように液浸部材７に対して移動することによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して第１計測部材Ｃ１に検出光ＳＬを照射する前に、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を高めることができる。

なお、制御装置８は、ＸＹ平面内の所定方向に関して往復させるように計測ステージ３を移動することによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を良好に高めることができる。また、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、駆動システム６を用いて、計測ステージ３の移動速度、加速度、ＸＹ平面内の所定の一方向における直線移動距離、及び往復させる回数等を含む移動条件を調整することによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を調整することができる。

例えば、制御装置８は、計測部材Ｃに対する露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方の照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度が、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度よりも高くなるように、計測ステージ３の移動条件を調整することができる。なお、計測部材Ｃに対する露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方の照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度が、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度とほぼ同じでもよいし、低くてもよい。

図９は、終端光学素子１２及び液浸部材７と第１計測部材Ｃ１との間に、気体濃度が高められた液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態を模式的に示す平面図、図１０は、側断面図である。第１計測部材Ｃ１を用いる計測処理を実行するために、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と第１計測部材Ｃ１との間に気体濃度が高められた液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、アライメントシステム３７の投光部３７Ａから検出光ＳＬを射出する。投光部３７Ａから射出された検出光ＳＬは、投影光学系ＰＬを通過して、射出面１３より射出される。これにより、気体濃度が高められた液浸空間ＬＳの液体ＬＱと、撥液性の膜３Ｆを含む第１計測部材Ｃ１の表面とが接触された状態で、検出光ＳＬが第１計測部材Ｃ１に照射される（ステップＳＡ２）。第１計測部材Ｃ１に配置されているマークに照射された検出光ＳＬは、投影光学系ＰＬを介して受光部３７Ｂに受光される。これにより、アライメントシステム３７によってマークが検出される。

また、第２計測部材Ｃ２を用いる計測処理を実行するとき、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、計測ステージ３を液浸部材７に対して移動して、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を高めた後、射出面１３と対向する位置に第２計測部材Ｃ２を移動して、終端光学素子１２及び液浸部材７と第２計測部材Ｃ２との間に気体濃度が高められた液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成する。制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と第２計測部材Ｃ２との間に気体濃度が高められた液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、照明系ＩＬから露光光ＥＬを射出する。照明系ＩＬから射出された露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬを通過して、射出面１３より射出される。これにより、気体濃度が高められた液浸空間ＬＳの液体ＬＱと、撥液性の膜３Ｆを含む第２計測部材Ｃ２の表面とが接触された状態で、露光光ＥＬが第２計測部材Ｃ２に照射される。これにより、第２計測部材Ｃ２を含む計測システムによって露光光ＥＬが計測される。

なお、計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）を用いて実行された計測処理の結果は、基板Ｐの露光処理に反映される。

露光前の基板Ｐが第１保持部３１にロードされ、計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）を用いる計測処理が終了した後、制御装置８は、基板ステージ２を投影領域ＰＲに移動して、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板ステージ２（基板Ｐ）との間に液浸空間ＬＳを形成する。本実施形態においては、例えば米国特許出願公開第２００６／００２３１８６号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１２７００６号明細書等に開示されているように、制御装置８は、基板ステージ２及び計測ステージ３の少なくとも一方と終端光学素子１２及び液浸部材７との間に液体ＬＱを保持可能な空間を形成し続けるように、基板ステージ２の上面２Ｕと計測ステージ３の上面３Ｕとを接近又は接触させた状態で、基板ステージ２の上面２Ｕ及び計測ステージ３の上面３Ｕの少なくとも一方と終端光学素子１２の射出面１３及び液浸部材７の下面１４とを対向させつつ、終端光学素子１２及び液浸部材７に対して、基板ステージ２と計測ステージ３とをＸＹ方向に同期移動させることができる。これにより、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板ステージ２との間に液浸空間ＬＳが形成可能な状態、及び終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３との間に液浸空間ＬＳが形成可能な状態の一方から他方へ変化させることができる。すなわち、制御装置８は、液体ＬＱの漏出を抑制しつつ、液浸部材７の下面１４側に形成された液浸空間ＬＳが基板ステージ２の上面２Ｕ上と計測ステージ３の上面３Ｕ上との間を移動するように、基板ステージ２及び計測ステージ３を液浸部材７に対して移動させることができる。

以下の説明において、基板ステージ２の上面２Ｕと計測ステージ３の上面３Ｕとを接近又は接触させた状態で、終端光学素子１２及び液浸部材７に対して、基板ステージ２と計測ステージ３とをＸＹ方向に同期移動させる動作を適宜、スクラム移動、と称する。

本実施形態においては、スクラム移動を実行するとき、図１１に示すように、制御装置８は、基板ステージ２の＋Ｙ側の側面２Ｆと、その基板ステージ２と対向可能な計測ステージ３の−Ｙ側の側面３Ｆとを所定のギャップＧ３を介して対向させる。そして、制御装置８は、そのギャップＧ３を維持した状態で、基板ステージ２及び計測ステージ３を同時に移動（同期移動）させる。本実施形態においては、スクラム移動を実行するとき、制御装置８は、基板ステージ２の上面２Ｕと計測ステージ３の上面３Ｕとで実質的に一つの連続面が形成されるように、基板ステージ２の上面２Ｕと計測ステージ３の上面３Ｕとの位置関係を調整する。

スクラム移動を実行して、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板ステージ２（基板Ｐ）との間に液浸空間ＬＳが形成された後、制御装置８は、基板Ｐの露光処理を開始する。基板Ｐの露光処理を実行するとき、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板ステージ２とを対向させ、終端光学素子１２と基板Ｐとの間の光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成する。

制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板Ｐとの間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成された状態で、照明系ＩＬから露光光ＥＬを射出して、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する。マスクＭからの露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して基板Ｐに照射される。これにより、基板Ｐは露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される（ステップＳＡ３）。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。制御装置８は、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上の液浸空間ＬＳの液体ＬＱとを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。

基板Ｐの露光処理が終了した後、制御装置８は、スクラム移動を実行する。終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３との間に液浸空間ＬＳが形成された後、制御装置８は、基板ステージ２を基板交換位置ＣＰに移動する。計測ステージ３は、例えば待機位置ＳＰに配置される。制御装置８は、基板交換位置ＣＰに移動した基板ステージ２から露光後の基板Ｐを搬出し、露光前の基板Ｐを基板ステージ２に搬入する。

以下、制御装置８は、上述の処理を繰り返して、複数の基板Ｐを順次露光する。

本実施形態においては、液体ＬＱと計測部材Ｃの表面（上面）とが接触された状態で、その計測部材Ｃの表面に露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を照射する前に、その液体ＬＱに溶存する気体濃度を高める処理が実行される。例えば、液体ＬＱに溶存する気体濃度が低い場合、その気体濃度が低い液浸空間ＬＳの液体ＬＱと計測部材Ｃの表面とが接触された状態で、その計測部材Ｃの表面に露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を照射すると、液体ＬＱに対する計測部材Ｃの表面の撥液性が著しく低下する可能性がある。

上述のように、本実施形態において、計測部材Ｃの表面は、液体ＬＱに対して撥液性の膜３Ｆを含む。本発明者の知見によれば、その膜３Ｆと気体濃度が低い液体ＬＱとを接触させた状態で、その膜３Ｆに紫外光を照射すると、その膜３Ｆの撥液性が著しく低下する可能性が高いことが分かった。例えば、液体ＬＱに溶存する酸素濃度が低いと、膜３Ｆの撥液性が著しく低下する可能性がある。

本実施形態においては、局所液浸方式を採用しており、終端光学素子１２及び液浸部材７との間で液浸空間ＬＳを形成する所定部材１００（基板ステージ２，及び計測ステージ３等）の表面（上面）は、液体ＬＱに対して撥液性であることが望ましい。液体ＬＱに対する所定部材１００の表面の撥液性が低下すると、終端光学素子１２及び液浸部材７と所定部材１００との間に液体ＬＱを良好に保持することが困難となり、液浸空間ＬＳの液体ＬＱが流出したり、所定部材１００の表面に液体ＬＱが残留したりする可能性がある。また、本実施形態においては、所定部材１００は、終端光学素子１２及び液浸部材７に対して移動可能であり、その所定部材１００の表面の撥液性が低下すると、その所定部材１００の移動に伴って、液浸空間ＬＳの液体ＬＱが流出したり、所定部材１００の表面に残留したりする可能性が高くなる。また、流出あるいは残留する液体ＬＱによって気化熱が発生し、所定部材１００が熱変形したり、基板Ｐが熱変形したり、所定部材１００の周囲の環境（温度、湿度等）が変動したりしてしまう可能性がある。その結果、計測不良及び露光不良が発生する可能性がある。

本実施形態によれば、所定部材１００（計測部材Ｃ）に紫外光（露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方）を照射する前に、その所定部材１００の表面（撥液性の膜）に接触する液体ＬＱに溶存する気体濃度が高められているので、液体ＬＱに対する所定部材１００の表面の撥液性が低下することが抑制される。したがって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱが流出したり、所定部材１００の表面に液体ＬＱが残留したりすることを抑制することができる。

また、溶存する気体濃度が高められた液体ＬＱを計測部材Ｃの表面に接触させた状態で、その計測部材Ｃの表面に紫外光（露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方）を照射することによって、その計測部材Ｃを光洗浄することができる。また、計測部材Ｃのみならず、溶存する気体濃度が高められた液体ＬＱをプレート部材Ｔ，Ｓの表面（上面）に接触させた状態で、そのプレート部材Ｔ，Ｓの表面に紫外光（露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方）を照射することによって、そのプレート部材Ｔ，Ｓを光洗浄することができる。

例えば、基板Ｐの露光中、基板Ｐから発生（溶出）した物質（例えば感光材等の有機物）が、異物（汚染物、パーティクル）として液浸空間ＬＳの液体ＬＱ中に混入する可能性がある。また、基板Ｐから発生する物質のみならず、例えば空中を浮遊する異物が、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに混入する可能性もある。基板Ｐの交換処理、計測部材Ｃを用いる計測処理、及び基板Ｐの露光処理を含む露光シーケンスの少なくとも一部の期間において、液浸空間ＬＳの液体ＬＱは、所定部材１００（プレート部材Ｓ、計測部材Ｃ、及びプレート部材Ｔの少なくとも一つ）の表面（上面）の少なくとも一部の領域と接触する。したがって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱ中に異物が混入すると、その所定部材１００の表面（上面）に異物が付着する可能性がある。それら露光装置ＥＸの所定部材１００の上面（液体ＬＱと接触する液体接触面）に異物が付着している状態を放置しておくと、その異物が露光中に基板Ｐに付着したり、供給口１５から供給された液体ＬＱが汚染されたりする可能性がある。また、所定部材１００の上面（基板ステージ２の上面２Ｕ、計測ステージ３の上面３Ｕ）が汚染されると、例えば液浸空間ＬＳを良好に形成できなくなる可能性もある。その結果、露光不良が発生する可能性がある。

本実施形態においては、溶存する気体濃度が高められた液体ＬＱと所定部材１００の表面とを接触させた状態で、その所定部材１００の表面に紫外光（露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方）を照射することによって、その所定部材１００の表面を良好に光洗浄することができる。

例えば、プレート部材Ｓを光洗浄する場合、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３との間に液浸空間ＬＳを形成した状態で、計測ステージ３を液浸部材７に対して移動して、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を高めた後、その液体ＬＱを介してプレート部材Ｓの表面に露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を照射する。これにより、プレート部材Ｓが良好に光洗浄される。

また、プレート部材Ｔを光洗浄する場合、制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板ステージ２との間に液浸空間ＬＳを形成した状態で、基板ステージ２を液浸部材７に対して移動して、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を高めた後、その液体ＬＱを介してプレート部材Ｔの表面に露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を照射する。これにより、プレート部材Ｔが良好に光洗浄する。

なお、液体ＬＱに溶存する気体濃度を高めるために、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板ステージ２の上面２Ｕとの間に液浸空間ＬＳを形成した状態で、基板ステージ２を液浸部材７に対して移動してもよいし、終端光学素子１２及び液浸部材７と第１保持部３１に保持されたダミー基板の表面との間に液浸空間ＬＳを形成した状態で、基板ステージ２（ダミー基板）を液浸部材７に対して移動してもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、液体ＬＱを介して計測部材Ｃ等の所定部材１００に露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を照射した場合でも、液体ＬＱに対する所定部材１００の表面の撥液性の低下を抑制することができる。また、露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方の照射により、所定部材１００の表面を光洗浄することができる。これにより、液体ＬＱと接触する所定部材１００の表面を所望の状態に維持することができる。したがって、終端光学素子１２及び液浸部材７と所定部材１００と間の空間に液体ＬＱを良好に保持することができ、液体ＬＱの流出、残留等を抑制することができる。また、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの質（水質）を維持することができる。そのため、露光不良の発生、不良デバイスの発生を抑制することができる。

また、本実施形態においては、終端光学素子１２及び液浸部材７と所定部材１００の上面との間に液浸空間ＬＳが形成されている状態で、駆動システム５，６によって所定部材１００を移動することによって、供給口１５から光路Ｋに供給された、終端光学素子１２と所定部材１００との間の液体ＬＱに溶存する気体濃度が高められる。すなわち、所定部材１００を移動することによって、所定部材１００に露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方が照射される直前に、液体ＬＱに溶存する気体濃度を円滑に高めることができる。

また、本実施形態においては、終端光学素子１２及び液浸部材７と待機位置ＳＰにほぼ停止状態で配置されている計測ステージ３との間に形成されている液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を、計測ステージ３を移動することによって円滑に高めることができる。

なお、本実施形態においては、ロット先頭の基板Ｐのロード前（露光前）に、液体ＬＱに溶存する気体濃度を高め、その液体ＬＱを介して所定部材１００に露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を照射することとしたが、ロット内の途中の基板Ｐの露光前又は後に、気体濃度を高める処理、及びその液体ＬＱを介して所定部材１００に露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を照射する処理を実行してもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一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。

図１２は、第２実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す図である。図１２において、露光装置ＥＸは、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに気体を注入可能な注入装置４０を備えている。注入装置４０は、供給口１５から供給された液体ＬＱに気体を注入して、その液体ＬＱに溶存する気体濃度を高めることができる。

本実施形態において、注入装置４０は、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに気体を注入可能な注入口４１を有するノズル部材４２を備えている。注入口４１は、ノズル部材４２の内部流路を介して、クリーンで温度調整された気体を供給可能な気体供給装置４３と接続されている。制御装置８は、紫外光（露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方）が所定部材１００に照射される前に、注入口４１から液浸空間ＬＳの液体ＬＱに気体を注入して、その液浸空間ＬＳの液体ＬＱの気体濃度を高めることができる。

例えば、制御装置８は、所定部材１００に対する露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方の照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度が、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度よりも高くなるように、注入装置４０を用いて液体ＬＱに所定量の気体を注入する。なお、所定部材１００に対する露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方の照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度が、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度とほぼ同じでもよいし、低くてもよい。

なお、本実施形態において、注入口４１が、液浸部材７の少なくとも一部に配置されてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１３は、第３実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す図である。上述の第１，第２実施形態と異なる第３実施形態の特徴的な部分は、液浸部材７とは別に設けられた液浸部材５０と所定部材１００との間に形成される、溶存する気体濃度が高められた液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して、所定部材１００の表面に紫外光ＬＶを照射する点にある。

図１３に示すように、液浸部材７は、光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように所定部材１００の表面との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。液浸部材５０は、所定部材１００の表面との間に液体ＬＱａで液浸空間ＬＳａを形成可能である。

液浸部材５０は、液浸部材５０の下面５１と所定部材１００の表面（上面）との間に液体ＬＱａを供給する供給口５２と、液体ＬＱａを回収する回収口５３とを有する。供給口５２は、流路５４Ｒを介して、液体供給装置５４と接続されている。回収口５３は、流路５５Ｒを介して、液体回収装置５５と接続されている。供給口５２からの液体ＬＱａの供給動作と並行して、回収口５３からの液体ＬＱａの回収動作が実行されることによって、液浸部材５０と所定部材１００との間に液体ＬＱａで液浸空間ＬＳａが形成される。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、液浸空間ＬＳａの液体ＬＱａと接触する所定部材１００の表面に紫外光ＬＶを照射可能な投光部５６を有する。本実施形態において、投光部５６は、所定部材１００の表面と対向する液浸部材５０の下面５１に配置されている。なお、投光部５６が、液浸部材５０と異なる部材に配置されてもよい。

制御装置８は、投光部５６から射出される紫外光ＬＶを所定部材１００の表面に照射する前に、液浸部材５０と所定部材１００との間に液浸空間ＬＳａが形成されている状態で、液浸部材５０に対して所定部材１００をＸＹ平面内の所定方向に移動して、液浸部材５０と所定部材１００との間に形成される液浸空間ＬＳａの液体ＬＱａに溶存する気体濃度を高める。

例えば、制御装置８は、所定部材１００に対する紫外光ＬＶの照射時に紫外光ＬＶの光路に満たされる液体ＬＱａに溶存する気体濃度が、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度よりも高くなるように、所定部材１００の移動条件を調整する。なお、所定部材１００に対する紫外光ＬＶの照射時に光路に満たされる液体ＬＱａに溶存する気体濃度が、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度とほぼ同じでもよいし、低くてもよい。

制御装置８は、気体濃度が高められた液浸空間ＬＳａの液体ＬＱａと所定部材１００の表面とが接触された状態で、投光部５６から紫外光ＬＶを射出して、その紫外光ＬＶを所定部材１００の表面に照射する。これにより、所定部材１００の表面は、紫外光ＬＶによって良好に光洗浄される。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１４は、第４実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す図である。図１４において、液体供給装置１８０は、液体ＬＱに溶存する気体濃度を調整可能な調整装置６０を備えている。本実施形態において、調整装置６０は、液体ＬＱの気体濃度を低減可能な脱気装置６１と、液体ＬＱに気体を注入可能な注入装置６２とを含む。脱気装置６１は、例えば米国特許出願公開第２００５／０２１９４９０号明細書に開示されているような、中空糸膜に液体ＬＱを接触させて液体ＬＱの気体濃度を低減させる膜脱気装置を含む。注入装置６２は、例えば気液混合装置を含む。本実施形態において、気体濃度は、酸素濃度を含み、調整装置６０は、液体ＬＱの酸素濃度を調整可能である。

制御装置８は、調整装置６０を制御して、液体供給装置１８０から流路１７を介して供給口１５に供給される液体ＬＱに溶存する気体濃度を調整可能である。液体供給装置１８０から供給口１５に供給される液体ＬＱの気体濃度が調整されることによって、供給口１５から光路Ｋに供給される液体ＬＱの気体濃度が調整される。供給口１５から供給される液体ＬＱの気体濃度が調整されることによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度が調整される。このように、本実施形態においては、調整装置６０は、供給口１５から光路Ｋに供給される液体ＬＱの気体濃度を調整することによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を調整可能である。

本実施形態においては、制御装置８が、脱気装置６１を作動することによって、供給口１５から供給される液体ＬＱの気体濃度を低減することができ、脱気装置６１の動作を停止することによって、供給口１５から供給される液体ＬＱの気体濃度を高めることができる。また、制御装置８が、注入装置６２を用いて液体ＬＱに気体を注入することによって、供給口１５から供給される液体ＬＱの気体濃度を高めることができる。

図１５は、本実施形態に係る露光方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の露光方法は、調整装置６０を用いて液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を高める処理（ステップＳＢ１）と、溶存する気体濃度が高められた液浸空間ＬＳの液体ＬＱと撥液性の膜３Ｆを含む計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）の上面（表面）とが接触された状態で、終端光学素子１２の射出面１３から射出される露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）に照射する処理（ステップＳＢ２）と、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を低減させる処理（ステップＳＢ３）と、溶存する気体濃度が低減され、終端光学素子１２の射出面１３と基板Ｐの表面との間の光路Ｋに満たされた液体ＬＱを介して、射出面１３から射出された露光光ＥＬを基板Ｐに照射して、基板Ｐを露光する処理（ステップＳＢ４）とを含む。

以下の説明において、計測部材Ｃに露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を照射するときに光路Ｋに満たされる液体ＬＱの気体濃度を適宜、第１気体濃度、と称し、基板Ｐに露光光ＥＬを照射するときに光路Ｋに満たされる液体ＬＱの気体濃度を適宜、第２気体濃度、と称する。したがって、ステップＳＢ１は、液体ＬＱに溶存する気体濃度を第１気体濃度に調整する処理を含み、ステップＳＢ３は、液体ＬＱに溶存する気体濃度を第２気体濃度に調整する処理を含む。本実施形態において、計測部材Ｃに対する露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方の照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する第１気体濃度は、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する第２気体濃度より高い。

本実施形態においては、制御装置８は、検出光ＳＬが第１計測部材Ｃ１に照射される前に、調整装置６０を用いて、供給口１５から供給する液体ＬＱの気体濃度を高めて、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を第１気体濃度に調整する（ステップＳＢ１）。

制御装置８は、検出光ＳＬが第１計測部材Ｃ１に照射される前に、例えば調整装置６０の脱気装置６１の動作を停止することによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を高めることができる。また、制御装置８は、検出光ＳＬが第１計測部材Ｃ１に照射される前に、例えば調整装置６０の注入装置６２を作動させることによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を高めることができる。

液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度が第１気体濃度に高められた後、制御装置８は、その気体濃度が高められた液浸空間ＬＳの液体ＬＱと第１計測部材Ｃ１の表面とが接触された状態で、射出面１３から射出される検出光ＳＬを、第１計測部材Ｃ１に照射する（ステップＳＢ２）。これにより、アライメントシステム３７によって第１計測部材Ｃ１に配置されているマークが検出される。

また、制御装置８は、第１気体濃度の液体ＬＱと第１計測部材Ｃ１の表面とを接触させた状態で、第１計測部材Ｃ１の表面に検出光ＳＬを照射することによって、第１計測部材Ｃ１を光洗浄することができる。

また、第２計測部材Ｃ２を用いる計測処理が実行されるとき、終端光学素子１２の射出面１３と第２の計測部材Ｃ２の表面との間の光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。

制御装置８は、露光光ＥＬが第２計測部材Ｃ２に照射される前に、調整装置６０を用いて、供給口１５から供給する液体ＬＱの気体濃度を高めて、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を第１気体濃度に調整する。液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度が第１気体濃度に高められた後、制御装置８は、その気体濃度が高められた液浸空間ＬＳの液体ＬＱと第２計測部材Ｃ２の表面とが接触された状態で、射出面１３から射出される露光光ＥＬを、第２計測部材Ｓ２に照射する。これにより、第２計測部材Ｃ２を含む計測システムによって露光光ＥＬが計測される。

また、制御装置８は、第１気体濃度の液体ＬＱと第２計測部材Ｃ２の表面とを接触させた状態で、第２計測部材Ｃ２の表面に露光光ＥＬを照射することによって、第２計測部材Ｃ２を光洗浄することができる。

本実施形態においては、制御装置８は、露光光ＥＬが基板Ｐに照射される前に、調整装置６０を用いて、供給口１５から供給する液体ＬＱの気体濃度を低減させて、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を第２気体濃度に調整する（ステップＳＢ３）。

制御装置８は、露光光ＥＬが基板Ｐに照射される前に、例えば調整装置６０の脱気装置６１を作動することによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を低減させることができる。また、制御装置８は、露光光ＥＬが基板Ｐに照射される前に、例えば調整装置６０の注入装置６２の動作を停止することによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度を低減させることができる。

液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存する気体濃度が第２気体濃度に低減された後、制御装置８は、その気体濃度が低減された液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して、射出面１３から射出される露光光ＥＬを基板Ｐに照射する（ステップＳＢ４）。これにより、基板Ｐは露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。

また、制御装置８は、気体濃度が第１気体濃度に高められた液浸空間ＬＳの液体ＬＱとプレート部材Ｔ，Ｓの表面とが接触された状態で、射出面１３から射出される露光光ＥＬ及び検出光ＳＬの少なくとも一方を、プレート部材Ｔ，Ｓに照射することによって、そのプレート部材Ｔ，Ｓを良好に光洗浄できる。

本実施形態においても、計測部材Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）、及びプレート部材Ｔ、Ｓを含む所定部材１００の表面の撥液性の低下を抑制することができる。また、本実施形態においても、所定部材１００の表面を良好に光洗浄できる。

また、本実施形態においては、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時において、光路Ｋを満たす液体ＬＱに溶存する気体濃度が第２気体濃度に調整され、十分に低減される。これにより、例えば液浸空間ＬＳの液体ＬＱ中に気泡が発生することを抑制しつつ、基板Ｐを露光することができる。したがって、露光不良の発生を抑制することができる。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

第５実施形態は、第３実施形態の変形例である。図１６は、第５実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す図である。図１６において、露光装置ＥＸは、光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように所定部材１００の表面との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成する液浸部材７と、液浸部材７とは別に設けられ、所定部材１００の表面との間に液体ＬＱａで液浸空間ＬＳａを形成する液浸部材５０とを備えている。

液浸部材５０は、液体ＬＱａを供給する供給口５２と、液体ＬＱａを回収する回収口５３と、紫外光ＬＶを射出可能な投光部５６とを有する。

供給口５２は、流路５４Ｒを介して、液体供給装置５４０と接続されている。回収口５３は、流路５５Ｒを介して、液体回収装置５５と接続されている。液体供給装置５４０は、流路５４Ｒを介して供給口１５に供給する液体ＬＱａに溶存する気体濃度を調整する調整装置６００を有する。調整装置６００は、液体ＬＱａの気体濃度を低減可能な脱気装置６１０と、液体ＬＱａに気体を注入可能な注入装置６２０とを含む。調整装置６００は、供給口５２から液浸部材５０と所定部材１００との間に供給される液体ＬＱａの気体濃度を調整する。

制御装置８は、投光部５６から射出される紫外光ＬＶを所定部材１００の表面に照射する前に、調整装置６００を用いて、液浸部材５０と所定部材１００との間に形成される液浸空間ＬＳａの液体ＬＱａに溶存する気体濃度を高める。

例えば、制御装置８は、所定部材１００に対する紫外光ＬＶの照射時に紫外光ＬＶの光路に満たされる液体ＬＱａに溶存する気体濃度が、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度よりも高くなるように、調整装置６００を制御する。なお、所定部材１００に対する紫外光ＬＶの照射時に光路に満たされる液体ＬＱａに溶存する気体濃度が、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射時に光路Ｋに満たされる液体ＬＱに溶存する気体濃度とほぼ同じでもよいし、低くてもよい。

制御装置８は、気体濃度が高められた液浸空間ＬＳａの液体ＬＱａと所定部材１００の表面とが接触された状態で、投光部５６から紫外光ＬＶを射出して、その紫外光ＬＶを所定部材１００の表面に照射する。これにより、所定部材１００の表面は、紫外光ＬＶによって良好に光洗浄される。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一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。

図１７は、第６実施形態に係る露光装置ＥＸｂの一例を示す模式図である。第６実施形態に係る露光装置ＥＸｂは、例えば米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数（２つ）の基板ステージ７１，７２を備えたツインステージ型の露光装置である。

図１７において、露光装置ＥＸｂは、基板Ｐの露光処理が実行される露光ステーションＳＴ１と、計測処理が実行される計測ステーションＳＴ２とを備えている。複数の基板ステージ７１，７２は、計測ステーションＳＴ２から露光ステーションＳＴ１に順次配置される。本実施形態においては、露光装置ＥＸｂは、基板Ｐを保持して移動可能な第１基板ステージ７１と、第１基板ステージ７１と独立して、基板Ｐを保持して移動可能な第２基板ステージ７２とを有する。

露光ステーションＳＴ１には、照明系、マスクステージ、及び投影光学系ＰＬｂ等が配置されている。投影光学系ＰＬｂの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬｂの像面に最も近い終端光学素子７３の近傍には、終端光学素子７３の射出面７４と対向する位置に配置される物体との間で液体ＬＱｂを保持して、射出面７４と物体との間の光路Ｋｂが液体ＬＱｂで満たされるように液浸空間ＬＳｂを形成可能な液浸部材７５が配置されている。

計測ステーションＳＴ２には、基板Ｐの位置を検出するアライメントシステム７６等、基板Ｐの露光に関する計測を実行可能な各種計測システムが配置されている。アライメントシステム７６は、基板Ｐのアライメントマークを検出可能である。また、第１，第２基板ステージ７１，７２には、露光光ＥＬの計測時に露光光ＥＬが照射される計測部材７７，７８が配置されている。計測部材７７，７８の上面を含む、第１，第２基板ステージ７１，７２の上面は、液体ＬＱｂに対して撥液性の膜７１Ｆ，７２Ｆで形成されている。基板Ｐの交換処理は、計測ステーションＳＴ２において実行される。

図１７には、計測ステーションＳＴ２に第１基板ステージ７１が配置され、露光ステーションＳＴ１に第２基板ステージ７２が配置されている状態が示されている。図１７において、アライメントシステム７６は、計測ステーションＳＴ２に配置されている第１基板ステージ７１に保持されている基板Ｐのアライメントマークを検出する。露光ステーションＳＴ１においては、第２基板ステージ７２に保持されている基板Ｐの露光処理が実行される。基板Ｐは、終端光学素子７３及び液浸部材７５と基板Ｐとの間に形成された液浸空間ＬＳｂの液体ＬＱｂを介して露光される。

露光ステーションＳＴ１において第２基板ステージ７２に保持されている基板Ｐの露光処理が終了し、計測ステーションＳＴ２において第１基板ステージ７１及び第１基板ステージ７１に保持されている基板Ｐに対する計測処理が終了した後、図１８に示すように、第１基板ステージ７１が、計測ステーションＳＴ２から露光ステーションＳＴ１に移動される。

計測ステーションＳＴ２から露光ステーションＳＴ１に第１基板ステージ７１が移動された後、その第１基板ステージ７１に保持されている基板Ｐに対する露光処理が開始される前に、第１基板ステージ７１に設けられている計測部材７７を用いる計測処理が実行される。

図１８に示すように、終端光学素子７３及び液浸部材７５と、第１基板ステージ７１に設けられている計測部材７７との間の光路Ｋｂが液体ＬＱｂで満たされるように、液浸空間ＬＳｂが形成される。

本実施形態においては、計測部材７７に露光光ＥＬｂが照射される前に、液浸空間ＬＳｂの液体ＬＱｂに溶存する気体濃度を高める処理が実行される。気体濃度を高める処理は、上述の実施形態と同様、液浸部材７５の供給口に供給される液体ＬＱの気体濃度を調整装置を用いて調整する処理、及び終端光学素子７３（液浸部材７５）と第１基板ステージ７１（又は第２基板ステージ７２）との間に液浸空間ＬＳｂが形成された状態で、第１基板ステージ７１（又は第２基板ステージ７２）を移動する処理の少なくとも一方を含む。

液浸空間ＬＳｂの液体ＬＱｂに溶存する気体濃度を高める処理が実行された後、その溶存する気体濃度が高められた液体ＬＱｂと計測部材７７の表面とを接触させた状態で、射出面７４から射出された露光光ＥＬｂが計測部材７７に照射される。これにより、計測部材７７を用いて露光光ＥＬｂが計測される。

計測部材７７を用いる露光光ＥＬｂの計測処理が終了した後、終端光学素子７３及び液浸部材７５と第１基板ステージ７１に保持されている基板Ｐとの間に液浸空間ＬＳｂが形成されるように、第１基板ステージ７１の位置が調整される。液浸空間ＬＳｂは、射出面７４と基板Ｐの表面との間の光路Ｋｂが液体ＬＱｂで満たされるように形成される。

基板Ｐに露光光ＥＬｂが照射される前に、液浸空間ＬＳｂの液体ＬＱｂに溶存する気体濃度を低減させる処理が実行される。気体濃度を低減させる処理は、調整装置の脱気装置を作動する処理、及び調整装置の注入装置の動作を停止する処理等を含む。

その後、溶存する気体濃度が低減された液体ＬＱｂを介して、基板Ｐに露光光ＥＬｂが照射される。これにより、第１基板ステージ７１に保持されている基板Ｐは、液体ＬＱｂを介して露光光ＥＬｂで露光される。

露光ステーションＳＴ１において、第１基板ステージ７１及び第１基板ステージ７１に保持されている基板Ｐに対する処理が実行されているとき、第２基板ステージ７２が計測ステーションＳＴ２に配置される。計測ステーションＳＴ２において、第２基板ステージ７２に対する基板Ｐの交換処理、及びアライメントシステム７６等を用いる計測処理が実行される。露光ステーションＳＴ１において第１基板ステージ７１及び第１基板ステージ７１に保持されている基板Ｐに対する処理が終了し、計測ステーションＳＴ２において第２基板ステージ７２及び第２基板ステージ７２に保持されている基板Ｐに対する処理が終了した後、第２基板ステージ７２が計測ステーションＳＴ２から露光ステーションＳＴ１に移動され、第１基板ステージ７１が露光ステーションＳＴ１から計測ステーションＳＴ２に移動される。

露光ステーションＳＴ１において、第２基板ステージ７２に配置されている計測部材７８に露光光ＥＬｂが照射される前に、液浸空間ＬＳｂの液体ＬＱｂに溶存する気体濃度を高める処理が実行される。液浸空間ＬＳｂの液体ＬＱｂに溶存する気体濃度を高める処理が実行された後、その溶存する気体濃度が高められた液体ＬＱｂと計測部材７８の表面とを接触させた状態で、射出面７４から射出された露光光ＥＬｂが計測部材７８に照射される。これにより、計測部材７８を用いて露光光ＥＬｂが計測される。その後、第２基板ステージ７２に保持されている基板Ｐに対する露光処理が実行される。

以下、上述の処理が繰り返され、複数の基板Ｐが順次露光される。

本実施形態においても、液体ＬＱに対する計測部材７７，７８の表面の撥液性が低下することが抑制される。また、露光不良の発生が抑制される。

また、溶存する気体濃度が高められた液体ＬＱｂと、第１，第２基板ステージ７１，７２の上面とを接触させた状態で、その上面に射出面７４から射出される露光光ＥＬｂが照射されることによって、その上面が良好に光洗浄される。

なお、上述の第１〜第６実施形態においては、液体ＬＱ（ＬＱｂ）に溶存する気体濃度が、酸素濃度であることとしたが、例えば二酸化炭素濃度でもよいし、オゾン濃度でもよい。気体濃度として、酸素分子を含む気体濃度を調整する（高める）ことによって、上述の実施形態にように、液体ＬＱ（ＬＱｂ）に対する所定部材１００の表面の撥液性低下の抑制、又は所定部材１００の表面の光洗浄、又はその両方が期待できる。

なお、供給口１５から供給される液体ＬＱの溶存気体濃度を、所定部材１００の表面の撥液性低下が抑制できる濃度に維持してもよい。例えば、供給口１５から供給される液体ＬＱの溶存気体濃度ＤＧを、０．２ｐｐｍ＜ＤＧ＜２．０ｐｐｍ、好ましくは０．５ｐｐｍ＜ＤＧ＜１．０ｐｐｍに設定する。この場合、液浸空間ＬＳを形成する液体ＬＱ中に気泡が発生しないように、溶存気体濃度ＤＧを決定することが望ましい。また、露光中に基板Ｐ上に供給される液体ＬＱの溶存気体濃度ＤＧも、上記範囲内に設定してもよい。

なお、上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬの終端光学素子１２の射出側（像面側）の光路Ｋが液体ＬＱで満たされているが、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、終端光学素子１２の入射側（物体面側）の光路も液体ＬＱで満たされる投影光学系ＰＬを採用することができる。

なお、上述の各実施形態においては、液体ＬＱとして水を用いているが、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱとしては、露光光ＥＬに対して透過性であり、露光光ＥＬに対して高い屈折率を有し、投影光学系ＰＬあるいは基板Ｐの表面を形成する感光材（フォトレジスト）などの膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク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。

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。

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

また、例えば米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

また、本発明は、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。

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

なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。

なお、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を用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。例えば、レンズ等の光学部材と基板との間に液浸空間を形成し、その光学部材を介して、基板に露光光を照射することができる。

また、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。

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

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１９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、上述の実施形態に従って、マスクのパターンからの露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ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プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

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

２…基板ステージ、２Ｆ…膜、２Ｕ…上面、３…計測ステージ、３Ｆ…膜、３Ｕ…上面、５…駆動システム、６…駆動システム、７…液浸部材、８…制御装置、１２…終端光学素子、１３…射出面、１５…供給口、１６…回収口、３７…アライメントシステム、３７Ａ…投光部、４０…注入装置、５０…液浸部材、５６…投光部、６０…調整装置、６１…脱気装置、６２…注入装置、Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）…計測部材、ＩＬ…照明系、Ｋ…光路、ＬＶ…紫外光、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、Ｓ…プレート部材、ＳＬ…検出光、Ｔ…プレート部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ…液浸空間

Claims (18)

1. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
   前記露光光、及び前記露光光とほぼ同じ波長の照射光の少なくとも一方を射出可能な射出面を有する光学部材と、
   前記射出面と、前記射出面と対向する位置に配置される前記基板及び所定部材の少なくとも一方の表面との間の光路が前記液体で満たされるように液浸空間を形成する液浸部材と、
   前記液浸空間の前記液体に溶存する気体濃度を調整可能な調整装置と、を備え、
   前記所定部材の表面は、前記液体に対して撥液性の膜の表面を含み、
   前記基板に対する前記露光光の照射時よりも前記気体濃度が高められた前記液浸空間の前記液体と前記所定部材の表面とが接触された状態で、前記射出面から射出される前記露光光及び前記照射光の少なくとも一方を前記所定部材に照射する露光装置。
2. 前記調整装置は、前記露光光及び前記照射光の少なくとも一方が前記所定部材に照射される前に、前記気体濃度を高める請求項１記載の露光装置。
3. 前記光路に前記液体を供給する供給口を備え、
   前記調整装置は、前記供給口から供給される前記液体の気体濃度を高める請求項１又は２記載の露光装置。
4. 前記調整装置は、前記液体に気体を注入可能な注入装置を含む請求項３記載の露光装置。
5. 前記調整装置は、前記液体の前記気体濃度を低減可能な脱気装置を含み、
   前記露光光及び前記照射光の少なくとも一方が前記所定部材に照射される前に、前記脱気装置の動作を停止する請求項３又は４記載の露光装置。
6. 前記光路に前記液体を供給する供給口を備え、
   前記調整装置は、前記供給口から供給された、前記光学部材と前記所定部材との間の前記液体の前記気体濃度を高める請求項１又は２記載の露光装置。
7. 前記調整装置は、前記液浸空間が形成されている状態で、前記所定部材を移動する駆動装置を含む請求項６記載の露光装置。
8. 前記調整装置は、前記液浸空間の前記液体に気体を注入可能な注入装置を含む請求項６又は７記載の露光装置。
9. 前記気体濃度は、酸素濃度を含む請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
10. 前記所定部材は、前記露光光及び前記照射光の少なくとも一方を計測する請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
11. 前記所定部材は、前記露光光及び前記照射光の少なくとも一方により光洗浄される請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
12. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
    前記露光光を射出する射出面を有する光学部材と、
    前記射出面から射出される前記露光光が照射可能な位置に移動可能な所定部材と、
    前記所定部材の表面との間に液体で液浸空間を形成可能な液浸部材と、
    前記所定部材の表面に紫外光を照射可能な照射装置と、
    前記液浸空間の液体を介して前記紫外光が前記所定部材の表面に照射される前に、前記液浸空間の前記液体に溶存する気体濃度を高める動作を実行する調整装置と、を備え、
    前記所定部材の表面は、前記液体に対して撥液性の膜の表面を含み、
    前記気体濃度が高められた前記液浸空間の前記液体と前記所定部材の表面とが接触された状態で、前記照射装置からの前記紫外光を前記所定部材に照射する露光装置。
13. 前記調整装置は、前記液浸空間が形成されている状態で、前記所定部材を移動可能な駆動装置を含み、
    前記紫外光が照射される前に、ほぼ停止状態の前記所定部材を前記液浸部材に対して移動する請求項１２記載の露光装置。
14. 前記調整装置は、前記液浸空間の前記液体に気体を注入可能な注入装置を含む請求項１２又は１３記載の露光装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
16. 液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、
    前記露光光、及び前記露光光とほぼ同じ波長の照射光の少なくとも一方を射出可能な光学部材の射出面と、前記基板の表面との間の光路に満たされた前記液体を介して、前記射出面から射出された前記露光光を前記基板に照射することと、
    前記基板に対する前記露光光の照射時よりも溶存する気体濃度が高められた液体を、前記液体に対して撥液性の膜を含む所定部材の表面に接触させた状態で、前記射出面から射出される前記露光光及び前記照射光の少なくとも一方を、前記所定部材の表面に照射することと、を含む露光方法。
17. 液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、
    前記露光光を射出可能な光学部材の射出面と、前記基板の表面との間の光路に満たされた前記液体を介して、前記射出面から射出された前記露光光を前記基板に照射することと、
    前記射出面から射出される前記露光光が照射可能な位置に移動可能であり、前記液体に対して撥液性の膜を含む所定部材の表面と接触するように形成された液浸空間の前記液体を介して紫外光を前記所定部材の表面に照射する前に、前記液浸空間の前記液体に溶存する気体濃度を高めることと、
    前記気体濃度が高められた前記液浸空間の前記液体と前記所定部材の表面とが接触された状態で、前記紫外光を前記所定部材に照射することと、を含む露光方法。
18. 請求項１６又は１７記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
    露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

Images