JP2011223036A - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】エレメント（光学素子）の汚染に起因する露光精度の劣化を防止でき、液浸領域の巨大化を抑制できる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと液体とを介して基板Ｐを露光する。投影光学系ＰＬは、その像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１と、第１光学素子ＬＳ１に次いで像面に近い第２光学素子ＬＳ２とを有している。第１光学素子ＬＳ１は、基板Ｐの表面と対向するように配置された下面Ｔ１と、第２光学素子ＬＳ２と対向するように配置された上面Ｔ２とを有している。そして、上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する領域ＡＲ’を含む一部の領域のみが液浸領域となるように第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２との間が第２液体ＬＱ２で満たされ、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側の第１液体ＬＱ１と上面Ｔ２側の第２液体ＬＱ２とを介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射することで基板Ｐが露光される。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置及び露光方法、並びに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は、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、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転写するものである。近年、デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化されつつある。
また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ … （１）
δ＝±ｋ２・λ／ＮＡ２ … （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。（１）式、（２）式より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数ＮＡを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。そこで、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献１に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たして液浸領域を形成し、液体中での露光光の波長が空気中の１／ｎ（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものである。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
ところで、上記特許文献１に開示されているような液浸露光装置においては、投影光学系を構成する複数のエレメント（光学素子）のうち最も像面の近くに配置された光学素子に、基板上に形成された液浸領域の液体が接触する構成である。その場合において、液浸領域の液体中に例えば基板上から発生した不純物等が混入し、液浸領域の液体が汚染すると、その汚染された液浸領域の液体により、前記最も像面の近くに配置された光学素子が汚染される可能性がある。光学素子が汚染すると、その光学素子の光透過率が低下したり光透過率に分布が生じる等の不都合が生じ、投影光学系を介した露光精度及び計測精度の劣化を招く可能性がある。
また、上記特許文献１には、マスクと基板とを走査方向に同期移動しつつマスクに形成されたパターンを基板に露光する走査型露光装置も開示されているが、走査型露光装置においては、デバイスの生産性向上等を目的として、走査速度（スキャン速度）の高速化が要求される。ところが、スキャン速度を高速化した場合、液浸領域を所望の大きさに維持することが困難となる可能性がある。
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、エレメント（光学素子）の汚染に起因する露光精度及び計測精度の劣化を防止できる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、液浸領域を所望状態に維持する露光装置、及び露光方法、並びにデバイス製造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、本発明は実施の形態に示す図１〜図１６に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号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、複数のエレメント（ＬＳ１〜ＬＳ７）を含む投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ１）とを介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）は、投影光学系（ＰＬ）の像面に最も近い第１エレメント（ＬＳ１）と、第１エレメント（ＬＳ１）に次いで像面に近い第２エレメント（ＬＳ２）とを有し、第１エレメント（ＬＳ１）は、基板（Ｐ）の表面と対向するように配置され、露光光（ＥＬ）が通過する第１面（Ｔ１）と、第２エレメント（ＬＳ２）と対向するように配置され、露光光（ＥＬ）が通過する第２面（Ｔ２）とを有し、第１エレメント（ＬＳ１）及び第２エレメント（ＬＳ２）は、投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）に対してほぼ静止状態で支持され、第１エレメント（ＬＳ１）の第２面（Ｔ２）のうち露光光（ＥＬ）が通過する領域（ＡＲ’）を含む一部の領域のみが液浸領域（ＬＲ２）となるように、第１エレメント（ＬＳ１）の第２面（Ｔ２）と第２エレメント（ＬＳ２）との間が液体（ＬＱ２）で満たされ、第１エレメント（ＬＳ１）の第１面（Ｔ１）側の第１液体（ＬＱ１）と第２面（Ｔ２）側の第２液体（ＬＱ２）とを介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明によれば、第１エレメントの第１面と基板との間を第１液体で満たすとともに、第１エレメントの第２面と第２エレメントとの間を第２液体で満たすことで、投影光学系ＰＬの大きな像側開口数を確保した状態で、基板を良好に露光することができる。また、第１面側の第１液体が基板と接触する場合には、第１エレメントの第１面側が汚染する可能性が高くなるが、第１エレメントの第１面側及び第２面側のそれぞれが液体で満たされるので、第１エレメントを容易に交換可能な構成とすることができる。したがって、その汚染された第１エレメントのみを清浄なものと交換することができ、その清浄な第１エレメントを備えた投影光学系及び液体を介した露光及び計測を良好に行うことができる。また、第２液体は、第１エレメントの第２面上のうち露光光が通過する領域を含む一部の領域のみに局所的に液浸領域を形成するため、第１エレメントの第２面の周囲からの第２液体の漏出を防止することができる。したがって、漏出した第２液体に起因する第１エレメント周辺の機械部品などの劣化を防止できる。また、第１エレメントの第２面上に第２液体の液浸領域を局所的に形成することで、例えば第１エレメントを支持する支持部への液体の浸入を防止することができ、その支持部の劣化を防止できる。また、第２液体は、第２面上において局所的に液浸領域を形成するため、例えばエレメントを支持する支持部等には接触しない。したがって、液浸領域を形成する第２液体に対して支持部等から発生する不純物が混入する等の不都合を防止できる。したがって、第２液体の清浄度を維持した状態で、露光処理及び計測処理を良好に行うことができる。
なお、本発明における第１エレメントは、無屈折力の透明部材（例えば、平行平面板）であってもよく、例えば最も像面の近くに配置された透明部材が投影光学系の結像性能にまったく寄与しない場合にも、その透明部材を第１エレメントとみなす。また、本発明における第１エレメント及び第２エレメントは投影光学系の光軸（露光光）に対してほぼ静止状態で支持されているが、第１エレメントと第２エレメントの少なくとも一方が、その位置や姿勢を調整するために微小移動可能に支持されている場合も、“ほぼ静止状態に支持されている”とみなす。
本発明の第２の態様に従えば、複数のエレメント（ＬＳ１〜ＬＳ７）を含む投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ１）とを介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）は、投影光学系（ＰＬ）の像面に最も近い第１エレメント（ＬＳ１）と、第１エレメント（ＬＳ１）に次いで像面に近い第２エレメント（ＬＳ２）とを有し、第１エレメント（ＬＳ１）は、基板（Ｐ）の表面と対向するように配置され、露光光（ＥＬ）が通過する第１面（Ｔ１）と、第２エレメント（ＬＳ２）と対向するように配置され、露光光（ＥＬ）が通過する第２面（Ｔ２）とを有し、第１エレメント（ＬＳ１）と対向する第２エレメント（ＬＳ２）の面（Ｔ３）の外径（Ｄ３）が、第１エレメント（ＬＳ１）の第２面（Ｔ２）の外径（Ｄ２）よりも小さく、第１エレメント（ＬＳ１）及び第２エレメント（ＬＳ２）は、投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）に対してほぼ静止状態で支持され、第１エレメント（ＬＳ１）の第１面（Ｔ１）側の第１液体（ＬＱ１）と第２面（Ｔ２）側の第２液体（ＬＱ２）とを介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明によれば、第１エレメントと対向する第２エレメントの面を第２液体で覆いつつ、第１エレメントの第２面上に、第２エレメントの面に応じた大きさの液浸領域を局所的に形成することができる。したがって、第１エレメントの第２面の周囲からの第２液体の漏出を防止することができ、漏出した第２液体に起因する第１エレメント周辺の機械部品などの劣化を防止できる。また、第１エレメントの第２面上に第２液体の液浸領域を局所的に形成することで、例えば第１エレメントを支持する支持部への液体の浸入を防止することができ、その支持部の劣化を防止できる。また、第２液体は、第２面上において局所的に液浸領域を形成するため、例えばエレメントを支持する支持部等には接触しない。したがって、液浸領域を形成する第２液体に対して支持部等から発生する不純物が混入する等の不都合を防止できる。したがって、第２液体の清浄度を維持することができる。そして、第２面上に局所的に形成された液浸領域の第２液体と、第１面側に形成された液浸領域の第１液体とを介して基板上に露光光を照射することで、投影光学系の大きな像側開口数を確保した状態で、基板を良好に露光することができる。また、第１エレメントの第１面側及び第２面側のそれぞれが液体で満たされているので、第１エレメントを容易に交換可能な構成とすることができる。したがって、汚染された第１エレメントのみを清浄なものと交換することができ、その清浄な第１エレメントを備えた投影光学系及び液体を介した露光及び計測を良好に行うことができる。
なお、本発明における第１エレメントは、無屈折力の透明部材（例えば、平行平面板）であってもよく、例えば最も像面の近くに配置された透明部材が投影光学系の結像性能にまったく寄与しない場合にも、その透明部材を第１エレメントとして投影光学系の一部とみなす。また、本発明における第１エレメントと第２エレメントは投影光学系の光軸（露光光）に対してほぼ静止状態で支持されているが、第１エレメントと第２エレメントの少なくとも一方が、その位置や姿勢を調整するために微小移動可能に支持されている場合も、“ほぼ静止状態に支持されている”とみなす。
本発明の第３の態様に従えば、複数のエレメント（ＬＳ１〜ＬＳ７）を含む投影光学系（ＰＬ）と第１液体（ＬＱ１）とを介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、第１液体（ＬＱ１）を供給するための第１液浸機構（１１など）を備え、投影光学系（ＰＬ）は、投影光学系（ＰＬ）の像面に最も近い第１エレメント（ＬＳ１）と、第１エレメント（ＬＳ１）に次いで像面に近い第２エレメント（ＬＳ２）とを有し、第１エレメント（ＬＳ１）は、基板（Ｐ）の表面と対向するように配置され、露光光（ＥＬ）が通過する第１面（Ｔ１）と、第２エレメント（ＬＳ２）と対向するように配置され、第１面（Ｔ１）と略平行な第２面（Ｔ２）とを有し、第１エレメント（ＬＳ１）の第２面（Ｔ２）の外径（Ｄ２）は、第１エレメント（ＬＳ１）の第１面（Ｔ１）の外径（Ｄ１）より大きく、第１エレメント（ＬＳ１）と基板（Ｐ）との間の第１液体（ＬＱ１）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明によれば、第１エレメントの第２面の外径を、第１面の外径より大きくしたので、第１エレメントを支持部で支持する場合、その第１エレメントを支持する支持部を、第１エレメントの光軸から離れた位置（第２面の端部）に設けることができる。したがって、第１エレメントの周辺に配置する部材や機器等と支持部との干渉を防ぐことができ、前記部材や機器等の配置の自由度及び設計の自由度を向上することができる。また、第１エレメントの第１面の外径は第２面に対して十分に小さいので、第１液浸機構によって第１面と基板との間に形成される液浸領域の大きさを小さくすることができる。
なお、本発明における第１エレメントは、無屈折力の透明部材（例えば、平行平面板）であってもよく、例えば最も像面の近くに配置された透明部材が投影光学系の結像性能にまったく寄与しない場合にも、その透明部材を第１エレメントとして投影光学系の一部とみなす。
本発明の第４の態様に従えば、第１液体（ＬＱ１）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、第１液体を基板上にもたらす第１液浸機構（１１など）と、像面に最も近い第１エレメント（ＬＳ１）と第１エレメント（ＬＳ１）に次いで像面に近い第２エレメント（ＬＳ２）とを含む複数のエレメント（ＬＳ１〜ＬＳ７）を有する投影光学系（ＰＬ）とを備え、第１エレメント（ＬＳ１）は、第１面（Ｔ１）が基板（Ｐ）の表面と対向するように、且つ第２面（Ｔ２）が第２エレメント（ＬＳ２）と対向するように配置され、投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）上における第１エレメント（ＬＳ１）の第１面（Ｔ１）と第２面（Ｔ２）との距離（Ｈ１）は１５ｍｍ以上であり、第１エレメント（ＬＳ１）の第１面（Ｔ１）側の第１液体（ＬＱ１）と第２面（Ｔ２）側の第２液体（ＬＱ２）とを介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して、基板（Ｐ）を露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明によれば、第１エレメントの第１面と第２面との距離、すなわち第１エレメントの厚みを１５ｍｍ以上とし、第１エレメントを厚くしたので、その第１エレメントを支持する支持部を第１エレメントの光軸から離れた位置に設けることができる。したがって、第１エレメントの周辺に配置する部材や機器等と支持部との干渉を防ぐことができ、前記部材や機器等の配置の自由度及び設計の自由度を向上することができる。特に、第１液体の液浸領域を形成するための液浸機構の配置及び設計の自由度を向上することで、第１液体の液浸領域の大きさを小さくすることができる。そして、第１エレメントと基板との間の第１液体と、第１エレメントと第２エレメントとの間の第２液体とを介して基板上に露光光を照射することで、投影光学系の大きな像側開口数を確保した状態で、基板を良好に露光することができる。そして、第１エレメントの第１面側及び第２面側のそれぞれが液体で満たされるので、第１エレメントを容易に交換可能な構成とすることができる。したがって、汚染された第１エレメントのみを清浄なものと交換することができ、その清浄な第１エレメントを備えた投影光学系及び液体を介した露光及び計測を良好に行うことができる。また、第１エレメントを１５ｍｍ以上とすることで、液体から受ける力によって発生する第１エレメントの形状変化を抑制することができる。したがって、投影光学系の高い結像性能を維持することが可能となる。
なお、本発明における第１エレメントは、無屈折力の透明部材（例えば、平行平面板）であってもよく、例えば最も像面の近くに配置された透明部材が投影光学系の結像性能にまったく寄与しない場合にも、その透明部材を第１エレメントとして投影光学系の一部とみなす。
本発明の第５の態様によれば、第１液体（ＬＱ１）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板を露光する露光装置であって、第１液体（ＬＱ１）を基板（Ｐ）上にもたらす第１液浸機構（１１など）と、像面に最も近い第１エレメント（ＬＳ１）と、第１エレメントに次いで像面に近い第２エレメント（ＬＳ２）とを含む複数のエレメントを有する投影光学系（ＰＬ）とを備え、第１エレメントは、基板の表面と対向するように配置され、露光光が通過する第１面（Ｔ１）と、第２エレメントと対向するように配置され、露光光が通過する第２面（Ｔ２）とを有し、投影光学系の光軸（ＡＸ）上における第１エレメントの第１面（Ｔ１）と第２面（Ｔ２）との距離は、投影光学系の光軸上（ＡＸ）における第１エレメントの第１面（Ｔ１）と基板（Ｐ）の表面との距離よりも大きく、第１エレメント（ＬＳ１）と基板（Ｐ）との間の第１液体（ＬＱ１）と、第１エレメント（ＬＳ１）と第２エレメント（ＬＳ２）の間の第２液体（ＬＱ２）とを介して基板上に露光光が照射されて、基板が露光される露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明によれば、第１液体及び第２液体を介して基板上に露光光を照射することで、投影光学系の大きな像側開口数を確保した状態で、基板を良好に露光することができる。また、第１エレメントを厚くしたので、第１エレメントを支持する支持部を光軸から離れた位置に設けることが可能となり、第１エレメントの周辺に配置する部材や機器の配置等の自由度が増す。また、液体から受ける力によって発生する第１エレメントの形状変化を抑制することができる。したがって、投影光学系の高い結像性能を維持することが可能となる。
本発明の第６の態様によれば、第１液体（ＬＱ１）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、第１液体（ＬＱ１）を基板（Ｐ）上にもたらし、基板（Ｐ）上の一部に第１液体（ＬＱ１）の液浸領域（ＬＲ１）を形成する第１液浸機構（１１など）と、像面に最も近い第１エレメント（ＬＳ１）と、第１エレメントに次いで像面に近い第２エレメント（ＬＳ２）とを含む複数のエレメントを有する投影光学系（ＰＬ）とを備え、第１エレメントは、基板の表面と対向するように配置され、露光光が通過する第１面（Ｔ１）と、第２エレメントと対向するように配置され、露光光が通過する第２面（Ｔ２）とを有し、第１液浸機構は、基板の表面と対向するように配置された平坦な液体接触面（７２Ｄ）を有し、その液体接触面は、第１エレメントの第１面と基板との間で露光光の光路を囲むように配置され、第１エレメントと基板との間の第１液体（ＬＱ１）と、第１エレメントと第２エレメントとの間の第２液体（ＬＱ２）とを介して基板上に露光光が照射されて、基板が露光される露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明によれば、第１液体及び第２液体を介して基板上に露光光を照射することで、投影光学系の大きな像側開口数を確保した状態で、基板を良好に露光することができる。また、第１エレメントと基板との間で露光光の光路の周囲に基板の表面と対向するように平坦な液体接触面が配置されているので、第１エレメントと基板との間の光路を第１液体で確実に満たし続けることが可能となる。
本発明の第７の態様に従えば、像面に最も近い第１エレメント（ＬＳ１）と第１エレメントに次いで像面に近い第２エレメント（ＬＳ２）とを含む投影光学系（ＰＬ）及び液体（ＬＱ１）を介して基板（Ｐ）上に露光光を照射して基板を露光する露光方法であって、第１エレメントの基板と対向する第１面（Ｔ１）は、第１エレメントの第２エレメントと対向する第２面（Ｔ２）よりも小さく、第２エレメントの第１エレメントと対向する面（Ｔ３）は、第１エレメントの第２面（Ｔ２）よりも小さく、第１エレメント（ＬＳ１）と基板（Ｐ）との間に第１液体（ＬＱ１）をもたらし、第１エレメント（ＬＳ１）と第２エレメント（ＬＳ２）との間に第２液体（ＬＱ２）をもたらし、第１液体（ＬＱ１）と第２液体（ＬＱ２）とを介して基板上に露光光を照射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、第１エレメントと基板との間の光路を第１液体で、且つ第１エレメントと第２エレメントとの間の光路を第２液体で満たすことができ、第１液体及び第２液体を介して基板上に露光光を照射することで、投影光学系の大きな像側開口数を確保した状態で、基板を良好に露光することができる。
本発明のさらに別の態様に従えば、上記記載の露光装置または露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
本発明によれば、良好な露光精度及び計測精度を維持できるので、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
本発明によれば、露光精度及び計測精度の劣化を防止できるため、精度良い露光処理及び計測処理を行うことができる。また本発明によれば、液浸領域を小さくできるので、装置自身をコンパクト化することができる。
本発明の一実施形態の露光装置を示す概略構成図である。 ノズル部材近傍を示す概略斜視図である。 ノズル部材を下側から見た斜視図である。 ノズル部材近傍を示す側断面図である。 第２液浸機構を説明するための図である。 第１エレメントの第２面を示す平面図である。 第２液浸機構による第２液体の回収動作を説明するための図である。 本発明に係る第１液浸機構の液体回収動作を説明するための模式図である。 液体回収動作の比較例を示す模式図である。 第１エレメントの変形例を示す模式図である。 ノズル部材の変形例を下側から見た斜視図である。 本発明の別の実施形態を示す要部断面図である。 本発明の別の実施形態を示す要部断面図である。 本発明の別の実施形態を示す要部断面図である。 本発明の別の実施形態における第１液体回収機構の回収動作を説明するための図である。 半導体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。
図１は本実施形態の露光装置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。
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、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間を第１液体ＬＱ１で満たすための第１液浸機構１を備えている。基板Ｐは投影光学系ＰＬの像面側に設けられており、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１は基板Ｐの表面と対向するように配置されている。第１液浸機構１は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間に第１液体ＬＱ１を供給する第１液体供給機構１０と、第１液体供給機構１０で供給された第１液体ＬＱ１を回収する第１液体回収機構２０とを備えている。第１液浸機構１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
また、露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１と、第１光学素子ＬＳ１に次いで投影光学系ＰＬの像面に近い第２光学素子ＬＳ２との間を第２液体ＬＱ２で満たすための第２液浸機構２を備えている。第２光学素子ＬＳ２は第１光学素子ＬＳ１の上方に配置されている。すなわち、第２光学素子ＬＳ２は第１光学素子ＬＳ１の光入射面側に配置されており、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と対向するように配置されている。第２液浸機構２は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に第２液体ＬＱ２を供給する第２液体供給機構３０と、第２液体供給機構３０で供給された第２液体ＬＱ２を回収する第２液体回収機構４０とを備えている。第２液浸機構２の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
また、本実施形態において、第１光学素子ＬＳ１は露光光ＩＬを透過可能な無屈折力の平行平面板であって、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と上面Ｔ２とはほぼ平行である。なお、投影光学系ＰＬは第１光学素子ＬＳ１を含めて収差などの結像特性が所定の許容範囲内に収められている。
本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の空間（第１空間）Ｋ１と、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の空間（第２空間）Ｋ２とは独立した空間である。制御装置ＣＯＮＴは、第１液浸機構１による第１空間Ｋ１に対する第１液体ＬＱ１の供給動作及び回収動作と、第２液浸機構２による第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の供給動作及び回収動作とを互いに独立して行うことができ、第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２の一方から他方への液体（ＬＱ１、ＬＱ２）の出入りは生じない。
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、第１液浸機構１を使って、第１光学素子ＬＳ１とその像面側に配置された基板Ｐとの間に第１液体ＬＱ１を満たして第１液浸領域ＬＲ１を形成するとともに、第２液浸機構２を使って、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に第２液体ＬＱ２を満たして第２液浸領域ＬＲ２を形成する。本実施形態においては、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい第１液浸領域ＬＲ１を局所的に形成する局所液浸方式を採用している。また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する領域ＡＲ’を含む一部の領域のみに第２液体ＬＱ２の第２液浸領域ＡＲ２を局所的に形成する。露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬ、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２、及び第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１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。
投影光学系ＰＬの像面近傍、具体的には投影光学系ＰＬの像面側端部の光学素子ＬＳ１の近傍には、後に詳述するノズル部材７０が配置されている。ノズル部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において投影光学系ＰＬの先端部の周りを囲むように設けられた環状部材である。本実施形態において、ノズル部材７０は第１液浸機構１の一部を構成している。
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。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ＢＰと、そのベースＢＰ上に設置されたメインコラム９とを備えている。メインコラム９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９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、露光光ＥＬを射出する露光用光源、露光用光源から射出された露光光ＥＬ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上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。露光用光源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Ｆ２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、第１液体供給機構１０から供給される第１液体ＬＱ１、及び第２液体供給機構３０から供給される第２液体ＬＱ２として純水が用いられる。すなわち、本実施形態においては、第１液体ＬＱ１と第２液体ＬＱ２とは同一の液体である。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）８５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８５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ＭＫ１、ＭＫ２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９の上側段部７に防振装置８６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８６及びマスク定盤４を介してメインコラム９（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８６によって、メインコラム９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９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装置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８１が設けられている。また、移動鏡８１に対向する位置にはレーザ干渉計８２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８２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計８２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８２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置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第１光学素子ＬＳ１を含む複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７で構成されており、複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７は鏡筒ＰＫで支持されている。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、屈折素子と反射素子とを含む反射屈折系、反射素子を含まない屈折系、屈折素子を含まない反射系のいずれであってもよい。照明光学系ＩＬより射出された露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬに物体面側より入射し、複数の光学素子ＬＳ７〜ＬＳ１を通過した後、投影光学系ＰＬの像面側より射出され、基板Ｐ上に到達する。具体的には、露光光ＥＬは、複数の光学素子ＬＳ７〜ＬＳ３のそれぞれを通過した後、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４の所定領域を通過し、下面Ｔ３の所定領域を通過した後、第２液浸領域ＬＲ２に入射する。第２液浸領域ＬＲ２を通過した露光光ＥＬは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域を通過した後、下面Ｔ１の所定領域を通過し、第１液浸領域ＬＲ１に入射した後、基板Ｐ上に到達する。
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９の下側段部８に防振装置８７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８７及び鏡筒定盤５を介してメインコラム９（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８７によって、メインコラム９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９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の下面には非接触軸受である気体軸受（エアベアリング）８８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８８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ＢＰ上に防振装置８９を介して支持されている。また、防振装置８９によって、ベースＢＰ（床面）やメインコラム９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９及びベースＢＰ（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装置ＰＳＴＤの駆動により、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持した状態で、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。
基板ステージＰＳＴ上には移動鏡８３が設けられている。また、移動鏡８３に対向する位置にはレーザ干渉計８４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８４によりリアルタイムで計測される。また、不図示ではあるが、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの表面の位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系を備えている。フォーカス・レベリング検出系としては、基板Ｐの表面に斜め方向より検出光を照射する斜入射方式、あるいは静電容量型センサを用いた方式等を採用することができる。フォーカス・レベリング検出系は、第１液体ＬＱ１を介して、あるいは第１液体ＬＱ１を介さずに、基板Ｐ表面の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。液体ＬＱ１を介さずに基板Ｐ表面の面情報を検出するフォーカス・レベリング検出系の場合、投影光学系ＰＬから離れた位置で基板Ｐ表面の面情報を検出するものであってもよい。投影光学系ＰＬから離れた位置で基板Ｐ表面の面情報を検出する露光装置は、例えば米国特許第６，６７４，５１０号に開示されている。
レーザ干渉計８４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・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動し、基板Ｐのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Ｐの表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計８４の計測結果に基づいて、基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置制御を行う。
基板ステージＰＳＴ上には凹部９０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９０に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部９０以外の上面９１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。また本実施形態においては、移動鏡８３の上面も、基板ステージＰＳＴの上面９１とほぼ面一に設けられている。
基板Ｐの周囲に基板Ｐ表面とほぼ面一の上面９１を設けたので、基板Ｐのエッジ領域を液浸露光するときにおいても、基板Ｐのエッジ部の外側には段差部がほぼ無いので、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持して液浸領域ＬＲ１を良好に形成することができる。なお、液浸領域ＬＲ１を維持可能であれば、基板Ｐの表面と基板ステージＰＳＴの上面９１との間に段差が存在してもよい。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）９１との間には０．１〜２ｍｍ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が流れ込むことはほとんどなく、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合にも、上面９１により投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができる。
第１液浸機構１の第１液体供給機構１０は、第１液体ＬＱ１を投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の第１空間Ｋ１に供給するためのものであって、第１液体ＬＱ１を送出可能な第１液体供給部１１と、第１液体供給部１１にその一端部を接続する第１供給管１３とを備えている。第１供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。本実施形態においては、第１液体供給機構１０は純水を供給するものであって、第１液体供給部１１は、純水製造装置、及び供給する第１液体（純水）ＬＱ１の温度を調整する温調装置等を備えている。なお、所定の品質条件を満たしていれば、露光装置ＥＸに純水製造装置を設けずに、露光装置ＥＸが配置される工場の純水製造装置（用力）を用いるようにしてもよい。第１液体供給機構１０（第１液体供給部１１）の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板Ｐ上に第１液浸領域ＬＲ１を形成するために、第１液体供給機構１０は、制御装置ＣＯＮＴの制御の下で、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐ上に第１液体ＬＱ１を所定量供給する。
また、第１供給管１３の途中には、第１液体供給部１１から送出され、投影光学系ＰＬの像面側に供給される単位時間あたりの液体量を制御するマスフローコントローラと呼ばれる流量制御器１６が設けられている。流量制御器１６による液体供給量の制御は制御装置ＣＯＮＴの指令信号の下で行われる。
第１液浸機構１の第１液体回収機構２０は、投影光学系ＰＬの像面側の第１液体ＬＱ１を回収するためのものであって、第１液体ＬＱ１を回収可能な第１液体回収部２１と、第１液体回収部２１にその一端部を接続する第１回収管２３とを備えている。第１回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。第１液体回収部２１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、及び回収された第１液体ＬＱ１と気体とを分離する気液分離器等を備えている。なお真空系と気液分離器などのすべてを、露光装置ＥＸに設けずに、その少なくとも一部の代わりに露光装置ＥＸが配置される工場などの設備を用いるようにしてもよい。第１液体回収機構２０（第１液体回収部２１）の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板Ｐ上に第１液浸領域ＬＲ１を形成するために、第１液体回収機構２０は、制御装置ＣＯＮＴの制御の下で、第１液体供給機構１０より供給された基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１を所定量回収する。
第２液浸機構２の第２液体供給機構３０は、第２液体ＬＱ２を投影光学系ＰＬの第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との間の第２空間Ｋ２に供給するためのものであって、第２液体ＬＱ２を送出可能な第２液体供給部３１と、第２液体供給部３１にその一端部を接続する第２供給管３３とを備えている。第２供給管３３の他端部は、後述する供給流路（３４）等を介して、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２に接続されている。第１液体供給機構１０同様、第２液体供給機構３０は純水を供給するものであって、第２液体供給部３１は、純水製造装置、及び供給する第２液体（純水）ＬＱ２の温度を調整する温調装置等を備えている。なお、露光装置ＥＸに純水製造装置を設けずに、露光装置ＥＸが配置される工場の純水製造装置（用力）を用いるようにしてもよい。第２液体供給機構３０（第２液体供給部３１）の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上に第２液浸領域ＬＲ２を形成するために、第２液体供給機構３０は、制御装置ＣＯＮＴの制御の下で、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上に第２液体ＬＱ２を所定量供給する。
なお、純水製造装置は第１液浸機構１と第２液浸機構とで共通に用いるようにしてもよい。
なお、第２供給管３３の途中にも、第２液体供給部３１から送出され、第２空間Ｋ２に供給される単位時間あたりの液体量を制御するマスフローコントローラを設けてもよい。
第２液浸機構２の第２液体回収機構４０は、投影光学系ＰＬの第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との間の第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を回収するためのものであって、第２液体ＬＱ２を回収可能な第２液体回収部４１と、第２液体回収部４１にその一端部を接続する第２回収管４３とを備えている。第２回収管４３の他端部は、後述する回収流路（４４）等を介して、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２に接続されている。第２液体回収部４１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、及び回収された第２液体ＬＱ２と気体とを分離する気液分離器等を備えている。なお真空系や気液分離器などのすべてを、露光装置ＥＸに設けずに、その少なくとも一部の代わりに露光装置ＥＸが配置される工場などの設備（用力）を用いるようにしてもよい。第２液体回収機構４０（第２液体回収部４１）の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。第２液体回収機構４０は、制御装置ＣＯＮＴの制御の下で、第２液体供給機構３０より供給された第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上の第２液体ＬＱ２を回収する。
ノズル部材７０はノズルホルダ９２に保持されており、そのノズルホルダ９２はメインコラム９の下側段部８に接続されている。ノズル部材７０をノズルホルダ９２を介して支持しているメインコラム９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８７を介して振動的に分離されている。したがって、ノズル部材７０で発生した振動が投影光学系ＰＬに伝達されることは防止されている。また、ノズル部材７０をノズルホルダ９２を介して支持しているメインコラム９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８９を介して振動的に分離している。したがって、ノズル部材７０で発生した振動が、メインコラム９及びベースＢＰを介して基板ステージＰＳＴに伝達されることが防止されている。また、ノズル部材７０をノズルホルダ９２を介して支持しているメインコラム９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８６を介して振動的に分離されている。したがって、ノズル部材７０で発生した振動がメインコラム９を介してマスクステージＭＳＴに伝達されることが防止されている。
次に、図２、図３、及び図４を参照しながら第１液浸機構１及びノズル部材７０について説明する。図２はノズル部材７０近傍を示す概略斜視図の一部破断図、図３はノズル部材７０を下側から見た斜視図、図４は側断面図である。
ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬの像面側先端部の近傍に配置されており、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において投影光学系ＰＬの周りを囲むように設けられた環状部材である。本実施形態においては、ノズル部材７０は、第１液浸機構１の一部を構成するものである。ノズル部材７０は、その中央部に投影光学系ＰＬを配置可能な穴部７０Ｈを有している。図４に示すように、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２とは同一の鏡筒（支持部材）ＰＫで支持されており、本実施形態においては、ノズル部材７０の穴部７０Ｈの内側面７０Ｔと、鏡筒ＰＫの側面ＰＫＴとが対向するように設けられている。そして、ノズル部材７０の穴部７０Ｈの内側面７０Ｔと投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの側面ＰＫＴとの間には間隙が設けられている。この間隙は、投影光学系ＰＬとノズル部材７０とを振動的に分離するために設けられたものである。これにより、ノズル部材７０で発生した振動が、投影光学系ＰＬ側に直接的に伝達することが防止されている。
なお、ノズル部材７０の孔部７０Ｈの内側面は液体ＬＱに対して撥液性（撥水性）であり、投影光学系ＰＬの側面とノズル部材７０の内側面との間隙への液体ＬＱの浸入が抑制されている。
ノズル部材７０の下面には、第１液体ＬＱ１を供給する液体供給口１２、及び第１液体ＬＱ１を回収する液体回収口２２が形成されている。以下の説明においては、第１液浸機構１の液体供給口１２を第１供給口１２と、第１液浸機構１の液体回収口２２を第１回収口２２と適宜称する。
ノズル部材７０の内部には、第１供給口１２に接続する第１供給流路１４、及び第２回収口２２に接続する第２回収流路２４が形成されている。また、第１供給流路１４には第１供給管１３の他端部が接続されており、第１回収流路２４には第１回収管２３の他端部が接続されている。第１供給口１２、第１供給流路１４、及び第１供給管１３は第１液体供給機構１０（第１液浸機構１）の一部を構成するものであり、第１回収口２２、第１回収流路２４、及び第１回収管２３は第１液体回収機構２０（第１液浸機構１）の一部を構成するものである。
第１供給口１２は、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの上方において、その基板Ｐ表面と対向するように設けられている。第１供給口１２と基板Ｐ表面とは所定距離だけ離れている。第１供給口１２は、露光光ＥＬが照射される投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを囲むように配置されている。本実施形態においては、第１供給口１２は、図３に示したように、投影領域ＡＲを囲むように、ノズル部材７０の下面において環状のスリット状に形成されている。また、本実施形態においては、投影領域ＡＲは、Ｙ軸方向（非走査方向）を長手方向とする矩形状に設定されている。
第１供給流路１４は、第１供給管１３の他端部にその一部を接続されたバッファ流路部１４Ｈと、その上端部をバッファ流路部１４Ｈに接続し、下端部を第１供給口１２に接続した傾斜流路部１４Ｓとを備えている。傾斜流路部１４Ｓは第１供給口１２に対応した形状を有し、そのＸＹ平面に沿った断面は第１光学素子ＬＳ１を囲む環状のスリット状に形成されている。傾斜流路部１４Ｓは、その内側に配置されている第１光学素子ＬＳ１の側面に応じた傾斜角度を有しており、図４から分るように側断面視において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから離れるにつれて、基板Ｐの表面との間隔が大きくなるように形成されている。
バッファ流路部１４Ｈは、傾斜流路部１４Ｓの上端部を囲むようにその外側に設けられており、ＸＹ方向（水平方向）に拡がるように形成された空間部である。バッファ流路部１４Ｈの内側（光軸ＡＸ側）と傾斜流路部１４Ｓの上端部とは接続しており、その接続部は曲がり角部１７となっている。そして、その接続部（曲がり角部）１７の近傍、具体的にはバッファ流路部１４Ｈの内側（光軸ＡＸ側）の領域には、傾斜流路部１４Ｓの上端部を囲むように形成された堤防部１５が設けられている。堤防部１５はバッファ流路部１４Ｈの底面より＋Ｚ方向に突出するように設けられている。堤防部１５とノズル部材の上面（後述する天板部７２Ｂ）との間に、バッファ流路部１４Ｈよりも狭い狭流路部１４Ｎが形成されている。
本実施形態においては、ノズル部材７０は、第１部材７１と、第２部材７２とを組み合わせて形成されている。第１、第２部材７１、７２は、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ジュラルミン、またはこれらを少なくとも二つ含む合金によって形成可能である。
第１部材７１は、側板部７１Ａと、側板部７１Ａの上部の所定位置にその外側端部を接続した天板部７１Ｂと、天板部７１Ｂの内側端部にその上端部を接続した傾斜板部７１Ｃと、傾斜板部７１Ｃの下端部に接続した底板部７１Ｄ（図３参照）とを有しており、それら各板部は互いに接合されて一体化されている。第２部材７２は、第１部材７１の上端部にその外側端部を接続した天板部７２Ｂと、天板部７２Ｂの内側端部にその上端部を接続した傾斜板部７２Ｃと、傾斜板部７２Ｃの下端部に接続した底板部７２Ｄとを有しており、それら各板部は互いに接合されて一体化されている。そして、第１部材７１の天板部７１Ｂによってバッファ流路部１４Ｈの底面が形成され、第２部材７２の天板部７２Ｂの下面によってバッファ流路部１４Ｈの天井面が形成されている。また、第１部材７１の傾斜板部７１Ｃの上面（投影光学系ＰＬ側に向く面）によって傾斜流路部１４Ｓの底面が形成され、第２部材７２の傾斜板部７２Ｃの下面（投影光学系ＰＬとは反対側に向く面）によって傾斜流路部１４Ｓの天井面が形成されている。第１部材７１の傾斜板部７１Ｃ及び第２部材７２の傾斜板部７２Ｃのそれぞれはすり鉢状に形成されている。これら第１、第２部材７１、７２を組み合わせることによってスリット状の供給流路１４が形成される。また、バッファ流路部１４Ｈの外側は、第１部材７１の側板部７１Ａの上部領域によって閉塞されており、第２部材７２の傾斜板部７２Ｃの上面（すなわちノズル部材７０の内側面７０Ｔ）は、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの側面ＰＫＴと対向している。
第１回収口２２は、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの上方において、その基板Ｐ表面と対向するように設けられている。第１回収口２２と基板Ｐ表面とは所定距離だけ離れている。第１回収口２２は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲに対して第１供給口１２の外側に、第１供給口１２よりも離れて設けられており、第１供給口１２、及び露光光ＥＬが照射される投影領域ＡＲを囲むように形成されている。具体的には、第１部材７１の側板部７１Ａ、天板部７１Ｂ、及び傾斜板部７１Ｃによって下向きに開口する空間部２４が形成されており、空間部２４の前記開口部により第１回収口２２が形成されており、前記空間部２４により第１回収流路２４が形成されている。そして、第１回収流路（空間部）２４の一部に、第１回収管２３の他端部が接続されている。
第１回収口２２には、その第１回収口２２を覆うように複数の孔を有する多孔部材２５が配置されている。多孔部材２５は複数の孔を有したメッシュ部材により構成されている。多孔部材２５としては、例えば略六角形状の複数の孔からなるハニカムパターンを形成されたメッシュ部材によって構成可能である。多孔部材２５は薄板状に形成されており、例えば１００μｍ程度の厚みを有するものである。
多孔部材２５は、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）などからなる多孔部材の基材となる板部材に孔あけ加工を施すことで形成可能である。また、第１回収口２２に、複数の薄板状の多孔部材２５を重ねて配置することも可能である。また、多孔部材２５に、第１液体ＬＱ１への不純物の溶出を抑えるための表面処理、あるいは親液性を高めるための表面処理を施してもよい。そのような表面処理としては、多孔部材２５に酸化クロムを付着する処理が挙げられ、例えば株式会社神鋼環境ソリューションの「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理が挙げられる。このような表面処理を施すことにより、多孔部材２５から第１液体ＬＱ１に不純物が溶出する等の不都合を防止できる。また、ノズル部材７０（第１、第２部材７１、７２）に上述した表面処理を施してもよい。なお、第１液体ＬＱ１への不純物の溶出が少ない材料（チタンなど）を用いて多孔部材２５を形成してもよい。
ノズル部材７０は平面視四角形状である。図３に示すように、第１回収口２２は、ノズル部材７０の下面において、投影領域ＡＲ及び第１供給口１２を取り囲むように平面視枠状（口の字状）に形成されている。そして、その第１回収口２２に薄板状の多孔部材２５が配置されている。また、第１回収口２２（多孔部材２５）と第１供給口１２との間には、第１部材７１の底板部７１Ｄが配置されている。第１供給口１２は、第１部材７１の底板部７１Ｄと、第２部材７２の底板部７２Ｄとの間において平面視環状のスリット状に形成されたものである。
ノズル部材７０のうち、底板部７１Ｄ、７２Ｄそれぞれの基板Ｐと対向する面（下面）は、ＸＹ平面と平行な平坦面となっている。すなわち、ノズル部材７０は、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面（ＸＹ平面）と対向するように、且つ基板Ｐの表面と略平行となるように形成された下面を有する底板部７１Ｄ、７２Ｄを備えた構成となっている。また、本実施形態においては、底板部７１Ｄの下面と底板部７２Ｄの下面とは略面一であり、基板ステージＰＳＴに配置された基板Ｐ表面とのギャップが最も小さくなる部分となる。これにより、底板部７１Ｄ、７２Ｄの下面と基板Ｐとの間で第１液体ＬＱ１を良好に保持して第１液浸領域ＬＲ１を形成することができる。以下の説明においては、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面と対向するように、且つ基板Ｐの表面（ＸＹ平面）と略平行となるように形成された底板部７１Ｄ、７２Ｄの下面（平坦部）を合わせて、「ランド面７５」と適宜称する。
ランド面７５は、ノズル部材７０のうち、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐに最も近い位置に配置された面である。なお本実施形態においては、底板部７１Ｄの下面と底板部７２Ｄの下面とは略面一となっているため、底板部７１Ｄの下面及び底板部７２Ｄの下面を合わせてランド面７５としているが、底板部７１Ｄの下面にも多孔部材２５を配置して第１回収口２２の一部としてもよい。この場合は、底板部７２Ｄの下面のみがランド面７５となる。
多孔部材２５は、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐと対向する下面２６を有している。そして、多孔部材２５は、その下面２６が基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面（すなわちＸＹ平面）に対して傾斜するように第１回収口２２に設けられている。
すなわち、第１回収口２２に設けられた多孔部材２５は、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面と対向する斜面（下面）２６を有している。第１液体ＬＱ１は、第１回収口２２に配置された多孔部材２５の斜面２６を介して回収される。すなわち第１回収口２２は斜面２６に形成された構成となっている。また、第１回収口２２は、露光光ＥＬが照射される投影領域ＡＲを囲むように形成されているため、その第１回収口２２に配置された多孔部材２５の斜面２６は、露光光ＥＬが照射される投影領域ＡＲを囲むように形成された構成となっている。
基板Ｐと対向する多孔部材２５の斜面２６は、投影光学系ＰＬ（露光光ＥＬ）の光軸ＡＸから離れるにつれて、基板Ｐの表面との間隔が大きくなるように形成されている。図３に示すように、本実施形態においては、第１回収口２２は平面視ロの字状に形成され、その第１回収口２２には４枚の多孔部材２５Ａ〜２５Ｄが組み合わされて配置されている。
このうち、投影領域ＡＲに対してＸ軸方向（走査方向）両側のそれぞれに配置されている多孔部材２５Ａ、２５Ｃは、その表面とＸＺ平面とを直交させつつ、光軸ＡＸから離れるにつれて基板Ｐの表面との間隔が大きくなるように配置されている。また、投影領域ＡＲに対してＹ軸方向の両側のそれぞれに配置されている多孔部材２５Ｂ、２５Ｄは、その表面とＹＺ平面とを直交させつつ、光軸ＡＸから離れるにつれて基板Ｐの表面との間隔が大きくなるように配置されている。
第１部材７１の傾斜板部７１Ｃの下端部に接続された底板部７１Ｄの下面と側板部７１Ａの下端部とは、Ｚ軸方向においてほぼ同じ位置（高さ）に設けられている。また、多孔部材２５は、その斜面２６の内縁部と底板部７１Ｄの下面（ランド面７５）とがほぼ同じ高さになるように、且つ斜面２６の内縁部と底板部７１Ｄの下面（ランド面７５）とが連続するように、ノズル部材７０の第１回収口２２に取り付けられている。すなわち、ランド面７５は、多孔部材２５の斜面２６と連続的に形成されている。また、多孔部材２５は光軸ＡＸから離れるにつれて基板Ｐの表面との間隔が大きくなるように配置されている。
そして、斜面２６（多孔部材２５）の外縁部の外側には、側板部７１Ａの下部の一部の領域によって形成された壁部７６が設けられている。壁部７６は、多孔部材２２（斜面２６）を囲むように、その周縁に設けられたものであって、投影領域ＡＲに対して第１回収口２２の外側に設けられており、第１液体ＬＱ１の漏出を抑制するためのものである。
ランド面７５を形成する底板部７２Ｄの一部は、Ｚ軸方向に関して、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間に配置されている。すなわち、ランド面７５を形成する底板部７２Ｄの一部が、投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１の下にもぐり込んでいる。また、ランド面７５を形成する底板部７２Ｄの中央部には、露光光ＥＬが通過する開口部７４が形成されている。開口部７４は、投影領域ＡＲに応じた形状を有しており、本実施形態においてはＹ軸方向（非走査方向）を長手方向とする楕円状に形成されている。開口部７４は投影領域ＡＲよりも大きく形成されており、投影光学系ＰＬを通過した露光光ＥＬは、底板部７２Ｄに遮られることなく、基板Ｐ上に到達できる。すなわち、ランド面７５を形成する底板部７２Ｄは、露光光ＥＬの光路を囲むように、露光光ＥＬの光路を妨げない位置において、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１の下にもぐり込むようにして配置されている。換言すれば、ランド面７５は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間において、投影領域ＡＲを囲むように配置されている。また、底板部７２Ｄは、その下面をランド面７５として、基板Ｐの表面と対向するように配置されており、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１及び基板Ｐとは接触しないように設けられている。なお、開口部７４のエッジ部７４Ｅは、直角状であってもよいし、鋭角に形成されていてもよいし、円弧状に形成されていてもよい。
そして、ランド面７５は、露光光ＥＬが照射される投影領域ＡＲと第１回収口２２に配置された多孔部材２５の斜面２６との間に配置された構成となっている。第１回収口２２は、投影領域ＡＲに対してランド面７５の外側で、且つランド面７５を囲むように配置された構成となっている。また、第１供給口１２も、投影領域ＡＲに対してランド面７５（底板部７２Ｄ）の外側に配置された構成となっている。第１供給口１２は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲと第１回収口２２との間に設けられた構成となっており、第１液浸領域ＬＲ１を形成するための第１液体ＬＱ１は、第１供給口１２を介して、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲと第１回収口２２との間で供給される。
なお本実施形態においては、第１回収口２２は口の字状に形成され、ランド面７５を囲むように配置された構成であるが、投影領域ＡＲに対してランド面７５よりも外側であれば、ランド面７５を囲まないように配置されていてもよい。例えば、第１回収口２２は、ノズル部材７０の下面のうち、投影領域ＡＲに対して走査方向（Ｘ軸方向）両側のランド面７５よりも外側の所定領域に分割して配置されていてもよい。あるいは、第１回収口２２は、ノズル部材７０の下面のうち、投影領域ＡＲに対して非走査方向（Ｙ軸方向）両側に、ランド面７５よりも外側の所定領域に分割して配置されていてもよい。一方、第１回収口２２をランド面７５を囲むように配置することで、第１回収口２２を介して第１液体ＬＱ１をより確実に回収することができる。
上述したように、ランド面７５は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間に配置されており、基板Ｐ表面と第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１との距離は、基板Ｐ表面とランド面７５との距離よりも長くなっている。すなわち、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１は、ランド面７５より高い位置に（基板Ｐに対して遠くなるように）形成されている。
また、ランド面７５に連続的に形成された斜面２６を含む第１回収口２２の少なくとも一部は、Ｚ軸方向に関して、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間で基板Ｐの表面と対向するように配置されている。すなわち、第１回収口２２の少なくとも一部は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１より低い位置に（基板Ｐに対して近くなるように）設けられている。そして、斜面２６を含む第１回収口２２は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１の周囲に配置された構成となっている。
本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との距離は４ｍｍ程度であり、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの距離、すなわち露光光ＥＬの光路における液体ＬＱ１の厚さは３ｍｍ程度であり、ランド面７５と基板Ｐとの距離は１ｍｍ程度である。そして、ランド面７５には第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１が接触するようになっており、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１にも第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１が接触するようになっている。すなわち、ランド面７５及び下面Ｔ１は、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１と接触する液体接触面となっている。
なお、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との距離は上記４ｍｍに限られず、３〜１０ｍｍの範囲で設定することができ、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの距離は、上記３ｍｍに限られず、液体ＬＱ１による露光光ＥＬの吸収と、第１空間Ｋ１での液体ＬＱ１の流れとを考慮して、１〜５ｍｍの範囲で設定することができる。また、ランド面７５と基板Ｐとの距離も、上記１ｍｍに限られず、０．５〜１ｍｍの範囲で設定することができる。
投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１の下面（液体接触面）Ｔ１は、親液性（親水性）を有している。本実施形態においては、下面Ｔ１に対して親液化処理が施されており、その親液化処理によって、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１が親液性となっている。また、ランド面７５も親液化処理されて親液性を有している。なお、ランド面７５の一部は撥液化処理されて撥液性を有していてもよい。
第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１等の所定部材を親液性にするための親液化処理としては、例えば、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の親液性材料を付着させる等の処理が挙げられる。あるいは、本実施形態における液体ＬＱは極性の大きい水であるため、親液化処理（親水化処理）としては、例えばアルコールなどＯＨ基を持った極性の大きい分子構造の物質で薄膜を形成することで、親液性（親水性）を付与することもできる。また、第１光学素子ＬＳ１を蛍石又は石英で形成することにより、これら蛍石又は石英は水との親和性が高いため、親液化処理を施さなくても、良好な親液性を得ることができ、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１のほぼ全面に第１液体ＬＱ１を密着させることができる。なお、ランド面７５の一部（例えば、底板部７１Ｄの下面）を第１液体ＬＱ１に対して撥液性にしてもよい。
また、ランド面７５の一部を撥液性にするための撥液化処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を付着させる等の処理が挙げられる。また、基板ステージＰＳＴの上面９１を撥液性にすることにより、液浸露光中における基板Ｐ外側（上面９１外側）への第１液体ＬＱ１の流出を抑え、また液浸露光後においても第１液体ＬＱ１を円滑に回収できて上面９１に第１液体ＬＱ１が残留する不都合を防止できる。
基板Ｐ上に第１液体ＬＱ１を供給するために、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給部１１を駆動して第１液体供給部１１より第１液体ＬＱ１を送出する。第１液体供給部１１より送出された第１液体ＬＱ１は、第１供給管１３を流れた後、ノズル部材７０の第１供給流路１４のうちバッファ流路部１４Ｈに流入する。バッファ流路部１４Ｈは水平方向に拡がる空間部であり、バッファ流路部１４Ｈに流入した第１液体ＬＱ１は水平方向に拡がるように流れる。バッファ流路部１４Ｈの流路下流側である内側（光軸ＡＸ側）の領域には堤防部１５が形成されているため、第１液体ＬＱ１はバッファ流路部１４Ｈの全域に拡がった後、一旦貯められる。そして、バッファ流路部１４Ｈに第１液体ＬＱ１が所定量以上貯まった後（第１液体ＬＱ１の液面が堤防部１５の高さ以上になった後）、狭流路部１４Ｎを介して傾斜流路部１４Ｓに流入する。傾斜流路部１４Ｓに流入した第１液体ＬＱ１は、傾斜流路部１４Ｓを下方に向かって流れ、第１供給口１２より投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐ上に供給される。第１供給口１２は基板Ｐの上方より基板Ｐ上に第１液体ＬＱ１を供給する。
このように、堤防部１５を設けたことにより、バッファ流路部１４Ｈから流れ出た第１液体ＬＱ１は、投影領域ＡＲを囲むように環状に形成された第１供給口１２の全域からほぼ均一に基板Ｐ上に供給される。つまり、堤防部１５（狭流路部１４Ｎ）が形成されていないと、傾斜流路部１４Ｓを流れる第１液体ＬＱ１の流量は、第１供給管１３とバッファ流路部１４Ｈとの接続部近傍の領域のほうが他の領域よりも多くなるため、環状に形成された第１供給口１２の各位置において基板Ｐ上に対する液体供給量が不均一となる場合がある。しかしながら、狭流路部１４Ｎを設けてバッファ流路部１４Ｈを形成し、そのバッファ流路部１４Ｈに所定量以上の第１液体ＬＱ１が貯められた後、第１供給口１２への液体供給が開始されるようにしたので、第１供給口１２の各位置における流量分布や流速分布を均一化した状態で基板Ｐ上に第１液体ＬＱ１を供給することができる。ここで、第１供給流路１４の曲がり角部１７近傍には例えば供給開始時などに気泡が残存しやすいが、この曲がり角部１７近傍の第１供給流路１４を狭めて狭流路部１４Ｎを形成したことにより、狭流路部１４Ｎを流れる第１液体ＬＱ１の流速を高速化でき、その高速化された第１液体ＬＱ１の流れにより気泡を第１供給口１２を介して第１供給流路１４外部に排出できる。そして、気泡を排出した後、液浸露光動作を実行することにより、第１液浸領域ＬＲ１に気泡がない状態で露光処理できる。なお堤防部１５は、バッファ流路１４Ｈの天井面より−Ｚ方向に突出するように設けられていてもよい。要は、バッファ流路部１４Ｈよりも狭い狭流路部１４Ｎが、バッファ流路部１４Ｈよりも流路下流側に設けられていればよい。
なお、堤防部１５を部分的に低く（高く）してもよい。堤防部１５に部分的に高さの異なる領域を設けておくことによって、第１供給口１２からの第１液体ＬＱ１の供給が部分的に異なるタイミングで開始することができるので、第１液体ＬＱ１の供給を開始したときに液浸領域ＡＲ２を形成する液体中への気体（気泡）の残留を防止することができる。
またバッファ流路部１４Ｈを複数の流路に分割して、スリット状の液体供給口１２の位置に応じて異なる量の液体ＬＱを供給できるようにしてもよい。
また、基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１を回収するために、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体回収部２１を駆動する。真空系を有する第１液体回収部２１が駆動されることにより、基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１は、多孔部材２５を配置された第１回収口２２を介して第１回収流路２４に流入する。第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１を回収するとき、その第１液体ＬＱ１には多孔部材２５の下面（斜面）２６が接触する。第１回収口２２（多孔部材２５）は基板Ｐの上方において、基板Ｐに対向するように設けられているため、基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１を上方より回収する。第１回収流路２４に流入した第１液体ＬＱ１は、第１回収管２３を流れた後、第１液体回収部２１に回収される。
次に、図４、図５、図６、及び図７を参照しながら第２液浸機構２について説明する。
図４において、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２とは、同一の鏡筒（支持部材）ＰＫに支持されており、露光光ＥＬの光路に対してほぼ静止した状態で支持されている。第１光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫの下端部に設けられた第１支持部９１に支持されている。第２光学素子ＬＳ２は、鏡筒ＰＫの内部において第１支持部９１よりも上方に設けられた第２支持部９２に支持されている。第２光学素子ＬＳ２の上部には被支持部であるフランジ部Ｆ２が設けられており、第２支持部９２はフランジ部Ｆ２を支持することによって、第２光学素子ＬＳ２を支持している。また、第１光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫの第１支持部９１に対して容易に取り付け・外し可能となっている。すなわち、第１光学素子ＬＳ１は交換可能に設けられている。なお、第１光学素子ＬＳ１を支持する第１支持部９１を、第２支持部９２に対して取り付け/取り外し可能とし、第１支持部９１と第１光学素子ＬＳ１とを一緒に交換してもよい。
第１光学素子ＬＳ１は平行平面板であって、下面Ｔ１と上面Ｔ２とは平行である。また、下面Ｔ１及び上面Ｔ２はＸＹ平面とほぼ平行となっている。基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面とＸＹ平面とはほぼ平行であるため、下面Ｔ１及び上面Ｔ２は基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面とほぼ平行となっている。また、第１支持部９１に支持された第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と、鏡筒ＰＫの下面ＰＫＡとはほぼ面一となっている。ランド面７５を形成する底板部７２Ｄは、下面Ｔ１及び下面ＰＫＡの下にもぐり込むようにして配置されている。すなわち、底板部７２Ｄは、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１及び鏡筒ＰＫの下面ＰＫＡの下方に延在している。
第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３は平面状に形成されており、第２支持部９２に支持された第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と、第１支持部９１に支持された第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とは、ほぼ平行となっている。一方、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４は、物体面側（マスクＭ側）に向かって凸状に形成されており、正の屈折率を有している。これにより、上面Ｔ４に入射する光（露光光ＥＬ）の反射損失が低減されており、ひいては投影光学系ＰＬの大きい像側開口数が確保されている。また、屈折率（レンズ作用）を有する第２光学素子ＬＳ２は、良好に位置決めされた状態で鏡筒ＰＫの第２支持部９２に支持されている。
また、本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と対向する第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の外径Ｄ３は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２よりも小さく形成されている。
そして、上述したように、露光光ＥＬは、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４及び下面Ｔ３それぞれの所定領域を通過するとともに、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２及び下面Ｔ１それぞれの所定領域を通過する。
鏡筒ＰＫと第１光学素子ＬＳ１との接続部などはシールされている。すなわち、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側の第１空間Ｋ１と上面Ｔ２側の第２空間Ｋ２とは互いに独立した空間であり、第１空間Ｋ１と第２空間Ｋ２との間での液体の流通が阻止されている。上述したように、第１空間Ｋ１は、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の空間であって、その第１空間Ｋ１に第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１が形成される。一方、第２空間Ｋ２は、鏡筒ＰＫの内部空間の一部であって、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とその上方に配置された第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間の空間である。そして、第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２の第２液浸領域ＬＲ２が形成される。また、第２光学素子ＬＳ２の側面Ｃ２と、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣとの間には間隙が設けられている。
図４に示すように、第２供給管３３の他端部は、鏡筒ＰＫの内部に形成された第２供給流路３４の一端部に接続している。一方、鏡筒ＰＫの第２供給流路３４の他端部は、鏡筒ＰＫの内側（内部空間）に配置された供給部材３５に接続されている。鏡筒ＰＫの内側に配置された供給部材３５は、第２空間Ｋ２に対して第２液体ＬＱ２を供給する液体供給口３２を有している。供給部材３５の内部には、第２液体ＬＱ２が流れる供給流路３６が形成されている。供給部材３５（供給流路３６）に対する第２供給流路３４の接続部は、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣにおいて第２空間Ｋ２の近傍に設けられている。
また、第２回収管４３の他端部は、鏡筒ＰＫの内部に形成された第２回収流路４４の一端部に接続している。一方、鏡筒ＰＫの第２回収流路４４の他端部は、鏡筒ＰＫの内側（内部空間）に配置された回収部材４５に接続されている。鏡筒ＰＫの内側に配置された回収部材４５は、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を回収する液体回収口４２を有している。
回収部材４５の内部には、第２液体ＬＱ２が流れる回収流路４６が形成されている。回収部材４５（回収流路４６）に対する第２回収流路４４の接続部は、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣにおいて第２空間Ｋ２の近傍に設けられている。
液体供給口３２、供給部材３５（供給流路３６）、第２供給流路３４、及び第２供給管３３は第２液体供給機構３０（第２液浸機構２）の一部を構成するものであり、液体回収口４２、回収部材４５（回収流路４６）、第２回収流路４４、及び第２回収管４３は第２液体回収機構４０（第２液浸機構２）の一部を構成するものである。以下の説明においては、第２液浸機構２の液体供給口３２を第２供給口３２と、第２液浸機構２の液体回収口４２を第２回収口４２と適宜称する。
図５は、第２液浸領域ＬＲ２を形成するための第２液浸機構２を説明するための図であって、図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。図５に示すように、供給部材３５は水平方向に延びる軸状部材によって構成されている。本実施形態においては、供給部材３５は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ’の＋Ｘ側に配置され、Ｘ軸方向に沿って延びるように設けられている。そして、供給部材３５の内部に形成されている供給流路３６の一端部が鏡筒ＰＫの内部に形成されている第２供給流路３４（図４参照）の他端部に接続されており、供給流路３６の他端部が第２供給口３２に接続されている。第２供給口３２は−Ｘ側に向くように形成されており、第２液体ＬＱ２を第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と略平行すなわちＸＹ平面と略平行に（横方向に）吹き出す。第２液浸機構２の第２供給口３２は第２空間Ｋ２に配置されているため、第２液体供給部３１は、第２供給管３３、第２供給流路３４、及び第２供給口３２等を介して、第２空間Ｋ２に接続された構成となっている。
供給部材３５と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との間、及び供給部材３５と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間にはそれぞれ間隙が設けられている。すなわち、供給部材３５は、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２のそれぞれに対して非接触状態となるように、鏡筒ＰＫあるいは所定の支持機構に支持されている。これにより、供給部材３５で発生した振動が、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２側に直接的に伝達することが防止されている。また供給部材３５を、第１光学素子ＬＳ１、第２光学素子ＬＳ２のそれぞれに対して非接触状態にすることで、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２の形状変化を抑制することができ、投影光学系ＰＬの高い結像性能を維持することが可能となる。
また、供給部材３５は、露光光ＥＬの照射を妨げない位置、すなわち第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ’の外側に設けられている。第２供給口３２は、第２空間Ｋ２のうち、所定領域ＡＲ’と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のエッジ部との間の所定位置に配置されている。
第２液浸領域ＬＲ２を形成するために、制御装置ＣＯＮＴが、第２液体供給機構３０の第２液体供給部３１より第２液体ＬＱ２を送出すると、その第２液体供給部３１より送出された第２液体ＬＱ２は、第２供給管３３を流れた後、鏡筒ＰＫの内部に形成された第２供給流路３４の一端部に流入する。そして、第２供給流路３４の一端部に流入した液体ＬＱ２は、第２供給流路３４を流れた後、その他端部に接続されている供給部材３５の供給流路３６の一端部に流入する。供給流路３６の一端部に流入した第２液体ＬＱ２は、供給流路３６を流れた後、第２供給口３２を介して第２空間Ｋ２に供給される。第２供給口３２より供給された第２液体ＬＱ２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ’よりも大きく、且つ上面Ｔ２よりも小さい一部の領域のみに、第２液浸領域ＬＲ２を局所的に形成する。第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に供給された第２液体ＬＱ２は、表面張力によって、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間に保持される。第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の一部の領域に接触するとともに、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３のほぼ全域に接触する。上述したように、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の外径Ｄ３は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２よりも小さいので、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に満たされた第２液体ＬＳ２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２よりも小さい第２液浸領域ＬＲ２を、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の下（（第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の上）に形成することができる。
なお、本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との距離、すなわち露光光ＥＬの光路における液体ＬＱ２の厚さは３ｍｍ程度である。ただし、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との距離は、上記３ｍｍに限られず、液体ＬＱ２による露光光ＥＬの吸収と、第２空間Ｋ２における液体ＬＱ２の流れとを考慮して、０．５〜５ｍｍの範囲で設定することができる。
ここで、図６に示すように、第２空間Ｋ２に面している第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、第２液浸領域ＬＲ２となる一部の領域である第１領域ＨＲ１の表面の第２液体ＬＱ２との親和性は、その第１領域ＨＲ１の周囲の領域である第２領域ＨＲ２の表面の第２液体ＬＱ２との親和性よりも高くなっている。すなわち、第１領域ＨＲ１の表面の第２液体ＬＱ２との接触角は、第２領域ＨＲ２の表面の第２液体ＬＱ２との接触角よりも小さくなっている。具体的には、第２領域ＨＲ２の表面は第２液体ＬＱ２に対して撥液性を有している。これにより、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の一部の領域（第１領域ＨＲ１）に第２液体ＬＱ２の第２液浸領域ＬＲ２を形成したとき、第２液体ＬＱ２が上面Ｔ２の外側に流出する不都合を防止することができる。また、第１領域ＨＲ１は、露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ’を含んでおり、その所定領域ＨＲ’を含む第１領域ＨＲ１の表面を親液性としておくことにより、第２液体ＬＱ２を第１領域ＨＲ１の表面に良好に密着させることができる。
本実施形態においては、第２領域ＨＲ２の表面に対して撥液化処理を施すことで、第２領域ＨＲ２の表面に撥液性を付与している。第２領域ＨＲ２の表面を撥液性にするための撥液化処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料からなる薄膜を貼付する等の処理が挙げられる。本実施形態においては、旭硝子社製「サイトップ」を第２領域ＨＲ２の表面に塗布している。
また、本実施形態においては、複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、少なくとも第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２と接触する第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２は石英によって形成されている。石英は、水である第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２との親和性が高いので、第１光学素子ＬＳ１の液体接触面である下面Ｔ１及び上面Ｔ２の第１領域ＨＲ１、及び第２光学素子ＬＳ２の液体接触面である下面Ｔ３のほぼ全域に第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を密着させることができる。したがって、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の液体接触面に第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を密着させて、第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との間の光路を第２液体ＬＱ２で確実に満たすことができるとともに、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の光路を第１液体ＬＱ１で確実に満たすことができる。
また、石英は屈折率の大きい材料であるため、例えば第２光学素子ＬＳ２などの大きさを小さくすることができ、投影光学系ＰＬ全体や露光装置ＥＸ全体をコンパクト化できる。また、石英は耐水性があるので、例えば上記液体接触面に保護膜を設ける必要がないなどの利点がある。
なお、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の少なくとも一方は、水との親和性が高い蛍石であってもよい。また、例えば光学素子ＬＳ３〜ＬＳ７を蛍石で形成し、光学素子ＬＳ１、ＬＳ２を石英で形成してもよいし、光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７の全てを石英（あるいは蛍石）で形成してもよい。
また、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の第１領域ＨＲ１を含む第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の液体接触面に、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の親液性材料を付着させる等の親水化（親液化）処理を施して、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２との親和性をより高めるようにしてもよい。あるいは、本実施形態における第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２は極性の大きい水であるため、親液化処理（親水化処理）としては、例えばアルコールなど極性の大きい分子構造の物質で薄膜を形成することで、この光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の液体接触面に親水性を付与することもできる。
なおここでは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ’を含む第１領域ＨＲ１の周囲の第２領域ＨＲ２を撥液性にしているが、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３のうち露光光ＥＬが通過する所定領域を含む一部の領域の周囲の領域を撥液性にしてもよい。
図５（ｂ）に戻って、回収部材４５は、軸部４５Ａと、その軸部４５Ａに接続する環状部４５Ｂとを備えている。軸部４５Ａは水平方向に延びるように設けられ、本実施形態においては、所定領域ＡＲ’に関して−Ｘ側に配置され、Ｘ軸方向に沿って延びるように設けられている。環状部４５Ｂは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のエッジ部よりも小さく形成されており、その−Ｘ側の一部が軸部４５Ａと接続されている。一方、環状部４５Ｂの＋Ｘ側の一部は開口しており、その開口部４５Ｋに供給部材３５が配置されている。
回収部材４５の内部には、回収部材４５の形状に応じた回収流路４６が形成されている。回収部材４５のうち軸部４５Ａの内部に形成された回収流路４６の一端部が、鏡筒ＰＫの内部に形成されている第２回収流路４４（図４参照）の他端部に接続されている。また、回収部材４５の環状部４５Ｂの内部には、所定領域ＡＲ’を囲むように環状の回収流路４６が形成されている。そして、軸部４５Ａの内部に形成された回収流路４６の他端部が、環状部４５Ｂの内部に形成された環状の回収流路４６の一部に接続されている。
第２回収口４２は、環状部４５Ｂの所定領域ＡＲ’を向く内側面に形成されている。第２回収口４２は、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を回収するためのものであって、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に形成される第２液浸領域ＬＲ２を囲むように、環状部４５Ｂの内側面に複数設けられている。環状部４５Ｂの内側面に設けられている複数の第２回収口４２のそれぞれは、環状部４５Ｂの内部に形成された回収流路４６に接続されている。第２液浸機構２の第２回収口４２は第２空間Ｋ２に配置されているため、第２液体回収部４１は、第２回収管４３、第２回収流路４４、及び第２回収口４２等を介して、第２空間Ｋ２に接続された構成となっている。
また、回収部材４５（環状部４５Ｂ）は、露光光ＥＬの照射を妨げない位置、すなわち第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ’を囲むように、その所定領域ＡＲ’の外側に設けられている。そして、第２回収口４２は、第２空間Ｋ２のうち、所定領域ＡＲ’と上面Ｔ２のエッジ部との間の所定位置に配置されている。
回収部材４５と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との間、及び回収部材４５と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間にはそれぞれ間隙が設けられている。すなわち、回収部材４５は、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２のそれぞれに対して非接触状態となるように、鏡筒ＰＫあるいは所定の支持機構に支持されている。これにより、回収部材４５で発生した振動が、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２側に直接的に伝達することが防止されている。
第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２を回収するとき、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体回収機構４０の第２液体回収部４１を駆動する。真空系を有する第２液体回収部４１の駆動により、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２は、第２回収口４２を介して回収部材４５のうち環状部４５Ｂの内部に形成された回収流路４６に流入する。第２回収口４２は第２液浸領域ＬＲ２を囲むように配置されているため、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２は、その周囲より第２回収口４２を介して回収される。なお、第２回収口４２にも多孔部材を配置して、第２液体ＬＱ２を回収する際の振動を抑制することが望ましい。
ここで、図６に示すように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、撥液性を有する第２領域ＨＲ２には、内側（所定領域ＡＲ’側）に突出する凸領域ＨＲＴを備えている。本実施形態においては、凸領域ＨＲＴは、回収部材４５の環状部４５Ｂの開口部４５Ｋに対応する位置に設けられている。こうすることにより、第２供給口３２からの第２液体ＬＱ２の供給を停止した状態で、第２液浸領域ＡＲ２の周囲から第２回収口４２を介して第２液体ＬＱ２を回収するとき、第２液浸領域ＡＲ２の第２液体ＬＱ２は、図７に示す模式図のように、凸領域ＨＲＴを基準として分割されるように、その周囲に配置された第２回収口４２を介して回収される。こうすることにより、第２液体ＬＱ２が回収しきれず、例えば第１領域ＨＲ１の中央部に残存する等の不都合を防止することができる。したがって、残存した第２液体ＬＱ２が気化して上面Ｔ２に付着跡（所謂ウォーターマーク）が形成される等、残存した第２液体ＬＱ２に起因する不都合の発生を防止することができる。
なお、本実施形態においては、凸領域ＨＲＴは、回収部材４５の環状部４５Ｂの開口部４５Ｋに対応する位置に設けられているが、開口部４５Ｋに対応する位置以外の位置に設けるようにしてもよい。また、図に示す凸領域ＨＲＴは、平面視においてほぼ矩形状であるが、三角形状や半円状など、任意の形状を採用することができる。
そして、環状部４５Ｂの内部に形成された回収流路４６に流入した第２液体ＬＱ２は、軸部４５Ａの内部に形成された回収流路４６で集合した後、鏡筒ＰＫの内部に形成された第２回収流路４４に流入する。第２回収流路４４を流れた第２液体ＬＱ２は、第２回収管４３を介して第２液体回収部４１に吸引回収される。
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に露光する方法について説明する。
基板Ｐの露光を行うに際し、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給機構３０より第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２を供給する。第２液体供給機構３０が第２液体ＬＱ２を供給することで、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ’を含む一部の領域のみが第２液浸領域ＬＲ２となるように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２との間が第２液体ＬＱ２で満たされる。第２液体供給機構３０より供給された第２液体ＬＱ２は、所定領域ＨＲ’を含む上面Ｔ２上の一部に、所定領域ＨＲ’よりも大きく且つ上面Ｔ２よりも小さい第２液浸領域ＬＲ２を局所的に形成する。そして、第２液浸領域ＬＲ２が形成された後、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給機構３０による第２液体ＬＱ２の供給を停止する。第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２液体ＬＱ２は表面張力によって保持され、第２液浸領域ＡＲ２は維持される。
ロード位置において基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされた後、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを保持した基板ステージＰＳＴを投影光学系ＰＬの下、すなわち露光位置に移動する。そして、基板ステージＰＳＴと投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１とを対向させた状態で、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給機構１０による単位時間あたりの第１液体ＬＱ１の供給量及び第１液体回収機構２０による単位時間あたりの第１液体ＬＱ１の回収量を最適に制御しつつ、第１液体供給機構１０及び第１液体回収機構２０による液体ＬＱ１の供給及び回収を行い、第１空間Ｋ１のうち、少なくとも露光光ＥＬの光路上に第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１を形成し、その露光光ＥＬの光路を第１液体ＬＱ１で満たす。
ここで、基板ステージＰＳＴ上の所定位置には、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているような基板アライメント系、及び特開平７−１７６４６８号公報に開示されているようなマスクアライメント系によって計測される基準マークを備えた基準部材（計測部材）が設けられている。更に、基板ステージＰＳＴ上の所定位置には、光計測部として例えば特開昭５７−１１７２３８号公報に開示されているような照度ムラセンサ、例えば特開２００２−１４００５号公報に開示されているような空間像計測センサ、及び例えば特開平１１−１６８１６号公報に開示されているような照射量センサ（照度センサ）などが設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光処理を行う前に、基準部材上のマーク計測や、光計測部を使った各種計測動作を行い、その計測結果に基づいて、基板Ｐのアライメント処理や、投影光学系ＰＬの結像特性調整（キャリブレーション）処理を行う。例えば光計測部を使った計測動作を行う場合には、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動することで第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１に対して基板ステージＰＳＴを相対的に移動し、光計測部上に第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１を配置し、その状態で第１液体ＬＱ１及び第２液体ＬＱ２を介した計測動作を行う。なお、マスクアライメント系によって計測される基準マークの計測、及び／又は光計測部を用いた各種のキャリブレーション処理は、露光対象の基板Ｐが基板ステージＰＳＴに載せられる前に実行してもよい。
上記アライメント処理及びキャリブレーション処理を行った後、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給機構１０による基板Ｐ上に対する第１液体ＬＱ１の供給と並行して、第１液体回収機構２０による基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１の回収を行いつつ、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴをＸ軸方向（走査方向）に移動しながら、投影光学系ＰＬ、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２側に形成された第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２、及び第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側に形成された第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１を介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して、マスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影露光する。第１液供給機構１０より供給された第１液体ＬＱ１は、投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい第１液浸領域ＬＲ１を局所的に形成している。また、第２液供給機構３０より供給された第２液体ＬＱ２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち所定領域ＡＲ’を含む上面Ｔ２上の一部に、所定領域ＡＲ’よりも大きく且つ上面Ｔ２よりも小さい第２液浸領域ＬＲ２を局所的に形成している。
基板Ｐの露光中においては、第１液浸機構１による第１液体ＬＱ１の供給動作及び回収動作が継続され、第１液浸領域ＬＲ１の大きさや形状を所望状態に維持しつつ、第１エレメントと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路が第１液体ＬＱ１で満たされる。一方、基板Ｐの露光中においては、第２液浸機構２による第２液体ＬＱ２の供給動作及び回収動作は行われない。すなわち、第２空間Ｋ２に溜められた（表面張力によって保持された）状態の第２液体ＬＱ２を介して露光が行われる。基板Ｐの露光中に第２液体ＬＱ２の供給及び回収を行わないようにすることで、基板Ｐの露光中には、第２液体ＬＱ２の供給及び／又は回収に伴う振動が発生しない。したがって、振動に起因する露光精度の劣化を防止することができる。
また、第２液体ＬＱ２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上のうち露光光ＥＬが通過する所定領域ＨＲ’を含む一部の領域のみに局所的に第２液浸領域ＬＲ２を形成するため、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外側への第２液体ＬＱ２の漏出を防止することができる。したがって、第１光学素子ＬＳ１を支持する鏡筒ＰＫ（第１支持部９１）への第２液体ＬＱ２の付着や浸入を防止することができ、その鏡筒ＰＫ（第１支持部９１）の劣化を防止できる。また、漏出した第２液体ＬＱ２に起因する第１光学素子ＬＳ２周辺の機械部品や電気部品の劣化を防止できる。
また、第２液体ＬＱ２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上において局所的に第２液浸領域ＬＲ２を形成するため、例えば鏡筒ＰＫや第１支持部９１等には接触しない。したがって、第２液浸領域ＬＲ２を形成する第２液体ＬＱ２に対して鏡筒ＰＫや第１支持部９１等から発生する金属イオン等の不純物が混入する等の不都合を防止できる。したがって、第２液体ＬＱ２の清浄度を維持した状態で、露光処理及び計測処理を良好に行うことができる。
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に投影露光するものであって、走査露光時には、投影光学系ＰＬ、及び第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２の第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を介してマスクＭの一部のパターン像が投影領域ＡＲ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ＡＲ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。
本実施形態においては、レンズ作用を有する第２光学素子ＬＳ２の下に、平行平面板からなる第１光学素子ＬＳ１が配置されているが、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側の第１空間Ｋ１、及び上面Ｔ２側の第２空間Ｋ２のそれぞれに第１液体ＬＱ１、及び第２液体ＬＱ２を満たすことで、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３や第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２での反射損失が低減され、投影光学系ＰＬの大きな像側開口数を確保した状態で、基板Ｐを良好に露光することができる。
本実施形態においては、多孔部材２５は基板Ｐの表面に対して傾斜しており、第１回収口２２に配置された多孔部材２５の斜面２６を介して第１液体ＬＱ１を回収する構成であって、第１液体ＬＱ１は斜面２６を含む第１回収口２２を介して回収される構成である。
また、ランド面７５と斜面２６とは連続的に形成されている。その場合において、図８（ａ）に示す初期状態（ランド面７５と基板Ｐとの間に第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１が形成されている状態）から、基板Ｐを第１液浸領域ＬＲ１に対して＋Ｘ方向に所定速度で所定距離だけスキャン移動した場合、図８（ｂ）に示すような状態となる。図８（ｂ）に示すようなスキャン移動後の所定状態においては、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１には、斜面２６に沿って斜め上方に移動する成分Ｆ１と、水平方向に移動する成分Ｆ２とが生成される。その場合、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１とその外側の空間との界面（気液界面）ＬＧの形状は維持される。また、たとえ第１液浸領域ＬＲ１に対して基板Ｐを高速に移動したとしても、界面ＬＧの形状の大きな変化を抑制できる。
また、斜面２６と基板Ｐとの間の距離は、ランド面７５と基板Ｐとの間の距離よりも大きい。すなわち、斜面２６と基板Ｐとの間の空間は、ランド面７５と基板Ｐとの間の空間よりも大きい。したがって、第１液浸領域ＬＲ１に対して基板Ｐを移動したとき、図８（ａ）に示す初期状態での界面ＬＧ’と、図８（ｂ）に示すスキャン移動後の所定状態での界面ＬＧとの距離Ｌを比較的小さくすることができる。そのため、第１液浸領域ＬＲ１の大きさを小さくすることができる。
例えば、図９（ａ）に示すように、ランド面７５と第１回収口２２に配置された多孔部材２５の下面２６’とが連続的に形成されており、多孔部材２５の下面２６’が基板Ｐに対して傾斜しておらず、基板Ｐ表面と略平行である場合、換言すれば、下面２６’を含む第１回収口２２が傾斜していない場合においても、第１液浸領域ＬＲ１に対して基板Ｐを移動したとき、界面ＬＧの形状は維持される。ところが、下面２６’は傾斜していないので、第１液体ＬＱ１には水平方向に移動する成分Ｆ２のみが生成され、上方に移動する成分（Ｆ１）はほとんど生成されない。その場合、界面ＬＧは基板Ｐの移動量とほぼ同じ距離を移動するため、初期状態での界面ＬＧ’とスキャン移動後の所定状態での界面ＬＧとの距離Ｌは比較的大きい値となり、それに伴って第１液浸領域ＬＲ１も大きくなる。すると、その大きな第１液浸領域ＬＲ１に応じてノズル部材７０も大型化しなければならず、また、第１液浸領域ＬＲ１の大きさに応じて基板ステージＰＳＴ自体の大きさや基板ステージＰＳＴの移動ストロークも大きくする必要があり、露光装置ＥＸ全体の巨大化を招く。そして、第１液浸領域ＬＲ１の大型化は、第１液浸領域ＬＲ１に対する基板Ｐのスキャン速度が高速化するにつれて顕著になる。
また、図９（ｂ）に示すように、ランド面７５と第１回収口２２（多孔部材２５の下面２６’）との間に段差を設けることによって、下面２６’と基板Ｐとの間の距離を、ランド面７５と基板Ｐとの間の距離よりも大きくした場合、換言すれば、下面２６’と基板Ｐとの間の空間を、ランド面７５と基板Ｐとの間の空間よりも大きくした場合、第１液体ＬＱ１には上方に移動する成分Ｆ１’が生成されるので、距離Ｌを比較的小さい値にすることができ、第１液浸領域ＬＲ１の大型化を抑制することができる。ところが、ランド面７５と下面２６’との間には段差が設けられており、ランド面７５と下面２６’とは連続的に形成されていないので、界面ＬＧの形状が崩れやすくなる。界面ＬＧの形状が崩れると、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１中に気体が噛み込んで第１液体ＬＱ１中に気泡が生成される不都合が発生する可能性が高くなる。また、例えば基板Ｐを＋Ｘ方向に高速スキャンしたとき、段差があると、界面ＬＧの形状が崩れるとともに上方に移動する成分Ｆ１’がより大きくなり、第１液浸領域ＬＲ１の最も＋Ｘ側の領域の第１液体ＬＱ１の膜厚が薄くなり、その状態で基板Ｐを−Ｘ方向（逆スキャン）に移動したとき、第１液体ＬＱ１がちぎれる現象が発生する可能性が高くなる。そのちぎれた液体（図９（ｂ）中、符号ＬＱ’参照）が、例えば基板Ｐ上に残存すると、その液体ＬＱ’の気化により基板Ｐ上に付着跡（所謂ウォーターマーク）が形成される不都合が生じる。また、界面ＬＧの形状が崩れると、第１液体ＬＱ１が基板Ｐの外側に流出し、周辺部材及び機器に錆びや漏電等の不都合を引き起こす可能性も高くなる。そして、前記不都合が発生する可能性は、第１液浸領域ＬＲ１に対する基板Ｐのスキャン速度が高速化するにつれて高くなる。
本実施形態においては、第１液浸機構１（第１液体回収機構２０）の第１回収口２２を、基板Ｐの表面と対向する斜面２６に形成したので、投影光学系ＰＬの像面側に形成された第１液浸領域ＬＲ１と基板Ｐとを相対移動させた場合においても、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１とその外側の空間との界面ＬＧの形状を維持することができ、第１液浸領域ＬＲ１の形状を所望状態に維持することができる。したがって、第１液体ＬＱ１中に気泡が生成されたり、あるいは液体を十分に回収できなかったり、液体が流出する等の不都合を回避することができる。また、第１回収口２２を斜面２６に設けることで、界面ＬＧの移動量を抑えることができるので、第１液浸領域ＬＲ１の大きさを小さくすることができる。したがって、露光装置ＥＸ全体のコンパクト化を図ることもできる。
また、基板Ｐを高速スキャンした場合、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１が外側に流出したり、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１が周囲に飛散する可能性が高くなるが、斜面２６の周縁に壁部７６を設けたので、第１液体ＬＱ１の漏出を抑制することができる。すなわち、多孔部材２５の周縁に壁部７６を設けることによって、壁部７６の内側にバッファ空間が形成されるので、液体ＬＱが壁部７６の内側面に達しても、液浸領域ＡＲ２を形成する液体ＬＱは壁部７６の内側のバッファ空間に拡がるため、壁部７６の外側への液体ＬＱの漏出をより確実に防止することできる。
また、ランド面７５の一部（底板部７２Ｄの下面）が投影領域ＡＲ１を囲むように投影光学系ＰＬの端面Ｔ１の下に配置されているので、ランド面７５の一部（底板部７２Ｄの下面）と基板Ｐ表面との間に形成される小さいギャップが、投影領域の近傍に、且つ投影領域を囲むように形成されるので、投影領域ＡＲ１を覆うために必要十分な小さな液浸領域を保ち続けることができる。したがって、基板Ｐをを高速に移動（スキャン）した場合にも、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中への気体の混入や液体ＬＱの流出などの不都合を抑えつつ、露光装置ＥＸ全体のコンパクト化を図ることができる。また、ランド面７５の一部（底板部７２Ｄの下面）の外側に液体供給口１２が配置されているので、液浸領域ＡＲ２を形成する液体ＬＱ中への気体（気泡）の混入が防止され、基板Ｐを高速で移動させた場合にも、露光光ＥＬの光路を液体で満たし続けることが可能となる。
上述した実施形態においては、薄板状の多孔部材２５を基板Ｐに対して傾斜して取り付けることで、斜面２６を形成しているが、ノズル部材７０の下面に、露光光ＥＬの光軸ＡＸから離れるにつれて、基板Ｐの表面との間隔が大きくなるような斜面を設け、その斜面の所定位置（所定領域）に液体回収口２２を形成するようにしてもよい。そして、その液体回収口２２に多孔部材２５を設けるようにしてもよい。
なお、本実施形態においては、第１回収口２２には多孔部材２５が配置されているが、多孔部材２５は無くてもよい。その場合においても、例えばノズル部材７０の下面に、露光光ＥＬの光軸ＡＸから離れるにつれて、基板Ｐの表面との間隔が大きくなるような斜面を設け、その斜面の所定位置に液体回収口を設けることにより、界面ＬＧの形状を維持し、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１中に気泡が生成される等の不都合を防止することができる。また、第１液浸領域ＬＲ１の大きさを小さくすることもできる。
基板Ｐの露光が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給機構１０による第１液体ＬＱ１の供給を停止し、第１液体回収機構２０等を使って、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１（第１空間Ｋ１の第１液体ＬＱ１）を回収する。更に、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体回収機構２０の第１回収口２２等を使って基板Ｐ上や基板ステージＰＳＴ上に残留している第１液体ＬＱ１を回収する。
また、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光が終了した後、図７を参照して説明したように、第２空間Ｋ２に形成されている第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２を、第２回収口４２を介して回収する。
そして、基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１、及び第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上の第２液体ＬＱ２が回収された後、制御装置ＣＯＮＴは、その基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴをアンロード位置まで移動し、アンロードする。
そして、次に露光処理されるべき基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされる。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴにロードされた基板Ｐを露光するために、第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２を供給し、上述と同様のシーケンスでその基板Ｐを露光する。
なお、本実施形態においては、露光する基板Ｐ毎に第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を交換する構成であるが、第２空間Ｋ２の液体ＬＱ２の温度変化や清浄度の劣化等が露光精度に影響を与えない程度であれば、所定時間間隔毎、所定処理基板枚数毎、あるいはロット毎に、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を交換するようにしてもよい。
なお、基板Ｐの露光中や露光前後においても、第２液体ＬＱ２の供給及び回収を連続的に行うようにしてもよい。第２液体ＬＱ２の供給及び回収を連続的に行うことで、常に第２空間Ｋ２を温度管理された清浄な第２液体ＬＱ２で満たすことができる。一方、本実施形態のように、第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２を溜めた状態で露光し、第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の交換を間欠的に行うことで、上述したように、基板Ｐの露光中には、第２液体ＬＱ２の供給及び回収に伴う振動が発生しない。また、基板Ｐの露光中に第２液体ＬＱ２の供給及び回収を連続的に行う構成では、例えば単位時間あたりの第２液体ＬＱ２の供給量及び回収量が不安定になった場合、第２液浸領域ＬＲ２が巨大化して鏡筒ＰＫの内側において第２液体ＬＱ２が流出あるいは飛散し、被害が拡大する可能性がある。
また、単位時間あたりの第２液体ＬＱ２の供給量及び回収量が不安定になった場合、第２液浸領域ＬＲ２が枯渇し、露光精度が劣化する不都合が生じる。そのため、第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の交換を間欠的に行うことで、第２液浸領域ＬＲ２を所望状態に形成し、上記不都合の発生を防止することができる。
ところで、第１液浸領域ＬＲ１（第１空間Ｋ１）の第１液体ＬＱ１中に、例えば感光剤（フォトレジスト）に起因する異物など、基板Ｐ上から発生した不純物等が混入することによって、その第１液体ＬＱ１が汚染する可能性がある。第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１は第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１にも接触するため、その汚染された第１液体ＬＱ１によって、第１光学素子２の下面Ｔ１が汚染する可能性がある。また、空中を浮遊している不純物が、投影光学系ＰＬの像面側に露出している第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１に付着する可能性もある。
本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫに対して容易に取り付け・外し可能（交換可能）となっているため、その汚染された第１光学素子ＬＳ１のみを清浄な第１光学素子ＬＳ１と交換することで、光学素子の汚染に起因する露光精度及び投影光学系ＰＬを介した計測精度の劣化を防止できる。一方、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２は基板Ｐに接触しないようになっている。また、第２空間Ｋ２は、第１光学素子ＬＳ１、第２光学素子ＬＳ２、及び鏡筒ＰＫで囲まれたほぼ閉空間であるため、空中を浮遊している不純物は第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２に混入し難く、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３や第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２には不純物が付着し難い。したがって、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３や第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の清浄度は維持されている。したがって、第１光学素子ＬＳ１を交換するのみで、投影光学系ＰＬの透過率の低下等を防止して露光精度及び計測精度を維持することができる。
平行平面板からなる第１光学素子ＬＳ１を設けずに、第２光学素子ＬＳ２に第１液浸領域ＬＲ１の液体を接触させる構成も考えられるが、投影光学系ＰＬの像側開口数を大きくしようとすると、光学素子の有効径を大きくする必要があり、光学素子ＬＳ２を大型化せざるを得なくなる。光学素子ＬＳ２の周囲には、上述したようなノズル部材７０や、不図示ではあるがアライメント系などといった各種計測装置が配置されるため、そのような大型の光学素子ＬＳ２を交換することは、作業性が低く、困難である。更に、光学素子ＬＳ２は屈折率（レンズ作用）を有しているため、投影光学系ＰＬ全体の光学特性（結像特性）を維持するために、その光学素子ＬＳ２を高い位置決め精度で鏡筒ＰＫに取り付ける必要がある。したがって、そのような光学素子ＬＳ２を鏡筒ＰＫに対して頻繁に取り付け・外しする（交換する）ことは、投影光学系ＰＬの光学特性（光学素子ＬＳ２の位置決め精度）を維持する観点からも好ましくない。本実施形態では、第１光学素子ＬＳ１として比較的小型な平行平面板を設け、その第１光学素子ＬＳ１を交換する構成であるため、作業性良く容易に交換作業を行うことができ、投影光学系ＰＬの光学特性を維持することもできる。そして、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側の第１空間Ｋ１及び上面Ｔ２側の第２空間Ｋ２のそれぞれに対して第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を独立して供給及び回収可能な第１、第２液浸機構１、２を設けたことにより、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の清浄度を維持しつつ、照明光学系ＩＬから射出された露光光ＥＬを投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐまで良好に到達させることができる。
以上説明したように、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間を第１液体ＬＱ１で満たすとともに、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２との間を第２液体ＬＱ２で満たすことで、マスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐまで良好に到達させ、基板Ｐを良好に露光することができる。また、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２側に第２液体ＬＱ２の第２液浸領域ＬＲ２を局所的に形成するようにしたので、第２液体ＬＱ２が鏡筒ＰＫ等に接触することに起因して、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２が汚染したり、第１支持部９１を含む鏡筒ＰＫが第２液体ＬＱ２によって劣化する等の不都合を防止できる。また、第２液浸領域ＬＲ２を局所的に形成することで、鏡筒ＰＫの外側に第２液体ＬＱ２が漏出する不都合を抑制することができる。したがって、第２液体ＬＱ２の漏出を防止するためのシール機構を設ける場合、そのシール機構を簡易な構成とすることができる。あるいはシール機構を設けなくてすむ。
そして、第１光学素子ＬＳ１と対向する第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の外径Ｄ３が、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２よりも小さいので、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上に、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３に応じた大きさの第２液浸領域ＬＲ２を局所的に良好に形成することができ、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の周囲からの第２液体ＬＱ２の漏出を更に確実に防止することができる。
なお、上述した実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２は、第２液体ＬＱ２の漏出等を防止するために、撥液性を有する第２領域ＨＲが設けられているが、図１０の模式図に示すように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に、第１領域ＨＲ１を囲むように堤防部ＤＲを設けてもよい。こうすることによっても、第１領域ＨＲに形成された第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２の漏出を防止することができる。この場合、堤防部ＤＲ内に所定量の第２液体ＬＱ２を貯めることによって、第２空間Ｋ２内における露光光ＥＬの光路を第２液体ＬＱ２で満たし、堤防部ＤＲからオーバーフローした、あるいはオーバーフローしそうな第２液体ＬＱ２を回収するようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、ノズル部材７０の下面の斜面（多孔部材の下面）に液体回収口を設けているが、液体ＬＱの漏出が抑えられる場合には、ノズル部材７０の下面に斜面を形成せずに、ランド面７５とほぼ平行（面一）な面に液体回収口を設けるようにしてもよい。すなわち、基板Ｐに対する液体ＬＱ１の接触角が大きい場合、あるいは第１回収機構２０による第１回収口２２からの液体ＬＱ１の回収能力が高い場合など、基板Ｐの移動速度を大きくしても液体ＬＱ１を漏出させることなく回収できるならば、図９（ａ），（ｂ）に示すように第１液体回収口２２を設けてもよい。
また、上述の実施形態においては、ノズル部材７０の下面に形成されている斜面（多孔部材の下面）の周縁に壁部７６を設けているが、液体ＬＱの漏出が抑えられる場合には、壁部７６を省くこともできる。
また、上述の実施形態におけるノズル部材７０は、ランド面（平坦部）７５の一部が投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に形成され、その外側に斜面（多孔部材の下面）が形成されているが、ランド面の一部を投影光学系ＰＬの下に配置せずに、投影光学系ＰＬの光軸に対して投影光学系ＰＬの端面Ｔ１の外側（周囲）に配置するようにしてもよい。この場合、ランド面７５は投影光学系ＰＬの端面Ｔ１とほぼ面一でもよいし、ランド面７５のＺ軸方向の位置が、投影光学系ＰＬの端面Ｔ１に対して＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に離れていてもよい。
また、上述の実施形態においては、投影領域ＡＲ１を囲むように、液体供給口１２は環状のスリット状に形成されているが、互いに離れた複数の供給口を設けるようにしてもよい。この場合、特に供給口の位置は限定されないが、投影領域ＡＲ１の両側（Ｘ軸方向の両側またはＹ軸方向の両側）に一つずつ供給口を設けることもできるし、投影領域ＡＲ１のＸ軸及びＹ軸方向の両側に一つずつ（計４つ）供給口を設けることもできる。また所望の液浸領域ＡＲ２が形成可能であれば、投影領域ＡＲ１に対して所定方向に離れた位置に一つの供給口を設けるだけでもよい。また、上述の実施形態においては、第１供給口１２は基板Ｐと対向する位置に設けられているが、これに限られず、例えば、第１光学素子ＬＳ１と底板部７２Ｄとの間から第１液体ＬＱ１を供給してもよい。この場合も、露光光の光路ＥＬを囲むように供給口を設けてもよいし、露光光ＥＬの光路の両側に一つづつ供給口を設けても良い。また複数の供給口から液体ＬＱの供給を行う場合には、それぞれの供給口から供給される液体ＬＱの量を調整可能にして、各供給口から異なる量の液体を供給するようにしてもよい。
また、図１１に示すように、ノズル部材７０の下面に形成されている斜面（多孔部材２５の下面）に、複数のフィン部材１５０を形成してもよい。フィン部材１５０は側面視略三角形状であって、図１１の側断面図において、多孔部材２５の下面２と壁部７６の内側に形成されるバッファ空間とに配置される。また、フィン部材１５０は、その長手方向を外側に向けるようにして放射状に、壁部７６の内側面に取り付けられる。ここで、複数のフィン部材１５０どうしは離間しており、各フィン部材１５０間には空間部が形成されている。このように複数のフィン部材１５０を配置することによって、ノズル部材７０の下面に形成されている斜面（多孔部材２５の下面）での液体接触面積を増加させることができるので、ノズル部材７０の下面における液体ＬＱの保持性能を向上させることができる。なお、複数のフィン部材１５０は等間隔で設けられてもよいし、不等間隔であってもよい。例えば、投影領域ＡＲ１に対してＸ軸方向の両側に配置されるフィン部材１５０の間隔を、投影領域ＡＲ１に対してＹ軸方向の両側に配置されるフィン部材１５０の間隔より小さく設定してもよい。なお、フィン部材１５０の表面は液体ＬＱに対して親液性であることが好ましい。また、フィン部材１５０はステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）に「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理することで形成してもよいし、ガラス（石英）などで形成することもできる。
次に、別の実施形態について図１２を参照しながら説明する。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、その説明を簡略もしくは省略する。
本実施形態においても、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２はいずれも鏡筒ＰＫに、露光光ＥＬの光路に対してほぼ静止状態で支持される。
図１２において、第１光学素子ＬＳ１は平行平面板であって、下面Ｔ１と上面Ｔ２とは平行である。また、下面Ｔ１及び上面Ｔ２はＸＹ平面とほぼ平行となっている。第１光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫの下端部に設けられた第１支持部９１に支持されている。第１光学素子ＬＳ１の上部には被支持部であるフランジ部Ｆ１が設けられており、第１支持部９１はフランジ部Ｆ１の下面Ｔ５を支持することによって、第１光学素子ＬＳ１を支持している。ここで、フランジ部Ｆ１の下面Ｔ５もＸＹ平面とほぼ平行であり、そのフランジ部Ｆ１の下面Ｔ５は第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１の周囲に形成された構成となっている。
そして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上における第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と上面Ｔ２との距離（厚み）Ｈ１は１５ｍｍ以上となっている。また、図１２からも明らかなように、光軸ＡＸ上において、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と上面Ｔ２との距離Ｈ１は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの距離よりも大きくなっている。すなわち、光軸ＡＸ上において、第１光学素子ＬＳ１の厚さは、液体ＬＱ１よりも厚く形成されている。
本実施形態においても液体ＬＱ１の厚さは３ｍｍ程度であり、ランド面７５と基板Ｐとの距離は１ｍｍ程度である。本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１の厚みＨ１は１５ｍｍ程度であるが、これに限らず、１５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の範囲で設定することができる。
第２光学素子ＬＳ２は、鏡筒ＰＫの内部において第１支持部９１よりも上方に設けられた第２支持部９２に支持されている。第２光学素子ＬＳ２の上部には被支持部であるフランジ部Ｆ２が設けられており、第２支持部９２はフランジ部Ｆ２を支持することによって、第２光学素子ＬＳ２を支持している。第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３は平面状に形成されており、第２支持部９２に支持された第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と、第１支持部９１に支持された第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とはほぼ平行となっている。一方、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４は、物体面側（マスクＭ側）に向かって凸状に形成されており、正の屈折率を有している。
第１光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫの第１支持部９１に対して容易に取り付け・外し可能となっている。すなわち、第１光学素子ＬＳ１は交換可能に設けられている。また、屈折率（レンズ作用）を有する第２光学素子ＬＳ２は、良好に位置決めされた状態で鏡筒ＰＫの第２支持部９２に支持されている。
フランジ部Ｆ１を有する第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３よりも十分に大きく形成されており、第１光学素子ＬＳ１と対向する第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の外径Ｄ３は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２よりも小さくなっている。そして、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上には、第２液体ＬＱ２による第２液浸領域ＬＲ２が局所的に形成されている。
また、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と上面Ｔ２との距離Ｈ１は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とフランジ部Ｆ１の下面Ｔ５との距離Ｈ２よりも長くなっている。また、本実施形態においては、フランジ部Ｆ１を有する第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１の外径Ｄ１の２倍以上に設定されている。そして、フランジ部Ｆ１の下面Ｔ５を第１支持部９１に支持されている第１光学素子ＬＳ１の下部は、鏡筒ＰＫの下面ＰＫＡよりも下方に露出（突出）している。
ノズル部材７０の少なくとも一部は、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１及びそのフランジ部Ｆ１を支持する第１支持部９１と基板Ｐとの間に形成された空間に配置されている。換言すれば、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部（被支持部）Ｆ１及びそのフランジ部Ｆ１を支持する第１支持部９１が、ノズル部材７０の上方に設けられている。そして、ノズル部材７０の上面７０Ｂと、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の下面Ｔ５及び鏡筒ＰＫの下面ＰＫＡとが対向している。また、ノズル部材７０の内側面７０Ｔと第１光学素子ＬＳ１の側面Ｃ１とが対向している。
また、フランジ部Ｆ１の下側に配置されたノズル部材７０は、第１光学素子ＬＳ１の側面Ｃ１に近接して配置されており、ノズル部材７０に設けられている第１供給口１２は、投影領域ＡＲに近接して設けられている。また、投影領域ＡＲを囲むように形成された第１回収口２２も投影領域ＡＲに近接して設けられており、その第１回収口２２の外径Ｄ２２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２よりも小さく設けられている。
そして、ランド面７５を形成する底板部７２Ｄは、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１の下にもぐり込むようにして配置されている。
以上説明したように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２を下面Ｔ１の外径Ｄ１より大きく、より具体的には、上面Ｔ２の外径Ｄ２を下面Ｔ１の外径Ｄ１の２倍以上としたので、第１光学素子ＬＳ１を第１支持部９１で支持する場合、第１支持部９１が上面Ｔ２（フランジ部Ｆ１）の端部を支持することで、その第１光学素子ＬＳ１を支持する第１支持部を、第１光学素子ＬＳ１の光軸ＡＸから水平方向に関して離れた位置に設けることができる。したがって、第１支持部９１と第１光学素子ＬＳ１の側面Ｃ１との間の空間（第１光学素子ＬＳ１の周囲の空間）を確保することができ、その空間に第１液体ＬＱ１のためのノズル部材７０を配置することができる。また、ノズル部材７０に限らず、アライメント系など各種計測機器等を配置するときの配置の自由度を向上することもできる。また、前記空間が十分に確保されているので、その空間に配置する計測機器等の設計の自由度を向上することもできる。また、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２は、下面Ｔ１の外径Ｄ１の２倍以上であって、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１の外径Ｄ１は上面Ｔ２に対して十分に小さいので、第１液浸機構１によって形成される第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１を下面Ｔ１に接触させることにより、その第１液浸領域ＬＲ１の大きさを下面Ｔ１に応じて小さくすることができる。したがって、第１液浸領域ＬＲ１の巨大化に伴う露光装置ＥＸ全体の巨大化といった不都合を防止することができる。また、第１液浸領域ＬＲ１の大きさを決定する要因の一つとして、第１回収口２２の大きさ（位置）が挙げられるが、その第１回収口２２の外径Ｄ２２を、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径Ｄ２よりも小さくしたので、第１液浸領域ＬＲ１を小さくすることができる。
また、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と上面Ｔ２との距離Ｈ１を、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐの間の距離も大きく、より具体的には、距離Ｈ１を１５ｍｍ以上とし、第１光学素子ＬＳ１を厚くしたので、第１光学素子ＬＳ１を第１支持部９１で支持する場合、第１支持部９１が第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２近傍、本実施形態においては上面Ｔ２を形成するフランジ部Ｆ１を支持することで、その第１光学素子ＬＳ１を支持する第１支持部９１を第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１から鉛直方向に関して離れた位置に設けることができる。したがって、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の下面Ｔ５と基板Ｐとの間の空間（第１光学素子ＬＳ１の周囲の空間）を確保することができ、その空間にノズル部材７０を配置することができる。また、ノズル部材７０に限らず、アライメント系など各種計測機器等を配置するときの配置の自由度や、設計の自由度を向上することもできる。そして、ノズル部材７０を第１光学素子ＬＳ１の側面Ｃ１に近接して配置することができるので、ノズル部材７０のコンパクト化を図ることができ、第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１の大きさを小さくすることができる。したがって、第１液浸領域ＬＲ１の巨大化に伴う露光装置ＥＸ全体の巨大化といった不都合を防止することができる。
また、第１光学素子ＬＳ１の厚み（距離Ｈ１）を、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐの間の第１液体ＬＱ１よりも厚く、より具体的には、距離Ｈ１を１５ｍｍ以上とすることで、液体から受ける力によって発生する第１光学素子ＬＳ１の形状変化を抑制することができる。したがって、投影光学系ＰＬの高い結像性能を維持することが可能となる。
なお、図１２を参照して説明した実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１は、距離（厚み）Ｈ１が１５ｍｍ以上である条件と、上面Ｔ２の外径Ｄ２が下面Ｔ１の外径Ｄ１の２倍以上である条件との双方を満足しているが、いずれか一方の条件を満足する構成であってもよい。いずれか一方の条件を満足する構成であっても、ノズル部材７０のコンパクト化を図ることができ、第１液浸領域ＬＲ１の巨大化を防止できる。
図１２を参照して説明した実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１は、フランジ部Ｆ１から下面Ｔ１に向かうに従ってその外径が小さくなる円錐状の側面を有しているが、第１光学素子ＬＳ１の形状は、この形状に限らない。例えば、フランジ部Ｆ１を維持しつつ、側面が外径Ｄ１の円柱状の第１光学素子ＬＳ１であっても構わない。あるいは、第１光学素子ＬＳ１内において、露光光ＥＬは、走査方向（Ｘ方向）の径が非走査方向（Ｙ方向）の径よりも小さくなるので、ＸＹ平面に沿った断面がＸ方向の径が小さい楕円であって、フランジ部Ｆ１から下面Ｔ１に向かうに従ってその外径が小さくなる側面を有する第１光学素子であってもよい。これに合わせてノズル部材の形状や配置を変更することができる。
また、本実施形態においても、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの距離は３ｍｍ程度であり、ランド面７５と基板Ｐとの距離は１ｍｍ程度であり、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との距離は３ｍｍ程度である。しかしながら、上述の実施形態と同様に、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの距離は、液体ＬＱ１による露光光ＥＬの吸収と、第１空間Ｋ１での液体ＬＱ１の流れとを考慮して、１〜５ｍｍの範囲で設定することができ、ランド面７５と基板Ｐとの距離も、０．５〜１ｍｍの範囲で設定することができ、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との距離も、液体ＬＱ２の流れを考慮して、０．５〜５ｍｍの範囲で設定することができる。
なお、本実施形態の鏡筒ＰＫは、複数の分割鏡筒（サブバレル）を組み合わせることで構成されており、第１光学素子ＬＳ１を支持する第１支持部９１を含む分割鏡筒が、他の光学素子Ｌ２〜Ｌ７を支持する部分鏡筒に対して取り付け・外し可能となっている。そして、フランジ部Ｆ１を有する第１光学素子ＬＳ１は、分割鏡筒ごと部分鏡筒より外されることで、交換可能となっている。
なお、本実施形態の第１光学素子ＬＳ１を用いる場合、図１３に示すように、第２液浸領域ＬＲ２を形成しない構成を採用してもよい。ここで、図１３に示す第１光学素子ＬＳ１は、投影光学系ＰＬの像面に最も近い光学素子であって、その上面Ｔ２は物体面側に向かって凸状に形成されており、正の屈折率を有している。そして、第１光学素子ＬＳ１には、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１が接触する。その場合において、第１光学素子ＬＳ１が、光軸ＡＸ上における下面Ｔ１と上面Ｔ２との距離Ｈ１が１５ｍｍ以上である条件と、上面Ｔ２の外径Ｄ２が下面Ｔ１の外径Ｄ１の２倍以上である条件との少なくともいずれか一方を満足することで、ノズル部材７０のコンパクト化を図ることができ、第１液浸領域ＬＲ１の巨大化を防止できる。
また、上述した各実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２上に第２液体ＬＱ２の第２液浸領域ＬＲ２を局所的に形成しているが、図１４に示すように、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２が上面Ｔ２のほぼ全域に配置される構成であってもよい。
ここで、図１４に示す実施形態においても、第１光学素子ＬＳ１が、光軸ＡＸ上における下面Ｔ１と上面Ｔ２との距離Ｈ１が１５ｍｍ以上である条件と、上面Ｔ２の外径Ｄ２が下面Ｔ１の外径Ｄ１の２倍以上である条件との少なくともいずれか一方を満足している。
そして、図１２等を参照して説明した実施形態同様、第１光学素子ＬＳ１は鏡筒ＰＫより下方に露出（突出）しており、ノズル部材７０は第１光学素子ＬＳ１に近接して配置されている。
鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣには、第２液体供給機構３０の一部を構成する第２供給口３２が設けられている。第２供給口３２は、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣにおいて第２空間Ｋ２の近傍位置に形成されており、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して＋Ｘ側に設けられている。第２供給口３２は、第２液体供給部３１から送出された第２液体ＬＱ２を、第１光学素子２Ｇの上面Ｔ２と略平行、すなわちＸＹ平面と略平行に（横方向に）吹き出す。第２供給口３２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とほぼ平行に第２液体ＬＱ２を吹き出すので、供給された第２液体ＬＱ２が第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２等に及ぼす力を低減できる。したがって、供給した第２液体ＬＱ２に起因して第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２等が変形したり変位する等といった不都合の発生を防止することができる。
また、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣにおいて、第２供給口３２に対して所定位置には、第２液体回収機構４０の一部を構成する第２回収口４２が設けられている。第２回収口４２は、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣにおいて第２空間Ｋ２の近傍位置に形成されており、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して−Ｘ側に設けられている。すなわち、第２供給口３２及び第２回収口４２は対向している。本実施形態においては、第２供給口３２及び第２回収口４２はそれぞれスリット状に形成されている。なお、第２供給口３２及び第２回収口４２は、略円形状、楕円形状、矩形状など任意の形状に形成されていてもよい。また、本実施形態においては、第２供給口３２、第２回収口４２のそれぞれは互いにほぼ同じ大きさを有しているが、互いに異なる大きさであってもよい。
第２供給管３３の他端部は、鏡筒ＰＫの内部に形成された第２供給流路３４の一端部に接続している。一方、鏡筒ＰＫの第２供給流路３４の他端部は、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣに形成された第２供給口３２に接続されている。第２液体供給機構３０の第２液体供給部３１より送出された第２液体ＬＱ２は、第２供給管３３を流れた後、鏡筒ＰＫの内部に形成された第２供給流路３４の一端部に流入する。そして、第２供給流路３４の一端部に流入した第２液体ＬＱ２は、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣに形成された第２供給口３２より、第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との間の第２空間Ｋ２に供給される。
第２回収管４３の他端部は、鏡筒ＰＫの内部に形成された第２回収流路４４の一端部に接続している。一方、第２回収流路４４の他端部は、鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣに形成された第２回収口４２に接続されている。第２液体回収機構４０の第２液体回収部４１を駆動することにより、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２は、第２回収口４２を介して第２回収流路４４に流入し、その後、第２回収管４３を介して第２液体回収部４１に吸引回収される。
鏡筒ＰＫには第１支持部９１に支持された第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の周縁領域と対向する対向面９３が設けられている。そして、上面Ｔ２の周縁領域と対向面９３との間には第１シール部材９４が設けられている。第１シール部材９４は例えばＯリング（例えば、デュポンダウ社製「カルレッツ」）あるいはＣリングにより構成されている。第１シール部材９４により、上面Ｔ２上に配置された第２液体ＬＱ２の上面Ｔ２の外側への漏出、ひいては鏡筒ＰＫの外側への漏出が防止されている。また、第２光学素子ＬＳ２の側面Ｃ２と鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣとの間には第２シール部材９５が設けられている。第２シール部材９５は例えばＶリングにより構成されている。第２シール部材９５により、鏡筒ＰＫの内側のうち、第２空間Ｋ２と第２光学素子ＬＳ２よりも上方の第３空間Ｋ３との間での流体（気体、第２流体ＬＱ２、第２流体ＬＱ２により発生した湿った気体を含む）の流通が規制されている。これにより、第３空間Ｋ３を含む鏡筒ＰＫの内部空間の環境（温度・湿度等）を維持できるとともに、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２中に、第３空間Ｋ３からの気体（気泡）が混入することを防止できる。
なお、第２シール部材９５を設けずに、第２光学素子ＬＳ２の側面Ｃ２と鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣとの距離を、例えば１〜５μｍ程度に狭めることによっても、第２光学素子ＬＳ２の側面Ｃ２と鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣとの間の間隙を介して、第２空間Ｋ２と第３空間Ｋ３との間での流体の流通を阻止することができる。
基板Ｐの露光を行うに際し、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給機構３０による単位時間あたりの第２液体ＬＱ２の供給量及び第２液体回収機構４０による単位時間あたりの第２液体ＬＱ２の回収量を最適に制御しつつ、第２液体供給機構３０及び第２液体回収機構４０による第２液体ＬＱ２の供給及び回収を行い、第２空間Ｋ２のうち、少なくとも露光光ＥＬの光路上を第２液体ＬＱ２で満たす。本実施形態においては、第２液体供給機構３０は、第２空間Ｋ２に対して第２液体ＬＱ２を、０．１ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給する。
本実施形態においては、基板Ｐの露光中においても、第２液体供給機構３０及び第２液体回収機構４０による第２液体ＬＱ２の供給動作及び回収動作は連続的に行われる。更に、基板Ｐの露光前後においても、第２液体供給機構３０及び第２液体回収機構４０による第２液体ＬＱ２の供給動作及び回収動作は連続的に行われる。第２液体供給機構３０及び第２液体回収機構４０による第２液体ＬＱ２の供給及び回収を連続的に行うことで、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２は常に清浄で温度管理された第２液体ＬＱ２と交換され、第２空間Ｋ２は温度管理された清浄な第２液体ＬＱ２で満たされる。また、基板Ｐの露光前後においても第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の供給動作及び回収動作を継続することで、第２液体ＬＱ２の気化（乾燥）に起因して第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２や第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３等に付着跡（所謂ウォーターマーク）が形成される等といった不都合の発生を防止することができる。
なお、図１４の実施形態においても、第２液浸機構２による第２液体ＬＱ２の供給及び回収を間欠的に行ってもよい。例えば、基板Ｐの露光中に第２液浸機構２の液体の供給動作及び／又は回収動作を停止するようにしてもよい。こうすることによって、基板Ｐの露光中に、第２液体ＬＱ２の供給及び／又は回収に伴う振動が発生せず、その振動に起因する露光精度の劣化を防止することができる。
次に、上述の実施形態における第１液体回収機構２０の回収方法の別の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、第１回収口２２から液体ＬＱだけを回収するようにしており、これによって液体回収に起因する振動の発生を抑制するようにしている。
以下、図１５の模式図を参照しながら、本実施形態における第１液体回収機構２０による液体回収動作の原理について説明する。第１液体回収機構２０の第１回収口２２には、多孔部材２５として、例えば多数の孔が形成された薄板状にメッシュ部材を使用することができる。本実施形態においては、多孔部材（メッシュ部材）はチタンで形成されている。また本実施形態においては、多孔部材２５が濡れた状態で、多孔部材２５の上面と下面との圧力差を後述の所定条件を満足するように制御することで、多孔部材２５の孔から液体ＬＱだけを回収するものである。上述の所定条件に係るパラメータとしては、多孔部材２５の孔径、多孔部材２５の液体ＬＱとの接触角（親和性）、及び第１液体回収部２１の吸引力（多孔部材２５の上面に圧力）等が挙げられる。
図１５は、多孔部材２５の部分断面の拡大図であって、多孔部材２５を介して行われる液体回収の具体例を示すものである。多孔部材２５の下には、基板Ｐが配置されており、多孔部材２５と基板Ｐとの間には、気体空間及び液体空間が形成されている。より具体的には、多孔部材２５の第１孔２５Ｈａと基板Ｐとの間には気体空間が形成され、多孔部材２５の第２孔２５Ｈｂと基板Ｐとの間には液体空間が形成されている。このような状況は、例えば、図４に示した液浸領域ＬＲ１の端部で生じ、あるいは何らかの原因で液浸領域ＬＲ１に生じた気体部分で生じ得る。また、多孔部材２５の上には、第１回収流路２４の一部を形成する流路空間が形成されている。
また、図１５において、多孔部材２５の第１孔２５Ｈａと基板Ｐとの間の空間の圧力（多孔部材２５Ｈの下面の圧力）をＰａ、多孔部材２５の上の流路空間の圧力（多孔部材２５の上面での圧力）をＰｂ、孔２５Ｈａ、２５Ｈｂの孔径（直径）をｄ、多孔部材２５（孔２５Ｈの内側）の液体ＬＱとの接触角をθ、液体ＬＱの表面張力をγとして、
（４×γ×ｃｏｓθ）／ｄ ≧ （Ｐａ−Ｐｂ） …（３）
の条件が成立する場合、図１５に示すように、多孔部材２５の第１孔２５Ｈａの下側（基板Ｐ側）に気体空間が形成されても、多孔部材２５の下側の空間の気体が孔２５Ｈａを介して多孔部材２５の上側の空間に移動（侵入）することを防止することができる。すなわち、上記（３）式の条件を満足するように、接触角θ、孔径ｄ、液体ＬＱの表面張力γ、圧力Ｐａ、Ｐｂを最適化することで、液体ＬＱと気体との界面が多孔部材２５の孔２５Ｈａ内に維持され、第１孔２５Ｈａからの気体の侵入を抑えることができる。一方、多孔部材２５の第２孔２５Ｈｂの下側（基板Ｐ側）には液体空間が形成されているので、第２孔２５Ｈｂを介して液体ＬＱのみを回収することができる。
なお、上記（３）式の条件においては、説明を簡単にするために多孔部材２５の上の液体ＬＱの静水圧は考慮していない。
また、本実施形態において、第１液体回収機構２０は、多孔部材２５の下の空間の圧力Ｐａ、孔２５Ｈの直径ｄ、多孔部材２５（孔２５Ｈの内側面）の液体ＬＱとの接触角θ、液体（純水）ＬＱの表面張力γは一定として、第１液体回収部２１の吸引力を制御して、上記（３）式を満足するように、多孔部材２５の上の流路空間の圧力を調整している。ただし、上記（３）式において、（Ｐａ−Ｐｂ）が大きいほど、すなわち、（（４×γ×ｃｏｓθ）／ｄ）が大きいほど、上記（３）式を満足するような圧力Ｐｂの制御が容易になるので、孔２５Ｈａ、２５Ｈｂの直径ｄ、及び多孔部材２５の液体ＬＱとの接触角θ（０＜θ＜９０°）は可能な限り小さくすることが望ましい。
なお、上述の実施形態では、投影光学系ＰＬは、第１光学素子ＬＳ１として、その上面Ｔ２が第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３よりも外径が広い素子を有していた。しかし、本発明の第１の態様のように第１光学素子（第１エレメント）の上面（第２面）の一部の領域のみに液浸領域を形成することを達成するには、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３が第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２がよりも外径が広くなってもかまわない。この場合、例えば、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の外縁部を撥液性に処理し、液浸領域を形成する中央部分のみを親液性に処理することができる。あるいは図１０に示したような堤防ＤＲを第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の外縁部に設けてもよい。
また、図１〜図１５の実施形態においては、第２液体供給機構３０及び第２液体回収機構４０による第２液体ＬＱ２の供給動作及び回収動作は、第１液体供給機構１０及び第１液体回収機構２０による第１液体ＬＱ１の供給動作及び回収動作と同一である必要は無く、それぞれの液体の供給量や回収量、あるいはそれぞれの液体の流速が異なっていてもよい。例えば、第２空間Ｋ２における液体ＬＱ２の供給量及び回収量を、第１空間における液体ＬＱ１の供給量及び回収量よりも少なくして、第２空間Ｋ２における液体ＬＱ２の流速を、第１空間Ｋ１における液体ＬＱ１の流速よりも遅くなるようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、第１液体供給機構１０から第１空間Ｋ１に供給される液体（純水）と、第２液体供給機構３０から第２空間Ｋ２に供給される液体（純水）とは同一（温度も同じ）であるが、液体の種類が同じでも、その質（温度、温度均一性、温度安定性など）が異なっていてもよい。例えば上述の実施形態のように、純水を用いる場合には、温度、温度均一性、温度安定性などに加えて、比抵抗値や全有機体炭素（ＴＯＣ：total organic carbon）値、溶存気体濃度（溶存酸素濃度、溶存窒素濃度）、屈折率、透過率などが異なっていてもよい。
上述したように、本実施形態における第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２は純水により構成されている。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程度と言われており、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程度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倍程度に拡大されるため、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、上述した実施形態においては、第１、第２液体供給機構１０、３０は液体ＬＱ１、ＬＱ２として純水を供給しているが、互いに異なる種類の液体を供給し、第１空間Ｋ１に満たす第１液体ＬＱ１と第２空間Ｋ２に満たす第２液体ＬＱ２とを互いに異なる種類にしてもよい。この場合、第１液体と第２液体とで、露光光ＥＬに対する屈折率及び／又は透過率が異なっていてもよい。例えば、第２空間Ｋ２にフッ素系オイルをはじめとする純水以外の所定の液体を満たすことができる。オイルは、バクテリアなどの細菌の繁殖する確率が低い液体であるため、第２空間Ｋ２や第２液体ＬＱ２（フッ素系オイル）の流れる流路の清浄度を維持することができる。
また、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の双方を水以外の液体にしてもよい。例えば、露光光ＥＬの光源がＦ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２としてはＦ２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、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２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、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２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第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の極性に応じて行われる。
なお、上述の実施形態において、投影光学系ＰＬは、無屈折力の平行平面板である第１光学素子ＬＳ１を含めて所定の結像特性のなるように調整されているが、第１光学素子ＬＳ１が結像特性にまったく影響を及ばさない場合には第１光学素子ＬＳ１を除いて、投影光学系ＰＬの結像特性が所定の結像特性となるように調整してもよい。
また、上述の実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との両方が鏡筒ＰＫに支持されているが、それぞれを別の支持部材で支持するようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との両方が鏡筒ＰＫにほぼ静止状態で支持されているが、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２の少なくとも一方の位置、姿勢を調整するために、微小移動可能に支持されていてもよい。
また、上述した実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１は、その下面Ｔ１及び上面Ｔ２のそれぞれが平面であって、下面Ｔ１と上面Ｔ２とが互いに平行である無屈折力の平行平面板であるが、例えば第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２は僅かに曲率を有していてもよい。すなわち、第１光学素子ＬＳ１はレンズ作用を有する光学素子であってもよい。その場合において、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の曲率は、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４及び下面Ｔ３の曲率よりも小さいことが好ましい。
なお、上述した実施形態において、第２液体ＬＱ２の供給及び回収を行う第２液浸機構２は無くてもよい。その場合、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に第２液体ＬＱ２を満たした状態で、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を交換することなく、露光が行われる。その場合において、露光光ＥＬの照射により第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２の温度が変動する可能性があるので、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２の温度を調整する温調装置を例えば第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に設け、その温調装置を使った第２液体ＬＱ２の温度を調整することができる。また上述の各実施形態においては、主に、投影光学系ＰＬと基板Ｐとが対向している場合について説明しているが、投影光学系ＰＬと他の部材（基板ステージＰＳＴの上面９１など）が対向している場合にも、投影光学系ＰＬと他の部材との間を第１液体ＬＱ１で満たすことができる。この場合、基板交換動作中など、投影光学系ＰＬから基板ステージＰＳＴが離れているときに、その他の部材を使って、投影光学系ＰＬの像面側の空間を第１液体ＬＱ１で満たし続けるようにしてもよい。
上述したような液浸法においては、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、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。
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。
また、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、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（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。
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、基板Ｐを保持するステージとは別に測定用の部材やセンサを搭載した測定ステージを備えた露光装置にも本発明を適用することはできる。なお、測定ステージを備えた露光装置は、例えば欧州特許公開第１，０４１，３５７号公報に記載されている。
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。
また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置にも本発明を適用可能である。露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに詳細に記載されている。
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）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１６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露光処理ステップ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、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
１…第１液浸機構、２…第２液浸機構、１０…第１液体供給機構、１２…第１供給口、２０…第１液体回収機構、２２…第１回収口、２５…多孔部材、２６…斜面、３０…第２液体供給機構、３２…第２供給口、４０…第２液体回収機構、４２…第２回収口、７１Ｄ、７２Ｄ…底板部（板状部材）、７４…開口部、７５…ランド面（平坦部）、７６…壁部、９１…第１支持部、９２…第２支持部、ＡＲ…投影領域、ＡＲ’…所定領域、ＡＸ…光軸、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＨＲ１…第１領域、ＨＲ２…第２領域、ＬＱ１…第１液体、ＬＱ２…第２液体、ＬＲ１…第１液浸領域、ＬＲ２…第２液浸領域、ＬＳ１〜ＬＳ７…光学素子（エレメント）、ＬＳ１…第１光学素子（第１エレメント）、ＬＳ２…第２光学素子（第２エレメント）、Ｐ…基板、ＰＫ…鏡筒（支持部材）、ＰＬ…投影光学系、Ｔ１…下面（第１面）、Ｔ２…上面（第２面）、Ｔ３…下面

Claims (64)

  1. 複数のエレメントを含む投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置において、
    前記投影光学系は、前記投影光学系の像面に最も近い第１エレメントと、前記第１エレメントに次いで前記像面に近い第２エレメントとを有し、
    前記第１エレメントは、前記基板の表面と対向するように配置され、前記露光光が通過する第１面と、第２エレメントと対向するように配置され、前記露光光が通過する第２面とを有し、
    前記第１エレメント及び前記第２エレメントは、前記投影光学系の光軸に対してほぼ静止状態で支持され、
    前記第１エレメントの第２面のうち前記露光光が通過する領域を含む一部の領域のみが液浸領域となるように、前記第１エレメントの第２面と前記第２エレメントとの間が液体で満たされ、
    前記第１エレメントの前記第１面側の第１液体と前記第２面側の第２液体とを介して前記基板上に前記露光光を照射して、前記基板を露光することを特徴とする露光装置。
  2. 前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間の液体は表面張力によって保持されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  3. 前記第１エレメントと対向する前記第２エレメントの面の外径が、前記第１エレメントの第２面の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
  4. 複数のエレメントを含む投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置において、
    前記投影光学系は、前記投影光学系の像面に最も近い第１エレメントと、前記第１エレメントに次いで前記像面に近い第２エレメントとを有し、
    前記第１エレメントは、前記基板の表面と対向するように配置され、前記露光光が通過する第１面と、第２エレメントと対向するように配置され、前記露光光が通過する第２面とを有し、
    前記第１エレメントと対向する前記第２エレメントの面の外径が、前記第１エレメントの第２面の外径よりも小さく、
    前記第１エレメント及び前記第２エレメントは、前記投影光学系の光軸に対してほぼ静止状態で支持され、
    前記第１エレメントの前記第１面側の第１液体と前記第２面側の第２液体とを介して前記基板上に前記露光光を照射して、前記基板を露光することを特徴とする露光装置。
  5. 前記第１エレメントの前記第１面と前記第２面とは略平行であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の露光装置。
  6. 前記投影光学系の光軸上における前記第１エレメントの前記第１面と前記第２面との距離は１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。
  7. 前記第１エレメントの第２面のうち前記液浸領域となる一部の領域を第１領域とし、その周囲の領域を第２領域として、
    前記第１領域の表面の前記第２液体との親和性は、前記第２領域の表面の前記第２液体との親和性よりも高いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
  8. 前記第２領域の表面は、前記第２液体に対して撥液性であることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
  9. 前記第１エレメントの第１面と前記基板との間を前記第１液体で満たすための第１液浸機構と、
    前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間を第２液体で満たすための第２液浸機構とを備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
  10. 前記第１液浸機構及び前記第２液浸機構のそれぞれは、液体の供給口と回収口とを有することを特徴とする請求項９記載の露光装置。
  11. 前記第１液体と前記第２液体とは同一の液体であることを特徴とする請求項９又は１０記載の露光装置。
  12. 前記第２液浸機構は、前記第１エレメントの第２面に形成される液浸領域を囲むように配置された液体回収口を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
  13. 前記第１液浸機構は、前記基板の表面と対向するように形成された斜面を有し、
    前記第１液浸機構の液体回収口が、前記斜面に形成されていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項記載の露光装置。
  14. 前記斜面は、前記露光光の光軸から離れるにつれて、前記基板の表面との間隔が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
  15. 前記斜面は、前記露光光が照射される投影領域を囲むように形成され、
    前記第１液浸機構の液体回収口は、前記露光光が照射される投影領域を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１３又は１４記載の露光装置。
  16. 前記第１液浸機構の液体回収口には多孔部材が配置されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
  17. 前記第１液浸機構は、前記露光光が照射される投影領域と前記斜面との間に、前記基板の表面と略平行となるように、且つ前記斜面と連続的に形成された平坦部を有し、
    前記平坦部は、前記投影領域を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
  18. 前記第１液浸機構の平坦部は、前記第１エレメントの第１面と前記基板との間に配置されることを特徴とする請求項１７記載の露光装置。
  19. 前記第１液浸機構は、前記基板の表面と対向するように、且つ前記基板の表面と略平行となるように形成された平坦部を有し、
    前記平坦部は、前記第１エレメントの第１面と前記基板との間であって、前記露光光が照射される投影領域を囲むように配置されていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項記載の露光装置。
  20. 前記第１液浸機構の液体回収口は、前記投影領域に対して前記平坦部の外側で、且つ前記平坦部を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１９記載の露光装置。
  21. 前記第１液浸機構の液体回収口は、前記露光光が照射される投影領域に対して前記平坦部の外側に配置されていることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか一項記載の露光装置。
  22. 複数のエレメントを含む投影光学系と第１液体とを介して基板上に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置において、
    前記第１液体を供給するための第１液浸機構を備え、
    前記投影光学系は、前記投影光学系の像面に最も近い第１エレメントと、前記第１エレメントに次いで前記像面に近い第２エレメントとを有し、
    前記第１エレメントは、前記基板の表面と対向するように配置され、前記露光光が通過する第１面と、前記第２エレメントと対向するように配置され、前記第１面と略平行な第２面とを有し、
    前記第１エレメントの第２面の外径は、前記第１エレメントの前記第１面の外径より大きく、
    前記第１エレメントと前記基板との間の第１液体を介して前記基板上に前記露光光を照射して、前記基板を露光することを特徴とする露光装置。
  23. 前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間が第２液体で満たされており、
    前記第１液体と前記第２液体とを介して前記基板上に前記露光光を照射して、前記基板を露光することを特徴とする請求項２２記載の露光装置。
  24. 前記第２エレメントの前記第１エレメントの第２面と対向する面の外径が、前記第１エレメントの第２面の外径より小さいことを特徴とする請求項２２又は２３記載の露光装置。
  25. 前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間を第２液体で満たすための第２液浸機構を更に備えたことを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか一項記載の露光装置。
  26. 前記第２液体は前記第１液体と同一であることを特徴とする請求項２５記載の露光装置。
  27. 前記第２液浸機構は、前記第２液体を供給するための供給口と、前記第２液体を回収するための回収口とを有することを特徴とする請求項２５又は２６記載の露光装置。
  28. 前記第２液浸機構は、前記第１エレメントの第２面のうちの一部の領域のみに液浸領域を形成することを特徴とする請求項２５〜２７のいずれか一項記載の露光装置。
  29. 前記第１エレメントの第２面の外径は、前記第１エレメントの前記第１面の外径の２倍以上である請求項２２〜２８のいずれか一項記載の露光装置。
  30. 前記投影光学系の光軸上における前記第１エレメントの前記第１面と前記第２面との距離は１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２２〜２９のいずれか一項記載の露光装置。
  31. 複数のエレメントを含む投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置において、
    第１液体を基板上にもたらす第１液浸機構を備え、
    前記投影光学系は、前記投影光学系の像面に最も近い第１エレメントと、前記第１エレメントに次いで前記像面に近い第２エレメントとを有し、
    前記第１エレメントは、第１面が前記基板の表面と対向するように、且つ第２面が前記第２エレメントと対向するように配置され、
    前記投影光学系の光軸上における前記第１エレメントの前記第１面と前記第２面との距離は１５ｍｍ以上であり、
    前記第１エレメントの前記第１面側の第１液体と前記第２面側の第２液体とを介して前記基板上に前記露光光を照射して、前記基板を露光することを特徴とする露光装置。
  32. 前記第１面と前記第２面とは略平行であることを特徴とする請求項３１記載の露光装置。
  33. 前記第１液浸機構は、前記基板の表面と対向するように形成された斜面を有し、
    前記第１液浸機構の液体回収口が、前記斜面に形成されていることを特徴とする請求項２２〜３２のいずれか一項記載の露光装置。
  34. 前記斜面は、前記露光光の光軸から離れるにつれて、前記基板の表面との間隔が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項３３記載の露光装置。
  35. 前記第１液浸機構の液体回収口には多孔部材が配置されていることを特徴とする請求項３３又は３４記載の露光装置。
  36. 前記斜面は、前記露光光が照射される投影領域を囲むように形成されていることを特徴とする請求項３３〜３５のいずれか一項記載の露光装置。
  37. 前記第１液浸機構は、前記露光光が照射される投影領域と前記斜面との間に、前記基板の表面と略平行となるように、且つ前記斜面と連続的に形成された平坦部を有し、
    前記平坦部は、前記投影領域を囲むように形成されていることを特徴とする請求項３６記載の露光装置。
  38. 前記第１液浸機構は、前記基板の表面と対向するように、且つ前記基板の表面と略平行となるように形成された平坦部を有し、
    前記平坦部は、前記露光光が照射される投影領域を囲むように配置されていることを特徴とする請求項２２〜３２のいずれか一項記載の露光装置。
  39. 前記第１液浸機構の平坦部は、前記第１エレメントの第１面と前記基板との間で前記基板の表面と対向するように配置されていることを特徴とする請求項３７又は３８記載の露光装置。
  40. 前記第１液浸機構の液体供給口は、前記露光光が照射される投影領域に対して前記平坦部の外側に配置されていることを特徴とする請求項３７〜３９のいずれか一項記載の露光装置。
  41. 前記第１液浸機構は、第１エレメントと基板との間に配置され、露光光が通過するための開口が形成されたプレートを有し、
    前記平坦部が、その開口の周囲に形成されている請求項３７〜４０のいずれか一項記載の露光装置。
  42. 前記第１液浸機構の液体回収口は、前記露光光が照射される投影領域を囲むように配置されることを特徴とする請求項２２〜４１のいずれか一項記載の露光装置。
  43. 前記投影領域を囲むように形成された前記第１液浸機構の液体回収口の外径が、前記第１エレメントの第２面の外径よりも小さいことを特徴とする請求項４２記載の露光装置。
  44. 前記第１液浸機構の液体回収口は、前記第１エレメントと前記基板との間で前記基板の表面と対向するように、前記第１エレメントの第１面の周囲に配置されていることを特徴とする請求項４２又は４３記載の露光装置。
  45. 前記第１エレメントは、前記第１面の周囲に形成された第３面を有し、
    前記第１エレメントの第１面と第２面との距離が、前記第１エレメントの第２面と第３面との距離よりも長いことを特徴とする請求項２２〜４４のいずれか一項記載の露光装置。
  46. 前記第１エレメントと対向する前記第２エレメントの面が、前記第１エレメントの第２面よりも小さいことを特徴とする請求項２２〜４５のいずれか一項記載の露光装置。
  47. 前記投影光学系の光軸上において、第１エレメントの第１面と第２面との距離が、第１エレメントの第１面と基板との距離よりも大きい請求項２２〜４６のいずれか一項記載の露光装置。
  48. 第１液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する露光装置であって、
    第１液体を基板上にもたらす第１液浸機構と、
    像面に最も近い第１エレメントと、第１エレメントに次いで像面に近い第２エレメントとを含む複数のエレメントを有する投影光学系とを備え、
    第１エレメントは、基板の表面と対向するように配置され、露光光が通過する第１面と、第２エレメントと対向するように配置され、露光光が通過する第２面とを有し、
    前記投影光学系の光軸上における前記第１エレメントの前記第１面と前記第２面との距離は、前記投影光学系の光軸上における前記第１エレメントの第１面と基板の表面との距離よりも大きく、
    第１エレメントの第１面と基板との間の第１液体と、第１エレメントの第２面と第２エレメントとの間の第２液体とを介して基板上に露光光が照射されて、基板が露光される露光装置。
  49. 前記第１液浸機構は、前記基板の表面と対向するように、且つ前記基板の表面と略平行となるように形成された平坦部を有し、
    前記平坦部が、前記第１エレメントの第１面と前記基板との間で、前記露光光の光路を囲むように配置されている請求項４８記載の露光装置。
  50. 前記第１液浸機構は、第１エレメントと基板との間に配置され、露光光が通過するための開口が形成されたプレートを有し、
    前記平坦部が、その開口の周囲に形成されている請求項４９記載の露光装置。
  51. 前記第1液浸機構とは独立に、前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間に第２液体をもたらす第２液浸機構を備える請求項４８〜５０のいずれか一項記載の露光装置。
  52. 第１液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する露光装置であって、
    像面に最も近い第１エレメントと、第１エレメントに次いで像面に近い第２エレメントとを含む複数のエレメントを有する投影光学系と、
    第１エレメントと基板との間に第１液体をもたらす第１液浸機構と、
    第１液浸機構とは独立して、第１エレメント第２エレメントとの間に第２液体をもたらす第２液浸機構とを備え、
    第１エレメントは、基板の表面と対向するように配置され、露光光が通過する第１面と、第２エレメントと対向するように配置され、露光光が通過する第２面とを有し、
    第１液浸機構は、基板の表面と対向するように配置された液体接触面を有し、その液体接触面は、第１エレメントの第１面と基板との間で露光光の光路を囲むように配置され、
    第１エレメントの第１面と基板との間の第１液体と、第１エレメントの第２面と第２エレメントとの間の第２液体とを介して基板上に露光光が照射されて、基板が露光される露光装置。
  53. 前記第１液浸機構は、第１エレメントと基板との間に配置され、露光光が通過するための開口が形成されたプレートを有し、
    前記液体接触面が、その開口の周囲に形成されている請求項５２記載の露光装置。
  54. 前記第1液浸機構は、前記第１エレメントと前記基板との間の空間近傍に、第1液体を供給するための供給口と、前記基板の上方から第１液体を回収する回収口とを有し、
    前記第２液浸機構は、前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間の空間近傍に、第２液体を供給するための供給口を有する請求項５１〜５３のいずれか一項記載の露光装置。
  55. 前記第１エレメントと対向する前記第２エレメントの面が、前記第１エレメントの第２面よりも小さい請求項４８〜５４のいずれか一項記載の露光装置。
  56. 第１エレメントと第２エレメントとの間の空間と、第１エレメントと基板との間の空間との間で液体の行き来が阻止されている請求項１〜５５のいずれか一項記載の露光装置。
  57. 前記第１エレメントと前記第２エレメントとが、同一の支持部材で支持されていることを特徴とする請求項１〜５６のいずれか一項記載の露光装置。
  58. 前記第１エレメントは無屈折力であることを特徴とする請求項１〜５７のいずれか一項記載の露光装置。
  59. 請求項１〜請求項５８のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
  60. 像面に最も近い第１エレメントと第１エレメントに次いで像面に近い第２エレメントとを含む投影光学系及び液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する露光方法であって、
    第１エレメントの基板と対向する第１面は、第１エレメントの第２エレメントと対向する第２面よりも小さく、
    第２エレメントの第１エレメントと対向する面は、第１エレメントの第２面よりも小さく、
    第１エレメントの第１面と基板との間に第１液体をもたらし、
    第１エレメントと第２エレメントとの間に第２液体をもたらし、
    第１液体と第２液体とを介して基板上に露光光を照射して基板を露光することを含む露光方法。
  61. さらに、基板の露光中に、第１液体を第１エレメントの第１面と基板との間で供給及び回収することを含む請求項６０記載の露光方法。
  62. 基板の露光中に、第１エレメントと第２エレメントとの間の空間への第２液体の供給を停止することを含む請求項６１記載の露光方法。
  63. 基板の露光中に、第１エレメントと第２エレメントとの間の空間からの第２液体の回収を停止することを含む請求項６１又は６２記載の露光方法。
  64. 請求項６０〜６３のいずれか一項記載の露光方法で基板を露光することを含むデバイス製造方法。
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