JP2012009596A - 液体供給装置、露光装置、液体供給方法、メンテナンス方法、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液体供給装置を提供する。
【解決手段】液体供給装置は、光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される。液体供給装置は、脱気処理された液体に溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行する液体処理装置を備え、所定ガス濃度が高められた液体を露光光の光路の少なくとも一部に供給可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体供給装置、露光装置、液体供給方法、メンテナンス方法、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、所望状態で液体が供給されないと、その液体を用いる処理を良好に実行できなくなる可能性がある。例えば、液体を用いて露光装置の部材をメンテナンスする場合において、所望状態で液体が供給されないと、そのメンテナンスを良好に実行できなくなる可能性がある。その結果、露光装置の性能が低下し、露光不良が発生したり、不良デバイスが発生したりする可能性がある。

本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる液体供給装置、露光装置、液体供給方法、及びメンテナンス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、光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される液体供給装置であって、脱気処理された液体に溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行する液体処理装置を備え、所定ガス濃度が高められた液体を露光光の光路の少なくとも一部に供給可能である液体供給装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される液体供給装置であって、基板の表面に射出面からの露光光が照射されるときに、射出面と基板の表面との間の露光光の光路に第１供給量で液体を供給し、射出面と対向する位置を含む所定面内において移動する露光装置が有する部材の表面に射出面からの露光光が照射されるときに、射出面と部材の表面との間の光路に第１供給量よりも少ない第２供給量で液体を供給する液体供給装置が提供される。

本発明の第３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、第１、第２の態様の液体供給装置を備える露光装置が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、第３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５の態様に従えば、光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される液体供給方法であって、脱気処理された液体に溶存する所定ガス濃度を高めることと、所定ガス濃度が高められた液体を射出面と露光装置が有する部材の表面との間の露光光の光路の少なくとも一部に供給することと、を含む液体供給方法が提供される。

本発明の第６の態様に従えば、光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される液体供給方法であって、射出面と対向する位置を含む所定面内において移動する露光装置が有する部材の表面に射出面からの露光光が照射されるときに、射出面と部材の表面との間に、基板の表面に射出面からの露光光が照射されるときに射出面と基板の表面との間に供給される第１供給量よりも少ない第２供給量で液体を供給することを含む液体供給方法が提供される。

本発明の第７の態様に従えば、光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置のメンテナンス方法であって、第５、第６の態様の液体供給方法で液体を供給することと、液体を介して部材に露光光を照射して部材をクリーニングすることと、を含むメンテナンス方法が提供される。

本発明の第８の態様に従えば、第７の態様のメンテナンス方法でメンテナンスされた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実施形態に係る液浸部材及び液体供給装置の一例を示す図である。 第１実施形態に係る液体処理装置の一例を示す図である。 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フローチャートである。 第１実施形態に係るメンテナンスシーケンス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動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態に係るメンテナンスシーケンス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。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、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ような、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（計測器）を搭載して移動可能な計測ステージ３とを備えた露光装置である。

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１と、基板ステージ２と、計測ステージ３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４と、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部に液体ＬＱを供給可能な液体供給装置５と、液体ＬＱを回収可能な液体回収装置６と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。

液浸空間は、液体で満たされた空間である。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。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。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。

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８のガイド面８Ｇ上を移動可能である。マスクステージ１は、例えば平面モータを含むステージ駆動システムの作動により、ガイド面８Ｇ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、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面１０を有する。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１１が射出面１０を有する。投影領域ＰＲは、射出面１０から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。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。本実施形態において、終端光学素子１１の光軸は、Ｚ軸と平行である。本実施形態において、射出面１０から射出される露光光ＥＬは、−Ｚ方向に進行する。

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１２のガイド面１２Ｇ上を移動可能である。計測ステージ３は、計測部材Ｃを保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材１２のガイド面１２Ｇ上を移動可能である。基板ステージ２及び計測ステージ３のそれぞれは、例えば平面モータを含むステージ駆動システムの作動により、ガイド面１２Ｇ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。

本実施形態において、基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する保持部１３を有する。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保持部１４を有する。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、及び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、保持部１３の周囲の少なくとも一部に配置され、カバー部材Ｔをリリース可能に保持する保持部１５を有する。計測ステージ３は、保持部１４の周囲の少なくとも一部に配置され、カバー部材Ｓをリリース可能に保持する保持部１６を有する。

なお、カバー部材Ｔが基板ステージ２に一体的に形成されてもよいし、カバー部材Ｓが計測ステージ３に一体的に形成されてもよい。

本実施形態において、マスクステージ１、基板ステージ２、及び計測ステージ３の位置は、レーザ干渉計ユニット１７Ａ、１７Ｂを含む干渉計システム１７によって計測される。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７は、干渉計システム１７の計測結果に基づいて、ステージ駆動システムを作動し、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。

液浸部材４は、終端光学素子１１の近傍に配置される。本実施形態において、液浸部材４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４の少なくとも一部が、終端光学素子１１の周囲に配置される。

液浸部材４は、射出面１０と、その射出面１０と対向する位置（投影領域ＰＲ）に配置される物体との間の露光光ＥＬの光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能である。液浸部材４は、射出面１０と対向する位置に配置される物体が対向可能な下面１８を有する。

射出面１０は、射出面１０と対向する位置に配置される物体の表面（上面）との間で液体ＬＱを保持可能である。下面１８は、射出面１０と対向する位置に配置される物体の表面（上面）との間で液体ＬＱを保持可能である。一方側の射出面１０及び下面１８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１１と物体との間の露光光ＥＬ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、射出面１０と対向する位置に配置可能な物体は、その射出面１０と対向する位置を含む所定面内において移動可能な物体を含む。本実施形態において、その物体は、基板ステージ２及び計測ステージ３の少なくとも一方を含む。本実施形態において、その物体は、基板ステージ２の保持部１５に保持されたカバー部材Ｔ、計測ステージ３の保持部１６に保持されたカバー部材Ｓ、及び計測ステージ３の保持部１４に保持された計測部材Ｃの少なくとも一つを含む。また、本実施形態において、その物体は、保持部１３に保持された基板Ｐを含む。

それら物体は、投影光学系ＰＬの像面側（終端光学素子１１の射出面１０側）において移動可能である。本実施形態において、物体は、射出面１０と対向する位置を含むＸＹ平面内において移動可能である。物体は、射出面１０及び下面１８との間に液体ＬＱを保持した状態で移動可能である。

本実施形態においては、基板Ｐの表面に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されているときに、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４の下面１８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。

例えば基板Ｐの露光の少なくとも一部において、終端光学素子１１及び液浸部材４と、保持部１３に保持された基板Ｐ及び保持部１５に保持されたカバー部材Ｔの少なくとも一方との間に液体ＬＱが保持されて液浸空間ＬＳが形成される。例えば計測部材Ｃ（計測器）を用いる計測の少なくとも一部において、終端光学素子１１及び液浸部材４と、保持部１４に保持された計測部材Ｃ及び保持部１６に保持されたカバー部材Ｓの少なくとも一方との間に液体ＬＱが保持されて液浸空間ＬＳが形成される。

図２は、本実施形態に係る液浸部材４及び液体供給装置５の一例を示す図である。なお、図２を用いる説明においては、投影領域ＰＲ（終端光学素子１１及び液浸部材４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（カバー部材Ｔ）、及び計測ステージ３（カバー部材Ｓ、計測部材Ｃ）を配置することもできる。

図２に示すように、液浸部材４は、射出面１０と対向する位置に配置される開口１９と、開口１９の周囲に配置される下面２０とを有する。射出面１０から射出された露光光ＥＬは、開口１９を通過して、基板Ｐに照射可能である。

また、液浸部材４は、液体ＬＱを供給可能な供給口２１と、液体ＬＱを回収可能な回収口２２とを備えている。供給口２１は、射出面１０から射出される露光光ＥＬの光路Ｋに液体ＬＱを供給可能である。供給口２１から供給された液体ＬＱの少なくとも一部は、開口１９を介して、射出面１０及び下面１８と対向する基板Ｐ（物体）上に供給される。供給口２１は、射出面１０から射出される露光光ＥＬの光路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２１は、流路２３を介して、液体供給装置５と接続されている。液体供給装置５は、液体ＬＱを送出可能である。流路２３は、液浸部材４の内部に形成された供給流路２１Ｒ、及びその供給流路２１Ｒと液体供給装置５とを接続する供給管２４で形成される流路２４Ｒを含む。液体供給装置５から送出された液体ＬＱは、流路２３を介して供給口２１に供給される。

回収口２２は、射出面１０及び下面１８と対向する基板Ｐ（物体）上の液体ＬＱの少なくとも一部を回収可能である。回収口２２は、基板Ｐ（物体）が対向可能な液浸部材４の所定位置に配置されている。本実施形態において、回収口２２は、下面２０の周囲の少なくとも一部に配置されている。

本実施形態において、回収口２２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２５が配置される。本実施形態において、基板Ｐ（物体）上の液体ＬＱの少なくとも一部は、多孔部材２５の孔を介して回収される。なお、回収口２２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。多孔部材２５の下面２６に基板Ｐ（物体）が対向可能である。下面２０の周囲に下面２６が配置される。本実施形態において、液浸部材４の下面１８の少なくとも一部は、下面２０及び多孔部材２５の下面２６を含む。

回収口２２は、流路２７を介して、液体回収装置６と接続されている。液体回収装置６は、回収口２２を介して液体ＬＱを吸引可能である。流路２７は、液浸部材４の内部に形成された回収流路２２Ｒ、及びその回収流路２２Ｒと液体回収装置６とを接続する回収管２８で形成される流路２８Ｒを含む。回収口２２（多孔部材２５の孔）から回収された液体ＬＱは、流路２７を介して、液体回収装置６に回収される。

液体供給装置５は、流路２３を介して、供給口２１に液体ＬＱを供給可能である。液体供給装置５は、供給口２１を介して、露光光ＥＬの光路Ｋの少なくとも一部に液体ＬＱを供給可能である。射出面１０と対向する位置に基板Ｐ（物体）が配置されている状態において、液体供給装置５は、供給口２１を介して、射出面１０と基板Ｐ（物体）の表面との間の露光光ＥＬの光路Ｋに液体ＬＱを供給可能である。

本実施形態においては、露光装置ＥＸが液体供給装置５を有する。なお、液体供給装置５が、露光装置ＥＸとは別の装置でもよい。換言すれば、液体供給装置５は、露光装置ＥＸに対する外部の装置でもよい。液体供給装置５が露光装置ＥＸに対する外部の装置である場合、その液体供給装置５は、流路２３を介して供給口２１に接続されることによって露光装置ＥＸに使用される。

液体供給装置５は、脱気処理された液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行する液体処理装置３１を備えている。液体処理装置３１は、脱気処理された液体ＬＱｓに所定ガスＧを溶解して、その液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行可能である。

本実施形態において、所定ガスＧは、酸素ガスである。なお、所定ガスＧが、酸素ガスと、酸素ガスとは異なる種類のガス（例えば窒素ガス）とを含んでいてもよい。なお、所定ガスＧが、炭酸ガス、水素ガス、及びオゾンガスの少なくとも一つを含んでもよい。また、所定ガスＧが、不活性ガスを含んでもよい。

本実施形態において、液体供給装置５は、液体ＬＱｐの脱気処理を実行可能な脱気装置３２を備えている。脱気処理は、液体ＬＱｐに含まれるガスを除去する処理である。脱気処理によって、少なくとも、液体ＬＱｐに含まれる所定ガスＧが液体ＬＱｐから除去される。

脱気装置３２は、例えば米国特許出願公開第２００５／０２１９４９０号明細書等に開示されているような、液体に溶存するガス濃度を低減可能な膜脱気装置を含む。本実施形態において、脱気装置３２は、液体ＬＱｐを供給可能な供給源ＳＰＬに接続される。本実施形態において、供給源ＳＰＬは、液体ＬＱｐとして、水（純水）を供給する。本実施形態において、脱気装置３２は、供給源ＳＰＬから供給された液体ＬＱｐの脱気処理を実行する。本実施形態において、脱気装置３２は、管３３に形成された流路３３Ｒを介して供給源ＳＰＬに接続される。供給源ＳＰＬからの液体ＬＱｐは、流路３３Ｒを介して脱気装置３２に供給される。脱気装置３２は、流路３３Ｒを介して供給源ＳＰＬから供給された液体ＬＱｐの脱気処理を実行する。脱気装置３２は、脱気処理された液体ＬＱｓを送出可能である。

本実施形態において、液体処理装置３１は、脱気装置３２に接続される。本実施形態において、液体処理装置３１は、脱気装置３２で脱気処理された液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行可能である。本実施形態において、液体処理装置３１は、管３４に形成された流路３４Ｒを介して脱気装置３２に接続される。脱気装置３２からの液体ＬＱｓは、流路３４Ｒを介して液体処理装置３１に供給される。液体処理装置３１は、流路３４Ｒを介して脱気装置３２から供給された液体ＬＱｓに対して、溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行する。

本実施形態において、液体処理装置３１は、ガス供給装置３５に接続される。ガス供給装置３５は、所定ガスＧを送出可能である。本実施形態において、液体処理装置３１は、管３６に形成された流路３６Ｒを介してガス供給装置３５に接続される。ガス供給装置３５からの所定ガスＧは、流路３６Ｒを介して液体処理装置３１に供給される。液体処理装置３１は、流路３６Ｒを介してガス供給装置３５から供給された所定ガスＧを液体ＬＱｓに溶解して、液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める。

液体処理装置３１は、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを送出可能である。液体処理装置３１は、流路３４Ｒ（脱気装置３２）から供給された脱気処理後の液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度よりも高い所定ガス濃度の液体ＬＱｈを送出可能である。液体処理装置３１は、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを流路２３に送出し、供給口２１を介して露光光ＥＬの光路の少なくとも一部に供給可能である。

また、液体処理装置３１は、所定ガス濃度が高められていない液体を送出可能である。液体処理装置２１は、流路３４Ｒ（脱気装置３２）から供給された脱気処理後の液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度よりとほぼ同じ所定ガス濃度の液体を送出可能である。例えば、液体処理装置３１は、脱気装置３２から供給された脱気処理後の液体ＬＱｓに対する所定ガス濃度を高める処理を実行せずに、その所定ガス濃度が低減されている液体ＬＱｓを送出可能である。本実施形態において、所定ガス濃度が低減されている液体ＬＱｓが、基板Ｐの露光において供給される液体（露光液体）ＬＱとして使用される。液体処理装置３１は、所定ガス濃度が高められていない（所定ガス濃度が低減されている）液体ＬＱｓを流路２３に送出し、供給口２１を介して露光光ＥＬの光路の少なくとも一部に供給可能である。

なお、液体処理装置３１が、流路３４Ｒ（脱気装置３２）から供給された脱気処理後の液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度よりも低い所定ガス濃度の液体ＬＱｓｓを送出してもよい。例えば、液体処理装置３１が、流路３４Ｒ（脱気装置３２）から供給された液体ＬＱｓの脱気処理を実行して液体ＬＱｓｓを生成してもよい。液体処理装置３１は、所定ガス濃度が低減された液体ＬＱｓｓを流路２３に送出し、供給口２１を介して露光光ＥＬの光路の少なくとも一部に供給可能である。なお、そのＬＱｓｓが、基板Ｐの露光において供給される液体（露光液体）ＬＱとして使用されてもよい。

以下の説明において、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを供給口２１（光路Ｋ）に供給する動作を適宜、第１モード、と称する。また、所定ガス濃度が低減されている液体ＬＱｓ（ＬＱ）を供給口２１（光路Ｋ）に供給する動作を適宜、第２モード、と称する。

本実施形態において、第１モードは、液体供給装置５（液体処理装置３１）が液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行することを含む。第２モードは、液体供給装置５（液体処理装置３１）が液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行しないことを含む。換言すれば、第２モードは、液体供給装置５（液体処理装置３１）が所定ガス濃度を高める処理を停止することを含む。第１モードにおいては、所定ガス濃度を高める処理が実行された液体ＬＱｈが供給口２１から供給される。第２モードにおいては、液体処理装置３１による所定ガス濃度を高める処理が停止され、所定ガス濃度を高める処理が実行されない液体ＬＱ（ＬＱｓ）が供給口２１から供給される。

図３は、液体処理装置３１の一例を示す図である。本実施形態において、液体処理装置３１は、気体透過膜４３を用いて液体にガスを溶解させる膜溶解装置４０を有する。

膜溶解装置４０は、空間４１を形成する容器４２と、空間４１に配置された気体透過膜４３とを有する。気体透過膜４３は、気体を透過し、液体を透過しない膜である。気体透過膜４３は、空間４１を第１空間（液体室）４１Ａと第２空間（液体室）４１Ｂとに分けるように配置される。

流路３４Ｒ（脱気装置３２）からの液体ＬＱｓは、液体室４１Ａに供給される。流路３６Ｒ（ガス供給装置３５）からの所定ガスＧは、気体室４１Ｂに供給される。気体室４１Ｂの所定ガスＧの少なくとも一部は、気体透過膜４３を透過して、液体室４１Ａに移動可能である。これにより、液体室４１Ａの液体ＬＱｓに所定ガスＧが溶解し、溶存する所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈが生成される。液体処理装置３１は、気泡を含まず、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを送出可能である。

なお、液体に気体を溶解可能な溶解装置の一例が、例えば特開２００９−２１９９９７号公報に開示されている。

本実施形態において、液体処理装置３１は、流路３４Ｒと流路２４Ｒ（２３）とを接続可能な流路４４Ｒを有する管４４と、流路４４Ｒの一端に配置される流路切替機構４５と、流路４４Ｒの他端に配置される流路切替機構４６とを有する。流路切替機構４５、４６は、例えばバルブ機構を含む。流路４４Ｒの一端は、流路切替機構４５を介して流路３４Ｒに接続され、流路４４Ｒの他端は、流路切替機構４６を介して流路２４Ｒ（２３）に接続される。

本実施形態において、制御装置７は、流路切替機構４５、４６を制御して、第１モード及び第２モードの少なくとも一方を実行可能である。

制御装置７は、第１モードを実行するとき、脱気装置３２からの液体ＬＱｓが膜溶解装置４０に供給され、流路４４Ｒに供給されないように、流路切替機構４５を制御する。膜溶解装置４０は、供給された液体ＬＱｓに所定ガスＧを溶解し、溶存する所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを生成する。膜溶解装置４０によって生成された液体ＬＱｈは、流路２３に送出される。制御装置７は、膜溶解装置４０から送出された液体ＬＱｈが流路２３を介して供給口２１に供給され、流路４４Ｒに供給されないように、流路切替機構４６を制御する。

制御装置７は、第２モードを実行するとき、脱気装置３２からの液体ＬＱｓが流路４４Ｒに供給され、膜溶解装置４０に供給されないように、流路切替機構４５を制御する。流路４４Ｒを流れた液体ＬＱｓは、流路切替機構４６を介して流路２３に流入する。制御装置７は、流路４４Ｒからの液体ＬＱｓが流路２３を介して供給口２１に供給されるように、流路切替機構４６を制御する。すなわち、制御装置７は、第２モードを実行するとき、膜溶解装置４０による所定ガス濃度を高める処理が実行されないように、流路切替機構４５、４６を制御する。なお、第２モードを実行するとき、膜溶解装置４０による所定ガス濃度を高める処理が停止されてもよい。

図２に示すように、本実施形態において、液体供給装置５は、供給口２１に供給する単位時間当たりの液体ＬＱ（ＬＱｈ）の量（液体供給量）を調整可能な供給量調整装置３７を備えている。供給量調整装置３７は、例えばマスフローコントローラを含み、単位時間当たりの液体供給量を調整可能である。制御装置７は、供給量調整装置３７を制御して、供給口２１を介して光路Ｋに供給される単位時間当たりの液体ＬＱ（ＬＱｈ）の供給量を調整可能である。

なお、液体供給装置５が、液体ＬＱ（ＬＱｈ、ＬＱｓ、ＬＱｐ）中の異物を除去可能なフィルタユニット、及び供給口２１に供給する液体ＬＱ（ＬＱｈ）の温度を調整可能な温度調整装置を有してもよい。

本実施形態において、制御装置７は、液体処理装置３１、脱気装置３２、及びガス供給装置３５の少なくとも一つを制御して、液体処理装置３１から送出される液体に溶存する所定ガス濃度を調整可能である。制御装置７は、例えば液体処理装置３１の液体室４１Ａ及び気体室４１Ｂの少なくとも一方の圧力を調整したり、脱気装置３２から液体処理装置３１に供給される液体ＬＱｓの量を調整したり、脱気装置３２の処理能力を調整して脱気装置３２から送出される液体ＬＱｓに溶存するガス濃度を調整したり、ガス供給装置３５から液体処理装置３１に供給される所定ガスＧの量を調整したりすることによって、液体処理装置３１から送出される液体に溶存する所定ガス濃度を調整可能である。

第１モードにおいては、液体処理装置３１によって処理された液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度は、流路３４Ｒ（脱気装置３２）から液体処理装置３１に供給される液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度よりも高い。第２モードにおいては、液体処理装置３１から送出される液体ＬＱ（ＬＱｓ）に溶存する所定ガス濃度は、流路３４Ｒ（脱気装置３２）から液体処理装置３１に供給される液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度とほぼ等しい。

本実施形態において、流路３４Ｒを介して液体処理装置３１に供給される液体ＬＱｓに溶存するガス濃度は、例えば１０〜１００ｐｐｂ程度でもよい。また、第１モードにおいて、液体処理装置３１から流路２４Ｒに送出される液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度が、３００〜５００ｐｐｂ程度でもよい。また、第１モードにおいて、流路３４Ｒを介して液体処理装置３１に供給される液体ＬＱｓに溶存するガス濃度に対して、液体処理装置３１から流路２４Ｒに送出される液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度が、例えば３倍〜５０倍でもよい。また、第１モードにおいて、流路３４Ｒを介して液体処理装置３１に供給される液体ＬＱｓに溶存するガス濃度に対して、供給口２１から光路Ｋに供給される液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度が３倍〜５０倍になるように調整されてもよい。また、液体処理装置３１から流路２４Ｒに送出される液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度に対して、供給口２１から光路Ｋに供給される液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度が所定倍になるように調整されてもよい。

なお、本実施形態において、液体供給装置５が、供給源ＳＰＬを備えていてもよい。なお、供給源ＳＰＬが、露光装置ＥＸが設置される工場の設備でもよい。また、液体供給装置５が露光装置ＥＸに対する外部の装置である場合において、露光装置ＥＸが供給源ＳＰＬを備えていてもよい。

なお、本実施形態において、脱気装置３２が、液体供給装置５とは別の装置でもよい。換言すれば、脱気装置３２は、液体供給装置５に対する外部の装置でもよい。また、脱気装置３２が、露光装置ＥＸとは別の装置でもよい。また、液体供給装置５が露光装置ＥＸに対する外部の装置である場合において、露光装置ＥＸが脱気装置３２を備えていてもよい。脱気装置３２が液体供給装置５に対する外部の装置であっても、液体供給装置５は、脱気処理された液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行可能である。

なお、本実施形態において、液体供給装置５がガス供給装置３５を備えてもよい。あるいは、ガス供給装置３５が、液体供給装置５とは別の装置でもよい。換言すれば、ガス供給装置３５は、液体供給装置５に対する外部の装置でもよい。また、ガス供給装置３５が、露光装置ＥＸとは別の装置でもよい。また、液体供給装置５が露光装置ＥＸに対する外部の装置である場合において、露光装置ＥＸがガス供給装置３５を備えていてもよい。ガス供給装置３５が液体供給装置５に対する外部の装置であっても、液体供給装置５は、脱気処理された液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行可能である。

液体回収装置６は、回収口２２からの液体ＬＱ（ＬＱｈ）を回収可能である。液体回収装置６は、回収口２２を真空システムに接続可能である。なお、液体回収装置６が、液体ＬＱ（ＬＱｈ）を吸引可能な真空システムを備えていてもよい。液体回収装置６は、回収口２２から回収される単位時間当たりの液体回収量を調整可能である。制御装置７は、液体回収装置６を制御して、回収口２２を介して基板Ｐ上から回収される単位時間当たりの液体ＬＱの回収量を調整可能である。

なお、回収口２２から多孔部材２５を介して実質的に液体ＬＱ（ＬＱｈ）のみが回収されてもよい。また、回収口２２から多孔部材２５を介して液体ＬＱ（ＬＱｈ）が液浸空間ＬＳの周囲のガスとともに回収されてもよい。なお、回収口２２に多孔部材２５が配置されなくてもよい。

なお、液浸部材４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。

本実施形態において、制御装置７は、供給口２１から基板Ｐ（物体）上に液体ＬＱ（ＬＱｈ）を供給し、その液体ＬＱ（ＬＱｈ）の供給と並行して、回収口２２から基板Ｐ（物体）上の液体ＬＱ（ＬＱｈ）を回収することによって、一方側の終端光学素子１２及び液浸部材６と、他方側の基板Ｐ（物体）との間に液体ＬＱ（ＬＱｈ）で液浸空間ＬＳを形成可能である。

図４は、終端光学素子１１及び液浸部材４と基板Ｐとの間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態の一例を示す図である。図４に示すように、基板Ｐは保持部１３に保持され、カバー部材Ｔは保持部１５に保持される。カバー部材Ｔは、保持部１３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、保持部１３に保持された基板Ｐ、及び保持部１５に保持されたカバー部材Ｔは、投影領域ＰＲに移動可能である。

本実施形態において、保持部１３は、基板Ｐの表面（上面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。保持部１５は、カバー部材Ｔの上面ＴｆとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、カバー部材Ｔを保持する。本実施形態において、保持部１３に保持された基板Ｐの表面と保持部１５に保持されたカバー部材Ｔの上面Ｔｆとは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。なお、Ｚ軸方向に関する基板Ｐの表面の位置とカバー部材Ｔの上面Ｔｆとの位置とが異なってもよい。また、カバー部材Ｔの上面Ｔｆの少なくとも一部が、基板Ｐの表面（ＸＹ平面）に対して傾斜していてもよい。また、カバー部材Ｔの上面Ｔｆの少なくとも一部が曲面でもよい。

本実施形態において、カバー部材Ｔの上面Ｔｆは、液体ＬＱ（ＬＱｈ）に対して撥液性の膜Ｆｒの表面を含む。液体ＬＱに対する上面Ｔｆ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Ｔｆの接触角は、１００度以上である。

図１に示すように、保持部１４は、計測部材Ｃの表面（上面）Ｃｆ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。保持部１６は、カバー部材Ｓの上面ＳｆとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、カバー部材Ｓを保持する。本実施形態において、保持部１４に保持された計測部材Ｃの上面Ｃｆと保持部１６に保持されたカバー部材Ｓの上面Ｓｆとは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。なお、Ｚ軸方向に関する計測部材Ｃの上面Ｃｆの位置とカバー部材Ｓの上面Ｓｆとの位置とが異なってもよい。また、カバー部材Ｓの上面Ｓｆの少なくとも一部が、計測部材Ｃの上面Ｃｆ（ＸＹ平面）に対して傾斜していてもよい。また、カバー部材Ｓの上面Ｓｆの少なくとも一部が曲面でもよい。

本実施形態において、カバー部材Ｓの上面Ｓｆは、液体ＬＱに対して撥液性の膜Ｆｒの表面を含む。液体ＬＱに対する上面Ｓｆ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Ｓｆの接触角は、１００度以上である。

また、本実施形態において、計測部材Ｃの上面Ｃｆは、液体ＬＱに対して撥液性の膜Ｆｒの表面を含む。液体ＬＱに対する上面Ｃｆ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Ｃｆの接触角は、１００度以上である。

本実施形態において、膜Ｆｒ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Ｆｒは、ＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）の膜である。なお、膜Ｆｒ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Ｆｒ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、上面Ｔｆを形成する膜Ｆｒと上面Ｓｆを形成する膜Ｆｒとが、異なる種類の材料で形成されてもよい。また、上面Ｃｆを形成する膜Ｆｒと上面Ｓｆを形成する膜Ｆｒとが異なる種類の材料で形成されてもよい。

本実施形態において、射出面１０及び下面１８と対向可能な基板ステージ２の上面は、カバー部材Ｔの上面Ｔｆを含む。射出面１０及び下面１８と対向可能な計測ステージ３の上面は、カバー部材Ｓの上面Ｓｆ及び計測部材Ｃの上面Ｃｆの少なくとも一方を含む。以下の説明において、カバー部材Ｔの上面Ｔｆを適宜、基板ステージ２の上面、と称し、カバー部材Ｓの上面Ｓｆ及び計測部材Ｃの上面Ｃｆを合わせて適宜、計測ステージ３の上面、と称する。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について、図５のフローチャートを参照して説明する。

図５に示すように、本実施形態においては、終端光学素子１１の射出面１０から射出される露光光ＥＬで液体ＬＱを介して基板Ｐを露光する露光処理を含む露光シーケンス（ステップＳＡ１）と、液体ＬＱｈを用いて露光装置ＥＸの部材をメンテナンスするメンテナンスシーケンス（ステップＳＡ２）とが実行される。

まず、露光シーケンスについて説明する。露光シーケンスは、基板Ｐの交換処理、計測ステージ３を用いる計測処理、及び液体ＬＱを介して基板Ｐを露光する露光処理を含む。露光シーケンスの少なくとも一部において、制御装置７は、脱気処理されて溶存するガス濃度が低減されている液体ＬＱ（ＬＱｓ）が供給口２１から光路Ｋに対して供給されるように、液体供給装置５を制御する。すなわち、露光シーケンスの少なくとも一部において、制御装置７は、第２モードを実行する。

制御装置７は、基板搬送装置（不図示）を用いて、基板Ｐの交換処理を実行する。制御装置７は、露光前の基板Ｐを保持部１３に搬入（ロード）する。なお、保持部１３に露光後の基板Ｐが保持されている場合、その基板Ｐが保持部１３から搬出（アンロード）された後、露光前の基板Ｐが保持部１３に搬入（ロード）される。

また、制御装置７は、計測ステージ３（計測部材Ｃ、計測器）を用いて、所定の計測処理を実行する。露光前の基板Ｐが保持部１３にロードされ、計測ステージ３を用いる計測処理が終了した後、制御装置７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１１及び液浸部材４と基板Ｐ（基板ステージ２）との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成する。

制御装置７は、基板Ｐの露光を開始する。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。基板Ｐの露光において、制御装置７は、マスクステージ１及び基板ステージ２を制御して、マスクＭ及び基板Ｐを、ＸＹ平面内の所定の走査方向に移動する。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７は、基板Ｐ（ショット領域）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。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、その基板Ｐが射出面１０から射出された露光光ＥＬで露光される。基板Ｐ上に複数のショット領域が設けられている場合、制御装置７は、それら複数のショット領域を、液体ＬＱを介して順次露光する。

本実施形態において、液体供給装置５は、少なくとも基板Ｐの表面に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されているときに、所定ガス濃度を高める処理が実行されない液体ＬＱ（ＬＱｓ）を、射出面１０と基板Ｐの表面との間の光路Ｋに供給する。例えば、液体供給装置５は、基板Ｐの表面に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されているときに、液体処理装置３１による所定ガス濃度を高める処理を停止する。

基板Ｐの露光が終了した後、制御装置７は、その露光後の基板Ｐを保持した基板ステージ２を基板交換位置に移動する。露光後の基板Ｐは、基板ステージ２からアンロードされ、露光前の基板Ｐが基板ステージ２にロードされる。以下、制御装置７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。

次に、メンテナンスシーケンスについて説明する。

露光シーケンスにおいて、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。液浸空間ＬＳの液体ＬＱ中に異物が混入すると、その液体ＬＱに接触する基板ステージ２の上面（カバー部材Ｔの上面Ｔｆ）、計測ステージ３の上面（カバー部材Ｓの上面Ｓｆ、計測部材Ｃの上面Ｃｆ）、及び液浸部材４の下面１８の少なくとも一部に異物が付着する可能性がある。

そこで、本実施形態においては、制御装置７は、非露光シーケンス時に、基板ステージ２の上面、及び計測ステージ３の上面の少なくとも一部のメンテナンス処理を実行する。メンテナンス処理は、基板ステージ２の上面、及び計測ステージ３の上面の少なくとも一部をクリーニングする処理を含む。

以下、計測ステージ３の上面をメンテナンスする場合を例にして説明する。本実施形態において、メンテナンス処理は、液体ＬＱｈを介して計測ステージ３の上面に射出面１０からの露光光ＥＬを照射する処理を含む。計測ステージ３の上面に露光光（紫外光）ＥＬが照射されることによって、その計測ステージ３の上面が光洗浄される。

図６は、計測ステージ３の上面に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されている状態の一例を示す図である。本実施形態において、液体供給装置５は、露光装置ＥＸが有する計測ステージ３の上面に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されるときに、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを射出面１０と計測ステージ３の上面との間の光路Ｋに供給する。すなわち、制御装置７は、メンテナンスシーケンスの少なくとも一部において、第１モードを実行する。

液体供給装置５は、液体処理装置３１を用いて、脱気処理された液体ＬＱｓに溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行して液体ＬＱｈを生成し、その所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを、射出面１０と計測ステージ３の上面との間の露光光ＥＬの光路Ｋに供給する。

上述のように、本実施形態において、計測ステージ３の上面は、液体ＬＱに対して撥液性の膜Ｆｒの表面を含む。本発明者の知見によれば、その膜Ｆｒとガス濃度が低い液体（ＬＱｓ）とを接触させた状態で、その膜Ｆｒに紫外光を照射すると、その膜Ｆｒ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、液体に溶存する酸素濃度が低いと、膜Ｆｒ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１１及び液浸部材４との間で液浸空間ＬＳを形成する物体（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に対する物体の表面の撥液性が低下すると、終端光学素子１１及び液浸部材４と物体との間に液体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、物体の表面に液体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、物体は、終端光学素子１１及び液浸部材４に対して移動可能であり、その物体の表面の撥液性が低下すると、その物体の移動に伴って、液浸空間ＬＳの液体ＬＱが流出したり、物体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、物体が熱変形したり、基板Ｐが熱変形したり、物体の周囲の環境（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、計測ステージ３の上面に射出面１０からの露光光（紫外光）ＥＬが照射されるときに射出面１０と計測ステージ３の上面との間の光路Ｋに供給される液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度が、基板Ｐの表面に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されるときに射出面１０と基板Ｐの表面との間の光路Ｋに供給される液体ＬＱに溶存する所定ガス濃度よりも高いので、液体ＬＱに対する計測ステージ３の上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、計測ステージ３の上面に液体ＬＱが残留したりすることを抑制することができる。

また、液体ＬＱｈと計測ステージ３の上面とを接触させた状態で、その計測ステージ３の上面に露光光（紫外光）ＥＬを照射することによって、その計測ステージ３の上面を良好に光洗浄することができる。

なお、図６は、計測部材Ｃの上面Ｃｆに露光光ＥＬを照射して上面Ｃｆを光洗浄している状態を示しているが、もちろん、液体ＬＱｈとカバー部材Ｓの上面Ｓｆとを接触させた状態で、カバー部材Ｓの上面Ｓｆに露光光ＥＬを照射して上面Ｓｆを光洗浄してもよい。

また、液体ＬＱｈと基板ステージ２の上面（カバー部材Ｔの上面Ｔｆ）とを接触させた状態で、基板ステージ２の上面に露光光ＥＬを照射して基板ステージ２の上面を光洗浄してもよい。これにより、液体ＬＱに対する基板ステージ２の上面の撥液性の低下を抑制しつつ、その基板ステージ２の上面を良好に光洗浄できる。

なお、基板ステージ２の上面のメンテナンス時（光洗浄時）において、保持部１３にダミー基板を保持した状態で、基板ステージ２の上面に露光光ＥＬを照射してもよい。ダミー基板は、デバイス製造用の基板Ｐよりも異物を放出し難く、基板Ｐとほぼ同じ外形を有する基板である。保持部１３は、ダミー基板をリリース可能に保持できる。保持部１３にダミー基板を保持した状態で、基板ステージ２の上面をメンテナンスすることによって、例えば液体ＬＱｈが保持部１３に付着することを抑制でき、液体ＬＱｈの液浸空間ＬＳを良好に形成できる。

メンテナンスシーケンスが終了した後、そのメンテナンスされた露光装置ＥＸを用いて露光シーケンスが実行されてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを介して物体の上面（基板ステージ２の上面、計測ステージ３の上面等）に露光光ＥＬを照射するようにしたので、液体ＬＱに対する物体の上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の照射により、物体の上面を光洗浄することができる。したがって、例えば露光シーケンスにおいて、終端光学素子１１及び液浸部材４と物体と間の空間に液体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。

本実施形態においては、液体ＬＱｐの脱気処理を実行し、液体ＬＱｐに溶存するガスを除去して液体ＬＱｓを生成した後、その液体ＬＱｓに所定ガスＧを溶解させる。これにより、所定ガスＧ以外のガスが液体ＬＱｈに溶存することを抑制しつつ、液体ＬＱｈにおける所定ガスＧの濃度を精度良く調整できる。例えば、液体ＬＱに対する物体の表面の撥液性の低下を抑制しつつ光洗浄を実行する場合において、液体ＬＱｈに溶存させる所定ガスＧとして酸素ガスが好ましい場合、その酸素ガスのみを液体ＬＱｈに溶存させ、酸素ガス以外のガスが液体ＬＱｈ中に存在することを抑制できる。また、本実施形態によれば、溶存するガスが低減された液体ＬＱｓに所定ガスＧを溶解させるので、液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度を精度良く調整できる。

なお、所定ガスＧは、液体ＬＱｈに求められる機能（性能）に応じて適宜選択可能である。例えば、物体の帯電を抑制したい場合、あるいは物体に帯電している電気（静電気）を除去したい場合、所定ガスＧとして炭酸ガスを用いてもよい。炭酸ガスが溶存する液体ＬＱｈを物体上に供給することによって、その物体の帯電等を抑制することができる。

また、本実施形態においては、基板Ｐの表面に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されるときに光路Ｋに供給される液体ＬＱに溶存する所定ガス濃度は、物体の上面（基板ステージ２の上面、計測ステージ３の上面等）に露光光ＥＬが照射されるときに光路Ｋに供給される液体ＬＱｈに溶存する所定ガス濃度よりも低い。したがって、例えば基板Ｐの露光において光路Ｋを満たす液体ＬＱに気泡が発生することを抑制でき、露光不良の発生を抑制できる。

なお、本実施形態においては、基板ステージ２の上面及び計測ステージ３の上面の少なくとも一方のメンテナンスにおいて、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈを供給することとしたが、露光シーケンスの少なくとも一部において液体ＬＱｈを供給してもよい。例えば計測ステージ３を用いる計測処理において光路Ｋに液体ＬＱｈを供給してもよい。例えば、図６に示したように、終端光学素子１１及び液浸部材４と計測部材Ｃとの間に、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈで液浸空間ＬＳを形成し、その液体ＬＱｈの液浸空間ＬＳが形成されている状態で、射出面１０からの露光光ＥＬを計測部材Ｃに照射してもよい。計測部材Ｃに照射された露光光ＥＬは、その計測部材Ｃを介して、光センサ５０に受光される。これにより、液体ＬＱに対する計測部材Ｃの上面Ｃｆの撥液性の低下を抑制することができる。また、計測部材Ｃを用いる計測処理と並行して、計測部材Ｃの光洗浄を実行することができる。

＜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７は、第２実施形態に係る露光装置ＥＸの動作の一例を示すフローチャートである。図７に示すように、本実施形態において、終端光学素子１１の射出面１０から射出される露光光ＥＬで液体ＬＱを介して基板Ｐを露光する露光処理を含む露光シーケンス（ステップＳＢ１）と、液体ＬＱを用いて露光装置ＥＸの部材をメンテナンスするメンテナンスシーケンス（ステップＳＢ２）とが実行される。

本実施形態においては、露光シーケンスのうち、少なくとも、基板Ｐの表面に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されるときに、制御装置７は、射出面１０と基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路Ｋに、供給口２１から単位時間当たり第１供給量で液体ＬＱを供給する。一方、メンテナンスシーケンスにおいて、物体の上面（基板ステージ２の上面、計測ステージ３の上面等）に射出面１０からの露光光ＥＬが照射されるときに、制御装置７は、射出面１０と物体の上面との間の露光光ＥＬの光路Ｋに、供給口２１から単位時間当たり第１供給量よりも少ない第２供給量で液体ＬＱを供給する。

本実施形態において、メンテナンスシーケンスにおいて供給口２１から第２供給量で供給される液体ＬＱは、所定ガス濃度が高められた液体ＬＱｈでもよいし、所定ガス濃度を高める処理が実行されない液体ＬＱｓでもよい。以下の説明においては、一例として、メンテナンスシーケンスにおいて供給口２１から第２供給量で供給される液体ＬＱが、所定ガス濃度が低減されている脱気処理後の液体ＬＱｓである場合を例にして説明する。

図８は、計測ステージ３の上面をメンテナンス（光洗浄）するために、終端光学素子１１及び液浸部材４と計測ステージ３との間に、供給口２１から供給された液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状の一例を示す図である。

図８に示すように、メンテナンスシーケンスにおいて、射出面１０と計測ステージ３の上面との間に、供給口２１から第２供給量で液体ＬＱが供給される。回収口２２は、第２供給量に応じた回収量で液体ＬＱを回収する。制御装置７は、供給口２１から第２供給量で液体ＬＱを供給するとともに、その液体ＬＱの供給と並行して、回収口２２から液体ＬＱを回収して、液体ＬＱの液浸空間ＬＳを形成する。制御装置７は、液体ＬＱの液浸空間ＬＳが形成されている状態で、射出面１０から露光光ＥＬを射出する。射出面１０からの露光光ＥＬは、液体ＬＱを介して計測ステージ３の上面に照射される。

本実施形態においては、計測ステージ３の上面に対する露光光ＥＬの照射において、射出面１０と計測ステージ３の上面との間に存在する液体ＬＱに溶存するガス濃度が、少なくとも、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射において射出面１０と基板Ｐの表面との間に存在する液体ＬＱに溶存するガス濃度よりも高くなるように、計測ステージ３の移動条件が調整される。すなわち、計測ステージ３の上面のメンテナンスシーケンスにおいて、制御装置７は、射出面１０及び下面１８との間で液体ＬＱを保持して液浸空間ＬＳを形成する計測ステージ３を所定の移動条件で移動して、その液体ＬＱに溶存するガス濃度を高める処理を実行する。

例えば、制御装置７は、終端光学素子１１及び液浸部材４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、ステージ駆動システムを用いて、計測ステージ３を、射出面１０とほぼ平行なＸＹ平面内で移動する。例えば、制御装置７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に溶存するガス濃度を良好に高めることができる。また、制御装置７は、終端光学素子１１及び液浸部材４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、ステージ駆動システムを用いて、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に溶存するガス濃度を調整することができる。

計測ステージ３が移動することによって、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に溶存するガス濃度を高めることができる。

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。ガス濃度は、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。

液体ＬＱに溶存するガス濃度を高めるために計測ステージ３を移動する動作は、計測ステージ３に露光光ＥＬを照射する前に実行してもよいし、露光光ＥＬの照射中に実行してもよいし、露光光ＥＬの照射前及び照射中の両方で実行してもよい。

本実施形態においては、メンテナンスシーケンスにおいて、終端光学素子１１及び液浸部材４と計測ステージ３（物体）との間に供給口２１から供給される液体供給量が少ないので、終端光学素子１１及び液浸部材４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を所定の移動条件で移動することによって、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存するガス濃度を円滑に高めることができる。

以上説明したように、本実施形態においても、液体ＬＱに対する計測ステージ３の上面の接触角（撥液性）の低下を抑制しつつ、計測ステージ３の上面を良好に光洗浄できる。

なお、終端光学素子１１及び液浸部材４と計測ステージ３（物体）との間に供給口２１から所定量の液体ＬＱを供給して液浸空間ＬＳを形成した後、供給口２１からの液体ＬＱの供給及び回収口２２からの液体ＬＱの回収を停止した状態で、計測ステージ３を所定の移動条件で移動してもよい。こうすることによっても、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに溶存するガス濃度を円滑に高めることができる。

なお、液体ＬＱに溶存するガス濃度を高めるために、終端光学素子１１及び液浸部材４と基板ステージ２との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、基板ステージ２を移動させ、その基板ステージ２に液体ＬＱを介して露光光ＥＬを照射してもよい。

なお、液体ＬＱに溶存するガス濃度を高めるために物体（基板ステージ２、計測ステージ３）を移動する動作が、露光シーケンスの少なくとも一部において実行されてもよい。例えば、液体ＬＱに溶存するガス濃度を高めるために計測ステージ３を移動する動作を実行した後、溶存するガス濃度が高められた液体ＬＱを介して計測部材Ｃに露光光ＥＬを照射して、計測部材Ｃ及び光センサ５０を用いる計測処理が実行されてもよい。なお、液体ＬＱに溶存するガス濃度を高めるために計測ステージ３を移動する動作を実行しながら、液体ＬＱを介して計測部材Ｃに露光光ＥＬを照射して、計測部材Ｃ及び光センサ５０を用いる計測処理が実行されてもよい。

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１１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１１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９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、３…計測ステージ、４…液浸部材、５…液体供給装置、７…制御装置、１０…射出面、１１…終端光学素子、２１…供給口、２２…回収口、３１…液体処理装置、３２…脱気装置、３５…ガス供給装置、３７…供給量調整装置、Ｃ…計測部材、Ｆｒ…膜、ＩＬ…照明系、Ｋ…光路、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、Ｓ…カバー部材、Ｔ…カバー部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ…液浸空間

Claims (20)

1. 光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される液体供給装置であって、
   脱気処理された液体に溶存する所定ガス濃度を高める処理を実行する液体処理装置を備え、
   前記所定ガス濃度が高められた液体を前記露光光の光路の少なくとも一部に供給可能である液体供給装置。
2. 前記脱気処理を実行可能な脱気装置を備え、
   前記液体処理装置は、前記脱気装置で脱気処理された液体に溶存する所定ガス濃度を高める請求項１記載の液体供給装置。
3. 少なくとも前記露光装置が有する部材の表面に前記射出面からの前記露光光が照射されるときに、前記所定ガス濃度が高められた液体を前記射出面と前記部材の表面との間の前記光路に供給する請求項１又は２記載の液体供給装置。
4. 前記部材の表面は、前記液体に対して撥液性の膜の表面を含む請求項３記載の液体供給装置。
5. 前記部材は、前記射出面と対向する位置を含む所定面内において移動可能である請求項３又は４記載の液体供給装置。
6. 前記基板の露光において前記射出面と前記基板の表面との間の前記光路に第１供給量で液体を供給し、
   前記射出面と前記部材の表面との間の前記光路に前記第１供給量よりも少ない第２供給量で液体を供給する請求項３〜５のいずれか一項記載の液体供給装置。
7. 前記基板の表面に前記射出面からの前記露光光が照射されるときに供給される液体に溶存する前記所定ガス濃度は、前記部材の表面に前記露光光が照射されるときに供給される液体に溶存する前記所定ガス濃度よりも低い請求項３〜６のいずれか一項記載の液体供給装置。
8. 前記基板の表面に前記射出面からの前記露光光が照射されるときに、前記所定ガス濃度を高める処理が実行されない液体を前記射出面と前記基板の表面との間の前記光路に供給する請求項１〜６のいずれか一項記載の液体供給装置。
9. 前記基板の表面に前記射出面からの前記露光光が照射されるときに、前記液体処理装置による前記所定ガス濃度を高める処理が停止される請求項１〜６のいずれか一項記載の液体供給装置。
10. 前記脱気処理は、前記所定ガスの除去を含む請求項１〜９のいずれか一項記載の液体供給装置。
11. 前記液体処理装置によって処理された液体に溶存する前記所定ガス濃度は、前記液体処理装置に供給される液体に溶存する前記所定ガス濃度よりも高い請求項１〜１０のいずれか一項記載の液体供給装置。
12. 光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される液体供給装置であって、
    前記基板の表面に前記射出面からの前記露光光が照射されるときに、前記射出面と前記基板の表面との間の前記露光光の光路に第１供給量で液体を供給し、
    前記射出面と対向する位置を含む所定面内において移動する前記露光装置が有する部材の表面に前記射出面からの前記露光光が照射されるときに、前記射出面と前記部材の表面との間の前記光路に前記第１供給量よりも少ない第２供給量で液体を供給する液体供給装置。
13. 前記部材に対する前記露光光の照射において前記射出面と前記部材の表面との間に存在する液体に溶存するガス濃度が、前記基板に対する前記露光光の照射において前記射出面と前記基板の表面との間に存在する液体に溶存するガス濃度よりも高くなるように、前記部材の移動条件が調整される請求項１２記載の液体供給装置。
14. 前記部品の表面は、前記液体に対して撥液性の膜の表面を含む請求項１２又は１３記載の液体供給装置。
15. 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、
    請求項１〜１４のいずれか一項記載の液体供給装置を備える露光装置。
16. 請求項１５記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
17. 光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される液体供給方法であって、
    脱気処理された液体に溶存する所定ガス濃度を高めることと、
    前記所定ガス濃度が高められた液体を前記射出面と前記露光装置が有する部材の表面との間の前記露光光の光路の少なくとも一部に供給することと、を含む液体供給方法。
18. 光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置に使用される液体供給方法であって、
    前記射出面と対向する位置を含む所定面内において移動する前記露光装置が有する部材の表面に前記射出面からの前記露光光が照射されるときに、前記射出面と前記部材の表面との間に、前記基板の表面に前記射出面からの前記露光光が照射されるときに前記射出面と前記基板の表面との間に供給される第１供給量よりも少ない第２供給量で液体を供給することを含む液体供給方法。
19. 光学部材の射出面から射出される露光光で液体を介して基板を露光する露光装置のメンテナンス方法であって、
    請求項１７又は１８記載の液体供給方法で液体を供給することと、
    前記液体を介して前記部材に前記露光光を照射して前記部材をクリーニングすることと、を含むメンテナンス方法。
20. 請求項１９記載のメンテナンス方法でメンテナンスされた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。

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