JP4262252B2

JP4262252B2 - 露光装置

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Publication number: JP4262252B2
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Inventors: 敬恭長谷川
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Description

本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、投影光学系の最終面（最終レンズ）とウェハ等の被露光体の表面との間に液体を局所的に充填し、投影光学系及び液体を介して被露光体を露光する、所謂、液浸露光装置に関する。

レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハに露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、高解像度であると共に、転写精度及びスループットに優れた露光装置が益々要求されている。高解像度の要求に応えるための一手段として液浸露光が注目されている。液浸露光は、投影光学系のウェハ側の媒質を液体にすることによって投影光学系の開口数（ＮＡ）の増加を更に進めるものである。投影光学系のＮＡは、媒質の屈折率をｎとするとＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθであるので、投影光学系とウェハとの間を空気の屈折率よりも高い屈折率（ｎ＞１）の媒質で満たすことでＮＡをｎまで大きくすることができる。そして、プロセス定数ｋ１と光源の波長λによって表される露光装置の解像度Ｒ（Ｒ＝ｋ１×（λ／ＮＡ））を小さくしようとするものである。

液浸露光においては、投影光学系の最終面とウェハとの間に液体を局所的に充填するローカルフィル方式が提案されている（例えば、特許文献１及び３参照）。ローカルフィル方式においては、投影光学系の最終面とウェハとの狭い隙間に液体を均一に流すことが重要である。例えば、液体が投影光学系の最終面（最終レンズ）に衝突し、その外周に回り込んでしまうと、液体に気泡が混入することになる。また、ウェハを高速で移動させると、液体が周囲に飛散して液体量が減少し、気泡が混入し易くなる。気泡は露光光を乱反射するため、露光量が減少し、スループットの低下を招くと共に、露光光がウェハに到達することを妨げて転写精度を悪化させる。

かかる問題を解決するために、投影光学系の最終面とウェハとの間の周囲に気体を吹き付けて液体を止めるエアカーテン方式が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット特開２００４−２８９１２６号公報国際公開第２００４／０８６４７０号パンフレット

特許文献２の露光装置は、液体の広がりをエアカーテンのみで拘束しようとしているが、投影光学系とウェハとの隙間が小さいため、実際には、エアカーテンによる拘束力をそれほど大きくすることができない。このため、液体の広がる力よりもエアカーテンによる拘束力が弱くなり易く、エアカーテンを越えて液体が広がり易い。この結果、エアカーテンを形成する気体を回収する気体回収口に液体が流入して目詰まりを生じ、エアカーテンを形成できなくなったり、液体に気泡が混入したりする。気泡が液体に混入すると、上述した問題を引き起こす。また、ウェハが第１の露光領域から第２の露光領域に移動する際に、エアカーテンの不十分な拘束力によって、液体がウェハの移動に完全に追従せず、液体の一部が千切れて第１の露光領域に残留してしまうという問題も生じる。

そこで、本発明は、転写精度及びスループットに優れた露光装置を提供することを例示的目的とする。

本発明の一側面としての露光装置は、投影光学系の最終レンズと被露光体との間を液体で満たし、当該被露光体を前記液体を介して露光する露光装置であって、前記最終レンズと前記被露光体との間の前記液体が充填されるべき領域から前記液体が漏れ出すことを低減又は防止する凸部と、前記凸部よりも前記最終レンズ側に形成され、前記液体を前記領域から回収する液体回収口と、前記液体回収口と前記凸部の間の気体の圧力変動を抑制する圧力変動抑制手段と、を有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、転写精度及びスループットに優れた露光装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略断面図である。

露光装置１は、投影光学系３０とウェハ４０との間に供給される液体（液浸液）ＬＷを介して、レチクル２０に形成された回路パターンをステップ・アンド・スキャン方式でウェハ４０に露光する液浸型の投影露光装置である。露光装置１はステップ・アンド・リピート方式にも適用することができる。

露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、レチクル２０を載置するレチクルステージ２５と、投影光学系３０と、ウェハ４０を載置するウェハステージ４５と、測距装置５０と、ステージ制御部６０と、その他の部材を有する。その他の部材は、媒体供給部７０と、液浸制御部８０と、液体回収部９０と、鏡筒１００を含む。

照明装置１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。

光源部１２は、本実施形態では、光源として、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを使用する。但し、光源部１２は、ＡｒＦエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーを使用してもよいし、水銀ランプやキセノンランプなどのランプを使用してもよい。

照明光学系１４は、レチクル２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、オプティカルインテグレーター、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。

レチクル２０は、図示しないレチクル搬送系により露光装置１の外部から搬送され、レチクルステージ２５に支持及び駆動される。レチクル２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成されている。レチクル２０から発せられた回折光は、投影光学系３０を通り、ウェハ４０上に投影される。レチクル２０とウェハ４０は、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル２０とウェハ４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、レチクル２０のパターンをウェハ４０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置の場合は、レチクル２０とウェハ４０を静止させた状態で露光が行われる。

レチクルステージ２５は、レチクルステージ２５を固定するための定盤２７に取り付けられている。レチクルステージ２５は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル２０を支持し、図示しない移動機構及びステージ制御部６０によって移動制御される。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、走査方向（本実施形態では、Ｘ軸方向）にレチクルステージ２５を駆動することでレチクル２０を移動することができる。

投影光学系３０は、レチクル２０に形成されたパターンを経た回折光をウェハ４０上に結像する機能を有する。投影光学系３０は、複数のレンズ素子のみからなる屈折光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する反射屈折光学系等を使用することができる。

ウェハ４０は、図示しないウェハ搬送系により露光装置１の外部から搬送され、ウェハステージ４５に支持及び駆動される。ウェハ４０は、被露光体であり、液晶基板、その他の被露光体を広く含む。ウェハ４０には、フォトレジストが塗布されている。

同面板（液体保持部）４４は、ウェハステージ４５に支持されたウェハ４０の表面とウェハ４０の外側の領域（ウェハステージ４５）とを同一面にし、液体ＬＷを保持するための板である。同面板４４は、ウェハ４０の表面と同じ高さであることで、ウェハ４０の外周付近のショットを露光する際に、ウェハ４０の外側の領域においても液体ＬＷを保持する（液膜を形成する）ことを可能にする。

同面板４４の液体ＬＷと接する面に対しては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）コートを施すことが好ましい。また、同面板４４の液体ＬＷと接する面に対しては、ＰＴＦＥとポリパーフルオロアルコキシエチレン、及びその共重合体（ＰＦＡ）及びその誘導体であるフッ素系樹脂やポリパラキシリレン樹脂（パリレン）の改質層を施してもよい。ＰＦＡ材料は、一般的に、１００度程度の接触角を有するが、重合比の調整及び誘導体や官能基の導入等によって、接触角を改質する（向上させる）ことができる。ポリパラキシリレン樹脂（パリレン）も同様に、誘導体や官能基の導入等によって、接触角を改質する（向上させる）ことができる。また、パーフルオロアルキル基含有シラン（ヘプタデカフルオロデシルシラン）などのシランカップリング剤で表面処理をしてもよい。

更に、フッ素樹脂コート等を施した同面板４４の表面に、凹凸又は針状の微細構造を設け、表面粗さを調整してもよい。同面板４４の表面に微細構造（凹凸）を設けることにより、濡れ易い材料をより濡れ易く、濡れにくい材料をより濡れにくくすることができる。換言すれば、同面板４４の表面に微細構造（凹凸）を設けることにより、同面板４４の接触角を見掛け上大きくすることができる。

ウェハステージ４５は、ウェハステージ４５を固定するための定盤４７に取り付けられており、図示しないウェハチャックを介してウェハ４０を支持する。ウェハステージ４５は、ウェハ４０の上下方向（鉛直方向、即ち、Ｚ軸方向）の位置や回転方向、傾きを調整する機能を有し、ステージ制御部６０によって制御される。ウェハステージ４５は、露光時において、投影光学系３０の焦点面にウェハ４０の表面が常に高精度に合致するように、ステージ制御部６０によって制御される。

測距装置５０は、レチクルステージ２５の位置及びウェハステージ４５の２次元的な位置を、参照ミラー５２及び５４、及び、レーザー干渉計５６及び５８を介してリアルタイムに計測する。測距装置５０による測距結果は、ステージ制御部６０に伝達される。ステージ制御部６０は、かかる測距結果に基づいて、位置決めや同期制御のために、レチクルステージ２５及びウェハステージ４５を一定の速度比率で駆動する。

ステージ制御部６０は、レチクルステージ２５及びウェハステージ４５の駆動を制御する。

媒体供給部７０は、図２に示すように、投影光学系３０とウェハ４０との間の空間又は間隙に液体ＬＷを供給すると共に、液体ＬＷの周囲に気体ＰＧを供給する機能を有する。媒体供給部７０は、本実施形態では、図示しない生成装置と、脱気装置と、温度制御装置と、液体供給配管７２と、気体供給配管７４とを有する。換言すれば、媒体供給部７０は、投影光学系３０の最終面の周囲に配置された液体供給配管７２（の液体供給口１０１）を介して液体ＬＷを供給し、投影光学系３０とウェハ４０との間の空間に液体ＬＷの液膜を形成する。また、媒体供給部７０は、気体供給配管７４（の気体供給口１０２）によって液体ＬＷの周囲に気体ＰＧを供給し、エアカーテンを形成し、液体ＬＷの飛散を防止する。なお、投影光学系３０とウェハ４０との間の空間は、液体ＬＷの液膜を安定に形成、且つ。除去できる程度であることが好ましく、例えば、１．０ｍｍとするとよい。

媒体供給部７０は、例えば、液体ＬＷ又は気体ＰＧを貯めるタンク、液体ＬＷ又は気体ＰＧを送り出す圧送装置、液体ＬＷ又は気体ＰＧの供給流量を制御する流量制御装置を含む。

液体ＬＷは、露光光の吸収が少ないものの中から選択され、更に、石英や蛍石などの屈折系光学素子と同程度の屈折率を有することが好ましい。具体的には、液体ＬＷは、純水、機能水、フッ化液（例えば、フルオロカーボン）などが使用される。また、液体ＬＷは、予め、図示しない脱気装置を用いて溶存ガスが十分に取り除かれたものが好ましい。これにより、液体ＬＷは、気泡の発生を抑制し、また、気泡が発生しても即座に液体中に吸収できる。例えば、空気中に多く含まれる窒素及び酸素を対象とし、液体ＬＷに溶存可能なガス量の８０％を除去すれば、十分に気泡の発生を抑制することができる。勿論、図示しない脱気装置を露光装置に備えて、常に液体中の溶存ガスを取り除きながら媒体供給部７０に液体ＬＷを供給してもよい。

生成装置は、図示しない原料水供給源から供給される原料水中に含まれる金属イオン、微粒子及び有機物などの不純物を低減し、液体ＬＷを生成する。生成装置により生成された液体ＬＷは、脱気装置に供給される。

脱気装置は、液体ＬＷに脱気処理を施し、液体ＬＷの溶存酸素及び溶存窒素を低減する。脱気装置は、例えば、膜モジュールと真空ポンプによって構成される。脱気装置としては、例えば、ガス透過性の膜を隔てて、一方に液体ＬＷを流し、他方を真空にして液体ＬＷ中の溶存ガスをその膜を介して真空中に追い出す装置が好適である。

温度制御装置は、液体ＬＷを所定の温度に制御する機能を有する。

液体供給配管７２は、図２に示すように、脱気装置及び温度制御装置によって脱気処理及び温度制御が施された液体ＬＷを、後述する鏡筒１００に形成された液体供給口１０１を介して投影光学系３０とウェハ４０との間の空間に供給する。即ち、液体供給配管７２は、液体供給口１０１に接続されている。ここで、図２は、液体供給配管７２（後述する鏡筒１００）を示す概略断面図である。

液体供給配管７２は、液体ＬＷを汚染しないように、溶出物質が少ないポリテトラフルオロエチレン（ポリ四弗化エチレン）樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂で構成することが好ましい。液体ＬＷに純水以外の液体を用いる場合には、液体ＬＷに耐性を有し、且つ、溶出物質が少ない材料で液体供給配管７２を構成すればよい。

気体供給配管７４は、後述する鏡筒１００に形成された気体供給口１０２に接続され、媒体供給部７０からの気体ＰＧを液体ＬＷの周囲を覆うように供給する。気体供給配管７４は、各種樹脂やステンレスなどの金属から構成される。

気体ＰＧは、液体ＬＷが投影光学系３０の周辺に飛散することを防止すると共に、液体ＬＷを外部の環境から保護し、外部の気体が液体ＬＷに溶解することを防止する。気体ＰＧは、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不活性ガス又は水素を使用する。これにより、露光への影響が大きい酸素を遮断することができる。また、気体ＰＧが液体ＬＷに溶解した場合でも露光への影響を少なくすることができ、露光されるパターンの劣化（露光精度の悪化）を防止することができる。

液浸制御部８０は、ウェハステージ４５の現在位置、速度、加速度、目標位置及び移動方向などの情報をステージ制御部６０から取得し、かかる情報に基づいて、液浸露光に係る制御を行う。液浸制御部８０は、液体ＬＷの供給及び回収の切り替え、停止、供給及び回収する液体ＬＷの量の制御等の制御指令を、媒体供給部７０や媒体回収部９０に与える。

媒体回収部９０は、媒体供給部７０によって供給された液体ＬＷ及び気体ＰＧを回収する機能を有し、本実施形態では、液体回収配管９２と、気体回収配管９４とを有する。媒体回収部９０は、例えば、回収した液体ＬＷ及び気体ＰＧを一時的に貯めるタンク、液体ＬＷ及び気体ＰＧを吸い取る吸引部、液体ＬＷ及び気体ＰＧの回収流量を制御するための流量制御装置などから構成される。

液体回収配管９２は、供給された液体ＬＷを後述する鏡筒１００に形成された液体回収口１０３を介して回収する。液体回収配管９２は、液体ＬＷを汚染しないように、溶出物質が少ないポリテトラフルオロエチレン（ポリ四弗化エチレン）樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂で構成することが好ましい。液体ＬＷに純水以外の液体を用いる場合には、液体ＬＷに耐性を有し、且つ、溶出物質が少ない材料で液体回収配管９２を構成すればよい。

気体回収配管９４は、後述する鏡筒１００に形成された気体回収口１０４に接続され、供給された気体ＰＧを回収する。また、気体回収配管９４は、各種樹脂やステンレスなどの金属から構成される。

鏡筒１００は、投影光学系３０を保持する機能を有し、図３に示すように、液体供給口１０１と、気体供給口１０２と、液体回収口１０３と、気体回収口１０４とが形成され、凸部１００ａを有する。ここで、図３は、鏡筒１００の要部を示す部分拡大図である。

液体供給口１０１は、液体ＬＷを供給するための開口であり、液体供給配管７２に接続する。本実施例では液体供給口１０１はウェハ４０に対向している。液体供給口１０１は、投影光学系３０の近傍に形成されており、図４に示すように、同心円状の開口を有する。液体供給口１０１は、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されてもいてもよい。ここで、図４は、鏡筒１００を示す下面断面図である。

液体供給口１０１は、多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。多孔質部材としては、特に、繊維状や粒状（粉状）の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体が好適である。なお、かかる多孔質体に使用される材料（少なくとも表面を構成する材料）としては、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、熱処理によって表面のみにＳｉＯ_２を有するＳｉＣなどが好適である。

気体供給口１０２は、気体ＰＧを供給するための開口であり、気体供給配管７４に接続する。気体供給口１０２は、図２乃至図４に示すように、液体供給口１０１よりも外周に形成されており、同心円状の開口を有する。気体供給口１０２は、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

気体供給口１０２は、多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。多孔質部材としては、特に、繊維状や粒状（粉状）の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体が好適である。なお、かかる多孔質体に使用される材料（少なくとも表面を構成する材料）としては、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、熱処理によって表面のみにＳｉＯ_２を有するＳｉＣなどが好適である。

液体回収口１０３は、供給した液体ＬＷを回収するための開口であり、液体回収配管９２に接続する。液体回収口１０３は気体を回収することもできる。本実施例では液体回収口１０３はウェハ４０に対向している。液体回収口１０３は、同心円状の開口を有する。なお、液体回収口１０３は、スポンジなどの多孔質材料を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。多孔質部材としては、特に、繊維状や粒状（粉状）の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体が好適である。なお、かかる多孔質体に使用される材料（少なくとも表面を構成する材料）としては、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、熱処理によって表面のみにＳｉＯ_２を有するＳｉＣなどが好適である。液体回収口１０３は、図２乃至図４に示すように、液体供給口１０１よりも外周に形成される。液体回収口１０３が液体供給口１０１よりも外側にあることにより、液体ＬＷが投影光学系３０の周辺部に漏れだしにくくなる。液体回収口１０３は、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

また、ウェハステージ４５の高速移動に伴って液体ＬＷが移動する際に、液体ＬＷの界面が液体回収口１０３と保持部を行き来し、液体回収口１０３とその保持部に段差が存在すると、その段差により気泡を巻き込み、露光不良の原因となる。同様にウェハステージ４５の高速移動に伴って液体ＬＷが移動する際に、液体ＬＷの界面が液体供給口１０１と保持部を行き来し、液体供給口１０１とその保持部に段差が存在すると、その段差により気泡を巻き込み、露光不良の原因となる。そのため、液体供給口１０１と液体回収口１０３及びそれらの保持部はウェハ４０から略同じ高さに形成することが好ましい。

気体回収口１０４は、供給した気体ＰＧを回収するための開口であり、気体回収配管９４に接続する。気体回収口１０４は、同心円状の開口を有する。なお、気体回収口１０４は、スポンジなどの多孔質材料を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。多孔質部材としては、特に、繊維状や粒状（粉状）の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体が好適である。なお、かかる多孔質体に使用される材料（少なくとも表面を構成する材料）としては、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、熱処理によって表面のみにＳｉＯ_２を有するＳｉＣなどが好適である。気体回収口１０４は、図２乃至図４に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成される。気体回収口１０４は、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

また、先に述べたように、ウェハステージ４５の高速移動に伴って液体ＬＷが移動する際に、液体ＬＷの界面が気体回収口１０４と保持部を行き来し、気体回収口１０４とその保持部に段差が存在すると、その段差により気泡を巻き込み、露光不良の原因となる。そのため、気体回収口１０４とその保持部はウェハ４０から略同じ高さに形成することが好ましい。

更に、気体回収口１０４の幅Ｗ２は、気体供給口１０２の幅Ｗ１よりも広くなるように形成される。

凸部１００ａは、投影光学系３０の最終面とウェハ４０との間の空間の走査方向（Ｘ軸方向）を規定する。液浸露光では、ウェハ４０面の移動に伴って、液体ＬＷが凸部１００ａの下側まで伸びると、伸びた液体ＬＷを避けるように伸びだす液体ＬＷの両側で気体ＰＧの流速が速くなり、液体ＬＷの伸び量を完全に抑えることができない場合がある。例えば、液体ＬＷの接する面の接触角が小さい場合には、液体ＬＷの移動量が大きくなり、液体ＬＷの伸び量を完全に抑えることができない。そこで、凸部１００ａの下端に気体供給口１０２を設けることで、液体ＬＷが凸部１００ａの下側まで伸びた場合でも、液体ＬＷに吹き付けられる気体ＰＧの流量の低下を抑えることが可能となる。これにより、液体ＬＷの伸びを抑えることができる。

液体ＬＷとして、純水に比べて更に高い屈折率を有する材料である有機系又は無機系の物質で光路空間を満たすことにより、解像力を向上させることが可能である。しかし、これらの物質を使用した場合、蒸発した物質によって露光装置１の内外の雰囲気が汚染され、露光装置１の内部で使用される光学部品の曇りや装置を構成する部品の腐食が懸念される。そこで、本実施形態では、凸部１００ａを設けることによって、液体ＬＷの界面の変形を抑え、且つ、蒸発した液体ＬＷが凸部１００ａの外側へ拡散することを防止している。

露光装置１は、液体回収口１０３が液体供給口１０１よりも外側に配置されているため、液体ＬＷを外部へと逃がしにくくすることができる。また、気体回収口１０４の幅Ｗ２が、気体供給口１０２の幅Ｗ１よりも広くなるように形成されているため、例えば、気体回収口１０４が液体ＬＷを吸引しても液体ＬＷによる目詰まりが減少する。これにより、供給された気体ＰＧが投影光学系３０の最終面とウェハ４０の表面との間から逃げ出す又は液体ＬＷに混じり込むことを防止することができる。更に、投影光学系３０とウェハ４０との間を凸部１００ａによって規定することにより、凸部１００ａの下端から供給される気体ＰＧの流速を制御することができる。その結果、液体ＬＷの飛散を防止することが可能となり、気泡による露光量の低下を防止してスループットを向上させることができる。

また、凸部１００ａの表面に撥液材料を塗布又は凸部１００ａ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１００ａから液体ＬＷを漏れ出し難くすることが可能である。そのため、撥液材料未使用の場合と比べ、気体ＰＧの供給量がより少ない場合でも、液体ＬＷの飛散を低減することが可能である。かかる撥液材料として、フッ素系樹脂、特に、ＰＴＦＥやＰＦＡ、パーフルオロアルキル基含有シランを用いることで、液体ＬＷが純水である場合に、凸部１００ａ又は凸部１００ａの表面の接触角を９０度以上にすることができる。

図１６は、凸部１００ａの水平方向の断面図であり、図１７は、図１６の配管部分の紙面垂直方向の断面図である。図１６及び図１７に示すように、圧力均一室１０５ａ内に多孔質部材１０５ｂを配置することによって、圧力損失の高い多孔質を使用しつつ、より多くの気体を流すことができる。

圧力均一室１０５ａ内に多孔質部材１０５ｂを配置せず、気体供給量が多い場合、気体供給口１０２から供給する気体の流速分布を均一にすることは難しく、配管接続部に近いほど流速が速くなる。また、気体供給口１０２にスポンジなどの多孔質部材を嵌め込んだ場合、均一性を出すためには圧力損失の大きい多孔質部材１０５ｂを選択する必要がある。しかし、均一性を重視すると、圧力損失が大きくなり、必要な気体供給量を得ることができない。

図１６及び図１７に示す構成は、気体供給口１０２から気体を供給する際に速く、均一な流速分布を形成することができる。かかる構成は、気体回収、液体供給、液体回収においても同様に流量を多くし、且つ、均一な流速分布を得ることができる。

以下、図５を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ａを説明する。ここで、図５は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ａを示す概略断面図である。鏡筒１００Ａは、投影光学系３０を保持する機能を有し、図５に示すように、液体供給口１０１と、気体供給口１０２と、液体回収口１０３と、気体回収口１０４Ａとが形成され、凸部１００ａを有する。鏡筒１００Ａは、図２に示す鏡筒１００と比較して、気体回収口１０４Ａのみが相違する。

気体回収口１０４Ａは、供給した気体ＰＧを回収するための開口であり、外部と連通する。気体回収口１０４Ａは、本実施形態では、同心円状の開口を有する。なお、気体回収口１０４Ａは、スポンジなどの多孔質材料を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ａは、図５に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成される。気体回収口１０４Ａは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。更に、気体回収口１０４Ａの幅は、気体供給口１０２の幅よりも広いことが望ましい。これにより、気体回収口１０４Ａが液体ＬＷを吸引した場合でも目詰まりを防止することができる。

液体供給口１０１からの液体供給量Ｓ１０１、液体回収口１０３からの回収量（液体と気体を含む）Ｏ１０３、気体供給口１０２からの気体供給量Ｓ１０２、気体回収口１０４Ａの気体回収量Ｏ１０４の理想的な関係は、以下の数式で表される。

Ｓ１０１＋Ｓ１０２＝Ｏ１０３＋Ｏ１０４
しかし、実際にはウェハステージ４５の移動に伴って、液体ＬＷが移動するため、液体回収口１０３近傍での液体ＬＷの分布が変化し、液体回収口１０３で回収する気体の回収量に変化が生じる。そのため、一定量の気体を気体回収口１０４Ａで回収していたのでは、凸部１００ａのレンズ側（投影光学系３０の光軸ＯＡ側）の空間に圧力変化を生じる。そして、凸部１００ａの下面を介して出入りする気体の流れにより、液体ＬＷの界面が不安定になり、気泡が発生し易くなる。そこで、本実施例のように気体回収口１０４Ａを外部と連通する通気口として配置することが好ましい。気体回収口１０４Ａを通気口として使用することで、凸部１００ａのレンズ側の空間の圧力変動を抑制し、気泡の発生を抑えることができる。

また、不図示の気体供給回収配管を気体回収口１０４Ａに接続し、気体供給回収配管の圧力を測定し、その圧力を一定に保つように気体の供給回収を行うように構成してもよい。かかる構成は、凸部１００ａのレンズ側の空間の圧力変化を抑え、気泡の発生を抑えることを可能にする。但し、気体供給口１０２からの気体の供給量は媒体供給部７０内の気体供給源の圧力を上げることで、容易に数百Ｌ／ｍｉｎ程度の気体供給量を達成することができる。しかし、気体回収口１０４Ａに不図示の気体供給回収配管を接続した場合、最大気体回収量は配管の長さとその内径により制限されるため、数百Ｌ／ｍｉｎというような大きな回収量を達成することは難しい。そのため、液体ＬＷをより外部に逃がし難くするために、より多くの気体供給量を必要とする場合には気体回収口１０４Ａを通気口として使用することが好ましい。また、気体回収口１０４Ａを通気口として使用することで、凸部１００ａのレンズ側の圧力が加圧されるのを抑制することができる。

更に、鏡筒１００Ａは、液体供給口１０１よりも外側に液体回収口１０３を配置されているため、液体ＬＷを外部へ逃がしにくくすることができる。これにより、供給された気体ＰＧが投影光学系３０の最終面とウェハ４０の表面との間から逃げ出す又は液体ＬＷに混じり込むことを防止することができる。更に、投影光学系３０とウェハ４０との間を凸部１００ａによって規定することにより、凸部１００ａから供給される気体の流速を制御することができる。その結果、液体ＬＷの飛散を防止することができ、気泡による露光量の低下を防止してスループットを向上させることができる。

凸部１００ａの表面に撥液材料を塗布又は凸部１００ａ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１００ａから液体ＬＷが飛び出しにくくなる。このため、撥液材料未使用の場合と比べ、気体ＰＧの供給量がより少ない場合でも、液体ＬＷの飛散を低減することができる。また、液体回収口１０３の外側の壁面を同様に撥液処理することで、更に、液体ＬＷの飛び出しを抑えることができる。かかる撥液材料として、フッ素系樹脂、特に、ＰＴＦＥやＰＦＡ、パーフルオロアルキル基含有シランを用いることで、液体ＬＷが純水である場合に、凸部１００ａ又は凸部１００ａの表面の接触角を９０度以上にすることができる。

また、液体回収口１０３の液体ＬＷの回収能力が不足している場合には、液体供給口１０１の内側に更に図示しない液体回収口を配置することで、液体回収口１０３の回収能力の不足を補うことができる。

また、液体ＬＷの飛散を防止するために供給される気体ＰＧが水分を含まないドライエア又は不活性ガスである場合、液体ＬＷが蒸発しやすくなり、かかる蒸発に伴う気化熱の影響でウェハ４０が冷却される。これにより、ウェハ４０の温度が低下し、ウェハ４０の表面が変形して露光精度の悪化を招くことになる。

そこで、本実施形態では、気体供給口１０２から供給する気体ＰＧに液体ＬＷと同じ物質の蒸気又は液体ＬＷが気化した蒸気の組成を有する蒸気を含ませる。換言すれば、気体供給口１０２は、液体ＬＷの蒸気を混入させた気体ＰＧを供給する。これにより、液体ＬＷの蒸発を抑えることが可能となり、液体ＬＷの気化熱に起因する露光精度の悪化を防止することができる。また、液体ＬＷに高屈折材を使用した場合でも、気体供給口１０２から供給する気体ＰＧに水蒸気を混入させることで、液体ＬＷの蒸発を抑制することが可能である。なお、気体ＰＧへの蒸気の混入は、図示しない蒸気混入装置によって行われる。蒸気混入装置は、例えば、所定の空間に蒸気を発生させ、蒸気が発生している空間に気体ＰＧを通過させることで蒸気を混入させる。なお、蒸気混入装置が気体ＰＧに混入する蒸気の混入量は、最大で飽和蒸気圧程度であり、混入量を調整することができる。

気体供給口１０２から気体ＰＧを供給する場合、気体供給口１０２の内部と外部とでは、流路の圧力損失によって、気体供給口１０２の外部に対して内部の圧力が高くなる。また、気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けた際の断熱膨張によって、その温度も低下する。従って、ウェハ４０を所定の温度に制御する場合は、気体供給口１０２から供給する気体ＰＧの温度を、その温度よりも若干高い温度になるように制御するとよい。

気体供給口１０２の内部の気体ＰＧに混入する蒸気の混入量を飽和蒸気圧に設定した場合、気体供給口１０２の外部に気体ＰＧを吹き付ける際に生じる圧力低下及び温度低下によって、ウェハ４０の表面に結露が発生してしまう。かかる結露は、蒸発する際に気化熱を生じるため、同様に、露光精度を悪化させる原因となる。従って、気体供給口１０２の外部において結露が発生しないように、気体供給口１０２の内部の相対湿度を設定することが好ましい。

例えば、液体ＬＷに純水を使用した場合、一般的に、露光装置が置かれるクリーンルームの相対湿度は４０％程度に制御されているため、気体供給口１０２の外部の相対湿度を４０％以上１００％以下にすることが好ましい。

気体回収口１０４Ａに図示しない気体回収配管を接続し、気体回収口１０４Ａと液体回収口１０３から回収する気体ＰＧの回収量の和が、気体供給口１０２から供給する気体ＰＧの供給量以上になるようにすることが好ましい。これにより、気体ＰＧと共に供給した蒸気が凸部１００ａの外側に漏れ出すことを抑制することができる。凸部１００ａの外側に漏れ出す蒸気の量を減らすことで、液体ＬＷに純水を使用した場合に限ることなく（例えば、金属に対して腐食性の高い高屈折材を液体ＬＷに使用した場合でも）、露光装置１を構成する機械部品の腐食を抑えることができる。

また、ウェハ４０を交換する時には、例えば、シングルステージの露光装置である場合、液体回収口１０３を介して、投影光学系３０の最終面とウェハ４０との間の空間から液体ＬＷを全て回収する。この際に、投影光学系３０の最終面（最終レンズ）に液体ＬＷが残存していると、残存した液体ＬＷが蒸発することで気化熱が発生してしまう。上述したように、かかる気化熱は、投影光学系３０の最終レンズの変形を招く恐れがある。また、残存した液体ＬＷが蒸発すると、液体ＬＷに溶出したウェハ４０面上のレジスト成分が乾燥して最終レンズに付着するため、露光精度の悪化の原因となる。そこで、ウェハ４０を交換する時にも蒸気を含む気体ＰＧを気体供給口１０２から供給する。これにより、投影光学系３０の最終レンズに残存した液体ＬＷの蒸発（即ち、最終レンズが冷却されること）を防止することができる。ツインステージの露光装置の場合には、ステージを入れ替える際に投影光学系３０の最終面とウェハ４０との間の空間から液体ＬＷを全て回収するが、投影光学系３０の下にステージが存在しない時も蒸気を含む気体ＰＧを気体供給口１０２から供給するとよい。勿論、投影光学系３０の最終レンズの下に液体ＬＷを維持させた状態を保つため、また、蒸気を含む気体ＰＧを供給した際に蒸気が投影光学系３０周辺に飛散するのを抑制するために、２つのステージが途切れることなく連続的に入れ替わるように設定してもよい。このようにウェハ４０を交換することで、投影光学系３０の最終レンズの下の空間を高湿度に保つことが可能となり、最終レンズから液体ＬＷが蒸発すること防止することができる。

以下、図６を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ｂを説明する。ここで、図６は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ｂを示す概略断面図である。鏡筒１００Ｂは、投影光学系３０を保持する機能を有し、図６に示すように、液体供給口１０１と、気体供給口１０２と、液体回収口１０３と、気体回収口１０４Ｂａ及び１０４Ｂｂとが形成され、凸部１００Ｂａを有する。鏡筒１００Ｂは、図２に示す鏡筒１００と比較して、気体回収口１０４Ｂａ及び１０４Ｂｂ、及び、凸部１００Ｂａが相違する。

本実施形態の凸部１００Ｂａは、液体ＬＷの飛散を防止する機能を有する。凸部１００Ｂａには、気体供給口１０２、気体回収口１０４Ｂａ及び１０４Ｂｂが形成される。

気体回収口１０４Ｂａは、ウェハステージ４５が停止している場合には、周辺の雰囲気を吸引し、ウェハステージ４５が移動する際に、走査方向に漏れ出す液膜（液体ＬＷ）を回収するための開口であり、気体回収配管９４と接続する。気体回収口１０４Ｂａは、同心円状の開口を有する。気体回収口１０４Ｂａは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｂａは、図６に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成される。気体回収口１０４Ｂａは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

気体回収口１０４Ｂｂは、供給した気体ＰＧを回収するための開口であり、外部と連通する。気体回収口１０４Ｂｂは、図示しない気体回収配管に接続することで、供給した気体ＰＧと共に、蒸発した液体ＬＷを回収することができる。気体回収口１０４Ｂｂは、本実施形態では、同心円状の開口を有する。なお、気体回収口１０４Ｂｂは、スポンジなどの多孔質材料を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｂｂは、図６に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成される。気体回収口１０４Ｂｂは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

一般的に、気体回収口１０４Ｂａから液体ＬＷを吸引（回収）し始めると、気体回収口１０４Ｂａにおける液体ＬＷの流速が、気体ＰＧを吸引している場合と比較して、大幅に減少する。そのため、吸引しきれない液体ＬＷが更に外側に漏れ出そうとする。しかし、本実施形態では、気体回収口１０４Ｂａの更に外側に設けた気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けることで、液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができる。また、気体回収口１０４Ｂａと気体供給口１０２との間には液体ＬＷを吸い上げない程度の断面積を有し、気体ＰＧの流路となる気体回収口１０４Ｂｂが形成されている。かかる気体回収口１０４Ｂｂがない場合には、上述したように、気体回収口１０４Ｂａから液体ＬＷを吸引すると吸引口における液体ＬＷの流速が大幅に減少し、気体回収口１０４Ｂａから供給する気
体ＰＧの大部分が外側に流れだしてしまう。その結果、ウェハステージ４５の移動で漏れ出した液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができなくなる。

また、気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けて液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑える際に、液体ＬＷ（液膜）が乱れ、気泡が発生することがある。この場合、発生した気泡は、伸びを抑えられた液体ＬＷ（液膜）と共に気体回収口１０４Ｂaで回収される。鏡筒１００Ｂは、液体回収口１０３を液体供給口１０１よりも外側に配置している。かかる構成は、ウェハステージ４５の移動方向が逆転し、上述の理由によって発生した気泡が気体回収口１０４Ｂaで回収しきれなかった場合でも有効である。なぜなら、液体供給口１０１の外側で発生した気泡が液体供給口１０１の内側に進入することを抑え、更に、液体ＬＷを外部に逃がしにくくしているからである。

気体回収口１０４Ｂａの壁面１０４Ｂａ１とウェハ４０表面までの距離を気体回収口１０４Ｂａの壁面１０４Ｂａ２とウェハ４０表面までの距離よりも短くしている。壁面１０４Ｂａ１は壁面１０４Ｂａ２よりも投影光学系３０側に配置されている。これは、気体回収口１０４Ｂａの外側に伸びだす液体ＬＷを気体供給口１０２から供給する気体の動圧によって抑えると共に、供給した気体と一緒に伸びだした液体ＬＷを回収し易くするためである。また、気体回収口１０４Ｂａとウェハ４０の距離が数百μｍ以下と短い場合には、壁面１０４Ｂａ１と１０４Ｂａ２でウェハ４０までの距離に差を持たせることで、気体回収口１０４Ｂａのウェハ４０表面への吸着を防止することができる。

実施例１と同様に、凸部１００Ｂａの表面に撥液材料を塗布又は凸部１００Ｂａ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１００Ｂａからの液体ＬＷの飛び出しを低減することができる。かかる撥液材料として、フッ素系樹脂、特に、ＰＴＦＥやＰＦＡ、パーフルオロアルキル基含有シランを用いることで、液体ＬＷが純水である場合に、凸部１００Ｂａ又は凸部１００Ｂａの表面の接触角を９０度以上にすることができる。但し、気体回収口１０４Ｂａは、伸びだした液体ＬＷを積極的に吸い込む必要があるため、気体回収口１０４Ｂａと壁面１０４Ｂａ２に親液材料を塗布又は気体回収口１０４Ｂａと壁面１０４Ｂａ２自体を親液材料で構成することが好ましい。かかる親液材料として、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、ステンレスなどを用いることで、液体ＬＷが純水である場合に、気体回収口１０４Ｂａと壁面１０４Ｂａ２の接触角を９０度未満することができる。かかる構成により、ウェハステージ４５の動作時の液体ＬＷ（液膜）の伸び量を最小限に抑え、液体ＬＷの飛散を防止し、気泡による露光量の低下を防止してスループットを向上させることができる。

気体回収口１０４Ｂａから液体ＬＷと気体ＰＧとを同時に吸引する際には、かなりの振動を発生する。そこで、ステップ・アンド・スキャン方式の露光の場合、移動距離の短い１ショットの露光中には液膜ＬＷの伸びも少ない。従って、振動を投影光学系３０に伝えないようにするためには、気体回収口１０４Ｂａからの吸引及び気体供給口１０２からの気体ＰＧの供給を停止する。一方、移動距離の長いステップ移動の際には、気体回収口１０４Ｂａからの吸引及び気体供給口１０２からの気体ＰＧの供給を再開すればよい。これにより、液体ＬＷと気体ＰＧを同時に吸い込む際に発生する振動を露光中に投影光学系３０に伝えないようにすることが可能である。

気体回収口１０４Ｂａによる気体ＰＧの吸引を露光中に停止するだけでも、振動を抑えることが可能である。また、ステップ・アンド・リピート方式の場合など、ウェハ４０を一括露光する場合も同様に、露光中に気体回収口１０４Ｂａからの吸引及び気体供給口１０２からの気体ＰＧの供給を停止する。そして、ステップ移動の際には、気体回収口１０４Ｂａからの吸引及び気体供給口１０２からの気体ＰＧの供給を再開する。これにより、液体ＬＷと気体ＰＧとを同時に吸引する際に発生する振動を露光中の投影光学系３０に伝えないようにすることが可能である。

液体回収口１０３の液体ＬＷの回収能力が不足している場合には、液体供給口１０１の内側に更に図示しない液体回収口を配置することで、液体回収口１０３の回収能力の不足を補うことができる。

実施例１と同様に、図示しない蒸気混入装置を介して気体ＰＧに蒸気を混入し、気体供給口１０２から蒸気を含む気体ＰＧを供給することで、液体ＬＷの蒸発を抑えることができ、液体ＬＷの気化熱に起因する露光精度の悪化を防止することができる。

気体回収口１０４Ｂａと気体回収口１０４Ｂｂから回収する気体ＰＧの回収量の和が、気体供給口１０２から供給する気体の供給量以上になるようにすることで、気体ＰＧと共に供給した蒸気が凸部１００Ｂａの外側に漏れ出すことを抑制することができる。

実施例２では、凸部１００Ｂａで鏡筒１００Ｂが囲まれている。
液体回収口１０３から回収される回収量（液体と同時に気体も回収）は液体供給口１０１から供給される液体の供給量よりも多い。そのため、凸部１００Ｂａのレンズ側の空間は負圧になり、凸部１００Ｂａの下面から多くの気体を吸い込むことになる。凸部１００Ｂａの下面からウェハ４０まで距離が数百μｍ程度と小さい場合、吸い込んだ気体の流速が数ｍ／ｓｅｃ以上と速くなるため、液体ＬＷの界面が不安定になり、泡の発生しやすい環境になる。

図１８では、流量制御器ＭＦ１８１を気体回収配管９４に接続し、流量制御器ＭＦ１８２を気体供給配管７４に接続することで、気体供給回収配管７４／９４への気体の供給回収を制御する。
また、気体供給回収配管７４／９４は凸部１００Ｂａと液体回収口１０３の間に接続され、制御器１８０は、気体供給回収配管７４／９４内の圧力と圧力測定手段Ｐの測定結果とが一定になるように、流量制御器ＭＦ１８１及びＭＦ１８２を制御する。制御器１８０は、このような構成によって、凸部１００Ｂａのレンズ側の空間を負圧にすることを抑制することができる。制御器１８０は、媒体供給部７０及び媒体回収部９０の流量制御装置と一体であってもよい。また、凸部１００Ｂａと液体回収口１０３との間の気体供給回収配管７４／９４を接続する代わりに、前記実施例同様に通気口を設けてもよい。

ウェハ４０を交換する時にも、実施例１と同様に、気体供給口１０２を介して蒸気を含む気体ＰＧを供給し、投影光学系３０の最終レンズに残存した液体ＬＷが蒸発することを防止する。ツインステージの露光装置の場合には、２つのステージが途切れることなく連続的に入れ替わるように設定し、投影光学系３０の最終レンズの下に液体ＬＷを維持させた状態を保ってもよいのも同様である。

以下、図７を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ｃを説明する。ここで、図７は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ｃを示す概略断面図である。鏡筒１００Ｃは、投影光学系３０を保持する機能を有し、図７に示すように、液体供給口１０１と、気体供給口１０２と、液体回収口１０３と、気体回収口１０４Ｃａ及び１０４Ｃｂとが形成され、凸部１１０ｃを有する。鏡筒１００Ｃは、図２に示す鏡筒１００と比較して、気体回収口１０４Ｃａ及び１０４Ｃｂ、及び、凸部１１０ｃが相違する。

本実施形態の凸部１１０ｃは、液体ＬＷの飛散を防止する機能を有する。また、凸部１１０ｃは、鏡筒１００Ｃと別体として設けられ、凸部１１０ｃには、気体供給口１０２、気体回収口１０４Ｃａ及び１０４Ｃｂが形成される。

気体回収口１０４Ｃａは、ウェハステージ４５が停止している場合には、周辺の雰囲気を吸引し、ウェハステージ４５が移動する際に、走査方向に漏れ出す液膜（液体ＬＷ）を回収するための開口であり、気体回収配管９４と接続する。気体回収口１０４Ｃａは、同心円状の開口を有する。気体回収口１０４Ｃａは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｃａは、図７に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成される。気体回収口１０４Ｃａは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

気体回収口１０４Ｃｂは、供給した気体ＰＧを回収するための開口であり、外部と連通する。気体回収口１０４Ｃｂは、図示しない気体回収配管に接続することで、供給した気体ＰＧと共に、蒸発した液体ＬＷを回収することができる。気体回収口１０４Ｃｂは、本実施形態では、同心円状の開口を有する。なお、気体回収口１０４Ｃｂは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｃｂは、図７に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成される。気体回収口１０４Ｃｂは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

実施例２と同様に、気体回収口１０４Ｃａから液体ＬＷを吸引（回収）し始めると、気体回収口１０４Ｃａにおける液体ＬＷの流速が、気体ＰＧを吸引している場合と比較して、大幅に減少する。そのため、吸引しきれない液体ＬＷが更に外側に漏れ出そうとする。しかし、実施例３では、気体回収口１０４Ｃａの更に外側に設けた気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けることで、液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができる。また、気体回収口１０４Ｃａと気体供給口１０２との間には液体ＬＷを吸い上げない程度の断面積を有し、気体の流路となる気体回収口１０４Ｃｂが形成されている。かかる気体回収口１０４Ｃｂがない場合には、上述したように、気体回収口１０４Ｃａから液体ＬＷを吸引すると吸引口における液体ＬＷの流速が大幅に減少し、気体回収口１０４Ｃａから供給する気体ＰＧの大部分が外側に流れだしてしまう。その結果、ウェハステージ４５の移動で漏れ出した液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができなくなる。

気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けて液体ＬＷの伸びを抑える際に、液体ＬＷが乱れ、気泡が発生することがある。この場合、発生した気泡は、伸びを抑えられた液体ＬＷと共に気体回収口１０４Ｃａで回収される。また、上述したように、ウェハステージ４５が逆転し、気泡が気体回収口１０４Ｃａで回収しきれなかった場合でも、気泡が液体供給口１０１の内側に進入することを抑え、更に、液体ＬＷを外部に逃がしにくくしている。

実施例１と同様に、凸部１１０Ｃの表面に撥液材料を塗布又は凸部１１０Ｃ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１１０Ｃから液体ＬＷの飛散を低減することができる。但し、気体回収口１０４Ｃａは伸びだした液体ＬＷを積極的に吸い込む必要があるため、気体回収口１０４Ｃａとその周辺を親液性に処理することが好ましい。

このような構成にすることで、ウェハステージ４５の動作時の液体ＬＷ（液膜）の伸び量を最小限に抑え、液体ＬＷの飛散を防止し、気泡による露光量の低下を防止してスループットを向上させることができる。

気体回収口１０４Ｃａから液体ＬＷと気体ＰＧとを同時に吸引する際には、かなりの振動を発生する。そこで、実施例３では、投影光学系３０に振動を伝えないようにするために、図７に示すように、鏡筒１００Ｃと気体回収口１０４Ｃａとを別体として設けている。気体回収口１０４Ｃａと投影光学系３０とを別々に支持することで、液体ＬＷと気体ＰＧを同時に吸引する際に発生する振動を投影光学系３０に伝えないようにすることができる。また、振動を更に抑える必要がある場合には、実施例２と同様に、気体回収口１０４Ｃａからの吸引及び気体供給口１０２からの気体ＰＧの供給を露光中に停止することが好ましい。

更に、露光中に凸部１１０ｃの振動を抑えるために気体ＰＧの供給及び気体ＰＧの回収を停止させると、ウェハ４０の表面に塗布したレジストの接触角が低い場合、ステージの移動に伴って液体ＬＷが伸びてしまう。従って、凸部１１０ｃとウェハ４０との距離が短い（例えば、０．５ｍｍ以下）場合には、凸部１１０ｃとウェハ４０との間に液体ＬＷが入り込み、液体ＬＷが凸部１１０ｃに接触する。かかる接触によって液体ＬＷの形状は変化し、ウェハ４０の表面にかかる圧力変動は数百Ｐａ以上になるため、ステージの制御性能に悪影響を及ぼし、露光精度の悪化の原因となる。そこで、実施例３では、図７に示すように、凸部１１０ｃとウェハ４０との距離を調整する調整機構１９０を設ける。調整機構１９０は、気体ＰＧの供給と気体ＰＧの回収を停止させる時において、伸びた液体ＬＷが凸部１１０ｃに接触しない程度に凸部１１０ｃとウェハ４０との距離を調整する。換言すれば、調整機構１９０は、気体回収口１０４Ｃａ及び１０４Ｃｂとウェハ４０との距離を調整する機能を有する。調整機構１９０は、気体回収口１０４Ｃａ及び１０４Ｃｂが気体ＰＧを回収する時には気体回収口１０４Ｃａ及び１０４Ｃｂとウェハ４０との距離が短くなる方向（矢印α）に凸部１１０ｃを調整する。また、調整機構１９０は、気体回収口１０４Ｃａ及び１０４Ｃｂが気体ＰＧを回収する時以外には気体回収口１０４Ｃａ及び１０４Ｃｂとウェハ４０との距離が長くなる方向（矢印β）に凸部１１０ｃを調整する。これにより、液体ＬＷと凸部１１０ｃとの接触を防止し、露光精度の悪化を防止することができる。

実施例１と同様に、図示しない蒸気混入装置を介して気体ＰＧに蒸気を混入し、気体供給口１０２から蒸気を含む気体ＰＧを供給することで、液体ＬＷの蒸発を抑えることができる。この結果、液体ＬＷの気化熱に起因する露光精度の悪化を防止することができる。

また、実際には液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３から多くの気体を回収するため、凸部１１０ｃと投影光学系３０の隙間を通気口として使用しても、蒸気の外部への漏れ出しを抑えることは可能である。

実施例３では、凸部１１０ｃと投影光学系３０とが別体で支持されるように構成されている。代替的に、振動を伝えにくく、且つ、柔らかい樹脂やフレキシブルな金属によって凸部１１０ｃと投影光学系３０とを接続し、液体ＬＷからの蒸気が漏れ出さないように構成してもよい。

この場合、先に述べたように、液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３から多くの気体を回収するため、凸部１１０Ｃのレンズ側の圧力が負圧になり、凸部１１０Ｃの下面から多くの気体を吸い込む。凸部１１０Ｃの下面からウェハ４０まで距離が数百μｍ程度と小さい場合に、吸い込んだ気体の流速が数ｍ／ｓｅｃ以上と速くなるため、液体ＬＷの界面が不安定になり、泡が発生しやすい環境になる。そのため、凸部１１０ｃと投影光学系３０の隙間を塞ぐ部材に、不図示の気体供給回収配管を接続し、気体供給回収配管の圧力を測定し、その圧力を一定に保つように気体の供給回収を行うように構成する。このような構成によって、凸部１１０Ｃのレンズ側の圧力が負圧になるのを抑制することができる。

気体回収口１０４Ｃａと気体回収口１０４Ｃｂから回収する気体ＰＧの回収量の和を、気体供給口１０２から供給する気体ＰＧの供給量以上にすることで、気体ＰＧと共に、供給した蒸気が凸部１１０ｃの外側に漏れ出すことを抑制することができる。

図７に示すように、本実施形態の気体供給口１０２は、ウェハ４０からの高さにおいて、投影光学系３０の最終レンズよりも低い位置に存在する。代替的に、図８に示すように、気体供給口１０２Ｆが、ウェハ４０からの高さにおいて、投影光学系３０の最終レンズよりも高い位置にあってもよい。これにより、凸部１１０Ｆとウェハ４０との距離を短くした場合に、ウェハステージ４５で発生するピッチングに対して、凸部１１０Ｆとウェハ４０との干渉を抑制することができる。換言すれば、気体回収口１０４Ｆａで構成される凸部１１０Ｆの鏡筒１００Ｆ側の壁面が低い位置にあることで、気体供給口１０２Ｆから供給された気体ＰＧによる液体ＬＷの乱れを抑えることができる。従って、図７と同様に、ウェハステージ４５の走査に伴う液体ＬＷの漏れを抑えることができる。

実施例１と同様に、凸部１１０Ｆの表面に撥液材料を塗布又は凸部１１０Ｆ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１１０Ｆから液体ＬＷの飛散を更に低減することができる。かかる撥液材料として、フッ素系樹脂、特に、ＰＴＦＥやＰＦＡ、パーフルオロアルキル基含有シランを用いることで、液体ＬＷが純水である場合に、凸部１１０Ｆ又は凸部１１０Ｆの表面の接触角を９０度以上にすることができる。但し、気体回収口１０４Ｆａは、伸びだした液体ＬＷを積極的に吸い込む必要があるため、気体回収口１０４Ｆａとその周辺に親液材料を塗布又は気体回収口１０４Ｆａ及びその周辺自体を親液材料で構成することが好ましい。かかる親液材料として、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、ステンレスなどを用いることで、液体ＬＷが純水である場合に、気体回収口１０４Ｆａとその周辺の接触角を９０度未満することができる。

上述したように、凸部１１０Ｆとウェハ４０との距離を調整する調整機構１９０を設け、気体ＰＧの供給と気体ＰＧの回収を停止させる場合には、伸びた液体ＬＷが凸部１１０Ｆに接触しない程度に、凸部１１０Ｆとウェハ４０との距離を離すことが好ましい。

また、図示しない蒸気混入装置を介して気体ＰＧに蒸気を混入し、気体供給口１０２Ｆから蒸気を含む気体ＰＧを供給することで、液体ＬＷの蒸発を抑えることが可能となり、液体ＬＷの気化熱に起因する露光精度の悪化を防止することができる。

液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３から多くの気体を回収するため、凸部１１０Ｆと投影光学系３０の隙間を通気口として使用しても、蒸気の外部への漏れ出しを抑えることは可能である。

本実施形態では、凸部１１０Ｆと投影光学系３０とが別体で支持されるように構成されている。代替的に、振動を伝えにくく、且つ、柔らかい樹脂やフレキシブルな金属によって凸部１１０Ｆと投影光学系３０とを接続し、液体ＬＷからの蒸気が漏れ出さないように構成してもよい。

この場合、上述したように、液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３から多くの気体を回収するため、凸部１１０Ｆのレンズ側の圧力が負圧になり、凸部１１０Ｆの下面から多くの気体を吸い込む。凸部１１０Ｆの下面からウェハ４０まで距離が数百μｍ程度と小さい場合、吸い込んだ気体の流速が数ｍ／ｓｅｃ以上と速くなるため、液体ＬＷの界面が不安定になり、泡が発生しやすい環境になる。そのため、凸部１１０Ｆと投影光学系３０の隙間を塞ぐ部材に、図示しない気体供給回収配管を接続し、気体供給回収配管の圧力を測定し、その圧力を一定に保つように気体の供給回収を行うように構成する。このような構成によって、凸部１１０Ｆのレンズ側の圧力が負圧になるのを抑制することができる。

ウェハ４０を交換する時にも、実施例１と同様に、投影光学系３０の最終レンズに残存した液体ＬＷが蒸発することを防止するために、気体供給口１０２を介して蒸気を含む気体ＰＧを供給する。ツインステージの露光装置の場合には、２つのステージが途切れることなく連続的に入れ替わるように設定し、投影光学系３０の最終レンズの下に液体ＬＷを維持させた状態を保ってもよいのも同様である。

図８では、気体供給口１０２Ｆからの気体ＰＧの供給方向が、ウェハ４０表面に対して約４５度になるように構成されている。しかし、かかる角度をよりウェハ４０表面に対して垂直に近づけることで、気体回収口１０４Ｆａで構成される凸部１１０Ｆの鏡筒１００Ｆ側の壁面の位置をより高い位置に設定したとしても、同様の効果を得ることができる。

また、ウェハ４０（若しくは、同面板４４）の接触角が高ければ、以下に説明する２種類の方法でも、液体ＬＷの伸びを抑えることが可能である。

一つ目の方法は、図１９に示すように、最終レンズとほぼ同じ高さ、若しくは、それ以上の高さの位置に気体供給口１０２Ｆと気体回収口１０４Ｆｂを設け、気体回収口１０４Ｆａを無くす方法である。このような構成でも、ウェハステージ４５移動時の液体ＬＷの伸びを抑えることが可能である。実施例１と同様に、凸部１１０Ｆの表面に撥液材料を塗布又は凸部１１０Ｆ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１１０Ｆから液体ＬＷの飛散を更に低減することが可能である。かかる撥液材料として、フッ素系樹脂、特に、ＰＴＦＥやＰＦＡ、パーフルオロアルキル基含有シランを用いることで、液体ＬＷが純水である場合に、凸部１１０Ｆ又は凸部１１０Ｆの表面の接触角を９０度以上にすることができる。

二つ目の方法は、図２０に示すように、凸部１１０Ｆにおいて、気体供給口１０２Ｆ及び気体回収口１０４Ｆｂを無くし、気体回収口１０４Ｆａのみを設ける方法である。ウェハ４０（若しくは、同面板４４）の接触角が高ければ液膜ＬＷの伸びる距離も短く、液体ＬＷが伸び始めた際の液体ＬＷ（液膜）の厚みもある。従って、低い位置に気体回収口１０４Ｆａを設けるだけで、伸びた液体ＬＷ（液膜）を吸引することが可能であり、ウェハステージ４５移動時の液体ＬＷの伸びを抑えることができる。

気体回収口１０４Ｆａの壁面１０４Ｆａ１とウェハ４０表面までの距離を壁面１０４Ｆａ２とウェハ４０表面までの距離よりも長くしている。壁面１０４Ｆａ１は壁面１０４Ｆａ２よりも投影光学系３０側に配置されている。これは、伸びだした液体ＬＷを回収しやすくするためと気体回収口１０４Ｆａがウェハ４０表面に吸着するのを防止するためである。実施例１と同様に、凸部１１０Ｆの表面に撥液材料を塗布又は凸部１１０Ｆ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１１０Ｆから液体ＬＷの飛散を更に低減することが可能である。但し、気体回収口１０４Ｆａは伸びだした液体ＬＷを積極的に吸い込む必要があるため、気体回収口１０４Ｆａと壁面１０４Ｆａ１に関しては親液材料を塗布又は気体回収口１０４Ｆａ及び壁面１０４Ｆａ１自体を親液材料で構成することが好ましい。また、気体回収口１０４Ｆａの外側の壁面１０４Ｆａ２に関しては、撥液材料を塗布又は壁面１０４Ｆａ２自体を撥液材料で構成することが好ましい。

なお、撥液材料として、フッ素系樹脂、特にＰＴＦＥやＰＦＡ、パーフルオロアルキル基含有シランを用いることで、液体ＬＷが純水の場合、その接触角を９０度以上にすることができる。

また、親液材料としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、ステンレスなどを使用することで、液体ＬＷが純水の場合、その接触角を９０度未満にすることができる。

また、気体回収口１０４Ｆａを形成する壁面１０４Ｆａ１と壁面１０４Ｆａ２の間に、微少な穴を複数有する多孔板や多孔質体等の多孔質部材を設けることが望ましい。多孔質部材は、特に、繊維状や粒状（粉状）の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体が好適である。また、多孔質体に使用される材料（少なくとも表面を構成する材質）としては、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、熱処理によって表面にＳｉＯ_２を有するＳｉＣが好適である。これらの材料は、液体ＬＷとして使用される純水やフッ化液との相性がよい。気体回収口１０４Ｆａに多孔質部材を配置することで、回収量の場所ムラを低減することができる。更に、図示しない排気装置までの配管による圧力損失が大きく、十分な排気量を得ることができない場合でも、気体回収口１０４Ｆａとウェハ４０との間に溜まった液体ＬＷをゆっくりと吸引することができる。

液体ＬＷの回収をより高い位置で行う場合、速い流速で回収すると液体ＬＷが千切れやすくなるため、遅い速度で回収する必要がある。また、より低い位置で液体ＬＷを回収する場合には、もともと液体ＬＷが千切れやすいため、薄く漏れ出した液体ＬＷを気体と一緒に、速い流速で回収する必要がある。そのため、液体回収口１０３の平均流速に対し気体回収口１０４Ｆａの平均流速を速くする。これにより、より液膜が千切れにくく、液体ＬＷの伸びだしを抑制することが可能である。

以下、図９を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ｄを説明する。ここで、図９は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ｄを示す概略断面図である。鏡筒１００Ｄは、投影光学系３０を保持する機能を有し、図９に示すように、液体供給口１０１と、気体供給口１０２と、液体回収口１０３Ｄと、気体回収口１０４Ｄａ及び１０４Ｄｂとが形成され、凸部１１０Ｄを有する。鏡筒１００Ｄは、図２に示す鏡筒１００と比較して、液体回収口１０３Ｄと、気体回収口１０４Ｄａ及び１０４Ｄｂと、凸部１１０Ｄとが相違する。

実施例４の凸部１１０Ｄは、液体ＬＷの飛散を防止する機能を有する。また、凸部１１０Ｄは、鏡筒１００Ｄと別体として設けられ、凸部１１０Ｄには、気体供給口１０２、液体回収口１０３Ｄ、気体回収口１０４Ｄａ及び１０４Ｄｂが形成される。

液体回収口１０３Ｄは、供給した液体ＬＷを回収するための開口であり、液体回収配管９２と接続する。液体回収口１０３Ｄは、同心円状の開口を有する。液体回収口１０３Ｄは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、液体回収口１０３Ｄは、図９に示すように、液体供給口１０１よりも外周に形成されている。液体回収口１０３Ｄを液体供給口１０１よりも外側に配置することにより、液体ＬＷが投影光学系３０の周辺部に漏れだしにくくなる。液体回収口１０３Ｄは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

実施例４では、液体回収口１０３Ｄも鏡筒１００Ｄと別体として構成されているため、気体ＰＧを吸引した際に発生する振動を、更に投影光学系３０に伝えないようにすることができる。

気体回収口１０４Ｄａは、ウェハステージ４５が停止している場合には、周辺の雰囲気を吸引し、ウェハステージ４５が移動する際に、走査方向に漏れ出す液体ＬＷ（液膜）を回収するための開口であり、気体回収配管９４と接続する。気体回収口１０４Ｄａは、同心円状の開口を有する。気体回収口１０４Ｄａは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｄａは、図９に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成される。気体回収口１０４Ｄａは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

気体回収口１０４Ｄｂは、供給した気体ＰＧを回収するための開口であり、外部と連通する。気体回収口１０４Ｄｂは、図示しない気体回収配管に接続することで、供給した気体ＰＧと共に、蒸発した液体ＬＷを回収することができる。気体回収口１０４Ｄｂは、本実施形態では、同心円状の開口を有する。気体回収口１０４Ｄｂは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｄｂは、図９に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成されている。気体回収口１０４Ｄｂは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

実施例２と同様に、気体回収口１０４Ｄａから液体ＬＷを吸引（回収）し始めると、気体回収口１０４Ｄａにおける液体ＬＷの流速が、気体ＰＧを吸引している場合と比較して、大幅に減少する。そのため、吸引しきれない液体ＬＷが更に外側に漏れ出そうとする。しかし、本実施形態では、気体回収口１０４Ｄａの更に外側に設けた気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けることで、液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができる。また、気体回収口１０４Ｄａと気体供給口１０２との間には液体ＬＷを吸い上げない程度の断面積を有し、気体ＰＧの流路となる気体回収口１０４Ｄｂが形成されている。かかる気体回収口１０４Ｄｂがない場合には、上述したように、気体回収口１０４Ｄａから液体ＬＷを吸引すると吸引口における液体ＬＷの流速は大幅に減少し、気体回収口１０４Ｄａから供給する気体ＰＧの大部分が外側に流れだしてしまう。その結果、ウェハステージ４５の移動で漏れ出した液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができなくなる。

気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けて液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑える際に、液体ＬＷ（液膜）が乱れ、気泡が発生することがある。この場合、発生した気泡は、伸びを抑えられた液体ＬＷ（液膜）と共に気体回収口１０４Ｄａで回収される。また、上述のように、ウェハステージ４５の移動方向が逆転し、気泡が気体回収口１０４Ｄａで回収しきれなかった場合でも、気泡が液体供給口１０１の内側に進入することを抑え、更に、液体ＬＷを外部に逃がしにくくしている。

実施例１と同様に、凸部１１０Ｄの表面に撥液材料を塗布又は凸部１１０Ｄ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１１０Ｄから液体ＬＷの飛散を更に低減することができる。但し、液体回収口１０３Ｄと気体回収口１０４Ｄａは、液体ＬＷを積極的に吸い込む必要があるため、親液材料を塗布又は液体回収口１０３Ｄ及び気体回収口１０４Ｄａ自体を親液材料で構成することが好ましい。換言すれば、気体回収口１０４Ｄｂよりも光軸側（内側）の部材に関しては親液材料を使用し、気体回収口１０４Ｄｂよりも外側の部材に関しては撥液材料を使用することが好ましい。

また、親液材料としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、ステンレスなどを使用することで、液体ＬＷが純水の場合、その接触角を９０度未満にすることが可能である。

また、液体回収口１０３Ｄ及び気体回収口１０４Ｄａから液体ＬＷと気体ＰＧを同時に吸引する際には、かなりの振動を発生する。そこで、本実施形態では、投影光学系３０に振動を伝えないようにするために、図９に示すように、鏡筒１００Ｄと液体回収口１０３Ｄ及び気体回収口１０４Ｄａとを別体として設けている。液体回収口１０３Ｄ及び気体回収口１０４Ｄａと投影光学系３０とを別々に支持することで、液体ＬＷと気体ＰＧを同時に吸引する際に発生する振動を投影光学系３０に伝えないようにすることができる。

また、振動を更に抑える必要がある場合には、実施例２と同様に、気体回収口１０４Ｃａからの吸引及び気体供給口１０２からの気体ＰＧの供給を露光中に停止することが好ましい。

また、ウェハ４０面上の接触角が高い場合には、ウェハステージ４５の移動に伴う液体ＬＷの伸びる量が少ないので、図９に示す気体供給口１０２、気体回収口１０４Ｄａ、気体回収口１０４Ｄｂがなくても液体ＬＷ（液膜）の漏れを抑えることが可能である。従って、液体回収口１０３Ｄの回収能力を高め、鏡筒１００Ｄに液体回収口１０３Ｄのみを配置して気体ＰＧと液体ＬＷを同時に回収する際の振動を投影光学系３０に伝えないように構成してもよい。

実施例１と同様に、図示しない蒸気混入装置を介して気体ＰＧに蒸気を混入し、気体供給口１０２から蒸気を含む気体ＰＧを供給することで、液体ＬＷの蒸発を抑えることが可能となり、液体ＬＷの気化熱に起因する露光精度の悪化を防止することができる。液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３Ｄから多くの気体を回収するため、凸部１１０Ｄと投影光学系３０の隙間を通気口として使用しても、蒸気の外部への漏れ出しを抑えることは可能である。

本実施形態では、凸部１１０Ｄと投影光学系３０とが別体で支持されるように構成されている。代替的に、振動を伝えにくく、且つ、柔らかい樹脂やフレキシブルな金属によって凸部１１０Ｄと投影光学系３０とを接続し、液体ＬＷからの蒸気が漏れ出さないように構成してもよい。この場合、液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３Ｄから多くの気体を回収するため、液体回収口１０３Ｄの近傍が負圧になる。

凸部１１０Ｄと投影光学系３０の隙間が塞がれていない場合には、隙間を通して液体回収口１０３Ｄから気体を回収するとともに、凸部１１０Ｄの下面から気体を吸い込む。凸部１１０Ｄと投影光学系３０の隙間から気体を吸い込むことで、液体ＬＷ中に気泡が発生しやすくなる。

また、凸部１１０Ｄと投影光学系３０の隙間が塞がれている場合には、凸部１１０Ｄの下面から多くの気体を吸い込む。凸部１１０Ｄの下面からウェハ４０まで距離が数百μｍ程度と小さい場合、吸い込んだ気体の流速が数ｍ／ｓｅｃ以上と速くなるため、液体ＬＷの界面が不安定になり、泡が発生しやすい環境になる。そのため、凸部１１０Ｄと投影光学系３０の隙間を塞ぐ部材に対して、不図示の気体供給回収配管を接続し、気体供給回収配管の圧力を測定し、その圧力を一定に保つように気体の供給回収を行うように構成する。このような構成により凸部１１０Ｄのレンズ側の圧力が負圧になるのを抑制することが可能である。

但し、このような構成にするとやはり、凸部１１０Ｄと投影光学系３０の隙間から気体を吸い込むことで、液体ＬＷ中に気泡が発生しやすくなる。この気泡が露光領域に移動しないようにするため、液体供給口１０１から供給する液体の量を増やすことで、発生した気泡を液体回収口１０３Ｄで回収することが可能である。また、気泡を発生しにくくするために、液体回収口１０３Ｄの回収量を減らすことが好ましい。

ウェハ４０を交換する際にも、実施例１と同様に、投影光学系３０の最終レンズに残存した液体ＬＷが蒸発することを防止するために、気体供給口１０２を介して蒸気を含む気体ＰＧを供給する。ツインステージの露光装置の場合には、２つのステージが途切れることなく連続的に入れ替わるように設定し、投影光学系３０の最終レンズの下に液体ＬＷを維持させた状態を保ってもよいのも同様である。

以下、図１０を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ｄを説明する。ここで、図１０は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ｅを示す概略断面図である。鏡筒１００Ｅは、投影光学系３０を保持する機能を有し、図１０に示すように、液体供給口１０１と、気体供給口１０２と、液体回収口１０３Ｅと、気体回収口１０４Ｅａ及び１０４Ｅｂとが形成され、凸部１１０Ｅを有する。更に、鏡筒１００Ｅは、投影光学系３０とウェハ４０との間に平行平板３２が配置されているため、液体供給口１０６と、液体回収口１０７とが形成されている。鏡筒１００Ｅは、図２に示す鏡筒１００と比較して、液体供給口１０６と、液体回収口１０３Ｅ及び１０７と、気体回収口１０４Ｅａ及び１０４Ｅｂと、凸部１１０Ｅとが相違する。

液体供給口１０６は、液体ＬＷを供給するための開口であり、液体供給配管７２と接続する。液体供給口１０６は、投影光学系３０の近傍に形成され、同心円状の開口を有する。また、液体供給口１０６は、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。液体供給口１０６は、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

液体回収口１０７は、供給した液体ＬＷを回収するための開口であり、液体回収配管９６と接続する。液体回収口１０７は、同心円状の開口を有する。液体回収口１０７は、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。液体回収口１０７は、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

液体回収口１０３Ｅは、供給した液体ＬＷを回収するための開口であり、液体回収配管９２と接続する。液体回収口１０３Ｅは、同心円状の開口を有する。液体回収口１０３Ｅは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、液体回収口１０３Ｅは、液体供給口１０１よりも外周に形成される。液体回収口１０３Ｅを液体供給口１０１よりも外側に配置することにより、液体ＬＷが投影光学系３０の周辺部に漏れだしにくくなる。液体回収口１０３Ｅは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

実施例５では、液体回収口１０３Ｅも鏡筒１００Ｄと別体として構成されているため、気体ＰＧを吸引した際に発生する振動を、更に投影光学系３０に伝えないようにすることができる。

また、ウェハ４０面上の接触角が高い場合には、図１０に示す気体回収口１０４Ｅａ、気体回収口１０４Ｅｂがなくても液体ＬＷ（液膜）のもれを抑えることが可能である。従って、液体回収口１０３Ｅの回収能力を高め、鏡筒１００Ｅに液体回収口１０３Ｅのみを配置して気体ＰＧと液体ＬＷを同時に回収する際の振動を投影光学系３０に伝えないように構成してもよい。

気体回収口１０４Ｅａは、ウェハステージ４５が停止している場合には、周辺の雰囲気を吸引し、ウェハステージ４５が移動する際に、走査方向に漏れ出す液体ＬＷ（液膜）を回収するための開口であり、気体回収配管９４と接続する。気体回収口１０４Ｅａは、同心円状の開口を有する。気体回収口１０４Ｅａは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｅａは、図１０に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成されている。気体回収口１０４Ｅａは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

気体回収口１０４Ｅｂは、供給した気体ＰＧを回収するための開口であり、外部と連通する。気体回収口１０４Ｅｂは、図示しない気体回収配管に接続することで、供給した気体ＰＧと共に、蒸発した液体ＬＷを回収することができる。気体回収口１０４Ｅｂは、本実施形態では、同心円状の開口を有する。気体回収口１０４Ｅｂは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｅｂは、図１０に示すように、気体供給口１０２よりも内側に形成される。気体回収口１０４Ｅｂは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

実施例５の凸部１１０Ｅは、液体ＬＷの飛散を防止する機能を有する。また、凸部１１０Ｅは、鏡筒１００Ｅと別体として設けられ、凸部１１０Ｅには、気体供給口１０２、液体回収口１０３Ｅ、気体回収口１０４Ｅａ及び１０４Ｅｂが形成される。

実施例２と同様に、気体回収口１０４Ｅａから液体ＬＷを吸引（回収）し始めると、気体回収口１０４Ｅａにおける液体ＬＷの流速が、気体ＰＧを吸引している場合と比較して、大幅に減少する。そのため、吸引しきれない液体ＬＷが更に外側に漏れ出そうとする。しかし、実施例５では、気体回収口１０４Ｅａの更に外側に設けた気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けることで、液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができる。また、気体回収口１０４Ｅａと気体供給口１０２との間には液体ＬＷを吸い上げない程度の断面積を有し、気体ＰＧの流路となる気体回収口１０４Ｅｂが形成されている。かかる気体回収口１０４Ｅｂがない場合には、上述したように、気体回収口１０４Ｅａから液体ＬＷを吸引する吸引口における液体ＬＷの流速は大幅に減少し、気体回収口１０４Ｅａから供給する気体ＰＧの大部分が外側に流れだしてしまう。その結果、ウェハステージ４５の移動で漏れ出した液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができなくなる。

また、気体供給口１０２から気体ＰＧを吹き付けて液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑える際に、液体ＬＷ（液膜）が乱れ、気泡が発生することがある。この場合、発生した気泡は、伸びを抑えられた液体ＬＷ（液膜）と共に気体回収口１０４Ｅａで回収される。また、上述のように、ウェハステージ４５の移動方向が逆転し、気泡が気体回収口１０４Ｅａで回収しきれなかった場合でも、気泡が液体供給口１０１の内側に進入することを抑え、液体ＬＷを外部に逃がしにくくしている。

実施例１と同様に、凸部１１０Ｅの表面に撥液材料を塗布又は凸部１１０Ｅ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１１０Ｅから液体ＬＷの飛散を更に低減することが可能である。但し、液体回収口１０３Ｅと気体回収口１０４Ｅａは、液体ＬＷを積極的に吸い込む必要があるため、親液材料を塗布又は液体回収口１０３Ｅと気体回収口１０４Ｅａ自体を親液材料で製作することが好ましい。換言すれば、気体回収口１０４Ｅｂよりも光軸側（内側）の部材に関しては親液材料を使用し、気体回収口１０４Ｅｂよりも外側の部材に関しては撥液材料を使用することが好ましい。

なお、撥液材料として、フッ素系樹脂、特に、ＰＴＦＥやＰＦＡ、パーフルオロアルキル基含有シランを用いることで、液体ＬＷが純水の場合、その接触角を９０度以上にすることができる。

また、液体回収口１０３Ｅ及び気体回収口１０４Ｅａから液体ＬＷと気体ＰＧとを同時に吸引する際には、かなりの振動を発生する。従って、投影光学系３０に振動を伝えないようにするために、図１０に示すように、鏡筒１００Ｅと液体回収口１０３Ｅ及び気体回収口１０４Ｅａとを別体として設けている。液体回収口１０３Ｅ及び気体回収口１０４Ｅａと投影光学系３０とを別々に支持することで、液体ＬＷと気体ＰＧを同時に吸引する際に発生する振動を投影光学系３０に伝えないようにすることができる。

振動を更に抑える必要がある場合には、実施例２と同様に、気体回収口１０４Ｅａからの吸引及び気体供給口１０２からの気体ＰＧの供給を露光中に停止することが好ましい。

また、図１０に示すように、平行平板３２を配置することで、露光時にウェハ４０面上から発生するコンタミによる投影光学系３０の汚染を防ぐことができる。

実施例１と同様に、図示しない蒸気混入装置を介して気体ＰＧに蒸気を混入し、気体供給口１０２から蒸気を含む気体ＰＧを供給することで、液体ＬＷの蒸発を抑えることが可能となり、液体ＬＷの気化熱に起因する露光精度の悪化を防止することができる。

液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３Ｅから多くの気体を回収するため、凸部１１０Ｅと投影光学系３０の隙間を通気口として使用しても、蒸気の外部への漏れ出しを抑えることは可能である。

実施例５では、凸部１１０Ｅと投影光学系３０とが別体で支持されるように構成されている。代替的に、振動を伝えにくく、且つ、柔らかい樹脂やフレキシブルな金属によって凸部１１０Ｅと投影光学系３０とを接続し、液体ＬＷからの蒸気が漏れ出さないように構成してもよい。

この場合、液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３Ｅから多くの気体を回収するため、液体回収口１０３Ｅの近傍が負圧になる。

凸部１１０Ｅと投影光学系３０の隙間が塞がれていない場合には、隙間を通して液体回収口１０３Ｅから気体を回収するとともに、凸部１１０Ｅの下面から多くの気体を吸い込む。凸部１１０Ｅと投影光学系３０の隙間から気体を吸い込むことで、液体ＬＷ中に気泡が発生しやすくなる。

また、凸部１１０Ｅと投影光学系３０の隙間が塞がれている場合には、凸部１１０Ｅの下面から多くの気体を吸い込む。凸部１１０Ｅの下面からウェハ４０まで距離が数百μｍ程度と小さい場合、吸い込んだ気体の流速が数ｍ／ｓｅｃ以上と速くなるため、液体ＬＷの界面が不安定になり、泡が発生しやすい環境になる。そのため、凸部１１０Ｅと投影光学系３０の隙間を塞ぐ部材に対して、図示しない気体供給回収配管を接続し、気体供給回収配管の圧力を測定し、その圧力を一定に保つように気体の供給回収を行うように構成する。このような構成により凸部１１０Ｅのレンズ側の圧力が負圧になるのを抑制することができる。但し、このような構成にすると、凸部１１０Ｅと投影光学系３０の隙間から気体を吸い込むことで、液体ＬＷ中に気泡が発生しやすくなる。

この気泡が露光領域に移動しないようにするため、液体供給口１０１から供給する液体の量を増やすことで、発生した気泡を液体回収口１０３Ｅで回収することが可能である。また、気泡を発生しにくくするために、液体回収口１０３Ｄの回収量を減らすことが好ましい。

以下、図１１を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ｆを説明する。ここで、図１１は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ｆを示す概略断面図である。鏡筒１００Ｆは、投影光学系３０を保持する機能を有し、図１１に示すように、液体供給口１０１と、気体供給口１０２と、液体回収口１０３と、気体回収口１０４とが形成され、凸部１００Ｆａを有する。

本実施形態では、凸部１００Ｆａとウェハ４０面との間に流れる気体ＰＧの動圧により、液体ＬＷの伸び量を抑えることができるため、液体ＬＷが鏡筒１００Ｆから飛散することを抑えることができる。この時、気体回収口１０４の流速が速くなりすぎると、気体ＰＧと同時に液体ＬＷを吸引することになるため、気体回収口１０４の幅を大きくし、凸部１００Ｆａとウェハ４０面との間の距離を狭くするとよい。例えば、気体回収口１０４から液体ＬＷを吸引せず、液体ＬＷの伸び量を抑える程度の流速に設定することが好ましい。

実施例１と同様に、凸部１００Ｆａの表面に撥液材料を塗布又は凸部１００Ｆａ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１００Ｆａから液体ＬＷの飛散を更に低減することができる。

実施例６では、投影光学系３０を囲むように鏡筒１００Ｆに気体回収口１０４を配置したが、連続的に配置してもよいし、断続的に配置してもよい。また、ウェハステージ４５の移動方向に応じて、気体の回収量を制御してもよい。

この場合、上述したように、液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３から多くの気体を回収するため、凸部１００Ｆａのレンズ側の圧力が負圧になり、凸部１００Ｆａの下面から多くの気体を吸い込む。凸部１００Ｆａの下面からウェハ４０まで距離が数百μｍ程度と小さい場合、吸い込んだ気体の流速が数ｍ／ｓｅｃ以上と速くなるため、液体ＬＷの界面が不安定になり、泡が発生しやすい環境になる。

従って、図２１に示すように、凸部１００Ｆａと気体回収口１０４の間に通気口１０４Ｆｃを設けることで、凸部１００Ｆａのレンズ側の圧力が負圧になるのを抑制することが可能である。通気口１０４Ｆｃを設けた場合には、気体回収口１０４から回収する気体の大半は通気口１０４Ｆｃを通過して流れ込む気体であるため、液体ＬＷの回収能力が低下する。そこで、凸部１００Ｆａに撥液材料を塗布又は凸部１００Ｆａ自体を撥液材料で構成することで、ウェハステージ４５の移動に伴う液体ＬＷの伸びだしを抑えることができる。

また、実施例１で示したように、凸部１００Ｆａとウェハ４０との距離を調整する調整機構１９０を設ける。調整機構１９０は、ウェハ４０の露光時において、伸びた液体ＬＷが凸部１００Ｆａに接触しない程度に凸部１００Ｆａとウェハ４０との距離を調整する。これにより、液体ＬＷと凸部１００Ｆａとの接触を低減し、露光精度の悪化を低減することができる。

以下、図１２を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ｇを説明する。ここで、図１２は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ｇを示す概略断面図である。鏡筒１００Ｇは、投影光学系３０を保持する機能を有し、図１２に示すように、液体供給口１０１と、液体回収口１０３と、気体回収口１０４とが形成され、凸部１００Ｇａを有する。図１３は、鏡筒１００Ｇを示す下面断面図である。

実施例７では、気体供給口を形成していないが、気体回収口１０４から気体を吸引することで、凸部１００Ｆａとウェハ４０面の間に流れる気体の動圧が生じ、液体ＬＷの伸び量を抑えることができる。

また、凸部１００Ｆａの表面に撥液材料を塗布又は凸部１００Ｆａ自体を撥液材料で構成することによって、凸部１００Ｆａから液体ＬＷが飛び出しにくくなるため、撥液材料未使用の場合と比べて、液体ＬＷの飛散を抑制することができる。

実施例７では、実施例１と同様に、液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３から多くの気体を回収するため、凸部１００Ｇａのレンズ側の圧力が負圧になる。凸部１００Ｇａの下面からウェハ４０まで距離が数百μｍ程度と小さい場合、吸い込んだ気体の流速が数ｍ／ｓｅｃ以上と速くなるため、液体ＬＷの界面が不安定になり、泡が発生しやすい環境になる。そのため、図２２に示すように凸部１００Ｇａと気体回収口１０４の間に通気口１０４Ｇｃを設けることで、凸部１００Ｇａのレンズ側の圧力が負圧になるのを抑制することが可能である。

通気口１０４Ｇｃを設けた場合には、気体回収口１０４から回収する気体の大半は通気口１０４Ｇｃを通過して流れ込む気体であるため、液体ＬＷの回収能力は低下する。そのため、凸部１００Ｇａに撥液材料を塗布又は凸部１００Ｇａ自体を撥液材料で構成することで、ウェハステージ４５の移動に伴う液体ＬＷの伸びだしを抑えることができる。

また、上述の実施例で示したように、凸部１００Ｇａとウェハ４０との距離を調整する調整機構１９０を設ける。調整機構１９０は、ウェハ４０の露光時において、伸びた液体ＬＷが凸部１００Ｇａに接触しない程度に凸部１００Ｇａとウェハ４０との距離を調整する。これにより、液体ＬＷと凸部１００Ｇａとの接触を低減し、露光精度の悪化を低減することができる。

以下、図２３を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ｈを説明する。ここで、図２３は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ｈを示す概略断面図である。鏡筒１００Ｈは、投影光学系３０を保持する機能を有し、図２３に示すように、液体供給口１０１と、液体回収口１０３と、気体回収口１０４とが形成され、凸部１００Ｈａを有する。凸部１００Ｈａのウェハ４０面側に気体回収口１０４を囲むように隔壁１００Ｈａ１と隔壁１００Ｈａ２を配置する。

本実施形態では、気体供給口を形成していないが、気体回収口１０４から気体を吸引することで、隔壁１００Ｈａ１と隔壁１００Ｈａ２で囲まれた流路を介して、伸びだしてきた液膜ＬＷを吸い取ることができる。

隔壁１００Ｈａ１及び１００Ｈａ２の表面に撥液材料を塗布又は隔壁１００Ｈａ１及び１００Ｈａ２自体を撥液材料で構成することにより、隔壁１００Ｈａ１及び１００Ｈａ２から液体ＬＷが飛び出しにくくなる。このため、撥液材料未使用の場合と比べて、液体ＬＷの飛散を低減することができる。

実施例８では、上述した実施例と同様に、液体供給口１０１からの供給量に対し、液体回収口１０３から多くの気体を回収するため、凸部１００Ｇａのレンズ側の圧力が負圧になる。凸部１００Ｇａの下面からウェハ４０まで距離が数百μｍ程度と小さい場合、吸い込んだ気体の流速が数ｍ／ｓｅｃ以上と速くなるため、液体ＬＷの界面が不安定になり、泡が発生しやすい環境になる。そのため、図２３に示すように凸部１００Ｈａと液体回収口１０３の間に通気口１０４Ｈｃを設けることで、凸部１００Ｈａのレンズ側の圧力が負圧になるのを抑制することが可能である。

また、上述した実施例と同様に、隔壁１００Ｈａ１及び１００Ｈａ２とウェハ４０との距離を調整する調整機構１９０を設ける。調整機構１９０は、ウェハ４０の露光時において、伸びた液体ＬＷが隔壁１００Ｈａ１、隔壁１００Ｈａ２に接触しない程度に、隔壁１００Ｈａ１及び１００Ｈａ２をβ方向に上げ、凸部１００Ｈａ内に収納することを可能にする。

ウェハステージ４５を長距離移動させる場合には、隔壁１００Ｈａ１、隔壁１００Ｈａ２をα方向に下げ、凸部１００Ｇａとウェハ４０との距離を調整し、液体ＬＷの伸びだしを抑える。このようにして、液体ＬＷと隔壁１００Ｈａ１、隔壁１００Ｈａ２との接触を低減し、露光精度の悪化を低減することができる。

また、図２４に示すように、凸部１００Ｈａのウェハ４０側に設ける隔壁を１００Ｈａ１のみ設けるように構成しても、液膜ＬＷの伸びを抑えることは可能である。

投影光学系３０からウェハ４０までの距離が短い場合には、図２５に示すように投影光学系３０からウェハ４０までの距離と同じ、もしくはそれ以上の距離に、凸部１００Ｉａを設けることで、液膜ＬＷの伸びを抑えることが可能である。図２５の場合でも、液体供給口１０１からの液体供給量に対し、液体回収口１０３からの回収量が多いため、凸部１００Ｉａのレンズ側の空間は負圧になる。そのため、凸部１００Ｉａからウェハ４０までの距離が数百ミクロン以下と小さい場合、凸部１００Ｉａの下面とウェハ４０の間を流れる気体の流速は数ｍ／ｓｅｃを超えるため、液体ＬＷの界面を不安定にし、泡が発生しやすい環境となる。そのため、凸部１００Ｉａと液体回収口１０３の間に通気口１０４Ｉｃを設けることで、凸部１００Ｉａのレンズ側の空間が負圧になるのを抑制することができる。

凸部１００Ｉａの表面に撥液材料を塗布又は凸部１００Ｉａ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１００Ｉａから液体ＬＷが飛び出しにくくなるため、液体ＬＷの飛散を低減することができる。また、凸部１００Ｉａに図示しない気体回収口を設けることで、液体ＬＷの飛散を更に低減することが可能である。

以下、図２６及び２７を参照して、鏡筒１００の別の実施形態である鏡筒１００Ｋ及び１００Ｌを説明する。ここで、図２６は、鏡筒１００の別の実施形態の鏡筒１００Ｋを示す概略断面図である。

実施例９の凸部１１０Ｋは、液体ＬＷの飛散を低減する機能を有する。また、凸部１１０Ｋは、鏡筒１００Ｋと別体として設けられ、凸部１１０Ｋには気体供給口１０２Ｋ、気体回収口１０４Ｋａ及び１０４Ｋｂが形成される。また、凸部１１０Ｋには液体回収口１０３Ｋと凸部１１０Ｋの上部の空間と連通する通気口１０４Ｋｃと液体供給口１０１Ｋが形成される。

液体供給口１０１Ｋから液体を供給し、投影光学系３０とウェハ４０との間の空間に液体ＬＷを満たす。投影光学系３０とウェハ４０との間の液体ＬＷは、液体回収口１０３Ｋから回収される。

気体回収口１０４Ｋａは、ウェハステージが停止している場合には、気体供給口１０２Ｋから供給される気体を吸引し、ウェハステージが移動する際に、走査方向に漏れ出す液膜（液体ＬＷ）を回収するための開口であり、不図示の気体回収配管と接続する。気体回収口１０４Ｋａは、同心円状の開口を有する。気体回収口１０４Ｋａは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｋａは、気体供給口１０２Ｋよりも内側に形成される。気体回収口１０４Ｋａは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

気体回収口１０４Ｋｂは、気体供給口１０２Ｋから供給した気体ＰＧを回収するための開口である。気体回収口１０４Ｋｂは、図示しない気体回収配管に接続することで、供給した気体ＰＧと共に、蒸発した液体ＬＷを回収することができる。気体回収口１０４Ｋｂは、本実施形態では、同心円状の開口を有する。なお、気体回収口１０４Ｋｂは、スポンジなどの多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよい。また、気体回収口１０４Ｋｂは、気体供給口１０２Ｋよりも外側に形成される。気体回収口１０４Ｋｂは、本実施形態では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。

ウェハステージの移動開始に伴って、液体ＬＷが移動方向に漏れだす。そのため、通気口１０４Ｋｃの下を液体ＬＷは通過し、気体回収口１０４Ｋａで回収される。また、回収し切れなかった液体ＬＷは気体供給口１０２Ｋから供給される気体の動圧により、抑制される。このようにしてステージの移動に伴った液体ＬＷの漏れ出しを抑えることが可能である。

また、気体供給口１０２Ｋから気体ＰＧを吹き付けて液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑える際に、液体ＬＷ（液膜）が乱れ、気泡が発生することがある。この場合、発生した気泡は、伸びを抑えられた液体ＬＷ（液膜）と共に気体回収口１０４Ｋａで回収される。

鏡筒１００Ｋにおいては、液体回収口１０３Ｋが凸部１１０Ｋの端部よりも外側に配置されている。ウェハステージ４５が逆転し、気泡が気体回収口１０４Ｋａで回収しきれなかった場合でも、端部から外側に設けられた液体回収口１０３Ｋに向かって液体ＬＷが流れる。そのため、端部の外側で発生した気泡が内側に進入することを抑えることが可能である。

また、上述の実施例と同様に、凸部１１０Ｋの表面に撥液材料を塗布又は凸部１１０Ｋ自体を撥液材料で構成することにより、凸部１１０Ｋから液体ＬＷが飛び出しにくくなるため、撥液材料未使用の場合と比べ、液体ＬＷの飛散を低減することができる。但し、液体回収口１０３Ｋ、気体回収口１０４Ｋａは伸びだした液体ＬＷを積極的に吸い込む必要があるため、液体回収口１０３Ｋと気体回収口１０４Ｋａとその周辺に親液材料を塗布又はその物自体を親液材料で構成することが好ましい。換言すれば、気体回収口１０４Ｋａよりも光軸側（内側）の部材に関しては親液材料を使用し、気体回収口１０４Ｋａよりも外側の部材に関しては撥液材料を使用することが好ましい。

このような構成にすることで、ウェハステージ４５の動作時の液体ＬＷ（液膜）の伸び量を最小限に抑え、液体ＬＷの飛散を低減し、気泡による露光量の低下を低減してスループットを向上させることができる。

また、液体回収口１０３Ｋと気体回収口１０４Ｋａから液体ＬＷと気体ＰＧとを同時に吸引する際にかなりの振動を発生する。そこで、実施例９では、投影光学系３０に振動を伝えないようにするために、鏡筒１００Ｋと凸部１１０Ｋを別体として設けている。凸部１１０Ｋと投影光学系３０とを別々に支持することで、液体ＬＷと気体ＰＧを同時に吸引する際に発生する振動を投影光学系３０に伝えないようにすることができる。また、振動を更に抑える必要がある場合には、上述の実施例と同様に、気体回収口１０４Ｋａと気体回収口１０４Ｋｂからの吸引及び気体供給口１０２Ｋからの気体ＰＧの供給を露光中に停止することが好ましい。

更に、露光中に凸部１１０Ｋの振動を抑えるために、気体ＰＧの供給及び気体ＰＧの回収を停止させると、ウェハ４０の表面に塗布したレジストの接触角が低い場合、ステージの移動に伴って液体ＬＷが伸びてしまう。従って、凸部１１０Ｋとウェハ４０との距離が短い（例えば、０．５ｍｍ以下）場合には、凸部１１０Ｋとウェハ４０との間に液体ＬＷが入り込み、液体ＬＷが凸部１１０Ｋに接触する。かかる接触によって液体ＬＷの形状は変化し、ウェハ４０の表面にかかる圧力変動は数百Ｐａ以上になるため、ステージの制御性能に悪影響を及ぼし、露光精度の悪化の原因となる。そこで、本実施形態では、凸部１１０Ｋとウェハ４０との距離を調整する調整機構１９０を設ける。調整機構１９０は、気体ＰＧの供給と気体ＰＧの回収を停止させる時において、伸びた液体ＬＷが凸部１１０Ｋに接触しない程度に凸部１１０Ｋとウェハ４０との距離を調整する。換言すれば、調整機構１９０は、気体回収口１０４Ｋａ及び１０４Ｋｂとウェハ４０との距離を調整する機能を有する。調整機構１９０は、気体回収口１０４Ｋａ及び１０４Ｋｂが気体ＰＧを回収する時には気体回収口１０４Ｋａ及び１０４Ｋｂとウェハ４０との距離が短くなる方向（矢印α）に凸部１１０Ｋを調整する。また、調整機構１９０は、気体回収口１０４Ｋａ及び１０４Ｋｂが気体ＰＧを回収する時以外には気体回収口１０４Ｋａ及び１０４Ｋｂとウェハ４０との距離が長くなる方向（矢印β）に凸部１１０Ｋを調整する。これにより、液体ＬＷと凸部１１０Ｋとの接触を低減し、露光精度の悪化を低減することができる。

また、実施例１と同様に、図示しない蒸気混入装置を介して気体ＰＧに蒸気を混入し、気体供給口１０２Ｋから蒸気を含む気体ＰＧを供給する。これにより、液体ＬＷの蒸発を抑えることが可能となり、液体ＬＷの気化熱に起因する露光精度の悪化を低減することができる。

また、実際には液体供給口１０１Ｋからの供給量に対し、液体回収口１０３Ｋから多くの気体を回収するため、凸部１１０Ｋに設けた通気口１０４Ｋｃを解して投影光学系３０周辺の雰囲気を吸い込む。そのため、液体ＬＷの蒸気の外部への漏れ出しを抑えることができる。

本実施形態では、凸部１１０Ｋとに通気口１０４Ｋｃを設けているが、投影光学系３０との周辺に拡散により漏れ出す蒸気を更に抑えるために、通気口１０４Ｋｃを塞ぎ、液体ＬＷからの蒸気が漏れ出さないように構成してもよい。

この場合、通気口１０４Ｋｃに不図示の気体供給回収配管を接続し、気体供給回収配管の圧力を測定し、その圧力を一定に保つように気体の供給回収を行うように構成する。このような構成により凸部１１０Ｋのレンズ側の圧力が負圧になるのを抑制することができる。

ウェハ４０を交換する時にも、実施例１と同様に、投影光学系３０の最終レンズに残存した液体ＬＷが蒸発することを低減するために、気体供給口１０２を介して蒸気を含む気体ＰＧを供給する。ツインステージの露光装置の場合には、２つのステージが途切れることなく連続的に入れ替わるように設定し、投影光学系３０の最終レンズの下に液体ＬＷを維持させた状態を保ってもよい。

また、別の実施形態を図２７に示す。図２６の実施形態との大きな違いは図２６において、気体回収口１０４Ｋａに対応する気体回収口が図２７ではないことである。

図２６では、ウェハステージの移動に伴って液体ＬＷが漏れ出すと気体回収口１０４Ｋａから液体ＬＷを吸引（回収）し始める。気体回収口１０４Ｋａにおいて、液体ＬＷを吸引することで、気体ＰＧのみを吸引している場合と比較し、気体回収口１０４Ｋａの流速が大幅に減少する。そのため、気体供給口１０２Ｋから供給される気体ＰＧが外側にのみ流れだすようになり、吸引しきれなかった液体ＬＷが更に外側に漏れ出そうとする。

しかし、図２７では、気体供給口１０２Ｌのレンズ側に設けた通気口１０４Ｌｃの開口サイズを大きくとることで、ステージの移動に伴って伸びだした液膜で目詰まりすることがない。そのため、気体供給口１０２Ｌからの気体の流れを大きく変えることが無いので、液体ＬＷ（液膜）の伸びを抑えることができる。

また、気体供給口１０２Ｌからの気体の供給量は不図示の気体供給源の圧力を上げることで、容易に数百Ｌ／ｍｉｎ程度の気体供給量を達成することができる。しかし、気体回収口１０４Ｌｃに不図示の気体供給回収配管を接続した場合、最大気体回収量は配管の長さとその内径により制限されるため、数百Ｌ／ｍｉｎというような大きな回収量を達成することは難しい。そのため、液体ＬＷをより外部に逃がし難くするために、より多くの気体供給量を必要とする場合には気体回収口１０４Ｌｃを通気口として使用することが好ましい。また、気体回収口１０４Ｌｃを通気口として使用することで、凸部１１０Ｌのレンズ側の圧力が加圧されるのを抑制することができる。

露光において、光源部１２から発せられた光束は、照明光学系１４によりレチクル２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系３０により、液体ＬＷを介してウェハ４０に結像される。露光装置１は、液体回収口１０３を液体供給口１０１よりも外側に配置しているため、液体ＬＷを外部に逃がしにくくすることができる。また、液体ＬＷを封じ込めるために供給する気体ＰＧに蒸気を含めることによって、液体ＬＷの蒸発を抑制することができる。露光装置１は、液体ＬＷに気泡が入り込むこと及び液体ＬＷが蒸発することを排除し、スループットの低下及び露光精度の悪化を防止して、デバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供する。

次に、図１４及び図１５を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図１４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図１５は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、上述の露光装置１によってレチクルの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の露光装置の構成を示す概略断面図である。図１に示す露光装置の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の要部を示す部分拡大図である。図２に示す鏡筒を示す下面断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図１２に示す鏡筒を示す下面断面図である。デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。図１４に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。図２に示す気体供給部に適用可能な構造の詳細を示す断面図である。図２に示す気体供給部に適用可能な構造の詳細を示す断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。図２に示す鏡筒の別の実施形態の鏡筒を示す概略断面図である。

符号の説明

１露光装置
２０レチクル
３０投影光学系
４０ウェハ
７０媒体供給部
１０１液体供給口
１０２気体供給口
１０３液体回収口
１０４気体回収口

Claims

投影光学系の最終レンズと被露光体との間を液体で満たし、当該被露光体を前記液体を介して露光する露光装置であって、
前記最終レンズと前記被露光体との間の前記液体が充填されるべき領域から前記液体が漏れ出すことを低減又は防止する凸部と、
前記凸部よりも前記最終レンズ側に形成され、前記液体を前記領域から回収する液体回収口と、
前記液体回収口と前記凸部の間の気体の圧力変動を抑制する圧力変動抑制手段と、を有することを特徴とする露光装置。
前記液体回収口は、前記領域内の気体を回収可能であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記凸部に形成され、前記領域から漏れ出た前記液体を回収する液体回収手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記凸部の少なくとも一部に撥液材料を使用し、前記液体回収手段の回収口とその周辺を親液性に処理したことを特徴とする請求項３記載の露光装置。
前記凸部は、前記液体回収口よりも前記被露光体側に配置されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
投影光学系の最終レンズと被露光体との間を液体で満たし、当該被露光体を前記液体を介して露光する露光装置であって、
前記最終レンズと前記被露光体との間の前記液体が充填されるべき領域から前記液体が漏れ出すことを低減又は防止する漏れ低減手段と、
前記漏れ低減手段よりも前記最終レンズ側に形成され、前記液体を前記領域から回収する液体回収口と、
前記液体回収口と前記漏れ低減手段の間の気体の圧力変動を抑制する圧力変動抑制手段とを有し、
前記液体供給口は第１の筐体に形成され、
前記漏れ低減手段は、前記第１の筐体から離間した第２の筐体に形成され、
前記第１の筐体と前記第２の筐体の間に、前記圧力変動抑制手段が形成されることを特徴とする露光装置。
投影光学系の最終レンズと被露光体との間を液体で満たし、当該被露光体を前記液体を介して露光する露光装置であって、
前記最終レンズと前記被露光体との間の前記液体が充填されるべき領域から前記液体が漏れ出すことを低減又は防止する漏れ低減手段と、
前記漏れ低減手段よりも前記最終レンズ側に形成され、前記液体を前記領域から回収する液体回収口と、
前記液体供給口は第１の筐体に形成され、
前記漏れ低減手段は、前記第１の筐体から離間した第２の筐体に形成され、
前記第２の筐体の少なくとも一部と前記被露光体との距離は調整機構により調整可能であることを特徴とする露光装置。
前記漏れ低減手段は、凸部、及び、前記液体を前記領域に止めるエアカーテン形成手段の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項６又は７記載の露光装置。
前記エアカーテン形成手段による気体の供給又は回収は、前記被露光体を露光する際に停止されることを特徴とする請求項８記載の露光装置。
前記エアカーテン形成手段は、前記液体と同じ物質の蒸気又は前記液体が気化した蒸気の組成を有する蒸気を供給することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
前記調整機構は、前記被露光体を露光している時の前記距離が、前記被露光体を露光していない時の前記距離よりも長くなるように、前記距離を調整することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
前記第１の筐体と前記第２の筐体の間に形成された、前記液体回収口と前記漏れ低減手段の間の気体の圧力変動を抑制する圧力変動抑制手段を更に有することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
前記圧力変動抑制手段は、前記領域内の気体を前記領域外の雰囲気に接続する通気口、前記気体を前記領域に供給する気体供給手段及び前記気体を前記領域に供給回収する圧力調整手段の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１乃至１２いずれか一項記載の露光装置。
請求項１乃至１３のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
露光された前記被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。