JP4487907B2 - メンテナンス方法、露光方法、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置のメンテナンス方法、露光方法、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。

半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に投影露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献１に開示されているような、投影光学系と基板との間を液体で満たして液浸領域を形成し、その液浸領域の液体を介して露光処理を行う液浸露光装置が案出されている。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

液浸露光装置や液浸露光装置に搭載される液浸光学系においては、露光光が通る所定空間を満たしている液体を長い期間放置してしまうと、バクテリアの発生などによって液体が劣化したり、その液体と接触している部材（光学素子など）が劣化する可能性がある。また、その所定空間の液体を単に回収（排出）するだけでは、その液体と接触していた部材（光学素子）に液体が残留して、その部材に汚染物が付着してしまう可能性がある。

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、液浸法を用いる場合にも所望性能を維持できる露光装置のメンテナンス方法、露光方法、露光装置、並びにその露光方法及びその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。

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８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、投影光学系（ＰＬ）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）のメンテナンス方法において、基板（Ｐ）の露光は、投影光学系（ＰＬ）を構成する複数の光学素子（ＬＳ１〜ＬＳ７）のうち特定の光学素子（ＬＳ１、ＬＳ２）間の所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を第１液体（ＬＱ）で満たした状態で露光光（ＥＬ）を照射することによって行われ、露光光（ＥＬ）の照射を行っていない時に、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を第１液体（ＬＱ）とは別の第２液体（ＬＫ）で置換するメンテナンス方法が提供される。

本発明の第１の態様によれば、露光光の照射を行っていない時に、所定空間を第２液体で置換することで、第１液体の劣化や光学素子の劣化、汚染を防止することができる。

本発明の第２の態様に従えば、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）のメンテナンス方法において、基板（Ｐ）の露光は、露光光（ＥＬ）の光路空間の一部の所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を液体（ＬＱ）で満たした状態で露光光（ＥＬ）を照射することによって行われ、露光光（ＥＬ）の照射を行っていない時に、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）より液体（ＬＱ）を除去するために、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を形成する物体（ＬＳ１、ＬＳ２）の温度調整を行いつつ、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）に気体（Ｇ）を供給するメンテナンス方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、液体を除去するときに、物体の温度調整を行いつつ気体を供給することで、気体の供給に伴う物体の温度変化を抑制することができる。

本発明の第３の態様に従えば、複数の光学素子（ＬＳ１〜ＬＳ７）を含む投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して基板を露光する露光方法であって、前記複数の光学素子のうち特定の光学素子（ＬＳ１、ＬＳ２）の間の所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を第１液体（ＬＱ）で満たした状態で露光光（ＥＬ）を基板に照射することと、露光光（ＥＬ）が未照射の時に、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を第１液体とは別の第２液体（ＬＫ）で置換することを含む露光方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、露光光が照射されていないときに、所定空間を第２液体で置換することで、第１液体の劣化や光学素子の劣化、汚染を防止することができる。

本発明の第４の態様に従えば、投影光学系（ＰＬ）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、基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射する時に、投影光学系（ＰＬ）を構成する複数の光学素子（ＬＳ１〜ＬＳ７）のうち特定の光学素子（ＬＳ１、ＬＳ２）間の所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を第１液体（ＬＱ）で満たし、露光光（ＥＬ）の照射の停止時に、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を第１液体（ＬＱ）とは別の第２液体（ＬＫ）で置換する液浸機構（３５など）を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第４の態様によれば、露光光の照射が行われていない時に、所定空間を第２液体で置換することで、露光装置に用いられる第１液体の劣化や光学素子の劣化、汚染を防止することができる。

本発明の第５の態様に従えば、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、基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射する時に、露光光（ＥＬ）の光路空間の一部の所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を液体（ＬＱ）で満たす液浸機構（３５など）と、露光光（ＥＬ）の照射の停止時に、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）より液体（ＬＱ）を除去するために、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）に気体（Ｇ）を供給する気体供給系（５０）と、気体（Ｇ）を供給する時に、所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を形成する物体（ＬＳ１、ＬＳ２）の温度調整を行う温調装置（６１、６２）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第５の態様によれば、液体を除去するときに、物体の温度調整を行いつつ気体を供給することで、気体の供給に伴う物体の温度変化を抑制することができる。

本発明の第６の態様に従えば、基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して前記基板（Ｐ）を露光する露光装置（ＥＸ）であって、複数の光学素子（ＬＳ１〜ＬＳ７）を有する投影光学系（ＰＬ）と、前記複数の光学素子（ＬＳ１〜ＬＳ７）のうち特定の光学素子（ＬＳ１、ＬＳ２）の間の所定空間（Ｋ２、ＫＳ）を液体（ＬＱ）で満たす液浸機構（３５など）と、前記露光光（ＥＬ）が未照射の時に、前記所定空間（Ｋ２、ＫＳ）に気体（Ｇ）を供給する気体供給系（５０）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

第６の態様の露光装置では、気体供給系が所定空間に気体を供給することで所定空間内を乾燥させ、液浸露光における悪影響を低減し得る。

本発明の第７の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第７の態様によれば、液体からの影響を低減された露光装置を使って、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。

本発明の第８の態様に従えば、上記の露光方法を用いるデバイスの製造方法が提供される。

本発明の第８の態様によれば、液体からの影響を低減された露光方法を使って、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、液浸法を用いる場合にも、露光精度及び計測精度を維持することができる。

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

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は第１の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図、図２は図１の要部拡大図である。図１及び図２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を保持する基板ホルダＰＨを有し、基板Ｐを保持した基板ホルダＰＨを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。投影光学系ＰＬは複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７を含み、これら複数の光学素子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に含まれる複数の光学素子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と基板Ｐとの間の光路空間を液体ＬＱで満たして第１液浸領域ＬＲ１を形成する第１液浸機構１を備えている。本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ（露光光ＥＬが照射される領域）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よりも小さい液体ＬＱの第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。

また投影光学系ＰＬは、後述するように、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１と、第１光学素子ＬＳ１に次いで投影光学系ＰＬの像面に近い第２光学素子ＬＳ２との間の光路空間を液体ＬＱで満たすように構成されており、露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の光路空間を液体ＬＱで満たして、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に第２液浸領域ＬＲ２を形成する第２液浸機構２も備えている。

第１液浸機構１は、液体ＬＱを供給する第１供給口１２及び液体ＬＱを回収する第１回収口２２を有する第１ノズル部材７１と、第１ノズル部材７１に設けられた第１供給口１２を介して投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを供給する第１液体供給機構１０と、第１ノズル部材７１に設けられた第１回収口２２を介して投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収する第１液体回収機構２０とを備えている。第１ノズル部材７１は、投影光学系ＰＬの像面側近傍に設けられており、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において第１光学素子ＬＳ１を囲むように環状に形成されている。ここで、本実施形態における第１光学素子ＬＳ１は鏡筒ＰＫより露出している。第１液浸機構１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第２液浸機構２は、液体ＬＱを供給する第２供給口３２及び液体ＬＱを回収する第２回収口４２を有する第２ノズル部材７２と、第２ノズル部材７２に設けられた第２供給口３２を介して第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の光路空間に液体ＬＱを供給する第２液体供給機構３０と、第２ノズル部材７２に設けられた第２回収口４２を介して第２液体供給機構３０により供給された液体ＬＱを回収する第２液体回収機構４０とを備えている。第２ノズル部材７２は、第１ノズル部材７１の上方に設けられており、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の光路空間を囲むように環状に形成されている。第２液浸機構２の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

ここで、以下の説明においては、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間の光路空間を「第１空間Ｋ１」、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の光路空間を「第２空間Ｋ２」、第２空間Ｋ２を含み、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２と第２ノズル部材７２とで囲まれた空間を「置換空間ＫＳ」と適宜称する。

したがって、第２液浸機構２は、第２液体供給機構３０を使って置換空間ＫＳに液体ＬＱを供給可能であるとともに、第２液体回収機構４０を使って置換空間ＫＳの液体ＬＱを回収可能である。また、後述するように、第２液浸機構２の第２液体供給機構３０は、置換空間ＫＳに対して、液体ＬＱとは別の液体（機能液）ＬＫを供給可能となっている。

また、第２ノズル部材７２は第１光学素子ＬＳ１を保持する保持部材（レンズセル）としての機能も有しており、鏡筒ＰＫの一部を構成している。すなわち、本実施形態においては、鏡筒ＰＫは、光学素子ＬＳ２〜ＬＳ７を保持する鏡筒本体ＰＫＡと、鏡筒本体ＰＫＡの下端部に接続され、第１光学素子ＬＳ１を保持する保持部材（第２ノズル部材）７２とを備えた構成となっている。なお、第２ノズル部材７２は、必ずしも鏡筒ＰＫの一部を構成する必要はなく、鏡筒ＰＫとは完全に分離した部材であってもよい。

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、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向を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。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上に感光材（レジスト）を塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。

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上の照明領域を設定する視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。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Ｆ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

本実施形態においては、第１液浸領域ＬＲ１を形成する液体ＬＱ、及び第２液浸領域ＬＲ２を形成する液体ＬＱには純水が用いられている。すなわち、本実施形態においては、第１液浸領域ＬＲ１を形成する液体ＬＱと、第２液浸領域ＬＲ２を形成する液体ＬＱとは同じ種類の液体である。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。なお、露光光ＥＬが透過可能であれば、所望の光学特性を得るために、第１液浸領域ＬＲ１を形成する液体ＬＱと、第２液浸領域ＬＲ２を形成する液体ＬＱとを異なる種類の液体でもよい。また、同じ種類の液体であっても、第１液浸領域ＬＲ１を形成する液体と第２液浸領域ＬＲ２を形成する液体とで、その性質（温度、比抵抗値、ＴＯＣ等）が異なっていてもよい。

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、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上には移動鏡９１が設けられている。また、移動鏡９１に対向する位置にはレーザ干渉計９２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９２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計９２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９２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、本実施形態においては、その投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系であり、反射素子を含まない屈折系である。なお、投影光学系ＰＬは、反射系または反射屈折系であってもよい。さらに、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、本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１は露光光ＥＬ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。一方、第２光学素子ＬＳ２は屈折力（レンズ作用）を有している。なお、第１光学素子ＬＳ１が屈折力（レンズ作用）を有していてもよい。

基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有し、投影光学系ＰＬの像面側において、ベース部材ＢＰ上で移動可能である。基板ホルダＰＨは、例えば真空吸着等により基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴ上には凹部９６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９６に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部９６以外の上面９７は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの上面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面（平坦部）となっている。

基板ステージＰＳＴ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、ベース部材ＢＰ上でＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に基板ステージＰＳＴは、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能である。したがって、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの上面は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージＰＳＴの側面には移動鏡９３が設けられている。また、移動鏡９３に対向する位置にはレーザ干渉計９４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９４によりリアルタイムで計測される。また、露光装置ＥＸは、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているような、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの上面の面位置情報を検出する斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系（不図示）を備えている。フォーカス・レベリング検出系は、基板Ｐの上面の面位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、及び基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報）を検出する。なお、フォーカス・レベリング検出系は、静電容量型センサを使った方式のものを採用してもよい。レーザ干渉計９４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（Ｚ位置）及び傾斜角（θＸ、θＹ）を制御して基板Ｐの上面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計９４の計測結果に基づいて、基板ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向における位置制御を行う。

次に、第１液浸機構１及び第２液浸機構２について説明する。第１液浸機構１の第１液体供給機構１０は、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の光路空間（第１空間）Ｋ１に液体ＬＱを供給するためのものであって、液体ＬＱを供給可能な液体供給部１１と、液体供給部１１にその一端部を接続する第１供給管１３とを備えている。第１供給管１３の他端部は第１ノズル部材７１に接続されている。また、第１供給管１３の途中には、その流路を開閉するための第１バルブ１３Ｂが設けられている。第１ノズル部材７１の内部には、第１供給管１３の他端部と第１供給口１２とを接続する内部流路（供給流路）が形成されている。第１液浸機構１の液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。液体供給部１１の供給動作や第１バルブ１３Ｂの開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第１液浸機構１の第１液体回収機構２０は、第１液体供給機構１０で供給された液体ＬＱを回収するためのものであって、液体ＬＱを回収可能な液体回収部２１と、液体回収部２１にその一端部を接続する第１回収管２３とを備えている。第１回収管２３の他端部は第１ノズル部材７１に接続されている。また、第１回収管２３の途中には、その流路を開閉するための第２バルブ２３Ｂが設けられている。第１ノズル部材７１の内部には、第１回収管２３の他端部と第１回収口２２とを接続する内部流路（回収流路）が形成されている。第１液浸機構１の液体回収部２１は、例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。液体回収部２１の回収動作や第２バルブ２３Ｂの開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液体ＬＱを供給する第１供給口１２及び液体ＬＱを回収する第１回収口２２は第１ノズル部材７１の下面７１Ａに形成されている。第１ノズル部材７１の下面７１Ａは、基板Ｐの上面及び基板ステージＰＳＴの上面９７と対向する位置に設けられている。第１供給口１２は、第１ノズル部材７１の下面７１Ａにおいて、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ）を囲むように複数設けられている。また、第１回収口２２は、第１ノズル部材７１の下面７１Ａにおいて、第１光学素子ＬＳ１に対して第１供給口１２よりも外側に離れて設けられており、第１光学素子ＬＳ１及び第１供給口１２を囲むように設けられている。

第２液浸機構２の第２液体供給機構３０は、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の光路空間（第２空間）Ｋ２を含む置換空間ＫＳに液体ＬＱを供給するためのものであって、液体ＬＱを供給可能な液体供給部３１と、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の他端部は第２ノズル部材７２に接続されている。また、第２供給管３３の途中には、その流路を開閉するための第３バルブ３３Ｂが設けられている。第２ノズル部材７２の内部には、第２供給管３３の他端部と第２供給口３２とを接続する内部流路（供給流路）が形成されている。第２液浸機構２の液体供給部３１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。液体供給部３１の供給動作や第３バルブ３３Ｂの開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第２液浸機構２の第２液体回収機構４０は、第２液体供給機構３０で供給された液体ＬＱを回収するためのものであって、液体ＬＱを回収可能な液体回収部４１と、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の他端部は第２ノズル部材７２に接続されている。また、第２回収管４３の途中には、その流路を開閉するための第４バルブ４３Ｂが設けられている。第２ノズル部材７２の内部には、第２回収管４３の他端部と第２回収口４２とを接続する内部流路（回収流路）が形成されている。第２液浸機構２の液体回収部４１は、例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。液体回収部４１の回収動作や第４バルブ４３Ｂの開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液体ＬＱを供給する第２供給口３２及び液体ＬＱを回収する第２回収口４２は第２ノズル部材７２の内側面に形成されており、第２供給口３２及び第２回収口４２のそれぞれは第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳに接続している。本実施形態においては、第２供給口３２は、第２ノズル部材７２の内側面のうち光軸ＡＸに対して一方側（＋Ｘ側）に設けられ、第２回収口４２は、他方側（−Ｘ側）に設けられている。

なお、液体供給部１１、３１のタンク、加圧ポンプ、フィルタユニット等は、その全てを露光装置本体ＥＸが備えている必要はなく、露光装置本体ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。同様に、液体回収部２１、４１の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置本体ＥＸが備えている必要はなく、露光装置本体ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。またここでは、第１、第２液浸機構１、２のそれぞれは互いに独立した液体供給部１１、３１を備えているが、第１、第２液浸機構１、２が１つの液体供給部を兼用してもよい。同様に、第１、第２液浸機構１、２が１つの液体回収部を兼用してもよい。

また、第２液浸機構２の第２液体供給機構３０は、所定の機能を有する機能液ＬＫを供給可能な機能液供給部３５を備えている。機能液供給部３５には第３供給管３７の一端部が接続されており、第３供給管３７の他端部は第２供給管３３の途中に接続されている。また、第３供給管３７の途中には、その流路を開閉するための第５バルブ３７Ｂが設けられている。機能液供給部３５は、機能液ＬＫを収容するタンク、加圧ポンプ、及び機能液ＬＫ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。しかし、機能液ＬＫ用のタンク、加圧ポンプ、フィルタユニット等は、その全てを露光装置本体ＥＸが備えている必要はなく、露光装置本体ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。機能液供給部３５の供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。機能液ＬＫは、生菌の発生を抑える機能を有しており、本実施形態においては過酸化水素の水溶液である。機能液供給部３５の供給動作や第５バルブ３７Ｂの開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

制御装置ＣＯＮＴは、第３バルブ３３Ｂ及び第５バルブ３７Ｂのそれぞれを駆動し、液体供給部３１に接続されている第２供給管３３の流路を閉じるとともに、機能液供給部３５に接続されている第３供給管３７の流路を開けることで、機能液供給部３５から送出された機能液ＬＫを、第３供給管３７、第２供給管３３、及び第２ノズル部材７２の第２供給口３２を介して、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳに供給することができる。すなわち制御装置ＣＯＮＴは、第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂの動作を制御することで、第２供給口３２を介した液体供給部３１による置換空間ＫＳに対する液体ＬＱの供給と、機能液供給部３５による置換空間ＫＳに対する機能液ＬＫの供給とを切り替えることができる。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを使って基板Ｐを露光する動作について説明する。

図２に示すように、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においては、制御装置ＣＯＮＴは、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との間の光路空間（第１空間）Ｋ１を液体ＬＱで満たして第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との間の光路空間（第２空間）Ｋ２を液体ＬＱで満たして第２液浸領域ＬＲ２を形成する。

第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす際、制御装置ＣＯＮＴは、第１液浸機構１の液体供給部１１及び液体回収部２１のそれぞれを駆動する。また、制御装置ＣＯＮＴは、第１、第２バルブ１３Ｂ、２３Ｂを駆動し、液体供給部１１に接続する第１供給管１３の流路、及び液体回収部２１に接続する第１回収管２３の流路のそれぞれを開ける。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで液体供給部１１から液体ＬＱが送出されると、その液体供給部１１から送出された液体ＬＱは、第１供給管１３を流れた後、第１ノズル部材７１の供給流路を介して、第１供給口１２より投影光学系ＰＬの像面側に供給される。また、制御装置ＣＯＮＴのもとで液体回収部２１が駆動されると、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱは第１回収口２２を介して第１ノズル部材７１の回収流路に流入し、第１回収管２３を流れた後、液体回収部２１に回収される。

制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給機構１０を使って基板Ｐ上に液体ＬＱを所定量供給するとともに、第１液体回収機構２０を使って基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収することで、基板Ｐ上に液体ＬＱの第１液浸領域ＬＲ１を局所的に形成する。制御装置ＣＯＮＴは、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の光路空間（第１空間）Ｋ１が液体ＬＱで満たされるように、少なくとも基板Ｐに露光光ＥＬを照射している間、第１液浸機構１による液体ＬＱの供給動作及び回収動作を継続して行う。

また、第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす際、制御装置ＣＯＮＴは、第２液浸機構２の液体供給部３１及び液体回収部４１のそれぞれを駆動する。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂを駆動し、液体供給部３１に接続する第２供給管３３の流路を開けるとともに、機能液供給部３５に接続する第３供給管３７の流路を閉じる。また、制御装置ＣＯＮＴは、第４バルブ４３Ｂを駆動して、液体回収部４１に接続する第２回収管４３の流路を開ける。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで液体供給部３１から液体ＬＱが送出されると、その液体供給部３１から送出された液体ＬＱは、第２供給管３３を流れた後、第２ノズル部材７２の供給流路を介して、第２供給口３２より第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳに供給される。また、制御装置ＣＯＮＴのもとで液体回収部４１が駆動されると、置換空間ＫＳの液体ＬＱは第２回収口４２を介して第２ノズル部材７２の回収流路に流入し、第２回収管４３を流れた後、液体回収部４１に回収される。

制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給機構３０を使って第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳに対して液体ＬＱを所定量供給するとともに、第２液体回収機構４０を使って置換空間ＫＳの液体ＬＱを所定量回収することで、置換空間ＫＳのうち少なくとも第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす。制御装置ＣＯＮＴは、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の光路空間（第２空間）Ｋ２が液体ＬＱで満たされるように、第２液浸機構２による液体ＬＱの供給動作及び回収動作を行う。

なお、第２液浸機構２は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の光路空間（第２空間）Ｋ２を含む置換空間ＫＳの一部のみを液体ＬＱで満たす構成であってもよいし、置換空間ＫＳの全てを液体ＬＱで満たす構成であってもよい。要は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の露光光ＥＬの光路空間（第２空間）Ｋ２が液体ＬＱで満たされていればよい。

また、第２液浸機構２による液体の供給量は、第１液浸機構１に比べて少なくてよく、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬを通過しているときには、第２液浸機構２の液体供給動作及び液体回収動作を止め、基板Ｐの交換中など露光光ＥＬが投影光学系ＰＬを通過していないときにのみ、第２液浸機構２による液体供給動作及び液体回収動作を行うようにしてもよい。

そして、制御装置ＣＯＮＴは、露光光ＥＬの光路空間である第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たした状態で、第１、第２空間Ｋ１、Ｋ２の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐ上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。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〜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の所定領域より射出され、第１液浸領域ＬＲ１に入射した後、基板Ｐ上に到達する。

本実施形態においては、第１空間Ｋ１を含む第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の空間と、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳとは独立した空間であって、第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２（置換空間ＫＳ）の一方から他方への液体ＬＱ及び機能液ＬＫの出入りが生じないようになっている。制御装置ＣＯＮＴは、第１液浸機構１による第１空間Ｋ１に対する液体ＬＱ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（置換空間ＫＳ）に対する液体ＬＱ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る。

そして、第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２のそれぞれを液体ＬＱで満たすことで、第２光学素子ＬＳ２及び第１光学素子ＬＳ１と第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２の界面での屈折率の差が小さくなるために第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、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。

次に、露光装置ＥＸのメンテナンス方法について図３を参照しながら説明する。図３（Ａ）は、基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射しているときの状態を示す図である。上述のように、露光光ＥＬを照射する時には、制御装置ＣＯＮＴは、第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂを制御し、液体供給部３１に接続する第２供給管３３の流路を開けるとともに、機能液供給部３５に接続する第３供給管３７の流路を閉じる。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、第４バルブ４３Ｂを制御し、液体回収部４１に接続する第２回収管４３の流路を開ける。こうすることにより、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する時に、投影光学系ＰＬに含まれる複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、特定の第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２間の第２空間Ｋ２（置換空間ＫＳ）を液体（純水）ＬＱで満たすことができる。

露光装置ＥＸのメンテナンス時など、露光装置ＥＸの稼動を所定期間停止する場合には、露光光ＥＬの照射が停止される。その露光光ＥＬの照射の停止時には、図３（Ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂを制御し、液体供給部３１に接続する第２供給管３３の流路を閉じるとともに、機能液供給部３５に接続する第３供給管３７の流路を開ける。すなわち、露光光ＥＬの照射の停止時には、置換空間ＫＳに対する機能液供給部３５による機能液ＬＫの供給が行われ、液体供給部３１による液体ＬＱの供給が停止される。このとき、液体回収部４１に接続する第２回収管４３の流路は開いており、液体回収部４１（第２液体回収機構４０）による回収動作は継続されている。そして、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳに対する機能液供給部３５による機能液ＬＫの供給動作、及び液体回収部４１による回収動作を所定時間行うことにより、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳは機能液ＬＫで置換される。このように、制御装置ＣＯＮＴは、第２ノズル部材７２の第２供給口３２を介した液体供給部３１による液体ＬＱの供給と、機能液供給部３５による機能液ＬＫの供給とを切り替える切替装置として機能する第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂの駆動を制御することで、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳに機能液ＬＫを供給し、この置換空間ＫＳを機能液ＬＫで置換することができる。

機能液供給部３５による機能液ＬＫの供給動作、及び液体回収部４１による回収動作を所定時間継続し、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳが機能液ＬＫで置換された後、換言すれば、置換空間ＫＳに液体（純水）ＬＱがほぼ無くなった後、制御装置ＣＯＮＴは、図３（Ｃ）に示すように、第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂを制御して、第２、第３供給管３３、３７の流路を閉じるとともに、第４バルブ４３Ｂを制御して、第２回収管４３の流路も閉じ、第２液体回収機構４０による回収動作を停止する。これにより、制御装置ＣＯＮＴは、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳを機能液ＬＫで満たした状態を維持することができる。

上述したように、機能液ＬＫは過酸化水素水であって、生菌の発生を抑える機能を有している。純水からなる液体ＬＱが置換空間ＫＳに残留（滞留）した状態で、例えばメンテナンスのために露光装置ＥＸの稼動が所定期間停止された場合、置換空間ＫＳにバクテリア等の生菌が発生する可能性がある。置換空間ＫＳにおいて生菌が発生した場合、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２や第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３、あるいは第２ノズル部材７２の内壁面が汚染する可能性がある。第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２が汚染すると、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ＰＬを介した露光精度及び計測精度の劣化を招く。また、露光装置ＥＸの稼動を再開して置換空間ＫＳに液体ＬＱを供給した際、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２や第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３、あるいは第２ノズル部材７２の内壁面が汚染していると、清浄な液体ＬＱを供給したにもかかわらず、汚染された第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２や第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３、あるいは第２ノズル部材７２の内壁面によって、供給された液体ＬＱも汚染し、液体ＬＱの光透過率の低下等を招く。このように、液体ＬＱを清浄な状態に維持できず、液体ＬＱに起因して生菌が発生すると、投影光学系ＰＬの状態が劣化し、露光精度及び計測精度を維持することが困難となる。第２液浸機構２による液体ＬＱの供給動作及び回収動作を継続することにより、すなわち置換空間ＫＳに液体ＬＱを流し続けることにより、生菌の発生を抑えることができる可能性があるが、メンテナンス時など、露光装置ＥＸの稼動を所定期間停止する場合に、第２液浸機構２による液体ＬＱの供給動作及び回収動作を継続することは困難である。また、置換空間ＫＳは、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２と第２ノズル部材７２とで囲まれた閉鎖された空間であるため、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２や第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３、あるいは第２ノズル部材７２の内壁面が汚染すると、それら汚染した第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２や第２ノズル部材７２を洗浄するために、投影光学系ＰＬ（鏡筒ＰＫ）を分解しなければならない等、多大な手間を要する。

そこで、露光光ＥＬの照射の停止時においては、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳを機能液ＬＫで置換することで、置換空間ＫＳに生菌が発生することを防止することができ、置換空間ＫＳを形成する各物体（第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２、第２ノズル部材７２等）の汚染を防止することができる。また、置換空間ＫＳに生菌が発生した場合でも、置換空間ＫＳを機能液ＬＫで置換することで生菌を除去（滅亡）することができる。

上述のように、機能液ＬＫは、純水中に所定量の過酸化水素水を混合（溶解）した水溶液（希釈液）である。過酸化水素水は、生菌の発生を十分に抑制することができ、また取り扱いも容易である。本実施形態においては、水溶液中の過酸化水素水の濃度は、１０^−６％以下（１０ｐｐｂ以下）に抑えられている。生菌の発生を抑えるためには、過酸化水素水の濃度は１０^−６％程度あれば十分である。過酸化水素水の濃度を１０^−６％以下に抑えることにより、取り扱いが容易となり、作業者や機能液ＬＫに接触する部材（第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２、第２ノズル部材７２、供給管３３、３７、回収管４３など）に与える影響を抑えつつ、生菌の発生を十分に抑えることができる。もちろん、機能液ＬＫに接触する部材の特性などに応じて、水溶液中の過酸化水素水の濃度を１０^−６％以上に設定してもよい。あるいは、機能液ＬＫとして、希釈していない過酸化水素水を用いてもよい。

置換空間ＫＳを機能液ＬＫで置換する場合、第２液浸機構２は、置換空間ＫＳのほぼ全てを機能液ＬＫで満たしてもよいし、置換空間ＫＳを形成する物体（第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２、第２ノズル部材７２）の表面のうち、液体ＬＱに接触した領域に機能液ＬＫが接触するように、置換空間ＫＳの一部に機能液ＬＫを配置するようにしてもよい。なお、置換空間ＫＳのほぼ全てを機能液ＬＫで満たすことで、生菌の発生をより確実に抑えることができる。

以上説明したように、露光光ＥＬの照射を停止した時、具体的には、露光装置ＥＸの稼動を停止し、置換空間ＫＳに対する液体ＬＱの供給動作及び回収動作を停止した時には、生菌の発生を抑える機能を有する機能液ＬＫで置換空間ＫＳを置換することで、投影光学系ＰＬが液体ＬＱから受ける影響を低減することができ、露光精度及び計測精度を維持することができる。

なお、機能液ＬＫとしては、過酸化水素水を含むものに限らず、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸などを含む希釈液（水溶液）、またはアルカリ系物質を含む希釈液（水溶液）を用いることができる。あるいは、機能液ＬＫとして、アルコール類、エーテル類、アブゾール、ＨＦＥ等の有機溶媒、またはこれらの混合液を用いることができる。これらの機能液を使うことによっても生菌の発生を抑えることができる。このような種々の機能液ＬＫに抗菌剤や防腐剤を加えてもよい。あるいは、液体ＬＱ（純水）に抗菌剤や防腐剤を加えて機能液ＬＫとしてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係るメンテナンス方法について図４を参照しながら説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。本実施形態の特徴的な部分は、置換空間ＫＳを機能液ＬＫで置換した後、置換空間ＫＳより機能液ＬＫを除去するために、置換空間ＫＳに気体Ｇを供給する点にある。

図４（Ａ）において、第２液浸機構２は、上述の実施形態と同様、液体供給部３１にその一端部を接続し、他端部を第２ノズル部材７２の第２供給口３２に接続する第２供給管３３と、機能液供給部３５にその一端部を接続し、他端部を第２供給管３３の途中に接続する第３供給管３７とを備えている。

本実施形態においては、機能液供給部３５は、機能液ＬＫとして、液体ＬＱよりも揮発しやすい液体を供給する。また、機能液ＬＫとしては、液体ＬＱに対して可溶性（親和性）を有することが好ましい。本実施形態においては、液体ＬＱとして純水が用いられており、機能液ＬＫとしては純水よりも揮発しやすく、純水に対して可溶性（親和性）を有するいメタノールが用いられる。なお、機能液ＬＫとしては、液体（純水）ＬＱよりも揮発しやすいもの（揮発性が高いもの）であって、液体ＬＱに対して可溶性（親和性）を有するものであればよく、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのアルコール類や、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル類、またはこれらの混合液を用いることができる。これらの機能液は、生菌の発生を抑える機能を有するものである。

更に、露光装置ＥＸは、置換空間ＫＳに気体Ｇを供給可能な気体供給系５０を備えている。気体供給系５０は、所定の気体Ｇを供給する気体供給部５１と、気体供給部５１にその一端部を接続し、他端部を第２液浸機構２の第２供給管３３の途中に接続した第４供給管５３とを備えている。また、第４供給管５３の途中には、その流路を開閉するための第６バルブ５３Ｂが設けられている。気体供給部５１は、供給する気体中の異物を取り除いて、気体を清浄にするフィルタユニット等を備えている。本実施形態においては、気体供給部５１は乾燥空気（ドライエア）を供給する。なお、気体供給部５１はドライ窒素等、ドライエア以外の気体を供給するようにしてもよい。気体供給部５１の供給動作や第６バルブ５３Ｂの開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

本実施形態においては、第２供給管３３に対する第３供給管３７の接続部（合流部）Ｃ１と、第２供給管３３に対する第４供給管５３の接続部（合流部）Ｃ２とはぼぼ同じ位置に設定されている。気体供給部５１から送出された気体Ｇは、第４供給管５３を流れた後、第２供給管３３のうち、第４供給管５３との接続部Ｃ２と第２供給口３２との間の領域Ａを流れ、第２供給口３２を介して置換空間ＫＳに供給されるようになっている。すなわち、気体供給部５１から送出された気体Ｇは、第２液浸機構２の液体供給路を形成する第２供給管３３の一部の領域Ａを流れた後、置換空間ＫＳに供給されるようになっており、第２供給管３３の領域Ａにおいては、第２液浸機構２の液体供給路と気体供給系５０の気体供給路とが兼用されている。

また、第２供給管３３のうち、第３、第４供給管３７、５３との接続部Ｃ１、Ｃ２と第２供給口３２との間の領域Ａにおいては、液体供給部３１から供給された液体ＬＱ、機能液供給部３５から供給された機能液ＬＫ、及び気体供給部５１から供給された気体Ｇのそれぞれが流れるようになっている。すなわち、第２供給管３３のうち、領域Ａにおいては、第２液体機構２の液体供給部３１及び機能液供給部３５のそれぞれから供給された液体ＬＱ及び機能液ＬＫが流れる液体供給路と、気体供給系５０の気体供給部５１から供給された気体Ｇが流れる気体供給路とが兼用されている。

露光光ＥＬを照射する時には、上述の実施形態同様、図４（Ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、第３、第４、第５バルブ３３Ｂ、４３Ｂ、３７Ｂを制御し、液体供給部３１に接続する第２供給管３３の流路を開けるとともに、機能液供給部３５に接続する第３供給管３７の流路を閉じ、液体回収部４１に接続する第２回収管４３の流路を開ける。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、第６バルブ５３Ｂを制御し、気体供給部５１に接続する第４供給管５３の流路を閉じる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する時に、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２どうしの間の第２空間Ｋ２（置換空間ＫＳ）を液体（純水）ＬＱで満たす。その後、液体ＬＱの流れによる振動防止のため、全てのバルブを閉じて露光光ＥＬを照射してもよい。

露光装置ＥＸのメンテナンス時など、露光装置ＥＸの稼動を所定期間停止する場合には、露光光ＥＬの照射が停止される。その露光光ＥＬの照射の停止時には、図４（Ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂを制御し、液体供給部３１に接続する第２供給管３３の流路を閉じるとともに、機能液供給部３５に接続する第３供給管３７の流路を開ける。このとき、液体回収部４１に接続する回収管４３の流路は開いている。また、気体供給部５１に接続する第４供給管５３の流路は閉じている。そして、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳに対する機能液供給部３５からの機能液ＬＫの供給動作、及び液体回収部４１による回収動作を所定時間行うことにより、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳは機能液（メタノール）ＬＫで置換される。

機能液供給部３５による機能液ＬＫの供給動作、及び液体回収部４１による回収動作を所定時間継続し、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳが機能液ＬＫで置換された後（置換空間ＫＳに液体ＬＱがほぼ無くなった後）、制御装置ＣＯＮＴは、図４（Ｃ）に示すように、第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂを制御して、第２、第３供給管３３、３７の流路を閉じるとともに、第６バルブ５３Ｂを制御して、第４供給管５３の流路を開ける。このとき、第２回収管４３の流路は開いており、液体回収部４１（第２液体回収機構４０）による回収動作は継続している。そして、制御装置ＣＯＮＴは、置換空間ＫＳより機能液ＬＫを除去するために、気体供給系５０の気体供給部５１を駆動し、置換空間ＫＳに気体Ｇを供給する。制御装置ＣＯＮＴは、気体供給系５０による気体供給動作と、第２液体回収機構４０による回収動作（吸引動作）とを並行して行う。制御装置ＣＯＮＴは、気体供給系５０を使って置換空間ＫＳに気体Ｇを供給することにより、その気体の流れによって、置換空間ＫＳにある機能液ＬＫを第２回収口４２に向けて移動することができ、機能液ＬＫの除去を促進することができる。

また、機能液ＬＫは高い揮発性を有しているので、気体Ｇが供給されることにより、機能液ＬＫの乾燥（揮発）が促進され、短時間のうちに機能液ＬＫを除去することができる。また、機能液ＬＫが液体ＬＱに対して可溶性（親和性）を有しているので、置換空間ＫＳに残留している液体ＬＱを機能液ＬＫと一緒に良好に除去することができる。

また、気体供給系５０は、気体Ｇを、置換空間ＫＳを形成する物体の表面、すなわち、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２や第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３、あるいは第２ノズル部材７２の内壁面などに吹き付けるようにして供給することができる。こうすることにより、置換空間ＫＳを形成する物体の表面上に付着（残留）している機能液ＬＫを第２回収口４２に向けて円滑に移動したり、あるいは迅速に乾燥することができ、短時間のうちに機能液ＬＫを除去することができる。上述のように、本実施形態の機能液ＬＫには揮発性の高いものが用いられているため、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の上面Ｔ２、下面Ｔ３や、第２ノズル部材７２の内壁面などに気体Ｇを吹き付けるようにして供給することで、短時間のうちに、機能液ＬＫを置換空間ＫＳより除去することができる。

置換空間ＫＳを形成する物体の表面に気体Ｇを吹き付ける場合には、例えば第２供給口３２近傍などに気体Ｇの流れを制御するガイド部材（整流部材）を配置してもよい。第２供給口３２を介して置換空間ＫＳに供給された気体Ｇは、ガイド部材によって、置換空間ＫＳを形成する物体の表面に吹き付けられる。あるいは、第２供給口３２とは別の位置に、置換空間ＫＳに対して気体を供給可能な気体吹出口を設け、その気体吹出口を介して置換空間ＫＳに気体Ｇを供給するようにしてもよい。あるいは、その気体吹出口を介して置換空間ＫＳを形成する物体の表面に気体Ｇを吹き付けるようにしてもよい。

なお気体供給系５０は、置換空間ＫＳを形成する物体の表面に気体を吹き付けなくてもよい。機能液ＬＫは高い揮発性を有しているため、置換空間ＫＳに気体を供給することにより、機能液ＬＫの乾燥（揮発）を促進し、置換空間ＫＳより機能液ＬＫを迅速に除去することができる。

以上説明したように、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳを機能液ＬＫで置換した後、気体供給系５０を使って置換空間ＫＳに気体Ｇを供給し、置換空間ＫＳを形成する物体の表面を十分に乾燥することで（液体成分を除去することで）、生菌の発生を抑制することができる。

また、本実施形態においては、第２液浸機構２の液体供給路と気体供給系５０の気体供給路とが兼用されているため、第２供給管３３の領域Ａに残留している液体ＬＱや機能液ＬＫを、気体Ｇの流れによって除去することができる。なお、第２液浸機構２の液体供給路と気体供給系５０の気体供給路とを兼用せずに、それぞれ独立に設けてもよい。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。上述した第２の実施形態は、露光光ＥＬの照射の停止時には、置換空間ＫＳを１種類の機能液（メタノール）ＬＫで置換し、その後、その機能液ＬＫを除去するために気体Ｇを供給しているが、本実施形態の特徴的な部分は、露光光ＥＬの照射の停止時に、置換空間ＫＳを複数種類の機能液で順次置換する点にある。

以下、置換空間ＫＳを２種類の機能液ＬＫ１、ＬＫ２で順次置換する場合について説明する。ここで、第１機能液ＬＫ１は液体ＬＱに対して可溶性を有し、第２機能液ＬＫ２は第１機能液ＬＫ１よりも揮発しやすい特性を有している。

置換空間ＫＳに液体ＬＱを満たして基板Ｐの露光を行った後、制御装置ＣＯＮＴは、置換空間ＫＳを、液体ＬＱに対して可溶性を有する第１機能液ＬＫ１で置換する。本実施形態においては、液体ＬＱは純水であるため、第１機能液ＬＫ１としては、純水に対して可溶性（親和性）を有するメタノールを用いることができる。その後、制御装置ＣＯＮＴは、置換空間ＫＳを、第１機能液ＬＫ１よりも揮発しやすい第２機能液ＬＫ２で置換する。第２機能液ＬＫ２としては、メタノールよりも揮発しやすいジエチルエーテル（又はジメチルエーテル）を用いることができる。置換空間ＫＳをメタノールで置換した後、そのメタノールを除去することにより、置換空間ＫＳに残留している純水をメタノールと一緒に良好に除去することができる。そして、揮発性が高いジエチルエーテル等で置換空間ＫＳを置換した後、その置換空間ＫＳに対して気体Ｇを供給することにより、置換空間ＫＳから第２機能液ＬＫ２を含む液体成分を迅速に除去することができる。

ジエチルエーテル等は揮発性が非常に高いため、気体Ｇを供給することにより迅速に除去（乾燥）することができるが、純水に対する可溶性（親和性）がメタノールに比べて低い。そのため、置換空間ＫＳに純水を満たして基板Ｐの露光を行った後、置換空間ＫＳをジエチルエーテルで置換した場合、気体Ｇを供給したとき、ジエチルエーテルが除去されたにもかかわらず、純水が置換空間ＫＳに残留する可能性が高くなる。そこで、置換空間ＫＳに純水を満たして基板Ｐの露光を行った後、置換空間ＫＳを純水との親和性が高いメタノールで置換し、その後ジエチルエーテルで置換することにより、純水の残留を防止し、置換空間ＫＳから液体成分を迅速に除去（乾燥）することができる。

置換空間ＫＳを２種類の機能液ＬＫ１、ＬＫ２で順次置換するには、例えば、機能液供給部３５に、機能液ＬＫ１と機能液ＬＫ２を別々に収容する第１タンク及び第２タンク設置し、それらのタンクから第３供給管３７にそれぞれ連結する連結管と連結部を切り換える切換弁を設ければよい。タンクの数は用いる機能液の種類に応じて増やすことができる。

また、第２機能液ＬＫ２として、フッ素系不活性液体を用いてもよい。フッ素系不活性液体としては、ハイドロフルオロカーボンエーテル（ＨＦＥ）やハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）が挙げられ、特にハイドロフルオロカーボンを用いることが好ましい。ハイドロフルオロカーボンとしては、例えば、三井デュポンフロロケミカル社製「バートレルＸＦ」が挙げられる。「バートレルＸＦ」は、高い揮発性（速乾性）を有し、洗浄機能も有している。また、「バートレルＸＦ」は、高い揮発性（速乾性）を有しているものの、気化熱（蒸発潜熱）が比較的小さいという特徴を有している。そのため、置換空間ＫＳに純水を満たして基板Ｐの露光を行った後、置換空間ＫＳを純水との親和性が高いメタノールで置換し、その後「バートレルＸＦ」等で置換することにより、純水の残留を防止し、置換空間ＫＳから液体成分を迅速に除去（乾燥）することができ、置換空間ＫＳを形成する物体（第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２、第２ノズル部材７２等）の汚染を防止することができる。また、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２、第２ノズル部材７２等の物体の気化熱に起因する温度変化を比較的小さくすることができる。

なお、本実施形態においては、置換空間ＫＳをジエチルエーテルやハイドロフルオロカーボン（バートレルＸＦ）等の第２機能液ＬＫ２で置換した後、気体Ｇを供給するように説明したが、気体Ｇの供給を省略してもよい。第２機能液ＬＫ２の揮発性は高いため、気体Ｇの供給を省略しても、置換空間ＫＳから第２機能液ＬＫ２を迅速に除去（乾燥）することができる。

なお本実施形態においては、置換空間ＫＳを２種類の機能液ＬＫ１、ＬＫ２で順次置換する例について説明したが、３種類以上の任意の複数種類の機能液で順次置換するようにしてもよい。

例えば、純水が満たされていた置換空間ＫＳをメタノールで置換した後、その置換空間ＫＳをジエチルエーテルで置換し、その後、置換空間ＫＳをハイドロフルオロカーボン（バートレルＸＦ）で置換するようにしてもよい。

なお、本実施形態においては、まず置換空間ＫＳを、液体ＬＱ（純水）に対して可溶性を有する第１機能液ＫＬ１で置換し、その後、揮発性が高いジエチルエーテルやハイドロフルオロカーボン（バートレルＸＦ）で置換し、その後、気体Ｇを供給しているが、置換空間ＫＳから液体ＬＱが十分に（完全に）除去された後であれば、置換空間ＫＳをジエチルエーテルやハイドロフルオロカーボン等の第２機能液ＬＫ２で満たした状態を維持するようにしてもよい。ジエチルエーテルやハイドロフルオロカーボン等は、バクテリア等の発生を抑制する機能を有するため、置換空間ＫＳを第２機能液ＬＫ２で満たした状態を維持することにより、置換空間ＫＳを形成する物体（第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２、第２ノズル部材７２等）の汚染を防止することができる。

なお、上述のように、ハイドロフルオロカーボンエーテル（ＨＦＥ）、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）などのフッ素系不活性液体が第２機能液ＬＫ２の一例として挙げられているが、第１実施形態、第２実施形態の機能液ＬＫとしてフッ素系不活性液体を用いてもよい。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。上述の第２、第３の実施形態のように、置換空間ＫＳより機能液ＬＫを除去するために、置換空間ＫＳに気体Ｇを供給した際、機能液ＬＫの気化熱によって、置換空間ＫＳを形成する物体が温度変化（温度低下）する可能性がある。そこで本実施形態においては、置換空間ＫＳを形成する物体の温度調整を行いつつ、置換空間ＫＳに対する気体Ｇの供給動作を行う。

図５（Ａ）において、露光装置ＥＸは、第２、第３の実施形態同様、液体供給部３１にその一端部を接続し、他端部を第２ノズル部材７２の第２供給口３２に接続する第２供給管３３と、機能液供給部３５にその一端部を接続し、他端部を第２供給管３３の途中に接続する第３供給管３７と、気体供給部５１にその一端部を接続し、他端部を第２供給管３３の途中に接続する第４供給管５３とを備えている。更に露光装置ＥＸは、置換空間ＫＳを形成する物体である第１光学素子ＬＳ１の温度調整を行う第１温調装置６１と、第２光学素子ＬＳ２の温度調整を行う第２温調装置６２と、第１光学素子ＬＳ１の温度を検出する第１温度検出器８１と、第２光学素子ＬＳ２の温度を検出する第２温度検出器８２とを備えている。第１温調装置６１及び第１温度検出器８１は、第１光学素子ＬＳ１のうち、露光光ＥＬの照射を妨げず、第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２の状態に影響を与えない位置に設けられている。同様に、第２温調装置６２及び第２温度検出器８２は、第２光学素子ＬＳ２のうち、露光光ＥＬの照射を妨げず、第２液浸領域ＬＲ２の状態に影響を与えない位置に設けられている。

第１、第２温調装置６１、６２は制御装置ＣＯＮＴに接続され、それぞれの動作は制御装置ＣＯＮＴに制御されるようになっている。また、第１、第２温度検出器８１、８２は、制御装置ＣＯＮＴに接続され、それぞれの検出器の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力されるようになっている。制御装置ＣＯＮＴは、第１温度検出器８１の検出結果に基づいて、第１温調装置６１を制御し、第１光学素子ＬＳ１の目標温度に対する温度変化量を許容範囲以内に抑える。同様に、制御装置ＣＯＮＴは、第２温度検出器８２の検出結果に基づいて、第２温調装置６２を制御し、第２光学素子ＬＳ２の目標温度に対する温度変化量を許容範囲以内に抑える。

露光光ＥＬを照射する時には、上述の実施形態同様、図５（Ａ）に示すように、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２どうしの間の第２空間Ｋ２（置換空間ＫＳ）が液体（純水）ＬＱで満たされる。

露光装置ＥＸのメンテナンス時など、露光光ＥＬの照射の停止時には、図５（Ｂ）に示すように、第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳが機能液（メタノール）ＬＫで置換される。

第２空間Ｋ２を含む置換空間ＫＳが機能液ＬＫで置換された後、制御装置ＣＯＮＴは、図５（Ｃ）に示すように、第３、第５バルブ３３Ｂ、３７Ｂを制御して、第２、第３供給管３３、３７の流路を閉じるとともに、第６バルブ５３Ｂを制御して、第４供給管５３の流路を開ける。このとき、第２回収管４３の流路は開いており、液体回収部４１（第２液体回収機構４０）による回収動作は継続している。そして、制御装置ＣＯＮＴは、置換空間ＫＳより機能液ＬＫを除去するために、気体供給系５０の気体供給部５１を駆動し、置換空間ＫＳに気体Ｇを供給する。置換空間ＫＳに供給した気体Ｇによって、機能液ＬＫの除去を促進することができる。また、機能液ＬＫは高い揮発性を有しているので、気体Ｇが供給されることにより、機能液ＬＫの乾燥（揮発）が促進される。このとき、機能液ＬＫの気化熱によって、置換空間ＫＳを形成する第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２が温度変化（温度低下）する可能性がある。制御装置ＣＯＮＴは、置換空間ＫＳに対して気体Ｇを供給するときに、第１、第２温度検出器８１、８２の検出結果に基づいて、第１、第２温調装置６１、６２を使って第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の温度調整を行い、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の目標温度に対する温度変化量を許容範囲以内に抑える。

以上説明したように、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の温度調整を行いつつ、気体Ｇを供給することにより、気化熱に起因する第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の温度変化、ひいてはその温度変化に起因する第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の熱変形を抑えることができる。したがって、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の熱変形に起因する投影光学系ＰＬの光学特性の変動を抑え、露光精度及び計測精度を維持することができる。

また、制御装置ＣＯＮＴは、第１、第２温度検出器８１、８２の検出結果に基づいて、気体供給系５０の動作を制御するようにしてもよい。例えば、第１、第２温度検出器８１、８２の検出結果に基づいて、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の少なくとも一方の目標温度に対する温度変化量が許容範囲以上である判断した場合には、制御装置ＣＯＮＴは、気体供給系５０による気体Ｇの供給動作を停止する。こうすることにより、気化熱による第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の温度変化を抑えることができる。そして、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の目標温度に対する温度変化量が許容範囲以内におさまるのを待った後、気体供給系５０による気体Ｇの供給動作を再開することで、制御装置ＣＯＮＴは、機能液ＬＫを良好に除去することができる。あるいは、気体供給系５０に、気体Ｇの温度を調整可能な温度調整機構を設けておき、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の温度変化を抑えるために、供給する（吹き付ける）気体Ｇの温度を調整するようにしてもよい。例えば、気化熱によって、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の温度が低下した場合には、気体供給系５０から供給する気体Ｇの温度を上げることにより、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の温度変化を防止することができる。この場合、温度調整された気体Ｇが置換空間ＫＳに供給されて、その空間を形成する物体、すなわち第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の温度を調整することになる。

また、制御装置ＣＯＮＴは、第１、第２温度検出器８１、８２の検出結果に基づいて、第１、第２温調装置６１、６２による温度調整動作と、気体供給系５０の供給動作との双方を制御することもできる。

なお図５においては、温調装置や温度検出器は第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２に設けられているが、第２ノズル部材７２に温調装置及び温度検出器を設け、第２ノズル部材７２の気化熱に起因する温度変化を抑制するようにしてもよい。すなわち、気化熱による温度変化の影響を受けやすい部材などに必要に応じて設けることができる。また、温度検出器は必ずしも必要ではなく、予め実験やシミュレーションなどにより物体（光学素子ＬＳ１、ＬＳ２など）の温度変化を求めておき、その結果に基づいて温調装置を作動させるようにしてもよい。

なお上述の第２〜第４の実施形態においては、置換空間ＫＳをメタノールやジエチルエーテル等で置換している。メタノールやジエチルエーテルは、置換空間ＫＳを形成する物体の表面に付着した有機物を除去する機能も有しているため、例えば液体供給部３１等の動作異常によって置換空間ＫＳに有機物が入り込んでも、その置換空間ＫＳをメタノール等で置換することにより、有機物を除去することができる。

なお上述の第２〜第４の実施形態においては、置換空間ＫＳの液体（純水）ＬＱを十分に除去することで、置換空間ＫＳに生菌が発生することを防止している。したがって、機能液ＬＫ（ＬＫ１、ＬＫ２）としては、液体ＬＱを円滑に除去できるために液体ＬＱに対して可溶性（親和性）を有していることが好ましく、生菌を除去（滅亡）する機能は無くてもよい。一方、機能液ＬＫが生菌を除去（滅亡）する機能を有していれば、置換空間ＫＳに生菌が発生した場合でも、その機能液ＬＫを置換空間ＫＳに満たすことで生菌を除去できるため好ましい。

＜第５の実施形態＞
第５の実施形態について図６を参照しながら説明する。上述の実施形態同様、露光光ＥＬの照射時においては、図６（Ａ）に示すように、置換空間ＫＳに液体ＬＱが満たされる。そして、メンテナンス時など、露光光ＥＬの照射の停止時においては、図６（Ｂ）に示すように、第２液体回収機構４０による回収動作と並行して、機能液ＬＫを使うこと無しに、気体供給系５０による置換空間ＫＳに対する気体供給動作が行われる。気体供給系５０による気体供給条件（供給する気体の流速、方向、温度等）や、第２液体回収機構４０による液体回収条件（第２回収口４２の形状、位置、数、液体回収部４１の吸引力等）によっては、置換空間ＫＳを一旦機能液ＬＫで置換することなく、気体供給系５０による気体の供給動作によって、置換空間ＫＳの液体ＬＱを良好に除去（乾燥）することができる。したがって、残留した液体ＬＱに起因する生菌の発生を防止することができる。また本実施形態においても、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２や第２ノズル部材７２に温調装置及び温度検出器を設け、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２及び第２ノズル部材７２の気化熱に起因する温度変化を抑制するようにしてもよい。

なお上述の第２〜第５の実施形態においては、露光装置ＥＸの停止時においては、置換空間ＫＳはドライエア（又はドライ窒素）で満たされた状態（置換された状態）となるが、置換空間ＫＳを形成する物体に及ぼす影響が小さい気体であれば任意の気体で置換することができる。

なお上述の第２〜第５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との間の置換空間ＫＳを機能液ＬＫで置換しているが、投影光学系ＰＬのうち、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の空間以外の空間（例えば第３、第４光学素子どうしの間の空間）の生菌の発生を抑えるために、その空間に機能液ＬＫを満たすようにしてもよい。

また、上述の第１〜第４の実施形態においては、第２液浸機構２は、第２供給口３２及び第２回収口４２を液体ＬＱ及び機能液ＬＫに共通に使用されているが、液体ＬＱ用の供給口及び回収口を、機能液ＬＫ用の供給口及び回収口とは別に設けてもよい。

また、上述の第２〜第５の実施形態においては、第２液浸機構２は、液体ＬＱ用の供給口と気体Ｇ用の供給口とが兼用されているが、別々に設けることもできる。

上記実施形態において、第１または第２液体回収機構２１、４１で回収された少なくとも一部の液体ＬＱを第1または第２液体供給機構１１、３１に戻してもよい。あるいは、第１または第２液体回収機構２１、４１で回収された第1液体ＬＱを全て廃棄して、新しい清浄な液体ＬＱを第1または第２液体供給機構１１、３１から供給するようにしてもよい。機能液ＬＫについては限外濾過や機能性フィルターで浄化すれば、再使用のために循環させることも可能である。なお、ノズル部材７０などの液浸機構１の構造は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号公報、国際公開第２００４／０５７５８９号公報、国際公開第２００４／０５７５９０号公報、国際公開第２００５／０２９５５９号公報に記載されているものも用いることができる。

＜第６の実施形態＞
第６の実施形態について図７を参照しながら説明する。上述の第１〜第５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との間の置換空間ＫＳに対して処理を施し、置換空間ＫＳでの生菌の発生を抑制しているが、第１光学素子ＬＳ１より下方の空間、すなわち第１空間Ｋ１（下面Ｔ１及び第１ノズル部材７１の下面並びにそれらを含む空間）に対して、生菌の発生を抑えるための処理を施してもよい。本実施形態においては、図７に示すように、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側が機能液ＬＫに浸漬されている。こうすることにより、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１及び第１ノズル部材７１の下面並びにそれらを含む空間（投影光学系ＰＬの像面側の空間）に生菌が発生することを防止できる。図７においては、機能液ＬＫは容器１００に収容されており、第１光学素子ＬＳ１は、第１ノズル部材７１とともに、容器１００に収容された機能液ＬＫに浸漬されている。ここで、第１光学素子ＬＳ１や第１ノズル部材７１には基板Ｐから発生した異物が付着する可能性がある。基板Ｐから発生する異物としては例えば感光材（レジスト）を形成する有機物等が挙げられる。したがって、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側を浸漬するための機能液ＬＫとしては、有機物を除去可能なメタノールやジエチルエーテル等を用いることが好ましい。このような機能液ＬＫによる浸漬は、露光装置ＥＸによる露光動作が行われていないとき、例えば、露光装置のメンテンナンスや移動または搬送時に行うことができる。容器１００は、オペレータが手動でまたは機械設備で投影光学系ＰＬの下方に設置される。容器１００は、ベース部材ＢＰ上を移動可能にしてもよい。

また、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側を機能液ＬＫに浸漬した後、機能液ＬＫを回収しながら、第１光学素子ＬＳ１に気体を供給して（吹き付けて）、機能液ＬＫの除去を促進するようにしてもよい。また、第１光学素子ＬＳ１を温調可能な温調装置及び第１光学素子ＬＳ１の温度を検出可能な温度検出器を設けておき、第１光学素子ＬＳ１の温度調整を行いつつ、気体を供給するようにしてもよい。気体を供給する場合には、例えば、第１ノズル部材７１に連結されている第１供給管に、気体供給部５１からの配管または第４供給管からの分離管を接続すればよい。こうすることで、投影光学系ＰＬの像面側の空間（ＫＳ１）もまた第２〜第４実施形態と同様に、気体供給及び／または温度制御による効果が得られる。

第６実施形態における投影光学系ＰＬの像面側の空間（ＫＳ１）の機能液による処理を、第１〜第５実施形態で説明した置換空間ＫＳの処理と同時にまたは置換空間ＫＳの処理の前後に行ってもよい。

なお、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であってもよいし、屈折素子を含まない反射系であってもよい。この場合、投影光学系ＰＬの光通過素子（例えば屈折素子）と反射素子との間、あるいは反射素子と反射素子との間の所定空間を液体で満たすようにしてもよい。

また、上述の第１〜第６の実施形態においては、露光装置ＥＸの稼動を所定期間停止する場合として、露光装置ＥＸのメンテナンス時を例にして説明したが、露光装置ＥＸを使ったデバイスの製造中に、プロセス条件に応じて置換空間ＫＳに対する第２液浸機構２による液体ＬＱの供給及び回収動作を停止せざるを得ない状況が発生する可能性がある。そのような場合にも、上述の第１〜第６の実施形態で説明したような処理を実行することができる。あるいは、例えば露光装置ＥＸの稼動が停止する夜間や長期休暇などの長期停止時にも、上述の処理を実行することができる。あるいは、投影光学系ＰＬを含む露光装置ＥＸを製造中においても、上述の処理を実行することができる。あるいは、露光装置製造メーカーからその露光装置を使用するデバイス製造メーカー等に露光装置ＥＸ（投影光学系ＰＬ）を輸送する場合にも、上述の処理を実行することができる。

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

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

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

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

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

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

上述の実施形態においては、光透過性の基体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。

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。

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

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

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

更に、特開平１１−１３５４００号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。

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、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報や特開平１０−３０３１１４号公報などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。

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（USP5,874,820）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８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工程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、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。なお、基板処理ステップ２０４には、露光工程に組み込まれてまたは露光工程とは別に、第１〜第６実施形態で説明したメンテナンス動作が含まれてもよい。

本発明に係る露光装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。 図１の要部拡大図である。 第１の実施形態に係るメンテナンス方法を説明するための図である。 第２、第３の実施形態に係るメンテナンス方法を説明するための図である。 第４の実施形態に係るメンテナンス方法を説明するための図である。 第５の実施形態に係るメンテナンス方法を説明するための図である。 第６の実施形態に係るメンテナンス方法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示すフローチャート図である。

符号の説明

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２液体回収機構、２２…第１回収口、３０…第２液体供給機構、３１…液体供給部、３２…第２供給口、３５…機能液供給部、３３Ｂ、３７Ｂ…バルブ、４０…第２液体回収機構、４２…第２回収口、５０…気体供給系、６１、６２…温調装置、７１…第１ノズル部材、７２…第２ノズル部材、８１、８２…温度検出器、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｇ…気体、Ｋ１…第１空間、Ｋ２…第２空間、ＫＳ…置換空間、ＬＫ…機能液、ＬＱ…液体、ＬＳ１〜ＬＳ７…光学素子、ＬＳ１…第１光学素子、ＬＳ２…第２光学素子、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系

Claims (41)

1. 投影光学系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のメンテナンス方法において、
   前記基板の露光は、前記投影光学系を構成する複数の光学素子のうち特定の光学素子間の所定空間を第１液体で満たした状態で前記露光光を照射することによって行われ、
   露光光の照射が行われていない時に、前記所定空間を前記第１液体とは別の第２液体で置換するメンテナンス方法。
2. 前記所定空間は、前記投影光学系のうち該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い第２光学素子との間の空間である請求項１記載のメンテナンス方法。
3. 前記第１液体は純水である請求項１又は２記載のメンテナンス方法。
4. 前記第２液体は生菌の発生を抑える機能を有する請求項１〜３のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
5. 前記第２液体は過酸化水素水を含む請求項１〜４のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
6. 前記第２液体は過酸化水素水であり、該過酸化水素水の濃度は１０^−６％以下である請求項５記載のメンテナンス方法。
7. 前記所定空間を前記第２液体で置換した後、前記所定空間より前記第２液体を除去するために、前記所定空間に気体を供給する請求項１〜６のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
8. 前記所定空間を形成する物体の表面に前記気体を吹き付ける請求項７記載のメンテナンス方法。
9. 前記第２液体は前記第１液体よりも揮発しやすい液体である請求項７又は８記載のメンテナンス方法。
10. 前記第２液体は、前記第１液体に対して可溶性を有する第３液体と、前記第３液体よりも揮発しやすい第４液体とを含み、前記所定空間を前記第３液体及び前記第４液体の順で置換した後、前記気体を供給する請求項７〜９のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
11. 第３液体がメタノールであり、第４液体がジメチルエーテルまたはジエチルエーテルである請求項１０記載のメンテナンス方法。
12. 第３液体がメタノールであり、第４液体がハイドロフルオロカーボンである請求項１０記載のメンテナンス方法。
13. 前記所定空間を形成する物体の温度調整を行いつつ、前記気体を供給する請求項７〜１２のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
14. 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のメンテナンス方法において、
    前記基板の露光は、前記露光光の光路空間の一部の所定空間を液体で満たした状態で露光光を照射することによって行われ、
    前記露光光の照射が行われていない時に、前記所定空間より前記液体を除去するために、前記所定空間を形成する物体の温度調整を行いつつ、前記所定空間に気体を供給するメンテナンス方法。
15. 前記所定空間を形成する物体の表面に前記気体を吹き付ける請求項１４記載のメンテナンス方法。
16. 前記露光装置は、複数の光学素子を含む投影光学系を有し、
    前記所定空間は、前記複数の光学素子のうち特定の光学素子間の空間である請求項１４又は１５記載のメンテナンス方法。
17. 前記所定空間は、前記投影光学系のうち該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い第２光学素子との間の空間である請求項１６記載のメンテナンス方法。
18. さらに、投影光学系を有し、前記所定空間は、投影光学系の像面側の空間である請求項１４〜１７のいずれか一項記載のメンテナンス方法。
19. 複数の光学素子を含む投影光学系を介して基板に露光光を照射して基板を露光する露光方法であって、
    前記複数の光学素子のうち特定の光学素子の間の所定空間を第１液体で満たした状態で露光光を基板に照射することと、
    露光光が未照射の時に、所定空間を第１液体とは別の第２液体で置換することを含む露光方法。
20. 露光光が基板に照射されるときに、基板と投影光学系の間の所定空間を第１液体で満たすことを含む請求項１９に記載の露光方法。
21. さらに、第２液体で前記所定空間を置換した後に、さらに、前記所定空間を第２液体とは別の液体で置換することを含む請求項２０に記載の露光方法。
22. 第２液体がメタノールであり、前記別の液体がジエチルエーテル、ジメチルエーテル及びハイドロフルオロカーボンからなる群から選ばれた一種の液体である請求項２１に記載の露光方法。
23. 請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
24. 投影光学系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、
    前記基板に露光光を照射する時に、前記投影光学系を構成する複数の光学素子のうち特定の光学素子間の所定空間を第１液体で満たし、前記露光光の照射を行わない時に、前記所定空間を前記第１液体とは別の第２液体で置換する液浸機構を備えた露光装置。
25. 前記所定空間は、前記投影光学系のうち該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い第２光学素子との間の空間である請求項２４記載の露光装置。
26. 前記第１液体は純水である請求項２５記載の露光装置。
27. 前記第２液体は生菌の発生を抑える機能を有する請求項２５又は２６記載の露光装置。
28. 前記液浸機構は、前記所定空間に接続する供給口と、
    前記第１液体を供給可能な第１液体供給部と、
    前記第２液体を供給可能な第２液体供給部と、
    前記供給口を介した前記第１液体供給部による前記第１液体の供給と前記第２液体供給部による前記第２液体の供給とを切り替える切替装置とを有する請求項２４〜２７のいずれか一項記載の露光装置。
29. 前記液浸機構は、前記所定空間より液体を回収する液体回収機構を備え、
    前記所定空間を前記第２液体で置換した後、前記所定空間より前記第２液体を除去するために、前記所定空間に気体を供給する気体供給系を更に備えた請求項２４〜２８のいずれか一項記載の露光装置。
30. 前記気体供給系は、前記所定空間を形成する物体の表面に前記気体を吹き付ける請求項２９記載の露光装置。
31. 前記気体供給系から気体が供給される時に、前記所定空間を形成する物体の温度調整を行う温調装置を備えた請求項２９又は３０記載の露光装置。
32. 前記物体の温度を検出する温度検出器を備え、
    前記温調装置は、前記温度検出器の検出結果に基づいて、前記物体の温度調整を行う請求項３１記載の露光装置。
33. 前記物体の温度を検出する温度検出器と、
    前記温度検出器の検出結果に基づいて、前記気体供給系の動作を制御する制御装置とを備えた請求項２９又は３０記載の露光装置。
34. 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、
    前記基板に露光光を照射する時に、前記露光光の光路空間の一部の所定空間を液体で満たす液浸機構と、
    前記露光光の照射の停止時に、前記所定空間より前記液体を除去するために、前記所定空間に気体を供給する気体供給系と、
    前記気体を供給する時に、前記所定空間を形成する物体の温度調整を行う温調装置とを備えた露光装置。
35. 前記液浸機構の液体供給路と前記気体供給系の気体供給路との少なくとも一部を兼用する請求項３４記載の露光装置。
36. 前記気体供給系は、前記所定空間を形成する物体の表面に前記気体を吹き付ける請求項３４又は３５記載の露光装置。
37. 複数の光学素子を含む投影光学系を有し、
    前記所定空間は、前記複数の光学素子のうち特定の光学素子間の空間である請求項３４〜３６のいずれか一項記載の露光装置。
38. 前記所定空間は、前記投影光学系のうち該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い第２光学素子との間の空間である請求項３７記載の露光装置。
39. さらに、投影光学系を有し、前記所定空間は、前記投影光学系の像面側の空間である請求項３４記載の露光装置。
40. 基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置であって、
    複数の光学素子を有する投影光学系と、
    前記複数の光学素子のうち特定の光学素子の間の所定空間を液体で満たす液浸機構と、
    前記露光光が照射されていない時に、前記所定空間に気体を供給する気体供給系とを備えた露光装置。
41. 請求項２４〜請求項４０のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
    

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