JP4715505B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を露光する露光装置、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、下記特許文献に開示されているような、露光光の光路を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸露光装置が知られている。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

液浸露光装置においては、液体の気化により、露光装置が置かれている環境が変動する可能性がある。例えば、液体の気化熱により温度変化が生じると、各種部材が熱変形したり、基板に対する露光光の照射状態が変化し、露光性能が劣化する可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、性能の劣化を抑制できる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図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、第１光学素子（ＬＳ１）及び第２光学素子（ＬＳ２）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、第１光学素子（ＬＳ１）と第２光学素子（ＬＳ２）との間に供給された液体（ＬＱ）の気化熱に起因する温度変化を抑制するための抑制装置（６０）を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、液体の気化熱に起因する性能の劣化を抑制できる。

本発明の第２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２の態様によれば、性能の劣化を抑制された露光装置を用いてデバイスを製造できる。

本発明によれば、液体の気化熱に起因する性能の劣化を抑制し、基板を良好に露光することができる。

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。なお、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材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向を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軸方向のそれぞれに直交する方向（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。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３と、基板Ｐを保持する基板ホルダ４Ｈを有し、基板ホルダ４Ｈで基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ４と、マスクステージ３に保持されているマスク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のパターン像を基板ステージ４に保持されている基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬ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。

なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）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が形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。

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、露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たす第１液浸システム１及び第２液浸システム２を備えている。本実施形態においては、液体ＬＱとして純水を用いる。

第１液浸システム１は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１の下面と、その第１光学素子ＬＳ１の下面と対向する位置に配置された基板Ｐの上面との間の露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす。第２液浸システム２は、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１の上面と、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の下面との間の露光光ＥＬの光路を含む第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす。本実施形態においては、第１空間Ｋ１と第２空間Ｋ２とは独立した空間であり、第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２の一方から他方への液体ＬＱの出入りは生じないようになっている。

また、後に詳述するように、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に供給された液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑制するための抑制装置６０を備えている。

照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明するものである。照明系ＩＬ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。

マスクステージ３は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置３Ｄの駆動により、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ３（ひいてはマスクＭ）の位置情報は、レーザ干渉計３Ｌによって計測される。レーザ干渉計３Ｌは、マスクステージ３上に設けられた移動鏡３Ｋを用いてマスクステージ３の位置情報を計測する。制御装置７は、レーザ干渉計３Ｌの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置３Ｄを駆動し、マスクステージ３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のパターン像を所定の投影倍率で基板Ｐ上に投影するものである。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはＺ軸方向と平行となっている。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

基板ステージ４は、基板Ｐを保持する基板ホルダ４Ｈを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置４Ｄの駆動により、基板ホルダ４Ｈに基板Ｐを保持した状態で、ベース部材ＢＰ上で、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。基板ホルダ４Ｈは、基板ステージ４上に設けられた凹部４Ｒに配置されており、基板ステージ４のうち凹部４Ｒ以外の上面４Ｆは、基板ホルダ４Ｈ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となっている。なお、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの上面と、基板ステージ４の上面４Ｆとの間に段差があってもよい。

基板ステージ４（ひいては基板Ｐ）の位置情報は、レーザ干渉計４Ｌによって計測される。レーザ干渉計４Ｌは、基板ステージ４に設けられた移動鏡４Ｋを用いて、基板ステージ４のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの上面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌの計測結果及びフォーカス・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４Ｄを駆動し、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。

次に、図１及び図２を参照しながら第１システム１について説明する。図２は図１の要部を拡大した断面図である。

第１液浸システム１は、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たすことによって、基板Ｐの上面での露光光ＥＬが照射される領域である投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を覆うように、基板Ｐの上面に液体ＬＱの第１液浸領域ＬＲ１を局所的に形成する。

第１液浸システム１は、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の第１空間Ｋ１の近傍に設けられ、第１空間Ｋ１に液体ＬＱを供給可能な供給口１２及び液体ＬＱを回収可能な回収口２２を有する第１ノズル部材７１と、供給管１３、及び第１ノズル部材７１の内部に形成された供給流路１４を介して供給口１２に液体ＬＱを供給可能な第１液体供給装置１１（図１参照）と、第１ノズル部材７１の回収口２２から回収された液体ＬＱを、第１ノズル部材７１の内部に形成された回収流路２４、及び回収管２３を介して回収可能な第１液体回収装置２１（図１参照）とを備えている。

第１液体供給装置１１は、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、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おり、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。第１液体供給装置１１は、例えば、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの内部空間（第２光学素子ＬＳ２よりも上側（マスク側）の空間）の温度に応じて、第１空間Ｋ１に供給する液体ＬＱの温度を調整する。例えば、制御装置７は、鏡筒ＰＫの内部空間の温度と、第１空間Ｋ１に供給する液体ＬＱの温度とが一致するように、第１液体供給装置１１を制御する。また、第１液体回収装置２１は、真空系等を備えており、液体ＬＱを回収可能である。

本実施形態においては、第１ノズル部材７１は、第１空間Ｋ１の露光光ＥＬの光路を囲むように環状に設けられており、液体ＬＱを供給する供給口１２は、第１ノズル部材７１のうち、露光光ＥＬの光路を向く内側面に設けられ、液体ＬＱを回収する回収口２２は、第１ノズル部材７１のうち、基板Ｐの上面と対向する下面に設けられている。また、本実施形態においては、回収口２２には多孔部材（メッシュ）２５が配置されている。

第１液浸システム１の動作は制御装置７に制御される。制御装置７は、第１液浸システム１を制御して、第１液体供給装置１１による液体供給動作と第１液体回収装置２１による液体回収動作とを並行して行うことで、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たすように、基板Ｐの上面に液体ＬＱの第１液浸領域ＬＲ１を局所的に形成する。

次に、第２液浸システム２について、図２〜図５を参照して説明する。図３は第１光学素子ＬＳ１近傍を上方から見た図、図４は第１光学素子ＬＳ１近傍の断面斜視図、図５は図２の要部を拡大した断面図である。

第２液浸システム２は、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と、第２光学素子ＬＳ２との間の露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たすことによって、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２での露光光ＥＬが照射される領域である所定領域ＡＲ２を覆うように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に液体ＬＱの第２液浸領域ＬＲ２を形成する。

第２液浸システム２は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２の近傍に設けられ、第２空間Ｋ２に対して液体ＬＱを供給可能な供給口３２及び液体ＬＱを回収可能な回収口４２を有する第２ノズル部材７２と、供給管３３、及び第２ノズル部材７２の内部に形成された供給流路３４を介して供給口３２に液体ＬＱを供給可能な第２液体供給装置３１と、第２ノズル部材７２の回収口４２から回収された液体ＬＱを、第２ノズル部材７２の内部に形成された回収流路、及び回収管４３を介して回収可能な第２液体回収装置４１と、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２の液体ＬＱを外部空間Ｋ３へ排出可能な排出口５２と、第２空間Ｋ２に接続された排出口５２と外部空間Ｋ３とを接続する排出流路５４と、外部空間Ｋ３に設けられ、排出口５２から排出流路５４を介して排出された液体ＬＱを捕集する捕集部材５５と、捕集部材５５に捕集された液体ＬＱを吸引管５３を介して吸引（回収）可能な吸引装置５１とを備えている。

本実施形態においては、第２空間Ｋ２の外側の外部空間Ｋ３は気体空間を含む。以下の説明においては、外部空間Ｋ３を適宜、気体空間Ｋ３、と称する。

第２液体供給装置３１は、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、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おり、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。第２液体供給装置３１は、例えば、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの内部空間（第２光学素子ＬＳ２よりも上側（マスク側）の空間）の温度に応じて、第２空間Ｋ２に供給する液体ＬＱの温度を調整する。例えば、制御装置７は、鏡筒ＰＫの内部空間の温度と、第２空間Ｋ２に供給する液体ＬＱの温度とが一致するように、第２液体供給装置３１を制御する。また、第２液体回収装置４１は、真空系等を備えており、液体ＬＱを回収可能である。また、吸引装置５１も、真空系等を備えており、液体ＬＱを吸引（回収）可能である。

本実施形態においては、第２ノズル部材７２は、第１ノズル部材７１の上方において、第１光学素子ＬＳ１を囲むように環状に設けられている。供給口３２、回収口４２、及び排出口５２のそれぞれは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２の外側に設けられている。

液体ＬＱを供給する供給口３２は、第２空間Ｋ２に対して一方側（＋Ｙ側）の所定位置に設けられている。

液体ＬＱを排出する排出口５２は、第２空間Ｋ２に対して他方側（−Ｙ側）の所定位置に設けられている。排出口５２は、第１光学素子ＬＳ１と第２ノズル部材７２との間に設けられている。本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１の外縁にはフランジＦ１が設けられており、排出口５２は、第１光学素子ＬＳ１のフランジＦ１と第２ノズル部材７２との間に設けられている。図３に示すように、第２ノズル部材７２の内縁の所定位置には切欠７８Ａが形成されているとともに、第１光学素子ＬＳ１のフランジＦ１の所定位置にも切欠７８Ｂが形成されている。排出口５２は、第２ノズル部材７２の切欠７８Ａと、第１光学素子ＬＳ１の切欠７８Ｂとの間に設けられている。また、排出口５２の上端は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域ＡＲ２とほぼ同じ高さ、あるいは所定領域ＡＲ２よりも低い位置に設けられている。

回収口４２は、排出口５２の近傍に設けられている。回収口４２は、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔのうち、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域ＡＲ２よりも高い位置に設けられている。本実施形態においては、回収口４２は、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔのうち、排出口５２の両側のそれぞれの所定位置に設けられている。

第２液浸システム２の動作は制御装置７に制御される。制御装置７は、第２液浸システム２を制御して、第１液体供給装置３１による液体供給動作を行うことで、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たすように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に液体ＬＱの第２液浸領域ＬＲ２を形成する。

捕集部材５５は、液体ＬＱを収容可能な容器であって、その上部に開口５５Ｋを有している。捕集部材５５は、第１光学素子ＬＳ１のフランジＦ１及び第２ノズル部材７２の下側に設けられている。捕集部材５５は、撥液性を有する材料、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフロエラエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）などのフッ素系樹脂やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）で形成される。あるいは、捕集部材５５は、上述した撥液性を有する材料で撥液処理（撥水処理）された材料（金属）で構成される。

排出流路５４は、捕集部材５５の開口部５５Ｋと接続される。第２空間Ｋ２より排出口５２を介して排出された液体ＬＱは、排出流路５４を流れた後、捕集部材５５に捕集される。本実施形態においては、捕集部材５５は、第２ノズル部材７２の下面に接続されている。また、捕集部材５５は、第２ノズル部材７２に対して脱着可能となっている。

なお、第２ノズル部材７２と捕集部材５５とを一体的に形成してもよい。また、捕集部材５５は、第１光学素子ＬＳ１のフランジＦ１の下面に接続されていてもよいし、所定の支持機構で支持されていてもよい。

捕集部材５５には、吸引管５３を介して吸引装置５１が接続されている。吸引装置５１は、捕集部材５５に捕集された液体ＬＱを回収（吸引）可能である。吸引装置５１の動作は制御装置７により制御される。制御装置７は、吸引装置５１を駆動することによって、捕集部材５５に捕集された液体ＬＱを吸引管５３を介して吸引（回収）する。

本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１は第２ノズル部材７２に保持される。第２ノズル部材７２は、第１光学素子ＬＳ１のフランジＦ１を支持する第１支持機構８０を備えている。図２に示すように、第１支持機構８０は、例えば板ばね等の弾性部材８２を含む。第２ノズル部材７２は、第１支持機構８０を用いて、第１光学素子ＬＳ１のフランジＦ１を保持する。

第２光学素子ＬＳ２は鏡筒ＰＫに保持される。第２光学素子ＬＳ２の外縁にはフランジＦ２が設けられており、鏡筒ＰＫは、第２光学素子ＬＳ２のフランジＦ２を支持する第２支持機構５８を備えている。鏡筒ＰＫは、第２支持機構５８を用いて、第２光学素子ＬＳ２のフランジＦ２を保持する。

また、第２ノズル部材７２は、鏡筒ＰＫの下端に接続されている。本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１及びその第１光学素子ＬＳ１を保持する第２ノズル部材７２は、鏡筒ＰＫに対して脱着可能である。

また、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの内部空間は略密閉されており、不図示のガス置換装置によって所定のガス環境に維持されている。本実施形態においては、鏡筒ＰＫの内部空間のうち、第２光学素子ＬＳ２よりも上側（マスク側）の空間が、例えばヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスで満たされる。なお、鏡筒ＰＫの内部空間がドライエアで満たされてもよい。

次に、抑制装置６０について説明する。抑制装置６０は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に供給された液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑制するためのものである。

図５に示すように、本実施形態においては、液体ＬＱは、その表面張力により、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間に保持される。本実施形態においては、第２空間Ｋ２が所定の圧力（以下、第１の圧力、と称する）のとき、第２空間Ｋ２を満たす液体ＬＱとその外側の気体空間（外部空間）Ｋ３との界面ＬＧ１が、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間であって、少なくとも所定領域ＡＲ２よりも外側の所定位置に形成されるようになっている。すなわち、本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間を満たしている液体ＬＱは、気体空間Ｋ３との間で界面ＬＧ１を形成する。

また、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間から排出され、捕集部材５５で捕集された後の液体ＬＱも、気体空間Ｋ３との間で界面ＬＧ２を形成する。気体空間Ｋ３との間で界面ＬＧ１、ＬＧ２を形成する液体ＬＱの気化熱により、液体ＬＱの界面ＬＧ１、ＬＧ２近傍の気体空間Ｋ３の温度が変化（低下）する可能性がある。本実施形態においては、抑制装置６０は、液体ＬＱの気化熱に起因する、液体ＬＱとの間で界面ＬＧ１、ＬＧ２を形成する気体空間Ｋ３の温度変化を抑制する。

本実施形態においては、抑制装置６０は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間から排出された液体ＬＱを捕集する捕集部材５５の温度を調整する温度調整装置６１を含み、この捕集部材５５の温度を調整することによって、気体空間Ｋ３の温度変化を抑制する。

図５に示すように、抑制装置６０の温度調整装置６１は、捕集部材５５の内面（底面）５５Ａに設けられている。温度調整装置６１は、ヒータを含み、捕集部材５５の内面５５Ａに接するように設けられている。また、捕集部材５５で液体ＬＱを捕集したとき、温度調整装置６１は、捕集部材５５に収容された液体ＬＱに浸かるように配置されている。抑制装置６０は、温度調整装置６１を用いて、捕集部材５５の温度、及び捕集部材５５に捕集された液体ＬＱの温度を調整可能である。

また、捕集部材５５には、この捕集部材５５の外面５５Ｂを覆うように断熱材５５Ｓが設けられている。捕集部材５５の外面５５Ｂは、基板Ｐの上面と対向する下面、及び第１光学素子ＬＳ１と対向する側面を含み、断熱材５５Ｓは、これら下面及び側面を含む捕集部材５５の外面５５Ｂを覆うように配置されている。すなわち、本実施形態においては、断熱材５５Ｓは、捕集部材５５（ひいては温度調整装置６１）と基板Ｐとの間、及び捕集部材５５と第１光学素子ＬＳ１（露光光ＥＬの光路）との間のそれぞれに配置される。

また、吸引管５３にも、この吸引管５３の外面５５Ｂを覆うように断熱材５３Ｓが設けられている。また、吸引管５３の吸引口には、多孔部材（メッシュ）が配置されている。

また、露光装置ＥＸは、気体空間Ｋ３の温度を検出する温度センサ６２を備えている。温度センサ６２は、捕集部材５５に収容された液体ＬＱの界面ＬＧ２近傍における気体空間Ｋ３、及び第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の液体ＬＱの界面ＬＧ１近傍における気体空間Ｋ３の少なくとも一方に配置される。本実施形態においては、温度センサ６２は、捕集部材５５に収容された液体ＬＱの界面ＬＧ２近傍の気体空間Ｋ３に配置されている。具体的には、温度センサ６２は、鏡筒ＰＫのうち、捕集部材５５に収容された液体ＬＱの界面ＬＧ２と対向する下面に設けられている。なお、温度センサ６２は、第２ノズル部材７２に設けられていてもよい。温度センサ６２と制御装置７とは接続されており、温度センサ６２の検出結果は制御装置７に出力される。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐに露光する方法について説明する。以下では、図６〜図９の模式図を参照しながら、第２液浸システム２及び抑制装置６０の動作について主に説明する。

基板Ｐを液浸露光するために、制御装置７は、図６の模式図に示すように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、少なくとも露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２が第２液浸領域ＬＲ２となるように、第２液浸システム２の第２液体供給装置３１より液体ＬＱを送出し、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給する。第２液体供給装置３１が液体ＬＱの送出を開始する前においては、第２空間Ｋ２には液体ＬＱが存在していない。以下の説明においては、液体ＬＱが存在していない空間（第２空間Ｋ２）を液体ＬＱで満たすために、その空間に対して液体ＬＱを供給する動作を適宜、初期満たし動作、と称する。すなわち、初期満たし動作とは、液体ＬＱが無い状態（空の状態）の空間に対して液体ＬＱを供給することによって、その空間を液体ＬＱで満たす動作を言う。

第２液体供給装置３１から送出された液体ＬＱは、供給管３３を流れた後、第２ノズル部材７２の内部に形成された供給流路３４を介して、第２空間Ｋ２に供給される。第２液体供給装置３１の液体供給動作を継続することにより、図７に示すように、第２空間Ｋ２が液体ＬＱで満たされる。第２空間Ｋ２の初期満たし動作においては、制御装置７は、第２液体供給装置３１より第２空間Ｋ２に対して単位時間当たり所定量で液体ＬＱを供給し、第２空間Ｋ２の圧力（液体ＬＱの圧力）を、第１の圧力よりも高い第２の圧力に設定する。初期満たし動作における第２液体供給装置３１の液体供給動作により、第２空間Ｋ２の液体ＬＱの一部は、排出口５２及び排出流路５４を介して外部空間Ｋ３に排出される。

本実施形態においては、第２空間Ｋ２が第２の圧力のときに、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間には界面ＬＧ１は形成されず、第２空間Ｋ２の液体ＬＱが外部空間Ｋ３に流れるように、例えば第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間のギャップや、排出口５２（排出流路５４）の大きさ等が設定されている。したがって、制御装置７は、第２液体供給装置３１による第２空間Ｋ２に対する単位時間当たりの液体供給量を調整して、第２空間Ｋ２を第２の圧力に設定することにより、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを第２空間Ｋ２から外部空間Ｋ３へ排出することができる。

ここで、第２の圧力は、第２空間Ｋ２の液体ＬＱが外部空間Ｋ３に流れ、且つ第２空間Ｋ２を形成する第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２及び第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３をほぼ変動させない程度（あるいは第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２や第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３を変形させない程度、あるいは変形（変動）したとしても所望の結像特性が維持可能な程度）の圧力となるように設定されている。

本実施形態においては、所定領域ＡＲ２の外側に設けられた供給口３２より第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給し、所定領域ＡＲ２を挟んで供給口３２と対向する位置に設けられた排出口５２（排出流路５４）から液体ＬＱを排出するので、液体ＬＱは第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２を円滑に流れることができる。また、本実施形態においては、排出口５２の上端は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域ＡＲ２とほぼ同じ高さ、又は所定領域ＡＲ２よりも低い位置に設けられているため、液体ＬＱは、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２を動かすことなく、円滑に排出される。

また、供給口３２から第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給しているとき、排出口５２より排出しきれなかった液体ＬＱは、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔに設けられた回収口４２を介して第２液体回収装置４１に回収される。

本実施形態においては、第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすために供給口３２より液体ＬＱを供給している間、制御装置７は、第２液体回収装置４１を駆動し続ける。すなわち、初期満たし動作の間、第２液体供給装置３１の液体供給動作と、第２液体回収装置４１の駆動とが並行して行われる。第２液体回収装置４１が駆動することにより、第２光学素子ＬＳ２の側面と第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔとの間のギャップに浸入した液体ＬＱは、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、回収管４３を介して第２液体回収装置４１に回収される。

第２空間Ｋ２が液体ＬＱで十分に満たされた後、制御装置７は、第２液体供給装置３１の液体供給動作を停止する。第２液体供給装置３１の液体供給動作が停止されることにより、第２空間Ｋ２の圧力（液体ＬＱの圧力）は、第１の圧力になる。

第２空間Ｋ２が第１の圧力のとき、図２、図５、及び図８等に示すように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間の所定位置に界面ＬＧ１が形成される。制御装置７は、第２液体供給装置３１の液体供給動作を停止することにより、第２空間Ｋ２を第１の圧力にすることができ、供給口３２からの液体ＬＱの供給が停止されているときには、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間の所定位置に界面ＬＧ１が形成される。

第２空間Ｋ２が液体ＬＱで満たされて界面ＬＧ１が形成された後、制御装置７は、第２空間Ｋ２の初期満たし動作を終了する。第２空間Ｋ２を満たす液体ＬＱは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、少なくとも露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２を覆うように、第２液浸領域ＬＲ２を形成する。

また、制御装置７は、第１液浸システム１を制御して、第１液体供給装置１１による液体供給動作と第１液体回収装置２１による液体回収動作とを並行して行うことで、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たすように、基板Ｐ上の一部の領域に第１液浸領域ＬＲ１を形成する。

制御装置７は、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２を含む投影光学系ＰＬと、第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２を満たす液体ＬＱとを介して、マスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐに照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影して、基板Ｐを露光する。なお、本実施形態では、露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向（例えばＹ軸方向）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。

本実施形態においては、制御装置７は、少なくとも基板Ｐに露光光ＥＬを照射している間、第１液浸システム１の第１液体供給装置１１による液体ＬＱの供給動作と第１液体回収装置２１による液体ＬＱの回収動作とを並行して行う。

また、本実施形態においては、制御装置７は、少なくとも基板Ｐに露光光ＥＬを照射している間、第２液浸システム２の第２液体供給装置３１、第２液体回収装置４１、及び吸引装置５１の駆動を停止する。すなわち、本実施形態においては、制御装置７は、第２空間Ｋ２に液体ＬＱを溜めた状態で、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。第２空間Ｋ２に対する液体ＬＱの供給動作や回収動作、あるいは捕集部材５５の液体ＬＱの吸引動作に伴って振動が発生する場合があるが、少なくとも基板Ｐに露光光ＥＬを照射している間、第２液体供給装置３１による液体ＬＱの供給動作、第２液体回収装置４１による液体ＬＱの回収動作、及び吸引装置５１による捕集部材５５の液体ＬＱの吸引動作を行わないことにより、基板Ｐの露光中には、第２液浸システム２の動作に起因する振動が発生しないので、基板Ｐを精度良く露光することができる。

また、制御装置７は、第２空間Ｋ２の液体ＬＱの置換（交換）動作を、例えば所定時間間隔毎、あるいは所定処理基板枚数毎（例えばロット毎）に行う。第２空間Ｋ２の液体ＬＱの置換を行う際、制御装置７は、第２液体供給装置３１より供給口３２を介して第２空間Ｋ２に単位時間当たり所定量で液体ＬＱを供給し、第２空間Ｋ２を第２の圧力にする。これにより、第２空間Ｋ２の液体ＬＱは、排出口５２及び排出流路５４を介して外部空間Ｋ３へ排出される（押し出される）とともに、第２空間Ｋ２は、供給口３２より供給された新たな（清浄な）液体ＬＱで満たされる。そして、第２空間Ｋ２が新たな液体ＬＱで置換された後、制御装置７は、第２液体供給装置３１による液体ＬＱの供給を停止する。これにより、第２空間Ｋ２は第１の圧力となり、第２空間Ｋ２はＬＱで満たされ、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間の所定位置に界面ＬＧ１が形成される。

基板Ｐの露光中、第２液体供給装置３１による液体供給動作が停止されており、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２を満たしている液体ＬＱと気体空間Ｋ３との間に界面ＬＧ１が形成されるとともに、捕集部材５５に捕集された液体ＬＱと気体空間Ｋ３との間にも界面ＬＧ２が形成される。界面ＬＧ１、ＬＧ２が形成された状態においては、第２空間Ｋ２の液体ＬＱは気体空間Ｋ３に露出し、捕集部材５５の液体ＬＱも気体空間Ｋ３に露出する。界面ＬＧ１、ＬＧ２において液体ＬＱが気化し、その気化による気化熱に起因して、界面ＬＧ１、ＬＧ２近傍の気体空間Ｋ３の温度が変化（低下）する可能性がある。

制御装置７は、抑制装置６０を用いて、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に供給された液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑制する。制御装置７は、抑制装置６０の温度調整装置６１を用いて、捕集部材５５の温度を調整することによって、気体空間Ｋ３の温度変化を抑制する。本実施形態においては、制御装置７は、温度センサ６２を用いて、気体空間Ｋ３の温度を検出し、その温度センサ６２の検出結果に基づいて、温度調整装置６１を制御する。制御装置７は、温度調整装置６１により捕集部材５５の温度を調整することにより、その捕集部材５５に収容されている液体ＬＱの温度を調整可能であるとともに、その捕集部材５５近傍及び捕集部材５５に収容されている液体ＬＱの界面ＬＧ２近傍の気体空間Ｋ３の温度を、捕集部材５５及び捕集部材５５に収容されている液体ＬＱを介して調整可能である。

例えば、制御装置７は、気体空間Ｋ３が所定の目標温度となるように、温度センサ６２の検出結果に基づいて、温度調整装置６１を用いて捕集部材５５の温度を調整する。制御装置７は、例えば、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの内部空間（第２光学素子ＬＳ２よりも上側（マスク側）の空間）の温度と、気体空間Ｋ３の温度とが一致するように、気体空間Ｋ３の温度を調整する。例えば、鏡筒ＰＫの内部空間の温度（すなわち目標温度）がＴｐ１であり、気体空間Ｋ３の温度（温度センサ６２の検出温度）が、液体ＬＱの気化熱により、Ｔｐ１よりも低いＴｐ２である場合、制御装置７は、温度センサ６２の検出結果をモニタしつつ、気体空間Ｋ３の温度がＴｐ１となるように、捕集部材５５の温度を、Ｔｐ１よりも僅かに高い温度Ｔｐ３に設定する。これにより、液体ＬＱの気化熱で冷えた気体空間Ｋ３の温度を、目標温度Ｔｐ１にすることができる。

また、液体ＬＱの気化により、界面ＬＧ２近傍の液体ＬＱの温度が変化（低下）する可能性もあるが、制御装置７は、温度調整装置６１を用いて、捕集部材５５に収容されている液体ＬＱの温度（界面ＬＧ２近傍の液体ＬＱの温度）を調整可能である。

このように、液体ＬＱとの間で界面を形成する気体空間Ｋ３の温度が液体ＬＱの気化熱により変化（低下）しても、温度調整装置６１を用いて、捕集部材５５の温度を調整することによって、その捕集部材５５を介して、気体空間Ｋ３の温度を調整することができる。

図９に示すように、制御装置７は、捕集部材５５の液体ＬＱが所定量に達したとき、あるいは所定時間間隔毎、あるいは所定処理基板枚数毎に、吸引装置５１を駆動する。制御装置７は、基板Ｐに露光光ＥＬを照射していないときに、吸引装置５１を駆動する。吸引装置５１が駆動されることにより、捕集部材５５の液体ＬＱは、吸引管５３を介して、吸引装置５１に吸引（回収）される。

なお、吸引装置５１の駆動と、第２液体供給装置３２の駆動とをほぼ同時に行うようにしてもよい。すなわち、第２液体供給装置３２を駆動し、第２空間Ｋ２に対して所定量の液体ＬＱを供給することにより、先に第２空間Ｋ２を満たしていた液体ＬＱは排出されて捕集部材５５に捕集されるが、その第２液体供給装置３２が駆動されるタイミング（すなわち、第２空間Ｋ２から液体ＬＱが捕集部材５５に排出されるタイミング）に合わせて、吸引装置５１を駆動するようにしてもよい。

以上説明したように、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に供給された液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑制するための抑制装置６０を設けたので、露光装置ＥＸが置かれている環境の温度変化を抑制することができる。液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑えることで、例えば、投影光学系ＰＬの光学素子（第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２含む）、投影光学系ＰＬの光学素子を支持する鏡筒ＰＫや第２ノズル部材７２、及び捕集部材５５など、露光装置ＥＸの各種部材・機器の温度変化を抑制することができる。また、液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑えることで、露光装置ＥＸの各種部材・機器の熱変形を抑制することができる。また、液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑えることで、光学素子や露光光ＥＬの光路の温度変化に伴う投影光学系ＰＬの結像特性（収差）の変動、あるいは露光光ＥＬの照射状態の変動、ひいては露光精度の劣化を抑制することができる。また、液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑えることで、例えば、レーザ干渉計の計測光、フォーカス・レベリング検出系の検出光、及びアライメント系の検出光など、各種計測光（検出光）の光路の温度変化に伴う計測精度の劣化を抑制することができる。このように、抑制装置６０を用いて、液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑制することで、露光装置ＥＸの性能の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態においては、捕集部材５５を覆う断熱材５５Ｓを設けたので、例えば温度調整装置６１の周辺部材・機器等に対する影響を抑えることができる。すなわち、温度調整装置６１が、目標温度Ｔｐ１よりも高い温度Ｔｐ３となるように捕集部材５５の温度を調整する場合、その捕集部材５５近傍の基板Ｐや第１光学素子ＬＳ１等を暖めてしまう可能性がある。本実施形態においては、断熱材５５Ｓが、捕集部材５５を覆うように、捕集部材５５と周辺部材（基板Ｐ、第１光学素子ＬＳ１等）との間に設けられているので、温度調整装置６１の周辺部材に対する熱の影響を抑えることができる。

また、吸引管５３を用いて捕集部材５５の液体ＬＱを吸引するとき、吸引管５３を通過する液体ＬＱにより、その吸引管５３の温度が変化（低下）する可能性があるが、吸引管５３にも、その吸引管５３を覆うように断熱材５３Ｓを設けたことにより、吸引管５３の温度変化（温度低下）が周辺部材・機器等に対して影響を及ぼすことを抑制することができる。

なお、上述の第１実施形態においては、制御装置７は、温度センサ６２の検出結果に基づいて、気体空間Ｋ３の温度が目標温度Ｔｐ１となるように温度調整装置６１を制御しているが、温度センサ６２を用いずに、温度調整装置６１を制御してもよい。例えば、液体ＬＱの物性や開口５５Ｋの大きさ等を考慮し、実験又はシミュレーション等を用いて、液体ＬＱの気化熱に起因する気体空間Ｋ３の温度（温度変化量）に関する情報を予め求めておくことができるのであれば、その情報に基づいて、気体空間Ｋ３を目標温度Ｔｐ１にするための温度調整装置６１の制御量（駆動量）を決定することができる。そして、液体ＬＱの気化熱により温度変化する気体空間Ｋ３の温度を目標温度Ｔｐ１にするための温度調整装置６１の制御量（駆動量）に関する情報を、例えば実験又はシミュレーションにより予め求めておくことにより、制御装置７は、その情報に基づいて、気体空間Ｋ３が所望の温度となるように、温度調整装置６１を制御して気体空間Ｋ３の温度を調整することができる。

なお、本実施形態においては、温度調整装置（ヒータ）６１は１つだけ設けられているように説明したが、もちろん、任意の複数位置のそれぞれに温度調整装置６１を設けるようにしてもよい。また、複数の温度調整装置６１を設けた場合には、各温度調整装置６１それぞれの目標温度を同じ値に設定してもよいし、互いに異なる値に設定してもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１０は第２実施形態に係る露光装置ＥＸの要部を拡大した断面図である。図１０において、露光装置ＥＸは、捕集部材５５に捕集された液体ＬＱの界面ＬＧ２を覆うカバー部材６３を備えている。カバー部材６３は、捕集部材５５の開口５５Ｋに配置される蓋部材であり、捕集部材５５に捕集された液体ＬＱの界面ＬＧ２の大部分を覆うように配置されている。すなわち、カバー部材６３によって、界面ＬＧ２が気体空間Ｋ３に露出する表面積を減らすことができる。また、カバー部材６３の一部には、排出流路５４と、カバー部材６３と捕集部材５５との間の空間とを連通する開口６３Ｋが形成されている。排出口５２及び排出流路５４を介して第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間から排出された液体ＬＱは、排出流路５４及び開口６３Ｋを通過し、捕集部材５５に捕集される。

液体ＬＱの界面ＬＧ２の少なくとも一部を覆うカバー部材６３を設けることで、液体ＬＱの気化熱に起因して第３空間Ｋ３の温度が変化（低下）するのを抑制することができる。また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、抑制装置６０の温度調整装置６１とカバー部材６３とを併用して、液体ＬＱの気化熱に起因する気体空間Ｋ３の温度変化を効果的に抑制することができる。

なお、第２実施形態において、温度調整装置６１を省略することも可能であり、カバー部材６３を用いて、液体ＬＱの気化熱に起因する気体空間Ｋ３の温度変化を抑制することができる。

なお、図１０に示す例においては、捕集部材５５に収容された液体ＬＱの界面ＬＧ２を覆うカバー部材６３を例にして説明したが、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間を満たしている液体ＬＱの界面ＬＳ１の少なくとも一部を覆うカバー部材を設けることも可能である。例えば、第２空間Ｋ２に液体ＬＱを溜めている状態においては、カバー部材で界面ＬＳ１を覆い、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを排出するときには、そのカバー部材を所定の駆動機構等を用いて、界面ＬＳ１近傍より退かせばよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。図１１は第３実施形態に係る露光装置ＥＸの要部を拡大した断面図である。

図１１において、露光装置ＥＸは、液体ＬＱとの間で界面を形成する気体空間Ｋ３近傍に配置され、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２を保持する保持部材の温度を調整する温度調整装置６１’を備えている。上述の実施形態と同様、第１光学素子ＬＳ１は第２ノズル部材７２に保持され、第２光学素子ＬＳ２は鏡筒ＰＫに保持されており、本実施形態においては、温度調整装置６１’は、第２ノズル部材７２及び鏡筒ＰＫの温度を調整する。

温度調整装置６１’は、第２ノズル部材７２及び鏡筒ＰＫそれぞれの内部に形成された内部流路６４に温度調整用流体を供給する流体供給装置６５を備えている。内部流路６４は、例えば露光光ＥＬの光路を囲むように、第２ノズル部材７２及び鏡筒ＰＫの内部において環状に形成されている。なお、内部流路６４は螺旋状に形成されていてもよい。内部流路６４の一部には第２供給管６６に接続される導入口が設けられており、流体供給装置６５は、第２供給管６６及び導入口を介して内部流路６４に温度調整用流体を供給する。また、内部流路６４の所定位置には、内部流路６４を流れた温度調整用流体を排出するための排出口が設けられている。温度調整装置６１’は、流体供給装置６５より内部流路６４に対して温度調整用流体を供給するとともに、排出口より温度調整用流体を排出することにより、内部流路６４に温度調整用流体を流し続けることができる。

また、本実施形態においては、捕集部材５５にも内部流路６４が形成されており、流体供給装置６５は、捕集部材５５の内部流路６４に温度調整用流体を供給可能である。また、捕集部材５５の内部流路６４の一部には、内部流路６４を流れた温度調整用流体を排出するための排出口が設けられており、温度調整装置６１’は、捕集部材５５の内部流路６４に温度調整用流体を流し続けることができる。

流体供給装置６５は、温度調整用流体として、液体及び気体の少なくとも一方を供給可能である。液体としては、露光光ＥＬの光路に供給される液体（純水）ＬＱであってもよいし、露光光ＥＬの光路に供給される液体（純水）ＬＱとは別の液体であってもよい。流体供給装置６５は、供給する流体の温度を調整可能な温度調整器を含み、内部流路６４に対して供給する温度調整用流体の温度を調整可能である。温度調整装置６１’は、第２ノズル部材７２及び鏡筒ＰＫの内部流路６４に温度調整用流体を供給することによって、第２ノズル部材７２及び鏡筒ＰＫの温度を調整可能であり、その第２ノズル部材７２及び鏡筒ＰＫを介して、気体空間Ｋ３の温度を調整可能である。

同様に、温度調整装置６１’は、捕集部材５５の内部流路６４に温度調整用流体を供給することによって、捕集部材５５の温度を調整し、その捕集部材５５を介して、気体空間Ｋ３の温度を調整可能である。

制御装置７は、少なくとも界面ＬＧ１、ＬＧ２が形成されている間、内部流路６４に液体ＬＱを供給し続ける。制御装置７は、気体空間Ｋ３が所望の温度となるように、流体供給装置６５の温度調整器を用いて、内部流路６４に供給される温度調整用流体の温度を調整する。例えば、制御装置７は、気体空間Ｋ３が所定の目標温度Ｔｐ１となるように、流体供給装置６５を制御し、第２ノズル部材７２、鏡筒ＰＫ、及び捕集部材５５を介して、気体空間Ｋ３の温度を調整する。

以上説明したように、光学素子ＬＳ１、ＬＳ２を保持する第２ノズル部材７２及び鏡筒ＰＫの温度を調整することによっても、気体空間Ｋ３の温度変化を抑制することができる。

なお、第３実施形態においては、第２ノズル部材７２、鏡筒ＰＫ、及び捕集部材５５の温度を調整することによって、界面ＬＧ１、ＬＧ２近傍の気体空間Ｋ３の温度変化を抑制しているが、これら部材に限られず、液体ＬＱとの間で界面を形成する気体空間Ｋ３近傍に配置された任意の部材を温度調整することにより、気体空間Ｋ３の温度を調整することができる。

また、液体ＬＱとの間で界面を形成する気体空間Ｋ３近傍に、第２ノズル部材７２、鏡筒ＰＫ、及び捕集部材５５等、複数の部材が配置されている場合、各部材の内部流路６４に流す温度調整用流体の温度のそれぞれは、同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。

なお、第３実施形態において、第２ノズル部材７２及び鏡筒ＰＫを含む保持部材に、上述の第１実施形態で説明したような、ヒータを設けてもよい。また、ヒータによる温度調整と、温度調整用流体による温度調整とを併用してもよい。

なお、第３実施形態においても、例えば捕集部材５５に収容された液体ＬＱの界面ＬＧ２の少なくとも一部を覆うようにカバー部材を設けてもよいし、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の液体ＬＱの界面ＬＧ２の少なくとも一部を覆うようにカバー部材を設けてもよい。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。上述の実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２に液体ＬＱを溜めた状態で基板Ｐを露光し、基板Ｐを露光していないときの所定のタイミングで、第２空間Ｋ２の液体ＬＱの置換（交換）動作を実行しているが、例えば、制御装置７は、図１２の模式図に示すように、基板Ｐの露光中に、供給口３２による第２空間Ｋ２に対する液体ＬＱの供給動作を継続してもよい。こうすることにより、基板Ｐの露光中においても、第２空間Ｋ２には、第２液体供給装置３１から供給された、清浄で温度調整された液体ＬＱが流れ続ける。第２空間Ｋ２に液体ＬＱを溜めた状態で基板Ｐの露光を行う場合、露光光ＥＬの照射等により、第２空間Ｋ２の液体ＬＱの温度が変化する可能性があるが、第２空間Ｋ２に供給口３２より液体ＬＱを常に供給し続けることにより、温度調整された液体ＬＱで第２空間Ｋ２を常に満たすことができ、第２空間Ｋ２の液体ＬＱの温度をほぼ一定に維持することができる。

また、図１２に示すように、供給口３２からの液体ＬＱの供給動作を継続することにより、排出口５２からは、第２空間Ｋ２の液体ＬＱが常に排出され続ける。またこのとき、制御装置７は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２から排出される液体量に応じて、吸引装置５１の吸引動作を制御する。制御装置７は、第２空間Ｋ２から排出される液体量に応じて、吸引装置５１の駆動を継続して行う。これにより、液体ＬＱは、捕集部材５５から溢れ出ることなく、吸引装置５１に吸引される。

また、第２空間Ｋ２から捕集部材５５に排出される単位時間当たりの液体量に応じて、吸引装置５１により吸引される単位時間当たりの液体量を調整し、捕集部材５５に対する第２空間Ｋ２の液体ＬＱの排出動作と、吸引装置５１による捕集部材５５の液体ＬＱの吸引動作とを並行して行うことにより、基板Ｐの露光中においても、捕集部材５５においては、第２液体供給装置３１から供給され、第２空間Ｋ２を通過した、清浄で温度調整された液体ＬＱが流れ続ける。これにより、温度調整された液体ＬＱで捕集部材５５を常に満たすことができ、その捕集部材５５の液体ＬＱとの間で界面ＬＧ２を形成する気体空間Ｋ３の温度変化を抑制することができる。

すなわち、捕集部材５５に液体ＬＱを溜めた状態で放置しておくと、液体ＬＱの気化により、液体ＬＱとの間で界面ＬＧ２を形成する気体空間Ｋ３の温度が変化したり、捕集部材５５の液体ＬＱの温度が変化し易くなる可能性がある。制御装置７は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間から排出される液体量に応じて吸引装置５１の吸引動作を制御し、捕集部材５５において温度調整された液体ＬＱを流し続けることにより、気体空間Ｋ３の温度変化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空間Ｋ２から捕集部材５５に排出される単位時間当たりの液体量は、供給口３２から第２空間Ｋ２に供給される単位時間当たりの液体量に応じた値であり、第２空間Ｋ２から捕集部材５５に排出される単位時間当たりの液体量（すなわち供給口３２から第２空間Ｋ２に供給される単位時間当たりの液体量）と、吸引装置５１により吸引される単位時間当たりの液体量とのそれぞれを多くすることにより、より一層、液体ＬＱの気化熱に起因する温度変化を抑制することができる。

なお、上述の第１〜第４実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間を満たしている液体ＬＱとの間で界面ＬＧ１を形成する気体空間、及び捕集部材５５に捕集された液体ＬＱとの間で界面ＬＧ２を形成する気体空間の温度変化を抑制する場合を例にして説明したが、露光装置ＥＸの所定空間を満たす液体との間で界面を形成する様々な気体空間の温度変化を抑制する場合にも本発明を適用することができる。

なお、上述の第１〜第４実施形態において、液体ＬＱとの間で界面を形成する気体空間Ｋ３の近傍に配置された所定部材（捕集部材５５、第２ノズル部材７２、鏡筒ＰＫなど）の温度を調整するための温度調整装置として、その所定部材の壁面と対向し、所定部材を温度調整するための温度調整用流体が流れる内部流路を有するジャケット部材（チューブ状部材）を設けてもよい。また、そのチューブ状部材を所定部材に巻き付けてもよい。

また、温度調整装置として、所定部材に向かって熱を放射する放射装置を設けてもよい。例えば、放射装置として、遠赤外線セラミックヒータを所定部材と対向する位置に配置することにより、所定部材を暖めることができ、液体ＬＱの気化熱によって冷えた所定部材の温度を所望の温度に調整することができる。

なお、上述の各実施形態においては、排出口５２（排出流路５４）は、第１光学素子ＳＬ１と第２ノズル部材７２との間に設けられているが、第２ノズル部材７２に設けられていてもよい。例えば第２ノズル部材７２の所定位置に、第２空間Ｋ２と外部空間（気体空間）Ｋ３とを接続するような貫通孔を設け、その貫通孔を排出口５２（排出流路５４）としてもよい）。また、排出口５２（排出流路５４）を、第１光学素子ＬＳ１の一部に形成してもよい。

なお、上述の各実施形態において、気体空間Ｋ３は、鏡筒ＰＫの内部空間と同じガスでもよい。例えば、鏡筒ＰＫの内部空間が、例えばヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスで満たされる場合には、気体空間Ｋ３のガスも、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスでよい。また、鏡筒ＰＫの内部空間が空気（ドライエア）で満たされている場合には、気体空間Ｋ３のガスも、空気でよい。

なお、上述の各実施形態において、第１液浸システム１は、第１液浸領域ＬＲ１を、基板Ｐ上だけでなく、投影光学系ＰＬの像面側において、第１光学素子ＬＳ１の下面と対向する位置に配置された物体上、例えば基板ステージ４の一部などにも形成可能である。

なお、上述の実施形態の液体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の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。

また、液体ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。更に、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で光学素子ＬＳ１を形成してもよい。

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ような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４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。

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。

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よい。

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。

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１３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。

第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 図１の要部を拡大した断面図である。 第１光学素子及び第２ノズル部材を示す平面図である。 第１光学素子及び第２ノズル部材を示す断面斜視図である。 第１実施形態に係る抑制装置を説明するための要部を拡大した断面図である。 第２液浸システムの動作を説明するための模式図である。 第２液浸システムの動作を説明するための模式図である。 第２液浸システムの動作を説明するための模式図である。 第２液浸システムの動作を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る抑制装置を説明するための要部を拡大した断面図である。 第３実施形態に係る抑制装置を説明するための要部を拡大した断面図である。 第４実施形態に係る抑制装置を説明するための要部を拡大した断面図である。 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液浸システム、２…第２液浸システム、７…制御装置、３２…供給口、４２…回収口、５１…吸引装置、５２…排出口、５３…吸引管、５３Ｓ…断熱材、５５…捕集部材、５５Ｓ…断熱材、６０…抑制装置、６１…温度調整装置、６２…温度センサ、６３…カバー部材、６５…流体供給装置、７１…第１ノズル部材、７２…第２ノズル部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｋ１…第１空間、Ｋ２…第２空間、Ｋ３…気体空間、ＬＧ１、ＬＧ２…界面、ＬＱ…液体、ＬＲ１…第１液浸領域、ＬＲ２…第２液浸領域、ＬＳ１…第１光学素子、ＬＳ２…第２光学素子、Ｐ…基板、ＰＫ…鏡筒、ＰＬ…投影光学系

Claims (15)

1. 第１光学素子及び第２光学素子を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
   前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に供給された液体の気化熱に起因する温度変化を抑制するための抑制装置を備えた露光装置。
2. 前記液体は、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間を満たしている液体、及び前記第１光学素子と前記第２光学素子との間から排出された後の液体の少なくとも一方を含む請求項１記載の露光装置。
3. 前記抑制装置は、前記液体との間で界面を形成する気体空間の温度変化を抑制する請求項１又は２記載の露光装置。
4. 前記抑制装置は、前記気体空間近傍に配置された所定部材の温度を調整する温度調整装置を含み、前記所定部材の温度を調整することによって、前記気体空間の温度変化を抑制する請求項３記載の露光装置。
5. 前記所定部材は、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間から排出された前記液体を捕集する捕集部材を含む請求項４記載の露光装置。
6. 前記所定部材は、前記第１光学素子及び前記第２光学素子を保持する保持部材を含む請求項４又は５記載の露光装置。
7. 前記所定部材は、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に液体を供給可能な供給口及び液体を排出可能な排出口の少なくとも一方を有するノズル部材を含む請求項４〜６のいずれか一項記載の露光装置。
8. 前記所定部材を覆う断熱材を備えた請求項４〜７のいずれか一項記載の露光装置。
9. 前記温度調整装置は、前記所定部材に設けられたヒータを含む請求項４〜８のいずれか一項記載の露光装置。
10. 前記温度調整装置は、前記所定部材の内部に形成された流路に温度調整用流体を供給する流体供給装置を含む請求項４〜９のいずれか一項記載の露光装置。
11. 前記気体空間の温度を検出する検出装置を備え、
    前記温度調整装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて制御される請求項４〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
12. 前記抑制装置は、前記液体の界面の少なくとも一部を覆うカバー部材を含む請求項３〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
13. 前記抑制装置は、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間から排出され、捕集部材で捕集された液体を吸引回収する吸引装置と、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間から排出される液体量に応じて前記吸引装置の吸引動作を制御する制御装置とを含む請求項１〜１２のいずれか一項記載の露光装置。
14. 投影光学系を備え、
    前記第１光学素子は、前記投影光学系の複数の光学素子のうち、前記投影光学系の像面に最も近い光学素子であり、前記第２光学素子は、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い光学素子である請求項１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
15. 請求項１〜請求項１４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。
    

Images