JP4872916B2 - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００５年４月１８日に出願された特願２００５−１２０１８５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

半導体デバイス、液晶表示デバイス等のマイクロデバイス（電子デバイスなど）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、マスクを保持して移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な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、露光光の光路空間を液体で満たし、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

液浸露光装置において、光路空間を液体で満たして液浸空間を形成する部材、例えばノズル部材の温度が変化すると、光路空間に供給される液体の温度が変化し、光路空間を所望の温度の液体で満たすことができなくなる可能性がある。また、ノズル部材の温度変化に伴って、ノズル部材近傍に配置されている各種部材が熱変形し、露光精度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、液浸空間形成部材（例えば、ノズル部材を含む）の温度変化に起因する性能劣化を防止できる露光装置及び露光方法、並びにその露光装置又は露光方法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、露光光（ＥＬ）の光路空間（Ｋ１）に満たされた第１液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、光路空間（Ｋ１）を液体（ＬＱ）で満たして液浸空間（Ｋ２）を形成する液浸空間形成部材（７０等）と、液浸空間（Ｋ２）の形成の解除に伴う液浸空間形成部材（７０等）の温度変化を抑制する温度調整機構（６０）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、液浸空間形成部材の温度変化を抑制するための温度調整機構を設けたので、液浸空間形成部材の温度変化に起因する露光精度の劣化を防止することができる。

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、露光精度の劣化を防止された露光装置を用いてデバイスを製造することができる。

本発明の第３の態様に従えば、液体（ＬＱ）を介して露光光（ＥＬ）で基板（Ｐ）を露光する露光方法であって、露光光（ＥＬ）の光路空間（Ｋ１）を液体（ＬＱ）で満たして液浸空間（Ｋ２）を形成する液浸空間形成部材（７０等）を用いて基板（Ｐ）を露光するとともに、液浸空間（Ｋ２）の形成の解除に伴う液浸空間形成部材（７０等）の温度変化を抑制する露光方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、液浸空間形成部材の温度変化を抑制して露光精度の劣化を防止することができる。

本発明の第４の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が提供される。本発明の第４の態様に従えば、露光精度の劣化を防止できる露光方法を用いてデバイスを製造することができる。

第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 液浸機構及び温度調整機構を説明するための図である。 液浸機構による液体回収動作の原理を説明するための図である。 液浸機構による液体回収動作の原理を説明するための図である。 液浸機構及び温度調整機構を説明するための図である。 温度調整機構の動作を説明するための図である。 温度調整機構の動作を説明するための図である。 第２実施形態に係る露光装置の要部を示す拡大図である。 第３実施形態に係る露光装置の要部を示す拡大図である。 第４実施形態に係る露光装置の要部を示す拡大図である。 第５実施形態に係る露光装置の要部を示す拡大図である。 第６実施形態に係る露光装置を示す図である。 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…液浸機構、１１…液体供給装置、１２…供給口、１４…供給流路、１７…温調器、２１…液体回収装置、２２…回収口、２４…回収流路、２５…多孔部材、６０…温度調整機構、６１…内部流路、６２…ジャケット部材、６３…ヒータ、６４…放射部、７０…ノズル部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｋ１…光路空間、ＬＱ…液体、Ｐ…基板

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実施形態＞
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ＭＳＴと、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有し、基板ホルダＰＨに基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージＳＴ１と、露光処理に関する計測を行う計測装置の少なくとも一部を搭載して移動可能な計測ステージＳＴ２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ＳＴ１に保持されている基板Ｐに投影する投影光学系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。基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２のそれぞれは、投影光学系ＰＬの像面側で、ベース部材ＢＰ上において互いに独立して移動可能となっている。

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の像面側における露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たして液浸空間を形成するための液浸機構１を備えている。液浸機構１は、投影光学系ＰＬの像面側近傍に設けられ、光路空間Ｋ１に液体ＬＱを供給する供給口１２及び光路空間Ｋ１の液体ＬＱを回収する回収口２２を有するノズル部材７０と、第１供給管１３、及びノズル部材７０に設けられた供給口１２を介して投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを供給する液体供給装置１１と、ノズル部材７０に設けられた回収口２２、及び回収管２３を介して投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収する液体回収装置２１とを備えている。後に詳述するように、ノズル部材７０の内部には、供給口１２と第１供給管１３とを接続する流路（供給流路）１４が設けられているとともに、回収口２２と回収管２３とを接続する流路（回収流路）２４が設けられている。なお図１には、供給口、回収口、供給流路、及び回収流路は図示されていない。ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、少なくとも投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１を囲むように環状に形成されている。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐに転写している間、液浸機構１を使って、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１と投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、投影光学系ＰＬと光路空間Ｋ１に満たされた液体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に投影露光する。制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１の液体供給装置１１を使って液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収装置２１を使って液体ＬＱを所定量回収することで、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。

なお、以下の説明においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとが対向している状態で光路空間Ｋ１が液体ＬＱで満たされている場合について説明するが、基板Ｐ以外の物体（例えば基板ステージＳＴ１、及び計測ステージＳＴ２の少なくとも一部）が投影光学系ＰＬと対向している状態で光路空間Ｋ１が液体ＬＱで満たされている場合も同様である。

本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向に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Ｙ軸方向、水平面内においてＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向（本例では投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向）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レジスト、保護膜などの膜を塗布したものを含む。「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。

また、後に詳述するが、露光装置ＥＸは、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが取り去られた後（即ち、液浸空間の形成が解除された後）の液浸空間形成部材（本実施形態ではノズル部材７０）の温度変化を抑制するための温度調整機構６０を備えている。温度調整機構６０は、液体供給装置１１とノズル部材７０に設けられた回収流路２４とを接続し、液体供給装置１１から送出された液体ＬＱを回収流路２４に供給する第２供給管１５を備えている。

照明光学系ＩＬは、露光用光源、露光用光源から射出された光束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。照明光学系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）、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、液体ＬＱとして純水が用いられている。純水は、ＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、例えば、水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。

マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能である。マスクステージＭＳＴは、例えば真空吸着等によりマスクＭを保持する。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ＭＤ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５１が設けられている。また、移動鏡５１に対向する位置にはレーザ干渉計５２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５２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計５２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５２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＤ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。

なお、レーザ干渉計５２はその一部（例えば、光学系）のみ、移動鏡５１に対向して設けるようにしてもよい。また、移動鏡５１は平面鏡のみでなくコーナーキューブ（レトロリフレクタ）を含むものとしてもよいし、移動鏡５１を固設する代わりに、例えばマスクステージＭＳＴの端面（側面）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。さらにマスクステージＭＳＴは、例えば特開平８−１３０１７９号公報（対応する米国特許第６，７２１，０３４号）に開示される粗微動可能な構成としてもよい。

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に投影するものであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系であり、前述の照明領域と共役な投影領域ＡＲにマスクパターンの縮小像を形成する。なお、投影光学系ＰＬは縮小系、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、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。投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫより露出している。なお、最終光学素子ＬＳ１は、屈折力を有するレンズ素子であるが、無屈折力の平行平面板であってもよい。

基板ステージＳＴ１は、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有しており、基板ホルダＰＨに基板Ｐを保持して移動可能である。基板ホルダＰＨは、例えば真空吸着等により基板Ｐを保持する。基板ステージＳＴ１上には凹部５８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５８に配置されている。そして、基板ステージＳＴ１のうち凹部５８以外の上面５７は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。これは、基板Ｐの露光動作時、前述の液浸領域ＬＲの一部が基板Ｐの表面からはみ出して上面５７に形成されるためである。なお、基板ステージＳＴ１の上面５７の一部、例えば基板Ｐを囲む所定領域（液浸領域ＬＲがはみ出す範囲を含む）のみ、基板Ｐの表面とほぼ同じ高さとしてもよい。また、投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続けることができる（即ち、液浸領域ＬＲを良好に保持できる）ならば、基板ステージＳＴ１の上面５７と基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とに段差があってもよい。さらに、基板ホルダＰＨを基板ステージＳＴ１の一部と一体に形成してもよいが、本実施形態では基板ホルダＰＨと基板ステージＳＴ１とを別々に構成し、例えば真空吸着などによって基板ホルダＰＨを凹部５８内に固定するものとする。

基板ステージＳＴ１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ＳＤ１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ＳＴ１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ＳＴ１に保持された基板Ｐの表面は、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ＳＴ１の側面には移動鏡５３が設けられている。また、移動鏡５３に対向する位置にはレーザ干渉計５４が設けられている。基板ステージＳＴ１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５４によりリアルタイムで計測される。また、不図示ではあるが、露光装置ＥＸは、基板ステージＳＴ１に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系を備えている。

なお、レーザ干渉計５４はその一部（例えば、光学系）のみを移動鏡５３に対向して設けてもよいし、基板ステージＳＴ１のＺ軸方向の位置、及びθＸ、θＹ方向の回転情報をも計測可能としてよい。基板ステージＳＴ１のＺ軸方向の位置を計測可能なレーザ干渉計を備えた露光装置の詳細は、例えば特表２００１−５１０５７７号公報（対応国際公開第１９９９／２８７９０号パンフレット）に開示されている。さらに、移動鏡５３を基板ステージＳＴ１に固設する代わりに、例えば基板ステージＳＴ１の一部（側面など）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。

また、フォーカス・レベリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板ＰのＺ軸方向の位置情報を計測することで、基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報（回転角）を検出するものであるが、この複数の計測点はその少なくとも一部が液浸領域ＬＲ（又は投影領域ＡＲ）内に設定されてもよいし、あるいはその全てが液浸領域ＬＲの外側に設定されてもよい。さらに、例えばレーザ干渉計５４が基板ＰのＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報を計測可能であるときは、基板Ｐの露光動作中にそのＺ軸方向の位置情報が計測可能となるようにフォーカス・レベリング検出系を設けなくてもよく、少なくとも露光動作中はレーザ干渉計５４の計測結果を用いてＺ軸、θＸ及びθＹ方向に関する基板Ｐの位置制御を行うようにしてもよい。

レーザ干渉計５４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ＳＤ１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の表面を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計５４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。

計測ステージＳＴ２は、露光処理に関する計測を行う各種計測装置（計測部材を含む）を搭載しており、投影光学系ＰＬの像面側において、ベース部材ＢＰ上で移動可能に設けられている。計測ステージＳＴ２は計測ステージ駆動装置ＳＤ２により駆動される。計測ステージ駆動装置ＳＤ２は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。そして、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ駆動装置ＳＤ１、ＳＤ２のそれぞれを介して、基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２のそれぞれをベース部材ＢＰ上で互いに独立して移動可能である。計測ステージ駆動装置ＳＤ２は基板ステージ駆動装置ＳＤ１と同等の構成を有し、計測ステージＳＴ２は、計測ステージ駆動装置ＳＤ２によって、基板ステージＳＴ１と同様に、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向、θＸ、θＹ、及びθＺ方向のそれぞれに移動可能である。また、計測ステージＳＴ２の側面には移動鏡５５が設けられており、移動鏡５５に対向する位置にはレーザ干渉計５６が設けられている。計測ステージＳＴ２の２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５６によりリアルタイムで計測され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計５６の計測結果に基づいて、計測ステージＳＴ２の位置を制御する。なお、レーザ干渉計５６はその一部（例えば、光学系）のみを移動鏡５５に対向して設けるようにしてもよいし、計測ステージＳＴ２のＺ軸方向の位置、及びθＸ、θＹ方向の回転角をも計測可能としてよい。また、移動鏡５５を計測ステージＳＴ２に固設する代わりに、例えば計測ステージＳＴ２の一部（側面など）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。

計測ステージＳＴ２に搭載されている計測装置としては、例えば特開平５−２１３１４号公報（対応米国特許第ＲＥ３６，７３０号）などに開示されているような、複数の基準マークが形成された基準マーク板、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応米国特許第ＲＥ３２，７９５号）に開示されているように照度ムラを計測したり、特開２００１−２６７２３９号公報（対応米国特許第６，７２１，０３９号）に開示されているように投影光学系ＰＬの露光光ＥＬの透過率の変動量を計測するためのムラセンサ、特開２００２−１４００５号公報及び特開２００２−１９８３０３号公報（対応米国公開２００２／００４１３７７Ａ１）に開示されているような空間像計測センサ、及び特開平１１−１６８１６号公報（対応米国公開２００２／００６１４６９Ａ１）に開示されているような照射量センサ（照度センサ）が挙げられる。あるいは、計測ステージＳＴ２に搭載される計測装置として、例えば、国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応特許６，８１９，４１４号）、特開２００２−７１５１４号、ＵＳ特許第６６５０３９９号などに開示されている波面収差計測装置、及び例えば特開昭６２−１８３５２２号公報（対応米国特許第４，７８０，７４７号）に開示されている反射部なども挙げられる。

このように、計測ステージＳＴ２は露光処理に関する計測処理を行うための専用のステージであって、基板Ｐを保持しない構成となっており、基板ステージＳＴ１は、露光処理に関する計測を行う計測装置を搭載されていない構成となっている。なお、このような計測ステージを備えた露光装置については、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開１９９９／２３６９２）、及び特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６，８９７，９６３号）等により詳細に開示されている。上述の計測装置のうち少なくとも一部を基板ステージＳＴ１に搭載してもよい。

また、計測ステージＳＴ２の上面５９、及び基板Ｐの表面を含む基板ステージＳＴ１の上面５７のそれぞれはほぼ面一に設けられており、本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＳＴ１の上面５７と計測ステージＳＴ２の上面５９とを、例えばそのステージＳＴ１、ＳＴ２の少なくとも一方をＺ軸方向（及び／又はθＸ、θＹ方向）に駆動することにより、Ｚ軸方向に関してほぼ同じ位置（高さ）となるように制御（調整）することができる。

また、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１による液体ＬＱの供給動作と回収動作とを行いつつ、基板ステージＳＴ１の上面５７と計測ステージＳＴ２の上面５９とを接触（又は接近）させた状態で、投影光学系ＰＬの下で基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とを例えばＸ軸方向に一緒に移動することにより、投影光学系ＰＬの像面側に形成されている液浸領域ＬＲを、基板ステージＳＴ１の上面５７と計測ステージＳＴ２の上面５９との間で移動させることができる。このとき、基板ステージＳＴ１と計測ステージＳＴ２とはその上面５７、５９がほぼ同じ高さ（Ｚ位置）に設定されてその駆動が並行して行われる。

次に、液浸機構１について図２を参照しながら説明する。図２はノズル部材７０近傍の側断面図である。液浸機構１の液体供給装置１１は、最終光学素子ＬＳ１の光射出側の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすために液体ＬＱを供給するものであって、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体ＬＱの温度を調整する温調装置、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いる。図には一例として温調装置１８が示されている。液体供給装置１１には第１供給管１３の一端部が接続されており、第１供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体供給装置１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、液体供給装置１１のタンク、加圧ポンプ、温調装置、フィルタユニット等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。

液浸機構１の液体回収装置２１は、最終光学素子ＬＳ１の光射出側の光路空間Ｋ１に満たされている液体ＬＱを回収するためのものであって、真空ポンプ等の真空系、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。液体回収装置２１には回収管２３の一端部が接続されており、回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体回収装置２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、液体回収装置２１の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。

ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬの像面側に配置される少なくとも１つの光学素子（本例では、最終光学素子ＬＳ１）を囲むように設けられた環状部材であって、その中央部に最終光学素子ＬＳ１を配置可能な穴部７０Ｈを有している。ノズル部材７０は、基板ステージＳＴ１に保持された基板Ｐの表面と対向する底板部７１と、最終光学素子ＬＳ１の側面ＬＴと対向する傾斜板部７２と、側板部７３と、天板部７５とを有している。傾斜板部７２はすり鉢状に形成されており、最終光学素子ＬＳ１は、傾斜板部７２によって形成された穴部７０Ｈの内側に配置される。最終光学素子ＬＳ１の側面ＬＴとノズル部材７０の穴部７０Ｈの内側面７０Ｔとは所定のギャップを介して対向している。底板部７１は、最終光学素子ＬＳ１の下面と基板Ｐとの間に配置される。底板部７１には露光光ＥＬを通過させるための開口部７４が設けられている。底板部７１の上面７１Ａは最終光学素子ＬＳ１の下面と所定のギャップを介して対向し、底板部７１の下面７１Ｂは基板Ｐの表面と所定のギャップを介して対向している。底板部７１の上面７１Ａは、内側面７０Ｔの下端部と接続されている。底板部７１の下面７１Ｂは平坦面となっている。

ノズル部材７０は、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１に液体ＬＱを供給する供給口１２と、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１の液体ＬＱを回収する回収口２２とを備えている。また、ノズル部材７０は、供給口１２に接続する供給流路１４、及び回収口２２に接続する回収流路２４を備えている。

供給口１２は、光路空間Ｋ１に液体ＬＱを供給するためのものであって、ノズル部材７０の内側面７０Ｔのうち底板部７１の上面７１Ａ近傍に設けられている。供給口１２は、光路空間Ｋ１の外側に設けられており、本実施形態において、供給口１２は、光路空間Ｋ１に対してＸ軸方向両側のそれぞれに１つずつ設けられている。なお、供給口１２は、光路空間Ｋ１に対してＹ軸方向両側のそれぞれに設けられていてもよいし、光路空間Ｋ１を囲むように複数設けられていてもよい。

供給流路１４は、ノズル部材７０の傾斜板部７２の内部を傾斜方向に沿って貫通するスリット状の貫通孔によって形成されている。供給口１２と第１供給管１３とは供給流路１４を介して接続されている。第１供給管１３の他端部は供給流路１４の上端部と接続され、供給口１２は供給流路１４の下端部と接続されている。したがって、液体供給装置１１と供給口１２とは第１供給管１３及び供給流路１４を介して接続されており、供給口１２には液体供給装置１１から液体ＬＱが供給される。

供給口１２から供給された液体ＬＱは、光路空間Ｋ１を含む、投影光学系ＰＬ及びノズル部材７０の下面と基板Ｐの表面との間の所定空間（液浸空間）Ｋ２に満たされる。液体ＬＱは、投影光学系ＰＬ及びノズル部材７０と基板Ｐとの間に保持される。所定空間Ｋ２に満たされた液体ＬＱはノズル部材７０の少なくとも一部と接触する。

また、第１供給管１３の流路の途中には、この第１供給管１３の流路を開閉可能なバルブ機構１３Ｂが設けられている。バルブ機構１３Ｂの動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。制御装置ＣＯＮＴは、バルブ機構１３Ｂを作動して第１供給管１３の流路を閉じることにより、液体供給装置１１から供給口１２に対する液体ＬＱの供給を停止することができる。

回収口２２は、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを回収するためのものであって、ノズル部材７０のうち、基板Ｐと対向する下面に設けられている。回収口２２は、光路空間Ｋ１に対して供給口１２及び底板部７１よりも外側において、光路空間Ｋ１を囲むように環状に設けられている。

回収流路２４はノズル部材７０の内部に設けられている。ノズル部材７０には傾斜板部７２と側板部７３との間において下向きに開口する空間部が形成されており、回収流路２４はその空間部によって構成されている。回収口２２はその空間部の下端（開口部）に配置されており、回収流路２４に接続されている。そして、回収流路２４の一部に回収管２３の他端部が接続されている。したがって、液体回収装置２１と回収口２２とは回収流路２４及び回収管２３を介して接続されている。真空系を含む液体回収装置２１は、回収流路２４を負圧にすることによって、光路空間Ｋ１を含む、基板Ｐとノズル部材７０及び投影光学系ＰＬとの間の所定空間Ｋ２に存在する液体ＬＱを回収口２２を介して回収することができる。光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）に満たされている液体ＬＱは、ノズル部材７０の回収口２２を介して回収流路２４に流入し、その回収流路２４に流入した液体ＬＱは、液体回収装置２１に回収される。このように、液体回収装置２１は、回収流路２４を負圧にすることによって、回収口２２を介して光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）の液体ＬＱを回収するとともに、回収流路２４の液体ＬＱを回収することができる。

ノズル部材７０は、回収口２２を覆うように設けられた複数の孔を有する多孔部材２５を備えている。多孔部材２５は、平面視において環状に形成されている。多孔部材２５は、セラミックス製の多孔体などでもよいが、例えば複数の孔を有したメッシュ部材により構成可能である。多孔部材２５を形成可能な材料としては、チタン、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）、及びセラミックスなどが挙げられる。

本実施形態においては、多孔部材２５はチタンで形成され、液体ＬＱに対して親液性（親水性）を有している。もちろん、チタン以外の親液性の材料で多孔部材２５を形成してもよい。また、多孔部材２５をステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）で形成し、その表面に親液性にするための親液化処理（表面処理）を施してもよい。親液化処理の一例としては、多孔部材２５に酸化クロムを付着する処理が挙げられる。具体的には、例えば株式会社神鋼環境ソリューションの「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理が挙げられる。また、このような表面処理を施すことにより、多孔部材２５から液体ＬＱへの不純物の溶出が抑えられる。

多孔部材２５は、基板ステージＳＴ１に保持された基板Ｐと対向する下面２６を有している。多孔部材２５の下面２６はほぼ平坦である。多孔部材２５は、その下面２６が基板ステージＳＴ１に保持された基板Ｐの表面（すなわちＸＹ平面）とほぼ平行になるように回収口２２に設けられている。また、回収口２２に設けられた多孔部材２５の下面２６と底板部７１の下面７１Ｂとは、基板Ｐの表面に対してほぼ同じ位置（高さ）に設けられている。

ここで、図３Ａ及び３Ｂを参照しながら、本実施形態における液浸機構１による液体回収動作の原理について説明する。図３Ａは多孔部材２５の一部を拡大した断面図であって、多孔部材２５を介して行われる液体回収動作を説明するための模式図である。本実施形態において、液浸機構１は、回収口２２を介して液体ＬＱのみを回収するように設けられている。したがって、液浸機構１は、回収口２２を介して回収流路２４に気体を実質的に流入させること無く、液体ＬＱを良好に回収することができる。

図３Ａにおいて、回収口２２には多孔部材２５が設けられている。また、多孔部材２５の下側には基板Ｐが配置されている。また、図３Ａ及び３Ｂにおいては、多孔部材２５と基板Ｐとの間には、気体空間及び液体空間が形成されている。より具体的には、多孔部材２５の第１孔２５Ｈａと基板Ｐとの間には気体空間が形成され、多孔部材２５の第２孔２５Ｈｂと基板Ｐとの間には液体空間が形成されている。また、多孔部材２５の上側には、回収流路（流路空間）２４が形成されている。

多孔部材２５の第１孔２５Ｈａと基板Ｐとの間の空間の圧力（多孔部材２５Ｈの下面での圧力）をＰａ、多孔部材２５の上側の流路空間２４の圧力（多孔部材２５の上面での圧力）をＰｃ、孔２５Ｈａ、２５Ｈｂの孔径（直径）をｄ、多孔部材２５（孔２５Ｈの内側面）の液体ＬＱとの接触角をθ、液体ＬＱの表面張力をγとした場合、本実施形態の液浸機構１は、
（４×γ×ｃｏｓθ）／ｄ ≧ （Ｐａ−Ｐｃ） …（１）
の条件を満足するように設定されている。なお、上記（１）式においては、説明を簡単にするために多孔部材２５の上側の液体ＬＱの静水圧は考慮してない。

この場合において、多孔部材２５（孔２５Ｈの内側面）の液体ＬＱとの接触角θは、
θ ≦ ９０° …（２）
の条件を満足する必要がある。

上記条件が成立する場合、多孔部材２５の第１孔２５Ｈａの下側（基板Ｐ側）に気体空間が形成された場合でも、その気体空間の気体が孔２５Ｈａを介して多孔部材２５の上側の流路空間２４に移動（侵入）することが防止される。すなわち、上記条件を満足するように、多孔部材２５の孔径ｄ、多孔部材２５の液体ＬＱとの接触角（親和性）θ、液体ＬＱの表面張力γ、及び圧力Ｐａ、Ｐｃを最適化することにより、液体ＬＱと気体との界面を多孔部材２５の第１孔２５Ｈａの内側に維持することができ、第１孔２５Ｈａを介して多孔部材２５の下の気体空間から流路空間２４へ気体が侵入することを抑えることができる。一方、多孔部材２５の第２孔２５Ｈｂの下側（基板Ｐ側）には液体空間が形成されているので、第２孔２５Ｈｂを介して液体ＬＱのみを回収することができる。

本実施形態においては、多孔部材２５の下側の空間の圧力Ｐａ、孔径ｄ、多孔部材２５（孔２５Ｈの内側面）の液体ＬＱとの接触角θ、液体（純水）ＬＱの表面張力γはほぼ一定であり、液浸機構１は、液体回収装置２１の吸引力を制御して、上記条件を満足するように、多孔部材２５の上側の流路空間２４の圧力Ｐｃを調整する。

なお、上記（１）式において、（Ｐａ−Ｐｃ）の絶対値が大きいほど、すなわち、（（４×γ×ｃｏｓθ）／ｄ）の絶対値が大きいほど、上記条件を満足するような圧力Ｐｃの制御が容易になるので、孔径ｄは可能な限り小さく、多孔部材２５の液体ＬＱとの接触角θは可能な限り小さいことが望ましい。本実施形態においては、多孔部材２５は液体ＬＱに対して親液性を有しており、十分に小さい接触角θを有している。

また、図３Ａにおいては、多孔部材２５に形成されている各孔は、多孔部材２５の上面側の開口径と下面側の開口径とがほぼ同一になるように形成されているが、多孔部材２５の各孔の上面側の開口径と下面側の開口径とを異ならせてもよい。例えば、実験などにより、図３Ｂに示すように、多孔部材２５の各孔の上面側の開口径を、下面側の開口径よりも小さくすると、上述の（Ｐａ−Ｐｃ）の絶対値をより大きくすることができることが分かっている。

このように、本実施形態では、多孔部材２５が濡れた状態（多孔部材２５の上面が液体ＬＱで覆われている状態）で、多孔部材２５の上側の流路空間２４と下側の空間との圧力差（多孔部材２５の上面と下面との圧力差）を、上記条件を満足するように制御することで、多孔部材２５の孔２５Ｈから液体ＬＱのみを回収する。これにより、液体ＬＱと気体とを一緒に吸引することに起因する振動の発生を抑制することができる。

また、上記条件を満足するように制御することで、流路空間２４内の液体ＬＱは多孔部材２５の下側の空間に移動しないようになっている。すなわち、上記条件を満足することによって、多孔部材２５の上側の空間である流路空間（回収流路）２４の液体ＬＱが、多孔部材２５を介して多孔部材２５の下側の空間に滴り落ちないようになっている。

なお、図２においては、流路空間２４の一部に気体空間が形成されているが、流路空間２４の全てが液体ＬＱで満たされている方が望ましい。

次に、温度調整機構６０について説明する。温度調整機構６０は、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが取り去られた後のノズル部材７０の温度変化を抑制するためのものである。基板Ｐに露光光ＥＬを照射するときなどにおいては、投影光学系ＰＬ及びノズル部材７０と基板Ｐとの間に液体ＬＱが保持されて、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２に液体ＬＱが満たされるが、その光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２の液体ＬＱを取り去った後（液浸空間の形成の解除後）、ノズル部材７０に接触している液体ＬＱの少なくとも一部が気化する可能性がある。そして、その液体ＬＱが気化することで生じる気化熱によって、ノズル部材７０が温度変化（低下）する可能性がある。温度調整機構６０は、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２の液体ＬＱが取り去れた後、ノズル部材７０に接触している液体ＬＱの少なくとも一部が気化することで生じる気化熱によるノズル部材７０の温度低下を抑制する。

図２において、温度調整機構６０は、液体供給装置１１とノズル部材７０に設けられた回収流路２４とに接続され、液体供給装置１１から送出された液体ＬＱを回収流路２４に供給する第２供給管１５を備えている。すなわち、液体供給装置１１は、第２供給管１５を介して回収流路２４に液体ＬＱを供給可能となっている。温度調整機構６０は、ノズル部材７０を温度調整するための液体ＬＱを、液体供給装置１１から第２供給管１５を介して回収流路２４に供給する。また、液体供給装置１１から送出され、供給口１２より光路空間Ｋ１に対して供給される液体ＬＱと、ノズル部材７０の温度調整のために液体供給装置１１から送出され、第２供給管１５より回収流路２４に対して供給される液体ＬＱとは同じ液体（純水）である。

また、温度調整機構６０は、第２供給管１５の途中に設けられ、液体供給装置１１から回収流路２４に供給される単位時間当たりの液体ＬＱの量を制御するマスフローコントローラと呼ばれる流量制御器１６を備えている。流量制御器１６の動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。

また、温度調整機構６０は、第２供給管１５の途中に設けられ、液体供給装置１１から回収流路２４に供給される液体ＬＱの温度を調整可能な温調器１７を備えている。温調器１７の動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。温調器１７は、液体供給装置１１に設けられた温調装置１８とは別の温調器であって、制御装置ＣＯＮＴは、温調器１７及び温調装置１８のそれぞれの動作を独立して制御可能である。温調器１７は、温調装置１８を含む液体供給装置１１とノズル部材７０との間に配置されており、温調装置１８を介して液体供給装置１１より供給された液体ＬＱの温度を更に調整可能である。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターン像を基板Ｐに露光する方法について説明する。

基板Ｐを液浸露光するために、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１の液体供給装置１１を駆動して、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２に対して供給口１２より単位時間当たり所定量の液体ＬＱを供給するとともに、液体回収装置２１を駆動して、回収口２２を介して単位時間当たり所定量の液体ＬＱを光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２より回収することで、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２を液体ＬＱで満たし、液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。

制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで液体供給装置１１から送出された液体ＬＱは、第１供給管１３を流れた後、ノズル部材７０の供給流路１４を介して、供給口１２より投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１と底板部７１との間の空間に供給される。供給口１２から供給された液体ＬＱは、底板部７１の上面７１Ａを流れた後、開口部７４に達する。その後、液体ＬＱは、開口部７４を介してノズル部材７０と基板Ｐとの間の所定空間Ｋ２に流入し、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２が液体ＬＱで満たされる。このように、液浸機構１は、供給口１２から最終光学素子ＬＳ１と底板部７１との間の空間に液体ＬＱを供給することによって、最終光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす。

制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで駆動されている真空系を含む液体回収装置２１は、回収流路２４を負圧にすることによって、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２に存在する液体ＬＱを、多孔部材２５が配置された回収口２２を介して回収する。所定空間Ｋ２の液体ＬＱは、ノズル部材７０の回収口２２を介して回収流路２４に流入し、回収管２３を流れた後、液体回収装置２１に回収される。

また、液体回収装置２１は、不図示の圧力調整機構を使って流路空間２４の圧力（多孔部材２５の上面の圧力（負圧））を調整して、多孔部材２５を介して回収口２２から液体ＬＱのみを回収する。

制御装置ＣＯＮＴは、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対的に移動しながらマスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬ及び光路空間Ｋ１の液体ＬＱを介して基板Ｐ上に投影露光する。上述のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、Ｙ軸方向を走査方向とする走査型露光装置であるため、制御装置ＣＯＮＴは、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＳＴ１を制御して、マスクＭと基板ＰとをそれぞれＹ軸方向に移動しつつ基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して、基板Ｐを露光する。基板Ｐに露光光ＥＬが照射されているときには、液体ＬＱはノズル部材７０と基板Ｐとの間に保持され、光路空間Ｋ１を満たしている。

なお、基板Ｐの露光前あるいは露光後においては、計測ステージＳＴ２上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成され、制御装置ＣＯＮＴは、計測ステージＳＴ２に搭載されている計測装置を使って、露光処理に関する計測処理を必要に応じて行う。上述のように、液浸領域ＬＲは基板ステージＳＴ１の上面５７と計測ステージＳＴ２の上面５９との間で移動可能であり、例えば基板ステージＳＴ１が基板Ｐの交換などのために、投影光学系ＰＬの下から離れた場合であっても、基板ステージＳＴ１との交換で計測ステージＳＴ２を投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１の下面と対向させることにより、液浸機構１を使って、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続けることができる。そして、計測ステージＳＴ２が最終光学素子ＬＳ１と対向しているときに、必要に応じて、計測ステージＳＴ２に搭載されている計測装置及び／又は計測部材（例えば基準マークなど）を使って所定の計測動作が行われる。また、例えば基板Ｐの露光動作のために、基板ステージＳＴ１が最終光学素子ＬＳ１と対向する位置に配置されたときには、計測ステージＳＴ２は最終光学素子ＬＳ１から離れた所定位置（退避位置）に移動される。このように、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの下に基板ステージＳＴ１及び計測ステージＳＴ２の少なくとも一方が配置されることで、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続ける（即ち、最終光学素子ＬＳ１の射出側に液浸空間（液浸領域ＬＲ）を維持（保持）する）ことができる。

図５Ａの模式図に示すように、基板Ｐの露光中などにおいては、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２に対して供給口１２より単位時間当たり所定量Ｆ１の液体ＬＱが供給されている。以下の説明においては、供給口１２より光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）に対して供給される単位時間当たりの液体供給量を適宜、「第１の量Ｆ１」と称する。

液浸機構１は、回収口２２を介して、光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）に存在する液体ＬＱを単位時間当たり所定量で回収する。液浸機構１は、供給口１２より光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）に供給される単位時間当たりの液体供給量（第１の量Ｆ１）と、回収口２２を介して光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）より回収される単位時間当たりの液体回収量とをほぼ同じにする。すなわち、所定空間Ｋ２から回収口２２を介して回収流路２４に流入する液体ＬＱの量は、第１の量Ｆ１にほぼ等しい。これにより、光路空間Ｋ１に対する液体供給量と光路空間Ｋ１からの液体回収量とのバランスが取れ、液浸領域ＬＲの拡大、液体ＬＱの漏出、あるいは液体ＬＱの枯渇（液切れ）などの不都合の発生が防止されつつ、光路空間Ｋ１が液体ＬＱで満たされる。

また、本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、図５Ａに示すように、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１が液体ＬＱで満たされている間、液体供給装置１１より第２供給管１５を介して回収流路２４に単位時間当たり所定量Ｆ２の液体ＬＱを供給し続ける。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを液浸露光しているときにも、温度調整機構６０を構成する第２供給管１５を介して液体供給装置１１より回収流路２４に液体ＬＱを供給し続ける。ここで、以下の説明においては、光路空間Ｋ１が液体ＬＱで満たされている状態において、第２供給管１５（温度調整機構６０）から回収流路２４（ノズル部材７０）に対して供給される単位時間当たりの液体供給量を適宜、「第２の量Ｆ２」と称する。

したがって、基板Ｐを液浸露光するために光路空間Ｋ１に液体ＬＱを満たしているときにおいては、回収流路２４には第１の量Ｆ１と第２の量Ｆ２との和（Ｆ１＋Ｆ２）の量の液体ＬＱが流入することとなる。液体回収装置２１は、回収流路２４に流入する液体ＬＱの量（Ｆ１＋Ｆ２）に応じた吸引力Ｗ１で、回収流路２４を負圧にすることによって、所定空間Ｋ２の液体ＬＱを回収口２２を介して回収流路２４に流入させて回収するとともに、第２供給管１５より回収流路２４に流入した液体ＬＱを回収する。

なお、図５Ａに示すように、液浸領域ＬＲが形成されている状態で、温度調整機構６０の第２供給管１５から回収流路２４に液体ＬＱが供給されている場合であっても、上述の（１）式を満たすように、流路空間２４の圧力（多孔部材２５の上面の圧力）Ｐｃが液体回収装置２１により制御される。

ここで、供給口１２より光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）に対して供給される液体ＬＱの温度と、第２供給管１５を介して回収流路２４に供給される液体ＬＱの温度とは異なる値に設定されるものとしてもよいが、本実施形態においてはほぼ同じ値に調整されている。

光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で基板Ｐの露光処理など所定の処理を行った後、例えば装置のメンテナンスのために、光路空間Ｋ１を満たしている液体ＬＱを全て取り去る場合がある。以下の説明においては、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２を満たしている液体ＬＱを全て取り去る（回収する）ことを適宜、「全回収」と称する。

光路空間Ｋ１の液体ＬＱを全回収する際には、制御装置ＣＯＮＴは、バルブ機構１３Ｂを制御して、第１供給管１３の流路を閉じ、供給口１２からの光路空間Ｋ１に対する液体ＬＱの供給を停止する。一方、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収装置２１の駆動を継続する。液体回収装置２１の駆動が継続されることにより、回収流路２４の負圧は維持されるので、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２の液体ＬＱは、回収口２２を介して回収され、やがて光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）は液体ＬＱが全回収された状態となる。

図４は、光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２の液体ＬＱを全回収した後の状態を示す図である。制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを全回収して、光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）に液体ＬＱが無い状態においても、液体供給装置１１より第２供給管１５を介して回収流路２４（ノズル部材７０）に液体ＬＱを供給し続ける。すなわち、本実施形態においては、回収流路２４（ノズル部材７０）には、液体供給装置１１から第２供給管１５を介して液体ＬＱが常時供給され続ける。

光路空間Ｋ１を含む所定空間Ｋ２に液体ＬＱが満たされている場合には、その液体ＬＱによってノズル部材７０の温度が調整されるが、上述のように、光路空間Ｋ１（所定空間Ｋ２）の液体ＬＱを取り去った場合、ノズル部材７０に接触している液体ＬＱが気化することで生じる気化熱によって、ノズル部材７０の温度が低下する可能性がある。ノズル部材７０の下面及び多孔部材２５などが親液性である場合、ノズル部材７０に液体ＬＱが残留する可能性が高い。また、液浸機構１による液体ＬＱの供給動作及び回収動作を停止した場合、供給流路１４及び回収流路２４内部にも液体ＬＱが残留する可能性が高くなるため、その残留した液体ＬＱの気化熱によって、ノズル部材７０が冷える可能性が高くなる。ノズル部材７０の温度が低下すると、供給口１２より光路空間Ｋ１に対する液体ＬＱの供給動作を再開したとき、供給される液体ＬＱの温度が所望の温度よりも低くなり、液体ＬＱを通過する露光光ＥＬの光路が変動したり、あるいはその液体ＬＱに接触する基板Ｐが熱変形し、液体ＬＱを介した露光精度が劣化する可能性がある。また、ノズル部材７０近傍に配置されている各種部材、例えば最終光学素子ＬＳ１が冷えて、所望の結像特性が得られなくなる可能性もある。更には、露光装置ＥＸが置かれている環境（温度）が変化し、レーザ干渉計などの光学的な計測装置の計測精度が劣化したり、投影光学系ＰＬを支持する支持部材（露光装置ＥＸのボディ）が熱変形するなど、周辺機器・部材に影響を及ぼす可能性もある。

そこで、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが無い間も、温度調整機構６０の第２供給管１５を介して、ノズル部材７０の回収流路２４に対して液体ＬＱを供給し続けることにより、ノズル部材７０を温度変化（低下）を抑制する。また、この場合も、上述の（１）式を満足するように、液体回収装置２１により回収流路２４の負圧の状態が維持されているので、液体供給装置１１から第２供給管１５を介して回収流路２４に供給された液体ＬＱは、多孔部材２５から下側の所定空間Ｋ２に滴り落ちることなく、液体回収装置２１に回収される。このように、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが全回収された後においても、ノズル部材７０に温度調整用の液体ＬＱが流れ続けるので、ノズル部材７０の温度変化（温度低下）を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１から液体ＬＱを取り去った後に、液体供給装置１１より回収流路２４に対して供給する液体ＬＱの単位時間当たりの量Ｆ３を、基板Ｐの露光中などに液体供給装置１１より回収流路２４に対して供給する液体ＬＱの単位時間当たりの量（第２の量）Ｆ２よりも多くする。ここで、以下の説明においては、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが無い状態において、第２供給管１５（温度調整機構６０）から回収流路２４（ノズル部材７０）に対して供給される単位時間当たりの液体供給量を適宜、「第３の量Ｆ３」と称する。

具体的には、図５Ｂの模式図に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１から液体ＬＱを取り去った後に液体供給装置１１より回収流路２４に対して液体ＬＱを供給するときの第３の量Ｆ３が、基板Ｐの露光中などに液体供給装置１１より回収流路２４に対して液体ＬＱを供給するときの第２の量Ｆ２と、供給口１２より光路空間Ｋ１に対して液体ＬＱを供給するときの第１の量Ｆ１との和とほぼ等しくなるように、すなわちＦ３＝Ｆ１＋Ｆ２となるように、流量制御器１６を用いて第３の量Ｆ３を調整する。液体ＬＱの全回収後、回収流路２４には、第２供給管１５を介して、第３の量Ｆ３として、第１の量Ｆ１と第２の量Ｆ２との和の量（＝Ｆ１＋Ｆ２）の液体ＬＱが供給される。これにより、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態と無い状態とで、液体回収装置２１の吸引力Ｗ１を大きく変更しなくても、液体回収装置２１は、上述の（１）式を満足するように、回収流路２４の負圧状態を維持することができる。

光路空間Ｋ１の液体ＬＱを全回収した状態で例えばメンテナンスなど所定の処理を行った後、再び光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす際には、制御装置ＣＯＮＴは、バルブ機構１３Ｂを駆動して第１供給管１３の流路を開け、供給口１２より光路空間Ｋ１に対する液体ＬＱの供給を開始する。光路空間Ｋ１には供給口１２より第１の量Ｆ１で液体ＬＱが供給される。また、制御装置ＣＯＮＴは、流量制御器１６を制御して、第２供給管１５を介して回収流路２４に第２の量Ｆ２で液体ＬＱを供給する。

以上説明したように、ノズル部材７０の温度変化を抑制するための温度調整機構６０を設けたので、ノズル部材７０の温度変化に起因する露光精度の劣化を防止することができる。温度調整機構６０は、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを取り去った後、その光路空間Ｋ１に液体ＬＱが無い状態においても、ノズル部材７０を温度調整するために、液体ＬＱをノズル部材７０の回収流路２４に供給し続けるので、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを取り去った後、液体ＬＱの気化熱によるノズル部材７０の温度低下を抑制することができる。

また、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが無い状態においてノズル部材７０を温度調整するために液体供給装置１１より第２供給管１５を介して回収流路２４に供給する液体ＬＱの温度と、基板Ｐを露光するときなどに供給口１２を介して光路空間Ｋ１に対して供給される液体ＬＱの温度とをほぼ同じにすることにより、ノズル部材７０の大きな温度変化を抑制することができる。また、供給する液体ＬＱの温度を変える場合、温調装置１８の調整量（制御量）を変更することになるが、温調装置１８の調整量を変更してから温調装置１８から送出される液体ＬＱの温度が所望温度に達する（安定する）までには、ある程度の時間を要するため、液体ＬＱの温度が安定するまでの待ち時間を設ける必要が生じる可能性がある。しかしながら、ノズル部材７０の温度調整のために回収流路２４に供給される液体ＬＱの温度と、光路空間Ｋ１を満たすために供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度とをほぼ同じにすることにより、上述の待ち時間を設けなくてすむので、露光装置ＥＸの稼動率を向上できる。

また、本実施形態においては、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る場合でも無い場合でも、温調装置１８を含む液体供給装置１１は常に駆動され続けるので、露光装置ＥＸの稼動率を向上することができる。すなわち、液体供給装置１１の動作を一旦停止した後、その動作を再開した場合、液体供給装置１１から送出される液体ＬＱの状態（温度、クリーン度など）が安定するまでの待ち時間を設ける必要が生じる可能性があるが、液体供給装置１１の駆動を継続することで、例えば液体ＬＱが無い光路空間Ｋ１に対して液体ＬＱを供給する動作を再開するときなどにおいても、上述のような待ち時間を設けなくてすむ。

また、光路空間Ｋ１から液体ＬＱを取り去った後に液体供給装置１１より回収流路２４に対して供給する液体ＬＱの第３の量Ｆ３を、基板Ｐの露光中に液体供給装置１１より回収流路２４に対して供給する液体ＬＱの第２の量Ｆ２よりも多くすることにより、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが無い場合において、温調装置１８あるいは温調器１７によって温度調整された液体ＬＱがノズル部材７０に多量に供給されることとなるので、ノズル部材７０の温度変化を効果的に抑えることができる。

また、光路空間Ｋ１から液体ＬＱを取り去った後に液体供給装置１１より回収流路２４に対して供給する液体ＬＱの第３の量Ｆ３を、基板Ｐの露光中に液体供給装置１１より回収流路２４に対して供給する液体ＬＱの第１の量Ｆ１と、供給口１２より光路空間Ｋ１に対して供給する液体ＬＱの第２の量Ｆ２との和とほぼ等しくなるようにしたので、液体回収装置２１の吸引力Ｗ１を、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを取り去る前と取り去る後とで大きく変更しなくてすむ。液体回収装置２１の吸引力Ｗ１を変更した場合、その液体回収装置２１の動作が安定するまでの待ち時間を設ける必要が生じるなどの不都合が生じる可能性があるが、本実施形態においては、液体回収装置２１の吸引力Ｗ１を大きく変更しなくてすむので、露光装置ＥＸの稼動率の低下を抑制できる。

ところで、本実施形態においては、第３の量Ｆ３は、第１の量Ｆ１と第２の量Ｆ２との和にほぼ等しく、これにより、液体回収装置２１の吸引力Ｗ１を光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態と無い状態とで大きく変更しなくてすむようにしている。液体ＬＱの供給量は、これに限らず、例えば、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすために供給口１２より光路空間Ｋ１に対して第１の量Ｆ１で液体ＬＱを供給し、そのとき、第２供給管１５を介して回収流路２４には液体ＬＱを供給せず（第２の量Ｆ２＝０）、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを取り去るために供給口１２からの液体ＬＱの供給を停止したとき（第１の量Ｆ１＝０）、液体供給装置１１より第２供給管１５を介して回収流路２４に供給する液体ＬＱの第２の量Ｆ２を、第１の量Ｆ１とほぼ等しくしてもよい。こうすることにより、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態においても無い状態においても、回収流路２４に流入する液体ＬＱの量を第１の量Ｆ１とすることができる。

また、所望状態の液浸領域ＬＲを形成しようとする場合、供給口１２から光路空間Ｋ１に対して液体ＬＱを供給するときの第１の量Ｆ１は、基板Ｐを露光するときの基板Ｐの移動速度等を含む移動条件及び／又は基板Ｐの表面を形成する膜の液体ＬＱとの接触角条件等を含む基板条件などによって調整しなければならない可能性がある。第１の量Ｆ１が少ない場合、光路空間Ｋ１から液体ＬＱを取り去った後、液体回収装置２１の回収力（吸引力）Ｗ１を変更しないようにするために、回収流路２４にノズル部材７０の温度調整のために供給する液体ＬＱの第３の量Ｆ３を第１の量Ｆ１に応じて少なくする必要があるため、液体ＬＱの温度変化（温度低下）を十分に抑制できない可能性がある。そこで、上述の実施形態のように、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る場合にも、液体供給装置１１より回収流路２４に対してノズル部材７０を温度調整するための液体ＬＱを供給し続けることにより、仮に第１の量Ｆ１が少なくても、第２の量Ｆ２を多くすることで、液体回収装置２１の回収力Ｗ１をほぼ一定にしたまま、第３の量Ｆ３を十分に多くすることができる。

なお、以上の説明においては、液体回収装置２１の吸引力Ｗ１を大きく変更せずに、上述の（１）式を満たすように、液体ＬＱの供給量（Ｆ１〜Ｆ３）を調整しているが、液体回収装置２１の吸引力Ｗ１を調整してもよいし、液体回収装置２１の吸引力Ｗ１と液体ＬＱの供給量（Ｆ１〜Ｆ３）との両方を調整するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、供給口１２から光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱと、第２供給管１５から回収流路２４に供給される液体ＬＱとは同一の液体供給装置１１から送出されるため、供給口１２から液体ＬＱを供給している場合には、第２供給管１５に設けられた温調器１７を必ずしも駆動しなくても、温調装置１８によって、供給口１２から光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度と、第２供給管１５から回収流路２４に供給される液体ＬＱの温度とをほぼ同じにすることができる。一方、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが無い場合において、温調器１７を用いて、温調装置１８を含む液体供給装置１１から送出され、ノズル部材７０の回収流路２４に供給される液体ＬＱの温度を更に調整するようにしてもよい。また、温調器１７を省いてもよい。

なお、温度調整機構６０は、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが無いとき、ノズル部材７０の温度調整のために回収流路２４に供給する液体ＬＱの温度を、供給口１２より光路空間Ｋ１に対して供給する液体ＬＱの温度よりも高くしてもよい。例えば、気化熱によってノズル部材７０の温度が著しく低下する場合には、ノズル部材７０（回収流路２４）に対して比較的高い温度の液体ＬＱを供給することによって、ノズル部材７０の温度変化をより抑制できる。この場合、温調装置１８の制御量を変えることなく、温調器１７を使って、第２供給管１５を介してノズル部材７０（回収流路２４）に供給する液体ＬＱの温度を高くすることができる。そして、供給口１２からの液体ＬＱの供給を再開する場合には、温調装置１８で温度調整された液体ＬＱを直ちに光路空間Ｋ１に供給することができる。

なお、ノズル部材７０の温度調整のために回収流路２４に供給される液体ＬＱと、供給口１２より光路空間Ｋ１に対して供給される液体ＬＱとが異なる種類のものであってもよい。上述の実施形態においては、供給口１２より光路空間Ｋ１に対して供給される液体ＬＱは純水であるが、ノズル部材７０の温度調整のために回収流路２４に供給される液体ＬＱとして、例えば純水よりも比熱が大きい液体を用いてもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について図６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。

上述の第１実施形態においては、液体供給装置１１は、供給口１２を介して液体ＬＱを光路空間Ｋ１に供給するとともに、第２供給管１５を介して液体ＬＱを回収流路２４（多孔部材２５の上面側の空間）に供給しており、液浸機構１と温度調整機構６０とは、液体供給装置１１を兼用している構成であるが、図６に示すように、光路空間Ｋ１を満たすための液体ＬＱを供給する液体供給装置１１に対して、ノズル部材７０を温度調整するためにノズル部材７０（回収流路２４）に液体ＬＱを供給する第２液体供給装置１１’を別に設けてもよい。そして、液体供給装置１１より光路空間Ｋ１に対して供給する液体ＬＱの温度調整と、第２液体供給装置１１’より回収流路２４に対して供給する液体ＬＱの温度調整とを独立して行うようにしてもよい。第２液体供給装置１１’は、温調器１７を使って、ノズル部材７０の温度調整用の液体ＬＱの温度を、供給口１２より光路空間Ｋ１に対して供給される液体ＬＱの温度と同じにしてもよいし、光路空間Ｋ１に対して供給される液体ＬＱの温度よりも高くしてもよい。

なお、上述の第１及び第２実施形態においては、基板Ｐと対向するノズル部材７０の下面のうち、回収口２２（多孔部材２５）の上面側の回収流路２４に温調用の液体ＬＱを流すようにしているが、回収口２２の多孔部材２５の上面側だけでなく、ノズル部材７０の内部の他の空間に温調用の液体ＬＱを流して、ノズル部材７０の下面における液体ＬＱの気化の影響を低減・防止することが望ましい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について図７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。図７において、ノズル部材７０は、光路空間Ｋ１に対して液体ＬＱを供給するための供給口１２に接続する供給流路１４、及び光路空間Ｋ１の液体ＬＱを回収するための回収口２２に接続する回収流路２４とは別の、ノズル部材７０の温度を調整するための液体ＬＱが流れる内部流路６１を有している。図７に示す例では、ノズル部材７０の傾斜板部７２、側板部７３、及び天板部７５のそれぞれの内部に内部流路６１が設けられている。内部流路６１は、例えば光路空間Ｋ１を囲むように、ノズル部材７０の内部において環状に形成されていてもよいし、螺旋状に形成されていてもよい。内部流路６１の一部には第２供給管１５に接続される導入口が設けられており、温度調整機構６０を構成する液体供給装置１１は、第２供給管１５及び導入口を介して内部流路６１に液体ＬＱを供給する。また、内部流路６１の他部には内部流路６１を流れた液体ＬＱを排出するための排出口が設けられている。そして、温度調整機構６０は、内部流路６１に対して導入口より液体ＬＱを供給するとともに、排出口より液体ＬＱを排出することにより、内部流路６１に温度調整用の液体ＬＱを流し続けることができる。

制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが取り去られた後、内部流路６１に液体ＬＱを供給する。また、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態においても、内部流路６１に対して液体ＬＱを供給する。また、制御装置ＣＯＮＴは、第２供給管１５の途中に設けられた温調器１７を使って、内部流路６１に供給される液体ＬＱの温度を調整可能である。制御装置ＣＯＮＴは、温調器１７を使って、内部流路６１に供給される液体ＬＱの温度と、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度とをほぼ同じにする。以上のような構成によってもノズル部材７０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、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが取り去られた後、内部流路６１に液体ＬＱを供給し、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態においては内部流路６１に対する液体ＬＱの供給を停止するようにしてもよい。

また、第３実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、第２供給管１５の途中に設けられた温調器１７を使って、内部流路６１に供給される液体ＬＱの温度を、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度よりも高くしてもよい。

なお、第３実施形態において、第２実施形態と同様に、供給口１２に液体ＬＱを供給する液体供給装置と、内部流路６１に液体ＬＱを供給する液体供給装置とを別々に設けておよい。

なお、第３実施形態において、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱと、内部流路６１に供給される液体ＬＱとは異なる種類のものであってもよい。また、ノズル部材７０の温度を調整するために、内部流路６１に気体を供給するようにしてもよい。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について図８を参照して説明する。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。図８において、温度調整機構６０は、ノズル部材７０の壁面に対向し、ノズル部材７０を温度調整するための液体ＬＱが流れるジャケット部材６２を有している。

ジャケット部材６２は、内部流路を有するチューブ状の部材であって、ノズル部材７０の側板部７３に巻かれるように設けられており、ジャケット部材６２とノズル部材７０とは接触している。ジャケット部材６２の一部には第２供給管１５に接続される導入口が設けられ、他部にはジャケット部材６２内部の液体ＬＱを排出するための排出口が設けられている。液体供給装置１１は、第２供給管１５及び導入口を介してジャケット部材６２に液体ＬＱを供給する。制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが取り去られた後、ジャケット部材６２に液体ＬＱを供給する。また、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態においても、ジャケット部材６２に対して液体ＬＱを常時供給する。また、制御装置ＣＯＮＴは、第２供給管１５の途中に設けられた温調器１７を使って、ジャケット部材６２に供給される液体ＬＱの温度を調整可能である。制御装置ＣＯＮＴは、温調器１７を使って、ジャケット部材６２に供給される液体ＬＱの温度と、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度とをほぼ同じにする。以上のような構成によっても、ノズル部材７０の温度変化を抑制することができる。

なお、第４実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが取り去られた後、ジャケット部材６２に液体ＬＱを供給し、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態においては、ジャケット部材６２に対する液体ＬＱの供給を停止するようにしてもよい。

また、第４実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、第２供給管１５の途中に設けられた温調器１７を使って、ジャケット部材６２に供給される液体ＬＱの温度を、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度よりも高くしてもよい。

なお、第４実施形態において、第２実施形態と同様に、供給口１２に液体ＬＱを供給する液体供給装置と、ジャケット部材６２に液体ＬＱを供給する液体供給装置とを別々に設けておよい。

なお、第４実施形態において、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱと、ジャケット部材６２に供給される液体ＬＱとは異なる種類のものであってもよい。また、ノズル部材７０の温度を調整するために、ジャケット部材６２に気体を供給するようにしてもよい。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について図９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。図９において、温度調整機構６０は、ノズル部材７０に取り付けられたヒータ６３を有している。

ヒータ６３はノズル部材７０の側板部７３に接触している。制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが取り去られた後、ヒータ６３を用いてノズル部材７０の温度変化を抑制する。液体ＬＱの気化による気化熱によってノズル部材７０の温度が著しく低下する場合、制御装置ＣＯＮＴは、ヒータ６３を用いてノズル部材７０を暖めることで、ノズル部材７０の温度低下を抑制することができる。なお、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態においても、ヒータ６３を用いてノズル部材７０の温度調整を行うことができる。以上のような構成によっても、ノズル部材７０の温度変化を抑制することができる。

なお、第５実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが取り去られた後、ヒータ６３を用いてノズル部材７０の温度調整を行い、光路空間Ｋ１に液体ＬＱが有る状態においては、ヒータ６３によるノズル部材７０の温度調整を行わないようにしてもよい。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について図１０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。図１０において、温度調整機構６０は、ノズル部材７０に向かって熱を放射する放射部６４を有している。放射部６４は、計測ステージＳＴ２に設けられている。本実施形態においては、放射部６４は、計測ステージＳＴ２のうち、ノズル部材７０に対向可能な上面５９に設けられている。

放射部６４は、例えば遠赤外線セラミックヒータ等によって構成されている。ノズル部材７０と対向する位置に放射部６４を配置することにより、放射部６４から放射された熱によってノズル部材７０を暖めることができるため、液体ＬＱの気化による気化熱によってノズル部材７０の温度が著しく低下した場合であっても、放射部６４を用いてノズル部材７０を暖めることで、ノズル部材７０の温度低下を抑制することができる。以上のような構成によっても、ノズル部材７０の温度変化を抑制することができる。

なお、放射部６４は基板ステージＳＴ１に設けられていてもよいし、基板ステージＳＴ１、計測ステージＳＴ２以外の所定の支持機構（可動体などを含む）に設けてもよい。

なお、上述の第１〜第６実施形態において、ノズル部材７０は供給口１２及び回収口２２の双方を有しているが、ノズル部材７０の形態は上述のものに限られず、供給口及び回収口のいずれか一方を有するノズル部材の温度変化を抑制するときに、上述の各実施形態の温度調整機構を用いることができる。

また、上述の第１〜第６実施形態では光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たして液浸空間（Ｋ２）を形成する液浸空間形成部材が液浸機構１の一部、即ちノズル部材７０であるものとしたが、これに限らず、例えばノズル部材７０以外の部材をも含むものとしてもよいし、供給口及び回収口の少なくとも一方のみを含むものとしてもよい。さらに、上述の第１〜第６実施形態では光路空間Ｋ１から液体ＬＱを全て取り除くこと（全回収）によって液浸空間の形成が解除されるものとしたが、これに限らず、例えば露光時に比べて液浸領域ＬＲが縮小されるように、光路空間Ｋ１（又は所定空間Ｋ２）の液体ＬＱの一部のみを取り除く場合も、液浸空間の形成が解除されるものとしてよい。要は、液体ＬＱの少なくとも一部を取り除くことによって液浸空間形成部材（ノズル部材７０など）の温度変化が所定の許容範囲を超えるときには液浸空間の形成が解除されたものとしてよい。

なお、上述の第１〜第６実施形態のそれぞれにおいて説明した温度調整機構６０を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、第１実施形態で説明したように、ノズル部材７０の回収流路２４に温度調整された液体ＬＱを供給するとともに、第３実施形態で説明したように、ノズル部材７０に内部流路６１を設けてそこに温度調整用の流体（液体、気体）を流すようにしてもよい。あるいは、そのノズル部材７０に、第４実施形態で説明したようなジャケット部材６２を取り付けたり、第５実施形態で説明したようなヒータ６３を取り付けたりしてもよい。更には、第６実施形態で説明したような放熱部６４を使ってノズル部材７０を暖めてもよい。

なお、上述の第１〜第６実施形態においては、投影光学系ＰＬの像面側（ノズル部材７０の下面側）から液体ＬＱが取り去られたときの液体ＬＱの気化に起因するノズル部材７０の温度変化の低減・防止について主に述べているが、ノズル部材７０の下面側に液体ＬＱが保持されている状態であっても、ノズル部材７０の下面の一部には、液浸領域ＬＲの液体ＬＱと接触した後に、液浸領域ＬＲの界面位置の変動によって、液体ＬＱと接触しない状態が生じ得る。このような場合にも、前述と同様に液浸空間の形成が一時的に解除されたものとし、上述の第１〜第６実施形態のようにノズル部材７０の温度調整を行うことによって、ノズル部材７０の少なくとも一部に生じ得る液体ＬＱの気化に起因する温度変化を低減・防止することができる。

また、上述の第１〜第６実施形態ではノズル部材７０の温度調整を行ってその温度変化を抑制するものとしたが、ノズル部材７０と同様、液浸空間の形成解除に伴って液体ＬＱの気化熱による投影光学系ＰＬの少なくとも最終光学素子ＬＳ１の温度が変動する。この場合、その温度変動によって最終光学素子ＬＳ１の光学特性の変化あるいは破損などが生じ得るので、例えば温調用流体の供給、赤外線などの照射、または温調素子（ペルチェ素子など）によって、最終光学素子ＬＳ１の温度調整も行うこととしてもよい。

上述したように、上記各実施形態における液体ＬＱは純水により構成されている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジスト及び光学素子（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。

上記各実施形態では、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（カバープレートなど）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、ノズル部材７０を含む液浸機構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２００４／０５７５９０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。

なお、上記各実施形態では、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少なくともその表面との間に液体ＬＱを満たしてもよい。

なお、上記各実施形態では、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。

また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子（ＬＳ１）の像面側の光路空間を液体で満たしているが、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子の物体面側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。そして、その物体面側の光路空間を液体で満たすためのノズル部材が設けられている場合には、そのノズル部材の温度変化を抑制するようにしてもよい。

なお、上記各実施形態の液体ＬＱは水（純水）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）、あるいは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及び基板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。

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、石英あるいは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。液体ＬＱとして、種々の液体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。また、上記各実施形態では基板Ｐの温度とほぼ同じ温度の液体ＬＱを供給して液浸領域ＬＲを形成することとしてもよい。これにより、液体ＬＱとの温度差による基板Ｐの熱変形などを防止することができる。

なお、上記各実施形態では干渉計システム（５２、５４、５６）を用いてマスクステージＭＳＴ、基板ステージＳＴ１、及び計測ステージＳＴ２の各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。

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、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、上記各実施形態では投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。投影光学系を用いない場合であっても、露光光はマスク又はレンズなどの光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸領域が形成される。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５，９６９，４４１号）あるいは米国特許第６，２０８，４０７号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ツインステージ型の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されているように、計測ステージを備えていない露光装置にも適用できる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。

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、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

なお、上述の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（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）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。

さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回のスキャン露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

なお、本国際出願で指定又は選択された国の法令で許容される限りにおいて、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１１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工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などの基板処理プロセスを含むステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

本発明によれば、液浸空間形成部材の温度変化に起因する露光精度の劣化を防止して、基板を良好に露光することができる。それゆえ、本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子又はディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、ＣＣＤ、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、レチクル（マスク）のような広範囲な製品を製造するための露光装置及び方法に極めて有用となる。

Claims (37)

1. 露光光の光路空間に満たされた第１液体を介して基板を露光する露光装置において、
   前記光路空間を前記第１液体で満たして液浸空間を形成する液浸空間形成部材と、
   前記液浸空間の形成の解除に伴う前記液浸空間形成部材の温度変化を抑制する温度調整機構と、を備える露光装置。
2. 前記液浸空間の形成の解除では、前記光路空間から前記第１液体が取り去られる請求項１記載の露光装置。
3. 前記液浸空間形成部材は、前記光路空間に前記第１液体を供給する供給口及び前記光路空間の前記第１液体を回収する回収口の少なくとも一方を有する請求項１又は２記載の露光装置。
4. 前記液浸空間形成部材は、前記供給口及び前記回収口の少なくとも一方が設けられるノズル部材を含み、前記基板に前記露光光が照射されているときに、前記ノズル部材と前記基板との間の少なくとも一部に前記第１液体が保持される請求項３記載の露光装置。
5. 前記露光光は、少なくとも射出側に前記液浸空間が形成される光学部材、及び前記液浸空間の第１液体を介して前記基板に照射される請求項１〜４のいずれか一項記載の露光装置。
6. 前記光学部材は、少なくとも前記液浸空間の形成が解除されている間、その温度調整が行われる請求項５記載の露光装置。
7. 前記温度調整機構は、前記第１液体の気化熱による前記液浸空間形成部材の温度低下を抑制する請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
8. 前記温度調整機構は、温調用流体を用いて前記液浸空間形成部材の温度変化を抑制する請求項１〜７のいずれか一項記載の露光装置。
9. 前記温度調整機構は、前記光路空間が前記第１液体で満たされていない間、前記温調用流体を前記液浸空間形成部材に供給する請求項８記載の露光装置。
10. 前記温調用流体は、前記光路空間に供給される前記第１液体と同じ物質である請求項８又は９記載の露光装置。
11. 前記温度調整機構は、前記温調用流体の温度調整を行う温調器を有する請求項８〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
12. 前記温調用流体はその温度が前記光路空間に供給される前記第１液体の温度とほぼ同じである請求項８〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
13. 前記温調用流体はその温度が前記光路空間に供給される前記第１液体の温度よりも高い請求項８〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
14. 前記液浸空間形成部材は、前記光路空間の前記第１液体を回収する回収口に接続される回収流路が設けられるノズル部材を含み、
    前記温度調整機構は、前記回収流路に温調用の第２液体を供給する請求項１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
15. 前記光路空間に前記第１液体が有る間も、前記第２液体は前記回収流路に供給される請求項１４記載の露光装置。
16. 前記回収流路の前記第１及び第２液体を回収する液体回収装置をさらに備える請求項１４又は１５記載の露光装置。
17. 前記回収口に多孔部材が配置される請求項１６記載の露光装置。
18. 前記多孔部材の各孔の一方側の開口径は、他方側の開口径と異なる請求項１７記載の露光装置。
19. 前記液体回収装置は、前記光路空間の前記第１液体が、実質的に気体の通過なく、前記多孔部材を通過するように、前記回収流路の圧力を調整する請求項１７又は１８記載の露光装置。
20. 前記第１液体の供給停止と、前記第１液体の回収とによって、前記光路空間から前記第１液体が取り去られる請求項１４〜１９のいずれか一項記載の露光装置。
21. 前記光路空間から前記第１液体が取り去られた後に前記回収流路に供給される前記第２液体の単位時間当たりの量は、前記基板の露光中に前記回収流路に供給される前記第２液体の単位時間当たりの量よりも多い請求項１４〜２０のいずれか一項記載の露光装置。
22. 前記光路空間から前記第１液体が取り去られた後に前記回収流路に供給される前記第２液体の単位時間当たりの量は、前記基板の露光中に前記回収流路に供給される前記第２液体の単位時間当たりの量と、前記光路空間に供給される前記第１液体の単位時間当たりの量との和にほぼ等しい請求項１４〜２１のいずれか一項記載の露光装置。
23. 前記液浸空間形成部材は、前記光路空間に前記第１液体を供給する供給口、及び前記光路空間の前記第１液体を回収する回収口から流体的に独立した第１温調流体流路を有する請求項１〜２２のいずれか一項記載の露光装置。
24. 前記温度調整機構は、前記液浸空間形成部材の少なくとも一部を覆う第２温調流体流路を有するジャケット部材を有する請求項１〜２３のいずれか一項記載の露光装置。
25. 前記温度調整機構は、前記液浸空間形成部材に向かって熱を放射する放射部を有する請求項１〜２４のいずれか一項記載の露光装置。
26. 前記温度調整機構は、前記液浸空間形成部材に取り付けられたヒータを有する請求項１〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
27. 請求項１〜請求項２６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。
28. 液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、
    前記露光光の光路空間を前記液体で満たして液浸空間を形成する液浸空間形成部材を用いて前記基板を露光するとともに、前記液浸空間の形成の解除に伴う前記液浸空間形成部材の温度変化を抑制する露光方法。
29. 前記液浸空間の形成の解除では、前記光路空間から前記液体が取り去られる請求項２８記載の露光方法。
30. 前記露光光は、少なくとも射出側に前記液浸空間が形成される光学部材、及び前記液浸空間の液体を介して前記基板に照射される請求項２８又は２９記載の露光方法。
31. 前記光学部材は、少なくとも前記液浸空間の形成が解除されている間、その温度調整が行われる請求項３０記載の露光方法。
32. 前記液体の気化熱による前記液浸空間形成部材の温度低下が抑制される請求項２８〜３１のいずれか一項記載の露光方法。
33. 前記液浸空間形成部材は温調用流体によってその温度変化が抑制される請求項２８〜３２のいずれか一項記載の露光方法。
34. 前記温調用流体は、前記光路空間に供給される前記液体と同じ物質である請求項３３記載の露光方法。
35. 前記温調用流体はその温度が前記液浸空間の液体の温度と同程度以上である請求項３３又は３４記載の露光方法。
36. 前記液浸空間形成部材は熱の放射によってその温度変化が抑制される請求項２８〜３５のいずれか一項記載の露光方法。
37. 請求項２８〜請求項３６のいずれか一項記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。

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