JPWO2006134910A1 - 光学素子、光学素子保持装置、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

光学素子（ＬＳ２）は、その側面（Ｔ６）に、光学素子保持装置の一部が入り込むための溝部（５０）を有している。

Description

本発明は、光学素子、光学素子保持装置、露光装置、及びデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００５年６月１４日に出願された特願２００５−１７３３４０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

露光装置をはじめとする各種光学機器の光学系を構成するレンズ等の光学素子を保持装置で保持する場合、光学素子の側面から突出したつば部を保持する場合が多い（特許文献１参照）。
特開２００１−７４９９１号公報（対応米国特許第６，２３９，９２４号明細書）

光学素子の側面に突出したつば部を保持装置が十分に保持するためには、光学素子の径方向、厚み方向に所定の大きさを備えたつば部を形成する必要がある。ところで、つば部を含む光学素子の外径及び厚さは、素子表面の研磨作業の観点から素子表面の曲率によって一意的に決定される。例えば、中心厚が周縁厚に比べて極端に厚い光学素子の場合、保持装置が十分に保持できる程度のつば部を確保するためには、光学素子を外径方向及び厚さ方向に大きくしなければならない。そのため、光学素子が大型化し、ひいては光学機器全体の大型化を招く不都合が生じる可能性がある。

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、変形を抑制しつつ良好に保持される光学素子、及びその光学素子を保持する光学素子保持装置を提供することを目的とする。また、良好に保持された光学素子を使って基板を露光する露光装置、及び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、保持部材（１００）によって周縁部が保持される光学素子において、光学素子（ＬＳ２）の側面（Ｔ６）に、保持部材（１００）の一部が入り込むための溝部（５０）が形成されている光学素子（ＬＳ２）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、光学素子の側面に、保持部材の一部が入り込むための溝部を設けたので、光学素子を大型化することなく、良好に保持される。また、側面から突出する突出部が無いので、研磨処理など光学素子に対する所定の処理を円滑に行うことができる。

本発明の第２の態様に従えば、光学素子（ＬＳ２）の周縁部を保持する保持部材を備える光学素子保持装置において、光学素子（ＬＳ２）は、側面（Ｔ６）に形成された溝部（５０）を有し、保持部材は、光学素子（ＬＳ２）を支持する第１の支持部（１０１）と、溝部（５０）に入り込み、かつ第１の支持部（１０１）と共に光学素子（ＬＳ２）の一部を挟み込む第２の支持部（１０２）とを有する光学素子保持装置（ＬＨ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、光学素子の変形を抑制しつつ良好に保持することができる。

本発明の第３の態様に従えば、光学素子（ＬＳ１〜ＬＳ７）を介して基板（Ｐ）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、光学素子として上記態様の光学素子が用いられる露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第３の態様によれば、良好に保持された光学素子を使って基板を良好に露光することができる。

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４の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を使ってデバイスを製造することができる。

本発明によれば、光学素子を良好に保持することができる。また、良好に保持された光学素子を使って基板を良好に露光できる。

第１実施形態に係る光学素子を示す側断面図である。 第１実施形態に係る光学素子を示す平面図である。 第１実施形態に係る光学素子を示す斜視図である。 第１実施形態に係る保持部材を説明するための図である。 光学素子の上面を研磨処理している様子を示す模式図である。 第２実施形態に係る光学素子を示す図である。 第２実施形態に係る光学素子を示す図である。 第３実施形態に係る保持部材を説明するための図である。 第４実施形態に係る光学素子を示す図である。 第５実施形態に係る光学素子を示す図である。 第６実施形態に係る光学素子を示す図である。 第７実施形態に係る保持部材を説明するための図である。 露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャート図である。

符号の説明

５０…溝部、５０Ａ…第１の溝部、５０Ｂ…第２の溝部、５６…つば部、１００…保持部材（光学素子保持装置）、１０１…第１の支持部、１０２…第２の支持部、１２２…取付構造体（第１の支持部）、１３４…受座（第１の支持部）、ＡＸ…光軸、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＨ…光学素子保持装置、ＬＱ…液体、ＬＳ１…第１光学素子、ＬＳ２…光学素子（第２光学素子）、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、Ｔ３…下面（射出面）、Ｔ４…上面（入射面）、Ｔ６…側面

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、図中に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。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。また、ＸＹ平面は水平面と平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に沿った軸とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。図１は第１実施形態に係る光学素子ＬＳ２を示す側断面図、図２は光学素子ＬＳ２の平面図、図３は光学素子ＬＳ２の斜視図である。また図４は、光学素子ＬＳ２が保持部材（光学素子保持装置）１００によって保持されている状態を示す図である。

光学素子ＬＳ２は、保持部材１００によって周縁部を保持されるようになっている。すなわち、光学素子ＬＳ２は、素子本体の側面Ｔ６に保持部材１００の一部が入り込むための溝部５０が形成されている。図２に示すように、本実施形態の光学素子ＬＳ２は、平面視においてほぼ円形状であり、溝部５０は、光学素子ＬＳ２の接線方向に沿って側面Ｔ６に複数形成されている。本実施形態においては、溝部５０は、光学素子ＬＳ２の接線方向に沿って、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６の３箇所に形成されている。

光学素子ＬＳ２は、光を入射する上面（入射面）Ｔ４と、入射した光を射出する下面（射出面）Ｔ３とを有している。図１に示すように、上面Ｔ４は、上方に膨らむように断面視円弧状に形成され、ほぼ球面となっている。一方、下面Ｔ３は、ほぼ平面となっている。すなわち、光学素子ＬＳ２は、屈折力（レンズ作用）を有する光学素子であって、上方に向かって凸状に形成された正の屈折力を有する球面状の上面Ｔ４と、平面状の下面Ｔ３とを有した構成となっている。
なお、側面Ｔ６は、上面Ｔ４と連続した面、すなわち、上面Ｔ４と同じ曲率を有する面であってもよい。また、側面Ｔ６は、上面Ｔ４が曲率を有するのに対し、平面を有する面であってもよい。

図４に示すように、光学素子保持装置（保持部材）１００は、光学素子ＬＳ２を支持する第１支持部１０１と、溝部５０に入り込み、かつ第１支持部１０１と共に光学素子ＬＳ２のつば部５６を挟み込む第２支持部１０２とを有している。第１支持部１０１は、光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３側に配置されており、光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３を支持する。

第２支持部１０２は、溝部５０の内側の面のうち、＋Ｚ側を向く第１面５１に接している。第２支持部１０２は、例えば板ばね部材等の弾性部材を含み、弾性変形可能である。第１面５１と下面Ｔ３との間にはつば部５６が形成されており、第２支持部１０２は、第１支持部１０１と共に、光学素子ＬＳ２のつば部５６を挟み込む。

光学素子保持装置１００は、複数（３つ）の溝部５０に対応するように、複数（３つ）設けられる。また、図１に示すように、光は、上面Ｔ４のうち、光が入射する所定領域（第１領域）ＳＲ１に照射され、光学素子ＬＳ２を通過した後、下面Ｔ３の所定領域（第２領域）ＳＲ２より射出される。光学素子保持装置１００及び溝部５０は、通過する光を妨げない所定領域（第３領域）に設けられる。
すなわち、第３領域は、第１領域と第２領域とは異なる領域に設けられる。したがって、この第３領域は、上面Ｔ４のうち第１領域を除く領域と、下面Ｔ３のうち第２領域を除く領域を含む領域である。なお、本実施形態では、一例として、側面Ｔ６ｇａが第３領域に含まれるものとして説明する。

以上説明したように、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６に、光学素子保持装置１００の一部が入り込むための溝部５０を設けたので、光学素子ＬＳ２の変形を抑えつつ、その光学素子ＬＳ２を光学素子保持装置１００で良好に保持することができる。すなわち、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６から突出する突出部を設けることなく、通過する光を妨げない位置に溝部５０を形成しているので、溝部５０の位置や大きさを調整してつば部５６の厚みを厚くすることができるため、光学素子ＬＳ２の変形を抑えつつ、その光学素子ＬＳ２を光学素子保持装置１００で良好に保持することができる。また、本実施形態においては、溝部５０は、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６の接線方向に沿って複数形成された構成であり、光学素子ＬＳ２のうち、溝部５０が形成された領域以外の領域は厚肉となっているため、光学素子ＬＳ２全体の強度を維持することができる。したがって、光学素子保持装置１００で保持した際、光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４や下面Ｔ３の変形（歪み）を効果的に抑制することができる。

また、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６には突出した突出部が無いので、光学素子ＬＳ２のコンパクト化を図ることができる。したがって、光学素子ＬＳ２やそれを保持する光学素子保持装置１００、あるいは光学素子ＬＳ２及び光学素子保持装置１００の周囲に配置される周辺機器・部材の設計・配置の自由度を向上することができる。

また、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６には突出した突出部が無いので、例えば図５に示すように、上面Ｔ４を研磨装置３００で研磨する際にも、第１領域ＳＲ１の端部まで良好に研磨することができる。光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６に、その側面Ｔ６から突出した突出部（つば部）を設けた場合、研磨装置３００と突出部とが干渉し、第１領域ＳＲ１の端部まで良好に研磨することができない不都合が生じる可能性がある。第１領域ＳＲ１の端部まで研磨するために、突出部（つば部）を小さくする構成が考えられるが、突出部（つば部）の強度が低下するため、その突出部（つば部）を保持部材で保持した際、突出部（つば部）を含む光学素子を変形させてしまう可能性がある。本実施形態においては、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６に突出部を設けないようにしたので、第１領域ＳＲ１の端部まで良好に研磨処理を施すことができる。この場合、第１領域ＳＲ１が溝部５０近傍まで設定されていても、すなわち、第１領域ＳＲ１が球面である上面Ｔ４の大部分の領域に設定されていても、その第１領域ＳＲ１の端部まで良好に研磨処理することができる。また、突出部が無いので、研磨処理のみならず、研磨処理以外の光学素子ＬＳ２に対する所定の処理を円滑に行うことができる。同様に、光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３に対する処理も円滑に行うことができる。このように光学素子ＬＳ２の表面を良好に処理することができるので、良好な光学特性を有する光学素子ＬＳ２を製造することができる。

なお、本実施形態においては、溝部５０は、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６の接線方向に沿って３つ形成されているが、その数は任意に設定可能である。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図６Ａ及び６Ｂを参照して説明する。図６Ａは第２実施形態に係る光学素子ＬＳ２を示す側断面図、図６Ｂは平面図である。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６Ａ及び６Ｂに示すように、溝部５０は、光軸ＡＸを囲むように、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６に環状に形成されている。本実施形態において、光軸ＡＸはＺ軸方向と平行である。このように、溝部５０を光軸ＡＸを囲むように形成することもできる。この場合、光学素子保持装置１００の配置や数を任意に設定できる。そして、溝部５０の位置や大きさを調整することによって、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６から突出する突出部を設けることなく、つば部５６の厚みを厚くすることができ、光学素子ＬＳ２の変形を抑えつつ、その光学素子ＬＳ２を光学素子保持装置１００で良好に保持することができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について図７を参照して説明する。図７に示すように、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６に形成された溝部５０には、光学素子保持装置１００の第１支持部１０１が入り込んでいる。また、光学素子保持装置１００の第２支持部１０２は、光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４側に配置されている。第１支持部１０１は、溝部５０の内側の面のうち、−Ｚ側を向く第２面２２を支持している。第２支持部１０２は、光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４の一部に接している。第２支持部１０２は、第１支持部１０１と共に、光学素子ＬＳ２の一部を挟み込む。このように、第１支持部１０１を溝部５０に入り込ませ、第２支持部１０２を上面Ｔ４側に配置することも可能である。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について図８を参照して説明する。図８において、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６には、溝部が光軸と平行な方向（Ｚ軸方向）に沿って所定距離離して複数形成されている。本実施形態においては、光学素子ＬＳ２は、その側面Ｔ６に、Ｚ軸方向に所定距離離して形成された第１溝部５０Ａと第２溝部５０Ｂとを有している。第１溝部５０Ａは、第２溝部５０Ｂに対して−Ｚ側（下側）に形成されている。また、第１、第２溝部５０Ａ、５０Ｂのそれぞれは、上述の第１実施形態と同様、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６の接線方向に沿って複数（３つ）形成されている。そして、下面Ｔ３と第１溝部５０Ａとの間には第１つば部５６Ａが形成され、第１溝部５０Ａと第２溝部５０Ｂとの間には第２つば部５６Ｂが形成されている。

光学素子保持装置１００のうち、第１支持部１０１は、第１溝部５０Ａに入り込み、第２支持部１０２は、第２溝部５０Ｂに入り込み、かつ第１支持部１０１と共に光学素子ＬＳ２の第２つば部５６Ｂを挟み込んでいる。第１支持部１０１は、第１溝部５０Ａの内側の面のうち、−Ｚ側を向く第２面５２を支持している。一方、第２支持部１０２は、第２溝部５０Ｂの内側の面のうち、＋Ｚ側を向く第３面５３側に配置され、第３面５３と接している。このように、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６のうちＺ軸方向に沿った複数の位置のそれぞれに、溝部５０（５０Ａ、５０Ｂ）を形成することも可能である。

なお、第４実施形態において、光学素子保持装置１００の第１支持部１０１で光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３を支持し、第２支持部１０２を第１溝部５０Ａに入り込ませて第１面５１に接触させ、第１支持部１０１と第２支持部１０２とで第１つば部５６Ａを挟み込んでもよい。あるいは、光学素子保持装置１００の第１支持部１０１を第２溝部５０Ｂに入り込ませ、第２溝部５０Ｂの内側の面のうち、−Ｚ側を向く第４面５４を第１支持部１０１で支持し、第２支持部１０２を光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４の一部に接触させてもよい。

あるいは、光学素子保持装置１００をＺ軸方向に複数並べて設けてもよい。例えば、第１の保持部材の第１支持部と第２支持部とで第１つば部５６Ａを挟み込み、第２の保持部材の第１支持部と第２支持部とで第２つば部５６Ｂを挟み込んでもよい。

なお、第４実施形態において、第１、第２溝部５０Ａ，５０Ｂのそれぞれは、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６の接線方向に沿って複数形成されているように説明したが、上述の第２実施形態と同様、第１、第２溝部５０Ａ、５０Ｂのそれぞれが、光軸を囲むように環状に形成されていてもよい。あるいは、第１溝部５０Ａ及び第２溝部５０Ｂの一方が接線方向に沿って複数形成され、他方が光軸を囲むように環状に形成されていてもよい。

なお、本実施形態においては、光学素子ＬＳ２は、その側面Ｔ６に、光軸と平行な方向に所定距離離して形成された２つの溝部５０Ａ、５０Ｂを有しているが、例えば３つあるいは４つなど、任意の複数の溝部５０を形成してもよい。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について図９を参照して説明する。図９において、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６には溝部５０が形成されている。溝部５０は、上述の第１実施形態同様、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６の接線方向に沿って複数（３つ）形成されている。

本実施形態においては、下面Ｔ３の外径Ｄ１は、上面Ｔ４の外径Ｄ２よりも小さく形成されている。そして、側面Ｔ６は、溝部５０を有し、上面Ｔ４の外径Ｄ２とほぼ同じ外径を有する第３領域ＳＲ３と、第３領域ＳＲ３の下に設けられ、下面Ｔ３の外径Ｄ１とほぼ同じ外径を有する第４領域ＳＲ４とを有している。そして、第３領域ＳＲ３と第４領域ＳＲ４との間には段部が形成されている。以下の説明においては、側面Ｔ６のうち、第３領域ＳＲ３よりも光軸側へ凹んだ第４領域ＳＲ４を適宜、「凹部５７」と称する。

光学素子ＬＳ２は、凹部５７によって形成された−Ｚ側を向く第５面５５と、−Ｘ側を向く第６面５８とを有している。そして、溝部５０の内側の第１面５１と第５面５５との間にはつば部５６が形成されている。光学素子保持装置１００のうち、第１支持部１０１は、第５面５５を支持している。第２支持部１０２は、溝部５０に入り込み、かつ第１支持部１０１と共に光学素子ＬＳ２のつば部５６を挟み込んでいる。また、本実施形態では、溝部５０は、第１実施形態同様、接線方向に沿って複数形成された構成であり、光学素子ＬＳ２の強度は維持されている。

このように、凹部５７を設けたことにより、つば部５６の下側の領域を比較的広くすることができるため、例えば光学素子ＬＳ２の周囲に配置される周辺機器・部材の配置の自由度を向上することができる。

なお、第６実施形態において、溝部５０を光軸を囲むように環状に形成してもよい。

なお、第６実施形態において、第６面５８と、下面Ｔ３とが交差する角部５９を面取り又はカットしても良い。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について図１０を参照して説明する。上述した第１〜第５実施形態においては、光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４は球面状であるが、図１０に示すように、光学素子は例えば平行平面板であってもよい。

図１０において、光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２はほぼ平面であり、下面Ｔ１もほぼ平面となっている。また、上面Ｔ２と下面Ｔ１とは互いにほぼ平行である。光は、上面Ｔ２に入射され、光学素子ＬＳ１を通過した後、下面Ｔ１より射出される。

上述の第４実施形態同様、光学素子ＬＳ１は、その側面Ｔ５に、Ｚ軸方向に所定距離離して形成された第１溝部５０Ａと第２溝部５０Ｂとを有している。そして、第１溝部５０Ａと第２溝部５０Ｂとの間に形成されたつば部５６が光学素子保持装置１００の第１支持部１０１と第２支持部１０２とによって挟み込まれる。

なお、第６実施形態において、第１、第２溝部５０Ａ、５０Ｂのそれぞれは、光学素子ＬＳ１の側面Ｔ５の接線方向に沿って複数形成されていてもよいし、第１、第２溝部５０Ａ、５０Ｂのそれぞれが、光軸を囲むように環状に形成されていてもよいし、第１溝部５０Ａ及び第２溝部５０Ｂの一方が接線方向に沿って複数形成され、他方が光軸を囲むように環状に形成されていてもよい。

なお、第６実施形態において、上述の第１実施形態同様、光学素子ＬＳ１の側面Ｔ５にＺ軸方向に関して１つの溝部５０を設ける構成でもよい。また、第６実施形態において、上述の第５実施形態同様、上面Ｔ２の外径と下面Ｔ１の外径とを互いに異ならせ、側面Ｔ５の一部に凹部を形成してもよい。

＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について図１１を参照して説明する。上述した第１〜第６実施形態においては、第１支持部１０１が光学素子ＬＳ２（つば部）の−Ｚ側を向く面を支持し、第２支持部１０２が光学素子ＬＳ２（つば部）の＋Ｚ側を向く面に接しているが、図１１に示すように、第２支持部１０２が光学素子ＬＳ２（つば部）の−Ｚ側を向く面を支持し、第１支持部１０１が光学素子ＬＳ２（つば部）の＋Ｚ側を向く面に接するようにしてもよい。

図１１において、光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６には、光学素子保持装置１００の一部が入り込むための溝部５０が形成されている。そして、光学素子保持装置１００のうち、第１支持部１０１が溝部５０に入り込んでいる。第１支持部１０１は、溝部５０の内側の面のうち、＋Ｚ側を向く第１面５１に接している。第２支持部１０２は、光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３側に配置されており、光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３を支持している。そして、光学素子保持装置１００は、第１支持部１０１と第２支持部１０２とで、第２光学素子ＬＳ２のつば部５６を挟み込んでいる。

なお、上述の第１〜第７実施形態においては、保持部材は光学素子ＬＳ２の側面の一部を第１支持部と第２支持部とで挟み込むことによって保持しているが、例えば第１支持部及び第２支持部の少なくとも一方と光学素子との間を接着剤などを用いて接着するようにしてもよい。あるいは、第１支持部及び第２支持部の少なくとも一方に吸着保持部を設け、光学素子を吸着保持するようにしてもよい。あるいは、第１支持部及び第２支持部の少なくとも一方と光学素子との間をボルト部材などを用いて接続するようにしてもよい。また、上述の各実施形態において、溝部の形状は、直線に限られず、通過する光を妨げなければ、曲線など任意の形状でもよい。
また、光学素子の外形形状は、円形、楕円形、あるいは円形の外周部を一部カットして直線部を形成した形状であってもよい。
さらに、上記実施形態では、光学素子の下面が平面を有する構成について説明したが、曲率（凹面あるいは凸面）を有する面であってもよい。
また、第１支部部を形成する材質は、金属、セラミック、シリコン、硝材（例えば、石英ガラス、蛍石）など、種々のもの使用することが可能である。

＜露光装置＞
次に、露光装置の一実施形態について説明する。図１２は露光装置ＥＸの一実施形態を示す概略構成図である。図１２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ＣＯＮＴとを備えている。

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を構成する複数の光学素子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との間の露光光ＥＬの光路空間である第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすための第１液浸機構１を備えている。基板Ｐは投影光学系ＰＬ（第１光学素子ＬＳ１）の像面側に配置され、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１は基板Ｐの表面と対向するように配置される。第１液浸機構１は、第１空間Ｋ１の近傍に設けられ、液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口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に設けられた供給口１２を介して液体ＬＱを供給する第１液体供給装置１１と、第１ノズル部材７１に設けられた回収口２２、及び回収管２３を介して液体ＬＱを回収する第１液体回収装置２１とを備えている。第１ノズル部材７１は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、第１光学素子ＬＳ１の下部を囲むように環状に形成されている。第１液体供給装置１１及び第１液体回収装置２１を含む第１液浸機構１の動作は、制御装置ＣＯＮＴに制御される。

また、露光装置ＥＸは、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との間の露光光ＥＬの光路空間である第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすための第２液浸機構２を備えている。第２光学素子ＬＳ２は第１光学素子ＬＳ１の上方に配置され、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と対向するように配置される。第２液浸機構２は、第２空間Ｋ２の近傍に設けられ、液体ＬＱを供給する供給口３２及び液体ＬＱを回収する回収口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に設けられた供給口３２を介して液体ＬＱを供給する第２液体供給装置３１と、第２ノズル部材７２に設けられた回収口４２、及び回収管４３を介して液体ＬＱを回収する第２液体回収装置４１とを備えている。第２ノズル部材７２は、第１ノズル部材７１の上方において、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、第１光学素子ＬＳ１の上部を囲むように環状に形成されている。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に支持されるようになっている。

第１液浸機構１によって供給された液体ＬＱは、第１光学素子ＬＳ１とその像面側に配置された基板Ｐとの間に保持され、第２液浸機構２によって供給された液体ＬＱは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間に保持される。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上に投影している間、第１液浸機構１を使って、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすとともに、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との間の第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす。

本実施形態においては、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの投影領域を含む基板Ｐ上の一部に、投影領域よりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域を局所的に形成する局所液浸方式を採用している。また、本実施形態においては、露光装置ＥＸ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を含む領域に液体ＬＱの液浸領域を形成する。露光装置ＥＸは、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２を含む投影光学系ＰＬ、第２空間Ｋ２に満たされた液体ＬＱ、及び第１空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱ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のパターンを基板Ｐに投影する。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを走査方向（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に露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。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（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）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、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、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、所定の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、第１面（物体面）に配置されたマスクＭのパターンを所定の投影倍率βで、第２面（像面）に配置された基板Ｐの表面に投影露光するものであって、投影光学系ＰＬの像面に最も近い位置に配置された第１光学素子ＬＳ１を含む複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７で構成されている。マスクＭのパターンを基板Ｐに投影するときには、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬを通過する。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。

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、下面Ｔ１と上面Ｔ２とは平行である。第１光学素子ＬＳ１は第２ノズル部材７２によって支持される。第２ノズル部材７２は、第１光学素子ＬＳ１を囲む枠部材であって、第１光学素子ＬＳ１の外周部（フランジ部）を支持する支持部を有しており、第１光学素子ＬＳ１は、第２ノズル部材７２に設けられた支持部によって支持されている。第１光学素子ＬＳ１を支持する第２ノズル部材７２は鏡筒ＰＫの下端部（下面）に接続されている。また、第１光学素子ＬＳ１を支持する第２ノズル部材７２は、鏡筒ＰＫに対して脱着可能に設けられている。

第２光学素子ＬＳ２は、屈折力（レンズ作用）を有する光学素子であって、平面状の下面Ｔ３と、物体面側（マスクＭ側）に向かって凸状に形成され、正の屈折力を有する上面Ｔ４とを有している。第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４は正の屈折力を有しているため、上面Ｔ４に入射する光（露光光ＥＬ）の反射損失が低減されており、ひいては大きい像側開口数が確保されている。

本実施形態において、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、第２光学素子ＬＳ２の側面Ｔ６に溝部５０が設けられている。そして、鏡筒ＰＫの一部に、第２光学素子ＬＳ２を保持するための光学素子保持装置ＬＨ（保持部材）が設けられる。溝部５０と光学素子保持装置ＬＨとの関係は第１〜第７実施形態で説明した通りである。屈折力（レンズ作用）を有する第２光学素子ＬＳ２は、良好に位置決めされた状態で鏡筒ＰＫの保持装置ＬＨに保持されている。保持装置ＬＨに保持された第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と、第２ノズル部材７２に支持された第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とはほぼ平行となっている。

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。なお、第１空間Ｋ１に液体ＬＱを満たし続けることができるならば、基板ステージＰＳＴの上面９７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。

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ＰＳＴの側面には移動鏡９３が設けられている。また、所定の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、不図示ではあるが、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴ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。

レーザ干渉計９４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は制御装置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の表面と投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面との位置関係を調整するとともに、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について説明する。第１液浸機構１の第１液体供給装置１１は、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の光路空間である第１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度調整装置、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。第１液体供給装置１１には供給管１３の一端部が接続されており、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。第１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、第１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。

第１液浸機構１の第１液体回収装置２１は、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の光路空間である第１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。第１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の他端部は第１ノズル部材７１に接続されている。第１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、第１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。

第１空間Ｋ１に液体ＬＱを供給する供給口１２及び第１空間Ｋ１の液体ＬＱを回収する回収口２２は第１ノズル部材７１の下面に形成されている。第１ノズル部材７１の下面は、基板Ｐの表面、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ノズル部材７１は、第１光学素子ＬＳ１の側面を囲むように設けられた環状又は矩形状部材であって、供給口１２は、第１ノズル部材７１の下面において、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、回収口２２は、第１ノズル部材７１の下面において、第１光学素子ＬＳ１に対して供給口１２よりも外側に（供給口１２よりも離れて）設けられており、最終光学素子ＬＳ１及び供給口１２を囲むように設けられている。

そして、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給装置１１を使って第１空間Ｋ１に液体ＬＱを所定量供給するとともに、第１液体回収装置２１を使って第１空間Ｋ１の液体ＬＱを所定量回収することで、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間である第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす。第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす際、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給装置１１及び第１液体回収装置２１のそれぞれを駆動する。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで第１液体供給装置１１から液体ＬＱが送出されると、その第１液体供給装置１１から送出された液体ＬＱは、供給管１３を流れた後、第１ノズル部材７１の内部に形成された供給流路を介して、供給口１２より第１空間Ｋ１に供給される。また、制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで第１液体回収装置２１が駆動されると、第１空間Ｋ１の液体ＬＱは回収口２２を介して第１ノズル部材７１の内部に設けられた回収流路に流入し、回収管２３を流れた後、第１液体回収装置２１に回収される。

次に、第２液浸機構２について説明する。第２液浸機構２の第２液体供給装置３１は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間の光路空間である第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすために液体ＬＱを供給するものである。第２液体供給装置３１は、第１液浸機構１の第１液体供給装置１１とほぼ同等の構成を有している。第２液体供給装置３１には供給管３３の一端部が接続されており、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。第２液体供給装置３１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第２液浸機構２の第２液体回収装置４１は、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを回収するものである。第２液体回収装置４１は、第１液浸機構１の第１液体回収装置２１とほぼ同等の構成を有している。第２液体回収装置４１には回収管４３の一端部が接続されており、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。第２液体回収装置４１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給する供給口３２及び第２空間Ｋ２の液体ＬＱを回収する回収口４２は第２ノズル部材７２の所定位置に形成されている。本実施形態においては、供給口３２は、第２ノズル部材７２のうち、第２空間Ｋ２に対して−Ｘ側の所定位置に設けられている。回収口４２は、第２ノズル部材７２のうち、第２空間Ｋ２を挟んで供給口３２と対向する位置に設けられている。

第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす際には、制御装置ＣＯＮＴは、第２液浸機構２の第２液体供給装置３１を使って液体ＬＱを所定量供給することで、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の露光光ＥＬの光路空間である第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす。第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす際、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給装置３１を駆動する。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで第２液体供給装置３１から液体ＬＱが送出されると、その第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を介して、供給口３２より第２空間Ｋ２に供給される。また、制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで第２液体回収装置４１が駆動されると、第２空間Ｋ２の液体ＬＱは回収口４２を介して第２ノズル部材７２の内部に形成された回収流路に流入し、回収管４３を流れた後、第２液体回収装置４１に回収される。

基板Ｐを液浸露光する際には、制御装置ＣＯＮＴは、第１液浸機構１及び第２液浸機構２を使って、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。第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たした後、制御装置ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬによりマスクステージ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より射出された露光光ＥＬは、マスクＭを通過し、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（第１領域ＳＲ１）に入射し、第２光学素子ＬＳ２を通過し、下面Ｔ３の所定領域（第２領域ＳＲ２）を通過した後、第２空間Ｋ２に満たされている液体ＬＱに入射する。その液体ＬＱ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の所定領域を通過し、第１空間Ｋ１に満たされている液体ＬＱに入射した後、基板Ｐ上に到達する。これにより、基板Ｐは液浸露光される。

本実施形態においては、第２光学素子ＬＳ２に溝部を設け、保持装置はその溝部を使って第２光学素子ＬＳ２を保持しているが、投影光学系ＰＬを構成する他の光学素子（ＬＳ１、ＬＳ３〜ＬＳ７）にも溝部を設けることが可能である。そして、光学素子保持装置（保持部材）は、その溝部を用いて光学素子（ＬＳ１、ＬＳ３〜ＬＳ７）を保持することができる。

なお、上述の実施形態においては、溝部を有する光学素子として、露光装置ＥＸに搭載される投影光学系ＰＬを構成する光学素子を例にして説明したが、もちろん、投影光学系ＰＬ（露光装置ＥＸ）以外の光学系、例えば、フォーカス・レベリング検出系やアライメント顕微鏡などを構成する光学素子に溝部を設けることが可能であるとともに、その光学素子を、本発明に係る保持部材（保持装置）で保持することが可能である。

なお、上述の本実施形態の液浸露光装置ＥＸは、液体ＬＱとして純水を使用している。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。

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。

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。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。

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。

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。

また、上述の実施形態においては、露光光の光路空間を液体で満たす液浸露光装置を例にして説明しているが、本発明は、露光光の光路空間を気体で満たす通常のドライ型露光装置にも適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）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処理を含むステップ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、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

Claims (17)

1. 保持部材によって保持される周縁部を有する素子本体と、
   前記素子本体のうち、光が入射する領域を有する面及び前記光が射出する領域を有する面とは異なる面に形成され、前記保持部材の一部が入り込む溝部と、を備える光学素子。
2. 前記溝部は、前記素子本体の接線方向に沿って形成された複数の溝要素を有する請求項１記載の光学素子。
3. 前記溝部は、光軸を囲む環状の溝要素を有する請求項１記載の光学素子。
4. 前記溝部は、光軸と平行な方向に、互いに離間した複数の溝要素を有する請求項１〜３のいずれか一項記載の光学素子。
5. 周縁部に溝部が形成された光学素子を保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記光学素子を支持する第１の支持部と、前記溝部に入り込み、かつ前記第１の支持部と共に前記光学素子の一部を挟み込む第２の支持部とを有する光学素子保持装置。
6. 前記光学素子は、光を入射する入射面と、入射した前記光を射出する射出面とを有し、
   前記第１の支持部は、前記入射面と前記射出面との間に配置される請求項５記載の光学素子保持装置。
7. 前記溝部は、前記光学素子の側面で、かつ光軸と平行な方向に互いに離間して形成された第１の溝部と第２の溝部とを有し、
   前記第１の支持部は、前記第１の溝部に入り込み、
   前記第２の支持部は、前記第２の溝部に入り込み、かつ前記第１の支持部と共に前記光学素子の一部を挟み込む請求項５記載の光学素子保持装置。
8. 前記光学素子の一部は、前記第１の溝部と前記第２の溝部との間に形成されたつば部を含む請求項７記載の光学素子保持装置。
9. 第１面の像を第２面に形成し、複数の光学素子を備える投影光学系において、
   前記複数の光学素子のうち、少なくとも一つの光学素子として、請求項１〜４のいずれか一項記載の光学素子が用いられる投影光学系。
10. 第１面の像を第２面に形成し、複数の光学素子を備える投影光学系において、
    前記複数の光学素子のうち、少なくとも一つの光学素子を保持する光学素子保持装置として、請求項５〜８のいずれか一項記載の光学素子保持装置を備える投影光学系。
11. 光学素子を介して基板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、
    前記光学素子として請求項１〜４のいずれか一項記載の光学素子が用いられる露光装置。
12. 前記露光光が通過する投影光学系を有し、
    前記光学素子は前記投影光学系の一部を構成する請求項１１記載の露光装置。
13. 前記投影光学系は、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光学素子とを有し、
    前記第２光学素子に前記溝部が設けられている請求項１１又は１２記載の露光装置。
14. 前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に液体が満たされる請求項１１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
15. 前記第１光学素子の像面側に前記基板が配置され、前記第１光学素子と前記基板との間に液体が満たされる請求項１１〜１４のいずれか一項記載の露光装置。
16. 光学素子を介して基板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、
    前記光学素子を保持する請求項５〜８のいずれか一項記載の光学素子保持装置を備えた露光装置。
17. 請求項１１〜１６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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