(57)【要約】【課題】回収した液体から受ける影響を抑えられた液体回収機構を備える液浸露光装置を提供する。【解決手段】露光装置ＥＸは、液体を回収する液体回収機構２０を備え、液体回収機構２０のうち、回収された液体に接触する液体接触面の少なくとも一部は、液体に対して耐腐食性を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を介して基板を露光する露光装置において、
液体を回収する液体回収機構を備え、
前記液体回収機構のうち、回収された液体に接触する液体接触面の少なくとも一部は、前記液体に対して耐腐食性を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記液体回収機構は前記基板に接触した液体を回収することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記液体接触面を有する所定部材が、前記液体に対して耐腐食性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記回収された液体が流れる配管系を有し、前記配管系が前記材料で形成されていることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記液体接触面に、前記液体に対して耐腐食性を有する材料が被覆されていることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項６】
前記材料はフッ素系樹脂を含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項７】
前記材料はステンレス鋼を含むことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項８】
前記基板表面に対向するように設けられ、液体を回収する回収口を有するノズル部材を有し、
前記ノズル部材のうち前記基板上に配置された液体に接触する接触面、及びノズル部材の内部に形成され、前記回収口に接続する内部流路の内壁面のうち少なくとも一部が耐腐食性であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項９】
前記基板を保持して移動可能な基板ステージを有し、
前記基板ステージは該基板ステージに保持された基板の周囲に配置される上面を有し、
前記上面が耐腐食性であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１０】
前記液体回収機構は回収した液体に含まれる所定物質を低減又は除去するための除去装置を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１１】
前記回収される液体の酸性度を計測する計測装置を備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１２】
前記計測装置の計測結果に基づいて前記液体回収機構の前記液体接触面に機能液を供給する供給装置を備えたことを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記計測装置の計測結果を報知する報知装置を備えたことを特徴とする請求項１１又は１２記載の露光装置。
【請求項１４】
液体を介して基板を露光する露光装置において、
前記液体を回収する液体回収機構を備え、
前記液体回収機構は、回収した液体中に含まれる所定物質を低減又は除去するための除去装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
前記除去装置は、回収された液体が流れる流路の所定位置に設けられたフィルタ部材を含むことを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記液体回収機構は前記基板に接触した液体を回収することを特徴とする請求項１４又は１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記回収される液体の酸性度を計測する計測装置を備えたことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
前記計測装置の計測結果を報知する報知装置を備えたことを特徴とする請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１８のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を介して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ものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、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転写するものである。近年、デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化されつつある。
また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ        …  （１）
δ＝±ｋ２・λ／ＮＡ２     …  （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。（１）式、（２）式より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数ＮＡを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
【０００３】
焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。そこで、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献１に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たして液浸領域を形成し、液体中での露光光の波長が空気中の１／ｎ（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に開示されているように、基板上に形成された液浸領域の液体は液体回収機構によって回収されるが、基板上には感光材が被覆されているため、液体回収機構は感光材に接触した液体を回収することとなる。その場合、液体が基板上から発生した物質を含むと、その物質を含んだ液体によって液体回収機構の液体接触面が腐食する等の影響を受ける可能性があり、ひいては装置寿命が劣化するおそれがある。
【０００６】
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、回収した液体から受ける影響が抑えられた液体回収機構を備える液浸露光装置、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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７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。
【０００８】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、液体（ＬＱ）を回収する液体回収機構（２０、４０、８０）を備え、液体回収機構（２０、４０、８０）のうち、回収された液体（ＬＱ）に接触する液体接触面（２３Ａ等）の少なくとも一部は、液体（ＬＱ）に対して耐腐食性を有することを特徴とする。
【０００９】
基板上に被覆された感光材には酸が含有されている場合が多く、その感光材に液体が接触すると液体中に酸が含まれる可能性がある。そして、その酸を含んだ液体を液体回収機構が回収すると、液体回収機構の液体接触面が腐食する（錆びる）可能性が高くなるが、本発明によれば、液体回収機構のうち、回収された液体に接触する液体接触面は液体に対して耐腐食性を有しているので、酸を含んだ液体による腐食を防止することができる。したがって、装置寿命を向上することができる。
【００１０】
また本発明の露光装置（ＥＸ）は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、液体（ＬＱ）を回収する液体回収機構（２０、４０、８０）を備え、液体回収機構（２０、４０、８０）は、回収した液体（ＬＱ）中に含まれる所定物質を低減又は除去するための除去装置（２９）を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、除去装置によって、回収した液体に含まれる所定物質を低減又は除去することができるので、液体中に酸等の腐食性物質が含まれていても、その物質を除去装置で除去することができる。したがって、液体回収機構が所定物質を含んだ液体から受ける影響を抑えることができ、装置寿命を向上することができる。
【００１２】
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置（ＥＸ）を用いることを特徴とする。本発明によれば、装置寿命を向上された液体回収機構を有する液浸露光装置を使って、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回収した液体から受ける影響を抑え、液体回収機構の寿命を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】液浸機構を説明するための図１の拡大図である。
【図３】配管系の一実施形態を示す模式図である。
【図４】配管系の一実施形態を示す模式図である。
【図５】液体回収機構の別の例を示す図である。
【図６】露光装置の別の実施形態を示す概略構成図である。
【図７】半導体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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の露光装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は露光装置ＥＸの一実施形態を示す概略構成図である。
【００１６】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支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ＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支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のパターンの像を基板ステージＰＳＴに支持されている基板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。制御装置ＣＯＮＴには、露光処理に関する各種情報を記憶した記憶装置ＭＲＹが接続されている。また、制御装置ＣＯＮＴには、露光処理に関する情報を報知する報知装置ＩＮＦが接続されている。報知装置ＩＮＦは、ディスプレイ装置（表示装置）、音又は光を使って警報（警告）を発する警報装置等を含んで構成されている。
【００１７】
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、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２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、基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する液体供給機構１０と、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する液体回収機構２０と、投影光学系ＰＬの像面側近傍に配置されたノズル部材７０とを備えている。ノズル部材７０の下面７０Ａには、液体供給機構１０の一部を構成する液体供給口１２と、液体回収機構２０の一部を構成する液体回収口２２とが設けられている。また、露光装置ＥＸは、液体回収機構２０で回収した液体ＬＱの酸性度を計測する計測装置６０を備えている。また、液体供給機構１０は、液浸領域ＡＲ２を形成するための液体ＬＱとは別の所定の機能を有する機能液を供給可能な機能液供給装置９０を含んで構成されている。
【００１８】
本実施形態において、液体ＬＱには純水が用いられる。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上に転写している間、液体供給機構１０から供給した液体ＬＱにより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の少なくとも一部に、投影領域ＡＲ１よりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液浸領域ＡＲ２を局所的に形成する。具体的には、露光装置ＥＸは、液浸機構１を使って、投影光学系ＰＬの像面側先端部の光学素子２と基板Ｐの表面（被露光面）との間に液体ＬＱを満たし、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影することによって、基板Ｐを露光する。
【００１９】
ここで、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（所定方向）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、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（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。
【００２０】
照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであり、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、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紫外域の輝線（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Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水であって、露光光ＥＬがＡｒＦエキシマレーザ光であっても透過可能である。また、純水は紫外域の輝線（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。
【００２１】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能であって、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方向に微小回転可能である。マスクステージＭＳＴはリニアモータ等を含んで構成されるマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤにより駆動される。マスクステージ駆動装置ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡３１が設けられている。また、移動鏡３１に対向する位置にはレーザ干渉計３２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、及び回転角はレーザ干渉計３２によりリアルタイムで計測され、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３２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動することでマスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置決めを行う。
【００２２】
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、基板Ｐ側の先端部に設けられた光学素子（レンズ）２を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒ＰＫで支持されている。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。投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２は鏡筒ＰＫより露出しており、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱは光学素子２に接触する。
【００２３】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持するＺステージ５２と、Ｚステージ５２を支持するＸＹステージ５３とを備えている。ＸＹステージ５３はベースＢＰ上に支持されている。基板ステージＰＳＴはリニアモータ等を含んで構成される基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。Ｚステージ５２は基板ホルダＰＨに保持されている基板ＰをＺ軸方向、及びθＸ、θＹ方向（傾斜方向）に移動可能である。ＸＹステージ５３は基板ホルダＰＨに保持されている基板ＰをＺステージ５２を介してＸＹ方向（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向）、及びθＺ方向に移動可能である。なお、ＺステージとＸＹステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。
【００２４】
Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上には凹部５０が設けられており、基板ホルダＰＨは凹部５０に配置されている。また、Ｚステージ５２は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの周囲に配置された上面５１を有している。Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の上面５１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）となる平坦面となっている。基板Ｐのエッジ部とその基板Ｐの周囲に設けられた上面５１との間には０．１〜１ｍｍ程度の隙間があるが、液体ＬＱの表面張力によりその隙間に液体ＬＱが流れ込むことはほとんどない。
【００２５】
Ｚステージ５２（基板ステージＰＳＴ）の側面には移動鏡３３が設けられている。また、移動鏡３３に対向する位置にはレーザ干渉計３４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３４によりリアルタイムで計測され、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３４の計測結果に基づいて、レーザ干渉計３４で規定される２次元座標系内で基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介してＸＹステージ５３を駆動することで基板ホルダＰＨに保持されている基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。
【００２６】
また、露光装置ＥＸは、不図示ではあるが、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているような、斜入射方式のフォーカス検出系を備えている。フォーカス検出系は、基板Ｐの表面の面位置情報を検出するものであって、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した像面に対する基板Ｐの表面のＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及び基板Ｐの傾斜方向（θＸ、θＹ方向）の姿勢を求める。制御装置ＣＯＮＴは基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴのＺステージ５２を駆動することにより、Ｚステージ５２に保持されている基板ＰのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及びθＸ、θＹ方向における位置を制御する。Ｚステージ５２は、フォーカス検出系の検出結果に基づく制御装置ＣＯＮＴからの指令に基づいて動作し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角を制御して基板Ｐの表面（露光面）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。
【００２７】
次に、図２を参照しながら液浸機構１について説明する。液浸機構１の液体供給機構１０は、所定の液体ＬＱを投影光学系ＰＬの像面側に供給するためのものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１にその一端部を接続する供給管１３とを備えている。供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、液体ＬＱ中に含まれる気泡や異物を取り除くフィルタユニット、及び供給する液体ＬＱの温度を調整する温調装置等を備えている。
また本実施形態においては、液体供給部１１は純水製造装置を含んで構成されている。
【００２８】
液体回収機構２０は、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収するためのものであって、真空系２６と、真空系２６にその一端部を接続する回収管２３とを備えている。回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。なお真空系として、露光装置ＥＸに真空ポンプ等を設けずに、露光装置ＥＸが配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。また、回収管２３の途中には気液分離器２５が設けられており、気液分離器２５には、第２回収管２７を介して液体回収部２１が接続されている。液体回収部２１は、回収された液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。
【００２９】
ノズル部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、光学素子２の側面を囲むように設けられた環状部材である。ノズル部材７０と光学素子２との間には隙間が設けられており、ノズル部材７０は光学素子２に対して振動的に分離されるように所定の支持機構で支持されている。ノズル部材７０の下面７０Ａは、基板Ｐの表面（基板ステージＰＳＴの上面５１）と対向している。
【００３０】
ノズル部材７０の下面７０Ａには、基板Ｐ上（基板ステージＰＳＴ上）に液体ＬＱを供給する液体供給口１２が設けられている。液体供給口１２はノズル部材７０の下面７０Ａに複数設けられている。また、ノズル部材７０の内部には、供給管１３と液体供給口１２のそれぞれとを接続する供給流路１４が形成されている。供給流路１４の一端部は継手１３Ｔを介して供給管１３の他端部に接続されており、他端部は複数の液体供給口１２のそれぞれに接続可能なように途中から分岐している。
【００３１】
更に、ノズル部材７０の下面７０Ａには、基板Ｐ上（基板ステージＰＳＴ上）の液体ＬＱを回収する液体回収口２２が設けられている。液体回収口２２は、ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、複数の液体供給口１２を囲むように、光学素子２に対して外側に環状に設けられている。また、液体回収口２２には多孔体２２Ｐが設けられている。また、ノズル部材７０の内部には、回収管２３と液体回収口２２とを接続する回収流路２４が形成されている。回収流路２４の一端部は継手２３Ｔを介して回収管２３の他端部に接続されており、他端部は環状の液体回収口２２に対応するように形成されている。すなわち、回収流路２４は、液体回収口２２に対応するように環状に形成された環状流路２４Ｋと、環状流路２４Ｋの一部と回収管２３の他端部とを接続するマニホールド流路２４Ｍとを備えた構成となっている。
【００３２】
液体供給機構１０及び液体回収機構２０の動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０の液体供給部１１を駆動して液体ＬＱを送出し、供給管１３、及びノズル部材７０の供給流路１４を介して、基板Ｐの上方に設けられている液体供給口１２より基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。ここで、上述したように、液体供給部１１は純水製造装置を含んで構成されており、純水製造装置でクリーン化した液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する。上記純水製造装置は、例えば水道水や液体回収機構２０より戻された液体ＬＱをクリーン化する。なお純水製造装置として、露光装置ＥＸに純水製造装置を設けずに、露光装置ＥＸが配置される工場の純水製造装置を用いるようにしてもよい。
【００３３】
また、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０の真空系２６を駆動する。真空系２６が駆動することにより、基板Ｐ上の液体ＬＱは液体回収口２２を介して回収され、回収流路２４及び回収管２３を流れる。回収管２３の途中には気液分離器２５が設けられており、気液分離器２５で分離された気体成分は真空系２６に吸引され、液体成分は第２回収管２７を介して液体回収部２１に回収される。このように、気液分離器２５を設けたことにより、真空系２６に液体成分が流入する不都合を防止できる。また、液体回収部２１に回収された液体ＬＱは、配管２８を介して、例えば廃棄されたり、液体供給機構１０（液体供給部１１の純水製造装置）に戻されて再利用される。
本実施形態においては、液体回収機構２０の液体回収部２１と液体供給機構１０の液体供給部１１とは配管２８によって接続されており、液体回収部２１に回収された液体ＬＱは、配管２８を流れて液体供給部１１の純水製造装置に戻される。
【００３４】
ところで、液体回収機構２０は、ノズル部材７０の液体回収口２２を介して基板Ｐに接触した液体ＬＱを回収するが、図２に示すように、基板Ｐを構成する基材Ｐｂの上面には感光材Ｐｇが被覆されている。そのため、液体回収機構２０は感光材Ｐｇに接触した液体ＬＱを回収することとなる。液体ＬＱと感光材Ｐｇとが接触することにより、その液体ＬＱ中に感光材Ｐｇの一部が溶出する可能性がある。感光材Ｐｇには硫酸やカルボン酸をはじめとする酸が含有されているため、液体ＬＱと感光材Ｐｇとが接触することにより、その液体ＬＱ中に酸が含まれる可能性がある。そのため、基板Ｐに接触し、酸を含んだ液体ＬＱが液体回収機構２０に回収されると、液体回収機構２０のうち、例えば回収管２３の内壁面など、回収された液体ＬＱに接触する液体接触面が酸によって腐食する可能性がある。
【００３５】
本実施形態においては、図３に示すように、基板Ｐに接触した液体ＬＱと接触する内壁面２３Ａを有する回収管２３は、液体ＬＱに対して耐腐食性を有する材料Ｓで形成されている。耐腐食性を有する材料Ｓとしては、例えばポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂、あるいはステンレス鋼等が挙げられる。具体的には、回収管２３は、例えばフッ素系樹脂製のチューブ、あるいはステンレス製の管部材によって構成可能である。回収管２３をフッ素系樹脂あるいはステンレス鋼を含む材料Ｓで形成することにより、酸を含んだ液体ＬＱと回収管２３の内壁面２３Ａとが接触しても、回収管２３が腐食したり錆びたりする不都合を防止できる。したがって、回収管２３の耐腐食性を向上でき、長寿命化を図ることができる。
【００３６】
あるいは、図４に示すように、回収管２３を構成する母材の内壁面２３Ａ’に、上記材料Ｓを被覆するようにしてもよい。こうすることによっても、回収管２３が腐食する不都合を防止できる。
【００３７】
図２に戻って、回収管２３の途中から分岐した分岐管２３Ｋには、液体ＬＱの酸性度を計測可能な計測装置６０が接続されている。計測装置６０は、例えばｐＨ（ペーハー）モニタを含んで構成されている。液体回収口２２から回収された液体ＬＱは、回収管２３を流れ、その殆どは液体回収部２１に回収されるが、残りの一部は分岐管２３Ｋを介して計測装置６０に流入する。計測装置６０は、液体回収口２２より回収されて回収管２３及び分岐管２３Ｋを流れた液体ＬＱの酸性度を計測する。
【００３８】
本実施形態においては、計測装置６０は、回収管２３の途中から分岐する分岐管２３Ｋを流れる液体ＬＱの酸性度を計測するようになっている。このような計測を採用することにより、計測装置６０には液体ＬＱが常時供給されるため、計測装置６０は液体ＬＱの酸性度を露光中及び露光前後において常時計測することが可能な構成となっている。すなわち、計測装置６０は、基板Ｐに対する液浸露光動作と並行して、液体ＬＱを計測可能である。計測装置６０の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、計測装置６０の計測結果に基づいて、基板Ｐ上より液体回収口２２を介して回収された液体ＬＱの酸性度を常時モニタ可能である。計測装置６０の計測結果は報知装置ＩＮＦで報知（表示）される。なお、計測装置６０の設置位置としては、例えば液体回収口２２の近傍であってもよい。
【００３９】
機能液供給装置９０は、液浸領域ＡＲ２を形成するための液体ＬＱとは別の所定の機能を有する機能液ＬＫを供給するものであって、供給管１５を介して液体供給部１１に接続されている。本実施形態においては、機能液供給装置９０は、液体ＬＱが流れる配管系の内壁の酸性度（ｐＨ）を調整可能な（中和可能な）機能を有するアルカリ性の液体（機能液）ＬＫを供給する。供給管１５には、その供給管１５の流路を開閉するバルブ１５Ｂが設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、計測装置６０の計測結果に基づいて、機能液供給装置９０の動作を制御する。
【００４０】
次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する手順について説明する。
【００４１】
露光処理対象である基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされると、制御装置ＣＯＮＴは液浸機構１を駆動し、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成する。制御装置ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬによりマスクＭを露光光ＥＬで照明し、その露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して基板Ｐ上に形成する。
【００４２】
液体回収口２２を介して回収された液体ＬＱは回収管２３を流れるが、図３や図４を参照して説明したように、回収管２３のうち液体ＬＱと接触する内壁面２３Ａは、液体ＬＱに対して耐腐食性を有する材料Ｓで形成されているので、液体ＬＱに酸が含有している場合であっても、回収管２３の腐食を防止することができる。
【００４３】
また、液体回収機構２０を構成する配管系のうち、回収管２３の他に、分岐管２３Ｋや第２回収管２７を材料Ｓで形成したり、あるいは分岐管２３Ｋや第２回収管２７の内壁面に材料Ｓを被覆することができる。あるいは、液体回収機構２０と液体回収機構１０とを接続する配管２８を材料Ｓで形成したり、その内壁面を材料Ｓで被覆することができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、基板ステージＰＳＴは、基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）に保持された基板Ｐの周囲に、基板Ｐ表面とほぼ面一となる平坦面（上面）５１を有している。また、ノズル部材７０の下面７０Ａ及び光学素子２の下面２Ａのそれぞれはほぼ平坦面であって、ノズル部材７０の下面７０Ａと光学素子２の下面２Ａとはほぼ面一となっている。これにより、ノズル部材７０の下面７０Ａ及び光学素子２の下面２Ａと、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間の所望の範囲内で液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。そして、これらノズル部材７０の下面７０Ａや基板ステージＰＳＴの上面５１、あるいはノズル部材７０のうち液体回収口２２に接続する回収流路２４の内壁面にも、基板Ｐに接触した液体ＬＱが接触するが、ノズル部材７０をステンレス鋼で形成したり、あるいは基板ステージＰＳＴの上面５１にフッ素系樹脂を被覆することで、これらノズル部材７０の下面７０Ａや回収流路２４の内壁面、基板ステージＰＳＴの上面５１も液体ＬＱに対して耐腐食性にすることができる。なお本実施形態においては、ノズル部材７０Ａの下面７０Ａは平坦面であって光学素子２の下面２Ａとほぼ面一であるが、液浸領域ＡＲ２が良好に形成できれば、ノズル部材７０の下面７０Ａに段差が存在してもよいし、ノズル部材７０の下面７０Ａと光学素子２の下面２Ａとの間に段差が存在してもよい。
【００４５】
なお、液体回収機構２０のうち、上述したような液体ＬＱに接触する液体接触面に材料Ｓを被覆するための処理としては、例えば材料Ｓを液体接触面に塗布する処理や、材料Ｓからなる薄膜を貼付する処理等が挙げられる。
【００４６】
以上説明したように、液体回収機構２０のうち、回収された液体ＬＱに接触する液体接触面を液体ＬＱに対して耐腐食性することで、酸を含んだ液体ＬＱによる腐食を防止して耐久性を向上し、装置寿命を向上することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態においては、液体回収機構２０の液体接触面を材料Ｓで形成しているが、液体供給機構１０の液体接触面を材料Ｓで形成してもよい。
【００４８】
なお、上述した実施形態においては、感光材Ｐｇからは液体ＬＱ中に酸が溶出するように説明したが、上述した酸以外の物質（例えばアミン系物質）が液体中に溶出する可能性もあり、その物質が液体回収機構２０の液体接触面に影響を及ぼす可能性もある。そのような場合には、液体回収機構２０の液体接触面を形成する材料Ｓを、感光材Ｐｇに応じて（感光材Ｐｇから液体ＬＱ中に溶出する材料に応じて）適宜選定すればよい。
【００４９】
また、上述した実施形態において、基材Ｐｂ上に被覆された感光材Ｐｇを更に覆うように感光材Ｐｇとは別の材料からなる膜（トップコート膜）を設け、感光材Ｐｇと液体ＬＱとの接触を防止するようにしてもよい。そのような場合には、液体回収機構２０の液体接触面を形成する材料Ｓを、前記トップコート膜に応じて適宜選定すればよい。
【００５０】
上述した実施形態においては、基板Ｐの上方から液体ＬＱを回収する液体回収機構２０の液体接触面を液体ＬＱに対して耐腐食性にしているが、図５に示すような、基板Ｐの下方において液体ＬＱを回収する第２、第３液体回収機構４０、８０の液体接触面を、液体ＬＱに対して耐腐食性にしてもよい。ここで、第２、第３液体回収機構４０、８０は、上記液体回収機構２０同様、基板Ｐに接触した液体ＬＱを回収する。
【００５１】
図５において、基板ホルダＰＨは、基材４９と、その基材４９上に設けられ、基板Ｐの裏面Ｐｃのエッジ領域に対向するように環状に形成された上面４２Ａを有する周壁部４２と、基材４９上において周壁部４２の内側に配置された複数のピン状部材からなる支持部４３とを備えている。また、基材４９上において周壁部４２の内側には、基材４９と周壁部４２と基板Ｐとで囲まれた空間４１の気体を吸引する複数の吸引口４４が設けられている。吸引口４４のそれぞれは流路４８を介して真空系４６に接続されている。真空系４６が駆動することにより、吸引口４４を介して空間４１の気体が吸引され、その空間４１が負圧化され、これにより基板Ｐが支持部４３に吸着保持される。すなわち、基板ホルダＰＨは所謂ピンチャック機構を有した構成となっている。
【００５２】
そして、第２液体回収機構４０は、流路４８を介して吸引口４４に接続された上記真空系４６と、流路４５の途中に設けられた気液分離器４５と、気液分離器４５に接続された液体回収部４７とを含んで構成されている。
【００５３】
例えば基板Ｐ上のエッジ領域などを液浸露光するとき、液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２が、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐ表面のエッジ部とその周囲の基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）の上面５１との間に形成されたギャップＡ上に配置される場合がある。その場合、ギャップＡから浸入した液体ＬＱが、基板Ｐの裏面Ｐｃと周壁部４２の上面４２Ａとの間のギャップを介して、基板Ｐの裏面Ｐｃ側に回り込む可能性がある。第２液体回収機構４０は、そのギャップＡから浸入し、基板Ｐの裏面Ｐｃ側に回り込んだ液体ＬＱを回収するものであって、基板Ｐの裏面側に回り込んだ液体ＬＱは、吸引口４４より回収され、流路４８を流れて気液分離器４５に流入する。気液分離器４５で分離された気体成分は真空系４６に吸引され、液体成分は液体回収部４７に回収される。
【００５４】
そして、図５に示した実施形態においては、基板Ｐに接触した液体ＬＱに接触する基板ステージＰＳＴの凹部５０の内側の内壁面５６や、周壁部４２の上面４２Ａ、支持部４３の表面、基材４９の上面、吸引口４４近傍、流路４８の内壁面などが、液体ＬＱに対して耐腐食性を有している。
【００５５】
また、図５においては、基板ステージＰＳＴの上面５１よりも外側に流出した液体ＬＱを保持するための保持部材８１が、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５２）の側面に設けられている。保持部材８１はＺステージ５２の周りを囲むように形成された樋部材である。また、その保持部材８１には吸引口８４が形成されており、その吸引口８４は流路８８を介して真空系８６が接続されている。
【００５６】
第３液体回収機構８０は、上記保持部材８１、この保持部材８１に形成された吸引口８４に流路８８を介して接続された真空系８６、流路８８の途中に設けられた気液分離器８５、及び気液分離器８５に接続された液体回収部８７等を含んで構成されており、基板ステージＰＳＴの外側に流出した液体ＬＱを回収する。基板ステージＰＳＴの外側に流出し、重力作用によって保持部材８１に捕集された液体ＬＱは、真空系８６の駆動により、吸引口８４を介して回収される。吸引口８４を介して回収された液体ＬＱは流路８８を流れて気液分離器８５に流入する。気液分離器８５で分離された気体成分は真空系８６に吸引され、液体成分は液体回収部８７に回収される。
【００５７】
そして、図５に示した実施形態においては、液体ＬＱに接触する基板ステージＰＳＴの上面５１や、保持部材８１の吸引口８４近傍を含む液体接触面、流路８８の内壁面などが、液体ＬＱに対して耐腐食性を有している。
【００５８】
ところで、上述したように、露光装置ＥＸは、液体回収口２２を介して回収された液体ＬＱの酸性度を計測する計測装置６０を備えており、計測装置６０は、基板Ｐの露光中及び露光前後において液体ＬＱの酸性度を常時モニタ可能である。そこで、計測装置６０の計測値が予め定められた許容値以上になったときに、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液浸露光用の液体ＬＱの供給を停止し、バルブ２８Ｂを駆動して配管２８の流路を閉じるとともに、バルブ１５Ｂを駆動して供給管１５の流路を開け、機能液供給装置９０より機能液ＬＫを供給する。上記許容値に関する情報は記憶装置ＭＲＹに予め記憶されており、制御装置ＣＯＮＴは、計測装置６０の計測結果と、記憶装置ＭＲＹに記憶されている許容値に関する情報とに基づいて、機能液供給装置９０を制御する。
【００５９】
本実施形態においては、回収管２３の内壁面２３Ａなど液体回収機構２０の液体ＬＱとの接触面の酸性度を低下して中和するために、機能液供給装置９０は、アルカリ性の液体からなる機能液ＬＫを供給する。
【００６０】
制御装置ＣＯＮＴは、機能液ＬＫを供給するために、機能液供給装置９０と液体供給部１１とを接続する供給管１５に設けられたバルブ１５Ｂを駆動して供給管１５の流路を開けるとともに、配管２８の流路をバルブ２８Ｂを使って閉じる。こうすることにより、機能液供給装置９０から液体供給部１１に対して機能液ＬＫが供給される。機能液供給装置９０から供給された機能液ＬＫは、液体供給部１１を介して供給管１３に供給され、ノズル部材７０の供給流路１４を流れた後、液体供給口１２より投影光学系ＰＬの像面側に供給される。
【００６１】
なお、機能液供給装置９０が機能液ＬＫを投影光学系ＰＬの像面側に供給しているときには、基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）上には、ダミー基板を保持しておくことが好ましい。ダミー基板は、デバイス製造のための基板Ｐとほぼ同じ大きさ及び形状を有している。機能液供給装置９０から送出された機能液ＬＫは、液体供給口１２よりダミー基板上に供給され、投影光学系ＰＬの像面側に液浸領域を形成する。また、機能液供給装置９０から機能液ＬＫが供給されているとき、液浸露光動作時と同様、液体回収機構２０は液体回収動作を行っている。したがって、投影光学系ＰＬの像面側に形成された液浸領域の機能液ＬＫは、液体回収口２２を介して回収され、回収流路２４及び回収管２３、第２回収管２７を流れた後、液体回収部２１に回収される。回収流路２４や回収管２３などを機能液ＬＫが流れることにより、回収管２３の内壁面２３Ａなどの酸性度を調整（中和）することができる。したがって、酸に起因する回収管２３の腐食を更に確実に防止することができる。また、機能液ＬＫの液浸領域を形成しているときに、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動し、機能液ＬＫと基板ステージＰＳＴの上面５１とを接触させることにより、上面５１の酸性度も調整（中和）することができる。また、機能液ＬＫとノズル部材７０の下面７０Ａとが接触することにより、その下面７０Ａの酸性度も調整（中和）することができる。そして、上述した実施形態においては、液浸露光動作時と同様の手順で、機能液ＬＫの液浸領域形成動作を行っているので、液体回収機構２０の液体接触面の酸性度を効率良く調整することができる。
【００６２】
また、機能液ＬＫを流すことによる中和処理が完了した後、計測装置６０を使って液体ＬＱを計測することで、中和処理が良好に行われたか否かを確認することができる。
【００６３】
なお、上述した実施形態においては、計測装置６０の計測結果に基づいて、機能液供給装置９０を含む液体供給機構１０の動作を制御して中和処理を行うように説明したが、計測装置６０の計測結果によらずに、例えば所定時間間隔毎（例えば１ヶ月毎、１年毎）に中和処理を行う構成とすることももちろん可能である。
【００６４】
また、制御装置ＣＯＮＴは、計測装置６０の計測値が予め定められた許容値を超えたとき、その旨を報知装置ＩＮＦで報知するようにしてもよい。報知装置ＩＮＦの報知によって、オペレータが、例えば回収管２３を含む配管系の中和作業を行ったり、あるいは配管系の交換作業を行うことができる。
【００６５】
なお、上述した実施形態においては、機能液ＬＫを流す処理（中和処理）と、液浸露光処理とは別々に行われているが、機能液ＬＫが、液浸露光用の液体として使用可能であれば、液浸露光するための液浸領域ＡＲ２を機能液ＬＫで形成してもよい。この場合、中和処理と液浸露光処理とは一緒に行われる構成となる。
【００６６】
また、上述した実施形態においては、機能液供給装置９０は液体供給部１１にも機能液ＬＫを流す構成であるが、供給管１３の途中と機能液供給装置９０とを接続し、その接続部よりも下流に機能液ＬＫを供給する構成とすることもできる。
【００６７】
図６は別の実施形態を示す図である。以下の説明において、上述した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、その説明を簡略もしくは省略する。
【００６８】
図６において、液体回収機構２０は、回収した液体ＬＱに含まれる所定物質を低減又は除去する除去装置を構成するフィルタ部材２９を備えている。フィルタ部材２９は、液体回収口２２より回収された液体ＬＱが流れる流路の所定位置に設けられている。図６の実施形態では、フィルタ部材２９は、液体回収口２２より回収された液体ＬＱが流れる回収管２３の途中に設けられているが、例えばノズル部材７０の回収流路２４の途中や、液体回収口２２の近傍に設けられていてもよい。
【００６９】
上述したように、基板Ｐ（感光材Ｐｇ）に接触した液体ＬＱ中には酸が含まれている可能性があるが、フィルタ部材２９は、その液体ＬＱ中に含まれる酸を除去可能（捕集可能）なケミカルフィルタによって構成されている。これにより、回収された液体ＬＱ中に酸等の腐食性物質が含まれていても、その物質を除去することができる。したがって、フィルタ部材２９よりも下流側における回収管２３や第２回収管２７等を含む配管系は、酸の影響を受けることがない。そして、フィルタ部材２９で液体ＬＱ中の酸を除去又は低減できるので、そのフィルタ部材２９よりも下流側の配管系の液体接触面を、耐腐食性を有する材料Ｓで形成しなくてもよいので、配管系として使用できる材料の選択の自由度が増し、それに起因して装置を設計する上での設計の自由度が向上し、装置コストの低減も図ることができる。また、液体回収機構２０に対して酸を含んだ液体ＬＱが与える影響を抑えることができるので、液体回収機構２０の寿命を向上することができる。したがって、腐食（錆び）等に起因して配管系を頻繁に交換しなければならない等といった不都合を防止することできる。
【００７０】
また、上述したように、液体回収機構２０（液体回収部２１）で回収した液体ＬＱを配管２９を介して液体供給機構１０（液体供給部１１）に戻す場合、フィルタ部材２９によって酸性度を低下させた液体ＬＱを液体供給機構１０に戻すことができる。したがって、液体供給機構１０においては、液体回収機構２０から戻された液体ＬＱをクリーン化して再利用する場合、クリーン化するための処理の負荷が低減される。
【００７１】
本実施形態においては、回収管２３のうち、分岐管２３Ｋはフィルタ部材２９よりも下流側に設けられている。すなわち、計測装置６０は、フィルタ部材２９を通過した液体ＬＱの酸性度を計測するようになっている。したがって、計測装置６０の計測結果に基づいて、制御装置ＣＯＮＴは、フィルタ部材２９の性能、及び経時的な劣化を求めることができる。すなわち、フィルタ部材２９の性能（酸を除去する性能）が低かったり、あるいはフィルタ部材２９が経時的に劣化したときには、液体回収口２２から回収された液体ＬＱ中に含まれる酸は十分に除去されない。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、フィルタ部材２９を通過した液体ＬＱを計測装置６０で計測したときの計測結果に基づいて、フィルタ部材２９の性能、及び経時的な劣化を求めることができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、計測装置６０の計測結果を報知装置ＩＮＦで報知したり、あるいは計測装置６０の計測結果に基づいてフィルタ部材２９が劣化した旨やフィルタ部材２９の交換を促す旨を報知装置ＩＮＦで報知することができる。これにより、例えばオペレータは、報知装置ＩＮＦの報知結果に基づいて、フィルタ部材２９を新たなものと交換することができる。
【００７２】
また、計測装置６０の計測値やフィルタ部材２９の交換周期などをログ情報として記憶装置ＭＲＹに記憶しておくことにより、制御装置ＣＯＮＴは、そのログ情報に基づいて、例えば報知装置ＩＮＦを使って、フィルタ部材２９の交換時期を報知することができる。
【００７３】
なお、フィルタ部材２９を、図５を参照して説明した第２、第３液体回収機構４０、８０のうち、液体ＬＱが流れる流路の所定位置に設けることももちろん可能である。
【００７４】
上述したように、本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。
【００７５】
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。
【００７６】
なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数ＮＡが０．９〜１．３になることもある。このように投影光学系の開口数ＮＡが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像性能が悪化することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク（レチクル）のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク（レチクル）のパターンからは、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが１．０を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイボール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。特に、直線偏光照明法とダイボール照明法との組み合わせは、ライン・アンド・スペースパターンの周期方向が所定の一方向に限られている場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集している場合に有効である。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ４５ｎｍ程度のパターン）を、直線偏光照明法とダイボール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイボールを形成する二光束の外接円で規定される照明σを０．９５、その瞳面における各光束の半径を０．１２５σ、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．２とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を１５０ｎｍ程度増加させることができる。
【００７７】
また、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン（例えば２５〜５０ｎｍ程度のライン・アンド・スペース）を基板Ｐ上に露光するような場合、マスクＭの構造（例えばパターンの微細度やクロムの厚み）によっては、Wave guide効果によりマスクＭが偏光板として作用し、コントラストを低下させるＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光が多くマスクＭから射出されるようになる。この場合、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクＭを照明しても、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。
【００７８】
また、マスクＭ上の極微細なライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合、Wire Grid効果によりＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）がＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）よりも大きくなる可能性もあるが、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、２５ｎｍより大きいライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合には、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光がＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりも多くマスクＭから射出されるので、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。
【００７９】
更に、マスク（レチクル）のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク（レチクル）のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在（周期方向が異なるライン・アンド・スペースパターンが混在）する場合には、同じく特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ６３ｎｍ程度のパターン）を、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法（輪帯比３／４）とを併用して照明する場合、照明σを０．９５、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．００とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を２５０ｎｍ程度増加させることができ、ハーフピッチ５５ｎｍ程度のパターンで投影光学系の開口数ＮＡ＝１．２では、焦点深度を１００ｎｍ程度増加させることができる。
【００８０】
本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子２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。
【００８１】
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。
【００８２】
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で満たされている構成であるが、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を満たす構成であってもよい。
【００８３】
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Ｆ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ２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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置にも適用可能である。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図７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。
【符号の説明】
【００９２】
１…液浸機構、１０…液体供給機構、１２…液体供給口、２０…液体回収機構、２２…液体回収口、２３…回収管（配管系）、２９…フィルタ部材（除去装置）、４０…第２液体回収機構、５１…上面、６０…計測装置、７０…ノズル部材、８０…第３液体回収機構、９０…機能液供給装置、ＥＸ…露光装置、ＩＮＦ…報知装置、ＬＱ…液体、Ｐ…基板、ＰＳＴ…基板ステージ、Ｐｇ…感光材、Ｓ…耐腐食性を有する材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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