(57)【要約】【課題】露光精度及び計測精度の劣化を防止できる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して基板Ｐを露光するものであって、投影光学系ＰＬの像面側近傍に設けられ、液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する第１回収口２２を有する第１ノズル部材７０と、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１に対して第１ノズル部材７０の外側に設けられ、液体ＬＱを回収する第１回収口２２とは別の第２回収口３２を有する第２ノズル部材８０とを備えている。第１ノズル部材７０と第２ノズル部材８０とは、互いに独立した部材である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系と液体とを介して基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系の像面側近傍に設けられ、前記液体を供給する供給口及び前記液体を回収する第１の回収口のうち少なくともいずれか一方を有する第１のノズル部材と、
前記投影光学系の投影領域に対して前記第１のノズル部材の外側に設けられ、前記液体を回収する前記第１の回収口とは別の第２の回収口を有する第２のノズル部材とを備え、
前記第１のノズル部材と前記第２のノズル部材とは、互いに独立した部材であることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１のノズル部材及び前記第２のノズル部材のそれぞれを分離可能に保持するノズル保持機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記ノズル保持機構は、前記第１のノズル部材と前記第２のノズル部材とを離して保持することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記ノズル保持機構に対して前記第２のノズル部材を可動に接続する接続機構を有することを特徴とする請求項２又は３記載の露光装置。
【請求項５】
前記接続機構は、前記第２のノズル部材を前記ノズル保持機構に対して柔らかく接続することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記接続機構は、前記第２のノズル部材と前記ノズル保持機構とを振動的に分離することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記接続機構は、前記第２のノズル部材の振動が前記ノズル保持機構に伝達されないように減衰することを特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
前記接続機構は、弾性体を含むことを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項９】
前記基板の面位置情報を検出する面位置検出系を備え、
前記第１のノズル部材は、前記面位置検出系を構成する複数の光学部材のうち少なくとも１つの光学部材を保持す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】
前記ノズル保持機構は、前記投影光学系を支持する支持部材に支持されてい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】
前記基板を支持する基板ステージを備え、
前記第２のノズル部材は、前記基板ステージに対して前記第１のノズル部材よりも近くに設けられている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】
前記基板又は前記基板ステージが前記第２のノズル部材に衝突した際の衝撃を吸収する緩衝機構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】
前記緩衝機構は、前記第２のノズル部材と、該第２のノズル部材を保持するノズル保持機構との間に設けられた弾性体を含むことを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記第２の回収口に多孔体が配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１５】
前記第１のノズル部材の第１の回収口を介して液体を回収する第１の液体回収機構と、
前記第２のノズル部材の第２の回収口を介して液体を回収する第２の液体回収機構とを備え、
前記第１の液体回収機構と前記第２の液体回収機構とは別の駆動源でそれぞれ駆動されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第２の液体回収機構を駆動する駆動源は無停電電源を含むことを特徴とする請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記第２の回収口を介して液体が回収されたか否かを検出する検出器と、
前記検出器の検出結果に基づいて、露光装置の動作を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
液体を供給する液体供給機構を備え、
前記制御装置は、前記検出器の検出結果に基づいて、前記液体供給機構の動作を制御する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、投影光学系と液体と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、投影光学系の像面側端面（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、液浸露光処理や液体を介した各種光学的計測処理を良好に行うためには、液体の供給動作及び回収動作を良好に行って、液体の液浸領域を所望状態に形成することが重要である。例えば、液体の供給動作あるいは回収動作に伴って振動が発生し、その振動が投影光学系に伝達されると、投影光学系を介した露光精度及び計測精度が劣化する不都合が生じる。
【０００６】
また、液浸領域が所望の大きさより大きく形成されたり、液浸領域を形成するための液体が投影光学系の像面側端面と基板表面との間に良好に保持されない状況が生じると、液浸領域の液体が基板あるいは基板ステージの外側に流出する可能性が高くなる。液体が基板あるいは基板ステージの外側に流出すると、その流出した液体の気化によって、例えば基板の置かれている環境（温度、湿度）が変動する可能性がある。その場合、基板や基板ステージが熱変形したり、あるいは液体の気化によって基板の位置情報などを計測する各種計測光の光路上の気体（空気）に揺らぎが生じ、露光精度や計測精度が劣化する不都合が生じる。また、液体が流出すると、基板や基板ステージ周辺の部材及び機器に錆びや漏電等の不都合を引き起こす可能性もある。
【０００７】
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、露光精度及び計測精度の劣化を防止できる露光装置、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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１１に対応付けした以下の構成を採用している。なお、括弧内の符号は、本発明を理解し易く説明するために、一実施例を表す図面の符号に対応付けてあるが、本発明を実施例に限定させるものではない。
【０００９】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）の像面側近傍に設けられ、液体（ＬＱ）を供給する供給口（１２）及び液体（ＬＱ）を回収する第１の回収口（２２）のうち少なくともいずれか一方を有する第１のノズル部材（７０）と、投影光学系（ＰＬ）の投影領域（ＡＲ１）に対して第１のノズル部材（７０）の外側に設けられ、液体（ＬＱ）を回収する第１の回収口（２２）とは別の第２の回収口（３２）を有する第２のノズル部材（８０）とを備え、第１のノズル部材（７０）と第２のノズル部材（８０）とは、互いに独立した部材であることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、第１の回収口で回収しきれなかった液体は、第２の回収口を介して回収されるので、液体の流出を防止することができる。したがって、液体の流出に起因して基板の置かれている環境が変動したり、基板や基板ステージ周辺の部材及び機器に錆びや漏電等が生じる等の不都合の発生を防止することができる。また、液体を供給するときや回収するときに振動が生じる可能性があるが、供給口及び第１の回収口を有する第１のノズル部材と第２の回収口を有する第２のノズル部材とは互いに独立した部材なので、第１のノズル部材及び第２のノズル部材のそれぞれに対して最適な振動対策を講ずることができる。したがって、ノズル部材で発生する振動に起因する露光精度及び計測精度の劣化を防止することができる。また、第１のノズル部材と第２のノズル部材とを互いに独立した部材としたので、それら第１、第２のノズル部材をメンテナンスしたり、あるいは第１、第２のノズル部材を新しいものと交換するときの作業性を向上することができる。例えば、第２のノズル部材のみをメンテナンスするときは、第２のノズル部材のみを取り外してメンテナンスすればよい。こうすることにより、第１、第２のノズル部材に不具合が生じたときにも適切な処置を迅速に施すことができる。また、第１のノズル部材と第２のノズル部材とを互いに独立した部材としたので、ノズル部材の設計の自由度を向上することができる。したがって、第１、第２のノズル部材のそれぞれの構造を簡略化することもでき、ノズル部材の製造を容易に行って製造コストを抑えることもできる。
【００１１】
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置を用いることを特徴とする。
本発明によれば、液浸領域を良好に形成して高い露光精度及び計測精度を得ることができるので、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】
【００１２】
本発明によれば、液体供給動作及び液体回収動作を良好に行い、高い露光精度及び計測精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第１、第２のノズル部材を下面側から見た平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ線断面矢視図である。
【図６】ノズル保持機構とノズル部材とが分離された状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の露光装置の動作の一例を示す模式図である。
【図８】第１、第２のノズル部材と基板との位置関係を説明するための模式図である。
【図９】本発明の露光装置の別の実施形態を示す概略構成図である。
【図１０】第１のノズル部材の別の実施形態を示す断面図である。
【図１１】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】
【００１４】
以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１５】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを支持する基板ステージ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は、露光装置ＥＸの各種測定手段（例えば、後述する干渉計４２、４４、フォーカス・レベリング検出系１２０）や駆動装置（例えば、後述するマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤ、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤ）等に接続されており、それらとの間で測定結果や駆動指令の伝達が可能なように構成されている。露光装置ＥＸ全体は、電力会社から供給される商用電源（第１駆動源）１００Ａからの電力によって駆動されるようになっている。
【００１６】
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を回収する第１液体回収機構２０及び第２液体回収機構３０とを備えている。また、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの像面側の気体を排出する排気機構６０を備えている。排気機構６０は、投影光学系Ｌの像面側の気体を排出するとともに、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中の気泡（気体部分）を排出する。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、投影光学系ＰＬの像面側端部の光学素子２と、その像面側に配置された基板Ｐ表面との間に液体ＬＱを満たす局所液浸方式を採用し、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に投影露光する。
【００１７】
また、投影光学系ＰＬの像面側近傍、具体的には投影光学系ＰＬの像面側端部の光学素子２の近傍には、後に詳述する第１ノズル部材７０が配置されている。第１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の周りを囲むように設けられた環状部材である。第１ノズル部材７０はノズル保持機構９０に分離可能に保持されている。また、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１に対して第１ノズル部材７０の外側には、第１ノズル部材７０とは別の第２ノズル部材８０が配置されている。第２ノズル部材８０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において第１ノズル部材７０の周りを囲むように設けられた環状部材である。第２ノズル部材８０もノズル保持機構９０に分離可能に保持されている。本実施形態において、第１ノズル部材７０は、液体供給機構１０、第１液体回収機構２０、及び排気機構６０それぞれの一部を構成している。第２ノズル部材８０は、第２液体回収機構３０の一部を構成している。
【００１８】
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向における互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＹ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。
【００１９】
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上の照明領域をスリット状に設定する可変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。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【００２０】
本実施形態において、液体ＬＱには純水が用いられる。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、例えばマスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により固定している。マスクステージＭＳＴは、リニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤにより、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。そして、マスクステージＭＳＴは、Ｘ軸方向に指定された走査速度で移動可能となっており、マスクＭの全面が少なくとも投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを横切ることができるだけのＸ軸方向の移動ストロークを有している。
【００２２】
マスクステージＭＳＴ上には移動鏡４１が設けられている。また、移動鏡４１に対向する位置にはレーザ干渉計４２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４２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４２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の位置を制御する。
【００２３】
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２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。
【００２４】
本実施形態の投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２は鏡筒ＰＫより露出しており、その光学素子２には液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが接触する。光学素子２は螢石で形成されている。螢石表面は水との親和性が高いので、光学素子２の液体接触面（端面）２Ａのほぼ全面に液体ＬＱを密着させることができる。すなわち、本実施形態においては光学素子２の液体接触面２Ａとの親和性が高い液体（水）ＬＱを供給するようにしているので、光学素子２の液体接触面２Ａと液体ＬＱとの密着性が高く、光学素子２と基板Ｐとの間の光路を液体ＬＱで確実に満たすことができる。なお、光学素子２は、水との親和性が高い石英であってもよい。また、光学素子２の液体接触面２Ａに、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を付着させる等の親水化（親液化）処理を施して、液体ＬＱとの親和性をより高めるようにしてもよい。あるいは、本実施形態における液体ＬＱは極性の大きい水であるため、親液化処理（親水化処理）としては、例えばアルコールなど極性の大きい分子構造の物質で薄膜を形成することで、この光学素子２の液体接触面２Ａに親水性を付与することもできる。すなわち、液体ＬＱとして水を用いる場合にはＯＨ基など極性の大きい分子構造を持ったものを前記液体接触面２Ａに設ける処理が可能である。
【００２５】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持して移動可能であって、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。基板Ｐは基板ホルダＰＨに例えば真空吸着等により保持されている。基板ステージＰＳＴは、制御装置ＣＯＮＴによって制御されるリニアモータ等の基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより駆動される。
【００２６】
基板ステージＰＳＴ上には移動鏡４３が設けられている。また、移動鏡４３に対向する位置にはレーザ干渉計４４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４４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４４の計測結果に基づいてリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動することで基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの位置決めを行う。
【００２７】
基板ステージＰＳＴ上には凹部５０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５０に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部５０以外の上面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）になるような平坦面（平坦部）となっている。また本実施形態においては、移動鏡４３の上面も、基板ステージＰＳＴの上面５１とほぼ面一に設けられている。基板Ｐの周囲に基板Ｐ表面とほぼ面一の上面５１を設けたので、基板Ｐのエッジ領域を液浸露光するときにおいても、基板Ｐのエッジ部の外側には段差部がほぼ無いので、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持して液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。また、基板Ｐのエッジ部とその基板Ｐの周囲に設けられた平坦面（上面）５１との間には０．１〜２ｍｍ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く、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合にも、上面５１により投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができる。
【００２８】
また、上面５１を撥液性にすることにより、液浸露光中における基板Ｐ外側（上面５１外側）への液体ＬＱの流出を抑え、また液浸露光後においても液体ＬＱを円滑に回収できて上面５１に液体ＬＱが残留する不都合を防止できる。上面５１を撥液性にするためには、基板ステージＰＳＴの上面５１を、例えばポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））などの撥液性を有する材料によって形成することで、上面５１を撥液性にすることができる。あるいは、上面５１に対して、例えば、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料からなる薄膜を貼付する等の撥液化処理を行ってもよい。また、撥液性材料の塗布領域（撥液化処理領域）としては、上面５１全域であってもよいし、撥液性を必要とする一部の領域のみであってもよい。
【００２９】
ここで、上記親液化処理及び撥液化処理を含む表面処理のための膜は、単層膜であってもよいし複数の層からなる膜であってもよい。親液性にするための親液性材料又は撥液性にするための撥液性材料としては液体ＬＱに対して非溶解性の材料が用いられる。
【００３０】
また、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの表面の位置情報を検出する後述するフォーカス・レベリング検出系（１２０）を備えている。フォーカス・レベリング検出系の受光結果は制御装置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Ｐ表面のＺ軸方向の位置情報、及び基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報を検出することができる。基板ステージＰＳＴは、基板Ｐのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Ｐの表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計４４の計測結果に基づいて、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。
【００３１】
露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬを支持する鏡筒定盤５と、鏡筒定盤５及びマスクステージＭＳＴを支持するメインコラム１とを備えている。メインコラム１は、床面上に設けられたベース９上に設置されている。基板ステージＰＳＴはベース９上に支持されている。メインコラム１には、内側に向けて突出する上側段部７及び下側段部８が形成されている。
【００３２】
照明光学系ＩＬは、メインコラム１の上部に固定された支持フレーム３により支持されている。メインコラム１の上側段部７には、防振装置４６を介してマスク定盤４が支持されている。マスクステージＭＳＴ及びマスク定盤４の中央部にはマスクＭのパターン像を通過させる開口部（開口部の側壁をＭＫ１、ＭＫ２で表す）が形成されている。マスクステージＭＳＴの下面には非接触軸受である気体軸受（エアベアリング）４５が複数設けられている。マスクステージＭＳＴはエアベアリング４５によりマスク定盤４の上面（ガイド面）に対して非接触支持されており、マスクステージ駆動装置ＭＳＴＤにより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。
【００３３】
投影光学系ＰＬを保持する鏡筒ＰＫの外周にはフランジＰＦが設けられており、投影光学系ＰＬはこのフランジＰＦを介して鏡筒定盤５に支持されている。鏡筒定盤５とメインコラム１の下側段部８との間にはエアマウントなどを含む防振装置４７が配置されており、投影光学系ＰＬを支持する鏡筒定盤５はメインコラム１の下側段部８に防振装置４７を介して支持されている。この防振装置４７によって、メインコラム１の振動が、投影光学系ＰＬを支持する鏡筒定盤５に伝わらないように、鏡筒定盤５とメインコラム１とが振動的に分離されている。
【００３４】
基板ステージＰＳＴの下面には複数の非接触軸受である気体軸受（エアベアリング）４８が設けられている。また、ベース９上には、エアマウント等を含む防振装置４９を介して基板定盤６が支持されている。基板ステージＰＳＴはエアベアリング４８により基板定盤６の上面（ガイド面）に対して非接触支持されており、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより、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。この防振装置４９によって、ベース９（床面）やメインコラム１の振動が、基板ステージＰＳＴを非接触支持する基板定盤６に伝わらないように、基板定盤６とメインコラム１及びベース９（床面）とが振動的に分離されている。
【００３５】
第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０のそれぞれはノズル保持機構９０に分離可能に保持されている。ノズル保持機構９０は、第１ノズル部材７０と第２ノズル部材８０とを離した状態で保持している。ノズル保持機構９０はメインコラム１の下側段部８に連結部材５２を介して支持されている。連結部材５２はメインコラム１の下側段部８に固定されており、その連結部材５２にノズル保持機構９０が固定されている。
【００３６】
そして、第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０をノズル保持機構９０及び連結部材５２を介して支持しているメインコラム１と、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫをフランジＰＦを介して支持している鏡筒定盤５とは、防振装置４７を介して振動的に分離されている。したがって、第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０で発生した振動が投影光学系ＰＬに伝達されることは防止されている。また、メインコラム１と、基板ステージＰＳＴを支持している基板定盤６とは、防振装置４９を介して振動的に分離している。したがって、第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０で発生した振動が、メインコラム１及びベース９を介して基板ステージＰＳＴに伝達されることが防止されている。また、メインコラム１と、マスクステージＭＳＴを支持しているマスク定盤４とは、防振装置４６を介して振動的に分離されている。したがって、第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０で発生した振動がメインコラム１を介してマスクステージＭＳＴに伝達されることが防止されている。
【００３７】
液体供給機構１０は、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１７とを備えている。液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、供給する液体ＬＱの温度を調整する温調装置、液体ＬＱ中の異物を除去するフィルタ装置、及び加圧ポンプ等を備えている。基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成する際、液体供給機構１０は液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する。
【００３８】
第１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、液体ＬＱを回収可能な第１液体回収部２１と、第１液体回収部２１にその一端部を接続する回収管２７とを備えている。第１液体回収部２１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。なお真空系として、露光装置ＥＸに真空ポンプを設けずに、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。基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成するために、第１液体回収機構２０は液体供給機構１０より供給された基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収する。
【００３９】
第２液体回収機構３０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、液体ＬＱを回収可能な第２液体回収部３１と、第２液体回収部３１にその一端部を接続する回収管３７とを備えている。第２液体回収部３１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。なお真空系として、露光装置ＥＸに真空ポンプを設けずに、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。
【００４０】
また、第２液体回収機構３０は、第１液体回収機構２０を含む露光装置ＥＸ全体の駆動源である商用電源１００Ａとは別の無停電電源（第２駆動源）１００Ｂを有している。無停電電源１００Ｂは、例えば商用電源１００Ａの停電時に、第２液体回収機構３０の駆動部に対して電力（駆動力）を供給する。
【００４１】
排気機構６０は、投影光学系ＰＬの像面側の気体を排出するためのものであって、気体を吸引可能な排気部６１と、排気部６１にその一端部を接続する排気管６７とを備えている。排気部６１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。なお真空系として、露光装置ＥＸに真空ポンプを設けずに、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。ここで、排気部６１は真空系及び気液分離器を備えているため、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収することもできる。
【００４２】
次に、図２〜図５を参照しながら第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０について説明する。図２は第１、第２ノズル部材７０、８０を下面７０Ａ、８０Ａ側から見た平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面矢視図、図５は図２のＣ−Ｃ線断面矢視図である。
【００４３】
第１ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２の近傍に配置されており、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において光学素子２の周りを囲むように設けられた環状部材である。第１ノズル部材７０は、液体供給機構１０、第１液体回収機構２０、及び排気機構６０それぞれの一部を構成するものである。第１ノズル部材７０は、その中央部に投影光学系ＰＬ（光学素子２）を配置可能な穴部７０Ｈを有している。
【００４４】
図２に示すように、基板Ｐに対向する第１ノズル部材７０の下面７０Ａには、Ｙ軸方向を長手方向とする凹部７８が形成されている。投影光学系ＰＬ（光学素子２）を配置可能な穴部７０Ｈは凹部７８の内側に形成されている。したがって、穴部７０Ｈに配置された投影光学系ＰＬの光学素子２の端面２Ａは、凹部７８の内側に配置される。本実施形態において、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１はＹ軸方向（非走査方向）を長手方向とする矩形状に設定されている。
【００４５】
凹部７８の内側には、ＸＹ平面と略平行であり、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐと対向する面７８Ａが設けられている。以下の説明においては、凹部７８の内側に形成され、基板Ｐと対向する面７８Ａを適宜、「キャビティ面」と称する。
【００４６】
第１ノズル部材７０の下面７０Ａのうち、凹部７８の内側のキャビティ面７８Ａには、液体供給機構１０の一部を構成する供給口１２（１２Ａ、１２Ｂ）が設けられている。供給口１２（１２Ａ、１２Ｂ）は、下面７０Ａ（キャビティ面７８Ａ）に形成された液体ＬＱが流れる開口である。本実施形態においては、供給口１２（１２Ａ、１２Ｂ）は２つ設けられており、投影光学系ＰＬの光学素子２（投影領域ＡＲ１）を挟んでＹ軸方向両側のそれぞれに設けられている。また、本実施形態における供給口１２Ａ、１２Ｂは略円形状に形成されている。なお供給口１２Ａ、１２Ｂとしては円形状に限らず、楕円形状や矩形状など任意の形状に形成されていてもよい。また、本実施形態においては、供給口１２Ａ、１２Ｂは互いにほぼ同じ大きさを有しているが、互いに異なる大きさであってもよい。
【００４７】
また、第１ノズル部材７０の下面７０Ａのうちキャビティ面７８Ａには、排気機構６０の一部を構成する排気口６２（６２Ａ、６２Ｂ）が設けられている。排気口６２（６２Ａ、６２Ｂ）は、下面７０Ａ（キャビティ面７８Ａ）に形成された気体又は液体ＬＱが流れる開口である。本実施形態においては、排気口６２（６２Ａ、６２Ｂ）は２つ設けられており、投影光学系ＰＬの光学素子２（投影領域ＡＲ１）を挟んでＹ軸方向両側のそれぞれに設けられている。また、本実施形態における排気口６２Ａ、６２Ｂは略円形状に形成されている。なお排気口６２Ａ、６２Ｂとしては円形状に限らず、楕円形状や矩形状など任意の形状に形成されていてもよい。また、本実施形態においては、排気口６２Ａ、６２Ｂは互いにほぼ同じ大きさを有しているが、互いに異なる大きさであってもよい。
【００４８】
また本実施形態においては、キャビティ面７８Ａにおいて供給口１２Ａと排気口６２ＡとがＸ軸方向に関して並んで設けられ、供給口１２Ｂと排気口６２ＢとがＸ軸方向に関して並んで設けられている。また、供給口１２及び排気口６２のそれぞれは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１近傍に設けられており、投影光学系ＰＬ（投影領域ＡＲ１）と排気口６２との距離は、投影光学系ＰＬ（投影領域ＡＲ１）と供給口１２との距離とほぼ等しいか、あるいは投影光学系ＰＬ（投影領域ＡＲ１）と供給口１２との距離に対して短くなるように設けられている。
【００４９】
第１ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、投影光学系ＰＬ（光学素子２）の投影領域ＡＲ１を基準として凹部７８の外側には第１液体回収機構２０の一部を構成する第１回収口２２が設けられている。
【００５０】
第１回収口２２は、ノズル部材７０の下面７０Ａに形成された液体ＬＱが流れる開口である。第１回収口２２は、基板Ｐに対向するノズル部材７０の下面７０Ａにおいて投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１に対して液体供給機構１０の供給口１２Ａ、１２Ｂ及び排気機構６０の排気口６２Ａ、６２Ｂの外側に設けられており、投影領域ＡＲ１、供給口１２Ａ、１２Ｂ、及び排気口６２Ａ、６２Ｂを囲むように環状に形成されている。したがって、排気口６２Ａ、６２Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１に対して第１回収口２２よりも近くに設けられた構成となっている。第１回収口２２には複数の孔が形成された多孔体７４が配置されている。
【００５１】
第２ノズル部材８０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において第１ノズル部材７０の周りを囲むように設けられた環状部材である。第２ノズル部材８０は、第２液体回収機構３０の一部を構成している。第２ノズル部材８０は、その中央部に第１ノズル部材７０の一部を配置可能な穴部８０Ｈを有している。
【００５２】
第２ノズル部材８０の下面８０Ａには、第２液体回収機構３０の一部を構成する第２回収口３２が設けられている。第２回収口３２は、第２ノズル部材８０のうち基板Ｐに対向する下面８０Ａに形成された液体ＬＱが流れる開口である。第２ノズル部材８０は第１ノズル部材７０の外側に設けられており、第２ノズル部材８０に設けられた第２回収口３２は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を基準として、第１ノズル部材７０に設けられた第１回収口２２の更に外側に設けられた構成となっている。第２回収口３２は、第１回収口２２を囲むように環状に形成されている。第２回収口３２にも、複数の孔が形成された多孔体７５が配置されている。
【００５３】
供給口１２Ａ、１２Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１と第１回収口２２との間に設けられている。液浸領域ＡＲ２を形成するための液体ＬＱは、供給口１２Ａ、１２Ｂを介して、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１と第１回収口２２との間で、基板Ｐの上方より供給される。また、第１回収口２２は、第１ノズル部材７０の下面７０Ａのうち凹部７８の外側の離れた領域に形成されている。凹部７８と第１回収口２２との間にはほぼ平坦な平坦領域７７が設けられている。平坦領域７７はＸＹ平面と略平行であり、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐと対向する。以下の説明においては、凹部７８の周りに設けられた平坦領域７７を適宜、「ランド面」と称する。
【００５４】
第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０のそれぞれはノズル保持機構９０に分離可能に保持されている。図３及び図４に示すように、ノズル保持機構９０は第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０を分離可能に保持するノズルホルダ９２を備えている。ノズルホルダ９２は、その中央部に投影光学系ＰＬを配置可能な穴部９２Ｈを有している。第１ノズル部材７０は、ノズルホルダ９２の下面９２Ａに接続される。ノズル保持機構９０が第１ノズル部材７０を保持したとき、ノズルホルダ９２の穴部９２Ｈと第１ノズル部材７０の穴部７０Ｈとが接続されるようになっており、投影光学系ＰＬ（光学素子２）は、前記穴部９２Ｈ及び７０Ｈの内側に配置される。
【００５５】
連結部材５２を介してメインコラム１の下側段部８に支持されたノズル保持機構９０（ノズルホルダ９２）及びそのノズル保持機構９０に保持された第１ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬ（光学素子２）とは離れている。すなわち、第１ノズル部材７０の穴部７０Ｈの内側面７０Ｔと投影光学系ＰＬの光学素子２の側面２Ｔとの間には間隙が設けられており、ノズルホルダ９２の穴部９２Ｈの内側面９２Ｔと投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫとの間にも間隙が設けられている。これら間隙は、投影光学系ＰＬと第１ノズル部材７０及びノズル保持機構９０とを振動的に分離するために設けられたものである。これにより、第１ノズル部材７０やノズル保持機構９０で発生した振動が、投影光学系ＰＬ側に伝達することが防止されている。また、上述したように、メインコラム１（下側段部８）と鏡筒定盤５とは、防振装置４７を介して振動的に分離している。したがって、第１ノズル部材７０やノズル保持機構９０で発生した振動がメインコラム１及び鏡筒定盤５を介して投影光学系ＰＬに伝達されることは防止されている。
【００５６】
第１ノズル部材７０と第２ノズル部材８０とは互いに独立した部材であって、ノズル保持機構９０のノズルホルダ９２は、第１ノズル部材７０と第２ノズル部材８０とを離した状態で保持している。ここで、第１ノズル部材７０は、ノズルホルダ９２に接続する鍔部７０Ｃを有しており、第２ノズル部材８０は、第１ノズル部材７０の鍔部７０Ｃの下方に配置された構成となっている。そして、図４に示すように、第２ノズル部材８０は、接続機構８９を介してノズル保持機構９０のノズルホルダ９２に接続されている。接続機構８９を介してノズルホルダ９２に接続されている第２ノズル部材８０の内側面８０Ｔと、第１ノズル部材７０の外側面７０Ｓとの間には間隙が設けられており、第２ノズル部材８０の上面８０Ｊと第１ノズル部材７０の鍔部７０Ｃの下面７０Ｕとの間にも間隙が設けられている。これら間隙は、第１ノズル部材７０と第２ノズル部材８０とを振動的に分離するために設けられたものである。これにより、第２ノズル部材８０で発生した振動が、第１ノズル部材７０側に伝達することが防止されている。
【００５７】
接続機構８９は、接続部材８１と弾性体８４、８５とを備えている。弾性体８４、８５は、接続部材８１の一端部とノズル保持機構９０のノズルホルダ９２の下面９２Ａとを接続しており、接続部材８１の他端部は第２ノズル部材８０の外側面８０Ｓに接続している。本実施形態において、弾性体８４、８５はゴムあるいはベローズ部材等により構成されている。図２に示すように、本実施形態においては、接続部材８１は、第１〜第４接続部材８１Ａ〜８１Ｄの４つの部材で構成されている。弾性体８４、８５を有する接続機構８９は、第２ノズル部材８０をノズル保持機構９０のノズルホルダ９２に対して柔らかく接続している。また、弾性体８４、８５によって、第２ノズル部材８０はノズルホルダ９２に対して揺動可能となっている。すなわち、弾性体８４、８５を有する接続機構８９は、ノズル保持機構９０のノズルホルダ９２に対して第２ノズル部材８０を可動に接続している。
【００５８】
また、弾性体８４、８５は防振機構として機能し、その弾性体８４、８５を有する接続機構８９は、第２ノズル部材８０とノズルホルダ９２とを振動的に分離している。したがって、接続機構８９は、第２ノズル部材８０で発生した振動がノズル保持機構９０のノズルホルダ９２に伝達されないように減衰することができる。また上述したように、連結部材５２を介してノズル保持機構９０を支持しているメインコラム１（下側段部８）と鏡筒定盤５とは、防振装置４７を介して振動的に分離している。したがって、第２ノズル部材８０やノズル保持機構９０で発生した振動がメインコラム１及び鏡筒定盤５を介して投影光学系ＰＬに伝達されることは防止されている。このように、弾性体８４、８５と防振装置４７との双方を設けることで、第２ノズル部材８０で発生した振動が投影光学系ＰＬに伝達されることを確実に防止することができる。
【００５９】
接続機構８９の弾性体８４、８５は、パッシブ型の防振機構として機能し、第２ノズル部材８０で発生する振動のうち、特に高周波域の振動成分を減衰させることができる。後述するように、第２ノズル部材８０は、液体ＬＱを回収する際に、液体ＬＱとともにその周囲の気体も一緒に回収するため、高周波域の振動が発生する可能性がある。本実施形態では、そのような高周波域の振動を弾性体８４、８５で効果的に減衰させることができる。また、低周波域の振動に対しては、例えば、防振装置４７にアクチュエータ等を設けてアクティブ型の防振機構を構成し、このアクチュエータを制御することで低周波域の振動を減衰させることが可能である。なお、接続機構８９にアクチュエータ等を付加して、アクティブ型の防振機構としてもよい。また、弾性体８４、８５に代えて、あるいはこれらと併用して、磁石等の磁力によって第２ノズル部材８０をノズルホルダ９２に接続してもよい。例えば、第２ノズル部材８０とノズルホルダ９２との間に複数の磁石を配置し、互いに対向する各磁石間の吸引力と反発力とをバランスさせることで、非接触で第２ノズル部材８０をノズルホルダ９２に接続することが可能となる。
【００６０】
図３及び図４に示すように、ノズルホルダ９２の内部には、供給流路１５、第１回収流路２５、第２回収流路３５、及び排気流路６５が形成されている。供給流路１５は液体供給機構１０の一部を構成し、第１回収流路２５は第１液体回収機構２０の一部を構成し、第２回収流路３５は第２液体回収機構３０の一部を構成し、排気流路６５は排気機構６０の一部を構成している。したがって、ノズル保持機構９０（ノズルホルダ９２）は、液体供給機構１０、第１液体回収機構２０、第２液体回収機構３０、及び排気機構６０それぞれの一部を構成している。
【００６１】
ノズルホルダ９２の内部に形成された供給流路１５の一端部は、継手１６を介して供給管１７の他端部に接続されており、供給流路１５の他端部は、第１ノズル部材７０の内部に形成された供給流路１４の一端部に接続している。ノズルホルダ９２の供給流路１５の一端部はノズルホルダ９２の側面に設けられており、他端部はノズルホルダ９２の下面９２Ａに設けられている。また、第１ノズル部材７０の供給流路１４の一端部は第１ノズル部材７０の上面に設けられている。一方、供給流路１４の他端部は、第１ノズル部材７０の下面７０Ａ（キャビティ面７８Ａ）に形成された供給口１２に接続されている。ここで、第１ノズル部材７０の内部に形成された供給流路１４は、複数（２つ）の供給口１２（１２Ａ、１２Ｂ）のそれぞれにその他端部を接続可能なように途中から分岐している。
【００６２】
そして、第１ノズル部材７０をノズルホルダ９２で保持することで、第１ノズル部材７０の供給流路１４の一端部とノズルホルダ９２の供給流路１５の他端部とが接続される。
ここで、ノズルホルダ９２の内部に形成された供給流路１５の一端部は、供給管１７を介して液体ＬＱを供給可能な液体供給部１１に接続しており、供給流路１５の他端部は、第１ノズル部材７０の内部に形成された供給流路１４を介して投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを供給可能な供給口１２に接続している。したがって、ノズルホルダ９２の供給流路１５は、液体供給部１１と第１ノズル部材７０とを接続した構成となっている。
【００６３】
また、図４に示すように、ノズルホルダ９２の供給流路１５と第１ノズル部材７０の供給流路１４との接続部には、液体ＬＱの漏洩を阻止するシール部材１３０が設けられている。本実施形態において、シール部材１３０はＯリングによって構成されている。なお、液体ＬＱの漏洩を阻止可能であれば、Ｏリングに限らず、シーリングテープなど任意のシール部材を用いることができる。シール部材１３０を設けたことにより、供給流路１４、１５を流れる液体ＬＱの前記接続部からの漏洩が防止されている。
【００６４】
液体供給部１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。液浸領域ＡＲ２を形成するために、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０の液体供給部１１より液体ＬＱを送出する。液体供給部１１より送出された液体ＬＱは、供給管１７を流れた後、ノズルホルダ９２の内部流路である供給流路１５に流入する。ノズルホルダ９２の供給流路１５を流れた液体ＬＱは第１ノズル部材７０の内部に形成された供給流路１４の一端部に流入する。そして、供給流路１４の一端部に流入した液体ＬＱは途中で分岐した後、第１ノズル部材７０の下面７０Ａ（キャビティ面７８Ａ）に形成された複数（２つ）の供給口１２Ａ、１２Ｂより、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐ上に供給される。液体供給機構１０は、供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれより液体ＬＱを同時に供給可能である。
【００６５】
本実施形態においては、第１ノズル部材７０に形成された供給流路１４の供給口１２近傍は鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って形成されているとともに、供給口１２はノズル部材７０の下面７０Ａにおいて−Ｚ方向を向くように（下向きに）設けられている。液体供給機構１０は、供給口１２を介して、基板Ｐ表面に対して上方から鉛直下向き（−Ｚ方向）に液体ＬＱを供給する。
【００６６】
図４に示すように、供給口１２に接続された供給流路１４のうち供給口１２近傍は、供給口１２に向かって漸次拡がる傾斜面１３となっている。第１ノズル部材７０の内部に形成され、供給口１２に接続された供給流路１４のうち供給口１２近傍を、供給口（出口）１２に向かって漸次拡がるように形成したので、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）上に供給される液体ＬＱの基板Ｐに対する力が分散される。したがって、供給した液体ＬＱが基板Ｐや基板ステージＰＳＴに及ぼす力を抑制することができる。したがって、供給された液体ＬＱにより基板Ｐや基板ステージＰＳＴが変形を生じる等の不都合を防止することができ、高い露光精度及び計測精度を得ることができる。
【００６７】
なお、本実施形態においては、ラッパ状の供給口１２は基板Ｐの上方より鉛直下向きに液体ＬＱを供給しているが、基板Ｐ表面（ＸＹ平面）に対して傾斜方向から供給してもよい。すなわち、供給口１２をＸＹ平面に対して傾斜するように形成してもよい。
【００６８】
また、供給管１７の途中など、液体ＬＱの供給流路の所定位置に、液体供給部１１から送出され、供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれに対する単位時間あたりの液体供給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を設けることが可能である。制御装置ＣＯＮＴは、上記流量制御器を介して、供給口１２Ａ、１２Ｂを介した液体供給量を制御することができる。また、供給管１７の途中など、液体ＬＱの供給流路の所定位置に、この供給流路を開閉するバルブを設けることが可能である。制御装置ＣＯＮＴは、上記バルブを使って、所定のタイミングで供給流路を閉じることで、供給口１２Ａ、１２Ｂを介した液体供給を停止することができる。
【００６９】
ノズルホルダ９２の内部に形成された第１回収流路２５の一端部は、継手２６を介して回収管２７の他端部に接続されており、第１回収流路２５の他端部は、第１ノズル部材７０の内部に形成された第１回収流路であるマニホールド流路２４の一端部に接続している。ここで、ノズルホルダ９２の第１回収流路２５の一端部はノズルホルダ９２の側面に設けられており、他端部はノズルホルダ９２の下面９２Ａに設けられている。また、ノズル部材７０のマニホールド流路２４の一端部は第１ノズル部材７０の上面に設けられている。一方、マニホールド流路２４の他端部は、第１回収口２２に対応するように平面視環状に形成され、その第１回収口２２に接続する環状流路２３の一部に接続している。
【００７０】
そして、第１ノズル部材７０をノズルホルダ９２で保持することで、第１ノズル部材７０のマニホールド流路（第１回収流路）２４の一端部とノズルホルダ９２の第１回収流路２５の他端部とが接続される。ここで、ノズルホルダ９２の内部に形成された第１回収流路２５の一端部は、回収管２７を介して液体ＬＱを回収可能な第１液体回収部２１に接続しており、第１回収流路２５の他端部は、第１ノズル部材７０の内部に形成された第１回収流路であるマニホールド流路２４及び環状流路２３を介して投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収可能な第１回収口２２に接続している。したがって、ノズルホルダ９２の第１回収流路２５は、第１液体回収部２１と第１ノズル部材７０とを接続した構成となっている。
【００７１】
また、図３に示すように、ノズルホルダ９２の第１回収流路２５と第１ノズル部材７０のマニホールド流路２４との接続部には、液体ＬＱの漏洩を阻止するシール部材１３１が設けられている。シール部材１３１は、シール部材１３０同様、Ｏリング等によって構成可能である。シール部材１３１を設けたことにより、第１回収流路２４、２５を流れる液体ＬＱの前記接続部からの漏洩が防止されている。
【００７２】
第１液体回収部２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱを回収するために、第１液体回収機構２０の第１液体回収部２１を駆動する。真空系を有する第１液体回収部２１の駆動により、基板Ｐ上の液体ＬＱは、その基板Ｐの上方に設けられている第１回収口２２を介して環状流路２３に鉛直上向き（＋Ｚ方向）に流入する。環状流路２３に＋Ｚ方向に流入した液体ＬＱは、マニホールド流路２４で集合された後、マニホールド流路２４を流れる。その後、ノズルホルダ９２の第１回収流路２５を流れ、回収管２７を介して第１液体回収部２１に吸引回収される。
【００７３】
ノズルホルダ９２の内部に形成された第２回収流路３５の一端部は、継手３６を介して回収管３７の他端部に接続されており、第２回収流路３５の他端部は、第１〜第４接続部材８１Ａ〜８１Ｄのうち第２接続部材８１Ｂの内部に形成された内部流路８２の一端部に接続管８３を介して接続している。接続管８３は接続機構８９の一部を構成している。ノズルホルダ９２の第２回収流路３５の一端部はノズルホルダ９２の側面に設けられており、他端部はノズルホルダ９２の下面９２Ａに設けられている。ここで、第２接続部材８１Ｂの一端部とノズルホルダ９２の下面９２Ａとは離れており、接続管８３は、ノズルホルダ９２の下面９２Ａに設けられた第２回収流路３５の他端部と、第２接続部材８１Ｂの一端部に設けられた内部流路８２の一端部とを接続している。第２接続部材８１Ｂとノズルホルダ９２との間に設けられている弾性体８４は環状に形成されており、その環状に形成された弾性体８４の内側に接続管８３が配置されている。ここで、接続管８３は可撓性を有する可撓性部材により構成されている。したがって、弾性体８４の弾性変形、ひいてはノズルホルダ９２と第２ノズル部材８１との相対移動は妨げられない。なお、第２接続部材８１Ｂ以外の接続部材８１Ａ、８１Ｃ、８１Ｄには内部流路は無い。したがって、それら接続部材８１Ａ、８１Ｃ、８１Ｄとノズルホルダ９２の下面９２Ａとを接続する弾性体８５は、環状である必要はないが、もちろん環状であってもよい。
【００７４】
第２接続部材８１Ｂに形成された内部流路８２の他端部は、第２ノズル部材８０の内部に形成された第２回収流路であるマニホールド流路３４の一端部に接続している。一方、マニホールド流路３４の他端部は、第２回収口３２に対応するように平面視環状に形成され、その第２回収口３２に接続する環状流路３３の一部に接続している。
【００７５】
そして、第２ノズル部材８０を接続機構８９を介してノズルホルダ９２に接続することで、第２ノズル部材８０のマニホールド流路（第２回収流路）３４の一端部と、ノズルホルダ９２の第２回収流路３５の他端部とが、接続機構８９を構成する接続管８３及び第２接続部材８１Ｂの内部流路８２を介して接続される。ここで、ノズルホルダ９２の内部に形成された第２回収流路３５の一端部は、回収管３７を介して液体ＬＱを回収可能な第２液体回収部３１に接続しており、第２回収流路３５の他端部は、接続管８３、内部流路８２、第２ノズル部材８０の内部に形成された第２回収流路であるマニホールド流路３４、及び環状流路３３を介して投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収可能な第２回収口３３に接続している。したがって、ノズルホルダ９２の第２回収流路３５は、第２液体回収部３１と第２ノズル部材８０とを接続した構成となっている。
【００７６】
なお、ノズルホルダ９２の第２回収流路３５と接続管８３との接続部や、第２接続部材８１Ｂの内部流路８２と接続管８３との接続部にも、液体ＬＱの漏洩を阻止するシール部材を設けることが可能である。シール部材は、上記シール部材１３０、１３１同様、Ｏリング等によって構成可能である。
【００７７】
図４に示すように、第２回収口３２に接続するマニホールド流路３４には、第２回収口３２を介して液体ＬＱが回収されたか否かを検出する液体有無センサからなる検出器１５０が設けられている。検出器１５０の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、検出器１５０の検出結果に基づいて、露光装置ＥＸの動作を制御する。
【００７８】
なお検出器１５０の設置位置としては、第２回収口３２を介して液体ＬＱが回収されたか否かを検出可能な位置であればよく、第２回収口３２近傍、内部流路８２、接続管８３、及び回収管３７の内部などであってもよい。また、例えば回収管３７の一部に透過窓を設け、その透過窓を介して回収管３７の外側より検出光を照射し、回収管３７に液体ＬＱが流れているか否かを光学的に検出する検出器を設けるようにしてもよい。制御装置ＣＯＮＴは、その検出器の検出結果に基づいて、第２回収口３２を介して液体ＬＱが回収されたか否かを判断することができる。また、検出器として、例えば回収管３７の途中にマスフローコントローラ等を設けておき、マスフローコントローラの検出結果に基づいて、第２回収口３２を介して液体ＬＱが回収されたか否かが判断されるようにしてもよい。
【００７９】
第２液体回収部３１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱを回収するために、第２液体回収機構３０の第２液体回収部３１を駆動する。真空系を有する第２液体回収部３１の駆動により、液体ＬＱは、基板Ｐの上方に設けられている第２回収口３２を介して環状流路３３に鉛直上向き（＋Ｚ方向）に流入する。
環状流路３３に＋Ｚ方向に流入した液体ＬＱは、マニホールド流路３４で集合した後、マニホールド流路３４を流れる。その後、液体ＬＱは、第２接続部材８１Ｂの内部流路８２、接続管８３、及びノズルホルダ９２の第２回収流路３５を順次流れ、第２回収管３７を介して第２液体回収部３１に吸引回収される。
【００８０】
ここで、第２液体回収機構３０は無停電電源１００Ｂにより常時駆動している。そして、第１液体回収機構２０と第２液体回収機構３０とは別の電源１００Ａ、１００Ｂでそれぞれ駆動されるようになっている。例えば、商用電源１００Ａが停電した場合、第２液体回収機構３０の第２液体回収部３１は、無停電電源１００Ｂより供給される電力で駆動される。この場合、第２液体回収部３１を含む第２液体回収機構３０の液体回収動作は、制御装置ＣＯＮＴに制御されず、例えば第２液体回収機構３０に内蔵された別の制御装置からの指令信号に基づいて制御される。あるいは、商用電源１００Ａの停電時においては、無停電電源１００Ｂは、第２液体回収機構３０に加えて制御装置ＣＯＮＴにも電力を供給するようにしてもよい。この場合、その無停電電源１００Ｂからの電力によって駆動される制御装置ＣＯＮＴが、第２液体回収機構３０の液体回収動作を制御するようにしてもよい。
【００８１】
なお、本実施形態においては第１回収口２２は環状に形成されており、その第１回収口２２に接続する回収流路２３、２４、２５、回収管２７、及び第１液体回収部２１のそれぞれは１つずつ設けられた構成であるが、第１回収口２２を複数に分割し、複数に分割された第１回収口２２の数に応じて、回収流路や回収管、あるいは第１液体回収部２１を設けるようにしてもよい。なお、第１回収口２２を複数に分割した場合であっても、それら複数の第１回収口２２が、投影領域ＡＲ１、供給口１２、及び排気口６２を囲むように配置されていることが好ましい。同様に、第２回収口３２も複数に分割して配置されてもよい。
【００８２】
ノズルホルダ９２の内部に形成された排気流路６５の一端部は、継手６６を介して排気管６７の他端部に接続されており、排気流路６５の他端部は、第１ノズル部材７０の内部に形成された排気流路６４の一端部に接続している。ノズルホルダ９２の排気流路６５の一端部はノズルホルダ９２の側面に設けられており、他端部はノズルホルダ９２の下面９２Ａに設けられている。また、第１ノズル部材７０の排気流路６４の一端部は第１ノズル部材７０の上面に設けられている。一方、第１ノズル部材７０の排気流路６４の他端部は、第１ノズル部材７０の下面７０Ａ（キャビティ面７８Ａ）に形成された排気口６２に接続されている。ここで、第１ノズル部材７０の内部に形成された排気流路６４は、複数（２つ）の排気口６２（６２Ａ、６２Ｂ）のそれぞれにその他端部を接続可能なように途中から分岐している。
【００８３】
そして、第１ノズル部材７０をノズルホルダ９２で保持することで、第１ノズル部材７０の排気流路６４の一端部とノズルホルダ９２の排気流路６５の他端部とが接続される。
ここで、ノズルホルダ９２の内部に形成された排気流路６５の一端部は、排気管６７を介して排気部６１に接続しており、排気流路６５の他端部は、第１ノズル部材７０の内部に形成された排気流路６４を介して投影光学系ＰＬの像面側の気体を排出可能な排気口６２に接続している。したがって、ノズルホルダ９２の排気流路６５は、排気部６１と第１ノズル部材７０とを接続した構成となっている。
【００８４】
また、図４に示すように、ノズルホルダ９２の排気流路６５と第１ノズル部材７０の排気流路６４との接続部には、気体あるいは液体ＬＱの漏洩を阻止するシール部材１３３が設けられている。シール部材１３３は、シール部材１３０同様、Ｏリング等によって構成可能である。シール部材１３３を設けたことにより、排気流路６４、６５を流れる気体あるいは液体ＬＱの前記接続部からの漏洩が防止されている。
【００８５】
排気部６１の排気動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの像面側の気体を排出するために、排気機構６０の排気部６１を駆動する。真空系を有する排気部６１の駆動により、投影光学系ＰＬの像面側の所定空間の気体は、排気口６２を介して排気流路６４に流入する。排気流路６４に流入した液体ＬＱは、ノズルホルダ９２の排気流路６５を流れた後、排気管６７を介して排気部６１に吸引回収される。
【００８６】
また、制御装置ＣＯＮＴは、真空系を有した排気部６１を駆動し、投影光学系ＰＬの像面側の光学素子２の近傍に配置されている排気口６２Ａ、６２Ｂを介して、投影光学系ＰＬの像面側の気体を排出（吸引）することで、その像面側の空間を負圧化することができる。
【００８７】
また、上述したように、排気部６１は真空系及び気液分離器を備えているため、排気口６２Ａ、６２Ｂを介して投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収することもできる。したがって、排気機構６０は、排気口６２を介して、投影光学系ＰＬの像面側の気体を排出可能であるとともに、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中の気泡（気体部分）を液体ＬＱとともに排出（回収、除去）可能である。
【００８８】
排気機構６０を使って液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中の気泡を回収する場合、制御装置ＣＯＮＴは、排気機構６０の排気部６１を駆動する。真空系を有する排気部６１の駆動により、投影光学系ＰＬの像面側に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの一部が排気口６２を介して吸引回収される。液体ＬＱ中に気泡が存在する場合、その気泡は液体ＬＱとともに排気口６２を介して吸引回収される。
【００８９】
図４に示すように、排気口６２に接続された排気流路６４のうち排気口６２近傍は、排気口６２に向かって漸次拡がる傾斜面６３となっている。更に、ノズル部材７０の下面７０Ａのうち排気口６２の周囲の所定領域は、基板Ｐよりも離れるように形成された凹部６８となっている。凹部６８の内側に排気口６２が設けられていることにより、その排気口６２は、凹部６８周囲の下面７０Ａよりも基板Ｐに対して高い位置に設けられた構成となっている。更に、凹部６８には、基板Ｐ側に向かって漸次拡がる傾斜面６９が形成されている。換言すれば、凹部６８の内側面が、基板Ｐ側に向かって漸次拡がるように形成されている。
【００９０】
排気口６２を凹部６８の内側に形成し、周囲の下面７０Ａ（キャビティ面７８Ａ）よりも高い位置に設けたので、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中に気泡（気体部分）が存在していても、その気泡は液体ＬＱとの比重差により液体ＬＱ中を上方に移動して排気口６２より円滑且つ迅速に回収されるようになっている。また、ノズル部材７０に形成され、排気口６２に接続された排気流路６４のうち排気口６２近傍を、排気口（出口）６２に向かって漸次拡がるように形成するとともに、その排気口６２の周囲に形成された凹部６８の内側面も、基板Ｐ側に向かって漸次拡がるように傾斜させて形成したので、例えば光学素子２近傍にある気泡や下面７０Ａに付着した気泡は、傾斜面６９や傾斜面６３に沿って排気口６２まで円滑に移動し、排気口６２より円滑且つ迅速に回収される。更に、本実施形態においては、傾斜面６３と凹部６８との接続部などに丸みを持たせ、角部が無い構成としたので、気泡が下面７０Ａ（キャビティ面７８Ａ）に沿って排気口６２に移動するとき、その移動は円滑に行われる。
【００９１】
また、上述したように、排気口６２は投影光学系ＰＬ（光学素子２）の投影領域ＡＲ１の近傍に設けられているため、光学素子２に付着した気泡や、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中のうち光学素子２近傍を浮遊している気泡は、排気口６２を介して円滑且つ迅速に回収される。したがって、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱ中に気泡が存在する不都合を防止することができる。
【００９２】
なお排気機構６０に、液体供給機構１０から供給された液体ＬＱに更に液体ＬＱを追加する機能、及び液体ＬＱの一部を回収する機能を持たせておき、排気口６２を介して液体ＬＱの追加及び一部回収を行うことで、液体供給機構１０から供給された液体ＬＱの圧力を調整するようにしてもよい。
【００９３】
第１ノズル部材７０の下面７０Ａのうち投影領域ＡＲ１に対して第１回収口２２の外側には環状の壁部１４１が形成されている。壁部１４１は基板Ｐ側に突出する凸部である。
本実施形態において、壁部１４１の下面と基板Ｐとの距離は、ランド面７７と基板Ｐとの距離とほぼ同じである。壁部１４１は、その内側の領域の少なくとも一部に液体ＬＱを保持可能である。また、第２ノズル部材８０の下面８０Ａにおいて、投影領域ＡＲ１に対して壁部１４１の外側には第２壁部１４２及び第３壁部１４３が形成されている。第２回収口３２は、第２壁部１４２及び第３壁部１４３の間に形成された溝部の内側に設けられている。これら第２、第３壁部１４２、１４３によって、第２ノズル部材８０の下面８０Ａの外側（基板Ｐの外側）への液体ＬＱの流出を防止している。
【００９４】
また、第２ノズル部材８０は、基板ステージＰＳＴ（もしくは基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐ）に対して第１ノズル部材７０よりも近くに設けられている。換言すれば、第２ノズル部材８０の下面８０Ａと基板ステージＰＳＴの上面５１（もしくは基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面）との距離は、第１ノズル部材７０の下面７０Ａと基板ステージＰＳＴの上面５１との距離よりも小さくなっている。
【００９５】
図５において、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに保持されている基板Ｐ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１２０を備えている。フォーカス・レベリング検出系１２０は、所謂斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系であって、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを介して基板Ｐに斜め方向から検出光Ｌａを投光する投光部１２１と、基板Ｐで反射した検出光Ｌａの反射光を受光する受光部１２２とを備えている。なお、フォーカス・レベリング検出系１２０の構成としては、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているものを用いることができる。
【００９６】
フォーカス・レベリング検出系１２０の投光部１２１は、投影光学系ＰＬに対して＋Ｙ側に離れた位置に設けられ、受光部１２２は投影光学系ＰＬに対して−Ｙ側に離れた位置に設けられている。すなわち、投光部１２１及び受光部１２２は投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を挟んでその両側にそれぞれ設けられている。
【００９７】
ノズルホルダ９２の下面のうち、穴部９２Ｈ、７０Ｈに配置された投影光学系ＰＬを挟んで−Ｙ側及び＋Ｙ側のそれぞれには、第１ノズル部材７０の上面に対して離れるように形成された凹部９２Ｋ、９２Ｋがそれぞれ形成されている。同様に、第１ノズル部材７０の上面のうち、投影光学系ＰＬをを挟んで−Ｙ側及び＋Ｙ側のそれぞれには、ノズルホルダ９２の下面に対して離れるように形成された凹部７０Ｋ、７０Ｋがそれぞれ形成されている。そして、ノズルホルダ９２と第１ノズル部材７０との間であって投影光学系ＰＬを挟んで−Ｙ側及び＋Ｙ側のそれぞれには、凹部７０Ｋ、９２Ｋにより空間１２８、１２９が形成されている。
【００９８】
第１ノズル部材７０には、フォーカス・レベリング検出系１２０の一部を構成する第１光学部材１２３及び第２光学部材１２４が保持されている。第１光学部材１２３は、フォーカス・レベリング検出系１２０の投光部１２１から射出された検出光Ｌａを透過可能であり、第２光学部材１２４は、基板Ｐ上で反射した検出光Ｌａを透過可能である。第１、第２光学部材１２３、１２４はプリズム部材により構成されている。第１ノズル部材７０は、第１、第２光学部材１２３、１２４を配置可能な穴部１２３Ｈ、１２４Ｈを有しており、第１、第２光学部材１２３、１２４は、穴部１２３Ｈ、１２４Ｈに配置された状態で、ホルダ機構１２５、１２６によって第１ノズル部材７０に固定されている。また、本実施形態においては、第１ノズル部材７０に固定された第１光学部材１２３は投影光学系ＰＬに対して＋Ｙ側に設けられ、第２光学部材１２４は−Ｙ側に設けられている。
【００９９】
また、第１ノズル部材７０に保持された第１光学部材１２３の上部は、空間１２８に露出（突出）しており、第１光学部材１２３の下部は、第１ノズル部材７０の下面７０Ａのキャビティ面７８Ａに形成された開口部１２３Ｋより露出している。同様に、第１ノズル部材７０に保持された第２光学部材１２４の上部は、空間１２９に露出（突出）しており、第２光学部材１２４の下部は、第１ノズル部材７０の下面７０Ａのキャビティ面７８Ａに形成された開口部１２４Ｋより露出している。
【０１００】
投光部１２１から射出された検出光Ｌａは、空間１２８を通過した後、第１光学部材１２３の上部に入射する。第１光学部材１２３の上部に入射した検出光Ｌａは、第１光学部材１２３によって光路を折り曲げられ、開口部１２３Ｋを通過し、基板Ｐ上の液体ＬＱを介して基板Ｐ表面に、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して所定の入射角で斜め方向から照射される。基板Ｐ上で反射した検出光Ｌａの反射光は、開口部１２４Ｋを通過し、第２光学部材１２４に入射し、光路を折り曲げられ、第２光学部材１２４の上部より射出される。第２光学部材１２４の上部より射出した検出光Ｌａは、空間１２９を通過した後、受光部１２９に受光される。また、フォーカス・レベリング検出系１２０は、投光部１２１より基板Ｐ上に複数の検出光Ｌａを照射することで、基板Ｐ上における例えばマトリクス状の複数の各点（各位置）での各フォーカス位置を求めることができ、求めた複数の各点でのフォーカス位置に基づいて、基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置情報、及び基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報を検出することができる。
【０１０１】
制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系１２０の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴを駆動することにより、基板ステージＰＳＴに基板ホルダＰＨを介して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。すなわち、基板ステージＰＳＴは、フォーカス・レベリング検出系１２０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（被露光面）をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面に対して最適な状態に合わせ込む。
【０１０２】
なお、本実施形態においては、フォーカス・レベリング検出系１２０の検出光Ｌａは、ＹＺ平面に略平行に照射されるが、ＸＺ平面に略平行に照射されてもよい。その場合において、投光部１２１及び受光部１２２を投影領域ＡＲ１を挟んで±Ｘ側のそれぞれに設けるとともに、第１光学部材１２３及び第２光学部材１２４を投影領域ＡＲ１を挟んで±Ｘ側のそれぞれに設けるようにしてもよい。
【０１０３】
上述したように、第１光学部材１２３及び第２光学部材１２４はフォーカス・レベリング検出系１２０の光学系の一部を構成しているとともに、第１ノズル部材７０の一部を構成している。換言すれば、本実施形態においては、第１ノズル部材７０の一部がフォーカス・レベリング検出系１２０の一部を兼ねている。
【０１０４】
そして、第１ノズル部材７０の下面７０Ａに凹部７８を設けたことにより、フォーカス・レベリング検出系１２０は検出光Ｌａを所定の入射角で基板Ｐ上の所望領域に円滑に照射することができる。第１ノズル部材７０の下面７０Ａに凹部７８を設けない構成の場合、つまり第１ノズル部材７０の下面７０Ａと光学素子２の下面（液体接触面）２Ａとが面一の場合、フォーカス・レベリング検出系１２０の検出光Ｌａを所定の入射角で基板Ｐの所望領域（具体的には、例えば基板Ｐ上の投影領域ＡＲ１）に照射しようとすると、検出光Ｌａの光路上に例えば第１ノズル部材７０が配置されて検出光Ｌａの照射が妨げられたり、あるいは検出光Ｌａの光路を確保するために入射角や投影光学系ＰＬの光学素子２の下面（液体接触面）２Ａと基板Ｐ表面との距離（ワーキングディスタンス）を変更しなければならないなどの不都合が生じる。しかしながら、第１ノズル部材７０の下面７０Ａのうち、フォーカス・レベリング検出系１２０の一部を構成する第１ノズル部材７０の下面７０Ａに凹部７８を設けたことにより、投影光学系ＰＬの光学素子２の下面（液体接触面）２Ａと基板Ｐ表面との距離（ワーキングディスタンス）を所望の値に保ちつつ、フォーカス・レベリング検出系１２０の検出光Ｌａの光路を確保して基板Ｐ上の所望領域に検出光Ｌａを照射することができる。
【０１０５】
上述したように、ノズル保持機構９０（ノズルホルダ９２）と第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０とは分離可能である。図６（ａ）は、ノズル保持機構９０に第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０のそれぞれが保持された状態を示す斜視図、図６（ｂ）は、ノズル保持機構９０に保持されている第１ノズル部材７０に対して第２ノズル部材８０が分離された状態を示す斜視図である。
【０１０６】
メインコラム１に固定されたノズル保持機構９０に対して第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０のそれぞれを分離可能に設けたので、それら第１、第２ノズル部材７０、８０をメンテナンスしたり、あるいは第１、第２ノズル部材７０、８０を新しいものと交換するときの作業性を向上することができる。そして、第１、第２ノズル部材７０、８０に不具合が生じたときにも適切な処置を迅速に施すことができる。すなわち、第１、第２ノズル部材７０、８０に直接配管１７、２７、３７、６７等を取り付けた構成では、第１、第２ノズル部材７０、８０をメンテナンスしたり交換するとき、その配管（継手）と第１、第２ノズル部材７０、８０とを分離する作業が必要となり煩雑である。ところが、配管をノズル保持機構９０（ノズルホルダ９２）に接続し、ノズルホルダ９２に対して第１、第２ノズル部材７０、８０を容易に取り付け・外し可能としたので、煩雑な作業は不要となる。
【０１０７】
また、上述したように、ノズルホルダ９２と第１、第２ノズル部材７０、８０とを所定の位置関係で接続することで、ノズルホルダ９２に形成された内部流路と、第１、第２ノズル部材７０、８０に形成された内部流路とのそれぞれを容易に接続することができる。
ここで、露光装置ＥＸは、ノズルホルダ９２とノズル部材７０とを位置決めする位置決め機構９１を備えている。ノズルホルダ９２とノズル部材７０とを接続するときは、位置決め機構９１を使って、ノズルホルダ９２に対してノズル部材７０を所定の位置関係で接続する。
【０１０８】
本実施形態においては、位置決め機構９１は、図２に示すように、ノズルホルダ９２の下面に固定され、ノズルホルダ９２と第１ノズル部材７０とを接続したときに第１ノズル部材７０の側面に当接可能な複数（３つ）の位置決め部材９１Ａ〜９１Ｃを備えている。
本実施形態においては、位置決め部材９１Ａは第１ノズル部材７０の−Ｙ側の側面に当接し、位置決め部材９１Ｂ、９１Ｃのそれぞれは第１ノズル部材７０の＋Ｘ側の側面に当接するように設けられている。
【０１０９】
ノズルホルダ９２と第１ノズル部材７０とを位置決めする位置決め機構９１を設けたので、ノズルホルダ９２に形成された内部流路と、第１ノズル部材７０に形成された内部流路とのそれぞれを良好に接続することができる。また、上述したように、本実施形態においては第１ノズル部材７０はフォーカス・レベリング検出系１２０の一部を構成する第１、第２光学部材１２３、１２４が固定されているため、その第１、第２光学部材１２３、１２４を設けられた第１ノズル部材７０の位置がずれると、フォーカス・レベリング検出系１２０の検出精度が劣化する可能性がある。ところが、メインコラム１に固定されているノズルホルダ９２（ノズル保持機構９０）に対して第１ノズル部材７０を位置決めする位置決め機構９１によって、第１ノズル部材７０をノズルホルダ９２（ひいてはメインコラム１）に対して所定の位置関係で設置することができるので、その第１ノズル部材７０に設けられた第１、第２光学部材１２３、１２４の位置も所望状態にすることができる。
したがって、フォーカス・レベリング検出系１２０の検出精度が劣化する不都合を防止できる。
【０１１０】
また、位置決め機構９１を設けたことにより、第１ノズル部材７０をノズルホルダ９２から外した後、そのノズルホルダ９２に再び取り付けた場合などにおいても、供給口１２や第１回収口２２の位置の変動を防止することができる。したがって、第１ノズル部材７０をメンテナンス後にノズルホルダ９２に取り付けたときや新たなものと交換したとき、供給口１２による液体供給位置や第１回収口２２による液体回収位置の変動を防止することができ、常に同じ液体供給位置条件及び液体回収位置条件で液体ＬＱの供給及び回収を行うことができる。
【０１１１】
また、本実施形態においては、第１ノズル部材７０はノズル保持機構９０のノズルホルダ９２に堅固に取り付けられている。したがって、ノズル保持機構９０が第１ノズル部材７０を保持しているときに、ノズル保持機構９０に対する第１ノズル部材７０の位置がずれ、第１、第２光学部材１２３、１２４の位置や供給口１２による液体供給位置や第１回収口２２による液体回収位置が変動するといった不都合の発生を防止することができる。
【０１１２】
第１ノズル部材７０の第１回収口２２には、多孔体７４が配置される。多孔体７４は親液性であることが望ましく、多孔体７４に形成される孔径や、多孔体７４と液体ＬＱとの接触角はできるだけ小さいことが好ましい。そして、液体ＬＱを回収する際は、第１回収口２２から液体ＬＱのみを吸引回収することで、第１ノズル部材７０での振動の発生を抑制するようにする。
【０１１３】
第２液体回収機構３０は、第１液体回収機構２０で回収しきれずに第１回収口２２よりも外側に流出した液体ＬＱを回収するものであって、上述したように液体ＬＱの回収動作（吸引動作）を常時行っている構成である。すなわち、第１液体回収機構２０が液体ＬＱを回収しきれているときは、第２ノズル部材８０の第２回収口３２からは液体ＬＱは回収されず、気体（空気）のみが回収される。一方、第１液体回収機構２０が液体ＬＱを回収しきれず、第１回収口２２よりも外側に液体ＬＱが流出したとき、第２ノズル部材８０の第２回収口３２からは、液体ＬＱとともにその周囲の気体も一緒に（噛み込むようにして）回収される。第２回収口３２から液体ＬＱを回収するとき、その液体ＬＱの周囲の気体も一緒に（噛み込むようにして）回収した場合、回収した液体ＬＱが液滴状となって回収流路や回収管の内壁に当たり、第２ノズル部材８０で振動（特に高周波振動）が発生する可能性がある。そこで本実施形態においては、接続機構８９にパッシブ防振機構として機能する弾性体８４、８５を設け、第２ノズル部材８０をノズル保持機構９０に対して柔らかく接続することで、第２ノズル部材８０で発生した振動がノズル保持機構９０に伝達されないように効果的に減衰することができる。また、本実施形態においては、第２ノズル部材８０の第２回収口３２にも多孔体７５が配置されており、その多孔体７５によって、第２回収口３２を介して回収された液体ＬＱの液滴の大きさを小さくすることができる。
したがって、第２回収口３２を介して回収した液体ＬＱが液滴状となって回収流路や回収管の内壁に当たって振動を発生する場合においても、その振動レベルを小さく抑えることができる。
【０１１４】
なお、本実施形態においては、第１、第２ノズル部材７０、８０は、メインコラム１に固定されたノズル保持機構９０に保持されるようになっているが、所定の連結機構を介して、第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０のそれぞれを互いに離した状態でメインコラム１（下側段部８）に直接的に取り付ける構成であってもよい。その場合においても、連結機構を、メインコラム１に対して第１、第２ノズル部材７０、８０を容易に分離可能な構成とすることが好ましい。
【０１１５】
なお本実施形態においては、多孔体７４、７５は第１、第２回収口２２、３２のそれぞれに設けられているが、多孔体を供給口１２に設けてもよい。
【０１１６】
ここで、本実施形態においては、第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０のそれぞれは、ステンレス鋼によって形成されている。また、多孔体７４、７５もステンレス鋼によって形成されている。具体的には、多孔体７４、７５を含む第１、第２ノズル部材７０、８０は、ＳＵＳ３１６（Ｃｒ１８％＋Ｎｉ１２％＋Ｍｏ２％）により構成されている。
第１、第２ノズル部材７０、８０のうち液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに接触する液体接触面は、投影光学系ＰＬ（光学素子２）の液体接触面同様、液体ＬＱに対する親和性が高い（親液性である）ことが望ましい。投影光学系ＰＬ（光学素子２）の液体接触面及び第１、第２ノズル部材７０、８０の液体接触面を親液性にすることにより、投影光学系ＰＬ（光学素子２）の液体接触面及び第１、第２ノズル部材７０、８０の液体接触面と基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間に液体ＬＱを良好に保持して液浸領域ＡＲ２を形成することができる。また、第１、第２回収口２２、３２に配置される多孔体７４、７５を親液性にすることにより、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを良好に回収することができる。ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）は親液性を有しているため、第１、第２ノズル部材７０、８０及び多孔体７４、７５を形成する材料として好ましい。
【０１１７】
また、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）は液体ＬＱへの不純物の溶出量が少なく、耐食性に優れている。また、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）は高い剛性を有しているため、そのステンレス鋼によって形成された第１、第２ノズル部材７０、８０の共振周波数を高くすることができる。一般に、発生する力によって励起する振動成分の周波数が高いほど露光精度への影響が少ないと考えられる。したがって、第１、第２ノズル部材７０、８０を剛性の高いステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）で形成し、第１、第２ノズル部材７０、８０の共振周波数を高くすることが望ましい。また、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）は、高い強度を有しているため、変形や破損する不都合を防止することができる。
【０１１８】
また、第１、第２ノズル部材７０、８０に、液体ＬＱへの不純物の溶出を抑えるための処理を施すことが好ましい。そのような処理としては、第１、第２ノズル部材７０、８０に酸化クロムを付着する処理が挙げられ、例えば神鋼パンテック社の「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理が挙げられる。このような表面処理を施すことにより、第１、第２ノズル部材７０、８０や多孔体７４、７５から液体ＬＱに不純物が溶出する不都合を更に抑制することができる。また、前記酸化クロムを付着する処理は、多孔体７４、７５、第１、第２ノズル部材７０、８０の下面７０Ａ、８０Ａ、第１、第２ノズル部材７０、８０に形成された内部流路など、液体ＬＱに接触する領域に施すことができる。
【０１１９】
また、第１、第２ノズル部材７０、８０や多孔体７４、７５に限らず、ノズルホルダ９２をステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）で形成し、そのノズルホルダ９２のうち少なくとも液体に接触する領域（例えばノズルホルダ９２の内部流路）に対して上記処理を施してもよい。あるいは供給管１７や回収管２３、３７、排気管６７等、液体ＬＱに接触する部材をステンレス鋼で形成するとともに、上記処理を施すことももちろん可能である。
【０１２０】
なお、液体ＬＱへの不純物の溶出を抑えるために第１、第２ノズル部材７０、８０に施す処理としては、フッ素系樹脂を付着する処理も挙げられる。フッ素系樹脂のうち、特にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）を用いることが好ましい。もちろん、このフッ素系樹脂を、ノズルホルダ９２や、供給管１７、回収管２３、３７、排気管６７などに付着させてもよい。
【０１２１】
また、本実施形態においては、投影光学系ＰＬ（光学素子２）の端面２Ａ、第１ノズル部材７０の下面７０Ａのうち、第１回収口２２を含む領域及び第１回収口２２よりも内側のキャビティ面７８Ａ及びランド面７７を含む領域、第２ノズル部材８０の下面８０Ａのうち、第２回収口３２を含む領域が親液性となっている。また、上述したように、第１回収口２２及び第２回収口３２のそれぞれに設けられた多孔体７４、７５も親液性である。
なお、本実施形態においてはランド面７７は親液性であるが撥液性であってもよい。
【０１２２】
上記領域を親液性にする親液化処理としては、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を付着させる処理が挙げられる。あるいは、本実施形態における液体ＬＱは極性の大きい水であるため、親液化処理（親水化処理）としては、例えばアルコールなど極性の大きい分子構造の物質で薄膜を形成することで、領域ＳＲに親水性を付与することもできる。すなわち、液体ＬＱとして水を用いる場合にはＯＨ基など極性の大きい分子構造を持ったものを前記領域ＳＲに設ける処理が可能である。
【０１２３】
一方、本実施形態においては、第１、第２ノズル部材７０、８０の下面７０Ａ、８０Ａのうち、第１回収口２２の外側の領域であって第１回収口２２を含む親液領域と第２回収口３２を含む親液領域との間の領域、第２回収口３２の外側の領域、第２ノズル部材８０の外側面８０Ｓなどが撥液性となっている。
【０１２４】
また、本実施形態においては、間隙を形成する第１ノズル部材７０の内側面７０Ｔ、及び光学素子２の側面２Ｔのそれぞれは撥液性となっている。第１ノズル部材７０の内側面７０Ｔ、及び光学素子２の側面２Ｔのそれぞれを撥液性にすることで、内側面７０Ｔと側面２Ｔとで形成される間隙に液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが浸入することが防止されている。同様に、間隙を形成する第１ノズル部材７０の外側面７０Ｓ、及び第２ノズル部材８０の内側面８０Ｔのそれぞれを撥液性にすることで、外側面７０Ｓと内側面８０Ｔとで形成される間隙に液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが浸入することが防止される。
【０１２５】
上記領域を撥液性にする撥液化処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料からなる薄膜を貼付する等の処理が挙げられる。あるいは、撥液化処理を施さずに、例えば第１、第２ノズル部材７０、８０の一部をポリ四フッ化エチレンやアクリル系樹脂などの撥液性を有する材料によって形成することで、撥液性にすることもできる。
【０１２６】
また、上記親液化処理及び撥液化処理を含む表面処理のための膜は、単層膜であってもよいし複数の層からなる膜であってもよい。親液性にするための親液性材料又は撥液性にするための撥液性材料としては液体ＬＱに対して非溶解性の材料が用いられる。
【０１２７】
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図７に示す模式図を参照しながら説明する。
【０１２８】
マスクＭがマスクステージＭＳＴにロードされるとともに、基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされた後、基板Ｐの走査露光処理を行うに際し、制御装置ＣＯＮＴは液体供給機構１０を駆動し、基板Ｐ上に対する液体供給動作を開始する。液浸領域ＡＲ２を形成するために液体供給機構１０の液体供給部１１から供給された液体ＬＱは、図７（ａ）に示すように、供給口１２より投影光学系ＰＬの像面側に供給される。
【０１２９】
なお、基板Ｐの露光を行う前であって、投影光学系ＰＬの像面側に液浸領域ＡＲ２を形成するときの液体供給動作は、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを対向した状態で行ってもよいし、投影光学系ＰＬと基板ステージＰＳＴ上の所定領域（例えば上面５１）とを対向した状態で行ってもよい。また、基板Ｐの露光を行う前に投影光学系ＰＬの像面側に液浸領域ＡＲ２を形成するときは、基板ステージＰＳＴを停止した状態で行ってもよいし、微動させた状態で行ってもよい。
【０１３０】
制御装置ＣＯＮＴは、液浸領域ＡＲ２を形成するために液体供給機構１０を使って液体ＬＱの供給を開始するときに、第１液体回収機構２０の第１液体回収部２１を駆動するとともに、排気機構６０の排気部６１を駆動する。真空系を有する排気部６１が駆動されることにより、投影光学系ＰＬの像面側の光学素子２近傍に設けられている排気口６２から、投影光学系ＰＬの像面側近傍の空間の気体が排出され（排気され）、その空間が負圧化される。このように、制御装置ＣＯＮＴは、排気機構６０の排気部６１を駆動し、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１の近傍に配置された排気口６２を介して、投影光学系ＰＬの像面側の気体の排出を行いながら、液浸領域ＡＲ２を形成するための液体供給機構１０による液体供給を開始する。
【０１３１】
なお上述したように、第２液体回収機構３０は常時駆動しており、第２液体回収機構３０による第２回収口３２を介した吸引動作は常時行われている。
【０１３２】
本実施形態においては、投影光学系ＰＬの像面側には第１ノズル部材７０の凹部７８が形成されているため、液浸領域ＡＲ２を形成するために液体ＬＱを供給した際、供給した液体ＬＱが凹部７８に入り込まず、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中に気泡などの気体部分が生成されたり、液体ＬＱ中に気体が混入する可能性が高くなる。しかし、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１の近傍に配置された排気口６２を介して投影光学系ＰＬの像面側の気体の排出を行いながら、液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を開始しているので、凹部７８に液体ＬＱを円滑に配置することができる。つまり、排気口６２より排気することで排気口６２近傍が負圧化されるので、供給した液体ＬＱをその負圧化された負圧化領域（空間）に円滑に配置することができる。したがって、投影光学系ＰＬの像面側に形成される液浸領域ＡＲ２に気体部分が生成されたり、液浸領域ＡＲ２を形成するための液体ＬＱ中に気泡が混入する不都合を防止することができ、凹部７８の内側に配置された投影光学系ＰＬの光学素子２の液体接触面２Ａを液体ＬＱで良好に覆うことができる。したがって、高い露光精度及び計測精度を得ることができる。また、液体ＬＱ中に気泡などの気体部分が存在しても、排気口６２よりその気泡（気体部分）を吸引して除去することができるので、液体ＬＱ中に気泡が混入（存在）する不都合を防止することができる。
【０１３３】
また、凹部７８のキャビティ面７８Ａに設けられた排気口６２から排気を行いつつ、凹部７８のキャビティ面７８Ａに設けられた供給口１２から液体ＬＱを供給することにより、凹部７８（露光光ＥＬの光路）を液体ＬＱで迅速に満たすことができる。したがって、スループットを向上することができる。
【０１３４】
また、本実施形態においては、第１ノズル部材７０の下面７０Ａ（キャビティ面７８Ａ）において、気体を排出可能な排気口６２の周囲の所定領域は基板Ｐよりも離れるように形成された凹部６８となっているので、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱの供給を開始したとき、供給した液体ＬＱ中に仮に気泡（気体部分）が存在しても、その気体は液体ＬＱとの比重差により上方に移動して排気口６２より円滑且つ迅速に排出される。
【０１３５】
液体供給機構１０の供給口１２を介した液体ＬＱの供給と、第１液体回収機構２０の第１回収口２２を介した液体ＬＱの回収とを並行して行うことにより、やがて、図７（ｂ）に示すように、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に、投影領域ＡＲ１を含むように、基板Ｐよりも小さく且つ投影領域ＡＲ１よりも大きい液浸領域ＡＲ２が局所的に形成される。液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２は、投影領域ＡＲ１を含むように実質的に環状の第１回収口２２で囲まれた領域内であって且つ基板Ｐ上の一部に局所的に形成される。なお、液浸領域ＡＲ２は少なくとも投影領域ＡＲ１を覆っていればよく、必ずしも第１回収口２２で囲まれた領域全体が液浸領域にならなくてもよい。
【０１３６】
液浸領域ＡＲ２を形成した後、図７（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを対向した状態で、基板Ｐに露光光ＥＬを照射し、マスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して基板Ｐ上に露光する。基板Ｐを露光するときは、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体ＬＱの供給と並行して、第１液体回収機構２０による液体ＬＱの回収を行いつつ、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴをＸ軸方向（走査方向）に移動しながら、マスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に投影露光する。このとき制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０の単位時間あたりの液体供給量を調整しつつ、供給口１２Ａ、１２Ｂを介して、液体ＬＱを供給する。また、基板Ｐを露光中においては、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系１２０を使って、液体ＬＱを介して基板Ｐ表面の位置情報を検出し、その検出結果に基づいて、投影光学系ＰＬによる像面と基板Ｐ表面とを合致させるように、例えば基板ステージＰＳＴを駆動しつつ、露光を行う。
【０１３７】
本実施形態においては、液体供給機構１０の供給流路１４のうち供給口１２近傍は、供給口１２に向かって漸次拡がる傾斜面１３となっており、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）上に供給される液体ＬＱの基板Ｐに対する力が分散される。したがって、供給した液体ＬＱが基板Ｐや基板ステージＰＳＴに及ぼす力を抑制することができる。液体ＬＱが及ぼす力によって基板Ｐが変形すると、基板Ｐ上に投影されるパターン像が劣化したり、フォーカス・レベリング検出系１２０の計測精度が劣化するなどの不都合が生じる。また、基板Ｐのエッジ領域を液浸露光するときに、液体ＬＱの力により基板Ｐのエッジ領域が押されると、基板Ｐのエッジ領域と基板ステージＰＳＴの上面５１との高さ位置がずれ、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを良好に保持することが困難となり、液体ＬＱが漏出する可能性も高くなる。ところが、本実施形態においては、液体ＬＱが基板Ｐに及ぼす力が抑制されているので、供給された液体ＬＱにより基板Ｐが変形を生じたり、液体ＬＱが漏出する等の不都合を防止することができ、高い露光精度及び計測精度を得ることができる。
【０１３８】
基板Ｐを露光中においても、制御装置ＣＯＮＴは、排気機構６０の排気口６２を介した液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの一部の回収を継続する。こうすることにより、基板Ｐの露光中に、何らかの原因で仮に液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ中に気泡が混入したり、気体部分が生成されても、その気泡（気体部分）を、排気口６２を介して回収、除去することができる。特に、排気口６２は、第１回収口２２よりも投影光学系ＰＬの光学素子２の近傍に配置されているので、投影光学系ＰＬの光学素子２近傍に存在する気泡などを素早く回収することができる。
【０１３９】
なお、基板Ｐの露光中においては、排気機構６０による排気口６２を介した液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの一部の回収を停止してもよい。
【０１４０】
基板Ｐの液浸露光が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体回収機構２０の第１回収口２２、第２液体回収機構３０の第２回収口３２、及び排気機構６０の排気口６２を介して、基板Ｐ上や基板ステージＰＳＴ上に残留した液体ＬＱを回収する。そして、基板Ｐ上の液体ＬＱの回収動作を終了した後、露光処理を終えた基板Ｐは基板ステージＰＳＴよりアンロードされる。
【０１４１】
また、第１液体回収機構２０が基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを第１回収口２２を介して回収しきれなかった場合、その回収しきれなかった液体ＬＱは第１回収口２２の外側に流出するが、図７（ｄ）に示すように、第２液体回収機構３０の第２回収口３２を介して回収されるので、液体ＬＱの流出を防止することができる。第２液体回収機構３０は常時駆動されており、回収動作（吸引動作）を常時行っているため、液体ＬＱを確実に回収することができる。また、上述したように、第２液体回収機構３０の第２ノズル部材８０とノズル保持機構９０とは接続機構８９によって振動的に分離しているので、第２ノズル部材８０の第２回収口３２を介して液体ＬＱを回収したときに振動が発生しても、その第２ノズル部材８０で発生した振動がノズル保持機構９０へ伝達されることは抑制される。
【０１４２】
また、第１液体回収機構２０に何らかの異常が生じて液体回収動作不能となった場合や、液体供給機構１０に何らかの異常が生じて誤作動し、大量に液体ＬＱが供給されてしまって第１液体回収機構２０だけでは液体ＬＱを回収しきれない場合でも、第２液体回収機構３０で液体ＬＱを回収することができ、液体ＬＱの流出を防止することができる。したがって、流出した液体ＬＱに起因する機械部品等の錆びや駆動系の漏電の発生、あるいは流出した液体ＬＱの気化による基板Ｐの置かれている環境変動を防止することができ、露光精度及び計測精度の劣化を防止することができる。
【０１４３】
また、制御装置ＣＯＮＴは、検出器１５０の検出結果に基づいて、第２回収口３２を介して液体ＬＱが回収されたと判断したとき、すなわち、第２液体回収機構３０が液体ＬＱを回収したと判断したとき、例えば液体供給機構１０からの液体供給を停止するようにしてもよい。第２液体回収機構３０が液体ＬＱを回収したときは、液体ＬＱが流出している可能性が高いので、その場合においては、液体供給機構１０からの液体供給を停止することで、液体ＬＱの流出を防止することができる。あるいは、第２液体回収機構３０が液体ＬＱを回収したと判断したとき、制御装置ＣＯＮＴは、例えば基板ステージＰＳＴを駆動するアクチュエータ（リニアモータ）をはじめとする電気機器に対する電力供給を停止するようにしてもよい。第２液体回収機構３０が液体ＬＱを回収したときは、液体ＬＱが流出している可能性が高いので、その場合においては、電気機器への電力供給を停止することで、流出した液体ＬＱが電気機器にかかっても、漏電の発生を防止することができる。
【０１４４】
また、第２液体回収機構３０は無停電電源１００Ｂを有しており、第１液体回収機構２０を含む露光装置ＥＸ全体の駆動源である商用電源１００Ａが停電などの異常を生じても、第２液体回収機構３０に対する電力の供給は無停電電源１００Ｂに切り替わるので、第２液体回収機構３０で液体ＬＱを良好に回収することができる。したがって、液体ＬＱの流出を防止することができ、また、基板Ｐ上に残留した液体ＬＱを放置せずに第２液体回収機構３０で回収できるので、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴ周辺の機械部品の錆びや故障、あるいは基板Ｐの置かれている環境変動等といった不都合の発生を防止することができる。
【０１４５】
例えば商用電源１００Ａが停電したとき、無停電電源１００Ｂは、第２液体回収機構２３０を構成する例えば真空系の電力駆動部、気液分離器の電力駆動部等に対してそれぞれ電力を供給する。具体的には、商用電源１００Ａが停電したとき、無停電電源１００Ｂは、第２液体回収機構３０に対する電力供給を、例えば内蔵バッテリに切り替えて無瞬断給電する。その後、無停電電源１００Ｂは、長時間の停電に備えて、内蔵発電機を起動し、第２液体回収機構３０に対する電力供給をバッテリから発電機に切り替える。こうすることにより、商用電源１００Ａが停電しても、第２液体回収機構３０に対する電力供給が継続され、第２液体回収機構３０による液体回収動作を維持することができる。なお、無停電電源１００Ｂとしては上述した形態に限られず、公知の無停電電源を採用することができる。また、本実施形態では、商用電源１００Ａが停電したときのバックアップ電源として無停電電源装置を例にして説明したが、もちろん、バックアップ電源としてバックアップ用バッテリを用い、商用電源１００Ａの停電時に、そのバッテリに切り替えるようにしてもよい。
【０１４６】
なお、商用電源１００Ａが停電したとき、無停電電源１００Ｂは、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨの吸着機構に電力を供給するようにしてもよい。こうすることにより、商用電源１００Ａが停電した場合であっても基板ホルダＰＨによる基板Ｐの吸着保持を維持することができるので、停電によって基板ステージＰＳＴに対する基板Ｐの位置ずれが生じない。したがって、停電復帰後において露光動作を再開する場合の露光処理再開動作を円滑に行うことができる。
【０１４７】
また、商用電源１００Ａの停電時に、無停電電源１００Ｂは、露光装置ＥＸを構成する各機構（装置）のうち、第２液体回収機構３０以外の機構に電力（駆動力）を供給するようにしてもよい。例えば商用電源１００Ａの停電時に、第２液体回収機構３０に加えて、第１液体回収機構１０に対しても電力を供給することで、液体ＬＱの流出を更に確実に防止することができる。
【０１４８】
なお、液体供給機構１０の供給管１７にノーマルクローズ方式のバルブを設けておき、商用電源１００Ａが停電したとき、そのノーマルクローズ方式のバルブが供給管１７の流路を機械的に遮断するようにしてもよい。こうすることにより、商用電源１００Ａの停電後において、液体供給機構１０から基板Ｐ上に液体ＬＱが漏出する不都合がなくなる。
【０１４９】
なお、上述した実施形態において、基板Ｐを露光する前の液体供給時（図７（ａ）、（ｂ）の状態）における単位時間あたりの液体供給量と、基板Ｐを露光中の液体供給時（図７（ｃ）の状態）における単位時間あたりの液体供給量とを互いに異なる値に設定してもよい。例えば、基板Ｐを露光する前の単位時間あたりの液体供給量を２リットル／分程度とし、基板Ｐを露光中の単位時間あたりの液体供給量を０．５リットル／分程度とするといったように、基板Ｐを露光する前の液体供給量を、基板Ｐを露光中の液体供給量よりも多くしてもよい。基板Ｐを露光する前の液体供給量を多くすることで、例えば光学素子２の液体接触面２Ａや第１ノズル部材７０の下面７０Ａ、あるいは基板Ｐ表面に気泡が付着していても、その気泡を液体の流れの勢いで除去することができる。そして、気泡（気体部分）を除去した後、基板Ｐを露光するときは最適な液体供給量で液浸領域ＡＲ２を形成することができる。
【０１５０】
同様に、基板Ｐを露光する前の排気口６２を介した吸引力（単位時間あたりの液体吸引量）と、基板Ｐを露光中の排気口６２を介した吸引力とを互いに異なる値に設定してもよい。例えば、基板Ｐを露光する前の排気口６２を介した吸引力を、基板Ｐを露光中の吸引力よりも強くすることで、光学素子２や第１ノズル部材７０の液体接触面に付着している気泡、基板Ｐ表面に付着している気泡、あるいは液浸領域ＡＲ２の液体中を浮遊している気泡（気体部分）を確実に吸引回収、除去することができる。そして、基板Ｐを露光するときは、最適な吸引力で排気口６２を介した吸引動作を行うことにより、吸引動作に伴う振動の発生を抑えた状態で、排気口６２より液体ＬＱ及び液体ＬＱ中の気泡を回収、除去することができる。
【０１５１】
なお、上述したように、排気機構６０に、液体供給機構１０から供給された液体ＬＱに更に液体ＬＱを追加する機能、及び液体ＬＱの一部を回収する機能を持たせておき、排気口６２を介して液体ＬＱの追加及び一部回収を行うことで、液体供給機構１０から供給された液体ＬＱの圧力を調整することができる。この場合、例えば第１ノズル部材７０の下面７０Ａの一部など、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに接触する部分に圧力センサを設けておき、基板Ｐを液浸露光中、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの圧力を圧力センサで常時モニタしておく。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの液浸露光中に、圧力センサの検出結果に基づいて、液体供給機構１０から基板Ｐ上に供給された液体ＬＱの圧力を排気機構６０を使って調整するようにしてもよい。これにより、液体ＬＱが基板Ｐに及ぼす力が低減される。
【０１５２】
なお、上述した実施形態においては、液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を基板Ｐ上に形成する場合について説明したが、基板ステージＰＳＴ上に、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているような基板アライメント系によって計測される基準マーク、及び特開平７−１７６４６８号公報に開示されているようなマスクアライメント系によって計測される基準マークを備えた基準部材を配置し、その基準部材上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成する構成が考えられる。そして、その基準部材上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを介して各種計測処理を行う構成が考えられる。そのような場合においても、本実施形態に係る露光装置ＥＸによれば、基準部材に及ぼす力を抑制した状態で精度良く計測処理を行うことができる。同様に、基板ステージＰＳＴ上に、光学センサとして、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報に開示されているような照度ムラセンサ、特開２００２−１４００５号公報に開示されているような空間像計測センサ、特開平１１−１６８１６号公報に開示されているような照射量センサ（照度センサ）を設ける構成が考えられ、それら光学センサ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成し、その液体ＬＱを介して各種計測処理を行う構成が考えられる。その場合においても、本実施形態に係る露光装置ＥＸによれば、光学センサに及ぼす力を抑制した状態で精度良く計測処理を行うことができる。
【０１５３】
ところで、上述したように、第２ノズル部材８０は、基板ステージＰＳＴ（あるいは基板Ｐ）に対して第１ノズル部材７０よりも近くに設けられている。こうすることにより、例えば基板ステージＰＳＴのＺ軸方向に関する位置制御が不能となるなど何らかの原因で、基板ステージＰＳＴと投影光学系ＰＬ及びノズル部材７０、８０との位置関係に異常が生じた場合でも、第１ノズル部材７０及び投影光学系ＰＬと基板ステージＰＳＴとの衝突を防止することができる。
【０１５４】
図８は、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐと第１ノズル部材７０及び第２ノズル部材８０との位置関係を説明するための模式図である。図８（ａ）に示すように、第２ノズル部材８０の下面８０Ａと基板Ｐとの距離Ｈは、第１ノズル部材７０の下面７０Ａと基板Ｐとの距離ＷＤよりも小さく、第２ノズル部材８０は基板Ｐに対して第１ノズル部材７０よりも近くに設けられている。その場合において、例えば基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴの位置制御が不能となって、図８（ｂ）に示すように基板Ｐが上昇した場合、基板Ｐは第２ノズル部材８０に当たるが、投影光学系ＰＬや第１ノズル部材７０には当たらない。基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）が投影光学系ＰＬの光学素子２に当たると、光学素子２を損傷したり、投影光学系ＰＬ全体を揺らして投影光学系ＰＬを構成する光学素子を変位させ、投影光学系ＰＬの光学特性を変化させてしまう等の不都合が生じる。また、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）が、第１ノズル部材７０に当たると、その第１ノズル部材７０の下面７０Ａを損傷したり、第１ノズル部材７０の位置を変動させてしまう等の不都合が生じる。第１ノズル部材７０の下面７０Ａには、液浸領域ＡＲ２を形成するための供給口１２及び第１回収口２２が形成されており、その第１ノズル部材７０の下面７０Ａが損傷すると、液浸領域ＡＲ２を円滑に形成できなくなる可能性がある。また、第１ノズル部材７０の位置が変動すると、供給口１２による液体供給位置及び第１回収口２２による液体回収位置が変動したり、第１ノズル部材７０の内側面７０Ｔと光学素子２の側面２Ｔとが当たって光学素子２の位置が変動する等の不都合が生じる。また、第１ノズル部材７０は、フォーカス・レベリング検出系１２０の一部を構成する第１光学部材１２３及び第２光学部材１２４を保持しているため、その第１ノズル部材７０の位置が変動すると、フォーカス・レベリング検出系１２０の計測精度が劣化する。
【０１５５】
本実施形態においては、第２ノズル部材８０を、基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）に対して第１ノズル部材７０及び投影光学系ＰＬよりも近くに設けることで、基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）と第１ノズル部材７０及び投影光学系ＰＬとの衝突を回避しており、こうすることにより、上記不都合の発生を防止することができる。また、第２ノズル部材８０とノズル保持機構９０との間には、弾性体８４、８５が設けられているが、この弾性体８４、８５は、基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）が第２ノズル部材８０に衝突した際の衝撃を吸収する緩衝機構としての機能を有している。したがって、基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）が第２ノズル部材８０に衝突した際にも、弾性体８４、８５が衝撃を吸収することで、ノズル保持機構９０及びそれを支持する下側段部８（メインコラム１）を大きく振動させることがない。したがって、下側段部８に鏡筒定盤５を介して支持されている投影光学系ＰＬを大きく振動させることもない。
【０１５６】
図９は、本発明のノズル保持機構９０の別の実施形態を示す図である。図９に示す実施形態の特徴的な部分は、第１、第２ノズル部材７０、８０を保持するノズル保持機構９０のノズルホルダ９２は、鏡筒定盤５にフレーム５２’を介して支持されている点にある。
図９に示すフレーム５２’はその上部に鍔部５２Ｔを有しており、鍔部５２Ｔは鏡筒定盤５上に設置されている。投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫのフランジ部ＰＦは、支持部材５２Ｋを介してフレーム５２’の鍔部５２Ｔ上にキネマティック支持されている。そして、フレーム５２’の下部にノズル保持機構９０のノズルホルダ９２が固定されている。このように、第１、第２ノズル部材７０、８０を保持するノズル保持機構９０は、投影光学系ＰＬを支持するための鏡筒定盤５に支持された構成であってもよい。
【０１５７】
また、第１ノズル部材７０において、液体ＬＱの供給口１２及び回収口２２を有する部分と第１、第２光学部材１２３、１２４とを分離して支持するように構成してもよい。図１０は、第１、第２光学部材１２３、１２４と第１ノズル部材７０とを分離し、第１、第２光学部材１２３、１２４はノズルホルダ９２に固定し、第１ノズル部材７０はノズルホルダ９２に対して柔らかく（弾性的に）支持する構成の一例を示す概略図である。なお、図１０では、説明を分かり易くするために、第２ノズル部材８０を図示せずに省略してある。図１０に示すように、第１ノズル部材７０は、接続部材３０１Ａ、３０１Ｂによってノズルホルダ９２に対してＺ軸方向に支持され、接続部材３０１Ｃによってノズルホルダ９２に対してＹ軸方向（水平方向）に支持されている。接続部材３０１Ａ〜３０１Ｃは、比較的弱いバネ、ゴム、又はベローズ等の弾性部材を含む構成となっている。また、接続部材２０１Ａ〜２０１Ｃは、ダンパ等の粘性特性を有する部材を備えていてもよい。第１ノズル部材７０の下面は、基板ステージＰＳＴ（あるいは基板Ｐ）に対して、第１、第２光学部材１２３、１２４よりも近くに設けられている。
【０１５８】
先に説明した第２ノズル部材８０における弾性体８４、８５と同様、接続部材３０１Ａ〜３０１Ｃは、防振機構として機能するので、第１ノズル部材７０とノズルホルダ９２とは、振動的に分離されている。したがって、第１ノズル部材７０で発生した振動をノズルホルダ９２に伝達しないように減衰させることができる。その結果、第１ノズル部材７０で発生した振動が、第１、第２光学部材１２３、１２４や投影光学系ＰＬに伝達するのを抑制できる。これら接続部材３０１Ａ〜３０１Ｃは、パッシブ型の防振機構として高周波域の振動を減衰させることができる。また、第２ノズル部材８０の接続機構８９と同様、接続部材３０１Ａ〜３０１Ｃにアクチュエータ等を付加してアクティブ型の防振機構を構成し、低周波域の振動を減衰させるようにしてもよい。
【０１５９】
以上のような構成により、仮に第１ノズル部材７０と基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）とが衝突したとしても（前述の第２ノズル部材８０による第１ノズル部材７０の衝突回避動作が機能しなかった場合）、第１ノズル部材７０は、接続部材３０１Ａ〜３０１Ｃが有する弾性作用によって衝突後の退避的な動作（例えばＺ軸方向への移動）を行うことができる。そのため、衝突時の衝撃を吸収することができ、第１ノズル部材７０及びこれを支持するノズルホルダ９２を大きく振動させることがない。また、このとき、第１、第２光学部材１２３、１２４や光学素子２は、第１ノズル部材７０よりも先に基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）には衝突しない。これにより、衝突による投影光学系ＰＬや第１、第２光学部材１２３、１２４への影響を抑制することができる。
【０１６０】
基板ステージＰＳＴの移動速度を速くして露光装置ＥＸのスループットを向上させる場合、液浸領域ＡＲ２を所定の状態に維持するためには、ノズル部材下面と基板ＰとのＺ軸方向の距離（ワーキングディスタンス）はできるだけ小さい方が好ましい。しかし、ワーキングディスタンスを小さくすると、ノズル部材と基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）とが衝突（接触）する可能性が高まるので、衝突した場合にその影響を最小限に抑える構成が必要となる。図１０のような構成を採ることで、ワーキングディスタンスを小さくしつつ、衝突時の影響を抑えることが可能となる。
【０１６１】
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。
【０１６２】
なお、液体供給機構１０は、液体の温度調整機構（図示せず）を備えており、露光装置ＥＸが収容されるチャンバ内の温度と略同じ温度（２３℃）の液体ＬＱが基板Ｐ上に供給されるようになっている。この温度調整機構は、前記チャンバ内のスペースが十分でない場合、供給口１２を備えた第１ノズル部材７０から離れた位置に設置される。この場合、液体ＬＱの温度が、液体ＬＱが温度調整機構から第１ノズル部材７０までの流路（供給管１７）を進む途中で変化しないように、流路（供給管１７）を周囲の空間から断熱しておくことが好ましい。前記チャンバ内が所定の温度に設定されていても、例えば局所的な発熱が起こり、その近傍に液体の流路（供給管１７）が配置されているような場合には、チャンバの温度調整機構がチャンバ内の温度を設定値に戻すまでの間に、前記発熱の影響を受けて、液体ＬＱの温度が調整値から変化してしまう可能性がある。そこで、流路（供給管１７）をベローズ内部に収容するとともに、そのベローズ内部を真空状態にして、流路（供給管１７）が外部から熱の影響を受けないようにしてもよい。また、供給管１７の周囲を断熱材で覆うことで供給管１７内部を流れる液体ＬＱが熱の影響を受けないようにしてもよい。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。そのため、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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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】
【０１８０】
１…メインコラム（支持部材）、５…鏡筒定盤（支持部材）、８…下側段部、１０…第１液体供給機構、１２（１２Ａ、１２Ｂ）…供給口、２０…第１液体回収機構、２２…第１回収口、３０…第２液体回収機構、３２…第２回収口、６０…排気機構、６２…排気口、７０…第１ノズル部材、７４、７５…多孔体、８０…第２ノズル部材、８４、８５…弾性体（緩衝機構）、８９…接続機構（緩衝機構）、９０…ノズル保持機構、９２…ノズルホルダ、１００Ａ…商用電源（第１駆動源）、１００Ｂ…無停電電源（第２駆動源）、１２０…フォーカス・レベリング検出系（面位置検出系）、１２３…第１光学部材、１２４…第２光学部材、１５０…検出器、ＡＲ１…投影領域、ＡＲ２…液浸領域、ＣＯＮＴ…制御装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＴ…基板ステージ、ＬＱ…液体
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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