(57)【要約】【課題】投影光学系と基板との間に液体を満たして露光処理する際のパターン像の劣化を抑えることが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Ｗ上にパターン像を投影するものであって、投影光学系ＰＬは、液体ＬＱに接する光学部材Ｇ１２及び光学部材Ｇ１２とレチクルＲとの間に配置される光学群ＭＰＬを有している。光学部材Ｇ１２と光学群ＭＰＬとを保持する保持機構ＨＧは、光学部材Ｇ１２を光学群ＭＰＬに対して可動に保持する。【選択図】図１
2010263230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に接する光学部材及び該光学部材とパターンとの間に配置される光学群を含む投影光学系を備え、前記投影光学系と前記液体とを介して基板上に前記パターンの像を投影することによって前記基板を露光する露光装置において、
前記光学部材と前記光学群とを保持する保持機構を備え、
前記保持機構は、前記光学部材を前記光学群に対して可動に保持する露光装置。
【請求項２】
前記保持機構は、前記液体と接する光学部材を保持する第１保持部材と、
前記光学群を保持する第２保持部材と、
前記第１保持部材を前記第２保持部材に対して軟らかく接続する接続機構とを有する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記接続機構は、前記第１保持部材と前記第２保持部材とを振動的に分離する請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記接続機構は、前記第１保持部材の振動を前記第２保持部材に伝達されないように吸収する請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１保持部材は、前記液体と接する光学部材として所定の光軸を有するレンズ素子を保持し、前記第２保持部材に対して前記光軸方向又は前記光軸と直交する軸まわり方向に移動可能に接続されている請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１保持部材は、前記第２保持部材に対して傾斜可能に接続されている請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記第１保持部材は、前記第２保持部材に対してキネマティック支持されている請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
前記接続機構は弾性部材を含む請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１保持部材の荷重の前記接続機構への作用を低減するための荷重低減機構を備えた請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記荷重低減機構は、前記第１保持部材の荷重を非接触で前記第２保持部材に支持させる請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記基板上に投影されるパターンの像を調整する像調整機構を備えた請求項１〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１２】
前記像調整機構は、前記光学群に対する前記光学部材の変位に伴って発生し得る投影パターンの像質変化を補償する請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記光学群と前記光学部材との位置関係を検出する第１検出器を備え、
前記像調整機構は、前記第１検出器の検出結果に基づいて像調整を行う請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記像調整機構は、前記光学部材と前記基板の露光面との位置関係の変動を補償する請求項１２記載の露光装置。
【請求項１５】
前記光学部材と前記基板の露光面との位置関係を検出する第２検出器を備え、
前記像調整機構は、前記第２検出器の検出結果に基づいて像調整を行う請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記光学部材は、前記液体に起因して変位可能に、前記保持機構に保持される請求項１記載の露光装置。
【請求項１７】
前記保持機構は、前記第１保持部材と前記第２保持部材とを接続するフレクシャを有する請求項１６記載の露光装置。
【請求項１８】
前記フレクシャは、前記液体を介して伝わる振動を吸収する請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記フレクシャは、前記光学部材を変位させることによって、前記振動を吸収する請求項１８記載の露光装置。
【請求項２０】
前記光学部材の変位を検出する第３検出器を備える請求項１６〜１９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２１】
前記基板上に投影されるパターンの像を調整する像調整機構を備え、
前記像調整機構は、前記第３検出器の検出結果に基づいて、前記パターンの像を調整する請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
液体を介して基板を露光する露光装置において、
液体に接触する光学部材を保持する第１保持部材と、
複数の光学部材を保持する第２保持部材と、
前記第２保持部材に前記第１保持部材を振動的に分離して接続する接続機構と、を備える露光装置。
【請求項２３】
前記接続機構は、弾性部材を有する請求項２２記載の露光装置。
【請求項２４】
前記弾性部材は、フレクシャを有する請求項２３記載の露光装置。
【請求項２５】
前記接続機構は、前記液体に接触する光学部材を少なくとも３つの方向に自由度を持つように保持する請求項２２〜２４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２６】
前記光学部材は、光軸を有するレンズ素子であり、
前記３つの方向は、前記光軸方向及び前記光軸と直交する２つの軸まわり方向を含む請求項２２〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２７】
前記接続機構は、前記第１保持部材を前記第２保持部材に対してキネマティックに保持する請求項２５又は２６記載の露光装置。
【請求項２８】
前記接続機構は、前記第１保持部材の自重を低減する自重キャンセル機構を有する請求項２２〜２７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２９】
前記接続機構は、前記第１保持部材と前記第２保持部材との間の振動伝達を抑制する請求項２２〜２８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３０】
前記第１保持部材と前記第２保持部材との位置関係を検出する第１検出器を有する請求項２２〜２９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３１】
前記基板上に投影されるパターンの像を調整する像調整機構を備え、
前記像調整機構は、前記第１検出器の検出結果に基づいて、前記パターンの像を調整する請求項３０記載の露光装置。
【請求項３２】
前記光学部材と前記基板の露光面との位置関係を検出する第２検出器を備え、
前記像調整機構は、前記第２検出器の検出結果に基づいて、前記パターンの像を調整する請求項３１記載の露光装置。
【請求項３３】
前記接続機構は、前記液体に起因して前記光学部材が変位するように、前記第１保持部材を前記第２保持部材に接続する請求項２２〜３２のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３４】
前記接続機構は、前記液体を介して伝わる振動を吸収する請求項３３記載の露光装置。
【請求項３５】
前記接続機構は、前記光学部材を変位させることによって、前記振動を吸収する請求項３４記載の露光装置。
【請求項３６】
前記光学部材の変位を検出する第３検出器を備える請求項３３〜３５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３７】
前記基板上に投影されるパターンの像を調整する像調整機構を備え、
前記像調整機構は、前記第３検出器の検出結果に基づいて、前記パターンの像を調整する請求項３６記載の露光装置。
【請求項３８】
液体を介して、基板にパターンを形成する露光装置において、
液体に接触する光学部材を保持する第１保持部材と、
複数の光学部材を保持する第２保持部材と、
前記液体に接触する光学部材の位置の変化を基づいて、前記基板に対する前記パターンの形成状態を補正する制御装置と、を備える露光装置。
【請求項３９】
前記制御装置は、前記パターンの形成状態を補正するために、前記複数の光学部材のうち、特定の光学素子を微動する請求項３８記載の露光装置。
【請求項４０】
前記制御装置は、前記パターンの形成状態を補正するために、前記パターンが形成されたマスクの位置を調整する請求項３８記載の露光装置。
【請求項４１】
前記第２保持部材に前記第１保持部材を振動的に分離して接続する接続機構を備える請求項３８〜４０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４２】
前記接続機構は、フレクシャを有する請求項４１記載の露光装置。
【請求項４３】
前記接続機構は、前記第１保持部材を前記第２保持部材に対してキネマティック保持する請求項４１又は４２記載の露光装置。
【請求項４４】
前記接続機構は、前記第１保持部材の自重を低減する自重キャンセル機構を有する請求項３８〜４３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４５】
前記光学部材の変位を検出する第１検出器を備える請求項３８〜４４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４６】
前記基板上に投影されるパターンの像を調整する像調整機構を備え、
前記像調整機構は、前記第１検出器の検出結果に基づいて、前記パターンの像を調整する請求項４５記載の露光装置。
【請求項４７】
液体を介して、基板にパターンを形成する露光装置において、
液体に接触する光学部材と、
前記光学部材を囲むように設けられ、液体供給口及び液体回収口のうち少なくともいずれか一方を有する環状部材と、
前記光学部材と前記環状部材との間に配置され、かつ前記光学部材と前記環状部材とに接触し、前記光学部材と前記環状部材との間に形成される隙間への液体の浸入を阻止するシール部材と、を備える露光装置
【請求項４８】
請求項１〜４７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、日本国特許庁へ出願された特許出願である特願２００３−２７２６１４号（２００３年７月９日出願）および特願２００４−０４４８０１号（２００４年２月２０日出願）を基礎とし、その内容を援用するものとする。
［技術分野］
本発明は投影光学系と基板との間を液体で満たした状態で基板を露光する露光装置、及びこの露光装置を用いる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、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と称する）上に形成されたパターンをウエハやガラスプレート等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、レチクルを支持するレチクルステージと基板を支持する基板ステージとを有し、レチクルステージ及び基板ステージを逐次移動しながらレチクル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くなるほど、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Ｒｅ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒｅ＝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Ｒｅ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恐れがある。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、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット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、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、投影光学系の最も基板側の光学部材の端面と基板表面との間に液体を満たした状態においては、基板を保持する基板ステージの移動等によって生じる振動が液体を介してその終端の光学部材に伝わり、投影光学系と液体とを介して基板上に投影されるパターン像が劣化してしまう可能性がある。
【０００６】
さらに、上記従来技術においては、液体の液浸領域を形成するために液体供給口及び液体回収口を有するノズル部材を使って液体の供給及び回収を行っているが、ノズル部材と投影光学系との間の隙間に液体が浸入すると、投影光学系を構成する光学部材を保持する鏡筒に錆びが生じたり、あるいは光学部材が溶解する等の不都合が生じる可能性がある。
更には鏡筒内部に液体が浸入することも考えられ、その場合においても上記不都合が生じる可能性がある。
【０００７】
また、浸入した液体の影響により、投影光学系のうち例えば最も像面側の光学部材が僅かながら変形したり振動するなどして露光精度や計測精度が劣化する不都合が生じる可能性がある。
【０００８】
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、投影光学系と基板との間に液体を満たして露光処理する際のパターン像の劣化を抑えることができる露光装置、及びこ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】
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、液体に接する光学部材及び該光学部材とパターンとの間に配置される光学群を含む投影光学系を備え、投影光学系と液体とを介して基板上にパターンの像を投影することによって基板を露光する露光装置において、光学部材と光学群とを保持する保持機構を備え、保持機構は、光学部材を光学群に対して可動に保持する露光装置が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様に従えば、液体を介して基板を露光する露光装置において、液体に接触する光学部材を保持する第１保持部材と、複数の光学部材を保持する第２保持部材と、第２保持部材に第１保持部材を振動的に分離して接続する接続機構と、を備える露光装置が提供される。
【００１１】
本発明の第３の態様に従えば、液体を介して、基板にパターンを形成する露光装置において、液体に接触する光学部材を保持する第１保持部材と、複数の光学部材を保持する第２保持部材と、液体に接触する光学部材の位置の変化を基づいて、基板に対するパターンの形成状態を補正する制御装置と、を備える露光装置が提供される。
【００１２】
本発明の第４の態様に従えば、液体を介して、基板にパターンを形成する露光装置において、液体に接触する光学部材と、光学部材を囲むように設けられ、液体供給口及び液体回収口のうち少なくともいずれか一方を有する環状部材と、光学部材と環状部材との間に配置され、かつ光学部材と環状部材とに接触し、光学部材と環状部材との間に形成される隙間への液体の浸入を阻止するシール部材と、を備える露光装置が提供される。  
【００１３】
本発明の第５の態様に従えば、第１〜第４の態様の露光装置を用いるデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
液体に接する光学部材の振動が光学群に伝わることを防止できるので、パターン像の劣化を防止し、高いパターン精度を有するデバイスを製造することができる。
また本発明によれば、投影光学系の像面側への液体や気体の浸入を防止しつつ露光処理及び計測処理を高精度で行うことができるので、基板を良好に露光できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】投影光学系の先端部近傍の拡大図である。
【図３】投影光学系の投影領域と液体供給装置及び液体回収装置との位置関係を示す図である。
【図４】本発明に係る投影光学系の一実施形態を示す構成図である。
【図５】第１保持部材及び接続機構近傍の拡大断面図である。
【図６】接続機構を構成するフレクシャの斜視図である。
【図７】接続機構を構成するフレクシャの正面図である。
【図８】像調整機構の制御ブロック図である。
【図９】本発明に係る投影光学系の他の実施形態を示す構成図である。
【図１０】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１１】液体供給口及び液体回収口と投影光学系の投影領域との位置関係を示す平面図である。
【図１２】光学素子及び流路形成部材近傍の拡大断面図である。
【図１３】第１シール部材近傍を示す拡大断面図である。
【図１４】第２シール部材近傍を示す拡大断面図である。
【図１５】第１シール部材の別の実施形態を示す断面図である。
【図１６】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】
【００１６】
以下、本発明の露光装置及びデバイス製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
＜第１実施例＞
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。
図１において、露光装置ＥＸは、レチクルＲを支持するレチクルステージＲＳＴと、基板Ｗを支持する基板ステージＷＳＴと、レチクルステージＲＳＴに支持されているレチクルＲを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたレチクルＲのパターンの像を基板ステージＷＳＴに支持されている基板Ｗ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。
【００１８】
ここで、本実施形態では、露光装置ＥＸとしてレチクルＲと基板Ｗとを走査方向における互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつレチクルＲに形成されたパターンを基板Ｗ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レチクルＲと基板Ｗ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。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハやガラスウエハ上にレジストを塗布したものを含む。
【００１９】
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Ｗ上に液体ＬＱを供給する液体供給装置１と、基板Ｗ上の液体ＬＱを回収する液体回収装置２とを備えている。露光装置ＥＸは、少なくともレチクルＲのパターン像を基板Ｗ上に転写している間、液体供給装置１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Ｗ上の一部に液浸領域ＡＲ２を形成する。具体的には、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの終端部の光学部材（光学素子）Ｇ１２と基板Ｗの表面との間を液体ＬＱで満たす局所液浸構成（Ｌｏｃａｌ Ｌｉｑｕｉｄ Ｆｉｌｌｉｎｇ）を採用し、この投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパターン像を基板Ｗ上に投影することによって基板Ｗを露光する。
【００２０】
照明光学系ＩＬは、レチクルステージＲＳＴに支持されているレチクルＲ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によるレチクルＲ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。レチクルＲ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エキシマレーザ光を用いる。
ここで、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】
レチクルステージＲＳＴは、原画となる回路パターンが形成されたレチクルＲをレチクルホルダＲＨを介して支持するものであって、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。レチクルステージＲＳＴはリニアモータ等のレチクルステージ駆動装置ＲＳＴＤにより駆動される。
レチクルステージ駆動装置ＲＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。レチクルホルダＲＨ上（あるいはレチクルステージＲＳＴ上）には移動鏡５０が設けられている。また、移動鏡５０に対向する位置にはレーザ干渉計５１が設けられている。レチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲ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方向の微小回転角も）はレーザ干渉計５１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５１の計測結果に基づいてレチクルステージ駆動装置ＲＳＴＤを駆動することでレチクルステージＲＳＴに支持されているレチクルＲの位置決めを行う。また、レチクルＲを保持するレチクルホルダＲＨとレチクルステージＲＳＴとの間には複数のアクチュエータ１５０（１５０Ａ〜１５０Ｃ）が設けられている。アクチュエータ１５０の駆動により、レチクルＲを保持したレチクルホルダＲＨは、Ｚ軸方向、及びθＸ、θＹ方向を含む傾斜方向に移動可能となっている。
【００２２】
投影光学系ＰＬは、レチクルＲのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｗに投影露光するものである。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あるいは１／５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は、その終端側（基板Ｗ側）に配置され、液体ＬＱと接する光学部材Ｇ１２と、光学部材Ｇ１２とパターンを有するレチクルＲとの間に配置された複数の光学素子Ｇ１〜Ｇ１１を含む光学群ＭＰＬとを備えている。なお、本実施形態において、光学部材Ｇ１２は１つの平凸レンズ素子である。そして、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子Ｇ１〜Ｇ１２は保持機構ＨＧで保持されている。保持機構ＨＧは、光学群ＭＰＬを保持する鏡筒（第２保持部材）ＰＬＢと、レンズ素子Ｇ１２を保持するレンズ保持部ＭＬＭとを備えている。レンズ保持部ＭＬＭは、レンズ素子Ｇ１２を保持するレンズセル（第１保持部材）ＬＳ１２と、レンズセルＬＳ１２を鏡筒ＰＬＢに対して軟らかく接続する接続機構１００とを備えている。接続機構１００は、後述する弾性部材としてのフレクシャ（１００Ａ〜１００Ｃ）を備えている。レンズセルＬＳ１２に保持されたレンズ素子Ｇ１２は接続機構１００により鏡筒ＰＬＢに保持された光学群ＭＰＬに対して可動となっている。
鏡筒ＰＬＢの外周部にはフランジ部ＦＬＧが設けられており、投影光学系ＰＬはフランジ部ＦＬＧを介してコラム（露光装置の本体ボディ）ＣＬに支持される。
【００２３】
光学素子Ｇ１〜Ｇ１２は螢石あるいは石英で形成されており、一部の光学素子の曲面には非球面研磨が施されている。特に、レンズ素子Ｇ１２を螢石で形成すると、この螢石はそのままでは長期間に水によって浸食されてしまうので、適当な薄膜でコートしつつ親和性を高めておく。これにより、レンズ素子Ｇ１２の液体接触面のほぼ全面に液体ＬＱを密着させることができ、レンズ素子Ｇ１２と基板Ｗ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、レンズ素子Ｇ１２は水との親和性が高い石英であってもよい。また、レンズ素子Ｇ１２の液体接触面にコートする等の親水（親液）処理を施して、液体ＬＱとの親和性をより高める場合、液浸領域ＡＲ２から水を除去した乾燥状態においては、レンズ素子Ｇ１２の液体接触面から水分が素早く逃げるような特殊な膜構造（例えば電界を印加すると分子配列が変化したり、わずかな電流を流すと温度上昇する膜等）にしてもよい。
【００２４】
基板ステージＷＳＴは、基板Ｗを支持するものであって、基板Ｗを基板ホルダを介して保持する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。Ｚステージ５２及びＸＹステージ５３を含む基板ステージＷＳＴはステージベース５４に支持されている。基板ステージＷＳＴはリニアモータ等の基板ステージ駆動装置ＷＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動装置ＷＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。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ＷのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及びθＸ、θＹ方向における位置が制御される。また、ＸＹステージ５３を駆動することにより、基板ＷのＸＹ方向における位置（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。すなわち、Ｚステージ５２は、基板Ｗのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Ｗ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の像面に合わせ込み、ＸＹステージ５３は基板ＷのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。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。
【００２５】
基板ステージＷＳＴ（Ｚステージ５２）上には移動鏡５５が設けられている。また、移動鏡５５に対向する位置にはレーザ干渉計５６が設けられている。基板ステージＷＳＴ上の基板Ｗの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５６によりリアルタイムで計測され、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５６の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置ＷＳＴＤを駆動することで基板ステージＷＳＴに支持されている基板Ｗの位置決めを行う。
【００２６】
また、基板ステージＷＳＴ（Ｚステージ５２）上には、基板Ｗを囲むように補助プレート５７が設けられている。補助プレート５７は基板ホルダに保持された基板Ｗの表面とほぼ同じ高さの平面を有している。ここで、基板Ｗのエッジと補助プレート５７との間には０．１〜１．０ｍｍ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Ｗの周縁近傍を露光する場合にも、補助プレート５７により投影光学系ＰＬのレンズ素子Ｇ１２の下に液体ＬＱを保持することができる。
【００２７】
露光装置ＥＸは、基板Ｗ上に液体ＬＱを供給する液体供給装置１と、基板Ｗ上の液体ＬＱを回収する液体回収装置２とを備えている。液体供給装置１は、基板Ｗ上に液体ＬＱを供給し、投影光学系ＰＬの終端部のレンズ素子Ｇ１２と基板Ｗとの間を液体ＬＱで満たして液浸領域ＡＲ２を形成するためのものであって、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、及び供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置等を備えている。液体供給装置１には供給管３の一端部が接続され、供給管３の他端部には供給ノズル４が接続されている。液体供給装置１は、供給管３及び供給ノズル４を介して基板Ｗ上に液体ＬＱを供給する。
【００２８】
液体回収装置２は、吸引ポンプ、回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。
液体回収装置２には回収管６の一端部が接続され、回収管６の他端部には回収ノズル５が接続されている。液体回収装置２は回収ノズル５及び回収管６を介して基板Ｗ上の液体ＬＱを回収する。液浸領域ＡＲ２を形成する際、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置１を駆動し、供給管３及び供給ノズル４を介して単位時間当たり所定量の液体ＬＱを供給するとともに、液体回収装置２を駆動し、回収ノズル５及び回収管６を介して単位時間当たり所定量の液体ＬＱを回収する。これにより、投影光学系ＰＬの終端部のレンズ素子Ｇ１２と基板Ｗとの間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２が形成される。
【００２９】
図２は、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬの下部、液体供給装置１、及び液体回収装置２などを示す正面図であり、図３は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１と供給ノズル４及び回収ノズル５との位置関係を示す図である。投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１はＹ軸方向に細長い矩形状（スリット状）となっており、その投影領域ＡＲ１をＸ軸方向に挟むように、＋Ｘ側に３つの供給ノズル４Ａ〜４Ｃが配置され、−Ｘ側に２つの回収ノズル５Ａ、５Ｂが配置されている。そして、供給ノズル４Ａ〜４Ｃは供給管３を介して液体供給装置１に接続され、回収ノズル５Ａ、５Ｂは回収管４を介して液体回収装置２に接続されている。また、供給ノズル４Ａ〜４Ｃと回収ノズル５Ａ、５Ｂとを投影光学系ＰＬの光軸周りにほぼ１８０°回転した位置に、供給ノズル８Ａ〜８Ｃと、回収ノズル９Ａ、９Ｂとが配置されている。供給ノズル４Ａ〜４Ｃと回収ノズル９Ａ、９ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル８Ａ〜８Ｃと回収ノズル５Ａ、５ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル８Ａ〜８Ｃは供給管１０を介して液体供給装置１に接続され、回収ノズル９Ａ、９Ｂは回収管１１を介して液体回収装置２に接続されている。
【００３０】
走査露光時には、投影領域ＡＲ１にレチクルＲの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬに対して、レチクルＲが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、ＸＹステージ５３を介して基板Ｗが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｗのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。本実施形態では、基板Ｗの移動方向と平行に、基板Ｗの移動方向と同一方向に液体ＬＱを流すように設定されている。つまり、矢印Ｘａ（図３参照）で示す走査方向（−Ｘ方向）に基板Ｗを移動させて走査露光を行う場合には、供給管３、供給ノズル４Ａ〜４Ｃ、回収管６、及び回収ノズル５Ａ、５Ｂを用いて、液体供給装置１及び液体回収装置２により液体ＬＱの供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｗが−Ｘ方向に移動する際には、供給管３及び供給ノズル４（４Ａ〜４Ｃ）を介して液体供給装置１から液体ＬＱが投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間に供給されるとともに、回収ノズル５（５Ａ、５Ｂ）、及び回収管６を介して液体ＬＱが液体回収装置２に回収され、レンズ素子Ｇ１２と基板Ｗとの間を満たすように−Ｘ方向に液体ＬＱが流れる。一方、矢印Ｘｂで示す走査方向（＋Ｘ方向）に基板Ｗを移動させて走査露光を行う場合には、供給管１０、供給ノズル８Ａ〜８Ｃ、回収管１１、及び回収ノズル９Ａ、９Ｂを用いて、液体供給装置１及び液体回収装置２により液体ＬＱの供給及び回収が行われる。すなわち、基板Ｗが＋Ｘ方向に移動する際には、供給管１０及び供給ノズル８（８Ａ〜８Ｃ）を介して液体供給装置１から液体ＬＱが投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間に供給されるとともに、回収ノズル９（９Ａ、９Ｂ）、及び回収管１１を介して液体ＬＱが液体回収装置２に回収され、レンズ素子Ｇ１２と基板Ｗとの間を満たすように＋Ｘ方向に液体ＬＱが流れる。この場合、例えば液体供給装置１から供給ノズル４を介して供給される液体ＬＱは基板Ｗの−Ｘ方向への移動に伴ってレンズ素子Ｇ１２と基板Ｗとの間に引き込まれるようにして流れるので、液体供給装置１の供給エネルギーが小さくても液体ＬＱをレンズ素子ＬＳ１２と基板Ｗとの間に容易に供給できる。そして、走査方向に応じて液体ＬＱを流す方向を切り替えることにより、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向に基板Ｗを走査する場合にも、レンズ素子Ｇ１２と基板Ｗとの間を液体ＬＱで満たすことができ、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができる。
【００３１】
図４は、投影光学系ＰＬを示す概略構成図である。レチクルＲは、複数のレンズ素子（光学素子）Ｇ１〜Ｇ１２で構成される両側テレセントリックな投影光学系ＰＬの物体面側に配置される。レンズ素子Ｇ１〜Ｇ１２は、光軸ＡＸに沿って鏡筒ＰＬＢ内の所定位置に配置されるが、本実施形態において、レンズ素子Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６は、それぞれピエゾ伸縮素子やボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等のアクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３により、鏡筒ＰＬＢに対して２自由度（Ｘ並進、Ｙ並進）の方向、３自由度（Ｚ並進、θＸ傾斜、θＹ傾斜）の方向、または５自由度（Ｘ並進、Ｙ並進、Ｚ並進、θＸ傾斜、θＹ傾斜）の方向に微動可能なリング状のレンズセルに支持される。
【００３２】
これら３つの微動可能なレンズ素子Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６は、投影光学系ＰＬの各種の収差を補正するためのもので、レチクルＲの回路パターンが投影光学系ＰＬの像面側に配置される基板Ｗ上に結像投影された際の像質（倍率誤差、歪曲収差、コマ収差、アス、像面湾曲等）や像面位置を微少に調整することが可能である。なお、投影光学系ＰＬ中のレンズ素子を動かして像調整を行う機構は、例えば特開平１１−１９５６０２号公報に開示されている。図４において、レチクルＲ上の任意の点Ｐ１からの光線のうち、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰの中心で光軸ＡＸと交差して基板Ｗ上の対応する点Ｐ２に達する主光線ＬＯは、レチクルＲとレンズ素子Ｇ１の間、及びレンズ素子Ｇ１１と基板Ｗとの間では光軸ＡＸと平行になっており、点Ｐ１の光軸ＡＸからの距離と点Ｐ２の光軸ＡＸからの距離との比が、この投影光学系ＰＬ全体の投影倍率βとなっている。
【００３３】
投影光学系ＰＬの像側先端に位置するレンズ素子（以下、適宜「先玉レンズ素子」と称する）Ｇ１２は、他のレンズ素子Ｇ１〜Ｇ１１が支持される鏡筒ＰＬＢに対して振動的に分離されたレンズ保持部ＭＬＭによって支持されている。レンズ保持部ＭＬＭは、上述したように、先玉レンズ素子Ｇ１２を保持するレンズセルＬＳ１２と、レンズセルＬＳ１２を鏡筒ＰＬＢに対して軟らかく接続する接続機構１００とを備えており、接続機構１００により、鏡筒ＰＬＢとレンズセルＬＳ１２とが振動的に分離され、レンズセルＬＳ１２の振動が鏡筒ＰＬＢに伝達されないように吸収される。
【００３４】
本実施形態の液浸露光の場合、液体供給ノズル４から液体ＬＱをレンズ素子Ｇ１２の下面と基板Ｗとの間隙１〜２ｍｍを満たすように供給するとともに、液体回収ノズル５より液体ＬＱを回収しているため、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱはある程度の陽圧になり、液体ＬＱの剛性が上がってしまうおそれがある。また、本実施形態において、露光装置ＥＸは走査型露光装置であり、その場合基板ＷはＸ軸方向に最高速５００ｍｍ／秒程度という速度で移動し、その走査露光中も基板Ｗの表面（露光面）が投影光学系ＰＬの焦点深度内に維持されるように基板Ｗのオートフォーカス動作及びオートレベリング動作（ＡＦ／ＡＬ動作）が行われる。基板ＷのＡＦ／ＡＬ動作は、通常基板Ｗを保持する基板ステージＷＳＴ（基板ホルダ）を微少に光軸方向（Ｚ軸方向）に移動させたり、傾斜させたりすることで行われるので、投影光学系ＰＬの先玉レンズ素子Ｇ１２が鏡筒ＰＬＢ全体に対して強固に固定されていると、レンズ素子Ｇ１２の下面と基板Ｗ表面との間隙距離（ギャップ）を一定に保とうとするＡＦ／ＡＬ動作のために、基板Ｗ側で生じる振動成分が液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを介して鏡筒ＰＬＢ全体に伝わってしまうことになる。また、基板Ｗを支持してＸ軸及びＹ軸方向に移動する基板ステージＷＳＴが例えばエアベアリングを使った非接触ガイド方式の場合、摺動性の振動は無いもののステージの加減速時に起こりやすいエアベアリングギャップの僅かな変動によって振動が発生し、液体ＬＱを介して鏡筒ＰＬＢに伝わってしまう場合もある。投影光学系ＰＬ全体は、鏡筒ＰＬＢの中間付近に設けられたフランジ部ＦＬＧを介してコラムＣＬに自重をかけて支持されるので、鏡筒ＰＬＢに伝わった振動は鏡筒ＰＬＢ内の各レンズ素子、及びコラムＣＬにも伝わることになり、その振動による影響で投影像の質が劣化する。また、その振動によって像ぶれが生じて、基板Ｗ上の所望位置にパターンが形成されない可能性もある。
【００３５】
従来、投影光学系ＰＬのワーキングディスタンスが空間的に分離されていたので、そのような基板Ｗ側で生ずる振動成分が投影光学系ＰＬ側に直接伝わることは皆無であったが、液浸露光の場合、液浸領域ＡＲ２の厚さを（光軸方向の厚さ）１〜２ｍｍ、可能であれば１ｍｍ以下に設定するのが望ましく、この程度の厚さの液浸領域ＡＲ２では、投影光学系ＰＬの先玉レンズ素子Ｇ１２と基板Ｗとが一定の弾性係数やバネ定数を持つ剛体で機械的に直結されたものとみなされるので、基板Ｗ側で生じる振動成分は投影光学系ＰＬ側（光学群ＭＰＬ側）に直接伝わることになる。そこで本実施形態においては、図４に示すように、少なくとも液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱと接する先玉レンズ素子Ｇ１２を鏡筒ＰＬＢとは別のレンズセルＬＳ１２によって支持し、接続機構１００により鏡筒ＰＬＢとレンズセルＬＳ１２とを接続するとともに、レンズ素子Ｇ１２（レンズセルＬＳ１２）がミクロンオーダーの自由度、理想的にはＺ並進微動、θＸ傾斜微動、θＹ傾斜微動の３自由度を持つようにする。すなわち、少なくとも先玉レンズ素子Ｇ１２を保持するレンズセルＬＳ１２を光学群ＭＰＬの鏡筒ＰＬＢに対して接続機構１００を介して少なくともＺ軸方向には軟く接続し、鏡筒ＰＬＢに対してＺ軸方向、θＸ方向、θＹ方向に移動可能に接続することで、基板Ｗ側で生じる振動がその軟性によって吸収され、これにより鏡筒ＰＬＢに作用する振動が遮断又は低減される。
【００３６】
図５は、投影光学系ＰＬの先玉レンズ素子Ｇ１２及びレンズ保持部ＭＬＭ近傍の拡大断面図である。鏡筒ＰＬＢの最下端部である外鏡筒ＬＢ３内には、レンズ素子Ｇ８、Ｇ９、Ｇ１０、Ｇ１１の各端面に形成されたフランジＦ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１をキネマチック支持するリング状のレンズセルＬＳ８、ＬＳ９、ＬＳ１０、ＬＳ１１が固定されている。そして、レンズセルＬＳ１１の最下面部は外鏡筒ＬＢ３よりも下方に突出して設けられ、その鏡筒ＰＬＢ（外鏡筒ＬＢ３）に固定されたレンズセルＬＳ１１の最下面部にはレンズ素子Ｇ１２を支持するレンズ保持部ＭＬＭが取り付けられている。レンズ保持部ＭＬＭは、レンズ素子Ｇ１２の端面部に形成されるフランジＦ１２をキネマチック支持するレンズセルＬＳ１２と、外鏡筒ＬＢ３側のレンズセルＬＳ１１に対してレンズセルＬＳ１２を軟く接続するための接続機構を構成する３個のフレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃとを備えている。なお図５では分かり易くするために２つのフレクシャ１００Ａ、１００Ｂのみが図示されているが、実際は光軸ＡＸを中心とした円周上の３ケ所に１２０度間隔で配置される。各フレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に弾性伸縮するような特性を持つとともに、レンズセルＬＳ１１に対してレンズセルＬＳ１２が、横方向（光軸ＡＸを中心とする円の放射方向）にも数μｍ程度は弾性変位できるような特性を持つ弾性部材である。
【００３７】
投影光学系ＰＬの先玉レンズ素子Ｇ１２としては、その上面Ｇ１２ａの曲率半径は比較的小さい凸面（球面又は非球面）であり、その下面Ｇ１２ｂは平坦面（曲率半径がほぼ無限大）であるものが好ましい。また、本実施形態ではレンズセルＬＳ１２の最下面部１１０は、レンズ素子Ｇ１２の下面Ｇ１２ｂとほぼ一致する高さのリング状の平坦面となっており、これにより、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの流れがスムーズになる。
【００３８】
また、レンズ素子Ｇ１２の下面Ｇ１２ｂの周縁部とレンズセルＬＳ１２の最下面部１１０の周縁部との間には１ｍｍ程度の僅かな隙間ＲＶが形成されるように設計されているが、その隙間ＲＶから液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが上昇して、その上のレンズ素子Ｇ１１等に液体ＬＱの飛沫や蒸気が付着しないように、レンズセルＬＳ１２内には隙間ＲＶと連通した環状の気体供給管１１２とリング状の弾性シール部材１１５とが設けられている。気体供給管１１２はチューブ等を介して加圧ポンプに接続され、隙間ＲＶから液体ＬＱや飛沫が入り込んでくるのを防ぐために、陽圧の窒素ガス等を隙間ＲＶに供給するものである。液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの本来の流れは、液体供給ノズル４と液体回収ノズル５とによって作り出されるので、気体供給管１１２による陽圧気体の供給は、その流れを著しく阻害しない程度の圧力に設定され、それでも隙間ＲＶから浸入してくる液体、飛沫、及び蒸気は、その上の弾性シール部材１１５によって遮蔽される。この弾性シール部材１１５はレンズ素子Ｇ１２の側面全周に圧接し、その上のレンズ素子Ｇ１１との間の空間を隔てる気密機能も兼ねており、これによりレンズ素子Ｇ１〜Ｇ１１までが位置する鏡筒空間内と先玉レンズ素子Ｇ１２の上面Ｇ１２ａまでの空間を窒素ガスで満たすことができる。弾性シール部材１１５は、後述する第２実施例の第１シール部材３３０と同様に構成してもよい。
【００３９】
なお、図５において、レンズセルＬＳ１２の外周部に固定された上向きの円筒状フィン１０２ＡとレンズセルＬＳ１１の外周部に固定された下向きの円筒状フィン１０２Ｂとは、液体ＬＱの飛沫がフレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃのある開放空間部内に外部から入り込むのを防止するためのもので、フィン同士はレンズ保持部ＭＬＭが傾斜しても所定のクリアランスを保つように配置される。
【００４０】
ところで、図５のように３つのフレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、１００ＣでレンズセルＬＳ１２を支持しつつ、基板Ｗ側から液浸領域ＡＲ２を介して伝わってくる振動を吸収もしくは低減しようとする場合、レンズ保持部ＭＬＭの微動時の応答周波数は相当に高い必要性があり、そのためには３つのフレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、１００ＣだけでレンズセルＬＳ１２全体の重量を支える構造にすると、必要な応答周波数を得られないので、レンズセルＬＳ１２の荷重のフレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃへの作用を低減するための自重キャンセル機構（荷重低減機構）を持たせることが望ましい。
【００４１】
図６は、自重キャンセル機構付のフレクシャ１００Ａの構造を示す図である。なお、フレクシャ１００Ｂ、１００Ｃもフレクシャ１００Ａと同等の構成を有する。図６において、座標系ＭＳＺのＺ軸は光軸ＡＸと平行であり、Ｓ軸は光軸ＡＸと垂直な放射方向の軸であり、Ｍ軸はＳ軸とＺ軸との両方に対して垂直な接線方向の軸である。また図７は、図６のフレクシャ１００ＡをＭ軸方向から見たものである。フレクシャ１００Ａは、ＳＵＳやジュラルミン等の金属材料をＨ形状のブロックとして成形し、上板部１２０Ａと底板部１２０Ｂとをつなぐ中間部分に、Ｍ軸方向に貫通した複数の切り込み部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃと、円形の貫通穴１２４Ｅ、１２４Ｆ、１２４Ｇとを形成したフレクシャ部を有している。そして上板部１２０Ａは４個のビス穴１２１を介して図５中のレンズセルＬＳ１１の底面部に固定され、底板部１２０Ｂは４個のビス穴１２２を介してレンズセルＬＳ１２の上面部に固定される。
【００４２】
この構造は、機械的には上板部１２０Ａと底板部１２０Ｂとが結合しているものの、Ｚ軸方向やＳ軸方向の剛性を極めて小さくできるとともに、Ｍ軸方向の剛性は極めて高くすることができる。その結果、上板部１２０Ａと底板部１２０Ｂとは相対的にＺ軸方向に弾性伸縮可能になるとともに、Ｓ軸方向についても相対的に微小変位可能になる。このようなフレクシャ構造を１２０度間隔で３個設けることにより、レンズセルＬＳ１２は全体的にＸＹ方向の剛性が高い状態でレンズセルＬＳ１１（鏡筒ＰＬＢ）に懸架され、レンズセルＬＳ１２の運動自由度が、Ｚ軸方向の平行移動に制限され、レンズセルＬＳ１２は鏡筒ＰＬＢに対してキネマティック支持された構成となる。
【００４３】
そして、自重キャンセル機構は、上板部１２０Ａの下面に固定された永久磁石１２６Ａと、底板部１２０Ｂの上面に高さ調整機構部１２７を介して固定された永久磁石１２６Ｂとによって構成され、一対の永久磁石１２６Ａ、１２６Ｂが所定のギャップで対向している。そして、永久磁石１２６Ａ、１２６Ｂどうしの磁気吸引力により、底板部１２０Ｂに固定されたレンズセルＬＳ１２のほとんど大部分の荷重が引き上げられる。こうして、その上板部１２０ＡをレンズセルＬＳ１１（鏡筒ＰＬＢ）に接続し、底板部１２０ＢをレンズセルＬＳ１２に接続し、自重キャンセル機構を構成する永久磁石１２６Ａ、１２６Ｂを有するフレクシャ１００Ａ〜１００Ｃは、レンズセルＬＳ１２の荷重をレンズセルＬＳ１１に支持させている。
【００４４】
なお図６では、一対の永久磁石１２６Ａ、１２６Ｂがフレクシャ部の片側にしか示されていないが、当然、反対側にも同様の永久磁石１２６Ａ、１２６Ｂと調整機構部１２７とが設けられている。調整機構部１２７は一対の永久磁石１２６Ａ、１２６Ｂのギャップ間隔を調整してフレクシャ１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃも同様）の中間部分のフレクシャ部にレンズセルＬＳ１２の荷重が極力作用しないようにするためのものであり、例えばテーパカム等を使った簡単なＺ並進機構で構成される。この調整機構部１２７は、永久磁石１２６の経時変化による減磁に対応するため、露光装置の定期メンテナンス時に一対の永久磁石１２６Ａ、１２６Ｂのギャップ間隔を小さくする場合にも利用される。
【００４５】
このような自重キャンセル機構により、各フレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは機械的に変形していない中立に近い状態に保たれるとともに、各フレクシャ単体の剛性を低くできるので、レンズ保持部ＭＬＭは極めて低い剛性で鏡筒ＰＬＢの最下端に懸架されることになり、先玉レンズ素子Ｇ１２は基板Ｗ側からの振動の伝達を吸収、又は低減すべく、液浸領域ＡＲ２の挙動に倣って微動することができる。
【００４６】
なお、図６では一対の永久磁石の磁気吸引力によって自重キャンセルを行うようにしたが、非接触で力を発生するものであれば良く、永久磁石と鉄片の対や電磁石と鉄片（又は磁石）の対を使うことができる。またフレクシャとしては、ここではＨ型のブロック材を図６のように加工して作ったが、同様の自由度と剛性が得られるように複数枚の薄い板バネを組み合わせたものでも良い。
【００４７】
ところで、フレクシャ１００Ａ〜１００Ｃにより、投影光学系ＰＬの先玉レンズ素子Ｇ１２が自由に動けるようなったので、それに伴う投影像の質（倍率、歪曲収差、コマ収差、アス等）が変化してしまうことがあるので、図４中のレンズ素子Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６のそれぞれを駆動するアクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３をリアルタイムに制御して、像質劣化を補償することが必要となる。
【００４８】
図８は、図１〜図７に示した装置に適用される制御系の概略的なブロック図である。図８において、レチクルＲは真空吸着やメカクランプ機構によってレチクルホルダＲＨ上に光軸ＡＸとほぼ垂直になるように保持され、レチクルホルダＲＨは走査露光時に所定の走査方向に高速移動するレチクルステージＲＳＴ上に、３個のＺアクチュエータ１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ（但し１５０Ｃは不図示）を介して設けられている。Ｚアクチュエータ１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃはピエゾ素子やボイスコイルモータ（ＶＣＭ）で構成され、レチクルファイン制御ユニット（像調整機構）２０４からの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに応答して、レチクルホルダＲＨを全体的にＺ軸方向に微小に並進移動させるとともに、θＸ方向とθＹ方向とに微小傾斜させる。このレチクルホルダＲＨの微動は走査露光中に各種の位置誤差補正やディストーション補正のためにリアルタイム制御されるので、レチクルホルダＲＨは軽量化と高剛性化を図るために一部にカーボングラファイト材の構造体を含むファインセラミックス材で作られている。
【００４９】
また、図４中に示した３つのレンズ素子Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６を駆動するアクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３は、レンズ制御ユニット（像調整機構）２０２からの駆動信号Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３のそれぞれに応答して相互に独立に制御可能であるが、各アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３内には駆動量を計測するホログラフィックエンコーダや静電容量型センサ等が設けられており、それらの計測器からの信号はレンズ制御ユニット２０２にフィードバック信号として入力する。
【００５０】
さて、レンズ保持部ＭＬＭ内の各フレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ（但し１００Ｃは不図示）の近傍には、その部位におけるレンズセルＬＳ１２の上面の高さ変化を計測するためのギャップセンサ（第１検出器）１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ（但し１３０Ｃは不図示）が設けられている。ギャップセンサ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは鏡筒ＰＬＢのレンズセルＬＳ１１に取り付けられており、レンズセルＬＳ１１に対するレンズセルＬＳ１２の距離変化を計測可能である。各センサ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃからの計測信号Ｓ０ａ、Ｓ０ｂ、Ｓ０ｃ（但しＳ０ｃは不図示）はセンサユニット２００に読み取られ、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＬＢ側に固定されたレンズセルＬＳ１１を基準としたレンズセルＬＳ１２の姿勢変化（Ｚ位置変化、θＸ方向とθＹ方向の傾斜変化）、つまり鏡筒ＰＬＢとレンズセルＬＳ１２との位置関係がリアルタイムに検出される。ここで、鏡筒ＰＬＢは光学群ＭＰＬを保持し、レンズセルＬＳ１２はレンズ素子Ｇ１２を保持しているため、センサユニット２００は、ギャップセンサ１３０Ａ〜１３０Ｃの検出結果に基づいて、光学群ＭＰＬとレンズ素子Ｇ１２（レンズ素子Ｇ１２の下面Ｇ１２ｂ）との位置関係を検出可能である。つまり、鏡筒ＰＬＢとレンズセルＬＳ１２との位置関係を検出することは、光学群ＭＰＬとレンズ素子Ｇ１２との位置関係を検出することと実質的に同等であり、センサユニット２００は、ギャップセンサ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃを使って鏡筒ＰＬＢとレンズセルＬＳ１２との位置関係を検出することで、光学群ＭＰＬとレンズ素子Ｇ１２との位置関係を求めることができる。なお、鏡筒ＰＬＢとレンズセルＬＳ１２との位置関係の検出を光学的に行ってもよい。
【００５１】
更に、レンズセルＬＳ１２の下面のレンズ素子Ｇ１２近傍には、基板Ｗの表面（露光面）までの距離変化、すなわち液浸領域ＡＲ２の厚さ変化を計測する３個以上のギャップセンサ（第２検出器）１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、…が取り付けられ、これらの計測信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、…もセンサユニット２００に読み取られ、レンズ素子Ｇ１２の下面Ｇ１２ｂと基板Ｗの表面との平行度（相対的な傾斜の方向と量）や間隔の変化がリアルタイムに検出される。ここで、ギャップセンサ１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、…は、レンズ素子Ｇ１２を保持したレンズセルＬＳ１２に取り付けられているため、センサユニット２００は、ギャップセンサ１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、…の検出結果に基づいて、レンズ素子Ｇ１２と基板Ｗの表面との位置関係を検出可能である。つまり、レンズセルＬＳ１２と基板Ｗの表面との位置関係を検出することは、レンズ素子Ｇ１２と基板Ｗの表面との位置関係を検出することと実質的に同等であり、センサユニット２００は、ギャップセンサ１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、…を使ってレンズセルＬＳ１２と基板Ｗの表面との位置関係を検出することで、レンズ素子Ｇ１２と基板Ｗの表面との位置関係を求めることができる。なお、レンズセルＬＳ１２と基板Ｗの表面との位置関係を光学的に検出するようにしてもよい。
【００５２】
このセンサユニット２００で計測された計測情報ＣＳは、先のレンズ制御ユニット２０２とレチクルファイン制御ユニット２０４とにリアルタイムで送られる。レンズ制御ユニット２０２は、その計測情報ＣＳに基づいて先玉レンズ素子Ｇ１２の位置や姿勢の変化に応じて副次的に生じる各種の収差成分の誤差を補正すべく、つまり、鏡筒ＰＬＢに対するレンズセルＬＳ１２の変動、あるいは基板Ｗの表面に対するレンズセルＬＳ１２の変動を補償するように、各アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３への駆動信号Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３にリアルタイムにオフセット成分を加え、基板Ｗ上に投影されるパターンの像を調整する。ここで、鏡筒ＰＬＢに対するレンズセルＬＳ１２の位置関係の変動は、光学群ＭＰＬに対するレンズ素子Ｇ１２の位置関係の変動と実質的に同等であるため、レンズ制御ユニット２０２は、センサユニット２００の計測情報ＣＳに基づいて、光学群ＭＰＬに対するレンズ素子Ｇ１２の変動を補償することができる。同様に、基板Ｗの表面に対するレンズセルＬＳ１２の位置関係の変動は、基板Ｗの表面に対するレンズ素子Ｇ１２の位置関係の変動と実質的に同等であるため、レンズ制御ユニット２０２は、センサユニット２００の計測情報ＣＳに基づいて、基板Ｗの表面に対するレンズ素子Ｇ１２の変動を補償することができる。
【００５３】
同様に、レチクルファイン制御ユニット２０４は、レンズ素子Ｇ１２の位置や姿勢の変化に応じて副次的に生じる各種の収差成分の誤差を補正すべく、計測情報ＣＳに基づいて、レチクルホルダＲＨ（レチクルＲ）のＺ位置や傾斜を制御する各Ｚアクチュエータ１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃへの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃにリアルタイムにオフセット成分を加えることができる。
【００５４】
なおここでは、レチクルＲの位置姿勢補正と先のレンズ素子Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６の位置姿勢補正とを同時に行っているが、必ずしも全て同時に行う必要はなく、先玉レンズ素子Ｇ１２の運動の種類、即ち単純なＺ位置の変化なのか、傾斜の変化なのか、或いはその２つの複合なのかによって、適宜選択的に行われる。
【００５５】
図９は、レンズ保持部ＭＬＭの他の実施形態を示す部分断面図であり、ここでは先玉レンズ素子Ｇ１２の上面Ｇ１２ａは光軸ＡＸ上の点Ｃｐを曲率中心とする凸球面状に形成され、下面Ｇ１２ｂは平坦面に形成される。また先玉レンズ素子Ｇ１２の下端部には下面Ｇ１２ｂと連なったフランジ部Ｆ１２ｂが形成され、基板Ｗの表面と下面Ｇ１２ｂとの間に形成される液浸領域ＡＲ２の面積を先の図５を参照して説明した実施形態よりも広げ、液体ＬＱの流れの一様化を向上させている。
【００５６】
レンズ素子Ｇ１２の上側のフランジＦ１２は、リング状のレンズセルＬＳ１２ａにキネマチックにリジッドに支持される。また、レンズセルＬＳ１２ａの外周には、点Ｃｐを中心とする凸球面座Ａｓａが輪帯状に形成され、さらにレンズセルＬＳ１２ａの外側には、凸球面座Ａｓａとほぼ同じ曲率半径の凹球面座が形成されたリング状の第２セルＬＳ１２ｂが設けられている。互いに対向したレンズセルＬＳ１２ａの凸球面座Ａｓａと第２セルＬＳ１２ｂの凹球面座との間には、真空予圧型又は磁気予圧型のエアベアリングが形成されている。
【００５７】
第２セルＬＳ１２ｂの外周には、上下に所定間隔を空けて配置した永久磁石Ｍｇ１、Ｍｇ３の組が円周上の複数ケ所に固定される。そして、磁石Ｍｇ１、Ｍｇ３と、この磁石Ｍｇ１、Ｍｇ３の組の空隙に配置するように外鏡筒ＬＢ３の内側に固定された永久磁石Ｍｇ２とによって、自重キャンセル機構が構成される。そして第２セルＬＳ１２ｂの下面端部と外鏡筒ＬＢ３との間には、光軸ＡＸを中心とする円周に沿った複数ケ所に板バネ状のフレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、…が設けられる。この板バネ状フレクシャ１００Ａ、１００Ｂ、…は、Ｚ軸方向の剛性が極めて小さく、横方向（ＸＹ方向）の剛性が大きくなるように作られ、第２セルＬＳ１２ｂとレンズセルＬＳ１２ａとを一体的にＺ軸方向に微動させる。
【００５８】
以上のような構成により、レンズセルＬＳ１２ａは第２セルＬＳ１２ｂに対して球面座の予圧型エアベアリングで拘束されているだけなので、点Ｃｐを中心にして自由に微小傾斜することができる。すなわち、先玉レンズ素子Ｇ１２が中立位置から傾斜しても、その上面Ｇ１２ａの凸球面とレンズ素子Ｇ１１（図５等参照）の下面の凹球面との間隔は球面上の同一の径位置ではどこでも一定になるように維持される。ただし、レンズセルＬＳ１２ａと第２セルＬＳ１２ｂとが一体的に上下に微動した場合だけ、上面Ｇ１２ａの凸球面とレンズ素子Ｇ１１の下面の凹球面との間隔が全体的に変化する。このため、先玉レンズ素子Ｇ１２の運動によって副次的に生じる各種収差は、特定の種類に制限可能となり、図８を参照して説明したレンズ制御ユニット２０２やレチクルファイン制御ユニット２０４によってレンズ素子Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６やレチクルホルダＲＨの姿勢に補正を加える量も小さくできるか、姿勢補正すべき要素を減らせると言った利点がある。
【００５９】
なお上記各実施形態では、投影光学系ＰＬ内で自己完結的に投影像質の劣化が起きないように補償を行うか、あるいはレチクルＲの位置を光軸ＡＸの方向にＺ並進微動させたり、微少傾斜させることを併用することで基板Ｗ上に投影されるパターンの像を調整しているが、投影露光にエキシマレーザやＦ２レーザ等の波長チューニング機構を持つ光源装置を使う場合には、レチクルＲの照明光の中心波長を僅かにシフトさせたりすることで、基板Ｗ上での投影像質の劣化を補償することも可能であり、その場合はレンズ素子Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６のリアルタイム駆動が全く必要ないか、あるいは限られたレンズ素子のみのリアルタイム駆動が補助的に必要となるだけである。
【００６０】
なお、上記実施形態において、レンズセルＬＳ１２は１つのレンズ素子Ｇ１２のみを保持するようになっているが、複数の光学素子（光学群）を保持する構成でもよい。
【００６１】
また、上述の実施形態においては、光学部材Ｇ１２と、レチクルＲと光学部材Ｇ１２との間の光学群ＭＰＬとの二群に投影光学系ＰＬを分けているが、三群以上に分離するようにしてもよい。その場合、光学部材Ｇ１２と、その光学部材Ｇ１２に対して隣り合わない群との位置関係を検出したり、位置変動の補償を行うようにしてもよい。
【００６２】
本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端にレンズ素子Ｇ１２が取り付けられているが、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、例えば収差（球面収差、コマ収差等）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。
【００６３】
上記各実施形態において、上述したノズルの形状は特に限定されるものでなく、例えば投影領域ＡＲ１の長辺について２対のノズルで液体３０ＬＱの供給又は回収を行うようにしてもよい。なお、この場合には、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向からも液体ＬＱの供給及び回収を行うことができるようにするため、供給ノズルと回収ノズルと上下に並べて配置してもよい。
【００６４】
＜第２実施例＞
本発明の露光装置についてさらに図面を参照しながら説明する。図１０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。
【００６５】
図１０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Ｗ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Ｗ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。
【００６６】
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Ｗ上に液体ＬＱを供給する液体供給機構３１０と、基板Ｗ上の液体ＬＱを回収する液体回収機構３２０とを備えている。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｗ上に転写している間、液体供給機構３１０から供給した液体ＬＱにより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ３０１を含む基板Ｗ上の一部に、投影領域ＡＲ１よりも大きく且つ基板Ｗよりも小さい液浸領域ＡＲ３０２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の像面側終端部の光学素子３０２Ｆと、その像面側に配置された基板Ｗ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Ｗ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Ｗに照射することによってマスクＭのパターンを基板Ｗに投影露光する。
【００６７】
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｗとを互いに同期移動、例えば互いに異なる向き（逆方向）に移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｗ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Ｗ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。
【００６８】
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。
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。
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。
【００６９】
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３３１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３３２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３３２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。
【００７０】
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Ｗに投影露光するものであって、基板Ｗ側の先端部に設けられた光学素子（光学部材、レンズ）３０２Ｆを含む複数の光学素子３０２（３０２Ａ〜３０２Ｆ）で構成されており、これら光学素子２Ａ〜２Ｆ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あるいは１／５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。
【００７１】
本実施形態の投影光学系ＰＬの先端部の光学素子３０２Ｆは鏡筒ＰＫより露出しており、液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱが接触する。複数の光学素子３０２Ａ〜３０２Ｆのうち少なくとも光学素子２Ｆは螢石（フッ化カルシウム）で形成されている。螢石表面、あるいはＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を付着させた表面は水との親和性が高いので、光学素子３０２Ｆの液体接触面２Ｓ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３０２Ｆの液体接触面３０２Ｓ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３０２Ｆの液体接触面３０２Ｓと液体ＬＱとの密着性が高く、光学素子３０２Ｆと基板Ｗ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３０２Ｆ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２Ｆの液体接触面３０２Ｓに親水化（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。
【００７２】
投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの内部空間は略密閉されており、ガス置換装置３０３によって所定のガス環境に維持されている。ガス置換装置３０３は、配管３０３Ａを介して鏡筒ＰＫ内部に所定のガスを供給するとともに、配管３０３Ｂを介して鏡筒ＰＫ内部のガスを回収することで、鏡筒ＰＫ内部を所定のガス環境に維持する。本実施形態においては、鏡筒ＰＫ内部は、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスで満たされる。露光光ＥＬが真空紫外光の場合、露光光ＥＬの通過する空間である光路空間内に酸素分子、水分子、二酸化炭素分子、有機物などといった、かかる波長域の光に対し強い吸収特性を備える物質である吸光物質が存在していると、露光光ＥＬは吸光物質によって吸収され十分な光強度で基板Ｗ上に到達できない。ところが、露光光ＥＬの通過する光路空間である鏡筒ＰＫ内部を略密閉にして外部からの吸光物質の流入を遮断するとともに、その鏡筒ＰＫ内部を不活性ガスで満たすことにより、露光光ＥＬを十分な光強度で基板Ｗに到達させることができる。
【００７３】
なお、ガス置換装置３０３は、不活性ガスの他にドライエアを供給するようにしてもよい。
【００７４】
また、鏡筒ＰＫは複数の分割鏡筒（サブバレル）を組み合わせた構成であってもよい。
また、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子３０２Ａ〜３０２Ｆのうち液体ＬＱに接する光学素子３０２Ｆは、他の光学素子３０２Ａ〜３０２Ｅを保持する鏡筒（鏡筒本体）ＰＫとは別の保持部材（レンズセル）によって保持されていてもよい。この場合、鏡筒本体ＰＫとレンズセルとは、第１の実施例で説明したようにフレクシャ１００Ａ〜１００Ｃが所定の連結機構で連結してもよい。
【００７５】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｗを保持して移動可能であって、ＸＹステージ３５１と、ＸＹステージ３５１上に搭載されたＺチルトステージ３５２とを含んで構成されている。
ＸＹステージ３５１は、ステージベースＳＢの上面の上方に不図示の非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）を介して非接触支持されている。ＸＹステージ３５１（基板ステージＰＳＴ）はステージベースＳＢの上面に対して非接触支持された状態で、リニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤ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方向に微小回転可能である。このＸＹステージ３５１上にＺチルトステージ３５２が搭載され、Ｚチルトステージ３５２上に不図示の基板ホルダを介して基板Ｗが例えば真空吸着等により保持されている。
Ｚチルトステージ３５２は、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能に設けられている。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。
【００７６】
基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ３５２）上には移動鏡３３３が設けられている。また、移動鏡３３３に対向する位置にはレーザ干渉計３３４が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｗの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計３３４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３３４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Ｗの位置決めを行う。
【００７７】
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Ｗの表面の位置を検出する不図示のフォーカス・レベリング検出系を備えている。なお、フォーカス・レベリング検出系８０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。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Ｗ表面のＺ軸方向の位置情報、及び基板ＷのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報を検出することができる。Ｚチルトステージ３５２は、基板Ｗのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Ｗ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の像面に合わせ込み、ＸＹステージ３５１は基板ＷのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。なお、Ｚチルトステージと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。
【００７８】
また、基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ５２）上には、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｗを囲むようにプレート部材３５６が設けられている。プレート部材３５６は環状部材であって、基板Ｗの外側に配置されている。プレート部材３５６は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｗの表面とほぼ同じ高さ（面一）の平坦面（平坦部）３５７を有している。平坦面３５７は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｗの外側の周囲に配置されている。
【００７９】
プレート部材３５６は、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されている。そのため、平坦面３５７は撥液性を有する。なお、例えば所定の金属などでプレート部材３５６を形成し、その金属製のプレート部材３５６の少なくとも平坦面５７に対して撥液処理を施すことで、平坦面３５７を撥液性にしてもよい。プレート部材３５６（平坦面３５７）の撥液処理としては、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。また、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。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。また、撥液性材料の塗布領域としては、プレート部材３５６の表面全域に対して塗布してもよいし、例えば平坦面３５７など撥液性を必要とする一部の領域のみに対して塗布するようにしてもよい。
【００８０】
基板Ｗの周囲に、基板Ｗ表面とほぼ面一の平坦面３５７を有するプレート部材３５６を設けたので、基板Ｗのエッジ領域Ｅを液浸露光するときにおいても、基板Ｗ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の下に液体ＬＱを保持し、投影光学系ＰＬの像面側に液浸領域ＡＲ３０２を良好に形成することができる。また、平坦面３５７を撥液性にすることにより、液浸露光中における基板Ｗ外側（平坦面３５７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、平坦面３５７上に液体ＬＱが残留することを防止することができる。
【００８１】
液体供給機構３１０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３１１と、液体供給部３１１にその一端部を接続する供給管３１２（３１２Ａ、３１２Ｂ）とを備えている。液体供給部３１１は、液体ＬＱを収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えている。基板Ｗ上に液浸領域ＡＲ３０２を形成する際、液体供給機構３１０は液体ＬＱを基板Ｗ上に供給する。
【００８２】
液体回収機構３２０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を回収可能な液体回収部３２１と、液体回収部３２１にその一端部を接続する回収管３２２（３２２Ａ、３２２Ｂ）とを備えている。液体回収部３２１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Ｗ上に液浸領域ＡＲ３０２を形成するために、液体回収機構３２０は液体供給機構３１０より供給された基板Ｗ上の液体ＬＱを所定量回収する。
【００８３】
投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子３０２Ａ〜３０２Ｆのうち、液体ＬＱに接する光学素子３０２Ｆの近傍には流路形成部材３７０が配置されている。流路形成部材３７０は、基板Ｗ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔを囲むように設けられた環状部材である。
【００８４】
流路形成部材３７０は、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ジュラルミン、及びこれらを含む合金によって形成可能である。あるいは、流路形成部材３７０は、ガラス（石英）等の光透過性を有する透明部材（光学部材）によって構成されてもよい。
【００８５】
流路形成部材３７０は、基板Ｗ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられ、その基板Ｗ表面に対向するように配置された液体供給口３１３（１３Ａ、１３Ｂ）を備えている。本実施形態において、流路形成部材３７０は２つの液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂを有している。液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂは流路形成部材３７０の下面３７０Ｓに設けられている。
【００８６】
また、流路形成部材３７０は、その内部に液体供給口３１３（３１３Ａ、３１３Ｂ）に対応した供給流路３１４（３１４Ａ、３１４Ｂ）を有している。供給流路３１４Ａ、３１４Ｂの一端部は供給管３１２Ａ、３１２Ｂを介して供給部３１１にそれぞれ接続され、他端部は液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂにそれぞれ接続されている。
【００８７】
供給管３１２Ａ、３１２Ｂの途中には、液体供給部３１１から送出され、液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂ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３１６Ａ、３１６Ｂがそれぞれ設けられている。流量制御器３１６（３１６Ａ、３１６Ｂ）による液体供給量の制御は制御装置ＣＯＮＴの指令信号の下で行われる。
【００８８】
更に、流路形成部材３７０は、基板Ｗ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられ、その基板Ｗ表面に対向するように配置された液体回収口３２３を備えている。本実施形態において、流路形成部材３７０は２つの液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂを有している。液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂは流路形成部材３７０の下面３７０Ｓに設けられている。
【００８９】
また、流路形成部材３７０は、その内部に液体回収口３２３（３２３Ａ、３２３Ｂ）に対応した回収流路３２４（３２４Ａ、３２４Ｂ）を有している。回収流路３２４Ａ、３２４Ｂの一端部は回収管３２２Ａ、３２２Ｂを介して液体回収部３２１にそれぞれ接続され、他端部は液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂにそれぞれ接続されている。
【００９０】
本実施形態において、流路形成部材３７０は、液体供給機構３１０及び液体回収機構３２０それぞれの一部を構成している。そして、液体供給機構３１０を構成する液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ３０１を挟んだＸ軸方向両側のそれぞれの位置に設けられており、液体回収機構３２０を構成する液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ３０１に対して液体供給機構３１０の液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂの外側に設けられている。
【００９１】
液体供給部３１１及び流量制御器３１６の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
基板Ｗ上に液体ＬＱを供給する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給部３１１より液体ＬＱを送出し、供給管３１２Ａ、３１２Ｂ、及び供給流路３１４Ａ、３１４Ｂを介して、基板Ｗの上方に設けられている液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂより基板Ｗ上に液体ＬＱを供給する。このとき、液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂは投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ３０１を挟んだ両側のそれぞれに配置されており、その液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂを介して、投影領域ＡＲ３０１の両側から液体ＬＱを供給可能である。また、液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂのそれぞれから基板Ｗ上に供給される液体ＬＱの単位時間あたりの量は、供給管３１２Ａ、３１２Ｂのそれぞれに設けられた流量制御器３１６Ａ、３１６Ｂにより個別に制御可能である。
【００９２】
液体回収部３２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは、液体回収部３２１による単位時間あたりの液体回収量を制御可能である。基板Ｗの上方に設けられた液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂから回収された基板Ｗ上の液体ＬＱは、流路形成部材３７０の回収流路３２４Ａ、３２４Ｂ、及び回収管３２２Ａ、３２２Ｂを介して液体回収部３２１に回収される。
【００９３】
なお、本実施形態において、供給管３１２Ａ、３１２Ｂは１つの液体供給部３１１に接続されているが、供給管の数に対応した液体供給部３１１を複数（ここでは２つ）設け、供給管３１２Ａ、３１２Ｂのそれぞれを前記複数の液体供給部３１１のそれぞれに接続するようにしてもよい。また、回収管３２２Ａ、３２２Ｂは、１つの液体回収部３２１に接続されているが、回収管の数に対応した液体回収部３２１を複数（ここでは２つ）設け、回収管３２２Ａ、３２２Ｂのそれぞれを前記複数の液体回収部３２１のそれぞれに接続するようにしてもよい。
【００９４】
投影光学系ＰＬの光学素子３０２Ｆの液体接触面３０２Ｓ、及び流路形成部材３７０の下面（液体接触面）３７０Ｓは親液性（親水性）を有している。本実施形態においては、光学素子３０２Ｆ及び流路形成部材３７０の液体接触面に対して親液処理が施されており、その親液処理によって光学素子３０２Ｆ及び流路形成部材３７０の液体接触面が親液性となっている。換言すれば、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｗの被露光面（表面）と対向する部材の表面のうち少なくとも液体接触面は親液性となっている。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、親液処理（親水処理）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３０２Ｆや流路形成部材３７０の液体接触面に親水性を付与する。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に設ける処理が望ましい。あるいは、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの親液性材料を前記液体接触面に設けてもよい。
【００９５】
なお、流路形成部材３７０の下面（基板Ｗ側を向く面）３７０Ｓはほぼ平坦面であってもよいが、流路形成部材３７０の下面３７０Ｓのうち投影光学系ＰＬに対して液体回収口３２３（３２３Ａ、３２３Ｂ）より外側の領域に、ＸＹ平面に対して傾斜した面、具体的には投影領域ＡＲ３０１（液浸領域ＡＲ３０２）に対して外側に向かうにつれて基板Ｗの表面に対して離れるように（上に向かうように）傾斜する所定長さを有する傾斜面（トラップ面）を設けてもよい。こうすることにより、基板Ｗの移動に伴って投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間の液体ＬＱが流路形成部材３７０の下面３７０Ｓの外側に流出しようとしても、トラップ面で捕捉されるため、液体ＬＱの流出を防止することができる。ここで、トラップ面に親液処理を施して親液性にすることで、基板Ｗの表面に塗布されている膜（フォトレジスト等の感光材膜や、反射防止膜あるいは液体から感光材を保護する膜等）は通常撥液性（撥水性）なので、液体回収口３２３の外側に流出した液体ＬＱはトラップ面で捕捉される。
【００９６】
また、不図示ではあるが、基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ３５２）上において、基板Ｗの周囲のプレート部材３５６の外側の所定位置には、基準部材が配置されている。基準部材には、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているような構成を有する基板アライメント系により検出される基準マークと、例えば特開平７−１７６４６８号公報に開示されているような構成を有するマスクアライメント系により検出される基準マークとが所定の位置関係で設けられている。基準部材の上面はほぼ平坦面となっており、基板Ｗ表面、プレート部材５６の表面（平坦面）３５７とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。基板アライメント系は基板ステージＰＳＴの近傍に設けられ、基板Ｗ上のアライメントマークも検出する。また、マスクアライメント系はマスクステージＭＳＴの近傍に設けられ、マスクＭと投影光学系ＰＬとを介して基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ３５２）上の基準マークを検出する。
【００９７】
また、Ｚチルトステージ３５２（基板ステージＰＳＴ）上のうち、プレート部材３５６の外側の所定位置には、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が配置されている。照度ムラセンサは平面視矩形状の上板を備えている。上板の上面はほぼ平坦面となっており、基板Ｗ表面、プレート部材３５６の表面（平坦面）３５７とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板の上面には、光を通過可能なピンホール部が設けられている。上面のうち、ピンホール部以外はクロムなどの遮光性材料で覆われている。
【００９８】
また、Ｚチルトステージ３５２（基板ステージＰＳＴ）上のうち、プレート部材３５６の外側の所定位置には、光学センサとして例えば特開２００２−１４００５号公報に開示されているような空間像計測センサが設けられている。空間像計測センサは平面視矩形状の上板を備えている。上板の上面はほぼ平坦面となっており、フォーカス・レベリング検出系の基準面として使ってもよい。そして、上板の上面は基板Ｗ表面、プレート部材３５６の表面（平坦面）３５７とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板の上面には、光を通過可能なスリット部が設けられている。上面のうち、スリット部以外はクロムなどの遮光性材料で覆われている。
【００９９】
また、Ｚチルトステージ３５２（基板ステージＰＳＴ）上には、例えば特開平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）も設けられており、その照射量センサの上板の上面は基板Ｗ表面やプレート部材３５６の表面（平坦面）３５７とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。
【０１００】
本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと基板ＷとをＸ軸方向（走査方向）に移動しながらマスクＭのパターン像を基板Ｗに投影露光するものであって、走査露光時には、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭの一部のパターン像が投影領域ＡＲ１内に投影され、マスクＭが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、基板Ｗが投影領域ＡＲ１に対して＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、基板Ｗ上には複数のショット領域が設定されており、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｗのステッピング移動によって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で基板Ｗを移動しながら各ショット領域に対する走査露光処理が順次行われる。
【０１０１】
図１１は液体供給口３１３及び液体回収口３２３と投影領域ＡＲ３０１との位置関係を示す平面図である。図１１に示すように、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｘ軸方向を短手方向とした平面視矩形状に設定されている。
【０１０２】
液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂは、Ｘ軸方向（走査方向）に関し、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ３０１を挟んだ両側のそれぞれに設けられている。具体的には、液体供給口３１３Ａは、流路形成部材３７０の下面３７０Ｓのうち、投影領域ＡＲ３０１に対して走査方向一方側（−Ｘ側）に設けられ、液体供給口３１３Ｂは他方側（＋Ｘ側）に設けられている。つまり液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂは投影領域ＡＲ３０１の近くに設けられ、走査方向（Ｘ軸方向）に関して投影領域ＡＲ１を挟むようにその両側に設けられている。液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂのそれぞれは、Ｙ軸方向に延びる平面視略コ字状（円弧状）のスリット状に形成されている。そして、液体供給口３１３Ａ、３１３ＢのＹ軸方向における長さは少なくとも投影領域ＡＲ３０１のＹ軸方向における長さより長くなっている。
液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂは、少なくとも投影領域ＡＲ３０１を囲むように設けられている。液体供給機構３１０は、液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂを介して投影領域ＡＲ１の両側で液体ＬＱを同時に供給可能である。
【０１０３】
液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂは、液体供給機構３１０の液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ３０１に対して外側に設けられており、Ｘ軸方向（走査方向）に関し、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ３０１を挟んだ両側のそれぞれに設けられている。具体的には、液体回収口３２３Ａは、流路形成部材３７０の下面３７０Ｓのうち、投影領域ＡＲ３０１に対して走査方向一方側（−Ｘ側）に設けられ、液体回収口３２３Ｂは他方側（＋Ｘ側）に設けられている。液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂのそれぞれは、Ｙ軸方向に延びる平面視略コ字状（円弧状）のスリット状に形成されている。液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ３０１、及び液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂを囲むように設けられている。
【０１０４】
そして、液体ＬＱが満たされた液浸領域ＡＲ３０２は、投影領域ＡＲ３０１を含むように実質的に２つの液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂで囲まれた領域内であって且つ基板Ｗ上の一部に局所的に形成される。なお、液浸領域ＡＲ３０２は少なくとも投影領域ＡＲ３０１を覆っていればよく、必ずしも２つの液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂで囲まれた領域全体が液浸領域にならなくてもよい。
【０１０５】
なお、液体供給口３１３は投影領域ＡＲ３０１の両側のそれぞれに１つずつ設けられている構成であるが、複数に分割されていてもよく、その数は任意である。同様に、液体回収口３２３も複数に分割されていてもよい。また、投影領域ＡＲ３０１の両側に設けられた液体供給口３１３のそれぞれは互いにほぼ同じ大きさ（長さ）に形成されているが、互いに異なる大きさであってもよい。同様に、投影領域ＡＲ３０１の両側に設けられた液体回収口３２３のそれぞれが互いに異なる大きさであってもよい。また、供給口３１３のスリット幅と回収口３２３のスリット幅とは同じであってもよいし、回収口３２３のスリット幅を、供給口３１３のスリット幅より大きくしてもよいし、逆に回収口３２３のスリット幅を、供給口３１３のスリット幅より小さくしてもよい。
【０１０６】
図１２は流路形成部材３７０近傍の拡大断面図である。図１２に示すように、投影光学系ＰＬの光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔとの間には隙間Ｇ３０１が設けられている。隙間Ｇ３０１は、投影光学系ＰＬの光学素子３０２Ｆと流路形成部材３７０とを振動的に分離するために設けられたものである。隙間Ｇ３０１は例えば３〜１０ｍｍ程度に設定されている。また、流路形成部材３７０を含む液体供給機構３１０及び液体回収機構３２０と、投影光学系ＰＬとはそれぞれ別の支持機構で支持されており、振動的に分離されている。これにより、流路形成部材３７０を含む液体供給機構３１０及び液体回収機構３２０で発生した振動が、投影光学系ＰＬ側に伝達することを防止している。
【０１０７】
また、光学素子３０２Ｆの上部にはフランジ部３０２Ｇが形成されており、鏡筒ＰＫの下端部には、フランジ部３０２Ｇと対向する支持面ＰＦが形成されている。そして、鏡筒ＰＫの支持面ＰＦには、光学素子３０２Ｆをキネマティック支持する支持部３６０が設けられている。支持部３６０に支持されている光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇの下面と、鏡筒ＰＫの支持面ＰＦとの間には隙間Ｇ３０２が設けられている。
【０１０８】
そして、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子３０２Ａ〜３０２Ｆのうち、基板Ｗ上に形成された液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱに接する光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと流路形成部材３７０との間への液体ＬＱの浸入を阻止する第１シール部材３３０を備えている。
【０１０９】
更に、露光装置ＥＸは、光学素子３０２Ｆとその光学素子３０２Ｆを保持する鏡筒ＰＫとの間の気体の流通を阻止する第２シール部材３４０を備えている。第１シール部材３３０は環状に形成されている流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔに交換可能に取り付けられている。第２シール部材３４０は鏡筒ＰＫに交換可能に取り付けられている。
【０１１０】
図１３は第１シール部材３３０近傍を示す拡大断面図である。図１３に示すように、第１シール部材３３０は、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔとの間に設けられており、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔとの間に対して基板Ｗ上に形成された液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱが浸入することを阻止する。第１シール部材３３０は、光学素子３０２Ｆを囲むように環状に形成されている。
【０１１１】
第１シール部材３３０は可撓性を有している。また、第１シール部材３３０は撥液性を有している。本実施形態においては、第１シール部材３３０はフッ素ゴムによって構成されている。フッ素ゴムは可撓性及び撥液性を有しているとともに、アウトガスが少なく、液体ＬＱに対して非溶解性であって露光処理に与える影響が少ないため好ましい。なお、第１シール部材３３０としては、可撓性を有する所定の材料で形成された環状部材の表面に撥液性材料をコーティングするようにしてもよい。
【０１１２】
光学素子３０２Ｆを囲むように環状に形成されている第１シール部材３３０は、流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔに取り付けられる本体部３３１と、本体部３３１にヒンジ部３３２を介して接続され、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに接触する接触部３３３とを備えている。接触部３３３は略円環状（円錐状）部材である。
【０１１３】
流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔの下端部近傍には、第１シール部材３３０の本体部３３１を保持可能な凹部３７１が形成されている。凹部３７１は流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔに沿うように平面視略円環状に形成されている。凹部３７１に対して第１シール部材３３０の本体部３３１が嵌合することにより、その本体部３３１が流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔの下端部近傍に取り付けられる。そして、第１シール部材３３０の本体部３３１が流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔ（凹部３７１）に取り付けられた状態において、接触部３３３は光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔの下端部近傍に接触する。接触部３３３は本体部３３１よりも薄肉化されており、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに接触した状態で大きく撓むことができるようになっている。
【０１１４】
ヒンジ部３３２は本体部３３１と接触部３３３とを接続するものであって、図１３中、矢印ｙ３０１で示す方向に弾性変形可能である。そして、第１シール部材３３０の本体部３３１が流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔに取り付けられた状態において、接触部３３３は、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔを押す方向（矢印ｙ３０２参照）に力を発生する。これにより、接触部３３３と光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔとが密着する。これにより、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと流路形成部材３７０との間の隙間Ｇ３０１への液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱの浸入が阻止される。
【０１１５】
また、接触部３３３は可撓性を有しているので、例えば流路形成部材３７０で振動が発生しても、接触部３３３が撓んだり、あるいはヒンジ部３３２が弾性変形することにより吸収することができる。したがって、流路形成部材３７０で発生した振動が投影光学系ＰＬの光学素子３０２Ｆに伝達することを防止することができる。また、接触部３３３が撓んだり、あるいはヒンジ部３３２が弾性変形することにより、第１シール部材３３０（接触部３３３）が光学素子３０２Ｆに与える力を低減することができる。したがって、光学素子３０２Ｆが歪んだり位置ずれを生じるなどといった不都合の発生を防止することができる。
【０１１６】
ここで、接触部３３３の矢印ｙ３０２方向への力（付勢力）はヒンジ部３３２の弾性変形に基づいて発生するが、液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱの圧力によっても発生する。つまり、液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱの圧力が陽圧化すると、隙間Ｇ３０１のうち第１シール部材３３０より下側の空間Ｇ３０１ａの圧力が、上側の空間Ｇ３０１ｂの圧力よりも高くなる。そして、図１３に示すように、接触部３３３の上端部がヒンジ部３３２を介して本体部３３１に接続され、その下端部が光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに接触している状態においては、接触部３３３は光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに密着する。
なお、図１３に示す第１シール部材３３０の形態は一例であって、空間Ｇ３０１ａと空間Ｇ３０１ｂとの圧力差によって接触部３３３が光学素子３０２の側面３０２Ｔに密着するように、接触部３３３（第１シール部材３３０）を設置したときの姿勢、あるいは本体部３３１に対する接触部３３３の位置が最適に設定されていればよい。
【０１１７】
なおここでは、第１シール部材３３０の本体部３３１が流路形成部材３７０に取り付けられ、接触部３３３が光学素子３０２Ｆに接触しているが、第１シール部材３３０の本体部３３１を光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに取り付け、接触部３３３を流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔに接触させるようにしてもよい。
【０１１８】
また、隙間Ｇ３０１を形成する光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと、流路形成部材３７０のうち光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと対向する内側面３７０Ｔとのそれぞれは撥液性となっている。具体的には、内側面３７０Ｔ及び側面３０２Ｔのそれぞれは、撥液処理を施されることによって撥液性を有している。撥液処理としては、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。また、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。一方、上述したように、投影光学系ＰＬの光学素子３０２Ｆの液体接触面３０２Ｓ、及び流路形成部材３７０の下面（液体接触面）３７０Ｓは親液性（親水性）を有している。
【０１１９】
第１シール部材３３０、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔ、及び流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔのそれぞれが撥液性を有していることにより、例えば毛細管現象によって隙間Ｇ３０１に液体ＬＱが浸入した場合でも、その浸入した液体ＬＱははじかれて隙間Ｇ３０１に留まることがない。したがって、隙間Ｇ３０１において液体ＬＱが淀むこともないので、淀むことによって清浄度が低下した液体ＬＱが光学素子３０２Ｆと基板Ｗとの間の液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱ中に混入する不都合の発生が防止される。
【０１２０】
図１４は第２シール部材３４０近傍を示す拡大断面図である。鏡筒ＰＫの下端部に形成された支持面ＰＦ上には、光学素子３０２Ｆをフランジ部３０２Ｇを介してキネマティック支持する支持部３６０が設けられており、光学素子３０２Ｆは鏡筒ＰＫの支持面ＰＦ上に支持部３６０を介してキネマティック支持されている。支持部３６０は支持面ＰＦ上の３箇所の所定位置にそれぞれ設けられている。なお図１４には３つの支持部３６０Ａ〜３６０Ｃのうち支持部３６０Ｃは図示されていない。
【０１２１】
支持部３６０は、例えば鏡筒ＰＫの支持面ＰＦに設けられ、Ｖ状内面を有するＶ溝部材３６１と、Ｖ溝部材３６１のＶ状内面に接する球面を有する球状部材３６２とを備えている。ここで、光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇの下面には前記球状部材３６２を配置可能な球面状凹部３６３が形成されており、光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇの球面状凹部３６３の内面と球状部材３６２の球面とが接している。そして、これら面どうしが摺動可能であることにより、例えば鏡筒ＰＫが僅かに変形した際、これら面どうしが摺動することで鏡筒ＰＫの変形の光学素子３０２への影響が抑制されている。
【０１２２】
支持部３６０（３６０Ａ〜３６０Ｃ）によって３点支持されている光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇと、鏡筒ＰＫの支持面ＰＦとの間には隙間Ｇ３０２が設けられている。そして、光学素子３０２Ｆと鏡筒ＰＫ（支持面ＰＦ）との間の気体の流通を阻止する第２シール部材３４０が、支持部３６０近傍に設けられている。第２シール部材３４０は、光学素子３０２Ｆを囲むように環状に形成されている。
【０１２３】
なお、支持部３６０は、Ｖ時部材３６１と、球状部材３６２とを備える構成に限定されるものではない。例えば、支持部材３６０の構成として、鏡筒ＰＫの下端部に設けられた３つの座と、この３つの座に対応する位置に設けられる３つの光学素子押さえ部材とを備える構成であってもよい。この支持部材の構成では、光学素子２Ｆのフランジ部２Ｇの一方の面を３つの座に載置し、光学素子３０２Ｆを３点支持する。そして、上述した押さえ部材を光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇの他方の面に設けて、フランジ部３０２Ｇを３つの座と共に挟み込むことによって、鏡筒ＰＫの下端部に光学素子３０２Ｆを保持することができる。
【０１２４】
第２シール部材３４０は、光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇと鏡筒ＰＫの支持面ＰＦとの間に設けられており、鏡筒ＰＫの内部空間と外部との間の気体の流通を阻止する。これにより、鏡筒ＰＫ内部は略密閉状態となり、上述したように、ガス置換装置３を使って鏡筒ＰＫ内部を不活性ガスで満たすことができる。
【０１２５】
第２シール部材３４０は、第１シール部材３３０とほぼ同等の構成であって例えばフッ素ゴムによって形成されており、可撓性及び撥液性を有している。また、上述したようにフッ素ゴムはアウトガスが少ないなど、露光処理に与える影響が少ないため好ましい。そして、光学素子３０２Ｆを囲むように環状に形成されている第２シール部材３４０は、鏡筒ＰＫの支持面ＰＦに取り付けられる本体部３４１と、本体部３４１にヒンジ部３４２を介して接続され、光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇの下面に接触する接触部３４３とを備えている。
【０１２６】
鏡筒ＰＫの下端部には、光学素子３０２Ｆを配置可能な開口部ＰＭが形成されており、鏡筒ＰＫの支持面ＰＦのうち開口部ＰＭ近傍には、第２シール部材３４０の本体部３４１を保持可能な凹部３７２が形成されている。凹部３７２は開口部ＰＭに沿うように環状に形成されている。凹部３７２に対して第２シール部材３４０の本体部３４１が嵌合することにより、その本体部３４１が鏡筒ＰＫの支持面ＰＦに取り付けられる。本実施形態においては、第２シール部材３４０は、支持面ＰＦ上において支持部３６０よりも光学素子３０２Ｆ側に配置されている。
【０１２７】
そして、第２シール部材３４０の本体部３４１が鏡筒ＰＫの支持面ＰＦ（凹部３７２）に取り付けられた状態において、接触部３４３は光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇの下面に接触する。接触部３４３は本体部３４１よりも薄肉化されており、光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇに接触した状態で大きく撓むことができるようになっている。
【０１２８】
ヒンジ部３４２は本体部３４１と接触部３４３とを接続するものであって、弾性変形可能である。そして、第２シール部材３４０の本体部３４１が鏡筒ＰＫの支持面ＰＦに取り付けられた状態において、接触部３４３は、光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇを押す方向に力を発生する。これにより、接触部３４３と光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇの下面とが密着する。これにより、光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇと鏡筒ＰＫの支持面ＰＦとの間の気体の流通が阻止される。
【０１２９】
また、接触部３４３は可撓性を有しているので、例えば光学素子３０２Ｆで振動が発生しても、接触部３４３が撓んだり、あるいはヒンジ部３４２が弾性変形することにより吸収することができる。したがって、光学素子３０２Ｆで発生した振動が鏡筒ＰＫに伝達することを防止することができる。また、接触部３４３が撓んだり、あるいはヒンジ部３４２が弾性変形することにより、第２シール部材３４０（接触部３４３）が光学素子３０２Ｆに与える力を低減することができる。したがって、光学素子３０２Ｆが歪んだり位置ずれを生じるなどといった不都合の発生を防止することができる。
【０１３０】
また、接触部３４３のフランジ部３０２Ｇを押す方向への力（付勢力）はヒンジ部３４２の弾性変形に基づいて発生するが、鏡筒ＰＫ内部空間と外部との圧力差によっても発生する。したがって、鏡筒ＰＫの内部空間と外部との圧力差によって接触部３４３が光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇに密着するように、接触部３４３（第２シール部材３４０）を設置したときの姿勢、あるいは本体部３４１に対する接触部３４３の位置を設定することが好ましい。
【０１３１】
なおここでは、第２シール部材３４０の本体部３４１が鏡筒ＰＫに取り付けられ、接触部３４３が光学素子３０２Ｆに接触しているが、第２シール部材３４０の本体部３４１を光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇに取り付け、接触部３４３を鏡筒ＰＫの支持面ＰＦに接触させるようにしてもよい。
【０１３２】
また、隙間Ｇ２を形成する光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇの下面と、鏡筒ＰＫのうち光学素子３０２Ｆのフランジ部３０２Ｇと対向する支持面ＰＦとのそれぞれを撥液性にしてもよい。
【０１３３】
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Ｗに露光する方法について説明する。
【０１３４】
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Ｗが基板ステージＰＳＴにロードされた後、基板Ｗ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３１０を駆動し、基板Ｗ上に対する液体供給動作を開始する。液浸領域ＡＲ３０２を形成するために液体供給機構３１０の液体供給部３１１から供給された液体ＬＱは、供給管３１２Ａ、３１２Ｂを流通した後、供給流路３１４Ａ、３１４Ｂを介して液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂより基板Ｗ上に供給される。
【０１３５】
基板Ｗ上に供給された液体ＬＱによって、投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間に液浸領域ＡＲ３０２が形成される。ここで、供給管３１２Ａ、３１２Ｂを流通した液体ＬＱはスリット状に形成された供給流路３１４Ａ、３１４Ｂ及び液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂの幅方向に拡がり、基板Ｗ上の広い範囲に供給される。液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂから基板Ｗ上に供給された液体ＬＱは、投影光学系ＰＬの先端部（光学素子３０２）の下端面と基板Ｗとの間に濡れ拡がるように供給され、投影領域ＡＲ３０１を含む基板Ｗ上の一部に、基板Ｗよりも小さく且つ投影領域ＡＲ３０１よりも大きい液浸領域ＡＲ３０２を局所的に形成する。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構３１０のうち投影領域ＡＲ３０１のＸ軸方向（走査方向）両側に配置された液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂのそれぞれより、投影領域ＡＲ３０１の両側から基板Ｗ上への液体ＬＱの供給を同時に行う。
【０１３６】
また、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構３１０の駆動と並行して、液体回収機構３２０の液体回収部３２１を駆動し、基板Ｗ上の液体ＬＱの回収を行う。そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構３１０及び液体回収機構３２０の駆動を制御して、液浸領域ＡＲ２を形成する。
【０１３７】
制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構３１０による基板Ｗ上に対する液体ＬＱの供給と並行して、液体回収機構３２０による基板Ｗ上の液体ＬＱの回収を行いつつ、基板Ｗ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Ｗとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介して基板Ｗ上に投影露光する。このとき、液体供給機構３１０は走査方向に関して投影領域ＡＲ３０１の両側から液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂを介して液体ＬＱの供給を同時に行っているので、液浸領域ＡＲ３０２は均一且つ良好に形成されている。
【０１３８】
本実施形態において、投影領域ＡＲ３０１の走査方向両側から基板Ｗに対して液体ＬＱを供給する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構３１０の流量制御器３１６Ａ、３１６Ｂを使って単位時間あたりの液体供給量を調整し、基板Ｗ上の１つのショット領域の走査露光中に、走査方向に関して投影領域ＡＲ３０１の一方側から供給する液体量（単位時間あたりの液体供給量）を、他方側から供給する液体量と異ならせる。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、走査方向に関して投影領域ＡＲ３０１の手前から供給する単位時間あたりの液体供給量を、その反対側で供給する液体供給量よりも多く設定する。
【０１３９】
例えば、基板Ｗを＋Ｘ方向に移動しつつ露光処理する場合、制御装置ＣＯＮＴは、投影領域ＡＲ３０１に対して−Ｘ側（すなわち液体供給口３１３Ａ）からの液体量を、＋Ｘ側（すなわち液体供給口３１３Ｂ）からの液体量より多くし、一方、基板Ｗを−Ｘ方向に移動しつつ露光処理する場合、投影領域ＡＲ３０１に対して＋Ｘ側からの液体量を、−Ｘ側からの液体量より多くする。このように、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｗの移動方向に応じて、液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂからのそれぞれの単位時間あたりの液体供給量を変える。
【０１４０】
そして、基板Ｗを液浸露光中、隙間Ｇ３０１に液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱが浸入しようとしても、第１シール部材３３０によってその浸入が阻止される。
【０１４１】
液体ＬＱが隙間Ｇ３０１に浸入した場合、その隙間Ｇ３０１に浸入した液体ＬＱによって光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに力が加わり、光学素子３０２Ｆが変形する（歪む）等の不都合が生じる可能性がある。ところが、第１シール部材３３０を設けたので、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔが液体ＬＱから力を受ける不都合を防止することができる。
また、第１シール部材３３０によって隙間Ｇ３０１への液体ＬＱの浸入が阻止されているので、隙間Ｇ３０１に対する液体ＬＱの流入及び流出による圧力変動も生じない。したがって、その圧力変動によって光学素子３０２Ｆが振動する不都合も防止される。
【０１４２】
また、隙間Ｇ３０１に液体ＬＱが浸入した場合、浸入した液体ＬＱが隙間Ｇ３０１に滞留する可能性がある。隙間Ｇ３０１に液体ＬＱが長時間滞留すると、その液体ＬＱは汚染する可能性が高くなり、その汚染された隙間Ｇ３０１の液体ＬＱが例えば基板Ｗの液浸露光中に投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間に流入すると、露光精度の劣化をもたらす可能性がある。ところが、第１シール部材３３０によって隙間Ｇ３０１に液体ＬＱを浸入させないようにすることで、隙間Ｇ３０１に液体ＬＱが滞留する不都合を防止できる。
【０１４３】
また、第１シール部材３３０によって光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと流路形成部材３７０との間への液体ＬＱ、あるいは液体ＬＱの飛沫の浸入を防止することで、流路形成部材３７０の側面３７０Ｔや鏡筒ＰＫに錆びが生じたり、光学素子３０２Ｆの例えば側面３０２Ｔが溶解する等の不都合を防止できる。
【０１４４】
また、第２シール部材３４０を設けたことにより、鏡筒ＰＫの内部空間を不活性ガスで満たす構成であっても、その内部空間に対する外部の気体の浸入を防止することができる。
【０１４５】
したがって、鏡筒ＰＫの内部空間の環境を維持することができる。また、基板Ｗ上の液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱが気化し、その気化して湿った気体が隙間Ｇ３０１及び隙間Ｇ３０２を介して鏡筒ＰＫ内部に浸入する可能性があり、その場合、鏡筒ＰＫの内壁面に錆びを生じさせたり、鏡筒ＰＫ内部の光学素子３０２Ａ〜３０２Ｅなどを溶解させる不都合が発生する可能性がある。ところが、第１シール部材３３０及び第２シール部材３４０によってその湿った気体の鏡筒ＰＫ内部への浸入を防止することができるので、上記不都合の発生を回避することができる。
【０１４６】
なお、上述した実施形態においては、光学素子３０２Ｆが鏡筒ＰＫより露出しており、流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔに光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔが対向している形態であるが、光学素子３０２の側面３０２Ｔを鏡筒ＰＫの一部（先端部）、あるいは鏡筒ＰＫとは別の保持部材（レンズセル）で保持するようにしてもよい。この場合、前記鏡筒ＰＫの側面あるいはレンズセルの側面が流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔと対向することになる。その場合、第１シール部材３３０は、光学素子３０２Ｆを保持するレンズセル（あるいは鏡筒）の側面と流路形成部材３７０との間への液体ＬＱの浸入を阻止するように取り付けられる。
【０１４７】
なお、上述した実施形態においては、液体ＬＱを供給する液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂと、液体ＬＱを回収する液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂとは、１つの流路形成部材３７０の下面３７０Ｓに形成されているが、例えば、第１実施例で説明した構成のように液体供給口３１３Ａ、３１３Ｂを有する流路形成部材（供給部材）と、液体回収口３２３Ａ、３２３Ｂを有する流路形成部材（回収部材）とが別々に設けられていてもよい。
【０１４８】
なお、上述した実施形態においては、液体ＬＱの液浸領域ＡＲ３０２を基板Ｗ上に形成する場合について説明したが、上述したような、基板ステージＰＳＴ上に設けられた基準部材の上面に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ３０２を形成する場合もある。そして、その上面上の液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱを介して各種計測処理を行う場合がある。その場合においても、第１シール部材３３０によって隙間Ｇ３０１への液体ＬＱの浸入を防止するとともに、第２シール部材３４０によって隙間Ｇ３０２における気体の流通を阻止することで、計測処理を良好に行うことができる。同様に、照度ムラセンサの上板の上面や、空間像計測センサの上板の上面等に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ３０２を形成して計測処理を行う場合においても、良好に計測処理を行うことができる。更には、Ｚチルトステージ３５２（基板ステージＰＳＴ）上面に液浸領域ＡＲ３０２を形成する構成も考えられ、その場合においても、第１シール部材３３０によって隙間Ｇ３０１への液体ＬＱの浸入を防止するとともに、第２シール部材３４０によって隙間Ｇ３０２における気体の流通を阻止することができる。
【０１４９】
なお、上述した実施形態において、液体供給口３１３及び液体回収口３２３や、それらに接続される供給流路３１４及び回収流路３２４などに、スポンジ状部材や多孔質セラミックスなどからなる多孔質体を配置してもよい。
【０１５０】
なお、第１シール部材（あるいは第２シール部材）として、図１５に示すような、シート状部材３３５を用いるようにしてもよい。シート状部材３３５は平面視円環状（円錐状）に形成されており、シート状部材３３５のうち外縁部３３５Ａが流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔに取り付けられ、内縁部３３５Ｂが光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに接触している。外縁部３３５Ａは流路形成部材３７０Ｔの内側面３７０Ｔに対して例えば接着剤によって固定されている。
【０１５１】
そして、シート状部材３３５の内縁部３３５Ｂは、隙間Ｇ３０１のうちシート状部材３３５の下側の空間Ｇ３０１ａと上側の空間Ｇ３０１ｂとの圧力差によって、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに密着している。これにより、光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔと流路形成部材３７０との間への液体ＬＱの浸入が阻止される。
【０１５２】
ここで、シート状部材３３５としてガスの流通を規制するガスバリアシート（ガス遮蔽シート）を用いることにより、基板Ｗ上に形成された液浸領域ＡＲ３０２の液体ＬＱに加えて、更にその液体ＬＱから気化した湿った気体の隙間Ｇ３０１への浸入も防止することができる。
【０１５３】
ガスバリアシートとしては、伸縮フィルム、接着剤層、金属膜、隔離フィルムの順に積層されて構成されたものを使用することができる。隔離フィルムは、ガスに対する遮蔽性（ガスバリア性）に極めて優れているとともに、脱ガスが極めて少ないという材料、例えば、この材料として、エチレン・ビニル・アルコール樹脂（ＥＶＯＨ樹脂）で形成されることが望ましい。このＥＶＯＨ樹脂としては、例えば株式会社クラレの「商品名：エバール（ＥＶＡＬ）」を使用することができる。他の材料としては、カプトン（デュポン社製）、マイラー（デュポン社製）、ミクトロン（東レ製）、ベクスタ（クラレ製）、ルミラー（東レ製）等を使用することができる。
【０１５４】
なお、シート状部材３３５の内縁部３３５Ｂを光学素子３０２Ｆの側面３０２Ｔに固定し、外縁部３３５Ａを流路形成部材３７０の内側面３７０Ｔに接触させるようにしてもよい。
【０１５５】
ところで、上述したように、第１シール部材３３０及び第２シール部材３４０のそれぞれは撥液性を有していることが好ましい。一方、露光光ＥＬが照射されることにより、第１シール部材３３０及び第２シール部材３４０の撥液性は劣化する可能性がある。特に、第１、第２シール部材３３０、３４０として例えばフッ素系樹脂を用い、露光光ＥＬとして紫外光を用いた場合、そのシール部材３３０、３４０の撥液性は劣化しやすい（親液化しやすい）。したがって、露光光ＥＬの照射時間、又は積算照射量に応じて、第１、第２シール部材３３０、３４０を交換することにより、所望の撥液性を有する第１、第２シール部材３３０、３４０を設置することができる。
【０１５６】
上述したように、第１実施例および第２実施例における液体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Ｗ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Ｗ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。
【０１５７】
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Ｗ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。
【０１５８】
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Ｗ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Ｗ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。
【０１５９】
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Ｗ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ので、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。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Ｗ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Ｗ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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子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。
【０１６２】
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｗ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Ｗ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。
【０１６３】
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基板Ｗ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。
【０１６４】
なお本願発明においては、第１実施例に記載された構成と第２実施例に記載された構成を、適宜互いに置き換えたり組み合わせてもよいということが重要である。
【０１６５】
なお、上記各実施形態の基板Ｗ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。
【０１６６】
また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、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や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。
【０１６７】
露光装置ＥＸとしては、レチクルＲと基板Ｗとを同期移動してレチクルＲ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、レチクルＲと基板Ｗとを静止した状態でレチクルＲのパターンを一括露光し、基板Ｗ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、本発明は基板Ｗ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【０１６８】
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に、ウエハ等の被処理基板を別々に載置してＸＹ方向に独立に移動可能な２つの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。
【０１６９】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｗ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。
【０１７０】
基板ステージＷＳＴやレチクルステージＲＳＴにリニアモータ（ＵＳＰ５，６２３，８５３またはＵＳＰ５，５２８，１１８参照）を用いる場合は、それらのステージを定盤に対して浮上させる方式としてエアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらかを用いるのが好ましい。また、各ステージＷＳＴ、ＲＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【０１７１】
各ステージＷＳＴ、ＲＳＴの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＷＳＴ、ＲＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＷＳＴ、ＲＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＷＳＴ、ＲＳＴの移動面側に設ければよい。
【０１７２】
基板ステージＷＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（ＵＳＰ５，５２８，１１８）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。レチクルステージＲＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（ＵＳ Ｓ／Ｎ ０８／４１６，５５８）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【０１７３】
本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。
【０１７４】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１６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レチクル（マスク）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によりレチクルのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【０１７５】
なお、露光装置ＥＸが使われる図１６中のステップ２０４においては、露光装置ＥＸとインライン接続されるコータデベロッパ（Ｃ／Ｄ）装置も使われる。通常の半導体製造ラインにおいては、Ｃ／Ｄ装置のコータ部でレジストを塗布されたウエハがロボットアームやスライダーアームによって、コータ部から露光装置ＥＸ内のプリアライメント部に自動搬送されてくる。露光装置ＥＸ内のプリアライメント部はウエハのノッチやオリフラの回転方向を所定方向に揃えた後、そのウエハをステージＷＳＴ上に搬送する。この未露光ウエハの搬送動作の直前に、ステージＷＳＴ上の露光済みウエハはアンロードアーム等によってステージＷＳＴから搬出されて、Ｃ／Ｄ装置のデベロッパ部まで自動搬送される。この際、液浸領域ＡＲ２は保水していた液体の回収により大気解放状態になるが、露光済みウエハの表面や裏面には水滴等が残存していることがある。そこで、少なくともステージＷＳＴからＣ／Ｄ装置（デベロッパ部）へ露光済みウエハを搬送するロボットアームやスライダーアーム等には、防滴、又は防水処理を施しておくのが良い。特に、ウエハの裏面を保持するためにアーム上に形成された真空吸着部には、ウエハ裏面に付着した水滴や水分が浸入しても問題無いように、液体トラップ部（液体のみを溜め込む小さな窪み部やスポンジ等）を併設した真空排気路にしておくのが望ましい。
【符号の説明】
【０１７６】
１…液体供給装置、２…液体回収装置、３０…液体、１００…接続機構、１００Ａ〜１００Ｃ…フレクチャ（接続機構）、１２６Ａ、１２６Ｂ…永久磁石（荷重低減機構）、１３０Ａ、１３０Ｂ…ギャップセンサ（第１検出器）、１３２Ａ、１３２Ｂ…ギャップセンサ（第２検出器）、１５０Ａ、１５０Ｂ…アクチュエータ（像調整機構）、２０２…レンズ制御ユニット（像調整機構）、２０４…レチクルファイン制御ユニット（像調整機構）、ＡＣ１〜ＡＣ３…アクチュエータ（像調整機構）、ＣＯＮＴ…制御装置、Ｇ１〜Ｇ１１…レンズ素子（光学群）、Ｇ１２…レンズ素子（光学部材）、ＭＰＬ…光学群、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…基板、ＥＸ…露光装置、ＨＧ…保持機構、ＬＳ１２…レンズセル（第１保持部材）、ＰＬＢ…鏡筒（第２保持部材）、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＷＳＴ…基板ステージ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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