(57)【要約】【課題】液体を介した露光処理及び計測処理を良好に行うことができる露光装置を提供する。【解決手段】投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、前記投影光学系の先端よりも下方に配置された物体上に液体が有るか否かを検出する検出装置を備える露光装置。また、投影光学系とその像面側に配置された物体との間に形成された液浸領域に対して検出光を射出する射出部と、前記検出光に対して所定位置に配置された受光部とを有し、前記受光部の受光結果に基づいて前記液浸領域の大きさ及び形状のうち少なくとも一方を求める検出装置も開示する。検出装置を使って、投影光学系の先端よりも下方に配置された物体上における液体の有無や液浸領域の状態、あるいは液体の形状や接触角を検出することで、その検出結果に基づいて高い露光精度及び計測精度を維持するための最適な処置を施す。【選択図】図１
2010103576.tif 000002
【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上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系の先端よりも下方に配置された物体上に液体が有るか否かを検出する検出装置を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記検出装置は、検出光を射出する射出部と、前記検出光に対して所定位置に配置された受光部とを有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記射出部から複数位置に検出光を照射し、前記受光部の受光結果に基づいて、前記液体の大きさ及び形状のうち少なくとも一方を求めることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記検出装置の検出光と前記物体とを相対的に移動しながら検出することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項５】
前記物体は、前記投影光学系に対して移動可能であることを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記物体は、前記基板、前記基板を保持して移動可能な基板ステージ、及び前記基板ステージ上の所定部材のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記検出装置の検出光の光路を折り曲げる折り曲げ部を有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項８】
前記検出装置の検出光は、前記物体表面とほぼ平行に照射されることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項９】
前記受光部の受光結果に基づいて、前記検出光の光路上に液体が有るか否かを検出することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記検出光は、前記物体表面より５．５ｍｍ以内の離れた領域を通過することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１１】
前記受光部の受光結果に基づいて、前記物体上における前記液体の位置を求めることを特徴とする請求項２のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１２】
前記検出装置は、前記投影光学系と前記物体との間に形成された液体の液浸領域に対して検出光を照射することを特徴とする請求項２〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１３】
前記検出装置は、前記物体表面に対して検出光を照射することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１４】
前記受光部は前記物体表面からの光を受光し、該受光結果に基づいて前記物体表面の液体を検出することを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
前記検出光が照射される前記物体表面は、前記物体上に形成された凹部を含むことを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
【請求項１６】
前記凹部は前記基板を保持して移動可能な基板ステージ上に設けられ、該凹部には前記基板を保持する基板ホルダが配置されることを特徴とする請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記基板ホルダに対する前記検出光の照射は、前記基板ホルダに基板を載置する前に行われることを特徴とする請求項１６記載の露光装置。
【請求項１８】
前記検出光は、所定波長の赤外光であることを特徴とする請求項２〜１７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１９】
前記検出光は、前記液体のうち所定の大きさ以上の領域を覆うように照射されるシート状光束を含むことを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項２０】
液体を供給する液体供給機構と、
液体を回収する液体回収機構とを備え、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記液体供給機構及び前記液体回収機構のうち少なくとも一方の動作が制御されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項２１】
前記検出装置の検出結果が異常と判断されたときに、前記液体供給機構による液体の供給が停止されることを特徴とする請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記検出装置の検出結果に基づいて、露光動作が制御されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項２３】
前記検出装置の検出結果が異常と判断されたときに、警告を発することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項２４】
投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系と前記投影光学系の像面側に配置された物体との間に形成された液浸領域に対して検出光を射出する射出部と、前記検出光に対して所定位置に配置された受光部とを有し、前記受光部の受光結果に基づいて前記液浸領域の大きさ及び形状のうち少なくとも一方を求める検出装置を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２５】
前記液浸領域の複数位置のそれぞれに照射した前記検出光の受光結果に基づいて、前記液浸領域の大きさ及び形状のうち少なくとも一方を求めることを特徴とする請求項２４記載の露光装置。
【請求項２６】
前記検出装置による検出は前記基板の露光と並行して行われることを特徴とする請求項２４記載の露光装置。
【請求項２７】
前記液浸領域のエッジ部近傍に対して前記検出光が照射されることを特徴とする請求項２４記載の露光装置。
【請求項２８】
前記液浸領域のエッジ部近傍の複数位置のそれぞれに前記検出光が照射されることを特徴とする請求項２４記載の露光装置。
【請求項２９】
前記液浸領域の目標形状に応じて、前記エッジ部近傍に照射される複数の検出光の光路のそれぞれが設定されることを特徴とする請求項２８記載の露光装置。
【請求項３０】
前記複数の検出光のうち少なくとも２つの検出光は、前記液浸領域の両側のエッジ部近傍のそれぞれに照射されることを特徴とする請求項２８記載の露光装置。
【請求項３１】
液体を供給する液体供給機構と、
液体を回収する液体回収機構とを備え、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記液体供給機構及び前記液体回収機構のうち少なくともいずれか一方の動作が制御されることを特徴とする請求項２４記載の露光装置。
【請求項３２】
前記検出装置の検出結果が異常と判断されたときに、前記液体供給機構による液体の供給が停止されることを特徴とする請求項３１記載の露光装置。
【請求項３３】
投影光学系と基板との間に形成された液体の液浸領域が所定の大きさ以上になったとき、前記液体供給機構による液体の供給が停止されることを特徴とする請求項３１記載の露光装置。
【請求項３４】
前記検出光は、所定波長の赤外光であることを特徴とする請求項２４記載の露光装置。
【請求項３５】
前記検出光は、前記液体のうち所定の大きさ以上の領域を覆うように照射されるシート状光束を含むことを特徴とする請求項２４記載の露光装置。
【請求項３６】
投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系の像面側で移動可能な物体上の液体の形状を求める形状検出装置を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項３７】
前記検出装置は、前記物体表面に対して垂直方向に複数並んだ検出光を射出する射出部と、前記検出光に対して所定位置に配置された受光部とを有し、前記受光部の受光結果に基づいて、前記液体の形状を求めることを特徴とする請求項３６記載の露光装置。
【請求項３８】
前記求めた液体の形状に基づいて、前記物体に対する前記液体の親和性を求めることを特徴とする請求項３６記載の露光装置。
【請求項３９】
前記求めた液体の形状に基づいて、前記物体に対する前記液体の接触角を求めることを特徴とする請求項３６記載の露光装置。
【請求項４０】
前記検出装置は、前記物体上における前記液体の高さを検出し、該検出結果に基づいて、前記物体に対する前記液体の接触角を求めることを特徴とする請求項３９記載の露光装置。
【請求項４１】
前記物体は、前記基板、前記基板を保持する基板ステージ、及び前記基板ステージ上の所定部材のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項３６記載の露光装置。
【請求項４２】
投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する基板ステージ上面の液体の、その基板ステージ上面に対する接触角を検出する検出装置を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項４３】
前記基板ステージ上面に対する液体の接触角を定期的に求めることを特徴とする請求項４２記載の露光装置。
【請求項４４】
前記基板ステージ上面は、前記基板ステージに交換可能に配置された所定部材表面を含み、
前記検出された接触角に基づいて、前記所定部材が交換されることを特徴とする請求項４２記載の露光装置。
【請求項４５】
前記基板ステージ上面は、前記基板ステージに保持された基板表面を含むことを特徴とする請求項４２記載の露光装置。
【請求項４６】
液体を供給する液体供給機構と、
液体を回収する液体回収機構とを備え、
前記検出された接触角に基づいて、前記液体供給機構及び前記液体回収機構のうち少なくとも一方の動作が制御されることを特徴とする請求項４２記載の露光装置。
【請求項４７】
前記検出装置は、前記基板ステージ上の液体に所定波長の赤外光を照射することによって、前記接触角を検出することを特徴とする請求項４２記載の露光装置。
【請求項４８】
請求項１、請求項２４、請求項３６、請求項４２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上に露光光を照射して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、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、所謂フォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。近年、デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化されつつある。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ  … （１）
δ＝±ｋ２・λ／ＮＡ２ … （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１、ｋ２はプロセス係数である。（１）式、（２）式より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数ＮＡを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
【０００３】
焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。そこで、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献１に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たして液浸領域を形成し、液体中での露光光の波長が空気中の１／ｎ（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、液浸露光装置においては液体の液浸領域を所望状態で形成することが重要である。例えば基板上に液体の液浸領域が所望状態で形成されていないと、パターン像が劣化したり、あるいは露光光が基板上に到達しないなどの不都合が生じて露光精度が劣化する。また、例えば基板ステージ上に設けられた計測部材や計測用センサを使って液体を介した計測処理を行うことも考えられるが、その場合においても基板ステージ上に液体の液浸領域が所望状態で形成されていないと計測精度が劣化する。
【０００６】
また、液浸領域の液体が流出したり、あるいは露光用の液体が漏洩するなどして所望位置以外の位置に液体が浸入・付着すると、その液体により装置・部材の故障、漏電あるいは錆び等といった不都合を引き起こす可能性があり、それによって露光精度や計測精度が劣化する。また、例えば基板を保持するための基板ホルダ上に液体が付着している状態でその基板ホルダ上に基板を搬入（ロード）してしまうと、液体が潤滑膜として機能し、基板ホルダに対する基板の位置ずれを引き起こし、それによって露光精度や計測精度が劣化する。
【０００７】
また、液浸領域を良好に形成するためや、液体を良好に回収するために、基板や基板ステージ上面と液体との親和性を最適な状態に維持することが好ましい。液体を回収しきれずに残存させてしまうと、その残存した液体が気化し、例えば基板や基板ステージが熱変形したり、基板の置かれている環境（温度、湿度）が変動し、基板の位置情報などを計測する各種計測光の光路が変動するなどして露光精度や計測精度が劣化する。また、残留した液体が気化した後に、水跡（所謂ウォーターマーク）が形成されてしまい、各種計測の誤差要因となったり、異物が発生して基板などを汚染する可能性もある。
【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、液体を介した露光処理及び計測処理を良好に行うことができる露光装置、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用している。なお、以下の説明において、各要素に括弧付き符号を付して、図１〜図２０に示す実施の形態の構成と対応付けしているが、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）の先端よりも下方に配置された物体（Ｐ、ＰＳＴ、３００、４００、５００など）上に液体（ＬＱ）が有るか否かを検出する検出装置（６０）を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、検出装置を使って投影光学系の先端よりも下方に配置されている物体上に液体が有るか否かを検出することができる。したがって、例えば所望位置に液浸領域が形成されていない場合には、検出装置の検出結果に基づいて、所望位置に液体を配置するための適切な処置を施すことで、高い露光精度及び計測精度を維持することができる。
同様に、所望位置以外の位置に液体が流出・付着している場合には、検出装置の検出結果に基づいて、例えば液体の供給を止めたり、その液体を除去するなど適切な処置を施すことで、高い露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００１１】
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）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）と投影光学系（ＰＬ）の像面側に配置された物体（Ｐ、ＰＳＴ、３００、４００、５００など）との間に形成された液浸領域（ＡＲ２）に対して検出光（Ｌａ）を射出する射出部（６１）と、検出光（Ｌａ）に対して所定位置に配置された受光部（６２）とを有し、受光部（６２）の受光結果に基づいて液浸領域（ＡＲ２）の大きさ及び形状のうち少なくとも一方を求める検出装置（６０）を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、検出装置を使って液浸領域の大きさ及び形状のうち少なくとも一方を光学的に求めることにより、その求めた結果に基づいて、液浸領域の大きさや形状を所望状態にするための適切な処置を施すことができる。これにより、露光光の光路を液体で確実に満たして露光処理や計測処理を良好に行うことができる。また、例えば液浸領域が過剰に拡がって流出するおそれがある場合にも、検出装置の検出結果に基づいて適切な処置を施すことにより、液体の流出などの不都合の発生を防止することができる。
【００１３】
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）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）の像面側で移動可能な物体（Ｐ、ＰＳＴ、３００、４００、５００など）上の液体（ＬＱ）の形状を求める形状検出装置（６０）を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、形状検出装置を使って液体の形状を求めることで、物体に対する液体の親和性、具体的には物体に対する液体の接触角を求めることができる。したがって、その求めた結果に基づいて、基板や基板ステージ上面と液体との親和性を最適な状態に維持するための適切な処置を施すことができ、高い露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００１５】
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）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）を保持する基板ステージ（ＰＳＴ）上面の液体（ＬＱ）の、その基板ステージ（ＰＳＴ）上面に対する接触角を検出する検出装置（６０）を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、基板ステージ上面に対する液体の接触角を知ることができ、その結果に基づいて基板ステージ上面と液体との親和性を最適な状態に維持するための最適な処置を施すことができ、高い露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００１７】
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、液体を介した露光処理及び計測処理を良好に行うことができる露光装置を使って、所望の性能を発揮するデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、検出装置を使って、投影光学系の先端よりも下方に配置された物体上における液体の有無や液浸領域の状態、あるいは液体の形状や接触角を検出することで、その検出結果に基づいて高い露光精度及び計測精度を維持するための最適な処置を施すことができる。したがって、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】基板ステージを上方から見た平面図である。
【図３】本発明に係る検出装置の一実施形態を示す側面図である。
【図４】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す側面図である。
【図５】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す平面図である。
【図７】露光装置の露光動作の一例を示すフローチャート図である。
【図８】検出光と物体表面との関係を説明するための模式図である。
【図９】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す側面図である。
【図１１】同実施形態の平面図である。
【図１２】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す側面図である。
【図１３Ａ】露光装置の動作の一例を示す模式図である。
【図１３Ｂ】同様に、露光装置の動作の一例を示す模式図である。
【図１４】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す側面図である。
【図１５】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す側面図である。
【図１６】露光装置の動作の一例を示す側面図である。
【図１７】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１８Ａ】図１７の側面図である。
【図１８Ｂ】図１７のＢ−Ｂ’矢視断面図である。
【図１９】本発明に係る検出装置の別の実施形態を示す平面図である。
【図２０】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】
【００２０】
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が、本発明はこれに限定されない。
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、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、投影光学系ＰＬの像面側先端部よりも下方に配置された物体上に液体ＬＱが有るか否かを検出する検出装置６０と、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。制御装置ＣＯＮＴには、露光処理に関して異常が生じたときに警報を発する警報装置Ｋが接続されている。更に、露光装置ＥＸは、マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬを支持するメインコラム３を備えている。メインコラム３は、床面に水平に載置されたベースプレート４上に設置されている。メインコラム３には、内側に向けて突出する上側段部３Ａ及び下側段部３Ｂが形成されている。
【００２１】
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を回収する液体回収機構２０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の像面側先端部の光学素子２と基板Ｐの表面との間に液体ＬＱを満たし、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影することによってこの基板Ｐを露光する。
【００２２】
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。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上に感光性材料であるフォトレジストを塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。
【００２３】
照明光学系ＩＬは、メインコラム３の上部に固定された支持コラム５により支持されている。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、及び露光光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）等が用いられる。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。
【００２４】
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。
【００２５】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを支持するものであって、その中央部にマスクＭのパターン像を通過させる開口部３４Ａを備えている。メインコラム３の上側段部３Ａには、防振ユニット６を介してマスク定盤３１が支持されている。マスク定盤３１の中央部にも、マスクＭのパターン像を通過させる開口部３４Ｂが形成されている。マスクステージＭＳＴの下面には非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）３２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３２によりマスク定盤３１の上面（ガイド面）３１Ａに対して非接触支持されており、リニアモータ等のマスクステージ駆動機構により、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。マスクステージＭＳＴには移動鏡３５が設けられている。また、移動鏡３５に対向する位置にはレーザ干渉計３６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３６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３６の計測結果に基づいてマスクステージ駆動機構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。
【００２６】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、基板Ｐ側の先端部に設けられた光学素子（レンズ）２を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒ＰＫで支持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４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。また、投影光学系ＰＬは、屈折素子を含まない反射系、反射素子を含まない屈折系、屈折素子と反射素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。鏡筒ＰＫの外周部にはフランジ部ＦＬＧが設けられている。また、メインコラム３の下側段部３Ｂには、防振ユニット７を介して鏡筒定盤８が支持されている。そして、投影光学系ＰＬのフランジ部ＦＬＧが鏡筒定盤８に係合することによって、投影光学系ＰＬが鏡筒定盤８に支持されている。
【００２７】
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、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。
【００２８】
基板ステージＰＳＴは、基板ホルダＰＨを介して基板Ｐを保持して移動可能に設けられており、投影光学系ＰＬに対して移動可能に設けられている。基板ホルダＰＨは基板Ｐを保持するものであって、真空吸着方式あるいは静電チャック方式によって基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴの下面には複数の非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）４２が設けられている。ベースプレート４上には、防振ユニット９を介して基板定盤４１が支持されている。エアベアリング４２は、基板定盤４１の上面（ガイド面）４１Ａに対して気体（エア）を吹き出す吹出口４２Ｂと、基板ステージＰＳＴ下面（軸受面）とガイド面４１Ａとの間の気体を吸引する吸気口４２Ａとを備えており、吹出口４２Ｂからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口４２Ａによる吸引力との釣り合いにより、基板ステージＰＳＴ下面とガイド面４１Ａとの間に一定の隙間を保持する。つまり、基板ステージＰＳＴはエアベアリング４２により基板定盤４１の上面（ガイド面）４１Ａに対して非接触支持されており、リニアモータ等の基板ステージ駆動機構により、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。更に、基板ホルダＰＨは、ホルダ駆動機構により、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。基板ステージ駆動機構は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２９】
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。
【００３０】
制御装置ＣＯＮＴはホルダ駆動機構を駆動し、基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐの表面のフォーカス位置（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。
【００３１】
基板ステージＰＳＴ上には凹部１が設けられており、基板ホルダＰＨは凹部１に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴの上面４３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になるような（面一になるような）平坦面となっている。
【００３２】
基板ステージＰＳＴには移動鏡４５が設けられている。また、移動鏡４５に対向する位置にはレーザ干渉計４６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４６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４６の計測結果に基づいてリニアモータを含む基板ステージ駆動機構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Ｘ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。
【００３３】
また、基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４によりＸ軸方向に移動自在に支持されている。基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４に案内されつつＸリニアモータ４７によりＸ軸方向に所定ストロークで移動可能である。Ｘリニアモータ４７は、Ｘガイドステージ４４にＸ軸方向に延びるように設けられた固定子４７Ａと、この固定子４７Ａに対応して設けられ基板ステージＰＳＴに固定された可動子４７Ｂとを備えている。そして、可動子４７Ｂが固定子４７Ａに対して駆動することで基板ステージＰＳＴがＸ軸方向に移動する。ここで、基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４に対してＺ軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイドにより非接触で支持されている。基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ４４に非接触支持された状態でＸリニアモータ４７によりＸ軸方向に移動する。
【００３４】
Ｘガイドステージ４４の長手方向両端には、このＸガイドステージ４４を基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ４８、４８が設けられている。Ｙリニアモータ４８のそれぞれは、Ｘガイドステージ４４の長手方向両端に設けられた可動子４８Ｂと、この可動子４８Ｂに対応して設けられた固定子４８Ａとを備えている。
そして、可動子４８Ｂが固定子４８Ａに対して駆動することでＸガイドステージ４４が基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ４８、４８のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ４４はθＺ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このＹリニアモータ４８、４８により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ４４とほぼ一体的にＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。
【００３５】
基板定盤４１のＸ軸方向両側のそれぞれには、正面視Ｌ字状に形成され、Ｘガイドステージ４４のＹ軸方向への移動を案内するガイド部４９が設けられている。ガイド部４９はベースプレート４上に支持されている。本実施形態において、ガイド部４９の平坦部４９Ｂ上に、Ｙリニアモータ４８の固定子４８Ａが設けられている。一方、Ｘガイドステージ４４の下面の長手方向両端部のそれぞれには凹形状の被ガイド部材５０が設けられている。ガイド部４９は被ガイド部材５０と係合し、ガイド部４９の上面（ガイド面）４９Ａと被ガイド部材５０の内面とが対向するように設けられている。ガイド部４９のガイド面４９Ａには非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）５１が設けられており、Ｘガイドステージ４４はガイド面４９Ａに対して非接触支持されている。
【００３６】
また、Ｙリニアモータ４８の固定子４８Ａとガイド部４９の平坦部４９Ｂとの間には非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）５２が介在されており、固定子４８Ａはエアベアリング５２によりガイド部４９の平坦部４９Ｂに対して非接触支持される。このため、運動量保存の法則によりＸガイドステージ４４及び基板ステージＰＳＴの＋Ｙ方向（−Ｙ方向）の移動に応じて固定子４８Ａが−Ｙ方向（＋Ｙ方向）に移動する。この固定子４８Ａの移動によりＸガイドステージ４４及び基板ステージＰＳＴの移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を防ぐことができる。すなわち、固定子４８Ａは所謂カウンタマスとしての機能を有している。
【００３７】
液体供給機構１０は、所定の液体ＬＱを投影光学系ＰＬの像面側に供給するためのものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１にその一端部を接続する供給管１３（１３Ａ、１３Ｂ）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、及び加圧ポンプ等を備えている。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。基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成する際、液体供給機構１０は、所定温度（例えば２３℃）に制御された液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する。なお、液体供給部１１のタンク、加圧ポンプなどは、必ずしも露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場などの設備を代用することもできる。
【００３８】
また、液体供給機構１０から供給される液体ＬＱの温度安定性及び温度均一性は、０．０１〜０．００１℃程度に制御されていることが望ましい。
【００３９】
供給管１３Ａ、１３Ｂの途中には、供給管１３Ａ、１３Ｂの流路を開閉するバルブ１５がそれぞれ設けられている。バルブ１５の開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっている。なお、本実施形態におけるバルブ１５は、例えば停電等により露光装置ＥＸ（制御装置ＣＯＮＴ）の駆動源（電源）が停止した場合に供給管１３Ａ、１３Ｂの流路を機械的に閉塞する所謂ノーマルクローズ方式となっている。
【００４０】
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を回収可能な液体回収部２１と、液体回収部２１にその一端部を接続する回収管２３（２３Ａ、２３Ｂ）とを備えている。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。液体回収部２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成するために、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。
【００４１】
投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、液体ＬＱに接する光学素子２の近傍には流路形成部材７０が配置されている。流路形成部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、光学素子２の側面を囲むように設けられた環状部材である。流路形成部材７０と光学素子２との間には隙間が設けられており、流路形成部材７０は光学素子２に対して振動的に分離されるように所定の支持機構で支持されている。
【００４２】
流路形成部材７０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７０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。
【００４３】
流路形成部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられ、その基板Ｐ表面に対向するように配置された液体供給口１２（１２Ａ、１２Ｂ）を備えている。本実施形態において、流路形成部材７０は２つの液体供給口１２Ａ、１２Ｂを有している。液体供給口１２Ａ、１２Ｂは流路形成部材７０の下面７０Ａに設けられている。
【００４４】
また、流路形成部材７０は、その内部に液体供給口１２Ａ、１２Ｂに対応した供給流路を有している。また、液体供給口１２Ａ、１２Ｂ及び供給流路に対応するように複数（２つ）の供給管１３Ａ、１３Ｂが設けられている。そして、供給流路の一端部は供給管１３Ａ、１３Ｂを介して液体供給部１１にそれぞれ接続され、他端部は液体供給口１２Ａ、１２Ｂにそれぞれ接続されている。
【００４５】
また、２つの供給管１３Ａ、１３Ｂのそれぞれの途中には、液体供給部１１から送出され、液体供給口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１６（１６Ａ、１６Ｂ）が設けられている。流量制御器１６Ａ、１６Ｂ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。
【００４６】
更に、流路形成部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられ、その基板Ｐ表面に対向するように配置された液体回収口２２（２２Ａ、２２Ｂ）を備えている。
本実施形態において、流路形成部材７０は２つの液体回収口２２Ａ、２２Ｂを有している。液体回収口２２Ａ、２２Ｂは流路形成部材７０の下面７０Ａに設けられている。
【００４７】
また、流路形成部材７０は、その内部に液体回収口２２Ａ、２２Ｂに対応した回収流路を有している。また、液体回収口２２Ａ、２２Ｂ及び回収流路に対応するように複数（２つ）の回収管２３Ａ、２３Ｂが設けられている。そして、回収流路の一端部は回収管２３Ａ、２３Ｂを介して液体回収部２１にそれぞれ接続され、他端部は液体回収口２２Ａ、２２Ｂにそれぞれ接続されている。
【００４８】
本実施形態において、流路形成部材７０は、液体供給機構１０及び液体回収機構２０それぞれの一部を構成している。そして、液体供給機構１０を構成する液体供給口１２Ａ、１２Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１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２０を構成する液体回収口２２Ａ、２２Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１に対して液体供給機構１０の液体供給口１２Ａ、１２Ｂの外側に設けられている。
【００４９】
液体供給部１１及び流量制御器１６の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給部１１より液体ＬＱを送出し、供給管１３Ａ、１３Ｂ、及び供給流路を介して、基板Ｐの上方に設けられている液体供給口１２Ａ、１２Ｂより基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。このとき、液体供給口１２Ａ、１２Ｂは投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１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１２Ａ、１２Ｂを介して、投影領域ＡＲ１の両側から液体ＬＱを供給可能である。また、液体供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれから基板Ｐ上に供給される液体ＬＱの単位時間あたりの量は、供給管１３Ａ、１３Ｂのそれぞれに設けられた流量制御器１６Ａ、１６Ｂにより個別に制御可能である。
【００５０】
液体回収部２１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２１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Ｐの上方に設けられた液体回収口２２Ａ、２２Ｂから回収された基板Ｐ上の液体ＬＱは、流路形成部材７０の回収流路、及び回収管２３Ａ、２３Ｂを介して液体回収部２１に回収される。
【００５１】
なお、本実施形態において、供給管１３Ａ、１３Ｂは１つの液体供給部１１に接続されているが、供給管の数に対応した液体供給部１１を複数（ここでは２つ）設け、供給管１３Ａ、１３Ｂのそれぞれを前記複数の液体供給部１１のそれぞれに接続するようにしてもよい。また、回収管２３Ａ、２３Ｂは、１つの液体回収部２１に接続されているが、回収管の数に対応した液体回収部２１を複数（ここでは２つ）設け、回収管２３Ａ、２３Ｂのそれぞれを前記複数の液体回収部２１のそれぞれに接続するようにしてもよい。
【００５２】
投影光学系ＰＬの光学素子２の液体接触面２Ａ、及び流路形成部材７０の下面（液体接触面）７０Ａ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２及び流路形成部材７０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２及び流路形成部材７０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Ｐ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２や流路形成部材７０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。
【００５３】
流路形成部材７０の下面（基板Ｐ側を向く面）７０Ａはほぼ平坦面であり、光学素子２の下面（液体接触面）２Ａも平坦面となっており、流路形成部材７０の下面７０Ａと光学素子２の下面２Ａとはほぼ面一となっている。これにより、所望の範囲内に液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。
なお、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）上に局所的に液浸領域ＡＲ２を形成するための機構は、上述に限られず、例えば米国特許公開第２００４／０２０７８２号公報に開示されている機構を採用することもでき、本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、これらの文献の記載内容を援用して本文の記載の一部とする。
【００５４】
検出装置６０は、投影光学系ＰＬの先端部よりも下方に配置された基板Ｐ上あるいは基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出するものであって、検出光Ｌａを射出する射出部６１と、検出光Ｌａに対して所定位置に配置された受光部６２とを備えている。本実施形態において、射出部６１はメインコラム３の所定位置に設けられており、受光部６２はメインコラム３のうち投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を挟んで射出部６１と対向する位置に設けられている。検出装置６０の射出部６１から射出された検出光Ｌａは、基板Ｐ表面及びこの基板Ｐ表面とほぼ面一である基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ平行に照射されるように設定されている。射出部６１から射出された検出光Ｌａは、投影光学系ＰＬの先端部に設けられた光学素子２の下方を通過する。
【００５５】
図２は基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージＰＳＴを上方から見た平面図である。
図２において、平面視矩形状の基板ステージＰＳＴの互いに垂直な２つの縁部に移動鏡４５が配置されている。また、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。
【００５６】
検出装置６０のうち、検出光Ｌａを射出する射出部６１は、基板ステージＰＳＴに対して−Ｘ側に離れた所定位置（本実施形態ではメインコラム３）に固定され、受光部６２は＋Ｘ側に離れた所定位置（メインコラム３）に固定されている。そして、検出装置６０の射出部６１は基板ステージＰＳＴの外側より検出光Ｌａを照射し、受光部６２での受光結果に基づいて、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱを検出するようになっている。すなわち、検出装置６０は、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージＰＳＴの外側より液体ＬＱを光学的に検出するようになっている。
【００５７】
基板ステージＰＳＴのほぼ中央部に凹部１が形成されており、この凹部１に基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨが配置されている。基板ステージＰＳＴのうち凹部１以外の上面４３は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐ表面とほぼ同じ高さ（面一）に設定されている。基板Ｐの周囲に基板Ｐ表面とほぼ面一の上面４３を設けたので、基板Ｐのエッジ領域Ｅを液浸露光するときにおいても、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。
【００５８】
本実施形態においては、検出光Ｌａは、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２の下方であって、その投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１、すなわち露光光ＥＬの光路を通過するように設定されている。更に具体的には、検出光Ｌａは光学素子２と基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間を通過するように設定されている。なお、検出光Ｌａは露光光ＥＬの光路以外の領域を通過するように設けられていてもよい。そして、検出光Ｌａは、基板Ｐ表面及び基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ平行に照射される。
【００５９】
また、基板ステージＰＳＴの上面４３は撥液化処理されて撥液性を有している。上面４３の撥液化処理としては、例えばフッ素系樹脂材料あるいはアクリル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。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。なお、基板ステージＰＳＴ全体又は一部を例えばポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂をはじめとする撥液性を有する材料で形成してもよい。また、上記ポリ四フッ化エチレンなどからなる撥液性を有するプレート部材を基板ステージＰＳＴの上面に交換可能に配置するようにしてもよい。本実施形態においては、上面４３を有するプレート部材４３Ｐが基板ステージＰＳＴ上に対して交換可能に配置されている。
【００６０】
なお、基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐの側面ＰＢとプレート部材４３Ｐとの間には隙間が形成されるが、この隙間は数ｍｍ程度と僅かであるため、液体ＬＱの表面張力の作用などによってその隙間に液体ＬＱが浸入する不都合が抑制されている。
【００６１】
液体供給口１２Ａ、１２Ｂは、Ｘ軸方向（走査方向）に関し、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１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１２Ａは、流路形成部材７０の下面７０Ａのうち、投影領域ＡＲ１に対して走査方向一方側（−Ｘ側）に設けられ、液体供給口１２Ｂは他方側（＋Ｘ側）に設けられている。つまり液体供給口１２Ａ、１２Ｂは投影領域ＡＲ１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１２Ａ、１２Ｂ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１２Ａ、１２ＢのＹ軸方向における長さは少なくとも投影領域ＡＲ１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１２Ａ、１２Ｂは、少なくとも投影領域ＡＲ１を囲むように設けられている。液体供給機構１０は、液体供給口１２Ａ、１２Ｂ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。
【００６２】
液体回収口２２Ａ、２２Ｂは、液体供給機構１０の液体供給口１２Ａ、１２Ｂより投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１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ＡＲ１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２２Ａは、流路形成部材７０の下面７０Ａのうち、投影領域ＡＲ１に対して走査方向一方側（−Ｘ側）に設けられ、液体回収口２２Ｂは他方側（＋Ｘ側）に設けられている。液体回収口２２Ａ、２２Ｂ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２２Ａ、２２Ｂは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１、及び液体供給口１２Ａ、１２Ｂを囲むように設けられている。
【００６３】
そして、液体ＬＱが満たされた液浸領域ＡＲ２は、投影領域ＡＲ１を含むように実質的に２つの液体回収口２２Ａ、２２Ｂ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２つの液体回収口２２Ａ、２２Ｂで囲まれた領域全体が液浸領域にならなくてもよい。
【００６４】
なお、液体供給口１２は投影領域ＡＲ１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２２も複数に分割されていてもよい。また、投影領域ＡＲ１の両側に設けられた液体供給口１２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ＡＲ１の両側に設けられた液体回収口２２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１２のスリット幅と回収口２２のスリット幅とは同じであってもよいし、回収口２２のスリット幅を、供給口１２のスリット幅より大きくしてもよいし、逆に回収口２２のスリット幅を、供給口１２のスリット幅より小さくしてもよい。
【００６５】
また、基板ステージＰＳＴ上において、基板Ｐの外側の所定位置には、基準部材３００が配置されている。基準部材３００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ＰＦＭ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ＭＦＭとが所定の位置関係で設けられている。基準部材３００の上面３０１Ａはほぼ平坦面となっており、基板Ｐ表面、及び基板ステージＰＳＴの上面４３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Ｐ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上の基準マークＭＦＭを検出する。
【００６６】
また、基板ステージＰＳＴ上のうち、基板Ｐの外側の所定位置には、計測用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４００が配置されている。照度ムラセンサ４００は平面視矩形状の上板４０１を備えている。上板４０１の上面４０１Ａはほぼ平坦面となっており、基板Ｐ表面、及び基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板４０１の上面４０１Ａには、光を通過可能なピンホール部４７０が設けられている。上面４０１Ａのうち、ピンホール部４７０以外はクロムなどの遮光性材料で覆われている。
【００６７】
また、基板ステージＰＳＴ上のうち、基板Ｐの外側の所定位置には、計測用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５００が設けられている。空間像計測センサ５００は平面視矩形状の上板５０１を備えている。上板５０１の上面５０１Ａはほぼ平坦面となっており、基板Ｐ表面、及び基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板５０１の上面５０１Ａには、光を通過可能なスリット部５７０が設けられている。上面５０１Ａのうち、スリット部５７０以外はクロムなどの遮光性材料で覆われている。
【００６８】
また、不図示ではあるが、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Ｐ表面や基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。
【００６９】
このように、基板ステージＰＳＴの上面４３は、基準部材３００、センサ４００、５００を含めてほぼ同じ高さ（面一）で、撥液性を有している。さらに移動鏡４５の上面も基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ同じ高さ（面一）であり、移動鏡４５の上面及び反射面も撥液性を有している。これにより液浸領域ＡＲ２を形成した状態での基板ステージＰＳＴの移動範囲を大きくすることができるばかりでなく、基準部材３００やセンサ４００、５００上、あるいは移動鏡４５の上面や反射面に液体が付着したとしても、その付着した液体を容易に除去することができる。
【００７０】
そして、基準部材３００、及び上板４０１、５０１などは基板ステージＰＳＴに対して脱着可能に構成されており、その上面の撥液性が劣化した場合などに交換することができる。
【００７１】
図３は検出装置６０が液体ＬＱを検出している状態の一例を示す側面図である。図３に示すように、検出装置６０は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面及び基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ平行に検出光Ｌａを照射する。そして、検出装置６０は、受光６２の受光結果に基づいて、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出する。
【００７２】
射出部６１と受光部６２とは対向しており、射出部６１から射出された検出光Ｌａは受光部６２に到達し、その受光部６２に所定の光量（光強度）で受光されるようになっている。このとき、例えば図３に示すように、基板Ｐ上あるいは基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱの液滴（水滴）が配置されている場合において、検出光Ｌａが液体ＬＱに照射されると、その検出光Ｌａは液体ＬＱによって屈折又は散乱、あるいは吸収される。したがって、検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが有る場合、受光部６２で受光される光量（光強度）が低下する、あるいは検出光Ｌａが受光部６２に到達しなくなる。そこで、検出装置６０は、受光部６２の受光結果（受光量）に基づいて、検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが有るか否かを検出することができる。そして、検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが有るか否かを検出することで、検出装置６０は、投影光学系ＰＬの先端部よりも下方に配置された基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出することができる。
【００７３】
また、検出装置６０の検出光Ｌａと基板ステージＰＳＴとを相対的に移動しながら、検出光Ｌａを照射することにより、基板Ｐを含む基板ステージＰＳＴ上の比較的広い領域における液体ＬＱの有無を検出することができる。
【００７４】
更に、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが配置されている（あるいは液体ＬＱが付着している）状態において、検出光Ｌａと基板ステージＰＳＴとを相対的に移動しながら、検出光Ｌａを照射することにより、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上における液体ＬＱの位置を求めることができる。つまり、レーザ干渉計４６を使って基板ステージＰＳＴの位置をモニタしつつ、基板ステージＰＳＴを移動しながら検出光Ｌａを照射する。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計４６の位置計測結果と、検出装置６０の受光部６２の受光結果とに基づいて、レーザ干渉計４６で規定される座標系における液体ＬＱの位置を求めることができる。
【００７５】
また、図３においては、射出部６１及び受光部６２のそれぞれが、Ｘ軸方向に関し、基板ステージＰＳＴを挟んだ両側のそれぞれに配置されており、射出部６１より検出光Ｌａを射出しつつ、基板ステージＰＳＴをＹ軸方向に移動することで、基板Ｐ又は基板ステージＰＳＴ上における液体ＬＱのＹ軸方向に関する位置を検出する構成であるが、射出部６１及び受光部６２のそれぞれを、Ｙ軸方向に関し、基板ステージＰＳＴを挟んだ両側のそれぞれにも配置し、その射出部６１より検出光Ｌａを射出しつつ、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に移動することで、基板Ｐ又は基板ステージＰＳＴ上における液体ＬＱのＸ軸方向に関する位置と範囲も検出することができる。
【００７６】
また、図３においては、検出装置６０の射出部６１と受光部６２とは対向して配置されている構成であるが、図４に示すように、検出装置６０の検出光Ｌａの光路上に、検出光Ｌａの光路を折り曲げる折り曲げ部としての光学部材６３、６４を設けてもよい。こうすることにより、射出部６１及び受光部６２を任意の位置に配置しつつ所望の位置に検出光Ｌａを照射することができ、検出装置６０を構成する各部材及び機器の配置や露光装置ＥＸ全体の設計の自由度を向上することができる。
【００７７】
なお、射出部６１から射出された検出光Ｌａを光ファイバの入射端に入射させ、その光ファイバの射出端より射出した検出光Ｌａを照射するようにしてもよい。また、受光部６２に光ファイバを接続し、その光ファイバを介した検出光Ｌａを受光部６２で受光するようにしてもよい。
【００７８】
また、上述した構成においては、検出装置６０の検出光Ｌａに対して基板Ｐ及び基板ステージＰＳＴを移動しながら検出することで、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上における液体ＬＱの位置を検出しているが、図５に示すように、複数の検出光Ｌａをマトリクス状に２次元的に照射することによっても、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上における液体ＬＱの位置を求めることができる。
【００７９】
図５において、検出装置６０は、基板ステージＰＳＴの＋Ｙ側に配置され、Ｘ軸方向に並んだ複数の検出光Ｌａを射出する第１射出部６１Ｘと、基板ステージＰＳＴの−Ｙ側に配置され、第１射出部６１Ｘから射出された検出光Ｌａに対して所定位置に配置された第１受光部６２Ｘと、基板ステージＰＳＴの−Ｘ側に配置され、Ｙ軸方向に並んだ複数の検出光Ｌａを射出する第２射出部６１Ｙと、基板ステージＰＳＴの＋Ｘ側に配置され、第２射出部６１Ｙから射出された検出光Ｌａに対して所定位置に配置された第２受光部６２Ｙとを備えている。第１受光部６２Ｘは、第１射出部６１Ｘより射出される複数の検出光Ｌａに対応した複数の受光素子を有しており、同様に、第２受光部６２Ｙは、第２射出部６１Ｙより射出される複数の検出光Ｌａに対応した複数の受光素子を有している。
【００８０】
第１射出部６１Ｘより射出された検出光Ｌａ、及び第２射出部６１Ｙより射出された検出光Ｌａのそれぞれは、基板Ｐ表面及び基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ平行に照射され、これら検出光ＬＡの光路は平面視においてマトリクス状に設けられている。
【００８１】
ここで図５に示すように、第１射出部６１Ｘから射出された複数の検出光Ｌａのうち特定の検出光Ｌａｘの光路上に液体ＬＱが有る場合、第１受光部６２Ｘの複数の受光素子のうち、その検出光Ｌａｘに対応する受光素子で受光される光量が低下する。同様に、第２射出部６１Ｙから射出された複数の検出光Ｌａのうち特定の検出光Ｌａｙの光路上に液体ＬＱがある場合、第２受光部６２Ｙの複数の受光素子のうち、その検出光Ｌａｙに対応する受光素子で受光される光量が低下する。第１、第２受光部６２Ｘ、６２Ｙの受光結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、第１、第２受光部６２Ｘ、６２Ｙそれぞれの受光結果に基づいて、液体ＬＱの位置が検出光Ｌａｘと検出光Ｌａｙとの交点付近であることを特定することができる。ここで、検出光Ｌａｘ、Ｌａｙを受光する受光素子の位置情報は設計値などにより予め分かっているため、制御装置ＣＯＮＴは、検出光Ｌａｘ、Ｌａｙを受光した受光素子の位置情報に基づいて、基板Ｐ又は基板ステージＰＳＴ上における液体ＬＱの位置を求めることができる。
【００８２】
また図６に示すように、検出装置６０は、射出部６１から複数位置のそれぞれに検出光Ｌａを照射したときの受光部６２の受光結果に基づいて、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上に有る液体ＬＱの大きさ（液体ＬＱが配置されている領域の大きさ）を求めることができる。つまり、液体ＬＱが基板ステージＰＳＴ上（又は基板Ｐ上）の所定領域に配置されている場合において、射出部６１はその液体ＬＱのエッジ部ＬＧを含む複数位置のそれぞれに対して検出光Ｌａを照射する。図６に示す例では、射出部６１はＹ軸方向に並んだ複数の検出光ＬａをＸ軸方向に沿って照射している。
【００８３】
受光部６２は前記複数の検出光Ｌａに対応した複数の受光素子を有している。これら受光素子の位置情報は設計値などによって予め分かっている。射出部６１から射出される複数の検出光Ｌａのうち、一部の検出光Ｌａ１が液体ＬＱに照射されると、その検出光Ｌａ１に対応する受光部６２の受光素子には検出光Ｌａ１が到達しない、あるいは受光素子で受光される光量が低下する。一方、残りの一部の検出光Ｌａ２は液体ＬＱを介さないで受光部６２に到達する。したがって、検出装置６０は、検出光Ｌａ１を受光した受光部６２の受光素子の受光結果と、その受光素子の位置情報とに基づいて、液体ＬＱ（液体ＬＱが配置される領域）の大きさを求めることができる。
【００８４】
なお図６に示す例においては、検出装置６０は液体ＬＱに対してＸ軸方向より検出光Ｌａを照射しているため、液体ＬＱ（液体ＬＱが配置されている領域）のＹ軸方向における大きさを求めることができるが、液体ＬＱに対してＹ軸方向より検出光Ｌａを照射することにより、液体ＬＱのＸ軸方向における大きさを求めることができる。また、ＸＹ平面内においてＸ軸（Ｙ軸）方向に対して傾斜方向から検出光Ｌａを照射することももちろん可能である。そして、液体ＬＱに対して複数方向から検出光Ｌａを照射したときのそれぞれの受光結果を演算処理することで、検出装置６０（あるいは制御装置ＣＯＮＴ）は液体ＬＱ（液体ＬＱが配置されている領域）の形状を求めることができる。
【００８５】
なお図６を参照して説明した例では、射出部６１は複数の検出光Ｌａを一括して照射しているが、例えば図３などを参照して説明したように、レーザ干渉計４６を使って基板ステージＰＳＴの位置をモニタしつつ基板ステージＰＳＴを移動しながら、射出部６１により１つ（あるいは所定の複数）の検出光Ｌａを照射し、その検出光Ｌａを照射したときの受光部６２の受光結果に基づいて、液体ＬＱの大きさあるいは形状を求めることも可能である。その場合、検出装置６０（あるいは制御装置ＣＯＮＴ）は、基板ステージＰＳＴの複数の位置に応じた受光部６２での複数の受光結果を演算処理することで、液体ＬＱの大きさ及び形状の少なくともいずれか一方を求める。
【００８６】
また、図６を参照して説明した例では、射出部６１は複数並んだ検出光Ｌａを照射しているが、液体ＬＱを覆うように照射されるシート状光束であってもよい。シート状光束としては、例えばレーザ光源から射出されたレーザ光束を、ピンホールやシリンドリカルレンズを有する光学系を通過させることで生成される所謂レーザシート光を用いることができる。
【００８７】
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に示すフローチャート図を参照しながら説明する。
まず、マスクＭがマスクステージＭＳＴに搬入（ロード）されるとともに、露光対象である基板Ｐが基板ステージＰＳＴに搬入（ロード）される（ステップＳ１）。
基板Ｐを基板ステージＰＳＴにロードするとき、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを投影光学系ＰＬに対して離れた位置に設定されているロード位置に移動する。基板Ｐはロード位置において不図示の搬送系（ローダ装置）によりロードされる。
【００８８】
基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされた後、基板Ｐに対するアライメント処理及び計測処理が行われる（ステップＳ２）。
アライメント処理においては、制御装置ＣＯＮＴは、例えば上記基板アライメント系を使って基準部材３００に形成されている基準マークＰＦＭを検出するとともに、マスクアライメント系を使って投影光学系ＰＬを介して基準部材３００に形成されている基準マークＭＦＭを検出することで、基板ステージＰＳＴの移動を規定する座標系における基板アライメント系の検出基準位置とマスクＭのパターン像の投影位置との距離（位置関係）であるベースライン量を求める。マスクアライメント系を使って基準部材３００上の基準マークＭＦＭを検出するとき、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基準部材３００の上面３０１Ａとを対向させた状態で、液体供給機構１０及び液体回収機構２０を使って、液体ＬＱの供給及び回収を行い、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と基準部材３００の上面３０１Ａ上との間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して、マスクアライメント系により基準部材３００上の基準マークＭＦＭを検出する。
【００８９】
基準マークＭＦＭの検出が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０あるいは液体回収機構２０とは別に設けられた所定の液体回収機構を使って、基準部材３００の上面３０１Ａ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを回収する。
【００９０】
基板Ｐに対して重ね合わせ露光をする際には、例えば基板Ｐ上の露光対象領域であるショット領域に形成されているアライメントマークを基板アライメント系で検出して、基板アライメント系の検出基準位置に対するショット領域の位置情報（ずれ）を求め、そのときの基板ステージＰＳＴの位置から上記ベースライン量及び基板アライメント系で求めたショット領域のずれ分だけ基板ステージＰＳＴを移動することで、マスクＭのパターン像の投影位置とそのショット領域とを位置合わせすることができる。
【００９１】
また、計測処理においては、制御装置ＣＯＮＴは、例えば投影光学系ＰＬと照度ムラセンサ４００の上板４０１とを対向させた状態で、液体供給機構１０及び液体回収機構２０を使って、液体ＬＱの供給及び回収を行い、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と上板４０１の上面４０１Ａ上との間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬより露光光ＥＬを射出し、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して、照度ムラセンサ４００により投影領域ＡＲ１内における露光光ＥＬの照度分布を検出する。制御装置ＣＯＮＴは、照度ムラセンサ４００の検出結果に基づいて、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１内における露光光ＥＬの照度分布が所望状態となるように、その露光光ＥＬの照射分布を適宜補正する。
【００９２】
露光光ＥＬの照度分布の検出が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０、あるいは液体回収機構２０とは別に設けられた所定の液体回収機構を使って、照度ムラセンサ４００の上板４０１の上面４０１Ａ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを回収する。
【００９３】
また、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと空間像計測センサ５００の上板５０１とを対向させた状態で、液体供給機構１０及び液体回収機構２０を使って、液体ＬＱの供給及び回収を行い、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と上板５０１の上面５０１Ａ上との間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬより露光光ＥＬを射出し、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して、空間像計測センサ５００により空間像計測を行う。制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測センサ５００の計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した像特性が所望状態となるように、投影光学系ＰＬの像特性を適宜補正する。
【００９４】
空間像計測が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０あるいは液体回収機構２０とは別に設けられた所定の液体回収機構を使って、空間像計測センサ５００の上板５０１のの上面５０１Ａ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを回収する。
【００９５】
同様に、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと上述した照度センサ（不図示）との間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成した状態で、投影光学系ＰＬの像面側における露光光ＥＬの照射量（照度）を計測し、その計測結果に基づいて、露光光ＥＬの照度を適宜補正する。そして、照度センサを使った計測処理が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０等を使って、照度センサの上板上の液体ＬＱを回収する。
【００９６】
ところで、上記基準部材３００や照度ムラセンサ４００、あるいは空間像計測センサ５００や照度センサを使った液体ＬＱを介した計測処理が終了し、液体ＬＱが回収された後、基準部材３００の上面３０１Ａなどに液体ＬＱが残留（付着）している可能性がある。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱの回収作業を行った後に、検出装置６０を使って、上記上面３０１Ａ、４０１Ａ、５０１Ａなどを含む基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出する。
【００９７】
例えば、基準部材３００の上面３０１Ａ上の液体ＬＱを回収した後、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って、基準部材３００上に液体ＬＱが有るか否かを検出する。制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体回収機構２０の動作を制御する。具体的には、基準部材３００上に液体ＬＱが有ると判断されたとき、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０などを使って、基準部材３００上に有る液体ＬＱを回収する動作を再び行う。次いで、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って、基準部材３００上に液体ＬＱが有るか否かを再び検出する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０によって液体ＬＱが検出されなくなるまで、検出装置６０による検出動作と液体回収機構２０による液体回収動作とを繰り返す。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０による液体検出動作と、液体回収機構２０による液体回収動作とを並行して行うこともできる。
この場合、検出装置６０が液体ＬＱを検出しなくなるまで、制御装置ＣＯＮＴは液体回収機構２０による液体回収動作を継続する。これにより、液体ＬＱを介した計測処理後において、基準部材３００上を含む基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが残留する不都合の発生が回避される。ただし、検出装置６０の検出結果に基づく一度の液体回収作業で液体ＬＱの回収が完了したと判断し、検出装置６０による検出を再度実行しなくてもよい。
【００９８】
また、基準部材３００の上面３０１Ａ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成したとき、その液浸領域ＡＲ２の周囲に液体ＬＱが飛散や流出する可能性もある。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って、基準部材３００上に加えて、基板ステージＰＳＴの上面４３などに液体ＬＱが有るか否かを検出する。そして、基板ステージＰＳＴの上面４３に液体ＬＱが有ると判断されたとき、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０を使って、その上面４３に有る液体ＬＱを回収する。
【００９９】
ここで、上述したように、検出装置６０は、基板ステージＰＳＴ（基準部材３００）上に有る液体ＬＱの位置情報を求めることができる。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、前記液体ＬＱの位置情報に基づいて基板ステージＰＳＴを移動して、液体ＬＱが有る位置と液体回収機構２０の液体回収口２２とを位置合わせした状態で液体回収動作を行うことができる。これにより、液体回収動作のスループットを向上することができる。もちろん、基板ステージＰＳＴの上面４３の全域が液体回収口１２の下を通過するように、基板ステージＰＳＴを液体回収口１２に対して移動しながら液体回収を行うようにしてもよい。
【０１００】
また、上述したように、検出装置６０は、基板ステージＰＳＴ（基準部材３００）上にある液体ＬＱの大きさ、ひいては液体ＬＱの量に関する情報を求めることができる。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、前記液体ＬＱの大きさ（量）に関する情報に基づいて、液体回収機構２０の回収力（吸引力）を制御したり、あるいは回収時間（吸引時間）を制御することができる。例えば、液体ＬＱの大きさが大きい場合（量が多い場合）、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０の回収力を上昇させたり、あるいは回収時間を長くする。
これにより、液体ＬＱは良好に回収される。一方、液体ＬＱの大きさが小さい場合（量が少ない場合）、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０の回収力を低下させたり、あるいは回収時間を短くする。これにより、液体回収動作のスループットが向上される。
【０１０１】
また、検出装置６０の検出結果に基づいて、基準部材３００上（基板ステージＰＳＴ上）に有る液体ＬＱの量が、予め設定されているしきい値よりも少ないと判断したときや、液体ＬＱが存在していても計測処理や露光処理に影響が少ない位置（物体上）に液体ＬＱが有ると判断したときは、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０を使った液体ＬＱの回収動作を行わないようにすることも可能である。
【０１０２】
また、基準部材３００の上面３０１Ａ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成した状態での計測動作と、検出装置６０による検出動作とを並行して行うことも可能である。例えば、上面３０１Ａ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成した状態での計測動作中に、検出装置６０は投影光学系ＰＬの光学素子２と上面３０１Ａとの間に検出光Ｌａを照射する。これにより、投影光学系ＰＬの光学素子２と基準部材３００の上面３０１Ａとの間に液体ＬＱが満たされているか否かを検出することができる。そして、液体ＬＱが満たされていないと判断したときは、制御装置ＣＯＮＴは、例えば基準部材３００を使った計測動作を停止したり、液体ＬＱを満たすために例えば液体供給機構１０による液体供給条件や液体回収機構２０による液体回収条件を変更するなどといった適切な処置を施す。
【０１０３】
また、基準部材３００の上面３０１Ａ上に形成される液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２の外側に検出光Ｌａを通過させて、基準部材３００を使った計測動作を行うようにしてもよい。
これにより、例えば基準部材３００の上面３０１Ａ上から液体ＬＱが流出する等の異常が生じた場合、検出装置６０は、その液体ＬＱの流出を検出することができる。制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体ＬＱが流出するなどの異常が生じたと判断したとき、例えば液体供給機構１０による単位時間当たりの液体供給量を低減したり、あるいは液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止する。液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止するときは、液体供給部１１の駆動を停止してもよいし、バルブ１５Ａ、１５Ｂを使って供給管１３Ａ、１３Ｂの流路を閉じるようにしてもよい。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０による単位時間当たりの液体回収量を増やす。また、基板ステージＰＳＴを停止するようにしてもよい。
【０１０４】
以上のように、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体供給機構１０や液体回収機構２０の動作を制御することができ、これにより液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができる。また、液体ＬＱの流出などといった異常が生じても、液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止するなど、適切な処置を施すことにより、被害の拡大を抑えることができる。
【０１０５】
なお、検出装置６０による検出動作は、基準部材３００を使った計測処理の後や計測処理と並行して行う他に、計測処理の前に行うことももちろん可能である。例えば計測処理を行う前に、検出装置６０によって投影光学系ＰＬと基準部材３００との間に液浸領域ＡＲ２が良好に形成されたか否かを検出した後、計測処理を行うことができる。
【０１０６】
なおここでは、基準部材３００の上面３０１Ａ上に液体ＬＱの液浸領域を形成して計測処理を行い、液体回収を行った後、検出装置６０を使って前記上面３０１Ａを含む基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱの検出を行う場合を例にして説明したが、照度ムラセンサ４００の上板４０１の上面４０１Ａ上に液体ＬＱの液浸領域を形成して計測処理し、その上面４０１Ａ上の液体ＬＱを回収した後や、空間像計測センサ照５００の上板５０１の上面５０１Ａ上に液体ＬＱの液浸領域を形成して計測処理し、その上面５０１Ａ上の液体ＬＱを回収した後、あるいは、照度センサの上板の上面上に液体ＬＱの液浸領域を形成して計測処理し、その上面上の液体ＬＱを回収した後に、検出装置６０を使って、それら上板上や基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出することができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、その検出装置６０の検出結果に基づいて、液体供給機構１０や液体回収機構２０の動作を制御することができる。更には、照度ムラセンサ４００や空間像計測センサ５００などによる計測動作と並行して、検出装置６０による検出動作を行うことも可能であるし、計測動作の前に検出装置６０による検出動作を行うことも可能である。
【０１０７】
上記アライメント処理や計測処理が終了した後、基板Ｐの走査露光処理を行うために、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを対向させる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０を駆動して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給するとともに、液体回収機構２０を駆動して基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収する。これにより、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２と基板Ｐとの間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２が形成される（ステップＳ３）。
なお、アライメント処理及び計測処理（ステップＳ２）の終了後に液体ＬＱを回収せずに、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持したまま、基板Ｐの液浸露光処理動作に移行してもよい。
【０１０８】
制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による基板Ｐ上に対する液体ＬＱの供給と並行して、液体回収機構２０による基板Ｐ上の液体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（ステップＳ４）。
【０１０９】
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、供給管１３Ａ、１３Ｂを流通した後、流路形成部材７０内部に形成された供給流路を介して液体供給口１２Ａ、１２Ｂより基板Ｐ上に供給される。液体供給口１２Ａ、１２Ｂから基板Ｐ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２）の下端面と基板Ｐとの間に濡れ拡がるように供給され、投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の一部に、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１０のうち投影領域ＡＲ１のＸ軸方向（走査方向）両側に配置された液体供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれより、走査方向に関して投影領域ＡＲ１の両側から基板Ｐ上への液体ＬＱの供給を同時に行う。これにより、液浸領域ＡＲ２は均一且つ良好に形成されている。
【０１１０】
本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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。
【０１１１】
なお本実施形態において、投影領域ＡＲ１の走査方向両側から基板Ｐ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１０の流量制御器１６Ａ、１６Ｂを使って単位時間あたりの液体供給量を調整し、基板Ｐ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ＡＲ１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ＡＲ１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。例えば、基板Ｐ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ＡＲ１に対して−Ｘ側（すなわち液体供給口１２Ａ）からの液体量を、＋Ｘ側（すなわち液体供給口１２Ｂ）からの液体量より多くし、一方、基板Ｐを−Ｘ方向に移動しつつ露光処理する場合、投影領域ＡＲ１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Ｐの移動方向に応じて、液体供給口１２Ａ、１２Ｂ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。
【０１１２】
そして、基板Ｐの液浸露光処理動作と、検出装置６０におる検出動作とを並行して行うことができる。例えば、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成した状態での計測動作中に、検出装置６０は投影光学系ＰＬの光学素子２と基板Ｐとの間に検出光Ｌａを照射する。これにより、投影光学系ＰＬの光学素子２と基板Ｐとの間に液体ＬＱが満たされているか否かを検出することができる。そして、液体ＬＱが満たされていないと判断したときは、制御装置ＣＯＮＴは、例えば液浸露光動作を停止したり、液体ＬＱを満たすために例えば液体供給機構１０による液体供給条件や液体回収機構２０による液体回収条件を変更するなどといった適切な処置を施す。これにより、液浸領域ＡＲ２を良好に形成した状態で露光処理できる。
【０１１３】
また、基板Ｐ上に形成される液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２の外側に検出光Ｌａを照射した状態で、基板Ｐを液浸露光処理するようにしてもよい。これにより、例えば基板Ｐ上に形成された液浸領域ＡＲ２から液体ＬＱが流出する等の異常が生じた場合、検出装置６０は、その液体ＬＱの流出を検出することができる。制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体ＬＱが流出するなどの異常が生じたと判断したとき、例えば液体供給機構１０による単位時間当たりの液体供給量を低減したり、あるいは液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止する。液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止するときは、液体供給部１１の駆動を停止してもよいし、バルブ１５Ａ、１５Ｂを使って供給管１３Ａ、１３Ｂの流路を閉じるようにしてもよい。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体回収機構２０による単位時間当たりの液体回収量を増やす。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、基板Ｐに対する露光動作や基板ステージＰＳＴの移動を停止する。
【０１１４】
なお、検出装置６０による検出動作は、基板Ｐの液浸露光前、あるいは基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する前に行うことも可能である。例えば液浸露光を行う前に、基板Ｐ上に液体が無いことを検出装置６０を使って確認してから、基板アライメント系を使って基板Ｐ上のアライメントマークの検出を行うこともできるし、検出装置６０によって投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２が良好に形成されたか否かを検出した後、液浸露光処理を行うことができる。
【０１１５】
基板Ｐの液浸露光が終了した後、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０、あるいは液体回収機構２０とは別に設けられた所定の液体回収機構を使って、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを回収する。また、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが周囲に飛散又は流出している可能性もある。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上に残留している液体ＬＱの他に、例えば基準部材３００上や上板４０１、５０１を含む基板ステージＰＳＴの上面４３に残留している液体ＬＱも、液体回収機構２０、あるいは液体回収機構２０とは別に設けられた所定の液体回収機構を使って回収する（ステップＳ５）。
【０１１６】
基板Ｐ表面を含む基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱを回収した後、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って、基板Ｐ上や基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出する。制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体回収機構２０の動作を制御する。具体的には、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有ると判断されたとき、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０などを使って、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上に有る液体ＬＱを回収する動作を再び行う。次いで、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを再び検出する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０によって液体ＬＱが検出されなくなるまで、検出装置６０による検出動作と液体回収機構２０による液体回収動作とを繰り返す。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０による液体検出動作と、液体回収機構２０による液体回収動作とを並行して行うこともできる。この場合、検出装置６０が液体ＬＱを検出しなくなるまで、制御装置ＣＯＮＴは液体回収機構２０による液体回収動作を継続する。これにより、液浸露光後において、基板Ｐ上や基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが残留する不都合の発生が回避される。
ただし、検出装置６０の検出結果に基づく一度の液体回収作業で液体ＬＱの回収が完了したと判断し、検出装置６０による検出を再度実行しなくてもよい。 
【０１１７】
検出装置６０は、基板Ｐ上又は基板ステージＰＳＴ上に有る液体ＬＱの位置情報を求めることができるので、制御装置ＣＯＮＴは、前記液体ＬＱの位置情報に基づいて基板ステージＰＳＴを移動して、液体ＬＱが有る位置と液体回収機構２０の液体回収口２２とを位置合わせした状態で液体回収動作を行うことができる。これにより、液体回収動作のスループットを向上することができる。もちろん、基板Ｐ表面を含む基板ステージＰＳＴの上面４３の全域が液体回収口１２の下を通過するように、基板ステージＰＳＴを液体回収口１２に対して移動しながら液体回収を行うようにしてもよい。
【０１１８】
また、上述したように、検出装置６０は、基板Ｐ表面を含む基板ステージＰＳＴ上にある液体ＬＱの大きさ、ひいては液体ＬＱの量に関する情報を求めることができる。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、前記液体ＬＱの大きさ（量）に関する情報に基づいて、液体回収機構２０の回収力（吸引力）を制御したり、あるいは回収時間（吸引時間）を制御することができる。例えば、液体ＬＱの大きさが大きい場合（量が多い場合）、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０の回収力を上昇させたり、あるいは回収時間を長くする。これにより、液体ＬＱは良好に回収される。一方、液体ＬＱの大きさが小さい場合（量が少ない場合）、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０の回収力を低下させたり、あるいは回収時間を短くする。これにより、液体回収動作のスループットが向上される。
【０１１９】
また、検出装置６０の検出結果に基づいて、基板Ｐ表面を含む基板ステージＰＳＴ上に有る液体ＬＱの量が、予め設定されているしきい値よりも少ないと判断したときや、液体ＬＱが存在していても計測処理や露光処理に影響が少ない位置（物体上）に液体ＬＱが有ると判断したときは、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０を使った液体ＬＱの回収動作を行わないようにすることも可能である。
【０１２０】
基板Ｐ上及び基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱを回収した後、制御装置ＣＯＮＴは、露光済みの基板Ｐを基板ステージＰＳＴより搬出（アンロード）する（ステップＳ６）。
基板Ｐを基板ステージＰＳＴからアンロードするとき、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを投影光学系ＰＬに対して離れた位置に設定されているアンロード位置に移動する。基板Ｐはアンロード位置において不図示の搬送系（アンローダ装置）によりアンロードされる。なお、ロード位置とアンロード位置とは同じ位置でもよいし別の位置でもよい。
【０１２１】
なお本実施形態においては、検出装置６０は、基板Ｐ表面を含む基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出しているが、投影光学系ＰＬの先端部よりも下方に配置されている、例えばリニアモータ４７、４８や、リニアモータ４７の固定子４７Ａが設けられているＸガイドステージ４４の表面や、エアベアリング４２、５１、５２、あるいは基板ステージＰＳＴの側面などに液体ＬＱが有るか否かを検出することもできる。基板Ｐ上や基板ステージＰＳＴ上に形成された液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが飛散したり流出するなどして、上記リニアモータやエアベアリング、あるいはＸガイドステージ４４の表面などに付着する可能性がある。例えばＸガイドステージ４４のリニアモータ４７（固定子４７Ａ）に液体ＬＱが付着した場合、漏電などの不都合が発生する。あるいはエアベアリング４２近傍に液体ＬＱが付着した場合、エアベアリング４２の吸気口４２Ａに液体ＬＱが流入する不都合が発生する。あるいは、基板ステージＰＳＴの側面などに付着した液体ＬＱを放置しておくと、錆びが生じたり、その液体ＬＱが気化して基板Ｐの置かれている環境変動を引き起こす可能性もある。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使ってその付着した液体ＬＱを検出する。Ｘガイドステージ４４など所望位置以外の位置（部材）に液体ＬＱが付着していることは異常であるため、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果を異常であると判断したとき、所定の液体除去機構等を使って、その液体ＬＱを除去することにより、上記不都合の発生を防止することができる。
【０１２２】
また、上記リニアモータ（電磁駆動源）をはじめとする電気機器近傍に液体ＬＱがあることを検出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果が異常であると判断し、例えばその電気機器への電力供給を停止するようにしてもよい。こうすることにより、漏電の発生を防止することができる。
【０１２３】
また、例えばエアベアリング４２の吸気口４２Ａ近傍に液体ＬＱが有ることを検出したときには、制御装置ＣＯＮＴは、吸気口４２Ａからの吸気動作を停止するようにしてもよい。
【０１２４】
また、Ｘガイドステージ４４等に付着している液体ＬＱを検出するなど、検出装置６０の検出結果が異常であると判断したとき、制御装置ＣＯＮＴは、警報装置Ｋを駆動して警告を発することも可能である。これにより、例えばオペレータは露光装置ＥＸ内部において、液体ＬＱが漏洩するなどの異常が発生したことを把握できるため、適切な処置を施すことができる。警報装置Ｋは、警告灯、警告音、ディスプレイなどを使って警報を発することができる。なお、検出装置６０の検出結果が異常と判断されたとき、例えばコンピュータネットワークなどを介してオペレータに異常が生じた旨を伝えるようにしてもよい。
【０１２５】
また、例えば基板Ｐの液浸露光中や、基準部材３００や上板４０１、５０１上に液浸領域ＡＲ２を形成した状態での計測処理中において、検出装置６０がＸガイドステージ４４や基板ステージＰＳＴの側面などに多量の液体ＬＱが有るなどの異常を検出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴ上の液浸領域ＡＲ２から液体ＬＱが流出しているなどの異常が発生したと判断する。制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果が異常であると判断したとき、液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止するようにしてもよい。これにより、漏電や流出した液体ＬＱの拡散、あるいは吸気口４２Ａへの液体ＬＱの流入などの不都合の発生を防止できる。また、この場合においても、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果が異常であると判断したとき、露光動作を停止するようにしてもよい。
【０１２６】
以上説明したように、検出装置６０を使って投影光学系ＰＬの先端部よりも下方に配置されている基板Ｐや基板ステージＰＳＴ、あるいはＸガイドステージ４４などの所望位置あるいは所望の位置以外の位置に液体ＬＱが有るか否かを検出することができる。したがって、例えば所望位置以外の位置に液体ＬＱが配置されている場合には、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体供給機構１０や液体回収機構２０などの動作を制御したり、その液体ＬＱを除去するなどの適切な処理を施すことができ、液体ＬＱの流出などといった異常が生じても被害の拡大を抑えることができる。
【０１２７】
なお、上述した実施形態においては、検出装置６０の射出部６１及び受光部６２は、基板ステージＰＳＴの外側（メインコラム３）に設けられているが、検出装置６０の射出部６１及び受光部６２のうち少なくとも一方を基板ステージＰＳＴ上に設けることも可能である。一方で、上述した実施形態のように、検出装置６０の射出部６１及び受光部６２を基板ステージＰＳＴの外側に設け、基板ステージＰＳＴの外側より液体ＬＱを光学的に（非接触で）検出する構成とすることにより、例えば基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱを検出するための検出素子やその検出素子に接続する配線や各種部材（機器）などを配置する必要がない。そのため、基板ステージＰＳＴの移動に及ぼす影響を少なくすることができる。
【０１２８】
なお、検出光Ｌａとしては可視光などを使用することもできるが、所定波長（所定波長帯域）の赤外光を用いることが好ましい。具体的には、検出光Ｌａとして、波長が例えば約１２００ｎｍ、約１４５０ｎｍ、約１９４０ｎｍ、及び約２９５０ｎｍの赤外光を用いることが好ましい。水（液体）ＬＱには、上記波長の光（赤外光）を吸収する性質があるため、上記波長を有する検出光（赤外光）Ｌａを液体ＬＱに照射したとき、その検出光Ｌａの光エネルギーが水（液体）ＬＱに吸収され、受光部６２に受光される光量が大きく低下する。したがって、検出光Ｌａが液体ＬＱに照射されたときの受光部６２での受光量と、検出光Ｌａが液体ＬＱに照射されないときの受光部６２での受光量との差が大きくなるため、検出装置６０は、液体ＬＱが有るか否かをより高感度に検出することができる。
【０１２９】
また、検出光Ｌａとして赤外光を用いることにより、例えば基板Ｐ上に付着している異物（パーティクル）に検出光Ｌａが照射されたときの受光部６２での受光量と、液体ＬＱに検出光Ｌａが照射されたときの受光部６２での受光量とが大きく異なる値となるので、検出装置６０はパーティクルと液体ＬＱとを区別することができる。そして、液体ＬＱが有ると判断したときは、液体供給機構２０などを使って液体ＬＱを回収し、パーティクルが有ると判断したときは、所定のパーティクル除去機構を使ってそのパーティクルを除去すればよい。
【０１３０】
また、基板ステージＰＳＴの上面４３や基板ホルダＰＨの上面などに液体ＬＱが有るか否かを検出する際において、例えば基板ホルダＰＨの上面から僅かに突起する部材（例えば基板Ｐを保持する保持機構（ピンチャック機構）の一部を構成するピン部材など）が存在していても、検出光Ｌａとして赤外光を用いることにより、検出装置６０は、その突起部材と液体ＬＱとを区別することも可能となる。したがって、突起部材を液体ＬＱであると誤った判断をする不都合の発生を回避できるため、液体ＬＱが無いにもかかわらず、液体ＬＱの回収動作を行ってスループットを低下させてしまう不都合の発生を回避することができる。
【０１３１】
なお検出光Ｌａとして上記波長を有する赤外光を用いる場合、例えば約１９４０ｎｍの波長を有する赤外光（２μｍ帯レーザ光）と、約２９５０ｎｍの波長を有する赤外光（３μｍ帯レーザ光）とを組み合わせた２波長レーザ光を照射するようにしてもよい。あるいは、互いに異なる波長（波長帯域）を有する３つ以上の複数のレーザ光を組み合わせた検出光を照射するようにしてもよい。
【０１３２】
ところで、上述した実施形態においては、検出光Ｌａは、基板Ｐや基板ステージＰＳＴなどの物体の表面とほぼ平行に照射される構成であり、その検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが有るか否かを検出することによって、物体上に液体ＬＱが有るか否かを検出する構成である。つまり、物体上に液体ＬＱがある場合、検出光Ｌａを液体ＬＱに確実に照射する必要がある。そのため、検出装置６０は、物体上に存在する液体ＬＱに検出光Ｌａを確実に照射するために、検出光Ｌａが物体表面より所定距離以内の離れた領域の内側を通過するようにしている。具体的には、検出光Ｌａは、物体表面より５．５ｍｍ以内の離れた領域を通過するように設定されている。このことについて図８を参照しながら説明する。
【０１３３】
図８において、物体表面（図８では基板ステージＰＳＴの上面４３）上には液体ＬＱが液滴（水滴）の状態で配置されている。このとき、
ｃｏｓθ ＝ １−（ρ×ｇ×ｈ２）／（２×σ） …（１Ａ）の関係が成り立つ。ここで、
θ：物体表面に対する液体ＬＱの接触角、
ρ：液体の密度、
ｈ：液体（液滴）の高さ、
σ：表面張力係数、
ｇ：重力加速度、である。本実施形態において液体ＬＱは水であるため、ρ＝９９８〔ｋｇ／ｍ３〕、σ＝７３×１０−３〔Ｎ／ｍ〕である。上記（１Ａ）式を変形すると、
ｈ ＝ 〔（２×σ）×（１−ｃｏｓθ）／（ρ×ｇ）〕１／２ …（２Ａ）となる。物体表面が十分な撥液性を有しており、θ＝１８０°（ｃｏｓθ＝−１）とすると、ｈ＝５．４６×１０−３〔ｍ〕、すなわち約５．５ｍｍとなる。
【０１３４】
実際には、接触角θは１８０°より小さい値であるため、高さｈの値も５．５ｍｍ以下となる。例えば、上面４３がポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））で形成されている場合、その上面４３に対する液体（水）ＬＱの接触角θは約１１５°程度であるため、高さｈは約４．６ｍｍとなる。そして、高さｈの値は、液体ＬＱの量が十分であればその液体ＬＱの量によって変化せず一定の値となる。そこで、物体表面に対して５．５ｍｍ以内の高さの範囲の領域内を検出光Ｌａが通過するように設定することにより、換言すれば、物体表面とその物体表面にほぼ平行に照射される検出光Ｌａとの距離Ｄが５．５ｍｍ以下となるように設定することにより、物体表面に存在する液体（水）ＬＱに検出光Ｌａを確実に照射することができる。
【０１３５】
そして、例えば計測処理（ステップＳ２）の前や後、あるいは液浸露光処理（ステップＳ４）の前や後に、検出光Ｌａを照射して基板Ｐ表面を含む基板ステージＰＳＴ上面の液体ＬＱの有無を検出する場合には、検出光Ｌａが、基板ステージＰＳＴ上面より５．５ｍｍ以内の領域を通過するように、基板ステージＰＳＴをＺ軸方向に駆動してその上面の位置を調整するようにしてもよい。あるいは、射出部６１や光学部材６３などを含む検出装置６０を移動して検出光Ｌａの位置を調整してもよいし、基板ステージＰＳＴと検出光Ｌａとの双方の位置を移動するようにしてもよい。
【０１３６】
なお、高さｈの値は物体の表面状態（接触角θ）や、用いる液体ＬＱの種類（物性）によって変化するため、例えば液体ＬＱとして水以外の液体を用いた場合には、上記（２Ａ）式より高さｈを求め、その高さｈに基づいて、距離Ｄを設定すればよい。
【０１３７】
また、液体ＬＱの量が少ない場合（液滴の大きさが小さい場合）には、その高さｈの値が小さくなるが、その場合においても、基板ステージＰＳＴや検出光Ｌａの位置を調整することで、検出光Ｌａを基板ステージＰＳＴ上の液体（液滴）ＬＱに照射することができる。
【０１３８】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
【０１３９】
図９は本発明の別の実施形態を示す斜視図である。図９に示すように、検出装置６０は、基板ステージＰＳＴの外側に設けられた複数の射出部６１Ａ〜６１Ｈ、及びそれら射出部６１Ａ〜６１Ｈに対応するように設けられた複数の受光部６２Ａ〜６２Ｈを備えている。これら射出部６１Ａ〜６１Ｈ、及び受光部６２Ａ〜６２Ｈはメインコラム３などに固定されている。
【０１４０】
検出装置６０は、各射出部６１Ａ〜６１Ｈのそれぞれより、ＸＹ平面にほぼ平行な、すなわち基板Ｐ及び基板ステージＰＳＴの上面４３にほぼ平行な検出光Ｌａを射出する。各射出部６１Ａ〜６１Ｈのそれぞれから射出された複数の検出光Ｌａは、基板Ｐ上に形成された液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２のエッジ部ＬＧ近傍に対して照射される。そして、検出装置６０は、これら射出部６１Ａ〜６１Ｈによって、互いに異なる複数の方向から、液浸領域ＡＲ２のエッジ部ＬＧ近傍の複数位置のそれぞれに検出光Ｌａを照射している。具体的には、複数設けられた射出部６１Ａ〜６１Ｈのうち、射出部６１Ａ、６１ＢはＸ軸方向にほぼ平行な方向から液浸領域ＡＲ２のエッジ部ＬＧ近傍に対して検出光Ｌａを照射し、射出部６１Ｅ、６１ＦはＹ軸方向にほぼ平行な方向から検出光Ｌａを照射する。また、射出部６１Ｃ、６１Ｄは、Ｘ軸（Ｙ軸）方向に対して傾斜方向から液浸領域ＡＲ２のエッジ部ＬＧに対して検出光Ｌａを照射し、射出部６１Ｇ、６１Ｈは、射出部６１Ｃ、６１Ｄから射出された検出光Ｌａとは異なる傾斜方向から検出光Ｌａを照射する。すなわち、各射出部６１Ａ〜６１Ｈから射出される複数の検出光Ｌａの光路は、液浸領域ＡＲ２の周りを囲むように設定されている。
【０１４１】
また、また、射出部６１Ａ、６１Ｂのそれぞれから射出された２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＡＲ２を挟んでその液浸領域ＡＲ２の両側のエッジ部ＬＧ近傍のそれぞれに照射されるように設けられている。同様に、射出部６１Ｃ、６１Ｄのそれぞれから射出された２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＡＲ２の両側のエッジ部ＬＧ近傍のそれぞれに照射され、射出部６１Ｅ、６１Ｆのそれぞれから射出された２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＡＲ２の両側のエッジ部ＬＧ近傍のそれぞれに照射され、射出部６１Ｇ、６１Ｈのそれぞれから射出された２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＡＲ２の両側のエッジ部ＬＧ近傍のそれぞれに照射されるように設けられている。
【０１４２】
制御装置ＣＯＮＴは、各射出部６１Ａ〜６１Ｈより検出光Ｌａを射出した状態で、基板Ｐ上に液浸領域ＡＲ２を形成し、その基板Ｐに液体ＬＱを介して露光光ＥＬを照射して液浸露光する。つまり、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０による検出動作と基板Ｐの露光とを並行して行う。もちろん、上述した計測処理と並行して検出動作を行ってもよい。
【０１４３】
ここで、基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２が所定の位置に所望状態（所望の大きさ及び形状）で形成されているとき、検出光Ｌａの光路は、液浸領域ＡＲ２のエッジ部ＬＧより外側に所定距離離れた位置に設定されている。すなわち、液浸領域ＡＲ２が所望状態で形成されているとき、各射出部６１Ａ〜６１Ｈのそれぞれより射出された検出光Ｌａは、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに照射されず、液体ＬＱを介さないで受光部６２Ａ〜６２Ｈに到達するように設けられている。
つまり、予め設定されている液浸領域ＡＲ２の目標形状又は大きさに応じて、液浸領域ＡＲ２のエッジ部ＬＧ近傍に照射される複数の検出光Ｌａの光路のそれぞれが設定されている。
【０１４４】
例えば基板Ｐを液浸露光中において、例えば投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に形成された液浸領域ＡＲ２が予め設定されている所定（所望）の大きさ以上になったとき、複数の検出光Ｌａのうちいずれかの検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが配置される。また、基板Ｐ上より液体ＬＱが流出したり、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持できず、投影光学系ＰＬの先端部と基板Ｐとの間より液体ＬＱが流出したときも、検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが配置される。そのため、検出装置６０は、受光部６２Ａ〜６２Ｈのいずれかの受光結果に基づいて、液浸領域ＡＲ２の大きさが所望の大きさより大きくなったり、液体ＬＱが流出したなどの異常が生じたことを検出することができる。制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液浸領域ＡＲ２の大きさを所望の大きさにするために、例えば液体供給機構１０による単位時間当たりの液体供給量を低減したり、液体回収機構２０による単位時間当たりの液体回収量を増やすなどの制御を行う。また、制御装置ＣＯＮＴは、液浸領域ＡＲ２が所定の大きさ以上になったり、基板Ｐ上の液体ＬＱが流出するなど、検出装置６０の検出結果を異常と判断したとき、液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止する。これにより、液体ＬＱの流出を防止することができる。更には、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴの移動を停止したり、基板Ｐに対する露光動作を停止するようにしてもよい。
【０１４５】
また、複数の検出光Ｌａのうち少なくとも２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＡＲ２の両側のエッジ部ＬＧ近傍のそれぞれに照射されており、本実施形態においては、液浸領域ＡＲ２を囲むように複数の検出光Ｌａの光路が設定されているので、液浸領域ＡＲ２から流出する液体ＬＱの方向を検出することもできる。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、その方向への液体ＬＱの流出を抑えるために、例えば複数の液体供給口１２Ａ、１２Ｂから供給される液体供給量のそれぞれを流量制御器１６Ａ、１６Ｂなどを使って個別に調整したり、あるいは複数の液体回収口２２Ａ、２２Ｂを介した液体回収量のそれぞれを個別に調整する。
【０１４６】
また、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成した状態において、基板Ｐを保持した基板ステージＰＳＴを高速に移動すると、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが移動する基板Ｐに引っ張られて流出したり、液浸領域ＡＲ２が大きくなる可能性がある。そのような場合には、基板ステージＰＳＴの移動速度を低下してやればよい。このように基板ステージＰＳＴの移動速度、あるいは移動方向を調整するなど基板ステージＰＳＴの駆動制御を行うことで、液体ＬＱの流出を抑えることもできる。
【０１４７】
また、検出装置６０によって液体ＬＱが流出した方向を検出したとき、例えば液浸露光終了後において、流出した液体ＬＱが液体回収口２２の下に配置されるように、液体ＬＱが流出した方向に応じて基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動し、その液体ＬＱを回収するようにしてもよい。
【０１４８】
また、本実施形態においても、検出光Ｌａとして所定波長の赤外光を用いることにより、液体ＬＱの検出精度を向上することができる。
【０１４９】
図１０は本発明の別の実施形態を示す側面図、図１１は平面図である。図１０及び図１１に示すように、検出装置６０は、射出部６１より投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に形成された液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２に対して検出光Ｌａを照射する。本実施形態においては、射出部６１はＹ軸方向に並んだ複数の検出光ＬａをＸ軸方向に沿って照射している。本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光動作や計測動作と検出装置６０による検出動作とを並行して行っている。
【０１５０】
検出装置６０は、射出部６１から液浸領域ＡＲ２の複数位置のそれぞれに照射した検出光Ｌａの受光部６２での受光結果に基づいて、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＡＲ２の大きさを求めることができる。
【０１５１】
受光部６２は前記複数の検出光Ｌａに対応した複数の受光素子を有している。これら受光素子の位置情報は設計値などによって予め分かっている。射出部６１から射出される複数の検出光Ｌａのうち、一部の検出光Ｌａ１が液浸領域ＡＲ２に照射されると、その検出光Ｌａ１に対応する受光部６２の受光素子には検出光Ｌａ１が到達しない、あるいは受光素子で受光される光量が低下する。一方、残りの一部の検出光Ｌａ２は液浸領域ＡＲ２を介さないで受光部６２に到達する。したがって、検出装置６０は、検出光Ｌａ１を受光した受光部６２の受光素子の受光結果と、その受光素子の位置情報とに基づいて、液浸領域ＡＲ２の大きさを求めることができる。
【０１５２】
なお本実施形態においては、検出装置６０は液体ＬＱに対してＸ軸方向より検出光Ｌａを照射しているため、液浸領域ＡＲ２のＹ軸方向における大きさを求めることができるが、液浸領域ＡＲ２に対してＹ軸方向より検出光Ｌａを照射することにより、液浸領域ＡＲ２のＸ軸方向における大きさを求めることができる。また、ＸＹ平面内においてＸ軸方向に対して傾斜方向から検出光Ｌａを照射することももちろん可能である。そして、液浸領域ＡＲ２に対して複数方向から検出光Ｌａを照射したときのそれぞれの受光結果を演算処理することで、検出装置６０（あるいは制御装置ＣＯＮＴ）は液浸領域ＡＲ２の形状を求めることができる。
【０１５３】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０の検出結果に基づいて、液体供給機構１０及び液体回収機構２０のうち少なくとも一方の動作を制御する。例えば、液浸領域ＡＲ２が所定の大きさ以上であると検出されたとき、制御装置ＣＯＮＴは、液浸領域ＡＲ２を所望の大きさにするために、例えば液体供給機構１０による単位時間当たりの液体供給量を減らしたり、液体回収機構２０による単位時間当たりの液体回収量を増やす。あるいは、液浸領域ＡＲ２が所定の大きさ以上であると検出されたとき、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止するようにしてもよい。逆に、液浸領域ＡＲ２が所定の大きさ以下であると検出されたとき、制御装置ＣＯＮＴは、液浸領域ＡＲ２を所望の大きさにするために、例えば液体供給機構１０による単位時間当たりの液体供給量を増やしたり、液体回収機構２０による単位時間当たりの液体回収量を減らす。
【０１５４】
また、複数の検出光Ｌａ全ての光路上に液体ＬＱが配置され、検出光Ｌａが所定の光量で受光部６２に受光されないとき、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上より液体ＬＱが流出したなどの異常が発生したと判断する。その場合、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による液体ＬＱの供給を停止する。
【０１５５】
また、液浸領域ＡＲ２の形状が予め設定されている目標形状と大きく異なるときは、例えば複数の液体供給口１２Ａ、１２Ｂから単位時間当たりに供給される液体量をそれぞれ個別に調整したり、あるいは複数の液体回収口２２Ａ、２２Ｂを介した単位時間当たりの液体回収量を個別に調整したり、あるいは基板ステージＰＳＴの駆動を制御することで、液浸領域ＡＲ２の形状を調整することも可能である。
【０１５６】
また、本実施形態においては、検出装置６０は液浸領域ＡＲ２のうち露光光ＥＬの光路上にも検出光Ｌａを照射する構成であるため、例えば投影光学系ＰＬの先端の光学素子２と基板Ｐとの間にある気体部分を検出することも可能である。したがって、検出装置６０が気体部分を検出したとき、すなわち液浸領域ＡＲ２の液切れを検出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、気体部分を無くすために、液体供給機構１０による液体供給量を増やしたり、液体回収機構２０による液体回収量を減らす。あるいは、気体部分が生成された場合、パターン像が基板Ｐに良好に転写されないため、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光を停止するようにしてもよい。
【０１５７】
なお、本実施形態においては、射出部６１は複数並んだ検出光Ｌａを照射しているが、液浸領域ＡＲ２を覆うように照射されるシート状光束であってもよい。シート状光束としては、例えばレーザ光源から射出されたレーザ光束を、ピンホールやシリンドリカルレンズを有する光学系を通過させることで生成される所謂レーザシート光を用いることができる。
【０１５８】
また、シート状光束の照射領域としては、少なくとも液浸領域ＡＲ２の目標の大きさ以上の大きさを有するように設定される。こうすることにより、液浸領域ＡＲ２が所望の大きさである場合には、受光部６２は検出光Ｌａ２を受光することができる。
【０１５９】
なお、本実施形態においても、検出光Ｌａとして所定波長の赤外光を用いることにより、液体ＬＱの有無の検出精度を向上することができる。
【０１６０】
なお、上述した各実施形態においては、複数の検出光Ｌａは水平方向に並んで照射されているが、垂直方向に並んで照射されてもよい。こうすることにより、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液体ＬＱを満たした場合において、例えば基板Ｐ表面近傍には液体ＬＱが配置されている一方で、投影光学系ＰＬの光学素子２の液体接触面２Ａ近傍には気体部分が形成されている状況が生じた場合であっても、その気体部分を良好に検出することができるし、液体ＬＱを回収した後に、光学素子２の液体接触面２Ａや流路形成部材７０の下面７０Ａに付着した液体を検出することもできる。
【０１６１】
ところで、上述した各実施形態においては、検出光Ｌａは基板ステージＰＳＴ上面とほぼ平行に照射されているが、例えば基板ステージＰＳＴ上に凹部が形成されている場合において、その凹部の内側（例えば、基板ホルダＰＨ上）に液体ＬＱが残留（付着）している場合、検出光Ｌａを基板ステージＰＳＴ上面とほぼ平行に照射すると、その凹部の内側の液体ＬＱを検出することは困難である。この場合、検出装置は、基板ステージＰＳＴの上面に対して垂直上方から、あるいは斜め上方から検出光Ｌａを照射する。
【０１６２】
図１２は基板ステージＰＳＴ上に形成された凹部１の内側に配置された液体ＬＱを検出している状態を示す模式図である。図１２に示す検出装置６５は、検出光Ｌａを照射する射出部と、光を受光する受光部との機能を兼ね備えている。そして、検出装置６５は、基板ステージＰＳＴ上に形成され、基板ホルダＰＨが配置されている凹部１に対して上方から検出光Ｌａを照射するとともに、その凹部１からの光を受光し、その受光結果に基づいて、凹部１の内側に液体ＬＱが有るか否かを検出する。検出装置６５は、凹部１に対して上方から検出光Ｌａを照射する。
【０１６３】
基板ホルダＰＨの上面（保持面）ＰＨａを含む凹部１の内側に液体ＬＱが存在しない場合、凹部１に対して照射した検出光Ｌａの反射光は所定の光強度で検出装置６５に受光される。一方、凹部１の内側に液体ＬＱが存在する場合、凹部１に対して照射した検出光Ｌａは、液体ＬＱで散乱あるいは吸収されるため、その反射光は、前記所定の光強度よりも弱い光強度で検出装置６５に受光される。検出装置６５は、反射光の受光結果に基づいて、凹部１の内側に液体ＬＱが有るか否かを検出することができる。
【０１６４】
なお、本実施形態においても、凹部１（基板ステージＰＳＴ上面）に検出光Ｌａを照射するときに、検出光Ｌａに対して基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動しつつ検出することができる。もちろん、検出装置６５から射出された検出光Ｌａを移動しつつ検出することも可能であるし、基板ステージＰＳＴ及び検出光Ｌａの双方を移動しつつ検出することも可能である。このように、基板ステージＰＳＴ及び検出装置６５から射出された検出光Ｌａの少なくともいずれか一方を移動しながら検出することで、凹部１の内側の広い領域における液体ＬＱの有無を検出することができる。
【０１６５】
また、この場合においても、検出光Ｌａとして所定波長の赤外光を用いることにより、液体ＬＱの検出精度を向上することができる。
【０１６６】
なお凹部としては、基板ホルダＰＨを配置する凹部には限られず、基板ステージＰＳＴをはじめとする投影光学系ＰＬの先端部よりも下方に配置された物体上に形成された凹部は全て含まれる。
【０１６７】
ところで、検出装置６５は、凹部１の内側の基板ホルダＰＨ上に液体ＬＱが有るか否かを検出することができるが、検出装置６５による基板ホルダＰＨに対する検出光Ｌａの照射は、基板ホルダＰＨに基板Ｐを載置する前、すなわち図７を参照して説明したステップＳ１の前に行われることが好ましい。
【０１６８】
すなわち、検出装置６５によって基板ホルダＰＨ上に液体ＬＱが有ることを検出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、図１３Ａに示すように、所定の液体除去機構２５を使って、その基板ホルダＰＨ上の液体ＬＱを回収する。図１３Ａに示す液体除去機構２５は、液体ＬＱを吸引回収する吸引ノズルを有している。吸引ノズルは基板ホルダＰＨの上方より接近し、基板ホルダＰＨ上の液体ＬＱを回収する。なお、液体除去機構２５としては、基板ホルダＰＨ上に気体を吹き付けて液体ＬＱを飛ばす構成であってもよいし、液体吸収部材を使って液体ＬＱを吸収する構成であってもよい。そして、基板ホルダＰＨ上の液体ＬＱを回収した後、図１３Ｂに示すように、ローダ装置８０によって基板Ｐが基板ホルダＰＨ上に載置される。
【０１６９】
基板ホルダＰＨ上に液体ＬＱが配置されている状態でその基板ホルダＰＨ上に基板Ｐをロードしてしまうと、液体ＬＱが潤滑膜として機能し、基板ホルダＰＨに対する基板Ｐの位置ずれを引き起こし、それによって露光精度や計測精度が劣化する可能性がある。また、基板ホルダＰＨが真空吸着方式で基板Ｐを保持する構成の場合、真空吸着孔を介して真空系に液体ＬＱが流入する不都合も生じる。ところが、基板ホルダＰＨに基板Ｐを載置する前に、基板ホルダＰＨ上における液体ＬＱの有無を検出装置６５で検出し、液体ＬＱを検出した場合には、液体除去機構２５で液体ＬＱを回収することで、基板ホルダＰＨに基板Ｐを載置したときの基板ホルダＰＨに対して基板Ｐを確実に保持することができる。
【０１７０】
なお、検出装置６５による基板ホルダＰＨ上における液体ＬＱの検出動作は、液浸露光を終えた基板Ｐを基板ホルダＰＨから搬出（アンロード）した後、つまり図７を参照して説明したステップＳ６の後に行うことももちろん可能である。また、液体除去機構２５をローダ装置８０に取り付けてもよい。
【０１７１】
なお、検出装置６５は、凹部の内側における液体ＬＱの有無を検出する他に、基板Ｐ表面や基板ステージＰＳＴの上面４３など平坦面における液体ＬＱの有無を検出可能であることはもちろんである。また、基板ホルダＰＨに基板Ｐを載置した状態で、基板ステージＰＳＴの上面４３に液体ＬＱが有るか否かを検出するときは、検出装置６５による検出動作と基板Ｐに対する露光動作とを並行して行ってもよい。
【０１７２】
なお、図１４に示すように、基板ホルダＰＨを基板ステージＰＳＴのプレート部材４３に対してＺ軸方向、及びθＸ、θＹ方向に移動可能に構成した場合には、基板ホルダＰＨ上の液体ＬＱの有無を検出するときに、基板ホルダＰＨを駆動するホルダ駆動機構ＰＨＬを使って、基板ホルダＰＨの上面ＰＨａと基板ステージＰＳＴの上面４３とをほぼ面一にして、検出光Ｌａを基板ホルダＰＨの上面ＰＨａ及び基板ステージＰＳＴの上面４３とほぼ平行に照射するようにしてもよい。
【０１７３】
図１５は本発明の別の実施形態を示す図である。図１５において、基板ステージＰＳＴには、投影光学系ＰＬの像面側先端部の光学素子２の下面２Ａ、あるいはその近傍に設けられている部品としての流路形成部材７０の下面７０Ａなどに液体ＬＱが有るか否かを検出する検出装置６６が設けられている。検出装置６６は、図１２を参照して説明した検出装置６５同様、検出光Ｌａを射出する射出部と、光を受光する受光部とのそれぞれの機能を兼ね備えている。検出装置６６の射出部及び受光部は、基板ステージＰＳＴのうち基板ホルダＰＨ以外の位置、具体的には上面４３に設けられている。
【０１７４】
検出装置６６は、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを満たした状態での露光動作の前又は後、あるいは計測動作の前又は後において、投影光学系ＰＬの光学素子２の下面２Ａや流路形成部材７０の下面７０Ａに検出光Ｌａを照射する。そして、液体ＬＱが付着している場合には、所定の液体除去機構によって液体ＬＱを除去する。光学素子２などに付着した液体ＬＱを放置しておくと、その光学素子２表面に水跡（所謂ウォーターマーク）が形成される不都合が生じるが、検出装置６６で光学素子２に液体ＬＱが付着しているか否かを検出し、付着している場合にはその液体ＬＱを除去することで、上記不都合の発生を防止できる。
【０１７５】
なお、検出装置６６によって光学素子２に液体ＬＱが付着していることを検出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、例えば図１６に示すように、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを供給して液浸領域ＡＲ２を形成し、光学素子２を濡らすようにしてもよい。図１６に示す例では、投影光学系ＰＬと基板ステージＰＳＴの上面４３とを対向させた状態で、その投影光学系ＰＬと基板ステージＰＳＴの上面４３との間に液体ＬＱを供給することによって液浸領域ＡＲ２が形成されている。こうすることによっても、ウォーターマークが形成される不都合を防止できる。
【０１７６】
露光処理済みの基板Ｐを基板ステージＰＳＴからアンロードするとき、基板Ｐは例えば基板ホルダＰＨに設けられているリフト機構によって基板ホルダＰＨ（基板ステージＰＳＴ）に対して上昇され、基板Ｐの裏面と基板ホルダＰＨの保持面ＰＨａとが離れる。このとき、検出装置６６を使って、上昇された基板Ｐの裏面に液体ＬＱが付着しているか否かを検出してもよい。この場合、検出装置６６として、基板Ｐの裏面に斜め下方から検出光を照射する照射部とその反射光を受光する受光部とを備えておき、受光部の受光結果に基づいて基板Ｐの裏面に液体が付着しているか否かを検出すればよい。あるいは検出装置６６として、基板Ｐの裏面を撮像可能な撮像装置（ＣＣＤなど）備えておき、画像処理によって基板Ｐの裏面に液体が付着しているか否かを検出するようにしてもよい。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの裏面に液体ＬＱが付着しているとき、所定の液体除去機構によって気体を吹き付けるなどして基板Ｐの裏面の液体ＬＱを除去する。こうすることにより、例えばアンローダ装置が基板Ｐの裏面を真空吸着孔を介して吸着保持する構成であっても、真空吸着孔の内部に液体ＬＱが浸入したり、液体ＬＱが潤滑膜となって基板Ｐの位置ずれを起こすなどの不具合を回避でき、アンローダ装置の支持面に対して基板Ｐを確実に保持できる。
【０１７７】
また、基板Ｐの裏面に付着した液体が検出された場合には、その基板Ｐのアンロード（搬出）を中止し、例えば警告などを出して、基板Ｐをオペレータに取り出してもらうようにしてもよい。この場合もアンロード装置への液体の付着などを防止することができる。
【０１７８】
なお、基板Ｐの裏面に液体が付着しているか否かの検出は、基板ステージＰＳＴから基板Ｐを搬出した後、すなわち不図示のアンロード装置が基板Ｐを受け取ってから行うようにしてもよい。そして、基板Ｐ裏面の液体の付着が検出されたときには、液体除去あるいは警告などを行うようにすればよい。ただし、この場合には、不図示のアンロード装置に液体が付着した可能性があるので、アンロード装置の液体除去あるいはクリーニングを行う必要がある。
【０１７９】
図１７は本発明の別の実施形態を示す斜視図、図１８Ａは図１７を矢印Ａ方向から見た側面図、図１８Ｂは図１７のＢ−Ｂ’矢視断面図である。図１７及び図１８Ａ、１８Ｂにおいて、検出装置６０は、基板ステージＰＳＴの上面４３に対してＺ軸方向に複数並んだ検出光Ｌａを射出する射出部６１Ｋと、検出光Ｌａに対して所定位置に配置された受光部６２Ｋとを備えている。受光部６２Ｋは、射出部６１Ｋより射出される複数の検出光Ｌａに対応した複数の受光素子を有している。
【０１８０】
射出部６１Ｋ及受光部６２Ｋは、例えばメインコラム３に固定されており、射出部６１Ｋから射出された検出光Ｌａは、投影光学系ＰＬとは離れた位置を通過するように設定されている。なお、射出部６１Ｋ及び受光部６２Ｋは、例えば基板Ｐを基板ステージＰＳＴにロードするロード位置やアンロードするアンロード位置近傍、あるいはロード位置と露光位置（投影光学系ＰＬの下の位置）との間の所定の位置、あるいはアンロード位置と露光位置との間の所定の位置に設けることができる。
【０１８１】
図６などを参照して説明した実施形態においては、水平方向（ＸＹ方向）に複数並んだ検出光Ｌａを照射することによって、液体ＬＱの水平方向における大きさや形状を検出しているが、本実施形態においては、垂直方向（Ｚ軸方向）に複数並んだ検出光Ｌａを照射しているので、検出装置６０は、受光部６２Ｋの受光結果に基づいて、液体（液滴）ＬＱの高さを求めることができる。
【０１８２】
制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って上面４３上における液体ＬＱの高さｈを検出し、その検出結果に基づいて、図１８Ａに示すように、上面４３に対する液体ＬＱの接触角θを求めることも可能である。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って液体ＬＱの高さｈを検出した後、上記（１Ａ）式などに基づいて、接触角θを算出することができる。
【０１８３】
また、図１７に示す実施形態においては、検出光ＬａはＹ軸方向にほぼ平行に照射されているが、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを検出光Ｌａの光路と交差する方向であるＸ軸方向に移動しつつ検出光Ｌａを照射することができる。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴの複数の位置に応じた受光部６２Ｋの複数の受光結果を演算処理することで、基板ステージＰＳＴ上に有る液体（液滴）ＬＱのＺ軸方向に関する形状を求めることができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、求めた液体（液滴）ＬＱの形状に基づいて、図１８Ｂに示すように、基板ステージＰＳＴの上面４３に対する液体ＬＱの親和性、具体的には上面４３に対する液体ＬＱの接触角θを求めることができる。
【０１８４】
ところで、基板ステージＰＳＴの上面４３（投影光学系ＰＬの下面２Ａと対向する物体の面）は撥液性であることが好ましい。上面４３が撥液性であることにより、上面４３に液体ＬＱが残留している場合でもその液体ＬＱを円滑に回収することができる。また、液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２が形成される基板Ｐ表面、基準部材３００の上面３０１Ａ、照度ムラセンサ４００の上面４０１Ａ、空間像計測センサ５００の上面５０１Ａなども撥液性であることが好ましい。これら上面や基板Ｐ表面を撥液性とすることで、投影光学系ＰＬとの間で液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を良好に形成することができ、また液体ＬＱを円滑に回収することができる。また、基板Ｐ表面を撥液性とすることで、その基板Ｐを移動しながら液浸露光する際にも、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間に形成された液浸領域ＡＲ２を良好に維持することができる。同様に、各上面３０１Ａ、４０１Ａ、５０１Ａ上に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を形成した状態で、基板ステージＰＳＴを移動しつつ計測処理を行うことも考えられるが、上面３０１Ａ、４０１Ａ、５０１Ａを撥液性とすることで、液浸領域ＡＲ２を良好に維持することができる。
【０１８５】
ところが、基準部材３００の上面３０１Ａや、上板４０１、５０１の上面４０１Ａ、５０１Ａなどを含む基板ステージＰＳＴの上面の撥液性は、経時的に劣化する可能性がある。例えば、基板ステージＰＳＴの上面などを撥液性にするために撥液性材料を塗布したり、あるいは上記部材や上板などを撥液性材料で形成した場合、露光光ＥＬが照射されると、その撥液性が劣化する可能性がある。特に、撥液性材料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、基板ステージＰＳＴ上面などの撥液性は劣化しやすい（親液化しやすい）。すると、液体ＬＱが基板ステージＰＳＴ上に残留しやすくなり、露光精度や計測精度の劣化を招くことになる。
【０１８６】
そこで、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って、上記基準部材３００の上面３０１Ａや上板４０１、５０１の上面４０１Ａ、５０１Ａなどを含む基板ステージＰＳＴの上面４３に対する液体ＬＱの接触角θ、すなわち上面４３に対する液体ＬＱの親和性を定期的に求める。接触角θを求めることにより、基板ステージＰＳＴの上面４３の撥液性レベルを把握することができる。そして、求めた接触角θ（撥液性レベル）が、予め設定されている接触角（撥液性レベル）の許容値以下である場合、基板ステージＰＳＴの上面４３に対して適切な処置が施される。
【０１８７】
例えば、基板ステージＰＳＴに対して交換可能に配置されている基準部材３００の上面３０１Ａに対する液体ＬＱの接触角θを検出したとき、前記許容値以下である場合には、その基準部材３００は、十分な撥液性を有している別の（新たな）基準部材３００と交換される。
【０１８８】
同様に、上板４０１の上面４０１Ａや上板５０１の上面５０１Ａに対する液体ＬＱの接触角θを検出したとき、前記許容値以下である場合には、その上板４０１あるいは上板５０１は、十分な撥液性を有している別の（新たな）上板４０１、５０１と交換される。
【０１８９】
あるいは、上面４３に対する液体ＬＱの接触角θを検出し、その検出された接触角θに基づいて、基板ステージＰＳＴのうち上面４３を有するプレート部材４３Ｐを交換することも可能である。
【０１９０】
また、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置６０を使って、基板ステージＰＳＴ上に保持された基板Ｐ表面に対する接触角θを検出することももちろん可能である。
また、基板ステージＰＳＴを傾斜させた状態で図１７に示した検出装置６０を使って液体ＬＱの滴の形状を求めることによって、基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）上における液体ＬＱの動的な接触角や転落角を求めることもできる。
【０１９１】
なお、上面４３等に対する液体ＬＱの接触角θを検出する際には、例えば液体供給機構１０の液体供給口１２より上面４３上に少量の液体（液滴）を供給し、その上面４３に配置された液体ＬＱが、射出部６１Ｋより射出される検出光Ｌａの光路上に配置されるように、基板ステージＰＳＴを移動してやればよい。
【０１９２】
また、基板Ｐ表面や上面３０１Ａ、４０１Ａ、５０１Ａを含む基板ステージＰＳＴ上面が十分な撥液性を有していない場合、上述したように、液浸領域ＡＲ２を良好に維持することが困難となり、例えば液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが流出する不都合が発生する可能性がある。そこで、検出された接触角θに基づいて、液体供給機構１０及び液体回収機構２０のうち少なくとも一方の動作を制御することで、上記不都合の発生を回避することができる。例えば、制御装置ＣＯＮＴは、検出された接触角θに基づいて、基板Ｐ表面の撥液性レベルが低いと判断したときは、基板Ｐを移動しながら液浸露光するときの、液体供給機構１０による液体供給量を低減したり、液体回収機構２０による液体回収量（回収力）を増加するなどの制御を行う。
【０１９３】
あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、検出された接触角θに基づいて、基板Ｐを移動しながら液浸露光するときの、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度を調整することも可能である。例えば、基板Ｐ上の撥液性レベルが低いと判断したときは、制御装置ＣＯＮＴは基板Ｐの移動速度を遅くする。これにより、液体ＬＱが所望領域から流出する可能性を低減できる。
【０１９４】
また、基板Ｐ表面の接触角θ（撥液性レベル）に応じて液浸領域ＡＲ２の圧力が変化する可能性もあり、圧力変動が生じると、基板Ｐや基板ステージＰＳＴを僅かながら変形させてしまう可能性が生じる。例えば撥液性レベルが高いと液浸領域ＡＲ２は陽圧化し、撥液性レベルが低いと液浸領域ＡＲ２は負圧化する。そこで、検出された接触角θに基づいて、基板Ｐや基板ステージＰＳＴに及ぼす力を低減するように、液体供給量や液体回収量を調整するようにしてもよい。
【０１９５】
なお本実施形態においても、検出光Ｌａとして所定波長の赤外光を用いることにより、接触角θの検出精度を向上することができる。
また、上述の実施形態において、検出装置６０として、撮像装置を適用することもでき、オペレータなどが基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）上に配置されている液体や付着している液体の状態を容易に把握することできる。
【０１９６】
また本発明は、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。ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置は、例えば特開平１０−１６３０９９号及び特開平１０−２１４７８３号（対応米国特許６，３４１，００７、６，４００，４４１、６，５４９，２６９及び６，５９０,６３４）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１）あるいは米国特許６，２０８，４０７に開示されており、本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、それらの開示を援用して本文の記載の一部とする。
【０１９７】
図１９はツインステージ型露光装置の概略構成を示す平面図である。ツインステージ型露光装置は共通のベース上を各々独立に移動可能な第１、第２基板ステージＰＳＴ１、ＰＳＴ２を備えている。ツインステージ型露光装置は、露光ステーションＳＴ１と計測・交換ステーションＳＴ２とを有しており、露光ステーションＳＴ１には、図１を参照して説明したような、照明光学系ＩＬ、マスクステージＭＳＴ、及び投影光学系ＰＬ等が搭載されている。また、計測・交換ステーションＳＴ２には、基板アライメント系やフォーカス・レベリング検出系などの各種計測系が搭載されている。
【０１９８】
このようなツインステージ型露光装置の基本的な動作としては、例えば露光ステーションＳＴ１において第２基板ステージＰＳＴ２上の基板Ｐの露光処理中に、計測・交換ステーションＳＴ２において、第１基板ステージＰＳＴ１上の基板Ｐの交換及び計測処理が行われる。そして、それぞれの作業が終了すると、第２基板ステージＰＳＴ２が計測・交換ステーションＳＴ２に移動し、それと並行して第１基板ステージＰＳＴ１が露光ステーションＳＴ１に移動し、今度は第２基板ステージＰＳＴ２において計測及び交換処理が行われ、第１基板ステージＰＳＴ１上の基板Ｐに対して露光処理が行われる。
【０１９９】
露光ステーションＳＴ１において露光処理を終え、計測・交換ステーションＳＴ２に移動した基板ステージＰＳＴは、露光処理済みの基板Ｐをアンロードするために、アンロード位置ＳＴ３まで移動する。そして、図１９に示すように、基板Ｐ上や基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出する検出装置６０は、露光処理を終えた基板ステージＰＳＴ２がアンロード位置ＳＴ３に移動するまでの間の位置に設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、露光処理を終えた基板ステージＰＳＴをアンロード位置ＳＴ３に移動するまでの間に、検出装置６０を使って基板Ｐや基板ステージＰＳＴ上に液体ＬＱが有るか否かを検出する。検出装置６０を使って液体ＬＱの有無を検出する際には、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴをアンロード位置ＳＴ３まで移動させつつ、射出部６１より検出光Ｌａを射出する。なお、基板ステージＰＳＴを一旦停止した状態で、検出光Ｌａを射出してもよい。そして、検出装置６０が液体ＬＱを検出しなかったとき、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴをアンロード位置ＳＴ３まで移動し、基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐをアンロード装置でアンロードする。一方、検出装置６０が液体ＬＱを検出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、例えばアンロード位置ＳＴ３などに予め設けられている所定の液体除去機構を使ってその液体ＬＱを除去することも可能であるし、基板ステージＰＳＴを計測・交換ステーションＳＴ２あるいは露光ステーションＳＴ１まで戻し、露光ステーションＳＴ１や計測・交換ステーションＳＴ２に予め設けられている所定の液体除去機構を使ってその液体ＬＱを除去することも可能である。そして、液体ＬＱが除去されたことが確認された後、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴをアンロード位置ＳＴ３まで移動し、基板Ｐをアンロードする。この場合、検出装置６０を、図１７に示されているような構成として、液体ＬＱの有無だけでなく、液体ＬＱの接触角θを計測するようにしてもよい。
また、本発明は、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種の基準部材や計測センサなどの計測部材を備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。この場合、上述の実施形態において基板ステージＰＳＴに配置されている基準部材や各種計測センサの少なくとも一部を計測ステージに配置することができ、検出装置６０は計測ステージ上の液体ＬＱの検出に用いることができる。露光ステージと計測ステージとを備えた露光装置は、例えば特開平１１−１３５４００号に記載されており、本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、この文献の記載内容を援用して本文の記載の一部とする。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数ＮＡが０．９〜１．３になることもある。このように投影光学系の開口数ＮＡが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像性能が悪化することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク（レチクル）のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク（レチクル）のパターンからは、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが１．０を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイポール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
また、上述の液浸法を適用した露光装置は、投影光学系ＰＬの終端光学素子２の光射出側の光路空間を液体(純水)で満たして基板Ｐを露光する構成になっているが、国際公開第２００４／０１９１２８号に開示されているように、投影光学系ＰＬの終端光学素子２の光入射側の光路空間も液体（純水）で満たすようにしてもよい。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。また、投影光学系ＰＬの終端光学素子２の露光光ＥＬに対する屈折率よりも高い屈折率を有する液体を用いることもできる。
【０２０９】
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。
【０２１０】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板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。
【０２１１】
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、露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置にも本発明を適用可能である。露光対象の基板の表面全体が液体で覆われる液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに詳細に記載されており、本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、この文献の記載内容を援用して本文の記載の一部とする。
【０２１２】
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。
【０２１３】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴ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、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を用いてもよい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴ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。
【０２１４】
各ステージＰＳＴ、ＭＳＴ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ＰＳＴ、ＭＳＴ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ＰＳＴ、ＭＳＴ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ＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側に設ければよい。
【０２１５】
基板ステージＰＳＴ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。
マスクステージＭＳＴ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（USP5,874,820）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。
【０２１６】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０２１７】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図２０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。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
検出装置を使って、投影光学系の先端よりも下方に配置された物体上における液体の有無や液浸領域の状態、あるいは液体の形状や接触角を検出することで、その検出結果に基づいて高い露光精度及び計測精度を維持するための最適な処置を施すことができる。例えば所望位置に液浸領域が形成されていない場合には、検出装置の検出結果に基づいて、所望位置に液体を配置するための適切な処置を施すせばよい。また、所望位置以外の位置に液体が流出・付着している場合には、検出装置の検出結果に基づいて、例えば液体の供給を止めたり、その液体を除去するなど適切な処置を施せば良い。これにより、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
【符号の説明】
【０２１９】
１…凹部、２…光学素子、１０…液体供給機構、２０…液体回収機構、４３…（基板ステージ）上面、６０…検出装置、６１…射出部、６２…受光部、６３、６４…光学部材（折り曲げ部）、６５、６６…検出装置、３００…基準部材、３０１Ａ…上面、４０１…上板、４０１Ａ…上面、５０１…上板、５０１Ａ…上面、ＡＲ１…投影領域、ＡＲ２…液浸領域、ＣＯＮＴ…制御装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｋ…警報装置、Ｌａ…検出光、ＬＧ…エッジ部、ＬＱ…液体、Ｐ…基板、ＰＨ…基板ホルダ、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＴ…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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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