(57)【要約】【課題】例えば液浸法で露光を行う際に液体に接する光学素子の変形を抑制できる支持装置を提供する。【解決手段】液体Ｌｑに接する光学素子２の支持装置であって、光学素子２を複数の支持点３３Ａを介して支持するノズル部材３０と、光学素子３０と液体Ｌｑとノズル部材３０とで囲まれた気密空間３６を気密化するオーリング３５と、支持点３３Ａに対して液体Ｌｑと反対側の領域で光学素子２とノズル部材３０とで囲まれた気密空間３８Ａを気密化するオーリング３７Ａと、気密空間３６と気密空間３８Ａとを連通する通気孔３０ｄとを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に接する光学素子の支持装置であって、
前記光学素子を複数の支持点を介して支持するベース部材と、
前記液体の移動に伴う前記光学素子の変形を抑制するように前記光学素子を変形させる変形機構と、
を備えることを特徴とする光学素子の支持装置。
【請求項２】
前記変形機構は、
前記支持点に関し、前記光学素子の光軸側の第１空間を気密化する第１シール部材と、
前記支持点に関し、前記第１空間とは反対側の第２空間を気密化する第２シール部材と、前記第１空間と前記第２空間とを連通させるために前記ベース部材に設けられた通気孔と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の支持装置。
【請求項３】
前記第１空間は、前記光学素子の表面の一部と、前記液体の一部、及び前記ベース部材の一部とで囲まれた空間であり、
前記第２空間は、前記光学素子と前記ベース部材との間に形成される空間であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子の支持装置。
【請求項４】
前記第１空間は、前記光学素子の先端部を囲むように形成され、
前記第２空間は、前記第１空間に対して複数の前記支持点の外側に配置されるとともに、前記第２空間の大きさ及び個数は前記光学素子を含む光学系の補正対象の収差に応じて設定されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学素子の支持装置。
【請求項５】
前記変形機構は、
前記光学素子の表面のうち、前記液体に接する部分と、前記複数の支持点のうち、少なくとも一つの支持点との間で、前記ベース部材側から前記光学素子を付勢する駆動素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の支持装置。
【請求項６】
前記変形機構は、
前記光学素子の表面のうち前記液体に接する部分に対し、前記複数の支持点のうち、少なくとも一つの支持点の外側の部分で、前記光学素子を前記ベース部材側に付勢する駆動素子を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光学素子の支持装置。
【請求項７】
前記変形機構は、
前記光学素子の変形情報を検出するセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて前記駆動素子を駆動する駆動系と、を含むことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の光学素子の支持装置。
【請求項８】
前記ベース部材の複数の前記支持点は、前記光学素子の先端部を囲むように３箇所に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光学素子の支持装置。
【請求項９】
前記ベース部材に、前記液体を供給する供給路と前記液体を回収する回収路とが設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光学素子の支持装置。
【請求項１０】
前記光学素子は、前記光学素子を通過する光束が照射され、前記光学素子に対して相対移動可能な物体に対向して配置され、
前記液体は、前記光学素子と前記物体との間に供給されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光学素子の支持装置。
【請求項１１】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
前記基板を移動するステージ系と、
前記投影光学系の先端の光学素子と前記基板との間に液体を供給する液体供給装置と、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光学素子の支持装置と、を備え、
前記投影光学系の先端の光学素子を前記光学素子の支持装置で支持することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
前記露光された基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に接する光学素子を支持するための支持装置、この支持装置を備え例えば液浸法を用いて露光を行う露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等のデバイス（電子デバイス）を製造するためのリソグラフィ工程で、マスクパターンをレジスト（感光剤）が塗布されたウエハ等の基板上に転写する際に使用される露光装置においては、投影光学系の先端の光学素子と基板との間に露光光を透過する液体を供給する液浸法を用いて露光を行う露光装置が開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この液浸法によれば、実質的に露光波長を短くし、かつ空気中に比べて焦点深度を広くすることができる。
【特許文献１】国際公開第２００４／０５３９５５号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００５／１２２２１８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の如く液浸法を用いて露光を行う場合、例えば投影光学系に対して基板が移動する際に、投影光学系の先端の光学素子と基板との間の液体によってその光学素子が僅かに変形することが分かってきた。今後、例えば投影光学系の先端の光学素子の屈折力が増加すると、そのような光学素子の変形によって投影光学系の所定の収差等の結像特性が影響を受ける恐れがある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑み、例えば液浸法で露光を行う際に液体に接する光学素子の変形を抑制できる支持装置、この支持装置を用いる露光装置、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】
【０００５】
本発明による光学素子の支持装置は、液体に接する光学素子の支持装置であって、その光学素子を複数の支持点を介して支持するベース部材と、その液体の移動に伴うその光学素子の変形を抑制するようにその光学素子を変形させる変形機構と、を備えるものである。
また、本発明による露光装置は、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、その基板を移動するステージ系と、その投影光学系の先端の光学素子とその基板との間に液体を供給する液体供給装置と、本発明の光学素子の支持装置と、を備え、その投影光学系の先端の光学素子をその支持装置で支持するものである。
【０００６】
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光装置を用いて基板を露光することと、その露光された基板を処理することと、を含むものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、液体の移動に伴う光学素子の変形を抑制するようにその光学素子を変形させる変形機構を備えているため、例えば液浸法で露光を行う際に液体に接する光学素子の変形を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図１〜図５を参照して説明する。
図１は本実施形態の露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、転写用のパターンが形成されたマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐ上の投影領域ＡＲ１に投影する投影光学系ＰＬと、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる制御装置ＣＯＮＴと、液浸法の適用のために基板Ｐ上に液体Ｌｑを供給する液体供給機構１０と、基板Ｐ上に供給された液体Ｌｑを回収する液体回収機構２０とを備えている。
【０００９】
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の像面側終端部の光学素子（本実施形態では底面がほぼ平坦な平凸レンズ）２と、その像面側に配置された基板Ｐの表面との間の局所的な空間を満たす。液体Ｌｑは、基板Ｐ上の投影領域ＡＲ１を含む液浸領域ＡＲ２に供給されて回収される。
【００１０】
また、本実施形態では、露光装置ＥＸとして、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査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ー）を使用する場合を例にして説明する。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸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）に沿ってＸ軸を、その走査方向に垂直な方向（非走査方向）に沿ってＹ軸を取って説明する。本実施形態では、ＸＹ平面は水平面にほぼ平行である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。また、本実施形態の基板Ｐは、例えば直径が２００ｍｍから４５０ｍｍ程度の円板状の半導体ウエハ上に感光剤であるレジストを所定の厚さ（例えば２００ｎｍ程度）で塗布したものを含み、マスクＭは、基板Ｐ上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。
【００１１】
先ず、照明光学系ＩＬは、露光用光源、この露光用光源から射出される露光光ＥＬの照度を均一化するためのオプティカルインテグレータ、この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。露光光ＥＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。その他に露光光ＥＬとして、水銀ランプからの紫外域の輝線、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、又は固体レーザ（半導体レーザ等）の高調波等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００１２】
また、マスクステージＭＳＴは、マスクＭを吸着保持して、不図示のマスクベース上のＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。マスクステージＭＳＴは、リニアモータ等のマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤにより駆動される。マスクステージＭＳＴ上の移動鏡５５Ａに対向して配置されたレーザ干渉計５６Ａは、実際には３軸以上の計測ビームを有し、レーザ干渉計５６ＡによりマスクステージＭＳＴ（マスクＭ）の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置及びθＺ方向の回転角が計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはそ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（マスクＭ）の移動又は位置決めを行う。
【００１３】
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（βは例えば１／４，１／５等の縮小倍率）で基板Ｐ上に投影露光するものであって、基板Ｐ側（像面側）の終端部に設けられた光学素子２を含む複数の光学素子から構成され、これらの光学素子は鏡筒ＰＫにより支持されている。なお、投影光学系ＰＬは縮小系のみならず、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子２には液浸領域ＡＲ２の液体Ｌｑが接触する。
【００１４】
本例において、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、ＫｒＦエキシマレーザ光等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。光学素子２は例えば蛍石（ＣａＦ2 ）から形成されている。蛍石は水との親和性が高いので、光学素子２の下面２ａを含む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る。なお、光学素子２は水との親和性が高い石英から形成してもよい。また、基板Ｐに塗布されるレジストは、一例として液体Ｌｑをはじく撥液性のレジストであり、必要に応じてその上に保護用のトップコートが塗布されている。
【００１５】
なお、液体Ｌｑとしては、水より高屈折率でＡｒＦエキシマレーザ光を透過する液体であるデカリン(Decalin:Decahydronaphthalene)（トランス・デカリン又はシス・デカリン）等を使用してもよい。水のＡｒＦエキシマレーザ光に対する屈折率は約１．４４であり、デカリンのＡｒＦエキシマレーザ光に対する屈折率は約１．６０であるため、液体Ｌｑとしてデカリンを使用することで、解像力及び焦点深度をそれぞれほぼ１０％程度向上可能である。
【００１６】
また、基板ステージＰＳＴの上部には、基板Ｐを例えば真空吸着で保持する基板ホルダＰＨが固定されている。そして、基板ステージＰＳＴは、基板ホルダＰＨ（基板Ｐ）のＺ方向の位置（フォーカス位置）及びθＸ，θＹ方向の傾斜角を制御するＺステージ部と、このＺステージ部を支持して移動するＸＹステージ部とを備え、このＸＹステージ部がベース５４上のＸＹ平面に平行な面上にＸ方向、Ｙ方向に移動できるようにエアベリング（気体軸受け）を介して載置されている。基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ部及びＸＹステージ部）はリニアモータ等の基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより駆動される。
【００１７】
基板ステージＰＳＴの側面の反射面（又は移動鏡）に対向する位置にはレーザ干渉計５６Ｂが設けられている。レーザ干渉計５６Ｂも複数軸の計測ビームを有し、レーザ干渉計５６Ｂは、基板ステージＰＳＴ上の基板ホルダＰＨ（基板Ｐ）の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθＺ方向の回転角が計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはその計測結果、及び基板Ｐ表面のＺ方向の位置を計測するオートフォーカスセンサ（不図示）の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動することで基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの移動又は位置決めを行う。
【００１８】
また、マスクステージＭＳＴの上方にマスクＭのアライメントマークの位置を計測するマスクアライメント系９０が配置され、投影光学系ＰＬの側面に基板Ｐのアライメントマークの位置を計測するアライメント系９１が配置され、これらのアライメント系９０，９１によってマスクＭ及び基板Ｐのアライメントが行われる。また、基板ステージＰＳＴ上には、ベースライン（マスクＭのパターンの像とアライメント系９１の検出中心との位置関係）を計測するための基準マーク部材（不図示）等が設けられている。なお、基板ステージＰＳＴとは別に、投影光学系ＰＬの結像特性を計測するための計測装置等を搭載した計測ステージを配置してもよい。
【００１９】
また、図１の基板ステージＰＳＴの基板ホルダＰＨ上には、基板Ｐを囲むように環状で平面の撥液性のプレート部９７が設けられている。プレート部９７の上面は、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の平坦面である。基板Ｐのエッジとプレート部９７との間には０．１〜１ｍｍ程度の隙間があるが、通常、基板Ｐに塗布されているレジストは撥液性であり、液体Ｌｑには表面張力があるため、その隙間に液体Ｌｑが流れ込むことはほとんどなく、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合にも、プレート部９７と投影光学系ＰＬとの間に液体Ｌｑを保持することができる。
【００２０】
次に、図１の液体供給機構１０及び液体回収機構２０を含む局所液浸機構の構成につき説明する。液体供給機構１０は、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１２とを備えている。また、液体回収機構２０は、液体Ｌｑを回収可能な液体回収部２１と、液体回収部２１にその一端部が接続された回収管２２とを備えている。そして、投影光学系ＰＬの終端部の光学素子２の近傍にはノズル部材（流路形成部材）３０が配置されている。ノズル部材３０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において光学素子２の先端部の周りを囲むように設けられた環状部材であり、投影光学系ＰＬの円筒状の鏡筒ＰＫの下端部に複数のボルト３９によって固定されている（図３参照）。ノズル部材３０は液体供給機構１０及び液体回収機構２０の一部を構成している。
【００２１】
投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１が基板Ｐ上にある状態で、ノズル部材３０は、一例として光学素子２の側面に対向するように配置された第１供給口１３と第２供給口１４とを備えている。供給口１３及び１４は光学素子２の先端部及び投影領域ＡＲ１をＸ方向（基板Ｐの走査方向）に挟むように配置されている。ノズル部材３０は、その内部に供給流路８２Ａ，８２Ｂを有している。供給流路８２Ａの一端部は第１供給口１３に接続し、その供給流路８２Ａの途中に供給流路８２Ｂを介して第２供給口１４が接続され、供給流路８２Ａの他端部は供給管１２を介して液体供給部１１に接続している。更に、ノズル部材３０は、基板Ｐの表面に対向するように配置された矩形又は円形の枠状の回収口２４を備え、回収口２４を覆うように網目状に多数の小さい孔が形成された多孔部材であるメッシュフィルタ２５が嵌め込まれている。回収口２４は、ノズル部材３０内の回収流路８４及び回収管２２を介して液体回収部２１に接続されている。回収口２４で囲まれた領域が、ほぼ液体Ｌｑが供給される液浸領域ＡＲ２である。なお、回収口２４からの液体Ｌｑの回収は、例えば断続的に行われるため、液浸領域ＡＲ２は、回収口２４の輪郭よりも広がる場合もある。
【００２２】
図２は、図１の光学素子２及びノズル部材３０を示す概略斜視図であり、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。図２に示すように、ノズル部材３０は一例として下部の第１部材３１と上部の第２部材３２とをシール部材（不図示）を介してボルト（不図示）等によって連結して構成され、ノズル部材３０の中央の円形の開口３０ｂ内に所定の間隔を隔てて光学素子２の先端部が配置されている。図３に示すように、第１部材３１側に回収口２４及び回収流路８４が形成され、第２部材３２側に供給口１３，１４及び供給流路８２Ａ，８２Ｂが形成されている。また、光学素子２は、一例として基板Ｐに対向する面が平坦で、その反対側の面が凸面に形成されている。
【００２３】
ノズル部材３０の第１部材３１、第２部材３２、及びメッシュフィルタ２５はそれぞれ液体Ｌｑになじみ易い親液性の材料、例えばステンレス（ＳＵＳ）又はチタン等から形成されている。そのため、液体Ｌｑはノズル部材３０の内部を円滑に流れる。なお、ノズル部材３０の構成は任意であり、例えば供給口１３，１４をノズル部材３０の底面に設けてもよく、供給口１３，１４の個数を増減してもよい。また、回収口２４の形状、個数、及び配置も任意であり、例えば国際公開第２００５／１２２２１８号パンフレットに開示されているように、回収口を二重に形成してもよい。また、異物が付着する可能性が低いような場合には、メッシュフィルタ２５は必ずしも設ける必要はない。また、供給口１３，１４と回収口２４とは別の部材（ノズル）に設けてもよい。さらに、第１部材３１と第２部材３２とを単一の部材で一体成形して、ノズル部材３０を構成してもよい。
【００２４】
図１において、液体供給部１１及び液体回収部２１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは、液体供給部１１による基板Ｐ上に対する単位時間当たりの液体供給量を制御可能であり、液体回収部２１による単位時間当たりの液体回収量を制御可能である。液体供給部１１から送出された液体Ｌｑは、供給管１２及びノズル部材３０の供給流路８２Ａ，８２Ｂ及び供給口１３，１４を介して基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２に供給される。そして、液浸領域ＡＲ２の液体Ｌｑは、ノズル部材３０の回収口２４からメッシュフィルタ２５を介して回収された後、ノズル部材３０の回収流路８４及び回収管２２を介して液体回収部２１に回収される。
【００２５】
また、図２において、ノズル部材３０の上面３０ｃに光軸ＡＸの周りに等角度間隔で小さい円柱状の支持部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが形成され、支持部３３Ａ〜３３Ｃ上に光学素子２の周縁部の底面２ｃ（図３参照）が載置されている。支持部３３Ａ〜３３Ｃに対向する光学素子２の周縁部の上面は、例えばそれぞれ鏡筒ＰＫに取り付けられた押さえ部材３４Ａ（図３参照）によって保持されている。さらに、ノズル部材３０の上面３０ｃの支持部３３Ａ〜３３Ｃの内側に環状のオーリング３５が載置され、上面３０ｃの支持部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに対してオーリング３５と反対側にそれぞれ小さい楕円の環状のオーリング３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃが載置されている。オーリング３５及びオーリング３７Ａ〜３７Ｃ上に光学素子２の周縁部の底面２ｃが密着するように載置されている。また、ノズル部材３０の上面３０ｃのオーリング３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃの中央とノズル部材３０の内面３０ｂとは、それぞれノズル部材３０の第２部材３２中に形成された連通孔３０ｄ（図３参照），３０ｅ，３０ｆによって連通している。
【００２６】
この場合、図３において、液体Ｌｑと、光学素子２の側面２ｂ及び周縁部の底面２ｃと、ノズル部材３０の内面３０ｂと、オーリング３５とによって光学素子２の側面を囲むようにリング状の気密化された第１の気密空間３６が形成されている。また、ノズル部材３０の上面３０ｃと、光学素子２の周辺部の底面２ｃと、オーリング３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃとによって、それぞれ気密化された第２の気密空間３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃが形成されている。第１の気密空間３６と第２の気密空間３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃとでは、第１の気密空間３６の体積が第２の気密空間３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃのそれぞれの体積よりも大きい。そして、第１の気密空間３６と、３つの第２の気密空間３８Ａ〜３Ｃとは、それぞれ連通孔３０ｄ〜３０ｆによって連通している。オーリング３５、３７Ａ〜３７Ｃ、及びノズル部材３０（連通孔３０ｄ〜３０ｆ）を含んで、液体Ｌｑの移動に伴う光学素子２の変形を抑制するように光学素子２を変形させる機構が構成されている。
【００２７】
図１において、露光装置ＥＸによる基板Ｐの露光時には、投影光学系ＰＬによる投影領域ＡＲ１にマスクＭの一部のパターンの像が投影光学系ＰＬを介して投影され、投影光学系ＰＬに対して、マスクＭがＸ方向に速度Ｖで移動するのに同期して、基板ステージＰＳＴを介して基板Ｐが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上の１つのショット領域への露光終了後に、基板ステージＰＳＴのステップ移動によって基板Ｐ上の次のショット領域が走査開始位置に移動する。このようにして、ステップ・アンド・スキャン方式で基板Ｐ上の全部のショット領域に対してマスクＭのパターン像が露光される。
【００２８】
この露光処理を行うに際し、制御装置ＣＯＮＴは液体供給機構１０を駆動し、基板Ｐ上に対する液体供給動作を開始する。液体供給機構１０の液体供給部１１から送出された液体Ｌｑは、供給管１２を流通した後、ノズル部材３０内の供給流路８２Ａ，８２Ｂ及び供給口１３，１４を介して基板Ｐ上に供給される。基板Ｐ上に供給された液体Ｌｑは、基板Ｐの動きに合わせて投影光学系ＰＬの下を流れる。例えば、あるショット領域の露光中に基板Ｐが＋Ｘ方向に移動しているときには、液体Ｌｑは基板Ｐと同じ方向である＋Ｘ方向に、ほぼ基板Ｐと同じ速度で、投影光学系ＰＬの下を流れる。この状態で、照明光学系ＩＬより射出されマスクＭを通過した露光光ＥＬが投影光学系ＰＬの像面側に照射され、マスクＭのパターンの像が投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＡＲ２の液体Ｌｑを介して基板Ｐに露光される。
【００２９】
制御装置ＣＯＮＴは、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬの像面側に照射されているときに、すなわち基板Ｐの露光動作中に、液体供給機構１０による基板Ｐ上への液体Ｌｑの供給を行う。一方、制御装置ＣＯＮＴは、一例として、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬの像面側に照射されているときに、すなわち基板Ｐの露光動作中に、液体回収機構２０による基板Ｐ上の液体Ｌｑの回収を行わない。露光光ＥＬの照射中に、液体回収機構２０による液体Ｌｑの回収を行わないようにすることで、液体Ｌｑの回収動作に起因する音や振動を抑えた状態で露光処理することができる。
【００３０】
露光動作中、液体回収機構２０による液体Ｌｑの回収動作は行われず、露光完了後、制御装置ＣＯＮＴは液体回収部２１によって基板Ｐ上の液体Ｌｑを回収する。制御装置ＣＯＮＴは、一例として、基板Ｐ上のある１つのショット領域の露光完了後であって、次のショット領域の露光開始までの一部の期間（基板Ｐのステップ移動期間の少なくとも一部）において、液体回収部２１により基板Ｐ上の液体Ｌｑの回収を行う。
【００３１】
制御装置ＣＯＮＴは、液体回収部２１による基板Ｐ上の液体Ｌｑの回収動作中を含む、ある１つのショット領域の露光完了後であって次のショット領域の露光開始までの期間において、液体供給機構１０による液体Ｌｑの供給を継続する。このように液体Ｌｑの供給を継続することで、仮に液体Ｌｑの供給及び供給停止を繰り返したときに、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間で生じる液体Ｌｑの振動（所謂ウォーターハンマー現象）の発生を防止することができる。このようにして、基板Ｐの全部のショット領域に液浸法で露光を行うことができる。
【００３２】
この液浸法による露光時に、図４（Ａ）に示すように、例えば基板Ｐが投影光学系ＰＬの光学素子２に対して矢印４０Ａで示す−Ｘ方向に移動すると、ノズル部材３０の内面３０ｂと、光学素子２の側面２ｂとの間に存在する液体Ｌｑが矢印４０Ｂで示すように−Ｚ方向に流れるため、液体Ｌｑの移動に伴って光学素子２の先端部が、支持点３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを支点として、２点鎖線ＣＡで示すように変形しようとする。なお、図４（Ａ）及び（Ｂ）では局所液浸機構の図示を省略している。この場合、本実施形態では、液体Ｌｑが−Ｚ方向に流れて第１の気密空間３６の気圧が低下すると、連通孔３０ｄを介して支持部３３Ａの外側の第２の気密空間３８Ａ内の気圧も低下して、第２の気密空間３８Ａ側でも光学素子２をノズル部材３０側に吸引する力が作用する。従って、図４（Ｂ）の２点鎖線ＣＢで示すように、光学素子２の変形量が小さくなり、投影光学系ＰＬの波面収差等の劣化が抑制される。このような光学素子２の変形の抑制は、図２の光学素子２の周縁部の底面の他の第２の気密空間３８Ｂ，３８Ｃでも同様に行われる。
【００３３】
即ち、図２のオーリング３５及び３７Ａ〜３７Ｃを設けない状態での液浸法による露光時の光学素子２の変形による露光光の波面収差（又は光学素子の変形量）を、例えば図５（Ａ）の等位相曲線群４１Ａで表すものとする。このように、波面収差は特に支持部３３Ａ〜３３Ｃの近傍で劣化する。これに対して、本実施形態のようにオーリング３５及び３７Ａ〜３７Ｃを設けた状態での液浸法による露光時の光学素子２の変形による露光光の波面収差は、例えば図５（Ｂ）の等位相曲線群４１Ｂで表すように小さくなる。従って、光学素子２の変形量、ひいては投影光学系ＰＬの波面収差が小さくなり、マスクＭのパターンの像を高精度に基板Ｐ上に露光することができる。
【００３４】
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の投影光学系ＰＬの先端部の液体Ｌｑに接する光学素子２の支持装置は、光学素子２を３箇所の支持部３３Ａ〜３３Ｃを介して支持するノズル部材３０と、液体Ｌｑの移動に伴う光学素子２の変形を抑制するように光学素子２を変形させる機構とを備えている。そして、この機構は、支持部３３Ａ〜３３Ｃに関し、光学素子２の光軸ＡＸ側の第１の気密空間３６を気密化するオーリング３５と、支持部３３Ａ〜３３Ｃに関し、第１の気密空間３６とは反対側の第２の気密空間３８Ａ〜３８Ｃを気密化するオーリング３７Ａ〜３７Ｃと、第１の気密空間３６と第２の気密空間３８Ａ〜３８Ｃとを連通させる通気孔３０ｄ〜３０ｆが形成されたノズル部材３０とを含んでいる。
【００３５】
従って、露光装置ＥＸを用いて液浸法で露光を行う際に、第１の気密空間３６側で液体Ｌｑによって光学素子２に作用する力と、第２の気密空間３８Ａ〜３８Ｃ側で光学素子２に作用する力（負圧又は陽圧）とがほぼ相殺し合うため、液体Ｌｑに接する光学素子２の変形を抑制できる。従って、投影光学系ＰＬの結像特性を高く維持できる。
さらに、液体Ｌｑとして高屈折率の液体を用いて光学素子２の変形量が大きくなる恐れがある場合にも、光学素子２の変形を抑制できる。
【００３６】
また、オーリング３５，３７Ａ〜３７Ｃと連通孔３０ｄ〜３０ｆとを設けるのみでよく、電気的に駆動される機構等を設ける必要がないため、制御系に対する負荷がかからない。
（２）また、図２において、支持部３３Ａ〜３３Ｃの外側に配置される複数の小さい空間３８Ａ〜３８Ｃの大きさ及び個数は光学素子２を含む投影光学系ＰＬの補正対象の収差（波面収差、ディストーション（倍率を含む）、コマ収差、非点収差、像面湾曲、球面収差等）に応じて設定されることが好ましい。第２の気密空間３８Ａ〜３８Ｃは、例えば支持部３３Ａ〜３３Ｃの間の領域に配置することも可能である。また、第２の気密空間３８Ａ〜３８Ｃを２箇所のみ、又は４箇所以上に設けることも可能である。さらに、支持部３３Ａ〜３３Ｃを囲むように輪帯状の気密化された１つの空間を設け、この空間と内側の空間３６とを連通させてもよい。
【００３７】
（３）また、光学素子２はノズル部材３０上に３箇所の支持部３３Ａ〜３３Ｃを介して光学的に安定に支持されている。従って、光学素子２を変形させる応力が作用しても、光学素子２は安定に支持される。なお、支持部３３Ａ〜３３Ｃを４箇所以上に設けることも可能である。
（４）また、光学素子２を支持するノズル部材３０内に液体の供給流路８２Ａ，８２Ｂ及び液体の回収流路８４が形成されている。従って、ノズル部材３０が局所液浸機構の一部を兼用しているため、構成が簡略である。
【００３８】
（５）また、液体Ｌｑは、光学素子２と基板Ｐとの間に供給され、露光光ＥＬは光学素子２及び液体Ｌｑを介して基板Ｐに照射される。従って、基板Ｐが相対移動するのに伴って液体Ｌｑが移動しても、光学素子２の変形が抑制される。
（６）また、本実施形態の露光装置ＥＸは、その光学素子２の支持装置を備えているため、液浸法を用いて高精度にマスクＭのパターンの像を基板Ｐ上に露光できる。
【００３９】
次に、上記の実施形態に対しては次の図６及び図７に示すような変形が可能である。図６及び図７において、図１〜図３に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。また、以下の説明では、図１の基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２に液体Ｌｑを供給して回収する局所液浸機構の図示及び説明を省略する。
図６の変形例は、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの下端部ＰＫａ上に光学素子２を支持している。即ち、図６において、下端部ＰＫａ上の３箇所の支持部３３Ａ（他の２箇所の支持部は図示省略、以下同様）で光学素子２の周縁部を支持し、下端部ＰＫａと光学素子２との間にオーリング３５Ａ（図２のオーリング３５に対応する）及び３箇所のオーリング３７Ａ等を配置している。この場合、ノズル部材３０は例えば鏡筒ＰＫとは別のフレーム（不図示）によって支持されており、鏡筒ＰＫの下端部ＰＫａとノズル部材３０の上面との間を密閉するようにオーリング３５Ｂが配置されている。また、液体Ｌｑ、光学素子２、ノズル部材３０、及びオーリング３５Ａ，３５Ｂで囲まれる大きい気密空間３６と、光学素子２、下端部ＰＫａ、及びオーリング３７Ａ等で囲まれる小さい気密空間３８Ａ等とを連通するように下端部ＰＫａに連通孔３０ｄ等が形成されている。
【００４０】
また、光学素子２の支持部３３Ａ等に対応する上面が、鏡筒ＰＫ内に固定された環状の支持部材４２に固定された押さえ部材３４Ａによって保持されている。この他の構成は図１〜図３の実施形態と同様である。
図６の変形例によれば、例えば液浸法による露光時に基板Ｐの移動によって液体Ｌｑが移動して、気密空間３６内の気圧が低下すると、連通孔３０ｄを介して気密空間３８Ａ内の気圧も低下するため、光学素子２の変形は抑制される。さらに、光学素子２は鏡筒ＰＫで直接支持されているため、ノズル部材３０内を流れる液体Ｌｑに起因する振動が光学素子２に伝わらない。従って、結像特性の安定性が向上する。
【００４１】
次に、図７の変形例は、ノズル部材３０の上面の３箇所の支持部３３Ａ（他の２箇所の支持部は図示省略、以下同様）の内側（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに近い側）に光学素子２を＋Ｚ方向に変位させる圧電素子（ピエゾ素子）等の駆動素子４３Ａを設置したものである。この場合、支持部３３Ａよりも僅かに外側の位置に対応する光学素子２の上面に位置するように、光学素子２を保持し、かつ光学素子２からの力を検出するためにロードセル等の圧力センサ４４Ａを鏡筒ＰＫに設けている。圧力センサ４４Ａの検出結果は制御部４５に供給され、図１の制御装置ＣＯＮＴによって制御される制御部４５は、その検出結果に基づいて駆動素子４３Ａの駆動量を制御する。
【００４２】
一例として、液浸法での露光中に液体Ｌｑの移動に伴って、支持部３３Ａの内側で光学素子２が−Ｚ方向に変形する場合には、圧力センサ４４Ａで検出される圧力が増加するため、制御部４５は、その圧力が低下するように駆動素子４３Ａで光学素子２を＋Ｚ方向に変位させる。これによって、光学素子２の変形が抑制されて、投影光学系ＰＬの結像特性が高く維持される。
【００４３】
なお、図７の変形例において、駆動素子４３Ａは、ノズル部材３０上の３箇所の支持部３３Ａ等の全部の近傍に設けることが好ましいが、その３箇所の支持部３３Ａ等のうちの少なくとも１箇所の近傍に設けるだけでもよい。
また、図１の基板ステージＰＳＴのＸ方向、Ｙ方向の移動速度によって図７の液体Ｌｑの移動の状態を予測し、この予測から光学素子２の変形量を求めることも可能である。この場合には、圧力センサ４４Ａの代わりに単なる押さえ部材を設けることができる。
【００４４】
また、駆動素子４３Ａは、ノズル部材３０の上面で支持部３３Ａに対して光軸ＡＸ（液浸領域）側に設ける代わりに、２点鎖線の位置ＤＡで示すように、支持部３３Ａに関して光軸ＡＸと反対側で光学素子２の上面を基板Ｐ側に付勢する位置に駆動素子４３Ａを設けてもよい。また、駆動素子４３Ａは、支持部３３Ａに関して光軸ＡＸ側の光学素子２の底面及び光軸ＡＸと反対側の光学素子２の上面の両方に設けてもよい。
【００４５】
また、図３の実施形態においても、図７の位置ＤＡに対応する位置に光学素子２を基板Ｐ側に付勢する駆動素子を設け、この駆動素子をも駆動して光学素子２の変形を抑制してもよい。
また、上記の実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光動作中に、基板Ｐ上への液体Ｌｑの供給を行い、液体Ｌｑの回収を行わない場合について説明をしたが、この構成に限らず、基板Ｐの露光動作中も液体Ｌｑを回収してもよい。
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等のデバイス（電子デバイス、マイクロデバイス）を製造する場合、このデバイスは、図８に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスクを製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ等）を製造するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置（投影露光装置）によりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００４６】
言い換えると、上記のデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いて基板を露光する工程と、露光された基板を処理する工程（ステップ２２４）とを含んでいる。このデバイス製造方法によれば、液浸法で露光する際の投影光学系の先端の光学素子の変形を抑制して、結像特性を良好に維持できるため、微細パターンを含むデバイスを高精度に製造できる。
【００４７】
また、本発明は、走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを一括露光し、基板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、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイ等の製造プロセスや、撮像素子（ＣＭＯＳ型、ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイス（電子デバイス）の製造プロセス、並びにマスク自体を製造するプロセスにも広く適用できる。
【００４８】
このように本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態の一例の露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図２】図１中の光学素子２及びノズル部材３０を示す斜視図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】（Ａ）は図３の光学素子２が変形した状態を示す断面図、（Ｂ）は光学素子２の変形が抑制される状態を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は図４（Ａ）に対応する光学素子２の変形を表す図、（Ｂ）は図４（Ｂ）に対応する光学素子２の変形を表す図である。
【図６】実施形態の第１変形例の要部を示す断面図である。
【図７】実施形態の第２変形例の要部を示す断面図である。
【図８】デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
Ｍ…マスク、ＰＬ…投影光学系、Ｐ…基板、ＰＳＴ…基板ステージ、Ｌｑ…液体、ＡＲ１…投影領域、ＡＲ２…液浸領域、２…光学素子、１０…液体供給機構、１３，１４…供給口、２０…液体回収機構、２４…回収口、３０…ノズル部材、３０ｄ〜３０ｆ…連通孔、３５…オーリング、３７Ａ〜３７Ｃ…オーリング、８２Ａ，８２Ｂ…供給流路、８４…回収流路
【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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