(57)【要約】  光学装置は、第１空間と、第１空間とは異なる第２空間との境界に配置される光学素子を保持する。光学装置は、光学素子の表面のうち第１の面と対向する対向面を有する保持部材と、対向面と第１の面とを接合する接合部と、対向面と光学素子の表面との間にガスの流れを生成して、第１空間の気体及び第２空間の気体の少なくとも一方が接合部へもたらされることを抑制するガスシール機構とを備えている。
2008029852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１空間と、前記第１空間とは異なる第２空間との境界に配置される光学素子と、
前記光学素子の第１の面と対向する対向面を有する保持部材と、
前記対向面と前記第１の面とを接合する接合部と、
前記第１空間の気体及び前記第２空間の気体の少なくとも一方が前記接合部へもたらされることを抑制するガス流れを生成するガスシール機構と、を備えた光学装置。
【請求項２】
前記接合部は、前記第１の面と前記対向面とを接着剤で接着する請求項１記載の光学装置。
【請求項３】
前記接合部は、前記第１の面と前記対向面とをダイレクトボンディングで接着する請求項１記載の光学装置。
【請求項４】
前記第１空間は液浸空間を含み、
前記ガスシール機構は、前記光学素子の前記第１の面に対して前記第１空間側に位置する第２の面に、前記第１空間の気体よりも湿度が低いガスを供給する請求項１〜３のいずれか一項記載の光学装置。
【請求項５】
前記ガスシール機構は、前記第２の面に沿った前記ガスの流れを生成する請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記ガス流れは、前記接合部から前記第１空間に向かう請求項５記載の光学装置。
【請求項７】
前記ガスシール機構は、前記第２の面上の空間を陽圧化する請求項１〜３のいずれか一項記載の光学装置。
【請求項８】
前記ガスシール機構は、前記第２の面に向けてガスを供給するガス供給口を有する請求項４〜７のいずれか一項記載の光学装置。
【請求項９】
前記ガスシール機構は、前記保持部材に設けられる請求項４〜８のいずれか一項記載の光学装置。
【請求項１０】
前記ガスシール機構は、前記第２の面との間のガスを吸引するガス吸引機構を有する請求項１〜３のいずれか一項記載の光学装置。
【請求項１１】
前記ガス吸引機構は、前記保持部材に形成されたガス吸引口を有する請求項１０記載の光学装置。
【請求項１２】
前記接着剤は、有機材料を含み、
前記ガスシール機構は、前記有機材料の化学反応による劣化を防止する請求項２記載の露光装置。
【請求項１３】
前記接着剤は、無機材料を含み、
前記ガスシール機構は、前記無機材料の腐食を防止する請求項２記載の露光装置。
【請求項１４】
複数の光学素子を保持する鏡筒をさらに備え、
前記第２空間は、前記鏡筒の内部空間を含み、
前記保持部材に保持される光学素子は、前記鏡筒の内部空間と外部空間との境界に配置される請求項１〜１３のいずれか一項記載の光学装置。
【請求項１５】
露光光で基板を露光する露光装置において、
請求項１〜請求項１４のいずれか一項記載の光学装置を備え、前記光学装置の前記光学素子を介して前記基板上に露光光を照射する露光装置。
【請求項１６】
前記保持部材に保持された光学素子と前記基板との間に液浸空間が形成され、
前記光学素子及び前記液浸空間の液体を介して前記基板を露光する請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
請求項１５又は請求項１６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】
本発明は、光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法に関する。
本願は、２００６年９月６日に出願された特願２００６−２４１９６９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスクのパターンの像を投影光学系を介して感光性の基板に投影する露光装置が用いられる。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求される。この要求に応えるために、露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その高解像度化を実現するための手段の一つとして、投影光学系の光学素子と基板との間の露光光の光路空間を液体で満たし、その投影光学系と液体とを介して基板を露光する液浸露光装置が案出されている。下記特許文献１には、液浸露光装置における投影光学系の光学素子を保持する保持部材に関する技術の一例が開示されている。
【特許文献１】国際公開第２００５／０５４９５５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】
光学素子を保持部材に接合する場合、例えば周囲の環境（温度、湿度、化学反応等を含む）によって接合部が劣化する可能性がある。接合部が劣化すると、例えば光学素子の位置が変動する等、光学素子を良好に保持できなくなる可能性がある。その場合、投影光学系の光学特性が変動し、基板を良好に露光できなくなる可能性がある。【０００４】
本発明は、光学素子を良好に保持できる光学装置を提供することを目的とする。また、光学素子を介して基板を良好に露光できる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、第１空間（６）と、第１空間（６）とは異なる第２空間（４）との境界に配置される光学素子（２Ａ）と、光学素子（２Ａ）の第１の面（１１）と対向する対向面（３１）を有する保持部材（３Ａ）と、対向面（３１）と第１の面（１１）とを接合する接合部（４０）と、第１空間（６）の気体及び第２空間（４）の気体の少なくとも一方が接合部（４０）へもたらされることを抑制するガス流れを生成するガスシール機構（２０）と、を備えた光学装置（１）が提供される。【０００７】
本発明の第１の態様によれば、光学素子を良好に保持できる。【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、露光光（ＥＬ）で基板（Ｐ）を露光する露光装置において、上記態様の光学装置（１）を備え、光学装置（１）の光学素子を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射する露光装置（ＥＸ）が提供される。【０００９】
本発明の第２の態様によれば、光学素子を介して基板を良好に露光できる。【００１０】
本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。【００１１】
本発明の第３の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いてデバイスを製造できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学素子を良好に保持できる。また本発明によれば、光学素子を介して基板を良好に露光できる。また本発明によれば、所望の性能を有するデバイスを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る光学装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の一部を拡大した断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図４】図２の一部を拡大した図である。
【図５】図４の一部の斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る光学装置の一部の斜視図である。
【図７】第３実施形態に係る光学装置の一部の斜視図である。
【図８】第４実施形態に係る光学装置の一部を拡大した断面図である。
【図９】第５実施形態に係る光学装置の一部を拡大した断面図である。
【図１０】第６実施形態に係る光学装置の一部の斜視図である。
【図１１】第７実施形態に係る光学装置の一部を拡大した断面図である。
【図１２】第７実施形態に係る光学装置の一部の斜視図である。
【図１３】第８実施形態に係る光学装置の一部を拡大した断面図である。
【図１４】第９実施形態に係る光学装置の一部を拡大した断面図である。
【図１５】第１０実施形態に係る光学装置の一部を拡大した断面図である。
【図１６】第１１実施形態に係る光学装置の一部を拡大した断面図である。
【図１７】第１２実施形態に係る光学装置の一部を拡大した断面図である。
【図１８】第１３実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図１９】図１８の一部を拡大した断面図である。
【図２０】マイクロ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。
【符号の説明】
【００１４】
１…光学装置、２Ａ…終端光学素子、３Ａ…保持部材、４…内部空間、５…鏡筒、６…外部空間、１１…第１面、１２…第２面、２０…ガスシール機構、２１…ガス供給口、２６…ギャップ、３１…対向面、３２…対向面、４０…接合部、５０…ガス吸引機構、５１…ガス吸引口、ＥＬ…露光装置、ＥＸ…露光装置、ＬＳ…液浸空間、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態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。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。【００１６】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る光学装置１を示す概略構成図である。図１において、光学装置１は、複数の光学素子２Ａ〜２Ｅと、それら複数の光学素子２Ａ〜２Ｅのそれぞれを保持する保持部材３Ａ〜３Ｅと、内部空間４を有し、複数の光学素子２Ａ〜２Ｅを内部空間４内で保持部材３Ａ〜３Ｅを介して保持する鏡筒５とを備えている。【００１７】
光学装置１は、物体面Ｏｓの像を像面Ｉｓに投影可能である。本実施形態においては、光学装置１の複数の光学素子２Ａ〜２Ｅの光軸ＡＸはＺ軸と平行である。物体面Ｏｓ及び像面ＩｓのそれぞれはＸＹ平面と平行である。物体面Ｏｓは、図中、光学装置１の＋Ｚ側に配置され、像面Ｉｓは、−Ｚ側に配置される。【００１８】
光学装置１の複数の光学素子２Ａ〜２Ｅのうち、光学装置１の像面Ｉｓに最も近い光学素子２Ａは、鏡筒５の内部空間４と、内部空間４とは異なる外部空間６との境界に配置される。以下の説明においては、光学装置１の複数の光学素子２Ａ〜２Ｅのうち、鏡筒５の内部空間４と外部空間６との境界に配置される光学素子２Ａを適宜、終端光学素子２Ａ、と称する。【００１９】
本実施形態においては、鏡筒５の内部空間４は気体で満たされる。鏡筒５の外部空間６は液体ＬＱで満たされた液浸空間ＬＳを含む。液浸空間ＬＳは、光学装置１の像面Ｉｓ側における終端光学素子２Ａの近傍に形成される。光学装置１は、物体面Ｏｓに配置された第１物体Ｂ１の像を、液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して、像面Ｉｓに配置された第２物体Ｂ２に投影可能である。本実施形態においては、液浸空間ＬＳは、終端光学素子２Ａと像面Ｉｓに配置された第２物体Ｂ２との間に形成される。【００２０】
本実施形態の光学装置１は、鏡筒５に形成された給気口６１と、内部空間４に給気口６１及び給気管６１Ｐを介してガスを供給する第１ガス供給装置６０とを備えている。本実施形態においては、第１ガス供給装置６０は、内部空間４に、乾燥した不活性ガスを供給する。本実施形態においては、第１ガス供給装置６０は、化学的に精製され、濃度がほぼ１００％の窒素ガスを送出する。なお、内部空間４に供給されるガス（不活性ガス）としては、ヘリウムでもよいし、窒素とヘリウムとの混合ガスでもよい。また、第１ガス供給装置６０は、内部空間４に、乾燥した空気（ドライエア）を供給するようにしてもよい。【００２１】
図２は、鏡筒５の内部空間４と外部空間６との境界に配置される終端光学素子２Ａ及びその終端光学素子２Ａを保持する保持部材３Ａの近傍を示す側断面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面矢視図である。また、図４は、図２の一部の拡大図、図５は、図４の一部の斜視図である。【００２２】
図２に示すように、本実施形態においては、終端光学素子２Ａは、物体面Ｏｓからの光が入射する入射面７と、入射面７から入射した光を射出する射出面８と、入射面７の外周と射出面８の外周とを結ぶ外周面９とを備えている。入射面７は、物体面Ｏｓを向くように内部空間４に配置されている。射出面８は、像面Ｉｓと対向するように外部空間６に配置されている。外周面９の少なくとも一部は、外部空間６に配置されている。【００２３】
上述のように、鏡筒５の内部空間４は気体で満たされ、内部空間４に配置された終端光学素子２Ａの入射面７は気体と接する。鏡筒５の外部空間６は液体ＬＱで満たされた液浸空間ＬＳを含み、外部空間６に配置された射出面８は液体ＬＱと接する。なお、図２には液体ＬＱを図示していない。【００２４】
本実施形態においては、終端光学素子２Ａの入射面７は、物体面Ｏｓに向かって膨らむ凸状の曲面であり、終端光学素子２Ａの射出面８は、ＸＹ平面とほぼ平行な平面である。また、終端光学素子２Ａの外周面９は、射出面８を囲むように射出面８に対して入射面９側に傾斜した斜面９Ｓと、斜面９Ｓを囲むように配置され、ＸＹ平面とほぼ平行な−Ｚ側を向く平面９Ｆとを含む。以下の説明においては、終端光学素子２Ａの外周面９のうち、ＸＹ平面とほぼ平行な−Ｚ側を向く平面９Ｆを適宜、フランジ面９Ｆ、と称する。【００２５】
図２、図３、図４、及び図５において、光学装置１は、フランジ面９Ｆの第１面１１と対向する対向面３１を有する保持部材３Ａと、保持部材３Ａの対向面３１と第１面１１とを接合する接合部４０と、フランジ面９Ｆのうち第１面１１に対して外部空間６側の第２面１２との間にガスの流れを生成して、外部空間６の気体が接合部４０へもたらされることを抑制するガスシール機構２０とを備えている。【００２６】
本実施形態においては、第１面１１は、フランジ面９Ｆの外縁領域（第１の領域）の少なくとも一部に設定され、第２面１２は、第１面１１よりも外部空間６側のフランジ面９Ｆの内縁領域（第２の領域）の少なくとも一部に設定されている。第２面１２は、外部空間６に配置された液浸空間ＬＳ及び射出面８を囲むようにフランジ面９Ｆに設定され、第１面１１は、液浸空間ＬＳ及び射出面８を含む外部空間６に対して第２面１２よりも遠い位置に設定されている。【００２７】
保持部材３Ａは、終端光学素子２Ａのフランジ面９Ｆの第１面１１と対向する対向面３１を有している。本実施形態においては、保持部材３Ａは、終端光学素子２Ａのフランジ面９Ｆと対向するように配置され、ＸＹ平面とほぼ平行な＋Ｚ側を向く上面３０を有している。対向面３１は、上面３０の一部に設定されている。【００２８】
終端光学素子２Ａのフランジ面９Ｆと対向する保持部材３Ａの上面３０は、外部空間６に配置された液浸空間ＬＳ及び射出面８を囲むように環状に形成されている。本実施形態においては、対向面３１は、フランジ面９Ｆの第１面１１と対向するように、上面３０の外縁領域の少なくとも一部に設定されている。また、本実施形態においては、終端光学素子２Ａのフランジ面９Ｆと、保持部材３Ａの上面３０とは所定距離離れている。【００２９】
保持部材３Ａの対向面３１と終端光学素子２Ａの第１面１１とを接合する接合部４０は、第１面１１と対向面３１とを接着剤で接着する。対向面３１は、接合部４０が形成される面であり、接合部４０を含む面である。同様に、第１面１１も、接合部４０が形成される面であり、接合部４０を含む面である。【００３０】
図３に示すように、本実施形態においては、接合部４０を介して接合される終端光学素子２Ａの第１面１１及び保持部材３Ａの対向面３１のそれぞれは、光軸ＡＸ周りの回転方向における複数の所定領域のそれぞれに設定されている。換言すれば、接合部４０（接着剤が配置される領域）は、光軸ＡＸ周りの回転方向において複数島状に設定されている。【００３１】
本実施形態においては、終端光学素子２Ａは、例えば石英（シリカ）で形成されている。なお、終端光学素子２Ａは、フッ化カルシウム（蛍石）、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成されてもよい。また、光学素子２Ｂ〜２Ｅを、上述の材料で形成することができる。【００３２】
本実施形態においては、保持部材３Ａは、光学素子２Ａとの線膨張係数が同じか又は近い材質、例えばセラミックス、ガラス等の無機材料、金属で形成されている。なお、保持部材３Ａは、ボロンを含むものであってもよいし、ガラスで形成されていてもよい。【００３３】
終端光学素子２Ａの第１面１１と保持部材３Ａの対向面３１とを接合するための接着剤としては、例えば国際公開第２００５／０５４９５５号パンフレットに開示されているような、金属、セラミックス、ガラス等の無機材料を含むものを用いることができる。また、第１面１１と対向面３１とを接着する接着剤としては、エポキシ樹脂等の有機材料を含むものであってもよい。また、接着剤としては、紫外光の照射によって硬化するＵＶ硬化樹脂材料を含むものであってもよい。また、接合部４０は、第１面１１と対向面３１とを、インジウム等を含む金属の半田で接着してもよい。【００３４】
本実施形態においては、保持部材３Ａと終端光学素子２Ａとは接着剤を用いて接合されているので、終端光学素子２Ａを保持する機構の大型化、複雑化等が抑制されている。【００３５】
ガスシール機構２０は、終端光学素子２Ａの第２面１２との間にガスの流れを生成可能である。本実施形態においては、ガスシール機構２０は、終端光学素子２Ａの第２面１２に対して所定間隔離して配置される対向面３２を有している。【００３６】
本実施形態においては、ガスシール機構２０の少なくとも一部は、終端光学素子２Ａを保持する保持部材３Ａに設けられている。また、本実施形態においては、ガスシール機構２０の対向面３２は、保持部材３Ａに形成されている。本実施形態においては、ガスシール機構２０の対向面３２は、保持部材３Ａの上面３０の一部に設定されている。【００３７】
すなわち、本実施形態においては、保持部材３Ａの上面３０が、終端光学素子２Ａの第１面１１と対向する対向面３１、及び終端光学素子２Ａの第２面１２と対向する対向面３２のそれぞれを含む。本実施形態においては、対向面３１は、上面３０の外縁領域の少なくとも一部に設定され、対向面３２は、対向面３１よりも外部空間６側（終端光学素子２Ａの光軸側）の内縁領域の少なくとも一部に設定されている。対向面３２は、外部空間６に配置された液浸空間ＬＳ及び射出面８を囲むように上面３０に設定されている。対向面３１は、液浸空間ＬＳ及び射出面８を含む外部空間６に対して対向面３２よりも遠い位置に設定されている。【００３８】
本実施形態においては、ガスシール機構２０は、フランジ面９Ｆに形成された第２面１２と、その第２面１２に対して所定間隔離して配置される対向面３２との間にガスを流れを生成可能である。本実施形態においては、第２面１２と対向面３２との間の間隔（ギャップ）は、例えば１μｍ〜１００μｍに設定される。【００３９】
本実施形態においては、ガスシール機構２０は、対向面３２に形成されたガス供給口２１と、ガス供給口２１にガスを供給する第２ガス供給装置２２とを備えている。第２ガス供給装置２２とガス供給口２１とは、供給管２３Ｐ及び保持部材３Ａの内部に形成された供給流路２３を介して接続されている。第２ガス供給装置２２は、乾燥したガスをガス供給口２１に供給可能である。ガスシール機構２０は、第２ガス供給装置２２から送出されたガスを、ガス供給口２１より、第２面１２と対向面３２との間のギャップに供給する。【００４０】
本実施形態においては、ガスシール機構２０は、ガス供給口２１より、乾燥した不活性ガスを供給する。本実施形態においては、第２ガス供給装置２２は、化学的に精製され、濃度がほぼ１００％の窒素ガスを送出する。これにより、ガスシール機構２０は、ガス供給口２１より、乾燥した窒素ガスを供給する。なお、ガス供給口２１から供給されるガス（不活性ガス）としては、ヘリウムでもよいし、炭酸ガス（ＣＯ２）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｃｒ）、それらと窒素との混合ガス、窒素とヘリウムの混合ガスでもよい。また、ガスシール機構２０は、ガス供給口２１より、乾燥した空気（ドライエア）を供給するようにしてもよい。また、鏡筒５内に供給されたガスを再利用してもよい。なお、ガスシール機構２０がガス供給口２１を介して供給するガスは、第１ガス供給装置６０が内部空間４に供給するガスと同じにしてもよい。【００４１】
上述のように、本実施形態においては、ガス供給口２１は対向面３２に形成されており、対向面３１に形成される接合部４０に対して外部空間６側に形成されている。換言すれば、ガス供給口２１は、外部空間６と接合部４０との間に配置されており、接合部４０よりも外部空間６に近い位置に形成されている。【００４２】
図３に示すように、本実施形態においては、ガス供給口２１は、島状に形成された複数の接合部４０のそれぞれと対応するように、対向面３２に複数形成されている。すなわち、複数のガス供給口２１のそれぞれは、複数の接合部４０のそれぞれに近い位置に配置されている。そして、複数のガス供給口２１のそれぞれは、接合部４０に対して外部空間６側に配置されている。【００４３】
次に、光学装置１の動作について、主にガスシール機構２０の動作について説明する。ガスシール機構２０の第２ガス供給装置２２からガス（乾燥したガス）が送出され、そのガスがガス供給口２１に供給される。ガス供給口２１は、終端光学素子２Ａの第２面１２に対して所定間隔離して配置される対向面３２に形成されており、第２ガス供給装置２２から供給されたガスを、第２面１２と対向面３２との間のギャップに供給する。第２面１２と対向面３２との間のギャップには、接合部４０よりも外部空間６側に配置されたガス供給口２１からガスが供給される。【００４４】
終端光学素子２Ａの第２面１２と保持部材３Ａの対向面３２との間のギャップにガス供給口２１からガスが供給されることによって、第２面１２と対向面３２との間に、所定のガスの流れが生成される。【００４５】
本実施形態においては、図４及び図５に示すように、ガスシール機構２０は、ガス供給口２１から第２面１２と対向面３２との間のギャップにガスを供給することによって、第２面１２と対向面３２との間に、接合部４０側から外部空間６側に向かうガスの流れを生成可能である。【００４６】
また、本実施形態においては、第２ガス供給装置２２は、外部空間６の気体よりも湿度が低いガスを送出可能であり、ガスシール機構２０は、第２面１２と対向面３２との間に、外部空間６の気体よりも湿度が低いガスの流れを生成する。【００４７】
また、本実施形態においては、第２面１２と対向面３２との間のギャップは所定の値（例えば１μｍ〜１００μｍ）に設定されており、そのギャップにガスを供給することによって、ガスシール機構２０は、第２面１２と対向面３２との間の圧力を、少なくとも外部空間６の圧力（例えば大気圧）よりも高めることができる。すなわち、本実施形態においては、ガスシール機構２０は、第２面１２と対向面３２との間の空間を少なくともその隣接空間に対して陽圧化する。【００４８】
上述のように、本実施形態においては、外部空間６は液浸空間ＬＳを含み、外部空間６の気体は、高い湿度を有している可能性がある。湿度が高い外部空間６の気体が接合部４０へもたらされると、その接合部４０が劣化する可能性がある。例えば、湿度が高い気体（湿気を帯びた気体）が接合部４０へもたらされると、接着剤を含む接合部４０の特性が変化する可能性がある。具体的には、湿気を帯びた気体が接合部４０の接着剤へもたらされると、例えば接着剤が膨潤したり、接着剤の体積が変化したり、接着剤の性質が変化したりする可能性がある。その場合、終端光学素子２Ａの位置が変動したり、入射面７及び射出面８の少なくとも一方が変形したりする不具合が生じる可能性がある。また、接合部４０の接合強度が低下する不具合が生じる可能性もある。すると、光学装置１の光学特性が変化（劣化）する可能性がある。【００４９】
本実施形態においては、ガスシール機構２０によって、第２面１２と対向面３２との間に所定のガスの流れを生成することによって、外部空間６の湿気を帯びている可能性がある気体が、接合部４０へもたらされることを抑制できる。【００５０】
すなわち、本実施形態においては、ガスシール機構２０は、第２面１２と対向面３２との間に、接合部４０側から外部空間６側に向かうガスの流れを生成しているので、湿気を帯びている可能性がある外部空間６の気体が、その外部空間６側から接合部４０にもたらされることを抑制することができる。【００５１】
また、ガスシール機構２０は、第２面１２と対向面３２との間のギャップにガスを供給することによって、第２面１２と対向面３２との間を陽圧化しているので、外部空間６の気体がギャップに浸入し、接合部４０へもたらされることを抑制することができる。【００５２】
また、本実施形態においては、ガスシール機構２０は、第２面１２と対向面３２との間に、少なくとも外部空間６の気体よりも湿度が低いガスを供給して、その湿度が低いガスの流れを生成しているので、接合部４０が湿気によって劣化することを抑制することができる。【００５３】
保持部材３０の対向面３１とフランジ面９Ｆの第１面１１とは、光軸ＡＸ周りの回転方向において、離隔した複数の接合部４０で接合される。保持部材３Ａと終端光学素子２Ａとが複数の接合部４０で接合されることによって、終端光学素子２Ａと保持部材３Ａとの間には、内部空間４と外部空間６とを連通するギャップ２６、２７が形成される。ギャップ２６は、対向面３１と第１面１１との間に形成され、また、ギャップ２７は、終端光学素子２Ａの側面９Ｔと、その側面９Ｔに対向する保持部材３Ａの内側面との間に形成される。【００５４】
そこで、本実施形態では、内部空間４と外部空間６とのガス流通を抑制するために、終端光学素子２Ａの側面９Ｔと、保持部材３Ａの内側面３Ｔとの間に全周にわたって、言い換えれば、ギャップ２７にグリースを充填している。【００５５】
また、内部空間４と外部空間６とのガス流通を抑制するために、ギャップ２７にグリースを充填する代わりに、第１ガス供給装置６０から供給されるガスの供給量を調整し、内部空間４の圧力を外部空間６の圧力（例えば大気圧）よりも高くしてもよい。【００５６】
すなわち、内部空間４を陽圧化することによって、ギャップ２６、２７を介して、内部空間４から外部空間６への向かうガスの流れを生成することができる。このガスの流れとガスシール機構２０との相乗効果によって、接合部４０の劣化を防止することが可能となる。【００５７】
以上説明したように、本実施形態において、内部空間４と外部空間６とのガス流通をグリースによって遮断した状態では、ガスシール機構２０によって所定のガスの流れを生成することによって接合部４０の劣化を抑制することができる。また、内部空間４と外部空間６との間に、内部空間４から外部空間６側に向けてガスの流れを生成した状態では、このガスの流れとガスシール機構２０のガスの流れとの相乗効果によって、接合部４０の劣化を抑制することができる。【００５８】
また、本実施形態においては、保持部材３Ａと終端光学素子２Ａとは接着剤を用いて接合されているので、その終端光学素子２Ａを保持する機構の大型化、複雑化等が抑制されている。このように、本実施形態においては、終端光学素子２Ａを保持する機構の大型化、複雑化を抑制しつつ、その終端光学素子２Ａを所望状態で保持することができる。【００５９】
光学装置１の高い開口数を実現しようとする場合、例えば物体面Ｏｓ側から入射した光を液体ＬＱを介して像面Ｉｓに良好に到達させるために、入射面７を凸状の曲面にしたり、終端光学素子２Ａを含む光学装置１全体を大型化する必要が生じる可能性がある。そのような場合において、終端光学素子２Ａを保持する機構が大型化すると、光学装置１全体の更なる大型化を招く可能性がある。また、入射面７（曲面）が大きくなったり、終端光学素子２Ａが大型化すると、その終端光学素子２Ａを保持する機構の配置、構造などが制約を受ける可能性もある。また、曲面を有する終端光学素子２Ａを良好に保持できず、その曲面を有する終端光学素子２Ａの位置が変動すると、光学装置１の光学特性が大きく変動してしまう可能性がある。【００６０】
本実施形態においては、保持部材３Ａと終端光学素子２Ａとを接合部４０で接合し、その接合部４０の劣化をガスシール機構２０を用いて抑制しているので、光学装置１全体の大型化、複雑化を抑制しつつ、その光学装置１の光学特性を維持することができる。【００６１】
なお、本実施形態においては、外部空間６は液浸空間ＬＳを含み、湿気を帯びている可能性がある外部空間６側の気体が接合部４０にもたらされることを抑制するために、ガスシール機構２０によって所定のガスの流れを生成しているが、外部空間６には液浸空間ＬＳが形成されていなくてもよい。液浸空間ＬＳが形成されていない場合においても、例えば外部空間６が内部空間４よりも不純物（化学物質、パーティクル等を含む）を多く含んでいる場合、換言すれば、外部空間６の気体の純度が、内部空間４の気体の純度よりも低い場合、ガスシール機構２０によって、外部空間６の気体が接合部４０へもたらされることを抑制することによって、接合部４０が、その純度の低い気体によって劣化したり、内部空間４に外部空間６の気体が流入することを抑制することができる。【００６２】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の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、その説明を簡略若しくは省略する。【００６３】
図６は、第２実施形態に係る光学装置１の一部を拡大した斜視図である。図６において、光学装置１は、終端光学素子２Ａの第１面１１と対向する対向面３１と、第２面１２と対向する対向面３２とを有する保持部材３Ａを備えている。対向面３２には、ガスを供給するガス供給口２１が形成されている。上述の第１実施形態と同様、ガス供給口２１は、複数の接合部４０のそれぞれと対応するように、対向面３２に複数形成されている。【００６４】
本実施形態のガスシール機構２０Ａは、対向面３２に形成された溝２４を有している。ガス供給口２１は溝２４の内側に形成されている。溝２４は、ガス供給口２１に対応するように複数形成されている。溝２４の円周方向の長さは、接合部４０の円周方向の長さよりも長い。本実施形態においては、溝２４はＸＹ平面内において略円弧状に形成されており、ガス供給口２１は溝２４の軸方向ほぼ中央に形成されている。溝２４及びガス供給口２１が形成され、第２面１２と対向する対向面３２は、接着部４０が形成され、第１面１１と対向する対向面３１よりも外部空間６側に配置されている。【００６５】
このように、対向面３２に溝２４を形成することができ、その溝２４の内側にガス供給口２１を配置することができる。本実施形態においても、ガスシール機構２０Ａは、接合部４０に対して外部空間６側の第２面１２と対向面３２との間に、所定のガスの流れを生成することができる。本実施形態においては、ガス供給口２１から供給されたガスの少なくとも一部は、溝２４に沿って拡がるように流れた後、接合部４０から外部空間６側に向かって流れる。これにより、外部空間６の気体が接合部４０にもたらされることを抑制することができる。【００６６】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態に係る光学装置１の一部を拡大した斜視図である。上述の第１実施形態と同様、接合部４０は、光軸ＡＸ周りの回転方向において複数に設定されている。【００６７】
本実施形態のガスシール機構２０Ｂは、保持部材３Ａの上面３０に、ＸＹ平面内において環状に形成された溝２５を有している。溝２５は、接合部４０（接着剤が配置される領域）を囲むように上面３０に複数形成される。すなわち、本実施形態においては、溝２５は、接合部４０が形成される対向面３１を囲むように、上面３０に形成されている。ガス供給口２１は、溝２５の内側の所定位置に形成されている。【００６８】
本実施形態においては、ガス供給口２１は、溝２５の内側において、接合部４０よりも内部空間４側に配置されている。すなわち、本実施形態においては、接合部４０が形成される対向面３１は、外部空間６とガス供給口２１との間に配置されている。【００６９】
溝２５の少なくとも一部は、対向面３１に対して外部空間６側に形成されている。換言すれば、上面３０のうち、接合部４０に対して外部空間６側の対向面３２に、溝２５の一部が形成されている。【００７０】
ガスシール機構２０Ｂは、ガス供給口２１から供給したガスによって、フランジ面９Ｆと対向面３１との間において、溝２５の形状に応じたガスの流れを生成することができる。ガス供給口２１から供給されたガスの少なくとも一部は、溝２５に沿って流れる。上述のように、溝２５の少なくとも一部は、接合部４０を含む対向面３１に対して外部空間６側の対向面３２に形成されており、ガスシール機構２０Ｂは、ガス供給口２１から供給され、溝２５の形状に応じて流れるガスによって、接合部４０に対して外部空間６側の第２面１２と対向面３２との間に、所定のガスの流れを生成することができる。【００７１】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。図８は、第４実施形態に係る光学装置１の一部を示す側断面図である。上述の実施形態と同様、終端光学素子２Ａと保持部材３Ａとの間には、内部空間４と外部空間６との間にギャップ２６、２７が形成されている。【００７２】
本実施形態のガスシール機構２０Ｃは、対向面３２にガス供給口を備えていない。本実施形態のガスシール機構２０Ｃは、内部空間４と外部空間６とを連通するように対向面３１と第１面１１との間に形成され、内部空間４のガスを第２面１２と対向面３２との間のギャップ２６、２７と、内部空間４にガスを供給する第１ガス供給装置６０とを含む。【００７３】
ガスシール機構２０Ｃは、第１ガス供給装置６０から内部空間４Ａにガスを供給し、内部空間４の圧力を、少なくとも外部空間６の圧力（例えば大気圧）よりも高くする。換言すれば、ガスシール機構２０Ｃは、第１ガス供給装置６０を用いて、内部空間４にガスを供給することによって、その内部空間４を陽圧化する。【００７４】
内部空間４が陽圧化されることによって、内部空間４からギャップ２６、２７を介して第２面１２と対向面３２との間のギャップにガスが供給され、内部空間４からギャップ２６、２７を介して第２面１２と対向面３２との間に向かうガスの流れが生成される。ギャップ２６、２７から第２面１２と対向面３２との間に供給されたガスは、外部空間６に向かって流れる。すなわち、内部空間４が陽圧化されることによって、内部空間４からギャップ２６、２７を介して外部空間６に向かうガスの流れが生成され、第２面１２と対向面３２との間には、接合部４０の周りから外部空間６側に向かうガスの流れが生成される。ガスシール機構２０Ｃは、このガスの流れによって、外部空間６の気体が接合部４０にもたらされることを抑制する。【００７５】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。図９は、第５実施形態に係る光学装置１の一部を示す側断面図である。本実施形態は、第１〜第３実施形態の変形例である。図９に示すように、本実施形態に係るガスシール機構２０Ｄは、第２面１２と対向面３２との間のガスを吸引するガス吸引機構５０を備えている。ガス吸引機構５０は、保持部材３Ａに形成されたガス吸引口５１と、ガス吸引口５１を介してガスを吸引可能な真空系等を含むガス吸引装置５２とを備えている。ガス吸引装置５２とガス吸引口５１とは、吸引管５３Ｐ及び保持部材３Ａの内部に形成された吸引流路５３を介して接続されている。【００７６】
ガス吸引口５１は、保持部材３Ａの上面３０のうち、対向面３１に対して外部空間６側の対向面３２に形成されており、第２面１２と対向面３２との間のガスを吸引可能である。上述の実施形態と同様、第２面１２と対向面３２との間にはギャップ２６、２７が形成されている。【００７７】
また、上述の実施形態と同様、対向面３１と第１面１１との間には、内部空間４と外部空間６とを連通するようにギャップ２６が形成されている。ギャップ２６は、内部空間４と外部空間６との間でガスの流通を可能にし、内部空間４のガスは第２面１２と対向面３２との間に流れる。【００７８】
ガス吸引装置５２が駆動されると、第２面１２と対向面３２との間のガスは、ガス吸引口５１によって吸引される。図９に示すように、ガス吸引口５１がガスを吸引することによって、鏡筒５の内部空間４からギャップ２６を介して、接合部４０の周りからガス吸引口５１に向かうガスの流れが生成される。ガス吸引口５１は、接合部４０より外部空間６側に配置されており、接合部４０側から外部空間６側に向かうガスの流れが生成される。【００７９】
また、ガス吸引口５１がガスを吸引することによって、外部空間６からガス吸引口５１に向かうガスの流れが生成される。ガス吸引口５１は、接合部４０より外部空間６側に配置されており、外部空間６からのガスは、接合部４０にほぼ到達することなく、ガス吸引口５１に吸引される。【００８０】
このように、本実施形態においては、ガスシール機構２０Ｄは、接合部４０側から外部空間６側に向かうガスの流れを生成するとともに、外部空間６から接合部４０に向かうガスを、接合部４０にもたらされる前に、ガス吸引口５１で吸引することができる。これにより、外部空間６の気体が接合部４０にもたらされることが抑制される。【００８１】
なお、第２面１２には、ガス吸引口５１に対向させて、凹部を形成してもよい。また、第２面１２には円周状の溝を形成してもよい。【００８２】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。図１０は、第６実施形態に係る光学装置１の一部を拡大した斜視図である。図１０に示すように、本実施形態のガスシール機構２０Ｅは、ガスを供給するガス供給口２１とガスを吸引するガス吸引口５１とを備えている。【００８３】
図１０において、保持部材３Ａの対向面３２には溝２４が形成されている。溝２４は、複数の接合部４０に対応するように上面３０Ａに複数形成されている。溝２４の円周方向の長さは、接合部４０の円周方向の長さよりも長い。溝２４はＸＹ平面内において略円弧状に形成されている。ガス供給口２１は、溝２４の円周方向における第１の位置に形成され、ガス吸引口５１は、溝２４の円周方向における第２の位置に形成されている。本実施形態においては、略円弧状の溝２４の円周方向における一端にガス供給口２１が形成され、他端にガス吸引口５１が形成されている。【００８４】
溝２４は、対向面３１よりも外部空間６側に配置されている。すなわち、ガス供給口２１及びガス吸引口５１を含む溝２４は、接合部４０を含む対向面３１に対して外部空間６側に配置された対向面３２に形成されている。【００８５】
本実施形態においては、ガスシール機構２０Ｅは、ガス供給口２１を用いたガス供給動作と、ガス吸引口５１を用いたガス吸引動作とを並行して行い、接合部４０より外部空間６側の第２面１２と対向面３２との間に、所定のガスの流れを生成する。【００８６】
このように、ガス供給口２１とガス吸引口５１との両方を対向面３２に形成することができる。これにより、第２面１２と対向面３２との間におけるガスの流れを制御することができる。例えば、ガスシール機構２０Ｅは、第２面１２と対向面３２との間のギャップから外部空間６側にガスが過剰に流れることを抑制することができる。外部空間６側にガスが過剰に流れると、液浸空間ＬＳの液体ＬＱが気化しやすくなったり、あるいは液体ＬＱ中に気泡が生成される等、外部空間６に流れたガスが液浸空間ＬＳに影響を与える可能性がある。本実施形態においては、ガス供給口２１を用いたガス供給動作とガス吸引口５１を用いたガス吸引動作とを適宜行うことによって、ガスの流れを制御し、所望のガスの流れを生成することができる。【００８７】
なお、図１０に示したガス供給口２１とガス吸引口５１との位置関係、数などは一例であり、それら位置関係及び数などは、第２面１２と対向面３２との間において所望のガスの流れを生成できるように適宜設定される。【００８８】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について説明する。図１１は、第７実施形態に係る光学装置１の一部を拡大した側断面図、図１２は斜視図である。図１１及び図１２に示すように、本実施形態のガスシール機構２０Ｆは、接合部４０を含む対向面３１に対して内部空間４側に配置されたガス供給口２１と、対向面３１に対して外部空間６側に配置されたガス吸引口５１とを備えている。【００８９】
上述の第１実施形態と同様、接合部４０は、光軸ＡＸ周りの回転方向において複数形成されている。本実施形態においては、保持部材３Ａの上面３０には、対向面３１に対して内部空間４側に形成された第１の溝２８と、対向面３１に対して外部空間６側に形成された第２の溝２９とが形成されている。第１の溝２８及び第２の溝２９のそれぞれは、上面３０において、島状に配置された複数の接合部４０（接着剤が配置される領域）を挟むように形成される。【００９０】
ガス供給口２１は、第１の溝２８の内側に形成されている。本実施形態においては、第１の溝２８はＸＹ平面内において略円弧状に形成されており、ガス供給口２１は第１の溝２８の軸方向ほぼ中央に形成されている。ガス供給口２１は、接合部４０の近傍に形成されている。【００９１】
ガス吸引口５１は、第２の溝２９の内側に形成されている。本実施形態においては、第２の溝２９はＸＹ平面内において略円弧状に形成されており、ガス吸引口５１は、円弧状の第２の溝２９の一端と他端とのそれぞれに形成されている。【００９２】
ガスシール機構２０Ｆは、ガス供給口２１を用いたガス供給動作と、ガス吸引口５１を用いたガス吸引動作とを並行して行い、接合部４０より外部空間６側の第２面１２と対向面３２との間に、所定のガスの流れを生成する。【００９３】
すなわち、ガスシール機構２０Ｆは、対向面３１に対して内部空間４側に配置されたガス供給口２１よりガスを供給するとともに、対向面３１に対して外部空間６側に配置されたガス吸引口５１よりガスを吸引することによって、接合部４０側から外部空間６側に向かうガスの流れを生成することができる。【００９４】
また、ガス吸引口５１よりガスを吸引することによって、外部空間６からガス吸引口５１に向かうガスの流れが生成される。ガス吸引口５１は、接合部４０より外部空間６側に配置されており、外部空間６からのガスは、接合部４０にほぼ到達することなく、ガス吸引口５１に吸引される。【００９５】
このように、本実施形態においても、ガスシール機構２０Ｆは、接合部４０側から外部空間６側に向かうガスの流れを生成するとともに、外部空間６から接合部４０に向かうガスを、接合部４０にもたらされる前に、ガス吸引口５１で吸引することができる。これにより、外部空間６の気体が接合部４０にもたらされることが抑制される。【００９６】
なお、本実施形態においては、第２の溝２９はＸＹ平面内において略円弧状に形成されているが、短い直線状でもよい。【００９７】
＜第８実施形態＞
次に、第８実施形態について説明する。図１３は、第８実施形態に係る光学装置１の一部を拡大した側面図である。上述の第１〜第７実施形態においては、対向面３１及び対向面３２は、保持部材３Ａのうち＋Ｚ側を向く上面３０に形成されているが、図１３に示すように、対向面３１と対向面３２とが互いに異なる方向を向く面に形成されてもよい。本実施形態においては、保持部材３Ａの対向面３１は、終端光学素子２Ａの側面９Ｔと対向するように形成され、対向面３２は、終端光学素子２Ａのフランジ面９Ｆの一部と対向するように形成されている。すなわち、本実施形態においては、終端光学素子２Ａの表面のうち第１面１１は側面９Ｔに設定され、その第１面１１に対して外部空間６側の第２面１２はフランジ面９Ｆに設定されている。そして、ガスシール機構２０Ｇのガス供給口２１が対向面３２に形成されており、ガスシール機構２０Ｇは、ガス供給口２１からガスを供給することによって、第２面１２と対向面３２との間に所定のガスの流れを生成する。本実施形態においても、ガスシール機構２０Ｇによって生成されるガスの流れによって、接合部４０の劣化を抑制することができる。【００９８】
＜第９実施形態＞
次に、第９実施形態について説明する。図１４は、第９実施形態に係る光学装置１の一部を拡大した側面図である。本実施形態においては、保持部材３Ａの対向面３１は、終端光学素子２Ａの側面９Ｔと対向するように形成され、対向面３２も、終端光学素子２Ａの側面９Ｔと対向するように形成されている。すなわち、本実施形態においては、終端光学素子２Ａの表面のうち第１面１１は側面９Ｔに設定され、その第１面１１に対して外部空間６側の第２面１２も側面９Ｔに設定されている。そして、ガスシール機構２０Ｈのガス供給口２１が対向面３２に形成されており、ガスシール機構２０Ｈは、ガス供給口２１からガスを供給することによって、第２面１２と対向面３２との間に所定のガスの流れを生成する。本実施形態においても、ガスシール機構２０Ｈによって生成されるガスの流れによって、接合部４０の劣化を抑制することができる。【００９９】
＜第１０実施形態＞
次に、第１０実施形態について説明する。図１５は、第１０実施形態に係る光学装置１の一部を拡大した側面図である。本実施形態においては、終端光学素子２Ａのエッジには、＋Ｚ側を向き、ＸＹ平面とほぼ平行な上面９Ｕが形成されている。保持部材３Ａの対向面３１は、終端光学素子２Ａの上面９Ｕと対向するように形成され、対向面３２は、終端光学素子２Ａの側面９Ｔと対向するように形成されている。すなわち、本実施形態においては、終端光学素子２Ａの表面のうち第１面１１は上面９Ｕに設定され、その第１面１１に対して外部空間６側の第２面１２は側面９Ｔに設定されている。そして、ガスシール機構２０Ｉのガス供給口２１が対向面３２に形成されており、ガスシール機構２０Ｉは、ガス供給口２１からガスを供給することによって、第２面１２と対向面３２との間に所定のガスの流れを生成する。本実施形態においても、ガスシール機構２０Ｉによって生成されるガスの流れによって、接合部４０の劣化を抑制することができる。【０１００】
＜第１１実施形態＞
次に、第１１実施形態について説明する。上述の第１〜第１０実施形態においては、ガスシール機構の対向面３２は、対向面３１を有する保持部材３Ａに形成されているが、本実施形態の特徴的な部分は、対向面３２が、対向面３１を有する保持部材３Ａとは別の部材に形成されている点にある。【０１０１】
図１６は、第１１実施形態に係る光学装置１の一部を示す側断面図である。図１６に示すように、本実施形態においては、ガスシール機構２０Ｊの対向面３２は、保持部材３Ａとは別の部材３２Ｂに形成されている。また、対向面３２にはガス供給口２１が形成されている。部材３２Ｂの内部には、ガス供給口２１に接続する供給流路２３が形成されている。本実施形態においても、ガスシール機構２０Ｊによって生成されるガスの流れによって、接合部４０の劣化を抑制することができる。【０１０２】
なお、第１１実施形態の構成を、上述の第１〜第１０実施形態に適用することも可能である。【０１０３】
＜第１２実施形態＞
次に、第１２実施形態について説明する。上述の第１〜第１１実施形態においては、接合部は、第１面１１と対向面３１とを接着剤で接着しているが、図１７に示すように、接合部４０’は、第１面１１と対向面３１とをダイレクトボンディングで接着することができる。【０１０４】
ダイレクトボンディングは、オプティカルコンタクトを含み、十分に清掃された二つの面どうしを接着剤無しで密着させることによって接合する。本実施形態においては、保持部材３Ａは、終端光学素子２Ａと同様のガラス（石英など）で形成され、その終端光学素子２Ａの第１面１１と保持部材３Ａの対向面３１とを接着剤無しで密着させることによって、対向面３１と第１面１１とが接合される。【０１０５】
本実施形態においては、ガスシール機構２０Ｌは、ダイレクトボンディングで接合された対向面３１（第１面１１）に対して外部空間６側の第２面１２と対向面３２との間に、ガスの流れを生成する。ダイレクトボンディングの接合部４０’においても、湿気を帯びた気体がもたらされたり、純度が低い気体がもたらされた場合、接合部４０’が劣化したり、接合強度が低下する可能性がある。ガスシール機構２０Ｌは、外部空間６の気体が接合部４０’へもたらされることを抑制するためにガスの流れを生成することによって、接合部４０’の劣化を抑制することができる。【０１０６】
なお、上述の第１〜第１２実施形態においては、接着剤を含む接合部４０は、島状に設けられているが、終端光学素子２Ａを囲むように、環状に設けられていてもよい。【０１０７】
なお、上述の第１〜第１２実施形態において、ガス供給口２１、あるいはそのガス供給口２１が形成される溝が環状に形成されていてもよい。同様に、ガス吸引口５１、あるいはそのガス吸引口５１が形成される溝が環状に形成されてもよい。すなわち、溝は、保持部材３Ａの対向面３２の全周にわたって形成されてもよい。【０１０８】
なお、上述の第１〜第１２実施形態において、終端光学素子２Ａは、平行平板であってもよい。【０１０９】
なお、上述の図１３、図１４を参照して説明した実施形態においては、終端光学素子２Ａの光学面に接合部４０を設けてもよい。【０１１０】
なお、上述の第２、第６、第７実施形態において、ギャップ２７にグリースを充填してもよい。【０１１１】
なお、上述の第９、第１１実施形態において、エアベアリング方式（ガス供給口２１に隣接して、ガス回収口を設けた構成）であってもよい。【０１１２】
なお、上述の図１５を参照して説明した実施形態において、上面９Ｕを形成せずに、光路を遮らないように、保持部材３Ａを終端光学素子２Ａの光学面の一部に対向させてもよい。【０１１３】
なお、上述の各実施形態の構成を、任意に組み合わせることはもちろん可能である。【０１１４】
＜第１３実施形態＞
次に、第１３実施形態について説明する。本実施形態においては、上述の第１〜第１２実施形態で説明した光学装置１が、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬである場合を例にして説明する。【０１１５】
図１８は、第１３実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１８において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ７１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ７２と、マスクＭのパターンを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７３とを備えている。【０１１６】
なお、ここでいう基板Ｐは、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）を塗布したもの、あるいは感光材に加えて保護膜（トップコート膜）などの各種の膜を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。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。【０１１７】
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、露光光ＥＬの光路空間を液体ＬＱで満たすように所定の液浸空間ＬＳを形成可能なノズル部材８０を備えている。液浸空間ＬＳは、液体ＬＱで満たされた空間であり、露光光ＥＬの光路空間は、露光光ＥＬが進行する光路を含む空間である。本実施形態においては、液浸空間ＬＳを形成するための液体ＬＱとして、デカリン（Ｃ１０Ｈ１８）を用いる。なお、液体ＬＱとしては、水（純水）、フッ素系液体等を用いることもできる。【０１１８】
ノズル部材８０は、液浸空間ＬＳを形成するための液体ＬＱを供給可能な液体供給口８１（図１８には不図示）と、液体ＬＱを回収可能な液体回収口８２（図１８には不図示）とを有しており、液体供給口８１を用いた液体供給動作と液体回収口８２を用いた液体回収動作の少なくとも一部とを並行して行うことによって、露光光ＥＬの光路空間を液体ＬＱで満たすように、所定の液浸空間ＬＳを形成可能である。【０１１９】
本実施形態においては、ノズル部材８０は、基板Ｐの表面と対向するように配置され、基板Ｐの表面との間で液体ＬＱを保持可能であり、その基板Ｐの表面との間に液浸空間ＬＳを形成可能である。【０１２０】
また、ノズル部材８０の近傍に、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子２Ａが配置される。終端光学素子２Ａは、基板Ｐの表面と対向するように配置され、基板Ｐの表面との間で液体ＬＱを保持可能であり、その基板Ｐの表面との間に液浸空間ＬＳを形成可能である。【０１２１】
本実施形態においては、露光装置ＥＸは、ノズル部材８０を用いて、基板Ｐの表面と、その基板Ｐの表面と対向するノズル部材８０及び終端光学素子２Ａとの間に液浸空間ＬＳを形成する。これにより、投影光学系ＰＬの終端光学素子２Ａと基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路空間が液体ＬＱで満たされる。【０１２２】
また、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの投影領域を含む基板Ｐ上の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように、液浸空間ＬＳが形成される。すなわち、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの投影領域を含む基板Ｐ上の一部に液浸領域が形成される局所液浸方式が採用されている。【０１２３】
照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系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）、あるいはＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、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。【０１２４】
マスクステージ７１は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置７１Ｄの駆動により、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ７１（ひいてはマスクＭ）の位置情報はレーザ干渉計７１Ｌによって計測される。レーザ干渉計７１Ｌは、マスクステージ７１上に設けられた計測ミラー７１Ｒを用いてマスクステージ７１の位置情報を計測する。制御装置７３は、レーザ干渉計７１Ｌの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置７１Ｄを駆動し、マスクステージ７１に保持されているマスクＭの位置制御を行う。【０１２５】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影可能であり、上述の第１〜第１３実施形態で説明した光学装置１を含む。本実施形態においては、投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの像を液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して基板Ｐ上に投影する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは縮小系、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、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。【０１２６】
基板ステージ７２は、基板Ｐを保持する基板ホルダ７２Ｈを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置７２Ｄの駆動により、基板ホルダ７２Ｈに基板Ｐを保持した状態で、ベース部材ＢＰ上において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージ７２の基板ホルダ７２Ｈは、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。【０１２７】
基板ステージ７２（ひいては基板Ｐ）の位置情報はレーザ干渉計７２Ｌによって計測される。レーザ干渉計７２Ｌは、基板ステージ７２に設けられた計測ミラー７２Ｒを用いて基板ステージ７２のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、露光装置ＥＸは、基板ステージ７２に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）を検出可能な不図示のフォーカス・レベリング検出系を備えている。制御装置７３は、レーザ干渉計７２Ｌの計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置７２Ｄを駆動し、基板ステージ７２に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。【０１２８】
また、本実施形態においては、基板ステージ７２上には凹部７２Ｃが設けられており、基板ホルダ７２Ｈはその凹部７２Ｃに配置されている。凹部７２Ｃ以外の基板ステージ２の上面７２Ｆはほぼ平坦であり、その基板ステージ２の上面７２Ｆと、基板ホルダ７２Ｈに保持された基板Ｐの表面とはほぼ同じ高さ（面一）である。ノズル部材８０は、基板ステージ７２の上面７２Ｆとの間においても液浸空間ＬＳを形成可能である。【０１２９】
図１９は、ノズル部材８０の近傍を示す側断面図である。図１９に示すように、ノズル部材８０は、液浸空間ＬＳを形成するための液体ＬＱを供給する液体供給口８１と、液体ＬＱを回収する液体回収口８２とを有している。ノズル部材８０は、終端光学素子２Ａの近傍において、基板Ｐの表面（及び／又は基板ステージ２の上面２Ｆ）と対向するように配置される。本実施形態においては、ノズル部材８０は、環状の部材であって、基板Ｐ（基板ステージ２）の上方において、露光光ＥＬの光路空間Ｋを囲むように配置される。【０１３０】
ノズル部材８０は、基板Ｐの表面と対向可能な下面９０Ａを有する底板８３を有している。底板８３の中央には露光光ＥＬが通過可能な開口８４が形成されている。液体供給口８１は、底板８３の上面と終端光学素子２Ａの射出面８との間に液体ＬＱを供給する。液体供給口８１は、ノズル部材８０の内部に形成された液体供給流路８５及び液体供給管８５Ｐを介して液体供給装置８６に接続されている。液体供給装置８６は、温度が調整された清浄な液体ＬＱを送出可能である。液体供給装置８６は、液体供給管８５Ｐ、液体供給流路８５、及び液体供給口８１を介して、液浸空間ＬＳを形成するための液体ＬＱを供給可能である。液体供給装置８６の動作は、制御装置７３に制御される。【０１３１】
液体回収口８２は、底板８３の下面９０Ａを囲むように設けられており、その液体回収口８２には多孔部材８７が配置されている。本実施形態においては、多孔部材８７の下面９０Ｂと底板８３の下面９０Ａとはほぼ面一である。液体回収口８２は、ノズル部材８０の内部に形成された液体回収流路８８及び液体回収管８８Ｐを介して液体回収装置８９に接続されている。液体回収装置８９は、真空系等を含み、液体ＬＱを回収可能である。液体回収装置８９は、液体回収口８２、液体回収流路８８、及び液体回収管８８Ｐを介して、液浸空間ＬＳの液体ＬＱを回収可能である。液体回収装置８９の動作は、制御装置７３に制御される。【０１３２】
ノズル部材８０の底板８３の下面９０Ａ及び多孔部材８７の下面９０Ｂの少なくとも一部は、基板Ｐの表面との間で液体ＬＱを保持可能であり、基板Ｐの表面との間に液体ＬＱの液浸空間ＬＳを形成可能である。液浸空間ＬＳを形成し続けるために、制御装置７３は、液体供給装置８６及び液体回収装置８９のそれぞれを駆動し、液体供給口８１を用いた液体供給動作、及び液体回収口８２を用いた液体回収動作のそれぞれを実行する。【０１３３】
液体供給装置８６から送出された液体ＬＱは、ノズル部材８０の液体供給流路８５を流れた後、液体供給口８１より、終端光学素子２Ａの射出面８と底板８３の上面との間に供給される。終端光学素子２Ａの射出面８と底板８３の上面との間に供給された液体ＬＱは、底板８３のほぼ中央に形成された開口８４を介して、ノズル部材８０の下面９０Ａ、９０Ｂと基板Ｐ（基板ステージ２）との間の空間に流入し、露光光ＥＬの光路空間Ｋを満たすように、液浸空間ＬＳを形成する。【０１３４】
ノズル部材８０の下面９０Ａ、９０Ｂと基板Ｐの表面との間の空間の液体ＬＱは、ノズル部材８０の液体回収口８２を介して液体回収流路８８に流入し、その液体回収流路８８を流れた後、液体回収装置８９に回収される。【０１３５】
制御装置７３は、露光光ＥＬの光路空間Ｋに対して、単位時間当たり所定量の液体ＬＱを液体供給口８１より供給するとともに単位時間当たり所定量の液体ＬＱを液体回収口８２より回収することで、終端光学素子２Ａと基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たすように、液浸空間ＬＳを形成する。【０１３６】
露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影している間、ノズル部材８０を用いて液浸空間ＬＳを形成する。露光装置ＥＸは、照明系ＩＬより射出され、マスクＭを通過した露光光ＥＬを、投影光学系ＰＬと液浸空間ＬＳの液体ＬＱとを介して基板Ｐ上に照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐ上に投影され、基板Ｐが露光される。【０１３７】
本実施形態においては、少なくとも液浸空間ＬＳが形成されている間、制御装置７３は、ガスシール機構２０（２０Ａ〜２０Ｌ）を用いて所定のガスの流れを生成し、外部空間６の気体が終端光学素子２Ａと保持部材３Ａとの接合部４０へもたらされることを抑制する。【０１３８】
なお、本実施形態においては、終端光学素子２Ａが鏡筒５に保持される構成について説明したが、終端光学素子２Ａをノズル部材８０で保持してもよい。すなわち、本実施形態における保持部材３Ａの構成をノズル部材８０に設けてもよい。【０１３９】
これにより、接合部４０の劣化が抑制され、保持部材３Ａは、終端光学素子２Ａを良好に保持し続けることができる。したがって、露光装置ＥＸは、所望の光学特性が維持された投影光学系ＰＬを用いて、基板Ｐを良好に露光することができる。【０１４０】
なお、上述の実施形態においては、投影光学系（光学装置）の終端光学素子の射出面側の光路空間が液体で満たされるが、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、終端光学素子の物体面側の光路空間も液体で満たすようにしてもよい。その場合、投影光学系のうち、終端光学素子に次いで投影光学系の像面に近い光学素子が、液浸空間を含む第１の空間と、第１の空間とは異なる第２の空間との境界に配置される。【０１４１】
なお、上述の実施形態の基板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）、またはフィルム部材等が適用される。また、基板はその形状が円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。【０１４２】
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。【０１４３】
また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。【０１４４】
投影光学系ＰＬの光学素子（最終光学素子２Ａなど）は、フッ化化合物の単結晶材料に限定されない。光学素子は、石英及び蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で形成してもよい。屈折率が１．６以上の材料としては、例えば、国際公開第２００５／０５９６１７号パンフレットに開示されるサファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第２００５／０５９６１８号パンフレットに開示される塩化カリウム（屈折率は約１．７５）等を用いることができる。さらに、光学素子の表面の一部（少なくとも液体との接触面を含む）又は全部に、親液性及び／又は溶解防止機能を有する薄膜を形成してもよい。なお、石英は液体との親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することができる。純水よりも屈折率が高い（例えば１．５以上の）液体ＬＱとしては、例えば、屈折率が約１．５０のイソプロパノール、屈折率が約１．６１のグリセロール（グリセリン）といったＣ−Ｈ結合あるいはＯ−Ｈ結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）、あるいは屈折率が約１．６０のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。また、液体ＬＱは、これら液体のうち任意の２種類以上の液体を混合したものでもよいし、純水にこれら液体の少なくとも１つを添加（混合）したものでもよい。さらに、液体は、純水にＨ＋、Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｃｌ−、ＳＯ４２−、ＰＯ４２−等の塩基又は酸を添加（混合）したものでもよいし、純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものでもよい。なお、液体ＬＱとしては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系、及び／又は基板の表面に塗布されている感光材（又はトップコート膜あるいは反射防止膜など）に対して安定なものであることが好ましい。基板には、液体から感光材や基材を保護するトップコート膜などを設けることができる。【０１４５】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６,３４１,００７号、第６,４００,４４１号、第６,５４９,２６９号及び第６,５９０,６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５,９６９,４４１号）などに開示されているような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。【０１４６】
更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６，８９７，９６３号）に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材、及び各種の光電センサ等、露光に関する計測を実行可能な計測器を搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。【０１４７】
また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。【０１４８】
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）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、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。【０１４９】
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器：Spatial Light Modulator (ＳＬＭ)とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いてもよい。なお、ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば米国特許第６,７７８,２５７号公報に開示されている。【０１５０】
また、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。【０１５１】
また、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。【０１５２】
なお、法令で許容される限りにおいて、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許などの開示を援用して本文の記載の一部とする。【０１５３】
以上のように、上記実施形態の露光装置ＥＸは、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。【０１５４】
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、前述した実施形態に従って、マスクのパターンを基板に露光し、露光した基板を現像する基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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