(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された液浸領域の液体を介して前記基板上に露光光を照射して前記基板を露光するときの露光条件を決定する方法であって、
所定の物体の表面に形成される液浸領域の状態を、前記物体の移動条件及び前記液浸領域を形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、検出するステップと、
前記検出結果に基づいて露光条件を決定するステップとを有し、
前記液浸領域の状態は、前記液浸領域の大きさ、前記液浸領域のエッジの位置、及び前記液浸領域内部における気体部分の有無のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする露光条件の決定方法。
【請求項２】
前記物体は、前記基板である又は前記基板とほぼ同等の表面条件を有する請求項１記載の決定方法。
【請求項３】
基板上に形成された液浸領域の液体と光学部材とを介して前記基板上に露光光を照射して前記基板を露光するときの露光条件を決定する方法であって、
所定の物体の表面に形成される液浸領域の状態を、前記物体の移動条件及び前記液浸領域を形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、検出するステップと、
前記検出結果に基づいて露光条件を決定するステップとを有し、
前記液浸領域は、前記物体と該物体の表面に対向し前記露光光が通過する光学部材との間の所定空間を液体で満たすことによって前記物体上に液浸領域が形成され、
前記液浸領域の状態は、前記所定空間に満たされた液体の漏れを含むことを特徴とする露光条件の決定方法。
【請求項４】
前記液浸領域の端部を検出して前記液体の漏出の有無を判断する請求項３記載の決定方法。
【請求項５】
前記液浸領域の位置、大きさ及び形状の少なくとも１つに関連する情報を検出して前記液体の漏出の有無を判断する請求項３又は４記載の決定方法。
【請求項６】
前記所定空間に対する前記液浸領域のエッジの位置を検出することによって前記液体の漏出の有無を判断する請求項３〜５のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項７】
前記液浸領域を介して検出光を受光することによって前記液浸領域の状態を検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項８】
前記液浸領域のエッジ近傍に検出光を照射し、該検出光に対して所定の位置に設けられた受光部の受光結果に基づいて前記液浸領域の状態を検出する請求項１〜７のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項９】
前記検出光を前記物体の表面に照射する請求項７又は８記載の決定方法。
【請求項１０】
前記検出光を前記物体の表面とほぼ平行に照射する請求項７又は８記載の決定方法。
【請求項１１】
前記液浸領域を撮像し、該撮像結果に基づいて前記液浸領域の状態を検出する請求項１〜１０のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項１２】
前記液浸領域の状態は、少なくとも前記液浸領域に対して前記物体側から検出される請求項１〜１１のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項１３】
前記物体はその表面の少なくとも一部に光透過部を有し、前記液浸領域の状態は、前記光透過部を介して検出される請求項１〜１２のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項１４】
前記液浸領域の状態は、少なくとも前記物体の移動中に検出されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項１５】
前記物体の移動条件は、該物体の移動速度、移動距離、及び移動方向の少なくとも１つを含む請求項１〜１４のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項１６】
前記液浸条件は、単位時間当たりの液体供給量及び液体回収量の少なくとも一方を含む請求項１〜１５のいずれか一項記載の決定方法。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１６のいずれか一項記載の決定方法で決定された露光条件に基づいて前記基板を露光する露光方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
【請求項１９】
光学部材と液体とを介して基板を露光する露光装置において、
前記光学部材と前記基板との間の所定空間を液体で満たして液浸領域を形成する液浸機構と、
前記光学部材との間に前記液浸領域が形成される物体の移動条件、及び前記液浸領域を形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、前記液浸領域の大きさ、前記液浸領域のエッジの位置、及び前記液浸領域内部における気体部分の有無のうちの少なくとも一つを含む前記液浸領域の状態を検出する検出装置と、を備える露光装置。
【請求項２０】
前記検出結果を格納するメモリをさらに備えることを特徴とする請求項１９記載の露光装置。
【請求項２１】
前記検出結果に基づいて、前記液体を介して前記基板を露光するときの露光条件を決定する制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１９又は２０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記物体は、前記基板である又は前記基板とほぼ同等の表面条件を有することを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２３】
前記検出装置は、前記所定空間に満たされる液体の漏れに関連する情報を検出することを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２４】
前記検出装置は、前記液浸領域を介して検出光を受光することを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２５】
前記検出装置は、前記液浸領域を撮像することを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２６】
前記検出装置は、少なくとも前記液浸領域に対して前記物体側からその状態を検出することを特徴とする請求項１９〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２７】
前記検出装置は、少なくとも前記物体の移動中に前記液浸領域の状態を検出することを特徴とする請求項１９〜２６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２８】
前記物体の移動条件は、前記物体の移動速度、移動距離、及び移動方法の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１９〜２７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２９】
前記液浸条件は、単位時間当たりの液体供給量及液体回収量の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１９〜２８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３０】
請求項１９〜請求項２９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、液体を介して基板を露光するときの露光条件の決定方法、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００５年３月３０日に出願された特願２００５−０９８０４７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、液晶表示デバイス等のマイクロデバイス（電子デバイスなど）の製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保持して移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な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基板に露光するものである。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ている。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、下記特許文献１に開示されているような、基板上に形成された液浸領域の液体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。
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４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】
液浸露光装置においては、液浸領域を所望状態に形成することが重要である。液浸領域が所望状態に形成されず、例えば基板上に形成された液浸領域の液体が基板上から漏出すると、周辺機器等に影響を与えたり、あるいは露光装置の置かれている環境（湿度、クリーン度等）が変動し、基板上でのパターン重ね合わせ精度等を含む露光精度が劣化したり、あるいは干渉計等を使った各種計測精度が劣化する等の様々な不都合が生じる可能性がある。したがって、そのような不都合を未然に防止するために、液浸領域を所望状態に形成できるような最適な露光条件を予め決定し、その決定された露光条件に基づいて基板を露光することが望ましい。そのため、基板上に形成された液浸領域の液体を介して基板を露光するときの最適な露光条件を決定することができる方法の案出が望まれる。【０００４】
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、液浸領域の液体を介して基板を露光するときの露光条件を決定する方法を提供することを目的とする。また、その決定された露光条件に基づいて基板を露光する露光方法及び露光装置、並びに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】
上記の課題を解決するため、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、基板（Ｐ）上に形成された液浸領域（ＬＲ）の液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光するときの露光条件を決定する方法であって、所定の物体（Ｐ、６４等）の表面に形成される液浸領域（ＬＲ）の状態を、物体（Ｐ、６４等）の移動条件及び液浸領域（ＬＲ）を形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、検出するステップと、検出結果に基づいて露光条件を決定するステップと、を有する露光条件の決定方法が提供される。本発明の第１の態様によれば、液浸領域の液体を介して基板を露光するときの最適な露光条件を決定することができる。【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、上記態様の決定方法で決定された露光条件に基づいて基板（Ｐ）を露光する露光方法が提供される。本発明の第２の態様によれば、最適な露光条件に基づいて基板を良好に露光することができる。【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が提供される。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方法を用いてデバイスを製造することができる。【０００９】
本発明の第４の態様に従えば、光学部材（ＰＬ、ＬＳ１）と液体（ＬＱ）とを介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、光学部材（ＰＬ、ＬＳ１）と基板（Ｐ）との間の所定空間（Ｋ１）を液体（ＬＱ）で満たして液浸領域（ＬＲ）を形成する液浸機構（１）と、光学部材（ＰＬ、ＬＳ１）との間に液浸領域（ＬＲ）が形成される物体（Ｐ、６４等）の移動条件、及び液浸領域（ＬＲ）を形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、液浸領域（ＬＲ）の状態を検出する検出装置（３０）と、を備える露光装置（ＥＸ）が提供される。本発明の第４の態様によれば、移動条件と液浸条件との少なくとも一方を変えて検出される液浸領域の状態から、例えば液体を介して基板を露光するときの最適な露光条件を求めることが可能となる。【００１０】
本発明の第５の態様に従えば、上記態様の露光装置を用いるデバイス製造方法が提供される。本発明の第５の態様によれば、最適な露光条件を求めることが可能な露光装置を用いてデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】露光条件の決定方法の第１実施形態を説明するための図である。
【図３】図２の基板を上方から見た平面図である。
【図４】基板の移動条件を説明するための図である。
【図５】露光条件の決定方法の第２実施形態を説明するための図である。
【図６】露光条件の決定方法の第３実施形態を説明するための図である。
【図７】露光条件の決定方法の第４実施形態を説明するための図である。
【図８】図７の要部拡大断面図である。
【図９】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】
【００１２】
１…液浸機構、１１…液体供給装置、１２…供給口、２１…液体回収装置、２２…回収口、３０…観察装置、３１…投光部、３２…受光部、４０…観察装置、４１Ａ〜４１Ｈ…投光部、４２Ａ〜４２Ｈ…受光部、５０…観察装置（撮像素子）、６０…観察装置、６３…撮像素子、６４…透明部材、ＥＬ…露光光、Ｋ１…光路空間、ＫＳＴ…計測ステージ、Ｌａ…検出光、ＬＧ…エッジ、ＬＱ…液体、ＬＲ…液浸領域、ＬＳ１…最終光学素子（光学部材）、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＴ…基板ステージ、ＰＳＴＤ…基板ステージ駆動装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。【００１４】
＜露光装置＞
まず、露光装置の一実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、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、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有し、基板Ｐを保持した基板ホルダＰＨを移動可能な基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに保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のパターンの像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。【００１５】
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、投影光学系ＰＬの像面近傍における露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすための液浸機構１を備えている。液浸機構１は、光路空間Ｋ１の近傍に設けられ、液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２を有するノズル部材７０と、供給管１３、及びノズル部材７０に設けられた供給口１２を介して液体ＬＱを供給する液体供給装置１１と、ノズル部材７０に設けられた回収口２２、及び回収管２３を介して液体ＬＱを回収する液体回収装置２１とを備えている。ノズル部材７０は、投影光学液ＰＬと対向して配置される基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、少なくとも投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１を囲むように環状に形成されている。【００１６】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。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に転写している間、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１と、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、投影光学系ＰＬと光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱとを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐに照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐに投影露光する。制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１の液体供給装置１１を使って液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収装置２１を使って液体ＬＱを所定量回収することで、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。【００１７】
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとをそれぞれ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）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、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、水平面内においてＹ軸方向と直交する方向（本例では投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向）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。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ等の基材上に感光材（レジスト）、保護膜などの膜を塗布したものを含む。「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。【００１８】
照明光学系ＩＬは、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上の照明領域を設定する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）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。【００１９】
本実施形態においては、液体ＬＱとして純水が用いられている。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。【００２０】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能である。マスクステージＭＳＴは、マスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により保持する。マスクステージＭＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤの駆動により、マスクＭを保持した状態で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微少回転可能である。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡９１が設けられている。また、移動鏡９１に対向する位置にはレーザ干渉計９２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９２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計９２の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９２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動し、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭの位置制御を行う。【００２１】
なお、レーザ干渉計９２はその一部（例えば、光学系）のみ、移動鏡９１に対向して設けるようにしてもよい。また、移動鏡９１は平面鏡のみでなくコーナーキューブ（レトロリフレクタ）を含むものとしてもよいし、移動鏡９１を固設する代わりに、例えばマスクステージＭＳＴの端面（側面）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。さらにマスクステージＭＳＴは、例えば特開平８−１３０１７９号公報（対応米国特許第６，７２１，０３４号）に開示される粗微動可能な構成としてもよい。【００２２】
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βで基板Ｐに投影するものであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系であり、前述の照明領域と共役な投影領域ＡＲにマスクＭのパターンの縮小像を形成する。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、本実施形態においては、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１は鏡筒ＰＫより露出している。【００２３】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有し、投影光学系ＰＬの像面側において、ベース部材ＢＰ上で移動可能である。基板ホルダＰＨは、例えば真空吸着等により基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴ上には凹部９６が設けられており、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨは凹部９６に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部９６以外の上面９７は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。これは、基板Ｐの露光動作時、前述の液浸領域ＬＲの一部が基板Ｐの表面からはみ出して上面９７に形成されるためである。なお、基板ステージＰＳＴの上面９７の一部、例えば基板Ｐを囲む所定領域（液浸領域ＬＲがはみ出す範囲を含む）のみ、基板Ｐの表面とほぼ同じ高さとしてもよい。また、投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続けることができる（即ち、液浸領域ＬＲを良好に保持できる）ならば、基板ステージＰＳＴの上面９７と基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とに段差があってもよい。さらに、基板ホルダＰＨを基板ステージＰＳＴの一部と一体に形成してもよいが、本実施形態では基板ホルダＰＨと基板ステージＰＳＴとを別々に構成し、例えば真空吸着などによって基板ホルダＰＨを凹部９６内に固定している。【００２４】
基板ステージＰＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤの駆動により、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持した状態で、ベース部材ＢＰ上でＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に基板ステージＰＳＴは、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能である。したがって、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの上面は、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。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを制御することにより、基板ステージＰＳＴの移動速度、移動距離、及び移動方向を調整可能である。【００２５】
基板ステージＰＳＴの側面には移動鏡９３が設けられている。また、移動鏡９３に対向する位置にはレーザ干渉計９４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９４によりリアルタイムで計測される。また、図１には示されていないが、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系を備えている。フォーカス・レベリング検出系は、基板Ｐの上面の面位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、及びθＸ及びθＹ方向の傾斜情報）を検出する。レーザ干渉計９４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。フォーカス・レベリング検出系の検出結果も制御装置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、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角（θＸ、θＹ）を制御して基板Ｐの表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計９４の計測結果に基づいて、基板ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向における位置制御を行う。【００２６】
なお、レーザ干渉計９４はその一部（例えば、光学系）のみを移動鏡９３に対向して設けてもよいし、基板ステージＰＳＴのＺ軸方向の位置、及びθＸ、θＹ方向の回転情報をも計測可能としてよい。基板ステージＰＳＴのＺ軸方向の位置を計測可能なレーザ干渉計を備えた露光装置の詳細は、例えば特表２００１−５１０５７７号公報（対応国際公開第１９９９／２８７９０号パンフレット）に開示されている。さらに、移動鏡９３を基板ステージＰＳＴに固設する代わりに、例えば基板ステージＰＳＴの一部（側面など）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。【００２７】
また、フォーカス・レベリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板ＰのＺ軸方向の位置情報を計測することで、基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報（回転角）を検出するものであるが、この複数の計測点はその少なくとも一部が液浸領域ＬＲ（又は投影領域ＡＲ）内に設定されてもよいし、あるいはその全てが液浸領域ＬＲの外側に設定されてもよい。さらに、例えばレーザ干渉計９４が基板ＰのＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報を計測可能であるときは、基板Ｐの露光動作中にそのＺ軸方向の位置情報が計測可能となるようにフォーカス・レべリング検出系を設けなくてもよく、少なくとも露光動作中はレーザ干渉計９４の計測結果を用いてＺ軸、θＸ及びθＹ方向に関する基板Ｐの位置制御を行うようにしてもよい。【００２８】
次に、液浸機構１について説明する。液浸機構１の液体供給装置１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。液体供給装置１１には供給管１３の一端部が接続されており、供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体供給装置１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１１を制御することで、供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量を調整可能である。なお、液体供給装置１１のタンク、加圧ポンプ、温度調整機構、フィルタユニット等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。【００２９】
液浸機構１の液体回収装置２１は、真空ポンプ等の真空系、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。液体回収装置２１には回収管２３の一端部が接続されており、回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体回収装置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、液体回収装置２１を制御することで、回収口２２を介した単位時間当たりの液体回収量を調整可能である。なお、液体回収装置２１の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。【００３０】
液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２はノズル部材７０の下面７０Ａに形成されている。ノズル部材７０の下面７０Ａは、ＸＹ平面と実質的に平行に設定され、投影光学系ＰＬ（最終光学素子ＬＳ１）と対向して基板ステージＰＳＴが配置されるときにその上面９７及び／又は基板Ｐの表面との間に所定のギャップが形成されるようにその位置が設定されている。ノズル部材７０は、少なくとも最終光学素子ＬＳ１の側面を囲むように設けられた環状部材であって、供給口１２は、ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ）を囲むように複数設けられている。また、回収口２２は、ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、最終光学素子ＬＳ１に対して供給口１２よりも外側に設けられており、最終光学素子ＬＳ１及び供給口１２を囲むように設けられている。【００３１】
なお、ノズル部材（ノズル機構）の形態は、上述のものに限られず、例えば国際公開第２００４／０８６４６８号パンフレット（対応米国公開２００５／０２８０７９１Ａ１）、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６，９６２，２５３号）などに開示されているノズル部材（ノズル機構）を用いてもよい。具体的には、本実施形態ではノズル部材７０の下面７０Ａが投影光学系ＰＬの下端面（射出面）とほぼ同じ高さ（Ｚ位置）に設定されているが、例えばノズル部材７０の下面７０Ａを投影光学系ＰＬの下端面よりも像面側（基板側）に設定してもよい。この場合、ノズル部材７０の一部（下端部）を、露光光ＥＬを遮らないように投影光学系ＰＬ（最終光学素子ＬＳ１）の下側まで潜り込ませて設けてもよい。また、本実施形態ではノズル部材７０の下面７０Ａに供給口１２を設けているが、例えば投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１の側面と対向するノズル部材７０の内側面（傾斜面）に供給口１２を設けてもよい。【００３２】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１１を使って基板Ｐ上に液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収装置２１を使って基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収することで、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１１及び液体回収装置２１のそれぞれを駆動する。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで液体供給装置１１から液体ＬＱが送出されると、その液体供給装置１１から送出された液体ＬＱは、供給管１３を流れた後、ノズル部材７０の供給流路を介して、供給口１２より投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１に供給される。また、制御装置ＣＯＮＴのもとで液体回収装置２１が駆動されると、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱは回収口２２を介してノズル部材７０の回収流路に流入し、回収管２３を流れた後、液体回収装置２１に回収される。【００３３】
＜露光条件の決定方法の第１実施形態＞
次に、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して基板Ｐを露光するときの露光条件を決定する方法について説明する。本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴが露光条件を決定する場合を例にして説明する。露光条件を決定する際には、制御装置ＣＯＮＴは、所定の物体（例えば、基板Ｐなど）の表面に液浸領域ＬＲを形成した状態でその物体を移動しつつ液浸領域ＬＲの状態を検出（観察）し、その検出結果（観察結果）に基づいて露光条件を決定する。液浸領域ＬＲの状態を検出（観察）する際には、制御装置ＣＯＮＴは、物体を移動するときの移動条件及び液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、所定の検出装置（以下では観察装置とも呼ぶ）を用いて液浸領域ＬＲの状態を検出（観察）する。さらに制御装置ＣＯＮＴは、検出装置による液浸領域ＬＲの検出結果を、その検出時における移動条件及び／又は液浸条件と対応付けて、露光装置ＥＸ内または外部の不図示のメモリ（記憶装置）に格納する。また、制御装置ＣＯＮＴは不図示の表示装置（ディスプレイ）上にその検出結果あるいはその収納された情報を表示可能となっている。【００３４】
図２は、観察装置３０を用いて液浸領域ＬＲの状態を観察している状態を示す図である。観察装置３０は、所定の物体の表面に形成された液浸領域ＬＲの状態を観察するものであって、本実施形態においては、デバイスを製造するための基板Ｐの表面に形成された液浸領域ＬＲの状態を観察する。液浸領域ＬＲの状態を観察する際、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）に基板Ｐを保持させ、その基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面に液浸機構１を用いて液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。液浸機構１は、基板Ｐとその基板Ｐの表面に対向し、露光光ＥＬが通過する最終光学素子ＬＳ１との間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすことによって、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの表面に液浸領域ＬＲを形成した状態で、基板ステージＰＳＴを駆動することによって基板Ｐを移動しつつ、観察装置３０を用いて液浸領域ＬＲの状態を観察する。【００３５】
図２において、観察装置３０は、検出光Ｌａを射出する投光部３１と、投光部３１から射出された検出光Ｌａに対して所定の位置に設けられ、検出光Ｌａを受光可能な受光部３２とを備えている。投光部３１は、検出光Ｌａを、基板Ｐの表面に対して斜め方向から照射するようになっている。受光部３２は、投光部３１によって基板Ｐの表面に照射された検出光Ｌａの反射光を受光可能な位置に設けられている。【００３６】
図３は、液浸領域ＬＲの状態が観察されているときの基板Ｐの表面の平面図である。図３に示すように、検出光Ｌａは、基板Ｐの表面の複数の所定位置のそれぞれに照射される。本実施形態においては、投光部３１から射出された複数の検出光Ｌａは、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲのエッジ（端部）ＬＧ近傍に照射される。投光部３１は、液浸領域ＬＲを囲むように、基板Ｐの表面における液浸領域ＬＲのエッジＬＧ近傍の複数位置のそれぞれに検出光Ｌａを照射する。すなわち、投光部３１から射出された複数の検出光Ｌａの光路は、液浸領域ＬＲを囲むように設定されている。なお本実施形態においては、図３に示すように、基板Ｐの表面に照射された検出光Ｌａの平面視における形状はスリット状となっている。【００３７】
制御装置ＣＯＮＴは、投光部３１より検出光Ｌａを射出した状態で、基板Ｐの表面に液浸領域ＬＲを形成する。ここで、基板Ｐ上の液浸領域ＬＲが所望状態（所望の大きさ及び形状）であるとき、複数の検出光Ｌａのそれぞれは、基板Ｐの表面のうち液浸領域ＬＲのエッジＬＧより外側に所定距離離れた位置に照射されるようになっている。すなわち、液浸領域ＬＲが所望状態で形成されているとき、投光部３１より射出された複数の検出光Ｌａのそれぞれは、液浸領域ＬＲの液体ＬＱに照射されず、液体ＬＱを介さないで受光部３２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ＬＲの目標形状又は大きさに応じて、液浸領域ＬＲのエッジＬＧ近傍に照射される複数の検出光Ｌａの光路（基板Ｐ上での照射位置）のそれぞれが設定されている。【００３８】
したがって、最終光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間に液体ＬＱを保持できず、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱが漏れたり、液浸領域ＬＲが予め設定されている所定（所望）の大きさ以上になって光路空間Ｋ１に対する液浸領域ＬＲのエッジＬＧの位置が変動した場合、検出光Ｌａの光路上に液体ＬＱが介在してしまう。検出光Ｌａが液体ＬＱに照射される状態と照射されない状態とでは、受光部３２の受光状態が異なる。例えば、検出光Ｌａが液体ＬＱに照射されると、受光部３２で受光できなかったり、受光部３２での受光位置が大きく異なったりする。したがって、観察装置３０は、投光部３１と受光部３２とを用いて、光路空間Ｋ１に対する液浸領域ＬＲの状態を観察することができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、観察装置３０を用いて光路空間Ｋ１に対する液浸領域ＬＲのエッジＬＧの位置を観察することによって、光路空間Ｋ１から液体ＬＱが漏れたか否かを判断することができる。このように、制御装置ＣＯＮＴは、投光部３１によって液浸領域ＬＲのエッジＬＧ近傍に検出光Ｌａを照射したときの受光部３２の受光結果に基づいて、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの漏れを含む液浸領域ＬＲの状態を観察することができる。【００３９】
また、本実施形態においては、複数の検出光Ｌａは液浸領域ＬＲを囲むように照射されるため、制御装置ＣＯＮＴは、受光部３２の受光結果に基づいて、光路空間Ｋ１から漏れる液体ＬＱの方向を観察することができる。なお、本実施形態では基板Ｐ上で複数の検出光Ｌａを矩形状に分布させるものとしているが、これに限らず、例えば液浸領域ＬＲの外形とほぼ同一形状（図３では円形状）に検出光Ｌａを分布させてもよい。また、基板Ｐ上での検出光Ｌａの形状をスリット状としているが、これに限らず、例えば、円形状など他の形状でもよい。【００４０】
なお、検出光Ｌａは、必ずしも液浸領域ＬＲを囲むように照射する必要はなく、例えば走査方向（Ｙ方向）に関して液浸領域ＬＲの両側だけに照射するようにしてもよい。【００４１】
制御装置ＣＯＮＴは、露光条件を決定するために、液浸機構１を用いて基板Ｐの表面に液浸領域ＬＲを形成した状態で、基板ステージＰＳＴを駆動して基板Ｐを移動しつつ、観察装置３０を用いて液浸領域ＬＲの状態を観察する。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを移動するときの移動条件、及び液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、観察装置３０を用いて液浸領域ＬＲを観察する。ここで、基板Ｐの移動条件とは、基板Ｐの移動速度、移動距離、及び移動方向の少なくとも１つを含む。また、液浸条件とは、基板Ｐ上（光路空間Ｋ１）に対する供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量、及び回収口２２を介した単位時間当たりの液体回収量の少なくとも一方を含む。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを制御することによって基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの移動条件を変えることができ、液浸機構１を制御することによって液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件を変えることができる。【００４２】
図４は、露光条件を決定するために、基板Ｐの表面に液浸領域ＬＲを形成した状態で基板Ｐを移動したときの投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＬＲと基板Ｐとの位置関係を模式的に示した図である。制御装置ＣＯＮＴは、図４中、例えば矢印ｙ１で示すように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（投影領域ＡＲ）と基板Ｐとを相対的に移動しつつ、観察装置３０を用いて液浸領域ＬＲの状態を観察する。【００４３】
制御装置ＣＯＮＴは、露光条件を決定するために、図４の矢印ｙ１で示す移動軌跡のもとで、例えば基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）をＹ軸方向に移動するときの移動速度と、液浸領域ＬＲを形成するときの供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量とのそれぞれを変えつつ、観察装置３０を用いて液浸領域ＬＲの状態を観察する。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを制御して、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度を、例えば４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００mm/sec.のそれぞれに設定するとともに、液浸機構１を制御して、供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量を、例えば２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００ml/min.のそれぞれに設定しつつ、それぞれの移動速度条件及び液体供給量条件のもとで、液浸領域ＬＲの状態を観察する。【００４４】
ここで、図４の矢印ｙ１で示す基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動軌跡は、デバイスを製造するために基板Ｐを移動するときの移動軌跡の一例であって、基板Ｐの露光動作時には、基板Ｐ上にマトリクス状に設定された複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれが露光される。すなわち、本実施形態においては、露光条件を決定するために液浸領域ＬＲを観察するときには、制御装置ＣＯＮＴは、デバイスを製造するために基板Ｐを露光するときの移動軌跡と同じ移動軌跡で基板Ｐを移動し、そのときの移動速度及び単位時間当たりの液体供給量のそれぞれを変えつつ、液浸領域ＬＲを観察する。【００４５】
液浸領域ＬＲの状態は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度に応じて変化する可能性がある。例えば、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たして基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成した状態において、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度を高めると、液浸領域ＬＲの液体ＬＱが、移動する基板Ｐに引っ張られて光路空間Ｋ１より漏れる可能性がある。また、移動速度によっては、光路空間Ｋ１に気体部分が形成される状態（以下、適宜「液切れ状態」と称する）が生じる可能性もある。また、移動速度によっては、液体ＬＱ中に気泡が生成される可能性もある。一方で、デバイス生産性向上などの観点から、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度は高いほうが望ましい。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度を変えつつ、液浸領域ＬＲの状態を観察装置３０を用いて観察することによって、例えば液体ＬＱの漏れ、液切れ等の不都合が生じない範囲において可能な限り高い移動速度、すなわち最適な移動速度を決定することができる。【００４６】
また、液浸領域ＬＲの状態は、供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量に応じて変化する可能性がある。例えば、単位時間当たりの液体供給量を過剰に高めると、液体ＬＱが光路空間Ｋ１より漏れる可能性がある。一方、単位時間当たりの液体供給量が少ないと、液切れ状態等が生じる可能性がある。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量を変えつつ、液浸領域ＬＲの状態を観察装置３０を用いて観察することによって、液体ＬＱの漏れ、液切れ等の不都合が生じないような最適な単位時間当たりの液体供給量を決定することができる。【００４７】
なお本実施形態のように、液浸領域ＬＲのエッジＬＧ近傍に検出光Ｌａを照射する構成においては、液切れ状態が生じたか否かを判断することは困難であるが、本実施形態においてはデバイスを製造するための基板Ｐの表面に液浸領域ＬＲを形成しているため、マスクステージＭＳＴに所定のパターンを有するマスクＭを保持し、マスクＭを露光光ＥＬで照明してマスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して基板Ｐ上に投影し、その基板Ｐを現象処理した後、基板Ｐ上に形成されたパターン形状を観察することによって、液切れ状態が生じたか否かを判断することができる。【００４８】
また、観察装置３０が、液浸領域ＬＲが形成されている物体（基板Ｐ）上にも液体ＬＱを介して検出光Ｌａを照射して、液浸領域ＬＲの液切れ状態を検出するようにしてもよい。この場合、液浸領域ＬＲを囲むように照射されている検出光Ｌａと異なり、液浸領域ＬＲに液切れが生じると、液体ＬＱを介して受光部３２で検出光Ｌａを受光できなくなることを利用して、液浸領域ＬＲの状態を検知することができる。【００４９】
またここでは、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度及び単位時間当たりの液体供給量の両方を変えつつ、液浸領域ＬＲの観察を行っているが、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度及び単位時間当たりの液体供給量のいずれか一方を変えつつ、液浸領域ＬＲの観察を行い、その観察結果に基づいて、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動速度及び単位時間当たりの液体供給量のいずれか一方を決定するようにしてもよい。【００５０】
また、上述のように、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動条件には、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動距離も含まれる。そして、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動距離に応じて、液浸領域ＬＲの状態が変化する可能性がある。例えば、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たして基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成した状態において、光路空間Ｋ１に対して所定方向（Ｙ軸方向）に基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）を移動する場合、所定方向（Ｙ軸方向）に関する基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動距離が長いほうが、移動距離が短い場合に比べて、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液体ＬＱを保持しておくことが困難となり、液体ＬＱが光路空間Ｋ１より漏れる可能性が高くなる。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の所定方向（Ｙ軸方向）に関する移動距離を変えつつ、液浸領域ＬＲの状態を観察装置３０を用いて観察することによって、液体ＬＱの漏れ等の不都合が生じないような最適な移動距離条件（例えば、最大移動可能距離）を決定することができる。【００５１】
また、上述のように、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動条件には、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動方向も含まれる。そして、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動方向に応じて、液浸領域ＬＲの状態が変化する可能性がある。図４の矢印ｙ１で示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬに対して基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＸ軸（Ｙ軸）に対して傾斜方向のそれぞれの方向に移動するが、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動方向（移動軌跡）によっては、液体ＬＱが漏れたり、液切れ状態が生じたり、あるいは液体ＬＱ中に気泡が生成される可能性がある。また、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動方向（移動軌跡）に応じて、光路空間Ｋ１に対して液体ＬＱが漏れる方向が変化する可能性がある。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動方向（移動軌跡）を変えつつ、液浸領域ＬＲの状態を観察装置３０を用いて観察することによって、液体ＬＱの漏れ等の不都合が生じないような基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の最適な移動方向（移動軌跡）を決定することができる。【００５２】
また、上述のように、液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件には、回収口２２を介した単位時間当たりの液体回収量も含まれる。そして、単位時間当たりの液体回収量に応じて、液浸領域ＬＲの状態が変化する可能性がある。例えば、単位時間当たりの液体回収量を過剰に高めると、液切れ等の不都合が生じる可能性がある。一方、単位時間当たりの液体回収量が少ないと、液体ＬＱが光路空間Ｋ１より漏れる可能性がある。そこで、制御装置ＣＯＮＴは、回収口２２を介した単位時間当たりの液体回収量を変えつつ、液浸領域ＬＲの状態を観察装置３０を用いて観察することによって、最適な単位時間当たりの液体回収量を決定することができる。【００５３】
そして、観察装置３０による観察結果に基づいて、移動条件及び液浸条件を含む最適な露光条件を決定した後、制御装置ＣＯＮＴは、決定された露光条件に基づいて、デバイスを製造するための基板Ｐを露光する。制御装置ＣＯＮＴは、決定された液浸条件に基づいて基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成するとともに、決定された移動条件に基づいて基板Ｐを移動しつつ、投影光学系ＰＬと液浸領域ＬＲの液体ＬＱとを介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射することによって、基板Ｐを露光する。【００５４】
以上説明したように、基板Ｐの移動条件及び／又は液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件に応じて、液体ＬＱの漏れ及び／又は液切れ等を含む液浸領域ＬＲの状態が変化する可能性があるが、基板Ｐの移動条件及び／又は液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件を変えつつ液浸領域ＬＲの状態を観察装置３０を使って観察し、その観察結果に基づいて、基板Ｐの移動条件及び液浸条件を含む露光条件を決定するようにしたので、その決定された露光条件に基づいて基板Ｐを露光することにより、液体ＬＱの漏れ、液切れ等の不都合の発生を抑制しつつ、基板Ｐを良好に露光することができる。【００５５】
なお、本実施形態の観察装置３０を、基板Ｐの表面の面位置情報を検出する斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系として用いることができる。換言すれば、露光条件を決定するために液浸領域ＬＲを観察するときに、斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系を用いることができる。【００５６】
＜露光条件の決定方法の第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では観察装置の構成が上述の実施形態と異なるので、以下では観察装置のみ説明するとともに、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分についてはその説明を簡略若しくは省略する。【００５７】
図５は第２実施形態を示す斜視図である。図５に示すように、観察装置４０は、基板ステージＰＳＴの外側に設けられた複数の投光部４１Ａ〜４１Ｈ、及びそれら投光部４１Ａ〜４１Ｈに対応するように設けられた複数の受光部４２Ａ〜４２Ｈを備えている。これら投光部４１Ａ〜４１Ｈ、及び受光部４２Ａ〜４２Ｈは基板ステージＰＳＴとは離れた位置に設けられた所定の固定部材などに固定されている。【００５８】
観察装置４０は、投光部４１Ａ〜４１Ｈのそれぞれより、ＸＹ平面にほぼ平行、すなわち基板Ｐの表面及び基板ステージＰＳＴの上面９７とほぼ平行な検出光Ｌａを射出する。投光部４１Ａ〜４１Ｈ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ＬＲのエッジＬＧ近傍に照射される。観察装置４０は、これら投光部４１Ａ〜４１Ｈによって、互いに異なる複数の方向から、液浸領域ＬＲのエッジ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、複数設けられた投光部４１Ａ〜４１Ｈのうち、投光部４１Ａ、４１ＢはＸ軸方向にほぼ平行な方向から液浸領域ＬＲのエッジＬＧ近傍に対して検出光Ｌａを照射し、投光部４１Ｅ、４１Ｆ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、投光部４１Ｃ、４１Ｄは、Ｘ軸（Ｙ軸）方向に対して傾斜方向から液浸領域ＬＲのエッジＬＧに対して検出光Ｌａを照射し、投光部４１Ｇ、４１Ｈは、投光部４１Ｃ、４１Ｄ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、各投光部４１Ａ〜４１Ｈから射出される複数の検出光Ｌａの光路は、液浸領域ＬＲの周りを囲むように設定されている。【００５９】
また、投光部４１Ａ、４１Ｂのそれぞれから射出された２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＬＲを挟んでその液浸領域ＬＲの両側のエッジ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、投光部４１Ｃ、４１Ｄのそれぞれから射出された２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＬＲの両側のエッジＬＧ近傍のそれぞれに照射され、投光部４１Ｅ、４１Ｆのそれぞれから射出された２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＬＲの両側のエッジＬＧ近傍のそれぞれに照射され、投光部４１Ｇ、４１Ｈのそれぞれから射出された２つの検出光Ｌａは、液浸領域ＬＲの両側のエッジＬＧ近傍のそれぞれに照射されるように設けられている。【００６０】
基板Ｐ上の液浸領域ＬＲが所望状態（所望の大きさ及び形状）であるとき、検出光Ｌａの光路は、液浸領域ＬＲのエッジ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ＬＲが所望状態で形成されているとき、投光部４１Ａ〜４１Ｈのそれぞれより射出された検出光Ｌａは、液浸領域ＬＲの液体ＬＱに照射されず、液体ＬＱを介さないで受光部４２Ａ〜４２Ｈに到達するように設けられている。【００６１】
また、複数の検出光Ｌａのうち同一方向から照射される一対（２つ）の検出光Ｌａは、液浸領域ＬＲの両側のエッジ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ＬＲ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ＬＲから流出する液体ＬＱの方向を検出することもできる。【００６２】
制御装置ＣＯＮＴは、受光部４２Ａ〜４２Ｈの受光結果に基づいて、液体ＬＱの漏れを含む液浸領域ＬＲの状態を観察することができる。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）を移動するときの移動条件及び液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、観察装置４０を用いて液浸領域ＬＲを観察し、その観察結果に基づいて、最適な露光条件を決定することができる。【００６３】
なお本実施形態のように、液浸領域ＬＲのエッジＬＧ近傍に検出光Ｌａを照射する構成においては、液切れ状態が生じたか否かを判断することは困難であるが、例えば前述した複数の検出光Ｌａと異なる少なくとも１つの検出光Ｌａあるいはその複数の検出光Ｌａの一部を、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１に対して基板Ｐの表面とほぼ平行に照射することにより、その検出光Ｌａに対応して設けられた受光部の受光結果に基づいて、液切れが生じたか否かを観察することができる。また、本実施形態ではＸ軸及びＹ軸方向を含む異なる４つの方向からそれぞれ一対の検出光Ｌａを基板Ｐ上に照射するものとしたが、これに限らず、３つ以下、又は５つ以上の方向からそれぞれ検出光Ｌａを照射してもよいし、その方向がＸ軸又はＹ軸方向を含まなくてもよい。さらに、同一方向から照射する検出光Ｌａは２つに限られるものでなく、１つ又は３つ以上でもよい。【００６４】
＜露光条件の決定方法の第３実施形態＞
次に、第３実施形態について図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態では観察装置の構成が上述の各実施形態と異なるので、以下では観察装置のみ説明するとともに、上述の各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てその説明を省略する。図６において、ノズル部材７０の側面には、観察装置としての撮像素子５０が設けられている。撮像素子５０は、基板Ｐと対向するように設けられており、光路空間Ｋ１に対する液浸領域ＬＲのエッジＬＧの位置を観察することができる。撮像素子５０は、ノズル部材７０の側面の周方向に複数並んで設けられている。【００６５】
制御装置ＣＯＮＴは、撮像素子５０の撮像結果に基づいて、液体ＬＱの漏れを含む液浸領域ＬＲの状態を観察することができる。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）を移動するときの移動条件、及び液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、撮像素子５０を用いて液浸領域ＬＲを撮像し、その撮像結果に基づいて、液浸領域ＬＲの状態を観察することができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、その観察結果に基づいて、最適な露光条件を決定することができる。【００６６】
なお、撮像素子５０はノズル部材７０に固定されているが、これに限られず、例えば投影光学系ＰＬを支持する支持部材などの他の部材に固定されていてもよい。【００６７】
また、第１〜第３実施形態においては、露光条件を決定するときに、デバイスを製造するための基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成している。液浸領域ＬＲが形成される物体の表面条件に応じて、液浸領域ＬＲの状態が変化する可能性がある。ここで、物体の表面条件とは、物体の表面の液体ＬＱに対する接触角条件を含む。露光条件を決定するときに液浸領域ＬＲが形成される物体の表面条件と、デバイスを製造するための露光を行うときに液浸領域ＬＲが形成される基板Ｐの表面条件とが異なる場合、決定された露光条件に基づいて基板Ｐを液浸露光しても、基板Ｐの液浸露光中における液浸領域ＬＲの状態を所望状態に維持できない可能性がある。そこで、露光条件を決定するときには、デバイスを製造するための基板Ｐ（あるいは同等の表面条件を有する基板）上に液浸領域ＬＲを形成し、その液浸領域ＬＲを観察したときの観察結果に基づいて露光条件を決定することで、最適な露光条件を決定することができる。【００６８】
なお、露光条件を決定するときに液浸領域ＬＲが形成される物体の表面条件と、デバイスを製造するための露光を行うときに液浸領域ＬＲが形成される基板Ｐの表面条件とがほぼ同等であれば、その物体の表面に形成された液浸領域ＬＲの状態の観察結果に基づいて最適な露光条件を決定することができる。したがって、基板Ｐの表面条件とほぼ同等の表面条件を有する物体の表面に形成された液浸領域ＬＲの状態を観察したときの観察結果に基づいて、最適な露光条件を決定することができる。そのような物体としては、例えば基板Ｐの表面条件とほぼ等しい表面条件に設定され、基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）に保持可能なダミー基板が挙げられる。あるいは、基板ステージＰＳＴの上面９７の一部を基板Ｐの表面とほぼ同等の表面条件に設定し、その上面９７上に形成された液浸領域ＬＲを観察するようにしてもよい。【００６９】
また、上記第１〜第３実施形態では液浸領域ＬＲの状態を検出するとき、図４中に矢印ｙ１で示される移動軌跡となるように、表面に液浸領域ＬＲが形成される物体（基板Ｐなど）を移動している途中で、その基板Ｐの移動条件、及び液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変更してもよいが、その移動軌跡で基板Ｐを移動した後に移動条件と液浸条件との少なくとも一方を変更し、この変更後の条件のもとで再度その移動軌跡で基板Ｐを移動することとしてもよい。これは、基板Ｐ上の位置（ショット領域）に応じて最適な露光条件が異なり得るためである。この場合、その移動軌跡の全域にわたって液浸領域ＬＲの状態を検出してもよいが、例えば最適な露光条件が異なると予想される移動軌跡の一部（ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１の一部）のみで液浸領域ＬＲの状態を検出することとしてもよい。また、液浸領域ＬＲの状態を検出するとき、必ずしもその移動軌跡で基板Ｐを移動しなくてもよく、例えば基板Ｐの中央付近のショット領域と、液浸領域ＬＲの一部が基板外にはみ出る外周付近のショット領域とがそれぞれ投影領域ＡＲ（液浸領域ＬＲ）と相対移動されるように基板Ｐを移動することとしてもよい。【００７０】
さらに、上記第１〜第３実施形態では表面に液浸領域ＬＲが形成される物体（基板Ｐ、ダミー基板など）を基板ステージＰＳＴに載置するものとしたが、基板ステージＰＳＴとは異なる可動部材（例えば、後述の計測ステージなど）にその物体を載置して液浸領域ＬＲの状態を検出することとしてもよい。また、上記第１〜第３実施形態では複数の検出光Ｌａ又は撮像素子５０を用いるものとしたが、その数は上述に限られるものではなく任意でよいし、その数を１つとしてもよい。【００７１】
＜露光条件の決定方法の第４実施形態＞
次に、第４実施形態について図７を参照しながら説明する。なお、本実施形態では基板ステージＰＳＴとは別の計測ステージＫＳＴに観察装置を設ける点が上述の各実施形態と異なるので、以下では観察装置のみ説明するとともに、上述の各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てその説明を省略する。図７に示す露光装置ＥＸは、基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴと、露光処理に関する計測を行う計測器を搭載し、基板ステージＰＳＴとは独立して移動可能な計測ステージＫＳＴとを備えている。計測ステージＫＳＴには、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサが搭載されている。そして、計測ステージＫＳＴには、液浸領域ＬＲの状態を観察可能な観察装置６０が設けられている。観察装置６０は計測ステージＫＳＴの内部に設けられている。なお、計測ステージＫＳＴの詳細は、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開第１９９９／２３６９２号）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６，８９７，９６３号）等に開示されている。【００７２】
図８は観察装置６０近傍を示す断面図である。図８において、計測ステージＫＳＴ上には開口部６４Ｋが形成されており、その開口部６４Ｋには透明部材６４が配置されている。透明部材６４は例えばガラス板によって構成されている。透明部材６４の上面６５は平坦面である。また、計測ステージＫＳＴ上のうち開口部６４Ｋ以外の上面９８も平坦面である。そして、計測ステージＫＳＴの上面９８と、開口部６４Ｋに配置された透明部材６４の上面６５とはほぼ同じ高さ（面一）になるように設けられており、計測ステージＫＳＴの上面９８は透明部材６４の上面６５を含んだ構成となっている。そして、計測ステージＫＳＴの上面９８及び透明部材６４の上面６５は、基板Ｐとほぼ同等の表面条件（接触角）となっている。なお、計測ステージＫＳＴの上面９８の一部、例えば透明部材６４を囲む所定領域（液浸領域ＬＲの形成範囲を含む）のみ、透明部材６４の表面６５とほぼ同じ高さとしてもよい。また、透明部材６４の表面６５とほぼ同じ高さとなる、計測ステージＫＳＴの上面９８の少なくとも一部を、基板Ｐとほぼ同等の表面条件としなくてもよい。この場合、表面６５が基板Ｐとほぼ同等の表面条件となる透明部材６４を、液浸領域ＬＲと同程度以上の大きさとすることとしてもよい。【００７３】
また、透明部材６４の上面６５を含む計測ステージＫＳＴの上面９８と、基板ステージＰＳＴの上面９７とは、ほぼ同じ高さ位置（Ｚ位置）となるように配置できる。図示していないが、計測ステージＫＳＴの６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向）の位置情報は、例えばレーザ干渉計によって計測可能となっている。【００７４】
計測ステージＫＳＴには、開口部６４Ｋに接続する内部空間６６が形成されている。観察装置６０は、計測ステージＫＳＴの内部空間６６に配置されている。観察装置６０は、透明部材６４の下側に配置された光学系６１と、ＣＣＤ等によって構成されている撮像素子６３とを備えている。撮像素子６３は、液浸領域ＬＲの光学像（画像）を透明部材６４及び光学系６１を介して取得可能である。撮像素子６３は、取得した画像を電気信号に変換し、その信号（画像情報）を制御装置ＣＯＮＴに出力する。また、観察装置６０は、光学系６１の焦点位置を調整可能な調整機構６２を有している。また、観察装置６０は、液浸領域ＬＲの全体を観察可能な視野を有している。このように、観察装置６０は、液浸領域ＬＲの状態を、透明部材６４を介して、液浸領域ＬＲの下方から観察可能である。なお観察装置６０の全部が計測ステージＫＳＴの内部に配置されていてもよいが、例えば光学系６１を構成する複数の光学素子のうち一部の光学素子及び／又は撮像素子６３等が計測ステージＫＳＴの外側に配置されていてもよい。また、調整機構６２が省略された構成であってもよい。【００７５】
制御装置ＣＯＮＴは、透明部材６４の上面６５に液浸領域ＬＲを形成した状態で、透明部材６４（計測ステージＫＳＴ）を移動しつつ、観察装置６０を使って液浸領域ＬＲの状態を観察する。例えば、計測ステージＫＳＴに擬似的にスキャン動作を行わせつつ、観察装置６０で液浸領域ＬＲの状態を観察する。本実施形態においては、観察装置６０は、液浸領域ＬＲの状態を、透明部材６４を介して下方から観察しており、液体ＬＱの漏れ、液切れ、及び液体ＬＱ中に生成された気泡のそれぞれを観察可能である。制御装置ＣＯＮＴは、透明部材６４（計測ステージＫＳＴ）を移動するときの移動条件、及び液浸領域ＬＲを形成するときの液浸条件の少なくとも一方を変えつつ、撮像素子６３を用いて液浸領域ＬＲを撮像し、その撮像結果に基づいて、液浸領域ＬＲの状態を観察することができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、その観察結果に基づいて、最適な露光条件を決定することができる。【００７６】
なお、本実施形態では液浸領域ＬＲの状態の検出に先立ち、基板ステージＰＳＴとの交換で計測ステージＫＳＴを投影光学系ＰＬと対向して配置した後で、液浸機構１によって最終光学素子ＬＳ１と透明部材６４との間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たして液浸領域ＬＲを形成してもよいし、あるいは、上面９７（基板Ｐの表面を含む）上に液浸領域ＬＲが形成された基板ステージＰＳＴと、計測ステージＫＳＴとを接触（又は接近）させた状態で所定方向に駆動して、液浸領域ＬＲを投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１（及びノズル部材７０）との間に維持（保持）しつつ基板ステージＰＳＴから計測ステージＫＳＴに移動することとしてもよい。後者では、基板ステージＰＳＴと計測ステージＫＳＴとでその上面９７、９８をほぼ同じ高さ（Ｚ位置）に設定した状態で液浸領域ＬＲの移動を行うことが好ましい。【００７７】
また、本実施形態では観察装置６０が撮像方式に限られるものではない。さらに、本実施形態では観察装置６０を計測ステージＫＳＴに搭載しないで、計測ステージＫＳＴの上面９８の少なくとも一部を基板Ｐとほぼ同等の表面条件とするだけでもよい。この場合、投影光学系ＰＬと対向して計測ステージＫＳＴを配置してその上面９８に液浸領域ＬＲを形成し、例えば上述の第１〜第３実施形態のいずれか１つに開示された観察装置を用いてその液浸領域ＬＲの状態を観察すればよい。さらに、計測ステージＫＳＴの上面９８に表面条件が異なる複数の領域を設定することとしてもよい。また、計測ステージＫＳＴの上面９８にコーティングを施す、あるいは、前述のダミー基板又は透明部材６４を計測ステージＫＳＴに設けることで、計測ステージＫＳＴの上面９８の少なくとも一部を基板Ｐとほぼ同等の表面条件とすればよい。【００７８】
なお、観察装置６０を基板ステージＰＳＴに設けてもよい。また、上述したように、液浸領域ＬＲが形成される物体表面における液体ＬＱの接触角に応じて液浸領域ＬＲの状態が変化する可能性があるので、透明部材６４を交換して、透明部材表面の液体ＬＱとの接触角を変えつつ、液浸領域ＬＲの状態を観察するようにしてもよい。これは、表面条件が異なる基板Ｐをそれぞれ露光するときに有効であり、その露光動作に先立つ最適な露光条件の決定のために、その異なる基板Ｐとそれぞれ表面条件がほぼ同等の透明部材６４を交換して用いて液浸領域ＬＲの状態を検出すればよい。【００７９】
なお、上述の各実施形態においては、前述のメモリに格納された観察装置の観察結果に基づいて、制御装置ＣＯＮＴが最適な露光条件を決定しているが、観察装置の観察結果に基づいて、例えばオペレータが最適な露光条件を決定するようにしてもよい。例えば、観察装置の観察結果を表示装置に表示し、その表示結果に基づいて、オペレータが最適な露光条件を決定するようにしてもよい。【００８０】
さらに、制御装置ＣＯＮＴは最適な露光条件を決定できない、あるいは、その決定した最適な露光条件が異常であるとき、例えば表示装置に警告を表示することとしてもよい。また、上記各実施形態において前述の移動条件、特に基板Ｐの移動速度（走査露光時における基板の走査速度）を変えながら液浸領域ＬＲの状態を検出して最適な露光条件を決定するとき、その決定された露光条件（走査速度を含む）が制御装置ＣＯＮＴ内に設定されている初期値と異なる可能性がある。この場合は、その決定された露光条件（特に走査速度）に基づいて露光光ＥＬの強度、発振周波数、及び走査方向（Ｙ軸方向）に関する投影領域ＡＲの幅の少なくとも１つを調整して、走査露光による基板上の各ショット領域の露光量が最適となるように露光量制御を行うことが好ましい。【００８１】
なお、上記各実施形態では液浸領域ＬＲの状態として、光路空間Ｋ１に満たされる液体ＬＱの漏れ（即ち、液体ＬＱの漏出の有無、及び／又は漏れ方向）、液切れ、及び液体ＬＱ中の気泡の少なくとも１つに関連する情報を検出するものとしているが、これに限らず、例えば液浸領域ＬＲの位置、大きさ、及び形状の少なくとも１つを、その情報の代わりに、あるいはその情報と一緒に検出するようにしてもよい。【００８２】
さらに、上記各実施形態では前述の移動条件として加速度を含むものとしてもよいし、前述の液浸条件として供給時及び／又は回収時の液体ＬＱの流速、圧力などを含むものとしてもよい。【００８３】
また、上述の第１〜第４の各実施形態において、例えば特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６，９５２，２５３号）などに開示されているように、液体ＬＱの漏れだしを抑えるための気体噴射機構（ガスシール機構）が搭載されている場合には、液浸条件として噴射される気体の流量及び／又は流速を変えつつ液浸領域ＬＲの状態を観察装置で観察するようにしてもよい。【００８４】
上述したように、上記各実施形態における液体ＬＱは純水である。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、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。【００８５】
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。【００８６】
上記各実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子ＬＳ１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（カバープレートなど）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。【００８７】
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。なお、ノズル部材７０を含む液浸機構１の構造は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号公報、国際公開第２００４／０５７５９０号公報、国際公開第２００５／０２９５５９号公報に記載されているもの用いることができる。【００８８】
なお、上記各実施形態では、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少なくともその表面との間に液体ＬＱを満たしてもよい。【００８９】
また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子（ＬＳ１）の像面側の光路空間を液体で満たしているが、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、先端の光学素子のマスク側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。【００９０】
なお、上記各実施形態の液体ＬＱは水（純水）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）、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及び基板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。【００９１】
また、液体ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。更に、石英あるいは蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で光学素子ＬＳ１を形成してもよい。液体ＬＱとして、種々の液体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。また、上記各実施形態では基板Ｐの温度とほぼ同じ温度の液体ＬＱを供給して液浸領域ＬＲを形成することとしてもよい。これにより、液体ＬＱとの温度差による基板Ｐの熱変形などを防止することができる。【００９２】
なお、上記各実施形態では干渉計システム（９２、９４など）を用いてマスクステージＭＳＴ、基板ステージＰＳＴ、及び計測ステージＫＳＴの各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。【００９３】
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、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。【００９４】
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。【００９５】
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。これらの方式の露光装置においても本発明に従って液浸露光の際の最適な露光条件を有効に求めることができる。【００９６】
また、上記各実施形態では投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法を本発明に適用することができる。このように投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、露光光はマスク又はレンズなどの光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸領域が形成される。【００９７】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５，９６９，４４１号）あるいは米国特許第６，２０８，４０７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ツインステージ型の露光装置にも適用できる。この場合、複数の基板ステージをそれぞれ用いて液浸領域の状態を検出して最適な露光条件を求めるようにしてもよいし、複数の基板ステージの一部のみを用いて液浸領域の状態を検出して最適な露光条件を求めるようにしてもよい。【００９８】
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。【００９９】
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、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。【０１００】
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）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いてもよい。【０１０１】
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。【０１０２】
さらに、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回のスキャン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にも本発明を適用することができる。【０１０３】
なお、本国際出願で指定又は選択された国の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の開示を援用して本文の記載の一部とする。【０１０４】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願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。【０１０５】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図９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の基板処理プロセスを含むステップ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。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明によれば、液浸領域の液体を介して基板を露光するときの最適な露光条件を決定することができ、決定された露光条件に基づいて基板を良好に露光することができる。それゆえ、本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子又はディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、ＣＣＤ、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、レチクル（マスク）のような広範囲な製品を製造するための露光方法及び装置に極めて有用となる。
【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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