(57)【要約】【課題】  液浸法を適用する場合において、液体の温度変化や温度分布の発生を抑制し、露光精度及び計測精度を維持できる基板保持部材及び露光装置を提供する。【解決手段】  基板ホルダＰＨは、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して基板Ｐ上に露光光を照射して基板Ｐを露光する露光装置で使用される。その基板ホルダＰＨは、基板Ｐとの接触面３４Ａが、基板ホルダＰＨの基材ＰＢよりも高い面精度で加工可能な材料の機能層３５で被覆されている。【選択図】        図３
2005310933.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で使用される、前記基板を保持するための基板保持部材において、
前記基板との接触面が、前記基板保持部材の基材よりも高い面精度で加工可能な材料の層で被覆されていることを特徴とする基板保持部材。
【請求項２】
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で使用される、前記基板を保持するための基板保持部材において、
前記基板との接触面を含む前記基板保持部材の表面が、前記基板保持部材の基材よりも熱伝導率が高い材料の層で被覆されていることを特徴とする基板保持部材。
【請求項３】
前記材料は、前記基板との接触面を鏡面加工可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板保持部材。
【請求項４】
前記材料は、ポアレス材料を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の基板保持部材。
【請求項５】
前記材料は、シリコンを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の基板保持部材。
【請求項６】
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で使用される、前記基板を保持するための基板保持部材において、
前記基板との接触面が、前記基板保持部材の基材よりもやわらかい金属材料の層で被覆されていることを特徴とする基板保持部材。
【請求項７】
前記材料は、前記基板が保持されたときに、前記基板との接触面積が増加するように変形することを特徴とする請求項６記載の基板保持部材。
【請求項８】
前記材料は金とインジウムとの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項６又は７記載の基板保持部材。
【請求項９】
前記基材は、炭化シリコンで形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の基板保持部材。
【請求項１０】
周壁とその周壁の内側に配置された複数のピン状支持部とを有し、
前記基板との接触面は、前記ピン状支持部の上面を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の基板保持部材。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の基板保持部材を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
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ための基板保持部材を備え、
前記基板保持部材と前記基板との間に、空気よりも熱伝導率の高い流体を介在させることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
前記流体は、前記露光用の液体と同一の液体を含むことを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記流体は水素又はヘリウムを含むことを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１５】
請求項１１〜請求項１４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を露光する露光装置で使用される基板保持部材、露光装置及び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、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを保持するマスクステージと基板を基板保持部材を介して保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。
【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】
【０００４】
ところで、液浸法においては、露光光の照射により基板が加熱され、その熱によって基板上の液浸領域の液体に温度変化や温度分布が生じる可能性がある。液体の温度変化や温度分布は液体の屈折率変化を引き起こすため、投影光学系の液体を介した結像特性に影響を与え、基板上に精度良くパターンを形成できないおそれがある。また、液体を介して各種光学的な計測を行う場合においても、液体の温度変化や温度分布が生じると、精度良く計測できないおそれがある。
【０００５】
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、液浸法を適用する場合において、液体の温度変化や温度分布の発生を抑制し、露光精度及び計測精度を維持できる基板保持部材及び露光装置、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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図９に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の基板保持部材（ＰＨ）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（ＥＸ）で使用される、基板（Ｐ）を保持するための基板保持部材において、基板（Ｐ）との接触面（３４Ａ）が、基板保持部材（ＰＨ）の基材（ＰＢ）よりも高い面精度で加工可能な材料の層（３５）で被覆されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、基板保持部材の基板との接触面を高い面精度で加工可能な材料の層で被覆し、加工することで、接触面の面精度を向上することができる。そして、その高い面精度を有する接触面で基板を支持することにより、基板保持部材と基板との接触面積を増やすことができる。そのため、基板保持部材と基板との間の熱伝導率（熱伝達係数）を向上することができる。したがって、基板が露光光の照射により加熱しても、その基板の熱を基板保持部材側に効率良く逃がすことができるので、基板の熱によって基板上の液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【０００８】
本発明の基板保持部材（ＰＨ）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（ＥＸ）で使用される、基板（Ｐ）を保持するための基板保持部材において、基板（Ｐ）との接触面（３４Ａ）を含む基板保持部材（ＰＨ）の表面（ＰＢＳ）が、基板保持部材（ＰＨ）の基材（ＰＢ）よりも熱伝導率が高い材料の層（３５）で被覆されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、基板保持部材の基板との接触面を含む基板保持部材の表面を熱伝導率が高い材料の層で被覆することで、基板保持部材と基板との間の熱伝導率（熱伝達係数）を向上することができる。したがって、基板が露光光の照射により加熱しても、その基板の熱を基板保持部材側に効率良く逃がすことができるので、基板の熱によって基板上の液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００１０】
本発明の基板保持部材（ＰＨ）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（ＥＸ）で使用される、基板（Ｐ）を保持するための基板保持部材において、基板（Ｐ）との接触面（３４Ａ）が、基板保持部材（ＰＨ）の基材（ＰＢ）よりもやわらかい金属材料の層（３５’）で被覆されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、基板保持部材の基板との接触面をやわらかい金属材料の層で被覆し、その接触面で基板を支持することにより、前記金属材料は、基板との接触面積が増加するように変形するので、基板保持部材と基板との接触面積を増やすことができる。そのため、基板保持部材と基板との間の熱伝導率（熱伝達係数）を向上することができる。したがって、基板が露光光の照射により加熱しても、その基板の熱を基板保持部材側に効率良く逃がすことができるので、基板の熱によって基板上の液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００１２】
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）を保持するための基板保持部材（ＰＨ）を備え、基板保持部材（ＰＨ）と基板（Ｐ）との間に、空気よりも熱伝導率の高い流体を介在させることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、基板が露光光の照射により加熱しても、その基板の熱を熱伝導率の高い流体を介して基板保持部材側に効率良く逃がすことができるので、基板の熱によって基板上の液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００１４】
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置（ＥＸ）を用いることを特徴とする。本発明によれば、露光精度及び計測精度を維持することができ、所望性能を有するデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制でき、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。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。
【００１７】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支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、基板ホルダＰＨに基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ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のパターンの像を基板ステージ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、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。後に詳述するように、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨの基板Ｐとの接触面は、所定の材料の層で被覆されている。
【００１８】
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。本実施形態において、液体ＬＱには純水が用いられる。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上の少なくとも一部に、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（露光面）との間に液体ＬＱを満たした状態で露光光ＥＬを照射し、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、基板Ｐを露光する。
【００１９】
ここで、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（所定方向）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、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、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（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向を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」は半導体ウエハ上に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。
【００２０】
照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水であって、露光光ＥＬがＡｒＦエキシマレーザ光であっても透過可能である。また、純水は紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。
【００２１】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能であって、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。マスクステージ駆動装置ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡５０が設けられている。また、移動鏡５０に対向する位置にはレーザ干渉計５１が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５１によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計５１の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動することでマスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置決めを行う。
【００２２】
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、１／５、あるいは１／８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、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に対して着脱（交換）可能に設けられている。また、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は光学素子２に接触する。これにより、金属からなる鏡筒ＰＫの腐蝕等が防止されている。
【００２３】
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持するＺチルトステージ５２と、Ｚチルトステージ５２を支持するＸＹステージ５３とを備えている。ＸＹステージ５３はベース５４上に支持されている。基板ステージＰＳＴ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。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。Ｚチルトステージ５２は基板ホルダＰＨに保持されている基板ＰをＺ軸方向、及びθＸ、θＹ方向（傾斜方向）に移動可能である。ＸＹステージ５３は基板ホルダＰＨに保持されている基板ＰをＺチルトステージ５２を介してＸＹ方向（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向）、及びθＺ方向に移動可能である。なお、ＺチルトステージとＸＹステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。
【００２４】
基板ステージＰＳＴ上には凹部３２が設けられており、基板ホルダＰＨは凹部３２に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ５２）のうち凹部３２以外の上面３１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（平坦部）となっている。また、移動鏡５５の上面も、基板ステージＰＳＴの上面３１とほぼ同じ高さ（面一）となっている。基板Ｐの周囲に基板Ｐ表面とほぼ面一の上面３１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。また、基板Ｐのエッジ部とその基板Ｐの周囲に設けられた平坦面（上面）３１との間には０．１〜２ｍｍ程度のギャップが形成されるが、液体ＬＱの表面張力によりそのギャップに液体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、上面３１により投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを保持することができる。
【００２５】
また、基板ステージＰＳＴの上面３１は撥液化処理されて撥液性を有している。上面３１の撥液化処理としては、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処理が挙げられる。上面３１を撥液性にすることで、液浸露光中においては基板ステージＰＳＴ外側への液体ＬＱの流出を防止でき、液浸露光後においては、上面３１に残留した液体ＬＱを良好に回収（除去）することができる。
【００２６】
基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ５２）上には移動鏡５５が設けられている。また、移動鏡５５に対向する位置にはレーザ干渉計５６が設けられている。基板ステージ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５６によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計５６の計測結果に基づいて、レーザ干渉計５６で規定される２次元座標系内で基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介してＸＹステージ５３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。
【００２７】
また、露光装置ＥＸは、基板Ｐ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６０を有している。フォーカス・レベリング検出系６０は、投射部６０Ａと受光部６０Ｂとを有し、投射部６０Ａから液体ＬＱを介して基板Ｐ表面（露光面）に斜め方向から検出光Ｌａを投射するとともに、その基板Ｐからの反射光を液体ＬＱを介して受光部６０Ｂで受光することによって、基板Ｐ表面の面位置情報を検出する。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系６０の動作を制御するとともに、受光部６０Ｂの受光結果に基づいて、所定基準面（像面）に対する基板Ｐ表面のＺ軸方向における位置（フォーカス位置）を検出する。また、基板Ｐ表面における複数の各点での各フォーカス位置を求めることにより、フォーカス・レベリング検出系６０は基板Ｐの傾斜方向の姿勢を求めることもできる。なお、フォーカス・レベリング検出系６０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。
【００２８】
制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴのＺチルトステージ５２を駆動することにより、Ｚチルトステージ５２に保持されている基板ＰのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及びθＸ、θＹ方向における位置を制御する。すなわち、Ｚチルトステージ５２は、フォーカス・レベリング検出系６０の検出結果に基づく制御装置ＣＯＮＴからの指令に基づいて動作し、基板Ｐ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（露光面）を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面に合わせ込む。
【００２９】
投影光学系ＰＬの先端近傍には、基板Ｐ上のアライメントマークあるいはＺチルトステージ５２上に設けられた後述する基準部材上の基準マークを検出する基板アライメント系３５０が設けられている。本実施形態の基板アライメント系３５０では、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているような、基板ステージＰＳＴを静止させてマーク上にハロゲンランプからの白色光等の照明光を照射して、得られたマークの画像を撮像素子により所定の撮像視野内で撮像し、画像処理によってマークの位置を計測するＦＩＡ（フィールド・イメージ・アライメント）方式が採用されている。
【００３０】
また、マスクステージＭＳＴの近傍には、マスクＭと投影光学系ＰＬとを介してＺチルトステージ５２上に設けられた後述する基準部材上の基準マークを検出するマスクアライメント系３６０が設けられている。本実施形態のマスクアライメント系３６０では、例えば特開平７−１７６４６８号公報に開示されているような、マークに対して光を照射し、ＣＣＤカメラ等で撮像したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するＶＲＡ（ビジュアル・レチクル・アライメント）方式が採用されている。
【００３１】
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、加圧ポンプ、及び液体ＬＱ中に含まれる異物や気泡を取り除くフィルタユニット等を備えている。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は液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する。
【００３２】
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。
【００３３】
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の近傍にはノズル部材７０が配置されている。ノズル部材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。ノズル部材７０と光学素子２との間には隙間が設けられており、ノズル部材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。また、その隙間に液体ＬＱが浸入しないように、且つその隙間から液体ＬＱ中に気泡が混入しないように構成されている。ノズル部材７０は、例えばステンレス鋼によって形成されている。
【００３４】
ノズル部材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供給口１２を備えている。本実施形態において、ノズル部材７０は２つの供給口１２Ａ、１２Ｂを有している。供給口１２Ａ、１２Ｂはノズル部材７０の下面７０Ａに設けられている。
【００３５】
ノズル部材７０の内部には、基板Ｐ上に供給される液体ＬＱが流れる供給流路が形成されている。ノズル部材７０の供給流路の一端部は供給管１３の他端部に接続され、供給流路の他端部は供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれに接続されている。ここで、ノズル部材７０の内部に形成された供給流路の他端部は、複数（２つ）の供給口１２Ａ、１２Ｂのそれぞれに接続可能なように途中から分岐している。
【００３６】
また、ノズル部材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回収口２２を備えている。本実施形態において、回収口２２は、ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、投影光学系ＰＬの光学素子２（投影領域ＡＲ１）及び供給口１２を囲むように環状に形成されている。
【００３７】
また、ノズル部材７０の内部には、回収口２２を介して回収された液体ＬＱが流れる回収流路が形成されている。ノズル部材７０の回収流路の一端部は回収管２３の他端部に接続され、回収流路の他端部は回収口２２に接続されている。ここで、ノズル部材７０の内部に形成された回収流路は、回収口２２に応じた環状流路と、その環状流路を流れた液体ＬＱを集合するマニホールド流路とを備えている。
【００３８】
本実施形態において、ノズル部材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。液体供給機構１０を構成する供給口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を構成する回収口２２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。なお本実施形態における投影光学系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。
【００３９】
液体供給部１１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による単位時間あたりの液体供給量を制御可能である。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１３及びノズル部材７０内部に形成された供給流路を介して、基板Ｐの上方に設けられている供給口１２Ａ、１２Ｂより基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。液体ＬＱは、供給口１２Ａ、１２Ｂを介して、投影領域ＡＲ１の両側から供給される。
【００４０】
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回収口２２から回収された基板Ｐ上の液体ＬＱは、ノズル部材７０内部に形成された回収流路、及び回収管２３を介して液体回収部２１に回収される。
【００４１】
投影光学系ＰＬの光学素子２の液体接触面２Ａ、及びノズル部材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は、純水との親和性が高い蛍石で形成されている。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及びノズル部材７０の液体接触面７０Ａ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。親液化処理としては、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの親液性材料を前記液体接触面に設ける処理が挙げられる。あるいは、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、親液化処理（親水化処理）として、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設けるようにしてもよい。
【００４２】
図２は基板ステージＰＳＴのＺチルトステージ５２を上方から見た平面図である。なお図２においては、基板Ｐは破線で仮想的に図示されている。平面視矩形状のＺチルトステージ５２の互いに垂直な２つの縁部に移動鏡５５が配置されている。また、Ｚチルトステージ５２のほぼ中央部に凹部３２が形成されており、この凹部３２に基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨが配置されている。
【００４３】
基板ホルダＰＨは、略円環状の周壁部３３と、この周壁部３３の内側に配置され、基板Ｐを保持（支持）する複数のピン状の支持部３４とを備えている。周壁部３３は支持部３４の周囲に配置されており、支持部３４は周壁部３３の内側において一様に配置されている。上述したように、基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐの側面とＺチルトステージ５２の上面３１との間には所定のギャップが形成されている。なお図においては、周壁部３３の上端面は比較的広い幅を有しているが、実際には１〜２ｍｍ程度の幅しか有していない。
【００４４】
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、基板アライメント系３５０により検出される基準マークＰＦＭと、マスクアライメント系３６０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の上面はほぼ平坦面となっており、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐ表面、及び基板ステージＰＳＴの上面３１とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。基準部材３００の上面は、フォーカス・レベリング検出系６０の基準面としての役割も果たすことができる。
【００４５】
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、光計測部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、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、及び例えば特開平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）６００など、各種光計測部が設けられている。
【００４６】
図３は基板Ｐを保持した基板ホルダＰＨ及び基板ステージＰＳＴの要部拡大断面図である。図３において、Ｚチルトステージ５２の凹部３２内部に、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨが配置されている。凹部３２は上面３１の内側に形成されており、凹部３２の内側面３６は上面３１に隣接している。基板ホルダＰＨは、周壁部３３及びその周壁部３３の内側に配置されたピン状の支持部３４を備えている。支持部３４のそれぞれは、その上面３４Ａを基板Ｐの裏面に接触させて基板Ｐを保持する。すなわち、支持部３４の上面３４Ａが、基板ホルダＰＨの基板Ｐとの接触面となっている。なお、図においては、支持部３４は比較的大きく示されているが、実際には非常に小さなピン状の支持部が周壁部３３の内側に多数形成されている。
【００４７】
周壁部３３及びその周壁部３３の内側に配置されたピン状の支持部３４を備えた基板ホルダＰＨの基材ＰＢは、炭化シリコン（ＳｉＣ）で形成されている。炭化シリコンは、熱伝導率が大きい材料であって、１３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の熱伝導率を有している。
【００４８】
図４はピン状の支持部３４の拡大断面図である。図４において、基板ホルダＰＨの基板Ｐとの接触面である支持部３４の上面３４Ａは、基板ホルダＰＨ（支持部３４）の基材ＰＢとは別の材料の層３５で被覆されている。以下の説明においては、支持部３４の上面３４Ａを含む基板ホルダＰＨの表面に被覆された層３５を適宜、「機能層３５」と称する。
【００４９】
本実施形態においては、機能層３５はシリコン（Ｓｉ）で構成されている。機能層３５の形成材料であるシリコン（Ｓｉ）は、基材ＰＢの形成材料である炭化シリコン（ＳｉＣ）よりも高い面精度で加工可能な材料である。また、シリコンは、熱伝導率が大きい材料であって、１４８Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の熱伝導率を有しており、基材ＰＢの形成材料である炭化シリコンよりも高い熱伝導率を有している。またシリコンは、基板ホルダＰＨの基材ＰＢである炭化シリコンとの接着性が良好であり、アウトガスが少ない等、露光装置の置かれている環境を汚染しないという利点もある。
【００５０】
なお、基板Ｐがシリコン（Ｓｉ）で形成されている場合には、機能層３５はシリコンで構成されているのがより望ましい。これは、基板Ｐを基板ホルダＰＨ（支持部３４）に吸着保持したときに、支持部３４上面に被覆したシリコンが基板Ｐの裏面に付着しても、基板Ｐと同じ材質であるため、重金属等と異なり、基板Ｐの化学汚染の心配がないからである。
【００５１】
機能層３５を有する基板ホルダＰＨを形成するためには、例えばスパッタリング法や蒸着法に基づいて、炭化シリコンからなる基材ＰＢ（支持部３４）の上面３４Ａに対してシリコンを被覆し、シリコンからなる膜を形成する。その後、上面３４Ａに形成されたシリコン膜を鏡面研磨することで、高い面精度の表面３５Ａを有する機能層３５が基材ＰＢの上面３４Ａ上に形成される。
【００５２】
機能層３５の形成材料であるシリコンは、鏡面加工可能な材料であり、そのシリコンを基材ＰＢの上面３４Ａ上に製膜し、鏡面加工することで、基板Ｐとの接触面となる表面３５Ａの面精度を高くすることができ、その高い面精度を有する表面３５Ａで基板Ｐを支持することにより、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの接触面積を増やすことができる。
【００５３】
ここで、基材ＰＢの上面３４Ａにシリコンを被覆せずに、炭化シリコンからなる基材ＰＢの上面３４Ａを直接的に鏡面研磨する構成も考えられる。しかしながら、炭化シリコンからなる部材を研磨した場合、被研磨面が荒れる現象が生じ易く、炭化シリコンを鏡面加工することは比較的困難である。一方、シリコンは鏡面加工可能な材料である。シリコンが鏡面加工可能である理由の一つとして、被覆されたシリコンは、気孔（ポア）の無いあるいは少ないポアレス材料であるということが挙げられる。ポアレス材料は、良好に鏡面加工することができるため、炭化シリコンからなる基材ＰＢ上にポアレス材料であるシリコンを被覆し、鏡面加工することで、非常に高い面精度の表面３５Ａを有する接触面３４Ａを形成することができる。
【００５４】
図３に戻って、周壁部３３の上面３３Ａは平坦面となっている。周壁部３３の高さは支持部３４の高さよりも低くなっており、基板Ｐと周壁部３３との間にはギャップＢが形成されている。ギャップＢは、凹部３２の内側面３６と基板Ｐの側面との間のギャップＡより小さい。例えば、ギャップＡは、基板Ｐの外形の製造誤差や基板Ｐの載置精度等を考慮すると、０．１〜１．０ｍｍ程度が好ましく、ギャップＢは２．０〜５．０μｍ程度である。また、凹部３２の内側面３６と、この内側面３６に対向する基板ホルダＰＨの側面３７との間にギャップＣが形成されている。ここで、基板ホルダＰＨの径は基板Ｐの径より小さく形成されており、ギャップＡはギャップＣより小さい。なお、本実施形態においては、基板Ｐには位置合わせのための切り欠き（オリフラ、ノッチ等）は形成されておらず、基板Ｐはほぼ円形であり、その全周にわたってギャップＡは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍになっているため、液体ＬＱの流入を防止できる。また、基板Ｐの側面を撥液化処理（撥水化処理）して撥液性にすることで、ギャップＡからの液体ＬＱの流入を更に確実に防止できる。もちろん、基板Ｐに切り欠きが形成されていても構わない。
【００５５】
また、上述したように、Ｚチルトステージ５２の上面３１は撥液性を有しているが、本実施形態においては、Ｚチルトステージ５２のうち、内側面３６も撥液化処理されて撥液性を有している。更に、基板ホルダＰＨのうち、周壁部３３の上面３３Ａ、及び側面３７も撥液化処理されて撥液性を有している。
【００５６】
基板ステージＰＳＴは、基板ホルダＰＨの周壁部３３に囲まれた第１空間３８を負圧にする吸引装置４０を備えている。吸引装置４０は、基材ＰＢの支持部３４以外の上面に設けられた複数の吸引口４１と、基板ステージＰＳＴ外部に設けられた真空ポンプを含むバキューム部４２と、基材ＰＢ内部に形成され、複数の吸引口４１のそれぞれとバキューム部４２とを接続する流路４３とを備えている。吸引装置４０は、周壁部３３及び支持部３４を含む基材ＰＢと、支持部３４に支持された基板Ｐとの間に形成された第１空間３８内部のガス（空気）を吸引してこの第１空間３８を負圧にすることで、支持部３４に基板Ｐを吸着保持する。すなわち、本実施形態における基板ホルダＰＨは、所謂ピンチャック機構を備えた構成である。なお、基板Ｐの裏面ＰＣと周壁部３３の上面３３ＡとのギャップＢは僅かであるので、第１空間３８の負圧は維持される。
【００５７】
基板ステージＰＳＴは、凹部３２の内側面３６と基板ホルダＰＨの側面３７との間の第２空間３９に流入した液体ＬＱを回収する回収部１６０を備えている。本実施形態において、回収部１６０は、液体ＬＱを収容可能なタンク１６１と、Ｚチルトステージ５２内部に設けられ、空間３９とタンク１６１とを接続する流路１６２とを有している。そして、この流路１６２の内壁面にも撥液化処理が施されている。
【００５８】
Ｚチルトステージ５２には、凹部３２の内側面３６と基板ホルダＰＨの側面３７との間の第２空間３９と、Ｚチルトステージ５２外部の空間（大気空間）とを接続する流路４５が形成されている。ガス（空気）は流路４５を介して第２空間３９とＺステージ５２外部とを流通可能となっており、第２空間３９はほぼ大気圧に設定される。
【００５９】
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説明する。
【００６０】
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。
【００６１】
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１３を流通した後、ノズル部材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。
【００６２】
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。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。
【００６３】
液浸露光中において、露光光ＥＬの照射により基板Ｐが加熱され、その熱によって基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに温度変化や温度分布が生じる可能性がある。液体ＬＱの温度変化や温度分布は液体ＬＱの屈折率変化を引き起こすため、投影光学系ＰＬの液体ＬＱを介した結像特性に影響を与え、基板Ｐ上に精度良くパターンを形成できないおそれがある。また、フォーカス・レベリング検出系６０が液体ＬＱを介して基板Ｐの面位置情報を計測する場合においても、液体ＬＱの温度変化や温度分布が生じると、基板Ｐの面位置情報を精度良く計測できず、投影光学系ＰＬの液体ＬＱを介した像面の位置と基板Ｐ表面とを合致することができないおそれがある。
【００６４】
ところが、本実施形態においては、基板ホルダＰＨの基板Ｐとの接触面となる表面３５Ａは鏡面加工されており、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの接触面積が増加されているため、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の熱伝導率（熱伝達係数）を向上することができる。したがって、基板Ｐが露光光ＥＬの照射により加熱しても、図４の模式図に示すように、その基板Ｐの熱を機能層３５を介して基板ホルダＰＨ（支持部３４）側に効率良く逃がすことができるので、基板Ｐの熱によって基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが温度変化や温度分布を発生することを抑制することができる。したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００６５】
また、液浸領域ＡＲ２を基板ステージＰＳＴ上に設けられている基準部材３００や光計測部４００、５００、６００上に形成し、その液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを介して各種計測処理を行う構成も考えられる。その場合においても、上記基準部材のうち液体ＬＱに接触する上板を支持する支持部材や、光計測部のうち液体ＬＱに接触する上板を支持する支持部材の前記上板との接触面に、機能層３５を設けておくことで、上板の熱を支持部材側に効率良く逃がすことができる。したがって、上板の熱によって上板上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが温度変化や温度分布を発生することを抑制することができ、高い計測精度を維持することができる。
【００６６】
なお、図３に示すように、基板Ｐのエッジ領域Ｅを液浸露光する際、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが、基板Ｐの表面の一部及びＺチルトステージ５２の上面３１の一部に配置される。このとき、基板Ｐの側面及びこの側面に対向する内側面３６は撥液性なので、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱはギャップＡに浸入し難く、その表面張力によりギャップＡに流れ込むことがほとんどない。したがって、基板Ｐのエッジ領域Ｅを露光する場合にも、投影光学系ＰＬの下に液体ＬＱを良好に保持しつつ液浸露光できる。このとき、Ｚチルトステージ５２の上面３１も撥液性なので、液浸領域ＡＲ２を形成する液体ＬＱの上面３１上での過剰な濡れ拡がりが防止され、液浸領域ＡＲ２を良好に形成可能であるとともに、液体ＬＱの流出や飛散等の不都合を防止することができる。
【００６７】
また、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱがギャップＡを介して第２空間３９に僅かに流入した場合でも、基板Ｐの裏面及び周壁部３３の上面３３Ａのそれぞれには撥液処理が施され、ギャップＢは十分小さいので、基板Ｐを支持部３４に対して吸着保持するために負圧に設定されている第１空間３８に液体ＬＱは流入しない。これにより、吸引口４１に液体ＬＱが流入して基板Ｐを吸着保持できなくなるといった不都合を防止することができる。
【００６８】
そして、第２空間３９に流入した液体ＬＱは、流路１６２を介して回収部１６０のタンク１６１に回収され、周辺装置への液体ＬＱの流出（漏洩）や飛散等を抑えることができる。このとき、第２空間３９を形成する凹部３２の内側面３６や基板ホルダＰＨの側面３７、あるいは流路１６２は撥液性となっているので、第２空間３９に流入した液体ＬＱはこの第２空間３９に留まることなく、流路１６２を円滑に流れてタンク１６１に回収される。
【００６９】
ところで、吸引装置４０の吸引動作により、第２空間３９のガス（空気）がギャップＢを介して第１空間３８に流入し、これに伴って液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱがギャップＡを介して第２空間３９に浸入して液浸領域ＡＲ２の形成が不安定になる可能性が考えられる。しかしながら、凹部３２の内側面３６と基板ホルダＰＨの側面３７との間のギャップＣが、基板Ｐの側面ＰＢと凹部３２の内側面３６との間のギャップＡより大きく設定されており第２空間３９は流路４５を介して大気開放されているので、ギャップＢを通過する空気は、流路４５を介して外部から流入しギャップＣを通過した空気が大部分であり、ギャップＡを通過した空気（液体ＬＱ）は僅かであるばかりでなく、ギャップＡを介した吸引力を液体ＬＱの表面張力より小さくすることができ、ギャップＡを介して液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱが第２空間３９に流入する不都合を抑制することができる。
【００７０】
なおこのとき、流路４５のうち第２空間３９に接続する一端部とは反対の他端部にガス（空気）供給装置４５’を接続し、凹部３２の内側面３６と基板ホルダＰＨの側面３７との間の第２空間３９を陽圧化、具体的には大気圧より僅かに高く設定するようにしてもよい。これにより、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱがギャップＡを介して空間３９に流入する不都合を抑えることができる。なおこの場合、第２空間３９を過剰に陽圧化すると、第２空間３９内部のガス（空気）がギャップＡを介して液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに流入し、液体１に気泡が混入する不都合が生じるため、第２空間３９はほぼ大気圧（大気圧より僅かに高い程度）に設定されることが好ましい。
【００７１】
以上説明したように、基板ホルダＰＨの支持部３４（基材ＰＢ）の上面３４Ａを、基材ＰＢよりも高い面精度で加工可能なシリコン材料で被覆して機能層３５を形成したので、その機能層３５を鏡面加工することで、接触面となる表面３５Ａ（上面３４Ａ）の面精度を向上することができる。そして、その高い面精度の表面３５Ａを有する上面３４Ａで基板Ｐを支持することにより、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの接触面積を増やすことができ、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の熱伝導率を向上することができる。そして、基材ＰＢを熱伝導率の高い炭化シリコンで形成したので、基材ＰＢは、機能層３５を介して基板Ｐより伝達された熱を効率良く逃がすことができる。したがって、基板Ｐの熱によって基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００７２】
なお本実施形態においては、基材ＰＢの形成材料を炭化シリコンとし、鏡面加工可能な材料としてシリコンを例に説明しているが、基材ＰＢとの密着性が良く、鏡面加工可能な材料であれば、シリコン以外の任意の材料を使用することができる。ここで、基材ＰＢの上面３４Ａに被覆する材料としては、鏡面加工容易性の観点から、ポアレス材料を採用することが望ましい。
【００７３】
また、基材ＰＢの形成材料は、炭化シリコンに限らず、基板ホルダＰＨの形成材料として所望の材質（強度など）を有していれば、任意の材料を採用可能である。例えば、ゼロデュア（ショット社製、登録商標）などの低熱膨張光学ガラスを基材ＰＢとして使用することも可能である。
【００７４】
一方で、上記ゼロデュア（低熱膨張光学ガラス）などは、熱伝導率が比較的低い材料であるため、そのような熱伝導率の低い材料を基材ＰＢとして使用する場合には、図５に示すように、基材ＰＢの支持部３４の上面３４Ａを含む、基材ＰＢの上面ＰＢＳ全面に、その基材ＰＢよりも熱伝導率が高い材料、例えば上記シリコン（Ｓｉ）からなる機能層３５を設けることが望ましい。こうすることにより、基板ホルダＰＨで保持されている基板Ｐに露光光ＥＬが照射されて基板Ｐが熱せられても、その基板Ｐの熱を基板ホルダＰＨ側に効率良く逃がすことができるので、基板Ｐの熱によって基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００７５】
また、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の熱伝導率（熱伝達係数）を向上する手段として、基板ホルダＰＨのピン状支持部３４の接触面３４Ａ（３５Ａ）の基板Ｐに対する接触面積の総量を増加させることが挙げられる。基板Ｐの裏面に接触する接触面３４Ａの接触面積を増加することで、基板Ｐの熱を基板ホルダＰＨ側に効果的に逃がすことができる。基板ホルダＰＨの基板Ｐとの接触面積を増やすためには、例えばピン状支持部３４の数を増やして基板Ｐの単位面積あたりの接触面３４Ａの数（密度）を増やしたり、あるいはピン状支持部３４を太くするなどしてピン状支持部３４の一本あたりの接触面３４Ａの面積を大きくすればよい。また、基板Ｐ裏面に接触する複数のピン状支持部３４の接触面３４Ａの総和が増えればよく、基板Ｐ裏面の全域のうち例えば特定領域におけるピン状支持部３４の数を増やすようにしてもよい。一方で、ピン状支持部３４の数を増やしすぎたり、ピン状支持部３４の一本あたりの接触面３４Ａの面積を大きくしすぎると、上面３４Ａに異物が付着して上面３４Ａと基板Ｐとの間に異物が挟み込まれる確率が高くなり、保持した基板Ｐの平坦度（フラットネス）を維持できない確率が高くなったり、基板ホルダＰＨの基板Ｐに対する真空吸着力が弱くなる等の不都合が生じる。そこで、基板Ｐの裏面の単位面積あたりの接触面３４Ａとの接触面積の総量（密度）を２０％程度に設定することで、基板Ｐの平坦度を維持しつつ、基板Ｐの熱を基板ホルダＰＨ側に効果的に逃がすことができる。露光光ＥＬの照射により基板Ｐが加熱されて基板Ｐの温度が１℃変化したとき、その基板Ｐに接触している液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度変化量は、上記接触面３４Ａの上記密度が１〜２％の場合においては、０．１℃程度であるが、上記密度を２０％程度とすることで、液体ＬＱの温度変化量を０．０９℃程度に軽減することができる。
【００７６】
また、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の熱伝導率（熱伝達係数）を向上する手段として、基板ホルダＰＨのピン状支持部３４の高さを低くすることが挙げられる。ピン状支持部３４の高さを低くすることで（ピン状支持部３４を短くすることで）、基板Ｐの熱を基板ホルダＰＨ側に効果的に逃がすことができる。一方で、ピン状支持部３４の高さを低くしすぎると、ピン状支持部３４とそれに隣接するピン状支持部３４との間に異物が入り込んだとき、その異物が基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの裏面に接触する確率が高くなり、保持した基板Ｐの平坦度（フラットネス）を維持できない確率が高くなる。そこで、ピン状支持部３４の高さを１０μｍ程度に設定することで、基板Ｐの平坦度を維持しつつ、基板Ｐの熱を基板ホルダＰＨ側に効果的に逃がすことができる。露光光ＥＬの照射により基板Ｐが加熱されて基板Ｐの温度が１℃変化したとき、その基板Ｐに接触している液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度変化量は、上記高さが１００μｍ程度の場合においては、０．１℃程度であるが、上記高さを１０μｍ程度とすることで、液体ＬＱの温度変化量を０．０９℃程度に軽減することができる。
【００７７】
なお、支持部３４の数などによって規定される基板Ｐの裏面の単位面積あたりの接触面３４Ａの総量（密度）や、支持部３４の高さは、支持部３４（基材ＰＢ）の熱伝導率、露光光ＥＬの照射量、基板Ｐの材質、基板Ｐの表面に塗布されているフォトレジスト（感光剤）、その感光剤の上に設けられる保護膜、液体ＬＱの材質、基板Ｐ上を流れる液体ＬＱの流速など、種々のパラメータと異物の影響を考慮して、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度変化や温度分布などを引き起こさないように最適に設定される。
【００７８】
また、図６（ａ）に示すように、支持部３４（基材ＰＢ）の上面３４Ａを、基材ＰＢよりもやわらかい金属材料の層３５’で被覆してもよい。そのような金属材料としては、例えば金、インジウムなどが挙げられる。基板ホルダＰＨの基板Ｐとの接触面に設けられる機能層３５’を、やわらかい金属材料で形成することで、図６（ｂ）に示すように、基板Ｐを保持したとき、機能層３５’は僅かに押しつぶされるように変形し、基板Ｐとの接触面積を増加させる。
【００７９】
このように、やわらかい金属材料からなる機能層３５’を上面３４Ａに設けることによっても、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの接触面積を増やすことができる。そのため、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の熱伝導率を向上することができる。したがって、基板Ｐが露光光ＥＬの照射により加熱しても、その基板Ｐの熱を基板ホルダＰＨ側に効率良く逃がすことができるので、基板Ｐの熱によって基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００８０】
なお、上述した各実施形態において、基板ホルダＰＨの内部に冷媒を流す内部流路を形成し、その内部流路に冷媒を流すようにしてもよい。こうすることにより、基板Ｐの温度上昇、ひいては基板Ｐ上の液体ＬＱの温度変化を抑えることができる。
【００８１】
以下、本発明の別の実施形態について図７を参照しながら説明する。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。
【００８２】
本実施形態の特徴的な部分は、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の第１空間３８に、空気よりも熱伝導率の高い気体を供給可能な気体供給装置８０を設け、その気体供給装置８０を使って、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間に前記気体を介在させる点にある。ここで、空気は、露光装置の置かれている環境ガスであって、露光装置ＥＸが収容されているチャンバ装置内部に満たされたガスであり、基板Ｐよりも上部空間は空気で満たされている。空気よりも熱伝導率の高い気体としては、水素又はヘリウムが挙げられる。０℃において、空気の熱伝導率は０．０２４１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であるのに対して、水素の熱伝導率は０．１６８２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度、ヘリウムの熱伝導率は０．１４２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。本実施形態においては、気体供給装置８０はヘリウムを供給する。第１空間３８はヘリウムで置換される。
【００８３】
気体供給装置８０は、ヘリウムを送出する気体供給部８１と、その一端部を気体供給部８１に接続し、他端部を流路４３の途中に接続（合流）している供給流路８２とを備えている。供給流路８２と流路４３との合流部には、流路を切り替えるバルブ８３が設けられている。バルブ８３によって流路４３とバキューム部４２とが接続されているとき、流路４３と供給流路８２（気体供給部８１）との間の流路は閉じられ、流路４３とバキューム部４２との間の流路が閉じられているとき、流路４３と供給流路８２（気体供給部８１）とが接続される。そして、バルブ８３によって流路４３とバキューム部４２とを接続した状態で、バキューム部４２が駆動することにより、吸引口４１を介して第１空間３８のガスが吸引され、第１空間３８が負圧化されて支持部３４に基板Ｐが吸着保持される。一方、バルブ８３によって流路４３と気体供給部８１とを接続した状態で、気体供給部８１が駆動することにより、吸引口４１を介して第１空間３８に対してヘリウムが供給される。
【００８４】
第１空間３８をヘリウムで置換するとき、制御装置ＣＯＮＴは、まず、バルブ８３によって流路４３とバキューム部４２とを接続した状態で、バキューム部４２を駆動し、第１空間３８のガスを吸引することで、支持部３４に基板Ｐを吸着保持する。その後、制御装置ＣＯＮＴは、バルブ４３を切り替えて、流路４３と気体供給部８１とを接続した状態で、気体供給部８１を駆動し、第１空間３８にヘリウムを供給する。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、第１空間３８の負圧が維持される程度に（基板Ｐの支持部３４に対する吸着保持が解除されない程度に）、気体供給部８１よりヘリウムを所定量供給する。そして、上記第１空間３８のガスの吸引動作と、第１空間３８に対するヘリウムの供給動作とを交互に所定回数繰り返し、第１空間３８を負圧に維持することで、第１空間３８をヘリウムで満たした状態で基板Ｐを基板ホルダＰＨで吸着保持することができる。
【００８５】
以上説明したように、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の空間３８に、空気よりも熱伝導率の高い気体を介在させることによって、基板Ｐが露光光ＥＬの照射により加熱しても、その基板Ｐの熱を熱伝導率の高い気体（水素又はヘリウム）を介して基板ホルダＰＨ側に効率良く逃がすことができる。したがって、基板Ｐの熱によって基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度変化や温度分布の発生を抑制することができ、露光精度及び計測精度を維持することができる。
【００８６】
なお、空間３８に満たす気体の温度は、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度、ひいては露光装置ＥＸが収容されているチャンバ装置内の温度とほぼ同じ温度であることが好ましい。基板Ｐの下側の空間３８の温度と基板Ｐ上の液体ＬＱとの温度が異なると、基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに温度変化や温度分布が生じるが、基板Ｐの下側の空間３８の温度と基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱとの温度とをほぼ同じにすることで、基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに温度変化や温度分布が生じる不都合を防止することができる。
【００８７】
次に、本発明の別の実施形態について図８を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の第１空間３８に、空気よりも熱伝導率の高い液体を供給可能な液体供給装置９０を設け、その液体供給装置９０を使って、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間に液体を介在させる点にある。本実施形態においては、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の第１空間３８には、液浸領域ＡＲ２を形成するための露光用の液体ＬＱと同じ液体（純水）が満たされる。０℃において、空気の熱伝導率は０．０２４１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であるのに対して、水の熱伝導率は０．５６１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。
【００８８】
液体供給装置９０は、純水を送出する液体供給部９１と、その一端部を液体供給部９１に接続し、他端部を第１空間３８に接続した供給流路９２とを備えている。供給流路９２は、Ｚチルトステージ５２及び基板ホルダＰＨの内部に形成されている。
【００８９】
第１空間３８を純水で置換するとき、制御装置ＣＯＮＴは、バキューム部４２を駆動し、第１空間３８のガスを吸引しつつ、液体供給部９１より液体（純水）を第１空間３８に対して供給する。バキューム部４２が第１空間３８のガスを吸引することで、第１空間３８が負圧化され、基板Ｐは吸着保持される。また、バキューム部４２の吸引動作と並行して、液体供給部９１より液体（純水）を供給することで、第１空間３８は短時間で液体（純水）で満たされる。このとき、吸引口４１には、液体供給部９１より供給された液体が流入するが、流路４３の所定位置（バキューム部４２の上流側の所定位置）に気液分離器を設けておくことにより、バキューム部４２への液体の流入を防止することができる。
【００９０】
以上説明したように、基板ホルダＰＨと基板Ｐとの間の空間３８に、空気よりも熱伝導率の高い液体（純水）を介在させることによって、基板Ｐが露光光ＥＬの照射により加熱しても、その基板Ｐの熱を熱伝導率の高い液体（純水）を介して基板ホルダＰＨ側に効率良く逃がすことができる。したがって、基板Ｐの熱によって基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度変化や温度分布の発生を抑制することができ、露光精度及び計測精度を維持することができる。また、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に液体を介在させることにより、液体の表面張力によって、基板Ｐを基板ホルダＰＨにより強固に吸着することができる。これにより、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に異物が挟み込まれても、その異物をある程度押しつぶし、基板Ｐの平坦度を維持することができる。また、基板ホルダＰＨの接触面３４Ａ（３５Ａ）に対して基板Ｐの裏面が押し当てられる力が向上されることで、支持部３４の上面を変形させて、支持部３４の基板Ｐとの接触面積を増加させることができる。
【００９１】
なお、空間３８に液体ＬＱを満たす場合、液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２をギャップＡの上方に配置した状態で、バキューム部４２などを駆動し、ギャップＡ及びギャップＢを介して液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱを空間３８に流入させるようにしてもよい。
【００９２】
なお、本実施形態においては、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に介在させる液体として、液浸領域ＡＲ２を形成するための液体（純水）ＬＱを使用しているが、熱伝導率の高いオイルやグリスであってもよい。熱伝導率の高い液体を使用することで、基板Ｐの熱を更に効果的に逃がすことができる。一方で、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に介在させる液体と液浸領域ＡＲ２を形成するための露光用の液体ＬＱとが異なる場合、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に介在させた液体が例えばギャップＡなどを介して液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに混入すると、液浸領域ＡＲ２の液体が淀んで露光光ＥＬや計測光Ｌａが基板Ｐ上に良好に到達しない等の不都合が生じる可能性がある。そこで、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に介在させる液体と、液浸領域ＡＲ２を形成するための露光用の液体ＬＱとを同じ液体（純水）にすることで、上記不都合の発生を防止することができる。
【００９３】
また、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に介在させる液体の温度は、液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱの温度、ひいては露光装置ＥＸが収容されているチャンバ装置内の温度とほぼ同じ温度であることが好ましい。基板Ｐの下側の液体の温度と基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱとの温度が異なると、基板Ｐ上で液体ＬＱに温度変化や温度分布が生じるが、基板Ｐの下側の液体の温度と基板Ｐ上の液体ＬＱとの温度とをほぼ同じにすることで、基板Ｐ上の液浸領域ＡＲ２の液体ＬＱに温度変化や温度分布が生じる不都合を防止することができる。
【００９４】
なお、図７と図８の実施形態においては機能層３５を併用しているが、機能層３５を使わなくても、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間に気体や液体を介在させることによって基板Ｐの熱を効率良く基板ホルダＰＨ側へ逃がすことができる。
【００９５】
また、図７、図８の実施形態において、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの間の温まった気体や液体が、温まっていない気体や液体と置換できる構成になっていれば、より効率良く基板Ｐの熱を逃がすことができる。
【００９６】
また、上述の実施形態において、基板ホルダＰＨの周壁部３３を支持部３４とほぼ同じ高さにして、基板Ｐと接触するようにしてもよい。この場合は、周壁部３３の上面３３Ａにも機能層３５を形成することが望ましい。
【００９７】
また、上述の実施形態においては、複数のピン状支持部３４で基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを採用しているが、基板ホルダＰＨの支持部の形状や配置は、上述の実施形態に限るものではない。
【００９８】
また、上述の実施形態においては、基板ホルダＰＨの支持部３４の上面に機能層３５を形成して、基板Ｐと基板ホルダＰＨとの熱伝導率を高くしているが、基板ホルダＰＨの機能層３５の代わりに、基板Ｐの裏面を基板ホルダＰＨとの熱伝導率を高めるような材料で被覆してもよい。もちろん、基板ホルダＰＨの機能層３５と併用してもよい。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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（特にダイボール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。特に、直線偏光照明法とダイボール照明法との組み合わせは、ライン・アンド・スペースパターンの周期方向が所定の一方向に限られている場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集している場合に有効である。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ４５ｎｍ程度のパターン）を、直線偏光照明法とダイボール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイボールを形成する二光束の外接円で規定される照明σを０．９５、その瞳面における各光束の半径を０．１２５σ、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．２とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を１５０ｎｍ程度増加させることができる。
【０１０２】
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。この場合、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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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（周期方向が異なるライン・アンド・スペースパターンが混在）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。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ６３ｎｍ程度のパターン）を、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（輪帯比３／４）とを併用して照明する場合、照明σを０．９５、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．００とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を２５０ｎｍ程度増加させることができ、ハーフピッチ５５ｎｍ程度のパターンで投影光学系の開口数ＮＡ＝１．２では、焦点深度を１００ｎｍ程度増加させることができる。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【０１１３】
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号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置にも適用可能である。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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（US S/N 08/416,558）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の基板保持部材を備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】基板保持部材を備えた基板ステージの平面図である。
【図３】本発明の基板保持部材の一実施形態を示す要部断面図である。
【図４】本発明の基板保持部材の一実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の基板保持部材の別の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明の基板保持部材の別の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明の基板保持部材の一実施形態を示す要部断面図である。
【図８】本発明の基板保持部材の一実施形態を示す要部断面図である。
【図９】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。
【符号の説明】
【０１２２】
３３…周壁、３４…ピン状支持部、３４Ａ…上面（接触面）、３５、３５’…機能層、３５Ａ…表面（接触面）、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、Ｐ…基板、ＰＨ…基板ホルダ（基板保持部材）、ＰＬ…投影光学系
【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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