(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の光学素子との間に所定の液体を介在させた投影露光装置において、
前記液体を液体供給管を介して供給すると共に前記液体を液体回収管を介して回収する液体供給排出機構と、
前記液体供給管に設けられたスケール付着防止機構と、
を備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
前記液体回収管に設けられた前記スケール付着防止機構を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項３】
前記スケール付着防止機構は、
前記液体供給管または前記液体回収管の外部から印加される外部磁場に基づいてスケールの付着を防止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項４】
前記スケール付着防止機構は、
前記液体供給管または前記液体回収管にコイル状に巻かれた配線を流れる電気信号に基づいてスケールの付着を防止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項５】
前記露光ビームは、ＡｒＦレーザ光であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項６】
前記光学素子の基材は、蛍石であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項７】
光学部品と露光対象物との間隙を液体で満たして該露光対象物の露光を行う液浸型の投影露光装置において、
前記液体を供給するための液体供給機構と、
前記液体の流路内の付着物を除去する洗浄手段と
を有することを特徴とする投影露光装置。
【請求項８】
前記洗浄手段は、単位時間当たりの液体供給流量を把握する供給流量把握部と、前記単位時間当たりの液体供給流量を変動させるための流量変動制御部とを有することを特徴とする請求項７に記載の投影露光装置。
【請求項９】
前記液体を排出するための液体排出機構を備え、
前記洗浄手段は、単位時間当たりの液体排出流量を把握する排出流量把握部を有し、
前記流量変動制御部は、単位時間当りの液体供給流量と、単位時間当りの液体排出流量とが連動して変動するように前記液体供給機構と前記液体排出機構とを制御することを特徴とする請求項８に記載の投影露光装置。
【請求項１０】
前記単位時間当りの液体供給流量は、該液体供給流量の時間平均値に対して０．１％以上の振幅で変動することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の投影露光装置。
【請求項１１】
前記洗浄手段は、前記液体中に１ｍＬ以下の体積の気泡を１個以上混入させることにより前記流路内から前記付着物を除去する機能を備えたことを特徴とする請求項７乃至請求項１０の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項１２】
前記洗浄手段は、露光が停止する時間に合わせて作動させられて前記流路内から前記付着物が除去可能に構成されたことを特徴とする請求項７乃至請求項１１の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項１３】
前記光学部品は合成フッ化カルシウム単結晶であることを特徴とする請求項７乃至請求項１２の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項１４】
前記光学部品の最表面がフッ化マグネシウムによりコーティングされていることを特徴とする請求項１３に記載の投影露光装置。
【請求項１５】
前記液体として純水又は塩類が溶解している水溶液を使用することを特徴とする請求項７乃至請求項１４の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項１６】
光学部品と露光対象物との間隙を液体で満たして該露光対象物を露光する液浸型の投影露光装置の洗浄方法であって、
前記液体を供給する際に、前記液体の供給流量と前記液体の排出流量とを変動させて前記液体の流路内の付着物を除去することを特徴とする投影露光装置の洗浄方法。
【請求項１７】
単位時間当たりの前記液体供給量として、該液体供給流量の時間平均値に対して０．１％以上の振幅で変動させて前記流路内の付着物を除去することを特徴とする請求項１６に記載の投影露光装置の洗浄方法。
【請求項１８】
光学部品と露光対象物との間隙を液体で満たして解像度を高めるようにした液浸型の投影露光装置の洗浄方法であって、
前記液体を供給する際に、前記液体中に１ｍＬ以下の体積の気泡を１個以上混入させて前記流路内を洗浄することを特徴とする投影露光装置の洗浄方法。
【請求項１９】
第１物体と第２物体との間を所定の液体で満たし、該液体を介して露光光を露光対象物に照射する投影露光装置において、
前記液体を液体供給管を介して供給すると共に前記液体を液体回収管を介して回収する液体供給排出機構と、
前記液体の流路を形成する部材への不純物の付着を防止する付着防止機構と、
を備えたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２０】
前記液体の流路を形成する部材は、前記液体供給排出機構の液体供給管を含むことを特徴とする請求項１９に記載の投影露光装置。
【請求項２１】
前記液体の流路を形成する部材は、前記液体の供給排出機構の液体回収管を含むことを特徴とする請求項１９または請求項２０記載の投影露光装置。
【請求項２２】
前記液体の流路を形成する部材はノズルを含むことを特徴とする請求項１９乃至請求項２１の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項２３】
前記付着防止機構は磁場を発生させることによって不純物の付着を防止することを特徴とする請求項１９乃至請求項２２の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項２４】
前記第２物体が前記露光対象物であることを特徴とする請求項１９乃至請求項２３の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項２５】
前記第１物体は光学素子を含み、
前記露光光は前記光学素子と前記液体を介して前記露光対象物に照射されることを特徴とする請求項１９乃至請求項２４の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項２６】
前記光学素子の基材は、蛍石であることを特徴とする請求項２５に記載の投影露光装置。
【請求項２７】
第１物体と第２物体との間を液体で満たし、該液体を介して露光光を露光対象物に照射する液浸型の投影露光装置において、
前記液体を供給するための液体供給機構と、
前記液体を排出するための液体排出機構と、
前記液体の流路を洗浄する洗浄機構とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２８】
前記第１物体は光学部品を含み、
前記露光光は前記光学部品と前記液体を介して前記露光対象物に照射されることを特徴とする請求項２７に記載の投影露光装置。
【請求項２９】
前記第２物体は前記露光対象物であることを特徴とする請求項２７または請求項２８に記載の投影露光装置。
【請求項３０】
前記流路は前記液体を供給するための液体供給流路を含むことを特徴とする請求項２７乃至請求項２９の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項３１】
前記流路は前記液体を排出するための液体排出流路を含むことを特徴とする請求項２７乃至請求項３０の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項３２】
前記洗浄機構は、前記流路内の付着物を除去することを特徴とする請求項２７乃至請求項３１の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項３３】
前記洗浄機構は、前記流路内の液体流量を変動させることによって、前記流路の洗浄を行なうことを特徴とする請求項２７乃至請求項３３の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項３４】
前記洗浄機構は、前記流路に気泡を混入した液体を流すことによって、前記流路の洗浄を行なうことを特徴とする請求項２７乃至請求項３３の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項３５】
前記洗浄機構は、露光が停止する時間に合わせて作動することを特徴とする請求項２７乃至請求項３４の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項３６】
前記液体として純水又は塩類が溶解している水溶液を使用することを特徴とする請求項２７乃至請求項３５の何れか一項に記載の投影露光装置。
【請求項３７】
請求項１９または請求項２７に記載の投影露光装置を用いるデバイス製造方法。
【請求項３８】
第１部材と第２部材との間隙を液体で満たして露光対象物を露光する液浸型の投影露光装置のメンテナンス方法であって、
露光体対象物の露光を行なっていないときに、前記液体の流路を洗浄することを特徴とする投影露光装置のメンテナンス方法。
【請求項３９】
前記流路内の液体流量を変動させることによって前記流路の洗浄を行うことを特徴とする請求項３８に記載のメンテナンス方法。
【請求項４０】
前記流路内に気泡を混入した液体を流すことによって前記洗浄を行うことを特徴とする請求項３８に記載のメンテナンス方法。
【請求項４１】
請求項３８に記載の投影露光装置のメンテナンス方法を用いるデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば、半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶表示素子または薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクパターンを感光性の基板上に転写するために用いられる投影露光装置、及び液浸型の投影露光装置の洗浄方法、メンテナンス方法並びにデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して、感光性の基板としてのレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。従来は投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型の露光装置（ステッパ）が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置も注目されている。【０００３】  投影露光装置に備えられている投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、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、集積回路の微細化に伴い投影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きている。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も実用化されている。【０００４】  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。【０００５】    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。従来より投影露光装置では、オートフォーカス方式でウエハの表面を投影光学系の像面に合わせ込んで露光を行っているが、そのためには焦点深度δはある程度広いことが望ましい。そこで、従来も位相シフトレチクル法、変形照明法、多層レジスト法など、実質的に焦点深度を広くする提案がなされている。【０００６】  上記のとおり、従来の投影露光装置では、露光光の短波長化および投影光学系の開口数の増大によって、焦点深度が狭くなってきている。そして半導体集積回路の一層の高集積化に対応するために、露光波長のさらなる短波長も研究されており、このままでは焦点深度が狭くなり過ぎて、露光動作時のマージンが不足する恐れがある。【０００７】  そこで、実質的に露光波長を短くし、かつ焦点深度を広くする方法として液浸法が提案されている。この液浸法を用いた液浸型の投影露光装置においては、投影光学系の下面とウエハ表面との間を水、または有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が、空気中の１／ｎ倍（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させると共に焦点深度を拡大させている（例えば、特開平１０−３０３１１４号公報、及び国際公開第９９／４９５０４号パンフレット参照）。
【発明の開示】
【０００８】  液浸型の投影露光装置においては、長期間の使用により液体内に溶解している不純物が配管や液体と接した投影光学系の先端部に析出堆積して、液浸型露光装置としての性能劣化を招く可能性がある。特に紫外波長でレンズ素材として使用可能な蛍石（ＣａＦ２）やフッ化バリウム（ＢａＦ２）などは、液体として純水や水溶液を用いた場合、その溶解度のため浸食され、スケール成分と呼ばれるカルシウムイオンやバリウムイオンの液体中濃度が上昇し、その結果スケールの析出堆積によって、液浸型露光装置としての性能劣化が早くなる可能性があった。
また、液浸型の投影露光装置で使用される液体には、カルシウム、マグネシウム、鉄、ニッケル、クロムなどの金属塩からなる微小な固形物や、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの樹脂からなる微小な固形物が含まれていることがある。これらは液体自身に含まれる極微量な不純物成分でもあり、また液体が流れる流路を構成する配管などの成分でもある。
【０００９】  これらの金属塩からなる成分が長期間のうちに液体流路の壁面などに堆積成長して極微小な固形物となり、さらに成長が進むと液体流路の壁面からはがれ落ちて微小な固形物として液体に混入する。比較的安定だとされるＰＴＦＥについても金属塩からなる微小な固形物が衝突して、自らが新たな微小な固形物となり得る。
【００１０】  本発明の目的は、液浸法を適用した投影露光装置の性能劣化を防止することである。
この発明の投影露光装置は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の光学素子との間に所定の液体を介在させた投影露光装置において、前記液体を液体供給管を介して供給すると共に前記液体を液体回収管を介して回収する液体供給排出機構と、前記液体供給管に設けられたスケール付着防止機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】  この発明の投影露光装置によれば、基板の表面と投影光学系の基板側光学素子との間に所定の液体を供給する供給管に設けられているスケール付着防止機構によりスケールの付着を防止することができる。従って、例えば、供給管の内壁に、所定の液体内に溶解している不純物等のスケールが堆積することにより液体の流れが悪くなることを防止し、安定的に液体を供給することができる。
【００１２】  また、この発明の投影露光装置は、前記液体回収管に設けられた前記スケール付着防止機構を更に備えることを特徴とする。この発明の投影露光装置によれば、液体回収管にもスケール付着防止機構が設けられているため、スケールの付着により投影露光装置の性能が劣化することを的確に防止することができ、投影露光装置の性能を安定させることができる。
【００１３】  また、この発明の投影露光装置は、前記スケール付着防止機構が、前記液体供給管または前記液体回収管の外部から印加される外部磁場に基づいてスケールの付着を防止することを特徴とする。この発明の投影露光装置によれば、外部から印加される外部磁場、例えば、液体供給管または液体回収管の外壁面に設けられた磁石による磁力線を所定の液体が横切ることにより、電子励起作用が発生して、この電子励起作用を利用してスケールの付着を防止することができる。
【００１４】  また、この発明の投影露光装置は、前記スケール付着防止機構が、前記液体供給管または前記液体回収管にコイル状に巻かれた配線を流れる電気信号に基づいてスケールの付着を防止することを特徴とする。この発明の投影露光装置によれば、コイル状に巻かれた配線に電気信号、即ち、電流を流すことにより生じる磁界による磁力線を所定の液体が横切ることにより、電子励起作用が発生して、この電子励起作用を利用してスケールの付着を防止することができる。
【００１５】  また、この発明の投影露光装置は、前記露光ビームがＡｒＦレーザ光であることを特徴とする。この発明の投影露光装置によれば、ＡｒＦレーザ光を用いることにより、高い解像度を得ることができ、微細な集積回路パターンを適切に露光することができる。
【００１６】  また、この発明の投影露光装置は、前記光学素子の基材が蛍石であることを特徴とする。この発明の投影露光装置によれば、光学素子の基材として蛍石を用いることにより、短波長の露光ビーム、例えば、ＡｒＦレーザ光を確実に透過させることができる。
【００１７】  この発明の投影露光装置は、光学部品と露光対象物との間隙を液体で満たして前記露光対象物を露光する液浸型の投影露光装置において、前記液体を供給するための液体供給機構を備え、前記液体の流路内の付着物を除去する洗浄手段を有することを特徴とする。この発明の投影露光装置によれば、長期に使用し続けていても所望の性能を維持することが可能な優れた投影露光装置を提供することができる。
【００１８】  この発明の投影露光装置は、洗浄手段が単位時間当たりの液体供給流量を把握する供給流量把握部と、単位時間当たりの前記液体供給流量を変動させるための流量変動制御部とを有する。
【００１９】  この発明の投影露光装置は、前記液体を満たした部分から前記液体を排出するための液体排出機構を備え、前記洗浄手段は、単位時間当たりの液体排出流量を把握する排出流量把握部と、単位時間当たりの液体排出流量を変動させるための流量変動制御部とを有し、該流量変動制御部は、単位時間当りの前記液体供給流量と単位時間当りの前記液体排出流量とを連動して変動させるように前記液体供給機構と前記液体排出機構とを制御する。
【００２０】  この発明の投影露光装置は、単位時間当たりの前記液体供給流量が該液体供給流量の時間平均値に対して０．１％以上の振幅で変動する。
【００２１】  この発明の投影露光装置は、前記洗浄手段が前記液体中に１ｍＬ以下の体積の気泡を１個以上混入させることにより前記流路内から前記付着物を除去する機能を備える。
【００２２】  この発明の投影露光装置は、洗浄手段を露光が停止する時間に合わせて作動させて前記流路内から前記付着物を除去可能に構成する。
【００２３】  この発明の投影露光装置は、前記光学部品を合成フッ化カルシウム単結晶とすることができる。この発明の投影露光装置は、前記光学部品の最表面をフッ化マグネシウムによりコーティングすることができる。この発明の投影露光装置は、前記液体として純水又は塩類が溶解している水溶液を使用することができる。
【００２４】  この発明の投影露光装置の洗浄方法は、光学部品と露光対象物との間隙を液体で満たして前記露光対象物を露光する液浸型の投影露光装置における洗浄方法であって、前記液体を供給する際に、前記液体供給流量と前記液体排出流量とを変動させて前記液体の流路内の付着物を除去することを特徴とする。この発明の投影露光装置の洗浄方法によれば、長期に使用し続けていても所望の性能を維持することが可能な優れた液浸型投影露光装置の洗浄方法を提供することができる。
【００２５】  この発明の投影露光装置の洗浄方法は、単位時間当たりの前記液体供給量として、該液体供給流量の時間平均値に対して０．１％以上の振幅で変動させて前記液体の流路内の付着物を除去することができる。
【００２６】  この発明の投影露光装置の洗浄方法は、光学部品と露光対象物との間隙を液体で満たして前記露光対象物を露光する液浸型の投影露光装置における洗浄方法であって、前記液体を供給する際に、前記液体中に１ｍＬ以下の体積の気泡を１個以上混入させて前記液体の流路内を洗浄することを特徴とする。この発明の投影露光装置の洗浄方法によれば、所望の性能を維持することが可能な優れた液浸型投影露光装置の洗浄方法を提供できる。
また、この本発明の投影露光装置は、第１物体と第２物体との間を所定の液体で満たし、該液体を介して露光光を露光対象物に照射する投影露光装置であって、液体を液体供給管を介して供給すると共に液体を液体回収管を介して回収する液体供給排出機構と、液体の流路を形成する部材への不純物の付着を防止する付着防止機構とを備えたものである。
この発明の投影露光装置によれば、液体中への不純物の混入や、液体の流れが悪くなることを防止して、液浸型の投影露光装置としての性能を維持することができる。
また、この発明の投影露光装置は、第１物体と第２物体との間を液体で満たし、該液体を介して露光光を露光対象物に照射する液浸型の投影露光装置であって、液体を供給するための液体供給機構と、液体を排出するための液体排出機構と、液体の流路を洗浄する洗浄機構とを有するものである。この発明の投影露光装置によれば、液体中への不純物の混入や、液体の流れが悪くなることを防止して、液浸型の投影露光装置としての性能を維持することができる。
また、この発明の投影露光装置のメンテナンス方法は、第１部材と第２部材との間隙を液体で満たして露光対象物を露光する液浸型の投影露光装置のメンテナンス方法であって、露光体対象物の露光を行なっていないときに、液体の流路を洗浄するものである。
この発明のメンテナンス方法によれば、露光体対象物の露光に影響を与えることなく液体の流路を洗浄して、液体中への不純物の混入や、液体の流れが悪くなることを防止し、液浸型の投影露光装置の性能を維持することができる。
また、この発明のデバイス製造方法によれば、上述の投影露光装置やメンテナンス方法を利用して、歩留まりの良い、優れたデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施の形態において使用される投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる投影光学系ＰＬの光学素子４の先端部４ＡとＸ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる投影光学系ＰＬの光学素子４の先端部４Ａと、Ｙ方向から液体の供給及び回収を行う排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる光学素子４とウエハＷとの間への液体７の供給及び回収の様子を示す要部の拡大図である。
【図５】第２の実施の形態において使用される投影露光装置の投影光学系ＰＬＡの下端部、液体供給装置５、及び液体回収装置６等を示す正面図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる投影光学系ＰＬＡの光学素子３２の先端部３２ＡとＸ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる投影光学系ＰＬＡの光学素子３２の先端部３２Ａと、Ｙ方向から液体の供給及び回収を行う排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【図８】第３の実施の形態にかかる液浸型投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図９】第４の実施の形態にかかる液浸型投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図１０】第３実施の形態にかかる液体供給流量の変動の説明図である。
【図１１】第３の実施の形態にかかる液体供給流量の変動の説明図である。
【図１２】第３の実施の形態にかかる液体供給流量の変動の説明図である。
【図１３】従来の液体供給流量の説明図である。
【図１４】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】  以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置の説明を行う。図１は、第１の実施の形態にかかるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置の概略構成を示す図である。また、以下の説明においては、図１中に示す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。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。【００２９】  この実施の形態にかかる投影露光装置は、図１に示すように、露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系１を備えている。光源から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光よりなる露光光（露光ビーム）ＩＬは、照明光学系１を通過し、レチクル（マスク）Ｒに設けられたパターンを照明する。レチクルＲを通過した光は、両側（又はウエハＷ側に片側）テレセントリックな投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストが塗布されたウエハ（基板）Ｗ上の露光領域に所定の投影倍率β（例えば、βは１／４，１／５等）で縮小投影露光する。【００３０】  なお、露光光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）や水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等を使用してもよい。【００３１】  また、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上に保持され、レチクルステージＲＳＴにはＸ方向、Ｙ方向及び回転方向にレチクルＲを微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルレーザ干渉計（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置をリアルタイムに計測され、且つ制御されている。【００３２】  また、ウエハＷはウエハホルダ（不図示）を介してＺステージ９上に固定されている。また、Ｚステージ９は、投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行なＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ１０上に固定されており、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角を制御する。Ｚステージ９は、Ｚステージ９上に位置する移動鏡１２を用いたウエハレーザ干渉計１３によってＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置をリアルタイムに計測され、且つ制御されている。また、ＸＹステージ１０は、ベース１１上に載置されており、ウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向を制御する。【００３３】  この投影露光装置に備えられている主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージＲＳＴを微動させることによりレチクルＲの位置調整を行なう。【００３４】  また、主制御系１４は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウエハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウエハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウエハＷのフォーカス位置及び傾斜角の調整を行なう。更に、主制御系１４は、ウエハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいてウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置調整を行なう。【００３５】  露光時には、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷ上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動させる。即ち、ステップ・アンド・リピート方式によりレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に露光する動作を繰り返す。【００３６】  この投影露光装置においては、露光波長を実質的に短くし、且つ解像度を向上させるために液浸法が適用されている。ここで、液侵法を適用した液浸型の投影露光装置においては、少なくともレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に転写している間は、ウエハＷの表面と投影光学系ＰＬのウエハＷ側の光学素子４の先端面（下面）との間に所定の液体７が満たされている。投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬを構成する石英または蛍石により形成された複数の光学素子を収納する鏡筒３を備えている。この投影光学系ＰＬにおいては、最もウエハＷ側の光学素子４が蛍石により形成されており、光学素子４のウエハＷ側の先端部４Ａ（図２参照）のみが液体７と接触するように構成されている。これによって、金属からなる鏡筒３の腐食等が防止されている。【００３７】  ここで、光学素子４の基材は蛍石であり、光学素子４の先端部４Ａ、即ち、液体７と接触する部分には、溶解防止膜としてフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）が真空蒸着法により成膜されている。また、液体７としては、半導体製造工場等で容易に大量に入手できる純水が使用されている。【００３８】  図２は、投影光学系ＰＬの光学素子４の先端部４Ａ及びウエハＷと、その先端部４ＡをＸ方向に挟む２対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。また、図３は、投影光学系ＰＬの光学素子４の先端部４Ａと、その先端部４ＡをＹ方向に挟む２対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。この実施の形態にかかる投影露光装置は、液体７の供給を制御する液体供給装置５及び液体７の排出を制御する液体回収装置６を備えている。【００３９】  液体供給装置５は、液体７のタンク（図示せず）、加圧ポンプ（図示せず）、温度制御装置（図示せず）等により構成されている。また、液体供給装置５には、図２に示すように、供給管２１を介して先端部４Ａの＋Ｘ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２１ａが、供給管２２を介して先端部４Ａの−Ｘ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２２ａが接続されている。供給管２１には、液体７内に溶解している不純物であるスケールが供給管２１やノズル２１ａ等に付着するのを防止するスケール付着防止機構２１０が設けられており、同様に、供給管２２にも��スケール付着防止機構２２０が設けられている。また、液体供給装置５には、図３に示すように、供給管２７を介して先端部４Ａの＋Ｙ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２７ａが、供給管２８を介して先端部４Ａの−Ｙ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２８ａが接続されている。供給管２７には、液体７内に溶解している不純物であるスケールが供給管２７やノズル２７ａ等に付着するのを防止するスケール付着防止機構２７０が設けられており、同様に、供給管２８にも、スケール付着防止機構２８０が設けられている。液体供給装置５は、温度制御装置により液体７の温度を調整し、排出ノズル２１ａ、２２ａ、２７ａ、２８ａの中の少なくとも１つの排出ノズルより、供給管２１、２２、２７、２８の中の少なくとも１つの供給管を介して温度調整された液体７をウエハＷ上に供給する。なお、液体７の温度は、温度制御装置により、例えばこの実施の形態にかかる投影露光装置が収納されているチャンバ内の温度と同程度に設定される。また、露光装置の液体供給装置５は、必ずしもタンク、加圧ポンプ、温度制御装置をすべてを備えている必要はなく、それらの少なくとも一部を、露光装置が設置される工場などの設備で代用してもよい。【００４０】  液体回収装置６は、液体７のタンク（図示せず）、吸引ポンプ（図示せず）等により構成されている。また、液体回収装置６には、図２に示すように、回収管２３を介して先端部４Ａの−Ｘ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２３ａ、２３ｂが、回収管２４を介して先端部４Ａの＋Ｘ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２４ａ、２４ｂが接続されている。なお、流入ノズル２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂは、先端部４Ａの中心を通りＸ軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。回収管２３には、液体７内に溶解している不純物であるスケールが回収管２３やノズル２３ａ、２３ｂ等に付着するのを防止するスケール付着防止機構２３０が設けられており、同様に、回収管２４にも、スケール付着防止機構２４０が設けられている。また、液体回収装置６には、図３に示すように、回収管２９を介して先端部４Ａの−Ｙ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２９ａ、２９ｂが、回収管３０を介して先端部４Ａの＋Ｙ方向側に広い先端部を有する流入ノズル３０ａ、３０ｂが接続されている。なお、流入ノズル２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂは、先端部４Ａの中心を通りＹ軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。回収管２９には、液体７内に溶解している不純物であるスケールが回収管２９やノズル２９ａ、２９ｂ等に付着するのを防止するスケール付着防止機構２９０が設けられており、同様に、回収管３０にも、スケール付着防止機構３００が設けられている。【００４１】  液体回収装置６は、流入ノズル２３ａ及び２３ｂ、２４ａ及び２４ｂ、２９ａ及び２９ｂ、３０ａ及び３０ｂの中の少なくとも１つの流入ノズルより、回収管２３、２４、２９、３０の中の少なくとも１つの回収管を介して液体７をウエハＷ上から回収する。なお、露光装置の液体回収装置６は、必ずしもタンクと吸引ポンプを備えている必要はなく、少なくとも一方を、露光装置が設置される工場などの設備で代用してもよい。【���０４２】  次に、液体７の供給及び回収方法について説明する。図２において、実線で示す矢印２５Ａの方向（−Ｘ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２１及び排出ノズル２１ａを介して光学素子４の先端部４ＡとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２３及び流入ノズル２３ａ，２３ｂを介してウエハＷ上から液体供給装置５により先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を矢印２５Ｂの方向（−Ｘ方向）に流れており、ウエハＷと光学素子４との間は液体７により安定に満たされる。【００４３】  一方、図２において、２点鎖線で示す矢印２６Ａの方向（＋Ｘ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２２及び排出ノズル２２ａを介して光学素子４の先端部４ＡとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２４及び流入ノズル２４ａ，２４ｂを介して、液体供給装置５により先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を矢印２６Ｂの方向（＋Ｘ方向）に流れており、ウエハＷと光学素子４との間は液体７により安定に満たされる。【００４４】  また、ウエハＷをＹ方向にステップ移動させる際には、Ｙ方向から液体７の供給及び回収を行なう。即ち、図３において、実線で示す矢印３１Ａの方向（−Ｙ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２７及び排出ノズル２７ａを介して、液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２９及び流入ノズル２９ａ，２９ｂを介して、液体供給装置５により先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７は、光学素子４の先端部４Ａの直下の露光領域上を矢印３１Ｂの方向（−Ｙ方向）に流れる。【００４５】  また、ウエハＷを＋Ｙ方向にステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２８及び排出ノズル２８ａを介して、液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管３０及び流入ノズル３０ａ，３０ｂを介して、液体供給装置５により先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７は、光学素子４の先端部４Ａの直下の露光領域上を＋Ｙ方向に流れる。【００４６】  なお、Ｘ方向またはＹ方向から液体７の供給及び回収を行うノズルだけでなく、例えば斜めの方向から液体７の供給及び回収を行うためのノズルを設けてもよい。【００４７】  次に、液体７の供給量及び回収量の制御方法について説明する。図４は、投影光学系ＰＬを構成する光学素子４とウエハＷの間に液体７を供給及び回収している状態を示す図である。図４に示すように、ウエハＷが矢印２５Ａの方向（−Ｘ方向）に移動している場合において、排出ノズル２１ａより供給された液体７は、矢印２５Ｂの方向（−Ｘ方向）に流れ、流入ノズル２３ａ，２３ｂにより回収される。ウエハＷが移動中であっても光学素子４とウエハＷとの間に充填される液体７の量を一定に保つため、液体７の供給量Ｖｉ（ｍ３／ｓ）と回収量Ｖｏ（ｍ３／ｓ）とを等しくする。また、ＸＹステージ１０（ウエハＷ）の移動速度ｖに基づいて液体７���供給量Ｖｉ及び回収量Ｖｏを調整する。即ち、数式１に基づいて液体７の供給量Ｖｉ及び回収量Ｖｏが算出される。
【数１】
0004438747.tif 000002
ここで、Ｄは図１に示すように光学素子４の先端部４Ａの直径（ｍ）、ｖはＸＹステージ１０の移動速度（ｍ／ｓ）、ｄは投影光学系ＰＬの作動距離（ワーキング・ディスタンス）（ｍ）である。ＸＹステージ１０をステップ移動するときの速度ｖは主制御系１４により設定され、Ｄ及びｄは予め入力されているため、数式１に基づいて液体７の供給量Ｖｉ及び回収量Ｖｏを算出し、調整することにより、液体７は光学素子４とウエハＷとの間に常時満たされる。【００４８】  なお、投影光学系ＰＬの作動距離ｄは、光学素子４とウエハＷとの間に液体７を安定して存在させるために可能な限り狭いほうが望ましい。例えば、投影光学系ＰＬの作動距離ｄは、２ｍｍ程度に設定される。【００４９】  次に、液体７の供給及び回収の際におけるスケールの付着を防止する処理について説明する。液体７を供給及び回収することにより、液体７中に溶解している不純物であるスケールが供給管や回収管の内壁に付着して投影露光装置の性能を低下させる場合がある。水などの液体中に溶解しているカルシウム等の不純物はプラスに帯電しているために、マイナスに帯電しやすい供給管や回収管の内壁に吸着する傾向にある。従って、供給管や回収管の内壁に対するスケールの吸着量が時間と共に増加し、固着すると投影露光装置の性能を低下させてしまう。例えば、供給管や回収管の内壁にスケールが堆積（付着）することで液体の流れが悪くなったり、液体を供給排出するノズルにスケールが堆積（付着）することでノズル詰まりを招く可能性がある。また、液体が接する投影光学系の先端部にスケールが堆積（付着）することにより光学性能の劣化を引き起こしてしまう可能性がある。【００５０】  そこで本実施の形態では、溶解している不純物がスケール結晶化するときの表面電位を中性もしくはマイナスに帯電させ、スケールの結晶化を抑制し、電荷の反発力で堆積を防止する。即ち、液体に対して磁場を外部から印加するときに生じる電子励起作用により分極した水分子の水和エネルギーによって、スケール成分をイオン封鎖して表面電位を中性もしくはマイナスにすることにより、供給管及び回収管などに対するスケールの付着を防止することができる。【００５１】  例えば、スケール付着防止機構２１０においては、供給管２１の外壁面に接する位置にＮ極の磁石が配置され、このＮ極の磁石と供給管２１を挟んで対向する位置にＳ極の磁石が配置される。この２極間において発生する磁場により供給管２１に対して磁力線が作用している。従って、この２極間の磁場の中を電気伝導度を持った流体が一定以上の速度で直角に横切るとき、電子励起作用が起こりエネルギーが発生する。この発生したエネルギーによりスケールが結晶化するときの表面電位を中性もしくはマイナスに帯電させることができ、供給管２１等へのスケールの付着を防止することができる。なお、供給管２２、２７及び２８にそれぞれ配置されているスケール付着防止機構２２０、２７０及び２８０、回収管２３、２４、２９及び３０にそれぞれ配置されているスケール付着防止機構２３０、２４０、２９０及び３００も、スケール付着防止機構２１０と同様の構成を有し、スケール付着防止機構２２０、２７０、２８０、２３０、２４０、���９０及び３００においても磁石を用いて磁力線を作用させることによりスケールの付着が防止されている。【００５２】  この第１の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、液体を供給する供給管のそれぞれにスケール付着防止機構が設けられているため、液体が供給管を流れる際に液体内に溶解しているスケール成分を中性もしくはマイナスに帯電させ、スケールが供給管の内壁やノズル等に付着することを防止できる。従って、供給管及び回収管の内壁にスケールが付着して液体の流れが悪化したり、液体を供給または排出するノズルがスケールによりノズル詰りを発生することを防止することができると共に、投影光学系の先端部分にスケールが付着することにより光学特性が劣化することを防止することができるため、投影露光装置の性能を安定して維持することができる。【００５３】  また、投影光学系の先端部と基板との間に液体を供給する供給管、及び液体を回収する回収管のそれぞれにスケール付着防止機構が設けられているため、液体中に溶解している不純物であるスケールの供給管や投影光学系の先端部、各ノズル、及び回収管などへの付着堆積が防止される。従って、スケールの付着堆積により不具合となった部品を交換するために装置の稼動を停止させる必要がない、あるいはスケールの付着堆積に起因する部品交換の頻度を少なくすることができ、投影露光装置としての性能を安定して維持することができる。【００５４】  また、波長が２００ｎｍ程度の露光光に対する純水の屈折率ｎは約１．４４であり、波長１９３ｎｍであるＡｒＦエキシマレーザ光は、ウエハＷ上において１／ｎ、即ち１３４ｎｍに短波長化されるため、高い解像度を得ることができる。更に焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、即ち、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るため、より一層解像度を向上させることができる。【００５５】  また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、Ｘ方向及びＹ方向に互いに反転した２対の排出ノズルと流入ノズルとを備えているため、ウエハを＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向または−Ｙ方向に移動する場合においても、ウエハと光学素子との間を液体により安定に満たし続けることができる。【００５６】  また、液体がウエハ上を流れるため、ウエハ上に異物が付着している場合であっても、その異物を液体により流し去ることができる。また、液体が液体供給装置により所定の温度に調整されているため、ウエハ表面の温度も一定となり、露光の際に生じるウエハの熱膨張による重ね合わせ精度の低下を防止することができる。従って、ＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式のアライメントのように、アライメントと露光とに時間差のある場合であっても、ウエハの熱膨張による重ね合わせ精度の低下を防ぐことができる。【００５７】  また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、ウエハを移動させる方向と同一の方向に液体が流れているため、異物や熱を吸収した液体を光学素子の先端部の直下の露光領域上に滞留させることなく液体回収装置により回収することができる。【００５８】  次に、図��を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図５は、第２の実施の形態にかかるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置の投影光学系ＰＬＡの下部、液体供給装置５及び液体回収装置６等を示す正面図である。また、以下の説明においては、図５中に示す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。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。なお、図５においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置と同一の構成には、第１の実施の形態で用いたのと同一の符号を付して説明を行なう。【００５９】  この投影露光装置においては、投影光学系ＰＬＡの鏡筒３Ａの最下端の光学素子３２は、先端部３２Ａが走査露光に必要な部分だけを残してＹ方向（非走査方向）に細長い矩形に削られている。走査露光時には、先端部３２Ａの直下の矩形の露光領域にレチクルの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬＡに対して、レチクル（不図示）が−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、ＸＹステージ１０を介してウエハＷが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、１つのショット領域への露光終了後に、ウエハＷのステッピング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・スキャン方式で各ショット領域への露光が順次行われる。【００６０】  また、光学素子３２の基材は蛍石であり、光学素子３２の先端部３２Ａには、真空蒸着法により構成される溶解防止膜としてフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）が成膜されている。【００６１】  この第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、液浸法が適用されるため、走査露光中に光学素子３２とウエハＷの表面との間に液体７が満たされる。液体７としては、純水が使用されている。液体７の供給及び回収は、それぞれ液体供給装置５及び液体回収装置６によって行われる。【００６２】  図６は、投影光学系ＰＬＡの光学素子３２の先端部３２Ａと液体７をＸ方向に供給及び回収するための排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。液体供給装置５には、図６に示すように、供給管２１を介してＹ方向に細長い矩形状である先端部３２Ａの＋Ｘ方向側に３個の排出ノズル２１ａ〜２１ｃが、先端部３２Ａの−Ｘ方向側に３個の排出ノズル２２ａ〜２２ｃが接続されている。また、液体回収装置６には、図６に示すように、回収管２３を介して先端部３２Ａの−Ｘ方向側に２個の流入ノズル２３ａ、２３ｂが、回収管２４を介して先端部３２Ａの＋Ｘ方向側に２個の流入ノズル２４ａ、２４ｂが接続されている。【００６３】  実線の矢印で示す走査方向（−Ｘ方向）にウエハＷを移動させて走査露光を行う場合には、液体供給装置５は、供給管２１及び排出ノズル２１ａ〜２１ｃを介して光学素子３２の先端部３２ＡとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２３及び流入ノズル２３ａ，２３ｂを介して、液体供給装置５により先端部３２ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を−Ｘ方向に流れており、光学素子３２とウエハＷとの間は液体７により満たされる。【００６４】  また、２点鎖線の矢印で示す方向（＋Ｘ方向）にウエハＷを移動させて走査露光を行う場合には、液体供給装置５は、供給管２２及び排出ノズル２２ａ〜２２ｃを介して光学素子３２の先端部３２ＡとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２４及び流入ノズル２４ａ，２４ｂを介して、液体供給装置５により先端部３２ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を＋Ｘ方向に流れており、光学素子３２とウエハＷとの間は液体７により満たされる。【００６５】  また、液体７の供給量Ｖｉ（ｍ３／ｓ）及び回収量Ｖｏ（ｍ３／ｓ）は、以下の数式２により算出される。
【数２】
0004438747.tif 000003
ここで、ＤＳＹは光学素子３２の先端部３２ＡのＸ方向の長さ（ｍ）である。ＤＳＹは予め入力されているため、数式２に基づいて液体７の供給量Ｖｉ（ｍ３／ｓ）及び回収量Ｖｏ（ｍ３／ｓ）を算出し、調整することにより、走査露光中においても光学素子３２とウエハＷとの間に液体７は安定に満たされる。【００６６】  また、上述のようにＸ方向に液体７を供給及び回収する際には、供給管及び回収管にそれぞれ設けられた第１の実施の形態にかかるスケール付着防止機構と同一の構成を有するスケール付着防止機構により、第１の実施の形態と同一の方法により供給管及び回収管の内壁や液体を供給排出するノズルに対するスケールの付着が防止されている。即ち、図６に示すように、供給管２１及び２２のそれぞれに設けられたスケール付着防止機構２１０及び２２０において、それぞれの供給管に磁力線を作用させスケール成分を中性もしくはマイナスに帯電させて供給管等へのスケールの付着を防止している。同様に、回収管２３及び２４のそれぞれに設けられたスケール付着防止機構２３０及び２４０において、それぞれの回収管等へのスケールの付着が防止されている。【００６７】  また、ウエハＷをＹ方向にステップ移動させる際には、第１の実施の形態と同一の方法によりＹ方向から液体７の供給及び回収を行なう。【００６８】  図７は、投影光学系ＰＬＡの光学素子３２の先端部３２ＡとＹ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。図７に示すように、ウエハＷを走査方向に直交する非走査方向（−Ｙ方向）にステップ移動させる場合には、Ｙ方向に配列された排出ノズル２７ａ及び流入ノズル２９ａ，２９ｂを使用して液体７の供給及び回収を行なう。また、ウエハを＋Ｙ方向にステップ移動させる場合には、Ｙ方向に配列された排出ノズル２８ａ及び流入ノズル３０ａ，３０ｂを使用して液体７の供給及び回収を行なう。この場合においては、液体７の供給量Ｖｉ（ｍ３／ｓ）、及び回収量Ｖｏ（ｍ３／ｓ）は、以下の数式３により算出される。
【数３】
0004438747.tif 000004
ここで、ＤＳＸは光学素子３２の先端部３２ＡのＹ方向の長さ（ｍ）である。第１の実施の形態と同様に、Ｙ方向にステップ移動させる際にもウエハＷの移動速度ｖに応じて液体７の供給量を調整することにより、光学素子３２とウエハＷとの間を液体７により満たし続ける。【００６９】  また、上述のようにＹ方向に液体７を供給及び回収する際には、供給管及び回収管にそれぞれ設けられた第１の実施の形態にかかるスケール付着防止機構と同一の構成を有するスケール付着防止機構により、第１の実施の形態と同一の方法により供給管及び回収管の内壁や液体を供給排出するノズルに対するスケールの付着が防止されている。即ち、図７に示すノズル２７ａを介して供給される液体７が流れる供給管に設けられたスケール付着防止機構及びノズル２８ａを介して供給される液体７が流れる供給管に設けられたスケール付着防止機構において、磁石を用いて発生させた磁場により供給管に対して磁力線を作用させ、スケール成分を中性もしくはマイナスに帯電させて供給管等へのスケールの付着を防止している。同様に、ノズル２９ａ及び２９ｂを介して回収される液体７が流れる回収管に設けられたスケール付着防止機構と、ノズル３０ａ及び３０ｂを介して回収される液体７が流れる回収管に設けられたスケール付着防止機構において、磁石を用いて発生させた磁場により供給管に対して磁力線を作用させ、それぞれの回収管等へのスケールの付着を防止している。【００７０】  この第２の実施の形態にかかる走査型投影露光装置によれば、供給管及び回収管にそれぞれ設けられたスケール付着防止機構において、液体内に溶解しているスケール成分が中性もしくはマイナスに帯電させているため、供給管及び回収管の内壁や液体を供給排出するノズルへのスケールの付着を防止することができる。従って、スケールの付着により供給管内又は回収管内における液体の流れを常に一定に保ち、光学素子とウエハとの間を液体により安定に満たし続けることができる。【００７１】  また、波長が２００ｎｍ程度の露光光に対する純水の屈折率ｎは約１．４４であり、波長１９３ｎｍであるＡｒＦエキシマレーザ光は、ウエハＷ上において１／ｎ、即ち１３４ｎｍに短波長化されるため、高い解像度を得ることができる。更に焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、即ち、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るため、より一層解像度を向上させることができる。【００７２】  また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、Ｘ方向及びＹ方向に互いに反転した２対の排出ノズルと流入ノズルとを備えているため、ウエハＷを＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向または−Ｙ方向に移動する場合においても、ウエハＷと光学素子３２との間を液体７により安定に満たし続けることができる。即ち、ウエハＷの移動方向に応じた方向に液体を流すことにより、ウエハＷと投影光学系ＰＬの先端部との間を液体７により満たし続けることができる。【００７３】  また、液体７がウエハＷ上を流れるため、ウエハＷ上に異物が付着している場合であっても、その異物を液体７により流し去ることができる��また、液体７が液体供給装置５により所定の温度に調整されているため、ウエハＷ表面の温度も一定となり、露光の際に生じるウエハＷの熱膨張による重ね合わせ精度の低下を防止することができる。従って、ＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式のアライメントのように、アライメントと露光とに時間差のある場合であっても、ウエハの熱膨張による重ね合わせ精度の低下を防ぐことができる。【００７４】  また、この第２の実施の形態にかかる走査型投影露光装置によれば、ウエハＷを移動させる方向と同一の方向に液体７が流れているため、異物や熱を吸収した液体を光学素子３２の先端部３２Ａの直下の露光領域上に滞留させることなく液体回収装置６により回収することができる。【００７５】  なお、上述の第１及び第２の実施の形態においては、スケール付着防止機構において、磁石を用いて発生させた磁場により供給管又は回収管に磁力線を作用させてスケールの付着を防止しているが、供給管に巻かれたコイルに電流を流すことにより発生させた磁界により供給管又は回収管に磁力線を作用させてスケールの付着を防止するようにしてもよい。例えば、供給管の外壁面にコイルを巻き付け、この供給管に巻き付けられたコイルに磁気発生変換機によって変調された微弱電流を流して磁界を発生させ、この磁界により供給管に対して磁力線を作用させる。そして、磁力線が作用している供給管内を液体が流れることにより電子励起作用に基づくエネルギーが発生し、発生したエネルギーによりスケール成分がマイナスに帯電される。従って、コイルに流された電流によって発生させた磁界により供給管に対して作用させた磁力線に基づいて、供給管を流れる液体中に溶解しているスケール成分をマイナスに帯電させて供給管等に対するスケールの付着を防止する。【００７６】  また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、供給管及び回収管のそれぞれにスケール付着防止機構を設けているが、供給管のみにスケール付着防止機構を設けるようにしてもよい。即ち、液体が供給される際に、液体内に溶解しているスケール成分を中性またはマイナスに帯電させることによって、供給管及び回収管の内壁や液体を供給排出するノズルにスケールが付着するのを防止するようにしてもよい。あるいは回収管のみにスケール付着防止機構を設けるようにしてもよい。また、スケール付着防止機構は、各供給管または回収管において複数箇所に設置するようにしてもよい。例えば、各ノズル付近に更に設置し、ノズル詰りの防止及び投影光学系のウエハ側の光学素子へのスケール付着を、より一層効果的に防止するようにしてもよい。さらに、スケール付着防止機構は、供給管や回収管などに直接取り付けなくてもよく、供給管や回収管などの近傍に別の部材で支持することもできる。
また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、ウエハ表面に形成されている被膜やウエハから物質が溶出したり、ウエハ上に異物が付着している場合であっても、スケール付着防止機構の働きによって、そのような溶出物や異物などの不純物が排出ノズルや回収ノズルに付着するのを抑制することができる。さらに、そのような溶出物や異物などの不純物が、流入ノズルから液体とともに回収され、回収管に流入したとしても、スケール付着防止機構の働きによって、そのような溶出物や異物などの不純物が回収管の内壁などに堆積（付着）するのを防止することができる。【００７７】  また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、ウエハの表面と投影光学系のウエハ側の蛍石により形成された光学素子との間を液体により満たしているが、ウエハの表面と投影光学系のウエハ側の蛍石により形成された光学素子との間の一部に液体を介在させるようにしてもよい。
また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、投影光学系の光学素子４，３２の射出側の光路空間を液体（純水）で満たす構成になっているが、国際公開第２００４／０１９１２８号に開示されているように、投影光学系の光学素子４，３２の入射側の光路空間も液体（純水）で満たすようにしてもよい。この場合、投影光学系の光学素子４，３２の入射側の光路空間のための液体の流路を形成する部材（供給管や回収管など）への不純物の付着を防止する付着防止機構も搭載することができる。【００７８】  また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、液体７として純水を使用したが、液体としては、純水に限らず、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系やウエハ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（例えばセダー油等）を使用することもできる。【００７９】  また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、ノズルの数や形状は特に限定されるものでない。例えば、第２の実施の形態において、先端部３２Ａの長辺について２対のノズルで液体７の供給又は回収を行うようにしてもよい。なお、この場合には、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向からも液体７の供給及び回収を行うことができるようにするため、排出ノズルと流入ノズルとを上下に並べて配置してもよい。【００８０】  また、露光光としてＦ２レーザ光を用いる場合は、液体としてはＦ２レーザ光が透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いればよい。【００８１】  また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、投影光学系ＰＬとウエハ（基板）Ｗとの間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、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や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。
以上のように、上述の第１及び第２実施の形態においては、供給管や回収管などの液体の流路を形成する部材に不純物が付着するのを防止することができるので、液体の供給や回収を安定的に行なうことができる。また、露光光が通過する液体中の不純物が少なくなり、投影光学系の終端の光学素子４、３２への不純物の付着を防止することできる。【００８２】  次に、図面を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図８は、第３の実施の形態にかかる液浸型投影露光装置の概略構成を示す図である。【００８３】  図８に示すように、この液浸型投影露光装置１００は、光学部品１１３、投影光学系１１４、ステージ１１５、照明光学系（不図示）、光源（不図示）、液体供給機構１１１、液体供給流路１１１ａ、液体排出機構１１２、液体排出流路１１２ａより構成される。なお、液体供給流路１１１ａの先端部１１１ｂに気泡取りフィルターを備えてもよい。
以下の実施の形態においては、光源として、ＡｒＦ（エキシマ）レーザを、光学部品１１３として、合成石英ガラスおよび合成フッ化カルシウム単結晶を部材として使用したレンズから作製されたものを用いている。これは、シリコンウエハ１１６に最も近いレンズはＡｒＦ（エキシマ）レーザのフルエンスが高く、合成石英ガラスではコンパクションと呼ばれる屈折率上昇が生じるため、この現象が発生しない合成フッ化カルシウム単結晶を部材として使用している。なお、光源として、ＫｒＦエキシマレーザやＦ２レーザなどの他の光源を用いることもできる。
また、以下の実施の形態では、液体として塩類が溶解している水溶液を用いて説明する。また、塩類が溶解している水溶液と接するレンズ（光学部品１１３）の最表面は、塩類が溶解している水溶液に対する耐久性が良好なフッ化マグネシウムでコーティングされている。なお、液体として、塩類などを含まない純水を使用することもできる。【００８４】  液浸型投影露光装置１００には、単位時間当たりの液体供給流量及び液体排出流量をそれぞれ把握する供給流量把握部１２１ａ及び排出流量把握部１２１ｂと、単位時間当たりの液体供給流量及び単位時間当たりの液体排出流量を変動させるための流量変動制御部１２２とを備えている。供給流量把握部１２１ａ及び排出流量把握部１２１ｂは、液体流量計をそれぞれ備え、後述のマスフローメータとそれぞれ接続されている。【００８５】  露光が行われている間、液体１１７を供給するための液体供給機構１１１と液体１１７を満たした部分から液体１１７を排出するための液体排出機構１１２は、流量変動制御部１２２によって、光学部品１１３とシリコンウエハ１１６の間隙を常に一定量の液体１１７で満たすように制御されている。
なお、光学部品１１３とシリコンウエハ１１６の間隙は常に一定量の液体１１７で満たされていなくてもよい。要は、光源からのレーザ光（露光光）の光路が、漏洩を起こさないように、液体１１７で満たされていれば、光学部品１１３とシリコンウエハ１１６の間隙の液体１１７の量が変化してもよい。【００８６】  次に、洗浄機能付き液浸型投影露光装置１００の露光中の基本動作を説明する。光源から照射されたレーザ光は、照明光学系からマスクを介してマスクパターンを投影した後、光学部品１１３を含む投影光学系１１４を経てステージ１１５に設置した露光対象物、例えばシリコンウエハ１１６に縮小露光される。光学部品１１３とシリコンウエハ１１６との間が液体１１７によって満たされた状態で露光が行われる。液体１１７は、大気に比べて屈折率が高いため、解像度の高い露光を実施することができる。【００８７】  通常、一つのシリコンウエハ１１６に対して、露光が繰り返し実施され、同一マスクの縮小パターンがシリコンウエハ１１６に対して複数回露光される。すなわち、ある露光が終了するとステージ１１５が駆動し、次の露光のためにシリコンウエハ１１６の所定の位置まで移動し露光が実施される、という処理が繰り返し行われる。【００８８】  次に、液体流路の洗浄について説明する。第３の実施の形態において液体流路の洗浄は、液体供給流量を時間的に変動させることによって実施される。このような洗浄を行うことにより、液体の中に溶解している塩類等の固形物の要因となる物質を除去し、流路内の壁面に固形物が付着するのを防止する。【００８９】  液体供給流量の増加時の流量変動制御部１２２の基本動作を説明する。流量変動制御部１２２は、液体供給流量を変化させるための加圧の値及びタイミングを司る。すなわち、流量変動制御部１２２は、増加させたい液体供給流量に対応する加圧信号を所定の時間に液体供給機構１１１へ送信する。流量変動制御部１２２から加圧信号を受信した液体供給機構１１１は、加圧により液体を供給し、電磁開閉バルブによる間欠供給を行う。このような処理により、液体供給流量を所望の量だけ増加させることが可能となる。【００９０】  また、液体供給機構１１１には、高精度で応答性の良いマスフローメータおよびマスフローコントローラが接続されている。このマスフローメータは、液体流量計の変動によって生じる微小な温度変化に追従して変化する電流を感度良く検出し、液体流量を電気信号として把握する。得られた電気信号は逐一マスフローコントローラへ伝達される。このマスフローコントローラは高速な開閉調節が可能なピエゾバルブを有している。このようにして単位時間あたりに供給する液体流量を精密に制御することが可能である。【００９１】  次に、液体排出流量の増加時の流量変動制御部１２２の基本動作を説明する。流量変動制御部１２２は、液体排出流量を変化させるための減圧の値及びタイミングを司る。すなわち、流量変動制御部１２２は、増加させたい液体排出流量に対応する減圧信号を所定の時間に液体排出機構１１２へ送信する。流量変動制御部１２２から減圧信号を受信した液体排出機構１１２は、減圧により液体を排出し、電磁開閉バルブによる間欠排出を行う。このような処理により、液体排出流量を所望の量だけ増加させることが可能となる。【００９２】  また、液体排出機構１１２には、高精度で応答性の良いマスフローメータおよびマスフローコントローラが接続されている。このマスフローメータは、液体流量計の変動によって生じる微小な温度変化に追従して変化する電流を感度良く検出し、液体流量を電気信号として把握する。得られた電気信号は逐一マスフローコントローラへ伝達される。このマスフローコントローラは高速な開閉調節が可能なピエゾバルブを有している。このようにして単位時間あたりに除去する液体流量を精密に制御することが可能である。【００９３】  以下、液体供給流量が時間的に変動する場合の流量変動制御部１２２の動作を詳しく説明する。液体供給流量が時間軸に沿って間欠的、パルス的、或いは脈動的なパターンで変動する場合、排出すべき液体量の時間的変動は、通常液体供給流量の時間変動に対して時間遅れや変動パターン自体の変化を伴う。このような場合、流量変動制御部１２２では、液体供給流量の時間変動に対して、上記のような時間遅れや変動パターン自体の変化を考慮して液体排出機構１１２を制御し、これによって、平均として液体の供給流量と排出流量のバランスを保つ。【００９４】  以上述べたように、流量変動制御部１２２は、単位時間当りの液体供給流量と単位時間当りの液体排出流量とを連動して変動させるように液体供給機構と液体排出機構とを制御することにより、光学部品１１３とシリコンウエハ１１６の間隙での液体１１７の液面形状を一定に保つことが可能となる。すなわち、光学部品１１３とシリコンウエハ１１６の間隙での液体量の変動を抑え、液体の漏洩などを防止することができる。【００９５】  また、排出流量の変動パターンは、供給側変動パターンに応じて異なり精密な制御が必要なので、流量変動制御部１２２は、これら変動パターンを記憶したＣＰＵ及びメモリによって構成される。【００９６】  以上で、液体流路の洗浄機能についての説明を終了する。上述の一連の動作を実施することにより、液体供給流量に時間的変動が起こり、洗浄機能付き液浸型投影露光装置１００による洗浄が実施される。
本発明の第３の実施の形態に係る供給液体の流量を変動させることによって実現する洗浄を実施する方法を以下に説明する。【００９７】  図１０は、第３の実施の形態に係る液体供給流量の変動の説明図である。液体を供給する際、図１０に示すようなパターンで、単位時間当たりの液体供給流量は、液体供給流量の時間平均値に対して０．１％以上の振幅で変動を与えた。なお、変動周期は０．２秒とした。【００９８】  このようにして固形物の要因となる物質は液体供給流路１１１ａから除去されるため、その固形物が液体中に混入して、投影光学系の光学部品１１３の表面を傷付けることも防止される。従って、光学部品１１３の表面の物理的な損傷に起因する露光光の光量低下などの不都合を防止することもできる。【００９９】  液浸型投影露光装置１００を可動中に液体１１７を供給する際、液体供給流量を、例えば図１０の実線に示すような供給流量の変動パターンで変動させる。従来の方法では単位時間あたりの液体供給流量は図１３のように概ね一定であったが、本実施の形態においては、０．１％以上の変動を与えながら供給する。なお、十分な洗浄の効果を得るためには、０．１％以上の変動であることが望ましい。変動の周期は特に制限されることはないが、０．１秒未満の周期で精密な流量制御を行うことは難しいため、０．１秒以上の周期で変動させると良い。また、排出流量の変動パターンは、時間遅れΔｔや供給流量の変動パターンの変化を考慮して、１周期当たりの供給流量と排出流量が等しくなるように、図１０の破線に示すような排出流量の変動パターンで排出させる。【０１００】  さらに、図１１及び図１２に示す供給流量及び排出流量の変動パターンを用いて洗浄を実施しても良い。図１２示す変動パターンにおいては、液体供給量に０．１％の変動を与え、変動周期は０．５秒とした。
このようにすれば固形物の要因となる物質が液体供給流路１１１ａから除去されるため、その固形物が液体中に混入して、投影光学系の光学部品１１３の表面を傷付けることも防止される。従って、光学部品１１３の表面の物理的な損傷に起因する露光光の光量低下などの不都合を防止することもできる。また液体の排出流量も変動させているので、液体排出流路１１２ａの洗浄も同時に行なうことができる。また、排出流量の変動パターンは、時間遅れΔｔや供給流量の変動パターンの変化を考慮して、１周期当たりの供給流量と排出流量が等しくなるように、図１１及び図１２の破線に示すような排出流量の変動パターンで排出させる。【０１０１】  以上のように液体供給機構１１１と液体排出機構１１２が流量変動制御部１２２を介して連動していることにより、供給液体の量が時間的に変動しても液体１１７の液面形状がほぼ一定に保たれる。したがって、液体流量変動に伴う液こぼれが起こらない。さらに、洗浄を行いつつ露光プロセスを実施することも可能となる。【０１０２】  また、露光中に洗浄を行わない場合には、ＣＰＵ及びメモリを含む流量変動制御部１２２に洗浄スケジュールを予めプログラミングをしておけば良い。或いは、１つのシリコンウエハ１１６に対する露光開始前の所定の時間や全露光終了後の所定の時間に洗浄機能を実施しても良い。
次に、図面を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図９は、第４の実施の形態にかかる液浸型投影露光装置１０１の概略構成を示す図である。なお、図９においては、第３の実施の形態にかかる投影露光装置と同一の構成には、第３の実施の形態で用いたのと同一の符号を付して説明を行なう。
本発明の第４の実施の形態は、供給液体中に気泡を注入して供給することで、供給側の液体流路を洗浄するものである。
液体を供給するための液体供給機構１１１には気泡注入機構１２０が設置されている。窒素、アルゴン、空気などの気体の圧力を圧力弁によって、大気圧よりも適度に高いゲージ圧１０ｋＰａに調節する。気体は電磁開閉バルブによって封じ込まれており、このバルブを経て細い針状の中空管を通って液体中に注入される。その他の構成及び作用は、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同様であるので、その説明を省略する。【０１０３】  本実施の形態においては、シリコンウエハ１１６への露光が停止するタイミングに合わせて１ｍＬの窒素気泡を１個注入した。このような注入を供給液体１００００Ｌ毎に行った。【０１０４】  このようにして固形物の要因となる物質が液体供給流路１１１ａから除去されるため、その固形物が液体中に混入して、投影光学系の光学部品１１３の表面を傷付けることも防止される。従って、光学部品１１３の表面の物理的な損傷に起因する露光光の光量低下などの不都合を防止することもできる。気泡が注入された液体では、気体と液体の密度差のため局所的に液体流量が変動していると考えられる。このため流路内の壁面に固形物の付着を防止する物を除去する効果が発揮される。【０１０５】  気泡を発生させるための気体は窒素、アルゴン、などの不活性ガス、あるいは空気でも良い。気泡の大きさは１ｍＬ以下程度で十分である。このような気泡の注入頻度は液体１００００Ｌに１回程度で良く、１回の注入における気泡の個数は複数の方が良いが１個でも効果がある。この場合も、固形物の要因となる物質が除去され、流路内の壁面への固形物の付着が防止されるため、レンズ表面の物理的な損傷を防止できる。【０１０６】  なお、第４の実施の形態においては、露光の最中には気泡が露光光を散乱するおそれがあるため気泡の注入を避け、露光の行われていないステージ駆動等の機会に気泡を注入すると良い。このような場合には、露光時のステージ駆動のスケジュールをＣＰＵ及びメモリで構成される流量変動制御部１２２に洗浄スケジュールを予めプログラミングしておくと良い。【０１０７】  他の実施の方法として、液体供給流路１１１ａの先端部１１１ｂに、気泡取りフィルターを取り付けて洗浄を実施してもよい。これにより、先端部１１１ｂで気泡が消滅するので、ステージ駆動のタイミングを意識せずに気泡の洗浄を実施することが可能となる。この場合、フィルター取り付けによる液体排出流量の変動パターンが、フィルター取り付けなしの場合の液体排出流量の変動パターンに比べて変化しないフィルターを採用してもよい。或いは、フィルター取り付けなしの場合の液体排出流量の変動パターンに比べて液体排出流量の変動パターンに変化が生じるフィルターを取り付けた場合には、流量変動制御部１２２は、その影響を取り入れて、排出流量の変動パターンを設定することは言うまでもない。
また、第４実施の形態の別の方法として、液体中に微小な気泡を多数注入して、液体の流路をバブリング洗浄するようにしてもよい。
また、上述の第４の実施の形態は、液体供給流路１１１ａを洗浄するようにしているが、液体供給流路１１１ａ側から注入した気泡が液体排出流路１１２ａに流入すれば、液体排出流路１１２ａを洗浄することができるし、液体排出流路１１２ａの先端部（液体接触部）付近から液体排出流路１１２ａに気泡を注入して、液体排出流路１１２ａの洗浄を行なうようにしてもよい。
以上のように、第３及び第４の実施の形態においては、液体の流路（壁面など）に、強すぎる物理的刺激や物理的損傷を与えることなく、液体流路を洗浄することができる。
また、第３及び第４の実施の形態においては、露光のときに用いる液体を使用するため液体流路に化学的刺激を与えることもないので、液体流路の壁面などを傷つけることもない。
また、第３及び第４実施の形態においては、流路内に不純物が混入したり、流路の壁面などに小さな不純物が付着しても、露光動作を停止している適当なメンテナンス時期に流路の洗浄が行なわれるので、液体の流路の清浄を維持することができ、液体の供給や排出（回収）を安定的に行なうことができる。したがって、液体と接触する部材（部品）の交換頻度やメンテナンス頻度を少なくすることができるため、液浸型の露光装置の高い稼働率を維持することができる。
また、第３及び第４実施の形態においては、流路の壁面などに付着した小さい不純物が大きな固形物となる前に、その付着物が流路から除去されるので、その固形物が液体中に混入して、投影光学系の光学部品１１３の表面を傷つけることも防止される。したがって、光学部品１１３の表面の物理的な損傷に起因する露光光の光量低下などの不都合を防止することもできる。【０１０８】  上述の第３及び第４実施の形態においては、光学部品として合成フッ化カルシウム単結晶を用いたが、合成フッ化カルシウム単結晶は、高エネルギー密度のレーザ光に対する耐久性が高く、投影光学系の先端に位置する光学部品として好適な材料を用いた液浸型の投影露光装置にて洗浄を実行することができる。【０１０９】  さらに、上述の第３及び第４実施の形態においては、最表面がフッ化マグネシウムによりコーティングされた光学部品を用いているので、機械的強度の低いフッ化カルシウムの表面の傷を防止した洗浄機能付き液浸型投影露光装置を提供できる。【０１１０】  また、上述の第３及び第４実施の形態において、液体として塩類が溶解している水溶液を使用すれば、光学部品の溶解を抑制することができ、溶解による機械的強度の低下が防止されるため、より光学部品表面の傷を防止できる。また塩類が溶解している水溶液を使用した場合には、流路に固形物が付着しやすくなるため、流路洗浄の効果が顕著に現れる。また、純水も露光光の透過率が高い液体として使用することができるし、純水や水溶液に限らず、他の液体を液浸露光用に用いることもできる。
また、上述の第３及び第４実施の形態において、露光に用いる液体とは異なる液体を用いて流路の洗浄を行なうようにしてもよい。【０１１１】  また液体流路を洗浄するにあたっては、超音波などで汚れを剥ぎ取る物理的洗浄、酸やアルカリで汚れを溶解する化学的洗浄などが簡便な方法として考えられ、これらの方法を第３の実施の形態や第４の実施の形態と適宜組み合わせることもできる。
また液体排出流路１１２ａの内壁や、液体供給流路１１１ａ及び液体排出流路１１２ａの先端部は液体１１７と接触しているため、シリコンウエハ１１６に付着していた異物や、シリコンウエハ１１６あるいはシリコンウエハ１１６の表面の膜から溶出した物質が付着する可能性もあるが、第３及び第４実施の形態においては、適当な時期に流路の洗浄が行なわれるので、液体の流路の清浄を維持することができる。
また上述の第３及び第４の実施の形態においては、光学部品１１３とシリコンウエハ１１６との間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、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型投影露光装置や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されるようなステージ上に所定の深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸型投影露光装置にも本発明を適用可能である。【０１１２】  また、上述の第３及び第４の実施の形態においては、投影光学系の光学部品１１３の射出側の光路空間を液体（純水）で満たす構成になっているが、国際公開第２００４／０１９１２８号に開示されているように、投影光学系の光学部品１１３の入射側の光路空間も液体（純水）で満たすようにしてもよい。
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号公報等に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を別々に載置してＸＹ方向に独立に移動可能な２つのステージを備えたツインステージ形の露光装置にも適用できる。
また、上述の第１〜第４の実施の形態において、投影光学系の終端の光学部材（４，１１３）は、レンズであってもよいし、無屈折力の平行平面板であってもよい。
また投影光学系の終端の光学部材（４，３２，１１３）の基材は、蛍石に限らず、石英などの他の材料で形成することもできる。
また、上述の第１〜第４の実施の形態において、投影光学系は反射光学素子を含まない屈折型の光学系であってもよいし、屈折光学素子を含まない反射型の光学系であってもよいし、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折型の光学系であってもよい。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１４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（ウエハ）を製造するステップ２０３、前述した実施の形態の露光装置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。
また、前述した液浸型投影露光装置のメンテナンス（洗浄）を適当な時期に実施することによって、高性能な半導体デバイス等のマイクロデバイスを歩留まり良く製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】  以上のように、この発明の投影露光装置及び投影露光装置の洗浄方法、投影露光装置のメンテナンス方法並びにデバイスの製造方法は、高性能な半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造に用いるのに適している。
【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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