(57)【要約】 【課題】大型化が抑制され、露光光でパターンを良好に照明できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置ＩＬは、基板Ｐを露光するための露光光ＥＬでパターンを照明するものであり、露光光ＥＬの光路上の所定空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態でパターンを露光光ＥＬで照明する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光するための露光光でパターンを照明する照明装置において、
前記露光光の光路上の所定空間を液体で満たした状態で前記パターンを前記露光光で照明する照明装置。
【請求項２】
前記露光光の光路上に配置される光学素子を有し、
前記液体は、前記パターンが配置された所定面近傍の空間、及び前記所定面と共役な位置近傍の空間の少なくとも一方を満たす請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記所定面に最も近い第１光学素子と、前記第１光学素子に次いで前記所定面に近い第２光学素子とを有し、
前記液体は、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間の空間を満たす請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２光学素子は、前記露光光が入射される第１面及び前記露光光が射出される第２面を有し、
前記第１面及び前記第２面は前記所定面から離れる方向に凸な曲面である請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１光学素子は、前記第２光学素子の前記第２面との間で液体を保持可能な第３面を有する平行平板である請求項４記載の照明装置。
【請求項６】
前記液体の前記露光光に対する屈折率は、前記第２光学素子の前記露光光に対する屈折率よりも大きい請求項３〜５のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項７】
前記液体の前記露光光に対する屈折率は、１．６以上である請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
前記所定面と共役な位置又はその近傍に配置され、前記所定面上での前記露光光の照明領域を規定する開口を有するブラインド装置を備え、
前記液体は、前記開口近傍の光路上の空間を満たす請求項２〜７のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項９】
前記開口に最も近い第３光学素子と、前記第３光学素子に次いで前記開口に近い第４光学素子とを有し、
前記液体は、前記第３光学素子と前記第４光学素子との間の空間を満たす請求項８記載の照明装置。
【請求項１０】
前記液体に起因する前記基板上での前記露光光の照度むらを補正するための補正部材を備えた請求項１〜９のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１１】
前記所定空間に液体を供給する供給口を備えた請求項１〜１０のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１２】
前記所定空間の液体を回収する回収口を備えた請求項１〜１１のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１３】
前記所定空間に対する液体供給動作と前記所定空間の液体回収動作とを並行して行いつつ前記露光光が照射される請求項１〜１２のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１４】
前記露光光の照射中に前記所定空間に対する液体供給動作及び前記所定空間の液体回収動作を停止し、前記露光光の照射が停止されている所定のタイミングで前記液体供給動作と前記液体回収動作とを行って前記所定空間の液体を置換する請求項１〜１２のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか一項記載の照明装置を備えた露光装置。
【請求項１６】
前記液体の光学的な特性を計測する計測装置を備えた請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記計測装置は前記所定空間に供給される前の液体を計測する請求項１６記載の露光装置。
【請求項１８】
前記パターンの像を前記基板上に投影する投影光学系を備え、
前記投影光学系の複数の光学素子のうち前記投影光学系の像面に最も近い終端光学素子と前記基板との間の空間も液体で満たされる請求項１５〜１７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１９】
請求項１５〜請求項１８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、基板を露光するための露光光でパターンを照明する照明装置、及び基板を露光する露光装置、並びにデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等のマイクロデバイスを製造する際のフォトリソグラフィ工程においては、照明系からの露光光でパターンを照明し、その露光光で照明されたパターン像を投影光学系を介して感光性の基板上に投影する露光装置が使用される。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求される。この要求に応えるために、露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献１に開示されているような、投影光学系と基板との間の空間を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸式の露光装置が案出されている。露光装置の高解像度化を実現するためには、使用する露光光の波長を短くしたり、投影光学系の開口数を大きくすることが有効であるが、液浸式の露光装置においては、投影光学系と基板との間の空間が、露光光に対する屈折率が空気よりも大きい液体で満たされているので、露光光の波長を実質的に短くすることができるとともに、投影光学系の開口数を例えば１よりも大きくした場合でも、露光光を基板上まで良好に到達させることができる。
【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】
投影光学系の開口数の増大に伴って、照明系（照明光学系）の開口数も増大させる可能性がある。例えば、投影光学系の開口数と照明系の開口数との比であるコヒーレンスファクタを所望値にするために、投影光学系の開口数に応じて、照明系の開口数を大きくする必要が生じる可能性がある。しかし、照明系の開口数を大きくすると、照明系が大型化する可能性がある。
【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、大型化が抑制され、露光光でパターンを良好に照明できる照明装置、及びその照明装置からの露光光を用いて基板を良好に露光できる露光装置を提供することを目的とする。また、その露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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）を露光するための露光光（ＥＬ）でパターンを照明する照明装置において、露光光（ＥＬ）の光路上の所定空間（Ｋ１、Ｋ２）を液体（ＬＱ）で満たした状態でパターンを露光光（ＥＬ）で照明する照明装置（ＩＬ）が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、大型化が抑制され、パターンを良好に照明できる。
【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、上記態様の照明装置（ＩＬ）を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、基板を良好に露光できる。
【００１０】
本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いてデバイスを製造できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大型化が抑制された照明装置及びそれを備えた露光装置を提供することができ、その露光装置を用いて基板を良好に露光することができる。したがって、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
【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。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、そのＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１４】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る照明系ＩＬを備えた露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、パターンを有するマスクＭを保持して移動可能なマスクステージ３と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ４と、基板Ｐを露光するための露光光ＥＬを射出する光源装置５を有し、光源装置５から射出された露光光ＥＬでマスクＭのパターンを照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置２とを備えている。
【００１５】
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（フォトレジスト）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が形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。
【００１６】
本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、マスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向とする。
【００１７】
マスクＭは、ガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンを形成したものであり、パターンが配置されたパターン形成面ＭＡを有する。本実施形態においては、マスクＭは平行平板であり、パターン形成面ＭＡは、マスクＭの下面に設けられている。また、マスクステージ３は、パターン形成面ＭＡとＸＹ平面とがほぼ平行となるようにマスクＭを保持する。制御装置２は、照明系ＩＬからの露光光ＥＬをマスクＭに照射し、マスクＭを通過した露光光ＥＬを投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に照射することによって、マスクＭのパターン形成面ＭＡに配置されたパターンの像を基板Ｐ上に投影して、基板Ｐを露光する。
【００１８】
本実施形態の露光装置ＥＸは、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上の所定空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす液浸システム１を備えている。制御装置２は、液浸システム１を用いて、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上の所定空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすことができる。照明系ＩＬは、露光光ＥＬの光路上の所定空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、マスクＭのパターンを露光光ＥＬで照明する。
【００１９】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、露光光ＥＬの光路を満たす液体ＬＱの光学的な特性を計測する計測装置３０を備えている。液体ＬＱの光学的な特性とは、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率、及び液体ＬＱの透過率の少なくとも一方を含む。計測装置３０は、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率、及び液体ＬＱの透過率の少なくとも一方を計測可能である。計測装置３０は、露光光ＥＬの光路を含む所定空間Ｋ１に供給される前の液体ＬＱの計測する。
【００２０】
まず、照明系ＩＬについて説明する。照明系ＩＬは、基板Ｐを露光するための露光光ＥＬを射出する光源装置５を有しており、光源装置５から射出された露光光ＥＬでマスクＭのパターンを照明するものである。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）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。本実施形態においては、光源装置５には、ＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられ、露光光ＥＬにはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【００２１】
照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域ＩＡを均一な照度分布の露光光ＥＬで照明可能であり、マスクＭ上での露光光ＥＬの照明領域ＩＡを規定する開口を有するブラインド装置６を備えている。また、本実施形態の照明系ＩＬは、光源装置５から射出された露光光ＥＬ（レーザビーム）を整形するビーム整形光学系、ビーム整形光学系から射出された露光光ＥＬの光路上に配置された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の光射出面に配置された開口絞り、及びリレー光学系、コンデンサ光学系等の各種光学素子（光学部材）を備えている。ビーム整形光学系は、例えばシリンドリカルレンズやビームエキスパンダ等を含み、光源装置５から射出された露光光ＥＬ（レーザビーム）をオプティカルインテグレータに効率良く入射させるために、その光源装置５から射出された露光光ＥＬ（レーザビーム）の断面形状を整形する。オプティカルインテグレータは、フライアイレンズを含み、その光射出面に二次光源を形成する。
【００２２】
ブラインド装置６は、マスクＭ上での露光光ＥＬによる照明領域ＩＡを規定するための開口８Ｋを有する固定ブラインド８と、基板Ｐに対する不要な露光光ＥＬの照射を防止するための遮光部材として機能する可動ブラインド７とを備えている。
【００２３】
固定ブラインド８は、露光光ＥＬを通過可能な開口８Ｋを有しており、その開口８Ｋを用いてマスクＭ上の照明領域ＩＡを規定する。固定ブラインド８は、マスクＭのパターンが配置されたパターン形成面ＭＡと光学的に共役な位置から所定距離離れた位置（僅かにデフォーカスした位置）に配置されている。本実施形態においては、固定ブラインド８の開口８Ｋは矩形状である。
【００２４】
可動ブラインド７は、露光光ＥＬを通過可能な開口（光通過領域）７Ｋを有しており、マスクＭのパターンが配置されたパターン形成面ＭＡと光学的に共役な位置、又はその近傍に配置されている。本実施形態においては、可動ブラインド７は、固定ブラインド８の近傍に配置されている。可動ブラインド７は、パターンを有するマスクＭ、及び基板Ｐの少なくとも一方の移動と同期して移動可能に設けられている。可動ブラインド７は、マスクＭのパターン形成領域以外の部分に対する露光光ＥＬの照射を遮ることによって、露光光ＥＬによる基板Ｐの不要な露光を防止する。具体的には、可動ブラインド７は、１回の走査露光の開始前及び終了後に、その可動ブラインド７を使って照明領域ＩＡを更に制限することによって、露光光ＥＬによる基板Ｐの不要な露光を防止する。なお、このような可動ブラインド７を有するブラインド装置６の一例は、例えば国際公開第９９／６３５８５号パンフレット等に開示されている。
【００２５】
光源装置５から射出された露光光ＥＬは、ビーム整形光学系を通過した後、オプティカルインテグレータに入射する。オプティカルインテグレータは、その光射出面に二次光源を形成する。二次光源から射出された露光光ＥＬは、開口絞りを通過した後、ブラインド装置６を重畳的に照明する。ブラインド装置６に入射した露光光ＥＬは、ブラインド装置６の可動ブラインド７の開口７Ｋ及び固定ブラインド８の開口８Ｋを通過した後、所定の光学素子等を介して、マスクステージ３に保持されたマスクＭ上の照明領域ＩＡを均一な照度分布で照明する。
【００２６】
次に、マスクステージ３について説明する。マスクステージ３は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置３Ｄの駆動により、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ３（ひいてはマスクＭ）の位置情報は、レーザ干渉計３Ｌによって計測される。レーザ干渉計３Ｌは、マスクステージ３上に設けられた移動鏡の反射面３Ｋを用いてマスクステージ３の位置情報を計測する。制御装置２は、レーザ干渉計３Ｌの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置３Ｄを駆動し、マスクステージ３に保持されているマスクＭの位置制御を行う。
【００２７】
次に、投影光学系ＰＬについて説明する。投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影するものであって、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。
【００２８】
次に、基板ステージ４について説明する。基板ステージ４は、基板Ｐを保持する基板ホルダを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置４Ｄの駆動により、基板ホルダに基板Ｐを保持した状態で、ベース部材ＢＰ上で、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。
【００２９】
基板ステージ４（ひいては基板Ｐ）の位置情報は、レーザ干渉計４Ｌによって計測される。レーザ干渉計４Ｌは、基板ステージ４に設けられた反射面４Ｋを用いて、基板ステージ４のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置２は、レーザ干渉計４Ｌの計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置４Ｄを駆動し、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。
【００３０】
図２は、照明系ＩＬのうち、液浸システム１によって液体ＬＱが満たされる露光光ＥＬの光路上の所定空間Ｋ１近傍を示す側断面図である。
【００３１】
照明系ＩＬは、露光光ＥＬの光路上に配置される複数の光学素子を有している。図２に示すように、照明系ＩＬは、マスクＭのパターン形成面ＭＡに最も近い第１光学素子Ｇ１と、第１光学素子Ｇ１に次いでパターン形成面ＭＡに近い第２光学素子Ｇ２と、第２光学素子Ｇ２に次いでパターン形成面ＭＡに近い第３光学素子Ｇ３と、第３光学素子Ｇ３に次いでパターン形成面ＭＡに近い第４光学素子Ｇ４とを有している。
【００３２】
照明系ＩＬの複数の光学素子は、同一の保持部材で保持されている。図２に示すように、本実施形態においては、第２、第３、第４光学素子Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４は、保持部材（ハウジング）６０で保持される。また、不図示ではあるが、第１光学素子Ｇ１も、保持部材６０とは別の部材（不図示）で保持される。もちろん、第１光学素子Ｇ１を保持部材６０で保持してもよい。
【００３３】
液浸システム１は、パターンが配置されたマスクＭのパターン形成面ＭＡ近傍の所定空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす。本実施形態においては、液浸システム１は、露光光ＥＬの光路上のうち、第１光学素子Ｇ１と第２光学素子Ｇ２との間の所定空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす。液体ＬＱは、マスクＭのパターン形成面ＭＡ近傍であって、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の光路を含む所定空間Ｋ１に満たされる。
【００３４】
ここで、以下の説明においては、所定空間Ｋ１を適宜、第１空間Ｋ１、と称する。
【００３５】
第２光学素子Ｇ２は、露光光ＥＬが入射される入射面Ｔ４及び露光光ＥＬが射出される光射出面Ｔ３を有している。すなわち、光源装置５から射出され、ブラインド装置６を通過した露光光ＥＬは、第４光学素子Ｇ４、第３光学素子Ｇ３を通過した後、第２光学素子Ｇ２の入射面Ｔ４に入射する。また、第２光学素子Ｇ２の入射面Ｔ４に入射した露光光ＥＬは、第２光学素子Ｇ２を通過した後、光射出面Ｔ３より射出される。
【００３６】
本実施形態においては、第２光学素子Ｇ２の入射面Ｔ４及び光射出面Ｔ３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡから離れる方向に凸な曲面である。本実施形態においては、第２光学素子Ｇ２の入射面Ｔ４と光射出面Ｔ３とは互いにほぼ同心であり、且つ入射面Ｔ４及び光射出面Ｔ３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡから離れる方向に凸な球面である。すなわち、入射面Ｔ４の曲率中心と光射出面Ｔ３の曲率中心とは一致している。なお、第２光学素子Ｇ２の入射面Ｔ４及び光射出面Ｔ３の少なくとも一方が非球面であってもよい。また、本実施形態においては、第１光学素子Ｇ１は、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３との間で液体ＬＱを保持可能な上面Ｔ２を有する平行平板である。
【００３７】
液浸システム１は、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２と第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３との間の露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１の近傍に設けられ、第１空間Ｋ１に液体ＬＱを供給可能な供給口１２と、第１空間Ｋ１の液体ＬＱを回収可能な回収口２２とを備えている。本実施形態においては、供給口１２及び回収口２２は、第２光学素子Ｇ２を保持する保持部材６０に設けられている。保持部材６０は、第２光学素子Ｇ２及び露光光ＥＬの光路を囲むように環状に形成されており、供給口１２は、露光光ＥＬの光路を向く保持部材６０の内側面に設けられ、回収口２２は、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２と対向する保持部材６０の下面６０Ａに設けられている。本実施形態においては、保持部材６０の下面６０Ａは、第２光学素子Ｇ２よりも下側（＋Ｚ側）に設けられており、保持部材６０の下面６０Ａと、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間には所定のギャップＧＡ１が形成されている。また、保持部材６０の下面６０Ａと、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２とは、ほぼ平行である。
【００３８】
また、液浸システム１は、供給管１３及び保持部材６０の内部に形成された供給流路１４を介して供給口１２と接続され、供給口１２に供給管１３及び供給流路１４を介して液体ＬＱを供給する液体供給装置１０と、回収管２３及び保持部材６０の内部に形成された回収流路２４を介して回収口２２と接続され、回収口２２からの液体ＬＱを回収流路２４及び回収管２３を介して回収する液体回収装置２０とを備えている。なお、回収口２２に、例えばチタン製のメッシュ部材、あるいはセラミックス製の多孔部材を配置することができる。
【００３９】
液体供給装置１０は、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、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おり、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。また、液体回収装置２０は、真空系等を備えており、液体ＬＱを回収可能である。
【００４０】
液体供給装置１０及び液体回収装置２０の動作は制御装置２に制御される。液体供給装置１０から送出された液体ＬＱは、供給管１３、及び保持部材６０の供給流路１４を流れた後、供給口１２より露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１に供給される。また、液体回収装置２０を駆動することにより回収口２２から回収された液体ＬＱは、保持部材６０の回収流路２４を流れた後、回収管２３を介して液体回収装置２０に回収される。
【００４１】
制御装置２は、液浸システム１を制御して、液体供給装置１０による液体供給動作を行うことで、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間の第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすことができる。液体供給装置１０より第１空間Ｋ１に供給された液体ＬＱは、第２光学素子Ｇ３の光射出面Ｔ３及び第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２のそれぞれと密着するように、第１光学素子Ｇ１と第２光学素子Ｇ２との間に満たされる。
【００４２】
また、制御装置２は、液浸システム１を制御して、液体回収装置２０による液体回収動作を行うことで、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間の第１空間Ｋ１の液体ＬＱを回収することができる。
【００４３】
また、図２に示すように、液浸システム１は、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２の一部の領域に局所的に液浸領域ＬＲを形成するように、第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす。本実施形態においては、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２に液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱは、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間に保持されるとともに、保持部材６０の下面６０Ａの少なくとも一部と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間に保持される。本実施形態においては、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間の露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たして液浸領域ＬＲを形成したとき、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱとその外側の気体空間との界面ＬＧが、液体ＬＱの表面張力により、保持部材６０の下面６０Ａと第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間に維持されるようになっている。
【００４４】
また、本実施形態においては、第１光学素子Ｇ１の下面Ｔ１とマスクＭの上面との間には所定のギャップＧＡ２が形成されている。第１光学素子Ｇ１の下面Ｔ１と、マスクＭの上面とは、ほぼ平行である。また、第１光学素子Ｇ１の下面Ｔ１とマスクＭの上面との間は気体空間である。
【００４５】
光源装置５から射出され、ブラインド装置６を通過した露光光ＥＬは、第４光学素子Ｇ４を通過し、第３光学素子Ｇ３を通過した後、第２光学素子Ｇ２の入射面Ｔ４に入射する。第２光学素子Ｇ２の入射面Ｔ４に入射した露光光ＥＬは、第２光学素子Ｇ２を通過した後、光射出面Ｔ３より射出される。第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３より射出された露光光ＥＬは、第１空間Ｋ１の液体ＬＱを通過した後、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２に入射する。第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２に入射した露光光ＥＬは、第１光学素子Ｇ１を通過した後、下面Ｔ１より射出され、第１光学素子Ｇ１の下面Ｔ１とマスクＭの上面との間の気体空間を通過した後、マスクＭに照射される。このように、本実施形態の照明系ＩＬは、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間の第１空間Ｋ１を満たす液体ＬＱを介して、マスクＭの所定の照明領域ＩＡを露光光ＥＬで照明する。
【００４６】
次に、液体ＬＱ及び第２光学素子Ｇ２について説明する。以下の説明においては、簡単のため、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率を、液体ＬＱの屈折率、と適宜称し、第２光学素子Ｇ２の露光光ＥＬに対する屈折率を、第２光学素子Ｇ２の屈折率、と適宜称する。
【００４７】
本実施形態においては、液体ＬＱの露光光ＥＬ（ＡｒＦエキシマレーザ光：波長１９３ｎｍ）に対する屈折率は、第２光学素子Ｇ２の露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きく、露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１は、第２光学素子Ｇ２の屈折率よりも大きい屈折率を有する液体ＬＱで満たされる。例えば、第２光学素子Ｇ２が石英（合成石英）で形成される場合には、石英の屈折率は約１．５１なので、液体ＬＱとしては、その屈折率が石英の屈折率よりも大きいもの、例えば屈折率が１．６以上（１．６〜２．０程度）のものが使用される。
【００４８】
本実施形態においては、第１光学素子Ｇ２の＋Ｚ側（第３光学素子Ｇ３側、入射面Ｔ４側）の光路は気体（例えば窒素）で満たされ、第２光学素子Ｇ２の−Ｚ側（第１光学素子Ｇ１側、光射出面Ｔ３側）の光路は液体ＬＱで満たされる。上述のように、第２光学素子Ｇ２の＋Ｚ側の入射面Ｔ４の形状、及び−Ｚ側の光射出面Ｔ３の形状は、マスクＭのパターン形成面ＭＡから離れる方向に凸な曲面（球面）であり、マスクＭのパターン形成面ＭＡに入射すべき全ての光線が入射するような形状となっている。
【００４９】
液体ＬＱとしては、例えば、屈折率が約１．５０のイソプロパノールや、屈折率が約１．６１のグリセロール（グリセリン）といったＣ−Ｈ結合やＯ−Ｈ結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）が挙げられる。あるいは、これら所定液体のうち任意の２種類以上の液体が混合されたものであってもよいし、純水に上記所定液体が添加（混合）されたものであってもよい。あるいは、液体ＬＱとしては、純水に、Ｈ＋、Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｃｌ−、ＳＯ４２−、ＰＯ４２−等の塩基又は酸を添加（混合）したものであってもよい。更には、純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものであってもよい。これら液体ＬＱは、ＡｒＦエキシマレーザ光を透過可能である。また、液体ＬＱとしては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少ないものであることが好ましい。
【００５０】
また、第２光学素子Ｇ２は、例えば石英（シリカ）で形成することができる。あるいは、フッ化カルシウム（蛍石）、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成されてもよい。また、他の光学素子Ｇ１、Ｇ３、Ｇ４等を上述の材料で形成することができる。
【００５１】
また、例えば第２光学素子Ｇ２を蛍石で形成し、他の光学素子Ｇ１、Ｇ３、Ｇ４等を石英で形成してもよいし、光第２学素子Ｇ２を石英で形成し、他の光学素子Ｇ１、Ｇ３、Ｇ４等を蛍石で形成してもよいし、光学素子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を含む全ての光学素子を石英（あるいは蛍石）で形成してもよい。
【００５２】
また、第２光学素子Ｇ２を含む照明系ＩＬの光学素子を、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で形成してもよい。例えば、国際公開第２００５／０５９６１７号パンフレットに開示されているような、サファイア、二酸化ゲルマニウム等を用いて照明系ＩＬの光学素子を形成することができる。あるいは、国際公開第２００５／０５９６１８号パンフレットに開示されているような、塩化カリウム（屈折率約１．７５）等を用いて、照明系ＩＬの光学素子を形成することができる。
【００５３】
次に、計測装置３０について説明する。計測装置３０は、液体供給装置１０により第１空間Ｋ１に供給される前の液体ＬＱの光学的な特性を計測するものであって、液体供給装置１０と保持部材６０（供給口１２）との間の供給管１３の途中に設けられている。
【００５４】
図３は、計測装置３０を示す概略斜視図、図４は、断面図である。図３及び図４において、計測装置３０は、液体ＬＱが流れる供給管１３の途中に設けられた流路形成部材３３と、流路形成部材３３に対して計測光Ｌａを照射する投光装置３４と、流路形成部材３３を通過した計測光Ｌａを集光する光学素子（集光光学系）３５と、光学素子３５を介した計測光Ｌａを受光するＣＣＤ等からなる撮像素子３６とを備えている。投光装置３４から流路形成部材３３に対して照射される計測光Ｌａは、適当な断面積を有する平行光線である。光学素子３５と撮像素子３６との距離は、光学素子３５の焦点距離にほぼ等しくなるように設けられており、光学素子３５は、その光学素子３５を通過した計測光Ｌａを撮像素子３６上に集光する。投光装置３４から射出される計測光Ｌａは、露光光ＥＬとほぼ同じ波長（ＡｒＦエキシマレーザ光の波長である１９３ｎｍ）を有している。
【００５５】
流路形成部材３３は、石英や蛍石など、計測光Ｌａ（露光光ＥＬ）を通過可能な部材で形成されており、断面視三角形状に形成された管状部材である。流路形成部材３３はプリズムとしての機能を有している。流路形成部材３３の内部には、液体ＬＱが流れる流路３７が形成されている。流路形成部材３３によって形成された流路３７の一端は、供給管１３を介して液体供給装置１０に接続されている。液体供給装置１０から送出された液体ＬＱは、供給管１３を介して流路３７の一端に流入する。また、流路形成部材３３によって形成された流路３７の他端は、供給管１３及び供給流路１４を介して供給口１２に接続されている。液体供給装置１０から送出され、流路３７の一端に流入した液体ＬＱは、流路３７を流れた後、他端より流出し、供給管１３及び供給流路１４を介して供給口１２に供給される。このように、流路形成部材３３の流路３７には、液体供給装置１０から供給口１２（第１空間Ｋ１）に供給される液体ＬＱが流れる。流路３７は、第１空間Ｋ１に供給される液体ＬＱで満たされる。
【００５６】
計測装置３０を用いて液体ＬＱの光学的な特性を計測するとき、制御装置２は、流路形成部材３３の流路３７に液体ＬＱが満たされている状態で、流路形成部材３３の第１面３３Ａに投光装置３４より計測光Ｌａを斜入射で照射する。流路形成部材３３は計測光Ｌａを透過可能であるため、流路形成部材３３に照射された計測光Ｌａは、流路３７を流れる液体ＬＱに照射される。そして、流路３７を流れる液体ＬＱに照射された計測光Ｌａは、その液体ＬＱを通過した後、流路形成部材３３の第２面３３Ｂより外部に射出される。流路形成部材３３の第２面３３Ｂより射出された計測光Ｌａは、光学素子３５によって撮像素子３６上に集光される。
【００５７】
計測光Ｌａの撮像素子３６上での集光位置は、流路３７を流れる液体ＬＱの光学的な特性に応じて変化する。具体的には、流路３７に満たされた液体ＬＱの計測光Ｌａに対する屈折率に応じて、流路形成部材３３と液体ＬＱとの界面における入射角及び射出角がそれぞれ変化し、それにより液体ＬＱを通過する計測光Ｌａの光路が変動するため、計測光Ｌａの撮像素子３６上における集光位置、すなわち撮像素子３６による計測光Ｌａの受光位置が、図４の矢印Ｆ１で示すように変化する。撮像素子３６の受光結果は制御装置２に出力される。ここで、制御装置２（あるいは制御装置２に接続されている所定の記憶装置）には、撮像素子３６上での計測光Ｌａの受光位置と、流路３７を流れる液体ＬＱの計測光Ｌａに対する屈折率との関係が予め記憶されている。制御装置２は、撮像素子３６の受光結果と、記憶されている記憶情報とに基づいて、流路３７を流れる液体ＬＱの計測光Ｌａに対する屈折率を求めることができる。
【００５８】
また、流路３７を流れる液体ＬＱの計測光Ｌａに対する透過率に応じて、撮像素子３６による計測光Ｌａの受光量が変化する。撮像素子３６の受光結果は制御装置２に出力される。ここで、制御装置２（あるいは制御装置２に接続されている所定の記憶装置）には、撮像素子３６上での計測光Ｌａの受光量と、流路３７を流れる液体ＬＱの計測光Ｌａに対する透過率との関係が予め記憶されている。制御装置２は、撮像素子３６の受光結果と、記憶されている記憶情報とに基づいて、流路３７を流れる液体ＬＱの計測光Ｌａに対する透過率も求めることができる。
【００５９】
そして、計測光Ｌａは露光光ＥＬとほぼ同じ波長を有しているため、制御装置２は、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率及び透過率を求めることができる。このように、計測装置３０は、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率及び透過率のうち少なくとも一方を含む光学的な特性を、計測光Ｌａを用いて光学的に求める。
【００６０】
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について説明する。
【００６１】
基板Ｐを露光するために、制御装置２は、不図示の搬送系を用いて、マスクＭをマスクステージ３にロード（搬入）するとともに、基板Ｐを基板ステージ４にロードする。また、制御装置２は、液浸システム１を制御して、第１光学素子Ｇ１と第２光学素子Ｇ２との間の露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす動作を開始する。
【００６２】
制御装置２は、第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすために、液浸システム１の液体供給装置１０を駆動する。液体供給装置１０から送出された液体ＬＱは、供給管１３、及び保持部材６０の供給流路１４を流れた後、供給口１２より第１空間Ｋ１に供給される。
【００６３】
また、本実施形態においては、制御装置２は、第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすために、液浸システム１の液体供給装置１０及び液体回収装置２０を制御して、第１空間Ｋ１に対する液体供給動作と第１空間Ｋ１の液体回収動作とを並行して行う。これにより、第１空間Ｋ１は、液体供給装置１０から供給される清浄で温度調整された液体ＬＱで満たされる。
【００６４】
そして、制御装置２は、基板Ｐを露光するために、照明系ＩＬを制御して、露光光ＥＬによるマスクＭに対する照明を開始する。制御装置２は、第１光学素子Ｇ１の下面Ｔ１とマスクＭの上面とを対向させ、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間の露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、照明系ＩＬを用いて、マスクＭの所定の照明領域ＩＡを露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬは、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間の第１空間Ｋ１を満たす液体ＬＱを介して、マスクＭの所定の照明領域ＩＡを露光光ＥＬで照明する。露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像は、投影光学系ＰＬを介して、基板Ｐ上に投影される。
【００６５】
本実施形態の露光装置ＥＸは、走査型露光装置であり、制御装置２は、マスクステージ３及び基板ステージ４を制御して、マスクＭのＹ軸方向への移動と同期して、基板ＰをＹ軸方向へ移動しつつ、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を介して基板Ｐ上に投影する。露光装置ＥＸは、照明系ＩＬより射出され、マスクＭ及び投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に照射される露光光ＥＬで形成されるマスクＭのパターン像で、基板Ｐ上の所定領域（ショット領域）を露光する。
【００６６】
制御装置２は、第１空間Ｋ１に対する液体供給動作と第１空間Ｋ１の液体回収動作とを並行して行いつつ、照明系ＩＬによりマスクＭに露光光ＥＬを照射する。すなわち、制御装置２は、基板Ｐの露光中においても、液浸システム１の液体供給装置１０及び液体回収装置２０を制御して、第１空間Ｋ１に対する液体供給動作と第１空間Ｋ１の液体回収動作とを並行して行う。これにより、基板Ｐの露光中においても、第１空間Ｋ１は、液体供給装置１０から供給される清浄で温度調整された液体ＬＱで満たされる。
【００６７】
また、本実施形態においては、制御装置２は、計測装置３０を用いて、液体供給装置１０から第１空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの光学的な特性を計測（モニタ）しつつ、第１空間Ｋ１に液体ＬＱを供給し、その液体ＬＱを介してマスクＭ上に露光光ＥＬを照射する。これにより、露光光ＥＬに対する屈折率が計測された液体ＬＱで第１空間Ｋ１を満たすことができる。
【００６８】
また、制御装置２は、計測装置３０の計測結果に基づいて、液体供給装置１０から第１空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率を調整することができる。液体供給装置１０は、第１空間Ｋ１に供給する液体ＬＱの温度を調整可能な温度調整装置を有しており、液体ＬＱの温度を調整することによって、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率を調整することができる。ここで、液体ＬＱの温度と、その液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率との関係が、例えば実験あるいはシミュレーションによって予め求められており、その関係に関する情報が、制御装置２（あるいは制御装置２に接続されている所定の記憶装置）に予め記憶されている。制御装置２は、記憶されている記憶情報と、計測装置３０の計測結果とに基づいて、液体ＬＱの光学的な特性（露光光ＥＬに対する屈折率）を所望状態にするために、温度調整装置を用いて、液体ＬＱの温度を調整する。このように、制御装置２は、計測装置３０の計測結果に基づいて、液体ＬＱの温度を調整することにより、第１空間Ｋ１を満たす液体ＬＱの光学的な特性（露光光ＥＬに対する屈折率）を調整することができる。
【００６９】
また、本実施形態においては、制御装置２は、マスクＭ及び基板Ｐの少なくとも一方の移動と同期して、可動ブラインド７を、マスクＭの走査方向（Ｙ軸方向）に対応する方向に移動する。制御装置２は、基板Ｐ上のショット領域の走査露光開始前、走査露光中、及び走査露光終了後において、レーザ干渉計３Ｌの計測結果に基づいて、必要に応じて可動ブラインド７の位置検出結果をモニタしつつ、マスクＭの移動と同期して、可動ブラインド７を移動する。可動ブラインド７は、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光の開始時及び終了時において、基板Ｐに対する不要な露光光ＥＬの照射を遮る。可動ブラインド７は、マスクＭのうちパターンが形成されたパターン形成領域以外の部分に対する不要な露光光ＥＬの照射を遮ることによって、露光光ＥＬによる基板Ｐの不要な露光を防止する。これにより、基板Ｐを良好に露光することができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の照明系ＩＬは、露光光ＥＬの光路上の第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、マスクＭのパターンを露光光ＥＬで照明することができる。これにより、照明系ＩＬの大型化、ひいては露光装置ＥＸ全体の大型化を抑制できる。
【００７１】
例えば、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡと照明系ＩＬの開口数ＮＡｉとの比であるコヒーレンスファクタ（照明系のσ）は、パターン像の質に影響を与える可能性があるが、そのコヒーレンスファクタを所望値にするために、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡに応じて、照明系ＩＬの開口数ＮＡｉを大きくする必要が生じる可能性がある。なお、コヒーレンスファクタ（照明系のσ）は、投影光学系ＰＬのマスクＭ側の開口数をＮＡｒ、照明系ＩＬの開口数をＮＡｉとした場合、
σ＝ＮＡｉ／ＮＡｒ         …  （１）
である。また、投影光学系の開口数ＮＡは、通常、基板Ｐ側の開口数ＮＡｗを示し、投影光学系の倍率をβとした場合、マスクＭ側の開口数ＮＡｒは、
ＮＡｒ＝ＮＡｗ／β        …    （２）
である。
【００７２】
照明系ＩＬの開口数ＮＡｉを大きくすると、照明系ＩＬが大型化する可能性がある。露光光ＥＬに対する屈折率が大きい光学素子を用いて照明系ＩＬを構築することにより、大きい開口数ＮＡｉを維持しつつ、照明系ＩＬの大型化を抑制できる可能性がある。しかしながら、露光光ＥＬを通過可能な光学素子の材料には制約があり、光学素子の材料の最適化（選定）により、照明系ＩＬ（照明光学系）の小型化を図るのは困難である。
【００７３】
本実施形態においては、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上の第１空間Ｋ１を、例えば第２光学素子Ｇ２の露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きい屈折率を有する液体ＬＱで満たすことにより、照明系ＩＬの大きい開口数ＮＡｉを維持しつつ、照明系ＩＬの大型化を抑制することができ、その照明系ＩＬを用いてマスクＭのパターンを良好に照明できる。また、照明系ＩＬの小型化が実現されることにより、照明系ＩＬの軽量化を図ることができ、露光装置ＥＸのボディに要求される強度が比較的緩くでも許容される。そのため、露光装置ＥＸ全体の小型化のみならず、装置コストを低減することもできる。
【００７４】
そして、本実施形態においては、照明系ＩＬのうち、開口数ＮＡｉが大きく、強い屈折力が要求される部位、すなわちマスクＭのパターン形成面ＭＡ近傍の第１空間Ｋ１が液体ＬＱで満たされている。これにより、照明系ＩＬの大型化を抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態においては、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡから離れる方向に凸な曲面（球面）であるので、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率が、第２光学素子Ｇ２の露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きく、照明系ＩＬの開口数ＮＡｉが、第２光学素子Ｇ２の露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きい場合においても、露光光ＥＬをマスクＭのパターン形成面ＭＡまで良好に到達させることができる。
【００７６】
また、本実施形態においては、第１光学素子Ｇ１は平行平板であるため、照明系ＩＬの光軸（Ｚ軸）と直交する方向（ＸＹ方向）に対する第１光学素子Ｇ１の位置決め精度が比較的緩くても許容される。そのため、第１光学素子Ｇ１を保持する保持機構の複雑化等を抑え、装置コストの低減を図ることができる。
【００７７】
また、本実施形態においては、第１空間Ｋ１に対する液体供給動作と第１空間Ｋ１の液体回収動作とを並行して行いつつ露光光ＥＬを照射しているので、清浄で温度調整された液体ＬＱで第１空間Ｋ１を常に満たすことができる。特に、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する透過率が低く、露光光ＥＬの吸収により液体ＬＱの温度が変化（上昇）し易い場合には、第１空間Ｋ１に対する液体供給動作と第１空間Ｋ１の液体回収動作とを並行して行いつつ露光光ＥＬを照射することにより、第１空間Ｋ１を満たす液体ＬＱの温度をほぼ一定に保つことができる。
【００７８】
また、本実施形態の計測装置３０は、液体供給装置１０から第１空間Ｋ１までの流路の一部である流路３７を流れる液体ＬＱの光学的な特性を計測している。液体ＬＱを流しながらその液体ＬＱの光学的な特性を計測することで、液体ＬＱの大きな温度変化を抑制した状態で、その液体ＬＱの光学的な特性を計測することができ、計測精度を向上することができる。また、基板Ｐを露光するときは、液体供給装置１０より第１空間Ｋ１に液体ＬＱが供給されるが、計測装置３０は、液体供給装置１０から第１空間Ｋ１までの流路を流れる液体ＬＱの光学的な特性を直接的に計測できるため、基板Ｐを露光しながら液体ＬＱの特性を常時計測（モニタ）することができる。すなわち、液体ＬＱの供給動作を行いながら液体ＬＱの計測動作を行うことができるため、露光装置ＥＸの稼働を停止することなく、液体ＬＱの計測動作を行うことができる。したがって、露光装置ＥＸの稼働率の低下等を抑制することができる。
【００７９】
なお、計測装置３０の近傍に温度センサを配置して、液体ＬＱの光学的な特性として、液体ＬＱの温度を計測するようにしてもよい。例えば、液体ＬＱの温度を調整することによって液体ＬＱの光学的な特性（露光光ＥＬに対する屈折率）を調整する際、温度センサの検出結果に基づいて、液体ＬＱの光学的な特性を所望状態にするために、液体ＬＱの温度を調整するようにしてもよい。
【００８０】
なお、上述の第１実施形態においては、第１空間Ｋ１に対する液体供給動作と第１空間Ｋ１の液体回収動作とを並行して行いつつ露光光ＥＬを照射しているが、露光光ＥＬの照射中に第１空間Ｋ１に対する液体供給動作及び第１空間Ｋ１の液体回収動作を停止し、露光光ＥＬの照射が停止されている所定のタイミングで液体供給動作と液体回収動作とを行って第１空間Ｋ１の液体ＬＱを置換するようにしてもよい。
【００８１】
また、第１空間Ｋ１の液体ＬＱを置換（交換）することなく、第１空間Ｋ１を例えば密閉された空間とし、その密閉された第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすようにしてもよい。この場合、液浸システム１を省略することができる。
【００８２】
なお、上述の第１実施形態においては、第１光学素子Ｇ１は平行平板であるが、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３との間で液体ＬＱを保持可能な上面Ｔ２を有していれば、第１光学素子Ｇ１は、屈折力を有する光学素子（レンズ）であってもよい。
【００８３】
なお、上述の第１実施形態においては、第２光学素子Ｇ２の露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きい屈折率を有する液体ＬＱを用いているが、第２光学素子Ｇ２の露光光ＥＬに対する屈折率よりも小さい屈折率を有する液体ＬＱを用いてもよい。例えば、液体ＬＱとして水（純水）を用いてもよい。ここで、水の露光光ＥＬ（ＡｒＦエキシマレーザ光）に対する屈折率は、約１．４４であり、石英の露光光ＥＬ（ＡｒＦエキシマレーザ光）に対する屈折率は、約１．５１である。
【００８４】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。上述の第１実施形態においては、液体供給装置１０は、液体ＬＱの温度を調整することによって、液体ＬＱの光学的な特性（露光光ＥＬに対する屈折率）を調整しているが、第１実施形態と異なる本実施形態の特徴的は部分は、互いに異なる種類（材質）の複数の液体を用いて、液体ＬＱの光学的な特性を調整する点にある。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００８５】
図５は、第２実施形態に係る液体供給装置１０を示す図である。図５において、液体供給装置１０は、第１液体ＬＱ１を送出可能な第１液体供給器４１と、第２液体ＬＱ２を送出可能な第２液体供給器４２と、第１液体供給器４１から送出された第１液体ＬＱ１と第２液体供給器４２から送出された第２液体ＬＱ２とを混合する混合装置５０とを備えており、混合装置５０で生成した液体ＬＱを照明系ＩＬの第１空間Ｋ１に供給する。第１液体ＬＱ１と第２液体ＬＱ２とは、光学的な特性が互いに異なる液体であって、混合装置５０は、光学的な特性が互いに異なる２種類の液体ＬＱ１、ＬＱ２どうしを混合する。本実施形態においては、混合装置５０で生成された液体を、液体ＬＱ、と称する。
【００８６】
第１液体供給器４１には第１供給管４３の一端が接続されており、第１供給管４３の他端部は集合管４５に接続されている。また、第２液体供給器４２には第２供給管４４の一端が接続されており、第２供給管４４の他端は集合管４５に接続されている。第１液体供給器４１から送出された第１液体ＬＱ１は、第１供給管４３を流れた後、集合管４５を介して混合装置５０に供給される。第２液体供給器４２から送出された第２液体ＬＱ２は、第２供給管４４を流れた後、集合管４５を介して混合装置５０に供給される。
【００８７】
また、第１、第２供給管４３、４４には第１、第２バルブ４３Ｂ、４４Ｂがそれぞれ設けられている。第１、第２バルブ４３Ｂ、４４Ｂの動作は制御装置２に制御される。制御装置２は、第１、第２バルブ４３Ｂ、４４Ｂ（第１、第２バルブ４３Ｂ、４４Ｂの開度）を調整することで、第１、第２液体供給器４１、４２より、第１、第２供給管４３、４４、及び集合管４５を介して、混合装置５０に供給される第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２のそれぞれの単位時間あたりの供給量を調整する。
【００８８】
また、混合装置５０には、供給管１３の一端が接続され、他端は供給口１２（第１空間Ｋ１）に接続されている。また、供給管１３の途中には、上述の第１実施形態で説明した計測装置３０が設けられている。混合装置５０で生成された液体ＬＱは、供給管１３及び供給口１２を介して第１空間Ｋ１に供給される。
【００８９】
上述のように、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２は、光学的な特性（屈折率、透過率）が互いに異なっている。制御装置２は、混合装置５０で生成される液体ＬＱの光学的な特性を所望状態に調整するために、具体的には混合装置５０で生成された液体ＬＱの屈折率及び透過率の少なくとも一方を所望値に調整するために、計測装置３０の計測結果に基づいて、混合装置５０で混合される第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の混合比を調整する。すなわち、制御装置２は、計測装置３０の計測結果に基づいて、混合装置５０を用いて、第１空間Ｋ１に供給する液体ＬＱの光学的な特性を調整する。
【００９０】
ここで、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の混合比と、その混合比で生成された液体ＬＱの光学的な特性との関係が、例えば実験あるいはシミュレーションによって予め求められており、その関係に関する情報が、制御装置２（あるいは制御装置２に接続されている所定の記憶装置）に予め記憶されている。制御装置２は、液体ＬＱの光学的な特性を所望状態にするために、記憶されている記憶情報と、計測装置３０の計測結果とに基づいて、第１、第２バルブ４３Ｂ、４４Ｂを調整し、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の混合比を決定する。そして、制御装置２は、決定した混合比に基づいて、混合装置５０を用いて、第１、第２液体供給器４１、４２より送出された第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の混合を行い、液体ＬＱを生成する。
【００９１】
例えば、第１液体ＬＱ１の露光光ＥＬに対する屈折率が第２液体ＬＱ２の露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きい場合において、計測装置３０の計測結果に基づいて、液体ＬＱの屈折率が所望値よりも小さいと判断した場合、制御装置２は、第１、第２バルブ４３Ｂ、４４Ｂを制御して、混合装置５０に供給する第１液体ＬＱ１の量を、第２液体ＬＱ２の量よりも多くする。また、計測装置３０の計測結果に基づいて、液体ＬＱの屈折率が所望値よりも大きいと判断した場合には、制御装置２は、第１、第２バルブ４３Ｂ、４４Ｂを制御して、混合装置５０に供給する第２液体ＬＱ２の量を、第１液体ＬＱ１の量よりも多くする。こうすることにより、液体ＬＱの屈折率を所望値にすることができる。
【００９２】
このように、本実施形態においては、計測装置３０の計測結果に基づいて、混合装置５０で生成される液体ＬＱの光学的な特性が調整される。
【００９３】
第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２としては、イソプロパノール、グリセロール（グリセリン）といったＣ−Ｈ結合やＯ−Ｈ結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）が挙げられる。あるいは、これら所定液体のうち任意の２種類以上の液体が混合されたものであってもよいし、純水に上記所定液体が添加（混合）されたものであってもよい。あるいは、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２としては、純水に、Ｈ＋、Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｃｌ−、ＳＯ４２−、ＰＯ４２−等の塩基又は酸を添加（混合）したものであってもよい。更には、純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものであってもよい。
【００９４】
また、混合装置５０においては、液体ＬＱの光学的な特性のうち、露光光ＥＬに対する屈折率を調整するために、液体ＬＱにＡｌ酸化物の微粒子などの所定物質を混合（添加）するようにしてもよいし、液体ＬＱの透過率を調整するための所定物質を液体ＬＱに混合（添加）するようにしてもよい。また、液体ＬＱに混合する所定物質としては、固体であってもよいし、スラリー状であってもよい。また、液体ＬＱに固体の微粒子を分散してもよいし、液体ＬＱに固体を投入した後、その固体を液体ＬＱに溶解させてもよい。
【００９５】
また、第２実施形態においても、液体供給装置１０に、液体ＬＱの温度を調整可能な温度調整装置を設け、混合装置５０で生成された液体ＬＱの温度を調整することによって、その液体ＬＱの光学的な特性（露光光ＥＬに対する屈折率）を調整することができる。また、液体ＬＱの温度を検出可能な温度センサを設け、その温度センサの検出結果に基づいて、所望の光学的な特性（露光光ＥＬに対する屈折率）が得られるように、液体ＬＱの温度を調整するようにしてもよい。
【００９６】
なお、第１、第２液体供給器４１、４２は、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２として、同じ種類（材質）の液体を供給してもよい。例えば、第１液体供給器４１は、第１液体ＬＱ１として、第１の温度を有するグリセロールを供給し、第２液体供給器４２は、第２液体ＬＱ２として、第１の温度とは異なる第２の温度を有するグリセロールを供給するようにしてもよい。この場合、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の材質は同じであるが、温度は互いに異なるため、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の光学的な特性（屈折率）は互いに異なる。混合装置５０においては、第１、第２の温度に応じた液体ＬＱが生成される。
【００９７】
また、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２としては、同じ材質であって、性質又は成分（液体が水である場合には水質）が異なるものであってもよい。ここで、液体の性質又は成分の項目としては、液体の比抵抗値、液体中の全有機体炭素（ＴＯＣ：total organic carbon）、液体中に含まれる微粒子（particle）あるいは気泡（bubble）を含む異物、溶存酸素（ＤＯ：dissolved oxygen）及び溶存窒素（ＤＮ：dissolved nitrogen）を含む溶存気体、金属イオン含有量、及び液体中のシリカ濃度、生菌などが挙げられる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態の特徴的な部分は、液体ＬＱに起因する基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度むらを補正するための補正部材を設けた点にある。
【００９９】
図６は、第３実施形態に係る補正部材８０の一例を示す模式図である。補正部材８０は、第１光学素子Ｇ１と第２光学素子Ｇ２との間の露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１を満たす液体ＬＱに起因する基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度むらを補正するためのものである。上述の実施形態と同様、第２光学素子Ｇ２の入射面Ｔ４及び光射出面Ｔ３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡから離れる方向に凸な曲面であり、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２及び下面Ｔ１は、マスクＭのパターン形成面ＭＡとほぼ平行（ＸＹ平面とほぼ平行）な平行平板である。したがって、第１空間Ｋ１のＸＹ方向における各位置でのＺ軸方向の距離は互いに異なる。例えば、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３の頂点（光軸が通る第１の点）Ｃ１と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間のＺ軸方向の距離Ｚ１と、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ３の周縁の第２の点Ｃ２と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間のＺ軸方向の距離Ｚ２とは互いに異なり、距離Ｚ１のほうが距離Ｚ２よりも大きい。この場合、例えば、第１の点Ｃ１より第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２に入射する露光光ＥＬが第１空間Ｋ１の液体ＬＱ中を通過するときの光路の長さ（第１の長さ）と、第２の点Ｃ２より第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２に入射する露光光ＥＬが第１空間Ｋ１の液体ＬＱ中を通過するときの光路の長さ（第２の長さ）とは、互いに異なる。例えば、第１の長さが第２の長さよりも長い場合、液体ＬＱの透過率に起因して、第１の点Ｃ１より第１空間Ｋ１の液体ＬＱを介して第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２に入射する露光光ＥＬの強度は、第２の点Ｃ２より第１空間Ｋ１の液体ＬＱを介して第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２に入射する露光光ＥＬの強度よりも小さくなる。すなわち、第２光学素子Ｇ２に応じた形状を有する第１空間Ｋ１を満たす液体ＬＱに起因して、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２に照射される露光光ＥＬに照度むら（照度分布）が発生する可能性がある。そして、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２での露光光ＥＬの照度むらに起因して、マスクＭのパターン形成面ＭＡ上での露光光ＥＬの照度むら、ひいては基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度むらが発生する可能性がある。
【０１００】
補正部材８０は、この液体ＬＱの厚みに起因する基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度むらを補正する。本実施形態においては、補正部材８０は、光源装置５と第２光学素子Ｇ２との間の露光光ＥＬの光路上、すなわち、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上に設けられており、通過する光の強度（強度分布）を調整可能な光学部材によって形成されている。補正部材８０は、例えばＮＤフィルタ（neutral density filter）等、透過率（透過率分布）を調整可能な光学部材（フィルタ部材）を含む。例えば、液体ＬＱに起因して、マスクＭ上での照明領域ＩＡの中央領域の照度が周縁領域の照度よりも小さい場合には、照明領域ＩＡ内における照度を均一化するような補正部材８０が露光光ＥＬの光路上に配置される。例えば、補正部材８０として、照明領域ＩＡの中央領域に対応する領域の透過率が、照明領域ＩＡの周縁領域に対応する領域の透過率よりも大きいものが用いられる。そして、マスクＭ上での照明領域ＩＡ内における照度を均一化することによって、基板Ｐ上での投影光学系ＰＬによる投影領域内における照度を均一化することができる。
【０１０１】
本実施形態においては、補正部材８０は、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上のうち、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される。光源装置５から射出された露光光ＥＬは、補正部材８０を通過した後、第２光学素子Ｇ２に入射し、第１空間Ｋ１の液体ＬＱを通過した後、第１光学素子Ｇ１に入射する。補正部材８０により、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２における露光光ＥＬの照度は均一化されている。第１光学素子Ｇ１を通過した露光光ＥＬは、マスクＭに照射される。マスクＭを通過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬを介して、基板Ｐ上の投影領域に照射される。
【０１０２】
以上説明したように、液体ＬＱの厚みの違い（光路の長さの違い）に起因して、照度むらが発生するような場合であっても、その照度むらを補正する補正部材８０を設けることによって、マスクＭを均一な照度分布の露光光ＥＬで照明することができる。
【０１０３】
なお、補正部材８０としては、ＮＤフィルタに限られず、例えば可変のスリット部材であってもよい。例えば、ガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて、すだれ状（櫛歯状）のパターンを形成し、透過率を漸次変化させたものを用いるようにしてもよい。
【０１０４】
なお、本実施形態においては、補正部材８０は、第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２と光学的に共役な位置又はその近傍に配置されているが、基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度むらを補正できるのであれば、任意の位置に設けることができる。また、本実施形態においては、補正部材８０は、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上に設けられているが、基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度むらを補正できるのであれば、例えば投影光学系ＰＬの露光光ＥＬの光路上、あるいは基板Ｐの近傍などに設けるようにしてもよい。
【０１０５】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態の特徴的な部分は、マスクＭのパターン形成面ＭＡと光学的に共役な位置、又はその近傍に配置された可動ブラインド７の開口７Ｋ近傍の露光光ＥＬの光路上の所定空間を液体ＬＱで満たす点にある。
【０１０６】
図７は、第４実施形態に係る照明系ＩＬのうち、液体ＬＱが満たされる可動ブラインド７の開口７Ｋ近傍の露光光ＥＬの光路上の所定空間Ｋ２近傍を示す側断面図である。
【０１０７】
照明系ＩＬは、露光光ＥＬの光路上に配置される複数の光学素子を有している。図７に示すように、照明系ＩＬは、可動ブラインド７の開口７Ｋに最も近い第５光学素子Ｇ５と、第５光学素子Ｇ５に次いで可動ブラインド７の開口７Ｋに近い第６光学素子Ｇ６と、第６光学素子Ｇ６に次いで可動ブラインド７の開口７Ｋに近い第７光学素子Ｇ７と、第７光学素子Ｇ７に次いで可動ブラインド７の開口７Ｋに近い第８光学素子Ｇ８とを有している。第６、第７、第８光学素子Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８のそれぞれは、保持部材６０で保持され、第５光学素子Ｇ５は、不図示の所定の保持部材で保持される。もちろん、第５光学素子Ｇ５を保持部材６０で保持してもよい。
【０１０８】
第５、第６、第７、第８光学素子Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８のそれぞれは、上述の第１実施形態で説明した第１、第２、第３、第４光学素子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４とほぼ同等の構成を有する。すなわち、第６光学素子Ｇ６は、露光光ＥＬが入射される入射面Ｔ４’及び露光光ＥＬが射出される光射出面Ｔ３’を有し、入射面Ｔ４’及び光射出面Ｔ３’は、可動ブラインド７の開口７Ｋから離れる方向に凸な曲面（球面）である。光源装置５から射出され、オプティカルインテグレータ等を通過した露光光ＥＬは、第８光学素子Ｇ８を通過し、第７光学素子Ｇ７を通過した後、第６光学素子Ｇ６の入射面Ｔ４’に入射する。また、第６光学素子Ｇ６の入射面Ｔ４’に入射した露光光ＥＬは、第６光学素子Ｇ６を通過した後、光射出面Ｔ３’より射出される。また、第５光学素子Ｇ５は、第６光学素子Ｇ６の光射出面Ｔ３’との間で液体ＬＱを保持可能な上面Ｔ２’を有する平行平板である。
【０１０９】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭのパターン形成面ＭＡと光学的に共役な位置近傍の所定空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすための第２液浸システム１’を備えている。第２液浸システム１’は、マスクＭのパターン形成面ＭＡと光学的に共役な位置近傍の所定空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす。本実施形態においては、第２液浸システム１’は、露光光ＥＬの光路上のうち、第５光学素子Ｇ５と第６光学素子Ｇ６との間の所定空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす。液体ＬＱは、可動ブラインド７の開口７Ｋ近傍であって、第５光学素子Ｇ５と第６光学素子Ｇ６との間の所定空間Ｋ２に満たされる。また、本実施形態においても、液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率は、第６光学素子Ｇ６の露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きい。
【０１１０】
ここで、以下の説明においては、所定空間Ｋ２を適宜、第２空間Ｋ２、と称する。
【０１１１】
本実施形態の第２液浸システム１’は、上述の実施形態の液浸システム１とほぼ同等の構成を有しており、第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給可能な供給口１２’と、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを回収可能な回収口２２’と、供給口１２’に供給管１３’及び保持部材６０の内部に形成された供給流路１４’を介して液体ＬＱを供給する液体供給装置１０’と、回収口２２’からの液体ＬＱを保持部材６０の内部に形成された回収流路２４’及び回収管２３’を介して回収する液体回収装置２０’とを備えている。供給口１２’及び回収口２２’は、第６光学素子Ｇ６を保持する保持部材６０に設けられている。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱの光学的な特性を計測する計測装置３０’を備えている。本実施形態の計測装置３０’は、上述の第１実施形態の計測装置３０と同等の構成を有し、第２空間Ｋ２に供給される前の液体ＬＱを計測する。
【０１１２】
また、上述の第１実施形態と同様、保持部材６０の下面６０Ａと、第５光学素子Ｇ５の上面Ｔ２’との間には所定のギャップＧＡ１’が形成されている。また、保持部材６０の下面６０Ａと、第５光学素子Ｇ５の上面Ｔ２とは、ほぼ平行である。
【０１１３】
第２液浸システム１’の液体供給装置１０’より第２空間Ｋ２に供給された液体ＬＱは、第６光学素子Ｇ６の光射出面Ｔ３’及び第５光学素子Ｇ５の上面Ｔ２’のそれぞれと密着するように、第５光学素子Ｇ５と第６光学素子Ｇ６との間に満たされる。また、図７に示すように、第２液浸システム１’は、第５光学素子Ｇ５の上面Ｔ２’の一部の領域に局所的に液浸領域ＬＲ’を形成するように、第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす。第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たして液浸領域ＬＲ’を形成したとき、液浸領域ＬＲ’を形成する液体ＬＱの界面ＬＧ’は、液体ＬＱの表面張力により、第５光学素子Ｇ５の上面Ｔ２’と保持部材６０の下面６０Ａとの間に維持される。
【０１１４】
基板Ｐを露光するために、制御装置２は、第２液浸システム１’を制御して、第５光学素子Ｇ５と第６光学素子Ｇ６との間の露光光ＥＬの光路を含む第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たす動作を開始する。
【０１１５】
本実施形態においても、制御装置２は、第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすために、第２液浸システム１’の液体供給装置１０’及び液体回収装置２０’を制御して、第２空間Ｋ２に対する液体供給動作と第２空間Ｋ２の液体回収動作とを並行して行う。これにより、第２空間Ｋ２は、液体供給装置１０’から供給される清浄で温度調整された液体ＬＱで満たされる。
【０１１６】
そして、制御装置２は、基板Ｐを露光するために、照明系ＩＬを制御して、露光光ＥＬによるマスクＭに対する照明を開始する。光源装置５から射出された露光光ＥＬは、ブライド装置６近傍に設けられた第８光学素子Ｇ８を通過し、第７光学素子Ｇ７を通過した後、第６光学素子Ｇ６の入射面Ｔ４’に入射する。第６光学素子Ｇ６の入射面Ｔ４’に入射した露光光ＥＬは、第６光学素子Ｇ６を通過した後、光射出面Ｔ３’より射出される。第６光学素子Ｇ６の光射出面Ｔ３’より射出された露光光ＥＬは、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを通過した後、第５光学素子Ｇ５の上面Ｔ２’に入射する。第５光学素子Ｇ５の上面Ｔ２’に入射した露光光ＥＬは、第５光学素子Ｇ５を通過した後、下面Ｔ１’より射出され、ブラインド装置６に照射される。ブラインド装置６の可動ブラインド７の開口７Ｋ及び固定ブラインド８の開口８Ｋを通過した露光光ＥＬは、所定の光学素子を通過した後、マスクＭの所定の照明領域ＩＬに照射される。すなわち、本実施形態の照明系ＩＬは、第６光学素子Ｇ６の光射出面Ｔ３’と第５光学素子Ｇ５の上面Ｔ２’との間の第２空間Ｋ２を満たす液体ＬＱを介して、マスクＭの所定の照明領域ＩＬを露光光ＥＬで照明する。露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像は、投影光学系ＰＬを介して、基板Ｐ上に投影される。
【０１１７】
本実施形態の露光装置ＥＸは、走査型露光装置であり、制御装置２は、マスクステージ３及び基板ステージ４を制御して、マスクＭのＹ軸方向への移動と同期して、基板ＰをＹ軸方向へ移動しつつ、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を介して基板Ｐ上に投影する。
【０１１８】
本実施形態においても、制御装置２は、第２空間Ｋ２に対する液体供給動作と第２空間Ｋ２の液体回収動作とを並行して行いつつ、照明系ＩＬよりマスクＭに露光光ＥＬを照射する。これにより、基板Ｐの露光中においても、第２空間Ｋ２は、液体供給装置１０’から供給される清浄で温度調整された液体ＬＱで満たされる。
【０１１９】
また、本実施形態においても、制御装置２は、計測装置３０’を用いて、液体供給装置１０’から第２空間Ｋ２に供給される液体ＬＱの光学的な特性を計測（モニタ）しつつ、第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給し、その液体ＬＱを介してマスクＭ上に露光光ＥＬを照射する。
【０１２０】
また、制御装置２は、マスクＭ及び基板Ｐの少なくとも一方の移動と同期して、可動ブラインド７を、マスクＭの走査方向（Ｙ軸方向）に対応する方向に移動することによって、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光の開始時及び終了時において、基板Ｐに対する不要な露光光ＥＬの照射を遮る。
【０１２１】
以上説明したように、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上の第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすことができる。照明系ＩＬのうち、開口数が大きく、強い屈折力が要求される部位、すなわちマスクＭのパターン形成面ＭＡと光学的に共役な位置近傍の第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすことにより、照明系ＩＬの大型化、ひいては露光装置ＥＸ全体の大型化を抑制できる。
【０１２２】
なお、第４実施形態においては、第２空間Ｋ２に対する液体供給動作と第２空間Ｋ２の液体回収動作とを並行して行いつつ露光光ＥＬを照射しているが、露光光ＥＬの照射中に第２空間Ｋ２に対する液体供給動作及び第２空間Ｋ２の液体回収動作を停止し、露光光ＥＬの照射が停止されている所定のタイミングで液体供給動作と液体回収動作とを行って第２空間Ｋ２の液体ＬＱを置換するようにしてもよい。
【０１２３】
また、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを置換（交換）することなく、第２空間Ｋ２を例えば密閉空間とし、その密閉された第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすようにしてもよい。この場合、第２液浸システム１’を省略することができる。
【０１２４】
なお、第４実施形態においては、第５光学素子Ｇ５は平行平板であるが、第６光学素子Ｇ６との間で液体ＬＱを保持可能な上面Ｔ２’を有していれば、第５光学素子Ｇ５は、屈折力を有する光学素子（レンズ）であってもよい。
【０１２５】
なお、第４実施形態においては、第６光学素子Ｇ６の露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きい屈折率を有する液体ＬＱを用いているが、第６光学素子Ｇ６の露光光ＥＬに対する屈折率よりも小さい屈折率を有する液体ＬＱを用いてもよい。例えば、液体ＬＱとして水（純水）を用いてもよい。
【０１２６】
また、上述の第４実施形態においては、ブラインド装置６、及び第５〜第８光学素子Ｇ５〜Ｇ８は、露光光ＥＬが、第８光学素子Ｇ８、第７光学素子Ｇ７、第６光学素子Ｇ６、第２空間Ｋ２、第５光学素子Ｇ５の順に通過して、ブラインド装置６に入射するように配置されているが、露光光ＥＬが逆向きに進むように、ブラインド装置６、及び第５〜第８光学素子Ｇ５〜Ｇ８を配置してもよい。すなわち、光源装置５からの露光光ＥＬが、ブラインド装置６、第５光学素子Ｇ５、第２空間Ｋ２、第６光学素子Ｇ６、第７光学素子Ｇ７、第８光学素子Ｇ８の順に通過して、マスクＭへ向かうように、ブラインド装置６、及び第５〜第８光学素子Ｇ５〜Ｇ８を配置してもよい。
【０１２７】
なお、第４実施形態において、第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすととともに、第１空間Ｋ１も液体ＬＱで満たした状態で、露光光ＥＬを照射するようにしてもよいし、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上のうち、第２空間Ｋ２のみを液体ＬＱで満たすようにしてもよい。
【０１２８】
なお、第４実施形態において、第１空間Ｋ１と第２空間Ｋ２との両方を液体ＬＱで満たす場合、第１空間Ｋ１を満たす液体ＬＱと第２空間Ｋ２を満たす液体ＬＱとの種類（材質）が異なっていてもよい。例えば、第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２のいずれか一方をグリセロールで満たし、他方を水で満たすようにしてもよい。また、第１空間Ｋ１を、第１の温度を有する液体ＬＱで満たし、第２空間Ｋ２を、第１の温度とは異なる第２の温度を有する液体ＬＱで満たすようにしてもよい。
【０１２９】
なお、第４実施形態においても、液体供給装置１０’として、図５を参照して説明したような、複数種類（材質）の液体を混合する混合装置を備えたものであってもよい。また、第４実施形態において、第２空間Ｋ２を満たす液体ＬＱに起因する基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度むらを補正するための補正部材を設けてもよい。
【０１３０】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。上述の第１〜第４実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の空間は気体で満たされているが、上述の第１〜第４実施形態と異なる本実施形態の特徴的な部分は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の空間も液体ＬＱで満たされる点にある。
【０１３１】
図８は、第５実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の空間を液体ＬＱで満たす第３液浸システム１０１を備えている。
【０１３２】
第３液浸システム１０１は、投影光学系ＰＬの終端終光学素子ＦＬと、その終端光学素子ＦＬと対向する位置に配置され、基板ステージ４の基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路を含む第３空間Ｋ３を液体ＬＱで満たす。第３液浸システム１０１は、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路の近傍に設けられ、その光路に対して液体ＬＱを供給するための供給口１１２及び液体ＬＱを回収するための回収口１２２を有するノズル部材１７１と、供給管１１３、及びノズル部材１７１の内部に形成された供給流路１１４を介して供給口１１２に液体ＬＱを供給する液体供給装置１１０と、ノズル部材１７１の回収口１２２から回収された液体ＬＱを、ノズル部材１７１の内部に形成された回収流路１２４、及び回収管１２３を介して回収する液体回収装置１２０とを備えている。本実施形態においては、ノズル部材１７１は、露光光ＥＬの光路を囲むように環状に設けられており、液体ＬＱを供給する供給口１１２は、ノズル部材１７１のうち、露光光ＥＬの光路を向く内側面に設けられ、液体ＬＱを回収する回収口１２２は、ノズル部材１７１のうち、基板Ｐの表面と対向する下面に設けられている。また、本実施形態においては、回収口１２２には多孔部材（メッシュ）が配置されている。
【０１３３】
液体供給装置１１０は、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、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おり、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。また、液体回収装置１２０は、真空系等を備えており、液体ＬＱを回収可能である。液体供給装置１１０及び液体回収装置１２０の動作は制御装置２に制御される。液体供給装置１１０から送出された液体ＬＱは、供給管１１３、及びノズル部材１７１の供給流路１１４を流れた後、供給口１１２より、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路に供給される。また、液体回収装置１２０を駆動することにより回収口１２２から回収された液体ＬＱは、ノズル部材１７１の回収流路１２４を流れた後、回収管１２３を介して液体回収装置１２０に回収される。制御装置２は、第３液浸システム１０１を制御して、液体供給装置１１０による液体供給動作と液体回収装置１２０による液体回収動作とを並行して行うことで、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たすように、基板Ｐ上の一部の領域に液体ＬＱの液浸領域ＬＲＰを局所的に形成する。
【０１３４】
基板Ｐを露光するために、制御装置２は、液浸システム１を制御して、照明系ＩＬの第１光学素子Ｇ１と第２光学素子Ｇ２との間の露光光ＥＬの光路を含む第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たす。また、制御装置２は、第３液浸システム１０１を制御して、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路を含む第３空間Ｋ３を液体ＬＱで満たす。
【０１３５】
そして、制御装置２は、照明系ＩＬを制御して、露光光ＥＬによるマスクＭに対する照明を開始する。照明系ＩＬは、第２光学素子Ｇ２の光射出面Ｔ２と第１光学素子Ｇ１の上面Ｔ２との間の第１空間Ｋ１を満たす液体ＬＱを介して、マスクＭの所定の照明領域ＩＡを露光光ＥＬで照明する。露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像は、投影光学系ＰＬ及び第３空間Ｋ３の液体ＬＱを介して、基板Ｐ上に投影される。
【０１３６】
以上説明したように、照明系ＩＬの第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすとともに、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の第３空間Ｋ３を液体ＬＱで満たした状態で、基板Ｐを露光することができる。
【０１３７】
なお、第５実施形態においては、照明系ＩＬの第１空間Ｋ１のみが液体ＬＱで満たされるように説明したが、照明系ＩＬの第２空間Ｋ２のみを液体ＬＱで満たすとともに、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の第３空間Ｋ３を液体ＬＱで満たした状態で、基板Ｐを露光するようにしてもよいし、照明系ＩＬの第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２の両方を液体ＬＱで満たすとともに、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の第３空間Ｋ３を液体ＬＱで満たした状態で、基板Ｐを露光することもできる。
【０１３８】
なお、第５実施形態において、照明系ＩＬの所定空間（Ｋ１、Ｋ２）と、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の第３空間Ｋ３とを液体ＬＱで満たす場合、照明系ＩＬの所定空間（Ｋ１、Ｋ２）を満たす液体ＬＱと第３空間Ｋ３を満たす液体ＬＱとの種類（材質）が異なっていてもよい。例えば、照明系ＩＬの所定空間（Ｋ１、Ｋ２）及び第３空間Ｋ３のいずれか一方をグリセロールで満たし、他方を水で満たすようにしてもよい。また、照明系ＩＬの所定空間（Ｋ１、Ｋ２）を、第１の温度を有する液体ＬＱで満たし、第３空間Ｋ３を、第１の温度とは異なる第２の温度を有する液体ＬＱで満たすようにしてもよい。また、第１、第２、第３空間Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３のそれぞれを満たす液体ＬＱの種類（材質）が互いに異なっていてもよいし、温度が互いに異なっていてもよい。
【０１３９】
なお、第５実施形態において、第３空間Ｋ３を満たす液体ＬＱの露光光ＥＬに対する屈折率が、終端光学素子ＦＬの露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きく、投影光学系ＰＬの開口数が、終端光学素子ＦＬの露光光ＥＬに対する屈折率よりも大きい場合には、終端光学素子ＦＫの光射出面（基板Ｐの表面と対向する下面）を、基板Ｐの表面から離れる方向に凸な曲面（球面）とすることにより、露光光ＥＬを基板Ｐ上まで良好に到達させることができる。
【０１４０】
なお、本実施形態の投影光学系ＰＬは、終端光学素子ＦＬの像面側の光路を含む第３空間Ｋ３を液体ＬＱ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、終端光学素子ＦＬの物体面側の光路を含む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。
【０１４１】
なお、上述の第１〜第５実施形態において、液体回収装置（２０、２０’、１２０）で回収した液体ＬＱの少なくとも一部を、液体供給装置（１０、１０’、１１０）に戻すようにしてもよい。そして、液体供給装置（１０、１０’、１１０）に戻した液体ＬＱを再利用するようにしてもよい。また、例えば上述の第２実施形態においては、第１、第２液体供給器４１、４２から送出された第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２と、液体回収装置２０から液体供給装置１０に戻された液体ＬＱとを混合装置５０で混合するようにしてもよい。
【０１４２】
なお、上述の実施形態においては、照明系ＩＬのうち、パターン形成面ＭＡ近傍の第１空間Ｋ１、及びパターン形成面ＭＡと光学的に共役な位置近傍の第２空間Ｋ２が液体ＬＱで満たされるが、照明系ＩＬが所望の光学特性を得られるように、照明系ＩＬの露光光ＥＬの光路上の第１、第２空間Ｋ１、Ｋ２以外の任意の空間を液体ＬＱで満たすようにしてもよい。
【０１４３】
なお、上述の各実施形態において、例えば、露光光ＥＬの光源装置がＦ２レーザ光を射出する場合、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いもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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ような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。
【０１４８】
更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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を用いてもよい。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）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】
【０１５５】
【図１】第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る照明系の要部を拡大した側断面図である。
【図３】第１実施形態に係る計測装置を説明するための概略斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る計測装置の断面図である。
【図５】第２実施形態に係る液体供給装置を示す概略構成図である。
【図６】第３実施形態に係る補正部材を示す模式図である。
【図７】第４実施形態に係る照明系の要部を拡大した側断面図である。
【図８】第５実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【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】
【０１５６】
１…液浸システム、１’…第２液浸システム、２…制御装置、３…マスクステージ、４…基板ステージ、５…光源装置、６…ブラインド装置、７…可動ブラインド、７Ｋ…開口、８…固定ブラインド、８Ｋ…開口、１２…供給口、１２’…供給口、２２…回収口、２２’…回収口、３０…計測装置、８０…補正部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＦＬ…終端光学素子、Ｇ１〜Ｇ８…光学素子、ＩＬ…照明系、Ｋ１…第１空間、Ｋ２…第２空間、Ｋ３…第３空間、ＬＱ…液体、ＬＲ…液浸領域、ＬＲ’…液浸領域、Ｍ…マスク、ＭＡ…パターン形成面、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、Ｔ２…上面、Ｔ２’…上面、Ｔ３…光射出面、Ｔ３’…光射出面、Ｔ４…入射面、Ｔ４’…入射面
【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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