(57)【要約】【課題】基板を良好に露光できる露光方法を提供する。【解決手段】液浸機構（１）を用いて計測部材（６５）上に液浸領域（ＬＲ）を形成するとともに、液浸領域（ＬＲ）を形成する液体（ＬＱ）を介して計測光を受光して、基板（Ｐ）の露光条件を決定するための計測を行い、計測時と露光時との液体（ＬＱ）の圧力差、及び計測結果を考慮して、基板（Ｐ）を露光する。【選択図】図１
2012009906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液浸機構を用いて基板上に液浸領域を形成するとともに、該液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射することによって、前記基板を露光する露光方法において、
前記基板の露光条件を決定するために、前記液浸機構を用いて計測部材上に液浸領域を形成するとともに、該液浸領域の液体を介して計測光を受光する計測を実行し、
前記計測時と前記露光時との前記液体の圧力差、及び前記計測結果を考慮して、前記基板を露光する露光方法。
【請求項２】
前記液体の圧力差は、前記計測部材の表面及び前記基板の表面それぞれの前記液体との接触角の違いに起因し、
前記計測部材の表面及び前記基板の表面それぞれの前記液体との接触角に応じて前記基板を露光する請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
前記液体の圧力差は、前記計測時の前記計測部材の移動速度と前記露光時の前記基板の移動速度との違いに起因し、
前記計測時における前記計測部材の移動速度と前記露光時における前記基板の移動速度とに応じて前記基板を露光する請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項４】
前記液体の圧力差、及び前記計測結果を考慮して、前記基板上に投影されるパターン像の結像状態が調整され、該結像状態が調整されたパターン像で前記基板を露光する請求項１〜３のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５】
前記露光光は投影光学系を介して前記基板上に照射され、
前記投影光学系を調整することによって、前記パターン像の結像状態が調整される請求項４記載の露光方法。
【請求項６】
前記計測の結果に基づいて、前記基板を露光するための露光条件を求め、
前記圧力差に基づいて前記露光条件を補正して、該補正された露光条件の下で前記基板が露光される請求項１〜３のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項７】
前記露光条件の補正量と前記圧力差との関係が予め求められている請求項６記載の露光方法。
【請求項８】
前記露光条件は、前記基板上にパターン像を投影する投影光学系の結像特性を含む請求項６又は７記載の露光方法。
【請求項９】
前記液体の圧力を変化させながら前記計測を実行し、
前記露光時の液体の圧力に対応する計測結果に基づいて前記基板を露光する請求項１〜５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１０】
前記露光時に、前記液体は、前記露光光が通過する光学部材と前記基板との間に保持され、
前記計測時に、前記液体は、前記光学部材と前記計測部材との間に保持され、
前記液体の圧力によって、前記光学部材が変動する請求項１〜９のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１１】
前記液体の圧力差に関する情報を得るために、前記計測時及び前記露光時における前記液体の圧力をそれぞれ検出する請求項１〜１０のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
【請求項１３】
基板上に液浸領域を形成するとともに、該液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射することによって、前記基板を露光する露光装置において、
物体上に液浸領域を形成する液浸機構と、
計測部材を有し、前記液浸機構を用いて前記計測部材上に形成された液浸領域の液体を介して計測光を受光して、前記基板の露光条件を決定するための計測を行う計測装置と、
前記液浸機構を用いて前記基板上に液浸領域を形成するとともに、前記計測装置で計測された計測結果と、前記計測時と前記露光時との前記液体の圧力差とを考慮して、前記基板を露光する露光制御装置とを備えた露光装置。
【請求項１４】
前記露光制御装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて決定された露光条件を前記圧力差に基づいて補正し、該補正された露光条件の下で前記基板を露光する請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
前記露光条件の補正量と前記圧力差との関係を記憶した記憶装置を更に備えた請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記露光光が通過する投影光学系と、
前記投影光学系の結像特性を調整する調整装置とを備え、
前記露光制御装置は、前記計測装置で計測された計測結果と、前記計測時と前記露光時との前記液体の圧力差とに基づいて、前記調整装置を制御する請求項１３〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１７】
前記液体の圧力差を求めるために、前記計測時及び前記露光時のそれぞれにおいて前記液体の圧力を検出する圧力センサを備えた請求項１３〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
前記液体の圧力を調整するための圧力調整機構をさらに備え、
前記圧力調整機構を使って前記液体の圧力を変化させながら前記計測装置による計測が実行される請求項１３〜１７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１９】
請求項１３〜１８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、液体を介して基板を露光する露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００５年３月３１日に出願された特願２００５−１０３６４４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保持して移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に投影露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献１に開示されているような、基板上に液体の液浸領域を形成し、液浸領域を形成する液体を介して基板を露光する液浸露光装置が案出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液浸露光装置においては、基板を液浸露光する前に、所定の計測部材上に液体の液浸領域を形成し、その液体を介して光を受光して、所定の計測を行い、その計測結果に基づいて基板を露光することが考えられる。ところが、計測時における液体の圧力と露光時における液体の圧力との間に差異があると、計測部材を用いた計測結果に基づいて基板を露光した場合、基板を良好に露光できない可能性がある。
【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、基板を良好に露光できる露光方法及び露光装置、その露光方法及び露光装置を用いた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。
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、液浸機構（１２など）を用いて基板（Ｐ）上に液浸領域（ＬＲ）を形成するとともに、液浸領域（ＬＲ）を形成する液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射することによって、基板（Ｐ）を露光する露光方法において、液浸機構（１２など）を用いて計測部材（６５）上に液浸領域（ＬＲ）を形成するとともに、液浸領域（ＬＲ）を形成する液体（ＬＱ）を介して計測光を受光して、基板（Ｐ）の露光条件を決定するための計測を行い、計測時と露光時との液体（ＬＱ）の圧力差、及び計測結果を考慮して、基板（Ｐ）を露光する露光方法が提供される。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、計測時における液体の圧力と露光時における液体の圧力との間に差異があっても、計測時と露光時との液体の圧力差、及び計測部材を用いた計測結果を考慮して、基板を露光することにより、基板を良好に露光することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、基板を良好に露光できる露光方法を用いてデバイスを製造することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に従えば、液浸機構（１２など）を用いて基板（Ｐ）上に液浸領域（ＬＲ）を形成するとともに、液浸領域（ＬＲ）を形成する液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、計測部材（６５）を有し、液浸機構（１）を用いて計測部材（６５）上に液浸領域（ＬＲ）を形成するとともに、液浸領域（ＬＲ）を形成する液体（ＬＱ）を介して計測光を受光して、基板（Ｐ）の露光条件を決定するための計測を行う計測装置（６０）と、計測装置（６０）で計測された計測結果と、計測時と露光時との液体（ＬＱ）の圧力差とに基づいて、基板（Ｐ）を露光する露光制御装置（ＣＯＮＴ）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、計測時における液体の圧力と露光時における液体の圧力との間に差異があっても、計測装置で計測された計測結果と、計測時と露光時との液体の圧力差とに基づいて、基板を露光することにより、基板を良好に露光することができる。
【００１３】
本発明の第４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。
【００１４】
本発明の第４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することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、計測時における液体の圧力と露光時における液体の圧力との間に差異があっても、基板を良好に露光できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】基板上に液浸領域が形成されている様子を示す図である。
【図３】計測部材上に液浸領域が形成されている様子を示す図である。
【図４】基板ステージを上方から見た平面図である。
【図５】第１実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図６】第２実施形態に係る露光装置の要部を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
露光装置ＥＸの一実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は露光装置ＥＸの一実施形態を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨと、基板Ｐを保持した基板ホルダＰＨを移動可能な基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。制御装置ＣＯＮＴには、露光処理に関する各種情報を記憶した記憶装置ＭＲＹが接続されている。更に露光装置ＥＸは、露光条件として、投影光学系ＰＬの結像特性（光学特性）を決定するための計測を行う空間像計測装置６０を備えている。空間像計測装置６０は、投影光学系ＰＬの像面側に配置されたスリット部６１を有するスリット板６５と、光電変換素子からなる受光素子７３と、スリット板６５を通過した光を受光素子７３に導く光学系７４とを備えている。受光素子７３は、スリット板６５及び光学系７４を介して投影光学系ＰＬを通過した光（露光光ＥＬ）を受光する。
【００１９】
本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、投影光学系ＰＬの像面側における露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすための液浸機構１を備えている。液浸機構１は、投影光学系ＰＬの像面側近傍に設けられ、液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２を有するノズル部材７０と、ノズル部材７０に設けられた供給口１２を介して投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを供給する液体供給機構１０と、ノズル部材７０に設けられた回収口２２を介して投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収する液体回収機構２０とを備えている。ノズル部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１を囲むように環状に形成されている。
【００２０】
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上に投影している間、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ＡＲを含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。具体的には、露光装置ＥＸは、液浸機構１を用いて、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１と、基板ホルダＰＨに保持され、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、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を通過した露光光ＥＬを基板Ｐに照射することによってマスクＭのパターン像で基板Ｐを露光する。制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１の液体供給機構１０を用いて基板Ｐ上に液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収機構２０を用いて基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収することで、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。
【００２１】
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとをそれぞれの走査方向に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）を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、半導体ウエハ等の基材上に感光材（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。
【００２２】
照明光学系ＩＬは、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域を設定する視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【００２３】
本実施形態においては、液体ＬＱとして純水が用いられている。純水は、ＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、例えば、水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。
【００２４】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能である。マスクステージＭＳＴは、マスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により保持する。マスクステージＭＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤの駆動により、マスクＭを保持した状態で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微少回転可能である。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡４１が設けられている。また、移動鏡４１に対向する位置にはレーザ干渉計４２が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及びθＺ方向の回転角はレーザ干渉計４２によりリアルタイムで計測される。なお、レーザ干渉計４２で、θＸ、θＹ方向の回転角も計測してもよい。レーザ干渉計４２の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計４２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動し、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭの位置制御を行う。
【００２５】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率βで基板Ｐに投影する。マスクＭを通過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＬＲの液体ＬＱを通過して基板Ｐ上に到達する。投影光学系ＰＬは、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系である。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、本実施形態においては、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫより露出している。
【００２６】
投影光学系ＰＬには、例えば特開昭６０−７８４５４号公報、特開平１１−１９５６０２号公報、国際公開第０３／６５４２８号パンフレット等に開示されているような、投影光学系ＰＬの結像特性を調整可能な結像特性調整装置ＬＣが設けられている。結像特性調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子の一部を移動可能な光学素子駆動機構３を含む。光学素子駆動機構３は、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち特定の光学素子を光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に移動したり、光軸ＡＸに対して傾斜させたりすることができる。結像特性調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち特定の光学素子を動かすことで、投影光学系ＰＬの各種収差（投影倍率、ディストーション、球面収差等）及び像面位置（焦点位置）等を含む結像特性を調整することができる。また、結像特性調整装置ＬＣとして、鏡筒ＰＫの内部に保持されている一部の光学素子間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整機構が含まれていてもよい。結像特性調整装置ＬＣは、制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２７】
基板ステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの像面側で移動可能であって、基板Ｐを基板ホルダＰＨで保持する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ＢＰ上に移動可能に支持されている。基板ステージＰＳＴは基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤは、例えばリニアモータ等を含み、ＸＹステージ５３をベースＢＰ上でＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動するＸＹ駆動機構５６と、例えばボイスコイルモータ等を含み、Ｚチルトステージ５２をＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動するＺ駆動機構５８とを備えている。Ｚ駆動機構５８は３つ設けられており（但し、紙面奥側のＺ駆動機構５８は不図示）、Ｚチルトステージ５２は、３つのＺ駆動機構５８によってＸＹステージ５３上に３点で支持されている。基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。これにより、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、θＸ方向、及びθＹ方向に移動可能であり、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、及びθＺ方向に移動可能である。したがって、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。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。
【００２８】
Ｚチルトステージ５２（基板ステージＰＳＴ）上には凹部５０が設けられており、基板ホルダＰＨは凹部５０に配置されている。そして、Ｚチルトステージ５２の凹部５０の周囲の上面５１は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。基板ステージＰＳＴの上面５１は液体ＬＱに対して撥液性を有している。基板Ｐの周囲に基板Ｐの表面とほぼ面一の上面５１を設けたので、基板Ｐの表面の周縁領域を液浸露光するときにおいても、投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続けることができ、液浸領域ＬＲを良好に形成することができる。なお、投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続けることができるならば、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面と基板ステージＰＳＴの上面５１との間に段差があっても構わない。
【００２９】
Ｚチルトステージ５２の側面には移動鏡４３が設けられている。また、移動鏡４３に対向する位置にはレーザ干渉計４４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４４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４４の計測結果に基づいて、レーザ干渉計４４で規定される２次元座標系内で、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤ（ＸＹ駆動機構５６）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。
【００３０】
また、露光装置ＥＸは、基板Ｐの表面の面位置情報を検出するフォーカス検出系（不図示）を有している。フォーカス検出系は、投光部と受光部とを有し、投光部から基板Ｐの表面（露光面）に斜め方向から検出光を投射するとともに、その基板Ｐからの反射光を受光部で受光することによって、基板Ｐの表面の面位置情報を検出する。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系の動作を制御するとともに、受光部の受光結果に基づいて、投影光学系ＰＬの像面に対する基板Ｐの表面の位置を検出する。
【００３１】
制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ駆動機構ＰＳＴＤ（Ｚ駆動機構５８）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、フォーカス検出系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（θＸ、θＹ）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。
【００３２】
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上に設けられた基準部材上の第１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。なお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（対応米国特許第５，４９３，４０３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。
【００３３】
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上に設けられた基準部材上の第２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。なお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。
【００３４】
次に、液浸機構１の液体供給機構１０及び液体回収機構２０について説明する。液体供給機構１０は、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にその第１端部を接続する供給管１３とを備えている。供給管１３の第２端部はノズル部材７０に接続されている。ノズル部材７０の内部には、供給管１３の第２端部と供給口１２とを接続する内部流路（供給流路）が形成されている。液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整機構、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。液体供給部１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、液体供給機構１０のタンク、加圧ポンプ、温度調整機構、フィルタユニット等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。
【００３５】
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にその第１端部を接続する回収管２３とを備えている。回収管２３の第２端部はノズル部材７０に接続されている。ノズル部材７０の内部には、回収管２３の第２端部と回収口２２とを接続する内部流路（回収流路）が形成されている。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、液体回収機構２０の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。
【００３６】
図２は投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液体ＬＱが保持されている状態を示す図である。液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２はノズル部材７０の下面７０Ａに形成されている。ノズル部材７０の下面７０Ａは、基板Ｐの表面（基板ステージＰＳＴの上面５１）と対向する位置に設けられている。ノズル部材７０は、第１光学素子ＬＳ１の側面を囲むように設けられた環状部材であって、供給口１２は、ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ）を囲むように複数設けられている。また、回収口２２は、ノズル部材７０の下面７０Ａにおいて、第１光学素子ＬＳ１に対して供給口１２よりも外側に離れて設けられており、第１光学素子ＬＳ１及び供給口１２を囲むように設けられている。
【００３７】
なお、供給口１２は、第１光学素子ＬＳ１の側面と対向するノズル部材７０の内側面に設けてもよい。また、図１においては、第１光学素子ＬＳ１の下面とノズル部材７０の下面とがほぼ面一になっているが、段差があってもよい。
【００３８】
また、ノズル部材７０のうち、液浸領域ＬＲの液体ＬＱと接触する位置には、液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力を検出可能な圧力センサ８０が設けられている。本実施形態においては、圧力センサ８０はノズル部材７０の下面７０Ａに設けられている。
【００３９】
図２に示すように、基板Ｐは、半導体ウエハ（シリコンウエハ）等の基材Ｗの表面（上面）に感光材（レジスト）からなる膜Ｆを被覆したものであり、液浸領域ＬＲの液体ＬＱは、基板Ｐの膜Ｆと接触する。すなわち、基板Ｐの膜Ｆが液浸領域ＬＲの液体ＬＱと接触する液体接触面となる。なお基板Ｐによっては、基材Ｗの表面に被覆された感光材を更に覆う第２の膜が形成される場合もある。この第２の膜はトップコート膜と呼ばれ、感光材を保護するために設けられる。基板Ｐが第２の膜を有している場合には、第２の膜が液体接触面となる。
【００４０】
液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給部１１及び液体回収部２１のそれぞれを動作させる。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで液体供給部１１から液体ＬＱが送出されると、その液体供給部１１から送出された液体ＬＱは、供給管１３を流れた後、ノズル部材７０の供給流路を介して、供給口１２より投影光学系ＰＬの像面側に供給される。また、制御装置ＣＯＮＴのもとで液体回収部２１が動作すると、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱは回収口２２を介してノズル部材７０の回収流路に流入し、回収管２３を流れた後、液体回収部２１に回収される。
【００４１】
基板Ｐを液浸露光するときには、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１を使って投影光学系ＰＬと基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、投影光学系ＰＬ（光路空間Ｋ１）に対して基板Ｐを移動しつつ、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射する。
【００４２】
次に、空間像計測装置６０について説明する。図１において、空間像計測装置６０は、投影光学系ＰＬの結像特性（光学特性）の計測に用いられるものであって、Ｚチルトステージ５２に設けられているスリット板６５と、Ｚチルトステージ５２の内部空間５２Ｋにおいてスリット板６５に近い位置に配置された第１光学素子６６と、第１光学素子６６を通過した光の光路を折り曲げるミラー６７と、ミラー６７からの光が入射する第２光学素子６８と、第２光学素子６８を通過した光をＺチルトステージ５２外部に送る第３光学素子６９と、Ｚチルトステージ５２外部に設けられ、第３光学素子６９からの光の光路を折り曲げるミラー７１と、ミラー７１からの光を受ける第４光学素子７２と、第４光学素子７２を通過した光を受光する光電変換素子からなる受光素子（光センサ）７３とを備えている。スリット板６５を通過した光を受光素子７３に導く光学系７４は、第１光学素子６６、ミラー６７、第２光学素子６８、第３光学素子６９、ミラー７１、及び第４光学素子７２を含む。受光素子７３には、微弱な光を精度良く検出可能な光電変換素子、例えばフォト・マルチプライヤ・チューブ（ＰＭＴ、光電子増倍管）等が用いられる。受光素子７３は、スリット板６５及び光学系７４を介して投影光学系ＰＬを通過した光（露光光ＥＬ）を受光する。受光素子７３からの光電変換信号は、信号処理装置等を介して制御装置ＣＯＮＴに送られる。
【００４３】
また、スリット板６５の上面（表面）は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面、及び基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ５２）の上面５１とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。
【００４４】
なお、空間像計測装置６０の具体的な構成及びその計測動作は、例えば特開２００２−１４００５号公報、あるいは特開２００２−１９８３０３号公報に開示されているものを用いることができる。
【００４５】
図３は投影光学系ＰＬとスリット板６５との間に液体ＬＱが保持されている状態を示す図である。スリット板６５は、平面視長方形状のガラス板部材６４の上面中央部に設けられたクロム等からなる遮光膜６２と、その遮光膜６２の周囲、すなわちガラス板部材６４の上面の遮光膜６２以外の部分に設けられたアルミニウム等からなる反射膜６３と、遮光膜６２の一部に形成された開口パターン（光透過部）であるスリット部６１とを備えている。スリット部６１においては透明部材であるガラス板部材６４が露出しており、光はスリット部６１を透過可能である。また、スリット部６１は、遮光膜６２の一部に凹部を形成している。ガラス板部材６４の形成材料としては、ＡｒＦエキシマレーザ光あるいはＫｒＦエキシマレーザ光に対する透過性の良い合成石英あるいは螢石などが用いられる。スリット部６１は、遮光膜６２を例えばエッチング処理することで形成可能である。なお、スリット部６１を形成する凹部と遮光膜６２とを、光透過性の材料（例えばＳｉＯ２など）で被覆するようにしてもよい。
【００４６】
図３に示すように、Ｚチルトステージ５２の上面５１の一部には開口部５１Ｋが形成されており、スリット板６５は開口部５１Ｋに嵌め込まれている。また、Ｚチルトステージ５２の内部には、開口部５１Ｋに接続する内部空間５２Ｋが形成されており、空間像計測装置６０の光学系７４の一部は内部空間５２Ｋに配置されている。光学系７４の一部を構成する第１光学素子６６は、Ｚチルトステージ５２の内部空間５２Ｋにおいてスリット部６１の下方にガラス板部材６４と一体的に配置されている。したがって、液浸用の投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが１以上の場合であっても、投影光学系ＰＬからの光を、気体部分を通過することなしに、液体ＬＱ、スリット部６１、及びガラス板部材６４を介して第１光学素子６６に入射させることができる。投影光学系ＰＬとスリット板６５との間を液体ＬＱで満たした場合、投影光学系の開口数ＮＡが向上するため、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡに応じて、空間像計測装置６０の第１光学素子６６の開口数ＮＡも向上させないと、第１光学素子６６は、投影光学系ＰＬを通過した光を良好に（全て）取り込むことができない可能性がある。本実施形態においては、スリット板６５のスリット部６１を通過した光が、気体空間を通過しないように第１光学素子６６を配置しているので、第１光学素子６６は投影光学系ＰＬからの光を液体を介して良好に取り込むことができる。
【００４７】
本実施形態において、遮光膜６２の一部に形成されたスリット部６１は、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形状（長方形状）のラインパターンであって、所定幅を有し、所定長さを有している。なお、スリット部はラインパターンに限られず、ラインパターンの数、形状、大きさなどは、空間像計測装置６０による計測内容に応じて適宜変更することができる。
【００４８】
ここで、本実施形態においては、スリット板６５の上面は、遮光膜６２の上面及び反射膜６３の上面を含む。したがって、遮光膜６２の上面と、反射膜６３の上面と、基板ステージＰＳＴの上面５１とがほぼ面一となっており、空間像計測装置６０のスリット部６１は、基板ステージＰＳＴの上面５１及びスリット板６５の上面を含む所定面内に形成されている。
【００４９】
また、液浸領域ＬＲの液体ＬＱは、スリット板６５の遮光膜６２及び反射膜６３等と接触する。すなわち、スリット板６５の遮光膜６２等が液浸領域ＬＲの液体ＬＱと接触する液体接触面である。
【００５０】
図４は基板Ｐを保持している基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ５２）を上方から見た平面図である。基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ５２）上の、基板Ｐ近傍の所定位置には、上述したような空間像計測装置６０の、スリット部６１を有するスリット板６５が設けられている。
【００５１】
また、基板ステージＰＳＴ上の、基板Ｐ近傍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により検出される第１基準マークＰＦＭと、マスクアライメント系３６０により検出される第２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３００Ａ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の表面、及び基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ５２）の上面５１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３００Ａは、フォーカス検出系の基準面としての役割も果たすことができる。
【００５２】
また、基板ステージＰＳＴ上の、基板Ｐ近傍の所定位置には、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応米国特許第４，４６５，３６８号）に開示されているような照度ムラセンサ４００の一部を構成する上板４０１が配置されている。上板４０１の上面４０１Ａ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の表面、及び基板ステージＰＳＴの上面５１とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。上板４０１の上面４０１Ａには、光を通過可能なピンホール部４７０が設けられている。上面４０１Ａのピンホール部４７０の周囲はクロムなどの遮光膜で覆われている。
【００５３】
また、基板ステージＰＳＴ上の、基板Ｐ近傍の所定位置には、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を構成する上板６０１が配置されている。上板６０１の上面６０１Ａも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の表面、及び基板ステージＰＳＴの上面５１とほぼ同じ高さ（面一）に設けられている。
【００５４】
次に、上述した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図５のフローチャート図を参照しながら説明する。
【００５５】
基板Ｐの露光を行う前に、制御装置ＣＯＮＴは、デバイスを製造するための基板Ｐとは別のテスト露光用のテスト基板Ｐｔに対するテスト露光を実行し、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力と、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性を最適にするための投影光学系ＰＬの結像特性に関する補正量との関係を導出する（ステップＳＡ１）。
【００５６】
具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基板ホルダＰＨに保持されたテスト基板Ｐｔとの間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たしてテスト基板Ｐｔ上に液浸領域ＬＲを形成するとともに、その液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力を変化させながら、テスト基板Ｐｔに対するテスト露光を実行する。テスト基板Ｐｔはデバイスを製造するための基板Ｐとほぼ同じものであって、テスト基板Ｐｔの基材Ｗ上には感光材あるいはトップコート膜からなる膜Ｆが被覆されている。テスト基板Ｐｔを露光するとき、マスクステージＭＳＴにはテストパターンを有したテストマスクが保持される。テスト基板Ｐｔを露光しているときの液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力は圧力センサ８０に検出されており、圧力センサ８０の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【００５７】
制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱの複数の圧力条件のそれぞれの下で、複数のテスト基板Ｐｔを順次露光する。液体ＬＱの複数の圧力条件のそれぞれの下でテスト露光されたテスト基板Ｐｔは現像処理され、そのテスト基板Ｐｔに形成されたパターン形状が所定のパターン形状計測装置によって計測される。制御装置ＣＯＮＴは、テスト露光が実行されたときの液体ＬＱの圧力（圧力センサ８０の検出結果）と、その圧力の下で露光されたテスト基板Ｐｔ上に形成されたパターン形状（パターン形状計測装置の計測結果）とに基づいて、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力変化と、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像の変動量との関係を導出することができる。制御装置ＣＯＮＴは、この結果に基づいて、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力変化と、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性を最適にするための投影光学系ＰＬの結像特性の補正量との関係（関係式、テーブルデータ、マップデータなど）を導出することができる。
【００５８】
ここで、テスト基板Ｐｔを露光するときの液体ＬＱの圧力を変化させる方法を説明する。
液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力は、第１光学素子ＬＳ１と対向して配置され、液体ＬＱに接触する物体の液体接触面の液体ＬＱとの接触角に応じて変化する。例えば、物体の液体接触面の液体ＬＱとの接触角が大きい場合、換言すれば、物体の液体接触面が撥液性である場合、その物体に接触する液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力は高くなりやすい。一方、物体の液体接触面の液体ＬＱとの接触角が小さい場合、換言すれば、物体の液体接触面が親液性である場合、その物体に接触する液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力は低くなりやすい。したがって、液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力を変化させながらテスト露光を行うために、液体ＬＱとの接触角が互いに異なる膜（液体接触面）Ｆを有する複数のテスト基板Ｐｔのそれぞれを液浸露光すればよい。この場合、テスト基板Ｐｔの液体接触面を形成する膜は、感光剤（レジスト）であってもよいし、感光剤の保護などに使用される保護膜（トップコート膜）であってもよい。
【００５９】
また、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力は、その液体ＬＱに接触する物体の移動速度に応じても変化する。したがって、液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力を変化させながらテスト露光を行うために、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱに対するテスト基板Ｐｔの移動速度（スキャン速度）を変えながら液浸露光してもよい。
【００６０】
また、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力は、液体供給量及び液体回収量の少なくとも一方を調整することによっても変化する。したがって、液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力を変化させながらテスト露光を行うために、液体供給機構１０による液体供給量と液体回収機構２０による液体回収量との少なくとも一方を変えながら液浸露光してもよい。
なお、本実施形態においては、複数のテスト基板Ｐｔを液体ＬＱの圧力条件を変えて露光しているが、一つのテスト基板Ｐｔ上の複数の異なる領域を、液体ＬＱの圧力条件を変えて露光するようにしてもよい。
【００６１】
こうして、制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱの圧力変化と、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターン像の結像特性を最適にするための投影光学系ＰＬの結像特性に関する補正量との関係を導出し、記憶装置ＭＲＹに記憶する（ステップＳＡ２）。
【００６２】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測装置６０を用いて、露光条件として投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターン像の計測を行う（ステップＳＡ３）。空間像計測装置６０を用いた計測を行うに際し、マスクステージＭＳＴには、空間像計測用パターンが形成された計測用マスクが保持される。なお、計測用マスクを使わずに、マスクステージＭＳＴの一部に設けられた計測用のパターンを使用してもよい。また、基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）上には、デバイスを形成するための基板Ｐが予め保持（ロード）されている。
【００６３】
空間像計測装置６０を用いた計測時においては、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１を用いて投影光学系ＰＬ（第１光学素子ＬＳ１）とスリット板６５との間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、スリット板６５上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。すなわち、空間像計測装置６０を用いた計測時においては、液体ＬＱは投影光学系ＰＬ（第１光学素子ＬＳ１）とスリット板６５との間に保持される。液浸機構１は、スリット部６１が液体ＬＱで覆われるようにスリット板６５上に液浸領域ＬＲを形成する。
【００６４】
第１光学素子ＬＳ１とスリット板６５との間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、制御装置ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬより露光光ＥＬを射出する。露光光ＥＬは、計測用マスク、投影光学系ＰＬ、及び液浸領域ＬＲの液体ＬＱを通過した後、スリット板６５に照射される。スリット板６５のスリット部６１を通過した光は、光学系７４の第１光学素子６６に入射する。
【００６５】
第１光学素子６６で集光された光は、この第１光学素子６６を含む光学系７４によって受光素子７３に導かれる。このように、空間像計測装置６０の受光素子７３は、投影光学系ＰＬ、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱ、及びスリット部６１を介して露光光ＥＬを受光する。受光素子７３は、受光量に応じた光電変換信号（光量信号）を信号処理装置を介して制御装置ＣＯＮＴに出力する。制御装置ＣＯＮＴは、受光素子７３の受光結果に基づいて所定の演算処理を行い、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性を求める。
【００６６】
また、制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測装置６０を用いた計測時における液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力を圧力センサ８０を使って検出している。制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測装置６０を用いた計測時における液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力情報（圧力センサ８０の検出結果）を記憶装置ＭＲＹに記憶する。
【００６７】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動し、投影光学系ＰＬの像面側に形成されている液体ＬＱの液浸領域ＬＲをスリット板６５上より照度ムラセンサ４００の上板４０１上に移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して上板４０１に露光光ＥＬを照射し、照度ムラセンサ４００を使って投影領域ＡＲにおける露光光ＥＬの照度ムラを求める。また、照度ムラセンサ４００による計測処理が完了した後、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動し、投影光学系ＰＬの像面側に形成されている液体ＬＱの液浸領域ＬＲを、照射量センサ６００の上板６０１上に移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して上板６０１に露光光ＥＬを照射し、照射量センサ６００を使って露光光ＥＬの照度を求める。また、照射量センサ６００による計測処理が完了した後、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動し、投影光学系ＰＬの像面側に形成されている液体ＬＱの液浸領域ＬＲを、基準部材３００上に移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、マスクアライメント系３６０を使って、投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して基準マークＭＦＭを計測する。また、制御装置ＣＯＮＴは、基板アライメント系３５０を使って基準マークＰＦＭを計測し、基板アライメント系３５０の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（ベースライン量）を、基板Ｐを露光する前に予め求めておく。
【００６８】
なおここでは、空間像計測装置６０のスリット板６５上、照度ムラセンサ４００の上板４０１上、照射量センサ６００の上板６０１上、及び基準部材３００上の順に液体ＬＱの液浸領域ＡＲ２を移動して計測処理を順次行うように説明したが、計測する順序は上述の順序に限られず、任意に設定可能である。また、空間像計測装置６０、照度ムラセンサ４００、照射量センサ６００、基準部材３００の一部のみの計測動作を行うこともできるし、一部の計測動作を液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成せずに実行してもよい。
【００６９】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測装置６０を使った計測処理、照度ムラセンサ４００、あるいは照射量センサ６００を使った計測処理に基づいて、基板Ｐを液浸露光するときの露光条件として、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターン像の結像特性を決定する（ステップＳＡ４）。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測装置６０の計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターン像の結像特性を調整するための結像特性調整装置ＬＣの駆動量（補正量）を決定する。
【００７０】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、デバイスを製造するための基板Ｐを露光するために、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動し、投影光学系ＰＬの像面側に形成されている液体ＬＱの液浸領域ＬＲを基板Ｐ上に移動する。これにより、基板Ｐの露光時においては、液体ＬＱは投影光学系ＰＬ（第１光学素子ＬＳ１）と基板Ｐとの間に保持される。デバイス製造のために基板Ｐを露光するときには、当然のことながら、マスクステージＭＳＴにはデバイスを形成するためのマスクＭが保持される。
【００７１】
液体ＬＱの液浸領域ＬＲを基板Ｐ上に移動して、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、制御装置ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬより露光光ＥＬを射出し、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱとを介して基板Ｐ上にマスクＭのパターン像を投影する。上述のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、所謂スキャニングステッパであるため、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱに対して基板Ｐを移動しつつ、基板Ｐを露光する。
【００７２】
ここで、上述のように、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力は、その液体ＬＱに接触する物体の液体接触面の液体ＬＱとの接触角に応じて変化する。したがって、スリット板６５の表面（液体接触面）の液体ＬＱとの接触角と、基板Ｐの表面（液体接触面）の液体ＬＱとの接触角とが異なる場合、スリット板６５上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力と、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力とが互いに異なる場合がある。すなわち、空間像計測装置６０を用いた計測時における液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力と、基板Ｐの露光時における液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力とが互いに異なる可能性がある。このように、スリット板６５の表面及び基板Ｐの表面それぞれの液体ＬＱとの接触角の違いに起因して、空間像計測装置６０を使った計測時の液体ＬＱと基板Ｐの露光時の液体ＬＱとに圧力差が生じる可能性がある。
【００７３】
液体ＬＱの圧力によって、露光光ＥＬが通過する第１光学素子ＬＳ１が変動したり変形したりする可能性があり、液体ＬＱの圧力の値によって、その第１光学素子ＬＳ１の変動量あるいは変形量が変化する可能性がある。第１光学素子ＬＳ１の変動及び／又は変形は、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性を変化させるため、ステップＳＡ４において、空間像計測装置６０の計測結果に基づいて結像特性調整装置ＬＣを用いて投影光学系ＰＬの結像特性を調整しても、基板Ｐの露光時には、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターン像の結像状態が最適とはならない可能性がある。
【００７４】
そこで、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光時における液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力を圧力センサ８０を用いて検出し、その圧力検出結果から計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差を導出する。ステップＳＡ３において、空間像計測装置６０を用いた計測時の液体ＬＱの圧力は圧力センサ８０によって検出されているため、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＡ３で検出した空間像計測装置６０を用いた計測時における液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力と、基板Ｐの露光時における液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力とに基づいて、空間像計測装置６０を使った計測時と基板Ｐの露光時との液体ＬＱの圧力差を求めることができる。
【００７５】
また、ステップＳＡ２において、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力変化に応じた、投影光学系ＰＬの結像特性に関する補正量が予め記憶されているため、制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測装置６０で計測された計測結果と、計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差とに基づいて、結像特性調整装置ＬＣを制御することにより、最適な結像状態で基板Ｐにパターン像を投影することができる。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＡ４の空間像計測装置６０の計測結果に基づいて決定された投影光学系ＰＬの結像特性（その結像特性を得るための結像特性調整装置ＬＣの補正量）を、計測時と露光時との圧力差に基づいて補正し、その補正された結像特性の下で基板Ｐを露光する（ステップＳＡ５）。
【００７６】
なお、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力は、その液体ＬＱに接触する物体の移動速度に応じても変化する。したがって、空間像計測装置６０を使った計測時における光路空間Ｋ１の液体ＬＱに対するスリット板６５の移動状態と、基板Ｐの露光時における光路空間Ｋ１の液体ＬＱに対する基板Ｐの移動状態とが互いに異なる場合、スリット板６５上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力と、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力とが互いに異なる可能性がある。
【００７７】
この場合も、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光時における液浸領域ＬＲの液体ＬＱの圧力を圧力センサ８０を用いて検出し、その圧力検出結果から計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差を求めることができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測装置６０で計測された計測結果と、計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差とに基づいて、結像特性調整装置ＬＣを制御することにより、最適な結像状態で基板Ｐにパターン像を投影することができる。
【００７８】
以上説明したように、空間像計測装置６０を用いた計測時における液体ＬＱの圧力と基板Ｐの露光時における液体ＬＱの圧力との間に差異があっても、計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差、及びスリット板６５を用いた計測結果を考慮して、基板Ｐを露光することにより、基板Ｐを良好に露光することができる。基板Ｐの膜Ｆの種類（物性）は、デバイスを製造するときの各種プロセス条件に応じて種々変更される可能性が高く、それに伴って基板Ｐの液体ＬＱとの接触角も変化する。また、基板Ｐを露光するときの基板Ｐの移動状態（速度など）も各種プロセス条件に応じて種々変更される可能性が高い。一方、空間像計測装置６０（スリット板６５）は露光装置ＥＸに設置されるものであり、スリット板６５の液体ＬＱとの接触角を、基板Ｐに応じて変更することは困難である。本実施形態においては、計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差に着目し、空間像計測装置６０の計測結果に基づいて決定された結像特性（露光条件）を、計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差に基づいて補正することで、露光時の液体ＬＱの圧力に応じた最適な結像特性を得ることができる。
【００７９】
なお、上述の実施形態において、空間像計測装置６０の計測時の液体ＬＱの圧力は変動が少ない（再現性が高い）ので、空間像計測装置６０の計測時の液体ＬＱの圧力を基準圧力として、上述のステップＳＡ１において、その基準圧力に対する圧力変化と結像特性の変動量との関係を求め、ステップＳＡ２において、その基準圧力に対する圧力変化と結像特性の補正量との関係を記憶装置ＭＲＹに記憶するようにしてもよい。
【００８０】
また、本実施形態においては、液体ＬＱの圧力を圧力センサ８０を使って検出し、圧力センサ８０の検出結果に基づいて、計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差に起因する露光誤差を低減するように、投影光学系ＰＬの結像特性を結像特性調整装置ＬＣを使って調整しつつ基板Ｐを露光しているが、例えば、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する前に、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱに対して基板Ｐ（あるいは、基板Ｐと同一の膜が表面に形成された計測用の基板）を移動しつつ液体ＬＱの圧力を圧力センサ８０を使って検出し、その検出結果に基づいて、ステップＳＡ４で決定された結像特性を補正するための補正量を導出するようにしてもよい。この場合、基板Ｐに露光光ＥＬを照射して基板Ｐを露光するときにおいては、圧力センサ８０を用いずに、投影光学系ＰＬの結像特性を結像特性調整装置ＬＣを使って調整して、基板Ｐに露光光ＥＬを照射することができる。
【００８１】
また、液体ＬＱの圧力が既知である場合には、制御装置ＣＯＮＴは、圧力センサ８０を用いることなく、空間像計測装置６０の計測結果と、既知である計測時の液体ＬＱの圧力情報と、既知である露光時の液体ＬＱの圧力情報とに基づいて、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターン像の結像状態が最適となるように、結像特性調整装置ＬＣの駆動量（補正量）を導出するようにしてもよい。
【００８２】
具体的には、使用するスリット板６５及び基板Ｐの液体ＬＱとの接触角情報が既知である場合には、その接触角情報に応じた液体ＬＱの圧力情報を実験及び／又はシミュレーションで求めることができるため、スリット板６５の表面及び基板Ｐの表面それぞれの液体ＬＱとの接触角に応じて、結像特性調整装置ＬＣを使って、投影光学系ＰＬの結像特性を調整することによって所望のパターン像で基板Ｐを露光することができる。
【００８３】
同様に、スリット板６５及び基板Ｐの移動情報（速度情報など）が既知である場合には、その移動情報に応じた液体ＬＱの圧力情報を求めることができるため、計測時におけるスリット板６５の移動状態と露光時における基板Ｐの移動状態とに応じて、結像特性調整装置ＬＣを使って、投影光学系ＰＬの結像特性を調整することによって所望のパターン像で基板Ｐを露光することができる。
【００８４】
なお、本実施形態においては、空間像計測装置６０の計測結果に基づいて決定された結像特性を、計測時と露光時との液体ＬＱの圧力差に基づいて補正し、その補正された結像特性の条件の下で基板Ｐを露光しているが、空間像計測装置６０の計測結果を計測時と露光時との圧力差に基づいて補正し、その補正された計測結果に基づいて決定された露光条件（結像特性）の下で基板Ｐを露光するようにしてもよい。
【００８５】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について図６を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、露光装置ＥＸが、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの圧力を調整可能な圧力調整機構９０を備えている点にある。以下の説明において上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００８６】
図６において、露光装置ＥＸは、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの圧力を調整可能な圧力調整機構９０を備えている。圧力調整機構９０は、液体供給機構１０から供給された液体ＬＱに更に液体ＬＱを追加可能な圧力調整用液体供給部９１と、液体ＬＱの一部を回収可能な圧力調整用液体回収部９２とを備えている。圧力調整機構９０の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。圧力調整用液体供給部９１には供給管９３の第１端部が接続されており、供給管９３の第２端部はノズル部材７０の内部に形成されている供給流路を介して、圧力調整用供給口９７に接続されている。圧力調整用液体供給部９１は液体ＬＱを収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えている。圧力調整用供給口９７は、ノズル部材７０の下面７０Ａに設けられており、光路空間Ｋ１に対して液体供給機構１０の供給口１２よりも近くに配置されている。圧力調整用液体供給部９１が駆動されることにより、圧力調整用供給口９７を介して液体ＬＱを供給することができる。
【００８７】
圧力調整用液体回収部９２には、回収管９５の第１端部が接続されており、回収管９５の第２端部はノズル部材７０の内部に形成されている回収流路を介して、圧力調整用回収口９８に接続されている。圧力調整用液体回収部９２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。圧力調整用回収口９８は、ノズル部材７０の下面７０Ａに設けられており、光路空間Ｋ１に対して液体供給機構１０の供給口１２よりも近くに配置されている。圧力調整用液体回収部９２が駆動されることにより、圧力調整用回収口９８を介して液体ＬＱを回収することができる。
【００８８】
次に、基板Ｐを露光する方法について図７のフローチャート図を参照しながら説明する。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光を行うに際し、空間像計測装置６０を用いて、露光条件として投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像の結像特性の計測を行う（ステップＳＢ１）。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、圧力調整機構９０を使って、投影光学系ＰＬとスリット板６５との間に満たされた液体ＬＱの圧力を変化させながら、空間像計測装置６０を用いた計測を実行する。これにより、液体ＬＱの複数の圧力条件のそれぞれに応じた結像特性の計測が行われる。制御装置ＣＯＮＴは、空間像計測装置６０を使って計測したときの液体ＬＱの圧力（圧力センサ８０の検出結果）と、その圧力に対応する結像特性（空間像計測装置６０の計測結果）との関係を記憶装置ＭＲＹに記憶する（ステップＳＢ２）。
【００８９】
制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＢ１で求めた、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力と、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性との関係に基づいて、液体ＬＱの複数の圧力条件のそれぞれに応じた、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性を最適にするための投影光学系ＰＬの結像特性に関する補正量を導出する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、液浸領域ＬＲを形成する液体ＬＱの圧力と、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性との関係に基づいて、液体ＬＱの複数の圧力条件のそれぞれに応じた、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成されるパターン像の結像状態が最適となるような結像特性調整装置ＬＣの駆動量（補正量）を導出する。制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱの複数の圧力条件のそれぞれに応じた、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性を最適にするための投影光学系ＰＬの結像特性に関する補正量に関する情報を記憶装置ＭＲＹに記憶する。
【００９０】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動し、投影光学系ＰＬの像面側に形成されている液体ＬＱの液浸領域ＬＲをスリット板６５上から移動し、上述の第１実施形態同様、照度ムラセンサ４００及び／又は照射量センサ６００を使った計測処理、あるいは、基板アライメント系３５０の検出基準位置とパターン像の投影位置との位置関係（ベースライン量）を、基板Ｐを露光する前に予め求めておく。
【００９１】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、デバイスを製造するための基板Ｐを露光するために、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動し、投影光学系ＰＬの像面側に形成されている液体ＬＱの液浸領域ＬＲを基板Ｐ上に移動する。これにより、基板Ｐの露光時においては、液体ＬＱは投影光学系ＰＬ（第１光学素子ＬＳ１）と基板Ｐとの間に保持される。デバイス製造のために基板Ｐを露光するときには、当然のことながら、マスクステージＭＳＴにはデバイスを形成するためのマスクＭが保持される。
【００９２】
制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、その液体ＬＱの圧力を圧力センサ８０を使って検出する（ステップＳＢ３）。圧力センサ８０を使って液体ＬＱの圧力を検出するときには、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを露光するときと同じ条件で、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、光路空間Ｋ１に対して基板Ｐを移動させながら、液体ＬＱの圧力を検出する。
【００９３】
制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの圧力、すなわち基板Ｐの露光時の液体ＬＱに対応する空間像計測装置６０の計測結果に基づいて、その露光時の液体ＬＱの圧力に最適な結像特性を決定する。すなわち、ステップＳＢ２において、記憶装置ＭＲＹには、液体ＬＱの複数の圧力条件のそれぞれに応じた結像特性の計測結果が記憶されている。制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹを参照することにより、露光時の液体ＬＱの圧力に応じた最適な結像特性を求めることができる。
【００９４】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、その求められた結像特性に基づいて、投影光学系ＰＬの結像特性を結像特性調整装置ＬＣを用いて調整する。そして、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、照明光学系ＩＬより露光光ＥＬを射出し、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱとを介して基板Ｐ上にマスクＭのパターン像を投影する（ステップＳＢ４）。
【００９５】
以上説明したように、液体ＬＱの圧力を変化させながら計測を実行し、露光時の液体ＬＱの圧力に対応する計測結果に基づいて基板Ｐを露光することができる。
【００９６】
なお、上述の第２実施形態においては、基板Ｐの露光を開始する前に投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱの圧力を検出するようにしているが、基板Ｐの露光中に、液体ＬＱの圧力を検出して、その検出結果に基づいて、結像特性調整装置ＬＣを制御するようにしてもよい。
【００９７】
また、本実施形態のステップＳＢ３において、露光時の液体ＬＱの圧力を圧力センサ８０を用いて検出しているが、露光時の液体ＬＱの圧力が既知である場合には、圧力センサ８０を用いることなく、既知である露光時の液体ＬＱの圧力に対応する空間像計測装置６０の計測結果に基づいて基板Ｐを露光することができる。
【００９８】
なお、上述の各実施形態においては、液体ＬＱの圧力をノズル部材７０に設けられた圧力センサ８０を用いて計測しているが、液浸領域ＬＲの圧力変動に伴って、Ｚ駆動機構５８を構成する例えばボイスコイルモータの駆動電力が変動するため、その駆動電力に基づいて、液体ＬＱの圧力を検出することも可能である。
【００９９】
また、上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬの結像特性を調整する結像特性調整装置ＬＣを制御して、基板Ｐ上におけるパターン像の結像状態を調整するようにしているが、マスクＭを動かしたり、露光光ＥＬの波長を調整したりするようにしてもよい。また、露光時と計測時との液体ＬＱの圧力差が投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成される像面位置に影響する場合には、液体ＬＱの圧力差を考慮して、Ｚチルトステージ５２を制御するようにしてもよい。
【０１００】
なお、上述の各実施形態においては、液浸領域ＬＲが形成される計測部材を有する計測装置として空間像計測装置６０を例にして説明したが、例えば、国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応ＵＳ特許第６，８１９，４１４号）、ＵＳ特許第６６５０３９９号公報などに開示されている波面収差計測装置での計測実行時の液体ＬＱの圧力と基板Ｐの露光時の液体ＬＱの圧力との差を考慮して、パターン像の結像状態を調整し、基板Ｐを露光するようにしてもよい。
なお、上述の実施形態においては、計測実行時の液体ＬＱの圧力と基板Ｐの露光時の液体ＬＱの圧力との差を考慮して、パターン像の結像状態を調整し、基板Ｐを露光するようにしているが、計測実行時の液体ＬＱの圧力と基板Ｐの露光時の液体ＬＱの圧力とに差が生じないようにしてもよい。
【０１０１】
上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水である。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジスト、光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。
【０１０２】
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程度と言われており、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。
【０１０３】
本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子ＬＳ１が取り付けられており、このレンズにより投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。なお、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を液体で満たしているが、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子のマスク側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。
【０１０６】
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）、フッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬ及び基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。
【０１０７】
なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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ツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【０１１１】
更に、特開平１１−１３５４００号公報、特開２０００−１６４５０４号公報などに開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び各種の光電センサ（空間像計測装置、波面収差計測装置など）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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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マスクレス露光装置（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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図８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処理を含むステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【符号の説明】
【０１１８】
１…液浸機構、６０…空間像計測装置、６５…スリット板、８０…圧力センサ、ＣＯＮＴ…制御装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｋ１…光路空間、ＬＣ…結像特性調整装置、ＬＱ…液体、ＬＲ…液浸領域、ＬＳ１…第１光学素子、ＭＲＹ…記憶装置、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系
【図１】
2012009906.tif 000003
【図２】
2012009906.tif 000004
【図３】
2012009906.tif 000005
【図４】
2012009906.tif 000006
【図５】
2012009906.tif 000007
【図６】
2012009906.tif 000008
【図７】
2012009906.tif 000009
【図８】
2012009906.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月11日(2011.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液浸機構を用いて基板上に液浸領域を形成するとともに、該液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射することによって、前記基板を露光する露光方法において、
前記基板の露光条件を決定するために、前記液浸機構を用いて計測部材上に液浸領域を形成するとともに、該液浸領域の液体を介して計測光を受光する計測を実行し、
前記計測時と前記露光時との前記液体の圧力差、及び前記計測結果に基づいて、前記基板を露光すること、を含み、
前記計測時における前記計測部材の移動速度と異なる速度で前記基板を移動させて前記基板を露光する露光方法。