特許 5962704 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5962704

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20160721BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 521

【請求項の数】34

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-103745(P2014-103745)

(22)【出願日】2014年5月19日

(62)【分割の表示】特願2011-273400(P2011-273400)の分割

【原出願日】2006年3月22日

(65)【公開番号】特開2014-170962(P2014-170962A)

(43)【公開日】2014年9月18日

【審査請求日】2014年6月9日

(31)【優先権主張番号】特願2005-83756(P2005-83756)

(32)【優先日】2005年3月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(72)【発明者】

【氏名】木内 徹

【審査官】 松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１１５４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８２０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８９１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５１２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５４４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６４９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４、９／００−９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を走査方向に移動しながら、液体を介して前記基板に露光光を照射して、前記基板を露光する露光装置において、
像面に最も近い最終光学素子を有する投影光学系と、
複数の液体供給口と液体回収口と複数の気体供給口とを有し、前記最終光学素子を囲むように配置されたシール部材と、
前記基板を基板ホルダに保持可能であり、前記投影光学系および前記シール部材の下方で可動な基板ステージと、
前記基板ホルダに設けられた複数の温調部と、
前記複数の液体供給口から供給される液体の温度を調整する液体温調装置と、を備え、
前記複数の液体供給口は、前記基板の表面が対向可能に配置され、且つ前記走査方向において前記最終光学素子から射出される露光光の光路空間の両側に配置され、
前記液体回収口は、前記基板の表面が対向可能に配置され、且つ前記光路空間に対して前記液体供給口の外側に、前記光路空間を囲むように配置され、
前記複数の気体供給口は、前記基板の表面が対向可能に配置され、且つ前記光路空間に対して前記液体回収口の外側に、前記光路空間を囲むように配置され、
前記複数の温調部は、前記基板の位置と、前記基板ホルダに保持された前記基板の表面の一部に形成された液浸領域の位置との関係に基づいて制御され、
前記複数の液体供給口からの液体供給、前記液体回収口からの液体回収、および前記気体供給口からの気体供給を行いつつ、前記液浸領域を形成し、前記液浸領域の液体を介して前記基板を露光する露光装置。

【請求項2】

前記シール部材は、前記気体供給口から供給された前記気体を吸引可能な吸引口を有する請求項１記載の露光装置。

【請求項3】

前記吸引口は、前記光路空間に対して前記気体供給口の外側に配置される請求項２記載の露光装置。

【請求項4】

前記吸引口は、前記光路空間に対して前記気体供給口の内側に配置されている請求項２記載の露光装置。

【請求項5】

前記気体は窒素である請求項１〜４のいずれか一項記載の露光装置。

【請求項6】

前記複数の温調部は、前記基板ホルダに保持された前記基板の裏面と対向するように配置されている請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。

【請求項7】

前記複数の温調部は、前記基板の移動状態に応じて制御される請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。

【請求項8】

前記移動状態は、前記基板の位置を含む請求項７記載の露光装置。

【請求項9】

前記移動状態は、前記基板の移動速度を含む請求項７又は８に記載の露光装置。

【請求項10】

前記移動状態は、前記基板の移動方向を含む請求項７〜９のいずれか一項記載の露光装置。

【請求項11】

前記移動状態は、前記基板の移動軌跡を含む請求項７〜１０のいずれか一項記載の露光装置。

【請求項12】

前記複数の温調部は、フィードフォワード方式で制御される請求項１〜１１のいずれか一項記載の露光装置。

【請求項13】

前記温調部は、ヒータである請求項１〜１２のいずれか一項記載の露光装置。

【請求項14】

前記複数の気体供給口から供給される気体の温度を調整する気体温調装置をさらに備える請求項１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。

【請求項15】

前記気体温調装置は、前記気体を、前記液体供給口から供給される液体の温度よりも高い温度に調整する請求項１４記載の露光装置。

【請求項16】

前記気体温調装置は、前記気体の温度を、前記液体供給口から供給され前記光路空間に満たされた液体の温度とほぼ等しくなるように調整する請求項１４記載の露光装置。

【請求項17】

請求項１〜１６のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することを含むデバイス製造方法。

【請求項18】

基板を走査方向に移動しながら、投影光学系の最終光学素子から射出される露光光を液体を介して前記基板に照射して、前記基板を露光する露光方法において、
基板ステージの基板ホルダに基板を保持することと、
前記最終光学素子を囲むように配置されたシール部材に、前記基板の表面が対向可能に、且つ前記走査方向において前記最終光学素子から射出される露光光の光路空間の両側に配置された複数の液体供給口から液体供給を行うことと、
前記基板の表面が対向可能に、且つ前記光路空間に対して前記液体供給口の外側であって、前記光路空間を囲むように前記シール部材に配置された液体回収口から液体回収を行うことと、
前記基板の表面が対向可能に、且つ前記光路空間に対して前記液体回収口の外側であって、前記光路空間を囲むように前記シール部材に配置された複数の気体供給口から気体供給を行うことと、
前記基板ホルダに前記基板が保持された前記基板ステージを、前記投影光学系および前記シール部材の下方で移動することと、
前記基板ホルダに設けられた複数の温調部を、前記基板の位置と、前記基板の表面の一部に形成された液浸領域の位置との関係に基づいて制御することと、
前記複数の液体供給口からの液体供給と前記液体回収口からの液体回収と前記複数の気体供給口からの気体供給とを行いつつ前記液浸領域の液体を介して、前記最終光学素子からの露光光を前記基板に照射することと、
を含む露光方法。

【請求項19】

前記シール部材に設けられた吸引口から、前記気体供給口を介して供給された前記気体を吸引することを含む請求項１８記載の露光方法。

【請求項20】

前記吸引口は、前記光路空間に対して前記気体供給口の外側に配置される請求項１９記載の露光方法。

【請求項21】

前記吸引口は、前記光路空間に対して前記気体供給口の内側に配置されている請求項１９記載の露光方法。

【請求項22】

前記複数の温調部は、前記基板ホルダに保持された前記基板の裏面と対向するように配置されている請求項１８〜２１のいずれか一項記載の露光方法。

【請求項23】

前記複数の温調部は、前記基板の移動状態に応じて制御される請求項１８〜２２のいずれか一項記載の露光方法。

【請求項24】

前記移動状態は、前記基板の位置を含む請求項２３記載の露光方法。

【請求項25】

前記移動状態は、前記基板の移動速度を含む請求項２３又は２４に記載の露光方法。

【請求項26】

前記移動状態は、前記基板の移動方向を含む請求項２３〜２５のいずれか一項記載の露光方法。

【請求項27】

前記移動状態は、前記基板の移動軌跡を含む請求項２３〜２６のいずれか一項記載の露光方法。

【請求項28】

前記複数の温調部は、フィードフォワード方式で制御される請求項２３〜２７のいずれか一項記載の露光方法。

【請求項29】

前記温調部は、ヒータである請求項１８〜２８のいずれか一項記載の露光方法。

【請求項30】

前記複数の気体供給口から供給される気体の温度を調整することをさらに含む請求項１８〜２９のいずれか一項記載の露光方法。

【請求項31】

前記気体は、前記液体供給口から供給される液体の温度よりも高い温度に調整される請求項３０記載の露光方法。

【請求項32】

前記気体の温度は、前記液体供給口から供給され前記光路空間に満たされた液体の温度とほぼ等しくなるように調整される請求項３０記載の露光方法。

【請求項33】

前記複数の液体供給口から供給される液体の温度を調整することをさらに含む請求項１８〜３２のいずれか一項記載の露光方法。

【請求項34】

請求項１８〜３３のいずれか一項記載の露光方法を用いて基板を露光することを含むデバイス製造方法。

【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装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００５年３月２３日に出願された特願２００５−０８３７５６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】

半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイス（電子デバイスなど）の製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保持して移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを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、投影光学系と基板との間の露光光の光路空間を液体で満たし、投影光学系と液体と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】特開２００４−２８９１２６号公報

【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、光路空間に満たされた液体を封じ込めるために、ガス導入口よりガスを噴射することによってシール部材と基板との間にガスシールを形成する場合、ガス導入口より噴射されたガスによって液体が気化し、その液体が気化することで生じる気化熱によって基板の温度が変化（低下）する可能性がある。基板の温度が変化すると、基板が熱変形し、例えば基板上にパターンを転写するときのパターンの重ね合わせ精度（露光精度）が劣化する可能性がある。

【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、光学部材と基板との間の露光光の光路空間に満たされた液体の漏出を防止するとともに、基板の温度変化を抑制して基板を精度良く露光できる露光装置、及びその露光装置を使っ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、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板（Ｐ）上に気流を生成しかつ露光光（ＥＬ）の光路空間（Ｋ１）に満たされた液体（ＬＱ）をシールするガスシール機構（３）と、ガスシール機構（３）により生成された気流に起因する基板（Ｐ）の温度変化を補償する補償機構（５）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

【0008】

本発明の第１の態様によれば、ガスシール機構によって、液体の漏出を防止することができ、補償機構によって、ガスシール機構により生成された気流に起因する基板の温度変化を抑制することができる。

【0009】

本発明の第２の態様に従えば、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、露光光（ＥＬ）の光路空間（Ｋ１）に液体（ＬＱ）を供給する液浸機構（１）と、液体（ＬＱ）の気化に起因する基板（Ｐ）の温度変化を補償する補償機構（５）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。本発明の第２の態様によれば、補償機構によって、液体の気化に起因する基板の温度変化を抑制することができる。

【0010】

本発明の第３の態様に従えば、上記第１又は第２の態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。本発明の第３の態様によれば、基板の温度変化を抑制できる露光装置を使ってデバイスを製造することができる。

【0011】

本発明の第４の態様に従えば、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光方法において、露光光（ＥＬ）の光路空間（Ｋ１）を液体（ＬＱ）で満たし、液体（ＬＱ）の気化に起因する基板（Ｐ）の温度変化を補償する露光方法が提供される。本発明の第４の態様によれば、液体の気化に起因する基板の温度変化を抑制することができる。

【0012】

本発明の第５の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が提供される。本発明の第５の態様によれば、基板の温度変化を抑制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。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【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】シール部材近傍の側断面図である。

【図3】シール部材を下方から見た図である。

【図4】液浸機構、ガスシール機構、及び補償機構を説明するための構成図である。

【図5】第２実施形態に係る露光装置の要部を拡大した断面図である。

【図6】第３実施形態に係る露光装置の要部を拡大した断面図である。

【図7】第４実施形態に係る露光装置の要部を拡大した断面図である。

【図8】基板を露光するときの投影光学系と基板との相対的な位置関係を説明するための図である。

【図9】ダミー基板に設けられた温度センサを説明するための図である。

【図10】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】

【0014】

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。

【0015】

＜第１実施形態＞
本実施形態に係る露光装置について図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を有し、基板Ｐを保持した基板ホルダＰＨを移動可能な基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。

【0016】

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で満たした状態で基板Ｐに露光光ＥＬを照射して、基板Ｐを露光する。具体的には、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１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、投影光学系ＰＬ、及び投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ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のパターンを基板Ｐに投影露光する。

【0017】

また本実施形態の露光装置ＥＸは、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。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、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。

【0018】

後に詳述するように、露光装置ＥＸは、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と、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱをシールするために基板Ｐ上に気流を生成するガスシール機構３と、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償するための補償機構５とを備えている。ガスシール機構３は、投影光学系ＰＬの像面側近傍に設けられたシール部材７０を備えている。シール部材７０は、基板Ｐ（基板ホルダＰＨ）の上方において、少なくとも投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１、及び光路空間Ｋ１を囲むように環状に設けられている。

【0019】

本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向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、露光処理を含む各種プロセス処理を施される処理基板であって、半導体ウエハ等の基材上に感光材（レジスト）、保護膜などの膜を塗布したものを含む。「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンやテストパターン、アライメントパターンを形成されたレチクルを含む。

【0020】

照明光学系ＩＬは、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度をマスクＭ上で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Ｆ_２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。

【0021】

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。

【0022】

マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能である。マスクステージＭＳＴは、マスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により保持する。マスクステージＭＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤの駆動により、マスクＭを保持した状態で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微少回転可能である。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡９１が設けられている。また、移動鏡９１に対向する位置にはレーザ干渉計９２が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計９２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計９２の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計９２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動し、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭの位置制御を行う。なお、レーザ干渉計９２はその一部（例えば、光学系）のみ、移動鏡９１に対向して設けるようにしてもよい。また、移動鏡９１は平面鏡のみでなくコーナーキューブ（レトロリフレクタ）を含むものとしてもよいし、移動鏡９１を固設する代わりに、例えばマスクステージＭＳＴの端面（側面）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。さらにマスクステージＭＳＴは、例えば特開平８−１３０１７９号公報（対応する米国特許第６，７２１，０３４号）に開示される粗微動可能な構成としてもよい。

【0023】

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系であり、前述の照明領域と共役な投影領域ＡＲにマスクパターンの縮小像を形成する。なお、投影光学系ＰＬは縮小系、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、本実施形態においては、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫより露出している。

【0024】

基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有しており、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを投影光学系ＰＬの像面側においてベース部材ＢＰ上で移動可能である。基板ホルダＰＨは、例えば真空吸着等により基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴ上には凹部９５が設けられており、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨは凹部９５に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部９５以外の上面９６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。なお、基板ステージＰＳＴの上面９６の一部、例えば基板Ｐを囲む所定領域のみ、基板Ｐの表面とほぼ同じ高さとしてもよい。また、投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし続けることができる（即ち、液浸領域ＬＲを良好に保持できる）ならば、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面と基板ステージＰＳＴの上面９６との間に段差があっても構わない。

【0025】

基板ステージＰＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤの駆動により、ベース部材ＢＰ上でＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に基板ステージＰＳＴは、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能である。したがって、基板ステージＰＳＴ上の基板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。基板ステージＰＳＴの側面には移動鏡９３が設けられている。また、移動鏡９３に対向する位置にはレーザ干渉計９４が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計９４によりリアルタイムで計測される。また、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの表面の面位置情報を検出する斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系（不図示）を備えている。フォーカス・レベリング検出系は、基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、及びθＸ及びθＹ方向の傾斜情報）を検出する。なお、フォーカス・レベリング検出系は、静電容量型センサを使った方式のものを採用してもよい。レーザ干渉計９４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。フォーカス・レベリング検出系の検出結果も制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角（θＸ、θＹ）を制御して基板Ｐの表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計９４の計測結果に基づいて、基板ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向における位置制御を行う。

【0026】

なお、レーザ干渉計９４はその一部（例えば、光学系）のみを移動鏡９３に対向して設けるようにしてもよいし、基板ステージＰＳＴ（基板Ｐ）のＺ軸方向の位置、及びθＸ、θＹ方向の回転角をも計測可能としてよい。基板ステージＰＳＴのＺ軸方向の位置を計測可能なレーザ干渉計を備えた露光装置の詳細は、例えば特表２００１−５１０５７７号公報（対応する国際公開第１９９９／２８７９０号パンフレット）に開示されている。さらに、移動鏡９３を基板ステージＰＳＴに固設する代わりに、例えば基板ステージＰＳＴの一部（側面など）を鏡面加工して形成される反射面を用いてもよい。また、フォーカス・レべリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板ＰのＺ軸方向の位置情報を計測することで、基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報（回転角）を検出するものであるが、この複数の計測点はその少なくとも一部が液浸領域ＬＲ（又は投影領域ＡＲ）内に設定されてもよいし、あるいはその全てが液浸領域ＬＲの外側に設定されてもよい。さらに、例えばレーザ干渉計９４が基板ＰのＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報を計測可能であるときは、基板Ｐの露光動作中にそのＺ軸方向の位置情報が計測可能となるようにフォーカス・レべリング検出系を設けなくてもよく、少なくとも露光動作中はレーザ干渉計９４の計測結果を用いてＺ軸、θＸ及びθＹ方向に関する基板Ｐの位置制御を行うようにしてもよい。

【0027】

次に、液浸機構１、ガスシール機構３、及び補償機構５について図２、図３、及び図４を参照しながら説明する。図２はシール部材７０近傍の側断面図、図３はシール部材７０を下方から見た図、図４は液浸機構１、ガスシール機構３、及び補償機構５を説明するための構成図である。

【0028】

液浸機構１は、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすものであって、投影光学系ＰＬの直下に配置される基板Ｐと対向するように設けられ、液体ＬＱを供給する供給口１２と、光路空間Ｋ１に対して供給口１２より外側であって、基板Ｐと対向するように設けられ、液体ＬＱを回収する回収口２２とを有している。供給口１２及び回収口２２のそれぞれは、シール部材７０のうち基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐと対向する下面７０Ａに設けられている。シール部材７０は、基板Ｐ（基板ホルダＰＨ）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、像面側に配置される少なくとも１つの光学素子（ここでは、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＬＳ１）、及び光路空間Ｋ１を囲むように環状に設けられている。

【0029】

また、液浸機構１は、供給管１３及びシール部材７０の内部に形成された内部流路（供給流路）１４を介して供給口１２に液体ＬＱを供給する液体供給装置１０と、シール部材７０の内部に形成された不図示の内部流路（回収流路）及び回収管２３を介して回収口２２と接続され、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収口２２を介して回収する液体回収装置２０とを備えている。

【0030】

液体供給装置１０は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。液体供給装置１０の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、液体供給装置１０のタンク、加圧ポンプ、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。

【0031】

液体回収装置２０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。液体回収装置２０の動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。なお、液体回収装置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。

【0032】

シール部材７０の下面７０Ａのうち、光路空間Ｋ１に対して走査方向一方側（＋Ｘ側）と他方側（−Ｘ側）とのそれぞれには、凹部１５が設けられている。図３に示すように、凹部１５は平面視においてＹ軸方向に延びるように設けられている。供給口１２は、平面視において略円形状であり、シール部材７０の下面７０Ａのうち、＋Ｘ側と−Ｘ側とのそれぞれの凹部１５の内側に、Ｙ軸方向に複数（３つ）並んで設けられている。したがって、供給口１２は、シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１に対して走査方向一方側（＋Ｘ側）と他方側（−Ｘ側）とのそれぞれに設けられた構成となっている。

【0033】

本実施形態の回収口２２は、シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１及び供給口１２を囲むように環状に設けられている。回収口２２には多孔部材（例えば、セラミック製の多孔体など）あるいはメッシュ部材（例えば、チタン製の板状メッシュなど）が設けられている。

【0034】

露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすために、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１の液体供給装置１０及び液体回収装置２０のそれぞれを駆動する。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで液体供給装置１０から送出された液体ＬＱは、供給管１３を流れた後、シール部材７０の供給流路１４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のもとで液体回収装置２０が駆動されると、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱは回収口２２を介してシール部材７０の回収流路に流入し、回収管２３を流れた後、液体回収装置２０に回収される。

【0035】

本実施形態においては、供給口１２は、シール部材７０の下面７０Ａに設けられた凹部１５の内側に配置されており、複数の供給口１２のそれぞれから供給された液体ＬＱは、凹部１５においてそのエネルギー（圧力、流速）が分散された後、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１に流れ込むようになっている。シール部材７０の下面７０Ａにおける液体ＬＱのエネルギーは供給口１２近傍のほうがその他の位置より高い可能性があるため、凹部１５が設けられていない場合、光路空間Ｋ１に流れ込む液体ＬＱのエネルギー（圧力、流速）が不均一となる場合があるが、バッファ空間として機能する凹部１５を設けたことにより、供給口１２から供給された液体ＬＱのエネルギーを分散して均一化することができる。

【0036】

図２に示すように、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１の側面とシール部材７０の内側面７０Ｔとの間には所定のギャップＧ１が設けられており、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの一部はギャップＧ１に入り込むようになっている。
また、シール部材７０の内縁部の一部は、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間に配置されており、シール部材７０の内側面７０Ｔの一部は、最終光学素子ＬＳ１の下面と対向している。また、図３に示すように、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲは、Ｙ軸方向を長手方向とするスリット状（矩形状）に設定されている。

【0037】

なお、本実施形態においては、供給口１２はシール部材７０の下面７０Ａに設けられているが、シール部材７０の内側面７０Ｔに供給口を設けて、最終光学素子ＬＳ１の下に向かって液体ＬＱを供給するようにしてもよい。

【0038】

ガスシール機構３は、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱをシールするために基板Ｐ上に気流を生成するものであって、投影光学系ＰＬの直下に配置される基板Ｐと対向するように設けられ、気流を生成するために基板Ｐに向けて気体を噴射する噴射口３２と、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２より内側であって、基板Ｐと対向するように設けられ、気体を吸引する吸引口４２とを有している。噴射口３２及び吸引口４２のそれぞれは、シール部材７０のうち基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐと対向する下面７０Ａに設けられている。

【0039】

またガスシール機構３は、供給管３３及びシール部材７０の内部に形成された内部流路（供給流路）３４を介して噴射口３２に気体を供給する気体供給装置３０と、シール部材７０の内部に形成された内部流路（吸引流路）４４及び吸引管４３を介して吸引口４２と接続され、シール部材７０と基板Ｐとの間の気体を吸引口４２を介して吸引する気体吸引装置４０とを備えている。

【0040】

気体供給装置３０は、ケミカルフィルタやパーティクル除去フィルタ等を含むフィルタユニットを備えており、フィルタユニットを介したクリーンな気体を供給可能である。
気体供給装置３０は、露光装置ＥＸが収容されたチャンバ内部の気体とほぼ同じ気体を供給する。本実施形態においては、気体供給装置３０は、空気（ドライエア）を供給する。
なお、気体供給装置３０から供給される気体としては、窒素ガス（ドライ窒素）等であってもよい。気体供給装置３０の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

【0041】

気体吸引装置４０は、例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）等を備えている。気体吸引装置４０の動作は制御装置ＣＯＮＴに制御される。

【0042】

図３に示すように、シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１に対して回収口２２よりも外側には、光路空間Ｋ１、供給口１２、及び回収口２２を囲むように設けられた環状の第１溝部４５が設けられている。また、シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１に対して第１溝部４５よりも外側には、第１溝部４５を囲むように設けられた環状の第２溝部３５が設けられている。吸引口４２は、第１溝部４５の内側に複数所定間隔で設けられている。噴射口３２は、第２溝部３５の内側に複数所定間隔で設けられている。すなわち、吸引口４２は、回収口２２の外側において、光路空間Ｋ１を囲むように複数設けられており、噴射口３２は、吸引口４２の外側において、光路空間Ｋ１を囲むように複数設けられている。本実施形態の噴射口３２及び吸引口４２のそれぞれは平面視において略円形状である。

【0043】

露光光ＥＬの光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱをシールするために、制御装置ＣＯＮＴは、ガスシール機構３の気体供給装置３０及び気体吸引装置４０のそれぞれを駆動する。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで気体供給装置３０から送出された気体は、供給管３３を流れた後、シール部材７０の供給流路３４を介して、噴射口３２より基板Ｐに向けて噴射される。制御装置ＣＯＮＴは、気体供給装置３０より噴射口３２に対して単位時間当たり所定量の気体を供給することにより、噴射口３２から所定の流速で気体を噴射することができる。また、制御装置ＣＯＮＴのもとで気体吸引装置４０が駆動されると、シール部材７０の下面７０Ａと基板Ｐの表面との間の気体は吸引口４２を介してシール部材７０の吸引流路４４に流入し、吸引管４３を流れた後、気体吸引装置４０に吸引される。ここで、吸引口４２は、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２の内側に設けられており、噴射口３２の気体噴射動作と吸引口４２の気体吸引動作との協働作用によって、基板Ｐ上（基板Ｐの表面とシール部材７０の下面７０Ａとの間）には、噴射口３２から光路空間Ｋ１に向かう気流が生成される。ガスシール機構３は、噴射口３２から光路空間Ｋ１に向かう気流を生成することにより、液体ＬＱを吸引口４２よりも内側に封じ込めることができ、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの漏出や、液浸領域ＬＲの巨大化を防止することができる。

【0044】

また、ガスシール機構３は、噴射口３２から基板Ｐに噴射した気体により、基板Ｐ上でシール部材７０を浮上支持する。すなわちガスシール機構３は、噴射口３２から基板Ｐに向けて噴射した気体により、基板Ｐとシール部材７０との間に気体軸受を形成する。これにより、図２に示すように、基板Ｐの表面とシール部材７０の下面７０Ａとの間には所定のギャップＧ２が形成される。

【0045】

補償機構５は、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償するものである。ガスシール機構３の噴射口３２から基板Ｐに向けて噴射された気体により生成された気流により、基板Ｐ上の液体ＬＱ（光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱ）の一部が気化する可能性がある。そして、気流により液体ＬＱの一部が気化することで生じる気化熱によって、基板Ｐの局所的な領域が温度変化（低下）する可能性がある。
補償機構５は、生成された気流により液体ＬＱの一部が気化することで生じる気化熱による基板Ｐの局所的な温度低下を補償する。補償機構５は、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度と、基板Ｐの温度とがほぼ等しくなるように、基板Ｐの温度低下を補償する。

【0046】

図４において、補償機構５は、供給管３３の途中に設けられ、気体供給装置３０から噴射口３２に供給される気体の温度を調整する気体温調装置５０を備えている。また、補償機構５は、供給管１３の途中に設けられ、液体供給装置１０から供給口１２に供給される液体ＬＱの温度を調整する液体温調装置５１を備えている。補償機構５は、気化熱に起因する基板Ｐの温度変化を補償するために、気体温調装置５０を使って、噴射口３２から噴射される気体の温度を、供給口１２から供給される液体ＬＱの温度よりも高くする。

【0047】

気体温調装置５０及び液体温調装置５１のそれぞれは制御装置ＣＯＮＴに制御される。制御装置ＣＯＮＴは、液体温調装置５１を使って、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度と、基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐの温度とがほぼ等しくなるように、液体ＬＱの温度を調整する。また、制御装置ＣＯＮＴは、液体温調装置５１を使って、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度と、露光装置ＥＸが収容されたチャンバ内部の温度とがほぼ等しくなるように、液体ＬＱの温度を調整する。
したがって、本実施形態においては、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度と、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの温度と、基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐの温度とはほぼ等しくなっている。そして、制御装置ＣＯＮＴは、気体温調装置５０を使って、噴射口３２から噴射される気体の温度を、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの温度（すなわち基板Ｐの温度）よりも高くする。噴射口３２から噴射される気体の温度を液体ＬＱの温度よりも高くすることにより、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化、具体的には液体ＬＱの一部が気化することで生じる気化熱による基板Ｐの局所的な温度低下を補償することができる。

【0048】

ところで、シール部材７０の内部には液体ＬＱの温度や基板Ｐの温度よりも高い温度の気体が流れるため、シール部材７０自体の温度が上昇する可能性がある。すると、シール部材７０に接触する液体ＬＱの温度変化（温度上昇）を引き起こしたり、あるいはシール部材７０と対向する基板Ｐや投影光学系ＰＬ（最終光学素子ＬＳ１）の温度変化（温度上昇）を引き起こす可能性がある。液体ＬＱや投影光学系ＰＬの温度が変化すると、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介した結像特性が変動（劣化）する等の不都合が生じる。また、基板Ｐの温度が変動すると、上述のようにパターンの重ね合わせ精度が劣化する等の不都合が生じる。

【0049】

そこで、本実施形態においては、シール部材７０の液体ＬＱと接触し得る部分、シール部材７０の基板Ｐと対向する部分、及びシール部材７０の投影光学系ＰＬと対向する部分に断熱構造７１が設けられている。本実施形態の断熱構造７１は、シール部材７０の下面７０Ａ及び内側面７０Ｔを形成する断熱材によって構成されている。これにより、シール部材７０の内部に高い温度の気体が流れても、シール部材７０の周囲に配置される基板Ｐ、投影光学系ＰＬ、及び液体ＬＱ等の各物体に与える熱的影響を抑えることができる。
なお断熱構造としては、シール部材７０の周囲に配置される各物体に与える熱的影響を抑えることができるのであれば、任意の構成を採用することができる。

【0050】

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。

【0051】

基板Ｐの露光中、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１を使って、光路空間Ｋ１に液体ＬＱを所定量供給するとともに基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収することで、投影光学系ＰＬと基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐとの間の光路空間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。制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対的に移動しながらマスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬ及び光路空間Ｋ１の液体ＬＱを介して基板Ｐ上に投影露光する。

【0052】

基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成している状態においては、制御装置ＣＯＮＴは、ガスシール機構３を使って、噴射口３２から所定の流速の気体を噴射するとともに、吸引口４２から気体を吸引し、光路空間Ｋ１に向かう気流を生成する。これにより、吸引口４２の内側に液体ＬＱを封じ込めることができるので、投影光学系ＰＬに対して基板Ｐを移動しつつ露光する場合でも、液体ＬＱの漏出が抑えられ、液浸領域ＬＲの巨大化を防止することができる。なお、制御装置ＣＯＮＴは、噴射口３２から気体を噴射させるとき、気体供給装置３０より噴射口３２に対して供給する単位時間当たりの気体供給量を一定にしてもよいし、変動させてもよい。そして、基板Ｐに向けて噴射される気体は、補償機構５の気体温調装置５０によって温度調整されているため、ガスシール機構３により生成された気流により液体ＬＱの一部が気化することで生じる気化熱による基板Ｐの局所的な温度低下が補償される。

【0053】

また、シール部材７０は、噴射口３２から基板Ｐに噴射された気体により基板Ｐ上で浮上支持されているため、例えば、基板Ｐの走査露光中に投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面を位置合わせするために、基板Ｐが傾斜される場合でも、所定のギャップＧ２を維持したまま、基板Ｐの傾斜に合わせてシール部材７０も傾斜される。

【0054】

以上説明したように、液体ＬＱの一部が気化することで生じる気化熱によって基板Ｐの局所的な領域の温度が低下しようとしても、液体ＬＱよりも高い温度を有する気体を吹き付けることで、基板Ｐの温度変化（温度低下）を補償することができる。したがって、基板Ｐの温度変化（低下）に起因する基板Ｐの熱変形を防止し、基板Ｐにパターン像を転写するときのパターン重ね合わせ精度（露光精度）の劣化を防止することができる。

【0055】

なお本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、気体温調装置５０及び液体温調装置５１のそれぞれを制御し、噴射口３２から噴射される気体の温度を供給口１２から供給される液体ＬＱの温度よりも高くしているが、補償機構５に液体温調装置５１を設けずに、液体供給装置１０から供給される液体ＬＱの温度に基づいて、噴射口３２から噴射される気体の温度を調整するようにしてもよい。例えば供給口１２から供給される液体ＬＱの温度、あるいは光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの温度を検出可能な温度センサを設けることにより、制御装置ＣＯＮＴは、その温度センサの検出結果に基づいて、噴射口３２から噴射される気体の温度が液体ＬＱの温度よりも高くなるように、気体温調装置５０を使って、噴射口３２から噴射される気体の温度を調整することができる。

【0056】

なお本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、液体温調装置５１を使って、供給口１２より光路空間Ｋ１に供給される液体ＬＱの温度と、基板ホルダＰＨに保持されている基板Ｐの温度とがほぼ等しくなるように、液体ＬＱの温度を調整しているが、基板ホルダＰＨに基板Ｐの温度を調整可能な温調装置を設け、その温調装置を用いて、液体ＬＱの温度と基板Ｐの温度とがほぼ等しくなるように、基板Ｐの温度を調整するようにしてもよい。あるいは、液体温調装置５１と基板ホルダＰＨに設けられた温調装置との両方を用いて、液体ＬＱの温度と基板Ｐの温度とがほぼ等しくなるように、液体ＬＱの温度と基板Ｐの温度とのそれぞれを調整するようにしてもよい。

【0057】

一般に、基板Ｐはコータ・デベロッパからインラインで投入されるが、基板Ｐはコータ・デベロッパ側の温度に設定され、露光装置ＥＸの基板ローダ（ウエハローダ）に入った後で、温度調整用プレート（クールプレート等）上に一時的に設置され、基板Ｐ全体の温度が基板ホルダＰＨの温度と同じになるように設定される。このように、コータ・デベロッパから基板Ｐが送られてくる場合、露光装置ＥＸ側で設定される基板ホルダＰＨの温度、液浸用の液体温度、ガスシールの気体温度等の諸条件に応じて、コータ・デベロッパ側で基板Ｐを適当な温度に調整しておくような待機場所（搬出ポート部等）を設けておいてもよい。

【0058】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図５を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、補償機構５が、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２の外側に、気体を吹き出す吹き出し口３６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。

【0059】

図５において、シール部材７０の下面７０Ａには、上述の実施形態同様、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のそれぞれが設けられている。
なお図５では省略されているが、上述の実施形態同様、供給口１２は供給流路及び供給管１３を介して液体供給装置１０と接続されており、回収口２２は回収流路及び回収管２３を介して液体回収装置２０と接続されている。

【0060】

シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１に対して回収口２２の外側には、気体を吸引する吸引口４２が設けられており、光路空間Ｋ１に対して吸引口４２の外側には、気体を噴射する噴射口３２が設けられている。上述の実施形態同様、吸引口４２は吸引流路４４及び吸引管４３を介して気体吸引装置４０と接続されており、噴射口３２は供給流路３４及び供給管３３を介して気体供給装置３０と接続されている。ここで、本実施形態においては、供給管３３の途中に設けられた気体温調装置５０は、噴射口３２から噴射される気体の温度と、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの温度（基板Ｐの温度）とがほぼ等しくなるように、気体の温度を調整する。

【0061】

シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２の外側には、気体を吹き出す吹き出し口３６が設けられている。また、光路空間Ｋ１に対して吹き出し口３６の外側には、気体を吸引する第２吸引口４６が設けられている。吹き出し口３６は、シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１を囲むように設けられた環状の溝部内に複数配置されており、第２吸引口４６も、シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１を囲むように設けられた環状の溝部内に複数配置されている。そして、吹き出し口３６の気体吹き出し動作と第２吸引口４６の気体吸引動作との協働作用によって、吹き出し口３６と第２吸引口４６との間における基板Ｐ上（基板Ｐの表面とシール部材７０の下面７０Ａとの間）には、吹き出し口３６から光路空間Ｋ１に対して外側に向かう気流が生成される。

【0062】

第２吸引口４６は、シール部材７０の内部に形成された第２吸引流路４７及び第２吸引管４８を介して第２気体吸引装置４９と接続されている。吹き出し口３６は、シール部材７０の内部に形成された第２供給流路３７及び第２供給管３８を介して第２気体供給装置３９と接続されている。そして、第２供給管３８の途中には、第２気体供給装置３９より送出され、吹き出し口３６から吹き出される気体の温度を調整する第２気体温調装置５２が設けられている。

【0063】

第２気体温調装置５２は、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償するために、吹き出し口３６から吹き出される気体の温度を液体ＬＱの温度よりも高くする。吹き出し口３６から吹き出される気体の温度を液体ＬＱの温度よりも高くすることにより、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化、具体的には液体ＬＱの一部が気化することで生じる気化熱による基板Ｐの局所的な温度低下を補償することができる。

【0064】

本実施形態においては、吹き出し口３６、第２気体温調装置５２、第２気体供給装置３９、第２吸引口４６、第２気体吸引装置４９が、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償する補償機構５の少なくとも一部を構成している。
即ち、本実施形態では補償機構５の少なくとも一部がガスシール機構３とは別設されている。

【0065】

そして、本実施形態においても、ガスシール機構３の噴射口３２より噴射した気体によって、液体ＬＱの漏出を防止するとともに、基板Ｐ上でシール部材７０を浮上支持させている。そして、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２の外側に設けられた補償機構５の吹き出し口３６より吹き出した気体によって、基板Ｐの温度変化を補償している。すなわち、ガスシール機構３は、液体ＬＱをシールするとともに、基板Ｐ上でシール部材７０を浮上支持させるための最適な流速で噴射口３２から気体を噴射することができる。また、補償機構５は、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償するための最適な温度及び流速で、基板Ｐに気体を吹き付けることができる。この場合、補償機構５は、吹き出し口３６から吹き出した気体を基板Ｐ上でのシール部材７０の浮上支持に寄与させる必要は無いため、基板Ｐの温度変化を補償するための最適な温度及び流速で吹き出し口３６から気体を吹き出すことができる。

【0066】

また、本実施形態においては、シール部材７０の第２供給流路３７及び第２吸引流路４７のそれぞれに、液体ＬＱの温度や基板Ｐの温度よりも高い温度の気体が流れるため、この第２供給流路３７及び第２吸引流路４７を囲むように、断熱材７１が設けられている。これにより、基板Ｐや液体ＬＱ等の温度変化（温度上昇）を抑制することができる。

【0067】

なお、本実施形態において、基板Ｐの温度は、第２気体温調装置５２によって温度調整された吹き出し口３６から吹き出される気体によって調整可能なので、噴射口３２から噴射する気体の温度を調整する気体温調装置５０を省略することも可能である。

【0068】

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について図６を参照しながら説明する。本実施形態では補償機構５及び断熱構造（断熱材）７１の構成が上述の第１実施形態（図４）と異なる。以下の説明では、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てその説明を省略する。本実施形態の補償機構５は、基板Ｐに向かって熱を放射することによって、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償する放射部５３を有している。本実施形態においては、放射部５３は、シール部材７０のうち基板Ｐと対向する下面７０Ａの一部に複数設けられている。より具体的には、放射部５３は、シール部材７０の下面７０Ａにおいて、光路空間Ｋ１に対してガスシール機構３の噴射口３２の外側に設けられている。放射部５３は、例えば遠赤外線セラミックヒータ等によって構成されている。基板Ｐの表面と対向する位置に放射部５３を設けることにより、放射部５３から放射された熱によって基板Ｐを暖めることができるため、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化（温度低下）を抑制することができる。また、図６に示すように、シール部材７０の一部として、放射部５３を囲むように断熱材７１を設けることにより、放射部５３に対向する基板Ｐの局所的な領域のみを暖め、他の領域や、液体ＬＱ、あるいは最終光学素子ＬＳ１の温度上昇を抑えることができる。

【0069】

なお、本実施形態において、放射部５３から放射される熱と、気体温調装置５０で温度調整されて噴射口３２より噴射される気体とを併用して、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償してもよいし、放射部５３から放射される熱のみで基板Ｐの温度変化を補償するようにしてもよい。あるいは、第２実施形態で説明したような吹き出し口３６から吹き出される気体と放射部５３から放射される熱との両方を用いて、基板Ｐの温度変化を補償するようにしてもよい。また、本実施形態では放射部５３を遠赤外線セラミックヒータで構成するものとしたが、これに限らず、例えばペルチェ素子など他の熱電素子、あるいは赤外光などの光照射装置などで構成してもよい。

【0070】

＜第４実施形態＞
第４実施形態について図７を参照しながら説明する。本実施形態では補償機構５の構成が上述の各実施形態と異なる。以下の説明では、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てその説明を省略する。本実施形態の補償機構５は、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨに設けられ、基板Ｐの温度を調整するホルダ温調装置５４を備えている。ホルダ温調装置５４は、熱を放射する放射部を含んで構成されており、基板Ｐ上の任意の領域を液体ＬＱの温度よりも高くすることができる。ホルダ温調装置を構成する放射部５４は、上述の第３実施形態同様、例えば遠赤外線セラミックヒータ等によって構成される。

【0071】

基板ホルダＰＨは、基板ホルダＰＨの基材９９上に設けられ、基板Ｐの裏面を支持する複数のピン状部材９７と、そのピン状部材９７を囲むように設けられた周壁部（リム部）９８とを備えており、基板Ｐの裏面と基材９９と周壁部９８とで囲まれた空間を負圧にすることによって、基板Ｐを吸着保持する。すなわち、本実施形態の基板ホルダＰＨは所謂ピンチャック機構を有している。

【0072】

放射部５４は、基板ホルダＰＨのうち基板Ｐの裏面と対向する位置に設けられている。具体的には、放射部５４は、基板ホルダＰＨの基材９９に複数埋設されている。放射部５４は、基板Ｐの裏面に向かって熱を放射することによって、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償する。基板Ｐの裏面と対向する位置に放射部５４を設けることにより、放射部５４から放射された熱によって基板Ｐを暖めることができるため、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化（温度低下）を抑制することができる。

【0073】

本実施形態においては、基板ホルダＰＨは、ピン状部材９７によって基板Ｐの裏面を支持しており、基板Ｐと基板ホルダＰＨ（ピン状部材９７）との接触面積が小さいため、基板ホルダＰＨ自体の温度を上昇させても、基板Ｐを暖めることは困難である。そこで、基板Ｐの裏面と対向する位置に放射部５４を設け、基板Ｐの裏面に向かって熱を放射することで、基板Ｐの温度調整を円滑に行うことができる。

【0074】

また、図７に示すように、基板ステージＰＳＴの上面９６近傍に放射部５４を埋設しても良い。これにより、例えば基板ステージＰＳＴの上面９６に液浸領域ＬＲを形成して所定の処理（基板Ｐの外縁付近のショット領域の露光など）を行う場合であっても、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板ステージＰＳＴの温度変化を補償することができ、その所定の処理を円滑に行うことができる。

【0075】

ところで、第４実施形態においては、基板ホルダＰＨに設けられた各放射部５４と液浸領域ＬＲとの相対位置が変動する。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、光路空間Ｋ１に対して基板Ｐを保持した基板ホルダＰＨ（基板ステージＰＳＴ）を相対的に移動しつつ、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する構成であるため、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱ、すなわち液浸領域ＬＲと基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）に埋設された複数の放射部５４のそれぞれとの相対位置が変動する。

【0076】

図８は投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対的に移動しつつ露光するときの投影光学系ＰＬ及び液浸領域ＬＲと基板Ｐとの位置関係を模式的に示した図である。図８において、基板Ｐ上には、マスクＭのパターンが露光される複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１がマトリクス状に設定されている。制御装置ＣＯＮＴは、図８中、矢印ｙ１で示すように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（投影領域ＡＲ）と基板Ｐとを相対的に移動しつつ、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれを順次露光する。このように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬに対して基板Ｐ（基板ホルダＰＨ）を、各ショット領域の走査露光時にはＸ軸方向に、ショット領域間のステッピング時にはＹ軸方向、またはＸ軸及びＹ軸方向の両方に移動しつつ基板Ｐの露光動作を実行する。

【0077】

基板Ｐの移動に伴って、基板Ｐ上の局所領域と液浸領域ＬＲの液体ＬＱとが接触するが、図８に示すように、投影領域ＡＲに対して液浸領域ＬＲは大きいので、例えば第１ショット領域Ｓ１に露光光ＥＬを照射しているときにおいても、液浸領域ＬＲの液体ＬＱは、基板Ｐ上の未だ露光されていない第２、第６、第７、第８ショット領域Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８等に接触する。すると、基板Ｐ上の第２、第６、第７、第８ショット領域Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８等が、液体ＬＱの気化熱に起因して温度変化（温度低下）する可能性がある。露光される前の第２、第６、第７、第８ショット領域Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８等が温度低下すると、その第２、第６、第７、第８ショット領域Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８等を露光するときのパターン重ね合わせ精度が劣化する可能性がある。

【0078】

そこで、基板ホルダＰＨに、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に応じた複数の放射部（温調部）５４を設けておき、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの移動状態（位置、移動速度、移動方向、移動軌跡等を含む）と、その移動状態に応じた光路空間Ｋ１に対する基板Ｐ上の局所領域（未露光領域であって液体ＬＱと接触した領域）との関係に基づいて、複数の放射部５４のそれぞれを制御する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、第１ショット領域Ｓ１を液浸露光しているとき、第１ショット領域Ｓ１に対応して設けられた放射部５４から基板Ｐの裏面に向かって熱を放射するとともに、液浸領域ＬＲの液体ＬＱが接触する第２、第６、第７、第８ショット領域Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８のそれぞれに対応して設けられた放射部５４のそれぞれから基板Ｐの裏面に向かって熱を放射する。こうすることにより、基板Ｐ上の未だ露光されていない第２、第６、第７、第８ショット領域Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８に液体ＬＱが接触しても、これら各第２、第６、第７、第８ショット領域Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８の液体ＬＱの気化熱に起因する温度低下を抑制した状態で基板Ｐを露光することができる。また、液体ＬＱが接触していないショット領域（例えばショット領域Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１等）に対応して設けられた放射部５４からは、基板Ｐの裏面に向かって熱を放射しないようにすることで、基板Ｐ（ショット領域Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１等）の不要な温度上昇を防止することができる。ここで、基板Ｐの移動状態と、その移動状態に応じた光路空間Ｋ１に対する基板Ｐ上の局所領域の位置との関係は、露光シーケンス等によって予め定められており、制御装置ＣＯＮＴに接続された記憶装置ＭＲＹに予め記憶させておくことができる。制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶されている記憶情報と、基板ステージＰＳＴの位置情報をモニタするレーザ干渉計９４の出力とに基づいて、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれに対応して設けられた複数の放射部５４のそれぞれを制御することができる。

【0079】

なおここでは、複数の放射部５４はショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれに対応して設けられているが、必ずしもショット領域Ｓ１〜Ｓ２１に対応して設ける必要はなく、基板Ｐ上に設定された任意の分割領域に応じて放射部５４を設けるようにしてもよい。

【0080】

なお本実施形態において、放射部５４から放射される熱と、気体温調装置５０で温度調整された噴射口３２より噴射される気体とを併用して、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償してもよいし、放射部５４から放射される熱のみで基板Ｐの温度変化を補償するようにしてもよい。あるいは、第２実施形態で説明したような吹き出し口３６から吹き出される気体、または第３実施形態で説明したようなシール部材７０に設けられた放射部５３から放射される熱を併用して、基板Ｐの温度変化を補償するようにしてもよい。

【0081】

また、複数の放射部５４のうち、加熱すべき放射部５４の位置や数、加熱のタイミングや時間などの制御は、基板Ｐに熱が伝わるまでの時間遅れを考慮して、フィードフォワード方式にしてもよい。なお、本実施形態では放射部５４を遠赤外線セラミックヒータで構成するものとしたが、これに限らず、例えばペルチェ素子など他の熱電素子、あるいは温度制御される気体を噴出する装置などで構成してもよい。また、本実施形態では基板ホルダＰＨが基板ステージＰＳＴの一部と一体に形成される（即ち、基材９９が基板ステージＰＳＴの一部である）ものとしたが、基板ホルダＰＨと基板ステージＰＳＴとを別々に構成してもよい。

【0082】

なお、上述の第１〜第４実施形態において、例えば図９に示すような、温度センサ８０が設けられたダミー基板ＤＰに対してテスト露光を行い、そのときの温度を温度センサ８０で計測し、温度センサ８０の計測結果に基づいて、実際に基板Ｐの露光を行うときに、噴射口３２から噴射する気体の温度、吹き出し口３６から吹き出す気体の温度、及び放射部５３、５４から放射する熱量などを最適化することができる。

【0083】

図９において、ダミー基板ＤＰは、デバイス製造用の基板Ｐと略同じ大きさ及び形状を有しており、基板ホルダＰＨはダミー基板ＤＰを保持可能である。ダミー基板ＤＰの表面には複数の温度センサ８０が設けられている。温度センサ８０は、ダミー基板ＤＰの表面に設けられた複数のセンサ素子８１を有している。センサ素子８１は、例えば熱電対により構成されている。温度センサ８０のセンサ素子８１の計測部（プローブ）は、ダミー基板ＤＰの表面に露出している。また、ダミー基板ＤＰ上には、温度センサ８０の温度計測信号を記憶する記憶素子８５が設けられている。記憶素子８５とセンサ素子８１（温度センサ８０）とは信号伝達線（ケーブル）８３を介して接続されており、センサ素子８１（温度センサ８０）の温度計測信号は、信号伝達線（ケーブル）８３を介して記憶素子８５に送られる。制御装置ＣＯＮＴは、記憶素子８５に記憶されている温度計測結果を抽出する（読み出す）ことができる。

【0084】

なおダミー基板ＤＰとして、半導体ウエハを用意し、その上にＭＥＭＳ等の形成技術を使ってセンサ素子を直接作り込んでもよく、この場合、センサーアンプ、通信回路等をそのウエハ上に作り込むことができる。

【0085】

図９のダミー基板ＤＰを基板ホルダＰＨで保持し、ダミー基板ＤＰと投影光学系ＰＬとの間に液体ＬＱを満たした状態で、ガスシール機構３によりダミー基板ＤＰ上に気流を生成しつつ、例えば基板Ｐの露光動作時と全く同様に、投影光学系ＰＬの像面側で基板ステージＰＳＴを移動することにより、制御装置ＣＯＮＴは、ガスシール機構３により生成された気流に起因するダミー基板ＤＰの温度変化を求めることができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、ダミー基板ＤＰ上の温度センサ８０の計測結果に基づいて、液体ＬＱの温度とダミー基板ＤＰの温度とがほぼ等しくなるように、例えば噴射口３２から噴射される気体の温度を気体温調装置５０を使って調整し、そのときの調整量（補正量）を記憶する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを露光するときに、記憶した調整量に基づいて、噴射口３２から噴射される気体の温度を気体温調装置５０を使って調整することにより、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償しつつ、基板Ｐを露光することができる。同様に、制御装置ＣＯＮＴは、温度センサ８０の計測結果に基づいて、液体ＬＱの温度とダミー基板ＤＰの温度とがほぼ等しくなるように、吹き出し口３６から吹き出される気体の温度を第２気体温調装置５２を使って調整し、そのときの調整量を記憶し、基板Ｐを露光するときには、記憶した調整量に基づいて、吹き出し口３６から吹き出される気体の温度を第２気体温調装置５２を使って調整することにより、ガスシール機構３により生成された気流に起因する基板Ｐの温度変化を補償しつつ、基板Ｐを露光することができる。同様に、制御装置ＣＯＮＴは、温度センサ８０の計測結果に基づいて、液体ＬＱの温度と基板Ｐの温度とがほぼ等しくなるように、放射部５３から放射する熱量を最適化することができる。なお、補償機構５における前述の調整量（補正量）は、基板Ｐ上のショット領域に対応付けて記憶してもよいし、あるいは基板ＰのＸＹ位置に対応付けて記憶してもよい。

【0086】

また、温度センサ８０を複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれに対応するように設けておくことにより、制御装置ＣＯＮＴは、温度センサ８０の計測結果に基づいて、基板ホルダＰＨに埋設された複数の放射部５４のそれぞれを、基板Ｐの移動状態に応じて最適に制御することができる。

【0087】

なお、上述の第１〜第４実施形態において、シール部材７０は噴射口３２から噴射される気体によって基板Ｐ上で浮上支持されるが、ガスシール機構３は光路空間Ｋ１に満たされる液体ＬＱをシールするだけでもよい。この場合、ガスシール機構３とは別に気体軸受機構を設ける、あるいはシール部材７０を所定の支持機構で移動可能に支持するようにしてもよい。例えば、投影光学系ＰＬを支持する支持部材とシール部材７０とを所定の支持機構で接続するようにしてもよい。また、ガスシール機構３は少なくともシール部材７０が容易に交換または着脱可能な構成、例えば複数のブロックに分割可能な構成などとすることが好ましい。さらに、シール部材７０に接続される配管類も着脱が容易であることが好ましい。
また、上述の第１〜第４実施形態では、ガスシール機構３によって液体ＬＱを保持する（液体ＬＱの不要な拡がりを防止する）ものとしたが、必ずしもガスシールを用いなくてもよい。例えば、少なくとも基板Ｐの露光動作時における、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＬＳ１（又はシール部材７０の下面７０Ａ）と基板Ｐとの間隔を１〜３ｍｍ程度に設定して、毛細管現象を利用することより、液体ＬＱを保持しつつ、液体ＬＱの供給、回収を行うようにしてもよい。
さらに、上述の第１〜第３実施形態ではシール部材７０に断熱材７１を設けるものとしたが、断熱材を設ける代わりに、あるいは断熱材と組み合わせて、例えばシール部材７０の温度を調整する機構を設けてもよい。勿論、補償機構５などに起因するシール部材７０の温度変化、ひいては液体ＬＱ、投影光学系ＰＬなどの温度変化が所定の許容範囲内であるときは、前述した断熱材などを設けなくてもよい。
なお、上述の第１〜第４実施形態では、ガスシール機構３により生成された気流により液体ＬＱの一部が気化することで生じる気化熱による基板Ｐの温度変化を補償するものとしたが、ガスシール機構３による気体の噴出を行わなくても液体ＬＱの一部が気化し得るので、液体ＬＱをシールする気体の噴出を行わない、あるいはガスシール機構３を設けない場合にも、前述の補償機構５によって気化熱による基板の温度変化を補償するようにしてもよい。
また、上述の第１〜第４実施形態では、光路空間Ｋ１に満たされる液体ＬＱの温度と基板Ｐの温度とをほぼ等しくするものとしたが、前述の気化熱による基板Ｐの局所的な温度変化（即ち、露光精度の変動）が所定の許容範囲内となっているならば、液体ＬＱの温度と基板Ｐの温度とを異ならせてもよい。

【0088】

上述したように、上記各実施形態では液体ＬＱとして純水を用いている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジスト、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。

【0089】

そして、波長が１９３ｎｍ程度の露光光ＥＬに対する純水（水）の屈折率ｎはほぼ１．４４と言われており、露光光ＥＬの光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板Ｐ上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系ＰＬの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。

【0090】

上記各実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に最終光学素子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（カバープレートなど）であってもよい。

【0091】

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。

【0092】

また、上記各実施形態では、投影光学系の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。

【0093】

さらに、上記各実施形態では、液浸機構１のうち液体ＬＱの供給、回収を行うノズル部材と、ガスシール機構３のシール部材７０とが同一の部材であるものとしたが、ノズル部材とシール部材とを異なる部材としてもよい。なお、液浸機構１（特にノズル部材）の構造は、上述の構造に限られず、例えば欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号公報、国際公開第２００４／０５７５９０号公報、国際公開第２００５／０２９５５９号公報などに記載されているものも用いることができる。

【0094】

なお、上記各実施形態では液体ＬＱが水（純水）であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ_２レーザである場合、このＦ_２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ_２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や基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。
さらに、液体ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。
また、石英及び蛍石よりも屈折率が高い材料（例えば１．６以上）で、少なくとも最終光学素子ＬＳ１を形成してもよい。液体ＬＱとして、種々の液体、例えば超臨界流体を用いることも可能である。

【0095】

なお、上記各実施形態では干渉計システム（９２、９４）を用いてマスクステージＭＳＴ、基板ステージＰＳＴの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えばステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。

【0096】

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。

【0097】

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。

【0098】

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。

【0099】

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報（対応する米国特許第６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応する米国特許第５，９６９，４４１号）あるいは米国特許第６，２０８，４０７号などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。本国際出願で指定又は選択された国の法令で許容される限りにおいて、上記ツインステージ型の露光装置に関する公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

【0100】

更に、特開平１１−１３５４００号公報、特開２０００−１６４５０４号公報（対応する米国特許第６，８９７，９６３号）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／又は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。本国際出願で指定又は選択された国の法令で許容される限りにおいて、上記計測ステージを備える露光装置に関する公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

【0101】

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

【0102】

また、ＣＤやＤＶＤ等のディスク媒体を製造するためのスタンパー用原版（所謂金型）を作るためのビーム描画装置においても、ビームスポット照射用の対物レンズと被描画原版との間に液体を満たす場合、本発明を同様に適用することができる。

【0103】

なお、上記各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いてもよい。

【0104】

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。
さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応する米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回のスキャン露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

【0105】

以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

【0106】

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１０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。

【産業上の利用可能性】

【0107】

本発明によれば、液浸法に基づいて基板を露光する際、基板の温度変化を抑制して精度良く基板を露光することができる。それゆえ、本発明は、半導体素子、液晶表示素子又はディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、ＣＣＤ、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、レチクル（マスク）のような広範囲な製品を製造するための露光装置に極めて有用となる。

【符号の説明】

【0108】

１…液浸機構、３…ガスシール機構、５…補償機構、１２…供給口、２２…回収口、３２…噴射口、３６…吹き出し口、５０…気体温調装置（第１温調装置）、５２…第２気体温調装置（第２温調装置）、５１…液体温調装置（第３温調装置）、５３…放射部、５４…放射部（第４温度調整装置）、７０…シール部材、７１…断熱材（断熱構造）、ＣＯＮＴ…制御装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｋ１…光路空間、ＬＱ…液体、ＭＲＹ…記憶装置、Ｐ…基板、ＰＨ…基板ホルダ（保持部材）、ＰＬ…投影光学系

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】