曝光装置以及器件制造方法

专利名称：曝光装置以及器件制造方法
技术领域：
本发明涉及在用液体填满投影光学系统和衬底之间的状态下将衬底曝光的曝光装置，以及使用该曝光装置的器件制造方法。
背景技术：
半导体器件和液晶显示器件，用将形成在掩模或中间掩模(以下，称为“中间掩模”)上的图形转印到晶片或玻璃板等衬底上的，所谓的光刻法的方法制造。在该光刻法工序中使用的曝光装置，是具有支撑中间掩模的中间掩模载物台和支撑衬底的衬底载物台，并一面逐次移动中间掩模载物台以及衬底载物台，一面将中间掩模的图形经由投影光学系统转印到衬底上的装置。近年，为了应对器件图形的进一步的高集成化，要求投影光学系统的进一步的高析像度化。投影光学系统的析像度，是使用的曝光波长越短，另外投影光学系统的数值孔径越大，就越高。因此，在曝光装置中使用的曝光波长正在一年一年短波长化，投影光学系统的数值孔径也正在增大。并且，现在主流的曝光波长，是KrF准分子激光器的248nm，波长更短的ArF准分子激光器的193nm也越来越实用化。另外，在进行曝光时，与析像度同样地，焦深(DOF)也变得重要。析像度Re、以及焦深δ分别用以下的公式表示。
Re＝k1·λ/NA ...(1)δ＝±k2·λ/NA2...(2)
在此，λ是曝光波长，NA是投影光学系统的数值孔径，k1、k2是工艺系数。由(1)式、(2)式，可知当为了提高析像度Re而缩短曝光波长λ，并增大数值孔径NA时，焦深δ变窄。
如果焦深δ变得过窄，则很难使衬底表面相对于投影光学系统的像面吻合，并且有可能曝光动作时的聚焦裕度不足。于是，作为实际上缩短曝光波长，并且扩大焦深的方法，提出了例如国际公开第99/49504号小册子所公开的液浸法。该液浸法，是用水或有机溶剂等液体填满投影光学系统的下面和衬底表面之间，并利用在液体中的曝光光的波长是空气中的1/n(n是液体的折射率，通常是1.2～1.6左右)的情况提高析像度，同时将焦深扩大约n倍的方法。
可是，当在投影光学系统的最靠近衬底侧的光学部件的端面和衬底表面之间填满了液体的状态下，因保持衬底的衬底载物台的移动等而产生的振动经由液体传递给该终端的光学部件，经由投影光学系统和液体投影到衬底上的图形像有可能劣化。
进而，在上述以往技术中，为了形成液体的液浸区域，使用具有液体供给口以及液体回收口的喷嘴部件来进行液体的供给以及回收，但当液体浸入喷嘴部件和投影光学系统之间的间隙时，有可能在保持构成投影光学系统的光学部件的镜筒上生锈，或者出现光学部件溶解等不良状况。
进而，也考虑到液体浸入镜筒内部的情况，在该情况下，也有可能出现上述不良状况。
另外，由于浸入的液体的影响，投影光学系统中例如最靠近像面侧的光学零件稍微变形或振动，就有可能出现曝光精度、计测精度劣化的不良状况。

发明内容
本发明是鉴于这样的问题而研制成的，其目的在于提供能够抑制在投影光学系统和衬底之间填满液体而进行曝光处理时的图形像的劣化的曝光装置，以及使用该曝光装置的器件制造方法。
为了解决上述的问题，本发明采用了与实施形态所示的图1～图10相对应的以下的构成。
本发明的曝光装置(EX)，它是具备包括与液体(LQ)接触的光学部件(G12)以及配置在该光学部件(G12)和图形之间的光学组(G1～G11、MPL)的投影光学系统(PL)，通过经由投影光学系统(PL)和液体(LQ)将图形的像投影在衬底(W)上的方式曝光衬底(W)的曝光装置，其特征在于，具备保持光学部件(G12)和光学组(G1～G11、MPL)的保持机构(HG)，保持机构(HG)，以相对于光学组(G1～G11、MPL)可动的方式保持光学部件(G12)。
根据本发明，由于将投影光学系统中与液体接触的光学部件(所谓的前透镜)，以相对于配置在该光学部件和图形之间的光学组可动的方式保持，因此传递到光学部件的振动通过该光学部件移动的方式被吸收。因而，可以防止光学部件的振动传递给光学组。
另外，本发明的目的还在于提供可以防止液体浸入投影光学系统内从而可以维持较高的曝光精度以及计测精度的曝光装置，以及使用该曝光装置的器件制造方法。
为了解决上述的问题，本发明采用了与实施形态所示的图10～图16相对应的以下的构成。
本发明的曝光装置(EX)，它是在投影光学系统(PL)的像面侧形成液体(LQ)的液浸区域(AR2)，并经由投影光学系统(PL)和液体(LQ)将图形曝光在衬底(W)上的曝光装置，其特征在于，具备以包围构成投影光学系统(PL)的多个光学部件(2A～2F)中与液体(LQ)接触的光学部件(302F)的侧面(302T)，或保持该光学部件(302F)的保持部件(PK)的侧面的方式设置，并具有液体供给口(313)以及液体回收口(323)中的至少任意一方的环状部件(370)，和阻止液体(LQ)浸入光学部件(302F)或保持部件(PK)的侧面(302T)和环状部件(370)之间的第1密封部件(330)。
根据本发明，由于设置了第1密封部件，因此可以防止液体浸入光学部件或保持部件和环状部件之间。因而，可以防止在保持部件上生锈，或光学部件溶解等不良状况。另外，由于液体不会浸入光学部件或保持部件和环状部件之间，因此还可以防止由浸入的液体导致的光学部件的变形和振动等的发生。因而，可以高精度地进行经由液体的曝光处理以及计测处理。
本发明的曝光装置(EX)，它是在投影光学系统(PL)的像面侧形成液体(LQ)的液浸区域(AR2)，并经由投影光学系统(PL)和液体(LQ)将图形曝光在衬底(W)上的曝光装置，其特征在于，具备保持构成投影光学系统(PL)的多个光学部件(2A～2F)中与液体(LQ)接触的光学部件(2F)的保持部件(PK)，和阻止光学部件(2F)和保持部件(PK)之间的气体的流通的密封部件(340)。
根据本发明，由于设置了密封部件，因此可以防止保持构成投影光学系统的多个光学部件的保持部件的内部空间和外部之间的气体的流通。因而，即便是用规定的气体填满保持部件的内部空间的构成，也可以防止相对于其内部空间的外部的气体或液体的浸入，并可以将内部空间维持在需要的环境。
本发明的器件制造方法，其特征在于使用上述所述的曝光装置(EX)。根据本发明，由于可以维持较高的曝光精度以及计测精度，因此可以提供能够发挥所需的性能的器件。


图1是展示本发明的曝光装置的一个实施形态的概略构成图。
图2是投影光学系统的前端部附近的放大图。
图3是展示投影光学系统的投影区域和液体供给装置以及液体回收装置的位置关系的图。
图4是展示本发明的投影光学系统的一个实施形态的构成图。
图5是第1保持部件以及连接机构附近的放大剖面图。
图6是构成连接机构的弯曲件的立体图。
图7是构成连接机构的弯曲件的正视图。
图8是像调整机构的控制框图。
图9是展示本发明的投影光学系统的其他的实施形态的构成图。
图10是展示本发明的曝光装置的一个实施形态的概略构成图。
图11是展示液体供给口以及液体回收口和投影光学系统的投影区域的位置关系的平面图。
图12是光学元件以及流路形成部件附近的放大剖面图。
图13是展示第1密封部件附近的放大剖面图。
图14是展示第2密封部件附近的放大剖面图。
图15是展示第1密封部件的别的实施形态的剖面图。
图16是展示半导体器件的制造工序的一例的流程图。
具体实施例方式
以下，参照

本发明的曝光装置以及器件制造方法。
第1实施例图1是展示本发明的曝光装置的一个实施形态的概略构成图。
在图1中，曝光装置EX，具备支撑中间掩模R的中间掩模载物台RST，支撑衬底W的衬底载物台WST，用曝光光EL照明支撑在中间掩模载物台RST上的中间掩模R的照明光学系统IL，将用曝光光EL照明的中间掩模R的图形的像投影曝光在支撑在衬底载物台WST上的衬底W上的投影光学系统PL，和统一控制曝光装置EX整体的动作的控制装置CONT。
在此，在本实施形态中，以作为曝光装置EX，使用一面将中间掩模R和衬底W向扫描方向彼此不同的方向(反方向)同步移动，一面将形成在中间掩模R上的图形曝光在衬底W上的扫描型曝光装置(所谓扫描步进曝光装置)的情况为例来说明。在以下的说明中，将与投影光学系统PL的光轴AX相一致的方向设为Z轴方向，在垂直于Z轴方向的平面内将中间掩模R和衬底W的同步移动方向(扫描方向)设为X轴方向，将垂直于Z轴方向以及X轴方向的方向(非扫描方向)设为Y轴方向。另外，将围绕X轴、Y轴、以及Z轴的旋转(倾斜)方向分别设为θX、θY、以及θZ方向。再者，这里所说的“衬底”包括在半导体晶片、玻璃晶片上涂覆了抗蚀剂的部件。
本实施形态的曝光装置EX，是为了实际上缩短曝光波长而提高析像度，同时实际上扩大焦深而适用了液浸法的液浸曝光装置，具备向衬底W上供给液体LQ的液体供给装置1，和回收衬底W上的液体LQ的液体回收装置2。曝光装置EX，至少在将中间掩模R的图形像转印到衬底W上的期间内，由从液体供给装置1供给的液体LQ，在包括投影光学系统PL的投影区域AR1的、衬底W上的一部分上形成液浸区域AR2。具体地说，曝光装置EX，采用用液体LQ填满投影光学系统PL的终端部的光学部件(光学元件)G12和衬底W的表面之间的局部液浸构成(Local Liquid Filling)，通过经由该投影光学系统PL和衬底W之间的液体LQ以及投影光学系统PL将中间掩模R的图形像投影在衬底W上的方式，将衬底W曝光。
照明光学系统IL，是用曝光光EL照明支撑在中间掩模载物台RST上的中间掩模R的部件，具有曝光用光源，将从曝光用光源射出的光束的照度均匀化的光学积分器，将来自于光学积分器的曝光光EL聚光的聚光透镜、中继透镜系统，将由曝光光EL产生的中间掩模R上的照明区域设定为狭缝状的可变视场光阑等。中间掩模R上的规定的照明区域通过照明光学系统IL用均匀的照度分布的曝光光EL照明。作为从照明光学系统IL射出的曝光光EL，例如采用从水银灯射出的紫外域的亮线(g线、h线、i线)以及KrF准分子激光器光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)、ArF准分子激光器光(波长193nm)以及F2激光器光(波长157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本实施形态中，采用ArF准分子激光器光。
在此，在本实施形态中，在液体LQ上采用纯水。纯水不只可以透过ArF准分子激光器光，还可以透过例如从水银灯射出的紫外域的亮线(g线、h线、i线)以及KrF准分子激光器光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)。
中间掩模载物台RST，是经由中间掩模支架RH支撑形成了成为原图的电路图形的中间掩模R的部件，在垂直于投影光学系统PL的光轴AX的平面内，即在XY平面内可以进行二维移动以及可以沿着θZ方向进行微小旋转。中间掩模载物台RST由直线电动机等中间掩模载物台驱动装置RSTD驱动。
中间掩模载物台驱动装置RSTD由控制装置CONT控制。在中间掩模支架RH上(或者中间掩模载物台RST上)设有移动镜50。另外，在与移动镜50相对的位置上设有激光干涉仪51。中间掩模载物台RST上的中间掩模R的二维方向的位置、以及θZ方向的旋转角(根据情况还有θX、θY方向的微小旋转角)通过激光干涉仪51用实时计测，并将计测结果输出到控制装置CONT。控制装置CONT通过根据激光干涉仪51的计测结果驱动中间掩模载物台驱动装置RSTD的方式，进行支撑在中间掩模载物台RST上的中间掩模R的定位。另外，在保持中间掩模R的中间掩模支架RH和中间掩模载物台RST之间设有多个驱动器150(150A～150C)。通过驱动器150的驱动，保持中间掩模R的中间掩模支架RH，便可以沿着Z轴方向、以及包括θX、θY方向的倾斜方向移动。
投影光学系统PL，是用规定的投影倍率β将中间掩模R的图形投影曝光在衬底W上的部件。在本实施形态中，投影光学系统PL，是投影倍率β例如为1/4或1/5的缩小系统。再者，投影光学系统PL也可以是等倍系统以及放大系统的任意一种。
投影光学系统PL，具备配置在其终端侧(衬底W侧)、与液体LQ相接的光学部件G12，和包括配置在光学部件G12和具有图形的中间掩模R之间的多个光学元件G1～G11的光学组MPL。再者，在本实施形态中，光学部件G12是1个平凸透镜元件，并且，构成投影光学系统PL的多个光学元件G1～G12用保持机构HG保持。保持机构HG，具备保持光学组MPL的镜筒(第2保持部件)PLB，和保持透镜元件G12的透镜保持部MLM。透镜保持部MLM，具备保持透镜元件G12的透镜盒(第1保持部件)LS12，和将透镜盒LS12相对于镜筒PLB柔和地连接的连接机构100。连接机构100，具备后述的作为弹性部件的弯曲件(100A～100C)。保持在透镜盒LS12内的透镜元件G12通过连接机构100，相对于保持在镜筒PLB内的光学组MPL可以移动。
在镜筒PLB的外周部设有凸缘部FLG，投影光学系统PL经由凸缘部FLG支撑在立柱(曝光装置的主体部)CL上。
光学元件G1～G12用萤石或石英形成，在一部分的光学元件的曲面上实施非球面研磨。特别是，如果用萤石形成透镜元件G12，该萤石如果不进行处理，时间长了就会被水腐蚀，因此用适当的薄膜覆盖既能保护萤石又能提高亲和性。由此，可以使液体LQ紧贴在透镜元件G12的液体接触面的大致整面上，并能够可靠地用液体LQ填满透镜元件G12和衬底W之间的光路。再者，透镜元件G12也可以是与水的亲和性较高的石英。另外，当在透镜元件G12的液体接触面上实施覆盖等亲水(亲液)处理，从而进一步提高与液体LQ的亲和性时，也可以制成在从液浸区域AR2除去了水的干燥状态下，水分很快从透镜元件G12的液体接触面消退的特殊的膜结构(例如当附加电场时分子配列变化，或当流过少量的电流时温度上升的膜等)。
衬底载物台WST，是支撑衬底W的部件，具备经由衬底支架保持衬底W的Z载物台52，和支撑Z载物台52的XY载物台53。包括Z载物台52以及XY载物台53的衬底载物台WST被支撑在载物台底座54上。衬底载物台WST由直线电动机等衬底载物台驱动装置WSTD驱动。衬底载物台驱动装置WSTD由控制装置CONT控制。通过驱动Z载物台52，控制保持在Z载物台52上的衬底W的Z轴方向的位置(聚焦位置)、以及θX、θY方向的位置。另外，通过驱动XY载物台53，控制衬底W的XY方向的位置(实际上与投影光学系统PL的像面平行的方向的位置)。即，Z载物台52，控制衬底W的聚焦位置以及倾斜角，然后用自动调焦方式、以及自动调平方式，使衬底W的表面与投影光学系统PL的像面相吻合，XY载物台53进行衬底W的X轴方向以及Y轴方向的定位。再者，当然也可以将Z载物台和XY载物台一体地设置。
在衬底载物台WST(Z载物台52)上设有移动镜55。另外，在与移动镜55相对的位置上设有激光干涉仪56。衬底载物台WST上的衬底W的二维方向的位置、以及旋转角通过激光干涉仪56进行实时计测，并将计测结果输出给控制装置CONT。控制装置CONT通过根据激光干涉仪56的计测结果驱动衬底载物台驱动装置WSTD的方式，进行支撑在衬底载物台WST上的衬底W的定位。
另外，在衬底载物台WST(Z载物台52)上，以包围衬底W的方式设有辅助板57。辅助板57具有与保持在衬底支架上的衬底W的表面大致相同高度的平面。在此，虽然在衬底W的边缘和辅助板57之间有0.1～1.0mm左右的间隙，但由于液体LQ的表面张力，液体LQ基本不会流入该间隙，即便在曝光衬底W的周边附近的情况下，通过辅助板57，也可以将液体LQ保持在投影光学系统PL的透镜元件G12的下面。
曝光装置EX，具备向衬底W上供给液体LQ的液体供给装置1，和回收衬底W上的液体LQ的液体回收装置2。液体供给装置1，是用于向衬底W上供给液体LQ，并用液体LQ填满投影光学系统PL的终端部的透镜元件G12和衬底W之间从而形成液浸区域AR2的部件，具备收容液体LQ的容器、加压泵、以及调整供给的液体LQ的温度的温度调整装置等。在液体供给装置1上连接有供给管3的一端部，在供给管3的另一端部上连接有供给喷嘴4。液体供给装置1，经由供给管3以及供给喷嘴4向衬底W上供给液体LQ。
液体回收装置2，具备吸引泵、收容回收的液体LQ的容器等。
在液体回收装置2上连接有回收管6的一端部，在回收管6的另一端部上连接有回收喷嘴5。液体回收装置2经由回收喷嘴5以及回收管6回收衬底W上的液体LQ。在形成液浸区域AR2时，控制装置CONT驱动液体供给装置1，经由供给管3以及供给喷嘴4在每个单位时间供给规定量的液体LQ，同时驱动液体回收装置2，经由回收喷嘴5以及回收管6在每个单位时间回收规定量的液体LQ。由此，在投影光学系统PL的终端部的透镜元件G12和衬底W之间形成液体LQ的液浸区域AR2。
图2，是展示曝光装置EX的投影光学系统PL的下部、液体供给装置1、以及液体回收装置2等的正视图，图3，是展示投影光学系统PL的投影区域AR1和供给喷嘴4以及回收喷嘴5的位置关系的图。投影光学系统PL的投影区域AR1沿着Y轴方向呈细长的矩形状(狭缝状)，以沿着X轴方向夹住该投影区域AR1的方式，在+X侧配置3个供给喷嘴4A～4C，在-X侧配置2个回收喷嘴5A、5B。并且，供给喷嘴4A～4C经由供给管3连接在液体供给装置1上，回收喷嘴5A、5B经由回收管4连接在液体回收装置2上。另外，在将供给喷嘴4A～4C和回收喷嘴5A、5B围绕投影光学系统PL的光轴大致旋转180°的位置上，配置有供给喷嘴8A～8C、和回收喷嘴9A、9B。供给喷嘴4A～4C和回收喷嘴9A、9B沿着Y轴方向交替配列，供给喷嘴8A～8C和回收喷嘴5A、5B沿着Y轴方向交替配列，供给喷嘴8A～8C经由供给管10连接在液体供给装置1上，回收喷嘴9A、9B经由回收管11连接在液体回收装置2上。
在扫描曝光时，将中间掩模R的一部分的图形像投影在投影区域AR1上，并相对于投影光学系统PL，中间掩模R沿着-X方向(或+X方向)以速度V移动，与之同步，衬底W经由XY载物台53沿着+X方向(或-X方向)以速度β·V(β为投影倍率)移动。然后，在对1个拍摄区域的曝光结束后，利用衬底W的步进，下一个拍摄区域移动到扫描开始位置，以下，用步进/扫描方式顺次进行对于各拍摄区域的曝光处理。在本实施形态中，以与衬底W的移动方向平行地、沿着与衬底W的移动方向相同的方向流过液体LQ的方式设定。即，在使衬底W沿着用箭头Xa(参照图3)表示的扫描方向(-X方向)移动而进行扫描曝光时，用供给管3、供给喷嘴4A～4C、回收管6、以及回收喷嘴5A、5B，通过液体供给装置1以及液体回收装置2进行液体LQ的供给以及回收。即，当衬底W沿着-X方向移动时，经由供给管3以及供给喷嘴4(4A～4C)从液体供给装置1向投影光学系统PL和衬底W之间供给液体LQ，同时经由回收喷嘴5(5A、5B)、以及回收管6向液体回收装置2回收液体LQ，液体LQ以填满透镜元件G12和衬底W之间的方式沿着-X方向流动。另一方面，当使衬底W沿着用箭头Xb表示的扫描方向(+X方向)移动而进行扫描曝光时，用供给管10、供给喷嘴8A～8C、回收管11、以及回收喷嘴9A、9B，通过液体供给装置1以及液体回收装置2进行液体LQ的供给以及回收。即，当衬底W沿着+X方向移动时，经由供给管10以及供给喷嘴8(8A～8C)从液体供给装置1向投影光学系统PL和衬底W之间供给液体LQ，同时经由回收喷嘴9(9A、9B)、以及回收管11向液体回收装置2回收液体LQ，液体LQ以填满透镜元件G12和衬底W之间的方式沿着+X方向流动。这时，例如从液体供给装置1经由供给喷嘴4供给的液体LQ随着衬底W的向-X方向的移动而以被拉入透镜元件G12和衬底W之间的方式流动，因此即便液体供给装置1的供给能量较小，也可以很容易地向透镜元件LS12和衬底W之间供给液体LQ。并且，通过按照扫描方向切换流过液体LQ的方向，在无论沿着+X方向、或-X方向中的哪一个方向扫描衬底W的情况下，都可以用液体LQ填满透镜元件G12和衬底W之间，并可以得到较高的析像度以及较宽的焦深。
图4，是展示投影光学系统PL的概略构成图。中间掩模R，配置在由多个透镜元件(光学元件)G1～G12构成的两侧远心的投影光学系统PL的物体面侧。透镜元件G1～G12，沿着光轴AX配置在镜筒PLB内的规定位置上，但在本实施形态中，透镜元件G3、G4、G6，分别由压电伸缩元件、音圈电动机(VCM)等驱动器AC1、AC2、AC3，支撑在相对于镜筒PLB可以沿着2自由度(X平移、Y平移)的方向、3自由度(Z平移、θX倾斜、θY倾斜)的方向、或5自由度(X平移、Y平移、Z平移、θX倾斜、θY倾斜)的方向微动的环状的透镜盒内。
这3个可以微动的透镜元件G3、G4、G6，是用于修正投影光学系统PL的各种像差的部件，可以稍微调整将中间掩模R的电路图形成像投影在配置在投影光学系统PL的像面侧的衬底W上时的像质(倍率误差、歪曲像差、彗形像差、灰分、像面弯曲等)、像面位置。再者，移动投影光学系统PL中的透镜元件而进行像调整的机构，例如在特开平11-195602号公报中被公开。在图4中，来自于中间掩模R上的任意的点P1的光线中，在投影光学系统PL的光瞳面PP的中心与光轴AX交叉后到达衬底W上的相对应的点P2的主光线LO，在中间掩模R和透镜元件G1之间、以及透镜元件G11和衬底W之间与光轴AX平行，点P1的离光轴AX的距离，和点P2的离光轴AX的距离的比，是该投影光学系统PL整体的投影倍率β。
位于投影光学系统PL的像侧前端的透镜元件(以下，适当称为“前透镜元件”)G12，由相对于支撑其他的透镜元件G1～G11的镜筒PLB在振动上分离的透镜保持部MLM支撑。透镜保持部MLM，如上述，具备保持前透镜元件G12的透镜盒LS12，和将透镜盒LS12相对于镜筒PLB柔和地连接的连接机构100，通过连接机构100，镜筒PLB和透镜盒LS12在振动上分离，并以透镜盒LS12的振动不传递给镜筒PLB的方式将其吸收。
在本实施形态的液浸曝光时，以填满透镜元件G12的下面和衬底W的间隙1～2mm的方式从液体供给喷嘴4供给液体LQ，同时由液体回收喷嘴5回收液体LQ，因此液浸区域AR2的液体LQ成为某种程度的正压力，液体LQ的刚性有可能上升。另外，在本实施形态中，曝光装置EX是扫描型曝光装置，这时，衬底W沿着X轴方向以最高速度500mm/秒左右的速度移动，在该扫描曝光中，也以将衬底W的表面(曝光面)维持在投影光学系统PL的焦深内的方式进行衬底W的自动调焦动作以及自动调平动作(AF/AL动作)。衬底W的AF/AL动作，通常通过使保持衬底W的衬底载物台WST(衬底支架)沿着光轴方向(Z轴方向)稍微移动，或倾斜的方式进行，因此当将投影光学系统PL的前透镜元件G12相对于镜筒PLB整体牢固地固定时，为了进行要恒定地保持透镜元件G12的下面和衬底W表面的间隙距离(间隙)的AF/AL动作，在衬底W侧产生的振动成分便经由液浸区域AR2的液体LQ传递到镜筒PLB整体上。另外，当支撑衬底W并沿着X轴以及Y轴方向移动的衬底载物台WST例如是使用了空气轴承的非接触导引方式时，虽然没有滑动性的振动，但由于载物台的加减速时容易引起的空气轴承间隙的稍微的变动，就发生振动，并也有可能经由液体LQ传递给镜筒PLB。由于投影光学系统PL整体，经由设在镜筒PLB的中间附近的凸缘部FLG而承受自重地被支撑在立柱CL上，因此传递给镜筒PLB的振动也传递给镜筒PLB内的各透镜元件、以及立柱CL，由于该振动的影响，投影像的质量劣化。另外，由于该振动还有可能产生像晃动，从而不能在衬底W的需要位置上形成图形。
以往，由于投影光学系统PL的焦点距离被空间地分离，因此完全没有这种在衬底W侧产生的振动成分直接传递到投影光学系统PL侧的情况，但在液浸曝光时，最好将液浸区域AR2的厚度(光轴方向的厚度)设定为1～2mm，如果可能，最好设定为小于等于1mm，在这种厚度的液浸区域AR2，投影光学系统PL的前透镜元件G12和衬底W被看作是用具有一定的弹性系数或弹簧常数的刚体机械地直接连结在一起的部件，因此在衬底W侧产生的振动成分便直接传递到投影光学系统PL侧(光学组MPL侧)。于是在本实施形态中，如图4所示，至少由与镜筒PLB不同的透镜盒LS12支撑液浸区域AR2的与液体LQ相接的前透镜元件G12，并通过连接机构100将镜筒PLB和透镜盒LS12连接在一起，同时透镜元件G12(透镜盒LS12)以精密级的自由度，在理想上具有Z平移微动、θX倾斜微动、θY倾斜微动这3个自由度的方式设定。即，通过至少将保持前透镜元件G12的透镜盒LS12相对于光学组MPL的镜筒PLB经由连接机构100至少沿着Z轴方向柔和地连接，并相对于镜筒PLB以能够沿着Z轴方向、θX方向、θY方向移动的方式连接，在衬底W侧产生的振动被其软性吸收，由此将作用在镜筒PLB上的振动遮断或减少。
图5，是投影光学系统PL的前透镜元件G12以及透镜保持部MLM附近的放大剖面图。在镜筒PLB的最下端部也是外镜筒LB3内，固定有可调整地(kinematic)支撑形成在透镜元件G8、G9、G10、G11的各端面上的凸缘F8、F9、F10、F11的环状的透镜盒LS8、LS9、LS10、LS11。并且，透镜盒LS11的最下面部比外镜筒LB3更向下方突出地设置，在固定在该镜筒PLB(外镜筒LB3)上的透镜盒LS11的最下面部上安装有支撑透镜元件G12的透镜保持部MLM。透镜保持部MLM，具备可调整地支撑形成在透镜元件G12的端面部上的凸缘F12的透镜盒LS12，和构成用于相对于外镜筒LB3侧的透镜盒LS11柔和地连接透镜盒LS12的连接机构的3个弯曲件100A、100B、100C。再者，在图5中为了便于理解，只图示了2个弯曲件100A、100B，但实际是在以光轴AX为中心的圆周上的3个部位上以120度间隔配置。各弯曲件100A、100B、100C是具有沿着光轴AX方向(Z轴方向)弹性伸缩的特性，同时具有相对于透镜盒LS11，透镜盒LS12也可以沿着横向(以光轴AX为中心的圆的放射方向)进行数μm左右的弹性变位的特性的弹性部件。
作为投影光学系统PL的前透镜元件G12，最好其上面G12a的曲率半径是较小的凸面(球面或非球面)，其下面G12b是平坦面(曲率半径大致无限大)的。另外，在本实施形态中，透镜盒LS12的最下面部110，是与透镜元件G12的下面G12b大致一致高度的环状的平坦面，由此，液浸区域AR2的液体LQ的流动变得顺利。
另外，虽然以在透镜元件G12的下面G12b的周缘部和透镜盒LS12的最下面部110的周缘部之间形成有1mm左右的些微的间隙RV的方式设计，但以液浸区域AR2的液体LQ从该间隙RV上升而液体LQ的飞沫或蒸气不会附着在其上的透镜元件G11等上的方式，在透镜盒LS12内设有与间隙RV连通的环状的气体供给管112和环状的弹性密封部件115。气体供给管112是经由管道等连接在加压泵上，并为了防止液体LQ或飞沫从间隙RV进入的情况，而向间隙RV供给正压力的氮气等的部件。液浸区域AR2的液体LQ的本来的液流，由液体供给喷嘴4和液体回收喷嘴5形成，因此将由气体供给管112进行的正压力气体的供给，设定为不会明显阻碍该液流的程度的压力，这样，从间隙RV浸入的液体、飞沫、以及蒸气被其上的弹性密封部件115遮蔽。该弹性密封部件115紧压在透镜元件G12的侧面全周上，还兼有隔开与其上的透镜元件G11之间的空间的气密功能，由此，可以用氮气填满透镜元件G1～G11所位于的镜筒空间内，和到前透镜元件G12的上面G12a的空间。弹性密封部件115，也可以构成为与后述的第2实施例的第1密封部件330相同。
再者，在图5中，固定在透镜盒LS12的外周部的向上的圆筒状凸片102A和固定在透镜盒LS11的外周部的向下的圆筒状凸片102B，是用于防止液体LQ的飞沫从外部进入弯曲件100A、100B、100C所具有的开放空间部内的部件，凸片彼此以即便透镜保持部MLM倾斜也保持规定的间隙的方式配置。
可是，当要如图5那样一面用3个弯曲件100A、100B、100C支撑透镜盒LS12，一面吸收或减少从衬底W侧经由液浸区域AR2传递来的振动时，透镜保持部MLM的微动时的响应频率必须相当高，因此如果制成只用3个弯曲件100A、100B、100C支撑透镜盒LS12整体的重量的结构，就得不到所需的响应频率，因此最好具有用于降低透镜盒LS12的载荷对弯曲件100A、100B、100C的作用的自重消除机构(载荷降低机构)。
图6，是展示带自重消除机构的弯曲件100A的结构的图。再者，弯曲件100B、100C也具有与弯曲件100A相同的构成。在图6中，坐标系MSZ的Z轴与光轴AX平行，S轴是垂直于光轴AX的放射方向的轴，M轴是相对于S轴和Z轴这两方垂直的切线方向的轴。另外，图7是从M轴方向看图6的弯曲件100A的图。弯曲件100A，是将SUS或硬铝等金属材料弯成H形状的部件而成形，具有在连接上板部120A和底板部120B的中间部分上，形成了沿着M轴方向贯通的多个切入部124A、124B、124C，和圆形的贯通孔124E、124F、124G的弯曲部。并且上板部120A经由4个小螺钉孔121被固定在图5中的透镜盒LS11的底面部，底板部120B经由4个小螺钉孔122被固定在透镜盒LS12的上面部。
该结构，虽然在机械方面上板部120A和底板部120B结合在一起，但可以极度缩小Z轴方向和S轴方向的刚性，同时可以极度提高M轴方向的刚性。其结果，上板部120A和底板部120B便可以相对地沿着Z轴方向弹性伸缩，同时对于S轴方向也可以相对地进行微小变位。通过用120度间隔设置3个这种弯曲件结构，透镜盒LS12在整体上XY方向的刚性较高的状态下被悬架在透镜盒LS11(镜筒PLB)上，成为透镜盒LS12的运动自由度被限制为Z轴方向的平行移动，并且透镜盒LS12相对于镜筒PLB被可调整地支撑的构成。
并且，自重消除机构，由固定在上板部120A的下面的永久磁铁126A，和经由高度调整机构部127固定在底板部120B的上面的永久磁铁126B构成，一对永久磁铁126A、126B以规定的间隙相对。并且，通过永久磁铁126A、126B彼此的磁吸引力，固定在底板部120B上的透镜盒LS12的基本大部分的载荷被提升。这样一来，将该上板部120A连接在透镜盒LS11(镜筒PLB)上，将底板部120B连接在透镜盒LS12上，具有构成自重消除机构的永久磁铁126A、126B的弯曲件100A～100C，便使透镜盒LS12的载荷支撑在透镜盒LS11上。
再者，在图6中，虽然只在弯曲部的一侧展示了一对永久磁铁126A、126B，但当然在相反一侧也设有同样的永久磁铁126A、126B和调整机构部127。调整机构部127是用于调整一对永久磁铁126A、126B的间隙间隔，从而使透镜盒LS12的载荷尽量不作用在弯曲件100A(100B、100C也同样)的中间部分的弯曲部上的部件，例如由使用了锥形凸轮等的简单的Z平移机构构成。该调整机构部127，为了应对永久磁铁126的由老化造成的减磁，在曝光装置的定期维护时，在缩小一对永久磁铁126A、126B的间隙间隔的情况下也被利用。
通过这样的自重消除机构，可以将各弯曲件100A、100B、100C保持在没有机械地变形的、接近中立的状态，同时可以降低各弯曲件单体的刚性，因此透镜保持部MLM便用极低的刚性悬架在镜筒PLB的最下端，前透镜元件G12应该吸收或减少来自于衬底W侧的振动的传递，并可以仿照液浸区域AR2的动作而微动。
再者，在图6中利用一对永久磁铁的磁吸引力进行自重消除，但只要是以非接触的方式产生力的材料即可，可以使用永久磁铁和铁片的组合或电磁铁和铁片(或磁铁)的组合。另外作为弯曲件，在此如图6那样加工并制作了H型的部件，也可以是以能够得到同样的自由度和刚性的方式将多枚薄的板弹簧组合在一起的部件。
可是，由于通过弯曲件100A～100C，投影光学系统PL的前透镜元件G12便自由地移动，因此存在与之相伴的投影像的质(倍率、歪曲像差、彗形像差、灰分等)发生变化的情况，因此必须实时地控制图4中的分别驱动透镜元件G3、G4、G6的驱动器AC1、AC2、AC3来补偿像质劣化。
图8，是适用于图1～图7所示的装置的控制系统的概略的框图。在图8中，中间掩模R通过真空吸附或机械夹持机构以大致垂直于光轴AX的方式保持在中间掩模支架RH上，中间掩模支架RH经由3个Z驱动器150A、150B、150C(但是150C图未示)设在当扫描曝光时沿着规定的扫描方向高速移动的中间掩模载物台RST上。Z驱动器150A、150B、150C由压电元件和音圈电动机(VCM)构成，响应来自于中间掩模精密控制单元(像调整机构)204的驱动信号Va、Vb、Vc，从而在使中间掩模支架RH整体沿着Z轴方向微小地平移移动的同时，使其向θX方向和θY方向微小倾斜。在扫描曝光中为了各种位置误差修正和失真修正，实时地控制该中间掩模支架RH的微动，因此中间掩模支架RH为了谋求轻量化和高刚性化，在一部分上用包括石墨碳材料的结构体的精密陶瓷材料制作。
另外，图4中所示的驱动3个透镜元件G3、G4、G6的驱动器AC1、AC2、AC3，可以分别响应来自于透镜控制单元(像调整机构)202的驱动信号K1、K2、K3而相互独立地控制，但在各驱动器AC1、AC2、AC3内设有计测驱动量的全息编码器或电容式传感器等，来自于这些计测仪器的信号作为反馈信号输入到透镜控制单元202。
然后，在透镜保持部MLM内的各弯曲件100A、100B、100C(但是100C图未示)的附近，设有用于计测该部位的透镜盒LS12的上面的高度变化的间隙传感器(第1检测器)130A、130B、130C(但是130C图未示)。间隙传感器130A、130B、130C安装在镜筒PLB的透镜盒LS11上，可以计测相对于透镜盒LS11的透镜盒LS12的距离变化。来自于各传感器130A、130B、130C的计测信号S0a、S0b、S0c(但是S0c图未示)被读取到传感器单元200内，并实时地检测以固定在投影光学系统PL的镜筒PLB侧的透镜盒LS11为基准的透镜盒LS12的姿势变化(Z位置变化、θX方向和θY方向的倾斜变化)，即镜筒PLB和透镜盒LS12的位置关系。在此，由于镜筒PLB保持光学组MPL，透镜盒LS12保持透镜元件G12，因此传感器单元200，可以根据间隙传感器130A～130C的检测结果，检测光学组MPL和透镜元件G12(透镜元件G12的下面G12b)的位置关系。即，检测镜筒PLB和透镜盒LS12的位置关系，与检测光学组MPL和透镜元件G12的位置关系在实际上是相同的，传感器单元200，通过用间隙传感器130A、130B、130C检测镜筒PLB和透镜盒LS12的位置关系，就可以求出光学组MPL和透镜元件G12的位置关系。再者，也可以光学地进行镜筒PLB和透镜盒LS12的位置关系的检测。
进而，在透镜盒LS12的下面的透镜元件G12附近，安装有大于等于3个的计测到衬底W的表面(曝光面)的距离变化，即液浸区域AR2的厚度变化的间隙传感器(第2检测器)132A、132B、132C、...，它们的计测信号S2a、S2b、...也被读取到传感器单元200内，并实时地检测透镜元件G12的下面G12b和衬底W的表面的平行度(相对的倾斜的方向和量)和间隔的变化。在此，由于间隙传感器132A、132B、132C、...被安装在保持透镜元件G12的透镜盒LS12上，因此传感器单元200，可以根据间隙传感器132A、132B、132C、...的检测结果，检测透镜元件G12和衬底W的表面的位置关系。即，检测透镜盒LS12和衬底W的表面的位置关系，与检测透镜元件G12和衬底W的表面的位置关系在实际上是相同的，传感器单元200，通过用间隙传感器132A、132B、132C、...检测透镜盒LS12和衬底W的表面的位置关系，就可以求出透镜元件G12和衬底W的表面的位置关系。再者，也可以光学地检测透镜盒LS12和衬底W的表面的位置关系。
用该传感器单元200计测的计测信息CS，被实时地输送给之前的透镜控制单元202和中间掩模精密控制单元204。透镜控制单元202，为了根据该计测信息CS，修正按照前透镜元件G12的位置和姿势的变化而派生的各种像差成分的误差，即，为了补偿相对于镜筒PLB的透镜盒LS12的变动、或相对于衬底W的表面的透镜盒LS12的变动，实时地向给各驱动器AC1、AC2、AC3的驱动信号K1、K2、K3附加偏置成分，并调整投影在衬底W上的图形的像。在此，由于相对于镜筒PLB的透镜盒LS12的位置关系的变动，与相对于光学组MPL的透镜元件G12的位置关系的变动在实际上是相同的，因此透镜控制单元202，可以根据传感器单元200的计测信息CS，补偿相对于光学组MPL的透镜元件G12的变动。同样地，由于相对于衬底W的表面的透镜盒LS12的位置关系的变动，与相对于衬底W的表面的透镜元件G12的位置关系的变动在实际上是相同的，因此透镜控制单元202，可以根据传感器单元200的计测信息CS，补偿相对于衬底W的表面的透镜元件G12的变动。
同样地，中间掩模精密控制单元204，为了修正按照透镜元件G12的位置和姿势的变化而派生的各种像差成分的误差，可以根据计测信息CS，实时地向给控制中间掩模支架RH(中间掩模R)的Z位置和倾斜的各Z驱动器150A、150B、150C的驱动信号Va、Vb、Vc附加偏置成分。
再者，在此，虽然同时进行中间掩模R的位置姿势修正和之前的透镜元件G3、G4、G6的位置姿势修正，但也不一定必须全部同时进行，可以根据前透镜元件G12的运动的种类，即是单纯的Z位置的变化、倾斜的变化、或是这2个的复合的变化，适当有选择地进行。
图9，是展示透镜保持部MLM的其他的实施形态的部分剖面图，在此，前透镜元件G12的上面G12a形成为以光轴AX上的点Cp为曲率中心的凸球面状，下面G12b形成为平坦面。另外，在前透镜元件G12的下端部形成有与下面G12b相连的凸缘部F12b，将形成在衬底W的表面和下面G12b之间的液浸区域AR2的面积扩大到比参照之前的图5说明的实施形态宽，并提高液体LQ的液流的均匀化。
透镜元件G12的上侧的凸缘F12，被可调整地刚性地支撑在环状的透镜盒LS12a上。另外，在透镜盒LS12a的外周，以环形状形成有以点Cp为中心的凸球面座Asa，进而，在透镜盒LS12a的外侧，设有形成有与凸球面座Asa大致相同曲率半径的凹球面座的环状的第2透镜盒LS12b。在彼此相对的透镜盒LS12a的凸球面座Asa和第2透镜盒LS12b的凹球面座之间，形成有真空预负荷型或磁预负荷型的空气轴承。
在第2透镜盒LS12b的外周，在圆周上的多个部位上固定有沿着上下隔开规定间隔地配置的永久磁铁Mg1、Mg3的组。并且，由磁铁Mg1、Mg3、和以配置在该磁铁Mg1、Mg3的组的空隙内的方式固定在外镜筒LB3的内侧的永久磁铁Mg2，构成自重消除机构。并且，在第2透镜盒LS12b的下面端部和外镜筒LB3之间，在沿着以光轴AX为中心的圆周的多个部位上设有板弹簧状的弯曲件100A、100B、...。该板弹簧状弯曲件100A、100B、...，以Z轴方向的刚性变得极小、横向(XY方向)的刚性变大的方式制作，并使第2透镜盒LS12b和透镜盒LS12a一体地沿着Z轴方向微动。
根据以上的构成，由于透镜盒LS12a相对于第2透镜盒LS12b只被球面座的预负荷型空气轴承约束，因此能够以点Cp为中心而自由地微小倾斜。即，即便前透镜元件G12从中立位置倾斜，其上面G12a的凸球面和透镜元件G11(参照凸5等)的下面的凹球面的间隔，也以在球面上的同样的径位置上都是恒定的方式被维持。但是，只有当透镜盒LS12a和第2透镜盒LS12b一体地沿着上下微动时，上面G12a的凸球面和透镜元件G11的下面的凹球面的间隔整体地变化。因此，由前透镜元件G12的运动派生的各种像差，可以限制在特定的种类，并具有可以通过参照图8说明的透镜控制单元202和中间掩模精密控制单元204缩小向透镜元件G3、G4、G6和中间掩模支架RH的姿势附加修正的量，或使其减少要修正姿势的要件的优点。
再者，在上述各实施形态中，通过将在投影光学系统PL内以自我完成地不引起投影像质的劣化的方式进行补偿，或者使中间掩模R的位置沿着光轴AX的方向Z平移微动、或稍微倾斜的方式并用，来调整投影在衬底W上的图形的像，但在投影曝光时使用具有准分子激光器或F2激光器等波长调谐机构的光源装置的情况下，通过使中间掩模R的照明光的中心波长稍微偏移，就可以补偿衬底W上的投影像质的劣化，这时，就完全不需要透镜元件G3、G4、G6的实时驱动，或者只辅助地需要只有所限的透镜元件的实时驱动。
再者，在上述实施形态中，透镜盒LS12只保持1个透镜元件G12，但也可以是保持多个光学元件(光学组)的构成。
另外，在上述的实施形态中，将投影光学系统PL分成光学部件G12，和中间掩模R与光学部件G12之间的光学组MPL这两群，但也可以分离成大于等于三群。这时，也可以检测光学部件G12，和相对于该光学部件G12不相邻的群的位置关系，或进行位置变动的补偿。
在本实施形态中，在投影光学系统PL的前端安装有透镜元件G12，但作为安装在投影光学系统PL的前端的光学元件，也可以是用于投影光学系统PL的光学特性，例如像差(球面像差、彗形像差等)的调整的光学板。或者也可以是可以透过曝光光的平行平面板。
在上述各实施形态中，上述喷嘴的形状没有特别地限定，例如可以是对于投影区域AR1的长边用2对喷嘴进行液体LQ的供给或回收。再者，这时，为了无论从+X方向、或-X方向的哪一个方向都可以进行液体LQ的供给以及回收，最好供给喷嘴和回收喷嘴沿着上下并列地配置。
第2实施例进一步参照

本发明的曝光装置。图10是展示本发明的曝光装置的一个实施形态的概略构成图。
在图10中，曝光装置EX，具备支撑掩模M的掩模载物台MST，支撑衬底W的衬底载物台PST，用曝光光EL照明支撑在掩模载物台MST上的掩模M的照明光学系统IL，将用曝光光EL照明的掩模M的图形像投影曝光在支撑在衬底载物台PST上的衬底W上的投影光学系统PL，和统一控制曝光装置EX整体的动作的控制装置CONT。
本实施形态的曝光装置EX，是为了实际上缩短曝光波长而提高析像度，同时实际上扩大焦深，而适用了液浸法的液浸曝光装置，具备向衬底W上供给液体LQ的液体供给机构310，和回收衬底W上的液体LQ的液体回收机构320。曝光装置EX，至少在将掩模M的图形像转印到衬底W上的期间内，由从液体供给机构310供给的液体LQ，在包括投影光学系统PL的投影区域AR301的、衬底W上的一部分上，局部地形成比投影区域AR1大并且比衬底W小的液浸区域AR302。具体地说，曝光装置EX，采用在投影光学系统PL的像面侧终端部的光学元件302F，和配置在该像面侧的衬底W表面之间填满液体LQ的局部液浸方式，并通过将经由该投影光学系统PL和衬底W之间的液体LQ以及投影光学系统PL后通过了掩模M的曝光光EL照射在衬底W上的方式，将掩模M的图形投影曝光在衬底W上。
在本实施形态中，以作为曝光装置EX，使用一面将掩模M和衬底W彼此同步移动，例如向彼此不同的方向(反方向)移动，一面将形成在掩模M上的图形曝光在衬底W上的扫描型曝光装置(所谓扫描步进曝光装置)的情况为例来说明。在以下的说明中，将与投影光学系统PL的光轴AX相一致的方向设为Z轴方向，在垂直于Z轴方向的平面内将掩模M和衬底W的同步移动方向(扫描方向)设为X轴方向，将垂直于Z轴方向以及X轴方向的方向(非扫描方向)设为Y轴方向。另外，将X轴、Y轴、以及Z轴周围的旋转(倾斜)方向分别设为θX、θY、以及θZ方向。
照明光学系统IL，是用曝光光EL照明支撑在掩模载物台MST上的掩模M的部件，具有曝光用光源，将从曝光用光源射出的光束的照度均匀化的光学积分器，将来自于光学积分器的曝光光EL聚光的聚光透镜、中继透镜系统，将由曝光光EL产生的掩模M上的照明区域设定为狭缝状的可变视场光阑等。掩模M上的规定的照明区域通过照明光学系统IL用均匀的照度分布的曝光光EL照明。作为从照明光学系统IL射出的曝光光EL，例如采用从水银灯射出的紫外域的亮线(g线、h线、i线)以及KrF准分子激光器光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)、ArF准分子激光器光(波长193nm)以及F2激光器光(波长157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本实施形态中，采用ArF准分子激光器光。
在本实施形态中，在液体LQ上采用纯水。纯水不只可以透过ArF准分子激光器光，还可以透过例如从水银灯射出的紫外域的亮线(g线、h线、i线)以及KrF准分子激光器光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)。
掩模载物台MST，可以保持并移动掩模M，例如用真空吸附(或静电吸附)固定掩模M。掩模载物台MST，通过包括直线电动机等的掩模载物台驱动装置MSTD，可以在垂直于投影光学系统PL的光轴AX的平面内，即在XY平面内进行二维移动以及可以沿着θZ方向稍微旋转。并且，掩模载物台MST，可以沿着X轴方向以指定的扫描速度移动，并具有掩模M的整面至少可以横切投影光学系统PL的光轴AX的量的X轴方向的移动行程。
在掩模载物台MST上设有移动镜31。另外，在与移动镜331相对的位置上设有激光干涉仪32。掩模载物台MST上的掩模M的二维方向的位置、以及θZ方向的旋转角(根据情况也包括θX、θY方向的旋转角)，通过激光干涉仪332用实时计测，并将计测结果输出给控制装置CONT。控制装置CONT，通过根据激光干涉仪332的计测结果驱动掩模载物台驱动装置MSTD的方式，控制支撑在掩模载物台MST上的掩模M的位置。
投影光学系统PL，是用规定的投影倍率β将掩模M的图形投影曝光在衬底W上的部件，由包括设在衬底W侧的前端部上的光学元件(光学部件、透镜)302F的多个光学元件302(302A～302F)构成，这些光学元件2A～2F由镜筒PK保持。在本实施形态中，投影光学系统PL，是投影倍率β例如为1/4或1/5的缩小系统。再者，投影光学系统PL也可以是等倍系统以及放大系统的任意一种。
本实施形态的投影光学系统PL的前端部的光学元件302F从镜筒PK露出，与液浸区域AR302的液体LQ接触。在多个光学元件302A～302F中至少光学元件2F由萤石(氟化钙)形成。由于萤石表面，或者附着了MgF2、Al2O3、SiO2等的表面与水的亲和性较高，因此可以使液体LQ紧贴在光学元件302F的液体接触面2S的大致整面上。即，在本实施形态中，由于供给与光学元件302F的液体接触面302S的亲和性较高的液体(水)LQ，因此光学元件302F的液体接触面302S和液体LQ的紧贴性较高，能够用液体LQ可靠地填满光学元件302F和衬底W之间的光路。再者，光学元件302F，也可以是与水的亲和性较高的石英。另外，也可以在光学元件2F的液体接触面302S上实施亲水化(亲液化)处理，从而进一步提高与液体LQ的亲和性。
投影光学系统PL的镜筒PK的内部空间略微封闭，由气体置换装置303维持规定的气体环境。气体置换装置303，通过在经由配管303A向镜筒PK内部供给规定的气体的同时，经由配管303B回收镜筒PK内部的气体的方式，将镜筒PK内部维持在规定的气体环境。在本实施形态中，镜筒PK内部，填满氦、氩、氮等惰性气体。当曝光光是真空紫外光时，如果在作为曝光光EL通过的空间的光路空间内，存在氧分子、水分子、二氧化碳分子、有机物等这种对该波长区域的光具有较强的吸收特性的物质，即吸光物质，则曝光光EL被吸光物质吸收，不能用足够的光强度到达衬底W上。可是，通过略微封闭作为曝光光EL通过的光路空间的镜筒PK内部，从而遮断来自于外部的吸光物质的流入，同时用惰性气体填满该镜筒PK内部，就可以使曝光光EL以足够的光强度到达衬底W。
再者，气体置换装置303，除了惰性气体之外，还可以供给干燥空气。
另外，镜筒PK也可以是将多个分割镜筒(辅助筒)组合在一起的构成。另外，在构成投影光学系统PL的多个光学元件302A～302F中，与液体LQ接触的光学元件302F，也可以由与保持其他的光学元件302A～302E的镜筒(镜筒主体)PK不同的保持部件(透镜盒)保持。这时，镜筒主体PK和透镜盒，也可以如第1实施例说明的那样弯曲件100A～100C用规定的连结机构连结在一起。
衬底载物台PST，可以保持并移动衬底W，包括XY载物台351，和搭载在XY载物台351上的Z倾斜载物台352而构成。XY载物台351，经由图未示的非接触轴承即气体轴承(空气轴承)被非接触支撑在载物台底座SB的上面的上方。XY载物台351(衬底载物台PST)在相对于载物台底座SB的上面被非接触支撑的状态下，通过包括直线电动机等的衬底载物台驱动装置PSTD，可以在垂直于投影光学系统PL的光轴AX的平面内，即在XY平面内进行二维移动以及可以沿着θZ方向进行微小旋转。在该XY载物台351上搭载有Z倾斜载物台352，经由图未示的衬底支架利用例如真空吸附等将衬底W保持在Z倾斜载物台352上。Z倾斜载物台352，以可以沿着Z轴方向、θX方向、以及θY方向移动的方式设置。衬底载物台驱动装置PSTD由控制装置CONT控制。
在衬底载物台PST(Z倾斜载物台352)上设有移动镜333。另外，在与移动镜333相对的位置上设有激光干涉仪334。衬底载物台PST上的衬底W的二维方向的位置、以及旋转角通过激光干涉仪334用实时计测，并将计测结果输出给控制装置CONT。控制装置CONT通过根据激光干涉仪334的计测结果驱动包括直线电动机等的衬底载物台驱动装置PSTD的方式，进行支撑在衬底载物台PST上的衬底W的定位。
另外，曝光装置EX，具备检测支撑在衬底载物台PST上的衬底W的表面的位置的图未示的调焦·调平检测系统。再者，作为调焦·调平检测系统80的构成，例如可以采用特开平8-37149号公报所公开的构成。调焦·调平检测系统的检测结果输出给控制装置CONT。控制装置CONT可以根据调焦·调平检测系统的检测结果，检测衬底W表面的Z轴方向的位置信息、以及衬底W的θX以及θY方向的倾斜信息。Z倾斜载物台352，控制衬底W的聚焦位置以及倾斜角，然后用自动调焦方式、以及自动调平方式使衬底W的表面与投影光学系统PL的像面相吻合，XY载物台352进行衬底W的X轴方向以及Y轴方向的定位。再者，当然也可以将Z倾斜载物台和XY载物台一体地设置。
另外，在衬底载物台PST(Z倾斜载物台352)上，以包围保持在衬底载物台PST上的衬底W的方式设有板部件356。板部件356是环状部件，配置在衬底W的外侧。板部件356，具有与保持在衬底载物台PST上的衬底W的表面大致同一高度(同一平面)的平坦面(平坦部)357。平坦面357，配置在保持在衬底载物台PST上的衬底W的外侧的周围。
板部件356，例如由聚四氟乙烯(特氟龙(登录商标))等具有疏液性的材料形成。因此，平坦面357具有疏液性。再者，例如还可以用规定的金属等形成板部件356，并通过至少对该金属制的板部件356的平坦面57实施疏液处理，使平坦面357具有疏液性。作为板部件356(平坦面357)的疏液处理，例如，涂覆聚四氟乙烯等氟类树脂材料、丙烯类树脂材料、硅类树脂材料等疏液性材料，或者贴附由所述疏液性材料制成的薄膜。另外，用于表面处理的膜，既可以是单层膜，也可以是由多层构成的膜。作为用于使其具有疏液性的疏液性材料，可以采用对于液体LQ具有非溶解性的材料。另外，作为疏液性材料的涂覆区域，既可以对板部件356的表面全域进行涂覆，也可以只对例如平坦面357等需要疏液性的一部分的区域进行涂覆。
由于在衬底W的周围设有具有与衬底W表面大致同一平面的平坦面357的板部件356，因此即便在将衬底W的边缘区域E液浸曝光时，由于在衬底W的边缘部的外侧基本没有阶梯部，因此可以将液体LQ保持在投影光学系统PL之下，并在投影光学系统PL的像面侧良好地形成液浸区域AR302。另外，通过使平坦面357具有疏液性，可以抑制液体LQ向液浸曝光中的衬底W外侧(平坦面357外侧)流出，另外即便在液浸曝光后，也可以顺利地回收液体LQ，从而可以防止液体LQ残留在平坦面357上。
液体供给机构310，是用于向投影光学系统PL的像面侧供给规定的液体LQ的部件，具备可以送出液体LQ的液体供给部311，和将其一端部连接在液体供给部311上的供给管312(312A、312B)。液体供给部311，具备收容液体LQ的容器、以及加压泵等。当在衬底W上形成液浸区域AR302时，液体供给机构310向衬底W上供给液体LQ。
液体回收机构320，是用于回收投影光学系统PL的像面侧的液体LQ的部件，具备可以回收液体LQ的液体回收部321，和将其一端部连接在液体回收部321上的回收管322(322A、322B)。液体回收部321具备例如真空泵等真空系统(吸引装置)、将回收的液体LQ和气体分离的气液分离器、以及收容回收的液体LQ的容器等。再者，作为真空系统，也可以不在曝光装置EX上设置真空泵，而使用配置曝光装置的工厂的真空系统。为了在衬底W上形成液浸区域AR302，液体回收机构320定量回收由液体供给机构310供给的衬底W上的液体LQ。
在构成投影光学系统PL的多个光学元件302A～302F中，在与液体LQ接触的光学元件302F的附近配置有流路形成部件370。流路形成部件370，是在衬底W(衬底载物台PST)的上方，以包围光学元件302F的侧面302T的方式设置的环状部件。
流路形成部件370，可以由例如铝、钛、不锈钢、硬铝、以及含有它们的合金形成。或者，流路形成部件370，也可以由玻璃(石英)等具有光透过性的透明部件(光学部件)构成。
流路形成部件370，设在衬底W(衬底载物台PST)的上方，具备以与该衬底W表面相对的方式配置的液体供给口313(13A、13B)。在本实施形态中，流路形成部件370具有2个液体供给口313A、313B。液体供给口313A、313B设在流路形成部件370的下面370S上。
另外，流路形成部件370，在其内部具有与液体供给口313(313A、313B)相对应的供给流路314(314A、314B)。供给流路314A、314B的一端部经由供给管312A、312B分别连接在供给部311上，另一端部分别连接在液体供给口313A、313B上。
在供给管312A、312B的中途，分别设有控制从液体供给部311送出的、相对于各个液体供给口313A、313B的每个单位时间的液体供给量的、被称为质量流控制器的流量控制器316A、316B。由流量控制器316(316A、316B)进行的液体供给量的控制，在控制装置CONT的指令信号下进行。
进而，流路形成部件370，设在衬底W(衬底载物台PST)的上方，并具备以与该衬底W表面相对的方式配置的液体回收口323。在本实施形态中，流路形成部件370具有2个液体回收口323A、323B。液体回收口323A、323B设在流路形成部件370的下面370S上。
另外，流路形成部件370，在其内部具有与液体回收口323(323A、323B)相对应的回收流路324(324A、324B)。回收流路324A、324B的一端部经由回收管322A、322B分别连接在液体回收部321上，另一端部分别连接在液体回收口323A、323B上。
在本实施形态中，流路形成部件370，构成液体供给机构310以及液体回收机构320各自的一部分。并且，构成液体供给机构310的液体供给口313A、313B，设在夹住投影光学系统PL的投影区域AR301的X轴方向两侧的各自的位置上，构成液体回收机构320的液体回收口323A、323B，相对于投影光学系统PL的投影区域AR301设在液体供给机构310的液体供给口313A、313B的外侧。
液体供给部311以及流量控制器316的动作，由控制装置CONT控制。在向衬底W撒谎那个供给液体LQ时，控制装置CONT，由液体供给部311送出液体LQ，并经由供给管312A、312B、以及供给流路314A、314B，由设在衬底W的上方的液体供给口313A、313B向衬底W上供给液体LQ。这时，液体供给口313A、313B分别配置在夹住投影光学系统PL的投影区域AR301的两侧，经由该液体供给口313A、313B，可以从投影区域AR301的两侧供给液体LQ。另外，分别从液体供给口313A、313B向衬底W上供给的液体LQ的每个单位时间的量，可以由分别设在供给管312A、312B上的流量控制器316A、316B单独地控制。
液体回收部321的液体回收动作由控制装置CONT控制。控制装置CONT，可以控制由液体回收部321进行的每个单位时间的液体回收量。从设在衬底W的上方的液体回收口323A、323B回收的衬底W上的液体LQ，经由流路形成部件370的回收流路324A、324B、以及回收管322A、322B被回收到液体回收部321内。
再者，在本实施形态中，虽然供给管312A、312B连接在1个液体供给部311上，但也可以设置与供给管的数量相对应的多个(这里是2个)液体供给部311，并将供给管312A、312B分别连接在所述多个液体供给部311上。另外，虽然回收管322A、322B连接在1个液体回收部321上，但也可以设置与回收管的数量相对应的多个(这里是2个)液体回收部321，并将回收管322A、322B分别连接在所述多个液体回收部321上。
投影光学系统PL的光学元件302F的液体接触面302S、以及流路形成部件370的下面(液体接触面)370S具有亲液性(亲水性)。在本实施形态中，对光学元件302F以及流路形成部件370的液体接触面实施亲液处理，通过该亲液处理，光学元件302F以及流路形成部件370的液体接触面变为亲液性。换言之，与保持在衬底载物台PST上的衬底W的被曝光面(表面)相对的部件的表面中，至少液体接触面变为亲液性。由于本实施形态中的液体LQ是极性较大的水，因此作为亲液处理(亲水处理)，例如通过用乙醇等极性较大的分子结构的物质形成薄膜，付与该光学元件302F和流路形成部件370的液体接触面以亲水性。即，当作为液体LQ使用水时，最好是在所述液体接触面上设置具有OH基等极性较大的分子结构的物质的处理。或者，也可以在所述液体接触面上设置MgF2、Al2O3、SiO2等亲液性材料。
再者，流路形成部件370的下面(面向衬底W侧的面)370S也可以是大致的平坦面，还可以在流路形成部件370的下面370S中相对于投影光学系统PL比液体回收口323(323A、323B)更靠近外侧的区域上，设置相对于XY平面倾斜的面，具体地说是相对于投影区域AR301(液浸区域AR302)以越靠近外侧相对于衬底W的表面越远离(向上)的方式倾斜的、具有规定长度的倾斜面(收集面)。这样一来，即便随着衬底W的移动，投影光学系统PL和衬底W之间的液体LQ向流路形成部件370的下面370S的外侧流出，也被收集面捕捉，因此可以防止液体LQ的流出。在此，通过在收集面上实施亲液处理而使其具有亲液性，由于涂覆在衬底W的表面上的膜(光致抗蚀剂等感光材料膜、或反射防止膜或者从液体下保护感光材料的膜等)通常是疏液性(疏水性)的，因此流出到液体回收口323的外侧的液体LQ就被收集面捕捉。
另外，虽然图未示，但在衬底载物台PST(Z倾斜载物台352)上，在衬底W的周围的板部件356的外侧的规定位置上，配置有基准部件。在基准部件上，以规定的位置关系设有例如由具有特开平4-65603号公报所公开的构成的衬底对准系统检测的基准标志，和例如由具有特开平7-176468号公报所公开的构成的掩模对准检测的基准标志。基准部件的上面大致呈平坦面，并设在与衬底W表面、板部件56的表面(平坦面)357大致同一高度(同一平面)。衬底对准系统设在衬底载物台PST的附近，也检测衬底W上的对准标志。另外，掩模对准系统设在掩模载物台MST的附近，经由掩模M和投影光学系统PL检测衬底载物台PST(Z倾斜载物台352)上的基准标志。
另外，在Z倾斜载物台352(衬底载物台PST)上，在板部件356的外侧的规定位置上，作为光学传感器配置有例如特开昭57-117238号公报所公开的照度不匀传感器。照度不匀传感器具备平面看呈矩形的上板。上板的上面大致呈平坦面，并设在与衬底W表面、板部件356的表面(平坦面)357大致同一高度(同一平面)。在上板的上面，设有可以通过光的销孔部。在上面之中，除了销孔部以外用铬等遮光性材料覆盖。
另外，在Z倾斜载物台352(衬底载物台PST)上，在板部件356的外侧的规定位置上，作为光学传感器设有例如特开2002-14005号公报所公开的空间像计测传感器。空间像计测传感器具备平面看呈矩形的上板。上板的上面大致呈平坦面，也可以作为调焦·调平检测系统的基准面使用。并且，上板的上面设在与衬底W表面、板部件356的表面(平坦面)357大致同一高度(同一平面)。在上板的上面，设有可以通过光的销孔部。上面之中，除了销孔部以外用铬等遮光性材料覆盖。
另外，在Z倾斜载物台352(衬底载物台PST)上，还设有例如特开平11-16816号公报所公开的照射量传感器(照度传感器)，该照射量传感器的上板的上面设在与衬底W表面和板部件356的表面(平坦面)357大致同一高度(同一平面)。
本实施形态的曝光装置EX，是一面将掩模M和衬底W沿着X轴方向(扫描方向)移动，一面将掩模M的图形像投影曝光在衬底W上的装置，在扫描曝光时，经由液浸区域AR2的液体LQ以及投影光学系统PL将掩模M的一部分的图形像投影在投影区域AR1上，掩模M沿着-X方向(或+X方向)以速度V移动，与之同步，衬底W相对于投影区域AR1沿着+X方向(或-X方向)以速度β·V(β为投影倍率)移动。并且，在衬底W上设定多个拍摄区域，在对1个拍摄区域的曝光结束后，利用衬底W的步进移动，下一个拍摄区域移动到扫描开始位置，以下，一面用步进/扫描方式移动衬底W，一面顺次进行对各拍摄区域的扫描曝光处理。
图11是展示液体供给口313以及液体回收口323和投影区域AR301的位置关系的平面图。如图11所示，投影光学系统PL的投影区域AR1，设定为以Y轴方向为长边方向，以X轴方向为短边方向的平面看矩形。
液体供给口313A、313B，对于X轴方向(扫描方向)，分别设在夹住投影光学系统PL的投影区域AR301的两侧。具体地说，液体供给口313A，在流路形成部件370的下面370S之中，相对于投影区域AR301设在扫描方向一方侧(-X侧)，液体供给口313B设在另一方侧(+X侧)。即液体供给口313A、313B设在投影区域AR301的附近，关于扫描方向(X轴方向)以夹住投影区域AR1的方式设在其两侧。液体供给口313A、313B分别形成为沿着Y轴方向延伸的平面看大致コ字状(圆弧状)的狭缝状。并且，液体供给口313A、313B的Y轴方向的长度，至少比投影区域AR301的Y轴方向的长度长。液体供给口313A、313B，至少以包围投影区域AR301的方式设置。液体供给机构310，可以经由液体供给口313A、313B同时在投影区域AR1的两侧供给液体LQ。
液体回收口323A、323B，设在比液体供给机构310的液体供给口313A、313B相对于投影光学系统PL的投影区域AR301更靠近外侧，对于X轴方向(扫描方向)，分别设在夹住投影光学系统PL的投影区域AR301的两侧。具体地说，液体回收口323A，在流路形成部件370的下面370S之中，相对于投影区域AR301设在扫描方向一方侧(-X侧)，液体回收口323B设在另一方侧(+X侧)。液体回收口323A、323B分别形成为沿着Y轴方向延伸的平面看大致コ字状(圆弧状)的狭缝状。液体回收口323A、323B，以包围投影光学系统PL的投影区域AR301、以及液体供给口313A、313B的方式设置。
并且，填满液体LQ的液浸区域AR302，以包括投影区域AR301的方式局部地形成在实际上用2个液体回收口323A、323B围成的区域内，并且也是衬底W上的一部分上。再者，液浸区域AR302只要至少覆盖投影区域AR301即可，不一定用2个液体回收口323A、323B围成的区域整体都是液浸区域。
再者，虽然是液体供给口313在投影区域AR301的两侧各设置1个的构成，但也可以分割成多个，其数量是任意的。同样地，液体回收口323也可以分割成多个。另外，虽然设在投影区域AR301的两侧的液体供给口313各自形成为彼此大致相同的大小(长度)，但也可以是彼此不同的大小。同样地，分别设在投影区域AR301的两侧的液体回收口323也可以是彼此不同的大小。另外，供给口313的狭缝宽度和回收口323的狭缝宽度既可以是相同的，也可以使回收口323的狭缝宽度大于供给口313的狭缝宽度，相反也可以使回收口323的狭缝宽度小于供给口313的狭缝宽度。
图12是流路形成部件370附近的放大剖面图。如图12所示，在投影光学系统PL的光学元件302F的侧面302T和流路形成部件370的内侧面370T之间设有间隙G301。间隙G301，是为了将投影光学系统PL的光学元件302F和流路形成部件370振动地分离而设置的。间隙G301例如设定为3～10mm左右。另外，包括流路形成部件370的液体供给机构310以及液体回收机构320，和投影光学系统PL，分别由不同的支撑机构支撑，并被振动地分离。由此，防止在包括流路形成部件370的液体供给机构310以及液体回收机构320上产生的振动，传递到投影光学系统PL侧。
另外，在光学元件302F的上部形成有凸缘部302G，在镜筒PK的下端部，形成有与凸缘部302G相对的支撑面PF。并且，在镜筒PK的支撑面PF上，设有可调整地支撑光学元件302F的支撑部360。在由支撑部360支撑的光学元件302F的凸缘部302G的下面，和镜筒PK的支撑面PF之间，设有间隙G302。
并且，曝光装置EX，具备阻止液体LQ浸入构成投影光学系统PL的多个光学元件302A～302F中、与形成在衬底W上的液浸区域AR302的液体LQ接触的光学元件302F的侧面302T，和流路形成部件370之间的第1密封部件330。
进而，曝光装置EX，具备阻止光学元件302F和保持该光学元件302F的镜筒PK之间的气体的流通的第2密封部件340。第1密封部件330以可以更换的方式安装在形成为环状的流路形成部件370的内侧面370T上。第2密封部件340以可以更换的方式安装在镜筒PK上。
图13是展示第1密封部件330附近的放大剖面图。如图13所示，第1密封部件330，设在光学元件302F的侧面302T和流路形成部件370的内侧面370T之间，相对于光学元件302F的侧面302T和流路形成部件370的内侧面370T之间，阻止形成在衬底W上的液浸区域AR302的液体LQ浸入。第1密封部件330，以包围光学元件302F的方式形成为环状。
第1密封部件330具有可挠性。另外，第1密封部件330具有疏液性。在本实施形态中，第1密封部件330由氟化橡胶构成。氟化橡胶在具有可挠性以及疏液性的同时，排气较少，相对于液体LQ是非溶解性的，并且给曝光处理造成的影响较少，因此较理想。再者，作为第1密封部件330，也可以在用具有可挠性的规定的材料形成的环状部件的表面上涂覆疏液性材料。
以包围光学元件302F的方式形成为环状的第1密封部件330，具备安装在流路形成部件370的内侧面370T上的主体部331，和经由铰链部332连接在主体部331上、并与光学元件302F的侧面302T接触的接触部333。接触部333是大致圆环状(圆锥状)部件。
在流路形成部件370的内侧面370T的下端部附近，形成有可以保持第1密封部件330的主体部331的凹部371。凹部371以沿着流路形成部件370的内侧面370T的方式形成为平面看大致圆环状。通过相对于凹部371嵌合第1密封部件330的主体部331，将该主体部331安装在流路形成部件370的内侧面370T的下端部附近。并且，在将第1密封部件330的主体部331安装在流路形成部件370的内侧面370T(凹部371)的状态下，接触部333接触在光学元件302F的侧面302T的下端部附近。接触部333比主体部331壁薄，在接触在光学元件302F的侧面302T上的状态下，便可以较大地挠曲。
铰链部332是连接主体部331和接触部333的部件，在图13中，可以向箭头y301所示的方向弹性变形。并且，在将第1密封部件330的主体部331安装在流路形成部件370的内侧面370T上的状态下，接触部333，在推压光学元件302F的侧面302T的方向(参照箭头y302)上产生力。由此，接触部333和光学元件302F的侧面302T紧贴。由此，可以阻止液浸区域AR302的液体LQ浸入光学元件302F的侧面302T和流路形成部件370之间的间隙G301。
另外，由于接触部333具有可挠性，因此即便在流路形成部件370上产生振动，通过接触部333挠曲，或者铰链部332弹性变形，也可以吸收。因而，可以防止在流路形成部件370上产生的振动传递到投影光学系统PL的光学元件302F。另外，通过接触部333挠曲，或者铰链部332弹性变形，可以减少第1密封部件330(接触部333)给予光学元件302F的力。因而，可以防止发生光学元件302F歪曲或出现位置偏移等不良状况。
在此，虽然接触部333的向箭头y302方向的力(加载力)由铰链部332的弹性变形产生，但也可以由液浸区域AR302的液体LQ的压力产生。即，当液浸区域AR302的液体LQ的压力正压力化时，间隙G301中比第1密封部件330更靠近下侧的空间G301a的压力，变得比上侧的空间G301b的压力高。并且，如图13所示，在将接触部333的上端部经由铰链部332连接在主体部331上，并且其下端部与光学元件302F的侧面302T接触的状态下，接触部333紧贴在光学元件302F的侧面302T上。
再者，图13所示的第1密封部件330的形态是一例，也可以是以接触部333利用空间G301a和空间G301b的压力差紧贴在光学元件302的侧面302T上的方式，设置接触部333(第1密封部件330)时的姿势，或者只要最恰当地设定相对于主体部331的接触部333的位置即可。
再者，在此，虽然将第1密封部件330的主体部331安装在流路形成部件370上，并且接触部333与光学元件302F接触，但也可以将第1密封部件330的主体部331安装在光学元件302F的侧面302T上，并使接触部333接触在流路形成部件370的内侧面370T上。
另外，形成间隙G301的光学元件302F的侧面302T，和流路形成部件370中与光学元件302F的侧面302T相对的内侧面370T，分别具有疏液性。具体地说，内侧面370T以及侧面302T，分别通过实施疏液处理儿具有疏液性。作为疏液处理，涂覆氟类树脂材料、丙烯类树脂材料、硅类树脂材料等疏液性材料，或者贴附由所述疏液性材料制成的薄膜。另外，用于表面处理的膜，既可以是单层膜，也可以是由多层构成的膜。另一方面，如上述，投影光学系统PL的光学元件302F的液体接触面302S、以及流路形成部件370的下面(液体接触面)370S具有亲液性(亲水性)。
由于第1密封部件330、光学元件302F的侧面302T、以及流路形成部件370的内侧面370T分别具有疏液性，因此即便在因毛细管现象而使得液体LQ浸入了间隙G301的情况下，该浸入的液体LQ也被排斥而不会滞留在间隙G301内。因而，由于液体LQ不会淤塞在间隙G301内，因此可以防止因淤塞而使得清洁度下降的液体LQ混入光学元件302F和衬底W之间的液浸区域AR302的液体LQ中这种不良状况的发生。
图14是展示第2密封部件340附近的放大剖面图。在形成在镜筒PK的下端部的支撑面PF上，设有经由凸缘部302G可调整地支撑光学元件302F的支撑部360，光学元件302F经由支撑部360被可调整地支撑在镜筒PK的支撑面PF上。支撑部360分别设在支撑面PF上的3处规定位置上。再者，在图14中，3个支撑部360A～360C中支撑部360C未图示。
支撑部360，例如设在镜筒PK的支撑面PF上，具备具有V状内面的V槽部件361，和具有与V槽部件361的V状内面相接的球面的球状部件362。在此，在光学元件302F的凸缘部302G的下面上形成有可以配置所述球状部件362的球面状凹部363，光学元件302F的凸缘部302G的球面状凹部363的内面和球状部件362的球面相接。并且，由于这些面彼此可以滑动，因此例如当镜筒PK稍微变形时，通过这些面彼此滑动，可以抑制镜筒PK的变形对光学元件302F的影响。
在由支撑部360(360A～360C)3点支撑的光学元件302F的凸缘部302G，和镜筒PK的支撑面PF之间，设有间隙G302。并且，阻止光学元件302F和镜筒PK(支撑面PF)之间的气体的流通的第2密封部件340，设在支撑部360附近。第2密封部件340，以包围光学元件302F的方式形成为环状。
再者，支撑部360，不限于具备V槽部件361，和球状部件362的构成。例如，作为支撑部件360的构成，也可以是具备设在镜筒PK的下端部的3个座，和设在与这3个座相对应的位置上的3个光学元件推压部件的构成。在该支撑部件的构成中，将光学元件302F的凸缘部2G的一方的面载置在3个座上，并3点支撑光学元件302F。然后，通过将上述推压部件设在光学元件302F的凸缘部302G的另一方的面上，从而与3个座同时夹住凸缘部302G，就可以将光学元件302F保持在镜筒PK的下端部。
第2密封部件340，设在光学元件302F的凸缘部302G和镜筒PK的支撑面PF之间，阻止镜筒PK的内部空间和外部之间的气体的流通。由此，镜筒PK内部成为略微封闭状态，如上述，就可以使用气体置换装置3用惰性气体填满镜筒PK内部。
第2密封部件340，是与第1密封部件330大致相同的构成，例如由氟化橡胶形成，具有可挠性以及疏液性。另外，如上述那样，由于氟化橡胶排气较少，并且给曝光处理造成的影响较少，因此较理想。
并且，以包围光学元件302F的方式形成为环状的第2密封部件340，具备安装在镜筒PK的支撑面PF上的主体部341，和经由铰链部342连接在主体部341上、并与光学元件302F的凸缘部302G的下面接触的接触部343。
在镜筒PK的下端部上，形成有可以配置光学元件302F的开口部PM，在镜筒PK的支撑面PF中开口部PM附近，形成有可以保持第2密封部件340的主体部341的凹部372。凹部372以沿着开口部PM的方式形成为环状。通过相对于凹部372嵌合第2密封部件340的主体部341，将该主体部341安装在镜筒PK的支撑面PF上。在本实施形态中，第2密封部件340，在支撑面PF上配置在比支撑部360更靠近光学元件302F侧。
并且，在将第2密封部件340的主体部341安装在镜筒PK的支撑面PF(凹部372)上的状态下，接触部343与光学元件302F的凸缘部302G的下面接触。接触部343比主体部341壁薄，在与光学元件302F的凸缘部302G接触在状态下可以较大地挠曲。
铰链部342是连接主体部341和接触部343的部件，可以弹性变形。并且，在将第2密封部件340的主体部341安装在镜筒PK的支撑面PF上的状态下，接触部343，在推压光学元件302F的凸缘部302G的方向上产生力。由此，接触部343和光学元件302F的凸缘部302G的下面紧贴。由此，可以阻止光学元件302F的凸缘部302G和镜筒PK的支撑面PF之间的气体的流通。
另外，由于接触部343具有可挠性，因此即便在光学元件302F上产生振动，通过接触部343挠曲，或者铰链部342弹性变形，也可以吸收。因而，可以防止在光学元件302F上产生的振动传递给镜筒PK。另外，通过接触部343挠曲，或者铰链部342弹性变形，可以减少第2密封部件340(接触部343)给予光学元件302F的力。因而，可以防止发生光学元件302F歪曲，或出现位置偏移等不良状况。
另外，虽然接触部343的向推压凸缘部302G的方向的力(加载力)由铰链部342的弹性变形产生，但也可以由镜筒PK内部空间和外部的压力差产生。因而，最好是以接触部343利用镜筒PK的内部空间和外部的压力差紧贴在光学元件302F的凸缘部302G上的方式设置接触部343(第2密封部件340)时的姿势，或者设定相对于主体部341的接触部343的位置。
再者，在此，虽然将第2密封部件340的主体部341安装在镜筒PK上，并且接触部343与光学元件302F接触，但也可以将第2密封部件340的主体部341安装在光学元件302F的凸缘部302G上，并使接触部343与镜筒PK的支撑面PF接触。
另外，也可以使形成间隙G2的光学元件302F的凸缘部302G的下面，和镜筒PK中与光学元件302F的凸缘部302G相对的支撑面PF分别具有疏液性。
其次，说明用具有上述构成的曝光装置EX将掩模M的图形像曝光在衬底W上的方法。
在将掩模M装载在掩模载物台MST上的同时，将衬底W装载在衬底载物台PST上之后，在进行衬底W的扫描曝光处理时，控制装置CONT驱动液体供给机构310，开始对于衬底W上的液体供给动作。为了形成液浸区域AR302而从液体供给机构310的液体供给部311供给的液体LQ，流过供给管312A、312B后，经由供给流路314A、314B由液体供给口313A、313B供给到衬底W上。
由供给到衬底W上的液体LQ，在投影光学系统PL和衬底W之间形成液浸区域AR302。在此，流过供给管312A、312B的液体LQ沿着形成为狭缝状的供给流路314A、314B以及液体供给口313A、313B的宽度方向扩散，供给到衬底W上较宽的范围。从液体供给口313A、313B供给到衬底W上的液体LQ，以在投影光学系统PL的前端部(光学元件302)的下端面和衬底W之间濡湿扩散的方式被供给，并在包括投影区域AR301的衬底W上的一部分上，局部地形成小于衬底W并且大于投影区域AR301的液浸区域AR302。这时，控制装置CONT，分别通过液体供给机构310中配置在X轴方向(扫描方向)两侧的液体供给口313A、313B，从投影区域AR301的两侧同时进行向衬底W上的液体LQ的供给。
另外，控制装置CONT，与液体供给机构310的驱动同步地驱动液体回收机构320的液体回收部321，进行衬底W上的液体LQ的回收。然后，控制装置CONT，控制液体供给机构310以及液体回收机构320的驱动，形成液浸区域AR2。
控制装置CONT，一面与由液体供给机构310进行的对衬底W上的液体LQ的供给同步地进行由液体回收机构320进行的衬底W上的液体LQ的回收，一面将支撑衬底W的衬底载物台PST沿着X轴方向(扫描方向)移动，并同时将掩模M的图形像经由投影光学系统PL和衬底W之间的液体LQ以及投影光学系统投影曝光在衬底W上。这时，由于液体供给机构310关于扫描方向从投影区域AR301的两侧经由液体供给口313A、313B同时进行液体LQ的供给，因此均匀且良好地形成液浸区域AR302。
在本实施形态中，当从投影区域AR301的扫描方向两侧对衬底W供给液体LQ时，控制装置CONT，用液体供给机构310的流量控制器316A、316B调整每个单位时间的液体供给量，在衬底W上的1个拍摄区域的扫描曝光中，随于扫描方向使从投影区域AR301的一方侧供给的液体量(每个单位时间的液体供给量)，与从另一方侧供给的液体量不同。具体地说，控制装置CONT，将关于扫描方向从投影区域AR301的身前一侧供给的每个单位时间的液体供给量，设定为比在相反一侧供给的液体供给量多。
例如，当一面将衬底W沿着+X方向移动一面进行曝光处理时，控制装置CONT，使相对于投影区域AR301来自于-X侧(即液体供给口313A)的液体量，多于来自于+X侧(即液体供给口313B)的液体量，另一方面，当一面将衬底W沿着-X方向移动一面进行曝光处理时，使相对于投影区域AR301来自于+X侧的液体量，多于来自于-X侧的液体量。这样，控制装置CONT，按照衬底W的移动方向，分别改变来自于液体供给口313A、313B的每个单位时间的液体供给量。
并且，即便在将衬底W液浸曝光中，液浸区域AR302的液体LQ浸入间隙G301内，也由第1密封部件330阻止其浸入。
当液体LQ浸入间隙G301时，由浸入该间隙G301的液体LQ向光学元件302F的侧面302T施加力，有可能出现光学元件302F变形(歪曲)等不良状况。可是，由于设有第1密封部件330，因此可以防止光学元件302F的侧面302T从液体LQ受到力的不良状况。
另外，由于利用第1密封部件330阻止了液体LQ浸入间隙G301内，因此不会产生由液体LQ相对于间隙G301的流入以及流出而导致的压力变动。因而，可以防止光学元件302F因该压力变动而振动的不良状况。
另外，当液体LQ浸入了间隙G301时，浸入的液体LQ有可能滞留在间隙G301内。如果液体LQ长时间滞留在间隙G301内，该液体LQ污染的可能性变高，一旦该被污染的间隙G301的液体LQ例如在衬底W的液浸曝光中流入投影光学系统PL和衬底W之间，有可能导致曝光精度的劣化。可是，通过利用第1密封部件330使液体LQ不会浸入间隙G301，可以防止液体LQ滞留在间隙G301内的不良状况。
另外，利用第1密封部件330来防止液体LQ或液体LQ的飞沫侵入光学元件302F的侧面302T与流路形成部件370之间，从而可以防止流路形成部件370的侧面370T与镜筒PK生锈或光学元件302F的侧面302T溶解等不良情况另外，由于设置了第2密封部件340，因此即便是用惰性气体填满镜筒PK的内部空间的构成，也可以防止外部的气体相对于其内部空间的浸入。
因而，可以维持镜筒PK的内部空间的环境。另外，衬底W上的液浸区域AR302的液体LQ有可能汽化，并且该汽化后变湿的气体经由间隙G301以及间隙G302浸入镜筒PK内部，这时，有可能出现在镜筒PK的内壁面上生锈，或使镜筒PK内部的光学元件302A～302E等溶解的不良状况。可是，由于通过第1密封部件330以及第2密封部件340可以防止该湿的气体浸入镜筒PK内部，因此可以避免发生上述不良状况。
再者，在上述的实施形态中，虽然是光学元件302F从镜筒PK露出，并且光学元件302F的侧面302T与流路形成部件370的内侧面370T相对的形态，但也可以是用镜筒PK的一部分(前端部)、或者用与镜筒PK不同的保持部件(透镜盒)保持光学元件302的侧面302T。这时，所述镜筒PK的侧面或透镜盒的侧面便与流路形成部件370的内侧面370T相对。这时，第1密封部件330，以阻止液体LQ浸入保持光学元件302F的透镜盒(或镜筒)的侧面和流路形成部件370之间的方式安装。
再者，在上述的实施形态中，虽然供给液体LQ的液体供给口313A、313B、和回收液体LQ的液体回收口323A、323B，形成在1个流路形成部件370的下面370S上，但例如，也可以如第1实施例中说明的构成那样，分别设置具有液体供给口313A、313B的流路形成部件(供给部件)，和具有液体回收口323A、323B的流路形成部件(回收部件)。
再者，在上述的实施形态中，虽然对在衬底W上形成液体LQ的液浸区域AR302的情况进行了说明，但也有上述那样在设在衬底载物台PST上的基准部件的上面形成液体LQ的液浸区域AR302的情况。并且，还有经由其上面的液浸区域AR302的液体LQ进行各种计测处理的情况。在这种情况下，通过利用第1密封部件330防止液体LQ浸入间隙G301，同时利用第2密封部件340阻止间隙G302的气体的流通，也可以良好地进行计测处理。同样地，当在照度不匀传感器的上板的上面、或空间像计测传感器的上板的上面等形成液体LQ的液浸区域AR302，然后进行计测处理的情况下，也可以良好地进行计测处理。进而，也考虑到在Z倾斜载物台352(衬底载物台PST)上面形成液浸区域AR302的构成，在该情况下，也可以利用第1密封部件330防止液体LQ浸入间隙G301，同时利用第2密封部件340阻止间隙G302的气体的流通。
再者，在上述的实施形态中，也可以在液体供给口313以及液体回收口323、和连接在它们上的供给流路314以及回收流路324等上，配置由海绵状部件或多孔质陶瓷等构成的多孔质体。
再者，作为第1密封部件(或者第2密封部件)，也可以采用图15所示那样的片状部件335。片状部件335形成为平面看圆环状(圆锥状)，片状部件335中，将外缘部335A安装在流路形成部件370的内侧面370T上，内缘部335B与光学元件302F的侧面302T接触。外缘部335A相对于流路形成部件370T的内侧面370T例如用粘接剂固定。
并且，片状部件335的内缘部335B，利用间隙G301中片状部件335的下侧的空间G301a和上侧的空间G301b的压力差，紧贴在光学元件302F的侧面302T上。由此，可以阻止液体LQ浸入光学元件302F的侧面302T和流路形成部件370之间。
在此，作为片状部件335，通过采用限制气体的流通的气体阻挡片(气体遮蔽片)，除了形成在衬底W上的液浸区域AR302的液体LQ之外，还可以进一步防止从该液体LQ汽化的湿的气体浸入间隙G301。
作为气体阻挡片，可以使用将伸缩薄膜、粘接剂层、金属膜、隔离薄膜按顺序层叠而构成的材料。隔离薄膜，是对于气体的遮蔽性(气体阻挡性)极好，同时脱气作用极少的材料，例如，作为这种材料，最好用乙烯·乙烯树脂·乙醇树脂(EVOH树脂)形成。作为该EVOH树脂，例如可以使用株式会社Kuraray的“EVAL”(商品名)。作为其他的材料，可以使用カプトン(kapton商品名)(杜帮公司制)、聚酯薄膜(杜帮公司制)、ミクトロン(Microtron商品名)(東レ(Toray)公司制)、ベクスタ(Bekusuta商品名)(Kuraray公司制)、ルミラ一(Lumilar商品名)(東レ(Toray)公司制)等。
再者，也可以将片状部件335的内缘部335B固定在光学元件302F的侧面302T上，并使外缘部335A与流路形成部件370的内侧面370T接触。
可是，如上述，最好第1密封部件330以及第2密封部件340分别具有疏液性。另一方面，由于照射了曝光光EL，第1密封部件330以及第2密封部件340的疏液性有可能劣化。特别是，当作为第1、第2密封部件330、340例如采用氟类树脂，作为曝光光EL采用紫外光时，该密封部件330、340的疏液性容易劣化(容易亲液化)。因而，通过按照曝光光EL的照射时间、或累计照射量，更换第1、第2密封部件330、340，可以设置具有所需的疏液性的第1、第2密封部件330、340。
如上述，第1实施例以及第2实施例的液体LQ由纯水构成。纯水，具有在半导体制造工厂等很容易大量得到，同时没有对衬底W上的光致抗蚀剂和光学元件(透镜)等的坏影响的优点。另外，纯水也没有对环境的坏影响，同时杂质的含有量极低，因此还可以得到清洗衬底W的表面、以及设在投影光学系统PL的前端面上的光学元件的表面的作用。再者，在由工厂供给的纯水的纯度较低的情况下，也可以在曝光装置上安装超纯水制造器。
并且，据说纯水(水)对于波长为193nm左右的曝光光EL的折射率n是大约1.44，当作为曝光光EL的光源使用ArF准分子激光器光(波长193nm)时，在衬底W上得到被短波长化到1/n，即约134nm的高析像度。进而，由于焦深比在空气中扩大了约n倍，即约1.44倍，因此在只要能够确保与在空气中使用时同程度的焦深即可的情况下，可以进一步增加投影光学系统PL的数值孔径，在这一点上，析像度也提高。
再者，在如上述那样使用液浸法的情况下，也有投影光学系统的数值孔径NA是0.9～1.3的情况。在这样投影光学系统的数值孔径NA变大的情况下，如果用一直以来作为曝光光使用的随机偏振光，因偏振光效果而出现成像性能恶化的情况，因此最好采用偏振光照明。这时，最好进行与掩模(中间掩模)的线和空间图形的线状光谱的纵向相吻合的直线偏振光照明，从掩模(中间掩模)的图形，大量射出S偏振光成分(TE偏振光成分)，即沿着线状光谱的纵向的偏振光方向成分的衍射光。当用液体填满投影光学系统PL和涂覆在衬底W表面上的抗蚀剂之间时，与用空气(气体)填满投影光学系统PL和涂覆在衬底W表面上的抗蚀剂之间的情况相比，有助于对比度的提高的S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光的在抗蚀剂表面上的透过率变高，因此即便在投影光学系统的数值孔径NA超过1.0这样的情况下，也可以得到较高的成像性能。另外，如果将相位移动掩模(PhaseShift Mask)和特开平6-188169号公报所公开的与线状光谱的纵向相吻合的斜入射照明法(特别是偶极子(dipole)照明法)等组合在一起更有效。
另外，例如当将ArF准分子激光作为曝光光，采用1/4左右的缩小倍率的投影光学系统PL，将微细的线和空间图形(例如25～50nm左右的线和空间)在衬底W上曝光时，根据掩模M的结构(例如图形的微细度和铬的厚度)，利用波导效应，掩模M作为偏振板起作用，从掩模M射出的S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光比使对比度降低的P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光多，因此最好使用上述的直线偏振光照明，但用随机偏振光照明掩模M，即便在投影光学系统PL的数值孔径NA为0.9～1.3这样较大的情况下，也能够得到较高的析像性能。另外，当将掩模M上的极微细的线和空间图形曝光在衬底W上时，由于线栅效应，P偏振光成分(TM偏振光成分)有可能变得比S偏振光成分(TE偏振光成分)大，但例如将ArF准分子激光器作为曝光光，使用1/4左右的缩小倍率的投影光学系统PL，将大于25nm的线和空间图形曝光在衬底W上时，从掩模M射出的S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光比P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光多，因此即便在投影光学系统PL的数值孔径NA为0.9～1.3这样较大的情况下，也可以得到较高的析像性能。
进而，不只是与掩模(中间掩模)的线状光谱的纵向相吻合的直线偏振光照明(S偏振光照明)，如特开平6-53120号公报所公开那样，沿着以光轴为中心的圆的切线(周)方向直线偏振的偏振光照明法和斜入射照明法的组合也是有效的。特别是，不只是掩模(中间掩模)的图形沿着规定的一个方向延伸的线状光谱，在沿着多个不同的方向延伸的线状光谱混杂的情况下，同样如特开平6-53120号公报所公开那样，通过将沿着以光轴为中心的圆的切线方向直线偏振的偏振光照明法和环形照明法并用，即便在投影光学系统的数值孔径NA较大的情况下，也可以得到较高的成像性能。
在本实施形态中，在投影光学系统PL的前端安装有光学元件，通过该透镜，可以进行投影光学系统PL的光学特性，例如像差(球面像差、彗形像差等)的调整。再者，作为安装在投影光学系统PL的前端的光学元件，也可以是用于投影光学系统PL的光学特性的调整的光学板。或者也可以是可以透过曝光光EL的平行平面板。
再者，在本实施形态中，虽然是用液体LQ填满投影光学系统PL和即便W表面之间的构成，但也可以是例如在将由平行平面板构成的外壳玻璃安装在即便W的表面上的状态下填满液体LQ的构成。
再者，虽然本实施形态中的液体LQ是水，但也可以是水以外的液体，例如，当曝光光EL的光源是F2激光器时，由于该F2激光器光不透过水，因此作为液体LQ，可以是能够透过F2激光器光的例如过氟化聚醚(PFPE)或氟类油等氟类流体。这时，在与液体LQ接触的部分上，通过用例如含有氟的极性较小的分子结构的物质形成薄膜的方式，进行亲液化处理。另外，作为液体LQ，除此之外，还可以采用具有对曝光光EL的透过性，并且折射率尽可能高，相对于投影光学系统PL和涂覆在衬底P衬底W上的光致抗蚀剂稳定的物质(例如雪松油)。这时也按照使用的液体LQ的极性进行表面处理。
再者，在本发明中，重要的是也可以将第1实施例所记载的和第2实施例所记载的构成适当地置换或组合。
再者，作为上述各实施形态的衬底W，不只是半导体器件制造用的半导体晶片，还可以适用显示器器件用的玻璃衬底、薄膜磁头用的陶瓷晶片、或者在曝光装置上使用的掩模或中间掩模的底片(合成石英、硅晶片)等。
另外，在上述的实施形态中，虽然采用了用液体局部地填满投影光学系统PL和衬底W之间的曝光装置，但也可以将本发明适用于如特开平6-124873号公报所公开的使保持作为曝光对象的衬底的载物台在液槽中移动的液浸曝光装置，或者特开平10-303114号公报所公开的在载物台上形成规定深度的液体槽、并将衬底保持在其中的液浸曝光装置。
作为曝光装置EX，除了同步移动中间掩模R和衬底W然后扫描曝光中间掩模R的图形的步进/扫描方式的扫描型曝光装置(扫描步进曝光装置)之外，还可以适用于在将中间掩模R和衬底W静止的状态下将中间掩模R的图形一起曝光、并使衬底W顺次步进移动的步进和反复方式的(step and repeat system)投影曝光装置(步进曝光装置)。另外，本发明还可以适用于在衬底W上至少将2个图形部分地重叠后转印的步进和自动连续方式(step and switch system)的曝光装置。
另外，本发明，还可以适用于如特开平10-163099号公报、特开平10-214783号公报、特表2000-505958号公报等所公开那样，具备可以分别载置晶片等被处理衬底并沿着XY方向独立地移动的2个载物台的双载物台型的曝光装置。
作为曝光装置EX的种类，不限于将半导体元件图形曝光在衬底W上的半导体元件制造用的曝光装置，还可以广泛地适用于液晶显示元件制造用或显示器制造用的曝光装置、或用于制造薄膜磁头、摄像元件(CCD)或中间掩模或掩模等的曝光装置等。
当在衬底载物台WST和中间掩模载物台RST上使用直线电动机(参照USP5、623、853或USP5、528、118)时，作为使这些载物台相对于平台悬起的方式，最好采用使用了空气轴承的空气悬起型以及使用了劳伦兹力或电抗力的磁悬起型中的某一种。另外，各载物台WST、RST，既可以是沿着轨道移动的类型，也可以是没有设置轨道的无轨道型。
作为各载物台WST、RST的驱动机构，也可以使用使二次元地配置了磁铁的磁铁单元，和二次元地配置了线圈的电枢单元相对并利用电磁力驱动各载物台WST、RST的平面电动机。这时，只要将磁铁单元和电枢单元的任意一方连接在载物台WST、RST上，将磁铁单元和电枢单元的另一方设在载物台WST、RST的移动面侧即可。
还可以如特开平8-166475号公报(USP5、528、118)所记载的那样，以不将因衬底载物台WST的移动而产生的反作用力传递给投影光学系统PL的方式，用框架部件机械地放到地面(大地)上。还可以如特开平8-330224号公报(US S/N 08/416、558)所记载的那样，以不将因中间掩模载物台RST的移动而产生的反作用力传递给投影光学系统PL的方式，用框架部件机械地放到地面(大地)上。
本实施形态的曝光装置EX，通过以保持规定的机械精度、电气精度、光学精度的方式，将包括本申请权利要求的范围所列举的各构成元件的各种子系统组装在一起而制造。为了确保这各种精度，在该组装的前后，对各种光学系统进行用于达成光学精度的调整，对各种机械系统进行用于达成机械精度的调整，对各种电气系统进行用于达成电气精度的调整。
从各种子系统向曝光装置的组装工序，包括各种子系统相互的机械连接、电气电路的配线连接、气压回路的配管连接等。在从这各种子系统向曝光装置的组装工序之前，当然有各种子系统各自的组装工序。在将各种子系统组装到曝光装置上的工序结束后，进行综合调整，确保作为曝光装置整体的各种精度。再者，曝光装置的制造，最好在管理了温度以及清洁度的净化室内进行。
半导体器件等微型器件，如图16所示，经过以下步骤制造，即进行微型器件的功能·性能设计的步骤201、制作以该设计步骤为基础的中间掩模(掩模)的步骤202、制造作为器件的基体材料的衬底的步骤203、通过上述实施形态的曝光装置EX将中间掩模的图形曝光在衬底上的衬底处理步骤204、器件组装步骤(包括划片工序、键合工序、封装工序)205、检查步骤206等。
再者，在使用曝光装置EX的图10中的步骤204中，还使用与曝光装置EX串联连接的涂装显影(C/D)装置。在通常的半导体制造线中，通过机器臂或滑动臂，将用C/D装置的涂装部涂覆了抗蚀剂的晶片从涂装部自动输送到曝光装置EX内的预对准部。曝光装置EX内的预对准部在将晶片的切口和定向标记旋转方向统一到规定方向上后，将该晶片输送到载物台WST上。就在该未曝光晶片的输送动作之前，由卸载臂等将载物台WST上曝光完成的晶片从载物台WST运出，然后自动输送到C/D装置的显影部。这时，虽然液浸区域AR2因保持的液体的回收而呈大气释放状态，但有可能在曝光完成晶片的表面和背面上残存水滴等。于是，最好至少在从载物台WST向C/D装置(显影部)输送曝光完成晶片的机器臂或滑动臂等上，预先实施防滴或防水处理。特别是，最好在为了保持晶片的背面而形成在臂上的真空吸附部上，以即便附着在晶片背面上的水滴或水分浸入也没问题的方式，预先设成同时设有液体收集部(只留存液体的较小的凹陷部或海绵等)的真空排气路。
产业上的利用的可能性由于可以防止与液体接触的光学部件的振动传递给光学组的情况，因此可以制造防止图形像的劣化，并具有较高的图形精度的器件。
另外，根据本发明，由于可以一面防止液体和气体浸入投影光学系统的像面侧，一面用高精度进行曝光处理以及计测处理，因此可以良好地曝光衬底。
权利要求
1.一种曝光装置，具备包括与液体接触的光学部件以及配置在该光学部件和图形之间的光学组的投影光学系统，通过经由所述投影光学系统和所述液体将所述图形的像投影在衬底上使所述衬底曝光，其特征在于具备保持所述光学部件和所述光学组的保持机构，所述保持机构以相对于所述光学组可动的方式保持所述光学部件。
2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述保持机构具有保持与所述液体接触的光学部件的第1保持部件；保持所述光学组的第2保持部件；以及将所述第1保持部件相对于所述第2保持部件柔和地连接的连接机构。
3.如权利要求2所述的曝光装置，其特征在于所述连接机构将所述第1保持部件和所述第2保持部件在振动上分离。
4.如权利要求3所述的曝光装置，其特征在于所述连接机构吸收所述第1保持部件的振动，不使其传递到所述第2保持部件上。
5.如权利要求4所述的曝光装置，其特征在于所述第1保持部件，保持作为与所述液体接触的光学部件而具有规定的光轴的透镜元件，并以相对于所述第2保持部件可以沿着所述光轴方向或围绕与所述光轴正交的轴的旋转方向移动的方式连接。
6.如权利要求5所述的曝光装置，其特征在于所述第1保持部件，以可以倾斜的方式连接在所述第2保持部件上。
7.如权利要求6所述的曝光装置，其特征在于所述第1保持部件被第2保持部件可调整地支撑。
8.如权利要求7所述的曝光装置，其特征在于所述连接机构包括弹性部件。
9.如权利要求8所述的曝光装置，其特征在于具备用于降低所述第1保持部件的载荷对所述连接机构的作用的载荷降低机构。
10.如权利要求9所述的曝光装置，其特征在于所述载荷降低机构，使所述第2保持部件以非接触方式支撑所述第1保持部件。
11.如权利要求10所述的曝光装置，其特征在于具备调整投影在所述衬底上的图形的像的像调整机构。
12.如权利要求11所述的曝光装置，其特征在于所述像调整机构，补偿随着相对于所述光学组的所述光学部件的变动而可能产生的投影图形的像质变化。
13.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于具备检测所述光学组和所述光学部件的位置关系的第1检测器，所述像调整机构根据所述第1检测器的检测结果进行像调整。
14.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于所述像调整机构，补偿所述光学部件和所述衬底的曝光面的位置关系的变动。
15.如权利要求14所述的曝光装置，其特征在于具备检测所述光学部件和所述衬底的曝光面的位置关系的第2检测器，所述像调整机构，根据所述第2检测器的检测结果进行像调整。
16.一种器件制造方法，其特征在于，使用权利要求1～15中的任意一项所述的曝光装置。
17.一种曝光装置，在投影光学系统的像面侧形成液体的液浸区域，并经由所述投影光学系统和所述液体将图形曝光在衬底上，其特征在于，具备以包围构成所述投影光学系统的多个光学部件中与所述液体接触的光学部件的侧面或保持该光学部件的保持部件的侧面的方式设置，并且具有液体供给口和液体回收口中的至少某一方的环状部件；以及阻止液体浸入所述光学部件或所述保持部件的侧面和所述环状部件之间的第1密封部件。
18.如权利要求17所述的曝光装置，其特征在于，所述第1密封部件具有可挠性。
19.如权利要求18所述的曝光装置，其特征在于，所述第1密封部件，形成为环状，具有安装在所述侧面和所述环状部件中的任意一方上的主体部，和经由铰链部连接在所述主体部上、并与另一方接触的接触部。
20.如权利要求19所述的曝光装置，其特征在于，所述第1密封部件中至少所述接触部具有可挠性。
21.如权利要求18所述的曝光装置，其特征在于，所述第1密封部件包括片状部件。
22.如权利要求21所述的曝光装置，其特征在于，所述第1密封部件是疏液性的。
23.如权利要求22所述的曝光装置，其特征在于，所述侧面，和所述环状部件中与所述侧面相对的内侧面都是疏液性的。
24.如权利要求23所述的曝光装置，其特征在于，具备阻止所述光学部件和所述保持部件之间的气体的流通的第2密封部件。
25.一种曝光装置，在投影光学系统的像面侧形成液体的液浸区域，并经由所述投影光学系统和所述液体将图形曝光在衬底上，其特征在于，具备保持构成所述投影光学系统的多个光学部件中与所述液体接触的光学部件的保持部件；以及阻止所述光学部件和所述保持部件之间的气体的流通的密封部件。
26.如权利要求25所述的曝光装置，其特征在于，所述保持部件保持所述光学部件以及所述多个光学部件；所述密封部件，阻止保持所述多个光学部件的所述保持部件的内部空间和外部之间的气体的流通。
27.如权利要求26所述的曝光装置，其特征在于，所述保持部件具有可调整地支撑所述光学部件的支撑部；所述密封部件，设在所述支撑部附近。
28.如权利要求27所述的曝光装置，其特征在于，所述密封部件，具有安装在所述光学部件和所述保持部件中的任意一方上的主体部，和经由铰链部连接在所述主体部上、并与另一方接触的接触部。
29.如权利要求28所述的曝光装置，其特征在于，所述密封部件可以更换。
30.如权利要求29所述的曝光装置，其特征在于，可以按照曝光光的照射时间更换所述密封部件。
31.一种器件制造方法，其特征在于，使用权利要求30所述的曝光装置。
全文摘要
曝光装置(EX)，是经由投影光学系统(PL)和液体(LQ)将图形像投影在衬底(W)上的装置，投影光学系统(PL)，具有与液体(LQ)接触的光学部件(G12)以及配置在光学部件(G12和中间掩模(R)之间的光学组(MPL)。保持光学部件(G12)和光学组(MPL)的保持机构(HG)，以相对于光学组(MPL)可动的方式保持光学部件(G12)。通过这样的构成，可以提供能够抑制在投影光学系统和衬底之间填满液体而进行曝光处理时的图形像的劣化的曝光装置。
文档编号G03F7/20GK1839463SQ20048002385
公开日2006年9月27日 申请日期2004年7月7日 优先权日2003年7月9日
发明者木内彻, 三宅寿弘 申请人:株式会社尼康