曝光装置及器件制造方法

专利名称：曝光装置及器件制造方法
技术领域：
本发明涉及对衬底进行曝光的曝光装置及器件制造方法。
本申请基于2004年12月2日申请的日本特愿2004-349730号及2005年6月14日申请的日本特愿2005-173339号主张优先权，在这里引用其内容。
背景技术：
在作为半导体器件或液晶显示器件等微型器件的制造工序之一的光刻工序中，使用将形成于掩模上的图案向感光性的衬底上曝光的曝光装置。该曝光装置具有保持掩模的掩模载台和保持衬底的衬底载台，边依次移动掩模载台及衬底载台，边将掩模的图案经由投影光学系统向衬底投影曝光。在微型器件的制造中，为了实现器件的高密度化，要求在衬底上所形成的图案的微细化。为了应对该要求，希望曝光装置具有更高的分辨率。作为用于实现该高分辨率的方法之一，人们提出了如下述专利文献中所公开的那样的浸液曝光装置，即、用液体填充曝光用光的光路空间，经由该液体使衬底曝光。
专利文献1国际公开第99/49504号小册子在所述专利文献1所公开的那样的浸液曝光装置中，在构成投影光学系统的多个光学元件中的最靠近投影光学系统的像面的光学元件(以下，将最靠近投影光学系统的像面的光学元件适当地称作“第一光学元件”)与衬底表面之间，形成供应液体的浸液区域。在该情况下，当浸液区域的液体中混入例如从衬底上产生的杂质等，而污染了浸液区域的液体时，第一光学元件就有可能被该已受污染的浸液区域的液体污染。当第一光学元件被污染时，就会发生该第一光学元件的透光率降低或透光率产生分布等不良状况，导致经由投影光学系统曝光的曝光精度的恶化。于是，人们想出了将受污染的第一光学元件例如更换为新的元件(洁净的元件)的结构。另一方面，当要增大投影光学系统的像侧数值孔径时，需要增大第一光学元件的有效直径，从而不得不使第一光学元件大型化。在将此种大型的第一光学元件频繁地更换为新的元件之时，更换作业十分困难，作业效率差。另外，在第一光学元件具有光焦度(透镜作用)的情况下，从维持投影光学系统的成像性能的角度考虑，不希望频繁地更换具有这样的光焦度的第一光学元件。所以，作为曝光装置，希望提出如下的结构，即、可以使曝光用光良好地到达配置于投影光学系统的像面侧的衬底，而不用频繁地更换大型且具有光焦度的第一光学元件。另外，为了使曝光用光良好地到达衬底，必须防止在浸液区域的液体中生成气泡等异物。
另外，为了顺利并且高精度地进行浸液曝光处理，重要的是将液体良好地保持在所需区域，抑制液体向所述区域以外的区域的流出或飞散。当液体流出或飞散时，例如该已流出的液体就有可能附着于构成曝光装置的设备上而使该设备误动作或破损。另外，在该设备例如是用于以光学方法计测衬底的位置的计测仪器的情况下，因所流出的液体的影响，该计测仪器的计测精度有可能恶化。一旦引起该设备的误动作或计测精度的恶化，则曝光装置的曝光精度也会恶化。
另外，在浸液曝光装置中，为了用液体填充光路空间，而进行液体对光路空间的供应动作及排出(回收)动作，然而，为了将光路空间的液体或与该液体接触的各种构件保持为洁净状态，重要的是顺利地进行液体的供应及排出。

发明内容
本发明就是鉴于此种情况而完成的，其目的在于提供一种可以防止由光学元件的污染或存在于液体中的异物(气泡)、或者液体的流出等引起的曝光精度的恶化的曝光装置及使用该曝光装置的器件制造方法。
另外，本发明的目的在于，提供可以顺利地进行光路空间的液体的供应及排出，高精度地对衬底曝光的曝光装置及使用了该曝光装置的器件制造方法。
依照本发明的第一方案，提供一种曝光装置，其是经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使衬底曝光的曝光装置，投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、以及次于第一光学元件地靠近像面的第二光学元件，具备回收口，该回收口设于比第二光学元件的底面高的位置，将填充于第一光学元件的顶面与第二光学元件的底面之间的空间的液体回收。
根据本发明的第一方案，即使填充于第一光学元件的顶面与第二光学元件的底面之间的液体中存在气泡(气体部分)，由于气泡因气泡和液体的比重差而向上方移动，因此设于比第二光学元件的底面高的位置的回收口也可以顺利地回收气泡。所以，可以在除去了液体中的气泡的状态下，良好地进行利用液体的曝光处理。另外，回收口并不限于回收气泡，还可以顺利地回收比重小于液体的异物。
依照本发明的第二方案，提供一种曝光装置，其是经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使衬底曝光的曝光装置，投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、次于第一光学元件地靠近像面的第二光学元件，具备喷嘴构件，该喷嘴构件以包围第二光学元件的方式设为环状，具有用于在第一光学元件与第二光学元件之间形成液体的浸液区域的液体供应口及液体回收口中的至少任意一者，具备将第一光学元件真空吸附保持的保持部。
根据本发明的第二方案，由于第一光学元件由设于喷嘴构件上的保持部真空吸附保持，因此可以对喷嘴构件容易地拆装(更换)第一光学元件。所以，即使在第一光学元件被污染的情况下，也可以顺利地、操作性良好地进行将受污染的第一光学元件更换为新的元件(洁净的元件)的更换作业。另外，由于在用于在第一光学元件与第二光学元件之间形成液体的浸液区域的喷嘴构件上设置了保持部，因此与和喷嘴构件分立地设置真空吸附保持部的结构相比，可以减少装置的部件数，实现装置的简化(紧凑化)，并且可以削减装置成本。
依照本发明的第三方案，提供一种曝光装置，其是经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使衬底曝光的曝光装置，投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、次于第一光学元件地靠近像面的第二光学元件，具备在第一光学元件和第二光学元件之间的空间中形成液体的浸液区域的浸液机构、检测是否从空间中流出了液体的检测器。
根据本发明的第三方案，由于设置了检测是否从第一光学元件与第二光学元件之间的空间中流出了液体的检测器，因此在检测器检测出液体时，可以迅速地采取用于抑制所流出的液体造成的损害扩大的适当处置。所以，可以防止发生设备的误动作或曝光精度及计测精度的恶化之类的不良状况。
依照本发明的第四方案，提供一种曝光装置，是经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使衬底曝光的曝光装置，具备在构成投影光学系统的多个光学元件中的规定光学元件的顶面形成液体的浸液区域的浸液机构，在保持规定光学元件的保持构件上，设有用于将浸液区域的液体排出的排出口。
根据本发明的第四方案，在将由保持构件保持的第一光学元件更换为新的元件(洁净的元件)时，通过在将形成于光学元件的顶面的浸液区域的液体从排出口排出后，解除保持构件对第一光学元件的保持，可以在进行光学元件的更换作业之时抑制液体流出或飞散等不良状况的发生。所以，可以防止由飞散的液体引起的设备的误动作或曝光精度及计测精度的恶化之类的不良状况的发生。
依照本发明的第五方案，可以提供一种曝光装置，其是经由第一光学元件向衬底照射曝光用光而使衬底曝光的曝光装置，具备供应口，其向第一光学元件的顶面侧供应液体，使得第一光学元件的顶面中的曝光用光所通过的规定区域成为浸液区域；以及框构件，其具有支承第一光学元件的外周部的支承部，包围第一光学元件；经由第一光学元件与框构件的间隙，将供应到第一光学元件的顶面侧的液体排出。
根据本发明的第五方案，利用从供应口供应的液体，可以将第一光学元件的顶面的规定区域设定为浸液区域。另外，由于经由第一光学元件与框构件的间隙，排出供应到第一光学元件的顶面侧的液体，因此可以顺利地排出液体。所以，可以将光路空间的液体或与该液体接触的各种构件设为所需状态，使衬底高精度地曝光。
依照本发明的第六方案，提供一种使用所述方案的曝光装置的器件制造方法。
根据本发明的第六方案，可以使用能够将衬底高精度地曝光的曝光装置来制造器件。
根据本发明，可以防止由光学元件的污染或存在于液体中的异物(气泡)或者液体的流出等引起的曝光精度的恶化，可以提供具有所需性能的器件。
另外，根据本发明，可以使衬底高精度地曝光，可以制造所需性能的器件。


图1是表示第一实施方式的曝光装置的概略构成图。
图2是曝光装置的要部放大剖视图。
图3A是第二喷嘴构件的放大图。
图3B是第二喷嘴构件的放大图。
图4是表示第二喷嘴构件的一个例子的图。
图5是表示第二喷嘴构件的变形例的图。
图6是从上方看到的第二喷嘴构件的俯视图。
图7是用于说明设于第二喷嘴构件的顶面的凹部的图。
图8是用于说明检测器的检测原理的图。
图9是用于说明检测器的检测原理的图。
图10是用于说明第二喷嘴构件的回收口的图。
图11是表示第二喷嘴构件的回收口的变形例的图。
图12是表示第二喷嘴构件的回收口的变形例的图。
图13是表示第二喷嘴构件的回收口的变形例的图。
图14是表示第二喷嘴构件的回收口的变形例的图。
图15是用于说明第二实施方式的曝光装置的液体回收动作的图。
图16是用于说明液体回收动作的其他实施例的图。
图17是用于说明液体回收动作的其他实施例的图。
图18是表示第三实施方式的曝光装置的示意图。
图19是表示第一实施方式的曝光装置的概略构成图。
图20是用于说明第二浸液机构的要部放大剖视图。
图21是用于说明第一浸液机构的要部放大剖视图。
图22是用于说明第一光学元件及第二喷嘴构件的一个实施方式的示意图。
图23A是表示支承第一光学元件的第二喷嘴构件的图，是从上方看到的图。
图23B是表示支承第一光学元件的第二喷嘴构件的图，是从下方看到的图。
图24是从下方看到的投影光学系统的图。
图25是用于说明第二喷嘴构件的剖面立体图。
图26是用于说明第二喷嘴构件的要部放大剖视图。
图27是用于说明第二喷嘴构件的要部放大剖视图。
图28是用于说明第二喷嘴构件的要部放大剖视图。
图29是用于说明第二浸液机构的动作的示意图。
图30是用于说明第二浸液机构的动作的示意图。
图31是用于说明第二浸液机构的动作的示意图。
图32是用于说明第二浸液机构的动作的示意图。
图33是用于说明第一光学元件及第二喷嘴构件的其他实施方式的示意图。
图34是用于说明第一光学元件及第二喷嘴构件的其他实施方式的示意图。
图35是用于说明第一光学元件及第二喷嘴构件的其他实施方式的示意图。
图36是用于说明第一光学元件及第二喷嘴构件的其他实施方式的示意图。
图37是表示曝光装置的其他实施方式的要部放大剖视图。
图38是用于说明微型器件的制造工序的一个例子的流程图。
符号说明1...第一浸液机构，2...第二浸液机构，10...第一液体供应机构，12...第一供应口，20...第一液体回收机构，22...第一回收口，30...第二液体回收机构，32...第二供应口，40...第二液体回收机构，42...第二回收口，60...保持构件，63...密封构件，64...密封构件，65...通孔(孔)，65’...气体喷出口，71...第一喷嘴构件，72...第二喷嘴构件，72K...底面，72J...顶面，74...检测器(光纤)，75...凹部，76...密封构件，90...气体供应系统，100...保持部，EL...曝光用光，EX...曝光装置，F2...凸缘面，K1...第一空间，K2...第二空间，LQ...液体，LQ1...第一液体，LQ2...第二液体，LR1...第一浸液区域，LR2...第二浸液区域，LS1...第一光学元件，LS2...第二光学元件，LT1...第一光学元件的侧面，LT2...第二光学元件的侧面，P...衬底，PL...投影光学系统，201...第一浸液机构，202...第二浸液机构，212...供应口，222...回收口，232...供应口，242...回收口，251...抽吸装置，252...排出口，255...收集构件，271...第一喷嘴构件，272...第二喷嘴构件(框构件)，278A...缺口部，278B...缺口部，280...支承部。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明，但是本发明并不限于此。
<第一实施方式>
图1是表示第一实施方式的曝光装置EX的概略构成图。图1中，曝光装置EX具备保持掩模M且可移动的掩模载台MST；具备保持衬底P的衬底夹具PH的衬底载台PST；将由掩模载台MST保持的掩模M用曝光用光EL照明的照明光学系统IL；将由曝光用光EL照明了的掩模M的图案像向由衬底载台PST保持的衬底P投影曝光的投影光学系统PL；统一控制曝光装置EX整体的动作的控制装置CONT。
本实施方式的曝光装置主体EX是实际上缩短曝光波长来提高分辨率、并且为了实际上增大焦深而应用了浸液法的浸液曝光装置，其具备用于利用第一液体LQ1填充第一空间K1的第一浸液机构1，第一空间K1处于构成投影光学系统PL的多个光学元件LS1～LS7中的设于最靠近投影光学系统PL的像面的位置的第一光学元件LS1与衬底P之间，是曝光用光EL的光路空间。衬底P配置于投影光学系统PL的像面侧，第一光学元件LS1的底面T1与衬底P的表面相对。第一浸液机构1具备在衬底P(衬底载台PST)的上方，以包围第一光学元件LS1的侧面的方式设置的环状的第一喷嘴构件71；通过设于第一喷嘴构件71上的供应口12向第一光学元件LS1的底面T1与衬底P之间的第一空间K1供应第一液体LQ1的第一液体供应机构10；和通过设于第一喷嘴构件71上的回收口22回收第一空间K1的第一液体LQ1的第一液体回收机构20。第一浸液机构1的动作由控制装置CONT控制。
另外，曝光装置EX具备用于利用第二液体LQ2填充第二空间K2的第二浸液机构2，第二空间K2处于第一光学元件LS1与设于次于第一光学元件LS1地靠近投影光学系统PL的像面的位置上的第二光学元件LS2之间，是曝光用光EL的光路空间。第二光学元件LS2配置于第一光学元件LS1的上方，第一光学元件LS1的顶面T2配置为与第二光学元件LS2的底面T3相对。第二浸液机构2具备在第一光学元件LS1的上方，以包围第二学元件LS2的侧面的方式设置的环状的第二喷嘴构件72；通过设于第二喷嘴构件72上的供应口32向第二光学元件LS2的底面T3与第一光学元件LS1的顶面T2之间的第二空间K2供应第二液体LQ2的第二液体供应机构30；和通过设于第二喷嘴构件72上的回收口42回收第二空间K2的第二液体LQ2的第二液体回收机构40。第二浸液机构2的动作由控制装置CONT控制。
在本实施方式中，第一光学元件LS1与衬底P之间的第一空间K1、与第一光学元件LS1与第二光学元件LS2之间的第二空间K2是独立的空间。控制装置CONT可以相互独立地进行由第一浸液机构1针对第一空间K1供应和回收第一液体LQ1的供应动作及回收动作、由第二浸液机构2针对第二空间K2供应和回收第二液体LQ2的供应动作及回收动作，不会产生液体(LQ1、LQ2)从第一空间K1及第二空间K2的一方向另一方的出入。
曝光装置EX至少在将掩模M的图案像转印到衬底P上的期间，使用第一浸液机构1，在第一光学元件LS1与配置于其像面侧的衬底P之间填充第一液体LQ1而形成第一浸液区域LR1，并且使用第二浸液机构2，在第一光学元件LS1与第二光学元件LS2之间填充第二液体LQ2而形成第二浸液区域LR2。本实施方式中，曝光装置EX采用如下的局部浸液方式，即、在包括投影光学系统PL的投影区域AR1的衬底P上的一部分，局部地形成大于投影区域AR1且小于衬底P的第一浸液区域LR1。另外，本实施方式中，曝光装置EX在第一光学元件LS1的顶面T2中的包括曝光用光EL所通过的区域AR2的区域中形成第二液体LQ2的第二浸液区域LR2。即，第一浸液机构201从第一喷嘴构件71的供应口12向衬底P的表面供应液体LQ，使得衬底P的表面中的被照射曝光用光EL的投影区域AR1成为第一浸液区域LR1。另外，本实施方式中，曝光装置EX在第一光学元件LS1的顶面T2中的包括曝光用光EL所通过的区域AR2的区域中形成液体LQ2的第二浸液区域LR2。即，第二浸液机构2从第二喷嘴构件72的供应口32向第一光学元件LS1的顶面T2侧供应液体LQ，使得第一光学元件LS1的顶面T2中的曝光用光EL所通过的规定区域AR2成为第二浸液区域LR2。曝光装置EX通过包括第一、第二光学元件LS1、LS2的投影光学系统PL、第二浸液区域LR的第二液体LQ2及第一浸液区域LR1的第一液体LQ1，将通过了掩模M的曝光用光EL向衬底P照射，由此将掩模M的图案投影曝光到衬底P。
在本实施方式中，虽然有时将第一浸液区域LR1作为形成于衬底P上的区域来进行说明，然而，也可以在投影光学系统PL的像面侧，形成于配置在与第一光学元件LS1相对的位置上的物体上，例如衬底载台PST的顶面等上。
在本实施方式中，作为曝光装置EX以使用如下的扫描型曝光装置(所谓的扫描步进装置)的情况为例进行说明，即，一边使掩模M和衬底P沿扫描方向同步移动，一边将形成于掩模M上的图案曝光到衬底P。在以下的说明中，将在水平面内掩模M与衬底P的同步移动方向(扫描方向)设为X轴方向，将在水平面内与X轴方向正交的方向设为Y轴方向(非扫描方向)，将与X轴及Y轴方向垂直并与投影光学系统PL的光轴AX一致的方向设为Z轴方向。另外，将绕X轴、Y轴及Z轴的旋转(倾斜)方向分别设为θX、θY及θZ方向。而且，这里所说的“衬底”包括在半导体晶片等基材上涂敷了感光材料(抗蚀剂)的衬底，“掩模”包括形成了向衬底上缩小投影的器件图案的母版(reticle)。
照明光学系统IL具有曝光用光源、将从曝光用光源中射出的曝光用光EL的照度均匀化的光学积分器、将来自光学积分器的曝光用光EL聚光的聚光透镜、中继透镜系统及设定曝光用光EL在掩模M上的照明区域的视场光阑等。掩模M上的规定照明区域由照明光学系统IL以均匀的照度分布的曝光用光EL照明。作为从照明光学系统IL射出的曝光用光EL，例如可以使用从水银灯中射出的辉线(g线、h线、i线)及KrF受激准分子激光(波长248nm)等深紫外光(DUV光)；ArF受激准分子激光(波长193nm)及F2激光(波长157nm)等真空紫外光(VUV光)等。本实施方式中使用ArF受激准分子激光。
在本实施方式中，作为由第一液体供应机构10供应的第一液体LQ1及由第二液体供应机构30供应的第二液体LQ2使用纯水。即，本实施方式中，第一液体LQ1与第二液体LQ2为相同的液体。纯水不仅可以透过ArF受激准分子激光，例如也可以透过从水银灯射出的辉线(g线、h线、i线)及KrF受激准分子激光(波长248nm)等深紫外光(DUV光)。
掩模载台MST可以保持并移动掩模M。掩模载台MST利用真空吸附(或静电吸附)保持掩模M。掩模载台MST利用由控制装置CONT控制的包括线性马达等的掩模载台驱动装置MSTD的驱动，在保持了掩模M的状态下，可以在与投影光学系统PL的光轴AX垂直的平面内，即在XY平面内进行二维移动以及沿θZ方向进行微小旋转。
在掩模载台MST上设有移动镜51。另外，在与移动镜51相对的位置上设有激光干涉仪52。掩模载台MST上的掩模M的二维方向的位置及θZ方向的旋转角(根据情况不同，也包括θX、θY方向的旋转角)，利用激光干涉仪52来实时计测。激光干涉仪52的计测结果被输出到控制装置CONT。控制装置CONT基于激光干涉仪52的计测结果驱动掩模载台驱动装置MSTD，进行由掩模载台MST保持的掩模M的位置控制。
投影光学系统PL以规定的投影倍率β将掩模M的图案向衬底P投影曝光。由包括配置于最靠近投影光学系统PL的像面的位置的第一光学元件LS1的多个光学元件LS1～LS7构成。多个光学元件LS1～LS7中，第一光学元件LS1由保持构件(透镜单元)60保持，该保持构件60与第二喷嘴构件72连接。另外，第一光学元件LS1以外的多个光学元件LS2～LS7被镜筒PK支承。另外，第二喷嘴构件72与镜筒PK的下端部连接，本实施方式中，第二喷嘴构件72与镜筒PK基本上成为一体。换言之，第二喷嘴构件72构成镜筒PK的一部分。另外，也可以将第二喷嘴构件72设为独立于镜筒PK的构件，将第二喷嘴构件72用与镜筒PK不同的规定支承机构来支承。本实施方式中，投影光学系统PL是投影倍率β例如为1/4、1/5或1/8的缩小系统。而且，投影光学系统PL也可以是等倍系统及放大系统的任意一种。另外，投影光学系统PL包括第一光学元件LS1，将像差等成像特性控制在规定的容许范围内。另外，投影光学系统PL的镜筒PK的内部空间基本上被密闭，可以利用未图示的气体置换装置维持为规定的气体环境。本实施方式中，镜筒PK的内部空间中的比第二光学元件LS2更靠上侧(掩模侧)的空间，被填充例如氦气、氩气、氮气等惰性气体。另外，镜筒PK的内部空间也可以填充干燥空气(dry air)。
如前所述，衬底载台PST具有保持衬底P的衬底夹具PH，在衬底夹具PH上保持衬底P，并可移动。衬底夹具PH例如利用真空吸附等保持衬底P。衬底载台PST利用由控制装置CONT控制的包括线性马达等的衬底载台驱动装置PSTD的驱动，在利用衬底夹具PH保持衬底P的状态下，在基座构件BP上，可以在XY平面内进行二维移动以及沿θZ方向进行微小转动。另外，衬底载台PST也可以沿Z轴方向、θX方向及θY方向移动。所以，由衬底载台PST保持的衬底P的表面可以沿X轴、Y轴、Z轴、θX、θY及θZ方向6个自由度方向移动。
在衬底载台PST的侧面上设有移动镜53。另外，在与移动镜53相对的位置上设有激光干涉仪54。衬底载台PST上的衬底P的二维方向的位置及旋转角由激光干涉仪54实时计测。另外，虽未图示，但是曝光装置EX具备检测由衬底载台PST保持的衬底P的表面位置信息的聚焦调平检测系统。作为聚焦调平检测系统，可以采用从斜向将检测光向衬底P的表面照射的斜入射方式或者使用了静电电容型传感器的方式等。聚焦调平检测系统通过第一液体LQ1、或者不通过第一液体LQ1来检测衬底P表面的Z轴方向的位置信息及衬底P的θX及θY方向的倾斜信息。
激光干涉仪54的计测结果被输出到控制装置CONT。聚焦调平检测系统的检测结果也被输出到控制装置CONT。控制装置CONT基于聚焦调平检测系统的检测结果驱动衬底载台驱动装置PSTD，控制衬底P的聚焦位置(Z位置)及倾斜角(θX、θY)，调整衬底P的表面与经由投影光学系统PL及第一液体LQ1而形成的像面的位置关系，并且基于激光干涉仪54的计测结果，进行衬底P在X轴方向、Y轴方向及θZ方向的位置控制。
在衬底载台PST上设有凹部55，用于保持衬底P的衬底夹具PH被配置于凹部55。此外，衬底载台PST的凹部55以外的顶面56为与由衬底夹具PH保持的衬底P的顶面为大致相同高度(相同面高)的平坦面(平坦部)。由于在衬底P的周围设有高度与衬底P表面大致相同的顶面56，因此，即使在对衬底P的边缘区域进行浸液曝光时，由于在衬底P的边缘部的外侧基本上没有阶梯部，所以也可以将第一液体LQ1保持在投影光学系统PL的像面侧而良好地形成浸液区域LR1。另外，虽然在衬底P的边缘部与设于该衬底P的周围的平坦面(顶面)56之间有0.1～1.0mm左右的间隙，但是因第一液体LQ1的表面张力而基本上不会有第一液体LQ1流入该间隙的情况，在对衬底P的周缘附近曝光的情况下，也可以利用顶面56将第一液体LQ1保持在投影光学系统PL之下。而且，如果可以使液体LQ持续填充第一空间K1，则在衬底载台PST的顶面297与由衬底夹具PH保持的衬底P的表面上也可以有阶梯。
第一浸液机构1的第一液体供应机构10是用于将第一液体LQ1向投影光学系统PL的第一光学元件LS1与衬底P之间的第一空间K1供应的机构，具备可以送出第一液体LQ1的第一液体供应部11、和其一个端部与第一液体供应部11连接的第一供应管13。第一供应管13的另一个端部与第一喷嘴构件71连接。第一液体供应部11具备收容第一液体LQ1的储液罐、加压泵、调整所供应的第一液体LQ1的温度的调温装置及除去第一液体LQ1中的异物(包括气泡)的过滤组件等。第一液体供应部11的动作由控制装置CONT控制。
第一浸液机构1的第一液体回收机构20是用于回收投影光学系统PL的像面侧的第一液体LQ1的机构，具备可以回收第一液体LQ1的第一液体回收部21、和其一个端部与第一液体回收部21连接的第一回收管23。第一回收管23的另一个端部与第一喷嘴构件71连接。第一液体回收部21例如具备真空泵等真空系统(抽吸装置)、将所回收的第一液体LQ1和气体分离的气液分离器及收容所回收的第一液体LQ1的储液罐等。第一液体回收部21的动作由控制装置CONT控制。
第二浸液机构2的第二液体供应机构30是用于将第二液体LQ2向投影光学系统PL的第二光学元件LS2与第一光学元件LS1之间的第二空间K2供应的机构，具备可以送出第二液体LQ2的第二液体供应部31、和其一个端部与第二液体供应部31连接的第二供应管33。第二供应管33的另一个端部与第二喷嘴构件72连接。第二液体供应部31具备收容第二液体LQ2的储液罐、加压泵、调整所供应的第二液体LQ2的温度的调温装置及除去第二液体LQ2中的异物(包括气泡)的过滤组件等。第二液体供应部31的动作由控制装置CONT控制。
第二浸液机构2的第二液体回收机构40是用于将投影光学系统PL的第二光学元件LS2与第一光学元件LS1之间的第二空间K2的第二液体LQ2回收的机构，具备可以回收第二液体LQ2的第二液体回收部41、和其一个端部与第二液体回收部41连接的第二回收管43。第二回收管43的另一个端部与第二喷嘴构件72连接。第二液体回收部41例如具备真空泵等真空系统(抽吸装置)、将所回收的第二液体LQ2和气体分离的气液分离器及收容所回收的第二液体LQ2的储液罐等。第二液体回收部41的动作由控制装置CONT控制。
图2是表示第二光学元件LS1、LS2附近的侧剖视图。第一光学元件LS1是可以透过曝光用光EL的无光焦度的平行平面板，底面T1与顶面T2平行。而且，投影光学系统PL因包括第一光学元件LS1而将像差等成像特性控制在规定的容许范围内。顶面T2的外径大于底面T1的外径，第一光学元件LS1具有凸缘部F1。此外，第一光学元件LS1的凸缘部F1被保持构件(透镜单元)60保持。由保持构件60保持的第一光学元件LS1的底面T1及顶面T2与XY平面大致平行。由于由衬底载台PST支承的衬底P的表面与XY平面大致平行，因此底面T1及顶面T2与由衬底载台PST支承的衬底P的表面大致平行。
保持了第一光学元件LS1的保持构件60与第二喷嘴构件72连接。保持构件60与第二喷嘴构件72由多个螺栓61相互连接。另外，通过解除利用螺栓61的连接，第一光学元件LS1可以解除保持构件60的保持。即，第一光学元件LS1设置为可以容易拆装(可以更换)。
另外，在第二喷嘴构件72的底面72K与保持构件60的顶面60J之间配置有间隔构件62。第二喷嘴构件72的底面72K与第一光学元件LS1的顶面T2中的和曝光用光EL所通过的区域不同的区域相对。间隔构件62由与螺栓61对应的垫片构件构成，具有作为调整机构的功能，该调整机构调整第二喷嘴构件72(镜筒PK)与保持构件60的位置关系，进而调整由镜筒PK保持的第二光学元件LS2与由保持构件60保持的第一光学元件LS1的位置关系。这里，所谓第二光学元件LS2与第一光学元件LS1的位置关系包括第二光学元件LS2的底面T3与第一光学元件LS1的顶面T2的相对距离或者相对倾斜。间隔构件62被支承成与保持构件60的顶面60J接触，并以规定角度间隔配置。位置关系的调整可以通过适当地变更所使用的间隔构件62的厚度，或适当地变更间隔构件62的层叠数目来调整。此外，在第二喷嘴构件72的底面72K与保持构件60的顶面60J之间配置有间隔构件62的状态下，利用螺栓61固定第二喷嘴构件72与保持构件60。
第二光学元件LS2是具有光焦度(透镜作用)的光学元件，具有平面状的底面T3、和朝向物体面侧(掩模M侧)形成凸状并具有正光焦度的顶面T4。顶面T4的外径大于底面T3的外径，第二光学元件LS2具有凸缘面F2。此外，第二光学元件LS2的凸缘面F2的边缘部由设于镜筒PK的下端部的支承部58支承。第二光学元件LS2(及光学元件LS3～LS7)是由镜筒PK保持的结构。
由支承部58支承的第二光学元件LS2的底面T3与由保持构件60保持的第一光学元件LS1的顶面T2基本上平行。另外，如上所述，由于第二光学元件LS2的顶面T4具有正光焦度，因此可以减少向顶面T4射入的光(曝光用光EL)的反射损耗，进而能够确保较大的像侧数值孔径。另外，具有光焦度(透镜作用)的第二光学元件LS2在被良好地定位了的状态下由镜筒PK的支承部58支承。另外，本实施方式中，与第一光学元件LS1相对的第二光学元件LS2的底面T3的外径形成得小于第一光学元件LS1的顶面T2的外径。
从照明光学系统IL中射出的曝光用光EL，在分别通过了多个光学元件LS7～LS3后，通过第二光学元件LS2的顶面T4的规定区域，在通过了底面T3的规定区域后，射入第二浸液区域LR2。通过了第二浸液区域LR2的曝光用光EL，在通过了第一光学元件LS1的顶面T2的规定区域后，通过底面T1的规定区域，在射入了第一浸液区域LR1后，到达衬底P上。
第一喷嘴构件71是构成第一浸液机构1的一部分的构件，是以包围第一光学元件LS1的侧面71T的方式设置的环状构件。第一喷嘴构件71例如可以利用钛、不锈钢(例如SUS316)、硬铝及含有它们的合金(例如钛合金)、石英、玻璃陶瓷(例如Zerodur(注册商标))、Si(硅)晶体、无定形材质等形成。第一喷嘴构件71被配置于投影光学系统PL的像面侧前端部的附近，在第一光学元件LS1的凸缘部F1与衬底P(衬底载台PST)之间，以包围投影光学系统PL的第一光学元件LS1的周围的方式设置。由保持构件60保持的第一光学元件LS1的底面T1与第一喷嘴构件71的底面71A基本上处于同一平面。
此外，在第一喷嘴构件71的内侧面71T与第一光学元件LS1的侧面LT1之间设有规定的间隙(gap)G1。投影光学系统PL(第一光学元件LS1)与第一喷嘴构件71由间隙G1进行振动上的隔离。这样防止了由第一喷嘴构件71产生的振动直接传递到投影光学系统PL侧的情况。而且，第一喷嘴构件71的内侧面71T对第一液体LQ1具备疏液性(疏水性)，可以抑制第一液体LQ1向第一光学元件LS1的侧面LT1与第一喷嘴构件71的内侧面71T之间的间隙G1的浸入。另外，对于用于赋予疏水性的疏水处理，将在后面叙述。
在第一喷嘴构件71的底面71A上，形成有供应第一液体LQ1的液体供应口12及回收第一液体LQ1的液体回收口22。在以下的说明中，适当地将第一浸液机构1的液体供应口12称作第一供应口12，将第一浸液机构1的液体回收口22称作第一回收口22。
第一供应口12在由衬底载台PST支承的衬底P的上方，设置为与该衬底P表面相对。第一供应口12与衬底P表面分开规定距离。第一供应口12被配置为包围被照射曝光用光EL的投影光学系统PL的投影区域AR1。本实施方式中，第一供应口12以包围投影区域AR1的方式在第一喷嘴构件71的底面71A形成有多个。
第一回收口22在由衬底载台PST支承的衬底P的上方，被设置为与该衬底P表面相对。第一回收口22与衬底P表面分开规定距离。第一回收口22相对于投影光学系统PL的投影区域AR1，被设置于第一供应口12的外侧，以包围第一供应口12及被照射曝光用光EL的投影区域AR1的方式形成环状的狭缝形状。
在第一回收口22中，配置有具有多个孔的多孔构件22P，使得覆盖该第一回收口22。多孔构件22P由具有多个孔的网状构件构成。多孔构件22P可以通过对作为多孔构件的基材的板构件实施开孔加工而形成，该板构件由石英、钛、不锈钢(例如SUS316)及陶瓷或具有亲水性的材质等形成。另外，也可以对多孔构件22P实施用于抑制杂质向第一液体LQ1中析出的表面处理或者用于提高亲液性的表面处理。作为此种表面处理，可以列举出在多孔构件22P上附着氧化铬的处理，例如可以列举出株式会社神钢环境Solution的“GOLDEP”处理或“GOLDEP WHITE”处理。通过实施此种表面处理，可以防止杂质从多孔构件22P向第一液体LQ1中析出等不良状况。另外，也可以对第一、第二喷嘴构件71、72实施所述的表面处理。
在第一喷嘴构件71的内部，设有作为连接多个第一供应口12的每一个与供应管13的内部流路的第一供应流路14。形成于第一喷嘴构件17的第一供应流路14从中途分支，从而可以与多个第一供应口12的每一个连接。另外，在第一喷嘴构件71的内部，设有作为连接环状的第一回收口22与回收管23的内部流路的第一回收流路24。第一回收流路24与环状的第一回收口22对应地形成环状，具备与该回收口22连接的环状流路、和连接该环状流路的一部分与回收管23的歧管流路。
控制装置CONT在形成第一液体LQ1的浸液区域LR1之时，使用第一浸液机构1的第一液体供应机构10及第一液体回收机构20向衬底P上供应第一液体LQ1及从衬底P上回收第一液体LQ1。在向衬底P上供应第一液体LQ1时，控制装置CONT从第一液体供应部11中送出第一液体LQ1，经由供应管13及第一喷嘴构件71的第一供应流路14，从设于衬底P的上方的第一供应口12向衬底P上供应第一液体LQ1。在回收衬底P上的第一液体LQ1时，控制装置CONT驱动第一液体回收部21。通过驱动第一液体回收部21，衬底P上的第一液体LQ1经由设于衬底P的上方的第一回收口22流入第一喷嘴构件71的第一回收流路24，通过回收管23被第一液体回收部21回收。第一液体LQ1被填充到第一喷嘴构件71的底面71A及投影光学系统PL的光学元件LS1的底面T1与衬底P表面之间而形成第一浸液区域LR1。
第二喷嘴构件72是构成第二浸液机构2的一部分的构件，是在第二光学元件LS2的凸缘面F2与第一光学元件LS1之间，以包围第二光学元件LS2的侧面72T的方式设置的环状构件。第二光学元件LS2的凸缘面F2与第二喷嘴构件72的顶面72J相对。第二喷嘴构件72也可以利用与所述的第一喷嘴构件相同的材质来形成。第二喷嘴构件72与镜筒PK的下端部连接，形成由镜筒PK支承的结构。如上所述，第二喷嘴构件72与镜筒PK基本上成为一体，因而第二喷嘴构件72构成镜筒PK的一部分。此外，在第二喷嘴构件72的内侧面72T与第二光学元件LS2的侧面LT2之间设有规定的间隙(gap)G2。
第二喷嘴构件72形成有供应第二液体LQ2的液体供应口32及回收第二液体LQ2的液体回收口42。在以下的说明中，将设于第二浸液机构2的第二喷嘴构件72上的液体供应口32适当地称作第二供应口32，将第二浸液机构2的液体回收口42适当地称作第二回收口42。
第二供应口32在第二喷嘴构件72的内侧面72T上设于与第二空间K2相对的位置。第二回收口42设于第二喷嘴构件72的与第二光学元件LS2的侧面LT2相对的内侧面72T。第二回收口42设于高于第二光学元件LS2的底面T3的位置。而且，本实施方式中，虽然第二回收口42朝向横向，但是例如也可以朝向斜下方或上方。
另外，在第二喷嘴构件72的内部，设有连接第二供应口32与供应管33的作为内部流路的第二供应流路34。另外，在第二喷嘴构件72的内部，设有连接第二回收口42与回收管43的作为内部流路的第二回收流路44。
图3A是示意地表示第二回收流路44的附近的图。如图3A所示，在形成于第二喷嘴构件72的第二回收流路44的一部分上，设有比第二回收口42靠上方的弯曲的弯曲部44R。另外，第二回收流路44与第二回收管43的连接部设置得比弯曲部44R靠下方。即、从第二回收口42回收的第二液体LQ2在沿大致水平方向流动后，流向上方，其后流向下方，之后，流入第二回收管43。此外，在弯曲部44R的上部，设有将第二回收流路44的内部与外部连通的孔44K。利用孔44K，使第二回收流路44向大气开放。通过设置向大气开放用的孔44K，即使在利用第二液体回收部41抽吸第二空间K2的情况下，也可以防止第二空间K2(镜筒PK内部的空间)变为负压。即，当第二空间K2及与该第二空间K2连接的第二回收流路44的压力因第二液体回收部41的抽吸动作而降低时，如图3B所示，气体通过孔44K流入第二回收流路44。所以，可以防止第二空间K2或与该第二空间K2连接的第二回收流路44变为负压。这样，通过在比第二回收口42及第二回收流路44与第二回收管43的连接部高的位置，设置具有孔44K的弯曲部44R而形成溢流构造，可以防止第二空间K2变为负压。而且，在向大气开放用的孔44K中，也可以安装所述的多孔构件22P。通过安装该多孔构件，可以抑制第二液体回收部41进行抽吸动作时的气化热的产生。
图4是从上方看到的第二喷嘴构件72的剖视图。如图4所示，在本实施方式中，第二供应口22设于第二空间K2的+X侧，第二回收口42设于第二空间K2的-X侧。第二供应口32是具有规定宽度的狭缝状，第二回收口42形成得与第二供应口32同样大或比之大。通过将第二回收口42形成得比第二供应口32大，可以顺利地进行液体回收。另外，在第二回收口42中，也可以与第一回收口22一样，配置多孔构件。
另外，第二供应口32、第二回收口42的数目及配置，和第二供应流路34、第二回收流路44的数目及配置等可以任意地设定。例如，也可以将第二供应口32分别形成于第二喷嘴构件72的多个规定位置。同样地，也可以将第二回收口42分别形成于第二喷嘴构件72的多个规定位置。另外，例如也可以如图5所示，沿着第二喷嘴构件72的圆周方向形成第二供应流路34，将第二供应流路34的长度设定得比较长。通过如此设置，向第二空间K2供应的第二液体LQ2的温度，在被调整为与第二喷嘴构件72的温度，进而与和该第二喷嘴构件72连接的镜筒PK的温度基本上相同后，通过第二供应口32向第二空间K2供应。另外，图5中，虽然第二供应流路34是沿第二喷嘴构件72的圆周方向形成了半周的结构，然而例如也可以沿着整个圆周来形成，还可以以螺旋状形成。
控制装置CONT在形成第二液体LQ2的浸液区域LR2之时，使用第二浸液机构2的第二液体供应机构30及第二液体回收机构40，对第二空间K2进行第二液体LQ2的供应及回收。在向第二空间K2供应第二液体LQ2时，控制装置CONT从第二液体供应部31送出第二液体LQ2，经由供应管33及第二喷嘴构件72的第二供应流路34，从第二供应口32向第二空间K2供应第二液体LQ2。在回收第二空间K2的第二液体LQ2时，控制装置CONT驱动第二液体回收部41。通过驱动第二液体回收部41，第二空间K2的第二液体LQ2经由设于比第二光学元件LS2的底面T3高的位置的第二回收口42流入第二喷嘴构件72的第二回收流路44，通过回收管43被第二液体回收部41回收。第二液体LQ2被填充到第二光学元件LS2的底面T3与第一光学元件LS1的顶面T2之间的第二空间K2而形成第二浸液区域LR2。
回到图2，在第一光学元件LS1的顶面T2与第二喷嘴构件72的底面72K之间设有密封构件64。另外，在保持构件60的顶面60J与第二喷嘴构件72的底面72K之间还设有密封构件63。密封构件63、64是抑制第二液体LQ2在第二空间K2与其外侧的空间之间流通的构件，特别是抑制填充在第二空间K2中的第二液体LQ2向外侧的空间流出。密封构件63、64主要抑制填充在第二空间K2中的第二液体LQ2流向镜筒PK的外侧的第四空间K4。而且，密封构件64也可以设于保持构件60的顶面60J与第二喷嘴构件72的底面72K之间。
密封构件63、64只要是可以抑制第二液体LQ2的流通的构件即可，可以利用O形圈、V形圈、C形圈、具有疏水性的环状的密封构件等来构成。本实施方式中，密封构件64为V形圈，密封构件63为O形圈。另外，也可以省略密封构件64，利用后述的疏水处理来抑制第二液体LQ2的流通。
另外，在第二喷嘴构件72的内侧面72T与第二光学元件LS2的侧面LT2之间的间隙G2中还设有密封构件76A，在第二喷嘴构件72的顶面72J与和该顶面72J相对的第二光学元件LS2的凸缘面F2之间还设有密封构件76B、76C。密封构件76B与密封构件76C被配置成以第二光学元件LS2的光轴为中心的同心圆状。这些密封构件76(76A、76B、76C)也是抑制第二液体LQ2在第二空间K2与其外侧的空间之间流通的构件，抑制填充在第二空间K2中的第二液体LQ2向外侧的空间流出。密封构件76主要抑制填充在第二空间K2中的第二液体LQ2向第二光学元件LS2的顶面T4侧的第三空间(镜筒PK内侧的空间)K3流出，并且抑制向镜筒PK外侧的第四空间K4流出。另外，在没有填充在第二空间K2中的第二液体LQ2向第三空间K3流出的危险的情况下，可以省略这些密封构件76。
图6是从上方看到的第二喷嘴构件72的俯视图。在喷嘴构件72的顶面72J中的密封构件76(76B)的外侧，设有用于保持从第二空间K2中流出的第二液体LQ2的凹部75。凹部75在第二喷嘴构件72的顶面72J上形成为环状。如图7中所示的示意图所示，即使第二空间K2的第二液体LQ2经由间隙G2等向密封构件76的外侧流出，也可以利用凹部75保持该第二液体LQ2。所以，可以防止由流出的第二液体LQ2造成的损害的扩大。
另外，在第二喷嘴构件72上所形成的凹部75中，设有检测是否从第二空间K2中流出了第二液体LQ2的检测器74。检测器74是由光纤构成的，如图6所示，配置在形成于第二喷嘴构件72的凹部75中。
参照图8及图9，对检测第二液体LQ2的检测器74的检测原理进行说明。图8是表示一般的光纤的概略构成图。图8中，光纤74’具备传播光的纤芯部74C，和设于纤芯部74C的周围、具有比纤芯部74C小的折射率的包层部74D。光纤74’中，光在具有比包层部74D高的折射率的纤芯部74C内封闭地传播。
图9是表示本实施方式的光纤74的概略构成图。图9中，光纤74是具有传播光的纤芯部74C并在其周围未设置包层部的光纤(无包层光纤)。光纤74的纤芯部74C具有比其周围的气体(本实施方式中为空气)高的折射率，并且具有比第二液体(本实施方式中为纯水)LQ2低的折射率。因此，在光纤74的周围充满空气的情况下，光就在具有比空气高的折射率的纤芯部74C内封闭地传播。也就是，从光纤74的入射端部射入的光从射出端部射出，而不使其光量大幅减弱。但是，在第二液体(纯水)LQ2附着于光纤74的表面的情况下，由于在该第二液体LQ2与光纤74的界面上不会发生全反射，因此光从光纤74的液体附着部分向外部泄漏。所以，会减弱从光纤74的入射端部射入的光在从射出端部射出时的光量。因此，通过在曝光装置EX的规定位置设置该光纤74，并计测该光纤74的射出端部的光量，控制装置CONT可以检测出在光纤74上是否附着了第二液体LQ2，也就是可以检测出第二液体LQ2是否流出。而且，由于空气的折射率为1左右，水的折射率为1.4～1.6左右，因此纤芯部74C优选利用具有例如1.2左右的折射率的材料来构成。
另外，根据从光纤74的射出端部射出的光的衰减量，光纤74也可以对第二液体LQ2的量进行检测。即、在光纤74的周围附着了少量的第二液体LQ2的情况下，射出端部的光的衰减量小，在附着了大量的第二液体LQ2的情况下，衰减量大。所以，通过计测光纤74的射出端部的光量，可以检测出第二液体LQ2的泄漏量。另外，通过将光纤射出端部的光量的计测值与预先设定的多个阈值(基准值)进行比较，在超过了各阈值的情况下分别发出特定的信号，可以阶段性地检测第二液体LQ2的泄漏量。
此外，如图6所示，检测器(光纤)74被设于在第二喷嘴构件72上所形成的凹部75中。即，光纤74配置于密封构件76B与密封构件76C之间。此外，在光纤74的入射端部，连接有可以向光纤74射入光的投光部77，在光纤74的射出端部，连接有可以接收在光纤74中传播而从射出端部射出的光的受光部78。另外，图中，虽然将光纤74的一部分与密封构件76C重合地进行了表示，但是，在该部分中，例如在设于第二喷嘴构件72的顶面的缺口部配置有光纤74的一部分，使得光纤74的一部分与密封部76不发生干涉，并且可以确保基于密封构件76C的气密性。控制装置CONT基于从投光部77向光纤74射入时的光的光量、和由受光部78接收的光的光量，求得光纤74的射出端部相对于入射端部的光的衰减率，基于该求得的结果判断在光纤74上是否附着了第二液体LQ2，即、判断第二液体LQ2是否向第二空间K2的外侧流出。此外，当控制装置CONT判断为第二液体LQ2流出了时，只要采取如下的适当处置即可，即、停止第二液体供应机构30的第二液体LQ2的供应动作，或提升第二液体回收机构40对第二液体LQ2的回收力，或停止对构成曝光装置EX的电气设备的供电，调整向第二空间K2供应的第二液体LQ2的供应量或从第二空间K2中排出的第二液体LQ2的排出量等。
控制装置CONT通过基于检测器74的检测结果，采取如上所述的适当的处置，可以抑制从第二空间K2中流出的第二液体LQ2流入第二光学元件LS2的顶面T4侧的第三空间K3的情况等，抑制流出的第二液体LQ2的损害的扩大。第三空间K3是镜筒PK的内侧的空间，被维持为规定的气体环境。当第二液体LQ2浸入该第三空间K3时，则会扰乱气体环境而对投影光学系统PL的成像特性造成影响。所以，预先设置可以检测出第二液体LQ2的检测器74，在检测器74检测出了第二液体LQ2的流出时，通过采取所述处置，可以防止第二液体LQ2浸入第三空间K3的不良状况。另外，在本实施方式中，由于设有密封构件76B或密封构件76C，因此可以防止第二空间K2的第二液体LQ2流入第三空间K3的不良状况的发生。
此外，设于第二喷嘴构件72的内侧面72T与第二光学元件LS2的侧面LT2之间的密封构件76A，最好在同心圆上设置多个。另外，设于第二喷嘴构件72的顶面72J与和该顶面72J相对的第二光学元件LS2的凸缘面F2之间的密封构件76B也最好在同心圆上设置多个。通过如此设置，可以更为可靠地抑制填充到第二空间K2的第二液体LQ2向第三空间K3或第四空间K4流出的情况。而且，在设置了多个密封构件76A的情况下，也可以省略密封构件76B。另外，在设置了多个密封构件76B的情况下，也可以省略密封构件76A。
这里，虽然检测器74在凹部75的内侧以圆环状配置，但是例如也可以在凹部75的一部分设置孔部(取样口)，在与该取样口连接的凹部75不同的空间(计测空间)中配置检测器74，利用配置于计测空间中的检测器74，检测经由取样口流入计测空间的第二液体LQ2。
而且，只要检测器74是可以检测来自第二空间K2的第二液体LQ2的流出或第二液体LQ2向第三空间K3的流入的位置，则并不限于第二喷嘴构件72的顶面72J，可以设于任意的位置。
在保持第一光学元件LS1的保持构件60的规定位置，设有用于排出第二空间K2的第二液体LQ2的通孔65。另外，在通孔65中，配置有填塞该通孔65的盖66。通孔65是贯穿保持构件60的顶面60J和底面60K的孔。这里，保持构件60的顶面60J设于比所保持的第一光学元件LS1的顶面T2低的位置。所以，通孔65的上端部设于比第一光学元件LS1的顶面T2低的位置。
下面，对使用具有所述结构的曝光装置EX将掩模M的图案像向衬底P曝光的方法进行说明。
在进行衬底P的曝光之时，控制装置CONT进行控制，使第二液体LQ2从第二液体供应机构30供应到第二空间K2，并且利用第二液体回收机构40回收第二空间K2的第二液体LQ2。通过第二液体供应机构30的液体供应动作及第二液体回收机构40的液体回收动作，可以用第二液体LQ2填充第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的间隙，使得第一光学元件LS1的顶面T2中的包括曝光用光EL所通过的规定区域AR2的区域成为第二浸液区域LR2。
在开始形成第二浸液区域LR2时，有可能在第二空间K2的第二液体LQ2中形成气体部分(气泡)。由于气泡是作为异物发挥作用，因此当在第二浸液区域LR2的第二液体LQ2中存在气泡(例如直径0.1mm以上的气泡)时，将会导致图案转印精度的恶化。但是，本实施方式中，在开始形成第二浸液区域LR2时，并行地进行第二液体供应机构30及第二液体回收机构40对液体的供应及回收，由于第二液体回收机构40的第二回收口42设于比第二光学元件LS2的底面T3高的位置，因此就如图10所示的示意图那样，即使在第二液体LQ2中存在气泡，气泡也会因与第二液体LQ2的比重差而向上方移动，并且利用因第二液体供应机构30及第二液体回收机构40对第二液体LQ2的供应及回收动作而生成的第二液体LQ2的流动，可以从第二回收口42被顺利地回收。所以，可以抑制在第二浸液区域LR2的第二液体LQ2中残留气泡的情况。另外，第二液体回收机构40并不限于回收第二液体LQ2中的气泡，也可以通过第二回收口42顺利地回收比重比第二液体LQ2小的异物。
此外，在形成了第二浸液区域LR2后，控制装置CONT停止第二液体供应机构30对第二液体LQ2的供应。第一光学元件LS1与第二光学元件LS2之间的第二液体LQ2被保持于第二空间K2内部，可以维持第二浸液区域LR2。
在加载位置将衬底P加载于衬底载台PST，之后，控制装置CONT使保持了衬底P的衬底载台PST向投影光学系统PL之下，即曝光位置移动。此后，在使衬底载台PST与投影光学系统PL的第一光学元件LS1相对的状态下，控制装置CONT一边将第一液体供应机构10的每单位时间的第一液体LQ1的供应量及第一液体回收机构20的每单位时间的第一液体LQ1的回收量控制为最佳，一边进行第一液体供应机构10及第一液体回收机构20的对液体LQ1的供应及回收，在第一空间K1中，至少在曝光用光EL的光路上形成第一液体LQ1的第一浸液区域LR1，用第一液体LQ1填充该曝光用光EL的光路。
这里，在衬底载台PST上的规定位置，设有具备基准标记的基准构件(计测构件)，该基准标记例如是利用像日本特开平4-65603号公报中所公开的那样的衬底对准系统、及像日本特开平7-176468号公报中所公开的那样的标记对准系统计测的。另外，在衬底载台PST上的规定位置，作为光计测部设有例如像日本特开昭57-117238号公报中所公开的那样的照度不均传感器、例如像日本特开2002-14005号公报中所公开的那样的空间像计测传感器及例如像日本特开平11-16816号公报中所公开的那样的照射量传感器(照度传感器)等。控制装置CONT在进行衬底P的曝光处理之前，进行基准构件上的标记计测或使用了光计测部的各种计测动作，基于该计测结果，进行衬底P的对准处理或投影光学系统PL的成像特性调整(校准)处理。例如在进行了使用光计测部的计测动作的情况下，控制装置CONT通过在XY方向移动衬底载台PST，使衬底载台PST相对于第一液体LQ1的第一浸液区域LR1相对地移动，在光计测部上配置第一液体LQ1的第一浸液区域LR1，在该状态下进行利用第一液体LQ1及第二液体LQ2的计测动作。
在进行了所述对准处理及校准处理后，控制装置CONT一边并行地利用第一液体供应机构10向衬底P上供应第一液体LQ1，利用第一液体回收机构20进行衬底P上的第一液体LQ1的回收，一边在使保持衬底P的衬底载台PST沿X轴方向(扫描方向)移动的同时，经由投影光学系统PL、形成于第一光学元件LS1的顶面T2侧的第二浸液区域LR2的第二液体LQ2、及形成于第一光学元件LS1的底面T1侧的第一浸液区域LR1的第一液体LQ1，向衬底P上照射曝光用光EL，将掩模M的图案像向衬底P上曝光。
在衬底P的曝光中，不进行利用第二浸液机构2的第二液体LQ2的供应动作及回收动作。即，通过处于存留于第二空间K2中的状态的第二液体LQ2进行曝光。由于在衬底P的曝光中不进行第二液体LQ2的供应及回收，因而在衬底P的曝光中，不会产生伴随着第二液体LQ2的供应及回收的振动。所以，可以防止由振动引起的曝光精度的恶化。
本实施方式中，虽然在具有透镜作用的第二光学元件LS2之下，配置有由平行平面板构成的第一光学元件LS1，但是，通过在第一光学元件LS1的底面T1侧的第一空间K1及顶面T2侧的第二空间K2中分别填充第一液体LQ1及第二液体LQ2，可以减少第二光学元件LS2的底面T3和第一光学元件LS1的顶面T2处的反射损耗，可以在确保较大的像侧数值孔径的状态下，使衬底P良好地曝光。
衬底P的曝光结束后，控制装置CONT停止利用第一液体供应机构10的第一液体LQ1的供应，使用第一液体回收机构20等，将第一浸液区域LR1的第一液体LQ1(第一空间K1的第一液体LQ1)回收。另外，控制装置CONT使用第一液体回收机构20的第一回收口22等将残留于衬底P上或衬底载台PST上的第一液体LQ1回收。
另外，控制装置CONT在衬底P的曝光结束后，通过第二液体回收机构40的第二回收口42将形成于第二空间K2中的第二浸液区域LR2的第二液体LQ2回收，并且将新的第二液体LQ2从第二液体供应机构30的第二供应口32向第二空间K2供应。这样，填充第二空间K2的第二液体LQ2被更换。通过将该第二液体LQ2的回收及供应的动作进行规定时间，可以将第二空间K2的第二液体置换为新的液体。而且，在将第二空间K2的第二液体置换为新的液体的情况下，也可以省略密封构件64，通过设于保持构件60上的通孔65，将第二液体LQ2排出。
在衬底P上的第一液体LQ1被回收后，控制装置CONT将支承该衬底P的衬底载台PST移动至卸载位置，将衬底P从衬底载台PST上卸载，然后，将要被曝光处理的衬底P加载于衬底载台PST上。控制装置CONT以与所述相同的顺序对该衬底P进行曝光。
本实施方式中，虽然是按每个要曝光的衬底P来更换第二空间K2的第二液体LQ2的结构，然而，如果第二空间K2的第二液体LQ2的温度变化或洁净度的恶化等是对曝光精度不造成影响的程度，则也可以每隔规定时间间隔或每隔规定处理衬底片数，更换第二空间K2的第二液体LQ2。
另外，也可以在衬底P的曝光中或曝光前后，连续地进行第二液体LQ2的供应及回收。通过连续地进行第二液体LQ2的供应及回收，可以总是将第二空间K2用进行了温度管理的洁净的第二液体LQ2填充。该情况下，即使在液体中配置有气泡，也可以通过第二回收口42将该气泡顺利地回收。另一方面，通过像本实施方式那样，在第二空间K2中存留了第二液体LQ2的状态下进行曝光，间歇地对第二空间K2进行第二液体LQ2的更换，如上所述，在衬底P的曝光中，不会产生伴随着第二液体LQ2的供应及回收而产生的振动。另外，对于在衬底P的曝光中连续地进行第二液体LQ2的供应及回收的结构，在例如每单位时间的第二液体LQ2的供应量及回收量不稳定的情况下，第二空间K2的第二液体LQ2有可能流出或飞散，使得损害扩大。另外，在每单位时间的第二液体LQ2的供应量及回收量不稳定的情况下，第二浸液区域LR2就会枯竭，产生曝光精度恶化的不良状况。由此，通过间歇地对第二空间K2进行第二液体LQ2的更换，可以以所需状态形成第二浸液区域LR2，防止所述不良状况的发生。而且，在间歇地对第二空间K2进行第二液体LQ2的更换的情况下，由于如上所述，在曝光中不会产生振动，因此第二喷嘴构件72与第二光学元件LS2也可以接触。
如以上的说明所示，通过用第一液体LQ1填充第一光学元件LS1的底面T1与衬底P之间的第一空间K1，并且用第二液体LQ2填充第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的底面T3之间的第二空间K2，可以使通过了掩模M的曝光用光EL良好地到达衬底P，良好地对衬底P进行曝光。另外，由于第一光学元件LS1的底面T1侧的第一液体LQ1与衬底P接触，因此与该第一液体LQ1接触的第一光学元件LS1被污染的可能性增高，但是，由于第一光学元件LS1可以容易地更换，因此，只要仅将受污染的第一光学元件LS1更换为新的元件(洁净的元件)即可，通过具备洁净的第一光学元件LS1的投影光学系统PL及第一、第二液体LQ1、LQ2可以良好地进行曝光及计测。
此外，由于第二浸液机构2的第二回收口42设于比第二光学元件LS2的底面T3高的位置，因此，即使在填充于第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的底面T3之间的第二液体LQ2中存在气泡(气体部分)，气泡也会因气泡与第二液体LQ2的比重差而向上方移动，所以设于比第二光学元件LS2的底面T3高的位置的第二回收口42可以将气泡顺利地回收。所以，在将第二液体LQ2中的气泡除去的状态下，可以良好地进行曝光处理及计测处理。
另外，由于设置了检测是否从第一光学元件LS1与第二光学元件LS2之间的第二空间K2中流出了第二液体LQ2的检测器74，因此在检测器74检测出了第二液体LQ2时，可以迅速地采取用于抑制流出的第二液体LQ2的损害扩大的适当处置。所以，可以防止设备的误动作或曝光精度及计测精度的恶化之类的不良状况的发生。
在所述的实施方式中，虽然第二喷嘴构件72的内侧面72T具有沿着第二光学元件LS2的侧面LT2的倾斜，但是也可以如图11所示，与垂直方向大致平行地形成第二喷嘴构件72的内侧面72T，将第二喷嘴构件72的内侧面72T的下端部与第二光学元件LS2的底面T3附近的距离设置为大于其他部分的距离。通过如此设置，会很容易地通过第二回收口42回收气泡。
此外，在所述实施方式中，虽然如图10及图11所示，第二回收口42的全部都设于比底面T3高的位置，但是也可以如图12中所示的示意图那样，是第二回收口42的至少一部分处于比底面T3高的位置的结构。另一方面，通过像所述实施方式那样，将第二回收口42的全部设于比底面T3高的位置，可以更为顺利地回收(除去)气泡。
另外，在所述实施方式中，虽然第二光学元件LS2的底面T3为平面状，将第二回收口42设于比该平面状的底面T3高的位置即可，然而，例如也可以考虑第二光学元件LS2的底面T3为向下的凸状的情况。该情况下，第二回收口42最好如图13所示的示意图所示，处于比底面T3的凸区域R1的边缘E1高的位置。而且，也可以如图14的示意图所示，是将第二回收口42配置于比底面T3中的在曝光用光EL所通过的规定区域AR2中最高的位置E2更高的位置的结构。通过如此设置，至少可以防止在曝光用光EL所通过的区域AR2中存在气泡的不良状况。
<第二实施方式>
下面，作为第二实施方式，对更换第一光学元件LS1的顺序进行说明。
在第一浸液区域LR1(第一空间K1)的第一液体LQ1中，由于混入由例如感光剂(光致抗蚀剂)引起的异物等、从衬底P上产生的杂质等，因此有可能污染该第一液体LQ1。由于第一浸液区域LR1的第一液体LQ1也与第一光学元件LS1的底面T1接触，因此该受污染的第一液体LQ1有可能污染第一光学元件LS1的底面T1。另外，悬浮在空中的杂质也有可能附着于在投影光学系统PL的像面侧露出的第一光学元件LS1的底面T1上。所以，在规定的时刻更换受污染的第一光学元件LS1。
在更换第一光学元件LS1之前，取下第一喷嘴构件71。之后，在更换第一光学元件LS1时，如上所述，解除利用螺栓61的保持构件60对第二喷嘴构件72的连接(固定)，在进行该解除之前，进行存在于第二空间K2中的第二液体LQ2的除去作业(抽出作业)。具体来说，如图15所示，首先，取下配置于通孔65的盖66。另外，如第一实施方式所述，也可以没有密封构件64，因此在图15中也可以不设置密封构件64。盖66被取下，使得填充于第二空间K2的第二液体LQ2，即形成于第一光学元件LS1的顶面T2的第二浸液区域LR2的第二液体LQ2通过通孔65排出到外部。这里，在通孔65的下端部，配置有液体回收设备68，通过通孔65排出的第二液体LQ2被液体回收设备68回收。液体回收设备68具备与通孔65的下端部连接的回收口68A、可以收容所回收的第二液体LQ2的储液罐68C、和连接回收口68A与储液罐68C的管道构件68B。
由于第二液体回收机构40的第二回收口42设于比第二光学元件LS2的底面T3高的位置，因此使用第二液体回收机构40很难将第二空间K2的第二液体LQ2完全地除去。所以，可以使用设于保持构件60上的通孔65排出第二空间K2的第二液体LQ2。由于通孔65的上端部设于比第一光学元件LS1的顶面T2低的位置，因此可以利用重力作用，使第二空间K2的第二液体LQ2通过通孔65向外部良好地排出。此后，在将第二空间K2的第二液体LQ2大致上全部排出后，解除利用螺栓61的第二喷嘴构件72与保持构件60的连接。由此，可以将第一光学元件LS1从镜筒PK上取下，而不使第二液体LQ2飞散到构成曝光装置EX的设备或构件(例如驱动衬底载台PST的线性马达等)。此外，在安装新的(洁净的)第一光学元件LS1时，一边适当地配置间隔构件621来调整第一光学元件LS1相对于第二光学元件LS2的位置关系，一边将保持第一光学元件LS1的保持构件60安装于第二喷嘴构件72上。另外，图中虽然通孔65为1个，但是，当然可以在保持构件60的任意多个位置上分别设置通孔65。
在本实施方式中，由于可以容易地对镜筒PK安装/取下(可以更换)第一光学元件LS1，因此，通过仅将该受污染的第一光学元件LS1更换为新的第一光学元件LS1，就可以防止由光学元件的污染引起的曝光精度及利用了投影光学系统PL的计测精度的恶化。另一方面，第二空间K2的第二液体LQ2不会与衬底P接触。另外，由于第二空间K2是由第一光学元件LS1、第二光学元件LS2及镜筒PK包围的近似封闭空间，因此悬浮在空中的杂质难以混入第二空间K2的第二液体LQ2中，杂质难以附着于第二光学元件LS2的底面T3和第一光学元件LS1的顶面T2。所以，可以维持第二光学元件LS2的底面T3和第一光学元件LS1的顶面T2的洁净度。所以，通过仅更换第一光学元件LS1，就可以防止投影光学系统PL的透射率的降低等而维持曝光精度及计测精度。
虽然也可以考虑不设置由平行平面板构成的第一光学元件LS1，而使第一浸液区域LR1的液体接触第二光学元件LS2的结构，但是，当想要增大投影光学系统PL的像侧数值孔径时，则需要增大光学元件的有效直径，而不得不将光学元件LS2大型化。由于在光学元件LS2的周围配置有如上所述的喷嘴构件、和未图示的对准系统等之类的各种计测装置，因此更换此种大型的光学元件LS2的更换作业较困难，另外，由于光学元件LS2具有光焦度(透镜作用)，因此，为了维持投影光学系统PL整体的光学特性(成像特性)，需要将该光学元件LS2以很高的定位精度安装于镜筒PK上。所以，从维持投影光学系统PL的光学特性(光学元件LS2的定位精度)的角度考虑，不希望频繁地将此种光学元件LS2在镜筒PK上安装/取下(更换)。本实施方式中，由于是设置比较小型的平行平面板作为第一光学元件LS1，并更换该第一光学元件LS1的结构，因此可以操作性良好并容易地进行更换作业，也可以维持投影光学系统PL的光学特性。此外，通过设置可以对第一光学元件LS1的底面T1侧的第一空间K1及顶面T2侧的第二空间K2分别独立地供应及回收第一、第二液体LQ1、LQ2的第一、第二浸液机构1、2，可以在维持第一、第二液体LQ1、LQ2的洁净度的状态下，使由照明光学系统IL射出的曝光用光EL良好地到达配置于投影光学系统PL的像面侧的衬底P。
另外，在通过通孔65排出第二空间K2的第二液体LQ2之时，如图16所示，也可以从第二供应口32供应(喷出)气体，将该喷出的气体向包括第一光学元件LS1的顶面T2的第二空间K2供应。在图16的例子中，在与第二供应口32连接的供应管33上，通过阀91连接有气体供应系统90。此外，在利用阀91的切换，将连接第二供应口32与第二液体供应部31的流路打开时，连接第二供应口32与气体供应系统90的流路被关闭，在连接第二供应口32与第二液体供应部31的流路关闭时，连接第二供应口32与气体供应系统90的流路被打开。
在通过通孔65进行第二空间K2的液体排出作业(包括第一光学元件的更换作业或者将第二液体LQ2置换为新的液体的作业)时，控制装置CONT驱动阀91，将连接第二供应口32与气体供应系统90的流路打开，从第二供应口32向第一光学元件LS1的顶面喷吹气体。通过与利用通孔65进行的第二空间K2的液体排出作业并行地喷吹气体，附着于第一光学元件LS1的顶面T2的液体(液滴)因所喷吹的气体的流动而良好地移动至通孔65。所以，可以更为良好地除去存在于第二空间K2的第二液体LQ2。在喷吹气体的情况下，当开始液体排出作业时，最好供应湿度高的气体，在经过了一定时间后供应除去了湿度的气体(干燥空气等)。或者也可以从液体排出作业的开始时起慢慢地供应除去了湿度的气体。由此，可以防止由气化热造成的急剧的温度降低。
此外，虽然在图16所示的实施方式中，从第二供应口32供应气体，但是，当然也可以与设置通孔65的位置等对应地从第二回收口42供应气体。另外，也可以在保持构件60上设置多个通孔，如图17所示，将气体供应系统90’与不同于连接液体回收设备68的通孔65的通孔65’连接，通过设于该保持构件60上的通孔65’向第二空间K2供应气体。此时，通孔65’作为设于保持构件60上的气体喷出口发挥作用。从通孔65’中喷出的气体例如向第二光学元件LS2的底面T3或第一光学元件LS1的顶面T2喷吹。所以，可以将附着于这些顶面T2和底面T3上的第二液体LQ2移动至通孔65。
另外，在本实施方式中，在保持投影光学系统PL的最靠近像面的第一光学元件LS1的保持构件60上设置有通孔65，通过该通孔65将形成于第一光学元件LS1的顶面T2的第二浸液区域LR2的第二液体LQ2排出，然而，也可以在其他的光学元件(LS2～LS7)的顶面形成液体的浸液区域。此种情况下，可以在保持在其顶面形成了液体的浸液区域的光学元件的保持构件上设置通孔。
<第三实施方式>
下面，参照图18对第三实施方式进行说明。本实施方式的特征性的部分在于，第二喷嘴构件72将第一光学元件LS1真空吸附保持。图18中，第二喷嘴构件72具备将第一光学元件LS1真空吸附保持的保持部100。保持部100设于第二喷嘴构件72的与第一光学元件LS1的顶面T2相对的底面72K上。第二喷嘴构件72的底面72K与第一光学元件LS1的顶面T2的与曝光用光EL所通过的区域不同的区域相对。保持部100包括在第二喷嘴构件72的底面72K上以环状形成的真空吸附槽101。在真空吸附槽101的一部分上，形成有与未图示的真空系统连接的吸附孔。通过在使第二喷嘴构件72的底面72K与第一光学元件LS1的顶面T2接触的状态下，驱动真空系统，设于第二喷嘴构件72上的保持部100真空吸附保持第一光学元件LS1。另外，在第二喷嘴构件72上，设有包括板簧103的第二保持部102。第二保持部102可以利用板簧103保持第一光学元件LS1的周缘部的一部分。通过如此设置，在不利用保持部100进行对第一光学元件LS1的真空吸附保持时，因第二保持部102保持第一光学元件LS1，因而可以防止第一光学元件LS1的落下。
这样，由于第一光学元件LS1由设于第二喷嘴构件72上的保持部100真空吸附保持，因此可以使第一光学元件LS1相对于第二喷嘴构件72容易地进行拆装(更换)。所以，可以顺利并操作性良好地进行将第一光学元件LS1更换为新的元件(洁净的元件)的更换作业。另外，由于在第二喷嘴构件72上设置了保持部100，因此可以省略所述第一、第二实施方式那样的保持构件60。另外，与和第二喷嘴构件72分立地设置真空吸附保持部的结构相比，可以减少装置的部件数目，可以实现装置的简化(紧凑化)，可以削减装置成本。
另外，虽然在所述第一～第三实施方式中，镜筒PK与第二喷嘴构件72为分立的构件，通过将第二喷嘴构件72与镜筒PK的下端部连接，而将镜筒PK与第二喷嘴构件72一体化，然而，也可以在镜筒PK上形成第二供应口32和第二回收口42、第二供应流路34和第二回收流路44。即、也可以使镜筒PK具有第二喷嘴构件72的功能。该情况下，通过在镜筒PK的下端面设置如第三实施方式中所说明的那样的保持部100，镜筒PK(第二喷嘴构件72)保持光学元件LS2～LS7，并且将第一光学元件LS1真空吸附保持，从而可以容易地拆装第一光学元件LS1。
此外，虽然在所述第一～第三实施方式中，第一喷嘴构件71与镜筒PK分离，然而，如果由振动引起的曝光精度的恶化很少，则也可以将第一喷嘴构件71固定于镜筒PK上。
另外，在所述第一～第三实施方式中，多个光学元件LS1～LS7中的至少与第一、第二液体LQ1、LQ2接触的第一、第二光学元件LS1、LS2由石英形成。由于石英与作为水的第一、第二液体LQ1、LQ2的亲和性高，因此可以使第一、第二液体LQ1、LQ2与作为第一光学元件LS1的液体接触面的底面T1及顶面T2、以及作为第二光学元件LS2的液体接触面的底面T3的大致整个区域密接。所以，可以在使第一、第二液体LQ1、LQ2与第一、第二光学元件LS1、LS2的液体接触面密接，抑制气泡的生成的同时，用第二液体LQ2填充第二光学元件LS2与第一光学元件LS1之间的光路，并且用第一液体LQ1填充第一光学元件LS1与衬底P之间的光路。
另外，由于石英是折射率大的材料，因此例如可以减小第二光学元件LS2等的大小，可以使整个投影光学元件PL或整个曝光装置EX紧凑化。另外，由于石英具有耐水性，因此例如有不需要在所述液体接触面上设置保护膜等优点。
此外，第一、第二光学元件LS1、LS2的至少一者也可以是与水的亲和性高的萤石。另外，例如既可以将光学元件LS3～LS7用萤石形成，将光学元件LS1、LS2用石英形成，也可以将光学元件LS1～LS7都用石英(或者萤石)形成。
另外，也可以对第一、第二光学元件LS1、LS2的液体接触面，实施附着MgF2、Al2O3、SiO2等亲液性材料等的亲水化(亲液化)处理，进一步提高与第一、第二液体LQ1、LQ2的亲液性。或者，由于本实施方式的第一、第二液体LQ1、LQ2是极性大的水，因此作为亲液化处理(亲水化处理)，例如通过用醇等极性大的分子构造的物质来形成薄膜，也可以对该光学元件LS1、LS2的液体接触面赋予亲水性。
另一方面，通过使衬底载台PST的顶面56等具有疏液性，可以防止以下不良状况第一液体LQ1向衬底载台PST的外侧流出；或在浸液曝光结束后等，进行了第一液体LQ1的回收动作之后，第一液体LQ1残留于衬底载台PST上。作为设置此种疏液性的疏液化处理，例如可以举出附着聚四氟乙烯(Teflon(注册商标))等氟树脂材料(包括氟类橡胶)、丙烯酸类树脂材料、硅类树脂材料、PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚体)等疏液性材料等的处理。此外，通过使衬底载台PST的顶面56具有疏液性，可以抑制浸液曝光中的第一液体LQ1向衬底P外侧(顶面56外侧)的流出，另外，也可以在浸液曝光后将第一液体LQ1顺利地回收而防止第一液体LQ1残留于顶面56的不良状况。
<第四实施方式>
以下对第四实施方式进行说明。图19是表示第四实施方式的曝光装置EX的概略构成图，图20及图21是图19的要部放大图。在以下的说明中，对于与第一实施方式相同或等同的构成部分，将其说明简化或省略。
本实施方式的曝光装置EX具备用于将第一光学元件LS1与衬底P之间的作为曝光用光EL的光路空间的第一空间K1用液体LQ填充的第一浸液机构201，第一浸液机构201具备设于第一空间K1的附近、具有供应液体LQ的供应口212及回收液体LQ的回收口222的第一喷嘴构件271；通过供应管213及设于第一喷嘴构件271上的供应口212供应液体LQ的第一液体供应装置211；通过设于第一喷嘴构件271上的回收口222及回收管223将液体LQ回收的第一液体回收装置221。包括第一液体供应装置211及第一液体回收装置221的第一浸液机构201的动作由控制装置CONT控制。
另外，曝光装置EX具备用于将第一光学元件LS1和第二光学元件LS2之间的作为曝光用光EL的光路空间的第二空间K2用液体LQ2填充的第二浸液机构202。第二浸液机构202具备设于第二空间K2的附近、具有供应液体LQ的供应口232及回收液体LQ的回收口(242)的第二喷嘴构件272；通过供应管233及设于第二喷嘴构件272上的供应口232供应液体LQ的第二液体供应装置231；设于第二喷嘴构件272上的回收口(242)；和通过回收管243回收液体LQ的第二液体回收装置241。在图19～图21中并未图示回收口(242)。
另外，第二浸液机构202还具备形成于第一光学元件LS1和第二喷嘴构件272之间、用于排出第二空间K2的液体LQ的排出口252；收集从排出口252中排出的液体LQ的收集构件255；和将由收集构件255收集的液体LQ通过抽吸管253抽吸回收的抽吸装置251。包括第二液体供应装置231、第二液体回收装置241及抽吸装置251的第二浸液机构202的动作由控制装置CONT控制。
在本实施方式中，作为液体LQ也使用纯水。
下面，参照图21对第一浸液机构201进行说明。图21是第一喷嘴构件271附近的侧剖视图。第一浸液机构201的第一液体供应装置211是为了将第一光学元件LS1与衬底P之间的作为光路空间的第一空间K1用液体LQ填充而供应液体LQ的装置，具备收容液体LQ的储液罐、加压泵、调整所供应的液体LQ的温度的温度调整装置及去除液体LQ中的异物的过滤组件等。在第一液体供应装置211上连接有供应管213的一个端部，供应管213的另一个端部与第一喷嘴构件271连接。第一液体供应装置211的液体供应动作由控制装置CONT控制。而且，曝光装置EX不需要具备第一液体供应装置211的储液罐、加压泵、调温装置、过滤组件等的全部，也可以代用设置曝光装置EX的工厂等的设备。
第一浸液机构201的第一液体回收装置221是用于将填充于第一光学元件LS1与衬底P之间的作为光路空间的第一空间K1的液体LQ回收的装置，具备真空泵等真空系统、将所回收的液体LQ与气体分离的气液分离器及收容所回收的液体LQ的储液罐等。在第一液体回收装置221上连接有回收管223的一个端部，回收管223的另一个端部与第一喷嘴构件271连接。第一液体回收装置221的液体回收动作由控制装置CONT控制。另外，曝光装置EX不需要具备第一液体回收装置221的真空系统、气液分离器、储液罐等的全部，也可以代用设置曝光装置EX的工厂等的设备。
第一喷嘴构件271是以包围第一光学元件LS1的方式设置的环状构件，在其中央部具有可以收容第一光学元件LS1的一部分的孔部271H。第一喷嘴构件271具有与由衬底载台PST保持的衬底P的表面相对的底板部273；与第一光学元件LS1的侧面LT相对的倾斜板部274；侧板部275；和顶板部276。倾斜板部274形成为研钵状，第一光学元件LS1配置于由倾斜板部274形成的孔部271H的内侧。第一光学元件LS1的侧面LT与第一喷嘴构件271的孔部271H的内侧面271T隔着规定的间隙相对。底板部273配置于第一光学元件LS1的底面T1与衬底P之间。在底板部273上形成有用于使曝光用光EL通过的缺口部277。底板部273的顶面273A与第一光学元件LS1的底面T1隔着规定的间隙相对，底板部273的底面273B与衬底P的表面隔着规定的间隙相对。底板部273的顶面273A与内侧面271T的下端部连接。底板部273的底面273B为平坦面。
第一喷嘴构件271具备向作为曝光用光EL的光路空间的第一空间K1供应液体LQ的供应口212；和将第一空间K1的液体LQ回收的回收口222。另外，第一喷嘴构件271具备与供应口212连接的供应流路214及与回收口222连接的回收流路224。
供应口212是用于向第一空间K1供应液体LQ的部分，设于第一喷嘴构件271的内侧面271T上的底板部273的顶面273A附近。供应口212设于第一空间K1的外侧，本实施方式中，针对第一空间K1，在X轴方向两侧各自设有一个供应口212。而且，也可以针对第一空间K1在Y轴方向两侧各自设置一个供应口212，还可以包围第一空间K1地设置多个。
供应流路214由沿倾斜方向贯穿第一喷嘴构件271的倾斜板部274的内部的狭缝状的通孔形成。供应口212与供应管213通过供应流路214连接。供应管213的另一个端部与供应流路214的上端部连接，供应口212与供应流路214的下端部连接。所以，第一液体供应装置211与供应口212通过供应管213及供应流路214连接，从第一液体供应装置211向供应口212供应液体LQ。
从供应口212供应的液体LQ填充在包括第一空间K1的、投影光学系统PL及第一喷嘴构件271的底面与衬底P的表面之间的规定空间K10。液体LQ保持于投影光学系统PL及第一喷嘴构件271与衬底P之间。
回收口222是用于回收光路空间K1的液体LQ的部分，设于第一喷嘴构件271的与衬底P相对的底面。回收口222在相对于第一空间K1比供应口212及底板部273更靠外侧处，以包围第一空间K1的方式设为环状。
回收流路224设于第一喷嘴构件271的内部。在第一喷嘴构件271上，在倾斜板部274与侧板部275之间形成有朝下开口的空间部，回收流路224由该空间部构成。回收口222配置于该空间部的缺口部，与回收流路224连接。此外，在回收流路224的一部分上连接有回收管223的另一个端部。所以，第一液体回收装置221与回收口222通过回收流路224及回收管223连接。包括真空系统的第一液体回收装置221通过使回收流路224为负压，可以将存在于包括第一空间K1的、第一喷嘴构件271及投影光学系统PL与衬底P之间的规定空间K10中的液体LQ通过回收口222回收。填充第一空间K1(规定空间K10)的液体LQ经由第一喷嘴构件271的回收口222流入回收流路224，流入了该回收流路224的液体LQ被第一液体回收装置221回收。
第一喷嘴构件271具备覆盖回收口222地设置的具有多个孔的多孔构件225。多孔构件225在俯视状态下形成为环状。多孔构件225例如可以由具有多个孔的网状构件来构成。作为可以形成多孔构件225的材料，可以举出石英、钛、不锈钢(例如SUS316)及陶瓷或者具有亲水性的材质等。第一浸液机构201的第一液体回收装置221通过多孔构件225回收第一空间K1(规定空间K10)的液体LQ。
下面，参照图20及图22～图28对第二浸液机构202进行说明。图22是从上方看到的第一光学元件LS1及第二喷嘴构件272附近的示意图。图23A及图23B是表示由第二喷嘴构件272支承的第一光学元件LS1的图，图23A是从上方看到的图，图23B是从下方看到的图。另外，图24是从下侧看到的投影光学系统PL的图，图25是第二喷嘴构件272附近的剖面立体图，图26～图28是第二喷嘴构件272的要部放大剖视图。这里，图26相当于图24的A-A线剖面向视图，图27相当于图24的B-B线剖面向视图，图28相当于图23A的C-C线剖面向视图。
如图20所示，第一光学元件LS1是可以透过曝光用光EL的无光焦度的平行平面板，底面T1与顶面T2平行。第一光学元件LS1具有凸缘部F1。此外，包围第一光学元件LS1的凸缘部F1地设有第二喷嘴构件272。在第二喷嘴构件272上，设有支承第一光学元件LS1的外周部(凸缘部F1)的支承部280。由支承部280支承的第一光学元件LS1的底面T1及顶面T2与XY平面基本上平行。由于由衬底载台PST支承的衬底P的表面与XY平面基本上平行，因此底面T1及顶面T2与由衬底载台PST支承的衬底P的表面基本上平行。
第二光学元件LS2是具有光焦度(透镜作用)的光学元件，具有平面状的底面T3、和朝向物体面侧(掩模M侧)以凸状形成并具有正屈光度的顶面T4。第二光学元件LS2的顶面T4由于具有正光焦度，因此可以减少射入顶面T4的光(曝光用光EL)的反射损耗，进而可以确保较大的像侧数值孔径。
第二光学元件LS2具有凸缘部F2。第二光学元件LS2的凸缘部F2由设于镜筒PK的下端部的支承机构258支承。具有光焦度(透镜作用)的第二光学元件LS2，在被良好地进行了定位的状态下由镜筒PK的支承机构258支承。由支承机构258支承的第二光学元件LS2的底面T3与由第二喷嘴构件272的支承部280支承的第一光学元件LS1的顶面T2基本上平行。
第二浸液机构202的第二液体供应装置231是为了将第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的底面T3之间的作为光路空间的第二空间K2用液体LQ填充而供应液体LQ的装置，具有与第一浸液机构201的第一液体供应装置211大致同等的结构。即，第二液体供应装置213具备收容液体LQ的储液罐、加压泵、调整所供应的液体LQ的温度的温度调整装置及去除液体LQ中的异物的过滤组件等。在第二液体供应装置231上连接有供应管233的一个端部，供应管233的另一个端部与第二喷嘴构件272连接。第二液体供应装置231的液体供应动作由控制装置CONT控制。
第二喷嘴构件272与镜筒PK的下端部(底面)连接，成为由镜筒PK支承的结构。本实施方式中，第一光学元件LS1及支承该第一光学元件LS1的第二喷嘴构件272设置成相对于镜筒PK可以拆装。在支承第一光学元件LS1的第二喷嘴构件272的规定位置上，设有用于向第二空间K2供应液体LQ的供应口232。供应口232向第一光学元件LS1的顶面T2侧供应液体LQ，使得第一光学元件LS1的顶面T2中的曝光用光EL所通过的规定区域AR2成为第二浸液区域LR2，被设于规定区域AR2的外侧。
供应口232在第二喷嘴构件272的内侧面272T上，设于与第二空间K2相对的位置。在本实施方式中，供应口232设于第二喷嘴构件272上的相对于规定区域AR2处于-X侧的规定位置。另外，在第二喷嘴构件272的内部，设有连接供应口232和供应管233的作为内部流路的供应流路234。
如图20及图22～图26所示，在第一光学元件LS1的凸缘部F1与第二喷嘴构件272之间，形成有用于排出第二空间K2的液体LQ的排出口252。排出口252的上端部设于与第一光学元件LS1的顶面T2的规定区域AR2大致相同的高度，或设于比规定区域AR2低的位置。
如图22所示，在第二喷嘴构件272的内缘部的规定位置上形成有缺口部278A，并且在第一光学元件LS1的外缘部(凸缘部F1)的规定位置上还形成有缺口部278B。排出口252设于第二喷嘴构件272的缺口部278A与第一光学元件LS1的缺口部278B之间。另外，形成为排出口252设于规定区域AR2的外侧的结构。
排出口252隔着第一光学元件LS1的顶面T2的曝光用光EL所通过的规定区域AR2设于离开供应口232的位置，即，隔着规定区域AR2设于与供应口232对称的位置。在本实施方式中，排出口252设于规定区域AR2的+X侧。另外，第二喷嘴构件272的缺口部278A在俯视状态下形成为“コ”字形，第一光学元件LS1的缺口部278B在俯视状态下形成为直线状。此外，形成于第一光学元件LS1与第二喷嘴构件272之间的排出口252在俯视状态下为近似矩形形状。
另外，如图20、图25及图26等所示，排出口252通过排出流路254与第一光学元件LS1的凸缘部F1及第二喷嘴构件272的下侧空间连接。即，排出流路254成为连接第一光学元件LS1的凸缘部F1及第二喷嘴构件272的上侧空间与下侧空间的通孔。排出流路254形成于第二喷嘴构件272的缺口部278A与第一光学元件LS1的缺口部278B之间。
在第一光学元件LS1的凸缘部F1及第二喷嘴构件272的下侧设有收集从排出口252中排出的液体LQ的收集构件255。收集构件255与第一光学元件LS1的凸缘部F1的底面或第二喷嘴构件272的底面的至少一者连接。在本实施方式中，收集部255与第二喷嘴构件272的底面连接。另外，收集构件255相对于第二喷嘴构件272可拆装。而且，也可以将第二喷嘴构件272与收集构件255一体地形成。
收集构件255是在其上部具有缺口部255K，可以收容液体LQ的容器，排出流路254与收集构件255的缺口部255K在空间上是连接的。所以，从第二空间K2中通过排出口252排出的液体LQ在流过了排出流路254后，被收集构件255收集。
如图20、图22及图25等所示，在收集构件255上，通过抽吸管253连接有抽吸装置251。抽吸装置251是用于将从排出口252中排出并由收集构件255收集了的液体LQ抽吸回收的装置，具备真空泵等真空系统、将所回收的液体LQ和气体分离的气液分离器及收容所回收的液体LQ的储液罐等。在抽吸装置251上连接有抽吸管253的一个端部，抽吸管253的另一个端部与收集构件255连接。抽吸装置251的抽吸回收动作由控制装置CONT控制。控制装置CONT通过驱动抽吸装置251，抽吸回收由收集构件255收集的液体LQ。
在图20及图28中，第二浸液机构202的第二液体回收装置241是将第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的底面T3之间的作为光路空间的第二空间K2的液体LQ回收的装置，具有与第一浸液机构201的第一液体回收装置221大致同等的结构。即，第二液体回收装置241具备真空泵等真空系统、将所回收的液体LQ和气体分离的气液分离器及收容所回收的液体LQ的储液罐等。在第二液体回收装置241上连接有回收管243的一个端部，回收管243的另一个端部与第二喷嘴构件272连接。第二液体回收装置241的液体回收动作由控制装置CONT控制。
如图22、图23A、图25及图28等所示，在第二喷嘴构件272的规定位置上，设有回收液体LQ的回收口242。回收口242是用于回收第二空间K2的液体LQ的部分，设于第二喷嘴构件272的内侧面272T中的比第一光学元件LS1的顶面T2的规定区域AR2高的位置。
回收口242设于第二喷嘴构件272的内侧面272T中的隔着规定区域AR2与供应口232相对的位置，且设于排出口252的附近。在本实施方式中，回收口242设于第二喷嘴构件272的内侧面272T中的排出口252两侧的各规定位置。
回收口242经由形成于第二喷嘴构件272的内部的回收流路244及回收管243与第二液体回收装置241连接。控制装置CONT通过驱动包括真空系统的第二液体回收装置241，可以将包括第二空间K2的、第一光学元件LS1与第二光学元件LS2之间的液体LQ通过回收口242回收。而且，在第二浸液机构202的回收口242上，也可以与第一浸液机构201的回收口222同样地配置多孔构件。
如图23A及图23B、图24及图27等所示，在第二喷嘴构件272上设有支承第一光学元件LS1的支承部280。设于第二喷嘴构件272上的支承部280，是支承设于第一光学元件LS1的外周部的凸缘部F1的部分，其具备设于第二喷嘴构件272上的与第一光学元件LS1的顶面T2的周缘区域相对的规定面279上、与第一光学元件LS1的顶面T2接触的突起部281，和安装在第二喷嘴构件272的底面、支承第一光学元件LS1的凸缘部F1的底面的板状构件282。规定面279沿着第一光学元件LS1的顶面T2的周缘部，在缺口部278A以外的部分设置成近似圆环状。突起部281沿着规定面279的圆周方向分别设于多个规定位置上，从规定面279朝向第一光学元件LS1的顶面T2向下方突出。本实施方式中，突起部281沿着规定面279的圆周方向以规定间隔设于3个部位。另外，利用突起部281，在第二喷嘴构件272的规定面279与第一光学元件LS1的顶面T2之间形成了规定的间隙G12。
板状构件282例如包括板簧等弹性构件，将其一个端部(远离光轴AX的端部)利用螺栓构件等固定于第二喷嘴构件272的底面，另一个端部(靠近光轴AX的端部)与第一光学元件LS1的凸缘部F1的底面接触。如图23A、图23B及图24等所示，板状构件282沿着第二喷嘴构件272的圆周方向分别设于多个规定位置，本实施方式中，板状构件282沿着第二喷嘴构件272的圆周方向以规定间隔设于3个部位。
这样，第二喷嘴构件272具备作为支承第一光学元件LS1的支承机构的功能、和作为形成第二浸液区域LR2的浸液机构的功能这两方面的功能。
如上所述，支承第一光学元件LS1的第二喷嘴构件272，被设置为相对于镜筒PK可以拆装，而本实施方式的曝光装置EX如图24所示，作为在将支承第一光学元件LS1的第二喷嘴构件272安装在镜筒PK上时的定位构件，具备对准环284。在将第二喷嘴构件272安装在镜筒PK上时，首先在镜筒PK的下端部安装对准环284，其后安装第二喷嘴构件272。另外，在第二喷嘴构件272的外缘部的一部分上，形成有用于配置支承第二光学元件LS2的支承机构258的凹部259。这样，在镜筒PK的下端部安装了第二喷嘴构件272时，也可以抑制第二喷嘴构件272与支承机构258相冲突的情况。
另外，虽然未图示，但是支承第一光学元件LS1的第二喷嘴构件272与镜筒PK由多个螺栓构件连接。螺栓构件分别设于沿着第二喷嘴构件272的圆周方向的多个规定位置。另外，与螺栓构件对应地设有垫片构件。垫片构件作为配置于第二喷嘴构件272的顶面与镜筒PK的底面之间的间隔构件发挥作用，作为调整第二喷嘴构件272与镜筒PK的位置关系，进而调整由镜筒PK(支承机构258)支承的第二光学元件LS2与由第二喷嘴构件272支承的第一光学元件LS1的位置关系的调整机构发挥作用。所谓第二光学元件LS2与第一光学元件LS1的位置关系包括第二光学元件LS2的底面T3与第一光学元件LS1的顶面T2的相对距离或相对倾斜。间隔构件(垫片构件)以规定角度间隔配置在第二喷嘴构件272的顶面。位置关系的调整可以通过适当地变更所使用的间隔构件(垫片构件)的厚度，或适当地变更间隔构件(垫片构件)的层叠数来调整。此外，在第二喷嘴构件272的顶面与镜筒PK的底面之间配置了间隔构件(垫片构件)的状态下，第二喷嘴构件272与镜筒PK由螺栓构件固定。
在图26～图28中，第一光学元件LS1的顶面T2上的与第二喷嘴构件272的规定面279相对的周缘区域、以及第一光学元件LS1的凸缘部F1的底面中的与收集构件255相对的区域对液体LQ分别具有疏液性(疏水性)。另外，第二光学元件LS2上的与第二喷嘴构件272相对的区域及与镜筒PK相对的区域对液体LQ也具有疏液性(疏水性)。另外，第二喷嘴构件272的规定面279等与第二光学元件LS2相对的区域对液体LQ也具有疏液性(疏水性)。另外，收集构件255的与第一光学元件LS1的凸缘部F1相对的区域对液体LQ也具有疏液性(疏水性)。
作为用于对这些构件赋予疏液性的疏液化处理，例如可以举出附着聚四氟乙烯(Teflon(注册商标))等氟树脂材料(包括氟类橡胶)、丙烯酸类树脂材料、硅类树脂材料、聚醚醚酮(PEEK)等疏液性材料等的处理。另外，收集构件255也可以由具有疏液性的材料，例如PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚体)等氟树脂或PEEK形成。
通过将间隙G12设定为规定值(例如0.01～1mm左右)，并且将规定面279和第一光学元件LS1的顶面T2中的与规定面279相对的周缘区域的至少一者设为疏液性，可以抑制填充于第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的底面T3之间的液体LQ浸入间隙G12或通过间隙G12向外部漏出的情况。同样，通过使第二光学元件LS2、第二喷嘴构件272的表面的规定区域及收集构件255的表面的规定区域分别为疏液性，可以抑制液体LQ的漏出或浸入。
另外，通过将第一光学元件LS1的凸缘部F1的底面与收集构件255之间的间隙G14设定为规定值(例如0.01～1mm左右)，可以抑制液体LQ通过间隙G14向外部漏出的情况。
此外，例如既可以是第一光学元件LS1的凸缘部F1的侧面为疏液性，也可以是第二喷嘴构件272的表面中的所述区域以外的规定区域为疏液性，还可以是第二喷嘴构件272的整个表面为疏液性。同样，既可以是收集构件255的表面中的所述区域以外的规定区域为疏液性，也可以是收集构件255的整个表面为疏液性。
下面，对使用具有所述结构的曝光装置EX将掩模M的图案像向衬底P上曝光的方法进行说明。
为了对衬底P进行浸液曝光，控制装置CONT如图29的示意图所示，从第二浸液机构202的第二液体供应装置231中送出液体LQ，通过供应口232向第一光学元件LS1的顶面T2侧供应液体LQ，使得第一光学元件LS1的顶面T2中的曝光用光EL所通过的规定区域AR2成为第二浸液区域LR2。在第二浸液机构202的第二液体供应装置231开始液体LQ的送出之前，在第二空间K2中不存在液体LQ2。在以下的说明中，将为了用液体LQ填充不存在液体LQ的光路空间(第二空间K2)，而对该光路空间供应液体LQ的动作适当地称作“初始填充动作”。即，所谓初始填充动作，是指通过对没有液体LQ的状态(空的状态)下的光路空间供应液体LQ，将该光路空间用液体LQ填充的动作。
在为了对第二空间K2进行初始填充，而在控制装置CONT的控制下从第二液体供应装置231中送出液体LQ时，从该第二液体供应装置231送出的液体LQ在流过了供应管233后，经由形成于第二喷嘴构件272内部的供应流路234，从供应口232向第一光学元件LS1的顶面T2侧供应。
第二浸液机构202的第二液体供应装置231，使每单位时间内从供应口232供应规定量的液体LQ的动作持续规定时间，由此将液体LQ填充到第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的底面T3之间。此后，通过进一步继续第二液体供应装置231的液体供应动作，如图30所示，第二空间K2的液体LQ的一部分因重力作用而从排出口252中排出。在本实施方式中，由于从设于规定区域AR2的外侧的供应口232向第一光学元件LS1的顶面T2侧供应液体LQ，从设于隔着规定区域AR2与供应口232相对的位置的排出口252中排出液体LQ，因此液体LQ可以顺利地流过第一光学元件LS1的顶面T2。所以，可以在抑制气泡的生成的同时，将第二空间K2用液体LQ良好地填充。另外，由于液体LQ经由排出口252依靠重力作用排出，因此例如可以抑制液体LQ浸入第二光学元件LS2与第二喷嘴构件272之间的间隙G13(参照图27及图28)，或液体LQ经由间隙G13向第二空间K2的外侧漏出的不良状况。另外，本实施方式中，由于排出口252的上端部设于高度与第一光学元件LS1的顶面T2的规定区域AR2大致相同、或比规定区域AR2低的位置，因此可以将液体LQ顺利地排出。
在从供应口232向第二空间K2供应液体LQ时，未从排出口252中完全排出的液体LQ，有可能浸入设于比第二空间K2高的位置的间隙G13。但是，由于在第二喷嘴构件272的内侧面272T上设有回收口242，因此第二浸液机构202就可以通过回收口242将浸入间隙G13的液体LQ回收。
本实施方式中，在为了将第二空间K2用液体LQ填充而从供应口232供应液体LQ的期间，控制装置CONT持续驱动第二液体回收装置241。即，在初始填充动作期间，并行地进行第二液体供应装置231的液体供应动作、第二液体回收装置241的驱动。通过驱动第二液体回收装置241，从第二空间K2浸入了间隙G13的液体LQ经由回收口242流入第二喷嘴构件272的回收流路244，经由回收管243被第二液体回收装置241回收。
另外，由于从供应口232供应的液体LQ朝向排出口252流动，因此液体LQ浸入排出口252附近的间隙G13的可能性很高，然而，通过在隔着规定区域AR2与供应口232相对的位置，即、在排出口252的附近设置回收口242，可以通过回收口242顺利地回收浸入了间隙G13的液体LQ。
在第二空间K2被液体LQ充分地填充后，控制装置CONT停止第二液体供应装置231的液体供应动作。即使第二液体供应装置231的液体供应动作停止，由于第一光学元件LS1的顶面T2中的至少曝光用光EL所通过的规定区域AR2和第二光学元件LS2的底面T3对液体LQ具有亲液性，并且第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的底面T3之间的间隙G11例如被设定为1mm左右，因此如图31所示，液体LQ因其表面张力而保持于第一光学元件LS1的顶面T2与第二光学元件LS2的底面T3之间。
另外，控制装置CONT通过使用第一浸液机构201的第一液体供应机构211向衬底P上供应规定量的液体LQ，并且使用第一液体回收机构221回收规定量的衬底P上的液体LQ，用液体LQ填充投影光学系统PL与衬底P之间的作为曝光用光EL的光路空间的第一空间K1，在衬底P上局部地形成液体LQ的第一浸液区域LR1。在形成液体LQ的第一浸液区域LR1之时，控制装置CONT分别驱动第一液体供应装置211及第一液体回收装置221。当在控制装置CONT的控制下从第一液体供应装置211中送出液体LQ时，从该第一液体供应装置211中送出的液体LQ在流过了供应管213后，经由形成于第一喷嘴构件271内部的供应流路214，从供应口212向投影光学系统PL的像面侧供应。另外，当控制装置CONT驱动第一液体回收装置221时，投影光学系统PL的像面侧的液体LQ通过回收口222流入形成于第一喷嘴构件271内部的回收流路224，在流过了回收管223后，由第一液体回收装置221回收。
在用液体LQ填充第一空间K1及第二空间K2后，控制装置CONT利用照明光学系统IL将由掩模载台MST保持的掩模M用曝光用光EL照明。从照明光学系统IL中射出的曝光用光EL通过掩模M，并分别通过了多个光学元件LS7～LS3后，通过第二光学元件LS2的顶面T4的规定区域，在通过了底面T3的规定区域后，射入第二浸液区域LR2。通过了第二浸液区域LR2的曝光用光EL，在通过了第一光学元件LS1的顶面T2的规定区域后，通过底面T1的规定区域，射入第一浸液区域LR1，之后，到达衬底P上。这样，衬底P就被浸液曝光。
本实施方式中，控制装置CONT至少在向衬底P照射曝光用光EL期间，使用第一浸液机构201，并行地进行液体LQ的供应动作和液体LQ的回收动作。这样，即使例如杂质(抗蚀剂等)从衬底P向第一浸液区域LR1的液体LQ1中析出，也可以从供应口212供应洁净的液体LQ，并且与衬底P接触的液体LQ可以从回收口222回收，因此第一空间K1就总是被洁净且进行了温度管理的液体LQ填充。
另外，本实施方式中，控制装置CONT至少在向衬底P照射曝光用光EL期间，不进行第二浸液机构202的第二液体供应装置231的液体供应动作、第二液体回收装置241的液体回收动作以及利用抽吸装置251的收集构件255的液体抽吸回收动作。即，在本实施方式中，在使液体LQ存留于第二空间K2中的状态下，向衬底P照射曝光用光EL。虽然有时伴随着液体LQ的供应动作或回收动作产生振动，然而，通过至少在向衬底P照射曝光用光EL期间，不进行第二浸液机构202的第二液体供应装置231的液体供应动作、第二液体回收装置241的液体回收动作以及利用抽吸装置251的收集构件255的液体抽吸回收动作，在衬底P的曝光中，不会产生由第二浸液机构202的动作引起的振动，因此可以高精度地对衬底P进行曝光。
另外，控制装置CONT例如每隔规定时间，或者每隔规定处理衬底片数(例如每批)进行第二空间K2的液体LQ的更换动作。控制装置CONT在进行第二空间K2的液体LQ的更换时，从第二液体供应装置231经由供应口232向第二空间K2供应规定量的液体LQ。另外，在更换第二空间K2的液体LQ之时，还与第二液体供应装置231的液体供应动作并行地驱动第二液体回收装置241。这样，存在于第二空间K2中的液体LQ从排出口252中排出，并且第二空间K2被从供应口232供应的新的(洁净的)液体LQ填充。
如图32所示，控制装置CONT在收集构件255的液体LQ达到了规定量时，或者每隔规定时间，或者每隔规定处理衬底片数驱动抽吸装置251。这里，如上所述，控制装置CONT在不向衬底P照射曝光用光EL时，驱动抽吸装置251。抽吸装置251被驱动，使得收集构件255的液体LQ经由抽吸管253而被抽吸装置251抽吸回收。这样，可以防止液体LQ从收集构件255中漏出，或者收集构件255的液体LQ向第二空间K2倒流等不良状况。另外，也可以在收集构件255上安装水位传感器，当由收集构件255收集的液体LQ达到了规定量时，进行利用抽吸装置251的抽吸回收。
如以上说明所示，利用从供应口232供应的液体LQ，可以使第一光学元件LS1的顶面T2的规定区域AR2为第二浸液区域LR2。另外，由于使第二空间K2的液体LQ经由第一光学元件LS1与第二喷嘴构件272的间隙排出，因此可以顺利地排出液体LQ。所以，可以将第二空间K2的液体LQ或与该液体LQ接触的第二光学元件LS2等保持为洁净状态，可以将衬底P高精度地曝光。
即，通过经由排出口252依靠重力作用将液体LQ排出，例如可以在抑制了液体向第二光学元件LS2与第二喷嘴构件272之间的间隙G13浸入的状态下，排出液体LQ。在液体LQ浸入了第二光学元件LS2与第二喷嘴构件272之间的间隙G13的情况下，会在第二光学元件LS2的侧面上施加液体LQ的力，从而有可能使第二光学元件LS2移动，或者使之变形。另外，在为了防止液体LQ向间隙G13浸入，而在该间隙G13中设置了O形圈、V形圈、C形圈等密封构件的情况下，也有可能因该密封构件而使第二光学元件LS2移动或使之变形。另外，在想要充分地缩小间隙G13来阻止液体LQ的浸入的情况下，一旦液体LQ进入该间隙G13，液体LQ就会存留于间隙G13中，从而发生污染液体LQ或滋生细菌(bacteria)等不良状况。当液体LQ被污染时，与液体LQ接触的构件，例如第一、第二光学元件LS1、LS2或第二喷嘴构件272有可能被污染。另外，也有可能发生液体LQ经由第二光学元件LS2与第二喷嘴构件272之间的间隙G13向第二空间K2的外侧的空间(例如第二光学元件LS2的上侧的空间)漏出或浸入的不良状况。另外，液体LQ出入间隙G13，也有可能导致在填充于第二空间K2的液体LQ中生成气泡。
本实施方式中，由于在液体LQ浸入第二光学元件LS2与第二喷嘴构件272之间的间隙G13等中之前，依靠重力作用从排出口252中排出，因此可以抑制所述不良状况的发生。
另外，即使在从供应口232向第二空间K2供应液体LQ时，液体LQ浸入了间隙G13的情况下，由于在形成该间隙G13的第二喷嘴构件272的内侧面272T上设有回收口242，因此可以通过回收口242回收该液体LQ。
另外，通过设置收集从排出口252中排出的液体LQ的收集构件255，例如在衬底P的曝光中即使不驱动抽吸装置251或第二液体回收装置241，也可以收集液体LQ。
<第五实施方式>
参照图33对第五实施方式进行说明。在以下的说明中，对于与所述第四实施方式相同或等同的构成部分使用相同的符号，将其说明简化或省略。
图33中，在第一光学元件LS1的凸缘部F1上形成有缺口部278B。缺口部278B在俯视状态下形成为“コ”字形。形成于第一光学元件LS1与第二喷嘴构件272之间的排出口252包括第一光学元件LS1的缺口部278B。另一方面，在第二喷嘴构件272上未设置缺口部。这样，也可以仅在第一光学元件LS1上形成缺口部。
<第六实施方式>
参照图34对第六实施方式进行说明。图34中，在第一光学元件LS1的凸缘部F1上形成有缺口部278B。缺口部278B在俯视状态下形成为V形槽状。形成于第一光学元件LS1与第二喷嘴构件272之间的排出口252包括第一光学元件LS1的缺口部278B。另一方面，在第二喷嘴构件272上未设置缺口部。这样，也可以将缺口部形成为V形槽状。另外，作为缺口部，例如可以采用圆弧状等任意的形状。
而且，在第四～第六实施方式中，也可以采用如下的结构，即、将缺口部仅设于第二喷嘴构件272上，而在第一光学元件LS1上不设置缺口部。另外，在第二喷嘴构件272上设置缺口部的情况下，可以设置如图34所示的V形槽状、圆弧状等任意形状的缺口部。另外，也可以在第二喷嘴构件272上设置通孔，通过该通孔将第二空间K2的液体LQ2排出。
而且，在第四～第六实施方式中，虽然在第一光学元件LS1的外缘部及第二喷嘴构件272的至少一者上设置缺口部，然而也可以不设置缺口部，而经由第一光学元件LS1与第二喷嘴构件272之间的间隙，将第二空间K2的液体LQ排出。
<第七实施方式>
参照图35对第七实施方式进行说明。图35中，在第一光学元件LS1的凸缘部F1的规定位置，形成有贯穿该凸缘部F1的通孔(排出流路)254，该通孔254的上端部成为排出第二空间K2的液体LQ的排出口252。这样，也可以将排出口252设于第一光学元件LS1的顶面T2中的曝光用光EL所通过的规定区域AR2以外的区域。
<第八实施方式>
参照图36对第八实施方式进行说明。图36中，在第二喷嘴构件272的内侧面272T(或顶面)的规定位置，形成有排出第二空间K2的液体LQ的排出口252。这样，也可以将排出口252设于第二喷嘴构件272的一部分上。而且，该情况下，第二喷嘴构件272中的形成排出口252的面(区域)最好设置为高度与第一光学元件LS1的顶面T2(规定区域AR2)大致相同或比顶面T2(规定区域AR2)低。
<第九实施方式>
参照图37对第九实施方式进行说明。本实施方式中，第一光学元件LS1由第一喷嘴构件271支承。另外，第一喷嘴构件271具有用于用液体LQ填充第一空间K1的供应口212及回收口222，并且具有用于用液体LQ填充第二空间K2的供应口232。另外，本实施方式的第一喷嘴构件271具有收集从第二空间K2中排出的液体LQ的作为收集构件的功能。
在第一喷嘴构件271上设有用于支承第一光学元件LS1的未图示的支承机构，第一光学元件LS1的凸缘部F1由设于第一喷嘴构件271上的支承机构支承。第一喷嘴构件271具有包围第一光学元件LS1的框部271W，本实施方式中，支承第一光学元件LS1的支承机构设于框部271W或第一喷嘴构件271的顶面。另外，在第一喷嘴构件271的框部271W的相对于第二空间K2(规定区域AR2)的-X侧，设有向第二空间K2供应液体LQ的供应口232。另一方面，在第一喷嘴构件271的框部271W的相对于第二空间K2(规定区域AR2)的+X侧，设有排出第二空间K2的液体LQ的排出口252。排出口252通过形成于第一喷嘴构件271内部的排出流路254与收集部255’连接。从排出口252中排出的液体LQ由收集部255’收集。由收集部255’收集的液体LQ经由抽吸管253被抽吸装置251抽吸回收。
另外，排出流路254并未被液体LQ完全地填充，第二空间K2与外部空间(大气空间)通过排出流路254连通。即，第二空间K2为通过排出流路254向大气开放的状态。这样，可以通过排出口252顺利地排出第二空间K2的液体LQ。而且，图中，在第一喷嘴构件271的框部271W的顶面与第二光学元件LS2的底面T3之间形成有间隙G14，而在间隙G14中也可以设置密封构件。
这样，也可以省略第二喷嘴构件272，利用第一喷嘴构件271来支承第一光学元件LS1，并且在第一喷嘴构件271上设置用于向第二空间K2供应液体LQ的供应口232。此外，还可以将排出口252设于第一光学元件LS1与第一喷嘴构件271(框部271W)之间。通过采用此种结构，可以实现曝光装置EX整体的紧凑化(节省空间化)。
另外，虽然在第四～第九实施方式中，以如下的方式进行了说明，即，抽吸装置251在收集构件255(收集部255’)的液体LQ达到了规定量时，或者每隔规定时间间隔，或者每隔规定处理衬底片数被驱动，然而，也可以在进行初始填充动作及第二空间K2的液体LQ的更换动作时，与第二液体供应装置231的液体供应动作并行地进行收集构件255的液体LQ的抽吸回收动作。换言之，在初始填充动作时及第二空间K2的液体LQ的更换动作时的至少一个动作时，控制装置CONT可以并行地进行第二液体供应装置231的驱动和抽吸装置251的驱动。
在第四～第九实施方式中，虽然在进行初始填充动作时或者第二空间K2的液体LQ的更换动作等时，根据需要适当地进行第二浸液机构202的第二液体供应装置231的液体供应动作、第二液体回收装置241的液体回收动作以及利用抽吸装置251的收集构件255的液体抽吸回收动作，在向衬底P照射曝光用光EL的期间，不进行第二浸液机构202的第二液体供应装置231的液体供应动作、第二液体回收装置241的液体回收动作以及利用抽吸装置251的收集构件255的液体抽吸回收动作，然而，如果伴随着第二液体供应装置231的液体供应动作、第二液体回收装置241的液体回收动作以及利用抽吸装置251的收集构件255的液体抽吸回收动作等而产生的振动的水平为容许水平以下，则在衬底P的曝光中也可以适当地驱动第二浸液机构202的第二液体供应装置231、第二液体回收装置241及收集构件255的至少一部分。例如，在衬底P的曝光中，也可以继续进行第二液体供应装置231对液体LQ的供应动作。在执行第二液体供应装置231的液体供应动作的情况下，与第二液体供应装置231的液体供应动作并行地驱动第二液体回收装置241和抽吸装置251。这样，可以总是从第二液体供应装置231经由供应口232向第二空间K2供应洁净且进行了温度管理的液体LQ。
而且，在第四～第九实施方式中，可以适当地变更供应口232、排出口252及回收口242的数目及配置。例如，也可以设置多个排出口252，还可以设置多个供应口232。另外，也可以将回收口242设于离开排出口252的位置，还可以包围第二空间K2地分别设于多个规定位置。
另外，在所述实施方式中，虽然在收集构件255的上部设置了缺口部255K，抽吸管253配置于缺口部255K中，然而，例如也可以在收集构件255的底部连接抽吸管253的另一个端部。
此外，也可以在第一实施方式的凹部75中，设置如图28所示的回收管243及第二液体回收装置241，通过该回收管243及第二液体回收装置241，排出向凹部75流出的第二液体LQ。
另外，也可以取代配置于第一实施方式的通孔65的下部的液体回收器68，而设置第四～第九实施方式中所说明的收集构件及抽吸装置。
这样，对于各实施方式而言，当然也可以将其一部分结构与其他实施方式组合或置换。
在所述的各实施方式中，虽然对在衬底P的曝光中不进行第二液体LQ2的供应及回收的结构进行了说明，然而在伴随着第二液体LQ2的供应及回收而产生的振动对曝光精度不造成影响的情况下，即使在衬底P的曝光中，也可以进行第二液体LQ2的供应及回收。
另外，在所述的各实施方式中，第一光学元件LS1为平行平面板，即使进行第一光学元件LS1的更换，对投影光学系统PL的像差也基本上不会造成影响，然而，如果进行第一光学元件LS1的更换对投影光学系统PL的像差也不会造成影响，则第一光学元件LS1也可以具有曲率(光焦度)。
此外，在第四～第九实施方式中，虽然排出口252配置于规定区域AR2的+X侧，然而也可以设于规定区域AR2的+Y侧、-Y侧。
另外，第四～第九实施方式中，虽然以回收口242的整体处于比第一光学元件LS1的顶面T2高的位置的方式进行了说明，然而也可以使回收口242的上端处于比第一光学元件LS1的顶面T2高的位置，使回收口242的下端处于比第一光学元件LS1的顶面T2低的位置。由此，可以顺利地回收液体LQ，因此是优选方式。
此外，在第四～第九实施方式中，虽然喷嘴构件(第一、第二喷嘴构件)近似环状(圆环状)，但是，例如也可以采用矩形形状等任意的形状。同样，多孔构件也不限于俯视时为环状，也可以是俯视时为矩形形状。另外，各实施方式的第一液体供应机构及第二液体供应机构也可以各自独立地调整液体的温度。
所述各实施方式的液体LQ1、LQ2、LQ由纯水构成。纯水在半导体制造工厂等中可以很容易地大量获得，并且具有对衬底P上的光致抗蚀剂或光学元件(透镜)等没有不良影响的优点。另外，由于纯水对环境没有不良影响，并且杂质的含量极低，因此还可以期待具有清洗设于衬底P的表面及投影光学系统PL的前端面上的光学元件的表面的作用。而且，在由工厂等供应的纯水的纯度很低的情况下，也可以使曝光装置具备超纯水制造器。
此外，纯水(水)对波长为193nm左右的曝光用光EL的折射率n可以说基本上为1.44左右，在作为曝光用光EL的光源使用了ArF受激准分子激光(波长193nm)的情况下，在衬底P上可以被短波长化为1/n，即约为134nm而获得高分辨率。另外，由于焦深与空气中相比被放大大约n倍，即大约1.44倍左右，因此在只要可以确保与在空气中使用的情况相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，从此点来看分辨率也会提高。
而且，在如上所述那样使用了浸液法的情况下，投影光学系统的数值孔径NA也有达到0.9～1.3的情况。在投影光学系统的数值孔径NA像这样变大的情况下，对于一直以来作为曝光用光使用的随机偏振光来说，由于成像性能有时会因偏振效应而恶化，因此优选使用偏振光照明。该情况下，最好进行与掩模(母版)的线和空隙(line and space)图案的线图案的长边方向一致的直线偏振光照明，从掩模(母版)的图案中，较多地射出S偏振光成分(TE偏振光成分)，即沿着线图案的长边方向的偏振光方向成分的衍射光。当投影光学系统PL与涂敷于衬底P表面的抗蚀剂之间被液体填充时，与投影光学系统PL与涂敷于衬底P表面的抗蚀剂之间被空气(气体)填充的情况相比，有助于提高对比度的S偏振光成分(TE偏光成分)的衍射光在抗蚀剂表面的透过率变高，因此，即使在投影光学系统的数值孔径NA超过1.0的情况下，也可以获得很高的成像性能。另外，当将相移掩模或像日本特开平6-188169号公报所公开的那样的与线图案的长边方向一致的斜入射照明法(特别是偶极照明法)等适当地组合时，更为有效。特别是，直线偏振光照明法与偶极照明法的组合在线和空隙图案的周期方向被限于规定的一个方向的情况下，或有孔图案沿着规定的一个方向密集存在的情况下是有效的。例如，在并用直线偏振光照明法和偶极照明法对透过率为6％的半色调(halftone)型相移掩模(半节距为45nm左右的图案)进行照明的情况下，当将在照明系统的光瞳面上由形成偶极的两光束的外切圆所规定的照明σ的值设为0.95，将该光瞳面的各光束的半径设为0.125σ，将投影光学系统PL的数值孔径设为NA＝1.2时，与使用随机偏振光相比，可以将焦深(DOF)增加150nm左右。
另外，直线偏光照明与小σ照明法(表示照明系统的数值孔径NAi与投影光学系统的数值孔径NAp之比的σ值在0.4以下的照明法)的组合也是有效的。
另外，在例如将ArF受激准分子激光作为曝光用光，使用1/4左右的缩小倍率的投影光学系统PL，将微细的线和空隙图案(例如25～50nm左右的线和空隙)向衬底P上曝光的情况下，根据掩模M的构造(例如图案的微细度或铬的厚度)不同，掩模M因波导(Wave guide)效应而作为偏振片发挥作用，与降低对比度的P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光相比，从掩模M中更多地射出S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光。该情况下，虽然优选使用所述的直线偏振光照明，然而，即使用随机偏振光对掩模M进行照明，在投影光学系统PL的数值孔径NA大到0.9～1.3这样的情况下也可以获得高分辨性能。
另外，在将掩模M上的极微细的线和空隙图案向衬底P上曝光这样的情况下，P偏振光成分(TM偏振光成分)有可能因线栅(WireGrid)效应而大于S偏振光成分(TE偏振光成分)，然而，在例如将ArF受激准分子激光器作为曝光用光，使用1/4左右的缩小倍率的投影光学系统PL，将大于25nm的线和空隙图案向衬底P上曝光这样的情况下，由于与P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光相比，从掩模M中更多地射出S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光，因此即使在投影光学系统PL的数值孔径NA大到0.9～1.3这样的情况下也可以获得高分辨性能。
另外，不仅与掩模(母版)的线图案的长边方向一致的直线偏振光照明(S偏振光照明)是有效的，而且像日本特开平6-53120号公报中所公开的那样，沿以光轴为中心的圆的切线(圆周)方向进行直线偏振的偏振光照明法与斜入射照明法的组合也是有效的。特别是，在掩模(母版)的图案不仅存在沿规定的一个方向延伸的线图案，而且还混合存在有沿多个不同方向延伸的线图案(混合存在周期方向不同的线/空隙图案)的情况下，通过如同样的日本特开平6-53120号公报中所公开的那样，并用沿以光轴为中心的圆的切线方向进行直线偏振的偏振光照明法和环带照明法，即使在投影光学系统的数值孔径NA很大的情况下，也可以获得高分辨性能。例如，在并用沿以光轴为中心的圆的切线方向进行直线偏振的偏振光照明法和环带照明法(环带比3/4)对透过率为6％的半色调型相移掩模(半节距为63nm左右的图案)进行照明的情况下，当将照明σ的值设为0.95，将投影光学系统PL的数值孔径设为NA＝1.00时，与使用随机偏振光相比，可以将焦深(DOF)增加250nm左右，如果是半节距55nm左右的图案，投影光学系统的数值孔径NA＝1.2，则可以将焦深增加100nm左右。
另外，除了所述的各种照明法以外，使用例如公开于日本特开平4-277612号公报或日本特开2001-345245号公报中的累进焦点曝光法、使用多波长(例如二波长)的曝光用光而获得与累进焦点曝光法相同的效果的多波长曝光法也是有效的。
在所述各实施方式中，可以在投影光学系统PL的前端安装光学元件LS1，利用该光学元件进行投影光学系统PL的光学特性，例如像差(球面像差、彗形像差等)的调整。而且，作为安装于投影光学系统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平板。或者也可以是能够透过曝光用光EL的平行平面板。
此外，在因液体LQ1、LQ2、LQ的流动而产生的投影光学系统PL前端的光学元件与衬底P之间的压力很大的情况下，也可以不使该光学元件为可更换的，而将光学元件牢固地固定，使之不会因该压力而移动。
另外，所述各实施方式中，虽然是将投影光学系统PL与衬底P表面之间用液体LQ1、LQ2、LQ填充的结构，然而，例如也可以是在衬底P的表面安装了由平行平面板构成的罩玻璃的状态下填充液体LQ1、LQ2、LQ的结构。
此外，虽然所述各实施方式的液体LQ1、LQ2、LQ为水，但是也可以是水以外的液体，例如当曝光用光EL的光源为F2激光器时，由于该F2激光不会透过水，因此作为液体LQ1、LQ2、LQ也可以是能够透过F2激光的例如过氟化聚醚(PFPE)或氟类油等氟类流体。该情况下，在与液体LQ1、LQ2、LQ接触的部分，通过用例如含有氟的极性小的分子构造的物质形成薄膜来进行亲液化处理。另外，作为液体LQ1、LQ2、LQ，除此以外，也可以使用对曝光用光EL具有透过性且折射率尽可能高、对投影光学系统PL或衬底P表面上所涂敷的光致抗蚀剂来说稳定的液体(例如香柏油cedar oil)。
另外，作为液体LQ1、LQ2、LQ，也可以使用折射率为1.6～1.8左右的液体。另外，也可以用折射率高于石英或萤石的(例如1.6以上)材料来形成光学元件LS1。
另外，作为液体LQ1、LQ2、LQ，也可以将水与水以外的液体混合，通过控制其混合比，来控制隔着投影光学系统PL及液体LQ1、LQ2、LQ的成像特性。
而且，作为所述各实施方式的衬底P，不仅可以应用半导体器件制造用的半导体晶片，而且可以应用显示器件用的玻璃衬底、薄膜磁头用的陶瓷晶片或者曝光装置中所用的掩模或母版的原版(合成石英、硅晶片)等。
作为曝光装置EX，除了使掩模M与衬底P同步移动而对掩模M的图案进行扫描曝光的步进扫描方式的扫描型曝光装置(步进扫描装置)以外，还可以应用于在使掩模M和衬底P静止的状态下将掩模M的图案一并曝光，并使衬底P依次步进移动的步进重复方式的投影曝光装置(步进装置)中。
另外，作为曝光装置EX，也可以应用于在使第一图案和衬底P大致上静止的状态下，使用投影光学系统(例如为1/8缩小倍率且不包含反射元件的折射型投影光学系统)将第一图案的缩小像向衬底P上一并曝光的方式的曝光装置中。该情况下，也可以应用于如下的拼接(stitch)方式的一并曝光装置中，即，在其之后，在使第二图案与衬底P大致上静止的状态下，使用该投影光学系统使第二图案的缩小像与第一图案部分重合地向衬底P上一并曝光。另外，作为拼接方式的曝光装置，也可以应用于在衬底P上至少部分重合地转印两个图案，并使衬底P依次移动的步进拼接方式的曝光装置中。
另外，本发明也可以应用于像日本特开平10-163099号公报、日本特开平10-214783号公报、日本特表2000-505958号公报等中所公开的那样的具备了多个衬底载台的双载台型的曝光装置中。
再者，本发明可以应用于如日本特开平11-135400号公报、或日本特开2000-164504号公报所公开的那样，具备保持衬底的衬底载台和形成有基准标记的基准构件或搭载有各种光电传感器的计测载台的曝光装置中。
另外，在所述实施方式中，虽然采用了在投影光学系统PL与衬底P之间局部地填充液体的曝光装置，然而，本发明也可以应用于如日本特开平6-124873号公报、日本特开平10-303114号公报、美国专利第5,825,043号公报等中所公开的那样的在将曝光对象的衬底的整个表面浸渍于液体中的状态下进行曝光的浸液曝光装置中。
作为曝光装置EX的种类，并不限于将半导体元件图案向衬底P曝光的半导体元件制造用的曝光装置，也可以广泛地应用于液晶显示元件制造用或显示器制造用的曝光装置，用于制造薄膜磁头、摄像元件(CCD)或者母版或掩模等的曝光装置等中。
另外，在所述实施方式中，虽然使用了在透光性的衬底上形成了规定的遮光图案(或相位图案、减光图案)的透光型掩模，然而也可以取代该掩模，而使用例如像美国专利第6,778,257号公报中所公开的那样，基于所要曝光的图案的电子数据形成透过图案或反射图案或者发光图案的电子掩模。
另外，也可以将本发明应用于如下的曝光装置(光刻系统)中，即，像国际公开第2001/035168号小册子中所公开的那样，通过在衬底P上形成干涉条纹，而在衬底P上将线/空隙图案曝光。
在衬底载台PST或掩模载台MST中使用线性马达(参照USP5,623,853或USP5,528,118)的情况下，使用采用了空气轴承的气悬浮型及采用了洛仑兹力或电抗力的磁悬浮型的哪一种都可以。另外，各载台PST、MST既可以是沿着导轨移动的类型，也可以是不设置导轨的无导轨型。
作为各载台PST、MST的驱动机构，也可以使用如下的平面电机，即，使二维地配置了磁铁的磁铁组件和二维地配置了线圈的电枢组件相对，利用电磁力驱动各载台PST、MST。该情况下，只要将磁铁组件和电枢组件的任意一者与载台PST、MST连接，将磁铁组件和电枢组件的另一者设于载台PST、MST的移动面侧即可。
为了不使因衬底载台PST的移动而产生的反作用力向投影光学系统PL传递，也可以像日本特开平8-166475号公报(USP5,528,118)中记载的那样，使用框架构件来机械地向地面(大地)释放。
为了不使因掩模载台MST的移动而产生的反作用力向投影光学系统PL传递，也可以像日本特开平8-330224号公报(USP5,874,820)中记载的那样，使用框架构件来机械地向地面(大地)释放。
如上所述，本实施方式的曝光装置EX是通过保持规定的机械精度、电气精度、光学精度地组装包括本申请技术方案中所列举出的各构成要素的各种子系统而制造的。为了确保这些精度，在该组装的前后，可以对各种光学系统进行用于实现光学精度的调整，对各种机械系统进行用于实现机械精度的调整，对各种电气系统进行用于实现电气精度的调整。由各种子系统组装成曝光装置的组装工序包含各种子系统彼此的机械连接、电路的配线连接、气路的配管连接等。在由该各种子系统组装成曝光装置的组装工序之前，当然还有各子系统各自的组装工序。当各种子系统组装成曝光装置的组装工序结束后，进行综合调整，确保作为整个曝光装置的各种精度。而且，曝光装置的制造最好在控制了温度及清洁度的无尘室中进行。
半导体器件等微型器件如图38所示，是经过进行微型器件的功能和性能设计的步骤201、基于该设计步骤制作掩模(母版)的步骤202、制造作为器件的基材的衬底的步骤203、包括利用所述实施方式的曝光装置EX将掩模的图案向衬底上曝光的处理的步骤204、器件组装步骤(包括切割工序、接合工序、封装工序)205、以及检查步骤206等而制造的。
(按照条约第19条的修改)1.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，所述投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、和次于所述第一光学元件地靠近所述像面的第二光学元件，具备回收口，该回收口设于比所述第二光学元件的底面高的位置，回收填充于所述第一光学元件的顶面与所述第二光学元件的底面之间的空间的液体。
2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，具有以包围所述第二光学元件的侧面的方式设置的喷嘴构件，所述回收口设于所述喷嘴构件的与所述侧面相对的位置。
3.根据权利要求2所述的曝光装置，其特征在于，具备向所述空间供应液体的供应口，所述供应口设于所述喷嘴构件。
4.根据权利要求2或3所述的曝光装置，其特征在于，所述喷嘴构件具有真空吸附保持所述第一光学元件的保持部。
5.根据权利要求4所述的曝光装置，其特征在于，所述喷嘴构件具有与所述第一光学元件的顶面中的所述曝光用光所通过的区域以外的区域相对的底面，所述保持部设于所述喷嘴构件的底面。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备抑制液体在所述空间与其外侧的空间之间流通的抑制机构。
7.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述第二光学元件具有与喷嘴构件的顶面相对的第一面，所述密封构件设于所述喷嘴构件的顶面与所述第一面之间。
8.根据权利要求7所述的曝光装置，其特征在于，在所述喷嘴构件的顶面中的所述密封构件的外侧，设有用于保持从所述空间流出的液体的凹部。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备检测是否从所述空间流出了液体的检测器。
10.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，所述检测器设于喷嘴构件的顶面。
11.根据权利要求9或10所述的曝光装置，其特征在于，
所述检测器包括光纤。
12.根据权利要求1～11中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具有保持所述第一光学元件的保持构件，在所述保持构件上形成有用于排出所述空间的液体的孔。
13.根据权利要求12所述的曝光装置，其特征在于，所述保持构件具有低于所述第一光学元件的顶面的第二面，所述孔设于所述第二面。
14.根据权利要求12或13所述的曝光装置，其特征在于，具备气体供应系统，该气体供应系统在从所述孔中排出液体时，向所述空间供应气体。
15.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，所述投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、和次于所述第一光学元件地靠近所述像面的第二光学元件，具备喷嘴构件，该喷嘴构件以包围所述第二光学元件的方式设为环状，具有用于在所述第一光学元件与所述第二光学元件之间形成液体的浸液区域的液体供应口及液体回收口中的至少任意一者，所述喷嘴构件具备真空吸附保持所述第一光学元件的保持部。
16.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，所述投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、和次于所述第一光学元件地靠近所述像面的第二光学元件，具备在所述第一光学元件与所述第二光学元件之间的空间中形成液体的浸液区域的浸液机构、和检测是否从所述空间流出了液体的检测器。
17.根据权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，所述检测器包括光纤。
18.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，具备在构成所述投影光学系统的多个光学元件中的规定光学元件的顶面形成液体的浸液区域的浸液机构，在保持所述规定光学元件的保持构件上，设有用于排出所述浸液区域的液体的排出口。
19.根据权利要求18所述的曝光装置，其特征在于，所述保持构件保持配置于最靠近所述投影光学系统的像面的位置的光学元件。
20.根据权利要求18或19所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口设于低于所述规定光学元件的顶面的位置。
21.根据权利要求18～20中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备气体供应系统，该气体供应系统在从所述排出口排出液体时，向所述规定光学元件的顶面供应气体。
22.根据权利要求21所述的曝光装置，其特征在于，所述浸液机构具有向所述规定光学元件的顶面供应液体的供应口及回收液体的回收口中的至少任意一者，所述气体供应系统从所述供应口及所述回收口中的至少任意一者供应气体。
23.根据权利要求21或22所述的曝光装置，其特征在于，所述气体供应系统包括设于所述保持构件上的气体喷出口。
24.(修改后)一种曝光装置，经由第一光学元件向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，具备供应口，向所述第一光学元件的顶面侧供应液体，使得第一光学元件的顶面中的所述曝光用光所通过的规定区域成为浸液区域；框构件，包围所述第一光学元件，具有支承所述第一光学元件的外周部的支承部；以及排出口，设于所述第一光学元件和所述框构件的至少一者，排出向所述第一光学元件的顶面侧供应的液体。
25.(修改后)根据权利要求24所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口形成于所述第一光学元件与所述框构件之间。
26.(修改后)根据权利要求25所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口具有设于所述第一光学元件的外缘部及所述框构件的内缘部的至少一者的缺口部。
27.根据权利要求24～26中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，所述供应口设于所述规定区域的外侧。
28.根据权利要求24～27中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口设于隔着所述规定区域而离开所述供应口的位置。
29.根据权利要求25～28中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具有收集从所述排出口排出的液体的收集构件。
30.根据权利要求29所述的曝光装置，其特征在于，具备将由所述收集构件收集的液体抽吸回收的抽吸装置。
31.根据权利要求24～30中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具有设于比所述规定区域高的位置并回收所述液体的回收口。
32.根据权利要求31所述的曝光装置，其特征在于，所述回收口设于所述排出口的附近。
33.根据权利要求31或32所述的曝光装置，其特征在于，所述回收口设于隔着所述规定区域与所述供应口相对的位置。
34.根据权利要求24～33中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具有第二光学元件，该第二光学元件具有与所述第一光学元件的顶面相对的底面，所述液体被保持于所述第一光学元件的顶面与所述第二光学元件的底面之间。
35.根据权利要求34所述的曝光装置，其特征在于，具有所述曝光用光所通过的投影光学系统，所述第一光学元件设于最靠近所述投影光学系统的像面的位置，所述第二光学元件设于次于所述第一光学元件地靠近所述像面的位置。
36.一种使用权利要求1～35中任意一项所述的曝光装置的器件制造方法。
37.(增加)根据权利要求24所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口形成于所述第一光学元件的外缘部和所述框构件的任意一者。
38.(增加)根据权利要求25所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口形成于在所述第一光学元件的外缘部形成的缺口部与所述框构件的内缘部之间。
39.(增加)根据权利要求25所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口形成于所述第一光学元件的外缘部与在所述框构件的内缘部形成的缺口部之间。
权利要求
1.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，所述投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、和次于所述第一光学元件地靠近所述像面的第二光学元件，具备回收口，该回收口设于比所述第二光学元件的底面高的位置，回收填充于所述第一光学元件的顶面与所述第二光学元件的底面之间的空间的液体。
2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，具有以包围所述第二光学元件的侧面的方式设置的喷嘴构件，所述回收口设于所述喷嘴构件的与所述侧面相对的位置。
3.根据权利要求2所述的曝光装置，其特征在于，具备向所述空间供应液体的供应口，所述供应口设于所述喷嘴构件。
4.根据权利要求2或3所述的曝光装置，其特征在于，所述喷嘴构件具有真空吸附保持所述第一光学元件的保持部。
5.根据权利要求4所述的曝光装置，其特征在于，所述喷嘴构件具有与所述第一光学元件的顶面中的所述曝光用光所通过的区域以外的区域相对的底面，所述保持部设于所述喷嘴构件的底面。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备抑制液体在所述空间与其外侧的空间之间流通的抑制机构。
7.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述第二光学元件具有与喷嘴构件的顶面相对的第一面，所述密封构件设于所述喷嘴构件的顶面与所述第一面之间。
8.根据权利要求7所述的曝光装置，其特征在于，在所述喷嘴构件的顶面中的所述密封构件的外侧，设有用于保持从所述空间流出的液体的凹部。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备检测是否从所述空间流出了液体的检测器。
10.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，所述检测器设于喷嘴构件的顶面。
11.根据权利要求9或10所述的曝光装置，其特征在于，所述检测器包括光纤。
12.根据权利要求1～11中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具有保持所述第一光学元件的保持构件，在所述保持构件上形成有用于排出所述空间的液体的孔。
13.根据权利要求12所述的曝光装置，其特征在于，所述保持构件具有低于所述第一光学元件的顶面的第二面，所述孔设于所述第二面。
14.根据权利要求12或13所述的曝光装置，其特征在于，具备气体供应系统，该气体供应系统在从所述孔中排出液体时，向所述空间供应气体。
15.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，所述投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、和次于所述第一光学元件地靠近所述像面的第二光学元件，具备喷嘴构件，该喷嘴构件以包围所述第二光学元件的方式设为环状，具有用于在所述第一光学元件与所述第二光学元件之间形成液体的浸液区域的液体供应口及液体回收口中的至少任意一者，所述喷嘴构件具备真空吸附保持所述第一光学元件的保持部。
16.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，所述投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第一光学元件、和次于所述第一光学元件地靠近所述像面的第二光学元件，具备在所述第一光学元件与所述第二光学元件之间的空间中形成液体的浸液区域的浸液机构、和检测是否从所述空间流出了液体的检测器。
17.根据权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，所述检测器包括光纤。
18.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，具备在构成所述投影光学系统的多个光学元件中的规定光学元件的顶面形成液体的浸液区域的浸液机构，在保持所述规定光学元件的保持构件上，设有用于排出所述浸液区域的液体的排出口。
19.根据权利要求18所述的曝光装置，其特征在于，所述保持构件保持配置于最靠近所述投影光学系统的像面的位置的光学元件。
20.根据权利要求18或19所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口设于低于所述规定光学元件的顶面的位置。
21.根据权利要求18～20中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备气体供应系统，该气体供应系统在从所述排出口排出液体时，向所述规定光学元件的顶面供应气体。
22.根据权利要求21所述的曝光装置，其特征在于，所述浸液机构具有向所述规定光学元件的顶面供应液体的供应口及回收液体的回收口中的至少任意一者，所述气体供应系统从所述供应口及所述回收口中的至少任意一者供应气体。
23.根据权利要求21或22所述的曝光装置，其特征在于，所述气体供应系统包括设于所述保持构件上的气体喷出口。
24.一种曝光装置，经由第一光学元件向衬底照射曝光用光而使所述衬底曝光，其特征在于，具备供应口，向所述第一光学元件的顶面侧供应液体，使得第一光学元件的顶面中的所述曝光用光所通过的规定区域成为浸液区域；以及框构件，包围所述第一光学元件，具有支承所述第一光学元件的外周部的支承部；通过所述第一光学元件与所述框构件的间隙，排出向所述第一光学元件的顶面侧供应的液体。
25.根据权利要求24所述的曝光装置，其特征在于，所述液体通过形成于所述第一光学元件与所述框构件之间的排出口排出。
26.根据权利要求24或25所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口具有设于所述第一光学元件的外缘部及所述框构件的内缘部的至少一者的缺口部。
27.根据权利要求24～26中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，所述供应口设于所述规定区域的外侧。
28.根据权利要求24～27中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，所述排出口设于隔着所述规定区域而离开所述供应口的位置。
29.根据权利要求25～28中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具有收集从所述排出口排出的液体的收集构件。
30.根据权利要求29所述的曝光装置，其特征在于，具备将由所述收集构件收集的液体抽吸回收的抽吸装置。
31.根据权利要求24～30中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具有设于比所述规定区域高的位置并回收所述液体的回收口。
32.根据权利要求31所述的曝光装置，其特征在于，所述回收口设于所述排出口的附近。
33.根据权利要求31或32所述的曝光装置，其特征在于，所述回收口设于隔着所述规定区域与所述供应口相对的位置。
34.根据权利要求24～33中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具有第二光学元件，该第二光学元件具有与所述第一光学元件的顶面相对的底面，所述液体被保持于所述第一光学元件的顶面与所述第二光学元件的底面之间。
35.根据权利要求34所述的曝光装置，其特征在于，具有所述曝光用光所通过的投影光学系统，所述第一光学元件设于最靠近所述投影光学系统的像面的位置，所述第二光学元件设于次于所述第一光学元件地靠近所述像面的位置。
36.一种使用权利要求1～35中任意一项所述的曝光装置的器件制造方法。
全文摘要
本发明提供一种曝光装置，其是经由投影光学系统(PL)向衬底(P)照射曝光用光而使衬底(P)曝光的曝光装置，投影光学系统(PL)具有最靠近投影光学系统(PL)的像面的第一光学元件(LS1)、次于第一光学元件(LS1)地靠近像面的第二光学元件(LS2)。曝光装置具备第二回收口(42)，其设于比第二光学元件(LS2)的底面(T3)高的位置，回收填充于第一光学元件(LS1)的顶面(T2)与第二光学元件(LS2)的底面(T3)之间的第二空间(K2)的第二液体(LQ2)。
文档编号G03F7/20GK101069266SQ20058004127
公开日2007年11月7日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年12月2日
发明者冈田尚也, 菅原龙 申请人:株式会社尼康