JP2011086940A - 液浸部材、液体供給システム、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光不良の発生を抑制できる液浸部材を提供する。
【解決手段】液浸部材は、物体に照射される露光光の光路が第１液体で満たされるように、物体との間で第１液体を保持して液浸空間を形成する。液浸部材は、物体上の第１液体の少なくとも一部を回収する回収口と、光路に対して回収口の外側に配置され、第１液体に面するときに第２液体を供給し、第１液体に面しないときに第２液体を供給しない供給口とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液浸部材、液体供給システム、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、例えば下記特許文献に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置が知られている。

米国特許出願公開第２００８／２６６５３３号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１８１５５号明細書

液浸露光装置において、基板等の物体上に液浸領域が形成されている状態で、例えば物体を高速で移動した場合、液体が流出したり、物体上に液体（膜、滴等）が残留したりする可能性がある。その結果、露光不良が発生したり、不良デバイスが発生したりする可能性がある。一方、液体を良好に保持するために、物体を低速で移動した場合、スループットが低下する可能性がある。

本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる液浸部材、液体供給システム、露光装置、及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、物体に照射される露光光の光路が第１液体で満たされるように、物体との間で第１液体を保持して液浸空間を形成する液浸部材であって、物体上の第１液体の少なくとも一部を回収する回収口と、光路に対して回収口の外側に配置され、第１液体に面するときに第２液体を供給し、第１液体に面しないときに第２液体を供給しない供給口と、を備える液浸部材が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、第１液体を介して露光光で基板を露光する露光装置に使用される液体供給システムであって、第２液体を供給可能な供給口を有し、供給口が第１液体に面するときに供給口から第２液体を供給し、供給口が第１液体に面しないときに供給口から第２液体を供給しない液体供給システムが提供される。

本発明の第３の態様に従えば、第１液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、第２の態様の液体供給システムを備える露光装置が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、第３の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第５の態様に従えば、第１液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、光学部材の射出面と基板の表面との間の露光光の光路が第１液体で満たされるように液浸空間を形成することと、液浸空間の第１液体を介して射出面からの露光光を基板に照射することと、光路の外側で液浸空間の第１液体の少なくとも一部を回収口から回収することと、光路に対して回収口の外側に配置された供給口が第１液体に面するときに供給口から第２液体を供給し、供給口が第１液体に面しないときに供給口から第２液体を供給しないことと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第６の態様に従えば、第５の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る液浸部材の近傍を示す側断面図である。 第１実施形態に係る液浸部材を下面側から見た図である。 第１実施形態に係る液浸部材の一部を示す側断面図である。 第１実施形態に係る液体供給原理を説明するための模式図である。 比較例に係る液浸部材を示す模式図である。 第１実施形態に係る液浸部材の動作の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る液浸部材の動作の一例を示す模式図である。 第２実施形態に係る液浸部材の一例を示す側断面図である。 第２実施形態に係る液浸部材の一例を示す模式図である。 第３実施形態に係る基板ステージの一例を示す模式図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、液体を介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。後述するように、本実施形態においては、液体として、第１液体ＬＱ１と第２液体ＬＱ２とが使用され、露光光ＥＬは、第１液体ＬＱ１を介して基板Ｐに照射される。本実施形態においては、第１液体ＬＱ１として、水（純水）を用いる。以下の説明において、第１液体ＬＱ１及び第２液体ＬＱ２を総称して適宜、液体ＬＱ、と称する。

図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置を光学的に計測する干渉計システム３と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が第１液体ＬＱ１で満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能な液浸部材４と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。また、露光装置ＥＸは、少なくとも露光光ＥＬが照射される基板Ｐが配置される空間の環境（圧力、温度、湿度、及びクリーン度の少なくとも一つ）を制御するチャンバ装置１００を備えている。本実施形態においては、チャンバ装置１００によって形成される空間１００Ｓに、照明系ＩＬの少なくとも一部、マスクステージ１、投影光学系ＰＬ、液浸部材４、及び基板ステージ２が配置される。

マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクＭは、例えばガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する透過型マスクを含む。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることもできる。

基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された多層膜とを含む。多層膜は、少なくとも感光膜を含む複数の膜が積層された膜である。感光膜は、感光材で形成された膜である。また、多層膜が、例えば反射防止膜、及び感光膜を保護する保護膜（トップコート膜）を含んでもよい。

照明系ＩＬは、所定の照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射する。照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。

マスクステージ１は、マスクＭをリリース可能に保持するマスク保持部６を有し、マスクＭを保持した状態で、第１定盤７のガイド面８上を移動可能である。マスクステージ１は、駆動システム９の作動により、照明領域ＩＲに対して、マスクＭを保持して移動可能である。駆動システム９は、マスクステージ１に配置された可動子９Ａと、第１定盤７に配置された固定子９Ｂとを有する平面モータを含む。マスクステージ１を移動可能な平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されている。マスクステージ１は、駆動システム９の作動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、保持部材（鏡筒）１０に保持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはＺ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面１１を有する。投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子１２が射出面１１を有する。投影領域ＰＲは、射出面１１から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。本実施形態において、射出面１１は、−Ｚ方向（下方）を向いており、ＸＹ平面と平行である。なお、−Ｚ方向を向いている射出面１１は、凸面であってもよいし、凹面であってもよい。

本実施形態において、投影光学系ＰＬの像面近傍の光軸ＡＸ、すなわち、終端光学素子１２の光軸ＡＸは、Ｚ軸とほぼ平行である。なお、終端光学素子１２と隣り合う光学素子で規定される光軸を終端光学素子１２の光軸とみなしてもよい。また、本実施形態において、投影光学系ＰＬの像面は、Ｘ軸とＹ軸とを含むＸＹ平面とほぼ平行である。また、本実施形態において、像面は、ほぼ水平である。ただし、像面はＸＹ平面と平行でなくてもよいし、曲面であってもよい。

基板ステージ２は、射出面１１から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置（投影領域ＰＲ）に移動可能である。基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部１３を有し、第２定盤１４のガイド面１５上を移動可能である。基板ステージ２は、駆動システム１６の作動により、投影領域ＰＲに対して、基板Ｐを保持して移動可能である。駆動システム１６は、基板ステージ２に配置された可動子１６Ａと、第２定盤１４に配置された固定子１６Ｂとを有する平面モータを含む。基板ステージ２を移動可能な平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されている。基板ステージ２は、駆動システム１６の作動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

基板ステージ２は、基板保持部１３の周囲に配置され、射出面１１と対向可能な上面１７を有する。本実施形態において、基板ステージ２は、米国特許出願公開第２００７／０１７７１２５号明細書等に開示されているような、基板保持部１３の周囲の少なくとも一部に配置され、プレート部材Ｔの下面をリリース可能に保持するプレート部材保持部１８を有する。本実施形態において、基板ステージ２の上面１７は、プレート部材Ｔの上面を含む。上面１７は、平坦である。なお、プレート部材Tは、リリース可能でなくてもよい。その場合、プレート部材保持部１８を省略できる。

本実施形態において、基板保持部１３は、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持可能である。プレート部材保持部１８は、プレート部材Ｔの上面１７とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｔを保持可能である。

干渉計システム３は、ＸＹ平面内におけるマスクステージ１（マスクＭ）の位置を光学的に計測可能な第１干渉計ユニット３Ａと、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置を光学的に計測可能な第２干渉計ユニット３Ｂとを有する。基板Ｐの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置５は、干渉計システム３の計測結果に基づいて、駆動システム９，１６を作動し、マスクステージ１（マスクＭ）及び基板ステージ２（基板Ｐ）の位置制御を実行する。

液浸部材４は、露光光ＥＬの光路の周囲の少なくとも一部に配置される。本実施形態において、液浸部材４の少なくとも一部は、終端光学素子１２の周囲の少なくとも一部に配置される。液浸部材４は、射出面１１から射出され、射出面１１と対向する位置に配置された物体に照射される露光光ＥＬの光路Ｋが第１液体ＬＱ１で満たされるように、物体との間で第１液体ＬＱ１を保持して液浸空間ＬＳを形成する。液浸空間ＬＳは、液体ＬＱで満たされた部分（空間、領域）である。液浸空間ＬＳは、射出面１１と、物体との間の露光光ＥＬの光路Ｋが第１液体ＬＱ１で満たされるように形成される。

本実施形態において、液浸部材４との間で液浸空間ＬＳを形成可能な物体は、射出面１１から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置に移動可能な物体を含む。本実施形態において、その物体は、基板ステージ２（プレート部材Ｔ）、及び基板ステージ２に保持された基板Ｐの少なくとも一方を含む。基板Ｐの露光中、液浸部材４は、終端光学素子１２と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路が第２液体ＬＱ２で満たされるように液浸空間ＬＳを形成する。

液浸部材４は、射出面１１と対向する位置に配置された物体の表面と対向可能な下面２０を有する。下面２０は、射出面１１から射出される露光光ＥＬの光路Ｋの周囲の少なくとも一部に配置される。本実施形態において、下面２０の少なくとも一部は、ＸＹ平面とほぼ平行である。下面２０は、光路Ｋが第１液体ＬＱ１で満たされるように物体の表面との間で第１液体ＬＱ１を保持する。第１液体ＬＱ１が下面２０の少なくとも一部と物体の表面（上面）との間に保持されて、液浸空間ＬＳが形成される。

本実施形態においては、基板Ｐに露光光ＥＬが照射されているとき、投影領域ＰＲを含む基板Ｐの表面の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）ＬＧの少なくとも一部は、液浸部材４の下面２０と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。基板Ｐの露光時、制御装置５は、マスクステージ１及び基板ステージ２を制御して、マスクＭ及び基板Ｐを、光軸ＡＸ（露光光ＥＬの光路Ｋ）と交差するＸＹ平面内の所定の走査方向に移動する。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。制御装置５は、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上の液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１とを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板Ｐは露光光ＥＬで露光される。

次に、液浸部材４について説明する。図２は、液浸部材４の近傍を示す側断面図、図３は、液浸部材４を下面２０側からみた図、図４は、液浸部材４の一部を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、射出面１１と対向する位置に配置される物体が基板Ｐである場合を例にして説明するが、上述のように、射出面１１と対向する位置に配置される物体は、基板ステージ２（プレート部材Ｔ）等、他の部材でもよい。

図２、図３、及び図４において、液浸部材４は、第１液体ＬＱ１を供給する第１供給口２１と、液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１の少なくとも一部を回収する回収口２３と、光路Ｋに対して回収口２３の外側に配置され、第２液体ＬＱ２を供給可能な第２供給口２２とを備えている。

本実施形態において、第２液体ＬＱ２は、第１液体ＬＱ１と同種類である。本実施形態においては、第２液体ＬＱ２として、水（純水）を用いる。

第１供給口２１は、基板Ｐの露光の少なくとも一部において、光路Ｋに第１液体ＬＱ１を供給する。回収口２３は、基板Ｐの露光の少なくとも一部において、基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１の少なくとも一部を回収する。第２供給口２２は、第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない。

液浸部材４は、射出面１１と対向する位置に開口４Ｋを有する。射出面１１から射出された露光光ＥＬは、開口４Ｋを通過して、基板Ｐに照射可能である。また、液浸部材４は、開口４Ｋの周囲に配置され、基板Ｐの表面と対向可能な平坦面４Ｔを有する。平坦面４Ｔは、基板Ｐの表面との間で第１液体ＬＱ１を保持する。液浸部材４の下面２０の少なくとも一部は、平坦面４Ｔを含む。

第１供給口２１は、液浸空間ＬＳを形成するための第１液体ＬＱ１を供給する。第１供給口２１は、光路Ｋの近傍において、その光路Ｋに面するように液浸部材４の所定部位に配置されている。

第１供給口２１は、第１供給流路２４を介して、第１液体供給装置２５と接続されている。第１液体供給装置２５は、クリーンで温度調整された第１液体ＬＱ１を送出可能である。第１供給流路２４は、液浸部材４の内部に形成された第１液体供給流路２４Ａ、及びその第１液体供給流路２４Ａと第１液体供給装置２５とを接続する第１供給菅で形成される流路２４Ｂを含む。第１供給口２１は、第１液体供給流路２４Ａの端部の開口である。第１液体供給装置２５から送出された第１液体ＬＱ１は、第１供給流路２４を介して第１供給口２１に供給される。

回収口２３は、基板Ｐに照射される露光光ＥＬの光路Ｋの周囲の少なくとも一部に配置されている。回収口２３は、液浸部材４の下面２０と対向する基板Ｐ上の液体ＬＱの少なくとも一部を回収可能である。回収口２３は、基板Ｐの表面が対向可能である。回収口２３は、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する。回収口２３は、基板Ｐの表面が対向可能な液浸部材４の所定部位に配置されている。本実施形態において、回収口２３は、光路Ｋに対して第１供給口２１の外側に配置されている。本実施形態において、回収口２３は、平坦面４Ｔの周囲に配置されている。

回収口２３は、回収流路２６を介して、液体回収装置２７と接続されている。回収流路２６は、液浸部材４の内部に形成された液体回収流路２６Ａ、及びその液体回収流路２６Ａと液体回収装置２７とを接続する回収管で形成される流路２６Ｂを含む。回収口２３は、回収流路２６の端部の開口である。回収口２３から回収された液体ＬＱは、回収流路２６を介して、液体回収装置２７に回収される。

液体回収装置２７は、回収流路２６の圧力を調整可能な圧力調整装置２７Ｐを含む。圧力調整装置２７Ｐは、例えば回収流路２６を真空システムに接続可能であり、回収流路２６の圧力を低下させることができる。なお、圧力調整装置２７Ｐが真空システムを備えていてもよい。また、回収流路２６を加圧ポンプに接続して、回収流路２６の圧力を高めることができるようにしてもよい。液体回収装置２７は、圧力調整装置２７を用いて回収流路２６の圧力を低下させて、回収口２３を介して液体ＬＱを吸引可能である。

本実施形態において、液体回収流路２６Ａの端部の開口（回収口）２３に、多孔部材５０が配置されている。多孔部材５０は、複数の孔(openingsあるいはpores)を含むプレート状の部材である。なお、開口（回収口）２３に、網目状に多数の小さい孔が形成された多孔部材であるメッシュフィルタが配置されてもよい。本実施形態において、液浸部材４の下面２０は、多孔部材５０の表面（下面）を含む。基板Ｐの露光の少なくとも一部において、多孔部材５０の下面は、基板Ｐに面する。本実施形態において、回収口２３は、基板Ｐに面する多孔部材５０の孔３６の端部を含む。基板Ｐ上の液体ＬＱは、多孔部材５０の孔３６を介して回収される。

本実施形態においては、制御装置５は、第１供給口２１からの第１液体ＬＱ１の供給動作と並行して、回収口２３からの液体ＬＱの回収動作を実行することによって、一方側の終端光学素子１２及び液浸部材４と、他方側の物体（基板Ｐ）との間に液体ＬＱ（第１液体ＬＱ１）で液浸空間ＬＳを形成可能である。

第２供給口２２は、基板Ｐに照射される露光光ＥＬの光路Ｋの周囲の少なくとも一部に配置されている。第２供給口２２は、第１供給口２１から供給された第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない。第２供給口２２は、基板Ｐの表面が対向可能である。第２供給口２２は、基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない。本実施形態において、第２供給口２２は、基板Ｐの表面が対向可能な液浸部材４の所定部位に配置されている。本実施形態において、第２供給口２２は、光路Ｋに対して回収口２３の外側に配置されている。本実施形態において、第２供給口２２は、回収口２３の周囲に配置されている。回収口２３は、光路Ｋと第２供給口２２との間に配置されている。

第２供給口２２は、第２供給流路２８を介して、第２液体供給装置２９と接続されている。第２液体供給装置２９は、クリーンで温度調整された第２液体ＬＱ２を送出可能である。第２供給流路２８は、液浸部材４の内部に形成された第２液体供給流路２８Ａ、及びその第２液体供給流路２８Ａと第２液体供給装置２９とを接続する第２供給菅で形成される流路２８Ｂを含む。第２供給口２２は、第２液体供給流路２８Ａの端部の開口である。第２液体供給装置２９から送出された第２液体ＬＱ２は、第２供給流路２８を介して第２供給口２２に供給される。

第２液体供給装置２９は、第２供給流路２８の圧力を調整可能な圧力調整装置２９Ｐを含む。圧力調整装置２９Ｐは、例えば第２供給流路２８を加圧ポンプに接続可能であり、第２供給流路２８の圧力を高めることができる。なお、圧力調整装置２７Ｐが加圧ポンプを備えていてもよい。また、第２供給流路２８を真空システムに接続して、第２供給流路２８の圧力を低下させることができるようにしてもよい。第２液体供給装置２９は、圧力調整装置２９Ｐを用いて、第２供給流路２８の圧力を調整して、第２供給口２２より第２液体ＬＱ２を供給可能である。

本実施形態において、第２液体供給流路２８Ａの端部の開口（第２供給口）２２に、多孔部材３０が配置されている。多孔部材３０は、複数の孔(openingsあるいはpores)を含むプレート状の部材である。なお、開口（第２供給口）２２に、網目状に多数の小さい孔が形成された多孔部材であるメッシュフィルタが配置されてもよい。本実施形態において、液浸部材４の下面２０は、多孔部材３０の表面（下面）を含む。基板Ｐの露光の少なくとも一部において、多孔部材３０の下面は、基板Ｐに面する。本実施形態において、第２供給口２２は、基板Ｐに面する多孔部材３０の孔３３の端部を含む。基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１が多孔部材３０の孔３３に面するように配置されたとき、第２液体ＬＱ２は、その多孔部材３０の孔３３を介して、液浸部材４の下面２０と基板Ｐの表面との間の空間ＳＰに供給される。

図２及び図４においては、基板Ｐはほぼ静止している。本実施形態においては、基板Ｐがほぼ静止しているとき、液浸部材４の下面２０と基板Ｐの表面との間において、液浸空間ＬＳの液体ＬＱ（第１液体ＬＱ１）の界面ＬＧは、多孔部材５０の下面と基板Ｐの表面との間に配置される。また、図２及び図４に示す状態においては、第１液体ＬＱ１が第２供給口２２（多孔部材３０の孔３３）に面していない。図２及び図４に示す状態においては、第２供給口２２は第２液体ＬＱ２を供給しない。

次に、第２供給口２２を用いる液体供給動作の原理について説明する。上述したように、本実施形態おいては、第２供給口２２は、多孔部材３０の孔３３の端部を含み、第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない。本実施形態においては、第２供給口２２は、液浸部材４の下面２０と基板Ｐの表面との間の空間ＳＰに存在する第１液体ＬＱ１が接触したときに、その空間ＳＰに第２液体ＬＱ２を供給する。

図５は、多孔部材３０の近傍を示す模式図である。図５に示すように、本実施形態において、多孔部材３０は、プレート状の部材であり、第１面３１と、第１面３１の反対方向を向く第２面３２とを有する。多孔部材３０の孔３３は、第１面３１と第２面３２とを結ぶように形成されている。孔３３は、複数形成されている。孔３３は、光路Ｋの周囲に複数配置される。また、孔３３は、光路Ｋに対する放射方向に複数配置される。

本実施形態において、多孔部材３０は、第１面３１が空間ＳＰに面するように、且つ、第２面３２が第２液体供給流路２８Ａに面するように、開口（第２供給口）２２に配置される。空間ＳＰは、第１面３１（下面２０）と基板Ｐ（物体）の表面との間の空間である。液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１の少なくとも一部は、空間ＳＰを流動可能である。

本実施形態においては、第１面３１が第１液体ＬＱ１に面するときに第１面３１内の孔３３から第２液体ＬＱ２が供給され、第１面３１が第１液体ＬＱ１に面しないときに第１面３１内の孔３３から第２液体ＬＱ２が供給されないように、第１面３１と第２面３２との圧力差が調整される。本実施形態においては、空間ＳＰの圧力は、チャンバ装置１００によって調整され、ほぼ一定である。本実施形態において、空間ＳＰの圧力は、大気圧である。なお、空間ＳＰの圧力が、大気圧でなくてもよい。また、チャンバ装置１００で調整されていなくてもよい。本実施形態において、第１面３１と第２面３２との圧力差の調整は、第２液体供給流路２８Ａの圧力の調整を含む。本実施形態において、制御装置５は、第２液体供給装置２９の圧力調整装置２９Ｐを用いて、第２液体供給流路２８Ａの圧力を調整することによって、第１面３１と第２面３２との圧力差を調整する。

本実施形態においては、空間ＳＰの第１液体ＬＱ１が第２供給口２２（孔３３）に接触したときに孔３３から空間ＳＰに第２液体ＬＱ２が供給されるように、第１面３１と第２面３２との圧力差が調整される。

本実施形態においては、制御装置５は、第１液体ＬＱ１の特性、及び多孔部材３０の特性に応じて、孔３３に第１液体ＬＱ１が接触したときに孔３３から第２液体ＬＱ２が供給され、孔３３に第１液体ＬＱ１が接触しないときに孔３３から第２液体ＬＱ２が供給されないように、第２液体供給流路２８Ａの圧力を調整する。換言すれば、本実施形態においては、第１液体ＬＱ１に接触した孔３３のみから第２液体ＬＱ２が供給され、第１液体ＬＱ１に接触していない孔３３からは第２液体ＬＱ２が供給されないように、第１面３１と第２面３２との圧力差が調整される。

本実施形態においては、第１面３１と第２面３２との圧力差が後述の所定条件を満足するように制御されることによって、第１液体ＬＱ１が接触した多孔部材３０の孔３３のみを介して、第２液体供給流路２８Ａから空間ＳＰに第２液体ＬＱ２が供給される。

図５において、多孔部材３０と間隙を介して対向するように基板Ｐが配置され、第１面３１と基板Ｐの表面との間に、第１液体ＬＱ１が流動可能な空間ＳＰが形成される。図５は、液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１の界面ＬＧが、多孔部材３０の第１面３１と基板Ｐの表面との間に形成されている状態を示す。図５において、多孔部材３０と基板Ｐとの間には、気体空間と液体空間とが形成される。図５において、液体空間は、液浸空間ＬＳである。気体空間は、多孔部材３０と基板Ｐとの間における液体空間（液浸空間ＬＳ）の外側の空間である。

図５において、多孔部材３０の第１孔３３ａと基板Ｐとの間には気体空間が形成されている。多孔部材３０の第２孔３３ｂと基板Ｐとの間には液体空間が形成されている。また、第２面３２が面する第２液体供給流路２８Ａは、第２液体ＬＱ２で満たされている。第１孔３３ａの上端及び第２孔３３ｂの上端は、第２液体供給流路２８Ａの第２液体ＬＱ２と接触し、その第２液体供給流路２８Ａの第２液体ＬＱ２で覆われる。以下の説明において、第２液体供給流路２８Ａを適宜、流路空間、と称する。

図５において、多孔部材３０の第１孔３３ａと基板Ｐとの間の空間ＳＰの圧力（多孔部材３０の第１面３１の圧力）をＰａ、多孔部材３０の上の流路空間の圧力（多孔部材３０の第２面３２での圧力）をＰｂ、孔３３ａ、３３ｂの孔径（直径）をｄ、第２液体ＬＱ２（第１液体ＬＱ１）に対する多孔部材３０（孔３３の内側面）の接触角をθ、第２液体ＬＱ２（第１液体ＬＱ１）の表面張力をγとした場合、本実施形態においては、
（４×γ×ｃｏｓθ）／ｄ ≧ （Ｐａ−Ｐｂ） …（１）
の条件を満足する。なお、（１）式においては、説明を簡単にするために、多孔部材３０の上の第２液体ＬＱ２の静水圧は考慮していない。

上述の条件が成立する場合、流路空間の第２液体ＬＱ２が、第１液体ＬＱ１が接触した孔３３（３３ｂ）を介して空間ＳＰに流入（供給）される。一方、流路空間の第２液体ＬＱ２が、第１液体ＬＱ１が接触していない孔３３（３３ａ）を介して空間に流入（供給）されることが抑制される。すなわち、上述の（１）式の条件を満足するように、接触角θ、孔径ｄ、液体ＬＱの表面張力γ、圧力Ｐａ、Ｐｂの少なくとも一つが調整されることによって、第１液体ＬＱ１が接触した孔３３（３３ｂ）のみから第２液体ＬＱ２が供給され、第１液体ＬＱ１が接触しない孔３３（３３ａ）からの第２液体ＬＱ２の供給は停止される。

本実施形態においては、空間の圧力Ｐａ、孔３３の直径ｄ、多孔部材３０（孔３３の内側面）の液体ＬＱとの接触角θ、及び液体ＬＱの表面張力γは一定である。制御装置５は、上述の（１）式の条件を満足するように、第２液体供給装置２９を用いて第２液体ＬＱ２で満たされた第２供給流路２８（第２液体供給流路２８Ａ）の圧力を調整して、第１面３１と第２面３２との圧力差を調整する。

なお、制御装置５は、例えばチャンバ装置１００を用いて空間ＳＰの圧力を調整して、第１面３１と第２面３２との圧力差を調整してもよいし、チャンバ装置１００及び第２液体供給装置２９を用いて空間ＳＰ及び流路空間（第２液体供給流路２８Ａ）の両方の圧力を調整して、第１面３１と第２面３２との圧力差を調整してもよい。

また、図４に示すように、本実施形態において、回収口２３に配置される多孔部材５０は、第１液体ＬＱ１が流動する空間ＳＰに面する第３面３４と、液体回収流路２６Ａに面する第４面３５と、第３面３４と第４面３５とを結ぶ複数の孔３６とを有する。本実施形態においては、第３面３４と第４面３５との圧力差によって、多孔部材５０を介して第１液体ＬＱ１の少なくとも一部が回収される。制御装置５は、液体回収装置２７（圧力調整装置２７Ｐ）を用いて、液体回収流路２６Ａの圧力を調整して、第３面３４と第４面３５との圧力差を調整する。制御装置５は、液体回収流路２６Ａの圧力（第４面３５の圧力）を空間ＳＰの圧力（第３面３４の圧力）よりも低くして、第３面３４と第４面３５との圧力差を生じさせることによって、多孔部材５０を介して液体ＬＱを回収することができる。なお、制御装置５は、チャンバ装置１００を用いて空間ＳＰの圧力を調整して、第３面３４と第４面３５との圧力差を調整してもよいし、チャンバ装置１００及び液体回収装置２７の両方を用いて液体回収流路２６Ａ及び空間ＳＰの両方の圧力を調整して、第３面３４と第４面３５との圧力差を調整してもよい。

本実施形態において、制御装置５は、多孔部材５０を介して液体ＬＱのみが回収されるように、第３面３４と第４面３５との圧力差を調整する。制御装置５は、第１液体ＬＱ１の特性、及び多孔部材５０の特性に応じて、第３面３４と第４面３５との圧力差を調整する。第１液体ＬＱ１の特性は、第１液体ＬＱ１の表面張力を含む。多孔部材５０の特性は、孔３６の直径、及び液体ＬＱに対する孔３６の内側面の接触角を含む。なお、多孔部材を介して液体のみが回収されるように、その多孔部材の一方の面及び他方の面の圧力差を調整する技術の一例が、米国特許第７２９２３１３号明細書、米国特許出願公開第２００６／０１５２６９７号明細書に開示されており、その内容を援用して本文の記載の一部とする。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法の一例について説明する。

制御装置５は、射出面１１及び下面２０と基板Ｐの表面（あるいは基板ステージ２の上面１７）とを対向させた状態で、第１供給口２１から第１液体ＬＱ１を供給する。また、制御装置５は、回収口２３を用いる回収を開始する。第１供給口２１から供給された第１液体ＬＱ１は、射出面１１から射出される露光光ＥＬの光路Ｋに供給される。第１供給口２１から供給された第１液体ＬＱ１の少なくとも一部は、開口４Ｋを介して、平坦面４Ｔと基板Ｐの表面との間に供給され、平坦面４Ｔと基板Ｐの表面との間に保持される。また、第１液体ＬＱ１の少なくとも一部は、多孔部材５０の第３面３４と基板Ｐの表面との間に保持される。多孔部材５０の第３面３４に接触した第１液体ＬＱ１の少なくとも一部は、多孔部材５０の孔３６を介して回収される。これにより、第１供給口２１から供給された第１液体ＬＱ１によって、射出面１１と基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路Ｋが第１液体ＬＱ１で満たされるように、射出面１１及び下面２０の少なくとも一部と基板Ｐの表面との間に液浸空間ＬＳが形成される。

また、制御装置５は、第２液体供給装置２９から送出された第２液体ＬＱ２で第２液体供給流路２８Ａを満たすとともに、上述の（１）式の条件を満足するように、第２液体供給流路２８Ａの圧力を調整する。第１面３１に第１液体ＬＱ１が接触していない状態において、第２液体供給流路２８Ａの第２液体ＬＱ２は、孔３３を介して空間ＳＰに移動されない。換言すれば、第１面３１に第１液体ＬＱ１が接触していない状態において、第２液体供給流路２８Ａの第２液体ＬＱ２は、孔３３を介して基板Ｐの表面に落下しない。

制御装置５は、第１供給口２１からの第１液体ＬＱ１の供給と、回収口２３からの液体ＬＱの回収とを並行して実行して、射出面１１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路が第１液体ＬＱ１で満たされるように液浸空間ＬＳを形成する。制御装置５は、第１供給口２１からの第１液体ＬＱ１の供給と並行して、回収口２３からの液体ＬＱの回収を実行し、第１液体ＬＱ１で基板Ｐの表面の一部が局所的に覆われるように液浸空間ＬＳを形成した状態で、基板Ｐの露光を開始する。

制御装置５は、照明系ＩＬより露光光ＥＬを射出して、マスクＭを露光光ＥＬで照明する。マスクＭからの露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬの射出面１１から射出される。制御装置５は、射出面１１と基板Ｐとの間の液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１を介して、射出面１１からの露光光ＥＬを基板Ｐに照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板Ｐが露光光ＥＬで露光される。基板Ｐの露光中にも、第１供給口２１からの第１液体ＬＱ１の供給と、回収口２３からの液体ＬＱの回収とが並行して行われる。回収口２３は、光路Ｋの外側で、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの少なくとも一部を回収する。

上述のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、走査型露光装置である。基板Ｐの露光の少なくとも一部において、射出面１１及び下面２０の少なくとも一部と基板Ｐとの間に第１液体ＬＱ１が保持された状態で（液浸空間ＬＳが形成されている状態で）、ＸＹ平面内の所定方向に基板Ｐが移動される。例えば、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射中（スキャン露光中）においては、基板Ｐは、終端光学素子１２及び液浸部材４に対してＹ軸方向に移動する。また、基板Ｐ上の複数のショット領域を順次露光する場合において、第１ショット領域の露光後、次の第２ショット領域を露光する場合、基板Ｐは、終端光学素子１２及び液浸部材４に対して、例えばＸ軸方向、あるいはＸＹ平面内におけるＸ軸に対する傾斜方向に移動（ステップ移動）する。また、スキャン露光中の移動、及びステップ移動に限られず、基板Ｐは、射出面１１及び下面２０の少なくとも一部との間に第１液体ＬＱ１を保持した状態で、様々な移動条件で移動する可能性がある。

基板Ｐの移動条件は、ＸＹ平面内における所定方向（例えば−Ｙ方向）に関する移動速度、加速度（減速度）、及び移動距離（ＸＹ平面内における第１位置から第２位置へ移動するときの移動距離）の少なくとも一つを含む。

本実施形態においては、光路Ｋに対して回収口２３の外側に配置された第２供給口２２が第１液体ＬＱ１に面するときにその第２供給口２２から第２液体ＬＱ２が供給され、第２供給口２２が第１液体ＬＱ１に面しないときにその第２供給口２２から第２液体ＬＱ２が供給されないので、例えば、基板Ｐ（基板ステージ２）を高速、あるいは高加速度で移動した場合にも、液浸部材４と基板Ｐとの間の空間ＳＰから液体ＬＱが漏出したり、基板Ｐ上に液体ＬＱ（膜、滴等）が残留したりすることを抑制できる。

図６は、比較例に係る液浸部材４００を使用した場合の液浸空間ＬＳの挙動を示す模式図である。液浸部材４００には、第２供給口（２２）が設けられてない。終端光学素子１２及び液浸部材４００と基板ｐの表面との間に液体Ｌｑが保持された状態で、基板Ｐが−Ｙ方向に高速で移動した場合、光路Ｋに対して−Ｙ側の液浸空間Ｌｓを形成する液体Ｌｑの少なくとも一部が、基板ｐ上において薄膜化する可能性が高くなる。すなわち、図６に示す比較例においては、基板ｐの−Ｙ方向への移動により、光軸ＡＸに対する放射方向に関する、液体Ｌｑの気液界面Ｌｇの上端（気液界面Ｌｇと液浸部材４００の下面４２０との交点）の位置ＰＪ１と気液界面Ｌｇの下端（気液界面Ｌｇと基板ｐの表面との交点）の位置ＰＪ２との距離（ずれ量）ＬＪが大きくなる可能性がある。その結果、液体Ｌｑが、基板Ｐ上において薄膜化する可能性がある。薄膜化した液体ＬＱは、回収口（多孔部材）と接触することができず、その結果、回収口から回収されなくなる可能性が高くなり、液浸部材４００と基板Ｐの表面との間の空間から漏出したり、基板ｐ上に残留したりする可能性が高くなる。

図７及び図８は、本実施形態に係る液浸部材４を使用した場合の液浸空間ＬＳの挙動を説明するための模式図である。図７は、射出面１１及び下面２０の少なくとも一部と基板Ｐの表面との間に液体ＬＱが保持された状態で基板Ｐが−Ｙ方向に移動するときの液浸空間ＬＳの挙動を示す図、図８は、基板Ｐが＋Ｙ方向に移動するときの液浸空間ＬＳの挙動を示す図である。

本実施形態においては、光路Ｋに対して回収口２３の外側に設けられた第２供給口２２が下面２０と基板Ｐの表面との間に第２液体ＬＱ２を供給するので、下面２０と基板Ｐの表面との間の第１液体ＬＱ１の薄膜化を防止することができる。第２供給口２２は、第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給するので、第１液体ＬＱ１が薄膜化することを抑制することができる。

例えば、図７に示すように、基板Ｐが−Ｙ方向へ移動する場合、その基板Ｐの移動に伴って液浸空間ＬＳの液体ＬＱの気液界面ＬＧも−Ｙ方向に移動する。本実施形態においては、気液界面ＬＧが−Ｙ方向へ移動して、液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１が多孔部材３０の孔３３（第２供給口）に接触すると、その第１液体ＬＱ１が接触された多孔部材３０の孔３３（第２供給口）から第２液体ＬＱが供給される。多孔部材３０の孔３３（第２供給口）からの第２液体ＬＱ２は、液浸空間ＬＳに供給される。これにより、第１液体ＬＱ１の薄膜化が抑制される。

第２供給口２２（孔３３）から供給された第２液体ＬＱ２は、第１供給口２１から供給された第１液体ＬＱ１とともに、回収口２３から回収される。

多孔部材３０の孔３３（第２供給口）は、液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１の少なくとも一部が薄膜化する前にその液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１に接触可能な位置に配置されている。換言すれば、液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１が回収口２３の多孔部材５０に接触し続けることができるように、基板Ｐの移動条件に応じて光路Ｋに対する放射方向に関する回収口２３の寸法が定められており、その回収口２３の周囲に第２供給口２２が配置されている。したがって、液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１が薄膜化する前に、第１液体ＬＱ１が多孔部材３０の孔３３に接触することができる。そして、第１液体ＬＱ１が多孔部材３０の孔３３に接触することによって、その孔３３から第２液体ＬＱ２が液浸空間ＬＳに供給される。これにより、第１液体ＬＱ１の薄膜化が抑制される。

本実施形態においては、液体ＬＱの気液界面ＬＧの下端の位置ＰＪ２が−Ｙ方向へ移動した場合において、上端の位置ＰＪ１と下端の位置ＰＪ２との距離（ずれ量）ＬＪが大きくなる前に、上端の位置ＰＪ１が多孔部材３０の孔３３に接触して、その孔３３から液浸空間ＬＳに第２液体ＬＱ２が供給される。すなわち、基板Ｐの移動により、ずれ量ＬＪが大きくなる前に、基板Ｐと対向する多孔部材３０の孔３３（第２供給口２２）から第２液体ＬＱ２が供給されるので、第１液体ＬＱ１の薄膜化を抑制することができる。

また、本実施形態においては、第２供給口２２（多孔部材３０の孔３３）は、光路Ｋに対する放射方向に複数配置されており、少なくとも基板Ｐが移動する所定方向（図７ではＹ軸方向）に複数配置されている。したがって、基板Ｐの移動に伴って界面ＬＧが−Ｙ方向に移動しても、その界面ＬＧの位置に応じた孔３３から第２液体ＬＱ２が供給される。したがって、例えば−Ｙ方向に関する基板Ｐの移動距離が長くなっても、複数の孔３３から液浸空間ＬＳに第２液体ＬＱ２を供給することができるので、第１液体ＬＱ１の薄膜化を抑制することができる。

図８に示すように、基板Ｐが＋Ｙ方向へ移動する場合、その基板Ｐの移動に伴って液浸空間ＬＳの液体ＬＱの気液界面ＬＧも＋Ｙ方向に移動する。例えば、図７のように基板Ｐが−Ｙ方向に移動した後に、基板Ｐが＋Ｙ方向に移動する場合、光路Ｋに対して−Ｙ側の液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１の薄膜化は抑制される。また、図８に示すように、基板Ｐが＋Ｙ方向に移動する場合（あるいは基板Ｐがほぼ静止する場合）、液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１は、多孔部材３０の孔３３と基板Ｐの表面との間に存在しない状況が発生する可能性がある。すなわち、多孔部材３０の孔３３が、第１液体ＬＱ１に面しない（接触しない）状況が発生する可能性がある。図８に示すように、本実施形態においては、多孔部材３０の孔３３が第１液体ＬＱ１に面しない（接触しない）ときに、その多孔部材３０の孔３３（第２供給口２２）は第２液体ＬＱ２を供給しない。そのため、例えば液浸空間ＬＳの界面ＬＧの外側に第２液体ＬＱ２が供給されることが抑制される。したがって、第２液体ＬＱ２が飛散したり、基板Ｐ上に第２液体ＬＱ２が残留したり、液浸部材４と基板Ｐとの間の空間ＳＰから流出したりすることが抑制される。

なお、上述の説明では、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸空間ＬＳが形成されている場合について説明したが、基板ステージ２（プレート部材Ｔ）上、あるいは基板ステージ２（プレート部材Ｔ）と基板Ｐとに跨るように液体ＬＱの液浸空間ＬＳが形成されている場合も同様である。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない第２供給口２２を設けたので、液体ＬＱが流出したり、物体（基板Ｐ、基板ステージ２等）上に液体ＬＱが残留したりすることを抑制することができる。したがって、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、第２供給口２２として、多孔部材３０（メッシュフィルタ）が配置されているが、多孔部材３０を用いなくてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図９は、第２実施形態に係る液浸部材４Ｂの一例を示す図である。図９において、液浸部材４Ｂは、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する回収口２３と、光路Ｋに対して回収口２３の外側に配置され、第２液体ＬＱ２を供給可能な第２供給口２２Ｂとを備えている。回収口２３は、基板Ｐの表面が対向可能である。第２供給口２２Ｂは、基板Ｐの表面が対向可能である。

本実施形態において、第２供給口２２Ｂは、光路Ｋに対する放射方向に複数配置されている。本実施形態において、第２供給口２２Ｂに、多孔部材が配置されていない。

制御装置５は、複数の第２供給口２２Ｂのうち、第１液体ＬＱ１に面する第２供給口２２Ｂから空間ＳＰ（液浸空間ＬＳ）に第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しない第２供給口２２Ｂからの第２液体ＬＱ２の供給を停止する。本実施形態において、制御装置５は、第１液体ＬＱ１が接触された第２供給口２２Ｂから第２液体ＬＱ２を供給する。

本実施形態においては、液浸部材４Ｂの下面２０の少なくとも一部に、液体ＬＱを検出するセンサ４０が配置されている。本実施形態において、センサ４０は、下面２０において光路Ｋに対する放射方向に複数配置されている。センサ４０のそれぞれは、液体ＬＱの有無を検出可能である。センサ４０の出力信号は、制御装置５に出力される。制御装置５は、複数のセンサ４０の出力信号に基づいて、液浸空間ＬＳの界面ＬＧの位置を検出することができる。また、制御装置５は、界面ＬＧの位置に基づいて、複数の第２供給口２２Ｂのうち、第１液体ＬＱ１と接触した第２供給口２２Ｂを求めることができる。制御装置５は、センサ４０の出力信号より求めた界面ＬＧの位置に基づいて、複数の第２供給口２２Ｂのうち、第１液体ＬＱ１に接触した第２供給口２２Ｂを求め、その第２供給口２２Ｂから第２液体ＬＱ２を供給する。

本実施形態においても、液体ＬＱの薄膜化を防止することができ、液体ＬＱの流出、残留等を抑制することができる。

なお、図１０に示す模式図のように、第２供給口２２Ｂが間隙を介して第１液体ＬＱ１に面するときに、その第２供給口２２Ｂから第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに、その第２供給口２２Ｂから第２液体ＬＱ２を供給しないようにしてもよい。図１０に示す例においても、第１液体ＬＱ１の薄膜化を防止することができ、液体ＬＱの流出、残留等を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１１は、第３実施形態に係る基板ステージ２Ｃの一例を示す図である。本実施形態において、第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない供給口２２Ｃが、基板ステージ２Ｃの少なくとも一部に配置されている。

本実施形態において、供給口２２Ｃは、基板ステージ２Ｃの上面１７Ｃに配置されている。図１１（Ａ）に示すように、供給口２２Ｃは、第１液体ＬＱ１が面したときに第２液体ＬＱ２を供給する。また、図１１（Ｂ）に示すように、供給口２２Ｃは、第１液体ＬＱ１が面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない。

例えば、液浸部材４と基板ステージ２Ｃとの間に第１液体ＬＱ１が保持された状態で基板ステージ２Ｃが移動した場合において、その基板ステージ２Ｃの移動により基板ステージ２Ｃの上面１７Ｃにおいて液浸空間ＬＳの第１液体ＬＱ１が薄膜化する場合、供給口２２Ｃは、その液浸空間ＬＳに対して下方から第２液体ＬＱ２を供給（追加）することができる。これにより、第１液体ＬＱ１の薄膜化が防止され、液体ＬＱの流出、残留等が抑制される。

なお、本実施形態において、供給口２２Ｃに多孔部材が配置されてもよい。

また、本実施形態においても、図５で説明した原理に基づいて第２液体ＬＱ２を供給するようにしてもよいし、第２実施形態のように、液浸空間ＬＳの界面の位置を検出して第２液体ＬＱ２を供給してもよい。

なお、図５で説明した原理に基づいて第２液体ＬＱ２の供給を行う液体供給口が、液浸部材４と基板ステージ２Ｃとは異なる部材に配置されていてもよいし、第２液体ＬＱ２が液浸空間ＬＳの一部とならなくてもよい。

なお、上述の第１〜第３実施形態においては、投影光学系ＰＬの終端光学素子１２の射出側（像面側）の光路が第１液体ＬＱ１で満たされているが、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、終端光学素子１２の入射側（物体面側）の光路も第１液体ＬＱ１で満たされる投影光学系ＰＬを採用することができる。

なお、上述の各実施形態においては、第１液体ＬＱ１として水を用いているが、水以外の液体であってもよい。第１液体ＬＱ１としては、露光光ＥＬに対して透過性であり、露光光ＥＬに対して高い屈折率を有し、投影光学系ＰＬあるいは基板Ｐの表面を形成する感光材（フォトレジスト）などの膜に対して安定なものが好ましい。例えば、第１液体ＬＱ１として、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル等のフッ素系液体を用いることも可能である。また、第１液体ＬＱ１として、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。

なお、上述の各実施形態において、第２液体ＬＱ２が第１液体ＬＱ１と同種類であることとしたが、異なる種類でもよい。例えば、第１液体ＬＱ１が水（純水）であり、第２液体ＬＱ２がフッ素系液体でもよい。

なお、回収口２３が多孔部材５０を介して液体ＬＱのみを回収するようにしているが、多孔部材５０を介して気体と一緒に液体ＬＱを回収してもよい。この場合、多孔部材５０がなくてもよい。

また、上述の実施形態においては、回収口２３が形成されている面（多孔部材３０の下面）と第２供給口２２が形成されている面（多孔部材５０の下面）とがほぼ同一面内に配置されているが、段差があってもよい。また、回収口２３が形成されている面（多孔部材３０の下面）及び第２供給口２２が形成されている面（多孔部材５０の下面）の少なくとも一方がＸＹ平面に対して傾斜していてもよいし、曲面を含んでもよい。

また、上述の実施形態においては、回収口２３と第２供給口２２とが液浸部材４に一体的に設けられている、液浸部材４が、回収口２３が設けられた部材と、第２供給口２２とが設けられた部材とを含み、それらが離れて配置されていてもよい。

また、上述の各実施形態において、光路に対する放射方向に関して、第２供給口２２の外側に、液体ＬＱの流出、残留などを防止するために、気体を供給する気体供給口を設けてもよい。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

また、露光装置ＥＸが、例えば米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置でもよい。この場合、各基板ステージ上、あるいは複数の基板ステージを跨ぐように液浸空間ＬＳを形成できる。また、第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない供給口が、複数の基板ステージのそれぞれに設けられていてもよいし、一部の基板ステージに設けられていてもよい。

また、露光装置ＥＸが、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１２７００６号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載し、露光対象の基板を保持しない計測ステージとを備えた露光装置でもよい。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。この場合、計測ステージ上、あるいは基板ステージと計測ステージとを跨ぐように液浸空間ＬＳを形成できる。また、第１液体ＬＱ１に面するときに第２液体ＬＱ２を供給し、第１液体ＬＱ１に面しないときに第２液体ＬＱ２を供給しない供給口が、計測ステージに配置されていてもよい。

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

なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。例えば、レンズ等の光学部材と基板との間に液浸空間を形成し、その光学部材を介して、基板に露光光を照射することができる。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

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

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１２に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンからの露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

２…基板ステージ、４…液浸部材、２０…下面、２１…第１供給口、２２…第２供給口、２３…回収口、２６…回収流路、２６Ａ…液体回収流路、２７…液体回収装置、２７Ａ…圧力調整装置、２８…第２供給流路、２８Ａ…第２液体供給流路、２９…第２液体供給装置、２９Ｐ…圧力調整装置、３０…多孔部材、３１…第１面、３２…第２面、３３…孔、３４…第３面、３５…第４面、３６…孔、５０…多孔部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｋ…光路、ＬＱ１…第１液体、ＬＳ…液浸空間、Ｐ…基板、ＳＰ…空間

Claims (35)

1. 物体に照射される露光光の光路が第１液体で満たされるように、前記物体との間で第１液体を保持して液浸空間を形成する液浸部材であって、
   前記物体上の前記第１液体の少なくとも一部を回収する回収口と、
   前記光路に対して前記回収口の外側に配置され、前記第１液体に面するときに第２液体を供給し、前記第１液体に面しないときに前記第２液体を供給しない供給口と、を備える液浸部材。
2. 前記供給口は、前記第１液体が接触したときに前記第２液体を供給する請求項１記載の液浸部材。
3. 前記供給口は、前記物体の表面が対向可能であり、前記物体上の前記第１液体に面するときに前記第２液体を供給する請求項１又は２記載の液浸部材。
4. 液体供給流路と、
   前記液体供給流路の端部に配置された第１多孔部材と、を備え、
   前記供給口は、前記第１多孔部材の孔の端部を含む請求項１〜３のいずれか一項記載の液浸部材。
5. 前記第１多孔部材は、前記第１液体が流動する空間に面する第１面と前記液体供給流路に面する第２面とを有し、
   前記第１面が前記第１液体に面するときに前記第１面内の前記孔から前記第２液体が供給され、前記第１面が前記第１液体に面しないときに前記第１面内の前記孔から前記第２液体が供給されないように、前記第１面と前記第２面との圧力差が調整される請求項４記載の液浸部材。
6. 前記圧力差の調整は、前記液体供給流路の圧力の調整を含む請求項５記載の液浸部材。
7. 前記光路の周囲の少なくとも一部に配置され、前記光路が前記第１液体で満たされるように前記物体の表面との間で前記第１液体を保持する保持面を備え、
   前記保持面は、前記第１多孔部材の表面を含む請求項４〜６のいずれか一項記載の液浸部材。
8. 前記供給口は、前記保持面と前記物体の表面との間に前記第２液体を供給して、前記保持面と前記物体の表面との間の前記第１液体の薄膜化を防止する請求項７記載の液浸部材。
9. 前記光路の周囲の少なくとも一部に配置され、前記光路が前記第１液体で満たされるように前記物体の表面との間で前記第１液体を保持する保持面を備え、
   前記供給口は、前記保持面と前記物体の表面との間に前記第２液体を供給して、前記保持面と前記物体の表面との間の前記第１液体の薄膜化を防止する請求項１〜６のいずれか一項記載の液浸部材。
10. 前記保持面と前記物体の表面との間に前記液体が保持された状態で、前記保持面とほぼ平行な所定面内の所定方向に前記物体が移動され、
    前記供給口は、前記所定方向に複数配置される請求項７〜９のいずれか一項記載の液浸部材。
11. 液体回収流路と、
    前記液体回収流路の端部に配置された第２多孔部材と、を備え、
    前記回収口は、前記第２多孔部材の孔の端部を含む請求項１〜１０のいずれか一項記載の液浸部材。
12. 前記第２多孔部材は、前記第１液体が流動する空間に面する第３面と、前記液体回収流路に面する第４面とを有し、
    前記第３面と前記第４面との圧力差によって、前記第２多孔部材を介して前記第１液体の少なくとも一部が回収される請求項１１記載の液浸部材。
13. 前記第２多孔部材を介して液体のみが回収されるように、前記圧力差が調整される請求項１２記載の液浸部材。
14. 前記第２液体は、前記第１液体と同種類である請求項１〜１３のいずれか一項記載の液浸部材。
15. 第１液体を介して露光光で基板を露光する露光装置に使用される液体供給システムであって、
    第２液体を供給可能な供給口を有し、前記供給口が前記第１液体に面するときに前記供給口から前記第２液体を供給し、前記供給口が前記第１液体に面しないときに前記供給口から前記第２液体を供給しない液体供給システム。
16. 前記第１液体が前記供給口に接触したときに前記供給口から前記第２液体を供給する請求項１５記載の液体供給システム。
17. 液体供給流路と、
    前記液体供給流路の端部に配置された第１多孔部材と、を備え、
    前記供給口は、前記第１多孔部材の孔の端部を含む請求項１５又は１６記載の液体供給システム。
18. 前記第１液体が流動する空間に面する前記第１多孔部材の第１面と前記液体供給流路に面する前記第１多孔部材の第２面との圧力差を調整する第１圧力調整装置を備える請求項１７記載の液体供給システム。
19. 前記圧力差の調整は、前記液体供給流路の圧力の調整を含む請求項１８記載の液体供給システム。
20. 前記供給口は、前記基板の表面が対向可能であり、前記基板上の前記第１液体に面するときに前記第２液体を供給する請求項１５〜１９のいずれか一項記載の液体供給システム。
21. 前記供給口は、前記基板に照射される前記露光光の光路の周囲の少なくとも一部に配置される請求項１５〜２１のいずれか一項記載の液体供給システム。
22. 前記供給口は、前記露光光が照射可能な位置に移動可能な可動部材の少なくとも一部に配置される請求項１５〜２１のいずれか一項記載の液体供給システム。
23. 前記第２液体は、前記第１液体と同種類である請求項１５〜２２のいずれか一項記載の液体供給システム。
24. 第１液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
    請求項１５〜２３のいずれか一項記載の液体供給システムを備える露光装置。
25. 前記供給口は、前記光路に対する放射方向に複数配置される請求項２４記載の露光装置。
26. 前記光路と前記供給口との間に配置され、液体を回収する回収口を備える請求項２４又は２５記載の露光装置。
27. 前記回収口は、前記基板の表面と対向可能であり、前記基板上の液体を回収する請求項２６記載の露光装置。
28. 液体回収流路と、
    前記液体回収流路の端部に配置された第２多孔部材と、を備え、
    前記回収口は、前記第２多孔部材の孔の端部を含む請求項２６又は２７記載の露光装置。
29. 前記第１液体が流動する空間に面する前記第２多孔部材の第３面と前記液体回収流路に面する前記第２多孔部材の第４面との圧力差を調整する第２圧力調整装置を備える請求項２８記載の露光装置。
30. 前記第２圧力調整装置は、前記第２多孔部材を介して液体のみが回収されるように、前記圧力差を調整する請求項２９記載の露光装置。
31. 請求項２４〜３０のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
32. 第１液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、
    光学部材の射出面と前記基板の表面との間の前記露光光の光路が前記第１液体で満たされるように液浸空間を形成することと、
    前記液浸空間の第１液体を介して前記射出面からの前記露光光を前記基板に照射することと、
    前記光路の外側で前記液浸空間の前記第１液体の少なくとも一部を回収口から回収することと、
    前記光路に対して前記回収口の外側に配置された供給口が前記第１液体に面するときに前記供給口から第２液体を供給し、前記供給口が前記第１液体に面しないときに前記供給口から前記第２液体を供給しないことと、を含む露光方法。
33. 前記供給口から前記第２液体を供給して、前記液浸空間の前記第１液体の薄膜化を防止する請求項３２記載の露光方法。
34. 前記供給口は、液体供給流路の端部に配置された多孔部材の孔の端部を含み、
    前記第１液体が流動する空間に面する多孔部材の第１面と前記第１面の反対方向を向く前記多孔部材の第２面との圧力差を調整して、前記第１面内の前記孔から前記第２液体を供給する請求項３２又は３３記載の露光方法。
35. 請求項３２〜３４のいずれか一項記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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