JP4555903B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を露光する露光装置、及びデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００４年１２月２日に出願された特願２００４−３４９７３０号、及び２００５年６月１４日に出願された特願２００５−１７３３３９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保持するマスクステージと基板を保持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に投露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれており、その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献に開示されているような、露光光の光路空間を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸露光装置が案出されている。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

上記特許文献１に開示されているような液浸露光装置においては、投影光学系を構成する複数の光学素子のうち、投影光学系の像面に最も近い光学素子（以下、投影光学系の像面に最も近い光学素子を適宜「第１光学素子」と称する）と基板の表面との間に、液体が供給される液浸領域が形成される。その場合において、液浸領域の液体中に例えば基板上から発生した不純物等が混入し、液浸領域の液体が汚染すると、その汚染された液浸領域の液体により、第１光学素子が汚染される可能性がある。第１光学素子が汚染すると、その第１光学素子の光透過率が低下したり、光透過率に分布が生じる等の不都合が生じ、投影光学系を介した露光精度の劣化を招く。そこで、汚染された第１光学素子を例えば新たなもの（清浄なもの）と交換する構成が考えられる。一方で、投影光学系の像側開口数を大きくしようとすると、第１光学素子の有効径を大きくする必要があり、第１光学素子を大型化せざるを得なくなる。そのような大型の第１光学素子を新たなものと頻繁に交換することは、交換作業が困難であり、作業効率が悪い。更に、第１光学素子が屈折力（レンズ作用）を有している場合、そのような屈折力を有する第１光学素子を頻繁に交換することは投影光学系の結像性能を維持する観点からも好ましくない。そこで、露光装置として、大型で屈折力を有する第１光学素子を頻繁に交換することなく、露光光を投影光学系の像面側に配置された基板まで良好に到達させることができる構成の案出が望まれる。また、露光光を基板まで良好に到達させるためには、液浸領域の液体中に、気泡等の異物が配置されることを防止する必要がある。

また、液浸露光処理を円滑且つ高精度に行うためには、所望領域に液体を良好に保持し、所望領域以外の領域への液体の流出や飛散を抑制することが重要である。液体が流出したり飛散すると、例えばその流出した液体が露光装置を構成する機器に付着してその機器が誤作動したり破損する可能性がある。また、その機器が例えば基板の位置を光学的に計測するための計測器である場合には、流出した液体によりその計測器の計測精度が劣化する可能性がある。このような機器の誤作動や計測精度の劣化が引き起こされると、露光装置の露光精度も劣化する。

また、液浸露光装置においては、光路空間を液体で満たすために、光路空間に対する液体の供給動作及び排出（回収）動作が行われるが、光路空間の液体やその液体に接触する各種部材を清浄状態に保つために、液体の供給及び排出を円滑に行うことが重要である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光学素子の汚染や、液体中に存在する異物（気泡）、あるいは液体の流出等に起因する露光精度の劣化を防止できる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、光路空間の液体の供給及び排出を円滑に行い、基板を精度良く露光できる露光装置、及びその露光装置を用いた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、投影光学系を介して基板に露光光を照射して基板を露光する露光装置において、投影光学系は、該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、第１光学素子に次いで像面に近い第２光学素子とを有し、第２光学素子の下面よりも高い位置に設けられ、第１光学素子の上面と第２光学素子の下面との間の空間に満たされた液体を回収する回収口を備えた露光装置が提供される。

本発明の第１の態様によれば、第１光学素子の上面と第２光学素子の下面との間に満たされた液体中に気泡（気体部分）が存在していても、気泡と液体との比重の差によって気泡は上方へ移動するため、第２光学素子の下面よりも高い位置に設けられた回収口は気泡を円滑に回収できる。したがって、液体中の気泡を除去した状態で、液体を介した露光処理を良好に行うことができる。また回収口は、気泡に限らず、液体よりも比重が小さい異物を円滑に回収できる。

本発明の第２の態様に従えば、投影光学系を介して基板に露光光を照射して基板を露光する露光装置において、投影光学系は、該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、第１光学素子に次いで像面に近い第２光学素子とを有し、第２光学素子を囲むように環状に設けられ、第１光学素子と第２光学素子との間に液体の液浸領域を形成するための液体供給口及び液体回収口のうち少なくともいずれか一方を有するノズル部材を備え、ノズル部材は、第１光学素子を真空吸着保持する保持部を備えた露光装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、第１光学素子はノズル部材に設けられた保持部によって真空吸着保持されるので、第１光学素子をノズル部材に対して容易に脱着（交換）することができる。したがって、第１光学素子が汚染した場合であっても、汚染された第１光学素子を新たなもの（清浄なもの）と交換する交換作業を円滑に作業性良く行うことができる。また、第１光学素子と第２光学素子との間に液体の液浸領域を形成するためのノズル部材に保持部を設けたので、ノズル部材とは別に真空吸着保持部を設ける構成に比べて、装置の部品数を少なくし、装置の簡略化（コンパクト化）を図ることができるとともに、装置コストを削減することができる。

本発明の第３の態様に従えば、投影光学系を介して基板に露光光を照射して基板を露光する露光装置において、投影光学系は、該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、第１光学素子に次いで像面に近い第２光学素子とを有し、第１光学素子と第２光学素子との間の空間に液体の液浸領域を形成する液浸機構と、空間から液体が流出したか否かを検出する検出器とを備えた露光装置が提供される。

本発明の第３の態様によれば、第１光学素子と第２光学素子との間の空間から液体が流出したか否かを検出する検出器を設けたので、検出器が液体を検出したときには、流出する液体の被害の拡大を抑制するための適切な処置を迅速に講ずることができる。したがって、機器の誤作動や露光精度及び計測精度の劣化といった不都合の発生を防止できる。

本発明の第４の態様に従えば、投影光学系を介して基板に露光光を照射して基板を露光する露光装置において、投影光学系を構成する複数の光学素子のうち所定の光学素子の上面に液体の液浸領域を形成する液浸機構を備え、所定の光学素子を保持する保持部材には、液浸領域の液体を排出するための排出口が設けられている露光装置が提供される。

本発明の第４の態様によれば、保持部材に保持された第１光学素子を新たなもの（清浄なもの）と交換するとき、光学素子の上面に形成された液浸領域の液体を排出口から排出した後、保持部材による第１光学素子の保持を解除することで、光学素子の交換作業の際に液体が流出したり飛散する等の不都合の発生を抑制できる。したがって、飛散した液体に起因する機器の誤作動や露光精度及び計測精度の劣化といった不都合の発生を防止できる。

本発明の第５の態様に従えば、第１光学素子を介して基板に露光光を照射して基板を露光する露光装置において、第１光学素子の上面のうち、露光光が通過する所定領域が液浸領域となるように、第１光学素子の上面側に液体を供給する供給口と、第１光学素子の外周部を支持する支持部を有し、第１光学素子を囲む枠部材とを備え、第１光学素子と枠部材との間を介して、第１光学素子の上面側に供給された液体を排出する露光装置が提供される。

本発明の第５の態様によれば、供給口より供給した液体により、第１光学素子の上面の所定領域を液浸領域とすることができる。また、第１光学素子と枠部材との間を介して、第１光学素子の上面側に供給された液体を排出するようにしたので、液体を円滑に排出することができる。したがって、光路空間の液体やその液体に接触する各種部材を所望状態にすることができ、基板を精度良く露光することができる。

本発明の第６の態様に従えば、上記態様の露光装置を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第６の態様によれば、基板を精度良く露光できる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。

本発明によれば、光学素子の汚染や、液体中に存在する異物（気泡）、あるいは液体の流出等に起因する露光精度の劣化を防止することができ、所望の性能を有するデバイスを提供することができる。

また、本発明によれば、基板を精度良く露光でき、所望性能のデバイスを製造できる。

第１の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 露光装置の要部拡大断面図である。 第２ノズル部材の拡大図である。 第２ノズル部材の拡大図である。 第２ノズル部材の一例を示す図である。 第２ノズル部材の変形例を示す図である。 第２ノズル部材を上から見た平面図である。 第２ノズル部材の上面に設けられた凹部を説明するための図である。 検出器の検出原理を説明するための図である。 検出器の検出原理を説明するための図である。 第２ノズル部材の回収口を説明するための図である。 第２ノズル部材の回収口の変形例を示す図である。 第２ノズル部材の回収口の変形例を示す図である。 第２ノズル部材の回収口の変形例を示す図である。 第２ノズル部材の回収口の変形例を示す図である。 第２の実施形態に係る露光装置の液体回収動作を説明するための図である。 液体回収動作の他の実施例を説明するための図である。 液体回収動作の他の実施例を説明するための図である。 第３の実施形態に係る露光装置を示す模式図である。 第１の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第２液浸機構を説明するための要部拡大断面図である。 第１液浸機構を説明するための要部拡大断面図である。 第１光学素子及び第２ノズル部材の一実施形態を説明するための模式図である。 第１光学素子を支持する第２ノズル部材を示す図であって、上方から見た図である。 第１光学素子を支持する第２ノズル部材を示す図であって、下方から見た図である。 投影光学系を下方から見た図である。 第２ノズル部材を説明するための断面斜視図である。 第２ノズル部材を説明するための要部拡大断面図である。 第２ノズル部材を説明するための要部拡大断面図である。 第２ノズル部材を説明するための要部拡大断面図である。 第２液浸機構の動作を説明するための模式図である。 第２液浸機構の動作を説明するための模式図である。 第２液浸機構の動作を説明するための模式図である。 第２液浸機構の動作を説明するための模式図である。 第１光学素子及び第２ノズル部材の別の実施形態を説明するための模式図である。 第１光学素子及び第２ノズル部材の別の実施形態を説明するための模式図である。 第１光学素子及び第２ノズル部材の別の実施形態を説明するための模式図である。 第１光学素子及び第２ノズル部材の別の実施形態を説明するための模式図である。 露光装置の別の実施形態を示す要部拡大断面図である。 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図である。

符号の説明

１…第１液浸機構、２…第２液浸機構、１０…第１液体供給機構、１２…第１供給口、２０…第１液体回収機構、２２…第１回収口、３０…第２液体供給機構、３２…第２供給口、４０…第２液体回収機構、４２…第２回収口、６０…保持部材、６３…シール部材、６４…シール部材、６５…貫通孔（孔）、６５’…気体吹出口、７１…第１ノズル部材、７２…第２ノズル部材、７２Ｋ…下面、７２Ｊ…上面、７４…検出器（光ファイバ）、７５…凹部、７６…シール部材、９０…気体供給系、１００…保持部、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｆ２…フランジ面、Ｋ１…第１空間、Ｋ２…第２空間、ＬＱ…液体、ＬＱ１…第１液体、ＬＱ２…第２液体、ＬＲ１…第１液浸領域、ＬＲ２…第２液浸領域、ＬＳ１…第１光学素子、ＬＳ２…第２光学素子、ＬＴ１…第１光学素子の側面、ＬＴ２…第２光学素子の側面、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、２０１…第１液浸機構、２０２…第２液浸機構、２１２…供給口、２２２…回収口、２３２…供給口、２４２…回収口、２５１…吸引装置、２５２…排出口、２５５…捕集部材、２７１…第１ノズル部材、２７２…第２ノズル部材（枠部材）、２７８Ａ…切欠部、２７８Ｂ…切欠部、２８０…支持部

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。

＜第１の実施形態＞
図１は第１の実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを備えた基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに保持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。

本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い位置に設けられた第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間である第１空間Ｋ１を第１液体ＬＱ１で満たすための第１液浸機構１を備えている。基板Ｐは投影光学系ＰＬの像面側に配置され、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１は基板Ｐの表面と対向する。第１液浸機構１は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、第１光学素子ＬＳ１の側面を囲むように設けられた環状の第１ノズル部材７１と、第１ノズル部材７１に設けられた供給口１２を介して第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間の第１空間Ｋ１に第１液体ＬＱ１を供給する第１液体供給機構１０と、第１ノズル部材７１に設けられた回収口２２を介して第１空間Ｋ１の第１液体ＬＱ１を回収する第１液体回収機構２０とを備えている。第１液浸機構１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

また、露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１と、第１光学素子ＬＳ１に次いで投影光学系ＰＬの像面に近い位置に設けられた第２光学素子ＬＳ２との間の露光光ＥＬの光路空間である第２空間Ｋ２を第２液体ＬＱ２で満たすための第２液浸機構２を備えている。第２光学素子ＬＳ２は第１光学素子ＬＳ１の上方に配置されており、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と対向するように配置されている。第２液浸機構２は、第１光学素子ＬＳ１の上方において、第２光学素子ＬＳ２の側面を囲むように設けられた環状の第２ノズル部材７２と、第２ノズル部材７２に設けられた供給口３２を介して第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との間の第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２を供給する第２液体供給機構３０と、第２ノズル部材７２に設けられた回収口４２を介して第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を回収する第２液体回収機構４０とを備えている。第２液浸機構２の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の第１空間Ｋ１と、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２とは独立した空間である。制御装置ＣＯＮＴは、第１液浸機構１による第１空間Ｋ１に対する第１液体ＬＱ１の供給動作及び回収動作と、第２液浸機構２による第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の供給動作及び回収動作とを互いに独立して行うことができ、第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２の一方から他方への液体（ＬＱ１、ＬＱ２）の出入りは生じない。

露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、第１液浸機構１を使って、第１光学素子ＬＳ１とその像面側に配置された基板Ｐとの間に第１液体ＬＱ１を満たして第１液浸領域ＬＲ１を形成するとともに、第２液浸機構２を使って、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に第２液体ＬＱ２を満たして第２液浸領域ＬＲ２を形成する。本実施形態においては、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲ１よりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい第１液浸領域ＬＲ１を局所的に形成する局所液浸方式を採用している。また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する領域ＡＲ２を含む領域に第２液体ＬＱ２の第２液浸領域ＬＲ２を形成する。すなわち、第１液浸機構２０１は、基板Ｐの表面のうち、露光光ＥＬが照射される投影領域ＡＲ１が第１液浸領域ＬＲ１となるように、第１ノズル部材７１の供給口１２より、基板Ｐの表面に液体ＬＱを供給する。また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２を含む領域に液体ＬＱの第２液浸領域ＬＲ２を形成する。すなわち、第２液浸機構２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２が第２液浸領域ＬＲ２となるように、第２ノズル部材７２の供給口３２より、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２側に液体ＬＱを供給する。露光装置ＥＸは、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２を含む投影光学系ＰＬ、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２、及び第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１を介して、マスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐに照射することによってマスクＭのパターンを基板Ｐに投影露光する。
なお、本実施形態においては、第１液浸領域ＬＲ１は基板Ｐ上に形成されるものとして説明する場合があるが、投影光学系ＰＬの像面側において、第１光学素子ＬＳ１と対向する位置に配置された物体上、例えば基板ステージＰＳＴの上面などにも形成可能である。

本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ等の基材上に感光材（レジスト）を塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。

照明光学系ＩＬは、露光用光源、露光用光源から射出された露光光ＥＬの照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域を設定する視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

本実施形態においては、第１液体供給機構１０から供給される第１液体ＬＱ１、及び第２液体供給機構３０から供給される第２液体ＬＱ２として純水が用いられる。すなわち、本実施形態においては、第１液体ＬＱ１と第２液体ＬＱ２とは同一の液体である。純水はＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。

マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能である。マスクステージＭＳＴは、マスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により保持する。マスクステージＭＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤの駆動により、マスクＭを保持した状態で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微少回転可能である。
マスクステージＭＳＴ上には移動鏡５１が設けられている。また、移動鏡５１に対向する位置にはレーザ干渉計５２が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計５２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計５２の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動し、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭの位置制御を行う。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、投影光学系ＰＬの像面に最も近い位置に配置された第１光学素子ＬＳ１を含む複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７で構成されている。複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、第１光学素子ＬＳ１は保持部材（レンズセル）６０に保持されており、その保持部材６０は第２ノズル部材７２に接続されている。また、第１光学素子ＬＳ１以外の複数の光学素子ＬＳ２〜ＬＳ７は鏡筒ＰＫで支持されている。また、第２ノズル部材７２は鏡筒ＰＫの下端部に接続されており、本実施形態においては、第２ノズル部材７２と鏡筒ＰＫとはほぼ一体的となっている。換言すれば、第２ノズル部材７２は鏡筒ＰＫの一部を構成している。なお、第２ノズル部材７２を鏡筒ＰＫとは独立した部材とし、第２ノズル部材７２を、鏡筒ＰＫとは別の所定の支持機構で支持するようにしてもよい。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは第１光学素子ＬＳ１を含めて収差などの結像特性が所定の許容範囲内に収められている。また、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの内部空間は略密閉されており、不図示のガス置換装置によって所定のガス環境に維持されている。本実施形態においては、鏡筒ＰＫの内部空間のうち、第２光学素子ＬＳ２よりも上側（マスク側）の空間が、例えばヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスで満たされる。なお、鏡筒ＰＫの内部空間がドライエアで満たされてもよい。

基板ステージＰＳＴは、前述したように、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有しており、基板ホルダＰＨに基板Ｐを保持して移動可能である。基板ホルダＰＨは、例えば真空吸着等により基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤの駆動により、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持した状態で、ベース部材ＢＰ上において、ＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に基板ステージＰＳＴは、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能である。したがって、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

基板ステージＰＳＴの側面には移動鏡５３が設けられている。また、移動鏡５３に対向する位置にはレーザ干渉計５４が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５４によりリアルタイムで計測される。また、不図示ではあるが、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに保持されている基板Ｐの表面の位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系を備えている。フォーカス・レベリング検出系としては、基板Ｐの表面に斜め方向より検出光を照射する斜入射方式、あるいは静電容量型センサを用いた方式等を採用することができる。フォーカス・レベリング検出系は、第１液体ＬＱ１を介して、あるいは第１液体ＬＱ１を介さずに、基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置情報、及び基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報を検出する。

レーザ干渉計５４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。フォーカス・レベリング検出系の検出結果も制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角（θＸ、θＹ）を制御して、基板Ｐの表面と投影光学系ＰＬ及び第1液体ＬＱ１を介して形成される像面との位置関係を調整するとともに、レーザ干渉計５４の計測結果に基づいて、基板ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向における位置制御を行う。

基板ステージＰＳＴ上には凹部５５が設けられており、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨは凹部５５に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部５５以外の上面５６は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（同一面）になるような平坦面（平坦部）となっている。基板Ｐの周囲に基板Ｐ表面とほぼ同じ高さの上面５６を設けたので、基板Ｐのエッジ領域を液浸露光するときにおいても、基板Ｐのエッジ部の外側には段差部がほぼ無いので、投影光学系ＰＬの像面側に第１液体ＬＱ１を保持して液浸領域ＬＲ１を良好に形成することができる。また、基板Ｐのエッジ部とその基板Ｐの周囲に設けられた平坦面（上面）５６との間には０．１〜１．０ｍｍ程度の隙間があるが、第１液体ＬＱ１の表面張力によりその隙間に第１液体ＬＱ１が流れ込むことはほとんどなく、基板Ｐの周縁近傍を露光する場合にも、上面５６により投影光学系ＰＬの下に第１液体ＬＱ１を保持することができる。なお、第１空間Ｋ１に液体ＬＱを満たし続けることができるならば、基板ステージＰＳＴの上面２９７と基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とに段差があってもよい。

第１液浸機構１の第１液体供給機構１０は、第１液体ＬＱ１を投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の第１空間Ｋ１に供給するためのものであって、第１液体ＬＱ１を送出可能な第１液体供給部１１と、第１液体供給部１１にその一端部を接続する第１供給管１３とを備えている。第１供給管１３の他端部は第１ノズル部材７１に接続されている。第１液体供給部１１は、第１液体ＬＱ１を収容するタンク、加圧ポンプ、供給する第１液体ＬＱ１の温度を調整する温調装置、及び第１液体ＬＱ１中の異物（気泡を含む）を除去するフィルタユニット等を備えている。第１液体供給部１１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第１液浸機構１の第１液体回収機構２０は、投影光学系ＰＬの像面側の第１液体ＬＱ１を回収するためのものであって、第１液体ＬＱ１を回収可能な第１液体回収部２１と、第１液体回収部２１にその一端部を接続する第１回収管２３とを備えている。第１回収管２３の他端部は第１ノズル部材７１に接続されている。第１液体回収部２１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された第１液体ＬＱ１と気体とを分離する気液分離器、及び回収した第１液体ＬＱ１を収容するタンク等を備えている。第１液体回収部２１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第２液浸機構２の第２液体供給機構３０は、第２液体ＬＱ２を投影光学系ＰＬの第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との間の第２空間Ｋ２に供給するためのものであって、第２液体ＬＱ２を送出可能な第２液体供給部３１と、第２液体供給部３１にその一端部を接続する第２供給管３３とを備えている。第２供給管３３の他端部は、第２ノズル部材７２に接続されている。第２液体供給部３１は、第２液体ＬＱ２を収容するタンク、加圧ポンプ、供給する第２液体ＬＱ２の温度を調整する温調装置、及び第２液体ＬＱ２中の異物（気泡を含む）を除去するフィルタユニット等を備えている。第２液体供給部３１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第２液浸機構２の第２液体回収機構４０は、投影光学系ＰＬの第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との間の第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を回収するためのものであって、第２液体ＬＱ２を回収可能な第２液体回収部４１と、第２液体回収部４１にその一端部を接続する第２回収管４３とを備えている。第２回収管４３の他端部は第２ノズル部材７２に接続されている。第２液体回収部４１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された第２液体ＬＱ２と気体とを分離する気液分離器、及び回収した第２液体ＬＱ２を収容するタンク等を備えている。第２液体回収部４１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

図２は第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２近傍を示す側断面図である。第１光学素子ＬＳ１は、露光光ＥＬを透過可能な無屈折力の平行平面板であって、下面Ｔ１と上面Ｔ２とは平行である。なお、投影光学系ＰＬは第１光学素子ＬＳ１を含めて収差などの結像特性が所定の許容範囲内に収められている。上面Ｔ２の外径は下面Ｔ１の外径よりも大きく、第１光学素子ＬＳ１はフランジ部Ｆ１を有している。そして、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１が保持部材（レンズセル）６０に保持されている。保持部材６０に保持された第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１及び上面Ｔ２はＸＹ平面とほぼ平行となっている。基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面とＸＹ平面とはほぼ平行であるため、下面Ｔ１及び上面Ｔ２は基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面とほぼ平行となっている。

第１光学素子ＬＳ１を保持した保持部材６０は第２ノズル部材７２に接続されている。保持部材６０と第２ノズル部材７２とは複数のボルト６１によって互いに接続されている。また、ボルト６１による接続を解除することにより、第１光学素子ＬＳ１は、保持部材６０による保持を解除される。すなわち、第１光学素子ＬＳ１は容易に脱着可能（交換可能）に設けられている。

また、第２ノズル部材７２の下面７２Ｋと保持部材６０の上面６０Ｊとの間には、スペーサ部材６２が配置されている。第２ノズル部材７２の下面７２Ｋは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する領域とは異なる領域に対向している。スペーサ部材６２は、ボルト６１に対応するワッシャ部材によって構成されており、第２ノズル部材７２（鏡筒ＰＫ）と保持部材６０との位置関係、ひいては鏡筒ＰＫに保持された第２光学素子ＬＳ２と保持部材６０に保持される第１光学素子ＬＳ１との位置関係を調整する調整機構としての機能を有している。ここで、第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との位置関係とは、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との相対距離あるいは相対傾斜を含む。スペーサ部材６２は、保持部材６０の上面６０Ｊに接触するように支持されており、所定角度間隔で配置される。位置関係の調整は、使用するスペーサ部材６２の厚みを適宜変更したり、スペーサ部材６２の積層数を適宜変更することで、調整可能である。そして、第２ノズル部材７２の下面７２Ｋと保持部材６０の上面６０Ｊとの間にスペーサ部材６２が配置された状態で、第２ノズル部材７２と保持部材６０とが、ボルト６１によって固定されている。

第２光学素子ＬＳ２は、屈折力（レンズ作用）を有する光学素子であって、平面状の下面Ｔ３と、物体面側（マスクＭ側）に向かって凸状に形成され、正の屈折力を有する上面Ｔ４とを有している。上面Ｔ４の外径は下面Ｔ３の外径よりも大きく、第２光学素子ＬＳ２はフランジ面Ｆ２を有している。そして、第２光学素子ＬＳ２のフランジ面Ｆ２のエッジ部が、鏡筒ＰＫの下端部に設けられた支持部５８に支持されている。第２光学素子ＬＳ２（及び光学素子ＬＳ３〜ＬＳ７）は鏡筒ＰＫに保持された構成となっている。

支持部５８に支持された第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と、保持部材６０に保持された第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とは、ほぼ平行となっている。また、上述したように、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４は正の屈折力を有しているため、上面Ｔ４に入射する光（露光光ＥＬ）の反射損失が低減されており、ひいては大きい像側開口数が確保されている。また、屈折力（レンズ作用）を有する第２光学素子ＬＳ２は、良好に位置決めされた状態で鏡筒ＰＫの支持部５８に支持されている。また、本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１と対向する第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の外径は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の外径よりも小さく形成されている。

照明光学系ＩＬより射出された露光光ＥＬは、複数の光学素子ＬＳ７〜ＬＳ３のそれぞれを通過した後、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４の所定領域を通過し、下面Ｔ３の所定領域を通過した後、第２液浸領域ＬＲ２に入射する。第２液浸領域ＬＲ２を通過した露光光ＥＬは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域を通過した後、下面Ｔ１の所定領域を通過し、第１液浸領域ＬＲ１に入射した後、基板Ｐ上に到達する。

第１ノズル部材７１は、第１液浸機構１の一部を構成するものであって、第１光学素子ＬＳ１の側面７１Ｔを囲むように設けられた環状部材である。第１ノズル部材７１は、例えば、チタン、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）、ジュラルミン、及びこれらを含む合金（例えばチタン合金）、石英、ガラスセラミック（例えば、Zerodur(登録商標)）、Ｓｉ（シリコン）結晶、アモルファス材質等によって形成可能である。第１ノズル部材７１は、投影光学系ＰＬの像面側先端部の近傍に配置されており、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１と基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間において、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１の周りを囲むように設けられている。保持部材６０に保持された第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と、第１ノズル部材７１の下面７１Ａとはほぼ同一面となっている。

そして、第１ノズル部材７１の内側面７１Ｔと第１光学素子ＬＳ１の側面ＬＴ１との間には所定の隙間（ギャップ）Ｇ１が設けられている。ギャップＧ１によって、投影光学系ＰＬ（第１光学素子ＬＳ１）と第１ノズル部材７１とが振動的に分離されている。これにより、第１ノズル部材７１で発生した振動が、投影光学系ＰＬ側に直接的に伝達することが防止されている。なお、第１ノズル部材７１の内側面７１Ｔは第１液体ＬＱ１に対して撥液性（撥水性）を備え、第１光学素子ＬＳ１の側面ＬＴ１と第１ノズル部材７１の内側面７１Ｔとの間のギャップＧ１への第１液体ＬＱ１の浸入が抑制されている。なお、撥水性を付与するための撥水処理については、後述する。

第１ノズル部材７１の下面７１Ａには、第１液体ＬＱ１を供給する液体供給口１２、及び第１液体ＬＱ１を回収する液体回収口２２が形成されている。以下の説明においては、第１液浸機構１の液体供給口１２を第１供給口１２と、第１液浸機構１の液体回収口２２を第１回収口２２と適宜称する。

第１供給口１２は、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの上方において、その基板Ｐ表面と対向するように設けられている。第１供給口１２と基板Ｐ表面とは所定距離だけ離れている。第１供給口１２は、露光光ＥＬが照射される投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１を囲むように配置されている。本実施形態においては、第１供給口１２は、投影領域ＡＲ１を囲むように、第１ノズル部材７１の下面７１Ａにおいて複数形成されている。

第１回収口２２は、基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの上方において、その基板Ｐ表面と対向するように設けられている。第１回収口２２と基板Ｐ表面とは所定距離だけ離れている。第１回収口２２は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ１に対して第１供給口１２の外側に設けられており、第１供給口１２、及び露光光ＥＬが照射される投影領域ＡＲ１を囲むように、環状のスリット状に形成されている。

第１回収口２２には、その第１回収口２２を覆うように複数の孔を有する多孔部材２２Ｐが配置されている。多孔部材２２Ｐは複数の孔を有したメッシュ部材により構成されている。多孔部材２２Ｐは、石英、チタン、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）及びセラミックス、あるいは親水性を有する材質などからなる多孔部材の基材となる板部材に孔あけ加工を施すことで形成可能である。また、多孔部材２２Ｐに、第１液体ＬＱ１への不純物の溶出を抑えるための表面処理、あるいは親液性を高めるための表面処理を施してもよい。そのような表面処理としては、多孔部材２２Ｐに酸化クロムを付着する処理が挙げられ、例えば株式会社神鋼環境ソリューションの「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理が挙げられる。このような表面処理を施すことにより、多孔部材２２Ｐから第１液体ＬＱ１に不純物が溶出する等の不都合を防止できる。また、第１、第２ノズル部材７１、７２に上述した表面処理を施してもよい。

第１ノズル部材７１の内部には、複数の第１供給口１２のそれぞれと供給管１３とを接続する内部流路である第１供給流路１４が設けられている。第１ノズル部材７１に形成された第１供給流路１４は、複数の第１供給口１２のそれぞれに接続可能なように途中から分岐している。また、第１ノズル部材７１の内部には、環状の第１回収口２２と回収管２３とを接続する内部流路である第１回収流路２４が設けられている。第１回収流路２４は、環状の第１回収口２２に対応するように環状に形成され、その回収口２２に接続した環状流路と、その環状流路の一部と回収管２３とを接続するマニホールド流路とを備えている。

制御装置ＣＯＮＴは、第１液体ＬＱ１の液浸領域ＬＲ１を形成する際、第１液浸機構１の第１液体供給機構１０及び第１液体回収機構２０を使って基板Ｐ上に対する第１液体ＬＱ１の供給及び回収を行う。基板Ｐ上に第１液体ＬＱ１を供給するときには、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給部１１より第１液体ＬＱ１を送出し、供給管１３、及び第１ノズル部材７１の第１供給流路１４を介して、基板Ｐの上方に設けられている第１供給口１２より基板Ｐ上に第１液体ＬＱ１を供給する。基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１を回収するときには、制御装置ＣＯＮＴは第１液体回収部２１を駆動する。第１液体回収部２１が駆動することにより、基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１は、基板Ｐの上方に設けられた第１回収口２２を介して第１ノズル部材７１の第１回収流路２４に流入し、回収管２３を介して第１液体回収部２１に回収される。第１液体ＬＱ１は、第１ノズル部材７１の下面７１Ａ及び投影光学系ＰＬの光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と、基板Ｐ表面との間に満たされて第１液浸領域ＬＲ１を形成する。

第２ノズル部材７２は、第２液浸機構２の一部を構成するものであって、第２光学素子ＬＳ２のフランジ面Ｆ２と第１光学素子ＬＳ１との間において、第２光学素子ＬＳ２の側面７２Ｔを囲むように設けられた環状部材である。第２光学素子ＬＳ２のフランジ面Ｆ２は、第２ノズル部材７２の上面７２Ｊと対向している。第２ノズル部材７２も上述した第１ノズル部材と同様の材質によって形成可能である。第２ノズル部材７２は鏡筒ＰＫの下端部に接続されており、鏡筒ＰＫに支持された構成となっている。上述したように、第２ノズル部材７２と鏡筒ＰＫとはほぼ一体的となっており、第２ノズル部材７２は鏡筒ＰＫの一部を構成している。そして、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔと第２光学素子ＬＳ２の側面ＬＴ２との間には所定の隙間（ギャップ）Ｇ２が設けられている。

第２ノズル部材７２には、第２液体ＬＱ２を供給する液体供給口３２、及び第２液体ＬＱ２を回収する液体回収口４２が形成されている。以下の説明においては、第２液浸機構２の第２ノズル部材７２に設けられた液体供給口３２を第２供給口３２と、第２液浸機構２の液体回収口４２を第２回収口４２と適宜称する。

第２供給口３２は、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔにおいて、第２空間Ｋ２に対向する位置に設けられている。第２回収口４２は、第２ノズル部材７２のうち、第２光学素子ＬＳ２の側面ＬＴ２と対向する内側面７２Ｔに設けられている。第２回収口４２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３よりも高い位置に設けられている。なお本実施形態では、第２回収口４２は横を向いているが、例えば斜め下方や上方を向いていてもよい。

また、第２ノズル部材７２の内部には、第２供給口３２と供給管３３とを接続する内部流路である第２供給流路３４が設けられている。また、第２ノズル部材７２の内部には、第２回収口４２と回収管４３とを接続する内部流路である第２回収流路４４が設けられている。

図３Ａは第２回収流路４４の近傍を模式的に示す図である。図３Ａに示すように、第２ノズル部材７２に形成された第２回収流路４４の一部には、第２回収口４２よりも上方に屈曲する屈曲部４４Ｒが設けられている。また、第２回収流路４４と第２回収管４３との接続部は屈曲部４４Ｒよりも下方に設けられている。すなわち、第２回収口４２から回収された第２液体ＬＱ２は、ほぼ水平方向に流れた後、上方に向かって流れ、その後下方に向かって流れた後、第２回収管４３に流入する。そして、屈曲部４４Ｒの上部には、第２回収流路４４の内部と外部とを流通する孔４４Ｋが設けられている。孔４４Ｋによって、第２回収流路４４は大気開放されている。大気開放用の孔４４Ｋを設けたことにより、第２液体回収部４１によって第２空間Ｋ２を吸引した場合であっても、第２空間Ｋ２（鏡筒ＰＫ内部の空間）が負圧になることを防止することができる。すなわち、第２液体回収部４１の吸引動作によって、第２空間Ｋ２及びその第２空間Ｋ２に接続する第２回収流路４４の圧力が低下すると、図３Ｂに示すように、孔４４Ｋを介して第２回収流路４４に気体が流入する。したがって、第２空間Ｋ２やその第２空間Ｋ２に接続する第２回収流路４４が負圧になることを防止することができる。このように、第２回収口４２及び第２回収流路４４と第２回収管４３との接続部よりも高い位置に、孔４４Ｋを有する屈曲部４４Ｒを設けてオーバーフロー構造とすることによって、第２空間Ｋ２が負圧になることを防止することができる。なお、大気開放用の孔４４Ｋに、前述した多孔部材２２Ｐを取り付けてもよい。この多孔部材を取り付けることにより、第２液体回収部４１の吸引動作時の気化熱の発生を抑制することができる。

図４は第２ノズル部材７２を上から見た断面図である。図４に示すように、本実施形態において、第２供給口３２は第２空間Ｋ２の＋Ｘ側に設けられており、第２回収口４２は第２空間Ｋ２の−Ｘ側に設けられている。第２供給口３２は所定幅を有するスリット状であり、第２回収口４２は第２供給口３２と同等かそれよりも大きく形成されている。第２回収口４２を第２供給口３２よりも大きく形成することで、液体回収を円滑に行うことができる。なお、第２回収口４２に、第１回収口２２同様、多孔部材を配置してもよい。

なお、第２供給口３２、第２回収口４２の数及び配置、第２供給流路３４、第２回収流路４４の数及び配置などは任意に設定可能である。例えば、第２供給口３２を第２ノズル部材７２の複数の所定位置のそれぞれに形成してもよい。同様に、第２回収口４２を第２ノズル部材７２の複数の所定位置のそれぞれに形成してもよい。また、例えば図５に示すように、第２供給流路３４を第２ノズル部材７２の周方向に沿って形成し、第２供給流路３４の長さを比較的長く設けてもよい。こうすることにより、第２空間Ｋ２に供給される第２液体ＬＱ２は、第２ノズル部材７２の温度、ひいてはその第２ノズル部材７２に接続されている鏡筒ＰＫの温度とほぼ同じ温度に調整された後、第２供給口３２を介して第２空間Ｋ２に供給される。なお、図５では、第２供給流路３４は第２ノズル部材７２の周方向に半周分だけ形成された構成であるが、例えば全周にわたって形成されていてもよいし、螺旋状に形成されていてもよい。

制御装置ＣＯＮＴは、第２液体ＬＱ２の液浸領域ＬＲ２を形成する際、第２液浸機構２の第２液体供給機構３０及び第２液体回収機構４０を使って第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の供給及び回収を行う。第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２を供給するときには、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給部３１より第２液体ＬＱ２を送出し、供給管３３、及び第２ノズル部材７２の第２供給流路３４を介して、第２供給口３２より第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２を供給する。第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を回収するときには、制御装置ＣＯＮＴは第２液体回収部４１を駆動する。第２液体回収部４１が駆動することにより、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３よりも高い位置に設けられた第２回収口４２を介して第２ノズル部材７２の第２回収流路４４に流入し、回収管４３を介して第２液体回収部４１に回収される。第２液体ＬＱ２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との間の第２空間Ｋ２に満たされて第２液浸領域ＬＲ２を形成する。

図２に戻って、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２ノズル部材７２の下面７２Ｋとの間にはシール部材６４が設けられている。更に、保持部材６０の上面６０Ｊと第２ノズル部材７２の下面７２Ｋとの間にもシール部材６３が設けられている。シール部材６３、６４は、第２空間Ｋ２とその外側の空間との間の第２液体ＬＱ２の流通を抑制するものであって、特に、第２空間Ｋ２に満たされた第２液体ＬＱ２が外側の空間へ流出することを抑制している。シール部材６３、６４は、主に、第２空間Ｋ２に満たされた第２液体ＬＱ２が鏡筒ＰＫの外側の第４空間Ｋ４に流出することを抑制する。なお、シール部材６４は、保持部材６０の上面６０Ｊと第２ノズル部材７２の下面７２Ｋとの間に設けても良い。

シール部材６３、６４は、第２液体ＬＱ２の流通を抑制できるものであればよく、Ｏリング、Ｖリング、Ｃリング、撥水性を有するリング状のシート部材などによって構成可能である。本実施形態においては、シール部材６４はＶリングであり、シール部材６３はＯリングである。なお、シール部材６４を省略し、後述する撥水処理によって第２液体ＬＱ２の流通を抑制してもよい。

また、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔと第２光学素子ＬＳ２の側面ＬＴ２との間のギャップＧ２にも、シール部材７６Ａが設けられており、第２ノズル部材７２の上面７２Ｊと、その上面７２Ｊと対向する第２光学素子ＬＳ２のフランジ面Ｆ２との間にもシール部材７６Ｂ、７６Ｃが設けられている。シール部材７６Ｂとシール部材７６Ｃとは、第２光学素子ＬＳ２の光軸を中心とした同心円状に配置されている。これらシール部材７６（７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ）も、第２空間Ｋ２とその外側の空間との間の第２液体ＬＱ２の流通を抑制するものであって、第２空間Ｋ２に満たされた第２液体ＬＱ２が外側の空間へ流出することを抑制している。シール部材７６は、主に、第２空間Ｋ２に満たされた第２液体ＬＱ２が、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４側の第３空間（鏡筒ＰＫの内側の空間）Ｋ３に流出することを抑制するとともに、鏡筒ＰＫの外側の第４空間Ｋ４に流出することを抑制する。なお、第２空間Ｋ２に満たされた第２液体ＬＱ２が第３空間Ｋ３に流出する恐れがない場合には、これらシール部材７６を省略することができる。

図６は第２ノズル部材７２を上から見た平面図である。ノズル部材７２の上面７２Ｊのうち、シール部材７６（７６Ｂ）の外側には、第２空間Ｋ２より流出した第２液体ＬＱ２を保持するための凹部７５が設けられている。凹部７５は、第２ノズル部材７２の上面７２Ｊにおいて環状に形成されている。図７に示す模式図のように、仮に第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２がギャップＧ２等を介してシール部材７６の外側に流出しても、凹部７５によってその第２液体ＬＱ２を保持することができる。したがって、流出する第２液体ＬＱ２による被害の拡大を抑えることができる。

また、第２ノズル部材７２に形成された凹部７５には、第２空間Ｋ２から第２液体ＬＱ２が流出したか否かを検出する検出器７４が設けられている。検出器７４は光ファイバによって構成されており、図６に示すように、第２ノズル部材７２に形成された凹部７５に配置されている。

図８及び図９を参照しながら、第２液体ＬＱ２を検出する検出器７４の検出原理について説明する。図８は一般的な光ファイバを示す概略構成図である。図８において、光ファイバ７４’は、光を伝搬するコア部７４Ｃと、コア部７４Ｃの周囲に設けられ、コア部７４Ｃより小さい屈折率を有するクラッド部７４Ｄとを備えている。光ファイバ７４’では、光はクラッド部７４Ｄより高い屈折率を有するコア部７４Ｃに閉じ込められて伝搬される。

図９は本実施形態に係る光ファイバ７４を示す概略構成図である。図９において、光ファイバ７４は、光を伝搬するコア部７４Ｃを有しており、その周囲にはクラッド部が設けられていない光ファイバ（クラッドレスファイバ）である。光ファイバ７４のコア部７４Ｃは、その周囲の気体（本実施形態では空気）より高い屈折率を有し、且つ第２液体（本実施形態では純水）ＬＱ２より低い屈折率を有している。そのため、光ファイバ７４の周囲が空気で満たされている場合、光は空気より高い屈折率を有するコア部７４Ｃに閉じ込められて伝搬される。つまり、光ファイバ７４の入射端部から入射した光はその光量を大きく減衰せずに射出端部より射出する。ところが、第２液体（純水）ＬＱ２が光ファイバ７４の表面に付着した場合、その第２液体ＬＱ２と光ファイバ７４との界面で全反射が生じないため、光は光ファイバ７４の液体付着部分から外部に漏洩する。したがって、光ファイバ７４の入射端部から入射した光は射出端部より射出する際の光量を減衰させる。そこで、露光装置ＥＸの所定位置にこの光ファイバ７４を設置しておき、この光ファイバ７４の射出端部の光量を計測することで、制御装置ＣＯＮＴは、光ファイバ７４に第２液体ＬＱ２が付着したかどうか、つまり第２液体ＬＱ２が流出したかどうかを検出することができる。なお、空気の屈折率は１程度であり、水の屈折率は１．４〜１．６程度であるため、コア部７４Ｃは例えば１．２程度の屈折率を有する材料により構成されていることが好ましい。

また、光ファイバ７４の射出端部より射出する光の減衰量によって、光ファイバ７４は第２液体ＬＱ２の量についても検知することができる。すなわち、光ファイバ７４の周囲に少量の第２液体ＬＱ２が付着した場合には射出端部における光の減衰量は小さく、大量の第２液体ＬＱ２が付着した場合には減衰量は大きい。したがって、光ファイバ７４の射出端部における光量を計測することによって、第２液体ＬＱ２の漏洩量を検出することができる。更に、光ファイバ射出端部における光量の計測値を予め設定した複数のしきい値（基準値）と比較し、各しきい値を越えた場合にそれぞれ特定の信号を発するようにすることにより、第２液体ＬＱ２の漏洩量を段階的に検出することができる。

そして、図６に示すように、検出器（光ファイバ）７４が第２ノズル部材７２に形成された凹部７５に設けられている。すなわち、光ファイバ７４は、シール部材７６Ｂとシール部材７６Ｃとの間に配置されている。そして、光ファイバ７４の入射端部には、光ファイバ７４に対して光を入射可能な投光部７７が接続され、光ファイバ７４の射出端部には、光ファイバ７４を伝搬して射出端部より射出した光を受光可能な受光部７８が接続されている。なお図では、光ファイバ７４の一部とシール部材７６Ｃとが重なっているように示されているが、この部分においては、例えば第２ノズル部材７２の上面に設けられた切欠部に光ファイバ７４の一部が配置されており、光ファイバ７４の一部とシール部材７６とが干渉しないように、且つシール部材７６Ｃによる気密性は確保されている。制御装置ＣＯＮＴは、投光部７７から光ファイバ７４に入射したときの光の光量と、受光部７８で受光した光の光量とに基づいて、光ファイバ７４の入射端部に対する射出端部の光の減衰率を求め、その求めた結果に基づいて、光ファイバ７４に第２液体ＬＱ２が付着したかどうか、すなわち第２空間Ｋ２の外側に第２液体ＬＱ２が流出したかどうかを判断する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体ＬＱ２が流出したと判断したとき、第２液体供給機構３０による第２液体ＬＱ２の供給動作を停止したり、第２液体回収機構４０による第２液体ＬＱ２の回収力を上昇したり、露光装置ＥＸを構成する電気機器に対する電力供給を停止したり、第２空間Ｋ２に供給される第２液体ＬＱ２の供給量、あるいは第２空間Ｋ２から排出される第２液体ＬＱ２の排水量を調整する等の適切な処置を講ずればよい。

制御装置ＣＯＮＴは、検出器７４の検出結果に基づいて、上述したような適切な処置を講ずることにより、第２空間Ｋ２から流出した第２液体ＬＱ２が、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４側の第３空間Ｋ３に流入することを抑制できる等、流出する第２液体ＬＱ２の被害の拡大を抑制することができる。第３空間Ｋ３は、鏡筒ＰＫの内側の空間であって、所定のガス環境に維持されている。そのような第３空間Ｋ３に第２液体ＬＱ２が浸入すると、ガス環境を乱して投影光学系ＰＬの結像特性に影響を及ぼす。したがって、第２液体ＬＱ２を検出可能な検出器７４を設けておき、検出器７４が第２液体ＬＱ２の流出を検出したときには、上述した処置を講ずることで、第３空間Ｋ３に第２液体ＬＱ２が浸入する不都合を防止することができる。更に本実施形態においては、シール部材７６Ｂやシール部材７６Ｃが設けられているので、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２が第３空間Ｋ３に流入する不都合の発生が抑えられている。

なお、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔと第２光学素子ＬＳ２の側面ＬＴ２との間に設けるシール部材７６Ａは、同心円上に複数設けることが好ましい。また、第２ノズル部材７２の上面７２Ｊと、その上面７２Ｊと対向する第２光学素子ＬＳ２のフランジ面Ｆ２との間に設けるシール部材７６Ｂも、同心円上に複数設けることが好ましい。こうすることにより、第２空間Ｋ２に満たされた第２液体ＬＱ２が第３空間Ｋ３や第４空間Ｋ４に流出することをより確実に抑制することができる。なお、シール部材７６Ａを複数設けた場合には、シール部材７６Ｂを省略してもよい。また、シール部材７６Ｂを複数設けた場合には、シール部材７６Ａを省略してもよい。

なお、ここでは、検出器７４は凹部７５の内側に円環状に配置されているが、例えば凹部７５の一部に穴部（サンプリングポート）を設け、そのサンプリングポートに接続する凹部７５とは別の空間（計測空間）に検出器７４を配置し、サンプリングポートを介して計測空間に流入した第２液体ＬＱ２を、計測空間に配置されている検出器７４で検出するようにしてもよい。

なお、検出器７４は、第２空間Ｋ２からの第２液体ＬＱ２の流出、あるいは第３空間Ｋ３への第２液体ＬＱ２の流入を検出可能な位置であれば、第２ノズル部材７２の上面７２Ｊに限らず、任意の位置に設けることができる。

第１光学素子ＬＳ１を保持する保持部材６０の所定位置には、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を排出するための貫通孔６５が設けられている。また、貫通孔６５には、その貫通孔６５を塞ぐ蓋６６が配置されている。貫通孔６５は、保持部材６０の上面６０Ｊと下面６０Ｋとを貫通するものである。ここで、保持部材６０の上面６０Ｊは、保持した第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２よりも低い位置に設けられている。したがって、貫通孔６５の上端部は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２よりも低い位置に設けられている。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターン像を基板Ｐに露光する方法について説明する。

基板Ｐの露光を行うに際し、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給機構３０より第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２を供給するとともに、第２液体回収機構４０により第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を回収する。第２液体供給機構３０による液体供給動作、及び第２液体回収機構４０による液体回収動作によって、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２を含む領域が第２液浸領域ＬＲ２となるように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２との間が第２液体ＬＱ２で満たされる。

第２液浸領域ＬＲ２の形成開始時において、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２中に気体部分（気泡）が形成される可能性がある。気泡は異物として作用するため、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２中に気泡（例えば直径０．１ｍｍ以上の気泡）が存在していると、パターン転写精度の劣化を招く。ところが、本実施形態においては、第２液浸領域ＬＲ２の形成開始時において、第２液体供給機構３０及び第２液体回収機構４０による液体の供給及び回収を並行して行い、第２液体回収機構４０の第２回収口４２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３よりも高い位置に設けられているので、図１０に示す模式図のように、仮に第２液体ＬＱ２中に気泡が存在していても、気泡は第２液体ＬＱ２との比重の差によって上方に移動するとともに、第２液体供給機構３０及び第２液体回収機構４０による第２液体ＬＱ２の供給及び回収動作によって生成された第２液体ＬＱ２の流れによって、第２回収口４２から円滑に回収される。したがって、第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２中に気泡が残留することを抑制することができる。また、第２液体回収機構４０は、第２液体ＬＱ２中の気泡に限らず、第２液体ＬＱ２よりも比重が小さい異物を第２回収口４２を介して円滑に回収できる。

そして、第２液浸領域ＬＲ２が形成された後、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給機構３０による第２液体ＬＱ２の供給を停止する。第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２液体ＬＱ２は第２空間Ｋ２内部に保持され、第２液浸領域ＬＲ２は維持される。

ロード位置において基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされた後、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを保持した基板ステージＰＳＴを投影光学系ＰＬの下、すなわち露光位置に移動する。そして、基板ステージＰＳＴと投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１とを対向させた状態で、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給機構１０による単位時間あたりの第１液体ＬＱ１の供給量及び第１液体回収機構２０による単位時間あたりの第１液体ＬＱ１の回収量を最適に制御しつつ、第１液体供給機構１０及び第１液体回収機構２０による液体ＬＱ１の供給及び回収を行い、第１空間Ｋ１のうち、少なくとも露光光ＥＬの光路上に第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１を形成し、その露光光ＥＬの光路を第１液体ＬＱ１で満たす。

ここで、基板ステージＰＳＴ上の所定位置には、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されているような基板アライメント系、及び特開平７−１７６４６８号公報に開示されているようなマスクアライメント系によって計測される基準マークを備えた基準部材（計測部材）が設けられている。更に、基板ステージＰＳＴ上の所定位置には、光計測部として例えば特開昭５７−１１７２３８号公報に開示されているような照度ムラセンサ、例えば特開２００２−１４００５号公報に開示されているような空間像計測センサ、及び例えば特開平１１−１６８１６号公報に開示されているような照射量センサ（照度センサ）などが設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光処理を行う前に、基準部材上のマーク計測や、光計測部を使った各種計測動作を行い、その計測結果に基づいて、基板Ｐのアライメント処理や、投影光学系ＰＬの結像特性調整（キャリブレーション）処理を行う。例えば光計測部を使った計測動作を行う場合には、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴをＸＹ方向に移動することで第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１に対して基板ステージＰＳＴを相対的に移動し、光計測部上に第１液体ＬＱ１の第１液浸領域ＬＲ１を配置し、その状態で第１液体ＬＱ１及び第２液体ＬＱ２を介した計測動作を行う。

上記アライメント処理及びキャリブレーション処理を行った後、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給機構１０による基板Ｐ上に対する第１液体ＬＱ１の供給と並行して、第１液体回収機構２０による基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１の回収を行いつつ、基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴをＸ軸方向（走査方向）に移動しながら、投影光学系ＰＬ、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２側に形成された第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２、及び第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側に形成された第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１を介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して、マスクＭのパターン像を基板Ｐ上に露光する。

基板Ｐの露光中においては、第２液浸機構２による第２液体ＬＱ２の供給動作及び回収動作は行われない。すなわち、第２空間Ｋ２に溜められた状態の第２液体ＬＱ２を介して露光が行われる。基板Ｐの露光中に第２液体ＬＱ２の供給及び回収を行わないようにすることで、基板Ｐの露光中には、第２液体ＬＱ２の供給及び回収に伴う振動が発生しない。したがって、振動に起因する露光精度の劣化を防止することができる。

本実施形態においては、レンズ作用を有する第２光学素子ＬＳ２の下に、平行平面板からなる第１光学素子ＬＳ１が配置されているが、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側の第１空間Ｋ１、及び上面Ｔ２側の第２空間Ｋ２のそれぞれに第１液体ＬＱ１、及び第２液体ＬＱ２を満たすことで、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３や第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２での反射損失が低減され、大きな像側開口数を確保した状態で、基板Ｐを良好に露光することができる。

基板Ｐの露光が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給機構１０による第１液体ＬＱ１の供給を停止し、第１液体回収機構２０等を使って、第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１（第１空間Ｋ１の第１液体ＬＱ１）を回収する。更に、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体回収機構２０の第１回収口２２等を使って基板Ｐ上や基板ステージＰＳＴ上に残留している第１液体ＬＱ１を回収する。

また、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの露光が終了した後、第２空間Ｋ２に形成されている第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２を、第２液体回収機構４０の第２回収口４２を介して回収するとともに、新たな第２液体ＬＱ２を第２液体供給機構３０の第２供給口３２より第２空間Ｋ２に供給する。これにより、第２空間Ｋ２に満たされる第２液体ＬＱ２が交換される。この第２液体ＬＱ２の回収及び供給の動作を所定時間行うことにより、第２空間Ｋ２の第２液体を新たなものに置き換えることができる。なお、第２空間Ｋ２の第２液体を新たなものに置き換える場合、シール部材６４を省略し、保持部材６０に設けられた貫通孔６５を介して、第２液体ＬＱを排出してもよい。

基板Ｐ上の第１液体ＬＱ１が回収された後、制御装置ＣＯＮＴは、その基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴをアンロード位置まで移動し、基板Ｐを基板ステージＰＳＴよりアンロードするそして、次に露光処理されるべき基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされる。制御装置ＣＯＮＴは、上述と同様のシーケンスでその基板Ｐを露光する。

なお、本実施形態においては、露光する基板Ｐ毎に第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を交換する構成であるが、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２の温度変化や清浄度の劣化等が露光精度に影響を与えない程度であれば、所定時間間隔毎や所定処理基板枚数毎に、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を交換するようにしてもよい。

なお、基板Ｐの露光中や露光前後においても、第２液体ＬＱ２の供給及び回収を連続的に行うようにしてもよい。第２液体ＬＱ２の供給及び回収を連続的に行うことで、常に第２空間Ｋ２を温度管理された清浄な第２液体ＬＱ２で満たすことができる。この場合においても、仮に液体中に気泡が配置されても、第２回収口４２を介してその気泡を円滑に回収することができる。一方、本実施形態のように、第２空間Ｋ２に第２液体ＬＱ２を溜めた状態で露光し、第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の交換を間欠的に行うことで、上述したように、基板Ｐの露光中には、第２液体ＬＱ２の供給及び回収に伴う振動が発生しない。また、基板Ｐの露光中に第２液体ＬＱ２の供給及び回収を連続的に行う構成では、例えば単位時間あたりの第２液体ＬＱ２の供給量及び回収量が不安定になった場合、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２が流出あるいは飛散し、被害が拡大する可能性がある。また、単位時間あたりの第２液体ＬＱ２の供給量及び回収量が不安定になった場合、第２液浸領域ＬＲ２が枯渇し、露光精度が劣化する不都合が生じる。そのため、第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の交換を間欠的に行うことで、第２液浸領域ＬＲ２を所望状態に形成し、上記不都合の発生を防止することができる。なお、第２空間Ｋ２に対する第２液体ＬＱ２の交換を間欠的に行う場合には、上述したように露光中には振動が発生しないので、第２ノズル部材７２と第２光学素子ＬＳ２とが接触していてもよい。

以上説明したように、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間の第１空間Ｋ１を第１液体ＬＱ１で満たすとともに、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間の第２空間Ｋ２も第２液体ＬＱ２で満たすことで、マスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐまで良好に到達させ、基板Ｐを良好に露光することができる。また、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側の第１液体ＬＱ１は基板Ｐと接触するため、その第１液体ＬＱ１に接触する第１光学素子ＬＳ１が汚染する可能性が高くなるが、第１光学素子ＬＳ１は容易に交換可能であるため、汚染された第１光学素子ＬＳ１のみを新たなもの（清浄なもの）と交換すればよく、清浄な第１光学素子ＬＳ１を備えた投影光学系ＰＬ及び第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を介した露光及び計測を良好に行うことができる。

そして、第２液浸機構２の第２回収口４２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３よりも高い位置に設けられているため、仮に、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間に満たされた第２液体ＬＱ２中に気泡（気体部分）が存在していても、気泡と第２液体ＬＱ２との比重の差によって気泡は上方へ移動するため、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３よりも高い位置に設けられた第２回収口４２は気泡を円滑に回収できる。したがって、第２液体ＬＱ２中の気泡を除去した状態で、露光処理及び計測処理を良好に行うことができる。

また、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の第２空間Ｋ２から第２液体ＬＱ２が流出したか否かを検出する検出器７４を設けたので、検出器７４が第２液体ＬＱ２を検出したときには、流出する第２液体ＬＱ２の被害の拡大を抑制するための適切な処置を迅速に講ずることができる。したがって、機器の誤作動や露光精度及び計測精度の劣化といった不都合の発生を防止できる。

なお、上述した実施形態においては、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔは、第２光学素子ＬＳ２の側面ＬＴ２に沿った傾斜を有しているが、図１１に示すように、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔを鉛直方向とほぼ平行となるように形成し、第２ノズル部材７２の内側面７２Ｔの下端部と、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３近傍との距離を、他の部分の距離よりも広くなるように設けてもよい。こうすることにより、第２回収口４２を介して気泡を回収しやすくなる。

なお、上述した実施形態においては、図１０及び図１１に示すように、第２回収口４２の全部が下面Ｔ３よりも高い位置に設けられているが、図１２に示す模式図のように、第２回収口４２の少なくとも一部が下面Ｔ３よりも高い位置にある構成であってもよい。一方、上述した実施形態のように、第２回収口４２の全部を下面Ｔ３よりも高い位置に設けることにより、より円滑に気泡を回収（除去）することができる。

なお、上述した実施形態においては、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３は平面状であり、第２回収口４２はその平面状の下面Ｔ３よりも高い位置に設けられていればよいが、図１３に示すように、例えば第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３が下向きに凸状である場合も考えられる。この場合、第２回収口４２は、図１３に示す模式図のように、下面Ｔ３の凸領域Ｒ１のエッジＥ１よりも高い位置にあることが好ましい。なお、図１４の模式図に示すように、第２回収口４２は、下面Ｔ３のうち、露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２において最も高い位置Ｅ２よりも高い位置に配置された構成であってもよい。こうすることにより、少なくとも露光光ＥＬが通過する領域ＡＲ２において気泡が存在する不都合を防止することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態として、第１光学素子ＬＳ１を交換する手順について説明する。
第１液浸領域ＬＲ１（第１空間Ｋ１）の第１液体ＬＱ１中に、例えば感光剤（フォトレジスト）に起因する異物など、基板Ｐ上から発生した不純物等が混入することによって、その第１液体ＬＱ１が汚染する可能性がある。第１液浸領域ＬＲ１の第１液体ＬＱ１は第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１にも接触するため、その汚染された第１液体ＬＱ１によって、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１が汚染する可能性がある。また、空中を浮遊している不純物が、投影光学系ＰＬの像面側に露出している第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１に付着する可能性もある。そこで、汚染された第１光学素子ＬＳ１は、所定のタイミングで交換される。

第１光学素子ＬＳ１を交換する前に、第１ノズル部材７１を取り外す。そして、第１光学素子ＬＳ１を交換するときには、上述したように、ボルト６１よる第２ノズル部材７２に対する保持部材６０の接続（固定）を解除するが、その解除の前に、第２空間Ｋ２に存在する第２液体ＬＱ２の除去作業（抜き取り作業）が行われる。具体的には、図１５に示すように、まず、貫通孔６５に配置されている蓋６６が取り外される。なお、第１の実施形態で述べたように、シール部材６４は無くてもよいため、図１５においてはシール部材６４は設けられていない。蓋６６が取り外されることにより、第２空間Ｋ２に満たされている第２液体ＬＱ２、すなわち第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に形成されていた第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２は、貫通孔６５を介して外部に排出される。ここで、貫通孔６５の下端部に、液体回収機器６８を配置し、貫通孔６５を介して排出された第２液体ＬＱ２は、液体回収機器６８に回収される。液体回収機器６８は、貫通孔６５の下端部に接続する回収口６８Ａと、回収された第２液体ＬＱ２を収容な可能なタンク６８Ｃと、回収口６８Ａとタンク６８Ｃとを接続するチューブ部材６８Ｂとを備えている。

第２液体回収機構４０の第２回収口４２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３よりも高い位置に設けられているため、第２液体回収機構４０を使って第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を完全に除去することは困難である。そこで、保持部材６０に設けられている貫通孔６５を使って第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２が排出される。貫通孔６５の上端部は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２よりも低い位置に設けられているため、重力作用により、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を貫通孔６５を介して外部に良好に排出することができる。そして、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２をほぼ全て排出した後、ボルト６１による第２ノズル部材７２と保持部材６０との接続を解除する。こうすることにより、第２液体ＬＱ２を露光装置ＥＸを構成する機器や部材（例えば基板ステージＰＳＴを駆動するリニアモータ等）に飛散させることなく、第１光学素子ＬＳ１を鏡筒ＰＫから取り外すことができる。そして、新たな（清浄な）第１光学素子ＬＳ１を取り付ける際には、スペーサ部材６２を適宜配置して第２光学素子ＬＳ２に対する第１光学素子ＬＳ１の位置関係を調整しつつ、第１光学素子ＬＳ１を保持する保持部材６０を第２ノズル部材７２に取り付ける。なお図では、貫通孔６５は１つであるが、もちろん、保持部材６０の任意の複数位置のそれぞれに貫通孔６５を設けることができる。

本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１は、鏡筒ＰＫに対して容易に取り付け・外し可能（交換可能）となっているため、その汚染された第１光学素子ＬＳ１のみを清浄な第１光学素子ＬＳ１と交換することで、光学素子の汚染に起因する露光精度及び投影光学系ＰＬを介した計測精度の劣化を防止できる。一方、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２は基板Ｐに接触しないようになっている。また、第２空間Ｋ２は、第１光学素子ＬＳ１、第２光学素子ＬＳ２、及び鏡筒ＰＫで囲まれたほぼ閉空間であるため、空中を浮遊している不純物は第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２に混入し難く、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３や第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２には不純物が付着し難い。したがって、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３や第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の清浄度は維持されている。したがって、第１光学素子ＬＳ１を交換するのみで、投影光学系ＰＬの透過率の低下等を防止して露光精度及び計測精度を維持することができる。

平行平面板からなる第１光学素子ＬＳ１を設けずに、第２光学素子ＬＳ２に第１液浸領域ＬＲ１の液体を接触させる構成も考えられるが、投影光学系ＰＬの像側開口数を大きくしようとすると、光学素子の有効径を大きくする必要があり、光学素子ＬＳ２を大型化せざるを得なくなる。光学素子ＬＳ２の周囲には、上述したようなノズル部材や、不図示ではあるがアライメント系などといった各種計測装置が配置されるため、そのような大型の光学素子ＬＳ２を交換することは、交換作業が困難である更に、光学素子ＬＳ２は屈折力（レンズ作用）を有しているため、投影光学系ＰＬ全体の光学特性（結像特性）を維持するために、その光学素子ＬＳ２を高い位置決め精度で鏡筒ＰＫに取り付ける必要がある。したがって、そのような光学素子ＬＳ２を鏡筒ＰＫに対して頻繁に取り付け・外しする（交換する）ことは、投影光学系ＰＬの光学特性（光学素子ＬＳ２の位置決め精度）を維持する観点からも好ましくない。本実施形態では、第１光学素子ＬＳ１として比較的小型な平行平面板を設け、その第１光学素子ＬＳ１を交換する構成であるため、作業性良く容易に交換作業を行うことができ、投影光学系ＰＬの光学特性を維持することもできる。そして、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１側の第１空間Ｋ１及び上面Ｔ２側の第２空間Ｋ２のそれぞれに対して第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を独立して供給及び回収可能な第１、第２液浸機構１、２を設けたことにより、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２の清浄度を維持しつつ、照明光学系ＩＬから射出された露光光ＥＬを投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐまで良好に到達させることができる。

また、第２空間Ｋ２の第２液体ＬＱ２を貫通孔６５を介して排出する際、図１６に示すように、第２供給口３２より気体を供給し（吹き出し）、その吹き出した気体を第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２を含む第２空間Ｋ２に供給するようにしてもよい。図１６に示す例においては、第２供給口３２に接続する供給管３３には、バルブ９１を介して気体供給系９０が接続されている。そして、バルブ９１の切り替えにより、第２供給口３２と第２液体供給部３１とを接続する流路が開いているときには、第２供給口３２と気体供給系９０とを接続する流路が閉じられ、第２供給口３２と第２液体供給部３１とを接続する流路が閉じているときには、第２供給口３２と気体供給系９０とを接続する流路が開けられる。
貫通孔６５を介した第２空間Ｋ２の液体排出作業（第１光学素子の交換作業、あるいは第２液体ＬＱ２を新たなものに置き換える作業を含む）を行うときには、制御装置ＣＯＮＴは、バルブ９１を駆動して、第２供給口３２と気体供給系９０とを接続する流路を開け、第２供給口３２より第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に気体を吹き付ける。貫通孔６５を介した第２空間Ｋ２の液体排出作業と並行して、気体を吹き付けることで、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に付着している液体（液滴）は、吹き付けられた気体の流れによって、貫通孔６５まで円滑に移動する。したがって、第２空間Ｋ２に存在する第２液体ＬＱ２をより良好に除去することができる。気体を吹き付ける場合、液体排出作業の開始時には、湿度の高い気体を供給し、一定時間経過後に湿度を除去した気体（ドライエア等）を供給することが望ましい。あるいは、液体排出作業の開始時から徐々に湿度を除去した気体を供給してもよい。そうすることによって、気化熱による急激な温度低下を防ぐことができる。

なお図１６に示す実施形態では、第２供給口３２から気体が供給されているが、もちろん、貫通孔６５が設けられている位置等に応じて、第２回収口４２から気体を供給することもできる。更には、保持部材６０に貫通孔を複数設け、図１７に示すように、液体回収機器６８が接続された貫通孔６５とは別の貫通孔６５’に気体供給系９０’を接続し、その保持部材６０に設けられた貫通孔６５’を介して第２空間Ｋ２に気体を供給するようにしてもよい。このとき、貫通孔６５’は保持部材６０に設けられた気体吹出口として機能する。貫通孔６５’から吹き出された気体は、例えば第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３や、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に吹き付けられる。したがって、それら上面Ｔ２や下面Ｔ３に付着していた第２液体ＬＱ２を貫通孔６５まで移動させることができる。

なお、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの最も像面に近い第１光学素子ＬＳ１を保持する保持部材６０に貫通孔６５が設けられており、その貫通孔６５を介して第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に形成された第２液浸領域ＬＲ２の第２液体ＬＱ２を排出しているが、他の光学素子（ＬＳ２〜ＬＳ７）の上面に液体の液浸領域を形成する可能性もある。そのような場合には、その上面に液体の液浸領域が形成される光学素子を保持する保持部材に貫通孔を設けることができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態を図１８を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、第２ノズル部材７２が第１光学素子ＬＳ１を真空吸着保持している点にある。図１８において、第２ノズル部材７２は、第１光学素子ＬＳ１を真空吸着保持する保持部１００を備えている。保持部１００は、第２ノズル部材７２のうち、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と対向する下面７２Ｋに設けられている。第２ノズル部材７２の下面７２Ｋは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する領域とは異なる領域に対向している。保持部１００は、第２ノズル部材７２の下面７２Ｋに環状に形成された真空吸着溝１０１を含んで構成されている。真空吸着溝１０１の一部には、不図示の真空系に接続された吸着孔が形成されている。第２ノズル部材７２の下面７２Ｋと第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とを接触させた状態で、真空系を駆動することにより、第２ノズル部材７２に設けられた保持部１００は、第１光学素子ＬＳ１を真空吸着保持する。また、第２ノズル部材７２には、板ばね１０３を含む第２保持部１０２が設けられている。第２保持部１０２は板ばね１０３によって第１光学素子ＬＳ１の周縁部の一部を保持可能である。こうすることにより、保持部１００による第１光学素子ＬＳ１の真空吸着保持が行われなかったときに、第２保持部１０２が第１光学素子ＬＳ１を保持することで、第１光学素子ＬＳ１の落下を防止することができる。

このように、第１光学素子ＬＳ１は第２ノズル部材７２に設けられた保持部１００によって真空吸着保持されるので、第１光学素子ＬＳ１を第２ノズル部材７２に対して容易に脱着（交換）することができる。したがって、第１光学素子ＬＳ１を新たなもの（清浄なもの）と交換する交換作業を円滑に作業性良く行うことができる。また、第２ノズル部材７２に保持部１００を設けたので、上述した第１、第２の実施形態のような保持部材６０を省略することができる。更には、第２ノズル部材７２とは別に真空吸着保持部を設ける構成に比べて、装置の部品数を少なくすることができ、装置の簡略化（コンパクト化）を図ることができ、装置コストを削減することができる。

なお、上述した第１〜第３の実施形態において、鏡筒ＰＫと第２ノズル部材７２とは別々の部材であり、鏡筒ＰＫの下端部に第２ノズル部材７２が接続されることで、鏡筒ＰＫと第２ノズル部材７２とが一体化されているが、鏡筒ＰＫに、第２供給口３２や第２回収口４２、第２供給流路３４や第２回収流路４４が形成されていてもよい。すなわち、鏡筒ＰＫに第２ノズル部材７２の機能を持たせてもよい。その場合、鏡筒ＰＫの下端面に、第３の実施形態で説明したような保持部１００を設けることにより、鏡筒ＰＫ（第２ノズル部材７２）は、光学素子ＬＳ２〜ＬＳ７を保持するとともに、第１光学素子ＬＳ１を真空吸着保持することとなり、第１光学素子ＬＳ１を容易に脱着可能となる。

なお、上述した第１〜第３の実施形態においては、第１ノズル部材７１は鏡筒ＰＫと離れているが、振動に起因する露光精度の劣化が少ないのであれば、第１ノズル部材７１を鏡筒ＰＫに固定してもよい。

なお、上述の第１〜第３の実施形態においては、複数の光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７のうち、少なくとも第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２と接触する第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２は石英によって形成されている。石英は、水である第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２との親和性が高いので、第１光学素子ＬＳ１の液体接触面である下面Ｔ１及び上面Ｔ２、及び第２光学素子ＬＳ２の液体接触面である下面Ｔ３のほぼ全域に第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を密着させることができる。したがって、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の液体接触面に第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を密着させて、気泡の生成を抑制しつつ、第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との間の光路を第２液体ＬＱ２で満たすことができるとともに、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の光路を第１液体ＬＱ１で満たすことができる。

また、石英は屈折率の大きい材料であるため、例えば第２光学素子ＬＳ２などの大きさを小さくすることができ、投影光学系ＰＬ全体や露光装置ＥＸ全体をコンパクト化できる。また、石英は耐水性があるので、例えば上記液体接触面に保護膜を設ける必要がないなどの利点がある。

なお、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の少なくとも一方は、水との親和性が高い蛍石であってもよい。また、例えば光学素子ＬＳ３〜ＬＳ７を蛍石で形成し、光学素子ＬＳ１、ＬＳ２を石英で形成してもよいし、光学素子ＬＳ１〜ＬＳ７の全てを石英（あるいは蛍石）で形成してもよい。

また、第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の液体接触面に、ＭｇＦ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の親液性材料を付着させる等の親水化（親液化）処理を施して、第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２との親和性をより高めるようにしてもよい。あるいは、本実施形態における第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２は極性の大きい水であるため、親液化処理（親水化処理）としては、例えばアルコールなど極性の大きい分子構造の物質で薄膜を形成することで、この光学素子ＬＳ１、ＬＳ２の液体接触面に親水性を付与することもできる。

一方、基板ステージＰＳＴの上面５６等を撥液性にすることで、第１液体ＬＱ１が基板ステージＰＳＴの外側に流出したり、液浸露光終了後などにおいて第１液体ＬＱ１の回収動作を行った後、第１液体ＬＱ１が基板ステージＰＳＴ上に残留する不都合を防止できる。そのような撥液性にするための撥液化処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料（フッ素系ゴムを含む）、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）等の撥液性材料を付着させる等の処理が挙げられる。そして、基板ステージＰＳＴの上面５６を撥液性にすることにより、液浸露光中における基板Ｐ外側（上面５６外側）への第１液体ＬＱ１の流出を抑え、また液浸露光後においても第１液体ＬＱ１を円滑に回収できて上面５６に第１液体ＬＱ１が残留する不都合を防止できる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。図１９は第４実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図、図２０及び図２１は図１９の要部拡大図である。以下の説明において、第１の実施形態と同一又は同等の構成部分については、その説明を簡略若しくは省略する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間である第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすための第１液浸機構２０１を備え、第１液浸機構２０１は、第１空間Ｋ１の近傍に設けられ、液体ＬＱを供給する供給口２１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２２を有する第１ノズル部材２７１と、供給管２１３、及び第１ノズル部材２７１に設けられた供給口２１２を介して液体ＬＱを供給する第１液体供給装置２１１と、第１ノズル部材２７１に設けられた回収口２２２、及び回収管２２３を介して液体ＬＱを回収する第１液体回収装置２２１とを備えている。第１液体供給装置２１１及び第１液体回収装置２２１を含む第１液浸機構２０１の動作は、制御装置ＣＯＮＴに制御される。

また、露光装置ＥＸは、第１光学素子ＬＳ１と、第２光学素子ＬＳ２との間の露光光ＥＬの光路空間である第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすための第２液浸機構２０２を備えている。第２液浸機構２０２は、第２空間Ｋ２の近傍に設けられ、液体ＬＱを供給する供給口２３２及び液体ＬＱを回収する回収口（２４２）を有する第２ノズル部材２７２と、供給管２３３、及び第２ノズル部材２７２に設けられた供給口２３２を介して液体ＬＱを供給する第２液体供給装置２３１と、第２ノズル部材２７２に設けられた回収口（２４２）、及び回収管２４３を介して液体ＬＱを回収する第２液体回収装置２４１とを備えている。なお、図１９〜図２１には回収口（２４２）は図示されていない。

また、第２液浸機構２０２は、第１光学素子ＬＳ１と第２ノズル部材２７２との間に形成され、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを排出するための排出口２５２と、排出口２５２から排出された液体ＬＱを捕集する捕集部材２５５と、捕集部材２５５に捕集された液体ＬＱを吸引管２５３を介して吸引回収する吸引装置２５１とを備えている。第２液体供給装置２３１、第２液体回収装置２４１、及び吸引装置２５１を含む第２液浸機構２０２の動作は、制御装置ＣＯＮＴに制御される。

本実施形態においても、液体ＬＱとして純水が用いられている。

次に、第１液浸機構２０１について図２１を参照しながら説明する。図２１は第１ノズル部材２７１近傍の側断面図である。第１液浸機構２０１の第１液体供給装置２１１は、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の光路空間である第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすために液体ＬＱを供給するものであって、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。第１液体供給装置２１１には供給管２１３の一端部が接続されており、供給管２１３の他端部は第１ノズル部材２７１に接続されている。第１液体供給装置２１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、第１液体供給装置２１１のタンク、加圧ポンプ、温調装置、フィルタユニット等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。

第１液浸機構２０１の第１液体回収装置２２１は、第１光学素子ＬＳ１と基板Ｐとの間の光路空間である第１空間Ｋ１に満たされている液体ＬＱを回収するためのものであって、真空ポンプ等の真空系、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。第１液体回収装置２２１には回収管２２３の一端部が接続されており、回収管２２３の他端部は第１ノズル部材２７１に接続されている。第１液体回収装置２２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、第１液体回収装置２２１の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。

第１ノズル部材２７１は、第１光学素子ＬＳ１を囲むように設けられた環状部材であって、その中央部に第１光学素子ＬＳ１の一部を収容可能な穴部２７１Ｈを有している。第１ノズル部材２７１は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面と対向する底板部２７３と、第１光学素子ＬＳ１の側面ＬＴと対向する傾斜板部２７４と、側板部２７５と、天板部２７６とを有している。傾斜板部２７４はすり鉢状に形成されており、第１光学素子ＬＳ１は、傾斜板部２７４によって形成された穴部２７１Ｈの内側に配置される。第１光学素子ＬＳ１の側面ＬＴと第１ノズル部材２７１の穴部２７１Ｈの内側面２７１Ｔとは所定のギャップを介して対向している。底板部２７３は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間に配置される。底板部２７３には露光光ＥＬを通過させるための開口部２７７が形成されている。底板部２７３の上面２７３Ａは第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と所定のギャップを介して対向し、底板部２７３の下面２７３Ｂは基板Ｐの表面と所定のギャップを介して対向している。底板部２７３の上面２７３Ａは、内側面２７１Ｔの下端部と接続されている。底板部２７３の下面２７３Ｂは平坦面となっている。

第１ノズル部材２７１は、露光光ＥＬの光路空間である第１空間Ｋ１に液体ＬＱを供給する供給口２１２と、第１空間Ｋ１の液体ＬＱを回収する回収口２２２とを備えている。また、第１ノズル部材２７１は、供給口２１２に接続する供給流路２１４、及び回収口２２２に接続する回収流路２２４を備えている。

供給口２１２は、第１空間Ｋ１に液体ＬＱを供給するためのものであって、第１ノズル部材２７１の内側面２７１Ｔのうち底板部２７３の上面２７３Ａ近傍に設けられている。供給口２１２は、第１空間Ｋ１の外側に設けられており、本実施形態において、供給口２１２は、第１空間Ｋ１に対してＸ軸方向両側のそれぞれに１つずつ設けられている。なお、供給口２１２は、第１空間Ｋ１に対してＹ軸方向両側のそれぞれに設けられていてもよいし、第１空間Ｋ１を囲むように複数設けられていてもよい。

供給流路２１４は、第１ノズル部材２７１の傾斜板部２７４の内部を傾斜方向に沿って貫通するスリット状の貫通孔によって形成されている。供給口２１２と供給管２１３とは供給流路２１４を介して接続されている。供給管２１３の他端部は供給流路２１４の上端部と接続され、供給口２１２は供給流路２１４の下端部と接続されている。したがって、第１液体供給装置２１１と供給口２１２とは供給管２１３及び供給流路２１４を介して接続されており、供給口２１２には第１液体供給装置２１１から液体ＬＱが供給される。

供給口２１２から供給された液体ＬＱは、第１空間Ｋ１を含む、投影光学系ＰＬ及び第１ノズル部材２７１の下面と基板Ｐの表面と間の所定空間Ｋ１０に満たされる。液体ＬＱは、投影光学系ＰＬ及び第１ノズル部材２７１と基板Ｐとの間に保持される。

回収口２２２は、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを回収するためのものであって、第１ノズル部材２７１のうち、基板Ｐと対向する下面に設けられている。回収口２２２は、第１空間Ｋ１に対して供給口２１２及び底板部２７３よりも外側において、第１空間Ｋ１を囲むように環状に設けられている。

回収流路２２４は第１ノズル部材２７１の内部に設けられている。第１ノズル部材２７１には傾斜板部２７４と側板部２７５との間において下向きに開口する空間部が形成されており、回収流路２２４はその空間部によって構成されている。回収口２２２はその空間部の開口部に配置されており、回収流路２２４に接続されている。そして、回収流路２２４の一部に回収管２２３の他端部が接続されている。したがって、第１液体回収装置２２１と回収口２２２とは回収流路２２４及び回収管２２３を介して接続されている。真空系を含む第１液体回収装置２２１は、回収流路２２４を負圧にすることによって、第１空間Ｋ１を含む、第１ノズル部材２７１及び投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の所定空間Ｋ１０に存在する液体ＬＱを回収口２２２を介して回収することができる。第１空間Ｋ１（所定空間Ｋ１０）に満たされている液体ＬＱは、第１ノズル部材２７１の回収口２２２を介して回収流路２２４に流入し、その回収流路２２４に流入した液体ＬＱは、第１液体回収装置２２１に回収される。

第１ノズル部材２７１は、回収口２２２を覆うように設けられた複数の孔を有する多孔部材２２５を備えている。多孔部材２２５は、平面視において環状に形成されている。多孔部材２２５は、例えば複数の孔を有したメッシュ部材により構成可能である。多孔部材２２５を形成可能な材料としては、石英、チタン、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）、及びセラミックス、あるいは親水性を有する材質などが挙げられる。第１液浸機構２０１の第１液体回収装置２２１は、第１空間Ｋ１（所定空間Ｋ１０）の液体ＬＱを、多孔部材２２５を介して回収する。

次に、第２液浸機構２０２について図２０及び図２２〜図２８を参照しながら説明する。図２２は第１光学素子ＬＳ１及び第２ノズル部材２７２近傍を上方から見た模式図である。図２３Ａ及び２３Ｂは第２ノズル部材２７２に支持された第１光学素子ＬＳ１を示す図であって、図２３Ａは上方から見た図、図２３Ｂは下方から見た図である。また、図２４は投影光学系ＰＬを下側から見た図、図２５は第２ノズル部材２７２近傍の断面斜視図、図２６〜図２８は第２ノズル部材２７２の要部拡大断面図である。ここで、図２６は図２４のＡ−Ａ線断面矢視図に相当し、図２７は図２４のＢ−Ｂ線断面矢視図に相当し、図２８は図２３ＡのＣ−Ｃ線断面矢視図に相当する。

図２０に示すように、第１光学素子ＬＳ１は、露光光ＥＬを透過可能な無屈折力の平行平面板であって、下面Ｔ１と上面Ｔ２とは平行である。第１光学素子ＬＳ１はフランジ部Ｆ１を有している。そして、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１を囲むように第２ノズル部材２７２が設けられている。第２ノズル部材２７２には、第１光学素子ＬＳ１の外周部（フランジ部Ｆ１）を支持する支持部２８０が設けられている。支持部２８０に支持された第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１及び上面Ｔ２はＸＹ平面とほぼ平行となっている。基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面とＸＹ平面とはほぼ平行であるため、下面Ｔ１及び上面Ｔ２は基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐの表面とほぼ平行となっている。

第２光学素子ＬＳ２は、屈折力（レンズ作用）を有する光学素子であって、平面状の下面Ｔ３と、物体面側（マスクＭ側）に向かって凸状に形成され、正の屈折力を有する上面Ｔ４とを有している。第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４は正の屈折力を有しているため、上面Ｔ４に入射する光（露光光ＥＬ）の反射損失が低減されており、ひいては大きい像側開口数が確保されている。

第２光学素子ＬＳ２はフランジ部Ｆ２を有している。第２光学素子ＬＳ２のフランジ部Ｆ２は、鏡筒ＰＫの下端部に設けられた支持機構２５８に支持されている。屈折力（レンズ作用）を有する第２光学素子ＬＳ２は、良好に位置決めされた状態で鏡筒ＰＫの支持機構２５８に支持されている。支持機構２５８に支持された第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と、第２ノズル部材２７２の支持部２８０に支持された第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２とはほぼ平行となっている。

第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間の光路空間である第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすために液体ＬＱを供給するものであって、第１液浸機構２０１の第１液体供給装置２１１とほぼ同等の構成を有している。すなわち、第２液体供給装置２３１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。第２液体供給装置２３１には供給管２３３の一端部が接続されており、供給管２３３の他端部は第２ノズル部材２７２に接続されている。第２液体供給装置２３１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

第２ノズル部材２７２は鏡筒ＰＫの下端部（下面）に接続されており、鏡筒ＰＫに支持された構成となっている。本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１及びその第１光学素子ＬＳ１を支持する第２ノズル部材２７２は、鏡筒ＰＫに対して脱着可能に設けられている。第１光学素子ＬＳ１を支持する第２ノズル部材２７２の所定位置には、第２空間Ｋ２に対して液体ＬＱを供給するための供給口２３２が設けられている。供給口２３２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２が第２液浸領域ＬＲ２となるように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２側に液体ＬＱを供給するためのものであって、所定領域ＡＲ２の外側に設けられている。

供給口２３２は、第２ノズル部材２７２の内側面２７２Ｔにおいて、第２空間Ｋ２に対向する位置に設けられている。本実施形態においては、供給口２３２は、第２ノズル部材２７２のうち、所定領域ＡＲ２に対して−Ｘ側の所定位置に設けられている。また、第２ノズル部材２７２の内部には、供給口２３２と供給管２３３とを接続する内部流路である供給流路２３４が設けられている。

図２０及び図２２〜図２６に示すように、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１と第２ノズル部材２７２との間には、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを排出するための排出口２５２が形成されている。排出口２５２の上端部は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域ＡＲ２とほぼ同じ高さ、あるいは所定領域ＡＲ２よりも低い位置に設けられている。

図２２に示すように、第２ノズル部材２７２の内縁部の所定位置には切欠部２７８Ａが形成されているとともに、第１光学素子ＬＳ１の外縁部（フランジ部Ｆ１）の所定位置にも切欠部２７８Ｂが形成されている。排出口２５２は、第２ノズル部材２７２の切欠部２７８Ａと、第１光学素子ＬＳ１の切欠部２７８Ｂとの間に設けられている。また、排出口２５２は、所定領域ＡＲ２の外側に設けられた構成となっている。

排出口２５２は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２を挟んで供給口２３２から離れた位置、すなわち、所定領域ＡＲ２を挟んで供給口２３２と対称な位置に設けられている。本実施形態においては、排出口２５２は、所定領域ＡＲ２の＋Ｘ側に設けられている。また、第２ノズル部材２７２の切欠部２７８Ａは、平面視において「コ」字状に形成され、第１光学素子ＬＳ１の切欠部２７８Ｂは、平面視において直線状に形成されている。そして、第１光学素子ＬＳ１と第２ノズル部材２７２との間に形成された排出口２５２は、平面視においてほぼ矩形状となっている。

また、図２０、図２５、及び図２６等に示すように、排出口２５２は、排出流路２５４を介して、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１及び第２ノズル部材２７２の下側の空間と接続されている。すなわち、排出流路２５４は、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１及び第２ノズル部材２７２の上側の空間と下側の空間とを接続する貫通孔となっている。排出流路２５４は、第２ノズル部材２７２の切欠部２７８Ａと第１光学素子ＬＳ１の切欠部２７８Ｂとの間に形成されている。

第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１及び第２ノズル部材２７２の下側には、排出口２５２から排出された液体ＬＱを捕集する捕集部材２５５が設けられている。捕集部材２５５は、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の下面又は第２ノズル部材２７２の下面の少なくとも一方に接続される。本実施形態においては、捕集部材２５５は、第２ノズル部材２７２の下面に接続されている。また、捕集部材２５５は、第２ノズル部材２７２に対して脱着可能となっている。なお、第２ノズル部材２７２と捕集部材２５５とを一体的に形成してもよい。

捕集部材２５５は、その上部に開口部２５５Ｋを有し、液体ＬＱを収容可能な容器であって、排出流路２５４は、捕集部材２５５の開口部２５５Ｋと空間的に接続される。したがって、第２空間Ｋ２より排出口２５２を介して排出された液体ＬＱは、排出流路２５４を流れた後、捕集部材２５５に捕集される。

図２０、図２２、及び図２５等に示すように、捕集部材２５５には、吸引管２５３を介して吸引装置２５１が接続されている。吸引装置２５１は、排出口２５２から排出され、捕集部材２５５に捕集された液体ＬＱを吸引回収するためのものであって、真空ポンプ等の真空系、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。吸引装置２５１には吸引管２５３の一端部が接続されており、吸引管２５３の他端部は捕集部材２５５に接続されている。吸引装置２５１の吸引回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは、吸引装置２５１を駆動することによって、捕集部材２５５に捕集された液体ＬＱを吸引回収する。

図２０及び図２８において、第２液浸機構２０２の第２液体回収装置２４１は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間の光路空間である第２空間Ｋ２の液体ＬＱを回収するものであって、第１液浸機構２０１の第１液体回収装置２２１とほぼ同等の構成を有している。すなわち、第２液体回収装置２４１は、真空ポンプ等の真空系、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。第２液体回収装置２４１には回収管２４３の一端部が接続されており、回収管２４３の他端部は第２ノズル部材２７２に接続されている。第２液体回収装置２４１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

図２２、図２３Ａ、図２５、及び図２８等に示すように、第２ノズル部材２７２の所定位置には、液体ＬＱを回収する回収口２４２が設けられている。回収口２４２は、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを回収するためのものであって、第２ノズル部材２７２の内側面７２Ｔのうち、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域ＡＲ２よりも高い位置に設けられている。

回収口２４２は、第２ノズル部材２７２の内側面２７２Ｔのうち、所定領域ＡＲ２を挟んで供給口２３２と対向する位置に設けられており、排出口２５２の近傍に設けられている。本実施形態においては、回収口２４２は、第２ノズル部材２７２の内側面２７２Ｔのうち、排出口２５２の両側のそれぞれの所定位置に設けられている。

回収口２４２は、第２ノズル部材２７２の内部に形成された回収流路２４４、及び回収管２４３を介して第２液体回収装置２４１に接続されている。制御装置ＣＯＮＴは、真空系を含む第２液体回収装置２４１を駆動することによって、第２空間Ｋ２を含む第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間の液体ＬＱを回収口２４２を介して回収することができる。なお、第２液浸機構２０２の回収口２４２に、第１液浸機構２０１の回収口２２２同様、多孔部材を配置してもよい。

図２３Ａ及び２３Ｂ、図２４、及び図２７等に示すように、第２ノズル部材２７２には、第１光学素子ＬＳ１を支持する支持部２８０が設けられている。第２ノズル部材２７２に設けられた支持部２８０は、第１光学素子ＬＳ１の外周部に設けられたフランジ部Ｆ１を支持するものであって、第２ノズル部材２７２のうち、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の周縁領域と対向する所定面２７９に設けられ、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と接触する突起部２８１と、第２ノズル部材２７２の下面に取り付けられ、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の下面を支持する板状部材２８２とを備えている。所定面２７９は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の周縁部に沿うように、切欠部２７８Ａ以外の部分において、ほぼ円環状に設けられている。突起部２８１は、所定面２７９の周方向に沿って複数の所定位置のそれぞれに設けられており、所定面２７９から第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２に向かって下方に突出している。本実施形態においては、突起部２８１は、所定面２７９の周方向に沿って３箇所に所定間隔で設けられている。また、突起部２８１によって、第２ノズル部材２７２の所定面２７９と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との間には所定のギャップＧ１２が形成される。

板状部材２８２は、例えば板ばね等の弾性部材を含んで構成されており、その一端部（光軸ＡＸから遠い端部）が第２ノズル部材２７２の下面に対してボルト部材などによって固定され、他端部（光軸ＡＸに近い端部）が第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の下面に接触している。図２３Ａ及び２３Ｂ及び図２４等に示すように、板状部材２８２は、第２ノズル部材２７２の周方向に沿って複数の所定位置のそれぞれに設けられており、本実施形態においては、板状部材２８２は、第２ノズル部材２７２の周方向に沿って３箇所に所定間隔で設けられている。

このように、第２ノズル部材２７２は、第１光学素子ＬＳ１を支持する支持機構としての機能と、第２液浸領域ＬＲ２を形成する液浸機構としての機能との両方の機能を備えている。

上述のように、第１光学素子ＬＳ１を支持する第２ノズル部材２７２は、鏡筒ＰＫに対して脱着可能に設けられているが、本実施形態の露光装置ＥＸは、図２４に示すように、第１光学素子ＬＳ１を支持する第２ノズル部材２７２を鏡筒ＰＫに取り付けるときの位置決め部材として、アライメントリング２８４を備えている。第２ノズル部材２７２を鏡筒ＰＫに取り付ける際には、まず鏡筒ＰＫの下端部にアライメントリング２８４が取り付けられ、その後、第２ノズル部材２７２が取り付けられる。また、第２ノズル部材２７２の外縁部の一部には、第２光学素子ＬＳ２を支持する支持機構２５８を配置するための凹部２５９が形成されている。これにより、鏡筒ＰＫの下端部に第２ノズル部材２７２を取り付けた際にも、第２ノズル部材２７２と支持機構２５８とが干渉することが抑制されている。

なお、不図示ではあるが、第１光学素子ＬＳ１を支持する第２ノズル部材２７２と、鏡筒ＰＫとは複数のボルト部材によって接続される。ボルト部材は、第２ノズル部材２７２の周方向に沿った複数の所定位置のそれぞれに設けられる。また、ボルト部材に対応するようにワッシャ部材が設けられる。ワッシャ部材は、第２ノズル部材２７２の上面と鏡筒ＰＫの下面との間に配置されるスペーサ部材として機能し、第２ノズル部材２７２と鏡筒ＰＫとの位置関係、ひいては鏡筒ＰＫ（支持機構２５８）に支持された第２光学素子ＬＳ２と第２ノズル部材２７２に支持された第１光学素子ＬＳ１との位置関係を調整する調整機構として機能する。第２光学素子ＬＳ２と第１光学素子ＬＳ１との位置関係とは、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２との相対距離あるいは相対傾斜を含む。スペーサ部材（ワッシャ部材）は、第２ノズル部材２７２の上面において、所定角度間隔で配置される。位置関係の調整は、使用するスペーサ部材（ワッシャ部材）の厚みを適宜変更したり、スペーサ部材（ワッシャ部材）の積層数を適宜変更することで、調整可能である。そして、第２ノズル部材２７２の上面と鏡筒ＰＫの下面との間にスペーサ部材（ワッシャ部材）が配置された状態で、第２ノズル部材２７２と鏡筒ＰＫとが、ボルト部材によって固定される。

図２６〜図２８において、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち第２ノズル部材２７２の所定面２７９と対向する周縁領域、及び第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の下面のうち捕集部材２５５と対向する領域のそれぞれは、液体ＬＱに対して撥液性（撥水性）を有している。また、第２光学素子ＬＳ２のうち、第２ノズル部材２７２に対向する領域、及び鏡筒ＰＫに対向する領域も、液体ＬＱに対して撥液性（撥水性）を有している。また、第２ノズル部材２７２のうち、所定面２７９など第２光学素子ＬＳ２と対向する領域も、液体ＬＱに対して撥液性（撥水性）を有している。また、捕集部材２５５のうち、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１と対向する領域も、液体ＬＱに対して撥液性（撥水性）を有している。

これら各部材に撥液性を付与するための撥液化処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料（フッ素系ゴムを含む）、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の撥液性材料を付着させる等の処理が挙げられる。また、捕集部材２５５が、撥液性を有する材料、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフロエラエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）などのフッ素系樹脂やＰＥＥＫで形成されてもよい。

ギャップＧ１２を所定値（例えば０．０１〜１ｍｍ程度）に設定するとともに、所定面２７９と第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち所定面２７９に対向する周縁領域との少なくとも一方を撥液性にすることにより、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間に満たされた液体ＬＱが、ギャップＧ１２に浸入したり、ギャップＧ１２を介して外部に漏出することが抑制される。同様に、第２光学素子ＬＳ２、第２ノズル部材２７２の表面の所定領域、及び捕集部材２５５の表面の所定領域のそれぞれを撥液性にすることにより、液体ＬＱの漏出や浸入が抑制される。

また、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の下面と捕集部材２５５との間のギャップＧ１４を所定値（例えば０．０１〜１ｍｍ程度）に設定することにより、ギャップＧ１４を介して液体ＬＱが外部に漏出することが抑制される。

なお、例えば第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の側面が撥液性であってもよいし、第２ノズル部材２７２の表面のうち、上述の領域以外の所定領域が撥液性であってもよいし、第２ノズル部材２７２の表面全体が撥液性であってもよい。同様に、捕集部材２５５の表面のうち、上述の領域以外の所定領域が撥液性であってもよいし、捕集部材２５５の表面全体が撥液性であってもよい。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターン像を基板Ｐに露光する方法について説明する。

基板Ｐを液浸露光するために、制御装置ＣＯＮＴは、図２９の模式図に示すように、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち、露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２が第２液浸領域ＬＲ２となるように、第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１より液体ＬＱを送出し、供給口２３２を介して第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２側に液体ＬＱを供給する。第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１が液体ＬＱの送出を開始する前においては、第２空間Ｋ２には液体ＬＱが存在していない。以下の説明においては、液体ＬＱが存在していない光路空間（第２空間Ｋ２）を液体ＬＱで満たすために、その光路空間に対して液体ＬＱを供給する動作を適宜、「初期満たし動作」と称する。すなわち、初期満たし動作とは、液体ＬＱが無い状態（空の状態）の光路空間に対して液体ＬＱを供給することによって、その光路空間を液体ＬＱで満たす動作を言う。

第２空間Ｋ２を初期満たしするために、制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで第２液体供給装置２３１から液体ＬＱが送出されると、その第２液体供給装置２３１から送出された液体ＬＱは、供給管２３３を流れた後、第２ノズル部材２７２の内部に形成された供給流路２３４を介して、供給口２３２より第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２側に供給される。

第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１が、供給口２３２より単位時間当たり所定量の液体ＬＱを供給する動作を所定時間継続することにより、液体ＬＱは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間に満たされる。そして、第２液体供給装置２３１の液体供給動作を更に継続することにより、図３０に示すように、第２空間Ｋ２の液体ＬＱの一部が、重力作用によって排出口２５２より排出される。本実施形態においては、所定領域ＡＲ２の外側に設けられた供給口２３２より第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２側に液体ＬＱを供給し、所定領域ＡＲ２を挟んで供給口２３２と対向する位置に設けられた排出口２５２から液体ＬＱを排出するので、液体ＬＱは第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２を円滑に流れることができる。したがって、気泡の生成を抑制しつつ、第２空間Ｋ２を液体ＬＱで良好に満たすことができる。また、液体ＬＱは排出口２５２を介して重力作用により排出されるので、例えば第２光学素子ＬＳ２と第２ノズル部材２７２との間のギャップＧ１３（図２７及び図２８参照）に液体ＬＱが浸入したり、ギャップＧ１３を介して液体ＬＱが第２空間Ｋ２の外側に漏出する不都合を抑えることができる。また、本実施形態においては、排出口２５２の上端部は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域ＡＲ２とほぼ同じ高さ、又は所定領域ＡＲ２よりも低い位置に設けられているため、液体ＬＱは円滑に排出される。

供給口２３２から第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給しているとき、排出口２５２より排出しきれなかった液体ＬＱが、第２空間Ｋ２よりも高い位置に設けられたギャップＧ１３に浸入する可能性がある。ところが、第２ノズル部材２７２の内側面２７２Ｔには回収口２４２が設けられているため、第２液浸機構２０２は、ギャップＧ１３に浸入した液体ＬＱを、回収口２４２を介して回収することができる。

本実施形態においては、第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすために供給口２３２より液体ＬＱを供給している間、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体回収装置２４１を駆動し続ける。すなわち、初期満たし動作の間、第２液体供給装置２３１の液体供給動作と、第２液体回収装置２４１の駆動とが並行して行われる。第２液体回収装置２４１が駆動することにより、第２空間Ｋ２よりギャップＧ１３に浸入した液体ＬＱは、回収口２４２を介して第２ノズル部材２７２の回収流路２４４に流入し、回収管２４３を介して第２液体回収装置２４１に回収される。

また、供給口２３２から供給された液体ＬＱは、排出口２５２に向かって流れるため、排出口２５２近傍のギャップＧ１３に液体ＬＱが浸入する可能性が高いが、所定領域ＡＲ２を挟んで供給口２３２と対向する位置、すなわち排出口２５２の近傍に回収口２４２を設けたことにより、ギャップＧ１３に浸入した液体ＬＱを回収口２４２を介して円滑に回収することができる。

第２空間Ｋ２が液体ＬＱで十分に満たされた後、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給装置２３１の液体供給動作を停止する。第２液体供給装置２３１の液体供給動作が停止されても、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち少なくとも露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２と、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３とは、液体ＬＱに対して親液性を有しているとともに、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間のギャップＧ１１が例えば１ｍｍ程度に設定されているため、図３１に示すように、液体ＬＱは、その表面張力によって、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間に保持される。

また、制御装置ＣＯＮＴは、第１液浸機構２０１の第１液体供給装置２１１を使って基板Ｐ上に液体ＬＱを所定量供給するとともに、第１液体回収装置２２１を使って基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収することで、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間である第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの第１液浸領域ＬＲ１を局所的に形成する。液体ＬＱの第１液浸領域ＬＲ１を形成する際、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給装置２１１及び第１液体回収装置２２１のそれぞれを駆動する。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで第１液体供給装置２１１から液体ＬＱが送出されると、その第１液体供給装置２１１から送出された液体ＬＱは、供給管２１３を流れた後、第１ノズル部材２７１の内部に形成された供給流路２１４を介して、供給口２１２より投影光学系ＰＬの像面側に供給される。また、制御装置ＣＯＮＴのもとで第１液体回収装置２２１が駆動されると、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱは回収口２２２を介して第１ノズル部材２７１の内部に形成された回収流路２２４に流入し、回収管２２３を流れた後、第１液体回収装置２２１に回収される。

第１空間Ｋ１及び第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たした後、制御装置ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬによりマスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する。照明光学系ＩＬより射出された露光光ＥＬは、マスクＭを通過し、複数の光学素子ＬＳ７〜ＬＳ３のそれぞれを通過した後、第２光学素子ＬＳ２の上面Ｔ４の所定領域を通過し、下面Ｔ３の所定領域を通過した後、第２液浸領域ＬＲ２に入射する。第２液浸領域ＬＲ２を通過した露光光ＥＬは、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域を通過した後、下面Ｔ１の所定領域を通過し、第１液浸領域ＬＲ１に入射した後、基板Ｐ上に到達する。これにより、基板Ｐは液浸露光される。

本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、少なくとも基板Ｐに露光光ＥＬを照射している間、第１液浸機構２０１を使って、液体ＬＱの供給動作と液体ＬＱの回収動作とを並行して行う。これにより、例えば第１液浸領域ＬＲ１の液体ＬＱ中に基板Ｐより不純物（レジストなど）が溶出しても、供給口２１２からは清浄な液体ＬＱが供給されるとともに、基板Ｐに接した液体ＬＱは回収口２２２から回収されるので、第１空間Ｋ１は常に清浄で温度管理された液体ＬＱで満たされる。

また、本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、少なくとも基板Ｐに露光光ＥＬを照射している間、第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１による液体供給動作、第２液体回収装置２４１による液体回収動作、及び吸引装置２５１による捕集部材２５５の液体吸引回収動作を行わない。すなわち、本実施形態においては、第２空間Ｋ２に液体ＬＱを溜めた状態で、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。液体ＬＱの供給動作や回収動作に伴って振動が発生する場合があるが、少なくとも基板Ｐに露光光ＥＬを照射している間、第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１による液体供給動作、第２液体回収装置２４１による液体回収動作、及び吸引装置２５１による捕集部材２５５の液体吸引回収動作を行わないことにより、基板Ｐの露光中には、第２液浸機構２０２の動作に起因する振動が発生しないので、基板Ｐを精度良く露光することができる。

また、制御装置ＣＯＮＴは、第２空間Ｋ２の液体ＬＱの交換動作を、例えば所定時間間隔毎、あるいは所定処理基板枚数毎（例えばロット毎）に行う。制御装置ＣＯＮＴは、第２空間Ｋ２の液体ＬＱの交換を行う際、第２液体供給装置２３１より供給口２３２を介して第２空間Ｋ２に所定量の液体ＬＱを供給する。また、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを交換する際には、第２液体供給装置２３１の液体供給動作と並行して、第２液体回収装置２４１も駆動される。これにより、第２空間Ｋ２に存在していた液体ＬＱは、排出口２５２より排出されるとともに、第２空間Ｋ２は、供給口２３２より供給された新たな（清浄な）液体ＬＱで満たされる。

図３２に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、捕集部材２５５の液体ＬＱが所定量に達したとき、あるいは所定時間間隔毎、あるいは所定処理基板枚数毎に、吸引装置２５１を駆動する。ここで、上述のように、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐに露光光ＥＬを照射していないときに、吸引装置２５１を駆動する。吸引装置２５１が駆動されることにより、捕集部材２５５の液体ＬＱは、吸引管２５３を介して、吸引装置２５１に吸引回収される。これにより、捕集部材２５５から液体ＬＱが漏出したり、あるいは捕集部材２５５の液体ＬＱが第２空間Ｋ２に逆流する等の不都合を防止できる。また、捕集部材２５５に水位センサを取り付け、捕集部材２５５に捕集された液体ＬＱが所定量になったときに、吸引装置２５１による吸引回収を行うようにしてもよい。

以上説明したように、供給口２３２より供給した液体ＬＱにより、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の所定領域ＡＲ２を第２液浸領域ＬＲ２とすることができる。また、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを、第１光学素子ＬＳ１と第２ノズル部材２７２との間を介して排出するようにしたので、液体ＬＱを円滑に排出することができる。したがって、第２空間Ｋ２の液体ＬＱやその液体ＬＱに接触する第２光学素子ＬＳ２等を清浄状態に保つことができ、基板Ｐを精度良く露光することができる。

すなわち、排出口２５２を介して重力作用により液体ＬＱを排出することで、例えば、第２光学素子ＬＳ２と第２ノズル部材２７２との間のギャップＧ１３への液体ＬＱの浸入を抑制した状態で、液体ＬＱを排出することができる。第２光学素子ＬＳ２と第２ノズル部材２７２との間のギャップＧ１３へ液体ＬＱが浸入した場合、第２光学素子ＬＳ２の側面に液体ＬＱの力が加わって、第２光学素子ＬＳ２を動かしてしまったり、あるいは変形させてしまう可能性がある。また、ギャップＧ１３への液体ＬＱの浸入を防止するために、そのギャップＧ１３にＯリング、Ｖリング、Ｃリングなどのシール部材を設けた場合でも、そのシール部材によって第２光学素子ＬＳ２を動かしてしまったり、あるいは変形させてしまう可能性がある。また、ギャップＧ１３を十分に小さくして液体ＬＱの浸入を阻止しようとした場合、そのギャップＧ１３に液体ＬＱが入り込んでしまうと、ギャップＧ１３に液体ＬＱが溜まり、液体ＬＱが汚染したり、バクテリア（生菌）等が発生する不都合が生じる。液体ＬＱが汚染すると、液体ＬＱに接触する部材、例えば第１、第２光学素子ＬＳ１、ＬＳ２や第２ノズル部材２７２が汚染される可能性がある。また、第２光学素子ＬＳ２と第２ノズル部材２７２との間のギャップＧ１３を介して液体ＬＱが第２空間Ｋ２の外側の空間（例えば第２光学素子ＬＳ２の上側の空間）に漏出あるいは浸入してしまう不都合が発生する可能性もある。また、ギャップＧ１３に液体ＬＱが出入りすることで、第２空間Ｋ２に満たされた液体ＬＱ中に気泡が生成される可能性もある。

本実施形態においては、液体ＬＱは、第２光学素子ＬＳ２と第２ノズル部材２７２との間のギャップＧ１３等に浸入する前に、重力作用によって、排出口２５２より排出されるため、上述の不都合の発生を抑制することができる。

また、供給口２３２から第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給しているとき、ギャップＧ１３に液体ＬＱが浸入した場合でも、そのギャップＧ１３を形成する第２ノズル部材２７２の内側面２７２Ｔには回収口２４２が設けられているため、その液体ＬＱを回収口２４２を介して回収することができる。

また、排出口２５２から排出された液体ＬＱを捕集する捕集部材２５５を設けたことにより、例えば基板Ｐの露光中に吸引装置２５１や第２液体回収装置２４１を駆動しなくても、液体ＬＱを捕集することができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態について図３３を参照して説明する。以下の説明において、上述の第４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３３において、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１には切欠部２７８Ｂが形成されている。切欠部２７８Ｂは、平面視において「コ」字状に形成されている。第１光学素子ＬＳ１と第２ノズル部材２７２との間に形成された排出口２５２は、第１光学素子ＬＳ１の切欠部２７８Ｂを含んでいる。一方、第２ノズル部材２７２には切欠部は設けられていない。このように、切欠部を第１光学素子ＬＳ１のみに形成してもよい。

＜第６実施形態＞
第６実施形態について図３４を参照して説明する。図３４において、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１には切欠部２７８Ｂが形成されている。切欠部２７８Ｂは、平面視において、Ｖ溝状に形成されている。第１光学素子ＬＳ１と第２ノズル部材２７２との間に形成された排出口２５２は、第１光学素子ＬＳ１の切欠部２７８Ｂを含んでいる。一方、第２ノズル部材２７２には切欠部は設けられていない。このように、切欠部をＶ溝状に形成してもよい。また、切欠部としては、例えば円弧状など、任意の形状を採用することができる。

なお、第４〜第６実施形態において、切欠部を第２ノズル部材２７２のみに設け、第１光学素子ＬＳ１には切欠部を設けない構成とすることも可能である。また、第２ノズル部材２７２に切欠部を設ける場合、図３４に示したようなＶ溝状や、円弧状など、任意の形状の切欠部を設けることができる。また、第２ノズル部材２７２に貫通孔を設け、この貫通孔を介して第２空間Ｋ２の液体ＬＱ２を排出してもよい。

なお、第４〜第６実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１の外縁部及び第２ノズル部材２７２の少なくとも一方に切欠部を設けているが、切欠部を設けることなく、第１光学素子ＬＳ１と第２ノズル部材２７２との間の隙間を介して、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを排出するようにしてもよい。

＜第７実施形態＞
第７実施形態について図３５を参照して説明する。図３５において、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１の所定位置には、このフランジ部Ｆ１を貫通する貫通孔（排出流路）２５４が形成されており、この貫通孔２５４の上端部が、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを排出する排出口２５２となっている。このように、排出口２５２を、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２のうち露光光ＥＬが通過する所定領域ＡＲ２以外の領域に設けるようにしてもよい。

＜第８実施形態＞
第８実施形態について図３６を参照して説明する。図３６において、第２ノズル部材２７２の内側面２７２Ｔ（又は上面）の所定位置には、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを排出する排出口２５２が形成されている。このように、排出口２５２を、第２ノズル部材２７２の一部に設けるようにしてもよい。なおこの場合、第２ノズル部材２７２のうち、排出口２５２が形成されている面（領域）は、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２（所定領域ＡＲ２）とほぼ同じ高さ又は上面Ｔ２（所定領域ＡＲ２）よりも低く設けられていることが望ましい。

＜第９実施形態＞
第９実施形態について図３７を参照して説明する。本実施形態において、第１光学素子ＬＳ１は第１ノズル部材２７１によって支持されている。また、第１ノズル部材２７１は、第１空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすための供給口２１２及び回収口２２２を有しているとともに、第２空間Ｋ２を液体ＬＱで満たすための供給口２３２を有している。更に、本実施形態の第１ノズル部材２７１は、第２空間Ｋ２より排出された液体ＬＱを捕集する捕集部材としての機能を有している。

第１ノズル部材２７１には第１光学素子ＬＳ１を支持するための不図示の支持機構が設けられており、第１光学素子ＬＳ１のフランジ部Ｆ１は、第１ノズル部材２７１に設けられた支持機構で支持されている。第１ノズル部材２７１は、第１光学素子ＬＳ１を囲む枠部２７１Ｗを有しており、本実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１を支持する支持機構は、枠部２７１Ｗあるいは第１ノズル部材２７１の上面に設けられている。また、第１ノズル部材２７１の枠部２７１Ｗのうち、第２空間Ｋ２（所定領域ＡＲ２）に対して−Ｘ側には、第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給する供給口２３２が設けられている。一方、第１ノズル部材２７１の枠部２７１Ｗのうち、第２空間Ｋ２（所定領域ＡＲ２）に対して＋Ｘ側には、第２空間Ｋ２の液体ＬＱを排出する排出口２５２が設けられている。排出口２５２は、第１ノズル部材２７１の内部に形成された排出流路２５４を介して、捕集部２５５’に接続されている。排出口２５２から排出された液体ＬＱは捕集部２５５’に捕集される。捕集部２５５’に捕集された液体ＬＱは、吸引管２５３を介して吸引装置２５１に吸引回収される。

また、排出流路２５４は完全には液体ＬＱで満たされず、第２空間Ｋ２と外部空間（大気空間）とは排出流路２５４を介して連通されている。すなわち、第２空間Ｋ２は排出流路２５４を介して大気開放された状態となっている。これにより、第２空間Ｋ２の液体ＬＱは排出口２５２を介して円滑に排出される。なお図では、第１ノズル部材２７１の枠部２７１Ｗの上面と第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３との間にはギャップＧ１４が形成されているが、ギャップＧ１４にシール部材を設けてもよい。

このように、第２ノズル部材２７２を省略し、第１ノズル部材２７１によって第１光学素子ＬＳ１を支持するとともに、第１ノズル部材２７１に、第２空間Ｋ２に液体ＬＱを供給するための供給口２３２を設けることも可能である。そして、排出口２５２を、第１光学素子ＬＳ１と第１ノズル部材２７１（枠部２７１Ｗ）との間に設けることが可能である。このような構成とすることにより、露光装置ＥＸ全体のコンパクト化（省スペース化）を図ることができる。

なお、第４〜第９の実施形態においては、吸引装置２５１は、捕集部材２５５（捕集部２５５’）の液体ＬＱが所定量に達したとき、あるいは所定時間間隔毎、あるいは所定処理基板枚数毎に駆動されるように説明したが、初期満たし動作、及び第２空間Ｋ２の液体ＬＱの交換動作時において、第２液体供給装置２３１の液体供給動作と並行して、捕集部材２５５の液体ＬＱの吸引回収動作を行ってもよい。換言すれば、初期満たし動作時及び第２空間Ｋ２の液体ＬＱの交換動作時の少なくとも一方において、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給装置２３１の駆動と吸引装置２５１の駆動とを並行して行うことができる。

第４〜第９の実施形態においては、初期満たし動作時、あるいは第２空間Ｋ２の液体ＬＱの交換動作時などにおいては、第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１による液体供給動作、第２液体回収装置２４１による液体回収動作、及び吸引装置２５１による捕集部材２５５の液体吸引回収動作を必要に応じて適宜行い、基板Ｐに露光光ＥＬを照射している間においては、第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１による液体供給動作、第２液体回収装置２４１による液体回収動作、及び吸引装置２５１による捕集部材２５５の液体吸引回収動作を行わないようにしているが、第２液体供給装置２３１による液体供給動作、第２液体回収装置２４１による液体回収動作、及び吸引装置２５１による捕集部材２５５の液体吸引回収動作等に伴って発生する振動のレベルが許容レベル以下ならば、基板Ｐの露光中に第２液浸機構２０２の第２液体供給装置２３１、第２液体回収装置２４１、及び捕集部材２５５の少なくとも一部を適宜駆動してもよい。例えば、基板Ｐの露光中に、第２液体供給装置２３１による液体ＬＱの供給動作を継続して行ってもよい。第２液体供給装置２３１の液体供給動作が実行される場合には、第２液体供給装置２３１の液体供給動作と並行して、第２液体回収装置２４１と吸引装置２５１とが駆動される。こうすることにより、第２空間Ｋ２には、第２液体供給装置２３１より供給口２３２を介して常に清浄で温度管理された液体ＬＱが供給される。

なお、第４〜第９の実施形態において、供給口２３２、排出口２５２、及び回収口２４２の数及び配置は適宜変更可能である。例えば、排出口２５２を複数設けてもよいし、供給口２３２を複数設けてもよい。また、回収口２４２を排出口２５２とは離れた位置に設けてもよいし、第２空間Ｋ２を囲むように複数の所定位置のそれぞれに設けてもよい。

なお、上述の実施形態においては、捕集部材２５５の上部に開口部２５５Ｋが設けられ、吸引管２５３は開口部２５５Ｋに配置されているが、例えば捕集部材２５５の底部に吸引管２５３の他端部を接続するようにしてもよい。
なお、第１実施形態の凹部７５に、図２８に示すような回収管２４３及び第２液体回収装置２４１を設け、この回収管２４３及び第２液体回収装置２４１を介して、凹部７５に流出してきた第２液体ＬＱ２を排出するようにしてもよい。
また、第１実施形態の貫通孔６５の下部に配置された液体回収器６８に代えて、第４〜第９の実施形態で説明した捕集部材及び吸引装置を設けてもよい。
このように、各実施形態は、その構成の一部を他の実施形態と組み合わせたり、置き換えることが可能であることは言うまでもない。
上述の各実施形態においては、基板Ｐの露光中に第２液体ＬＱ２の供給及び回収を行わない構成について説明したが、第２液体ＬＱ２の供給及び回収に伴う振動が露光精度に影響を及ぼさない場合には、基板Ｐの露光中であっても第２液体ＬＱ２の供給及び回収を行ってもよい。

なお、上述の各実施形態においては、第１光学素子ＬＳ１は平行平面板であり、第１光学素子ＬＳ１の交換を行っても、投影光学系ＰＬの収差にほぼ影響を与えないようになっているが、第１光学素子ＬＳ１の交換を行っても投影光学系ＰＬの収差に影響を与えない程度であれば、第１光学素子ＬＳ１は曲率（屈折力）を有していてもよい。

なお、第４〜第９の実施形態においては、排出口２５２は、所定領域ＡＲ２の＋Ｘ側に配置されているが、所定領域ＡＲ２の＋Ｙ側、−Ｙ側に設けられてもよい。

なお、第４〜第９の実施形態では、回収口２４２の全体が第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２よりも高い位置にあるように説明したが、回収口２４２の上端が第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２より高い位置にあり、回収口２４２の下端が第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２より低い位置にあるようにしてもよい。こうすることにより、液体ＬＱを円滑に回収できるため、好ましい。

なお、第４〜第９の実施形態においては、ノズル部材（第１、第２ノズル部材）はほぼ環状（円環状）であったが、例えば矩形状など、任意の形状を採用することができる。同様に、多孔部材も、平面視環状に限らず、平面視矩形状であってもよい。また、各本実施形態における第１液体供給機構及び第２液体供給機構は、液体の温度をそれぞれ独立して調整することも可能である。

上記各本実施形態における液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱは純水により構成されている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジストや光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。

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

なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数ＮＡが０．９〜１．３になることもある。このように投影光学系の開口数ＮＡが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像性能が悪化することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク（レチクル）のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク（レチクル）のパターンからは、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが１．０を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイポール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。特に、直線偏光照明法とダイポール照明法との組み合わせは、ライン・アンド・スペースパターンの周期方向が所定の一方向に限られている場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集している場合に有効である。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ４５ｎｍ程度のパターン）を、直線偏光照明法とダイポール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイポールを形成する二光束の外接円で規定される照明σの値を０．９５、その瞳面における各光束の半径を０．１２５σ、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．２とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を１５０ｎｍ程度増加させることができる。

また、直線偏光照明と小σ照明法（照明系の開口数ＮＡｉと投影光学系の開口数ＮＡｐとの比を示すσ値が０．４以下となる照明法）との組み合わせも有効である。

また、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン（例えば２５〜５０ｎｍ程度のライン・アンド・スペース）を基板Ｐ上に露光するような場合、マスクＭの構造（例えばパターンの微細度やクロムの厚み）によっては、Wave guide効果によりマスクＭが偏光板として作用し、コントラストを低下させるＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光が多くマスクＭから射出されるようになる。この場合、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクＭを照明しても、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。

また、マスクＭ上の極微細なライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合、Wire Grid効果によりＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）がＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）よりも大きくなる可能性もあるが、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、２５ｎｍより大きいライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合には、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光がＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりも多くマスクＭから射出されるので、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。

更に、マスク（レチクル）のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク（レチクル）のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在（周期方向が異なるライン・アンド・スペースパターンが混在）する場合には、同じく特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ６３ｎｍ程度のパターン）を、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法（輪帯比３／４）とを併用して照明する場合、照明σの値を０．９５、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．００とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を２５０ｎｍ程度増加させることができ、ハーフピッチ５５ｎｍ程度のパターンで投影光学系の開口数ＮＡ＝１．２では、焦点深度を１００ｎｍ程度増加させることができる。

更に、上述の各種照明法に加えて、例えば特開平４−２７７６１２号公報や特開２００１−３４５２４５号公報に開示されている累進焦点露光法や、多波長（例えば二波長）の露光光を用いて累進焦点露光法と同様の効果を得る多波長露光法を適用することも有効である。

上記各実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に光学素子ＬＳ１が取り付けられており、この光学素子により投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。なお、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ＥＬを透過可能な平行平面板であってもよい。

なお、液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱの流れによって生じる投影光学系ＰＬの先端の光学素子と基板Ｐとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。

なお、上記各実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間は液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱで満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱを満たす構成であってもよい。

なお、上記各実施形態の液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ_２レーザである場合、このＦ_２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱとしてはＦ_２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。

また、液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。更に、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で光学素子ＬＳ１を形成してもよい。

また、液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱとして、水と水以外の液体とを混合させ、その混合比を制御して、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱを介した結像特性を制御するようにしてもよい。

なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、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。

また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。

また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。

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）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、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。

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

基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。

各ステージＰＳＴ、ＭＳＴの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＰＳＴ、ＭＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＰＳＴ、ＭＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側に設ければよい。

基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP 5,528,118）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（USP 5,874,820）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

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

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図３８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する処理を含むステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

Claims (39)

1. 投影光学系を介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
   前記投影光学系は、該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い第２光学素子とを有し、
   前記第２光学素子の下面よりも高い位置に設けられ、前記第１光学素子の上面と前記第２光学素子の下面との間の空間に満たされた液体を回収する回収口を備えた露光装置。
2. 前記第２光学素子の側面を囲むように設けられたノズル部材を有し、
   前記回収口は前記ノズル部材のうち前記側面に対向する位置に設けられている請求項１記載の露光装置。
3. 前記空間に液体を供給する供給口を備え、
   前記供給口は前記ノズル部材に設けられている請求項２記載の露光装置。
4. 前記ノズル部材は、前記第１光学素子を真空吸着保持する保持部を有する請求項２又は３記載の露光装置。
5. 前記ノズル部材は、前記第１光学素子の上面のうち前記露光光が通過する領域とは異なる領域に対向する下面を有し、前記保持部は前記ノズル部材の下面に設けられている請求項４記載の露光装置。
6. 前記空間とその外側の空間との間の液体の流通を抑制する抑制機構を備えた請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。
7. 前記第２光学素子は、ノズル部材の上面と対向する第１面を有し、前記シール部材は前記ノズル部材の上面と前記第１面との間に設けられている請求項６記載の露光装置。
8. 前記ノズル部材の上面のうち前記シール部材の外側には、前記空間より流出した液体を保持するための凹部が設けられている請求項７記載の露光装置。
9. 前記空間から液体が流出したか否かを検出する検出器を備えた請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
10. 前記検出器はノズル部材の上面に設けられている請求項９記載の露光装置。
11. 前記検出器は光ファイバを含む請求項９又は１０記載の露光装置。
12. 前記第１光学素子を保持する保持部材を有し、
    前記保持部材には、前記空間の液体を排出するための孔が形成されている請求項１〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
13. 前記保持部材は前記第１光学素子の上面よりも低い第２面を有し、前記孔は前記第２面に設けられている請求項１２記載の露光装置。
14. 前記孔より液体を排出するときに前記空間に気体を供給する気体供給系を備えた請求項１２又は１３記載の露光装置。
15. 投影光学系を介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
    前記投影光学系は、該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い第２光学素子とを有し、
    前記第２光学素子を囲むように環状に設けられ、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に液体の液浸領域を形成するための液体供給口及び液体回収口のうち少なくともいずれか一方を有するノズル部材を備え、
    前記ノズル部材は、前記第１光学素子を真空吸着保持する保持部を備えた露光装置。
16. 投影光学系を介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
    前記投影光学系は、該投影光学系の像面に最も近い第１光学素子と、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い第２光学素子とを有し、
    前記第１光学素子と前記第２光学素子との間の空間に液体の液浸領域を形成する液浸機構と、
    前記空間から液体が流出したか否かを検出する検出器とを備えた露光装置。
17. 前記検出器は、光ファイバを含む請求項１６記載の露光装置。
18. 投影光学系を介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
    前記投影光学系を構成する複数の光学素子のうち所定の光学素子の上面に液体の液浸領域を形成する液浸機構を備え、
    前記所定の光学素子を保持する保持部材には、前記液浸領域の液体を排出するための排出口が設けられている露光装置。
19. 前記保持部材は、前記投影光学系の像面に最も近い位置に配置された光学素子を保持する請求項１８記載の露光装置。
20. 前記排出口は前記所定の光学素子の上面よりも低い位置に設けられている請求項１８又は１９記載の露光装置。
21. 前記排出口より液体を排出するときに、前記所定の光学素子の上面に気体を供給する気体供給系を備えた請求項１８〜２０のいずれか一項記載の露光装置。
22. 前記液浸機構は、前記所定の光学素子の上面に液体を供給する供給口及び液体を回収する回収口のうち少なくともいずれか一方を有し、
    前記気体供給系は、前記供給口及び前記回収口のうち少なくともいずれか一方から気体を供給する請求項２１記載の露光装置。
23. 前記気体供給系は、前記保持部材に設けられた気体吹出口を含む請求項２１又は２２記載の露光装置。
24. 第１光学素子を介して基板に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
    前記第１光学素子の上面のうち、前記露光光が通過する所定領域が液浸領域となるように、前記第１光学素子の上面側に液体を供給する供給口と、
    前記第１光学素子の外周部を支持する支持部を有し、前記第１光学素子を囲む枠部材と、
    前記第１光学素子と前記枠部材との少なくとも一方に設けられ、前記第１光学素子の上面側に供給された液体を排出する排出口とを備えた露光装置。
25. 前記排出口は、前記第１光学素子と前記枠部材との間に形成される請求項２４記載の露光装置。
26. 前記排出口は、前記第１光学素子の外縁部及び前記枠部材の内縁部の少なくとも一方に設けられた切欠部を有する請求項２５記載の露光装置。
27. 前記供給口は、前記所定領域の外側に設けられている請求項２４〜２６のいずれか一項記載の露光装置。
28. 前記排出口は、前記所定領域を挟んで前記供給口から離れた位置に設けられている請求項２４〜２７のいずれか一項記載の露光装置。
29. 前記排出口から排出された液体を捕集する捕集部材を有する請求項２５〜２８のいずれか一項記載の露光装置。
30. 前記捕集部材に捕集された液体を吸引回収する吸引装置を備えた請求項２９記載の露光装置。
31. 前記所定領域よりも高い位置に設けられ、前記液体を回収する回収口を有する請求項２４〜３０のいずれか一項記載の露光装置。
32. 前記回収口は、前記排出口の近傍に設けられている請求項３１記載の露光装置。
33. 前記回収口は、前記所定領域を挟んで前記供給口と対向する位置に設けられている請求項３１又は３２記載の露光装置。
34. 前記第１光学素子の上面に対向する下面を有する第２光学素子を有し、
    前記液体は、前記第１光学素子の上面と前記第２光学素子の下面との間に保持される請求項２４〜３３のいずれか一項記載の露光装置。
35. 前記露光光が通過する投影光学系を有し、
    前記第１光学素子は、前記投影光学系の像面に最も近い位置に設けられ、
    前記第２光学素子は、前記第１光学素子に次いで前記像面に近い位置に設けられる請求項３４記載の露光装置。
36. 請求項１〜請求項３５のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
37. 前記排出口は、前記第１光学素子の外縁部又は前記枠部材のいずれかに形成される請求項２４記載の露光装置。
38. 前記排出口は、前記第１光学素子の外縁部に形成された切欠部と、前記枠部材の内縁部との間に形成される請求項２５記載の露光装置。
39. 前記排出口は、前記第１光学素子の外縁部と、前記枠部材の内縁部に形成された切欠部との間に形成される請求項２５記載の露光装置。

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