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CN101069265A - 曝光装置、曝光方法以及器件制造方法 - Google Patents

曝光装置、曝光方法以及器件制造方法 Download PDF

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CN101069265A
CN101069265A CNA2005800412693A CN200580041269A CN101069265A CN 101069265 A CN101069265 A CN 101069265A CN A2005800412693 A CNA2005800412693 A CN A2005800412693A CN 200580041269 A CN200580041269 A CN 200580041269A CN 101069265 A CN101069265 A CN 101069265A
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Abstract

本发明提供一种曝光装置(EX)，经由投影光学系统(PL)向衬底(W)照射曝光用光(EL)而使衬底(W)曝光。投影光学系统(PL)具有最靠近该投影光学系统(PL)的像面的第1光学元件(LS1)、次于第1光学元件(LS1)地靠近上述像面的第2光学元件(LS2)。曝光装置(EX)具备：浸液机构(2)，向第2光学元件(LS2)的底面(T3)侧的第1空间(K1)内填充液体(LQ)；气体置换装置(3)，向第2光学元件(LS2)的顶面(T4)侧的第2空间(K2)内填充气体；以及调整机构，调整第1空间(K1)的液体(LQ)的压力与第2空间(K2)的气体压力的压力差。

Description

曝光装置、曝光方法以及器件制造方法
技术领域
本发明涉及经由投影光学系统使衬底曝光的曝光装置、曝光方法以及器件制造方法。
本申请基于2004年12月2日提出的日本特愿2004-349729号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
在作为半导体器件或液晶显示器件等微型器件的制造工序之一的光刻工序中，使用将形成于掩模上的图案曝光到感光性的衬底上的曝光装置。该曝光装置具有支承掩模的掩模载台和支承衬底的衬底载台，边依次移动掩模载台以及衬底载台，边经由投影光学系统将掩模的图案曝光于衬底上。
在微型器件的制造中，为了达到器件的高密度化，要求在衬底上形成的图案微细化。为了应对该要求，希望曝光装置具有更高的分辨率。
作为实现高分辨率的方法之一，人们提出了如下述专利文献1所公开的那样，用液体填充投影光学系统与衬底的间隙来形成浸液区域，并经由该浸液区域的液体进行曝光处理的浸液曝光装置的方案。
专利文献1：国际公开第99/49504号小册子
在浸液曝光装置中，虽然用液体填充曝光用光的光路空间中的特定空间，其他的空间用气体填充，但液体或气体的力(压力)可能会使配置于光路空间的光学元件产生些许变形或变动。若光学元件发生变动或者变形，则有可能会造成曝光精度或计测精度的恶化。
发明内容
本发明就是鉴于以上情况而提出的，其目的在于能够提供一种能良好地维持曝光精度的曝光装置、曝光方法以及器件制造方法。
根据本发明的第1方案，提供一种曝光装置，其经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使衬底曝光，其特征在于：投影光学系统具有最靠近该投影光学系统的像面的第1光学元件、和次于第1光学元件地靠近像面的第2光学元件，第2光学元件具有与第1光学元件相对的第1面和该第1面相反侧的第2面，具备：浸液机构，其将液体填充于第2光学元件的第1面侧的第1空间；气体供应机构，其将气体填充于第2光学元件的第2面侧的第2空间；以及调整机构，其调整第1空间的液体压力与第2空间的气体压力的压力差。
根据本发明的第1方案，由于调整机构调整第1空间的液体压力与第2空间的气体压力的压力差，所以可以抑制由液体压力或气体压力导致第2光学元件变形或变动的不良情况的产生。所以，可以良好地维持曝光精度或计测精度。
根据本发明的第2方案，可以提供使用上述方案的曝光装置的器件制造方法。
根据本发明的第2方案，可以使用抑制了曝光精度恶化的曝光装置来提供具有所需性能的器件。
根据本发明的第3方案，提供一种曝光方法，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使衬底曝光，其中，投影光学系统具有：最靠近该投影光学系统的像面的第1光学元件、和次于第1光学元件地靠近像面的第2光学元件，第2光学元件具有：与第1光学元件相对的第1面和该第1面相反侧的第2面，调整填充于上述第2光学元件的第1面侧的第1空间内的液体的压力与填充于上述第2光学元件的第2面侧的第2空间内的气体的压力的压力差。
根据本发明的第3方案，通过调整第1空间的液体压力与第2空间的气体压力的压力差，可以抑制由液体的压力或气体的压力导致第2光学元件变形或变动的不良情况的产生。所以，可以良好地维持曝光精度或计测精度。
根据本发明的第4方案，提供一种使用上述方案的曝光方法的器件制造方法。
根据本发明的第4方案，可以提供一种器件，其可抑制曝光精度或计测精度的恶化，并具有所需的性能。
根据本发明，可以在良好地维持曝光精度或计测精度的同时对衬底进行曝光，并可以制造具有所需性能的器件。
附图说明
图1是表示曝光装置的一实施方式的概略构成图。
图2是曝光装置的主要部位的放大剖视图。
图3是表示检测液体的泄漏的检测器的另一例子的图。
图4是表示检测第1空间的液体压力的第1检测器的另一例子的图。
图5是表示曝光方法的一实施方式的流程图。
图6是用于说明液体发生压力变动的情况的图。
图7是用于说明施加在光学元件上的力的示意图。
图8是表示微型器件的制造工序的一个例子的流程图。
符号说明：1...第1浸液机构；2…第2浸液机构；3…气体置换装置(气体供应机构)；71...第1喷嘴构件；72...第2喷嘴构件；101…第1检测器；102…第2检测器；CONT…控制装置(调整机构)；EL…曝光用光；EX…曝光装置；G…气体；K1…第1空间；K2…第2空间；LC…成像特性调整装置；LQ…液体；LS1…第1光学元件；LS2…第2光学元件；MRY…存储装置；PL…投影光学系统；T3…底面(第1面)；T4…顶面(第2面)；W…衬底
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不局限于此。
图1是表示一实施方式的曝光装置EX的概略构成图。图1中，曝光装置EX具备：掩模载台MST，其保持掩模M并可以移动；衬底载台PST，其保持衬底W并可以移动；照明光学系统IL，其用曝光用光对保持在掩模载台MST上的掩模进行照明；投影光学系统PL，其将被曝光用光EL照明了的掩模M的图案像投影到衬底载台PST所保持的衬底W上；以及控制装置CONT，其统一控制曝光装置EX整体的动作。投影光学系统PL包括多个光学元件LS1～LS7。在构成投影光学系统PL的多个光学元件LS1～LS7中，最靠近投影光学系统PL的像面的第1光学元件LS1，被保持在保持构件(透镜单元)60上，第1光学元件LS1以外的多个光学元件LS2～LS7被保持在镜筒PK上。此外，在控制装置CONT上，连接有存储关于曝光处理的各种信息的存储装置MRY。
本实施方式的曝光装置EX是实际上缩短曝光波长来提高分辨率、并且为了实际上增大焦深而应用了浸液法的浸液曝光装置，其具备第1浸液机构1，该第1浸液机构1将液体LQ填充于构成投影光学系统PL的多个光学元件LS1～LS7中最靠近投影光学系统PL的像面的第1光学元件LS1的底面T1与衬底W间的空间K0。衬底W设置在投影光学系统PL的像面侧，第1光学元件LS1具有与衬底W的表面相对的底面T1和该底面T1相反侧的顶面T2。衬底W的表面配置为与第1光学元件LS1的底面T1相对。第1浸液机构1在衬底W(衬底载台PST)的上方具备：环状的第1喷嘴构件71，其被设置为包围第1光学元件LS1的侧面；第1液体供应机构10，其通过设置在第1喷嘴构件71上的供应口12将液体LQ供应到第1光学元件LS1的底面T1与衬底W之间的空间K0；和第1液体回收机构20，其通过设置在第1喷嘴构件71上的回收口22回收空间K0的液体LQ。第1浸液机构1的动作由CONT进行控制。
此外，曝光装置EX具备：向第1光学元件LS1与次于第1光学元件LS1地靠近投影光学系统PL的像面的第2光学元件LS2之间的空间K1填充液体LQ的第2浸液机构2。第2光学元件LS2配置在第1光学元件LS1的上方，第2光学元件LS2具有：与第1光学元件LS1的顶面T2相对的底面T3和该底面T3相反侧的顶面T4。第2浸液机构2在第1光学元件LS1的上方具备：环状的第2喷嘴构件72，其被设置为包围第2光学元件LS2的侧面；第2液体供应机构30，其通过设置在第2喷嘴构件72上的供应口32，将液体LQ供应到第2光学元件LS2的底面T3与第1光学元件LS1的顶面T2之间的空间K1；和第2液体回收机构40，其通过设置在第2喷嘴构件72上的回收口42回收空间K1的液体LQ。第2浸液机构2的动作由CONT进行控制。
此外，曝光装置EX具备用规定的气体G填充镜筒PK的内侧的空间K2的气体置换装置(气体供应机构)3。空间K2是由镜筒PK的内壁、第2光学元件LS2的顶面T4、光学元件LS7的底面包围而成的空间。在该空间内配置有其他的光学元件LS3～LS6，各光学元件间的空间的气体相互流通。此外，第2光学元件LS2以及光学元件LS7构成为，可抑制气体与镜筒PK的外侧的气氛流通。气体置换装置3具备：与空间K2连接，对空间K2供应气体G的供应管3A；和回收空间K2的气体G的回收管3B。镜筒PK的内侧的空间被大致密闭，气体置换装置3将空间K2维持在规定的气体环境。本实施方式中，气体置换装置3用氮气等惰性气体填充空间K2。气体置换装置3的动作是利用控制装置CONT进行控制的。
这里，在下面的说明中，适宜地将第1光学元件LS1的底面T1与衬底W的表面间的空间K0称为“像面侧空间K0”，适宜地将第1光学元件LS1的顶面T2与第2光学元件LS2的底面T3间的空间K1称为“第1空间K1”，适宜地将作为镜筒PK的内侧的空间的、第2光学元件LS2的顶面T4侧的空间K2称为“第2空间K2”。
在本实施方式中，第1光学元件LS1与衬底W间的像面侧空间K0、第1光学元件LS1的顶面T2与第2光学元件LS2的底面T3间的第1空间K1、和第2光学元件LS2的顶面T4侧的第2空间K2均为独立的空间。而且，抑制了液体LQ从像面侧空间K0以及第1空间K1中的一个向另一个的流入以及流出，并且还分别抑制了第2空间K2的气体G向第1空间K1的流入以及第1空间K1的液体LQ向第2空间K2的流入。
控制装置CONT可以分别相互独立地进行第1浸液机构1对像面侧空间K0的液体LQ的供应动作以及回收动作；第2浸液机构2对第1空间K1的液体LQ的供应动作以及回收动作；和气体置换装置3对第2空间K2的气体G的供应动作以及回收动作。
此外，控制装置CONT，通过对经由第2浸液机构2的供应口32对第1空间K1供应的液体LQ的每单位时间的供应量、以及经由回收口42从第1空间K1回收的液体LQ的每单位时间的回收量进行控制，可以对第2光学元件LS2的底面T3侧的第1空间K1的液体LQ的压力P1进行调整。
此外，控制装置CONT，通过对经由气体置换装置3的供应管3A对第2空间K2供应的气体G的每单位时间的供应量、以及经由回收管3B从第2空间K2回收的气体G的每单位时间的回收量进行控制，可以调整第2光学元件LS2的顶面T4侧的第2空间K2的气体G的压力P2。
控制装置CONT，通过使用第2浸液机构2来调整第1空间K1的液体LQ的压力P1，并使用气体置换装置3来调整第2空间K2的气体G的压力P2，可以调整第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2间的压力差ΔP。
曝光装置EX，至少在将掩模M的图案像转印到衬底W上的期间，使用第1浸液机构1，将液体LQ填充于第1光学元件LS1与配置在其像面侧的衬底W之间而形成第1浸液区域LR1，并且使用第2浸液机构2，将液体LQ填充于第1光学元件LS1与第2光学元件LS2之间而形成第2浸液区域LR2。在本实施方式中，曝光装置EX采用局部浸液方式，在包括投影光学系统PL的投影区域AR1的衬底W上的一部分上，局部地形成比投影区域AR1大且比衬底W小的第1浸液区域LR1。此外，在本实施方式中，曝光装置EX，在第1光学元件LS1的顶面T2中的、包括曝光用光EL通过的区域AR2的区域上，形成液体LQ的第2浸液区域LR2。曝光装置EX，使通过了掩模M的曝光用光EL经由投影光学系统PL、第2浸液区域LR2的液体LQ、以及第1浸液区域LR1的液体LQ，照射到衬底W上，由此将掩模M的图案投影曝光到衬底W上。
此外，本实施方式中，有时以第1浸液区域LR1形成在衬底P上来进行说明，但是，在投影光学系统PL的像面侧，也可能形成在配置于与第1光学元件LS1相对的位置的物体上，例如在衬底载台PST的顶面等。
在本实施方式中，是以使用扫描型曝光装置(所谓扫描步进机)作为曝光装置EL的情况为例进行说明的。该扫描型曝光装置一边使掩模M和衬底W在扫描方向上同步移动，一边将形成在掩模M上的图案曝光于衬底W上。在下面的说明中，将与投影光学装置PL的光轴AX一致的方向设为Z轴方向，将在与Z轴方向垂直的平面内掩模M和衬底W同步移动的方向(扫描方向)设为X轴方向，将与Z轴方向以及与X轴垂直的方向(非扫描方向)设为Y轴方向。此外，将绕X轴、Y轴、及Z轴的旋转(倾斜)方向分别设为θX、θY、θZ方向。
照明光学系统IL具有：射出曝光用光EL的曝光用光源、将从曝光用光源射出的曝光用光EL的照度均匀化的光学积分器、将来自光学积分器的曝光用光EL聚光的聚光透镜、中继透镜系统、以及设定曝光用光EL在掩模M上的照明区域的视野光阑等。掩模M上的规定照明区域由照明光学系统IL以均匀照度分布的曝光用光EL来照明。作为从曝光用光源射出的曝光用光EL，采用例如从水银灯射出的辉线(g线、h线、i线)以及KrF受激准分子激光(波长248nm)等深紫外光(DUV光)，或ArF受激准分子激光(波长193nm)以及F2激光(波长157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本实施方式中，采用ArF受激准分子激光。
在本实施方式中，采用纯水作为由第1液体供应机构10供应的液体LQ以及由第2液体供应机构30供应的液体LQ。即，在本实施方式中，像面侧空间K0的液体LQ和第1空间K1的液体LQ为同一液体。纯水不仅可以透射ArF受激准分子激光，也可以透射例如从水银灯射出的辉线(g线、h线、i线)以及KrF受激准分子激光(波长248nm)等深紫外光(DUV光)。
掩模载台MST保持掩模M并可以移动。掩模载台MST利用真空吸附(或静电吸附)来保持掩模M。掩模载台MST在由控制装置CONT控制的包括线性马达等的掩模载台驱动装置MSTD的驱动下，在保持掩模M的状态下，可以在与投影光学系统PL的光轴AX垂直的平面内，即XY平面内进行二维移动以及在θZ方向上微小地旋转。掩模载台MST可以沿X轴方向以指定的速度移动，且具有X轴方向的移动行程，该移动行程是掩模M的整个面至少可横切投影光学系统PL的光轴AX的行程。
在掩模载台MST上设置有移动镜51。此外，在与移动镜51相对的位置上设置有激光干涉仪52。掩模载台MST上的掩模M的二维方向的位置、以及θZ方向的旋转角(视情形也包括θX、θY方向的旋转角)利用激光干涉仪52实时计测。激光干涉仪52的计测结果被输出到控制装置CONT。控制装置CONT，基于激光干涉仪52的计测结果来驱动掩模载台驱动装置MSTD，进行保持在掩模载台MST上的掩模M的位置控制。
投影光学系统PL，以规定的投影倍率β将掩模M的图案投影曝光到衬底W上，由多个光学元件LS1～LS7构成。保持第1光学元件LS1的保持构件(透镜单元)60与第2浸液机构2的第2喷嘴构件72连接。第2喷嘴构件72与镜筒PK的下端部连接，本实施方式中，第2喷嘴构件72与镜筒PK大致一体。换言之，第2喷嘴构件72构成镜筒PK的一部分。此外，也可以将第2喷嘴构件72形成为与镜筒PK独立的构件，且用与镜筒PK分立的规定支承机构来支承第2喷嘴构件72。此外，镜筒PK也可以是组合多个分割镜筒(子镜筒)的结构。在本实施方式中，投影光学系统PL是投影倍率β为例如1/4、1/5、或1/8的缩小系统。此外，投影光学系统PL也可以是等倍系统以及放大系统中的任一者。
如上所述，在镜筒PK的内侧的空间中的、第2光学元件LS2的顶面T4侧的第2空间K2中，利用气体置换装置3填充了氮等惰性气体。此外，第2空间K2也可由氦气、氩气、干燥空气等填充。使用真空紫外光作为曝光用光EL时，如果在作为曝光用光EL通过的空间的光路空间内存在氧分子、水分子、二氧化碳分子、有机物等吸光物质，该吸光物质是对这样的波长段的光具备较强的吸收特性的物质，则曝光用光EL因被吸光物质吸收而无法以足够的光强度到达衬底W上。所以，通过使曝光用光EL通过的镜筒PK的内侧的第2空间K2为大致密闭的，来截断来自于外部的吸光物质的流入，并使该空间被惰性气体填充，可以使曝光用光EL以足够的光强度到达衬底W上。
此外，在投影光学系统PL上，设置有例如日本特开昭60-78454号公报或日本特开平11-195602号公报所公开的成像特性调整装置LC。成像特性调整装置LC，通过驱动构成投影光学系统PL的多个光学元件LS1～LS7中的特定光学元件，可以对投影光学PL的像面位置等成像特性进行调整。
衬底载台PST可以移动保持衬底W的衬底夹具PH。衬底夹具PH利用例如真空吸附等来保持衬底W。在衬底载台PST上设置有凹部55，用于保持衬底W的衬底夹具PH配置于凹部55。而且，衬底载台PST中凹部55以外的顶面56，形成为与衬底夹具PH上保持的衬底W的表面大致为同一高度(同一面)的平坦面(平坦部)。衬底载台PST，利用由控制装置CONT控制的包括线性马达等的衬底载台驱动装置PSTD的驱动，在利用衬底夹具PH保持衬底W的状态下，在底板BP上，可以在XY平面内进行二维移动以及在θZ方向上微小地旋转。而且，衬底载台PST，也可在Z轴方向、θX方向、以及θY方向上移动。
在衬底载台PST的侧面设置有移动镜53。此外，在与移动镜53相对的位置上设置有激光干涉仪54。衬底载台PST上的衬底W的二维方向的位置、以及旋转角均由激光干涉仪54实时进行计测。此外，虽未图示，但曝光装置EX具备聚焦调平检测系统，用以检测由衬底载台PST支承的衬底W的表面的位置信息。作为聚焦调平检测系统，可以采用从倾斜方向将检测光照射到衬底W的表面上的斜入射方式，或者采用使用了静电电容型传感器的方式等。聚焦调平检测系统，隔着液体LQ、或不隔着液体LQ来检测衬底W的表面的Z轴方向的位置信息、以及衬底W的θX以及θY方向的倾斜信息。
激光干涉仪54的计测结果被输出到控制装置CONT。聚焦调平检测系统的检测结果也被输出到控制装置CONT。控制装置CONT基于聚焦调平检测系统的检测结果，驱动衬底载台驱动装置PSTD，并控制衬底W的聚焦位置以及倾斜角而使衬底W的表面以自动聚焦方式、以及自动调平方式与投影光学系统PL的像面一致，并且基于激光干涉仪54的计测结果，来对衬底W的X轴方向以及Y轴方向的位置进行控制。
下面，对第1浸液机构1以及第2浸液机构2进行说明。第1浸液机构1的第1液体供应机构10，用于将液体LQ供应到投影光学系统PL的第1光学元件LS1与衬底W间的像面侧空间K0内，具备可以送出液体LQ的第1液体供应部11和其一端部连接在第1液体供应部11上的第1供应管13。第1供应管13的另一端部与第1喷嘴构件71连接。第1液体供应部11，具备收容液体LQ的储液罐、加压泵、调整所供应的液体LQ的温度的温控装置、以及除去液体LQ中的异物(包括气泡)的过滤组件等。第1液体供应部11的动作由控制装置CONT进行控制。此外，曝光装置EX的第1液体供应机构10也可以无需具备储液罐、加压泵、温控装置、过滤组件等的所有装置，而用设置了曝光装置EX的工厂等的设备来代替它们中的至少一部分。
第1浸液机构1的第1液体回收机构20，用于回收第1光学元件LS1的底面T1侧的液体LQ，具备可以回收液体LQ的第1液体回收部21和其一端部连接于第1液体回收部21上的第1回收管23。第1回收管23的另一端部与第1喷嘴构件71连接。第1液体回收部21具备：例如真空泵等真空系统(抽吸装置)、分离所回收的液体LQ和气体的气液分离器、以及收容已回收的液体LQ的储液罐等。第1液体回收部21的动作由控制装置CONT进行控制。此外，曝光装置EX的第1液体回收机构20也可以无需具备真空系统、气液分离器、储液罐等的全部，而用设置了曝光装置EX的工厂等的设备来代替它们中的至少一部分。
第2浸液机构2的第2液体供应机构30，用于将液体LQ供应到投影光学系统PL的第2光学元件LS2与第1光学元件LS1之间的第1空间K1内，具备可以送出液体LQ的第2液体供应部31和其一端部连接在第2液体供应部31上的第2供应管33。第2供应管33的另一端部与第2喷嘴构件72连接。第2液体供应部31，具备收容液体LQ的储液罐、加压泵、调整供应液体LQ的温度的温控装置、以及除去液体LQ中的异物(包括气泡)的过滤组件等。第2液体供应部31的动作由控制装置CONT进行控制。此外，曝光装置EX的第1液体供应机构30也可以无需具备储液罐、加压泵、温控装置、过滤组件等的全部，而用设置了曝光装置EX的工厂等的设备来代替它们中的至少一部分。
第2浸液机构2的第2液体回收机构40，用于回收投影光学系统PL的第2光学元件LS2与第1光学元件LS1间的第1空间K1的液体LQ，具备可以回收液体LQ的第2液体回收部41和其一端部连接于第2液体回收部41上的第2回收管43。第2回收管43的另一端部与第2喷嘴构件72连接。第2液体回收部41具备：例如真空泵等真空系统(抽吸装置)、分离所回收的液体LQ和气体的气液分离器、以及收容已回收的液体LQ的储液罐等。第2液体回收部41的动作由控制装置CONT进行控制。此外，曝光装置EX的第2液体回收机构40也可以无需具备真空系统、气液分离器、储液罐等的全部，而用设置了曝光装置EX的工厂等的设备来代替它们中的至少一部分。
图2是表示第1、第2光学元件LS1、LS2附近的侧剖视图。第1光学元件LS1是可以透射曝光用光EL的无光焦度的平行平面板，并且底面T1与顶面T2平行。此外，投影光学系统PL包括第1光学元件LS1，像差等成像特性被控制在规定的容许范围内。顶面T2的外径大于底面T1的外径，第1光学元件LS1具有凸缘部F1。而且第1光学元件LS1的凸缘部F1由保持构件(透镜单元)60保持。由保持构件60保持的第1光学元件LS1的底面T1以及顶面T2与XY平面大致平行。由于由衬底载台PST支承的衬底W的表面与XY平面大致平行，所以底面T1以及顶面T2与由衬底载台PST支承的衬底W的表面大致平行。
保持第1光学元件LS1的保持构件60与第2喷嘴构件72连接。保持构件60和第2喷嘴构件72通过多个螺栓61相互连接。此外，通过解除利用螺栓61的连接，第1光学元件LS1可以解除由保持构件60进行的保持。即，第1光学元件LS1被设为可以容易地拆卸(可以更换)。由于第1光学元件LS1的底面T1侧的液体LQ与衬底W接触，所以与该液体LQ接触的第1光学元件LS1受污染的可能性较高，但是，由于第1光学元件LS1可以容易地更换，所以，只需将受了污染的第1光学元件LS1更换为新的(洁净的元件)，就可以良好地进行经由具备洁净的第1光学元件LS1的投影光学系统PL以及液体LQ进行的曝光以及计测。
此外，在第2喷嘴构件72的底面72K与保持构件60的顶面60J之间配置有间隔构件62。第2喷嘴构件72的底面72K，与第1光学元件LS1的顶面T2中的与曝光用光EL通过的区域不同的区域相对。间隔构件62是由对应于螺栓61的垫片构件构成的，具有作为调整第2喷嘴构件72(镜筒PK)与保持构件60的位置关系、进而调整保持在镜筒PK上的第2光学元件LS2与保持在保持构件60上的第1光学元件LS1的位置关系的调整机构的功能。这里，第2光学元件LS2与第1光学元件LS1的位置关系，包括第2光学元件LS2的底面T3与第1光学元件LS1的顶面T2的相对距离或相对倾斜。间隔构件62以与保持构件60的顶面60J接触的方式被支承，且以规定角度间隔配置。位置关系的调整，可以通过适宜地改变使用的间隔构件62的厚度，或适宜地改变间隔构件62的层叠数来进行调整。而且，在第2喷嘴构件72的底面72K与保持构件60的顶面60J之间配置有间隔构件62的状态下，第2喷嘴构件72和保持构件60由螺栓61固定。
第2光学元件LS2是具有光焦度(透镜作用)的光学元件，第2光学元件LS2的底面T3呈平面状，顶面T4朝向物体面侧(掩模M侧)形成为凸起形状，具有正光焦度。顶面T4的外径比底面T3的外径大，且第2光学元件LS2具有凸缘面F2。而且，第2光学元件LS2的凸缘面F2的边缘部，由镜筒PK的下端部所设有的支承部58所支承。第2光学元件LS2(以及光学元件LS3～LS7)为保持在镜筒PK上的结构。
支承在支承部58上的第2光学元件LS2的底面T3与保持在保持构件60上的第1光学元件LS1的顶面T2大致平行。此外，如上所述，由于第2光学元件LS2的顶面T4具有正光焦度，所以降低了入射到顶面T4的光(曝光用光EL)的反射损耗，进而可以确保较大的像侧数值孔径。此外，具有光焦度(透镜作用)的第2光学元件LS2，在已被良好地定位的状态下支承在镜筒PK的支承部58上。此外，本实施方式中，与第1光学元件LS1相对的第2光学元件LS2的底面T3的外径，形成得小于第1光学元件LS1的顶面T2的外径。
由照明光学系统IL射出的曝光用光EL，在分别通过多个光学元件LS7～LS3后，通过第2光学元件LS2的顶面T4的规定区域，再通过底面T3的规定区域，之后，入射到第1空间K1的液体LQ中。通过第1空间的液体LQ的曝光用光EL，在通过第1光学元件LS1的顶面T2的规定区域后，通过底面T1的规定区域，入射到像面侧空间K0的液体LQ中，然后到达衬底W上。
第1喷嘴构件71构成第1浸液机构1的一部分，是以包围第1光学元件LS1的侧面71T的方式设置的环状构件。第1喷嘴构件71，可以由例如，钛、不锈钢(如SUS316)、硬铝、以及包含它们的合金(如钛合金)、石英、玻璃陶瓷(如，Zerodur(注册商标))、Si(硅)晶体、非晶态材料等形成。第1喷嘴构件71配置在投影光学系统PL的像面侧前端部的附近，即、设置在第1光学元件LS1的凸缘部F1和衬底W(衬底载台PST)之间，包围投影光学系统PL的第1光学元件LS1的周围。保持在保持构件60上的第1光学元件LS1的底面T1，与第1喷嘴构件71的底面71A为大致同一平面。
而且，在第1喷嘴构件71的内侧面71T与第1光学元件LS1的侧面LT1之间设置有规定的间隙(gap)G1。投影光学系统PL(第1光学元件LS1)与第1喷嘴构件71因间隙G1而在振动上分离。由此，可防止由第1喷嘴构件71产生的振动直接传递到投影光学系统PL侧。此外，第1喷嘴构件71的内侧面71T对液体LQ具备疏液性(疏水性)，抑制了液体LQ向第1光学元件LS1的侧面LT1与第1喷嘴构件71的内侧面71T之间的间隙G1的浸入。
在第1喷嘴构件71的底面71A上形成有供应液体LQ的液体供应口12以及回收液体LQ的液体回收口22。在下面的说明中，适宜地将第1浸液机构1的液体供应口12称为第1供应口12，将第1浸液机构1的液体回收口22称为第1回收口22。
第1供应口12，在由衬底载台PST支承的衬底W的上方，设置为与该衬底W表面相对。第1供应口12与衬底W表面相距规定距离。第1供应口12配置为包围由曝光用光EL照射的投影光学系统PL的投影区域AR1。在本实施方式中，第1供应口12在第1喷嘴构件71的底面71A上形成有多个，使得包围投影区域AR1。
第1回收口22，在由衬底载台PST支承的衬底W的上方，设置为与该衬底W表面相对。第1回收口22与衬底W表面相距规定距离。第1回收口22，相对于投影光学系统PL的投影区域AR1被设置在第1供应口12的外侧，形成为环状的狭缝状，使得包围第1供应口12、以及由曝光用光EL照射的投影区域AR1。
在第1回收口22中，以覆盖该第1回收口22的方式配置有具有多个孔的多孔构件22P。多孔构件22P是由具有多个孔的网状构件所构成的。多孔构件22P可以通过在由石英、钛、不锈钢(例如SUS316)以及陶瓷、或具有亲水性的材料等组成的成为多孔构件的基材的板构件上实施开孔加工来形成。此外，也可以在多孔构件22P上，实施用于抑制杂质向液体LQ析出的表面处理，或实施用于提高亲液性的表面处理。作为该种表面处理，可列举出使多孔构件22P上附着氧化铬的处理，例如株式会社神钢环境Solution的“GOLDEP”处理或“GOLDEP WHITE”处理。通过实施该表面处理，可以防止杂质从多孔构件22P向液体LQ析出等不良情况。此外，也可以对第1、第2喷嘴构件71、72实施上述表面处理。
在第1喷嘴构件71的内部，设有第1供应流路14，第1供应流路14是连接多个第1供应口12的每一个和供应管13的内部流路。在第1喷嘴构件71中形成的第1供应流路14，以可与多个第1供应口12分别连接的方式从途中分支。此外，在第1喷嘴构件71的内部，设置有第1回收流路24，第1回收流路24是连接环状的第1回收口22和回收管23的内部流路。第1回收流路24形成为对应于环状的第1回收口22的环状，且具备与该回收口22连接的环状流路、和连接该环状流路的一部分与回收管23的岐管流路。
控制装置CONT，在形成液体LQ的浸液区域LR1时，使用第1浸液机构1的第1液体供应机构10以及第1液体回收机构20来对衬底W进行液体LQ的供应以及回收。当供应液体LQ到衬底W上时，控制装置CONT，从第1液体供应部11送出液体LQ，并经由第1供应管13、以及第1喷嘴构件71的第1供应流路14，从设置于衬底W的上方的第1供应口12将液体LQ供应到衬底W上。当回收衬底W上的液体LQ时，控制装置CONT驱动第1液体回收部21通过驱动第1液体回收部21，衬底W上的液体LQ经由设置在衬底W的上方的第1回收口22流入第1喷嘴构件71的第1回收流路24中，通过第1回收管23回收到第1液体回收部21中。液体LQ，填充于第1喷嘴构件71的底面71A以及投影光学系统PL的光学元件LS1的底面T1与衬底W的表面之间的像面侧空间K0，形成第1浸液区域LR1。
第2喷嘴构件72构成第2浸液机构2的一部分，是在第2光学元件LS2的凸缘面F2与第1光学元件LS1之间，以包围第2光学元件LS2的侧面72T的方式设置的环状构件。第2光学元件LS2的凸缘面F2，与第2喷嘴构件72的顶面72J相对。第2喷嘴构件72也可以由与上述第1喷嘴构件相同的材料形成。第2喷嘴构件72连接于镜筒PK的下端部，为支承在镜筒PK上的结构。如上所述，第2喷嘴构件72和镜筒PK大致为一体，且第2喷嘴构件72构成镜筒PK的一部分。而且，在第2喷嘴构件72的内侧面72T与第2光学元件LS2的侧面LT2之间设置有规定的间隙(gap)G2。
在第2喷嘴构件72上，形成有供应液体LQ的液体供应口32、以及回收液体LQ的液体回收口42。在下面的说明中，适宜地将设置在第2浸液机构2的第2喷嘴构件72上的液体供应口32称为第2供应口32，将第2浸液机构2的液体回收口42称为第2回收口42。
第2供应口32，在第2喷嘴构件72的内侧面72T上，设置在与第1空间K1相对的位置上。第2回收口42，设置在第2喷嘴构件72的与第2光学元件LS2的侧面LT2相对的内侧面72T上。第2回收口42，设置在比第2光学元件LS2的底面T3高的位置上。此外，本实施方式中，第2回收口42虽朝向横向，但也可朝向例如斜下方或上方。
此外，在第2喷嘴构件72的内部，设置有第2供应流路34，第2供应流路34是连接第2供应口32和供应管33的内部流路。此外，在第2喷嘴构件72的内部，设置有第2回收流路44，第2回收流路44是连接第2回收口42和回收管43的内部流路。
在第2喷嘴构件72上形成的第2回收流路44的一部分上，设置有比第2回收口42靠向上方的弯曲的弯曲部44R。此外，第2回收流路44与第2回收管43的连接部设置得比弯曲部44R靠近下方。即、从第2回收口42回收的液体LQ，沿大致水平方向流动后，朝向上方流动，随后朝向下方流动，最后流入第2回收管43中。而且，在弯曲部44R的上部设置有连通第2回收流路44的内部和外部的孔44K。第2回收流路44因孔44K而向大气开放。通过设置向大气开放用的孔44K，即使在利用第2液体回收部41抽吸第1空间K1的情况下，仍可以防止第1空间K1(镜筒PK内部的空间)成为负压。即，当第1空间K1以及连接于该第1空间K1的第2回收流路44的压力随着第2液体回收部41的抽吸动作而降低时，气体通过孔44K流入到第2回收流路44中。所以，可以防止第1空间K1或连接于该第1空间K1的第2回收流路44成为负压。由此，通过在比第2回收口42以及第2回收流路44与第2回收管43的连接部高的位置上，设置具有孔44K的弯曲部44R而成为溢流构造，可以防止第1空间K1成为负压。
在本实施方式中，第2供应口32设置在第1空间K1的+X侧，第2回收口42设置在第1空间K1的-X侧。第2供应口32是具有规定宽度的狭缝状，第2回收口42形成得比第2供应口32大。通过将第2回收口42形成得比第2供应口32大，可以顺利地进行液体回收。此外，在第2回收口42上，也可与第1回收口22同样地配置多孔构件。
此外，可以任意地设定第2供应口32、第2回收口42的个数以及配置，第2供应流路34、第2回收流路44的个数以及配置等。例如，可以将第2供应口32分别形成在第2喷嘴构件72的多个规定位置上。同样地，也可以将第2回收口42分别形成在第2喷嘴构件72的多个规定位置上。
控制装置CONT，在形成液体LQ的第2浸液区域LR2时，使用第2浸液机构2的第2液体供应机构30以及第2液体回收机构40来对第1空间K1进行液体LQ的供应以及回收。当供应液体LQ到第1空间K1时，控制装置CONT进行控制，使得从第2液体供应部31送出液体LQ，并经由第2供应管33、以及第2喷嘴构件72的第2供应流路34，从第2供应口32供应液体LQ到第1空间K1中。当回收第1空间K1的液体LQ时，控制装置CONT驱动第2液体回收部41通过驱动第2液体回收部41，第1空间K1的液体LQ，经由设置在比第2光学元件LS2的底面T3高的位置上的第2回收口42，流入第2喷嘴构件72的第2回收流路44中，并经由第2回收管43回收到第2液体回收部41中。液体LQ被填充到第2光学元件LS2的底面T3与第1光学元件LS1的顶面T2间的第1空间K1中，形成第2浸液区域LR2。
在第1光学元件LS1的顶面T2与第2喷嘴构件72的底面72K之间设置有密封构件64。另外，在保持构件60的顶面60J与第2喷嘴构件72的底面72K之间还设置有密封构件63。密封构件63、64是抑制液体LQ在第1空间K1与其外侧的空间之间流通的构件，特别是，抑制了填充于第1空间K1的液体LQ向外侧的空间的流出。密封构件63、64，主要是抑制填充于第1空间K1的液体LQ流出到镜筒PK的外侧的第3空间K3中。此外，在保持构件60的顶面60J与第2喷嘴构件72的底面72K之间，也可以设置密封构件64。
密封构件63、64，只要能抑制液体LQ的流通即可，可以由O形圈、V形圈、C形圈、具有疏水性的环状的薄板构件等组成。在本实施方式中，密封构件64是V形圈，密封构件63是O形圈。此外，也可以不设置密封构件64。
此外，在第2喷嘴构件72的内侧面72T与第2光学元件LS2的侧面LT2之间的间隙G2中，还设置有密封构件76A，并且在第2喷嘴构件72的顶面72J与和其顶面72J相对的第2光学元件LS2的凸缘面F2之间还设置有密封构件76B、76C。密封构件76B和密封构件76C，被配置成以第2光学元件LS2的光轴为中心的同心圆状。这些密封构件76(76A、76B、76C)，也是抑制液体LQ在第1空间K1与其外侧的空间之间流通的构件，抑制了填充于第1空间K1的液体LQ向外侧的空间流出。密封构件76，主要抑制填充于第1空间K1的液体LQ，流出到第2光学元件LS2的顶面T4侧的第2空间(镜筒PK的内侧的空间)K2中，并且抑制流出到镜筒PK的外侧的第3空间K3中。此外，当没有填充于第2空间K2的第2液体LQ2流出到第3空间K3中的危险时，可以省略这些密封构件76。
此外，在第2喷嘴构件72的内侧面72T与第2光学元件LS2的侧面LT2之间设置的密封构件76A，优选为设置多个。此外，在第2喷嘴构件72的顶面72J和与其顶面72J相对的第2光学元件LS2的凸缘部面F2之间设置的密封构件76B，也优选为设置多个。通过这样设置，可以更切实地抑制填充于第1空间K1的液体LQ的流出。此外，在设置多个密封构件76A的情况下，也可以省略密封构件76B。此外，在设置了多个密封构件76B的情况下，也可以省略密封构件76A。
此外，在第2喷嘴构件72上形成的凹部75中，设置有检测液体LQ是否从第1空间K1流出的检测器74。检测器74由光纤组成，如图2所示，配置在形成于第2喷嘴构件72的凹部75中。光纤74是具有传播光的芯部、在其周围未设置包层的光纤(无包层光纤)。光纤74的芯部，具有比其周围的气体(本实施方式中的空气)高的折射率，且具有比液体(本实施方式中为水)LQ低的折射率。所以，在光纤74的周围填充了空气的情况下，光会被封闭在具有较空气高的折射率的芯部中来传播。也就是说，从光纤74的入射端部入射的光，从射出端部射出，而其光量不会大幅衰减。然而，当液体(纯水)LQ附着在光纤74的表面时，由于在该液体LQ与光纤74的界面上不会发生全反射，所以光会从光纤74的液体附着部分泄漏到外部。所以，会使从光纤74的入射端部入射的光从射出端部射出时的光量衰减。所以，通过在曝光装置EX的规定位置上设置该光纤74，计测该光纤74的射出端部的光量，控制装置CONT可以检测出光纤74上是否附着了液体LQ，也就是液体LQ是否流出。此外，由于空气的折射率为1左右，水的折射率为1.4～1.6左右，所以，优选芯部由具有例如1.2左右的折射率的材料组成。
此外，此处检测器74虽然被配置在凹部75的内侧，但也可如图3所示，例如在凹部75的一部分上设置孔部(取样口)300，在通过流路304与该取样口300连接的、凹部75以外的空间(计测空间)301配置检测器，利用配置在计测空间301中的检测器74对经由取样口300以及流路304而流入到计测空间301中的液体LQ进行检测。这里，计测空间301是由第2喷嘴构件72和连接在第2喷嘴构件72上的第1构件302的凹部303所形成的空间。此外，连接凹部75的取样口300与计测空间301的流路304，是在第2喷嘴构件72的内部与第2供应流路34以及第2回收流路44分立形成的。
在保持第1光学元件LS1的保持构件60的规定位置上，设置有用于排出第1空间K1的液体LQ的通孔65。此外，在通孔65中配置有塞住该通孔65的盖子66。通孔65贯穿保持构件60的顶面60J和底面60K。这里，保持构件60的顶面60J设置在比所保持的第1光学元件LS1的顶面T2低的位置上。所以，通孔65的上端部设置在比第1光学元件LS1的顶面T2低的位置上。在进行维护时等通过打开盖子66，可将第1空间K1的液体LQ顺利地排出到外部。
此外，曝光装置EX具备可以检测第1空间K1的液体LQ的压力P1的第1检测器101。此外，曝光装置EX具备可以检测第2空间K2的气体G的压力P2的第2检测器102。而且，曝光装置EX具备可以检测像面侧空间K0的液体LQ的压力P0的检测器100。在本实施方式中，第1检测器101被配置在第2喷嘴构件72中可以与液体LQ接触的位置，具体地说，如图2所示，设置在第2回收口42的附近。此外，第2检测器102，被设置在镜筒PK的内壁面的规定位置上。此外，检测器100，被配置在第1喷嘴构件71的底面71A中的、与像面侧空间K0的液体LQ接触的规定位置。此外，检测器100～102可以分别设置在能检测压力的任意位置上。例如，也可以将第1检测器101，配置在第2光学元件LS2的底面T3中不妨碍曝光用光EL的光路的规定位置上。
此外，这里为了检测第1空间K1的液体LQ的压力P1，将第1检测器101设置在与液体LQ可以接触的位置，但也可以如图4所示，例如在第2喷嘴构件72的弯曲部44R的孔44K处，对填充于第2回收流路44的液体LQ的表面(水面)照射检测光，并设置可以光学地检测液体LQ的表面位置的光检测器400，依据液体LQ的表面位置，来求出第1空间K1的液体LQ的压力P1。此时，如果预先求出第1空间K1的液体LQ的压力P1与计测位置(弯曲部44R)处的液体LQ的表面位置的关系，则基于该关系和光检测器400的检测结果，可以求出第1空间K1的液体LQ的压力P1。
下面，参照图5的流程图，对使用具有上述结构的曝光装置EX来将掩模M的图案像曝光到衬底W上的方法进行说明。
当收到处理开始的指令时(步骤S1)，控制装置CONT设定第1空间K1的液体LQ的目标压力Pr，使得规定时间Th内的第1空间K1的液体LQ的压力P1的变动量，处于预先设定的规定范围Ph内(步骤S2)。
图6是表示第1空间K1中的液体LQ的目标压力Pr与第1空间K1中的液体LQ的压力P1变动量的关系的图。当从第2浸液机构2的第2液体供应机构30对第1空间K1供应液体LQ时，有时第1空间K1中的液体LQ的压力P1会因第2液体供应部31的脉动或供应管33的形状(拐弯部分等)而相对于目标压力Pr发生变动。如图6所示，当将目标压力Pr设定为Pr2(例如300Pa左右)时的第1空间K1中的液体LQ的压力P1的变动量，小于将目标压力Pr设定为比Pr2小的Pr1(例如100Pa左右)时的压力P1的变动量。即，将目标压力Pr设定得较高，可以将第1空间K1中的液体LQ的压力P1的变动量抑制得较小。换言之，将利用第2浸液机构2填充到第1空间K1中的液体LQ的目标压力Pr设定得较高，可以提高第1空间K1中的液体LQ的压力P1的控制性。在图6所示的例子中，当设定目标压力Pr＝Pr1时，将无法获得控制压力P1时的良好的控制性，无法将第1空间K1中的液体LQ的压力P1的变动量控制在预先设定的规定范围(容许范围)Ph内，但是，当设定目标压力Pr＝Pr2时，可以将第1空间K1中的液体LQ的压力P1的变动量控制在预先设定的规定范围(容许范围)Ph内。
所以，控制装置CONT，在进行衬底W的曝光前，边使目标压力Pr变化，边从第2液体供应机构30对第1空间K1供应液体LQ，使用第1检测器101来检测此时的第1空间K1中的液体LQ的压力(压力变动)。然后，控制装置CONT，基于第1检测器101的检测结果，来决定第1空间K1的液体LQ的目标压力Pr，使得规定时间Th内的第1空间K1的液体LQ的压力P1的变动量处于预先设定的容许范围Ph内。在本实施方式中，决定第1空间K1中的液体LQ的目标压力Pr，使得作为容许范围Ph的、规定时间(例如2分钟)Th内的第1空间K1的压力P1的变动量相对于目标压力Pr在±20～30Pa以内。本实施方式中，第1空间K1中的液体LQ的目标压力Pr，被设定为300Pa左右。
在设定了第1空间K1的液体LQ的压力(目标压力)后，控制装置CONT根据第1空间K1的液体LQ的压力P1，来调整第2空间K2的气体G的压力P2，使得第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP(＝P1-P2)，在预先设定的容许值以下(步骤S3)。
如图7的示意图所示，第2光学元件LS2有可能随第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP的不同而发生变形或变动，而该变形或者变动有可能导致投影光学系统PL的成像特性发生变化。具体地说，若压力差ΔP增大，则该压力差ΔP有可能使第2光学元件LS2发生变形或变动，使得经由投影光学系统PL将图案转印到衬底上时的图案转印精度恶化。即，若压力差ΔP比容许值大，则第2光学元件LS2可能随该压力差ΔP发生变形或者变动，以至无法获得所需的图案转印精度。所以，控制装置CONT，调整第2空间K2的气体G的压力P2，使压力差ΔP在容许值以下，以获得所需的成像特性(图案转印精度)。
这里，压力差ΔP的容许值，是指为了获得所需的成像特性(图案转印精度)而利用实验或模拟所预先求出的值，通过使该压力差ΔP在容许值以下，可以抑制第2光学元件LS2的变形量或变动量，从而可以获得所需的图案转印精度。
在存储装置MRY中，预先存储有压力差ΔP与投影光学系统PL的成像特性的关系。压力差ΔP与投影光学系统PL的成像特性的关系可利用实验或模拟来预先求出。控制装置CONT参照存储装置MRY的存储信息，根据第1空间K1的液体LQ的压力P1，调整第2空间K2的气体G的压力P2，以便获得所需的成像特性(图案转印精度)。如上所述，由于第2光学元件LS2因压力差ΔP而发生变形或变动，从而使投影光学系统PL的成像特性发生变化，所以在存储于存储装置MRY的存储信息中，包括有与压力差ΔP对应的第2光学元件LS2的变形量信息或变动量信息。
当调整第2空间K2的气体G的压力P2时，控制装置CONT使用第1、第2检测器101、102，检测第1空间K1的液体LQ的压力P1以及第2空间K2的气体G的压力P2。然后，控制装置CONT基于该第1、第2检测器101、102的检测结果，使用气体置换装置3调整第2空间K2的气体G的压力P2，使得压力差ΔP在容许值以下。
这里，对用于求出上述关系(容许值)的顺序的一个例子进行说明。首先，控制装置CONT使用第2浸液机构2将液体LQ填充到第1空间K1中，并且使用第1浸液机构1将液体LQ填充到像面侧空间K0中。然后，控制装置CONT利用第2浸液机构2将第1空间K1的液体LQ的压力P1设定为规定值，并且边使用气体置换装置来改变第2空间K2的气体G的压力P2，边经由投影光学系统PL以及液体LQ使测试图案曝光到测试衬底上。测试曝光中的第1空间K1的液体LQ的压力P1、以及第2空间K2的气体G的压力P2，分别由第1、第2检测器101、102检测(监测)。第1、第2检测器101、102的检测结果被输出到控制装置CONT。所以，控制装置CONT基于第1检测器101以及第2检测器102的检测结果，可以求出测试曝光中的、第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP。然后，利用SEM等图案形状计测装置计测形成在测试衬底上的测试图案。图案形状计测装置的计测结果被发送到控制装置CONT。控制装置CONT基于图案形状计测装置的计测结果，可以求出投影光学系统PL的成像特性。控制装置CONT可以导出第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP、和在该压力差ΔP的条件下进行测试曝光而获得的测试衬底上的图案形状(图案转印精度)的关系。由此，控制装置CONT可以求出压力差ΔP与投影光学系统PL的成像特性(图案转印精度)的关系。然后，控制装置CONT求出投影光学系统PL的成像特性(图案转印精度)成为所需状态的第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP。控制装置CONT将压力差ΔP与投影光学系统PL的成像特性的关系作为地图(map)数据而存储到存储装置MRY中。
此外，也可以通过模拟来求出压力差ΔP与投影光学系统PL的成像特性(图案转印精度)的关系。例如，可以通过模拟求出与压力差ΔP对应的第2光学元件LS2的变形量信息或变动量信息，来作为存储在存储装置MRY中的存储信息。与压力差ΔP对应的第2光学元件LS2的变形量，根据第2光学元件LS2的材料或物性(包括硬度或纵弹性模量等)或形状而变动。此外，第2光学元件LS2的变动量，也根据第2光学元件LS2的保持机构(镜筒PK的保持机构)而变动。控制装置CONT可以利用实验或模拟，来求出与压力差ΔP对应的第2光学元件LS2的变形量或变动量，并可以将该信息预先存储到存储装置MRY中。然后，当为了制造器件而使衬底W曝光时，根据上述存储信息，使第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP在容许值以下，以使第2光学元件LS2的变形量或变动量被控制在容许范围内，而获得所需的成像特性。
在将第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP予以最佳化后，控制装置CONT进行用于对衬底W进行浸液曝光处理的准备，该衬底W用于制造器件。即，在装载位置上使器件制造用的衬底W装载于衬底载台PST后，控制装置CONT，将保持衬底W的衬底载台PST移动到投影光学系统PL的下方、即曝光位置上。然后，在使衬底载台PST与投影光学系统PL的第1光学元件LS1相对的状态下，控制装置CONT使用第1浸液机构1以及第2浸液机构2，分别对像面侧空间K0、第1空间K1填充液体LQ。在该状态下，第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP被最佳化。
在使第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP最佳化后，控制装置CONT进行关于曝光处理的计测处理。这里，在衬底载台PST上的规定位置上，设置有基准构件(计测构件)，该基准构件具备由例如在日本特开平4-65603号公报中所公开的衬底对准系统以及在日本特开平7-176468号公报中所公开的掩模对准系统计测的基准标记。而且，在衬底载台PST上的规定准置，作为光计测部设有例如在日本特开昭57-117238号公报中所公开的照度不均传感器、和例如在日本特开2002-14005号公报中所公开的空间像计测传感器、以及例如在日本特开平11-16816号公报中所公开的照射量传感器(照度传感器)等。控制装置CONT，在进行衬底W的曝光处理之前，进行基准构件上的标记计测、和使用了光计测部的各种计测动作，基于该计测结果，来进行衬底W的对准处理、投影光学系统PL的成像特性调整(校准)处理。
这里，在本实施方式中，第2空间K2的气体G的压力P2是根据第1空间K1的液体LQ的压力P1来调整的。所以，控制装置CONT，根据第2空间K2的气体G的压力P2，使用成像特性调整装置LC来驱动构成投影光学系统PL的多个光学元件LS1～LS7中的特定光学元件，调整成像特性，以获得所需的成像特性。由此，即使在根据第1空间K1的液体LQ的压力P1来调整第2空间K2的气体G的压力P2时，也可以使包括经由投影光学系统PL以及液体LQ形成的像面位置等的成像特性为所需状态。此外，当调整成像特性时，也可以考虑像面侧K0的液体LQ的压力P0。
在进行上述校准处理后，控制装置CONT，一边使保持衬底W的衬底载台PST在X轴方向(扫描方向)上移动，一边经由投影光学系统PL、第2光学元件LS2与第1光学元件LS1之间的液体LQ以及第1光学元件LS1与衬底W之间的液体LQ将曝光用光EL照射到衬底W上，使掩模M的图案像投影曝光到衬底W上(步骤S4)。
在本实施方式中，在具有透镜作用的第2光学元件LS2的下方，配置有由平行平面板组成的第1光学元件LS1，通过将液体LQ分别填充于第1光学元件LS1的底面T1侧的像面侧空间K0以及顶面T2侧的第1空间K1中，可降低第2光学元件LS2的底面T3和第1光学元件LS1的顶面T2上的反射损耗，在确保较大的像侧数值孔径的状态下，良好地使衬底W曝光。
在对衬底W照射曝光用光EL的过程中，不进行利用第2浸液机构2的液体LQ的供应动作以及回收动作，即，在液体LQ存留于第1空间K1中的状态下进行曝光，由此，在衬底W的曝光中，可以良好地维持第1空间K1的液体LQ的压力P1。此外，通过在衬底W的曝光中不进行液体LQ的供应以及回收，在衬底W的曝光中不会产生伴随着液体LQ的供应以及回收的振动。所以，可以防止因振动而导致的曝光精度的恶化。
另一方面，即使在衬底W的曝光中，也可以进行利用第2浸液机构2的液体LQ的供应动作以及回收动作。此时，也可以将未图示的液体回收装置连接在打开了盖子66的通孔65上，通过该通孔65来回收液体LQ。即使在曝光中，第1空间K1的液体LQ的压力P1，也由第1检测器101监控，第2空间K2的气体G的压力P2，由第2检测器102监控。即使在衬底W的曝光中，控制装置CONT也可基于第1检测器101的检测结果，使用气体置换装置3来调整第2空间K2的气体G的压力P2，以使第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP在规定值以下。由此，即使在曝光中，控制装置CONT也可基于第1、第2检测器101、102的检测结果，调整第2空间K2的气体G的压力P2。此外，如参照图6所说明的那样，第1空间K1的液体LQ的压力P1被设定为例如300Pa左右的较高压力，成为抑制了其变动量的状态。由于第1空间K1的液体LQ的压力P1的变动量较小，所以，即使在衬底W的曝光中不根据第1空间K1的液体LQ的压力P1来调整第2空间K2的气体G的压力P2(或仅进行微小的调整)，也可以抑制第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP发生较大的变动，而可以将压力差ΔP抑制在容许值以下。
当衬底W的曝光结束时(步骤S5)，控制装置CONT停止第1液体供应机构10的液体LQ的供应，使用第1液体回收机构20等，来回收第1浸液区域LR1的液体LQ(像面侧空间K0的液体LQ)。而且，控制装置CONT使用第1液体回收机构20的第1回收口22等来回收残留在衬底W上或衬底载台PST上的液体LQ。此外，控制装置CONT在衬底W的曝光结束后，通过回收机构40的第2回收口42来回收形成于第1空间K1的第2浸液区域LR2的液体LQ，并且从第2液体供应机构30的第1供应口32对第1空间K1供应新的液体LQ。由此，更换填充于第1空间K1的液体LQ。
如以上说明的那样，通过调整第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP，可以抑制第2光学元件LS2变形或变动的不良情况的发生。所以，可以抑制伴随第2光学元件LS2的变形或变动而产生的投影光学系统PL的成像特性(图案转印精度)的恶化，可以良好地维持曝光精度以及计测精度。
在本实施方式中，通过将第1空间K1的液体LQ的压力P1设定为较高值，可减小压力P1的变动量，在衬底W的曝光中，即使不根据第1空间K1的液体LQ的压力P1调整第2空间K2的气体G的压力P2(或仅进行微小的调整)，也可将压力差ΔP抑制在容许值以下。此外，通过将第1空间K1的液体LQ的压力P1设定为较高值，在使用从工厂等的设备所供应的液体LQ时，即使从设备所供应的液体LQ的压力较高，也可以使用所供应的液体LQ，而不用设置用于降低所供应的液体LQ的压力的减压装置等。另一方面，即使第1空间K1的液体LQ的压力P1的变动量在容许范围Ph以上(例如图6中使目标压力Pr＝Pr1的状态)，只要能根据第1空间K1的液体LQ的压力P1的变动，来调整(追随)第2空间K2的气体G的压力P2，使得压力差ΔP在容许值以下，则无需一定要将第1空间K1的液体LQ的压力P1的变动量控制在容许范围Ph以下。
在上述实施方式中，当将第1空间K1的液体LQ的压力P1设定为较高值时，为了降低对其下的第1光学元件LS1的影响，也可以进行对像面侧空间K0的液体LQ的压力P0的调整。即，可使像面侧空间K0的液体LQ的压力P0与第1空间K1的液体LQ的压力P1的压力差也在预先规定的容许值以下。这里，由于像面侧空间K0的液体LQ与衬底W接触，所以，若使像面侧空间K0的液体LQ的压力P0的值过高，则也有可能对衬底W造成影响。所以，第1空间K1的液体LQ的压力(目标压力)，也可以考虑对包括第1光学元件LS1或衬底W等的周边构件的影响来做决定。
在上述实施方式中，由于第2光学元件LS2具有透镜作用，所以对于调整第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP来抑制第2光学元件LS2的变形或变动而言，从维持投影光学系统PL的成像特性的观点来看是有效的。此外，由于第1光学元件LS1是平行平面板，所以像面侧空间K0的液体LQ的压力P0与第1空间K1的液体LQ的压力P1的压力差的调整，比第1空间K1的液体LQ的压力P1与第2空间K2的气体G的压力P2的压力差ΔP的调整粗糙。
在上述实施方式中，使用气体置换装置(气体供应机构)3来调整压力差ΔP。即，气体置换装置3，兼备作为调整压力差ΔP的调整机构的功能。由此，可以简化装置结构。另一方面，也可以使与气体置换装置3不同的第2气体供应机构连接在镜筒PK(第2空间K2)上，并使用该第2气体供应机构来调整ΔP。
此外，在上述实施方式中，虽然根据(追随)第1空间K1的液体LQ的压力P1来调整第2空间K2的气体G的压力P2，但也可以根据(追随)第2空间K2的气体G的压力P2来调整第1空间K1的液体LQ的压力P1。
此外，在上述实施方式中，也可设置为基于压力差ΔP，来使第2光学元件LS2变形或变动，来代替调整第2空间K2的气体G的压力P2。而且，也可以并用第2空间K2的气体G的压力P2的调整、和第2光学元件LS2的变形或变动。此外，也可以并用第2空间K2的气体G的压力P2的调整、和第1光学元件LS1的变形或变动。而且，也可以使第1光学元件LS1和第2光学元件LS2双方变形或变动。
如上所述，本实施方式中的液体LQ是由纯水构成。纯水具有在半导体制造工厂等内可以容易地大量取得的优点，并且具有不会对衬底W上的光致抗蚀剂或光学元件(透镜)等有不利影响的优点。此外，由于纯水不会对环境有坏影响，并且杂质的含有量也极低，所以也可以期待洗净衬底W的表面、以及设置在投影光学系统PL的前端面的光学元件的表面的作用。此外，当从工厂等供应的纯水的纯度较低时，也可以将曝光装置设置为具有超纯水制造器。
另外，纯水(水)对波长为193nm左右的曝光用光EL的折射率n约为1.44，当使用ArF受激准分子激光(波长193nm)作为曝光用光EL的光源时，在衬底W上波长被缩短为1/n、即约134nm而可获得较高分辨率。而且，由于焦深与空气中相比，放大约n倍、即约1.44倍，所以，在只要能确保与在空气中使用时同样程度的焦深即可的情况下，可以再增加投影光学系统PL的数值孔径，利用这一点也能提高分辨率。
此外，当如上所述使用浸液法时，投影光学系统PL的数值孔径NA也有达到0.9～1.3的情况。像这样当投影光学系统的数值孔径NA较大时，对于一直以来作为曝光用光使用的随机偏振光来说，有时成像性能会因偏振效应而恶化，所以优选使用偏振光照明。此时，最好是进行与掩模(母版)的线和空隙图案的线图案的长边方向一致的直线偏振光照明，从掩模(母版)的图案射出较多的S偏振光成分(TE偏振光成分)，即沿线图案的长边方向的偏振方向成分的衍射光，当投影光学系统PL与涂敷于衬底W表面的抗蚀剂之间被液体填充时，与在投影光学系统PL与涂敷于衬底W表面的抗蚀剂之间被空气(气体)填充的情况相比，由于有助于对比度的提高的S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光在抗蚀剂表面的透射率较高，所以，即便当投影光学系统的数值孔径NA超过1.0时也可以得到较高的成像性能。此外，若适当地组合相移掩模或如日本特开6-188169号公报所公开的与线图案长边方向一致的斜入射照明法(特别是偶极照明法)等，则更具效果。特别是直线偏振光照明法和偶极照明法的组合，在线和空隙图案的周期方向仅限于规定的一个方向上的情况下、和孔图案在规定的一个方向密集的情况下均有效。例如，在并用直线偏振光照明法和偶极照明法来照明透射率6％的半色调(haftone)型的相移掩模(半节距45nm左右的图案)的情况下，当将在照明系统的光瞳面上形成偶极的两光束的外接圆所规定的照明σ值设为0.95、将该光瞳面上的各光束半径设为0.125σ、将投影光学系统PL的数值孔径设为NA＝1.2时，与使用随机偏振光相比，可以使焦深(DOF)增加150nm左右。
此外，直线偏振光照明与小σ照明法(表示照明系统的数值孔径NAi与投影光学系统的数值孔径Nap之比的σ值在0.4以下的照明法)的组合也是有效的。
此外，在例如将ArF受激准分子激光作为曝光用光，使用1/4左右的缩小倍率的投影光学系统PL，将微细的线和空隙图案(例如25～50nm左右的线和空隙)曝光到衬底W上的情况下，根据掩模M的构造(例如图案的微细度或铬的厚度)，Wave guide(光导)效应使得掩模M起到偏振片的作用，与降低对比度的P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光相比，从掩模M更多地射出S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光。此时，虽然优选使用上述直线偏振光照明，但是，即使用随机偏振光来照明掩模M，在投影光学系统PL的数值孔径NA为0.9～1.3这样较大的情况下仍可以得到较高的分辨性能。
此外，在将掩模M上的极微细的线和空隙图案曝光到衬底W上时，虽然P偏振光成分(TM偏振光成分)有可能因Wire Grid(线栅)效应而比S偏振光成分(TE偏振光成分)大，但是，在例如使ArF受激准分子激光为曝光用光，并使用1/4左右的缩小倍率的投影光学系统PL将比25nm大的线和空隙图案曝光到衬底W上时，由于从掩模M射出的S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光比P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光多，所以，即便在投影光学系统PL的数值孔径NA为0.9～1.3这样较大的情形下仍可以得到较高的分辨性能。
此外，不仅与掩模(母版)的线图案的长边方向一致的直线偏振光照明(S偏振光照明)是有效果的，而且如日本特开平6-53120号公报公开的那样，沿以光轴为中心的圆的切线(周)方向进行直线偏振的偏振光照明法和斜入射照明法的组合也具有效果。特别是，在掩模(母版)的图案不仅是沿规定的一个方向延伸的线图案，而且混杂有沿多个不同方向延伸的线图案(周期方向不同的线和空隙图案混杂)的情况下，同样地通过如日本特开平6-53120号公报所公开的那样，并用沿以光轴为中心的圆的切线方向直线偏振的偏振光照明法和环带照明法，即便当投影光学系统的数值孔径NA较大时，仍可以得到较高的成像性能。例如，当并用沿以光轴为中心的圆的切线方向直线偏振的偏振光照明法和环带照明法(环带比3/4)来照明透射率6％的半色调型的相移掩模(半节距63nm左右的图案)时，若使照明σ的值为0.95、投影光学系统PL的数值孔径NA＝1.00，则与使用随机偏振光相比，可以使焦深(DOF)增加250nm左右，在使用半节距为55nm左右的图案、投影光学系统的数值孔径NA＝1.2的情况下，可以使焦深增加100nm左右。
另外，除了上述的各种照明法之外，使用例如日本特开4-277612号公报或日本特开2001-345245号公报所公开的累进焦点曝光法，或使用多波长(例如二波长)的曝光用光而得到与累进焦点曝光法相同效果的多波长曝光法也是有效的。
此外，本实施方式的液体LQ虽然是水，但也可是水以外的液体，例如，当曝光用光EL的光源是F2激光时，由于该F2激光无法透过水，所以可以使用能使F2激光透过的液体作为液体LQ，例如过氟化聚醚(PEPE)或氟类油等氟类流体。此时，通过以包括例如氟的极性小分子构造的物质来形成薄膜，来对与液体LQ接触的部分进行亲液化处理。此外，也可以使用对曝光用光EL具有透射性、折射率尽可能较高、且对涂敷于投影光学系统PL或衬底W表面的光致抗蚀剂稳定的物质(例如香柏油：cedar oil)来作为液体LQ。此时，表面处理也需根据所使用的液体LQ的极性来进行。
此外，作为上述各实施方式的衬底W，不只适用半导体器件制造用的半导体晶片，也可适用显示器件用的玻璃衬底、或薄膜磁头用的陶瓷晶片、或在曝光装置中使用的掩模或母版的原版(合成石英、硅晶片)等。
作为曝光装置EX，除了可适用于同步移动掩模M和衬底W来对掩模W进行扫描曝光的步进扫描式的扫描型曝光装置(步进扫描装置)外，也可适用于在使掩模M和衬底W均静止的状态下使掩模M的图案一并曝光、并依次分步移动衬底W的步进重复方式的投影曝光装置(步进装置)。
此外，作为曝光装置EX，也可适用于下述曝光装置：在使第1图案和衬底W大致静止的状态下，使用投影光学系统(例如1/8缩小倍率、且不包括反射元件的折射型投影光学系统)将第1图案的缩小像一并曝光到衬底W上的方式的曝光装置。此时，也可适用于进而在其后，在使第2图案和衬底W大致静止的状态下，使用该投影光学系统，使第2图案的缩小像与第1图案局部重叠地一并曝光到衬底W上的拼接(stitch)方式的一并曝光装置。此外，作为拼接方式的曝光装置，也可适用于步进拼接方式的曝光装置，其在衬底W上局部重叠地转印至少2个图案，并使衬底W依次移动。
此外，本发明也适用于如日本特开平10-163099号公报、日本特开平10-214783号公报、日本特表2000-505958号公报等所公开的双载台型的曝光装置。
进一步地，也可以将本发明适用于如日本特开平11-135400号公报所公开的曝光装置，其具备保持衬底的衬底载台和装载形成有基准标记的基准构件或各种光电传感器的计测载台。
此外，在上述实施方式中，虽然采用了在投影光学系统PL与衬底W之间局部地填充液体的曝光装置，但本发明也可以适用于如日本特开平6-124873号公报所公开的使保持了作为曝光对象的衬底的载台在液槽中移动的浸液曝光装置。
作为曝光装置EX的种类，不只局限于将半导体器件图案曝光到衬底W上的半导体器件制造用的曝光装置，也可以广泛适用于液晶显示元件制造用或显示器制造用的曝光装置，或用于制造薄膜磁头、摄像元件(CCD)或母版或掩模等的曝光装置等。
当在衬底载台PST或掩模载台MST上使用线性马达(参照USP5,623,853或USP5,528,118)时，无论是使用采用了空气轴承的气悬浮型及采用了洛仑兹力或电抗力的磁悬浮型的哪一种都可以。此外，各载台PST、MST既可以是沿着导轨移动的类型，也可以是不设置导轨的无导轨型。
作为各载台PST、MST的驱动机构，也可以使用如下的平面马达，即，使二维地配置了磁铁的磁铁组件和二维地配置了线圈的电枢组件相对，利用电磁力驱动各载台PST、MST。该情况下，只要将磁铁组件和电枢组件的任意一者与载台PST、MST连接，将磁铁组件和电枢组件的另一者设于载台PST、MST的移动面侧即可
为了不使因衬底载台PST的移动而产生的反作用力，传到投影光学系统PL上，也可以如日本特开平8-166475号公报(USP5,528,118)所记载的那样，使用框构件而机械地释放到底面(大地)上。
为了不使因掩模载台MST的移动而产生的反作用力，传到投影光学系统PL上，也可以如日本特开平8-330224号公报(USP5,874,820)所记载的那样，使用框构件而机械地释放到底面(大地)上。
如上所述，本实施方式的曝光装置EX是通过保持规定的机械精度、电气精度、光学精度来组装包括本申请技术方案中所举出的各构成要素的各种子系统而制造出的。为了确保这些精度，在该组装的前后，可以对各种光学系统进行用于实现光学精度的调整、对各种机械系统进行用于实现机械精度的调整、对各种电气系统进行用于实现电气精度的调整。由各种子系统组装成曝光装置的组装工序包含各种子系统彼此的机械连接、电路的配线连接、气压回路的配管连接等。在由该各种子系统组装成曝光装置的组装工序之前，当然还有各子系统各自的组装工序。当各种子系统组装成曝光装置的组装工序结束后，进行综合调整，确保作为曝光装置整体的各种精度。而且，曝光装置的制造最好在控制了温度及清洁度的无尘室中进行。
半导体器件等微型器件，如图8所示，是经过进行微型器件的功能/性能设计的步骤201、制作基于该设计步骤的掩模(母版)的步骤202、制造作为器件的基材的衬底的步骤203、包括利用所述实施方式的曝光装置EX将掩模的图案向衬底上曝光的处理的步骤204、器件组装步骤(包括切割工序、接合工序、封装工序)205、以及检查步骤206等而制造的。

Claims (18)

1.一种曝光装置，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使上述衬底曝光，其特征在于，
上述投影光学系统，具有最靠近该投影光学系统的像面的第1光学元件、和次于上述第1光学元件地靠近上述像面的第2光学元件，
上述第2光学元件，具有与上述第1光学元件相对的第1面和该第1面相反侧的第2面，
具备：
浸液机构，将液体填充于上述第2光学元件的第1面侧的第1空间；
气体供应机构，将气体填充于上述第2光学元件的第2面侧的第2空间；以及
调整机构，调整上述第1空间的液体压力与上述第2空间的气体压力的压力差。
2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，上述调整机构根据上述第1空间的液体压力，调整上述第2空间的气体压力，使得上述第1空间的液体与上述第2空间的气体的压力差在预先规定的容许值以下。
3.如权利要求2所述的曝光装置，其特征在于，具备预先存储了上述压力差与上述投影光学系统的成像特性的关系的存储装置，
上述调整装置参照上述存储装置的存储信息，调整上述第2空间的气体压力，使得获得所需的成像特性。
4.如权利要求3所述的曝光装置，其特征在于，上述存储信息包括与上述压力差对应的上述第2光学元件的变形量信息或变动量信息。
5.如权利要求1～4中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备成像特性调整装置，该成像特性调整装置基于上述第1空间的液体与上述第2空间的气体的压力差，调整上述投影光学系统的成像特性。
6.如权利要求1～5中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备成像特性调整装置，该成像特性调整装置根据上述第2空间的气体压力，驱动构成上述投影光学系统的多个光学元件中特定的光学元件，使得得到所需的成像特性。
7.如权利要求1～6中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，具备：检测上述第1空间的液体压力的第1检测器、和检测上述第2空间的气体压力的第2检测器，
上述调整机构基于上述第1、第2检测器的检测结果，调整上述第2空间的气体压力。
8.如权利要求1～7中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，上述调整机构设定上述第1空间的液体压力，使得该第1空间的液体在规定时间内的压力变动处于预先规定的范围内。
9.如权利要求1～8中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，上述浸液机构向上述第1光学元件与上述衬底之间的空间填充液体，
上述调整机构调整上述第1光学元件和上述衬底之间的空间的液体压力与上述第1空间的液体压力的压力差。
10.如权利要求1～9中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，上述气体供应机构兼作上述调整机构。
11.如权利要求1～10中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，在上述第1光学元件与上述衬底之间也填充有液体，
经由上述第2光学元件与上述第1光学元件之间的液体、以及上述第1光学元件与上述衬底之间的液体向上述衬底上照射曝光用光，使上述衬底曝光。
12.一种使用如权利要求1～11中的任意一项所述的曝光装置的器件制造方法。
13.一种曝光方法，经由投影光学系统向衬底照射曝光用光而使上述衬底曝光，其特征在于，
上述投影光学系统，具有最靠近该投影光学系统的像面的第1光学元件、和次于上述第1光学元件地靠近上述像面的第2光学元件，
上述第2光学元件，具有与上述第1光学元件相对的第1面和该第1面相反侧的第2面，
调整填充在上述第2光学元件的第1面侧的第1空间内的液体的压力与填充在上述第2光学元件的第2面侧的第2空间内的气体的压力的压力差。
14.如权利要求13所述的曝光方法，其特征在于，调整上述第1空间的液体与第2空间的气体的压力差，使之在预先规定的容许值以下。
15.如权利要求14所述的曝光方法，其特征在于，根据上述第1空间的液体的压力，调整上述第2空间的气体的压力。
16.如权利要求13所述的曝光方法，其特征在于，
在上述第1光学元件与上述衬底之间的空间内也填充有液体，
调整上述第1光学元件和上述衬底之间的空间的液体压力与上述第1空间的液体压力的压力差。
17.如权利要求13所述的曝光方法，其特征在于，预先求出上述压力差与上述投影光学系统的成像特性的关系，
基于上述关系调整上述第2空间的气体压力，使得获得所需的成像特性。
18.一种使用权利要求12～17中的任意一项所述的曝光方法的器件制造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102782584A (zh) * 2009-12-31 2012-11-14 迈普尔平版印刷Ip有限公司 曝光方法
CN104808446A (zh) * 2015-05-07 2015-07-29 合肥京东方光电科技有限公司 一种涂布机
CN108292104A (zh) * 2015-11-20 2018-07-17 Asml荷兰有限公司 光刻设备及方法
CN112684675A (zh) * 2020-12-30 2021-04-20 浙江启尔机电技术有限公司 真空系统及使用该真空系统的浸没式光刻机

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7701550B2 (en) 2004-08-19 2010-04-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2007081390A (ja) * 2005-08-17 2007-03-29 Nikon Corp 観察装置、計測装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法、デバイス製造用基板、位置決め装置
US7804577B2 (en) 2005-11-16 2010-09-28 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US7864292B2 (en) 2005-11-16 2011-01-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
DE102006023876A1 (de) * 2006-05-19 2007-11-22 Carl Zeiss Smt Ag Optische Abbildungseinrichtung
US8027023B2 (en) 2006-05-19 2011-09-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Optical imaging device and method for reducing dynamic fluctuations in pressure difference
US7826030B2 (en) 2006-09-07 2010-11-02 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2012134290A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Nikon Corp 露光装置、露光装置のステージ製造方法及びデバイス製造方法
US9823580B2 (en) * 2012-07-20 2017-11-21 Nikon Corporation Liquid immersion member, exposure apparatus, exposing method, method for manufacturing device, program, and recording medium

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346164A (en) * 1980-10-06 1982-08-24 Werner Tabarelli Photolithographic method for the manufacture of integrated circuits
JPS57153433A (en) * 1981-03-18 1982-09-22 Hitachi Ltd Manufacturing device for semiconductor
JP2753930B2 (ja) * 1992-11-27 1998-05-20 キヤノン株式会社 液浸式投影露光装置
US5874820A (en) * 1995-04-04 1999-02-23 Nikon Corporation Window frame-guided stage mechanism
US5528118A (en) * 1994-04-01 1996-06-18 Nikon Precision, Inc. Guideless stage with isolated reaction stage
US5623853A (en) * 1994-10-19 1997-04-29 Nikon Precision Inc. Precision motion stage with single guide beam and follower stage
JPH08316124A (ja) * 1995-05-19 1996-11-29 Hitachi Ltd 投影露光方法及び露光装置
US5825043A (en) * 1996-10-07 1998-10-20 Nikon Precision Inc. Focusing and tilting adjustment system for lithography aligner, manufacturing apparatus or inspection apparatus
US6043863A (en) * 1996-11-14 2000-03-28 Nikon Corporation Holder for reflecting member and exposure apparatus having the same
DE69717975T2 (de) * 1996-12-24 2003-05-28 Asml Netherlands B.V., Veldhoven In zwei richtungen ausgewogenes positioniergerät, sowie lithographisches gerät mit einem solchen positioniergerät
WO1999010917A1 (fr) * 1997-08-26 1999-03-04 Nikon Corporation Dispositif d'alignement, procede d'exposition, procede de regulation de la pression d'un systeme optique de projection, et procede de montage du dispositif d'alignement
JP2000031024A (ja) * 1998-07-14 2000-01-28 Mitsubishi Electric Corp 投影露光装置およびそれを用いた露光方法
DE10000193B4 (de) * 2000-01-05 2007-05-03 Carl Zeiss Smt Ag Optisches System
CN101424881B (zh) * 2002-11-12 2011-11-30 Asml荷兰有限公司 光刻投射装置
SG131766A1 (en) * 2002-11-18 2007-05-28 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7948604B2 (en) * 2002-12-10 2011-05-24 Nikon Corporation Exposure apparatus and method for producing device
EP1571701A4 (en) * 2002-12-10 2008-04-09 Nikon Corp EXPOSURE DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING COMPONENTS
JP4608876B2 (ja) * 2002-12-10 2011-01-12 株式会社ニコン 露光装置及びデバイス製造方法
JP4595320B2 (ja) * 2002-12-10 2010-12-08 株式会社ニコン 露光装置、及びデバイス製造方法
KR101036114B1 (ko) * 2002-12-10 2011-05-23 가부시키가이샤 니콘 노광장치 및 노광방법, 디바이스 제조방법
EP1571697A4 (en) * 2002-12-10 2007-07-04 Nikon Corp EXPOSURE SYSTEM AND DEVICE PRODUCTION METHOD
DE10324477A1 (de) * 2003-05-30 2004-12-30 Carl Zeiss Smt Ag Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage
WO2004112108A1 (ja) * 2003-06-13 2004-12-23 Nikon Corporation 露光方法、基板ステージ、露光装置、及びデバイス製造方法
EP1503244A1 (en) * 2003-07-28 2005-02-02 ASML Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus and device manufacturing method
JP4466300B2 (ja) * 2003-09-29 2010-05-26 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法、計測装置
TWI574302B (zh) * 2003-09-29 2017-03-11 An exposure apparatus and an exposure method, and an element manufacturing method
JP4515209B2 (ja) * 2003-10-02 2010-07-28 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
KR101440743B1 (ko) * 2004-01-05 2014-09-17 가부시키가이샤 니콘 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
US20060244938A1 (en) * 2004-05-04 2006-11-02 Karl-Heinz Schuster Microlitographic projection exposure apparatus and immersion liquid therefore
JP5130609B2 (ja) * 2004-06-10 2013-01-30 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
US8692973B2 (en) * 2005-01-31 2014-04-08 Nikon Corporation Exposure apparatus and method for producing device
WO2006118189A1 (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Nikon Corporation 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102782584A (zh) * 2009-12-31 2012-11-14 迈普尔平版印刷Ip有限公司 曝光方法
CN104808446A (zh) * 2015-05-07 2015-07-29 合肥京东方光电科技有限公司 一种涂布机
US10207284B2 (en) 2015-05-07 2019-02-19 Boe Technology Group Co., Ltd. Coating machine for applying coating agent
CN108292104A (zh) * 2015-11-20 2018-07-17 Asml荷兰有限公司 光刻设备及方法
CN108292104B (zh) * 2015-11-20 2020-09-25 Asml荷兰有限公司 光刻设备及方法
CN112684675A (zh) * 2020-12-30 2021-04-20 浙江启尔机电技术有限公司 真空系统及使用该真空系统的浸没式光刻机

Also Published As

Publication number Publication date
IL183515A0 (en) 2007-09-20
EP1830394A4 (en) 2009-05-27
KR20070083492A (ko) 2007-08-24
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TW200632576A (en) 2006-09-16
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JP4720747B2 (ja) 2011-07-13
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JPWO2006059720A1 (ja) 2008-06-05
EP1830394A1 (en) 2007-09-05

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