WO2005031799A2 - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

　投影光学系ＰＬから液体ＬＱに入射した露光光のうち、光透過部４４に入射した露光光は、気体中を通過せずに光学部材４１に入射して収束される。露光装置は、投影光学系の開口数が増大しても投影光学系からの露光光を受光して、各種の計測を行うことができる。

Description

露光装置、 露光方法及びデバイス製造方法 技術分野

本発明は、 マスクに形成されたパターンを基板上に転写して基板を露光する露 光装置及び露光方法、 並びに当該露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。 背景技術

半導体素子、 液晶表示素子、 撮像装置 （C C D (charge Coupled Devi ce ) 等） 、 薄膜磁気へッ ド等のマイクロデバイスの製造工程の 1つとして通常設けられるフ 才卜リソグラフィ一工程では、 露光対象としての基板 （フォトレジストが塗布さ れた半導体ウェハ又はガラスプレート） にマスク又はレチクル （以下、 これらを 総称するときは、 マスクという） に形成されたパターンの縮小像を投影露光する 露光装置が用いられる。 近年においては、 ステップ 'アンド ' リピ—卜方式の縮 小投影露光装置 （所謂、 ステツパ） 又はステップ ·アンド 'スキャン方式の露光 装置が多用されている。 上記のステツパは、 基板を二次元的に移動自在な基板ステージ上に載置し、 こ の基板ステージにより基板を歩進 （ステッピング） させて、 マスクのパターンの 縮小像を基板上の各ショッ卜領域に一括露光する動作を順次繰り返す露光装置で ある。 また、 ステップ .アンド ·スキャン方式の露光装置は、 スリッ卜状のパル ス露光光をマスクに照射している状態で、 マスクを載置したマス.クステージと基 板を載置した基板ステージとを投影光学系に対して互いに同期移動させつつマス クに形成されたパターンの一部を基板のショッ卜領域に逐次転写し、 1つのショ ヅ 卜領域に対するパターンの転写が終了すると基板をステッピングさせて他のシ ' ョヅ 卜領域にパターンの転写を行う露光装置である。 また、 これらの露光装置は投影光学系を介して露光光を受光する複数の光セン サ （受光部） を有しており、 これらの光センサの出力に基づいて、 各種の機械的 調整や光学的調整を行ったり、 各種の動作条件を決定して、 実際に基板の露光を 行うときの露光動作が最適化されている。 ί列えば、 投影光学系を通過した露光光 の照度むら （光量分布） を計測したり、積算光量むらを計測するための照度むら センサや、投影光学系を通過した露光光の照射量 （光量） を計測する照射量セン ザが基板ステージ上に設けられている。 このような照度むらセンサについては、 例えば特開平 08— 31 61 33号公報に、 また、 照射量センサについては、例 えば国際公開第 01 /008205号公報 Iこ、 それぞれ開示されている。 また、 近年、 デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光 学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、 使用する露光 波長が短いぼど、 また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。 そのため、 露 光装置で使用される露光波長は年々短波長 ί匕しており、投影光学系の開口数も増 大している。 そして、 現在主流の露光波長 ίま K r Fエキシマレ一ザの 248 nm であるが、 更に短波長の A r Fエキシマレーザの 1 93 n mも実用化されつつあ る。 また、 露光を行う際には、 解像度と同様に焦点深度 （DO F) も重要となる。 解像度 R、 及び焦点深度 <5はそれぞれ以下の式で表される。

R=k, ■ λ/Ν A … (1 )

<5 = ±k₂ · λ/Ν A² … (2 )

ここで、 久は露光波長、 N Aは投影光学系の開口数、 k₂はプロセス係数 である。 （1 ) 式、 （2).式より、 解像度 Rを高めるために、 露光波長 λを短く して、 開口数 Ν Αを大き〈すると、 焦点深度 <5が狭くなることが分かる。 焦点深度 5が狭くなり過ぎると、 投影光学系の像面に対して基板表面を合致さ せることが困難となり、 露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがあ る。 そこで、 実質的に露光波長を短くして、 且つ焦点深度を広くする方法として、 例えば国際公開第 99/49504号公報 Iこ開示されている液浸法が提案されて いる。 この液浸法は、 投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液 体で満たして液浸領域を形成し、 液体中での露光光の波長が空気中の 1 / n ( n は液体の屈折率で通常 1 . 2〜1 . 6程度） になることを利用して解像度を向上 するとともに、 焦点深度を約 n倍に拡大するというものである。 ところで、 上述の光センサ （受光部） は、 投影光学系の像面側に配置される光 透過部を有しており、 その光透過部を介して光を受光しているため、 液浸法の採 用等によって投影光学系の開口数が増大し、 露光光の入射角 （最外の光線と光軸 とがなす角度） が大きくなると、 光透過部から射出される光の拡がりも大きくな り、 良好に受光することができない虞がある。 発明の開示 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、 投影光学系の開口数が増大し ても、各種計測が精度良く実行可能であり、 特に液浸式の露光法を採用した場合 にも各種の計測を良好に行うことができる露光装置及び露光方法並びに当該露光 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。 また、 本発明は、投影光学系を介した光を良好に受光できる受光器を有する露 光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。 上記の課題を解決するため、 本発明は実施の形態に示す図 1〜図 4 5に対応付 けした以下の構成を採用している。但し、 各要素に付した括弧付き符号はその要 素の例示に過ぎず、 各要素を限定するものではない。 . 本発明の第 1の態様に従えば、 露光光を夜体を介して基板 （W、 P ) 上に照射 することによって前記基板を露光する露光装置 （E X ) であって：投影光学系 ( P L ) と；前記投影光学系の像面側に設 ίナられた光透過部 （3 1、 3 2、 2 7 1 ) 及び、 前記投影光学系を通過した露光光を該光透過部を介して受光する受光 器（3 6、 3 7、 2 7 6、 2 9 0 ) を有する計測装置 （2 7、 2 7 0 ) を備え； 前記計測装置の受光器が、 前記投影光学系と前記光透過部との間に液体が存在し ない状態で、前記光透過部及び投影光学系を通過した露光光を受光する露光装置 が提供される。前記計測装置は、 照射むらセンサ、 照射量センサまたは空間像計 測装置にし得る。 この発明によると、投影光学系の像面側に液体が供給されていない状態で、 投 影光学系を通過した露光光が投影光学系の像面側に配置された光透過部を介して 計測装置の受光器で受光される。 本発明の第 2の態様に従えば、 露光光を基板 （W、 P) 上に照射することによ つて前記基板を露光する露光装置 （EX) であって：投影光学系 （P L) と；前 記投影光学系の像面側に配置され、 前記投影光学系からの露光光が入射する光透 過部 （ 31、 44、 56、 271 ) 、 受光器 （36、 42、 53、 282) 、 及 び該光透過部からの光を受光器に入射させるための集光部材 （41、 45、 52、 57、 62、 71、 276 ) を有する計測装置 （40、 50、 60、 70、 27 0) を備え；前記投影光学系からの露光光が気体中を通過せずに前記集光部材に 入射するように、前記集光部材は、 前記光透過部と前記受光器との間に配置され ている露光装置が提供される。 この発明によると、投影光学系からの露光光のうち、 光透過部を透過した光は 気体中を通過せずに集光部材に入射して集光される。 なお、 光透過部から集光部 材に気体を通過しないように光を導〈には、種々の方法があるが、 光透過部と集 光部材を接合しても良く、 あるいは、 気体以外の媒質であって光透過性の媒質、 例えば、液体、 超臨界流体、 ペース卜、 固体を光透過部と集光部材との間に、 例 えば薄膜状に介在させても良い。 本発明の第 3の態様に従えば、 液体 （LQ) を介して露光光を基板 （W、 P) 上に照射することによって前記基板を露光する露光装置 （EX) であって：投影 光学系 （P L) と；前記投影光学系に対向するように一面が配置され且つ他面の —部に光透過部 （56) が形成された板状部材 （5 1 ) 及び、 前記光透過部から の光を受光する受光器 （53) を有する計測装置 （ 50) とを備え；前記計測装 置の受光器は、 露光光を、 前記投影光学系と前記扳状部材との間にもたらされた 液体を介して受光する露光装置が提供される。 この発明によると、 投影光学系からの露光光は液体を介して板状部材に入射し、 板状部材に入射した光のうち光透過部を通過した が計測装置が備える受光器に 受光される。 それゆえ、 液浸露光の状態で露光光を計測することができる。 本発明の第 4の態様に従えば、 露光光を液体 （L Q) を介して基板 （W、 P) 上に照射することによって前記基板を露光する露 装置 （EX) であって：投影 光学系 （P L) と ；前記投影光学系の像面側に設 (ナられ且つ前記投影光学系から の露光光が液体を介して入射する光透過部 （31、 32、 44、 56、 271 ) 、 受光器 （36、 37、 42、 53、 290) 及び亥光透過部からの光を該受光器 に入射させるための光学系 （41、 45、 52、 57、 62、 71、 81、 86、 1 01、 1 1 1、 276 ) を有する計測装置 （40、 50、 60、 70、 80、 85、 90、 1 00、 1 1 0、 270 ) とを備え； 前記光透過部からの光が気体 中を通過せずに前記光学系に入射するように、 前言己光学系は前記光透過部と前記 受光器との間に配置されている露光装置が提供される。 この発明によると、 投影光学系からの露光光のラち、 光透過部を透過した光は 計測装置に設けられた光学系に気体中を通過しないよう導かれて受光器に入射す る。 それゆえ、 受光器は光透過部を透過した光を交力率良〈受光できる。 光透過部 から光学系に気体を通過しないように光を導くには、 前述のように気体以外の媒 質を介在させてもよい。 なお、 光学系は一つの光学部材であってもよいし、 複数 の光学部材から構成されていてもよい。 本発明の第 5の態様に従えば、 基板 （W、 P) に液体 （LQ) を介して露光光 (E L) を照射することによって前記基板を露光する露光装置であって：投影光 学系 （ P L ) と；前記投影光学系の像面側に酉己置された光透過部 （ 2 7 1 ) を有 する光学部材（ 2 7 5 ) と；当該光学部材を介して前記投影光学系を通過した光 を受光する受光器 （ 2 7 6、 2 9 0 ) を備え ；前記受光器と前記光学部材との間 に液体が満たされている露光装置 （E X ) が提供される。 液浸露光においては、 投影光学系の像面側に配置された光学部材を介して投影 光学系を通過した光を受光器で受光する際、 投影光学系と光学部材との間を液体 で満たした状態で受光器に光を照射して受光動作を行うことが考えられる。本発 明によれば、 その光学部材と受光器との間にも液体を満たすことで、 投影光学系 を通過した光を受光器で良好に受光すること^：できる。 つまり、投影光学系と光 学部材との間の空間を液体で満たすことで、 投影光学系の開口数 N Aを大きくで きるが、 この投影光学系の開口数 N Aに応じて、 受光器の光学系の開口数 N Aも 変化させる必要がある。 すなわち、投影光学系の開口数 N Aに応じて、 受光器の 開口数 N Aも向上させないと、 受光器は、投影光学系を通過した光を良好に取り 込むことができない状況が発生し、 良好に受光できなくなる。 したがって、 投影 光学系と光学部材との間に液体を満たすことによって投影光学系の開口数 N Aを 向上させた場合には、 光学部材と受光器との にも液体を満たして受光器の光学 系の開口数 N Aを向上させることで、 受光器は投影光学系を介した光を良好に受 光することができる。 ここで、 光学部材とは、 光透過部を有するものは全て含ま れる。 本発明の第 6の態様に従えば、 基板 （W、 P ) に露光光 （E L ) を照射するこ とによって前記基板を露光する露光装置であって：投影光学系 （.P L ) と；前記 投影光学系の像面側に配置された光透過部 （ 2 7 1 ) を有する光学部材 （ 2 7 5 ) と；当該光学部材を介して前記投影光学系を通過した光を受光する受光器 ( 2 7 6、 2 9 0 ) を備え；前記受光器と前記光学部材との間に液体 （ L Q ) が 満たされている露光装置 （E X ) が提供される。 本発明によれば、 光学部材と受光器との間に液体を満たすことで、 受光器の光 学系の開口数 N Aを向上することができ、 受光動作を良好に行うことができる。 本発明の光学部材と受光器との間に液体を満たす搆威は、 液浸露光装置に対する 適用の他に、 液体を介さないで露光するドライ露光-装置に対する適用も可能であ る。 本発明の第 7の態様に従えば、 基板 （W、 P) に夜体を介して露光光 （E L) を照射することによって前記基板を露光する露光装置であって：投影光学系 （P L ) と；前記投影光学系 （P L) の像面側に配置された光透過部 （31、 27 1 ) を有する光学部材（ 1 01、 275 ) と；前記光学部材を介して前記投影光 学系を通過した光を受光し且つ光学部材（1 01、 275 ) に接して設けられた 受光素子 （1 02、 282) とを有する受光器を備える露光装置 （EX) が提供 される。 本発明によれば、 受光器の受光素子を光学部材 (こ接するように配置することで、 投影光学系と光学部材との間に液体を満たして投影光学系の開口数 N Aを実質的 に向上させた場合においても、 受光器は投影光学系を介した光を良好に受光する ことができる。 本発明の第 8の態様に従えば、 基板 （W、 P) に、 液体とを介して露光光を照 射することによって前記基板を露光する露光装置であって：投影光学系 （P L) と；前記投影光学系の像面側に配置された光透過部 （271 ) を有し且つ所定位 置に貫通穴 （ 320、 330) が形成されている光学部材 （275) と；前記光 学部材を介して前記投影光学系を通過した光を受光する受光器を備える露光装置 (EX) が提供される。 本発明によれば、 光学部材に貫通穴を設けたことにより、 投影光学系と光学部 材との間の液体は貫通穴を介して移動する （逃げる） ことができるので、 投影光 学系と光学部材との間の液体の圧力と、 光学部材と受光器との間の液体の圧力と の差が生じず、 光学部材が撓む等の不都合は生じない。 また、 貫通穴を介して液 体が移動可能であるので、投影光学系と光学部材との間の液体の大きな圧力変動 も生じないため、 液体の圧力変動によって投影光学系を変動 （振動） させる不都 合の発生を防止することができる。 本発明において、 第 1〜8の態様の露光装置 （ E X ) を用いることを特徴とす るデバイス製造方法が提供される。本発明によれ (ま、 受光器は投影光学系を介し た光を良好に受光できるので、 その受光結果に基づいて最適な露光条件を設定し た状態で精度良い露光処理を行う.ことができ、所望の性能を有するデバイスを製 造することができる。 本発明の第 9の態様に従えば、露光光を投影光学系 （P L ) と液体を介して基 板 （W、 P ) 上に照射することによって前記基板を露光する露光方法であって： 前記投影光学系の光射出端 （ P L E ) の側に、 露光光を計測する計測装置 （2 7、 2 7 0 ) を設置するステップと；前記投影光学系の光射出端側の光路空間に液体 を介在させずに計測装置で露光光を計測するステップ （S 1 4、 S 1 5 ) と；前 記計測結果に基づいて、前記光路空間に液体を介在させて基板を露光するステツ プ（S 1 9 ) を含み；前記投影光学系の光射出端と前記光路空間との界面に投影 光学系内から入射する露光光の入射角が、 前記計則ステップと前記露光ステツプ で異なる露光方法が提供される。 この方法によると、 計測ステップにおける前記 投影光学系の光射出端と前記光路空間との界面に入射する露光光の入射角を、前 記露光ステツプにおける入射角より小さく調整することによつて投影光学系と計 測装置との間の光路空間に液体に存在していなくても計測装置は良好に露光光を 受光することができ、 その受光した光で結像状態や露光光の調整を実行すること ができる。 本発明の第 1 0の態様に従えば、 露光光を投影光学系 （P L ) を介して基板 (W、 P ) 上に照射することによって前記基板を露光する露光方法であって：前 記投影光学系から射出された露光光を受光器で受光することと；露光光を投影光 学系と液体とを介して基板上に照射することによって前記基板を露光することと を含む露光方法が提供される。 この方法によれば、露光光を気体中を通過せずに 受光素子に送ることができるため、投影光学系の開口数が大きくなつても、 投影 光学系を通過した露光光を良好に受光することができる。 本発明の第 1 1の態様に従えば、 露光光を投影光学系 （P L ) を介して基板 ( W、 P ) 上に照射することによって前記基板を露光する露光方法であって：前 記投影光学系の像面側に配置された光透過部を有する光学部材を介して前記投影 光学系を通過した光を受光器 （ 2 7 6、 2 9 0 ) で受光することと；露光光を、 投影光学系を介して基板上に照射することによって前記基板を露光することとを 含み；前記受光器と前記光学部材との間に液体 （ L Q ) が満たされている露光方 法が提供される。 この方法では受光器と光学部材との間に液体が満たされている ので、 投影光学系の開口数が大きくなつても、 光透過部からの露光光を良好に受 光することができる。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の第 1実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。 図 2は、 開口絞り板 8の一例を示す正面図である。

図 3 ( a ) 及び （b ) は、 露光光センサ 2 7の構成の一例を示す図である。 図 4は、 本発明の第 1実施形態による露光装置の露光処理開始時における動作 例を示すフローチヤ一卜である。

図 5 ( a ) 及び （b ) は、 本発明の第 2実施形態による露光装置に設けられる 照度むらセンサの概略構成を示す図である。

図 6 ( a ) 及び （b ) は、 本発明の第 2実施形態 (こよる露光装置に設けられる 照度むらセンサの変形例を示す図である。 '

図 7 ( a ) 及び （b ) は、 本発明の第 3実施形態による露光装置に設けられる 照度むらセンサの概略構成を示す図である。 図 8は、 本発明の第 3実施形態による露光装置に設 (ナられる照度むらセンサが 備える平凸レンズの他の例を示す斜視図である。

図 9は、 本発明の第 4実施形態による露光装置に設 ίナられる照度むらセンサの 概略構成を示す断面図である。

図 1 0は、 本発明の第 5実施形態による露光装置に設けられる照度むらセンサ の概略構成を示す断面図である。

図 1 1 ( a ) 及び （b ) は、 本発明の第 6実施形態による露光装置に設けられ る照射量センサの概略構成を示す図である。

図 1 2は、 マイクロレンズアレイに対する開口が形成された集光板の構成例を 示す斜視図である。

図 1 3は、 本発明の第 7実施形態による露光装置に設けられる照射量センサの 概略構成を示す図である。

図 1 4は、 本発明の第 8実施形態による露光装置に言 ¾けられる照射量センサの 概略構成を示す図である。

図 1 5 ( a ) 及び （b ) は、 本発明の第 9実施形態による露光装置に設けられ る照度むらセンサの概略構成を示す図である。

図 1 6は、 本発明の第 1 0実施形態による露光装置に設けられる照度むらセン ザの概略構成を示す図である。

図 1 7は、 第 2実施形態による露光装置が備える照度むらセンサ 4 0の変形例 を示す図である。

図 1 8は、 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。 図 1 9は、 半導体デバイスの場合における、 図 1 1のステップ S 2 3の詳細な フローの一例を示す図である。 .

図 2 0は、 本発明の露光装置の一実施形態を示す概日各構成図である。

図 2 1は、 投影光学系の先端部近傍、 液体供給機構、 及び液体回収機構を示す 概略構成図である。 '

図 2 2は、 投影光学系の投影領域と液体供給機構及び液体回収機構との位置関 係を示す平面図である。

図 2 3は、 本発明に係る受光器の一実施形態を示す概略構成図である。 図 2 4は、 受光器が計測動作を行っている状態を示す模式図である。

図 2 5は、 本発明に係る光学部材及び受光器の一実施形態を示す要部拡大図で あ 。

図 2 6は、 図 2 5の光学部材の平面図である。

図 2 7 ( a ) 及び （b ) は、 光学部材の光透過部の一例を示す図である。 図 2 8は、 受光器で受光した受光信号の一例を示す図である。

図 2 9は、 投影光学系の結像特性を計測するときに使うマスクの一例を示す図 である。

図 3 0は、 投影光学系の結像特性を計測するときに使うマスクの一例を示す図 であ o

図 3 1は、 投影光学系の結像特性を計測するときに使うマスクの一例を示す図 である。

図 3 2は、 本発明に係る光学部材及び受光器の別の実施形態を示す要部拡大図 であ 。

図 3 3は、 本発明に係る光学部材及び受光器の別の実施形態を示す要部拡大図 である。

図 3 4は、 本発明に係る光学部材及び受光器の別の実施形態を示す要部拡大図 である。

図 3 5は、 図 3 4の光学部材の平面図である。

図 3 6 ( a ) 〜 （c ) は、 液浸領域を形成する手順の一例を示す図である。 図 3 7は、 本発明に係る光学部材及び受光器の別の実施形態を示す要部拡大図 である。

図 3 8は、 図 3 7の光学部材の平面図である。 .

図 3 9は、 本発明に係る光学部材及び受光器の別の実施形態を示す要部拡大図 である。

図 4 0は、 図 3 9の光学部材の平面図である。

図 4 1は、 本発明に係る光学部材及び受光器の別の実施形態を示す要部拡大図 である。 図 4 2は、 基板ステージ上に複数の受光器が配置されている状態を示す平面図 である。

図 4 3は、 本発明に係る光学部材及び受光器の別の実施形態を示す要部拡大図 i¾る。

図 4 4は、 本発明に係る光学部材及び受光器の別の実施形態を示す要部拡大図 to -s) o

図 4 5は、投影光学系の先端と接する媒質の屈折率との関係で、 投影光学系の 先端で露光光の一部の光線に全反射が生じない条件を説明する図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 図面を参照して本発明の実施形態による露光装置及びデバイス製造方法 について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない c

〔第 1実施形態〕

図 1は、 本発明の第 1実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。 尚、 図 1に示す露光装置 E Xは、 投影光学系 P Lとウェハ Wとの間の液体 （純水） L Qを介して露光を行う液浸式の露光装置であつて、 半導体素子の回路バターン D Pが形成されたレチクル Rを用い、 ステップ-アンド · リピー卜方式により、 上 記回路バターン D Pの像をウェハ Wに転写する露光装置で る。 尚、以下の説明においては、 図中に示した X Y Z直交座樗系を設定し、 この X Y Z直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説曰月する.。 X Y Z直交座 標系は、 X軸及び Y軸がウェハ Wに対して平行となるよう設定され、 Z軸がゥェ ハ Wに対して直交する方向に設定されている。 図中の X Y Z座標系は、 実際には X Y平面が水平面に平行な面に設定され、 Z軸が鉛直上方向に設定される。 図 1に示す露光装置 E Xは、 露光光を供給するための光源 1 として、 1 9 3 η m ( A r F ) の波長の光を供給する A r Fエキシマレーザ光源を備えている。 光 源 1から射出されたほぼ平行光束は、 ビーム整形光学系 2を介して所定断面の光 束に整形された後、 干渉性低減部 3に入射する。干渉性低減部 3は、 被照射面で あるレチクル R上 （ひいてはウェハ W上） での干渉パターンの発生を低減する機 s¾を有 3る。 干渉性低減部 3の詳細については、例えば特開昭 5 9 - 2 2 6 3 1 7号公報に 開示されている。 干渉性低減部 3からの光束は、 第 1フライアイレンズ （第 1才 プティカルインテグレータ） 4を介して、 その後側焦点面に多数の光源を形成す る。 これらの多数の光源からの光は振動ミラー 5で偏向された後、 リレー光学系 6を介して第 2フライアイレンズ （第 2オプティカルインテグレ一夕） 7を重畳 的に照明し、 これにより第 2フライアイレンズ 7の後側焦点面には多数の光源か らなる二次光源が形成される。 第 2フライアイレンズ 7の射出面 C J、 即ち照明光学系 （照明系） I Sの瞳面 (投影光学系 P Lの瞳面と光学的に共役な面） には開口絞り板 8が、 駆動モータ 8 fによって回転自在に配置されている。 図 2は、 開口絞り板 8の一例を示す正 面図である。 図 2に示す通り、 開口絞り板 8は回転軸 0の周りで回転自在に構成 された円板からなり、 通常照明用の円形の開口絞り 8 a、 輪帯照明用の開口絞り 8 b、 4極変形照明 （4極照明） 用の開口絞り 8 c、 小さいコヒ一レンスファク 夕 （小 σ ) 用の小円形の開口絞り 8 d、 及び露光光の照度むら又は光量等を計測 する時に用いられる可変の開口絞り 8 eが周方向に沿って形成されている。 尚、 図 2中に示した破線の大きな円は通常照明用の円形の開口絞り 8 aの大きさを表 しており、 開口絞り 8 b〜8 eとの大きさの比較のため図示している。 また、 コヒ一レンスファクタ （照明系の _σ ) は、 投影光学系 P Lのレチクル R 側の開口数 N A rと照明系光学系 I Sの開口数 N A iとの比で、 以下のように定 れる。

σ = Ν A i /N A r また、 投影光学系 P Lの開口数 N Aは、 通常ウェハ W側の開口数 N A wを示し、 レチクル側の開口数 N A rは、 投影光学系 P Lの倍率 Mより、 N A r = N A wZ Mとして求められる。 上記開口絞り 8 eは、 開口の大きさが可変に形成されており、 例えば 0 . 0 5 〜0 . 5 0の範囲で σ値を可変することができる。 この開口絞り 8 eは、 投影光 学系 P Lの像面側の液体 L Qなしで、 照度むらや光量の計測を 亍ぅ際に、 投影光 学系 P Lの像面側に向かう露光光の開き角 （最外の光線と光軸とがなす角度） を 調整 （小さく） するためのものである。 つまり、 本実施形態の露光装置は、 投影 光学系 P Lとウェハ Wとの間の液体 L Qを介して露光処理を行う液浸式の露光装 置であるため、 投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qがないと、 ィ列えば通常照明に 用いる開き角の大きな露光光は、 投影光学系 P Lの像面側の先 5¾部分で一部の光 が全反射して投影光学系 P Lを通過することができない。 上記 口絞り 8 eは、 投影光学系 Pしの像面側に向かう露光光の開き角を調整して、 殳影光学系 Pしで の全反射を防止するために設けられる。 尚、 図 2においては、 ネ発明の特徴を明 確化するため、 開口絞り 8 dとは別途に開口絞り 8 eを開口絞り板 8に設けた構 成を図示しているが、 開口絞り 8 dのコヒーレンスファクタも 0 . 2 5〜0 . 3 5程度に設定されるので、 計測の際に開口絞り 8 dを使うようにして、 開口絞り 8 eを省略した構成であっても良い。 その場合、 開口絞り 8 dの開口を可'変にし ても良い。 図 1に戻り、 開口絞り板 8の回転軸 0は駆動モータ 8 fの回車云軸に接続されて おり、 駆動モータ 8 f を駆動して開口絞り板 8を回転軸 0の周りで回転させるこ とにより、 第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置する開口絞りを切り替え ることができる。第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置される開口絞りに 応じて、 第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jにおける露光光の強度分布 （光束 分布） が変更される。 駆動モ一夕 8 fの駆動は露光装置 E Xの全体の動作を統括 制御する主制御系 2 0が制御する。 第 2フライアイレンズ 7によつて形成された二次光源からの光束のうちの開口 絞り板 8に形成された開口絞り 8 a〜8 dの何れか 1つを通過した露光光は、 コ ンデンサ光学系 1 0及び折り曲げミラ一 1 1を介して、 下側面に所定の回路バタ ーン D Pが形成されたレチクル Rを重畳的に均一照明する。 これにより、 レチク ル Rの照明領域内のバタ一ンの像が両側テレセントリックな投影光学系 P Lを介 して所定の投影倍率 3 ( 3は例えば 1/4又は 1 /5等） で、 投影光学系 P Lの 像面に配置された基板としてのウェハ Wの露光領域 （投影領域） に投影される。 ウェハ Wは例えば半導体 （シリコン等） 又は SOI (silicon on insulator) 等 の円板状の基板である。 尚、 以上説明したビーム整形光学系 2〜折り曲げミラー 1 1は、 照明光学系 （照明系） I Sを構成している。 投影光学系 P Lは、 レンズ等の複数の光学素子からなる。本実施形態では、 露 光光として真空紫外域の A r Fエキシマレ—ザ光源の光を用いているため、 投影 光学系 P Lを構成する光学素子の硝材としては、 例えば合成石英又は蛍石 （フヅ 化カルシウム： CaF₂) が用いられる。 投影光学系 P Lが備える光学素子の一部 は、 投影光学系 P Lの光軸 A X方向 （Z方向） に移動可能且つ X軸に平行な軸又 は Y軸に平行な軸の周りでチルト可能に構成されており、 これらの光学素子は後 述するレンズコントローラ部 1 4によって制御される。 この投影光学系 P Lは像 面側に液体 L Qが供給されている状態で、 入射光束が像面側に結像する液浸式の 投影光学系であり、 開口数 （N. A. ) は 1以上 （例えば、 1 . 00〜1 . 4 0) に設定されている。 尚、 本実施形態の投影光学系 P Lは、 ジ才プトリック系 (屈折系） であるが、 カタ.ジ才プ卜リック系 （反射屈折系） や反射系も使用でき ることはいうまでもない。 . レチクル Rは、 レチクルホルダ （不図示） を介して、 レチクルステージ 1 3に 載置されている。 尚、 レチクルステージ 1 3は、 主制御系 20からの指令に基づ き、 レチクルステージ制御部 （不図示） によって駆動される。 このとき、 レチク ルステージ 1 3の移動は、 レチクル干渉計 （不図示） とレチクリレステージ 1 3に 設けられた移動鏡 （不図示） とにより計測され、 その計測結果は主制御系 2 0に 出力される。 投影光学系 P Lには、 温度や気圧を計測するとともに、 温度、 気圧等の環境変 化に応じて投影光学系 P Lの結像特性等の光学特性を一定に制御するレンズコン 卜ローラ部 1 4が設けられている。 このレンズコントローラ咅 |5 1 4は計測した温 度や気圧を主制御系 2 0へ出力し、 主制御系 2 0はレンズコントローラ部 1 4か ら出力された温度及び気圧並びに後述する露光光センサ 2 7の計測結果に基づい て、 レンズコントローラ部 1 4を介して投影光学系 P Lの結像光学系等の光学特 性を制御する。 ウェハ Wは、 ウェハステージ 1 5内に内蔵されたウェハホルダ 1 6に真空チヤ ヅクされている。 尚、 ウェハ Wはウェハホルダ 1 6上に保持されたときに、 その 上面がウェハステージ 1 5の上面と一致するように、 ウェハホルダ 1 6の高さ位 置が設定されている。 ウェハステージ 1 5は、 図中 X軸方向及び Y軸方向にそれ それ移動可能な一対の Xステージ及び Yステージを重ね合わせたものであり、 X Y平面内での位置が調整自在になっている。 また、 図示は省略しているが、 ウェハステージ 1 5は、 Z車由方向にウェハ Wを 移動させる Zステージ、 ウェハ Wを X Y平面内で微小回転させるステージ、 及び Z軸に対する角度を変化させて X Y平面に対するウェハ Wの傾きを調整するステ —ジ等から構成される。 このように、 ウェハステ一ジ 1 5は、 X軸方向の移動機 能、 Y軸方向の移動機能、 Z軸方向の移動機能、 Z軸周りの回転機能、 X軸周り のチルド機能、 及び Y軸周りのチル卜機能を有する。 ウェハステージ 1 5の上面の一端には移動鏡 1 7が取り付 Iナられており、 移動 鏡 1 7の鏡面に対向した位置にレーザ干渉計 1 8が配置されている。 尚、 図 1で は図示を簡略化しているが、 移動鏡 1 7は X軸に垂直な反射面を有する移動鏡及 び Y軸に垂直な反射面を有する移動鏡より構成されている。 また、 レーザ干渉計 1 8は、 X軸に沿って移動鏡 1 7にレーザビームを照射する 2個の X 由用のレー ザ干渉計及び Y軸に沿って移動鏡 1 7にレーザビームを照射する Y軸用のレーザ 干渉計より構成され、 X軸用の 1個のレーザ干渉計及び Y軸用の 1個のレーザ干 渉計により、 ウェハステージ 1 5の X座標及び Y座標が計測される。 また、 X軸用の 2個のレーザ干渉計の計測値の差により、 ウェハステージ 1 5 の X Y平面内における回転角が計測される。 レーザ干渉計 1 8により言十測された X座標、 Y座標、 及び回転角の情報はステージ位置情報として主制御系 2 0に供 給される。 主制御系 2 0は供給されたステージ位置情報をモニターしつつ、 制御 信号をステージ駆動系 1 9へ出力し、 ウェハステージ 1 5の位置決め動作をナノ メートルオーダーで制御する。 なお、 移動鏡 1 7の替わりに、 ウェハステージ 1 5の側面に反射面を設けてもよい。 このようにすることで、 ウェハステージ 1 5 の上面をほぼ全面に渡つてほぼ面一とすることができる。 また、 図 1に示す露光装置 E Xは、 投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qを供給 するとともに、 供給した液体 L Qを回収するために、 液体供給装置 2 1 と液体回 収装置 2 2とを備える。 液体供給装置 2 1は、 液体 L Qを収容するタ ンク、 加圧 ポンプ等を備えて構成される。 この液体供給装置 2 1には供給管 2 3の一端部が 接続されており、 供給管 2 3の他端部には供給ノズル 2 4が接続されている。 こ れら供給管 2 3及び供給ノズル 2 4を介して液体 L Qが供給される。 尚、 本実施 形態においては、 露光光として A r Fレーザ光を用いているので、 友体 L Qとし ては純水を用いている。 なお、 液体供給装置 2 1のタンク、 加圧ポンプなどは、 必ずしも露光装置 E Xが備えている必要はなく、 それらの少なく.とも一部を露光 装置 E Xが設置される工場などの設備で代用することもできる。 液体回収装置 2 2は、 吸引ポンプ、 回収した液体 L Qを収容するタ ンク等を備 える。 液体回収装置 2 2には回収管 2 5の一端部が接続され、 回収寶 2 5の他端 部には回収ノズル 2 6が接続されている。 投影光学系 P Lの像面側に供給された 液体 L Qは、 回収ノズル 2 6及び回収管 2 5を介して液体回収装置 2 2に回収さ れる。 これら液体供給装置 2 1及び液体回収装置 2 2は、 主制御系 2 0により制 御される。 なお、 液体回収装置 2 2の吸引ポンプ及びタンクなどは、 必ずしも露 光装置 E Xが備えている必要はなく、 それらの少な〈とも一部を露光装置 E Xが 設置される工場などの設備で代用することもできる。 つまり、 投影光学系 P Lの像面側の空間に液体 L Qを供給する際に、 主制御系 2 0は液体供給装置 2 1及び液体回収装置 2 2のそれぞれ対して ij御信号を出力 して、 単位時間当たりの液体 L Qの供給量及び回収量を制御する。 かかる制御に より、 液体 L Qは投影光学系 P Lの像面側に必要十分な量だけ供給される。 尚、 図 1に示す例では、 液体 L Qをウェハステージ 1 5の上方に設けられた回収ノズ ル 2 6、 回収管 2 5、 吸引ポンプ等を用いて回収しているが、 これに限定される ものではない。 例えば、 ウェハステージ 1 5の上面の周囲に液体 L Qの回収部 (排出口） を設けてもよいし、 これと上記液体回収装置 2 2とを併用しても良し、。 また、 前述したウェハステージ 1 5上には、 投影光学系 P Lを介してウェハス テ一ジ 1 5上に照射される露光光の照度むら （光量むら） 又は積算光量むら、 及 び光量 （照射量） を計測する露光光センサ 2 7が設けられている。 図 3は、 露光 光センサ 2 7の構成の一例を示す図であって、 （a ) は斜視図であり、 （b ) は ( a ) 中の A— A線断面矢視図である。 図 3 ( a ) に示す通り、 露光光センサ 2 7は略直方体形状のシャーシ 3 0を備える。 シャーシ 3 0は熱伝導率の高い金属、 例えばアルミによって形成される筐体であって、 その上面 3 3には光透過部とし てのピンホール 3 1及び開口 3 2が形成されている。 シャーシ 3 0の上面 3 3に形成されたピンホール 3 1は、 投影光学系 P Lを介 して照射される露光光 I Lの照度むら又は積算光量むらを計測するために設けら れ、 その径は+数〜数十 m程度である。 また、 シャーシ 3 0の上面 3 3に形成 された開口 3 2は、 露光領域 （投影光学系 P Lの投影領域） と同程度の大きさに 設定されている。 この開口 3 2には、 例えば C r (クロム） が一面に蒸着され、 入射光を減光する N Dフィルタ 3 4が設けられている。 また、 図 3 ( b ) に示す ように、 シャー 3 0内部に照度むらセンサ 3 6及び照射量センサ 3 7力設けら れている。 照度むらセンサ 3 6及び照射量センサ 3 7は、 何れも P I Nフォトダ ィ才一ド等の受光素子を備えており、 これらの受光面に入射する露光光の光量が 検出される。 また、 図 3 ( a ) において、 3 5は照度むらセンサ 3 6及び照射量 センサ 3 7 (図 3 ( b ) 参照） に設けられた受光素子の検出信号を露光 ¾センサ 2 7の外部に取り出す配線である。 照度むらセンサ 3 6は、 受光面の面積がピンホール 3 1を介した露光 ½を受光 できる程度に設定され、 照射量センサ 3 7は、 受光面の面積が開口 3 2 ίこ設けら れた N Dフィルタ 3 4を透過した露光光を受光できる程度に設定されている。 照 度むらセンサ 3 6及び照射量センサ 3 7の各々に設けられる受光素子は、 その受 光面に A r Fレーザ光に対する A Rコートが施されており、 各々は支持部材を介 して電気基板 3 8に取り付けられる。 電気基板 3 8には配線 3 5が接続されており、 この配線 3 5を介して照度むら センサ 3 6及び照射量センサ 3 7が備える受光素子の検出信号を外部に耳又り出す よう構成されている。 尚、 照度むらセンサ 3 6及び照射量センサ 3 7の各々に設 けられる受光素子としては、 例えば光起電力効果、 ショッ トキ一効果、 ¾電磁効 果、 光導電効果、 光電子放出効果、 焦電効果等を利用した光変換素子のィ可れであ つても良い。 尚、 露光光センサ 2 7は、 その内部に受光素子を設けた構威ではな く、 内部には露光光を受光する受光系のみを設け、 光ファイバやミラ—等を用い て受光系で受光した光をシャーシ 3 0外に導いて光電子増倍管等の光電検出装置 を用いて光電変換する構成であっても良い。 露光光センサ 2 7に設けられたピンホール 3 1を露光領域内に配置し、 露光光 を露光領域に照射すると、 照射された露光光の内のピンホール 3 1を通過した露 光光のみが照度むらセンサ 3 6に設けられた受光素子で検出される。露光領域に 露光光が照射されている状態で、 ピンホール 3 1を移動させつつ露光光を検出す ると、 露光領域内における露光光の照度むらや積算光量むらを計測する ことがで きる。 また、 露光光センサ 2 7に設けられた開口 3 2を露光領域に配置した状態 で露光領域に露光光を照射すると、 N Dフィルタ 3 4で減光された露光光が照射 量センサ 3 7が備える受光素子で検出される。 N Dフィル夕 3 4の減光率 ίま、 既 知であるため、 この減光率と照射量センサ 3 7が備える受光素子の検出結果とに 基づいて、 露光領域に照射される露光光の光量を計測することができる。 以上説明した露光光センサ 2 7の検出信号は主制御系 2 0に供給されている。 尚、 照度むら及び光量の測定は、 例えば定期的 （ロッ卜単位のウェハ Wを処理す る度、 レチクル Rを交換する度） に実行される。 主制御系 2 0は、 露光光センサ 2 7の照度むらセンサ 3 6を使って計測された照度むらや積算光量むらに基づい て、 そのむらが小さくなるように光源 1から射出される露光光の強度を変更した り、 投影光学系 P Lの像面側に照射される露光光の照度分布を制御する。 また、 主制御系 2 0は、 露光光センサ 2 7の光量センサ 3 7を使って計測された露光光 の光量に基づいて、 露光光の入射に起因する投影光学系 P Lの光学特性の変動を 補償するための制御パラメ一夕を求め、 ウェハ Wの露光時には、 この制御ノ、 'ラメ —タを用い、 レンズコントローラ部 1 4を介して投影光学系 P Lの光学特' I·生を制 御する。 尚、 投影光学系 P Lの像面側に照射される露光光の照度分布の調整は、 例えば特開平 1 0— 1 8 9 4 2 7号公報 （対応米国特許 5 , 8 6 7 , 3 1 9 ) 、 特開 2 0 0 2 _ 1 0 0 5 6 1号公報 （対応米国特許 6 , 7 7 1 , 3 5 0 ) 、 特開 2 0 0 0— 3 1 5 6 4 8号公報 （対応米国特許 6 , 0 1 3 , 4 0 1、 及び ォ応米 国特許 6， 2 9 2 , 2 5 5 ) に開示されているような手法を適用することができ る。 なお、 本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおい て、 これら特許公報の開示を援用して本文の記載の一部とする。. 以上、 本発明の第 1実施形態による露光装置 Ε Χの構成について説明したが、 次に上記構成における露光装置 Ε Χの動作について説明する。 図 4は、 本発明の 第 1実施形態による露光装置の露光処理開始時における動作例を示すフローチヤ 一卜である。 図 4に示すフローチヤ一卜は、 例えば 1 ロッ 卜分のウェハ Wを露光 処理する際に実行される。 開始時点においては、 レチクル Rがレチクルステージ 1 3上に保持されておらず、 またウェハ Wがウェハホルダ 1 6上に保持されてお らず、 更に投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qが供給されていない。 この状態において、 まず主制御系 2 0は、 駆動モータ 8 f を駆動して開口絞り 板 8に形成された開口絞り 8 a〜8 eのうちの、 極小 σ値を有する極小円形の開 口絞り 8 eを第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置する （ステップ S 1 1 ) 。 開口絞り 8 eの配置が完了すると、 主制御系 2 0は、 レーザ干渉計 1 8の 計測結果をモニターしつつステージ駆動系 1 9に対して制御信号を出力し、 露光 光センサ 2 7のシャーシ 3 0に形成された開口 3 2 ( N Dフィル夕 3 4 ) が露光 領域に配置されるようウェハステージ 1 5を移動させる。 ウェハステージ 1 5の移動によって露光光センサ 2 7の配置が完了すると、 主 制御系 2 0は光源 1に対して制御信号を出力して光源 1を発光させる。光源 1の 発光により光源 1から射出されたほぼ平行光束は、 ビ一厶整形光学系 2を介して 所定断面の光束に整形され、 干渉性低減部 3、 第 1フライアイレンズ 4、 振動ミ ラー 5、 及びリレー光学系 6を順に介して第 2フライアイレンズ 7に入射し、 こ れにより第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに多数の二次光源が形成される。 これらの二次光源からの光束のうち、 第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに 配置された開口絞り 8 eを通過した露光光は、 コンデンサ光学系 1 0を通過し、 折り曲げミラ一 1 1で偏向される。 ここではレチクルステージ 1 3にレチクル R は保持されていないため、 折り曲げミラ一 1 1で偏向された露光光は、 レチクル Rを介さずに投影光学系 P Lに直接入射する。 . ここで、 投影光学系 P Lは高解像度を実現するために開口数 N Aが大きく設計 されており、 投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qが供給されている状態で (ま、 投 影光学系 P Lの像面側に向かう露光光の開き角が大きくても、 像面側にパターン 像が結像できる。 しかしながら、 ここでは投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qが 供給されていないため、 仮に第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに比較的 σ値 の大きな開口絞り 8 aが配置されていると、 最外の光線を含む露光光の一部は投 影光学系 P Lの先端部分で全反射して投影光学系 P Lを通過することができなし、。 この様子を図 45を参照して説明する。 図 45において、 投影光学系 P Lの先 端に設けられた光学素子 L Sとステージ表面 1 5 aとの間に液体 LQが供給され ている。 投影光学系 Pしの通過して光学素子 L Sの光出射側端部 P L Eから光が 液体側に射出するための条件は、 光学素子 L Sとステージ表面 1 5 aの間の空間 に存在する媒質と光学素子 L Sとの界面、 すなわち、 光学素子 LSの光出射側 部 P L Eで露光光 （最外の光線） E Lが全反射しないことである。 全反射条件 ( 、 露光光 E Lの光出射側端部 Pし Eへの入射角を 0 i、 光学素子 L Sの光出射側端 部 P L Eの屈折率を n_P、 液体 LQ (媒質） の屈折率を nしとすると、 それらの で n p■ s i n 0i二 nしを満たすことである。 従って、 n _P■ s i n 0i<门|_を)¾ たす入射角 Θ iであれば、 露光光 E Lは光出射側端部 P L Eから液体側に屈折し て出射角 θοで射出する。 ところが、 投影光学系 PLとステージ表面 1 5 aの間 の空間に液体 L Qが存在しない場合には、 その空間に屈折率 n_sの気体が存在する。 よって、 全反射が起こらない条件は n_P · s i n0i<n_Gであるが、 気体の屈折 率 n_sは通常液体の屈折率 r よりも小さいから、 この条件を満たす Siは液体が 存在する場合よりも小さ〈なる。 この結果、 同じ入射角 0iでも、 液体 LQが存 在しない場合には、 図 45中に破線で示したように全反射が生じることがある (全反射臨界角の場合を示した） 。 それゆえ、 液体を前記空間に介在させずに露 光光を計測するために、 液浸露光の場合の入射角よりも小さくする調整しなけれ ばならない場合がある。 . 本実施形態では、 ステップ S 1 1において、 極小 σ値 （例えば、 0. 25) を 有する開口絞り 8 eを第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置することで、 投影光学系 P Lの像面側に向かう露光光の開き角を調整している （開き角を小さ く している） ため、 投影光学系 P Lに入射した露光光は投影光学系 Pを通過する ことができる。 投影光学系 P Lを通過した露光光は、 露光領域に配置された N D フィルタ 34 (図 3) に入射し、 所定量だけ減光されて照射量センサ 37に設け られた受光素子で検出される。 この検出信号は主制御系 2 0に出力され、 N Dフ ィルタ 3 4の減光率を用いて露光領域に照射される露光光の光量が算出される。 これよりレチクルステージ 1 3にレチクル Rが保持されていない状態で露光領域 に照射される露光光の光量が計測される （ステップ S 1 2 ) 。 次に、 主制御系 2 0は光源 1の発光を停止させた後で、 不図示のレチクルロー ダ系に制御信号を出力して不図示のレチクルライブラリから所定のレチクル Rを 搬出させ、 このレチクル Rをレチクルステージ 1 3上に保持させる （ステップ S 1 3 ) 。 レチクルステージ 1 3上にレチクル Rが保持されると、 主制御系 2 0 (ま 光源 1を再度発光させて、 レチクル Rを介した露光光の光量を照射量センサ 3 7 を用いて計測する （ステップ S 1 4 ) 。 これによつて、 レチクル Rがレチクルス テ―ジ 1 3上に保持されている場合に露光領域に照射される露光光の光量と、 保 持されていない場合に露光領域に照射される露光光の光量との差を求めること力 でき、 その差に基づいて、 レチクル Rの透過率 （投影光学系 P Lへの入射光量） を求めることができる。 次に、 主制御系 2 0は、 不図示のレチクルローダ系に制御信号を出力してレチ クルステージ 1 3から搬出して待機させるとともに、 レーザ干渉計 1 8の計測結 果をモニターしつつステージ駆動系 1 9に対して制御信号を出力し、 露光光セン サ 2 7のシャーシ 3 0に形成されたピンホール 3 1が露光領域内の所定位置に酉己 置されるようウェハステージ 1 5を移動させる。 ウェハステージ 1 5の移動によ つて露光光センサ 2 7の配置が完了すると、 主制御系 2 0は光源 1に対して制御 信号を出力して光源 1を発光させ、 ウェハステージ 1 5を移動さ甘ながら照度む らセンサ 3 6を用いて露光領域に照射される露光光の照度むらを計測する （ステ ヅプ S 1 5 ) 。 以上の処理が終了すると、 主制御系 2 0は、 ステップ S 1 4， S 1 5の計測 吉 果に基づいて、 光源 1に制御信号を出力して露光光の強度や強度分布を変更し、 又はレンズコントローラ部 1 4を介して投影光学系 P Lの光学性能を調整するた めのパラメータを変更する （ステップ S 1 6 ) 。 次に、 主制御系 2 0は、 不図示 のレチクル口一ダに制御信号を出力してレチクルステージ 1 3上にレチクル Rを 保持させるとともに駆動モー夕 8 f を駆動して第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置する開口絞り 8 eを、 ウェハ Wを露光するための開口絞り 8 a〜8 d の何れかに変更する。 例えば、 輪帯照明を行う場合には、 開口絞り 8 bを第 2フ ライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置する （ステップ S 1 7 ) 。 次に、 主制御系 2 0は、 不図示のウェハローダ系に制御信号を出力して、 ゥェ ハ Wを露光装置 E Xの不図示のチャンバ内に搬送させてウェハホルダ 1 6上に保 持させる。 ウェハ Wがウェハホルダ 1 6上に保持されると、 主制御系 2 0は液体 供給装置 2 1及び液体回収装置 2 2に対して制御信号を出力する。 これによつて、 投影光学系 P Lの像面側の空間に液体 L Qが供給され （ステップ S 1 8 ) 、 レチ クル Rに形成されたパターンを投影光学系 P L及び液体 L Qを介してウェハ W上 に転写する露光処理が行われる （ステップ S 1 9 ) 。 この露光処理は、 1 ロヅ卜 分のウェハ W全てに対して行われる。 以上説明した図 4に示す処理は、 新たな口 ッ卜に対する露光処理を行う度に行われる。 また、 1 ロッ 卜分のウェハ Wの露光 中は、 ステップ S 1 6で求めた制御パラメータを使って投影光学系 P Lへの露光 光の照射量に応じた投影光学系 P Lの光学性能の調整が行われる。 尚、 図 4に示すフローチャートにおいては、 説明の便宜のため、 液体 L Qなし に極小 σ値を有する開口絞り 8 eが第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置 された状態で、 照射量センサ 3 7を用いた光量の計測 （ステップ S 1 4 ) と、 照 度むらセンサ 3 6を用いた照度むらの計測 （ステップ S 1 5 ) とを連続して行う 場合を例に挙げて説明したが、 どちらか一方の計測を、 投影光学系 P Lの像面側 の液体 L Qを介して行うようにしてもよい。特に、 実際の露光条件と異なる条件 (極小 σ値 0 . 2 5の条件） では、 正確な照度むらを計測できない場合もあるの で、 照度むらセンサ 3 6に液浸対応を施して、 例えばピンホール 3 1に対して防 水処理を施して、 投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qが供給されている状態 （つ まり、 ステップ S 1 8とステップ S 1 9との間） でステップ S 1 5の計測を行う ようにしても良い。

また、 上述の実施形態においては、 照射量センサ 3 7を用いた光量計測を行つ た後に、 照度むらセンサ 3 6による照度むら計測を行っているが、 レチクル の 搬出、 搬入の工程がスループッ 卜を低卞させることになるので、 照度むらセンサ 3 6による照度むら計測を行った後に、 照射量センサ 3 7による光量計測を行う 方が好ましい。 また、 照度むらセンサ 3 6を用いた照度むら計測の際に、 露光光 の光路上からレチクル Rを退避させていたが、 パターンが形成されていないレチ クル （計測用の素ガラス） を配置しても良い。 また、 上記実施形態では、 第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置する開 口絞りを変えることによって、 コヒ一レンスファクタ （照明系の σ ) を変更し、 投影光学系 P Lの像面側に向かう露光光の開き角を調整していたが、 露光光の開 き角の調整は、 これに制限されず種々の方法を用いることができる。例えば、 第 2フライアイレンズ 7の前段 （光源 1側） にズーム光学系を配置し、 第 2フライ アイレンズ 7に入射する光束の分布を変更して、 第 2フライアイレンズ 7の射出 面 C Jにおける露光光の光束分布を変更することで調整しても良い。 また、 上述 の実施形態においては、 コヒーレンスファクタ （照明系の σ ) 値を 0 . 2 5に設 定したが、 これに限るものでなく、 液体 L Qの屈折率及び投影光学系 P Lの開口 数を考慮して、 投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qが無い状態でも投影光学系 Ρ Lの先端面で露光光の一部に全反射が起きないように設定してやればよい。 また、 上述の実施形態においては、 投影光学系 P Lの像面側に.液体 L Qが無い 状態で照度むらセンサ 3 6による計測や照射量センサ 3 7による計測を行うよう にしているが、 露光光の開き角を調整したとしても、 投影光学系 P Lの像面側に 液体 L Qがある状態と液体 L Qがない状態とでは、'投影光学系 P Lの下面での反 射率が異なる場合がある。 その場合には、 例えば所定の反射率を有する反射板を 投影光学系 P Lの像面側に配置した状態で露光光を照射し、 例えば特開 2 0 0 1 —1 4 4 0 0 4号公報 （対応米国特許 6 , 7 3 0 , 9 2 5 ) に開示されているよ うな反射量モニタを使って、 液体 L Qがある状態と液体 L Qがない状態とで投影 光学系 P Lから戻ってくる光量をそれぞれ計測する。 そして、 その差を補正情報 として保持しておき、 照度むらセンサ 3 6や照射量センサ 3 7の液体 L Q無しで の計測結果をその補正情報を用いて補正するようにすればよい。 なお、 本国際出 願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、 上記特開 2 0 0 1 - 1 4 4 0 0 4号公報 （対応米国特許 6 , 7 3 0 , 9 2 5 ) の開示を援用して 本文の記載の一部とする。 また、 第 1実施形態においては、 照度むらセンサ 3 6や照射量センサ 3 7を液 体 L Qなしで計測する場合について説明したが、 後述する空間像計測装置や波面 収差計測装置などの各種計測装置に液体 L Qなしでの計測を適用することもでき る。 この場合、 投影光学系 P Lの像面側の空間に液体 L Qに相当する光学 （ガラ ス） 部材を配置しても良い。 このような光学部材を配置することによって、 液体 L Qなしでも、 投影光学系 P Lの像面側の空間を液体 L Qで満たしている場合に 近い条件で計測を行なうことができる。 なお、 波面収差計測装置は、 例えば米国 特許 6 , 6 5 0 3 9 9や米国特許公開 2 0 0 4 / 0 0 9 0 6 0 6に開示されて おり、 これらの開示を援用して本文の記載の一部とする。 以上のように、 第 1実施形態においては、 液浸法の採用によって投影光学系の 開口数が増大しても、 投影光学系 P Lに入射した露光光を各種センサの光透過 を介して良好に受光できる。 また、 液体 L Qを介さずに露光光を受光しているの で、 液体 L Qの状態 （温度変化、 ゆらぎ、 透過率変化など） の影響を受けずに、 各種センサの計測を行なうことができる。

〔第 2実施形態〕

次に、 本発明の第 2実施形態による露光装置について説明する。 本実施形態の 露光装置の全体構成は図 1に示す露光装置とほぼ同様の構成であるが、 露光光セ ンサ 2 7の構成が相違する。 尚、 第 1実施形態においては、 露光光センサ 2 7は、 投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qなしに計測動作 （露光光の受光） を行つたが、 以下の説明においては、 露光光センサ 2 7は投影光学系 P Lの像面側の液体 L Q を介して計測動作を行う。 また、 図 3に示す通り、 第 1実施形態で説明した露光 光センサ 2 7は照度むらセンサ 3 6と照射量センサ 3 7とを備えている。 以下で は説明の簡単のため、 主として露光光センサ 2 7に設けられる照度むらセンサに 本発明を適用した場合を例に挙げて説明するが、 もちろん、 後述する照射量セン サゃ空間像計測装置にも適用することができる。 図 5は、 本発明の第 2実施形態による露光装置に設けられる照度むらセンサの 概略構成を示す図であって、 （a ) は断面図であり、 （b ) は照度むらセンサに 設けられる平凸レンズの斜視図である。 図 5 ( a ) に示す通り、 本実施形態の露 光装置に設けられる照度むらセンサ 4 0は、 平凸レンズ 4 1 と受光素子 4 2とを 含んで構成される。 図 5 ( a ) , ( b ) に示す通り、 平凸レンズ 4 1は平坦部 4 1 aと所定の曲率 を有する曲面部 4 1 bが形成された光学レンズである。 本実施形態は、 第 1実施 形態と同様に露光光として真空紫外域の A r Fエキシマレ一ザ光源の光が用いら れるため、 平凸レンズ 4 1の硝材としては、 例えば合成石英又は蛍石が用いられ る。 平凸レンズ 4 1の平坦部 4 1 aには、 中央部を除いた全面に C r (クロム） 等の金属を蒸着して遮光部 4 3が形成されている。 平坦部 4 1 aの中央部には C r (クロム） 等の金属が蒸着されておらず、 これにより十数〜数十 m程度の径 を有する光透過部 4 4が形成されている。 かかる構成の平凸レンズ 4 1は、 遮光部 4 3が形成された平： ¾部 4 1 aを投影 光学系 P Lに向けて、 且つ上面 （遮光部 4 3の上面） がウェハステージ 1 5の上 面 1 5 aと一致するようにウェハステージ 1 5に取り付けられる。 また、 受光素 子 4 2は受光面 4 2 aを平凸レンズ 4 1の曲面部 4 1 bに向け、 且つ受光面 4 2 aのほぼ中心が平凸レンズ 4 1の光軸上に配置されるようウェハステージ 1 5に 取り付けられる。 この受光素子 4 2は受光面 4 2 aに A r Fレーザ光に対する A Rコ一卜が施されている。 尚、 ここでは、 説明の便宜上、 平凸レンズ 4 1及び受光素子 4 2がウェハステ —ジ 1 5に取り付けられているとしているが、 これらを図 3に示すシャーシ 3 0 と同様のシャ一シ内に取り付け、 シャ一シをウェハステージ 1 5上に設けること が好適である。 かかる構成の場合には、 平凸レンズ 4 1の上面 （遮光部 4 3の上 面） がシャーシの上面と一致するように平凸レンズ 4 1がシャーシに取り付けら れ、 且つシャーシの上面がウェハステージ 1 5の上面 1 5 aと一致するようにシ ヤーシがウェハステージ 1 5に取り付けられる。 平凸レンズ 4 1がウェハステージ 1 5に取り付けられる場合、 及び図 3に示す シャーシ 3 0と同様のシャーシに取り付けられる何れの場合であっても、 ウェハ ステージ 1 5上の液体 L Qが照度むらセンサ 4 0内に浸入しないように、 シール 材等によって防水 （防液） 対策が施されている。 従って、 図 5 ( a ) に示す通り、 投影光学系 P Lの下方 （一 Z方向） に照度むらセンサ 4 0が配置されているとき に、 投影光学系 P Lとウェハステージ 1 5との間に液体 L Qが供給されても、 液 体 L Qが照度むらセンサ 4 0内に浸入することはない。 このため、 本実施形態の照度むらセンサ 4 0を用いた露光光の照度むら又は積 算光量むらの計測は、 照明光学系 I Sの照明条件をウェハ Wに対する露光処理を 行うときに設定される照明条件に設定し、 投影光学系 P Lとウェハステージ 1 5 の上面 1 5 a (平凸レンズ 4 1 ) との間に液体 L Qを供給した状態で行うことが できる。 液体し Qが投影光学系 P Lとウェハステージ 1 5の上面 1 5 aとの間に 供給されている状態においては、 投影光学系 P Lに入射した露光光は、 投影光学 系 P Lの先端部において全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Qに入 射する。 図 5 ( a ) に示す通り、 液体 L Qに入射した露光光のうち遮光部 4 3に入射し た露光光は遮光され、 ピンホール状の光透過部 4 4に入射した露光光のみが平坦 部 4 1 aから平凸レンズ 4 1内に入射する。 ここで、 平凸レンズ 4 1の屈折率は、 液体 L Qの屈折率と同程度又は液体 L Qの屈折率よりも高いため、 光透過部 4 4 に入射する露光光の入射角が大きくても光透過部 4 4に入射した露光光は、 光透 過部 4 4内に露出している平凸レンズ 4 1の平坦部 4 1 aで全反射することなく、 平凸レンズ 4 1内に入射する。 また、 平凸レンズ 4 1に入射した露光光は、 平凸 レンズ 4 1に形成された曲面部 4 1 bによって集光された後で受光面 4 2 aに入 射して受光素子 4 2で受光される。 このように、 本実施形態においては、 平凸レンズ 4 1の平坦部 4 1 aに遮光部 4 3及び光透過部 4 4を形成して、 光透過部 4 4を通過した露光光を気体中を通 過させずに直接屈折率の高い平凸レンズ 4 1に入射させている。 このため、 大き な入射角を有する露光光が光透過部 4 4に入射しても、 全反射されることなく平 凸レンズ 4 1内に取り込むことができる。 また、 平凸レンズ 4 1に入射した露光 光を曲面部 4 1 bで集光して受光素子 4 2の受光面 4 2 aに導いているため、 光 透過部 4 4に入射した露光光が大きな入射角を有していても受光素子 4 2で受光 することができる。 尚、 図 5に示す照度むらセンサ 4 0は、 平凸レンズ 4 1の平坦部 4 1 a上に中 心部を除いて C r (クロム） 等の金属を蒸着して遮光部 4 3及び光透過部 4 4を 形成している。 このため、 図 5 ( a ) に示す通り、 光透過部 4 4が凹部として形 成されてしまう。 投影光学系 P Lに供給される液体 L Qは液体供給装置 2 1及び 液体回収装置 2 2によって常時循環させる場合には、 光透過部 4 4の存在によつ て液体 L Qの流れが乱される可能性が考えられる。 また、 平凸レンズ 4 1上に液 体 L Qの供給を開始したときに、 光透過部 4 4に気泡が残ってしまう虞もある。 以下に説明する図 6に示した照度むらセンサは、 この点で本実施形態を改善して いる。 図 6は、 本発明の第 2実施形態による露光装置に設けられる照度むらセンサの 変形例を示す図であって、 （a ) は断面図であり、 （b ) は照度むらセンサに設 けられる平凸レンズの斜視図である。 図 6に示す照度むらセンサ 4 0は、 図 5に 示す照度むらセンサ 4 0に設けられる平凸レンズ 4 1に代えて平凸レンズ 4 5を 備える点が相違する。 図 6に示す通り、 平凸レンズ 4 5は、 平凸レンズ 4 1に形 成された平坦部 4 1 a及び曲面部 4 1 bと同様に平坦部 4 5 a及び曲面部 4 5 b が形成されている。 しかしながら、 平坦部 4 5 aが全面に亘つて平坦ではなく、 上部が平坦な凸部 4 6が平坦部 4 5 aの中央付近に形成されている点が異なる。 平坦部 4 5 a上には、 凸部 4 6を除いて C r (クロム） 等の金属を蒸着して遮 光部 4 3が形成されており、 平坦部 4 5 aの中央部に形成された凸部 4 6の高さ は遮光部 4 3の厚みとほぼ同じに設定されている。 つまり、 図 6に示す照度セン サ 4 0においては、 ピンホール状の光透過部 4 4として凸部 4 6が形成されてい る。 このため、 図 6に示す通り、 投影光学系 P Lの下方 （一 Z方向） に照度むら センサ 4 0が配置された状態で、 投影光学系 P Lとウェハステージ 1 5 (平凸レ ンズ 4 5 ) との間に液体 L Qが供給されても、 光透過部 4 4内に液体 L Qが流入 することはなく、 液体 L Qの流れが乱されることはない。 また、 光透過部 4 4に 気泡が残ることもない。 よって、 図 6に示す構成の照度むらセンサ 4 0を用いる ことで、 より確度の高い計測を行うことができる。 なお、 第 2の実施形態においては、 凸部 4 6は、 平凸レンズ 4 5と一体的に形 成されているが、 別々に形成してもよい。 また、 凸部 4 6と平凸レンズ 4 5とを 異なる物質で形成するようにしてもよい。 この場合、 凸部 4 6を形成する物質は、 露光光を透過できる物質であって、 平凸レンズ 4 5の材料の屈折率と同程度、 も しくは液体 L Qの屈折率よりも高く、 かつ平凸レンズ 4 5の材料の屈折率よりも 低いものを用いることができる。 .

〔第 3実施形態〕

次に、 本発明の第 3実施形態による露光装置について説明する。 上述した第 2 実施形態と同様に、 本実施形態の露光装置の全体構成は図 1に示す露光装置とぼ ぼ同様の構成であるが、 露光光センサ 2 7の構成が相違する。 尚、 本実施形態に おいても主として露光光センサ 2 7に設けられる照度むらセンサについて説明す る o 図 7は、 本発明の第 3実施形態 (こよる露光装置に設けられる照度むらセンサの 概略構成を示す図であって、 （a ) は断面図であり、 （b ) は照度むらセンサに 設けられる開口板及び平凸レンズの斜視図である。 図 7 ( a ) に示す通り、 本実 施形態の露光装置に設けられる照度むらセンサ 5 0は、 上板 5 1、 平凸レンズ 5 2、 及び受光素子 5 3を含んで構成される。 図 7 ( a ) ， （b ) に示す通り、 上板 5 1は、 真空紫外域の A r Fエキシマレ —ザ光源の光に対して高い透過率を有する合成石英又は蛍石からなる平行平板 5 4を備えている。 この平行平板 5 4の一方の面には、 中央部を除いた全面に C r (クロム） 等の金属を蒸着して遮光部 5 5が形成されており、 C r (クロム） 等 の金属が蒸着されていない中央部が円形の光透過部 5 6となっている。 また、 平 凸レンズ 5 2は図 5に示す平凸レンズ 4 1 と同様に、 平坦部 5 2 aと所定の曲率 を有する曲面部 5 2 bが形成された合成石英又は蛍石からなる光学レンズである。 上板 5 1は、 遮光部 5 5が形成された面を下側にしてウェハステージ 1 5の上 面 1 5 aに当接させて取り付けられている。 また、 平凸レンズ 5 2は、 平坦部 5 2 aを投影光学系 P Lに向けて上板 5 1の遮光部 5 5に当接させて （密接させ て） 取り付けられている。 また、 受光素子 5 3は図 5に示す受光素子 4 2と同様 のものであり、受光面 5 3 aを平凸レンズ 5 2の曲面部 5 2 bに向け、 且つ受光 面 5 3 aのほぼ中心が平凸レンズ 5 2の光軸上に配置されるよう.ウェハステージ 1 5に取り付けられる。 尚、 第 2実施形態と同様に、 上板 5 1、 平凸レンズ 5 2、 及び受光素子 5 3を 図 3に示すシャーシ 3 0と同様のシャーシ内に取り付け、 シャーシをウェハステ ージ 1 5に設けるようにしても良い。 かかる構成の場合には、 シャーシ上に遮光 部 5 5を当接させて上板 5 1が取り付けられ、 シャーシの上面がウェハステージ 1 5の上面 1 5 aと一致するようにシャーシがウェハステージ 1 5に取り付けら れる。 上板 5 1は、 ウェハステージ 1 5の上面又はシャーシの上面との間におい て、 シール材等によって防水対策が施されている。 かかる構成の照度むらセンサ 5 0において、 上板 5 1は液体 L Qが照度むらセ ンサ 5 0内に浸入するのを防止する役目を果たす。 本実施形態の照度むらセンサ 5 0を用いても、 照明光学系 I Sの照明条件をウェハ Wに対する露光処理を行う ときに設定される照明条件に設定し、 投影光学系 P Lとウェハステージ 1 5の上 面 1 5 aとの間に液体 L Qを供給した状態で照明むら等の計測を行うことができ る o 投影光学系 P Lとウェハステージ 1 5の上面 1 5 aとの間に液体 L Qが供給さ れている状態において、 投影光学系 P Lに入射した露光光は、 投影光学系 P Lの 先端部において全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Qに入射する。 上板 5 1に設けられる平行平板 5 4の屈折率は液体 L Qの屈折率と同程度又は液 体 L Qの屈折率よりも高いため、 液体 L Qを介した露光光は上板 5 1に入射し、 上板 5 1に形成された光透過部 5 6からの光が平凸レンズ 5 2に入射する。 平凸 レンズ 5 2に入射した露光光は、 平凸レンズ 5 2に形成された曲面部 5 2 bによ つて集光されて受光面 5 3 aに導かれ、 受光素子 5 3で受光される。 尚、 本実施形態においては、 平凸レンズ 5 2の平坦部 5 2 aを上板 5 1の遮光 部 5 5が形成された面に当接させているため、 気体中を通過せずに平凸レンズ 5 2で光透過部 5 6からの光を受光素子 5 3に導くことができる。.また、 図 7にお いて、 平行平板 5 4の一方の面に形成された遮光部 （膜） の厚みのために、 光透 過部 5 6において平行平板 5 4の下面と平凸レンズ 5 2の上面との間に空間が形 成されてしまう場合には、 その光透過部 5 6の空間に気体以外の媒質であって光 透過性の媒質、 例えば、 液体、 超臨界流体、 ペース卜、 固体を光透過部と集光部 材との間に、 例えば薄膜状に介在させても良い。 あるいは露光光を透過する接着 剤を、 平行平板 5 4と平凸レンズ 5 2との接合に使用して、 その接着剤を光透過 部 5 6の空間に介在させることもできる。 この場合、 光透過部 5 6に介在する物 質の露光光に対する屈折率は、 平凸レンズ 5 2及び平行平板 5 4の屈折率と同程 度であることが望ましい。 更に、 平凸レンズ 5 2に代えて図 8に示す平凸レンズ 5 7を設けても良い。 図 8は、 本発明の第 3実施形態による露光装置に設けられ る照度むらセンサが備える平凸レンズの ί也の例を示す斜視図である。 図 8に示す 平凸レンズ 5 7は、 図 7に示す平凸レンズ 5 2と同様に平坦部 5 7 a及び曲面部 5 7 bが形成されているが、 平坦部 5 7 aが全面に亘つて平坦ではなく、 上部が 平坦な凸部 5 8が平坦部 5 7 aの中央付近に形成されている点が異なる。 この凸部 5 8の高さは、 上板 5 1に形成された遮光部 5 5の厚みとぼぼ同じに 設定され、 その径は上板 5 1に形成された光透過部 5 6の佳とぼぼ同じに設定さ れる。 かかる構成の平凸レンズ 5 7の平坦部 5 7 aを上板 5 1の遮光部 5 5が形 成された面に当接させると、 凸部 5 8が上板 5 1に形成された光透過部 5 6に嵌 合する。 これによつて、 上板 5 1の平行平板 5 4に入射した露光光のうちの光透 過部 5 6に入射する露光光は、 凸部 5 8の上面から平凸レンズ 5 7に入射するよ うに光透過部 5 6を通過する。 尚、 図 8において、 凸部 5 8は、 平凸レンズ 5 7 と一体的に形成されているが、 別々に形成してもよい。 また、 凸部 5 8と平凸レ ンズ 5 7とを異なる物質で形成するようにしてもよい。 この場合、 凸部 5 8を形 成する物質は、 露光光を透過できる物質であって、 平行平板 5 4の材料及び平凸 レンズ 5 7の材料の屈折率と同程度の屈折率を有することが望ましい。 また、 本実施形態においては、 平行平板 5 4の底面側に遮光部 5 5を形成して 平凸レンズ 5 2 ( 5 7 ) を当接させる構成であるが、 平凸レンズ.5 2 ( 5 7 ) の 平坦部 5 2 a ( 5 7 a ) に遮光部 5 5を形成して平行平板 5 4を当接させても良 い。

〔第 4実施形態〕

次に、 本発明の第 4実施形態による露光装置について説明する。 上述した第 2， 第 3実施形態と同様に、 本実施形態の露光装置の全体構成は図 1に示す露光装置 とほぼ同様の構成であるが、 露光光センサ 2 7の構成が相違する。 尚、 本実施形 態においても主として露光光センサ 2 7に設けられる照度むらセンサについて説 明する。 図 9は、 本発明の第 4実施形態による露光装置に設けられる照度むらセ ンサの概略構成を示す断面図である。 図 9に示す通り、 本実施形態の露光装置に 設けられる照度むらセンサ 6 0は、 平行平板 6 1、 平凸レンズ 6 2、 及び受光素 子 6 3を含んで構成される。 平行平板 6 1は、 真空紫外域の A「 Fエキシマレ一ザ光源の光に対して高い透 過率を有する合成石英又は蛍石からなり、 図 3に示すシャーシ 3 0に形成された ピンホール 3 1を覆うようにシャーシ 3 0の上面 3 3に取り付けられている。 こ の平行平板 6 1は、 投影光学系 P Lの像面側に供給される液体 L Qがピンホール 3 1を介して照度むらセンサ 6 0内に浸入しないよう、 シャーシ 3 0の上面 3 3 との間においてシ一ル材等によって防水対策が施されている。 平凸レンズ 6 2は、 その径がピンホール 3 1の径と同程度又は僅かに小さく設 定された合成石英又は蛍石からなる光学レンズである。 この平凸レンズ 6 2は、 平坦部が平行平板 6 1に張り合わされてピンホール 3 1の内部に配置される。 ま た、 受光素子 6 3は図 5に示す受光素子 4 2と同様のものであり、 受光面 6 3 a を平凸レンズ 6 2の曲面部に向け、 且つ受光面 6 3 aのぼぼ中心が平凸レンズ 6 2の光軸上に配置されるようシャーシ 3 0内部に取り付けられる。 尚、 受光素子 4 2の受光面 6 3 aの面積は入射する露光光の光束の幅に応じて適宜変更しても 良い。 本実施形態の照度むらセンサ 6 0においても、 照明光学系 I Sの照明条件をゥ ェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照明条件に設定し、 投影光学系 P Lとシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液体 L Qを供給した状態で照明むら等の 計測を行うことができる。 投影光学系 P Lとシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液 体 L Qが供給されている状態において、 投影光学系 P Lに入射した露光光は、 投 影光学系 P Lの先端部において全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Qに入射する。 平行平板 6 1及び平凸レンズ 6 2の屈折率は液体 L Qの屈折率と同程度又は液 体 L Qの屈折率よりも高いため、 液体 L Qを介して平行平板 6 1に入射した露光 光のうちピンホール 3 1に向かう露光光は、 平凸レンズ 6 2に入射して集光され、 受光面 6 3 aに導かれて受光素子 6 3で受光される。 このように、 本実施形態に おいても、 投影光学系 P Lから液体 L Qに入射した露光光が平凸レンズ 6 2から 射出されるまでは気体中を通過しない。 このため、 大きな入射角を有する露光光 がピンホール 3 1に入射しても、 全反射されることなく平凸レンズ 6 2内に取り 込むことができ、 更には受光素子 6 3で受光することができる。 尚、 平凸レンズ 6 2の周囲からの液体 L Qの浸入が防止できる場合には、 平行平板 6 1はな〈て も良い。 また、 図 9に示す例では、 平凸レンズ 6 2をピンホール 3 1内に配置し、 シャ —シ 3 0上に取り付けられた平行平板 6 1に貼り付けるようにしていた。 しかし ながら、 平凸レンズ 6 2の径はピンホール 3 1 と同程度の十数〜数十； a m程度で あるため、 平凸レンズ 6 2の取り扱いが困難なことがある。 かかる場合には、 平 行平板 6 1上に平凸レンズ 6 2と同様の凸レンズを一体的に形成し、 この凸レン ズがピンホール 3 1内に配置されるよう平行平板 6 1をシャーシ 3 0上に取り付 けるのが好適である。 尚、 シャーシ 3 0の上板の厚さが極めて薄い場合には、 シ ヤーシ 3 0の下面に大きな平凸レンズを配置しても良い。 この場合も、 図 7 ( a ) と同様に、 ピンホール 3 1からの光を受光素子に集めるこ.とができる。

〔第 5実施形態〕

次に、 本発明の第 5実施形態による露光装置について説明する。 上述した第 2 〜第 4実施形態と同様に、 本実施形態の露光装置の全体構成は図 1に示す露光装 置とほぼ同様の構成であるが、 露光光センサ 2 7の構成が相違する。 尚、 本実施 形態においても主として露光光センサ 2 7に設けられる照度むらセンサについて 説明する。 図 1 0は、 本発明の第 5実施形態による露光装置に設けられる照度む らセンサの概略構成を示す断面図である。 図 1 0に示す通り、 本実施形態の露光 装置に設けられる照度むらセンサ 7 0は、 平凸レンズ 7 1及び受光素子 7 2を含 んで構成される。 平凸レンズ 7 1は、 真空紫外域の A r Fエキシマレーザ光源の光に対して高い 透過率を有する合成石英又は蛍石からなり、 その佳ば図 3に示すシャーシ 3 0 (こ 形成されたピンホール 3 1の径よりも大に設定されている。 この平凸レンズ 7 1 はピンホール 3 1の形成 fil置において平坦部 7 1 aがシャーシ 3 0の内側に張り 合わされている。 これにより、 ピンホール 3 1が平凸レンズ 7 1によってふさが れた状態になり、 ピンホール 3 1を介した液体 L Qの照度むらセンサ 7 0内への 浸入を防止することができる。 尚、 平凸レンズ 7 1をシャーシ 3 0の内側に張り 合わせるときに、 シール材等によって防水対策することが好ましい。 また、 受光素子 7 2は図 5に示す受光素子 4 2と同様のものであり、 受光面 7 2 aを平凸レンズ 7 2の曲面部 7 1 bに向け、 且つ受光面 7 2 aのほぼ中心が平 凸レンズ 7 1の光軸上に配置されるようシャーシ 3 0内部に取り付けられる。 本 実施形態の照度むらセンサ 7 0においても、 照明光学系 I Sの照明条件をウェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照明条件に設定し、 投影光学系 P L とシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液体 L Qを供給した状態で照明むら等の計測 を行うことができる。 投影光学系 P Lとシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液体 L Qが供給されている 状態において、 投影光学系 P Lに入射した露光光は、 投影光学系 P Lの先端部に おいて全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Qに入射する。 平凸レン ズ 7 1の屈折率は液体 L Qの屈折率と同程度又は液体 L Qの屈折率よりも高いた め、 液体 L Qに入射した露光光のうち、 ピンホール 3 1に入射した露光光は、 平 凸レンズ 7 1に入射して集光され、 受光面 7 2 aに導かれて受光素子 7 2で受光 される。 このように、 本実施形態においては、 投影光学系 P Lから液体 LQに入射した 露光光のうち、 ピンホール 31を通過した露光光は気体中を通過せずに直接屈折 率の高い平凸レンズ 71に入射する。 このため、 大きな入射角を有する露光光が ピンホール 31に入射しても、 全反射されることなく平凸レンズ 71内に取り込 むことができ、 更には受光素子 72で受光することができる。 尚、 本実施形態では、 第 2実施形態と同様に、 ピンホール 31の存在によって 液体 L Qの流れが乱され、 更には渦流の発生により液体 L Qが沸騰して液体 L Q 内に気泡が生ずる可能性が考えられる。 これらを防止するために、 平凸レンズ 7 1として図 8に示す平凸レンズ 57を用い、 平坦部 57 aに形成された凸部 58 がピンホール 31に嵌合するよう平凸レンズ 57をシャーシ 30の内側に貼り付 けることができる。 あるいはピンホール 31に、 露光光を透過する物質を介在さ せてもよい。 以上説明した第 2〜第 5実施形態においては平凸レンズ 41 , 45, 52， 5 7, 62, 71 と受光素子 42, 53, 63, 72とを離間させて配置した場合 を例に挙げて説明したが、 酸素等による露光光の吸収を極力避けるために、 平凸 レンズ 41 , 45, 52， 57, 62， 71と受光素子 42, 53, 63, 72 とを接触させても良い。 また、 上記実施形態では、 集光部材として平凸レンズ 4 1 , 45, 52, 57, 62, 71を例に挙げて説明したが、 これ以外に DOE (回折光学素子） 、 小レンズアレイ、 フレネルレンズ、 反射ミラ一等を用いるこ とができる。 .

〔第 6実施形態〕

次に、 本発明の第 6実施形態による露光装置について説明する。 本実施形態の 露光装置も全体構成は図 1に示す露光装置とほぼ同様の構成であるが、 露光光セ ンサ 27の構成が相違する。 尚、 本実施形態の露光装置が備える露光光センサ 2 7は、 上述した第 2〜第 5実施形態と同様に、 投影光学系 P Lの像面側の液体 L Qを介して計測動作を行うものである。 但し、 本実施形態においては、 主として 露光光センサ 2 7に設けられる照射量センサを例に挙げて説明するが、 もちろん、 前述の照度むらセンサや後述する空間像計測装置にも適用することができる。 図 1 1は、 本発明の第 6実施形態による露光装置に設けられる照射量センサの 概略構成を示す図である。 図 1 1 ( a ) に示す通り、 本実施形態の露光装置に設 けられる照射量センサ 8 0は、 集光板 8 1及び受光素子 8 2を含んで構成される。 集光板 8 1は、 真空紫外域の A r Fエキシマレーザ光源の光に対して高い透過率 を有する合成石英又は蛍石からなり、 図 1 1 ( a ) ， ( b ) に示す通り、 その一 面 （液体 L Qと接触しない面） 8 1 aにマイクロレンズアレイ 8 3が形成されて いる。 マイク口レンズアレイ 8 3は、 例えば直交する 2方向に配列された円形状の正 屈折力を有する多数の微小レンズからなる光学素子である。 尚、 図 1 1に示すマ イクロレンズァレイ 8 3はあくまでも例示であり、 微小レンズの形状は円形状に 限らず正方形状であってもよく、その配列は直交する 2方向への配列に限らず稠 密配列であっても良い。 マイクロレンズアレイ 8 3は、 例えば平行平面ガラス板 の一面にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成され ている。 集光板 8 1は、 マイクロレンズアレイ 8 3が形成された面 8 1 aと対向する平 坦な面 8 1 bを投影光学系 P L側 （+ Z方向） に向けて、 且つ面 8 1 bが図 3に 示すシャーシ 3 0の上面 3 3と一致するように、 シャーシ 3 0に.形成された開口 3 2内に設けられている。 尚、 本実施形態では図 3に示す N Dフィルタ 3 4は設 けられていない。 尚、 マイクロレンズアレイ 8 3を N Dフィルタ 3 4に貼り付け た構成、 又はマイクロレンズアレイ 8 3と受光素子 8 2との間に N Dフィルタを 設けた構成としても良い。 集光板 8 1 とシャーシ 3 0との間は、 投影光学系 P L の像面側に供給される液体 L Qがシャーシ 3 0内に浸入しないようシ—ル材等に よって防水対策が施されている。 また、 受光素子 8 2は受光面 8 2 aを集光板 8 1に向け、 且つ受光面 8 2 aの ほぼ中心が集光板 8 1の中央部のぼぼ中心の真下 （― Z方向） に位置するよう配 置されている。 この受光素子 8 2は、 集光板 8 1で集光された光束の多くが受光 面 8 2 aで受光されるよう、 集光板 8 1に近接して取り付けられている。 尚、 受 光素子 8 2の受光面 8 2 aには、 A r Fレーザ光に対する A Rコートが施されて いる。 本実施形態の照射量センサ 8 0を用いて露光領域に照射される露光光の光量を 計測する場合には、 第 1実施形態の照射量センサ 3 7での計測とは異なり、 照明 光学系 I Sの照明条件をウェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照明 条件に設定し、 投影光学系 P Lとシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液体 L Qを供 給した状態で行うことができる。 投影光学系 P Lとシャーシ 3 0の上面 3 3との 間に液体 L Qが供給されている状態において、 投影光学系 P Lに入射した露光光 は、 投影光学系 P Lの先端部において最外の光線も全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Qに入射する。 集光板 8 1の屈折率は液体 L Qの屈折率と同程度又は液体 L Qの屈折率よりも 高いため、 液体 L Qに入射した露光光は集光板 8 1に入射する。 露光光の波面は 集光板 8 1の面 8 1 aに形成されたマイクロレンズアレイ 8 3をなす多数の微小 レンズにより二次元的に分割されるとともに微小レンズの屈折作用によって集束 され、 その後で分割された波面の各々は受光素子 8 2の受光面 8 2 aに入射して 受光される。 . このように、 本実施形態においても、 投影光学系 P Lから液体 L Qに入射した 露光光が集光板 8 1から射出されるまでは気体中を通過しない。 このため、 大き な入射角を有する露光光が集光板 8 1に入射しても全反射されることなく集光板 8 1内に取り込むことができ、 更には受光素子 8 2で受光することができる。 ま た、 照射量センサは、 開口 3 2の面積が大きいため、 前述した第 2、 第 3、 第 5 実施形態で説明した照射むらセンサで用いた平凸レンズ 4 1 , 5 2 , 7 1のよう な単レンズを開口 3 2に設けて入射した光を集光する構成にすると、 照射量セン サが大型化してしまい、 図 1に示すウェハステージ 1 5に搭載する上で不具合が 生ずる。 本実施形態では、 このような単レンズを用いずにマイクロレンズアレイ 8 3を用いることで、 照射量センサ 8 0を小型■軽量にすることができる。 尚、 以上の説明では、 集光板 8 1の一面 8 1 aにマイクロレンズアレイ 8 3が 形成されている場合について説明したが、 両面 （面 8 1 a , 8 1 b ) にマイクロ アレイレンズが形成されている集光板を用いても良い。 また、 マイクロレンズァ レイに代えてフライアイレンズを用いることもできる。 また、 集光板 8 1の一面 8 1 aにのみマイクロレンズアレイ 8 3が形成されている場合には、 図 1 2に示 す通り、 集光板 8 1の投影光学系 P Lに向く面 8 1 bに、 マイクロレンズァレィ 8 3をなす多数の微小レンズ各々に対応させて開口 8 4を形成したものを用いて も良い。 図 1 2は、 マイクロレンズアレイに対する開口が形成された集光板の構 成例を示す斜視図である。 図 1 2に示す開口 8 4は、 例えば面 8 1 bの全面に C r (クロム） 等の金属を 蒸着し、 微小レンズの各々に対応する箇所をエッチングすることで形成される。 開口 8 4は、 各々の微小レンズに入射する光束の量を制限する絞りの働きをする ため、 N Dフィル夕と同様の機能を持たせることができる。 本実施形態では、 照 明光学系 I Sの照明条件をウェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照 明条件に設定しているため、 集光板 8 1及び受光素子 8 2の保護の観点から、 開 口 8 4を形成するのが望ましい。 尚、 本実施形態では露光光セン.サ 2 7に設けら れる照射量センサ 8 0について説明したが、 例えば図 5に示す平凸レンズ 4 1に 替えてマイクロレンズァレィが形成された集光板を用いることで照度むらセンサ に適用することも可能である。 '

〔第 7実施形態〕 次に、 本発明の第 7実施形態による露光装置について説明する。 本実施形態の 露光装置の全体構成は図 1に示す露光装置とほぼ同様の構成であるが、 露光光セ ンサ 2 7の構成が相違する。 尚、 本実施形態の露光装置が備える露光光センサ 2 7は、 上述した第 2〜第 5実施形態と同様に、 投影光学系 P Lの像面側の液体し Qを介して計測動作を行うものである。但し、 本実施形態においては、 主として 露光光センサ 2 7に設けられる照射量センサについて説明する。 図 1 3は、 本発明の第 7実施形態による露光装置に設けられる照射量センサの 概略構成を示す図である。 図 1 3に示す通り、 本実施形態の露光装置に設けられ る照射量センサ 8 5は、 拡散板 8 6及び受光素子 8 7を含んで構成され、 拡散板 8 6がシャーシ 3 0に形成された開口 3 2内に設けられている。 拡散板 8 6は合 成石英又は蛍石から構成され、 微細な凹凸が形成された面 8 6 aと平坦な面 8 6 bとを有し、 面 8 6 bを投影光学系 P L側 （+ Z方向） に向けて、 且つ面 8 6 b が図 3に示すシャーシ 3 0の上面 3 3と一致するよう開口 3 2内に設けられてい る。 尚、 拡散板 8 6とシャーシ 3 0との間はシール材等によって防水対策が施さ れている。 受光素子 8 7は、 受光面 8 7 aを拡散板 8 6に向け、 且つ受光面 8 7 aのほぼ中心が拡散板 8 6の中央部のほぼ中心の真下 （一 Z方向） に位置するよ う配置されている。 また、 受光素子 8 7は受光面 8 7 aを拡散板 8 6に近接させ た状態に配置されている。 この受光素子 8 7の受光面 8 7 aには A r Fレーザ光 に対する A Rコートが施されている。 本実施形態の照射量センサ 8 5を用いて露光領域に照射される露光光の光量を 計測する場合には、 第 6実施形態と同様に、 照明光学系 I Sの照明条件をウェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照明条件に設定し、 投影光学系 P L とシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液体 L Qを供給した状態で行う。 この状態に おいて、 投影光学系 P Lに露光光が入射すると、 露光光は投影光学系 P Lの先端 部において最外の光線も全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Qに入 射し、 更には屈折率が液体 L Qと同程度又は液体 L Qよりも高い拡散板 8 6に入 射する。 拡散板 8 6に入射した露光光は、 拡散板 8 6から射出される際に微細な 凹凸が形成された面 8 6 aで拡散され、 その後に受光素子 8 7の受光面 8 7 aに 入射して受光される。 このように、 本実施形態においても、 投影光学系 P Lから液体 L Qに入射した 露光光は拡散板 8 6から射出されるまでは気体中を通過していないため、 大きな 入射角を有する露光光が拡散板 8 6に入射しても全反射されることはない。 また、 露光光が拡散板 8 6から射出されるときに拡散される。 これらにより、 大きな入 射角を有する露光光をより多〈受光素子 8 7で受光することができる。 また、 第 6実施形態と同様に、 照射量センサ 8 5の小型化を図ることができる。 尚、 以上の説明では、 一面 8 6 aのみに微細な凹凸が形成された拡散板 8 6を 用いる場合を例に挙げて説明したが、 両面 （8 6 a， 8 6 b ) に微細な凹凸が形 成された拡散板 8 6を用いても良い。 また、 上記の拡散板 8 6に代えて入射した 露光光を回折作用により回折させて受光素子に入射させる D O E (回折光学素 子） が形成された回折板を用いてもよい。 ここで、 D O Eは、 入射角が小さな光 束に対しては回折角が小さく、 入射角が大きな光束に対しては回折が大きくなる よう設計するのが望ましい。 回折板を用いる場合には、 D O Eが片面のみに形成 されたものを用いても良く、 両面に形成されたものを用いても良い。 また、 上述 の拡散板及び回折板は、 照度むらセンサに適用することもできる。

〔第 8実施形態〕

次に、 本発明の第 8実施形態による露光装置について説明する。 本実施形態の 露光装置の全体構成は図 1に示す露光装置とほぼ同様の構成であるが、 露光光セ ンサ 2 7の構成が相違する。 尚、 本実施形態の露光装置が備える露光光センサ 2 7は、 上述した第 2〜第 5実施形態と同様に、 投影光学系 P Lの像面側の液体 L Qを介して計測動作を行うものである。 但し、 本実施形態においては、 主として 露光光センサ 2 7に設けられる照射量センサについて説明する。 図 1 4は、 本発明の第 8実施形態による露光装置に設けられる照射量センサの 概略構成を示す図である。 図 1 4に示す通り、 本実施形態の露光装置に設けられ る照射量センサ 9 0は、 蛍光板 9 1及び受光素子 9 2を含んで構成される。 蛍光 板 9 1は上面を一致させてシャーシ 3 0に形成された開口 3 2内に設けられてお り、 入射する露光光によって励起され、 露光光とは異なる波長の蛍光又は燐光を 発するものである。 つまり、 蛍光板 9 1は、 真空紫外域の波長を有する露光光を、 例えば可視領域の光に波長変換するものである。 蛍光板 9 1は、 例えば、 露光光 を吸収してそれよりも長波長の蛍光または燐光を発する有機色素材を含有する光 透過板や、 有機色素を表面にコーティングした光透過板を用いることができる。 この場合、 受光素子は蛍光波長の感度に応じて適宜選択することができる。 尚、 蛍光板 9 1 とシャーシ 3 0との間はシール材等によって防水対策が施され ている。 受光素子 9 2は、 露光光の波長とは異なる波長領域 （例えば、 可視領 域） を受光する特性を有している。 この受光素子 9 2は、 受光面 9 2 aのほぼ中 心が蛍光板 9 1の中央部のほぼ中心の真下 （― Z方向） に位置し、 且つ蛍光板 9 1に近接した位置に配置されている。 受光素子 9 2の受光面 9 2 aには蛍光及び 燐光を含む可視領域の光に対する A Rコートが施されている。 本実施形態の照射量センサ 9 0を用いて露光領域に照射される露光光の光量を 計測する場合には、 第 6 , 第 7実施形態と同様に、 照明光学系 I Sの照明条件を ウェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照明条件に設定し、 投影光学 系 P Lとシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液体 L Qを供給した状態で行う。 露光 光の光量を計測する前に、 予め蛍光板 9 1に入射する光量と、 蛍光板 9 1から波 長変換されて射出される光の光量との関係を求めておく。 照明光学系 I Sの照明条件が露光時の照明条件に設定されている状態において、 投影光学系 P Lに露光光が入射すると、 露光光は投影光学系 P Lの先端部におい て全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Qを介して蛍光板 9 1に入射 する。 露光光が蛍光板 9 1に入射すると、 その光量の一部又は全部が蛍光板 9 1 によって吸収され、 吸収した光量に応じた光量を有する蛍光又は燐光が発せられ る。 この蛍光又は燐光は、 露光光の波長とは異なる波長を有し、 露光光の入射角 に依存しない方向に蛍光板 9 1から射出され、 その後に受光素子 9 2の受光面 9 2 aに入射して受光される。 このように、 本実施形態においても、 投影光学系 P Lから液体 L Qに入射した 露光光は蛍光板 9 1から射出されるまでは気体中を通過していないため、 大きな 入射角を有する露光光が蛍光板 9 1に入射しても全反射されることはない。 また、 入射角の大きな露光光が入射しても、 その露光光は異なる波長を有する蛍光又は 燐光に変換されて入射角とは異なる方向にも射出されるため、 受光素子 9 2での 受光が容易になる。 また、 第 6 , 第 7実施形態と同様に、 照射量センサ 9 0の小 型化を図ることができる。 ， 尚、 蛍光板 9 1に入射した露光光の全てが異なる波長の蛍光又は燐光に変換さ れない場合には、 露光光の一部が蛍光板 9 1を透過して受光素子 9 2に入射する。 上述した通り、 受光素子 9 2の受光特性は、 露光光とは異なる波長領域の光を受 光する特性であるため、 露光光が受光素子 9 2に入射してもさほど問題はない。 しかしながら、 蛍光板 9 1を透過した露光光が受光素子 9 2に入射することによ つて、 例えば発熱等による計測誤差が生ずる場合には、 蛍光板 9 1 と受光素子 9 2との間に、 蛍光板 9 1で生じた蛍光又は燐光が含まれる波長領域の光は透過さ せ、 露光光が含まれる波長領域の光は遮光するフィルタを設けるのが好ましい。

〔第 9実施形態〕

次に、 本発明の第 9実施形態による露光装置について説明する。本実施形態の 露光装置の全体構成は図 1に示す露光装置とぼぼ同様の構成であるが、 露光光セ ンサ 2 7の構成が相違する。 尚、 本実施形態の露光装置が備える露光光センサ 2 7は、 上述した第 2〜第 5実施形態と同様に、 投影光学系 P Lの像面側の液体 L Qを介して計測動作を行うものであって、 主に露光光センサ 2 7に設けられる照 度むらセンサを例に挙げて説明する。 もちろん、 この実施形態も前述の照射量セ ンサゃ後述する空間像計測装置にも適用することができる。 図 1 5は、 本発明の第 9実施形態による露光装置に設けられる照度むらセンサ の概略構成を示す図である。 図 1 5 ( a ) に示す通り、 本実施形態の露光装置に 設けられる照度むらセンサ 1 0 0は、 導波部材 1 0 1 と受光素子 1 0 2とを含ん で構成される。 導波部材 1 0 1は、 図 3に示すシャーシ 3 0に形成されたピンホ —ル 3 1の径よりも大きな径を有する円柱状であり、 その中心軸とピンホール 3 1の中心位置とをほぼ一致させて、 ピンホール 3 1の下方 （—Z方向） に一端 1 0 1 aを当接させた状態で配置されている。 この導波部材 1 0 1は、 合成石英又は蛍石から構成されており、 一端 1 0 1 a から内部に入射した露光光を外周 （空気との境界） で全反射させつつ導波して他 端 1 0 1 bから射出するものである。 導波部材 1 0 1 として、 例えば才プティカ ルインテグレー夕の一種であるロヅドィンテグレ一夕又は光ファイバを用いるこ とができる。 尚、 導波部材 1 0 1がシャーシ 3 0に当接する部分は、 シール材等 によって防水対策が施されている。 受光素子 1 0 2は露光光を含む波長領域の光 を受光する特性を有し、 その受光面 1 0 2 aを導波部材 1 0 1の他端1 0 1 bに 当接させた状態で配置されている。 受光素子 1 0 2の受光面 1 0 2 3には 「「 レーザ光に対する A Rコー卜が施されている。 ここで、 受光素子 1 0 2の受光面 1 0 2 aを導波部材 1 0 1の他端 1 0 1 に 当接させるのは、 他端 1 0 1 bから射出される射出角の大きな露^;光を受光素子 1 0 2の受光面 1 0 2 aに入射させて受光するためである。 つまり、 導波部材 1 0 1の他端 1 0 1 bからは種々の角度を有する露光光が射出されるため、 導波部 材 1 0 1の他端 1 0 1 bと受光素子 1 0 2の受光面 1 0 2 aとが離間している状 態では、 拡がりながら射出された露光光の全てを受光面 1 0 2 aに入射させるこ とができず、 特に射出角の大きな露光光を受光することができないからである。 本実施形態の照度むらセンサ 1 0 0を用いて露光領域に照射される露光光の光 量を計測する場合には、 第 6〜第 8実施形態と同様に、 照明光学系 I Sの照明条 件をウェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照明条件に設定し、 投影 光学系 P Lとシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液体 L Qを供給した状態で行う。 この状態において、 投影光学系 P Lに露光光が入射すると、 露光光は投影光学系 P Lの先端部において全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Q及びピ ンホール 3 1を介して一端 1 0 1 aから導波部材 1 0 1内に入射する。 導波部材 1 0 1に入射した露光光は導波部材 1 0 1の外周で反射しながら導波部材 1 0 1 内を進行.し、 導波部材 1 0 1の他端 1 0 1 bに当接した状態で配置されている受 光素子で 1 0 2で受光される。 このように、 本実施形態においては、 投影光学系 P Lから液体 L Qに入射し、 ピンホール 3 1を通過した露光光は気体中を通過せずに導波部材 1 0 1に入射す る。 このため、 大きな入射角を有する露光光を含め露光領域に照射された露光光 の多くを受光することができる。 尚、 以上の説明では、 導波部材 1 0 1 と空気と の屈折率差を利用して露光光を外周で全反射させつつ導波する場合について説明 したが、 外周に対する露光光の入射角が小さいと露光光が外周から外部に射出さ れてしまうことがある。 このため、 導波部材 1 0 1の外周に C r (クロム） 等の 金属を蒸着することが望ましい。 また、 照度むらセンサ 1 0 0の構成上、 導波部材 1 0 1 と受光部材 1 0 2とを 離間させて配置せざるを得ない場合も考えられる。 かかる場合には、 図 1 5

( b ) に示す通り、 他端 1 0 1 bの形状を曲面形状 （レンズ形状） として導波部 材 1 0 1内を進行した露光光の射出角を極力小さ〈することが望ましい。 更に、 上記実施形態では円柱状の導波部材 1 0 1について説明したが、 その形状は四角 柱、 その他の形状のものを用いることができる。

〔第 1 0実施形態〕 次に、 本発明の第 1 0実施形態による露光装置について説明する。 本実施形態 の露光装置の全体構成は図 1に示す露光装置と (まぼ同様の構成であるが、 露光光 センサ 2 7の構成が相違する。 尚、 本実施形態の露光装置が備える露光光センサ 2 7は、 上述した第 2〜第 5実施形態と同様に、 投影光学系 P Lの像面側の液体 L Qを介して計測動作を行うものであつて、 主に露光光センサ 2 7に設けられる 照度むらセンサについて説明する。 図 1 6は、 本発明の第 1 0実施形態による露光装置に設けられる照度むらセン ザの概略構成を示す図である。 図 1 6に示す通り、 本実施形態の露光装置に設け られる照度むらセンサ 1 1 0は、 オプティカルインテグレー夕の一種である積分 球 1 1 1 と受光素子 1 1 2とを含んで構成される。 積分球 1 1 1は、 合成石英又 は蛍石から構成されており、 その一部を平坦に切り欠いて入射部 1 1 1 a及び射 出部 1 1 1 bが形成されている。 入射部 1 1 1 aは、 その径が図 3に示すシャーシ 3 0に形成されたピンホール 3 1の径よりも大きな径に設定されている。 積分球 1 1 1は、 入射部 1 1 1 aの 中心位置とピンホール 3 1の中心位置とをほぼ一致させて、 ピンホール 3 1の周 囲部と入射部 1 1 1 aの外周部とを当接させた状態でピンホール 3 1の下方 （一 Z方向） に配置されている。 尚、 入射部 1 1 1 aがシャーシ 3 0に当接する部分 は、 シ一ル材等によつて防水対策が施されている。 射出部 1 1 1 bは入射部 1 1 1 aに対して所定の位置に所定の大きさの径に形 成される。 射出部 1 1 1 bの形成位置は、 例えば入射部 1 1 1 a.の中心を通り入 射部 1 1 1 aに垂直な直線と、 射出部 1 1 1 bの中心を通り射出部 1 1 1 bに垂 直な直線とが直交する位置である。 また、 図 1 6に示す例では、 射出部 1 1 1 b には、 射出角が大きな露光光を反射して受光素子 1 1 2に導くためのガイ ド部 1 1 1 cが設けられている。 受光素子 1 1 2は露光光を含む波長領域の光を受光する特性を有し、 その受光 面 1 1 2 aを射出部 1 1 1 bに向けた状態で配置されている。 受光素子 1 1 2の 受光面 1 1 2 aには A r Fレーザ光に対する A Rコ一卜が施されている。 尚、 こ こでは、 積分球 1 1 1の射出部 1 1 1 bにガイ ド部 1 1 1 cを設けて積分球 1 1 1 と受光素子 1 1 2とを離間して配置した構成について説明するが、 ガイ ド部 1 1 1 cを省略して受光素子 1 1 2の受光面 1 1 2 aを積分球 1 1 1の射出部 1 1 1 bに当接させた構成であっても良い。 本実施形態の照度むらセンサ 1 1 0を用いて露光領域に照射される露光光の光 量を計測する場合には、 前述した第 6〜第 9実施形態と同様に、 照明光学系 I S の照明条件をウェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照明条件に設定 し、 投影光学系 P Lとシャーシ 3 0の上面 3 3との間に液体 L Qを供給した状態 で行う。 この状態において、 投影光学系 P Lに露光光が入射すると、 露光光は投 影光学系 P Lの先端部において全反射されずに投影光学系 P Lを通過して液体 L Q及びピンホール 3 1を介して気体中を通過することなく入射端 1 1 1 aから積 分球 1 1 1内に入射する。 積分球 1 1 1に入射した露光光は積分球 1 1 1の外周 で多重反射し、 最終的には射出端 1 1 1 bから射出される。 射出端 1 1 1 bから 射出された露光光のうち射出角の小さなものは直接受光面 1 1 2 aに入射し、 射 出角が大きなものはガイ ド部 1 1 1 cで反射された後に受光面 1 1 2に入射して 受光される。 このように、 本実施形態においても、 投影光学系 P Lから液体 L Qに入射し、 ピンホール 3 1を通過した露光光は、 気体中を通過せずに積分球 1 1 1に入射す る。 このため、 大きな入射角を有する露光光が入射端 1 1 1 aに入射しても全反 射されることなく、 最終的に受光素子 1 1 2で受光することができる。 尚、 前述 した第 9実施形態と同様に、 入射部 1 1 a及び射出部 1 1 1 bを除いた積分球 1 1 1全体に C r (クロム） 等の金属を蒸着することが望ましい。

〔その他の実施形態〕 また、 上記第 2〜第 5実施形態では、 露光光を集光する集光部材として 1つの 平凸レンズ 4 1 , 4 5 , 5 2 , 5 7 , 6 2 , 7 1を備える場合を例に挙げて説明 し、 上記第 6〜第 1 0実施形態では露光光を受光素子に入射させるための光学系 として、 集光板 8 1、 拡散板 8 6、 蛍光板 9 1、 導波部材 1 0 1、 及び積分球 1 1 1 を含む構成について説明した。 しかしながら、 平凸レンズ 4 1， 4 5 , 5 2 , 5 7 , 6 2， 7 1 と受光素子との間、 並びに、 集光板 8 1、 拡散板 8 6、 蛍光板 9 1、 導波部材 1 0 1、 及び積分球 1 1 1 と受光素子との間に複数のレンズを設 けて露光光等を受光素子に導く構成が望ましい。 図 1 7は、 第 2実施形態による露光装置が備える照度むらセンサ 4 0の変形例 を示す図である。 図 1 7に示す例では、 平凸レンズ 4 1からの露光光、 特に入射 角の大きな露光光をより簡単に平行光に変換するために、 平凸レンズ 4 1 と受光 素子 4 2との間に 2つのレンズ 1 2 1 , 1 2 2が設けられている。 平凸レンズ 4 1 と受光素子 4 2との間にレンズ 1 2 1 , 1 2 2を設けることによって平行光に 変換された露光光を受光素子 4 2に導いている。 このようなレンズを第 3〜第 1 0実施形態にも用いることができる。 尚、 レンズの数は任意の数でよい。 また、 上述した第 2〜第 1 0実施形態においては、 照明光学系 I Sの照明条件 をウェハ Wに対する露光処理を行うときに設定される照明条件に設定し、 投影光 学系 P Lの像面側に液体 L Qを供給した状態で照度むらを計測する場合を例に挙 げて説明した。 しかしながら、 これらの実施形態においても第 1実施形態と同様 に、 投影光学系 P Lの像面側に液体 L Qが供給されていない状態で、 極小 σを有 する開口絞り 8 eを第 2フライアイレンズ 7の射出面 C Jに配置して射出面 C J における露光光の光束分布を調整することで、 露光光の開き角の調整を行ってむ らや光量等を計測することができる。 また、 図 1に示した露光装置においては、 照度むらセンサと照射量センサとを —つのシャーシ 3 0内に設けているが、 別々にウェハステージ 1 5上に配置する ようにしても良い。 また、 液体 L Qの回収を容易とするために、 露光光センサ 2 7の液体と接触する面 （上面） が撥水性になっている場合には、 露光光 （紫外 線） の照射によって、 その撥水性が劣化する虞がある。 従って、 液体 L Qと接触 する面が撥水性のセンサを使って計測を行う場合には、 例えば特開 2 0 0 1— 1

4 4 0 4 4号 (対応米国特許 6 , 7 3 0 , 9 2 5 )に開示されているような複数の N Dフィルタを備えたエネルギー （光量） 調整器を使って、 露光光の光量を最大 光量の 5 0 %以下、 望まし〈は 2 0 %以下に減衰させるとよい。 尚、 上述の実施形態においては、 照度むらや積算光量むらを計測するための照 度むらセ サや、 投影光学系 P Lの像面側に照射される露光光の光量 （照射量） を計測するための照射量センサについて説明したが、 本発明は、 米国特許 6 , 6

5 0 , 3 9 9に開示されている波面収差を計測するためのセンサゃ特開 2 0 0 2 - 1 4 0 0 5号公報 （対応米国特許公開 2 0 0 2 / 0 0 4 1 3 7 7 ) に開示され ている結像特性等を計測するための空間像計測センサゃ特開平 1 1 一 2 3 8 6 8 0号公報や国際公開第 0 2 / 0 6 3 6 6 4号公報 （対応米国特許公開 2 0 0 4 / 0 0 9 0 6 0 6 ) に開示されているような基板ステージに対して着脱可能なセン サ等にも本発明は適用でき、 投影光学系の開口数が大きい場合でも投影光学系を 通過した露光光を受光でき、 各種の計測を所望の精度で実行することができる。 なお、 本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、 これら特許公報の開示を援用して本文の記載の一部とする。

〔第 1 1実施形態〕

以下に、 本発明の第 1 1.実施形態による露光装置について図面を参照しながら 説明する。 図 2 0は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図 2 0において、 露光装置 E Xは、 マスク Mを支持するマスクステージ M S T と、 基板 Pを支持する基板ステージ P S Tと、 マスクステージ M S Tに支持され ているマスク Mを露光光 E Lで照明する照明光学系 I Lと、 露光光 E Lで照明さ れたマスク Mのパターン像を基板ステージ P S Tに支持されている基板 Pに投影 露光する投影光学系 P Lと、 露光装置 E X全体の動作を統括制御する制御装置 C 0 N Tと、 制御装置 C O N Tに接続され、 露光処理に関する各種情報を記憶した 記憶装置 M R Yを備えている。 更に露光装置 E Xは、 投影光学系 P Lの結像特性 (光学特性） の計測に用いられる空間像計測装置 2 7 0を備えている。 空間像計 測装置 2 7 0は、 投影光学系 P Lの像面側に配置されたスリツ 卜部 2 7 1を有す るスリット板 2 7 5を介して投影光学系 P Lを通過した光 （露光光 E L ) を受光 する受光器 2 9 0を備えている。 本実施形態の露光装置 E Xは、 露光波長を実質的に短く して解像度を向上する とともに雋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 つて、 基板 P上に液体 L Qを供給する液体供給機構 2 1 0と、 基板 P上の液体 L Qを回収する液体回収機構 2 2 0とを備えている。 露光装置 E X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、 液体供給機構 2 1 0から供 給した液体 L Qにより投影光学系 P Lの投影領域 A R 1を含む基板 P上の一部に (局所的に） 液浸領域 A R 2を形成する。 具体的には、 露光装置 E Xは、 投影光 学系 P Lの先端側 （像面側） の光学素子 2 6 0と基板 Pの表面との間に液体 L Q を満たし、 この投影光学系 P Lと基板 Pとの間の液体 L Q及び投影光学系 P Lを 介して露光光 E Lを照射してマスク Mのパ夕一ン像を基板 P上に投影することに よってこの基板 Pを露光する。 本実施形態では、 露光装置 E Xとしてマスク Mと基板 Pとを走査方向における 互いに異なる向き （逆方向） 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ツパ） 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、 投影光学系 P Lの光軸 A Xと一致す る方向を Z軸方向、 Z軸方向に垂直な平面内でマスク Mと基板 Pとの同期移動方 向 （走査方向） を X軸方向、 Z軸方向及び X軸方向に垂直な方向 （非走査方向） を Y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、 0 Χ、 、及び 方向とする。 なお、 ここでいう 「基板」 は半導体 ウェハ上に感光性材料であるフォ卜レジス卜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 I Lは、 光源 201より射出された光束 （レーザビーム） L Bを露 光光 E Lに変換し、 マスクステージ M S Tに支持されているマスク Mを露光光 E Lで照明するものである。 照明光学系 I L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紫外域の輝線 （g線、 h線、 i線） 及び Kr F エキシマレーザ光 （波長 248 nm)等の遠紫外光 （DUV光） や、 Ar Fェキ シマレ一ザ光 （波長 1 93 nm)及び F₂レーザ光 （波長 1 57 nm)等の真空紫 外光 （VUV光） 等が用いられる。 本実施形態においては A r Fエキシマレーザ 光が用いられる。 本実施形態において、 液体 LQには純水が用いられる。 純水は A r F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紫外域の輝線 （g線、 h 線、 i線） 及び K r Fエキシマレーザ光 （波長 248 nm)等の遠紫外光 （DU V光） も透過可能である。 本実施形態における光源 201は、 A r Fエキシマレーザ光 （波長 1 93 η m) を射出するエキシマレ一ザ光源であって、 制御装置 CON Tによってそのレ 一ザ発光のオン ·オフや、 中心波長、 スぺクトル半値幅、 及び繰り返し周波数等 を制御される。 照明光学系 I Lは、 ビーム整形光学系 202、 オプティカルインテグレー夕 2 03、 照明系開口絞り板 2.04、 リレー光学系 206、 208、 固定マスクブラ インド 207 A、 可動マスクブラインド 207 B、 ミラ _ 209、 及びコンデン サレンズ 230等を備えてし、る。 本実施形態では、 オプティカルィンテグレー夕 203としてフライアイレンズが用いられるが、 ロッド型 （内面反射型） インテ グレー夕、 あるいは回折光学素子等であってもよい。 ビーム整形光学系 202内 には、 光源 201でパルス発光されたレーザビ一厶 L Bの断面形状を、 該レーザ ビーム L Bの光路後方に設けられたオプティカルィンテグレ一夕 203に効率良 く入射するように整形するための、 例えばシリンドリカルレンズやビームエキス パンダ等が含まれている。 オプティカルィンテグレー夕 (フライアイレンズ) 2 0 3は、 ビーム整形光学系 2 0 2から射出されたレーザビーム L Bの光路上に配 置され、 マスク Mを均一な照度分布で照明するために多数の点光源 （光源像） か らなる面光源、 すなわち 2次光源を形成する。 オプティカルィンテグレ一タ 2 0 3の射出側焦点面の近傍には、 円板状部材か らなる照明系開口絞り板 2 0 4が配置されている。 この照明系開口絞り板 2 0 4 には、 ぼぼ等角度間隔で、 例えば通常の円形開口からなる開口絞り （通常絞り） 、 小さな円形開口からなりコヒーレンスファクタである σ値を小さくするための開 口絞り （小 σ絞り） 、 輪帯照明用の輪帯状の開口絞り （輪帯絞り） 、 及び変形光 源法用に複数の開口を偏心させて配置した変形開口絞り （S H R I N Cとも呼ば れる四重極照明絞り） 等が配置されている。 この照明系開口絞り板 2 0 4は、 制 御装置 C O Ν Τにより制御されるモータ等の駆動装置 2 3 1によって回転される ようになつており、 これによりいずれかの開口絞りが露光光 Eしの光路上に選択 的に配置される。 なお、 本例においては、 照明系開口絞り板 2 0 4を用いて照明光学系 I Lの瞳 面での光強度分布の調整を行っているが、 米国特許 6 , 5 6 3 , 5 6 7に開示さ れているような他の光学系を用いてもよい。 なお、 本国際出願で指定または選択 された国の法令で許容される限りにおいて、 それらの開示を援用して本文の記載 の一部とする。 照明系開口絞り板 2 0 4を通過した露光光 E Lの光路上に、 反射率が小さく透 過率が大きいビームスプリツ夕 2 0 5が配置され、 更にこの後方の光路上に、 マ スクブラインド 2 0 7 A、 2 0 7 Bを介在させてリレ一光学系 （ 2 0 6、 2 0 8 ) が配置されている。周定マスクブラインド 2 0 7 Aは、 マスク Mのパターン 面に対する共役面から僅かにデフ才一カスした面に配置され、 マスク M上の照明 領域 I Aを規定する矩形開口が形成されている。 また、 この固定マスクプライン ド 2 0 7 Aの近傍に走査方向 （X軸方向） 及びこれに直交する非走査方向 （Y軸 方向） にそれぞれ対応する方向の位置及び幅が可変の開口部を有する可動マスク ブラインド 2 0 7 Bが配置され、 走査露光の開始時及び終了時にその可動マスク ブラインド 2 0 7 Bを介して照明領域 I Aを更に制限することによって、 不要な 部分の露光が防止されるようになっている。 また、 本実施形態では、 可動マスク プラインド 2 0 7 Bは、 後述する空間像計測の際の照明領域の設定にも用いられ る。 一方、 照明光学系 I L内のビームスプリ タ 2 0 5で反射された露光光 E L の光路上には、 集光レンズ 2 3 2、 及び遠紫外域で感度が良く、 且つ光源 2 0 1 のパルス発光を検出するために高い応答周波数を有する P I N型フ才卜ダイ才ー ド等の受光素子からなるインテグレー夕センサ 2 3 3が配置されている。 このようにして構成された照明光学系 I Lの作用を簡単に説明すると、 光源 2 0 1からパルス発光されたレーザビーム L Bは、 ビーム整形光学系 2 0 2に入射 して、 ここで後方のオプティカルィンテグレー夕 2 0 3に効率良く入射するよう にその断面形状が整形された後、 オプティカルィンテグレー夕 2 0 3に入射する。 これにより、 オプティカルィンテグレー夕 2 0 3の射出側焦点面 （照明光学系 I しの瞳面） に 2次光源が形成される。 この 2次光源から射出された露光光 E Lは、 照明系開口絞り板 2 0 4上のいずれかの開口絞りを通過した後、 透過率が大きく 反射率が小さいビームスプリヅタ 2 0 5に入射する。 このビームスプリヅ夕 2 0 5を透過した露光光 E Lは、 第 1 リレーレン X 2 0 6を経て固定マスクプライン ド 2 0 7 Aの矩形の開口部及び可動マスクプラインド 2 0 7 Bを通過した後、 第 2リレ一レンズ 2 0 8を通過してミラ一 2 0 9によって光路を垂直下方に折り曲 げられる。 ミラ一 2 0 9によって光路を折り曲げられた露光光 E Lは、 コンデン サレンズ 2 3 0を経て、 マスクステージ M S Tに保持されたマスク M上の照明領 域 I Aを均一な照度分布で照明する。 一方、 ビームスプリヅ夕 2 0 5で反射された露光光 E Lは、 集光レンズ 2 3 2 を介してィンテグレー夕センサ 2 3 3で受光され、 ィンテグレー夕センサ 2 3 3 の光電変換信号が、 不図示のピークホールド回路及び A/ D変換器を有する信号 処理装置を介して制御装置 C O N Tに供給される。 本実施形態では、 インテグレ —夕センサ 2 3 3の計測値は、 露光量制御に用いられる他、 投影光学系 P Lに対 する照射量の計算に用いられ、 この照射量は基板反射率 （これは、 インテグレー タセンサの出力と不図示の反射率モニタの出力とに基づいて求めることもでき る） とともに、 投影光学系 P Lの照明光吸収による結像特性の変化量の算出に用 いられる。 本実施形態では、 所定の間隔で、 制御装置 C O N Tにより、 インテグ レ一夕センサ 2 3 3の出力に基づいて照射量が計算され、 その計算結果が照射履 歴として、 記憶装置 M R Yに記憶されるようになっている。 マスク テージ M S Tは、 マスク Mを保持して移動可能であって、 例えばマス ク Mを真空吸着 （又は静電吸着） により固定している。 マスクステージ M S Tは、 マスクベース 2 5 5上に非接触ベアリングである気体軸受 （エアベアリング） を 介して非接触支持されており、 リニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置 M S T Dにより、 投影光学系 P Lの光軸 A Xに垂直な平面内、 すなわち X Y平面内 で 2次元移動可能及び 0 Z方向に微少回転可能である。 そして、 マスクステージ M S Tは、 マスクベース 2 5 5上を X軸方向に指定された走査速度で移動可能と なっており、 マスク Mの全面が少なくとも投影光学系 P Lの光軸 A Xを横切るこ とができるだけの X軸方向の移動ス卜ロークを有している。 マスクステージ M S T上には移動鏡 2 4 1が設けられている。 また、 移動鏡 2 4 1に対向する位置にはレーザ干渉計 2 4 2が設けられている。 マスクステージ M S T上のマスク Mの 2次元方向の位置、 及び Θ Ζ方向の回転角 （場合によって は 0 Χ、 方向の回転角も含む） はレーザ干渉計 2 4 2によりリアルタイムで 計測され、 計測結果は制御装置 C O N Tに出力される。制御装置 C O N Tは、 レ 一ザ干渉計 2 4 2の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置 M S T Dを駆動 することでマスクステージ M S Tに支持されているマスク Mの位置を制御する。 投影光学系 P Lは、 マスク Mのパターンを所定の投影倍率^で基板 Pに投影露 光するものであって、 基板 P側の先端部に設けられた光学素子 （レンズ） 2 6 0 を含む複数の光学素子で構成されており、 これら光学素子は鏡筒 P Kで支持され ている。 本実施形態において、 投影光学系 P Lは、 投影倍率^が例えば 1 /4あ るいは 1 /5の縮小系である。 なお、 投影光学系 P Lは等倍系及び拡大系のいず れでもよい。 また、 投影光学系 P Lは屈折系、 反射系、 反射屈折系のいずれでも し ' o 本実施形態の投影光学系 P Lの先端部の光学素子 260はレンズセル 262で 保持されており、 その光学素子 260を保持したレンズセル 262と鏡筒 Ρ の 先端部とが連結機構 261によって連結されている。 光学素子 260には液浸領 域 A R 2の液体 LQが接触する。 光学素子 260は蛍石で形成されている。 蛍石 は水との親和性が高いので、 光学素子 260の液体接触面 260 aのほぼ全面に 液体 LQを密着させることができる。 すなわち、 本実施形態においては光学素子 260の液体接触面 260 aとの親和性が高い液体 （水） LQを供給するように しているので、 光学素子 260の液体接触面 260 aと液体 LQとの密着性が高 く、 光学素子 260と基板 Pとの間の光路を液体 LQで確実に満たすことができ る。 なお、 光学素子 260は、 水との親和性が高い石英であってもよい。 また、 光学素子 260の液体接触面 260 aに親水化 （親液化） 処理を施して、 液体し Qとの親和性をより高めるようにしてもよい。 基板ステージ P S Tは、 基板 Pを保持して移動可能であって、 XYステージ 2 53と、 XYステージ 253上に搭載された Zチル卜ステージ 252とを含んで 構成されている。 XYステージ 253は、 ステージベース 254の上面の上方に 不図示の非接触ベアリングである気体軸受 （エアベアリング） を介して非接触支 持されている。 XYステージ 253 (基板ステージ P S T) はステージベース 2 54の上面に対して非接触支持された状態で、 リニアモー夕等を含む基板ステ一 ジ駆動装置 P S T Dにより、 投影光学系 P Lの光軸 A X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 0 Z方向に微小回転可能である。 この X Yス テージ 253上に Zチル卜ステージ 252が搭載され、 Zチル卜ステージ 252 上に基板ホルダ 25 1が搭載されている。 この基板ホルダ 25 1によって、 基板 Pが真空吸着等により保持されている。 Zチル卜ステージ 252は、 後述するァ クチユエ一夕により、 Z軸方向、 方向、 及び 方向にも移動可能に設けら れている。 上記ァクチユエ一夕を含む基板ステ一ジ駆動装置 P S T Dは制御装置 C O N Tにより制御される。基板ステージ P S Tは、 基板 Pのフォーカス位置 ( Z位置） 及び傾斜角を制御して基板 Pの表面をオートフォーカス方式、 及び才 一トレベリング方式で投影光学系 P Lの像面に合わせ込むとともに、 基板 Pの X 軸方向及び Y軸方向における位置決めを行う。 また、 基板ステージ P S T (基板ホルダ 2 5 1 ) 上には、 基板 Pを囲むように 補助プレー卜 2 5 7が設けられている。 補助プレー卜 2 5 7は基板ホルダ 2 5 1 に保持された基板 Pの表面とほぼ同じ高さの平面を有している。基板 Pのエッジ 領域を露光する場合にも、 補助プレー卜 2 5 7により投影光学系 P Lの下に液体 L Qを保持することができる。 なお、 補助プレー卜 2 5 7は、 基板ホルダ 2 5 1の周囲のみに形成されている が、 基板ステージ P S Tの上面がほぼ面一となるように、 空間像計測装置 2 7 0 の周囲や基板ホルダ 2 5 1 と空間像計測装置 2 7 0との間にも補助プレー卜 2 5 7を配置することもできる。 このようにすることで、 空間像計測装置 2 7 0の上 面が液浸領域 A R 2よりも小さくても、 ネ甫助プレート 2 5 7により投影光学系 P Lの下に液体 L Qを保持することができる。 基板ステージ P S T ( Zチル卜ステージ 2 5 2 ) 上には移動鏡 2 4 3が設けら れている。 また、 移動鏡 2 4 3に対向する位置にはレーザ干渉計 2 4 4が設けら れている。基板ステージ P S T上の基板 Pの 2次元方向の位置、 .及び回転角はレ 一ザ干渉計 2 4 4によりリアルタイムで計測され、 計測結果は制御装置 C O N T に出力される。 制御装置 C 0 N Tはレーザ干渉計 2 4 4の計測結果に基づいてリ ニァモータ等を含む基板ステージ駆動装置 P S T Dを駆動することで基板ステ一 ジ P S Tに支持されている基板 Pの位置決めを行う。 また、 露光装置 EXは、 基板ステージ P S T (基板ホルダ 251 ) に支持され ている基板 Pの表面の位置を検出するフォーカス検出系 245を備えている。 フ オーカス検出系 245は、 基板 P上に液体 LQを介して斜め方向より検出用光束 を投射する投光部 245 Aと、 基板 Pで反射した前記検出用光束の反射光を受光 する受光部 245 Bとを備えている。 フォーカス検出系 245 (受光部 245 B) の受光結果は制御装置 CO N Tに出力される。 制御装置 CON Tはフォー力 ス検出系 245の検出結果に基づいて、 基板 P表面の Z軸方向の位置情報を検出 することができる。 また、 投光部 245 Aより複数の検出用光束を投射すること により、 基板 Pの 及び 方向の傾斜情報を検出することができる。 なお、 フォーカス検出系 245の構成としては、 例えば特開平 6— 283403号公報 (対応米国特許 5, 448， 332) 等に開示されているものを用いることがで き、 本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、 こ の開示を援用して本文の記載の一部とする。 なお、 フォーカス検出系 245とし て、 液浸領域 A R 2の外側で液体 LQを介さずに基板 P表面に検出用の光束を投 射し、 その反射光を受光するものを用いることもできる。 制御装置 CON Tは、 走査露光時等に、 受光部 245 Bからの焦点ずれ信号 (デフォーカス信号） 、 例えば Sカーブ信号に基づいて焦点ずれが零となるよう に、 後述する Z位置駆動部 256 A〜256 C (図 21等参照） を含む基板ステ —ジ駆動装置 P S T Dを介して Zチル卜ステージ 252の Z軸方向への移動、 及 び 2次元的に傾斜 （0X、 方向の回転） を制御する。 すなわち、 制御装置 C ON Tは、 多点フォーカス検出系 245を用いて Zチル卜ステージ 252の移動 を制御することにより、 投影光学系 P Lの結像面と基板 Pの表面とを実質的に合 致させる才ー卜フォーカス及び才一卜レペリングを実行する。 また、 投影光学系 P Lの先端近傍には、 基板 P上のァライメン卜マークあるい は基板ステージ P S T上に設けられた不図示の基準部材上に形成された基準マー クを検出するオファクシス方式の基板ァライメン卜系 246が設けられている。 また、 マスクステージ MS Tの近傍には、 マスク Mと投影光学系 P Lとを介して 前記基準部材に設けられた基準マークを検出するマスクァライメント系 2 4 7が 設けられている。 本実施形態では、 このァライメン卜系として、 画像処理方式の ァライメン卜センサ、 いわゆる F I A (Field Image Al ignment) 系が用いられて いる。 なお、 基板ァライメン卜系 2 4 6の構成としては、 例えば特開平 4一 6 5 6 0 3号公報 （対応米国特許 5 , 4 9 3 , 4 0 3 ) に開示されているものを用い ることができ、 マスクァライメン卜系 2 4 7の構成としては、 特開平 7—1 7 6 4 6 8号公報 （対応米国特許 5 , 6 4 6 , 3 1 3 ) に開示されているものを用い ることができる。 図 2 1は、 液体供給機構 2 1 0、 液体回収機構 2 2 0、 及び投影光学系 P Lを 示す拡大図である。 投影光学系 P Lは、 鏡筒 P Kに保持された複数枚 （ここでは 1 0枚） の光学素子 2 6 4 a~ 2 6 4 jと、 投影光学系 P Lの像面側 （基板 P 側） のレンズセル 2 6 2に保持された光学素子 2 6 0とを備えている。 投影光学 系 P Lを構成する光学素子 2 6 4 a〜2 6 4 jのうち、 その一部、 例えば光学素 子 2 6 4 a、 2 6 4 bは、 それぞれ複数の駆動素子 （例えばピエゾ素子等） 2 6 3によって光軸 A X方向及び X Y面に対する傾斜方向に微小駆動可能に構成され ている。 また、 光学素子 2 6 4 d、 2 6 4 eの間、 及び光学素子 2 6 4 f、 2 6 4 gの間には、 それぞれ密閉状態とされた第 1、 第 2密閉室 2 6 5 A、 2 6 5 B が形成されている。 これら第 1、 第 2密閉室 2 6 5 A、 2 6 5 Bには、 不図示の ガス供給機構から圧力調整機構 2 6 6を介してクリーンな気体、 例えばドライエ ァが供給されるようになっている。 本実施形態では、 各駆動素子 2 6 3に与えられる駆動電圧 （駆動素子の駆動 量） 及び第 1、 第 2密閉室 2 6 5 A、 2 6 5 B内部の気体の圧力 （内部圧力） を 調整する圧力調整機構 2 6 6が、 制御装置 C O N Tからの指令に応じて結像特性 制御装置 2 6 7により制御され、 これによつて、 投影光学系 P Lの結像特性、 例 えば、 像面湾曲、 ディストーション、 倍率等が補正されるようになっている。 な お、 かかる結像特性を調整する結像特性調整機構は、 光学素子 2 6 4 aのような 可動光学素子のみによって構成してもよく、 その可動光学素子の数も任意でよい。 但し、 この場合、 可動光学素子の数が、 フォーカスを除く、 投影光学系 P Lの結 像特性の補正可能な種類に対応するので、 補正が必要な結像特性の種類に応じて 可動光学素子の数を定めればよい。

Zチルトステージ 252は、 3つの Z位置駆動部 256 A、 256 B、 256 〇 （但し、 紙面奥側の Z位置駆動部 256 Cは不図示） によって XYステージ 2 53上に 3点で支持されている。 これらの Z位置駆動部 256 A〜256 Cは、 Zチル卜ステージ 252下面のそれぞれの支持点を投影光学系 P Lの光軸方向 (Z方向） に独立して駆動する 3つのァクチユエ一夕 （例えばボイスコイルモ一 タなど） 259 A、 259 B、 259 C (但し、 図 21における紙面奥側のァク チユエ一夕 259 Cは不図示） と、 Zチル卜ステージ 252の Z位置駆動部 25 6 A、 256 B、 256 Cによる Z軸方向の駆動量 （基準位置からの変位） を検 出するェンコ一ダ 258A、 258 B、 258 C (但し、 図 21における紙面奥 側のエンコーダ 258 Cは不図示） とを含んで構成されている。 ここでェンコ一 ダ 258 A〜 258 Cとしては、 例えば光学式又は静電容量式などのリニアェン コーダが使用されている。 本実施形態では、 上記ァクチユエ一夕 256 A、 25 6 B、 256 Cによって、 Zチル卜ステージ 252を光軸 AX方向 （Z軸方向） 及び光軸に直交する面 （XY面） に対する傾斜方向すなわち 0X、 方向に駆 動する駆動装置が構成されている。 また、 エンコーダ 258 A〜258 Cで計測 される Zチル卜ステージ 252の Z位置駆動部 256 A、 256 B、 256Cに よる各支持点の Z軸方向の駆動量 （基準点からの変位量） は制御装置 CON Tに 出力され、 制御装置 C 0 N Tは、 そのェンコーダ 258A〜258Cの計測結果 に基づいて、 Zチル卜ステージ 252の Z軸方向の位置及びレべ.リング量 （0X 回転量、 回転量） を求めるようになつている。 液体供給機構 21 0は、 露光処理時を含む所定の期間において投影光学系 P L と基板 Pとの間に液体 L Qを供給するものであって、 液体 L Qを送出可能な液体 供給部 21 1 と、 液体供給部 21 1に供給管 21 2を介して接続され、 この液体 供給部 21 1から送出された液体 LQを基板 P上に供給する供給ノズル 21 3と を備えている。供給ノズル 2 1 3は基板 Pの表面に近接して配置されている。 液 体供給部 2 1 1は、 液体 L Qを収容するタンク、 及び加圧ポンプ等を備えており、 供給管 2 1 2及び供給ノズル 2 1 3を介して基板 P上に液体 L Qを供給する。 液 体供給部 2 1 1の液体供給動作は制御装置 C 0 N Tにより制御され、 制御装置 C O N Tは液体供給部 2 1 1による基板 P上に対する単位時間あたりの液体供給量 を制御可能である。 なお、 液体供給機構 2 1 0のタンク、 加圧ポンプなどは、 必 ずしも露光装置 E Xが備えている必要はなく、 それらの少なくとも一部を露光装 置 E Xが設置される工場などの設備で代用することもできる。 液体回収機構 2 2 0は、 露光処理時を含む所定の期間において投影光学系 P L と基板 Pとの間の液体 L Qを回収するものであつて、 基板 Pの表面に近接して配 置された回収ノズル 2 2 3と、 回収ノズル 2 2 3に回収管 2 2 2を介して接続さ れた液体回収部 2 2 1 とを備えている。 液体回収部 2 2 1は、 真空ポンプを含む 真空系 （吸引装置） 、 及び回収した液体 L Qを収容するタンク等を含んで構成さ れており、 その動作は制御装置 C O N Tに制御される。 液体回収部 2 2 1の真空 系が駆動することにより、 基板 P上の液体 L Qは回収ノズル 2 2 3を介して回収 される。 なお真空系として、 露光装置に真空ポンプを設けずに、 露光装置 E Xが 配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。 また、 液体回収機構 2 2 0 のタンクも、 必ずしも露光装置 E Xが備えている必要はなく、 それらの少なくと も一部を露光装置 E Xが設置される工場などの設備で代用することもできる。 なお、 回収管 2 2 2の途中、 具体的には回収ノズル 2 2 3と真空系との間に、 回収ノズル 2 2 3から吸い込まれた液体 L Qと気体とを分離する.気液分離器を設 けることが好ましい。 基板 P上の液体 L Qを吸引回収する際、 液体回収部 （真空 系） 2 2 1では、 液体 L Qをその周囲の気体 （空気） とともに回収する状況が生 じる可能性があるため、 気液分離器によって回収ノズル 2 2 3から回収された液 体と気体とを分離することにより、 真空系に液体 L Qが流入してその真空系が故 障する等の不都合の発生を防止することができる。 液体回収部 2 2 1に回収され た液体 L Qは、 例えば廃棄されたり、 あるいはクリーン化されて液体供給部 2 1 1等に戻され再利用される。 なお、 液体供給機構 2 1 0及び液体回収機構 2 2 0は、 投影光学系 P Lに対し て分離して支持されている。 これにより、 液体供給機構 2 1 0及び液体回収機構 2 2 0で生じた振動が投影光学系 P Lに伝わることがない。 図 2 2は、 液体供給機構 2 1 0及び液体回収機構 2 2 0と投影光学系 P Lの投 影領域 A R 1 との位置関係を示す平面図である。 投影光学系 P Lの投影領域 A R 1は Y軸方向に細長い矩形状 （スリツ 卜状） となっており、 その投影領域 A R 1 を X軸方向に挟むように、 + X側に 3つの供給ノズル 2 1 3 A - 2 1 3 Cが配置 され、 一X側に 2つの回収ノズル 2 2 3 A、 2 2 3 Bが配置されている。 そして、 供給ノズル 2 1 3 A ~ 2 1 3 Cは供給管 2 1 2を介して液体供給部 2 1 1に接続 され、 回収ノズル 2 2 3 A、 2 2 3 Bは回収管 2 2 2を介して液体回収部 2 2 1 に接続されている。 また、 供給ノズル 2 1 3 A〜2 1 3 Cと回収ノズル 2 2 3 A、 2 2 3 Bとをほぼ 1 8 0 ° 回転した位置関係で、 供給ノズル 2 1 6 A - 2 1 6 C と、 回収ノズル 2 2 6 A s 2 2 6 Bとが配置されている。供給ノズル 2 1 3 A〜 2 1 3 Cと回収ノズル 2 2 6 A、 2 2 6 Bとは Y軸方向に交互に配列され、 供給 ノズル 2 1 6 A〜2 1 6 Cと回収ノズル 2 2 3 A、 2 2 3 Bとは Y軸方向に交互 に配列され、 供給ノズル 2 1 6 A〜2 1 6 Cは供給管 2 1 5を介して液体供給部 2 1 1に接続され、 回収ノズル 2 2 6 A 2 2 6 Bは回収管 2 2 5を介して液体 回収部 2 2 1に接続されている。 図 2 3は、 投影光学系 P Lの結像特性 （光学特性） の計測に用いられる空間像 計測装置 2 7 0を示す概略構成図である。 空間像計測装置 2 7 0は、 投影光学系 P Lの像面側に配置されたスリヅ 卜部 2 7 1 を有するスリッ卜板 2 7 5を介して 投影光学系 P Lを通過した光を受光する受光器 2 9 0を備えている。 スリッ 卜板 2 7 5は、 投影光学系 P Lの像面側の Zチルトステージ 2 5 2に設けられている。 受光器 2 9 0は、 Zチル卜ステージ 2 5 2内部においてスリヅ 卜板 2 7 5に近い 位置に配置された光学素子 2 7 6と、 光学素子 2 7 6を通過した光の光路を折り 曲げるミラ一 2 7 7と、 ミラー 2 7 7を介した光が入射する光学素子 2 7 8と、 光学素子 2 7 8を通過した光を Zチル卜ステージ 2 5 2外部に送る送光レンズ 2 7 9と、 Zチル卜ステージ 2 5 2外部に設けられ、 送光レンズ 2 7 9からの光の 光路を折り曲げるミラ一 2 8 0と、 ミラ一 2 8 0を通過した光を受ける受光レン ズ 2 8 1 と、 受光レンズ 2 8 1を介した光を受光する光電変換素子からなる光セ ンサ （受光素子） 2 8 2とを備えている。 スリッ ト板 2 7 5は、 平面視長方形状のガラス板部材 2 7 4と、 ガラス板部材 2 7 4の上面中央部に設けられたクロム等からなる遮光膜 2 7 2と、 その遮光膜 2 7 2の周囲、 すなわちガラス板部材 2 7 4の上面のうち遮光膜 2 7 2以外の部 分に設けられたアルミニウム等からなる反射膜 2 7 3と、 遮光膜 2 7 2の一部に 形成された開口パターンであるスリッ ト部 2 7 1 とを備えている。 スリヅ ト部 2 7 1においては透明部材であるガラス板部材 2 7 4が露出しており、 光はスリヅ 卜部 2 7 1 を透過可能である。

Zチル卜ステージ 2 5 2の上面において基板ホルダ 2 5 1 と隣り合う位置には 凸部 2 8 3が設けられており、 その凸部 2 8 3の上部には開口部 2 8 4が設けら れている。 スリット板 2 7 5は凸部 2 8 3の開口部 2 8 4に対して着脱可能とな つており、 その開口部 2 8 4を塞ぐ状態で上方から嵌め込まれている。 ガラス板部材 2 7 4の形成材料としては、 A r Fエキシマレーザ光あるいは K r Fエキシマレーザ光に対する透過性の良い合成石英あるいは蛍石などが用いら れる。 なお、 合成石英の A r Fエキシマレーザ光に対する屈折率は 1 . 5 6、 K r Fエキシマレ一ザ光に対する屈折率は 1 . 5 1程度である。 光学素子 2 7 6は、 Zチル卜ステージ 2 5 2内部においてスリッ 卜部 2 7 1の 下方に配置されており、 保持部材 2 8 5で保持されている。 光学素子 2 7 6を保 持した保持部材 2 8 5は、 凸部 2 8 3の内壁面 2 8 3 Aに取り付けられている。 Zチルトステージ 2 5 2内部に配置されている光学素子 2 7 6を通過した光は、 ミラ一 2 7 7でその光路を折り曲げられた後、 光学素子 2 7 8を通過する。 光学 素子 2 7 8を通過した光は、 Zチルトステージ 2 5 2の + X側側壁に固定されて いる送光レンズ 2 7 9によって Zチルトステージ 2 5 2の外部に送出される。 送 光レンズ 2 7 9によって Zチルトステージ 2 5 2外部に送出された光は、 ミラー 2 8 0によって受光レンズ 2 8 1に導かれる。 受光レンズ 2 8 1 とその受光レン ズ 2 8 1の上方に配置されている光センサ 2 8 2とは、 所定の位置関係を保って ケース 2 8 6に収納されている。 ケース 2 8 6は取付部材 2 8 7を介してステー ジベース 2 5 4の上面に設けられた支柱 2 8 8の上端部近傍に固定されている。 なお、 ミラー 2 7 7、 光学素子 2 7 8、 及び送光レンズ 2 7 9等は Zチルトス テージ 2 5 2に対して着脱可能である。 また、 受光レンズ 2 8 1及び光センサ 2 8 2を収納したケース 2 8 6を支持する支柱 2 8 8は、 ステージベース 2 5 4に 対して着脱可能となっている。 光センサ 2 8 2には、 微弱な光を精度良く検出可能な光電変換素子 （受光素 子） 、 例えばフ才卜 · マルチプライヤ ·チューブ （P M T、 光電子増倍管） 等が 用いられる。 光センサ 2 8 2からの光電変換信号は、 信号処理装置を介して制御 装置 C O N Tに送られるようになつている。 図 2 4は、 空間像計測装置 2 7 0を使って投影光学系 P Lの結像特性を計測し ている状態を示す図である。 図 2 4に示すように、 投影光学系 P Lの結像特性の 計測中には、 投影光学系 P Lとスリツ ト板 2 7 5とを対向させた状態で、 液体供 給機構 2 1 0及び液体回収機構 2 2 0を使って、 投影光学系 P Lの先端側 （像面 側） の光学素子 2 6 0とスリヅ 卜板 2 7 5との間に液体 L Qを流すようにする。 そして、 投影光学系 P Lの光学素子 2 6 0とスリヅ 卜板 2 7 5との間に液体 L Q を満たした状態で、 投影光学系 P L及び液体し Qを介した光 （露光光 E L ) が空 間像計測装置 2 7 0を構成するスリッ卜板 2 7 5に照射される。 またこのときの スリッ ト板 2 7 5の上面 2 7 5 Aの面位置情報は、 フォーカス検出系 2 4 5を使 つて検出可能である。 図 2 5は、 空間像計測装置 2 7 0のうち、 凸部 2 8 3内部に配置されたスリツ 卜板 2 7 5及び光学素子 2 7 6近傍を示す要部拡大断面図、 図 2 6は、 スリッ ト 板 2 7 5を上方から見た平面図である。 なお図 2 5においては、 受光器 2 9 0は 簡略化して図示されており、 受光器 2 9 0を構成する複数の光学素子及び部材の うち、 光の光路上においてスリット板 2 7 5に最も近い位置に配置された光学素 子 2 7 6、及びその光学素子 2 7 6を通過した光を受光する光センサ 2 8 2のみ が図示されている。 図 2 5に示す空間像計測装置 2 7 0において、 スリット板 2 7 5と受光器 2 9 0との間には液体 L Qが満たされている。本実施形態において、 液体 L Qは、 凸部 2 8 3の開口部 2 8 4に嵌合されているスリッ卜板 2 7 5の下 面と、 受光器 2 9 0の光路上に配置された複数の光学素子 （光学部材） のうちス リット板 2 7 5に最も近い位置に配置された光学素子 2 7 6との間に満たされて いる。 光学素子 2 7 6は、 スリヅト板 2 7 5の下方位置において、 凸部 2 8 3の 内壁面 2 8 3 Aに取り付けられた保持部材 2 8 5に保持されており、 液体 L Qは、 スリツ卜板 2 7 5、 保持部材 2 8 5、及び光学素子 2 7 6に囲まれた空間 S Pに 満たされている。本実施形態において、 光学素子 2 7 6は平凸レンズにより構成 されており、 その平坦面を上方に向けて配置されている。 そして、 保持部材 2 8 5の内底面 2 8 5 Aと、 光学素子 2 7 6の上面 （平坦面） 2 7 6 Aとがほぼ面一 となっている。 また、保持部材 2 8 5は断面視略上向きコ字状に形成され、 その 保持部材 2 8 5の外側面 2. 8 5 Bと凸部 2 8 3の内壁面 2 8 3 Aとは密接されて おり、 保持部材 2 8 5の上端面 （スリヅ卜板 2 7 5との接合面） .2 8 5 Cとスリ ヅ卜板 2 7 5との間には 0リングなどのシール部材 2 9 1が設けられている。 こ れにより、 空間 S Pに満たされた液体 L Qが外部に漏洩する不都合が防止されて いる。 スリット板 2 7 5及び光学素子 2 7 6を保持した保持部材 2 8 5は、 凸部 2 8 3の内壁面 2 8 3 Aに対して着脱可能となっている。保持部材 2 8 5を取り付け る際には、 凸部 2 8 3の開口部 2 8 4より光学素子 2 7 6を保持した保持部材 2 8 5を凸部 2 8 3内部に挿入し （このときスリヅ 卜板 2 7 5は取り付けられてい ない） 、 不図示の固定部材で保持部材 2 8 5と凸部 2 8 3の内壁面 2 8 3 Aとを 固定する。 次いで、 開口部 2 8 4にスリツ 卜板 2 7 5が嵌め込まれる。 一方、 保 持部材 2 8 5を外す際には、 スリット板 2 7 5を開口部 2 8 4より取り外した後、 保持部材 2 8 5を開口部 2 8 4を介して引き抜けばよい。 また、 露光装置 E Xは、 スリッ卜板 2 7 5と受光器 2 9 0の光学素子 2 7 6と の間の空間 S Pに液体 L Qを供給する液体供給装置 3 0 0と、 その空間 S Pの液 体 L Qを回収する液体回収装置 3 0 4とを備えている。 凸部 2 8 3及び保持部材 2 8 5の + X側の壁部には空間 S Pに接続する供給流路 3 0 2が形成され、 —X 側の壁部には空間 S Pに接続する回収流路 3 0 6が形成されている。 また、 液体 供給装置 3 0 0には供給管 3 0 1の一端部が接続され、 供給管 3 0 1の他端部は 継手 3 0 3を介して供給流路 3 0≥に接続されている。 液体回収装置 3 0 4には 回収管 3 0 5の一端部が接続され、 回収管 3 0 5の他端部は継手 3 0 7を介して 回収流路 3 0 6に接続されている。 また、 供給管 3 0 1及び回収管 3 0 5のそれ それの途中にはその流路を開閉するバルブ 3 0 1 A s 3 0 5 Aが設けられている。 液体供給装置 3 0 0、 液体回収装置 3 0 4、 及びバルブ 3 0 1 A、 3 0 5 Aの動 作は制御装置 C 0 N Tによつて制御され、 制御装置 C O N Tは、 これらを制御し て空間 S Pに対する液体 L Qの供給及び回収を行うことで、 空間 S Pを液体 L Q で満たす。 図 2 6に示すように、 スリッ 卜板 2 7 5は、 平面視長方形状のガラス板部材 2 7 4の上面中央部に設けられたクロ厶等からなる遮光膜 2 7 2と、 その遮光膜 2 7 2の周囲、 すなわちガラス板部材 2 7 4の上面のうち遮光膜 2 7 2以外の部分 に設けられたアルミニウム等からなる反射膜 2 7 3と、 遮光膜 2 7 2の一部に形 成された開口パターンであるスリッ卜部 2 7 1 とを備えている。 スリッ 卜部 2 7 1においては透明部材であるガラス板部材 2 7 4が露出しており、 光はスリッ ト 部 2 7 1を透過可能である。 スリッ卜部 2 7 1は Y軸方向を長手方向とする矩形 状 （長方形状） のスリッ 卜であって、 所定幅 2 Dを有している。' 次に、 上述した空間像計測装置 2 7 0を使って投影光学系 P Lの結像特性を計 測する手順について説明する。 空間像 （投影像） を計測するに際し、 制御装置 C O N Tは、 基板ステージ P S Tを移動して、 投影光学系 P Lとスリヅ 卜板 2 7 5とを対向させる （つまり図 2 4に示す状態にする） 。 そして、 液体供給機構 2 1 0及び液体回収機構 2 2 0を 使って投影光学系 P Lの先端部の光学素子 2 6 0とスリット板 2 7 5との間に液 体 L Qを満たす。 これと並行して （あるいはその前又は後に） 、 制御装置 C O N Tは、 図 2 5に示すように、 液体供給装置 3 0 0及び液体回収装置 3 0 4を使つ て、 受光器 2 9 0の光学素子 2 7 6とスリヅ 卜板 2 7 5との間に液体 L Qを満た す。 ここで、 以下の説明において、 投影光学系 P Lとスリツ 卜板 2 7 5との間に 満たされた L Qによって形成される液浸領域を 「第 1液浸領域 L A 1」 と、 スリ ッ卜板 2 7 5と受光器 2 9 0 (光学素子 2 7 6 ) との間に満たされた液体 L Qに よって形成される液浸領域を 「第 2液浸領域 L A 2」 と適宜称する。 空間像の計測時において、 マスクステージ M S Tには、 後述する計測マークを 備えたマスク Mが支持されている。 制御装置 C O N Tは、 照明光学系 I Lにより マスク Mを露光光 E Lで照明する。前記計測マーク、 投影光学系 P L、 及び第 1 液浸領域 L A 1の液体 L Qを介した光 （露光光 E L ) は、 スリット板 2 7 5に照 射される。 そのスリッ 卜板 2 7 5のスリヅ 卜部 2 7 1を通過した光は、 第 2液浸 領域 L A 2の液体 L Qを介して光学素子 2 7 6に入射する。 投影光学系 P Lとスリッ ト板 2 7 5との間の第 1液浸領域 L A 1の液体 L Qに よつて投影光学系の開口数 N Aが向上するため、 投影光学系 P Lの開口数 N Aに 応じて、 受光器 2 9 0の光学素子 2 7 6の開口数 N Aも向上させないと、 光学素 子 2 7 6は、 投影光学系 P Lを通過した光を良好に （全て） 取り込むことができ ない可能性があり、 光を良好に受光できなくなる。 そこで、 本実施形態のように、 投影光学系 P Lとスリッ 卜板 2 7 5との間に液体 L Qを満たすことによって投影 光学系 P Lの開口数 N Aを向上させた場合には、 スリツ 卜板 2 7 5と受光器 2 9 0の光学素子 2 7 6との間にも液体 L Qを満たして受光器 2 9 0の光学素子 2 7 6の開口数 N Aを向上させることで、 受光器 2 9 0の光学素子 2 7 6は投影光学 系 P Lを介した光を良好に取り込むことができる。 光学素子 2 7 6は第 2液浸領域 L A 2を介した光を集光する。 光学素子 2 7 6 で集光さ _れた光は、 ミラ一 2 7 7、 光学素子 2 7 8、 及び送光レンズ 2 7 9を介 して基板ステージ P S Tの外部に導き出される （図 2 3 ) 。 そして、 その基板ス テ一ジ P S Tの外部に導き出された光は、 ミラ _ 2 8 0によって光路を折り曲げ られ、 受光レンズ 2 8 1を介して光センサ 2 8 2によって受光され、 その光セン サ 2 8 2からその受光量に応じた光電変換信号 （光量信号） が信号処理装置を介 して制御装置 C O N Tに出力される。 後述するように、 本実施形態では、 計測マークの投影像 （空間像） の計測はス リツ卜スキャン方式により行われるので、 その際には送光レンズ 2 7 9が、 受光 レンズ 2 8 1及び光センサ 2 8 2に対して移動することになる。 そこで、 空間像 計測装置 2 7 0では、 所定の範囲内で移動する送光レンズ 2 7 9を介した光が全 て受光レンズ 2 8 1に入射するように、 各レンズ及びミラ _ 2 8 0の大きさが設 定されている。 空間像計測装置 2 7 0では、 光センサ 2 8 2が基板ステージ P S Tの外部の所 定位置に設けられているため、 光センサ 2 8 2の発熱に起因するレーザ干渉計 2 4 4の計測精度等に及ぼす影響が可能な範囲で抑制される。 また、 基板ステージ P S Tの外部と内部とをライ トガイ ド等により接続していないので、 基板ステ一 ジ P S Tの外部と内部とがライ 卜ガイ ドにより接続された場合のように基板ステ ージ P S Tの駆動精度が影響を受けることがない。 もちろん、 熱の影響等を無視、 あるいは排除できるような場合には、 光センサ 2 8 2を基板ステージ P S Tの内 部に設けてもよい。 すなわち、 受光器 2 9 0を構成する複数の光学素子や受光素 子のうち、 その一部が基板ステージ P S Tに設けられていてもよいし、 全部が基 板ステージ P S Tに設けられていてもよい。 本実施形態において、 「第 1液浸領域 L A 1」 と 「第 2液浸領域 L A 2」 に用 いる液体 L Qは、 同一種の液体を用いても良く、 あるいは異なる種類、 特に露光 光に対して屈折率の異なる液体を用いても良い。特に、 「第 1液浸領域 L A 1」 に用いる液体は、 投影光学系の先端に設けられた光学素子の N Aまたは屈折率を 考慮して潭択するのが好適であり、 一方、 「第 2液浸領域 L A 2」 に用いる液体 は、 ガラス板部材 2 7 4の屈折率、 及び/又は光学素子 2 7 6の寸法や屈折率を 考慮して選択することができる。 なお、 本実施形態では、 スリッ卜板 2 7 5と受光器 2 9 0 (光学素子 2 7 6 ) との間に液体 L Qを満たした空間像計測装置 2 7 0を、 液浸露光装置に適用した 例について説明したが、 投影光学系 P Lと基板 Pとの間に液体 L Qを満たさない で露光するドライ露光装置 （通常露光装置） についても、 本発明に係る空間像計 測装置 2 7 0 (受光器 2 9 0 ) を適用することができる。 ドライ露光装置におい て空間像を計測する際には、 投影光学系 P Lとスリッ卜板 2 7 5とを対向させた 状態で、 投影光学系 P Lとスリツ 卜板 2 7 5との間に液体 L Qを満たさずに、 ス リツ 卜板 2 7 5と受光器 2 9 0の光学素子 2 7 6との間に液体 L Qを満たした状 態で （第 1液浸領域 L A 1を形成せずに第 2液浸領域 L A 2のみを形成した状態 で） 、 投影光学系 P Lを介した露光光 E Lがスリッ ト板 2 7 5に照射される。 受 光器 2 9 0の光学素子 2 7 6は、 スリッ 卜板 2 7 5と光学素子 2. 7 6との間に満 たされた液体 L Qにより開口数 N Aを向上されるので、 開口数 N Aの大きい （例 えば N A > 0 . 9 ) 投影光学系を備えているドライ露光装置においても光を良好 に受光できる。 ますこ、 例えば受光器 2 9 0の光学素子 2 7 6をスリッ卜板 2 7 5 に密接させても投影光学系 P Lを通過した光を良好に受光することができ、 受光 器 2 9 0全体をコンパク卜化できるという効果が得られる。 なお、 本実施形態では、 液体供給装置 3 0 0及び液体回収装置 3 0 4を使って 液体 L Qの供給及び回収を行うことで、 スリッ 卜板 2 7 5と光学素子 2 7 6との 間の空間 S Pに液体 L Qを満たしているが、 液体供給装置 3 0 0及び液体回収装 置 3 0 4を使わずに、 例えば露光装置 E Xの製造時において液体 L Qを空間 S P に満たしておくことも可能である。 この場合、 例えばスリヅ卜板 2 7 5を凸部 2 8 3 ( Zチルトステージ 2 5 2 ) より外し、 空間 S Pの液体 L Qを定期的に交換 するようにしてもよいし、 液体 L Qとして保存性に優れた交換不要な液体を用い てもよい。 一方で、 液体供給装置 3 0 0及び液体回収装置 3 0 4を使って液体 L Qの供給及び回収を行うことで、 空間 S Pには常に新鮮な （清浄な） 液体 L Qを 満たすことが可能である。 なお、 空間像計測装置 2 7 0の計測中、 液体供給装置 3 0 0及び液体回収装置 3 0 4の液体供給動作及び液体回収動作を停止させても よい。 また、 例えばスリッ ト板 ·2 7 5や光学素子 2 7 6を保持した保持部材 2 8 5を凸部 2 8 3 ( Ζチルドステージ 2 5 2 ) から外す際に、 液体回収装置 3 0 4 で空間 S Ρの液体 L Qを回収した後に、 スリッ ト板 2 7 5や光学素子 2 7 6を保 持した保持部材 2 8 5を外すことにより、 液体 L Qを漏出することな〈着脱作業 を行うことができる。 なお、 スリッ ト板 2 7 5と受光器 2 9 0 (光学素子 2 7 6 ) との間に液体 L Q を満たさずに、 スリヅ 卜板 2 7 5と受光器 2 9 0 (光学素子 2 7 6 ) との間に、 液体 L Qと略同じ屈折率を有する光透過性部材 （光学部材、 ガラス部材） を配置 してもよい。 そのような光透過性部材としては、 例えば石英や蛍石が挙げられる。 本実施形態における液体 L Qは純水であって A r Fエキシマレ一ザ光に対する純 水の屈折率はほぼ 1 . 4 4と言われている。 一方、 A r Fエキシマレ一ザ光に対 する石英の屈折率はぽぽ 1 . 5 6と言われている。 したがって、 液体 （純水） L Qによる第 2液浸領域 L A 2を形成する代わりに、 スリヅ卜板 2 7 5と光学素子 2 7 6との間に、 石英からなる光透過部材を配置してもよい。 以下、 空間像計測装置 2 7 0を用いた空間像計測動作の一例について図 2 4等 を参照しながら説明する。 上述したように、 図 2 4は空間像を計測している状態 を示す図である。 空間像計測時において、 マスク Mとしては、 空間像計測専用の ものあるいはデバイスの製造に用いられるデバイス製造用マスクに専用の計測マ ークを形成したものなどが用いられる。 また、 これらマスクの代わりに、 マスク ステージ MS Tにマスクと同材質のガラス材料からなる固定のマーク板 （フイデ ユーシャルマーク板） を設け、 このマーク板に計測マークを形成したものを用い てもよい。 マスク Mには、 所定の位置に X軸方向に周期性を有するライン部の幅とスぺ一 ス部の幅.との比 （デューティ一比） が 1 ： 1のラインアンドスペース （LZS) マークからなる計測用マーク PMx (図 24) と、 Y軸方向に周期性を有するデ ユーティ一比が 1 ： 1の L/Sマークからなる計測マーク PMy (図 24) とが 相互に近接して形成されている。 これら計測マーク PMx、 PMyは同一線幅の ラインパターンからなる。 また、 空間像計測装置 270を構成するスリツ ト板 2 75には、 図 27 (a) に示すように、 Y軸方向に延びる所定幅 2 Dのスリット 部 271 Xと、 X軸方向に延びる所定幅 2 Dのスリヅ 卜部 271 yと力 図 27 (a) に示されるような所定の位置関係で形成されている。 このように、 スリツ 卜板 275には、 実際には複数のスリヅ 卜部 271 x、 271 y等が形成されて いるが、 図 20〜図 26等にはこれらスリヅ 卜部を代表してスリッ 卜部 271と して図示されている。 例えば、 計測マーク PMxの空間像の計測にあたり、 制御装置 C 0 N Tにより、 図 20に示される可動マスクブラインド 20'7 Bが不図示のプラインド駆動装置 を介して駆動され、'露光光 E Lの照明領域が計測マーク PMx部分を含む所定領 域に制限される。 この状態で、 制御装置 C 0 N Tにより光源 201の発光が開始 され、 露光光 E Lが計測マ一ク P M Xに照射されると、 計測マ一ク P M Xによつ て回折、 散乱した光 （露光光 E L) は、 投影光学系 P Lにより屈折され、 投影光 学系 P Lの像面に計測マーク PMxの空間像 （投影像） が形成される。 このとき、 基板ステージ P S Tは、 図 27 (a) に示すように、 スリヅ 卜板 275上のスリ ヅ 卜部 271 Xの +X側 （又は— X側） に計測マーク PMxの空間像 PMx' が 形成される位置に設けられているものとする。 そして、 制御装置 CO NTの指示のもと、 基板ステージ駆動装置 PST Dによ り、 基板ステージ P S Tが図 27 (a) 中に矢印 F Xで示されるように +X方向 に駆動されると、 スリット部 271 Xが空間像 ΡΜχ' に対して X軸方向に走査 される。 この走査中に、 スリッ 卜部 271 Xを通過する光 （露光光 E L) が基板 ステージ P S T (Ζチルトステージ 252 ) 内の受光光学系、 基板ステージ P S Τ外部のミラ一 280及び受光レンズ 281を介して光センサ 282で受光され、 その光電変換信号が信号処理装置に供給される。信号処理装置では、 その光電変 換信号に所定の処理を施して、 空間像 PMx' に対応する光強度信号を制御装置 CON Tに供給する。 なおこの際、 信号処理装置では、 光源 201からの露光光 E Lの発光強度のばらつきによる影響を抑えるために、 図 20に示されるインテ グレー夕センサ 233の信号により光センサ 282からの信号を規格化した信号 を制御装置 CONTに供給するようになっている。 図 27 (b) には、 上記の空 間像計測の際に得られる光電変換信号 （光強度信号） の一例が示されている。 計測マーク PMyの空間像を計測する場合には、 基板ステージ P STを、 スリ ヅト板 275上のスリッ ト部 271 yの + Y側 （又は— Y側 ) に計測マーク P M yの空間像が形成される位置に設けて、 上記と同様のスリツ 卜スキャン方式によ る計測を行うことにより、 計測マーク PMyの空間像に対応する光電変換信号 (光強度信号） を得ることができる。 なお、 計測マークは、 上述のマークに限ら ず、 計測対象の結像特性や計測精度などに応じて適宜定めること.ができる。 結像特性調整情報などを得るための計測に際しては、 図 21に示すように、 ま ず初期調整の際に、 投影光学系 P Lの光学素子 264 a、 264bを 1つずつ駆 動しながら、 また第 1、 第 2密閉室 265 A、 265 Bの圧力を 1つずつ変更し ながら、 投影光学系 P Lのフォーカス、 及びその他の所定の結像特性 （例えば像 面湾曲、 倍率、 ディストーション、 コマ収差、 球面収差などの諸収差のうちの少 なくとも一つ） を、 後述するようにして空間像計測装置 270 (図 20) を用い て測定し、 光学素子 264 a、 264 bの駆動量、 及び第 1、 第 2密閉室 265 A、 265 Bにおける圧力変化に対する結像特性変化量を求める。 以下、 結像特性の計測動作の一例として、 投影光学系 P Lのべストフォーカス 位置の検出方法について説明する。 この場合、 前提条件として照明系開口絞り板 204の通常絞りが選択され、 照明条件として通常照明条件が設定されているも のとする。 べス卜フォーカス位置の検出には、 例えば、 線幅 1 μπκ デューティ 一比 50%の L/Sパターンからなる計測マーク ΡΜχ (又は PMy) を形成さ れたマスク Mが用いられる。 まず、 不図示のローダ装置によりマスク Mがマスク ステージ MS Tにロードされる。 次に、 制御装置 CO NTは、 マスク M上の計測 マーク PMxが投影光学系 P Lの光軸上にほぼ一致するように、 マスクステージ 駆動装置 MS T Dを介してマスクステージ MS Tを移動する。 次に、 制御装置 C ON Tは、 露光光 E Lが計測マーク PMx部分のみに照射されるように可動マス クブラインド 207 Bを駆動制御して照明領域を規定する。 この状態で、 制御装 置 CONTは、 マスク Mに露光光 E Lを照射して、 前述と同様にして、 基板ステ ージ P S Tを X軸方向に走査しながら、 空間像計測装置 270を用いて計測マ一 ク P M Xの空間像計測をスリッ卜スキャン方式により行う。 この際、 制御装置 C 0 N Tは、 基板ステージ駆動装置 P S T Dを介してスリヅ 卜板 275の Z軸方向 の位置 （すなわち、 Zチルトステージ 252の位置） を所定のステップピヅチで 変化させつつ、 計測マーク PMxの空間像計測を複数回繰り返し、 各回の光強度 信号 （光電変換信号） を記憶装置 MR Yに記憶する。 なお、 上記のスリツ 卜板 2 75の Z軸方向の位置の変化は、 Zチル卜ステージ 252のエンコーダ 258 A、 258 B、 258 Cの計測値に基づき、 ァクチユエ一夕 259 A、 259 B、 2 59Cを制御することにより行われる。 そして、 制御装置 CON Tは、 前記繰り 返しにより得られた複数の光強度信号 （光電変換信号） をそれぞれフーリエ変換 し、 それぞれの 1次周波数成分と 0次周波数成分との振幅比であるコントラス卜 を求める。 そして、 制御装置 CONTは、 そのコントラストが最大となる光強度 信号に対応する Zチル卜ステージ 252の Z位置 （すなわち、 スリッ 卜板 275 の Z軸方向の位置） を検出し、 この位置を投影光学系 P Lのべストフォーカス位 置として決定する。 コントラス卜はフォーカス位置 （デフォーカス量） に応じて 敏感に変化するので、 投影光学系 P Lのべス卜フォーカス位置を精度良く且つ容 易に計測 （決定） することができる。制御装置 C O N Tは、 求めたベストフ才 カス位置に基づいて、 フォーカス検出系 2 4 5の検出原点 （検出基準点） の再設 定 (校正) であるフォーカスキヤリブレ一シヨンを行う。 これにより、 以後、 フ オーカス検出系 2 4 5によって基板ステージ P S T上の所定面 （例えば、 基板 P 表面あるいはスリツ ト板 2 7 5表面） をマスク Mの基準面と光学的に共役な位置 に位置決めすることができる。 なお、 2次以上の高次の実数の周波数成分の振幅は一般に小さく、 電気的なノ ィズ、 光学的なノイズに対する振幅が十分に取れない場合もあるが、 S / N比

(シグナル/ノイズ比） の点で問題がない場合には高次の周波数成分の振幅比の 変化を観測してもベストフォーカス位置を求めることができる。 なお、 上述した コントラストを用いる方法に限らず、 光強度信号の微分値が最大となる Z位置

(フォーカス位置） を検出する手法によってもべス卜フォーカス位置の検出が可 目 である。 また、 ここでは投影光学系 P Lのべストフォーカス位置の計測をする際に、 ス リヅ ト部 2 7 1 (スリヅ ト板 2 7 5 ) を X Y平面内の所定方向にスキャンさせる 方法 （スリツ トスキヤン方式） について説明したが、 孤立線マークなどの計測マ ークの空間像を投影光学系 P Lの像面上に形成し、 この空間像に対してスリツ卜 部 2 7 1 (スリッ ト板 2 7 5 ) を光軸 A X方向 （Z軸方向） に相対走査されるよ うに、 スリヅ 卜板 2 7 5 ( Zチル卜ステージ 2 5 2 ) をべス卜フォーカス位置を 中心とする所定ストローク範囲で Z軸方向に沿って走査 （スキャン） してもよし、。 そして、 そのときの光強度信号 （ピーク値） に基づいてベストフォーカス位置を 求める。 この場合、 像面上において計測マークの空間像が、 スリッ卜部 2 7 1 ( 2 7 1 X又は 2 7 1 y ) の形状とほぼ一致するような寸法、 形状となる計測マ ークを用いることが好ましい。 このような空間像計測を行えば、 図 2 6に示すよ うな光強度信号を得ることができる。 この場合、 この光強度信号の信号波形のピ ークの位置を直接見つけることにより、 その点の Z位置をべス卜フォーカス位置 Z。としてもよく、 あるいは光強度信号を所定のスライスレベルライン S Lでスラ イスし、 光強度信号とスライスレベルライン S Lとの 2つの交点の中点の Z位置 をべストフォーカス位置 Z。としてもよい。 いずれにしても、 この方法では、 スリ ッ 卜板 275を Z軸方向に一回走査するだけでべス卜フォーカス位置を検出可能 であるため、 スループッ卜を向上できる。 次に、 結像特性の計測動作の一例として、 投影光学系 P Lの像面形状 （像面湾 曲） の検出方法について説明する。 この像面湾曲の検出に際しては、 一例として 図 29に示すような、 パターン領域 P A内に前記計測マーク PMxと同一寸法同 一周期の計測マーク

を形成されたマスク M 1が用いられる。 マスク M 1がマスクステージ MS Tにロードされた後、 制御装置 CO N Tは、 マスク M 1の中央にある計測マーク PM_kが投影光学系 P Lの光軸上にぼぼ一致するように、 マスクステージ駆動装置 MS T Dを介してマスクステージ M S Tを移動する。 す なわち、 マスク M 1の基準点への位置決めが行われる。 この基準点への位置決め が行われた場合には、 計測マーク

の全ては投影光学系 P Lの視野内 に位置しているものとする。 次に、 制御装置 CON Tは、 露光光 E Lが計測マ一 ク P M，部分のみに照射されるように可動マスクブラインド 207 Bを駆動制御し て照明領域を規定する。 この状態で、 制御装置 CO N Tは、 露光光 E Lをマスク M 1に照射して、 前述と同様にしてスリッ トスキヤン方式により空間像計測装置 270を用いて計測マーク PtV^の空間像計測及び投影光学系 P Lのベストフォー カス位置の検出を行い、 その結果を記憶装置 M R Yに記憶する。.計測マーク PN^ を用いたベストフォーカス位置の検出が終了すると、 制御装置 CONTは、 露光 光 E Lが計測マーク P M ₂部分のみに照射されるように可動マスクブラインド 20 7 Bを駆動制御して照明領域を規定する。 この状態で、 上記と同様にスリッ トス キャン方式で計測マーク PM₂の空間像計測及び投影光学系 P Lのべストフオーカ ス位置の検出を行い、 その結果を記憶装置 MR Yに記憶する。 以後、 制御装置 C ON Tは、 上記と同様に、 照明領域を変更しつつ計測マーク PM₃〜PM_nについ て空間像計測及び投影光学系 P Lのべス卜フォーカス位置の検出を繰り返し行う。 そして、 制御装置 CO NTは、 これらにより得られた各べストフォーカス位置 Zい Z₂、 ···、 Z_nに基づいて所定の統計的処理を行うことにより、 投影光学系 P Lの 像面湾曲を算出する。 また、 投影光学系 P Lの球面収差を検出する際には、 図 30に示すマスク M 2 が用いられる。 図 30に示すマスク M 2のパターン領域 P A内の Y軸方向のぼぼ 中央に、 X軸方向に所定距離隔てて 2つの計測マーク PM 1、 PM2が形成され ている。 計測マーク PM 1は、 前述した計測マーク PMxと同一寸法同一周期の LZSパターンである。 また、 計測マーク PM 2は、 計測マーク PMxと同一寸 法のラインパターンが異なる周期 （例えば、 計測マーク PM 1の周期 （マ一クピ ツチ） の 1. 5〜2倍程度） で X軸方向に並んだ LZSパターンである。 マスク M 2をマスクステージ M S Tに口一ドした後、 制御装置 CONTは、 マスク M2 上の計測マーク PM 1が投影光学系 P Lの光軸上にほぼ一致するように、 マスク ステージ駆動装置 M S T Dを介してマスクステージ M S Tを移動する。 次に、 制 御装置 C 0 N Tは、 露光光 E Lが計測マーク P M 1部分のみに照射されるように、 可動マスクブラインド 207 Bを駆動制御して照明領域を規定する。 この状態で、 制御装置 CONTは、 露光光 E Lをマスク M2に照射して、 前述と同様にして、 スリッ トスキヤン方式により空間像計測装置 270を用いて計測マーク PM 1の 空間像計測及び投影光学系 P Lのべストフォーカス位置の検出を行い、 その結果 を記憶装置 MR Yに記憶する。 計測マーク PM 1を用いたべストフォーカス位置 の検出が終了すると、 制御装置 CONTは、 露光光 E Lが計測マーク PM 2に照 射されるように、 マスクステージ駆動装置 MS T Dを介してマスクステージ MS Tを一 X方向に所定距離移動する。 この状態で、 上記と同様に、 スリツ トスキヤ ン方式で計測マーク PM 2の空間像計測及び投影光学系 P Lのべス卜フォーカス 位置の検出を行い、 その結果を記憶装置 MR Yに記憶する。 これらより得られた 各べストフォ—カス位置 Z，と Z₂との差に基づいて、 制御装置 CONTは、 投影 光学系 P Lの球面収差を演算により算出する。 また、 投影光学系 PLの倍率及びディストーションを検出する際には、 図 31 に示すマスク M3が用いられる。 図 31に示すマスク M3のパターン領域 P Aの 中心部及び 4隅の部分に、 合計 5つの例えば 1 20Aim角 （投影倍率 1/4倍で スリッ ト板 275上で 3 Ομιτι角） の正方形マークからなる計測マーク ΒΚ/^ Β Μ₅が形成されている。 マスク Μ 3をマスクステージ MS Τにロードした後、 制御 装置 CO NTは、 マスク M 3上の中央に存在する計測マーク ΒΜ の中心が、 投影 光学系 P Lの光軸上にぼぼ一致するように、 マスクステージ駆動装置 M S T Dを 介してマスクステージ MS Τを移動する。 すなわち、 マスク M 3の基準点への位 置決めを行う。 この基準点への位置決めが行われた状態では、 計測マーク巳!^^〜 BM₅の全ては、 投影光学系 P Lの視野内に位置しているものとする。 次に、 制御 装置 C 0 N Tは、 露光光 E Lが計測マ一ク B M を含む計測マーク B M，より一回 り大きい矩形領域部分のみに照射されるように可動マスクブラインド 207 Bを 駆動制御して照明領域を規定する。 この状態で、 制御装置 CONTは、 露光光 E Lをマスク M 3に照射する。 これにより、 計測マーク ΒΜ，の空間像、 すなわちほ ぼ 3 O^ m角の正方形状のマーク像が形成される。 この状態で、 制御装置 CON Tは、 基板ステージ駆動装置 P S T Dを介して基板ステージ P S Tを X軸方向に 走査しながら空間像計測装置 270を用いて計測マーク の空間像計測を行い、 その計測により得られた光強度信号を記憶装置 MR Yに記憶する。 次に、 制御装 置 CO N Tは、 得られた光強度信号に基づき、 例えば公知の位相検出の手法ある いはエッジ検出の手法により、 計測マーク BIV^の結像位置を求める。 ここで、 位 相検出の手法としては、 例えば、 光強度信号をフーリエ変換して得られる 1次周 波数成分 （これは、 正弦波とみなせる） とこれと同一周波数の基準となる正弦波 との積の例えば 1周期分の和を求めるとともに、 前記 1次周波数成分とこれと同 —周期の基準となる余弦波との積の例えば 1周期分の和を求める。 そして、 得ら れた和どうしを除算して得られた商の逆正弦 （アークタンジェン卜） を求めるこ とにより、 1次周波数成分の基準信号に対する位相差を求め、 この位相差に基づ いて計測マ一ク の X位置 x，を求めるという一般的な方法を用いることがで きる。 また、 エッジ検出の手法としては、 光強度信号と所定のスライスレベルと の交点に基づいて各光電変換信号に対応する空間像のエッジの位置をそれぞれ箅 出する、 スライス法を用いたエッジ検出の手法を用いることができる。 次に、 制 御装置 C 0 N Tは、 基板ステージ P S Tを Y軸方向に走査しながら空間像計測装 置 270を用いて計測マーク BI ^の空間像計測を行い、 その計測により得られた 光強度信号を記憶装置 MR Yに記憶する。 そして、 上記と同様の位相検出等の手 法により、 計測マーク 81\^の丫位置 y を求める。 そして、 制御装置 CON Tは、 得られた計測マーク の座標位置 （Xい y に基づいて、 マスク M3の光 軸中心に対する位置ずれを補正する。 上記のマスク M 3の位置ずれの補正が終了 すると、 制御装置 CONTは、 露光光 E Lが計測マーク BM₂を含む計測マーク B M ₂より一回り大きい矩形領域部分のみに照射されるように可動マスクブラインド 207 Bを駆動制御して照明領域を規定する。 この状態で、 上記と同様に、 スリ ッ 卜スキャン方式で計測マーク BM₂の空間像計測及び XY位置の計測を行い、 そ の結果を記憶装置 MR Yに記憶する。 以後、 制御装置 CO N Tは、 照明領域を変 更しつつ、 計測マーク BM₃〜BM₅について空間像の計測及び X Y位置の計測を 繰り返し行う。 これにより得られた計測マーク BM₂〜BM₅の座標値 （x₂、 y

2) 、 （x₃、 y3) 、 （x₄、 y₄) 、 （x₅、 y₅) に基づいて、 所定の演算を行 うことにより、 制御装置 CON Tは投影光学系 P Lの倍率及びデイス卜一シヨン の少な〈とも一方を算出する。 以上、 一例として投影光学系 P Lのべス卜フォーカス位置、 像面湾曲、 球面収 差、 倍率、 及びディス卜一ションを空間像計測装置 270を用いて計測する手順 について説明した。 なお、 所定の計測マークを使って、 空間像計測装置 270は、 例えばコマ収差等の他の結像特性に関しても計測可能である。 このように、 投影光学系 P Lの結像特性をスリツ 卜スキャン方式で計測する際 には、 投影光学系 P Lを介した光 （露光光 E L) に対してスリッ 卜板 275 (ス リツ 卜部 271 ) を相対的に移動しながら、 液体 LQを介して受光器 290 (光 学素子 276 ) に光が照射される。 制御装置 C 0 N Tは、 上記計測した投影光学系 P Lの結像特性情報に基づいて、 所望の結像特性を得るための補正量、 具体的には投影光学系 P Lの光学素子 26 4 a、 264 bの駆動量及び第 1、 第 2密閉室 265A、 265 Bの内部圧力の 調整量を求める。 ここで、 記憶装置 MR Yには、例えば実験あるいはシミュレ一 ション等によって予め求められている、投影光学系 P Lの光学素子 264 a、 2 64 bの駆動量及び第 1、 第 2密閉室 265 A 265 Bの内部圧力の調整量と、 投影光学系 P Lの各種結像特性の変化量 （変動量） との関係 （すなわち結像特性 調整情報） が記憶されている。制御装置 CO NTは、 記憶装置 MR Yに記憶され ている上記関係を参照し、 投影光学系 P Lの結像特性を所望状態に補正するため の、 投影光学系 P Lの光学素子 264a、 264 bの駆動量及び第 1、 第 2密閉 室 265 A、 265 Bの内部圧力の調整量を含む補正量を求める。 なお、 空間像 計測の詳細は、例えば特開 2002— 1 4005号公報 （対応米国特許公開 20 02/0041 377) に開示されており、本国際出願で指定または選択された 国の法令で許容される限りにおいて、 それらの開示を援用して本文の記載の一部 とする。 以下、 露光装置 E Xを用いてデバイス製造用バタ一ンを基板 Pに露光する手順 について説明する。 図 20に示すように、 空間像計測装置 270による投影光学系 P L及び液体 L Qを介した結像特性の計測、及び前記結像特性を補正するための補正量の導出を 行った後、 制御装置 CO NTは、投影光学系 P Lと基板ステージ P S T上に口一 ドされた基板 Pとを対向させるように基板ステージ駆動装置 P S T Dを介して基 板ステージ P S Tを駆動する。 なおこのとき、 マスクステ一ジ M S Tにはデバイ ス製造用パターンが形成されたマスク Mがロードされている。 そして、 制御装置 CO NTは、 液体供給機構 21 0の液体供給部 21 1を駆動し、 供給管 21 2及 び供給ノズル 21 3を介して単位時間あたり所定量の液体 LQを基板 P上に供給 する。 また、 制御装置 CO NTは、 液体供給機構 21 0による液体 LQの供給に 伴って液体回収機構 220の液体回収部 （真空系） 221を駆動し、 回収ノズル 2 2 3及び回収管 2 2 2を介して単位時間あたり所定量の液体 L Qを回收する。 これにより、 投影光学系 P Lの先端部の光学素子 2 6 0と基板 Pとの間に液体 L Qの液浸領域 A R 2が形成される。 そして、 制御装置 C O N Tは、 照明光学系 I Lによりマスク Mを露光光 Eしで 照明し、 マスク Mのパターンの像を投影光学系 P L及び液体 L Qを介して基板 P に投影する。 ここで、 基板 Pに対する露光処理を行う際には、 制御装置 C O N T は、 上記求めた補正量に基づいて、 投影光学系 Pしの光学素子 2 6 4 a、 2 6 4 bを駆動したり、 第 1、 第 2密閉室 2 6 5 A、 2 6 5 Bの内部圧力を調整し、 投 影光学系 P L及び液体 L Qを介した結像特性を調整しながら露光処理を行う （図 2 1 ) o 走査露光時には、 投影領域 A R 1にマスク Mの一部のパターン像が投影され、 投影光学系 P Lに対して、 マスク Mがー X方向 （又は + X方向） に速度 Vで移動 するのに同期して、 基板ステージ P S Tを介して基板 Pが + X方向 （又は— X方 向） に速度 3 · V ( 3は投影倍率） で移動する。 そして、 1つのショッ 卜領域へ の露光終了後に、 基板 Pのステッピングによって次のショッ 卜領域が走査開始位 置に移動し、 以下、 ステップ 'アンド ·スキャン方式で各ショット領域に対する 露光処理が順次行われる。 本実施形態では、 基板 Pの移動方向と平行に、 基板 P の移動方向と同一方向に液体し Qを流すように設定されている。 つまり、 矢印 X a (図 2 2参照） で示す走査方向 （一 X方向） に基板 Pを移動させて走査露光を 行う場合には、 供給管 2 1. 2、 供給ノズル 2 1 3 A〜2 1 3 C、 回収管 2 2 2、 及び回収ノズル 2 2 3 A、 2 2 3 Bを用いて、 液体供給機構 2 1 .0及び液体回収 機構 2 2 0による液体 L Qの供給及び回収が行われる。 すなわち、 基板 Pがー X 方向に移動する際には、 供給ノズル 2 1 3 ( 2 1 3 A〜2 1 3 C ) より液体 L Q が投影光学系 P Lと基板 Pとの間に供給されるとともに、 回収ノズル 2 2 3 ( 2 2 3 A、 2 2 3 B ) より基板 P上の液体 L Qが回収され、 投影光学系 P Lの先端 部の光学素子 2 6 0と基板 Pとの間を満たすように一 X方向に液体 L Qが流れる。 —方、 矢印 X b (図 2 2参照） で示す走査方向 （+ X方向） に基板 Pを移動させ て走査露光を行う場合には、 供給管 2 1 5、 供給ノズル 2 1 6 A〜2 1 6 C、 回 収管 2 2 5、 及び回収ノズル 2 2 6 A、 2 2 6 Bを用いて、 ¾体供給機構 2 1 0 及び液体回収機構 2 2 0による液体 L Qの供給及び回収が行われる。 すなわち.、 基板 Pが + X方向に移動する際には、 供給ノズル 2 1 6 ( 2 1 6 A〜2 1 6 C ) より液体 L Qが投影光学系 P Lと基板 Pとの間に供給されるとともに、 回収ノズ ル 2 2 6 ( 2 2 6 A、 2 2 6 B ) より基板 P上の液体 L Qが回収され、 投影光学 系 P Lの先端部の光学素子 2 6 0と基板 Pとの間を満たすように + X方向に液体 L Qが流れる。 この場合、 例えば供給ノズル 2 1 3を介して供給される液体 L Q は基板 Pの _ X方向への移動に伴って光学素子 2 6 0と基板 Pとの間に引き込ま れるようにして流れるので、 液体供給機構 2 1 0 (液体供給部 2 1 1 ) の供給ェ ネルギ一が小さくても液体 L Qを光学素子 2 6 0と基板 Pとの間に容易に供給で きる。 そして、 走査方向に応じて液体 L Qを流す方向を切り替えることにより、 + X方向、 又は— X方向のどちらの方向に基板 Pを走査する場合にも、 光学素子 2 6 0と基板 Pとの間を液体 L Qで満たすことができ、 高い解像度及び広い焦点 深度を得ることができる。 なお、 上記実施形態においては、 空間像計測装置 2 7 0による計測動作中に、 液体供給機構 2 1 0の液体供給及び液体回収機構 2 2 0による液体回収を行って、 投影光学系 P Lの光学素子 2 6 0とスリット板 2 7 5との間で液体 L Qが流れる ようにしているが、 光の照射による液体 L Qの温度変化や液体 L Qの劣化が少な い場合には、 計測前に液体供給機構 2 1 0で液体 L Qを供給し、 計測動作中には、 液体供給機構 2 1 0による液体供給及び液体回収機構 2 2 0による液体回収のい ずれの動作も停止し、 計測動作終了後に、 液体回収機構 2 2 0による液体 L Qの 回収を行うようにしてもよい。

〔第 1 2実施形態〕

以下、 本発明の第 1 2実施形態について説明する。 以下の説明において上述し た第 1 1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 説明を簡略もしくは省略する。 図 3 2は空間像計測装置 2 7 0の別の実施形態を示す図である。 図 3 2におい て、 空間像計測装置 2 7 0の受光器 2 9 0うち、 光センサ 2 8 2がスリット板 2 7 5に最も近い位置に配置され、 その光センサ 2 8 2とスリッ 卜板 2 7 5との間 の空間 S Pに液体 L Qが満たされている。 光センサ 2 8 2は保持部材 2 8 5で保 持されている。 光センサ 2 8 2の受光面 2 8 2 Aと保持部材 2 8 5の内底面 2 8 5 Aとは面一となつている。 このような構成によっても、 光センサ 2 8 2は、 投 影光学系 P L、 第 1液浸領域 L A 1、 スリット板 2 7 5、 及び第 2液浸領域 L A 2を通過した光を良好に受光することができる。

〔第 1 3実施形態〕

図 3 3に空間像計測装置 2 7 0の別の実施形態を示す。 図 3 3に示すように光 センサ 2 8 2の受光面 2 8 2 Aは.、 スリッ ト板 2 7 5の下面に密接している。 す なわち図 3 3に示す例においては、 第 2液浸領域 L A 2は形成されていない。 こ のように、 受光器 2 9 0の光センサ 2 8 2をスリッ 卜板 2 7 5に接するように配 置することで、 投影光学系 P Lとスリヅ ト板 2 7 5との間に液体 L Qを満たして 投影光学系 P Lの開口数 N Aを実質的に向上させた場合においても、 受光器 2 9 0 (受光素子 2 8 2 ) は投影光学系 P Lを介した光を良好に受光することができ る o なお、 光センサ 2 8 2をスリヅ 卜板 2 7 5に接する構成の場合、 スリッ 卜板 2 7 5 (ガラス板部材 2 7 4 ) は、 第 1液浸領域 L A 1の液体 L Qの重みで撓まな い程度に極力薄いことが好ましい。 更には、 受光センサ 2 8 2の受光面 2 8 2 A をガラス板部材 2 7 4より上方に露出させる構成も可能である。 一方、 受光面 2 8 2 Aを露出させずに光センサ 2 8 2の受光面 2 8 2 Aの上にスリッ卜板 2 7 5 (ガラス板部材 2 7 4 ) を設けることにより、 平坦領域が大きくなるので、 第 1 液浸領域 L A 1 を良好に形成することができる。 なお、 光センサ 2 8 2をスリヅ 卜板 2 7 5の下面に接合するために接着剤を用 いることができる。 この場合、 接着剤は、 露光光に対して高い透過率を有し、 ス リッ 卜部 （光透過部） 2 7 1を通過した露光光が光センサ 2 8 2の受光面 2 8 2 Aに入射できるような屈折率を有するものが望ましい。 また、 図 3 3の実施形態においては、 スリッ ト板 2 7 5の下面に光センサ 2 8 2を密接させる構成となっているが、 スリット板 2 7 5 (ガラス板部材 2 7 4 ) の下面に受光素子をパターニングするようにしてもよい。

〔第 1 4実施形態〕

上述したように、 投影光学系 P Lの結像特性をスリツトスキヤン方式で計測す る際には、 投影光学系 P Lを介した光 （露光光 E L ) に対してスリッ卜板 2 7 5 (スリッ 卜部 2 7 1 ) を相対的に移動しながら、 液体 L Qを介して受光器 2 9 0 (光学素子 2 7 6 ) に光が照射される。 この場合、 スリッ 卜板 2 7 5の移動によ つて、 受光器 2 9 0による受光動作中に、 投影光学系 P Lとスリツ ト板 2 7 5と の間の第 1液浸領域 L A 1の液体 L Qを介して投影光学系 P L (先端部の光学素 子 2 6 0 ) を振動させてしまったり、 あるいはその液体 L Qの力によってスリツ 卜板 2 7 5が撓んだり変動して空間像計測精度を低下させる不都合が生じる可能 性がある。 そこで、 本実施形態では、 図 3 4に示すように、 スリット板 2 7 5の所定位置 に貫通穴 3 2 0を設けている。 こうすることにより、 投影光学系 P Lに対してス リヅ 卜板 2 7 5が移動しても、 投影光学系 P Lとスリヅ卜板 2 7. 5との間の第 1 液浸領域 L A 1の液体 L Qは、 貫通穴 3 2 0を介して空間 S Pに逃げることがで きるので、 スリヅ 卜板 2 7 5が移動しても、 投影光学系 P Lとスリット板 2 7 5 との間の第 1液浸領域 L A 1の液体 L Qの圧力と、 スリッ卜板 2 7 5と受光器 2 9 0 (光学素子 2 7 6 ) との間の第 2液浸領域 L A 2の液体 L Qの圧力との差が 生じず、 スリッ 卜板 2 7 5が撓む等の不都合は生じない。 スリッ卜板 2 7 5が移 動したとき、 第 1液浸領域 L A 1 の液体 L Qは横方向 （スリッ ト板 2 7 5の面方 向） にも移動するが、 貫通穴 3 2 0を設けて上下方向にも移動可能とすることに より、 スリッ ト板 2 7 5が撓む等の不都合の発生をより一層防止することができ る。 また、 貫通穴 3 2 0を介して液体 L Qが第 1液浸領域 L A 1 と第 2液浸領域

L A 2との間を移動可能であるので、 投影光学系 P Lとスリッ ト板 2 7 5との間 の第 1液浸領域 L A 1の液体 L Qの大きな圧力変動も生じないため、 そのスリッ 卜板 2 7 5の移動に伴う液体 L Qの圧力変動によって投影光学系 P Lを変動 （振 動） させる不都合の発生を防止することができる。 図 3 5は、 図 3 4のスリツ 卜板 2 7 5の平面図である。 図 3 5に示すように、 貫通穴 3 2 0は複数、 本実施形態では 4つ設けられている。 これら複数 （4つ） の貫通穴 3 2 0は、 スリット板 2 7 5のスリッ ト部 2 7 1を挾んで対向する位置 にそれぞれ設けられている。 貫通穴 3 2 0は、 投影光学系 P Lとスリツト板 2 7 5との間に満たされた液体 L Qの第 1液浸領域 L A 1の内側に設けられている。 これにより、 スリッ 卜板 2 7 5が移動した際にも第 1液浸領域 L A 1の液体 L Q は貫通穴 3 2 0を介して空間 S Pに逃げることができる。 そして、 貫通穴 3 2 0 は、 スリッ ト板 2 7 5の略中央部に設けられたスリッ ト部 2 7 1 を挟んで対向す るように形成され、 スリヅ卜板 2 7 5の中心に対して点対称な位置にそれぞれ形 成されているため、 スリット板 2 7 5の面精度 （平面度） を維持することができ る o なお、 貫通穴 3 2 0は 4つに限らず任意の複数設けられてもよいし、 1つであ つてもよい。 また、 図 3 5に示すように本実施形態では、 貫通穴 3 2 0はスリツ 卜部 2 7 1を囲むように等間隔に設けられているが不等間隔であってもよい。 ま た、 スリッ ト部 2 7 1 (の中心） と複数の貫通穴 3 2 0のそれぞれとの距離は同 じであっても異なっていてもよい。 ところで、 スリッ 卜板 2 7 5に貫通穴 3 2 0を設けた場合において、 第 2液浸 領域 L A 2を形成するために空間 S Pに液体 L Qを満たす場合、 図 2 5等を参照 して説明した液体供給装置 3 0 0及び液体回収装置 3 0 4を使う構成の他に、 液 体供給機構 21 0を使って、 貫通穴 320を介して、 スリッ卜板 275と受光器 290 (光学素子 276) との間の空間 S Pに液体 LQを供給するようにしても よい。 また、 液体回収機構 220を使って、 貫通穴 320を介して、 スリッ 卜板 275と受光器 290 (光学素子 276 ) との間の空間 S Pの液体 L Qを回収す るようにしてもよい。 すなわち、 露光処理時に投影光学系 PLと基板 Pとの間に 液体 LQを供給可能な液体供給機構 21 0及び投影光学系 PLと基板 Pとの間の 液体 L Qを回収可能な液体回収機構 220を使って、 スリット板 275と受光器 290 (光学素子 276 ) との間の第 2液浸領域 L A 2を形成するようにしても よい。 液体供給機構 21 0を使って第 2液浸領域 L A 2を形成する際、 図 36 (a) に示すように、 液体供給機構 21 0は供給ノズル 21 3から貫通穴 320を介し て空間 S Pに液体 LQを供給する ₆ また、 スリッ ト板 275上の液体 LQ (空間 S Pから貫通穴 320を介して溢れ出た液体 LQも含む） は、 液体回収機構 22 0の回収ノズル 223から回収される。 こうして、 図 36 (b) に示すように、 液体供給機構 21 0及び液体回収機構 220を使って、 第 1液浸領域 L A 1及び 第 2液浸領域 L A 2のそれぞれが形成される。 受光器 290が投影光学系 P Lを介した光 （露光光 E L) を液体 LQ及びスリ ッ 卜板 275を介して受光した後、 液体回収機構 220はスリ、ソ 卜板 275上の 第 1液浸領域 L A 1の液体 LQを回収する。 その後、 露光処理のために基板ステ —ジ P STが移動し、 投影光学系 P Lと基板 Pとを対向させるが、 このとき、 図 36 (c) に示すように、 スリッ 卜板 275は投影光学系 P Lの下から退避され る。 そして、 投影光学系 Pしの下から退避されたスリッ 卜板 275の貫通穴 32 0には蓋部材 322が被せられる。 本実施形態において、 蓋部材 322はスリヅ 卜板 275全体を覆うことで、 貫通穴 320を閉じる。 なおこの蓋部材 322は、 蓋機構を構成するアーム 322 Aによってスリッ 卜板 275上に被せられる。 そ して、 蓋部材 322で貫通穴 320を閉じた状態で、 基板 Pに対する露光処理が 行われる。 基板 Pに対する露光処理中においては基板ステージ P S Tが移動する が、 その基板ステージ P S Tの移動に伴って、 空間 S Pの液体 L Qが貫通穴 3 2 0を介して外部に漏洩 （飛散） する可能性がある。 そこで、 少なくとも基板 に 対する露光処理中には、 蓋部材 3 2 2で貫通穴 3 2 0を塞ぐことにより、 空間 S Pの液体 L Qが貫通穴 3 2 0を介して外部に漏洩する不都合を防止することがで きる。 また、 空間 S Pの液体 L Qが気化して露光装置 E Xのおかれている環境を 変化させる不都合も防止できる。 なお、 受光器 2 9 0を使って液体 L Qを介して 光を検出する際には、 アーム 3 2 2 Aが蓋部材 3 2 2をスリヅ卜板 3 2 2上から 取り外した後、 図 3 6 ( a ) 、 ( b ) に示したように、 液体供給機構 2 1 0及び 液体回収機構 2 2 0を使って第 1、 第 2液浸領域 L A 1、 L A 2が形成される。 なお、 蓋機構としては上記説明した形態に限られず、 例えばスリッ 卜板 2 7 5あ るいは凸部 2 8 3の所定位置にヒンジ部を介して蓋部材を取り付け、 ァクチユエ 一夕を使って、 受光器 2 9 0による計測処理中には蓋部材を開け、 基板 Pに対す る露光処理中には蓋部材を閉じるといった構成も可能である。

〔第 1 5実施形態〕

スリッ ト板 2 7 5と受光器 2 9 0との間の空間 S P内部と外部とを連通する穴 部 （連通路） としては、 スリッ ト板 2 7 5に設けられた貫通穴 3 2 0の他に、 図 3 7に示すように、 第 1液浸領域 L A 1の外側に設けられた第 2貫通穴を形成し ても良い。 図 3 7は第 2貫通穴 3 3 0を設けた例を示す断面図、 図 3 8は平面図 である。 図 3 7及び図 3 8において、 Zチルトステージ 2 5 2の上面であって凸 部 2 8 3の周囲には、 この凸部 2 8 3を囲むように周壁部 3 3 2が設けられてい る。 また、 周壁部 3 3 2の上部には蓋部材 3 3 4が設けられており、 凸部 2 8 3、 周壁部 3 3 2、 及び蓋部材 3 3 4によって、 バッファ空間部 3 3. 6が形成されて いる。 そして、 凸部 2 8 3及び保持部材 2 8 5の壁部の所定位置には、 空間 S P とバッファ空間部 3 3 6とを接続する第 2貫通穴 3 3 0が形成されている。 本実 施形態において、 第 2貫通穴 3 3 0は図 3 8に示すように、 空間 S Pの周囲に所 定間隔で複数 （ここでは 8つ） 設けられている。 なお、 第 2貫通穴 3 3 0の数及 び配置は任意に設定可能である。 第 2貫通穴 3 3 0を設けたことにより、 スリツ 卜板 2 7 5が移動じて第 1液浸領域 A R 1の体積が変化しても、 第 1液浸領域 L A 1に貫通穴 3 2 0を介して接続する第 2液浸領域 L A 2の液体 L Qは、 第 2貫 通穴 3 3 0を介してバッファ空間部 3 3 0に逃げることができる。 したがって、 第 1液浸領域 L A 1の圧力変動等といつた不都合をより一層防止することができ る 図 3 7及び 3 8に示した実施形態の変形例として、 図 3 9に示すように、 第 2 貫通穴 3 3 0をスリッ卜板 2 7 5に設けてもよい。 第 2貫通穴 3 3 0は第 1液浸 領域 L A 1の外側に設けられている。 図 4 0は図 3 9のスリヅ 卜板 2 7 5の平面 図である。 図 4 0に示すように、 第 2貫通穴 3 3 0は複数、 本実施形態では 8つ 設けられている。 そして、 これら複数 （8つ） の第 2貫通穴 3 3 0は、 スリッ ト 板 2 7 5のスリヅ 卜部 2 7 1を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。 これにより、 スリッ 卜板 2 7 5が移動した際に第 1液浸領域 L A 1の液体 L Qが 貫通穴 3 2 0を介して空間 S Pに逃げたとき、 その空間 S Pの液体 L Qは第 2貫 通穴 3 3 0を介して外部に逃げることができる。 スリッ ト部 2 7 5に形成された第 2貫通穴 3 3 0から液体 L Qが溢れ出たとき、 その液体 L Qはスリット板 2 7 5 (凸部 2 8 3 ) の外側に流出するが、 Zチルト ステージ 2 5 2上においてスリヅ 卜板 2 7 5が設けられた凸部 2 8 3の周囲には、 第 2貫通穴 3 3 0から流出した液体 L Qを回収する回収機構 3 4 0が設けられて いる。 回収機構 3 4 0は、 Zチル卜ステージ 2 5 2上において凸部 2 8 3の周囲 に設けられた溝部 3 4 1 と、 溝部 3 4 1に配置され液体 L Qを保持可能な多孔質 セラミックスやスポンジ状部材からなる多孔質部材 3 4 2と、 溝部 3 4 1に流路

3 4 3を介して接続された液体収容部であるタンク 3 4 4と、 タンク 3 4 4に流 路 3 4 6を介して接続された真空ポンプ等からなる真空系 3 4 5とを備えている。 また、 流路 3 4 6にはこの流路 3 4 6を開閉するバルブ 3 4 6 Aが設けられてお り、 タンク 3 4 4には排出流路 3 4 4 Aが接続されている。 第 2貫通穴 3 3 0か ら凸部 2 8 3の周囲に流出した液体 L Qは、 溝部 3 4 1に配置されている多孔質 部材 3 4 2に保持される。 回収機構 3 4 0は、 バルブ 3 4 6 Aを作動して流路 3

4 6を開放した状態で真空系 3 4 5を駆動することにより、 溝部 3 4 1 (多孔質 部材 3 4 2 ) の液体 L Qをその周囲の気体とともに吸い込むようにして回收する。 回収された液体 L Qはタンク 3 4 4に集められる。 タンク 3 4 4に液体 L Qが溜 まったとき、 排出流路 3 4 4 Aより排出される。 このとき液体 L Qはタンク 3 4 4の下方に集められるため、 真空系 3 4 5には液体 L Qは流入しない。 つまり、 タンク 3 4 4で、 溝部 3 4 1から回収された液体 L Qとその周囲の気体とが気液 分離される。 回収機構 3 4 0を設けたことにより、 Zチル卜ステージ 2 5 2上に 第 2貫通穴 3 3 0や第 1液浸領域 L A 1から流出した液体 L Qが残存する不都合 を防止できる。 なお、 貫通穴 3 2 0 (あるいは第 2貫通穴 3 3 0 ) に、 その貫通穴 3 2 0の大 きさを変える可変機構を設けてもよい。 例えば、 空間像計測中には、 貫通穴 3 2 0 (あるいは第 2貫通穴 3 3 0 ) を大きくすることにより、 貫通穴 3 2 0を通過 する際の液体 L Qの粘性抵抗を低下することができ、 液体 L Qは円滑に移動でき る。 また、 貫通穴 3 2 0を大き〈することで、 図 3 6を参照して説明したように、 貫通穴 3 2 0を介して空間 S Pに液体 L Qを注入しやすくなる。 そして、 空間像 計測以外の時 （具体的には露光動作時） においては、 可変機構で貫通穴 3 2 0 (あるいは第 2貫通穴 3 3 0 ) を小さく したりあるいは塞ぐことにより、 空間 S Pの液体 L Qが気化して露光装置 E Xのおかれている環境を変化させたり、 ある いは基板ステージ P S Tの移動に伴って液体 L Qが空間 S Pから外部に流出する 不都合の発生を防止できる。

〔第 1 6実施形態〕

ところで、 上記第 1 1〜1 5実施形態の各実施形態では、 スリツト板 2 7 5上 の一部の領域に局所的に第 1液浸領域 L A 1 を形成する構成であるが、 図 4 1に 示すように、 スリッ 卜板 2 7 5全体を液体 L Qに浸けるようにしてもよい。 図 4 1において、 Zチルトステージ 2 5 2上には桶部材 3 5 0が設けられており、 ス リヅ 卜板 2 7 5は、 桶部材 3 5 0の底部 3 5 0 B上に取り付けられた支持部材 3 5 1で支持されている。 また、 スリヅ卜板 2 7 5の下方 （光路下流側） には保持 部材 2 8 5に保持された光学素子 2 7 6が配置されている。 保持部材 2 8 5も桶 部材 350の底部 350 Bに取り付けられている。 支持部材 351には、 スリッ ト板 275と光学素子 276との間の空間 S P内部と外部とを連通する第 2貫通 穴 330が設けられている。桶部材 350の開口部 35 OA上端は、 スリヅ卜板 275、 液体供給ノズル 21 3の供給口 21 3 A、 及び液体回収ノズル 223の 回収口 223 Aより高い位置にある。 第 1液浸領域 L A 1及び第 2液浸領域 L A 2を形成する際には、 投影光学系 P Lと桶部材 350内部のスリッ卜板 275とを対向させた後、 液体供給機構 21 0が駆動され、 供給ノズル 21 3から桶部材 350内部に液体 LQが供給される。 桶部材 350内部に供給された液体 L Qは、 投影光学系 P Lの先端部の光学素子 260とスリット板 275との間に満たされて第 1液浸領域 L A 1を形成すると ともに、 貫通穴 320や第 2貫通穴 330を介してスリット板 275と光学素子 276との間の空間 S Pに満たされて第 2液浸領域 LA 2を形成する。 また、 こ れと並行して、 液体回収機構 220を駆動し回収ノズル 223から桶部材 350 内部の液体 LQを回収することにより、 桶部材 350内部には所定量の液体 LQ が満たされることになる。 上記第 1 1〜1 6実施形態では、 光学部材 （スリッ 卜板） 275及び受光器 2 90を、 投影光学系 P Lの結像特性を計測する空間像計測装置 270に適用した 例について説明したが、 図 42に示すように、 基板ステージ PS T上には、 空間 像計測装置 270の他に、 投影光学系 P Lを介した光照射量情報を計測する例え ば特開平 1 1—1 681 6号公報 （対応米国特許公開 2002/0061 46 9) に開示されているような照射量センサ （照度センサ） 360や、 例えば特開 昭 57— 1 1 7238号公報 （対応米国特許 4 , 465, 368) 及び U S P 6， 002, 467に開示されているような照度ムラセンサ 370等も設けられてい る。 これら照射量センサ 360や照度ムラセンサ 370に対しても本発明を適用 可能である。 なお、 本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限 りにおいて、 これら特許公報の開示を援用して本文の記載の一部とする。 図 4 3は、 照射量センサ 3 6 0の模式図である。 照射量センサ 3 6 0は、 投影 光学系 P Lの像面側に照射される露光光の照射量 （照度） を計測するものであつ て、 Zチル卜ステージ 2 5 2上に設けられた上板 3 6 3と、 その上板 3 6 3を通 過した光を受光する光センサ 3 6 4とを備えている。 上板 3 6 3は、 ガラス板部 材 3 6 2と、 そのガラス板部材 3 6 2の上面に設けられた光透過量調整膜 3 6 1 とを備えている。 光透過量調整膜 3 6 1は例えばクロム膜によって構成されてお り、 所定の光透過率を有し、 ガラス板部材 3 6 2の上面全域に設けられている。 光透過量調整膜 3 6 1を設けて光センサ 3 6 4に入射する光量を減光することに より、 過剰な光量の光が照射されることに起因する光センサ 3 6 4に対するダメ —ジゃ飽和といった不都合を防止している。 なお照射量センサ 3 6 0では、 例え ばマスク Mが交換されたとき等の所定のタイミングで計測動作が行われる。 そして、 照射量センサ 3 6 0で投影光学系 P Lを通過した露光光 E Lの照射量 を計測する際には、 上述した実施形態同様、 投影光学系 P Lと上板 3 6 3とを対 向した状態で投影光学系 P Lと上板 3 6 3との間に液体 L Qを供給して第 1液浸 領域 L A 1を形成するとともに、 上板 3 6 3と光センサ 3 6 4との間に液体 L Q を供給して第 2液浸領域 L A 2を形成し、 投影光学系 P Lと第 1液浸領域 L A 1 の液体 L Qとを介して上板 3 6 3に露光光 E Lを照射する。 なお、 上板 3 6 3と 光センサ 3 6 4との間に光学系 （光学素子） を配置してもよく、 その場合、 第 2 液浸領域し A 2は上板 3 6 3とその上板 3 6 3に最も近い位置に配置された光学 素子との間に形成される。 また、 上板 3 6 3に光センサ 3 6 4を密接してもよし、。 本実施形態で説明したように照射量センサに第 2液浸領域 L A.2を設けること は、 前述の第 6〜第 8実施形態に示した照射量センサに適用しても良い。 図 4 4は、 照度ムラセンサ 3 7 0の模式図である。 照度ムラセンサ 3 7 0は、 投影光学系 P Lを介して像面側に照射される露光光の照度 （強度） を複数の位置 で計測して、 投影光学系 P Lの像面側に照射される露光光の照度ムラ （照度分 布） を計測するものであって、 Zチル卜ステージ 2 5 2上に設けられた上板 3 7 4と、 その上板 3 7 4に設けられたビンホール部 3 7 1 を通過した光を受光する 光センサ 3 7 5とを備えている。 上板 3 7 4は、 ガラス板部材 3 7 3の表面にク ロムなどの遮光性材料を含む薄膜 3 7 2を設け、 その薄膜 3 7 2をパターニング してその中央部にピンホール部 3 7 1を設けたものである。 - 照度ムラセンサ 3 7 0で照度分布の計測を行う場合、 投影光学系 P Lと照度ム ラセンサ 3 7 0の上板 3 7 4とを対向させた状態で、 その投影光学系 P Lと上板 3 7 4との間を液体 L Qで満たすとともに、 上板 3 7 4と光センサ 3 7 5との間 も液体 L Qで満たす。 そして、 露光光 E Lが照射される照射領域 （投影領域） 内 の複数の位置で順次ピンホール部 3 7 1を移動させる。 なお、 上板 3 7 4と光セ ンサ 3 7 5との間に光学系 （光学素子） を配置してもよく、 その場合、 第 2液浸 領域 L A 2は上板 3 7 4とその上板 3 7 4に最も近い位置に配置された光学素子 との間に形成される。 また、 上板 3 7 4と光センサ 3 7 5とを密接してもよい。 本実施形態で説明したように照射厶ラセンサに第 2液浸領域 L A 2を設けるこ とは、 前述の第 2〜第 5実施形態及び第 9〜第 1 0実施形態に示した照射厶ラセ ンサに適用しても良い。 さらに、 第 1 1〜1 6実施形態で説明した空間像計測装 置に第 1〜1 0実施形態のセンサで採用した構造を、 第 1 1〜1 6実施形態で説 明した空間像計測装置の内部構造に代えて、 あるいはそれに加えて採用してもよ い。 また、 図 4 2に示す、 空間像計測装置 2 7 0、 照射量センサ 3 6 0、 照度厶 ラセンサ 3 7 0のいずれかに一つに上記実施形態で説明した構造を採用しても良 く、 あるいはそれらのいずれか二つまたは全てに上記実施形態で説明した構造を 採用しても良い。 更に本発明は、 例えば特開平 1 1— 2 3 8 6 8 0号公報ゃ特開 2 0 0 0— 9 7 6 1 6号公報、 米国特許公開 2 0 0 4 / 0 0 9 0 6 0 6に開示されている、 基板 ステージ P S T ( Zステージ 5 1 ) に対して脱着可能なセンサにも適用できる。 また、 米国特許 6 , 6 5 0 , 3 9 9に開示されているような波面収差を計測する センサにも本発明を適用できる。 なお、 本国際出願で指定または選択された国の 法令で許容される限りにおいて、 これら特許公報の開示を援用して本文の記載の 一部とする。 上記第 1 1〜1 6の各実施形態において、 上述したノズルの形状は特に限定さ れるものでなく、例えば投影領域 A R 1の長辺について 2対のノズルで液体 L Q の供給又は回収を行うようにしてもよい。 なお、 この場合には、 + X方向、 又は — X方向のどちらの方向からも液体 L Qの供給及び回収を行うことができるよう にするため、 供給ノズルと回収ノズルと上下に並べて配置してもよい。 すなわち、 投影光学系 P Lの光学素子 2 6 0と基板 Pとの間を十分な液体 L Qで満たし続け ることができる各種の形態を採用することができる。 また、 基板 Pの移動方向に 応じて液体 L Qの供給位置や回収位置を必ずしも変更する必要はなく、 所定の位 置から液体 L Qの供給及び回収を継続してもよい。 本発明の各実施形態においては、 光源 1 として、 A r Fエキシマレ一ザ光源を 使用しているため、 液体 L Qとして純水を用いている。 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、 ウェハ W (基板 P ) 上のフォトレジス卜 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、 不純物の含有率が極めて低いため、 ウェハ W (基 板 P ) 表面、 及び投影光学系 P L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。 また、 工場の純水はそのレベル （純水度） が低いこと も考えられるので、 その場合には露光装置自身が超純水化機構を持つようにして も良い。 波長が 1 9 3 n m程度の露光光に対する純水 （水） の屈折率 nはほぼ 1 . 4 4 程度と言われており、 露光光の光源として A r Fエキシマレ一ザ光 （波長 1 9 3 n m ) を用いた場合、 ウェハ W (基板 P ) 上では 1 / n、 即ち約 1 3 4 n m程度 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、 即ち約 1 . 4 4倍程度に拡大されるため、 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 P L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。 尚、 液浸露光に用いる光源 1 として K r Fエキシマレ一ザ光源や F ₂レーザ光源 を用いることもできる。 F ₂レーザ光源を用いる場合、 液浸露光用の液体 （第 2液 浸領域に用いる液体も含む） としては F ₂レーザ光を透過可能な例えばフッ素系才 ィルゃ過フッ化ポリエーテル （P F P E ) 等のフッ素系の液体を用いればよい。 また、 その他にも、 露光光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 P Lやウェハ W (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 （例えばセダ一油） を用いることも可能である。前述のように、 第 1液浸領域に用いる液体と第 2液浸領域に用いる液体を目的に応じて使い分けて も良い。 また、 上述の液浸法を適用した露光装置は、 投影光学系 P Lの終端光学部材の 射出側の光路空間を液体 (純水)で満たしてウェハ W (基板 P ) を露光する構成に なっているが、 国際公開第 2 0 0 4 / 0 1 9 1 2 8号に開示されているように、 投影光学系の終端光学部材の入射側の光路空間も液体 （純水） で満たすようにし てもよい。 この場合、 投影光学系 P Lが 1 . 0以上の大きな開口数を有していて も、 終端光学部材として無屈折力の平行平板や屈折力の非常に小さいレンズを採 用することができる。 尚、 液浸法を用いた場合には、 投影光学系の開口数 N Aが 0 . 9〜1 . 7にな ることもある。 このように投影光学系の開口数 N A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つて結像特性 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 （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〈射出さ れるようにするとよい。 投影光学系と基板表面に塗布されたレジス卜との間が液体で満たされている場 合、 投影光学系と基板表面に塗布されたレジス卜との間が空気 （気体） で満たさ れている場合に比べて、 コントラス卜の向上に寄与する S偏光成分の回折光のレ ジス卜表面での透過率が高くなるため、 投影光学系の開口数 N Aが 1 . 0を超え 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— 1 8 8 1 6 9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 より効果的である。 また、 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— 5 3 1 2 0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する場合には、 同じ〈特開平 6— 5 3 1 2 0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 N Aが大きい場合でも 高し、結像性能を得ることができる。 また、 上述の実施形態においては、 投影光学系 P Lとウェハ W (基板 P ) との 間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、 露光対象の基板を保持し たステージを液檣の中で移動させる液浸露光装置や、 ステ一ジ上に所定深さの液 体槽を形成し、 その中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能であ る。 露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置の 構造及び露光動作は、 例えば特開平 6— 1 2 4 8 7 3号公報に詳細に記載されて おり、 また、 ステージ上に所定深さの液体槽を形成し、 その中に基板を保持する 液浸露光装置の構造及び露光動作は、 例えば特開平 1 0— 3 0 3 1 1 4号公報や 米国特許 5， 8 2 5 , 0 4 3に詳細に記載されており、 それぞれ本国際出願で指 定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、 これらの文献の記載内 容を援用して本文の記載の一部とする。 また、 本発明は、 ウェハ等の被処理基板を別々に載置して XY方向に独立に移 動可能な 2つの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: _b ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、 例えば特開平 1 0— 1 63 099号及び特開平 1 0— 21 4783号 （対応米国特許 6, 341 , 007、 6, 400, 441、 6, 549， 269及び 6, 590, 634) 、 特表 200 0— 505958号 （対応米国特許 5 , 969, 441 ) あるいは米国特許 6 , 208, 407に開示されており、 本国際出願で指定または選択された国の法令 で許容される限りにおいて、 それらの開示を援用して本文の記載の一部とする。 また、 本発明は、 特開平 1 1— 1 35400号に開示されているように、 ゥェ ノ、等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、 各種の計測部材ゃセン サを備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。 この場 合、 上述の第 1〜1 6の各実施形態で説明した複数のセンサ （計測装置） のうち の少なくとも一部を計測ステ一ジに搭載することができる。 また更に、 上記実施形態では露光光源 1として、 A r Fエキシマレ一ザ光源の 場合を例に挙げて説明したが、 これ以外に露光光源 1 としては、 例えば g線 （波 長 436 nm) 、 i線 （波長 365 nm) を射出する超高圧水銀ランプ、 又は K r Fエキシマレ一ザ （波長 248 nm) 、 F₂レーザ （波長 1 57 nm) 、 K r₂ レーザ （波長 1 46 nm) 、 Y A Gレーザの高周波発生装置、 若しくは半導体レ 一ザの高周波発生装置を用いることができる。 更に、 光源として D F B半導体レーザ又はファイバ一レーザから発振される赤 外域、 又は可視域の単一波長レーザ光を、 例えばエルビウム （又はエルビウムと イツ トリビゥ厶の両方） がド一プされたファイバーアンプで増幅し、 非線形光学 結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 例えば、 単一波長レ 一ザの発振波長を 1 . 51〜1. 59 Aimの範囲内とすると、 発生波長が 1 89 ~1 99 n mの範囲内である 8倍高調波、 又は発生波長が 1 51〜1 59 n mの 範囲内である 1 0倍高調波が出力される。 また、 発振波長を 1. 03〜1 . 1 2 mの範囲内とすると、 発生波長が 1 4 7〜1 60 nmの範囲内である 7倍高調波が出力され、 特に発振波長を 1. 09 9〜1. 1 06 mの範囲内とすると、 発生波長が 1 57〜1 5 の範囲内 の 7倍高調波、 即ち F₂レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。 この場 合、 単一波長発振レーザとしては例えばィヅ卜リビゥ厶■ ドープ 'ファイバ一レ —ザを用いることができる。 また、 上記実施形態では上記照明光学系 I S内に設けられる光学素子の硝材、 投影光学系 P Lを構成する屈折部材の硝材、 平凸レンズ 41 , 45, 52, 57, 62, 71等の硝材としては蛍石 （フヅ化カルシウム： CaF₂) を用いる場合を 例に挙げて説明した。 しかしながら、 これらは、 露光光の波長に応じて、 フッ化 マグネシウム （Mg F₂) 等のフッ化物結晶又はこれらの混晶、 又フッ素や水素等 の物質をドープした石英硝子等の真空紫外光を透過する光学材料から選択される。 尚、 所定の物質をドープした石英硝子は、 露光光の波長が 1 50 nm程度より短 くなると透過率が低下するため、 波長が 1 50 n m程度以下の真空紫外光を露光 光として用いる場合には、 光学素子の光学材料としては、 蛍石 （フッ化カルシゥ 厶） 、 フッ化マグネシウム等のフッ化物結晶又はこれらの混晶が使用される。 また、 上記第 1〜第 1 0実施形態では、 ステップ .アンド . リピート方式の露 光装置を、 また、 第 1 1 ~1 6実施形態では、 ステップ .アンド ·スキャン方式 の露光装置を例に挙げてそれぞれ説明したが、 本発明はいずれの方式の露光装置 にも適用することができる。 また、 本発明は基板 （ウェハ） 上で少なくとも 2つ のパターンを部分的に重ねて転写するステップ■アンド ·スティツチ方式の露光 装置にも適用できる。 更に、 本発明は半導体素子の製造に用いられる露光装置だ けではなく、 液晶表示素子 （LC D) 等を含むディスプレイの製造に用いられて デバイスパターンをガラスプレー卜上へ転写する露光装置、 薄膜磁気へッ ドの製 造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、 及 び CC D等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。 更には、 光露光装置、 E UV露光装置、 X線露光装置、 及び電子線露光装置など で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、 ガラス基板又はシリコンゥ ェハなどに回路ノ、°夕一ンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 ここで、 D UV (遠紫外） 光や VUV (真空紫外） 光などを用いる露光装置では一般的に 透過型レチクルが用いられ、 レチクル基板としては石英ガラス、 フッ素がドープ された石英ガラス、 蛍石、 フッ化マグネシウム、 又は水晶などが用いられる。 ま た、 プロキシミティ方式の X線露光装置、 又は電子線露光装置などでは透過型マ スク (ステンシルマスク、 メンブレンマスク） が用いられ、 マスク基板としては シリコンウェハなどが用いられる。 なお、 このような露光装置は、 WO 99/3

4255号、 WO 99/5071 2号、 WO 99/66370号、 特開平 1 1 ― 1 94479号、 特開 2000— 1 2453号、 特開 2000 _ 29202号等 に開示されている。 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ゥェ 八のみならず、 ディスプレイデバイス用のガラス基板や、 薄膜磁気へッド用のセ ラミックウェハ、 あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチケルの原版 (合成石英、 シリコンウェハ） 等が適用される。 基板ステージ P S T (ウェハステ一ジ 1 5 ) やマスクステージ M S T (レチク ルステージ 1 3) にリニアモータを用いる場合は、 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 P S T ( 1 5) 、 MS T ( 1 3) 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。 ステージにリニアモータを用いた例は、 米国特許 5 , 623, 853及び

5 , 528, 1 1 8に開示されており、 それぞれ本国際出願で指定または選択さ れた国の法令で許容される限りにおいて、 これらの文献の記載内容を援用して本 文の記載の一部とする。 各ステージ P ST (1 5) . MS T (1 3) の駆動機構としては、二次元に磁 石を配置した磁石ュニッ卜と、 二次元にコイルを配置した電機子ュニッ卜とを対 向させ電磁力により各ステージ P S T (1 5) 、 MST ( 1 3) を駆動する平面 モータを用いてもよい。 この場合、 磁石ュニッ卜と電機子ュニヅ卜とのいずれか —方をステージ P ST (1 5) MS T (1 3) に接続し、 磁石ュニヅ卜と電機 子ユニットとの他方をステージ P S T (1 5) 、 MST (1 3) の移動面側に設 ければよい。 基板ステージ P ST (ウェハステージ 1 5) の移動により発生する反力は、投 影光学系 P Lに伝わらないように、 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。 この反力の処理方法は、例えば、 米国特許 5, 528， 1 1 8 (特開平 8— 1 66475号公報） に詳細に開示されており、 本国際出願で指定 または選択された国の法令で許容される限りにおいて、 この文献の記載内容を援 用して本文の記載の一部とする。 マスクステージ MS T (レチクルステージ 1 3) の移動により発生する反力は、 投影光学系 P Lに伝わらないように、 フレー厶部材を用いて機械的に床 （大地） に逃がしてもよい。 この反力の処理方法は、例えば、米国特許第 5, 874， 82 0 (特開平 8— 33022.4号公報） に詳細に開示されており、 本国際出願で指 定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、 この文献の開示を援用 して本文の記載の一部とする。 上記実施形態の露光装置 E Xは、 本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含 む各種サブシステムを、所定の機械的精度、 電気的精度、 光学的精度を保つよう に、 組み立てることで製造される。 これら各種精度を確保するために、 この組み 立ての前後には、 各種光学系については光学的精度を達成するための調整、 各種 機械系については機械的精度を達成するための調整、 各種電気系については電気 的精度を達成するための調整が行われる。 各種サブシステムから露光装置への組 み立て工程は、 各種サブシステム相互の、 機械的接続、 電気回路の配線接続、 気 圧回路の配管接続等が含まれる。 この各種サブシステムから露光装置への組み立 て工程の前に、 各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。 各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、 総合調整が行われ、 露光装置全体としての各種精度が確保される。 なお、 露光装置の製造は、 温度お よびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 次に、 本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフイエ程で使 用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。 図 1 8は、 マ イク口デバイス （I Cや L S I等の半導体チヅプ、 液晶パネル、 C C D、 薄膜磁 気へヅ ド、 マイクロマシン等） の製造工程の一例を示すフローチャートである。 図 1 8に示すように、 まず、 ステップ S 2 0 (設計ステップ） において、 マイク 口デバイスの機能 ·性能設計 （例えば、 半導体デバイスの回路設計等） を行い、 その機能を実現するためのパターン設計を行う。 引き続き、 ステップ S 2 1 (マ スク製作ステップ) において、 設計した回路パターンを形成したマスク (レチク ル） を製作する。 一方、 ステップ S 2 2 (ウェハ製造ステップ) において、 シリ コン等の材料を用いてウェハを製造する。 次に、 ステップ S 2 3 (ウェハ処理ステップ） において、 ステップ S 2 0〜ス テヅプ S 2 2で用意したマスクとウェハを使用して、 後述するように、 リソグラ フィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。 次いで、 ステップ S 2 4 (デバイス組立ステップ) において、 ステップ S 2 3で処理されたウェハを用 いてデバイス組立を行う。 このステップ S 2 4には、 ダイシング工程、 ボンティ ング工程、 及びパッケージング工程 （チップ封入） 等の工程が必要に応じて含ま れる。 最後に、 ステップ S 2 5 (検査ステップ） において、 ステップ S 2 4で作 製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、 耐久性テス卜等の検査を行う。 こ うした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、 これが出荷される。 図 1 9は、 半導体デバイスの場合における、 図 1 8のステップ S 2 3の詳細な フローの一例を示す図である。 図 1 9において、 ステップ S 3 1 (酸化ステヅ プ） においてはウェハの表面を酸化させる。 ステップ S 3 2 ( C V Dステップ） においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。 ステップ S 3 3 (電極形成ステヅ プ） においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。 ステップ S 3 4 (ィ才 ン打込みステップ） においてはウェハにイオンを打ち込む。 以上のステップ S 3 1〜ステップ S 3 4のそれぞれは、 ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成して おり、 各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。 ウェハプロセスの各段階において、 上述の前処理工程が終了すると、 以下のよ うにして後処理工程が実行される。 この後処理工程では、 まず、 ステップ S 3 5

(レジス卜形成ステップ） において、 ウェハに感光剤を塗布する。 引き続き、 ス テツプ S 3 6 (露光ステヅプ） において、 上で説明したリソグラフィシステム

(露光装置） 及び露光方法によってマスクの回路パ夕一ンをウェハに転写する。 次に、 ステップ S 3 7 (現像ステップ） においては露光されたウェハを現像し、 ステップ S 3 8 (エッチングステップ） において、 レジストが残存している部分 以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。 そして、 ステップ S 3 9

(レジスト除去ステップ） において、 エッチングが済んで不要となったレジス卜 を取り除く。 これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、 ウェハ上に多重に回路パ夕一ンが形成される。 産業上の利用可能性 本発明によれば、 像面側に液体が供給されることで所期の性能を有する液浸用 の投影光学系を介した露光光を、 投影光学系の像面側に液体を供給しない状態で 受光するようにしたので、 水の状態の影響を受けることなく精度良く計測するこ とができる。 例えば、 投影光学系の端面に入射する露光光束の角度 （最外の光線と光軸とが なす角度） を調整 （小さく） することで液体が無い状態でも投影光学系を通過し た露光光を受光することができる。 また、 本発明によれば、 投影光学系からの露光光のうち、 光透過部を透過した 光は気体中を通過せずに集光部材に入射して集光されるため、 投影光学系の開口 数の増大により大きな入射角を有する露光光が光透過部に入射しても光透過部を 通過した露光光を確実に受光することができる。 更に、 本発明によれば、 投影光学系からの露光光を液体を介して板状部材に入 射させ、 板状部材に入射した光のうち光透過部を通過した光を受光するようにし ており、 投影光学系と対向しない他方面に光透過部を形成しているので、 投影光 学系と対向する一方面を平坦化でき、 その板状部材の一方面への泡の付着や投影 光学系と板状部材との間の液体の乱れ等を防止することができる。 また、 板状部 材に光透過部としての開口 （孔） を設けることもないので、 液体の浸入も防止で きる。 また更に、 本発明によれば、 計測結果に応じて最適化した条件の下でマスクの パターンを基板上に露光転写することで、 マスクに形成された微細なパターンを 基板上に精確に転写することができる。 この結果、 高集積度のデバイスを歩留ま り良く生産することができる。 また、 本発明によれば、 投影光学系と液体とを通過した露光光のうち、 光透過 部を透過した光は計測手段に設けられた光学系によって気体中を通過しないよう 導かれて受光器に入射するため、 投影光学系の開口数の増大により大きな入射角 を有する露光光が光透過部に入射しても光透過部を通過した露光光を確実に受光 することができる。 本発明によれば、 投影光学系を介した光を受光器によって良好に受光できるの で、 その受光結果に基づいて最適な露光条件を設定した状態で精度良い露光処理 を行うことができる。

Claims

請求の範囲

1 . 露光光を液体を介して基板上に照射することによって前記基板を露光する 露光装置であって：

投影光学系と；

前記投影光学系の像面側に設けられた光透過部及び、 前記投影光学系を通過し た露光光を該光透過部を介して受光する受光器を有する計測装置を備え； 前記計測装置の受光器が、前記投影光学系と前記光透過部との間に液体が存在 しない状 で、 前記光透過部及び投影光学系を通過した露光光を受光する露光装

2 . 前記計測装置の受光器で前記光透過部及び前記投影光学系を通過した露光 光を受光する際に、 前記投影光学系の端面に入射する露光光の入射角は、 該端面 から投影光学系と前記光透過部との間の空間へ該露光光が出射するように調整さ れている請求項 1に記載の露光装置。

3 . さらに、 露光光を前記投影光学系に導く照明系を備え、 前記露光光の入射 角の調整は、 前記照明系内の、前記投影光学系の瞳面と共役な面内における前記 露光光の光束分布を調整することによって行われる請求項 2に記載の露光装置。

4 . 前記露光光の角度調整は、 前記照明系のコヒ一レンスファクタ σを調整す ることによって行われる請求項 2に記載の露光装置。

5 . 前記投影光学系の開口数 Ν Αは 1以上であって、 前記照明系のコヒーレン スファクタ σは 0 . 0 5〜0 . 5 0である請求項 4に記載の露光装置。

6 . 前記計測装置は、前記光透過部からの光を受光器に入射させるための光学 部材を有し、 前記光学部材は、 前記光透過部からの光が気体中を通過しないよう に前記光透過部の近傍に配置されている請求項 1に記載の露光装置。

7 . 前記計測装置は、板状部材を有し、前記板状部材の一面が前記投影光学系 に対向するように配置され、他面の一部に前記光透過部が形成されている請求項

1 ί 51 の E各光衣 lt。

8 . 露光光を基板上に照射することによって前記基板を露光する露光装置であ つて：

投影光学系と；

前記投彰光学系の像面側に配置され、 前記投影光学系からの露光光が入射する 光透過部、 受光器、 及び該光透過部からの光を受光器に入射させるための集光部 材を有する計測装置を備え；

前記投影光学系からの露光光が気体中を通過せずに前記集光部材に入射するよ うに、 前記集光部材は、 前記光透過部と前記受光器との間に配置されている露光

9 . 前記投影光学系を通過した露光光は、 液体を介して、 前記計測装置の光透 過部に入射する請求項 8に記載の露光装置。

1 0 . 前記集光部材は、前記投影光学系に対向する平坦部を有し、前記光透過 部は、 前記平坦部に形成されている請求項 8に記載の露光装置。

1 1 . 前記計測装置は、前記光透過部を有する板状部材を有し、 前記集光部材 は前記板状部材に密接している請求項 8に記載の露光装置。

1 2 . 前記板状部材は、 一面が前記投影光学系に対向するように配置され、他 面の一部に前記光透過部が形成され、 さらに他面に前記集光部材が密接している 請求項 1 1に記載の露光装置。

1 3 . 液体を介して露光光を基板上に照射することによって前記基板を露光す る露光装置であって：

投影光学系と；

前記投影光学系に対向するように一面が配置され且つ他面の一部に光透過部が 形成された板状部材及び、前記光透過部からの光を受光する受光器を有する計測 装置とを衞え；

前記計測装置の受光器は、露光光を、 前記投影光学系と前記板状部材との間に もたらされた液体を介して受光する露光装置。

1 4 . 露光光を液体を介して基板上に照射することによって前記基板を露光す る露光装置であって：

投影光学系と；

前記投影光学系の像面側に設けられ且つ前記投景光学系からの露光光が液体を 介して入射する光透過部、 受光器及び該光透過部からの光を該受光器に入射させ るための光学系を有する計測装置とを備え；

前記光透過部からの光が気体中を通過せずに前記光学系に入射するように、 前 記光学系は前記光透過部と前記受光器との間に配置されている露光装置。

1 5 . 前記計測装置の光学系は、 前記光透過部からの光を集光して前記受光器 に入射させる集光部材を含む請求項 1 4に記載の露光装置。

1 6 . 前記計測装置の光学系は、 前記光透過部からの光を波面分割して各々を 集光することにより前記受光器に入射させる波面分割素子を含む請求項 1 5に記 載の露光装置。

1 7 . 前記集光部材は、 マイクロレンズアレイ素子を含む請求項 1 5または 1 6に記載の露光装置。

1 8 . 前記計測装置の光学系は、 前記光透過部からの光を屈折作用を利用して 前記受光器に入射させる請求項 1 4に記載の露光装置。

1 9 . 前記計測装置の光学系は、前記光透過部からの光を拡散させて前記受光 器に入射させる拡散部材を含む請求項 1 4に記載の露光装置。

2 0 . 前記計測装置の光学系は、前記光透過部からの光を導波して前記受光器 に入射させる導波部材を含む請求項 1 4に記載の露光装置。

2 1 . 前記計測装置の光学系は、 前記光透過部からの光の反射作用を利用して 前記受光器に入射させる請求項 1 4に記載の露光装置。

2 2 . 前記計測装置の光学系は、 オプティカルィンテグレー夕を含む請求項 2 1に記載の露光装置。

2 3 . 前記計測装置の光学系は、前記光透過部からの光を回折作用により前記 受光器に入射させる回折素子を含む請求項 1 4に記載の露光装置。

2 4 . 前記計測装置の光学系は、前記光透過部から入射した光の射出面に所定 の光学加工が施された光学部材を含む請求項 1 4に記載の露光装置。

2 5 . 前記計測装置の光学系は、前記光透過部から前記受光器に入射する光の 波長を変換する波長変換部材を含む請求項 1 4に記載の露光装置。

2 6 . 前記計測装置の光学系は、 蛍光部材を含む請求項 1 4に記載の露光装置。

2 7 . 前記計測装置の光学系は、複数の光学素子を含み、 その複数の光学素子 のうち前記光透過部に最も近い光学素子が前記光透過部に近接して配置されてい る請求項 1 4に記載の露光装置。

2 8 . 前記投影光学系の開口数 N Aは 1以上である請求項 1 4に記載の露光装 m. o

2 9 . 前記投影光学系の像面側で移動可能なステージをさらに備え、

前記光透過部は、 前記ステージに配置されている請求項 8、 1 3、 1 4のいず れか一項に記載の露光装置。

3 0 . 前記ステージは、前記基板を保持可能である請求項 2 9に記載の露光装 置。

3 1 . 前記投影光学系と前記光透過部との間を液体で満たすための液体供給機 構をさらに備えた請求項 2 9に記載の露光装置。

3 2 . 前記液体供給機構は、 前記基板を露光するために前記投影光学系と前記 基板との間を液体で満たす請求項 3 1に記載の露光装置。

3 3 · 基板に液体を介して露光光を照射することによって前記基板を露光する

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投影光学系と；

前記投影光学系の像面側に配置された光透過部を有する光学部材と； 当該光学部材を介して前記投影光学系を通過した光を受光する受光器を備え； 前記受光器と前記光学部材との間に液体が満たされている露光装置。

3 4 . 前記投影光学系と前記光学部材との間に液体を満たした状態で、 前記受 光器が投影光学系と液体を通過した光を受光する請求項 3 3に記載の露光装置。 基板に露光光を照射することによつて前記基板を露光する露光装置であ 投影光学系と；

前記投影光学系の像面側に配置された光透過部を有する光学部材と； 当該光学部材を介して前記投影光学系を通過した光を受光する受光器を備え； 前記受光器と前記光学部材との間に液体が満たされている露光装置。

3 6 . 前記受光器は、前記光学部材に最も近い位置に配置された光学素子と、 前記光学素子を通過した光を受光する受光素子とを有し、前記光学素子と前記光 学部材との間に液体が満たされている請求項 3 3または 3 5に記載の露光装置。

3 7 . 前記受光器は、 受光素子を有し、前記受光素子と前記光学部材との間に 液体が満たされている請求項 3 3または 3 5に記載の露光装置。

3 8 . 前記光学部材と前記受光器との間に液体を供給する液体供給装置を有す る請求項 3 3または 3 5に記載の露光装置。

3 9 . 前記光学部材と前記受光器との間の液体を回収する液体回収装置を有す る請求項 3 3または 3 5に記載の露光装置。

4 0 . 前記光学部材と前記受光器との間の空間内部と外部とを連通する連通路 を有する請求項 3 3または 3 5に記載の露光装置。

4 1 . 前記連通路は、 前記光学部材の所定位置に形成された第 1貫通穴を含む ことを特徴とする請求項 4 0に記載の露光装置。

4 2 . 前記第 1貫通穴は、前記光学部材の前記光透過部を挟んで対向する位置 に形成された複数の穴を含む請求項 4 1に記載の露光装置。

4 3 . 前記第 1貫通穴は、 前記投影光学系と前記光学部材との間に満たされた 液体の液浸領域の内側に設けられている請求項 4 1に記載の露光装置。

4 4 . 前記連通路は、 前記投影光学系と前記光学部材との間に満たされた液体 の液浸領域の外側に形成された第 2貫通穴を含む請求項 4 0に記載の露光装置。

4 5 . 前記露光処理時に前記投影光学系と前記基板との間に液体を供給可能な 液体供給機構を備え、 前記液体供給機構は、前記連通路を介して前記光学部材と 前記受光器との間の空間に液体を供給する請求項 4 0に記載の露光装置。

4 6 . 前記露光処理時に前記投影光学系と前記基板との間の液体を回収可能な 液体回収機構を備え、 前記液体回収機構は、 前記連通路を介して前記光学部材と 前記受光器との間の空間の液体を回収する請求項 4 0に記載の露光装置。

4 7 . 基板に液体を介して露光光を照射することによって前記基板を露光する 露光装置であって：

投影光学系と； '

前記投影光学系の像面側に配置された光透過部を有する光学部材と； 前記光学部材を介して前記投影光学系を通過した光を受光し且つ光学部材に接 して設けられた受光素子とを有する受光器を備える露光装置。

4 8 . 前記投影光学系と前記光学部材との間に液体を満たした状態で、前記受 光器が投影光学系と液体を通過した光を受光する請求項 4 7に記載の露光装置。

4 9 · 前記投影光学系を介した光に対して前記光透過部が相対的に移動されな がら、 前記受光器が光を受光する請求項 3 3、 3 5及び 4 7のいずれか一項に記 載の露光装置。

5 0 . 基板に、 液体とを介して露光光を照射することによって前記基板を露光 する露光装置であって：

投影光学系と； 前記投影光学系の像面側に配置された光透過部を有し且つ所定位置に貫通穴が 形成されている光学部材と；

前記光学部材を介して前記投影光学系を通過した光を受光する受光器を備える

5 1 . 前記貫通穴は、 前記光学部材の前記光透過部を挟んで対向する位置に形 成された複数の穴を含む請求項 5 0に記載の露光装置。

5 2 . 前記光学部材と前記受光器との間に液体が満たされている請求項 5 0に 曰 [ の路光^ ₀

5 3 . 前記投影光学系と前記光学部材との間に液体が満たされた状態で、 前記 受光器が光を受光する請求項 5 0に記載の露光装置。

5 4 . 前記貫通穴は、 前記投影光学系と前記光学部材との間に溝たされた液体 の液浸領域の内側に設けられている請求項 5 0 Iこ記載の露光装置。

5 5 . 前記投影光学系と前記光学部材との間に満たされた液体の液浸領域の外 側に、 前記光学部材と前記受光器との間の空間内部と外部とを連通する連通路が 設けられていることを特徴とする請求項 5 0に記載の露光装置。

5 6 . 前記光学部材が前記投影光学系に対して相対的に移動されながら、 前記 液体を介して前記受光器が光を受光する請求項 3 3、 3 5及び 5 0のいずれか一 項に記載の露光装置。

5 7 . 前記連通路から流出する液体を回収する回収機構を有する請求項 4 4ま たは 5 1に記載の露光装置。

5 8 . 前記連通路を開閉する蓋機構を有する請求項 4 1または 5 0に記載の露

5 9 . 前記蓋機構は、 少なくとも前記基板に対する露光処理中に前記貫通穴を 閉じる請求項 5 8に記載の露光装置。

6 0 . 前記基板を保持して移動可能な基板保持部材を備え、 前記受光器は、前 記基板保持部材に設けられていることを特徴とする請求項 1、 8、 1 3、 1 4、

3 3、 3 .5、 4 7及び 5 0のいずれか一項に記載の露光装置。

6 1 . 前記受光器は前記光透過部を介した光を受光し、 該受光結果に基づいて 前記投影光学系の結像特性を計測することを特徴とする請求項 1、 8、 1 3、 1 4、 3 3、 3 5、 4 7及び 5 0のいずれか一項に記載の露光装置。

6 2 . 前記受光器は前記光透過部を介した光を受光し、 該受光結果に基づいて 前記投影光学系を介した光照射量情報を計測することを特徴とする請求項 1、 8、 1 3、 1 4、 3 3、 3 5、 4 7及び 5 0のいずれか一項に記載の露光装置。

6 3 . 前記受光器は、 該露光装置に対して着脱可能であることを特徴とする請 求項 1、 8、 1 3、 1 4、 3 3、 3 5、 4 7及び 5 0のいずれか一項に記載の露 光 Is ii。

6 4 . 請求項 1、 8、 1 3、 1 4、 3 3、 3 5、 4 7及び 5 0のいずれか一項 に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。

6 5 . 前記光学部材は、 前記投影光学系の像面側で投影光学系に最も近い位置 に設置された光学部材である請求項 4 7または 5 0に記載の露光装置。

6 6 . さらに、基板を保持して移動する基板ステージを備え、前記光学部材の 光透過部が基板ステージ表面と (まぼ同じ高さ位置に設けられている請求項 4 7ま たは 5 0に記載の露光装置。

6 7 . 露光光を投影光学系と液体を介して基板上に照射することによって前記 基板を露光する露光方法であって：

前記投影光学系の光射出端の側に、 露光光を計測する計測装置を設置するステ ップと；

前記投影光学系の光射出端側の光路空間に液体を介在させずに計測装置で露光 光を計測するステップと；

前記計測結果に基づいて、前記光路空間に液体を介在させて基板を露光するス テヅプを含み；

' 前記投影光学系の光射出端と前記光路空間との界面に投影光学系内から入射す る露光光の入射角が、 前記計測ステツプと前記露光ステツプで異なる露光方法。

6 8 . 前記計測ステップにおける前記投影光学系の光射出端と前記空間との界 面に投影光学系内から入射する露光光の入射角が、 前記露光ステップにおけるそ れよりも小さい請求項 6 7に記載の露光方法。

6 9 . さらに、前記露光光の入射角を、前記投影光学系の瞳面と共役な面内に おける前記露光光の光束分布を調整することを含む請求項 6 7に記載の露光方法。

7 0 . 前記露光光の角度は、 投影光学系の光入射端の側に設け'られた照明系の コヒ一レンスファクタ σを調整することによって行われる請求項 6 9に記載の露 光 ¾法。

7 1 . 前記計測結果に基づいて投影光学系の結像特性または露光光を調整する ことを更に含む請求項 7 0に記載の露光方法。

7 2 . 露光光を投影光学系を介して基板上に照射することによって前記基板を 露光する露光方法であって：

前記投影光学系から射出された露光光を受光器で受光することと；

露光光を投影光学系と液体とを介して基板上に照射することによって前記基板 を露光することとを含む露光方法。

7 3 . 前記投影光学系と前記受光器との間に、 集光部材と光透過部を配置し、 光透過部と投影光学系との間に液体が存在している請求項 7 2に記載の露光方法。

7 4 · 前記光透過部が板状部材に形成されており、 前記集光部材は前記板状部 材に密接されている請求項 7 3に記載の露光方法。

7 5 . 前記受光器の受光信号に基づいて、 露光光を調整することを含む請求項 7 2に記載の露光方法。

7 6 . 前記受光器の受光信号に基づいて、前記投影光学系の結像特性を調整す ることを含む請求項 7 2に記載の露光方法。

7 7 . 露光光を投影光学系を介して基板上に照射することによって前記基板を 露光する露光方法であって：

前記投影光学系の像面側に配置された光透過部を有する光学部材を介して前記 投影光学系を通過した光を受光器で受光することと；

露光光を、 投影光学系を介して基板上に照射することによって前記基板を露光 することとを含み；

前記受光器と前記光学部材との間に液体が満たされている露光方法。

7 8 . 基板を露光する際に、 基板と投影光学系との間に液体が存在している請 求項 7 7に記載の露光方法。

7 9 . 前記受光器の受光信号に基づいて、 露光光を調整する請求項 7 7に記載 の露光方法。

8 0 . 前記受光器の受光信号に基づいて、前記投影光学系の結像特性を調整す る請求項 7 7に記載の露光方法。

8 1 . 前記受光器が、 照射むらセンサ、 照射量センサ及び空間像計測装置の一 つである請求項 7 7に記載の露光方法。