JP4352874B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、投影光学系と基板との間の少なくとも一部を液体で満たした状態で投影光学系を介して基板にパターンを露光する露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関するものである。

半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。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くなるほど、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化しており、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は、ＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍ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（ＤＯＦ）も重要となる。解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒ＝ｋ_１・λ／ＮＡ … （１）
δ＝±ｋ_２・λ／ＮＡ^２ … （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ_１、ｋ_２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ＮＡを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。

焦点深度δ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、露光動作時のマージンが不足する恐れがある。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、例えば下記特許文献１に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、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。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

液浸法により露光処理を行う場合、投影光学系と基板との間の液体中（特に、基板の表面）に気泡などの気体部分が存在すると、この気泡（気体部分）により基板上に形成されるパターン像が劣化する恐れがある。例えば、気泡は、供給されている液体に含まれている場合だけでなく、その供給後に液体中で発生する可能性もある。そのようなパターンの像の結像不良を放置しておくと、最終的なデバイスになってから不良品として発見することになり、デバイス生産性の低下を招く恐れがある。

また、液浸法に基づく露光処理を行う際、投影光学系と基板との間に液体を供給する液体供給装置が動作不能となる等、なんらかの原因で投影光学系と基板との間の少なくとも一部に液体が満たされない状態が生じて気体部分が形成される場合が考えられる。すなわち、パターンの像のすべて、あるいは一部が液体を介さずに基板上に投影されてしまう恐れがある。この場合、パターンの像が基板上で結像しない可能性があり、放置しておくと、最終的なデバイスになるまで不良であることが発見できず、生産性の低下を招く恐れがある。

また、液浸法を用いる場合には、投影光学系の像面側の液体を介して各種の計測を行う場合があるが、投影光学系の像面側に気体部分が存在し、十分に液体で満たされていないと、計測誤差が発生したり、計測不能状態に陥る可能性もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液浸法を用いる場合にも、生産性の低下を抑えることができる露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。また、投影光学系と基板との間に液体を満たして露光処理する際、液体中の気泡に起因するパターン像の劣化などを検知できる露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。また、投影光学系と基板との間に液体が満たされないことに起因する生産性の低下を抑えることができる露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、液浸法を用いる場合にも、露光不良や計測不良などの発生を抑えることのできる露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

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１６に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と基板（Ｐ）との間の少なくとも一部を液体（５０）で満たし、投影光学系（ＰＬ）と液体（５０）とを介してパターンの像を基板（Ｐ）上に投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）と基板（Ｐ）との間の液体（５０）中の気泡を検出する気泡検出器（２０）を備えたことを特徴とする。
また、本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置（ＥＸ）を用いることを特徴とする。

本発明によれば、液浸法に基づいて露光処理する際、気泡検出器により投影光学系と基板との間の液体中の気泡を検出することで、パターン転写精度に大きく係わる部分である投影光学系と基板との間の液体中の気泡に関する情報を検出することができる。したがって、この検出結果に基づいて露光不良（不良ショット）を把握できるため、高いデバイス生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。

本発明の露光装置（ＥＸ）は、投影光学系（ＰＬ）と基板（Ｐ）との間の少なくとも一部を液体（５０）で満たし、投影光学系（ＰＬ）と液体（５０）とを介してパターンの像を基板（Ｐ）上に投影することによって、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、基板を保持するとともに投影光学系に対して相対移動可能なステージと、投影光学系と基板との間に光を投射する投射系と、投影光学系と基板との間からの光を受光するための受光系とを有し、該受光系の受光結果に基づいて投影光学系（ＰＬ）と基板（Ｐ）との間の少なくとも一部の液体（５０）が切れるのを検出する液切検出装置（２０）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、液浸法に基づいて露光処理する際、液切検出装置により投影光学系と基板との間の液体が切れたかどうかを検出することができる。したがって、この検出結果に基づいて露光不良や不良ショットの発生を早期に把握することができ、液切れに起因する不良デバイスを発生させないための適切な処置を施すことができる。例えば、水切れが検出された場合には、その水切れが解消してから露光を行うようにすることで、露光不良や不良ショットの発生を抑えることができる。

本発明の露光装置は、投影光学系と液体とを介して露光光を基板に照射して前記基板を露光する露光装置において、前記露光光の光路に光を投射する投射系と、前記光路からの光を受光するための受光系とを有し、該受光系の出力に基づいて前記露光光の光路中における気体部分の有無を検出する気体検出系を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、気体検出系で露光光の光路中における気体部分の有無を検出することで、例えば、基板の露光中に、その気体部分に起因してパターン像の結像不良や不良ショットが生じたか否かを把握することができ、高いデバイス生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。また、露光光の光路中に、気体部分が無いことを確認してから、基板の露光を開始できるため、不良デバイスの発生を抑えることもできる。

本発明の露光装置は、投影光学系と液体とを介して露光光を基板に照射して前記基板を露光する露光装置において、前記基板上の液体を介して前記基板上に検出光を投射するとともに、前記基板上で反射した検出光を受光して、前記基板の面位置を検出する面位置検出系を備え、前記面位置検出系の出力に基づいて、前記検出光の光路中における気体部分の有無を検出することを特徴とする。

本発明によれば、液体を介して基板の面位置情報を検出する面位置検出系を使って、その検出光の光路中における気体部分の有無を検出することで、例えば、基板の露光中に、その気体部分に起因してパターン像の結像不良や不良ショットが生じたか否かを把握することができ、高いデバイス生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。また、面位置検出系を気体部分の有無を検出する気体検出系と兼用することで、装置構成を複雑化することなく気体部分の有無を検出することができる。

本発明によれば、液浸法に基づいて露光処理する際、気泡検出器や気体検出系によりパターン転写精度に大きく係わる部分である投影光学系と基板との間の液体中の気泡を含む気体部分を検出することができる。また、投影光学系と基板との間の液体が切れたかどうか、また、投影光学系の像面側が露光や計測に十分な液体で満たされているかを検出することもできる。したがって、この検出結果に基づいて良好な生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。

以下、本発明の露光装置及びデバイス製造方法について図面を参照しながら説明する。図１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１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴと、制御装置ＣＯＮＴに接続され、露光処理に関する情報を記憶する記憶装置ＭＲＹと、露光処理に関する情報を表示する表示装置ＤＳとを備えている。

ここで、本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向に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ッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ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Ｙ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軸まわり方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上にレジストを塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。

照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。

マスクステージＭＳＴは、マスクＭを支持するものであって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。マスクステージＭＳＴはリニアモータ等のマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤにより駆動される。マスクステージ駆動装置ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動することでマスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置決めを行う。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、複数の光学素子（レンズ）で構成されており、これら光学素子は金属部材としての鏡筒ＰＫで支持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、本実施形態の投影光学系ＰＬの先端側（基板Ｐ側）には、光学素子（レンズ）６０が鏡筒ＰＫより露出している。この光学素子６０は鏡筒ＰＫに対して着脱（交換）可能に設けられている。

基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基板ホルダを介して保持するＺステージ５１と、Ｚステージ５１を支持するＸＹステージ５２と、ＸＹステージ５２を支持するベース５３とを備えている。基板ステージＰＳＴはリニアモータ等の基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。Ｚステージ５１を駆動することにより、Ｚステージ５１に保持されている基板ＰのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及びθＸ、θＹ方向における位置が制御される。また、ＸＹステージ５２を駆動することにより、基板ＰのＸＹ方向における位置（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。すなわち、Ｚステージ５１は、基板Ｐのフォーカス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、及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬの像面に合わせ込み、ＸＹステージ５２は基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。なお、ＺステージとＸＹステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。

基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５１）上には移動鏡５４が設けられている。また、移動鏡５４に対向する位置にはレーザ干渉計５５が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計５５によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計５５の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動することで基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの位置決めを行う。

本実施形態では、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに、焦点深度を実質的に広くするために、液浸法を適用する。そのため、少なくともマスクＭのパターンの像を基板Ｐ上に転写している間は、基板Ｐの表面と投影光学系ＰＬの基板Ｐ側の光学素子（レンズ）６０の先端面（下面）７との間に所定の液体５０が満たされる。上述したように、投影光学系ＰＬの先端側にはレンズ６０が露出しており、液体５０はレンズ６０のみに接触するように構成されている。これにより、金属からなる鏡筒ＰＫの腐蝕等が防止されている。本実施形態において、液体５０には純水が用いられる。純水は、ＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、露光光ＥＬを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ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）とした場合、この露光光ＥＬを透過可能である。

露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの先端面（レンズ６０の先端面）７と基板Ｐとの間の空間５６に所定の液体５０を供給する液体供給装置１と、空間５６の液体５０を回収する液体回収装置２とを備えている。液体供給装置１は、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の少なくとも一部を液体５０で満たすためのものであって、液体５０を収容するタンク、加圧ポンプなどを備えている。液体供給装置１には供給管３の一端部が接続され、供給管３の他端部には供給ノズル４が接続されている。液体供給装置１は供給管３及び供給ノズル４を介して空間５６に液体５０を供給する。液体供給装置１は、空間５６に供給する液体５０の温度を、例えば露光装置ＥＸが収容されているチャンバ内の温度（例えば２３℃）と同程度に設定する。

液体回収装置２は、吸引ポンプ、回収した液体５０を収容するタンクなどを備えている。液体回収装置２には回収管６の一端部が接続され、回収管６の他端部には回収ノズル５が接続されている。液体回収装置２は回収ノズル５及び回収管６を介して空間５６の液体５０を回収する。空間５６に液体５０を満たす際、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置１を駆動し、供給管３及び供給ノズル４を介して空間５６に対して単位時間当たり所定量の液体５０を供給するとともに、液体回収装置２を駆動し、回収ノズル５及び回収管６を介して単位時間当たり所定量の液体５０を空間５６より回収する。これにより、投影光学系ＰＬの先端面７と基板Ｐとの間の空間５６に液体５０が配置される。

露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の空間５６の液体５０中の気泡を検出する気泡検出器２０を備えている。気泡検出器２０は液体５０中の気泡を光学的に検出するものであって、空間５６の液体５０に検出光を投射する投射系２１と、空間５６の液体５０からの検出光を受光する受光系２２とを備えている。投射系２１は検出光を基板Ｐの表面に対して傾斜方向から投射することにより、空間５６の液体５０に検出光を投射する。投射系２１は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して基板Ｐの走査方向であるＸ軸方向に離れた位置から検出光を基板Ｐの表面に対して投射する。本実施形態では、投射系２１は投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して−Ｘ方向に離れた位置に設けられ、受光系２２は投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して＋Ｘ方向に離れた位置に設けられている。

図２は、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬの下部、液体供給装置１、及び液体回収装置２などを示す正面図である。図２において、投影光学系ＰＬの最下端のレンズ６０は、先端部６０Ａが走査方向に必要な部分だけを残してＹ軸方向（非走査方向）に細長い矩形状に形成されている。走査露光時には、先端部６０Ａの直下の矩形の投影領域ＰＡにマスクＭの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬに対して、マスクＭが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、ＸＹステージ５２を介して基板Ｐが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、１つのショット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ト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の走査方向と平行に液体５０を流すように設定されている。

図３は、投影光学系ＰＬのレンズ６０の先端部６０Ａと、液体５０をＸ軸方向に供給する供給ノズル４（４Ａ〜４Ｃ）と、液体５０を回収する回収ノズル５（５Ａ、５Ｂ）との位置関係を示す図である。図３において、レンズ６０の先端部６０Ａの形状はＹ軸方向に細長い矩形状となっており、投影光学系ＰＬのレンズ６０の先端部６０ＡをＸ軸方向に挟むように、＋Ｘ方向側に３つの供給ノズル４Ａ〜４Ｃが配置され、−Ｘ方向側に２つの回収ノズル５Ａ、５Ｂが配置されている。そして、供給ノズル４Ａ〜４Ｃは供給管３を介して液体供給装置１に接続され、回収ノズル５Ａ、５Ｂは回収管４を介して液体回収装置２に接続されている。また、供給ノズル４Ａ〜４Ｃと回収ノズル５Ａ、５Ｂとをほぼ１８０°回転した配置に、供給ノズル８Ａ〜８Ｃと、回収ノズル９Ａ、９Ｂとが配置されている。供給ノズル４Ａ〜４Ｃと回収ノズル９Ａ、９ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル８Ａ〜８Ｃと回収ノズル５Ａ、５ＢとはＹ軸方向に交互に配列され、供給ノズル８Ａ〜８Ｃは供給管１０を介して液体供給装置１に接続され、回収ノズル９Ａ、９Ｂは回収管１１を介して液体回収装置２に接続されている。

なお、矢印Ｘａ（図３参照）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３、供給ノズル４Ａ〜４Ｃ、回収管４、及び回収ノズル５Ａ、５Ｂを用いて、液体供給装置１及び液体回収装置２により液体５０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、供給管３及び供給ノズル４（４Ａ〜４Ｃ）を介して液体供給装置１から液体５０が投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に供給されるとともに、回収ノズル５（５Ａ、５Ｂ）、及び回収管６を介して液体５０が液体回収装置２に回収され、レンズ６０と基板Ｐとの間を満たすように−Ｘ方向に液体５０が流れる。一方、矢印Ｘｂ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１０、供給ノズル８Ａ〜８Ｃ、回収管１１、及び回収ノズル９Ａ、９Ｂを用いて、液体供給装置１及び液体回収装置２により液体５０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、供給管１０及び供給ノズル８（８Ａ〜８Ｃ）を介して液体供給装置１から液体５０が投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に供給されるとともに、回収ノズル９（９Ａ、９Ｂ）、及び回収管１１を介して液体５０が液体回収装置２に回収され、レンズ６０と基板Ｐとの間を満たすように＋Ｘ方向に液体５０が流れる。このように、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給装置１及び液体回収装置２を用いて、基板Ｐの移動方向に沿って基板の移動方向と同一方向に液体５０を流す。この場合、例えば液体供給装置１から供給ノズル４を介して供給される液体５０は基板Ｐの−Ｘ方向への移動に伴って空間５６に引き込まれるようにして流れるので、液体供給装置１の供給エネルギーが小さくでも液体５０を空間５６に容易に供給できる。そして、走査方向に応じて液体５０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、レンズ６０の先端面７と基板Ｐとの間を液体５０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。

図４は、気泡検出器２０の概略構成を示す平面図である。投射系２１及び受光系２２は投影光学系ＰＬのレンズ６０の先端部６０Ａ、すなわち投影光学系ＰＬの基板Ｐ上における投影領域ＰＡをＸ軸方向に挟むように設けられている。投射系２１は、Ｙ軸方向に並ぶ複数の投射部２１Ａを有しており、投射部２１Ａのそれぞれから基板Ｐに対して検出光が投射される。複数の投射部２１Ａから投射される検出光の基板Ｐ表面に対する入射角度はそれぞれ同じ角度に設定されている。受光系２２は、投射系２１の投射部２１Ａに対応する複数の受光部２２Ａを有している。投射部２１Ａのそれぞれから投射された検出光は、液体中に気泡がなければ液体５０を通過して基板Ｐの表面で反射し、受光部２２Ａに受光される。

また、受光系２２は、投射系２１からの検出光が直接入射しない位置に配置された受光部２２Ｂ、２２Ｃを有しており、投射系２１からの検出光が液体中の気泡に当たって反射する散乱光は、その受光部２２Ｂ、２２Ｃで受光（暗視野検出）される。

投射系２１から投射される複数の検出光のうち、一部の検出光Ｌ１は基板Ｐ上のうちレンズ６０の先端部６０Ａに対応する領域（投影光学系ＰＬの投影領域ＰＡ）に投射されるようになっており、残りの一部の検出光Ｌ２は投影領域ＰＡのＹ軸方向両外側の領域に投射されるようになっている。そして、投射系２１は、複数の検出光のうち少なくとも一部の検出光Ｌｅを投影領域ＰＡのＹ軸方向における境界部近傍に対して投射する。ここで、レンズ６０の先端部６０Ａと基板Ｐとの間、すなわち基板Ｐ上の投影領域ＰＡに対応する部分に液体供給装置１より液体５０が供給されるため、この投影領域ＰＡに対応する部分が液浸部分となっている。

図７（ａ）は、基板Ｐの表面に付着している気泡１８に対して検出光が照射される状態を側方から見た模式図、図７（ｂ）は図７（ａ）の平面図である。
図７（ａ）に示すように、例えば検出光がスポット光であってその光束の径がＤ１である場合、検出光を基板Ｐに対して傾斜方向から投射することにより、基板Ｐ上における検出光は図７（ｂ）に示すようにＸ軸方向（走査方向）を長手方向とする楕円状となる。検出光の基板Ｐ上における楕円状の検出領域の長手方向の大きさＤ２は上記径Ｄ１より大きい。すなわち、例えば検出光を基板Ｐの表面に対して垂直方向から照射した場合は検出光の検出領域のＸ軸方向における大きさはＤ１となるが、傾斜方向から検出光を照射することで、Ｘ軸方向においてＤ１より大きいＤ２の検出領域で気泡１８を検出することができる。したがって、Ｘ軸方向に走査する基板Ｐ上の気泡１８を検出する際、気泡１８は径Ｄ１の検出領域に比べてより広い検出領域で検出されることになり、気泡検出器２０は気泡１８の検出精度を向上することができる。なお、ここでは検出光をスポット光として説明したが、検出光がスリット光であっても同様の効果が得られる。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを投影光学系ＰＬ及び液体５０を介して基板Ｐに露光する手順について図５のフローチャート図を参照しながら説明する。
マスクＭがマスクステージＭＳＴにロードされるとともに、基板Ｐが基板ステージＰＳＴにロードされたら、制御装置ＣＯＮＴは液体供給装置１及び液体回収装置２を駆動し、空間５６に対する液体供給動作を開始する。これにより、投影光学系ＰＬの下面７（先端部６０Ａ）と基板Ｐの投影領域ＰＡとの間に液体５０が満たされる（ステップＳ１）。

次いで、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを駆動して基板ＰをＸ軸方向に走査しつつ、照明光学系ＩＬからの露光光ＥＬでマスクＭを照明し、マスクＭのパターンを投影光学系ＰＬ及び液体５０を介して基板Ｐに投影する。これと同時に、制御装置ＣＯＮＴは投射系２１より検出光を基板Ｐに対して傾斜方向から投射する（ステップＳ２）。
制御装置ＣＯＮＴは基板Ｐ表面のＺ軸方向における位置を検出しつつ基板Ｐに対して露光処理する。

投射系２１から基板Ｐに投射された検出光は空間５６に満たされている液体５０中を通過し、基板Ｐ上の投影領域に投射される。ここで、図４に示すように、投影領域内の基板Ｐの表面に気泡１８が存在（付着）している場合、気泡１８に投射された検出光は散乱する。気泡１８に投射された検出光の一部が散乱することで、通常では検出されない強い光が受光部２２Ｂ、２２Ｃに入射し、この検出光に対応する受光部２２Ａに受光される光強度が低下する。受光部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはこの受光系２２で検出される光の強度に基づいて、基板Ｐ上に気泡が存在するか否かを検出する（ステップＳ３）。

ここで、制御装置ＣＯＮＴは、受光部２２Ｂ、２２Ｃで検出される光の強度に基づいて気泡１８の大きさや量を求めることができる。例えば、小さい気泡はより大きな角度で光を散乱するので、制御装置ＣＯＮＴは、受光部２２Ｂ、２２Ｃの検出結果に基づいて、気泡１８からの散乱光の方向を求めることにより、気泡１８の大きさを求めることができる。更に、受光した光の強度を検出することで基板Ｐ上の単位面積当たりの気泡１８の量を求めることもできる。

このとき、基板ＰのＸＹ方向の位置はレーザ干渉計５５の計測結果より特定されるとともに、気泡１８に投射された検出光を受光した受光部２２ＡのＹ軸方向における設置位置も設計値に基づいて特定される。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５５の計測結果及び受光する光の強度が低下した受光部２２Ａの設置位置に関する情報に基づいて、基板Ｐ上において気泡１８が存在する位置を特定することができる。気泡１８が存在する位置を特定したら、制御装置ＣＯＮＴはこの気泡１８の位置情報を記憶装置ＭＲＹに記憶する（ステップＳ４）。

そして、制御装置ＣＯＮＴは基板ＰをＸ軸方向に走査しつつ基板Ｐに対して検出光を投射することで、気泡１８の存在の有無や気泡の量など、ショット領域のそれぞれについての気泡１８に関する情報を検出することができる。

ここで、記憶装置ＭＲＹには、基板Ｐに対して所望のパターン転写精度でパターンが転写されるかどうかの気泡１８に関するしきい値情報が記憶されている。このしきい値は、気泡１８の大きさに関するしきい値、あるいは１つのショット領域についての気泡１８の量（数）に関するしきい値を含む。制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶されているしきい値情報と、気泡検出器２０による気泡検出結果とを比較する（ステップＳ５）。

制御装置ＣＯＮＴは、気泡検出器２０による気泡検出結果が前記しきい値以上であるかどうかを判別する（ステップＳ６）。
例えば、径の小さい気泡１８が液体５０中を僅かに浮遊している場合など、気泡１８が液体中に存在していても所望のパターン転写精度を得られる場合がある。そこで、気泡１８の量及び大きさに関するしきい値を予め求めておき、気泡検出結果が前記しきい値以下であれば基板Ｐの露光を適切に行うことができると判断できる。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶されている気泡に関するしきい値情報を参照し、気泡検出器２０の検出結果に基づいて、基板Ｐの露光が適切に行われたか否かを判断する。なお、前記しきい値は例えば予め実験的に求めることができ、記憶装置ＭＲＹに記憶されている。

気泡１８が上記しきい値以下であると判断したら、つまり基板Ｐの露光が適切に行われると判断したら、制御装置ＣＯＮＴは露光処理を継続する。一方、気泡１８が上記しきい値以上であると判断したら、つまり、気泡１８の存在により基板Ｐの露光が適切に行われないと判断したら、制御装置ＣＯＮＴは、例えば露光処理動作を中断したり、あるいは表示装置ＤＳや不図示の警報装置を駆動して、許容範囲以上（しきい値以上）の気泡が存在する旨を通知したり、あるいは基板Ｐ上における気泡１８の位置情報を表示装置ＤＳで表示する等の処置を施す（ステップＳ７）。

ここで、図６に示すように、基板Ｐ上の複数のショット領域ＳＨのそれぞれについて露光する場合について考える。この場合、ステップＳ６において気泡１８が上記しきい値以上であると判断した場合でも、制御装置ＣＯＮＴは露光処理を継続する。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上の複数のショット領域ＳＨのそれぞれの露光中に気泡検出器２０による気泡１８の検出を行い、上記しきい値情報とレーザ干渉計による気泡の位置情報とを参照し、複数のショット領域ＳＨのうち気泡１８によりパターンの像の結像が適切に行われなかったショット領域ＳＨ’を記憶装置ＭＲＹに記憶する（ステップＳ８）。
そして、露光処理終了後において、記憶装置ＭＲＹに記憶した情報に基づいて、複数のショット領域ＳＨのうちパターンの像の結像が適切に行われなかったショット領域ＳＨ’は、その後に続く、別のレイヤの露光処理から除外されたり、レジストをつけ直して再露光される。

本実施形態においては、複数の検出光のうち、基板Ｐ上の投影領域ＰＡには検出光Ｌ１が投射され、Ｙ軸方向の両側境界部に対して検出光Ｌｅが投射されている。したがって、この検出光Ｌ１やＬｅの受光系２２での受光結果に基づいて、空間５６に液体５０が満たされているかどうかを判断することができる。例えば、基板Ｐ上の投影領域ＰＡの境界部付近で液体５０の剥離などの不都合が生じて空間５６の一部に液体５０が配置されてない状態が生じると、検出光Ｌｅの光路が変化して受光系２２に受光されず、非入射状態となる。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、検出光Ｌｅを受光した受光部２２Ａの受光結果に基づいて、空間５６に液体５０が満たされているかどうかを判断することができる。また、例えば、液体供給装置１が何らかの原因で動作不能となり、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体５０が切れてしまう（無くなってしまう）場合も考えられる。この場合においても、検出光Ｌ１の光路が変化して受光部２２Ａに対して非入射状態となる。制御装置ＣＯＮＴは、受光部２２Ａの受光結果に基づいて、空間５６の液体が切れるのを検出することができる。このように、気泡検出器２０は、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体５０が切れるのを検出する液切検出装置としての機能も有する。

この場合においても、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上の複数のショット領域ＳＨのそれぞれの露光中に液切検出装置２０による液切れの検出を行い、レーザ干渉計の位置計測結果に基づいて、複数のショット領域ＳＨのうち露光中に液切れが生じたショット領域（不良ショット領域）ＳＨ’を記憶装置ＭＲＹに記憶する。そして、露光処理終了後において、記憶装置ＭＲＹに記憶した情報に基づいて、複数のショット領域ＳＨのうち液切れに起因してパターンの像の結像が適切に行われなかったショット領域ＳＨ’を、その後に行われる別レイヤの露光処理から除外したり、レジストをつけ直して再露光を行う。

なお、上述した液切検出装置は、液切れが生じているかどうかを光学的に検出する構成であるが、例えば、液体供給装置１の供給管３や供給ノズル４に設けた流量計（流量検出装置）により液切検出装置を構成してもよい。流量検出装置は、空間５６に供給される液体５０の単位時間当たりの液体流量を検出し、制御装置ＣＯＮＴに検出結果を出力する。制御装置ＣＯＮＴは流量検出装置の検出結果に基づいて、液体の流量が所定値以下である場合、液切れが生じていると判断する。

また、気泡のような小さい気体部分だけでなく、比較的大きな気体の空間（気体部分）が液体中に発生してしまう場合や、液体供給装置１から液体の供給を開始したときに、投影光学系ＰＬの像面側に気体が残ってしまう場合も考えられる。こうした場合にも、検出光Ｌ１が受光部２２Ａに対して非入射状態となるため、受光部２２Ａの受光結果に基づいて、投影光学系ＰＬの像面側の気体部分の有無を検出することができる。このように、気泡検出器２０は、液体中の気泡の検出だけでなく、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の気体部分の有無を検出する機能も有する。

以上説明したように、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の空間５６に満たされた液体５０中の気泡１８を検出する気泡検出器２０を設けたので、パターン転写精度に大きく影響するこの空間５６での気泡１８の情報を検出することで良好な生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。そして、気泡が存在した場合には、気泡検出結果に基づいてパターンが適切に転写されたかどうかを判断することで、例えばパターンが適切に転写されたショット領域に対応するデバイスのみを製品として用いたり、あるいは露光処理を一旦中断して気泡を除去するための処理を施すといった処置を施すことができる。

なお、本実施形態では、基板Ｐの表面に付着している気泡１８を検出する場合について説明したが、液体５０中に気泡が浮遊している場合においても、この浮遊している気泡に検出光が照射されることにより受光系２２で受光される光の強度が変化するので、液体５０中に浮遊している気泡の量を検出することも可能である。また、浮遊している気泡を検出した検出光と、基板Ｐに付着している気泡を検出した検出光とでは受光部２２Ｂ、２２Ｃに受光される光の強度が異なるので、検出した気泡が浮遊しているものか基板Ｐに付着しているものかを受光部２２Ｂ、２２Ｃの受光結果に基づいて判別することも可能である。また、検出光を投影光学系ＰＬの下面７に対して照射することにより、この投影光学系ＰＬの下面７に付着している気泡に関する情報を検出することもできる。また、投射系２１からの検出光の一部を基板Ｐの表面位置の検出に用いてもよい。

なお、本実施形態では、投射系２１は基板Ｐの走査方向と離れた方向から基板Ｐに対してＸＺ平面と平行に検出光を投射することにより、検出精度の向上を図っているが、基板Ｐに対してＹＺ平面と平行に検出光を投射する構成とすることもできる。また、本実施形態では、基板Ｐに対してＹ軸方向に複数並んだスポット光（検出光）を照射するように説明したが、例えば１つのスポット光をＹ軸方向に走査しつつ、このスポット光に対して基板ＰをＸ軸方向に走査するようにしてもよい。あるいは、Ｙ軸方向に延びるスポット光を基板Ｐに投射するようにしてもい。このような構成であっても、基板Ｐ表面の所定の領域に対する気泡検出動作を行うことができる。

また、上述の実施形態においては、基板Ｐ上に液浸領域を形成する場合について説明したが、特開２００２−１４００５号公報、特開平１１−１６８１６号公報、特開昭５７−１１７２３８号公報、特開平１１−２３８６８０号公報、特開２０００−９７９１６号公報、特開平４−３２４９２３号公報などに開示されているような、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５１）上の各種計測部材やセンサを用いる場合にも、投影光学系ＰＬの像面側を液体で満たすことが考えられる。こうした計測部材やセンサで液体を介して計測を行うときに、投影光学系ＰＬの像面側に気体部分（液中の気泡など）が存在すると計測誤差となってしまうおそれがある場合には、気泡検出器２０を使って気体部分の有無などを検出するようにしてもよい。

次に、本発明の別の実施形態について図８を参照しながら説明する。以下の説明において、上述した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８は、投影光学系ＰＬの先端部近傍を示す側面図である。図８において、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子６０と基板Ｐとの間には液体５０が満たされており、基板Ｐ上には液体５０の液浸領域ＡＲが形成されている。なお図８には、基板Ｐ上に液体５０を供給する供給ノズル４及び基板Ｐ上の液体５０を回収する回収ノズル５は図示されていない。

なお、本実施形態の以下の説明においては、基板Ｐが投影光学系ＰＬの光学素子６０と対向している場合について説明するが、特開２００２−１４００５号公報、特開平１１−１６８１６号公報、特開昭５７−１１７２３８号公報、特開平１１−２３８６８０号公報、特開２０００−９７９１６号公報、特開平４−３２４９２３号公報などに開示されているような、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５１）上の各種計測部材やセンサが投影光学系ＰＬの光学素子６０に対向している場合も同様である。

露光装置ＥＸは、基板Ｐの面位置情報を検出するフォーカス検出系７０を備えている。フォーカス検出系７０は、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＡを挟んでその両側にそれぞれ設けられている投射系７１と受光系７２とを有し、投射系７１から基板Ｐ上の液体５０を介して基板Ｐ表面（露光面）に斜め方向から検出光Ｌａを投射し、基板Ｐ上で反射した検出光（反射光）Ｌａを受光系７２で受光する。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系７０の動作を制御するとともに、受光系７２の受光結果に基づいて、所定基準面に対する基板Ｐ表面のＺ軸方向における位置（フォーカス位置）及び傾きを検出する。なお図８に示す例では、投射系７１及び受光系７２は投影領域ＰＡを挟んで±Ｘ側のそれぞれにおいて投影領域ＰＡに対して離れた位置に設けられているが、投射系７１及び受光系７２は投影領域ＰＡを挟んで±Ｙ側のそれぞれに設けられてもよい。

フォーカス検出系７０の投射系７１は複数の投射部を有し、図９に示す模式図のように、基板Ｐ上に複数の検出光Ｌａを投射する。また受光系７２は前記複数の投射部に応じた複数の受光部を有している。これにより、フォーカス検出系７０は、基板Ｐ表面における例えばマトリクス状の複数の各点（各位置）での各フォーカス位置を求めることができ、求めた複数の各点でのフォーカス位置に基づいて、基板Ｐの傾斜方向の姿勢を求めることができる。なお、フォーカス検出系７０の構成としては、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているものを用いることができる。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系７０の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴのＺステージ５１（図１参照）を駆動することにより、Ｚステージ５１に保持されている基板ＰのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及びθＸ、θＹ方向における位置を制御する。すなわち、Ｚステージ５１は、フォーカス検出系７０の検出結果に基づく制御装置ＣＯＮＴからの指令に基づいて動作し、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（露光面）を投影光学系ＰＬ及び液体５０を介して形成される像面に合わせ込む。

図８に戻って、投影光学系ＰＬの先端部近傍には、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された検出光Ｌａを透過可能な第１光学部材８１と、基板Ｐ上で反射した検出光Ｌａを透過可能な第２光学部材８２とが設けられている。第１光学部材８１及び第２光学部材８２は、投影光学系ＰＬ先端の光学素子６０とは分離した状態で支持されており、第１光学部材８１は光学素子６０の−Ｘ側に配置され、第２光学部材８２は光学素子６０の＋Ｘ側に配置されており、露光光ＥＬの光路及び基板Ｐの移動を妨げない位置において、液浸領域ＡＲの液体５０に接触可能な位置に設けられている。

そして、図８に示すように、基板Ｐの露光処理中においては、投影光学系ＰＬを通過した露光光ＥＬの光路、つまり光学素子６０と基板Ｐ（基板Ｐ上の投影領域ＰＡ）との間の露光光ＥＬの光路が全て液体５０で満たされるように、液体供給装置１（図１参照）から液体５０が基板Ｐ上に供給される。また、光学素子６０と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路の全てが液体５０で満たされ、基板Ｐ上において液浸領域ＡＲが投影領域ＰＡの全てを覆うように所望状態に形成されたとき、その液浸領域ＡＲを形成する液体５０は第１光学部材８１及び第２光学部材８２の端面のそれぞれに密着（接触）するようになっている。基板Ｐ上に液浸領域ＡＲが形成され、液体５０が第１光学部材８１及び第２光学部材８２の端面のそれぞれに密着している状態においては、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された検出光Ｌａ及びその基板Ｐ上での反射光Ｌａの光路のうち第１光学部材８１と第２光学部材８２との間の光路は全て液体５０で満たされる。また、検出光Ｌａの光路の全てが液体５０で満たされた状態のとき、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された検出光Ｌａは、基板Ｐ上の投影光学系ＰＬの投影領域ＰＡに照射されるように設定されている。
なお、投影領域ＰＡの外側、特に投影領域ＰＡに対して基板Ｐの走査方向（Ｘ軸方向）に離れた位置に照射される検出光があってもよい。

液浸領域ＡＲが所望状態で形成され、第１光学部材８１と第２光学部材８２との間における検出光Ｌａの光路の全てが液体５０で満たされた状態においては、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された検出光Ｌａは、散乱や屈折などを生じることなく、第１光学部材８１及び液浸領域ＡＲの液体５０を通過して基板Ｐ（投影領域ＰＡ）に所望状態で照射され、その反射光Ｌａは、液浸領域ＡＲの液体５０及び第２光学部材８２を通過して受光系７２に所望状態で受光される。換言すれば、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された検出光Ｌａが受光系７２に受光されるとき、液浸領域ＡＲは所望状態に形成されている。このように、フォーカス検出系７０の受光系７２の出力に基づいて、検出光Ｌａの光路中の全てが液体５０で満たされているか否かを光学的に検出することができる。

また上述したように、液浸領域ＡＲが所望状態で形成されている状態においては、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された検出光Ｌａは、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＡに照射されるようになっており、投影領域ＰＡを含む露光光ＥＬの光路の少なくとも一部を通過するようになっている。したがって、フォーカス検出系７０は、受光系７２の出力に基づいて、露光光ＥＬの光路が液体５０で満たされているか否かを光学的に検出することができる。

なおここでは、第１光学部材８１と第２光学部材８２とは互いに独立した部材であるように説明したが、例えば投影光学系ＰＬの先端部の光学素子６０を囲むように環状の光学部材を配置し、その環状の光学部材の一部に検出光を照射し、液浸領域ＡＲ及び基板Ｐ表面を通過した検出光を、環状の光学部材を介して受光するようにしてもよい。光学部材を環状に設けて液浸領域ＡＲの液体５０を環状の光学部材の内側面に密着させることにより液浸領域ＡＲ２の形状を良好に維持することができる。また本実施形態においては、第１光学部材８１及び第２光学部材８２は投影光学系ＰＬに対して分離しているが、投影光学系ＰＬの光学素子６０と一体で設けられていてもよい。

なお、上記第１、第２光学部材８１、８２の端面である液体接触面や、上記環状の光学部材の液体接触面を例えば親液化処理して親液性とすることにより、液浸領域ＡＲの液体５０は光学部材の液体接触面に密着し易くなるため、液浸領域ＡＲの形状を維持し易くなる。

図１０は、液浸領域ＡＲの液体５０中に気泡１８が存在している状態を示す図である。図１０に示すように、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された複数の検出光Ｌａのうち、気泡１８に当たった検出光Ｌａは散乱や屈折などを生じる。したがって、気泡１８に当たった検出光Ｌａは、受光系７２に光量を低下した状態で受光されるか、あるいはその光路を変化させるため受光されない。つまり、液体５０中に気泡（気体部分）１８がある場合、受光系７２に受光される光強度が変化（低下）する。したがって、フォーカス検出系７０は、受光系７２の出力に基づいて、露光光ＥＬの光路上に形成された液浸領域ＡＲの液体５０中に存在する気泡（気体部分）１８を光学的に検出することができる。そして、液浸領域ＡＲは露光光ＥＬの光路上に形成されるものであり、検出光Ｌａは露光光ＥＬの光路の一部である投影領域ＰＡを照射する構成であるため、フォーカス検出系７０は、受光系７２の出力に基づいて、露光光ＥＬの光路中における気泡（気体部分）の有無、すなわち露光光ＥＬの光路が液体５０で満たされているか否かを検出することができる。更に、フォーカス検出系７０は、液体５０のうち検出光Ｌａの光路中の気泡（気体部分）を検出することができる。

ここで、気泡１８とは、図１０中、液体５０中を浮遊している気泡１８Ａ、第１光学部材８１の端面（液体接触面）に付着している気泡１８Ｂ、第２光学部材８２の端面（液体接触面）に付着している気泡１８Ｃ、及び基板Ｐ上に付着している気泡（不図示）を含む。このように、液浸領域ＡＲの液体５０中に気泡１８が存在する場合、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された検出光Ｌａは、散乱や屈折などを生じ、受光系７２に対する光量（受光量）を変化させるか、あるいはその光路を変化させて受光系７２に受光されないので（符号Ｌｂ参照）、フォーカス検出系７０は、受光系７２の出力に基づいて、露光光ＥＬの光路上に設けられている液浸領域ＡＲの液体５０中の気体部分（気泡）の有無を検出することができる。

そして、本実施形態においては、フォーカス検出系７０は、受光系７２の出力に基づいて、検出光Ｌａの光路中の気泡１８を検出する構成であるため、基板Ｐ上に付着している気泡や第１、第２光学部材８１、８２に付着している気泡１８（１８Ｂ、１８Ｃ）はもちろん、液浸領域ＡＲを形成する液体５０中を浮遊している気泡１８（１８Ａ）も検出することができる。そのため、検出光Ｌａの光路上であれば、液浸領域ＡＲの液体５０のうち露光光ＥＬの光路以外の位置に存在する気泡１８も検出することができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系７０を使って基板Ｐの面位置情報を検出しつつ露光処理を行うため、フォーカス検出系７０は、基板Ｐの露光処理中に検出光Ｌａを投射し、露光光ＥＬの光路上の液体５０中の気体部分の有無や、検出光Ｌａの光路中の気体部分の有無を検出することができる。もちろん、フォーカス検出系７０は、露光処理以外のタイミングにおいても液浸領域ＡＲの液体５０中の気体部分の有無を検出することもできる。

また、フォーカス検出系７０は、検出光Ｌａの光路上であれば、液浸領域ＡＲの液体５０のうち露光光ＥＬの光路以外の位置に存在する気泡１８も検出することができるため、例えば走査露光中において露光光ＥＬの光路以外の位置に存在する気泡１８が基板Ｐの移動に伴って液体５０中を移動して露光光ＥＬの光路上に配置されたり基板Ｐや光学素子６０に付着する可能性があっても、フォーカス検出系７０によって、露光光ＥＬの光路以外の位置に存在する気泡１８が露光光ＥＬの光路上に配置されたり、基板Ｐや光学素子６０に付着する前に、その気泡１８を検出することができる。したがって、露光処理中において、例えば液体５０中を浮遊していた気泡１８が露光光ＥＬの光路上や基板Ｐ上に配置される前に、フォーカス検出系７０の出力に基づいて、気泡１８が露光光ＥＬの光路上や基板Ｐ上に配置されることを予測し、例えば露光処理を停止したり、警報装置を駆動するなどの適切な処置を行うことができ、露光不良や不良ショットが発生する不都合を回避することができる。

また、フォーカス検出系７０の投射系７１は複数の検出光Ｌａを基板Ｐ上のマトリクス状の各点に照射するため、受光系７２に受光される複数の検出光Ｌａそれぞれの光強度（受光量）に基づいて、フォーカス検出系７０は気泡１８の位置情報を求めることができる。ここで、複数の検出光Ｌａそれぞれの照射位置情報は設計値に基づいて特定される。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、複数の検出光Ｌａのうち受光系７２の各受光部に入射する光強度を低下させた検出光Ｌａの照射位置情報、あるいはその検出光Ｌａに対応する受光系７２の受光部の設置位置に関する情報に基づいて、気泡１８の位置（気泡１８が存在した検出光の光路）を特定することができる。

また、図１１の模式図に示すように、投影光学系ＰＬの光学素子６０と基板Ｐとの間に液体５０が十分に満たされずに液体５０の一部が切れて液浸領域ＡＲが所望状態で形成されない状況が発生し、露光光ＥＬの光路中に気体領域ＡＧが生成される可能性があるが、フォーカス検出系７０は、その気体領域ＡＧの有無を検出することもできる。なお気体領域ＡＧは、例えば基板Ｐの移動に伴う液体５０の剥離や液体供給装置１の動作不良などによって生じる。図１１に示す例では、気体領域ＡＧは第２光学部材８２近傍に形成されており、液浸領域ＡＲの液体５０は第２光学部材８２の端面に密着（接触）していない。この場合においても、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出された検出光Ｌａは、液浸領域ＡＲの液体５０と気体領域ＡＧとの界面で散乱や屈折などを生じ、受光系７２に光量を低下した状態で受光されるか、あるいは受光されない。フォーカス検出系７０は、受光系７２の出力に基づいて、液浸領域ＡＲのうち露光光ＥＬの光路中の気体領域ＡＧの有無、すなわち露光光ＥＬの光路が液体５０で満たされているか否かを検出することができる。また、この場合においても、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系７０を使って基板Ｐの面位置情報を検出しつつ露光処理を行うため、そのフォーカス検出系７０（受光系７２）の出力に基づいて、基板Ｐの露光中に露光光ＥＬの光路中の気体部分の有無や検出光Ｌａの光路中の気体部分の有無を検出することができる。そして、露光処理中に気体領域ＡＧをフォーカス検出系７０で検出した場合には、制御装置ＣＯＮＴは、そのフォーカス検出系７０の出力に基づいて、例えば露光動作を停止したり、液体供給装置１による液体供給量や液体回収装置２による液体回収量を調整して液浸領域ＡＲを所望状態に形成する等の適切な処置を施すことができる。

ところで、基板Ｐを液浸露光処理する際には、図１２（ａ）の模式図に示すように、基板Ｐを基板ステージＰＳＴにロードした後、露光処理を開始する前に、液体供給装置１及び液体回収装置２を駆動することで基板Ｐ上に液浸領域ＡＲを形成する液浸領域形成動作が行われる。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系７０の投射系７１より検出光Ｌａを基板Ｐに照射しつつ露光処理前の液浸領域形成動作を行うことにより、そのフォーカス検出系７０（受光系７２）の出力に基づいて、基板Ｐの露光開始の適否を判断することができる。すなわち、露光処理前の液浸領域形成動作において、図１２（ｂ）に示すように、液浸領域ＡＲが未だ十分に形成されずに気体領域ＡＧがある場合、受光系７２に達する検出光Ｌａの光強度は低下するので、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系７０の受光系７２の出力に基づいて、液浸領域ＡＲは未だ十分に形成されていないと判断し、液浸露光処理を開始することは不適切であると判断する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、液浸領域ＡＲが所望状態に形成されるまで液浸領域形成動作を継続し、場合によっては液体供給装置１の液体供給量や液体回収装置２の液体回収量を変更したり基板Ｐの位置を動かす等の液浸領域形成動作条件を変更する。そして、図１２（ｃ）に示すように、液浸領域ＡＲが十分に形成されて、第１光学部材８１と第２光学部材８２との間の検出光Ｌａの光路が液体５０で満たされた状態となると、投影光学系ＰＬの光学素子６０と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路も液体５０で満たされたことになる。この状態においては、投射系７１から射出された検出光Ｌａは受光系７２に所定の光強度で入射するので、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系７０の受光系７２の出力に基づいて、液浸領域ＡＲが形成されたと判断し、液浸露光処理を開始することは適切であると判断する。液浸露光処理を開始することは適切であると判断した制御装置ＣＯＮＴは、露光光ＥＬの照射を開始して露光処理を行う。

ところで、上述したように、基板Ｐの露光中において、フォーカス検出系７０によって露光光ＥＬの光路を含む液浸領域ＡＲ中に気泡１８や気体領域ＡＧ等の気体部分が検出された場合、制御装置ＣＯＮＴはその基板Ｐの露光処理を停止する等の処置を行うが、露光光ＥＬの光路上に液体５０が満たされているにも係わらず、検出光Ｌａが受光系７２に所定の光強度で受光されない状況が発生することが考えられ、その場合、液浸露光処理可能であるにも係わらず、露光処理を停止してしまう不都合が生じる。例えば図１３の模式図に示すように、フォーカス検出系７０の投射系７１から投射された複数の検出光Ｌａ１〜Ｌａ５のうち、基板Ｐのエッジ部Ｅと基板Ｐの周りに設けられたプレート部材５７との間の隙間５８に照射された検出光Ｌａ３は、散乱や屈折などを生じて受光系７２に所定の光強度で受光されない可能性がある。ここで、プレート部材５７は基板Ｐに同心状に設けられた環状部材であって、プレート部材５７の上面と基板Ｐの上面とはほぼ面一となっており、このプレート部材５７によって、基板Ｐのエッジ部Ｅ近傍を液浸露光する際にも投影光学系ＰＬの光学素子６０の下に液体５０を保持して液浸領域ＡＲの形状を維持できるようになっている。そして、基板Ｐとプレート部材５７との間に隙間５８が形成されているが、その隙間５８に照射された検出光Ｌａ３は、液浸領域ＡＲが良好に形成されているにも係わらず、受光系７２に所定の光強度で受光されない可能性があり、制御装置ＣＯＮＴは、受光系７２の出力に基づいて露光処理を停止してしまう不都合が生じる。また、プレート部材５７が設けられていない構成も考えられるが、その場合、基板Ｐと基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ５１）との間に段差が形成され、エッジ部Ｅ近傍の基板Ｐ上には液浸領域ＡＲが形成されているにも係わらず、基板Ｐの外側に照射される検出光Ｌａ３、Ｌａ４、Ｌａ５などが受光系７２に所定の光強度で受光されない可能性がある。

その場合、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴの位置を計測するレーザ干渉計５５（図１参照）の計測結果と、レーザ干渉計５５で規定されるステージ座標系での基板Ｐのエッジ部Ｅ（隙間５８）の位置情報とに基づいて、露光動作を制御する。具体的には、例えば露光処理前のアライメント処理時などにおいて、制御装置ＣＯＮＴは前記ステージ座標系での基板Ｐのエッジ部Ｅ（隙間５８）の位置情報を予め求めて記憶装置ＭＲＹに記憶しておく。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５５により基板Ｐの位置情報を計測しつつ露光処理する。露光処理中において、制御装置ＣＯＮＴは、隙間５８を含む基板Ｐのエッジ部Ｅ近傍に検出光Ｌａが照射されているか否かを、記憶装置ＭＲＹに記憶されている基板Ｐのエッジ部Ｅの位置情報を参照することで判断する。そして、例えば隙間５８に検出光Ｌａが照射されていると判断したときに、受光系７２に受光される検出光Ｌａの光量が低下したりあるいは受光されない状況が生じても、制御装置ＣＯＮＴは、受光系７２の出力を無視し、露光処理を継続する。こうすることにより、液浸露光処理が良好に行われているにも係わらず露光処理を停止してしまうといった不都合を回避できる。

図１４は、本発明の別の実施形態を示す図である。本実施形態の特徴的な部分は、フォーカス検出系７０の検出光Ｌａを透過可能な光学部材８１、８２が投影光学系ＰＬの光学素子６０と一体で設けられている点である。そして、フォーカス検出系７０の投射系７１から射出される複数の検出光Ｌａのうち一部又は全部の検出光Ｌａは、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち一部（先端部）の光学素子６０を通過するように設けられており、フォーカス検出系７０は、その光学素子６０を介して検出光Ｌａを基板Ｐ上に投射する。このような構成によっても、フォーカス検出系７０は、露光光ＥＬの光路中の気体部分の有無を検出することができる。また、図１４に示す例では、光学部材８１、８２の下端面（液体接触面）のそれぞれは、ＸＹ平面に略平行な平坦面となっており、光学素子６０の先端面（下端面）とほぼ面一となっている。そして、液浸領域ＡＲの液体５０は、光学部材８１、８２の下端面及び光学素子６０の下端面に密着するように設けられ、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間において、広い領域に液浸領域ＡＲが形成される。

そして、図１５に示すように液浸領域ＡＲの液体５０中に気泡１８が存在する場合には、上記実施形態同様、投射系７１から射出された検出光Ｌａは気泡１８に当たって散乱などするため、光強度を低下した状態で受光系７２に受光される。したがって、フォーカス検出系７０は、受光系７２の出力に基づいて、液浸領域ＡＲのうち露光光ＥＬの光路中や検出光Ｌａの光路中における気泡（気体部分）１８の有無を検出することができる。

なおこの場合においても、光学部材８１、８２のそれぞれは互いに独立した部材であってもよいし、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子６０を囲むように環状に一体で形成されてもよい。

上述したように、本実施形態における液体５０は純水により構成されている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジストや光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。

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

本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端にレンズ６０が取り付けられているが、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ＥＬを透過可能な平行平面板であってもよい。液体５０と接触する光学素子を、レンズより安価な平行平面板とすることにより、露光装置ＥＸの運搬、組立、調整時等において投影光学系ＰＬの透過率、基板Ｐ上での露光光ＥＬの照度、及び照度分布の均一性を低下させる物質（例えばシリコン系有機物等）がその平行平面板に付着しても、液体５０を供給する直前にその平行平面板を交換するだけでよく、液体５０と接触する光学素子をレンズとする場合に比べてその交換コストが低くなるという利点がある。すなわち、露光光ＥＬの照射によりレジストから発生する飛散粒子、または液体５０中の不純物の付着などに起因して液体５０に接触する光学素子の表面が汚れるため、その光学素子を定期的に交換する必要があるが、この光学素子を安価な平行平面板とすることにより、レンズに比べて交換部品のコストが低く、且つ交換に要する時間を短くすることができ、メンテナンスコスト（ランニングコスト）の上昇やスループットの低下を抑えることができる。

また、液体５０の流れによって生じる投影光学系ＰＬの先端の光学素子と基板Ｐとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。

なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間は液体５０で満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体５０を満たす構成であってもよい。そして、本実施形態では、このカバーガラスも投影光学系ＰＬの一部を構成する。すなわち、本実施形態において、マスクＭと基板Ｐとの間における露光光ＥＬの光路上に存在する全ての光学素子を投影光学系とする。

なお、本実施形態の液体５０は水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ_２レーザである場合、このＦ_２レーザ光は水を透過しないので、この場合、液体５０としてはＦ_２レーザ光を透過可能な例えば過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイルであってもよい。また、液体５０としては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。

なお、上記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、例えば先端部６０Ａの長辺について２対のノズルで液体５０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５０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。

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

また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような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や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているような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にも本発明を適用可能である。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。

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

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

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

基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

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

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１６に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

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。 投影光学系の先端部と液体供給装置及び液体回収装置との位置関係を示す図である。 供給ノズル及び回収ノズルの配置例を示す図である。 気泡検出器を示す平面図である。 気泡検出手順の一例を示すフローチャート図である。 基板上のショット領域を示す平面図である。 気泡検出器の検出光を説明するための図である。 本発明に係る気体検出系の一実施形態を示す図である。 本発明に係る気体検出系を説明するための模式図である。 本発明に係る気体検出系による気体部分検出動作を示す図である。 本発明に係る気体検出系による気体部分検出動作を示す図である。 本発明に係る気体検出系による気体部分検出動作を示す図である。 本発明に係る気体検出系を説明するための模式図である。 本発明に係る気体検出系の一実施形態を示す図である。 本発明に係る気体検出系による気体部分検出動作を示す図である。 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１…液体供給装置、２…液体回収装置、２０…気泡検出器（液切検出装置）、
２１…投射系、２２…受光系、５０…液体、５６…空間、ＣＯＮＴ…制御装置、
ＥＸ…露光装置、ＰＬ…投影光学系、Ｐ…基板

Claims (25)

1. 投影光学系と基板との間の少なくとも一部を液体で満たし、前記投影光学系と前記液体とを介してパターンの像を基板上に投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
   前記投影光学系と前記基板との間の液体中の気泡を検出する気泡検出器を備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記気泡検出器は、前記気泡を光学的に検出することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記気泡検出器は、前記液体に光を投射する投射系と、前記液体からの光を受光する受光系とを有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
4. 前記基板は所定の走査方向に移動しながら走査露光され、
   前記投射系は、前記投影光学系の光軸に対して前記走査方向に離れた位置から光を投射することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
5. 前記液体を供給する供給装置を備え、
   前記液体は、前記走査露光中に、前記投影光学系と前記基板との間を前記走査方向と平行に流れることを特徴とする請求項４記載の露光装置。
6. 前記気泡検出器は、前記受光系で検出される光の強度に基づいて、前記気泡の量を検知することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の露光装置。
7. 前記気泡検出器の検出結果に基づいて、前記基板の露光が適切に行われたか否かが判断されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
8. 前記基板上の複数のショット領域のそれぞれの露光中に前記気泡検出器による気泡の検出を行い、
   該検出結果に基づき、前記気泡により前記パターンの像の結像が適切に行われなかったショット領域を記憶することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
9. 投影光学系と基板との間の少なくとも一部を液体で満たし、前記投影光学系と前記液体とを介してパターンの像を基板上に投影することによって、前記基板を露光する露光装置において、
   前記基板を保持するとともに前記投影光学系に対して相対移動可能なステージと、
   前記投影光学系と前記基板との間に光を投射する投射系と、前記投影光学系と前記基板との間からの光を受光するための受光系とを有し、該受光系の受光結果に基づいて前記投影光学系と前記基板との間の少なくとも一部の液体が切れるのを検出する液切検出装置と、を備えることを特徴とする露光装置。
10. 前記液切検出装置は、前記液体からの光の前記受光系への非入射により前記液体が切れるのを検出することを特徴とする請求項９記載の露光装置。
11. 投影光学系と液体とを介して露光光を基板に照射して前記基板を露光する露光装置において、
    前記露光光の光路に光を投射する投射系と、前記光路からの光を受光するための受光系とを有し、該受光系の出力に基づいて前記露光光の光路中における気体部分の有無を検出する気体検出系を備えたことを特徴とする露光装置。
12. 前記気体検出系は、前記露光光の光路中の気泡を検出することを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
13. 前記気体検出系は、前記露光光の光路が液体で満たされているか否かを検出することを特徴とする請求項１１又は１２記載の露光装置。
14. 前記気体検出系の出力に基づいて、前記基板の露光開始の適否を判断することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
15. 前記気体検出系は、前記基板の露光中に前記露光光の光路中の気体の有無を検出することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項記載の露光装置。
16. 前記気体検出系の受光系は、前記光路からの散乱光を受光することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
17. 前記気体検出系は、前記基板上の液体を介して検出光を前記基板上に投射するとともに、その反射光を受光することによって、前記基板の面位置を検出する面位置検出機能を備えていることを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
18. 投影光学系と液体とを介して露光光を基板に照射して前記基板を露光する露光装置において、
    前記基板上の液体を介して前記基板上に検出光を投射するとともに、前記基板上で反射した検出光を受光して、前記基板の面位置を検出する面位置検出系を備え、
    前記面位置検出系の出力に基づいて、前記検出光の光路中における気体部分の有無を検出することを特徴とする露光装置。
19. 前記検出光は、前記露光光の光路を通過することを特徴とする請求項１８記載の露光装置。
20. 前記面位置検出系の出力に基づいて、前記検出光の光路中の気泡を検出することを特徴とする請求項１８又は１９記載の露光装置。
21. 前記面位置検出系の出力に基づいて、前記基板の露光開始の適否を判断することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一項記載の露光装置。
22. 前記面位置検出系の出力に基づいて、前記基板の露光中に、前記検出光の光路中の気体の有無を検出することを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか一項記載の露光装置。
23. 前記面位置検出系は、前記基板上に複数の検出光を投射することを特徴とする請求項１８〜２２のいずれか一項記載の露光装置。
24. 前記面位置検出系は、前記投影光学系の一部の光学部材を介して前記検出光を前記基板上に投射することを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか一項記載の露光装置。
25. 請求項１〜請求項２４のいずれか一項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。

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