JP5194799B2 - 露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体を介して基板を露光する露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００５年１２月６日に出願された特願２００５−３５１６５７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、下記特許文献に開示されているような、露光光の光路空間を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸法を適用した露光装置が知られている。
特開２００５−１２２０１号公報（対応米国特許公開第２００６／００８２７４４号）

液浸法を用いて基板を露光する場合、液体の温度はもちろん、その液体に接触する物体の温度を所望値にする必要がある。液体に接触する物体の温度が所望値でない場合、その物体に接触した液体の温度が変化したり、その物体に接触した液体に温度分布が生じたりする可能性がある。その結果、露光不良が発生する可能性がある。

また、液体が複数の物体に接触する場合においても、各物体の温度を所望値にするだけでなく、各物体の温度の関係を所望状態にする必要がある。各物体の温度の関係が所望状態でない場合にも、液体の温度が変化したり、液体に温度分布が生じ、露光不良が発生する可能性がある。

本発明は液体を介して基板を良好に露光できる露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。

また本発明は、液体が複数の物体に接触する場合でも、液体の温度に起因する露光不良の発生を抑え、液体を介して基板を良好に露光できる露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。

また本発明は、液体を介して基板を良好に露光できる露光方法及び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。

本発明は以下の構成を採用している。

本発明の第１の態様に従えば、液浸露光を行う露光方法において、物体に液体を接触させることと、該液体を回収することと、該回収した液体を用いてその物体の温度情報を取得することと、その物体の温度情報を取得した後、基板を露光することと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第１の態様によれば、液体に接触する物体の温度情報を取得して、液体を介して基板を良好に露光することができる。

本発明の第２の態様に従えば、液浸露光を行う露光方法において基板を保持して移動可能な第１物体と、第１物体とは独立して移動可能な第２物体とが所定の温度関係となるように、第１物体及び第２物体の少なくとも一方の温度を調整することと、第１物体に保持された基板を液体を介して露光することとを含む露光方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、温度に起因する露光不良の発生を抑え、液体を介して基板を良好に露光することができる。

本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、基板を良好に露光できる露光方法を用いてデバイスを製造することができる。

本発明の第４の態様に従えば、基板を露光する液浸露光装置において、所定の物体に接触した後の液体の温度を検出する第１検出装置と、第１検出装置の検出結果に基づいて、液体の温度と物体の温度との関係を検知する処理装置と、を備えた露光装置が提供される。

本発明の第４の態様によれば、液体に接触する物体の温度情報を取得して、液体を介して基板を良好に露光することができる。

本発明の第５の態様に従えば、基板を露光する液浸露光装置において、前記基板に向かって露光ビームを射出する光学部材と、前記基板を保持して、前記光学部材と対向する位置へ移動可能な第１物体と、前記第１物体とは独立して移動可能であり、且つ前記光学部材と対向する位置へ移動可能な第２物体と、第１物体と第２物体とが所定の温度関係となるように、第１物体及び第２物体の少なくとも一方の温度を調整する調整装置と、を備えた露光装置が提供される。

本発明の第５の態様によれば、第１物体と第２物体との温度関係を所望状態にし、温度に起因する露光不良の発生を抑え、液体を介して基板を良好に露光することができる。

本発明の第６の態様に従えば、基板を露光する液浸露光装置であって、前記基板に向かって露光ビームを射出する光学部材と、前記基板を保持して、前記光学部材と対向する位置に移動可能な第１物体と、前記第１物体とは独立して移動可能であり、且つ前記光学部材と対向する位置へ移動可能であり、基板を保持しない第２物体と、前記第２物体の温度を調整する調整装置とを備えた露光装置が提供される。

本発明の第６の態様によれば、温度に起因する露光不良の発生を抑え、液体を介して基板を良好に露光することができる。

本発明の第７の態様に従えば、上記態様の露光装置を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第７の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。

本発明によれば、液体を介して基板を良好に露光することができ、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。

露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 基板テーブル及び計測テーブルを上方から見た平面図である。 基板ステージ及び計測ステージの動作の一例を説明するための図である。 露光方法の一実施形態を説明するためのフローチャート図である。 液浸領域と基板との位置関係と基板表面の温度分布との関係を説明するための模式図である。 液浸領域と基板との位置関係と基板表面の温度分布との関係を説明するための模式図である。 液浸領域と基板との位置関係と基板表面の温度分布との関係を説明するための模式図である。 液浸領域と基板との位置関係と基板表面の温度分布との関係を説明するための模式図である。 液浸領域と基板との位置関係と基板表面の温度分布との関係を説明するための模式図である。 液浸領域と基板との位置関係と基板表面の温度分布との関係を説明するための模式図である。 第１検出装置の検出値と基板ステージに印加される駆動信号との関係を説明するための模式図である。 液体供給量を変えつつ液体を回収動作を説明するための模式図である。 液体供給量を変えつつ液体を回収動作を説明するための模式図である。 液体供給量と第１検出装置の検出値との関係を説明するための模式図である。 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図である。

符号の説明

１…液浸システム、４…基板ステージ、４Ｔ…基板テーブル、５…計測ステージ、５Ｔ…計測テーブル、６…温度調整装置、７…制御装置、１２…供給口、１５…液体温度調整装置、２２…回収口、３１…第１検出装置、３２…第２検出装置、４１…第１温度調整装置、５１…第２温度調整装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＦＬ…終端光学素子、ＬＱ…液体、ＬＲ…液浸領域、Ｐ…基板

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

図１は本実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ３と、基板Ｐを保持する基板ホルダ４Ｈを有し、ベース部材ＢＰの上面内で基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ４と、露光に関する計測を行う計測器を備え、ベース部材ＢＰの上面内で基板ステージ４とは独立して移動可能な計測ステージ５と、各ステージの位置情報を計測可能なレーザ干渉計システム８と、マスクステージ３に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬが通る複数の光学素子を有し、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。

なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）、保護膜などの膜が塗布されたものを含む。マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。

本実施形態の露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、投影光学系ＰＬの像面近傍の露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たすための液浸システム１を備えている。液浸システム１の動作は制御装置７に制御される。液浸システム１は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子ＦＬの下面と、その終端光学素子ＦＬと対向する位置に配置された物体との間の露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たす。例えば、基板Ｐの露光中、液浸システム１は、終端光学素子ＦＬと、終端光学素子ＦＬと対向する位置に移動可能な基板ステージ４（基板ホルダ４Ｈ）上の基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たすように、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成する。その場合、光路空間Ｋを満たす液体ＬＱは、基板Ｐに接触するとともに、終端光学素子ＦＬにも接触する。本実施形態では、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

液浸システム１は、露光光ＥＬの光路空間Ｋに液体ＬＱを供給する供給口１２及び露光光ＥＬの光路空間Ｋを満たすために供給口１２から供給された液体ＬＱを回収する回収口２２を備えており、供給口１２と回収口２２とを用いて光路空間Ｋを液体ＬＱで満たす。例えば、基板Ｐの露光中、回収口２２は、基板Ｐ及び終端光学素子ＦＬに接触した液体ＬＱを回収することができる。

本実施形態の露光装置ＥＸは、基板Ｐの露光中に、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋに満たされた液体ＬＱが、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部の領域に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。なお、液浸システム１は、基板Ｐ上のみならず、投影光学系ＰＬの終端光学素子ＦＬと対向する位置に移動可能な物体上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成することができる。本実施形態において、終端光学素子ＦＬと対向する位置に移動可能な物体は、基板ステージ４、基板ステージ４に保持された基板Ｐ、及び計測ステージ５の少なくとも一つを含む。なお、終端光学素子ＦＬと対向する位置に配置される物体は一つに限られず、複数の物体であってもよい。したがって、複数の物体に跨って液体ＬＱの液浸領域ＬＲが形成されてもよい。また、以下においては、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとが対向しており、液浸システム１によって、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋが液体ＬＱで満たされている場合を主に説明するが、他の物体が終端光学素子ＦＬと対向している場合も同様である。

本実施形態の露光装置ＥＸは、基板Ｐ及び終端光学素子ＦＬに接触した後の液体ＬＱの温度を検出する第１検出装置３１を備えている。本実施形態においては、第１検出装置３１は、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度を検出する。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、供給口１２に供給される液体ＬＱの温度を検出する第２検出装置３２を備えている。第２検出装置３２は、供給口１２を介して光路空間Ｋに供給される前の液体ＬＱの温度、すなわち基板Ｐ及び終端光学素子ＦＬに接触する前の液体ＬＱの温度を検出する。

露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影している間、液浸システム１を用いて、露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たす。露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと露光光ＥＬの光路空間Ｋを満たすように形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱとを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐ上に照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影して、基板Ｐを露光する。

照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明するものである。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

マスクステージ３は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置により、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ３（ひいてはマスクＭ）の位置情報は、レーザ干渉計システム８のマスクステージ用干渉計８３によって計測される。レーザ干渉計８３は、マスクステージ３上に設けられた反射鏡３Ｋを用いてマスクステージ３の位置情報を計測する。制御装置７は、レーザ干渉計８３の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置を制御し、マスクステージ３に保持されているマスクＭの位置制御を行う。

なお、反射鏡３Ｋは平面鏡のみでなくコーナーキューブ（レトロリフレクタ）を含むものとしてもよいし、反射鏡３Ｋをマスクステージに固設する代わりに、例えばマスクステージ３の端面（側面）を鏡面加工して反射面を形成してもよい。また、マスクステージ３は、例えば特開平８−１３０１７９号公報（対応米国特許第６，７２１，０３４号）に開示される粗微動可能な構成としてもよい。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影するものである。投影光学系ＰＬの光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系であり、前述の照明領域と共役な投影領域にマスクパターンの縮小像を形成する。なお、投影光学系ＰＬは縮小系、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはＺ軸方向と平行となっている。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

投影光学系ＰＬには、例えば特開昭６０−７８４５４号公報（対応する米国特許第４，６６６，２７３号）、特開平１１−１９５６０２号公報（対応する米国特許第６，２３５，４３８号）、国際公開第０３／６５４２８号パンフレット（対応する米国特許公開第２００５／０２０６８５０号）等に開示されているような、投影光学系ＰＬの結像特性を調整可能な結像特性調整装置９が設けられている。結像特性調整装置９は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子の一部を移動可能な光学素子駆動装置を含む。光学素子駆動装置は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち特定の光学素子を光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に移動したり、光軸ＡＸに対して傾斜させることができる。結像特性調整装置９は、投影光学系ＰＬの特定の光学素子を動かすことで、投影光学系ＰＬの各種収差（投影倍率、ディストーション、球面収差等）及び像面位置（焦点位置）等を含む結像特性を調整することができる。また、結像特性調整装置９として、鏡筒ＰＫの内部に保持されている一部の光学素子どうしの間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整装置を設けることもできる。結像特性調整装置９は、制御装置７により制御される。

また、投影光学系ＰＬには、投影光学系ＰＬの複数の光学素子の温度、及び光学素子どうしの間の空間の温度の少なくとも一方を調整可能な温度調整装置６が設けられている。温度調整装置６は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子ＦＬの温度も調整可能である。

基板ステージ４は、ステージ本体４Ｂと、ステージ本体４Ｂ上に搭載された基板テーブル４Ｔと、基板テーブル４Ｔに設けられ、基板Ｐを着脱可能に保持する基板ホルダ４Ｈとを備えている。本実施形態においては、基板ホルダ４Ｈは、基板テーブル４Ｔ上に設けられた凹部４Ｒに配置されている。基板テーブル４Ｔのうち凹部４Ｒの周囲に設けられた上面４Ｆは、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。なお、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面と、基板テーブル４Ｔの上面４Ｆとの間に段差があってもよい。なお、基板ステージ４の上面４Ｆはその一部、例えば基板Ｐを囲む所定領域のみ、基板Ｐの表面とほぼ同じ高さとしてもよい。また、本実施形態では基板ホルダ４Ｈと基板ステージ４とを別々に構成し、例えば真空吸着などによって基板ホルダ４Ｈを基板ステージ４の凹部に固定しているが、基板ホルダ４Ｈを基板ステージ４と一体に形成してもよい。

ステージ本体４Ｂは、エアベアリング４Ａにより、ベース部材ＢＰの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。ベース部材ＢＰの上面はＸＹ平面とほぼ平行であり、基板ステージ４は、ベース部材ＢＰ上でＸＹ方向に移動可能である。

基板ステージ４は、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置により、基板ホルダ４Ｈに基板Ｐを保持した状態で、ベース部材ＢＰ上で移動可能である。基板ステージ駆動装置は、ステージ本体４Ｂをベース部材ＢＰ上でＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動することによって、そのステージ本体４Ｂ上に搭載されている基板テーブル４ＴをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動可能な第１駆動系と、ステージ本体４Ｂに対して基板テーブル４ＴをＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動可能な第２駆動系とを備えている。

第１駆動系は、リニアモータ等のアクチュエータを含む。第２駆動系は、ステージ本体４Ｂと基板テーブル４Ｔとの間に介在された、例えばボイスコイルモータ等のアクチュエータ４Ｖと、各アクチュエータの駆動量を計測する不図示の計測装置（エンコーダなど）とを含む。基板テーブル４Ｔは、少なくとも３つのアクチュエータ４Ｖによってステージ本体４Ｂ上に支持される。アクチュエータ４Ｖのそれぞれは、ステージ本体４Ｂに対して基板テーブル４ＴをＺ軸方向に独立して駆動可能である。制御装置７は、３つのアクチュエータ４Ｖそれぞれの駆動量を調整することによって、ステージ本体４Ｂに対して基板テーブル４Ｔを、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に駆動する。このように、第１、第２駆動系を含む基板ステージ駆動装置は、基板ステージ４の基板テーブル４Ｔを、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。制御装置７は、基板ステージ駆動装置を制御することにより、基板テーブル４Ｔの基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関する位置を制御可能である。

基板ステージ４の基板テーブル４Ｔ（ひいては基板Ｐ）の位置情報は、レーザ干渉計システム８のレーザ干渉計８４によって計測される。レーザ干渉計８４は、基板テーブル４Ｔに設けられた反射鏡４Ｋを用いて、基板テーブル４ＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板テーブル４Ｔの基板ホルダ４Ｈに保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置７は、レーザ干渉計８４の計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置を駆動し、基板ホルダ４Ｈに保持されている基板Ｐの位置制御を行う。

フォーカス・レベリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板のＺ軸方向の位置情報を計測することで、基板のθＸ及びθＹ方向の傾斜情報（回転角）を検出するものである。さらに、例えばレーザ干渉計が基板のＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報を計測可能であるときは、基板の露光動作中にそのＺ軸方向の位置情報が計測可能となるようにフォーカス・レベリング検出系を設けなくてもよく、少なくとも露光動作中はレーザ干渉計の計測結果を用いてＺ軸、θＸ及びθＹ方向に関する基板Ｐの位置制御を行うようにしてもよい。

計測ステージ５は、ステージ本体５Ｂと、ステージ本体５Ｂ上に搭載された計測テーブル５Ｔと、計測テーブル５Ｔに設けられ、露光に関する計測を行う計測器とを備えている。ステージ本体５Ｂは、エアベアリング５Ａにより、ベース部材ＢＰの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。ベース部材ＢＰの上面はＸＹ平面とほぼ平行であり、計測ステージ５は、ベース部材ＢＰ上でＸＹ方向に移動可能である。

計測ステージ５は、リニアモータ等のアクチュエータを含む計測ステージ駆動装置により、計測テーブル５Ｔに計測器を搭載した状態で、ベース部材ＢＰ上で移動可能である。計測ステージ駆動装置は、ステージ本体５Ｂをベース部材ＢＰ上でＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動することによって、そのステージ本体５Ｂ上に搭載されている計測テーブル５ＴをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動可能な第１駆動系と、ステージ本体５Ｂに対して計測テーブル５ＴをＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動可能な第２駆動系とを備えている。第１駆動系は、リニアモータ等のアクチュエータを含む。第２駆動系は、ステージ本体５Ｂと計測テーブル５Ｔとの間に介在された、例えばボイスコイルモータ等のアクチュエータ５Ｖと、各アクチュエータの駆動量を計測する不図示の計測装置（エンコーダなど）とを含む。制御装置７は、計測ステージ駆動装置を制御することにより、計測器を搭載した計測テーブル５Ｔの６自由度の方向に関する位置を制御可能である。また、計測ステージ５の計測テーブル５Ｔの位置情報は、レーザ干渉計システム８のレーザ干渉計８５によって計測される。レーザ干渉計８５は、計測テーブル５Ｔに設けられた反射鏡５Ｋを用いて、計測テーブル５ＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。制御装置７は、レーザ干渉計８５の計測結果に基づいて、計測ステージ５（計測テーブル５Ｔ）の位置制御を行う。なお、基板Ｐを保持する基板ステージと計測器を備えた計測ステージとを有する露光装置については、例えば特開平１１−１３５４００号公報、特開２０００−１６４５０４号公報、米国特許６，８９７，９６３号等に開示されている。

このように、基板テーブル４Ｔを含む基板ステージ４は、投影光学系ＰＬの像面側のＸＹ平面内で基板Ｐを保持して移動可能である。計測テーブル５Ｔを含む計測ステージ５は、投影光学系ＰＬの像面側のＸＹ平面内で基板ステージ４とは独立して移動可能である。また、基板ステージ駆動装置は、液浸領域ＬＲと基板Ｐを含む基板テーブル４Ｔとを相対的に移動可能である。計測ステージ駆動装置は、液浸領域ＬＲと計測テーブル５Ｔとを相対的に移動可能である。

また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、基板テーブル４Ｔの温度を調整可能な第１温度調整装置４１を備えている。本実施形態においては、第１温度調整装置４１は基板テーブル４Ｔの内部に設けられている。制御装置７は、第１温度調整装置４１を用いて、上面４Ｆを含むテーブル４Ｔの温度を調整可能である。第１温度調整装置４１は、基板テーブル４Ｔの温度を調整することにより、基板ホルダ４Ｈの温度調整可能である。また、基板ホルダ４Ｈの温度が調整されることにより、その基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの温度も調整される。すなわち、第１温度調整装置４１は、基板Ｐを保持した基板ホルダ４Ｈを有する基板テーブル４Ｔの温度を調整することによって、基板テーブル４Ｔの上面４Ｆ、及び基板Ｐの温度はほぼ同じ温度に調整可能である。

また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、計測テーブル５Ｔの温度を調整可能な第２温度調整装置５１を備えている。本実施形態においては、第２温度調整装置５１は計測テーブル５Ｔの内部に設けられている。制御装置７は、第２温度調整装置５１を用いて、上面５Ｆを含む計測テーブル５Ｔの温度を調整可能である。

本実施形態における第１温度調整装置４１及び第２温度調整装置５１は、それぞれ基板テーブル４Ｔ及び計測テーブル５Ｔに設けられた流路に温度調整された液体を流動させることにより、基板テーブル４Ｔ及び計測テーブル５Ｔの温度をそれぞれ調整するものである。なお、液体を流動させる代わりに、あるいは液体の流動とともに、ペルチェ素子とヒータにより、温度調整を行ってもよい。

液浸システム１は、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋの近傍に設けられ、供給口１２及び回収口２２を有するノズル部材７０と、供給管１３、及びノズル部材７０の内部に形成された供給流路を介して供給口１２に液体ＬＱを供給する液体供給装置１１と、ノズル部材７０の回収口２２から回収された液体ＬＱを、ノズル部材７０の内部に形成された回収流路、及び回収管２３を介して回収する液体回収装置２１とを備えている。本実施形態においては、ノズル部材７０は、露光光ＥＬの光路空間Ｋを囲むように環状に設けられている。液体ＬＱを供給する供給口１２は、ノズル部材７０のうち、露光光ＥＬの光路空間Ｋを向く内側面に設けられている。液体ＬＱを回収する回収口２２は、ノズル部材７０のうち、基板Ｐの表面と対向する下面に設けられている。また、本実施形態においては、回収口２２には多孔部材（メッシュ）が配置される。

液体供給装置１１は、供給する液体ＬＱの温度を調整する液体温度調整装置１５、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えており、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。また、液体回収装置２１は、真空系等を備えており、液体ＬＱを回収可能である。液体供給装置１１から送出された液体ＬＱは、供給管１３、及びノズル部材７０の供給流路を流れた後、供給口１２より露光光ＥＬの光路空間Ｋ（基板Ｐ上）に供給される。また、液体回収装置２１を稼働させることにより回収口２２から回収された液体ＬＱは、ノズル部材７０の回収流路を流れた後、回収管２３を介して液体回収装置２１に回収される。制御装置７は、液浸システム１を制御して、液体供給装置１１による液体供給動作と液体回収装置２１による液体回収動作とを並行して行うことで、終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋを液体ＬＱで満たすように、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。

本実施形態においては、第１検出装置３１は、回収管２３の所定位置に設けられており、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度を検出する。第１検出装置３１の検出結果は制御装置７に出力される。

また、本実施形態においては、第２検出装置３２は、供給管１３の所定位置に設けられており、液体供給装置１１の液体温度調整装置１５で温度調整され、供給口１２から供給される前の液体ＬＱ、すなわち光路空間Ｋに供給される前の液体ＬＱの温度を検出する。第２検出装置３２の検出結果は制御装置７に出力される。

図２は基板テーブル４Ｔ及び計測テーブル５Ｔを上方から見た平面図である。計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの所定位置には、計測器（計測部材）として、パターン像の投影位置と基板Ｐ上のショット領域とを位置合わせするための情報を取得する処理（アライメント処理）に用いられる第１、第２基準マークＦＭ１、ＦＭ２が形成された基準板５０が設けられている。本実施形態においては、第１基準マークＦＭ１は、例えば特開平７−１７６４６８号公報（対応米国特許５，６４６，４１３号）などに開示されているような、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）方式のアライメント系であって、マークに対して光を照射し、ＣＣＤカメラ等で撮像したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するＶＲＡ（Visual Reticle Alignment）方式のアライメント系で計測される。また、第２基準マークＦＭ２は、例えば特開平４−６５６０３号公報（対応米国特許５，４９３，４０３号）などに開示されているような、オフアクシス方式のアライメント系であって、基板Ｐ上の感光材を感光させないブロードバンドな検出光束を対象マーク（基板Ｐに形成されたアライメントマーク、及び基準板５０に形成された第２基準マークＦＭ２等）に照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と指標（アライメント系ＡＬＧ内に設けられた指標板上の指標マーク）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を画像処理することでマークの位置を計測するＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のアライメント系で計測される。

また、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの所定位置には、第１開口５２が形成されている。第１開口５２の下方（−Ｚ方向）には、波面収差計測器５３が配置されている。波面収差計測器５３は、例えばマイクロレンズアレイ及びＣＣＤ等の受光素子を備えており、投影光学系ＰＬを介して第１開口５２を通過した露光光ＥＬの波面をマイクロレンズアレイで分割し、分割された各々の波面の受光素子上における結像位置により投影光学系ＰＬの波面収差を計測する。波面収差計測器５３としては、例えば国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応する欧州特許第１，０７９，２２３号明細書）等に開示されているような、波面収差計測器を用いることができる。

また、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの所定位置には、第２開口５４が形成されている。この第２開口５４の下方（−Ｚ方向）には、投影光学系ＰＬを介して計測テーブル５Ｔ上に照射される露光光ＥＬの露光エネルギーに関する情報（光量、照度、照度むら等）を計測する露光光計測器５５が配置されている。露光光計測器５５としては、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号）等に開示されているような照度むらを計測する計測器、特開２００１−２６７２３９号公報（対応する米国特許第６，７２１，０３９号）等に開示されているような投影光学系ＰＬの露光光ＥＬの透過率の変動量を計測する計測器、及び特開平１１−１６８１６号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書）等に開示されるような照射量計測器（照度計測器）を用いることができる。

また、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの所定位置には、第３開口５６が形成されている。この第３開口５６の下方（−Ｚ方向）には、例えば特開２００２−１４００５号公報、特開２００２−１９８３０３号公報、米国特許公開第２００２／００４１３７７号などに開示されているような、投影光学系ＰＬの結像特性（光学特性）を計測する空間像計測器５７が配置されている。

なお、計測テーブル５Ｔに、例えばＣＣＤ等の撮像素子を有し、液浸領域ＬＲの状態を観察可能な観察装置（観察カメラ）を設けることができる。

図３は基板ステージ４及び計測ステージ５の動作の一例を説明するための模式図である。図３に示すように、基板ステージ４及び計測ステージ５は、投影光学系ＰＬの像面側で移動可能である。制御装置７は、投影光学系ＰＬの直下の位置を含む所定領域内で、基板テーブル４Ｔの上面４Ｆと計測テーブル５Ｔの上面５Ｆとを接近又は接触させた状態で、基板ステージ４と計測ステージ５とをＸＹ方向に一緒に移動することにより、液浸システム１によって形成された液浸領域ＬＲを、基板テーブル４Ｔの上面４Ｆと計測テーブル５Ｔの上面５Ｆとの間で移動することができる。制御装置７は、所定のタイミングで計測テーブル５Ｔ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成したり、必要に応じて上述の各種計測器を用いて所定の計測を行う。

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

上述のように、基板Ｐを露光するときには、投影光学系ＰＬの終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋに液体ＬＱが満たされ、その液体ＬＱは、基板Ｐと終端光学素子ＦＬとのそれぞれに接触する。露光不良の発生を抑え、所望の投影状態で基板Ｐ上にマスクＭのパターン像を投影するためには、光路空間Ｋを満たす液体ＬＱに温度変化が生じたり、液体ＬＱに温度分布が生じることを抑え、光路空間Ｋを満たす液体ＬＱの温度を所望値に維持することが望ましい。光路空間Ｋを満たす液体ＬＱの温度を所望値に維持するためには、光路空間Ｋを満たす液体ＬＱの温度と、その液体ＬＱに接触する基板Ｐの温度と、終端光学素子ＦＬの温度とを略一致させることが望ましい。

また、図３を参照して説明したように、光路空間Ｋを満たすように形成される液体ＬＱの液浸領域ＬＲは、基板テーブル４Ｔの上面４Ｆと計測テーブル５Ｔの上面５Ｆとの間で移動し、液体ＬＱは、基板テーブル４Ｔと計測テーブル５Ｔとのそれぞれに接触する。光路空間Ｋを満たす液体ＬＱの温度を所望値に維持するためには、光路空間Ｋを満たす液体ＬＱの温度と、その液体ＬＱに接触する基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度とも略一致させることが望ましい。
光路空間Ｋを満たす液体ＬＱの温度と、その液体ＬＱに接触する基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度と、基板Ｐの温度とをほぼ一致させることによって、基板テーブル４Ｔに保持された基板Ｐの露光が良好に行われ、計測ステージ５を用いる計測も高精度に実行することができる。

そこで、本実施形態においては、基板Ｐの露光を行う前に、液体ＬＱの温度と、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、終端光学素子ＦＬの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度とを略一致させる処理を行う。

以下、光路空間Ｋを満たす液体ＬＱの温度と、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、終端光学素子ＦＬの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度とを略一致させる処理手順について主に説明する。図４は本実施形態に係る処理手順を示すフローチャート図である。

本実施形態においては、制御装置７は、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度を第１検出装置３１を用いて検出し、その検出結果に基づいて、液体ＬＱの温度と、液体ＬＱに接触する物体の温度との関係を取得する。すなわち、制御装置７は、第１検出装置３１の検出結果に基づいて、液体ＬＱの温度と基板Ｐ（基板テーブル４Ｔ）の温度とが同じかどうか、あるいは液体ＬＱの温度と終端光学素子ＦＬの温度とが同じかどうか、あるいは液体ＬＱの温度と計測テーブル５Ｔの温度とが同じかどうかを判別する。具体的には、供給口１２から供給される液体ＬＱの温度と、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度とが同じであれば、液体ＬＱの温度と液体ＬＱが接した物体（例えば基板Ｐ）の温度とが略等しいと判断し、異なっていればそれぞれの温度が異なると判断する。なお、供給される液体ＬＱの温度は、第２検出装置３２を使って検出することができるが、液体温度調整装置１５の調整目標である液体ＬＱの目標温度を用いても構わない。一方、上記判断をより高精度に行うため、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度を検出する際に検出条件を変えつつ検出を行い、それら複数の検出条件のそれぞれに基づいて上記いずれか又は全ての判別を行ってもよい。ここで、検出条件は、液浸領域ＬＲと物体（基板Ｐ、テーブル４Ｔ、５Ｔの少なくとも一つ）との相対的な位置関係を含む。また、検出条件は、物体（基板Ｐ、テーブル４Ｔ、５Ｔの少なくとも一つ）上に液体ＬＱを供給するときの供給量を含む。制御装置７は、液体ＬＱの温度とその液体ＬＱに接触する物体（基板Ｐ、終端光学素子ＦＬ、テーブル４Ｔ、５Ｔ）の温度とが同じかどうかを判別した結果に基づいて、所定の処理を行った後、基板Ｐを露光する。

まず、基板テーブル４Ｔの基板ホルダ４Ｈに基板Ｐが搬入（ロード）される。基板Ｐは基板ホルダ４Ｈに保持される。基板ホルダ４Ｈを含む基板テーブル４Ｔの温度は、第１温度調整装置４１により、予め所定温度に調整されている。また、終端光学素子ＦＬの温度も、温度調整装置６により、予め所定温度に調整されている。基板Ｐは、所定時間（例えば２０分間）、基板ホルダ４Ｈで保持されることにより、基板ホルダ４Ｈを含む基板テーブル４Ｔの温度とほぼ同じになる。すなわち、基板テーブル４Ｔの基板ホルダ４Ｈが基板Ｐを所定時間保持し続けることにより、基板テーブル４Ｔの温度と基板Ｐの温度とが平衡状態となり、基板テーブル４Ｔの温度と基板Ｐの温度とが略一致し、基板Ｐの表面の温度と基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度とが略一致する。

なお、基板Ｐを基板ホルダ４Ｈで保持した後（基板Ｐを基板ホルダ４Ｈにロードした後）、基板Ｐの温度と基板テーブル４Ｔの温度とを略一致させるための所定時間（例えば２０分間）は、例えば実験やシミュレーションによって予め求めることができる。

なお、基板Ｐの搬送経路上に、基板Ｐの温度を調整可能な基板温度調整装置を設け、その基板温度調整装置を用いて、基板ホルダ４Ｈにロードする前の基板Ｐの温度を調整することができる。これによれば、基板Ｐの温度と基板テーブル４Ｔの温度とを略一致させるための所定時間を短縮できるとともに、基板Ｐが基板テーブル４Ｔに保持される過程に温度変化によって変形することを防止することができる。

基板Ｐを基板ホルダ４Ｈで保持してから所定時間経過し、基板Ｐの温度と基板ホルダ４Ｈを含む基板テーブル４Ｔの温度とが略一致した後、制御装置７は、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成するための液体ＬＱと、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆとを温度合わせするための処理を開始する（ステップＳＡ１）。

まず、制御装置７は、基板Ｐを基板ホルダ４Ｈで保持してから所定時間が経過した後、すなわち、基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と基板Ｐの表面の温度とが略一致した後、液浸システム１を用いて、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する動作を開始する。制御装置７は、液浸システム１を制御し、供給口１２より基板Ｐ上に単位時間当たり所定の供給量で液体ＬＱを供給するとともに、回収口２２より、供給口１２からの液体供給量に応じた単位時間当たり所定の回収量で液体ＬＱを回収し、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。

上述のように、本実施形態においては、液浸システム１は、基板Ｐ上の一部の領域に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。

供給口１２より基板Ｐ上に供給される液体ＬＱの温度は、液体温度調整装置１５により、第１の値（例えば２３℃）に調整されている。また、第１温度調整装置４１は、第１の値を目標値として、基板Ｐに保持された基板Ｐの表面、及び基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度を調整している。また、温度調整装置６も、第１の値を目標値として、終端光学素子ＦＬの温度を調整している。また、供給口１２から供給される液体ＬＱの温度は、第２検出装置３２でモニタ（計測）され、回収口２２を介して回収された液体ＬＱの温度は、第１検出装置３１でモニタ（計測）されている。

制御装置７は、基板ステージ４を使って液浸領域ＬＲに対して基板ＰをＸＹ方向に動かしつつ、液浸システム１の回収口２２による液体ＬＱの回収動作を実行し、回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１を用いて検出する。

制御装置７は、第１検出装置３１の検出結果と、第２検出装置３２の検出結果とに基づいて、液体ＬＱの温度と、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度とが同じかどうかを判別する。

液体温度調整装置１５が液体ＬＱの温度調整を精度良く実行されている場合、供給口１２から供給される液体ＬＱの温度はほぼ変化しないため、第２検出装置３２の検出結果はほぼ変化しない。

供給口１２より基板Ｐ上に供給される液体ＬＱと基板Ｐとの間に温度差が有る場合、第１検出装置３１の検出結果は、変動する。一方、供給口１２より基板Ｐ上に供給される液体ＬＱと基板Ｐとの間に温度差がほぼ無い場合、第１検出装置３１の検出結果は、ほぼ変動しない。このことについて、図５Ａ−５Ｃ、及び図６Ａ−６Ｃを参照しながら説明する。

図５Ａ−５Ｃは、液体ＬＱと基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆとの間に温度差が有るときの、液浸領域ＬＲと基板Ｐとの位置関係と基板Ｐの表面及び基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度分布との関係を模式的に示した図である。図５Ａ−５Ｃにおいて、供給口１２から供給される液体ＬＱの温度は第１の値Ｔ_Ｌに調整されている。一方、第１温度調整装置４１は、第１の値Ｔ_Ｌを目標値として基板テーブル４Ｔ（ひいては基板Ｐ）の温度を調整しているものの、例えば空調系の影響や、各種駆動装置等の発熱体の影響など、なんらかの理由により、基板Ｐの表面（基板テーブル４Ｔの上面４Ｆ）温度が、第１の値Ｔ_Ｌと異なる、例えば第１の値Ｔ_Ｌよりも高い第２の値Ｔ_Ｐとなる可能性がある。

例えば、液浸領域ＬＲと基板Ｐとの相対的な位置がほぼ固定された状態で、すなわち基板テーブル４ＴのＸＹ方向の位置がほぼ静止された状態で、液浸システム１を用いて基板Ｐ上の一部に液浸領域ＬＲが形成された場合について考える。

図５Ａは、所定の供給量で基板Ｐ上の第１領域ＳＲ１に液浸領域ＬＲを形成し、所定時間経過した後における、液浸領域ＬＲと基板Ｐとの位置関係と、基板Ｐ表面の温度分布との関係を模式的に示した図である。図５Ａにおいて、液浸領域ＬＲは、基板Ｐ（基板テーブル４Ｔ）上の第１領域ＳＲ１に局所的に形成されている。基板Ｐの表面の実際の温度が第２の値Ｔ_Ｐであっても、基板Ｐの表面のうち、液浸領域ＬＲの液体ＬＱと接触する第１領域ＳＲ１の温度は、液体ＬＱの温度とほぼ同じ値（第１の値Ｔ_Ｌ）となる可能性がある。これは、基板Ｐ上の第１領域ＳＲ１に液浸領域ＬＲが形成された後、所定時間が経過し、基板Ｐの表面の温度と液体ＬＱの温度とが平衡状態となるためである。したがって、第１領域ＳＲ１上に液浸領域ＬＲを形成している液体ＬＱを回収口２２で回収し、その回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１で検出したとき、その検出値は、ほぼ第１の値Ｔ_Ｌとなる。

図５Ｂは、液浸領域ＬＲを基板Ｐ上の第１領域ＳＲ１から別の第２領域ＳＲ２に移動した直後における状態を示す模式図である。液浸領域ＬＲが基板Ｐ上の第１領域ＳＲ１から退くことにより、第１温度調整装置４１に温度調整されている基板Ｐの表面の第１領域ＳＲ１の温度は、第２の値Ｔ_Ｐに徐々に近づく。また、液浸領域ＬＲが基板Ｐ上の第２領域ＳＲ２に配置されることにより、その第２領域ＳＲ２の温度は、第１の値Ｔ_Ｌに徐々に近づく。ここで、第２領域ＳＲ２上に液浸領域ＬＲが配置されても、第２領域ＳＲ２の温度は、直ちに第１の値Ｔ_Ｌにはならず、液浸領域ＬＲが第２領域ＳＲ２に配置された直後においては、第２領域ＳＲ２の温度は、第２の値Ｔ_Ｐよりも低く、且つ第１の値Ｔ_Ｌよりも高い第３の値Ｔ_Ｃとなる。したがって、第２領域ＳＲ２上に配置された直後の液浸領域ＬＲを形成している液体ＬＱを回収口２２で回収し、その回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１で検出したとき、その検出値は、ほぼ第３の値Ｔ_Ｃとなる。

図５Ｃは、基板Ｐ上の第２領域ＳＲ２に液浸領域ＬＲを配置し、所定時間経過した後における、基板Ｐ表面の温度分布を模式的に示した図である。液浸領域ＬＲが第２領域ＳＲ２上に配置され、所定時間経過した後においては、液体ＬＱの温度と基板Ｐ上の第２領域ＳＲ２の温度とが平衡状態となる。したがって、第２領域ＳＲ２上に液浸領域ＬＲを形成している液体ＬＱを回収口２２で回収し、その回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１で検出したとき、その検出値は、ほぼ第１の値Ｔ_Ｌとなる。

図６Ａ−６Ｃは、液体ＬＱと基板Ｐの表面（基板テーブル４Ｔの上面４Ｆ）との間に温度差が無いときの、液浸領域ＬＲと基板Ｐとの位置関係と基板Ｐの表面及び基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度分布との関係を模式的に示した図である。液体ＬＱの温度と基板Ｐの表面の温度とはほぼ同じであるため、液浸領域ＬＲを、基板Ｐ表面の第１領域ＳＲ１及び第２領域ＳＲ２のいずれの領域に形成した場合でも、液体ＬＱと基板Ｐの表面との間に温度差は生じない。したがって、図６Ａ−６Ｃに示すように、液浸領域ＬＲに対して基板Ｐを動かしつつ液体ＬＱを回収した場合、その回収した液体ＬＱの温度の第１検出装置３１による検出値は、第１、第２領域ＳＲ１、ＳＲ２のいずれにおいても、第１の値Ｔ_Ｌ（＝第２の値Ｔ_Ｐ）となる。

図７は、液浸領域ＬＲに対して基板ＰをＸＹ方向に移動しつつ液体ＬＱを回収したときの第１検出装置３１の検出結果を示す模式図であり、図７の（Ａ）部は第１検出装置３１の検出値、図７の（Ｂ）部は基板Ｐを移動するために基板ステージ４に印加された駆動信号を示す図である。液浸領域ＬＲの液体ＬＱの温度と基板Ｐの表面の温度とが異なる場合、図７の模式図に示すように、基板ステージ４に印加される駆動信号と同期して、第１検出装置３１の検出値が変動することが分かる。

このように、供給口１２より基板Ｐ上に供給される液体ＬＱと基板Ｐとの間に温度差が有る場合、液浸領域ＬＲに対して基板ＰをＸＹ方向に動かしつつ回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果は変動する。一方、供給口１２より基板Ｐ上に供給される液体ＬＱと基板Ｐとの間に温度差がほぼ無い場合、液浸領域ＬＲに対して基板ＰをＸＹ方向に動かしつつ回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果はほぼ変動しない。したがって、液浸領域ＬＲに対して基板Ｐを動かしつつ液体ＬＱを回収することにより、制御装置７は、その回収した液体ＬＱの温度の検出結果（第１検出装置３１の検出結果）に基づいて、液体ＬＱの温度と基板Ｐの温度とが同じかどうかを判別することができる。

なお、このとき、液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間に温度差が有る可能性があるが、終端光学素子ＦＬには常に供給口１２から供給される液体ＬＱが当たっており、液体ＬＱの温度と終端光学素子ＦＬの温度とは平衡状態となる。また、供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量を多くすることで、液体ＬＱの温度と終端光学素子ＦＬの温度とを安定的に平衡状態とすることができる。したがって、液体ＬＱと基板Ｐとの温度差情報を取得しているときには、液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間の温度差が、第１検出装置３１の検出結果に影響を与えることはほぼ無い。

図５Ａ〜図７を参照して説明したように、液浸領域ＬＲに対して基板Ｐを動かしつつ液体ＬＱを回収し、回収した液体ＬＱの温度の検出結果に基づいて、液体ＬＱの温度と基板Ｐの温度とが異なると判断した場合、制御装置７は、液体ＬＱと基板Ｐとの温度差が小さくなるように、液体ＬＱの温度及び基板Ｐ（基板テーブル４Ｔ）の温度の少なくとも一方を調整する。制御装置７は、液体温度調整装置１５を用いて液体ＬＱの温度を調整することができ、第１温度調整装置４１を用いて基板Ｐの温度を調整することができる。制御装置７は、液体ＬＱの温度及び基板Ｐ（基板テーブル４Ｔ）の温度の少なくとも一方を変化させながら、液浸領域ＬＲに対して基板Ｐを動かしつつ、回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１で検出する。本実施形態では、制御装置７は、液浸領域ＬＲに対して基板ＰをＸＹ方向に動かしつつ回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果がほぼ変動しなくなるまで、液体温度調整装置１５を用いて、液体ＬＱの温度を調整する。

なお、制御装置７は、液浸領域ＬＲに対して基板ＰをＸＹ方向に動かしつつ回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果がほぼ変動しなくなるまで、液体ＬＱの温度を変えずに、第１温度調整装置４１を用いて、基板Ｐの表面の温度（及び基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度）を調整するようにしてもよい。

液体ＬＱと基板Ｐ（基板テーブル４Ｔ）との温度合わせが完了した後、制御装置７は、液浸領域ＬＲを形成するための液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとを温度合わせするための処理を開始する（ステップＳＡ２）。

制御装置７は、液浸システム１を制御し、供給口１２より基板Ｐ上に単位時間当たり所定の供給量（所定の供給量条件）で液体ＬＱを供給するとともに、回収口２２より、供給口１２からの供給量に応じた単位時間当たり所定の回収量で液体ＬＱ回収し、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。

供給口１２より光路空間Ｋに供給される液体ＬＱの温度は、液体温度調整装置１５により、第１の値（例えば２３℃）Ｔ_Ｌに調整されている。また、温度調整装置６は、第１の値Ｔ_Ｌを目標値として、終端光学素子ＦＬを含む投影光学系ＰＬの複数の光学素子の温度を調整している。

制御装置７は、光路空間Ｋ（基板Ｐ上）に供給する単位時間当たりの液体供給量を変えつつ液体ＬＱを回収し、回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１を用いて検出する。具体的には、制御装置７は、第１の供給量で基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する動作と、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する動作とを行って液浸領域ＬＲを形成し、第１、第２検出装置３１、３２を用いて、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度、及び供給口１２から供給される液体ＬＱの温度を検出する。さらに、制御装置７は、第１の供給量とは異なる第２の供給量で基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する動作と、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する動作とを行って液浸領域ＬＲを形成し、第１、第２検出装置３１、３２を用いて、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度、及び供給口１２から供給される液体ＬＱの温度を検出する。

制御装置７は、第１検出装置３１の検出結果と、第２検出装置３２の検出結果とに基づいて、液体ＬＱの温度と終端光学素子ＦＬの温度とが同じかどうかを判別する。

供給口１２より光路空間Ｋに供給される液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間に温度差が有る場合、供給口１２から光路空間Ｋ（基板Ｐ上）に対する液体供給量を変えつつ回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果は、変動する。一方、供給口１２より光路空間Ｋに供給される液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間に温度差がほぼ無い場合、供給口１２から光路空間Ｋ（基板Ｐ上）に対する液体供給量を変えつつ回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果は、ほぼ変動しない。このことについて、図８Ａ、８Ｂ、及び９を参照しながら説明する。

図８Ａは、光路空間Ｋに第１の供給量で液体ＬＱを供給するとともに第１の供給量に応じた回収量で液体ＬＱを回収している動作を模式的に示す図、図８Ｂは光路空間Ｋに第１の供給量よりも少ない第２の供給量で液体ＬＱを供給するとともに第２の供給量に応じた回収量で液体ＬＱを回収している動作を模式的に示す図である。なお、図８Ａ及び８Ｂにおいては、供給口１２及び回収口２２を有するノズル部材は簡略化して図示してある。また、図９は、第１の供給量及び第２の供給量のそれぞれで光路空間Ｋに供給された液体ＬＱを回収したときの、その回収した液体ＬＱの温度の第１検出装置３１による検出結果を模式的に示した図である。

図８Ａ、８Ｂ、及び９において、液体供給装置１１より供給口１２に供給される液体ＬＱの温度は第１の値Ｔ_Ｌに調整されている。一方、温度調整装置６は、第１の値Ｔ_Ｌを目標値として終端光学素子ＦＬの温度を調整しているものの、なんらかの理由により、終端光学素子ＦＬの温度が、例えば第１の値Ｔ_Ｌよりも高い第４の値Ｔ_Ｅとなる可能性がある。

供給口１２から供給される液体供給量が多い場合、回収口２２から回収される液体ＬＱの温度は、供給口１２から供給される液体ＬＱの温度に主に支配され、液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間の温度差が、第１検出装置３１の検出結果に与える影響は小さくなる。したがって、供給口１２から供給される液体供給量が多い場合には、液浸領域ＬＲを形成している液体ＬＱを回収口２２で回収し、その回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１で検出したときの検出値は、ほぼ第１の値Ｔ_Ｌとなる。

供給口１２から供給される液体供給量が少ない場合、回収口２２から回収される液体ＬＱの温度は、終端光学素子ＦＬの温度に主に支配され、液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間の温度差が、第１検出装置３１の検出結果に与える影響は大きくなる。したがって、供給口１２から供給される液体供給量が少ない場合には、液浸領域ＬＲを形成している液体ＬＱを回収口２２で回収し、その回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１で検出したときの検出値は、ほぼ第４の値Ｔ_Ｅとなる。

一方、液体ＬＱの温度と終端光学素子ＦＬの温度とがほぼ同じである場合、液体供給量に関わらず、第１検出装置３１の検出結果は、第１の値Ｔ_Ｌ（＝第４の値Ｔ_Ｅ）となる。

このように、供給口１２より光路空間Ｋに供給される液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間に温度差が有る場合、供給口１２より光路空間Ｋに対して供給する単位時間当たりの液体供給量に応じて、回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果が変動し、供給口１２より光路空間Ｋに供給される液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間に温度差がほぼ無い場合、供給口１２より光路空間Ｋに対して供給する単位時間当たりの液体供給量を変えても、回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果はほぼ変動しない。したがって、液体供給量を変えつつ液体ＬＱを回収することにより、制御装置７は、その回収した液体ＬＱの温度の検出結果（第１検出装置３１の検出結果）に基づいて、液体ＬＱの温度と終端光学素子ＦＬの温度とが同じかどうかを判別することができる。

液体供給量を変えつつ液体ＬＱを回収し、回収した液体ＬＱの温度の検出結果に基づいて、液体ＬＱの温度と終端光学素子ＦＬの温度とが異なると判断した場合、制御装置７は、液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの温度差が小さくなるように、液体ＬＱの温度及び終端光学素子ＦＬの温度の少なくとも一方を調整する。制御装置７は、液体温度調整装置１５を用いて液体ＬＱの温度を調整することができ、温度調整装置６を用いて終端光学素子ＦＬの温度を調整することができる。制御装置７は、液体ＬＱの温度及び終端光学素子ＦＬの温度の少なくとも一方を調整しながら、液体供給量を変えつつ、回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１で検出する。本実施形態では、制御装置７は、光路空間Ｋに供給する単位時間当たりの液体供給量を変えつつ回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果がほぼ変動しなくなるまで、液体温度調整装置１５を用いて、液体ＬＱの温度を調整する。

液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの温度合わせが完了した後、制御装置７は、上述のステップＳＡ１と同様の手順で、液体ＬＱと、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆとの温度合わせを行う（ステップＳＡ３）。

上述のステップＳＡ２においては、終端光学素子ＦＬの温度に液体ＬＱの温度を合わせており、液体ＬＱの温度がステップＳＡ１とステップＳＡ２とで異なる可能性がある。したがって、ステップＳＡ２を実行した後、上述のステップＳＡ１と同様の手順で、液体ＬＱの温度に対して、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度を合わせる。本実施形態においては、ステップＳＡ３において、液浸領域ＬＲに対して基板Ｐを動かしつつ液体ＬＱを回収し、制御装置７は、回収した液体ＬＱの温度の検出結果に基づいて、液体ＬＱと基板Ｐ（基板テーブル４Ｔ）との温度差が小さくなるように、第１温度調整装置４１を用いて、基板Ｐの表面及び基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度調整を行う。

なお、上述のステップＳＡ１〜ＳＡ３を、必要に応じて複数回繰り返すことにより、液体ＬＱの温度と、基板Ｐを含む基板テーブル４Ｔの温度と、終端光学素子ＦＬの温度とをより高精度に一致させることができる。
なお、ステップＳＡ２において、液体ＬＱの温度を変えずに、液体ＬＱの温度と終端光学素子ＦＬの温度をほぼ一致させた場合には、ステップＳＡ３を省略してもよい。

液体ＬＱの温度と、基板Ｐを含む基板テーブル４Ｔの温度と、終端光学素子ＦＬの温度とが略一致した後、制御装置７は、液体ＬＱと計測ステージ５の計測テーブル５Ｔとの温度合わせを実行する（ステップＳＡ４）。

図３を参照して説明したように、制御装置７は、液浸領域ＬＲを基板テーブル４Ｔの上面４Ｆと計測テーブル５Ｔの上面５Ｆとの間で移動可能である。制御装置７は、液浸領域ＬＲを基板テーブル４Ｔの上面４Ｆから、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆへ移動する。

供給口１２より光路空間Ｋに供給される液体ＬＱの温度は、液体温度調整装置１５により調整され、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆは第２温度調整装置５１に調整される。制御装置７は、計測テーブル５Ｔ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱを回収口２２より回収し、回収した液体ＬＱの温度を第１検出装置３１を用いて検出する。

図５Ａ−５Ｃ等を参照して説明した原理と同様、供給口１２より計測テーブル５Ｔ上に供給される液体ＬＱと計測テーブル５Ｔとの間に温度差が有る場合、基板テーブル４Ｔ上から計測テーブル５Ｔ上に移動した直後の液浸領域ＬＲの液体ＬＱを回収口２２で回収したとき、その回収した液体ＬＱの温度の検出結果は変動する。一方、液体ＬＱと計測テーブル５Ｔとの間に温度差がほぼ無い場合、回収口２２より回収した液体ＬＱの温度の検出結果はほぼ変動しない。

本実施形態では、制御装置７は、液浸領域ＬＲを、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆと基板テーブル４Ｔの上面４Ｆとの間で移動しつつ、第１検出装置３１を用いて、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度を検出する。制御装置７は、第１検出装置３１の検出結果に基づいて、計測テーブル５Ｔ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度とが異なると判断した場合、液体ＬＱと計測テーブル５Ｔの上面５Ｆとの温度差が小さくなるように、第２温度調整装置５１を用いて、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度を調整する。これにより、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度と、終端光学素子ＦＬの温度と、液体ＬＱの温度とが略一致される。

なお、ここでは、制御装置７は、液浸領域ＬＲを基板テーブル４Ｔの上面４Ｆと計測テーブル５Ｔの上面５Ｆとの間で移動しているが、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆ内における第１領域と第１領域とは異なる第２領域との間で移動させることによって、液体ＬＱと計測テーブル５Ｔの上面５Ｆとの温度差情報を取得することができる。

液体ＬＱの温度と、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、終端光学素子ＦＬの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度とが略一致した後、制御装置７は、必要に応じて、計測ステージ５（計測テーブル５Ｔ）に設けられている計測器を用いて、所定の計測処理を行う（ステップＳＡ５）。計測ステージ５を用いた計測処理の計測結果は、その後の露光処理に反映される。例えば、計測ステージ５の計測器を用いた計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬの結像特性の調整（キャリブレーション）が行われる。

そして、制御装置７は、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成し、液体ＬＱを介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して、基板Ｐを露光する（ステップＳＡ６）。
なお、上記ステップＳＡ１〜ＳＡ３は基板Ｐそれぞれで実行しなくてもよい。特に基板テーブル４Ｔに基板Ｐを搬送する前に、基板Ｐの温度を調整して、基板Ｐの温度を基板テーブル４Ｔの温度とほぼ一致させることができる場合には、基板Ｐのそれぞれで、上記ステップＳＡ１〜ＳＡ３を実行しなくても、液体ＬＱの温度と、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、終端光学素子ＦＬの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度とを略一致させることができる。

以上説明したように、基板Ｐ、基板テーブル４Ｔ、終端光学素子ＦＬ、及び計測テーブル５Ｔ等、所定の物体に接触した後の液体ＬＱを用いて、その物体の温度情報を効率良く且つ精度良く取得することができる。そして、取得した温度情報に基づいて、例えば液体ＬＱと物体との温度差を小さくしたり、各物体間の温度差を小さくする等、露光不良の発生を抑えるための適切な処置を講ずることができ、液体ＬＱを介して基板を良好に露光することができる。本実施形態においては、物体に接触した後の液体ＬＱの温度を検出しているので、物体の温度情報として、液体ＬＱに対する温度差情報を効率良く取得することができる。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板ステージ４と計測ステージ５とを備えており、基板ステージ４の基板テーブル４Ｔと計測ステージ５の計測テーブル５Ｔとの温度関係を所望状態することができ、温度に起因する露光不良の発生を抑え、液体ＬＱを介して基板Ｐを良好に露光することができる。

また、制御装置７は、基板テーブル４Ｔ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱを回収し、その回収された液体ＬＱの温度の検出結果に基づいて、基板テーブル４Ｔについての温度情報を求めることがでる。また、計測テーブル５Ｔ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱを回収し、その回収された液体ＬＱの温度の検出結果に基づいて、計測テーブル５Ｔについての温度情報を求めることができる。そして、制御装置７は、基板テーブル４Ｔについての温度情報と、計測テーブル５Ｔについての温度情報とに基づいて、基板テーブル４Ｔの温度と計測テーブル５Ｔの温度との一致性を判断することができる。

複数の物体が液体ＬＱに接触する場合において、液体ＬＱと物体との温度差情報を取得したり、各物体間の温度差情報を取得する場合、液体ＬＱの温度情報を取得可能なセンサを所定位置に設けるとともに、各物体の温度情報を取得可能なセンサを複数設ける構成が考えられる。ところが、複数のセンサを用いて液体ＬＱの温度及び各物体の温度を検出する場合、各センサの検出特性及び／又は検出感度の違い等に起因して、液体ＬＱと物体との温度差情報及び、各物体間の温度差情報を精確に取得することが困難となる可能性がある。また、基板Ｐとほぼ同じ外形を有し、基板ホルダ４Ｈに着脱可能な温度センサを用意し、その温度センサを基板ホルダ４Ｈに保持させることにより、液体ＬＱの温度や基板テーブル４Ｔ（基板ホルダ４Ｈ）の温度を良好に検出可能であるが、その温度センサを用いて基板ステージ以外の物体（例えば計測ステージ）の温度を検出することは困難である。本実施形態においては、物体に接触した後の液体ＬＱの温度を検出可能な第１検出装置３１を用いて、液体ＬＱと物体との温度差情報及び、各物体間の温度差情報を効率良く且つ精度良く取得することができる。

なお、上述の実施形態においては、基板Ｐ等の物体に接触した後の液体ＬＱの温度を取得するために、第１検出装置３１を用いて、回収口２２から回収された液体ＬＱの温度を検出しているが、物体に接触した後の液体ＬＱの温度を検出可能で有れば、任意の構成を採用することができる。

なお、上述の実施形態においては、基板ホルダ４Ｈにデバイス製造用の基板Ｐを保持させ、その基板Ｐ上に形成された液体ＬＱの温度情報を取得しているが、基板ホルダ４Ｈに、基板Ｐとほぼ同じ外形を有する所定部材（ダミー基板）を保持させ、そのダミー基板上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱの温度情報を取得するようにしてもよい。

なお、上述の実施形態においては、基板テーブル４Ｔ内部に設けられた第１温度調整装置４１を用いて、基板テーブル４Ｔの温度調整を行っているが、例えば、基板ステージ駆動装置のリニアモータの温度調整をするための媒体（冷媒）を用いて、基板テーブル４Ｔの温度（ひいては基板Ｐの温度）を調整するようにしてもよい。リニアモータは、例えば所定方向に複数並んだコイルと、それらコイルを収容するハウジング（ジャケット）とを備えており、ハウジング内には、発熱体であるコイルの温度を調整（冷却）するための媒体（冷媒）が流れる。このリニアモータが基板テーブル４Ｔの近傍に配置されている場合、リニアモータのハウジング内を流れる媒体の温度を調整することで、間接的に、基板テーブル４Ｔの温度（基板Ｐの温度）を調整することができる。また、基板テーブル４Ｔの温度調整を行うために、第１温度調整装置４１と、リニアモータの温度を調整するための媒体との両方を用いてもよい。同様に、計測テーブル５Ｔの温度調整を行うために、計測ステージ駆動装置のリニアモータの温度調整をするための媒体（冷媒）を用いることができるし、計測テーブル５Ｔの内部に設けられた第２温度調整装置５１と併用することもできる。

なお、上述のステップＳＡ２において、終端光学素子ＦＬの温度情報を求めるために、光路空間Ｋに供給する単位時間当たりの液体供給量を変えつつ液体ＬＱを回収しており、その回収された液体ＬＱの温度を第１検出装置３１で検出しているが、例えば、供給口１２を用いた液体供給動作と回収口２２を用いた液体回収動作とを停止し、光路空間Ｋ、ノズル部材７０の内部の供給流路、回収流路、供給管１３、及び回収管２３に液体ＬＱを留めた状態で（液体ＬＱの流れを止めた状態で）、終端光学素子ＦＬ等に接触した後の液体ＬＱの温度を検出するようにしてもよい。

なお、上述の実施形態においては、液体ＬＱの温度と、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度と、終端光学素子ＦＬの温度とを略一致させ、液浸領域ＬＲが基板Ｐ上のいずれの位置に形成されても、液体ＬＱの温度変化及び温度分布の発生を抑えるようにしているが、例えば、液体ＬＱと基板Ｐとの間、あるいは液体ＬＱと終端光学素子ＦＬとの間に僅かな温度差があってもよい。例えば、その温度差に応じた収差変動量が予め分かっている場合には、その収差変動量に応じて、結像特性調整装置９を用いて、投影光学系ＰＬの結像特性を調整することで、基板Ｐ上にマスクＭのパターン像を所望の投影状態で投影することができる。このように、液体ＬＱと、液体ＬＱと接触する物体（基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆと、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆと、終端光学素子ＦＬの少なくとも一つ）とが所定の温度関係となるように、液体ＬＱ及び液体ＬＱと接触する物体の少なくとも一方の温度を調整するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、液体ＬＱの温度と、基板Ｐの表面を含む基板テーブル４Ｔの上面４Ｆの温度と、計測テーブル５Ｔの上面５Ｆの温度とを略一致させているが、例えば基板テーブル４Ｔの上面４Ｆと計測テーブル５Ｔの上面５Ｆとの間に僅かな温度差があってもよい。例えば、その温度差に応じた計測器の計測値変動量が予め分かっている場合には、その計測値変動量に応じて、例えば計測器の計測値を補正することにより、その補正後の計測値を用いて、基板Ｐ上にマスクＭのパターン像を所望の投影状態で投影することができる。このように、基板テーブル４Ｔと計測テーブル５Ｔとが所定の温度関係となるように、基板テーブル４Ｔ及び計測テーブル５Ｔの少なくとも一方の温度を調整するようにしてもよい。

なお、液体温度調整装置１５の駆動量（調整量）に応じて、液体供給装置１１から供給口１２に供給される液体ＬＱの温度が分かる場合、あるいは、液体温度調整装置１５が液体ＬＱの温度を高精度に調整可能である場合には、第２検出装置３２を省いてもよい。

なお、上述の実施形態においては、基板Ｐを保持して移動可能な基板テーブル４Ｔと、計測器を備えた計測テーブル５Ｔとの温度関係を調整する場合を例にして説明したが、上述の実施形態で説明した温度調整手法を、例えば、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報、米国特許６，３４１，００７号、米国特許６，４００，４４１号、米国特許６，５４９，２６９号、及び米国特許６，５９０,６３４号、米国特許６，２０８，４０７号、米国特許６，２６２，７９６号などに開示されているような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置に適用することができる。すなわち、基板Ｐを保持して移動可能な第１基板テーブルと、第１基板テーブルとは独立して基板Ｐを保持して移動可能な第２基板テーブルとの温度関係を、上述の実施形態で説明した手法を用いて調整するようにしてもよい。例えば、第１基板テーブルの温度と第２基板テーブルの温度とをほぼ一致させることができる。

なお、上述の実施形態において、例えば第１検出装置３１の検出結果、第２検出装置３２の検出結果、供給口１２から供給される単位時間当たりの液体供給量、及び各ステージに駆動信号を印加するタイミングなど、露光装置ＥＸの動作状況を表示する表示装置を設けてもよい。また、露光装置ＥＸの動作状況をグラフ化して所定の表示装置に表示させるコンピュータプログラムを作成するようにしてもよい。

なお、上述の実施形態の投影光学系は、終端光学素子の像面側の光路空間を液体で満たしているが、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、終端光学素子の物体面側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。

なお、上記各実施形態において、露光光ＥＬの光路空間を液体ＬＱで満たして液浸空間を形成する液浸形成装置としてのノズル部材は、上述の構成に限られず、例えば欧州特許公開第１，４２０，２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号公報、国際公開第２００４／０５７５９０号公報、国際公開第２００５／０２９５５９号公報、国際公開第２００４／０８６４６８号パンフレット（対応米国公開２００５／０２８０７９１Ａ１）、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６，９５２，２５３号）などに開示されるノズル部材（液浸システム）を用いてもよい。

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

また、液体ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。液体ＬＱとしては、例えば、屈折率が約１．５０のイソプロパノール、屈折率が約１．６１のグリセロール（グリセリン）といったＣ−Ｈ結合あるいはＯ−Ｈ結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）、デカリン、バイサイクロヘクシル等の所定液体が挙げられる。あるいは、これら所定液体のうち任意の２種類以上の液体が混合されたものであってもよいし、純水に上記所定液体が添加（混合）されたものであってもよい。あるいは、液体ＬＱとしては、純水に、Ｈ^＋、Ｃｓ^＋、Ｋ^＋、Ｃｌ⁻、ＳＯ_４ ^２−、ＰＯ_４ ^２−等の塩基又は酸を添加（混合）したものであってもよい。更には、純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものであってもよい。これら液体ＬＱは、ＡｒＦエキシマレーザ光を透過可能である。また、液体ＬＱとしては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系ＰＬ及び／又は基板Ｐの表面に塗布されている感光材（又は保護膜（トップコート膜）あるいは反射防止膜など）に対して安定なものであることが好ましい。

光学素子ＬＳ１は、例えば石英（シリカ）で形成することができる。あるいは、フッ化カルシウム（蛍石）、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、及びＢａＬｉＦ_３等のフッ化化合物の単結晶材料で形成されてもよい。更に、最終光学素子は、ルテチウムアルミニウムガーネット（ＬｕＡＧ）で形成されてもよい。及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成されてもよい。

なお、上記実施形態の基板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。基板はその形状が円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。

なお、上記各実施形態では干渉計システムを用いてマスクステージ３、及び基板ステージ４の各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。

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）に適用することができるし、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

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

上記各実施形態における露光装置は、投影光学系に対してその上方（＋Ｚ側）にマスクが配置され、その下方（−Ｚ側）に基板が配置されるものとしたが、例えば国際公開第２００４／０９０９５６号パンフレット（対応米国公開２００６／００２３１８８Ａ１）に開示されているように、鉛直方向（Ｚ軸方向）に関して投影光学系（複数の投影モジュール）を上下反転させて設け、その上方（＋Ｚ側）に基板を配置し、その下方（−Ｚ側）にマスクを配置するようにしてもよい。

上記各実施形態では干渉計システムを用いてマスクステージ及び基板ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば基板ステージの上面に設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、基板ステージの位置制御を行うようにしてもよい。

上記各実施形態では複数の光学素子を有する投影光学系を備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、一つの光学素子からなる投影光学系であってもよい。あるいは、投影光学系を用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。投影光学系を用いない場合であっても、露光光はマスク又はレンズなどの光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸領域が形成される。

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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いてもよい。

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

さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回のスキャン露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

なお、法令で許容される限りにおいて、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

以上のように、上記実施形態の露光装置ＥＸは、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１０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工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などの基板処理プロセスを含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

Claims (33)

1. 光学部材を介して基板の露光を行う露光方法において、
   供給口を介して前記光学部材と物体との間に液体を供給することと、
   前記供給口を介して供給された前記液体を回収することと、
   前記回収した液体の温度を検出することによって前記物体の温度情報を取得することと、
   前記物体の温度情報を取得した後、前記供給口から供給される液体を介して前記基板を露光することと、を含む露光方法。
2. 前記物体の温度情報は、前記液体と前記物体との間の温度差情報を含む請求項１記載の露光方法。
3. 前記物体上に前記液体の液浸領域を形成することを更に含む請求項１又は２記載の露光方法。
4. 複数の検出条件のそれぞれのもとで、前記液体の温度を検出し、その結果に基づいて、前記液体の温度と前記物体との温度との関係を取得する請求項３記載の露光方法。
5. 前記複数の検出条件の下で検出された前記液体の温度に基づいて、前記液体の温度と前記物体の温度とが同じかどうかを判別する請求項４記載の露光方法。
6. 前記検出条件は、前記液浸領域と前記物体との相対的な位置関係を含む請求項４又は５記載の露光方法。
7. 前記液浸領域に対して前記物体を動かしつつ前記液体を回収し、前記回収した液体の温度の検出する請求項３〜６のいずれか一項記載の露光方法。
8. 前記検出条件は、前記物体上に液体を供給するときの供給量を含む請求項４〜６のいずれか一項記載の露光方法。
9. 前記物体上に供給する単位時間当たりの液体供給量を変えつつ前記液体を回収し、前記回収した液体の温度の検出る請求項８記載の露光方法。
10. 前記物体の温度情報に基づいて、所定の処理を行った後、前記基板を露光する請求項１〜９のいずれか一項記載の露光方法。
11. 前記所定の処理は、前記液体の温度及び前記物体の温度の少なくとも一方を調整する動作を含む請求項１０記載の露光方法。
12. 前記液体と前記物体との温度差が小さくなるように前記調整を行う請求項１１記載の露光方法。
13. 前記物体は、複数の物体を含み、
    前記複数の物体間の温度差が小さくなるように前記調整を行う請求項１１又は１２記載の露光方法。
14. 前記物体は、前記基板を保持して移動可能な第１物体を含む請求項１〜１３のいずれか一項記載の露光方法。
15. 前記物体は、前記基板を含む請求項１〜１４のいずれか一項記載の露光方法。
16. 前記物体は、前記第１物体とは独立して移動可能な第２物体をさらに含む請求項１４記載の露光方法。
17. 前記第１物体の温度情報と、前記第２物体の温度情報とに基づいて、前記第１物体の温度と前記第２物体の温度との一致性を判断する請求項１６記載の露光方法。
18. 前記第２物体は、露光に関する計測を行う計測器を備える請求項１６又は１７記載の露光方法。
19. 前記液体を回収する回収口と前記供給口は、前記基板の上方に配置され、
    前記基板は、前記供給口と前記回収口の下方を移動して露光される請求項１〜１８のいずれか一項に記載の露光方法。
20. 請求項１〜請求項１９のいずれか一項記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
21. 光学部材と液体とを介して基板を露光する液浸露光装置において、
    前記液体を供給する供給口と、
    前記供給口から前記光学部材と物体との間に供給された液体を回収する回収口と、
    前記回収口から回収された前記液体の温度を検出する第１検出装置と、
    前記第１検出装置の検出結果に基づいて、前記液体の温度と前記物体の温度との関係を検知する処理装置と、を備え、
    前記供給口から供給される液体を介して前記基板の露光を行なう露光装置。
22. 前記処理装置は、前記第１検出装置の検出結果に基づいて、前記液体の温度と前記物体の温度とが同じかどうかを判別する請求項２１記載の露光装置。
23. 前記回収口と前記供給口は前記基板の上方に配置され、前記回収口と前記供給口の下を前記基板が移動して露光される請求項２１または２２記載の露光装置。
24. 前記物体上に形成される前記液体の液浸領域に対して前記物体を相対的に移動する駆動装置をさらに備え、
    前記液浸領域に対して前記物体を動かしつつ、前記回収口から前記液体を回収する請求項２１〜２３のいずれか一項記載の露光装置。
25. 前記供給口から前記物体上に供給する単位時間当たりの液体供給量を変えつつ前記回収口から液体を回収する請求項２１〜２４のいずれか一項記載の露光装置。
26. 前記供給口から供給される液体の温度を検出する第２検出装置をさらに備え、
    前記処理装置は、前記第１検出装置及び前記第２検出装置の検出結果に基づいて、前記液体の温度と前記物体の温度との関係を検知する請求項２１〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
27. 前記処理装置の検知結果に基づいて、前記液体及び前記物体の少なくとも一方の温度を調整する調整装置を備えた請求項２１〜２６のいずれか一項記載の露光装置。
28. 前記調整装置は、前記液体と前記物体との温度差が小さくなるように調整する請求項２７記載の露光装置。
29. 前記物体は、前記基板を含む請求項２１〜２８のいずれか一項記載の露光装置。
30. 前記物体は、前記基板を保持して、前記光学部材と対向する位置に移動可能な第１物体を含む請求項２１〜２９のいずれか一項記載の露光装置。
31. 前記物体は、前記第１物体とは独立して移動可能であり、前記光学部材と対向する位置へ移動可能な第２物体を含む請求項３０記載の露光装置。
32. 前記第２物体は、基板を保持しない請求項３１記載の露光装置。
33. 請求項２２〜請求項３２のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。