(57)【要約】【課題】光学系に悪影響を与えることなく、その光学系の近傍の雰囲気中の汚染物質を排除可能な光学装置を提供する。【解決手段】照明光で投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光装置において、投影光学系ＰＬのウエハ側の光学素子Ｌ１１とウエハＷとの間に設けられ、光学素子Ｌ１１とウエハＷとの間の照明光ＩＬＥの光路の一部を囲む環状部材４０と、照明光ＩＬＥの光路から外側に向かう方向に気体を吹き出すように環状部材４０に設けられた複数の送風口４０ｅと、送風口４０ｅから気体を吹き出させ、その気体の吹き出しに伴って、環状部材４０の内部に負圧を生じさせる送風装置と、を備える。【選択図】図２
2010283015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介した照明光を物体に照射する光学装置において、
前記光学系の前記物体側及び前記照明光が入射する側の少なくとも一方と、前記光学系の前記物体側及び前記照明光が入射する側の少なくとも一方に配置される基板との間に設けられ、前記光学系の前記物体側及び前記照明光が入射する側の少なくとも一方と前記基板との間における前記照明光の光路の一部を囲む空間形成部材と、
前記照明光の光路に対して外側に向かう方向に気体を吹き出させ、前記気体の吹き出しに伴って、前記空間形成部材と前記基板との間に負圧を生じさせる負圧発生部と、
を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記負圧発生部は、前記気体を吹き出す吹き出し口を有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記空間形成部材は、前記空間形成部材の内側に向けて気体を供給する気体供給口と、
前記吹き出し口から前記気体を吹き出すときに前記空間形成部材の内側から排気される気体を補充するように、前記空間形成部材の前記気体供給口に前記照明光を透過する気体を供給する気体補充部とを備えることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記空間形成部材の内側の空間と外側の空間とを連通する通気孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記気体供給口に設けられ、前記空間形成部材の内側に供給される前記気体の圧力を調整する圧力調整機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
【請求項６】
前記圧力調整機構は、前記空間形成部材の前記気体供給口の一部に配置された多孔質部材を含むことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記光学系は、光学部材と、前記光学部材を保持する保持部材とを備え、
前記圧力調整機構は、前記空間形成部材の前記気体供給口から供給される前記気体を前記保持部材に吹き付ける機構を有することを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項８】
前記圧力調整機構は、前記空間形成部材の前記気体供給口を通して前記空間形成部材の内側に供給される気体が吹き付けられる側壁部を含むことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項９】
前記空間形成部材は、前記基板に対向する対向面と、前記対向面から離れるにしたがい、前記基板との間隔が広がるテーパ面とを備え、
前記気体吹き出し口は、前記テーパ面に設けられることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記空間形成部材の前記対向面は、前記空間形成部材の内側に最も近い面であることを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記空間形成部材は、前記基板に対向する対向部を有し、
前記気体吹き出し口は、前記対向部に対して前記空間形成部材の内側と反対側に設けられることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記気体吹き出し口は、前記基板に対して平行な方向、又は前記基板から離れる方向に前記気体を吹き出すことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記光学系は、マスクに形成されたパターンの像を物体上に形成する投影光学系であり、
前記空間形成部材は、前記投影光学系と前記物体との間に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記光学系は、マスクに形成されたパターンの像を前記物体上に形成する投影光学系であり、
前記空間形成部材は、前記投影光学系と前記マスクとの間に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光学装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系を介した照明光を物体に照射する光学装置に関し、例えば投影光学系を介して物体を露光する露光装置に好適なものである。さらに本発明は、その光学装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程中で使用される露光装置においては、露光光としてＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、及びこれよりさらに短波長のＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）などが使用されている。このような短波長の露光光を用いる場合、従来より露光光の光路にドライエアー又は低湿度の窒素ガス等を供給することが行われている。
【０００３】
また、露光対象のウエハ（又はガラスプレート等）に塗布されたフォトレジストからは微量な有機系ガスが発生することがある。また、転写対象のレチクルの雰囲気にも、レチクルを保持して移動するレチクルステージの駆動系から微量な有機系ガスが発生することがある。このような有機系ガスが汚染物質として投影光学系の端部の光学素子の表面に付着し、その汚染物質と露光光との相互作用によって曇りが発生すると、投影光学系の透過率が低下する。そこで、投影光学系の物体面側の端部の光学部材からレチクルまでの空間、及び／又は投影光学系の像面側の光学部材からウエハまでの空間に気体供給装置から所定の清浄な気体をほぼ一定の流量で供給し、その気体ととともに汚染物質を排気するようにした露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３７３８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の露光装置においては、気体供給装置から供給される気体が投影光学系の光学部材の表面に直接吹き付けられていたため、光学素子の表面の近傍で乱流が発生し、この乱流に巻き込まれた汚染物質が光学部材の表面に付着することによって、曇りの発生が促進される恐れがあった。また、その気体が吹き付けられる光学部材の表面で、結像特性に影響を与える温度むらが発生する恐れもあった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、光学系に悪影響を与えることなく、その光学系の近傍の雰囲気中の汚染物質を排除可能な光学装置、及びその光学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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による光学装置は、光学系を介した照明光を物体に照射する光学装置において、その光学系の物体側及び照明光が入射する側の少なくとも一方と、その光学系の物体側及び照明光が入射する側の少なくとも一方に配置される基板との間に設けられ、その光学系の物体側及び照明光が入射する側の少なくとも一方とその基板との間におけるその照明光の光路の一部を囲む空間形成部材と、その照明光の光路に対して外側に向かう方向に気体を吹き出させ、その気体の吹き出しに伴って、その空間形成部材とその基板との間に負圧を生じさせる負圧発生部と、を備えるものである。
【０００８】
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の光学装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理することと、を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、その気体はその光学系に対して直接には吹き付けられないため、その光学系に悪影響を与えることがない。さらに、負圧発生部によってその光学系の近傍の気体が照明光の光路外に排気されるため、その気体の流れによってその光学系の近傍の雰囲気中の汚染物質を排除可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の一例で使用される露光装置を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１の投影光学系ＰＬとウエハＷとの間にパージガスを供給する機構の要部を示す断面図、（Ｂ）は図２（Ａ）の環状部材４０を示す底面図である。
【図３】（Ａ）は図１の投影光学系ＰＬとレチクルＲとの間にパージガスを供給する機構の要部を示す断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）の機構の第１の変形例を示す断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）の機構の第２の変形例を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は図２（Ａ）の機構の第１の変形例を示す断面図、（Ｂ）は図２（Ａ）の機構の第２の変形例を示す断面図である。
【図５】電子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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の一例につき図１〜図５を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るスキャニングステッパー（スキャナー）よりなる走査露光型の露光装置１００の概略構成を示す。図１において、露光装置１００は、露光光源（不図示）と、この露光光源から射出される露光用の照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲ（マスク）を照明する照明光学系１０とを備えている。さらに、露光装置１００は、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲから射出された照明光ＩＬをフォトレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ（基板）上に投射する投影光学系ＰＬと、ウエハＷの位置決め及び移動を行うウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系２と、その他の駆動系等とを備えている。また、露光装置１００は全体として箱状のチャンバ（不図示）内に収納され、このチャンバ内には温度制御されて、かつ防塵フィルタ及びケミカルフィルタを通過した気体（例えばドライエアー）がダウンフロー方式で供給されている。
【００１２】
以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行にＺ軸を取り、これに垂直な面（ほぼ水平面）内の直交する２方向にＸ軸及びＹ軸を取り、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。本実施形態では、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向はＹ軸に平行な方向（Ｙ方向）である。
【００１３】
露光光源としてはＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が使用されている。露光光源としては、それ以外にＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）などの紫外パルスレーザ光源、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置、又は水銀ランプ等の放電ランプ等も使用することができる。
照明光学系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、ロッドインテグレータ、回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、照明光ＩＬの強度をモニタするインテグレータセンサ、レチクルブラインド（可変視野絞り）、及びコンデンサ光学系等を含んでいる。照明光学系１０は、レチクルＲのパターン面において、パターン領域ＰＡ上のＸ方向（非走査方向）に細長い照明領域１８Ｒを照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。また、通常照明、２極若しくは４極照明、又は輪帯照明等の照明条件に応じて、照明光学系１０内の瞳面における照明光ＩＬの強度分布が不図示の設定機構によって切り換えられる。
【００１４】
レチクルＲのパターン面（レチクル面）にはパターン領域ＰＡを覆うように矩形の枠を介して薄膜状のペリクル（保護膜）（不図示）が張設されている。
照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域１８Ｒ内の回路パターンは、両側テレセントリック（又はウエハ側に片側テレセントリック）の投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率（例えば１／４，１／５等の縮小倍率）で、ウエハＷ上の一つのショット領域ＳＡ上の露光領域１８Ｗ（照明領域１８Ｒと共役な領域）に投影される。ウエハＷは、例えば直径が２００ｍｍ、３００ｍｍ、又は４５０ｍｍ等で厚さが０．５〜１ｍｍ程度の円板状のシリコン又はＳＯＩ(Silicon on Insulator)等の基材上にフォトレジストを塗布したものである。投影光学系ＰＬは例えば屈折系であるが、反射屈折系等も使用できる。レチクル面及びウエハＷの表面（ウエハ面）がそれぞれ投影光学系ＰＬの物体面及び像面に配置される。
【００１５】
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ＲＳＴ上に吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴはレチクルベース１２のＸＹ平面に平行な上面にエアベアリングを介して載置され、その上面でＹ方向に一定速度で移動するとともに、Ｘ方向、Ｙ方向の位置及びθｚ方向の回転角の微調整を行う。レチクルステージＲＳＴの少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む２次元的な位置情報は、一例としてＸ軸のレーザ干渉計１４Ｘと、Ｙ軸の２軸のレーザ干渉計１４ＹＡ，１４ＹＢとを含むレチクル側干渉計によって計測され、この計測値がステージ駆動系４及び主制御系２に供給される。ステージ駆動系４は、その位置情報及び主制御系２からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介してレチクルステージＲＳＴの速度及び位置を制御する。
【００１６】
また、ウエハＷはウエハホルダ２０を介してウエハステージＷＳＴ上に吸着保持されている。ウエハステージＷＳＴは、ＸＹステージ２４と、この上に設置されてウエハＷを保持するＺチルトステージ２２とを含んでいる。ＸＹステージ２４は、ウエハベース２６のＸＹ平面に平行な上面にエアベアリングを介して載置され、その上面をＸ方向、Ｙ方向に移動し、必要に応じてθｚ方向の回転角が補正される。Ｚチルトステージ２２は、例えばＺ方向に変位可能な３箇所のＺ駆動部（不図示）を個別に駆動して、Ｚチルトステージ２２の上面（ウエハＷ）の光軸ＡＸ方向の位置（Ｚ位置）、及びθｘ、θｙ方向の回転角を制御する。
【００１７】
さらに、投影光学系ＰＬの側面に、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成で、ウエハ面の複数点でのフォーカス位置を計測する斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（不図示）が設けられている。ステージ駆動系４は、そのオートフォーカスセンサの計測結果に基づいて、ウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に合焦されるように、Ｚチルトステージ２２を駆動する。
【００１８】
ウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ２２）の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む２次元的な位置情報が、一例としてＸ軸の２軸のレーザ干渉計３６ＸＰ，３６ＸＦと、Ｙ軸の２軸のレーザ干渉計３６ＹＡ，３６ＹＢとを含むウエハ側干渉計によって計測され、この計測値がステージ駆動系４及び主制御系２に供給される。その位置情報はアライメント制御系６にも供給される。ステージ駆動系４は、その位置情報及び主制御系２からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介して、ウエハステージＷＳＴのＸＹステージ２４の２次元的な位置を制御する。
【００１９】
また、投影光学系ＰＬの側面において、ウエハＷ上のアライメントマークの位置を計測するための、オフアクシス方式で例えば画像処理方式のウエハアライメント系３８が不図示のフレームに支持されている。ウエハアライメント系３８の検出結果はアライメント制御系６に供給されている。さらに、Ｚチルトステージ２２上のウエハホルダ２０の近傍に基準部材２８が固定され、基準部材２８上にスリットパターン及び基準マークが形成されている。Ｚチルトステージ２２内の基準部材２８の底面に、そのスリットパターンを通過した光束を受光する空間像計測系３４が収納され、空間像計測系３４の検出信号がアライメント制御系６に供給されている。空間像計測系３４によって、レチクルＲのアライメントマーク（不図示）の像の位置を計測でき、この計測結果に基づいてレチクルＲのアライメントを行うことができる。さらに、基準部材２８上の基準マークをウエハアライメント系３８で検出することによって、レチクルＲのパターンの像の中心（露光中心）とウエハアライメント系３８の検出中心との位置関係（ベースライン）を計測できる。ウエハアライメント系３８で計測されるウエハＷ上の所定の複数のアライメントマークの位置を処理してウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を得た後、その配列座標及びそのベースラインを用いて、ウエハＷ上の各ショット領域とレチクルＲのパターン像とを高精度に重ね合わせて露光できる。
【００２０】
露光時には、レチクルＲの照明領域１８Ｒ内のパターンの投影光学系ＰＬによる像をウエハＷ上の一つのショット領域上に露光しつつ、レチクルＲとウエハＷとをＹ方向に投影倍率を速度比として同期して移動することで、当該ショット領域にレチクルＲのパターンの像が走査露光される。その後、ウエハステージＷＳＴを駆動してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作と、その走査露光動作とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターン像が露光される。
【００２１】
この露光に際して、ウエハＷのフォトレジストから発生する微量な有機系ガス、あるいは、レチクルステージＲＳＴを駆動する駆動系から発生する微量な有機系ガスが投影光学系ＰＬの端部の光学素子の表面に汚染物質として付着し、その汚染物質と照明光ＩＬとが反応して曇りが形成されると、投影光学系ＰＬの透過率が低下し、照明光ＩＬの利用効率が低下する。そこで、露光装置１００は、そのような汚染物質が光学素子の表面に付着することを防止するための局所的な気体供給機構を備えている。この気体供給機構は、投影光学系ＰＬのレチクルＲ側の光学素子Ｌ２１（図３（Ａ）参照）とレチクルＲとの間に、照明光ＩＬの光路を囲むように配置されたレチクル側の環状部材１９と、投影光学系ＰＬのウエハＷ側の光学素子Ｌ１１（図２（Ａ）参照）とウエハＷとの間に、照明光ＩＬの光路を囲むように配置されたウエハ側の環状部材４０と、環状部材１９及び４０の内部に、照明光ＩＬを透過するとともに、温度制御されて高度に除塵が行われた気体であるパージガスをほぼ一定の流量で供給する送風装置５とを備えている。本実施形態のパージガスは、一例として露光装置１００が収納されるチャンバ（不図示）内にダウンフロー方式で供給される気体（例えばドライエアー）と同じ種類である。なお、そのチャンバ内に供給される気体及びパージガスとしては、窒素ガス又は希ガス等の不活性ガスも使用可能である。
【００２２】
送風装置５は、主制御系２から気体供給の制御情報が入力されると、可撓性を持つ配管７Ａ及び７Ｂ及び継手８Ａ及び８Ｂを介して環状部材１９及び４０にパージガスをほぼ一定の流量で供給する。送風装置５は、例えば露光装置１００を収納するチャンバ（不図示）内を流れた後で回収された気体を防塵フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ等）及びケミカルフィルタに通した後、この気体を目標温度範囲内に温度制御した気体をパージガスとして所定の流量で配管７Ａ及び７Ｂに供給（送風）する。なお、例えばウエハＷ又はレチクルＲの交換時等で、投影光学系ＰＬの端部の近傍にウエハＷ又はレチクルＲが存在しない期間中には、送風装置５からのパージガスの供給動作を停止してもよい。
【００２３】
図２（Ａ）は、図１の投影光学系ＰＬのウエハＷ側の端部に配置された環状部材４０を示す断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の環状部材４０を示す底面図である。図２（Ａ）において、投影光学系ＰＬは、ウエハＷに対向して配置された平行平板状の光学素子Ｌ１１と、その上に配置されたレンズＬ１２とを含み、レンズＬ１２は、部分鏡筒４１に保持され、部分鏡筒４１は、不図示のフレームに支持されている。また、部分鏡筒４１の底面に環状部材４０が３箇所でボルト４２によって固定され、環状部材４０にはウエハＷ上の露光領域１８Ｗに入射する最も外側の照明光ＩＬＥを遮光しないように、ウエハＷを露光する照明光を通すＸ方向に長い矩形状の開口４０ａが形成されている。本実施形態では、環状部材４０の上面４０ｂ側に開口４０ａを覆うように光学素子Ｌ１１が支持されている。
【００２４】
また、環状部材４０内には、図１の送風装置５から配管７Ｂ及び継手８Ｂを介してパージガスＧが供給される一つの通気孔４０ｃが形成され、環状部材４０内に通気孔４０ｃに連通するようにパージガスＧを一時的に蓄積するためのバッファ空間４３が形成されている。環状部材４０の開口４０ａの内面には、照明光ＩＬＥの光路を囲むように所定間隔、例えば等間隔で、環状部材４０内の空間にパージガスＧを供給するための多数の供給口４０ｆが形成されている。さらに、環状部材４０の底面にはウエハＷに対向する円柱の側面状の下端面４０ｇと、下端４０ｇから外側ほどウエハＷとの間隔が広くなるようなテーパ面（傾斜面）４０ｈとが形成され、テーパ面４０ｈに開口４０ａ（照明光の光路）に対して外側に向けてパージガスＧを吹き出すための多数の送風口４０ｅが形成されている。環状部材４０内には、バッファ空間４３と多数の送風口４０ｅとを連結する多数の通気孔４０ｄが形成され、各通気孔４０ｄにそれぞれ供給口４０ｆが連結されている。この場合、バッファ空間４３内のパージガスＧは、通気孔４０ｄを通して送風口４０ｅ側に流れやすく、送風口４０ｅから吹き出されるパージガスの流量は供給口４０ｆから供給されるパージガスの流量よりも多い。このようにパージガスＧが、送風口４０ｅから供給される流量よりも、供給口４０ｆから供給される流量よりも多くするためには、例えば、送風口４０ｅの開口径を供給口４０ｆの開口径よりも小さくしたり、あるいは後述するように多孔質体を設ければよい。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、環状部材４０内のバッファ空間４３は、開口４０ａを囲むようにリング状に形成され、多数の送風口４０ｅは開口４０ａを囲むようにほぼ等間隔で形成され、各送風口４０ｅがそれぞれ一つの通気孔４０ｄを介してバッファ空間４３に連結されている。同様に、図２（Ａ）の供給口４０ｆも開口４０ａを囲むようにほぼ等間隔で多数配置されている。なお、環状部材４０内にバッファ空間４３及び多数の通気孔４０ｄを容易に形成するために、一例として環状部材４０を＋Ｚ方向の部材と−Ｚ方向の部材とを含む複数の部材を連結して形成してもよい。環状部材４０は例えば金属製である。
【００２６】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）において、ウエハＷの露光時には、図１の送風装置５から配管７Ｂ及び継手８Ｂを介して環状部材４０の通気孔４０ｃに所定圧力で所定流量のパージガスＧが供給される。供給されたパージガスＧは環状部材４０内のバッファ空間４３に一時的に蓄積された後、通気孔４０ｄを介して送風口４０ｅから開口４０ａ（照明光ＩＬの光路）の外側に向けて、矢印Ａ１で示すようにほぼ一定流量で吹き出される。この結果、環状部材４０の内側の気圧が外側の気圧よりも低くなり、負圧効果によって、環状部材４０の内部の気体は矢印Ａ２で示すように、環状部材４０とウエハＷとの隙間を通って外側に排気される。さらに、環状部材４０の内部から排気される気体を補うように、矢印Ａ３で示すように、バッファ空間４３から通気孔４０ｄを介して環状部材４０の内面の供給口４０ｆからパージガスＧが供給される。
【００２７】
この結果、光学素子Ｌ１１とウエハＷとの間の環状部材４０で囲まれた空間の気体は連続的に環状部材４０の外側に排気されるとともに、それを補うように環状部材４０の内部に清浄なパージガスＧが供給される。従って、ウエハＷのフォトレジストから発生する有機系ガスはパージガスＧとともに排気されるため、光学素子Ｌ１１の表面に汚染物質が付着することが防止される。さらに、環状部材４０の内部の気体は、環状部材４０の底面の送風口４０ｅから外側に吹き出されるパージガスＧの負圧効果によって排気され、光学素子Ｌ１１の表面にパージガスＧが直接吹き付けられることがない。その結果、光学素子Ｌ１１の温度分布の形成がなく、光学素子Ｌ１１の僅かな変形等も生じないため、投影光学系ＰＬの結像特性が高く維持される。なお、環状部材４０の内面の供給口４０ｆからは、比較的緩やかに拡散するように光学素子Ｌ１１の表面から離れた領域にパージガスが供給されるため、その供給口４０ｆから供給されるパージガスによる悪影響は殆どないとみなすことが可能である。
【００２８】
次に、図３（Ａ）は、図１の投影光学系ＰＬのレチクルＲ側の端部に配置された環状部材１９を示す断面図である。図３（Ａ）において、レチクルＲのパターン面を覆うように矩形の枠を介してペリクル（不図示）が張設されている。また、投影光学系ＰＬは、レチクルＲに対向して配置された平行平板状の光学素子Ｌ２１と、その下に配置されたレンズＬ２２とを含み、レンズＬ２２は、部分鏡筒５１に保持され、部分鏡筒５１は、不図示のフレームに支持されている。部分鏡筒５１の上面に例えば３箇所のボルト５３Ａを介してリング状の保持部材５２が固定され、保持部材５２に光学素子Ｌ２１が保持されている。また、保持部材５２上に例えば３箇所のボルト５３Ｂを介して環状部材１９が固定され、環状部材１９にはレチクルＲの照明領域１８Ｒから射出される最も外側の照明光ＩＬＥを遮光しないように、照明光を通すＸ方向に長い矩形状の開口が形成されている。この場合、レチクルベース１２の照明領域１８Ｒの下方には照明光を通過させる開口１２ａが形成され、その開口１２ａに続くレチクルベース１２の凹部内に環状部材１９の先端部が収納されている。
【００２９】
また、環状部材１９内には、図１の送風装置５から配管７Ａ及び継手８Ａを介してパージガスＧが供給される一つの通気孔１９ｃと、通気孔１９ｃに連通するリング状のバッファ空間５４とが形成されている。さらに、環状部材１９の内面には照明光ＩＬＥの光路を囲むように多数の吹き出し口１９ｂが形成され、環状部材１９内にはバッファ空間５４と多数の吹き出し口１９ｂとを連結する多数の通気孔１９ｄが形成されている。この場合、通気孔１９ｄは、それぞれ環状部材１９の内面の隔壁部１９ａで上方に折り曲げられてから吹き出し口１９ｂに連通している。なお、環状部材１９も一例として＋Ｚ方向の部材と−Ｚ方向の部材とを含む複数の部材を連結して形成してもよい。環状部材１９も例えば金属製である。
【００３０】
図３（Ａ）において、ウエハの露光時には、図１の送風装置５から配管７Ａ及び継手８Ａを介して環状部材１９の通気孔１９ｃに所定圧力で所定流量のパージガスＧが供給される。供給されたパージガスＧは環状部材１９内のバッファ空間５４に一時的に蓄積された後、矢印Ｂ１で示すように、通気孔１９ｄを介して隔壁部１９ａに吹き付けられて、送風路が折り曲げられてから、吹き出し口１９ｂから環状部材１９の内部にほぼ一定流量で吹き出される。この結果、環状部材１９の内部の気体は、矢印Ｂ２で示すように、環状部材１９とレチクルベース１２の凹部との隙間を通して環状部材１９の外側に排気される。従って、レチクルＲのペリクル（不図示）から発生する有機系ガスはパージガスＧとともに排気されるため、光学素子Ｌ２１の表面に汚染物質が付着することが防止される。さらに、環状部材１９内のパージガスＧは、隔壁部１９ａに吹き付けられて拡散した後に吹き出し口１９ｂから光学素子Ｌ２１の上方に供給されるため、光学素子Ｌ２１の表面にパージガスＧが直接吹き付けられることがない。その結果、光学素子Ｌ２１の温度分布の形成がなく、光学素子Ｌ２１の僅かな変形等も生じないため、投影光学系ＰＬの結像特性が高く維持される。
【００３１】
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の露光装置１００は、投影光学系ＰＬを介した照明光をウエハＷに照射する露光装置において、図２（Ａ）に示すように、投影光学系ＰＬの物体側の光学素子Ｌ１１とウエハＷ（基板）との間に設けられ、投影光学系ＰＬの光学素子Ｌ１１とウエハＷとの間における照明光ＩＬＥの光路の一部を囲む環状部材４０（空間形成部材）と、照明光ＩＬＥの光路に対して外側に向かう方向に照明光を透過するパージガスＧを吹き出させ、パージガスＧの吹き出しに伴って、環状部材４０とウエハＷとの間の空間に負圧を生じさせる機構とを備えている。
【００３２】
また、その負圧を生じさせる機構は、照明光ＩＬＥの光路から外側に向かう方向に気体を吹き出すように環状部材４０に形成された送風口４０ｅと、送風口４０ｅにパージガスＧを供給する送風装置５とを備えている。
本実施形態によれば、パージガスＧは、光学素子Ｌ１１に対して直接には吹き付けられないため、投影光学系ＰＬ（光学素子Ｌ１１）に悪影響を与えることがない。さらに、パージガスＧの吹き出しに伴って発生する負圧によって、光学素子Ｌ１１の近傍の雰囲気中の汚染物質を効率的に排除できる。
【００３３】
なお、環状部材４０の周囲に、送風口４０ｅから吹き出されるパージガスＧ及び環状部材４０の内部から排気される気体を積極的に吸引して排気する機構を設けてもよい。
（２）また、環状部材４０は、その内側に向けてパージガスＧを供給する供給口４０ｆを有し、送風口４０ｅからパージガスＧを吹き出すときに負圧効果で環状部材４０の内側から排気される気体を補充するように、供給口４０ｆにパージガスＧを供給する送風装置５を備えている。
【００３４】
従って、その負圧によって光学素子Ｌ１１又はウエハＷが変形することが防止される。なお、供給口４０ｆには、送風装置５とは別の供給装置からパージガスＧを供給してもよい。
また、図２（Ａ）において、環状部材４０の供給口４０ｆは、単に環状部材４０の内側と外側とを連通する通気孔として形成しておいてもよい。
【００３５】
（３）また、露光装置１００は、図３（Ａ）に示すように、投影光学系ＰＬのレチクル側の端部の光学素子Ｌ２１の外側の照明光ＩＬＥの光路の一部を囲むように配置され、照明光ＩＬＥの光路側に気体を供給する通気孔１９ｃが形成された環状部材１９と、通気孔１９ｃを通して環状部材１９の内側に供給される気体が吹き付けられる側壁部１９ａと、通気孔１９ｃに照明光ＩＬＥを透過するパージガスＧを供給する送風装置５とを備えている。即ち、パージガスＧは投影光学系ＰＬとレチクルＲとの間に供給されている。
【００３６】
この場合、パージガスＧの送風路の途中に側壁部１９ａがあるため、パージガスＧは光学素子Ｌ２１に対して圧力を緩和されてから送風される。従って、光学素子Ｌ２１に悪影響を与えることなく、パージガスＧの流れによって光学素子Ｌ２１の近傍の雰囲気中の汚染物質を排除できる。
なお、その側壁部１９ａと同様の側壁部（圧力調整機構）を図２（Ａ）の環状部材４０の供給口４０ｆに設けてもよい。これによって、光学素子Ｌ１１に対するパージガスＧの送風圧が低減されるため、光学素子Ｌ１１に対する悪影響がさらに低減される。
【００３７】
また、図３（Ａ）において、環状部材１９の外側にパージガスＧを吹き出して、環状部材１９とレチクルＲとの間の空間を負圧にする機構を設けてもよい。
（４）また、環状部材４０は、ウエハＷに対向する下端面４０ｇと、下端面４０ｇから離れるにしたがいウエハＷとの間隔が広がるテーパ面４０ｈとを備え、送風口４０ｅはテーパ面４０ｈに設けられている。従って、簡単な構成で照明光の光路の外側にパージガスＧを吹き出すことができる。
【００３８】
なお、図２（Ａ）ではパージガスＧはウエハＷの表面に平行に吹き出されているが、送風口４０ｅからパージガスＧをウエハＷから次第に離れる方向に吹き出してもよい。
次に、本発明の実施形態の変形例につき図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、及び図４（Ａ）、図４（Ｂ）を参照して説明する。図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）において図３（Ａ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。同様に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において図２（Ａ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３９】
先ず、図２（Ａ）の環状部材４０の代わりに図４（Ａ）の環状部材４０Ａを使用してもよい。図４（Ａ）において、光学素子Ｌ１１はリング状の保持部材４４に保持され、保持部材４４はボルト４２によって部分鏡筒４１の底面に固定されている。また、ウエハＷ上の露光領域１８Ｗに入射する照明光ＩＬＥの光路を囲むように配置された環状部材４０Ａが、連結部材４５を介して部分鏡筒４１の底面に固定されている。保持部材４４の底面と環状部材４０Ａの上面との間には気体を通す通気部４０Ａｆが確保され、連結部材４５の一部に継手８Ｃ及び配管７Ｃを介して図１の送風装置５と同様の送風装置が連結されている。
【００４０】
また、環状部材４０Ａの底面にはウエハＷに対向する平坦面４０Ａｇと、ウエハＷに対して外側にいくほど離れるテーパ面４０Ａｈとが形成され、テーパ面４０Ａｈに照明光ＩＬＥの光路の外側に向けて気体を吹き出す多数の送風口４０Ａｅが形成され、環状部材４０Ａの内部には通気孔４０Ａｃ及びリング状のバッファ部４３Ａが形成され、バッファ部４３Ａと多数の送風口４０Ａｅとがそれぞれ通気孔４０Ａｄによって連結されている。通気孔４０Ａｃには、継手８Ｂ及び配管７Ｂを介して図１の送風装置５と同様の送風装置が連結されている。
【００４１】
図４（Ａ）の変形例において、ウエハＷの露光時には、不図示の送風装置から配管７Ｂ及び継手８Ｂを介して環状部材４０Ａの通気孔４０Ａｃに所定流量のパージガスＧが供給される。供給されたパージガスＧは、環状部材４０Ａ内のバッファ部４３Ａ及び各通気孔４０Ａｄを介して送風口４０Ａｅから照明光ＩＬＥの光路の外側に向けて、矢印Ａ１で示すようにほぼ一定流量で吹き出される。この結果、負圧効果によって、環状部材４０Ａの内部の気体は矢印Ａ２で示すように、環状部材４０Ａの外側に排気される。さらに、環状部材４０Ａの内部から排気される気体を補うように、矢印Ａ３で示すように、不図示の送風装置から配管７Ｃ、継手８Ｃ、及び通気部４０Ａｆを介してパージガスＧが供給される。
【００４２】
この結果、ウエハＷのフォトレジストから発生する有機系ガスはパージガスＧとともに排気されるため、光学素子Ｌ１１の表面に汚染物質が付着することが防止される。さらに、光学素子Ｌ１１の表面にパージガスＧが直接吹き付けられることがないため、投影光学系ＰＬの結像特性が高く維持される。
次に、図２（Ａ）の環状部材４０の代わりに図４（Ｂ）の環状部材４０Ｂを使用してもよい。図４（Ｂ）において、部分鏡筒４１の底面に固定された環状部材４０Ｂには照明光ＩＬＥの光路を囲むように開口４０Ｂａが形成され、その開口４０Ｂａを覆うように光学素子Ｌ１１が保持されている。また、環状部材４０Ｂの内面に多数の気体の供給口４０Ｂｆが形成され、各供給口４０Ｂｆにそれぞれ気体の風速を低下させるための円筒状の多孔質体４６が固定されている。さらに、環状部材４０Ｂの内部に通気孔４０Ｂｃと、これに連通するバッファ空間４３と、バッファ空間４３と多数の供給口４０Ｂｆ（多孔質体４６）とを連結する多数の通気孔４０Ｂｄとが形成されている。
【００４３】
図４（Ｂ）の変形例において、ウエハＷの露光時には、不図示の送風装置から配管７Ｂ及び継手８Ｂを介して環状部材４０Ｂの通気孔４０Ｂｃに所定流量のパージガスＧが供給される。供給されたパージガスＧは、環状部材４０Ｂ内のバッファ空間４３及び各通気孔４０Ｂｄ及び多孔質体４６を介して、矢印Ａ４で示すように供給口４０Ｂｆから照明光ＩＬＥの光路に向けて吹き出される。この結果、多孔質体４６の減速効果によって、環状部材４０Ｂの内部に供給されたパージガスＧは、矢印Ａ５で示すように緩やかに環状部材４０ＢとウエハＷとの隙間に流れた後、矢印Ａ６で示すように、環状部材４０Ｂの外側に排気される。
【００４４】
この結果、ウエハＷのフォトレジストから発生する有機系ガスはパージガスＧとともに排気される。さらに、光学素子Ｌ１１の表面にパージガスＧは拡散されるように供給されて、光学素子Ｌ１１に対する悪影響がないため、投影光学系ＰＬの結像特性が高く維持される。
なお、多孔質体４６の代わりにメッシュ部材等の気体を減速又は拡散して圧力を調整する他の部材を使用してもよい。
【００４５】
また、例えば図２（Ａ）の環状部材４０の供給口４０ｆに多孔質体４６と同様の多孔質体又はメッシュ部材等を設置してもよい。
次に、図３（Ａ）のレチクルＲ側の環状部材１９の代わりに図３（Ｂ）の環状部材１９Ａを使用してもよい。図３（Ｂ）において、光学素子Ｌ２１を保持する保持部材５２の上面にリング状の保護板５５が固定されている。また、分割鏡筒５１上に、保持部材５２及び保護板５５の側面及び上部を囲むように、円筒状の環状部材１９Ａが固定されている。環状部材１９Ａと保持部材５２との間には気密用のＯリング５６が装着され、環状部材１９Ａの先端部と保護板５５との間には気体を通過させる通気部１９Ａｂが形成されている。さらに、環状部材１９Ａ内には継手８Ａと通気部１９Ａｂとを連通する通気孔１９Ａｃが形成されている。
【００４６】
図３（Ｂ）の変形例において、ウエハの露光時には、図１の送風装置５と同様の送風装置から配管７Ａ及び継手８Ａを介して環状部材１９Ａの通気孔１９Ａｃに所定流量のパージガスＧが供給される。供給されたパージガスＧは、矢印Ｂ３で示すように環状部材１９Ａ内の通気孔１９Ａｃから保護板５５に吹き付けられた後、通気部１９Ａｂから環状部材１９Ａの内部の照明光ＩＬＥの光路に供給される。さらに、環状部材１９Ａの内部の気体は、矢印Ｂ２で示すように、環状部材１９Ａとレチクルベース１２の凹部との隙間を通して環状部材１９Ａの外側に排気される。従って、レチクルＲのペリクル（不図示）から発生する有機系ガスはパージガスＧとともに排気される。さらに、環状部材１９Ａ内のパージガスＧは、保護板５５に吹き付けられて拡散した後に光学素子Ｌ２１の上方に供給されるため、光学素子Ｌ２１の表面にパージガスＧが直接吹き付けられることがない。その結果、投影光学系ＰＬの結像特性が高く維持される。
【００４７】
なお、図３（Ｂ）の例のように保護板５５にパージガスＧを吹き付ける機構を、図２（Ａ）の環状部材４０の供給口４０ｆからパージガスＧを供給する部分に設けてもよい。
次に、図３（Ａ）のレチクルＲ側の環状部材１９の代わりに図３（Ｃ）の環状部材１９Ｂを使用してもよい。図３（Ｃ）において、環状部材１９Ｂ内には連通孔１９Ｂｃ及びバッファ空間５４が形成され、バッファ空間５４は通気孔１９Ｂｄを介して光学素子Ｌ２１の照明光が通過しない領域（有効領域外の領域）に対向する開口に連通している。さらに、環状部材１９Ｂの先端部と光学素子Ｌ２１との間には気体を通す通気部１９Ｂｂが設けられている。
【００４８】
図３（Ｃ）の変形例において、ウエハの露光時には、送風装置（不図示）から配管７Ａ及び継手８Ａを介して環状部材１９Ｂの通気孔１９Ｂｃに所定流量のパージガスＧが供給される。供給されたパージガスＧは、矢印Ｂ３で示すように環状部材１９Ｂ内のバッファ空間５４及び通気孔１９Ｂｄから光学素子Ｌ２１の有効領域外の領域に吹き付けられた後、通気部１９Ｂｂから環状部材１９Ｂの内部の照明光ＩＬＥの光路に供給される。従って、レチクルＲのペリクル（不図示）から発生する有機系ガスはパージガスＧとともに排気される。さらに、環状部材１９Ｂ内のパージガスＧは、光学素子Ｌ２１の有効領域外に吹き付けられて拡散した後に光学素子Ｌ２１の上方に供給されるため、投影光学系ＰＬの結像特性が高く維持される。
【００４９】
なお、図３（Ｃ）の例のように光学素子Ｌ２１の有効領域外にパージガスＧを吹き付ける機構を、図２（Ａ）の環状部材４０の供給口４０ｆからパージガスＧを供給する部分に設けてもよい。
また、図２及び図４では、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に、環状部材４０を配置する構成について説明したが、照明光学系１０とレチクルＲとの間に、環状部材４０を配置してもよい。
この場合、図２及び図４において、投影光学系ＰＬを照明光学系１０に置き換え、ウエハＷをレチクルＲに置き換えるだけでよい。
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図５に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたレチクル（マスク）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置１００によりレチクルのパターンを基板（感光基板）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を含む基板処理ステップ２２４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００５０】
言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いて基板（ウエハ）を露光することと、露光された基板を処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。この際に、上記の実施形態の露光装置によれば、投影光学系ＰＬの透過率が高く維持され、かつ投影光学系ＰＬの結像特性が高く維持されるため、高いスループットで高精度に電子デバイスを製造できる。
【００５１】
なお、本発明は、上述の走査露光型の露光装置で露光する場合の他に、ステッパー等の一括露光型の露光装置で露光する場合にも適用できる。さらに、本発明は、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている液浸型露光装置で露光する場合にも、例えば投影光学系のレチクル側の光学部材の周囲にパージガスを供給するために同様に適用することができる。
【００５２】
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems)、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の露光工程にも適用することができる。
【００５３】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【符号の説明】
【００５４】
Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｌ１１，Ｌ２１…光学素子、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、２…主制御系、５…送風装置、１０…照明光学系、１９…レチクル側の環状部材、４０…ウエハ側の環状部材
【図１】
2010283015.tif 000003
【図２】
2010283015.tif 000004
【図３】
2010283015.tif 000005
【図４】
2010283015.tif 000006
【図５】
2010283015.tif 000007