(57)【要約】【課題】冷媒を用いることなく簡単な機構で局所的な温度制御又は冷却を行う。【解決手段】照明光でレチクルを介してウエハを露光する露光装置は、圧縮空気供給管４２から注入される圧縮気体より冷気と暖気とを発生するボルテックスチューブ４５と、ボルテックスチューブ４５から発生する冷気と暖気とを可変の混合比で混合して温度制御された気体を出力する流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂ及びＹ型継手５２Ｃと、その温度制御された気体を熱源又はその近傍に供給する給気ダクト４４とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して物体を露光する露光方法であって、
ボルテックスチューブに気体を注入することと、
前記ボルテックスチューブから発生する冷気と暖気との混合比を調整して温度制御された気体を生成することと、
前記温度制御された気体を熱源又はその近傍に供給することと、
を含む露光方法。
【請求項２】
前記ボルテックスチューブに注入する気体が圧縮気体である請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記ボルテックスチューブから発生する冷気と暖気との混合比を調整して温度制御された気体を生成することは、前記冷気及び前記暖気のそれぞれの流量と混合比とを調整することを含む請求項１に記載の露光方法。
【請求項４】
前記気体を供給することは、前記温度制御された気体を前記熱源又は前記熱源を収納する部材に吹き付けることである請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項５】
前記気体を供給することは、前記温度制御された気体を前記熱源の近傍に設置されたヒートシンクに供給することである請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項６】
前記気体を供給することは、前記熱源を含む第１室に対して隔壁を介して隣接する第２室に、前記温度制御された気体を供給することである請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項７】
前記気体を供給することは、前記第１室を流れた気体と前記第２室を流れた気体とを混合させて排気することを含む請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記露光光で前記パターンを介して物体を露光している間に、前記温度制御された気体を熱源又はその近傍に供給する請求項１に記載の露光方法。
【請求項９】
さらに、前記ボルテックスチューブから発生する冷気と暖気とをそれぞれ第１及び第２冷気と第１及び第２暖気とに分けることと、
前記第１冷気と前記第１暖気とを混合した第１気体の温度情報に応じて前記第１冷気及び前記第１暖気の流量を制御することと、
前記第１気体を第１温度制御領域に供給することと、
前記第２冷気の少なくとも一部と前記第２暖気の少なくとも一部とを混合した第２気体を前記第１温度制御領域とは異なる第２温度制御領域に供給することを含む請求項１又は８に記載の露光方法。
【請求項１０】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して物体を露光する露光装置であって、
圧縮気体源から注入される圧縮気体より冷気と暖気とを発生するボルテックスチューブと、
前記ボルテックスチューブから発生する前記冷気と前記暖気とを可変の混合比で混合して温度制御された気体を出力する気体混合部と、
前記温度制御された気体を熱源又はその近傍に供給する気体供給路と、
を備える露光装置。
【請求項１１】
前記可変の混合比で混合された気体の温度情報を計測する温度センサと、
前記温度センサの計測情報に基づいて前記気体混合部における前記混合比を制御する制御部と、を備える請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記気体混合部は、前記冷気の流量を制御する第１流量制御部と、前記暖気の流量を制御する第２流量制御部と、前記第１及び第２流量制御部から出力される気体を混合する混合部とを含み、
前記混合部で混合される気体の流量情報を計測する流量センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサ及び前記流量センサの計測情報に基づいて前記第１及び第２流量制御部における気体の流量を制御する請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記気体供給路の吹き出し口は、前記熱源の内部又は前記熱源を収納する部材に向けて配置される請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記熱源の近傍に配置されたヒートシンクを備え、
前記気体供給路の吹き出し口が前記ヒートシンクに連結される請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記熱源を含む第１室と、該第１室に対して隔壁を介して隣接する第２室とをさらに備え、
前記気体供給路を通過した気体を前記第２室に供給する請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第１室を流れた気体と前記第２室を流れた気体とを混合させて排気する排気路を備える請求項１５に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記露光装置が露光装置本体とそれを収容するチャンバを備え、前記熱源がチャンバ内に収容された露光装置本体の一部である請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１８】
さらに、前記チャンバ内に温度制御された気体を供給する空調装置を備え、前記制御部は前記気体混合部から出力される気体の温度を前記空調装置から供給される気体の温度より低くなるように制御する請求項１７に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記ボルテックスチューブと前記気体混合部が、前記チャンバの外側に設けられている請求項１７又は１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記ボルテックスチューブから発生する前記冷気と前記暖気とをそれぞれ第１及び第２冷気と第１及び第２暖気とに分ける第１及び第２分離部と、
それぞれ前記第１冷気と前記第１暖気とを混合する第１混合部と、
前記第２冷気の少なくとも一部と前記第２暖気の少なくとも一部とを混合する第２混合部と、
前記第１混合部から出力される第１気体の温度情報を計測する温度センサと、
前記温度センサの計測情報に応じて前記第１冷気及び前記第１暖気の流量を制御する制御部と、前記第１気体を第１温度制御領域に供給する第１気体供給路と、
前記第２混合部から出力される第２気体を前記第１温度制御領域とは異なる第２温度制御領域に供給する第２気体供給路とを備える請求項１０及び請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記気体供給路は温度制御された気体を前記パターンに入射する露光光の光路に局所的に供給するように構成されている請求項１０〜１２及び請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して物体を露光する露光方法であって、
ボルテックスチューブに気体を注入することと、
前記ボルテックスチューブから発生する冷気と暖気とをそれぞれ第１及び第２冷気と第１及び第２暖気とに分けることと、
前記第１冷気と前記第１暖気とを混合した第１気体の温度情報に応じて前記第１冷気及び前記第１暖気の流量を制御することと、
前記第１気体を第１温度制御領域に供給することと、
前記第２冷気の少なくとも一部と前記第２暖気の少なくとも一部とを混合した第２気体を前記第１温度制御領域よりも温度の目標制御精度が低い第２温度制御領域に供給することと、
を含む露光方法。
【請求項２３】
前記制御することは、前記第１気体の温度情報及び流量情報に応じて前記第１冷気及び前記第１暖気の流量を制御する請求項２２に記載の露光方法。
【請求項２４】
前記第１温度制御領域は、前記パターンが形成されたマスク上の領域を含み、
前記第２温度制御領域は、前記露光光で前記パターンを照明する照明光学系の少なくとも一部の光路を含む領域である請求項２２又は２３に記載の露光方法。
【請求項２５】
前記第１温度制御領域は、前記照明光学系の前記露光光の射出端に設けられた隔壁部と、前記マスクの前記照明光学系側に設けられたフード部材とで囲まれた領域を含む請求項２４に記載の露光方法。
【請求項２６】
前記第１気体を第１温度制御領域に供給することは、前記第１気体を前記照明光学系と前記隔壁部との間からダウンフロー方式で前記隔壁部の内側に供給することを含む請求項２５に記載の露光方法。
【請求項２７】
さらに、第２気体の温度情報に応じて前記第２冷気の流量を制御することを含む請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２８】
前記露光光で前記パターンを介して物体を露光している間に、前記温度制御された第１気体および第２気体を第１温度制御領域とは異なる第２温度制御領域にそれぞれ供給する請求項２２〜２７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２９】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して物体を露光する露光装置であって、
気体源から気体が注入されて冷気と暖気とを発生するボルテックスチューブと、
前記ボルテックスチューブから発生する前記冷気と前記暖気とをそれぞれ第１及び第２冷気と第１及び第２暖気とに分ける第１及び第２分離部と、
それぞれ前記第１冷気と前記第１暖気とを混合し、前記第２冷気の少なくとも一部と前記第２暖気の少なくとも一部とを混合する第１及び第２混合部と、
前記第１混合部から出力される第１気体の温度情報を計測する温度センサと、
前記温度センサの計測情報に応じて前記第１冷気及び前記第１暖気の流量を制御する制御部と、
前記第１気体を第１温度制御領域に供給する第１気体供給路と、
前記第２混合部から出力される第２気体を前記第１温度制御領域よりも温度の目標制御精度が低い第２温度制御領域に供給する第２気体供給路と、
を備える露光装置。
【請求項３０】
前記第１気体の流量情報を計測する流量センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサ及び前記流量センサの計測情報に応じて前記第１冷気及び前記第１暖気の流量を制御する請求項２９に記載の露光装置。
【請求項３１】
さらに、前記露光光で前記パターンを照明する照明光学系を備え、前記第１温度制御領域は、前記パターンが形成されたマスク上の領域を含み、
前記第２温度制御領域は、前記照明光学系の少なくとも一部の光路を含む領域である請求項２９又は３０に記載の露光装置。
【請求項３２】
さらに、前記照明光学系の前記露光光の射出端に設けられた隔壁部と、前記マスクの前記照明光学系側に設けられたフード部材とを備え、前記第１温度制御領域は、前記隔壁部と、前記フード部材とで囲まれた領域を含む請求項３１に記載の露光装置。
【請求項３３】
前記第１気体供給路の吹き出し口は、前記照明光学系と前記隔壁部との間に配置される請求項３２に記載の露光装置。
【請求項３４】
前記露光装置が露光装置本体とそれを収容するチャンバを備え、前記第１温度制御領域および第２温度制御領域が、チャンバ内に収容された露光装置本体の一部である請求項２９〜３３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項３５】
さらに、前記チャンバ内に温度制御された気体を供給する空調装置を備え、前記制御部は前記気体混合部から出力された気体の温度を前記空調装置から供給される気体の温度より低くなるように制御する請求項２９〜３４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項３６】
さらに、前記チャンバ内の前記第１温度制御領域および第２温度制御領域とは異なる部位の局所的な空調制御を行なう空調制御装置を備える請求項３５に記載の露光装置。
【請求項３７】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して物体を露光する露光方法であって、
圧縮気体をスリット部を介して噴出させたときの負圧により周囲の気体を吸い込んで流量が増加した気体を生成することと、
前記流量が増加した気体を熱源又はその近傍に供給することと、
を含む露光方法。
【請求項３８】
前記露光光で前記パターンを介して物体を露光している間に、前記流量が増加した気体を熱源又はその近傍に供給する請求項３７に記載の露光方法。
【請求項３９】
請求項１〜９、請求項２２〜２８、請求項３７、及び請求項３８のいずれか一項に記載の露光方法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。
【請求項４０】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して物体を露光する露光装置であって、
圧縮気体源から圧縮気体を導く配管と、
前記配管を介して前記圧縮気体が注入される注入口と、前記注入口に連通する溝部と、前記溝部に隣接して設けられた外気吸入口と、前記溝部から流出する気体と前記外気吸入口から吸入される外気とを吹き出す吹き出し口とを含む気体増幅部と、
前記気体増幅部から吹き出される気体を熱源又はその近傍に供給する気体供給路と、
を備える露光装置。
【請求項４１】
前記気体増幅部の前記溝部の幅は調整可能である請求項４０に記載の露光装置。
【請求項４２】
請求項１０〜２１、請求項２９〜３６、請求項４０、及び請求項４１のいずれか一項に記載の露光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、温度制御技術を用いる露光技術に関し、例えば半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の各種デバイスを製造する際に使用される露光装置を構成する部材の温度制御を行う場合に好適なものである。また、本発明はそのような露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイス（電子デバイス、マイクロデバイス）の製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、レチクル（又はフォトマスク等）に形成されているパターンをレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、ステッパ等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置又はスキャニングステッパ等の走査露光型の投影露光装置などの露光装置が使用されている。
【０００３】
露光装置において、照明光学系の照明特性及び投影光学系の結像特性を所定の状態に維持し、かつレチクル、投影光学系、及びウエハの位置関係を所定の関係に維持して高い露光精度（位置決め精度、同期精度等）で露光を行うためには、レチクルステージ及びウエハステージの温度、並びに照明特性及び結像特性に影響する光学部材の温度を目標とする温度範囲内に維持する必要がある。そのため、従来より、露光装置の照明光学系、レチクルステージ、投影光学系、及びウエハステージは、箱型のチャンバ内に設置され、チャンバ内には、所定温度に制御されて、かつ防塵フィルタを通過した清浄な空気がダウンフロー方式で供給されている。
【０００４】
最近では、そのチャンバ内に設置される機構の中でも特に高い温度制御精度が要求される部分、例えばステージの位置計測を行うレーザ干渉計の計測用ビームの光路には、さらに高度に温度制御された空気をダウンフロー及び／又はサイドフロー方式で供給する局所的な温度制御も行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第２００６／０２８１８８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の露光装置では、チャンバ内の局所的な温度制御を行うための空気も、チャンバ全体にダウンフロー方式で供給される空気と同様に、外気から取り込んだ空気及び／又はチャンバ内を流れた後に回収された空気を例えば冷媒を用いる冷却機構及び防塵フィルタに通して生成されていた。
しかしながら、今後、露光精度をより高めるために、チャンバ内で局所的な温度制御を行う部分の数が増加したような場合に、各部分毎にそれぞれ冷媒を用いる冷却機構を使用して温度制御を行うものとすると、温度制御機構が複雑化してメンテナンスの頻度も高くなる恐れがある。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑み、冷媒を用いることなく簡単な機構で局所的な温度制御又は冷却を行うことが可能な露光技術及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術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】
本発明の第１の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターンを介して物体を露光する露光方法であって、ボルテックスチューブに気体を注入することと、そのボルテックスチューブから発生する冷気と暖気との混合比を調整して温度制御された気体を生成することと、その温度制御された気体を熱源又はその近傍に供給することと、を含む露光方法が提供される。
【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して物体を露光する露光方法であって、ボルテックスチューブに気体を注入することと、前記ボルテックスチューブから発生する冷気と暖気とをそれぞれ第１及び第２冷気と第１及び第２暖気とに分けることと、前記第１冷気と前記第１暖気とを混合した第１気体の温度情報に応じて前記第１冷気及び前記第１暖気の流量を制御することと、前記第１気体を第１温度制御領域に供給することと、前記第２冷気の少なくとも一部と前記第２暖気の少なくとも一部とを混合した第２気体を前記第１温度制御領域よりも温度の目標制御精度が低い第２温度制御領域に供給することとを含む露光方法が提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターンを介して物体を露光する露光方法であって、圧縮気体をスリット部を介して噴出させたときの負圧により周囲の気体を吸い込んで流量が増加した気体を生成することと、その流量が増加した気体を熱源又はその近傍に供給する供給することと、を含む露光方法が提供される。
【００１０】
本発明の第４の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターンを介して物体を露光する露光装置であって、圧縮気体源から注入される圧縮気体より冷気と暖気とを発生するボルテックスチューブと、そのボルテックスチューブから発生するその冷気とその暖気とを可変の混合比で混合して温度制御された気体を出力する気体混合部と、その温度制御された気体を熱源又はその近傍に供給する気体供給路と、を備える露光装置が提供される。
【００１１】
本発明の第５の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して物体を露光する露光装置であって、気体源から気体が注入されて冷気と暖気とを発生するボルテックスチューブと、前記ボルテックスチューブから発生する前記冷気と前記暖気とをそれぞれ第１及び第２冷気と第１及び第２暖気とに分ける第１及び第２分離部と、それぞれ前記第１冷気と前記第１暖気とを混合し、前記第２冷気の少なくとも一部と前記第２暖気の少なくとも一部とを混合する第１及び第２混合部と、前記第１混合部から出力される第１気体の温度情報を計測する温度センサと、前記温度センサの計測情報に応じて前記第１冷気及び前記第１暖気の流量を制御する制御部と、前記第１気体を第１温度制御領域に供給する第１気体供給路と、前記第２混合部から出力される第２気体を前記第１温度制御領域よりも温度の目標制御精度が低い第２温度制御領域に供給する第２気体供給路とを備える露光装置が提供される。
【００１２】
本発明の第６の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターンを介して物体を露光する露光装置であって、圧縮気体源から圧縮気体を導く配管と、その配管を介してその圧縮気体が注入される注入口と、その注入口に連通する溝部と、その溝部に隣接して設けられた外気吸入口と、その溝部から流出する気体とその外気吸入口から吸入される外気とを吹き出す吹き出し口とを含む気体増幅部と、その気体増幅部から吹き出される気体を熱源又はその近傍に供給する気体供給路と、を備える露光装置が提供される。
【００１３】
本発明の第７の態様に従えば、本発明の露光方法又は露光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、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧縮気体からボルテックスチューブを用いて生成された温度制御された気体、又は圧縮気体を増幅した気体を用いることによって、冷媒を用いることなく簡単な機構で局所的な温度制御又は冷却を行うことが可能である。また、圧縮気体としては、通常の工場等に備えられている圧縮空気源等からの気体を使用できるため、特に専用の気体圧縮設備等を備える必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の一例の露光装置の構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図２】図１の露光装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】図１中の第２局所空調装置４３の構成を示すブロック図である。
【図４】図３中のボルテックスチューブ４５を示す断面図である。
【図５】図１の露光装置の空調動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】（Ａ）は実施形態の第１変形態様の要部を示す一部を切り欠いた図、（Ｂ）は図６（Ａ）のVIB−VIB線に沿う断面図である。
【図７】実施形態の第２変形態様の要部を示す断面図である。
【図８】第２実施形態の露光装置の構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図９】図８の露光装置の制御系を示すブロック図である。
【図１０】図８中の第３局所空調装置１４３の構成を示すブロック図である。
【図１１】図８の露光装置の空調動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図８のレチクルステージ及びレチクル干渉計の配置の一例を示す斜視図である。
【図１３】変形態様の露光装置を示す一部を切り欠いた図である。
【図１４】第３実施形態の局所空調装置の要部を示す断面図である。
【図１５】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】
【００１６】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態につき図１〜図５を参照して説明する。本実施形態は、スキャニングステッパ（スキャナー）よりなる走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）の温度制御を行う場合に本発明を適用したものである。
図１は、本実施形態の露光装置１０を示す一部を切り欠いた図である。図１において、露光装置１０は、例えば半導体デバイス製造工場のクリーンルーム内の床ＦＬ上に設置されている。露光装置１０は、露光用の照明光ＥＬ（露光光）を発生する光源部４と、照明光ＥＬでレチクルＲ（マスク）を照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを吸着保持して移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ（基板）上に投影する投影光学系ＰＬとを備えている。さらに、露光装置１０は、ウエハＷを吸着保持して移動するウエハステージＷＳＴと、露光装置１０の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御装置２０を含む制御系（図２参照）と、その他の駆動機構、支持機構、及びセンサ類等と、照明光学系ＩＬＳ、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴ等を収納する箱型のチャンバ２とを備えている。なお、主制御装置２０は、チャンバ２の外側に配置されている。チャンバ２内に収容されている照明光学系ＩＬＳ、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴなどの部材を、適宜、総称して露光装置本体１０００という。
【００１７】
また、露光装置１０は、チャンバ２の内部全体の空調を行うための全体空調システムを備えている。この全体空調システムは、チャンバ２の上部の多数の開口２ａを通してチャンバ２内に温度制御されて防塵フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ等）を通過した清浄な空気（例えばドライエアー）をダウンフロー方式で供給する主空調装置８と、この動作を制御する主空調制御系３５（図２参照）とを備えている。一例としてチャンバ２内を流れた空気は、チャンバ２の底面の床ＦＬに設けられた多数の開口（不図示）を通して床下の配管（不図示）に流れ、その配管内の空気は、主空調装置８の気体回収部に戻されて再利用される。
【００１８】
以下、図１において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に垂直にＸ軸を、図１の紙面に平行にＹ軸を取って説明する。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。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向をθｘ、θｙ、θｚ方向とも呼ぶ。
先ず、チャンバ２の外側の床ＦＬ上に設置された光源部４は、照明光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を発生するレーザ光源（露光光源）と、その照明光ＥＬを照明光学系ＩＬＳに導くビーム送光光学系と、照明光ＥＬの断面形状を所定形状に成形するビーム成形光学系とを備えている。光源部４の照明光ＥＬの射出端は、チャンバ２の＋Ｙ方向の側面上部の開口を通してチャンバ２内に配置されている。なお、露光光源としては、ＫｒＦエキシマレーザ光源（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（ｉ線等）なども使用できる。
【００１９】
また、チャンバ２内の上部に配置された照明光学系ＩＬＳは、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する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（内面反射型インテグレータ）、回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、レチクルブラインド（いずれも不図示）、複数のコンデンサレンズを含むコンデンサ光学系、及び光路折り曲げミラー等の複数の光学部材を備えている。これらの光学部材は照明系鏡筒６内に支持されている。照明光学系ＩＬＳは、レチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のＸ方向に細長いスリット状の照明領域を照明光ＥＬによりほぼ均一な照度で照明する。
【００２０】
レチクルＲに形成されたパターン領域のうち、照明領域内のパターンの像は、両側テレセントリックで投影倍率βが縮小倍率（例えば１／４）の投影光学系ＰＬを介してレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ上に結像投影される。一例として、投影光学系ＰＬの視野直径は２７〜３０ｍｍ程度である。
また、図１のチャンバ２内の床ＦＬ上に、複数の台座１１を介して下部フレーム１２が設置され、下部フレーム１２の中央部に平板状のベース部材１３が固定され、ベース部材１３上に例えば３箇所（又は４箇所等）の防振台１４を介して平板状のウエハベースＷＢが支持され、ウエハベースＷＢのＸＹ平面に平行な上面にエアベアリングを介してウエハステージＷＳＴがＸ方向、Ｙ方向に移動可能に、かつθｚ方向に回転可能に載置されている。また、下部フレーム１２の上端に、ウエハベースＷＢを囲むように配置された例えば３箇所（又は４箇所等）の防振台１５を介して光学系フレーム１６が支持されている。光学系フレーム１６の中央部の開口に投影光学系ＰＬが配置され、光学系フレーム１６上に投影光学系ＰＬを囲むように上部フレーム１７が固定されている。防振台１４及び１５は、一例としてエアダンパとボイスコイルモータ等の電磁式ダンパとを組み合わせた能動型の防振装置である。防振台１４，１５とこれらの制御系（不図示）とを含むシステムは、それぞれ能動型振動分離システムであるＡＶＩＳ(Active Vibration Isolation System) を構成している。
【００２１】
また、光学系フレーム１６の底面の＋Ｙ方向の端部にＹ軸のレーザ干渉計２１ＷＹが固定され、その底面の＋Ｘ方向の端部にＸ軸のレーザ干渉計（不図示）が固定されている。これらの干渉計よりなるウエハ干渉計２１Ｗ（図２参照）は、それぞれウエハステージＷＳＴの側面の反射面（又は移動鏡）に複数軸の計測用ビームを照射して、例えば投影光学系ＰＬの側面の参照鏡（不図示）を基準として、ウエハステージＷＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置を複数箇所で計測し、計測値を図２の主制御装置２０を介してウエハステージ駆動系２２Ｗに供給する。これらの計測値に基づいてウエハステージＷＳＴのθｘ、θｙ、θｚ方向の回転角も求められる。
【００２２】
また、図１の光学系フレーム１６の底面には、ウエハＷ上のアライメントマークの位置を計測するオフアクシスの画像処理方式のアライメント系ＡＬ、及びウエハＷ上の複数の計測点でＺ方向の位置（フォーカス位置）を斜入射方式で光学的に計測する照射系２５ａと受光系２５ｂとを含むオートフォーカスセンサ（以下、ＡＦセンサという）２５（図２参照）が固定されている。アライメント系ＡＬの画像信号を図２の信号処理系２７で処理することによって被検マークの位置情報が求められ、この位置情報が主制御装置２０に供給され、この位置情報に基づいて主制御装置２０はウエハＷのアライメントを行う。また、ＡＦセンサ２５の検出信号を信号処理系２６で処理することによって求められるウエハＷ上の計測点のフォーカス位置の情報が、主制御装置２０を介してウエハステージ駆動系２２Ｗに供給される。
【００２３】
ウエハステージ駆動系２２Ｗは、ウエハ干渉計２１Ｗの計測値及び主制御装置２０からの制御情報に基づいて例えばリニアモータ２４等を含む駆動機構を介してウエハステージＷＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置及び速度等を制御するとともにθｚ方向の回転角を制御する。さらにウエハステージ駆動系２２Ｗは、ＡＦセンサ２５を介して計測されるフォーカス位置の情報に基づいて、ウエハステージＷＳＴ内のＺ駆動部を介してウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に合焦されるように、ウエハＷのＺ方向の位置、及びθｘ方向、θｙ方向の回転角を制御する。
【００２４】
ウエハステージＷＳＴ内には、レチクルＲのアライメントマークの投影光学系ＰＬによる像の位置を計測する空間像計測系（不図示）も備えられている。この空間像計測系の計測値に基づいて主制御装置２０はレチクルＲのアライメントを行う。
一方、上部フレーム１７の＋Ｙ方向の上部に、照明光学系ＩＬＳの照系明鏡筒６が固定されている。さらに、上部フレーム１７のＸＹ平面に平行な上面にエアベアリングを介してレチクルステージＲＳＴがＹ方向に定速移動可能に載置されている。レチクルステージＲＳＴは、上部フレーム１７の上面でＸ方向への移動、及びθｚ方向への回転も可能である。
【００２５】
また、上部フレーム１７の上面の＋Ｙ方向の端部にＹ軸のレーザ干渉計２１ＲＹが固定され、その上面の＋Ｘ方向の端部にＸ軸のレーザ干渉計（図１２参照）が固定されている。これらの干渉計よりなるレチクル干渉計２１Ｒ（図２参照）は、それぞれレチクルステージＲＳＴに設けられた移動鏡（又は反射面）に複数軸の計測用ビームを照射して、例えば投影光学系ＰＬの側面の参照鏡（不図示）を基準として、レチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置を複数箇所で計測し、計測値を図２の主制御装置２０を介してレチクルステージ駆動系２２Ｒに供給する。これらの計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴのθｚ、θｘ、θｙ方向の回転角も求められる。レチクルステージ駆動系２２Ｒは、レチクル干渉計２１Ｒの計測値及び主制御装置２０からの制御情報に基づいて例えばリニアモータ２３等を含む駆動機構を介してレチクルステージＲＳＴのＹ方向の速度及び位置、並びにＸ方向の位置及びθｚ方向の回転角等を制御する。なお、レチクル干渉計、及びレチクルステージＲＳＴの配置構造の一例については、後述する第２実施形態で図１２を参照しながら詳述する。また、本明細書において、ウエハＷやレチクルＲのアライメントや、フォーカス検出などの計測を適宜、計測動作と呼ぶ。
【００２６】
本実施形態において、ウエハステージ駆動系２２Ｗ及びレチクルステージ駆動系２２Ｒは熱源となる。そこで、ウエハステージ駆動系２２Ｗ及びレチクルステージ駆動系２２Ｒは、一例として、−Ｙ方向の防振台１５の近傍で光学系フレーム１６に支持されている箱状の制御ボックス３０内にまとめて配置されている。なお、制御ボックス３０は、例えば＋Ｙ方向の防振台１５の近傍等に配置してもよく、さらに上部フレーム１７等で支持してもよい。この場合、図２のＡＦセンサ２５及びアライメント系ＡＬ用の信号処理系２６，２７等の熱源となる可能性のある他の装置も制御ボックス３０内に配置してもよい。さらに、制御ボックス３０を複数の小型のボックスに分けてもよい。
【００２７】
また、本実施形態の露光装置１０が液浸型である場合には、投影光学系ＰＬの下端の光学部材の下面に例えばリング状のノズルヘッド（不図示）が配置され、図２の液体供給装置２８から不図示の配管及びそのノズルヘッドを介してその光学部材とウエハＷとの間の局所的な液浸領域に所定の液体（純水等）が供給される。その液浸領域の液体は不図示の配管を介して図２の液体回収装置２９によって回収される。そのノズルヘッド、液体供給装置２８、及び液体回収装置２９を含む液浸機構としては、例えば国際公開第２００４／０５３９５５号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００５／０２５９２３４号）、欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書、又は国際公開第２００５／１２２２１８号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００７／０２９１２３９号）等に開示されている液浸機構を使用できる。なお、露光装置１０がドライ型である場合には、その液浸機構を備える必要はない。
【００２８】
また、図１のチャンバ２の例えば−Ｙ方向の側面方向にレチクルローダ系（不図示）及びウエハローダ系（不図示）が配置されている。レチクルローダ系及びウエハローダ系はチャンバ２とは別に空調が行われているサブチャンバ（不図示）内に設置され、レチクルローダ系及びウエハローダ系はそれぞれチャンバ２の側面の開口（不図示）を通してレチクルＲ及びウエハＷの交換を行う。
【００２９】
そして、図１の露光装置１０の露光時には、先ずレチクルＲ及びウエハＷのアライメントが行われる。その後、レチクルＲへの照明光ＥＬの照射を開始して、レチクルＲのパターンの一部の投影光学系ＰＬを介した像をウエハＷ上の一つのショット領域に投影しつつ、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを投影光学系ＰＬの投影倍率βを速度比としてＹ方向に同期して移動（同期走査）する走査露光動作によって、そのショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。その後、照明光ＥＬの照射を停止して、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作と、上記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上の全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。
【００３０】
次に、本実施形態の露光装置１０は、照明光学系ＩＬＳの照明特性（コヒーレンスファクタ（σ値）、照度均一性等）及び投影光学系の結像特性（解像度等）を所定の状態に維持し、かつレチクルＲ、投影光学系ＰＬ、及びウエハＷの位置関係を所定の関係に維持して高い露光精度（位置決め精度、同期精度等）で露光を行うために、チャンバ２の内部に温度制御された清浄な空気をダウンフロー方式で供給する主空調装置８を含む全体空調システムを備えている。さらに、露光装置１０は、高い温度制御精度が要求される部分、及び例えば制御ボックス３０のような熱源となる部分の温度を制御又は冷却するための局所空調システムを備えている。局所空調システムは、第１局所空調装置４１及び第２局所空調装置４３を有し、それらはチャンバ２の上部外側に設けられている。なお、全体空調システムはその少なくとも一部（本例では、主空調装置８及び局所空調システム）がチャンバ２の上部に設けられるものとしたが、これに限らず、例えばチャンバ２の側部などに設けるものとしても良い。
【００３１】
局所空調システムに空調用空気を供給するために、チャンバ２の例えば上部（床下等でもよい）に、ほぼ所定の温度範囲に制御されて、防塵フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＡＰフィルタ等）を通した空気である空調用空気（例えばドライエアー）が供給される空調空気供給管４０と、ほぼ所定の温度範囲に制御されて圧縮されるとともに、防塵フィルタを通した空気である圧縮空気（例えば圧縮されたドライエアー）が供給される圧縮空気供給管４２とが配置されている。圧縮空気供給管４２は、半導体製造工場等には一般に備えられている設備である。なお、空調空気供給管４０を使用することなく、主空調装置８内から分岐した空調用空気、又は圧縮空気供給管４２から取り込んで減圧した空気等を使用してもよい。
【００３２】
空調空気供給管４０から取り込んだ空気の温度をより高精度に制御する第１局所空調装置４１が設けられ、第１局所空調装置４１で高度に温度制御された清浄な空気が、第１ダクト１８Ｒ及び第２ダクト１８Ｗを介してそれぞれチャンバ２内の照明光学系ＩＬＳの照明系鏡筒６の底面の送風部１９Ｒ及び光学系フレーム１６の底面の送風部１９Ｗに導かれている。第１局所空調装置４１は、例えば、冷媒を用いたコンプレッサーにより空気を温度制御する。第１局所空調装置４１の温度制御動作は、図２の干渉光路空調制御系３６によって制御される。送風部１９Ｒ及び１９Ｗは、それぞれレチクルステージＲＳＴ用のＹ軸のレーザ干渉計２１ＲＹ及びウエハステージＷＳＴ用のＹ軸のレーザ干渉計２１ＷＹの計測用ビームの光路上に配置されている。送風部１９Ｒ，１９Ｗは、それぞれダクト１８Ｒ，１８Ｗから導かれる温度制御された空気ＡＲ，ＡＷを、均一な風速分布で計測用ビームの光路上にダウンフロー方式で吹き出す。なお、空気ＡＲ，ＡＷをサイドフロー方式で吹き出すことも可能である。同様に、Ｘ軸のレーザ干渉計の計測用ビームの光路にも温度制御された空気が局所的に供給される。これによって、レチクル干渉計２１Ｒ及びウエハ干渉計２１ＷによってレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置を高精度に計測できる。なお、Ｘ軸及びＹ軸のレーザ干渉計（２１ＲＸ及び２１ＲＹ）からレチクルステージＲＳＴに照射される計測用ビームの光路（６５Ｘ及び６５Ｙ）に対する空気ＡＲ（ＡＲＹ及びＡＲＸ）の流れを後述する図１２に示した。
【００３３】
また、圧縮空気供給管４２から取り込んだ圧縮空気から比較的高精度に温度制御された清浄な空気を生成する第２局所空調装置４３が設けられ、第２局所空調装置４３からの温度制御された空気Ａ８が給気ダクト４４を介してチャンバ２内の制御ボックス３０の側面に吹き付けられている。第２局所空調装置４３の温度制御動作は、図２の制御ボックス空調制御系３７によって制御される。一例として、給気ダクト４４の先端部は２つの分岐ダクト４４ａ及び４４ｂに分かれ、分岐ダクト４４ａ及び４４ｂからそれぞれ温度制御された空気Ａ８が制御ボックス３０の側面に吹き付けられている。チャンバ２内に主空調装置８からダウンフローで供給される空気の設定温度（例えば２０〜２５℃内の所定の温度）に対して、空気Ａ８の設定温度（目標温度）は或る程度（例えば数ｄｅｇ）低く設定されている。これによって、熱源を含む制御ボックス３０の温度上昇が抑制され、チャンバ２内の露光装置の各部の温度の制御精度を高めることができ、露光精度等を高めることができる。
【００３４】
以下、第２局所空調装置４３の構成につき図３、図４を参照して詳細に説明する。図３は、第２局所空調装置４３の構成を示すブロック図、図４は、図３中のボルテックスチューブ（Vortex Tube）４５を示す断面図である。
図３において、第２局所空調装置４３は、圧縮空気供給管４２と配管４７を介して連結されたボルテックスチューブ４５を備えている。また、配管４７の途中に圧力平滑化用のレギュレータ４８Ｒ及び流量制御用の主流量制御バルブ４８Ｆが設置され、ボルテックスチューブ４５に配管４９Ａ及び５０Ａが連結されている。ボルテックスチューブ４５は、圧縮空気供給管４２から配管４７を介して圧縮空気Ａ１が供給される供給口４５ａと、圧縮空気Ａ１よりも温度の高い暖気Ａ３を配管５０Ａに吐き出す排気口４５ｃと、圧縮空気Ａ１よりも温度の低い冷気Ａ５を配管４９Ａに吐き出す排気口４５ｄと、暖気Ａ３と冷気Ａ５との流量比及び冷気Ａ５の温度を制御するスロットルバルブ４６とを含んでいる。
【００３５】
図４に示すように、ボルテックスチューブ４５は円筒状部材であり、この円筒状部材内の旋回室４５ｂの一方の端部に排気口４５ｄが設けられ、この近傍の側面に供給口４５ａが設けられ、旋回室４５ｂの他方の端部に暖気Ａ３の流量を調整するために出し入れ可能にスロットルバルブ４６が設けられ、スロットルバルブ４６の近傍の端部に排気口４５ｃが設けられている。この場合、供給口４５ａから旋回室４５ｂ内に供給された圧縮空気Ａ１は、排気口４５ｃ側に向かう外側の旋回流である自由渦Ａ２と、排気口４５ｄ側に向かう内側の旋回流である強制渦Ａ４とに分かれ、自由渦Ａ２は次第に温度が上昇し、強制渦Ａ４は次第に温度が低下する。そして、自由渦Ａ２の一部が暖気Ａ３として排気口４５ｃから配管５０Ａに吐き出され、強制渦Ａ４の一部が冷気Ａ５として排気口４５ｄから配管４９Ａに吐き出される。
【００３６】
スロットルバルブ４６を調整することによって、圧縮空気Ａ１に対して冷気Ａ５の温度を１０〜７０℃程度低くできることが知られている。本実施形態において、圧縮空気Ａ１の温度を例えば２０℃程度とすると、温度が例えば−５０〜１０℃程度の冷気Ａ５を生成できる。この場合、ボルテックスチューブ４５には可動部分がないため、圧縮空気を用いることによって、実質的にメンテナンス不要で冷気を生成できる。
【００３７】
なお、ボルテックスチューブの冷気を使用する冷凍機の例が、例えば特開２００１−２５５０２３号公報（対応米国特許出願公開第２００１／００２０３６６号）、特開２００６−２３０１０号公報、特開２００５−１８０７５２号公報等に開示されている。本実施形態では、ボルテックスチューブの冷気のみではなく冷気と暖気とを可変の混合比で混合した空気を用いる点が異なっている。
図３に戻り、配管４９Ａ中の冷気Ａ５がＴ型継手５２Ａを介して配管４９Ｂ，４９Ｃに分岐して供給され、配管５０Ａ中の暖気Ａ３がＴ型継手５２Ｂを介して配管５０Ｂ，５０Ｃに分岐して供給される。さらに、配管４９Ｂ中の冷気Ａ７及び配管５０Ｂ中の暖気Ａ６がＹ型継手５２Ｃによって混合されて、混合気体（温度制御された空気Ａ８）として給気ダクト４４に供給され、配管４９Ｃ中の冷気と配管５３Ｄ中の暖気とがＴ型継手５２Ｄによって混合されて排気ダクト５７に供給される。給気ダクト４４内の温度制御された空気Ａ８は図１の制御ボックス３０の側面に吹き付けられる。排気ダクト５７中の空気Ａ９は、例えば主空調装置８に供給されて空調空気として利用される。
【００３８】
また、配管４９Ｂ，５０Ｂの途中に第１及び第２の流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂが設置され、配管４９Ｃ，５０Ｃの途中に第３及び第４の流量制御バルブ５３Ｃ，５３Ｄが設置され、配管４９Ｂ，５０Ｂの途中にＹ型継手５２Ｃからの気体の逆流を防止するための逆止弁５４Ａ，５４Ｂが設置されている。さらに、配管４９Ａ内に冷気Ａ５の温度及び流量をそれぞれ計測する温度センサ５５Ａ及び流量センサ５６Ａが配置され、配管５０Ａ内に暖気Ａ３の温度及び流量をそれぞれ計測する温度センサ５５Ｂ及び流量センサ５６Ｂが配置され、給気ダクト４４内に空気Ａ８の温度及び流量をそれぞれ計測する温度センサ５５Ｃ及び流量センサ５６Ｃが配置されている。
【００３９】
温度センサ５５Ａ〜５５Ｃ及び流量センサ５６Ａ〜５６Ｃの計測値は制御ボックス空調制御系３７に供給され、制御ボックス空調制御系３７はそれらの計測値及び主制御装置２０から供給される制御情報（空気Ａ８の設定温度及び設定流量等）に基づいて、主流量制御バルブ４８Ｆ及び流量制御バルブ５３Ａ〜５３Ｄの開度（０〜１００％）を制御する。なお、制御ボックス空調制御系３７は、さらにレギュレータ４８Ｒから供給される空気圧及び／又はボルテックスチューブ４５のスロットルバルブ４６の制御（冷気Ａ５の流量、温度の制御）を行うようにしてもよい。上述のボルテックスチューブ４５、配管４７，４９Ａ〜４９Ｃ，５０Ａ〜５０Ｃ、レギュレータ４８Ｒ、主流量制御バルブ４８Ｆ、Ｔ型継手５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｄ、Ｙ型継手５２Ｃ、流量制御バルブ５３Ａ〜５３Ｄ、逆止弁５４Ａ，５４Ｂ、給気ダクト４４、排気ダクト５７、温度センサ５５Ａ〜５５Ｃ、及び流量センサ５６Ａ〜５６Ｃを含んで第２局所空調装置４３が構成されている。なお、配管４９Ｃ，５０Ｃの途中にＴ型継手５２Ｄからの気体の逆流を防止するための逆止弁を設置してもよい。また、流量制御バルブ５３Ｃ，５３Ｄの代わりに、流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂを通過できない空気を排気ダクト５７側に逃がすためのバルブ（リリーフ弁等）を設けてもよい。
【００４０】
次に、図３の第２局所空調装置４３の空調動作の一例につき図５のフローチャートを参照して説明する。この動作は露光装置１０の露光動作と並行して実行されるように制御ボックス空調制御系３７によって制御される。なお、この動作は露光動作だけでなく他の動作、例えば計測動作などとも並行して実行されても良いし、あるいは露光装置１０の稼働中に継続して実行されても良い。この際に、レギュレータ４８Ｒから出力される空気の圧力は例えば大気圧の３〜５倍程度に設定され、ボルテックスチューブ４５のスロットルバルブ４６は、図１の制御ボックス３０に送風される空気Ａ８の設定温度（例えば１５〜２０℃内の所定温度）に対して、冷気Ａ５の温度が低くなり、暖気Ａ３の温度が高くなるように調整されているものとする。また、空気Ａ８の設定流量は、一例として、主流量制御バルブ４８Ｆの開度が中央値（５０％）付近に設定されているときの圧縮空気Ａ１の流量より小さく設定されている。
【００４１】
先ず、図５のステップ１０１において、第１〜第４の流量制御バルブ５３Ａ〜５３Ｄの開度を例えば中央値に設定する。次のステップ１０２において、主流量制御バルブ４８Ｆの開度を例えば中央値に設定して、圧縮空気供給管４２から配管４７を介してボルテックスチューブ４５に圧縮空気Ａ１を導入する。これによって、ボルテックスチューブ４５から配管４９Ａに冷気Ａ５が、配管５０Ａに暖気Ａ３が供給され、配管４９Ａから配管４９Ｂに分岐された冷気Ａ７と、配管５０Ａから配管５０Ｂに分岐された暖気Ａ６とがＹ型継手５２Ｃで混合されて給気ダクト４４に供給される。この際に、冷気Ａ５及び暖気Ａ３のうちで空気Ａ８として使用されない部分は、配管４９Ｃ，５０Ｃ及びＴ型継手５２Ｄを介して排気ダクト５７に排気される。
【００４２】
次に、温度センサ５５Ａ，５５Ｂ及び流量センサ５６Ａ，５６Ｂで冷気Ａ５及び暖気Ａ３の温度及び流量を計測し、計測値を制御ボックス空調制御系３７に供給する（ステップ１０３）。さらに、給気ダクト４４内の混合気体である空気Ａ８の温度及び流量を温度センサ５５Ｃ及び流量センサ５６Ｃで計測し、計測値を制御ボックス空調制御系３７に供給する（ステップ１０４）。
【００４３】
その後、制御ボックス空調制御系３７は、計測された空気Ａ８の流量が、主制御装置２０から供給された設定値に対して予め設定されている許容範囲（設定範囲）内かどうかを判定する（ステップ１０５）。その流量が設定範囲内である場合にはステップ１０７に移行し、その流量が設定範囲内にない場合にはステップ１０６に移行する。
ステップ１０６において、制御ボックス空調制御系３７は、空気Ａ８の流量が設定範囲より少ないときには、第１及び第２の流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂの開度を第１の制御量（例えば数％）だけ増加させ、その増加分を相殺するように、第３及び第４の流量制御バルブ５３Ｃ，５３Ｄの開度を減少させる。一方、空気Ａ８の流量が設定範囲よりも多いときには、流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂの開度をその第１の制御量だけ減少させ、その減少分を相殺するように、流量制御バルブ５３Ｃ，５３Ｄの開度を増加させる。なお、その第１の制御量の代わりに、流量自体の制御量を用いてもよい。
【００４４】
また、ステップ１０３〜１０８までの動作を多数回繰り返した後、ステップ１０６で流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂの少なくとも一方の開度が所定の下限（例えば１０％程度）又は上限（例えば９０％）に達したときには、それぞれ主流量制御バルブ４８Ｆの開度を所定量減少又は増加させてもよい。
次のステップ１０７において、制御ボックス空調制御系３７は、計測された空気Ａ８（混合気体）の温度が、主制御装置２０から供給された設定値に対して予め設定されている許容範囲（設定範囲）内かどうかを判定する。その温度が設定範囲内である場合にはステップ１０３に戻ってステップ１０３〜１０８の動作を繰り返す。また、その温度が設定範囲内にない場合にはステップ１０８に移行する。
【００４５】
ステップ１０８において、制御ボックス空調制御系３７は、空気Ａ８の温度が設定範囲よりも低いときには、第１の流量制御バルブ５３Ａの開度を第２の所定量（例えば数％）減少させ、これによる空気Ａ８の流量の減少量を補うように、第２の流量制御バルブ５３Ｂの開度を増加させる。この冷気Ａ７と暖気Ａ６との混合比の制御によって、空気Ａ８の流量は変化しないが、空気Ａ８のうちの冷気Ａ７の割合が減少して空気Ａ８の温度が上昇する。この際に、流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂの流量の変化分を相殺するように、第３及び第４の流量制御バルブ５３Ｃ，５３Ｄの開度を増加及び減少させる。
【００４６】
一方、空気Ａ８の温度が設定範囲よりも高いときには、流量制御バルブ５３Ａの開度をその第２の所定量増加させ、これによる空気Ａ８の流量の増加量を相殺するように、流量制御バルブ５３Ｂの開度を減少させる。これによって、空気Ａ８の流量は変化しないが、空気Ａ８のうちの冷気Ａ７の割合が増加して空気Ａ８の温度が低下する。この際に、流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂの流量の変化分を相殺するように、流量制御バルブ５３Ｃ，５３Ｄの開度を減少及び増加させる。なお、その第２の制御量の代わりに、流量自体の制御量を用いてもよい。その後、動作はステップ１０３に戻り、以下、主制御装置２０から制御ボックス空調制御系３７に空調停止の指示が発せられるまで、ステップ１０３〜１０８の動作が繰り返される。
【００４７】
この際に、ボルテックスチューブ４５から吐き出される冷気Ａ５の温度は空気Ａ８の設定温度より低く、かつ暖気Ａ３の温度はその設定温度より高いため、ステップ１０８において冷気Ａ７と暖気Ａ６との混合比を調整することによって、容易に図１の制御ボックス３０に供給される空気Ａ８の温度を設定範囲内に制御することができる。
本実施形態の露光装置１０の作用効果等は以下の通りである。
【００４８】
（１）露光装置１０による露光方法は、照明光ＥＬでレチクルＲを照明し、照明光ＥＬでレチクルＲのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光方法において、ボルテックスチューブ４５に圧縮気体Ａ１を注入するステップ１０２と、ボルテックスチューブ４５から発生する冷気Ａ５（Ａ７）と暖気Ａ３（Ａ６）との混合比を調整して温度制御された空気Ａ８を生成するステップ１０７，１０８と、空気Ａ８を熱源を収納する制御ボックス３０の側面に吹き付けるステップ１０８とを含む。
【００４９】
また、露光装置１０は、第２局所空調装置４３及び制御ボックス空調制御系３７を備え、第２局所空調装置４３は、圧縮空気供給管４２から注入される圧縮気体Ａ１より冷気Ａ５と暖気Ａ３とを発生するボルテックスチューブ４５と、冷気Ａ５と暖気Ａ３とを可変の混合比で混合して温度制御された空気Ａ８を出力する混合機構（配管４９Ｂ，５０Ｂ、流量制御バルブ５３Ａ，５３Ｂ、及びＹ型継手５２Ｃ）と、空気Ａ８を制御ボックス３０の側面に供給する給気ダクト４４とを備えている。このように、ボルテックスチューブ４５によって圧縮空気から冷気及び暖気を生成し、これらの冷気及び暖気の混合比を制御して温度制御された空気を生成することによって、冷媒を用いることなく簡単な機構で、チャンバ２内で局所的な温度制御を行うことができる。
【００５０】
さらに、圧縮空気供給管４２は半導体デバイス製造工場等には一般に備えられているため、第２局所空調装置４３の製造コストを低く抑えることができる。
（２）また、その露光方法においては、さらに流量制御バルブ５３Ａによって冷気Ａ７の流量を増加又は減少させ、これと並行して流量制御バルブ５３Ｂによって暖気Ａ６の流量を増加又は減少させて、Ｙ型継手５２Ｃで混合される空気Ａ８の流量を制御するステップ１０５，１０６を含んでいる。従って、制御ボックス３０に送風される空気Ａ８の流量も容易に制御できる。
【００５１】
なお、ステップ１０５，１０６の流量制御工程は省略することも可能である。
（３）また、図１の給気ダクト４４（分岐ダクト４４ａ，４４ｂ）の空気Ａ８の吹き出し口は、熱源を収納する制御ボックス３０の側面に向けて配置され、空気Ａ８は制御ボックス３０の側面にオープン方式で吹き付けられているため、局所空調機構の構成が簡単である。しかしながら、空気Ａ８を制御ボックス３０内のレチクルステージ駆動系２２Ｒ等の熱源に直接送風してもよい。この場合、制御ボックス３０内を流れた空気を排気する排気ダクトを別途設けてもよい。
【００５２】
（４）また、この実施形態では、熱源を制御ボックス３０内に収納しているが、例えば図２のリニアモータ２３，２４又はレチクル干渉計２１Ｒ、ウエハ干渉計２１Ｗのレーザ光源を熱源とみなし、これらの熱源に直接に給気ダクト４４から温度制御された空気を送風してもよい。
次に上記の実施形態の変形態様につき説明する。先ず、第１変形態様につき図６（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。この第１変形態様では図３の第２局所空調装置４３をそのまま使用するが、図１の露光装置１０の制御ボックス３０をヒートシンク方式で冷却する点が異なっている。
【００５３】
[第１変形形態]
この変形形態では、第１実施形態の露光装置の制御ボックス３０の局所的な空調の仕方を変更した例を示す。第１実施形態との相違点を中心に説明し、それ以外については第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。図６（Ａ）は、第１変形態様の制御ボックス３０を含む要部の構成を示す図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のVIB−VIB線に沿う断面図である。図６（Ａ）において、制御ボックス３０の箱状の筐体３０ａ内には図１と同様にレチクルステージ駆動系２２Ｒ等の熱源が収納され、筐体３０ａ内の底面上に薄い箱状のヒートシンク部５８が固定されている。図６（Ｂ）に示すように、ヒートシンク部５８の内部は、段違いの仕切り板５８ｃ，５８ｄ，５８ｅによって端部が連通している第１、第２、第３、及び第４の空間に分けられ、各空間の底面にそれぞれ多数の小さい角柱状の放熱フィン５９が設けられている。また、ヒートシンク部５８の第１の空間の前面に給気口５８ａが設けられ、第４の空間の前面に排気口５８ｂが設けられている。そして、図１の第２局所空調装置４３からの給気ダクト４４が、筐体３０ａの側面の開口を通して給気口５８ａに連結され、例えば図１の主空調装置８の気体回収部に連結される排気ダクト６０が、筐体３０ａの側面の別の開口を通して排気口５８ｂに連結されている。
【００５４】
この第１変形態様において、制御ボックス３０の局所的な空調（冷却）を行う場合、図１の第２局所空調装置４３で生成された温度制御された空気Ａ８は、給気ダクト４４を介して図６（Ａ）の制御ボックス３０内のヒートシンク部５８の給気口５８ａに供給される。供給された空気Ａ８は、ヒートシンク部５８内の多数の放熱フィン５９が設けられた４つの空間を矢印Ｂ１〜Ｂ４で示すように曲がりながら通過した後、矢印Ｂ５で示すように排気口５８ｂから排気ダクト６０を介して回収される。これによって、制御ボックス３０を効率的に冷却できる。なお、この第１変形態様においては、給気ダクト４４及び排気ダクト６０の代わりに可撓性を持つ配管を使用してもよい。
【００５５】
[第２変形形態]
この変形形態では、第１実施形態の露光装置の制御ボックス３０の構造を変更し、局所的な空調の仕方を変更した。この変形態様の図７を参照して説明する。なお、第１実施形態との相違点を中心に説明し、それ以外については第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。この第２変形態様でも図３の第２局所空調装置４３をそのまま使用するが、図１の露光装置１０の制御ボックス３０の代わりに図７の２つの空間を含む制御ボックス３０Ａを使用する点が異なっている。
図７は、その第２変形態様の制御ボックス３０Ａを含む要部の構成を示す断面図である。図７において、制御ボックス３０Ａの筒状の筐体３０Ａａの内部は、隙間がある仕切り板２６２を介して大きい空間である第１室Ｃ１と、この第１室Ｃ１の底面側の小さい空間である第２室Ｃ２とに分かれ、第１室Ｃ１内にレチクルステージ駆動系２２Ｒ、ウエハステージ駆動系２２Ｗ等の熱源が収納されている。また、制御ボックス３０Ａの底面は、熱伝導率の小さい材料（例えばセラミックス）からなる平板状の断熱板１６１を介して防振台１５上に載置され、第２室Ｃ２の端部の底面に筒状の排気ダクト部３０Ａｃが設けられている。また、制御ボックス３０Ａの第２室Ｃ２の側面の開口に、図１の第２局所空調装置４３の給気ダクト４４の吹き出し口が連結されている。
【００５６】
この第２変形態様において、露光装置の露光時には、図１の主空調装置８からダウンフロー方式で送風される温度制御された空気Ｂ１１，Ｂ１２が、図７の制御ボックス３０Ａの筐体３０Ａａの上部の開口３０Ａｂから第１室Ｃ１に流入する。空気Ｂ１１，Ｂ１２は第１室Ｃ１内の熱源の周囲を流れた後、矢印Ｂ１３で示すように、仕切り板２６２の隙間から第２室Ｃ２の端部に流入する。この動作と並行して、図１の第２局所空調装置４３で生成された温度制御された空気Ａ８は、図７の給気ダクト４４を介して筐体３０Ａａの開口から第２室Ｃ２に供給される。そして、第２室Ｃ２を流れた空気Ａ８は、第１室Ｃ１を流れた空気Ｂ１１，Ｂ１２と合流した後、矢印Ｂ１４で示すように、排気ダクト部３０Ａｃから筐体３０Ａａ外に排気される。このように、主空調装置８のダウンフローと第２局所空調装置４３による局所空調とを併用することによって、制御ボックス３０Ａを効率的に冷却できる。なお、この第２変形態様において、排気ダクト部３０Ａｃから排気される空気を、配管（不図示）を介して図１の主空調装置８の気体回収部に直接回収する、あるいはチャンバ２外部に排出するようにしてもよい。また、第１実施形態及び第１変形態様においても、制御ボックス３０に供給された空気がチャンバ２内部で拡散しないように、その空気を気体回収部に回収する、あるいはチャンバ外部に排出しても良い。
【００５７】
[第２実施形態]
本発明の露光装置及び露光方法の第２実施形態につき図８〜図１２を参照して説明する。図８に示したように、本実施形態の露光装置５００もまた、第１実施形態の露光装置と同様に走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）であり、照明光学系ＩＬＳの照明特性及び投影光学系の結像特性を所定の状態に維持し、かつレチクルＲ、投影光学系ＰＬ、及びウエハＷの位置関係を所定の関係に維持して高い露光精度で露光を行うために、チャンバ２の内部に温度制御された清浄な空気をダウンフロー方式で供給する主空調装置８を含む全体空調システムを備えている。第２実施形態の露光装置もまた、チャンバ２内で局所的な温度制御を実行しているが、この実施形態の露光装置５００では、第２局所空調装置４３の代わりに、第３局所空調装置１４３が設けられ、第３局所空調装置１４３で温度制御および流量制限された気体が照明系鏡筒６の内部及びその下方に導入される点で、第１実施形態と主に異なる。以下、第２実施形態に特有の露光装置の構造および動作を中心に説明し、第１実施形態と同様の露光装置の構造及び動作については説明を省略する。
【００５８】
図８に示すように、露光装置５００では、空調空気供給管４０から取り込んだ空気の温度をより高精度に制御する第１局所空調装置４１が設けられ、第１局所空調装置４１で高度に温度制御された清浄な空気が、第１ダクト１８Ｒ及び第２ダクト１８Ｗを介してそれぞれチャンバ２内の照明光学系ＩＬＳの照明系鏡筒６の底面の送風部１９Ｒ及び光学系フレーム１６の底面の送風部１９Ｗに導かれている。第１局所空調装置４１の温度制御動作は、図９の干渉光路空調制御系３６によって制御される。送風部１９Ｒ及び１９Ｗは、それぞれレチクルステージＲＳＴ用のレーザ干渉計２１ＲＹ等及びウエハステージＷＳＴ用のレーザ干渉計２１ＷＹ等の計測用ビームの光路上に配置されている。送風部１９Ｒは、図１２に示すように、レーザ干渉計２１ＲＹ及び２１ＲＸからレチクルステージＲＳＴに照射される計測用ビームの光路６５Ｙ及び６５Ｘ上に、それぞれダクト１８Ｒから導かれる温度制御された空気ＡＲＹ及びＡＲＸをダウンフロー方式で均一な風速分布で吹き出す。空気ＡＲＹ及びＡＲＸは図８ではまとめて空気ＡＲで表されている。
【００５９】
図８の送風部１９Ｗは、ダクト１８Ｗから導かれる温度制御された空気ＡＷを、均一な風速分布で計測用ビームの光路上にダウンフロー方式で吹き出す。なお、空気ＡＲ，ＡＷをサイドフロー方式で吹き出すことも可能である。この結果、レチクル干渉計２１Ｒ及びウエハ干渉計２１ＷによってレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置を高精度に計測できる。
【００６０】
また、圧縮空気供給管４２から取り込んだ圧縮空気から比較的高精度に、かつ異なる精度で温度制御された清浄な２つの空気Ａ２８及びＡ２９を生成する第３局所空調装置１４３が設けられている。第３局所空調装置１４３は、空気Ａ２８及びＡ２９をそれぞれ供給するための給気ダクト４４Ｆ及び４４Ｒを備えている。この場合、第３局所空調装置１４３から給気ダクト４４Ｒを介して照明光学系ＩＬＳの照明系鏡筒６の内部に空気Ａ２９が供給され、照明系鏡筒６内を流れた空気は、例えば不図示の排気ダクトを介して主空調装置８の気体回収部に回収される。このため、給気ダクト４４Ｒの先端は照明系鏡筒６の壁面を貫通している。図８に示したように、照明系鏡筒６内には、コンデンサ光学系の第１コンデンサレンズ（不図示）からの光を反射させる光路折り曲げミラーＭＥ及び第２コンデンサレンズＣＬが収容されている。
【００６１】
照明系鏡筒６の第２コンデンサレンズＣＬの下方に、次第に開口径が小さくなる円筒部材６１が取り付けられ、レチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲを囲むように次第に広がるようにフード部６２が固定されている。円筒部材６１は、照明光ＥＬの光路を囲むように配置されている。フード部６２は、図１２に示すように、レチクルＲをＹ方向に挟む１対の次第に広がる平板状のフード６２ＹＡ，６２ＹＢと、これらのフード６２ＹＡ，６２ＹＢの内側で、レチクルＲをＸ方向に挟む１対の次第に広がる平板状のフード６２ＸＡ，６２ＸＢとを含んでいる。  図１２には、フード６２ＹＡ，６２ＹＢ，６２ＸＡ，６２ＸＢと、レチクルステージＲＳＴ及びレチクル干渉計２１Ｒの配置関係をも示す。図１２において、レーザ干渉計２１ＲＹは、レチクルステージＲＳＴの＋Ｙ方向の端部の２箇所に配置されたレトロレフレクタよりなる移動鏡２１ＭＹに計測用ビームを照射し、レーザ干渉計２１ＲＸは、レチクルステージＲＳＴの＋Ｘ方向の端部に固定されたロッド状の移動鏡２１ＭＸに複数軸の計測用ビームを照射する。レーザ干渉計２１ＲＸ，２１ＲＹは、例えば投影光学系ＰＬの側面の参照鏡（不図示）を基準として、レチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置を複数箇所で計測し、計測値を図９の主制御装置２０を介してレチクルステージ駆動系２２Ｒに供給する。なお、移動鏡２１ＭＹ，２１ＭＸの代わりに、レチクルステージＲＳＴの側面の反射面を使用してもよい。
【００６２】
図１２に示す構造では、走査露光時にレチクルステージＲＳＴがＹ方向に往復移動しても、円筒部材６１の下端の開口は、４個のフード６２ＹＡ，６２ＹＢ，６２ＸＡ，６２ＸＢの上端部で囲まれる矩形領域の上部を移動する。円筒部材６１の−Ｙ方向の上端には矩形の切り欠き部６１ａが形成されている。
【００６３】
図９に戻り、第３局所空調装置１４３から給気ダクト４４Ｆを介して、円筒部材６１の切り欠き部６１ａ（図１２参照）により高精度に温度制御された空気Ａ２９が供給される。空気Ａ２９は、ダウンフロー方式で円筒部材６１の内部からレチクルＲの上面のフード部６２に流れる。その後、空気Ａ２８は、図１２の矢印６４Ａ〜６４Ｄに示すように、フード６２ＹＡ，６２ＹＢ，６２ＸＡ，６２ＸＢの隙間から外側に流出し、床ＦＬ側に流れた後、主空調装置８の気体回収部に回収される。
【００６４】
チャンバ２内に主空調装置８からダウンフローで供給される空気の設定温度（例えば２０〜２５℃内の所定の温度）に対して、空気Ａ２８及びＡ２９の設定温度（目標温度）は同じ温度に設定されている。ただし、主空調装置８からダウンフローで供給される空気の設定温度に対する許容範囲（制御精度）に対して、空気Ａ２９の許容範囲はより狭く設定され、空気Ａ２８の温度の許容範囲は空気Ａ２９の温度の許容範囲よりも狭く設定されている。これによって、照明光ＥＬの光路の温度が高精度に設定範囲に維持されるとともに、レチクルＲの上面の微小な異物が空気Ａ２８とともに除去される。第３局所空調装置１４３の動作は図９の局所空調制御系１３７によって制御される。
【００６５】
以下、第３局所空調装置１４３の構成につき図１０を参照して詳細に説明する。図１０は、第３局所空調装置１４３の構成を示すブロック図である。
図１０において、第３局所空調装置１４３は、圧縮空気供給管４２と配管４７を介して連結されたボルテックスチューブ４５を備えている。ボルテックスチューブ４５は、図４に示したように第１実施形態で使用したものと同じである。配管４７の途中に圧力平滑化用のレギュレータ４８Ｒ及び流量制御用の主流量制御バルブ４８Ｆが設置され、ボルテックスチューブ４５に配管４９Ａ及び５０Ａが連結されている。なお、レギュレータ４８Ｒの代わりに圧力センサ（気圧計）を設置してもよい。ボルテックスチューブ４５は、圧縮空気供給管４２から配管４７を介して圧縮空気Ａ１が供給される供給口４５ａと、圧縮空気Ａ１よりも温度の高い暖気Ａ３を配管５０Ａに吐き出す排気口４５ｃと、圧縮空気Ａ１よりも温度の低い冷気Ａ５を配管４９Ａに吐き出す排気口４５ｄと、暖気Ａ３と冷気Ａ５との流量比及び冷気Ａ５の温度を制御するスロットルバルブ４６とを含んでいる。
【００６６】
配管４９Ａ中の冷気Ａ５がＴ型継手５２Ａを介して配管４９Ｂ，４９Ｃに分岐して供給され、配管５０Ａ中の暖気Ａ３がＴ型継手５２Ｂを介して配管５０Ｂ，５０Ｃに分岐して供給される。さらに、配管４９Ｂ中の冷気Ａ７及び配管５０Ｂ中の暖気Ａ６がＹ型継手５２Ｃによって混合されて、第１の混合気体である温度制御された空気Ａ２８として給気ダクト４４Ｆに供給される。また、配管４９Ｃ中の冷気がＴ型継手５２Ｅを介して配管４９Ｄ及び配管１５８に分岐して供給され、配管４９Ｄ中の冷気と配管５０Ｃ中の暖気とがＹ型継手１５２Ｄによって混合されて、第２の混合気体である温度制御された空気Ａ２９として給気ダクト４４Ｒに供給される。給気ダクト４４Ｆ，４４Ｒ内の温度制御された空気Ａ２８，Ａ２９はそれぞれ図８の円筒部材６１内及び照明系鏡筒６内に吹き出される。配管１５８中の冷気は、例えば主空調装置８に供給されて空調空気として利用される。
【００６７】
また、配管４９Ｃ，５０Ｃの途中に第１及び第２の流量制御バルブ１５３Ａ，１５３Ｂが設置され、配管１５８の途中に第３の流量制御バルブ１５３Ｃが設置され、配管４９Ｂ，５０Ｂの途中にＹ型継手５２Ｃからの気体の逆流を防止するための逆止弁５４Ａ，５４Ｂが設置されている。同様に、配管４９Ｃ，５０Ｃの途中にＹ型継手１５２Ｄからの気体の逆流を防止するための逆止弁５４Ｃ，５４Ｄが設置されている。
【００６８】
さらに、配管４７内に圧縮空気Ａ１の温度及び流量を計測する温度センサ５５Ｍ及び流量センサ５６Ｍが配置され、配管４９Ａ，５０Ａ内に冷気Ａ５及び暖気Ａ３の温度を計測する温度センサ５５Ａ，５５Ｂが配置され、配管４９Ｂ，５０Ｂ内に冷気Ａ７及び暖気Ａ６の流量をそれぞれ計測する流量センサ５６Ａ，５６Ｂが配置されている。また、給気ダクト４４Ｆ内に空気Ａ２８の温度、流量、及び圧力を計測する温度センサ５５Ｃ、流量センサ５６Ｃ、及び圧力センサ５７Ｃが配置され、給気ダクト４４Ｒ内に空気Ａ２９の温度、流量、及び圧力をそれぞれ計測する温度センサ５５Ｄ、流量センサ５６Ｄ、及び圧力センサ５７Ｄが配置されている。
【００６９】
温度センサ５５Ｍ，５５Ａ〜５５Ｄ、流量センサ５６Ｍ，５６Ａ〜５６Ｄ、及び圧力センサ５７Ｃ，５７Ｄの計測値は局所空調制御系１３７に供給され、局所空調制御系１３７はそれらの計測値及び主制御装置２０から供給される制御情報（空気Ａ２８の設定温度、設定流量、及び空気Ａ２９の設定温度等）に基づいて、主流量制御バルブ４８Ｆ及び流量制御バルブ１５３Ａ〜１５３Ｃの開度（０〜１００％）を制御する。なお、局所空調制御系１３７は、さらにレギュレータ４８Ｒから供給される空気圧及び／又はボルテックスチューブ４５のスロットルバルブ４６の制御（冷気Ａ５の流量、温度の制御）を行うようにしてもよい。上述のボルテックスチューブ４５、配管４７，４９Ａ〜４９Ｄ，５０Ａ〜５０Ｃ，１５８、レギュレータ４８Ｒ、主流量制御バルブ４８Ｆ、Ｔ型継手５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｅ、Ｙ型継手５２Ｃ，１５２Ｄ、流量制御バルブ１５３Ａ〜１５３Ｃ、逆止弁５４Ａ〜５４Ｄ、給気ダクト４４Ｆ，４４Ｒ、温度センサ５５Ｍ，５５Ａ〜５５Ｄ、流量センサ５６Ｍ，５６Ａ〜５６Ｄ、及び圧力センサ５７Ｃ，５７Ｄを含んで第３局所空調装置１４３が構成されている。
【００７０】
なお、流量制御バルブ１５３Ａ，１５３Ｂは例えば配管４９Ｂ，５０Ｂ内に設置してもよい。
次に、図１０の第３局所空調装置１４３の空調動作の一例につき図１１のフローチャートを参照して説明する。この動作は露光装置１０の露光動作と並行して実行されるとともに、局所空調制御系１３７によって制御される。この際に、レギュレータ４８Ｒから出力される空気の圧力は例えば大気圧の３〜５倍程度に設定され、ボルテックスチューブ４５のスロットルバルブ４６は、図８の空気Ａ２８，Ａ２９の設定温度（例えば２０〜２５℃内の所定温度）に対して、冷気Ａ５の温度が低くなり、暖気Ａ３の温度が高くなるように調整されているものとする。また、空気Ａ２８の設定流量は、一例として、主流量制御バルブ４８Ｆの開度が中央値（５０％）付近に設定されているときの圧縮空気Ａ１の流量より小さく設定されている。
【００７１】
先ず、図１１のステップ１１０１において、第１、第２の流量制御バルブ１５３Ａ，１５３Ｂの開度を例えば中央値に設定する。また、第３の流量制御バルブ１５３Ｃの開度は、小さい値（例えば１０％程度）に設定する。次のステップ１１０２において、主流量制御バルブ４８Ｆの開度を例えば中央値に設定して、圧縮空気供給管４２から配管４７を介してボルテックスチューブ４５に圧縮空気Ａ１を導入する。これによって、ボルテックスチューブ４５から配管４９Ａに冷気Ａ５が、配管５０Ａに暖気Ａ３が供給され、配管４９Ａから配管４９Ｂに分岐された冷気Ａ７と、配管５０Ａから配管５０Ｂに分岐された暖気Ａ６とがＹ型継手５２Ｃで混合されて空気Ａ２８として給気ダクト４４Ｆに供給される。この際に、配管４９Ｄを通る冷気及び配管５０Ｃを通る暖気が混合されて空気Ａ２９として給気ダクト４４Ｒに供給される。流量制御バルブ１５３Ｃから配管１５８側に供給される冷気は、回収される。
【００７２】
次に、温度センサ５５Ａ，５５Ｂ及び流量センサ５６Ａ，５６Ｂで冷気Ａ５（Ａ７）及び暖気Ａ３（Ａ６）の温度及び流量を計測し、計測値を局所空調制御系１３７に供給する（ステップ１１０３）。さらに、給気ダクト４４Ｆ内の空気Ａ２８（第１温調空気）及び給気ダクト４４Ｒ内の空気Ａ２９（第２温調空気）の温度、流量、及び圧力をそれぞれ温度センサ５５Ｃ，５５Ｄ、流量センサ５６Ｃ，５６Ｄ、及び圧力センサ５７Ｃ，５７Ｄで計測し、計測値を局所空調制御系１３７に供給する（ステップ１１０４）。
【００７３】
その後、局所空調制御系１３７は、計測された空気Ａ２８の流量が、主制御装置２０から供給された設定値に対して予め設定されている許容範囲（設定範囲）内かどうかを判定する（ステップ１１０５）。その流量が設定範囲内である場合にはステップ１１０７に移行し、その流量が設定範囲内にない場合にはステップ１１０６に移行する。
ステップ１１０６において、局所空調制御系１３７は、空気Ａ２８の流量が設定範囲より少ないときには、第１及び第２の流量制御バルブ１５３Ａ，１５３Ｂの開度を第１の制御量（例えば数％）だけ減少させる。これによって、冷気Ａ７及び暖気Ａ６の流量がともに増加して空気Ａ２８の流量が増加する。なお、冷気Ａ７及び暖気Ａ６の流量がステップ１１０３で計測されているため、この計測値の合計値とその設定値との差分の１／２に相当する量だけ、流量制御バルブ１５３Ａ，１５３Ｂの開度を減少させてもよい。一方、空気Ａ２８の流量が設定範囲よりも多いときには、流量制御バルブ１５３Ａ，１５３Ｂの開度を例えばその第１の制御量だけ増加させ、冷気Ａ７及び暖気Ａ６の流量を減少させる。
【００７４】
また、ステップ１１０３〜１１０８までの動作を多数回繰り返した後、ステップ１１０６で流量制御バルブ１５３Ａ，１５３Ｂの少なくとも一方の開度が所定の下限（例えば１０％程度）又は上限（例えば９０％）に達したときには、それぞれ主流量制御バルブ４８Ｆの開度を所定量増加又は減少させてもよい。
次のステップ１１０７において、局所空調制御系１３７は、計測された空気Ａ２８（第１温調空気）の温度が、主制御装置２０から供給された設定値に対して予め設定されている許容範囲（設定範囲）内かどうかを判定する。その温度が設定範囲内である場合にはステップ１１０９に移行し、その温度が設定範囲内にない場合にはステップ１１０８に移行する。
【００７５】
ステップ１１０８において、局所空調制御系１３７は、空気Ａ２８の温度が設定範囲よりも低いときには、第１の流量制御バルブ１５３Ａの開度を第２の所定量（例えば数％）増加させ、これによる空気Ａ２８の流量の減少量を補うように、第２の流量制御バルブ１５３Ｂの開度を減少させる。この冷気Ａ７と暖気Ａ６との混合比の制御によって、空気Ａ２８の流量は変化しないが、空気Ａ２８のうちの冷気Ａ７の割合が減少して空気Ａ２８の温度が上昇する。
【００７６】
一方、空気Ａ２８の温度が設定範囲よりも高いときには、流量制御バルブ１５３Ａの開度をその第２の所定量減少させ、これによる空気Ａ２８の流量の増加量を相殺するように、流量制御バルブ１５３Ｂの開度を増加させる。これによって、空気Ａ２８の流量は変化しないが、空気Ａ２８のうちの冷気Ａ７の割合が増加して空気Ａ２８の温度が低下する。なお、その第２の制御量の代わりに、流量自体の制御量を用いてもよい。
【００７７】
次のステップ１１０９において、局所空調制御系１３７は、計測された空気Ａ２９（第２温調空気）の温度が、主制御装置２０から供給された設定値に対して予め設定されている許容範囲（設定範囲）内かどうかを判定する。空気Ａ２９の温度の設定範囲は、空気Ａ２８の温度の設定範囲よりも広く設定されている。その温度が設定範囲内である場合にはステップ１１０３に戻ってステップ１１０３〜１１１０の動作を繰り返す。また、その温度が設定範囲内にない場合にはステップ１１１０に移行する。
【００７８】
ステップ１１１０においては、局所空調制御系１３７は、空気Ａ２９の温度が設定範囲よりも低いときには、第３の流量制御バルブ１５３Ｃの開度を第３の所定量（例えば１％程度）増加させる。これによって、空気Ａ２９中の冷気の割合が減少して空気Ａ２９の温度が上昇する。逆に、空気Ａ２９の温度が設定範囲よりも高いときには、流量制御バルブ１５３Ｃの開度をその第３の所定量増加させればよい。この動作を複数回繰り返すことによって、空気Ａ２９の温度も設定範囲内に制御できる。
【００７９】
なお、流量制御バルブ１５３Ｃの開度を０％（完全閉止）にした場合に、給気ダクト４４Ｒを通る空気Ａ２９の温度が設定温度よりも高くなる傾向があるときには、Ｔ型継手５２Ｅは配管５０Ｃ側に設置して、配管５０Ｃ内の暖気の一部を排気するようにしてもよい。また、流量制御バルブ１５３Ｃの開度を０％にした状態で空気Ａ２９の温度が設定範囲内に収まる場合には、Ｔ型継手５２Ｅ、配管１５８、及び流量制御バルブ１５３Ｃを省略し、ステップ１１０９、１１１０の動作を省略してもよい。
【００８０】
その後、動作はステップ１１０３に戻り、以下、主制御装置２０から局所空調制御系１３７に空調停止の指示が発せられるまで、ステップ１１０３〜１１１０の動作が繰り返される。この際に、ボルテックスチューブ４５から吐き出される冷気Ａ５の温度は空気Ａ２８の設定温度より低く、かつ暖気Ａ３の温度はその設定温度より高いため、ステップ１１０８において冷気Ａ７と暖気Ａ６との混合比を調整することによって、容易に図８の給気ダクト４４Ｆに供給される空気Ａ２８の温度を設定範囲内に制御することができる。
【００８１】
本実施形態の露光装置１０及び露光方法の作用効果等は以下の通りである。
（１）露光装置１０による露光方法は、照明光ＥＬでレチクルＲを照明し、照明光ＥＬでレチクルＲのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光方法において、ボルテックスチューブ４５に圧縮空気Ａ１を注入して冷気Ａ５及び暖気Ａ３を発生するステップ１１０２と、発生した冷気Ａ５を第１冷気（冷気Ａ７）及び第２冷気に分け、発生した暖気Ａ３を第１暖気（暖気Ａ６）及び第２暖気に分けるステップ１１０３と、冷気Ａ７と暖気Ａ３とを混合した空気Ａ２８（第１温調空気）の温度に応じて冷気Ａ７及び暖気Ａ３の流量を制御するステップ１１０７，１１０８と、その空気Ａ２８を図８の円筒部材６１内に供給するステップ１１０８と、その第２冷気の少なくとも一部とその第２暖気とを混合した空気Ａ２９（第２温調空気）を、円筒部材６１内よりも温度の目標制御精度が低い照明系鏡筒６内に供給するステップ１１１０と、を含んでいる。
【００８２】
また、露光装置１０は、第３局所空調装置１４３及び局所空調制御系１３７を含む局所空調システムを備え、第３局所空調装置１４３は、ボルテックスチューブ４５と、ボルテックスチューブ４５から発生する冷気Ａ５と暖気Ａ３とをそれぞれ冷気Ａ７及び第２冷気と暖気Ａ６及び第２暖気とに分けるＴ型継手５２Ａ及び５２Ｂと、冷気Ａ７と暖気Ａ６とを混合するＹ型継手５２Ｃ及びその第２冷気の少なくとも一部とその第２暖気とを混合するＹ型継手１５２Ｄと、Ｙ型継手５２Ｃから出力される空気Ａ２８の温度を計測する温度センサ５５Ｃと、温度センサ５５Ｃの計測値に応じて冷気Ａ７及び暖気Ａ６の流量を制御する流量制御バルブ１５３Ａ，１５３Ｂと、空気Ａ２８を円筒部材６１に供給する給気ダクト４４Ｆと、Ｙ型継手１５２Ｄから出力される空気Ａ２９を照明系鏡筒６に供給する給気ダクト４４Ｒとを備えている。
【００８３】
従って、ボルテックスチューブ４５によって圧縮空気から冷気及び暖気を生成し、これらの冷気及び暖気の混合比を制御して温度制御された空気を生成することによって、冷媒を用いることなく簡単な機構で、チャンバ２内の２箇所で局所的な温度制御を行うことができる。この結果、露光精度を高く維持できる。また、空気Ａ２８の温度の制御精度に比べて空気Ａ２９の温度の制御精度は低く設定されているため、第３局所空調装置１４３内では先ず空気Ａ２８の温度に基づいて冷気Ａ７及び暖気Ａ６の流量を制御すればよく、第３局所空調装置１４３の構成を簡素化できる。
【００８４】
さらに、圧縮空気供給管４２は半導体デバイス製造工場等には一般に備えられているため、第３局所空調装置１４３の製造コストを低く抑えることができる。
なお、ボルテックスチューブ４５に供給する気体は必ずしも圧縮空気でなくともよく、通常の気体よりも体積が或る程度減少した程度の気体でもよい。
（２）その露光方法は、さらに、空気Ａ２８の流量の計測値に応じて冷気Ａ７及び暖気Ａ６の流量を制御するステップ１１０５，１１０６を含んでいる。従って、空気Ａ２８の温度及び流量を設定範囲内に制御できる。
【００８５】
（３）また、図８の給気ダクト４４Ｆから円筒部材６１内に供給された空気Ａ２８は、図１２に示すように、円筒部材６１内の空間から、レチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲを囲むように設けられたフード６２ＹＡ，６２ＹＢ，６２ＸＡ，６２ＸＢ内の空間に流れた後、フード６２ＹＡ，６２ＹＢ，６２ＸＡ，６２ＸＢの隙間から排気される。従って、空気Ａ２８が、レーザ干渉計２１ＲＹ，２１ＲＸの光路に供給される温度制御された空気ＡＲＹ，ＡＲＸの流れを阻害しないため、レーザ干渉計２１ＲＹ，２１ＲＸの計測精度を高く維持できる。
【００８６】
（４）この場合、空気Ａ２８は、照明光学系ＩＬＳ（照明系鏡筒６）と円筒部材６１との間の切り欠き部６１ａを介してダウンフロー方式で供給されている。従って、例えばレチクルＲから発生する微小な異物等を空気Ａ２８とともに床ＦＬ側に排出できる。
[第３変形態様]
第２実施形態では、第３局所空調装置１４３からの温度制御された２つの空気Ａ２８，Ａ２９を円筒部材６１内及び照明系鏡筒６内に供給しているが、その２つの空気Ａ２８，Ａ２９は他の任意の領域に供給することができる。例えば、図１３の変形態様の露光装置６００に示すように、第３局所空調装置１４３から給気ダクト４４Ｆを介して照明系鏡筒６内に空気Ａ２８を供給し、給気ダクト４４Ｒを介して熱源を収納する制御ボックス３０の外面に空気Ａ２９を吹き付けてもよい。この場合には、照明系鏡筒６内に供給される空気Ａ２８の温度の制御精度は、制御ボックス３０の外面に吹き付けられる空気Ａ２９の温度の制御精度よりも高く設定される。なお、この変形態様では、制御ボックス３０の外面に空気Ａ２９を吹き付ける以外は、第２実施形態と同様であるので、露光装置の構造や動作の説明を省略する。
【００８７】
さらに、第１実施形態において第２局所空調装置４３から発生した２つの空気Ａ８，Ａ９または、第２実施形態において第３局所空調装置１４３から発生した２つの空気Ａ２８，Ａ２９の一方または両方を、分岐管を用いて２つ以上に分岐して、分岐された空気を、第１実施形態において空気Ａ８，Ａ９が供給される部位、または第２実施形態において空気Ａ２８，Ａ２９が供給される部位に加えて、さらに別の熱源、例えば、レチクル干渉計２１Ｒ及び／またはウエハ干渉計２１Ｗのレーザ光源やＡＦセンサ２５及び／またはアライメント系ＡＬ用の信号処理系２６，２７などに供給してもよい。また、照明光ＥＬの照射によって熱膨張するレチクルＲに対しても、上記分岐された空気を供給しても良い。なお、局所空調システムから発生した空気を供給する部位はこれらに限られるものでなく任意で構わない。
【００８８】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態につき図１４を参照して説明する。この実施形態の露光装置及び露光方法では、図１０の圧縮空気供給管４２から供給される圧縮空気Ａ１をエアー増幅技術を用いて増幅する。
図１４は、この実施形態の局所空調装置（第４局所空調装置）の要部の断面図を示す。図１４において、図１０の圧縮空気供給管４２から配管４７を介して取り込まれた圧縮空気Ａ１は、エアー増幅部材５１の注入口５１Ａａに供給される。エアー増幅部材５１は、円筒状の外筒５１Ａと、円筒状の内筒５１Ｂとをねじ部５１Ｂｂで螺合して連結したものである。外筒５１Ａの側面に注入口５１Ａａが形成され、外筒５１Ａのねじ部５１Ｂｂとは異なる端部が外気吸入口５１Ａｂとなり、外気吸入口５１Ａｂの近傍の外筒５１Ａ内の段差部と、内筒５１Ｂの端部との間に、注入口５１Ａａに連通するとともに幅ｄが可変の溝部５１Ａｃが形成される。外筒５１Ａと内筒５１Ｂとの螺合の幅を調整することで、溝部５１Ａｃの幅を調整可能である。
【００８９】
また、外気吸入口５１Ａｂに対向する内筒５１Ｂの端部が吹き出し口５１Ｂａであり、吹き出し口５１Ｂａに対向するように、送風ダクト２６１を介して温度制御対象物１６２が配置されている。温度制御対象物１６２は、例えば図８の熱源を収納する制御ボックス３０又は光源部４等である。この他の露光装置としての構成は図１及び図８の実施形態と同様である。
この実施形態において、温度制御対象物１６２を局所的に冷却する場合には、図１０の圧縮空気供給管４２から配管４７（この途中にレギュレータ４８Ｒ及び主流量制御バルブ４８Ｆが設置されている）を介して圧縮空気Ａ１が図１４のエアー増幅部材５１の注入口５１Ａａに注入される。注入された圧縮空気Ａ１は、溝部５１Ａｃ（スリット部）を介して矢印Ａ１１で示すように内筒５１Ｂの内部に噴出される。この噴出の際に形成される負圧により、周囲の空気Ａ２１が外気吸入口５１Ａｂから矢印Ａ２２で示すように内筒５１Ｂの内部に吸い込まれて、実質的に圧縮空気Ａ１の流量が増加する（増幅工程）。
【００９０】
この圧縮空気Ａ１と周囲の空気Ａ２１とを合わせた空気Ａ４１は、送風ダクト２６１の内部を流れて温度制御対象物１６２に送風される（供給工程）。従って、冷媒を用いることなく簡単な機構で、局所的な温度制御を行うことができる。さらに、エアー増幅部材５１を用いることによって、圧縮空気供給管４２から配管４７を介して取り込んだ圧縮空気Ａ１を直接に温度制御対象物１６２に吹き付ける場合に比べて、より効率的に温度制御又は冷却を行うことができる。この際に、内筒５１Ｂの先端部の外側の空気Ａ３１も、空気Ａ４１の流れに誘導されて温度制御対象物１６２に送風されるため、さらに温度制御又は冷却の効率が向上する。
【００９１】
この実施形態においては、温度制御対象物１６２の温度制御の効率を最大にするように（例えば所定時間内の温度上昇幅が最小になるように）、エアー増幅部材５１の溝部５１Ａｃの幅ｄを調整してもよい。
【００９２】
なお、上記の実施形態では、圧縮空気供給管４２から取り込まれた圧縮空気を用いて温度制御又は冷却を行っているが、例えばコンプレッサ、レギュレータ、及び防塵フィルタを用いて生成された圧縮空気を用いて温度制御又は冷却を行ってもよい。
【００９３】
上記実施形態では、第１局所空調装置４１と第２局所空調装置４３または第３局所空調装置１４３とを有する露光装置を例示して説明したが、本発明の目的からすれば、第１局所空調装置を省略することも可能である。この場合、第１局所空調装置により温度制御された空気が供給されていた箇所に、第２局所空調装置または第３局所空調装置で温度制御された空気を供給してもよい。あるいは、第１局所空調装置を省略せずに、第１局所空調装置として、図３または図１０において説明したようなボルテックスチューブを用いた空調装置（第２局所空調装置または第３局所空調装置）を採用しても良い。
【００９４】
また、上記の実施形態では、空調用の気体として空気（例えばドライエアー）が使用されているが、その代わりに窒素ガス若しくは希ガス（ヘリウム、ネオン等）のような不活性ガス、又はこれらの気体の混合気体等を使用してもよい。また、前述のように、ボルテックスチューブに供給する気体は圧縮気体（空気）でなくてもよく、例えば、通常の気体よりも体積が或る程度減少した程度の気体でもよい。
【００９５】
また、上記の実施形態の露光装置又は露光方法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１５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マスク（レチクル）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又は露光方法によりマスクのパターンを基板（感応基板）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。
【００９６】
従って、このデバイス製造方法は、上記の実施形態の露光装置又は露光方法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（ステップ２２４）とを含んでいる。その露光装置又は露光方法によれば、圧縮空気を用いてメンテナンス頻度を低くして露光装置の温度制御を行うことができるため、電子デバイスを高精度に安価に製造できる。
【００９７】
なお、本発明は、走査露光型の投影露光装置のみならず、一括露光型（ステッパー型）の投影露光装置を用いて露光する場合にも適用することが可能である。また、本発明は、投影光学系を使用しないプロキシミティ方式やコンタクト方式の露光装置等で露光を行う際にも適用できる。
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、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンの像を投影する露光装置（リソグラフィシステム）を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００９８】
また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセス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の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスの製造プロセス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、製造工程にも適用することができる。
【００９９】
本発明は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報（及び対応する米国特許第６,５９０,６３４号明細書）、特表２０００−５０５９５８号公報（及び対応する米国特許第５,９６９,４４１号明細書）、米国特許第６,２０８,４０７号明細書などに開示されるように、複数のステージを備えるマルチステージ型の露光装置、あるいは、例えば特開平１１−１３５４００号公報（及び対応する国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）、特開２０００−１６４５０４号公報（及び対応する米国特許第６,８９７,９６３号明細書）などに開示されるように、計測部材（基準マーク、センサなど）を有する計測ステージを備える露光装置にも適用することができる。
また、上記各実施形態においては、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置をそれぞれ干渉計システムによって計測するものとしたが、これに限らず、例えば米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号などに開示されているエンコーダシステムによって、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの少なくとも一方の位置を計測するものとしても良い。
【０１００】
上記各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を形成したレチクル（光透過型マスク）を用いたが、このような光透過性マスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書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）を用いても良い。
【０１０１】
なお、本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報、各国際公開パンフレット、米国特許及び米国特許出願公開明細書における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【０１０２】
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ことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の露光方法および露光装置は、フロンなどの冷媒を用いることなく簡単な機構で局所的な温度制御又は冷却を行いつつ露光を行なうことができるので、環境性及び生産コストにおいて優れる。それゆえ、本発明は、露光技術を用いる半導体産業などの精密機器産業の国際的な発展に著しく貢献することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、２…チャンバ、８…主空調装置、１０，５００，６００…露光装置、１５…防振台、１６…光学系フレーム、３０…制御ボックス、３７…制御ボックス空調制御系、４２…圧縮空気供給管、４３…第２局所空調装置、４４…給気ダクト、４７，４９Ａ〜４９Ｃ，５０Ａ〜５０Ｃ…配管、４８Ｆ，５３Ａ，５３Ｂ…流量制御バルブ、５１…エアー増幅部材、５２Ｃ…Ｙ型継手、５５Ａ〜５５Ｃ…温度センサ、５６Ａ〜５６Ｃ…流量センサ、１４３…第２局所空調装置、１０００…露光装置本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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