(57)【要約】【課題】  同じ鏡筒内でも、空間によって異なるパージ条件でパージすることで、より効率的で精度が高い投影光学系を提供すること。【解決手段】露光装置の投影光学系２５は、反射光学素子と屈折光学素子とを備えた反射屈折型で、投影光学系２５は、主に反射光学素子を含む第１空間である空間Ｓ３と、主に屈折光学素子を含む第２空間とが形成され、第２空間は、さらに物体面画空間と像面側空間に分けられる。そして、物体側空間は、レチクルＲに近い第１物体側空間である空間Ｓ１と第１空間に接した第２物体側空間である空間Ｓ２とが形成され、像面側空間は、ウエハＷ側の第１像面側空間Ｓ４と第１空間に接した第２像面側空間である空間Ｓ５とが形成される。これらの空間は空間分離レンズＡＴＰ１〜４により相互に気密な状態に隔離され、それぞれの空間のパージ条件を特性に合わせて異なるものとした。【選択図】      図３
2006203083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射光学素子と屈折光学素子とを備え、露光光により物体面側に配置されたパターンを像面側に投影する反射屈折型の投影光学系において、
前記反射光学素子を含む第１空間と、
前記屈折光学素子を含む第２空間とのそれぞれから、露光光を吸収する物質を除去するパージ機構を備え、
前記第１空間と前記第２空間とのパージ条件を異なるものとした
ことを特徴とする投影光学系。
【請求項２】
前記第１空間と前記第２空間とは、隔壁によって、相互に気密に分離されていることを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
【請求項３】
前記パージ機構は、前記第１空間と前記第２空間とに不活性ガス又は希ガスを主成分とするガスを供給するガス供給機構と、
前記第１空間と前記第２空間とから前記ガスを排出するガス排出機構と、
前記第１空間と前記第２空間とがそれぞれ略等圧に維持されるように、前記ガス供給機構と前記ガス排出機構の少なくとも一つを制御する制御機構と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の投影光学系。
【請求項４】
前記第２空間は、前記第１空間に対して前記物体面側に配置される物体面側空間と、前記第１空間に対して前記像面側に配置される像面側空間とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項５】
前記物体面側空間は、さらに、前記物体面側に配置される第１物体面側空間と、前記第１空間側に配置される第２物体面側空間を有し、
前記像面側空間は、さらに、前記像面側に配置される第１像面側空間と、前記第１空間側に配置される第２像面側空間とを有し、
前記第１物体面側空間と前記第２物体面側空間とは、隔壁によって、相互に気密に分離され、
前記第１像面側空間と前記第２像面側空間とは、隔壁によって、相互に気密に分離されることを特徴とする請求項４に記載の投影光学系。
【請求項６】
前記ガス供給機構は、前記第１空間と前記第２空間とに互いに異なるガスを供給することを特徴とする請求項３に記載の投影光学系。
【請求項７】
前記第１空間と前記第２空間とは、ガスが流通可能であることを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
【請求項８】
前記パージ機構は、
前記第１空間に不活性ガス又は希ガスを主成分とするガスを供給するガス供給機構と、
前記第１空間に供給された前記ガスを前記第２空間を介して排出するガス排出機構と
を備えることを特徴とする請求項７に記載の投影光学系。
【請求項９】
前記第２空間の圧力よりも前記第１空間の圧力が高くなるように、前記ガス供給機構と前記ガス排出機構との少なくとも一方を制御する制御機構を備えることを特徴とする請求項８に記載の投影光学系。
【請求項１０】
前記第２空間は、前記第１空間に対して前記物体面側に配置される物体面側空間と、前記第１空間に対して前記像面側に配置される像面側空間とを備えることを特徴とする請求項９に記載の投影光学系。
【請求項１１】
前記物体面側空間は、さらに、前記物体面側に配置される第１物体面側空間と、前記第１空間側に配置される第２物体面側空間とを有し、
前記像面側空間は、さらに、前記像面側に配置される第１像面側空間と、前記第１空間側に配置される第２像面側空間とを有することを特徴とする請求項１０に記載の投影光学系。
【請求項１２】
前記ガス排出機構は、前記物体面側空間と前記像面側空間とに接続されることを特徴とする請求項１０に記載の投影光学系。
【請求項１３】
前記物体面側空間は、さらに、前記物体面側に配置される第１物体面側空間と、前記第１空間側に配置される第２物体面側空間を有し、
前記像面側空間は、さらに、前記像面側に配置される第１像面側空間と、前記第１空間側に配置される第２像面側空間とを有し、
前記第１物体面側空間と前記第２物体面側空間とは、ガスが流通可能に形成され、
前記第１像面側空間と前記第２像面側空間とは、ガスが流通可能に形成されることを特徴とする請求項４に記載の投影光学系。
【請求項１４】
前記パージ機構は、前記第１空間内を外気より減圧する真空ポンプと、
前記第２空間に不活性ガス又は希ガスを主成分とするガスを供給するガス供給機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
【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投影光学系を備えたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の投影光学系を介して、マスクに形成されたパターンを基板上に投影することを特徴とする露光方法。
【請求項１７】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、
前記リソグラフィ工程で、請求項１５に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイス、あるいはレチクル、フォトマスク等のマスクなどの製造プロセスにおけるリソグラフィ工程で使用される露光装置における投影光学系に関する。また、本発明は、その投影光学系を備えた投影露光装置、この投影露光装置を用いた露光方法及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、その回路パターンの微細化に対応すべく、露光精度の向上に対する要求が高まっており、露光装置の投影光学系に要求される解像力（解像度）が益々高まっている。その結果、投影光学系の解像力に対する要求を満足させるために、投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくするとともに、照明光（露光光）の波長をさらに短くする必要が生じてきた。
【０００３】
照明光の波長が短くなると、屈折系の投影光学系では硝材の種類が限定され、色収差の補正が困難になる。そこで、これまでの主流である屈折型の投影光学系に替えて反射屈折型の投影光学系が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。反射屈折系は屈折系に比べて色収差を良好に補正することができるだけでなく、ペッツバール条件を容易に満足して像面湾曲を良好に補正することができ、しかも、光学系の小型化が可能である。ここでいう屈折型の投影光学系とは、屈折光学素子（屈折レンズ）を主に構成される光学系であり、反射光学素子（凹面状、凸面状あるいは平面状の反射鏡）を含まないものをいう。また、反射屈折型の投影光学系とは、反射光学素子と屈折光学素子とを組み合わせて構成された光学系である。このような反射屈折型の光学系としては、マスクの回路パターンを通過した露光光の光路を折り曲げる第１の反射鏡と、その光路折り曲げミラーで反射された露光光を反射する凹面鏡と、凹面鏡で反射した露光光の光路を再び折り曲げる第２の反射鏡とを備える構成である。
【特許文献１】国際公開第２００４／０２１４１９号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０３／１０５２０３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、反射屈折型の投影光学系においては、反射光学素子は屈折光学素子と異なり、光学素子の基材となるステンレスなどの金属、セラミックス、ガラス等の表面に、さらにアルミニウムからなる金属層等が反射膜として蒸着されている。この金属層は、酸素や、水蒸気、炭化水素による酸化や曇り、さらには表面にピンホール、剥離等の欠陥が発生する可能性がある。そのため反射光学素子を含む空間では、屈折光学素子を含む空間に比較して厳密なパージ環境が要求される。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的としては、投影光学系の一部を構成する反射光学素子を保護できるパージ環境を備える投影光学系を提供することにある。
【０００６】
また、このような投影光学系を備えた投影露光装置、このような投影露光装置を用いた露光方法、さらには精度の高いデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の投影光学系では、反射光学素子と屈折光学素子とを備え、露光光により物体面側に配置されたパターンを像面側に投影する反射屈折型の投影光学系において、前記反射光学素子を含む第１空間と、前記屈折光学素子を含む第２空間とのそれぞれから、露光光を吸収する物質を除去するパージ機構を備え、前記第１空間と前記第２空間とのパージ条件を異なるものとしたことを要旨とする。
【０００８】
この請求項に係る発明では、反射光学系を含む第１区間と、屈折光学素子を含む第２空間とに応じてパージ条件を異ならせることができるため、各空間ごとにパージ条件を設定することができるという効果がある。
【０００９】
請求項２に記載の投影光学系では、請求項１に記載の投影光学系において、前記第１空間と前記第２空間とは、隔壁によって、相互に気密に分離されていることを要旨とする。
この請求項に係る発明では、請求項１に記載の投影光学系の効果に加え、隔壁により異なるパージ条件とした他の空間からの影響を受けにくくすることができるという効果がある。
【００１０】
請求項３に記載の投影光学系では、請求項２に記載の投影光学系において、前記パージ機構は、前記第１空間と前記第２空間とに不活性ガス又は希ガスを主成分とするガスを供給するガス供給機構と、前記第１空間と前記第２空間とから前記ガスを排出するガス排出機構と、前記第１空間と前記第２空間とがそれぞれ略等圧に維持されるように、前記ガス供給機構と前記ガス排出機構の少なくとも一つを制御する制御機構とを備えることを要旨とする。
【００１１】
この請求項に係る発明では、請求項２に記載の投影光学系の効果に加え、隔壁に空間の圧力差に起因する力がかかることがないので、この力により生じる光学素子の変形等を防止することができるという効果がある。
【００１２】
請求項４に記載の投影光学系では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の投影光学系において、前記第２空間は、前記第１空間に対して前記物体面側に配置される物体面側空間と、前記第１空間に対して前記像面側に配置される像面側空間とを備えることを要旨とする。
【００１３】
この請求項に係る発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の投影光学系の効果に加え、物体面側空間と像面側空間とのそれぞれに異なったパージ条件のパージを行うことができるという効果がある。
【００１４】
請求項５に記載の投影光学系では、請求項４に記載の投影光学系において、前記物体面側空間は、さらに、前記物体面側に配置される第１物体面側空間と、前記第１空間側に配置される第２物体面側空間を有し、前記像面側空間は、さらに、前記像面側に配置される第１像面側空間と、前記第１空間側に配置される第２像面側空間とを有し、前記第１物体面側空間と前記第２物体面側空間とは、隔壁によって、相互に気密に分離され、前記第１像面側空間と前記第２像面側空間とは、隔壁によって、相互に気密に分離されることを要旨とする。
【００１５】
この請求項に係る発明によれば、請求項４に記載の投影光学系の効果に加え、投影光学系の各空間をそれぞれ独立して異なったパージ条件のパージを行うことができるという効果がある。
【００１６】
請求項６に記載の投影光学系では、請求項３に記載の投影光学系において、前記ガス供給機構は、前記第１空間と前記第２空間とに互いに異なるガスを供給することを要旨とする。
【００１７】
この請求項に係る発明では、請求項３に記載の投影光学系の効果に加え、それぞれの空間に要求されるパージ条件に応じて、異なるガスを供給することができるという効果がある。
【００１８】
請求項７に記載の投影光学系では、請求項１に記載の投影光学系において、前記第１空間と前記第２空間とは、ガスが流通可能であることを要旨とする。
この請求項に係る発明では、請求項１に記載の投影光学系の効果に加え、空間間でガスを流通させることで、第１空間と第２空間で異なるパージ条件を達成しながら、ガスを効率的に使用することができるという効果がある。
【００１９】
請求項８に記載の投影光学系では、請求項７に記載の投影光学系において、前記パージ機構は、前記第１空間に不活性ガス又は希ガスを主成分とするガスを供給するガス供給機構と、前記第１空間に供給された前記ガスを前記第２空間を介して排出するガス排出機構とを備えることを要旨とする。
【００２０】
この請求項に係る発明では、請求項７に記載の投影光学系の効果に加え、よりパージ条件が厳しい第１空間にガスを供給し、そのガスを第１空間に比べてパージ条件の緩い第２空間から排出することで、それぞれのパージ条件を満たしつつガスを効率よく利用できるという効果がある。
【００２１】
請求項９に記載の投影光学系では、請求項８に記載の投影光学系において、前記第２空間の圧力よりも前記第１空間の圧力が高くなるように、前記ガス供給機構と前記ガス排出機構との少なくとも一方を制御する制御機構を備えることを要旨とする。
【００２２】
この請求項に係る発明では、請求項８に記載の投影光学系の効果に加え、第２空間より第１空間の圧力を高くすることで、ガスの流通を円滑にしてそれぞれのパージ条件を満たしつつガスを効率よく利用できるという効果がある。
【００２３】
請求項１０に記載の投影光学系では、請求項９に記載の投影光学系において、前記第２空間は、前記第１空間に対して前記物体面側に配置される物体面側空間と、前記第１空間に対して前記像面側に配置される像面側空間とを備えることを要旨とする。
【００２４】
この請求項に係る発明によれば、請求項９に記載の投影光学系の効果に加え、物体面側空間と像面側空間とのそれぞれに異なったパージ条件のパージを行うことができるという効果がある。
【００２５】
請求項１１に記載の投影光学系では、請求項１０に記載の投影光学系において、前記物体面側空間は、さらに、前記物体面側に配置される第１物体面側空間と、前記第１空間側に配置される第２物体面側空間とを有し、前記像面側空間は、さらに、前記像面側に配置される第１像面側空間と、前記第１空間側に配置される第２像面側空間とを有することを要旨とする。
【００２６】
この請求項に係る発明によれば、請求項１０に記載の投影光学系の効果に加え、投影光学系の各空間をそれぞれ独立して異なったパージ条件のパージを行うことができるという効果がある。
【００２７】
請求項１２に記載の投影光学系では、請求項１０に記載の投影光学系において、前記ガス排出機構は、前記物体面側空間と前記像面側空間とに接続されることを要旨とする。
この請求項に係る発明では、請求項１０に記載の投影光学系の効果に加え、ガス排出機構を物体面側空間と像面側空間とに接続することでガスの流通を円滑にし、それぞれの空間に要求されるパージ条件を満たしつつガスを効率よく利用できるという効果がある。
【００２８】
請求項１３に記載の投影光学系では、請求項４に記載の投影光学系において、前記物体面側空間は、さらに、前記物体面側に配置される第１物体面側空間と、前記第１空間側に配置される第２物体面側空間を有し、前記像面側空間は、さらに、前記像面側に配置される第１像面側空間と、前記第１空間側に配置される第２像面側空間とを有し、前記第１物体面側空間と前記第２物体面側空間とは、ガスが流通可能に形成され、前記第１像面側空間と前記第２像面側空間とは、ガスが流通可能に形成されることを要旨とする。
【００２９】
この請求項に係る発明によれば、請求項４に記載の投影光学系の効果に加え、投影光学系のそれぞれの空間に要求されるパージ条件に応じて、異なるガスを供給することができるという効果がある。
【００３０】
請求項１４に記載の投影光学系では、請求項１に記載の投影光学系において、前記パージ機構は、前記第１空間内を外気より減圧する真空ポンプと、前記第２空間に不活性ガス又は希ガスを主成分とするガスを供給するガス供給機構とを有することを要旨とする。
【００３１】
この請求項に係る発明によれば、請求項１に記載の投影光学系の効果に加え、真空パージにより、パージ条件の厳しい第１空間の要求に応じたパージ条件を満たすことができるという効果がある。
【００３２】
請求項１５に記載の投影露光装置では、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の投影光学系を備えたことを要旨とする。
この請求項に係る発明によれば、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の適切なパージが施された投影光学系を用いることで、精度の高い投影露光装置とすることができるという効果がある。
【００３３】
請求項１６に記載の露光方法では、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の投影光学系を介して、マスクに形成されたパターンを基板上に投影することを要旨とする。
この請求項に係る発明によれば、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の適切なパージが施された投影光学系を用いることで、精度の高い露光方法とすることができるという効果がある。
【００３４】
請求項１７に記載のデバイス製造方法では、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、前記リソグラフィ工程で、請求項１５に記載の露光装置を用いることを要旨とする。
【００３５】
この請求項に係る発明によれば、請求項１５に記載の精度の高い露光装置を用いることで、精度の高いデバイスを製造することができるという効果がある。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の投影光学系、投影露光装置、露光方法、デバイス製造方法では、同じ鏡筒内でも、パージ条件を異なるものとすることで、より効率的で精度を高くすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（第１実施形態）
以下に、本発明の第１実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。
この第１実施形態は、本発明の投影光学系及び露光装置を、いわゆるステップ・アンド・スキャン式の走査型投影露光装置において具体化したものである。
【００３８】
図１は、本発明の本実施形態にかかる反射屈折型の投影光学系２５を備えた露光装置１１の全体構成を概略的に示す図である。なお、図１において、投影光学系２５の第１光軸ＡＸに平行にＺ軸を、第１光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に平行にＹ軸を、紙面に垂直にＸ軸を、それぞれ設定している。
【００３９】
この露光装置１１は、真空紫外領域の露光光ＥＬを供給するための光源２１として、たとえばＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を射出する光源を備えている。光源２１から射出された露光光ＥＬは、照明光学系２２を介して、所定の回路パターンが形成されたマスクとしてのレチクルＲを均一に照明する。なお、光源２１と照明光学系２２との間は、ＢＭＵ２３（ビームマッチングユニット）により連結されている。ＢＭＵ２３は光源２１と露光装置本体１２とを光学的に接続し、このＢＭＵ２３を介して光源２１から出射された露光光ＥＬが露光装置本体１２内に導かれるようになっている。
【００４０】
レチクルＲは、レチクルホルダ（図示略）を介して、露光装置本体１２の定盤１３上に立設された架台１４及び上部架台１５上に配置されるレチクルステージ２４上においてＸＹ平面に平行に保持されている。レチクルＲには、転写すべきパターンが形成されており、そのパターン領域は、Ｘ方向に沿って長辺を有し、かつＹ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）の露光光ＥＬで、順次照明される。レチクルステージ２４は、図示しない駆動系により、レチクル面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標は干渉計（図示略）によって計測され、かつ位置制御されるように構成されている。
【００４１】
レチクルＲに形成されたパターンからの光は、反射屈折型の投影光学系２５を介して、感光材料の塗布された基板としてのウエハＷ上にレチクルＲ上のパターン像を形成する。ウエハＷは、ウエハホルダ（図示略）を介して、露光装置本体１２の定盤１３上に配置されたウエハステージ２６上においてＸＹ平面に平行に保持されている。そして、ウエハＷ上にはＸ方向に沿って長辺を有しかつＹ方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン像が形成される。ウエハステージ２６は、図示しない駆動系によりウエハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標は干渉計（図示略）によって計測されかつ位置制御されるように構成されている。
【００４２】
また、図２の投影光学系２５の断面図に示すように、この投影光学系２５では、最も物体面側（レチクルＲ側）に配置されたカバーガラス２７と、最も像面側（ウエハＷ側）に配置されたカバーガラス２８との間で、内部が気密状態を保つように構成されている。そして、投影光学系２５の内部には、ヘリウムガスや窒素などの不活性ガス、希ガスが充填されているか、あるいは低真空若しくは高真空状態に保持されている。詳細な構成に関しては、後に詳述する。
【００４３】
前述した駆動系および前述した干渉計などを用いてレチクルＲ及びウエハＷの位置制御を行いながら、矩形状の露光領域および照明領域の短辺方向すなわちＹ方向に沿ってレチクルステージ２４とウエハステージ２６とを同期的に移動させる。そして、この同期移動により、レチクルＲとウエハＷとを同じ方向へ（すなわち同じ向きへ）同期的に移動（走査）させる。これにより、ウエハＷ上には、露光領域の長辺に等しい幅を有しかつウエハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。
【００４４】
次に、投影光学系２５の詳細構成について説明する。
図１に示すように、投影光学系２５を保持する鏡筒は、連結部材３１にそれぞれ連結された、上部鏡筒３２と、横鏡筒３３と、下部鏡筒３４とから構成されている。
【００４５】
図２に示すように上部鏡筒３２は、投影光学系２５の第１光軸ＡＸ上の物体面側（レチクルＲ側）に配置されている。この上部鏡筒３２は、略円筒状をなしており、その内部にレチクルＲのパターンの第１中間像を形成するための第１結像光学系３５を保持している。第１結像光学系３５は、複数のレンズ３６ａ（屈折光学素子）を有する。この上部鏡筒３２は、複数のレンズ３６ａ及びカバーガラス２７を１つまたは複数組み合わせて保持する複数の保持枠３７ｕが相互に気密な状態で積層されている。この保持枠３７ｕは、例えばステンレス鋼、チタン合金等の吸光物質を発生しにくい金属材料で構成されている。
【００４６】
この上部鏡筒３２のうち、物体面側（レチクルＲ側）端部と反対側に配置される保持枠３７ｕｗは、後述する連結部材３１に挿入されるために、他の保持枠３７ｕ外形に比較して小さい径を有する。そして、この径の小さい部分が連結部材３１に挿入された状態で、保持枠３７ｕｗが連結部材３１に固定されることによって上部鏡筒３２が連結部材３１に連結される。
【００４７】
横鏡筒３３は、第１光軸ＡＸに直交する第２光軸ＡＸ’上に沿って配置され、第２中間像を形成するための第２結像光学系３９を保持している。第２結像光学系３９は、反射光学素子としてのペントルーフ形反射鏡４４、凹面反射鏡４１と、屈折光学素子として負レンズ４０とを有している。負レンズ４０及び凹面反射鏡４１は、光軸が水平方向を指向するように、縦置き状態で配置される。ペントルーフ形反射鏡４４は、第１光路折り曲げ鏡３８と、第２光路折り曲げ鏡４２とを備える。この横鏡筒３３は、ペントルーフ形反射鏡４４、負レンズ４０、凹面反射鏡４１をそれぞれ保持する複数の保持枠３７ａ，３７ｂ，３７ｃが互いに連結された状態で形成されている。
【００４８】
第１結像光学系３５が形成する第１中間像の近傍に、第１光路折り曲げ鏡３８が配置され、第１光路折り曲げ鏡３８で偏向された露光光ＥＬが、負レンズ４０を介して凹面反射鏡４１に導かれ、そして凹面反射鏡４１によって反射される。
【００４９】
凹面反射鏡４１で反射された露光光ＥＬは、再び負レンズ４０を通過し、第１中間像の形成位置の近傍、本実施形態では第２光路折り曲げ鏡４２の近傍に第２中間像を形成する。この第２中間像は、第１中間像とほぼ等倍であり、パターンの２次像である。
【００５０】
すなわち、第２光路折り曲げ鏡４２は、第２結像光学系３９が形成する第２中間像の近傍に配置され、第２中間像へ向かう露光光ＥＬまたは第２中間像からの露光光ＥＬを屈折型の第３結像光学系４３に向かって偏向する。ペントルーフ形反射鏡４４は、金属材料（ステンレス鋼等）、低熱膨張セラミックス（炭化珪素等）、低熱膨張ガラスなどからなる母材に形成された互いに直交する２つの斜面の一方に第１光路折り曲げ鏡３８の反射面を形成し、また２つの斜面の他方に第２光路折り曲げ鏡４２の反射面を形成する。母材が炭化珪素からなる場合、鋳型に炭化珪素を流し込んだ後に、整形加工を行うことによって形成される。
【００５１】
なお、第１光路折り曲げ鏡３８の反射面及び第２光路折り曲げ鏡４２の反射面は金属反射面である。この金属反射面は、例えば、ＣＶＤなどにより母材の斜面４５，４６に、Ｓｉなど研磨に適した材料をコーティングした後に、その斜面４５，４６を鏡面研磨し、鏡面研磨した面に、金属膜（アルミニウム膜など）あるいはフッ化物膜を形成したものである。また、金属膜にフッ化物膜を形成してもよい。なお、反射膜としてのアルミニウム膜は、雰囲気中の酸素、水蒸気、炭化水素による酸化や曇りや、さらにはピンホール、剥離等の存在により容易に反射率を低下させる。
【００５２】
さらに、Ｓｉなどの材料は、母材の斜面４５，４６だけでなく、母材の全表面、例えば後述するペントルーフ形反射鏡４４の支持脚４４ａにも施すことが好ましい。このように母材の全表面をコーティングすることにより、母材から揮散する吸光物質（露光光ＥＬを吸収する酸素、水蒸気、有機物等）を低減することができる。なお、反射面とその他の部分とにそれぞれコーティングする場合には反射面は鏡面加工が必要であるため、その他の部分に対して厚い方が望ましい。また、母材の加工精度としては、面精度が３．５〜７λ／１００００ｒｍｓ以内であることが望ましい。また、凹面反射鏡４１の反射面もペントルーフ形反射鏡４４と同様に金属反射面としてもよく、精度や、その他の加工についてもペントルーフ形反射鏡４４と同様に施すことが望ましい。
【００５３】
なお、ペントルーフ形反射鏡４４の両斜面４５，４６は光学的に隔絶されており、第１結像光学系３５からの光束は第２光路折り曲げ鏡４２に入射せず、第２結像光学系３９からの光束が第１光路折り曲げ鏡３８に入射しないようになっている。
【００５４】
また、横鏡筒３３は、凹面反射鏡４１を保持する第１保持枠３７ａと、負レンズ４０を保持する第２保持枠３７ｂと、ペントルーフ形反射鏡４４を保持する第３保持枠３７ｃとを備える。凹面反射鏡４１を保持する第１保持枠３７ａは、有底円筒状をなしている。
【００５５】
第２保持枠３７ｂは、その一端部が第１保持枠３７ａと気密状態になるように連結され、その他端部３３ａが第３保持枠３７ｃと気密状態なるように連結される。第２保持枠３７ｂの他端部３３ａは、その一端部の外径に比較して小さい径で形成される。この他端部３３ａが連結部材３１に挿入された状態で、横鏡筒３３が連結部材３１に連結されている。
【００５６】
第３保持枠３７ｃは、第２保持枠３７ｂと連通し、かつ露光押ＥＬが通過するためのする開口部５０ａ，５０ｂを備えた直方体の箱状に形成される。第３保持枠３７ｃは、その底部４８（図２において左側）にペントルーフ形反射鏡４４を、その両斜面４５，４６の稜線が凹面反射鏡４１に対向する姿勢になるように保持している。なお、ペントルーフ形反射鏡４４は、両反射面から離れた位置に形成された形成された支持脚４４ａを有し、この支持脚４４ａを介して第３保持枠３７ｃの底部４８に保持される。
【００５７】
また、ペントルーフ形反射鏡４４の第１光路折り曲げ鏡３８の反射面に対向する第３保持枠３７ｃの側壁５１ａには、開口部５０ａが形成される。この開口部５０ａは、第１結像光学系３５を通過してきた露光光ＥＬがペントルーフ形反射鏡４４の第１光路折り曲げ鏡３８の反射面に入射する際に、露光光ＥＬがその周縁部と干渉しないように形成されている。また、第２光路折り曲げ鏡４２の反射面に対向する第３保持枠３７ｃの側壁５１ｂには、開口部５０ｂが形成される。この開口部５０ｂも、ペントルーフ形反射鏡４４の第２光路折り曲げ鏡４２の反射面で反射した露光光ＥＬが第３結像光学系４３に向けて偏向される際に、露光光ＥＬがその周縁部と干渉しないように形成されている。この第３保持枠３７ｃの側壁５１ａ，５１ｂの、開口部５０ａ，５０ｂ以外の部分は、第１結像光学系３５から第１光路折り曲げ鏡３８、第２結像光学系３９及び第２光路折り曲げ鏡４２を介することなく、直接第３結像光学系４３へと入射する迷光を遮蔽するための遮蔽板として機能する。
【００５８】
下部鏡筒３４は、投影光学系２５の第１光軸ＡＸ上、すなわち上部鏡筒３２と同軸上の像面側（ウエハＷ側）に配置されている。この下部鏡筒３４は、略円筒状をなしており、その内部に第２中間像からの光束に基づいて、レチクルＲのパターンの縮小像（第２中間像の像であってパターンの最終像）を、ウエハＷ上に形成するための第３結像光学系４３を保持している。この第３結像光学系４３は、複数の屈折光学素子を有する。この下部鏡筒３４は、屈折光学素子である複数のレンズ３６ｂ及びカバーガラス２８を１つまたは複数組み合わせて保持する複数（本実施形態では４つ）の保持枠３７ｌが気密な状態になるように積層された状態で形成されている。
【００５９】
この下部鏡筒３４のうち、物体面側（図２上側、レチクルＲ側）端部に配置される保持枠３７ｌｒは、後述する連結部材３１に挿入されるために、他の保持枠３７ｌの外形に比較して径の小さい上端部を有する。そして、この径の小さい上端部が連結部材３１に挿入された状態で、保持枠３７ｌｒが連結部材３１に固定されることによって下部鏡筒３４が連結部材３１に連結される。
【００６０】
次に、本実施形態のパージ機構によるパージ方法について説明する。図３は、投影光学系２５のパージ方法を示す図である。図において「Ｉｎ」とあるのは気体の流入口であり、後述するガス供給ユニットＳＵに接続されて気体が供給される。「Ｏｕｔ」とあるのは気体の排出口であり、後述するガス排出ユニットＥＵに接続され気体が排出される。
【００６１】
なお、保持枠３７と、レンズ３６若しくは凹面反射鏡４１等の光学素子との間には、少なくとも３箇所で光学素子を保持する不図示の光学素子の保持機構が設けられている。通常、保持枠３７とレンズ３６との間には、レンズ３６を保持枠３７に保持させる保持機構が配置されているだけなので、レンズ３６を境とした隣り合う空間では、気体の流通が可能となっている。
【００６２】
本実施形態の投影光学系２５では、レンズ３６を境として隣り合う空間を形成するために、保持枠３７とレンズ３６との間に保持機構の他にシール機構を設ける構成と、レンズ３６を境として隣り合う空間との間で圧力を調整するために、保持枠３７とレンズ３６との間に保持機構の他に圧力調整機構を設ける構成とを含む。なお、保持枠３７とレンズ３６との間に、保持機構とシール機構とを備えたレンズ３６を空間分離レンズ（隔壁）ＡＴＰとする。また、保持枠３７とレンズ３６との間に、保持機構と圧力調整機構とを備えたレンズ３６を仕切レンズＡＦＰとする。
【００６３】
気体の流入口Ｉｎには、ガス供給機構を構成するガス供給ユニットＳＵが接続され、所定の気体が供給される。この気体は、窒素（Ｎ２）やヘリウム（Ｈｅ）ガスなどの不活性ガスや希ガスを主成分とするガスであり、露光光ＥＬの吸収が空気に比べて少なくなるように構成された低吸収ガスである。特に、酸素Ｏ２、水蒸気Ｈ２Ｏ等の吸光物質は含まないようになっており、同時に反射光学素子の金属膜の劣化を進行させにくい気体でもある。ガス供給ユニットＳＵには、図示しない気体を貯留するタンク、気体を調圧するレギュレータを備える。また、気体から不要な固体や液体の粒子、炭化水素などの有機ガス、水蒸気などを除去するパーティクルフィルター、ガス吸収ユニット、除湿フィルター等が備えられ、投影光学系２５の各鏡筒に供給されるガスを適切な圧力、適切な状態で送出する。
【００６４】
また、排出口Ｏｕｔには、ガス排出機構を構成するガス排出ユニットＥＵが接続され、排出口Ｏｕｔから、鏡筒内を通過した気体を調圧弁や負圧を用いて鏡筒内の空間の圧力を所定の圧力に保ちながら排出する。
【００６５】
ここで、空間分離レンズＡＴＰ１を詳細に説明する。図８は、後述する仕切レンズＡＦＰ１を示す図である。空間分離レンズＡＴＰ１は、仕切レンズＡＦＰ１と圧力調整機構を構成する通気孔５９を備えないことのみが異なる構成であるため、図８を参照して空間分離レンズＡＴＰ１を説明する。各空間を相互に気密に隔離するには、レンズ３６ａと保持枠３７ｕの間をシリコン樹脂などのシール材によりシールすることも考えられる。しかし、このような構成ではレンズ３６ａに無用な応力を生じさせ、気体の発生源にもなりうる。そこで、本実施形態では、微少なクリアランスにより気体の交換を抑制する構成（以下「微少クリアランス方式」という。）により、空間分離レンズＡＴＰ１を構成している。
【００６６】
平面視円形のレンズ３６ａの周縁には、図８に示すようにレンズ保持用のレンズフランジ５２が設けられている。保持枠３７ｕは、概ね円筒形に形成されるとともに、内側に突出したドーナツ状のフランジとして設けた保持枠フランジ５３を備える。この保持枠フランジ５３の上面には、上端が球状に形成された高さＧが数μｍの円錐状の座５８が、光軸ＡＸを中心とする円周に沿って等角間隔で３箇所に設けられる。座５８の上にはレンズ３６ａのレンズフランジ５２が載置され、座５８がレンズフランジ５２の下面に対し下方から当接してレンズフランジ５２を保持枠フランジ３７ｕから浮かせて支持している。つまり、座５８により下方から支持されたレンズ３６ａの下面と保持枠フランジ５３の上面とは、座５８の高さＧに相当する数μｍの微少なクリアランスを有する。レンズフランジ５２の座５８の位置に対応する上面にはそれぞれレンズ押さえ部材５７が配置されている。これらのレンズ押さえ部材５７は、押さえばね５６によりレンズフランジ５２に対して付勢されている。また、押さえばね５６は、保持枠３７ｕの内壁面に設けられた突出部にボルト５５により固定されている。
【００６７】
このように構成された保持構造により、レンズフランジ５２と保持枠フランジ５３との間にシール材などを充填しなくてもレンズ３６ａを境とした各空間を相互に気密に隔離することができる。なお、図３〜図７においては、概念的に空間分離レンズＡＴＰを気体の流通を示す矢印のない２点鎖線で示すものとする。
【００６８】
ここで、図３に戻って説明を続ける。本実施形態の投影光学系２５では、上部鏡筒３２中段に設けられた空間分離レンズＡＴＰ１、上部鏡筒３２下端近傍に設けられた空間分離レンズＡＴＰ２、下部鏡筒３４上端近傍に設けられた空間分離レンズＡＴＰ３、下部鏡筒３４中段に設けられた空間分離レンズＡＴＰ４を備える。
【００６９】
ここで、上部のカバーガラス２７と空間分離レンズＡＴＰ１とにより相互に気密な状態に分離された空間を空間Ｓ１という。空間分離レンズＡＴＰ１と空間分離レンズＡＴＰ２とにより相互に気密な状態に分離された空間を空間Ｓ２という。空間分離レンズＡＴＰ２と空間分離レンズＡＴＰ３とにより相互に気密な状態に分離された空間を空間Ｓ３という。空間分離レンズＡＴＰ３と空間分離レンズＡＴＰ４とにより相互に気密な状態に分離された空間を空間Ｓ４という。そして、空間分離レンズＡＴＰ４と下部のカバーガラス２８とにより相互に気密な状態に分離された空間を空間Ｓ５という。
【００７０】
このうち、空間Ｓ３は、反射光学素子である凹面反射鏡４１とペントルーフ形反射鏡４４を含む空間である。この空間Ｓ３が本発明の反射光学素子を含む第１空間の一例である。一方、空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５に関しては、反射光学素子である凹面反射鏡４１とペントルーフ形反射鏡４４を含まない、屈折光学素子であるレンズ３６ａ，３６ｂのみを含む空間である。この空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５が本発明の屈折光学素子を含む第２空間の一例である。
【００７１】
なお、空間Ｓ３において、屈折光学素子である負レンズ４０を含むが、空間Ｓ３においては、主に反射光学素子により構成されており、ここに要求されるパージ条件はこの反射光学素子により決定される。そのため、反射光学素子を含まない空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５とは、要求されるパージ条件において区別される空間である。従って、本実施形態では、空間Ｓ３が他の空間との比較から本発明の第１空間に相当する。
【００７２】
一方、本実施形態にはないが、主に屈折光学素子を含み、一部に平面鏡を含むような空間でも、平面鏡の交換が容易で光学的には単なる光路の偏向のみに用いられるような場合は、本発明の第２空間として取扱う場合もある。この場合、第１空間とされる空間と比較して、要求されるパージ条件が、一部に含む平面鏡によっては実質的に決定されないからである。即ち、本発明では、投影光学系の複数の空間において、それらが構成される光学素子の種類により実質的に要求されるパージ条件が異なることに着目して、第１空間と第２空間を決定するものである。
【００７３】
本実施形態では、第１空間に相当する空間Ｓ３に含まれる反射光学素子は、屈折光学素子と異なり、光学素子の基材となるステンレスなどの金属、セラミックス、ガラス等の表面に、さらに反射膜としてアルミニウムなどの金属層が蒸着等により形成されている。この金属層は、酸素により酸化し、露光光の反射率を低下させたり、水蒸気、炭化水素などにより曇りや、ピンホール、剥離等が発生する可能性がある。また、金属表面に一旦水分が付着すると、長期間に亘って水蒸気の発生源となるため、常時水蒸気を排除する必要が生じる場合もある。そのため、光路の透過度のみならず、金属層を保護するために屈折光学素子に比較して厳密なパージ環境が要求される。
【００７４】
一方、屈折光学素子の場合では、蛍石や石英などの硝材を研磨して表面が形成され、その表面にＡｌ２Ｏ３膜や、ＳｉＯ２膜など複数積層した反射防止膜が設けられている。このような反射防止膜は、反射面を形成する金属膜に比べて酸化、
曇りなどが発生し難い。そこで、第２空間に相当する空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５においては、第１空間に相当する空間Ｓ３に比較してパージ条件は緩和される。
【００７５】
また、第２空間は、第１空間である空間Ｓ３に対してレチクル側（物体面側）に配置される物体面側空間である空間Ｓ１，Ｓ２と、空間Ｓ３に対してウエハ側（像面側）に配置される像面側空間である空間Ｓ４，Ｓ５とに分類できる。これは、投影光学系２５内の露光光の収束状態によりレーザ照度が異なるからである。すなわち、第１結像光学系の結像位置付近、第２結像光学系の結像位置付近のレーザ照度が他の位置に比べて強い。また、光学素子のアライメント調整を動的に行う場合は、駆動源等から発生する吸光物質の量が多くなる傾向にあり、この配置から物体面側空間と像面側空間とは要求されるパージ条件が異なることがある。また、カバーガラス２７、２８は、交換する機会が多く、特にウエハ側のカバーガラス２８は、レジストの蒸着等による汚れから交換の頻度が高く、その交換のたびに空間が開放されるため、その空間のみパージをやり直すことが効率的である。
【００７６】
また、第２空間の同じ物体面側空間に相当する空間Ｓ１，Ｓ２，或いは同じ像面側空間に相当するＳ４，Ｓ５間においても、要求されるパージ条件は異なる場合がある。一つには、レーザ照度が強い場合には、純度の高い気体が入るのが望ましい。ここでは、空間Ｓ１，Ｓ５は、空間Ｓ２，Ｓ４よりもレーザ照度が強い。従って、パージ条件として、空間Ｓ１，Ｓ５は、空間Ｓ２，Ｓ４よりも純度の高い気体によりパージすることが望ましい。本実施形態においては、レチクル側（物体面側）に配置される物体面側空間である空間Ｓ１，Ｓ２は、レチクル側に配置される空間Ｓ１が、本発明の第１物体面側空間に相当し、第１空間である空間Ｓ３側に配置される空間Ｓ２が、第２物体面側空間に相当する。また、ウエハ側（像面側）に配置される像面側空間である空間Ｓ４，Ｓ５は、ウエハ側に配置される空間Ｓ５が、本発明の第１像面側空間に相当し、第１空間である空間Ｓ３側に配置される空間Ｓ４が、第２像面側に相当する。
【００７７】
このような状況から、各空間Ｓ１〜Ｓ５では、それぞれパージ条件に応じてパージを異なるものにする必要が生じる場合がある。本願で「パージ条件を異なるものとする」とは、その空間において要求される条件に応じて、例えば、パージに用いるガスが、同一種類の低吸収性のガス、例えばＮ２によるパージであれば、空間Ｓ３に対しては、空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５に比較して高濃度のＮ２の気体を用いることである。言い換えれば、空間内に充填するＮ２の濃度を高くすることにより反射光学素子の表面を劣化させる成分を排除して少なくすることである。
【００７８】
また、パージ条件を異なるものとする他の方法として、同じ気体で、同じ濃度であれば、第１空間内の気体の交換時間を第２空間内の交換時間より短くすることで、パージ条件を異なるものとすることができる。つまり、同じ濃度、即ち同じ圧力を保ちながらより多量の気体を供給するとともに、同量の気体を空間外に排出することで、空間内に発生した水蒸気等や酸素の排出を早め、結果反射光学素子の表面を劣化させる成分を少なくすることである。
【００７９】
さらに、パージ条件を異なるものとする他の方法としては、異なる種類の気体を用いる方法がある。例えば、第１空間内では、Ｈｅを用い、第２空間内ではＮ２を用いるような方法が考えられる。例えば、Ｈｅは、露光光ＥＬの吸収はＮ２に比較して少ないが、コストが高いという問題がある。このような気体の種類の特性に応じて各空間に充填する気体を選択することにより、異なるパージ条件に応じたパージとすることができる。
【００８０】
ところで、実施形態では、低吸収性のガスにより空間内を充填することで吸光物質を排除するガスパージを例に挙げているが、パージ条件を異なるものとする方法には、空間内の気体を真空ポンプで排出し、高真空度若しくは低真空度の状態として吸光物質を排除する、いわゆる真空パージとすることも含まれる。
【００８１】
以上のように、反射屈折型の投影光学系において、異なる空間に形成した場合には、その空間において要求されるパージ条件が異なることがある。そして、それらの空間において種々の方法で、要求されるパージ条件に応じてパージ方法を異なるものとし、最も適した構成とした。以下、本実施形態について具体的に説明する。
【００８２】
図３に示す、第１実施形態では、ガス供給ユニットＳＵ１から供給された気体は、流入口Ｉｎ１から気密に構成された空間Ｓ１において流通して、吸光物質とともに排出口Ｏｕｔ１からガス排出ユニットＥＵ１により排出される。
【００８３】
また、ガス供給ユニットＳＵ２から供給された気体は、流入口Ｉｎ２から気密に構成された空間Ｓ２において流通して、吸光物質とともに排出口Ｏｕｔ２からガス排出ユニットＥＵ２により排出される。
【００８４】
また、ガス供給ユニットＳＵ３から供給された気体は、上部鏡筒３２の下端に設けられた流入口Ｉｎ３から連通している横鏡筒３３の空間に流入する。また、ガス供給ユニットＳＵ４から供給された気体は、下部鏡筒３４の上端に設けられた流入口Ｉｎ４から連通している横鏡筒３３の空間に流入する。これらの気体は、吸光物質とともに横鏡筒３３に設けられた排出口Ｏｕｔ３からガス排出ユニットＥＵ３により排出される。
【００８５】
また、ガス供給ユニットＳＵ５から供給された気体は、流入口Ｉｎ５から気密に構成された空間Ｓ４において流通して、吸光物質とともに排出口Ｏｕｔ４からガス排出ユニットＥＵ４により排出される。
【００８６】
また、ガス供給ユニットＳＵ６から供給された気体は、流入口Ｉｎ６から気密に構成された空間Ｓ５において流通して、吸光物質とともに排出口Ｏｕｔ５からガス排出ユニットＥＵ５により排出される。
【００８７】
本実施形態では、各空間を比較すると、空間Ｓ３に供給される気体は、Ｎ２の純度が最も高い。次いで、空間Ｓ１と空間Ｓ５の気体の純度が高い。そして、空間Ｓ１と空間Ｓ５の純度が最も低い。このように構成することで、効果とコストのバランスが取れたパージを行うことができる。
【００８８】
なお、空間Ｓ１〜Ｓ５は、空間内のガス圧が図示しない圧力検出手段により検出され、この検出結果に基づいて制御機構である制御ユニットＣＵによりガス供給ユニットＳＵ１〜ＳＵ６若しくはガス排出ユニットＥＵ１〜ＥＵ５が制御される。制御ユニットＣＵは周知のコンピュータを備えて構成され、圧力検出手段からの信号により各空間内の圧力が予め設定された圧力となるように、ガス供給ユニットＳＵ１〜ＳＵ６の調圧バルブを動作させる制御信号を図示しないドライバユニットに送出する。ドライバユニットは各調圧バルブに設けられたアクチュエータに駆動信号を送出し調圧バルブを作動させる。
【００８９】
本実施形態では、各隣接する空間、例えば、第１空間に相当する空間Ｓ３と第２空間に相当する空間Ｓ２，Ｓ４とは、それぞれ略等圧に維持される。このように各空間Ｓ１〜Ｓ５の圧力が制御されることで、隔壁として機能している空間分離レンズＡＴＰのレンズ３６ａ、３６ｂなどの屈折光学素子の変形を回避できる。
【００９０】
なお、第１空間である空間Ｓ３にガス供給ユニットＳＵ３，ＳＵ４から供給される気体は、第２空間である空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５にガス供給ユニットＳＵ１，ＳＵ２，ＳＵ５，ＳＵ６から供給される気体とは異なるものとすることも好ましい。例えば、反射光学素子を含む空間Ｓ３では、特に酸素、水蒸気による金属膜の酸化が問題となるため、特に酸素や水蒸気の含有量が１ｐｐｍ以下になるようにすることが好ましい。また、例えば、還元作用のある水素を成分とするようにしてもよい。
【００９１】
（第１実施形態の効果）以上のように構成された投影光学系２５では、以下のような効果がある。
・  反射屈折型の投影光学系２５の内部を、反射光学素子を含む空間Ｓ３と反射光学素子を含まない空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５と分けて、それぞれに要求されるパージ条件により異なるパージを行うことで、より効率的で精度が高い投影光学系とすることができるという効果がある。
【００９２】
・  特に、反射光学素子を含む空間Ｓ３を境に、レチクル側の空間Ｓ１，Ｓ２とウエハ側空間Ｓ４，Ｓ５を分離して、それぞれの空間の特性に合わせたパージ条件に応じたパージを行うことができるという効果がある。
【００９３】
・  さらに、レチクル側の空間Ｓ１，Ｓ２をレチクル側の空間Ｓ１と第１空間である空間Ｓ３側に隣接した空間Ｓ２に分離したことで、レーザ照度に合わせたパージ条件に応じたパージを行うことができるという効果がある。
【００９４】
・  同様に、ウエハ側の空間Ｓ４，Ｓ５をウエハ側の空間Ｓ５と第１空間である空間Ｓ３側に隣接した空間Ｓ４に分離したことで、レーザ照度に合わせたパージ条件に応じたパージを行うことができるという効果がある。
【００９５】
・  また、空間分離レンズＡＴＰ１〜ＡＴＰ４により、各空間Ｓ１〜Ｓ５を分離しているため、各空間相互の気体の混入が効果的に防止できるという効果がある。
・  また、制御ユニットＣＵにより、各空間Ｓ１〜Ｓ５の圧力が制御されて、略等圧に維持されるため、隔壁として機能する屈折光学素子を変形させる圧力が生じず、精度が高い投影光学系とすることができるという効果がある。
【００９６】
・  そして、各空間Ｓ１〜Ｓ５、特に反射光学素子を備えた空間Ｓ３に関して、異なる種類の気体を供給することで、反射光学素子に起因する金属膜の酸化を防止するパージ条件を満たすパージができるという効果がある。
【００９７】
なお、第１実施形態は次のように変更して実施することができる。
○  パージ条件に応じてパージを変えるには、前述した各種の方法があり、これらを適宜組合わせることで、露光装置１１の光源の種類や、投影光学系の構成の違いに応じて最も適切なパージとすることができる。
【００９８】
○  本実施形態では、空間が空間Ｓ１〜Ｓ５の５つの空間として形成されているが、空間の形成の方法はこれに限定されず、投影光学系の構成等により、２〜４、若しくは６以上の空間を形成するようなものであってもよい。もちろん、第１空間を２以上、第２空間を３以上の空間として形成してパージしてもよい。
【００９９】
○  本実施形態の空間分離レンズＡＴＰ１〜４の構成を、図８に示す微少クリアランス方式で説明したが、グリスを用いた構成（以下「グリス方式」という。）としてもよい。グリス方式は、図８に示す微少クリアランス方式と概ね構成は共通するが、以下の点で異なる。まず、保持枠フランジ５３の上面において座５８より外周側の位置で光軸ＡＸを中心とする円環状のグリスを溜める溝を１又は複数設け、ここにグリスを貯留する。座５８は、ここに貯留されたグリスがレンズフランジ５２の下面に密着する程度のクリアランスでレンズフランジ５２を支持する。このように構成することで、レンズフランジ５２に無用な応力を生じさせることなく、グリスにより気体の交換を阻止でき、上の空間と下の空間を相互に気密に隔離することができる。
【０１００】
○  さらに、本実施形態の空間分離レンズＡＴＰ１〜４の構成を、図９に示すフィルムを用いた構成（以下「フィルム方式という」。）としてもよい。なお、図８に示す部分と同一若しくは均等な部分は同一の符号を付し説明を省略する。図９に示すように、保持枠３７ｕに保持枠フランジ５３が設けられ、この保持枠フランジ５３の内周に嵌り込むよう保持リング６０が配置される。保持リング６０は、外周側が保持枠フランジ５３に掛止される段部を備え、内周側には座５８が配置されレンズフランジ５２を下方から支持する。この座５８は、微少クリアランス方式とは異なり、十分なクリアランスを有してレンズフランジ５２を保持リング６０から浮かせて支持する。座５８の上方のレンズフランジ５２は、押さえばね５６により付勢された押さえ部材５７が当接される。押さえばね５６は、保持枠３７ｕにボルト５５で固定されている。なお、押さえばね５６を支持棒とし、押さえ部材５７を圧縮コイルスプリングなどに替えて構成してもよい。保持リング６０の上端は、レンズフランジ５２の上面と略面一に形成され、この保持リング６０とレンズフランジ５２とを架け渡すように円環状のシール部材６１が配置される。このシール部材６１の保持リング６０の上の部分には、環状のシール押さえ部材６２が積層されて配置され、図示しないボルトにより保持リング６０に固定される。このシール部材６１は、可撓性を有する薄膜材料からなり、レンズ３６ａのレンズフランジ５２に押圧され若しくは接着されて密着される。
【０１０１】
このように構成されたフィルム方式の保持構造では、レンズ３６ａに無用な応力を生じさせるなく、上の空間と下の空間とを相互に気密に隔離することができる。特に、固定された座５８に替えてレンズ３６ａを動的に駆動する保持機構とした場合には、レンズ３６ａが変位された場合でも上の空間と下の空間を相互に気密に隔離することができる。
【０１０２】
○  また、空間分離レンズＡＴＰ１〜ＡＴＰ４は、屈折光学素子であるレンズ３６ａ、３６ｂを利用したものに限定されず、レンズ３６ａ、３６ｂの代わりに、隔壁用の平面ガラスを配置する構成でもよい。
【０１０３】
○  各空間Ｓ１〜Ｓ５は、略等圧とされるが、その差は、各光学素子の変形の程度により適宜決定される。また、圧力差がある程度存在しても、その圧力差が安定しており、圧力差に起因する変形自体が光学設計に織り込まれ、調整できれば多少の圧力差があってもよい。
【０１０４】
○  さらに、パージの方法として、ガスパージを例に説明したが、真空ポンプを用いたパージ方法であっても本発明は実施できる。この場合でも、各空間Ｓ１〜Ｓ５は、圧力差が小さい方が好ましい。ただし、圧力差がある程度存在しても、その圧力差が安定しており、圧力差に起因する変形自体が光学設計に織り込まれ、調整できれば大きな圧力差があってもよい。
【０１０５】
○  第１空間に相当する空間Ｓ３は、ペントルーフ形反射鏡４４を含むが、負レンズ４０により隔壁を構成し、凹面反射鏡４１のみを第１空間として、ペントルーフ形反射鏡４４を第２空間として構成してもよい。
【０１０６】
○  実施形態に示した投影光学系２５は単に一例であり、発明の反射屈折系の投影光学系はこの構成に限定されるものでは無いことはいうまでもない。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一若しくは等価な構成は同一の符号を付し、若しくは符号を付さずに説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。ここで、図４は、第２実施形態の投影光学系１２５を示す。
【０１０７】
図４においては、ガス供給ユニットＳＵ、ガス排出ユニットＥＵ、制御ユニットＣＵの図示は省略している。第１実施形態とは、形成される空間の位置は同様で、４ヶ所で仕切られている。但し、第１実施形態ではすべて空間分離レンズＡＴＰであったが、本実施形態では、一部が仕切レンズＡＦＰにより構成されている点で異なる。ここで、仕切レンズＡＦＰは、空間分離レンズＡＴＰのように完全に気体の流通を遮断するものではなく、隣接する空間で気体を所定量流通可能にする点で異なる。所定量を通過させるとは、例えば通過する気体の流量や、隣り合う空間の相対的な圧力差、あるいはいずれかの絶対的な空間内の圧力などに基づいて通過量が制御される。
【０１０８】
ここで、図８は、仕切レンズＡＦＰの構造を示すレンズ３６ａ部分の保持枠３７ｕの断面図であるが、前述のように仕切レンズＡＦＰ１は、空間分離レンズＡＴＰ１の構成にさらに圧力調整機構を構成する通気孔５９を備えた点のみで異なる。仕切レンズＡＦＰ１は、図８に示すように保持枠フランジ５３とレンズ３６ａは気密な状態に構成されているため、これらが一体として隔壁をなし、上の空間と下の空間とを相互に気密な状態で分離している。しかしながら、仕切レンズＡＦＰ１では、保持枠フランジ５３にさらに通気孔５９が設けられている。
【０１０９】
通気孔５９は、例えば逆止弁付き調整弁により構成される。そして、空間Ｓ１３において内部の圧力が所定圧を超えた場合に、気体が通気孔５９を抜けて空間Ｓ１２に流入するように構成されている。また、仮に空間Ｓ１２の内部の圧力が、空間Ｓ１３の内部の圧力より大きくなった場合でも、逆止弁の働きで空間Ｓ１２から空間Ｓ１３に気体が流入することはない。即ち、保持枠フランジ５３とレンズ３６ａは相互に気密な状態に構成され、その上で保持枠フランジ５３に設けられた通気孔５９により一方向だけに所定量の気体を流通させているため、これらが一体としてその上の空間と下の空間とを所定量流通可能に仕切る仕切レンズＡＦＰ１として機能する。
【０１１０】
なお、この通気孔５９の構成は、目的により調整弁なしの単なる逆止弁や、逆止弁のない調整弁でもよい。また弁のない小径の孔やオリフィスを備えて、その通過する気体の抵抗自体で流量を制限するようなものでもよい。また、センサ・アクチュエータを備えコンピュータで自律的にフィードバック制御する構成でもよい。ただし、パージ環境に悪影響を及ぼすガス発生源とならないことが条件とされる。
【０１１１】
なお、仕切レンズＡＦＰは、他の保持枠３７内で光学素子を保持機構のみで保持し何ら通気量を制御しない場所とも、通気量、通気方向を規制している点で異なる。なお、図４〜図７においては、仕切レンズＡＦＰは、概念的に２点鎖線と気体の流通を示す矢印とで示し、波形の矢印の向きで流通方向を示すものとする。
【０１１２】
図４に示す第２実施形態では、空間Ｓ１１が、本発明の第２空間の物体面側空間の第１物体面側空間に相当し、空間Ｓ１２が、第２物体面側空間に相当する。また、空間Ｓ１３が、第１空間に相当する。そして、空間Ｓ１４が、第２空間の像面側空間の第２像面側空間に相当し、空間Ｓ１５が第１像面側空間に相当する。
【０１１３】
空間Ｓ１１と空間Ｓ１２とは、空間分離レンズＡＴＰ１１で相互に気密な状態に隔離される。空間Ｓ１２と空間Ｓ１３とは、仕切レンズＡＦＰ１１で気体が流通可能に仕切られ、空間Ｓ１３と空間Ｓ１４とも、仕切レンズＡＦＰ１２で気体が流通可能に仕切られる。空間Ｓ１４と空間Ｓ１５は、空間分離レンズＡＴＰ１２によって相互に気密な状態で隔離される。
【０１１４】
第２実施形態で供給される気体は、不活性ガス又は希ガスを主成分とするガス、例えばＮ２である。第２実施形態では、図示しないガス供給ユニットから供給された気体は、流入口Ｉｎ１１から第１物体面側空間である気密に構成された空間Ｓ１１において流通し、吸光物質とともに排出口Ｏｕｔ１１から図示しない排出ユニットにより排出される。
【０１１５】
第１空間に相当する空間Ｓ１３に設けられた流入口Ｉｎ１２，Ｉｎ１３から流入された気体は、空間Ｓ１３において流通し、吸光物質とともにその一部が仕切レンズＡＦＰ１１を介して第２空間の第２物体面側空間である空間Ｓ１２に所定量流入される。そして、気体はこの空間Ｓ１２を介して、この空間Ｓ１２に設けられた排出口Ｏｕｔ１２から吸光物質とともに排出される。同様に、空間Ｓ１３において流通する気体の残部は、吸光物質とともに仕切レンズＡＦＰ１２を介して第２空間の第２像面側空間である空間Ｓ１４に所定量流入される。そして、気体はこの空間Ｓ１４を介して、この空間Ｓ１４に設けられた排出口Ｏｕｔ１３から吸光物質とともに排出される。
【０１１６】
流入口Ｉｎ１４から流入された気体は、第１像面側空間である気密に構成された空間Ｓ１５において流通し、排出口Ｏｕｔ１４から吸光物質とともに排出される。
第２実施形態では、空間Ｓ１１，Ｓ１５は、第１実施形態の空間Ｓ１，Ｓ５と同様の構成である。一方、第２空間に相当する空間Ｓ１２，Ｓ１４には気体の流入口は設けられず、第１空間である空間Ｓ１３のみに流入口Ｉｎ１２，Ｉｎ１３が設けられて、制御機構である図示しない制御ユニットにより制御された供給ユニットから一定の圧力に調整された気体が供給される。そして、図中に「Ｈｉｇｈ」と示した反射光学素子を含む第１空間である空間Ｓ１３の圧力は、図中「Ｌｏｗ」と示した第２空間である空間Ｓ１２，Ｓ１４の圧力より高くなっている。また、調整弁５９（図９）により第１空間である空間Ｓ１３の圧力が一定に維持されつつ、空間Ｓ１２，Ｓ１４に所定量の気体が流入する。また、空間Ｓ１２，Ｓ１４においても、図示しない制御ユニットに制御された排出ユニットにより空間Ｓ１２，Ｓ１４内の圧力が所定の値に維持されながら気体が排出される。また、空間Ｓ１１、Ｓ１５においては、隣接する空間Ｓ１２、Ｓ１４と略等圧になるように内部の圧力が制御ユニットＣＵにより制御される。
【０１１７】
（第２実施形態の効果）
以上のように構成された投影光学系１２５では、第１実施形態の投影光学系２５の効果に加え、以下のような効果がある。
【０１１８】
・  空間間で気体の流通を許容しているため、反射光学素子を含み、Ｏ２やＨ２Ｏなどの影響が大きな最もパージ条件の厳しい第１空間に最初に吸光物質の少ない気体を供給する。次いで、パージ条件の緩い屈折光学素子を含む第２空間に流通させて吸光物質とともに排出口から排出する。このため、ガス供給手段から供給された気体を、要求されるパージ条件を満たしながら、効率よく使用することができるという効果がある。
【０１１９】
・  また、第２空間内では、比較的パージ条件が厳しい空間Ｓ１１，Ｓ１５は隣接する空間と相互に気密な状態で分離され、流入口Ｉｎ１１，Ｉｎ１４から供給される吸光物質の少ない気体が供給されため、要求されるパージ条件に応えることができるという効果がある。
【０１２０】
なお、第２実施形態は次のように変更して実施することができる。
○  制御機構である制御ユニットＣＵは、気体の圧力制御に際して、ガス供給ユニットＳＵ、ガス排出ユニットＥＵの両方に限らず、いずれか一方で制御することもできる。
【０１２１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一若しくは等価な構成は同一の符号を付し、若しくは符号を付さずに説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。ここで、図５は、第３実施形態の投影光学系２２５を示す。
【０１２２】
図５においては、ガス供給ユニットＳＵ、ガス排出ユニットＥＵ、制御ユニットＣＵの図示は省略している。第１実施形態とは、形成される空間の位置が異なり、第２空間である物体面側空間と像面側空間が一体に設けられる。また、第１空間と第２空間とは、第２実施形態と同様に仕切レンズＡＦＰにより仕切られている。
【０１２３】
図５に示す第３実施形態では、空間Ｓ２１が本発明の第２空間の物体面側空間に相当し、空間Ｓ２２が第１空間に相当する。そして、空間Ｓ２３が第２空間の像面側空間に相当する。
【０１２４】
空間Ｓ２１と空間Ｓ２２とは、仕切レンズＡＦＰ２１で気体が流通可能に仕切られ、空間Ｓ２２と空間Ｓ２３とも、仕切レンズＡＦＰ２２で気体が流通可能に仕切られる。
第３実施形態で供給される気体は、不活性ガス又は希ガスを主成分とするガス、例えばＮ２である。第３実施形態では、図示しないガス供給ユニットにより、流入口Ｉｎ２１から物体面側空間である空間Ｓ２１に気体が供給される。また、流入口Ｉｎ２２、Ｉｎ２３から第１空間である空間Ｓ２２に気体が供給される。そして、流入口Ｉｎ２４から像面側空間である空間Ｓ２３に気体が供給される。流入口Ｉｎ２１は物体面側空間の最もレチクルＲ側に近い位置から気体を供給しており、流入口Ｉｎ２４は像面側空間の最もウエハＷ側に近い位置から気体を供給している。
【０１２５】
一方、排出口Ｏｕｔ２１は、物体面側空間である空間Ｓ２１の中段に配置され、排出口Ｏｕｔ２２は、像面側空間である空間Ｓ２３の中段に配置される。なお、第１空間である空間Ｓ２２には排出口Ｏｕｔはない。
【０１２６】
第１空間に相当する空間Ｓ２２に設けられた流入口Ｉｎ２２，Ｉｎ２３から流入された気体は空間Ｓ２２において流通する。このとき、流入口Ｉｎ２２，Ｉｎ２３からの流入量は流入口Ｉｎ２１，Ｉｎ２４からの流入量よりも多くなっている。そのため、「Ｈｉｇｈ」と示した空間Ｓ２２の圧力は、「Ｌｏｗ」と示した空間Ｓ２１，Ｓ２３よりも圧力が高くなっている。したがって、吸光物質とともにその一部が仕切レンズＡＦＰ２１を介して物体面側空間である空間Ｓ２１に所定量流入される。このとき、流入口Ｉｎ２１からも気体が供給されており、排出口Ｏｕｔ２１が空間Ｓ２１の中程に位置するため、パージ条件の比較的厳しい物体面側空間のレチクルＲに近い部分は吸光物質の少ない気体で満たされる。
【０１２７】
同様に、第１空間に相当する空間Ｓ２２に設けられた流入口Ｉｎ２２，Ｉｎ２３から流入された気体は空間Ｓ２２において流通し、吸光物質とともにその一部が仕切レンズＡＦＰ２２を介して像面側空間である空間Ｓ２３に所定量流入される。このとき、流入口Ｉｎ２４から気体が供給されているため、パージ条件の比較的厳しい物体面側空間のウエハＷに近い部分も吸光物質の少ない気体で満たされる。
【０１２８】
（第３実施形態の効果）
以上のように構成された投影光学系２２５では、第２実施形態の投影光学系１２５の効果に加え、以下のような効果がある。
【０１２９】
・第２空間内で比較的パージ条件が厳しいレチクルＲに近接した位置や、ウエハＷに近接した位置の空間は、気密な状態で分離されていないが、流入口Ｉｎ２１，Ｉｎ２４から供給される吸光物質の少ない気体が最初に供給されるため、要求されるパージ条件に応えることができるという効果がある。また、気密な状態で隔離できる隔壁を設けないため、構造が単純化できるとともに、屈折光学素子に空間内部の圧力差に起因する変形を生じさせることがないという効果がある。
【０１３０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一若しくは等価な構成は同一の符号を付し、若しくは符号を付さずに説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。ここで、図６は、第４実施形態の投影光学系３２５を示す。
【０１３１】
図６においては、ガス供給ユニットＳＵ、ガス排出ユニットＥＵ、制御ユニットＣＵの図示は省略している。第３実施形態とは、形成される空間の位置が同一で、第２空間である物体面側空間と像面側空間が一体に設けられる。また、第１空間と第２空間とは、第２実施形態と同様に仕切レンズＡＦＰ３１，ＡＦＰ３２により仕切られて構成されている。
【０１３２】
図６に示す第４実施形態では、空間Ｓ３１が本発明の第２空間の物体面側空間に相当し、空間Ｓ３２が第１空間に相当する。そして、空間Ｓ３３が第２空間の像面側空間に相当する。
【０１３３】
空間Ｓ３１と空間Ｓ３２とは仕切レンズＡＦＰ３１で気体が流通可能に仕切られ、空間Ｓ３２と空間Ｓ３３とも、仕切レンズＡＦＰ３２で気体が流通可能に仕切られる。
第４実施形態で供給される気体は、不活性ガス又は希ガスを主成分とするガス、例えばＮ２である。第４実施形態では、図示しないガス供給ユニットＳＵにより、流入口Ｉｎ３１、Ｉｎ３２から、第１空間である空間Ｓ３２のみに気体が供給される。
【０１３４】
一方、排出口Ｏｕｔ３１は、物体面側空間である空間Ｓ３１の最もレチクルＲ側端部に配置され、排出口Ｏｕｔ３２は、像面側空間である空間Ｓ３３の最もウエハＷ側端部に配置される。なお、第１空間である空間Ｓ３２には排出口Ｏｕｔはない。
【０１３５】
「Ｈｉｇｈ」と示した第１空間に相当する空間Ｓ３２に設けられた流入口Ｉｎ３１，Ｉｎ３２から流入された気体は、空間Ｓ３２において流通し、吸光物質とともに、その一部が仕切レンズＡＦＰ３１を介して「Ｌｏｗ」と示した物体面側空間である空間Ｓ３１に所定量流入される。気体は、空間Ｓ３１，Ｓ３３を介して排出口Ｏｕｔ３１，Ｏｕｔ３２から吸光物質とともに排出される。
【０１３６】
（第４実施形態の効果）
以上のように構成された投影光学系３２５では、以下のような効果がある。
・  パージ条件の最も厳しい反射光学素子を含んだ第１空間から気体を流通させることで、第１空間を最も良好なパージ条件で維持することができるという効果がある。
【０１３７】
・  排出口Ｏｕｔ３１，Ｏｕｔ３２は、投影光学系３２５の両端部に位置するため、気体は投影光学系３２５の隅々まで行き渡り吸光物質を投影光学系３２５内に残留させることがない。
【０１３８】
・  流入口Ｉｎや排出口Ｏｕｔが少なく構造が単純化できるとともに、屈折光学素子に空間内部の圧力差に起因する変形を生じさせることがないという効果がある。
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一若しくは等価な構成は同一の符号を付し、若しくは符号を付さずに説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。ここで、図７は、第５実施形態の投影光学系４２５を示す。
【０１３９】
図７においては、ガス供給ユニットＳＵ、ガス排出ユニットＥＵ、制御ユニットＣＵの図示は省略している。第５実施形態では第１実施形態と、形成される空間の位置が同一である。ただし、第１物体面側空間である空間Ｓ４１と第２物体面側空間である空間Ｓ４２が気体が流通可能に仕切られている。また、第１像面側空間である空間Ｓ４５と第２像面側空間である空間Ｓ４４が気体が流通可能に仕切られている。
【０１４０】
図７に示す第５実施形態では、空間Ｓ４１が、本発明の第２空間の物体面側空間の第１物体面側空間に相当し、空間Ｓ４２が、第２物体面側空間に相当する。そして、空間Ｓ４３が、第１空間に相当する。また、空間Ｓ４４が、第２空間の像面側空間の第２像面側空間に相当し、空間Ｓ４５が第１像面側空間に相当する。
【０１４１】
空間Ｓ４３は、空間Ｓ４４、空間Ｓ４４とそれぞれ空間分離レンズＡＴＰ４１、ＡＴＰ４２により相互に気密な状態で隔離されている。また、空間Ｓ４１と空間Ｓ４２とは仕切レンズＡＦＰ４１で気体が流通可能に仕切られ、空間Ｓ４４と空間Ｓ４５も仕切レンズＡＦＰ４２で気体が流通可能に仕切られる。
【０１４２】
第５実施形態で供給される気体は、不活性ガス又は希ガスを主成分とするガス、例えばＮ２である。第５実施形態では、図示しないガス供給ユニットにより、流入口Ｉｎ４１から第１物体面側空間である空間Ｓ４１に気体が供給される。また、流入口Ｉｎ４２，Ｉｎ４３から第１空間である空間Ｓ４３に気体が供給される。そして、流入口Ｉｎ４４から第１像面側空間である空間Ｓ４５に気体が供給される。
【０１４３】
一方、排出口Ｏｕｔ４１は、第２物体面側空間である空間Ｓ４２に設けられる。排出口Ｏｕｔ４２は第１空間である空間Ｓ４３に設けられる。排出口Ｏｕｔ４３は第２像面側空間である空間Ｓ４４に設けられる。
【０１４４】
第１空間に相当する空間Ｓ４３に設けられた流入口Ｉｎ４２，Ｉｎ４３から流入された気体は空間Ｓ４３のみを流通し、吸光物質とともに、排出口Ｏｕｔ４２から排出される。流入口Ｉｎ４１から供給された気体は、「Ｈｉｇｈ」と示した比較的パージ条件が厳しい第１物体面側空間である空間Ｓ４１から吸光物質とともに仕切レンズＡＦＰ４１を介して「Ｌｏｗ」と示した比較的パージ条件が緩い第２物体面側空間である空間Ｓ４２に流入される。気体は、空間Ｓ４２から吸光物質とともに排出口Ｏｕｔ４１から排出される。同様に、流入口Ｉｎ４４から供給された気体は、比較的パージ条件が厳しい第１像面側空間である空間Ｓ４５から吸光物質とともに仕切レンズＡＦＰ４２を介して比較的パージ条件が緩い第２像面側空間である空間Ｓ４４に流入される。気体は、空間Ｓ４４から吸光物質とともに排出口Ｏｕｔ４３から排出される。
【０１４５】
（第５実施形態の効果）
以上のように構成された投影光学系４２５では、以下のような効果がある。
・  パージ条件の最も厳しい反射光学素子を含んだ第１空間には、第２空間と分離した空間として、ここのみを厳しいパージ条件を満たす気体を流通させることで、第１空間で要求されるパージ条件を維持することができるという効果がある。
【０１４６】
・  第１空間に比較してパージ条件が緩い第２空間において、その中では比較的パージ条件が厳しい、第１物体面側空間、第１像面側空間に気体を供給し、その後仕切レンズＡＦＰを介して比較的パージ条件の緩い第２物体面側空間、第２像面側空間に気体を供給し排出する。そのため、気体をパージ条件に応えながら有効に使用することができる。
【０１４７】
次に、上述した露光装置１１をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図１０は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
【０１４８】
図１０に示すように、まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデバイス）の機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レクチルＲ、フォトマスク等）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス等の材料を用いて基板（ウエハＷ、ガラスプレート等）を製造する。
【０１４９】
次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１５０】
最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１５１】
図１１は、半導体デバイスの場合における、図１０のステップＳ１０４の詳細なフローの一例を示す図である。図１１において、ステップＳ１１１（酸化ステップ）では、ウエハＷ（基板）の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）では、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜Ｓ１１４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１５２】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷにフォトレジスト等の感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってレチクルＲの回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１５３】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ１１６）において上記の露光装置１１が用いられ、真空紫外域の露光光ＥＬにより解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる。従って、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。
【０１５４】
・露光光ＥＬを照射する像側の対象はウエハＷに限らず、ガラス基板などであってもよい。
・なお、実施形態では露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザを例に説明しているが、これに替えＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）などのレーザ光、さらにｉ線（３６５ｎｍ）などを露光光ＥＬとして用いてもよい。
【０１５５】
・また、露光装置は、露光時に投影光学系２５とウエハＷの間に水、フッ素などの液体を満たして露光することでＮＡを向上させる液浸露光装置においても好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】第１実施形態の露光装置全体を示す概略構成図。
【図２】図１の投影光学系２５を示す断面図。
【図３】第１実施形態の投影光学系２５におけるパージ方法を示す断面図。
【図４】第２実施形態の投影光学系１２５におけるパージ方法を示す断面図。
【図５】第３実施形態の投影光学系２２５におけるパージ方法を示す断面図。
【図６】第４実施形態の投影光学系３２５におけるパージ方法を示す断面図。
【図７】第５実施形態の投影光学系４２５におけるパージ方法を示す断面図。
【図８】実施形態の仕切レンズＡＦＰ１の構造を示す断面図。
【図９】他の空間分離レンズＡＴＰ１の構造を示す断面図。
【図１０】デバイスの製造例のフローチャート。
【図１１】半導体デバイスの場合における図１１の基板処理に関する詳細なフローチャート。
【符号の説明】
【０１５７】
１１…露光装置、１２…露光装置本体、２５，１２５，２２５，３２５，４２５…投影光学系、２７，２８…カバーガラス、３２…上部鏡筒、３３…横鏡筒、３４…下部鏡筒、３６ａ，３６ｂ…屈折光学素子としてのレンズ、３８…第１光路折り曲げ鏡、４０…負レンズ、４１…反射光学素子としての凹面反射鏡、４２…第２光路折り曲げ鏡、ＡＴＰ１〜ＡＴＰ４，ＡＴＰ１１〜ＡＴＰ１２，ＡＴＰ４１〜ＡＴＰ４２…空間分離レンズ、ＡＦＰ１１〜ＡＦＰ１２，ＡＦＰ２１〜ＡＦＰ２２，ＡＦＰ３１〜ＡＦＰ３２，ＡＦＰ４１〜ＡＦＰ４２…仕切レンズ、ＡＸ…第１光軸、ＡＸ' …第２光軸、ＣＵ…制御ユニット、ＥＵ１〜ＥＵ５…ガス排出ユニット、Ｉｎ１〜Ｉｎ５，Ｉｎ１１〜Ｉｎ１４，Ｉｎ２１〜Ｉｎ２４，Ｉｎ３１〜Ｉｎ３２，Ｉｎ４１〜Ｉｎ４３…流入口、Ｏｕｔ１〜Ｏｕｔ５，Ｏｕｔ１１〜Ｏｕｔ１４，Ｏｕｔ２１〜Ｏｕｔ２２，Ｏｕｔ３１〜Ｏｕｔ３２，Ｏｕｔ４１〜Ｏｕｔ４２…排出口、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｓ１〜Ｓ５，Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２３，Ｓ３１〜Ｓ３３，Ｓ４１〜Ｓ４５…空間、ＳＵ１〜ＳＵ５…ガス供給ユニット、Ｗ…ウエハ
【図１】
2006203083.tif 000003
【図２】
2006203083.tif 000004
【図３】
2006203083.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006203083.tif 000007
【図６】
2006203083.tif 000008
【図７】
2006203083.tif 000009
【図８】
2006203083.tif 000010
【図９】
2006203083.tif 000011
【図１０】
2006203083.tif 000012
【図１１】
2006203083.tif 000013