(57)【要約】露光光の光路から吸光物質を高効率で経済的にパージする方法。光源１１及び露光装置本体１２の立ち上げ時に、パージガスを大流量で露光装置に供給する。光源１１に比較的近い照明光学系２０において露光光の照度を検出し、光源１１から比較的遠い基板Ｗの近傍において露光光の照度を検出する。検出された両照度の比が所定の範囲になったとき、パージガスの供給モードを小流量に変更する。
2003036695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された露光光で基板を露光させる露光装置で用いられるパージガスの供給方法であって、
前記露光光の光路の少なくとも一部を区画する室に、前記パージガスを供給し、
前記室を通過した前記露光光のエネルギ情報に基づいて、前記室への前記パージガスの供給モードを変更する、パージガスの供給方法。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載のパージガスの供給方法において、前記室を通過した前記露光光のエネルギ情報を測定し、該測定結果に基づいて前記供給モードを変更する。
【請求項３】
請求の範囲第２項に記載のパージガスの供給方法において、前記露光光のエネルギ情報は、前記露光光の照度分布を含む。
【請求項４】
請求の範囲第１項または第２項に記載のパージガスの供給方法において、前記露光装置は、前記露光光でマスクを照明する照明光学系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記基板に投影する投影光学系とを有し、前記室は前記照明光学系内又は前記投影光学系内に設けられることを特徴とする。
【請求項５】
請求の範囲第４項に記載のパージガスの供給方法において、前記露光光のエネルギ情報は、前記照明光学系又は前記投影光学系を通過した前記露光光に基づいて測定されることを特徴とする。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載のパージガスの供給方法において、前記露光光のエネルギ情報は、更に、前記光源と前記マスクとの間における前記露光光に基づいて測定され、前記供給モードは、前記光源と前記マスクとの間で測定した前記露光光のエネルギ情報と、前記投影光学系の像面側で測定した前記露光光のエネルギ情報とに基づいて変更されることを特徴とする。
【請求項７】
請求の範囲第６項に記載のパージガスの供給方法において、前記投影光学系の像面側で測定した前記露光光のエネルギ情報と、前記光源と前記マスクとの間で測定した前記露光光のエネルギ情報との比を求め、前記比が所定の範囲に入ったときに、前記パージガスの供給モードを第１の供給量から該第１の供給量より少ない第２の供給量に切り換えることを特徴とする。
【請求項８】
請求の範囲第４項に記載のパージガスの供給方法において、前記露光装置は、前記照明光学系内の光路を区画する第１の室と、前記照明光学系と前記投影光学系との間の光路を区画する第２の室と、前記投影光学系内の光路を区画する第３の室と、前記投影光学系の像面側における光路を区画する第４の室とを有し、
前記第１の室において前記露光光の第１のエネルギ情報を測定し、
前記第２の室において前記露光光の第２のエネルギ情報を測定し、
前記第４の室において前記露光光の第３のエネルギ情報を測定し、
前記第１のエネルギ情報と前記第２のエネルギ情報との比、及び、前記第３のエネルギ情報と前記第１のエネルギ情報との比に応じて、前記第１の室、第２の室、第３の室及び第４の室にそれぞれ対応する供給モードを決定し、
決定された供給モードに従って、前記第１の室、第２の室、第３の室及び第４の室に前記パージガスを独立して供給する。
【請求項９】
請求の範囲第１項に記載のパージガスの供給方法は、前記パージガスを供給するに先立って、前記室のモデルに対して流体力学解析を行い、解析結果に従って前記パージガスの供給モードを変更することを含む。
【請求項１０】
請求の範囲第９項に記載のパージガスの供給方法は、前記解析結果に基づいて前記パージガスの供給モードの変更時期を予測し、予測された変更時期に前記パージガスの供給モードを変更することを含む。
【請求項１１】
光源から出射された露光光を用いて基板を露光する露光装置であって、
前記露光光の光路の少なくとも一部を区画する室にパージガスを供給するパージガス供給機構と、
前記室を通過した前記露光光のエネルギ情報に応じて、前記室への前記パージガスの供給モードを制御する制御装置とを備える露光装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１１項に記載の露光装置において、前記露光光でマスクを照明する照明光学系と、
前記マスクに形成されたパターンの像を前記基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系の像面側において前記露光光のエネルギ情報を検出する像面側センサとを更に備える。
【請求項１３】
請求の範囲第１２項に記載の露光装置は、前記光源と前記マスクとの間において前記露光光のエネルギ情報を検出する光源側センサを更に備える。
【請求項１４】
請求の範囲第１２項に記載の露光装置において、前記室は前記照明光学系内の光路を区画する第１の室と、前記照明光学系と前記投影光学系との間の光路を区画する第２の室と、前記投影光学系の像面側の光路を区画する第３の室とを含む複数の室の内の一つであり、前記パージガス供給機構は、
前記パージガスの供給源と、
前記供給源と前記複数の室とをそれぞれ連通させる複数の給気配管と、
前記複数の室と前記露光装置の外部とを連通させる複数の排出管と、
前記給気配管及び排出管に設けられた複数の弁とを含み、前記制御装置は前記複数の弁の開度を変更して前記供給モードを変更する。
【請求項１５】
請求の範囲第１４項に記載の露光装置において、前記露光光のエネルギ情報は前記露光光の照度であり、前記制御装置は、前記第１の室において測定された前記露光光の第１の照度と、前記第２の室において測定された前記露光光の第２の照度と、前記第４の室において測定された前記露光光の第３の照度とを用いて、前記複数の室にそれぞれ対応する複数の供給モードを決定する。
【請求項１６】
露光装置を用いて基板を露光させるリソグラフィ工程を含む、デバイスの製造方法であって、
露光光の光路にパージガスを供給し、
前記基板の近傍における前記露光光のエネルギ情報に応じて、前記パージガスの供給モードを変更し、
前記露光光の光路が所定のパージガス状態に達した後で、前記露光光で基板を露光させる、製造方法。
【請求項１７】
請求の範囲第１６項に記載のデバイスの製造方法は、さらに、露光光の光路の途中において前記露光光のエネルギ情報を検出する。
【請求項１８】
請求の範囲第１６項に記載のデバイスの製造方法において、前記露光装置の起動後に前記パージガスを第１の供給量で供給し、前記所定のパージガス状態に達した後、前記パージガスを前記第１の供給量より少ない第２の供給量で供給する。
【請求項１９】
露光装置の内部に区画され、基板を露光させる露光光が通過する室から吸光物質をパージする方法であって、
前記室に第１の供給量でパージガスを供給する工程と、
前記室において前記露光光の第１の強度を検出する工程と、
前記基板の近傍において前記露光光の第２の強度を検出する工程と、
前記第１の強度と第２の強度との比に応じて、前記パージガスの供給モードを変更する工程とを備える、吸光物質をパージする方法。
【請求項２０】
請求の範囲第１９項に記載の吸光物質をパージする方法において、前記供給モードを変更する工程は、前記第１の強度と第２の強度との比が所定の範囲内に達した時に、前記室に前記第１の供給量より少ない第２の供給量でパージガスを供給することを含む。
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子及び薄膜磁気ヘッドのような各種マイクロデバイスの製造プロセス、特に、フォトリソグラフィー工程で使用される露光装置にパージガスを供給する方法に関する。
［背景技術］
従来の露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクル、フォトマスク等のマスクを所定の露光光で照明し、前記所定のパターンの像を、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレート等の基板上に転写する。
近年では、回路パターンの微細化の要求が高まっている。この要求に対応すべく、遠紫外の波長を持つＫｒＦエキシマレーザ光（λ＝２４８ｎｍ）、真空紫外の波長を持つＡｒＦエキシマレーザ光（λ＝１９３ｎｍ）やＦ２レーザ光（λ＝１５７ｎｍ）のような、比較的波長の短い露光光を使用可能な露光装置が開発されている。
ところで、露光光の光路空間には、酸素、水蒸気、炭化水素ガス、及び、露光光と反応してレンズエレメント等の光学素子の表面に付着する曇り物質を生ずる有機物質ガス等の吸光物質が存在する。例えば、光学素子やステージを駆動する駆動機構が露光装置内に存在する場合、駆動機構への給電及び信号伝達のための電線を被覆する物質から極微量の吸光物質が発生する。また、光学素子の表面、あるいは、光学素子を収容する鏡筒の内壁に付着した付着物から揮散したガスが吸光物質となる。
露光光が遠紫外光や真空紫外光の場合、特に、Ｆ２レーザ光や、Ｆ２レーザ光より短い波長の光である場合、露光光は吸光物質に吸収されやすい。そのため、露光光のエネルギは光源から出射されて基板に到達するまでに著しく低下する。露光光のエネルギの低下は、製品の歩留まりを低下させる。
露光光のエネルギの低下を防止すべく、露光光の光路空間に存在する吸光物質を含むガスを、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスでパージする露光装置が開発された。しかしながら、パージガスの供給量が過少になると、光路空間内の吸光物質の濃度を所望の値にまで低下させるのに長時間を要し、露光装置の停止時間が長くなるという問題が生じる。一方、パージガスの供給量が過剰になると、パージガスの使用量の増加に伴い、ランニングコストが高騰するといった問題が生じる。
この問題を解決すべく、比較的多量の吸光物質が光路空間に存在する時には、光路空間に比較的大流量で不活性ガスを供給し、不純物がある程度排出された後には、比較的小流量で不活性ガスを供給するという方法が考えられる。
不活性ガスの供給量の切換えは、光路における酸素濃度を検出する酸素センサの検出結果に応じて行なわれる。しかしながら、酸素以外の吸光物質が光路に存在する可能性があるため、酸素濃度をモニタしても、酸素以外の吸光物質により露光光が吸収されてしまうおそれがある。従って、酸素濃度に基づいて不活性ガスの供給量を切り替えると、酸素以外の吸光物質が残り、露光処理が不十分となるという問題が生じる。
［発明の開示］
本発明の目的は、露光光の光路にパージガスを高効率かつ経済的に供給する方法を提供することにある。他の目的は、効率的に露光処理をすることができる露光装置を提供することにある。さらなる目的は、高集積度のデバイスを効率的に製造することのできるデバイスの製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の一態様は、光源から出射された露光光で基板を露光させる露光装置で用いられるパージガスの供給方法を提供する。その方法は、前記露光光の光路の少なくとも一部を区画する室に、前記パージガスを供給し、前記室を通過した前記露光光のエネルギ情報に基づいて、前記室への前記パージガスの供給モードを変更する。
一実施形態では、前記室を通過した前記露光光のエネルギ情報を測定し、該測定結果に基づいて前記供給モードを変更する。
前記露光光のエネルギ情報は、前記露光光の照度分布を含むのが好ましい。
前記露光装置は、前記露光光でマスクを照明する照明光学系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記基板に投影する投影光学系とを有し、前記室は前記照明光学系内又は前記投影光学系内に設けられることが好ましい。
前記露光光のエネルギ情報は、前記照明光学系又は前記投影光学系を通過した前記露光光に基づいて測定される。
前記露光光のエネルギ情報は、更に、前記光源と前記マスクとの間における前記露光光に基づいて測定され、前記供給モードは、前記光源と前記マスクとの間で測定した前記露光光のエネルギ情報と、前記投影光学系の像面側で測定した前記露光光のエネルギ情報とに基づいて変更されるのが好ましい。
前記投影光学系の像面側で測定した前記露光光のエネルギ情報と、前記光源と前記マスクとの間で測定した前記露光光のエネルギ情報との比を求め、前記比が所定の範囲に入ったときに、前記パージガスの供給モードを第１の供給量から該第１の供給量より少ない第２の供給量に切り換えるのが好ましい。
一実施形態では、前記露光装置は、前記照明光学系内の光路を区画する第１の室と、前記照明光学系と前記投影光学系との間の光路を区画する第２の室と、前記投影光学系内の光路を区画する第３の室と、前記投影光学系の像面側における光路を区画する第４の室とを有し、前記第１の室において前記露光光の第１のエネルギ情報を測定し、前記第２の室において前記露光光の第２のエネルギ情報を測定し、前記第４の室において前記露光光の第３のエネルギ情報を測定し、前記第１のエネルギ情報と前記第２のエネルギ情報との比、及び、前記第３のエネルギ情報と前記第１のエネルギ情報との比に応じて、前記第１の室、第２の室、第３の室及び第４の室にそれぞれ対応する供給モードを決定し、決定された供給モードに従って、前記第１の室、第２の室、第３の室及び第４の室に前記パージガスを独立して供給する。
一実施形態では、前記パージガスを供給するに先立って、前記室のモデルに対して流体力学解析を行い、解析結果に従って前記パージガスの供給モードを変更する。
一実施形態では、前記解析結果に基づいて前記パージガスの供給モードの変更時期を予測し、予測された変更時期に前記パージガスの供給モードを変更する。
本発明は更に、光源から出射された露光光を用いて基板を露光する露光装置を提供する。露光装置は前記露光光の光路の少なくとも一部を区画する室にパージガスを供給するパージガス供給機構と、前記室を通過した前記露光光のエネルギ情報に応じて、前記室への前記パージガスの供給モードを制御する制御装置とを備える。
露光装置は更に、前記露光光でマスクを照明する照明光学系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系の像面側において前記露光光のエネルギ情報を検出する像面側センサとを備える。
露光装置は更に前記光源と前記マスクとの間において前記露光光のエネルギ情報を検出する光源側センサを備える。
一実施形態では、前記室は前記照明光学系内の光路を区画する第１の室と、前記照明光学系と前記投影光学系との間の光路を区画する第２の室と、前記投影光学系の像面側の光路を区画する第３の室とを含む複数の室の内の一つであり、前記パージガス供給機構は、前記パージガスの供給源と、前記供給源と前記複数の室とをそれぞれ連通させる複数の給気配管と、前記複数の室と前記露光装置の外部とを連通させる複数の排出管と、前記給気配管及び排出管に設けられた複数の弁とを含み、前記制御装置は前記複数の弁の開度を変更して前記供給モードを変更する。
一実施形態では、前記露光光のエネルギ情報は前記露光光の照度であり、前記制御装置は、前記第１の室において測定された前記露光光の第１の照度と、前記第２の室において測定された前記露光光の第２の照度と、前記第４の室において測定された前記露光光の第３の照度とを用いて、前記複数の室にそれぞれ対応する複数の供給モードを決定する。
本発明は更に、露光装置を用いて基板を露光させるリソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法を提供する。その方法は、露光光の光路にパージガスを供給し、前記基板の近傍における前記露光光のエネルギ情報に応じて、前記パージガスの供給モードを変更し、前記露光光の光路が所定のパージガス状態に達した後で、前記露光光で基板を露光させる。
さらに、露光光の光路の途中において前記露光光のエネルギ情報を検出することが好ましい。前記露光装置の起動後に前記パージガスを第１の供給量で供給し、前記所定のパージガス状態に達した後、前記パージガスを前記第１の供給量より少ない第２の供給量で供給する。
本発明は更に、露光装置の内部に区画され、基板を露光させる露光光が通過する室から吸光物質をパージする方法を提供する。その方法は前記室に第１の供給量でパージガスを供給する工程と、前記室において前記露光光の第１の強度を検出する工程と、前記基板の近傍において前記露光光の第２の強度を検出する工程と、前記第１の強度と第２の強度との比に応じて、前記パージガスの供給モードを変更する工程とを備える。
前記供給モードを変更する工程は、前記第１の強度と第２の強度との比が所定の範囲内に達した時に、前記室に前記第１の供給量より少ない第２の供給量でパージガスを供給することを含む。
［発明を実施するための最良の形態］
本発明の第１実施形態に従う半導体素子製造用の露光装置、その露光装置内へパージガスを供給する方法、及びその露光装置を用いた半導体素子の製造方法について以下に説明する。
図１に示すように、露光装置は、露光光源１１、露光装置本体１２、及び、ビーム・マッチング・ユニット（ＢＭＵ）１３から構成されている。露光光源１１は、Ｆ２レーザ光（λ＝１５７ｎｍ）のような露光光ＥＬを出射するレーザ光源である。ＢＭＵ１３は複数の光学素子により構成され、ＢＭＵ室２８に収容される。ＢＭＵ室２８は、露光光源１１と露光装置本体１２とを光学的に接続する。露光光源１１から出射された露光光ＥＬはＢＭＵ１３を介して露光装置本体１２に導かれる。露光装置本体１２は、露光光ＥＬを照射して、マスクとしてのレチクルＲ上に形成されたパターンの像を基板（ウエハ）Ｗ上に転写する。
以下に、露光装置本体１２について説明する。
露光装置本体１２は、チャンバ１４、照明系ユニット１５、レチクル室１６、投影系鏡筒１７、及びウエハ室１８を含む。照明系ユニット１５、レチクル室１６、投影系鏡筒１７、及びウエハ室１８はチャンバ１４内において、露光光ＥＬの光軸方向に沿って順次配列されて、露光光ＥＬの光路を形成する。チャンバ１４には空調装置（図示略）が設けられる。空調装置は露光装置本体１２を制御する主制御装置５０により制御され、チャンバ１４の内部を所定の温度及び湿度に維持する。
照明系ユニット１５内には、レチクルＲを照明するための照明光学系２０が収容されている。照明光学系２０は、複数のミラー２１、オプティカルインテグレータをなすフライアイレンズ（ロッドインテグレータでもよい）２２、光路分割部材としての反射率が小さく透過率の大きなビームスプリッタ２３、コンデンサレンズ２４等の光学素子により形成される。フライアイレンズ２２は、露光光ＥＬを入射し、その射出面に多数の二次光源を形成する。ビームスプリッタ２３の後方には、レチクルブラインド駆動部５９（図２参照）により駆動され、露光光ＥＬの形状を整形するためのレチクルブラインド２５が配置されている。
照明系ユニット１５は、複数の円板状の平行平板ガラス２７により区画された複数（第１実施形態では５つ）の照明気密室２９を有する。照明系ユニット１５の前端すなわちＢＭＵ側開口部２６ａ及び後端すなわちマスク側開口部２６ｂにも平行平板ガラス２７が配置されている。ＢＭＵ側開口部２６ａに配置された平行平板ガラス２７によって、ＢＭＵ室２８の内部空間と、照明系ユニット１５の内部空間とが分離される。平行平板ガラス２７は、露光光ＥＬを透過する物質（合成石英、蛍石など）により形成される。各照明気密室２９には、ミラー２１、フライアイレンズ２２、ビームスプリッタ２３、コンデンサレンズ２４、及び、レチクルブラインド２５が単独であるいは組み合わされて収容されている。
投影系鏡筒１７は、照明光学系２０によって照明されるレチクルＲ上のパターンの像をウエハＷ上に投影するための投影光学系３０を収容する。投影光学系３０は複数（第１実施形態では２つ）のカバーガラス３１と複数（第１実施形態では３つ）のレンズエレメント３２とからなっている。投影系鏡筒１７は、投影系鏡筒１７の内壁、カバーガラス３１、レンズエレメント３２、及びレンズエレメント３２を保持する保持部材３３によって区画された複数（第１実施形態では４つ）の投影気密室３４ａ〜３４ｄを有する。
レチクルステージＲＳＴはレチクル室１６に配置される。レチクルステージＲＳＴは、所定のパターンが形成されたレチクルＲを、露光光ＥＬの光軸と直交する面内で移動可能に保持する。
ウエハステージＷＳＴは、ウエハ室１８に配置される。ウエハステージＷＳＴは露光光ＥＬに感光するフォトレジストが塗布されたウエハＷを、露光光ＥＬの光軸と直交する面内においてＸ方向及びＹ方向に移動可能、かつその光軸に沿って微動可能に保持する。
図２に示すように、レチクルステージＲＳＴの端部には、干渉計５１からのレーザビームを反射する移動鏡５２が固定されている。干渉計５１によって、レチクルステージＲＳＴの走査方向の位置が常時検出され、その位置情報はレチクルステージ制御部５３に送られる。レチクルステージ制御部５３は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部５４を制御し、レチクルステージＲＳＴを移動させる。
ウエハステージＷＳＴは、モータ等のウエハステージ駆動部５５により、走査方向（Ｙ方向）の移動のみならず、走査方向に垂直な方向（Ｘ方向）にも移動可能である。これにより、ウエハＷ上に区画されたショット領域毎に走査露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能である。また、ウエハステージＷＳＴの端部には、干渉計５６からのレーザビームを反射する移動鏡５７が固定されている。ウエハステージＷＳＴのＸ方向及びＹ方向の位置は干渉計５６によって常時検出される。ウエハステージＷＳＴの位置情報（または速度情報）はウエハステージ制御部５８に送られ、ウエハステージ制御部５８は位置情報（または速度情報）に基づいてウエハステージ駆動部５５を制御する。
ステップ・アンド・スキャン方式によりレチクルＲ上の回路パターンをウエハＷ上のショット領域に走査露光する場合、レチクルＲ上の照明領域は、レチクルブラインド２５により長方形に整形される。照明領域は、レチクルＲ側の走査方向（＋Ｙ方向）に対して垂直方向に長手方向を有する。レチクルＲを露光時に所定の速度Ｖｒで走査することにより、レチクルＲ上の回路パターンを長方形の照明領域で一端側から他端側に向かって順次照明する。これにより、照明領域内におけるレチクルＲ上の回路パターンが、投影光学系３０を介してウエハＷ上に投影され、投影領域が形成される。
ウエハＷはレチクルＲとは倒立結像関係にあるため、レチクルＲの走査方向とは反対方向（−Ｙ方向）にレチクルＲの走査に同期して所定の速度Ｖｗで走査される。これにより、ウエハＷのショット領域の全面が露光可能となる。走査速度の比Ｖｗ／Ｖｒは投影光学系３０の縮小倍率に応じて設定されている。レチクルＲ上の回路パターンがウエハＷ上の各ショット領域上に正確に縮小転写される。
照明系ユニット１５のビームスプリッタ２３により反射された露光光ＥＬは集光レンズ６０により集光される。光電変換素子よりなる光源側センサとしてのインテグレータセンサ６１が集光レンズ６０により集光された露光光ＥＬを受光する。
インテグレータセンサ６１は、露光光ＥＬのエネルギ情報（例えば、光量、輝度、照度、強度、仕事率）を検出し、そのエネルギ情報の大きさに比例した光電変換信号を発生する。光電変換信号はピークホールド回路（図示略）及びＡ／Ｄ変換器（図示略）を介して主制御装置５０に入力される。主制御装置５０は光電変換信号を積算することによってウエハＷに照射された露光光の積算量をモニタする。インテグレータセンサ６１は、遠紫外域で感度があり、且つ高い応答周波数を有するＰＩＮ型のフォトダイオードであるのが好ましい。
レチクルステージＲＳＴ上において、レチクルＲの近傍に、露光光ＥＬのエネルギ情報（例えば、光量、輝度、照度、強度、仕事率）を検出する物体面側センサ６２が設けられている。物体面側センサ６２はレチクルステージＲＳＴと共に移動される。物体面側センサ６２は主制御装置５０に接続されており、露光光ＥＬのエネルギ情報の大きさに応じた光電変換信号を主制御装置５０に供給する。照明光学系２０による照明領域内を走査する場合には、物体面側センサ６２の受光面は、マスクのパターン面が形成された面と略同一面となるように、センサ６２の内部に配置されることが望ましい。なお、物体面側センサ６２の受光面が照明領域と同等の大きさを備える場合には、物体面側センサ６２を走査する必要はない。露光光源１１から露光光ＥＬが出射されている状態でレチクルステージＲＳＴを移動させて、物体面側センサ６２を照明光学系２０による照明領域内で走査させる。これにより、照明領域内における露光光ＥＬのエネルギ分布が得られる。物体面側センサ６２は照度センサであり、エネルギ分布は照度分布であるのが好ましい。
一方、ウエハステージＷＳＴ上において、ウエハＷの近傍には露光光ＥＬのエネルギ情報（例えば、光量、輝度、照度、強度、仕事率）を検出する像面側センサ６３が設けられている。像面側センサ６３はウエハステージＷＳＴと共に移動される。像面側センサ６３は主制御装置５０に接続されており、露光光ＥＬのエネルギ情報の大きさに応じた光電変換信号を主制御装置５０に供給する。投影光学系３０による露光領域内を走査する場合には、像面側センサ６３の受光面がウエハＷの表面と略同一面となるように、センサ６３の位置を調整することが望ましい。なお、像面側センサ６３の受光面が露光領域を含む二次元センサであれば、像面側センサ６３を走査する必要はない。露光光源１１から露光光ＥＬが出射されている状態でウエハステージＷＳＴを移動させて、像面側センサ６３をウエハステージＷＳＴ上の露光領域内で走査させる。これにより、ウエハステージＷＳＴ上の露光領域における露光光ＥＬのエネルギ分布が得られる。像面側センサ６３は照度センサであり、エネルギ分布は照度分布であるのが好ましい。
図３及び図４に示すように、各投影気密室３４ａ〜３４ｄの壁部には、その周方向において互いに離間し、かつ、露光光ＥＬの光軸方向に離間する複数の開口４７が形成されている。第１実施形態では、各投影気密室３４ａ〜３４ｄの壁部に１０個の開口４７が形成される。図３に示すように、５つの開口４７が等角度間隔に設けられ、また、図４に示すように、５つの開口４７は上部と下部の２段に形成される。
ＢＭＵ室２８及び照明気密室２９の各壁部にも、周方向に互いに離間し、かつ、露光光ＥＬの光軸方向にも互いに離間した複数の開口４７が形成されている。
図１に示すように、ＢＭＵ室２８、照明気密室（第１の室）２９、レチクル室（第２の室）１６、各投影気密室（第３の室）３４ａ〜３４ｄ及びウエハ室（第４の室）１８は、パージガス供給機構４０の給気配管４２と接続される。パージガス供給機構４０はパージガスの供給源すなわちタンク４１から、不活性ガスからなるパージガスを室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８に供給する。タンク４１は例えばマイクロデバイス工場のユーティリティプラント内に設置される。不活性ガスは、例えば、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンから選択された単体ガス、または、混合ガスである。
パージガス中には、ミラー２１，フライアイレンズ２２、ビームスプリッタ２３、コンデンサレンズ２４、平行平板ガラス２７、カバーガラス３１及びレンズエレメント３２等の光学素子の表面上に、露光光ＥＬ照射下で堆積して曇り現象を生じせしめる汚染物質、あるいはＦ２レーザ光を強く吸収する酸素等の吸光物質が不純物として含まれることがある。
このため、給気配管４２には、パージガス中に含まれる上記汚染物質や吸光物質を含む不純物を除去するためのフィルタ４３及びパージガスを所定の温度に調整するとともにパージガス中の水分を除去する温調乾燥器４４が介装されている。各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８は、排出管４５を介して半導体素子製造工場の排気ダクト４６に接続されている。また、チャンバ１４も排気ダクト４６に接続されている。これにより、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内に供給されたパージガスは、排気ダクト４６を介して、工場の外部に排出される。
各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内に存在する汚染物質としては、例えば有機ケイ素化合物、アンモニウム塩、硫酸塩、ウエハＷ上のレジストからの揮散物、駆動部を有する構成部品に使用される摺動性改善剤からの揮散物、チャンバ１４内の電気部品に給電あるいは信号供給するための配線の被覆層からの揮散物等がある。
図４に示すように、給気配管４２及び排出管４５には、切換弁４８が設けられている。切換弁４８は、主制御装置５０に制御される駆動装置（図示略）により駆動される。これにより、各開口４７はタンク４１または排気ダクト４６と連通または遮断される。各開口４７の開度は調節可能である。各駆動装置は、主制御装置５０からの駆動信号に基づいて個別に制御される。これにより、複数の開口４７が、パージガスを供給するための開口４７と、ガスを排出するための開口４７とに適宜変更される。
次に、パージガスの供給方法について説明する。
各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８を通過してウエハステージＷＳＴの像面側センサ６３に到達した露光光ＥＬの照度に応じて、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８に対するパージガスの供給モードがパージガス供給機構４０及び主制御装置５０により変更される。
詳しくは、像面側センサ６３の検出結果（検出値）とインテグレータセンサ６１の検出結果（検出値）とに基づいて、パージガスの供給量を第１の供給量から第２の供給量に変更する。すなわち、第１の供給量と第２の供給量との関係は、第２の供給量が第１の供給量より少ない供給量である。なお、第１の供給量は大流量と称し、第２の供給量は小流量と称する。第１実施形態では、像面側センサ６３の検出値とインテグレータセンサ６１の検出値との比が所定の範囲内となったときに、パージガスの供給モードが切り替えられる。
大流量の供給モードでは、例えば１００〜１０Ｌ／ｍｉｎの範囲の流量のパージガスを供給し、小流量の供給モードでは、例えば１０〜１Ｌ／ｍｉｎの範囲の流量のパージガスを供給する。なお、大流量の供給モードは、露光装置本体１２の立ち上げ時や、照明系ユニット１５を大気開放して、照明光学系３０の一部の光学素子の交換などのメンテナンスを行った後に、光路空間内に存在する吸光物質の排気を目的とするものである。また、小流量の供給モードは、吸光物質の排気後、光路空間内に照明系ユニット１５の隔壁や投影系鏡筒１７の隔壁を介して光路空間に侵入する水分の排気を目的とするものである。当然、他の吸光物質が光路空間に徐々に侵入する場合には、これら吸光物質の排気を目的とするものである。
本実施形態における所定範囲内の比の値とは、像面側センサ６３で検出できる露光光のエネルギ情報がレチクル上のパターンを基板上に転写する際に必要な範囲内の値を示す。
パージガスの供給モード切り替えに際して、物体面側センサ６２の検出結果（検出値）とインテグレータセンサ６１の検出値とから求まる値（例えば、各検出値の比等）を参照することも可能である。例えば、像面側センサ６３とインテグレータセンサ６１との検出結果の比が所定の範囲外にあり、物体面側センサ６２の検出値とインテグレータセンサ６１の検出値との比が所定の範囲内となった場合、ＢＭＵ室２８、照明気密室２９及びレチクル室１６内の吸光物質のパージがほぼ完了したと推定することができる。一方、投影気密室３４及びウエハ室１８内の吸光物質のパージは未だ完了していないと推定することができる。特に、上述したメンテナンス時には、投影系鏡筒１７を大気開放せずに、照明系ユニット１５のみを大気開放する場合が殆どである。従って、この場合、物体面側センサ６２の検出結果とインテグレータセンサ６１の検出結果から求まる値を参照することは有効である。
なお、ＢＭＵ室２８、照明気密室２９及びレチクル室１６、あるいは投影気密室３４ａ〜３４ｄ及びウエハ室１８に対するパージガスの供給モードの切り換えは、切換弁４８の開度を小さくすることで行われる。
ただし、物体面側センサ６２とインテグレータセンサ６１との検出結果は、ビームスプリッタ２３から物体面側センサ６２（レチクルＲ）との間の光路を通過する露光光のエネルギの変化、すなわち、露光光の透過率を示す。露光光のエネルギ情報は、その光路内に存在する吸光物質による露光光の吸収、あるいは、光路内に配置された光学素子による吸収によって変化する。また、像面側センサ６３とインテグレータセンサ６１との検出結果は、ビームスプリッタ２３から像面側センサ６３（ウエハＷ）との間の光路を通過する露光光のエネルギ情報の変化、すなわち、露光光の透過率を示す。露光光のエネルギ情報は、その光路内に存在する吸光物質による露光光の吸収、あるいは、光路内に配置された光学素子による吸収によって変化する。
物体面側センサ６２を照明光学系２０による照明領域内で走査させ、インテグレータセンサ６１及び物体面側センサ６２の各検出結果から露光光ＥＬのエネルギ情報として例えば照度の分布に不均一が生じていると判断された場合、あるいは、露光領域内を像面側センサ６３で走査させ、インテグレータセンサ６１及び像面側センサ６３の各検出結果から露光光ＥＬのエネルギ情報として例えば照度の分布に不均一が生じていると判断された場合には、その不均一を解消すべく、各室２９，１６，３４ａ，１８に対するパージガスの供給モードが変更される。例えば、投影系鏡筒１７の投影気密室３４ｂに対するパージガスの供給モードを変更する場合には、以下のような態様でパージガスの供給モードを変更することができる。
図４に示すように、例えば、投影気密室３４ｂの開口４７ｂよりその内部にパージガスを供給しつつ、開口４７ｄよりパージガスを排出させる場合には、切換弁４８ｅ，４８ｂ，４８ｄを開弁させ、切換弁４８ａ，４８ｆ，４８ｃ，４８ｇ，４８ｈを閉弁させる。また、投影気密室３４ｂの開口４７ｃよりその内部にパージガスを供給しつつ、開口４７ｄよりパージガスを排出させる場合には、切換弁４８ｆ，４８ｃ，４８ｄを開弁させ、切換弁４８ａ，４８ｂ，４８ｅ，４８ｇ，４８ｈを閉弁させる。このように主制御装置５０により各切換弁４８の開度を制御することで、例えば図３中に実線または破線の矢印にて示すような態様で、投影気密室３４ｂに対するパージガスの供給及び排出が行われる。
露光装置の露光処理のための準備は、例えば以下の手順で行われる。
まず、露光光源１１及び露光装置本体１２の立ち上げ前に、パージガス供給機構４０及び主制御装置５０が各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内の気体をパージガスに置換するパージ処理を開始する。パージガス供給開始時には、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内の吸光物質の濃度が比較的高い。例えば、パージガス供給開始時には、照明系ユニット１５内はほとんど空気であり、投影系鏡筒１７内は組み立て段階で封入された不活性ガスである。なお、投影系鏡筒１７には不活性ガスが封入されているものの、空気の混入や、隔壁を介した水分の侵入などによって、不活性ガスの純度は極めて低下しているものと考えられる。そのため、パージガスの供給モードは大流量に設定される。
露光光源１１及び露光装置本体１２の立ち上げ完了後、連続的あるいは断続的に露光光ＥＬを出射させながら、各センサ６１〜６３の検出結果をモニタする。例えば、物体面側センサ６２の検出結果と、インテグレータセンサ６１の検出結果とから求まる値に基づいて、照明系ユニット１５内のガス置換の状態をモニタすることができる。また、インテグレータセンサ６１の検出結果と、像面側センサ６３の検出結果とから求まる値に基づいて、照明系ユニット１５及び投影系鏡筒１７内のガス置換の状態をモニタすることができる、その結果、吸光物質の濃度が基準値よりも小さくなったと判定された時、パージガスの供給モードが大流量モードから小流量モードに切り換えられる。小流量モードに切り換わった後、以下の手順で投影光学系３０の結像特性を調整する。
まず、テストレチクルＲｔとテストウエハＷｔとを用いて、テスト露光を行う。テスト露光では、テストレチクルＲｔのパターンの像がテストウエハＷｔ上に転写される。テストウエハＷｔ上に転写されたパターンの像を現像する。現像されたパターンを顕微鏡で観察することにより、投影光学系３０の収差情報を求める。
収差情報を主制御装置５０に入力して記憶させる。主制御装置５０は、収差情報に基づいて、結像特性制御部６４に対し投影光学系３０を構成する少なくとも一つのレンズエレメント３２を駆動する駆動機構６５の駆動を指令する。これにより、レンズエレメント３２の相対位置が変更され、投影光学系３０の結像特性が補正される。補正後、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ上に転写する実露光に移行する。
実露光に移行すると、所定期間毎あるいは所定回数露光する毎に各センサ６１〜６３による露光光ＥＬの照度検出、あるいは、露光領域内の照度分布検出を行い、その検出結果から得られる露光光ＥＬの照度分布に応じてパージガスの供給モードが変更される。
第１実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）  露光装置におけるパージガスの供給方法では、像面側センサ６３とインテグレータセンサ６１の検出値が所定の範囲内になったとき、パージガスの供給モードが大流量から小流量に切り換えられる。このため、パージガスの供給不足及びパージガスの供給過剰が防止される、所望の照度の露光光ＥＬで露光処理ができ、露光装置を稼動する際のコストが低減される。従って、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８に高効率で経済的にパージガスを供給して吸光物質を排出することができる。
（２）  各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８は、吸光物質が少ない理想的なパージ状態に維持される。
（３）  露光装置は、レチクルステージＲＳＴ上に設けられた物体面側センサ６２と、ウエハステージＷＳＴ上に設けられた像面側センサ６３とを有する。このため、レチクルＲに到達する露光光ＥＬのエネルギ情報としての照度または照度分布を把握しながら、照明系ユニット１５内にパージガスを供給することができる。
（４）  露光装置の結像性能を向上することができるとともに、露光精度の向上を図ることができる。
（５）  第１実施形態のパージガスの供給方法によれば、露光光ＥＬの照度または照度分布に応じて切換弁４８が個別に制御され、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８に対するパージガスの供給モードが変更される。このため、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内で局所的な吸光物質を含む被パージガスの淀みが生じたとしても、その被パージガスの排出を促進することが可能となる。この結果、露光光ＥＬの露光領域において露光ムラが生じることを抑制することができる。
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第２実施形態では、第１実施形態と同様にＢＭＵ室２８、照明気密室２９、レチクル室１６、投影気密室３４ａ〜３４ｄ、ウエハ室１８にパージガスが供給される。ただし、第２実施形態では、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８をモデルとする流体力学解析を行い、その解析結果を基にパージガスの供給モードを変更する点で第１実施形態とは異なる。
第２実施形態では、以下の態様でパージガスの供給モードが決定される。
予め、ＢＭＵ室２８、照明気密室２９、レチクル室１６、投影気密室３４ａ〜３４ｄ及びウエハ室１８をモデルとするとして、パージガスの供給量及び供給時間、被パージガスの排気量及び排気時間、各室の容積に基づいて、各室内に残存する吸光物質の量を計算するとともに、残存する吸光物質の量に基づいて、残存する吸光物質に吸収される露光光のエネルギ情報を流体力学解析で求める。流体力学解析の結果から、露光装置を用いて露光処理を行う場合の各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８を通過する露光光ＥＬの照度を算出する。算出結果から、所望の照度でもって露光処理のできる主制御装置５０による各切換弁４８の開度制御に関するプログラムデータを作成し、主制御装置５０に記憶させる。
実際に露光処理を行う際には、記憶されたプログラムデータに従って主制御装置５０が各切換弁４８の開度を個別に制御することで、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８に対するパージガスの供給モードが変更される。
露光装置の露光処理のための準備は例えば以下の手順で行われる。
まず、露光光源１１及び露光装置本体１２を起動し、主制御装置５０に記憶された前記データを実行させる。これにより、データに従った態様で各切換弁４８の開度が主制御装置５０により個別に制御されつつ、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８に対してパージガスが供給され、パージが行われる。そして、パージガスの供給モードが大流量から小流量に切り換わるまで待機する。次いで、パージガスの供給モードが切り換わった後、第１実施形態と同様のテスト露光及び結像特性の調整を行い、実露光に移行する。
第２実施形態によれば、上記の（２）及び（４）の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（６）  露光装置におけるパージガスの供給方法では、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８をモデルとする流体力学解析の解析結果から露光光ＥＬのエネルギ情報として照度を算出する。そして、その算出結果を基に作成された各切換弁４８の制御プログラムに基づいてパージガスの供給モードが変更される。
このため、流体力学解析の解析結果により、どのような態様で各切換弁４８の開度を制御すれば効率よく且つ経済的に露光処理を行うことができるかを把握することができる。従って、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内で吸光物質を含んで淀みとなって残留する被パージガスの排出を促進することができる。また、露光光ＥＬの露光領域における露光ムラを抑制しつつ、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内をパージガスによる理想的なパージ状態に維持することができる。
次に、本発明の第３実施形態について、第１及び第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第３実施形態では、第１実施形態と第２実施形態とにおける両パージガスの供給方法を組み合わせた方法が採用されている。すなわち、予め第２実施形態と同様に、ＢＭＵ室２８、照明気密室２９、レチクル室１６、投影気密室３４ａ〜３４ｄ、ウエハ室１８をモデルとする流体力学解析を行う。そして、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８に対するパージガスの供給モードの変更時期を予測する。次いで、露光装置による露光処理を行う際には、この予測に基づいて、そのパージガスの供給モードを変更する。そして、第１実施形態と同様に、インテグレータセンサ６１、物体面側センサ６２及び像面側センサ６３を用いて、レチクルＲ、ウエハＷに到達している露光光ＥＬの照度またはレチクルＲ及びウエハＷ上での露光光ＥＬの照度分布を測定する。次に、この測定結果に応じてパージガスの供給モードを調整する。従って、第３実施形態では、図１及び図２に示した構成の露光装置がそのまま用いられる。
露光装置の露光処理のための準備は例えば以下の手順で行われる。
まず、露光光源１１及び露光装置本体１２を起動し、主制御装置５０に記憶されたプログラムデータを実行させる。これにより、プログラムデータに従った態様で各切換弁４８の開度が主制御装置５０により個別に制御されつつ、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８に対してパージガスが供給され、パージが行われる。そして、露光光源１１の起動工程が完了した後に連続的あるいは断続的に露光光ＥＬを出射させ、各センサ６１〜６３の検出結果から各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内が所定のパージガス状態になるまで待機する。次いで、第１実施形態と同様のテスト露光及び結像特性の調整を行い、実露光に移行する。
そして、この実露光に移行すると、所定期間毎あるいは所定回数露光する毎に各センサ６１〜６３による露光光ＥＬの照度検出、あるいは、露光領域内の照度分布検出を行い、その検出結果から得られる露光光ＥＬの照度分布に応じてパージガスの供給モードを調整する。
第３実施形態によれば、上記の（１）〜（６）の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（７）  第２実施形態のパージガスの供給方法に基づいてその供給モードの変更時期が予測され、第１実施形態のパージガスの供給方法に基づいて実際に露光光ＥＬの照度または照度分布を検出しつつ、パージガスの供給モードが変更及び調整される。このため、実際に各センサ６１〜６３により露光光ＥＬの照度を監視して、その露光光ＥＬの照度または照度分布の変化をプログラムデータに基づいたパージガスの供給モードの変更にフィードバックすることができる。この結果、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８内を理想的なパージ状態により経済的にかつ精度よく維持することができる。
第１乃至第３実施形態を以下のように変更してもよい。
第１実施形態において、像面側センサ６３とインテグレータセンサ６１の検出値（またはその比）、及び物体面側センサ６２とインテグレータセンサ６１の検出値のいずれか一方の値のみを求めてもよい。この場合、その値が所定の範囲内になったときにパージガスの供給モードが変更される。
物体面側センサ６２とインテグレータセンサ６１の検出値（またはその比）が所定の範囲内に入っているときには、ＢＭＵ室２８、照明気密室２９及びレチクル室１６に対するパージガスの供給モードを大流量から小流量に切り替えてもよい。
検出結果の比に基づいてパージガスの供給モードを変更せずに、センサ６１〜６３の検出値が所定の範囲となったときにパージガスの供給モードを変更してもよい。
第２実施形態において、各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８をモデルとする流体力学解析により得られた予測時期から更に所定時間遅らせてから、パージガスの供給モードを大流量から小流量へ切り換えてもよい。
レチクルステージＲＳＴ上及びウエハステージＷＳＴ上の少なくとも一方に複数の照度センサを設けてもよい。
インテグレータセンサ６１、物体面側センサ６２及び像面側センサ６３を設ける位置及び数は、図１及び図２に示した位置及び数に限定されるものではなく任意に設定可能である。少なくとも一つのセンサを、投影光学系３０の像面側に設けることが望ましい。
任意の開度に調節可能な切換弁４８の替わりに、全開及び全閉に切り換え可能な切換弁を用いてもよい。
ＢＭＵ室２８、照明気密室２９、レチクル室１６、投影気密室３４ａ〜３４ｄ、ウエハ室１８に形成される開口４７の位置及び数は、変更してもよい。
切換弁４８の配設位置及び数も図１〜図４に示した態様には限定されるものではなく任意に設定可能である。
各実施形態では、パージガスの供給モードを大流量から小流量に切り換える構成とした。しかし、パージガスの供給モード切り換えは、２段階の切り換えに限定されるものではない。切り換えを３段階以上の複数の段数、あるいは無段階で行う構成としてもよい。
各実施形態では、ＢＭＵ室２８、照明気密室２９、レチクル室１６、投影気密室３４ａ〜３４ｄ、ウエハ室１８のそれぞれにパージガス供給機構４０が接続される構成とした。しかし、パージガス供給機構４０をこれら各室２８，２９，１６，３４ａ〜３４ｄ，１８のうち少なくとも照明気密室２９及び投影気密室３４ａ〜３４ｄのいずれか一方に設ける構成としてもよい。
なお、本実施形態の露光装置には、レチクル室１６及びウエハ室１８が設けられているが、レチクル室１６及びウエハ室１８を設けず、かつ、照明系ユニット１５と投影系鏡筒１７との間のうち、露光光の光路部分のみを局所的にパージする局所パージ機構を設けてもよい。また、投影系鏡筒１７とウエハＷとの間の光路部分のみを局所的にパージする局所パージ機構を設けても良い。
各実施形態では、露光光ＥＬのエネルギ分布は照度分布に限定されず、例えば露光光ＥＬの強度分布であってもよい。この場合、物体面側センサ６２及び像面側センサ６３に替えて、例えば光量、輝度、照度、仕事率のような露光光のエネルギ情報を測定するセンサが使用される。
露光光ＥＬのエネルギ分布に替えて、露光光ＥＬのエネルギに応じてパージガスの供給モードを変更する構成としてもよい。
投影光学系としては、屈折タイプに限らず、反射屈折タイプ、反射タイプであってもよい。また、露光装置として、投影光学系を用いることなく、マスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するコンタクト露光装置、マスクと基板とを近接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも本発明を同様に適用することができる。なお、これら露光装置を用いる場合、パージガスは、光学素子が収容される照明光学系、及びマスクと基板とが収容されるマスク・基板室のいずれかに供給され、パージが行われる。
本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。
本発明は、液晶表示素子（ＬＣＤ）のようなディスプレイの製造において、デバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造において、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤのような撮像素子の製造に使用される露光装置にも適用することができる。
マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の露光装置にも適用することができる。
露光装置の光源としては、例えばｇ線（λ＝４３６ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（λ＝１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（λ＝１２６ｎｍ）等を用いてもよい。また、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。
次に、本発明の露光装置の製造方法について説明する。
まず、投影光学系３０を構成する複数のレンズエレメント３２及びカバーガラス３１を投影系鏡筒１７に収容する。ミラー２１、レンズ２２，２４及びビームスプリッタ２３からなる照明光学系２０を照明系ユニット１５に収容する。照明光学系２０及び投影光学系３０を露光装置本体１２に組み込み、光学調整を行う。多数の機械部品からなるウエハステージＷＳＴ（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージＲＳＴも含む）を露光装置本体１２に取り付けて配線を接続する。露光光ＥＬの光路内にパージガスを供給するパージガス供給機構４０の配管を接続した上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）を行う。
鏡筒１５，１７の構成部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。露光装置の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
次に、リソグラフィ工程で上述した露光装置を使用したデバイスの製造方法について説明する。
図５は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ等の撮像素子、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造方法のフローチャートである。
図５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、ガラスプレート等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
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。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）等の工程が必要に応じて含まれる。
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。
図６は、半導体デバイスの場合における、図５のステップＳ１０４の詳細なフローの一例を示す図である。図６において、ステップＳ１１１（酸化ステップ）では、ウエハＷ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。
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。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）によってマスク（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。
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。
本発明のデバイス製造方法によれば、真空紫外域の露光光ＥＬにより解像力の向上された露光工程（ステップＳ１１６）が可能となり、露光量制御を高精度に行うことができる。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製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１実施形態に従う露光装置の概略図。
図２は照明光学系及び投影光学系の概略構成図。
図３は図２の３刧３線に沿って破断した鏡筒の断面図。
図４は図３の４刧４線に沿って破断した鏡筒の断面図。
図５はデバイスの製造工程のフローチャート。
図６は半導体素子の製造工程のフローチャート。
【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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【国際調査報告】
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