(57)【要約】マスクと枠部材を介して装着された保護部材との間に形成される空間内のガスを効率良く安定して置換できるガス置換装置を提供する。ガス置換装置は、マスクと、ペリクルと、ペリクル枠との間に形成される第１空間内部を特定ガスに置換するものであって、ガス置換室に対して特定ガスを供給可能な置換室用ガス置換機構を備えている。ペリクル枠は、第１空間内部と外部とを連通する第１開口部を有しており、ペリクル枠には、第１空間に対してペリクルを挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材が接続されている。置換室用ガス置換機構がガス置換室に対して特定ガスを供給することにより、第１開口部を介して第１空間に対して特定ガスが供給される。
2003034475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成された基板と、該基板の前記パターンが形成された面を保護する保護部材と、前記保護部材を前記基板に対して所定間隔離して保持する枠部材との間に形成される第１空間内のガスを所定ガスに置換するガス置換方法において、
前記第１空間に対して前記保護部材を挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材を配置し、前記第２空間の圧力を調整しつつ、前記枠部材に設けられている該第１空間内部と外部とを連通する第１開口部を介して前記第１空間内のガスを前記所定ガスに置換する。
【請求項２】
請求項１記載のガス置換方法であって、前記第１空間内の圧力を検出し、該検出結果に応じて、前記第２空間の圧力を調整する。
【請求項３】
請求項１又は２記載のガス置換方法であって、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられる一方の端部と、前記保護部材が取り付けられる他方の端部とを備え、
前記空間形成部材は、前記第２空間内部と外部とを連通する第２開口部を有し、
前記第１空間に対して前記保護部材を挟んで反対側に前記空間形成部材を配置した状態で前記基板をガス置換室に収容し、前記ガス置換室内部のガスを前記所定ガスに置換することによって、前記第２空間の圧力と前記第１空間の圧力とがほぼ同じ圧力のもとで、前記第１空間を前記第１開口部を介して前記所定ガスに置換する。
【請求項４】
請求項３記載のガス置換方法であって、
前記空間形成部材は、前記枠部材の他方の端部に接続される接続部を介して前記枠部材に取り付けられる。
【請求項５】
請求項１又は２記載のガス置換方法であって、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられる一方の端部と、前記保護部材が取り付けられる他方の端部とを備え、
前記空間形成部材は、前記第２空間内部と外部とを連通する第２開口部を有し、
前記第１開口部に接続されたガス置換機構を介して、前記第１空間内のガスを特定ガスに置換する間、前記第２開口部に接続された圧力調整機構を介して、前記第２空間内の圧力を調整する。
【請求項６】
請求項５記載のガス置換方法であって、
前記ガス置換機構は前記圧力調整機構を兼用する。
【請求項７】
パターンが形成された基板と、該基板の前記パターンが形成された面を保護する保護部材と、前記保護部材を前記基板に対して所定間隔離して保持する枠部材との間に形成される第１空間内のガスを所定ガスに置換するガス置換装置において、
前記枠部材は、前記第１空間内部と外部とを連通する第１開口部を備え、
前記第１開口部を介して、前記第１空間に対する前記所定ガスの供給及び第１空間内部のガスの排出の少なくとも一方を行うガス置換部と、
前記第１空間に対して前記保護部材を挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材と、
前記第２空間の圧力を調整する圧力調整装置とを備える。
【請求項８】
請求項７記載のガス置換装置であって、
前記第１空間内部の圧力を検出する圧力検出装置を備え、
前記圧力調整装置は、前記圧力検出装置の検出結果に応じて、前記第２空間の圧力を調整する。
【請求項９】
請求項７又は８記載のガス置換装置であって、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられる一方の端部と、前記保護部材が取り付けられる他方の端部とを備え、
前記空間形成部材は、前記第２空間内部と外部とを連通する第２開口部と、前記枠部材の他方の端部に接続される接続部とを有し、
前記枠部材に前記空間形成部材を接続した状態で前記基板及び前記保護部材を収容するガス置換室と、
前記ガス置換室内部のガスを前記所定ガスに置換する置換室ガス置換部とを備える。
【請求項１０】
請求項７又は８記載のガス置換装置であって、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられる一方の端部と、前記保護部材が取り付けられる他方の端部とを備え、
前記空間形成部材は、前記第２空間内部と外部とを連通する第２開口部を有し、
前記ガス置換部は、第１連結部を介して前記第１開口部に接続され、
前記圧力調整装置は、第２連結部を介して前記第２開口部に接続される。
【請求項１１】
請求項１０記載のガス置換装置であって、
前記ガス置換部は前記圧力調整装置を兼用する。
【請求項１２】
マスクに備えられた所定のパターンを保護する保護部材と、一方の端部に前記保護部材が取り付けられた第１枠部材とを有するマスク保護装置において、
前記第１枠部材の一方の端部に接続される接続部が一端部に形成された第２枠部材と、
前記第２枠部材の他端部に装着され、前記保護部材と前記第２枠部材との間で空間を形成する板状部材とを備える。
【請求項１３】
請求項１２記載のマスク保護装置であって、
前記第１枠部材の一方の端部における前記保護部材に、前記第２枠部材の一端部が接触することによって生じる破損を防止するために、前記保護部材のうち、前記第２枠部材が接触する部分と、前記第２枠部材の一端部との間に、破損防止部材を設ける。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載のマスク保護装置であって、
前記第１枠部材は、ガス置換機構が接続可能な連結部を備える第１開口部を有する。
【請求項１５】
所定のパターンを備えたマスクにおいて、
前記第１枠部材の他方の端部を介して請求項１２に記載のマスク保護装置が接続されている。
【請求項１６】
枠部材を介して保護部材で保護されたマスクのパターンで感光性基板を露光する露光方法において、
前記枠部材は、前記保護部材と前記マスクとの間に形成される第１空間内部と外部とを連通する第１開口部を備え、
前記第１空間に対して前記保護部材を挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材を配置し、前記第２空間の圧力を調整しつつ、前記第１開口部を介して前記第１空間内のガスを露光光に対する吸収が少ない特性を有する特定ガスに置換し、露光処理を行う。
【請求項１７】
請求項１６記載の露光方法であって、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられる一方の端部と、前記保護部材が取り付けられる他方の端部とを備え、
前記空間形成部材は、前記第２空間内部と外部とを連通する第２開口部を有し、
前記第１空間に対して前記保護部材を挟んで反対側に前記空間形成部材を配置した状態で前記基板をガス置換室に収容し、前記ガス置換室内部のガスを露光光に対する吸収が少ない特性を有する特定ガスに置換することによって、前記第２空間の圧力と前記第１空間の圧力とがほぼ同じ圧力のもとで、前記第１空間を前記第１開口部を介して前記特定ガスに置換する。
【請求項１８】
請求項１７に記載の露光方法であって、前記ガス置換が終了したら、前記第２空間形成部材と前記枠部材との接続を解除し、前記露光処理を行う。
【請求項１９】
枠部材を介して保護部材で保護された前記マスクのパターンで感光性基板を露光する露光装置において、
前記枠部材は、前記保護部材と前記マスクとの間に形成される第１空間内部と外部とを連通する第１開口部を備え、
前記第１開口部を介して、前記第１空間に対する露光光に対する吸収が少ない特性を有する特定ガスの供給及び第１空間内部のガスの排出の少なくとも一方を行うガス置換部と、
前記第１空間に対して前記保護部材を挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材と、
前記第２空間の圧力を調整する圧力調整装置とを具備するガス置換装置を備える。
【請求項２０】
請求項１９記載の露光装置であって、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられる一方の端部と、前記保護部材が取り付けられる他方の端部とを備え、
前記空間形成部材は、前記第２空間内部と外部とを連通する第２開口部と、前記枠部材の他方の端部に接続される接続部とを有し、
前記枠部材に前記空間形成部材を接続した状態で収容するガス置換室と、
前記ガス置換室内部のガスを前記所定ガスに置換する置換室ガス置換部とを備える。
【請求項２１】
請求項１９記載の露光装置であって、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられる一方の端部と、前記保護部材が取り付けられる他方の端部と、前記第１開口部に設けられる第１連結部とを備え、
前記空間形成部材は、前記第２空間内部と外部とを連通する第２開口部と、該第２開口部に設けられる第２連結部とを備え、
前記ガス置換部は、前記第１連結部を介して前記第１開口部に接続され、
前記圧力調整装置は、前記第２連結部を介して前記第２開口部に接続される。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、例えば、半導体素子製造における露光工程で用いられるガス置換方法及びガス置換装置、並びに露光方法及び露光装置に関するものである。
本出願は、日本国特許出願２００１−３１３１３６号を基礎としており、その内容を本明細書に組み込む。
背景技術
従来より、半導体素子や薄膜磁気ヘッドあるいは液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する場合に種々の露光装置が使用されている。この露光装置は、フォトマスクあるいはレチクル（以下、「マスク」と称する）に形成されたパターンの像を、表面にフォトレジスト等の感光剤が塗布された基板上に投影光学系を介して投影する構成である。そして、近年、基板上のショット領域に投影されるパターン形状の微細化の要求に伴い、使用される露光用照明光（以下、「露光光」と称する）は短波長化される傾向にある。すなわち、これまで主流だった水銀ランプに代わって、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）を用いた露光装置が実用化されつつある。また、更なるパターン形状の微細化を目指してＦ２レーザー（１５７ｎｍ）を用いた露光装置の開発も進められている。
このような露光装置において、露光光として約１８０ｎｍ以下の波長を有する真空紫外線光を用いる場合、この露光光が通過する空間である光路空間内に、例えば、酸素分子、水分子、二酸化炭素分子などといった、かかる波長域の光に対し強い吸収特性を有する物質（以下、「吸光物質」と称する）が存在していると、この露光光は減光されてしまい、十分な強度で基板上に到達できなくなる。したがって、真空紫外線光を用いた露光装置は、露光光の通過する光路空間の密閉性を高めて外部からの吸光物質の流入を遮断するような構造になっているとともに、露光に際し、光路空間内に存在する吸光物質を低減する作業が施される。
ところで、上記のようなマスクは、パターン面に対するゴミの付着防止や保護を目的としてペリクルと呼ばれる保護部材を備えている。このペリクルは、例えば、ニトロセルロース等を主成分とする透光性の薄膜によって構成されており、ペリクル枠と呼ばれる枠部材を介してマスクに装着されている。このとき、ペリクルとマスクとの間には空間が形成され、この空間に吸光物質が存在していても、真空紫外線光の露光光が減光されてしまう。そのために、ペリクルとマスクとの間に形成される空間内の吸光物質を低減する必要がある。
発明の開示
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マスク等の基板とこの基板に枠部材を介して装着された保護部材との間に形成される空間内のガスを効率良く安定して置換できるガス置換方法及びガス置換装置を提供することを第１の目的とする。
また、前記空間内の吸光物質を低減して精度良い露光処理ができる露光方法及び露光装置、並びにこれに用いられるマスク及びマスク保護装置を提供することを第２の目的とする。
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図１７に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のガス置換方法は、パターン（ＰＡ）が形成された基板（Ｍ）と、基板（Ｍ）のパターン（ＰＡ）が形成された面を保護する保護部材（ＰＥ）と、保護部材（ＰＥ）を基板（Ｍ）に対して所定間隔離して保持する枠部材（ＰＦ１）との間に形成される第１空間（Ｓ１）内のガスを所定ガスに置換するガス置換方法において、第１空間（Ｓ１）に対して保護部材（ＰＥ）を挟んで反対側に第２空間（Ｓ２）を形成する空間形成部材（２００）を配置し、第２空間（Ｓ２）の圧力を調整しつつ、枠部材（ＰＦ１）に設けられている第１空間（Ｓ１）内部と外部とを連通する第１開口部（ｈ１）を介して前記第１空間内のガスを所定ガスに置換することを特徴とする。
本発明のガス置換装置（ＣＨ）は、パターン（ＰＡ）が形成された基板（Ｍ）と、基板（Ｍ）のパターン（ＰＡ）が形成された面を保護する保護部材（ＰＥ）と、保護部材（ＰＥ）を基板（Ｍ）に対して所定間隔離して保持する枠部材（ＰＦ１）との間に形成される第１空間（Ｓ１）内のガスを所定ガスに置換するガス置換装置において、枠部材（ＰＦ１）は、第１空間（Ｓ１）内部と外部とを連通する第１開口部（ｈ１）を備え、第１開口部（ｈ１）を介して、第１空間（Ｓ１）に対する所定ガスの供給及び第１空間内部のガスの排出の少なくとも一方を行うガス置換部（３００）と、第１空間（Ｓ１）に対して保護部材（ＰＥ）を挟んで反対側に第２空間（Ｓ２）を形成する空間形成部材（２００）と、第２空間（Ｓ２）の圧力を調整する圧力調整装置（３００）とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、第１空間内部のガス置換をする際、第１空間に対して保護部材を挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材を配置し、この第２空間の圧力を調整しつつ第１空間のガス置換を行うことにより、保護部材にはガス置換に伴う圧力変化に基づく過剰な力が作用しない。したがって、保護部材は破損したり劣化したりすることなく迅速で安定したガス置換ができる。
ここで、保護部材は、ペリクルなど光を透過可能な薄膜状部材の他に、ガラス薄板など光を透過可能な光学素子を含む。
本発明のマスク保護装置（２５０）は、マスク（Ｍ）に備えられた所定のパターン（ＰＡ）を保護する保護部材（ＰＥ）と、一方の端部（Ｃ２）に保護部材（ＰＥ）が取り付けられた第１枠部材（ＰＦ１）とを有するマスク保護装置において、第１枠部材（ＰＦ１）の一方の端部（Ｃ２）に接続される接続部（Ｃ３）が一端部（Ｃ３）に形成された第２枠部材（ＰＦ２）と、第２枠部材（ＰＦ２）の他端部（Ｃ４）に装着され、保護部材（ＰＥ）と第２枠部材（ＰＦ２）との間で空間（Ｓ２）を形成する板状部材（Ｂ）とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、マスクと保護部材と枠部材との間に形成される第１空間のガス置換を行う際、保護部材と第２枠部材と板状部材との間に形成される第２空間の圧力を調整しつつ第１空間のガス置換を行うことができ、保護部材に対してガス置換に伴う圧力変化に基づく過剰な力が作用することを防止できる。したがって、保護部材にダメージを与えることなく迅速で安定したガス置換ができる。また、マスクを輸送する場合などにおいて、保護部材は板状部材によって保護される。
本発明のマスク（Ｍ）は、所定のパターン（ＰＡ）を備えたマスクにおいて、第１枠部材（ＰＦ１）の他方の端部（Ｃ１）を介してマスク保護装置（２５０）が接続されたことを特徴とする。
本発明によれば、例えば輸送時においてマスクのパターンは保護部材及び板状部材によって確実に保護される。更に、保護部材は板状部材によって保護される。露光処理を行う際には、第２枠部材の一端部に形成された接続部を第１枠部材から離脱させる。
本発明の露光方法は、枠部材（ＰＦ１）を介して保護部材（ＰＥ）で保護されたマスク（Ｍ）のパターン（ＰＡ）で感光性基板（Ｗ）を露光する露光方法において、枠部材（ＰＦ１）は、保護部材（ＰＥ）とマスク（Ｍ）との間に形成される第１空間（Ｓ１）内部と外部とを連通する第１開口部（ｈ１）を備え、第１空間（Ｓ１）に対して保護部材（ＰＥ）を挟んで反対側に第２空間（Ｓ２）を形成する空間形成部材（２００）を配置し、第２空間（Ｓ２）の圧力を調整しつつ、第１開口部（ｈ１）を介して前記第１空間内のガスを露光光（ＥＬ）に対する吸収が少ない特性を有する特定ガスに置換し、露光処理を行うことを特徴とする。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、枠部材（ＰＦ１）を介して保護部材（ＰＥ）で保護されたマスク（Ｍ）のパターン（ＰＡ）で感光性基板（Ｗ）を露光する露光装置において、枠部材（ＰＦ１）は、保護部材（ＰＥ）とマスク（Ｍ）との間に形成される第１空間（Ｓ１）内部と外部とを連通する第１開口部（ｈ１）を備え、第１開口部（ｈ１）を介して、第１空間（Ｓ１）に対する露光光（ＥＬ）に対する吸収が少ない特性を有する特定ガスの供給及び第１空間（Ｓ１）内部のガスの排出の少なくとも一方を行うガス置換部（３００）と、第１空間（Ｓ１）に対して保護部材（ＰＥ）を挟んで反対側に第２空間（Ｓ２）を形成する空間形成部材（２００）と、第２空間（Ｓ２）の圧力を調整する圧力調整装置（３００）とを具備するガス置換装置（ＣＨ）を備えることを特徴とする。
本発明によれば、第１空間内部のガス置換をする際、第１空間に対して保護部材を挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材を配置し、この第２空間の圧力を調整しつつ第１空間のガス置換を行うことにより、保護部材にはガス置換に伴う圧力変化に基づく過剰な力が作用しない。したがって、保護部材は破損したり光学特性が変化（劣化）したりすることなく、迅速で安定したガス置換ができ、マスクのパターンは確実に保護されて精度良い露光処理ができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明のガス置換装置及び露光装置の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る露光装置の全体概略構成図である。
図１において、露光装置ＥＸは、光源１から露光光ＥＬでマスクステージＭＳＴに支持されたマスク（基板）Ｍを照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンをウエハステージＷＳＴに支持されたウエハ（感光性基板）Ｗに投影する投影光学系ＰＬとを備えている。マスクステージＭＳＴは密閉空間であるマスク室５内部に設置され、ウエハステージＷＳＴは密閉空間であるウエハ室６内部に設置されている。
光源１は、波長約１２０ｎｍ〜約１８０ｎｍの真空紫外線光を照明光学系ＩＬに射出するものであって、例えば発振波長１５７ｎｍのフッ素レーザー（Ｆ２レーザー）によって構成される。なお、光源１として、発振波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザーエキシマレーザーや、発振波長１４６ｎｍのクリプトンダイマーレーザー（Ｋｒ２レーザー）、発振波長１２６ｎｍのアルゴンダイマーレーザー（Ａｒ２レーザー）を用いることもできる。
照明光学系ＩＬは、光源１から射出し第１ミラー２２によって導かれた光束（レーザービーム）をほぼ均一な照度分布の光束に調整して露光光ＥＬに変換するオプティカルインテグレータ（例えば、フライアイレンズやロッドレンズ等で構成される）２４と、露光光ＥＬを反射しレンズ系２６に導く第２ミラー２５と、レンズ系２６を介した露光光ＥＬを通過可能な開口を有し、マスクＭに対する露光光ＥＬの照明範囲を規定するブラインド部ＢＬと、ブラインド部ＢＬを通過した露光光ＥＬをマスクＭに導く第３ミラー２８とを備えている。そして、これら各光学素子及びブラインド部ＢＬは、密閉空間である照明系ハウジング２０の内部に所定位置関係で配置されている。この場合、ブラインド部ＢＬはマスクＭのパターン面と共役な面に配置されている。
マスク室５に設置されているマスクステージＭＳＴはマスクＭを真空吸着によって保持するマスクホルダを有している。マスクステージＭＳＴはマスクＭに形成されているパターン領域に対応した開口を備えており、ボイスコイルモータなどの駆動機構によりＸ方向、Ｙ方向、θ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微動可能となっており、これによって、パターン領域の中心が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るようにマスクＭの位置決めをする。また、マスク室５の天井部には、照明系ハウジング２０の内部空間とマスク室５の内部空間とを分離するように透過窓５６が配置されており、照明光学系ＩＬからの露光光ＥＬは透過窓５６を介してマスクＭを照明する。
投影光学系ＰＬは、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンをウエハＷに露光するものであって、複数の光学素子から構成され、鏡筒（投影系ハウジング）３０内部に支持されている。
ウエハ室６に設置されているウエハステージＷＳＴはウエハＷを真空吸着によって保持するマスクホルダＷＨを有している。ウエハステージＷＳＴは第１の水平方向（Ｘ方向）に移動可能なＸステージと、第１の水平方向とは異なる方向（Ｙ方向）に移動可能なＹステージと、垂直方向（Ｚ方向）に移動可能なＺステージとを有している。更に、ウエハステージＷＳＴは支持したウエハＷの傾斜方向における位置調整（レベリング調整）も可能となっている。そして、ウエハＷを保持するウエハホルダＷＨの位置はレーザ干渉計６５によって検出される。レーザ干渉計６５の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計６５の検出結果に基づいてウエハステージＷＳＴを駆動し、ウエハＷの位置制御を行う。ここで、レーザ干渉計６５はウエハ室６の外部に配置されており、レーザ干渉計６５の検出光はウエハ室６の一部に設けられた光透過窓６３を介してウエハホルダＷＨに設置されている移動鏡６４を照射する。
そして、マスク室５と照明系ハウジング２０と鏡筒３０とウエハ室６とは隙間なく接合されており、これら各室内に形成された内部空間（密閉空間）は外部とのガスの出入りを遮断され、光源１から射出しウエハＷに照射される露光光ＥＬの光路空間ＬＳとなっている。本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭとウエハＷとを静止した状態でマスクＭのパターンをウエハＷに露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置である。
ウエハ室６にはウエハガス置換室１０が隣接して設けられている。このウエハガス置換室１０は、露光光ＥＬの光路空間ＬＳとは独立した異なる密閉空間を有しており、ウエハ室６と隙間無く接合されている。ウエハガス置換室１０とウエハ室６との間には開口部６４が形成されており、ウエハ室６とウエハガス置換室１０とは開口部６４を介して連通している。一方、ウエハガス置換室１０のうち、ウエハ室６に接する側と反対側（＋Ｘ側）の側壁には開口部１０４が形成されている。そして、ウエハ室６とウエハガス置換室１０との間の開口部６４には開閉扉６５が設けられ、ウエハガス置換室１０の開口部１０４には開閉扉１０５が設けられている。開閉扉６５及び開閉扉１０５は制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいて開閉し、開閉扉６５が閉じることによってウエハ室６は密閉され、開閉扉６５及び開閉扉１０５が閉じることによってウエハガス置換室１０が密閉される。
ウエハガス置換室１０の内部には、開口部１０４を介してウエハ室６に対してウエハＷを搬送するウエハローダ１１１が配置されている。また、開閉扉１０５の外部には、開口部１０４を介してウエハガス置換室１０に対してウエハＷを搬送するウエハ搬送機構１１２が設けられている。ウエハローダ１１１及びウエハ搬送機構１１２は制御装置ＣＯＮＴに接続しており、制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいて動作する。
マスク室５の＋Ｘ側にはローダ室１２０が隣接して設けられており、ローダ室１２０の＋Ｘ側にはマスクガス置換室７０が隣接して設けられている。ローダ室１２０及びマスクガス置換室７０は、露光光ＥＬの光路空間ＬＳとは独立した異なる密閉空間を有しており、マスク室５とローダ室１２０とマスクガス置換室７０とはそれぞれ隙間無く接合されている。マスク室５とローダ室１２０との間には開口部５４が形成されており、マスク室５とローダ室１２０とは開口部５４を介して連通している。一方、ローダ室１２０とマスクガス置換室７０との間には開口部７１が形成されており、ローダ室１２０とマスクガス置換室７０とは開口部７１を介して連通している。更に、マスクガス置換室７０のうち、マスク室５に接する側と反対側（＋Ｘ側）の側壁には開口部７４が形成されている。そして、マスク室５とローダ室１２０との間の開口部５４には開閉扉５５が設けられ、ローダ室１２０とマスクガス置換室７０との間の開口部７１には開閉扉７２が設けられ、マスクガス置換室７０の開口部７４には開閉扉７５が設けられている。開閉扉５５及び開閉扉７２及び開閉扉７５のそれぞれは制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいて開閉し、開閉扉５５が閉じることによってマスク室５は密閉され、開閉扉５５及び開閉扉７２が閉じることによってローダ室１２０が密閉され、開閉扉７２及び開閉扉７５が閉じることによってマスクガス置換室７０が密閉される。
露光処理に用いられるマスクＭはマスクライブラリＭＬに収容されている。マスクライブラリＭＬはマスクガス置換室７０の開閉扉７５と対向する位置に設置されており、複数の棚を有している。マスクＭはマスクケース１０３に収納された状態でマスクライブラリＭＬの棚に保管されている。
マスクガス置換室７０とマスクライブラリＭＬとの間には、マスクライブラリＭＬとマスクガス置換室７０との間でマスクＭを搬送するマスク搬送機構１０２が設けられている。マスク搬送機構１０２はＸ方向及びＺ方向に移動可能であり、マスクライブラリＭＬの複数の棚にそれぞれ配置されているマスクケース１０３のうち予め指定されたマスクケース１０３にアクセス可能となっているとともに、後述するマスクガス置換室７０内のマスク搬送装置８６に対してマスクＭを受け渡し可能となっている。そして、マスク搬送機構１０２は指定されたマスクケース１０３に進入することによって所望のマスクＭを取り出し可能であるとともに、マスクケース１０３に戻されるべきマスクＭを指定されたマスクケース１０３に収納可能となっている。
マスクローダ１０１はローダ室１２０内部に設けられ、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能となっており、露光装置ＥＸのマスクステージＭＳＴに対してマスクＭを搬送可能となっている。更に、マスクローダ１０１はマスクガス置換室７０内のマスク搬送装置８６に対してマスクＭを受け渡し可能となっている。
マスクローダ１０１及びマスク搬送機構１０２及びマスク搬送装置８６は、真空吸着穴を有するアーム部をそれぞれを備えており、連結された不図示の真空ポンプのＯＮ・ＯＦＦによってマスクＭの保持・解除を行うようになっており、制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいて動作する。
ところで、真空紫外域の波長の光を露光光ＥＬとする場合には、その光路空間ＬＳから酸素、水蒸気、炭化水素系のガス等の、かかる波長帯域の光に対し強い吸収特性を有するガス（以下、「吸光物質」と称する）の濃度を低減する必要がある。このため、光路空間ＬＳは、不図示の光路空間用のガス置換装置により、必要に応じて内部に存在する吸光物質の濃度を低減する作業が施される。このとき、光路空間ＬＳは真空紫外域の光に対する吸収性の少ない特性を有する窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン等のガス、またはそれらの混合ガス（以下、「低吸光物質」あるいは「特定ガス」と称する）で満たされる。すなわち、光路空間ＬＳに存在する吸光物質は特定ガスに置換されることによって低減される。この光路空間ＬＳ内を特定ガスに置換するためのガス置換装置（不図示）は、光路空間ＬＳを構成する各室内のガスを排気する排気装置と、各室内に特定ガスを給気する給気装置とを備えている。また、ローダ室１２０やウエハガス置換室１０、マスクガス置換室７０内部も特定ガスに置換されるようになっている。そして、前記ガス置換装置を構成する排気装置及び給気装置の給気量及び排気量は制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいて調整される。
なお、光路空間ＬＳ内の吸光物質を低減する方法としては、上述した光路空間ＬＳ内のガスを特定ガスで置換する他に、排気減圧によっても実現することができ、ガス置換と同様の効果が得られる。なお、光路空間ＬＳを構成する各室内に圧力センサを配置し、圧力センサで計測される圧力値に基づいて、排気装置によるガス排気量と給気装置によるガス供給量とを調整するように構成してもよい。
次に、図２及び図３を参照しながら本発明の特徴的な部分であるマスク及びマスク保護装置について説明する。図２Ａはマスク保護装置を備えたマスクの平面図、図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ矢視図、図３は図２の斜視図である。
図２及び図３に示すように、マスクＭは平板状であり、一方の面に所定のパターンＰＡを備えている。更に、マスクＭは、マスクＭのパターンＰＡが形成された面を保護するペリクル（保護部材）ＰＥと、ペリクルＰＥをマスクＭに対して所定間隔離して保持するペリクル枠（枠部材、第１枠部材）ＰＦ１とを備えている。ペリクル枠ＰＦ１は平面視矩形状に形成された金属製部材であり、一方の端部Ｃ１がマスクＭのパターンＰＡが形成されている面に取り付けられている。ペリクルＰＥは、ニトロセルロースあるいはフッ素系樹脂等を主成分とする厚さが１〜２μｍ程度の透明な薄膜であり、ペリクル枠ＰＦ１の他方の端部Ｃ２に隙間無く取り付けられている。そして、マスクＭとペリクルＰＥとペリクル枠ＰＦ１との間には第１空間Ｓ１が形成されている。
なお、ペリクルＰＥとしては、マスクＭ及びレンズ系と同材質の蛍石、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム等の結晶材料、石英ガラス（フッ素が均一にドープされた石英等）からなる１００〜８００μｍ程度の厚さを有する薄板状の光学部材で形成してもよい。。これらは波長１２０ｎｍ〜１８０ｎｍの真空紫外線光の露光光ＥＬを良好に透過する。
マスクＭのペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２には、この端部Ｃ２と接続可能な端部Ｃ３を有する空間形成部材２００が接続されるようになっている。空間形成部材２００は、ペリクル枠ＰＦ１の他方の端部Ｃ２に対して接続可能な一端部Ｃ３を有する第２枠部材ＰＦ２と、第２枠部材ＰＦ２の他端部Ｃ４に装着される板状部材Ｂとを有している。第２枠部材ＰＦ２はペリクル枠ＰＦ１と同形状であり、第２枠部材ＰＦ２の他端部Ｃ４と板状部材Ｂとは隙間無く接合されて一体となっている。第２枠部材ＰＦ２は、ペリクル枠ＰＦ１と同じ金属製であり、板状部材Ｂは金属、合成樹脂、ガラスなどガスを通しにくい材質（ガスの単位時間当たりの通過量が所定値以下の材質）によって構成されている。なお、第２枠部材ＰＦ２はペリクル枠ＰＦ１と異なる金属、あるいは所定の強度を有する合成樹脂製でもよい。また、第２枠部材ＰＦ２と板状部材Ｂとは同じ材質でもよいし、異なる材質でもよい。更に、第２枠部材ＰＦ２と板状部材Ｂとは一体成形されていてもよい。
そして、第２枠部材ＰＦ２と板状部材Ｂとからなる空間形成部材２００の端部Ｃ３がペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２に対する接続部となっており、図３に示すように、空間形成部材２００はペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２に対して接続・離間可能となっている。そして、空間形成部材２００の端部（接続部）Ｃ３がペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２に接続することによって、ペリクルＰＥと板状部材Ｂと第２枠部材ＰＦ２との間には第２空間Ｓ２が形成される。すなわち、空間形成部材２００はペリクル枠ＰＦ１と接続することにより、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで反対側に第２空間Ｓ２を形成する。ここで、空間形成部材２００とペリクルＰＥとの間に形成される第２空間Ｓ２の体積と、第１空間Ｓ１の体積とはほぼ同じである。
空間形成部材２００の端部Ｃ３は平坦に形成され、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２も平坦に形成されている。したがって、空間形成部材２００とペリクル枠ＰＦ１とを接続した際、端部Ｃ２と端部Ｃ３とは密着する。ここで、ペリクルＰＥがペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２全面に貼付されている場合には、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２と空間形成部材２００の端部Ｃ３とはペリクルＰＥを介して接続し、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２の外縁部分がペリクルＰＥに貼られないで露出している場合には、端部Ｃ２の露出部分と空間形成部材２００の端部Ｃ３とが密着する。なお、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２全面にペリクルＰＥが貼付されている場合、空間形成部材２００の端部Ｃ３がペリクルＰＥに直接接触して、ペリクルＰＥを破損する恐れがあるので、空間形成部材２００の端部Ｃ３が接触するペリクルＰＥの表面に保護膜（破損防止部材）を形成することが望ましい。この保護膜としては、アルミなどの金属を蒸着した金属膜や、耐損傷性をもつシート部材や、弾性部材などを用いることが望ましい。また、空間形成部材２００の端部Ｃ３全面にペリクルＰＥと同じフィルム状部材を貼付しておいてもよい。
そして、ペリクルＰＥと、一方の端部Ｃ２にペリクルＰＥが取り付けられたペリクル枠ＰＦ１と、ペリクル枠ＰＦ１の一方の端部Ｃ２に接続される接続部が一端部Ｃ３に形成された第２枠部材ＰＦ２と、第２枠部材ＰＦ２の他端部Ｃ４に装着され、ペリクルＰＥと第２枠部材ＰＦ２との間で第２空間Ｓ１を形成する板状部材Ｂとによってマスク保護装置２５０が構成されている。
ペリクル枠ＰＦ１には、第１空間Ｓ１内部と外部との連通する第１開口部ｈ１が複数形成されている。本実施形態において、第１開口部ｈ１はペリクル枠ＰＦ１の中央を挟んで対向する位置に１対形成されている。第１開口部ｈ１は、気圧の変化に伴うペリクルＰＥの破損を防止するためのものであって、例えば、航空機による輸送や天候の変化等によって気圧が低下し第１空間Ｓ１内部のガスが膨張した際に、第１空間Ｓ１の密閉性を低下させることによってペリクルＰＥの破損を防止する。また、第１開口部ｈ１のそれぞれには不図示のパーティクルフィルタが設けられている。パーティクルフィルタによって第１空間Ｓ１へのパーティクル（異物）の侵入が防止される。なお、本実施形態において、ペリクル枠ＰＦには第１開口部ｈ１が互いに対向する位置に１対設けられているが、その設置個数や設置位置は任意に設定可能である。
一方、空間形成部材２００のうち第２枠部材ＰＦ２にも、第２空間Ｓ２内部と外部とを連通する第２開口部ｈ２が複数形成されている。第２開口部ｈ２は、ペリクル枠ＰＦ１の第１開口部ｈ１と同じ形状及び大きさに設定されており、その設置数及び設置位置も同じに設定されている。すなわち、第２開口部ｈ２も、第２枠部材ＰＦ２の中央を挟んで対向する位置に１対形成されている。
また、第２開口部ｈ２にも不図示のパーティクルフィルタが設けられている。第２開口部ｈ２に設置されたパーティクルフィルタは第１開口部ｈ１に設置されたパーティクルフィルタと同一のものである。ペリクル枠ＰＦ１に形成する第１開口部ｈ１と、このペリクル枠ＰＦ１と同じ形状である第２枠部材ＰＦ２に形成する第２開口部ｈ２との形状や大きさ、設置数や設置位置を等しくし、同一のパーティクルフィルタを用いることによって、第１開口部ｈ１を介した第１空間Ｓ１に対する単位時間当たりのガスの流量と、第２開口部ｈ２を介した第２空間Ｓ２に対する単位時間当たりのガスの流量とは等しくなる。
なお、第１開口部ｈ１と第２開口部ｈ２とのそれぞれに設置するパーティクルフィルタのそれぞれは異なる材質・構造でもよく、第１開口部ｈ１と第２開口部ｈ２とのそれぞれを通過する単位時間当たりのガス流量が等しくなればよい。
例えば、第１開口部ｈ１と第２開口部ｈ２とのそれぞれを通過する単位時間当たりのガス流量を等しくする構成として、上述したように第１開口部ｈ１にパーティクルフィルタを取り付けた場合、第２開口部ｈ２にはパーティクルフィルタを取り付けずに、第２開口部ｈ２の開口の大きさを第１開口部ｈ１より小さく形成すればよい。
マスクＭは、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２に空間形成部材２００を接続した状態でマスクライブラリＭＬに収容されている。このとき、マスクＭは空間形成部材２００の端部Ｃ３にペリクル枠ＰＦ１を介して載置された状態で保持されている。本実施形態では、空間形成部材２００にペリクル枠ＰＦ１を介してマスクＭが単に載置された状態を説明したが、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とは、端部Ｃ２と端部Ｃ３とを粘着テープあるいは後述の図９のように機械的なクランプ方法によって接合されている。
次に、本発明の特徴的な部分である、マスクＭとペリクルＰＥとペリクル枠ＰＦとの間に形成された第１空間Ｓ１を露光光ＥＬに対する吸収が少ない特性を有する特定ガス（所定ガス）に置換するガス置換装置ＣＨについて図４及び図５を参照しながら説明する。ここで、本実施形態において、ガス置換装置ＣＨは図１で説明したマスクガス置換室７０を含むものであって、図４はマスクガス置換室７０に備えられたガス置換装置ＣＨの概略斜視図であり、図５は概略構成図である。
図４に示すように、マスクＭの第１空間Ｓ１を特定ガスに置換するガス置換装置ＣＨは、空間形成部材２００が接続された状態のマスクＭを収容する前記マスクガス置換室７０と、マスクガス置換室７０内部のガスを特定ガス（所定ガス）に置換する置換室用ガス置換機構３００とを備えている。なお、本実施形態における特定ガスとは、前述したように、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン等のガス、またはそれらの混合ガスである。
置換室用ガス置換機構３００は、特定ガスをマスクガス置換室７０に供給可能なボンベなどの特定ガス供給装置３０１と、マスクガス置換室７０内部のガスを排気可能な真空ポンプからなるガス排出装置３０６と、特定ガス供給装置３０１に対して流路３０４を介して接続されているとともに、真空ポンプ３０６に対して流路３０５を介して接続されている３方向バルブ３０３と、一端をマスクガス置換室７０内部に接続し他端を３方向バルブ３０３に接続した流路３０２と、流路３０２の途中に設けられ、この流路３０２のガスの流通を停止可能な停止弁３０７とを備えている。流路３０２，３０４，３０５はガス配管である。３方向バルブ３０３は、流路３０２と特定ガス供給装置３０１又は真空ポンプ３０６のいずれか一方とを選択的に接続する。そして、３方向バルブ３０３によって、特定ガス供給装置３０１と流路３０２とを接続することにより、特定ガス供給装置３０１からマスクガス置換室７０に対して特定ガスが供給可能となっており、真空ポンプ３０６と流路３０２とを接続することにより、マスクガス置換室７０内部のガスを排出可能となっている。
図１及び図５に示すように、マスクガス置換室７０内部には、空間形成部材２００が接続されているマスクＭを支持可能であるとともに支持したマスクＭを搬送可能な搬送装置８６が設けられている。この搬送装置８６は、マスクＭの下方に接続されている空間形成部材２００の下部を支持可能となっており、マスクＭを空間形成部材２００を介して支持する。搬送装置８６の支持機構とは３点支持又は真空吸着の少なくても一方で構成される。また、マスクガス置換室７０のうち、搬送装置８６に支持されたマスクＭの上方には、搬送装置８６に支持されているマスクＭを上方から所定の力で押圧可能な押圧装置８７が設けられている。搬送装置８６に空間形成部材２００を介して支持されているマスクＭを押圧装置８７が押圧することにより、マスクＭのペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２と空間形成部材２００の端部（接続部）Ｃ３とは確実に密着する。なお、押圧装置８７を下降させてマスクＭを押圧しているが、搬送装置８６に昇降機構を設け、搬送装置８６を介して、マスクＭを押圧装置８７に押圧する構成であってもよい。ここで、押圧装置８７は、マスクＭの上面（パターンＰＡが形成されていない側の面）のうち、ペリクル枠ＰＦが取り付けられている位置に対応する部分を押圧する。こうすることにより、マスクＭは押圧装置８７によって押圧された際、大きく反ったりしない。
次に、上述した構成を備えるガス置換装置ＣＨ及び露光装置ＥＸを用いて、マスクＭの第１空間Ｓ１を特定ガスに置換するとともに、マスクＭのパターンＰＡでウエハＷを露光する露光方法について説明する。
ここで、本実施形態における露光方法は、露光工程に先立ち、露光空間ＬＳ内部の吸光物質をガス置換装置（不図示）により低減する工程と、マスクライブラリＭＬからガス置換装置ＣＨのマスクガス置換室７０にマスクＭを搬送する工程と、マスクＭとペリクルＰＥとペリクル枠ＰＦ１との間の第１空間Ｓ１を特定ガスに置換する工程と、マスクガス置換室７０からマスク室５にマスクＭを搬送する工程と、マスクＭのパターンをウエハステージＷＳＴに支持されているウエハに露光する露光工程と、露光工程を終えたマスクＭ又はウエハＷを露光装置ＥＸ外部に搬送する工程とを有している。
まず、制御装置ＣＯＮＴは、前記不図示のガス置換装置のうち、各室内のガスを排気する排気装置と各室内に特定ガスを給気する給気装置とを用いて、各室内のガスを排気しながら各室内に対してガスを給気し、光路空間ＬＳ内の吸光物質を低減する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、ガス置換装置を用いて、照明系ハウジング２０、マスク室５、鏡筒（投影系ハウジング）３０、ウエハ室６、及びローダ室１２０、ウエハガス置換室１０のそれぞれの内部の吸光物質を低減する。
次に、マスクＭが露光装置ＥＸに搬入される際の動作について説明する。
まず、制御装置ＣＯＮＴは、マスクケース１０３に収納されマスクライブラリＭＬに保管されているマスクＭを、マスク搬送機構１０２によってマスクケース１０３から取り出す。マスク搬送機構１０２は、制御装置ＣＯＮＴの指示に基づき、マスクＭをガス置換装置ＣＨに搬送する。このとき、マスク搬送機構１０２は、マスクＭの下方に接続されている空間形成部材２００の下部を支持し（真空吸着）、搬送する。制御装置ＣＯＮＴは、マスクＭを保持するマスク搬送機構１０２がガス置換装置ＣＨのガス置換室７０に所定距離内に近づいた時点で開閉扉７５を開放する。このとき、露光装置ＥＸ側に設けられている開口部７１は開閉扉７２によって閉鎖されている。
次に、マスク搬送機構１０２は、保持しているマスクＭを開口部７４を介してマスクガス置換室７０内の搬送装置８６に渡す。ここで、マスク搬送機構１０２がマスクＭを搬送装置８６に渡すためにマスクガス置換室７０内部に移動するに際し、開閉扉７５が開放されて外気がマスクガス置換室７０内に流入するが、露光装置ＥＸ側に面している開閉扉７２は閉鎖されているので、外気中の酸素等の吸光物質が露光装置ＥＸ（光路空間ＬＳ）内に混入することはない。
マスクＭが搬送装置８６に渡された後、制御装置ＣＯＮＴはマスク搬送機構１０２を開口部７４を介してマスクガス置換室７０の外部に退避させ、開閉扉７５を閉じる。開閉扉７５を閉じることにより、マスクガス置換室７０は密閉された空間となる。すなわち、ペリクルＰＥを装着したマスクＭは、密閉室に収容される状態となる。ペリクルＰＥとペリクル枠ＰＦ１との間に第１空間Ｓ１が形成されているマスクＭは、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで反対側に第２空間Ｓ２を形成する空間形成部材２００を配置した状態で、密閉室であるマスクガス置換室７０に収容された状態となる。
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、搬送装置８６に支持されているマスクＭを押圧装置８７で上方から押圧し、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２と空間形成部材２００の端部Ｃ３とを密着させ、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００との接続を安定させる。
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ガス置換装置ＣＨによってマスクガス置換室７０内部のガスを特定ガスに置換する。
具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、まず、ガス置換装置ＣＨの置換室用ガス置換機構３００のうち、３方向バルブ３０３を制御してマスクガス置換室７と真空ポンプ３０６とを接続し、真空ポンプ３０６によってマスクガス置換室７０内部のガスを外部へ排気する。マスクガス置換室７０内部のガスが排気され、マスクガス置換室７０内部の圧力が低下することによって、第１空間Ｓ１のガスはペリクル枠ＰＦ１に形成されている第１開口部ｈ１を介して外部に排出される。このとき、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで反対側に形成されている第２空間Ｓ２のガスも空間形成部材２００に形成されている第２開口部ｈ２を介して外部に排出される。第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とのそれぞれのガスは第１開口部ｈ１と第２開口部ｈ２とのそれぞれを介して同時に同じ速度で排出されるので、第１空間Ｓ１の圧力と第２空間Ｓ２の圧力とはほぼ同じ圧力に調整された状態で、第１空間Ｓ１のガスが第１開口部ｈ１を介して排出されることになる。
真空ポンプ３０６によるマスクガス置換室７０内部のガスの排出動作を所定時間、あるいはマスクガス置換室７０の圧力が所定値以下になるまで、あるいはガス置換室７０内部の吸収物質の濃度が所定値以下になるまで行ったら、制御装置ＣＯＮＴは、ガス置換装置ＣＨの置換室用ガス置換機構３００のうち、３方向バルブ３０３を制御してマスクガス置換室７と特定ガス供給装置３０１とを接続し、特定ガス供給装置３０１によってマスクガス置換室７０内部に対して特定ガスを供給し、マスクガス置換室７０を特定ガスに置換する。マスクガス置換室７０内部に対して特定ガスが供給され、マスクガス置換室７０内部の圧力が上昇することによって、特定ガスが第１開口部ｈ１を介して第１空間Ｓ１に供給される。このとき、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで反対側に形成されている第２空間Ｓ２に対しても第２開口部ｈ２を介して特定ガスが供給される。第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とのそれぞれは第１開口部ｈ１と第２開口部ｈ２とのそれぞれを介して特定ガスを同時に同じ速度で供給されるので、第１空間Ｓ１の圧力と第２空間Ｓ２の圧力とはほぼ同じ圧力に調整された状態で特定ガスが第１空間Ｓ１に対して第１開口部ｈ１を介して供給され、第１空間Ｓ１は特定ガスで満たされることになる。
ここで、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで反対側に第２空間Ｓ２を形成しない場合、排気に伴うマスクガス置換室７０内部の圧力低下、あるいは特定ガスの供給に伴うマスクガス置換室７０内部の圧力上昇によって、ペリクルＰＥはマスクＭと反対側に膨むように変形したりマスクＭに向かって凹むように変形して破損する恐れがある。なぜなら、第１開口部ｈ１にはパーティクルフィルタが設けられており、第１開口部ｈ１を介した第１空間Ｓ１に対する単位時間当たりのガスの流量は少ない状態なので、ガスの給排気によって第１空間Ｓ１内部と外部との圧力差が大きくなるからである。しかしながら、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで空間形成部材２００を用いて第２空間Ｓ２を形成し、この空間形成部材２００に第１開口部ｈ１と同等の第２開口部ｈ２を設けておくことにより、第２空間Ｓ２の圧力を第１空間Ｓ１の圧力とほぼ同じ圧力に調整しつつ第１開口部ｈ１を介して第１空間Ｓ１を特定ガスに置換できるので、ガス置換を行っている際、ペリクルＰＥの変形は抑えられる。
なお、真空ポンプ３０６でマスクガス置換室７０内部のガスを排気する際には、マスクガス置換室７０、ひいては第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２の圧力が１×１０−１Ｐａ以下になるまで排気動作を行うことが好ましい。こうすることにより、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２の酸素濃度は、例えば０．２ｐｐｍ以下程度に十分に低減される。そして、酸素濃度を十分に低減した状態で特定ガスを供給することにより、第１空間Ｓ１のガスを特定ガスに効率良く置換できる。更に、上記ガス排気動作と特定ガス供給動作とを複数回繰り返すことによっても、第１空間Ｓ１のガスを特定ガスに効率良く置換できる。
マスクＭの第１空間Ｓ１のガスが特定ガスに置換されたら、制御装置ＣＯＮＴは押圧装置８７によるマスクＭに対する押圧を解除する。そして、制御装置ＣＯＮＴは、第１空間Ｓ１に特定ガスが満たされているマスクＭを搬送装置８６によってマスクガス置換室７０の露光装置ＥＸ側に設けられている開口部７１に向けて搬送し、開口部７１に対して所定距離内に近づいた時点で開閉扉７２を開放する。制御装置ＣＯＮＴは、ローダ室１２０に設けられているマスクローダ１０１をマスクガス置換室７０内部に移動させ、搬送装置８６上のマスクＭをマスクローダ１０１で保持する。マスクローダ１０１はマスクＭの下面（パターンＰＡが形成されている側の面）のうち、ペリクル枠ＰＦ１が取り付けられている位置の外側を保持し、一旦、マスクＭを上昇（搬送装置８６の上方にマスクＭを移動）させてから、マスクＭを水平方向（搬送方向）に移動させて、ローダ室１２０側に搬送する。このとき、マスクＭのペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００との接続は解除され、マスクＭはペリクル枠ＰＦ１及びペリクルＰＥのみを装着した状態でマスクローダ１０１に保持される。なお、このとき、ローダ室１２０は特定ガスで満たされているので、マスクＭの第１空間Ｓ１には吸光物質が侵入しない。なお、マスクローダ１０１にマスクＭを載置する場合には、マスクローダ１０１と搬送装置８６とを相対的に昇降させればよい。
なお、マスクガス置換室７０内において、マスクＭのペリクル枠ＰＦ１との接続を解除され搬送装置８６に支持された状態の空間形成部材２００は、搬送装置８６及びマスク搬送機構１０２によって、マスクライブラリＭＬのうちマスクＭを収容していないマスクケース１０３に戻されたり、他の空間形成部材用収容部に搬送され、保管される。また、この空間形成部材２００はマスクガス置換室７０に保管されてもよい。
マスクＭがマスクローダ１０１に渡された後、制御装置ＣＯＮＴはマスクＭを保持したマスクローダ１０１をローダ室１２０に移動し、開閉扉７２によって開口部７１を閉じる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、マスク室５側の開閉扉５５を開け、マスクローダ１０１で第１空間Ｓ１に特定ガスが満たされたマスクＭを露光装置ＥＸのマスクステージＭＳＴにロードする。マスクＭがマスクステージＭＳＴにロードされたら、マスクローダ１０１がマスクステージＭＳＴから退避した後、マスク室５の開口部５４が開閉扉５５によって閉じられる。
次に、ウエハＷを露光装置ＥＸに搬送する動作について説明する。
まず、ウエハ搬送機構１１２が制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで、ウエハＷをウエハガス置換室１０に開口部１０４を介して搬送する。ウエハＷはウエハガス置換室１０内に設けられているウエハローダ１１１に渡される。そして、ウエハＷがウエハローダ１１１に渡されたら開口部１０４が開閉扉１０５で閉じられる。このとき、ウエハガス置換室１０は特定ガスで満たされる。そして、ウエハローダ１１１はウエハＷをウエハ室６側の開口部６４を介してウエハステージＷＳＴにロードする。ウエハＷがウエハステージＷＳＴにロードされたら、ウエハローダ１１１がウエハステージＷＳＴから退避した後、ウエハ室６の開口部６４が開閉扉６５によって閉じられる。
以上のようにして、マスクＭをマスクステージＭＳＴにロードするとともに、ウエハＷをウエハステージＷＳＴにロードしたら、制御装置ＣＯＮＴは照明光学系ＩＬによりマスクＭを露光光ＥＬで照明し、ペリクル枠ＰＦ１を介してペリクルＰＥで保護されたマスクＭのパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷに対して露光処理する。
露光処理を終えたウエハＷは、ウエハアンローダ（ウエハローダ）１１１によって、ウエハステージＷＳＴからアンロードされる。ウエハＷを保持したウエハアンローダ１０１は、開閉扉１０５を介してウエハ搬送機構１１２にウエハＷを渡す。そして、ウエハＷはウエハ搬送機構１１２や他の外部搬送機構によって後の工程に搬送される。
一方、露光処理を終えたマスクＭは、マスクアンローダ（マスクローダ）１０１によって、マスクステージＭＳＴからアンロードされる。マスクＭを保持したマスクアンローダ１０１は、開口部７１を介してマスクガス置換室７０内部の搬送装置８６にマスクＭを渡す。マスクＭを保持した搬送装置８６は、開口部７４を介してマスク搬送機構１０２にこのマスクＭを渡す。そして、マスクＭはマスク搬送機構１０２によってマスクライブラリＭＬの所定のマスクケース１０３に収納される。
以上説明したように、ペリクル枠ＰＦ１に第１開口部ｈ１を形成することによって、マスクＭとペリクルＰＥとペリクル枠ＰＦ１との間に形成された第１空間Ｓ１のガスを第１開口部ｈ１を介して特定ガスに効率良く置換できる。そして、第１空間Ｓ１内部のガス置換をする際、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで反対側に第２空間Ｓ２を形成する空間形成部材２００を配置し、この第２空間Ｓ２の圧力を調整しつつ第１空間Ｓ１のガス置換を行うことにより、ペリクルＰＥにはガス置換に伴う圧力変化に基づく過剰な力が作用せず、大きく変形しない。すなわち、空間形成部材２００を配置することによって、第１空間Ｓ１の圧力を第２空間Ｓ２の圧力と同じように変化させることができる。したがって、ペリクルＰＥを破損したり劣化したり光学特性を変化したりすることなく迅速で安定したガス置換ができ、マスクのパターンは確実に保護されて精度良い露光処理ができる。
そして、本実施形態では、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで空間形成部材２００を用いて第２空間Ｓ２を形成し、この空間形成部材２００に第１開口部ｈ１と同等の給排気速度（開口部を介して流れるガスの単位時間当たりの流量）に設定されている第２開口部ｈ２を設けておくことにより、第２空間Ｓ２の圧力を第１空間Ｓ１の圧力とほぼ同じ圧力に調整しつつ第１開口部ｈ１を介して第１空間Ｓ１を所定ガスに置換できるので、簡易な構成でペリクルＰＥの変形を抑えつつガス置換ができる。
そして、本実施形態では、第１開口部ｈ１を介して、第１空間Ｓ１に対する特定ガスの供給及び第１空間Ｓ１内部のガスの排出の少なくともいずれか一方を行うガス置換部は、マスクガス置換室７０と置換室用ガス置換機構３００とによって構成され、第２空間Ｓ２の圧力を調整する圧力調整装置は、空間形成部材２００に形成され、ペリクル枠ＰＦ１の第１開口部ｈ１と同等の給排気速度（開口部を介して流れるガスの単位時間当たりの流量）に設定されている第２開口部ｈ２によって構成されている。
本実施形態に係るマスクＭは、マスクＭに備えられた所定のパターンを保護するペリクルＰＥと、一方の端部Ｃ２にペリクルＰＥが取り付けられたペリクル枠ＰＦ１と、ペリクル枠ＰＦ１の一方の端部Ｃ２に接続される接続部が一端部Ｃ３に形成された第２枠部材ＰＦ２と、第２枠部材ＰＦ２の他端部Ｃ４に装着され、ペリクルＰＥと第２枠部材ＰＦ２との間で第２空間Ｓ１を形成する板状部材Ｂとを有するマスク保護装置２５０を有しているので、第１空間Ｓ１のガス置換を行う際、第２空間Ｓ２の圧力を調整しつつ第１空間Ｓ１のガス置換を簡易な構成で容易に行うことができ、ペリクルＰＥに対してガス置換に伴う圧力変化に基づく過剰な力が作用することを防止できる。したがって、ペリクルＰＥに悪影響を与えることなく迅速で安定したガス置換ができる。そして、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とは空間形成部材２００に設けられた接続部を介して着脱自在となっているので、第１空間Ｓ１のガス置換が終了したら、マスクＭのペリクル枠ＰＦ１から空間形成部材２００を取り外してからマスクステージＭＳＴにロードすることができる。更に、空間形成部材２００とペリクル枠ＰＦ１とが接続している際、空間形成部材２００はペリクルＰＥを保護するので、マスクＭを輸送する場合などにおいて、ペリクルＰＥは空間形成部材２００の板状部材Ｂによって保護されるので、輸送中におけるペリクルＰＥの破損は確実に防止される。特に、ペリクルＰＥがガラス薄板など光を透過可能な光学素子によって構成されている場合、輸送中に破損する可能性が高くなるが、空間形成部材２００によってペリクルＰＥの破損は防止され、ひいてはマスクＭのパターンＰＡも確実に保護される。また、空間形成部材２００によってペリクルＰＥの汚染も防止されるので、ペリクルＰＥの汚染による露光光ＥＬの透過率変動に起因する露光精度の低下を回避できる。
なお、本実施形態において、マスクガス置換室７０に酸素濃度計や水分濃度計などの吸光物質検出装置を接続しておくことにより、マスクガス置換室７０の吸光物質濃度、ひいては第１空間Ｓ１の吸光物質濃度をモニターしつつ、ガス置換動作を行うことができる。
なお、本実施形態においては、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２と空間形成部材２００の端部Ｃ３とをそれぞれ平坦面とし、互いを密着させてこの接合部でのガスの出入りを遮断しているが、一方の端部Ｃ２を例えば凹凸形状とした場合でも、他方の端部Ｃ３の形状を一方の端部Ｃ２の形状に対応させ、互いに密着させることにより、接合部でのガスの出入りを遮断できる。
また、図６に示すように、空間形成部材２００の端部Ｃ３に平面視環状に溝４００を形成し、この溝４００に接続部としてのＯリング４０１を配置し、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とを接続した際の第２空間Ｓ２の密閉性を高めるようにしてもよい。この場合、用いるＯリング４０１はフッ素系樹脂を基調とした脱ガスの少ない材質によって構成されていることが好ましい。更に、図６に示したように、空間形成部材２００のうちペリクル枠ＰＦ１に接続される側の端部Ｃ３に、ペリクル枠ＰＦ１の外周を覆うような大口部４０２を形成してもよい。大口部４０２を形成することにより、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とを接続する際、大口部４０２にペリクル枠ＰＦ１を嵌合するように接続することによって、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００との位置合わせを容易に行うことができる。なお、図６では大口部４０２は空間形成部材２００側に形成されているが、ペリクル枠ＰＦ１側に形成されていても構わないし、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００との双方に形成されていても構わない。更に、Ｏリング４０１やこのＯリング４０１を配置する溝４００もペリクル枠ＰＦ１に形成されていても構わない。
上記実施形態では、マスクＭにはペリクル枠ＰＦ１が接続され、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２にペリクルＰＥが装着され、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２に対して、第２枠部材ＰＦ２と板状部材Ｂとからなる空間形成部材２００が接続される構成であるが、図７に示すように、ペリクル枠ＰＦ１と第２枠部材ＰＦ２との間にペリクルＰＥを挟んで一体構造とし、第２枠部材ＰＦ２の端部Ｃ４に対して板状部材Ｂが接続・分離する構成とすることもできる。そして、第１空間Ｓ１のガス置換を行う際には、第２枠部材ＰＦ２の端部Ｃ４に板状部材Ｂを接続して第２空間Ｓ２を形成してからガス置換を行い、露光処理する際には第２枠部材ＰＦ２から板状部材Ｂを分離してマスクステージＭＳＴにロードすればよい。この場合、板状部材Ｂが第２空間Ｓ２を形成する空間形成部材となる。更に、第１枠部材（ペリクル枠）ＰＦ１と第２枠部材ＰＦ２との間にペリクルＰＥを挟むようにせず、ペリクル枠を図中Ｚ方向に長く形成しておくとともにペリクル枠のＺ方向中間位置にペリクルＰＥを装着し、第１空間Ｓ１のガス置換をする際にはこのペリクル枠の端部Ｃ２に板状部材Ｂを接続する構成としてもよい。
また、板状部材Ｂが第２枠部材ＰＦ２に対して分離する構成とする際には、図８に示すように、板状部材Ｂのうち第２枠部材ＰＦ２の端部Ｃ４と接続される部分に平面視環状の溝４０５を形成するとともに、この溝４０５にＯリング４０６を配置し、板状部材Ｂと第２枠部材ＰＦ２とを接続した際、第２空間Ｓ２の密閉性を高めるようにしてもよい。更にこの場合も、図８に示したように、板状部材Ｂのうち第２枠部材ＰＦ２に接続される部分に、第２枠部材ＰＦ２の外周を覆うような係止部４０７を形成してもよい。係止部４０７を形成することにより、第２枠部材ＰＦ２と板状部材Ｂとを接続する際、係止部４０７に第２枠部材ＰＦ２を嵌合するように接続することによって、第２枠部材ＰＦ２と板状部材Ｂとの位置合わせを容易に行うことができる。
上記実施形態において、ペリクル枠ＰＦ１を備えたマスクＭがマスクライブラリＭＬからマスクガス置換室７０に搬送される際には、空間形成部材２００に載置された状態で搬送されるか、あるいは端部Ｃ２と端部Ｃ３とを粘着テープなどで固定した状態で搬送される構成であるが、図９に示すように、ペリクル枠ＰＦ１のうち空間形成部材２００と接続する端部Ｃ２側にフランジ部４１０を設けるとともに、空間形成部材２００のうちペリクル枠ＰＦ１と接続する端部Ｃ３側にもフランジ部４１１を設け、これらフランジ部４１０，４１１どうしをクランプ部材４１２によって固定するようにしてもよい。そして、マスクガス置換室７０において第１空間Ｓ１のガス置換が終了したら、クランプ部材４１２による固定を解除してペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００との接続を解き、ペリクル枠ＰＦ１及びペリクルＰＥを備えたマスクＭをマスクステージＭＳＴにロードすればよい。なお、この場合、マスクガス置換室７０にはクランプ部材４１２をフランジ部４１０，４１１から取り外すクランプ解除装置が設けられる。
なお、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とを接着剤で接続した際、汚染物質を含む脱ガスが発生する場合があるが、脱ガスが発生したら光オゾン洗浄してもよい。光オゾン洗浄とは、エキシマランプ等による波長２００ｎｍ以下の光を洗浄対象物に照射し、微量の酸素、オゾンと洗浄対象物に付着している有機物などの汚染物質とを反応させ、汚染物質を除去する方法である。そして、エキシマランプなどの光オゾン洗浄用光源を例えばマスクガス置換室７０に設置しておくことにより、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とを接着する接着剤から発生した汚染物質をマスクガス置換室７０において除去できる。また、板状部材Ｂを、弗化カルシウム（蛍石）や弗化バリウム、あるいは弗化リチウム、石英、フッ素をドープした石英など、波長が２００ｎｍ以下の光を透過可能な材質にし、かつその厚さを１００μｍ〜８００μｍの範囲内で形成しておくことにより、ペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とを接続した状態のままで、板状部材Ｂ側からマスクＭに対して光洗浄用光源から光を照射することにより、マスクガス置換室７０においてマスクＭを光洗浄することもできる。光洗浄する場合の照明光は、波長１７２ｎｍ、波長１９３ｎｍ、あるいは波長１９３ｎｍより長波長の紫外域の光と用いることが望ましい。
上記実施形態では、マスクＭはマスクライブラリＭＬにおいてペリクル枠ＰＦ１に空間形成部材２００が予め接続されており、マスク搬送機構１０２によって空間形成部材２００とともにマスクガス置換室７０に搬送される構成であるが、マスクライブラリＭＬにおいてマスクＭと空間形成部材２００とを接続しておかずに、図１０に示すように、マスクガス置換室７０においてマスクＭのペリクル枠ＰＦ１に空間形成部材２００を接続するようにしてもよい。図１０において、マスクガス置換室７０にはマスクＭのペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２に接続可能な接続部としての端部Ｃ３を有する空間形成部材２００が予め配置されており、空間形成部材２００はこの空間形成部材２００を昇降可能な昇降装置４５０に支持されている。また、マスクガス置換室７０内にはマスク搬送機構１０２及びマスクローダ１０１のそれぞれに対してマスクＭを受け渡し可能な搬送装置８６’が設けられている。マスクＭはペリクル枠ＰＦ１に空間形成部材２００を接続していない状態でマスクライブラリＭＬに収容されており、マスク搬送機構１０２によってマスクライブラリＭＬから搬送装置８６’に渡される。そして、マスクＭの第１空間Ｓ１をガス置換する際には、まず、マスクガス置換室７０においてマスクＭの下面のうちペリクル枠ＰＦ１が取り付けられている位置の外側を搬送装置８６’で支持する。次いで、昇降装置４５０によって空間形成部材４５０を上昇し、空間形成部材４５０の端部Ｃ３とマスクＭのペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２とを接続する。更に、マスクＭの上方から押圧装置８７でマスクＭを押圧し、端部Ｃ２と端部Ｃ３とを密着させる。そして、ペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２と空間形成部材２００の端部Ｃ３とを密着したら、置換室用ガス置換機構３００でマスクガス置換室７０のガスを特定ガスに置換することにより、第１空間Ｓ１のガスが特定ガスに置換される。ガス置換が終了したら、押圧装置８７が上昇するとともに空間形成部材２００も昇降装置４５０によって下降し、搬送装置８６’がマスクＭをマスクローダ１０１に渡す。
次に、本発明の第２実施形態について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１は本発明のガス置換装置の第２実施形態に係る斜視図、図１２は図１１の側方断面図である。ここで、以下の説明において、上述した第１実施形態と同一あるいは同等の構成部分についてはその説明を簡略もしくは省略する。
第２実施形態に係るガス置換装置ＣＨ２は、マスクＭをペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とを接続した状態で収容するマスクガス置換室７０と、第１開口部ｈ１を介して第１空間Ｓ１に特定ガスを供給可能な特定ガス供給装置（ガス置換機構）３０１Ａと、第２開口部ｈ２を介して第２空間Ｓ２に特定ガスを供給可能な特定ガス供給装置（圧力調整機構）３０１Ｂと、特定ガス供給装置３０１Ａと第１空間Ｓ１とを第１開口部ｈ１を介して接続する流路３０８Ａと、特定ガス供給装置３０１Ｂと第２空間Ｓ２とを第２開口部ｈ２を介して接続する流路３０８Ｂとを備えている。流路３０８Ａ，３０８Ｂはステンレス鋼などの不純物の発生の少ない材質からなるガス配管であり、マスクガス置換室７０の壁部には、流路３０８Ａ，３０８Ｂを挿通可能な穴が形成されている。また、図１１及び図１２には図示されていないが、マスクガス置換室７０にはこのマスクガス置換室７０のガスを特定ガスに置換する置換室用ガス置換機構３００が接続されている。
第１開口部ｈ１及び第２開口部ｈ２のそれぞれには、流路３０８Ａ及び流路３０８Ｂのそれぞれと接続可能な継手（第１連結部）３０９Ａ及び継手（第２連結部）３０９Ｂが予め取り付けられている。流路３０８Ａ，３０８Ｂは継手３０９Ａ，３０９Ｂに対して取り付け・取り外し自在となっている。また、第１，第２開口部ｈ１，ｈ２のそれぞれには、第１，第２空間Ｓ１，Ｓ２に対するパーティクルの侵入を防ぐパーティクルフィルタ３１０Ａ、３１０Ｂがそれぞれ取り付けられている。フィルタ３１０Ａ及びフィルタ３１０Ｂのそれぞれは同一の材質・構造となっている。また、ペリクル枠ＰＦ１には、継手３０９Ａが取り付けられている第１開口部ｈ１とは異なる位置に、別の第１開口部ｈ１が形成されている。同様に、空間形成部材２００には、継手３０９Ｂが取り付けられている第２開口部ｈ２とは異なる位置に別の第２開口部ｈ２が形成されている。
図１１に示すように、流路３０８Ａの途中には、第１空間Ｓ１に対する特定ガスの単位時間当たりの流量を調整するバルブなどの流量調整装置３１１Ａが設けられている。同様に、流路３０８Ｂの途中には、第２空間Ｓ１に対する特定ガスの単位時間当たりの流量を調整するバルブなどの流量調整装置３１１Ｂが設けられている。また、流路３０８Ａ、３０８Ｂの途中には、流路３０８Ａ，３０８Ｂを介して第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２の圧力を検出可能な圧力検出装置３１３が設けられている。圧力検出装置３１３の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは圧力検出装置３１３の検出結果に基づいて、流量調整装置３１１Ａ、３１１Ｂを制御する。流量調整装置３１１Ａ、３１１Ｂが圧力調整装置として機能する。また、マスクガス置換室７０には、マスクガス置換室７０内部の酸素濃度を検出可能な酸素濃度検出装置３１２と、マスクガス置換室７０内部の水分濃度を検出可能な水分濃度検出装置３１３とが接続されている。本実施形態において、第１空間Ｓ１に特定ガスが特定ガス供給装置３０１Ａを介して供給され、また、第２空間Ｓ２に対しても特定ガスが特定ガス供給装置３０１Ｂを介して供給される。しかしながら、特定ガス供給装置３０１Ａと特定ガス供給装置３０１Ｂとをそれぞれ別々に設ける必要はなく、一台の特定ガス供給装置を兼用してもよい。すなわち、特定ガス供給装置３０１Ａが特定ガス供給装置３０１Ｂを兼用してもよい。
また第２空間Ｓ２に対しても、本実施形態では第１空間Ｓ１に供給される特定ガスと同じガスを供給しているが、第１空間Ｓ１の圧力と第２空間Ｓ２の圧力とがほぼ同じになるように第２空間Ｓ２の圧力を調整できればよいので、第２空間Ｓ２に必ずしも特定ガスを供給する必要はなく、特定ガスとは異なるガス、例えば、ドライエアを供給するように構成してもよい。
次に、上述した構成を有するガス置換装置ＣＨ２によってマスクＭの第１空間Ｓ１と特定ガスに置換する方法について説明する。
まず、マスクガス置換室７０に収容されているマスクＭのうち、ペリクル枠ＰＦ１の第１開口部ｈ１に取り付けられている継手３０９Ａに流路３０８Ａが接続されるとともに、ペリクル枠ＰＦ１に接続されている空間形成部材２００の第２開口部ｈ２に取り付けられている継手３０９Ｂに流路３０９Ａが接続される。そして、制御装置ＣＯＮＴは、特定ガス供給装置３０１Ａから流路３０８Ａを介して第１空間Ｓ１に特定ガスを供給する。特定ガスが供給されることによって第１空間Ｓ１内部のガスは別の第１開口部ｈ１から排出され、第１空間Ｓ１は特定ガスに置換される。
第１空間Ｓ１に対する特定ガスの供給とともに、第２空間Ｓ２に対しても特定ガス供給装置３０１Ｂから流路３０８Ｂを介して特定ガスが供給される。ここで、制御装置ＣＯＮＴは、第２空間Ｓ２の圧力と第１空間Ｓ１の圧力とがほぼ同じ圧力になるように、第２空間Ｓ２に対する特定ガスの単位時間当たりの流量を流量調整装置３１１Ｂを用いて調整する。流量調整装置３１１Ｂによって第２空間Ｓ２に対する特定ガスの単位時間当たりの流量を調整することにより、第２空間Ｓ２内部の圧力が制御される。第２空間Ｓ２の圧力を調整するに際し、圧力検出装置３１３により流路３０８Ａを介して第１空間Ｓ１の圧力が検出される。圧力検出装置３１３の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは、第１空間Ｓ１の圧力検出結果に基づいて、第２空間Ｓ２の圧力が第１空間Ｓ１の圧力とほぼ同じ圧力になるように、流量調整装置３１１Ｂを制御する。
こうして、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２のそれぞれの圧力をほぼ同じ圧力に調整しつつ、継手３０９Ａ，３０９Ｂが取り付けられている第１，第２開口部ｈ１，ｈ２のそれぞれから第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に対して特定ガスを供給することにより、別の第１，第２開口部ｈ１，ｈ２から第１，第２空間Ｓ１，Ｓ２内部のガスが排出され、やがて第１，第２空間Ｓ１，Ｓ２は特定ガスに置換される。なお、圧力検出装置３１３は、第１空間Ｓ１の圧力だけを検出してもよい。
ここで、第１，第２空間Ｓ１，Ｓ２内部のガスは、別の第１，第２開口部ｈ１，ｈ２を介してマスクガス置換室７０内部に排出されるが、マスクガス置換室７０の内部のガスは、置換室用ガス置換機構３００の真空ポンプ３０６によってマスクガス置換室７０に排気される。
そして、マスクガス置換室７０には酸素濃度検出装置３１２及び水分濃度検出装置３１３が接続されており、これら検出装置３１２，３１３の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはこれら検出装置３１２，３１３の検出結果に基づいて、マスクガス置換室７０の酸素・水分濃度、ひいては第１空間Ｓ１の酸素・水分濃度が所定値以下（例えば数ｐｐｍ以下）になった時点で、第１空間Ｓ１が特定ガスに置換されたと判断し、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に対する特定ガスの供給を停止する。こうして、第１空間Ｓ１が特定ガスで満たされたマスクＭからは空間形成部材２００が分離され、マスクＭはマスクローダ１０１によってマスクステージＭＳＴにロードされる。
以上説明したように、第１空間Ｓ１に第１開口部ｈ１を介して特定ガスを直接供給するようにしてもよい。そして、第１空間Ｓ１の圧力を検出し、この検出結果に基づいて第２空間Ｓ２の圧力が第１空間Ｓ１の圧力と同じ圧力になるように第２空間Ｓ２に対する特定ガスの単位時間当たりの流量を調整することにより、ペリクルＰＥを大きく変形させることなく安定したガス置換ができる。
なお、本実施形態では、第１，第２開口部ｈ１，ｈ２から第１，第２空間Ｓ１，Ｓ２に対して特定ガスを供給することによって、別の第１，第２開口部ｈ１，ｈ２から空間内部のガスを排気する構成であるが、別の第１，第２開口部ｈ１，ｈ２に継手を取りつけ、この継手に真空ポンプなどのガス排出装置の流路を接続して、空間内部のガスを積極的に排出してもよい。この場合、ガス排出装置のガス排気量と、特定ガス供給装置から供給される特定ガスの供給量とが、ほぼ同じになるように調整されることによって、第１空間Ｓ１内の圧力と、第２空間Ｓ２内の圧力とをほぼ等しくすることができる。
本実施形態では、第１空間Ｓ１に対して流路３０８Ａを介して特定ガスを直接供給する構成であるため、空間形成部材２００に接続されたマスクＭを密閉室であるマスクガス置換室７０に必ずしも配置する必要はない。一方、本実施形態のように、ガス置換を密閉室内で行うことにより、酸素濃度検出装置３１２や水分濃度検出装置３１３によってガス置換の状態を検出できる。なお、酸素濃度検出装置や水分濃度検出装置を、別の第１開口部ｈ１や第２開口部ｈ２に直接接続する構成とすることもできる。
本実施形態では、流路３０８Ａ，３０８Ｂと第１，第２空間Ｓ１，Ｓ２との接続は継手３０９Ａ，３０９Ｂを介して行っているが、継手を設けずに、ガス供給装置３０１Ａ，３０１Ｂに接続された流路３０８Ａ，３０８Ｂを第１，第２開口部ｈ１，ｈ２のそれぞれに押し当てるようにして接続し、ガス置換を行ってもよい。一方、継手３０９Ａ，３０９Ｂを設けて第１，第２開口部ｈ１，ｈ２と流路３０８Ａ，３０８Ｂとのそれぞれの間からのガスのリーク量を抑えることによって、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との圧力をほぼ同じ圧力にするための圧力制御は安定される。
なお、本実施形態では、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との体積はほぼ等しく設定されており、第１開口部ｈ１及び第２開口部ｈ２の大きさや設置数、フィルタ３１０Ａ及びフィルタ３１０Ｂも同等であるので、圧力検出装置３１３によって第１空間Ｓ１の圧力検出をし、この検出結果に基づいて第２空間Ｓ２に対する特定ガスの単位時間当たりの流量調整をしなくても、流量調整装置３１１Ａ及び流量調整装置３１１Ｂを制御して第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に対する単位時間当たりのガス流量をほぼ等しくなるように設定することによって、第１空間Ｓ１の圧力と第２空間Ｓ２の圧力とをほぼ同じ圧力にした状態で、第１空間Ｓ１のガス置換を行うことができる。
本実施形態では、第１空間Ｓ１内部の圧力を検出する圧力検出装置は、流路３０８Ａの途中に設けられ、流路３０８Ａを介して第１空間Ｓ１の圧力を検出する構成であるが、例えば別の第１開口部ｈ１に圧力検出装置を直接取り付けることもできる。更に、第２空間Ｓ２の圧力調整は、圧力検出装置の検出結果に寄らず、例えば、光学式の変位量計測装置によって第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との圧力差に基づくペリクルＰＥの変位量を計測し、この計測結果によって、ペリクルＰＥの変位量が小さくなるように、第２空間Ｓ２の圧力調整をしてもよい。光学式の変位量計測装置を用いる際には、例えば空間形成部材２００の板状部材Ｂを透明基板とし、この透明基板を介してペリクルＰＥの変位量を計測すればよい。
次に、本発明の第３実施形態について図１３を参照しながら説明する。
図１３に示すように、マスクＭは、パターンＰＡを保護するペリクルＰＥと、ペリクルＰＥをマスクＭに対して所定間隔離して保持するペリクル枠ＰＦ１とを備えている。なお、図１３では、マスクＭのパターンＰＡ面が上に向けられた状態を描いている。
本実施形態の特徴的な部分は、ペリクル枠ＰＦ１に接続されている空間形成部材２００の形状である。本実施形態に係る空間形成部材２００は、図１３に示すように、中央部がペリクルＰＥから離れる方向に膨出した形状を有している。すなわち、本実施形態における第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とは異なる体積及び形状に設定されている。
空間形成部材２００のうち、図中、上面に空間形成部材２００とペリクルＰＥとの間に形成されている第２空間Ｓ２内部と外部とを連通する第２開口部ｈ２が１つ形成されている。一方、ペリクル枠ＰＦ１には第１空間Ｓ１の内部と外部とを連通する第１開口部ｈ１が２つ形成されている。すなわち、本実施形態では、第１開口部ｈ１と第２開口部ｈ２との大きさ・設置数が異なっている。
第１開口部ｈ１にはパーティクルフィルタ５０１が設けられている。一方、第２開口部ｈ１には、第１開口部ｈ１に設けられているパーティクルフィルタ５０１とは材質あるいは構造が異なる別のパーティクルフィルタ５０２が設けられている。パーティクルフィルタ５０１，５０２の材質・構造は、２つの第１開口部ｈ１を介して流れるガスの単位時間当たりの総流量と、１つの第２開口部ｈ２を介して流れるガスの単位時間当たりの総流量とが等しくなるように設定されている。
第１空間Ｓ１のガスを特定ガスに置換するには、マスクＭのペリクル枠ＰＦ１と空間形成部材２００とを接続した状態でマスクガス置換室７０に設置し、第１実施形態同様、置換室用ガス置換機構３００によってガス置換する。このとき、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との体積や形状が異なっていても、フィルタ５０１，５０２のそれぞれの材質・構造を調整し、第１開口部ｈ１を介して流れるガスの単位時間当たりの総流量と、第２開口部ｈ２を介して流れるガスの単位時間当たりの総流量とをほぼ等しくすることによって、第１空間Ｓ１の圧力と第２空間Ｓ２の圧力とをほぼ同じ圧力にした状態で第１空間Ｓ１のガス置換ができる。
次に、本発明の第４実施形態について図１４を参照しながら説明する。
図１４に示すガス置換装置ＣＨ３は、ペリクル枠ＰＦ１を介してペリクルＰＥが装着されているマスクＭを収容する密閉室であるマスクガス置換室７０と、マスクガス置換室７０に配置されたマスクＭのペリクル枠ＰＦ１の端部Ｃ２に接続され、第１空間Ｓ１に対してペリクルＰＥを挟んで反対側に第２空間Ｓ２を形成する圧力調整室６００と、圧力調整室６００に設置され、第２空間Ｓ２の圧力を検出する圧力センサ６０１と、圧力調整室６００に設置され、ペリクルＰＥの変位量を計測可能な光学式の変位量計測装置６０２と、ペリクル枠ＰＦ１に設置され、第１開口部ｈ１を介して第１空間Ｓ１の圧力を検出する圧力検出装置６０４と、第２空間Ｓ２に対して特定ガスを供給可能であるとともに第２空間Ｓ２のガスを排出可能であり、第２空間Ｓ２の圧力を調整可能な圧力調整装置６０５とを備えている。
圧力調整装置６０５は、特定ガスを第２空間Ｓ２に供給可能な特定ガス供給装置６０６と、第２空間Ｓ２内部のガスを排気可能な真空ポンプからなるガス排出装置６０７と、特定ガス供給装置６０６に対して流路６０８を介して接続されているとともに、真空ポンプ６０７に対して流路６０９を介して接続されている３方向バルブ６１０と、一端を第２空間Ｓ２内部に接続し他端を３方向バルブ６１０に接続した流路６１１と、流路６０８の途中に設けられ、この流路６０８のガスの単位時間当たりの流量を調整可能なバルブからなる流量調整装置６１２とを備えている。流路６０８，６０９，６１１はガス配管であり、流路６１１と圧力調節室６００とは継手６１３を介して接続されている。３方向バルブ６１０は、流路６１１と特定ガス供給装置６０６又は真空ポンプ６０７のいずれか一方とを選択的に接続する。そして、３方向バルブ６１０によって、特定ガス供給装置６０６と流路６１１とを接続することにより、特定ガス供給装置６０６から第２空間Ｓ２に対して特定ガスが供給可能となっており、真空ポンプ６０７と流路６１１とを接続することにより、第２空間Ｓ２内部のガスを排出可能となっている。
また、マスクガス置換室７０には、第１実施形態で説明した、マスクガス置換室７０に対して特定ガスを供給可能であるとともに、マスクガス置換室７０のガスを排出可能であり、マスクガス置換室７０内部のガスを特定ガスに置換する置換室用ガス置換機構３００が接続されている。
次に、上述した構成を有するガス置換装置ＣＨ３によって第１空間Ｓ１のガスを特定ガスに置換する方法について説明する。
まず、マスクガス置換室７０にマスクＭが搬送され、マスクＭのペリクル枠ＰＦ１に対して圧力調節室６００が接続される。次に、マスクガス置換室７０内部のガスが置換室用ガス置換機構３００によって外部に排出される。このとき、第１空間Ｓ１のガスは第１開口部ｈ１に設けられているパーティクルフィルタ６２０を介して外部に排出され、第１空間Ｓ１の圧力は低下する。第１空間Ｓ１の圧力変化は圧力検出装置６０４によって検出され、この圧力検出装置６０４の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは圧力検出装置６０４の検出結果に基づいて、３方向バルブ６１０を制御し、真空ポンプ６０７と流路６１１とを接続する。真空ポンプ６０７と流路６１１とが接続することにより、第２空間Ｓ２のガスは外部に排出され、第２空間Ｓ２の圧力は低下する。第２空間Ｓ２の圧力は圧力センサ６０１によって検出されており、圧力センサ６０１の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、第２空間Ｓ２の圧力と第１空間Ｓ１の圧力とがほぼ同じ圧力になるように、真空ポンプ６０７の出力を調整する。
第１空間Ｓ１の圧力が十分に低下した時点で、マスクガス置換室７０に置換室用ガス置換機構３００より特定ガスを供給する。すると、第１開口部ｈ１を介して第１空間Ｓ１に特定ガスが供給され、第１空間Ｓ１の圧力は徐々に上昇する。第１空間Ｓ１の圧力変化は圧力検出装置６０４によって検出され、この圧力検出装置６０４の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは圧力検出装置６０４の検出結果に基づいて、３方向バルブ６１０を制御し、特定ガス供給装置６０６と流路６１１とを接続する。特定ガス供給装置６０６と流路６１１とが接続することにより、第２空間Ｓ２には特定ガスが供給され、第２空間Ｓ２の圧力は上昇する。第２空間Ｓ２の圧力は圧力センサ６０１によって検出されており、圧力センサ６０１の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、第２空間Ｓ２の圧力と第１空間Ｓ１の圧力とがほぼ同じ圧力になるように、流量調整装置６１２を制御し、第２空間Ｓ２に対する特定ガスの単位時間当たりの流量を調整する。そして、第１空間Ｓ１の圧力が外部の圧力（通常１気圧）と等しくなった時点で圧力調整室６００とペリクル枠ＰＦ１との接続を解除し、マスクＭを露光装置ＥＸのマスクステージＭＳＴに搬送する。
以上説明したように、第１空間Ｓ１をガス置換する際には、マスクガス置換室７０をガス置換することによってガス置換を行い、第２空間Ｓ２をガス置換するには、第２空間Ｓ２に特定ガス供給装置から特定ガスを直接供給する構成とすることができる。なお、第４、第５実施形態では、説明の都合上、マスクに形成されたパターン面が紙面上方を向いているが、第１〜第３実施形態と同様に、マスクに形成されたパターン面が紙面下方に向けられたものである。
次に、本発明の第５実施形態について図１５及び図１６を参照しながら説明する。
図１５に示すように、ガス置換装置ＣＨ４は、密閉室であるマスクガス置換室７０を有しており、マスクガス置換室７０にはローダ室１２０が接続している。そして、ローダ室１２０には露光装置ＥＸのうちマスク室５が接続している。マスクガス置換室７０のマスク室５と反対側にはマスクライブラリＭＬが設けられている。
図１６はマスクガス置換室７０の拡大斜視図である。図１６に示すように、マスクガス置換室７０には、マスクガス置換室７０内部のガスを特定ガスに置換する置換室用ガス置換機構３００が接続されている。置換室用ガス置換機構３００は、第１実施形態において説明したように、マスクガス置換室７０に特定ガスを供給可能な特定ガス供給装置３０１と、マスクガス置換室７０内部のガスを排出可能な真空ポンプ３０６と、マスクガス置換室３０２に接続している流路３０２と、特定ガス供給装置３０１及び真空ポンプ３０６及び流路３０２に接続している３方向バルブ３０３とを備えている。
マスクガス置換室７０の内部には、Ｚ方向に複数並んだ支持台７００が設けられている。支持台７００のそれぞれは、空間形成部材２００を接続したマスクＭを支持可能となっている。また、支持台７０のそれぞれには、置換室用ガス置換機構３００によるガス置換がマスクガス置換室７０全体に均一に作用されるように、開口部７０１が形成されている。
マスクガス置換室７０全体は不図示の駆動装置によって、図１５の矢印ｚ１で示すように、Ｚ方向（上下方向）に往復移動可能となっている。マスクガス置換室７０がＺ方向に移動することにより、マスクガス置換室７０内部でＺ方向に複数設置されている複数のマスクＭのうち、任意のマスクＭに対してローダ室１２０のマスクローダ１０１がアクセス可能となっている。
次に、上述した構成を有するガス置換装置ＣＨ４によって第１空間Ｓ１のガスを特定ガスに置換する方法について説明する。
まず、第１実施形態同様、マスクライブラリＭＬのマスクＭがマスク搬送機構７４によってマスクガス置換室７０に搬送される。このとき、マスクガス置換室７０がＺ方向に移動することにより、マスクライブラリＭＬからのマスクＭは複数の支持台７００のうち任意の支持台７００に容易に設置可能となる。
そして、複数の支持台７００のそれぞれでマスクＭを支持したら、置換室用ガス置換機構３００によって第１実施形態同様、マスクガス置換室７０のガスを特定ガスに置換する。すると、第１実施実施形態同様、複数のマスクＭのそれぞれの第１空間Ｓ１は特定ガスで満たされる。第１空間Ｓ１を特定ガスで満たされたマスクＭは、ローダ室１２０を介してマスク室５のマスクステージＭＳＴにロードされる。ここで、１つのマスクＭが露光処理に用いられている間、他のマスクＭの第１空間Ｓ１はマスクガス置換室７０において特定ガスを常時供給されている。
以上説明したように、マスクガス置換室７０に複数の支持台７００を設けてマスクガス置換室７０に複数のマスクＭを収容することにより、複数のマスクＭのそれぞれの第１空間Ｓ１に対するガス置換を同時に行うことができる。そして、複数の第１空間Ｓ１に対するガス置換を同時に行うことによって、ガス置換動作をマスクＭの交換毎（マスクライブラリＭＬからマスクＭをマスクガス置換室７０に搬送する毎）に行う必要がなくなり、スループットを向上できる。
なお、マスクガス置換室７０が十分に大きく、多数のマスクＭを収容可能であれば、マスクガス置換室７０をマスクライブラリとして用い、図１５に示したマスクライブラリＭＬを省略することができる。この場合、露光装置全体の省スペース化を実現できる。
なお、上記各実施形態では、ペリクル枠ＰＦ１に対して空間形成部材２００を接続することにより第２空間Ｓ２を形成しているが、例えば、マスクＭのそれぞれを収納するマスクケース１０３（図１参照）の底部に空間形成部材に相当する第２枠部材を一体的に設けておき、マスクケース１０３内部で第１空間Ｓ１のガス置換を行うこともできる。あるいは、マスクライブラリＭＬや図１６に示した支持台７００の底部に空間形成部材に相当する第２枠部材を一体的に設けておき、この第２枠部材とペリクル枠ＰＦ１とを接続し、マスクライブラリＭＬ内部で第１空間Ｓ１のガス置換を行うようにしてもよい。
本実施形態では、マスク室５及びウェハ室６を備える構成について説明したが、マスク室５を設けずに、照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬとの間の空間における露光光の光路部分だけを局所的にガス置換する構成であってもよい。また、ウェハ室６についても同様に、ウェハ室６を設ける代わりに、投影光学系ＰＬとウェハＷとの間の空間のうち、露光光の光路部分だけを局所的にガス置換する構成であってもよい。
また、本実施形態では、空間形成部材２００の一端部Ｃ３がペリクル枠ＰＦ１の端部に接続される構成であったが、この空間形成部材２００の一端部Ｃ３をマスク表面に接続する構成にしてもよい。また、空間形成部材２００の一端部Ｃ３をペリクル枠ＰＦ１の側面に接続するように形成してもよい。
本発明に係るウエハＷとしては半導体デバイス用の半導体ウエハのみならず、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハや、液晶表示デバイス用のガラスプレートであってもよい。
露光装置ＥＸとしてはマスクＭとウエハＷとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の露光装置（ステッパー）に限らず、マスクＭとウエハＷとを同期移動してマスクＭのパターンをウエハＷに露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニング・ステッパー）にも適用することができる。
露光装置ＥＸの種類としては、上記半導体製造用のみならず、液晶表示デバイス製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはマスクＭなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
また、照明光学系ＩＬの光源１として、ＹＡＧレーザや半導体レーザなどの高周波などを用いてもよい。
投影光学系ＰＬの倍率は、縮小系のみならず、等倍系および拡大系のいずれでもよい。
また、投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザを用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にすればよい。
ウエハステージＷＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
半導体デバイスは、図１７に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスクを製作するステップ２０２、デバイスの基材となる基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板（ウエハ）に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
産業上の利用可能性
本発明のガス置換方法及びガス置換装置によれば、枠部材に形成した第１開口部を介して第１空間内部のガスを特定ガスに置換する際、第１空間に対して保護部材を挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材を配置し、この第２空間の圧力を調整しつつ第１空間のガス置換を行うことにより、保護部材にはガス置換に伴う圧力変化に基づく過剰な力が作用せず、保護部材は大きく変形しない。したがって、保護部材の破損や劣化を防止しつつ迅速で安定したガス置換ができる。
本発明のマスク保護装置及びマスクによれば、第１空間のガス置換を行う際、第２空間の圧力を調整しつつ第１空間のガス置換を行うことができ、保護部材に対してガス置換に伴う圧力変化に基づく過剰な力が作用することを防止できる。したがって、保護部材を大きく変形させることなく迅速で安定したガス置換ができる。また、マスクを輸送する場合などにおいて、保護部材は板状部材によって保護されるので、マスクのパターンは保護部材によって確実に保護されるとともに、保護部材の劣化や汚れの付着、損傷も防止できる。
本発明の露光方法及び露光装置によれば、枠部材に形成した第１開口部を介して第１空間内部のガスを露光光に対する吸収が少ない特性を有する特定ガスに置換する際、第１空間に対して保護部材を挟んで反対側に第２空間を形成する空間形成部材を配置し、この第２空間の圧力を調整しつつ第１空間のガス置換を行うことにより、保護部材にはガス置換に伴う圧力変化に基づく過剰な力が作用しない。したがって、保護部材の破損や光学特性の変化（劣化）を防止しつつ迅速で安定したガス置換ができ、マスクのパターンは確実に保護されて短波長の露光光を用いた場合でも精度良い露光処理ができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明のガス置換装置を備えた露光装置を示す概略構成図である。
図２は本発明のマスク及びマスク保護装置を示す図であって、図２Ａは平面図、図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ矢視図である。
図３は本発明のマスク及びマスク保護装置を示す斜視図である。
図４は本発明のガス置換装置の第１実施形態を示す斜視図である。
図５は本発明のガス置換装置のうち搬送系を示す側面図である。
図６は本発明のマスク及びマスク保護装置の他の実施形態を示す側方断面図である。
図７は本発明のマスク及びマスク保護装置の他の実施形態を示す斜視図である。
図８は本発明のマスク及びマスク保護装置の他の実施形態を示す側方断面図である。
図９は本発明のマスク及びマスク保護装置の他の実施形態を示す側方断面図である。
図１０は本発明のガス置換装置の他の実施形態を示す側面図である。
図１１は本発明のガス置換装置の第２実施形態を示す斜視図である。
図１２は図１１の要部を拡大した側方断面図である。
図１３は本発明のガス置換装置の第３実施形態を示す斜視図である。
図１４は本発明のガス置換装置の第４実施形態を示す側方断面図である。
図１５は本発明のガス置換装置の第５実施形態を示す概略構成図である。
図１６は図１５の要部を拡大した斜視図である。
図１７は半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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2003034475.tif 000022
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