(57)【要約】【課題】ほぼ真空紫外域のような短波長の露光ビームを使用する場合にも、簡便に、所定のセンサを用いてレチクルパターンの投影像の位置や照度均一性等の露光に必要な情報を正確に計測する。【解決手段】投影光学系１２を通過した真空紫外域の露光光を、ウエハステージ２２上に設けられた空間像センサ２３内で、遮光性マスク５２を介してフォトマル６１で受光する。給気管１５及び局所送風機構１４を介して投影光学系１２とウエハステージ２２との間の空間３１に供給される露光光を透過するパージガスの一部を、空間像センサ２３内の導風路５９ｃを介して遮光性マスク５２とフォトマル６１との間の空間５８にも供給する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光ビームでマスクを照明し、前記露光ビームで前記マスク及び投影光学系を介して基板ステージ上に保持された基板を露光する露光方法において、
前記露光ビームの少なくとも一部を選択するために前記基板ステージに設けられた選択部材と、前記選択部材により選択された前記露光ビームの少なくとも一部を検出する検出器との間の第１空間に前記露光ビームを透過する第１気体を供給する第１工程と、
前記第１空間に前記第１気体が供給されている期間内に、前記選択部材を介して前記検出器によって前記露光ビームを検出する第２工程とを有することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記第１工程は、
前記投影光学系と前記基板ステージとの間の第２空間に前記露光ビームを透過する第２気体を供給するとともに、前記第２気体の一部を前記第１気体として前記第１空間に供給する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記第１工程は、
前記第２空間内の気体を排気する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記第１工程は、
前記第２空間に隣接する第３空間内の気体を排気する工程を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の露光方法。
【請求項５】
前記第１工程は、
前記第１空間内の気体を排気する工程を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の露光方法。
【請求項６】
露光ビームでマスクを照明し、前記露光ビームで前記マスク及び投影光学系を介して基板ステージ上に保持された基板を露光する露光装置において、
前記露光ビームの少なくとも一部を選択するために前記基板ステージに設けられた選択部材と、
前記選択部材により選択された前記露光ビームの少なくとも一部を検出する検出器と、
前記選択部材と前記検出器との間の第１空間に前記露光ビームを透過する第１気体を供給する第１気体供給機構とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
前記投影光学系と前記基板ステージとの間の第２空間に前記露光ビームを透過する第２気体を供給する第２気体供給機構を更に有し、
前記第１気体供給機構は、前記第２気体の一部を前記第１気体として前記第１空間に導く機構を含むことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第２空間内の気体を排気する第１気体排気機構を更に有することを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第２空間に隣接する第３空間内の気体を排気する第２気体排気機構を更に有することを特徴とする請求項７又は８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記基板ステージに設けられ、前記第１空間内の気体を排気するための排気路を有することを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記第２気体排気機構は、前記排気路を介して前記第１空間内の気体を排気することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記検出器は、前記基板ステージに設けられることを特徴とする請求項６〜１１の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項６〜１２の何れか一項に記載の露光装置を用いてデバイスのパターンを基板上に転写する工程を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体集積回路、液晶ディスプレイ、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクパターンを投影光学系を介して基板上に転写するために使用される露光技術、及びその露光技術を用いるデバイス製造技術に関し、特に露光ビームとして波長２００ｎｍ程度以下の紫外光を使用する場合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路等を製造するためのリソグラフィ工程で、マスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）のパターンを、被露光基板としてのウエハ（又はガラスプレート等）上に縮小露光して転写する際に使用される露光装置においては、半導体集積回路等の微細化に対応するために、その露光波長がより短波長側にシフトして来ている。現在、その露光波長はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍが主流となっているが、より短波長の実質的に真空紫外域のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化段階に入りつつある。そして、真空紫外域でも更に短波長の波長１５７ｎｍのＦ２  レーザや、波長１２６ｎｍのＡｒ２  レーザ等の露光光源を使用する露光装置の開発も行なわれている。
【０００３】
このような真空紫外域で更に波長が１８０ｎｍ程度以下の光は、大気中の酸素や水蒸気等によって激しい吸収を受けるため、そのような光を露光光として使用する露光装置の光路空間は、窒素や希ガス等の露光光を透過する所定の気体（パージガス）で置換（ガス置換）する必要がある。例えば、Ｆ２  レーザを露光光とする露光装置では、露光光源からウエハに至るまでの光路の大部分で、残存酸素濃度及び残存水蒸気濃度をそれぞれ１ｐｐｍ程度以下に抑える必要があると言われている。ウエハ側でこれを実現する一つの方法として、ウエハを保持して可動のウエハステージ全体を大きな気密型の遮蔽容器で覆い、その内部全体（投影光学系からウエハまでの光路を含む）をガス置換する方法も考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、短波長化のみでなく、光学系の大開口数化（大ＮＡ化）によっても高解像度化は可能であるため、投影光学系をより一層大ＮＡ化するための開発もなされている。更に、高解像化のためには、投影光学系の残存収差が小さいことが重要である。このような大ＮＡ化や低収差化は、視野が小さい光学系程、実現が容易である。但し、露光装置としては、視野（露光フィールド）が大きい程、処理能力（スループット）が向上する。そこで、小視野ではあるが大ＮＡ化された投影光学系を用いて、かつ実質的に大きい露光フィールドを得るために、露光中にレチクルとウエハとをその結像関係を維持したまま相対走査するステップ・アンド・スキャン方式のような走査型露光装置が最近の主流となっている。
【０００５】
ところで、半導体集積回路を製造する場合には、ウエハ上に微細パターンを数１０工程に亘って積層して形成する必要がある。そして、それらの各工程で形成されるパターンの位置関係は、そのパターン線幅の１／４程度以内の位置合わせ誤差で正確に位置合わせされている必要がある。
このため、露光装置には、ウエハ上に形成された既存のパターンの位置を計測するウエハ位置センサと、投影光学系によるレチクルパターンの投影像の位置を計測する像位置センサとが設けられている。そして、これらの両センサを使用して、レチクルパターンの投影像と、ウエハ上の既存パターンとの位置関係を計測し、この位置関係に基づいてウエハ又はレチクルを移動して正確に位置合わせした状態で、露光が行われている。
【０００６】
それらのセンサの内で後者の像位置センサについては、以下のようなセンサが使用されている。
▲１▼ウエハステージ上に設置して、レチクルパターンの投影光学系による投影像の位置を計測する空間像センサ
▲２▼投影光学系を介してウエハステージ上の基準マークを照明し、投影光学系を介してレチクル上に形成される上記基準マークの反射像と、レチクル上の位置合わせ用マークとの位置関係に基づいて計測する反射式基準マークセンサ
▲３▼ウエハステージ上の基準マークを裏面から照明し、投影光学系を介してレチクル上に形成される上記基準マークの像とレチクル上の位置合わせ用マークとの位置関係に基づいて計測する透過式基準マークセンサ
【０００７】
なお、最近の投影露光装置の解像度は０．１μｍ程度であるため、▲１▼の空間像センサにおいても、レチクルパターンの投影光学系による投影像を撮像素子等で直接計測可能であるわけではない。そこで、具体的な像計測手段としては、微細なスリット形状又は四角形状の開口部（透過部）を有する遮光性マスクと、そのマスクからの透過光を受光して光電変換する光量センサ（光電変換素子）とを使用することが多い。そして、レチクルパターンの投影像の位置検出は、その開口部で所定コントラストを有するレチクルパターンの投影像を走査し、その際に上記光量センサから出力される光電変換信号の変化に基づいて行っている。
【０００８】
また、▲２▼及び▲３▼の反射式及び透過式の基準マークセンサの場合には、上記のレチクル上に形成される基準マークの像とレチクル上の位置合わせ用マークとを、レチクルに対して投影光学系とは反対側に設けた位置合わせ用顕微鏡を用いて拡大し、その拡大像を撮像して相対的な位置検出を行っている。
また、例えば高性能な電子デバイス製造のためには、転写されたパターンの線幅がその電子デバイスのチップ内或いはチップ間で、均一に揃っていることが重要である。このため露光装置には、ウエハが設置される位置（像面、即ち露光時にウエハ表面が設置される面）で露光光の照度分布が均一であることが要求される。このため、露光装置のウエハステージ上には、この照度分布の均一性を計測して確認するための照度センサ（照度むらモニタ）が設置されている。
【０００９】
照度センサは、例えば投影光学系の像面に合致するように配置される直径５０μｍ程度のピンホールと、そのピンホールを透過した露光光を受光して光電変換する素子とから構成されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１１８７８３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、真空紫外光、特に波長が１８０ｎｍ以下の光を露光光とする露光装置においては、露光光の光路空間をパージガスで置換する必要がある。
この際に、レチクルパターンの投影像の位置を計測する像位置センサ内の全光路や、照度センサ内の全光路についても、パージガスで置換しない限り、これらのセンサを所望の性能で使用することは困難である。
【００１２】
また、このような短波長の光は、レンズに対する透過率及び反射鏡に対する反射率も低下する。そのため、レンズや反射鏡から構成される投影光学系をそのような短波長の光で使用する際の透過率は、従来の真空紫外域よりも長い波長の露光光を使用する場合に比べて大幅に低下することになる。そのため、レチクルパターン用の像位置センサの内、前述の▲２▼の反射式基準マークセンサでは、投影光学系内の往復による光の吸収が甚だしく、十分な検出光量を得ることが困難となる。
【００１３】
また、▲３▼の透過式基準マークセンサについては、ウエハステージ内に設置できる短波長の適当な小型光源が無く、更にウエハステージ内に外部の光源から光を導く場合にも適当な導光部材（光ファイバ等）が無いため、その構成は困難である。
従って、このような短波長の光を露光光とする露光装置の場合、上記▲１▼の空間像センサの採用が最も好ましい。但し、この場合にも、上述の微細なスリット透過部を有する遮光性マスクと、その透過光を受光する光量センサとの間の空間についてもパージガスで置換しなければ、その空間内での露光光の吸収によって正確な位置計測が困難となる。
【００１４】
これは、照度センサについても同様であり、これを構成する上述のピンホールと光電変換素子との間の空間についても、パージガスで置換しなければ、その空間内での露光光の吸収によって正確な照度計測が困難となる。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ほぼ真空紫外域のような短波長の露光ビームを使用する場合にも、簡便に、センサを用いてレチクルパターンの投影像の位置や照度均一性等の露光に必要な情報を正確に計測できる露光技術を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による露光方法は、露光ビームでマスク（２）を照明し、その露光ビームでそのマスク及び投影光学系（１２）を介して基板ステージ（２２）上に保持された基板（２０）を露光する露光方法において、その露光ビームの少なくとも一部を選択するためにその基板ステージに設けられた選択部材（５２；９５）と、その選択部材により選択されたその露光ビームの少なくとも一部を検出する検出器（６１；６１ａ）との間の第１空間（５８；５８ａ）にその露光ビームを透過する第１気体を供給する第１工程と、その第１空間にその第１気体が供給されている期間内に、その選択部材を介してその検出器によってその露光ビームを検出する第２工程とを有するものである。
【００１６】
本発明によれば、選択部材と検出器との間に露光ビームを透過する気体が供給されるため、露光ビームが真空紫外光のような短波長の光であっても、検出器上に露光ビームが高い照度で照射される。従って、検出器の出力信号を用いて露光に必要な情報を正確に計測できる。
この場合、その第１工程は、一例として、その投影光学系とその基板ステージとの間の第２空間（３１）にその露光ビームを透過する第２気体を供給するとともに、その第２気体の一部をその第１気体としてその第１空間に供給する工程を含むものである。
【００１７】
これによって、投影光学系と基板（基板ステージ）との間に露光ビームを透過する機構によって供給される気体の一部をその第１空間に導くことができるため、その第１空間の気体を置換する機構を簡素化できる。
また、その第１工程は、その第２空間内の気体を排気する工程を含むことが望ましい。これによって、その第２空間に供給される気体が外部に漏れて、基板ステージ用のレーザ干渉計等の計測値に誤差を与えることが防止できる。
【００１８】
また、その第１工程は、その第２空間に隣接する第３空間（８５）内の気体を排気する工程を含むことが望ましい。これによって、その第２空間から漏れ出す気体の量を更に減少させることができる。
また、その第１工程は、その第１空間内の気体を排気する工程を含むことが望ましい。これによって、その第１空間から外部に漏れ出す気体の量を減少させることができる。
【００１９】
次に、本発明による露光装置は、露光ビームでマスク（２）を照明し、その露光ビームでそのマスク及び投影光学系（１２）を介して基板ステージ（２２）上に保持された基板（２０）を露光する露光装置において、その露光ビームの少なくとも一部を選択するためにその基板ステージに設けられた選択部材（５２；９５）と、その選択部材により選択されたその露光ビームの少なくとも一部を検出する検出器（６１；６１ａ）と、その選択部材とその検出器との間の第１空間（５８）にその露光ビームを透過する第１気体を供給する第１気体供給機構（１４〜１６；９０，９１）とを有するものである。
【００２０】
本発明によって本発明の露光方法を実施して、選択部材と検出器との間に露光ビームを透過する気体を供給できる。
この場合、一例として、その投影光学系とその基板ステージとの間の第２空間（３１）にその露光ビームを透過する第２気体を供給する第２気体供給機構（１４〜１６）を更に有し、その第１気体供給機構は、その第２気体の一部をその第１気体としてその第１空間に導く機構（５９ａ）を含むものである。これによって、その第１気体供給機構が簡素化できる。
【００２１】
また、その第２空間内の気体を排気する第１気体排気機構（１７，１８）を更に有することが望ましい。
また、その第２空間に隣接する第３空間（８５）内の気体を排気する第２気体排気機構（８０，８２ａ，８２ｂ）を更に有することが望ましい。
また、その板ステージに設けられ、その第１空間内の気体を排気するための排気路（５９ｂ；５９ｄ）を有することが望ましい。この排気路によってその第１空間内の気体が効率的に排気できる。
【００２２】
また、その第２気体排気機構は、その排気路を介してその第１空間内の気体を排気することが望ましい。これによって、その第１空間内の気体用の排気機構を簡素化できる。
また、その検出器（６１；６１ａ）は、その基板ステージに設けられることが望ましい。この場合、その基板ステージを移動しても、本発明によってその選択部材とその検出器との間の空間に容易に露光ビームを透過する気体を供給できるため、その検出器を介して露光に必要な情報を正確に検出できる。
【００２３】
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法又は露光装置を用いてデバイスのパターンを基板上に転写する工程を含むものである。本発明の適用によって真空紫外光のような短波長の露光ビームを用いて最適な露光条件で高精度に露光を行うことができるため、微細なデバイスを高精度に生産することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態につき図１〜図５を参照して説明する。本例は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置で露光を行う場合に本発明を適用したものである。
図１は、本例の投影露光装置の概略構成を示し、この図１において、露光光源として発振波長が真空紫外域の１５７ｎｍのＦ２  レーザ光源（不図示）が使用されている。なお、露光光源としては、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｋｒ２  レーザ（波長１４６ｎｍ）、又はＡｒ２  レーザ（波長１２６ｎｍ）などのレーザ光源の他に、ＹＡＧレーザの高調波発生光源や半導体レーザの高調波発生装置なども使用することができる。
【００２５】
本例の投影露光装置は、全体としてデバイス製造工場のクリーンルーム内に設置され、露光光源以外の部分は更にほぼ密閉された箱状容器であるチャンバ（不図示）内に収納されている。そのチャンバ内には温度及び湿度が制御されると共に高度に防塵処理が施された空気が、例えばダウンフロー方式で供給されている。
【００２６】
不図示の露光光源で発生した波長１５７ｎｍの紫外パルス光よりなる露光光ＩＬ（露光ビーム）は、照明光学系１を介して、マスクとしてのレチクル２の回路パターン領域上のスリット状の照明領域を一様な照度分布で照射する。照明光学系１は、一例として可変減光器、ビーム整形光学系、オプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ又はホモジナイザ）、可変開口絞り、レチクルブラインド機構、及びコンデンサレンズ系等より構成されている。照明光学系１は、気密室としてのサブチャンバで覆われている。
【００２７】
露光光ＩＬのもとで、レチクル２の照明領域内の回路パターンの像が投影光学系１２を介して所定の投影倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で、投影光学系１２の結像面に配置された基板としてのウエハ２０上のフォトレジスト層に転写される。なお、レチクル２及びウエハ２０はそれぞれ第１物体及び第２物体とも見なすことができ、投影光学系１２は投影系とも見なすことができる。また、被露光基板としてのウエハ２０は、例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等の直径が２００ｍｍ又は３００ｍｍ等の円板状の基板である。本例の投影光学系１２としては、例えば特開２０００−４７１１４号公報に開示されているように、互いに交差する光軸を持つ複数の光学系を持つ反射屈折投影光学系、例えば特願２０００−５９２６８号明細書に開示されているように、レチクルからウエハに向かう光軸を持つ光学系と、その光軸に対してほぼ直交する光軸を持つ反射屈折系とを有し、内部で中間像を２回形成する反射屈折投影光学系、又は例えば国際公開第  ００／３９６２３  号パンフレットに開示されているように、１本の光軸に沿って複数の屈折レンズと、それぞれ光軸の近傍に開口を有する２つの凹面鏡とを配置して構成される直筒型の反射屈折投影光学系などを使用することができる。以下、投影光学系１２の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内でレチクル２及びウエハ２０の走査方向に直交する非走査方向（ここでは図１の紙面に垂直な方向）にＸ軸を取り、走査方向（ここでは図１の紙面に平行な方向）にＹ軸を取って説明する。
【００２８】
先ずレチクル２は、レチクルステージ３上に吸着保持され、レチクルステージ３は、レチクルベース６上にＹ方向に等速移動できると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、及び回転方向に微動できるように載置されている。レチクルステージ３、その駆動装置、及びレチクルベース６より構成されるレチクルステージ系は、気密室としてのレチクル室７内に防振部材１０を介して収納されている。
【００２９】
そして、レーザ干渉計よりなるレチクル干渉計５からの計測用レーザビームが、レチクル室７に設けられた窓部８を介してレチクルステージ３上の移動鏡４に照射されている。レチクル干渉計５は、例えば投影光学系１２の側面に固定された参照鏡（不図示）を基準としてレチクルステージ３（レチクル２）のＸ方向、Ｙ方向の位置及び回転角を計測し、計測値をレチクルステージ駆動系（不図示）及び主制御系３６に供給する。そのレチクルステージ駆動系は、供給された計測値及び主制御系３６からの制御情報に基づいて不図示のリニアモータ等の駆動装置を介して、レチクルステージ３の走査速度、Ｘ方向及びＹ方向の位置、並びに回転角の制御を行う。
【００３０】
また、本例のレチクル２のパターン面には、回路パターンをＸ方向（非走査方向）に挟むように１対又は複数対の図示省略した位置合わせ用マークとしてのレチクルマークが形成されている。レチクル２の回路パターンとレチクルマークとの位置関係の情報は、主制御系３６に記憶されている。そのレチクルマークも照明光学系１からの露光光ＩＬによって照明されるが、別途アライメント用の照明系を設けてもよい。なお、レチクル２の回路パターンの一部（レチクルパターン）をレチクルマークとして用いてもよい。
【００３１】
更に、本例の投影光学系１２の鏡筒も気密化されており、投影光学系１２内部の光学素子（レンズ及び反射鏡など）の間の光路空間は密閉されている。
なお、レチクル室７の気密化のためには、照明光学系１とレチクル室７との間、及びレチクル室７と投影光学系１２との間の空間（以下、「接続空間」と言う。）も気密化する必要がある。しかしながら、これらの接続空間を剛性のある材料で気密化すると、レチクルステージ３の移動に伴う振動が照明光学系１及び投影光学系１２に伝達し、結像性能を劣化させる恐れがある。そこで、本例では、それらの接続空間（露光光ＩＬの光軸をほぼ軸とする仮想の円柱）の側面を、可撓性を有し、かつガスバリヤ性の良好なフィルム状のシール部材９及び１１で密閉している。なお、下方のシール部材１１を直接投影光学系１２に圧着すると、その圧力によって投影光学系１２が変形し、その結像性能が劣化する可能性がある。そこで、シール部材１１の下端は、投影光学系１２の上部側面を取り囲んで設けられたフランジ部材１３に圧着してある。
【００３２】
一方、ウエハ２０は、ウエハホルダ２１を介して基板ステージとしてのウエハステージ２２上に吸着保持され、ウエハステージ２２はウエハベース２６上に投影光学系１２の像面と平行なＸＹ平面に沿って移動自在に設置されている。ウエハステージ２２は、不図示のリニアモータ等を含む駆動装置によってウエハベース２６上をＹ方向に等速移動し、かつＸ方向及びＹ方向にステップ移動することができる。この際にレーザ干渉計よりなるウエハ干渉計２５からの計測用レーザビームが、ウエハステージ２２上の移動鏡２４に照射され、ウエハ干渉計２５は、投影光学系１２の側面の参照鏡（不図示）を基準として、ウエハステージ２２のＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角を計測する。ウエハ干渉計２５からの計測値は、ウエハステージ駆動系３５及び主制御系３６に供給される。ウエハステージ駆動系３５は、供給された計測値及び主制御系３６からの制御情報に基づいて不図示の駆動装置の動作を制御することにより、ウエハステージ２２の移動速度、並びにＸ方向及びＹ方向の位置の制御を行う。
【００３３】
図１において、ウエハステージ２２にはウエハ２０のフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角を制御するＺチルト機構も組み込まれている。また、投影光学系１２の下部側面には、ウエハ２０表面の３箇所以上の複数の計測点に光軸ＡＸに対して斜めにスリット像を投影する投射光学系と、それらの計測点からの反射光を受光して再結像されたスリット像を撮像する受光光学系とを備え、ウエハ２０表面のフォーカス位置、及びＸ軸、Ｙ軸の周りの傾斜角を検出する斜入射光学方式のオートフォーカスセンサ（不図示）が配置されている。このオートフォーカスセンサからの計測情報に基づいて、ウエハステージ２２内のＺチルト機構がウエハ２０の表面をオートフォーカス方式及びオートレベリング方式で投影光学系１２の像面に合わせ込む。
【００３４】
また、ウエハ２０上の各ショット領域にはそれまでの露光工程を含むパターン形成工程において、回路パターンと共にアライメントマーク（位置合わせ用マーク）としてのウエハマークが形成されている。例えば所定のウエハマークの位置を検出してウエハ２０上の各ショット領域のアライメントを行うために、投影光学系１２に対して＋Ｙ方向に、マーク検出系としてのオフ・アクシス方式のアライメントセンサ１９が配置されている。本例のアライメントセンサ１９はＦＩＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｉｍａｇｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等の撮像方式であるが、それ以外に回折格子状マークからの干渉光を検出する格子干渉方式、又はドットパターン状のマークと検出光とを相対移動させる所謂レーザ・ステップ・アライメント方式等も使用することができる。
【００３５】
また、ウエハステージ２２上のウエハ２０の近傍には、アライメントセンサ１９用の基準マークが形成された基準マーク部材（不図示）が設置されている。アライメントセンサ１９の出力信号（撮像情報）は、不図示の信号ラインを介して信号処理系３７に供給され、信号処理系３７は、その出力信号を用いて画像処理方式で、検出対象のウエハマーク又は基準マークの座標を検出し、検出結果を主制御系３６に供給する。
【００３６】
更に、ウエハステージ２２上のウエハ２０の近傍には、レチクルマークの投影像の位置を計測するための空間像センサ２３が、その表面がウエハ２０と同じ高さになるように設置されている。空間像センサ２３の出力信号も信号処理系３７に供給されている。アライメントセンサ１９と空間像センサ２３とを用いることによって、レチクル２のパターンの投影像の中心とアライメントセンサ１９の検出中心との位置関係（ベースライン量）を計測することができる（詳細後述）。
【００３７】
露光時には、主制御系３６の制御のもとで、オフ・アクシス方式のアライメントセンサ１９を用いて例えばＥＧＡ方式でウエハ２０上の全部のショット領域のアライメントが行われる。その後、ウエハステージ２２をＸ方向、Ｙ方向にステップ移動してウエハ２０の一つのショット領域を走査開始位置に移動する動作と、レチクルステージ３を介して露光光ＩＬの照明領域に対してレチクル２を＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度Ｖｒで走査するのに同期して、ウエハステージ２２を介してウエハ２０を対応する方向、例えば−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度β・Ｖｒ（βはレチクル２からウエハ２０への投影倍率）で走査露光する動作とを繰り返すことによって、ウエハ２０上の全部のショット領域がレチクル２のパターン像で露光される。
【００３８】
さて、本例では露光ビームとして真空紫外域のＦ２  レーザ光（波長１５７ｎｍ）を用いているため、露光ビームの光路を含む空間（光路空間）から酸素、水蒸気などの真空紫外光に対して強い吸収性を有する気体を排気（ガスパージ）する必要がある。そのため、その光路空間内の気体を真空紫外光を透過する気体である窒素ガス又は希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン）などでガス置換する。そのような透過性の気体の内で実際に露光ビームの光路空間を置換するために使用される気体、即ちパージガスとして、本例では酸素含有率及び水蒸気含有率を極めて低く抑えた窒素ガス（Ｎ２  ）を使用する。本例のパージガス中の残存酸素濃度及び残存水蒸気濃度は共に１ｐｐｍ以下に抑えてある。窒素ガスは安価で扱い易いという利点がある。
【００３９】
なお、露光ビームの波長が１５０ｎｍ程度以下になると、窒素ガスでも透過率が低下するため、パージガスとしては希ガス、例えばヘリウム又はネオン等を使用することが望ましい。特にヘリウムは、熱伝導率が窒素ガスの６倍程度で、屈折率の気圧変化に対する変動率が窒素ガスの１／８倍程度であるため、結像特性が安定になる利点もある。また、波長が２００〜１５０ｎｍ程度の場合であっても、結像特性の安定化を重視するような場合には、パージガスとしてヘリウムを使用してもよい。
【００４０】
本例においては、露光光源からウエハ２０までの露光光ＩＬの光路空間の全部をパージガスで置換するために、不図示のパージガス供給装置からそれぞれ照明光学系１（サブチャンバ）、レチクル室７、及び投影光学系１２の内部に温度制御されて、かつ防塵フィルタ及びケミカルフィルタを介して不純物が除去された高純度のパージガスが供給されている。そして、照明光学系１、レチクル室７、及び投影光学系１２の内部の気体は、それぞれ不図示の工場の排気ガス処理系に排気されている。パージガスの利用効率を高めるために、その排気ガス処理系は、排気された気体から回収したパージガスをそのパージガス供給装置に戻すようにしてもよい。
【００４１】
なお、このようにパージガスで置換されたレチクル室７内へのレチクル２の搬入は、不図示のレチクルガス置換室（いわゆるロードロック室）を介して行われる。
更に、投影光学系１２とウエハ２０との間の空間も、露光光の吸収を防ぎ、ウエハ２０上で十分な照度を確保するために、高純度のパージガスで置換する必要がある。しかしながら、ウエハ２０はレチクル２と異なり交換頻度が極めて高い。そして、デバイス製造装置である露光装置には、高い処理能力（スループット）が要求されるため、ウエハの交換時間の短縮も重要である。これに関して、上述のレチクル２の場合の様なロードロック室を介したウエハ交換機構の採用は、ウエハの交換時間が長くなるために困難である。従って、露光時のウエハステージ２２上のウエハは、ウエハが待機している標準大気の空間（例えば投影露光装置が収納された不図示のチャンバ内の空間）から、ロードロック室無しで直接搬送可能である必要がある。
【００４２】
そこで、ウエハの交換時間を長くすることなく、かつ投影光学系１２とウエハ２０（又はウエハステージ２２）との間の光路をパージガスで置換するために、本例では局所送風機構１４を採用している。局所送風機構１４は、投影光学系１２から射出される露光光ＩＬの光路を側面から覆うように、かつウエハ２０及びウエハステージ２２には非接触に投影光学系１２の下端に取り付けられた筒状の機構である。なお、局所送風機構１４と投影光学系１２との間は、必ずしも接触して気密化する必要は無く、フィルム状のシール部材を介して気密化したり、非接触の差動排気系を設けて実質的に気密化する方法を採用しても良い。また、局所送風機構１４と投影光学系１２とを直接気密化するのではなく、両者と気密性を保った他の構造部材を介して気密化を達成しても良い。
【００４３】
図１において、気体供給系１６から給気管１５を介して局所送風機構１４内に、例えば２２℃等の所定温度に調節された高純度のパージガスが供給されている。そして、局所送風機構１４内の気体は、排気管１７を介して気体排気系１８に排気されている。気体供給系１６、給気管１５、及び局所送風機構１４が本発明の気体供給機構に対応し、排気管１７及び気体排気系１８が本発明の気体排気機構に対応している。
【００４４】
気体供給系１６は、一例としてパージガスを蓄積するボンベ、パージガスの流量を設定する送風ファン、パージガスの温度を制御する温度制御部、及びパージガスの除塵を行うフィルタ部を含んで構成されている。そのフィルタ部は、例えばＨＥＰＡフィルタ（ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ）又はＵＬＰＡフィルタ（ｕｌｔｒａ  ｌｏｗ  ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  ａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ）と、ケミカルフィルタとから構成されている。一方、気体排気系１８は、気体吸引用のファンを含んで構成され、気体排気系１８によって吸引された気体は、不図示の工場の排気ガス処理系に排気されている。気体供給系１６及び気体排気系１８の動作は、主制御系３６によって制御されている。
【００４５】
図２（Ａ）は、図１中の局所送風機構１４を含む部分の構成を示す一部を切り欠いた正面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）において投影光学系１２から空間像センサ２３側を見た平面図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）において、給気管１５から局所送風機構１４内部に供給されたパージガスは、金属メッシュや遮風板等からなる送風側整流機構２７で一様に＋Ｙ方向（ウエハの走査方向に平行な方向）に流れる層流に変換（整流化）される。その層流に変換されたパージガスは、投影光学系１２の構成光学部品の内で最もウエハ２０側に配置される光学部品（本例ではレンズ２９）、及びそのレンズ２９を保持する保持機構３０と、ウエハ２０（又はウエハステージ２２）との間の空間に相当する局所送風機構１４内の空間３１（本発明の第２空間に対応する）を＋Ｙ方向に流れる。そして、そのパージガスは、送風側整流機構２７をＹ方向に反対に設置した構成の排気側整流機構２８を経た後、排気管１７を介して図１の気体排気系１８に回収される。これにより、空間３１内は、露光光を透過するパージガスで置換される。
【００４６】
また、局所送風機構１４の底面には、露光光を通過させるための開口部３２（窓部）が設けられている。なお、図２（Ａ），（Ｂ）では、説明の便宜上、開口部３２に対向する部材が空間像センサ２３となっているが、ウエハ２０への露光時には、開口部３２に対向する位置にウエハ２０の表面が配置される。そして、ウエハ２０表面のデフォーカス量及び傾斜角を計測するための、上記の斜入射光学方式のオートフォーカスセンサとウエハ２０との間の送光及び受光も、その開口部３２を介して行われる。
【００４７】
なお、局所送風機構１４内の空間３１中の残留酸素濃度や残留水蒸気濃度を抑えるためには、空間３１中への外気の混入を最小限に抑えることが好ましい。そして、局所送風機構１４の底面とウエハ２０（又はウエハステージ２２）の表面との間の隙間を通って外気が空間３１中に混入することを防止するために、局所送風機構１４の底面と、ウエハ２０（又はウエハステージ２２）の表面との間隔は、２ｍｍ程度以下、好ましくは１ｍｍ以下であることが望ましい。
【００４８】
また、投影露光装置は、ウエハ２０の外周部近傍に対しても露光を行う必要があるため、ウエハステージ２２上のウエハ２０以外の部分についても、その部分の高さ（Ｚ位置）が、ウエハ２０表面の高さとほぼ同一であることが望ましい。そのため、本例では、空間像センサ２３表面の高さもウエハ２０の高さと一致させることは勿論のこと、移動鏡２４の高さもウエハ２０の高さと一致させている。更に、ウエハステージ２２上の、ウエハ２０、移動鏡２４、空間像センサ２３、及びその他のセンサ類（不図示）が配置されている領域（設置領域）以外の全ての領域（非設置領域）に、図２（Ａ）に示すように、平坦化部材３３を設けて、その設置領域と非設置領域との高さを１ｍｍ程度以内の範囲で一致させている。
【００４９】
また、ウエハ２０、ウエハホルダ２１、空間像センサ２３、及び移動鏡２４等と、平坦化部材３３とのＸ方向及びＹ方向の隙間の幅（間隔）を１ｍｍ以下としている。これによって、これらの隙間に残留する酸素や水蒸気の局所送風機構１４内の空間３１への拡散を最小限に抑えている。
続いて、空間像センサ２３の構成及び機能、並びにこれを用いた位置合わせ用のキャリブレーション計測（ベースライン計測）について説明する。
【００５０】
図３は、図２（Ａ）中の空間像センサ２３を示す斜視図であり、この図３において、本例の空間像センサ２３は、上部ケース５０と下部ケース５７とを含み、上部ケース５０は固定ねじ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄによって下部ケース５７に固定されている。また、上部ケース５０の表面の凹部に固定ねじ５４ａ，５４ｂ，５４ｃによって矩形の枠状のマスクカバー５１が固定され、マスクカバー５１中のＸ方向に細長い開口部に、クロム等の遮光膜５２ａ（図５（Ｂ）参照）が形成された遮光性マスク５２が支持されている。本発明の選択部材に対応する遮光性マスク５２の遮光膜には、この遮光性マスク５２上に投影される空間像のＸ方向の位置を計測するためのＹ方向に伸びた単一のスリット状透過部（以下、「Ｘスリット」と言う）５３Ｘと、その空間像のＹ方向の位置を計測するためのＸ方向に伸びた単一のスリット状透過部（以下、「Ｙスリット」と言う）５３Ｙとが形成されている。
【００５１】
その遮光性マスク５２の表面に、即ち空間像センサ２３上に投影された空間像の内、Ｘスリット５３Ｘ又はＹスリット５３Ｙに合致した部分の光束のみが、選択的に遮光性マスク５２を透過して、遮光性マスク５２の底面に配置された光量センサ（図４（Ａ）参照）に受光されて光電変換される。また、上部ケース５０の表面には、遮光性マスク５２をＹ方向（ウエハの走査方向）に挟むように、それぞれＸ方向に細長い１対の開口部５５ａ及び５５ｂが形成されている。
【００５２】
また、図４（Ａ）は図３のＡＡ’線に沿う断面図、図４（Ｂ）は図３のＢＢ’線に沿う断面図である。但し、図４（Ａ），（Ｂ）は共にＡＡ’線及びＢＢ’線に完全に一致した位置での断面図ではなく、その位置に対して前後に存在する機構も含めて図示している。図４（Ａ）において、遮光性マスク５２の基板は、石英又はフッ素添加の石英より形成されている。遮光性マスク５２の下方（−Ｚ方向）には、本発明の検出器に対応する光量センサとしての光電子増倍管（以下、「フォトマル」と呼ぶ）６１が下部ケース５７に設置されている。上述のように、遮光性マスク５２上に形成される空間像の内、図３のＸスリット５３Ｘ又はＹスリット５３Ｙを透過した光束のみがフォトマル６１に受光され、フォトマル６１の出力信号（受光光量信号）が図１の信号処理系３７に供給される。フォトマル６１による受光（光量検出）を、図１のウエハステージ２２の移動（又はレチクルステージ３の移動）に同期して行ったときに得られる、フォトマル６１からの出力信号とウエハ干渉計２５（又はレチクル干渉計５）の計測値であるウエハステージ２２（又はレチクルステージ３）の位置との関係より、信号処理系３７は、遮光性マスク５２上に形成された空間像の座標を検出し、検出された座標を主制御系３６に供給する。
【００５３】
このようなスリットによる空間像の位置計測の原理につき、図５を参照して簡単に説明する。
図５（Ａ）は、図１のレチクル２のパターンの一部を大きく誇張して示し、図５（Ａ）において、レチクル２の遮光膜２ａ中には、レチクルパターンの投影像の位置計測に使用するのに好適な、Ｘ方向に所定ピッチのライン・アンド・スペースパターンよりなるレチクルパターン２００が形成されている。レチクルパターン２００としては、レチクルマークを使用することができる。なお、実際には、レチクル２上の大部分は、ウエハに転写すべき電子デバイスの原版パターンが占め、レチクルパターン２００は極めて小さい一部分に形成されているに過ぎない。但し、その電子デバイスの原版パターンと位置検出用のレチクルパターン２００との位置関係の設計値（以下、「位置関係Ｐ１」と呼ぶ）は、図１の主制御系３６の露光データ記憶部に記憶されている。
【００５４】
また、図５（Ｂ）は、図３の遮光性マスク５２の遮光膜５２ａ中のＸスリット５３Ｘを示している。図５（Ａ）のレチクルパターン２００を図１の投影光学系１２を介してウエハ２０又は空間像センサ２３上に投影すると、その像の強度分布は、一例として図５（Ｃ）の正弦波状の強度分布２０１となる。その像が、図５（Ｂ）のＸスリット５３Ｘを有する遮光性マスク５２上に投影されると、その像の強度分布２０１の内、Ｘスリット５３Ｘと合致した部分のみの光量が、遮光性マスク５２を透過して図４（Ａ）のフォトマル６１に入射して光電変換される。
【００５５】
図５（Ｃ）より明らかな如く、フォトマル６１に入射する光量は、Ｘスリット５３ＸのＸ方向への走査、即ち図１のウエハステージ２２のＸ方向への走査（又はレチクルパターン２００のＸ方向への走査、即ちレチクルステージ３のＸ方向への走査）によって変動する。この光量変動に応じたフォトマル６１からの出力信号と、上記走査を行うウエハステージ２２（又はレチクルステージ３）のＸ方向の位置との関係（出力信号と位置との関係）から、Ｘスリット５３Ｘ（空間像センサ２３）とレチクルパターン２００の投影像（強度分布２０１）との位置関係（以下、「位置関係Ｐ２」と呼ぶ）を求めることができる。
【００５６】
ところで、この位置関係の計測に際しては、フォトマル６１からの出力信号は、レチクルパターン２００の投影像（強度分布２０１）とＸスリット５３Ｘとの位置関係のみでなく、図１の照明光学系１から射出される露光光ＩＬの光量自体の変動によっても変動する。そして、フォトマル６１の出力信号のみからでは、その変動要因が上記２つの要因の内のどちらによるものであるかを判断することはできない。従って、上記位置計測の結果に、露光光ＩＬの光量自体の変動に起因する誤差が生じることになる。これを避けるためには、照明光学系１中に露光光ＩＬの光量を計測する第２の光量センサを設置し、フォトマル６１からの出力をその第２の光量センサの出力で除算した値に基づいて、その位置関係Ｐ２を求めることが望ましい。その第２の光量センサとしては、マスクのパターンと共役な位置に受光面を有するセンサを用いることが望ましい。その第２の光量センサとしては、例えばウエハ上での露光光ＩＬの強度又は積算露光量を間接的に計測するために照明光学系１中に備えられている、いわゆるインテグレータセンサを使用することができる。
【００５７】
なお、ウエハ２０上に形成されている回路パターンと、レチクルパターン２００の投影像（強度分布２０１）との関係を求めるには、ウエハ２０上の回路パターンと同時に形成されているウエハマークの位置を、図１のアライメントセンサ１９で検出する必要がある。この位置検出結果より、アライメントセンサ１９とウエハ２０上のウエハマークとの位置関係（以下、「位置関係Ｐ４」と言う）を求めることができる。当然ながらウエハ２０上の回路パターンとウエハマークとは、所定の関係（以下、「位置関係Ｐ５」と言う）となるようにパターン設計されている。
【００５８】
但し、これだけでは、レチクルパターンの投影像とアライメントセンサ１９との位置関係は不明であるため、アライメントセンサ１９によるウエハ２０上のウエハマークの位置検出に先立って、アライメントセンサ１９と空間像センサ２３（正確にはＸスリット５３Ｘ及びＹスリット５３Ｙ）との位置関係（以下、「位置関係Ｐ３」と言う）を計測しておく。
【００５９】
この計測は、例えば撮像方式で落射照明型のアライメントセンサ１９によって、遮光膜（一般に高反射率、即ち検出像中の明部）中に存在するＸスリット５３Ｘ及びＹスリット５３Ｙ（一般に低反射率、即ち検出像中の暗部）のパターンを検出すればよい。これにより、以下の位置関係Ｐ１〜Ｐ５が全て判明するため、レチクル２上の電子デバイスの原版パターンの投影像と、ウエハ２０上の回路パターンとを正確に重ね合わせることが可能になる。
【００６０】
（１）位置関係Ｐ１：レチクル２上の電子デバイスの原版パターンと位置検出用のレチクルパターン２００との位置関係の設計値
（２）位置関係Ｐ２：位置検出用のレチクルパターン２００と空間像センサ２３（Ｘスリット５３Ｘ）との位置関係
（３）位置関係Ｐ３：空間像センサ２３とアライメントセンサ１９との位置関係
（４）位置関係Ｐ４：アライメントセンサ１９とウエハ２０上のウエハマークとの位置関係
（５）位置関係Ｐ５：ウエハ２０上のウエハマークと回路パターンとの位置関係
なお、空間像センサ２３の用途は、上述のような位置合わせ用のキャリブレーションに限定されるものではなく、他の用途にも使用可能である。
【００６１】
その用途として、一つには投影光学系１２の合焦位置（ベストフォーカス位置）の計測がある。これは、空間像センサ２３をＺ方向に異なる複数位置に順次配置して、上記レチクルパターン２００の投影像などについて、上記の出力信号とステージ位置との関係を順次計測し、その出力信号のコントラスト等と空間像センサ２３のＺ方向の位置との関係から、投影光学系１２の合焦位置を求めるものである。また、この計測を投影光学系１２の露光視野内の複数位置で行うことにより、投影光学系１２の露光視野内での合焦位置の変動（広義の像面湾曲）を計測することもできる。
【００６２】
また、他の用途として、投影光学系１２の収差を計測することもできる。このためには、先ず空間像センサ２３を用いて、レチクル上の互いに異なる形状からなる（即ち、互いにピッチ、線幅、又はパターン本数が異なる）複数のパターンの投影像について、その横方向の各位置や各ベストフォーカス位置を計測する。その後、その計測された横方向の各位置のレチクルパターンの設計値から計算される位置からのずれ量、及び各パターンのベストフォーカス位置のずれ量に基づいて、投影光学系１２の収差を算出することができる。
【００６３】
勿論、これらの計測に際しても、照明光学系１中に露光光ＩＬの光量を計測する第２の光量センサを設置し、フォトマル６１からの出力をその第２の光量センサの出力で除算した値を用いることが望ましい。これにより、露光光ＩＬの光量自体の変動に起因する誤差を排除し、一層正確な計測が可能となる。
次に、図３、図４（Ａ）（図３のＡＡ’線に沿う断面図）、及び図４（Ｂ）（図３のＢＢ’線に沿う断面図）を参照して、空間像センサ２３内の空間をパージガスで置換する本例の方法について説明する。
【００６４】
図３及び図４（Ａ）に示すように、空間像センサ２３は、開口スリット（Ｘスリット５３Ｘ及びＹスリット５３Ｙ）が形成された遮光性マスク５２、上部ケース５０、マスクカバー５１、光量センサとしてのフォトマル６１、及び下部ケース５７等から構成されている。そして、下部ケース５７の底面は、図２（Ａ）に示すようにウエハステージ２２に固定されている。下部ケース５７のほぼ中央部には、フォトマル６１を装着するための段差を持つ凹部６０が形成されている。この凹部６０の段差部に、フォトマル６１の取り付け用フランジ部６２が接着等によって固定されている。また、フォトマル６１の底面の下部ケース５７には、フォトマル６１からの信号ケーブル６３を取り出すための開口６４が形成されている。
【００６５】
図４（Ｂ）に示すように、上部ケース５０の表面には予め座ぐり部分（凹部）が形成されており、その座ぐり部分に固定ねじ５６ａ〜５６ｄ（図３参照）が配置されている。これによって、固定ねじ５６ａ〜５６ｄで上部ケース５０を下部ケース５７に固定した後でも、上部ケース５０の表面（上面）が平坦に維持されている。これは、上記の図２（Ａ）に示す局所送風機構１４による投影光学系１２とウエハ２０又はウエハステージ２２との間の空間３１のパージガスによる置換を、より効果的に行うためである。
【００６６】
また、図４（Ｂ）において、上部ケース５０には、遮光性マスク５２を載置するための３箇所の下部支持部７０ａ，７０ｃ等が形成されている。下部支持部７０ａ，７０ｂ等は、これらが形成される面（ＸＹ平面に平行な面）の一部に設けた直径が３ｍｍ程度以下で、高さが数μｍから数１００μｍ程度の突起部である。遮光性マスク５２は、底面で３箇所の下部支持部７０ａ，７０ｃ等により支持されると共に、上面からマスクカバー５１により押さえられて固定される。マスクカバー５１を上部ケース５０に取り付けるための固定ねじ５４ａ〜５４ｃ（図３参照）の設置位置にも、予め座ぐり部分が形成されている。また、マスクカバー５１は、上部ケース５０の表面の凹部に設置されており、固定ねじ５４ａ〜５４ｃを取り付けた後にも、上部ケース５０の表面は平面に維持されている。
【００６７】
また、マスクカバー５１の底面の遮光性マスク５２との接触面（ＸＹ平面に平行な面）にも、上記の３箇所の下部支持部７０ａ，７０ｃ等と対向する位置に、下部支持部７０ａ，７０ｃ等と同様な突起構造の３箇所の上部支持部７１ａ，７１ｃ等が形成されている。これにより、遮光性マスク５２は、ＸＹ平面に平行な面内の３点においてのみ、その上下から保持される。従って、その保持に際して、遮光性マスク５２にはこれを変形させる力が加わらないため、その変形を完全に防止することができる。
【００６８】
本例の投影露光装置は走査型であり、かつレチクル及びウエハの走査方向をＹ方向としたため、投影光学系１２の露光視野をＸ方向に長く取ることが好ましい。そのような視野形状として、Ｙ方向への走査を行うことで、全体の露光視野の面積を最大とすることができる。
一方、図４（Ａ）に示すように、本例の空間像センサ２３の上部ケース５０には、Ｙ方向に沿ってパージガスを流すための導風路５９ａ，５９ｂが設けられている。これらの導風路５９ａ，５９ｂの内、一方の導風路５９ａの外側の端部は開口部５５ａに連通し、他方の導風路５９ｂの外側の端部は開口部５５ｂに連通し、両方の導風路５９ａ，５９ｂの内側の端部はそれぞれ遮光性マスク５２とフォトマル６１との間の空間５８（本発明の第１空間に対応する）に連通している。即ち、導風路５９ａは、第１空間に対するパージガスの供給路として機能し、また、導風路５９ｂは、第１空間内の気体の排気路として機能する。
【００６９】
なお、これらの導風路５９ａ，５９ｂを遮断しないように、マスクカバー５１の固定ねじ５４ａ〜５４ｃや上部ケース５０の固定ねじ５６ａ〜５６ｄは、全て空間像センサ２３のＸ方向の両端部近傍に設けてある（図３参照）。また、各３箇所の下部支持部７０ａ，７０ｃ等、及び上部支持部７１ａ，７１ｃ等についても、導風路５９ａ，５９ｂを遮断しないように、空間像センサ２３のＸ方向の両端部近傍に設けてある。なお、下部支持部７０ａ，７０ｃ等の取り付け位置は、図３に示した固定ねじ５４ａ〜５４ｃの取り付け位置の各近傍とすることが望ましい。これによって、各３箇所の下部支持部７０ａ，７０ｃ等、及び上部支持部７１ａ，７１ｃ等は、マスクカバー５１の＋Ｘ方向の一端に２箇所設置され、−Ｘ方向の他端に１箇所設置されることになる。
【００７０】
このような導風路５９ａ，５９ｂが設けられた空間像センサ２３が、図１及び図２に示した局所送風機構１４の直下に配置されると（図２（Ａ），図２（Ｂ）に示した状態）、局所送風機構１４中の露光光を透過するパージガスの流れによって、導風路５９ａ，５９ｂ内にもそのパージガスが流れ込むことになる。即ち、図２（Ａ）の局所送風機構１４の送風側整流機構２７から流れ出るパージガスの一部（本発明の第１気体に対応する）は、図４（Ａ）の開口部５５ａから導風路５９ａに流れ込み、遮光性マスク５２とフォトマル６１との間の空間５８（本発明の第１空間）に至る。そして、空間５８中の気体は、導風路５９ｂを経て開口部５５ｂから図２（Ａ）の局所送風機構１４内に排出され、排気側整流機構２８に至る。
【００７１】
この結果、そのパージガスの流れにより、空間像センサ２３内の空間は、露光光ＩＬを透過する気体で置換される。これが本発明の第１工程に対応する。この状態で空間像センサ２３を用いて空間像の位置計測等が行われる。これが本発明の第２工程に対応する。本例によれば、空間像センサ２３内のフォトマル６１に対しても露光光ＩＬが高い強度で照射されるため、真空紫外光を照明光として、空間像センサ２３によって高精度な位置計測を行うことができる。
【００７２】
なお、上記位置計測の完了後には、図１のウエハステージ２２の移動により投影光学系１２の直下にウエハ２０が配置されて、ウエハ２０への露光が行われる。また、ウエハ２０の露光完了後には、ウエハステージ２２がウエハ２０を交換するための位置に移動する。これらの場合には、空間像センサ２３は局所送風機構１４の開口部３２に対向する位置から外れるため、空間像センサ２３内の空間５８内に外気（空気）が混入することになる。そこで、空間像センサ２３を使用する次の位置計測時又は合焦位置計測時には、空間像センサ２３が局所送風機構１４の開口部３２に対向する位置に配置され、空間像センサ２３内の空間５８が再度パージガスで置換された後に、上記の位置計測又は合焦位置計測を行う。
【００７３】
なお、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フォトマル６１の上部側面と凹部６０との間には隙間（空隙）が存在する。そして、この隙間部分に存在する酸素や水蒸気が、遮光性マスク５２とフォトマル６１との間の空間５８に拡散又は対流によって流れ込むと、本例の空間５８のパージガスによる置換効果が低下する恐れがある。そこで、その隙間の上端にシール材６５を埋め込み、その隙間を空間５８から遮断することが望ましい。このシール材６５の材料としては、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂を使用し、かつフッ素樹脂からの水分の発生を防止するために、その表面にアルミニウム等の金属をコートしたものを使用することが望ましい。
【００７４】
ところで、上記の実施の形態中では、遮光性マスク５２の平面形状（ＸＹ平面内の形状）も投影光学系１２の露光視野に合わせて、図３に示す如くＸ方向の長さがＹ方向の長さに比べて長い長方形としてある。これは、上述の斜入射方式のオートフォーカスセンサからの複数の光束を投影光学系１２の長方形の視野内に投射した際に、それら複数の光束の投射点が全て遮光性マスク５２上に納まるようにするためである。また、遮光性マスク５２上に配置されるＸスリット５３Ｘ及びＹスリット５３Ｙを、投影光学系１２の視野内の複数の位置に移動して、その位置でのレチクルパターンの投影像を計測する際にも、投影光学系１２の露光視野の全てが遮光性マスク５２で覆われるようにするために、即ち斜入射方式のオートフォーカスセンサからの複数の光束の投射点が全て遮光性マスク５２上に納まるようにするために、遮光性マスク５２の大きさは、Ｘスリット５３Ｘ及びＹスリット５３Ｙの位置を中心として、Ｘ方向及びＹ方向共に、投影光学系１２の露光視野の２倍程度以上の長さとすることが好ましい。
【００７５】
勿論、遮光性マスク５２の平面形状が、上記の如き長方形に限定されるものではなく、この長方形を含む楕円形や円形、或いはその他の形状であっても良い。また、その形状が、Ｘ方向及びＹ方向の各方向について、上述の投影光学系１２の露光視野の２倍程度以上の長さを有するものでなくとも良い。
なお、投影光学系１２とウエハ２０又はウエハステージ２２との間の空間をパージガスで置換するための局所送風機構１４と共に、局所送風機構１４の周囲の少なくとも一部に、局所送風機構１４から漏れ出すパージガスを排気するための第２の気体排気機構（本発明の第２の気体排気機構に対応する）を併設することも考えられる。図２（Ａ）において、局所送風機構１４の開口部３２から、局所送風機構１４とウエハ２０又は空間像センサ２３との間の空間８５（本発明の第３空間に対応する）に漏れ出すパージガスが、更に外部に漏れて図１のウエハ干渉計２５の光路に漏れ込んだ場合、その光路の屈折率を変動させる恐れがる。従って、ウエハ干渉計２５によるウエハステージ２２の位置計測値に誤差を生じさせないためには、その第２の気体排気機構を設けて、局所送風機構１４から空間８５に漏れ出す気体を吸引排気することが望ましい。
【００７６】
また、本実施の形態では、局所送風機構１４は、＋Ｙ方向（ウエハの走査方向に平行な方向）にパージガスを流す構成を有するものとして説明したが、本発明はこの構成に限られるものではない。即ち、例えばウエハの走査方向に交差する方向、或いはウエハの走査方向に直交する方向からパージガスを流してもよい。その際、図３の一対の開口部５５ａ及び５５ｂは、パージガスが流れる方向に対して交差（直交することが望ましい）して配置されればよい。
【００７７】
また、図３において、空間像センサ２３は、その長手方向がＸ方向に沿うようにウエハステージ２２に取り付けられる構成について説明したが、本発明はこの構成に限られるものではない。例えば、空間像センサ２３の長手方向がＸ方向に対して、任意の角度（例えば４５°）回転して取り付けられてもよい。
また、図４（Ａ）において、遮光性マスク５２とフォトマル６１との間にリレーレンズ系を配置してもよい。この場合、リレーレンズ系を構成する光学素子間にもパージガスを供給する必要がある。
【００７８】
ところで、上述のような第２の気体排気機構を設ける場合には、この第２の気体排気機構を利用して、空間像センサ２３内の光路のガス置換を、より効果的に行なうことが可能となる。以下、これを用いた本発明の第２の実施の形態につき図６を参照して説明する。図６において、図２及び図４に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明は省略する。
【００７９】
図６は、本例の局所送風機構１４を含む部分の拡大図であり、この図６において、第１の実施の形態と同様の局所送風機構１４に隣接して第２の気体排気機構を更に設ける。その第２の気体排気機構は、四角形状の局所送風機構１４の周囲に、数ｍｍの間隔をもって設置した、四角柱の側面に相当する形状の遮蔽構造物８０と、この遮蔽構造物８０のウエハステージ２２側の端部に外側に伸びるように設けた平板８１と、局所送風機構１４と遮蔽構造物８０との間に形成される空間８３ａ，８３ｂ内の気体を排気する排気管８２ａ，８２ｂとを備えている。排気管８２ａ，８２ｂの他端は不図示の吸引装置に接続され、これによって、局所送風機構１４と遮蔽構造物８０との間に形成される空間８３ａ，８３ｂ内の気体は吸引排気される。それらの空間８３ａ，８３ｂのウエハステージ２２との対向面は開口部８４ａ，８４ｂとされている。
【００８０】
そして、局所送風機構１４のウエハステージ２２との対向面中の開口部３２から漏れ出した気体は、局所送風機構１４と空間像センサ２３との間の空間８５及び開口部８４ａ，８４ｂを通過して、それぞれ局所送風機構１４と遮蔽構造物８０との間の空間８３ａ，８３ｂを経て、排気管８２ａ，８２ｂ及び不図示の吸引装置により吸引排気される。
【００８１】
この第２の実施の形態においては、この第２の気体排気機構の気体吸引力を利用して、更に空間像センサ２３内の光路のガス置換をより効果的に行なう。本例においても、空間像センサ２３の構造は、上述の第１の実施の形態とほぼ同様である。しかしながら、本例においては、第１の実施の形態に比べて、図６に示した通り空間像センサ２３の構造をＹ方向に拡大し、空間像センサ２３内の導風路５９ｃ及び５９ｄの内の排気側の導風路５９ｄを延長している。この結果、空間像センサ２３内の遮光性マスク５２上のＸスリット５３Ｘ又はＹスリット５３Ｙ（図３参照）を、投影光学系１２の視野内に配置した場合でも、排気側の導風路５９ｄの開口部５５ｄを、第２の気体排気機構の開口部８４ｂに対する対向面に配置することが可能となる。一方、給気側の導風路５９ｃの開口部５５ｃは、局所送風機構１４のウエハ又は空間像センサ２３に対向する面内の開口部３２に面している。
【００８２】
このため、空間像センサ２３中の遮光性マスク５２とフォトマル６１との間の空間５８には、局所送風機構１４内の空間３１に供給されているパージガスの一部が、開口部５５ｃ及び給気側の導風路５９ｃを介して供給される。そして、その空間５８の排気については、開口部５５ｄ及び排気側の導風路５９ｄを介して上記の第２の気体排気機構の吸引排気作用により行なうことが可能となる。これにより、空間像センサ２３内の光路のパージガスによる置換を、より効果的に行なうことが可能となる。
【００８３】
なお、本例において、空間像センサ２３中の空間５８のガス置換がより効果的に行なえる理由は、排気管８２ａ，８２ｂ及び不図示の吸引装置により第２のガス排気機構内の空間８３ａ，８３ｂの気圧が、局所送風機構１４内の空間３１の気圧に対して、僅かながら低いためである。一方、局所送風機構１４内の空間３１内では、その内部の気圧は場所に依らずほぼ一定となる。従って、空間像センサ２３に設置する給気側の導風路５９ｃ及び排気側の導風路５９ｄの位置関係は、図６に示した如き配置に限定しなくとも、上記のガス置換の効果を得ることができる。
【００８４】
即ち、例えば、図６に示した空間像センサ２３を、図６図中で左右反転した構造としても良い。この場合、給気側の導風路５９ｃの開口部５５ｃを空間３１内の風下側（図６図中右側）に配置し、排気側導風路５９ｄの開口部５５ｄを、図図６中左側の第２の気体排気機構の空間８３ａの開口部８４ａの対向面に配置する構成としても上述の第２の実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００８５】
以上の２つの実施の形態においては、何れも空間像センサ２３内の光路に供給する露光光を透過するパージガスとして、投影光学系１２とウエハ２０との間の空間をガス置換する局所送風機構１４により供給されるパージガスを使用したが、本発明において空間像センサ２３内の光路をガス置換するするためのパージガスの供給源は、局所送風機構１４に限定されるわけではない。
【００８６】
以下、図７を参照して本発明の第３の実施の形態につき説明する。図７において、図１、図４、及び図６に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図７（Ａ）は、本例の局所送風機構１４を含む部分を示す図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）中の空間像センサ２３を含む部分を示す拡大図である。図７（Ａ）において、この第３の実施の形態においても、投影光学系１２とウエハ２０との間の空間のパージガスによる置換は、局所送風機構１４により行なう。また、局所送風機構１４の構成は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した第１の実施の形態の構成、又は図６に示した第２の実施の形態の構成の何れでもよい。
【００８７】
但し、本例の投影露光装置では、ウエハステージ２２に対して、それと共に移動可能なフレキシブルなステンレス管等からなる可撓性を有する配管９１が接続されており、配管９１を介して、ガス供給系９０より露光光を透過するパージガスが供給される。
図７（Ｂ）は、上述の第１の実施の形態における図４（Ａ）と同様に、本例の空間像センサ２３のほぼ中心部をＸ方向から見た断面図である。なお、本例における空間像センサ２３のほぼ中心部をＹ方向から見た断面図は、図４（Ｂ）に示した断面図と同様である。図７（Ｂ）に示した通り、ウエハステージ２２中には上記配管９１に連通するステージ内配管９２が設置され、それが空間像センサ２３内の配管９３の一端に連通している。そして、配管９３の他端は、空間像センサ２３内の遮光性マスク５２とフォトマル６１との間の空間５８に連通している。
【００８８】
これらの配管により、ガス供給系９１より供給されるパージガスは、空間像センサ２３内の空間５８に供給される。一方、空間５８内に残留する気体は、遮光性マスク５２と、上部ケース５０とマスクカバー５１との間の隙間９４ａ，９４ｂを通って、空間像センサ２３の外部に流れ出る。そして、局所送風機構１４内の排気側整流機構２８（図２（Ａ）参照）に至り、図７（Ａ）の排気管１７を経て気体排気系１８に回収される。これにより、空間５８内は、露光光を透過するパージガスで置換される。
【００８９】
なお、ウエハステージ２２内に設置する配管９２にもステンレス管や或いはフレキシブルなステンレス管を使用することが好ましい。また、空間像センサ２３内に設置する配管９３にも、ステンレス管又はフレキシブルなステンレス管を使用することもでき、或いは、下部ケーズ５７内に空孔部（穴）を設けて、それを配管とすることもできる。
【００９０】
この第３の実施の形態においても、空間像センサ２３が局所送風機構１４の開口部３２と対向する位置に配置されない場合、即ち上記の位置計測又は合焦位置計測を行なわない場合には、上記のガス供給系９０からのパージガスの供給を停止することができる。この場合、空間像センサ２３から流れ出る気体の量を最小限に抑えることができ、これによって、この気体がウエハ干渉計２５の光路に流れ込んだ際のウエハ干渉計２５の位置計測誤差を最小限に抑えることが可能となる。
【００９１】
ところで、上記の第３の実施の形態の投影露光装置における空間像センサ２３の光路のガス置換手法においては、上述の第１及び第２の実施の形態の投影露光装置と異なり、局所送風機構１４からパージガスの供給を受けることはない。従って、このガス置換手法は、局所送風機構１４を有しない露光装置に対しても適用可能である。即ち、例えば、上述の図１のレチクル２及びレチクルステージ３を含む空間のガス置換に用いた如く、ウエハ２０、ウエハステージ２２、ウエハベース２６及び投影光学系１２の少なくとも下部を含む空間を気密隔壁で覆い、その内部を全てパージガスで置換するガス置換方法を採用した露光装置に対しても、このガス置換手法は適用可能である。
【００９２】
ウエハステージ２２上に形成すべき受光センサには、上述の空間像センサ２３のみでなく、照度センサもある。以下、本発明の第４の実施の形態として、照度センサを使用する場合について主に図８を参照して説明する。
図８（Ａ）は、本例の照度センサを示す断面図であり、この照度センサは、例えば上述の図１のウエハステージ２２上に設けた状態で、Ｘ方向から見た断面図として表わされている。なお、照度センサをウエハステージ２２上に設ける場合には、その照度センサの上面が、ウエハホルダ２１上に載置されるウエハ２０の上面と同じ高さになるように、即ちＺ方向が同一座標になるように設定する。
【００９３】
また、ウエハステージ２２上の照度センサの周囲の高さについても、ウエハ２０の上面と同じ高さになるように、必要に応じて平坦化機構（例えば図２（Ａ）の平坦化部材３３と同様な部材）を設けて、各部分の高さを１ｍｍ程度以内の範囲で一致させることが望ましい。
なお、本例における照度センサの構成は、図４（Ｂ）に示した上述の第１の実施の形態中の空間像センサ２３とほぼ同様である。即ち、図８（Ａ）において、この照度センサは、下部ケース５７ａ中に形成された凹部に、取り付け用フランジ部６２ａを介して接着等により固定された光量センサとしてのフォトマル６１ａと、その上の上部ケース５０ａに固定された遮光性マスク９５とを含んで構成されている。
【００９４】
遮光性マスク９５は、上述の第１及び第２の実施の形態での空間像センサ２３中の遮光性マスク５２と同様に、上部ケース５０ａとマスクカバー５１ａとにそれぞれ設けられた下部支持部７０ａ，７０ｃ等、及び上部支持部７１ｄ，７１ｅ等により、計３箇所で上下から押さえられて固定される。マスクカバー５１ａは、固定ねじ５４ｅ，５４ｆにより上部ケース５０ａに固定され、上部ケース５０ａは固定ねじ（不図示）により下部ケース５７ａに固定される。また、これらの固定ねじ５４ｅ，５４ｆ等の取り付け後に上部ケース５０ａの上面が平坦となるように、上部ケース５０ａ及びマスクカバー５１ａの上面には予め座ぐり穴を形成しておく。
【００９５】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）中の遮光性マスク９５を示し、図８（Ｂ）において、遮光性マスク９５の表面には、ほぼ全面にクロム等により遮光膜９７を形成する。そして、遮光膜９７のほぼ中心部に、直径が３０μｍから５０μｍ程度の円形の透過部９８を形成しておく。図１の投影光学系１２を介してその照度センサ上の遮光性マスク９５に照射された露光光ＩＬのうち、透過部９８の位置と合致した露光光のみが選択されて、遮光性マスク９５を透過してフォトマル６１ａに入射して光電変換される。これによって、フォトマル６１ａに入射した光量、即ち投影光学系１２の像面（露光時にウエハ２０が配置されるべき面）での、所定のエリア内（開口部９８内）の照明光量を計測する。
【００９６】
そして、図１のウエハステージ２２の移動により、その照度センサを投影光学系１２の露光視野内の複数箇所に順次移動して上記照明光量の計測を行なうことで、投影光学系１２の露光視野内の照明光量の分布の均一性を測定することができる。なお、この場合にも上述の如く照明光学系１中に照明光学系１が射出する露光光ＩＬの光量を計測する第２の光量センサを設置し、フォトマル６１ａからの出力をこの第２の光量センサの出力で除算した結果を、各計測点での照明光量の相対値としてその分布の均一性を評価することにより、露光光ＩＬの光量自体の変動に起因する誤差を排除し、一層正確な照度均一性の計測が可能となる。
【００９７】
なお、最近の投影光学系は、その開口数（ＮＡ）が０．８程度と巨大である。遮光性マスク９５上の開口部９８を透過してフォトマル６１ａに入射する光束の入射角の最大値は、投影光学系の開口数ＮＡの逆ｓｉｎ関数で求まり、５３°程度となる（ｓｉｎ５３°＝０．８）。しかしながら、フォトマル６１ａ（例えばフォトマル）は、それへの入射光の角度に依存して実効感度が異なってくる。そして、投影光学系の露光視野内で、そこに入射する露光光の角度依存性が変動するような場合には、上記角度依存性により、その光量の均一性を高精度で計測することが困難になる。
【００９８】
そこで、本例では、図８（Ａ）に示す通り、遮光性マスク９５のフォトマル６１ａ側の面は、凸レンズ形状９６としてある。このレンズ作用により遮光性マスク９５上の開口部９８を透過した光束の発散角を縮小し、フォトマル６１ａに入射する光束の入射角の最大値を低減することができる。これによりフォトマル６１ａの角度特性による計測誤差を低減することができるので、より高精度に投影光学系１２の視野内の照明光量分布の均一性を計測することが可能になる。
【００９９】
続いて本例の照度センサ内の光路の空間５８ａのガス置換方法について説明する。但し、このガス置換方法は、基本的に上述の第１から第３の実施の形態における空間像センサ２３内の光路の空間５８のガス置換方法の何れかと同一である。
このうち第１の実施の形態におけるガス置換方法と同一とする場合には、本例の照度センサのＹ方向から見た断面構造は、図４（Ａ）に示した断面図中の空間像センサ２３の中の遮光性マスク５２を、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示した遮光性マスク９５に置き換えた構造と等しくすれば良い。そして、照度センサを第１の実施の形態の投影露光装置の局所送風機構１４の開口部３２に対向する位置に配置することで、空間５８（即ち図８（Ａ）中の空間５８ａ）の、図４（Ａ）中の導風路５９ａ，５９ｂを介してのガス置換が可能となる。
【０１００】
また、第２の実施の形態におけるガス置換方法と同一とする場合には、照度センサのＹ方向から見た断面構造は、図６に示した断面図中の空間像センサ２３の中の遮光性マスク５２を、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示した遮光性マスク９５に置き換えた構造と等しくすれば良い。この場合にも、排気側の導風路ｄの開口部５５ｄを、第２の気体排気機構の開口部８４ｂに対向して配置することで、空間５８（即ち図８（Ａ）中の空間５８ａ）の、図４（Ａ）中の導風路５９ａ，５９ｂを介しての効率よいガス置換が可能となる。
【０１０１】
また、第３の実施の形態におけるガス置換方法と同一とする場合には、照度センサ内にも、図７（Ｂ）に示した如き配管９３を設置して、空間５８ａ内にパージガスを供給する方式とすれば良い。
なお、上述の各実施の形態においては、光量センサ（検出器）としてフォトマルを使用するものとした。しかしながら、光量センサはこれに限らず、フォトダイオード、焦電素子（パイロ素子）や光伝導素子、或いは紫外光に対して蛍光を発する素子とその蛍光を受光して光電変換する素子との組み合わせなどを使用することもできる。
【０１０２】
また、上記の実施の形態では、図１において、レチクルステージ系をレチクル室７内に収納する構成について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、照明光学系１とレチクルステージ３（レチクルステージの上面）との間に第１のレチクル局所送風機構を設けるとともに、投影光学系１２とレチクルステージ３（レチクルステージの下面）との間に第２のレチクル局所送風機構を設けて、局所的にガス置換を行うようにしてもよい。
【０１０３】
なお、上記の実施の形態の投影露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施の形態の投影露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、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）、及び検査ステップ等を経て製造される。
【０１０４】
また、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をすると共に、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより本実施の形態の投影露光装置を製造することができる。なお、投影露光装置の製造は温度及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。
【０１０５】
また、上記の実施の形態において、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでもいい。更に、本発明は、走査露光型の投影露光装置で露光を行う場合のみならず、ステッパー等の一括露光型の投影露光装置で露光を行う場合にも同様に適用できることは言うまでもない。
なお、上記の実施の形態の投影露光装置の用途としては、半導体素子製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド、又はＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのレチクルパターンが形成されたレチクル（フォトマスク等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【０１０６】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、選択部材と検出器との間に露光ビームを透過する気体を供給しているため、露光ビームが真空紫外域のように短波長の光でも、簡便な構成で検出器上で高い照度が得られる。従って、その検出器の出力信号を用いて、位置計測用のパターンの位置や投影光学系の合焦位置などの露光に必要な情報を正確に求めることができる。
【０１０８】
この結果、高解像度で高い位置合せ精度を持つ露光装置の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の投影露光装置を示す一部を切り欠いた構成図である。
【図２】（Ａ）は図１の局所送風機構１４を含む部分の構成を示す断面図、（Ｂ）は図２（Ａ）の投影光学系１２からウエハステージ２２側を見た平面図である。
【図３】図２（Ａ）の空間像センサ２３を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は図３のＡＡ’線に沿う断面図、（Ｂ）は図３のＢＢ’線に沿う断面図である。
【図５】（Ａ）はレチクル２の一部をパターンを誇張して示す平面図、（Ｂ）は遮光性マスク５２の一部のパターンを示す平面図、（Ｃ）は図４（Ａ）のフォトマル６１の出力信号の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の局所送風機構１４を含む部分の構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第３の実施の形態の局所送風機構１４を含む部分の構成を示す一部を切り欠いた図、（Ｂ）は図７（Ａ）の空間像センサ２３を含む部分を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は本発明の第４の実施の形態の照度センサを示す断面図、（Ｂ）は図８（Ａ）中の遮光性マスク９５を示す平面図である。
【符号の説明】
２…レチクル、１２…投影光学系、１４…局所送風機構、１６…気体供給系、１８…気体排気系、２０…ウエハ、２２…ウエハステージ、２３…空間像センサ、３１…空間（第２空間）、５２，９５…遮光性マスク、５８…空間（第１空間）、５９ａ，５９ｂ…導風路、６１，６１ａ…光電子増倍管（フォトマル）、８０…遮蔽構造物、９０…ガス供給系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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