(57)【要約】【課題】鏡筒に対して支持される部材から鏡筒への力の伝達を抑制し、安定した光学特性が得られる露光装置を提供すること。【解決手段】露光装置は、投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間におけるエネルギービームＩＬの少なくとも一部の光路を含む空間を囲む空間形成部材７０と、投影光学系ＰＬを収容する鏡筒と、鏡筒と空間形成部材７０とが接触することなく所定の間隙を形成した状態で、鏡筒に対して空間形成部材７０を支持する支持機構７８とを有する。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギービームにより、投影光学系を介してマスクのパターンを基板に転写する露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間における前記エネルギービームの光路のうち、少なくとも一部の光路を含む空間を囲む空間形成部材と、
前記投影光学系を収容する鏡筒と、
前記鏡筒と前記空間形成部材とが接触することなく所定の間隙を形成した状態で、前記鏡筒に対して前記空間形成部材を支持する支持機構とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記支持機構は、前記鏡筒を支持するフレームに、前記空間形成部材を取り付ける取付機構を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記支持機構は、前記鏡筒と前記空間形成部材との間の振動伝達を抑制し、かつ前記所定の間隙を外気から遮断する遮断部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記所定の間隙は、気体の流れを抑制する段差を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記所定の間隙には、液体状又は半固体状の物質が介在していることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記空間形成部材で囲まれた空間内に、前記エネルギービームを透過する所定ガスを供給するガス供給機構と、
前記所定の間隙を介して、前記空間から前記所定ガスを含む気体を吸引する吸引装置とを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記空間形成部材は、前記投影光学系と前記基板との間に配置され、前記エネルギービームを通過させるための開口が形成された開口板を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記投影光学系と前記開口板との間の第１の空間に、前記エネルギービームを透過する所定ガスを供給するガス供給装置を備え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１の空間に供給された前記所定ガスは、前記開口を介して前記開口板と前記基板との間の第２の空間に供給されることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
エネルギービームにより投影光学系を介してマスクのパターンを基板に転写する露光装置において、
前記投影光学系と前記基板との間の前記エネルギービームの光路に、前記エネルギービームを透過する所定ガスを供給するガス供給機構と、
前記投影光学系を収容する鏡筒と、
前記鏡筒と前記ガス供給機構との間に設けられたラビリンス構造を介して、前記鏡筒に対して前記ガス供給機構を支持する支持機構とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
前記ガス供給機構は、前記エネルギービームの光路のうち、少なくとも一部の光路を含む空間を囲む空間形成部材と、前記空間形成部材に設けられたガス供給口とを有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】
前記鏡筒を支持するフレームを有し、
前記支持機構は、前記空間形成部材を前記フレームに取り付ける取付機構を備えることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、前記マスク上に形成されたデバイスパターンを前記基板上に転写する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド等の電子デバイスを製造するための露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子や液晶表示素子等の電子デバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際に、パターンが形成されたマスクあるいはレチクル（以下、レチクルと称する）のパターン像を投影光学系を介して感光材（レジスト）が塗布された基板上の各投影（ショット）領域に投影する投影露光装置が使用されている。電子デバイスの回路は、上記投影露光装置で被露光基板上に回路パターンを露光することにより転写され、後処理によって形成される。
【０００３】
近年、集積回路の高密度集積化、すなわち、回路パターンの微細化が進められている。そのため、投影露光装置における露光用照射ビーム（露光光）が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（波長：２４８ｎｍ）といった短波長の光源が用いられるようになり、さらに短波長のＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）を用いた露光装置の実用化も最終段階に入りつつある。また、さらなる高密度集積化をめざして、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）を用いた露光装置の開発が進められている。
【０００４】
波長約１９０ｎｍ以下のビームは真空紫外領域に属し、これらのビームは、空気を透過しない。これは、空気中に含まれる酸素分子・水分子・二酸化炭素分子などの物質（以下、吸光物質と称する）によってビームのエネルギーが吸収されるからである。
【０００５】
したがって、真空紫外域の露光光を用いた露光装置において、被露光基板上に露光光を十分な照度で到達させるには、露光光の光路上の空間から吸光物質を低減もしくは排除する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光路上の空間のうち、投影光学系と基板との間の空間から吸光物質を低減もしくは排除するには、その空間を囲むように隔壁を配置し、その空間内に露光光を透過する透過性のガスを供給する方法が考えられる。ところが、上記隔壁を、投影光学系を収容する鏡筒に直接取り付けると、ガス供給等に伴う上記隔壁の振動や上記隔壁等に伴う力が投影光学系に伝わり、光学特性の低下を招く恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、鏡筒に対して支持される部材から鏡筒への力の伝達を抑制し、安定した光学特性が得られる露光装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、パターン精度の向上を図ることのできるデバイス製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の露光装置は、エネルギービームにより、投影光学系を介してマスクのパターンを基板に転写する露光装置において、前記投影光学系と前記基板との間における前記エネルギービームの光路のうち、少なくとも一部の光路を含む空間を囲む空間形成部材と、前記投影光学系を収容する鏡筒と、前記鏡筒と前記空間形成部材とが接触することなく所定の間隙を形成した状態で、前記鏡筒に対して前記空間形成部材を支持する支持機構とを有することを特徴とする。
この露光装置では、空間形成部材は、投影光学系を収容する鏡筒と接触することなく所定の間隙を形成した状態で、鏡筒に対して支持される。これにより、空間形成部材から投影光学系への力の伝達が抑制される。
【０００９】
また、前記支持機構は、前記鏡筒を支持するフレームに、前記空間形成部材を取り付ける取付機構を有してもよい。
空間形成部材がフレームに取り付けられることにより、空間形成部材から投影光学系への力の伝達が確実に抑制される。
【００１０】
また、前記支持機構は、前記鏡筒と前記空間形成部材との間の振動伝達を抑制し、かつ前記所定の間隙を外気から遮断する遮断部材を有するのが好ましい。
これにより、空間形成部材から投影光学系への振動伝達が抑制されると共に、外気が空間形成部材で囲まれた空間内へ混入するのが遮断される。
【００１１】
また、前記所定の間隙は、気体の流れを抑制する段差を有するのが好ましい。これにより、外気が所定の間隙を介して空間形成部材で囲まれた空間内へ進入しようとすると、段差の部分で抵抗を受け、その進入が抑えられる。その結果、外気が空間形成部材で囲まれた空間内へ混入するのが抑制される。
【００１２】
また、前記所定の間隙には、液体状又は半固体状の物質が介在してもよい。
これにより、外気が所定の間隙を介して空間形成部材で囲まれた空間内へ進入しようとすると、液体状又は半固体状の物質に衝突する。この際、外気は液体状又は半固体状の物質で跳ね返るので、外気が空間形成部材で囲まれた空間内へ混入するのがさらに抑制される。
【００１３】
また、前記空間形成部材で囲まれた空間内に、前記エネルギービームを透過する所定ガスを供給するガス供給機構と、前記所定の間隙を介して、前記空間から前記所定ガスを含む気体を吸引する吸引装置とを備えるのが好ましい。
ガス供給機構により、空間形成部材で囲まれた空間内が所定ガスで満たされ、空間形成部材で囲まれた空間から吸光物質が排除される。また、その空間内の所定ガスの一部は、所定の間隙を介して吸引装置に吸引される。その結果、外気が所定の間隙を介して空間内へ混入するのが抑制される。
【００１４】
また、前記空間形成部材は、前記投影光学系と前記基板との間に配置され、前記エネルギービームを通過させるための開口が形成された開口板を有する構成としてもよい。
【００１５】
この場合、前記投影光学系と前記開口板との間の第１の空間に、前記エネルギービームを透過する所定ガスを供給するガス供給装置を備えるのが好ましい。
これにより、投影光学系と開口板との間が所定ガスで満たされる。
【００１６】
また、前記第１の空間に供給された前記所定ガスは、前記開口を介して前記開口板と前記基板との間の第２の空間に供給されるのが好ましい。
これにより、所定ガスが開口を介して投影光学系側から基板側へ流れる。その結果、基板側で発生した吸光物質が投影光学系に付着するのが防止される。
【００１７】
また、本発明の露光装置は、エネルギービームにより投影光学系を介してマスクのパターンを基板に転写する露光装置において、前記投影光学系と前記基板との間の前記エネルギービームの光路に、前記エネルギービームを透過する所定ガスを供給するガス供給機構と、前記投影光学系を収容する鏡筒と、前記鏡筒と前記ガス供給機構との間に設けられたラビリンス構造を介して、前記鏡筒に対して前記ガス供給機構を支持する支持機構とを有することを特徴とする。
この露光装置では、エネルギービームの光路を含む空間が所定ガスで満たされる。この際、ラビリンス構造があることにより、外気がその空間内に混入するのが抑制される。また、ラビリンス構造は対向する部材と部材とが接触することなく間隙を有した構造なので、ガス供給機構から投影光学系への力の伝達が抑制される。すなわち、ラビリンス構造は、鏡筒の端面と、ガス供給機構の表面との間に設けられる構造であり、この構造は、鏡筒の端面に形成された複数の凹部又は凸部と、ガス供給機構の表面に形成され、鏡筒の端面に形成された複数の凹部又は凸部に入り込む凸部又は凹部とを有し、鏡筒の端面に形成された複数の凹部又は凸部に、ガス供給機構の表面に形成された凸部又は凹部が接触することなく入り込むことによって構成される。
【００１８】
また、前記ガス供給機構は、前記エネルギービームの光路のうち、少なくとも一部の光路を含む空間を囲む空間形成部材と、前記空間形成部材に設けられたガス供給口とを有するのが好ましい。
この場合、空間形成部材で囲まれた空間内にガス供給口を介して所定ガスが供給され、エネルギービームの光路を含む空間が所定ガスで満たされる。
【００１９】
また、前記鏡筒を支持するフレームを有し、前記支持機構は、前記空間形成部材を前記フレームに取り付ける取付機構を備える構成としてもよい。
空間形成部材がフレームに取り付けられることにより、空間形成部材から投影光学系への力の伝達が確実に抑制される。
【００２０】
また、本発明のデバイス製造方法は、上記露光装置を用いて、前記マスク上に形成されたデバイスパターンを前記基板上に転写する工程を含むことを特徴とする。
このデバイス製造方法では、エネルギービームの光路を含む空間が所定ガスで満たされる。また、鏡筒に対して支持される部材から鏡筒への力の伝達が抑制される。その結果、光学特性の低下が防止され、パターン精度の向上を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明に係る露光装置の一実施の形態について説明する。本例は、露光用のエネルギービームとして真空紫外光を用いるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置に本発明を適用したものである。
【００２２】
図１は、本例の露光装置１０の概略構成を示す図であって、露光装置１０の一部を切り欠いた構成図である。図１において、本例の露光装置１０の機構部は、照明光学系２１と、レチクル操作部２２と、投影光学系ＰＬと、ウエハ操作部２３とに大別することができる。このうち、照明光学系２１とレチクル操作部２２と投影光学系ＰＬは、それぞれ箱状の照明系チャンバ２５とレチクル室２６と鏡筒２７の内部に、外気（ここでは後述のチャンバ内の気体）から隔離されて密閉度が高められた状態で収納されており、本例の露光装置１０は、全体として内部の気体の温度が所定の目標範囲内に制御された一つの大きなチャンバ（不図示）の内部に収納されている。これらの機器が外気から隔離され、高密閉状態で収納されることで、露光装置１０の機構部内を通過する露光光ＩＬの光路空間が密閉されるようになっている。
【００２３】
照明光学系２１は、露光光源２０と、ミラー３０と、ビーム整形光学系３１と、フライアレイレンズ３２と、ミラー３４と、リレーレンズ３５と、視野絞り機構３６（レチクルブラインド）と、リレーレンズ３７と、ミラー３８と、コンデンサレンズ系３９とを備えており、これらの機器は、露光光源２０から発せられる露光光ＩＬ（エネルギービーム）の光路上に配置され、露光光ＩＬに対して後述する所定の処理を施すものである。
【００２４】
露光光源２０は、真空紫外域の波長１５７ｎｍのパルスレーザ光を発生するＦ２レーザ光源からなるものであって、前述した露光光ＩＬを発生させるものである。ビーム整形光学系３１は、露光光源２０から発せられミラー３０によって上方に反射された露光光ＩＬに対して、照明系の断面形状の整形と光量制御とを行うものである。フライアレイレンズ３２は、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）として構成されたものであって、露光光ＩＬの強度分布を一様化するものである。また、ビーム整形光学系３１の前段には、振動等による光軸ずれを位置合わせる自動追尾部（不図示）が設けられている。
【００２５】
視野絞り機構３６は、その配置面が露光対象であるレチクルＲのパターン面と光学的にほぼ共役となるように設定されたものであって、そのパターン面における細長い長方形（スリット）状に形成された照明領域の形状を規定する固定ブラインドと、走査露光の開始時及び終了時に不要な部分への露光を防止するためにその照明領域を閉じる可動ブラインドとを備えている。この視野絞り機構３６は、ミラー３４によってほぼ水平方向に反射された露光光ＩＬに対して、その前後段に配置されたリレーレンズ３５、３７を介してレチクルＲのパターン面における長方形状に形成された照明領域を均一な照度分布で照明するためのものである。コンデンサレンズ系３９は、ミラー３８によって下方に反射された露光光ＩＬに対して、むらのない平行光線を作り出すものである。
【００２６】
このような照明光学系２１により所定の処理を施した露光光ＩＬをレチクルＲに照射すると、レチクルＲの照明領域内のパターン像が投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは例えば１／４、１／５等）で、感光材（フォトレジスト）が塗布されたウエハＷ上に投影される。ここで、ウエハＷは、例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等の円板状の基板である。
【００２７】
また、本例のように露光光ＩＬがＦ２レーザ光である場合には、透過率の良好な光学硝材は蛍石（ＣａＦ２の結晶）、フッ素や水素等をドープした石英ガラス、及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等に限られるため、投影光学系ＰＬを屈折光学部材のみで構成して所望の結像特性（色収差特性等）を得るのは困難である。そこで、本例の投影光学系ＰＬでは、屈折光学素子としての屈折光学部材と反射光学素子としての反射鏡とを組み合わせた反射屈折系を採用している。これらの屈折光学部材や反射鏡は鏡筒２７に収容されており、鏡筒２７は、フレーム２８（図２参照）に支持されている。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと交差し、図１の紙面内を左側から右側へ向かう方向にＸ軸を取り、図１の紙面を垂直に貫いて表側から裏側へ向かう方向にＹ軸を取って説明する。本例のレチクルＲ上の照明領域はＸ軸方向に細長い長方形であり、露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向はＹ軸方向である。
【００２８】
レチクル操作部２２は、レチクルＲと、レチクルステージ４０と、レチクルベース（不図示）と、レチクルローダ（不図示）とを備えており、レチクルＲは、レチクルステージ４０上に保持されている。レチクルステージ４０は、レチクルベース（不図示）上でウエハステージ（後述）と同期してＹ軸方向にレチクルＲを連続移動させると共に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸の回りの回転方向に同期誤差を低減させるようにレチクルＲを微小駆動させるものである。この際のレチクルステージ４０の駆動は、レチクルステージ４０の位置及び回転角の計測値と主制御系（不図示）からの制御情報とに基づいて行われるようになっており、この位置及び回転角は、不図示のレーザ干渉計によって高精度に計測されるようになっている。ここで、主制御系は、装置全体の動作を統括制御するコンピュータからなるものである。
【００２９】
ウエハ操作部２３は、ウエハホルダ４５と、ウエハステージ４６とを備えており、ウエハホルダ４５は、その載置面にウエハＷが吸着保持された状態で、ウエハステージ４６上に固定されている。ウエハステージ４６は、不図示のウエハベース上で前述したレチクルステージ４０と同期してＹ軸方向にウエハＷを連続移動させると共に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にウエハＷをステップ移動させるものである。また、ウエハステージ４６は、不図示のオートフォーカスセンサによって計測されるウエハＷ表面の光軸ＡＸ方向の位置（フォーカス位置）に関する情報に基づいて、オートフォーカス方式でウエハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面に合焦させるものである。ウエハステージ４６のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置、及びＸ軸の回りの回転角（ピッチング量）、Ｙ軸の回りの回転角（ローリング量）、Ｚ軸の回りの回転角（ヨーイング量）は、レーザ干渉計（不図示）によって高精度に計測されるようになっており、この計測値及び主制御系からの制御情報に基づいて、ステージ駆動系（不図示）を介してウエハステージ４６が駆動されるようになっている。なお、ウエハステージ４６（ウエハホルダ４５）に取り付けられ、レーザ干渉計からのレーザビーム（測長ビーム）を反射する移動鏡４７ａは、別々の角柱状のミラーからなる構成、一体型のＬ字型のミラーからなる構成、ウエハステージ（ウエハホルダ）の側面を鏡面加工してミラーとして用いる構成等、様々の構成が適用され得る。また、ウエハホルダ４５、ウエハステージ４６、及びウエハベース等によりウエハ操作部２３が構成されており、ウエハ操作部２３の側方に搬送系としてのウエハローダ等（不図示）が配置されている。
【００３０】
ここで、本例の露光光ＩＬは波長１５７ｎｍの真空紫外光であるため、その露光光ＩＬに対する吸光物質としては、酸素（Ｏ２）、水（水蒸気：Ｈ２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭素ガス（二酸化炭素：ＣＯ２）、有機物、及びハロゲン化物等がある。一方、露光光ＩＬが透過する気体（エネルギー吸収がほとんど無い物質）としては、窒素ガス（Ｎ２）、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）よりなる希ガスがある。以降、この窒素ガス及び希ガスをまとめて「透過性ガス」と呼ぶことにする。
【００３１】
本例の露光装置は、光路上の空間、すなわち、照明系チャンバ２５、レチクル室２６、及び鏡筒２７の各内部に、真空紫外域のビームに対してエネルギー吸収の少ない上記透過性ガスを供給して満たし、その気圧を大気圧と同程度もしくはより高く（例えば、大気圧に対し０．００１〜１０％の範囲内で高く）するガス供給・排気系５０を備えている。ガス供給・排気系５０は、排気用の真空ポンプ５１Ａ、５１Ｂ及び５１Ｃ、透過性ガスが高純度の状態で圧縮又は液化されて貯蔵されたボンベ（ガス供給装置）５３、及び開閉制御されるバルブ５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃ等を含む。なお、これらの数及び設置場所については図に示したものに限定されない。窒素ガスは、波長が１５０ｎｍ程度以下の光に対しては吸光物質として作用し、ヘリウムガスは、波長１００ｎｍ程度まで透過性ガスとして使用することができる。また、ヘリウムガスは、熱伝導率が窒素ガスの約６倍であり、気圧変化に対する屈折率の変動量が窒素ガスの約１／８であるため、特に高透過率と光学系の結像特性の安定性や冷却性とで優れている。なお、ヘリウムガスは高価であるため、露光光の波長がＦ２レーザのように１５０ｎｍ以上であれば、運転コストを低減させるためにその透過性ガスとして窒素ガスを使用してもよい。
【００３２】
また、本例では、ワーキング・ディスタンス部ＷＤ、すなわち投影光学系ＰＬの先端とウエハＷとの間の空間にも、ガス供給・排気系５０によって上記透過性ガスが供給され、光路上から吸光物質を排除している。すなわち、ガス供給・排気系５０は、ワーキング・ディスタンス部ＷＤ用として、図２に示すように、排気用の真空ポンプ６０、排気配管６１及び排気口６６等からなる排気装置６４と、バルブ６３、ガス供給配管６２、ガス供給口６５及び隔壁としてのパージガイド板（空間形成部材）７０等からなるガス供給機構６７とを備えている。本例では、排気口６６からの排気量に比べて、ガス供給口６５からの透過性ガスの供給量が多くなるように設定されている。図２に、ワーキング・ディスタンスＷＤ部付近を側方から見た様子を模式的に示す。
【００３３】
ワーキング・ディスタンス部ＷＤには、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを囲うように、すなわち投影光学系ＰＬから射出される露光光ＩＬの少なくとも一部の光路を含むように、パージガイド板７０が投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間に配置されている。このパージガイド板７０には、取付部７１が設けられており、パージガイド板７０は、取付部７１を介してフレーム２８に取り付けられている。このパージガイド板７０は、ステンレス鋼、あるいはセラミックスによって形成される。フレーム２８にパージガイド板７０を取り付ける機構が取付機構をなし、鏡筒２７に対してパージガイド板７０を支持する機構が支持機構をなす。パージガイド板７０は、露光光ＩＬが通過する開口部７３ａを有する板状の開口板７３と、円筒状に形成された側周部７２と、環状に形成された板状の面部（ガス供給機構の表面）７４とからなるものである。そして、これら開口板７３と側周部７２と面部７４とは、同一軸上に位置しており、開口板７３の外周部と側周部７２の基板Ｗ側の端部、及び側周部７２の投影光学系ＰＬ側の端部と面部７４の内周部とにおいて連続している。これら取付部７１、開口板７３、側周部７２、面部７４は、一体形成されていても、それぞれ別々に形成した後に連結してもよい。そして、このパージガイド板７０は、ウエハＷが開口板７３の開口部７３ａに対向し、かつ近接するように、配置されている。ここで、パージガイド板７０で囲まれた空間、すなわち投影光学系ＰＬと開口板７３との間の空間を第１の空間Ｓ１とし、開口板７３と基板Ｗとの間の空間を第２の空間Ｓ２とする。
【００３４】
側周部７２には、ガス供給配管６２が接続されるガス供給口６５と、排気配管６１が接続される排気口６６とが設けられている。開口板７３の中央部に形成されている開口部７３ａは、露光光ＩＬが通過可能なように、すなわち露光光ＩＬが開口板７３で遮られることがないように、最低限必要な径とされている。面部７４は、鏡筒２７側のウェハ側端面（鏡筒の端面）７５に面しており、面部７４と端面７５との間には、互いに接触しないように所定の間隙が形成されている。また、面部７４には、図３（ａ）に示すように、鏡筒２７側の表面に段差が形成されている。すなわち、この面部７４には、端面７５に向かって突出する凸部（凹部）７４ａが複数形成されている。鏡筒２７のウェハ側端面７５には、面部７４に形成された凸部に対向する凹部が形成されると共に、面部７４に形成された凹部に対向する凸部が形成されている。
本実施例では、鏡筒２７が筒状に形成されているので、鏡筒２７側の端面７５が環状に形成されている。したがって、鏡筒２７のウェハ側端面７５に形成される凹部（凸部）７５ａは、光軸ＡＸを中心軸として同心円状に複数形成される。また、開口板７３も、鏡筒２７のウェハ側端面７５の形状に対応させて環状に形成されており、面部７４に形成される凸部（凹部）７４ｂも、光軸ＡＸを中心軸として同心円状に複数形成される。そして、ウェハ側端面７５に形成された凹部７５ａ内に、面部７４に形成された凸部７４ａが所定の間隔を形成した状態で、あるいはウェハ側端面７５に形成された凸部７５ａ内に、面部７４に形成された凹部７４ａが所定の間隔を形成した状態で、互いに入り込むことによってラビリンス構造７６が形成されている。
【００３５】
上記のよう投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間にガス供給機構６７及び排気装置６４が設けられたワーキング・ディスタンス部ＷＤにおいては、ガス供給口６５を介して透過性ガスが第１の空間Ｓ１内に供給されると共に、排気口６６から透過性ガスを含む気体が排気される。この給排気により、投影光学系ＰＬの先端から開口板７３までの間にある第１の空間Ｓ１が透過性ガスで満たされる。また、ガス供給機構６７から供給される透過性ガスの供給量は、排気装置６４の排気量よりも多くなるように制御されている。このため、第１空間Ｓ１内に透過性ガスが供給されてから所定時間が経過すると、第１空間Ｓ１内には透過性ガスが充填され、さらに、開口板７３の開口部７３ａを介して第２の空間Ｓ２にも透過性ガスが供給される。なお、第２空間Ｓ２内に対する第１空間Ｓ１内からの透過性ガスの供給は、第１空間Ｓ１に透過性ガスが完全に充填されてから始まるものではなく、第１空間Ｓ１に透過性ガスを供給すると同時に、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを隔離する開口板７３の開口部７３ａから第２空間Ｓ２内に透過性ガスが供給される。
【００３６】
また、ワーキング・ディスタンス部ＷＤに存在していた吸光物質は、透過性ガスと共に排気口６６から排気される。ラビリンス構造７６を介してワーキング・ディスタンス部ＷＤ内に新たに侵入しようとする気体は、ラビリンス構造７６を構成する段差、すなわち面部７４に形成される凸部（凹部）７４ａ及びウェハ側端面７５に形成される凹部（凸部）７５ａが互いに所定の間隔を形成した構造によって、気体の流路が度々折り曲げられて抵抗を受け、コンダクタンスが著しく低下し、その進入が抑えられる。つまり、外気がパージガイド板７０で囲まれた空間内へ混入するのが抑制される。また、ガス供給・排気系５０では、ワーキング・ディスタンス部ＷＤに対して、排気口６６からの排気量に比べて、ガス供給口６５からの透過性ガスの供給量が多くなるように制御している。これにより、ワーキング・ディスタンス部ＷＤにおいて吸光物質が排除された状態が維持されると共に、透過性ガスがガス供給口６５から確実に第１の空間Ｓ１に供給され、さらに開口部７３ａを介して第２の空間Ｓ２へ供給される。つまり、投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間における露光光ＩＬの少なくとも一部の光路を含む空間が透過性ガスで満たされる。また、これにより、基板Ｗ側で発生した吸光物質の投影光学系ＰＬ側への侵入が防止され、吸光物質が投影光学系ＰＬに付着するのが防止される。
【００３７】
なお、図３（ｂ）に示すように、ラビリンス構造７６の有する所定の間隙に、磁性流体又はグリス類などの物質、すなわち液体状又は半固体状の物質を介在させてもよい。このような露光装置においては、外気がラビリンス構造７６を介してパージガイド板７０で囲まれた第１の空間Ｓ１内へ進入しようとすると、この磁性流体又はグリス類などに衝突して跳ね返る。このことにより、外気がパージガイド板７０で囲まれた第１の空間Ｓ１内へ混入するのがさらに抑制される。
【００３８】
図４は、本発明に係る露光装置の他の実施形態例を示しており、本例の露光装置は、ラビリンス構造７６の外気側に吸引装置７９を備えている。吸引装置７９を備えた露光装置においては、パージガイド板７０で囲まれた空間から吸光物質が排除される。また、その空間内の所定ガスの一部も所定の間隙を介して吸引装置７９に吸引される。さらには、所定の間隙を介して第１の空間Ｓ１に進入しようとする気体も、所定の間隙に至る前に吸引装置７９に吸引される。その結果、外気が所定の間隙を介して第１の空間Ｓ１内へ混入するのが抑制される。
【００３９】
図５は、本発明に係る露光装置の他の実施形態例を示しており、本例の露光装置は、ラビリンス構造７６の外気側に遮断部材８０を備えている。この遮断部材８０は、円筒状に形成された可撓性を有する部材からなるものであって、一方の端部と他方の端部とがそれぞれ鏡筒２７側の面部７５とパージガス案内板７０の面部７４とに取り付けられている。遮断部材８０は、パージガス案内板７０から鏡筒２７への振動伝達が抑制されるよう、柔軟な材料から構成されるのが望ましい。また、遮断部材８０は気密性を備えていることが望ましく、面部７４、７５に対しても気密に取り付けることが望まれる。遮断部材８０が取り付けられた露光装置においては、ワーキング・ディスタンス部ＷＤ内に新たに侵入しようとする気体は、遮断部材８０に気密性があることと、遮断部材８０と鏡筒２７及びパージガス案内板７０との間にも気密性があることとで浸入が抑制される。また、遮断部材８０に柔軟性があることで、パージガス案内板７０からの振動がそこで吸収され、鏡筒２７への伝達が抑制される。
例えば、遮断部材として、吸光物質の発生が低減されたフィルム状部材を用いることが好ましい。このフィルム状部材は、エチレン・ビニル・アルコール樹脂（ＥＶＯＨ樹脂）よりなるフィルム素材の外面に、接着剤を介してポリエチレンよりなる伸縮性の良好な保護膜を被着し、さらにそのフィルム素材の内面にアルミニウムよりなる安定化膜を蒸着等によってコーティングして形成される。ＥＶＯＨ樹脂としては、株式会社クラレの「商品名　エバール」を使用することができる。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４１】
上記各実施例において、基板Ｗの中央付近を露光する時と、基板の端部を露光する時とで、ガス供給口からの透過性ガスの供給量や排気口からの気体の排気量を変化させてもよい。基板の交換時においても同様である。
【００４２】
また、ワーキング・ディスタンス部の吸光物質の濃度を計測する濃度計を設置し、その計測結果に基づいて透過性ガスの供給量や排気量を調整するなど、濃度管理を行ってもよい。
【００４３】
また、上記各形態例では、主としてガス供給口及び排気口について説明したが、透過性ガスの流れを所望の状態にするために、整流板やガイドなどを適宜設けるとよい。
【００４４】
また、ウエハ上に塗布された感光材（フォトレジスト）からの吸光物質を含む脱ガスは、感光材の種類や温度等によって量、種類共に異なる。この場合、感光材からの脱ガスの量、種類を予め調査しておき、感光材によって透過性ガスの供給量を調整するとよい。これにより、ワーキング・ディスタンス部からの確実に吸光物質を排除する一方で、一般に高価な透過性ガスの消費量を必要最小限に抑えることが可能となる。
【００４５】
また、光路上から吸光物質を排除するには、予め構造材料表面からの脱ガス量を低減する処置を施しておくことが好ましい。例えば、（１）構造材料の表面積を小さくする、（２）構造材料表面を機械研磨、電解研磨、バル研磨、化学研磨、又はＧＢＢ（Ｇｌａｓｓ　Ｂｅａｄｓ　Ｂｌａｓｔｉｎｇ）といった方法によって研磨し、構造材料の表面粗さを低減しておく、（３）超音波洗浄、クリーンドライエア等の流体の吹き付け、真空加熱脱ガス（ベーキング）などの手法によって、構造材料表面を洗浄する、（４）炭化水素やハロゲン化物を含む電線被膜物質やシール部材（Ｏリング等）、接着剤等を光路空間に可能な限り設置しない、等の方法がある。
【００４６】
また、照明系チャンバからウエハ操作部のカバーを構成する筐体（筒状体等も可）や、透過性ガスを供給する配管は、不純物ガス（脱ガス）の少ない材料、例えばステンレス鋼、チタン合金、セラミックス、四フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン−テルフルオロ（アルキルビニルエーテル）、又はテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロペン共重合体等の各種ポリマーで形成することができる。
【００４７】
また、各筐体内の駆動機構（レチクルブラインドやステージ等）などに電力を供給するケーブルなども、同様に上述した不純物ガス（脱ガス）の少ない材料で被覆することが望ましい。
【００４８】
なお、本発明は、走査露光型の投影露光装置のみならず、一括露光型（ステッパー型）の投影露光装置等にも適用できることは明らかである。これらに備えられる投影光学系は、反射屈折系のみならず、屈折系や反射系であってもよい。さらに、投影光学系の倍率は縮小倍率のみならず、等倍や拡大であってもよい。
【００４９】
また、本発明はエネルギービームとして、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を使用する場合や、Ｋｒ２レーザ光（波長１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ光（波長１２６ｎｍ）、ＹＡＧレーザ等の高調波、又は半導体レーザの高調波等の波長が２００ｎｍ〜１００ｎｍ程度の真空紫外光にも適用できる。
【００５０】
また、エキシマレーザやＦ２レーザ等の代わりに、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｆｅｅｄｂａｃｋ：分布帰還型）半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）との両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高波長を用いてもよい。
【００５１】
また、露光装置の用途としては、半導体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の液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適用できる。
【００５２】
また、ウエハステージやレチクルステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００５３】
また、ステージの駆動装置として平面モータを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００５４】
また、ウエハステージ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。
【００５５】
また、レチクルステージ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。
【００５６】
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。
【００５７】
そして、上記のように露光が行われたウエハＷが、現像工程、パターン形成工程、ボンディング工程、パッケージング等を経ることによって、半導体素子等の電子デバイスが製造される。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の露光装置によれば、鏡筒に対して支持される部材から鏡筒への力の伝達が抑制されることから、安定した光学特性を得ることができる。
また、本発明のデバイス製造方法によれば、パターン精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る露光装置のパージガイド板付近の拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る露光装置のパージガイド板と鏡筒との間のラビリンス構造を示す拡大図であって、（ａ）はパージガイド板と鏡筒との間に何もない場合、（ｂ）はパージガイド板と鏡筒との間にシール部材がある場合を示す。
【図４】本発明の他の実施形態に係る露光装置に吸引装置を取り付けた場合（他の実施形態例）を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る露光装置に遮断部材を取り付けた場合（他の実施形態例）を示す図である。
【符号の説明】
Ｒ　　　マスク
Ｗ　　　ウエハ（基板）
ＩＬ　　　露光光（エネルギービーム）
ＰＬ　　　投影光学系
ＡＸ　　　光軸
ＷＤ　　　ワーキング・ディスタンス部（投影光学系と基板との間の空間）
Ｓ１　　　第１の空間
Ｓ２　　　第２の空間
１０　　　露光装置
２７　　　鏡筒
２８　　　フレーム
６５　　　ガス供給口
６６　　　排気口
６７　　　ガス供給機構
７０　　　パージガイド板（空間形成部材）
７１　　　取付機構
７３　　　開口板
７４ａ　　　凸部（段差）
７５ａ　　　凹部（段差）
７６　　　ラビリンス構造
７７　　　磁性流体シール（液体又は半固体状の物質）
７８　　　支持機構
７９　　　吸引装置
８０　　　遮断部材
【図１】
2004095654.tif 000003
【図２】
2004095654.tif 000004
【図３】
2004095654.tif 000005
【図４】
2004095654.tif 000006
【図５】
2004095654.tif 000007