(57)【要約】【課題】露光光の吸収による被処理体への露光光量の低下及び光学素子の汚染を防止し、スループット及び光学性能に優れた露光装置を提供する。【解決手段】被処理体を走査しつつ、前記被処理体に露光する走査型の露光装置であって、前記被処理体の周辺空間を囲う包囲部材と、前記走査方向に対して実質的に平行な２方向から、前記周辺空間にガスを供給するガス供給手段とを有することを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】          図１
2004259786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を走査しつつ、前記被処理体に露光する走査型の露光装置であって、
前記被処理体の周辺空間を囲う包囲部材と、
前記走査方向に対して実質的に平行な２方向から、前記周辺空間にガスを供給するガス供給手段とを有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光するのに使用される露光装置に関する。本発明は、例えば、露光光源として波長２００ｎｍ以下の光を利用する露光装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル又はマスク（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
投影露光装置の解像度（転写できる最小の寸法）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、露光光源は、従来の超高圧水銀ランプ（ｇ線（波長約４３６ｎｍ）、ｉ線（波長約３６５ｎｍ））からより波長の短いＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）に移行しており、更には、Ｆ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）の実用化も進んでいる。
【０００４】
波長が２００ｎｍ以下の露光光においては、発光スペクトルが酸素の吸収帯と重なるため、酸素が露光光を吸収して被処理体への露光光量の低下（露光光の透過率の低下）と共に装置のスループットの低下を招く。また、酸素が露光光を吸収することで生成されるオゾンが露光光の吸収をより増加させてしまうと共に、オゾンに起因する各種生成物が光学素子の表面に付着し、光学系の光学性能の劣化を招く。特に、Ｆ２レーザーの露光光に関しては、発光スペクトルが水分の吸収帯とも重なり、酸素と同様に水分が露光光を吸収して、露光光の透過率の低下及び装置のスループットの低下と共に、光学系の光学性能の劣化を招く。
【０００５】
従って、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ２レーザー等を光源とする投影露光装置においては、照明光学系、投影光学系等を含む露光光の光路の雰囲気に光化学反応に対して不活性なガス（例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等）を供給し、光路内に存在する酸素や水分等をパージ（置換）する必要がある。例えば、投影光学系の感光基板側端部から感光基板近傍までを密閉空間とし、かかる密閉空間、投影光学系内及び照明光学系内を不活性ガスでパージする露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
一方、露光装置の光学素子は、周囲の雰囲気に含まれる不純物によって、表面に付着物が付着する。かかる付着物として、典型的には、硫酸アンモニウム、酸化ケイ素等が光学素子の表面に付着することが知られている。これらの付着物によって光学素子は汚染され、照度低下や照度むら等の光学性能の劣化を招く。不純物の発生源の一つとして、感光基板のレジストからの発生ガスが挙げられ、特に、投影光学系の最も感光基板に近い光学素子は、レジストから発生するガスに常にさらされているため、光学性能の劣化が著しい。
【０００７】
そこで、投影光学系と感光基板との間の光路中に平行平面板より成る光学素子を着脱可能に配置し、かかる光学素子が汚染された場合に交換可能とする露光装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
また、光路中に存在する酸素や水分等による露光光の吸収及び付着物による光学素子の汚染を防止する露光装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。かかる露光装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、従来の露光装置１０００の一部を示す概略構成図である。
【０００９】
図１１を参照するに、真空紫外域の露光光ＥＬのもとで、図示しないレチクルのパターンの像が投影光学系１１００を介して、ウェハ室１３００内のウェハステージ１２５０上のウェハ１２００に投影される。投影光学系１１００とウェハ１２００との間には、露光光ＥＬの光路を開口した開口部１４１０を有する送風板１４００を設置し、送風板１４００より上の第１の空間Ｈ１中の気体を排気口１４２０から排気した後、給気口１４３０から第１の空間Ｈ１中に一定方向から不活性ガスを供給することによって、ウェハ１２００からの発生ガスを効率的に排気する。また、送風板１４００より下の第２の空間Ｈ２内にも不活性ガスを供給する構成としている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２７９４５８号公報
【特許文献２】
特開平４−３６５０５号公報
【特許文献３】
特開２００１−１１８７８３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１において提案されている露光装置では、感光基板近傍から感光基板との間に僅かながら空気層を有し、投影光学系と感光基板との間を完全に不活性ガスでパージしていないため、露光光が酸素や水分等に吸収されてしまう。特に、Ｆ２レーザーを露光光に用いた場合には、微小な空気層であっても露光光の吸収が顕著であり、被処理体への露光光量が低下して、大幅な装置のスループットの低下を生じる。
【００１２】
また、特許文献２において提案されている露光装置では、平行平面板より成る光学素子の汚染を防止する方法がなく、かかる光学素子の交換頻度が多くなり、交換によるランニングコストがかかるという問題を生じる。特に、Ｆ２レーザーなどの波長帯域で使用できる硝材は、フッ化カルシウム（蛍石）に限られてしまうために硝材コストがかかることに加えて、高解像度化によって光学素子の面精度も高精度化しているために加工コストもかかる。従って、平行平面板より成る光学素子の汚染を防止する方法がないものでは実用的ではない。
【００１３】
一方、特許文献３において提案されている露光装置では、第１の空間Ｈ１（投影光学系１１００と送風板１４００との間）に給気口１４３０と排気口１４２０を設けてガスを一定方向から流す構成としているが、第１の空間Ｈ１に排気口１４２０を設けると周囲の雰囲気に含まれる酸素や水分等を巻き込みやすく、パージ効果が低下する欠点がある。また、露光領域より風下側の送風板１４００と排気口１４２０を排除する構成も提案されているが、周囲のガスを巻き込んでしまい、開口部１４１０におけるガス吹き付け効果が著しく低下するため実用的ではない。
【００１４】
そこで、本発明は、露光光の吸収による被処理体への露光光量の低下及び光学素子の汚染を防止し、スループット及び光学性能に優れた露光装置を提供することを例示的目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、被処理体を走査しつつ、前記被処理体に露光する走査型の露光装置であって、前記被処理体の周辺空間を囲う包囲部材と、前記走査方向に対して実質的に平行な２方向から、前記周辺空間にガスを供給するガス供給手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の一側面としての露光装置１００の例示的一形態を示す概略構成図であって、図１（ａ）は、正面断面図、図１（ｂ）は、下面断面図である。図１において、重力方向は−Ｚ方向、走査方向は±Ｙ方向である。
【００１８】
露光装置１００は、図１に示すように、回路パターンが形成されたレチクル１２０を照明する照明装置１１０と、照明されたレチクルパターンから生じる回折光をプレート１７０に投影する投影光学系１３０と、包囲部材１４０と、光学部材１５０と、ガス供給手段１６０と、プレート１７０を支持するプレートステージ１７０とを有する。
【００１９】
露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル１２０に形成された回路パターンをプレート１７０に露光する走査型の投影露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適である。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。
【００２０】
照明装置１１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル１２０を照明し、光源部１１２と、照明光学系１１４とを有する。
【００２１】
光源部１１２は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長１５３ｎｍのＦ２レーザーなどを使用することができるが、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー間相互のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。更にスペックルを低減するために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。また、光源部１１２にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部１１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００２２】
照明光学系１１４は、レチクル１２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系１１４は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。オプティカルインテグレーターは、レチクル１２０を均一に所定の開口数で照明し、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００２３】
レチクル１２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、レチクルステージ１２５に支持及び駆動される。レチクル１２０から発せられた回折光は、投影光学系１３０を通りプレート１７０上に投影される。レチクル１２０とプレート１７０は、光学的に共役の関係にある。露光装置１００は、スキャナーであるため、レチクル１２０とプレート１７０を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチクル１２０のパターンをプレート１７０上に転写する。
【００２４】
レチクルステージ１２５は、レチクル１２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。レチクルステージ１２５は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。図示しない移動機構はリニアモーターなどで構成され、少なくとも±Ｙ方向にレチクルステージ１２５を駆動することでレチクル１２０を移動することができる。露光装置１００は、レチクル１２０とプレート１７０を同期した状態で走査する。
【００２５】
投影光学系１３０は、レチクル１２０に形成された回路パターンをプレート１７０に縮小投影する。投影光学系１３０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００２６】
投影光学系１３０は、本実施形態では、光学素子Ｇ１乃至Ｇ６と、セル部材Ｃ１乃至Ｃ６と、鏡筒１３２と、パージ手段１３４から構成される。
【００２７】
光学素子Ｇ１乃至Ｇ６は、後述するセル部材Ｃ１乃至Ｃ６に搭載され、屈折、反射及び回折等を利用して光を結像させる。光学素子Ｇ１乃至Ｇ６は、セル部材Ｃ１乃至Ｃ６の円周に亘って接合部材１３７によって接合され固定保持されている。但し、光学素子Ｇ１乃至Ｇ６の固定方法に関しては、図示しない板バネや押さえ環を用いてもよい。
【００２８】
セル部材Ｃ１乃至Ｃ６は、光軸を中心とする円環状部材であり、光学素子Ｇ１と光学素子Ｇ２との間隔を調整するためのスペーサＪ１、光学素子Ｇ２と光学素子Ｇ３との間隔を調整するためのスペーサＪ２、光学素子Ｇ３と光学素子Ｇ４との間隔を調整するためのスペーサＪ３、光学素子Ｇ４と光学素子Ｇ５との間隔を調整するためのスペーサＪ４、光学素子Ｇ５と光学素子Ｇ６との間隔を調整するためのスペーサＪ５及び鏡筒１３２に保持され、押さえ環１３８によって鏡筒１３２に固定されている。
【００２９】
鏡筒１３２は、セル部材Ｃ１乃至Ｃ６を介して光学素子Ｇ１乃至Ｇ６を収納する。鏡筒１３２は、最も物体面側にある光学素子Ｇ１と最も像面側にある光学素子Ｇ２によって気密構造となり、外部と異なる雰囲気の空間を形成する。また、セル部材Ｃ１乃至Ｃ６は、図示しない貫通孔が形成され、かかる貫通孔によって光学素子Ｇ１乃至Ｇ６の空間が連通されている。
【００３０】
パージ手段１３４は、不活性ガスを投影光学系１３０に供給する供給ライン１３４ａと、投影光学系１３０に供給した不活性ガスを排気する排気ライン１３４ｂとを有し、鏡筒１３２内部の空間の雰囲気を不活性ガスに置換する。不活性ガスとしては、例えば、ヘリウム、窒素、アルゴンなどが用いられる。特に、ヘリウムガスを用いた場合は、大気に対して密度が小さいため、図１に示すように、鏡筒１３２内部の空間の上部から下部へと流れる流路とすると置換がしやすくなる。
【００３１】
包囲部材１４０は、投影光学系１３０とプレート１７０との間に設けられると共にプレート１７０と間隙ＣＳを形成して配置され、投影光学系１３０とプレート１７０との間の光路空間を包囲する。包囲部材１４０は、後述する光学部材１５０を載置する保持部１４１を有し、光学部材１５０と協同して投影光学系１３０の気密性を保持する。
【００３２】
包囲部材１４０には、後述するガス供給手段１６０が供給するガスを包囲部材１４０が形成する投影光学系１３０とプレート１７０との間の空間に導入するための供給口１４５が設けられている。供給口１４５は、走査方向に平行に、互いに対向するように配置される。
【００３３】
包囲部材１４０は、ボルト１４２によって投影光学系１３０に締結され、着脱可能となっている。また、包囲部材１４０を投影光学系１３０に締結する際に、気密部材１４３を設置する構成としている。これは、投影光学系１３０と包囲部材１４０の接触面において、シール性を向上させ、投影光学系１３０と包囲部材１４０との気密性を維持するためである。気密部材１４３は、Ｏリング等が用いられ、材料としては、酸素、水分等の脱ガスが極小であるものを選定することが望ましい。
【００３４】
光学部材１５０は、保持部１４２に載置され、投影光学系１３０から射出される露光光を透過する。光学部材１５０は、外径全周に亘って包囲部材１４０の保持部１４１と接合部材１４４を用いて接合されている。これにより、包囲部材１４０が形成する投影光学系１３０とプレート１７０との間の空間は、投影光学系１３０と光学部材１５０との間の空間Ｓ１と光学部材１５０とプレート１７０との空間Ｓ２に分離される。これは、プレート１７０のレジストから発生するガス等が投影光学系１３０の内部に混入し、光学素子Ｇ１乃至Ｇ６が汚染されることにより生じる照度劣化を防止するためである。
【００３５】
ガス供給手段１６０は、包囲部材１４０と光学部材１５０とが形成する空間に、走査方向に平行な２方向からガスを供給する。ガス供給手段１６０は、本実施形態では、供給配管１６２を介して供給口１４５と接続し、圧力、流量及び温度が管理された不活性ガスを空間Ｓ２に供給する。従って、空間Ｓ２においては、包囲部材１４０の供給口１４５によって走査方向に平行な方向から対向して不活性ガスが供給され、間隙ＣＳから供給された不活性ガスが排気されることにより、空間Ｓ２に残存していた酸素、水分等が効率よく排出される。
【００３６】
ここで、不活性ガスを走査方向に平行な方向から対向して供給する理由を図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３において、重力方向は−Ｚ方向、走査方向は±Ｙ方向であり、ＥＰは露光装置１００における露光領域、矢印Ａは不活性ガスの供給方向を示している。
【００３７】
図２（ａ）は、露光領域ＥＰの長手方向、即ち、走査方向と直交する方向に対向して不活性ガスを供給した場合を示す概略平面図、図２（ｂ）は、走査方向における露光領域ＥＰ内の照度むらを示すグラフである。図２（ａ）を参照するに、露光領域ＥＰの不活性ガスが供給される近傍と露光領域ＥＰの長手方向の中心部付近とでは、酸素、水分等の濃度分布が異なり、図２（ｂ）に示すような照度むらを生じる。この状態において、走査方向へ露光を行うと照度むらの影響により、露光領域ＥＰ内で適正な露光光量が得られないため、正確にパターンを露光することができない。
【００３８】
図３（ａ）は、露光領域ＥＰの走査方向に対向して不活性ガスを供給した場合を示す概略平面図、図３（ｂ）は、走査方向における露光領域ＥＰ内の照度むらを示すグラフである。図３（ａ）を参照するに、露光領域ＥＰの不活性ガスが供給される近傍と露光領域ＥＰの走査方向の中心部付近とでは、酸素、水分等の濃度分布が均一となり、図３（ｂ）に示すように照度が均一となる。この状態において、走査方向へ露光を行うと、露光領域ＥＰ内で適正な露光光量が得ることができ、正確にパターンを露光することができる。従って、走査方向に平行な２方向から不活性ガスを供給することによって、酸素、水分等の濃度分布により生じる照度むらの影響を最小限に抑え、スループットの維持、向上を図ることができる。
【００３９】
ここで、図３において、ウェハステージを＋Ｙ方向に走査している場合、−Ｙ方向から外部空間のガスを巻き込みやすくなる。それを防ぐために、−Ｙ方向に向かって供給する不活性ガスの量を、＋Ｙ方向に向かって供給する不活性ガスの量よりも多くすることによって、外部空間からのガスの巻き込みを減らすことができる。この不活性ガスを供給する方向の関係は、ウェハステージを−Ｙ方向に走査している場合は、勿論逆向きになることは明らかであり、ウェハステージの走査方向が切り替わる度に、不活性ガスの供給量を調整するようにすれば良い。また、ウェハステージの走査速度によっても、外部空間からのガスの巻き込み量が変わるので、ウェハステージの走査速度によって不活性ガスを供給する量を変化させても良い。
【００４０】
また、空間Ｓ２において、不活性ガスを対向して供給することにより、図１に示す矢印Ｂのような−Ｚ方向への不活性ガスの流れが生じ、包囲部材１４０とプレート１７０との間隙ＣＳから不活性ガスが流れ出すため、プレート１７０のレジストから発生するガス等を光学部材１５０に寄せ付けず、光学部材１５０が汚染されることを最小限に抑えることが可能である。これにより、包囲部材１４０又は光学部材１５０の交換頻度が少なくなりコストを抑えることができる。
【００４１】
なお、光学部材１５０がプレート１７０のレジストから発生するガス等により汚染された場合は、包囲部材１４０又は包囲部材１４０の保持部１４１に保持された光学部材１５０を交換し、光学部材１５０の汚染による照度劣化及びスループットの低下を防止する。
【００４２】
光学部材１５０がプレート１７０のレジストから発生するガス等により汚染され、光学部材１５０又は包囲部材１４０を交換する際に、光学部材１５０の曲率が小さく、光学部材１５０の偏芯精度等が露光装置１００の光学性能に多大な影響を及ぼす場合には、光学部材１５０の調芯作業等が必要となり時間がかかる。そこで、光学部材１５０を平行平板形状として、調芯作業等を必要しないようようにすることが好ましい。
【００４３】
また、包囲部材１４０のプレート１７０側の端面において、光軸と直交方向の長さＬは、包囲部材１４０とプレート１７０との間隙ＣＳの径Ｃｂより大きくなるように設置する。これは、長さＬが間隙ＣＳの径Ｃｂより大きければ、間隙ＣＳより空間Ｓ２に混入する酸素、水分等の割合が減少し、空間Ｓ２のパージ効率がよくなることが実験的にわかったからである。従って、空間Ｓ２を効率よくパージすることができ、所望の露光光量を短時間で得ることが可能となる。
【００４４】
上述したように、投影光学系１３０と包囲部材１４０との接触面に配置した気密部材１４３も不純物を含んだ周囲のガスが空間Ｓ１に混入することを防止し、空間Ｓ１のシール性を向上させることで照度劣化を抑制し、スループットを維持、向上させている。
【００４５】
投影光学系１３０の内部の空間、空間Ｓ１及びＳ２に供給される不活性ガスが、露光装置１００の光学性能によっては異なる場合がある。かかる場合は、投影光学系１３０の内部の空間、空間Ｓ１及びＳ２に供給される不活性ガスが混合すると露光光の屈折率が変化し、光学性能の変動を招く。そこで、包囲部材１４０の保持部１４１と光学部材１５０とを接合部材１４４で接合することで、空間Ｓ１と空間Ｓ２とを遮断し、不活性ガスが混合することを防止している。
【００４６】
再び、図１に戻って、プレート１７０は、ウェハや液晶基板などの被処理体であり、フォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布処理による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
【００４７】
プレートステージ１７５は、プレート１７０を支持する。プレートステージ１７５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向にプレート１７０を移動させる。レチクル１２０とプレート１７０は、例えば、同期走査され、両者は一定の速度比率で駆動される。プレートステージ１７５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられる。
【００４８】
露光において、光源部１１２から発せられた光束は、照明光学系１１４によりレチクル１２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル１２０を通過してマスクパターンを反映する光は、投影光学系１３０により所定の倍率（例えば、１／４又は１／５）で縮小され、プレート１７０上に結像される。かかる露光がプレート１７０上の複数の転写領域に対して繰り返し行われる。
【００４９】
露光装置１００は、露光光の吸収によるプレート１７０への露光光量の低下及び光学素子Ｇ１乃至Ｇ６及び光学部材１５０の汚染を防止することができるので、高い解像力とスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００５０】
次に、図４を参照して、図１に示す露光装置１００の変形例である露光装置１００Ａについて説明する。図４は、図１に示す露光装置１００の変形例である露光装置１００Ａの例示的一形態を示す概略構成図であって、図４（ａ）は、正面断面図、図４（ｂ）は、下面断面図である。但し、図４において、照明装置１１０、レチクル１２０、レチクルステージ１２５、投影光学系１３０の内部及びガス供給手段１６０は図１に示す露光装置１００と同じであるため省略している。また、重力方向は−Ｚ方向、走査方向は±Ｙ方向である。
【００５１】
図４を参照するに、露光装置１００Ａは、図１に示す露光装置１００と同様であるが、包囲部材１４０の構成が異なり、プレート１７０に光軸に対して斜めに検出光ＫＨを照射してプレート１７０の位置を検出する位置検出手段１８０を有する。位置検出手段１８０は、検出光ＫＨを射出する投光部１８０ａと、プレート１７０で反射された検出光ＫＨを受光する受光部１８０ｂから構成される。
【００５２】
包囲部材１４０には、投光部１８０ａから射出される検出光ＫＨ及び受光部１８０ｂに向かうプレート１７０で反射された検出光ＫＨを通過させる開口部１４６が設けられている。しかし、包囲部材１４０に設けられた開口部１４６により酸素、水分等が空間Ｓ２に混入し、空間Ｓ２におけるパージ効率を低下させる場合がある。そこで、検出光ＫＨを透過させると共に投影光学系１３０（即ち、空間Ｓ２）の気密性を維持する光透過部材１４７を包囲部材１４０に設置する構成としている。
【００５３】
また、開口部１４６における圧力変化及び温度変化は、位置検出手段１８０の計測誤差を招き、プレート１７０の位置調整精度が悪化し、結像性能の劣化の原因となる。そのため、包囲部材１４０と周囲の不活性ガスの温度差が、位置検出手段１８０の計測精度に影響を及ぼさない所定の値以下となるように、図示しない温度制御部によって制御する。また、圧力が変動すると、光学性能の変動を招くため、図示しない圧力制御部によって開口部１４６の圧力が一定となるように制御する。
【００５４】
次に、図５及び図６を参照して、図１に示す露光装置１００の変形例である露光装置１００Ｂについて説明する。図５は、図１に示す露光装置１００の変形例である露光装置１００Ｂの例示的一形態を示す概略構成図である。但し、図５において、照明装置１１０、レチクル１２０、レチクルステージ１２５及び投影光学系１３０の内部は図１に示す露光装置１００と同じであるため省略している。また、重力方向は−Ｚ方向、走査方向は±Ｙ方向である。
【００５５】
図５を参照するに、露光装置１００Ｂは、図１に示す露光装置１００と同様であるが、包囲部材１４０の構成が異なる。露光装置１００においては、光学部材１５０の外径全周に亘って包囲部材１４０の保持部１４１で保持したが、露光装置１００Ｂでは、光学部材１５０をセル部材１４８を介して保持する。
【００５６】
セル部材１４８を介して光学部材１５０を保持することにより、包囲部材１４０をボルト１４２を用いて投影光学系１３０に締結する際に発生する包囲部材１４０の応力の光学部材１５０への伝播を低減させることができる。従って、包囲部材１４０又は光学部材１５０の交換前後において、光学部材１５０の面形状が変化することを最小限に抑え、光学性能の変動を抑制することができる。
【００５７】
なお、空間Ｓ１と空間Ｓ２を遮断するために、セル部材１４８と光学部材１５０、セル部材１４８と包囲部材１４０とは、接合部材１４４を用いて接合することが好ましい。接合部材１４４は、例えば、接着剤等を用いて、酸素、水分等の脱ガスが極小であるものを選定する。
【００５８】
図６は、図５に示すセル部材１４８の例示的一形態を示す概略上面図である。セル部材１４８は、図６に示すように、光学部材１５０の光軸を中心として円周方向に沿って等間隔で３箇所に配置された（即ち、１２０°ピッチで配置された）支持部１４８ａで光学部材１５０を支持する。従って、光学部材１５０は、支持部１４８ａ上で安定すると共に、光学部材１５０の自重による面変形形状が予測可能となり、包囲部材１４０又は光学部材１５０の交換前後において光学性能の変動を抑えることができる。
【００５９】
次に、図７及び図８を参照して、図１に示す露光装置１００の変形例である露光装置１００Ｃについて説明する。図７は、図１に示す露光装置１００の変形例である露光装置１００Ｃの例示的一形態を示す概略構成図である。但し、図７において、照明装置１１０、レチクル１２０、レチクルステージ１２５は、図１に示す露光装置１００と同じであるため省略している。また、重力方向は−Ｚ方向、走査方向は±Ｙ方向である。
【００６０】
図７を参照するに、露光装置１００Ｃは、図１に示す露光装置１００と同様であるが、ガス供給手段１６０から空間Ｓ２に供給される不活性ガスの供給経路が異なる。露光装置１００はガス供給手段１６０と包囲部材１４０とを供給配管１６２を用いて接続し、供給口１４５を介して空間Ｓ２に不活性ガスを供給していたが、図７に示す露光装置１００Ｃはガス供給手段１６０と鏡筒１３２に形成した通気孔１３９とを供給配管１６２を用いて接続し、かかる通気孔１３９と包囲部材１４０に形成した通気孔１４９を連結することで、通気孔１３９、通気孔１４９及び供給口１４５を介して空間Ｓ２に不活性ガスを供給している。これにより、供給配管１６２の設置によって作業スペースが制約され、包囲部材１４０又は光学部材１５０の交換作業の効率が低下することを防止することができる。
【００６１】
図８は、図７に示す領域Ｃ、即ち、鏡筒１３２に形成した通気孔１３９と包囲部材１４０に形成した通気孔１４９との連結箇所を示す概略拡大図である。図８を参照するに、通気孔１３９と通気孔１４９との連結箇所（即ち、鏡筒１３２と包囲部材１４０接触面）には、通気孔１３９及び通気孔１４９を跨ぐような２箇所に気密部材１４３ａが設置されている。これは、通気孔１３９と通気孔１４９との連結箇所における不活性ガスのもれを防ぎ、空間Ｓ２に供給する不活性ガスの圧力変動を最小限に抑えるためである。気密部材１４３ａは、Ｏリング等が用いられ、材料としては、酸素、水分等の脱ガスが極小であるものを選定することが望ましい。
【００６２】
次に、図９及び図１０を参照して、上述の露光装置１００（露光装置１００Ａ乃至１００Ｃも含む）を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図９は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【００６３】
図１０は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明は、光軸から偏芯した露光領域を有する光学系を有する露光装置にも適用することができる。
【００６５】
本出願は、更に以下の事項を開示する。
【００６６】
〔実施態様１〕  被処理体を走査しつつ、前記被処理体に露光する走査型の露光装置であって、
前記被処理体の周辺空間を囲う包囲部材と、
前記走査方向に対して実質的に平行な２方向から、前記周辺空間にガスを供給するガス供給手段とを有することを特徴とする露光装置。
【００６７】
〔実施態様２〕  前記被処理体と同期してパターンを走査する走査手段と、
前記パターンを前記被処理体に投影する投影光学系とを有しており、
前記包囲部材が、前記投影光学系と前記被処理体との間の空間を囲っていることを特徴とする実施態様１記載の露光装置。
【００６８】
〔実施態様３〕  投影光学系に対してパターンが形成されたレチクルと被処理体とを走査することにより、前記パターンを前記被処理体に露光する走査型の露光装置であって、
前記投影光学系と前記被処理体との間に設けられると共に前記被処理体と間隙を形成して配置され、前記投影光学系と協同して前記被処理体の周辺空間の気密性を保持する包囲部材と、
前記周辺空間に、前記走査方向に平行な２方向からガスを供給するガス供給手段とを有することを特徴とする露光装置。
【００６９】
〔実施態様４〕  前記包囲部材は、前記投影光学系に着脱可能に接続されることを特徴とする実施態様１乃至３のうちいずれか一項記載の露光装置。
【００７０】
〔実施態様５〕  前記投影光学系が有する少なくとも一つの光学部材のうち前記周辺空間に接する光学部材が、平行平板であることを特徴とする実施態様１乃至４のうちいずれか一項記載の露光装置。
【００７１】
〔実施態様６〕  前記投影光学系と前記包囲部材との気密性を維持する気密部材を更に有することを特徴とする実施態様２乃至５のうちいずれか一項記載の露光装置。
【００７２】
〔実施態様７〕  前記被処理体に対して斜めに光を照射して当該被処理体の位置を検出する位置検出手段と、
前記包囲部材に設けられ、前記位置検出に用いる光を透過させると共に前記周辺空間の気密性を維持する光透過部材とを有することを特徴とする実施態様１乃至６のうちいずれか一項記載の露光装置。
【００７３】
〔実施態様８〕  前記ガス供給手段は、前記走査方向に平行で互いに向かい合う２方向から、前記周辺空間にガスを供給することを特徴とする実施態様１乃至７のうちいずれか一項記載の露光装置。
【００７４】
〔実施態様９〕  前記被処理体が走査されている方向に供給されるガスの量よりも、前記被処理体が走査されている方向と逆方向に供給されるガスの量の方が多いことを特徴とする実施態様８記載の露光装置。
【００７５】
〔実施態様１０〕  前記被処理体が走査されている方向に供給されるガスの量及び／又は前記被処理体が走査されている方向と逆方向に供給されるガスの量を、前記被処理体の走査方向及び／又は走査速度によって変化させるガス流量可変手段を有することを特徴とする実施態様８又は９記載の露光装置。
【００７６】
〔実施態様１１〕  前記ガス供給手段が供給するガスが不活性ガスであることを特徴とする実施態様１乃至１０のうちいずれか一項記載の露光装置。
【００７７】
〔実施態様１２〕  投影光学系に対してパターンが形成されたレチクルと被処理体とを走査することにより、前記パターンを前記被処理体に露光する露光方法であって、
前記投影光学系と前記被処理体との間の周辺空間を気密状態に維持するステップと、
前記周辺空間を前記走査方向に平行な２方向からパージするステップとを有することを特徴とする露光方法。
【００７８】
〔実施態様１３〕  実施態様１乃至１１のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、露光光の吸収による被処理体への露光光量の低下及び光学素子の汚染を防止し、スループット及び光学性能に優れた露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の例示的一形態を示す概略構成図であって、図１（ａ）は、正面断面図、図１（ｂ）は、下面断面図である。
【図２】図２（ａ）は、露光領域の長手方向、即ち、走査方向と直交する方向に対向して不活性ガスを供給した場合を示す概略平面図、図２（ｂ）は、走査方向における露光領域内の照度むらを示すグラフである。
【図３】図３（ａ）は、露光領域の走査方向に対向して不活性ガスを供給した場合を示す概略平面図、図３（ｂ）は、走査方向における露光領域内の照度むらを示すグラフである。
【図４】図１に示す露光装置の変形例である露光装置の例示的一形態を示す概略構成図であって、図４（ａ）は、正面断面図、図４（ｂ）は、下面断面図である。
【図５】図１に示す露光装置の変形例である露光装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図６】図５に示すセル部材の例示的一形態を示す概略上面図である。
【図７】図１に示す露光装置の変形例である露光装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図８】図７に示す領域Ｃ、即ち、鏡筒に形成した通気孔と包囲部材に形成した通気孔との連結箇所を示す概略拡大図である。
【図９】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図１１】従来の露光装置の一部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１００、１００Ａ乃至Ｃ        露光装置
１１０                        照明装置
１２０                        レチクル
１２５                        レチクルステージ
１３０                        投影光学系
１３２                        鏡筒
１３４                        パージ手段
１３４ａ                      供給ライン
１３４ｂ                      排気ライン
１３７                        接合部材
１３８                        押さえ環
１３９                        通気孔
１４０                        包囲部材
１４１                        保持部
１４２                        ボルト
１４３及び１４３ａ            気密部材
１４４                        接合部材
１４５                        供給口
１４６                        開口部
１４７                        光透過部材
１４８                        セル部材
１４８ａ                      支持部
１４９                        通気孔
１５０                        光学部材
１６０                        ガス供給手段
１６２                        供給配管
１７０                        プレート
１７５                        プレートステージ
１８０                        位置検出手段
Ｇ１乃至Ｇ６                  光学素子
Ｃ１乃至Ｃ６                  セル部材
Ｊ１乃至Ｊ５                  スペーサ
ＣＳ                          間隙
Ｓ１及びＳ２                  空間
【図１】
2004259786.tif 000003
【図２】
2004259786.tif 000004
【図３】
2004259786.tif 000005
【図４】
2004259786.tif 000006
【図５】
2004259786.tif 000007
【図６】
2004259786.tif 000008
【図７】
2004259786.tif 000009
【図８】
2004259786.tif 000010
【図９】
2004259786.tif 000011
【図１０】
2004259786.tif 000012
【図１１】
2004259786.tif 000013