(57)【要約】【課題】  投影光学系の鏡筒ユニット間の高精度な位置調整と、鏡筒ユニットの連結部分の高度な気密化を同時に達成すること。【解決手段】  押圧部材５２及びシール材５４を鏡筒ユニットＣのフランジ部１５上に載せた状態で、フランジ部１５の第２面１５ａ上に鏡筒ユニットＢのフランジ部１４の第１面１４ａを載置して位置調整を行い、この位置調整完了後に、両鏡筒ユニットＢ、Ｃのフランジ部１４，１５をボルト１２ａ、ナット１６ａにより互いに固定、連結する。このとき、押圧部材５２、シール材５４は、フランジ部１４には全く接触せず、位置調整に影響を与えることはない。次いで、押圧部材５２をフランジ部１４の第１面１４ａに対してボルト１３ａ、ナット１７ａにより締め付け固定する。これに伴い、シール材５４は押圧部材５２により圧迫されて、フランジ部１４の第１面１４ａ及びフランジ部１５の外周面１５ｂに押しつけられ、気密化が達成される。【選択図】      図１ 
2005062438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鏡筒ユニットを互いに連結して投影光学系を構成する投影光学系の製造方法において、
前記複数の鏡筒ユニットのうち、第１鏡筒ユニットの第１面と第２鏡筒ユニットの第２面とを互いに対向させ、
前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整し、
前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整した後、前記第１面と前記第２面との間の気密性を確保するために、前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間に気密化部材を取り付けることを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の投影光学系の製造方法において、
前記気密化部材は、調整された前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置関係に影響を与えないように、前記第１鏡筒ユニット及び前記第２鏡筒ユニットの外側から取り付けられることを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の投影光学系の製造方法において、
前記鏡筒ユニット間の位置調整は、前記第１鏡筒ユニットを第２鏡筒ユニットに対して摺動することにより行うことを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の投影光学系の製造方法において、
前記第１鏡筒ユニットは、前記第１面が形成された第１フランジ部を有し、
前記第２鏡筒ユニットは、前記第２面が形成され、かつ前記第１フランジ部の外径よりも小さい外径で形成された第２フランジ部を有することを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の投影光学系の製造方法において、
前記気密化部材は、変形可能であり、かつ前記第１フランジ部の外径と前記第２フランジ部の外径との間の大きさを有する環状の気密化部品と、該気密化部品を、前記第１鏡筒ユニットの前記第１面と前記第２フランジ部の側面とに押圧する押圧部材とを含むことを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の投影光学系の製造方法において、
前記第２フランジ部の側面は、前記第２面から離れるにしたがって、徐々に外径が大きくなるように傾斜するテーパー面を有することを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の投影光学系の製造方法において、
前記第１鏡筒ユニットの第１面と前記第２鏡筒ユニットの第２面とを互いに対向させる前に、前記テーパー面に前記気密化部品を配置し、
前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整した後に、前記押圧部材により、前記気密化部品を前記第１鏡筒ユニットの前記第１面と前記第２フランジ部の側面とに押圧することを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の投影光学系の製造方法において、
前記押圧部材の押圧は、前記第１鏡筒ユニットの第１フランジ部と前記第２鏡筒ユニットの前記第２フランジ部とを締結部材で締結した後に行われることを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項９】
複数の鏡筒ユニットを互いに連結して構成する投影光学系において、
前記複数の鏡筒ユニットのうち、第１面を有する第１鏡筒ユニットと、
前記複数の鏡筒ユニットのうち、前記第１面と対向する第２面を有する第２鏡筒ユニットと、
前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整した後、前記第１面と前記第２面との間の気密性を確保するために、前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間に取り付けられる気密化部材とを含むことを特徴とする投影光学系。
【請求項１０】
請求項９に記載の投影光学系において、
前記気密化部材は、調整された前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置関係に影響を与えないように、前記第１鏡筒ユニット及び前記第２鏡筒ユニットの外側から取り付けられることを特徴とする投影光学系。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の投影光学系において、
前記鏡筒ユニット間の位置調整は、前記第１鏡筒ユニットを第２鏡筒ユニットに対して摺動することにより行うことを特徴とする投影光学系。
【請求項１２】
請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の投影光学系において、
前記第１鏡筒ユニットは、前記第１面が形成された第１フランジ部を有し、
前記第２鏡筒ユニットは、前記第２面が形成され、かつ前記第１フランジ部の外径よりも小さい外径で形成された第２フランジ部を有することを特徴とする投影光学系。
【請求項１３】
請求項１２に記載の投影光学系において、
前記気密化部材は、変形可能であり、かつ前記第１フランジ部の外径と前記第２フランジ部の外径との間の大きさを有する環状の気密化部品と、該気密化部品を、前記第１鏡筒ユニットの前記第１面と前記第２フランジ部の側面とに押圧する押圧部材とを含むことを特徴とする投影光学系。
【請求項１４】
請求項１３に記載の投影光学系において、
前記第２フランジ部の側面は、前記第２面から離れるにしたがって、徐々に外径が大きくなるように傾斜するテーパー面を有することを特徴とする投影光学系。
【請求項１５】
請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の投影光学系において、
前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットの少なくとも一方に、前記気密化部材を取り付ける際に前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットに生じる応力を低減して、該応力が前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置関係に影響を与えないようにする応力低減機構を設けてなることを特徴とする投影光学系。
【請求項１６】
請求項１５に記載の投影光学系において、
前記応力低減機構は、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部の少なくとも一方に設けた溝であることを特徴とする投影光学系。
【請求項１７】
請求項１５に記載の投影光学系において、
前記応力低減機構は、前記第１面と前記第２面の少なくとも一方に設けられた溝であることを特徴とする投影光学系。
【請求項１８】
請求項１７に記載の投影光学系において、
前記第１面に設けられた前記溝と前記第２面に設けられた前記溝とによって形成された空間に排気用コネクターを接続し、該排気用コネクターを介して前記空間内に流れ込んだ気体を排気することを特徴とする投影光学系。
【請求項１９】
投影光学系を介して被露光基板上に所定のパターンを露光転写する投影露光装置におい
て、
前記投影光学系として請求項９乃至１８のいずれか一項に記載の投影光学系を装備することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の投影露光装置において、
前記露光転写するための露光光が、波長２００ｎｍ以下の光であることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の投影露光装置にして、
前記投影光学系の内部が、前記露光転写するための露光光を殆ど吸収しないか又は該露光光の吸収率が低いガスで置換されていることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の投影露光装置にして、
前記ガスが、窒素ガス又は希ガスであることを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路、液晶ディスプレイ、撮像素子、磁気ヘッド等の電子デバイスの製造工程で必要となる微細パターンの形成工程で使用される投影光学系、その製造方法及び該投影光学系を備えた投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路、液晶ディスプレイ等の電子デバイスの製造で必要となる微細パターンの形成は、投影露光装置を用いて行われている。投影露光装置に搭載された投影光学系は、形成すべき回路パターンが４倍乃至５倍程度に比例拡大されて描画されたレチクル（フォトマスク又はマスク）上の回路パターンをウエハ等の被露光基板上に投影露光する。投影露光された回路パターンは、ウエハ表面に塗布されたフォトレジスト（感光樹脂）を選択的に感光する。ウエハは引き続き現像処理され、フォトレジスト中の感光部分（又は非感光部分）のみが選択的に除去されて、レチクル上の回路パターンが転写される。
【０００３】
投影光学系の解像度（Ｒ）は、一般に、露光波長（λ）に比例して、開口数（ＮＡ）に反比例する（Ｒ＝ｋ・λ／ＮＡ  ｋ：比例定数）。したがって、半導体集積回路の微細化に対応するために、投影露光装置の光源の波長は、より短波長側にシフトしてきている。現在、その波長はＫｒＦ（クリプトンフッ素）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ＡｒＦ（アルゴンフッ素）エキシマレーザの１９３ｎｍも実用化段階に入りつつある。そしてさらに短波長の波長１５７ｎｍを有するＦ2（フッ素）レーザや、波長１２６ｎｍを有するＡｒ2（アルゴン分子）レーザ等のいわゆる真空紫外域と呼ばれる波長帯の光源を使用する投影露光装置の提案も行われている。
【０００４】
短波長化と平行して開口数の増大もなされており、それに伴って投影光学系大型化している。現在の投影光学系は全長が１ｍを超え、その内部には２０枚以上のレンズが装填されている。レンズの中には直径が２５０ｍｍ程度の大型のものもある。
【０００５】
ところで、投影光学系が所定の解像度を発揮するためには、投影光学系を構成するレンズや反射鏡が、所定の位置関係をもって正しく配置される必要がある。しかし、このように大型で多数のレンズを、全長の長い１本の鏡筒内に位置精度良く保持することは実際には困難であるといわれている。そこで最近の投影光学系では、鏡筒をその光軸方向にいくつか分割し、それぞれの鏡筒ユニット内にレンズを装填した後に、各鏡筒ユニットを組み合わせて一つの鏡筒に構成する鏡筒ユニット方式を採用することが主流となっている。
【０００６】
鏡筒ユニット方式では、投影光学系の組み立てに際し、各鏡筒ユニット間の位置調整が必要となる。投影光学系の収差を実用的な範囲内に抑えるためには、その位置精度を例えば１μｍ程度以下にすること（高精度に行うこと）が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鏡筒ユニットの連結に際し、各鏡筒ユニットの端面どうしを互いに直接的に接触させ、あるいはスペーサー（ワッシャ、シム）を介在させて間接的に接触させたとしても、鏡筒ユニットの端面やスペーサーの研磨等の表面加工によって鏡筒ユニット間においてある程度の気密性を確保することは出来る。
【０００８】
しかし、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光は、大気中の酸素や水蒸気によって激しい吸
収を受けるため、真空紫外光を使用する露光装置の光路空間（照明光学系の光路空間や投影光学系の光路空間（鏡筒）等）は、露光光を吸収しない、窒素ガス、希ガス（以下「低吸収ガス」と記す）でガス置換（ガスパージ）する必要がある。例えば、波長１５７ｎｍのＦ2レーザを光源とする露光装置では、レーザ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１ｐｐｍ程度以下に押さえる必要があると言われている。
【０００９】
これを実現するためには、投影光学系の鏡筒を高度に気密化し、その内部の露光光路空間に低吸収ガスを供給する一方、その内部に残存しているガスを排気して、その内部への外気の侵入を防止する必要がある。
【００１０】
また、波長２００ｎｍよりも長波長の光源を使用する露光装置であっても、露光光路中に有機物が存在すると、それが微量であっても露光光のエネルギーにより化学反応を起こして光学系の表面に堆積して、光学系の曇りの原因となる。したがって、長波長の光源を使用する露光装置であっても、投影光学系を気密化し、その内部に不純物を混入させないことは極めて重要である。
【００１１】
これまで知られている高度な気密化方法として、例えば、真空装置の筒状部材間の気密化に採用されている方法がある。この方法によれば、筒状部材のフランジの互いに対向する端面間にＯリング等のシール材を介在させ、ボルト、ナットによる両フランジの連結に際し該シール材をフランジの端面で圧迫して、フランジの端面にシール材を変形密着させて気密化するが、これを鏡筒ユニット方式に採用する場合には以下のような不都合が生じる。
【００１２】
すなわち、フランジの端面間にシール材を介在させて気密化を行う場合にあっては、位置調整をした後に気密化すると、気密化の過程で生じるシール材の変形応力がフランジの端面から鏡筒ユニットの軸方向のみならず該軸方向に直角な方向等にもそれぞれ作用して、一旦行った位置調整を崩してしまうおそれがある。また、気密化を行った後に位置調整をすると、気密化の過程で生じるシール材の変形応力に抗して位置調整を行わなければならず、正確な位置調整自体が難しい。結局のところ位置調整をしつつ気密化を行うことになるが（位置調整と気密化とをほぼ同時に行うことになるが）、シール材の変形応力の存在により上述した程度の位置調整精度（例えば１μｍ程度以下）と気密性（例えば１ｐｐｍ程度以下）の双方を達成することは困難である。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、鏡筒ユニット間の高精度な位置調整と、鏡筒ユニット間の高度な気密化との双方を達成することができる、投影光学系の製造方法及び投影光学系、並びに該投影光学系を有する投影露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明の投影光学系の製造方法は、複数の鏡筒ユニット（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を互いに連結して投影光学系（１）を構成する投影光学系の製造方法において、前記複数の鏡筒ユニットのうち、第１鏡筒ユニット（例えば鏡筒ユニットＢ）の第１面（１４ａ）と第２鏡筒ユニット（例えば鏡筒ユニットＣ）の第２面（１５ａ）とを互いに対向させ、前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整し、前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整した後、前記第１面（１４ａ）と前記第２面（１５ａ）との間の気密性を確保するために、前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間に気密化部材を取り付けることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の投影光学系は、複数の鏡筒ユニット（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を互いに連
結して構成する投影光学系（１）において、前記複数の鏡筒ユニットのうち、第１面（１４ａ）を有する第１鏡筒ユニット（例えば鏡筒ユニットＢ）と、前記複数の鏡筒ユニットのうち、前記第１面（１４ａ）と対向する第２面（１５ａ）を有する第２鏡筒ユニット（例えば鏡筒ユニットＣ）と、前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整した後、前記第１面と前記第２面との間の気密性を確保するために、前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間に取り付けられる気密化部材とを含むことを特徴とする。
【００１６】
上述した投影光学系の製造方法、投影光学系において、「気密性を確保する」とは、鏡筒ユニット内部を外部よりも若干高い圧力に保って（陽圧）にして、鏡筒ユニットの内部から外部に気体を漏らすことにより、外部から鏡筒ユニットの内部に気体が流入しないようにすることではなく、鏡筒ユニットの内部の圧力にかかわらず、第１鏡筒ユニットの第１面と第２鏡筒ユニットの第２面との間から鏡筒ユニット内に外部から気体が流入しないようにすることを意味する。
【００１７】
本発明の投影光学系の製造方法、投影光学系によれば、高精度な位置調整と高度な気密性の双方を達成することができる。
【００１８】
前記気密化部材は、調整された前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置関係に影響を与えないように、前記第１鏡筒ユニット及び前記第２鏡筒ユニットの外側から取り付けられることが好ましい。
【００１９】
ここで、「調整された前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置関係に影響を与えないように」とは、一旦行った鏡筒ユニット間の位置調整を崩さないようにすることを意味し、また「前記第１鏡筒ユニット及び前記第２鏡筒ユニットの外側から取り付けられる」とは、例えば前記第１鏡筒ユニット及び前記第２鏡筒ユニットの外側に気密化部材をあてがって、第１面と第２面との間を気密化することを意味する。気密化部材としては、例えばＯリングがあり、この他に接着剤やグリース等も含まれる。
【００２０】
前記鏡筒ユニット間の位置調整は、前記第１鏡筒ユニットを第２鏡筒ユニットに対して摺動することにより行うことが好ましい。
【００２１】
前記第１鏡筒ユニットは、前記第１面が形成された第１フランジ部（１４）を有し、前記第２鏡筒ユニットは、前記第２面が形成され、かつ前記第１フランジ部の外径よりも小さい外径で形成された第２フランジ部（１５）を有することが好ましい。
【００２２】
前記気密化部材は、変形可能であり、かつ前記第１フランジ部（１４）の外径と前記第２フランジ部（１５）の外径との間の大きさを有する環状の気密化部品（５４）と、該気密化部品を、前記第１鏡筒ユニットの前記第１面（１４）と前記第２フランジ部（１５）の側面（１５ｂ）とに押圧する押圧部材（５２）とを含むことが好ましい。
【００２３】
前記第２フランジ部の側面（１５ｂ）は、前記第２面（１５）から離れるにしたがって、徐々に外径が大きくなるように傾斜するテーパー面を有することが好ましい。
【００２４】
前記第１鏡筒ユニット（鏡筒ユニットＢ）の第１面（１４）と前記第２鏡筒ユニット（鏡筒ユニットＣ）の第２面（１５）とを互いに対向させる前に、前記テーパー面（１５ｂ）に前記気密化部品（５４）を配置し、前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整した後に、前記押圧部材（５２）により、前記気密化部品を前記第１鏡筒ユニットの前記第１面と前記第２フランジ部の側面とに押圧することが好ましい。
【００２５】
前記押圧部材の押圧は、前記第１鏡筒ユニット（鏡筒ユニットＢ）の第１フランジ部（１４）と前記第２鏡筒ユニット（鏡筒ユニットＣ）の前記第２フランジ部（１５）とを締結部材（１３ａ，１７ａ）で締結した後に行われることが好ましい。
【００２６】
前記第１鏡筒ユニット（鏡筒ユニットＢ）と前記第２鏡筒ユニット（鏡筒ユニットＣ）の少なくとも一方に、前記気密化部材を取り付ける際に前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットに生じる応力を低減して、該応力が前記第１鏡筒ユニットと前記第２鏡筒ユニットとの間の位置関係に影響を与えないようにする応力低減機構を設けることが好ましい。
【００２７】
前記応力低減機構は、前記第１フランジ部（１４）と前記第２フランジ部（１５）の少なくとも一方に設けた溝（６３，６５）であることが好ましい。
【００２８】
前記応力低減機構は、前記第１面（１４ａ）と前記第２面（１５ａ）の少なくとも一方に設けられた溝（６４，６６）であることが好ましい。
【００２９】
前記第１面に設けられた前記溝（６４）と前記第２面に設けられた前記溝（６５）とによって形成された空間に排気用コネクター（６７）を接続し、該排気用コネクターを介して前記空間内に流れ込んだ気体を排気することが好ましい。
【００３０】
本発明の投影露光装置は、投影光学系（１）を介して被露光基板（８７）上に所定のパターンを露光転写する投影露光装置において、前記投影光学系として請求項９乃至１８のいずれか一項に記載の投影光学系を装備することを特徴とする。
【００３１】
本発明の投影露光装置によれば、透過率が高くかつ透過率低下が少なく、被露光基板であるウエハ面において高い露光エネルギーが得られ、高スループットであると共に、高い結像性能の得られる露光装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の投影光学系の製造方法によれば、複数の鏡筒ユニットのうち、第１鏡筒ユニットの第１面と第２鏡筒ユニットの第２面とを互いに対向させて、第１鏡筒ユニットと第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整した後に第１面と第２面との間の気密性を確保するために、第１鏡筒ユニットと第２鏡筒ユニットとの間に気密化部材を取り付けるようにしているので、鏡筒ユニット間の連結部分の高精度な位置調整と気密化の両立が可能となる。
【００３３】
また、本発明の投影光学系によれば、複数の鏡筒ユニットのうち、第１面を有する第１鏡筒ユニットと、第１面と対向する第２面を有する第２鏡筒ユニットと、第１鏡筒ユニットと第２鏡筒ユニットとの間の位置を調整した後、第１面と第２面との間の気密性を確保するために、第１鏡筒ユニットと第２鏡筒ユニットとの間に取り付けられる気密化部材とを含むので、特に、真空紫外域の露光波長での使用を前提とした複数の鏡筒ユニットからなる投影光学系に対して鏡筒ユニット間の連結部分の高精度な位置調整と気密化の両立が可能となり、投影光学系内の低吸収性ガスの純度の向上と、それによる投影光学系の透過率の向上が達成でき、さらには結像性能の高い投影光学系を実現できる。
【００３４】
また、本発明の露光装置によれば、上述の投影光学系を搭載することにより、透過率が高くかつ透過率低下が少なく、被露光基板であるウエハ面において高い露光エネルギーが得られ、高スループットであると共に、高い結像性能の得られる露光装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下本発明の投影光学系の第１の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。
【００３６】
図１（Ａ）第１の実施形態の投影光学系１の上面図、図１（Ｂ）はその側面図である。投影光学系１は、鏡筒ユニットＡ、鏡筒ユニットＢ、鏡筒ユニットＣ、鏡筒ユニットＤ及び鏡筒ユニットＥの５つの鏡筒ユニットを、光軸ＡＸに沿って直列につなぎ合わせて（連結して）形成されたものである。各鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、図中破線で示したレンズ４０等の光学部材を含み、これら光学部材の作用により、投影光学系１の上方にパターン（レチクルパターン  図示せず）が配置された場合に、投影光学系１の下方にその投影像を形成する。
【００３７】
各鏡筒ユニットの上下端（最上部の鏡筒ユニットＡでは下端に、また最下部の鏡筒ユニットＥでは上端に）に、フランジ部がそれぞれ形成されている。すなわち、最上部の鏡筒ユニットＡの下端にはフランジ部６が形成され、該鏡筒ユニットＡに連結される次の鏡筒ユニットＢの上端にはフランジ部７が形成される。また、鏡筒ユニットＢの下端にはフランジ部１４が形成され、該鏡筒ユニットＢに連結される次の鏡筒ユニットＣの上端にはフランジ部１５が形成される。また、鏡筒ユニットＣの下端にはフランジ部２２が形成され、該鏡筒ユニットＣに連結される次の鏡筒ユニットＤの上端にはフランジ部２３が形成される。また、鏡筒ユニットＤの下端にはフランジ部３１が形成され、該鏡筒ユニットＤが連結される最下部の鏡筒ユニットＥの上端にはフランジ部３２が形成される。
【００３８】
これらフランジ部６，７，１４，１５，２２，２３，３１，３２の下面及び上面は投影光学系１の光軸ＡＸに対して垂直な面となっている。鏡筒ユニットＡの鏡筒部分３とフランジ部６は、例えば旋盤による切削加工等により一体に形成される。また、鏡筒ユニットＢの鏡筒部分１０とフランジ部７，１４も、同様に、例えば旋盤等により一体に形成される。また、鏡筒ユニットＣの鏡筒部分１８，１９とフランジ１５，２２も、同様に、例えば旋盤等により一体に形成される。なお、図１（Ｂ）に示すように、鏡筒ユニットＤと鏡筒ユニットＥの鏡筒部分２８，２５は段部を介してその途中で直径が変化する鏡筒になっているが、これら鏡筒部分２８，３５とフランジ２３，３１，３２についても上述のように旋盤による切削加工等により一体的に形成可能であることは言う迄も無い。
【００３９】
鏡筒ユニットＡ、Ｂは、フランジ部６，７を介して互いに連結され、フランジ６，７は、機械的な固定部材（締結部材）である、有頭ボルト４ａ及びナット８ａにより互いに強固に固定される。すなわち、鏡筒ユニットＡ、Ｂとの連結は、フランジ６，７を、図１（Ａ）に示すように、鏡筒部分３の周囲に沿って適宜間隔をあけて配置された複数の有頭ボルト４ａ及びナット８ａによって固定することにより行われる。
【００４０】
鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結についても、同様に、フランジ部１４とフランジ部１５を、鏡筒部分１０の周囲に沿って適宜間隔をあけて配置された複数の有頭ボルト１２ａ及びナット１６ａによって固定することにより行われる。
【００４１】
鏡筒ユニットＣの上部鏡筒部分１８と下部鏡筒部分１９との間には、本投影光学系１を投影露光装置に装填する際の取り付け部分となる円環状の取り付けフランジ２が形成される。この取り付けフランジ２には、図１（Ａ）に示すように投影光学系１を投影露光装置に取り付けて固定する際に使用する貫通穴３６ａ、３６ｂ等が形成される。
【００４２】
鏡筒ユニットＣと鏡筒ユニットＤとの連結についても、同様に、フランジ２２とフランジ２３を、鏡筒部分１９の周囲に沿って適宜間隔をあけて配置された複数の有頭ボルト２０ａ及びナット２４ａによって固定することにより行われ、また鏡筒ユニットＤと鏡筒ユニットＥとの連結についても、同様に、フランジ３１とフランジ３２を、鏡筒部分２８の周囲に沿って適宜間隔をあけて配置された複数の有頭ボルト２９ａとナット３３ａによっ
て固定することにより行われる。
【００４３】
上述したフランジ部６，７，１４，１５，２２，２３，３１，３２及び機械的な固定手段（締結部材）である有頭ボルト４ａ，１２ａ，２０ａ，２９ａとナット８ａ，１６ａ，２４ａ，３３ａが鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを互いに連結する連結機構を構成する。
【００４４】
上述のようにして連結される各鏡筒ユニットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ間には気密化機構が設けられる。
【００４５】
以下、一例として、鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの間における気密化機構と鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの組み立て方法（位置調整して、連結した後に気密化する方法）を図２乃至図４（Ａ）を参照して詳細に説明する。
【００４６】
まず、気密化機構について説明する。
【００４７】
図２は連結前の鏡筒ユニットＣの上部分及びその付帯部品を示す分解斜視図であり、また図４（Ａ）は気密化機構の部分断面図である。なお、鏡筒ユニットＣは、図１（Ｂ）に示すように、下部鏡筒部分１９とフランジ２２を含むが、図２ではこれら下部鏡筒部分１９等は省略され、取り付けフランジ２及びそれより上方の上部鏡筒部分１８とフランジ部１５のみを示している。
【００４８】
フランジ部１４の下端には第１面１４ａが形成される。この第１面１４ａと対向するフランジ部１５の上端には第２面１５ａが形成される（図３（Ａ）参照）。フランジ部１５はフランジ部１４よりも小径に設定されており、フランジ部１４の第１面１４ａの外周側にはフランジ部１５の第２面１５ａによって覆われない部分がある。
【００４９】
図２に示すように、フランジ部１５の第２面１５ａにはフランジ部１４を貫通した有頭ボルト１２ａ，１２ｂ（図１（Ｂ）参照）を挿通するための貫通穴５１ａ、５１ｂが周方向に沿って等間隔に複数形成される。貫通穴５１から突出した有頭ボルト１２ａ，１２ｂにはナット１６ａ，１６ｂが螺合され、これによりフランジ部１４とフランジ部１５とが互いに固定されて連結される。フランジ部１５とフランジ部１４との間の部分（第２面１５ａによって覆われない第１面１４ａの外周側の部分）には、環状の押圧部材５２が配置される。この押圧部材５２は、フランジ部１５に対して上方から取り付けられる（嵌め込まれる）もので、フランジ部１４を貫通した有頭ボルト１３ａ、１３ｂ（図１（Ｂ）及び図３（Ｃ）参照）を挿通するための貫通穴５３ａ、５３ｂが周方向に沿って等間隔に複数形成される。貫通穴５３ａ、５３ｂから突出したボルト１３ａ、１３ｂの部分には、図１（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、ナット１７ａ，１７ｂが螺合されていて、これにより押圧部材５２がフランジ部１４の第１面１４ａ（図３（Ａ）参照）に固定される。
【００５０】
図４（Ａ）に示すように、フランジ部１５の外周面１５ｂは、上部で外径が小さく下部に向かって外径が大きくなるように（フランジ部１４の第１面１４ａから離れるにしたがって外径が大きくなるように）テーパー形状に形成される。押圧部材５２の内周面は、その下半分５２ａがフランジ部１５の外周面１５ｂに沿って平行になるように中間部で内径が小さく下部に向かって内径が拡がるテーパー形状に形成され、またその上半分５２ｂがフランジ部１５の外周面１５ｂから離れるように中間部で内径が小さく上部に向かって内径が拡がるテーパー形状に形成される。すなわち、押圧部材５２の内周面は、その中間部で内径が最も小さく、その上部及び下部で該中間部よりも内径が大きく形成される。押圧部材５２の中間部の内径（最小内径）は、フランジ部１５の上端部の外径（最小外径）よりも大きいが、フランジ部１５の下端部の外径（最大外径）よりも小さく設定されていて
、押圧部材５２をフランジ部１５の上方から取り付ける（嵌め込む）のを許容する一方、押圧部材５２がフランジ部１５の下端部に引っ掛かって該下端部から抜け落ちるのを防止する。
【００５１】
フランジ部１５の外周面１５ｂ、押圧部材５２の上半分５２ｂ及びフランジ部１４によって囲まれる空間内に、気密化のためにＯリング等の気密化部品としてのシール材５４が配置される。シール材５４の内径はフランジ部１５の上端部の外径（最小外径）よりも若干大きく設定されている。
【００５２】
上述したフランジ部１５の外周面１５ｂ、押圧部材５２、押圧部材５２の内周面の下半分５２ａ、上半分５２ｂ、シール材５４及びボルト１３ａ，１３ｂ、ナット１７ａ，１７ｂが、鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結部分間における気密化機構を構成する。また、この気密化機構中の押圧部材５２とシール材５４が、気密化部材を構成する。
【００５３】
なお、本例の投影光学系１が、波長２００ｎｍ以下の露光波長を有する真空紫外光を使用する場合には、その光路内を露光波長に対して酸素より吸収の少ない窒素ガスや希ガス等のガス（以下「低吸収性ガス」と記す）でガス置換する必要がある。また、波長が２００ｎｍより長い波長の露光光を使用する場合であっても、光路内の有機物等の汚染物が存在すると、露光光の光エネルギーにより有機物が化学変化してレンズ表面に堆積し、投影光学系１の透過率を低下させる原因となるおそれがある。
【００５４】
そこで、本例の投影光学系１は、図１（Ｂ）に示すように、例えば鏡筒ユニットＢの鏡筒部分１０及び鏡筒ユニットＤの鏡筒部分２８に通気穴（図示せず）及びガス配管コネクター１１，２６を設けて、ガス配管コネクター１１及び該ガス配管コネクター１１に接続されたガス供給管１２を介して投影光学系１内に低吸収性ガスや有機物を含まない清浄な空気を供給する一方、ガス配管コネクター２６及び該ガス配管コネクター２６に接続されたガス排出管２７を介して投影光学系１内の気体を排出する構造にしてある。
【００５５】
次に、鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣの組み立て方法（位置調整して、連結した後に気密化する方法）を、図３を参照して詳細に説明する。
【００５６】
図３（Ａ）は連結前の状態を示す部分断面図、同図（Ｂ）は連結・固定時の状態を示す部分断面図、同図（Ｃ）は連結後に気密化した状態を示す部分断面図である。
【００５７】
図３（Ａ）に示すように、鏡筒ユニットＢの鏡筒部分１０内には、レンズ４１が、その光軸が鏡筒ユニットＢの中心軸ＡＸＢと一致するように、レンズ保持機構４２ａ、４２ｂを介して配置されている。一方、鏡筒ユニットＣの鏡筒部分１８内には、レンズ４３が、その光軸が鏡筒ユニットＣの中心軸ＡＸＣと一致するように、レンズ保持機構４４ａ、４４ｂを介して配置されている。両鏡筒ユニットＢ、Ｃとの間、すなわち鏡筒ユニットＣのフランジ部１５と鏡筒ユニットＢのフランジ部１４との間には気密化機構の押圧部材５２及びシール材５４が配置されている。
【００５８】
図３（Ｂ）に示すように、押圧部材５２及びシール材５４を鏡筒ユニットＣのフランジ部１５上に載せた状態で、該フランジ部１５の第２面１５ａ上に鏡筒ユニットＢのフランジ部１４の第１面１４ａを載置する。このとき、押圧部材５２は、フランジ部１５の下端部に引っ掛かった状態でフランジ部１４から離れており、フランジ部１４に接触することはない。また、シール材５４も、フランジ部１５の外周面１５ｂと押圧部材５２の内周面の上半分５２ｂとの間の空間にあり、フランジ部１４に接触することはない。
【００５９】
両鏡筒ユニットＢ、Ｃの連結・固定に際しては、まず両鏡筒ユニットＢ、Ｃの中心軸（
光軸ＡＸＢ、ＡＸＣ）が正確に位置合わせされる必要がある。すなわち、両鏡筒ユニットＢ、Ｃ間の位置調整を行う必要がある。この位置調整は、例えば、上下の鏡筒ユニットＢ、Ｃの側面位置を機械的な位置センサー又は光学的な位置センサーで計測しつつ、何れか一方の鏡筒ユニット（例えば鏡筒ユニットＢ）を他方の鏡筒ユニット（例えば鏡筒ユニットＣ）に対して押し引きして、その位置を調整して行う。すなわち、鏡筒ユニットＣのフランジ部１５の第２面１５ａ上で鏡筒ユニットＢのフランジ部１４の第１面１４ａを摺動させながら行われる。これには例えば１μｍ以下の位置調整精度が要求される。なお、フランジ部１５の第２面１５ａに対してフランジ部１４の第１面１４ａを摺動させずに第１面１４ａを第２面１５ａに対して非接触（鏡筒ユニットＢを鏡筒ユニットＣに対して持ち上げた状態）で位置決めを行った後、第１面１４ａと第２面１５ａとを接触させてもよい。
【００６０】
この位置調整完了後に、有頭ボルト１２ａ、１２ｂ及びナット１６ａ、１６ｂにより両鏡筒ユニットＢ、Ｃを固定する。
【００６１】
図３（Ｂ）に示す連結・固定状態でも投影光学系１の鏡筒内の空間６０は、外部空間に対して概ね気密化されてはいるが、フランジ部１４の第１面１４ａとフランジ部１５の第２面１５ａの機械研削又は研磨に伴う表面の凹凸のために、第１面１４ａと第２面１５ａとの間を介しての通気性が残存している。この第１面１４ａと第２面１５ａとの間を介しての通気性を遮断するために（第１面１４ａと第２面１５ａとの間の気密性を確保するために）、図３（Ｃ）に示すように、有頭ボルト１３ａ、１３ｂ、ナット１７ａ、１７ｂにより押圧部材５２をフランジ部１４に対して締め付け固定する。これに伴い、シール材５４は押圧部材５２により圧迫され、フランジ部１４の第１面１４ａ及びフランジ部１５の外周面１５ｂに押しつけられる。
【００６２】
その結果、図４（Ａ）に詳細に示すように、シール材５４の表面の一部６１はフランジ部１４の第１面１４ａに密着し、別の一部６２はフランジ部１５の外周面１５ｂに密着する。これにより第１面１４ａと第２面１５ａとの間が鏡筒外部と遮断され、鏡筒の内部空間６０を鏡筒外部から遮断して、内部空間６０の気密化が達成される。
【００６３】
なお、以上の説明では、鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結部分について行ったが、鏡筒ユニットＡと鏡筒ユニットＢとの連結部分間、鏡筒ユニットＣと鏡筒ユニットＤとの連結部分間及び鏡筒ユニットＤと鏡筒ユニットＥとの連結部分間についても、上述したのと同様の位置調整機構及び気密化機構を採用し、また同様の組み立て方法を採用するので、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
図１（Ｂ）中、符号５ａ，９ａは、鏡筒ユニットＡのフランジ部６と鏡筒ユニットＢのフランジ部７との間における気密化機構を構成する押圧部材をフランジ部６に固定するための有頭ボルト及びナット、また符号２０ａ，２４ａは、鏡筒ユニットＣのフランジ部２２と鏡筒ユニットＤのフランジ部２３との間における気密化機構を構成する押圧部材をフランジ部２２に固定するための有頭ボルト及びナット、また符号３０ａ，３４ａは、鏡筒ユニットＤのフランジ部３１と鏡筒ユニットＥのフランジ部３２との間における気密化機構を構成する押圧部材をフランジ部３１に固定するための有頭ボルト及びナットである。
【００６５】
発明が解決しようとする課題の欄で説明したように、鏡筒ユニットのフランジの互いに向き合う面の間にシール材を介在させて気密化する場合、シール材の弾性変形応力がこれらの面からフランジに作用するため、鏡筒ユニット間の位置関係を正確に保ったまま、あるいは正確に位置調整しながら連結し固定することは困難であった。
【００６６】
これに対し、本例の投影光学系１の気密化機構及び組み立て方法では、鏡筒ユニットＢ
、Ｃの場合で既に説明したように、位置調整に際してシール材５４が上方の鏡筒ユニットＢのフランジ部１４の第１面１４ａに接することなく配置されるので、両鏡筒ユニットＢ、Ｃの接触及び摺動に際し、シール材５４に変形応力が生じることはあり得ず、シール材５４の変形応力が鏡筒位置調整精度を悪化させることもあり得ない。
【００６７】
また、気密化用の機械的な固定部材である、有頭ボルト１３ａ，１３ｂ及びナット１７ａ，１７ｂで押圧部材５２をフランジ部１４の第１面１４ａに締め付け固定するのは、両鏡筒ユニットＢ，Ｃの位置関係が正確に調整され、かつ、有頭ボルト１２ａ，１２ｂ及びナット１６ａ，１６ｂで強固に固定された後であるので、気密化によって位置調整後の両鏡筒ユニットＢ，Ｃの位置関係に誤差が生じることもない。
【００６８】
同じ気密化機構及び組み立て方法を採用する他の鏡筒ユニットＡ，Ｂ間、鏡筒ユニットＣ，Ｄ間、鏡筒ユニットＤ，Ｅ間についても、同様に両鏡筒ユニットの接触及び摺動に際し、シール材５４に変形応力が生じることはあり得ず、シール材５４の変形応力が鏡筒位置調整精度を悪化させることもあり得ない。また、気密化によって位置調整後の両鏡筒ユニットの位置関係に誤差が生じることもない。
【００６９】
したがって、本例により、高度な気密性と高精度の位置調整性を併せ持った優れた気密型投影光学系を実現することが出来、例えば酸素（Ｏ2）濃度を0.1ppm程度以下に抑え、また水蒸気（Ｈ2Ｏ）濃度を1ppm乃至2ppm以下に抑えることが可能である。
【００７０】
上記実施形態では、シール材５４として例えばＯリングを採用したが、この材質はテフロン、バイトン、カルレッツ（いずれも商品名）等のフッ素樹脂であることが望ましい。
【００７１】
また、Ｏリングの表面にアルミニウム等の金属をコートしてＯリングからの発水量を低減するようにしたものを採用することが望ましい。
【００７２】
また、シール材５４としてインジウム等の金属シール材を採用することもできる。
【００７３】
各鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの固定については有頭ボルト及びナットで行うものの、フランジ部間の気密化についてはシール材、押圧部材を使用する代わりに両フランジ部の隙間（例えばフランジ部１４の第１面１４ａとフランジ部１５の第２面１５ａとの間）に接着剤やグリースを流し込んで気密化する方法を採用することもできる。
【００７４】
フランジ部１５の外周面１５ｂと押圧部材５２の内周面５２ａを、下方で径が大きく、上方で径が小さくなるようにテーパー状に形成して、位置調整の際、押圧部材５２をフランジ部１５に引っ掛けておくことが出来るようにしたが、図４（Ｂ）の変形例に示すように、フランジ部１５の外周面１５ｂと押圧部材５２の内周面の下半分５２ａを、テーパー状に形成する代わりに、上方、下方でともに径が変化しないストレートに形成してもよい。なお、押圧部材５２の下半分５２ｂはシール材５４を押圧するためにテーパー状にしておくことが好ましい。
【００７５】
上述の実施形態及び変形例では、フランジ部１５の第２面１５ａに有頭ボルト１２ａ，１２ｂを挿通するための貫通穴５１ａ，５１ｂが形成され、またフランジ部１４のも有頭ボルト１２ａ，１２ｂを挿通するための不図示の貫通穴が形成されている。鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結に際し、有頭ボルト１２ａ，１２ｂはこれらの貫通穴を通して設置され、ナット１６ａ，１６ｂを螺合することにより、固定されることになる。
【００７６】
したがって、フランジ部１４の上面と有頭ボルト１２ａ，１２ｂとの接触面（図３（Ｂ）、図４（Ａ）参照）、及びフランジ部１５の下面とナット１６ａ，１６ｂとの接触面（
図３（Ｂ）、図４（Ａ）参照）に通気性があると、これら接触面から酸素や水蒸気を含む外気が貫通穴５１ａ，５１ｂ等の内部に侵入する。そして、この外気がフランジ１４の第１面１４ａとフランジ１５の第２面１５ａとの間を、両面の機械研削又は研磨に伴う表面の凹凸に起因する通気性により投影光学系１の光路空間内に侵入する恐れがある。
【００７７】
しかし、フランジ部１４の上面と有頭ボルト１２ａ，１２ｂとの接触面（固定箇所）、及びフランジ部１５の下面とナット１６ａ，１６ｂとの接触面（固定箇所）には、通常、ナット１６ａ，１６ｂを締め付ける際に生じる大きな押し付け力（締め付け力）が加わるため、これらの接触面の通気性が原因となって、投影光学系１の光路空間内の酸素濃度あるいは水蒸気濃度が上述した基準値（例えば１ｐｐｍ程度以下）に達成することが不可能になることは、実際には殆ど無い。
【００７８】
だだし、フランジ部１４の上面と有頭ボルト１２ａ，１２ｂとの接触面（固定箇所）、及びフランジ部１５の下面とナット１６ａ，１６ｂとの接触面（固定箇所）に、銅などの比較的柔らかい金属製のワッシャを配置して、該ワッシャをナット１６ａ，１６ｂを締め付ける際に生じる大きな押し付け力により変形させることにより、上記固定箇所に存在していた隙間を無くして（埋めて）、より高度な気密化を実現し、光路空間内の酸素濃度及び水蒸気濃度を一層低減することは可能である。
【００７９】
また、ワッシャを使用する代わりに、あるいはワッシャの使用と併せて、有頭ボルト１２ａ，１２ｂの周囲、ナット１６ａ，１６ｂの周囲、あるいはワッシャの周囲にグリース又は接着剤を塗布して一層の気密化を図ることもできる。
【００８０】
ところで、このようなボルト１２ａ，１２ｂ及びナット１６ａ，１６ｂの取り付け部分の気密化対策を行うか否かに係わらず、ボルト１２ａ，１２ｂを通すためにフランジ部１５に形成された貫通穴５１ａ，５１ｂ及びフランジ部１４に形成された不図示の貫通穴は、投影光学系１の光路空間との間に、僅かに通気性を有する空間（以下「貫通穴空間」と呼ぶ）となっている。
【００８１】
この貫通穴空間は、投影光学系１の光路空間内のガス置換に際して効率的にガス置換を行うことが難しい。効率的にガス置換を行うためには、貫通穴空間と投影光学系１の光路空間との間の通気性を高める必要がある。
【００８２】
このために、例えば、フランジ部１５の第２面１５ａ又はフランジ部１４の第１面１４ａに微小な空間を形成するか、あるいはフランジ部１５又はフランジ部１４に、光路空間（空間６０）とフランジ部１５の貫通穴５１ａ，５１ｂ及びフランジ部１４の不図示の貫通穴とを結ぶ通気穴を設けて、上記通気性を確保することが出来る。
【００８３】
また、上述の実施形態では、鏡筒ユニットＣと鏡筒ユニットＤとの間の気密化及び連結に上記気密化機構及び上記組み立て方法を適用した場合のみならず、鏡筒ユニットＡと鏡筒ユニットＢとの間、鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの間、鏡筒ユニットＤと鏡筒ユニットＥとの間の気密化及び連結にも適用した場合（全ての鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに適用した場合）を説明したが、これに限定されるものではなく、複数の鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのうち、少なくともいずれか一組の鏡筒ユニット（例えば鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの間）に適用されればよい。
【００８４】
また、上述の実施形態では、投影光学系１はレンズ４０等のみからなる屈折光学系であるとしたが、反射鏡（ミラー）を含む反射屈折光学系であってもよい。反射屈折光学系の場合には、投影光学系１の光軸ＡＸが１本のみではなく複数本となる場合も生じるが、その場合には、上記鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの連結は各光軸に沿って行うことにな
る。
【００８５】
反射屈折光学系の場合、各光軸が鉛直となるとは限らない。上述の説明においては、鏡筒ユニットＢ、Ｃを、その光軸が鉛直となる向きで調整するものとして説明したが、これは説明を容易にする便宜的な措置であり、また一例に過ぎず、各鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが実際に使用されるのと同じ姿勢で、例えば横置きしたり、傾けたりした状態で調整を行っても何ら問題はないことは言うまでもない。
【００８６】
また、上述の実施形態では、鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの相互間の固定、及び押圧部材５２の固定は、ボルトとナットにより行うとしたが、ナットを使用せずに対向する部材にネジ穴を切って、このネジ穴に対しボルトを螺合し、締め付けることによって行ってもよい。
【００８７】
なお、各鏡筒ユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの連結部分が上記の機構で気密化されても、投影光学系１のうち最上部の光学素子４０（図１（Ｂ）参照）と鏡筒ユニットＡとの間、及び最下部の光学素子４５（図１（Ｂ）参照）と鏡筒ユニットＥとの間が気密化されていないと、投影光学系１全体としては、気密化が達成されない。そこで、投影光学系１の最上部と最下部に、シール機構として、例えば、実質的に気密化する機構を備えた平板光学素子を採用し、この平板光学素子を投影光学系１の最上部と最下部に設けて、気密化することも出来る。あるいは、投影光学系１の最上部と最下部の平板光学素子の側面吸引排気シール等をシール機構として採用し、これを投影光学系１の最上部と最下部に設けて気密化することも出来る。
【００８８】
次に、本発明の投影光学系の第２の実施の形態について説明する。ただし、本第２の実施の形態の投影光学系についてもその概要は上述の第１の実施の形態の投影光学系とほぼ同じであるので、その差異部分について図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図５（Ａ）及び（Ｂ）では投影光学系１の鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結部分について示している。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）中、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び図４と同じ部分については同じ符号が付してある。
【００８９】
本第２の実施態様の投影光学系１では、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、鏡筒ユニットＢのフランジ部１４の上面及び下面（第１面１４ａ）に、鏡筒ユニットＢの光軸を中心とする円環状の溝６３，６４を形成する。また、鏡筒ユニットＣのフランジ部１５の上面（第２面１５ａ）及び下面にも、鏡筒ユニットＣの光軸を中心とする溝６５及び溝６６を形成する。
【００９０】
溝６３，６４，６５，６６以外の構造は上述した第１の実施の形態の投影光学系１の鏡筒ユニットＢ、Ｃの構造と同様である。
【００９１】
本第２の実施形態の投影光学系１においても、鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結は、両鏡筒ユニットＢ、Ｃ間の位置調整と、ボルト１２ａナット１６ａによる固定とを順次行うことにより実施する。そして、その位置調整の際には、押圧部材５２は、フランジ部１５の下端部に引っ掛かった状態でフランジ部１４から離れており、フランジ部１４に接触することはない。また、シール材５４も、フランジ部１５の外周面１５ｂと押圧部材５２の内周面の上半分５２ｂとの間の空間にあり、フランジ部１４に接触することはない。
【００９２】
この位置調整完了後に、有頭ボルト１２ａ、ナット１６ａにより両鏡筒ユニットＢ、Ｃを固定する。
【００９３】
続いて、気密化のための有頭ボルト１３ａ、ナット１７ａにより押圧部材５２をフランジ部１４の第１面１４ａに対して締め付け固定する。これにより、上述の第１の実施の形態と同様にシール材５４は押圧部材５２により圧迫され、フランジ部１４の第１面１４ａ及びフランジ部１５の外周面１５ｂに押しつけられ、シール材５４の表面の一部６１はフランジ部１４の第１面１４ａに密着し、別の一部６２はフランジ部１５の外周面１５ｂに密着する。
【００９４】
その際に、シール材５４はフランジ部１５を介して鏡筒ユニットＣを、その中心方向に押すことになる。鏡筒ユニットＢ及び鏡筒ユニットＣは効果的に固定されているので、この押し付け力によって連結部分がずれて鏡筒ユニットＢ、Ｃ間の位置調整が狂うことはないが、鏡筒ユニットＢ、Ｃの剛性によっては、その全体を僅かながら歪ませる恐れがある。そして、この歪みが投影光学系１の結像性能を劣化させる恐れが生じる。
【００９５】
この点について、本第２の実施形態では、フランジ部１４、フランジ部１５の上面及び下面に、円環状の溝６３，６４，６５，６６を設けてあるので、この溝構造（正確には２つの溝に挟まれた部分の構造）により、上記押し付け力が緩和されて鏡筒の変形を防止できる。また、このような溝構造による上記押し付け力の緩和を積極的に利用すると、鏡筒ユニットＢ及び鏡筒ユニットＣを薄肉化して必要最小限の剛性が確保できるようにしても、上記押し付け力による鏡筒の変形を防止できる効果もある。これにより投影光学系１の軽量化や共振周波数の上昇を図り、投影光学系１の耐震動性を向上させることができる。
【００９６】
なお、このような溝構造によって、フランジ部１４とフランジ部１５との間には、フランジ部１４の下面（第１面１４ａ）に形成した溝６４とフランジ部１５の上面（第２面１５ａ）に形成した溝６６とにより囲まれる空間が形成されることになる。そこで、この溝空間と外部を連結する穴６８をフランジ部１４に形成し、該穴６８にガスコネクター６７を設けることができる。そして、ガスコネクター６７に排気管６９を接続し、フランジ部１４とフランジ部１５との間の空間を排気することもできる。これにより、シール材５４から発生する微量の水蒸気や有機物の、投影光学系１内への侵入を防止することができ、投影光学系１の光路空間のガス純度を一層向上させることが可能となる。
【００９７】
以上の説明では、鏡筒ユニットＢ，Ｃの連結部分について行ったが、他の鏡筒ユニットＡ，Ｄ，Ｅについても、同様にフランジの上面及び下面に円環状の溝が形成してもよい。
【００９８】
次に、本発明の投影露光装置の実施の形態について図６を参照して説明する。本実施の形態の露光装置の鋳物製ボディフレーム７２には、上述したいずれかの実施形態の投影光学系１が、取り付けフランジ２を介してボルト７０及びナット７１により搭載され、固定される。投影光学系１のガス配管コネクター１１にガス供給配管１２を接続し、ガス供給源８４から投影光学系１内に窒素ガス又は希ガス（低吸収性ガス）あるいは有機汚染物のない清浄な空気を供給する。他方、ガス配管コネクター２６にガス供給管２７を接続し、投影光学系１内のガスをガス排気機構８５に排気する。
【００９９】
ボディフレーム７２の下部には、露光装置が設置される半導体工場の床からの振動の、投影光学系１等への伝達を防止するための除振機構９６が設けられる。ボディフレーム７２の上部には、レチクルベース７８が設置され、その上にレチクルステージ７７が設けられる。露光すべきパターンが描画されたレチクル７５は、レチクルステージ７７上に載置され、該レチクルステージ７７によりレチクルベース７８上を図６の左右方向に走査可能になっている。また、レチクルステージ７７の走査に伴う振動のボディフレーム７２への伝達を防止するためにボディフレーム７２とレチクルベース７８との間にも除振機構８２が設けられる。
【０１００】
照明光学系７３は、不図示のＦ2（フッ素）レーザ、ＡｒＦ（アルゴンフッ素）エキシマレーザ、あるいはＫｒＦ（クリプトンフッ素）エキシマレーザ等の光源から発せられる照明光束を照度均一化してレチクル７５に照射する。
【０１０１】
露光装置によりパターンが転写されるウエハ（被露光基板）８７は、ウエハホルダ８８に保持され、ウエハステージ８９によってウエハベース９０上を図６の左右方向に走査及び移動可能で且つ図６の前後方向（図６の紙面の表裏方向）に移動可能になっている。また、ウエハステージ８７への半導体工場の床からの振動の伝達を防止するためにウエハベース９０と不図示の床との間にも除振機構９５が設けられている。
【０１０２】
これらレチクルステージ７７及びウエハステージ８９の各位置は、それぞれレチクル干渉計７９及びウエハ干渉計９２により、各ステージ上に設けられた移動鏡７６，９１の位置を介して計測される。
【０１０３】
レチクル７５上のパターンをウエハ８７上へ露光転写するに際しては、これらのレチクル干渉計７９及びウエハ干渉計９２の位置計測値に基づいて、不図示の制御系によりレチクルステージ７７及びウエハステージ８９を制御し、レチクル７５とウエハ８７の位置関係を所定の位置関係に保って、相対走査（スキャン）して露光を行う。
【０１０４】
露光光の波長が２００ｎｍ以下の真空紫外光を使用する場合には、ガス供給機構８４から投影光学系１内に供給するガスは、上述の低吸収性ガスに限定される。さらに、波長が１８０ｎｍ以下となると、空気中の酸素や水蒸気による露光光の吸収が一層強まるために投影光学系１内のみならず、照明系７３内の光路、レチクル７５の近傍並びに投影光学系１とウエハ８７との間の光路についても、そこから酸素や水蒸気を除去し、低吸収性ガスでガス置換する必要が生じてくる。
【０１０５】
そこで、露光光の波長が１８０ｎｍ以下の場合、例えば光源として波長１５７ｎｍのＦ2レーザを採用する場合には、レチクルステージ７５の近傍をレチクル気密隔壁８０で覆い、その内部を低吸収性ガスでガス置換する必要がある。レチクル気密隔壁８０の内部のガス置換は、例えば、不図示のガス供給系により、該内部に低吸収性ガスを供給し、不図示のガス排気系により該内部のガスを排気することにより行う。
【０１０６】
レチクル気密隔壁８０と照明光学系７３及び投影光学系１の間は、レチクルステージ７７の移動に伴う振動の照明光学系７３及び投影光学系１への伝達を防止するために、可撓性フィルムを蛇腹状で且つ円筒形状にしたフィルム部材７４，８３により気密的に連結する。フィルム部材８３と投影光学系１の連結部分としては、最上部の鏡筒ユニットＡのフランジ６部分等とする。
【０１０７】
また、ウエハステージ８７の近傍についてもウエハ気密隔壁９４で覆い、その内部を低吸収性ガスでガス置換する必要がある。ウエハ気密隔壁９４の内部のガス置換は、例えば、不図示のガス供給系により、該内部に低吸収性ガスを供給し、不図示のガス排気系により、該内部のガスを排気することにより行う。
【０１０８】
ウエハ気密隔壁９４と投影光学系１との間は、ウエハステージ８７の移動に伴う振動の投影光学系１への伝達を防止するために、可撓性フィルムを蛇腹状で且つ円筒形状フィルム部材８６により気密的に連結する。フィルム部材８６と投影光学系１の連結部分としては、最下部の鏡筒ユニットＥのフランジ３２部分等とする。
【０１０９】
なお、この場合において、投影光学系１内に充填する低吸収性ガスとレチクル気密隔壁８０内に充填する低吸収性ガスが、同種のガスである場合には、前述の投影光学系１の最
上部のシール機構は設けなくてもよい。また、投影光学系１内に充填する低吸収性ガスとウエハ気密隔壁９４内に充填する低吸収性ガスが、同種のガスである場合には、前述の投影光学系１の最下部のシール機構は設けなくてもよい。
【０１１０】
本発明の投影露光装置は、図１乃至図５に示す投影光学系１及びその変形例等を装備したものであればよく、上述した実施の形態の露光装置に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】図１（Ａ）は本発明の投影光学系の第１の実施の形態を示す平面図である。
【０１１２】
図１（Ｂ）は同正面図である。
【図２】図１の投影光学系を構成する鏡筒ユニットＣ及び気密化機構を、該鏡筒ユニットＣの下半分を省略して示した分解斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結前の状態を示す部分拡大断面図である。
【０１１３】
図３（Ｂ）は鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結時の状態を示す部分拡大断面図である。
【０１１４】
図３（Ｃ）は鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結部分を気密化した状態を示す部分拡大断面図である。
【図４】図４（Ａ）は鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結部分を気密化した状態を詳細に示す、図３（Ｃ）よりもさらに拡大して示した部分拡大断面図である。
【０１１５】
図４（Ｂ）は図４（Ａ）に示す実施の形態の変形例を示す部分拡大断面図である。
【図５】図５（Ａ）は本発明の投影光学系の第２の実施の形態を示すもので、鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結前の状態を示す部分拡大断面図である。
【０１１６】
図５（Ｂ）は鏡筒ユニットＢと鏡筒ユニットＣとの連結時の状態を示す部分拡大断面図である。
【図６】本発明の露光装置の第１の実施の形態を示す概略的に示した正面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  投影光学系
Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ  鏡筒ユニット
３，１０，１８，１９，２８，３５  鏡筒部分
６，７，１４，１５，２２，２３，３１，３２  フランジ部
１４ａ  第１面
１５ａ  第２面
４ａ、４ｂ、８ａ、８ｂ  機械的な固定部材（締結部材）
１２ａ、１２ｂ、１６ａ、１６ｂ  機械的な固定部材（締結部材）
２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂ  機械的な固定部材（締結部材）
２９ａ、２９ｂ、３３ａ、３３ｂ  機械的な固定部材（締結部材）
５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂ  機械的な固定部材（締結部材）
１３ａ、１３ｂ、１７ａ、１７ｂ  機械的な固定部材（締結部材）
２１ａ、２１ｂ、２５ａ、２５ｂ  機械的な固定部材（締結部材）
３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂ  機械的な固定部材（締結部材）
５２  押圧部材
５４  気密化部品（Ｏリング）
【図１】
2005062438.tif 000003
【図２】
2005062438.tif 000004
【図３】
2005062438.tif 000005
【図４】
2005062438.tif 000006
【図５】
2005062438.tif 000007
【図６】
2005062438.tif 000008