(57)【要約】【課題】移動鏡筒をパージする時、移動鏡筒内に不活性ガスが流れやすい経路を形成し、パージ効率を上げる。【解決手段】密閉された筐体内にズーム機構を持つ鏡筒が構成され、筐体内部は、不活性ガスを充填している。不活性ガス置換時、移動鏡筒内部に不活性ガスが強制的に流れるズームポジションを設定する。【選択図】        図１
2005005635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段からの照明光を所望の光束形状に成形し、所定のパターンを有する原板等の被照射面を照明する照明光学装置であり、光学系内に少なくとも一個の移動鏡筒を含むズーム機構を構成する照明光学装置であって、前記移動鏡筒内にケミカルクリーンな気体を流通させるための流路が少なくとも１系統以上成形されたおり、前記流路の流入口が移動鏡筒を駆動する事によって移動し、流入口の接続先が切換可能である事を特徴とする照明光学装置。
【請求項２】
前記ケミカルクリーンな気体は少なくとも不活性ガスを含む事を特徴とする、請求項１に記載の照明光学装置。
【請求項３】
前記パージガス流路は、固定鏡筒と移動鏡筒の一端に配置された供給口と、他端に配置された排出口とを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の照明光学装置。
【請求項４】
前記パージガス流路へ供給されるケミカルクリーンな気体の流量を調整するための、流量調整手段を更に具備したことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の照明光学装置。
【請求項５】
前記の移動鏡筒と固定鏡筒の供給口が一致して成形されるパージガス流通経路を介して、パージガスの流量を調整し、鏡筒内の空間にパージガスが充満したのち、パージ状態を維持できるガス流量に切換え移動鏡筒がズーム駆動できることを特徴とする請求項１から４に記載の露光装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の照明光学装置を使用して、原板を照明光で照射し、原板上のパターンを投影光学系を介して感光基板上に投影露光することを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原板上のパターンを投影光学系を介して感光基板上に投影露光する投影露光装置に関して、露光光路にパージガスを供給する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の製造を目的とする投影露光装置では、各種の波長帯域の光を露光ビームとして基板上に照射している。露光ビームにはｇ線（λ＝４３６ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（λ＝１９３ｎｍ）、などが用いられている。
【０００３】
現在では、露光装置において、パターン線幅の微細化に伴い、スループット及び解像度の向上が要求されている。これに伴い露光ビームは、さらにハイパワーなものが要求されると同時に、露光ビームの波長帯域の短波長化が進んでいる。しかし、ｉ線あるいはさらに短波長の露光ビームを用いた場合は、短波長化により露光ビームが空気中の不純物を酸素と光化学反応させることが知られており、化学反応による生成物が光学系の光学素子（レンズやミラー）に付着し、光学効率などの特性が低下するため、装置のスループットが低下を招く恐れがある。
【０００４】
この生成物としては、例えば亜硫酸ＳＯ２が光のエネルギーを吸収し励起状態となると、空気中の酸素と反応（酸化）することによって生じる硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳＯ４、あるいはＳｉ化合物が光のエネルギーを吸収し励起状態になると、空気中の酸素と反応（酸化）することによって生じるＳｉＯ２が代表的に挙げられる。
【０００５】
従来こうした生成物を防止することを目的として、光学系を不活性ガスでパージする方法が用いられており、例えば特開平９−１６２１１７号に開示されている装置では、図４に示す密閉構造の筐体７３にレンズ等のガラス部材が配置され、その鏡筒内に図４の点線矢印で示されているガスの流通経路を介して鏡筒７２の内部空間の空気をパージガスに置換して、鏡筒内の酸素濃度を低く維持する方法が述べられている。
【０００６】
また、特開２００１−２８４２１４号に開示されている装置では、図５に示す密閉構造の筐体８３の照明光路８４に対して重量方向上向きにガス供給口８５、照明光路８４に対して重量方向下向きにガス排気口８６、鏡筒８２にはレンズ群８１に挟まれた空間にガスを供給させるガス供給口を設け、光路全体にパージガスを充満させ、対流によってパージガスに置換する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す前記従来例では、レンズ群７１を含む鏡筒７２は、筐体７３内に固定され、筐体のガス供給口７８からチューブで鏡筒内にパージガスを供給している。しかしながら照明光路７６の光軸方向に移動鏡筒がズームの機構を有する光学系では、図４に示すチューブ７４，７５によるパージガス経路方法だと、鏡筒７２がズーム駆動をしているうちにチューブが折れて破損したり、供給口７８、排気口７９の接続部分が外れたりするという欠点があり、また筐体内でチューブの経路を構成しスペースや作業性が悪いと言った欠点があった。
【０００８】
また図５に示す対流による置換方法では鏡筒８２の形状が複雑な場合、パージガスが十分に鏡筒内に行き渡らず、鏡筒内の最初に存在していた気体の濃度を下げるのに、大量の置換ガスと時間を消費しなければならないという欠点があった。
【０００９】
本出願に係る第１から３の発明の目的は、移動鏡筒を覆う筐体のガス供給口のみで筐体とその内部に構成されている移動鏡筒の内部のパージを可能とし、パージ流路を成形することで強制的に移動鏡筒内のガスを置換させることを目的とし、第４から第５の発明の目的は、移動鏡筒のズーム位置に応じて、パージガスの流量を変化させ、ガス置換効率を高め、スループットの低下につながるレンズの曇りを防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る第１の発明は、図１に示す固定鏡筒のパージ供給口と固定鏡筒内にある移動鏡筒のパージ供給口の穴位置が一致し成形されたパージガス流路内に、ケミカルクリーンな気体を流通可能とすることを特徴とする。上記の構成において、投影露光装置の内部には、パージガスの流量を制御するための流量調整弁３９と、固定鏡筒２１内にパージガスを供給するための供給口２４，２５，２６が配置しており、前記流量調整弁３９で制御されたパージガスを、供給口２４，２５，２６から移動鏡筒２８の気体供給口２９・３０・３１・３２を通って、鏡筒全体のガス置換を行っている。更に、移動鏡筒は、ズーム機構によりパージガス供給口２５と２９を一致させ、移動鏡筒内にパージガスを強制的に流すことが可能であり、チューブ配管等による移動制限を受けることなく、任意の位置に鏡筒を移動することが可能である。
【００１１】
上記投影露光装置において、本出願に係る第１から３の発明では、光学部材を含む移動鏡筒２８に気体を供給する供給口と排気する排気口をそれぞれ少なくとも１つ以上を設け、移動鏡筒２８の移動位置によってパージ経路を変更することが可能である。
【００１２】
また、本出願に係る第４から５の発明によれば、図１に示す、照明光学装置は、移動鏡筒２８のズーム位置に応じてパージ経路を成形しパージガスの流量を調整することを特徴としており、ガス流量切換え時ガス供給口２５・２９・３０・３１・３２は、パージ流路として成形されることを特徴とする。
【００１３】
更に、本出願に係る第６の発明によれば、前記１から５に記載のいずれかの照明光学装置を投影露光装置内で使用することを特徴としており、化学反応による生成物が光学系の光学素子に付着することを防ぎ、安定したスループットを維持することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１は本発明による照明光学装置の特徴を最もよく表す図であり、固定鏡筒２１内の照明光路２２が通る部分にシールガラス２３ａ，２３ｂが取り付けられ、固定鏡筒２１には鏡筒内をパージガスに置換するためのガス供給口２４，２５，２６とガス排気口２７が設けられている。移動鏡筒２８は、レンズ群３３をパージするためのガス供給口２９，３０，３１，３２が設けられている。移動鏡筒２８は、支持板３８で支持され支持板３８は、ボールネジ３７に締結されている。移動鏡筒２８は、駆動モータ３４とギヤ３５，３６によりボールネジを介して照明光路２２方向に駆動することが可能である。更に、固定鏡筒２１のガス供給口２４，２５，２６には、流量調整弁２８が設けられており、上記で説明した固定鏡筒２１と移動鏡筒３９のガス供給口が一致したときに、パージガス流量を調整することが可能である。
【００１５】
上記構成において、固定鏡筒２１内をパージガスで置換する場合、移動鏡筒２８は、駆動モータ３４を駆動し、固定鏡筒に設けられた供給口２５と移動鏡筒の供給口２９が一致する位置にズーム駆動する。流量調整弁により、調整されたパージガスは、供給口２４，２６から、主に固定鏡筒２１内と移動鏡筒２８の外側をパージガスに置換し、排気口２７から排出される。供給口２５は、移動鏡筒２８の供給口２９と一致し、移動鏡筒内のパージ経路２９，３０，３１，３２を経て、移動鏡筒２８内をパージガスに置換する。
【００１６】
図２は、移動鏡筒２８がズーム駆動をした図を示す。図１で鏡筒内がパージガスに置換された後、流量調整弁３９により、パージ状態を維持できるガス流量に調整され、駆動モータ３４が駆動し移動鏡筒２８が照明光路２２方向にズーム駆動する。流量を調整したパージガスは、供給口２７，２５，２６より固定鏡筒２１内に供給されて、移動鏡筒２８内には、固定鏡筒内の対流によって供給口２９からパージガスが循環し、ズーム駆動中は、供給口２４，２５，２６と供給口２９が一致したときに、流れてくるパージガスによって常に新鮮なパージガスが、移動鏡筒２８内に供給される。
【００１７】
上記より、図１より一度パージガスで置換された、固定鏡筒２１と移動鏡筒２８は、パージ状態を保ったままズーム駆動することが可能である。
【００１８】
（第２の実施例）
図３は、実施例１の構成において、移動鏡筒２８のズーム位置を検出するための位置センサ４０を構成したものである。検知板４１は、支持板３８と連結され、移動鏡筒２８がズームすると位置センサ４０のＰ１〜Ｐ３の間を動く構造になっている。更にＰ１は、固定鏡筒の供給口２４と移動鏡筒の供給口２９がズーム機構により一致する位置、Ｐ２は固定鏡筒の供給口２５と移動鏡筒の供給口２９が一致する位置、Ｐ３は固定鏡筒の供給口２６と移動鏡筒の供給口２９が一致する位置に配置されている。上記の構成から、位置センサＰ１，Ｐ２，Ｐ３を検知すると、流量調整弁３９のパージガス流量が切り替わり、移動鏡筒がズーム駆動中でも、固定鏡筒のガス供給口と、移動鏡筒のガス供給口がした場合、パージガス流量が切換わりレンズ２７の表面には、新鮮なパージガスが強制的に流れる構造となっている。
【００１９】
更に、位置センサの変わりに、エンコーダ４２を配置しても、モータギヤの回転数から移動鏡筒のズーム位置を検知することが可能であり、固定鏡筒のガス供給口２４，２５，２６に移動鏡筒のガス供給口２９が一致したときに、流量調整弁３９のパージガス流量を切換えて、固定鏡筒と移動鏡筒内のパージ状態を常に保つことが可能である。
【００２０】
このように、照明光学系の筐体内において、密閉された空間内の光学部材の表面周辺を新鮮なパージガスで常に満たすために、移動鏡筒２８にパージ経路が成形されるポジション位置を設けることで、雰囲気で置換する方法より効果的に化学反応による不純物やゴミ等を光学部材に付着することを防ぐことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係る第１から３の発明によれば、照明光学装置において移動鏡筒のずれ位置によって、パージ経路が成形され、鏡筒内を新鮮なパージガスに置換することができる。それにより照明光によって生成される反応生成物が光学部材の表面に付着することを防ぐことができる。
【００２２】
また第４・５の発明によれば、移動鏡筒がパージガスの最も流れやすい位置に移動したときにパージガスの流量が切換わるため、パージガスの消費量と、置換時間を節約することが可能である。
【００２３】
従って、本出願に係る投影露光装置では、鏡筒内のパージガスを常に安定した状態に保つことができると共に、照明光の照度低下を押え、投影露光装置の安定したスループットを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るズーム光学系の構成を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るズーム光学系の構成を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るズーム光学系の変形例を説明する図である。
【図４】従来例を説明する図である。
【図５】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
２１  固定鏡筒
２２  照明光路
２３ａ，２３ｂ  シールガラス
２４，２５，２６，２９，３０，３１，３２  供給口
２７  排気口
２８  移動鏡筒
３３  レンズ
３４  駆動モータ
３５，３６  ギヤ
３７  ボールネジ
３８  支持板
３９  流量調整弁
４０  位置センサ
７１  レンズ群
７２，８１，８２  鏡筒
７３，８３  筐体
７６，８４  照明光路
７４，７５  チューブ
７８，８５  供給口
７９，８６  排気口
【図１】
2005005635.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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