JP2001189268A

JP2001189268A - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2001189268A
Application number: JP2000317550A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】波長２００ｎｍ以下の露光用照明光を用いる
場合に、ケミカルクリーン及び照明光の透過率の面で、
高い性能を発揮する。【解決手段】投影光学系の像面側の端面、基板ステー
ジ及びその駆動装置を含む第１空調室１５２と、投影光
学系の物体面側の端面、マスクステージ及びその駆動装
置を含む第２空調室１５４と、前記投影光学系を含む第
３空調室１５６と、照明光学系を含む第４空調室１５８
と、第１及び第２空調室内に中純度のヘリウムガスを供
給して空調を行う空調制御装置１６２と、第３及び第４
空調室内に高純度のヘリウムガスを供給して空調を行う
空調制御装置１６４とを備える。従って、空調制御装置
１６２と空調制御装置１６４とで、それぞれに要求され
る性能に応じた空調用の気体を用いて、流量や汚染を独
立して管理でき、各々理想的な制御を独立して行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置及び露光
方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、
例えば半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶表示素
子、又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフ
ィ工程中で、マスクパターンを基板上に転写するために
使用される露光装置及び露光方法、並びにこれらを用い
たデバイス製造方法に関する。本発明は、特にＦ₂レー
ザ光のような真空紫外光を露光用の照明光として用いる
露光装置に適用して卓効あるものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子を製造する際に、マス
クとしてのレチクルのパターンをフォトレジストが塗布
されたウエハの各ショット領域に転写するための露光装
置として、従来はステップ・アンド・リピート方式（静
止露光方式）の縮小投影型露光装置（ステッパ）が多用
されていた。これに対して最近、投影光学系に対する負
担をあまり大きくすることなく、転写対象パターンを大
面積化するという要請に応えるために、レチクル上のパ
ターンの一部を投影光学系を介してウエハ上に縮小投影
した状態で、レチクルとウエハとを投影光学系に対して
同期走査することにより、レチクル上のパターンの縮小
像を逐次ウエハ上の各ショット領域に転写するステップ
・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわ
ゆるスキャニング・ステッパが注目されている。このス
キャニング・ステッパは、１回の走査露光でレチクルの
全面のパターンを等倍でウエハの全面に転写するアライ
ナーの転写方式（スリットスキャン方式）の長所と、ス
テッパの転写方式の長所とを組み合わせて発展させたも
のである。

【０００３】また、一般に投影露光装置では、より解像
度を高めることが求められているが、解像度を高めるた
めの１つの方法が、露光用の照明光としてより短波長の
光束を使用することである。従来は、この露光用の照明
光として超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、
ｉ線等）が用いられていたが、近年ではＫｒＦエキシマ
レーザ光（波長２４８ｎｍ）若しくはＡｒＦエキシマレ
ーザ光（波長１９３ｎｍ）等の遠紫外域若しくは真空紫
外域の光が使用されるに至った。また、金属蒸気レーザ
光やＹＡＧレーザ光の高調波等の使用も検討されてい
る。

【０００４】ところで、エキシマレーザ光のような紫外
光を露光用の照明光として使用する場合、紫外光はオゾ
ンにより吸収されると共に、フォトレジストの特性をも
考慮して、投影露光装置の内部に窒素（Ｎ₂）ガス、又
はオゾンを除去した気体（空気等）を循環させる必要性
が指摘されていた。しかしながら、例えば単に投影露光
装置が設置されているチャンバの内部の気体の全部を窒
素ガス等に置き換えるのでは、メンテナンス時等に作業
者が不注意によりチャンバの扉を開放した場合に、高濃
度の窒素ガスが漏出する恐れがある。

【０００５】かかる不都合を改善するものとして、特開
平９−２４６１４０号公報に、「露光光源として紫外域
以下の波長で発振するレーザ光源を使用し、その照明光
学系、投影光学系、レチクルステージ、及び基板ステー
ジを複数個の独立のケーシング内に収納し、これら複数
個のケーシングの内の少なくとも１つのケーシング内に
複数種類の気体を切り換えて供給する気体供給手段を設
けた投影露光装置」が開示されている。この投影露光装
置では、選択されたケーシング内に通常の露光時には露
光用の照明光に対する吸収率の低い気体が供給され、メ
ンテナンス時に試験的に露光を行うようなときには、作
業者にとって安全な空気等の気体が供給されるので、上
記の高濃度の窒素ガスの漏出をほぼ確実に防止すること
ができ、メンテナンスが実施し易いというメリットがあ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】半導体素子の高集積化
の要請は年々厳しくなり、これに伴って露光装置には、
より一層の解像度（解像力）の向上が要請されるように
なってきた。このため、露光用照明光としても、ＫｒＦ
エキシマレーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光ではもはや
不十分であり、より短波長のＦ₂レーザ光（波長１５７
ｎｍ）あるいはそれより短波長の真空紫外光を露光用照
明光として用いることが真剣に検討されるに至ってお
り、次世代の露光装置としては、Ｆ₂レーザ露光装置が
有力な選択肢の１つであることは間違いない。

【０００７】しかるに、上記公報に記載の投影露光装置
では、ＫｒＦエキシマレーザ光やＡｒＦエキシマレーザ
光を露光用照明光として用いることを前提としているた
め、窒素、オゾンを除去した空気、空気の３種類の内の
任意の２種類の気体を切り換えて使用することとしてい
た。

【０００８】また、上記公報に記載の投影露光装置で
は、循環する窒素のうちで、純度の低い部分を外部の大
気に放出していた。

【０００９】一方、Ｆ₂レーザ光あるいはそれより短波
長の真空紫外光を露光用照明光として用いる場合、真空
紫外光は光路上の酸素、水蒸気、及び炭化水素ガス等の
気体により吸収されてしまい、レーザ光束の十分な透過
率を確保することが困難である。そのため、レーザ光束
の光路から上記気体を排除するために、ヘリウムを用い
て、その光路上の気体を置換する可能性がある。

【００１０】ヘリウムは窒素などに比べて高価であるこ
とから、上記公報に記載の投影露光装置において、単に
窒素に代えてヘリウムを用いるのみでは、コストの上昇
を招くことになる。また、ＡｒＦエキシマレーザ光を用
いる場合に比べて、Ｆ₂レーザ光等を用いる場合には、
光路中を一層ケミカルクリーンな状態に保つ必要もある
ため、かかる点においても、上記公報に記載の発明をそ
のまま用いたのでは不十分である。

【００１１】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、ケミカル
クリーン及び露光用照明光の透過率の面で、高い性能を
発揮することができる新たな露光装置及び露光方法を提
供することにある。

【００１２】また、本発明の第２の目的は、高集積度の
マイクロデバイスの生産性を向上させることができるデ
バイス製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光源からの照明光により基板（Ｗ）を露光する露光
装置であって、前記光源から前記基板に至る前記照明光
の光路上に配置され、前記照明光が通過する距離が短
く、かつ所定レベルのケミカルクリーン度が要求される
少なくとも１つの第１のタイプの空調室（１５２、１５
４）と；前記光路上に配置され、前記照明光が通過する
距離が前記第１のタイプの空調室より長く、前記第１の
タイプの空調室に比べて高いケミカルクリーン度が要求
される少なくとも１つの第２のタイプの空調室（１５
６、１５８）と；前記第１のタイプの空調室内に空調用
の第１の気体を供給して空調を行う第１の空調制御装置
（１６２）と；前記第２のタイプの空調室内に空調用の
第２の気体を供給して空調を行う第２の空調制御装置
（１６４）とを備える露光装置である。

【００１４】ここで、空調とは、一般的には、空気調
節、すなわち室内の空気の温度や湿度を、一番いい状態
に保つように自動的に調節すること（エアコンディショ
ニング）を意味するが、本明細書において、「空調」と
は空気に限らず、気体を室内に送り込んで、上記空気調
節と同様に室内環境を所望の状態に保つように調節する
ことを意味する。

【００１５】これによれば、第２のタイプの空調室で
は、照明光（照明光束）が通過する気体部分が多く、高
いケミカルクリーン度が要求されるので、照明光の吸収
を極力抑制してかつケミカルクリーンな空調を行う必要
がある一方、第１のタイプの空調室では、照明光が通過
する距離が短く、かつ要求されるケミカルクリーン度が
第２のタイプの空調室ほど高くないので、照明光が通過
する部分の気体による照明光吸収は小さく、ある程度の
ケミカルクリーンな空調を行うだけで足りる。このよう
に第１のタイプの空調室と第２のタイプの空調室とで空
調に要求される性能が異なっている。

【００１６】しかるに、請求項１に記載の露光装置で
は、第１の空調制御装置により、第１のタイプの空調室
内に空調用の第１の気体を供給して空調が行われ、第２
の空調制御装置により、第２のタイプの空調室内に空調
用の第２の気体を供給して空調が行われるようになって
いる。このため、第１の空調制御装置と第２の空調制御
装置とで、それぞれに要求される性能に応じた空調用の
気体を用いて、流量や汚染を独立して管理することが可
能になり、各々理想的な制御を独立して行うことが可能
になる。従って、例えば第１のタイプの空調室内に光学
系を配置し、第２のタイプの空調室内に塵等を嫌うマス
クあるいは基板等を配置することにより、光学系の透過
率劣化や塵付着を防止することが可能となる。また、そ
れぞれに要求されるケミカルクリーン度も容易に達成す
ることができる。

【００１７】この場合において、請求項２に記載の発明
の如く、前記第２の気体は純度の高い不活性ガスであ
り、前記第１の気体は、前記第２の気体より純度の低い
不活性ガスであることとすることができる。

【００１８】請求項１に記載の露光装置において、請求
項３に記載の発明の如く、前記第１のタイプの空調室と
前記第２のタイプの空調室とを収容する第３のタイプの
空調室（１５１）と；前記第３のタイプの空調室内に空
調用の第３の気体を供給して空調を行う第３の空調制御
装置（１６６）とを更に備えることとすることができ
る。すなわち、第１のタイプの空調室と前記第２のタイ
プの空調室との外側に、これらを収容し、第３の空調制
御装置により第３の気体を用いて空調される第３のタイ
プの空調室を設け、二重構造の空調室を構成することが
できる。

【００１９】この場合において、請求項４に記載の発明
の如く、前記第２のタイプの空調室の空調に用いられる
前記第２の気体は純度の高い不活性ガスであり、前記第
１のタイプの空調室の空調に用いられる前記第１の気体
は、前記第２の気体より純度の低い不活性ガスであり、
前記第３の気体は、前記第１の気体より更に純度の低い
前記不活性ガスを含む気体であることとすることができ
る。

【００２０】請求項１に記載の露光装置において、請求
項５に記載の発明の如く、マスク（Ｒ）を前記照明光に
より照明する照明光学系（ＩＯＰ）と、前記マスクを保
持するマスクステージ（ＲＳＴ）と、前記マスクから出
射される前記照明光を前記基板に投射する投影光学系
（ＰＬ）と、前記基板を保持する基板ステージ（ＷＳ
Ｔ）とを含んで構成される露光装置本体を備え、前記第
１のタイプの空調室として、前記投影光学系の像面側の
端面、前記基板ステージ及びその駆動装置を含む第１空
調室（１５２）と、前記投影光学系の物体面側の端面、
前記マスクステージ及びその駆動装置を含む第２空調室
（１５４）との少なくとも一方を有し、前記第２のタイ
プの空調室として、前記投影光学系を含む第３空調室
（１５６）と、前記照明光学系を含む第４空調室（１５
８）との少なくとも一方を有することとすることができ
る。

【００２１】一般に、光学系が含まれる第３空調室及び
第４空調室内では、照明光束が通過する気体部分が多
く、照明光の吸収を極力抑制してかつケミカルクリーン
な空調を行う必要がある一方、ステージ系が含まれる第
１空調室及び第２空調室内では、照明光が通過する距離
が短くその部分の気体による照明光吸収は小さいので、
例えばステージの位置を干渉計を用いて計測する場合に
その計測精度を悪化させない程度のケミカルクリーン度
があれば足りる。但し、第１空調室、第２空調室内では
基板、マスクに塵が付着するのを防止するため、ある程
度の流量の気体を流す必要がある。このように第１、第
２空調室と第３、第４空調室とで空調に要求される性能
が異なる。

【００２２】本発明によれば、第１の空調制御装置によ
り、第１、第２の空調室の少なくとも一方の内部に空調
用の第１の気体を供給して空調が行われ、第２の空調制
御装置により、第３及び第４空調室の少なくとも一方の
内部に空調用の第２の気体を供給して空調が行われるの
で、第１の空調制御装置と第２の空調制御装置とで、そ
れぞれに要求される性能に応じた空調用の気体を用い
て、流量や汚染を独立して管理することが可能になり、
各々理想的な制御を独立して行うことが可能になり、光
学系の透過率劣化や塵付着を防止することが可能とな
る。

【００２３】この場合において、前記第２の気体は純度
の高い不活性ガスであり、前記第１の気体は、前記第２
の気体より純度の低い不活性ガスであっても良い。第２
の気体は、照明光学系及び投影光学系等の光学系内空間
に供給されるものであるから、空調により汚染度が悪化
するのを防止するために純度の高い不活性ガスを用いる
必要がある。一方、メンテナンス頻度や、基板、マスク
の交換頻度が高いステージ部ではケミカルフィルタを用
いて汚染を無くす必要はあるが、そこに供給される第１
の気体は、上記の干渉計計測精度を悪化させないレベル
の純度があれば、それ以上高純度である必要は少ない。

【００２４】請求項５に記載の露光装置において、請求
項６に記載の発明の如く、前記第１の空調制御装置によ
り、前記第１のタイプの空調室内に空調用の第１の気体
が供給され、その内部のガス置換が行われる際に、前記
第１のタイプの空調室内に収容された前記基板ステージ
及び前記マスクステージの少なくとも一方の特定ステー
ジを駆動するステージ制御装置（８１）と更に備えるこ
ととすることができる。かかる場合には、メンテナンス
頻度の高い第１のタイプの空調室（第１、２の空調室の
少なくとも一方）内のみガス置換する際には、ステージ
制御装置により、前記基板ステージ及び前記マスクステ
ージの少なくとも一方の特定ステージを駆動しつつガス
置換が行われるので、そのステージの駆動により積極的
にガスが拡散され、より高速なガス置換が可能となる。

【００２５】請求項５に記載の露光装置において、請求
項７に記載の発明の如く、前記第２の空調制御装置は、
予備電源により動作可能であり、装置の電源がオフされ
たとき、前記予備電源による動作を開始して前記第２の
タイプの空調室内からの内部ガスの排出を停止するとと
もに、前記空調用の第２の気体を僅かに供給することと
することができる。かかる場合には、元々メンテナンス
頻度が低く、前述の様な駆動部分が少ない投影光学系や
照明光学系については常に空調用の第２の気体をパージ
した状態を維持できるため、運転の再開に際し装置を立
上げる際に真空状態にする頻度が極めて少なくなり、不
要に装置へのストレスを与える必要がなくなり、立ち上
げ時間も短縮することができる。

【００２６】請求項５に記載の露光装置において、請求
項８に記載の発明の如く、前記第１のタイプの空調室
は、露光時に、前記第１の気体を用いた全体空調と並行
して前記第２の気体を用いた部分的な空調が行われるこ
ととすることができる。

【００２７】この場合において、請求項９に記載の発明
の如く、前記第１のタイプの空調室は、前記第２の気体
をその内部の特定箇所に導く通路を有することとするこ
とができる。

【００２８】請求項５に記載の露光装置では、請求項１
０に記載の発明の如く、前記第１のタイプの空調室とし
て、前記第１空調室と前記第２空調室とを有し、前記第
２のタイプの空調室として、前記第３空調室と前記第４
空調室とを有することとすることができる。かかる場合
には、照明光学系から基板に至る照明光の光路の全てが
第１の気体又は第２の気体を用いて空調が行われること
になる。これにより、光学系の透過率劣化やマスク及び
基板に対する塵付着をより確実に防止することが可能と
なる。

【００２９】この場合において、請求項１１に記載の発
明の如く、前記第１の空調室と前記第３の空調室、前記
第３の空調室と前記第２の空調室、及び前記第２の空調
室と第４の空調室とは、シート部材（１６０Ｃ、１６０
Ｂ、１６０Ａ）にてそれぞれ区画されていることとする
ことができる。かかる場合には、隣接する空調室間がシ
ート部材にてそれぞれ区画されているので、各空調室内
の気体を各々独立して大気と置換することができ、メン
テナンス時の作業性が極めて良くなる。この場合、シー
ト部材は、各空調室内のケミカルクリーン度の低下を抑
制する観点からは、ケミカルクリーン処理が施されてい
ることが望ましい。

【００３０】この場合において、請求項１２に記載の発
明の如く、前記シート部材は、少なくともその表面にケ
ミカル処理が施された耐圧シートであることとすること
ができる。かかる場合には、隣接する空調室間が少なく
ともその表面にケミカル処理が施された耐圧シートにて
それぞれ区画されているので、各空調室内のケミカルク
リーン度の低下を抑制することができるとともに、各空
調室内のガス置換に際し、各空調室内を一旦真空状態に
して内部ガスを急速に排気した後に、前述した不活性ガ
スを供給することにより、効率良くガス置換を行うこと
が可能となる。

【００３１】あるいは、請求項１３に記載の発明の如
く、前記シート部材は、金属箔を備えていることとして
も良い。かかる場合には、金属箔を備えたシート部材に
より振動伝達抑制効果の向上が期待できる。シート部材
は軟性プラスチックに金属を蒸着したシート部材であっ
ても良い。

【００３２】上記請求項１１に記載の露光装置では、請
求項１４に記載の発明の如く、前記露光装置本体は、前
記基板ステージを移動可能に支持するとともに前記投影
光学系を支持し、防振機構（１８Ａ〜１８Ｃ）により支
持された第１ユニット（１２）と、前記第１ユニットと
は振動に関して独立し、前記基板ステージの駆動装置
（８４）を支持する第２ユニット（１４）とを備え、前
記シート部材は前記第１、第２ユニット間に生じる相対
的な位置変化に応じて変形することとすることができ
る。かかる場合には、隣接する空調室間を区画するシー
ト部材が、第１、第２ユニット間に生じる相対的な位置
変化に応じて変形するので、そのシート部材は第１、第
２ユニット間に生じる相対的な位置変化を妨げず、第
１、第２ユニット間で振動を伝えることがない。従っ
て、基板ステージの駆動装置を支持する第２ユニット側
の振動が投影光学系等を支持する第１ユニット側の振動
要因となるのを防止できるとともに、シート部材により
上記各空調室間を区画することができる。

【００３３】この場合において、請求項１５に記載の発
明の如く、前記第１ユニットは、前記マスクステージを
も移動可能に支持し、前記第２ユニットは前記マスクス
テージの駆動装置（８２）をも支持することとしても良
い。

【００３４】上記請求項１４又は１５に記載の露光装置
において、請求項１６に記載の発明の如く、前記シート
部材は、所定の表面あらさ以下に抑えられた２つの部材
の間に前記シート部材を挟み込んだ状態で締結するとと
もにその締結を解除可能な締結機構（２２２、２２６）
によって前記各ユニットに締結されていることとするこ
とができる。かかる場合には、シート部材が、締結機構
により、その内面側と外面側に配置された所定の表面あ
らさ以下に抑えられた２つの部材（例えばスペーサ）を
介して第１、第２ユニットに締結されるので、シート部
材と各ユニットを密着することで、発生するガス汚染を
防止することができるとともに、空調室間の仕切り部材
を剛体により形成した場合に比べて軽量化が可能であ
る。また、締結機構は、締結を容易に解除できるので、
仕切り部材が固定される場合に比べてメンテナンス時の
作業性を向上させることができる。

【００３５】上記請求項１０に記載の露光装置におい
て、請求項１７に記載の発明の如く、前記第３空調室と
前記第４空調室との空調に用いられる前記第２の気体は
純度の高い不活性ガスであり、前記第１空調室と前記第
２空調室との空調に用いられる前記第１の気体は、前記
第２の気体より純度の低い不活性ガスであることとする
ことができる。

【００３６】上記請求項４及び１７に記載の各露光装置
において、不活性ガスは、窒素、ネオン、アルゴン、ク
リプトン、キセノン等であっても良いが、請求項１８に
記載の発明の如く、前記不活性ガスがヘリウムガスであ
っても良い。

【００３７】上記請求項１７に記載の露光装置におい
て、請求項１９に記載の発明の如く、前記第１〜第４空
調室を含む第５空調室と；前記第５空調室内の空調を行
う第３の空調制御装置とを備えることとすることができ
る。

【００３８】この場合において、請求項２０に記載の発
明の如く、前記第１〜第４空調室内の空調にそれぞれ用
いられた気体中の前記不活性ガスの濃度を個別に検出す
る第１の濃度センサ（２１０Ａ〜２１０Ｄ）と；前記第
１の濃度センサの出力に基づいて前記第１〜第４空調室
内の空調にそれぞれ用いられた気体中の前記不活性ガス
の濃度を監視する第１の監視装置（８０）とを更に備
え、前記第１の監視装置により、前記第１及び第２空調
室の少なくとも一方である第１の特定空調室で、当該第
１の特定空調室内の空調に用いられた気体中の前記不活
性ガスの濃度が所定濃度以下であることが検出されたと
き、前記第１の空調制御装置が、前記第１の特定空調室
内に新しい第１の気体を供給するとともに、前記第１の
特定空調室内の空調に用いられた気体を前記第５空調室
の空調用の気体として前記第３の空調制御装置に対して
排出し、前記第１の監視装置により、前記第３及び第４
空調室の少なくとも一方である第２の特定空調室で、当
該第２の特定空調室内の空調に用いられた気体中の前記
不活性ガスの濃度が所定濃度以下であることが検出され
たとき、前記第２の空調制御装置が、前記第２の特定空
調室内に新しい第２の気体を供給するとともに、前記第
２の特定空調室内の空調に用いられた気体を前記第５空
調室の空調用の気体として前記第３の空調制御装置に対
して排出することとすることができる。

【００３９】かかる場合には、第１及び第２空調室の少
なくとも一方である第１の特定空調室内の空調に用いら
れた気体中の不活性ガスの濃度がしきい値以下に低下す
ると、その濃度の低下が、第１の監視装置により第１の
濃度センサの出力に基づいて検出される。これにより、
第１の空調制御装置により、第１の特定空調室内に新し
い第１の気体が供給されるとともに、第１の特定空調室
内の空調に用いられた気体が第５空調室用の空調用の気
体として第３の空調制御装置に対して排出される。一
方、第３及び第４空調室の少なくとも一方である第２の
特定空調室内の空調に用いられた気体中の不活性ガスの
濃度がしきい値以下に低下すると、その濃度の低下が、
第１の監視装置により第１の濃度センサの出力に基づい
て検出される。これにより、第２の空調制御装置によ
り、第２の特定空調室内に新しい第２の気体が供給され
るとともに、第２の特定空調室内の空調に用いられた気
体が第５空調室用の空調用の気体として第３の空調制御
装置に対して排出される。そして、第３の空調制御装置
によって、その排出された気体を用いて第５空調室内の
空調が行われる。

【００４０】本来、第１〜第４空調室内の気体は、高純
度の不活性ガス（第１及び第２空調室内に供給される第
１の気体は、第３及び第４空調室内に供給される第２の
気体に比べて不活性ガスの純度は低くても足りるが、あ
る程度の高純度である必要はある）で置換する必要があ
り、純度が下がるとそれをそのまま使用することはでき
なくなる。しかし、本発明の如く、第１〜第４空調室を
含む第５空調室（全体空調室）の内部にその純度が低下
した不活性ガスを供給すれば、第１〜第４空調室内を陽
圧にしなくても、僅かに入り込むガスも不活性ガスであ
ることから、その全体空調をＮ₂やドライエア（乾燥空
気）で行う場合と比較すると、第１〜第４空調室内の不
活性ガスの純度が劣化する速度を極めて遅くすることが
できる。すなわち、不活性ガスが充填された空間を２重
構造にて構成することができ、これにより不活性ガスの
供給量も少なく抑えることが可能となる。

【００４１】この場合において、請求項２１に記載の発
明の如く、前記第１の濃度センサは、不純物濃度センサ
及びオゾンセンサの少なくとも一方を含むこととするこ
とができる。かかる場合には、第１の濃度センサの計測
値が、所定の許容量を超えたことにより、第１〜第４空
調室内気体中の不活性ガスの濃度が所定濃度値以下に低
下したことを検出できる。

【００４２】上記請求項２０に記載の露光装置におい
て、請求項２２に記載の発明の如く、前記空調用の気体
をリサイクル用に貯蓄する貯蓄機構（２１４）と；前記
第５空調室内の空調に用いられた気体中の前記不活性ガ
スの濃度を検出するための第２の濃度センサ（２１５）
と；前記第２の濃度センサの出力に基づいて前記第５空
調室内の空調に用いられた気体中の前記不活性ガスの濃
度を監視する第２の監視装置（８０）とを更に備え、前
記第２の監視装置により前記気体中の前記不活性ガスの
濃度が所定濃度以下であることが検出されたとき、前記
第３の空調制御装置は、前記第５空調室の空調に用いら
れた気体を前記貯蓄機構に排出することとすることがで
きる。かかる場合には、第１〜第４空調室内での使用に
より不活性ガスの純度が低下した気体が第５空調室内に
送り込まれ、その第５空調室内の空調を行うことにより
その気体の純度が所定濃度以下まで低下すると、その純
度の低下が第２の監視装置により第２の濃度センサの出
力に基づいて検出される。これにより、第３の空調制御
装置により、第５空調室の空調に用いられた気体が貯蓄
機構に排出される。このように、純度が低下した使用済
みの空調用の気体が外部に排出されることなく、貯蓄機
構に貯蓄されるので、環境の汚染を防止できるとともに
作業者がそれを吸引したりすることを防止することがで
きる。また、貯蓄機構に貯蓄された気体はリサイクルさ
れるのでコストダウンにもつながる。

【００４３】この場合において、請求項２３に記載の発
明の如く、前記第２の濃度センサは、不純物濃度センサ
及びオゾンセンサの少なくとも一方を含むこととするこ
とができる。かかる場合には、第２の濃度センサの計測
値が、所定の許容量を超えたことにより、第５空調室内
気体中の不活性ガスの濃度が所定濃度値以下に低下した
ことを検出できる。

【００４４】請求項２４に記載の発明は、光源からの照
明光により基板（Ｗ）を露光する露光方法であって、前
記光源から前記基板に至る前記照明光の光路のうち、前
記照明光が通過する距離が短く、かつ所定レべルのケミ
カルクリーン度が要求される第１の空間に、第１の気体
を供給し、前記光路のうち、前記照明光が通過する距離
が前記第１の空間より長い第２の空間に、第２の気体を
供給し、前記第１の空間が前記第１の気体で満たされ、
かつ前記第２の空間が前記第２の気体で満たされた後
に、前記光源からの照明光により前記基板を露光する露
光方法である。

【００４５】この場合において、請求項２５に記載の発
明の如く、前記第２の気体は、純度の高い不活性ガスで
あり、前記第１の気体は、前記第２の気体より純度の低
い不活性ガスであることとすることができる。

【００４６】この場合において、請求項２６に記載の発
明の如く、前記第１の空間と前記第２の空間とを収容す
る第３の空間を有する場合には、前記第３の空間に第３
の気体を供給することとしても良い。

【００４７】この場合において、請求項２７に記載の発
明の如く、前記第３の気体は、前記第１の気体より純度
の低い不活性ガスであることとすることができる。

【００４８】この場合において、請求項２８に記載の発
明の如く、前記第１の空間には、前記基板を保持するス
テージが収容され、前記第２の空間には、前記照明光に
より前記基板を露光するための光学系を収容することと
することができる。

【００４９】リソグラフィ工程において、請求項２９に
記載の発明の如く、請求項１〜２３に記載の各露光装置
を用いて露光を行うことにより、基板上にパターンを精
度良く形成することができ、これにより、より高集積度
のマイクロデバイスを歩留まり良く製造することができ
る。

【００５０】リソグラフィ工程において、請求項３０に
記載の発明の如く、請求項２４〜２８に記載の各露光方
法を用いることにより、基板上にパターンを精度良く形
成することができ、これにより、より高集積度のマイク
ロデバイスを歩留まり良く製造することができる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図１２に基づいて説明する。図１には、一実施形態の
露光装置１０の全体構成が概略的に示されている。この
露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲと基板とし
てのウエハＷとを一次元方向（ここでは、図１における
紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に同期移動しつ
つ、レチクルＲに形成された回路パターンを投影光学系
ＰＬを介してウエハＷ上の各ショット領域に転写する、
ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、す
なわちいわゆるスキャニング・ステッパである。

【００５２】露光装置１０は、不図示の光源からの照明
光によりレチクルＲを照明する照明光学系ＩＯＰ、レチ
クルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステ
ージＲＳＴ、レチクルＲから出射される照明光をウエハ
Ｗ上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持する基
板ステージとしてのウエハステージＷＳＴ、及びレチク
ルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴをそれぞれ移
動可能に支持するとともに投影光学系ＰＬを保持する第
１ユニットとしての本体コラム１２、及びレチクルステ
ージＲＳＴやウエハステージＷＳＴの駆動装置を支持す
る第２ユニット１４等を備えている。なお、この図１に
おいては、レチクルステージＲＳＴの駆動装置等は図示
が省略されている。

【００５３】前記本体コラム１２は、クリーンルームの
床面ＦＤ上に水平に載置された装置の基準となるフレー
ムキャスタと呼ばれるベースプレートＢＰ上に立設され
た複数（ここでは３つ）のボディ支持部材１６Ａ、１６
Ｂ、１６Ｃ（但し、紙面奥側のボディ支持部材１６Ｃは
図示省略）のそれぞれの上面に配置された防振機構とし
ての防振ユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ（但し、図１
においては、紙面奥側の防振ユニット１８Ｃは図示省
略、図４参照）によってほぼ水平に支持された平面視三
角形状の鏡筒定盤２０と、この鏡筒定盤２０の下面に垂
下された吊り下げコラム２２と、鏡筒定盤２０の上面に
立設された支持コラム２４とを備えている。

【００５４】前記防振ユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ
のそれぞれは、ボディ支持部材１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ
の上部に直列（又は並列）に配置された内圧が調整可能
なエアマウントとボイスコイルモータとを含んで構成さ
れている。これらの防振ユニット１８Ａ〜１８Ｃによっ
て、ベースプレートＢＰ及びボディ支持部材１６Ａ〜１
６Ｃを介して鏡筒定盤２０に伝わる床面ＦＤからの微振
動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。

【００５５】前記吊り下げコラム２２は、鏡筒定盤２０
の下面の三角形の各頂点の近傍で防振ユニット１８Ａ、
１８Ｂ、１８Ｃの位置より内側の位置から垂下された各
２本合計６本の定盤吊り下げ部材２６と、これら６本の
定盤吊り下げ部材２６によって各頂点近傍の位置が吊り
下げ支持された平面視三角形状（鏡筒定盤２０より一回
り小さな三角形状）のベース部材としてのウエハベース
定盤２８（図４参照）とから構成されている。

【００５６】支持コラム２４は、鏡筒定盤２０上面の３
箇所、具体的にはウエハベース定盤２８より一回り小さ
な三角形の各頂点の近傍位置に植設された３本の脚３０
Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ（但し、図１においては、紙面奥側
の脚３０Ｃは図示せず、図２参照）と、これらの脚３０
Ａ〜３０Ｃによってほぼ水平に支持された平面視三角形
状（ウエハベース定盤２８より一回り小さな三角形状）
のレチクルベース定盤３２とを有している。

【００５７】前記第２ユニット１４は、ベースプレート
ＢＰの上面に植設された４本の支柱３４Ａ、３４Ｂ、３
４Ｃ、３４Ｄ（但し、図１においては、紙面奥側の支柱
３４Ｃ、３４Ｄは図示せず、図２参照）と、これらの支
柱３４Ａ〜３４Ｄによって、前記レチクルベース定盤３
２の上方で支持された平面視矩形のレチクル駆動装置支
持定盤３６とを有している。本実施形態では、支柱３４
Ａ、３４Ｂは、鏡筒定盤２０の−Ｙ側の辺（底辺）の−
Ｙ側にＸ軸方向に所定間隔を隔てて配置され、また、支
柱３４Ｃ、３４Ｄは鏡筒定盤２０の斜辺の両側に配置さ
れ、かつこれらの支柱３４Ａ〜３４Ｄは、レチクル駆動
装置支持定盤３６の各頂点近傍に配置されている（図２
参照）。

【００５８】前記照明光学系ＩＯＰは、ベースプレート
ＢＰ上に設けられた照明系支持部材３８によって支持さ
れている。この照明光学系ＩＯＰは、内部を外気に対し
て気密状態にする照明系ハウジングを備え、この照明系
ハウジング内には、空気（酸素）の含有濃度を数％以
下、望ましくは１％未満にしたクリーンなヘリウムガス
（Ｈｅ）が充填されている。

【００５９】照明系ハウジング内には、例えば、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
としてのフライアイレンズ系、振動ミラー、集光レンズ
系、照明系開口絞り、リレーレンズ系、レチクルブライ
ンド機構、主コンデンサレンズ系等が所定の位置関係で
収納されている。

【００６０】照明光学系ＩＯＰの図１における紙面奥側
には、少なくとも一部にビームマッチングユニットと呼
ばれる光軸調整用の光学系を含む引き回し光学系が接続
されており、この引き回し光学系を介して床面ＦＤ上に
設置された不図示の光源が接続されている。この光源と
しては、例えばＦ₂レーザ（発振波長１５７ｎｍ）、Ｋ
ｒ₂レーザ（発振波長１４６ｎｍ）、Ａｒ₂レーザ（発振
波長１２６ｎｍ）等のパルス紫外光を出力するパルスレ
ーザ光源が用いられる。この光源には、不図示の光源制
御装置が接続されており、この光源制御装置によって光
源から射出されるパルス紫外光の発振中心波長の制御、
パルス発振のトリガ制御、レーザチャンバ内のガスの制
御等が行われるようになっている。

【００６１】照明光学系ＩＯＰにより、レチクルブライ
ンド機構を構成する固定レチクルブラインド（固定視野
絞り）によって規定されるレチクルＲ上のスリット状の
照明領域が均一な照度で照明される。この場合、スリッ
ト状照明領域は、図１中の投影光学系ＰＬの円形投影視
野の中央にＸ軸方向（非走査方向）に細長く延びるよう
に設定され、そのＹ軸方向（走査方向）の幅はほぼ一定
に設定されている。

【００６２】なお、光源は、クリーンルームよりクリー
ン度が低い別の部屋（サービスルーム）あるいはクリー
ンルームの床下に設けられたユーティリティスペースに
設置しても構わない。

【００６３】前記レチクルステージＲＳＴは、レチクル
ベース定盤３２上に浮上支持され、レチクルＲをレチク
ルベース定盤３２上でＹ軸方向に大きなストロークで直
線駆動するとともに、Ｘ軸、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ
軸回りの回転方向）に微小駆動可能に構成されている。

【００６４】これを更に詳述すると、レチクルステージ
ＲＳＴの底面には、図２及びこの図２のＡ−Ａ線断面図
である図３に示されるように、４つの気体静圧軸受け４
０が設けられており、この４つの気体静圧軸受け４０に
よって、平面視三角形状のレチクルベース定盤３２の上
面にＹ軸方向に沿って延設された一対のＹ軸方向ガイド
４２Ａ、４２Ｂの上方に所定のクリアランス（例えば５
〜１０μｍ程度のクリアランス）を介して浮上支持され
ている。気体静圧軸受けとしては、ここでは、ヘリウム
ガスを噴出するものが用いられている。

【００６５】また、このレチクルステージＲＳＴの中央
部には、図３に示されるように、その内部底面にパルス
紫外光の通路を形成する開口が設けられた凹部４４が形
成され、この凹部４４の内部底面にレチクルＲが載置さ
れ、不図示の静電チャック又はバキュームチャックによ
って吸着されている。このように、レチクルＲは、実際
には、レチクルステージＲＳＴの上面より下方の位置に
配置されるが、図１では、作図の便宜上からレチクルス
テージＲＳＴの上部にレチクルＲが搭載された状態が示
されている。

【００６６】また、レチクルステージＲＳＴは、図２に
示されるように、５本の板ばね４６によってレチクルス
テージＲＳＴより一回り大きな矩形枠状部材から成るＸ
Ｙ方向微少駆動用レチクルフレーム４８に連結されてい
る。これら５本の板ばね４６は、ＸＹ面内方向、すなわ
ちＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回りの回転方向であるθ
ｚ方向の剛性がＺ軸方向、及びＸ、Ｙ軸回りの回転方向
であるθｘ、θｙ方向に比べて相当大きくなっている。

【００６７】これら５本の板ばね４６は、レチクルステ
ージＲＳＴの重心を通るＹ軸に関して線対称となる位置
に配置されている。このため、複数の気体静圧軸受け４
０相互間の浮上力のアンバランス等何らかの要因により
レチクルステージＲＳＴをＸＹ面に対して傾斜させる回
転モーメントが作用しても、この回転モーメントがレチ
クルステージＲＳＴの振動要因となることがないように
なっている。前述のように、板ばね４６は、Ｚ方向の剛
性が大きくないので、レチクルステージＲＳＴは、複数
の気体静圧軸受け４０によりガイド４２Ａ、４２Ｂ上に
支持され、精度良く加工されたガイド４２Ａ、４２Ｂ上
を移動することができる。

【００６８】ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８
には、一対のＸ方向微少駆動用のボイスコイルモータ５
０Ａ、５０Ｂ及びＹ方向微少駆動用のボイスコイルモー
タ５０Ｃの可動子５２ａ、５２ｂ、５２ｃの一端がそれ
ぞれ接続されている。これらの可動子５２ａ、５２ｂ、
５２ｃとともにボイスコイルモータ５０Ａ、５０Ｂ、５
０Ｃをそれぞれ構成する固定子５４ａ、５４ｂ、５４ｃ
は、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８より更に
一回り大きな矩形枠状部材から成るＹ方向駆動用レチク
ルフレーム５６に固定されている。ボイスコイルモータ
５０Ａ、５０Ｂは、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレー
ム４８の重心を通るＸ軸に関して対称な位置に配置さ
れ、ボイスコイルモータ５０ＣはＸＹ方向微少駆動用レ
チクルフレーム４８の重心を通るＹ軸上に配置されてい
る。

【００６９】このため、一対のＸ方向微少駆動用のボイ
スコイルモータ５０Ａ、５０Ｂに同じ大きさの駆動力を
発生させることにより、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフ
レーム４８を±Ｘ方向に微少駆動することができ、ま
た、ボイスコイルモータ５０Ａ、５０Ｂに異なる大きさ
の駆動力（反対方向の駆動力を含む）を発生させること
により、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８をθ
ｚ方向に駆動することができる。また、ボイスコイルモ
ータ５０Ｃに駆動力を発生させることにより、ＸＹ方向
微少駆動用レチクルフレーム４８を±Ｙ方向に微少駆動
することができる。この場合、５本の板ばね４６は、Ｘ
Ｙ面内方向、すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回り
の回転方向であるθｚ方向の剛性が大きいので、上記の
ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８の駆動の際
に、レチクルステージＲＳＴがＸＹ方向微少駆動用レチ
クルフレーム４８と一体的に駆動される。すなわち、本
実施形態では、上記３つのボイスコイルモータ５０Ａ、
５０Ｂ、５０Ｃが、実質的にレチクルステージＲＳＴを
Ｘ、Ｙ面内で微少駆動する微少駆動装置を構成してい
る。

【００７０】Ｙ方向駆動用レチクルフレーム５６のＸ軸
方向一側（−Ｘ側）の側面には、支持ユニット５８が突
設されており、この支持ユニット５８の底面に、一対の
Ｚ軸方向支持用の気体静圧軸受け６０と、２対のＸ方向
支持用気体静圧軸受け６２とが設けられている。気体静
圧軸受け６０、６２としても、ヘリウムガスを噴出する
ものが用いられている。

【００７１】前記一対の気体静圧軸受け６０に対向する
レチクル駆動装置支持定盤３６の上面には、Ｙ方向駆動
部Ｚ軸支持用ガイド面３６ａが形成され、また、レチク
ル駆動装置支持定盤３６の上部には、２対の気体静圧軸
受け６２のそれぞれに対向してヨーガイド３７がＹ軸方
向に延設されている。ヨーガイド３７のＸ軸方向の両側
の側面には、４つの気体静圧軸受け６２のそれぞれに対
向してＸ軸支持用ガイド面３７ａ、３７ｂが形成されて
いる（図２参照）。

【００７２】上記支持ユニット５８の−Ｘ側には、レチ
クルステージ用リニアモータ６４Ａの可動子（電機子ユ
ニット）６６ａが固定されている。この可動子６６ａと
共にレチクルステージ用リニアモータ６４Ａを構成する
断面コ字状の固定子（磁極ユニット）６８ａは、可動子
６６ａを挟持した状態でＹ軸方向に延びている。この固
定子６８ａの底面には、図３に示されるように、Ｚ軸方
向支持用の気体静圧軸受け７０が複数設けられており、
これらの気体静圧軸受け７０が対向する部分のレチクル
駆動装置支持定盤３６の上面には、固定子Ｚ軸支持用ガ
イド面３６ｂが形成されている。すなわち、固定子６８
ａは、固定子Ｚ軸支持用ガイド面３６ｂの上方に所定の
クリアランス（例えば５〜１０μｍのクリアランス）を
介して浮上支持されている。気体静圧軸受け７０として
もヘリウムガスを噴出するものが用いられている。

【００７３】Ｙ方向駆動用レチクルフレーム５６のＸ軸
方向他側（＋Ｘ側）の側面には、支持ユニット７２が突
設されており、この支持ユニット７２の底面に、Ｚ軸方
向支持用の気体静圧軸受け７３が設けられている。この
気体静圧軸受け７３としてもヘリウムガスを噴出するも
のが用いられている。この気体静圧軸受け７３に対向す
るレチクル駆動装置支持定盤３６の上面には、図３に示
されるように、Ｙ方向駆動部Ｚ軸支持用ガイド面３６ｃ
が形成されている。

【００７４】上記支持ユニット７２の＋Ｘ側には、レチ
クルステージ用リニアモータ６４Ｂの可動子（電機子ユ
ニット）６６ｂが固定されている。この可動子６６ｂと
共にレチクルステージ用リニアモータ６４Ｂを構成する
断面コ字状の固定子（磁極ユニット）６８ｂは、可動子
６６ｂを挟持した状態でＹ軸方向に延びている。この固
定子６８ｂの底面には、Ｚ軸方向支持用の気体静圧軸受
け７０が複数設けられており、これらの気体静圧軸受け
７０が対向する部分のレチクル駆動装置支持定盤３６の
上面には、固定子Ｚ軸支持用ガイド面３６ｄが形成され
ている。すなわち、固定子６８ｂは、固定子Ｚ軸支持用
ガイド面３６ｄの上方に所定のクリアランス（例えば５
〜１０μｍのクリアランス）を介して浮上支持されてい
る。

【００７５】この場合、Ｙ方向駆動用レチクルフレーム
５６が、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８及び
レチクルステージＲＳＴと一体で走査方向（Ｙ軸方向）
に移動する際には、Ｙ方向駆動用レチクルフレーム５６
に固定されたリニアモータ６４Ａ、６４Ｂの可動子６６
ａ、６６ｂとそれぞれの固定子６８ａ、６８ｂとが相対
的に逆方向に移動する。

【００７６】レチクル駆動装置支持定盤３６と固定子６
８ａ，６８ｂとの間、支持ユニット５８，７２とレチク
ル駆動装置支持定盤３６との間、及びレチクルステージ
ＲＳＴとガイド４２Ａ，４２Ｂとの間の摩擦力が零であ
る場合には、運動量保存の法則が成立し、Ｙ方向駆動用
レチクルフレーム５６、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフ
レーム４８及びレチクルステージＲＳＴ等の全体の質量
と、固定子６８ａ，６８ｂとの質量比で決定される移動
距離だけ固定子６８ａ、６８ｂが移動する。

【００７７】このため、Ｙ方向駆動用レチクルフレーム
５６、すなわちレチクルステージＲＳＴの走査方向の加
減速時の反力は固定子６８ａ，６８ｂの移動によって吸
収されるので、上記反力によってレチクル駆動装置支持
定盤３６が振動するのを効果的に防止することができ
る。

【００７８】本実施形態では、図３から明らかなよう
に、レチクルベース定盤３２、より具体的には、Ｙ軸方
向ガイド４２Ａ，４２Ｂは、レチクルステージＲＳＴの
みを支持しているので、レチクルベース定盤３２に作用
する重力方向の力は、僅かである。

【００７９】図１に戻り、前記レチクルステージＲＳＴ
の＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の側面には、その位置や移動量
を計測するための位置検出装置であるレチクルレーザ干
渉計７４からの測長ビームを反射する反射面がそれぞれ
形成されている。レチクルレーザ干渉計７４は、支持コ
ラム２４の上端部に固定されている。

【００８０】これを更に詳述すると、レチクルステージ
ＲＳＴの＋Ｘ方向の側面は、Ｙ軸方向に延びる第１の反
射面７６ａとされ、また、レチクルステージＲＳＴの＋
Ｙ方向の側面は、Ｘ軸方向に延びる第２の反射面７６ｂ
とされている（図２参照）。そして、第１の反面７６ａ
には、図３に示されるレチクルＸ干渉計７４ＸからのＸ
軸方向の測長ビームが照射され、その反射光に基づいて
レチクルＸ干渉計７４Ｘによりその測長ビームの照射位
置のＸ位置が計測される。また、第２の反射面７６ｂに
は、一対のレチクルＹ干渉計７４Ｙ₁、７４Ｙ₂（図９参
照）からＹ軸方向の測長ビームが照射され、それぞれの
反射光に基づいてレチクルＹ干渉計７４Ｙ₁、７４Ｙ₂に
よりそれぞれの測長ビームの照射位置のＹ位置が計測さ
れる。また、各レーザ干渉計に対応した固定鏡Ｍｒは、
投影光学系ＰＬの鏡筒の側面に設けられている（図１参
照）。

【００８１】上記の３つのレチクルレーザ干渉計によっ
て計測されるレチクルステージＲＳＴ（即ちレチクル
Ｒ）の位置情報は後述するステージ制御装置８１（図１
〜図３では図示せず、図９参照）に送られる。ステージ
制御装置８１では、レチクルＸ干渉計７４Ｘの計測値に
基づいてレチクルステージのＸ位置を求め、レチクルＹ
干渉計７４Ｙ₁、７４Ｙ₂の計測値の平均値に基づいてレ
チクルステージＲＳＴのＹ位置を求め、両者の計測値の
差を測長軸間距離で除してレチクルステージＲＳＴのθ
ｚ方向の回転量（ヨーイング量）を求めるようになって
いる。このステージ制御装置８１で求められた、レチク
ルステージＲＳＴの位置情報は主制御装置８０にリアル
タイムで供給される。

【００８２】上述のように、実際には、３つのレチクル
レーザ干渉計が支持コラム２４の上端部に固定されてい
るが、図１においては、これらが代表的にレチクルレー
ザ干渉計７４として示されている。

【００８３】ステージ制御装置８１では、基本的にはレ
チクルレーザ干渉計７４から出力される位置情報（或い
は速度情報）が主制御装置８０からの指令値（目標位
置、目標速度）と一致するように上記リニアモータ６４
Ａ，６４Ｂ、及びボイスコイルモータ５０Ａ〜５０Ｃを
制御する。

【００８４】以下においては、必要に応じて、上記のリ
ニアモータ６４Ａ，６４Ｂ、及びボイスコイルモータ５
０Ａ〜５０Ｃによって、レチクルステージＲＳＴをＸ、
Ｙ、θｚ方向に駆動するレチクル駆動装置８２（図９参
照）が構成されているものとして説明を行う。

【００８５】図１に戻り、前記投影光学系ＰＬは、鋳物
等で構成された前記鏡筒定盤２０の中央部に形成された
平面視円形の開口内にその光軸ＡＸ方向をＺ軸方向とし
て上方から挿入されている。投影光学系ＰＬの鏡筒部の
外周部には、該鏡筒部に一体化されたフランジＦＬＧが
設けられている。このフランジＦＬＧの素材としては、
低熱膨張の材質、例えばインバー（Inver；ニッケル３
６％、マンガン０．２５％、及び微量の炭素と他の元素
を含む鉄からなる低膨張の合金）が用いられており、こ
のフランジＦＬＧは、投影光学系ＰＬを鏡筒定盤２０に
対して点と面とＶ溝とを介して３点で支持するいわゆる
キネマティック支持マウントを構成している。このよう
なキネマティック支持構造を採用すると、投影光学系Ｐ
Ｌの鏡筒定盤２０に対する組み付けが容易で、しかも組
み付け後の鏡筒定盤２０及び投影光学系ＰＬの振動、温
度変化、姿勢変化等に起因する応力を最も効果的に軽減
できるという利点がある。

【００８６】投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体
面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレ
セントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢石を光
学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る
１／４、１／５、あるいは１／６縮小倍率の屈折光学系
が使用されている。このため、レチクルＲにパルス紫外
光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域の
うちのパルス紫外光によって照明された部分からの結像
光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部
分倒立像がパルス紫外光の各パルス照射の度に投影光学
系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状または矩
形状（多角形）に制限されて結像される。これにより、
投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系Ｐ
Ｌの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領
域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小
転写される。

【００８７】次に、ウエハステージＷＳＴ及びその駆動
装置の構成等について説明する。

【００８８】図４には、ウエハステージＷＳＴをＸＹ２
次元方向に駆動する駆動装置近傍の各構成部分が平面図
にて示されている。

【００８９】この図４に示されるように、ウエハステー
ジＷＳＴの駆動装置８４は、ベースプレートＢＰ上に植
設された前記４本の支柱３４Ａ〜３４Ｄによってウエハ
ベース定盤２８の上方でほぼ水平に保持されている。

【００９０】この駆動装置８４は、支柱３４Ａ、３４Ｂ
間にＸ軸方向に沿って架設された第１のＸリニアガイド
８６と、支柱３４Ｃ、３４Ｄ間にＸ軸方向に沿って架設
された第２のＸリニアガイド８８と、これらのＸリニア
ガイド８６、８８に沿ってそれぞれ移動する第１、第２
のスライドユニット９０Ａ、９０Ｂと、これらのスライ
ドユニット９０Ａ，９０Ｂがその両端に固定され、Ｙ軸
方向に延びるＹリニアガイド９２と、このＹリニアガイ
ド９２に沿って移動するＸＹ方向移動ユニット９４とを
備えている。

【００９１】図５には、図４のＢ−Ｂ線断面図が示さ
れ、図６には図４のＣ−Ｃ線断面図が示されている。以
下、これらの図も参照しつつ、駆動装置８４の各構成部
分について更に詳述する。

【００９２】第１のＸリニアガイド８６は、図５に示さ
れるように、断面略Ｌ字状部材から成るガイド部材９６
と、このガイド部材９６の上面にＸ軸方向に沿って密に
並べられた複数の永久磁石９８（図４参照）から成る磁
極ユニット１００Ａとを備えている。ガイド部材９６の
−Ｙ方向の端部の上面には、凸部９７が設けられてい
る。この凸部の±Ｙ側の側面には、図５の円Ｄ内を拡大
して示す図７（Ａ）に示されるように、Ｙ軸支持用ガイ
ド面９７ａ、９７ｂが形成されている。また、凸部９７
の＋Ｙ側のガイド部材９６上面には、Ｚ軸支持用ガイド
面９６ａが形成されている。

【００９３】前記第１のスライドユニット９０Ａには、
図５に示されるように、磁極ユニット１００Ａに対向し
て電機子ユニット１０２Ａが設けられている。この場
合、磁極ユニット１００Ａと電機子ユニット１０２Ａと
によって第１のＸリニアモータ１０４Ａ（図９参照）が
構成されている。

【００９４】また、第１のスライドユニット９０Ａに
は、図７（Ａ）に示されるように、Ｚ軸支持用ガイド面
９６ａ、Ｙ軸支持用ガイド面９７ａ、９７ｂにそれぞれ
対向して軸受けとしての気体静圧軸受け１０６ａ、１０
６ｂ、１０６ｃが設けられ、これらの気体静圧軸受け１
０６ａ〜１０６ｃから噴き出される加圧気体の静圧によ
り、当該気体静圧軸受け１０６ａ〜１０６ｃの軸受け面
は、ガイド面９６ａ、９７ａ、９７ｂに対して所定のク
リアランス（例えば５μｍ程度のクリアランス）を介し
て非接触で支持されている。気体静圧軸受け１０６ａ、
１０６ｂ、１０６ｃとしてもヘリウムガスを噴出するも
のが用いられている。

【００９５】この場合、気体静圧軸受け１０６ａ、１０
６ｂ、１０６ｃのそれぞれは、Ｘ方向に所定間隔を隔て
て少なくとも各２つ配置されており、これによって、第
１のスライドユニット９０Ａ及びＹリニアガイド９２の
θｚ回転（ヨーイング）、及びθｙ回転（ローリング）
をも防止するようになっている。すなわち、Ｙ軸支持用
ガイド面９７ａ、９７ｂが形成された凸部９７はヨーガ
イドの役目をも兼ねている。

【００９６】第２のＸリニアガイド８８は、図５に示さ
れるように、断面Ｌ字状部材から成るガイド部材１０８
と、このガイド部材１０８の上面にＸ軸方向に沿って密
に並べられた複数の永久磁石９８から成る磁極ユニット
１００Ｂとを備えている。ガイド部材１０８の＋Ｙ方向
の端部の上面には、図５の円Ｅ内を拡大して示す図７
（Ｂ）に示されるように、Ｚ軸支持用ガイド面１０８ａ
が形成されている。

【００９７】前記第２のスライドユニット９０Ｂには、
図５に示されるように、磁極ユニット１００Ｂに対向し
て電機子ユニット１０２Ｂが設けられている。この場
合、磁極ユニット１００Ｂと電機子ユニット１０２Ｂと
によって第２のＸリニアモータ１０４Ｂ（図９参照）が
構成されている。

【００９８】また、この第２のスライドユニット９０Ｂ
には、図７（Ｂ）に示されるように、Ｚ軸支持用ガイド
面１０８ａに対向して軸受けとしての気体静圧軸受け１
０６ｄが設けられ、この気体静圧軸受け１０６ｄから噴
き出される加圧気体の静圧により、該気体静圧軸受け１
０６ｄの軸受け面は、ガイド面１０８ａに対して所定の
クリアランス（例えば５μｍ程度のクリアランス）を介
して非接触で支持されている。気体静圧軸受け１０６ｄ
としてもヘリウムガスを噴出するものが用いられてい
る。

【００９９】前記Ｙリニアガイド９２は、図６に示され
るように、断面略Ｕ字状のガイド部材１１０と、このガ
イド部材１１０のＸ軸方向中央部の上面にＹ軸方向に沿
って密に並べられた複数の永久磁石９８から成る磁極ユ
ニット１１２とを備えている。ガイド部材１１０の＋Ｘ
方向の端部の上面には、凸部１１１が設けられ、この凸
部１１１の±Ｘ側の側面には、図６の円Ｆ内を拡大して
示す図７（Ｃ）に示されるように、Ｘ軸支持用ガイド面
１１１ａ、１１１ｂが形成されている。また、このガイ
ド部材１１０の凸部１１１の内側には、その上面にＺ軸
支持用ガイド面１１０ａが形成されている。また、ガイ
ド部材１１０の−Ｘ側の上面には、Ｚ軸支持用ガイド面
１１０ｂが形成されている。

【０１００】前記ＸＹ方向移動ユニット９４には、図６
に示されるように、磁極ユニット１１２に対向して電機
子ユニット１１４が設けられている。この場合、磁極ユ
ニット１１２と電機子ユニット１１４とによってＹリニ
アモータ１１６（図９参照）が構成されている。本実施
形態では、上記第１、第２のＸリニアモータ１０４Ａ、
１０４Ｂ及びＹリニアモータ１１６が、ステージ制御装
置８１によって制御されるようになっている（図９参
照）。

【０１０１】また、ＸＹ方向移動ユニット９４には、図
７（Ｃ）に示されるように、Ｚ軸支持用ガイド面１１０
ａ、Ｘ軸支持用ガイド面１１１ａ、１１１ｂにそれぞれ
対向して軸受けとしての気体静圧軸受け１１８ａ、１１
８ｂ、１１８ｃが設けられている。同様に、ＸＹ方向移
動ユニット９４には、Ｚ軸支持用ガイド面１１０ｂに対
向して気体静圧軸受けが設けられている。

【０１０２】これらの気体静圧軸受けから噴き出される
加圧気体（ヘリウムガス）の静圧により、該気体静圧軸
受けの軸受け面は、それぞれのガイド面に対して所定の
クリアランス（例えば５μｍ程度のクリアランス）を介
して非接触で支持されている。

【０１０３】この場合、気体静圧軸受け１１８ａ、１１
８ｂ、１１８ｃのそれぞれは、Ｙ方向に所定間隔を隔て
て少なくとも各２つ配置されており、これによって、Ｘ
Ｙ方向移動ユニット９４のθｚ回転（ヨーイング）、及
びθｘ回転（ピッチング）をも防止するようになってい
る。すなわち、Ｘ軸支持用ガイド面１１１ａ、１１１ｂ
が形成された凸部１１１はヨーガイドの役目をも兼ねて
いる。

【０１０４】前記ＸＹ方向移動ユニット９４の±Ｘ側の
側面には、図４に示されるように、各２本合計４本の板
ばね１１８のそれぞれの一端が接続され、これらの板ば
ね１１８の他端側は、前述したウエハステージＷＳＴを
構成する平面視矩形枠状のＸＹステージ１２０に接続さ
れている。すなわち、４本の板ばね１１８によってＸＹ
方向移動ユニット９４にＸＹステージ１２０が連結され
ている。この場合、ＸＹステージ１２０は、後述するよ
うにウエハベース定盤２８上に気体静圧軸受けにより浮
上支持され、板ばね１１８としては、Ｘ、Ｙ、θｚ方向
の剛性が、Ｚ、θｘ、θｙ方向の剛性に比べて高いもの
が使用されている。このため、ＸＹ方向移動ユニット９
４を駆動することにより、これと一体でＸＹステージ１
２０（すなわちウエハステージＷＳＴ）を移動させるこ
とができる。

【０１０５】また、ＸＹステージ１２０の底面には、不
図示の気体静圧軸受けが複数設けられており、これら気
体静圧軸受けから噴出される加圧気体（ヘリウムガス）
の静圧により、ＸＹステージ１２０がウエハベース定盤
２８の上面の上方に所定のクリアランス（例えば５μｍ
程度のクリアランス）を介して非接触で浮上支持されて
いる。また、ウエハベース定盤２８は、その表面が高精
度に加工されているので、ＸＹステージ１２０は、ウエ
ハベース定盤２８の表面に沿って精度良く移動できる。
このＸＹステージ１２０上には、後述するように試料台
支持ユニットを介してウエハＷを保持する試料台が搭載
され、これらＸＹステージ１２０、試料台支持ユニット
及び試料台によってウエハステージＷＳＴが構成され
る。ウエハベース定盤２８は、矩形枠状のＸＹステージ
１２０及び試料台等のみを支持すれば足り、ウエハステ
ージの駆動装置を支持する必要がないので、ウエハベー
ス定盤２８に作用する重力方向の力は従来の露光装置に
比べて非常に小さくなっている。更に、ウエハステージ
ＷＳＴは後述するフォーカス・レベリング動作時に高応
答することができる。

【０１０６】本実施形態の露光装置１０では、ステージ
制御装置８１により、ＸＹ方向移動ユニット９４に設け
られた電機子ユニット１１４に駆動電流が供給される
と、電機子ユニット１１４と磁極ユニット１１２との間
に電磁相互作用によりローレンツ力が発生し、このロー
レンツ力により電機子ユニット１１４が設けられたＸＹ
方向移動ユニット９４がウエハステージＷＳＴと一体で
＋Ｙ方向（あるいは−Ｙ方向）に駆動される。すなわ
ち、このようにしてＹリニアモータ１１６が駆動力を発
生する。このとき、磁極ユニット１１２が設けられたＹ
リニアガイド９２に上記の駆動力の反力が作用し、この
反力が第１、第２のスライドユニット９０Ａ、９０Ｂを
介して第１、第２のＸリニアガイド８６、８８に伝達さ
れ、さらに支柱３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄに伝達
される。この伝達された反力により支柱３４Ａ〜３４Ｄ
が振動する。この振動は、ベースプレートＢＰ及び床面
ＦＤに伝達される（逃がされる）ので、原則的には、ウ
エハベース定盤２８及びそれが設けられた本体コラム１
２には殆ど悪影響を与えない。しかしながら、上記の支
柱３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄの振動がある程度以
上大きいと、この振動が支柱３４Ａ〜３４Ｄ、ベースプ
レートＢＰ、ボディ支持部材１６Ａ〜１６Ｃ、防振ユニ
ット１８Ａ〜１８Ｃを順次経由してウエハベース定盤２
８に伝達される可能性は否定できない。

【０１０７】そこで、本実施形態では、図４に示される
ように、支柱３４Ｃ、３４Ｄの＋Ｙ側に反力キャンセル
機構としての反力キャンセル用アクチュエータ１２２
Ｃ、１２２Ｄが設けられるとともに、支柱３４Ａ、３４
Ｂの−Ｙ側に反力キャンセル機構としての反力キャンセ
ル用アクチュエータ１２２Ａ、１２２Ｂが設けられてい
る。これらの反力キャンセル用アクチュエータ１２２Ａ
〜１２２Ｄは、ベースプレートＢＰ上に植設された支持
部材１２４Ａ〜１２４Ｄによってそれぞれ支持されてい
る（図１及び図５参照）。

【０１０８】上記反力キャンセル用アクチュエータ１２
２Ａ〜１２２Ｄは、主制御装置８０によって制御される
（図９参照）。主制御装置８０では、ウエハステージＷ
ＳＴのＹ方向駆動指令をステージ制御装置８１に与える
と同時にその指令情報に応じて上記の支柱３４Ａ〜３４
Ｄに作用するであろうＹ軸方向の反力をキャンセルする
ためのカウンターフォースを反力キャンセル用アクチュ
エータ１２２Ａ、１２２Ｂ又は１２２Ｃ、１２２Ｄに発
生させるべく、反力キャンセル用アクチュエータ１２２
Ａ〜１２２Ｄをフィードフォワード制御するようになっ
ている。このため、本実施形態では、ウエハステージＷ
ＳＴのＹ方向駆動時に支柱３４Ａ〜３４Ｄに生じる振動
が発生とほぼ同時（時間遅れなく）に減衰され、ベース
プレートＢＰには、非常に僅かな振動しか伝達されず、
この僅かな振動がベースプレートＢＰからウエハベース
定盤２８側に伝達されたとしても、この振動は防振ユニ
ット１８Ａ〜１８Ｃによって確実に絶縁される。

【０１０９】また、主制御装置８０からの指示に応じ、
ステージ制御装置８１により、上記と同様にして、第
１、第２のＸリニアモータ１０４Ａ、１０４Ｂが同一速
度で駆動されると、第１、第２のスライドユニット９０
Ａ、９０Ｂが同一速度で＋Ｘ方向（あるいは−Ｘ方向）
に移動し、これによりＹリニアガイド９２及びＸＹ方向
移動ユニット９４と一体的にウエハステージＷＳＴが＋
Ｘ方向（あるいは−Ｘ方向）に駆動される。このウエハ
ステージＷＳＴのＸ軸方向の移動の際に、第１、第２の
Ｘリニアガイド８６、８８には、第１、第２のスライド
ユニット９０Ａ、９０Ｂの駆動力の反力が作用し、この
反力が支柱３４Ａ〜３４Ｄに伝達される。この伝達され
た反力により支柱３４Ａ〜３４Ｄが振動する。この振動
は、ベースプレートＢＰ及び床面ＦＤに伝達される（逃
がされる）ので、原則的には、ウエハベース定盤２８及
びそれが設けられた本体コラム１２には殆ど悪影響を与
えない。しかしながら、この場合も、上記の支柱３４
Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄの振動がある程度以上大き
いと、この振動が支柱３４Ａ〜３４Ｄ、ベースプレート
ＢＰ、ボディ支持部材１６Ａ〜１６Ｃ、防振ユニット１
８Ａ〜１８Ｃを順次経由してウエハベース定盤２８に伝
達される可能性は否定できない。

【０１１０】そこで、本実施形態では、支柱３４Ｂ、３
４Ｄの＋Ｘ側に反力キャンセル機構としての反力キャン
セル用アクチュエータ１２３Ｂ、１２３Ｄが設けられる
とともに、支柱３４Ａ、３４Ｃの−Ｘ側に反力キャンセ
ル機構としての反力キャンセル用アクチュエータ１２３
Ａ、１２３Ｃが設けられている。これらの反力キャンセ
ル用アクチュエータ１２３Ａ〜１２３Ｄは、ベースプレ
ートＢＰ上に植設された支持部材１２５Ａ〜１２５Ｄに
よって支持されている（図１及び図６参照）。

【０１１１】上記反力キャンセル用アクチュエータ１２
３Ａ〜１２３Ｄは、主制御装置８０によって制御される
（図９参照）。主制御装置８０では、ウエハステージＷ
ＳＴのＸ方向駆動指令をステージ制御装置８１に与える
と同時にその指令情報に応じて上記の支柱３４Ａ〜３４
Ｄに作用するであろう反力をキャンセルするためのカウ
ンターフォースを反力キャンセル用アクチュエータ１２
３Ａ、１２３Ｃ又は１２３Ｂ、１２３Ｄに発生させるべ
く、反力キャンセル用アクチュエータ１２３Ａ〜１２３
Ｄをフィードフォワード制御するようになっている。こ
のため、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴのＸ方
向駆動時に支柱３４Ａ〜３４Ｄに生じる振動が発生とほ
ぼ同時に（時間遅れなく）減衰され、ベースプレートＢ
Ｐには、非常に僅かな振動しか伝達されず、この僅かな
振動がベースプレートＢＰからウエハベース定盤２８側
に伝達されたとしても、この振動は防振ユニット１８Ａ
〜１８Ｃによって確実に絶縁される。

【０１１２】また、本実施形態では、上述の如く、ウエ
ハステージＷＳＴの駆動時に第１、第２のＸリニアガイ
ド８６、８８、Ｙリニアガイド９２に作用する反力を時
間遅れなくキャンセルすることができるので、前記反力
に起因する第１、第２のＸリニアガイド８６、８８、Ｙ
リニアガイド９２及びそれらの支持部材に生じる歪み、
その結果発生する回転方向の誤差を抑えることができ
る。

【０１１３】前記４本の板ばね１１８は、図４に示され
るように、ＸＹステージ１２０の重心（ウエハステージ
ＷＳＴの重心にほぼ一致）を通るＸ軸に関して線対称と
なる配置で配置されている。このため、不図示の配線の
抵抗力やＸＹステージ１２０を浮上支持する気体静圧軸
受け間の浮上力のアンバランス等に起因する回転モーメ
ントが作用したとしてもＸＹステージ１２０が振動する
ことがない構造となっている。

【０１１４】また、ＸＹステージ１２０の上面には、三
角形の各頂点の近傍に、試料台支持ユニット１３６Ａ〜
１３６Ｃがそれぞれ設けられている。これらの試料台支
持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃは、それぞれ、一対の試
料台支持棒１３２とこれらの試料台支持棒１３２の間に
配置された駆動機構としてのボイスコイルモータ１３４
とから構成されている。各ボイスコイルモータ１３４
は、図６に示されるように、ＸＹステージ１２０の上面
に固定された断面略Ｕ字状の固定子１３５ａと、これに
対応して設けられた可動子１３５ｂとから構成される。
なお、実際には、ボイスコイルモータ１３４の可動子１
３５ｂは、後述する試料台に固定される。

【０１１５】ＸＹステージ１２０上には、前記試料台支
持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃを介して図１に示される
試料台１３８が搭載されている。この試料台１３８上に
ウエハホルダ１４０（図１では図示省略、図８（Ａ）、
（Ｂ）参照）を介してウエハＷが静電吸着又は真空吸着
により固定されている。

【０１１６】図８（Ａ）には、ウエハステージＷＳＴの
平面図が示され、図８（Ｂ）には、板ばね１１８によっ
てＸＹ方向移動ユニット９４に取り付けられた状態のウ
エハステージＷＳＴを−Ｙ方向から見た側面図が示され
ている。ここで、これらの図を参照しつつ、試料台１３
８のＸＹステージ１２０に対する組み付け方法について
説明する。

【０１１７】試料台１３８には、前記試料台支持ユニッ
ト１３６Ａ〜１３６Ｃをそれぞれ構成する各一対の試料
台支持棒１３２に対応して合計３対の開口がそれぞれ形
成されている。試料台１３８が所定の位置決め状態で試
料台支持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃ上に載置される
と、前記３つのボイスコイルモータ１３４それぞれの固
定子１３５ａと可動子１３５ｂとが係合し、かつ上記各
開口をそれぞれ介して各試料台支持棒１３２が、試料台
１３８の上面とほぼ同一面となる。そして、図８（Ａ）
に示されるような、長手方向の中間部が長手方向に直交
する方向について３つの部分に分離された全体として長
方形の３つの板ばね１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃを前
記試料台支持ユニット１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃに
それぞれ対向する位置に載置し、板ばね１４２Ａ、１４
２Ｂ、１４２Ｃそれぞれの中央の分離部を試料台１３８
にねじ止めし、残りの分離部をそれぞれ対向する試料台
支持棒１３２にねじ止めすることにより、板ばね１４２
Ａ〜１４２Ｃを介して試料台１３８とＸＹステージ１２
０（試料台支持棒１３２）とが連結される。図８
（Ａ）、（Ｂ）には、このようにして試料台１３８の組
み付けが完了した状態が示されている。板ばね１４２Ａ
〜１４２Ｃは、ＸＹ面内方向、すなわちＸ、Ｙ、θｚ方
向の剛性が、Ｚ、θｘ、θｙ方向の剛性に比べて格段高
く、特にその長手方向に直交する方向の剛性が最も高
い。このため、試料台支持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃ
をそれぞれ構成する３つのボイスコイルモータ１３４に
よって、それぞれの支持点がＺ軸方向に駆動され、試料
台１３８がＺ駆動あるいはチルト駆動されると、板ばね
１４２Ａ〜１４２Ｃがいわゆるパンタグラフ状に変形
し、試料台１３８に余分な力が掛からずその変形が抑制
されるようになっている。

【０１１８】なお、かかる試料台の組み付け構造や組み
付け方法については、例えば特開平９−３２０９５４号
公報等に詳細に開示されている。

【０１１９】また、試料台１３８の上面には、ウエハＷ
上の各ショット領域に付設されたアライメントマーク
（ウエハマーク）の位置を検出するためのオフアクシス
・アライメント顕微鏡ＡＬＧ（図９参照）のいわゆるベ
ースライン計測のための基準マークその他の基準マーク
（いずれも図示省略）が形成された基準マーク板ＦＭが
設けられている。この基準マーク板ＦＭの表面は、試料
台１３８に搭載されたウエハホルダ１４０上に保持され
たウエハＷの表面とほぼ同一高さとされている。

【０１２０】なお、図示は省略されているが、アライメ
ント顕微鏡ＡＬＧは、投影光学系ＰＬの側面の所定の位
置に固定されており、例えば画像処理方式の結像式アラ
イメントセンサが用いられる。このアライメントセンサ
ＡＬＧの計測結果は、主制御装置８０に供給されるよう
になっている（図９参照）。

【０１２１】前記試料台１３８の位置は、図１に示され
るように、鏡筒定盤２０に吊り下げ状態で固定されたウ
エハレーザ干渉計システム１４６によって所定の分解
能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイム
に計測される。

【０１２２】これを更に詳述すると、図８（Ａ）に示さ
れるように、試料台１３８の＋Ｘ側の側面、＋Ｙ側の側
面には、鏡面加工が施され、それぞれ反射面１３８ａ、
１３８ｂが形成されている。

【０１２３】一方の反射面１３８ａには、Ｘ軸方向の５
本の測長ビームＷＩＸ１、ＷＩＸ２、ＷＩＸ３、ＷＩＸ
４、及びＷＩＸ５が、ウエハレーザ干渉計システム１４
６を構成するレーザ干渉計１４６Ｘ₁、１４６Ｘ₂、１４
６Ｘ₃、１４６Ｘ₄、１４６Ｘ ₅（図９参照）からそれぞ
れ照射されている。これらの干渉計に対応する固定鏡Ｍ
ｗは、投影光学系ＰＬの鏡筒下端にそれぞれ固定されて
おり、各干渉計では、それぞれの測長ビームの照射位置
のＸ位置を固定鏡Ｍｗを基準として計測する（図１参
照）。

【０１２４】測長ビームＷＩＸ１、ＷＩＸ２は、同一Ｘ
Ｙ面上で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸に関して
ほぼ対称となる光路に沿って照射されている。また、測
長ビームＷＩＸ３、ＷＩＸ４は、同一ＸＹ面上でアライ
メント顕微鏡ＡＬＧの検出中心を通るＸ軸に関してほぼ
対称となる光路に沿って照射されている。また、測長ビ
ームＷＩＸ５は、測長ビームＷＩＸ１（又はＷＩＸ２）
の真下の光路に沿って照射されている（図８（Ｂ）参
照）。

【０１２５】他方の反射面１３８ｂには、Ｙ軸方向の５
本の測長ビームＷＩＹ１、ＷＩＹ２、ＷＩＹ３、ＷＩＹ
４、及びＷＩＹ５が、ウエハレーザ干渉計システム１４
６を構成するレーザ干渉計１４６Ｙ₁、１４６Ｙ₂、１４
６Ｙ₃、１４６Ｙ₄、１４６Ｙ ₅（図９参照）からそれぞ
れ照射されている。これらの干渉計に対応する固定鏡Ｍ
ｗは、投影光学系ＰＬの鏡筒下端にそれぞれ固定されて
おり、各干渉計では、それぞれの測長ビームの照射位置
のＹ位置を固定鏡Ｍｗを基準として計測する（図１参
照）。

【０１２６】測長ビームＷＩＹ１、ＷＩＹ２は、同一Ｘ
Ｙ面上で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸に関して
ほぼ対称となる光路に沿って照射されている。また、測
長ビームＷＩＹ３、ＷＩＹ４は、同一ＸＹ面上でアライ
メント顕微鏡ＡＬＧの検出中心を通るＹ軸に関してほぼ
対称となる光路に沿って照射されている。また、測長ビ
ームＷＩＹ５は、測長ビームＷＩＹ１（又はＷＩＹ２）
の真下の光路に沿って照射されている。

【０１２７】このように、試料台１３８の位置を計測す
る干渉計は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向について各５つ合計１
０個の干渉計が設けられているが、図１においては、こ
れらが代表してウエハレーザ干渉計システム１４６とし
て示されている。

【０１２８】このウエハレーザ干渉計システム１４６を
構成する各干渉計の計測値は、ステージ制御装置８１
（図１では図示せず、図９参照）に供給されており、ス
テージ制御装置８１では、次のようにして、試料台１３
８の位置を求める。

【０１２９】すなわち、ステージ制御装置８１では、後
述する露光時には、主制御装置８０からの指示に応じ
て、測長ビームＷＩＸ１、ＷＩＸ２にそれぞれ対応する
２つの干渉計１４６Ｘ₁、１４６Ｘ₂の計測値の平均値に
基づいて試料台１３８のＸ位置を求めるとともに、測長
ビームＷＩＹ１、ＷＩＹ２にそれぞれ対応する２つの干
渉計１４６Ｙ₁、１４６Ｙ₂の計測値の平均値に基づいて
試料台１３８のＹ位置を求める。また、ステージ制御装
置８１では、測長ビームＷＩＸ１、ＷＩＸ５にそれぞれ
対応する２つの干渉計１４６Ｘ₁、１４６Ｘ₅の計測値の
差と測長軸間隔とに基づいて試料台１３８のθｙ回転量
を求めるとともに、測長ビームＷＩＹ１、ＷＩＹ５にそ
れぞれ対応する２つの干渉計１４６Ｙ₁、１４６Ｙ₅の計
測値の差と測長軸間隔とに基づいて試料台１３８のθｘ
回転量を求める。また、ステージ制御装置８１では、干
渉計１４６Ｘ₁、１４６Ｘ₂の計測値の差と測長軸間距
離、及び干渉計１４６Ｙ₁、１４６Ｙ₂の計測値の差と測
長軸間距離の少なくとも一方に基づいて試料台１３８の
θｚ回転量を求める。

【０１３０】また、ステージ制御装置８１では、後述す
るウエハアライメント時には、主制御装置８０からの指
示に応じて、測長ビームＷＩＸ３、ＷＩＸ４にそれぞれ
対応する２つの干渉計１４６Ｘ₃、１４６Ｘ₄の計測値の
平均値に基づいて試料台１３８のＸ位置を求めるととも
に、測長ビームＷＩＹ３、ＷＩＹ４にそれぞれ対応する
２つの干渉計１４６Ｙ₃、１４６Ｙ₄の計測値の平均値に
基づいて試料台１３８のＹ位置を求める。この場合にお
いても、ステージ制御装置８１では上記と同様にして、
試料台のθｘ、θｙ、θｚ回転量を求めることは可能で
ある。

【０１３１】なお、上記のステージ制御装置８１が求め
た試料台１３８の位置情報は主制御装置８０にリアルタ
イムで供給される。

【０１３２】このように、本実施形態では、露光時、ア
ライメント時のいずれのときにおいても、いわゆるアッ
ベ誤差の影響をなくした正確な試料台１３８の位置計測
が可能になっている。

【０１３３】前記ウエハベース定盤２８には、図１では
図示が省略されているが、実際には、ウエハベース定盤
２８（本体コラム１２）のＺ方向の振動を計測する３つ
の振動センサ（例えば加速度計）とＸＹ面内方向の振動
を計測する３つの振動センサ（例えば加速度計）（例え
ばこの内の２つの振動センサは、ウエハベース定盤２８
のＹ方向の振動を計測し、残りの振動センサはＸ方向の
振動を計測する）とが取り付けられている。以下におい
ては、便宜上、これら６つの振動センサを総称して振動
センサ群１４８と呼ぶものとする。この振動センサ群１
４８の計測値は、主制御装置８０に供給されるようにな
っている（図９参照）。従って、主制御装置８０では振
動センサ群１４８の計測値に基づいてウエハベース定盤
２８の６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方
向）の振動を求めることができる。

【０１３４】例えば、前述したウエハステージＷＳＴの
駆動時に、ウエハステージＷＳＴの移動に伴う偏荷重が
ウエハベース定盤２８に作用し、ウエハベース定盤２８
が振動すると、主制御装置８０が、このウエハベース定
盤２８の６自由度方向の振動を振動センサ群１４８の計
測値に基づいて検出し、この検出結果に基づいて防振ユ
ニット１８Ａ〜１８Ｃを制御することにより、ウエハベ
ース定盤２８の振動を速やかに制振することができる。

【０１３５】しかしながら、先にも説明したように、本
実施形態では、ウエハステージＷＳＴの駆動時に、ウエ
ハステージＷＳＴの移動に伴いウエハベース定盤２８に
作用する偏荷重は非常に小さいので、上記の振動センサ
群１４８を必ずしも設けなくとも良い。すなわち、防振
ユニット１８Ａ〜１８Ｃとして、必ずしもアクティブ防
振装置を用いなくても、パッシブな防振装置を用いても
良い。

【０１３６】さらに、本実施形態の露光装置では、ウエ
ハＷのＺ方向位置を検出するフォーカスセンサＡＦ（図
１では図示省略、図９参照）が、投影光学系ＰＬの鏡筒
の下端部に不図示の保持部材を介して固定されている。
このフォーカスセンサＡＦとしては、例えば特開平６−
２８３４０３号公報に開示される多点焦点位置検出系が
用いられる。このフォーカスセンサＡＦの出力が主制御
装置８０に供給され、主制御装置８０ではステージ制御
装置８１を介して試料台１３８のＺ駆動及びチルト駆動
を制御していわゆるフォーカス・レベリング制御を行う
ようになっている。

【０１３７】図９には、上述した露光装置１０における
露光時のステージ駆動及び防振に関連する制御系の構成
が簡単に示されている。この制御系は、ワークステーシ
ョン（又はマイクロコンピュータ）から成る主制御装置
８０及びステージ制御装置８１を中心として構成されて
いる。主制御装置８０は、これまでに説明した各種の制
御を行う他、装置全体を統括的に制御する。

【０１３８】次に、上述のようにして構成された露光装
置１０における露光動作について説明する。

【０１３９】前提として、ウエハＷ上のショット領域を
適正露光量（目標露光量）で走査露光するための各種の
露光条件が予め設定される。また、不図示のレチクル顕
微鏡及びオフアクシス・アライメント顕微鏡ＡＬＧ等を
用いたレチクルアライメント、ベースライン計測等の準
備作業が行われ、その後、アライメント顕微鏡ＡＬＧを
用いたウエハＷのファインアライメント（例えば、特開
昭６１−４４４２９号公報などに開示されるＥＧＡ（エ
ンハンスト・グローバル・アライメント）等）が終了
し、ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標が求め
られる。

【０１４０】このようにして、ウエハＷの露光のための
準備動作が終了すると、主制御装置８０では、アライメ
ント結果に基づいてウエハＷの第１ショットの露光のた
めの走査開始位置にウエハステージＷＳＴを移動すべ
く、ステージ制御装置８１に指令を与える。この指令に
より、ステージ制御装置８１により、ウエハレーザ干渉
計システム１４６の計測値をモニタしつつ駆動装置８４
を構成する各モータが駆動制御され、第１ショットの露
光のための走査開始位置にウエハステージＷＳＴが位置
決めされる。

【０１４１】次に、主制御装置８０からの指示に基づい
てステージ制御装置８１により、駆動装置８２、８４を
介してレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ
とのＹ方向の走査が開始され、両ステージＲＳＴ、ＷＳ
Ｔがそれぞれの目標走査速度に達すると、パルス紫外光
によってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走
査露光が開始される。

【０１４２】ステージ制御装置８１では、特に上記の走
査露光時にレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速
度ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖ
ｗとが投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍、１／５
倍、あるいは１／６倍）に応じた速度比に維持されるよ
うに駆動装置８２、８４を介してレチクルステージＲＳ
Ｔ及びウエハステージＷＳＴを同期制御する。この同期
制御中に、主制御装置８０ではフォーカスセンサＡＦを
用いてウエハＷのＺ位置を計測し、この計測結果に基づ
いてステージ制御装置８１を介してウエハステージＷＳ
Ｔ上の３つのボイスコイルモータ１３４を適宜制御し、
ウエハ表面のパルス紫外光の照射領域が常に投影光学系
ＰＬの最良結像面の焦点深度内に合致するように、フォ
ーカス・レベリング制御を行う。

【０１４３】そして、レチクルＲのパターン領域の異な
る領域がパルス紫外光で逐次照明され、パターン領域全
面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第
１ショットの走査露光が終了する。これにより、レチク
ルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介して第１ショット
に縮小転写される。

【０１４４】このようにして、第１ショットの走査露光
が終了すると、主制御装置８０からの指示に基づき、ス
テージ制御装置８１により駆動装置８４を介してウエハ
ステージＷＳＴがＸ、Ｙ軸方向にステップ移動され、第
２ショットの露光のため走査開始位置に移動される。こ
のステッピングの際に、ステージ制御装置８１ではウエ
ハレーザ干渉計システム１４６の計測値に基づいてウエ
ハステージＷＳＴ（ウエハＷ）のＸ、Ｙ、θｚ方向の位
置変位をリアルタイムに計測する。この計測結果に基づ
き、ステージ制御装置８１では駆動装置８４を制御して
ウエハステージＷＳＴのＸＹ位置変位が所定の状態にな
るようにウエハステージＷＳＴの位置を制御する。

【０１４５】また、ステージ制御装置８１ではウエハス
テージＷＳＴのθｚ方向の変位の情報に基づいて駆動装
置８２を制御し、そのウエハＷ側の回転変位の誤差を補
償するようにレチクルステージＲＳＴを回転制御する。
あるいは、ステージ制御装置８１では、ウエハステージ
ＷＳＴのθｚ方向の変位の情報に基づいて第１のＸリニ
アモータ１０４Ａと第２のＸリニアモータ１０４Ｂとの
推力分配率を制御することにより、ウエハステージＷＳ
Ｔの回転誤差を補正する。

【０１４６】そして、ステージ制御装置８１では第２シ
ョットに対して上記と同様の走査露光を行う。

【０１４７】このようにして、ウエハＷ上のショットの
走査露光と次ショット露光のためのステッピング動作と
が繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象ショットの全
てにレチクルＲのパターンが順次転写される。

【０１４８】次に、本実施形態の露光装置１０の空調系
について、図１０に基づいて説明する。露光装置１０は
全体として所定のチャンバ内に設置されているが、更に
チャンバ内に露光装置１０の各部をそれぞれ収納する複
数の空調室としての空調ユニットが設けられ、各ユニッ
ト別に独立に空調が行われている。このような空調シス
テムを、以下では「ユニット別空調システム」と呼ぶ。

【０１４９】図１０には、本実施形態のユニット別空調
システムが簡略化して示されている。この図１０におい
て、チャンバ１５１の内部には、第１空調室としてのウ
エハステージ系ユニット１５２、第２空調室としてのレ
チクルステージ系ユニット１５４、第３空調室としての
投影光学系ユニット１５６及び第４空調室としての照明
系ユニット１５８が設けられている。本実施形態では、
ウエハステージ系ユニット１５２及びレチクルステージ
系ユニット１５４が、それぞれ本発明に係る第１のタイ
プの空調室を構成し、投影光学系ユニット１５６及び照
明系ユニット１５８が、それぞれ本発明に係る第２のタ
イプの空調室を構成している。

【０１５０】これを更に詳述すると、照明系ユニット１
５８の下方に隣接してレチクルステージ系ユニット１５
４が配置され、このレチクルステージ系ユニット１５４
の下方に隣接して投影光学系ユニット１５６が配置さ
れ、さらにこの投影光学系ユニット１５６の下方に隣接
してウエハステージ系ユニット１５２が配置されてい
る。

【０１５１】この場合、照明系ユニット１５８とレチク
ルステージ系ユニット１５４との間の隔壁、レチクルス
テージ系ユニット１５４と投影光学系ユニット１５６と
の間の隔壁、投影光学系ユニット１５６とウエハステー
ジ系ユニット１５２との間の隔壁及びウエハステージ系
ユニット１５２の底面側の隔壁は、ケミカルクリーンな
シート部材としての耐圧シート１６０Ａ、１６０Ｂ、１
６０Ｃ、１６０Ｄによってそれぞれ形成されている。残
りの部分の隔壁は、ステンレス等のケミカルクリーンな
金属によって形成されている。

【０１５２】照明系ユニット１５８と、レチクルステー
ジ系ユニット１５４との間のシート部材１６０Ａの一部
には、照明系ハウジングが挿入可能な大きさを有する開
口部が設けられている。そして、その開口部に照明系ハ
ウジングを挿入した状態で、後述する締結機構を用い
て、シート部材１６０Ａを照明系ハウジングに固定され
ている。この場合、照明系ハウジングに収容されたレチ
クル側の光学部材（レンズ又は平行平面ガラス）によっ
て隔壁の一部が構成されている。

【０１５３】また、レチクルステージ系ユニット１５４
と、投影光学系ユニット１５６の間のシート部材１６０
Ａの一部には、投影光学系ＰＬの物体面側が挿入可能な
大きさを有する開口部が設けられている。そして、その
開口部に投影光学系ＰＬの物体面側を挿入した状態で、
後述する締結機構を用いて、シート部材１６０Ｂを投影
光学系ＰＬに固定されている。この場合、投影光学系Ｐ
Ｌの物体面側の光学部材（レンズ又は平行平面ガラス）
によって隔壁の一部が構成されている。

【０１５４】さらに、投影光学系ユニット１５６と、ウ
エハステージ系ユニット１５２との間のシート部材１６
０Ｃの一部には、投影光学系ＰＬの像面側が挿入可能な
大きさを有する開口部が設けられている。そして、その
開口部に投影光学系ＰＬの像面側を挿入した状態で、後
述する締結機構を用いてシート部材１６０Ｃを投影光学
系ＰＬに固定されている。この場合、投影光学系の像面
側の光学部材（レンズ又は平行平面ガラス）によって隔
壁の一部が構成されている。

【０１５５】前記照明系ユニット１５８内には、照明系
ハウジングと、該照明系ハウジング内に収納された可変
減光器、ビーム整形光学系、フライアイレンズ系、振動
ミラー、集光レンズ系、照明系開口絞り、リレーレンズ
系、レチクルブラインド機構、主コンデンサレンズ系等
とから成る図１の照明光学系ＩＯＰが収納されている。

【０１５６】前記レチクルステージ系ユニット１５４の
内部には、前述した投影光学系ＰＬの物体面側（レチク
ル側）の端面、レチクルステージＲＳＴ、レチクル駆動
装置支持定盤３６、レチクルベース定盤３２、駆動装置
８２、レチクルＲと照明光学系ＩＯＰとの間の光路、及
びレチクルＲと投影光学系ＰＬとの間の光路等が収納さ
れている。また、本実施形態では、前記耐圧シート１６
０Ａの配置面は、投影光学系ＰＬの物体面側の端面にほ
ぼ一致している。

【０１５７】前記投影光学系ユニット１５６の内部に
は、投影光学系ＰＬの像面側の一部を除く大部分が収納
されている。

【０１５８】前記ウエハステージ系ユニット１５２の内
部には、投影光学系ＰＬの像面側（ウエハ側）の端面、
ウエハステージＷＳＴ、駆動装置８４、ウエハベース定
盤２８の上半部、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間の光
路等が収納されている。

【０１５９】本実施形態では、上記耐圧シート１６０Ａ
〜１６０Ｄとして、耐圧シート本体の廻り（表裏面を含
む）を脱ガス処理がなされたシートで被覆した２重構造
（３層構造）のものが用いられている。

【０１６０】ここで、脱ガス処理がなされたシートと
は、例えば、フッ素樹脂で形成されると共に、そのシー
トに２次加硫を施したシートである。また、他の例とし
て、前述したように露光光を吸収する気体、及び露光光
と反応して光学部材の表面に付着する有機物などの発生
が抑制されたシートであり、その表面は、例えば、フッ
素樹脂や、四フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン
ーテトラフルオロ（アルキルビニルエーテル）、又はテ
トラフルオロエチレンー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したものなどがある。

【０１６１】本実施形態では、照明系ユニット１５８、
レチクルステージ系ユニット１５４投影光学系ユニット
１５６及びウエハステージ系ユニット１５２のそれぞれ
に対して、所定の気体の供給及び排気が独立に行えるよ
うになっている。そのための空調制御装置として、不図
示のヘリウムガスボンベより供給される純度（濃度）が
比較的高いヘリウムガス（中純度のヘリウムガス：空調
用の第１の気体）をウエハステージ系ユニット１５２及
びレチクルステージ系ユニット１５４内に供給して空調
を行う第１の空調制御装置１６２と、照明系ユニット１
５８及び投影光学系ユニット１５６内に、不図示のヘリ
ウムガスボンベより供給される上記第１の気体より更に
純度（濃度）が高いヘリウムガス（高純度のヘリウムガ
ス：空調用の第２の気体）を供給して空調を行う第２の
空調制御装置１６４とを備えている。第２の空調制御装
置では、ウエハステージ系ユニット１５２及びレチクル
ステージ系ユニット１５４内にも必要に応じて上記第２
の気体を供給して部分空調を行うようになっている（こ
れについては、後述する）。

【０１６２】さらに、本実施形態では、各空調ユニット
外部のチャンバ１５１内の全体空調を行うための第３の
空調制御装置１６６、並びにメンテナンス時にレチクル
ステージ系ユニット１５４及びウエハステージ系ユニッ
ト１５２内の空調を行う第４の空調制御装置１６８及び
メンテナンス時に主として照明系ユニット１５８内の空
調を行う第５の空調制御装置１７０を備えている。

【０１６３】前記第１、第２、第３、第４及び第５の空
調制御装置１６２、１６４、１６６、１６８、１７０
は、ＨＥＰＡフィルタ（high efficiency particulate
air-filter）又はＵＬＰＡフィルタ（ultra low penetr
ation air-filter）等のパーティクル除去用のエアフィ
ルタ（以下、単に「エアフィルタ」と呼ぶ）、露光光と
反応して光学部材の表面に付着する有機物（この有機物
には、露光装置を構成する部品から発生する脱ガスも含
まれる）を除去するケミカルフィルタ（活性炭あるいは
ゼオライト等）、及び供給される気体中に含まれるオゾ
ンを除去するオゾン除去フィルタ（二酸化マンガンある
いは酸化チタン等）を内蔵している。なお、Ｆ₂レーザ
光あるいはそれより短波長の真空紫外光を露光用照明光
として用いる場合、真空紫外光は光路上の酸素、水蒸
気、及び炭化水素ガス等の気体により吸収されてしま
う。そのため、各空調制御装置１６２、１６４、１６６
に、さらに、各ユニットに供給されるヘリウム中の酸
素、水蒸気、二酸化炭素及び有機ガス（露光装置を構成
する部品からの脱ガス等）などの気体（以下、吸収性ガ
ス）を除去するための不純物除去フィルタを設ける必要
がある。

【０１６４】その際、第２の空調制御装置１６４には、
高純度のヘリウムが供給され、第１の空調制御装置１６
２、第３の空調制御装置１６６には、中純度のへリウム
が供給されるので、第２の空調制御装置１６４と、第１
及び第３の空調制御装置１６２、１６６の不純物除去フ
ィルタにおける不純物除去性能を異ならせても良い。

【０１６５】また、第３の空調制御装置１６６は、メン
テナンス時に空気を取り込む必要があるので、メンテナ
ンス時以外、例えば、通常の装置運転時に、チャンバ１
５１に供給する気体が不純物除去フィルタを通過させる
ように、第３の空調制御装置内の気体の流路を切り換え
る切換装置を備えている。

【０１６６】さらに、オゾン除去フィルタを、すべての
空調制御装置が内臓している場合について説明したが、
各ユニット内に微量に含まれる酸素と、露光光との反応
によってオゾンが発生するのであれば、オゾン除去フィ
ルタを第１、第２、第３の空調制御装置１６２、１６
４、１６６に内臓させるだけで良い。

【０１６７】なお、各空調制御装置の詳細については、
後述する。

【０１６８】前記第１の空調制御装置１６２には、第
１、第２給気ポート及び第１、第２排気ポートが設けら
れている。この内、第１給気ポートは配管１７１を介し
て中純度のヘリウムガスを収容した不図示の第１のヘリ
ウムガスボンベに接続され、第１排気ポートは配管１７
２を介して第１の切り換え器１７３の第１給気ポートに
接続されている。また、第２給気ポートは、配管１７４
を介して第２の切り換え器１７５の第１排気ポートに接
続され、第２排気ポートは、配管１７６を介して第３の
空調制御装置１６６の第１給気ポートに接続されてい
る。

【０１６９】前記第１の切り換え器１７３は、上記第１
給気ポートの他、第２給気ポート及び排気ポートを有す
る。その第２給気ポートには配管１７７を介して第４の
空調制御装置１６８の排気ポートが接続され、排気ポー
トには、配管１７８の一端が接続されている。この配管
１７８の他端は、空調風量制御器１７９の給気ポートに
接続され、この空調風量制御器１７９の第１、第２排気
ポートは、配管１８０、１８１をそれぞれ介してレチク
ルステージ系ユニット１５４の第１給気口、ウエハステ
ージ系ユニット１５２の第１給気口にそれぞれ接続され
ている。

【０１７０】これらレチクルステージ系ユニット１５
４、ウエハステージ系ユニット１５２の排気口は、配管
１８２、１８３をそれぞれ介して空調風量制御器１８４
の第１、第２給気ポートにそれぞれ接続されている。こ
の空調風量制御器１８４の排気ポートは、配管１８５を
介して前述した第２の切り換え器１７５の給気ポートに
接続されている。また、第２の切り換え器１７５の第２
排気ポートは、配管１８６を介して第４の空調制御装置
１６８の第１給気ポートに接続されている。また、この
第４の空調制御装置１６８は、第１給気ポートの他に第
２給気ポートを有し、該第２給気ポートは、一端がチャ
ンバ１５１外の大気中に開放された配管１８７の他端に
接続されている。

【０１７１】前記第２の空調制御装置１６４には、第
１、第２給気ポート及び第１、第２排気ポートが設けら
れている。この内、第１給気ポートは配管１８８を介し
て高純度のヘリウムガスを収容した不図示の第２のヘリ
ウムガスボンベに接続され、第１排気ポートは配管１８
９を介して第３の切り換え器１９０の第１給気ポートに
接続されている。また、第２給気ポートは、配管１９１
を介して第４の切り換え器１９２の第１排気ポートに接
続され、第２排気ポートは、配管１９３を介して第３の
空調制御装置１６６の第２給気ポートに接続されてい
る。

【０１７２】前記第３の切り換え器１９０は、上記第１
給気ポートの他、第２給気ポート、第１排気ポート及び
第２排気ポートを有する。その第２給気ポートは配管１
９４を介して第５の空調制御装置１７０の排気ポートに
接続されている。また、第３の切り換え器１９０の第１
排気ポートは、配管１９５を介して照明系ユニット１５
８の給気口に接続され、第２排気ポートは、配管１９６
を介して空調風量制御器１９７の給気ポートに接続され
ている。この空調風量制御器１９７の第１排気ポート
は、配管１９８を介してレチクルステージ系ユニット１
５４の第２給気口に接続され、第２排気ポートは、配管
１９９を介して空調風量制御器２００の給気ポートに接
続されている。この空調風量制御器２００の第１、第２
排気ポートは、配管２０１、２０２をそれぞれ介して投
影光学系ユニット１５６の給気口、ウエハステージ系ユ
ニット１５２の第２給気口にそれぞれ接続されている。

【０１７３】前記照明系ユニット１５８、投影光学系ユ
ニット１５６の排気口は、配管２０３、２０４をそれぞ
れ介して空調風量制御器２０５の第１、第２給気ポート
にそれぞれ接続されている。この空調風量制御器２０５
の排気ポートは、配管２０６を介して前述した第４の切
り換え器１９２の給気ポートに接続されている。また、
第４の切り換え器１９２の第２排気ポートは、配管２０
７を介して第５の空調制御装置１７０の第１給気ポート
に接続されている。この第５の空調制御装置１７０は、
第１給気ポートの他に第２給気ポートを有し、該第２給
気ポートは、一端がチャンバ１５１外の大気中に開放さ
れた配管２０８の他端に接続されている。

【０１７４】前記照明系ユニット１５８、レチクルステ
ージ系ユニット１５４、投影光学系ユニット１５６、及
びウエハステージ系ユニット１５２の内部には、それぞ
れの排気口近傍に、第１の濃度センサ２１０Ａ、２１０
Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄがそれぞれ配設されている。こ
れらの濃度センサ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１
０Ｄは、前述した吸収性ガスの濃度を測定する不純物濃
度センサ、酸素センサ及びオゾンセンサをそれぞれ含
む。これらの濃度センサ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０
Ｃ、２１０Ｄの計測値は、前述した主制御装置８０に供
給されており、主制御装置８０では、これらの濃度セン
サの計測値に基づいて各空調ユニット内の空調に用いら
れる気体中のヘリウムガスの濃度を監視する。具体的に
は、主制御装置８０では、露光装置の通常運転中は、そ
れぞれの第１の濃度センサを構成する不純物濃度セン
サ、オゾンセンサの少なくとも一方の検出値が、それぞ
れの空調ユニット毎に定められた不純物濃度の第１のし
きい値、オゾン濃度の第２のしきい値を超えるか否かを
監視する。そして、濃度センサ２１０Ａ、２１０Ｂ、２
１０Ｃ、２１０Ｄの計測値に基づき、いずれかの空調ユ
ニット内の不純物濃度又はオゾン濃度が上記第１のしき
い値を超えたことを検出したときに、その濃度センサに
対応するユニット内の空調に用いられた気体中のヘリウ
ムガスの濃度が、各空調ユニット毎に予め定めた所定の
値以下に低下したことを検知する。主制御装置８０で
は、メンテナンス時にそれぞれの第１の濃度センサに含
まれる酸素センサの検出値が、通常の空気の濃度程度に
なるか否かを監視する。

【０１７５】本実施形態では、濃度センサが各空調ユニ
ット内にそれぞれ配置される構成としたが、一つの濃度
センサに対して各空調ユニットから選択的にガスを供給
して計測するようにしてもよい。すなわち、一つの濃度
センサに対して各空調ユニットと接続する配管をそれぞ
れ設け、配管と一つの濃度センサとの間に流路切換弁を
設ければ良い。

【０１７６】この一方、後述するガス置換中には、主制
御装置８０では、それぞれの濃度センサで検出される不
純物濃度及びオゾン濃度が、それぞれの空調ユニット毎
に定められた不純物濃度の第２のしきい値、オゾン濃度
の第２のしきい値以下になるか否かを監視し、不純物濃
度及びオゾン濃度がともに第２のしきい値以下になった
とき、ガス置換が終了したことを検知するようになって
いる。

【０１７７】この他、本実施形態では、図１０に示され
るように、チャンバ１５１の天井部に設けられた給気口
に、配管２１１を介して第３の空調制御装置１６６の第
１排気ポートが接続され、チャンバ１５１の底部近傍に
設けられた排気口に、配管２１２を介して第３の空調制
御装置１６６の第３給気ポートが接続されている。さら
に、第３の空調制御装置１６６の第２排気ポートには、
配管２１３を介して貯蓄機構としてのガス貯蓄機構２１
４が接続され、第３の空調制御装置１６６の第４給気ポ
ートは、一端がチャンバ１５１外の大気中に開放された
配管２１６の他端に接続されている。

【０１７８】また、チャンバ１５１の排気口の近傍に
は、酸素センサ及びオゾンセンサを含む第２の濃度セン
サ２１５が配設されている。この第２の濃度センサ２１
５の計測値は、前述した主制御装置８０に供給されてお
り、主制御装置８０では、この第２の濃度センサ２１５
の計測値に基づいてチャンバ１５１内の空調に用いられ
る気体中のヘリウムガスの濃度を監視する。すなわち、
主制御装置８０では、第２の濃度センサ２１５を構成す
る不純物濃度センサ、オゾンセンサの少なくとも一方の
検出値が、予め定められた不純物濃度のしきい値、オゾ
ン濃度のしきい値を超えるか否かを監視する。そして、
不純物濃度又はオゾン濃度がそのしきい値を超えたこと
を検出したときに、チャンバ内の空調に用いられた気体
中のヘリウムガスの濃度が、予め定めた所定の値以下に
低下したことを検知する。

【０１７９】ここで、第１の空調制御装置１６２、第２
の空調制御装置１６４、第３の空調制御装置１６６を中
心として構成された上述の空調系による各空調ユニット
及びチャンバ１５１内の空調動作について説明する。な
お、以下に説明する各部の動作は、主制御装置８０の管
理の下に行われる。

【０１８０】まず、通常の装置運転時（以下、適宜「通
常状態」と呼ぶ）、すなわちメンテナンス時等以外の動
作について説明する。

【０１８１】第１の空調制御装置１６２から供給される
中純度のヘリウムガスを用いた空調は次のようにして行
われる。

【０１８２】前記第３の空調制御装置１６６は、通常状
態で、第１排気ポート及び第３給気ポートが「開」、そ
の他のポートが「閉」となっている。また、前記第２の
切り換え器１７５は、通常状態で、給気ポート及び第１
排気ポートが「開」、第２排気ポートが「閉」になって
いる。

【０１８３】前記第１の空調制御装置１６２は、通常状
態で、第１給気ポート及び第２排気ポートが「閉」、第
２給気ポート及び第１排気ポートが「開」となってお
り、配管１７４及び第２の切り換え器１７５を介してレ
チクルステージ系ユニット１５４、ウエハステージ系ユ
ニット１５２側から戻される第１の気体（中純度のヘリ
ウムガス）の温度及び流量を調整して配管１７２を介し
て第１の切り換え器１７３に供給する。

【０１８４】第１の切り換え器１７３は、通常状態で、
第１給気ポート及び排気ポートが「開」、第２給気ポー
トが「閉」となっており、配管１７２を介して第１の空
調制御装置１６２から送り込まれる中純度のヘリウムガ
スを配管１７８を介して空調風量制御器１７９に供給す
る。

【０１８５】空調風量制御器１７９は、通常状態で、給
気ポート及び第１、第２の排気ポートの全てが「開」と
なっており、配管１７８を介して送り込まれた中純度の
ヘリウムガスの温度及び流量（風量）の調整を行って、
配管１８０、１８１をそれぞれ介してレチクルステージ
系ユニット１５４、ウエハステージ系ユニット１５２に
向けて吹き出す。そして、レチクルステージ系ユニット
１５４、ウエハステージ系ユニット１５２内を流通した
中純度のヘリウムガスは、配管１８２、１８３をそれぞ
れ介して空調風量制御器１８４に送られる。そして、こ
の空調風量制御器１８４から吹き出された中純度のヘリ
ウムガスは、配管１８５、第２の切り換え器１７５及び
配管１７４を介して第１の空調制御装置１６２に戻され
る。すなわち、このようにして、第１の空調制御装置１
６２から供給された中純度のヘリウムガスが循環され、
レチクルステージ系ユニット１５４、ウエハステージ系
ユニット１５２内部の空調が行われる。

【０１８６】この循環中に中純度のヘリウムガスが減少
した場合には、第１の空調制御装置１６２ではその減少
による不足分を不図示のヘリウムガスボンベより補う、
すなわち不足分についてパージを行うようになってい
る。

【０１８７】また、上記の中純度のヘリウムガスの循環
中に、前述の如く、主制御装置８０により、濃度センサ
２１０Ｂ、２１０Ｄの計測値に基づいてレチクルステー
ジ系ユニット１５４、ウエハステージ系ユニット１５２
内の空調に用いられた気体中のヘリウムガス濃度が監視
されており、主制御装置８０はその濃度が予め定めた所
定の値以下に低下したことを検知すると、第１の空調制
御装置１６２及び第３の空調制御装置１６６に対してそ
の旨を通知する。

【０１８８】上記の通知により、第３の制御装置１６６
はその第１給気ポートを開く。また、第１の空調制御装
置１６２では、上記の通知により不図示の方向切り換え
弁を切り換えて配管１７４を配管１７６に連通する排気
経路をその内部に形成すると同時に、第２排気ポートを
開き、第２の切り換え器１７５から配管１７４を介して
戻されるレチクルステージ系ユニット１５４、ウエハス
テージ系ユニット１５２内の空調に用いられた気体（中
純度のヘリウムガス）を第３の空調制御装置１６６に対
して送る。これと同時に、第１の空調制御装置１６２で
は、第１給気ポートを開いて不図示のガスボンベから新
たな中純度のヘリウムガスを取り込み、これを第１の切
り換え器１７３及び空調風量制御器１７９を介してレチ
クルステージ系ユニット１５４、ウエハステージ系ユニ
ット１５２内に新たな空調用の気体として供給する。

【０１８９】すなわち、このようにして、第１の空調制
御装置１６２により、レチクルステージ系ユニット１５
４、ウエハステージ系ユニット１５２内のガス置換が開
始される。そして、このガス置換中、主制御装置８０に
より濃度センサ２１０Ｂ、２１０Ｄを用いてレチクルス
テージ系ユニット１５４、ウエハステージ系ユニット１
５２内の気体中の不純物濃度、オゾン濃度が監視され
る。そして、前述の如くしてガス置換が完了したことを
検知すると、主制御装置８０ではその旨を第１の空調制
御装置１６２、第３の空調制御装置１６６に通知する。

【０１９０】上記のガス置換完了の通知により、第３の
空調制御装置１６６はその第１給気ポートを閉じる。ま
た、第１の空調制御装置１６２では、上記ガス置換完了
の通知により不図示の方向切り換え弁を切り換えて配管
１７４を配管１７２に連通する循環経路をその内部に形
成すると同時に、第１給気ポートを閉じて新たなヘリウ
ムガスの供給を停止する。

【０１９１】第２の空調制御装置１６４から供給される
高純度のヘリウムガスを用いた空調は次のようにして行
われる。

【０１９２】前述の如く、前記第３の空調制御装置１６
６は、通常状態で、第１排気ポート及び第３給気ポート
が「開」、その他のポートが「閉」となっている。ま
た、前記第４の切り換え器１９２は、通常状態で、給気
ポート及び第１排気ポートが「開」、第２排気ポートが
「閉」になっている。

【０１９３】前記第２の空調制御装置１６４は、通常状
態で、第１給気ポート及び第２排気ポートが「閉」、第
２給気ポート及び第１排気ポートが「開」となってお
り、配管１９１及び第４の切り換え器１９２を介して照
明系ユニット１５８、投影光学系ユニット１５６側から
戻される第２の気体（高純度のヘリウムガス）の温度及
び流量を調整して配管１８９を介して第３の切り換え器
１９０に供給する。

【０１９４】第３の切り換え器１９０は、通常状態で、
第１給気ポート、第１排気ポート及び第２排気ポートが
「開」、第２給気ポートが「閉」となっており、配管１
８９を介して第２の空調制御装置１６４から送り込まれ
る高純度のヘリウムガスを配管１９５を介して照明系ユ
ニット１５８内に吹き出すとともに、配管１９６を介し
て空調風量制御器１９７に供給する。

【０１９５】空調風量制御器１９７は、通常状態で、給
気ポート及び第２の排気ポートが「開」、第１排気ポー
トが「閉」となっており、配管１９６を介して供給され
た高純度のヘリウムガスの温度及び流量（風量）の調整
を行って、配管１９９を介して空調風量制御器２００に
供給する。この空調風量制御器２００は、通常状態で給
気ポート及び第１排気ポートが「開」、第２排気ポート
が「閉」となっており、配管１９９を介して供給された
高純度のヘリウムガスの温度及び流量（風量）の調整を
行って配管２０１を介して投影光学系ユニット１５６内
に吹き出す。

【０１９６】前記の如くして、照明系ユニット１５８、
投影光学系ユニット１５６に供給され、これらのユニッ
ト内を流通した高純度のヘリウムガスは、配管２０３、
２０４をそれぞれ介して空調風量制御器２０５に送られ
る。そして、この空調風量制御器２０５から吹き出され
た高純度のヘリウムガスは、配管２０６、第４の切り換
え器１９２及び配管１９１を介して第２の空調制御装置
１６４に戻される。すなわち、このようにして、第２の
空調制御装置１６４から供給された高純度のヘリウムガ
スが循環され、照明系ユニット１５８、投影光学系ユニ
ット１５６内部の空調が行われる。

【０１９７】ところで、前述した露光時には、主制御装
置８０からの指令に応じて空調風量制御器１９７の第１
排気ポート、空調風量制御器２００の第２排気ポートが
「開」となり、空調風量制御器１９７、空調風量制御器
２００から配管１９８、２０２をそれぞれ介して高純度
のヘリウムガスがレチクルステージ系ユニット１５４、
ウエハステージ系ユニット１５２内にも吹き出される。
すなわち、中純度のヘリウムガスで満たされたユニット
内に高純度のヘリウムガスが供給されることになる。こ
の吹き出された高純度のヘリウムガスは、レチクルステ
ージ系ユニット１５４内では、レチクル干渉計７４の干
渉計光路の部分空調や投影光学系ＰＬの上端部のレンズ
の曇りを防止するために用いられ、ウエハステージ系ユ
ニット１５２内では、ウエハ干渉計１４６の干渉計光路
の部分空調、フォーカスセンサＡＦの検出光束の光路の
部分空調及び投影光学系ＰＬの下端面のレンズの曇りを
防止するために用いられる。かかる意味では、レチクル
ステージ系ユニット１５４内やウエハステージ系ユニッ
ト１５２内に、上記各部の部分空調を効果的に行うため
に、高純度のヘリウムガスを上記各部に確実に導く通路
を形成し、この通路内に高純度のヘリウムガスが供給さ
れるようにしても良い。この通路は、例えば、いわゆる
エアカーテン（窒素ガスやヘリウムガス等を用いたも
の）や筒状部材によって形成することができる。

【０１９８】本実施形態では、上述のようにしてレチク
ルステージ系ユニット１５４内、ウエハステージ系ユニ
ット１５２内の部分空調が行われる結果、レチクル干渉
計７４、ウエハ干渉計１４６、フォーカスセンサＡＦそ
れぞれの計測精度を向上することができるとともに、投
影光学系ＰＬの曇りを抑制して透過率の低下を抑制する
ことができる。

【０１９９】上記の循環中に高純度のヘリウムガスが減
少した場合には、第２の空調制御装置１６４ではその減
少による不足分を不図示のヘリウムガスボンベより補
う、すなわち不足分についてパージを行うようになって
いる。

【０２００】また、上記の高純度のヘリウムガスの循環
中に、前述の如く、主制御装置８０により、濃度センサ
２１０Ａ、２１０Ｃの計測値に基づいて照明ユニット１
５８、投影光学系ユニット１５６内の空調に用いられた
気体中のヘリウムガス濃度が監視されており、主制御装
置８０はその濃度が予め定めた所定の値以下に低下した
ことを検知すると、第２の空調制御装置１６４及び第３
の空調制御装置１６６に対してその旨を通知する。

【０２０１】上記の通知により、第３の制御装置１６６
はその第２給気ポートを開く。また、第２の空調制御装
置１６４では、上記の通知により不図示の方向切り換え
弁を切り換えて配管１９１を配管１９３に連通する排気
経路をその内部に形成すると同時に、第２排気ポートを
開き、第４の切り換え器１９２から配管１９１を介して
戻される照明系ユニット１５８、投影光学系ユニット１
５６内の空調に用いられた気体（高純度のヘリウムガ
ス）を第３の空調制御装置１６６に対して送る。これと
同時に、第２の空調制御装置１６４では、第１給気ポー
トを開いて不図示のガスボンベから新たな高純度のヘリ
ウムガスを取り込み、これを前述と同様にして照明系ユ
ニット１５８、投影光学系ユニット１５６内に新たな空
調用の気体として供給する。

【０２０２】すなわち、このようにして、第２の空調制
御装置１６４により、照明系ユニット１５８、投影光学
系ユニット１５６内のガス置換が開始される。そして、
このガス置換中、主制御装置８０により濃度センサ２１
０Ａ、２１０Ｃを用いて照明系ユニット１５８、投影光
学系ユニット１５６内の気体中の不純物濃度、オゾン濃
度が監視される。そして、前述の如くしてガス置換が完
了したことを検知すると、主制御装置８０ではその旨を
第２の空調制御装置１６４、第３の空調制御装置１６６
に通知する。

【０２０３】上記のガス置換完了の通知により、第３の
空調制御装置１６６はその第２給気ポートを閉じる。ま
た、第２の空調制御装置１６４では、上記ガス置換完了
の通知により不図示の方向切り換え弁を切り換えて配管
１９１を配管１８９に連通する循環経路をその内部に形
成すると同時に、第１給気ポートを閉じて新たなヘリウ
ムガスの供給を停止する。

【０２０４】なお、上述した中純度のヘリウムガスを用
いた空調と高純度のヘリウムガスを用いた空調は同時並
行的に行われるが、上の説明では、説明の便宜上から分
けて説明したものである。

【０２０５】第３の空調制御装置１６６によるチャンバ
１５１内の全体空調は、次のようにして行われる。

【０２０６】チャンバ１５１内には、初期状態で、前述
した中純度のヘリウムガスよりも更にヘリウムガスの濃
度の低い気体（低純度のヘリウムガス）が収容されてい
るものとする。

【０２０７】第３の空調制御装置１６６は、通常状態
で、第１排気ポート及び第３給気ポートが「開」、その
他のポートが「閉」となっており、チャンバ１５１、配
管２１２、２１１内部に存在する気体（低純度のヘリウ
ムガス）の温度、流量を調整しながら循環させてチャン
バ１５１内の全体空調を行っている。そして、前述の如
くして、第１の空調制御装置１６２又は第２の空調制御
装置１６４からそれぞれ所定値以下にヘリウムガスの濃
度が低下した中純度のヘリウムガス、高純度のヘリウム
ガスが供給されると、これらのヘリウムガスを含む気体
を循環させてチャンバ１５１内の全体空調を行う。

【０２０８】また、上記のヘリウムガスを含む気体の循
環によるチャンバ１５１内の全体空調が行われていると
き、前述の如く、主制御装置８０により、濃度センサ２
１５の計測値に基づいてチャンバ１５１内の全体空調に
用いられた気体中のヘリウムガス濃度が監視されてお
り、主制御装置８０はその濃度が予め定めた所定の値以
下に低下したことを検知すると、例えば第１の空調制御
装置１６２及び第３の空調制御装置１６６に対してその
旨を通知する。

【０２０９】この通知により、第３の空調制御装置１６
６では第２排気ポートを開き、配管２１２を介して戻さ
れるそのヘリウムガス濃度が低下した気体（以下、「劣
化ヘリウムガス」と呼ぶ）をリサイクル用ガスとしてガ
ス貯蓄機構２１４に排出する。第１の空調制御装置１６
２では、上記の通知により、それまで空調に使用してい
た中純度のヘリウムガスを第３の空調制御装置１６６に
対して前述の如くして供給すると同時に、不足分のヘリ
ウムガスを補うべく、不図示の第１のヘリウムガスタン
クから新たな中純度のヘリウムガスを取り込む。なお、
第１の空調制御装置１６２及び第２の空調制御装置１６
４は、不図示のヘリウムガスボンベから供給されるヘリ
ウムについても、エアフィルタ、ケミカルフィルタ、オ
ゾン除去フイルタ、不純物除去フィルタを通過させてい
る。このため、不図示のへリウムボンべと第１、第２の
空調制御装置１６２、１６４との間の配管自身からの脱
ガスや、ガスリークなどのトラブルにより混入する吸収
性ガスを除去することができる。

【０２１０】次に、メンテナンス時の空調動作について
説明する。

【０２１１】メンテナンス時には、チャンバ１５１は勿
論、投影光学系ユニット１５６以外の空調ユニットは作
業者によってケーシングが開かれる可能性があるため、
作業者がヘリウムガスを含む気体を吸い込む等の事態の
発生を事前に防止するため、次のような対策がとられて
いる。

【０２１２】メンテナンス時等には、第１の空調制御装
置１６２では、主制御装置８０からの指令に基づき、第
２の切り換え器１７５の第１排気ポートを閉じると同時
に第２排気ポートを開く。また、これと同時に、第１の
空調制御装置１６２では、第１の切り換え器１７３の第
１給気ポートを閉じ、第２給気ポートを開く。第４の空
調制御装置１６８では、配管１８７を介して露光装置が
設置されるクリーンルーム内の空気を取り込み、その取
り込んだ空気をエアフィルタ、ケミカルフィルタ、オゾ
ン除去フィルタを通過させて、取り込んだ空気中の塵
埃、有機物、オゾンを除去して清浄化し、清浄化された
後の空気の温度、流量を調整して配管１７７を介して第
１の切り換え器１７３に供給する。そして、この清浄化
された空気が第１の切り換え器１７３から空調風量制御
器１７９を介してレチクルステージ系ユニット１５４、
ウエハステージ系ユニット１５２に供給され、これらの
空調ユニット内の中純度ヘリウムガスを清浄化された空
気に置換するガス置換が開始される。

【０２１３】同様に、第２の空調制御装置１６４では、
主制御装置８０からの指令に基づき、第４の切り換え器
１９２の第１排気ポートを閉じると同時に第２排気ポー
トを開く。また、これと同時に、第２の空調制御装置１
６４では、第３の切り換え器１９０の第１給気ポート及
び第２排気ポートを閉じ、第２給気ポートを開くととも
に、空調風量制御器２０５の第２給気ポートを閉じる。
第５の空調制御装置１７０では、配管２０８を介して空
気を取り込み、その取り込んだ空気をエアフィルタ、ケ
ミカルフィルタ、オゾン除去フィルタを通過させて、取
り込んだ空気中の塵埃、有機物、オゾンを除去して清浄
化し、清浄化された後の空気の温度、流量を調整して配
管１９４を介して第３の切り換え器１９０に供給する。
そして、この清浄化された後の空気が第３の切り換え器
１９０から照明系ユニット１５８内に供給され、該照明
系ユニット１５８内の高純度ヘリウムガスを清浄化され
た後の空気に置換するガス置換が開始される。

【０２１４】ここで、第３の切り換え器１９０の第２排
気ポート及び空調風量制御器２０５の第２給気ポートを
閉じるのは、投影光学系ユニット１５６内に高純度のヘ
リウムガスを閉じ込めておくためである。これは、投影
光学系ＰＬは特にメンテナンスを行う必要がなく、ま
た、内部の高純度ヘリウムガスを空気で置換すると投影
光学系ＰＬを構成するレンズ等の曇りの要因になるため
である。かかる点からは、投影光学系ユニット１５６内
に他の空調ユニットと独立して高純度ヘリウムガスを常
時供給する空調経路を別に設けても良い。

【０２１５】また、第３の空調制御装置１６６では、主
制御装置８０からの指令に基づき、第４給気ポートを開
いて配管２１６を介して空気を取り込み、その取り込ん
だ空気をエアフィルタ、ケミカルフィルタ、オゾン除去
フィルタを通過させて、取り込んだ空気中の塵埃、有機
物、オゾンを除去して清浄化し、清浄化された後の空気
の温度、流量を調整して配管２１１を介してチャンバ１
５１内に供給するとともに、第２排気ポートを開いて配
管２１２を介して戻って来た気体を配管２１３を介して
ガス貯蓄機構２１４に対して排出する。これにより、チ
ャンバ１５１内の空調に用いられていたヘリウムガスを
含む気体を空気に置換するガス置換が開始される。

【０２１６】上記のレチクルステージ系ユニット１５
４、ウエハステージ系ユニット１５２、照明系ユニット
１５８、及びチャンバ１５１内のガス置換は、ほぼ同時
に開始されるが、主制御装置８０では、不図示のタイマ
を用いてガス置換の開始からの経過時間を計り、所定時
間が経過してそれぞれのガス置換が完了するまでは、作
業開始可の表示を行わないか、又はチャンバ１５１のカ
バーを閉じた状態でロックしておくようになっている。
なお、主制御装置８０では、上記のタイマによる経過時
間の計時に代えて、濃度センサ２１０Ａ、２１０Ｂ、２
１０Ｄ、２１５で計測される不純物濃度が通常の空気の
濃度程度になるまで作業開始可の表示を行わないか、又
はチャンバ１５１のカバーを閉じた状態でロックしてお
くようにしても良い。

【０２１７】本実施形態の露光装置では、上述したガス
置換により、投影光学系ユニット１５６以外の空調ユニ
ットに供給されている気体は清浄化された後の空気であ
り、有機物、塵埃が露光光の光路中に配置される光学素
子表面に付着することがなく、しかも投影光学系ユニッ
ト１５６内には、露光用照明光の吸収率が殆ど無視でき
る高純度のヘリウムガスが充填された状態となっている
ので、メンテナンス終了後から、露光動作に移行する場
合には、投影光学系ユニット以外の空調ユニットにへリ
ウムガスを供給するだけとなり、迅速に露光を開始する
ことができる。

【０２１８】例えば、メンテナンス終了後に、レンズ表
面に付着した有機物などを除去するための光洗浄動作を
省略することができる。

【０２１９】ところで、本実施形態の露光装置１０は、
図１からも容易に想像されるように、脚３０Ａ〜３０
Ｃ、支柱３４Ａ〜３４Ｄ等の柱部材を多く備えているの
で、前記耐圧シート１６０Ａ〜１６０Ｄ等を用いて隣接
する空調ユニット間等を区画するために、それらの耐圧
シートの取付け方法についても工夫をしている。

【０２２０】図１１には、一例として、レチクルステー
ジ系ユニット１５４と投影光学系ユニット１５６とを区
画する耐圧シート１６０Ｂの脚３０Ａ〜３０Ｃ（但し、
紙面奥側の脚３０Ｃは図示せず）に対する取付け構造が
一部断面して示されている。

【０２２１】この図１１に示されるように、脚３０Ａ、
３０Ｂ等の耐圧シート取付け部は、断面円形状（あるい
は楕円形状）となるように形成された小径部３０Ａ’、
３０Ｂ’等とされている。そして、これらの小径部３０
Ａ’、３０Ｂ’の外周部に２つのＣ字状のスペーサ２２
０Ａ、２２０Ｂが互い違いになるように左右から嵌め込
まれており、これらのスペーサ２２０Ａ、２２０Ｂの外
側に耐圧シート１６０Ｂを挟み込むように、スペーサ２
２０Ａ、２２０Ｂのそれぞれと同一方向から、図１２に
拡大して示されるような取付け金具２２２が互い違いに
なるようにそれぞれ挿入されている。そして、それぞれ
の取付金具２２２の一方の突出部２２２ａに形成された
穴２２４を介してスクリュ２２６を挿入し、他方の突出
部２２２ｂに形成されたねじ穴２２８にスクリュ２２６
を螺合して締め付けることで、耐圧シート１６０Ｂが脚
３０Ａ、３０Ｂ等に固定されている。すなわち、本実施
形態では、取付け金具２２２とスクリュ２２６とによっ
て、解除可能な締結機構が構成されている。

【０２２２】この場合、スペーサ２２０Ａ、２２０Ｂの
外周面、及び取付金具２２２の内周面はともに所定の表
面あらさ以下に抑えられている。また、前述の如く、耐
圧シート１６０Ｂの表裏面はケミカルクリーンなシート
によって形成されている。このため、上記の如く、ねじ
を締め付けて耐圧シートを固定しても、耐圧シート１６
０Ｂとスペーサ、取付金具との接触面部分から脱ガスが
殆ど生じず、耐圧シート１６０Ｂを脚に固定することに
よるガス汚染を防止することができる。

【０２２３】また、Ｃ字状のスペーサ２２０Ａとスペー
サ２２０Ｂとは、図１１に示されるように、それぞれの
開放端の近傍が相互に密着しているので、ガス漏れをほ
ぼ確実に防止できるようになっている。

【０２２４】耐圧シート１６０Ｂのその他の柱部材（例
えば支柱３４Ａ〜３４Ｄ）に対する固定は上記と同様に
して行われている。なお、締結機構を、照明系ハウジン
グ、投影光学系の物体面側、像画側に用いる場合は、照
明系ハウジング、及び投影光学系の物体面側、像面側の
大きさに対応するＣ字状のスぺーサ、及び取付け金具を
用意すれば良い。

【０２２５】本実施形態では、耐圧シート１６０Ｂは、
図１の本体コラム（第１ユニット）１２の一部を構成す
る脚３０Ａ〜３０Ｃと、第２ユニット１４の一部を構成
する支柱３４Ａ〜３４Ｄとの両者に上述の如くして固定
される。また、耐圧シート１６０Ｂは、投影光学系ＰＬ
の物体面側に、脚３０Ａ〜３０Ｃ及び支柱３４Ａ〜３４
Ｄに対する取り付け方法と同様に取り付けられるので、
第２ユニット１４側で発生した振動が、耐圧シート１６
０Ｂを介して本体コラム１２及び投影光学系ＰＬ側に伝
達するおそれがある。かかる点を考慮して、耐圧シート
１６０Ｂに所定量の撓みを持たせている。このため、耐
圧シート１６０Ｂが、本体コラム１２と第２ユニット１
４との間に生じる相対的な位置変化に応じて変形し、そ
れらの相対的な位置変化を妨げず、第２ユニット１４側
で発生した振動が、耐圧シート１６０Ｂを介して本体コ
ラム１２側及び投影光学系ＰＬ側に伝達する事態が生じ
るのを効果的に防止できるようになっている。なお、投
影光学系ＰＬと脚３０Ａ〜３０Ｃとの間の部分で耐圧シ
ート１６０Ｂに撓みを持たせても良い。

【０２２６】また、投影光学系ＰＬの像面側、及び照明
ハウジングに対しても耐圧シートが同様に取り付けられ
ている。

【０２２７】また、スクリュ２２６を緩めて、取付け金
具２２２を取り外すことにより、耐圧シート１６０Ｂを
簡単に取り外すことができるので、空調ユニット間の仕
切り部材が固着される場合に比べてメンテナンス時の作
業性を向上させることができる。

【０２２８】その他の耐圧シート１６０Ａ、１６０Ｃ、
１６０Ｄの柱部材に対する取付けも上記と同様にして行
われており、同様の効果を奏している。

【０２２９】以上詳細に説明した本実施形態の露光装置
によると、以下のような様々の効果を得ることができ
る。

【０２３０】光学系が含まれる投影光学系ユニット１５
６、照明系ユニット１５８内では、照明光束が通過する
気体部分が多く、照明光の吸収を極力抑制してかつケミ
カルクリーンな空調を行う必要がある一方、ステージ系
が含まれるウエハステージ系ユニット１５２、レチクル
ステージ系ユニット１５４では、照明光が通過する距離
が短くその部分の気体による照明光吸収は小さいので、
ステージの位置を計測する干渉計の計測精度を悪化させ
ない程度のケミカルクリーン度があれば足りる。但し、
ウエハステージ系ユニット１５２、レチクルステージ系
ユニット１５４内ではウエハ、レチクルに塵が付着する
のを防止するため、ある程度の流量の気体を流す必要が
ある。このようにウエハステージ系ユニット１５２、レ
チクルステージ系ユニット１５４と投影光学系ユニット
１５６、照明系ユニット１５８とで空調に要求される性
能が異なる。

【０２３１】しかるに、本実施形態の露光装置では、前
述の如く、第１の空調制御装置１６２により、ウエハス
テージ系ユニット１５２、レチクルステージ系ユニット
１５４内に空調用の第１の気体としての中純度のヘリウ
ムガスを供給して空調が行われ、第２の空調制御装置１
６４により、投影光学系ユニット１５６、照明系ユニッ
ト１５８内に空調用の第２の気体としての高純度のヘリ
ウムガスを供給して空調が行われているので、結果的
に、第１の空調制御装置１６２と第２の空調制御装置１
６４とで、それぞれに要求される性能に応じた空調用の
気体を用いて、流量や汚染を独立して管理することがで
きる。従って、各々理想的な制御を独立して行うことが
可能になり、光学系の透過率劣化や塵付着を防止するこ
とが可能となっている。

【０２３２】ここで、第２の気体として高純度のヘリウ
ムガスを用い、第１の気体としてそれより純度の低いヘ
リウムガスを用いるのは、第２の気体は、照明光学系Ｉ
ＯＰ及び投影光学系ＰＬ等の光学系内空間に供給される
ものであるから、空調により汚染度が悪化するのを防止
するために純度の高い不活性ガスを用いる必要がある一
方、メンテナンス頻度や、レチクル、ウエハの交換頻度
が高いステージ部ではケミカルフィルタを用いて汚染を
無くす必要はあるが、そこに供給される第１の気体は、
前述した干渉計計測精度を悪化させないレベルの純度が
あれば、それ以上高純度である必要は少ないためであ
る。

【０２３３】また、本実施形態の露光装置では、空調ユ
ニット１５２、１５４、１５６、１５８の内の任意の空
調ユニット内の空調に用いられた気体中のヘリウムガス
の濃度がそれぞれのしきい値以下に低下すると、その濃
度の低下が、主制御装置８０により第１の濃度センサ２
１０Ａ〜２１０Ｄの出力に基づいて検出される。そし
て、その濃度の低下が検出された任意の空調ユニットに
対応する空調制御装置（第１の空調制御装置１６２、第
２の空調制御装置１６４のいずれか）によってその任意
の空調ユニット内に新しい空調用の気体が供給されると
ともに、その任意の空調ユニット内の空調に用いられた
気体がチャンバ１５１内の全体空調用として第３の空調
制御装置１６６に対して排出される。そして、第３の空
調制御装置１６６によって、その任意の空調ユニットの
空調に用いられた気体を用いてチャンバ１５１内の全体
空調が行われる。このため、空調ユニット１５２、１５
４、１５６、１５８内を陽圧にしなくても、それらの空
調ユニット内に僅かに入り込むガスもヘリウムガスであ
ることから、その全体空調をＮ₂やドライエアで行う場
合に比較して、空調ユニット１５２、１５４、１５６、
１５８内の空調に用いられたヘリウムガスの純度が劣化
する速度を極めて遅くすることができる。すなわち、本
実施形態では、ヘリウムガスが充填された空間を２重構
造にて構成することができ、これによりヘリウムガスの
供給量も少なく抑えることが可能となる。

【０２３４】また、本実施形態では、空調ユニット１５
２、１５４、１５６、１５８内での使用によりヘリウム
ガスの純度が低下した気体がチャンバ１５１内に送り込
まれ、そのチャンバ１５１内の空調を行うことによりそ
の気体中のヘリウムガスの純度が所定濃度以下まで低下
すると、その純度の低下が主制御装置８０により第２の
濃度センサ２１５の出力に基づいて検出される。する
と、第３の空調制御装置１６６により、チャンバ１５１
内の空調に用いられた気体がガス貯蓄機構２１４に排出
される。このように、純度が低下した使用済みの空調用
の気体が外部に排出されることなく、ガス貯蓄機構２１
４に貯蓄されるので、環境の汚染を防止できるとともに
作業者がそれを吸引したりすることを防止することがで
きる。また、ガス貯蓄機構２１４に貯蓄された気体はリ
サイクルされるのでコストダウンにもつながる。

【０２３５】また、第１の濃度センサ２１０Ａ〜２１０
Ｄが不純物濃度センサ及びオゾンセンサをそれぞれ含む
ので、これらのセンサの計測値の少なくとも一方が、所
定の許容量を超えたことにより、主制御装置８０では空
調ユニット１５２、１５４、１５６、１５８内の気体中
のヘリウムガスの濃度が所定濃度値以下に低下したこと
を検出できる。また、第２の濃度センサ２１５が不純物
濃度センサ及びオゾンセンサを含むので、これらのセン
サの計測値の少なくとも一方が、所定の許容量を超えた
ことにより、主制御装置８０ではチャンバ１５１内の気
体中のヘリウムガスの濃度が所定濃度値以下に低下した
ことを検出できる。

【０２３６】また、本実施形態では、隣接する空調ユニ
ット間、具体的には、照明系ユニット１５８とレチクル
ステージ系ユニット１５４との間、レチクルステージ系
ユニット１５４と投影光学系ユニット１５６との間、及
び投影光学系ユニット１５６とウエハステージ系ユニッ
ト１５２との間が、耐圧シート本体とその周囲を覆うケ
ミカルクリーンなシートとから成る２重構造（３層構
造）の耐圧シート１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃにてそ
れぞれ区画されているので、各空調ユニット内のケミカ
ルクリーン度の低下を抑制することができるとともに、
各空調ユニット内の気体を各々独立して空気（大気）と
置換することができるので極めてメンテナンス時の作業
性が良くなる。

【０２３７】また、本実施形態の露光装置では、レチク
ルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴをそれぞれ移
動可能に支持するレチクルベース定盤３２、ウエハベー
ス定盤２８を含む本体コラム１２が３つの防振ユニット
１８Ａ〜１８Ｃに支持され、この本体コラム１２とは振
動に関して独立した第２ユニット１４を構成する支柱３
４Ａ〜３４ＤによってレチクルステージＲＳＴの駆動装
置８２及びウエハステージＷＳＴの駆動装置８４が支持
されている。また、レチクルステージＲＳＴの駆動装置
８２を構成するＸＹ方向微小駆動用レチクルフレーム４
８とレチクルステージＲＳＴとが、レチクルステージＲ
ＳＴの移動面内方向（Ｘ、Ｙ及びθｚ方向）の剛性が移
動面に直交する方向（Ｚ、θｘ及びθｙ方向）の剛性に
比べて高い板ばね４６によって連結されるとともに、ウ
エハステージＷＳＴの駆動装置８４を構成するＸＹ方向
移動ユニット９４とＸＹステージ１２０とが、ＸＹステ
ージ１２０の移動面内方向（Ｘ、Ｙ及びθｚ方向）の剛
性が移動面に直交する方向（Ｚ、θｘ及びθｙ方向）の
剛性に比べて高い板ばね１１８によって連結されてい
る。

【０２３８】このため、例えばレチクルステージＲＳＴ
の駆動時にその駆動装置８２を支持する支柱３４Ａ〜３
４Ｄに作用する反力が、レチクルベース定盤３２に殆ど
伝達されることがなく、同様に、ウエハステージＷＳＴ
の駆動時にその駆動装置８４を支持する支柱３４Ａ〜３
４Ｄに作用する反力が、ウエハベース定盤２８に殆ど伝
達されることがないので、それらのレチクルベース定盤
３２及びウエハベース定盤２８を含む本体コラム１２を
振動させたり、歪ませたりすることが殆どない。

【０２３９】また、上記の板ばね４６、１１８は、それ
ぞれのステージ移動面内方向の剛性が高いため、それぞ
れの駆動装置によりそれらの板ばねを介してそれぞれの
ステージを容易に駆動することができる。また、レチク
ルステージＲＳＴとその駆動装置８２、ウエハステージ
ＷＳＴとその駆動装置８４とを、それぞれ分離している
ことから、それぞれのステージの小型・軽量化が可能で
あり、それぞれのステージ移動に伴いレチクルベース定
盤３２、ウエハベース定盤２８に作用する偏荷重を軽減
することができる。

【０２４０】また、上記の板ばね４６、１１８は、それ
ぞれのステージの移動面に直交する方向の剛性が低いた
め、仮に、ステージの駆動に伴う偏荷重等何らかの要因
により、ウエハベース定盤２８、レチクルベース定盤３
２がベースプレートＢＰに対して傾いた場合、ウエハス
テージＷＳＴ、レチクルステージＲＳＴはこれに追従し
て傾くが、この際に板ばね１１８、４６がウエハステー
ジＷＳＴ、レチクルステージＲＳＴの姿勢の変化を許容
するように変形し、結果的に各ステージに板ばねにより
連結された駆動装置の構成部分（ＸＹ方向移動ユニット
９４、ＸＹ方向微小駆動用レチクルフレーム４８）は元
の姿勢を維持したままとなる。従って、本実施形態で
は、吊り下げタイプのウエハベース定盤を採用し、各ス
テージとそれぞれの駆動装置とを分離した構成を採用し
ているにもかかわらず、駆動装置のガイドがかじる等の
不都合の発生を防止することができ、防振性、ステージ
の位置制御性に優れたものとなっている。特にウエハス
テージＷＳＴ側は、結果的にフォーカス・レベリング制
御も容易になっている。

【０２４１】また、本実施形態では、ウエハステージＷ
ＳＴ、レチクルステージＲＳＴの駆動により、第２ユニ
ット１４に作用する反力をキャンセルするためのカウン
タフォースを、第２ユニット１４（具体的には、支柱３
４Ａ〜３４Ｄ）に与える反力キャンセル用アクチュエー
タ１２２Ａ〜１２２Ｄ及び１２３Ａ〜１２３Ｄを備え、
これらのアクチュエータを主制御装置８０がフィードフ
ォワード制御しているので、本体コラム１２のみなら
ず、第２ユニット１４についても振動の抑制が可能とな
り、しかも反力キャンセル用アクチュエータによりカウ
ンターフォースが時間遅れなく第２ユニット１４に与え
られるので、第２ユニット１４に前記反力が生じるとほ
ぼ同時にその反力をほぼキャンセルすることができる。

【０２４２】また、照明系ユニット１５８とレチクルス
テージ系ユニット１５４との間、レチクルステージ系ユ
ニット１５４と投影光学系ユニット１５６との間、及び
投影光学系ユニット１５６とウエハステージ系ユニット
１５２との間を区画する耐圧シート１６０Ａ、１６０
Ｂ、１６０Ｃ等が、上記本体コラム１２、第２ユニット
１４間に生じる相対的な位置変化に応じて伸縮するの
で、それらの耐圧シート１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ
等は本体コラム１２、第２ユニット１４間に生じる相対
的な位置変化を妨げず、従って本体コラム１２、第２ユ
ニット１４間で振動を伝えることがない。従って、ウエ
ハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの駆動装
置を支持する第２ユニット１４側の振動が投影光学系Ｐ
Ｌ等を支持する本体コラム１２側の振動要因となるのを
防止できるとともに、耐圧シート１６０Ａ、１６０Ｂ、
１６０Ｃにより上記各空調ユニット間を区画することが
できる。

【０２４３】また、本実施形態の露光装置では、例え
ば、前述した通常運転中に、主制御装置８０により、濃
度センサ２１０Ｂ、２１０Ｄの計測値に基づいてレチク
ルステージ系ユニット１５４、ウエハステージ系ユニッ
ト１５２内の空調に用いられた気体中のヘリウムガス濃
度が監視されており、主制御装置８０はその濃度が予め
定めた所定の値以下に低下したことを検知すると、第１
の空調制御装置１６２及び第３の空調制御装置１６６に
対してその旨を通知し、第１の空調制御装置１６２によ
り、ウエハステージ系ユニット１６２、レチクルステー
ジ系ユニット１６４内に中純度のヘリウムガスが供給さ
れ、その内部のガス置換が行われるが、この際に、主制
御装置８０からの指示に応じてステージ制御装置８１で
は、ウエハステージ及びレチクルステージをそれぞれ駆
動するようにしても良い。このようにすると、メンテナ
ンス頻度の高いレチクルステージ系ユニット１５４、ウ
エハステージ系ユニット１５２内のみガス置換する際に
は、ステージ制御装置８１により、各ステージを駆動し
つつガス置換が行われるので、ステージの駆動により積
極的にガスが拡散され、より高速なガス置換が可能とな
る。

【０２４４】なお、停電時、シャットダウン時、装置移
動時等の後の空調ユニット１５２、１５４、１５６、１
５８内の雰囲気を元の状態に復帰させるためにガス置換
を行う際には、耐圧シート１６０Ａ〜１６０Ｄが耐え得
る所定の同一真空度で各空調ユニット内部の気体を排出
し、空調用の気体の供給を行う工程を繰り返すことで、
ガス置換を行えば良い。

【０２４５】また、本実施形態では、上述の如く、ガス
置換の際に各空調ユニット内を一度真空にすることでガ
ス置換の効率を高めているが、ガス置換に時間をかけて
も良い場合には、各空調ユニット内を必ずしも一旦真空
にしなくとも良い。例えば、各空調ユニット内のガスを
一旦窒素ガス（Ｎ₂ガス）で置換し、その後ヘリウムガ
ス（Ｈｅ）に置換したり、あるいは、各空調ユニット内
のガスを時間を掛けて徐々にヘリウムガスに置換するよ
うにしても良い。このようにする場合には、前述した耐
圧シート１６０Ａ〜１６０Ｄは勿論、これに代えて、金
属箔（金属の薄いシート、通常０．１５ｍｍ以下のもの
をいう）を備えるシート部材（金属箔そのもの、あるい
は金属箔がその表面に付されたシート部材）や、軟性プ
ラスチックに金属を蒸着したシート部材等のケミカルク
リーンなシート部材を使用することも可能となる。この
ようなシート部材は耐圧シート１６０Ａ〜１６０Ｄに比
べて振動伝達抑制効果に優れているという利点を有して
いる。また、このようなシート部材を用いる場合も、該
シート部材に皺を寄せたり、柱部材等に緩めに固定した
りすることで、更なる３次元的振動にも対応することが
可能となる。

【０２４６】また、上記では特に説明しなかったが、本
実施形態の露光装置では、第２の空調制御装置１６４
は、予備電源により動作可能となっており、露光装置の
電源がオフされたとき、その予備電源による動作を開始
して投影光学系ユニット１５６、照明系ユニット１５８
内からの内部ガスの排出を停止するとともに、それらの
内部に高濃度のヘリウムガスを僅かに供給するようにな
っている。このため、元々メンテナンス頻度が低く、駆
動部分が少ない投影光学系ＰＬや照明光学系ＩＯＰにつ
いては常に高純度のヘリウムガスをパージした状態を維
持できるため、運転の再開に際し装置を立上げる際に真
空状態にする頻度が極めて少なくなり、不要に装置への
ストレスを与える必要がなくなり、立ち上げ時間も短縮
することができる。

【０２４７】この他、本実施形態の露光装置では、ウエ
ハステージＷＳＴのヨーイング（θｚ回転）は、非走査
方向であるＸ軸方向に駆動する駆動装置が、第１のＸリ
ニアモータ１０４Ａと第２のＸリニアモータ１０４Ｂと
を有しているので、ステージ制御装置８１が、ウエハレ
ーザ干渉計システム１４６の検出結果に基づいて、第１
のＸリニアモータ１０４Ａと第２のＸリニアモータ１０
４Ｂとの推力分配率を制御することにより、確実に補正
することができる。

【０２４８】また、ＸＹ方向移動ユニット９４がウエハ
ステージＷＳＴの駆動装置８４に含まれるので、ウエハ
ステージＷＳＴの構成を簡略化することが可能となり、
これによってウエハステージＷＳＴの小型・軽量化が可
能になっている。同様の理由により、レチクルステージ
ＲＳＴも小型軽量化が可能になっている。

【０２４９】また、板ばね１１８は、ウエハステージＷ
ＳＴの重心位置に関して線対称となる状態で配置されて
いることから、ウエハステージＷＳＴにピッチング、ロ
ーリング等を生じさせる回転モーメントがその振動要因
となることがない。この点は、レチクルステージＲＳＴ
側も同様である。

【０２５０】また、本実施形態では、図４及び図２から
明らかなように、ウエハベース定盤２８、レチクルベー
ス定盤３２は、三角形の各頂点位置の近傍で吊り下げ部
材２６、脚３０Ａ〜３０Ｃによってそれぞれ３点支持さ
れ、ウエハステージＷＳＴの駆動装置８４、レチクルス
テージＲＳＴの駆動装置８２は、支柱３４Ａ〜３４Ｄに
よりそれらの三角形にほぼ重なる長方形の各頂点位置で
４点支持されているので、吊り下げ部材２６及び脚３０
Ａ〜３０Ｃと支柱３４Ａ〜３４Ｄとをいわゆる入子構造
の配置とすることができ、スペース効率を良好に維持し
てフットプリントの増大を防止することができる。

【０２５１】また、ウエハステージＷＳＴ、レチクルス
テージＲＳＴの位置を計測するウエハレーザ干渉計シス
テム１４６、レチクルレーザ干渉計７４を構成する各干
渉計が、防振ユニット１８Ａ〜１８Ｃによって支持さ
れ、前述の如く、振動、歪み等が効果的に抑制された本
体コラム１２側に固定され、それぞれのステージの位置
を本体コラム１２に支持された投影光学系ＰＬ（に固定
された固定鏡）を基準として計測していることから、そ
れらの干渉計の計測誤差が非常に小さくなり、それらの
干渉計により各ステージの位置を精度良く計測すること
が可能になる。

【０２５２】また、本実施形態では、ＸＹステージ１２
０上に配置された３つの試料台支持ユニット１３６Ａ〜
１３６Ｃをそれぞれ構成する各一対の試料台支持棒１３
２の先端面と試料台１３８の上面とが、ほぼ同一面とな
る状態で、前記各試料台支持棒１３２と試料台１３８と
がＸＹステージ１２０（ウエハステージＷＳＴ）の移動
面内方向の剛性が移動面に直交する方向の剛性に比べて
高い板ばね１４２Ａ〜１４２Ｃによって連結され、試料
台支持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃをそれぞれ構成する
３つのボイスコイルモータ１３４により、試料台１３８
をＺ・チルト駆動するようになっていることから、ウエ
ハステージＷＳＴの移動面内の駆動に伴う反力の影響を
殆ど受けることがなく、ボイスコイルモータ１３４によ
りウエハベース定盤２８を基準面として試料台１３８の
Ｚ・チルト駆動を高精度に行うことが可能になる。

【０２５３】また、前述した板ばね１１８の変形で発生
するステージ部のストレスを板ばね１４２Ａ〜１４２Ｃ
で吸収することができるので、試料台１３８に歪みが生
じるのを効果的に抑制することができ、その側面に形成
された反射面の変形も抑制することができ、この意味に
おいてもウエハステージＷＳＴの位置計測精度の向上が
可能になる。

【０２５４】本実施形態の露光装置１０では、上述した
数々の工夫により、Ｆ₂レーザ光あるいはそれより短波
長の真空紫外光を露光用照明光として用いる場合に、ケ
ミカルクリーン及び露光用照明光の透過率の面で、高い
性能を発揮することができ、また、装置各部の振動や応
力を低減し、また、それぞれのステージの位置制御性の
向上、両ステージの同期整定時間の短縮によりスループ
ットの向上が可能となり、また、投影光学系ＰＬの振動
に起因するパターン転写位置ずれや像ボケ等の発生を効
果的に防止して露光精度の向上を図ることができる。

【０２５５】なお、上記実施形態では、空調ユニット１
５２、１５４、１５６、１５８及びチャンバ１５１内の
空調用の気体に用いられる不活性ガスがヘリウムガスで
ある場合について説明したが、本発明がこれに限定され
ないことは勿論である。すなわち、不活性ガスとして、
ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等を用いても
構わない。上記実施形態では、照明系ユニット１５８と
投影光学系ユニット１５６内の使用により純度が低下し
たへリウムガスをチャンバ１５１内の空調用として使用
する場合について説明したが、照明系ユニット１５８と
投影光学系ユニット１５６内で使用されたへリウムガス
の純度が、レチクルステージ系ユニット１５４、ウエハ
ステージ系ユニット１５２内で使用できるへリウムガス
の純度の許容範囲内に入っているのであれば、照明系ユ
ニット１５８と投影光学系ユニット１５６内で使用され
たヘリウムガスをレチクルステージ系ユニット１５４、
ウエハステージ系ユニット１５２内に供給するようにし
ても良い。

【０２５６】また、上記実施形態では、第１の気体及び
第２の気体としてへリウムガスを用いる場合について説
明したが、窒素ガスを用いても良い。

【０２５７】さらに、上記実施形態では、第１の気体と
して純度の低い（中純度の）ヘリウムガスを用い、第２
の気体として純度の高いへリウムガスを用いる場合につ
いて説明したが、第１の気体と第２の気体の種類を異な
らせても良い。例えば、第１の気体として窒素ガス、第
２の気体としてヘリウムガスを用いても良い。また、上
記実施形態では、照明系ユニット内全体にヘリウムガス
を供給する場合について説明したが、照明系ユニット内
で、光路長の短い空間においては、純度の高い窒素を供
給しても良い。

【０２５８】また、本実施形態の露光装置では、軸受け
として気体静圧軸受けに限らず、磁気軸受けを用いても
良い。

【０２５９】なお、上記実施形態では、光源として、Ｆ
₂レーザ光源、Ｋｒ₂レーザ光源あっるいはＡｒ₂レーザ
光源を用いるものとしたが、これに限らず、例えば波長
１９３ｎｍの真空紫外光を発するＡｒＦエキシマレーザ
光源を用いても良い。

【０２６０】また、例えば、上記実施形態と同様に真空
紫外光を用いる露光装置であっても、投影光学系として
反射光学素子のみからなる反射系、又は反射光学素子と
屈折光学素子とを有する反射屈折系（カタッディオプト
リック系）を採用しても良い。ここで、反射屈折型の投
影光学系としては、例えば特開平８−１７１０５４号公
報（及びこれに対応する米国特許第５，６６８，６７２
号）、並びに特開平１０−２０１９５号公報（及びこれ
に対応する米国特許第５，８３５，２７５号）などに開
示される、反射光学素子としてビームスプリッタと凹面
鏡とを有する反射屈折系、又は特開平８−３３４６９５
号公報（及びこれに対応する米国特許第５，６８９，３
７７号）、並びに特開平１０−３０３９号公報（及びこ
れに対応する米国特許出願第８７３，６０５号（出願
日：１９９７年６月１２日））などに開示される、反射
光学素子としてビームスプリッタを用いずに凹面鏡など
を有する反射屈折系を用いることができる。

【０２６１】この他、特開平１０−１０４５１３号公報
（及び米国特許第５，４８８，２２９号）に開示され
る、複数の屈折光学素子と２枚のミラー（凹面鏡である
主鏡と、屈折素子又は平行平面板の入射面と反対側に反
射面が形成される裏面鏡である副鏡）とを同一軸上に配
置し、その複数の屈折光学素子によって形成されるレチ
クルパターンの中間像を、主鏡と副鏡とによってウエハ
上に再結像させる反射屈折系を用いても良い。この反射
屈折系では、複数の屈折光学素子に続けて主鏡と副鏡と
が配置され、照明光が主鏡の一部を通って副鏡、主鏡の
順に反射され、さらに副鏡の一部を通ってウエハ上に達
することになる。

【０２６２】さらに、反射屈折型の投影光学系として
は、例えば円形イメージフィールドを有し、かつ物体面
側、及び像面側が共にテレセントリックであるととも
に、その投影倍率が１／４倍又は１／５倍となる縮小系
を用いても良い。また、この反射屈折型の投影光学系を
備えた走査型露光装置の場合、照明光の照射領域が投影
光学系の視野内でその光軸をほぼ中心とし、かつレチク
ル又はウエハの走査方向とほぼ直交する方向に沿って延
びる矩形スリット状に規定されるタイプであっても良
い。かかる反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光
装置によれば、例えば波長１５７ｎｍのＦ₂レーザ光を
露光用照明光として用いても１００ｎｍＬ／Ｓパターン
程度の微細パターンをウエハ上に高精度に転写すること
が可能である。

【０２６３】また、真空紫外光としてＡｒＦエキシマレ
ーザ光やＦ₂レーザ光などが用いられるが、ＤＦＢ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光を、例えばエルビウム
（又はエルビウムとイットリビウムの両方）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調波を用いても良い。

【０２６４】例えば、単一波長レーザの発振波長を１．
５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８
９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波
長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が
出力される。特に発振波長を１．５４４〜１．５５３μ
ｍの範囲内とすると、発生波長が１９３〜１９４ｎｍの
範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザ光とほ
ぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７
〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜
１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ₂レ−ザ光
とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。

【０２６５】また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍ
の範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範
囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．
０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が
１５７〜１５８ｎｍの範囲内の７倍高調波、即ちＦ₂レ
ーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場
合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム
・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。

【０２６６】また、半導体素子などのマイクロデバイス
だけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装
置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又は
マスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエ
ハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を
適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真
空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レ
チクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、
フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネ
シウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミ
ティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは
透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）
が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが
用いられる。

【０２６７】勿論、半導体素子の製造に用いられる露光
装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレイ
の製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレー
ト上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用い
られる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写
する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用
いられる露光装置などにも本発明を適用することができ
る。

【０２６８】なお、上記実施形態では、本発明が、スキ
ャニング・ステッパに適用された場合について説明した
が、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターン
を基板に転写するとともに、基板を順次ステップ移動さ
せるステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装
置を構成する基板ステージ部分に本発明を適用しても良
い。かかる場合にも、本発明は、ケミカルクリーン及び
露光用照明光の透過率の面で、高い性能を発揮すること
ができるので、高精度な露光が可能となる。

【０２６９】また、本発明に係る露光装置において、ウ
エハステージやレチクルステージにリニアモータ（米国
特許第５，６２３，８５３号又は米国特許第５，５２
８，１１８号の公報参照）を用いる場合は、エアべアリ
ングを用いたエア浮上型に限らず、ローレンツ力又はリ
アクタンス力を用いた磁気浮上型のものを用いても良
い。

【０２７０】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の本体コラムに搭載し、光
学調整をするとともに、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本体コラムに搭載して配
線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認
等）をすることにより上記実施形態の露光装置を製造す
ることができる。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。

【０２７１】また、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、この設計ステップに基づい
たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエ
ハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、
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）、検査ステップ等を
経て製造される。以下、このデバイス製造方法について
更に詳述する。

【０２７２】《デバイス製造方法》次に、上述したリソ
グラフィシステム（露光装置）及び露光方法をリソグラ
フィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態につ
いて説明する。

【０２７３】図１３には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示され
ている。図１３に示されるように、まず、ステップ４０
１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設
計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、そ
の機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続
き、ステップ４０２（マスク製作ステップ）において、
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ４０３（ウエハ製造ステップ）において、
シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

【０２７４】次に、ステップ４０４（ウエハ処理ステッ
プ）において、ステップ４０１〜ステップ４０３で用意
したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソ
グラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成
する。次いで、ステップ４０５（デバイス組立ステッ
プ）において、ステップ４０４で処理されたウエハを用
いてデバイス組立を行う。このステップ４０５には、ダ
イシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング
工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。

【０２７５】最後に、ステップ４０６（検査ステップ）
において、ステップ４０５で作製されたデバイスの動作
確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工
程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

【０２７６】図１４には、半導体デバイスの場合におけ
る、上記ステップ４０４の詳細なフロー例が示されてい
る。図１４において、ステップ４１１（酸化ステップ）
においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ４１２
（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形
成する。ステップ４１３（電極形成ステップ）において
はウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ４
１４（イオン打込みステップ）においてはウエハにイオ
ンを打ち込む。以上のステップ４１１〜ステップ４１４
それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成し
ており、各段階において必要な処理に応じて選択されて
実行される。

【０２７７】ウエハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ４
１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光
剤を塗布する。引き続き、ステップ４１６（露光ステッ
プ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露
光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンを
ウエハに転写する。次に、ステップ４１７（現像ステッ
プ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ４
１８（エッチングステップ）において、レジストが残存
している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより
取り去る。そして、ステップ４１９（レジスト除去ステ
ップ）において、エッチングが済んで不要となったレジ
ストを取り除く。

【０２７８】これらの前処理工程と後処理工程とを繰り
返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターン
が形成される。

【０２７９】以上説明した本実施形態のデバイス製造方
法を用いれば、露光工程（ステップ４１６）において上
記実施形態の露光装置及びその露光方法が用いられるの
で、ケミカルクリーン及び露光用照明光の透過率の面
で、高い性能を発揮することができ、また、装置各部の
振動や応力を低減し、また、それぞれのステージの位置
制御性の向上、両ステージの同期整定時間の短縮により
スループットの向上が可能となり、また、投影光学系Ｐ
Ｌの振動に起因するパターン転写位置ずれや像ボケ等の
発生を効果的に防止して、重ね合せ精度の向上を含む露
光精度の向上が可能となる。従って、高集積度のデバイ
スの生産性（歩留まりを含む）を向上することができ
る。

【０２８０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１〜
請求項２３に記載の各発明によれば、ケミカルクリーン
及び露光用照明光の透過率の面で、高い性能を発揮でき
るという従来にない優れた露光装置を提供することがで
きる。

【０２８１】また、請求項２４〜請求項２８に記載の各
発明によれば、ケミカルクリーン及び露光用照明光の透
過率の面で、高い性能を発揮できるという従来にない優
れた露光方法が提供される。

【０２８２】また、請求項２９及び請求項３０に記載の
各発明によれば、高集積度のマイクロデバイスの生産性
を向上させることができるデバイス製造方法が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図
である。

【図２】図１の装置のレチクルステージ及びその駆動装
置を概略的に示す平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】ウエハステージをＸＹ２次元方向に駆動する駆
動装置近傍の各構成部分を示す平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図７】図７（Ａ）は、図５の円Ｄ内を拡大して示す
図、図７（Ｂ）は、図５の円Ｅ内を拡大して示す図、図
７（Ｃ）は、図６の円Ｆ内を拡大して示す図である。

【図８】図８（Ａ）は、ウエハステージを示す平面図、
図８（Ｂ）は、板ばね１１８によってＸＹ方向移動ユニ
ット９４に取り付けられた状態のウエハステージＷＳＴ
を−Ｙ方向から見た側面図である。

【図９】図１の装置の制御系を示すブロック図である。

【図１０】一実施形態のユニット別空調システムの構成
を模式化して示す図である。

【図１１】図１０のレチクルステージ系ユニットと投影
光学系ユニットとを区画する耐圧シート１６０Ｂの柱部
材に対する取付け構造を一部断面して示す図である。

【図１２】図１１の取付金具を拡大して示す斜視図であ
る。

【図１３】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を
説明するためのフローチャートである。

【図１４】図１３のステップ４０４における処理を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１０…露光装置、１２…本体コラム（第１ユニット）、
１４…第２ユニット、１８Ａ〜１８Ｃ…防振ユニット
（防振機構）、８０…主制御装置（第１の監視装置、第
２の監視装置）、８１…ステージ制御装置、８２…駆動
装置、８４…駆動装置、１５１…チャンバ（第５空調
室、第３のタイプの空調室）、１５２…ウエハステージ
系ユニット（第１空調室、第１のタイプの空調室）、１
５４…レチクルステージ系ユニット（第２空調室、第１
のタイプの空調室）、１５６…投影光学系ユニット（第
３空調室、第２のタイプの空調室）、１５８…照明系ユ
ニット（第４空調室、第２のタイプの空調室）、１６０
Ａ〜１６０Ｄ…耐圧シート（シート部材）、１６２…第
１の空調制御装置、１６４…第２の空調制御装置、１６
６…第３の空調制御装置、２１０Ａ〜２１０Ｄ…第１の
濃度センサ、２１４…ガス貯蓄機構（貯蓄機構）、２１
５…第２の濃度センサ、２２２…取付け金具（締結機構
の一部）、２２６…スクリュ（締結機構の一部）、Ｒ…
レチクル（マスク）、Ｗ…ウエハ（基板）、ＩＯＰ…照
明光学系、ＰＬ…投影光学系、ＲＳＴ…レチクルステー
ジ（マスクステージ）、ＷＳＴ…ウエハステージ（基板
ステージ）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの照明光により基板を露光する
露光装置であって、前記光源から前記基板に至る前記照
明光の光路上に配置され、前記照明光が通過する距離が
短く、かつ所定レベルのケミカルクリーン度が要求され
る少なくとも１つの第１のタイプの空調室と；前記光路
上に配置され、前記照明光が通過する距離が前記第１の
タイプの空調室より長く、前記第１のタイプの空調室に
比べて高いケミカルクリーン度が要求される少なくとも
１つの第２のタイプの空調室と；前記第１のタイプの空
調室内に空調用の第１の気体を供給して空調を行う第１
の空調制御装置と；前記第２のタイプの空調室内に空調
用の第２の気体を供給して空調を行う第２の空調制御装
置と；を備える露光装置。
【請求項２】前記第２の気体は純度の高い不活性ガス
であり、前記第１の気体は、前記第２の気体より純度の
低い不活性ガスであ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】前記第１のタイプの空調室と前記第２の
タイプの空調室とを収容する第３のタイプの空調室と；
前記第３のタイプの空調室内に空調用の第３の気体を供
給して空調を行う第３の空調制御装置と；を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】前記第２のタイプの空調室の空調に用い
られる前記第２の気体は純度の高い不活性ガスであり、前記第１のタイプの空調室の空調に用いられる前記第１
の気体は、前記第２の気体より純度の低い不活性ガスで
あり、前記第３の気体は、前記第１の気体より更に純度の低い
前記不活性ガスを含む気体であることを特徴とする請求
項３に記載の露光装置。
【請求項５】マスクを前記照明光により照明する照明
光学系と、前記マスクを保持するマスクステージと、前
記マスクから出射される前記照明光を前記基板に投射す
る投影光学系と、前記基板を保持する基板ステージとを
含んで構成される露光装置本体を備え、前記第１のタイプの空調室として、前記投影光学系の像
面側の端面、前記基板ステージ及びその駆動装置を含む
第１空調室と、前記投影光学系の物体面側の端面、前記
マスクステージ及びその駆動装置を含む第２空調室との
少なくとも一方を有し、前記第２のタイプの空調室として、前記投影光学系を含
む第３空調室と、前記照明光学系を含む第４空調室との
少なくとも一方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６】前記第１の空調制御装置により、前記第
１のタイプの空調室内に空調用の第１の気体が供給さ
れ、その内部のガス置換が行われる際に、前記第１のタ
イプの空調室内に収容された前記基板ステージ及び前記
マスクステージの少なくとも一方の特定ステージを駆動
するステージ制御装置を更に備えることを特徴とする請
求項５に記載の露光装置。
【請求項７】前記第２の空調制御装置は、予備電源に
より動作可能であり、装置の電源がオフされたとき、前
記予備電源による動作を開始して前記第２のタイプの空
調室内からの内部ガスの排出を停止するとともに、前記
空調用の第２の気体を僅かに供給することを特徴とする
請求項５に記載の露光装置。
【請求項８】前記第１のタイプの空調室は、露光時
に、前記第１の気体を用いた全体空調と並行して前記第
２の気体を用いた部分的な空調が行われることを特徴と
する請求項５に記載の露光装置。
【請求項９】前記第１のタイプの空調室は、前記第２
の気体をその内部の特定箇所に導く通路を有することを
特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】前記第１のタイプの空調室として、前
記第１空調室と前記第２空調室とを有し、前記第２のタイプの空調室として、前記第３空調室と前
記第４空調室とを有することを特徴とする請求項５に記
載の露光装置。
【請求項１１】前記第１の空調室と前記第３の空調
室、前記第３の空調室と前記第２の空調室、及び前記第
２の空調室と第４の空調室とは、シート部材にてそれぞ
れ区画されてい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】前記シート部材は、少なくともその表
面にケミカル処理が施された耐圧シートであることを特
徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】前記シート部材は、金属箔を備えてい
ることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１４】前記露光装置本体は、前記基板ステー
ジを移動可能に支持するとともに前記投影光学系を支持
し、防振機構により支持された第１ユニットと、前記第
１ユニットとは振動に関して独立し、前記基板ステージ
の駆動装置を支持する第２ユニットとを備え、前記シート部材は前記第１、第２ユニット間に生じる相
対的な位置変化に応じて変形することを特徴とする請求
項１１に記載の露光装置。
【請求項１５】前記第１ユニットは、前記マスクステ
ージをも移動可能に支持し、前記第２ユニットは前記マスクステージの駆動装置をも
支持することを特徴とする請求項１４に記載の露光装
置。
【請求項１６】前記シート部材は、所定の表面あらさ
以下に抑えられた２つの部材の間に前記シート部材を挟
み込んだ状態で締結するとともにその締結を解除可能な
締結機構によって前記各ユニットに締結されていること
を特徴とする請求項１４又は１５に記載の露光装置。
【請求項１７】前記第３空調室と前記第４空調室との
空調に用いられる前記第２の気体は純度の高い不活性ガ
スであり、前記第１空調室と前記第２空調室との空調に
用いられる前記第１の気体は、前記第２の気体より純度
の低い不活性ガスであることを特徴とする請求項１０に
記載の露光装置。
【請求項１８】前記不活性ガスがヘリウムガスである
ことを特徴とする請求項４又は１７に記載の露光装置。
【請求項１９】前記第１〜第４空調室を含む第５空調
室と；前記第５空調室内の空調を行う第３の空調制御装
置と；を更に備えることを特徴とする請求項１７に記載
の露光装置
【請求項２０】前記第１〜第４空調室内の空調にそれ
ぞれ用いられた気体中の前記不活性ガスの濃度を個別に
検出する第１の濃度センサと；前記第１の濃度センサの
出力に基づいて前記第１〜第４空調室内の空調にそれぞ
れ用いられた気体中の前記不活性ガスの濃度を監視する
第１の監視装置とを更に備え、前記第１の監視装置により、前記第１及び第２空調室の
少なくとも一方である第１の特定空調室で、当該第１の
特定空調室内の空調に用いられた気体中の前記不活性ガ
スの濃度が所定濃度以下であることが検出されたとき、
前記第１の空調制御装置が、前記第１の特定空調室内に
新しい第１の気体を供給するとともに、前記第１の特定
空調室内の空調に用いられた気体を前記第５空調室の空
調用の気体として前記第３の空調制御装置に対して排出
し、前記第１の監視装置により、前記第３及び第４空調室の
少なくとも一方である第２の特定空調室で、当該第２の
特定空調室内の空調に用いられた気体中の前記不活性ガ
スの濃度が所定濃度以下であることが検出されたとき、
前記第２の空調制御装置が、前記第２の特定空調室内に
新しい第２の気体を供給するとともに、前記第２の特定
空調室内の空調に用いられた気体を前記第５空調室の空
調用の気体として前記第３の空調制御装置に対して排出
することを特徴とする請求項１９に記載の露光装置。
【請求項２１】前記第１の濃度センサは、不純物濃度
センサ及びオゾンセンサの少なくとも一方を含むことを
特徴とする請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２２】前記空調用の気体をリサイクル用に貯
蓄する貯蓄機構と；前記第５空調室内の空調に用いられ
た気体中の前記不活性ガスの濃度を検出するための第２
の濃度センサと；前記第２の濃度センサの出力に基づい
て前記第５空調室内の空調に用いられた気体中の前記不
活性ガスの濃度を監視する第２の監視装置とを更に備
え、前記第２の監視装置により前記気体中の前記不活性ガス
の濃度が所定濃度以下であることが検出されたとき、前
記第３の空調制御装置は、前記第５空調室の空調に用い
られた気体を前記貯蓄機構に排出することを特徴とする
請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２３】前記第２の濃度センサは、不純物濃度
センサ及びオゾンセンサの少なくとも一方を含むことを
特徴とする請求項２２に記載の露光装置。
【請求項２４】光源からの照明光により基板を露光す
る露光方法であって、前記光源から前記基板に至る前記照明光の光路のうち、
前記照明光が通過する距離が短く、かつ所定レべルのケ
ミカルクリーン度が要求される第１の空間に、第１の気
体を供給する工程と；前記光路のうち、前記照明光が通
過する距離が前記第１の空間より長い第２の空間に、第
２の気体を供給する工程と；前記第１の空間が前記第１
の気体で満たされ、かつ前記第２の空間が前記第２の気
体で満たされた後に、前記光源からの照明光により前記
基板を露光する工程と；を含む露光方法。
【請求項２５】前記第２の気体は、純度の高い不活性
ガスであり、前記第１の気体は、前記第２の気体より純
度の低い不活性ガスであることを特徴とする請求項２４
に記載の露光方法。
【請求項２６】前記第１の空間と前記第２の空間とを
収容する第３の空間を有し、前記第３の空間に第３の気体を供給することを特徴とす
る請求項２５に記載の露光方法。
【請求項２７】前記第３の気体は、前記第１の気体よ
り純度の低い不活性ガスであること特徴とする請求項２
６に記載の露光方法。
【請求項２８】前記第１の空間には、前記基板を保持
するステージが収容され、前記第２の空間に、前記照明光により前記基板を露光す
るための光学系を収容することを特徴とする請求項２７
に記載の露光方法。
【請求項２９】リソグラフィ工程を含むデバイス製造
方法であって、前記リソグラフィ工程で、請求項１〜２３のいずれか一
項に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とす
るデバイス製造方法。
【請求項３０】リソグラフィ工程を含むデバイス製造
方法であって、前記リソグラフィ工程で、請求項２４〜２８のいずれか
一項に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイ
ス製造方法。