JP3467485B2 - 軟ｘ線縮小投影露光装置、軟ｘ線縮小投影露光方法及びパターン形成方法 - Google Patents

軟ｘ線縮小投影露光装置、軟ｘ線縮小投影露光方法及びパターン形成方法

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JP3467485B2 JP2001218473A JP2001218473A JP3467485B2 JP 3467485 B2 JP3467485 B2 JP 3467485B2 JP 2001218473 A JP2001218473 A JP 2001218473A JP 2001218473 A JP2001218473 A JP 2001218473A JP 3467485 B2 JP3467485 B2 JP 3467485B2
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟Ｘ線を露光光源
として用いる、軟Ｘ線縮小投影露光装置、軟Ｘ線縮小投
影露光方法及びパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の集積度が高くなり、回
路の線幅の微細化が進んでいくと、より微細なパターン
を形成するためのリソグラフィ技術が必要になってく
る。
【０００３】現在のところ、ＫｒＦエキシマレーザ（波
長２４８ｎｍ）を用いるフォトリソグラフィの開発が主
に行われているが、さらに解像度を上げるためには、露
光光の短波長化が必要になる。
【０００４】ＫｒＦエキシマレーザよりもさらに短い波
長を持つＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ
2 レーザ（波長１５７ｎｍ）を用いるフォトリソグラフ
ィにより、幅が１００ｎｍ以下である微細なパターンを
形成できることが可能であることが実証されてきてい
る。
【０００５】また、近年では、３０ｎｍの解像度も実現
可能な軟Ｘ線（波長１３．４ｎｍ）を用いるＥＵＶリソ
グラフィの開発がなされてきている。
【０００６】ＥＵＶリソグラフィの露光装置は、特開平
０１−０１０６２５号公報に示されるように、軟Ｘ線を
発生する光源、反射型マスク及び該反射型マスクのパタ
ーンをウエハ上に転写する縮小投影光学系とから構成さ
れている。縮小投影光学系は、数枚の非球面の反射ミラ
ーの組み合わせからなる。また、軟Ｘ線の波長領域（主
に４−２０ｎｍ）では、光が大気中を透過しないので、
露光装置の内部は真空にしなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のＥＵＶリソグラ
フィの露光装置では、反射ミラー及び反射型マスクへの
有機物汚染が問題となっていた。汚染源は、レジスト膜
からの分解物や、露光装置の内壁に付着している有機物
などが主原因である。特に、軟Ｘ線で露光処理中に、露
光装置内に飛来している有機物が軟Ｘ線により分解し、
その分解物が反射ミラーの表面に吸着することにより反
射ミラーの表面にカーボン膜が堆積する。
【０００８】反射ミラーの表面にカーボン膜が堆積する
と、反射ミラーの反射率が低下するので、収差が発生す
るなど、縮小投影光学系の光学特性に悪影響がもたらさ
れる。例えば、モリブデン膜とシリコン膜との積層膜よ
りなる反射ミラーの表面に１ｎｍの厚さを持つカーボン
膜が堆積すると、反射率が６５％から６４％に減少す
る。
【０００９】また、反射ミラーの表面に堆積するカーボ
ン膜の膜厚が不均一であると、大きな収差が生じる。
【００１０】前記の鑑み、本発明は、軟Ｘ線を露光光源
として用いる、軟Ｘ線縮小投影露光装置、軟Ｘ線縮小投
影露光方法及びパターン形成方法において、反射型マス
ク、軟Ｘ線を反射型マスクに照射させる照明光学系、又
は反射型マスクのパターンを結像させる縮小投影光学系
にカーボン膜が堆積しないようにすることを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る第１の軟Ｘ線縮小投影露光装置は、波
長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生する光源と、所望の
パターンが形成された反射型マスクと、前記軟Ｘ線を前
記反射型マスクに照射させる照明光学系と、前記反射型
マスクのパターンをウエハ上に結像させる縮小投影光学
系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装置を対象とし、照明
光学系が配置される第１の領域、反射型マスクが配置さ
れる第２の領域及び縮小投影光学系が配置される第３の
領域のうちの少なくとも１つの領域における炭素化合物
のガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御する制
御手段を備えている。
【００１２】第１の軟Ｘ線縮小投影露光装置によると、
制御手段は、照明光学系が配置される第１の領域、反射
型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学系が
配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ
以下に制御するため、第１の領域に配置されている照明
光学系の表面、第２の領域に配置されている反射型マス
クの表面又は第３の領域に配置されている縮小投影光学
系の表面において、カーボンが吸着する度合いよりもカ
ーボンが離脱する度合いの方が優勢になる。このため、
照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面に
堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制
できるので、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光
学系の表面が有機物に汚染されて光学特性が劣化する事
態を防止することができる。
【００１３】第１の軟Ｘ線縮小投影露光装置において、
制御手段は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うちの少なくとも１つの領域を個別に減圧することが好
ましい。
【００１４】このようにすると、第１の領域、第２の領
域及び第３の領域のうち、特に炭素化合物のガスの分圧
を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御したい領域における
炭素化合物の分圧を短時間で制御することができる。
【００１５】第１の軟Ｘ線縮小投影露光装置において、
制御手段は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うち炭素化合物のガスの分圧が１．３３×１０-8Ｐａ以
下に制御される領域の全圧を１．３３×１０-4Ｐａ以下
に制御することが好ましい。
【００１６】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００１７】本発明に係る第２の軟Ｘ線縮小投影露光装
置は、波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生する光源
と、所望のパターンが形成された反射型マスクと、軟Ｘ
線を反射型マスクに照射させる照明光学系と、反射型マ
スクのパターンをウエハ上に結像させる縮小投影光学系
とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装置を対象とし、照明光
学系が配置される第１の領域、反射型マスクが配置され
る第２の領域及び縮小投影光学系が配置される第３の領
域のうちの少なくとも１つの領域において発生する炭素
化合物を捕獲する捕獲手段を備えている。
【００１８】第２の軟Ｘ線縮小投影露光装置によると、
捕獲手段は、照明光学系が配置される第１の領域、反射
型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学系が
配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
おいて発生する炭素化合物を捕獲するため、第１の領域
に配置されている照明光学系の表面、第２の領域に配置
されている反射型マスクの表面又は第３の領域に配置さ
れている縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を抑制できるので、照明光学系、反射型マスク又は
縮小投影光学系の表面が有機物に汚染されて光学特性が
劣化する事態を防止することができる。
【００１９】第２の軟Ｘ線縮小投影露光装置において、
捕獲手段は、液体ヘリウム又は液体窒素により冷却され
たフィルタであることが好ましい。
【００２０】このようにすると、第１の領域、第２の領
域又は第３の領域において発生する炭素化合物を確実に
捕獲することができる。
【００２１】第２の軟Ｘ線縮小投影露光装置において、
捕獲手段は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うちの少なくとも１つの領域に発生した炭素化合物を個
別に捕獲することが好ましい。
【００２２】このようにすると、第１の領域、第２の領
域及び第３の領域のうち、特に炭素化合物を捕獲したい
領域における炭素化合物を確実に捕獲することができ
る。
【００２３】第１又は第２の軟Ｘ線縮小投影露光装置に
おいて、炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパ
ンなどの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポ
リメチルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼ
ン若しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であるこ
とが好ましい。
【００２４】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面を汚染させて光学特性を
劣化させる有機物を確実に低減することができる。
【００２５】本発明に係る第３の軟Ｘ線縮小投影露光装
置は、波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生する光源
と、所望のパターンが形成された反射型マスクと、軟Ｘ
線を反射型マスクに照射させる照明光学系と、反射型マ
スクのパターンをウエハ上に結像させる縮小投影光学系
とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装置を対象とし、照明光
学系が配置される第１の領域、反射型マスクが配置され
る第２の領域及び縮小投影光学系が配置される第３の領
域のうちの少なくとも１つの領域における酸素ガスの分
圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ１．３３×１０-1Ｐ
ａ以下に制御する制御手段を備えている。
【００２６】第３の軟Ｘ線縮小投影露光装置によると、
制御手段は、照明光学系が配置される第１の領域、反射
型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学系が
配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
おける酸素ガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上に制
御するため、第１の領域に配置されている照明光学系の
表面、第２の領域に配置されている反射型マスクの表面
又は第３の領域に配置されている縮小投影光学系の表面
において、カーボンが吸着する度合いよりもカーボンが
酸化分解して離脱する度合いの方が優勢になる。このた
め、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表
面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度以下に
抑制することができる。
【００２７】また、制御手段は、酸素ガスの分圧を１．
３３×１０-1Ｐａ以下に制御するため、軟Ｘ線の１ｍ当
たりの透過率損失を１％以下に抑制できるので、光源か
ら発生した軟Ｘ線のウェハ表面への到達率が低減するこ
とがない。
【００２８】従って、第３の軟Ｘ線縮小投影露光装置に
よると、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、照
明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が有
機物に汚染されて光学特性が劣化する事態を防止するこ
とができる。
【００２９】第３の軟Ｘ線縮小投影露光装置において、
制御手段は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うち酸素ガスの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ
１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御される領域の全圧を
１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御することが好ましい。
【００３０】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００３１】本発明に係る第４の軟Ｘ線縮小投影露光装
置は、波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生する光源
と、所望のパターンが形成された反射型マスクと、軟Ｘ
線を反射型マスクに照射させる照明光学系と、反射型マ
スクのパターンをウエハ上に結像させる縮小投影光学系
とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装置を対象とし、照明光
学系が配置される第１の領域、反射型マスクが配置され
る第２の領域及び縮小投影光学系が配置される第３の領
域のうちの少なくとも１つの領域におけるオゾンガスの
分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ４．００×１０-2
Ｐａ以下に制御する制御手段を備えている。
【００３２】第４の軟Ｘ線縮小投影露光装置によると、
制御手段は、照明光学系が配置される第１の領域、反射
型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学系が
配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
おけるオゾンガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上に
制御するため、第１の領域に配置されている照明光学系
の表面、第２の領域に配置されている反射型マスクの表
面又は第３の領域に配置されている縮小投影光学系の表
面において、カーボンが吸着する度合いよりもカーボン
が酸化分解して離脱する度合いの方が優勢になる。この
ため、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の
表面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度以下
に抑制することができる。
【００３３】また、制御手段は、オゾンガスの分圧を
４．００×１０-2Ｐａ以下に制御するため、軟Ｘ線の１
ｍ当たりの透過率損失を１％以下に抑制できるので、光
源から発生した軟Ｘ線のウェハ表面への到達率が低減す
ることがない。
【００３４】従って、第４の軟Ｘ線縮小投影露光装置に
よると、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、照
明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が有
機物に汚染されて光学特性が劣化する事態を防止するこ
とができる。
【００３５】第４の軟Ｘ線縮小投影露光装置において、
制御手段は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うちオゾンガスの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ
４．００×１-2Ｐａ以下に制御される領域の全圧を４．
００×１０-2Ｐａ以下に制御することが好ましい。
【００３６】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００３７】本発明に係る第１の軟Ｘ線縮小投影露光方
法は、照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線
を所望のパターンが形成された反射型マスクに導く工程
と、縮小投影光学系により反射型マスクのパターンをウ
エハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光
方法を対象とし、照明光学系が配置される第１の領域、
反射型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学
系が配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領
域における炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０-8
Ｐａ以下に制御する制御工程を備えている。
【００３８】第１の軟Ｘ線縮小投影露光方法によると、
制御工程において、照明光学系が配置される第１の領
域、反射型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影
光学系が配置される第３の領域のうちの少なくとも１つ
の領域における炭素化合物のガスの分圧は１．３３×１
０-8Ｐａ以下に制御されるため、第１の領域に配置され
ている照明光学系の表面、第２の領域に配置されている
反射型マスクの表面又は第３の領域に配置されている縮
小投影光学系の表面において、カーボンが吸着する度合
いよりもカーボンが離脱する度合いの方が優勢になる。
このため、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学
系の表面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度
以下に抑制できるので、照明光学系、反射型マスク又は
縮小投影光学系の表面が有機物に汚染されて光学特性が
劣化する事態を防止することができる。
【００３９】第１の軟Ｘ線縮小投影露光方法において、
制御工程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うちの少なくとも１つの領域を個別に減圧する工程を含
むことが好ましい。
【００４０】このようにすると、第１の領域、第２の領
域及び第３の領域のうち、特に炭素化合物のガスの分圧
を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御したい領域における
炭素化合物の分圧を短時間で制御することができる。
【００４１】第１の軟Ｘ線縮小投影露光方法において、
制御工程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うち炭素化合物のガスの分圧が１．３３×１０-8Ｐａ以
下に制御される領域の全圧を１．３３×１０-4Ｐａ以下
に制御する工程を含むことが好ましい。
【００４２】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００４３】本発明に係る第２の軟Ｘ線縮小投影露光方
法は、照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線
を所望のパターンが形成された反射型マスクに導く工程
と、縮小投影光学系により反射型マスクのパターンをウ
エハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光
方法を対象とし、照明光学系が配置される第１の領域、
反射型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学
系が配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領
域において発生する炭素化合物を捕獲する捕獲工程を備
えている。
【００４４】第２の軟Ｘ線縮小投影露光方法によると、
捕獲工程において、照明光学系が配置される第１の領
域、反射型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影
光学系が配置される第３の領域のうちの少なくとも１つ
の領域において発生する炭素化合物が捕獲されるため、
第１の領域に配置されている照明光学系の表面、第２の
領域に配置されている反射型マスクの表面又は第３の領
域に配置されている縮小投影光学系の表面に堆積するカ
ーボン膜の膜厚を抑制できるので、照明光学系、反射型
マスク又は縮小投影光学系の表面が有機物に汚染されて
光学特性が劣化する事態を防止することができる。
【００４５】第２の軟Ｘ線縮小投影露光方法において、
捕獲工程は、液体ヘリウム又は液体窒素により冷却され
たフィルタにより炭素化合物を捕獲する工程を含むこと
が好ましい。
【００４６】このようにすると、第１の領域、第２の領
域又は第３の領域において発生する炭素化合物を確実に
捕獲することができる。
【００４７】第２の軟Ｘ線縮小投影露光方法において、
捕獲工程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うちの少なくとも１つの領域に発生した炭素化合物を個
別に捕獲する工程を含むことが好ましい。
【００４８】このようにすると、第１の領域、第２の領
域及び第３の領域のうち、特に炭素化合物を捕獲したい
領域における炭素化合物を確実に捕獲することができ
る。
【００４９】第１又は第２の軟Ｘ線縮小投影露光方法に
おいて、炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパ
ンなどの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポ
リメチルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼ
ン若しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であるこ
とが好ましい。
【００５０】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面を汚染させて光学特性を
劣化させる有機物を確実に低減することができる。
【００５１】本発明に係る第３の軟Ｘ線縮小投影露光方
法は、照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線
を所望のパターンが形成された反射型マスクに導く工程
と、縮小投影光学系により反射型マスクのパターンをウ
エハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光
方法を対象とし、照明光学系が配置される第１の領域、
反射型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学
系が配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領
域における酸素ガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上
且つ１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御する制御工程を備
えている。
【００５２】第３の軟Ｘ線縮小投影露光方法によると、
制御工程において、照明光学系が配置される第１の領
域、反射型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影
光学系が配置される第３の領域のうちの少なくとも１つ
の領域における酸素ガスの分圧は１．３３×１０-4Ｐａ
以上に制御されるため、第１の領域に配置されている照
明光学系の表面、第２の領域に配置されている反射型マ
スクの表面又は第３の領域に配置されている縮小投影光
学系の表面において、カーボンが吸着する度合いよりも
カーボンが酸化分解して離脱する度合いの方が優勢にな
る。このため、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影
光学系の表面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ
程度以下に抑制することができる。
【００５３】また、制御工程において、酸素ガスの分圧
は１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御されるため、軟Ｘ線
の１ｍ当たりの透過率損失を１％以下に抑制できるの
で、光源から発生した軟Ｘ線のウェハ表面への到達率が
低減することがない。
【００５４】従って、第３の軟Ｘ線縮小投影露光方法に
よると、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、照
明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が有
機物に汚染されて光学特性が劣化する事態を防止するこ
とができる。
【００５５】第３の軟Ｘ線縮小投影露光方法において、
制御工程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うち酸素ガスの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ
１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御される領域の全圧を
１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御する工程を含むことが
好ましい。
【００５６】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００５７】本発明に係る第４の軟Ｘ線縮小投影露光方
法は、照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線
を所望のパターンが形成された反射型マスクに導く工程
と、縮小投影光学系により反射型マスクのパターンをウ
エハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光
方法を対象とし、照明光学系が配置される第１の領域、
反射型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学
系が配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領
域におけるオゾンガスの分圧を１．３３×１０ -4Ｐａ以
上且つ４．００×１０-2Ｐａ以下に制御する制御工程を
備えている。
【００５８】第４の軟Ｘ線縮小投影露光方法によると、
制御工程において、照明光学系が配置される第１の領
域、反射型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影
光学系が配置される第３の領域のうちの少なくとも１つ
の領域におけるオゾンガスの分圧は１．３３×１０-4Ｐ
ａ以上に制御されるため、第１の領域に配置されている
照明光学系の表面、第２の領域に配置されている反射型
マスクの表面又は第３の領域に配置されている縮小投影
光学系の表面において、カーボンが吸着する度合いより
もカーボンが酸化分解して離脱する度合いの方が優勢に
なる。このため、照明光学系、反射型マスク又は縮小投
影光学系の表面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎ
ｍ程度以下に抑制することができる。
【００５９】また、制御工程において、オゾンガスの分
圧は４．００×１０-2Ｐａ以下に制御されるため、軟Ｘ
線の１ｍ当たりの透過率損失を１％以下に抑制できるの
で、光源から発生した軟Ｘ線のウェハ表面への到達率が
低減することがない。
【００６０】従って、第４の軟Ｘ線縮小投影露光方法に
よると、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、照
明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が有
機物に汚染されて光学特性が劣化する事態を防止するこ
とができる。
【００６１】第４の軟Ｘ線縮小投影露光方法において、
制御工程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域の
うちオゾンガスの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ
４．００×１-2Ｐａ以下に制御される領域の全圧を４．
００×１０-2Ｐａ以下に制御する工程を含むことが好ま
しい。
【００６２】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００６３】本発明に係る第１のパターン形成方法は、
照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を所望
のパターンが形成された反射型マスクに導く工程と、縮
小投影光学系により反射型マスクのパターンをレジスト
膜上に結像させる工程と、反射型マスクのパターンが結
象したレジスト膜を現像してレジストパターンを形成す
る工程とを備えたパターン形成方法を対象とし、照明光
学系が配置される第１の領域、反射型マスクが配置され
る第２の領域及び縮小投影光学系が配置される第３の領
域のうちの少なくとも１つの領域における炭素化合物の
ガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御する制御
工程を備えている。
【００６４】第１のパターン形成方法によると、制御工
程において、照明光学系が配置される第１の領域、反射
型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学系が
配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
おける炭素化合物のガスの分圧は１．３３×１０-8Ｐａ
以下に制御されるため、第１の領域に配置されている照
明光学系の表面、第２の領域に配置されている反射型マ
スクの表面又は第３の領域に配置されている縮小投影光
学系の表面において、カーボンが吸着する度合いよりも
カーボンが離脱する度合いの方が優勢になる。このた
め、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表
面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度以下に
抑制できるので、照明光学系、反射型マスク又は縮小投
影光学系の表面が有機物に汚染されて光学特性が劣化す
る事態を防止することができる。
【００６５】第１のパターン形成方法において、制御工
程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域のうちの
少なくとも１つの領域を個別に減圧する工程を含むこと
が好ましい。
【００６６】このようにすると、第１の領域、第２の領
域及び第３の領域のうち、特に炭素化合物のガスの分圧
を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御したい領域における
炭素化合物の分圧を短時間で制御することができる。
【００６７】第１のパターン形成方法において、制御工
程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域のうち炭
素化合物のガスの分圧が１．３３×１０-8Ｐａ以下に制
御される領域の全圧を１．３３×１０-4Ｐａ以下に制御
する工程を含むことが好ましい。
【００６８】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００６９】本発明に係る第２のパターン形成方法は、
照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を所望
のパターンが形成された反射型マスクに導く工程と、縮
小投影光学系により反射型マスクのパターンをレジスト
膜上に結像させる工程と、反射型マスクのパターンが結
象したレジスト膜を現像してレジストパターンを形成す
る工程とを備えたパターン形成方法を対象とし、照明光
学系が配置される第１の領域、反射型マスクが配置され
る第２の領域及び縮小投影光学系が配置される第３の領
域のうちの少なくとも１つの領域において発生する炭素
化合物を捕獲する捕獲工程を備えている。
【００７０】第２のパターン形成方法によると、捕獲工
程において、照明光学系が配置される第１の領域、反射
型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学系が
配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
おいて発生する炭素化合物が捕獲されるため、第１の領
域に配置されている照明光学系の表面、第２の領域に配
置されている反射型マスクの表面又は第３の領域に配置
されている縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜
の膜厚を抑制できるので、照明光学系、反射型マスク又
は縮小投影光学系の表面が有機物に汚染されて光学特性
が劣化する事態を防止することができる。
【００７１】第２のパターン形成方法において、捕獲工
程は、液体ヘリウム又は液体窒素により冷却されたフィ
ルタにより炭素化合物を捕獲する工程を含むことが好ま
しい。
【００７２】このようにすると、第１の領域、第２の領
域又は第３の領域において発生する炭素化合物を確実に
捕獲することができる。
【００７３】第２のパターン形成方法において、捕獲工
程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域のうちの
少なくとも１つの領域に発生した炭素化合物を個別に捕
獲する工程を含むことが好ましい。
【００７４】このようにすると、第１の領域、第２の領
域及び第３の領域のうち、特に炭素化合物を捕獲したい
領域における炭素化合物を確実に捕獲することができ
る。
【００７５】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパンな
どの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポリメ
チルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼン若
しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であることが
好ましい。
【００７６】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面を汚染させて光学特性を
劣化させる有機物を確実に低減することができる。
【００７７】本発明に係る第３のパターン形成方法は、
照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を所望
のパターンが形成された反射型マスクに導く工程と、縮
小投影光学系により反射型マスクのパターンをレジスト
膜上に結像させる工程と、反射型マスクのパターンが結
象したレジスト膜を現像してレジストパターンを形成す
る工程とを備えたパターン形成方法を対象とし、照明光
学系が配置される第１の領域、反射型マスクが配置され
る第２の領域及び縮小投影光学系が配置される第３の領
域のうちの少なくとも１つの領域における酸素ガスの分
圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ１．３３×１０-1Ｐ
ａ以下に制御する制御工程を備えている。
【００７８】第３のパターン形成方法によると、制御工
程において、照明光学系が配置される第１の領域、反射
型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学系が
配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
おける酸素ガスの分圧は１．３３×１０-4Ｐａ以上に制
御されるため、第１の領域に配置されている照明光学系
の表面、第２の領域に配置されている反射型マスクの表
面又は第３の領域に配置されている縮小投影光学系の表
面において、カーボンが吸着する度合いよりもカーボン
が酸化分解して離脱する度合いの方が優勢になる。この
ため、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の
表面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度以下
に抑制することができる。
【００７９】また、制御工程において、酸素ガスの分圧
は１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御されるため、軟Ｘ線
の１ｍ当たりの透過率損失を１％以下に抑制できるの
で、光源から発生した軟Ｘ線のウェハ表面への到達率が
低減することがない。
【００８０】従って、第３のパターン形成によると、軟
Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、照明光学系、
反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が有機物に汚染
されて光学特性が劣化する事態を防止することができ
る。
【００８１】第３のパターン形成方法において、制御工
程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域のうち酸
素ガスの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ１．３３
×１０-1Ｐａ以下に制御される領域の全圧を１．３３×
１０-1Ｐａ以下に制御する工程を含むことが好ましい。
【００８２】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００８３】本発明に係る第４のパターン形成方法は、
照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を所望
のパターンが形成された反射型マスクに導く工程と、縮
小投影光学系により反射型マスクのパターンをレジスト
膜上に結像させる工程と、反射型マスクのパターンが結
象したレジスト膜を現像してレジストパターンを形成す
る工程とを備えたパターン形成方法を対象とし、照明光
学系が配置される第１の領域、反射型マスクが配置され
る第２の領域及び縮小投影光学系が配置される第３の領
域のうちの少なくとも１つの領域におけるオゾンガスの
分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ４．００×１０-2
Ｐａ以下に制御する制御工程を備えている。
【００８４】第４のパターン形成方法によると、制御工
程において、照明光学系が配置される第１の領域、反射
型マスクが配置される第２の領域及び縮小投影光学系が
配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
おけるオゾンガスの分圧は１．３３×１０-4Ｐａ以上に
制御されるため、第１の領域に配置されている照明光学
系の表面、第２の領域に配置されている反射型マスクの
表面又は第３の領域に配置されている縮小投影光学系の
表面において、カーボンが吸着する度合いよりもカーボ
ンが酸化分解して離脱する度合いの方が優勢になる。こ
のため、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系
の表面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度以
下に抑制することができる。
【００８５】また、制御工程において、酸素ガスの分圧
は４．００×１０-2Ｐａ以下に制御されるため、軟Ｘ線
の１ｍ当たりの透過率損失を１％以下に抑制できるの
で、光源から発生した軟Ｘ線のウェハ表面への到達率が
低減することがない。
【００８６】従って、第４のパターン形成方法による
と、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、照明光
学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が有機物
に汚染されて光学特性が劣化する事態を防止することが
できる。
【００８７】第４のパターン形成方法において、制御工
程は、第１の領域、第２の領域及び第３の領域のうちオ
ゾンガスの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ４．０
０×１-2Ｐａ以下に制御される領域の全圧を４．００×
１０-2Ｐａ以下に制御する工程を含むことが好ましい。
【００８８】このようにすると、照明光学系、反射型マ
スク又は縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚を０．１ｎｍ程度以下に抑制できる上に、照明光学
系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表面が無機物に
より汚染される事態をも防止することができる。
【００８９】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置及び軟
Ｘ線縮小投影露光方法について、図１を参照しながら説
明する。
【００９０】図１は第１の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投
影露光装置の概略図を示しており、該軟Ｘ線縮小投影露
光装置は、互いに連通する、第１のチャンバー１１０、
第２のチャンバー１２０及び第３のチャンバー１３０を
備えている。
【００９１】第１のチャンバー１１０には、軟Ｘ線を発
生させる放電型Ｘ線源１１１と、該放電型Ｘ線源１１１
から発生した軟Ｘ線を第２のチャンバー１２０に送る照
明光学系１１２と、第１のチャンバー１１０の内部を減
圧する第１の拡散ポンプ（diffusion pump）１１３とが
設けられている。
【００９２】第２のチャンバー１２０には、所望のパタ
ーンが形成された反射型マスク１２１と、該反射型マス
ク１２１を保持するマスクステージ１２２と、第１のチ
ャンバー１１０に設けられた照明光学系１１２から送ら
れてきた軟Ｘ線を反射型マスク１２１に導く反射光学系
１２３と、反射型マスク１２１から反射してきた軟Ｘ線
を縮小して第３のチャンバー１３０に送る縮小投影光学
系１２４と、第２のチャンバー１２０の内部を減圧する
第２の拡散ポンプ１２５とが設けられている。
【００９３】第３のチャンバー１３０には、パターンが
形成されるウェハ１３１と、該ウェハ１３１を保持する
ウェハステージ１３２と、第３のチャンバー１３０の内
部を減圧する第３の拡散ポンプ１３３とが設けられてい
る。尚、第２のチャンバー１２０に設けられた縮小投影
光学系１２４から第３のチャンバー１３０に送られてき
た軟Ｘ線はウェハ１３１の表面に照射される。
【００９４】第１のチャンバー１１０の内部の全圧は第
１の拡散ポンプ１１３により１．３３×１０-8Ｐａにま
で制御可能であり、第２のチャンバー１２０の内部の全
圧は第２の拡散ポンプ１２５により１．３３×１０-8Ｐ
ａにまで制御可能であり、第３のチャンバー１３０の内
部の全圧は第３の拡散ポンプ１３３により１．３３×１
０-8Ｐａにまで制御可能である。
【００９５】第１の実施形態の特徴として、第１のチャ
ンバー１１０における炭素化合物ガスの分圧は第１の拡
散ポンプ１１３により１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御
され、第２のチャンバー１２０における反射型マスク１
２１が配置されている領域及び縮小投影光学系１２４が
配置されている領域の炭素化合物ガスの分圧は第２の拡
散ポンプ１２５により１．３３×１０-8Ｐａ以下にそれ
ぞれ制御され、第３のチャンバー１３０における炭素化
合物ガスの分圧は第３の拡散ポンプ１３３により１．３
３×１０-8Ｐａ以下に制御される。
【００９６】図２は、図１に示す軟Ｘ線縮小投影露光装
置を用いて２４時間連続して、反射型マスク１２１から
反射してきた軟Ｘ線を縮小投影光学系１２４に導いたと
きにおける、縮小投影光学系１２４の近傍の炭化水素
（ＣxＨy）ガスの分圧と縮小投影光学系１２４の反射面
に付着したカーボン膜の膜厚との関係を示している。
尚、図２において、△印は実測値を示し、実線は実測値
から得た仮想線である。
【００９７】図２から明らかなように、炭化水素ガスの
分圧が１．３３×１０-8Ｐａよりも高い場合には、照射
された軟Ｘ線により縮小投影光学系１２４の表面に堆積
されるカーボン膜の膜厚が急激に増大する一方、炭化水
素ガスの分圧が１．３３×１０-8Ｐａ以下の場合には、
堆積されるカーボン膜の膜厚は０．１ｎｍであることが
分かる。
【００９８】堆積されるカーボン膜の膜厚は炭化水素ガ
スの分圧に大きく依存し、炭化水素ガスの分圧が１．３
３×１０-8Ｐａよりも高い場合には、カーボンが縮小投
影光学系１２４の表面に吸着する度合いの方が、カーボ
ンが縮小投影光学系１２４の表面から脱離する度合いよ
りも優勢になって、カーボン膜の膜厚が増大する。
【００９９】これに対して、炭化水素ガスの分圧が１．
３３×１０-8Ｐａ以下の場合には、カーボンが縮小投影
光学系１２４から脱離する度合いの方が、カーボンが縮
小投影光学系１２４に吸着する度合いよりも優勢になっ
て、カーボン膜の膜厚は増大しない。すなわち、炭化水
素ガスの分圧が１．３３×１０-8Ｐａ以下の場合には、
カーボンの膜厚は０．１ｎｍよりも増大しない。また、
カーボン膜の膜厚が０．１ｎｍ程度であると、縮小投影
光学系１２４の反射率の低下は０．１％程度に抑制され
るので、実用上問題はない。
【０１００】第１の実施形態によると、炭化水素ガスの
分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御するため、縮小
投影光学系１２４の反射面に堆積するカーボン膜の膜厚
を０．１ｎｍ程度に抑制できるので、縮小投影光学系１
２４の反射面が有機物に汚染されて光学特性が劣化する
事態を防止できる。
【０１０１】尚、第１の実施形態においては、第２のチ
ャンバー１２０における縮小投影光学系１２４が配置さ
れている領域の炭化水素ガスの分圧と、縮小投影光学系
１２４の表面に堆積するカーボン膜の膜厚との関係につ
いて説明したが、第１のチャンバー１１０における照明
光学系１１２が配置されている領域の炭化水素ガスの分
圧と、照明光学系１１２の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚との関係、及び、第２のチャンバー１２０における
反射型マスク１２１が配置されている領域の炭化水素ガ
スの分圧と、反射型マスク１２１の表面に堆積するカー
ボン膜の膜厚との関係についても前述の関係が成り立
つ。すなわち、第１のチャンバー１１０における照明光
学系１１２が配置されている領域の炭化水素ガスの分圧
及び第２のチャンバー１２０における反射型マスク１２
１が配置されている領域の炭化水素ガスの分圧をそれぞ
れ１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御するため、照明光学
系１１２及び反射型マスク１２１の各反射面に堆積する
カーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度に抑制することがで
きる。
【０１０２】また、第１の実施形態においては、炭化水
素ガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御した
が、これに代えて、メタン、エタン若しくはプロパンな
どの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポリメ
チルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼン若
しくはフタル酸エステルなどの環状有機物についても、
これらのガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御
すれば、カーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度に抑制する
ことができる。
【０１０３】また、第１の実施形態においては、第１の
チャンバー１１０の内部領域、第２のチャンバー１２０
における反射型マスク１２１が配置されている領域及び
縮小投影光学系１２４が配置されている領域のすべての
領域において、炭素化合物ガスの分圧を１．３３×１０
-8Ｐａ以下に制御したが、少なくとも１つの領域の炭素
化合物ガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御し
てもよい。
【０１０４】ところで、第１の実施形態の特徴として、
第１のチャンバー１１０の全圧は第１の拡散ポンプ１１
３により１．３３×１０-4Ｐａ以下に制御され、第２の
チャンバー１２０における反射型マスク１２１が配置さ
れている領域及び縮小投影光学系１２４が配置されてい
る領域の全圧は第２の拡散ポンプ１２５により１．３３
×１０-4Ｐａ以下に制御されている。
【０１０５】このように、第１のチャンバー１１０の全
圧、第２のチャンバー１２０における反射型マスク１２
１が配置されている領域及び縮小投影光学系１２４が配
置されている領域の全圧を１．３３×１０-4Ｐａ以下に
制御することにより、炭化水素ガス以外の他のガス、例
えば金属元素などの無機物のガスも抑制できるので、照
明光学系１１２、反射型マスク１２１及び縮小投影光学
系１２４の各反射面が無機物に汚染されて光学特性が劣
化する事態を防止することができる。
【０１０６】尚、第１の実施形態においては、第１のチ
ャンバー１１０の全圧及び炭素化合物ガスの分圧を第１
の拡散ポンプ１１３により制御し、第２のチャンバー１
２０の全圧及び反射型マスク１２１が配置されている領
域及び縮小投影光学系１２４が配置されている領域にお
ける炭素化合物ガスの分圧を第２の拡散ポンプ１２５に
より制御したが、これらの拡散ポンプは、各チャンバー
毎又は各領域毎に個別に設けられていてもよいし、複数
のチャンバー又は複数の領域に対して共通に設けられて
いてもよい。
【０１０７】特に、第１の実施形態においては、第２の
チャンバー１２０における反射型マスク１２１が配置さ
れている領域における炭素化合物ガスの分圧と、第２の
チャンバー１２０における縮小投影光学系１２４が配置
されている領域における炭素化合物ガスの分圧とは、第
２の拡散ポンプ１２５により共通に制御されるが、反射
型マスク１２１が配置されている領域及び縮小投影光学
系１２４が配置されている領域における炭素化合物ガス
の分圧は、異なる拡散ポンプにより別個に制御されるこ
とが好ましい。
【０１０８】また、第１の実施形態においては、軟Ｘ線
源として、放射型Ｘ線源１１１を用いたが、これに代え
て、レーザ誘起プラズマＸ線源などの他の軟Ｘ線源を用
いてもよい。
【０１０９】また、第１の実施形態においては、照明光
学系１１２として、反射ミラーを用いたが、これに代え
て他の手段を用いてもよいし、縮小投影光学系１２４と
して、反射ミラーを用いたが、これに代えて他の手段を
用いてもよい。
【０１１０】さらに、第１の実施形態においては、減圧
手段として、拡散ポンプを用いたが、これに代えて、タ
ーボポンプ又はイオンポンプなどの他の真空排気装置を
用いてもよい。
【０１１１】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置及び軟Ｘ線縮小
投影露光方法について、図３を参照しながら説明する。
【０１１２】図３は第２の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投
影露光装置の概略図を示しており、該軟Ｘ線縮小投影露
光装置は、互いに連通する、第１のチャンバー２１０、
第２のチャンバー２２０及び第３のチャンバー２３０を
備えている。
【０１１３】第１のチャンバー２１０は、軟Ｘ線を発生
させる放電型Ｘ線源２１１と、該放電型Ｘ線源２１１か
ら発生した軟Ｘ線を第２のチャンバー２２０に送る照明
光学系２１２と、第１のチャンバー２１０の内部を減圧
する第１の拡散ポンプ２１３と、第１のチャンバー２１
０と第１の拡散ポンプ２１３とを接続する第１の減圧路
２１４に設けられた第１の有機物トラップ２１５とを備
えている。
【０１１４】第２のチャンバー２２０は、所望のパター
ンが形成された反射型マスク２２１と、該反射型マスク
２２１を保持するマスクステージ２２２と、第１のチャ
ンバー２１０に設けられた照明光学系２１２から送られ
てきた軟Ｘ線を反射型マスク２２１に導く反射光学系１
２３と、反射型マスク２２１から反射してきた軟Ｘ線を
縮小して第３のチャンバー２３０に送る縮小投影光学系
２２４と、第２のチャンバー２２０の内部を減圧する第
２の拡散ポンプ２２５と、第２のチャンバー２２０と第
２の拡散ポンプ２２５とを接続する第２の減圧路２１６
に設けられた第２の有機物トラップ２２７とを備えてい
る。
【０１１５】第３のチャンバー２３０は、パターンが形
成されるウェハ２３１と、該ウェハ２３１を保持するウ
ェハステージ２３２と、第３のチャンバー２３０の内部
を減圧する第３の拡散ポンプ２３３とを備えている。
尚、第２のチャンバー２２０に設けられた縮小投影光学
系２２４から第３のチャンバー２３０に送られてきた軟
Ｘ線はウェハ２３１の表面に照射される。
【０１１６】第１の有機物トラップ２１５及び第２の有
機物トラップ２２７は、それぞれ液体ヘリウムを用いて
冷却されており、第１のチャンバー２１０及び第２のチ
ャンバー２２０で発生した炭素化合物を捕獲するフィル
タよりなる。
【０１１７】第１のチャンバー２１０の内部の全圧は第
１の拡散ポンプ２１３により１．３３×１０-8Ｐａにま
で制御され、第２のチャンバー２２０の内部の全圧は第
２の拡散ポンプ２２５により１．３３×１０-8Ｐａにま
で制御され、第３のチャンバー２３０の内部の全圧は第
３の拡散ポンプ２３３により１．３３×１０-8Ｐａにま
で制御されることができる。
【０１１８】また、第１の実施形態と同様、第１のチャ
ンバー２１０における炭素化合物ガスの分圧は第１の拡
散ポンプ２１３により１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御
され、第２のチャンバー２２０における反射型マスク２
２１が配置されている領域及び縮小投影光学系２２４が
配置されている領域の炭素化合物ガスの分圧は第２の拡
散ポンプ２２５により１．３３×１０-8Ｐａ以下にそれ
ぞれ制御され、第３のチャンバー２３０における炭素化
合物ガスの分圧は第３の拡散ポンプ２３３により１．３
３×１０-8Ｐａ以下に制御される。
【０１１９】第２の実施形態の特徴として、第１のチャ
ンバー２１０と第１の拡散ポンプ２１３とを接続する第
１の減圧路２１４に第１の有機物トラップ２１５が設け
られていると共に、第２のチャンバー２２０と第２の拡
散ポンプ２２５とを接続する第２の減圧路２１６に第２
の有機物トラップ２２７が設けられているため、第１の
チャンバー２１０における炭素化合物ガスの分圧は速や
かに１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御されると共に、第
２のチャンバー２２０における反射型マスク２２１が配
置されている領域及び縮小投影光学系２２４が配置され
ている領域の炭素化合物ガスの分圧は速やかに１．３３
×１０-8Ｐａ以下に制御される。
【０１２０】従って、第２の実施形態によると、照明光
学系２１２の表面に堆積されるカーボン膜、反射型マス
ク２２１の表面に堆積するカーボン膜の膜厚及び縮小投
影光学系２２４の表面に堆積されるカーボン膜の膜厚を
それぞれ０．１ｎｍ程度に抑制できるので、照明光学系
２１２、反射型マスク２２１及び縮小投影光学系２２４
の各反射面が有機物に汚染されて光学特性が劣化する事
態を防止できる。
【０１２１】尚、第２の実施形態においては、第１のチ
ャンバー２１０の内部領域、第２のチャンバー２２０に
おける反射型マスク２２１が配置されている領域及び縮
小投影光学系２２４が配置されている領域の炭素化合物
ガスの分圧を１．３３×１０ -8Ｐａ以下に制御したが、
これに代えて、第１のチャンバー２１０の内部領域、第
２のチャンバー２２０における反射型マスク２２１が配
置されている領域及び縮小投影光学系２２４が配置され
ている領域の炭素化合物ガスの分圧は１．３３×１０-8
Ｐａより高くてもよい。この場合には、第１のチャンバ
ー２１０の内部領域において発生する炭素化合物を第１
の有機物トラップ２１５により捕獲すると共に、第２の
チャンバー２２０における反射型マスク２２１が配置さ
れている領域及び縮小投影光学系２２４が配置されてい
る領域において発生する炭素化合物を第２の有機物トラ
ップ２２７により捕獲する。
【０１２２】このようにすると、炭素化合物が第１の有
機物トラップ２１５及び第２の有機物トラップ２２７に
より捕獲されるため、照明光学系２１２、反射型マスク
２２１及び縮小投影光学系２２４の各表面に堆積される
カーボン膜の膜厚を低減できるので、照明光学系２１
２、反射型マスク２２１及び縮小投影光学系２２４の各
反射面が有機物に汚染されて光学特性が劣化する事態を
防止することができる。
【０１２３】また、第２の実施形態においては、第１の
有機物トラップ２１５及び第２の有機物トラップ２２７
として、液体ヘリウムにより冷却されたフィルタを用い
たが、これに代えて、液体窒素により冷却されたフィル
タなど、有機物を捕獲できる他の装置を用いてもよい。
【０１２４】また、第２の実施形態においては、第１の
有機物トラップ２１５は第１のチャンバー２１０と第１
の拡散ポンプ２１３との間に設けられ、第２の有機物ト
ラップ２２７は第２のチャンバー２２０と第２の拡散ポ
ンプ２２５との間に設けられていたが、第１の有機物ト
ラップ２１５は第１の減圧路２１４から分岐する分岐路
に設けられていてもよいし、第２の有機物トラップ２２
７は第２の減圧路２１６から分岐する分岐路に設けられ
ていてもよい。
【０１２５】また、第２の実施形態においては、炭化水
素ガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御すると
共に炭化水素を捕獲したが、これに代えて、メタン、エ
タン若しくはプロパンなどの炭化水素、イソプロピルア
ルコール若しくはポリメチルメタクリレートなどの直鎖
有機物、又はベンゼン若しくはフタル酸エステルなどの
環状有機物でもよい。これら炭化水素、直鎖有機物又は
環状有機物のガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に
制御すれば、カーボン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度に抑制
することができ、また、これら炭化水素、直鎖有機物又
は環状有機物を捕獲すれば、カーボン膜の膜厚を抑制す
ることができる。
【０１２６】また、第２の実施形態においては、第１の
チャンバー２１０の内部領域、第２のチャンバー２２０
における反射型マスク２２１が配置されている領域及び
縮小投影光学系２２４が配置されている領域のすべての
領域において、炭素化合物ガスの分圧を１．３３×１０
-8Ｐａ以下に制御したが、少なくとも１つの領域の炭素
化合物ガスの分圧を１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御し
てもよい。
【０１２７】また、第２の実施形態においても、第１の
実施形態と同様、第１のチャンバー２１０の全圧は第１
の拡散ポンプ２１３により１．３３×１０-4Ｐａ以下に
制御され、第２のチャンバー２２０の全圧は第２の拡散
ポンプ２２５により１．３３×１０-4Ｐａ以下に制御さ
れることが好ましい。
【０１２８】このようにすると、照明光学系２１２、反
射型マスク２２１及び縮小投影光学系２２４の各反射面
が、金属元素などの無機物に汚染されて光学特性が劣化
する事態を防止することができる。
【０１２９】また、第２の実施形態においては、第１の
チャンバー２１０の全圧及び炭素化合物ガスの分圧を第
１の拡散ポンプ２１３により制御し、第２のチャンバー
２２０の全圧及び反射型マスク２２１が配置されている
領域及び縮小投影光学系２２４が配置されている領域に
おける炭素化合物ガスの分圧を第２の拡散ポンプ２２５
により制御したが、これらの拡散ポンプは、各チャンバ
ー毎又は各領域毎に個別に設けられていてもよいし、複
数のチャンバー又は複数の領域に対して共通に設けられ
ていてもよい。
【０１３０】特に、第２の実施形態においては、第２の
チャンバー２２０における反射型マスク２２１が配置さ
れている領域における炭素化合物ガスの分圧と、第２の
チャンバー２２０における縮小投影光学系２２４が配置
されている領域における炭素化合物ガスの分圧とは、第
２の拡散ポンプ２２５により共通に制御されるが、反射
型マスク２２１が配置されている領域及び縮小投影光学
系２２４が配置されている領域における炭素化合物ガス
の分圧は、異なる拡散ポンプにより別個に制御されるこ
とが好ましい。
【０１３１】また、第２のチャンバー２２０における反
射型マスク２２１が配置されている領域において発生す
る炭素化合物と、第２のチャンバー２２０における縮小
投影光学系２２４が配置されている領域において発生す
る炭素化合物ガスとは、異なる有機トラップにより捕獲
されることが好ましい。
【０１３２】また、第２の実施形態においては、軟Ｘ線
源として、放射型Ｘ線源２１１を用いたが、これに代え
て、レーザ誘起プラズマＸ線源などの他の軟Ｘ線源を用
いてもよい。
【０１３３】また、第２の実施形態においては、照明光
学系２１２として、反射ミラーを用いたが、これに代え
て他の手段を用いてもよいし、縮小投影光学系２２４と
して、反射ミラーを用いたが、これに代えて他の手段を
用いてもよい。
【０１３４】さらに、第２の実施形態においては、減圧
手段として、拡散ポンプを用いたが、これに代えて、タ
ーボポンプ又はイオンポンプなどの他の真空排気装置を
用いてもよい。
【０１３５】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置及び軟Ｘ線縮小
投影露光方法について、図４を参照しながら説明する。
【０１３６】図４は第３の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投
影露光装置の概略図を示しており、該軟Ｘ線縮小投影露
光装置は、互いに連通する、第１のチャンバー３１０、
第２のチャンバー３２０及び第３のチャンバー３３０を
備えている。
【０１３７】第１のチャンバー３１０には、軟Ｘ線を発
生させる放電型Ｘ線源３１１と、該放電型Ｘ線源３１１
から発生した軟Ｘ線を第２のチャンバー３２０に送る照
明光学系３１２と、第１のチャンバー３１０の内部を減
圧する第１の拡散ポンプ３１３と、イオン化していない
酸素ガスを該酸素ガスの流量を制御する第１のマスフロ
ーコントローラ３１４を介して第１のチャンバー３１０
に供給する第１の酸素ガス供給手段としての第１の酸素
ボンベ３１５とが設けられている。
【０１３８】第２のチャンバー３２０には、所望のパタ
ーンが形成された反射型マスク３２１と、該反射型マス
ク３２１を保持するマスクステージ３２２と、第１のチ
ャンバー３１０に設けられた照明光学系３１２から送ら
れてきた軟Ｘ線を反射型マスク３２１に導く反射光学系
３２３と、反射型マスク３２１から反射してきた軟Ｘ線
を縮小して第３のチャンバー３３０に送る縮小投影光学
系３２４と、第２のチャンバー３２０の内部を減圧する
第２の拡散ポンプ３２５と、イオン化していない酸素ガ
スを該酸素ガスの流量を制御する第２のマスフローコン
トローラ３２６を介して第２のチャンバー３２０に供給
する第２の酸素ガス供給手段としての第２の酸素ボンベ
３２７とが設けられている。
【０１３９】第３のチャンバー３３０には、パターンが
形成されるウェハ３３１と、該ウェハ３３１を保持する
ウェハステージ３３２と、第３のチャンバー３３０の内
部を減圧する第３の拡散ポンプ３３３とが設けられてい
る。尚、第２のチャンバー３２０に設けられた縮小投影
光学系３２４から第３のチャンバー３３０に送られてき
た軟Ｘ線はウェハ３３１の表面に照射される。
【０１４０】第３の実施形態の特徴として、第１のチャ
ンバー３１０における酸素ガスの分圧は、第１の拡散ポ
ンプ３１３及び第１のマスフローコントローラにより
１．３３×１０-4Ｐａ以上で且つ１．３３×１０-1Ｐａ
以下に制御され、第２のチャンバー３２０における反射
型マスク３２１が配置されている領域及び縮小投影光学
系３２４が配置されている領域における酸素ガスの分圧
は、第２の拡散ポンプ３２５及び第２のマスフローコン
トローラ３２６により１．３３×１０-4Ｐａ以上で且つ
１．３３×１０-1Ｐａ以下にそれぞれ制御される。
【０１４１】図５は、図４に示す軟Ｘ線縮小投影露光装
置を用いて２４時間連続して、反射型マスク３２１から
反射してきた軟Ｘ線を縮小投影光学系３２４に導いたと
きにおける、縮小投影光学系３２４の近傍の酸素ガスの
分圧と、縮小投影光学系３２４の反射面に付着したカー
ボン膜の膜厚及び軟Ｘ線の１ｍ当たりの透過率損失との
関係を示している。尚、図５において、□印はカーボン
膜の膜厚の実測値を示し、実線は実測値より得た仮想線
である。また、△印は透過率損失の実測値を示し、破線
は実測値より得た仮想線である。
【０１４２】図５から明らかなように、酸素ガスの分圧
が１．３３×１０-4Ｐａよりも低い場合には、照射され
た軟Ｘ線により縮小投影光学系３２４の表面に堆積され
るカーボン膜の膜厚が急激に増大する一方、酸素ガスの
分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上である場合には、堆積
されるカーボン膜の膜厚は０．１ｎｍであることが分か
る。
【０１４３】ところで、縮小投影光学系３２４の表面に
おいては、吸着するカーボン膜は軟Ｘ線の照射により活
性化した酸素原子により分解する反応が常に起こってい
る。
【０１４４】従って、縮小投影光学系３２４の表面に堆
積されるカーボン膜の膜厚は酸素ガスの分圧に大きく依
存し、酸素ガスの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上であ
る場合には、カーボンが縮小投影光学系３２４の表面に
堆積する度合いよりもカーボン膜が分解する度合いの方
が優勢になって、カーボンの膜厚は増大しない。
【０１４５】酸素ガスの分圧が高くなると、カーボン膜
の膜厚は低減するが、酸素ガスの分圧が高くなりすぎる
と、酸素分子による光の吸収作用が無視できなくなり、
透過率損失が発生する。軟Ｘ線の１ｍ当たりの透過率損
失が１％を超えると、放電型Ｘ線源３１１から発生した
軟Ｘ線のウェハ３３１の表面への到達率が低減するの
で、好ましくない。
【０１４６】図５から分かるように、酸素ガスの分圧が
１．３３×１０-1Ｐａの場合、透過率損失が１％である
から、酸素ガスの分圧の上限は、１．３３×１０-1Ｐａ
であると考えられる。
【０１４７】以上のような根拠に基づき、第３の実施形
態においては、酸素ガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ
以上で且つ１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御したため、
軟Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、縮小投影光
学系３２４の反射面に堆積するカーボン膜の膜厚を０．
１ｎｍ程度に抑制できるので、縮小投影光学系３２４の
反射面が有機物に汚染されて光学特性が劣化する事態を
防止できる。
【０１４８】尚、第３の実施形態においては、第２のチ
ャンバー３２０における縮小投影光学系３２４が配置さ
れている領域の酸素ガスの分圧と、縮小投影光学系３２
４の表面に堆積するカーボン膜の膜厚との関係について
説明したが、第１のチャンバー３１０における照明光学
系３１２が配置されている領域の酸素ガスの分圧と、照
明光学系３１２の表面に堆積するカーボン膜の膜厚との
関係、及び、第２のチャンバー３２０における反射型マ
スク３２１が配置されている領域の炭化水素ガスの分圧
と、反射型マスク３２１の表面に堆積するカーボン膜の
膜厚との関係についても前述の関係が成り立つ。すなわ
ち、第１のチャンバー３１０における照明光学系３１２
が配置されている領域の酸素ガスの分圧及び第２のチャ
ンバー３２０における反射型マスク３２１が配置されて
いる領域の酸素ガスの分圧をそれぞれ１．３３×１０-4
Ｐａ〜１．３３×１０-1Ｐａの範囲に制御すると、軟Ｘ
線の透過率損失の増加を招くことなく、照明光学系３１
２及び反射型マスク３２１の各反射面に堆積するカーボ
ン膜の膜厚を０．１ｎｍ程度に抑制することができる。
【０１４９】また、第３の実施形態においては、イオン
化されていない酸素ガスを導入したが、これに代えて、
イオン化された酸素ガスを導入してもよいが、イオン化
されていない酸素ガスを導入すると、反射ミラーの表面
がダメージを受けにくいので好ましい。
【０１５０】また、第３の実施形態においては、第１の
チャンバー３１０の内部領域、第２のチャンバー３２０
における反射型マスク３２１が配置されている領域及び
縮小投影光学系３２４が配置されている領域のすべての
領域において、酸素ガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ
〜１．３３×１０-1Ｐａの範囲に制御したが、少なくと
も１つの領域の酸素ガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ
〜１．３３×１０-1Ｐａの範囲に制御してもよい。
【０１５１】また、第３の実施形態の特徴として、第１
のチャンバー３１０の内部領域の全圧、第２のチャンバ
ー３２０における反射型マスク３２１が配置されている
領域の全圧及び縮小投影光学系３２４が配置されている
領域の全圧は、１．３３×１０-1Ｐａ以下に制御されて
いる。
【０１５２】このようにすると、酸素ガス以外の他のガ
ス、例えば金属元素などの無機物のガスも抑制されるの
で、照明光学系１１２、反射型マスク１２１及び縮小投
影光学系１２４の各反射面が無機物に汚染されて光学特
性が劣化する事態を防止することができる。
【０１５３】また、第３の実施形態においては、第１の
チャンバー３１０の酸素ガスの分圧を第１の拡散ポンプ
３１３により制御し、第２のチャンバー１２０における
反射型マスク３２１が配置されている領域及び縮小投影
光学系３２４が配置されている領域における酸素ガスの
分圧を第２の拡散ポンプ３２５により制御したが、これ
らの拡散ポンプは、各チャンバー毎又は各領域毎に個別
に設けられていてもよいし、複数のチャンバー又は複数
の領域に対して共通に設けられていてもよい。
【０１５４】特に、第３の実施形態においては、第２の
チャンバー３２０における反射型マスク３２１が配置さ
れている領域における酸素ガスの分圧と、第２のチャン
バー３２０における縮小投影光学系３２４が配置されて
いる領域における酸素ガスの分圧とは、第２の拡散ポン
プ３２５により共通に制御されるが、反射型マスク３２
１が配置されている領域及び縮小投影光学系３２４が配
置されている領域における酸素ガスの分圧は、異なる拡
散ポンプにより別個に制御されることが好ましい。
【０１５５】また、第３の実施形態においては、軟Ｘ線
源として、放射型Ｘ線源３１１を用いたが、これに代え
て、レーザ誘起プラズマＸ線源などの他の軟Ｘ線源を用
いてもよい。
【０１５６】また、第３の実施形態においては、照明光
学系３１２として、反射ミラーを用いたが、これに代え
て他の手段を用いてもよいし、縮小投影光学系３２４と
して、反射ミラーを用いたが、これに代えて他の手段を
用いてもよい。
【０１５７】さらに、第３の実施形態においては、減圧
手段として、拡散ポンプを用いたが、これに代えて、タ
ーボポンプ又はイオンポンプなどの他の真空排気装置を
用いてもよい。
【０１５８】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置及び軟Ｘ線縮小
投影露光方法について、図６を参照しながら説明する。
【０１５９】図６は第４の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投
影露光装置の概略図を示しており、該軟Ｘ線縮小投影露
光装置は、互いに連通する、第１のチャンバー４１０、
第２のチャンバー４２０及び第３のチャンバー４３０を
備えている。
【０１６０】第１のチャンバー４１０には、軟Ｘ線を発
生させる放電型Ｘ線源４１１と、該放電型Ｘ線源４１１
から発生した軟Ｘ線を第２のチャンバー４２０に送る照
明光学系４１２と、第１のチャンバー４１０の内部を減
圧する第１の拡散ポンプ４１３と、オゾンガスを該オゾ
ンガスの流量を制御する第１のマスフローコントローラ
４１４を介して第１のチャンバー４１０に供給する第１
のオゾンガス供給手段としての第１のオゾンボンベ４１
５とが設けられている。
【０１６１】第２のチャンバー４２０には、所望のパタ
ーンが形成された反射型マスク４２１と、該反射型マス
ク４２１を保持するマスクステージ４２２と、第１のチ
ャンバー４１０に設けられた照明光学系４１２から送ら
れてきた軟Ｘ線を反射型マスク４２１に導く反射光学系
４２３と、反射型マスク４２１から反射してきた軟Ｘ線
を縮小して第３のチャンバー４３０に送る縮小投影光学
系４２４と、第２のチャンバー４２０の内部を減圧する
第２の拡散ポンプ４２５と、オゾンガスを該オゾンガス
の流量を制御する第２のマスフローコントローラ４２６
を介して第２のチャンバー４２０に供給する第２のオゾ
ンガス供給手段としての第２のオゾンボンベ４２７とが
設けられている。
【０１６２】第３のチャンバー４３０には、パターンが
形成されるウェハ４３１と、該ウェハ４３１を保持する
ウェハステージ４３２と、第３のチャンバー４３０の内
部を減圧する第３の拡散ポンプ４３３とが設けられてい
る。尚、第２のチャンバー４２０に設けられた縮小投影
光学系４２４から第３のチャンバー４３０に送られてき
た軟Ｘ線はウェハ４３１の表面に照射される。
【０１６３】第４の実施形態の特徴として、第１のチャ
ンバー４１０におけるオゾンガスの分圧は、第１の拡散
ポンプ４１３及び第１のマスフローコントローラにより
１．３３×１０-4Ｐａ以上で且つ４．００×１０-2Ｐａ
以下に制御され、第２のチャンバー４２０における反射
型マスク４２１が配置されている領域及び縮小投影光学
系４２４が配置されている領域におけるオゾンガスの分
圧は、第２の拡散ポンプ４２５及び第２のマスフローコ
ントローラ４２６により１．３３×１０-4Ｐａ以上で且
つ４．００×１０-2Ｐａ以下にそれぞれ制御される。
【０１６４】図７は、図５に示す軟Ｘ線縮小投影露光装
置を用いて２４時間連続して、反射型マスク４２１から
反射してきた軟Ｘ線を縮小投影光学系４２４に導いたと
きにおける、縮小投影光学系４２４の近傍のオゾンガス
の分圧と、縮小投影光学系４２４の反射面に付着したカ
ーボン膜の膜厚及び軟Ｘ線の１ｍ当たりの透過率損失と
の関係を示している。尚、図７において、□印はカーボ
ンの膜厚の実測値を示し、実線は実測値より得た仮想線
である。また、△印は透過損失の実測値を示し、破線は
実測値より得た仮想線である。
【０１６５】図７から明らかなように、オゾンガスの分
圧が１．３３×１０-4Ｐａよりも低い場合には、照射さ
れた軟Ｘ線により縮小投影光学系４２４の表面に堆積さ
れるカーボン膜の膜厚が急激に増大する一方、オゾンガ
スの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上である場合には、
カーボン膜は殆ど堆積されないことが分かる。
【０１６６】ところで、縮小投影光学系４２４の表面に
おいては、オゾン分子による酸化分解反応が常に起こっ
ている。
【０１６７】従って、縮小投影光学系４２４の表面に堆
積されるカーボン膜の膜厚はオゾンガスの分圧に大きく
依存し、オゾンガスの分圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上
である場合には、カーボンが縮小投影光学系４２４の表
面に堆積する度合いよりもカーボン膜が分解する度合い
の方が優勢になって、カーボンの膜厚は増大しない。
【０１６８】オゾンガスの分圧が高くなると、カーボン
膜の膜厚は低減するが、オゾンガスの分圧が高くなりす
ぎると、オゾン分子による光の吸収作用が無視できなく
なり、透過率損失が発生する。軟Ｘ線の１ｍ当たりの透
過率損失が１％を超えると、放電型Ｘ線源４１１から発
生した軟Ｘ線のウェハ４３１の表面への到達率が低減す
るので、好ましくない。
【０１６９】図７から分かるように、オゾンガスの分圧
が４．００×１０-2Ｐａの場合、透過率損失が１％であ
るから、オゾンガスの分圧の上限は、４．００×１０-2
Ｐａであると考えられる。
【０１７０】以上のような根拠に基づき、第４の実施形
態においては、オゾンガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐ
ａ以上で且つ４．００×１０-2Ｐａ以下に制御したた
め、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、縮小投
影光学系４２４の反射面にカーボン膜が殆ど堆積されな
いようにできるので、縮小投影光学系４２４の反射面が
有機物に汚染されて光学特性が劣化する事態を防止でき
る。
【０１７１】尚、第４の実施形態においては、第２のチ
ャンバー４２０における縮小投影光学系４２４が配置さ
れている領域のオゾンガスの分圧と、縮小投影光学系４
２４の表面に堆積するカーボン膜の膜厚との関係につい
て説明したが、第１のチャンバー４１０における照明光
学系４１２が配置されている領域のオゾンガスの分圧
と、照明光学系４１２の表面に堆積するカーボン膜の膜
厚との関係、及び、第２のチャンバー４２０における反
射型マスク４２１が配置されている領域の炭化水素ガス
の分圧と、反射型マスク４２１の表面に堆積するカーボ
ン膜の膜厚との関係についても前述の関係が成り立つ。
すなわち、第１のチャンバー４１０における照明光学系
４１２が配置されている領域のオゾンガスの分圧及び第
２のチャンバー４２０における反射型マスク４２１が配
置されている領域のオゾンガスの分圧をそれぞれ１．３
３×１０-4Ｐａ〜４．００×１０-2Ｐａの範囲に制御す
ると、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招くことなく、照明
光学系４１２及び反射型マスク４２１の各反射面にカー
ボン膜が殆ど堆積しないようにすることができる。
【０１７２】また、第４の実施形態においては、第１の
チャンバー４１０の内部領域、第２のチャンバー４２０
における反射型マスク４２１が配置されている領域及び
縮小投影光学系４２４が配置されている領域のすべての
領域において、オゾンガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐ
ａ〜４．００×１０-2Ｐａの範囲に制御したが、少なく
とも１つの領域のオゾンガスの分圧を１．３３×１０-4
Ｐａ〜４．００×１０ -2Ｐａの範囲に制御してもよい。
【０１７３】また、第４の実施形態の特徴として、第１
のチャンバー４１０の内部領域の全圧、第２のチャンバ
ー４２０における反射型マスク４２１が配置されている
領域の全圧及び縮小投影光学系４２４が配置されている
領域の全圧は、４．００×１０-2Ｐａ以下に制御されて
いる。
【０１７４】このようにすると、酸素ガス以外の他のガ
ス、例えば金属元素などの無機物のガスも抑制されるの
で、照明光学系１１２、反射型マスク１２１及び縮小投
影光学系１２４の各反射面が無機物に汚染されて光学特
性が劣化する事態を防止することができる。
【０１７５】尚、第４の実施形態においては、第１のチ
ャンバー４１０のオゾンガスの分圧を第１の拡散ポンプ
４１３により制御し、第２のチャンバー１２０における
反射型マスク４２１が配置されている領域及び縮小投影
光学系４２４が配置されている領域におけるオゾンガス
の分圧を第２の拡散ポンプ４２５により制御したが、こ
れらの拡散ポンプは、各チャンバー毎又は各領域毎に個
別に設けられていてもよいし、複数のチャンバー又は複
数の領域に対して共通に設けられていてもよい。
【０１７６】特に、第４の実施形態においては、第２の
チャンバー４２０における反射型マスク４２１が配置さ
れている領域におけるオゾンガスの分圧と、第２のチャ
ンバー４２０における縮小投影光学系４２４が配置され
ている領域におけるオゾンガスの分圧とは、第２の拡散
ポンプ４２５により共通に制御されるが、反射型マスク
４２１が配置されている領域及び縮小投影光学系４２４
が配置されている領域におけるオゾンガスの分圧は、異
なる拡散ポンプにより別個に制御されることが好まし
い。
【０１７７】また、第４の実施形態においては、軟Ｘ線
源として、放射型Ｘ線源４１１を用いたが、これに代え
て、レーザ誘起プラズマＸ線源などの他の軟Ｘ線源を用
いてもよい。
【０１７８】また、第４の実施形態においては、照明光
学系４１２として、反射ミラーを用いたが、これに代え
て他の手段を用いてもよいし、縮小投影光学系４２４と
して、反射ミラーを用いたが、これに代えて他の手段を
用いてもよい。
【０１７９】さらに、第４の実施形態においては、減圧
手段として、拡散ポンプを用いたが、これに代えて、タ
ーボポンプ又はイオンポンプなどの他の真空排気装置を
用いてもよい。
【０１８０】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態として、第１〜第４の実施形態に係る軟Ｘ線縮
小投影露光装置を用いて行なうパターン形成方法につい
て説明する。以下においては、第１の実施形態に係る軟
Ｘ線縮小投影露光装置を用いる場合について説明する
が、第２〜第４の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装
置を用いる場合についても同様であることは当然であ
る。
【０１８１】まず、ガラス基板上にモリブデン膜とシリ
コン膜の積層膜を形成した後、該積層膜における所望の
パターンを形成する部分に選択的にクロムよりなる吸収
膜を形成して、反射型マスク１２１を製作し、該反射型
マスク１２１をマスクステージ１２２に保持させる。
【０１８２】次に、軟Ｘ線の感光するレジスト材料をス
ピンコート法によりウエハ１３１の表面に供給して２０
０ｎｍの膜厚を有するレジスト膜を形成した後、該レジ
スト膜に対して１１０℃の温度下で６０秒間の加熱処理
を行なってレジスト膜を硬化させた後、レジスト膜が形
成されているウェハ１３１をウェハステージ１３２に保
持させる。
【０１８３】次に、炭素化合物ガスの分圧が１．３３×
１０-8Ｐａ以下に制御された第１のチャンバー１１０内
において放電型Ｘ線源１１１により軟Ｘ線を発生させ、
発生した軟Ｘ線を照明光学系１１２により、炭素化合物
ガスの分圧が１．３３×１０ -8Ｐａ以下に制御された第
２のチャンバー１２０に送る。第２のチャンバー１２０
においては、第１のチャンバー１１０から送られてきた
軟Ｘ線を反射光学系１２３により反射型マスク１２１に
導いた後、反射型マスク１２１から反射してきた軟Ｘ線
を、縮小投影光学系１２４により、炭素化合物ガスの分
圧が１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御された第３のチャ
ンバー１３０内に配置されたウェハ１３１の表面に形成
されているレジスト膜に照射してパターン露光を行な
う。
【０１８４】次に、ウェハ１３１を軟Ｘ線縮小投影露光
装置から取り出して、レジスト膜に対して１１０℃の温
度下において６０秒間の露光後加熱を行なった後、レジ
スト膜をアルカリ現像液で現像して、レジストパターン
を得る。
【０１８５】このようにすると、収差によるパターン歪
みがない５０ｎｍのパターン幅を有するレジストパター
ンを高精度に形成することができた。
【０１８６】また、前述のパターン形成方法を、半年間
及び１年間継続して行なったところ、収差によるパター
ン歪みがないと共に、当初と変わらぬ解像度が得られ
た。
【０１８７】従って、第５の実施形態に係るパターン形
成方法によると、第１のチャンバー１１０及び第２のチ
ャンバー１２０の内部が１．３３×１０-8Ｐａ以下に制
御された状態でパターン露光を行なうため、照明光学系
１１２、反射型マスク１２１及び縮小投影光学系１２４
の表面に有機物汚染が発生せず、これにより、収差によ
る歪みのない高精度なレジストパターンを長期間に亘っ
て安定して形成することができる。
【０１８８】尚、第５の実施形態においては、マスクの
材料として、ガラス基板と、モリブデン膜及びシリコン
膜よりなる積層膜、並びにクロム膜を用いたが、反射型
マスク１２の構成はこれに限られない。
【０１８９】また、レジスト膜の形成条件について、前
述の方法に限られるものではない。
【０１９０】
【発明の効果】本発明に係る、第１の軟Ｘ線縮小投影露
光装置、第１の軟Ｘ線縮小投影露光方法又は第１のパタ
ーン形成方法によると、照明光学系、反射型マスク又は
縮小投影光学系の表面に堆積するカーボン膜の膜厚を
０．１ｎｍ程度以下に抑制できるので、照明光学系、反
射型マスク又は縮小投影光学系の表面が有機物に汚染さ
れて光学特性が劣化する事態を防止することができる。
【０１９１】本発明に係る、第２の軟Ｘ線縮小投影露光
装置、第２の軟Ｘ線縮小投影露光方法又は第２のパター
ン形成方法によると、第１の領域に配置されている照明
光学系の表面、第２の領域に配置されている反射型マス
クの表面又は第３の領域に配置されている縮小投影光学
系の表面に堆積するカーボン膜の膜厚を抑制できるの
で、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学系の表
面が有機物に汚染されて光学特性が劣化する事態を防止
することができる。
【０１９２】本発明に係る、第３の軟Ｘ線縮小投影露光
装置、第３の軟Ｘ線縮小投影露光方法又は第３のパター
ン形成方法によると、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招く
ことなく、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学
系の表面が有機物に汚染されて光学特性が劣化する事態
を防止することができる。
【０１９３】本発明に係る、第４の軟Ｘ線縮小投影露光
装置、第４の軟Ｘ線縮小投影露光方法又は第４のパター
ン形成方法によると、軟Ｘ線の透過率損失の増加を招く
ことなく、照明光学系、反射型マスク又は縮小投影光学
系の表面が有機物に汚染されて光学特性が劣化する事態
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置
の概略断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置
を用いて反射型マスクから反射してきた軟Ｘ線を縮小投
影光学系に導いたときにおける、縮小投影光学系の近傍
の炭化水素ガスの分圧と縮小投影光学系の反射面に付着
したカーボン膜の膜厚との関係を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置
の概略断面図である。
【図４】第３の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置
の概略断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置
を用いて反射型マスクから反射してきた軟Ｘ線を縮小投
影光学系に導いたときにおける、縮小投影光学系の近傍
の酸素ガスの分圧と、縮小投影光学系の反射面に付着し
たカーボン膜の膜厚及び軟Ｘ線の１ｍ当たりの透過率損
失との関係を示す図である。
【図６】第４の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置
の概略断面図である。
【図７】第４の実施形態に係る軟Ｘ線縮小投影露光装置
を用いて反射型マスクから反射してきた軟Ｘ線を縮小投
影光学系に導いたときにおける、縮小投影光学系の近傍
のオゾンガスの分圧と、縮小投影光学系の反射面に付着
したカーボン膜の膜厚及び軟Ｘ線の１ｍ当たりの透過率
損失との関係を示す図である。
【符号の説明】
１１０ 第１のチャンバー １１１ 放電型Ｘ線源 １１２ 照明光学系 １１３ 第１の拡散ポンプ １２０ 第２のチャンバー １２１ 反射型マスク １２２ マスクステージ １２３ 反射光学系 １２４ 縮小投影光学系 １２５ 第２の拡散ポンプ １３０ 第３のチャンバー １３１ ウェハ １３２ ウェハステージ １３３ 第３の拡散ポンプ ２１０ 第１のチャンバー ２１１ 放電型Ｘ線源 ２１２ 照明光学系 ２１３ 第１の拡散ポンプ ２１４ 第１の減圧路 ２１５ 第１の有機物トラップ ２２０ 第２のチャンバー ２２１ 反射型マスク ２２２ マスクステージ ２２３ 反射光学系 ２２４ 縮小投影光学系 ２２５ 第２の拡散ポンプ ２２６ 第２の減圧路 ２２７ 第２の有機物 ２３０ 第３のチャンバー ２３１ ウェハ ２３２ ウェハステージ ２３３ 第３の拡散ポンプ ３１０ 第１のチャンバー ３１１ 放電型Ｘ線源 ３１２ 照明光学系 ３１３ 第１の拡散ポンプ ３１４ 第１のマスフローコントローラ ３１５ 第１の酸素ボンベ ３２０ 第２のチャンバー ３２１ 反射型マスク ３２２ マスクステージ ３２３ 反射光学系 ３２４ 縮小投影光学系 ３２５ 第２の拡散ポンプ ３２６ 第２のマスフローコントローラ ３２７ 第２の酸素ボンベ ３３０ 第３のチャンバー ３３１ ウェハ ３３２ ウェハステージ ３３３ 第３の拡散ポンプ ４１０ 第１のチャンバー ４１１ 放電型Ｘ線源 ４１２ 照明光学系 ４１３ 第１の拡散ポンプ ４１４ 第１のマスフローコントローラ ４１５ 第１のオゾンボンベ ４２０ 第２のチャンバー ４２１ 反射型マスク ４２２ マスクステージ ４２３ 反射光学系 ４２４ 縮小投影光学系 ４２５ 第２の拡散ポンプ ４２６ 第２のマスフローコントローラ ４２７ 第２のオゾンボンベ ４３０ 第３のチャンバー ４３１ ウェハ ４３２ ウェハステージ ４３３ 第３の拡散ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−331929（ＪＰ，Ａ) 特開2000−331930（ＪＰ，Ａ) 特開2000−331931（ＪＰ，Ａ) 特開2000−321783（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/16 G03F 7/20 G21K 5/00 G21K 5/02

Claims (36)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、前記照明光学系が配置される第１の領域、
    前記反射型マスクが配置される第２の領域及び前記縮小
    投影光学系が配置される第３の領域における炭素化合物
    のガスの分圧をそれぞれ１．３３×１０-8Ｐａ以下に制
    御する制御手段を備えていることを特徴とする軟Ｘ線縮
    小投影露光装置。
  2. 【請求項２】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御手段を備え、 前記制御手段は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうちの少なくとも１つの領域を個別に
    減圧することを特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光装置。
  3. 【請求項３】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御手段を備え、 前記制御手段は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうち炭素化合物のガスの分圧が１．３
    ３×１０-8Ｐａ以下に制御される領域の全圧を１．３３
    ×１０-4Ｐａ以下に制御することを特徴とする軟Ｘ線縮
    小投影露光装置。
  4. 【請求項４】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御手段を備え、 前記炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパンな
    どの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポリメ
    チルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼン若
    しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であることを
    特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光装置。
  5. 【請求項５】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域において発生する炭素化合物をそ
    れぞれ捕獲する捕獲手段を備えていることを特徴とする
    軟Ｘ線縮小投影露光装置。
  6. 【請求項６】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つ の領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲手段を備え、 前記捕獲手段は、液体ヘリウム又は液体窒素により冷却
    されたフィルタであることを特徴とする軟Ｘ線縮小投影
    露光装置。
  7. 【請求項７】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲手段を備え、 前記捕獲手段は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に発生し
    た炭素化合物を個別に捕獲することを特徴とする軟Ｘ線
    縮小投影露光装置。
  8. 【請求項８】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲手段を備え、 前記炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパンな
    どの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポリメ
    チルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼン若
    しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であることを
    特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光装置。
  9. 【請求項９】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生す
    る光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける酸素ガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ
    １．３３×１０-1Ｐａ以下に制御する制御手段を備えて
    いることを特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光装置。
  10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記第１の領域、前
    記第２の領域及び前記第３の領域のうち酸素ガスの分圧
    が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ１．３３×１０-1Ｐａ
    以下に制御される領域の全圧を１．３３×１０-1Ｐａ以
    下に制御することを特徴とする請求項９に記載の軟Ｘ線
    縮小投影露光装置。
  11. 【請求項１１】 波長が４〜２０ｎｍ帯の軟Ｘ線を発生
    する光源と、所望のパターンが形成された反射型マスク
    と、前記軟Ｘ線を前記反射型マスクに照射させる照明光
    学系と、前記反射型マスクのパターンをウエハ上に結像
    させる縮小投影光学系とを備えた軟Ｘ線縮小投影露光装
    置であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おけるオゾンガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且
    つ４．００×１０-2Ｐａ以下に制御する制御手段を備え
    ていることを特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光装置。
  12. 【請求項１２】 前記制御手段は、前記第１の領域、前
    記第２の領域及び前記第３の領域のうちオゾンガスの分
    圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ４．００×１-2Ｐａ
    以下に制御される領域の全圧を４．００×１０-2Ｐａ以
    下に制御することを特徴とする請求項１１に記載の軟Ｘ
    線縮小投影露光装置。
  13. 【請求項１３】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域における炭素化合物のガスの分圧
    をそれぞれ１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御する制御工
    程を備えていることを特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光方
    法。
  14. 【請求項１４】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御工程を備え、 前記制御工程は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうちの少なくとも１つの領域を個別に
    減圧する工程を含むことを特徴とする軟Ｘ線縮小投影露
    光方法。
  15. 【請求項１５】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御工程を備え、 前記制御工程は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうち炭素化合物のガスの分圧が１．３
    ３×１０-8Ｐａ以下に制御される領域の全圧を１．３３
    ×１０-4Ｐａ以下に制御する工程を含むことを特徴とす
    る軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  16. 【請求項１６】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つ の領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御工程を備え、 前記炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパンな
    どの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポリメ
    チルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼン若
    しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であることを
    特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  17. 【請求項１７】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域において発生する炭素化合物をそ
    れぞれ捕獲する捕獲工程を備えていることを特徴とする
    軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  18. 【請求項１８】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲工程を備え、 前記捕獲工程は、液体ヘリウム又は液体窒素により冷却
    されたフィルタにより前記炭素化合物を捕獲する工程を
    含むことを特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  19. 【請求項１９】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２ の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲工程を備え、 前記捕獲工程は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に発生し
    た炭素化合物を個別に捕獲する工程を含むことを特徴と
    する軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  20. 【請求項２０】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲工程を備え、 前記炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパンな
    どの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポリメ
    チルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼン若
    しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であることを
    特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  21. 【請求項２１】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける酸素ガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ
    １．３３×１０-1Ｐａ以下に制御する制御工程を備えて
    いることを特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  22. 【請求項２２】 前記制御工程は、前記第１の領域、前
    記第２の領域及び前記第３の領域のうち酸素ガスの分圧
    が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ１．３３×１０-1Ｐａ
    以下に制御される領域の全圧を１．３３×１０-1Ｐａ以
    下に制御する工程を含むことを特徴とする請求項２１記
    載の軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  23. 【請求項２３】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをウエハ上に結像させる工程とを備えた軟Ｘ
    線縮小投影露光方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おけるオゾンガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且
    つ４．００×１０-2Ｐａ以下に制御する制御工程を備え
    ていることを特徴とする軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  24. 【請求項２４】 前記制御工程は、前記第１の領域、前
    記第２の領域及び前記第３の領域のうちオゾンガスの分
    圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ４．００×１-2Ｐａ
    以下に制御される領域の全圧を４．００×１０-2Ｐａ以
    下に制御する工程を含むことを特徴とする請求項２３に
    記載の軟Ｘ線縮小投影露光方法。
  25. 【請求項２５】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域における炭素化合物のガスの分圧
    をそれぞれ１．３３×１０-8Ｐａ以下に制御する制御工
    程を備えていることを特徴とするパターン形成方法。
  26. 【請求項２６】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つ の領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御工程を備え、 前記制御工程は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうちの少なくとも１つの領域を個別に
    減圧する工程を含むことを特徴とするパターン形成方
    法。
  27. 【請求項２７】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御工程を備え、 前記制御工程は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうち炭素化合物のガスの分圧が１．３
    ３×１０-8Ｐａ以下に制御される領域の全圧を１．３３
    ×１０-4Ｐａ以下に制御する工程を含むことを特徴とす
    るパターン形成方法。
  28. 【請求項２８】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける炭素化合物のガスの分圧を１．３３×１０ -8 Ｐａ
    以下に制御する制御工程を備え、 前記炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパンな
    どの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポリメ
    チルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベ ンゼン若
    しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であることを
    特徴とするパターン形成方法。
  29. 【請求項２９】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域において発生する炭素化合物をそ
    れぞれ捕獲する捕獲工程を備えていることを特徴とする
    パターン形成方法。
  30. 【請求項３０】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲工程を備え、 前記捕獲工程は、液体ヘリウム又は液体窒素により冷却
    されたフィルタにより前記炭素化合物を捕獲する工程を
    含むことを特徴とするパターン形成方法。
  31. 【請求項３１】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲工程を備え、 前記捕獲工程は、前記第１の領域、前記第２の領域及び
    前記第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に発生し
    た炭素化合物を個別に捕獲する工程を含むことを特徴と
    するパターン形成方法。
  32. 【請求項３２】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おいて発生する炭素化合物を捕獲する捕獲工程を備え、 前記炭素化合物は、メタン、エタン若しくはプロパンな
    どの炭化水素、イソプロピルアルコール若しくはポリメ
    チルメタクリレートなどの直鎖有機物、又はベンゼン若
    しくはフタル酸エステルなどの環状有機物であることを
    特徴とするパターン形成方法。
  33. 【請求項３３】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おける酸素ガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ
    １．３３×１０-1Ｐａ以下に制御する制御工程を備えて
    いることを特徴とするパターン形成方法。
  34. 【請求項３４】 前記制御工程は、前記第１の領域、前
    記第２の領域及び前記第３の領域のうち酸素ガスの分圧
    が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ１．３３×１０-1Ｐａ
    以下に制御される領域の全圧を１．３３×１０-1Ｐａ以
    下に制御する工程を含むことを特徴とする請求項３３に
    記載のパターン形成方法。
  35. 【請求項３５】 照明光学系により波長が４〜２０ｎｍ
    帯の軟Ｘ線を所望のパターンが形成された反射型マスク
    に導く工程と、縮小投影光学系により前記反射型マスク
    のパターンをレジスト膜上に結像させる工程と、前記反
    射型マスクのパターンが結象した前記レジスト膜を現像
    してレジストパターンを形成する工程とを備えたパター
    ン形成方法であって、 前記照明光学系が配置される第１の領域、前記反射型マ
    スクが配置される第２の領域及び前記縮小投影光学系が
    配置される第３の領域のうちの少なくとも１つの領域に
    おけるオゾンガスの分圧を１．３３×１０-4Ｐａ以上且
    つ４．００×１０-2Ｐａ以下に制御する制御工程を備え
    ていることを特徴とするパターン形成方法。
  36. 【請求項３６】 前記制御工程は、前記第１の領域、前
    記第２の領域及び前記第３の領域のうちオゾンガスの分
    圧が１．３３×１０-4Ｐａ以上且つ４．００×１-2Ｐａ
    以下に制御される領域の全圧を４．００×１０-2Ｐａ以
    下に制御する工程を含むことを特徴とする請求項３５に
    記載のパターン形成方法。
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