JP4289906B2 - 露光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光光を投影光学系を介して感光基板に照射することにより、感光基板上にパターンを形成する露光装置に関し、特に露光光として紫外光を用いる露光装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＬＳＩあるいは超ＬＳＩなどの極微細パターンから形成される半導体素子の製造工程において、マスクに描かれた回路パターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して焼き付け形成する縮小型投影露光装置が使用されている。半導体素子の実装密度の向上に伴いパターンのより一層の微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応がなされてきた。
【０００３】
遠紫外線とりわけ１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザや、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ2）エキシマレーザにおいては、これら波長付近の帯域には酸素（Ｏ2）や水分（Ｈ2Ｏ）の吸収帯が存在することが知られている。従って、ＡｒＦエキシマレーザ、フッ素（Ｆ2）エキシマレーザ等の遠紫外線を光源とする投影露光装置の露光光学系の光路においては、窒素等の不活性ガスによるパージ手法によって、光路中に存在する酸素、水分濃度（以下、不純物濃度と称す）をｐｐｍオーダー以下のレベルにおさえる必要がある。
【０００４】
このため、上述のような遠赤外線を光源とする露光装置内の露光光路では、不活性ガスで部分的にパージを行っていた。例えば、図１は特許文献１で示されているウエハ近傍のパージ手段を説明するための図である。
【０００５】
図１に示される露光装置の部分において、ステージ定盤１１８は据付定盤より除振装置を介して支持されたウエハステージ１１０を搭載する。フレーム１１７は投影光学系１０５を支持する。フレーム１１７とステージ定盤１１８及び隔壁１１３、１１４によりウエハステージを含む隔離された空間が形成される。
【０００６】
図１では、投影光学系１０５のウエハ側下端部からウエハステージ１１０近傍に向かって露光光路を囲うカバー１０９を設け、カバー１０９の内部に不活性ガスよりなるパージガスが吹き出す供給口１０６を設け、パージガスを吸い込む回収口１０７を供給口１０６と対向するように設けて、パージガスをカバー１０９内部に流すパージ手段が示されている。図１では、カバー１０９とウエハ１１１との干渉を避けるために、カバー１０９とウエハ１１１には隙間が設けられている。また、露光時に基板表面に塗布された感光剤より発生する各種生成物（脱ガス）が、光学素子表面に付着して光学系の効率が低下するため、脱ガスを効率よく回収できるようにカバー１０９の内部ではパージガスが一方向（１０８で示される）に流されている。
【０００７】
またウエハステージ周辺は温度や湿度を所定の値に保つ必要があるため、温湿度調整された空気あるいは、カバー９内部に供給するパージガスよりも不純物濃度が高くかつ温湿度調整された不活性ガスをこのウエハステージや投影レンズの周りに流すのが一般的である。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３５８０５６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、遠紫外線を利用した露光装置においては、投影光学系１０５のウエハ側端部にカバー１０９を設け、カバー１０９内部にパージガスの供給口１０６および排気口１０７を設けてパージガスを一方向に流してパージを行っている。しかし、カバー１０９とウエハ１１１の間には隙間が設けられているため、供給口１０６の下側近傍で渦が発生しやすい（図２（ａ）参照）ことが本願発明者によって明らかとなった。さらにこの渦が発生している部分の圧力はカバー１０９の周囲の圧力よりも低くなっているため、周囲の空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスが、カバー１０９内部に侵入してくることが明らかとなった。そのため、カバー１０９内部の不純物濃度が悪化し、露光光の透過率が低下してしまう。このことは露光時間を長くし、装置の生産性を悪化させる原因となっていた。
【００１０】
以下、図２を用いて、供給口１０６の下側近傍で渦が発生し、圧力が低くなっている状態を説明する。図２（ａ）はカバー１０９内部の中央断面におけるパージガスの流線図を、図２（ｂ）は図２（ａ）と同じ場所での圧力分布の等高線模式図を示している。なお、図２（ｂ）の等高線模式図においては、色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示している。
【００１１】
カバー１０９とウエハ１１１の間に隙間が設けられている場合、図２（ａ）のように、供給口１０６の下側近傍に渦が発生する。この渦が発生している部分は、図２（ｂ）に示されているように圧力が低くなっていることが解る。供給口１０６の下側近傍の圧力Ｐ１がカバー１０９の外側の圧力Ｐ２よりも低くなると、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスがカバー１０９内部に侵入してくることとなる。したがって、カバー１０９内部を安定してパージするには、カバー１０９内部の圧力を、とりわけ供給口１０６の下側近傍の圧力Ｐ１をカバー１０９の周囲の圧力Ｐ２よりも高く保つ必要がある。
【００１２】
またさらに、カバー１０９の外側の投影レンズ周辺やウエハステージ周辺の空気やパージ不活性ガスの流れ（以下、周囲の流れと称す）もカバー１０９内部のパージ性能に大きく影響することが本願発明者によって明らかとなった。周囲の流れがある場合のカバー１０９近傍における気体の流れおよび圧力分布について図３を用いて説明する。
【００１３】
図３（ａ）は周囲の流れの流線図を、図３（ｂ）は圧力分布の等高線模式図を示している。また、図３（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。カバー１０９は周囲の流れ１１９に対して障害物となる。このため、図３（ａ）に示されているように、周囲の流れ１１９はカバー１０９に衝突してその進路を変更する。このとき、図３（ｂ）に示されているように、カバー１０９の周囲では、周囲の流れ１１９に対してカバー１０９の上流側において最も圧力が高くなる。そのため、カバー１０９の内部では、周囲の流れ１１９の上流側より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスが侵入しやすくなる。
【００１４】
このように周囲の流れが存在する場合は、カバー１０９近傍の圧力分布も考慮してカバー１０９内部をパージする必要があり、周囲の流れの影響を受けずにカバー１０９内部を安定してパージすることは容易なことではない。図３ではカバー１０９が短形形状の場合を例に説明したが、円筒形形状等においても同様のことが言える。
【００１５】
そこで、カバー１０９内部の圧力を、とりわけカバー１０９内部に設けられた供給口１０６の下側近傍の圧力をカバー１０９の外側の圧力よりも高くすることができるパージ手段、および周囲の流れ１１９が存在してもその影響を受けずに安定してカバー１０９内部をパージできる手段が望まれている。
【００１６】
また、一般に露光光の波長に反比例してその光の持つ光子エネルギーは大きくなる。とりわけ１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ2）エキシマレーザの光子エネルギーは７．９ｅＶと大きく、より多くの樹脂等を構成する分子の結合を分解する力を有している。したがってウエハに塗布される樹脂系感光剤に露光光を照射した場合、感光剤表層に吸着している水分は蒸発し、さらに感光剤の一部は分解し、感光剤の表層に吸着している水分とともに不純物として放出される可能性が大きい。
【００１７】
露光時においてウエハに塗布された感光剤自身やその表面に吸着している水分より発生する不純物（以下、脱ガス）は、カバー１０９内部のパージガスの一方向の流れによって回収されるが、このパージガスの流れのため、カバー１０９内部では脱ガスの濃度勾配が生じる。露光光は脱ガスによっても吸収されるため、露光エリア内では、脱ガスの濃度勾配により透過率損失の分布が生じることとなる。
【００１８】
ここで図４を用いて、カバー１０９内部で生じる脱ガスの濃度勾配および露光エリア内における透過率損失分布について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は露光時に脱ガスが生じた場合における脱ガスの濃度分布の等高線模式図を示している。カバー１０９内部の中央断面図である図４（ａ）、平面図である図４（ｂ）の各等高線模式図において、色が濃い部分ほど脱ガス濃度が高く、薄い部分ほど脱ガス濃度が低いことを示す。図４（ａ）、（ｂ）に示されているように、露光時に脱ガスが生じた場合、露光エリアに対してパージガスの流れ１０８の下流側は脱ガス濃度が高く、上流側は脱ガス濃度が低くなる濃度勾配が生じる。
【００１９】
図４（ｃ）は図４（ａ）、（ｂ）で示されている濃度勾配が生じた場合における露光エリア内での透過率損失の等高線模式図を示している。図４（ｃ）の等高線模式図では、色が濃い部分ほど透過率損失が大きく、薄い部分ほど透過率損失が小さいことを示している。図４（ｃ）に示されているように、露光時に脱ガスの濃度勾配が生じた場合、露光エリア内において、パージガスの流れ８の上流側は透過率損失が小さく、下流側は透過率損失が大きくなる。そのため露光時において、露光エリア内で得られる露光量に分布ができ、照度ムラが生じることとなる。
【００２０】
このように脱ガスが生じると、露光エリア内で照度ムラが生じて露光エリア内の一部では所望の露光量が得られず、マスクの回路パターンの焼き付けが不十分となるため、製造した半導体素子に欠陥品が多くなり、装置の生産性を悪化させる原因となっていた。従って、カバー１０９内部に一方向の流れが存在しても、露光時に照射ムラが生じないパージ手段の開発が望まれている。
【００２１】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、投影光学系のウエハ側端部からウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバーの内部に対して安定したパージを実現することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の一態様による露光装置は以下の構成を備える。すなわち、
露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置であって、
前記投影光学系のウエハ側端部から前記ウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバーと、
前記カバー内部において、不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口と該第１供給口より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口とを有し、該カバー内にパージガス流を形成するパージ手段と、
前記カバーの外部に設けられた吹き出し口より前記ウエハステージ近傍の空間に向かって気体を吹き出す吹き出し手段とを備え、
前記吹き出し口より吹き出す気体の流れの方向と前記パージガス流の方向が９０度以下で対向するように、前記第１供給口及び吹き出し口が配置される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２７】
なお、本発明が適用可能な露光装置の構成については以下の各実施形態に制限されるものではない。マスクのパターンを投影光学系を介して感光基板に照射する露光装置、特に露光光として紫外光を用いる公知の露光装置すべてに本発明は適用可能である。なお、本発明の露光装置に好適に用いられる露光光としての紫外光は制限されないが、従来技術で述べたように、遠紫外線とりわけ１９３ｎｍ付近の波長を有するＡｒＦエキシマレーザや、１５７ｎｍ付近の波長を有するフッ素（Ｆ2）エキシマレーザ光に対して有効である。
【００２８】
（第１実施形態）
図１１は、第１実施形態によるステップ・アンド・スキャン型の投影露光装置の要部を示す模式図である。
【００２９】
図１１において、不図示の紫外光源から露光装置内の照明系１に導かれた紫外光はレチクルステージ４上に載置されたレチクル３を照射する。照射されたレチクル３上のパターンは、投影光学系５によって、ウエハステージ１０上に載置されたウエハ１１上に縮小結像する。ウエハ１１上には感光剤が塗布されており、縮小結像によりパターンが転写される。投影光学系５のウエハ側端部からウエハステージ１０近傍に向かって紫外光を囲うカバー９が設けられ、カバー９内部の一方にパージガスが吹出す供給口６が、カバー９の他方にパージガスを吸い込む回収口７が設けられ、カバー９内部でパージガスは一方向（８）に流されている。ここで、パージガスとしては窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが用いられ、パージガスはパージガス供給装置２１から配管３０を通して供給口６よりカバー９内部へ供給される。
【００３０】
またパージガス供給装置２１と供給口６の間には流量制御装置４０が設けられ、主制御系４３からの制御情報に応じた流量で、供給口６にパージガスを供給する。回収口７には配管３１を介して、カバー９内部のパージガスを回収するための真空ポンプ２２が設けられている。回収口７と真空ポンプ２２の間には流量制御装置４１が設けられ、主制御系４３からの制御情報に応じた流量で、回収口７よりパージガスを回収する。ここで、流量制御装置４０および流量制御装置４１は、主制御系４３からの制御情報に基づいて、それぞれバルブ５０およびバルブ５１が所定のタイミングで開閉するようになっている。
【００３１】
また供給口６には、配管３０より流入するパージガスを整流化するために、例えば微少な孔が一定の間隔で設けられた多孔板やフィルタ等に利用されている金属や樹脂あるいは無機質からなる焼結材、発泡材、繊維材等の多孔質体が用いられる。さらに、回収口７においても回収口７付近のパージガスの流れを整流化するために、供給口６と同様に多孔板や多孔質体が用いられる。この多孔板や多孔質体によるパージガスの整流化は、供給口６あるいは回収口７の面内のパージガスの流速分布を均一にし、さらに流れの擾乱を抑えることで時間的な流速変動を均一にし、より流れが層流化し、安定したパージ性能が得られることを目的としている。
【００３２】
以上のような第１実施形態の露光装置においてカバー９内部のパージを行う場合、まず主制御系４３から流量制御装置４０に制御情報が伝達されてバルブ５０が開き、所定の流量でパージガスが供給口６よりカバー９内部へ供給される。その後、主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達されてバルブ５１が開き、所定の流量でパージガスが回収口７より回収される。このとき、回収口７より回収されるパージガスの流量は供給口６より供給されるパージガスの流量よりも少なくなるように主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達される。パージガスの回収流量を供給流量よりも少なくすることでカバー９内部からカバー９の外側へパージガスは流出し、カバー９内部の圧力はカバー９の外側の圧力よりも高くなり、安定してカバー９内部をパージできる。たとえば、発明者らの実験によれば、供給口６よりの供給流量：回収口７による回収流量＝５：４でカバー９内部をパージすることができた。もちろんそれ以外の流量比（例えば、供給流量：回収流量＝３：２や２：１）でもカバー９内部をパージすることができる。
【００３３】
なお上記第１実施形態では供給口６と回収口７双方の流量をそれぞれ制御するようにしたが、いずれか一方の流量を固定にし、他方の流量のみを変化させてもよい。一般的にレギュレータなどを使用して入口の圧力を機械的に一定に保つことで、比較的簡単にある程度までは流量を一定に固定できる。したがって、例えば、いずれか一方は入口の圧力を一定に保つことであらかじめ設定された流量に固定し、他方のみを制御情報（回収量と供給量に基づく流量制御のための情報）に基づき流量制御しても良い。
【００３４】
また、本実施形態の露光装置ではカバー９内部において、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６が配置されており、露光時に発生したレジスト等からの脱ガスによって透過率損失の分布が生じた場合でもスキャン時に透過率損失が平均化され、照度ムラが低減される。もちろん露光装置を構成する各種ユニットの配置取り合いによっては、パージガスの流れをスキャン方向と平行にできない場合も考えられるが、この場合でもカバー９内部を安定してパージできることには変わりがない。
【００３５】
また、本実施形態の露光装置では、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６を配置しているが、以下に説明する第２乃至第６実施形態に示されている露光装置においても、第１実施形態の露光装置と同様に、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６を配置することが望ましい。そうすることで、第２乃至第６実施形態に示されている露光装置においても、スキャン時における照度ムラの発生を低減できる。
【００３６】
図１０Ａ、図１０Ｂはそれぞれ、カバー９内部において、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６を配置した場合、および垂直にパージガスが流れるように供給口６を配置した場合について、スキャン時に生じる透過率損失分布の違いを示している。図１０Ａ，Ｂでは色が濃い部分ほど透過率損失が大きく、薄い部分ほど透過率損失が小さいことを示している。
【００３７】
図１０Ａ、図１０Ｂにおいて、（ａ）は露光エリアの透過率損失の等高線模式図を、（ｂ）は（ａ）の透過率損失分布が生じた場合において、スキャンを行った時に生じる透過率損失の等高線模式図を示す。
【００３８】
図１０Ａに示されているように、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６を配置した場合、スキャンによって露光エリアの透過率損失の分布を平均化することができるため、スキャンしたエリアの透過率損失は均一になり、照度ムラは生じない。一方、図１０Ｂに示されているように、露光時のスキャン方向と垂直にパージガスが流れるように供給口６を配置した場合は、露光エリアの透過率損失の分布をスキャンによって平均化することができず、スキャンしたエリアにも透過率損失の分布が生じ、照度ムラが発生する。故に、スキャン時において照度ムラの発生を防ぐには、パージガスの流れる方向とスキャン方向を平行にする必要があり、そうすることでスキャンエリア内で得られる露光量は均一となり、製造した半導体素子に欠陥品が発生することを防ぎ、装置の高い生産性を維持することができる。
【００３９】
以上のように第１実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系（５）を介してウエハステージ（１０）上に配置された感光基板（１１）に照射する露光装置であり、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）の近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための供給口（６）と、供給口（６）より供給されたパージガスを吸い込むための回収口（７）とが設けられ、供給口（６）よりパージガスを吹き出して回収口（７）より回収させてカバー（９）内にパージガス流を形成し、回収口（７）から回収されるパージガスの流量が供給口（６）より供給されるパージガスの流量よりも少なくなるように制御される（４３）。
【００４０】
このようにパージガスの回収流量を供給流量よりも少なくすることで、カバー９の内部から周囲へパージガスが流出し、カバー９内部の圧力をカバー９の外側の圧力よりも高くすることができ、外部からの気体の侵入を防止できる。
【００４１】
なお、上記制御においては、カバー（９）内部の圧力を測定する第１圧力センサと、カバー（９）の外側の圧力を測定する第２圧力センサとを設け、第１および第２圧力センサの測定結果に基づいて、カバー（９）の内側の圧力が該カバーの外側の圧力よりも高くなるように、供給口（６）より供給されるパージガスの流量、および／または回収口（７）より回収されるパージガスの流量を制御するようにしてもよい。上記のような圧力センサを設けた構成については第９実施形態で詳述する。
【００４２】
（第２実施形態）
第２実施形態は、カバー９の外部において供給される気体の、パージに対する影響を低減するものである。
【００４３】
図１２は、第２実施形態による露光装置の概略構成を説明する図である。第２実施形態は、供給口６と回収口７を有するカバー９を空気あるいは不純物濃度の高い気体の一方向の流れ（周囲の流れ）の中に置いた場合の例である。なお、供給口６や回収口７より供給／回収されるパージガスの流量制御に関しては第１実施形態と同様であるためここでの説明は省略する。
【００４４】
図１２において、隔壁１４にはウエハステージ近傍の空間に向かって気体を吹き出す吹き出し口１６が設けられ、隔壁１４に対向した隔壁１３には気体を吸い込む吸い込み口１５が設けられている。吹き出し口１６より供給される気体は少なくとも温度あるいは湿度調整された空気あるいは、カバー９内部に供給されるパージガスよりも不純物濃度が高くかつ温度あるいは湿度調整された不活性ガスが用いられる。吹き出し口１６および吸い込み口１５には、それぞれ配管３２および配管３３を介して、送風機と温度制御装置からなる気体循環装置４４が設けられている。
【００４５】
本実施形態の露光装置では、気体循環装置４４内に設けられた送風機より気体が送風され、配管３２を通して吹き出し口１６よりウエハステージ近傍の空間に向かって気体が吹き出される。吹き出された気体は吸い込み口１５より配管３３を通して気体循環装置４４に回収される。気体循環装置４４に回収された気体は気体循環装置４４内に設けられた温度制御装置によって所定の温度に制御され、その後再び送風機によって送風され、配管３２を通して吹き出し口１６よりウエハステージ近傍の空間に向かって吹き出される。このように、吹き出し口１６より温度制御された気体をウエハステージ近傍の空間に向かって供給し、吸い込み口１７より気体を回収することで、カバー９の周囲には一方向の流れ（以下、周囲の流れ１９）が作られ、ウエハステージ周辺の温度や湿度等は所定の値に保たれる。また、気体循環装置４４を用いて、ウエハステージ近傍の空間に流す気体を循環させることで、露光装置で使用する気体の総流量を少なくすることができ、装置の運転コストを低くすることができる。
【００４６】
さらに、第２実施形態の露光装置では、吹き出し口１６より吹き出す気体の流れ（周囲の流れ１９）の方向と、供給口６から吹き出すパージガスの流れの方向が、正に対向するように供給口６が配置される。周囲の流れ１９とパージガスの流れ８を正に対向するように供給口６を設けると、カバー９近傍での圧力分布は図５に示されるような分布となり、カバー９内部で最も圧力が高い部分と、カバー９の周囲で最も圧力が高い部分とが相対するため、周囲の流れ１９がカバー９内部に流入することを防ぐことができ、したがってカバー９内部を安定してパージできる。
【００４７】
図５は、吹き出し口１６から吹き出す気体の流れ（周囲の流れ１９）の方向と供給口６から吹き出すパージガスの流れの方向が正に対向するように供給口６を配置した場合の、カバー９近傍における圧力分布の等高線模式図を示している。図５の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。カバー９の中央部における断面図である図５（ａ）および平面図である図５（ｂ）において、供給口６からパージガスは矢印の方向にウエハ１１近傍へ吹き出される。吹き出されたパージガスの一部は回収口７に吸い込まれ、残りはカバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の周囲へ流出する。周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を配置した場合、図５に示されているように、カバー９内部で最も圧力が高い部分と、カバー９の周囲で最も圧力が高い部分とが相対するため、カバー９内部のパージガスの流れは、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスの侵入に対して抵抗となる。よって、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージガスは侵入せず、カバー９内部を安定してパージできる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けた場合について示しているが、各々の流れのなす角度が９０度以下であれば、効果が得られる。特に、各々の流れのなす角度が４５度以下となるように供給口６を配置することが好ましく、より良好な結果が得られる。各々の流れのなす角度が４５度以下であれば、図６に示されているようにカバー９の周囲で最も圧力が高い部分とカバー９内部で最も圧力が高い部分とがほぼ相対するため、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
図６は、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８とが一定の角度をなすように供給口６を配置した場合における、カバー９近傍における圧力分布の等高線模式図を示している。図６の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。周囲の流れ１９の方向とパージガスの流れ８の方向が正に対向していなくても、各々の流れのなす角度がおよそ４５度以下であれば、図６に示されているようにカバー９の周囲で最も圧力が高い部分とカバー９内部で最も圧力が高い部分とがほぼ相対するため、カバー９内部のパージガスの流れは、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスの侵入に対して抵抗となることができ、したがってカバー９内部を安定してパージすることができる。
【００５０】
以上のように、第２実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１２）であり、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部において、不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、第１供給口（６）より供給されたパージガスを吸い込むための回収口（７）とを用いてカバー（９）内にパージガス流を形成するとともに、カバー（９）の外部に設けられた吹き出し口（１６）よりウエハステージ（１０）近傍の空間に向かって気体を吹き出し、吹き出し口（１６）より吹き出す気体の流れの方向とパージガス流の方向が９０度以下で対向するように、上記第１供給口（６）及び吹き出し口（１６）が配置されている。
【００５１】
この構成により、上述したようにカバー９内部で圧力が高い部分と、カバー９の周囲で圧力が高い部分とが相対することになり、カバー９内部のパージガスの流れが空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスが周囲から侵入することに対して抵抗となる。よって、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージガスは侵入せず、カバー９内部を安定してパージできる。
【００５２】
なお、好ましくは、上記対向の角度は４５度以下である。更に好ましくは、上記対向の角度は０度（吹き出し口（１６）より吹き出す気体の流れの方向とパージガス流の方向が正に対向する）である。
【００５３】
また、好ましくは、吹き出し口（１６）より吹き出す気体は、空気あるいはパージガスよりも不純物濃度の高い不活性ガスからなる。吹き出し口１６よりウエハステージ近傍の空間に向かって吹き出される気体の役割は、ウエハステージ周辺の温度や湿度等を所定の値に保つことにある。したがって、吹き出し口１６より吹き出される気体は、パージガスのような高純度のものである必要はなく、空気あるいはパージガスよりも不純物濃度の高い不活性ガスにすることができ、こうすることによって露光装置で使用する高純度な不活性ガス（パージガス）の総流量を小さくすることができ、装置の運転コストを低くすることができる。
【００５４】
（第３実施形態）
第３実施形態では、カバー９内の供給口６に加え、外部からの気体の侵入を防止するようにパージガスを供給するためのサブ供給口を設ける。
【００５５】
図１３は、第３実施形態による露光装置の要部構成を示す図である。図１３に示されるように、カバー９の内部に供給口６と回収口７を設けると共に、カバー９の下端部にサブ供給口１２を設け、ウエハ１１に向かってサブ供給口１２よりパージガスが供給される。供給口６や回収口７より供給／回収されるパージガスの流量制御に関しては第１実施形態と同様であるためここでの説明は省略する。
【００５６】
第３実施形態において、サブ供給口１２は露光エリアの外周を囲むように設けられ、サブ供給口１２より供給されるパージガスは、供給口６より供給されるパージガスと同程度にまで不純物濃度が下げられた不活性ガスである。サブ供給口１２より供給されるパージガスは、パージガス供給装置２３から配管３４を通してサブ供給口１２よりウエハ１１に向かって供給される。またパージガス供給装置２３とサブ供給口１２の間には流量制御装置４２が設けられ、主制御系４３からの制御情報に応じた流量でサブ供給口１２にパージガスが供給される。流量制御装置４２は、主制御系４３からの制御情報に基づいて、バルブ５２が所定のタイミングで開閉するようになっている。さらに、配管３４より流入するパージガスを整流化するため、サブ供給口１２には多孔板や多孔質体が用いられる。
【００５７】
第３実施形態の露光装置においてカバー９内部のパージを行う場合、まず主制御系４３から流量制御装置４０および流量制御装置４２に制御情報が伝達されてバルブ５０およびバルブ５２が開き、所定の流量でパージガスが供給口６およびサブ供給口１２より供給される。その後、主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達されてバルブ５１が開き、所定の流量でパージガスが回収口７より回収される。
【００５８】
このとき、回収口７より回収されるパージガスの流量は、供給口６より供給されるパージガスの流量とサブ供給口１２より供給されるパージガスの流量の総流量よりも少なくなるように、主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達される。このため、サブ供給口１２より供給されたパージガスの一部はカバー９内部へ流入して供給口６の下側近傍に渦が発生することを防ぐとともに、残りはカバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の周囲へ流出し、空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスがカバー９内部へ侵入してくることに対しての抵抗となる。したがって、図７に示されているようにカバー９内部の圧力Ｐ３は均一化され、かつカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも非常に高くなるため、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では供給口６、サブ供給口１２および回収口７の流量をそれぞれ制御するようにしたが、いずれか１つまたは２つについて、入口の圧力を一定に保つことであらかじめ設定された流量に固定し、残りを制御情報に基づき流量制御しても良い。
【００６０】
次に、図２および図７を用いてカバー９の下端部に露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けた場合の効果を説明する。カバー９とウエハ１１の間に隙間が存在する場合、図２に示されているように供給口６（１０６）の下側近傍では渦が発生して圧力が降下する。したがって、供給口６（１０６）の下側近傍ではカバー９（１０９）の周囲より不純物が侵入するため、カバー９（１０９）内部の不純物濃度が悪化し、装置の生産性が悪化する。
【００６１】
これに対して、図７（ａ）はカバー９の下端部に、露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けた場合のカバー９内部中央における断面のパージガスの流線図を、図７（ｂ）は図７（ａ）と同じ場所における圧力分布の等高線模式図を示している。図７（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。
【００６２】
まず供給口６の下側近傍の流れおよび圧力分布について説明する。図７（ａ）に示されているように、カバー９の下端部にサブ供給口１２を設けた場合、供給口６の下側近傍に侵入してくるのは、サブ供給口１２より供給されたパージガスである。したがってカバー９内部の不純物濃度は悪化せず、カバー９内部のパージは保たれる。さらに、サブ供給口１２からパージガスを供給すると、サブ供給口１２からカバー９内部へ向かうパージガスの流れが生じるため、供給口６の下側近傍における渦が発生しない。したがって図７（ｂ）に示されているように、供給口６の下側近傍では圧力が降下せず、カバー９内部の圧力Ｐ３は均一となり、カバー９内部を安定してパージできる。
【００６３】
次に露光エリアの外周を囲むようにパージガス供給口を設けた場合の効果を説明する。カバー９の下端部に、露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けると、サブ供給口１２より供給されたパージガスの多くは、カバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の周囲へ流出する。つまり、サブ供給口１２より供給されたパージガスは放射状にカバー９の周囲へ流出することとなる。したがって、サブ供給口１２より供給されたパージガスは、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスの侵入に対して抵抗となり、カバー９内部の圧力Ｐ３は非常に高くなるため、より一層カバー９内部を安定してパージできる。
【００６４】
以上のように、第３実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１３）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハステージ（１０）へ向けてパージガスを吹出すための第２供給口（１２）と、第１及び第２供給口（６、１２）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）とを備える。
【００６５】
以上のような構成によれば、第２供給口（１２）より供給されたパージガスは感光基板（１１）に衝突した後、感光基板面に沿って放射状に流れ、その一部はカバー（９）の外側へ流出し、カバー（９）の周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスが侵入してくることに対して抵抗となる。このため、カバー（９）内部を安定してパージできる。
【００６６】
特に、第１回収口（７）から回収されるパージガスの流量を第１および第２供給口（６、１２）より供給されるパージガスの総流量よりも少なくすることにより、パージがより安定化する。また、第２供給口を露光エリアの外周を囲むように設けることが好ましい。
【００６７】
（第４実施形態）
上記第３実施形態は露光エリアの外周を囲むようにカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けた。第４実施形態では、図１４に示されているように、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設ける。
【００６８】
図１４は、第４実施形態による露光装置の構成を説明するための図である。カバー９の内部には、供給口６と回収口７に加え、供給口６付近のカバー下端部にのみサブ供給口１２が設けられている。なお、図１４では、隔壁１４、１３に吹き出し口１６と吸い込み口１５を配し、カバー９を周囲の流れ１９のなかに置いている。図１４において、図１１〜図１３に示されている符号と同一のものは、図１１〜図１３と同様の構成要素を示しており、その流量制御とカバー９内部のパージ方法は第１乃至第３実施形態で示されているためここでの説明は省略する。
【００６９】
第４実施形態の露光装置では、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６が設けられており、また。回収口７より回収されるパージガスの流量は、供給口６より供給されるパージガスの流量とサブ供給口１２より供給されるパージガスの流量の総流量よりも少なくなるように主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達される。第２実施形態で示されているように、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けると、カバー９内部を安定してパージすることが可能であるが、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けることにより、さらにカバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７０】
以下、上記の効果を生む、第４実施形態におけるカバー９内部の流れと圧力分布について説明する。図８（ａ）はサブ供給口１２を供給口６付近のカバー９の下端部に設けた場合における、カバー９内部中央におけるパージガスの流線図を示す。図８（ｂ）は図８（ａ）と同じ場所での圧力分布の等高線模式図を示している。図８（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。供給口６付近のカバー下端部にサブ供給口１２を設けた場合は、露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けた場合（第３実施形態）ほどカバー９内部の圧力を高くすることはできない。しかしながら、図８に示されているように、供給口６の下側近傍に侵入してくるのはサブ供給口１２より供給されたパージガスであるためカバー９内部の不純物濃度は悪化しない。また、供給口６の下側近傍に渦は発生しないため、カバー９内部の圧力は降下しない。この結果、カバー９内部の圧力Ｐ３はカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなり、カバー９内部を安定してパージできる。カバー９内部の圧力Ｐ３は多少低くなるものの、供給口６付近のカバー下端部にサブ供給口１２を設けた場合は、露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けた場合よりも少ないパージガスの流量でほぼ同様の効果を得ることができるため、露光装置の運転コストを低くすることができる。
【００７１】
以上のように、第４実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１４）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハステージ（１０）へ向けてパージガスを吹き出すための第２供給口（１２）と、第１及び第２供給口（６、１２）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）とを有し、第２供給口が第１供給口の近傍に設けられている。
【００７２】
以上の構成によれば、第２供給口（１２）より供給されたパージガスの一部はカバー（９）内部へ流入して第１供給口（６）の下側近傍に渦が発生することを防ぎ、残りはカバー（９）とウエハ（１１）の隙間よりカバー（９）の周囲へ流出する。このとき、図８（ｂ）に示されているように、供給口（６）の下側近傍で圧力は降下せず、カバー（９）内部の圧力Ｐ３は均一になり、かつカバー（９）内部の圧力Ｐ３を外部の圧力Ｐ２よりも高くすることができる。したがって、周囲の流れ１９の影響によって図３（ｂ）に示されるような圧力分布がカバー９の周囲に生じたとしても、その影響を受けずにカバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７３】
なお、第４実施形態の露光装置では、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けているが、露光装置を構成する各種ユニットの配置取り合いによっては、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けることができない場合も考えられる。この場合でも、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けることで、カバー９内部の圧力は均一になり、周囲の流れ１９の影響を受けずにカバー９内部をパージすることができるため、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７４】
（第５実施形態）
上記第４実施形態では、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けた。第５実施形態では露光時のスキャン方向と平行に、露光エリアの前後にサブ供給口１２を設ける。つまり第４実施形態に、更に第１回収口７付近のカバー９の下端部にもサブ供給口１２を設ける。
【００７５】
図１５は、第５実施形態による露光装置の構成を説明するための図である。カバー９の内部に供給口６と回収口７を設けると共に、供給口６および回収口７付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２が設けられている。なお、回収口７付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けたこと以外は、第４実施形態と同様であるため、図１５ではウエハ付近のみの要部構成を示した。断面図である図１５（ａ）および平面図である図１５（ｂ）において、図１４に示されている符号と同一のものは、図１４と同様の構成要素を示しており、その流量制御とカバー９内部のパージ方法は第１乃至第４実施形態で示されているためここでの説明は省略する。
【００７６】
ここで図１６、図１７を用いてスキャン方向と平行に、露光エリアの前後にサブ供給口１２を設けた場合の効果を説明する。図１６（ａ）はサブ供給口１２を設けなかった場合における回収口７を有するカバー９近傍の拡大図であり、スキャン時における流れの模式図を表している。なお図１６（ａ）では、Ｙ軸正から負の方向へ向かってスキャンが行われている場合について示してある。また、図１６（ｂ）は図１６（ａ）と同じ位置における不純物濃度の等高線模式図を表しており、図１６（ｂ）の等高線模式図では、色が濃い部分ほど不純物濃度が高く、薄い部分ほど不純物濃度が低いことを示す。図１６（ａ）に示すように、スキャン時において、ウエハ表面上ではカバー９の外部から内部へと向かう流れが生じる。この流れのため、サブ供給口１２を設けなかった場合、図１６（ｂ）に示すように、ウエハ表面上の流れに沿ってカバー９の外部から不純物が侵入し、カバー９内部の不純物濃度が悪化することとなる。
【００７７】
一方、サブ供給口１２を設けた場合（図１７（ａ））、サブ供給口１２から供給されたパージガスがウエハ表面上に衝突してその進路を変更するため、外部からの気体の侵入を防止することができる。したがって、図１７（ｂ）に示すように、カバー９の外部から不純物は侵入せず、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７８】
なお図１６、図１７では、Ｙ軸正から負の方向へと向かってスキャンが行われている場合について、回収口７を有するカバー９近傍の流れを示したが、Ｙ軸負から正の方向へと向かってスキャンが行われている場合は、供給口６を有するカバー９近傍で同様の流れが生じている。したがって、供給口６付近のカバー９の下端部にもサブ供給口１２を設けることで、スキャン時にカバー９の外部からの不純物の侵入を防止することができ、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７９】
以上のように、第５実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１５）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハステージ（１０）へ向けてパージガスを吹き出すための第２供給口（１２）と、第１および第２供給口（６、１２）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）とを有し、第２供給口が第１供給口および第１回収口の近傍に設けられている。
【００８０】
以上の構成によれば、第２供給口（１２）より供給されたパージガスがウエハ（１１）表面上に衝突してその進路を変更する。したがって、スキャン時においてウエハ（１１）表面上でカバー（９）の外部から内部へと向かう流れが生じたとしても、図１７（ａ）に示すようにカバー（９）の外部からの不純物の侵入を防止することができる。したがって、カバー（９）内部を安定してパージすることができる。
【００８１】
なお、第５実施形態の露光装置では、パージガスの流れ８と露光時のスキャン方向が平行になるように供給口６および回収口７を設けているが、露光装置を構成する各種ユニットの配置取り合いによっては、パージガスの流れ８と露光時のスキャン方向が平行になるように供給口６および回収口７を設けることができない場合も考えられる。この場合は、供給口６付近のカバー下端部にサブ供給口１２を設け、更に露光時のスキャン方向と平行になるように、露光エリアの前後にサブ供給口１２を設ければよいことは言うまでもない。
【００８２】
また露光時のスキャン時以外では、スキャン方向の垂直方向にウエハが移動することもあるが、この場合でもカバー９内部を安定してパージするためには、第５実施形態の構成に加え、露光時のスキャン方向と垂直方向で、露光エリアの前後にサブ供給口１２を更に設ければ良いことは明らかである。
【００８３】
（第６実施形態）
上記第４実施形態では、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けた。第６実施形態では、図１８に示されているように、サブ供給口１２の替わりに、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５を設ける。
【００８４】
図１８は、第６実施形態による露光装置の構成を説明するための図である。カバー９の内部に供給口６と回収口７を設けると共に、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５を設け、ウエハ１１方向からパージガスおよびカバー９外部の気体がサブ回収口２５より回収される。なお、サブ供給口１２の替わりにサブ回収口２５を設けたこと以外は、第４実施形態と同様であるため、図１８ではウエハ付近のみの要部構成を示した。図１８において、図１４に示されている符号と同一のものは、図１４と同様の構成要素を示しており、その流量制御は第１乃至第４実施形態で示されているためここでの説明は省略する。
【００８５】
第６実施形態において、サブ回収口２５には配管３５を介して、パージガスを回収するために真空ポンプ２４が設けられている。サブ回収口２５と真空ポンプ２４の間には流量制御装置４５が設けられ、主制御系４３からの制御情報に応じた流量で、サブ回収口２５よりパージガスおよびカバー９外部の気体を回収する。ここで、流量制御装置４５は、主制御系からの制御情報に基づいて、バルブ５３が所定のタイミングで開閉するようになっている。さらに、サブ回収口２５近傍の流れを整流化するため、サブ回収口２５には多孔板や多孔質体が用いられる。
【００８６】
第６実施形態の露光装置においてカバー９内部のパージを行う場合、まず主制御系４３から流量制御装置４０に制御情報が伝達されてバルブ５０が開き、所定の流量でパージガスが供給口６より供給される。その後、主制御系４３から流量制御装置４１および流量制御装置４５に制御情報が伝達されてバルブ５１およびバルブ５３が開き、所定の流量でパージガスが回収口７より回収され、またサブ回収口２５より所定の流量でパージガスおよびカバー９外部の気体が回収される。
【００８７】
この時、回収口７およびサブ回収口２５より回収されるパージガスの総流量は、供給口６より供給されるパージガスの流量よりも少なくなるように主制御系４３から流量制御装置４１および流量制御装置４５に制御情報が伝達される。このため、供給口６より供給されたパージガスの一部はカバー９内部からカバー９の外側へ流出し、カバー９内部の圧力はカバー９の外側の圧力よりも高くなり、安定してカバー９内部をパージできる。
【００８８】
以下、上記の効果を生む、第６実施形態におけるカバー９内部の流れと圧力分布について説明する。図１９（ａ）はサブ回収口２５を供給口６付近のカバー下端部に設けた場合における、カバー９内部中央におけるパージガスの流線図を示す。図１９（ｂ）は図１９（ａ）と同じ場所での圧力分布の等高線模式図を示している。図９（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。図１９に示されているように、サブ回収口２５を供給口６付近のカバー下端部に設けると、カバー９内部から回収口２５に向かう流れが生じるため、供給口６より供給されたパージガスの一部は、カバー９とウエハ１１の隙間へ流れ込む。したがって供給口６の下側近傍では渦は発生しないため、カバー９内部の圧力は降下しない。またこの時、サブ回収口２５の下側近傍が最も圧力が低くなり、カバー９外部の圧力がカバー９内部に影響を及ぼすことを防ぐことができる。この結果、カバー９内部の圧力Ｐ３はカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなり、カバー９内部を安定してパージできる。
【００８９】
以上のように、第６実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１８）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、第１供給口（６）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハ（１１）方向から第１供給口（６）より供給されたパージガスおよびカバー９の外部の気体を吸い込むための第２回収口（２５）とを有し、第２回収口が第１供給口の近傍に設けられている。
【００９０】
以上の構成によれば、第１供給口（６）より供給されたパージガスが第２回収口（２５）へと向かう流れが生じ、第１供給口（６）の下側近傍に渦が発生することを防ぐ。このとき、図１９（ｂ）に示されているように、第１供給口（６）の下側近傍で圧力は降下せず、カバー（９）内部の圧力Ｐ３は均一になり、かつカバー（９）内部の圧力Ｐ３を外部の圧力Ｐ２よりも高くすることができる。したがって、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００９１】
（第７実施形態）
上記第６実施形態では、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５を設けた。第７実施形態では露光時のスキャン方向と平行に、露光エリアの前後にサブ回収口２５を設ける。つまり第６実施形態に、更に第１回収口７付近のカバー９の下端部にもサブ回収口２５を設ける。
【００９２】
図２０は、第７実施形態による露光装置の構成を説明するための図である。カバー９の内部に供給口６と回収口７を設けると共に、供給口６および回収口７付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５が設けられている。なお、回収口７付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５を設けたこと以外は、第６実施形態と同様であるため、図２０ではウエハ付近のみの要部構成を示した。断面図である図２０（ａ）および平面図である図２０（ｂ）において、図１８に示されている符号と同一のものは、図１８と同様の構成要素を示しており、その流量制御とカバー９内部のパージ方法は第１乃至第６実施形態で示されているためここでの説明は省略する。
【００９３】
ここで図２１を用いてスキャン方向と平行に、露光エリアの前後にサブ回収口２５を設けた場合の効果を説明する。図２１（ａ）はサブ回収口２５を設けた場合における回収口７を有するカバー９近傍の拡大図であり、スキャン時における流れの模式図を表している。なお図２１（ａ）では、Ｙ軸正から負の方向へ向かってスキャンが行われている場合について示してある。また、図２１（ｂ）は図２１（ａ）と同じ位置における不純物濃度の等高線模式図を表しており、図２１（ｂ）の等高線模式図では、色が濃い部分ほど不純物濃度が高く、薄い部分ほど不純物濃度が低いことを示す。図２１（ａ）に示すように、スキャン時において、ウエハ表面上の流れによりカバー９の周囲から内部へと向かう流れが生じたとしても、サブ回収口２５を設けることで、不純物を回収することができる。したがって、図２１（ｂ）に示すように、カバー９の外部から不純物は侵入せず、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００９４】
なお図２１では、Ｙ軸正から負の方向へと向かってスキャンが行われている場合について、回収口７を有するカバー９近傍の流れを示したが、Ｙ軸負から正の方向へと向かってスキャンが行われている場合は、供給口６を有するカバー９近傍で同様の流れが生じている。したがって、供給口６付近のカバー９の下端部にもサブ回収口２５を設けることで、スキャン時にカバー９の外部からの不純物の侵入を防止することができ、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００９５】
以上のように、第７実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図２０）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、第１供給口（６）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハ（１１）方向から第１供給口（６）より供給されたパージガスおよびカバー９の外部の気体を吸い込むための第２回収口（２５）とを有し、第２回収口が第１供給口および第１回収口の近傍に設けられている。
【００９６】
以上の構成によれば、スキャン時においてウエハ（１１）表面上でカバー（９）の外部から内部へと向かう流れが生じたとしても、図２１（ａ）に示すようにカバー（９）の外部から侵入してくる不純物を、サブ回収口（２５）によって回収することができる。したがって、カバー（９）内部を安定してパージすることができる。
【００９７】
なお、第７実施形態の露光装置では、パージガスの流れ８と露光時のスキャン方向が平行になるように供給口６および回収口７を設けているが、露光装置を構成する各種ユニットの配置取り合いによっては、パージガスの流れ８と露光時のスキャン方向が平行になるように供給口６および回収口７を設けることができない場合も考えられる。この場合は、供給口６付近のカバー下端部にサブ回収口２５を設け、更に露光時のスキャン方向と平行になるように、露光エリアの前後にサブ回収口２５を設ければよいことは言うまでもない。
【００９８】
また露光時のスキャン時以外では、スキャン方向の垂直方向にウエハが移動することもあるが、この場合でもカバー９内部を安定してパージするためには、第７実施形態の構成に加え、露光時のスキャン方向と垂直方向で、露光エリアの前後にサブ回収口２５を更に設ければ良いことは明らかである。
【００９９】
（第８実施形態）
図２２は、第８実施形態による露光装置の要部を示す図である。第１実施形態で示される露光装置と同様の構成を有するが、供給口６の一部に整流板２０が設けられている。なお、整流板２０を設けたこと以外の構成は第１実施形態と同様であるため、図２２ではウエハ付近のみの要部構成を示した。
【０１００】
整流板２０は供給口６からウエハ１１へ向かって滑らかな流線形を形成した板状あるいは中実状の部材であり、金属あるいは樹脂、セラミックス等の材料を成形して得られる。供給口６より供給されたパージガスの一部は、整流板２０に導かれてカバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の周囲へ流出する。整流板２０を設けることにより、図９に示されているように、供給口６の下側近傍に渦が発生しなくなる。したがって供給口６の下側近傍で圧力は降下せず、カバー９内部の圧力は均一になり、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【０１０１】
図９（ａ）は供給口６の一部に整流板２０を設けた場合におけるカバー９内部の中央断面におけるパージガスの流線図を、図９（ｂ）は図９（ａ）と同じ場所における圧力分布の等高線模式図を示している。図９（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。図９（ａ）に示されているように整流板２０を設けると、供給口６より供給されたパージガスの一部は、整流板２０に導かれてカバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の外側へ流出するため、供給口６の下側近傍で渦は発生しない。この時、図９（ｂ）に示されているように、供給口６の下側近傍で圧力は降下せず、カバー９内部の圧力Ｐ３はカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなり、安定してカバー９内部をパージできる。さらに、供給口６より供給されたパージガスの流れが乱流化することを防ぎ、すみやかにカバー９の外側に導くためには、整流板２０は図９に示されているように、それを構成する面の少なくとも一部が曲面あるいは流線形状であることが望ましい。
【０１０２】
以上のように、第８実施形態の露光装置では、第１供給口（６）の少なくとも一部に、整流部材（２０）を設けられ、これにより安定したパージを実現する。また、好ましくは、整流部材は、それを構成する面の少なくとも一部が曲面あるいは流線形状である。
【０１０３】
また、第８実施形態で示している整流板２０は、上述した第１乃至第７実施形態或いは後述の第９実施形態で示される露光装置に適用することも可能である。整流板２０を設けることで、より一層安定してカバー９内部をパージすることができる。例えば、第２実施形態で示されている露光装置に整流板２０を設けると、供給口６の下側近傍で渦は発生せず、圧力も降下しないため、カバー９内部の圧力は均一になる。したがって、周囲の流れ１９の影響によってカバー９の周囲に圧力分布が生じたとしても、その影響を受けずに安定してカバー９内部をパージすることができる。
【０１０４】
（第９実施形態）
図２３は第９実施形態による露光装置の要部を示す図である。第９実施形態では、第４実施形態で示した露光装置において、カバー９内部にカバー９の内側の圧力を測定する圧力センサＳ１を設け、カバー９の外側にカバー９の外側の圧力を測定する圧力センサＳ２を設ける。そして、主制御系４３は、圧力センサＳ１およびＳ２の測定結果に基づいて、カバー９内部の圧力がカバー９の外側の圧力よりも高くなるように、供給口６より供給されるパージガスの流量、および回収口７より回収されるパージガスの流量、およびサブ供給口１２より供給されるパージガスの流量を制御する。図２３において、圧力センサＳ１は供給口６の下側近傍の圧力Ｐ１を、圧力センサＳ２はカバー９の外側の圧力Ｐ２を計測し、その測定値が主制御系４３に伝達されている。主制御系４３は、圧力センサＳ１、Ｓ２で測定された結果に基づいて、供給口６の下側近傍の圧力Ｐ１が、カバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなるように流量制御装置４０、４１、４２に制御情報を伝達する。
【０１０５】
例えば、露光装置外部の急激な気圧変動による過渡的な圧力変化として、カバー９の外側の圧力Ｐ２が供給口６の下側近傍の圧力Ｐ１よりも高くなった場合、主制御系４３は流量制御装置４２を動作させて、サブ供給口１２より供給されるパージガスの流量を多くする。これによって、供給口６の下側近傍の圧力Ｐ１はカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなり、カバー９内部を安定してパージできる。またこの時、流量制御装置４０、４１を動作させて供給口６より供給されるパージガスの流量を多くし、回収口７より回収されるパージガスの流量を少なくすることによって、カバー９内部よりカバー９周囲へ流出するパージガスの流量を多くしても良い。こうすることでカバー９内部の圧力は上昇し、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【０１０６】
なお、上記第９実施形態では第４実施形態で示した露光装置において圧力センサを設けた場合を示したが、第１から第３及び第５乃至８実施形態に示した露光装置に適用可能であることはいうまでもない。
【０１０７】
以上のように、第９実施形態の露光装置は、カバー（９）内部の圧力を測定する第１圧力センサ（Ｓ１）と、カバー（９）の外側の圧力を測定する第２圧力センサ（Ｓ２）と、第１および第２圧力センサ（Ｓ１、Ｓ２）の測定結果に基づいて、カバー（９）の内側の圧力がその外側の圧力よりも高くなるように、第１供給口（６）より供給されるパージガスの流量、および／または回収口（７）より回収されるパージガスの流量、および／または第２供給口（１２）より供給されるパージガスの流量を制御する。
【０１０８】
この構成によれば、露光装置の外部の気圧変動によってカバーの外側の圧力が変動しても、カバー内部の圧力をカバーの外側の圧力よりも常に高くすることができ、安定してカバー内部をパージすることができる。なお、第１及び第２圧力センサの変わりに、双方の圧力の差分を検知する差圧検知型の圧力センサを設けても良いことは明らかである。
【０１０９】
なお、第９実施形態では、カバー９の内側と外側に圧力センサをそれぞれ１つ設けた場合について示したが、カバー９の内側と外側にそれぞれ複数個の圧力センサを設けて複数点で圧力を測定し、その結果に基づいて、主制御系４３により供給口６より供給されるパージガスの流量、および／または回収口７より回収されるパージガスの流量、および／またはサブ供給口１２より供給されるパージガスの流量を制御しても良い。複数点で圧力を測定することで、より一層安定してカバー９内部をパージすることができる。
【０１１０】
またさらにカバー９の内側と外側の圧力の差分値か、またあるいはカバー９の内側の圧力と不図示の圧力センサによって得られた大気圧を代表する圧力との差分値を常にあらかじめ設定した一定値となるように流量制御装置４２を動作させても良い。これにより投影レンズ下面から投影レンズにかかる外力を常に一定に保つことが可能となり、投影レンズを構成する部材の変形を防止することができ、ひいては投影レンズの結像性能を安定して得ることが期待できる。この場合、圧力センサＰ１を差圧計測タイプとし、カバー外部の任意の点とカバー内部の圧力差を直接計測すれば、より構成が簡単となる。
【０１１１】
以上、説明したように、上記各実施形態によれば、紫外線とりわけＡｒＦエキシマレーザ光やフッ素（Ｆ2）エキシマレーザ光を用いた露光装置において、空気あるいは不純物濃度が高い不活性ガスによる周囲の流れのなかでも、ウエハ近傍の露光光路内を周囲の影響を受けずに安定してパージすることが可能となった。これにより、ＡｒＦエキシマレーザ光や、フッ素（Ｆ2）エキシマレーザ光の十分な透過率とその均一性とその安定性を得ることができ、投影露光を高精度に行うことが可能になり、微細な回路パターンが良好に投影できるようになった。またさらに消費する不活性ガスの総流量を低減することができ、したがってランニングコストを削減することが可能となった。
【０１１２】
＜他の実施形態＞
［半導体製造装置への適用］
次に上記説明した露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施形態を説明する。図２４は微小デバイス（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）の製造フローを示す。
【０１１３】
ステップ１０１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ１０２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを制作する。一方、ステップ１０３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ１０４（ウエハプロセス）では前工程 と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次にステップ１０５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１０４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ１０６（検査）ではステップ１０５で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ１０７）される。
【０１１４】
図２５は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１１５】
以上のような製造方法に、上記各実施形態で説明した露光装置を用いることができる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、投影光学系のウエハ側端部からウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバー内部において、安定したパージを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なパージ手段の一例を示す図である。
【図２】一般的なパージ手段を用いた場合の、ウエハ付近の流線図および圧力分布図である。
【図３】一般的なパージ手段を用いた場合の、カバー付近の流線図および圧力分布図である。
【図４】一般的なパージ手法を用いた場合に、カバー内部で生じる脱ガス濃度および露光エリアで生じる透過率損失の分布図である。
【図５】第２実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの圧力分布を示す図である。
【図６】第２実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの圧力分布を示す図である。
【図７】第３実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流線と圧力分布を示す図である。
【図８】第４実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流線と圧力分布を示す図である。
【図９】第８実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流線と圧力分布を示す図である。
【図１０Ａ】第１実施形態による投影露光装置の露光エリアおよびスキャンエリアの透過率損失分布を示す図である。
【図１０Ｂ】スキャン方向とパージガスの流れ方向が直交する場合の、露光エリアおよびスキャンエリアの透過率損失分布を示す図である。
【図１１】第１実施形態に係る投影露光装置の概略構成図である。
【図１２】第２実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１３】第３実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１４】第４実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１５】第５実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１６】スキャン時におけるカバー付近の流れの図および不純物濃度分布を示す図である。
【図１７】第５実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流れの図および不純物濃度分布を示す図である。
【図１８】第６実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１９】第６実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流線と圧力分布を示す図である。
【図２０】第７実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図２１】第７実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流れの図および不純物濃度分布を示す図である。
【図２２】第８実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図２３】第９実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図２４】半導体デバイスの製造フローを示す図である。
【図２５】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光光を投影光学系を介して感光基板に照射することにより、感光基板上にパターンを形成する露光装置に関し、特に露光光として紫外光を用いる露光装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＬＳＩあるいは超ＬＳＩなどの極微細パターンから形成される半導体素子の製造工程において、マスクに描かれた回路パターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して焼き付け形成する縮小型投影露光装置が使用されている。半導体素子の実装密度の向上に伴いパターンのより一層の微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応がなされてきた。
【０００３】
遠紫外線とりわけ１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザや、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ2）エキシマレーザにおいては、これら波長付近の帯域には酸素（Ｏ2）や水分（Ｈ2Ｏ）の吸収帯が存在することが知られている。従って、ＡｒＦエキシマレーザ、フッ素（Ｆ2）エキシマレーザ等の遠紫外線を光源とする投影露光装置の露光光学系の光路においては、窒素等の不活性ガスによるパージ手法によって、光路中に存在する酸素、水分濃度（以下、不純物濃度と称す）をｐｐｍオーダー以下のレベルにおさえる必要がある。
【０００４】
このため、上述のような遠赤外線を光源とする露光装置内の露光光路では、不活性ガスで部分的にパージを行っていた。例えば、図１は特許文献１で示されているウエハ近傍のパージ手段を説明するための図である。
【０００５】
図１に示される露光装置の部分において、ステージ定盤１１８は据付定盤より除振装置を介して支持されたウエハステージ１１０を搭載する。フレーム１１７は投影光学系１０５を支持する。フレーム１１７とステージ定盤１１８及び隔壁１１３、１１４によりウエハステージを含む隔離された空間が形成される。
【０００６】
図１では、投影光学系１０５のウエハ側下端部からウエハステージ１１０近傍に向かって露光光路を囲うカバー１０９を設け、カバー１０９の内部に不活性ガスよりなるパージガスが吹き出す供給口１０６を設け、パージガスを吸い込む回収口１０７を供給口１０６と対向するように設けて、パージガスをカバー１０９内部に流すパージ手段が示されている。図１では、カバー１０９とウエハ１１１との干渉を避けるために、カバー１０９とウエハ１１１には隙間が設けられている。また、露光時に基板表面に塗布された感光剤より発生する各種生成物（脱ガス）が、光学素子表面に付着して光学系の効率が低下するため、脱ガスを効率よく回収できるようにカバー１０９の内部ではパージガスが一方向（１０８で示される）に流されている。
【０００７】
またウエハステージ周辺は温度や湿度を所定の値に保つ必要があるため、温湿度調整された空気あるいは、カバー９内部に供給するパージガスよりも不純物濃度が高くかつ温湿度調整された不活性ガスをこのウエハステージや投影レンズの周りに流すのが一般的である。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３５８０５６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、遠紫外線を利用した露光装置においては、投影光学系１０５のウエハ側端部にカバー１０９を設け、カバー１０９内部にパージガスの供給口１０６および排気口１０７を設けてパージガスを一方向に流してパージを行っている。しかし、カバー１０９とウエハ１１１の間には隙間が設けられているため、供給口１０６の下側近傍で渦が発生しやすい（図２（ａ）参照）ことが本願発明者によって明らかとなった。さらにこの渦が発生している部分の圧力はカバー１０９の周囲の圧力よりも低くなっているため、周囲の空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスが、カバー１０９内部に侵入してくることが明らかとなった。そのため、カバー１０９内部の不純物濃度が悪化し、露光光の透過率が低下してしまう。このことは露光時間を長くし、装置の生産性を悪化させる原因となっていた。
【００１０】
以下、図２を用いて、供給口１０６の下側近傍で渦が発生し、圧力が低くなっている状態を説明する。図２（ａ）はカバー１０９内部の中央断面におけるパージガスの流線図を、図２（ｂ）は図２（ａ）と同じ場所での圧力分布の等高線模式図を示している。なお、図２（ｂ）の等高線模式図においては、色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示している。
【００１１】
カバー１０９とウエハ１１１の間に隙間が設けられている場合、図２（ａ）のように、供給口１０６の下側近傍に渦が発生する。この渦が発生している部分は、図２（ｂ）に示されているように圧力が低くなっていることが解る。供給口１０６の下側近傍の圧力Ｐ１がカバー１０９の外側の圧力Ｐ２よりも低くなると、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスがカバー１０９内部に侵入してくることとなる。したがって、カバー１０９内部を安定してパージするには、カバー１０９内部の圧力を、とりわけ供給口１０６の下側近傍の圧力Ｐ１をカバー１０９の周囲の圧力Ｐ２よりも高く保つ必要がある。
【００１２】
またさらに、カバー１０９の外側の投影レンズ周辺やウエハステージ周辺の空気やパージ不活性ガスの流れ（以下、周囲の流れと称す）もカバー１０９内部のパージ性能に大きく影響することが本願発明者によって明らかとなった。周囲の流れがある場合のカバー１０９近傍における気体の流れおよび圧力分布について図３を用いて説明する。
【００１３】
図３（ａ）は周囲の流れの流線図を、図３（ｂ）は圧力分布の等高線模式図を示している。また、図３（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。カバー１０９は周囲の流れ１１９に対して障害物となる。このため、図３（ａ）に示されているように、周囲の流れ１１９はカバー１０９に衝突してその進路を変更する。このとき、図３（ｂ）に示されているように、カバー１０９の周囲では、周囲の流れ１１９に対してカバー１０９の上流側において最も圧力が高くなる。そのため、カバー１０９の内部では、周囲の流れ１１９の上流側より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスが侵入しやすくなる。
【００１４】
このように周囲の流れが存在する場合は、カバー１０９近傍の圧力分布も考慮してカバー１０９内部をパージする必要があり、周囲の流れの影響を受けずにカバー１０９内部を安定してパージすることは容易なことではない。図３ではカバー１０９が短形形状の場合を例に説明したが、円筒形形状等においても同様のことが言える。
【００１５】
そこで、カバー１０９内部の圧力を、とりわけカバー１０９内部に設けられた供給口１０６の下側近傍の圧力をカバー１０９の外側の圧力よりも高くすることができるパージ手段、および周囲の流れ１１９が存在してもその影響を受けずに安定してカバー１０９内部をパージできる手段が望まれている。
【００１６】
また、一般に露光光の波長に反比例してその光の持つ光子エネルギーは大きくなる。とりわけ１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ2）エキシマレーザの光子エネルギーは７．９ｅＶと大きく、より多くの樹脂等を構成する分子の結合を分解する力を有している。したがってウエハに塗布される樹脂系感光剤に露光光を照射した場合、感光剤表層に吸着している水分は蒸発し、さらに感光剤の一部は分解し、感光剤の表層に吸着している水分とともに不純物として放出される可能性が大きい。
【００１７】
露光時においてウエハに塗布された感光剤自身やその表面に吸着している水分より発生する不純物（以下、脱ガス）は、カバー１０９内部のパージガスの一方向の流れによって回収されるが、このパージガスの流れのため、カバー１０９内部では脱ガスの濃度勾配が生じる。露光光は脱ガスによっても吸収されるため、露光エリア内では、脱ガスの濃度勾配により透過率損失の分布が生じることとなる。
【００１８】
ここで図４を用いて、カバー１０９内部で生じる脱ガスの濃度勾配および露光エリア内における透過率損失分布について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は露光時に脱ガスが生じた場合における脱ガスの濃度分布の等高線模式図を示している。カバー１０９内部の中央断面図である図４（ａ）、平面図である図４（ｂ）の各等高線模式図において、色が濃い部分ほど脱ガス濃度が高く、薄い部分ほど脱ガス濃度が低いことを示す。図４（ａ）、（ｂ）に示されているように、露光時に脱ガスが生じた場合、露光エリアに対してパージガスの流れ１０８の下流側は脱ガス濃度が高く、上流側は脱ガス濃度が低くなる濃度勾配が生じる。
【００１９】
図４（ｃ）は図４（ａ）、（ｂ）で示されている濃度勾配が生じた場合における露光エリア内での透過率損失の等高線模式図を示している。図４（ｃ）の等高線模式図では、色が濃い部分ほど透過率損失が大きく、薄い部分ほど透過率損失が小さいことを示している。図４（ｃ）に示されているように、露光時に脱ガスの濃度勾配が生じた場合、露光エリア内において、パージガスの流れ８の上流側は透過率損失が小さく、下流側は透過率損失が大きくなる。そのため露光時において、露光エリア内で得られる露光量に分布ができ、照度ムラが生じることとなる。
【００２０】
このように脱ガスが生じると、露光エリア内で照度ムラが生じて露光エリア内の一部では所望の露光量が得られず、マスクの回路パターンの焼き付けが不十分となるため、製造した半導体素子に欠陥品が多くなり、装置の生産性を悪化させる原因となっていた。従って、カバー１０９内部に一方向の流れが存在しても、露光時に照射ムラが生じないパージ手段の開発が望まれている。
【００２１】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、投影光学系のウエハ側端部からウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバーの内部に対して安定したパージを実現することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の一態様による露光装置は以下の構成を備える。すなわち、
露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置であって、
前記投影光学系のウエハ側端部から前記ウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバーと、
前記カバー内部において、不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口と該第１供給口より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口とを有し、該カバー内にパージガス流を形成するパージ手段と、
前記カバーの外部に設けられた吹き出し口より前記ウエハステージ近傍の空間に向かって気体を吹き出す吹き出し手段とを備え、
前記吹き出し口より吹き出す気体の流れの方向と前記パージガス流の方向が９０度以下で対向するように、前記第１供給口及び吹き出し口が配置される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２７】
なお、本発明が適用可能な露光装置の構成については以下の各実施形態に制限されるものではない。マスクのパターンを投影光学系を介して感光基板に照射する露光装置、特に露光光として紫外光を用いる公知の露光装置すべてに本発明は適用可能である。なお、本発明の露光装置に好適に用いられる露光光としての紫外光は制限されないが、従来技術で述べたように、遠紫外線とりわけ１９３ｎｍ付近の波長を有するＡｒＦエキシマレーザや、１５７ｎｍ付近の波長を有するフッ素（Ｆ2）エキシマレーザ光に対して有効である。
【００２８】
（第１実施形態）
図１１は、第１実施形態によるステップ・アンド・スキャン型の投影露光装置の要部を示す模式図である。
【００２９】
図１１において、不図示の紫外光源から露光装置内の照明系１に導かれた紫外光はレチクルステージ４上に載置されたレチクル３を照射する。照射されたレチクル３上のパターンは、投影光学系５によって、ウエハステージ１０上に載置されたウエハ１１上に縮小結像する。ウエハ１１上には感光剤が塗布されており、縮小結像によりパターンが転写される。投影光学系５のウエハ側端部からウエハステージ１０近傍に向かって紫外光を囲うカバー９が設けられ、カバー９内部の一方にパージガスが吹出す供給口６が、カバー９の他方にパージガスを吸い込む回収口７が設けられ、カバー９内部でパージガスは一方向（８）に流されている。ここで、パージガスとしては窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが用いられ、パージガスはパージガス供給装置２１から配管３０を通して供給口６よりカバー９内部へ供給される。
【００３０】
またパージガス供給装置２１と供給口６の間には流量制御装置４０が設けられ、主制御系４３からの制御情報に応じた流量で、供給口６にパージガスを供給する。回収口７には配管３１を介して、カバー９内部のパージガスを回収するための真空ポンプ２２が設けられている。回収口７と真空ポンプ２２の間には流量制御装置４１が設けられ、主制御系４３からの制御情報に応じた流量で、回収口７よりパージガスを回収する。ここで、流量制御装置４０および流量制御装置４１は、主制御系４３からの制御情報に基づいて、それぞれバルブ５０およびバルブ５１が所定のタイミングで開閉するようになっている。
【００３１】
また供給口６には、配管３０より流入するパージガスを整流化するために、例えば微少な孔が一定の間隔で設けられた多孔板やフィルタ等に利用されている金属や樹脂あるいは無機質からなる焼結材、発泡材、繊維材等の多孔質体が用いられる。さらに、回収口７においても回収口７付近のパージガスの流れを整流化するために、供給口６と同様に多孔板や多孔質体が用いられる。この多孔板や多孔質体によるパージガスの整流化は、供給口６あるいは回収口７の面内のパージガスの流速分布を均一にし、さらに流れの擾乱を抑えることで時間的な流速変動を均一にし、より流れが層流化し、安定したパージ性能が得られることを目的としている。
【００３２】
以上のような第１実施形態の露光装置においてカバー９内部のパージを行う場合、まず主制御系４３から流量制御装置４０に制御情報が伝達されてバルブ５０が開き、所定の流量でパージガスが供給口６よりカバー９内部へ供給される。その後、主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達されてバルブ５１が開き、所定の流量でパージガスが回収口７より回収される。このとき、回収口７より回収されるパージガスの流量は供給口６より供給されるパージガスの流量よりも少なくなるように主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達される。パージガスの回収流量を供給流量よりも少なくすることでカバー９内部からカバー９の外側へパージガスは流出し、カバー９内部の圧力はカバー９の外側の圧力よりも高くなり、安定してカバー９内部をパージできる。たとえば、発明者らの実験によれば、供給口６よりの供給流量：回収口７による回収流量＝５：４でカバー９内部をパージすることができた。もちろんそれ以外の流量比（例えば、供給流量：回収流量＝３：２や２：１）でもカバー９内部をパージすることができる。
【００３３】
なお上記第１実施形態では供給口６と回収口７双方の流量をそれぞれ制御するようにしたが、いずれか一方の流量を固定にし、他方の流量のみを変化させてもよい。一般的にレギュレータなどを使用して入口の圧力を機械的に一定に保つことで、比較的簡単にある程度までは流量を一定に固定できる。したがって、例えば、いずれか一方は入口の圧力を一定に保つことであらかじめ設定された流量に固定し、他方のみを制御情報（回収量と供給量に基づく流量制御のための情報）に基づき流量制御しても良い。
【００３４】
また、本実施形態の露光装置ではカバー９内部において、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６が配置されており、露光時に発生したレジスト等からの脱ガスによって透過率損失の分布が生じた場合でもスキャン時に透過率損失が平均化され、照度ムラが低減される。もちろん露光装置を構成する各種ユニットの配置取り合いによっては、パージガスの流れをスキャン方向と平行にできない場合も考えられるが、この場合でもカバー９内部を安定してパージできることには変わりがない。
【００３５】
また、本実施形態の露光装置では、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６を配置しているが、以下に説明する第２乃至第６実施形態に示されている露光装置においても、第１実施形態の露光装置と同様に、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６を配置することが望ましい。そうすることで、第２乃至第６実施形態に示されている露光装置においても、スキャン時における照度ムラの発生を低減できる。
【００３６】
図１０Ａ、図１０Ｂはそれぞれ、カバー９内部において、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６を配置した場合、および垂直にパージガスが流れるように供給口６を配置した場合について、スキャン時に生じる透過率損失分布の違いを示している。図１０Ａ，Ｂでは色が濃い部分ほど透過率損失が大きく、薄い部分ほど透過率損失が小さいことを示している。
【００３７】
図１０Ａ、図１０Ｂにおいて、（ａ）は露光エリアの透過率損失の等高線模式図を、（ｂ）は（ａ）の透過率損失分布が生じた場合において、スキャンを行った時に生じる透過率損失の等高線模式図を示す。
【００３８】
図１０Ａに示されているように、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように供給口６を配置した場合、スキャンによって露光エリアの透過率損失の分布を平均化することができるため、スキャンしたエリアの透過率損失は均一になり、照度ムラは生じない。一方、図１０Ｂに示されているように、露光時のスキャン方向と垂直にパージガスが流れるように供給口６を配置した場合は、露光エリアの透過率損失の分布をスキャンによって平均化することができず、スキャンしたエリアにも透過率損失の分布が生じ、照度ムラが発生する。故に、スキャン時において照度ムラの発生を防ぐには、パージガスの流れる方向とスキャン方向を平行にする必要があり、そうすることでスキャンエリア内で得られる露光量は均一となり、製造した半導体素子に欠陥品が発生することを防ぎ、装置の高い生産性を維持することができる。
【００３９】
以上のように第１実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系（５）を介してウエハステージ（１０）上に配置された感光基板（１１）に照射する露光装置であり、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）の近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための供給口（６）と、供給口（６）より供給されたパージガスを吸い込むための回収口（７）とが設けられ、供給口（６）よりパージガスを吹き出して回収口（７）より回収させてカバー（９）内にパージガス流を形成し、回収口（７）から回収されるパージガスの流量が供給口（６）より供給されるパージガスの流量よりも少なくなるように制御される（４３）。
【００４０】
このようにパージガスの回収流量を供給流量よりも少なくすることで、カバー９の内部から周囲へパージガスが流出し、カバー９内部の圧力をカバー９の外側の圧力よりも高くすることができ、外部からの気体の侵入を防止できる。
【００４１】
なお、上記制御においては、カバー（９）内部の圧力を測定する第１圧力センサと、カバー（９）の外側の圧力を測定する第２圧力センサとを設け、第１および第２圧力センサの測定結果に基づいて、カバー（９）の内側の圧力が該カバーの外側の圧力よりも高くなるように、供給口（６）より供給されるパージガスの流量、および／または回収口（７）より回収されるパージガスの流量を制御するようにしてもよい。上記のような圧力センサを設けた構成については第９実施形態で詳述する。
【００４２】
（第２実施形態）
第２実施形態は、カバー９の外部において供給される気体の、パージに対する影響を低減するものである。
【００４３】
図１２は、第２実施形態による露光装置の概略構成を説明する図である。第２実施形態は、供給口６と回収口７を有するカバー９を空気あるいは不純物濃度の高い気体の一方向の流れ（周囲の流れ）の中に置いた場合の例である。なお、供給口６や回収口７より供給／回収されるパージガスの流量制御に関しては第１実施形態と同様であるためここでの説明は省略する。
【００４４】
図１２において、隔壁１４にはウエハステージ近傍の空間に向かって気体を吹き出す吹き出し口１６が設けられ、隔壁１４に対向した隔壁１３には気体を吸い込む吸い込み口１５が設けられている。吹き出し口１６より供給される気体は少なくとも温度あるいは湿度調整された空気あるいは、カバー９内部に供給されるパージガスよりも不純物濃度が高くかつ温度あるいは湿度調整された不活性ガスが用いられる。吹き出し口１６および吸い込み口１５には、それぞれ配管３２および配管３３を介して、送風機と温度制御装置からなる気体循環装置４４が設けられている。
【００４５】
本実施形態の露光装置では、気体循環装置４４内に設けられた送風機より気体が送風され、配管３２を通して吹き出し口１６よりウエハステージ近傍の空間に向かって気体が吹き出される。吹き出された気体は吸い込み口１５より配管３３を通して気体循環装置４４に回収される。気体循環装置４４に回収された気体は気体循環装置４４内に設けられた温度制御装置によって所定の温度に制御され、その後再び送風機によって送風され、配管３２を通して吹き出し口１６よりウエハステージ近傍の空間に向かって吹き出される。このように、吹き出し口１６より温度制御された気体をウエハステージ近傍の空間に向かって供給し、吸い込み口１７より気体を回収することで、カバー９の周囲には一方向の流れ（以下、周囲の流れ１９）が作られ、ウエハステージ周辺の温度や湿度等は所定の値に保たれる。また、気体循環装置４４を用いて、ウエハステージ近傍の空間に流す気体を循環させることで、露光装置で使用する気体の総流量を少なくすることができ、装置の運転コストを低くすることができる。
【００４６】
さらに、第２実施形態の露光装置では、吹き出し口１６より吹き出す気体の流れ（周囲の流れ１９）の方向と、供給口６から吹き出すパージガスの流れの方向が、正に対向するように供給口６が配置される。周囲の流れ１９とパージガスの流れ８を正に対向するように供給口６を設けると、カバー９近傍での圧力分布は図５に示されるような分布となり、カバー９内部で最も圧力が高い部分と、カバー９の周囲で最も圧力が高い部分とが相対するため、周囲の流れ１９がカバー９内部に流入することを防ぐことができ、したがってカバー９内部を安定してパージできる。
【００４７】
図５は、吹き出し口１６から吹き出す気体の流れ（周囲の流れ１９）の方向と供給口６から吹き出すパージガスの流れの方向が正に対向するように供給口６を配置した場合の、カバー９近傍における圧力分布の等高線模式図を示している。図５の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。カバー９の中央部における断面図である図５（ａ）および平面図である図５（ｂ）において、供給口６からパージガスは矢印の方向にウエハ１１近傍へ吹き出される。吹き出されたパージガスの一部は回収口７に吸い込まれ、残りはカバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の周囲へ流出する。周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を配置した場合、図５に示されているように、カバー９内部で最も圧力が高い部分と、カバー９の周囲で最も圧力が高い部分とが相対するため、カバー９内部のパージガスの流れは、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスの侵入に対して抵抗となる。よって、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージガスは侵入せず、カバー９内部を安定してパージできる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けた場合について示しているが、各々の流れのなす角度が９０度以下であれば、効果が得られる。特に、各々の流れのなす角度が４５度以下となるように供給口６を配置することが好ましく、より良好な結果が得られる。各々の流れのなす角度が４５度以下であれば、図６に示されているようにカバー９の周囲で最も圧力が高い部分とカバー９内部で最も圧力が高い部分とがほぼ相対するため、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
図６は、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８とが一定の角度をなすように供給口６を配置した場合における、カバー９近傍における圧力分布の等高線模式図を示している。図６の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。周囲の流れ１９の方向とパージガスの流れ８の方向が正に対向していなくても、各々の流れのなす角度がおよそ４５度以下であれば、図６に示されているようにカバー９の周囲で最も圧力が高い部分とカバー９内部で最も圧力が高い部分とがほぼ相対するため、カバー９内部のパージガスの流れは、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスの侵入に対して抵抗となることができ、したがってカバー９内部を安定してパージすることができる。
【００５０】
以上のように、第２実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１２）であり、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部において、不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、第１供給口（６）より供給されたパージガスを吸い込むための回収口（７）とを用いてカバー（９）内にパージガス流を形成するとともに、カバー（９）の外部に設けられた吹き出し口（１６）よりウエハステージ（１０）近傍の空間に向かって気体を吹き出し、吹き出し口（１６）より吹き出す気体の流れの方向とパージガス流の方向が９０度以下で対向するように、上記第１供給口（６）及び吹き出し口（１６）が配置されている。
【００５１】
この構成により、上述したようにカバー９内部で圧力が高い部分と、カバー９の周囲で圧力が高い部分とが相対することになり、カバー９内部のパージガスの流れが空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスが周囲から侵入することに対して抵抗となる。よって、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージガスは侵入せず、カバー９内部を安定してパージできる。
【００５２】
なお、好ましくは、上記対向の角度は４５度以下である。更に好ましくは、上記対向の角度は０度（吹き出し口（１６）より吹き出す気体の流れの方向とパージガス流の方向が正に対向する）である。
【００５３】
また、好ましくは、吹き出し口（１６）より吹き出す気体は、空気あるいはパージガスよりも不純物濃度の高い不活性ガスからなる。吹き出し口１６よりウエハステージ近傍の空間に向かって吹き出される気体の役割は、ウエハステージ周辺の温度や湿度等を所定の値に保つことにある。したがって、吹き出し口１６より吹き出される気体は、パージガスのような高純度のものである必要はなく、空気あるいはパージガスよりも不純物濃度の高い不活性ガスにすることができ、こうすることによって露光装置で使用する高純度な不活性ガス（パージガス）の総流量を小さくすることができ、装置の運転コストを低くすることができる。
【００５４】
（第３実施形態）
第３実施形態では、カバー９内の供給口６に加え、外部からの気体の侵入を防止するようにパージガスを供給するためのサブ供給口を設ける。
【００５５】
図１３は、第３実施形態による露光装置の要部構成を示す図である。図１３に示されるように、カバー９の内部に供給口６と回収口７を設けると共に、カバー９の下端部にサブ供給口１２を設け、ウエハ１１に向かってサブ供給口１２よりパージガスが供給される。供給口６や回収口７より供給／回収されるパージガスの流量制御に関しては第１実施形態と同様であるためここでの説明は省略する。
【００５６】
第３実施形態において、サブ供給口１２は露光エリアの外周を囲むように設けられ、サブ供給口１２より供給されるパージガスは、供給口６より供給されるパージガスと同程度にまで不純物濃度が下げられた不活性ガスである。サブ供給口１２より供給されるパージガスは、パージガス供給装置２３から配管３４を通してサブ供給口１２よりウエハ１１に向かって供給される。またパージガス供給装置２３とサブ供給口１２の間には流量制御装置４２が設けられ、主制御系４３からの制御情報に応じた流量でサブ供給口１２にパージガスが供給される。流量制御装置４２は、主制御系４３からの制御情報に基づいて、バルブ５２が所定のタイミングで開閉するようになっている。さらに、配管３４より流入するパージガスを整流化するため、サブ供給口１２には多孔板や多孔質体が用いられる。
【００５７】
第３実施形態の露光装置においてカバー９内部のパージを行う場合、まず主制御系４３から流量制御装置４０および流量制御装置４２に制御情報が伝達されてバルブ５０およびバルブ５２が開き、所定の流量でパージガスが供給口６およびサブ供給口１２より供給される。その後、主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達されてバルブ５１が開き、所定の流量でパージガスが回収口７より回収される。
【００５８】
このとき、回収口７より回収されるパージガスの流量は、供給口６より供給されるパージガスの流量とサブ供給口１２より供給されるパージガスの流量の総流量よりも少なくなるように、主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達される。このため、サブ供給口１２より供給されたパージガスの一部はカバー９内部へ流入して供給口６の下側近傍に渦が発生することを防ぐとともに、残りはカバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の周囲へ流出し、空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスがカバー９内部へ侵入してくることに対しての抵抗となる。したがって、図７に示されているようにカバー９内部の圧力Ｐ３は均一化され、かつカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも非常に高くなるため、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では供給口６、サブ供給口１２および回収口７の流量をそれぞれ制御するようにしたが、いずれか１つまたは２つについて、入口の圧力を一定に保つことであらかじめ設定された流量に固定し、残りを制御情報に基づき流量制御しても良い。
【００６０】
次に、図２および図７を用いてカバー９の下端部に露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けた場合の効果を説明する。カバー９とウエハ１１の間に隙間が存在する場合、図２に示されているように供給口６（１０６）の下側近傍では渦が発生して圧力が降下する。したがって、供給口６（１０６）の下側近傍ではカバー９（１０９）の周囲より不純物が侵入するため、カバー９（１０９）内部の不純物濃度が悪化し、装置の生産性が悪化する。
【００６１】
これに対して、図７（ａ）はカバー９の下端部に、露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けた場合のカバー９内部中央における断面のパージガスの流線図を、図７（ｂ）は図７（ａ）と同じ場所における圧力分布の等高線模式図を示している。図７（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。
【００６２】
まず供給口６の下側近傍の流れおよび圧力分布について説明する。図７（ａ）に示されているように、カバー９の下端部にサブ供給口１２を設けた場合、供給口６の下側近傍に侵入してくるのは、サブ供給口１２より供給されたパージガスである。したがってカバー９内部の不純物濃度は悪化せず、カバー９内部のパージは保たれる。さらに、サブ供給口１２からパージガスを供給すると、サブ供給口１２からカバー９内部へ向かうパージガスの流れが生じるため、供給口６の下側近傍における渦が発生しない。したがって図７（ｂ）に示されているように、供給口６の下側近傍では圧力が降下せず、カバー９内部の圧力Ｐ３は均一となり、カバー９内部を安定してパージできる。
【００６３】
次に露光エリアの外周を囲むようにパージガス供給口を設けた場合の効果を説明する。カバー９の下端部に、露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けると、サブ供給口１２より供給されたパージガスの多くは、カバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の周囲へ流出する。つまり、サブ供給口１２より供給されたパージガスは放射状にカバー９の周囲へ流出することとなる。したがって、サブ供給口１２より供給されたパージガスは、周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスの侵入に対して抵抗となり、カバー９内部の圧力Ｐ３は非常に高くなるため、より一層カバー９内部を安定してパージできる。
【００６４】
以上のように、第３実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１３）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハステージ（１０）へ向けてパージガスを吹出すための第２供給口（１２）と、第１及び第２供給口（６、１２）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）とを備える。
【００６５】
以上のような構成によれば、第２供給口（１２）より供給されたパージガスは感光基板（１１）に衝突した後、感光基板面に沿って放射状に流れ、その一部はカバー（９）の外側へ流出し、カバー（９）の周囲より空気あるいは不純物濃度の高いパージ不活性ガスが侵入してくることに対して抵抗となる。このため、カバー（９）内部を安定してパージできる。
【００６６】
特に、第１回収口（７）から回収されるパージガスの流量を第１および第２供給口（６、１２）より供給されるパージガスの総流量よりも少なくすることにより、パージがより安定化する。また、第２供給口を露光エリアの外周を囲むように設けることが好ましい。
【００６７】
（第４実施形態）
上記第３実施形態は露光エリアの外周を囲むようにカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けた。第４実施形態では、図１４に示されているように、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設ける。
【００６８】
図１４は、第４実施形態による露光装置の構成を説明するための図である。カバー９の内部には、供給口６と回収口７に加え、供給口６付近のカバー下端部にのみサブ供給口１２が設けられている。なお、図１４では、隔壁１４、１３に吹き出し口１６と吸い込み口１５を配し、カバー９を周囲の流れ１９のなかに置いている。図１４において、図１１〜図１３に示されている符号と同一のものは、図１１〜図１３と同様の構成要素を示しており、その流量制御とカバー９内部のパージ方法は第１乃至第３実施形態で示されているためここでの説明は省略する。
【００６９】
第４実施形態の露光装置では、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６が設けられており、また。回収口７より回収されるパージガスの流量は、供給口６より供給されるパージガスの流量とサブ供給口１２より供給されるパージガスの流量の総流量よりも少なくなるように主制御系４３から流量制御装置４１に制御情報が伝達される。第２実施形態で示されているように、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けると、カバー９内部を安定してパージすることが可能であるが、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けることにより、さらにカバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７０】
以下、上記の効果を生む、第４実施形態におけるカバー９内部の流れと圧力分布について説明する。図８（ａ）はサブ供給口１２を供給口６付近のカバー９の下端部に設けた場合における、カバー９内部中央におけるパージガスの流線図を示す。図８（ｂ）は図８（ａ）と同じ場所での圧力分布の等高線模式図を示している。図８（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。供給口６付近のカバー下端部にサブ供給口１２を設けた場合は、露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けた場合（第３実施形態）ほどカバー９内部の圧力を高くすることはできない。しかしながら、図８に示されているように、供給口６の下側近傍に侵入してくるのはサブ供給口１２より供給されたパージガスであるためカバー９内部の不純物濃度は悪化しない。また、供給口６の下側近傍に渦は発生しないため、カバー９内部の圧力は降下しない。この結果、カバー９内部の圧力Ｐ３はカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなり、カバー９内部を安定してパージできる。カバー９内部の圧力Ｐ３は多少低くなるものの、供給口６付近のカバー下端部にサブ供給口１２を設けた場合は、露光エリアの外周を囲むようにサブ供給口１２を設けた場合よりも少ないパージガスの流量でほぼ同様の効果を得ることができるため、露光装置の運転コストを低くすることができる。
【００７１】
以上のように、第４実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１４）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハステージ（１０）へ向けてパージガスを吹き出すための第２供給口（１２）と、第１及び第２供給口（６、１２）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）とを有し、第２供給口が第１供給口の近傍に設けられている。
【００７２】
以上の構成によれば、第２供給口（１２）より供給されたパージガスの一部はカバー（９）内部へ流入して第１供給口（６）の下側近傍に渦が発生することを防ぎ、残りはカバー（９）とウエハ（１１）の隙間よりカバー（９）の周囲へ流出する。このとき、図８（ｂ）に示されているように、供給口（６）の下側近傍で圧力は降下せず、カバー（９）内部の圧力Ｐ３は均一になり、かつカバー（９）内部の圧力Ｐ３を外部の圧力Ｐ２よりも高くすることができる。したがって、周囲の流れ１９の影響によって図３（ｂ）に示されるような圧力分布がカバー９の周囲に生じたとしても、その影響を受けずにカバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７３】
なお、第４実施形態の露光装置では、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けているが、露光装置を構成する各種ユニットの配置取り合いによっては、周囲の流れ１９とパージガスの流れ８が正に対向するように供給口６を設けることができない場合も考えられる。この場合でも、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けることで、カバー９内部の圧力は均一になり、周囲の流れ１９の影響を受けずにカバー９内部をパージすることができるため、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７４】
（第５実施形態）
上記第４実施形態では、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けた。第５実施形態では露光時のスキャン方向と平行に、露光エリアの前後にサブ供給口１２を設ける。つまり第４実施形態に、更に第１回収口７付近のカバー９の下端部にもサブ供給口１２を設ける。
【００７５】
図１５は、第５実施形態による露光装置の構成を説明するための図である。カバー９の内部に供給口６と回収口７を設けると共に、供給口６および回収口７付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２が設けられている。なお、回収口７付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けたこと以外は、第４実施形態と同様であるため、図１５ではウエハ付近のみの要部構成を示した。断面図である図１５（ａ）および平面図である図１５（ｂ）において、図１４に示されている符号と同一のものは、図１４と同様の構成要素を示しており、その流量制御とカバー９内部のパージ方法は第１乃至第４実施形態で示されているためここでの説明は省略する。
【００７６】
ここで図１６、図１７を用いてスキャン方向と平行に、露光エリアの前後にサブ供給口１２を設けた場合の効果を説明する。図１６（ａ）はサブ供給口１２を設けなかった場合における回収口７を有するカバー９近傍の拡大図であり、スキャン時における流れの模式図を表している。なお図１６（ａ）では、Ｙ軸正から負の方向へ向かってスキャンが行われている場合について示してある。また、図１６（ｂ）は図１６（ａ）と同じ位置における不純物濃度の等高線模式図を表しており、図１６（ｂ）の等高線模式図では、色が濃い部分ほど不純物濃度が高く、薄い部分ほど不純物濃度が低いことを示す。図１６（ａ）に示すように、スキャン時において、ウエハ表面上ではカバー９の外部から内部へと向かう流れが生じる。この流れのため、サブ供給口１２を設けなかった場合、図１６（ｂ）に示すように、ウエハ表面上の流れに沿ってカバー９の外部から不純物が侵入し、カバー９内部の不純物濃度が悪化することとなる。
【００７７】
一方、サブ供給口１２を設けた場合（図１７（ａ））、サブ供給口１２から供給されたパージガスがウエハ表面上に衝突してその進路を変更するため、外部からの気体の侵入を防止することができる。したがって、図１７（ｂ）に示すように、カバー９の外部から不純物は侵入せず、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７８】
なお図１６、図１７では、Ｙ軸正から負の方向へと向かってスキャンが行われている場合について、回収口７を有するカバー９近傍の流れを示したが、Ｙ軸負から正の方向へと向かってスキャンが行われている場合は、供給口６を有するカバー９近傍で同様の流れが生じている。したがって、供給口６付近のカバー９の下端部にもサブ供給口１２を設けることで、スキャン時にカバー９の外部からの不純物の侵入を防止することができ、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００７９】
以上のように、第５実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１５）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハステージ（１０）へ向けてパージガスを吹き出すための第２供給口（１２）と、第１および第２供給口（６、１２）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）とを有し、第２供給口が第１供給口および第１回収口の近傍に設けられている。
【００８０】
以上の構成によれば、第２供給口（１２）より供給されたパージガスがウエハ（１１）表面上に衝突してその進路を変更する。したがって、スキャン時においてウエハ（１１）表面上でカバー（９）の外部から内部へと向かう流れが生じたとしても、図１７（ａ）に示すようにカバー（９）の外部からの不純物の侵入を防止することができる。したがって、カバー（９）内部を安定してパージすることができる。
【００８１】
なお、第５実施形態の露光装置では、パージガスの流れ８と露光時のスキャン方向が平行になるように供給口６および回収口７を設けているが、露光装置を構成する各種ユニットの配置取り合いによっては、パージガスの流れ８と露光時のスキャン方向が平行になるように供給口６および回収口７を設けることができない場合も考えられる。この場合は、供給口６付近のカバー下端部にサブ供給口１２を設け、更に露光時のスキャン方向と平行になるように、露光エリアの前後にサブ供給口１２を設ければよいことは言うまでもない。
【００８２】
また露光時のスキャン時以外では、スキャン方向の垂直方向にウエハが移動することもあるが、この場合でもカバー９内部を安定してパージするためには、第５実施形態の構成に加え、露光時のスキャン方向と垂直方向で、露光エリアの前後にサブ供給口１２を更に設ければ良いことは明らかである。
【００８３】
（第６実施形態）
上記第４実施形態では、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ供給口１２を設けた。第６実施形態では、図１８に示されているように、サブ供給口１２の替わりに、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５を設ける。
【００８４】
図１８は、第６実施形態による露光装置の構成を説明するための図である。カバー９の内部に供給口６と回収口７を設けると共に、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５を設け、ウエハ１１方向からパージガスおよびカバー９外部の気体がサブ回収口２５より回収される。なお、サブ供給口１２の替わりにサブ回収口２５を設けたこと以外は、第４実施形態と同様であるため、図１８ではウエハ付近のみの要部構成を示した。図１８において、図１４に示されている符号と同一のものは、図１４と同様の構成要素を示しており、その流量制御は第１乃至第４実施形態で示されているためここでの説明は省略する。
【００８５】
第６実施形態において、サブ回収口２５には配管３５を介して、パージガスを回収するために真空ポンプ２４が設けられている。サブ回収口２５と真空ポンプ２４の間には流量制御装置４５が設けられ、主制御系４３からの制御情報に応じた流量で、サブ回収口２５よりパージガスおよびカバー９外部の気体を回収する。ここで、流量制御装置４５は、主制御系からの制御情報に基づいて、バルブ５３が所定のタイミングで開閉するようになっている。さらに、サブ回収口２５近傍の流れを整流化するため、サブ回収口２５には多孔板や多孔質体が用いられる。
【００８６】
第６実施形態の露光装置においてカバー９内部のパージを行う場合、まず主制御系４３から流量制御装置４０に制御情報が伝達されてバルブ５０が開き、所定の流量でパージガスが供給口６より供給される。その後、主制御系４３から流量制御装置４１および流量制御装置４５に制御情報が伝達されてバルブ５１およびバルブ５３が開き、所定の流量でパージガスが回収口７より回収され、またサブ回収口２５より所定の流量でパージガスおよびカバー９外部の気体が回収される。
【００８７】
この時、回収口７およびサブ回収口２５より回収されるパージガスの総流量は、供給口６より供給されるパージガスの流量よりも少なくなるように主制御系４３から流量制御装置４１および流量制御装置４５に制御情報が伝達される。このため、供給口６より供給されたパージガスの一部はカバー９内部からカバー９の外側へ流出し、カバー９内部の圧力はカバー９の外側の圧力よりも高くなり、安定してカバー９内部をパージできる。
【００８８】
以下、上記の効果を生む、第６実施形態におけるカバー９内部の流れと圧力分布について説明する。図１９（ａ）はサブ回収口２５を供給口６付近のカバー下端部に設けた場合における、カバー９内部中央におけるパージガスの流線図を示す。図１９（ｂ）は図１９（ａ）と同じ場所での圧力分布の等高線模式図を示している。図９（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。図１９に示されているように、サブ回収口２５を供給口６付近のカバー下端部に設けると、カバー９内部から回収口２５に向かう流れが生じるため、供給口６より供給されたパージガスの一部は、カバー９とウエハ１１の隙間へ流れ込む。したがって供給口６の下側近傍では渦は発生しないため、カバー９内部の圧力は降下しない。またこの時、サブ回収口２５の下側近傍が最も圧力が低くなり、カバー９外部の圧力がカバー９内部に影響を及ぼすことを防ぐことができる。この結果、カバー９内部の圧力Ｐ３はカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなり、カバー９内部を安定してパージできる。
【００８９】
以上のように、第６実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図１８）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、第１供給口（６）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハ（１１）方向から第１供給口（６）より供給されたパージガスおよびカバー９の外部の気体を吸い込むための第２回収口（２５）とを有し、第２回収口が第１供給口の近傍に設けられている。
【００９０】
以上の構成によれば、第１供給口（６）より供給されたパージガスが第２回収口（２５）へと向かう流れが生じ、第１供給口（６）の下側近傍に渦が発生することを防ぐ。このとき、図１９（ｂ）に示されているように、第１供給口（６）の下側近傍で圧力は降下せず、カバー（９）内部の圧力Ｐ３は均一になり、かつカバー（９）内部の圧力Ｐ３を外部の圧力Ｐ２よりも高くすることができる。したがって、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００９１】
（第７実施形態）
上記第６実施形態では、供給口６付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５を設けた。第７実施形態では露光時のスキャン方向と平行に、露光エリアの前後にサブ回収口２５を設ける。つまり第６実施形態に、更に第１回収口７付近のカバー９の下端部にもサブ回収口２５を設ける。
【００９２】
図２０は、第７実施形態による露光装置の構成を説明するための図である。カバー９の内部に供給口６と回収口７を設けると共に、供給口６および回収口７付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５が設けられている。なお、回収口７付近のカバー９の下端部にサブ回収口２５を設けたこと以外は、第６実施形態と同様であるため、図２０ではウエハ付近のみの要部構成を示した。断面図である図２０（ａ）および平面図である図２０（ｂ）において、図１８に示されている符号と同一のものは、図１８と同様の構成要素を示しており、その流量制御とカバー９内部のパージ方法は第１乃至第６実施形態で示されているためここでの説明は省略する。
【００９３】
ここで図２１を用いてスキャン方向と平行に、露光エリアの前後にサブ回収口２５を設けた場合の効果を説明する。図２１（ａ）はサブ回収口２５を設けた場合における回収口７を有するカバー９近傍の拡大図であり、スキャン時における流れの模式図を表している。なお図２１（ａ）では、Ｙ軸正から負の方向へ向かってスキャンが行われている場合について示してある。また、図２１（ｂ）は図２１（ａ）と同じ位置における不純物濃度の等高線模式図を表しており、図２１（ｂ）の等高線模式図では、色が濃い部分ほど不純物濃度が高く、薄い部分ほど不純物濃度が低いことを示す。図２１（ａ）に示すように、スキャン時において、ウエハ表面上の流れによりカバー９の周囲から内部へと向かう流れが生じたとしても、サブ回収口２５を設けることで、不純物を回収することができる。したがって、図２１（ｂ）に示すように、カバー９の外部から不純物は侵入せず、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００９４】
なお図２１では、Ｙ軸正から負の方向へと向かってスキャンが行われている場合について、回収口７を有するカバー９近傍の流れを示したが、Ｙ軸負から正の方向へと向かってスキャンが行われている場合は、供給口６を有するカバー９近傍で同様の流れが生じている。したがって、供給口６付近のカバー９の下端部にもサブ回収口２５を設けることで、スキャン時にカバー９の外部からの不純物の侵入を防止することができ、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【００９５】
以上のように、第７実施形態の露光装置は、露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置（図２０）であって、投影光学系（５）のウエハ側端部からウエハステージ（１０）近傍に向かって露光光路を囲うカバー（９）と、カバー（９）内部に向けて不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口（６）と、第１供給口（６）より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口（７）と、カバー（９）の下側部分に設けられ、ウエハ（１１）方向から第１供給口（６）より供給されたパージガスおよびカバー９の外部の気体を吸い込むための第２回収口（２５）とを有し、第２回収口が第１供給口および第１回収口の近傍に設けられている。
【００９６】
以上の構成によれば、スキャン時においてウエハ（１１）表面上でカバー（９）の外部から内部へと向かう流れが生じたとしても、図２１（ａ）に示すようにカバー（９）の外部から侵入してくる不純物を、サブ回収口（２５）によって回収することができる。したがって、カバー（９）内部を安定してパージすることができる。
【００９７】
なお、第７実施形態の露光装置では、パージガスの流れ８と露光時のスキャン方向が平行になるように供給口６および回収口７を設けているが、露光装置を構成する各種ユニットの配置取り合いによっては、パージガスの流れ８と露光時のスキャン方向が平行になるように供給口６および回収口７を設けることができない場合も考えられる。この場合は、供給口６付近のカバー下端部にサブ回収口２５を設け、更に露光時のスキャン方向と平行になるように、露光エリアの前後にサブ回収口２５を設ければよいことは言うまでもない。
【００９８】
また露光時のスキャン時以外では、スキャン方向の垂直方向にウエハが移動することもあるが、この場合でもカバー９内部を安定してパージするためには、第７実施形態の構成に加え、露光時のスキャン方向と垂直方向で、露光エリアの前後にサブ回収口２５を更に設ければ良いことは明らかである。
【００９９】
（第８実施形態）
図２２は、第８実施形態による露光装置の要部を示す図である。第１実施形態で示される露光装置と同様の構成を有するが、供給口６の一部に整流板２０が設けられている。なお、整流板２０を設けたこと以外の構成は第１実施形態と同様であるため、図２２ではウエハ付近のみの要部構成を示した。
【０１００】
整流板２０は供給口６からウエハ１１へ向かって滑らかな流線形を形成した板状あるいは中実状の部材であり、金属あるいは樹脂、セラミックス等の材料を成形して得られる。供給口６より供給されたパージガスの一部は、整流板２０に導かれてカバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の周囲へ流出する。整流板２０を設けることにより、図９に示されているように、供給口６の下側近傍に渦が発生しなくなる。したがって供給口６の下側近傍で圧力は降下せず、カバー９内部の圧力は均一になり、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【０１０１】
図９（ａ）は供給口６の一部に整流板２０を設けた場合におけるカバー９内部の中央断面におけるパージガスの流線図を、図９（ｂ）は図９（ａ）と同じ場所における圧力分布の等高線模式図を示している。図９（ｂ）の等高線模式図では色が濃い部分ほど圧力が高く、薄い部分ほど圧力が低いことを示す。図９（ａ）に示されているように整流板２０を設けると、供給口６より供給されたパージガスの一部は、整流板２０に導かれてカバー９とウエハ１１の隙間よりカバー９の外側へ流出するため、供給口６の下側近傍で渦は発生しない。この時、図９（ｂ）に示されているように、供給口６の下側近傍で圧力は降下せず、カバー９内部の圧力Ｐ３はカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなり、安定してカバー９内部をパージできる。さらに、供給口６より供給されたパージガスの流れが乱流化することを防ぎ、すみやかにカバー９の外側に導くためには、整流板２０は図９に示されているように、それを構成する面の少なくとも一部が曲面あるいは流線形状であることが望ましい。
【０１０２】
以上のように、第８実施形態の露光装置では、第１供給口（６）の少なくとも一部に、整流部材（２０）を設けられ、これにより安定したパージを実現する。また、好ましくは、整流部材は、それを構成する面の少なくとも一部が曲面あるいは流線形状である。
【０１０３】
また、第８実施形態で示している整流板２０は、上述した第１乃至第７実施形態或いは後述の第９実施形態で示される露光装置に適用することも可能である。整流板２０を設けることで、より一層安定してカバー９内部をパージすることができる。例えば、第２実施形態で示されている露光装置に整流板２０を設けると、供給口６の下側近傍で渦は発生せず、圧力も降下しないため、カバー９内部の圧力は均一になる。したがって、周囲の流れ１９の影響によってカバー９の周囲に圧力分布が生じたとしても、その影響を受けずに安定してカバー９内部をパージすることができる。
【０１０４】
（第９実施形態）
図２３は第９実施形態による露光装置の要部を示す図である。第９実施形態では、第４実施形態で示した露光装置において、カバー９内部にカバー９の内側の圧力を測定する圧力センサＳ１を設け、カバー９の外側にカバー９の外側の圧力を測定する圧力センサＳ２を設ける。そして、主制御系４３は、圧力センサＳ１およびＳ２の測定結果に基づいて、カバー９内部の圧力がカバー９の外側の圧力よりも高くなるように、供給口６より供給されるパージガスの流量、および回収口７より回収されるパージガスの流量、およびサブ供給口１２より供給されるパージガスの流量を制御する。図２３において、圧力センサＳ１は供給口６の下側近傍の圧力Ｐ１を、圧力センサＳ２はカバー９の外側の圧力Ｐ２を計測し、その測定値が主制御系４３に伝達されている。主制御系４３は、圧力センサＳ１、Ｓ２で測定された結果に基づいて、供給口６の下側近傍の圧力Ｐ１が、カバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなるように流量制御装置４０、４１、４２に制御情報を伝達する。
【０１０５】
例えば、露光装置外部の急激な気圧変動による過渡的な圧力変化として、カバー９の外側の圧力Ｐ２が供給口６の下側近傍の圧力Ｐ１よりも高くなった場合、主制御系４３は流量制御装置４２を動作させて、サブ供給口１２より供給されるパージガスの流量を多くする。これによって、供給口６の下側近傍の圧力Ｐ１はカバー９の外側の圧力Ｐ２よりも高くなり、カバー９内部を安定してパージできる。またこの時、流量制御装置４０、４１を動作させて供給口６より供給されるパージガスの流量を多くし、回収口７より回収されるパージガスの流量を少なくすることによって、カバー９内部よりカバー９周囲へ流出するパージガスの流量を多くしても良い。こうすることでカバー９内部の圧力は上昇し、カバー９内部を安定してパージすることができる。
【０１０６】
なお、上記第９実施形態では第４実施形態で示した露光装置において圧力センサを設けた場合を示したが、第１から第３及び第５乃至８実施形態に示した露光装置に適用可能であることはいうまでもない。
【０１０７】
以上のように、第９実施形態の露光装置は、カバー（９）内部の圧力を測定する第１圧力センサ（Ｓ１）と、カバー（９）の外側の圧力を測定する第２圧力センサ（Ｓ２）と、第１および第２圧力センサ（Ｓ１、Ｓ２）の測定結果に基づいて、カバー（９）の内側の圧力がその外側の圧力よりも高くなるように、第１供給口（６）より供給されるパージガスの流量、および／または回収口（７）より回収されるパージガスの流量、および／または第２供給口（１２）より供給されるパージガスの流量を制御する。
【０１０８】
この構成によれば、露光装置の外部の気圧変動によってカバーの外側の圧力が変動しても、カバー内部の圧力をカバーの外側の圧力よりも常に高くすることができ、安定してカバー内部をパージすることができる。なお、第１及び第２圧力センサの変わりに、双方の圧力の差分を検知する差圧検知型の圧力センサを設けても良いことは明らかである。
【０１０９】
なお、第９実施形態では、カバー９の内側と外側に圧力センサをそれぞれ１つ設けた場合について示したが、カバー９の内側と外側にそれぞれ複数個の圧力センサを設けて複数点で圧力を測定し、その結果に基づいて、主制御系４３により供給口６より供給されるパージガスの流量、および／または回収口７より回収されるパージガスの流量、および／またはサブ供給口１２より供給されるパージガスの流量を制御しても良い。複数点で圧力を測定することで、より一層安定してカバー９内部をパージすることができる。
【０１１０】
またさらにカバー９の内側と外側の圧力の差分値か、またあるいはカバー９の内側の圧力と不図示の圧力センサによって得られた大気圧を代表する圧力との差分値を常にあらかじめ設定した一定値となるように流量制御装置４２を動作させても良い。これにより投影レンズ下面から投影レンズにかかる外力を常に一定に保つことが可能となり、投影レンズを構成する部材の変形を防止することができ、ひいては投影レンズの結像性能を安定して得ることが期待できる。この場合、圧力センサＰ１を差圧計測タイプとし、カバー外部の任意の点とカバー内部の圧力差を直接計測すれば、より構成が簡単となる。
【０１１１】
以上、説明したように、上記各実施形態によれば、紫外線とりわけＡｒＦエキシマレーザ光やフッ素（Ｆ2）エキシマレーザ光を用いた露光装置において、空気あるいは不純物濃度が高い不活性ガスによる周囲の流れのなかでも、ウエハ近傍の露光光路内を周囲の影響を受けずに安定してパージすることが可能となった。これにより、ＡｒＦエキシマレーザ光や、フッ素（Ｆ2）エキシマレーザ光の十分な透過率とその均一性とその安定性を得ることができ、投影露光を高精度に行うことが可能になり、微細な回路パターンが良好に投影できるようになった。またさらに消費する不活性ガスの総流量を低減することができ、したがってランニングコストを削減することが可能となった。
【０１１２】
＜他の実施形態＞
［半導体製造装置への適用］
次に上記説明した露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施形態を説明する。図２４は微小デバイス（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）の製造フローを示す。
【０１１３】
ステップ１０１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ１０２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを制作する。一方、ステップ１０３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ１０４（ウエハプロセス）では前工程 と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次にステップ１０５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１０４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ１０６（検査）ではステップ１０５で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ１０７）される。
【０１１４】
図２５は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１１５】
以上のような製造方法に、上記各実施形態で説明した露光装置を用いることができる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、投影光学系のウエハ側端部からウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバー内部において、安定したパージを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なパージ手段の一例を示す図である。
【図２】一般的なパージ手段を用いた場合の、ウエハ付近の流線図および圧力分布図である。
【図３】一般的なパージ手段を用いた場合の、カバー付近の流線図および圧力分布図である。
【図４】一般的なパージ手法を用いた場合に、カバー内部で生じる脱ガス濃度および露光エリアで生じる透過率損失の分布図である。
【図５】第２実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの圧力分布を示す図である。
【図６】第２実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの圧力分布を示す図である。
【図７】第３実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流線と圧力分布を示す図である。
【図８】第４実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流線と圧力分布を示す図である。
【図９】第８実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流線と圧力分布を示す図である。
【図１０Ａ】第１実施形態による投影露光装置の露光エリアおよびスキャンエリアの透過率損失分布を示す図である。
【図１０Ｂ】スキャン方向とパージガスの流れ方向が直交する場合の、露光エリアおよびスキャンエリアの透過率損失分布を示す図である。
【図１１】第１実施形態に係る投影露光装置の概略構成図である。
【図１２】第２実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１３】第３実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１４】第４実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１５】第５実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１６】スキャン時におけるカバー付近の流れの図および不純物濃度分布を示す図である。
【図１７】第５実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流れの図および不純物濃度分布を示す図である。
【図１８】第６実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図１９】第６実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流線と圧力分布を示す図である。
【図２０】第７実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図２１】第７実施形態による投影露光装置のウエハ付近におけるパージガスの流れの図および不純物濃度分布を示す図である。
【図２２】第８実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図２３】第９実施形態に係る投影露光装置のウエハ付近の概略構成図である。
【図２４】半導体デバイスの製造フローを示す図である。
【図２５】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。
Claims (9)
- 露光光を投影光学系を介してウエハステージ上に配置された感光基板に照射する露光装置であって、
前記投影光学系のウエハ側端部から前記ウエハステージ近傍に向かって露光光路を囲うカバーと、
前記カバー内部において、不活性ガスからなるパージガスを吹き出すための第１供給口と該第１供給口より供給されたパージガスを吸い込むための第１回収口とを有し、該カバー内にパージガス流を形成するパージ手段と、
前記カバーの外部に設けられた吹き出し口より前記ウエハステージ近傍の空間に向かって気体を吹き出す吹き出し手段とを備え、
前記吹き出し口より吹き出す気体の流れの方向と前記パージガス流の方向が９０度以下で対向するように、前記第１供給口及び吹き出し口が配置されることを特徴とする露光装置。 - 前記対向の角度は４５度以下であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
- 前記吹き出し口より吹き出す気体の流れの方向と前記パージガス流の方向が正に対向することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
- 前記吹き出し口より吹き出す気体は、空気あるいは前記パージガスよりも不純物濃度の高い不活性ガスからなることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
- 少なくとも前記第１供給口の一部に、整流部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記整流部材は、それを構成する面の少なくとも一部が曲面あるいは流線形状であることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
- 前記カバー内部において、露光時のスキャン方向と平行にパージガスが流れるように前記第１供給口と前記第１回収口を配置したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記カバー内部の圧力を測定する第１圧力センサと、
前記カバーの外側の圧力を測定する第２圧力センサと、
前記第１および第２圧力センサの測定結果に基づいて、前記カバーの内側の圧力が該カバーの外側の圧力よりも高くなるように、前記第１供給口より供給されるパージガスの流量、および／または前記第１回収口より回収されるパージガスの流量、および／または前記第２供給口より供給されるパージガスの流量、および／または前記第２回収口より回収されるパージガスの流量を制御する制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。 - 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板上にパターン形成する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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