JP7299755B2 - 露光装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置、および物品の製造方法に関する。

液晶パネルや半導体デバイスの製造工程（リソグラフィ工程）で用いられる装置の１つとして、照明光学系により照明された原版のパターンを基板上に投影して該基板を露光する露光装置がある。露光装置で用いられる原版（マスク、レチクル）は、例えば、原版の周囲に存在する雰囲気中の酸や塩基、有機不純物と反応することによって曇ることが知られている。また、原版の曇りは、雰囲気中の水分によって加速されることも知られている。このように原版の曇りが生じると、露光量不足などの不具合が生じ、原版のパターンを基板上に精度よく転写することが困難になりうる。そのため、露光装置では、原版が配置されている空間を、不純物や湿度を調整（低減）したパージガスで充満させることが好ましい。特許文献１には、原版を保持する原版ステージの可動領域をプレートで覆い、不純物や湿度を低減したパージガスを当該プレートの内部空間に供給する構成が提案されている。

特開２０１５－２２８５１９号公報

露光装置では、ランニングコスト等の観点から、パージガスの使用量を低減することが望まれる。しかしながら、特許文献１に記載された発明は、原版ステージの可動領域の全体をプレートで覆う構成であるため、プレートの内部空間は、原版の体積と比べて非常に大きいものとなる。したがって、プレートの内部空間に外気が侵入することを防ぐには、大量のパージガスを該内部空間に供給し続ける必要があり、パージガスの使用量を低減するには不利である。

そこで、本発明は、原版が配置される空間を充満させるためのパージガスの使用量の点で有利な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、原版と基板とを走査しながら前記基板を露光する露光装置であって、パージガスが供給される第１凹部および第２凹部が形成された第１面を有し、前記原版を保持して移動可能なステージと、前記第１面に対向する第２面を有する部材と、前記部材の前記第２面に設けられた吹出口からパージガスを前記ステージの前記第１面に向けて吹き出すことにより、前記第１凹部および前記第２凹部にパージガスを供給する供給部と、走査方向に前記ステージを移動することにより前記基板の露光を制御する制御部と、を含み、前記第１凹部は、前記原版が配置される第１空間を規定するように前記ステージの前記第１面に設けられ、前記第２凹部は、前記第１空間より小さい容積を有する第２空間を規定するように、前記ステージの前記第１面に設けられており、前記第１凹部と前記第２凹部とは前記走査方向に並んで配置されている、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、原版が配置される空間を充満させるためのパージガスの使用量の点で有利な技術を提供することができる。

露光装置の全体構成を示す図である。 第１実施形態に係る原版ステージの周辺構成を示す図である。 走査露光時におけるパージガスの供給を説明するための図である。 第２実施形態に係る原版ステージの周辺構成を示す図である。 第３実施形態に係る原版ステージの周辺構成を示す図である。 第４実施形態に係る原版ステージの周辺構成を示す図である。 第５実施形態に係る原版ステージの周辺構成を示す図である。 第６実施形態に係る原版ステージの周辺構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
［露光装置の構成］
本発明に係る第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の露光装置１００の全体構成を示す図である。本実施形態の露光装置１００は、原版Ｍと基板Ｗとを走査しながら基板Ｗを露光することで、原版Ｍのパターンを基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。このような露光装置１００は、走査露光装置やスキャナとも呼ばれる。本実施形態では、原版Ｍは、例えば石英製のマスク（レチクル）であり、基板Ｗにおける複数のショット領域の各々に転写されるべき回路パターンが形成されている。また、基板Ｗは、フォトレジストが塗布されたウェハであり、例えば単結晶シリコン基板等が用いられうる。

露光装置１００は、照明光学系１と、原版Ｍを保持して移動可能な原版ステージ２と、投影光学系３と、基板Ｗを保持して移動可能な基板ステージ４と、制御部５とを含みうる。制御部５は、例えばＣＰＵやメモリを有するコンピュータによって構成されるとともに、装置内の各部に電気的に接続され、装置全体の動作を統括して制御する。ここで、以下の説明では、照明光学系１から射出されて原版Ｍに入射する光の光軸に平行な方向をＺ方向とし、該光軸に垂直な面内において互いに直行する２つの方向をＸ方向およびＹ方向とする。

照明光学系１は、水銀ランプ、ＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザなどの光源６から射出された光を、例えば帯状や円弧状のスリット光に整形し、そのスリット光で原版Ｍの一部を照明する。原版Ｍの一部を透過した光は、当該原版Ｍの一部のパターンを反映したパターン光として投影光学系３に入射する。投影光学系３は、所定の投影倍率を有し、パターン光により原版Ｍのパターンを基板上（具体的には、基板上のレジスト）に投影する。原版Ｍおよび基板Ｗは、原版ステージ２および基板ステージ４によってそれぞれ保持されており、投影光学系３を介して光学的に共役な位置（投影光学系３の物体面および像面）にそれぞれ配置される。制御部５は、原版ステージ２および基板ステージ４を、互いに同期しながら投影光学系の投影倍率に応じた速度比で相対的に走査する（本実施形態では、原版Ｍおよび基板Ｗの走査方向をＸ方向（第１方向）とする）。これにより、原版Ｍのパターンを基板上に転写することができる。

［原版ステージの周辺構成］
一般に、露光装置に用いられる原版Ｍは、例えば原版Ｍの周囲に存在する雰囲気中の酸や塩基、有機不純物と反応することによって曇ることが知られている。また、そのような原版Ｍの曇りは、雰囲気中の水分によって加速されることも知られている。このように原版Ｍの曇りが生じると、露光量不足などの不具合が生じ、原版Ｍのパターンを基板上に精度よく転写することが困難となりうる。そのため、露光装置では、原版Ｍが配置されている空間を、不純物や湿度を調整（低減）したパージガスで充満させることが好ましい。さらに、露光装置では、ランニングコスト等の観点から、パージガスの使用量を低減することが望まれる。そこで、本実施形態の露光装置１００は、原版Ｍが配置されている空間をパージガスで充満させ、且つ、その際のパージガスの使用量を低減することができるように構成されている。ここで、パージガスとは、酸や塩基、有機不純物、更には湿度も低減するように調整された気体のことであり、例えばクリーンドライエアーや窒素ガスが用いられうる。

以下に、本実施形態の露光装置１００の具体的な構成について説明する。図２は、本実施形態の露光装置１００における原版ステージ２の周辺構成を示す図である。図２（ａ）は、露光装置１００における原版ステージ２の周辺構成（ＸＺ断面）を示す図であり、照明光学系１、原版ステージ２、投影光学系３、第２プレート７、供給部８ａ（第１供給部）が図示されている。また、図２（ｂ）は、本実施形態の原版ステージ２を上方（＋Ｚ方向側）から見た図である。

まず、原版ステージ２の構成について説明する。原版ステージ２の上面（第１面２０）には、図２に示すように、後述する供給部８ａからパージガスが供給される第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂが形成されている。第１凹部２０ａは、原版Ｍが配置される第１空間（原版配置空間）を規定するように原版ステージ２の上面（第１面２０）に設けられる。第１凹部２０ａは、原版ステージ２を上方から見たときに原版Ｍより大きい寸法を有し、且つ、原版Ｍの厚さ以上の深さを有するように形成されうる。

また、第２凹部２０ｂは、第１空間より小さい容積を有する第２空間を規定するように、原版ステージ２の上面（第１面２０）における第１凹部２０ａの外側に設けられる。本実施形態では、第２凹部２０ｂは、走査露光中における原版ステージ２の走査方向（±Ｘ方向、以下では単に「走査方向」と呼ぶことがある）において第１凹部２０ａを挟み込むように複数設けられている。即ち、第２凹部２０ｂは、原版ステージの上面における第１凹部２０ａの走査方向側（±Ｘ方向側）に設けられている。

第２凹部２０ｂは、原版ステージ２を上方から見たときに、走査方向（Ｘ方向）における長さが、走査方向と垂直な方向（±Ｙ方向、以下では単に「垂直方向」と呼ぶことがある）における長さより短くなるように構成される。即ち、第２凹部２０ｂは、垂直方向（Ｙ方向）に沿って原版ステージ２の上面に延設された溝部である。本実施形態の第２凹部２０ｂは、垂直方向（Ｙ方向）を長手方向とする矩形形状を有しているが、それに限られず、曲線形状であってもよい。

ここで、具体的な原版ステージ２の構成について説明する。原版ステージ２は、例えば、原版Ｍを保持する保持部２１と、原版ステージ２の上面（第１面２０）を構成する第１プレート２２とを含みうる。

保持部２１は、基台２１ａと、第１突出部２１ｂと、第２突出部２１ｃとで構成され、リニアモータなどの駆動機構（不図示）により、少なくとも±Ｘ方向に駆動されうる。基台２１ａは、真空吸着や静電吸着などによって原版Ｍの周縁領域を保持するように構成され、原版Ｍの中央領域（回路パターンの形成領域）が配置される部分には、原版Ｍを透過した光が投影光学系に入射するように開口が形成されている。該開口には、例えばガラスなどの透明部材が設けられてもよい。

第１突出部２１ｂは、基台２１ａを底面とし第１突出部２１ｂを側壁とする第１凹部２０ａ（第１空間）が規定されるように、原版Ｍの周囲において基台２１ａから上方（＋Ｚ方向）に向けて突出した部分である。第１突出部２１ｂは、その高さが原版Ｍの厚さ以上になるように構成されるとよい。また、第２突出部２１ｃは、基台２１ａを底面とし第１突出部２１ｂおよび第２突出部２１ｃを側壁とする第２凹部２０ｂ（第２空間）が規定されるように、第１突出部２１ｂの外側において基台２１ａから上方（＋Ｚ方向）に向けて突出した部分である。第２突出部２１ｃは、その高さが第１突出部２１ｂの高さと同じになるように構成されるとよい。つまり、第２凹部２０ｂは、その深さが第１凹部２０ａの深さと同じになるように構成されうる。ここで、第２凹部２０ｂは、第１凹部２０ａの深さ以下であってもよい。

第１プレート２２は、照明光学系１から射出された光の光軸方向と垂直な第１面２０を有する部材であり、該第１面２０によって原版ステージ２の上面を構成する。第１プレート２２は、保持部２１の第１突出部２１ｂおよび第２突出部２１ｃの端部に接続され、第２突出部２１ｃの端部から走査方向に沿って延設された延設領域２２ａを有するように構成される。また、第１プレート２２には、第１凹部２０ａ（第１空間）が形成される部分と、第２凹部２０ｂ（第２空間）が形成される部分とに開口部が設けられる。なお、本実施形態では、第１面２０を有する部材として板状の第１プレート２２を用いているが、該部材は、板状のプレート以外の構成であってもよい。

ここで、第１プレート２２は、走査露光中の原版ステージ２の移動に伴って、延設領域２２ａと後述する第２プレート７との隙間から第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂに流入する外気を低減することができるように構成されるとよい。例えば、第１プレート２２は、延設領域２２ａにおいて、後述する第２プレート７（第２面７０）との間隔が最も狭くなる部分を含むように構成されるとよい。また、延設領域２２ａは、その走査方向の長さが、走査露光時における原版ステージ２の移動ストローク（移動距離）の半分以上の長さになるように設けられるとよく、より好ましくは、当該移動ストロークの長さ以上になるように設けられるとよい。即ち、第２凹部は、原版ステージ２の移動中に第２プレート７の外形より外側に出ないように設けられるとよい。

次に、第２プレート７および供給部８ａについて説明する。
第２プレート７は、照明光学系１から射出された光の光軸方向と垂直な第２面７０を有する部材であり、当該第２面７０が、原版ステージ２（第１プレート）の第１面２０に対向するように、原版ステージ２の上方に、原版ステージ２から離間して配置される。第２プレート７は、例えば、原版ステージ２と共に移動しないように照明光学系１またはその他の構造体に設けられ、本実施形態の場合、照明光学系１に固定されている。

また、第２プレート７は、原版ステージ２（第１プレート２２）の第１面２０と第２プレート７の第２面７０との隙間が可能な限り小さくなるように（即ち、微小な隙間が形成されるように）配置されるとよい。これにより、第２凹部２０ｂに供給されたパージガスが第１面２０と第２面７０との隙間から抜け出すことによる第２凹部２０ｂの気圧の時間変化を緩やかにすることができる。例えば、原版ステージ２の移動時の振動（±Ｚ方向）によっても第１面２０と第２面７０とが接触しない程度において、第１面２０と第２面７０との隙間が可能な限り小さくなるように第２プレート７を配置するとよい。一例として、第２プレート７は、第１面２０と第２面７０との間隔が第２凹部２０ｂの走査方向の長さ以下になるように配置されるとよい。なお、本実施形態では、第２面７０を有する部材として板状の第２プレート７を用いているが、該部材は、板状のプレート以外の構成であってもよく、照明光学系１の構造体の一部から構成される部材であってもよい。

供給部８ａは、第１プレート２２と第２プレート７の間の空間、原版ステージ２の第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂにパージガスを供給する。例えば、供給部８ａは、第２プレート７（第２面７０）に設けられた吹出口７１からパージガスを吹き出すことにより、原版ステージ２の移動中に第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂにパージガスを供給するように構成される。本実施形態では、パージガスの吹出口７１は、走査方向において照明光学系１を挟み込むように複数（２箇所）設けられている。

［原版ステージへのパージガスの供給］
図３は、走査露光時における原版ステージ２（第１凹部２０ａ、第２凹部２０ｂ）へのパージガスの供給を説明するための図である。まず、原版ステージ２は、図３（ａ）に示すように、－Ｘ方向側の第２凹部２０ｂ_１が、＋Ｘ方向側の吹出口７１ｂの下方に配置されるように駆動される。このとき、－Ｘ方向側の第２凹部２０ｂ_１には、供給部８ａによって吹出口７１ｂからパージガスが供給され、該第２凹部２０ｂ_１は、パージガスで満たされるとともに、原版ステージ２の外部気圧より高い気圧を有する状態となる。この状態では、第２凹部２０ｂ_１に供給されたパージガスが、第１面２０と第２面７０との隙間から徐々に抜け出るため、該隙間を通って流入する外気を防ぐことができる。また、この状態において原版ステージ２を－Ｘ方向に移動させると、原版ステージ２の移動に伴って第１面２０と第２面７０との隙間から外気が侵入しうるが、その外気は第２凹部２０ｂに流入して薄まってから、第１凹部２０ａに流入しうる。つまり、第１凹部２０ａへの外気の流入を低減（防止）することができる。

次いで、原版ステージ２は、図３（ｂ）に示すように、照明光学系１の下方に原版Ｍが配置されるように駆動され、原版ステージ２を－Ｘ方向に移動させながら走査露光が行われる。また、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態に原版ステージ２が移動する間に、第２凹部２０ｂ_１には供給部８ａの吹出口７１ａから供給されるパージガスで満たされる。また、第２凹部２０ｂ_１はパージガスで満たされることで、原版ステージ２の外部気圧より高い気圧を有する状態となる。このとき、第１凹部２０ａは、吹出口７１（７１ａ、７１ｂ）の下方に配置され、供給部８ａによって吹出口７１（７１ａ、７１ｂ）からパージガスが供給される。そのため、第１凹部２０ａは、パージガスで満たされるとともに、原版ステージ２の外部気圧より高い気圧を有する状態となり、第１面２０と第２面７０との隙間を通って第１凹部２０ａに流入する外気を防ぐことができる。

－Ｘ方向への走査露光（原版ステージ２の走査）が終了すると、逆方向（＋Ｘ方向）への走査露光（原版ステージ２の走査）が行われる。そのため、原版ステージ２は、図３（ｃ）に示すように、＋Ｘ方向側の第２凹部２０ｂ_２が、－Ｘ方向側の吹出口７１ａの下方に配置されるように駆動される。このときの状態は、図３（ａ）の状態と同様に、＋Ｘ方向側の第２凹部２０ｂ_２には、供給部８ａによって吹出口７１ａからパージガスが供給され、原版ステージ２の外部気圧より高い気圧を有する状態となる。この状態では、図３（ａ）を参照して説明したのと同様に、該隙間を通って流入する外気を防ぐことができるとともに、原版ステージ２の移動に伴って第１面２０と第２面７０との隙間から第１凹部２０ａに流入する外気を低減（防止）することができる。そして、原版ステージ２は、照明光学系１の下方に原版Ｍが配置されるように駆動され、原版ステージ２を＋Ｘ方向に移動させながら走査露光が行われる。また、図３（ｃ）に示す状態から原版ステージ２が＋Ｘ方向側に移動する間に、第２凹部２０ｂ_２には供給部８ａの吹出口７１ｂから供給されるパージガスで満たされる。また、第２凹部２０ｂ_２はパージガスで満たされることで、原版ステージ２の外部気圧より高い気圧を有する状態となる。

このように、本実施形態の原版ステージ２では、原版Ｍが配置される第１凹部２０ａ（第１空間）の走査方向側に第２凹部２０ｂ（第２空間）を設け、第２凹部２０ｂを、第１凹部２０ａへの外気の流入を低減（防止）するための空間としている。そのため、第２凹部２０ｂは、走査方向（±Ｘ方向）における第１凹部２０ａの両側に配置されることが好ましいが、片側のみに配置されてもよい。ただし、第２凹部２０ｂが第１凹部２０ａの片側のみに配置される場合、その効果は半減されうる。しかしながら、原版ステージ２の周囲における外気の流れが、原版ステージ２の移動速度に対して、極端に大きな追い風または向かい風であるような環境下においては、外気の流入を防ぐべき方向側に第２凹部２０ｂを１つだけ設ければ十分な効果が期待できる。

また、第２凹部２０ｂによって第１凹部２０ａへの外気の流入を防ぐ観点から第２凹部２０ｂの垂直方向（Ｙ方向）の長さは、第１凹部２０ａの垂直方向の長さ以上であることが好ましい。第２凹部２０ｂは、原版ステージ２の走査中に供給部８ａから吹出口７１を介して供給されるパージガスの流量により、第２凹部２０ｂをパージガスで満すことができる容積であることが好ましい。この範囲内で、第２凹部２０ｂの走査方向の長さ、垂直方向の長さ、および深さを決定することができる。

また、本実施形態の露光装置１００では、第２凹部２０ｂの局所的な一部のみで気圧が高くなってしまうと、気圧が高くならなかった部分から外気が第１凹部２０ａへ流入する可能性がある。そのため、第２凹部２０ｂの気圧が全体的に均一に高くなるように、垂直方向において、供給部８ａから吹出口７１を介してパージガスが供給される範囲と、第２凹部２０ｂの範囲（長さ）とが同程度である（例えば一致している）ことが好ましい。即ち、垂直方向において、第２凹部２０ｂにパージガスが均一に供給されるように、第２プレート７に設けられる吹出口７１の範囲が、第２凹部２０ｂの範囲以上であるとよい。さらに、第２プレート７に設けられる吹出口７１は、原版ステージ２を往復移動させる際の移動範囲の中心位置に対して対称に設けられることが好ましい。

ここで、原版ステージ２に第２凹部２０ｂを設けた効果について説明する。原版ステージ２に第２凹部２０ｂを設けなかった場合、第１凹部２０ａをパージガスで満たし、第１凹部２０ａへの外気の流入を低減することができるレベルまで第１凹部２０ａの気圧を高めるようにパージガスを第１凹部２０ａに供給する必要がある。この場合、第１凹部２０ａは、第２凹部２０ｂと比べて容積が大きいため、そのようなレベルまで第１凹部２０ａの気圧を高めるためには大量のパージガスが必要となる。その一方、本実施形態のように、第１凹部２０ａより容積が小さい第２凹部２０ｂを第１凹部２０ａの走査方向側に設けた場合、第１凹部２０ａの気圧を高めるためのパージガスの量より少ない量で、第２凹部２０ｂの気圧を高めることができる。そして、気圧を高めた第２凹部２０ｂは、第１面２０と第２面７０との隙間を通ってきた外気を一時的に流入させて、外気の濃度を薄める機能を有するため、第１凹部２０ａへの外気の流入を低減（防止）することができる。つまり、本実施形態のように原版ステージ２に第２凹部２０ｂを設けると、パージガスの使用量を低減することができるとともに、第１凹部２０ａへの外気の流入を低減（防止）し、原版Ｍの曇りを防ぐことができる。

［原版ステージの周囲構成の具体例］
次に、原版ステージ２の周囲構成の具体例について説明する。例えば、原版ステージ２の移動速度は、１００ｍｍ／ｓのような低速から、１００００ｍｍ／ｓのような高速まであり、原版ステージ２の移動ストロークは、数１０ｍｍから数ｍまである。第１面２０と第２面７０との間隔は、数ミクロンから数ミリである。また、原版ステージ２の垂直方向の幅は、数１０ｍｍから約１ｍである。供給部８ａから吹出口７１を介して供給されるパージガスの流量は、数１０Ｌ／ｍｉｎから数１０００Ｌ／ｍｉｎである。

このようなスケールにおいて、第２凹部２０ｂは、原版ステージ２の走査中に供給部８ａから吹出口７１を介して供給されるパージガスの流量により、第２凹部２０ｂをパージガスで満すことができる容積であることが好ましい。例えば、第２凹部２０ｂの容積Ｖは、Ｖ≦Ｖ１＋Ｖ２の関係になっていることが好ましい。ここで、「Ｖ１」は、吹出口７１の下方を第２凹部２０ｂが通過中に吹出口７１から供給される気体の体積であり、「Ｖ２」は、吹出口７１の下方を第２凹部２０ｂが通過していない際に吹出口７１から供給される気体の体積である。この範囲内で、第２凹部２０ｂの走査方向の長さ、垂直方向の長さ、および深さを決定することができる。ただし、第２凹部２０ｂの深さは、原版Ｍの厚さ以上であるとよい。また、第２凹部２０ｂの深さは、第１凹部２０ａの深さと同程度であるとよく、第１凹部２０ａより深く構成することがより好ましい。

もし、第２凹部２０ｂが、原版ステージ２の移動中にパージガスで満たすことができない容積を有する場合であっても、外気を一時的に流入させて外気の濃度を薄めるといった第２凹部２０ｂの機能は維持されうる。外気を一時的に流入させて外気の濃度を薄めるといった第２凹部２０ｂの機能の好ましい条件は、ｄ×Ｗ×Ｌ≦Ｖの関係になっていることが好ましい。ここで、「Ｖ」は第２凹部２０ｂの容積、「ｄ」は第１面２０と第２面７０との隙間、「Ｗ」は第２凹部２０ｂの垂直方向の長さ、「Ｌ」は、第２凹部より内側に吹出口７１がある状態で走査移動する距離である。

以上は、好ましい条件ではあるが、第２プレート７の形状、第２凹部２０ｂの形状、原版ステージ２の形状、周囲環境によっては、より厳しい関係式の場合もあれば、より容易な関係式の場合もある。例えば、第２凹部２０ｂの深さが、走査方向の長さ、垂直方向の長さに対して、極端に大きい場合や、第２凹部２０ｂの開口形状に対して内部が大きい場合では、第２凹部２０ｂの容積全体を十分に有効利用することができない。そのため、より厳しい関係式となる可能性がある。また、周囲環境が排気環境である場合や、局所的な強風を原版ステージ２に対して吹き付けている状態である場合では、関係式が異なることがある。

また、第１面２０と第２面７０との隙間に第２凹部２０ｂから抜け出るパージガスの流速が、原版ステージ２の移動速度より大きくなるようにすることが好ましい。第１面２０と第２面７０との隙間ｄに第２凹部２０ｂから抜け出るパージガスの流速ｖは、おおよそｖ＝Ｆ／｛（ｄ×Ｗ）×２＋（ｄ×Ｄ）×２｝と表される。ここで、「Ｄ」は第２凹部２０ｂの走査方向の長さ、「Ｗ」は第２凹部２０ｂの垂直方向の長さ、「Ｆ」は、吹出口７１からの単位時間あたりの供給量である。よって、原版ステージ２の移動速度ＶＲをすると、ｖ≧ＶＲの関係になっていることが好ましい。そのため、第２凹部２０ｂの開口形状、第１面２０と第２面７０との隙間ｄおよび原版ステージ２の移動速度に基づいて、供給部８ａから第２凹部２０ｂに供給されるパージガスの流量を決定するとよい。もし、第２凹部２０ｂから抜け出るパージガスの流速が原版ステージ２の移動速度より大きくならない場合であっても、外気を一時的に流入させて外気の濃度を薄めるといった第２凹部２０ｂの機能は維持されうる。

さらに、第２凹部２０ｂの垂直方向の長さは、第１凹部２０ａの垂直方向の長さ以上であることが好ましい。このような構成にすれば、原版ステージ２の走査方向側から流入する外気が第１凹部２０ａに流入することを、第２凹部２０ｂによって低減（防止）することができる。なお、第２凹部２０ｂの垂直方向の長さに応じて、第１凹部２０ａへの外気の流入を防ぐ効果も変化しうる。例えば、第２凹部２０ｂの垂直方向の長さを、第１凹部２０ａの垂直方向の長さの５０％にすると、第１凹部２０ａへの外気の流入を防ぐ効果も５０％に減少しうる。ここで、吹出口７１の開口形状の垂直方向の長さは、第２凹部２０ｂの垂直方向の長さと同等であることが好ましい。ただし、吹出口７１の開口形状の垂直方向の長さは、第２凹部全体への供給が可能であれば、第２凹部２０ｂの垂直方向の長さより小さくても構わない。

次に、このような条件下で構成した本実施形態の露光装置１００の効果について説明する。一例として、供給部８ａから供給されるパージガスの流量を５００Ｌ／ｍｉｎとした場合、第１凹部２０ａの湿度は、原版ステージ２の外部湿度が５０％ＲＨであるのに対し、０．１５％ＲＨであった。一方、第２凹部２０ｂを設けない構成では、供給部８ａから供給されるパージガスの流量を５５０Ｌ／ｍｉｎまで増加させた場合であっても、第１凹部２０ａの湿度は１．５％であった。この結果からも、本実施形態のように原版ステージ２に第２凹部２０ｂを設けると、第１凹部２０ａへの外気の流入を低減（防止）することができるとともに、パージガスの使用量を低減することができることが分かる。

ここで、原版ステージ２の外部空間では、原版ステージ２の位置を制御するため、原版ステージ２の位置を計測する計測部（例えばレーザ干渉計）が設けられうる。このような計測部では、温度や気圧、湿度などレーザ光の光路環境が変化すると、それに伴って計測誤差が生じうる。つまり、第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂに供給されるパージガスが原版ステージ２の外部空間に大量に流出してしまうと、その分、レーザ光の光路環境が変化し、計測誤差が生じうる。本実施形態の露光装置１００の構成では、パージガスの使用量を低減することができるため、このような計測誤差も低減されうる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態について説明する。図４は、本実施形態の露光装置２００における原版ステージ２の周辺構成を示す図である。図４（ａ）は、露光装置２００における原版ステージ２の周辺構成（ＸＺ断面）を示す図であり、照明光学系１、原版ステージ２、投影光学系３、第２プレート７、供給部８ａが図示されている。また、図４（ｂ）は、本実施形態の原版ステージ２を上方（＋Ｚ方向側）から見た図である。なお、以下の説明で特に言及されていない箇所については、第１実施形態と同様である。

本実施形態の露光装置２００では、第１実施形態と比べて、第２凹部２０ｂ（第２空間）の形状が異なることを特徴とする。本実施形態では、第２凹部２０ｂは、第１凹部２０ａ（第１空間）の外側を取り囲むように原版ステージ２（第１プレート２２、第１面２０）に設けられている。このような第２凹部２０ｂは、第１凹部２０ａの走査方向側と垂直方向側とで同じ幅を有する溝部として形成してもよいし、第１凹部２０ａの走査方向側と垂直方向側とで異なる幅を有する溝部として形成してもよい。また、１つの連続した溝部として形成してもよいし、互いに分離した複数の溝部として形成してもよい。本実施形態の第２凹部２０ｂにおいても、第１実施形態で説明したのと同様に、第２凹部２０ｂをパージガスで満たして気圧を高め、外気を第２凹部２０ｂに一時的に流入させて外気の濃度を低下させることができる。これにより、第１凹部２０ａに流入する外気を低減（防止）することができる。

本実施形態の原版ステージ２では、第１凹部２０ａの外側を取り囲むように第２凹部２０ｂを設けることにより、垂直方向（±Ｙ方向）からの外気の流入を低減（防止）することができる。これは、例えば、原版ステージ２に対し、垂直方向からの気流が大きい場合に有効である。この場合、第２凹部２０ｂのうち、第１凹部２０ａの垂直方向側に配置された部分をパージガスで満たして気圧を高くするように、供給部８ａから吹出口７１を介して当該部分にパージガスを供給するとよい。即ち、第２凹部２０ｂの形状は、第２凹部２０ｂの気圧が高くなるように、走査方向の長さ（幅）と垂直方向の長さ（幅）とが設計されるとよい。また、第２凹部２０ｂの形状は、供給部８ａの配置スペースおよび配置位置に応じて、第２凹部２０ｂの気圧が高くなるように設計されるとよい。

本実施形態の原版ステージ２では、垂直方向側にも第２凹部２０ｂを設けた分だけ、第１実施形態よりもパージガスの使用量が多くなる傾向と、第２凹部２０ｂの配置スペースが大きくなる傾向とがある。また、１つの連続した溝部として第２凹部２０ｂを形成した場合、第１実施形態より第２凹部２０ｂの容積が大きくなるため、第２凹部２０ｂをパージガスで満たして気圧を高めるためのパージガスの使用量が多くなりうる。しかしながら、第２凹部２０ｂは、それによって規定される空間（第２空間）が、第１凹部２０ａで規定される空間（第１空間）より小さく構成される。そのため、原版ステージ２に第１凹部２０ａのみが設けられて第１凹部２０ａにパージガスを供給する構成と比べ、より少ないパージガスの使用量で容易に第２凹部２０ｂの気圧を高め、第１凹部２０ａへの外気の流入を効率的に低減（防止）することができる。第２凹部２０ｂを複数の溝部（小空間）で形成する場合であっても、同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態について説明する。図５は、本実施形態の露光装置３００における原版ステージ２の周辺構成を示す図である。図５（ａ）は、露光装置３００における原版ステージ２の周辺構成（ＸＺ断面）を示す図であり、照明光学系１、原版ステージ２、投影光学系３、第２プレート７、供給部８ａが図示されている。また、図５（ｂ）は、本実施形態の原版ステージ２を上方（＋Ｚ方向側）から見た図である。なお、以下の説明で特に言及されていない箇所については、第１実施形態と同様である。

本実施形態の露光装置３００では、第１実施形態と比べ、原版ステージ２（第１プレート２２、第１面２０）における第２凹部２０ｂの外側に、第２凹部２０ｃ（第３凹部２０ｃと称してもよい）が更に設けられている。第２凹部２０ｃは、第１空間（第１凹部２０ａ）より小さい容積を有する第３空間を規定する溝部として原版ステージ２に形成され、第２凹部２０ｂの走査方向側に設けられている。本実施形態では、走査方向（±Ｘ方向）において第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂを挟み込むように複数（２つ以上）の第２凹部２０ｃが原版ステージ２に設けられている。ここで、第２凹部２０ｃは、その容積が第２凹部２０ｂの容積と同じ、もしくは原版ステージ２の走査中に供給部８ａから吹出口７１を介して供給されるパージガスの流量により、第２凹部２０ｃをパージガスで満すことができる容積であることが好ましい。その形状は、第２凹部２０ｂの形状と同じであってもよい。

本実施形態の原版ステージ２では、第２凹部２０ｃを更に設けることにより、第１凹部２０ａへの外気の流入をより効率的に低減（防止）することができる。特に、走査方向における原版ステージ２の移動ストロークが大きく、移動時間が長い場合に有効である。本実施形態の原版ステージ２では、原版ステージ２の移動中に、第２凹部２０ｃ、第２凹部２０ｂ、第１凹部２０ａの順番で供給部８ａから吹出口７１を介してパージガスが順次供給され、上記の順番でパージガスを充満させて気圧を高めることができる。これにより、外気を第２凹部２０ｃに一時的に流入させて外気の濃度を低減させるとともに、第２凹部２０ｃから抜け出た外気を第２凹部２０ｂに一時的に流入させて外気の濃度を更に低減させることができる。つまり、第１凹部２０ａに流入する外気をより効率的に低減（防止）することができる。また、このように原版ステージ２に第２凹部２０ｃを更に設けたとしても、第１実施形態と比べて、供給部８ａ（吹出口７１）の位置を変更する必要はない。つまり、本実施形態の露光装置３００では、原版ステージ２の構成の変更のみで、第１凹部２０ａへの外気の流入を低減する効果をより高めることができる。

＜第４実施形態＞
本発明に係る第４実施形態について説明する。図６は、本実施形態の露光装置４００における原版ステージ２の周辺構成を示す図である。図６（ａ）は、露光装置に４００おける原版ステージ２の周辺構成（ＸＺ断面）を示す図であり、照明光学系１、原版ステージ２、投影光学系３、第２プレート７、供給部８ａが図示されている。また、図６（ｂ）は、本実施形態の原版ステージ２を上方（＋Ｚ方向側）から見た図である。なお、以下の説明で特に言及されていない箇所については、第１実施形態および第２実施形態と同様である。

本実施形態の露光装置４００では、第２実施形態と比べ、原版ステージ２（第１プレート２２、第１面２０）における第２凹部２０ｂの外側を取り囲むように、第２凹部２０ｃ（第３凹部２０ｃと称してもよい）が更に設けられている。第２凹部２０ｃは、第１空間（第１凹部２０ａ）より小さい容積を有する第３空間を規定する溝部として原版ステージ２に形成され、第２凹部２０ｂの外側を取り囲むように設けられている。ここで、第２凹部２０ｃは、その形状（幅、深さ）が第２凹部２０ｂと同じであってもよい。

本実施形態の原版ステージ２では、第２凹部２０ｃを更に設けることにより、第３実施形態と同様に、第１凹部２０ａへの外気の流入をより効率的に低減（防止）することができる。また、本実施形態の原版ステージ２では、第２凹部２０ｂの外側を取り囲むように第２凹部２０ｃを更に設けることにより、第２実施形態と比べ、垂直方向（±Ｙ方向）からの外気の流入をより効率的に低減（防止）することができる。ここで、本実施形態の原版ステージ２では、第２凹部２０ｃの設置によるパージガスの使用量の増加を可能な限り抑制するため、互いに分離した複数の溝部として第２凹部２０ｃを形成してもよい。このように第２凹部２０ｃを複数の溝部として形成することにより、供給部８ａからパージガスを局所的に供給し、第２凹部２０ｃの気圧を局所的に増加させることができる。

＜第５実施形態＞
本発明に係る第５実施形態について説明する。図７は、本実施形態の露光装置５００における原版ステージ２の周辺構成を示す図である。図７（ａ）は、露光装置５００における原版ステージ２の周辺構成（ＸＺ断面）を示す図であり、照明光学系１、原版ステージ２、投影光学系３、第２プレート７、供給部８ａが図示されている。また、図７（ｂ）は、本実施形態の原版ステージ２を上方（＋Ｚ方向側）から見た図である。なお、以下の説明で特に言及されていない箇所については第１実施形態と同様である。また、原版ステージ２の構成は、第１実施形態で説明した構成に限られず、第２～第４実施形態で説明した構成を適用してもよい。

本実施形態の原版ステージ２には、第２凹部２０ｂ（第２空間）にパージガスを供給する第２供給部８ｂが設けられている。第２供給部８ｂは、第２凹部２０ｂに常にパージガスを供給するように構成されてもよいし、特定の期間において第２凹部２０ｂにパージガスを供給するように構成されてもよい。特定の期間とは、第１凹部２０ａと第２凹部２０ｂとの配列方向（即ち、走査方向（±Ｘ方向））に沿って原版ステージ２が移動している期間でありうる。このような構成により、第２凹部２０ｂの気圧が原版ステージ２の外部気圧より高くなるように第２凹部２０ｂにパージガスを供給し、第１凹部２０ａへの外気の流入を低減（防止）することができる。

＜第６実施形態＞
本発明に係る第６実施形態について説明する。図８は、本実施形態の露光装置６００における原版ステージ２の周辺構成を示す図である。図８（ａ）は、露光装置６００における原版ステージ２の周辺構成のＸＺ断面を示す図であり、照明光学系１、原版ステージ２、投影光学系３、第２プレート７、供給部８ａが図示されている。また、図８（ｂ）は、本実施形態の原版ステージ２を上方（＋Ｚ方向側）から見た図である。なお、以下の説明で特に言及されていない箇所については第５実施形態と同様である。また、原版ステージ２の構成は、第１実施形態で説明した構成に限られず、第２～第４実施形態で説明した構成を適用してもよい。

本実施形態の原版ステージ２では、第２凹部２０ｂ（第２空間）にパージガスを供給する第２供給部８ｂが設けられるとともに、第１凹部２０ａ（第１空間）にパージガスを供給する第３供給部８ｃが設けられている。本実施形態では、第３供給部８ｃによって第１凹部２０ａにパージガスを供給する構成であるため、第２プレート７の吹出口７１からパージガスを吹き出すことにより第１凹部２０ａにパージガスを供給する供給部８ａは設けられていない。したがって、本実施形態の構成は、配置スペースなどに起因して、供給部８ａ（吹出口７１）を第２プレート７に設けることができない場合などに有用である。

このように第１凹部２０ａにパージガスを供給する第３供給部８ｃを原版ステージ２に設けることにより、原版ステージ２の移動中（例えば走査露光中）に第１凹部２０ａに供給されるパージガスの流量を一定にすることができる。そのため、第１凹部２０ａの湿度分布を均一にすることができるとともに、第１凹部２０ａを充填するパージガスの使用量を低減することができる。

＜第７実施形態＞
本発明に係る第７実施形態について説明する。第１～第６実施形態では、第２面７０を有する部材（第２プレート７）を原版ステージ２の照明光学系側に設け、原版ステージ２の上面を第１面２０として第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂを設けた例について説明した。その一方、露光装置では、原版ステージ２の下面を第１面２０として第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂを設け、その第１面２０に対抗する第２面を有する部材を原版ステージ２の投影光学系側に設けた構成であってもよい。この構成の露光装置では、例えば、図２～図７に示すように、例えば、第２面としての面９０を有する部材（プレート９）が原版ステージ２の投影光学系側に設けられる。そして、原版ステージ２は、図２～図７に示す構成に対し、上下を反転した構成となる。つまり、原版ステージ２は、第１凹部２０ａおよび第２凹部２０ｂが設けられた第１面２０が、投影光学系に設けられたプレート９の面９０に対面するように構成されうる。このような構成においても、第１～第６実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像（加工）する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１：照明光学系、２：原版ステージ、２０：第１面、２０ａ：第１凹部、２０ｂ、２０ｃ：第２凹部、２１：保持部、２２：第１プレート、３：投影光学系、７：第２プレート、７０：第２面、８ａ：供給部

Claims (23)

1. 原版と基板とを走査しながら前記基板を露光する露光装置であって、
   パージガスが供給される第１凹部および第２凹部が形成された第１面を有し、前記原版を保持して移動可能なステージと、
   前記第１面に対向する第２面を有する部材と、
   前記部材の前記第２面に設けられた吹出口からパージガスを前記ステージの前記第１面に向けて吹き出すことにより、前記第１凹部および前記第２凹部にパージガスを供給する供給部と、
   走査方向に前記ステージを移動することにより前記基板の露光を制御する制御部と、
   を含み、
   前記第１凹部は、前記原版が配置される第１空間を規定するように前記ステージの前記第１面に設けられ、
   前記第２凹部は、前記第１空間より小さい容積を有する第２空間を規定するように、前記ステージの前記第１面に設けられており、
   前記第１凹部と前記第２凹部とは前記走査方向に並んで配置されている、ことを特徴とする露光装置。
2. 前記走査方向における前記第２凹部の長さは、前記走査方向と垂直な方向における前記第２凹部の長さより短い、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記走査方向と垂直な方向において、前記第２凹部の長さは、前記第１凹部の長さ以上である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記第１面と前記第２面との間隔は、前記走査方向における前記第２凹部の長さより短い、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
5. 前記ステージの前記第１面は、前記走査方向に垂直な方向側に配置され前記第２凹部に連続した溝部を有する、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。
6. 前記ステージの前記第１面において、前記第２凹部の外側の領域は、前記第１面と前記第２面との間隔が最も狭くなる部分を有する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置。
7. 前記第１凹部および前記第２凹部は、前記原版の厚さ以上の深さを有する、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。
8. 前記第２凹部の深さは、前記第１凹部の深さ以下である、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。
9. 前記第１面には、第３凹部が前記第１凹部より小さい容積を有する空間を規定するように配置され、
   前記第２凹部と前記第３凹部とは前記走査方向に並んで配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置。
10. 前記供給部は、前記部材の前記第１面に設けられた前記吹出口から前記パージガスを吹き出すことにより、前記ステージの移動中に前記第１凹部および前記第２凹部に前記パージガスを供給する、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の露光装置。
11. 前記ステージに設けられ、前記第２凹部にパージガスを供給する第２供給部を更に含む、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置。
12. 前記ステージに設けられ、前記第１凹部にパージガスを供給する第３供給部を更に含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
13. 前記原版を照明する照明光学系を更に含み、
    前記部材は、前記ステージの前記照明光学系側に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の露光装置。
14. 前記原版のパターンを前記基板上に投影する投影光学系を更に含み、
    前記部材は、前記ステージの前記投影光学系側に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の露光装置。
15. 前記原版を照明する照明光学系又は前記原版のパターンを前記基板に投影する投影光学系である光学系をさらに含み、
    前記部材は、前記ステージの前記光学系側に設けられ、前記吹出口は前記部材の前記第２面において前記光学系の外側に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の露光装置。
16. 前記制御部は、前記走査方向に前記ステージを移動させて前記基板の露光を行う前に前記第２凹部を前記吹出口の下方に配置して、前記吹出口から吹き出された前記パージガスを前記第２凹部に供給するように、前記ステージの移動を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の露光装置。
17. 前記ステージを前記走査方向に移動させて前記基板の露光を行っている状態で、前記吹出口から吹き出された前記パージガスを前記第１凹部に供給する、ことを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
18. 前記走査方向と垂直な方向において、前記部材の前記第２面に設けられている前記吹出口の範囲は、前記ステージの前記第１面に設けられている前記第２凹部の範囲以上である、ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の露光装置。
19. ２つの前記第２凹部が前記第１面に前記第１凹部を挟み込むように設けられ、前記ステージは、前記２つの前記第２凹部のそれぞれが前記吹出口の下方に配置されるように、前記走査方向に移動する、ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の露光装置。
20. 原版と基板とを走査しながら前記基板を露光する露光装置であって、
    パージガスが供給される第１凹部および第２凹部が形成された第１面を有し、前記原版を保持して移動可能なステージと、
    前記第１面に対向する第２面を有する部材と、
    前記部材の前記第２面に設けられた吹出口からパージガスを吹き出すことにより、前記第１凹部および前記第２凹部にパージガスを供給する供給部と、
    走査方向に前記ステージを移動することにより前記基板の露光を制御する制御部と、
    を含み、
    前記第１凹部は、前記原版が配置される第１空間を規定するように前記ステージの前記第１面に設けられ、
    前記第２凹部は、前記第１空間より小さい容積を有する第２空間を規定するように、前記ステージの前記第１面に設けられており、
    前記第１凹部と前記第２凹部とは前記走査方向に並んで配置されており、
    前記走査方向における前記第２凹部の長さは、前記走査方向と垂直な方向における前記第２凹部の長さより短い、ことを特徴とする露光装置。
21. 原版と基板とを走査しながら前記基板を露光する露光装置であって、
    パージガスが供給される第１凹部および第２凹部が形成された第１面を有し、前記原版を保持して移動可能なステージと、
    前記第１面に対向する第２面を有する部材と、
    前記部材の前記第２面に設けられた吹出口からパージガスを吹き出すことにより、前記第１凹部および前記第２凹部にパージガスを供給する供給部と、
    走査方向に前記ステージを移動することにより前記基板の露光を制御する制御部と、
    を含み、
    前記第１凹部は、前記原版が配置される第１空間を規定するように前記ステージの前記第１面に設けられ、
    前記第２凹部は、前記第１空間より小さい容積を有する第２空間を規定するように、前記ステージの前記第１面に設けられており、
    前記第１凹部と前記第２凹部とは前記走査方向に並んで配置されており、
    前記第１凹部および前記第２凹部は、前記原版の厚さ以上の深さを有する、ことを特徴とする露光装置。
22. 原版と基板とを走査しながら前記基板を露光する露光装置であって、
    パージガスが供給される第１凹部および第２凹部が形成された第１面を有し、前記原版を保持して移動可能なステージと、
    前記第１面に対向する第２面を有する部材と、
    前記部材の前記第２面に設けられた吹出口からパージガスを吹き出すことにより、前記第１凹部および前記第２凹部にパージガスを供給する第１供給部と、
    前記ステージに設けられ、前記第２凹部にパージガスを供給する第２供給部と、
    走査方向に前記ステージを移動することにより前記基板の露光を制御する制御部と、
    を含み、
    前記第１凹部は、前記原版が配置される第１空間を規定するように前記ステージの前記第１面に設けられ、
    前記第２凹部は、前記第１空間より小さい容積を有する第２空間を規定するように、前記ステージの前記第１面に設けられており、
    前記第１凹部と前記第２凹部とは前記走査方向に並んで配置されている、ことを特徴とする露光装置。
23. 請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記工程で露光を行われた前記基板を現像する工程と、を含み、
    現像された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

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