JPH11154636A

JPH11154636A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH11154636A
Application number: JP9319779A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hirukawa; 茂蛭川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 1999-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】波長３００ｎｍ以下の露光光を使用する投影露
光装置のレンズ圧力調節を不活性ガス圧で行ってもレン
ズの透過率が低下しないようにする。【解決手段】ＡｒＦエキシマレーザを照明光学系２０
０を介してレチクルＲに照射して、レチクルＲ上のパタ
ーンの像を投影光学系３００によりウェハＷ上に結像す
る。投影光学系３００内に設けられたレンズ室ＬＲ２内
には不活性ガスが充填される。圧力センサＰＳ４で検出
されたチャンバ内の大気圧力に応じてレンズ室ＬＲ２の
圧力を調節して、投影光学系３００の光学性能が大気圧
によって変動しないようにする。露光動作停止時にレン
ズ室ＬＲ２の窒素ガスを交換して汚染物質を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば３００ｎ
ｍ以下の紫外域の光を照射するエキシマレーザ、高調波
レーザ、水銀ランプ光源を有する投影露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子または液晶基板等を製造する
ためのリソグラフィ工程において、レチクル（フォトマ
スク等）のパターン像を投影光学系を介して感光基板上
に露光する露光装置が使用されている。近年、半導体集
積回路は微細化の方向で開発が進み、リソグラフィ工程
においては、より微細化を求める手段としてリソグラフ
ィ光源の露光波長を短波長化する方法が考えられてい
る。

【０００３】現在、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
ーザをステッパー光源として採用した露光装置がすでに
開発されている。また、Ｔｉ−サファイアレーザ等の波
長可変レーザの高調波、波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ
の４倍高調波、波長２１３ｎｍのＹＡＧレーザの５倍高
調波、波長２２０ｎｍ近傍または１８４ｎｍの水銀ラン
プ、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ等が短波長
光源の候補として注目されている。

【０００４】従来のｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ
あるいは波長２５０ｎｍ近傍の光を射出する水銀ランプ
を光源とした露光装置では、これらの光源の発光スペク
トル線は酸素の吸収スペクトル領域とは重ならず、酸素
の吸収による光利用効率の低下および酸素の吸収による
オゾンの発生に起因する不都合はなかった。したがっ
て、これらの露光装置では基本的に大気雰囲気での露光
が可能であった。

【０００５】しかしながら、ＡｒＦエキシマレーザのよ
うな光源では、発光スペクトル線は酸素の吸収スペクト
ル領域と重なるため、上述の酸素の吸収による光利用効
率の低下および酸素の吸収によるオゾンの発生に起因す
る不都合が発生する。たとえば、真空中または窒素ある
いはヘリウムのような不活性ガス中でのＡｒＦエキシマ
レーザ光の透過率を１００％／ｍとすれば、フリーラン
状態（自然発光状態）すなわちＡｒＦ広帯レーザでは約
９０％／ｍ、スペクトル幅を狭め、かつ酸素の吸収線を
避けたＡｒＦ狭帯レーザを使用した場合でさえ、約９８
％／ｍと透過率が低下する。

【０００６】透過率の低下は、酸素による光の吸収およ
び発生したオゾンの影響によるものと考えられる。オゾ
ンの発生は透過率（光利用効率）に悪影響を及ぼすばか
りでなく、光学材料表面や他の部品との反応による装置
性能の劣化および環境汚染を引き起こす。

【０００７】そこで、ＡｒＦエキシマレーザのような光
源を有する露光装置では、光の透過率の低下やオゾンの
発生を回避するために光路全体を窒素等の不活性ガスで
満たす必要があることはよく知られている（たとえば特
開平６−２６０３８５号公報）。

【０００８】また、投影露光装置が設置されるクリーン
ルーム内の圧力変動や、投影光学系を構成する光学レン
ズの温度変動などが光学性能に影響を及ぼし、倍率、收
差、焦点などが変動することがよく知られている。その
ため、特開昭６０−７８４５４号公報に開示されている
ように、投影光学系に照射される露光エネルギを測定
し、測定したエネルギに基づいて光学性能の変動を推定
して光学性能を調節するようにした投影露光装置が知ら
れている。たとえば、撮影光学系の一部を気密化し、そ
の圧力を調節して光学性能を調節する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ＫｒＦエキシマレーザ
やＡｒＦエキシマレーザを使用する投影露光装置に特開
昭６０−７８４５４号公報に開示されている圧力調節室
を設ける場合には、その圧力調節室に窒素ガスなどの不
活性ガスを導入して圧力を調節する必要がある。ＫｒＦ
エキシマレーザ光の波長よりも短い波長域においては、
投影露光装置中の光学系（照明光学系、投影光学系）を
構成する光学素子の表面に水分や有機物が付着して光学
系の透過率が低下するという問題がある。これは、複数
の光学素子に挟まれた空間内の気体、または光学系を支
える鏡筒の内壁や接着剤等から発生する水分やハイドロ
カーボン、有機物が光学系の表面に付着することに起因
する。なお、レンズ表面を洗浄するためにアセトンやア
ルコールなどの溶媒が使用されるが、アセトンであれば
２５０ｎｍよりも短い波長の光、あるいは、アルコール
であれば２２０ｎｍよりも短い波長の光を用いる場合に
汚染物資が発生する。

【００１０】図４は光学系の透過率の時間変化特性を示
すもので、レーザ光源からパルスレーザ光を連続して出
射させながら、レーザ光源とレチクルとの間の露光光の
照度とウエハ上の露光光の照度を所定期間間隔で計測
し、その両照度の比である光学系透過率を計測時刻ごと
に算出して表したものである。図４から分かるように、
レーザ光の照射開始直後に大きく透過率が低下するが、
その後は徐々に上昇してある程度時間が経過するとほぼ
飽和状態となる。レーザ照射開始直後の低下は硝材の内
部特性の変動によるものであり、その後で徐々に回復す
る現象は光学系表面に付着した水分や有機物がレーザの
照射により光学系表面から取除かれるためである。この
現象を本明細書では光洗浄と呼ぶ。

【００１１】本発明の目的は、投影光学系の光学性能を
調節する圧力調節室の不活性ガスを所定の時期に交換し
たり、あるいは、圧力調節室の不活性ガスを循環させな
がら圧力調節するようにして投影光学系の透過率の低下
を抑制するようにした投影露光装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図に対応付けて説明する。（１）請求項１の発明は、図１に示すように、露光用光
源１００から射出される露光光で所定のパターンが形成
された原版Ｒを照明する照明光学系２００と、照明光学
系２００により照明された原版Ｒのパターンの像を感光
基板Ｗ上に投影する投影光学系３００と、がス供給源１
５０から圧力調節空間ＬＲ２に導入された不活性ガスの
圧力に応じて投影光学系３００の光学性能を調節する光
学性能調節光学系３０２，３０３と、光学性能に影響を
与える物理量を検出する検出器ＰＳ４と、この検出器で
検出された物理量に基づいて、圧力調節空間ＬＲ２内の
不活性ガスの圧力を調節する圧力調節装置ＶＩ２，ＶＯ
２とを備える投影露光装置に適用される。そして、上述
した目的は、圧力調節空間ＬＲ２内の不活性ガスを露光
動作中以外の所定時点において交換することにより達成
される。（２）請求項２の発明のように、圧力調節装置ＶＩ２，
ＶＯ２により、圧力調節空間ＬＲ２内の不活性ガスを露
光動作中に循環させつつ、検出された物理量に基づいて
圧力調節空間ＬＲ２内の圧力を調節するようにしてもよ
い。

【００１３】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による投影露光装置の実施の形態について説明する。（第１の実施の形態）図１は本発明による投影露光装置
の概略的構成を示している。投影露光装置本体は、図示
しないチャンバー内に収容されており、温度が一定に保
たれるように制御されている。図１に示すように、例え
ば１９３ｎｍの出力波長を持つパルス光を発振するＡｒ
Ｆエキシマレーザ光源１００からほぼ平行光束としての
レーザ光が出射され、そのレーザ光は図示しないシャッ
タを介して投影露光装置に入射する。シャッタは、たと
えばウエハまたはレチクルの交換中に照明光路を閉じ、
これにより光源１００が自己発振してパルス光の中心波
長、波長幅および強度の少なくとも１つを含むビーム特
性を安定化（調節）する。

【００１５】光源１００からのレーザ光は筐体ＣＡ内に
収容された照明光学系２００に入射される。レーザ光は
ミラー２０１で反射され、ビーム整形光学レンズユニッ
ト２０２に入射する。入射ビームは、整形光学レンズユ
ニット２０２で所定断面形状のレーザ光に整形され、図
示しないタレット板に設けられた互いに透過率（減光
率）が異なる複数のＮＤフィルタの１つを通過して反射
ミラー２０３で反射して、オプティカルインテグレータ
としてのフライアイレンズ２０４に導かれる。フライア
イレンズ２０４は、多数のレンズ素子が束ねられて構成
されており、このレンズ素子の射出面側には、それを構
成するレンズ素子の数に対応した多数の光源像（２次光
源）が形成される。

【００１６】フライアイレンズ２０４によって形成され
る多数の２次光源からの光束は、リレーレンズユニット
２０５、長方形の開口を規定する可変視野絞り２０６、
リレーレンズユニット２０７を通って反射ミラー２０８
で反射された後、複数のレンズ等の屈折性光学素子で構
成されるコンデンサ光学レンズユニット２０９にて集光
される。これにより、可変視野絞りの開口２０６によっ
て規定された均一な照明光束は重畳的にレチクルＲを照
明する。

【００１７】照明光学系２００の筐体ＣＡ内には、ガス
供給装置１５０から管路ＩＮを介してＡｒＦエキシマレ
ーザ光を吸収しない気体たとえば窒素ガス（またはヘリ
ウムガス）が供給され、管路ＯＵＴからガス排出装置１
６０を介して窒素ガスが排出される。このように照明光
学系２００にも窒素ガスを循環させ、光洗浄効果により
浮遊する汚染物質を排出し、これにより照明ムラの発生
を防止する。

【００１８】レチクルＲを透過した光は、投影光学系３
００を構成する種々の光学部材（レンズエレメントおよ
び／またはミラー）を介してウェハステージＷＳに載置
されたウェハＷの表面上に到達し、レチクルＲ上のパタ
ーンを結像する。ウエハステージＷＳは、照明光で照射
されるレチクルＲから発生して投影光学系３００を通過
する光に対してウエハＷを相対移動する。露光の際に
は、レチクルＲとウェハＷが投影光学系３００の倍率に
対応した速度比で互に逆方向に走査される。

【００１９】投影光学系３００は、鏡筒ＬＢと、鏡筒Ｌ
Ｂ内に配設された４つの投影レンズユニット３０１〜３
０４とを有する。投影レンズユニット３０１と３０２と
の間、投影レンズユニット３０２と３０３との間、およ
び投影レンズユニット３０３と３０４との間にそれぞれ
レンズ室ＬＲ１，ＬＲ２，ＬＲ３が形成される。鏡筒Ｌ
Ｂ内の各レンズ室ＬＲ１〜ＬＲ３には、管路ＩＮからバ
ルブＶＩ１〜３を介して窒素ガスが供給され、バルブＶ
Ｏ１〜３を介して管路ＯＵＴからガス排出装置１６０に
より窒素ガスが排出される。各レンズ室ＬＲ１〜ＬＲ３
の圧力は入口側の圧力調節用バルブＶＩ１〜３と、出口
側の圧力調節用バルブＶＯ１〜３によりそれぞれ調節さ
れる。

【００２０】この実施の形態においては、投影レンズユ
ニット３０１と３０２との間のレンズ室ＬＲ１と、投影
レンズユニット３０３と３０４との間のレンズ室ＬＲ３
の圧力は予め定めた目標値となるように一定に調節す
る。一方、投影レンズユニット３０２と３０３との間の
レンズ室ＬＲ２の圧力はチャンバ内の大気圧変動に応じ
て調節し、投影光学系３００の光学性能が大気圧変動に
よって変動しないように構成する。

【００２１】鏡筒ＬＢ内のレンズ室ＬＲ１〜３の圧力は
圧力センサＰＳ１〜ＰＳ３でそれぞれ測定される。投影
露光装置が収容されるチャンバ内の大気圧力は大気圧セ
ンサＰＳ４で測定される。これらの圧力センサＰＳ１〜
ＰＳ４で測定された圧力信号は圧力信号取込み回路４０
１でデジタル信号に変換されてＣＰＵなどからなる制御
回路４０２に入力される。バルブ制御回路４０３は制御
回路４０２からの指令信号に基づいて各バルブＶＩ１〜
３とＶＯ１〜３に駆動信号を供給し、これによりレンズ
室ＬＲ１〜ＬＲ３の圧力を調節する。

【００２２】制御回路４０２はメモリを備えており、大
気圧力センサＰＳ４で検出された圧力に応じて投影光学
系３００の光学性能をどのように変更するかが予めメモ
リに記憶されている。気体の屈折率は圧力に依存してお
り、チャンバ内の大気圧変動により投影光学系３００の
光学性能が変動する。そこで、予め実験により、大気圧
力による光学性能、例えば焦点位置、投影倍率、ザイデ
ルの５収差などの変動をそれぞれ計測する。その上で、
計測された光学性能の変動を補正するためにレンズ室Ｌ
Ｒ２の圧力をどのように調節するかを光学特性毎に実験
により、あるいは計算（シミュレーション）により求
め、大気圧に対応づけてレンズ室ＬＲ２の圧力目標値を
メモリに記憶する。圧力変化による光学特性毎の変化率
などを記憶しておき、逐次光学特性の変化量を求めて上
記圧力目標値を計算するようにしてもよい。

【００２３】この実施の形態ではレンズ室ＬＲ１，３の
圧力は一定値に保持されるので、それらのレンズ室の圧
力変動により投影光学系３００の光学性能は変動しない
ものとする。レンズ室ＬＲ１，３の圧力を一定値に制御
しない場合には、これらのレンズ室ＬＲ１，３の圧力と
大気圧とを加味してレンズ室ＬＲ２の圧力を調節する必
要がある。

【００２４】このように構成された投影露光装置の動作
を説明する。露光動作に先立って、バルブＶＩ１〜３を
閉じ、バルブＶＯ１〜３を開き、ガス排出装置（真空ポ
ンプを含む）１６０により照明光学系２００の筐体ＣＡ
内と、投影光学系３００の鏡筒ＬＢ内を真空排気する。
圧力センサＰＳ１〜ＰＳ３の圧力計測値が所定値に達す
るとバルブＶＯ１〜３を閉じる。その後、バルブＶ１〜
３を開き、ガス供給装置１５０から窒素ガスを鏡筒ＬＢ
内の各レンズ室ＬＲ１〜３に供給する。圧力センサＰＳ
１〜ＰＳ３の圧力計測値が所定値に達するとバルブＶＩ
１〜３を閉じてガス供給装置１５０からの窒素ガスの供
給を停止する。これにより、鏡筒ＬＢ内は窒素ガスで充
填されて密閉される。なお、この実施の形態では筐体Ｃ
Ａに常時窒素ガスを流す。

【００２５】次いで、ＡｒＦエキシマレーザでウエハＷ
が照射されないように、例えばウエハステージＷＳを移
動してウエハＷを投影光学系３００の光軸から十分離れ
た位置に配置し、その状態でＡｒＦレーザ光を照射す
る。なお、ウエハステージＷＳを退避させる代りに、投
影光学３００とウエハＷとの間に配置される遮光板を用
いてもよい。

【００２６】ＡｒＦレーザ光の照射により、照明光学系
２００や投影光学系３００の光学素子の表面あるいは筐
体ＣＡや鏡筒ＬＢに付着した汚染物質は剥離され窒素ガ
ス中に浮遊する。このような照射を行いながら入口側と
出口側の開閉弁ＶＩ１〜３とＶＯ１〜３を開いて鏡筒Ｌ
Ｂ内の窒素ガスを交換する。このとき筐体ＣＡ内の窒素
ガスも交換される。これにより、窒素ガスとともにガス
中に浮遊している汚染物質が筐体ＣＡ外および鏡筒ＬＢ
外へ排出される。その後、窒素ガスを供給した状態で出
口開閉弁ＶＯ１〜３を閉じる。レンズ室ＬＲ１〜３内が
所定圧力に達すると入口側開閉弁ＶＩ１〜３を閉じ、鏡
筒ＬＢ内を密閉する。ここで、レンズ室ＬＲ２の圧力は
大気圧に応じた値に設定される。

【００２７】以上により露光動作の前準備が完了する。
次いで、ウエハステージＷＳによりウエハＷの露光領域
を露光初期位置（走査露光開始位置）に位置させるとと
もに、レチクルＲも図示しないレチクルステージにより
露光初期位置に設定する。レーザ光源１００からレーザ
光を出射させると、レチクルブラインドで規定された断
面形状の均一な照明光がレチクルＲの所定領域を照明す
る。レチクルＲとウエハＷとを相対移動しながらレチク
ルＲ上のパターンの像をウエハＷ上に投影露光する。こ
のとき、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ３は鏡筒ＬＢ内のレン
ズ室ＬＲ１〜ＬＲ３内の圧力を計測し、大気圧力センサ
ＰＳ４はチャンバ内の大気圧力を計測する。これらの計
測圧力信号は制御回路４０２に入力される。

【００２８】制御回路４０２は入力された大気圧力に基
づいてレンズ室ＬＲ２の目標圧力値をメモリから読み出
し、レンズ室ＬＲ２の実圧力とその目標値との偏差を算
出し、その値に対応したバルブ駆動信号をバルブ制御回
路４０３を介してバルブＶＩ２とバルブＶＯ２に出力す
る。また、制御回路４０２は入力されたレンズ室ＬＲ
１，３の実圧力と目標値との偏差をそれぞれ算出し、そ
の値に対応したバルブ駆動信号をバルブ制御回路４０３
を介してバルブＶＩ１，３とバルブＶＯ１，３にそれぞ
れ出力する。これにより、レンズ室ＬＲ１，３の圧力が
目標値に調節される。このような圧力制御により、チャ
ンバ内の大気圧が変動しても投影光学系３００の光学性
能が変動せず、予め定めた精度でパターンを露光するこ
とができる。

【００２９】（ガス交換タイミング）以上のようにレン
ズ室ＬＲ１〜３内は基本的には密閉して露光が行われ
る。上述したように、露光中はレンズ表面が露光光によ
り自己洗浄され、レンズ表面の洗浄に用いた溶媒や接着
剤の溶媒がレンズ表面から剥離してレンズ室内に浮遊す
る。このような汚染物資がレンズ室内に浮遊している
と、露光が停止されて光洗浄効果が期待できなくなる
と、その汚染物質がレンズ表面に吸着してレンズ透過率
が低下し、露光が開始されると自己洗浄効果により透過
率が上昇する。すなわち、汚染物資がレンズ室内に残留
していると、露光開始後に透過率が変動する。そこで、
露光動作が停止されている間に、レンズ室ＬＲ１〜３の
窒素ガスを交換して浮遊する汚染物質を排出するように
する。

【００３０】たとえば、露光工程計画に沿って露光処理
が行われ、予め投影露光装置で露光動作が停止している
時刻がわかっている場合には、その時刻でバルブＶＩ１
〜３とバルブＶＯ１〜３を同時に全開して窒素ガスを流
通し、レンズ室ＬＲ１〜ＬＲ３内のガスを交換する。す
なわち、所定時間ごとにガス交換を行うようにする。バ
ルブＶＩ１〜３とバルブＶＯ１〜３を交互に開閉してガ
スを交換してもよい。このようなガス交換作業は、投影
露光装置のＣＰＵからの指示の下で行ってもよいし、コ
ータデベロッパを含むすべての動作を管理するホストコ
ンピュータからの指示で行ってもよい。なお、ガス交換
後に再び露光処理を開始する際には、上述したようにし
てレンズ室ＬＲ１〜３の圧力を調節する。

【００３１】（ガス交換タイミングの変形例１）予め定
めた露光工程計画通りに露光処理が実行されない場合も
想定される。このような場合には、予め定めたガス交換
時刻で露光動作が行われている可能性がある。そこで、
ガス交換作業を始める前に、露光動作中かどうかを判定
し、もし露光動作中であれば、露光動作が終了するまで
ガス交換作業を待機するのが好ましい。

【００３２】（ガス交換タイミングの変形例２）あるい
は、１ロットごとにガス交換を行うようにしてもよい。
ここで、１ロットとは、１枚のレチクルで数十枚のウエ
ハに露光を行う１単位を指し、１ロットの露光処理が始
る前に必ずガス交換作業を行うようにする。この場合、
ガス交換を行う前に上述したと同様に、ウエハを露光し
ないように退避させておいて露光光を照射し、いわゆる
光洗浄を行ってレンズ表面の汚染物質を剥離して浮遊さ
せておくのが好ましい。

【００３３】（ガス交換タイミングの変形例３）さらに
次のようにしてガス交換時期を決定してもよい。露光す
べきウエハ１枚当りの露光ショット数と１ショット当り
の露光時間は予め推定することができる。そこで、１枚
のウエハに必要な露光処理時間を計算し、処理すべきウ
エハの枚数と１枚当りの露光処理時間の積から１ロット
露光終了時刻を推定し、その時刻にガス交換作業を開始
する。

【００３４】（レンズ室ＬＲ１〜３の圧力制御の変形
例）以上の説明では、レンズ室ＬＲ１〜３を常時密閉し
て圧力調節時にだけバルブを開閉するようにしたので、
ガス交換を露光停止時に行うようにした。しかしなが
ら、以下に説明するようにレンズ室ＬＲ１〜３に常時窒
素ガスを循環させながら圧力調節してもよい。

【００３５】露光に先立ってレンズ室ＬＲ１〜３を所定
の圧力値に設定した後、レンズ室ＬＲ２の圧力を大気圧
力に応じた目標圧力に設定する。この手順を図２により
詳細に説明する。図２は、目標圧力に対する圧力変動を
横軸に、流量を縦軸に表わしたものである。図２におい
て、ＣＶＯがバルブＶＯ２の通過流量を、ＣＶＩがバル
ブＶＩ２の通過流量を示している。まず、大気圧センサ
ＰＳ４で検出した大気圧力に基づいてメモリをアクセス
して、レンズ室ＬＲ２の目標値を読み出す。そして、レ
ンズ制御回路４０３を介してバルブＶＯ２を開いて所定
の流量が得られる開度に設定し、バルブＶＩ２を徐々に
開いていき、圧力センサＰＳ２の検出値が目標圧力を検
出した時点でバルブＶＩ２の開度を固定する。図２から
わかるように、目標圧力に制御されている場合、入口側
バルブＶＩ２と出口側バルブＶＯ２の通過流量は等し
い。このような制御により、レンズ室ＬＲ２内の窒素ガ
スは常時循環することになる。大気圧が変動して目標値
が変動すれば、バルブＶＩ２とバルブＶＯ２の開度、す
なわち通過流量が変更される。たとえば、目標値が高く
なるときは、入口側のバルブＶＩ２の開度を増やした
り、出口側のバルブＶＯ２の開度を減らせばよい。同様
にして、レンズ室ＬＲ１，３についても、密閉せずに常
に窒素ガスを流しながら予め定められた目標圧力に制御
するようにしてもよい。

【００３６】このように常時窒素ガスを循環させること
により、レンズ室内の汚染物質は外部に排出され、露光
動作停止中にレンズ表面に付着する汚染物質の量が低減
され、図４に示したように露光開始後の透過率変動が極
力抑制される。

【００３７】（第２の実施の形態）以上では、レンズ室
ＬＲ１，３にも窒素ガスを充填する場合について説明し
たが、図３に示すように、レンズ室ＬＲ２にのみ窒素ガ
スを充填して圧力を調節し、これにより、投影光学系３
００の光学性能を補正するようにしてもよい。この場
合、レンズ室ＬＲ２の圧力は、大気圧センサＰＳ４で検
出された大気圧に応じて調節される。図３において図１
と同様な箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

【００３８】なお、上記実施の形態では、大気圧力に応
じてレンズ室ＬＲ２の圧力を調節するようにしたが、投
影光学系３００の光学性能に影響を与えるその他の物理
量、たとえば投影光学系に照射される露光エネルギを検
出し、そのエネルギに応じて圧力調節してもよい。ま
た、圧力調節をレンズ室の入口側と出口側にそれぞれ設
けたバルブで行うようにしたが、いずれか一方にだけバ
ルブを設けるようにしてもよい。

【００３９】以上の実施の形態と特許請求の範囲との対
応において、レチクルＲが原版を、レンズ３０２と３０
３が光学性能調節光学系を、レンズ室ＬＲ２が圧力調節
空間を、バルブＶＩ２，ＶＯ２が圧力調節装置をそれぞ
れ構成する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果が得られる。（１）請求項１の発明によれば、投影光学系を収容する
鏡筒内の圧力調節空間内の圧力を不活性ガスにより調節
して光学性能を調節する場合、その空間内の不活性ガス
を露光動作停止時に交換するようにしたので、露光中に
ガス交換を行う場合に比べてスループットの低下を防止
できる。すなわち、露光中にガス交換を行うと圧力調節
空間の圧力が目標値からずれてしまい目標値に復帰させ
るまでの時間がかかりスループットが低下する。（２）請求項２の発明によれば、投影光学系を収容する
鏡筒内の圧力調節空間内の圧力を不活性ガスにより調節
して光学性能を調節する場合、圧力調節空間内の不活性
ガスを常時流通させながら圧力調節するようにしたの
で、露光動作停止時にガス交換する場合に比べて、ガス
交換時期を管理する必要がなく、各種の工程管理の自由
度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による投影露光装置の第１の実施の形態
の構成図

【図２】目標圧力に対するレンズ室出入口側バルブの流
量特性を示す図

【図３】本発明による投影露光装置の第２の実施の形態
の構成図

【図４】露光開始後の投影光学系の透過率の変化を示す
図

【符号の説明】

１００光源２００照明光学系３００投影光学系３０１〜３０４レンズユニット３１０，３１１空間４０２制御回路４０３バルブ制御回路ＣＡ筐体ＬＢ鏡筒ＰＳ１〜ＰＳ４圧力センサＲレチクルＷウェハＶＩ１〜３，ＶＯ１〜３バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光用光源から射出される露光光で所定の
パターンが形成された原版を照明する照明光学系と、前記照明光学系により照明された前記原版のパターンの
像を感光基板上に投影する投影光学系と、ガス供給装置から圧力調節空間に導入された不活性ガス
の圧力に応じて前記投影光学系の光学性能を調節する光
学性能調節光学系と、前記光学性能に影響を与える物理量を検出する検出器
と、この検出器で検出された物理量に基づいて、前記圧力調
節空間内の不活性ガスの圧力を調節する圧力調節装置と
を備える投影露光装置において、前記圧力調節空間内の不活性ガスを露光動作中以外の所
定時点において交換することを特徴とする投影露光装
置。
【請求項２】露光用光源から射出される露光光で所定の
パターンが形成された原版を照明する照明光学系と、前記照明光学系により照明された前記原版のパターンの
像を感光基板上に投影する投影光学系と、ガス供給装置から圧力調節空間に導入された不活性ガス
の圧力に応じて前記投影光学系の光学性能を調節する光
学性能調節光学系と、前記光学性能に影響を与える物理量を検出する検出器
と、この検出器で検出された物理量に基づいて、前記圧力調
節空間内の不活性ガスの圧力を調節する圧力調節装置と
を備える投影露光装置において、前記圧力調節装置は、前記圧力調節空間内の不活性ガス
を露光動作中に循環させつつ、前記検出された物理量に
基づいて前記圧力調節空間内の圧力を調節することを特
徴とする投影露光装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の投影露光装置に
おいて、前記物理量が大気圧力であることを特徴とする投影露光
装置。
【請求項４】請求項１または２に記載の投影露光装置に
おいて、前記投影光学系を収容する鏡筒内の光学素子間に形成さ
れたレンズ空間に前記ガス供給装置から不活性ガスを充
填する鏡筒ガス給排装置と、前記レンズ空間内の圧力を検出する空間内圧力検出器と
を備え、前記圧力調節装置は、前記空間圧力検出器で検出した圧
力に応じて前記レンズ空間内の圧力を一定に調節するこ
とを特徴とする投影露光装置。