JPWO2002065183A1 - 鏡筒及び露光装置並びにデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
鏡筒内を効率よく所定のガスでパージすることができ、通過する光束を高いエネルギーを保ったままで出射できる鏡筒及び露光装置、及び、その露光装置を用いてデバイスを製造する方法を提供する。デバイスの製造に用いられる露光装置は、露光光源（１１）と、照明光学系（１７）と、投影光学系ＰＬを収容する鏡筒（４０）とを含む。鏡筒（４０）は、鏡筒本体（４１）と、その一部を覆うカバー（４２）と、レンズエレメント（４３，４５）とを有する。鏡筒本体（４１）の部分鏡筒（４１ａ、４１ｉ）にパージガスを供給するパージガス供給口（６０）を設け、カバー（４２）のほぼ中央に鏡筒（４０）内のガスを排出するガス排出口（６１）を設ける。鏡筒本体（４１）のピエゾ素子（４９）に対応する部分の内周側に、そのピエゾ素子（４９）が鏡筒本体（４１）内に露出するのを制限する隔壁（５４）を設ける。
Description
［技術分野］
本発明は、例えば、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程で使用される鏡筒及び露光装置並びに、前記デバイスの製造方法に関するものである。
［背景技術］
従来の露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクル、フォトマスク等のマスクを所定の露光光で照明し、前記所定のパターンの像を、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレート等の基板上に転写する。
前記投影光学系は多数の光学部材、例えば複数のレンズエレメント等からなっており、これらレンズエレメントは鏡筒に保持されている。一部のレンズエレメントには、例えばピエゾ素子等の駆動機構が接続されている。駆動機構により同レンズエレメントを駆動させることにより、前記投影光学系の結像特性を調整する。
特に半導体素子にあっては、近年ますます高集積化が進行しており、その回路パターンにおける一層の微細化の要求が高まっている。この微細化要求に対応するため、より波長の短い遠紫外光、例えばＫｒＦエキシマレーザ光（λ＝２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（λ＝１９３ｎｍ）が主流となっているが、さらに波長の短い２００ｎｍ程度以下の真空紫外域のＦ２レーザ光（λ＝１５７ｎｍ）等を露光光とした露光装置も開発されている。
ところで、波長の短い露光光を用いる場合、鏡筒内の酸素、水蒸気、炭化水素ガスなどの気体や、この露光光と反応してレンズエレメントの表面に曇り物質を生ずる気化した有機物質などによって、短波長の露光光が吸収されることが明らかになってきた。特に露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ２レーザ光を採用した場合には、露光光が上述した気体や有機物質によって吸収されることにより、光源から出射された露光光が前記基板に到達するまでにそのエネルギーが大きく低下することがある。
従来構成では、レンズエレメントを駆動するための駆動機構が装備されている。この駆動機構のうちでピエゾ素子は、外部への有機物の放出が少なく、前記レンズエレメントの駆動機構として好適である。しかしながら、ピエゾ素子には、給電線や信号供給線が必要であり、それらの電線の被覆物質から極微量の可塑剤等の有機物質が発生する可能性は否定できない。
このように、露光光自体のエネルギーが低下したり、レンズエレメント等の曇りによって露光光の透過率が低下したりすると、露光装置の露光性能が低下し、製品の歩留まりが低下することになる。
このような問題を解決するために、前記鏡筒内を所定のガスでパージする露光装置も開発されつつある。すなわち、所定のパージガスを、前記鏡筒の一端側から供給するとともにその他端側から排出するものである。しかしながら、この鏡筒では、レンズエレメントを保持する保持部材の形状、レンズエレメントの配置等の要因により、その鏡筒内部にパージガスがスムースに流通せず、有機物質や酸素、水蒸気、炭化水素ガスなどの気体が残存する淀みが生じる場合がある。このような淀みが存在すると、前記露光装置における露光性能の低下を十分に抑制できないという問題があった。
［発明の開示］
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。本発明の目的は、鏡筒内を効率よく所定のガスでパージすることができて、露光光のエネルギーを高く保ったままで通過することのできる鏡筒及び露光装置を提供することにある。また、本発明の目的は、このような露光装置を用いて、デバイスを製造する方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、請求の範囲１に記載の発明は、複数の光学部材を保持する筐体を有し、その筐体の内部に所定のパージガスを供給するようにした鏡筒において、前記筐体の内部に前記パージガスを供給するパージガス供給口または前記筐体から該筐体内のガスを排出するガス排出口の一方を前記筐体の一端部及び他端部に設けるとともに、前記パージガス供給口またはガス排出口の他方を前記筐体の一端部と他端部の間に設けたことを特徴とするものである。
請求の範囲１の発明によれば、所定のパージガスをパージガス供給口を介して筐体内に導入すると、同筐体内に存在する酸素、水蒸気、炭化水素ガスなどの露光光を吸収する気体や、露光光と反応してレンズエレメントの表面に曇り物質を生ずる気化した有機物等（これらを総称して「吸収性ガス」とする）は、ガス排出口を介して筐体外に排出される。その際、パージガスは、筐体の両端部のパージガス供給口から両端部の間に設けられたガス排出口へ、あるいは両端部の間に設けられたパージガス供給口から両端部のガス排出口へと流通する。このため、パージガスが筐体の全体にわたって効率よく流通され、筐体内の吸収性ガスを含む気体が全体的に効率よく排出される。このため、筐体の一部にパージガスの淀みが生じ、吸収性ガスが筐体外に排出されずに残るのが抑制される。なお、ここでいう「吸収性ガスを含む気体」とは、例えば、露光装置本体を組み立てて調整後にガスパージが行われた直後であれば空気であり、ガスパージが完了した後は、吸収性ガスを含む所定のパージガスである。
請求の範囲２の発明は、請求の範囲１の発明において、前記パージガス供給口を前記筐体の一端部及び他端部に設けるとともに、前記ガス排出口を前記筐体の一端部と他端部の間に設けたことを特徴とするものである。
請求の範囲２の発明によれば、請求の範囲１の発明の作用に加えて、露光光のエネルギーをより高く保つことが望ましい筐体の両端部に吸収性ガスの淀みが生じるのがより確実に抑制される。
請求の範囲３の発明は、請求の範囲１または２の発明において、前記複数の光学部材のうち少なくとも一部の光学部材には、その光学部材を駆動する駆動機構が接続されていることを特徴とするものである。
請求の範囲３の発明によれば、請求の範囲１または２の発明の作用に加えて、駆動機構を構成する部材等から生じうる吸収性ガスがパージガスの流れに乗って迅速に筐体外へと排出される。このため、光学部材に曇りが生じるのが効果的に抑制され、鏡筒の高い光学性能が維持される。
請求の範囲４の発明は、請求の範囲１〜請求の範囲３のうちいずれか一項の発明において、前記筐体は、前記複数の光学部材を保持する筐体本体と、前記筐体本体の少なくとも一部の外周面を覆うカバーとを有し、前記ガス排出口は、前記カバーに設けられることを特徴とするものである。
請求の範囲４の発明によれば、請求の範囲１〜３のうちいずれか一項の発明の作用に加えて、ガス排出口をカバーに設けることによって、筐体本体内のパージガスの圧力を、筐体本体とカバーとの間の圧力より高く設定することができ、露光光の通過する筐体本体内から吸収性ガスが効率よく排出される。
請求の範囲５の発明は、請求の範囲４の発明において、前記複数の光学部材のうち少なくとも一部の光学部材に接続され、その光学部材を駆動する駆動機構の少なくとも一つが前記筐体本体内の空間に露出するのを制限する露出制限部材を設けたことを特徴とするものである。
請求の範囲５の発明によれば、請求の範囲４の発明の作用に加えて、駆動機構を構成する部材から発生した吸収性ガスが筐体本体内に流入するのが抑制され、筐体本体内のクリーン度がより高く維持される。
請求の範囲６の発明は、請求の範囲４または５の発明において、前記カバーは、前記筐体本体のうち、前記駆動機構が接続された光学部材を保持する部分の外周面を覆うことを特徴とするものである。
請求の範囲７の発明は、請求の範囲６の発明において、前記ガス排出口は、前記筐体本体内のガスを前記駆動機構を介して排出することを特徴とするものである。
請求の範囲６及び７によれば、駆動機構を構成する部材から生じうる吸収性ガスが筐体本体内に侵入することを低減することができる。
請求の範囲８の発明は、マスク上に形成されたパターンの像を基板上に転写する露光装置において、前記請求の範囲１〜請求の範囲７のうちいずれか一項の鏡筒を備えたことを特徴とするものである。
請求の範囲９の発明は、前記請求の範囲８の発明において、前記マスク上のパターンの像を前記基板上に投影する投影光学系を備え、その投影光学系が前記請求の範囲１〜請求の範囲５のうちいずれか一項の鏡筒からなることを特徴とするものである。
請求の範囲８及び９の発明によれば、吸収性ガスが鏡筒から効率よく排出され、露光光の効率低下及び光学部材における曇りの発生が抑制され、露光精度の向上を図ることができる。
請求の範囲１０の発明は、前記請求の範囲８及び９の露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするものである。
請求の範囲１０の発明によれば、露光精度が向上され、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
［発明を実施するための最良の形態］
以下に、本発明を半導体素子製造用の走査露光型の露光装置及びその投影光学系を収容する鏡筒、そして半導体素子の製造方法に具体化した一実施形態について図１〜図５に基づいて説明する。
まず、露光装置の概略構成について説明する。
図１に示すように、露光光源１１は、露光光ＥＬとして、例えばＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ２レーザ光等のパルス光を出射する。露光光ＥＬは、オプティカルインテグレータとして、例えば多数のレンズエレメントからなるフライアイレンズ１２に入射し、そのフライアイレンズ１２の出射面上には、それぞれのレンズエレメントに対応した多数の２次光源像が形成される。なお、オプティカルインテグレータはロッドレンズであってもよい。前記フライアイレンズ１２から出射された露光光ＥＬは、リレーレンズ１３ａ，１３ｂ、レチクルブラインド１４、ミラー１５、コンデンサレンズ１６を介して半導体素子等の回路パターン等が描かれ、かつ、レチクルステージＲＳＴ上に載置されたマスクとしてのレチクルＲに入射する。
フライアイレンズ１２、リレーレンズ１３ａ，１３ｂ、ミラー１５、コンデンサレンズ１６の合成系は、前記２次光源像をレチクルＲ上で重畳させ、レチクルＲを均一な照度で照明する照明光学系１７を構成している。レチクルブラインド１４は、その遮光面がレチクルＲのパターン領域と共役な関係をなすように配置されている。レチクルブラインド１４は、レチクルブラインド駆動部１８により開閉可能な複数枚の可動遮光部（例えば２枚のＬ字型の可動遮光部）からなっている。それらの可動遮光部により形成される開口部の大きさ（スリット幅等）を調整することにより、レチクルＲを照明する照明領域を任意に設定する。
レチクルステージＲＳＴは、露光光ＥＬの光軸ＡＸに垂直な平面内においてレチクルＲを２次元方向に微動可能に保持している。レチクルステージＲＳＴは、リニアモータ等で構成されたレチクルステージ駆動部２０により所定の方向（走査方向（Ｙ方向））に移動可能となっている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの全面が少なくとも前記露光光ＥＬの光軸ＡＸを横切ることができるだけの移動ストロークを有している。なお、図１においては、投影光学系ＰＬの光軸に沿う方向をＺ方向、投影光学系ＰＬの光軸及び紙面と直交する方向をＸ方向、投影光学系ＰＬの光軸に直交し紙面に沿う方向をＹ方向とする。
レチクルステージＲＳＴの端部には、干渉計２１からのレーザビームを反射する移動鏡２２が固定されている。この干渉計２１によって、レチクルステージＲＳＴの走査方向の位置が常時検出され、その位置情報はレチクルステージ制御部２３に送られる。レチクルステージ制御部２３は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部２０を制御し、レチクルステージＲＳＴを移動させる。
レチクルＲを通過した露光光ＥＬは、例えば両側テレセントリックな投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは、レチクルＲ上の回路パターンを例えば１／５あるいは１／４に縮小した投影像を、表面に前記露光光ＥＬに対して感光性を有するフォトレジストが塗布された基板としてのウエハＷ上に形成する。
ウエハＷは、ウエハホルダ３０を介してウエハステージＷＳＴ上に保持されている。ウエハホルダ３０は図示しない駆動部により、投影光学系ＰＬの最適結像面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系ＰＬの前記光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に微動可能になっている。また、ウエハステージＷＳＴは、モータ等のウエハステージ駆動部３１により、前記走査方向（Ｙ方向）の移動のみならず、走査方向に垂直な方向（Ｘ方向）にも移動可能に構成されている。これにより、ウエハＷ上の各ショット領域毎に走査露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能になっている。
ウエハステージＷＳＴの端部には、干渉計３２からのレーザビームを反射する移動鏡３３が固定されており、ウエハステージＷＳＴのＸ方向及びＹ方向の位置は干渉計３２によって常時検出される。ウエハステージＷＳＴの位置情報（または速度情報）はウエハステージ制御部３４に送られ、ウエハステージ制御部３４はこの位置情報（または速度情報）に基づいて前記ウエハステージ駆動部３１を制御する。
ステップ・アンド・スキャン方式により、レチクルＲ上の回路パターンをウエハＷ上のショット領域に走査露光する場合、レチクルＲ上の照明領域が、前記レチクルブラインド１４で長方形（スリット）状に整形される。この照明領域は、レチクルＲ側の走査方向（＋Ｙ方向）に対して垂直方向に長手方向を有するものとなっている。そして、レチクルＲを露光時に所定の速度Ｖｒで走査することにより、前記レチクルＲ上の回路パターンを前記スリット状の照明領域で一端側から他端側に向かって順次照明する。これにより、前記照明領域内におけるレチクルＲ上の回路パターンが、前記投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に投影され、投影領域が形成される。
ウエハＷはレチクルＲとは倒立結像関係にあるため、前記レチクルＲの走査方向とは反対方向（−Ｙ方向）に前記レチクルＲの走査に同期して所定の速度Ｖｗで走査される。これにより、ウエハＷのショット領域の全面が露光可能となる。走査速度の比Ｖｗ／Ｖｒは投影光学系ＰＬの縮小倍率に応じたものになっており、レチクルＲ上の回路パターンがウエハＷ上の各ショット領域上に正確に縮小転写される。
次に、前記投影光学系ＰＬ及びその投影光学系ＰＬを収容する鏡筒４０の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、前記投影光学系ＰＬは、前記レチクルＲとウエハＷとの間に配置され、レンズエレメント４３，４５からなる複数の光学部材を備えた光学系である。この投影光学系ＰＬを収容する鏡筒４０は、前記各レンズエレメント４３，４５を保持する筐体本体としての鏡筒本体４１と、同鏡筒本体４１の外周面から所定だけ離間して、その一端がフランジＦＬＧに固定され、他端が鏡筒本体４１の上端部に固定されるカバー４２とを備えている。カバー４２を構成する材料は特に限定されず、例えば、真鍮、ステンレス、アルミニウム、チタン等の金属、あるいは後述する薄膜部材又は弾性部材を採用することができる。なお、カバー４２を介して鏡筒本体４１に振動が伝達されるのを抑制するように、カバー４２の一端とフランジＦＬＧとの間、及びカバー４２の他端と鏡筒本体４１の上端部との間の少なくとも一方を、薄膜部材又は弾性部材で接続してもよい。好ましい薄膜部材は、エチレンビニルアルコール樹脂（ＥＶＯＨ樹脂）よりなるフィルム素材と、そのフィルム素材の外面に接着剤を介して被着されたポリエチレンよりなる伸縮性の良好な保護膜と、そのフィルム素材の内面に蒸着されたアルミニウム層とからなる積層フィルムである。なお、脱ガスの発生が抑制された薄膜部材であれば、積層フィルムに限定されない。好ましい弾性部材の素材は、脱ガスの発生が抑制されるようにケミカルクリーン処理（例えば、表面にアルミニウムなどの金属を蒸着する蒸着処理や、表面をテフロン（商標）で被覆するテフロンコート処理）されたフッ素ゴム及び金属材料である。薄膜部材及び弾性部材は蛇腹状に形成されてもよい。
鏡筒本体４１は、図２に示すように、複数の部分鏡筒が互いに固定されて構成されている。すなわち、レチクルＲ側から順に、第１部分鏡筒４１ａ、第２部分鏡筒４１ｂ、第３部分鏡筒４１ｃ、第４、第５、第６、第７、第８、第９部分鏡筒４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉに分割されている。第５部分鏡筒４１ｅと第６部分鏡筒４１ｆとの間にフランジＦＬＧが設けられている。なお、本実施形態では、鏡筒４０を９つの部分鏡筒４１ａ〜４１ｉに分割しているが、分割数はこれに限られるものではない。
図１に示すように、これらの部分鏡筒及びフランジＦＬＧが設けられている部分鏡筒には、少なくとも一つのレンズエレメント４３，４５が不図示のレンズ保持部材によって各部分鏡筒にそれぞれ保持されている。また、第１部分鏡筒４１ａのレチクルＲ側の端部、及び第９部分鏡筒４１ｉのウエハＷ側の端部にはカバーガラス４６が設けられている。
図１及び図２に示すように、フランジＦＬＧが設けられている部分鏡筒及びそれより下側、すなわちウエハＷ側に配置される第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉには、静止レンズエレメント４５が不図示の保持部材によって保持されている。また、フランジＦＬＧより上側、すなわちレチクルＲ側に配置される第１〜第５部分鏡筒４１ａ〜４１ｅのそれぞれには、少なくとも一つの可動レンズエレメント４３（図２においては１個のみ図示）を備える。また、第１〜第５部分鏡筒４１ａ〜４１ｅには、図１に示すように、可動レンズエレメント４３を支持する支持部材４７と、駆動機構に含まれるピエゾ素子４９とを備える。なお、レンズエレメント４３，４５は、その外周において、例えば３ヶ所で前記保持部材に保持されるために、部分鏡筒４１ａ〜４１ｉの内壁に対して、レンズエレメント４３，４５及び前記保持部材の間には隙間が生じる。これにより、カバーガラス４６とレンズエレメント４３，４５と鏡筒本体４１とにより区画形成される各空間５５〜５７は、支持部材４７に形成された通路４７ａ（図３参照）、及び前記隙間等を介してそれぞれ連通されている。また、各空間５５〜５７は、各部分鏡筒間の隙間によって、鏡筒本体４１の外面とカバー４２の内面との間の空間５８と連通している。詳しくは、複数の部分鏡筒のうち、可動レンズエレメント４３を備える部分鏡筒の側壁には、ピエゾ素子４９の伸縮方向が鏡筒の接線方向と一致するように、該ピエゾ素子４９を収容する収容空間が形成されるとともに、ピエゾ素子４９の駆動力を可動レンズエレメント４３に伝達するリンク機構が形成される。収容空間及びリンク機構は、部分鏡筒の側壁に放電加工によって形成されるために、部分鏡筒の側壁は複数の切欠孔を有する。従って、各空間５５〜５７は、複数の切欠孔を介して、鏡筒本体４１の外面とカバー４２の内面との間の空間５８に連通されている。
各支持部材４７は、ピエゾ素子４９を介して鏡筒本体４１に連結されている。各ピエゾ素子４９は、各部分鏡筒４１ａ〜４１ｅにおける円周方向の等角度間隔おきに複数、例えば３個設けられている。各ピエゾ素子４９が伸縮することにより、部分鏡筒の側壁に形成されたリンク機構を介して、各支持部材４７が鏡筒本体４１に対して光軸ＡＸ方向に微動される。
さらに、図３に示すように、ピエゾ素子４９が設けられた部分鏡筒４１ａ〜４１ｅの内壁面には、ピエゾ素子４９が各部分鏡筒４１ａ〜４１ｅ内の空間に直接露出するのを制限する露出制限部材としての隔壁（内部カバー）５４が設けられている。隔壁５４は部分鏡筒と一体的に形成されたものであっても、別の部材であってもよい。各ピエゾ素子４９は、鏡筒本体４１とカバー４２との間の空間５８内に収容された配線５１を介して結像特性制御部５２に接続されている。
結像特性制御部５２をはじめとして、露光光源１１、レチクルブラインド駆動部１８、レチクルステージ制御部２３及びウエハステージ制御部３４は、主制御系５３に接続されている。これらの各構成要素は主制御系５３の制御の下で動作され、主制御系５３は前記レチクルＲ上に形成されたパターンの像をウエハＷ上に転写する一連の露光工程全体を制御している。
図１に示すように、鏡筒４０には、その内部にパージガスを供給するパージガヌ供給口６０と、鏡筒４０内のガスを排出するガス排出口６１とが設けられている。なお、パージガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン及びクリプトン等の不活性ガスが用いられる。
パージガス供給口６０は、鏡筒本体４１の一端部をなすレチクル側端部と他端部をなすウエハ側端部の２ヶ所に形成されており、これらのパージガス供給口６０を介してパージガスが直接鏡筒本体４１内に供給される。一方、ガス排出口６１は、カバー４２のほぼ中央部に形成されている。詳述すれば、パージガス供給口６０は、第１部分鏡筒４１ａの側壁と、第９部分鏡筒４１ｉの側壁とに設けられている。なお、カバー４２の他端は、パージガス供給口６０の下側において、第１部分鏡筒４１ａの側壁に取付けられる。また、ガス排出口６１は、カバー４２の中央部ではなく、そのほかの部分、例えば、フランジＦＬＧの近傍（カバー４２の端部近傍）に形成されてもよい。
第１部分鏡筒４１ａのパージガス供給口６０から鏡筒本体４１内に供給されたパージガスは、主に空間５５から空間５６、空間５７に供給される。空間５５，５６，５７に供給されたパージガスは、第１〜第５部分鏡筒４１ａ〜４１ｅ間の隙間や、各部分鏡筒４１ａ〜４１ｉの側壁に形成された切欠孔等を介して空間５８内に排出される。各部分鏡筒４１ａ〜４１ｉを組立調整した後であれば、空間５８内には、パージガスと空間５８内に残留していた空気との混合ガスが排出され、空間５５，５６，５７内がパージガスで置換された後であれば、有機物質を含むパージガスが排出される。また、第９部分鏡筒４１ｉのパージガス供給口６０から鏡筒本体４１内に供給されたパージガスは、静止レンズエレメント４５を保持する保持部材に形成された通路を介して、空間５７に供給される。パージガス供給口６０から空間５７に供給されたパージガスは、前記通路を介して第５部分鏡筒４１ｅ内の空間５７に到達し、その後、第４部分鏡筒４１ｄと第５部分鏡筒４１ｅとの間の隙間や、第４部分鏡筒４１ｄ又は第５部分鏡筒４１ｅに形成された前記切欠孔から空間５８内に排出される。なお、第９部分鏡筒４１ｉのパージガス供給口６０から供給されたパージガスは、その一部が第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉ間の隙間から漏れるが、その漏れ量は、第１〜第５部分鏡筒４１ａ〜４１ｅ間の隙間から漏れるパージガス漏れ量よりも少なく、本実施形態では無視できる漏れ量とする。もし、第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉ間の隙間から漏れるガス量が無視できない場合は、第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉの外側に、所定間隔を離してカバーを設ければよい。同カバーを設ける場合は、カバーの一端をフランジＦＬＧに取付け、他端を第９部分鏡筒４１ｉの側壁に取り付ければよい。ただし、第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉの外側に同カバーを設ける場合には、このカバーにもパージガス排出口を設けても良い。
次に、前記投影光学系ＰＬの結像特性調整方法について説明する。
まず、前記レチクルＲ上のパターンの像をウエハＷ上に転写する実露光に先立って、テストレチクルＲｔのパターンの像をテストウエハＷｔ上に転写するテスト露光を行う。このテストウエハＷｔ上にテスト露光されたパターンの像を現像する。そして、この現像されたパターンを顕微鏡で観察することにより、投影光学系ＰＬの収差情報を求める。
得られた収差情報を、予め主制御系５３に入力するとともに記憶させる。そして、主制御系５３は、この収差情報に基づいて前記結像特性制御部５２に対し前記各ピエゾ素子４９の駆動を指令する。これにより、前記各可動レンズエレメント４３の相対位置が変更され、投影光学系ＰＬの結像特性が補正される。そして、この補正の後、レチクルＲのパターンの像をウエハ上に転写する実露光が行われる。
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（Ａ） 投影光学系ＰＬの鏡筒４０では、パージガス供給口６０を鏡筒本体４１の第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉに、ガス排出口６１を鏡筒４０のほぼ中央のカバー４２に設けた。このため、パージガスをパージガス供給口６０を介して鏡筒本体４１内に導入すると、同鏡筒本体４１内の空気はガス排出口６１を介して鏡筒４０外に排出される。その際、パージガスは、鏡筒本体４１の両部分鏡筒４１ａ，４１ｉのパージガス供給口６０から鏡筒４０のほぼ中央のガス排出口６１へ流通する。このため、パージガスが鏡筒本体４１の全体にわたって効率よく流通され、鏡筒４０内の吸収性ガスが全体的に効率よく排出される。従って、鏡筒本体４１の一部に吸収性ガスの淀みが生じるのを抑制できて、吸収性ガスを含むパージガスが鏡筒４０外に排出されずに残るのを抑制することができる。
しかも、露光光ＥＬのエネルギーをより高く保つことが望ましい鏡筒本体４１の両端部、すなわち第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉに新鮮なパージガスを供給することができる。このため、第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉに吸収性ガスを含むパージガスの淀みが生じるのがより確実に抑制され、第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉにおける吸収性ガスを効率よく排出することができる。
（Ｂ） 投影光学系ＰＬの鏡筒４０では、可動レンズエレメント４３を駆動するためのピエゾ素子４９が装備されている。鏡筒本体４１内に供給されたパージガスは部分鏡筒の側壁に形成されたピエゾ収容空間及び切欠孔を介して、鏡筒４０の外部に排出される。従って、鏡筒本体４１とカバー４２との間に配置され、かつ、各ピエゾ素子４９に接続される配線５１の被覆材等から揮散される極微量の有機物質や、露光光を吸収する気体が鏡筒本体４１内に混入することが抑制され、また、有害物質や露光光を吸収する気体などの吸収性ガスを鏡筒４０の外部に効率よく排出することができる。
このため、前記有機物質に起因する各レンズエレメント４３，４５の曇りの発生や吸収性ガスに起因する露光光の透過率低下を効果的に抑制することができる。従って、投影光学系ＰＬにおける高い光学性能を維持することができる。
（Ｃ） 投影光学系ＰＬにおける鏡筒４０では、鏡筒本体４１の中央部近傍をカバー４２で覆うともに、ガス排出口６１をカバー４２に設けた。このため、鏡筒本体４１内のパージガスの圧力をカバー４２内より高くすることができ、露光光ＥＬの通過する鏡筒本体４１内から吸収性ガスを効率よく排出することができ、また、鏡筒本体４１内への吸収性ガスの侵入を抑制できる。
（Ｄ） 投影光学系ＰＬの鏡筒４０では、鏡筒本体４１に各ピエゾ素子４９が直接露出するのを制限する隔壁５４が形成されている。
このため、各ピエゾ素子４９や各ピエゾ素子４９に接続される配線５１の被覆材等からの揮散から発生した有機物質が鏡筒４０内に流入するのを抑制することができる。従って、鏡筒４０内のクリーン度をより高く維持することができる。
（Ｅ） 鏡筒４０内に投影光学系ＰＬが収容されている。このため、吸収性ガスを鏡筒４０から効率よく排出し、露光光ＥＬの効率低下及び各レンズエレメント４３，４５における曇りの発生を抑制することができる。従って、露光装置の露光精度の向上を図ることができる。
（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変形してもよい。
前記実施形態では、パージガス供給口６０を鏡筒本体４１の第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉにそれぞれ設け、ガス排出口６１を鏡筒４０のほぼ中央部に設ける構成とした。これに対して、例えばガス排出口６１を鏡筒本体４１の第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉにそれぞれ設け、パージガス供給口６０を鏡筒本体４１における前記両部分鏡筒４１ａ，４１ｉの間に設ける構成としてもよい。なお、この場合には、パージガス供給口６０の開口断面積をガス排出口６１の開口断面積よりも大きくなるように形成したり、同パージガス供給口６０の数を増やしたりして、前記実施形態に比べ、パージガスの導入圧力が高くなるようにする必要がある。
前記実施形態では、パージガス供給口６０及びガス排出口６１を投影光学系ＰＬを収容する鏡筒４０に設ける構成とした。しかし、これらパージガス供給口６０及びガス排出口６１を照明光学系１７を収容する鏡筒１９にも同様に設けることができる。このようにした場合、パージガス供給口６０を鏡筒１９における露光光ＥＬの入射端及び出射端近傍に設け、ガス排出口６１を鏡筒１９の入射端及び出射端の間に設けてもよい。また、ガス排出口６１を鏡筒１９の入射端及び出射端近傍に設け、パージガス供給口６０を鏡筒１９の入射端及び出射端の間に設けてもよい。
前記実施形態では、鏡筒４０はカバー４２を備える構成としたが、このカバー４２を省略してもよい。なお、この場合、ガス排出口６１は鏡筒本体４１に直接設けられる。
前記実施形態では、鏡筒４０は、可動レンズエレメント４３を駆動する駆動機構として、ピエゾ素子４９を備える構成とした。しかし、駆動機構は、ピエゾ素子には限定されない。駆動機構として、例えば、モータを用いる構成としてもよい。
前記実施形態では、鏡筒本体４１における各ピエゾ素子４９に対応する部分に隔壁５４を設ける構成としたが、この隔壁５４を省略してもよい。
本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置などでは、透過型マスク（ステンシルマスク、メンバレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
もちろん、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。
さらに、本発明は、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の露光装置にも適用することができる。
露光装置の光源としては、例えばｇ線（λ＝４３６ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（λ＝１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（λ＝１２６ｎｍ）等を用いてもよい。また、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。
前記実施形態の露光装置は、例えば次のように製造される。
まず、投影光学系ＰＬを構成する複数のレンズエレメント４３，４５及びカバーガラス４６等を本実施形態の部分鏡筒４０ａ〜４１ｉに収容する。部分鏡筒４０ａ〜４１ｉを積み重ねて固定して鏡筒４０を形成する。複数のレンズ１２，１３ａ，１３ｂ，１６、ミラー１５等の光学部材からなる照明光学系１７を鏡筒１９内に収容する。そして、これらの照明光学系１７及び投影光学系ＰＬを露光装置本体に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステージＷＳＴ（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージＲＳＴも含む）を露光装置本体に取り付けて配線を接続する。そして、露光光ＥＬの光路内にパージガスを供給するパージガス供給系の配管を接続した上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）を行う。
鏡筒４０を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
次に、上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用してデバイスを製造する方法の実施形態について説明する。
図４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートである。
図４に示すように、まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデバイス）の機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レクチルＲ等）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラスプレート等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入等）等の工程が必要に応じて含まれる。
最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
図５は、半導体デバイスの場合における、図４のステップＳ１０４の詳細なフローの一例を示す図である。図５において、ステップＳ１１１（酸化ステップ）では、ウエハＷの表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）では、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜Ｓ１１４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置）によってマスク（レチクルＲ）の回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。
本実施形態のデバイス製造方法によれば、露光工程（ステップＳ１１６）において、前記（Ｅ）の効果を有する露光装置が用いられ、真空紫外域の露光光ＥＬにより解像力の向上が可能となり、露光量制御を高精度に行うことができる。従って、露光精度を向上することができて、最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
以上詳述したように、請求の範囲１の発明によれば、鏡筒内の吸収性ガスを全体的に効率よく排出できて、筐体の一部に吸収性ガスが鏡筒内に残るのを抑制することができる。
請求の範囲２の発明によれば、請求の範囲１の発明の効果に加えて、露光光のエネルギーをより高く保つことが望ましい筐体の両端部において、吸収性ガスを効率よく排出することができる。
請求の範囲３の発明によれば、請求の範囲１または２の発明の効果に加えて、駆動機構の駆動及び駆動機構を構成する部材等からの揮散等により発生する吸収性ガスに起因する光学部材の曇りの発生を効果的に抑制することができる。従って、鏡筒における高い光学性能を維持することができる。
請求の範囲４の発明によれば、請求の範囲１〜３のうちいずれか一項の発明の効果に加えて、筐体本体内のパージガスの圧力をカバー内より高くなるように設定することで、露光光の通過する筐体本体内から吸収性ガスを効率よく排出することができる。
請求の範囲５の発明によれば、前記請求の範囲４の発明の効果に加えて、駆動機構を構成する部材から発生した吸収性ガスが筐体本体内に流入するのを抑制することができて、鏡筒内のクリーン度を高く維持することができる。
請求の範囲６及び７の発明によれば、駆動機構を構成する部材から生じうる吸収性ガスが筐体本体内に侵入することを低減することができる。
請求の範囲８及び請求の範囲９の発明によれば、露光光の効率低下及び光学部材における曇りの発生を抑制することができて、露光精度の向上を図ることができる。
請求の範囲１０の発明によれば、露光精度を向上することができ、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の一実施形態に従う露光装置の全体構成を示す概略図。
図２は図１の露光装置の鏡筒の拡大図。
図３は図２の鏡筒の部分拡大断面図。
図４はデバイスの製造方法を示すフローチャート。
図５は半導体素子の製造方法を示すフローチャート。
本発明は、例えば、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程で使用される鏡筒及び露光装置並びに、前記デバイスの製造方法に関するものである。
［背景技術］
従来の露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクル、フォトマスク等のマスクを所定の露光光で照明し、前記所定のパターンの像を、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレート等の基板上に転写する。
前記投影光学系は多数の光学部材、例えば複数のレンズエレメント等からなっており、これらレンズエレメントは鏡筒に保持されている。一部のレンズエレメントには、例えばピエゾ素子等の駆動機構が接続されている。駆動機構により同レンズエレメントを駆動させることにより、前記投影光学系の結像特性を調整する。
特に半導体素子にあっては、近年ますます高集積化が進行しており、その回路パターンにおける一層の微細化の要求が高まっている。この微細化要求に対応するため、より波長の短い遠紫外光、例えばＫｒＦエキシマレーザ光（λ＝２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（λ＝１９３ｎｍ）が主流となっているが、さらに波長の短い２００ｎｍ程度以下の真空紫外域のＦ２レーザ光（λ＝１５７ｎｍ）等を露光光とした露光装置も開発されている。
ところで、波長の短い露光光を用いる場合、鏡筒内の酸素、水蒸気、炭化水素ガスなどの気体や、この露光光と反応してレンズエレメントの表面に曇り物質を生ずる気化した有機物質などによって、短波長の露光光が吸収されることが明らかになってきた。特に露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ２レーザ光を採用した場合には、露光光が上述した気体や有機物質によって吸収されることにより、光源から出射された露光光が前記基板に到達するまでにそのエネルギーが大きく低下することがある。
従来構成では、レンズエレメントを駆動するための駆動機構が装備されている。この駆動機構のうちでピエゾ素子は、外部への有機物の放出が少なく、前記レンズエレメントの駆動機構として好適である。しかしながら、ピエゾ素子には、給電線や信号供給線が必要であり、それらの電線の被覆物質から極微量の可塑剤等の有機物質が発生する可能性は否定できない。
このように、露光光自体のエネルギーが低下したり、レンズエレメント等の曇りによって露光光の透過率が低下したりすると、露光装置の露光性能が低下し、製品の歩留まりが低下することになる。
このような問題を解決するために、前記鏡筒内を所定のガスでパージする露光装置も開発されつつある。すなわち、所定のパージガスを、前記鏡筒の一端側から供給するとともにその他端側から排出するものである。しかしながら、この鏡筒では、レンズエレメントを保持する保持部材の形状、レンズエレメントの配置等の要因により、その鏡筒内部にパージガスがスムースに流通せず、有機物質や酸素、水蒸気、炭化水素ガスなどの気体が残存する淀みが生じる場合がある。このような淀みが存在すると、前記露光装置における露光性能の低下を十分に抑制できないという問題があった。
［発明の開示］
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。本発明の目的は、鏡筒内を効率よく所定のガスでパージすることができて、露光光のエネルギーを高く保ったままで通過することのできる鏡筒及び露光装置を提供することにある。また、本発明の目的は、このような露光装置を用いて、デバイスを製造する方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、請求の範囲１に記載の発明は、複数の光学部材を保持する筐体を有し、その筐体の内部に所定のパージガスを供給するようにした鏡筒において、前記筐体の内部に前記パージガスを供給するパージガス供給口または前記筐体から該筐体内のガスを排出するガス排出口の一方を前記筐体の一端部及び他端部に設けるとともに、前記パージガス供給口またはガス排出口の他方を前記筐体の一端部と他端部の間に設けたことを特徴とするものである。
請求の範囲１の発明によれば、所定のパージガスをパージガス供給口を介して筐体内に導入すると、同筐体内に存在する酸素、水蒸気、炭化水素ガスなどの露光光を吸収する気体や、露光光と反応してレンズエレメントの表面に曇り物質を生ずる気化した有機物等（これらを総称して「吸収性ガス」とする）は、ガス排出口を介して筐体外に排出される。その際、パージガスは、筐体の両端部のパージガス供給口から両端部の間に設けられたガス排出口へ、あるいは両端部の間に設けられたパージガス供給口から両端部のガス排出口へと流通する。このため、パージガスが筐体の全体にわたって効率よく流通され、筐体内の吸収性ガスを含む気体が全体的に効率よく排出される。このため、筐体の一部にパージガスの淀みが生じ、吸収性ガスが筐体外に排出されずに残るのが抑制される。なお、ここでいう「吸収性ガスを含む気体」とは、例えば、露光装置本体を組み立てて調整後にガスパージが行われた直後であれば空気であり、ガスパージが完了した後は、吸収性ガスを含む所定のパージガスである。
請求の範囲２の発明は、請求の範囲１の発明において、前記パージガス供給口を前記筐体の一端部及び他端部に設けるとともに、前記ガス排出口を前記筐体の一端部と他端部の間に設けたことを特徴とするものである。
請求の範囲２の発明によれば、請求の範囲１の発明の作用に加えて、露光光のエネルギーをより高く保つことが望ましい筐体の両端部に吸収性ガスの淀みが生じるのがより確実に抑制される。
請求の範囲３の発明は、請求の範囲１または２の発明において、前記複数の光学部材のうち少なくとも一部の光学部材には、その光学部材を駆動する駆動機構が接続されていることを特徴とするものである。
請求の範囲３の発明によれば、請求の範囲１または２の発明の作用に加えて、駆動機構を構成する部材等から生じうる吸収性ガスがパージガスの流れに乗って迅速に筐体外へと排出される。このため、光学部材に曇りが生じるのが効果的に抑制され、鏡筒の高い光学性能が維持される。
請求の範囲４の発明は、請求の範囲１〜請求の範囲３のうちいずれか一項の発明において、前記筐体は、前記複数の光学部材を保持する筐体本体と、前記筐体本体の少なくとも一部の外周面を覆うカバーとを有し、前記ガス排出口は、前記カバーに設けられることを特徴とするものである。
請求の範囲４の発明によれば、請求の範囲１〜３のうちいずれか一項の発明の作用に加えて、ガス排出口をカバーに設けることによって、筐体本体内のパージガスの圧力を、筐体本体とカバーとの間の圧力より高く設定することができ、露光光の通過する筐体本体内から吸収性ガスが効率よく排出される。
請求の範囲５の発明は、請求の範囲４の発明において、前記複数の光学部材のうち少なくとも一部の光学部材に接続され、その光学部材を駆動する駆動機構の少なくとも一つが前記筐体本体内の空間に露出するのを制限する露出制限部材を設けたことを特徴とするものである。
請求の範囲５の発明によれば、請求の範囲４の発明の作用に加えて、駆動機構を構成する部材から発生した吸収性ガスが筐体本体内に流入するのが抑制され、筐体本体内のクリーン度がより高く維持される。
請求の範囲６の発明は、請求の範囲４または５の発明において、前記カバーは、前記筐体本体のうち、前記駆動機構が接続された光学部材を保持する部分の外周面を覆うことを特徴とするものである。
請求の範囲７の発明は、請求の範囲６の発明において、前記ガス排出口は、前記筐体本体内のガスを前記駆動機構を介して排出することを特徴とするものである。
請求の範囲６及び７によれば、駆動機構を構成する部材から生じうる吸収性ガスが筐体本体内に侵入することを低減することができる。
請求の範囲８の発明は、マスク上に形成されたパターンの像を基板上に転写する露光装置において、前記請求の範囲１〜請求の範囲７のうちいずれか一項の鏡筒を備えたことを特徴とするものである。
請求の範囲９の発明は、前記請求の範囲８の発明において、前記マスク上のパターンの像を前記基板上に投影する投影光学系を備え、その投影光学系が前記請求の範囲１〜請求の範囲５のうちいずれか一項の鏡筒からなることを特徴とするものである。
請求の範囲８及び９の発明によれば、吸収性ガスが鏡筒から効率よく排出され、露光光の効率低下及び光学部材における曇りの発生が抑制され、露光精度の向上を図ることができる。
請求の範囲１０の発明は、前記請求の範囲８及び９の露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするものである。
請求の範囲１０の発明によれば、露光精度が向上され、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
［発明を実施するための最良の形態］
以下に、本発明を半導体素子製造用の走査露光型の露光装置及びその投影光学系を収容する鏡筒、そして半導体素子の製造方法に具体化した一実施形態について図１〜図５に基づいて説明する。
まず、露光装置の概略構成について説明する。
図１に示すように、露光光源１１は、露光光ＥＬとして、例えばＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ２レーザ光等のパルス光を出射する。露光光ＥＬは、オプティカルインテグレータとして、例えば多数のレンズエレメントからなるフライアイレンズ１２に入射し、そのフライアイレンズ１２の出射面上には、それぞれのレンズエレメントに対応した多数の２次光源像が形成される。なお、オプティカルインテグレータはロッドレンズであってもよい。前記フライアイレンズ１２から出射された露光光ＥＬは、リレーレンズ１３ａ，１３ｂ、レチクルブラインド１４、ミラー１５、コンデンサレンズ１６を介して半導体素子等の回路パターン等が描かれ、かつ、レチクルステージＲＳＴ上に載置されたマスクとしてのレチクルＲに入射する。
フライアイレンズ１２、リレーレンズ１３ａ，１３ｂ、ミラー１５、コンデンサレンズ１６の合成系は、前記２次光源像をレチクルＲ上で重畳させ、レチクルＲを均一な照度で照明する照明光学系１７を構成している。レチクルブラインド１４は、その遮光面がレチクルＲのパターン領域と共役な関係をなすように配置されている。レチクルブラインド１４は、レチクルブラインド駆動部１８により開閉可能な複数枚の可動遮光部（例えば２枚のＬ字型の可動遮光部）からなっている。それらの可動遮光部により形成される開口部の大きさ（スリット幅等）を調整することにより、レチクルＲを照明する照明領域を任意に設定する。
レチクルステージＲＳＴは、露光光ＥＬの光軸ＡＸに垂直な平面内においてレチクルＲを２次元方向に微動可能に保持している。レチクルステージＲＳＴは、リニアモータ等で構成されたレチクルステージ駆動部２０により所定の方向（走査方向（Ｙ方向））に移動可能となっている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの全面が少なくとも前記露光光ＥＬの光軸ＡＸを横切ることができるだけの移動ストロークを有している。なお、図１においては、投影光学系ＰＬの光軸に沿う方向をＺ方向、投影光学系ＰＬの光軸及び紙面と直交する方向をＸ方向、投影光学系ＰＬの光軸に直交し紙面に沿う方向をＹ方向とする。
レチクルステージＲＳＴの端部には、干渉計２１からのレーザビームを反射する移動鏡２２が固定されている。この干渉計２１によって、レチクルステージＲＳＴの走査方向の位置が常時検出され、その位置情報はレチクルステージ制御部２３に送られる。レチクルステージ制御部２３は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部２０を制御し、レチクルステージＲＳＴを移動させる。
レチクルＲを通過した露光光ＥＬは、例えば両側テレセントリックな投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは、レチクルＲ上の回路パターンを例えば１／５あるいは１／４に縮小した投影像を、表面に前記露光光ＥＬに対して感光性を有するフォトレジストが塗布された基板としてのウエハＷ上に形成する。
ウエハＷは、ウエハホルダ３０を介してウエハステージＷＳＴ上に保持されている。ウエハホルダ３０は図示しない駆動部により、投影光学系ＰＬの最適結像面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系ＰＬの前記光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に微動可能になっている。また、ウエハステージＷＳＴは、モータ等のウエハステージ駆動部３１により、前記走査方向（Ｙ方向）の移動のみならず、走査方向に垂直な方向（Ｘ方向）にも移動可能に構成されている。これにより、ウエハＷ上の各ショット領域毎に走査露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能になっている。
ウエハステージＷＳＴの端部には、干渉計３２からのレーザビームを反射する移動鏡３３が固定されており、ウエハステージＷＳＴのＸ方向及びＹ方向の位置は干渉計３２によって常時検出される。ウエハステージＷＳＴの位置情報（または速度情報）はウエハステージ制御部３４に送られ、ウエハステージ制御部３４はこの位置情報（または速度情報）に基づいて前記ウエハステージ駆動部３１を制御する。
ステップ・アンド・スキャン方式により、レチクルＲ上の回路パターンをウエハＷ上のショット領域に走査露光する場合、レチクルＲ上の照明領域が、前記レチクルブラインド１４で長方形（スリット）状に整形される。この照明領域は、レチクルＲ側の走査方向（＋Ｙ方向）に対して垂直方向に長手方向を有するものとなっている。そして、レチクルＲを露光時に所定の速度Ｖｒで走査することにより、前記レチクルＲ上の回路パターンを前記スリット状の照明領域で一端側から他端側に向かって順次照明する。これにより、前記照明領域内におけるレチクルＲ上の回路パターンが、前記投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に投影され、投影領域が形成される。
ウエハＷはレチクルＲとは倒立結像関係にあるため、前記レチクルＲの走査方向とは反対方向（−Ｙ方向）に前記レチクルＲの走査に同期して所定の速度Ｖｗで走査される。これにより、ウエハＷのショット領域の全面が露光可能となる。走査速度の比Ｖｗ／Ｖｒは投影光学系ＰＬの縮小倍率に応じたものになっており、レチクルＲ上の回路パターンがウエハＷ上の各ショット領域上に正確に縮小転写される。
次に、前記投影光学系ＰＬ及びその投影光学系ＰＬを収容する鏡筒４０の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、前記投影光学系ＰＬは、前記レチクルＲとウエハＷとの間に配置され、レンズエレメント４３，４５からなる複数の光学部材を備えた光学系である。この投影光学系ＰＬを収容する鏡筒４０は、前記各レンズエレメント４３，４５を保持する筐体本体としての鏡筒本体４１と、同鏡筒本体４１の外周面から所定だけ離間して、その一端がフランジＦＬＧに固定され、他端が鏡筒本体４１の上端部に固定されるカバー４２とを備えている。カバー４２を構成する材料は特に限定されず、例えば、真鍮、ステンレス、アルミニウム、チタン等の金属、あるいは後述する薄膜部材又は弾性部材を採用することができる。なお、カバー４２を介して鏡筒本体４１に振動が伝達されるのを抑制するように、カバー４２の一端とフランジＦＬＧとの間、及びカバー４２の他端と鏡筒本体４１の上端部との間の少なくとも一方を、薄膜部材又は弾性部材で接続してもよい。好ましい薄膜部材は、エチレンビニルアルコール樹脂（ＥＶＯＨ樹脂）よりなるフィルム素材と、そのフィルム素材の外面に接着剤を介して被着されたポリエチレンよりなる伸縮性の良好な保護膜と、そのフィルム素材の内面に蒸着されたアルミニウム層とからなる積層フィルムである。なお、脱ガスの発生が抑制された薄膜部材であれば、積層フィルムに限定されない。好ましい弾性部材の素材は、脱ガスの発生が抑制されるようにケミカルクリーン処理（例えば、表面にアルミニウムなどの金属を蒸着する蒸着処理や、表面をテフロン（商標）で被覆するテフロンコート処理）されたフッ素ゴム及び金属材料である。薄膜部材及び弾性部材は蛇腹状に形成されてもよい。
鏡筒本体４１は、図２に示すように、複数の部分鏡筒が互いに固定されて構成されている。すなわち、レチクルＲ側から順に、第１部分鏡筒４１ａ、第２部分鏡筒４１ｂ、第３部分鏡筒４１ｃ、第４、第５、第６、第７、第８、第９部分鏡筒４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉに分割されている。第５部分鏡筒４１ｅと第６部分鏡筒４１ｆとの間にフランジＦＬＧが設けられている。なお、本実施形態では、鏡筒４０を９つの部分鏡筒４１ａ〜４１ｉに分割しているが、分割数はこれに限られるものではない。
図１に示すように、これらの部分鏡筒及びフランジＦＬＧが設けられている部分鏡筒には、少なくとも一つのレンズエレメント４３，４５が不図示のレンズ保持部材によって各部分鏡筒にそれぞれ保持されている。また、第１部分鏡筒４１ａのレチクルＲ側の端部、及び第９部分鏡筒４１ｉのウエハＷ側の端部にはカバーガラス４６が設けられている。
図１及び図２に示すように、フランジＦＬＧが設けられている部分鏡筒及びそれより下側、すなわちウエハＷ側に配置される第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉには、静止レンズエレメント４５が不図示の保持部材によって保持されている。また、フランジＦＬＧより上側、すなわちレチクルＲ側に配置される第１〜第５部分鏡筒４１ａ〜４１ｅのそれぞれには、少なくとも一つの可動レンズエレメント４３（図２においては１個のみ図示）を備える。また、第１〜第５部分鏡筒４１ａ〜４１ｅには、図１に示すように、可動レンズエレメント４３を支持する支持部材４７と、駆動機構に含まれるピエゾ素子４９とを備える。なお、レンズエレメント４３，４５は、その外周において、例えば３ヶ所で前記保持部材に保持されるために、部分鏡筒４１ａ〜４１ｉの内壁に対して、レンズエレメント４３，４５及び前記保持部材の間には隙間が生じる。これにより、カバーガラス４６とレンズエレメント４３，４５と鏡筒本体４１とにより区画形成される各空間５５〜５７は、支持部材４７に形成された通路４７ａ（図３参照）、及び前記隙間等を介してそれぞれ連通されている。また、各空間５５〜５７は、各部分鏡筒間の隙間によって、鏡筒本体４１の外面とカバー４２の内面との間の空間５８と連通している。詳しくは、複数の部分鏡筒のうち、可動レンズエレメント４３を備える部分鏡筒の側壁には、ピエゾ素子４９の伸縮方向が鏡筒の接線方向と一致するように、該ピエゾ素子４９を収容する収容空間が形成されるとともに、ピエゾ素子４９の駆動力を可動レンズエレメント４３に伝達するリンク機構が形成される。収容空間及びリンク機構は、部分鏡筒の側壁に放電加工によって形成されるために、部分鏡筒の側壁は複数の切欠孔を有する。従って、各空間５５〜５７は、複数の切欠孔を介して、鏡筒本体４１の外面とカバー４２の内面との間の空間５８に連通されている。
各支持部材４７は、ピエゾ素子４９を介して鏡筒本体４１に連結されている。各ピエゾ素子４９は、各部分鏡筒４１ａ〜４１ｅにおける円周方向の等角度間隔おきに複数、例えば３個設けられている。各ピエゾ素子４９が伸縮することにより、部分鏡筒の側壁に形成されたリンク機構を介して、各支持部材４７が鏡筒本体４１に対して光軸ＡＸ方向に微動される。
さらに、図３に示すように、ピエゾ素子４９が設けられた部分鏡筒４１ａ〜４１ｅの内壁面には、ピエゾ素子４９が各部分鏡筒４１ａ〜４１ｅ内の空間に直接露出するのを制限する露出制限部材としての隔壁（内部カバー）５４が設けられている。隔壁５４は部分鏡筒と一体的に形成されたものであっても、別の部材であってもよい。各ピエゾ素子４９は、鏡筒本体４１とカバー４２との間の空間５８内に収容された配線５１を介して結像特性制御部５２に接続されている。
結像特性制御部５２をはじめとして、露光光源１１、レチクルブラインド駆動部１８、レチクルステージ制御部２３及びウエハステージ制御部３４は、主制御系５３に接続されている。これらの各構成要素は主制御系５３の制御の下で動作され、主制御系５３は前記レチクルＲ上に形成されたパターンの像をウエハＷ上に転写する一連の露光工程全体を制御している。
図１に示すように、鏡筒４０には、その内部にパージガスを供給するパージガヌ供給口６０と、鏡筒４０内のガスを排出するガス排出口６１とが設けられている。なお、パージガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン及びクリプトン等の不活性ガスが用いられる。
パージガス供給口６０は、鏡筒本体４１の一端部をなすレチクル側端部と他端部をなすウエハ側端部の２ヶ所に形成されており、これらのパージガス供給口６０を介してパージガスが直接鏡筒本体４１内に供給される。一方、ガス排出口６１は、カバー４２のほぼ中央部に形成されている。詳述すれば、パージガス供給口６０は、第１部分鏡筒４１ａの側壁と、第９部分鏡筒４１ｉの側壁とに設けられている。なお、カバー４２の他端は、パージガス供給口６０の下側において、第１部分鏡筒４１ａの側壁に取付けられる。また、ガス排出口６１は、カバー４２の中央部ではなく、そのほかの部分、例えば、フランジＦＬＧの近傍（カバー４２の端部近傍）に形成されてもよい。
第１部分鏡筒４１ａのパージガス供給口６０から鏡筒本体４１内に供給されたパージガスは、主に空間５５から空間５６、空間５７に供給される。空間５５，５６，５７に供給されたパージガスは、第１〜第５部分鏡筒４１ａ〜４１ｅ間の隙間や、各部分鏡筒４１ａ〜４１ｉの側壁に形成された切欠孔等を介して空間５８内に排出される。各部分鏡筒４１ａ〜４１ｉを組立調整した後であれば、空間５８内には、パージガスと空間５８内に残留していた空気との混合ガスが排出され、空間５５，５６，５７内がパージガスで置換された後であれば、有機物質を含むパージガスが排出される。また、第９部分鏡筒４１ｉのパージガス供給口６０から鏡筒本体４１内に供給されたパージガスは、静止レンズエレメント４５を保持する保持部材に形成された通路を介して、空間５７に供給される。パージガス供給口６０から空間５７に供給されたパージガスは、前記通路を介して第５部分鏡筒４１ｅ内の空間５７に到達し、その後、第４部分鏡筒４１ｄと第５部分鏡筒４１ｅとの間の隙間や、第４部分鏡筒４１ｄ又は第５部分鏡筒４１ｅに形成された前記切欠孔から空間５８内に排出される。なお、第９部分鏡筒４１ｉのパージガス供給口６０から供給されたパージガスは、その一部が第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉ間の隙間から漏れるが、その漏れ量は、第１〜第５部分鏡筒４１ａ〜４１ｅ間の隙間から漏れるパージガス漏れ量よりも少なく、本実施形態では無視できる漏れ量とする。もし、第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉ間の隙間から漏れるガス量が無視できない場合は、第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉの外側に、所定間隔を離してカバーを設ければよい。同カバーを設ける場合は、カバーの一端をフランジＦＬＧに取付け、他端を第９部分鏡筒４１ｉの側壁に取り付ければよい。ただし、第６〜第９部分鏡筒４１ｆ〜４１ｉの外側に同カバーを設ける場合には、このカバーにもパージガス排出口を設けても良い。
次に、前記投影光学系ＰＬの結像特性調整方法について説明する。
まず、前記レチクルＲ上のパターンの像をウエハＷ上に転写する実露光に先立って、テストレチクルＲｔのパターンの像をテストウエハＷｔ上に転写するテスト露光を行う。このテストウエハＷｔ上にテスト露光されたパターンの像を現像する。そして、この現像されたパターンを顕微鏡で観察することにより、投影光学系ＰＬの収差情報を求める。
得られた収差情報を、予め主制御系５３に入力するとともに記憶させる。そして、主制御系５３は、この収差情報に基づいて前記結像特性制御部５２に対し前記各ピエゾ素子４９の駆動を指令する。これにより、前記各可動レンズエレメント４３の相対位置が変更され、投影光学系ＰＬの結像特性が補正される。そして、この補正の後、レチクルＲのパターンの像をウエハ上に転写する実露光が行われる。
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（Ａ） 投影光学系ＰＬの鏡筒４０では、パージガス供給口６０を鏡筒本体４１の第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉに、ガス排出口６１を鏡筒４０のほぼ中央のカバー４２に設けた。このため、パージガスをパージガス供給口６０を介して鏡筒本体４１内に導入すると、同鏡筒本体４１内の空気はガス排出口６１を介して鏡筒４０外に排出される。その際、パージガスは、鏡筒本体４１の両部分鏡筒４１ａ，４１ｉのパージガス供給口６０から鏡筒４０のほぼ中央のガス排出口６１へ流通する。このため、パージガスが鏡筒本体４１の全体にわたって効率よく流通され、鏡筒４０内の吸収性ガスが全体的に効率よく排出される。従って、鏡筒本体４１の一部に吸収性ガスの淀みが生じるのを抑制できて、吸収性ガスを含むパージガスが鏡筒４０外に排出されずに残るのを抑制することができる。
しかも、露光光ＥＬのエネルギーをより高く保つことが望ましい鏡筒本体４１の両端部、すなわち第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉに新鮮なパージガスを供給することができる。このため、第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉに吸収性ガスを含むパージガスの淀みが生じるのがより確実に抑制され、第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉにおける吸収性ガスを効率よく排出することができる。
（Ｂ） 投影光学系ＰＬの鏡筒４０では、可動レンズエレメント４３を駆動するためのピエゾ素子４９が装備されている。鏡筒本体４１内に供給されたパージガスは部分鏡筒の側壁に形成されたピエゾ収容空間及び切欠孔を介して、鏡筒４０の外部に排出される。従って、鏡筒本体４１とカバー４２との間に配置され、かつ、各ピエゾ素子４９に接続される配線５１の被覆材等から揮散される極微量の有機物質や、露光光を吸収する気体が鏡筒本体４１内に混入することが抑制され、また、有害物質や露光光を吸収する気体などの吸収性ガスを鏡筒４０の外部に効率よく排出することができる。
このため、前記有機物質に起因する各レンズエレメント４３，４５の曇りの発生や吸収性ガスに起因する露光光の透過率低下を効果的に抑制することができる。従って、投影光学系ＰＬにおける高い光学性能を維持することができる。
（Ｃ） 投影光学系ＰＬにおける鏡筒４０では、鏡筒本体４１の中央部近傍をカバー４２で覆うともに、ガス排出口６１をカバー４２に設けた。このため、鏡筒本体４１内のパージガスの圧力をカバー４２内より高くすることができ、露光光ＥＬの通過する鏡筒本体４１内から吸収性ガスを効率よく排出することができ、また、鏡筒本体４１内への吸収性ガスの侵入を抑制できる。
（Ｄ） 投影光学系ＰＬの鏡筒４０では、鏡筒本体４１に各ピエゾ素子４９が直接露出するのを制限する隔壁５４が形成されている。
このため、各ピエゾ素子４９や各ピエゾ素子４９に接続される配線５１の被覆材等からの揮散から発生した有機物質が鏡筒４０内に流入するのを抑制することができる。従って、鏡筒４０内のクリーン度をより高く維持することができる。
（Ｅ） 鏡筒４０内に投影光学系ＰＬが収容されている。このため、吸収性ガスを鏡筒４０から効率よく排出し、露光光ＥＬの効率低下及び各レンズエレメント４３，４５における曇りの発生を抑制することができる。従って、露光装置の露光精度の向上を図ることができる。
（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変形してもよい。
前記実施形態では、パージガス供給口６０を鏡筒本体４１の第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉにそれぞれ設け、ガス排出口６１を鏡筒４０のほぼ中央部に設ける構成とした。これに対して、例えばガス排出口６１を鏡筒本体４１の第１部分鏡筒４１ａ及び第９部分鏡筒４１ｉにそれぞれ設け、パージガス供給口６０を鏡筒本体４１における前記両部分鏡筒４１ａ，４１ｉの間に設ける構成としてもよい。なお、この場合には、パージガス供給口６０の開口断面積をガス排出口６１の開口断面積よりも大きくなるように形成したり、同パージガス供給口６０の数を増やしたりして、前記実施形態に比べ、パージガスの導入圧力が高くなるようにする必要がある。
前記実施形態では、パージガス供給口６０及びガス排出口６１を投影光学系ＰＬを収容する鏡筒４０に設ける構成とした。しかし、これらパージガス供給口６０及びガス排出口６１を照明光学系１７を収容する鏡筒１９にも同様に設けることができる。このようにした場合、パージガス供給口６０を鏡筒１９における露光光ＥＬの入射端及び出射端近傍に設け、ガス排出口６１を鏡筒１９の入射端及び出射端の間に設けてもよい。また、ガス排出口６１を鏡筒１９の入射端及び出射端近傍に設け、パージガス供給口６０を鏡筒１９の入射端及び出射端の間に設けてもよい。
前記実施形態では、鏡筒４０はカバー４２を備える構成としたが、このカバー４２を省略してもよい。なお、この場合、ガス排出口６１は鏡筒本体４１に直接設けられる。
前記実施形態では、鏡筒４０は、可動レンズエレメント４３を駆動する駆動機構として、ピエゾ素子４９を備える構成とした。しかし、駆動機構は、ピエゾ素子には限定されない。駆動機構として、例えば、モータを用いる構成としてもよい。
前記実施形態では、鏡筒本体４１における各ピエゾ素子４９に対応する部分に隔壁５４を設ける構成としたが、この隔壁５４を省略してもよい。
本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置などでは、透過型マスク（ステンシルマスク、メンバレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
もちろん、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。
さらに、本発明は、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の露光装置にも適用することができる。
露光装置の光源としては、例えばｇ線（λ＝４３６ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（λ＝１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（λ＝１２６ｎｍ）等を用いてもよい。また、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。
前記実施形態の露光装置は、例えば次のように製造される。
まず、投影光学系ＰＬを構成する複数のレンズエレメント４３，４５及びカバーガラス４６等を本実施形態の部分鏡筒４０ａ〜４１ｉに収容する。部分鏡筒４０ａ〜４１ｉを積み重ねて固定して鏡筒４０を形成する。複数のレンズ１２，１３ａ，１３ｂ，１６、ミラー１５等の光学部材からなる照明光学系１７を鏡筒１９内に収容する。そして、これらの照明光学系１７及び投影光学系ＰＬを露光装置本体に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステージＷＳＴ（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージＲＳＴも含む）を露光装置本体に取り付けて配線を接続する。そして、露光光ＥＬの光路内にパージガスを供給するパージガス供給系の配管を接続した上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）を行う。
鏡筒４０を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
次に、上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用してデバイスを製造する方法の実施形態について説明する。
図４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートである。
図４に示すように、まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデバイス）の機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レクチルＲ等）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラスプレート等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入等）等の工程が必要に応じて含まれる。
最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
図５は、半導体デバイスの場合における、図４のステップＳ１０４の詳細なフローの一例を示す図である。図５において、ステップＳ１１１（酸化ステップ）では、ウエハＷの表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）では、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜Ｓ１１４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置）によってマスク（レチクルＲ）の回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。
本実施形態のデバイス製造方法によれば、露光工程（ステップＳ１１６）において、前記（Ｅ）の効果を有する露光装置が用いられ、真空紫外域の露光光ＥＬにより解像力の向上が可能となり、露光量制御を高精度に行うことができる。従って、露光精度を向上することができて、最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
以上詳述したように、請求の範囲１の発明によれば、鏡筒内の吸収性ガスを全体的に効率よく排出できて、筐体の一部に吸収性ガスが鏡筒内に残るのを抑制することができる。
請求の範囲２の発明によれば、請求の範囲１の発明の効果に加えて、露光光のエネルギーをより高く保つことが望ましい筐体の両端部において、吸収性ガスを効率よく排出することができる。
請求の範囲３の発明によれば、請求の範囲１または２の発明の効果に加えて、駆動機構の駆動及び駆動機構を構成する部材等からの揮散等により発生する吸収性ガスに起因する光学部材の曇りの発生を効果的に抑制することができる。従って、鏡筒における高い光学性能を維持することができる。
請求の範囲４の発明によれば、請求の範囲１〜３のうちいずれか一項の発明の効果に加えて、筐体本体内のパージガスの圧力をカバー内より高くなるように設定することで、露光光の通過する筐体本体内から吸収性ガスを効率よく排出することができる。
請求の範囲５の発明によれば、前記請求の範囲４の発明の効果に加えて、駆動機構を構成する部材から発生した吸収性ガスが筐体本体内に流入するのを抑制することができて、鏡筒内のクリーン度を高く維持することができる。
請求の範囲６及び７の発明によれば、駆動機構を構成する部材から生じうる吸収性ガスが筐体本体内に侵入することを低減することができる。
請求の範囲８及び請求の範囲９の発明によれば、露光光の効率低下及び光学部材における曇りの発生を抑制することができて、露光精度の向上を図ることができる。
請求の範囲１０の発明によれば、露光精度を向上することができ、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の一実施形態に従う露光装置の全体構成を示す概略図。
図２は図１の露光装置の鏡筒の拡大図。
図３は図２の鏡筒の部分拡大断面図。
図４はデバイスの製造方法を示すフローチャート。
図５は半導体素子の製造方法を示すフローチャート。
Claims (10)
- 複数の光学部材を保持する筐体を有し、その筐体の内部に所定のパージガスを供給する鏡筒において、
前記筐体の内部に前記パージガスを供給するパージガス供給口または前記筐体から該筐体内のガスを排出するガス排出口の一方を前記筐体の一端部及び他端部に設けるとともに、前記パージガス供給口またはガス排出口の他方を前記筐体の一端部と他端部の間に設けたことを特徴とする鏡筒。 - 前記パージガス供給口を前記筐体の一端部及び他端部に設けるとともに、前記ガス排出口を前記筐体の一端部と他端部の間に設けたことを特徴とする請求の範囲１に記載の鏡筒。
- 前記複数の光学部材のうち少なくとも一部の光学部材には、その光学部材を駆動する駆動機構が接続されていることを特徴とする請求の範囲１または２に記載の鏡筒。
- 前記筐体は、前記複数の光学部材を保持する筐体本体と、前記筐体本体の少なくとも一部の外周面を覆うカバーとを有し、
前記ガス排出口は、前記カバーに設けられることを特徴とする請求の範囲１〜３のうちいずれか一項に記載の鏡筒。 - 前記複数の光学部材のうち少なくとも一部の光学部材に接続され、その光学部材を駆動する駆動機構の少なくとも一つが前記筐体本体内の空間に露出するのを制限する露出制限部材を設けたことを特徴とする請求の範囲４に記載の鏡筒。
- 前記カバーは、前記筐体本体のうち、前記駆動機構が接続された光学部材を保持する部分の外周面を覆うことを特徴とする請求の範囲４または５に記載の鏡筒。
- 前記ガス排出口は、前記筐体本体内のガスを前記駆動機構を介して排出することを特徴とする請求の範囲６に記載の鏡筒。
- マスク上に形成されたパターンの像を基板上に転写する露光装置において、
前記請求の範囲１〜７のうちいずれか一項に記載の鏡筒を備えた露光装置。 - 前記マスク上のパターンの像を前記基板上に投影する投影光学系を備え、その投影光学系が前記請求の範囲１〜５のうちいずれか一項に記載の鏡筒からなることを特徴とする請求の範囲８に記載の露光装置。
- 前記請求の範囲８または９に記載の露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイスの製造方法。
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