JPWO2003054936A1 - ガスパージ方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

所定波長の光（ＥＬ）の光路上に配置された特定物体（ＲＳＴ又はＲ）と光学装置（ＩＬＵ）との間の空間をガスパージするに際し、特定物体との間に所定のクリアランスが形成される状態で、光学装置と特定物体との間の空間（ＩＭ）を外気から遮蔽する遮蔽部材（２２）を配置し、前記光に対する吸収特性が吸収性ガスに比べて低い特定ガスを、遮蔽部材に接続された給気用配管（６０）を介して前記空間（ＩＭ）に供給する。また、空間（ＩＭ）内の内部ガスを遮蔽部材に接続された排気用配管（６１）を介して外部に排気する。これにより、光学装置と特定物体との間の空間を覆うことができる小型の遮蔽部材を用いるだけで、大型で重い気密型の遮蔽容器を用いた場合とほぼ同程度の高精度なガス置換が可能となる。

Description

技術分野
本発明はガスパージ方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、所定波長の光の光路上に配置された物体と光学装置との間の空間をガスパージするガスパージ方法及び該ガスパージ方法の実施に好適な露光装置、並びに該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
背景技術
従来より、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、電子デバイスの微細パターンを基板上に形成する種々の露光装置が用いられている。近年では、特に生産性の面から、形成すべきパターンを４〜５倍程度に比例拡大して形成したフォトマスク（マスク）又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンを、投影光学系を介してウエハ等の被露光基板（以下、「ウエハ」と呼ぶ）上に縮小転写する縮小投影露光装置が、主として用いられている。
この種の投影露光装置では、集積回路の微細化に対応して高解像度を実現するため、その露光波長をより短波長側にシフトしてきた。現在、その波長はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍが主流となっているが、より短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化段階に入りつつある。そして、最近では、更に短波長の波長１５７ｎｍのＦ_２レーザや、波長１２６ｎｍのＡｒ_２レーザ等の、いわゆる真空紫外域と呼ばれる波長帯の光を発する光源を使用する投影露光装置の提案も行なわれている。
かかる波長１８０ｎｍ以下の真空紫外光は、大気中の酸素や水蒸気によって激しい吸収を受ける。このため、真空紫外光を露光光として使用する露光装置では、露光光の光路上の空間から酸素や水蒸気などの吸光物質を排除するため、その空間内の気体を、露光光を殆ど吸収しない、窒素やヘリウムなどの希ガスでガス置換（ガスパージ）する必要がある。例えば、発振波長１５７ｎｍのＦ_２レーザを光源とする露光装置では、レーザからウエハに至るまでの光路の大部分で、残存酸素濃度を１ｐｐｍ以下に抑える必要があると言われている。
また、高解像度化は、露光波長の短波長化のみならず、光学系の大開口数（Ｎ．Ａ．）化によっても実現可能であることから、最近では光学系のより一層の大Ｎ．Ａ．化の開発もなされている。しかるに、高解像度の実現のためには、投影光学系の大Ｎ．Ａ．化に加えて投影光学系の収差の低減が必要である。このため、投影光学系の製造工程では、光の干渉を利用した波面収差計測を行ない、残存収差量を露光波長の１／１０００程度の精度で計測し、その計測値に基づいて投影光学系の調整を行っている。
このような大Ｎ．Ａ．化や低収差化は、視野が小さい光学系ほど実現が容易である。但し、露光装置としては、視野（露光フィールド）が大きいほど、処理能力（スループット）が向上する。そこで、小視野ではあるが大Ｎ．Ａ．の投影光学系を用いて、かつ実質的に大きな露光フィールドを得るために、露光中に、レチクルとウエハをその結像関係を維持したまま相対走査する例えば走査型投影露光装置、例えばステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（すなわちいわゆるスキャニング・ステッパなど）が最近の主流となっている。
ところで、上述の真空紫外光を光源とする露光装置においては、レチクル近傍の空間の残存酸素及び水蒸気濃度も、１ｐｐｍ程度以下に抑える必要がある。これを実現する方法として、レチクルを保持するレチクルステージ全体を大きな気密型の遮蔽容器（レチクルステージチャンバ）で覆い、その内部（レチクルステージ，レチクルを含む）全体をガスパージする方法も考えられる。しかしながら、このような遮蔽容器を採用すると、露光装置が大型化及び重量化し、半導体工場のクリーンルーム内における、露光装置１台あたりの設置面積（フットプリント）がより大きくなり、設備コスト（あるいはランニング・コスト）の増大により結果的に半導体素子の生産性が低下してしまう。また、レチクル近傍へのアクセスが困難となり、レチクルステージなどのメンテナンス時の作業性が低下してメンテナンスに要する時間が増大し、この点においても半導体素子の生産性が低下してしまう。
特に走査型投影露光装置は、露光中にレチクルを高速に走査する必要から大型のレチクルステージを備えており、この大型のレチクルステージ全体を覆う遮蔽容器（レチクルステージチャンバ）は一層大型化してしまう。
なお、レチクル近傍の空間のガスパージは、投影露光装置のみの問題ではなく、投影露光装置に搭載する投影光学系の収差を計測するための検査光学装置などでも問題となる。
本発明は、かかる事情の下になされたものであり、その第１の目的は、光の光路上に配置された物体と光学装置との間の空間の効率的なガス置換を大型で重い気密型の遮蔽容器を用いることなく実現するガスパージ方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、装置の大型化、重量化を抑制しつつ露光精度を向上することが可能な露光装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができるデバイス製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明は、第１の観点からすると、所定波長の光の光路上に配置された物体と光学装置との間の空間をガスパージするガスパージ方法であって、少なくとも前記物体及び該物体を保持する保持部材のいずれかである特定物体との間に所定の第１クリアランスが形成される状態で、前記光学装置と前記物体との間の空間を外気から遮蔽する遮蔽部材を配置する工程と；前記光に対する吸収特性が吸収性ガスより低い特定ガスを、前記遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記遮蔽部材内部の空間に供給する工程と；を含む第１のガスパージ方法である。
ここで、吸収性ガスとは、前記所定波長の光（光学装置で用いる光）に対する吸収特性が大きいガスの総称であり、例えば、光が波長１２０ｎｍ〜１８０ｎｍの真空紫外光である場合、その真空紫外光を激しく吸収する酸素、水蒸気、炭化水素などの吸光物質を含むガスが該当する。本明細書では、かかる意味で「吸収性ガス」なる用語を用いるものとする。なお、一般的な空気（大気）も酸素と水蒸気を大量に含むので、吸収性ガスとして扱うこととする。従って、吸収性ガスは、上記の光の波長（所定波長）に応じて異なることになる。
これによれば、遮蔽部材は、少なくとも前記物体及び該物体を保持する保持部材のいずれかである特定物体との間に所定の第１クリアランスが形成される状態で配置されるので、その第１クリアランスを適宜な寸法に設定することにより、所定波長の光の光路上に配置された物体と光学装置との間の遮蔽部材内部の空間をある程度気密な状態で外気から遮蔽することができる。そして、その遮蔽部材内部の空間に遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記光に対する吸収特性が吸収性ガスより低い特定ガス（以下、適宜「低吸収性ガス」とも記述する）が供給される。これにより、物体と光学装置との間の光路上の空間、すなわち遮蔽部材内部の空間の気体を低吸収性ガスに置換することが可能となる。これにより、空間内から前記吸収性ガスを追放（パージ）することができる。従って、光の光路上に配置された物体と光学装置との間の空間の高精度なガス置換を大型で重い気密型の遮蔽容器を用いることなく実現することが可能となる。換言すれば、本発明によれば、光学装置と物体との間の空間を覆うことができる小型の遮蔽部材を用いるだけで、大型で重い気密型の遮蔽容器を用いた場合とほぼ同程度の高精度なガス置換が可能となる。
この場合において、前記遮蔽部材内部の空間内のガスを前記遮蔽部材に形成された排気用開口を介して外部に排気する工程を更に含むこととすることができる。
本発明の第１のガスパージ方法では、前記第１クリアランスは、約３ｍｍ以下であることとすることができる。
この場合において、前記遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面に形成された給気口を介して所定の気体を前記第１クリアランス内に供給するとともに、前記第１クリアランス内の気体を前記端面の前記空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する工程を更に含むこととすることができる。
本発明の第１のガスパージ方法では、前記遮蔽部材は、前記光学装置に対する振動の伝達を低減することとすることができる。
この場合において、前記遮蔽部材は、前記光学装置との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置されていることとすることができる。
この場合において、前記第２クリアランスは、約３ｍｍ以下であることとすることができる。
この場合において、前記遮蔽部材の前記光学装置に対向する端面に形成された給気口を介して所定の気体を前記第２クリアランス内に供給するとともに、前記第２クリアランス内の気体を前記端面の前記空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する工程を更に含むこととすることができる。
本発明は、第２の観点からすると、所定波長の光が照射される光学系を有する光学装置に用いられる光検出器の受光面を含む空間をガスパージするガスパージ方法であって、一方の面が開口し内部に前記光検出器をその受光面を前記開口に向けて収容した保持部材の前記開口の周囲の端面を、前記光学装置の構成部品の一部に、シール部材を介して結合し、前記光検出器の受光面を含む空間を外気から遮蔽する工程と；前記光に対する吸収特性が吸収性ガスに比べて低い特定ガスを、前記構成部品及び前記保持部材のいずれかに形成された給気用開口を介して前記空間に供給し、該空間内のガスを前記構成部品及び前記保持部材のいずれかに形成された排気用開口を介して外部に排気する工程と；を含む第２のガスパージ方法である。
これによれば、一方の面が開口し内部に光検出器をその受光面を前記開口に向けて収容した保持部材の前記開口の周囲の端面を、前記光学装置の構成部品の一部に、シール部材を介して結合し、前記光検出器の受光面を含む空間を外気から遮蔽する。このため、光学装置の構成部品と保持部材とで形成される光検出器の受光面を含む空間が、気密性の良い空間となる。そして、光学装置に照射され、該光学装置の光学系を介して受光素子に入射する光に対する吸収特性が吸収性ガスに比べて低い特定ガス（低吸収性ガス）を、前記構成部品及び保持部材のいずれかに形成された給気用開口を介して前記空間に供給し、該空間内のガスを前記構成部品及び保持部材のいずれかに形成された排気用開口を介して外部に排気する。これにより、光学装置から光検出器の受光面までの間の空間内部の気体が、特定ガスで置換され、光学装置を介して前記空間内に入射する所定波長の光が、光検出器の受光面にて受光されるまでの間に、空間内部で吸収されることは殆どなくなる。従って、光検出器の光量検出を精度良く行うことが可能となり、この光量検出の結果に基づいて、例えば光学装置の光学特性の計測などを行う場合には、その計測精度を向上させることが可能となる。
この場合において、前記保持部材の前記光検出器が載置される部分に予め貫通孔を形成する工程と；前記光検出器の裏面側から前記貫通孔を介して前記光検出器からの電気配線を外部に取り出す工程と；を更に含むこととすることができる。
本発明の第２のガスパージ方法では、前記保持部材を冷却する工程を更に含むこととすることができる。
この場合において、前記保持部材の冷却は、前記保持部材の前記光検出器とは反対側の面にペルチェ素子を接続して行うこととすることができる。
この場合において、前記ペルチェ素子の前記保持部材とは反対側を冷却する工程を更に含むこととすることができる。
本発明の第２のガスパージ方法では、前記光学装置の前記保持部材が結合される前記構成部品の前記保持部材とは反対側に光透過性部材を配置して、前記光検出器の受光面を含む空間を複数の空間に仕切る工程を更に含むこととすることができる。
本発明は、第３の観点からすると、マスクに形成されたパターンを基板上に転写する露光装置であって、所定波長の光により前記マスクを照明する照明光学系と；前記マスク及び該マスクを保持するマスク保持部材のいずれかである特定物体と前記照明光学系との間に配置され、少なくとも前記特定物体との間に所定の第１クリアランスを形成した状態で、前記マスクの前記照明光学系側の少なくとも前記マスクのパターン領域に対応する領域を含む第１空間を外気から遮蔽する第１遮蔽部材と；前記第１遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記光に対する吸収特性が吸収性ガスより低い特定ガスを前記第１空間に供給する第１ガス供給系と；を備える第１の露光装置である。
これによれば、マスク及びマスク保持部材のいずれかである特定物体と照明光学系との間に少なくとも特定物体との間に所定の第１クリアランスを形成した状態で配置された第１遮蔽部材により、マスクの照明光学系側の少なくともマスクのパターン領域に対応する領域を含む第１空間が外気から遮蔽される。そして、第１ガス供給系により、第１遮蔽部材に形成された給気用開口を介して所定波長の光（露光光）に対する吸収特性が吸収性ガスより低い特定ガス（低吸収性ガス）が前記第１空間に供給される。これにより、第１空間内の気体が特定ガスに置換される。従って、第１空間内から露光光を吸収する吸収性ガスを排除することができ、照明光学系から照射される光が、第１空間内で殆ど吸収されることなくマスクを照明するので、露光光の透過率の低下を抑制し、高精度な露光を実現することが可能となる。この場合、照明光学系とマスク又はマスク保持部材との間の第１空間を覆うことができる小型の第１遮蔽部材を用いるだけで、上記の第１空間を大型で重い気密型の遮蔽容器（マスクステージチャンバ）を用いた場合とほぼ同程度の効率の良いガス置換が可能となる。従って、装置の大型化、重量化を抑制することが可能となる。
この場合において、前記マスクから射出される光を前記基板上に投射する投影光学系と；前記特定物体と前記投影光学系との間に配置され、前記投影光学系に対する振動の伝達を低減した状態で、前記マスクの前記投影光学系側の少なくとも前記マスクのパターン領域を含む第２空間を外気から遮蔽する第２遮蔽部材と；前記第２遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記特定ガスを前記第２空間に供給する第２ガス供給系と；を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記第２遮蔽部材は、少なくとも前記特定物体との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置されることとすることができる。
この場合において、前記第１遮蔽部材に形成された排気用開口を介して前記第１空間内のガスを外部に排気する第１ガス排気系と；前記第２遮蔽部材に形成された排気用開口を介して前記第２空間内のガスを外部に排気する第２ガス排気系と；を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前記第１及び第２クリアランスの少なくとも一方は、約３ｍｍ以下であることとすることができる。
この場合において、前記第１遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第１クリアランス内に供給するとともに、前記第１クリアランス内の気体を前記端面の前記第１空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前記第１及び第２クリアランスの少なくとも一方が、約３ｍｍ以下である場合、前記第２遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記特定物体に向けて供給するとともに、前記第２クリアランス内の気体を前記端面の前記第２空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、第１遮蔽部材及び少なくとも前記特定物体との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置される第２遮蔽部材を備える場合、前記第１遮蔽部材の前記特定物体側の端部に設けられ、前記第１クリアランスを前記第１遮蔽部材の全周に渡って調整可能な調整機構と；前記第２遮蔽部材の前記特定物体側の端部に設けられ、前記第２クリアランスを前記第２遮蔽部材の全周に渡って調整可能な調整機構と；の少なくとも一方を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、第１遮蔽部材に加えて少なくとも前記特定物体との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置される第２遮蔽部材をも備える場合、前記第２遮蔽部材と前記投影光学系との間には、所定の第３クリアランスが形成されていることとすることができる。
この場合において、前記第３クリアランスは、約３ｍｍ以下であることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、第１遮蔽部材に加えて第２遮蔽部材を備え、該第２遮蔽部材と投影光学系との間に第３クリアランスが形成されている場合、前記第２遮蔽部材の前記投影光学系に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第３クリアランス内に供給するとともに、前記第３クリアランス内の気体を前記端面の前記第２空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、第１遮蔽部材に加えて少なくとも前記特定物体との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置される第２遮蔽部材をも備える場合、前記第１遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面及び前記第２遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面はともに平面であり、これらの端面にそれぞれ対向する前記特定物体の面はともに平面であることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、第１遮蔽部材に加えて少なくとも前記特定物体との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置される第２遮蔽部材をも備える場合、前記基板を保持する基板保持部材と；前記マスク保持部材を所定の走査方向に駆動する駆動源を含み、前記マスク保持部材と前記基板保持部材とを所定の走査方向に同期移動する駆動装置と；を更に備え、前記駆動源の少なくとも一部が、前記第１空間及び前記第２空間の外部に配置されることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、マスク保持部材と基板保持部材とを所定の走査方向に同期移動する駆動装置を備える場合、前記第１遮蔽部材の前記走査方向に関する長さは、少なくとも、前記露光が行われる前記同期移動時の前後の加速域と減速域とで前記マスク保持部材が移動する助走距離と、前記マスクのパターン領域の前記走査方向の長さとに基づいて決定されることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、第１遮蔽部材に加えて少なくとも前記特定物体との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置される第２遮蔽部材をも備える場合、前記基板と前記投影光学系との間に配置され、少なくとも前記基板との間に所定の第３クリアランスを形成した状態で、前記基板の前記投影光学系側の第３空間を外気から遮蔽する第３遮蔽部材と；前記第３遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記特定ガスを前記第３空間に供給する第３ガス供給系と；を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記第３遮蔽部材に形成された排気用開口を介して前記第３空間のガスを外部に排気するガス排気系を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、第１、第２及び第３遮蔽部材を備える場合、前記第３遮蔽部材は、前記投影光学系との間に、所定の第４クリアランスを形成した状態で配置されることとすることができる。
この場合において、前記第３遮蔽部材の前記投影光学系に対向する端面に形成された排気口を介して、前記第４クリアランス内の気体を外部に排気する排気機構を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記排気機構は、前記第３空間内のガスを前記第４クリアランスを介して外部に排気することとすることができる。
この場合において、前記第３ガス供給系は、前記第４クリアランスを介して前記特定ガスを前記第３空間に供給することとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前述した第１、第２及び第３遮蔽部材を備える場合、前記第３遮蔽部材の前記基板に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第３クリアランス内に供給するとともに、前記第３クリアランス内の気体を前記端面の前記第３空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前記第１遮蔽部材と前記照明光学系との間には、所定の第２クリアランスが形成されていることとすることができる。
この場合において、前記第２クリアランスは、約３ｍｍ以下であることとすることができる。
本発明では、第１遮蔽部材と照明光学系との間に、所定の第２クリアランスが形成されている場合、前記第１遮蔽部材の前記照明光学系に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第２クリアランス内に供給するとともに、前記第２クリアランス内の気体を前記端面の前記第１空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前記基板と前記投影光学系との間に配置され、少なくとも前記基板との間に所定の第２クリアランスを形成した状態で、前記基板の前記投影光学系側の第２空間を外気から遮蔽する第２遮蔽部材と；前記第２遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記特定ガスを前記第２空間に供給する第２ガス供給系と；を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記第２遮蔽部材に形成された排気用開口を介して前記第２空間内のガスを外部に排気するガス排気系を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、第２遮蔽部材が、前記基板との間に所定の第２クリアランスを形成した状態で配置され、第２遮蔽部材に形成された給気用開口を介して特定ガスを第２空間に供給する第２ガス供給系を備える場合、前記第２遮蔽部材は、前記投影光学系との間に、所定の第３クリアランスを形成した状態で配置されることとすることができる。
この場合において、前記第２遮蔽部材の前記投影光学系に対向する端面に形成された排気口を介して、前記第３クリアランス内の気体を外部に排気する排気機構を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記排気機構は、前記第２空間内のガスを前記第３クリアランスを介して外部に排気することとすることができる。
この場合において、前記第２ガス供給系は、前記第３クリアランスを介して前記特定ガスを前記第２空間に供給することとすることができる。
本発明の露光装置では、第１遮蔽部材に加えて基板の投影光学系側の第２空間を外気から遮蔽する第２遮蔽部材をも備える場合、前記第２遮蔽部材の前記基板に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第２クリアランス内に供給するとともに、前記第２クリアランス内の気体を前記端面の前記第２空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前記基板の前記投影光学系側の第２空間を外気から遮蔽する第２遮蔽部材を備える場合、前記第２遮蔽部材の前記基板側の端部に設けられ、前記第２クリアランスを前記第２遮蔽部材の全周に渡って調整可能な調整機構を更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前記基板を保持する基板保持部材と；前記マスク保持部材と前記基板保持部材とを所定の走査方向に同期移動する駆動装置と；を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記第１遮蔽部材の前記走査方向に関する長さは、少なくとも、前記露光が行われる前記同期移動時の前後の加速域と減速域とで前記マスク保持部材が移動する助走距離と、前記マスクのパターン領域の前記走査方向の長さとに基づいて決定されることとすることができる。
この場合において、前記第１遮蔽部材の前記走査方向に関する長さは、さらに、前記光により前記マスクが照明される照明領域の前記走査方向の長さに基づいて決定されることとすることができる。
本発明は、第４の観点からすると、露光光で照明されたマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、前記基板と前記投影光学系との間に、前記基板と前記投影光学系とに接触することなく配置され、前記基板と前記投影光学系との間における前記露光光の光路を含む空間を外気から遮蔽する遮蔽部材を備える第２の露光装置である。
これによれば、遮蔽部材として、基板と投影光学系との間における露光光の光路を含む所定の空間を覆うことができる程度の小型の遮蔽部材を用いることができ、その空間内の気体を例えば低吸収性ガスで置換する場合には、前記空間を大型で重い気密型の遮蔽容器（基板ステージチャンバ）を用いた場合とほぼ同程度の効率の良いガス置換が可能となる。これにより、基板と投影光学系との間における露光光の光路を含む空間から露光光を吸収する吸収性ガスを排除することができ、投影光学系から射出された光がその空間内で殆ど吸収されることなく基板に照射されるので、露光光の透過率の低下を抑制することができる。また、基板側の振動が遮蔽部材を介して投影光学系に伝達されるのが防止されている。従って、装置の大型化、重量化を抑制しつつ露光精度を向上することが可能となる。
この場合において、前記基板と前記遮蔽部材との間、あるいは前記投影光学系と前記遮蔽部材との間に形成されるクリアランス内のガスを吸引排気することによって、前記遮蔽部材で遮蔽された空間を前記外気から遮蔽することとすることができる。
この場合において、前記基板と前記遮蔽部材との間、あるいは前記投影光学系と前記遮蔽部材との間に形成されるクリアランス内に、前記露光光に対する吸収特性が吸収性ガスより低い特定ガスを供給することとすることができる。
また、リソグラフィ工程において、本発明の露光装置を用いて露光を行うことにより、基板上にパターンを精度良く形成することができ、これにより、より高集積度のマイクロデバイスを歩留まり良く製造することができる。従って、本発明は更に別の観点からすると、本発明の露光装置を用いるデバイス製造方法であるとも言える。
発明を実施するための最良の形態
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図７Ｂに基づいて説明する。
図１には、本第１の実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、エネルギビームとしての露光用照明光ＥＬをマスクとしてのレチクルＲに照射して、該レチクルＲと基板としてのウエハＷとを所定の走査方向（ここでは、図１における紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に同期移動してレチクルＲのパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上複数のショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。
この露光装置１００は、不図示の光源及び光学装置（照明光学系）としての照明ユニットＩＬＵを含み、露光用照明光（以下、「露光光」と呼ぶ）ＥＬによりレチクルＲを照明する照明系、レチクルＲを保持するマスク保持部材としてのレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持する基板保持部材としてのウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系、並びに構成各部を支持する支持架台ＢＤ等を備えている。
前記支持架台ＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に複数（例えば３個又は４個）の第１の防振ユニット４３を介して設けられた複数本（例えば３本又は４本）の脚部３４Ａと該脚部３４Ａによりほぼ水平に支持された鏡筒定盤（メインフレームとも呼ばれる）３４Ｂとを有する第１架台３４と、該第１架台３４の天板を構成する鏡筒定盤３４Ｂ上面に設けられＺ軸方向（上下方向）に延びる複数の支持部材２１と該複数の支持部材２１によりその上面がほぼ水平となるように支持されたレチクルステージ定盤２７とを有する第２架台３２とを備えている。第１架台３４の鏡筒定盤３４Ｂの下方には、複数の第２の防振ユニット４１を介して上面の平坦度が高く設定された平板状のウエハステージベースＢＳが床面Ｆの上方に配設されている。
前記光源としては、ここでは、波長約１２０ｎｍ〜約１８０ｎｍの真空紫外域に属する光を発する光源、例えば出力波長１５７ｎｍのフッ素レーザ（Ｆ_２レーザ）が用いられている。光源は、ビームマッチングユニットと呼ばれる光軸調整用の光学系を一部に含む不図示の送光光学系を介して照明ユニットＩＬＵを構成する照明系ハウジング２の一端に接続されている。照明系ハウジング２は、実際には、図１の紙面奥側に所定距離伸び、そこから下方に伸びる全体としてほぼＬ字状の形状を有している。
前記光源は、実際には、照明ユニットＩＬＵ及び投影光学系ＰＬ等を含む露光装置本体が設置されるクリーンルームとは別のクリーン度の低いサービスルーム、あるいはクリーンルーム床下のユーティリティスペースなどに設置されている。なお、光源として、出力波長１４６ｎｍのクリプトンダイマーレーザ（Ｋｒ_２レーザ）、出力波長１２６ｎｍのアルゴンダイマーレーザ（Ａｒ_２レーザ）などの他の真空紫外光源を用いても良く、あるいは、出力波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、出力波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ等を用いても良い。
前記照明ユニットＩＬＵは、内部を外部から隔離する照明系ハウジング２と、その内部に所定の位置関係で配置されたオプティカルインテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、及び光路折り曲げ用のミラー等（いずれも不図示）から成る照明光学系とを含んで構成されている。なお、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）、あるいは回折光学素子などが用いられる。本実施形態の照明ユニットは、例えば特開平６−３４９７０１号公報及びこれに対応する米国特許第５，５３４，９７０号などに開示されるものと同様の構成となっている。本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
照明ユニットＩＬＵでは、回路パターン等が形成されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域（前記レチクルブラインドで規定されるＸ軸方向に細長く伸びるスリット状の領域）を露光光ＥＬによりほぼ均一な照度で照明する。
なお、照明系ハウジング２内のレチクルＲ側端部近傍には、図１に示されるように、平板状の光透過窓部材２０が配設されている。この光透過窓部材２０は、照明ユニットＩＬＵからの露光光ＥＬを透過するとともに、照明系ハウジング２内を気密状態に維持する機能を有している。なお、光透過窓部材２０としては平板状のものに限らず、照明ユニットＩＬＵを構成するいずれかのレンズを照明系ハウジング２に気密に固定することで、そのレンズを上記光透部材２０の代わりにしても良い。
なお、上記照明ユニットＩＬＵを構成する光学部材のうち、レンズや照度均一化光学系、光透過窓部材２０といった露光光ＥＬを透過する部材の材料としては、真空紫外光に対する透過率の高い例えばホタル石を使用することが望ましい。但し、部分的には、水酸基を１０ｐｐｍ以下程度に排除し、フッ素を１％程度含有させたフッ素ドープ石英（いわゆるモディファイド石英）を用いることもできる。また、フッ素ドープ石英に限られず、通常の石英や単に水酸基の少ない石英、さらに水素を添加した石英を使用することも可能である。また、フッ化マグネシウム、フッ化リチウムなどのフッ化物結晶を使用しても良い。
なお、前記送光光学系や照明ユニットＩＬＵ内のメンテナンス時に外部から浸入する大気が、メンテナンス対象の空間以外に広がらないようにするために、送光光学系と照明ユニットＩＬＵの境界部分に、仕切り窓を設けることとしても良い。また、このような仕切り窓を、送光光学系や照明ユニットＩＬＵ内に設置される任意の光学部材で代用し、送光光学系と照明ユニットＩＬＵ内を複数の気密空間に分離することとしても良い。
前記レチクルステージＲＳＴは、平面視（上方から見て）矩形の形状を有し、第２架台３２を構成するレチクルステージ定盤２７上方に、不図示の気体静圧軸受けを介して浮上支持されている。レチクルステージＲＳＴの中央部には、図１のレチクルＲ近傍の拡大断面図である図３Ｂから分かるように、平面視（上方から見て）矩形の段付き開口５３が形成されており、該段付き開口５３の内縁部近傍の複数箇所には一段高い真空吸着部５３ａが設けられている。これらの複数の真空吸着部５３ａのそれぞれに設けられた不図示の真空吸着機構（バキュームチャック）によってレチクルＲが吸着保持されている。このレチクルＲのパターン面（下面）には、矩形枠状のペリクルフレーム５７及び該ペリクルフレーム５７の下面に貼り付けられたペリクル５６が設けられている。ペリクル５６によりパターン面に対する塵等の付着が防止されるようになっている。
レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向両端部には、図１に示されるように、駆動装置としてのＹ軸リニアモータ２４Ａ，２４Ｂそれぞれの可動子２５ａ，２５ｂが設けられている。Ｙ軸リニアモータ２４Ａ，２４Ｂの固定子２６ａ，２６ｂは、Ｙ軸方向に所定長さで延設されている。これらの固定子２６ａ，２６ｂは、前記支持架台ＢＤとは別に床面Ｆに固定され、上下方向を長手方向として配置されたモータ支持部材３１ａ，３１ｂによってそれぞれ支持されている。この場合、可動子２５ａ，２５ｂは、固定子２６ａ，２６ｂとの間にそれぞれ生じる電磁力により、Ｙ軸方向に駆動され、これによりレチクルステージＲＳＴが、レチクルステージ定盤２７上をＹ軸方向に所定ストロークで駆動される。なお、レチクルステージＲＳＴは、Ｙ軸リニアモータ２４Ａ，２４Ｂの発生推力をわずかに異ならせることにより、ＸＹ面内で微小駆動（回転を含む）可能に構成されている。
なお、上記では、Ｙ軸リニアモータ２４Ａ，２４Ｂの固定子２６ａ，２６ｂはモータ支持部材３１ａ，３１ｂを介して床面Ｆ上方にて支持され、固定子に生じた振動をモータ支持部材３１ａ，３１ｂを介して床面側に逃がす構成について説明した。しかし、これに限らず、例えば、固定子２６ａ，２６ｂ、及びレチクルステージ定盤２７をそれぞれの支持部材に対して気体静圧軸受けなどを介して浮上支持することとしても良い。このようにすると、レチクルステージＲＳＴの駆動の際の反力に応じて固定子２６ａ，２６ｂが駆動され、レチクルステージＲＳＴ、固定子を含む系の運動量が保存され、上記反力に起因する固定子の振動が防止される。また、この場合、重心の移動も生じないので、いわゆる偏荷重の発生も防止される。
また、固定子がレチクルステージ定盤２７上に接続されている場合には、レチクルステージ定盤２７を前述と同様に支持部材に対して相対移動可能な構成とすることにより、同様にしてレチクルステージ定盤２７の振動を効果的に抑制することができる。これにより、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向への駆動に伴う反力が投影光学系ＰＬに与える影響を軽減することができる。
前記レチクルステージＲＳＴには、図３Ａに示されるように、その上面の−Ｙ側端部には、Ｘ軸方向に延びる平面ミラーから成るレチクルＹ移動鏡３７Ｙが固定され、該移動鏡３７Ｙに対して、レチクルステージ定盤２７上に設けられたレチクルＹ干渉計３０からの測長ビームが垂直に照射されている。また、レチクルステージＲＳＴの上面の−Ｘ側端部近傍に、Ｙ軸方向に延びる平面ミラーから成るレチクルＸ移動鏡３７Ｘが固定され、該移動鏡３７Ｘに対して不図示のレチクルＸ干渉計からの測長ビームが垂直に照射されている。
これらのレチクルＹ干渉計３０、レチクルＸ干渉計によってレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置、Ｘ軸方向の位置が、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でそれぞれ常時検出されるようになっている。
なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（前述の移動鏡の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルステージＲＳＴの走査方向（本実施形態ではＹ軸方向）の位置検出に用いられる移動鏡３７Ｙの代わりに、少なくとも１つのコーナーキューブ型ミラー（例えば、レトロリフレクタ）を用いても良い。ここで、レチクルＹ干渉計３０とレチクルＸ干渉計の一方、例えばレチクルＹ干渉計３０は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計３０の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向の回転も計測できるようになっている。
上記のレチクルＸ干渉計，レチクルＹ干渉計３０によって計測されるレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）、すなわちレチクルＲの位置情報（又は速度情報）は不図示の制御装置に供給される。制御装置は、基本的にはそれらのレチクル干渉計から出力される位置情報（又は速度情報）が制御目標値と一致するようにＹ軸リニアモータ２４Ａ、２４Ｂを制御している。
図１に戻り、照明ユニットＩＬＵとレチクルステージＲＳＴとの間、すなわちレチクルステージＲＳＴの上方には、第１遮蔽機構１０１が設けられ、レチクルステージＲＳＴと投影光学系ＰＬとの間、すなわちレチクルステージＲＳＴの下方には第２遮蔽機構１０２が設けられている。これら遮蔽機構の構成等については後に詳述する。
前記投影光学系ＰＬは、ホタル石、フッ化リチウム等のフッ化物結晶から成るレンズや反射鏡からなる光学系を、鏡筒１９で密閉したものである。投影光学系ＰＬとしては、ここでは、一例として両側テレセントリックで投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の屈折系が用いられているものとする。このため、前述の如く、照明ユニットＩＬＵからの露光光ＥＬによりレチクルＲが照明されると、その照明領域部分のレチクルＲ上のパターンが投影光学系ＰＬによりウエハＷ上のショット領域の一部に縮小投影され、前記露光光ＥＬで照明されたパターン部分の縮小像（部分像）が形成される。
前記投影光学系ＰＬは、その光軸方向をＺ軸方向として鏡筒定盤３４Ｂの中央に形成された平面視（上方から見て）円形の開口内に挿入され、その高さ方向の中央やや下側に設けられたフランジＦＬＧを介して鏡筒定盤３４Ｂに固定されている。
なお、投影光学系ＰＬとしては、屈折系に限らず、反射屈折系、反射系のいずれをも用いることができる。
前記ウエハステージＷＳＴは、例えば磁気浮上型や加圧気体の静圧により浮上する気体浮上型のリニアモータ等から成る駆動装置としての不図示のウエハ駆動系によって前記ウエハステージベースＢＳの上面に沿ってかつ非接触でＸＹ面内で自在に駆動されるようになっている。
ウエハステージＷＳＴは、実際には、上記のＸＹ面内で自在に駆動（θｚ回転を含む）されるＸＹステージ、このＸＹステージ上に搭載され、ウエハＷを保持する基板テーブル等を備えている。基板テーブル上に不図示のウエハホルダが設けられ、該ウエハホルダによってウエハＷが例えば真空吸着により保持されている。基板テーブルは、不図示の駆動系により、Ｚ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向に微小駆動される。このように、ウエハステージＷＳＴは、実際には、複数のステージ、テーブルを含んで構成されるが、以下では、ウエハステージＷＳＴは、ウエハ駆動系によってＸ、Ｙ、Ｚ、Ｘ軸回りの回転であるθｘ、Ｙ軸回りの回転であるθｙ、及びθｚ方向の６自由度方向に駆動可能な単一のステージであるものとして説明する。
ウエハステージＷＳＴの位置情報は、ウエハステージＷＳＴ上面に設けられた移動鏡１６を介してウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）２０によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されるようになっている。
なお、実際には、移動鏡はＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡と、Ｙ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡とが設けられ、これに対応してレーザ干渉計もＸ方向位置計測用のＸレーザ干渉計とＹ方向位置計測用のＹレーザ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表して移動鏡１６、ウエハ干渉計２０として図示されている。なお、例えば、ウエハステージＷＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１６の反射面に相当）を形成しても良い。また、Ｘレーザ干渉計及びＹレーザ干渉計は測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））も計測可能となっている。従って、以下の説明ではレーザ干渉計２６によって、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ、θｚ、θｙ、θｘの５自由度方向の位置が計測されるものとする。また、多軸干渉計は４５°傾いてウエハステージＷＳＴに設置される反射面を介して、投影光学系ＰＬが載置される架台（不図示）に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。
上述したウエハ干渉計２０からのウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は不図示の制御装置に送られ、制御装置ではウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいてウエハ駆動系を介してウエハステージＷＳＴを駆動する。
ウエハステージＷＳＴと投影光学系ＰＬとの間には、第３遮蔽機構１０３が設けられている。この第３遮蔽機構１０３の構成等については後に詳述する。
制御系は、不図示の制御装置によって主に構成される。制御装置は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構成され、上述した各種制御動作を行う他、露光動作が的確に行われるように、例えばレチクルＲとウエハＷの同期走査、ウエハＷのステッピング等を制御する。
具体的には、制御装置は、例えば走査露光時には、レチクルＲがレチクルステージＲＳＴを介して＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度Ｖ_Ｒ＝Ｖで走査されるのに同期して、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷが露光領域に対して−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度Ｖ_Ｗ＝β・Ｖ（βはレチクルＲからウエハＷに対する投影倍率）で走査されるように、レチクル干渉計、ウエハ干渉計２０の計測値に基づいてＹ軸リニアモータ２４Ａ，２４Ｂ、ウエハ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置及び速度をそれぞれ制御する。
また、ステッピングの際には、制御装置では、レチクル干渉計及びウエハ干渉計２０の計測値に基づいてウエハ駆動系を介してウエハステージＷＳＴの位置を制御する。
ところで、真空紫外域の波長の光を露光光とする場合には、その光路から酸素、水蒸気、炭化水素系のガス等の、かかる波長帯域の光に対し強い吸収特性を有するガス（以下、適宜「吸収性ガス」と呼ぶ）を排除する必要がある。このため、本実施形態では、光源からウエハＷに至る光路上の全ての空間内部の吸収性ガスを極力排除する工夫がなされている。これについては、後に詳述する。
次に、前述の第１〜第３遮蔽機構（１０１，１０２，１０３）について説明する。
前記第１遮蔽機構１０１は、図１及び図３Ａに示されるように、レチクルＲの上方に設けられたＸＹ断面が矩形枠状の一方の面（図１における下面）が全面に渡って開口し、他方の面（図１における上面）の中央部が開口した全体として厚さの薄い直方体状の部材から成る遮蔽部材としての照明系側ガスパージスカート２２を含んで構成されている。この照明系側ガスパージスカート２２は、レチクルＲ及び該レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴのいずれかである特定物体と照明ユニットＩＬＵとの間に配置され、少なくとも前記特定物体との間に所定のクリアランスを形成した状態で、レチクルＲの照明ユニットＩＬＵ側の少なくともレチクルＲのパターン領域に対応する領域を含む空間を外気から遮蔽する。
照明系側ガスパージスカート２２は、その上端面２２ａが照明ユニットＩＬＵの照明系ハウジング２のレチクル側端部（下端部）に固定され、その下端面２２ｂは、レチクルステージＲＳＴの上面（照明ユニットＩＬＵ側の面）に、接触することなく近接して配置されている。すなわち、照明系側ガスパージスカート２２の下端面２２ｂとレチクルステージＲＳＴの上面との間には、所定のクリアランスが形成されている。この場合、照明系側ガスパージスカート２２と照明ユニットＩＬＵとレチクルステージＲＳＴとの間には、概ね気密状態の空間ＩＭが形成されている。
この空間ＩＭにおいて、高い気密性を確保するためには、前述のクリアランスは狭ければ狭いほど好ましい。但し、レチクルステージＲＳＴには、走査に伴う上下振動が発生するおそれがあるので、上下振動が生じた場合にもレチクルステージＲＳＴと照明系側ガスパージスカート２２との接触を回避するためには、ある程度の間隔を設けることが必要となる。その間隔は、各機構の構成によっても異なるが、気密性の観点からは、上記クリアランスは、最大でも３ｍｍ以下であることが好ましい。
なお、照明系側ガスパージスカート２２とレチクルステージＲＳＴとの間に配置され、照明系側ガスパージスカート２２の下端部に、例えば伸縮自在のベローズを伸縮駆動及びチルト駆動する駆動機構を設け、該駆動機構によりベローズを伸縮及びチルト駆動することにより、クリアランスを照明系側ガスパージスカート２２の全周に渡ってほぼ均一になるように調整することも可能である。
図４には、レチクルステージＲＳＴの平面図が示されている。この図４に示されるように、照明系側ガスパージスカート２２は、Ｙ軸方向に長い矩形枠状となっている。このように照明系側ガスパージスカート２２をＹ軸方向を長く設定しているのは、以下の理由による。すなわち、本実施形態においては、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）はＹ軸方向へ走査（スキャン）されるようになっているが、レチクルＲの汚染の防止のためには、レチクルステージＲＳＴがＹ軸方向に走査された場合であっても、レチクルＲが収容された段付き開口５３が常に照明系側ガスパージスカート２２の内部に収まっている必要がある。一方、Ｙ軸方向長さ（図４に示される長さＳＹ）が十分でないと、走査に伴ってレチクルＲと段付き開口５３が、照明系側ガスパージスカート２２からはみ出す可能性があり、はみ出した場合には、照明系側ガスパージスカート２２の下端面２２ｂとレチクルＲとの間に大きな隙間ができ、空間ＩＭの気密性が維持されなくなってしまう。しかし、空間ＩＭは、光源からウエハＷに至る光路上の空間であるから、後述するガスパージを効率良く行うためには、ある程度以上の気密性を確保する必要があるので、このような事態が生じないようにする必要がある。
上記の長さＳＹは、具体的には、レチクルＲのパターン領域のＹ軸方向長さと、レチクルＲを照明する照明領域のＹ軸方向の長さ（いわゆるスリット幅）と、走査に伴う助走距離（露光が行われる同期移動時の前後の加速域と減速域とでレチクルステージＲＳＴが移動する助走距離、すなわちいわゆるプリスキャン距離とオーバースキャン距離との和）を加えた長さとの合計により決定され、具体的には、レチクルＲが６インチ角（１５０ｍｍ角）サイズである場合には、照明系側ガスパージスカート２２内部のＹ軸方向長さＳＹは、２５０ｍｍ程度以上とする必要がある。
一方、照明系側ガスパージスカート２２のＸ軸方向長さＳＸについては、レチクルステージＲＳＴはＸ軸方向にはＹ軸方向ほど大きくは駆動されないので、レチクルＲ（又は段付き開口５３）の大きさに多少のマージンを設けておけば良く、例えばレチクルＲが６インチ角（１５０ｍｍ角）サイズである場合には、長さＳＸは１８０ｍｍ程度以上に設定しておけば良い。
なお、空間ＩＭの気密性確保のためには、レチクルステージＲＳＴがＹ軸方向に走査しても、レチクルステージＲＳＴを、照明系側ガスパージスカート２２が覆い続ける程度の大きさが必要となる。このため、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の全長（図４に示される長さＲＹ_１）は、照明系側ガスパージスカート２２の内側のＹ軸方向長さＳＹと、照明系側ガスパージスカート２２の側壁の厚さの２倍と、レチクルステージＲＳＴのＹ方向走査長を加算した長さの総和以上の長さである必要があり、具体的には、例えば、レチクルＲが６インチ角（１５０ｍｍ角）サイズである場合には、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の全長ＲＹ_１を６００ｍｍ以上としておく必要がある。
また、レチクルステージＲＳＴの走査による、レチクルステージＲＳＴと照明系側ガスパージスカート２２との接触を回避するためには、レチクルステージＲＳＴの表面形状は少なくともＹ軸方向に関してフラットである必要がある。この条件を数式で表わすと、レチクルステージＲＳＴの表面のＺ位置のＹ方向位置に対する関数Ｚ＝ｆ（Ｙ）がＹに関して一定である必要がある。
一方、レチクルステージＲＳＴの表面形状は、Ｘ軸方向に関しては必ずしも平面である必要がなく、段差や湾曲があっても構わないが、その場合には、照明系側ガスパージスカート２２の下端面２２ｂを、レチクルステージＲＳＴの表面形状とほぼ同じ形状に加工する必要があり、加工性の観点からは非常に複雑となってしまう。従って、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の表面形状についても、平面であることが望ましい。
なお、この場合には、空間ＩＭ内に含まれる部材、例えばレチクルＲやその他のレチクル周辺に配置される部材の全てが、レチクルステージＲＳＴの上面よりも上側にはみ出さないような構造（図３Ｂ参照）を採用しておく必要がある。
前記第１遮蔽機構１０１は、上述の照明系側ガスパージスカート２２の他に、空間ＩＭ内のガス置換を効率良く行うための配管系や差動排気機構なども有しているが、これらについては後に詳述する。
前記第２遮蔽機構１０２は、図１に示されるように、鏡筒定盤３４Ｂ上に設けられた複数のバージスカート保持機構２９を介して、レチクルステージＲＳＴの下方にて保持された遮蔽部材としての投影系側ガスパージスカート２８を備えている。投影系側ガスパージスカート２８は、その上端面２８ａが、レチクルステージＲＳＴの下面（投影光学系ＰＬ側の面）に接触することなく近接して配置され、その下端面２８ｂは投影光学系ＰＬの鏡筒１９の上端面に、接触することなく近接して配置されている。すなわち、投影系側ガスパージスカート２８の上端面２８ａとレチクルステージＲＳＴ下面との間、投影系側ガスパージスカート２８の下端面２８ｂと投影光学系ＰＬとの間には、それぞれクリアランスが形成されている。
この場合、投影系側ガスパージスカート２８、レチクルステージＲＳＴ、レチクルＲ、及び投影光学系ＰＬにより、概ね気密状態の空間ＭＰが形成されている。
ここで、上記クリアランスは、前述の照明ユニットＩＬＵとレチクルステージＲＳＴとの間のクリアランスと同様に、狭ければ狭い程好ましいが、レチクルステージＲＳＴの走査方向への移動に伴う上下振動が生じた場合にもレチクルステージＲＳＴと投影系側ガスパージスカート２８の接触を回避する必要があるので、その間隔をある程度開けることとしている。この場合のクリアランスとしては、上記と同様に３ｍｍ以下に設定することが好ましい。この場合にも、投影系側ガスパージスカート２８の上端部などにベローズ及び該ベローズを伸縮駆動及びチルト駆動する駆動機構を設け、投影系側ガスパージスカート２８の上端面２８ａの全周に渡ってクリアランスを均一に設定することとしても良い。
投影系側ガスパージスカート２８の上端部の形状、大きさ等は上記照明系側ガスパージスカート２２の下端部と同様（すなわち内部がＹ軸方向長さＳＹ、Ｘ軸方向長さＳＸである平面視矩形枠状）に設定されている。このような形状、大きさを採用した理由は、照明系側ガスパージスカート２２の場合と同様であるので、その説明は省略するものとする。
なお、この場合、レチクルステージＲＳＴの駆動に伴って、レチクルステージＲＳＴ及びレチクルＲが投影系側ガスパージスカート２８に接触しないように、ペリクル５６や、その他のレチクル周辺の構造物の全てがレチクルステージＲＳＴよりも下側にはみ出さないような構成（図３Ｂ参照）を採用する必要がある。
一方、投影系側ガスパージスカート２８の下端面２８ｂの形状は円形枠状とされている。これは投影光学系ＰＬの鏡筒１９が円筒形状を有し、その上端面の形状が円形枠状であるので、空間ＭＰの気密性の観点からは、投影系側ガスパージスカート２８の下端面２８ｂを、投影光学系ＰＬの鏡筒１９の上端面と同一形状とするのが好ましいからである。
なお、投影光学系ＰＬは第１架台３４に固定されているので、投影系側ガスパージスカート２８と投影光学系ＰＬとは、Ｏリング等のシール部材を介して気密的に接合（固定）することも可能である。但し、投影系側ガスパージスカート２８がレチクルステージＲＳＴの駆動等により振動し、その振動が投影光学系ＰＬに伝達して、結像特性を劣化されるおそれがある場合には、本実施形態のように所定の間隔（クリアランス）を開けて、近接して配置したほうが好ましい。このクリアランスも、これまでと同様に、３ｍｍ以下に設定することが好ましい。
ところで、露光装置１００においては、レチクルＲを、適宜、他のレチクルと交換する必要があるので、空間ＩＭ、空間ＭＰの気密性を維持したまま、レチクルＲを交換することが可能なレチクルの交換機構を採用する必要がある。
これを実現するためには、例えば、照明系側ガスパージスカート２２の側壁の一部に、開閉可能なレチクル搬送窓（不図示）を設け、このレチクル搬送窓を介して、不図示のレチクルローダによって、レチクルＲを空間ＩＭ外部に搬出し、新たなレチクルを空間ＩＭ内に搬入することで、レチクル交換を行う構成を採用しても良いし、あるいは、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向への走査ストロークを、レチクルＲ全体が、照明系側ガスパージスカート２２及び投影系側ガスパージスカート２８のＹ軸方向外側に出ても、照明系側ガスパージスカート２２及び投影系側ガスパージスカート２８がレチクルステージＲＳＴを覆い続けるほど大きく取っておき、照明系側ガスパージスカート２２及び投影系側ガスパージスカート２８からレチクルＲ全体が出た状態で、照明系側ガスパージスカート２２の外側に設けられたレチクルローダを用いて、レチクル交換を行うような構成とすることもできる。
なお、この場合、レチクル交換時のレチクルステージＲＳＴの移動方向を、−Ｙ方向に設定した場合には、レチクル交換の際にも照明系側ガスパージスカート２２及び投影系側ガスパージスカート２８とレチクルステージＲＳＴとの間の気密性が保たれるように（すなわち、レチクルＲ全体が照明系側ガスパージスカート２２及び投影系側ガスパージスカート２８の外側に出た場合にも、レチクルステージＲＳＴの＋Ｙ側端部が照明系側ガスパージスカート２２及び投影系側ガスパージスカート２８の＋Ｙ側の側壁を越えないように）、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の長さ（具体的には図４に示されるレチクルＲよりも＋Ｙ側の長さＲＹ_２）を十分に長く設定しておく必要がある。
ところで、照明系側ガスパージスカート２２には、図２に示されるように、第１給気管６０、第１排気管６１、及び第２給気管７２、第２排気管７３の４種類の配管が接続されている。
図５Ａには、照明系側ガスパージスカート２２の下端面２２ｂとレチクルステージＲＳＴとが近接配置された部分が断面図にて示されており、図５Ｂには、照明系側ガスパージスカート２２のレチクルステージＲＳＴに近接した面（下端面２２ｂ）の一部が拡大して示されている。なお、図５Ａは、図５ＢのＡ−Ａ線断面に相当する。
前記第１給気管６０は、図５Ａに示されるように、照明系側ガスパージスカート２２の側壁の外側から内側に連通して形成された供給用開口としての貫通孔２５１に対して、コネクタ７５を介して照明系側ガスパージスカート２２の外側から接続されている。貫通孔２５１の第１給気管６０とは反対側には給気ノズル７６が設けられている。
前記第１排気管６１は、不図示ではあるが、上記第１給気管６０と同様に、照明系側ガスパージスカート２２の側壁に外側から内側に連通して形成された不図示の排気用開口としての貫通孔に対して、コネクタを介して照明系側ガスパージスカート２２の外側から接続されている。
本実施形態のように、真空紫外域の露光波長を使用する露光装置では、酸素、水蒸気等の吸収性ガスによる露光光の吸収を避けるために、空間ＩＭ内の気体は低吸収性ガスで置換する必要がある。このため、本実施形態では、第１給気管６０及び第１排気管６１を用いて空間ＩＭ内を真空紫外域の光に対する吸収が少ない特性を有する特定ガス、例えば窒素、及びヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどの希ガス、又はそれらの混合ガス（以下、適宜「低吸収性ガス」と呼ぶ）で満たすこととしている。
すなわち、前記第１給気管６０の他端は、図２に示されるように、ガス供給装置５０の一端に接続され、第１排気管６１の他端は不図示のガス回収装置に接続されている。第１給気管６０、第１排気管６１には、それぞれ不図示の給気弁、及び排気弁が設けられており、不図示の制御装置が、給気弁、排気弁の開閉、及びガス供給装置５０に内蔵されたポンプの作動、停止を適宜制御することにより、空間ＩＭ内に低吸収性ガスが充填され、その内部の吸収性ガスの濃度は数ｐｐｍ以下の濃度となっている。なお、空間ＩＭ内に低吸収性ガスを常時フローすることとしても良い。
前記第２給気管７２の一端は、図５Ａに示されるように、照明系側ガスパージスカート２２の側壁内部に形成された断面Ｌ字状の給気管路１６７に対してコネクタ６５を介して接続されている。この第２給気管７２の一端が接続された給気管路１６７の他端側は、照明系側ガスパージスカート２２の下端面２２ｂに形成された給気口としての給気用環状凹溝６７に連通した状態となっている。この場合において、給気用環状凹溝６７は、その幅が例えば１〜３ｍｍ程度、その深さが例えば１〜３ｍｍ程度に設定されている。
また、第２排気管７３の一端は、照明系側ガスパージスカート２２の側壁内部に形成された断面Ｌ字状の排気管路１６８に対してコネクタ６６を介して接続されている。この第２排気管７３の一端が接続された排気管路１６８は、照明系側ガスパージスカート２２の下端面２２ｂの空間ＩＭに対して前記給気用環状凹溝６７の外側に形成された排気口としての排気用環状凹溝６８に連通した状態となっている。この場合において、排気用環状凹溝６８は、給気用環状凹溝６７と同様、その幅が例えば１〜３ｍｍ程度、その深さが例えば１〜３ｍｍ程度に設定されている。また、環状凹溝６７，６８間の間隔は、５〜２０ｍｍ程度に設定することができる。なお、気密性確保の点からは、その間隔を照明系側ガスパージスカート２２の側壁の厚さに応じて、可能な限り広く設定しておくことが好ましい。
ここで、第２給気管７２の他端は、図２に示されるように、低吸収性ガスの供給装置８０に接続され、第２排気管７３の他端は、真空ポンプ７９に接続されている。そして、不図示の制御装置が、供給装置８０に内蔵されたポンプ及び真空ポンプ７９の作動、停止を適宜制御することにより、図５Ａに示されるように、第２給気管７２及び給気管路１６７を介して供給された低吸収性ガス（加圧気体）が、環状凹溝６７から照明系側ガスパージスカート２２の下端面２２ｂとレチクルステージＲＳＴの上面との間のクリアランスＤ１に供給され、そのクリアランスＤ１内部のガスが環状凹溝６８、排気管路１６８、及び第２排気管７３を介しての外部に排気される。すなわち、第２給気管７２及び第２排気管７３を含む気体の流れは、主に第２給気管７２→給気管路１６７→給気用環状凹溝６７→クリアランスＤ１→排気用環状凹溝６８→排気管路１６８→第２排気管７３となり、クリアランスＤ１中には、照明系側ガスパージスカート２２の内側（すなわち空間ＩＭ側）から外側に向かう気体の流れが形成される。これにより、照明系側ガスパージスカート２２の内側（空間ＩＭ）に対する、外側からの酸素や水蒸気の流入を、上記気体の流れによって遮断することができ、空間ＩＭ内のパージ性能（すなわち、酸素濃度，水蒸気濃度の低減性能）向上に極めて効果がある。
この場合、給気用環状凹溝６７から供給される低吸収性ガスの一部は、クリアランスＤ１を介して空間ＩＭに浸入する。また、排気用環状凹溝６８を介してクリアランスＤ１内の気体が外部に排気されているので、照明系側ガスパージスカート２２の外部の気体の一部がクリアランスＤ１に浸入しても、この気体は排気用環状凹溝６８を介して外部に排気される。
なお、実際には、環状凹溝６７，６８には複数（例えば３つ）の給気管路及び排気管路が形成されており、これら管路に、第２給気管及び第２排気管がそれぞれ接続されているが、図２等では説明及び図示の便宜上、第２給気管及び第２排気管は照明系側ガスパージスカート２２にそれぞれ１本ずつ接続されているものとして示している。
なお、環状凹溝としては上記のように２つの凹溝を形成する場合に限らず、２つの溝をさらに複数組み合わせ、４重又は６重…の溝を形成することも可能である。
なお、第２給気管７２を介してクリアランスに供給される気体としては、上記低吸収性ガスに限らず、例えばクリアランスからのガス排気量が、クリアランスに対するガス供給量よりも大きく、給気用環状凹溝６７から供給されるガスが空間ＩＭ内に浸入しない場合には、加圧空気など低吸収性ガス以外のガスを用いることとしても良い。
前記投影系側ガスパージスカート２８には、図２に示されるように、第１給気管７７、第１排気管７８、第２給気管８１，８３、及び第２排気管８２，８４がそれぞれ接続されている。
図６Ａには、投影系側ガスパージスカート２８の上端面２８ａとレチクルステージＲＳＴとが近接配置された部分が断面図にて示されており、図６Ｂには、投影系側ガスパージスカート２８と投影光学系ＰＬの鏡筒１９とが近接配置された部分が断面図に示されている。
前記第１給気管７７は、図６Ａに示されるように、投影系側ガスパージスカート２８の側壁に外側から内側に連通して形成された供給用開口としての貫通孔２５２に対して、コネクタ８６を介して投影系側ガスパージスカート２８の外側から接続されている。また、貫通孔２５２の第１給気管７７とは反対側には、給気ノズル８７が設けられている。
前記第１排気管７８は、不図示ではあるが、上記第１給気管７７と同様に、投影系側ガスパージスカート２８の側壁に外側から内側に連通して形成された貫通孔に対して、コネクタを介して投影系側ガスパージスカート２８の外側から接続されている。
本実施形態のように、真空紫外域の露光波長を使用する露光装置では、酸素、水蒸気等の吸収性ガスによる露光光の吸収を避けるために、空間ＭＰ内の気体も低吸収性ガスで置換する必要がある。このため、本実施形態では、第１給気管７７及び第１排気管７８を用いて空間ＭＰ内を前記低吸収性ガスで満たすこととしている。
すなわち、前記第１給気管７７の他端は、図２に示されるように、ガス供給装置５０に接続され、第１排気管７８の他端は不図示のガス回収装置に接続されている。第１給気管７７、第１排気管７８には、それぞれ不図示の給気弁、及び排気弁が設けられており、不図示の制御装置が、給気弁、排気弁の開閉、及びガス供給装置５０に内蔵されたポンプの作動、停止を適宜制御することにより、空間ＭＰ内に低吸収性ガスが充填され、その内部の吸収性ガスの濃度は数ｐｐｍ以下の濃度となっている。なお、空間ＭＰ内に低吸収性ガスを常時フローすることとしても良い。
前記第２給気管８１の一端は、図６Ａに示されるように、投影系側ガスパージスカート２８の側壁内部に形成された断面Ｌ字状の給気管路１６９に対してコネクタ８８を介して接続されている。この第２給気管８１の一端が接続された給気管路１６９は、投影系側ガスパージスカート２８の上端面２８ａに形成された給気口としての給気用環状凹溝１７０に連通した状態となっている。この場合において、給気用環状凹溝１７０は、その幅が例えば１〜３ｍｍ程度、その深さが例えば１〜３ｍｍ程度に設定されている。
また、第２排気管８２の一端は、投影系側ガスパージスカート２８の側壁内部に形成された断面Ｌ字状の排気管路１７１に対してコネクタ８９を介して接続されている。この第２排気管８２の一端が接続された排気管路１７１は、投影系側ガスパージスカート２８の上端面２８ａの空間ＭＰに対して給気用環状凹溝１７０の外側に形成された排気口としての排気用環状凹溝１７２に連通した状態となっている。この場合において、排気用環状凹溝１７２は、給気用環状凹溝１７０と同様、その幅が例えば１〜３ｍｍ程度、その深さが例えば１〜３ｍｍ程度に設定されている。また、環状凹溝１７０，１７２間の間隔は、５〜２０ｍｍ程度に設定することができる。なお、気密性確保の点からは、その間隔を投影系側ガスパージスカート２８の側壁の厚さに応じて、可能な限り広く設定しておくことが好ましい。
ここで、第２給気管８１の他端は、図２に示されるように、前述の供給装置８０に接続され、第２排気管８２の他端は、真空ポンプ７９に接続されている。そして、不図示の制御装置が、供給装置８０に内蔵されたポンプ及び真空ポンプ７９の作動、停止を適宜制御することにより、図６Ａに示されるように、第２給気管８１及び給気管路１６９を介して供給された加圧気体が、環状凹溝１７０から投影系側ガスパージスカート２８の上端面２８ａとレチクルステージＲＳＴの下面との間のクリアランスＤ２に供給され、そのクリアランスＤ２内部のガスが環状凹溝１７２、排気管路１７１、及び第２排気管８２を介して外部に排気される。すなわち、第２給気管８１及び第２排気管８２を含む気体の流れは、主に第２給気管８１→給気管路１６９→給気用環状凹溝１７０→クリアランスＤ２→排気用環状凹溝１７２→排気管路１７１→第２排気管８２となり、クリアランスＤ２中には、投影系側ガスパージスカート２８の内側（すなわち空間ＭＰ側）から外側に向かう気体の流れが形成されることになる。
この場合、給気用環状凹溝１７０から供給される低吸収性ガスの一部は、クリアランスＤ２を介して空間ＭＰに浸入する。また、排気用環状凹溝１７２を介してクリアランスＤ２内の気体が外部に排気されているので、投影系側ガスパージスカート２８の外部の気体の一部がクリアランスＤ２に浸入しても、この気体は排気用環状凹溝１７２を介して外部に排気される。
前記第２給気管８３の一端は、図６Ｂに示されるように、投影系側ガスパージスカート２８の側壁内部に形成された断面Ｌ字状の給気管路１７３に対してコネクタ９０を介して接続されている。この第２給気管８３の一端が接続された給気管路１７３は、投影系側ガスパージスカート２８の下端面２８ｂに形成された給気口としての給気用環状凹溝１７４に連通した状態となっている。この場合において、給気用環状凹溝１７４は、その幅が例えば１〜３ｍｍ程度、その深さが例えば１〜３ｍｍ程度に設定されている。
また、第２排気管８４の一端は、投影系側ガスパージスカート２８の側壁内部に形成された断面Ｌ字状の排気管路１７５に対してコネクタ９１を介して接続されている。この第２排気管８４の一端が接続された排気管路１７５は、投影系側ガスパージスカート２８の下端面２８ｂの空間ＭＰに対して給気用環状凹溝１７４の外側に形成された排気口としての排気用環状凹溝１７６に連通した状態となっている。この場合において、排気用環状凹溝１７６は、給気用環状凹溝１７４と同様、その幅が例えば１〜３ｍｍ程度、その深さが例えば１〜３ｍｍ程度に設定されている。また、環状凹溝１７４，１７６間の間隔は、５〜２０ｍｍ程度に設定することができる。なお、気密性確保の点からは、上記と同様、その間隔を投影系側ガスパージスカート２８の側壁の厚さに応じて、可能な限り広く設定しておくことが好ましい。
ここで、第２給気管８３の他端は、図２に示されるように、前述の供給装置８０に接続され、第２排気管８４の他端は、真空ポンプ７９に接続されている。そして、不図示の制御装置が、供給装置８０に内蔵されたポンプ及び真空ポンプ７９の作動、停止を適宜制御することにより、図６Ｂに示されるように、第２給気管８３及び給気管路１７３を介して供給された加圧気体が、環状凹溝１７４から投影系側ガスパージスカート２８の下端面２８ｂとレチクルステージＲＳＴの下面との間のクリアランスＤ３に供給され、そのクリアランスＤ３内部のガスが環状凹溝１７６、排気管路１７５、及び第２排気管８４を介して外部に排気される。すなわち、第２給気管８３及び第２排気管８４を含む気体の流れは、主に第２給気管８３→給気管路１７３→給気用環状凹溝１７４→クリアランスＤ３→排気用環状凹溝１７６→排気管路１７５→第２排気管８４となり、クリアランスＤ３中には、投影系側ガスパージスカート２８の内側（すなわち空間ＭＰ側）から外側に向かうガスの流れが形成されることになる。
このように、投影系側ガスパージスカート２８の上端面２８ａ及び下端面２８ｂの両方において、空間ＭＰの外側から内側へのガスの流れが形成されていることから、空間ＭＰに対する投影系側ガスパージスカート２８の外側の酸素や水蒸気の流入を遮断することができ、空間ＭＰ内のパージ性能（すなわち、酸素濃度，水蒸気濃度の低減性能）向上に極めて効果がある。
この場合、給気用環状凹溝１７４から供給される低吸収性ガスの一部は、クリアランスＤ３を介して空間ＭＰに浸入する。また、排気用環状凹溝１７６を介してクリアランスＤ３内の気体が外部に排気されているので、投影系側ガスパージスカート２８の外部の気体の一部がクリアランスＤ３に浸入しても、この気体は排気用環状凹溝１７６を介して外部に排気される。
なお、実際には、環状凹溝１７０，１７２，１７４，１７６にはそれぞれ複数（例えば３つ）の給気管路及び排気管路が連通状態で形成されており、これら管路に、第２給気管及び第２排気管がそれぞれ接続されているが、図２等では説明及び図示の便宜上、第２給気管及び第２排気管は投影系側ガスパージスカート２２にそれぞれ２本ずつ接続されているものとして示している。
なお、環状凹溝としては上記のように２つの凹溝を形成する場合に限らず、２つの溝をさらに複数組み合わせ、４重又は６重…の溝を形成することも可能である。
なお、説明が前後するが、投影光学系ＰＬの鏡筒１９内のパージガスの種類と、空間ＭＰ内のパージガスの種類が異なる場合には、投影光学系ＰＬのうちの上端（レチクルＲに近い側）に位置する図６Ｂに示されるレンズＬ１の保持機構Ｈ１には、十分な気密性を持たせ、両ガスが混入しないようにしておく必要がある。
前記第３遮蔽機構１０３は、図１に示されるように、投影光学系ＰＬとウエハステージＷＳＴ上のウエハＷとの間に配置され、鏡筒定盤３４Ｂの下面に一端が固定された複数の吊り下げ支持部材９２によって吊り下げ支持された遮蔽部材としてのウエハガスパージスカート３６を含んで構成されている。ウエハガスパージスカート３６の上端面３６ａは投影光学系ＰＬの鏡筒１９の下端面と接触することなく近接して配置され、また、ウエハガスパージスカート３６の下端面３６ｂもウエハＷと接触することなく近接して配置されている。ウエハガスパージスカート３６は、図１から分かるように、概略円柱状の形状を有し、その中央部に円錐台状の中空部３６ｃが上側端面から下側端面まで連通した状態で形成されているため、ウエハガスパージスカート３６と投影光学系ＰＬとウエハＷとの間には、概ね気密状態の空間ＰＷが形成されている。
図７Ａには、ウエハガスパージスカート３６の近傍の断面図が示され、図７Ｂには、ウエハガスパージスカート３６を上側（＋Ｚ側）から見た図が示されている。なお、図７Ａの中心線（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ）よりも左半分の図は、図７ＢのＢ−Ｂ線断面図に相当し、図７Ａの中心線よりも右半分の図は、図７ＢのＣ−Ｃ線断面図に相当する。
空間ＰＷにおいて、気密性を確保するためには、投影光学系ＰＬの鏡筒１９とウエハガスパージスカート３６との間の間隔（クリアランス）Ｄ４、及びウエハガスパージスカート３６とウエハＷとの間の間隔（クリアランス）Ｄ５は狭ければ狭いほど好ましい。ただし、ウエハガスパージスカート３６とウエハＷとの間のクリアランスＤ５については、ウエハステージＷＳＴには、走査方向及びこれに直交する非走査方向への移動に伴う上下振動が発生する恐れがあるので、上下振動が生じた場合にもウエハＷとウエハガスパージスカート３６の接触を回避するために、ある程度の間隔を保っておく必要がある。その間隔は、各機構の構成によって異なるが、クリアランスＤ５は気密性の観点からは最大でも３ｍｍ以下であることが好ましい。
なお、ウエハガスパージスカート３６の下端部にベローズ及び該ベローズを伸縮駆動及びチルト駆動する駆動機構を設け、クリアランスＤ５を全周に渡って均一に調整可能に設定することも可能である。
ウエハガスパージスカート３６には、図２に示されるように、第１給気管１１１、第１排気管１１２、第２給気管１１３、及び第２排気管１１４が接続されている。ここで実際には、図７Ａ，図７Ｂに示されるように第２給気管１１３は、ウエハガスパージスカート３６に対して３本（第２給気管１１３Ａ〜１１３Ｃ）接続されており、第２排気管１１４は、ウエハガスパージスカート３６に対して３本（第２排気管１１４Ａ〜１１４Ｃ）接続されているが、図２では図示の便宜上、各１本のみ図示している。
前記第１給気管１１１は、図７Ａ，図７Ｂに示されるように、ウエハガスパージスカート３６の外側から内側に連通して形成された給気用開口としての貫通孔２５３に対して、コネクタを介してウエハガスパージスカート３６の外側から接続されている。貫通孔２５３の第１給気管１１１とは反対側には、給気ノズル１１５が設けられている。
前記第１排気管１１２は、ウエハガスパージスカート３６を挟んで第１給気管１１１とほぼ対称な位置に配置され、ウエハガスパージスカート３６の外側から内側に連通して形成された貫通孔２５４に対して、コネクタを介してウエハガスパージスカート３６の外側から接続されている。
本実施形態のように、真空紫外域の露光波長を使用する露光装置では、酸素、水蒸気等の吸収性ガスによる露光光の吸収を避けるために、空間ＰＷ内の気体も低吸収性ガスで置換する必要がある。このため、本実施形態では、上記第１給気管１１１及び第１排気管１１２を用いて空間ＰＷ内を前記低吸収性ガスで満たすこととしている。
すなわち、前記第１給気管１１１の他端は、図２に示されるように、ガス供給装置５０の一端に接続され、第１排気管１１２の他端は不図示のガス回収装置に接続されている。第１給気管１１１、第１排気管１１２には、それぞれ不図示の給気弁、及び排気弁が設けられており、不図示の制御装置が、給気弁、排気弁の開閉、及びガス供給装置５０に内蔵されたポンプの作動、停止を適宜制御することにより、空間ＰＷ内に低吸収性ガスが充填され、その内部の吸収性ガスの濃度は数ｐｐｍ以下の濃度となっている。なお、空間ＰＷ内に低吸収性ガスを常時フローすることとしても良い。
前記第２給気管１１３Ａ〜１１３Ｃは、図７Ａ及び図７Ｂを総合するとわかるように、ウエハガスパージスカート３６内にほぼ等間隔で形成された略Ｔ字状の第２給気管路１２３Ａ〜１２３Ｃに対してウエハガスパージスカート３６の外側からコネクタを介して接続されている。第２給気管路１２３Ａ〜１２３Ｃのそれぞれは、ウエハガスパージスカート３６の上端面３６ａに形成された給気口としての給気用環状凹溝１１７と、ウエハガスパージスカート３６の下端面３６ｂに形成された給気口としての給気用環状凹溝１１９に連通した状態となっている。
また、前記第２排気管１１４Ａ〜１１４Ｃは、ウエハガスパージスカート３６内の前記第２給気管路１２３Ａ〜１２３Ｃ近傍に形成された略Ｔ字状の第２排気管路１２４Ａ〜１２４Ｃに対し、ウエハガスパージスカート３６の外側からコネクタを介して接続されている。第２排気管路１２４Ａ〜１２４Ｃのそれぞれは、ウエハガスパージスカート３６の上端面３６ａの空間ＰＷに対して前記給気用環状凹溝１１７の外側に形成された排気用環状凹溝１１８と、ウエハガスパージスカート３６の下端面３６ｂの空間ＰＷに対して前記給気用環状凹溝１１９の外側に形成された排気口としての排気用環状凹溝１２０に連通した状態となっている。
この場合において、給気用環状凹溝１１７，１１９及び排気用環状凹溝１１８，１２０は、いずれもその幅が例えば１〜３ｍｍ程度、その深さが例えば１〜３ｍｍ程度に設定されている。また、環状凹溝１１７，１１８間の間隔、環状凹溝１１９，１２０間の間隔は、ともに５〜２０ｍｍ程度に設定することができる。なお、気密性確保の点からは、その間隔をウエハガスパージスカート３６側壁の厚さに応じて、可能な限り広く設定しておくことが好ましい。
ここで、第２給気管１１３Ａ〜１１３Ｃ（以下、適宜「第２給気管１１３」とも記述する）は、図２に示されるように、ウエハガスパージスカート３６と供給装置８０とを接続し、第２排気管１１４Ａ〜１１４Ｃ（以下、適宜「第２排気管１１４」とも記述する）は、ウエハガスパージスカート３６と真空ポンプ７９とを接続する。そして、不図示の制御装置が、供給装置８０に内蔵されたポンプ及び真空ポンプ７９の作動、停止を適宜制御することにより、前述と同様に第２給気管１１３及び給気管路１２３を介して供給された加圧気体が、環状凹溝１１７、１１９それぞれからウエハガスパージスカート３６の上端面３６ａと投影光学系ＰＬの下面との間のクリアランスＤ４、ウエハガスパージスカート３６の下端面３６ｂとウエハＷとの間のクリアランスＤ５にそれぞれ供給され、それらのクリアランスＤ４，Ｄ５内部のガスは環状凹溝１１８，１２０、排気管路１２４及び第２排気管１１４を順次介して外部に排気される。すなわち、第２給気管１１３及び第２排気管１１４を含む気体の流れは、主に第２給気管１１３→給気管路１２３Ａ〜１２３Ｃ→給気用環状凹溝１１７（又は１１９）→クリアランスＤ４（又はＤ５）→排気用環状凹溝１１８（又は１２０）→排気管路１２４Ａ〜１２４Ｃ→第２排気管１１４となり、クリアランスＤ４，Ｄ５のそれぞれには、ウエハガスパージスカート３６の内側（すなわち空間ＰＷ側）から外側に向かう気体の流れが形成されることになる。
このように、ウエハガスパージスカート３６の上端面３６ａ及び下端面３６ｂの両方において、空間ＰＷの内側から外側への気体の流れが形成されていることから、空間ＰＷに対するウエハガスパージスカート３６の外側の酸素や水蒸気の流入を遮断することができ、空間ＰＷ内のパージ性能（すなわち酸素濃度，水蒸気濃度の低減性能）向上に極めて効果がある。
この場合、給気用環状凹溝１１７（又は１１９）から供給される低吸収性ガスの一部は、クリアランスＤ４（又はＤ５）を介して空間ＰＷに浸入する。また、排気用環状凹溝１１８（又は１２０）を介してクリアランスＤ４（又はＤ５）内の気体が外部に排気されているので、ウエハガスパージスカート３６の外部の気体の一部がクリアランスＤ４（又はＤ５）に浸入しても、この気体は排気用環状凹溝１１８（又は１２０）を介して外部に排気される。
なお、環状凹溝としては上記のように２つの凹溝を形成する場合に限らず、２つの溝をさらに複数組み合わせ、４重又は６重…の溝を形成することも可能である。
なお、投影光学系ＰＬの鏡筒１９内のパージガスの種類と、空間ＰＷ内のパージガスの種類が異なる場合には、投影光学系ＰＬのうちの下端（ウエハＷに近い側）に位置する図７Ａに示されるレンズＬ２の保持機構Ｈ２には、十分な気密性を持たせ、両ガスが混入しないようにしておく必要がある。
なお、投影光学系ＰＬは第１架台３４に固定されているので、ウエハガスパージスカート３６と投影光学系ＰＬとは、Ｏリング等のシール部材を介して気密的に接合（固定）することも可能である。ただし、ウエハガスパージスカート３６がウエハステージＷＳＴの駆動等により振動し、その振動が投影光学系ＰＬに伝達して、結像特性を劣化されるおそれがある場合には、本実施形態のように所定の間隔をあけて、近接して配置したほうが好ましい。
説明が前後したが、本実施形態のように、真空紫外域の光を露光光ＥＬとして用いる場合には、照明系ハウジング２内部や、投影光学系ＰＬの鏡筒内部から吸収性ガスを排除する必要があることは勿論である。このため、本実施形態では、照明系ハウジング２は、図２に示されるように給気管１０によりガス供給装置５０に接続され、排気管１１により不図示のガス回収装置に接続されている。同様に、鏡筒１９は、給気管３０によりガス供給装置５０に接続され、排気管３１により不図示のガス回収装置に接続されている。給気管１０、３０にはそれぞれ不図示の給気弁が設けられ、排気管１１、３１には、それぞれ不図示の排気弁が設けられている。不図示の制御装置が、各給気弁、各排気弁の開閉、及びガス供給装置５０に内蔵されたポンプの作動、停止を適宜制御することにより、照明系ハウジング２の内部や投影光学系ＰＬの鏡筒１９の内部に低吸収性ガスが充填され、その内部の吸収性ガスの濃度は数ｐｐｍ以下の濃度に抑制されている。なお、これらの空間の内部に低吸収性ガスを常時フローすることとしても良い。
なお、上記の説明では、ガス供給装置５０から各空間内に供給された低吸収性ガスを使用後にはガス回収装置に向けて排気する場合について説明したが、これに限らず、それぞれの排気管をガス供給装置５０に接続して、使用後のガスをガス供給装置５０に戻すこととしても良い。この場合、ガス供給装置５０の内部には、低吸収性ガスの貯蔵タンク、ポンプ、ガス精製装置等（いずれも図示省略）が内蔵される。この場合、ガス供給装置５０に内蔵されるガス精製装置は、各空間の内部を通過して純度が低下した低吸収性ガスを再度所定の純度に再生するもので、例えばＨＥＰＡフィルタあるいはＵＬＰＡフィルタ等の塵（パーティクル）を除去するエアフィルタと前述した酸素、水蒸気、炭化水素系のガス等の吸収性ガスを除去するケミカルフィルタとを含むフィルタタイプのものや、クライオポンプを用い、該クライオポンプで液化されたガス中の含有物質の気化温度の違いを利用して低吸収性ガスと不純物とを分離するタイプのものなどを用いることができる。また、ガス供給装置５０内部の貯蔵タンクは、流量制御機能を有する弁を介して外部の低吸収性ガスの供給源に接続され、不足分の低吸収性ガスが適宜補われるようにすることが望ましい。
そして、不図示の制御装置が、給気弁、排気弁の開閉、及びガス供給装置５０に内蔵されたポンプの作動、停止を適宜制御することにより、各空間内に低吸収性ガスが充填され、照明系ハウジング２内の吸収性ガスの濃度は数ｐｐｍ以下の濃度に抑制することができる。この場合、ガス供給装置５０を含む循環経路により低吸収性ガスを長時間に渡って循環使用しても、ガス精製装置の作用により、各空間内の吸収性ガスの濃度を数ｐｐｍ以下の濃度に維持できる。
また、ガス供給装置５０は、その内部を前記各空間に応じて第１室〜第９室の９つの部屋に分割しても良い。この場合、各部屋の内部の低吸収性ガスの種類を異ならせても良い。
なお、本実施形態では、送光光学系内部の光路にも上記照明系ハウジング２と同様に低吸収性ガスが満たされていることは言うまでもない。
これまでの説明から分かるように、ガス供給装置５０、第１給気管６０、不図示の給気弁により、照明系側ガスパージスカート２２内部の空間ＩＭに低吸収性ガス（特定ガス）を供給するガス供給系が構成され、不図示のガス回収装置、第１排気管６１、不図示の排気弁により、空間ＩＭ内のガスを外部に排気するガス排気系が構成されている。また、ガス供給装置５０、第１給気管７７、不図示の給気弁により、投影系側ガスパージスカート２８内部の空間ＭＰに低吸収性ガス（特定ガス）を供給するガス供給系が構成され、不図示のガス回収装置、第１排気管７８、不図示の排気弁により、空間ＭＰ内のガスを外部に排気するガス排気系が構成されている。さらに、ガス供給装置５０、第１給気管１１１、不図示の給気弁により、ウエハ側ガスパージスカート３６内部の空間ＰＷに低吸収性ガス（特定ガス）を供給するガス供給系が構成され、不図示のガス回収装置、第１排気管１１２、不図示の排気弁により、空間ＰＷ内のガスを外部に排気するガス排気系が構成されている。
また、供給装置８０、真空ポンプ７９、第２給気管路１６７、第２排気管路１６８、第２給気管７２及び第２排気管７３により、クリアランスＤ１内に加圧気体（低吸収性ガス）を供給するとともに、クリアランスＤ１内のガスを外部に排気する差動排気機構が構成されている。また、供給装置８０、真空ポンプ７９、第２給気管路１６９、第２排気管路１７１、第２給気管８１及び第２排気管８２により、クリアランスＤ２内に加圧気体を供給するとともに、クリアランスＤ２内のガスを外部に排気する差動排気機構が構成されている。また、供給装置８０、真空ポンプ７９、第２給気管路１７３、第２排気管路１７５、第２給気管８３及び第２排気管８４により、クリアランスＤ３内に加圧気体を供給するとともに、クリアランスＤ３内のガスを外部に排気する差動排気機構が構成されている。また、供給装置８０、真空ポンプ７９、第２給気管路１２３Ａ〜１２３Ｃ、第２排気管路１２４Ａ〜１２４Ｃ、第２給気管１１３Ａ〜１１３Ｃ及び第２排気管１１４Ａ〜１１４Ｃにより、クリアランスＤ４、Ｄ５内に加圧気体をそれぞれ供給するとともに、それらのクリアランスＤ４、Ｄ５内のガスを外部に排気する差動排気機構が構成されている。
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００及び該露光装置で行われるガスパージ方法によると、第１遮蔽機構１０１を構成する照明系側ガスパージスカート２２は、レチクルステージＲＳＴとの間にクリアランスＤ１が形成される状態で配置されるので、そのクリアランスＤ１を適宜な寸法に設定することにより、露光光ＥＬの光路上に配置されたレチクルＲと照明ユニットＩＬＵとの間の空間ＩＭ内をある程度気密な状態で外気から遮蔽することができる。そして、その空間ＩＭ内に照明系側ガスパージスカート２２に接続された第１給気管６０を介して露光光ＥＬに対する吸収特性が前述の吸収性ガスに比べて低い低吸収性ガスが供給され、照明系側ガスパージスカート２２に接続された第１排気管６１を介して排気される。これにより、レチクルＲと照明ユニットＩＬＵとの間の空間ＩＭの気体を低吸収性ガスに効率良く置換することができ、これにより空間ＩＭ内から吸収性ガスを追放（パージ）することができる。
また、照明系側ガスパージスカート２２のレチクルＲ側の下端面２２ｂに形成された給気用環状凹溝６７等を介して低吸収性ガスをクリアランスＤ１内に供給するとともに、クリアランスＤ１内の気体を下端面２２ｂの空間ＩＭに対し給気用環状凹溝６７の外側に形成された排気用環状凹溝６８を介して外部に排気する構成としたことにより、レチクルステージＲＳＴと照明ユニットＩＬＵとの間の空間ＩＭの気密性を実質的に高め、より高精度なガスパージの実現が可能になる。
また、第２遮蔽機構１０２を構成する投影系側ガスパージスカート２８は、レチクルステージＲＳＴとの間にクリアランスＤ２が形成される状態で配置されるので、そのクリアランスＤ２を適宜な寸法に設定することにより、露光光ＥＬの光路上に配置されたレチクルＲと投影光学系ＰＬとの間の空間ＭＰ内をある程度気密な状態で外気から遮蔽することができる。そして、その空間ＭＰ内に投影系側ガスパージスカート２８に接続された第１給気管７７を介して低吸収性ガスが供給され、投影系側ガスパージスカート２８に接続された第１排気管７８を介して排気される。これにより、空間ＩＭのみならず、レチクルＲと投影光学系ＰＬとの間の空間ＭＰからも露光光を吸収する吸収性ガスが排除される
従って、大型で重い気密型のレチクルステージチャンバを用いることなく、照明ユニットＩＬＵから投影光学系ＰＬに至る露光光ＥＬの光路上の空間内の高精度なガス置換を行うことができ、これらの空間から吸収性ガスを排除することが可能となる。この場合、照明系側ガスパージスカート２２、投影系側ガスパージスカート２８として、レチクルステージＲＳＴと照明ユニットＩＬＵ又は投影光学系ＰＬとの間の空間を覆うことができる程度の小型のものを用いることができるので、装置の大型化、重量化を抑制することができ、さらに、上記のようにクリアランスＤ１、Ｄ２がレチクルステージＲＳＴとの間に形成されているので、レチクルＲのパターン領域の一方の面側及び他方の面側の空間を外気から遮蔽しているにもかかわらず、レチクルステージＲＳＴに外部から容易にアクセス可能となっている。
また、投影系側ガスパージスカート２８においても、照明系側ガスパージスカート２８と同様、レチクルＲに対向する面（上端面２８ａ）に形成された給気用環状凹溝１７０から低吸収性ガスをレチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）に向けて供給するとともに、クリアランスＤ２内の気体を上端面２８ａの空間ＭＰに対して給気用環状凹溝１７０の外側に形成された排気用環状凹溝１７２を介して外部に排気することとしているので、空間ＭＰの気密性を実質的に向上して、より高精度なガス置換が可能となる。
また、投影光学系ＰＬと投影系側ガスパージスカート２８の間には、所定のクリアランスＤ３が形成されているので、投影系側ガスパージスカート２８がレチクルステージＲＳＴの駆動に伴って振動が生じても、その振動が投影光学系ＰＬに伝達されるのを防止することができる。このようにクリアランスＤ３が形成されていても、本実施形態では、クリアランスＤ３内にクリアランスＤ１，Ｄ２と同様、空間ＭＰの内側から外側に向かうガスの流れが形成されているので、気密性が低下することは殆どない。
また、本実施形態では、第３遮蔽機構１０３を構成するウエハガスパージスカート３６が、投影光学系ＰＬとの間に所定のクリアランスＤ４を形成し、かつウエハＷとの間に所定のクリアランスＤ５を形成した状態で、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に配置され、ウエハガスパージスカート３６内部の空間も上記各空間と同様にしてガス置換が行われている。
また、ウエハガスパージスカート３６においても、投影光学系ＰＬに対向する面（上端面３６ａ）に形成された給気用環状凹溝１１７から低吸収性ガスをクリアランスＤ４内に供給するとともに、クリアランスＤ４内のガスを上端面３６ａの給気用環状凹溝１１７の外側に形成された排気用環状凹溝１１８を介して外部に排気することとしている。さらに、ウエハＷに対向する面（下端面３６ｂ）に形成された給気用環状凹溝１１９から低吸収性ガスをクリアランスＤ５内に供給するとともに、クリアランスＤ５内のガスを下端面３６ｂの給気用環状凹溝１１９の外側に形成された排気用環状凹溝１２０を介して外部に排気することとしている。このため、空間ＰＷの気密性を実質的に向上して、より高精度なガス置換が可能となる。
従って、大型で重い気密型のウエハステージチャンバを用いることなく、投影光学系ＰＬからウエハＷに至る露光光ＥＬの光路上の空間内の高精度なガス置換を行うことができ、この空間から吸収性ガスを排除することが可能となる。この場合、ウエハガスパージスカート３６として、ウエハＷと投影光学系ＰＬとの間の空間を覆うことができる程度の小型のものを用いることができるので、装置の大型化、重量化を抑制することができる。
以上により、照明ユニットＩＬＵからウエハＷに至る露光光ＥＬの光路上の空間から低吸収性ガスを排除することができるので、露光光ＥＬの透過率を良好に維持して高精度な露光を長期に渡って行うことができる。
また、照明系側ガスパージスカート２２のレチクルステージＲＳＴに対向した面（下端面２２ｂ）、投影系側ガスパージスカート２８のレチクルステージＲＳＴに対向した面（上端面２８ａ）はともに平面であり、レチクルステージＲＳＴの上下面はともに平面としたことにより、クリアランスＤ１，Ｄ２を充分に狭くした場合であっても、レチクルステージＲＳＴを移動させた際に、各パージスカート２２，２８がレチクルステージＲＳＴに接触することがない。従って、空間ＩＭ，ＭＰの気密性を高く維持しつつ、レチクルステージＲＳＴを大きく動かしたり、その移動の後にレチクル交換を容易に行ったり、あるいはレチクルステージＲＳＴのメンテナンスを容易に行ったりすることが可能となる。
また、上記実施形態では、レチクルステージＲＳＴを駆動するＹ軸リニアモータ２４Ａ，２４Ｂがパージ空間の外側に配置されることから、ガスパージを行うべき空間を小さくし、ガスパージ用のガスの使用量を削減できるとともに、投影光学系ＰＬやレチクルＲを、レチクルステージＲＳＴの走査に伴う発塵や発熱から遮蔽することができ、露光装置の安定性や、レチクルに対する塵付着（コンタミネーション）の防止が可能になる。
なお、上記実施形態では、照明ユニットＩＬＵから投影光学系ＰＬまでの間の空間のみならず、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間の空間も、ウエハガスパージスカート３６を用いて、ほぼ気密状態にする場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。投影光学系ＰＬとウエハＷとの間の空間は、通常距離が短いので、この空間にガス供給配管とガス排気配管のそれぞれの端部を位置させて、ガス供給配管を介して低吸収性ガスを前記空間内に送り込むとともに、その空間内の吸収性ガスを含むガスをガス排気配管を介して外部に排気することによっても、ある程度吸収性ガスを投影光学系ＰＬとウエハＷとの間の光路上の空間から排除することが可能である。従って、かかる技術と、レチクル側に適用された本発明のガスパージ方法とを組み合わせても良い。
また、上記実施形態において、ウエハガスパージスカート３６と投影光学系ＰＬとの間については、給気用環状凹溝１１７を省略することもできる。すなわち、ウエハガスパージスカート３６と投影光学系ＰＬとの間は、排気用環状凹溝１１８によるクリアランスＤ４内のガス、あるいはクリアランスＤ４を介した外部のガス及び空間ＰＷ内のガスを吸引排気する構成であっても良い。このようにウエハガスパージスカート３６と投影光学系ＰＬとの間に、排気用環状凹溝１１８を設けるだけでも、空間ＰＷに対するウエハガスパージスカート３６の外側の酸素や水蒸気の流入を遮断することができる。
なお、上記実施形態では、照明系側ガスパージスカート２２が、照明ユニットＩＬＵの下端面に直接固設されている場合について説明したが、その他の部分と同様に、所定間隔の間隙が形成されるように照明系側ガスパージスカート２２を設けることとしても良い。
すなわち、図８に示されるように、照明系側ガスパージスカート２２と照明ユニットＩＬＵのハウジング２の下端面との間にクリアランスＤ６が形成されるように設けることができる。この場合、空間ＩＭの気密性を高めるために、これまでと同様に、給気口としての給気用環状凹溝３７０と排気口としての排気用環状凹溝３７２を照明系側ガスパージスカート２２の上端面２２ａに形成し、給気用環状凹溝３７０に連通して形成された断面Ｕ字状の第２給気管路３６９と排気用環状凹溝３７２に連通して形成された断面Ｕ字状の第２排気管路３７１のそれぞれに、第２給気管３８３と第２排気管３８４の一端を接続し、これら第２給気管３８３、第２排気管３８４の他端を供給装置８０及び真空ポンプ７９にそれぞれ接続する。このように構成することで、これまでと同様に、クリアランスＤ６内には空間ＩＭから外側に向かうガスの流れが形成されるので、空間ＩＭ外からのガスの流入が最大限に抑えられることになる。
この場合も、給気用環状凹溝３７０から供給される低吸収性ガスの一部は、クリアランスＤ６を介して空間ＩＭに浸入する。また、排気用環状凹溝３７２を介してクリアランスＤ６内の気体が外部に排気されているので、照明系側ガスパージスカート２２の外部の気体の一部がクリアランスＤ６に浸入しても、この気体は排気用環状凹溝３７２を介して外部に排気される。
このため、空間ＩＭ内のパージ性能を維持した状態で、レチクルステージＲＳＴの移動に伴った振動が照明系ガスパージスカート２２に発生したとしても、照明ユニットＩＬＵへの振動の伝達を回避することができる。
この場合、供給装置８０、真空ポンプ７９、第２給気管路３６９、第２排気管路３７１、第２給気管３８３、第２排気管３８４により、クリアランスＤ６内に、クリアランスＤ６内に加圧気体（低吸収性ガス）を供給するとともに、クリアランスＤ６内のガスを外部に排気する差動排気機構が構成されている。
なお、上記実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に本発明のガスパージ方法を採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（いわゆるステッパ）についても、好適に適用することができる。
図９には、本発明のガスパージ方法を適用するのに好適なステッパ型の露光装置におけるレチクルステージ近傍の状態が一部断面して示されている。
この図９に示されるように、レチクルステージは平板状の形状を有するステージ本体１３０と、該ステージ本体１３０の中央に形成された矩形開口１３０ａ近傍に固定された複数（例えば４つ）のレチクル保持部１３２とを備えている。
前記レチクル保持部１３２のそれぞれには、その上面に凹部１３４が形成されており、該凹部１３４に連通して形成された吸引用の管路１３５を介して、レチクル保持部１３２に接続された吸気管１３６により、レチクルＲが吸着保持されている。
レチクルＲと照明ユニットＩＬＵとの間には、上記実施形態と同様の第１の遮蔽機構１０１’が設けられている。
この第１の遮蔽機構１０１’は、照明系側ガスパージスカート２２’を含んで構成され、この照明系側ガスパージスカート２２’には、前述の第１の遮蔽機構１０１と同様に、第１給気管６０’と第１排気管６１’と複数の第２給気管７２’と複数の第２排気管７３’が接続されている。第１給気管６０’はガス供給装置５０に、第１排気管６１’は、不図示のガス回収装置にそれぞれ接続されており、これにより、第１給気管６０’からは、照明系側ガスパージスカート２２’と照明ユニットＩＬＵとレチクルＲとにより形成される概ね気密化された空間ＩＭ’内に低吸収性ガスが供給され、第１排気管６１’からは空間ＩＭ’内の気体が排出されるので、空間ＩＭ’内が低吸収性ガスにより置換される。また、第２給気管７２’と第２排気管７３’とは、供給装置８０及び真空ポンプ７９にそれぞれ接続され、第２給気管７２’からは照明系側ガスパージスカート２２’とレチクルＲとの間のクリアランスＤ１’に対して加圧気体が供給され、第２排気管７３’からはクリアランスＤ１’の気体が真空ポンプの吸引力によって排気されるので、クリアランスＤ１’には、空間ＩＭ’から外側に向かったガスの流れが形成される。
レチクルＲの下面側、すなわちレチクルＲと投影光学系ＰＬとの間には、第２の遮蔽機構１０２が設けられている。
この第２の遮蔽機構１０２は、投影系側ガスパージスカート２８’を含んで構成され、この投影系側ガスパージスカート２８’には、上記実施形態と同様に、第１給気管７７’、第１排気管７８’、複数の第２給気管８１’、複数の第２排気管８２’が接続されている。これら第１給気管７７’、第１排気管７８’はガス供給装置５０、不図示のガス回収装置にそれぞれ接続されている。これにより、第１給気管７７’からは、投影系側ガスパージスカート２８’とレチクルＲと投影光学系ＰＬとにより形成される概ね気密化された空間ＭＰ’内に低吸収性ガスが供給され、第１排気管７８’からは空間ＭＰ’内の気体が排出されるので、空間ＭＰ’内の気体が低吸収性ガスにより置換される。
また、第２給気管８１’及び第２排気管８２’は上記実施形態と同様に供給装置８０、真空ポンプ７９にそれぞれ接続されている。そして、第２給気管８１’からは投影系側ガスパージスカート２８’とレチクルＲとの間のクリアランスＤ２’、及び投影系側ガスパージスカート２８’と投影光学系ＰＬとの間のクリアランスＤ３’に対して低吸収性ガスが供給され、第２排気管８２’からはクリランスＤ２’及びクリアランスＤ３’の気体が排出される。これにより、クリアランスＤ２’，Ｄ３’には、空間ＭＰ’から外側に向かったガスの流れが形成されるので、空間ＭＰ’の気密性をより高めることが可能となっている。
ここで、ステッパにおいては露光動作中にレチクルを走査させない（すなわち、スキャニング・ステッパのような大きな動作がなされない）ので、第１、第２の遮蔽機構を構成するガスパージスカートは、上記実施形態よりも更にレチクルＲに近接した状態で配置することができる。すなわち、各ガスパージスカート等により形成される概ね気密化された空間ＩＭ’，ＭＰ’は、上記実施形態の空間ＩＭ，ＭＰよりも更に気密化されたパージ空間とすることができる。従って、露光光ＥＬの吸収が上記実施形態よりもさらに抑制され、高精度な露光を実現することが可能となる。
なお、この場合のレチクル交換の方法は、例えば、レチクルＲを図９の紙面直交方向にスライドすることで容易に実現可能となっている。
なお、これまでの説明では、空間（ＩＭ，ＭＰ，ＰＷ（又はＩＭ’，ＭＰ’））内の排気を、各パージスカートに接続された第１排気管を介して行うこととしたが、これに限らず、各空間の隙間から外部に排気する構成とすることもできる。
なお、上記実施形態においては、投影光学系ＰＬとして、図１に示されるような直筒型の鏡筒を採用したが、これに代えて、例えば、反射屈折型の投影光学系を採用した場合には、投影光学系の形状は曲折部分及び突起部分等を有する形状となるが、そのような場合であっても、投影光学系のレチクル側端面、あるいはウエハ側端面に、ガスパージスカートを近接配置することで、本発明を好適に適用することができる。
また、上記実施形態では、投影系側ガスパージスカート２８の端部と、投影光学系ＰＬの鏡筒１９の上端面との間に、所定のクリアランスを形成するように構成したが、投影光学系側ガスパージスカート２８の端部を、投影光学系ＰＬの鏡筒１９の側面に対向するように構成し、投影光学系ＰＬの鏡筒１９の側面との間に、所定のクリアランスを形成するようにしても良い。
さらに、上記実施形態では、投影系側ガスパージスカート２８と投影光学系ＰＬとの間では、振動が伝わらないように差動排気機構を設ける構成について説明したが、投影系側ガスパージスカート２８と投影光学系ＰＬとをフィルム状の連結部材で連結しても良い。この場合、連結部材としては、吸光物質の発生が低減されたフィルム状部材を用いることが好ましい。このフィルム状部材は、例えばエチレン・ビニル・アルコール樹脂（ＥＶＯＨ樹脂）より成るフィルム状素材の外面に、接着剤を介してポリエチレンより成る伸縮性の良好な保護膜を被着し、更にそのフィルム状素材の内面にアルミニウムより成る安定化膜を蒸着等によってコーティングして形成することができる。ＥＶＯＨ樹脂としては、例えば株式会社クラレの「商品名 エバール」を使用することができる。
また、本発明のガスパージ方法は、投影露光装置のみでなく、投影露光装置に搭載する投影光学系の検査に使用する検査光学装置に対しても適用することができる。この検査光学装置についての実施形態が、次に説明する第２の実施形態である。
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について図１０に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略化し、若しくは省略するものとする。
本第２の実施形態は、投影光学系ＰＬの検査を行う検査光学装置に固有の、検査光学系が配置される空間を、本発明のガスパージ方法によってガスパージする場合についてのものである。
図１０には、検査光学装置を構成する検査部２００が投影光学系ＰＬ及びウエハガスパージスカート１０３とともに断面図にて示されている。なお、不図示ではあるが検査光学装置のうちのレチクル側（投影光学系ＰＬの上方）のガスパージ方法については、前述したステッパの場合と同様であり、また、投影光学系ＰＬの下側に設けられているウエハガスパージスカート１０３は、上記第１の実施形態と同一であるので、その説明は省略するものとする。
検査光学装置を構成する検査部２００は、図１０に示されるように、一方の端部（下端）が閉じられ、他方の面（上面）が開口した円筒状（底のある円筒状）の光学系支持筐体ＯＢと、該光学系支持筐体ＯＢ内にＺ軸方向に沿って順次配設されたレンズ１６１，１６２，１６３を含んで構成される光学系としての検査光学系１６０と、該検査光学系１６０の下方に配置された光検出器としての撮像素子１６４と、前記光学系支持筐体ＯＢをＸ軸方向に駆動するＸ軸リニアモータＭＸと、光学系支持筐体ＯＢをＹ軸方向に駆動するＹ軸リニアモータＭＹと、光学系支持筐体ＯＢの上端面に固定された平板１５０と、を備えている。
前記検査光学系１６０のうちのレンズ１６１は、レンズホルダ２１０を介して光学系支持筐体ＯＢ内の上端部近傍にて保持されており、該レンズ１６１とレンズホルダ２１０により、光学系支持筐体ＯＢ内のレンズ１６１よりも下側の空間は、気密状態とされている。以下においては、この空間を「空間ＯＣ」と呼ぶものとする。
この検査光学装置を用いた投影光学系ＰＬの収差計測に際しても、上記第１の実施形態と同様に、真空紫外光を使用することから、その真空紫外光の光路となる光学系支持筐体ＯＢ内部（空間ＯＣ内部）は、窒素や希ガス等の低吸収性ガスで置換する必要がある。このため、光学系支持筐体ＯＢには、外側から内側にかけて給気用開口としての貫通孔２５５が形成され、該貫通孔２５５の外側には、コネクタ１５２を介して給気管１５１が接続されている。また、貫通孔２５５の内側には、給気ノズル１５３が設けられている。空間ＯＣ内には、これら給気管１５１等を介して、ガス供給装置から低吸収性ガスが供給されるようになっている。
また、光学系支持筐体ＯＢには、上記貫通孔２５５とは別の排気用開口としての貫通孔２５６が形成され、該貫通孔２５５の外側には、コネクタ１５５を介して排気管１５６が接続されている。空間ＯＣ内のガスは、これら排気管１５６等を介して光学系支持筐体ＯＢ外部へ排気される。このようにして、空間ＯＣ内のガスは低吸収性ガスにて置換される。
前記Ｘ軸リニアモータＭＸは、光学系支持筐体ＯＢと接続された可動子２１２とＸ軸方向を長手方向とする固定子２１４とを含んで構成されている。可動子２１２は固定子２１４に沿ってＸ軸方向に駆動され、これにより光学系支持筐体ＯＢがＸ軸方向にスライド駆動される。また、Ｙ軸リニアモータＭＹは、Ｘ軸リニアモータＭＸの固定子２１４の下側に固定された可動子２１６とＹ軸方向を長手方向とする固定子２１８とを含んで構成されている。可動子２１６は固定子２１８に沿ってＹ軸方向に駆動され、これにより光学系支持筐体ＯＢが前記Ｘ軸リニアモータＭＹとともにＹ軸方向にスライド駆動される。
このように、検査光学系１６０及び撮像素子１６４を内部に備える光学系支持筐体ＯＢが２次元面内を移動可能とされている。
前記平板１５０は、例えば平面視（上方から見て）矩形の形状を有し、その中央部に円形開口１５０ａが形成されている。なお、この平板１５０については後に詳述する。
このように構成される検査部２００では、投影光学系ＰＬによって形成される像等を、検査光学系１６０を構成するレンズ１６１〜１６３を介してＣＣＤ等から成る撮像素子１６４上に拡大投影し、例えば投影光学系ＰＬの光学特性（収差など）を計測する。この場合、上記のように、リニアモータＭＸ，ＭＹにより光学系支持筐体ＯＢが２次元移動可能とされているので、投影光学系ＰＬの視野内の各計測点からの像光束すべてを受光可能であり、視野内の各計測点における収差等を計測することが可能となっている。
平板１５０は、上記のように投影光学系の視野内の各計測点からの像光束を受光する際に、リニアモータＭＹ，ＭＸにより光学系支持筐体ＯＢが２次元面内で移動しても、ウエハガスパージスカート３６の下端面が平板１５０からはみ出さない程度の大きさを有している。すなわち、平板１５０を設けることにより、投影光学系ＰＬとウエハガスパージスカート３６と検査部２００との間に、上記実施形態と同様に、概ね気密化された空間ＰＯが形成され、この空間ＰＯは、検査部２００が検査のために２次元方向に移動しても気密状態が常時維持されるようになっている。
以上説明したように、本第２の実施形態によると、投影光学系ＰＬから検査部２００の撮像素子１６４までの光路がすべて低吸収性ガスで置換されるので、高精度な投影光学系ＰＬの検査が可能となる。
なお、光学系支持筐体ＯＢ中に設ける撮像素子１６４としてＣＣＤを用いる場合には、一般的にはセラミックパッケージに装填され、その前面にはカバーガラスが設置されている。しかしながら、真空紫外光用に適したカバーガラスは透過率の点から良いものがなく、また仮にホタル石やフッ素添加の石英をカバーガラスに添付した場合には、カバーガラスとＣＣＤの受光面との間の空間のガス置換が、困難になるという問題がある。この点を改善したのが次に示す第３の実施形態である。
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態について図１１Ａ，図１１Ｂに基づいて説明する。ここで、前述した第２の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略化し、若しくは省略するものとする。
本第３の実施形態では、上記第２の実施形態の光学系支持筐体の構成、及び光検出器としての撮像素子（ＣＣＤ）１６４の配置方法及びＣＣＤ上方に光透過窓部材２８７を設けた点に特徴を有している。
本実施形態においては、上記第２の実施形態の光学系支持筐体ＯＢに代えて、図１１Ａに示されるように、第１部分筐体ＯＢａと、第２部分筐体ＯＢｂとから構成される光学系支持筐体ＯＢ’が用いられている。これら第１部分筐体ＯＢａ、第２部分筐体ＯＢｂの境界部分には、溝部２３１が形成され、該溝部２３１にてホタル石またはフッ素ドープ石英等から成る光透過窓部材２８７が部分筐体ＯＢａ，ＯＢｂにより上下両側から挟持されている。この場合、光透過窓部材２８７は、第１部分筐体ＯＢａと第２部分筐体ＯＢｂの双方の端面からわずかに突出した各３点の突起部２９０により点接触にて保持されている。
このように光透過窓部材２８７を上下各３点で点接触にて保持（挟持）したのは、光透過窓部材２８７を上下の空間が完全に気密になるように強固に固定すると、光透過窓部材２８７に多少なりとも応力変形が生じてしまうからであり、光透過窓部材２８７にて仕切られる上下の空間に同種の低吸収性ガスが供給される場合には、このように各３点にて挟持するのが望ましい。
なお、第２部分筐体ＯＢｂの上方には、第２実施形態と同様に検査光学系１６０が設けられている。
第１部分筐体ＯＢａの下端面には、Ｏリング３８１を介して保持部材としてのセラミックパッケージ２７０がＣＣＤ１６４を搭載した状態で気密に接合され、断面概略Ｓ字状の止め金２７９及びねじ２８０を介して第１部分筐体ＯＢａの下端面に固定されている。この場合、セラミックパッケージ２７０は、図１１Ｂに示されるように、上面中央に凹部２７０ｂが形成された箱状部材から成り、その上端面２７０ａは平坦度が高く設定されている。
なお、通常のセラミックパッケージではその前面（上面）にカバーガラスが設けられるが、本実施形態では、カバーガラスを設けないこととしている。
セラミックパッケージ２７０のＣＣＤ１６４の下側部分には図１１Ａに示されるように、ＣＣＤ１６４の電荷転送制御回路等の電気回路からの電気配線２７１を引き出すための配線用孔１６５が形成されている。このようにして配線用孔１６５を形成することで、該配線用孔１６５から電気配線２７１を引き出し、外部で不図示の接続配線と接続を行なうことで、ＣＣＤ１６４上面側のガスが配線用孔１６５を介して外部に漏れ出すことなく、ＣＣＤ１６４に対する配線を行うことが可能となる。
ところで、セラミックパッケージ２７０の下面側には、図１１Ａに示されるように、ペルチェ素子２７２及び放熱装置２７４が設けられている。
前記ペルチェ素子２７２は、該ペルチェ素子２７２に接続された電流配線を介して所定の電流が供給されることにより、セラミックパッケージ２７０を冷却する機能を有している。
前記放熱装置２７４は、前記ペルチェ素子２７２のセラミックパッケージ２７０とは反対の面側に設けられている。この放熱装置２７４は、例えば内部に液体配管２７５が設けられ、該液体配管２７５に対し、不図示の液体供給装置から冷却液体を流すことによりペルチェ素子２７２の冷却を行う。なお、放熱装置２７４としては、その他の装置（例えば冷却ファンなど）を採用することとしても良い。
このようにペルチェ素子２７２及び放熱装置２７４を設けた理由は、（１）ペルチェ素子２７２については、ＣＣＤ１６４が微弱光を検知する際には、Ｓ／Ｎ比（信号／ノイズ比）を改善する必要から、ＣＣＤ１６４を冷却することが望ましいからであり、（２）放熱装置２７４については、ペルチェ素子２７２のＣＣＤと反対側（図１１Ａにおける下側の面）は上記ＣＣＤ１６４の冷却の際に高温になるので、ペルチェ素子２７２の下面側を、周囲温度（例えば２３℃）よりも温度が大きく上昇しないように冷却する必要があるからである。
ここで、ペルチェ素子２７２を用いてＣＣＤ１６４を冷却すると、ペルチェ素子２７２によって冷却されたＣＣＤ１６４近傍のガスが、対流等によってＣＣＤ１６４の上方に配置されたレンズやその近傍の気体を冷却し光学性能を不安定にし兼ねない。そこで、上述のように光透過窓部材２８７を設けることとしたのである。
この場合において、光透過窓部材２８７とＣＣＤ１６４の間の空間も、真空紫外光が吸収されることなく良好に透過するように、低吸収性ガスにて置換する必要がある。このため、本実施形態では、これまでと同様に、給気管２８１の一端が第１部分筐体ＯＢａの外側から内側にかけて形成された給気用開口としての貫通孔２５７にコネクタ２８３を介して接続され、貫通孔２５７の給気管２８１とは反対側には、給気ノズル２８５が設けられている。これら給気管２８１等を介して不図示のガス供給装置から低吸収性ガスが光透過窓部材２８７、第１部分筐体ＯＢａ及びセラミックパッケージ２７０により形成された気密化された空間ＧＣ内に供給される。一方、前記貫通孔２５７とは別に、第１部分筐体ＯＢａの外側から内側にかけて形成された排気用開口としての貫通孔２５８に、コネクタ２８４を介して排気管２８２が接続されている。これら貫通孔２５８、排気管２８２等を介して空間ＧＣ内のガスが外部に排気される。これにより、空間ＧＣ内のガスが低吸収性ガスにて置換される。
なお、ＣＣＤ１６４を、より低温に冷却する必要がある場合には、冷却されたＣＣＤ１６４周辺のガスが、上方に位置する光学系に伝わらないように光透過窓部材２８７と同様の光透過窓部材を多数段設けることが好ましい。
以上詳細に説明したように、本第３の実施形態によると、一方の面が開口し内部にＣＣＤ１６４をその受光面を開口に向けて収容したセラミックパッケージ２７０の開口の周囲の端面２７０ａを、第１部分筐体ＯＢａに対してシール部材（Ｏリング）３８１を介して結合し、ＣＣＤ１６４の受光面を含む空間ＧＣを外気から遮蔽する。このため、第１部分筐体ＯＢａとセラミックパッケージ２７０とで形成される空間ＧＣが、気密性の良い空間となる。そして、空間ＧＣ内に受光素子に入射する光に対する吸収特性が吸収性ガスに比べて低い特定ガス（低吸収性ガス）が、第１部分筐体ＯＢａに接続された給気管２８１を介して供給され、空間ＧＣ内のガスが第１部分筐体ＯＢａに接続された排気管を介して外部に排気される。これにより、空間ＧＣが、低吸収性ガスにて精度良く置換されるので、ＣＣＤ１６４の受光面にて受光されるまでの間に、光が吸収されることがほとんどなくなる。従って、ＣＣＤ１６４の光量検出を精度良く行うことが可能となり、この光量検出の結果に基づいて、例えば投影光学系ＰＬの光学特性の計測などを行う場合には、その計測精度を向上させることが可能となる。
なお、上記第３の実施形態では、空間ＧＣ内のガス置換のための給気管２８１及び排気管２８２を第１部分筐体ＯＢａに接続することとしたが、これに限らず、セラミックパッケージ２７０に開口を形成し、該開口に対して給気管２８１，排気管２８２を接続することとしても良い。
なお、上記第３の実施形態では、光透過窓部材２８７を設ける必要から、光学系支持筐体として、第１部分筐体ＯＢａ、第２部分筐体ＯＢｂの２つの部分筐体から成る光学系支持筐体ＯＢ’を用いることとしたが、これに限らず、光透過窓部材２８７を設けなくても良い場合には、第２部分筐体ＯＢｂのみを用い、セラミックパッケージ２７０は、第２部分筐体ＯＢｂに直接固設することとしても良い。
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、Ｆ_２レーザ光源、ＡｒＦエキシマレーザ光源、ＫｒＦエキシマレーザ光源などに限らず、例えば、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、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良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。
なお、複数のレンズから構成される照明ユニット、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるウエハステージ（スキャン型の場合はレチクルステージも）を露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、レチクル室、ウエハ室を構成する各隔壁を組み付け、ガスの配管系を接続し、の制御系に対する各部の接続を行い、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置１００等の本発明に係る露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
《デバイス製造方法》
次に上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図１２には、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）の製造例のフローチャートが示されている。図１２に示されるように、まず、ステップ３０１（設計ステップ）において、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３０２（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を製作する。一方、ステップ３０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
次に、ステップ３０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ３０１〜ステップ３０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ３０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ３０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ３０５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）等の工程が必要に応じて含まれる。
最後に、ステップ３０６（検査ステップ）において、ステップ３０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久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１３には、半導体デバイスにおける、上記ステップ３０４の詳細なフロー例が示されている。図１３において、ステップ３１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ３１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ３１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ３１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ３１１〜ステップ３１４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３１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ３１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ３１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ３１８（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３１９（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。
これらの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、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ３１６）において上記第１の実施形態の露光装置が用いられるので、露光光透過率を長期に渡り良好に維持して精度良くレチクルのパターンをウエハ上に転写することができる。この結果、高集積度のデバイスの生産性を向上させることが可能になる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明のガスパージ方法は、光の光路上に配置された物体と光学装置との間の空間のガス置換に適している。また、本発明の露光装置は、装置の大型化、重量化を抑制しつつ露光精度を向上するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、高集積度のデバイスの生産に適している。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
図２は、図１の装置のガス配管を模式的に示す図である。
図３Ａは、レチクルステージＲＳＴ近傍を示す斜視図、図３Ｂは、レチクルステージＲＳＴを示す概略断面図である。
図４は、レチクルステージＲＳＴを示す平面図である。
図５Ａは、照明系側ガスパージスカートの下端面とレチクルステージとが近接配置された部分を示す断面図、図５Ｂは、照明系側ガスパージスカートのレチクルステージに近接した面の一部を拡大して示す図である。
図６Ａは、投影系側ガスパージスカートの上端面とレチクルステージとが近接配置された部分を示す断面図、図６Ｂは、投影系側ガスパージスカートと投影光学系とが近接配置された部分を示す断面図である。
図７Ａは、ウエハガスパージスカートの近傍を示す断面図、図７Ｂは、ウエハガスパージスカートを上側（＋Ｚ側）から見た平面図である。
図８は、照明ユニットと照明系側ガスパージスカートの間にクリアランスが形成されるように照明系側ガスパージスカートを設けた場合の差動排気機構の構成を説明するための図である。
図９は、変形例に係るガスパージ方法を説明するための図である。
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る検査光学装置の一部を成す検査部を、投影光学系及び遮蔽機構とともに示す断面図である。
図１１Ａは、本発明の第３の実施形態に係る光学系支持筐体の下端部近傍を示す断面図であり、図１１Ｂは、ＣＣＤが搭載されたセラミックパッケージを示す斜視図である。
図１２は、本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
図１３は、図１２のステップ３０４の詳細を示すフローチャートである。

Claims (53)

1. 所定波長の光の光路上に配置された物体と光学装置との間の空間をガスパージするガスパージ方法であって、
   少なくとも前記物体及び該物体を保持する保持部材のいずれかである特定物体との間に所定の第１クリアランスが形成される状態で、前記光学装置と前記物体との間の空間を外気から遮蔽する遮蔽部材を配置する工程と；
   前記光に対する吸収特性が吸収性ガスより低い特定ガスを、前記遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記遮蔽部材内部の空間に供給する工程と；を含むガスパージ方法。
2. 請求項１に記載のガスパージ方法において、
   前記遮蔽部材内部の空間内のガスを前記遮蔽部材に形成された排気用開口を介して外部に排気する工程を更に含むことを特徴とするガスパージ方法。
3. 請求項１に記載のガスパージ方法において、
   前記第１クリアランスは、約３ｍｍ以下であることを特徴とするガスパージ方法。
4. 請求項３に記載のガスパージ方法において、
   前記遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面に形成された給気口を介して所定の気体を前記第１クリアランス内に供給するとともに、前記第１クリアランス内の気体を前記端面の前記空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する工程を更に含むことを特徴とするガスパージ方法。
5. 請求項１に記載のガスパージ方法において、
   前記遮蔽部材は、前記光学装置に対する振動の伝達を低減することを特徴とするガスパージ方法。
6. 請求項５に記載のガスパージ方法において、
   前記遮蔽部材は、前記光学装置との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置されていることを特徴とするガスパージ方法。
7. 請求項６に記載のガスパージ方法において、
   前記第２クリアランスは、約３ｍｍ以下であることを特徴とするガスパージ方法。
8. 請求項７に記載のガスパージ方法において、
   前記遮蔽部材の前記光学装置に対向する端面に形成された給気口を介して所定の気体を前記第２クリアランス内に供給するとともに、前記第２クリアランス内の気体を前記端面の前記空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する工程を更に含むガスパージ方法。
9. 所定波長の光が照射される光学系を有する光学装置に用いられる光検出器の受光面を含む空間をガスパージするガスパージ方法であって、
   一方の面が開口し内部に前記光検出器をその受光面を前記開口に向けて収容した保持部材の前記開口の周囲の端面を、前記光学装置の構成部品の一部に、シール部材を介して結合し、前記光検出器の受光面を含む空間を外気から遮蔽する工程と；
   前記光に対する吸収特性が吸収性ガスに比べて低い特定ガスを、前記構成部品及び前記保持部材のいずれかに形成された給気用開口を介して前記空間に供給し、該空間内のガスを前記構成部品及び前記保持部材のいずれかに形成された排気用開口を介して外部に排気する工程と；を含むガスパージ方法。
10. 請求項９に記載のガスパージ方法において、
    前記保持部材の前記光検出器が載置される部分に予め貫通孔を形成する工程と；
    前記光検出器の裏面側から前記貫通孔を介して前記光検出器からの電気配線を外部に取り出す工程と；を更に含むガスパージ方法。
11. 請求項９に記載のガスパージ方法において、
    前記保持部材を冷却する工程を更に含むガスパージ方法。
12. 請求項１１に記載のガスパージ方法において、
    前記保持部材の冷却は、前記保持部材の前記光検出器とは反対側の面にペルチェ素子を接続して行うことを特徴とするガスパージ方法。
13. 請求項１２に記載のガスパージ方法において、
    前記ペルチェ素子の前記保持部材とは反対側を冷却する工程を更に含むガスパージ方法。
14. 請求項９に記載のガスパージ方法において、
    前記光学装置の前記保持部材が結合される前記構成部品の前記保持部材とは反対側に光透過性部材を配置して、前記光検出器の受光面を含む空間を複数の空間に仕切る工程を更に含むガスパージ方法。
15. マスクに形成されたパターンを基板上に転写する露光装置であって、
    所定波長の光により前記マスクを照明する照明光学系と；
    前記マスク及び該マスクを保持するマスク保持部材のいずれかである特定物体と前記照明光学系との間に配置され、少なくとも前記特定物体との間に所定の第１クリアランスを形成した状態で、前記マスクの前記照明光学系側の少なくとも前記マスクのパターン領域に対応する領域を含む第１空間を外気から遮蔽する第１遮蔽部材と；
    前記第１遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記光に対する吸収特性が吸収性ガスより低い特定ガスを前記第１空間に供給する第１ガス供給系と；を備える露光装置。
16. 請求項１５に記載の露光装置において、
    前記マスクから射出される光を前記基板上に投射する投影光学系と；
    前記特定物体と前記投影光学系との間に配置され、前記投影光学系に対する振動の伝達を低減した状態で、前記マスクの前記投影光学系側の少なくとも前記マスクのパターン領域を含む第２空間を外気から遮蔽する第２遮蔽部材と；
    前記第２遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記特定ガスを前記第２空間に供給する第２ガス供給系と；を更に備える露光装置。
17. 請求項１６に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材は、少なくとも前記特定物体との間に、所定の第２クリアランスを形成した状態で配置されることを特徴とする露光装置。
18. 請求項１７に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材に形成された排気用開口を介して前記第１空間内のガスを外部に排気する第１ガス排気系と；
    前記第２遮蔽部材に形成された排気用開口を介して前記第２空間内のガスを外部に排気する第２ガス排気系と；を更に備える露光装置。
19. 請求項１７に記載の露光装置において、
    前記第１及び第２クリアランスの少なくとも一方は、約３ｍｍ以下であることを特徴とする露光装置。
20. 請求項１９に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第１クリアランス内に供給するとともに、前記第１クリアランス内の気体を前記端面の前記第１空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備える露光装置。
21. 請求項１９に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記特定物体に向けて供給するとともに、前記第２クリアランス内の気体を前記端面の前記第２空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備える露光装置。
22. 請求項１７に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材の前記特定物体側の端部に設けられ、前記第１クリアランスを前記第１遮蔽部材の全周に渡って調整可能な調整機構と；前記第２遮蔽部材の前記特定物体側の端部に設けられ、前記第２クリアランスを前記第２遮蔽部材の全周に渡って調整可能な調整機構と；の少なくとも一方を更に備える露光装置。
23. 請求項１７に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材と前記投影光学系との間には、所定の第３クリアランスが形成されていることを特徴とする露光装置。
24. 請求項２３に記載の露光装置において、
    前記第３クリアランスは、約３ｍｍ以下であることを特徴とする露光装置。
25. 請求項２３に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材の前記投影光学系に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第３クリアランス内に供給するとともに、前記第３クリアランス内の気体を前記端面の前記第２空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備える露光装置。
26. 請求項１７に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面及び前記第２遮蔽部材の前記特定物体に対向する端面はともに平面であり、これらの端面にそれぞれ対向する前記特定物体の面はともに平面であることを特徴とする露光装置。
27. 請求項１７に記載の露光装置において、
    前記基板を保持する基板保持部材と；
    前記マスク保持部材を所定の走査方向に駆動する駆動源を含み、前記マスク保持部材と前記基板保持部材とを所定の走査方向に同期移動する駆動装置と；を更に備え、
    前記駆動源の少なくとも一部が、前記第１空間及び前記第２空間の外部に配置されることを特徴とする露光装置。
28. 請求項２７に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材の前記走査方向に関する長さは、少なくとも、前記露光が行われる前記同期移動時の前後の加速域と減速域とで前記マスク保持部材が移動する助走距離と、前記マスクのパターン領域の前記走査方向の長さとに基づいて決定されることを特徴とする露光装置。
29. 請求項１７に記載の露光装置において、
    前記基板と前記投影光学系との間に配置され、少なくとも前記基板との間に所定の第３クリアランスを形成した状態で、前記基板の前記投影光学系側の第３空間を外気から遮蔽する第３遮蔽部材と；
    前記第３遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記特定ガスを前記第３空間に供給する第３ガス供給系と；を更に備える露光装置。
30. 請求項２９に記載の露光装置において、
    前記第３遮蔽部材に形成された排気用開口を介して前記第３空間内のガスを外部に排気するガス排気系を更に備える露光装置。
31. 請求項２９に記載の露光装置において、
    前記第３遮蔽部材は、前記投影光学系との間に、所定の第４クリアランスを形成した状態で配置されることを特徴とする露光装置。
32. 請求項３１に記載の露光装置において、
    前記第３遮蔽部材の前記投影光学系に対向する端面に形成された排気口を介して、前記第４クリアランス内の気体を外部に排気する排気機構を更に備える露光装置。
33. 請求項３２に記載の露光装置において、
    前記排気機構は、前記第３空間内のガスを前記第４クリアランスを介して外部に排気することを特徴とする露光装置。
34. 請求項３３に記載の露光装置において、
    前記第３ガス供給系は、前記第４クリアランスを介して前記特定ガスを前記第３空間に供給することを特徴とする露光装置。
35. 請求項２９に記載の露光装置において、
    前記第３遮蔽部材の前記基板に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第３クリアランス内に供給するとともに、前記第３クリアランス内の気体を前記端面の前記第３空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備える露光装置。
36. 請求項１５に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材と前記照明光学系との間には、所定の第２クリアランスが形成されていることを特徴とする露光装置。
37. 請求項３６に記載の露光装置において、
    前記第２クリアランスは、約３ｍｍ以下であることを特徴とする露光装置。
38. 請求項３６に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材の前記照明光学系に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第２クリアランス内に供給するとともに、前記第２クリアランス内の気体を前記端面の前記第１空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備える露光装置。
39. 請求項１５に記載の露光装置において、
    前記基板と前記投影光学系との間に配置され、少なくとも前記基板との間に所定の第２クリアランスを形成した状態で、前記基板の前記投影光学系側の第２空間を外気から遮蔽する第２遮蔽部材と；
    前記第２遮蔽部材に形成された給気用開口を介して前記特定ガスを前記第２空間に供給する第２ガス供給系と；を更に備える露光装置。
40. 請求項３９に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材に形成された排気用開口を介して前記第２空間内のガスを外部に排気するガス排気系を更に備える露光装置。
41. 請求項３９に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材は、前記投影光学系との間に、所定の第３クリアランスを形成した状態で配置されることを特徴とする露光装置。
42. 請求項４１に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材の前記投影光学系に対向する端面に形成された排気口を介して、前記第３クリアランス内の気体を外部に排気する排気機構を更に備える露光装置。
43. 請求項４２に記載の露光装置において、
    前記排気機構は、前記第２空間内のガスを前記第３クリアランスを介して外部に排気することを特徴とする露光装置。
44. 請求項４３に記載の露光装置において、
    前記第２ガス供給系は、前記第３クリアランスを介して前記特定ガスを前記第２空間に供給することを特徴とする露光装置。
45. 請求項３９に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材の前記基板に対向する端面に形成された給気口から所定の気体を前記第２クリアランス内に供給するとともに、前記第２クリアランス内の気体を前記端面の前記第２空間に対して前記給気口の外側に形成された排気口を介して外部に排気する差動排気機構を更に備える露光装置。
46. 請求項３９に記載の露光装置において、
    前記第２遮蔽部材の前記基板側の端部に設けられ、前記第２クリアランスを前記第２遮蔽部材の全周に渡って調整可能な調整機構を更に備える露光装置。
47. 請求項１５に記載の露光装置において、
    前記基板を保持する基板保持部材と；
    前記マスク保持部材と前記基板保持部材とを所定の走査方向に同期移動する駆動装置と；を更に備える露光装置。
48. 請求項４７に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材の前記走査方向に関する長さは、少なくとも、前記露光が行われる前記同期移動時の前後の加速域と減速域とで前記マスク保持部材が移動する助走距離と、前記マスクのパターン領域の前記走査方向の長さとに基づいて決定されることを特徴とする露光装置。
49. 請求項４８に記載の露光装置において、
    前記第１遮蔽部材の前記走査方向に関する長さは、さらに、前記光により前記マスクが照明される照明領域の前記走査方向の長さに基づいて決定されることを特徴とする露光装置。
50. 露光光で照明されたマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、
    前記基板と前記投影光学系との間に、前記基板と前記投影光学系とに接触することなく配置され、前記基板と前記投影光学系との間における前記露光光の光路を含む空間を外気から遮蔽する遮蔽部材を備えることを特徴とする露光装置。
51. 請求項５０に記載の露光装置において、
    前記基板と前記遮蔽部材との間、あるいは前記投影光学系と前記遮蔽部材との間に形成されるクリアランス内のガスを吸引排気することによって、前記遮蔽部材で遮蔽された空間を前記外気から遮蔽することを特徴とする露光装置。
52. 請求項５１に記載の露光装置において、
    前記基板と前記遮蔽部材との間、あるいは前記投影光学系と前記遮蔽部材との間に形成されるクリアランス内に、前記露光光に対する吸収特性が吸収性ガスより低い特定ガスを供給することを特徴とする露光装置。
53. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程では、請求項１５〜５２のいずれか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。

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