WO2000074120A1

WO2000074120A1 - Procede et appareil d'exposition

Info

Publication number: WO2000074120A1
Application number: PCT/JP2000/003389
Authority: WO
Inventors: Yutaka Hayashi; Osamu Yamashita; Masaya Iwasaki
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2000-12-07
Also published as: US6961113B1; AU4949900A; KR20020036951A; TW544754B

Description

露光方法及び装置

技術分野

本発明は、例えば半導体素子明、撮像素子（C C D等）、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子、又は薄膜磁気へッド等のデバイスを製造す田

るためのリソグラフイエ程でマスクパターンを基板上に転写するために使用される露光装置に関し、特に波長 2 0 0 n m程度以下の真空紫外域 ( V U V ) の露光ビームを使用する場合に使用して好適なものである。

背景技術

例えば半導体デバイスを製造する際に使用される従来のステッパー等の露光装置は、通常はウェハステージ部、レチクルステージ部、投影光学系部、及び照明光学系部が互いに一体的に機械的に結合されており、このように一体的に結合された構造が床上に防振構造を介して支持されていた。また、各ステージの可動部の位置を投影光学系を基準にして計測するための計測システムも、その一体的に結合された構造の一部に取り付けられていた。

また、この種の露光装置においては、半導体デバイスの集積度及び微細度の向上に対応するため、特に解像力を高めることが要求されている。その解像力は、ほぼ露光光の波長に比例するため、従来より露光波長は次第に短波長化されており、最近では K r Fエキシマレ一ザ光（波長 2 4 8 n m) が使用されるようになっている。現在は、 A r Fエキシマレ —ザ光（波長 1 9 3 n m) 、更には F ₂ レーザ光（波長 1 5 7 n m) 等の使用が検討されている。更に、いわゆる極端紫外域（E U V ) 中の波長 5〜 2 0 n m程度の光を露光ビームとして使用することも検討されている。

また、投影露光装置においては、露光ビームの照度を増加してスループットを向上することも求められているが、露光ビームを短波長化すると、光路上の気体（雰囲気）による露光ビームの吸収が次第に大きくなつてくる。即ち、露光ビームの波長が、 A r Fエキシマレ一ザ光のような波長 2 0 0 n m程度以下の真空紫外域（V U V ) になると、露光ビームの光路の雰囲気中に含まれる酸素、水蒸気、二酸化炭素等の物質（以下、「吸光物質」という。）による露光ビームの吸収が大きくなり、波長が 1 8 0 n m以下になるとその吸収量が特に大きくなる。

そこで、露光ビームとして真空紫外光を使用する場合に、露光ビームを十分な照度でウェハの表面に到達させ、実用的なスループッ卜で露光を行うためには、露光ビームの光路上の大部分の雰囲気を、露光ビームが透過する気体、即ち露光ビームに対する透過率が上記の吸光物質に比ベて大きいヘリウムや窒素等の気体（パージガス）で置換する必要がある。

このため真空紫外光を露光ビームとして使用するこれからの露光装置は、レチクルステージ系やウェハステージ系等を気密性の高いチャンバ等にそれぞれ収納し、また、投影光学系内部の各レンズ間の空間を気密性の高いレンズ室とし、それらの内部を露光ビームが透過する気体で置換することが望ましい。

上記の如き従来の露光装置では、ステージ部、投影光学系部、及び計測システムが一体的に結合されていたため、ステージ部中の可動部の振動が直接に計測システムに伝わり、ステージ制御に悪影響を及ぼすという不都合があった。また、可動部の移動により計測システムの一部に変形が生じ、極めて僅かではあるが計測誤差を生ずる恐れがあった。更に、露光光として A r Fエキシマレーザ光のような真空紫外光を使用する場合には、露光光の光路の大部分を窒素等でパージする必要があるが、従来の露光装置では特にステージ部と投影光学系部との境界部を良好な気密構造にするのが容易ではなかった。そのため、その境界部でも窒素等をパージするためには、露光装置のほぼ全体を覆うチャンバ内に窒素等を供給する必要が生じて、装置構成が大がかりなものになるという不都合があった。一方、その境界部では或る程度空気等が混入することを許容すると、装置構成は比較的簡素化されるが、その境界部で露光光が減衰したり、空気中の微量な有機物等と露光光との化学反応によつて光学部材の表面に曇り物質等が付着して、光学部品の光の透過率が悪化するという不都合があった。

本発明は斯かる点に鑑み、ステージの可動部の制御精度を向上できる露光方法を提供することを第 1の目的とする。

また本発明は、そのような露光装置において、露光ビームの光路の少なくとも一部に高透過率の気体を供給する場合に、外部の気体の混入が少なくなるようにすることを第 2の目的とする。

また本発明は、ステージ系等を駆動する際に発生する振動の影響を低減し、高精度な露光を行うことができる露光方法を提供することを第 3 の目的とする。

更に本発明は、そのような露光方法を使用できる露光装置を提供することを第 4の目的とする。

また本発明は、そのような露光装置の製造方法、及びそのような露光露光方法又は露光装置を使用して高精度なデバイスを製造できるデバィスの製造方法を提供することを第 5の目的とする。発明の開示本発明による第 1の露光方法は、露光ビームで第 1物体（R) を照明し、この第 1物体のパターンを経た露光ビームで投影系（PL) を介して第 2物体（W) を露光する露光方法において、その第 1物体を位置決めする第 1ステージ系（63) と、その投影系と、その第 2物体を位置決めする第 2ステージ系（64) とを相互に振動が伝わりにくいように支持するものである。

斯かる本発明によれば、第 1ステージ系、及び第 2ステージ系で位置決めや同期走査等の際に発生する振動は、投影系には伝わりにくくなつている。従って、例えば投影系を支持する部材に各ステージ系の可動部の位置を投影系を基準として計測する計測システムを配置することによつて、各ステージ系の可動部の位置を高精度に計測することができ、この計測結果に基づいて駆動部を制御することで、制御精度が向上する。次に、本発明による第 1の露光装置は、照明系（62) からの露光ビ —ムで第 1物体（R) を照明し、この第 1物体のパターンを経た露光ビームで投影系（PL) を介して第 2物体（W) を露光する露光装置において、その第 1物体を位置決めする第 1ステージ系（63) と、その第 2物体を位置決めする第 2ステージ系（64) と、その第 1ステージ系とその投影系とその第 2ステージ系とが互いに独立にそれぞれ防振部材 ( 24 A, 24 B, 35 A, 3 5 B, 40 A, 40 B) を介して連結される支持部材（8A， 8 B, F 1 ) と、を有するものである。斯かる露光装置によれば、本発明の第 1の露光方法が使用できる。

この場合、その投影系を内部の光学部材を実質的に密閉される構造とし、その照明系のその第 1物体側の光学部材を囲む第 1チャンバ（6) と、その第 1ステージ系を囲む第 2チャンバ（23) と、その第 2ステ —ジ系を囲む第 3チャンバ（42) と、その第 1チャンバとその第 2チャンバとその投影系とその第 3チャンバとの間をそれぞれ密閉する可撓性を持つ連結部材（2 5， 3 6 , 4 3 ) と、を設けることが望ましい。これによつて、各チャンバ間等の境界部で外部の気体が露光ビームの光路に混入しにくくなるため、光学部材の曇り等が少なくなる。

また、その露光ビームは、波長 2 0 0 n m以下の真空紫外光である場合に、その第 1チャンバ、その第 2チャンバ、その投影系、及びその第 3チャンバの内部の光路上にそれぞれその露光ビームに対して透過性の気体を供給することが望ましい。この場合に更に境界部が可撓性を持つ連結部材である場合には、その気体の純度の低下が抑制されるため、その露光ビームの透過率が高く維持される。

次に、本発明による第 2の露光方法は、露光ビームで物体（R， W) を露光する露光方法において、その露光ビームの光路上、及びその物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室（ 1 0 8 , 1 0 4 ) を配置し、この隣り合う 2つの気密室内にその露光ビームを透過する気体を供給し、その隣り合う 2つの気密室の間の空間を、可撓性を有する膜状の材料より形成された被覆部材（ 1 0 1 B ) によって実質的に密閉したものである。

斯かる本発明によれば、その隣り合う 2つの気密室の間の空間をその被覆部材によって密閉するため、その露光ビームの光量を高く維持することができると共に、その被覆部材が可撓性を有する材料より形成されているため、一方の気密室内で振動が生じても、その振動が他方の気密室に伝達しない。従って、例えばその物体を移動することにより振動が発生しても、その振動が投影光学系等に伝達して結像特性が悪化するようなことがなく、高精度な露光を行うことができる。

次に、本発明による第 2の露光装置は、露光ビームで物体（R， W) を露光する露光装置において、その露光ビームの光路上、及びその物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように配置されて、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室（ 1 0 8， 1 04) と、この 2つの気密室内の気体の排気、及びその気密室内へのその露光ビームを透過する気体の給気を行う気体供給機構（ 1 1 3) と、可撓性を有する膜状の材料より形成されると共に、その隣り合う 2つの気密室の間の空間を実質的に密閉するように設けられた被覆部材（ 1 0 1 B) とを有するものである。

また、本発明による第 3の露光装置は、第 1物体（R) を介して露光ビームで第 2物体（W) を露光する装置において、その第 1物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように配置されて、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室（ 1 0 8 , 1 1 7 ) と、この 2つの気密室内の気体の排気、及びその気密室内へのその露光ビームを透過する気体の給気を行う気体供給機構（ 1 1 3) と、可撓性を有する膜状の材料より形成されると共に、その隣り合う 2つの気密室の間の空間を実質的に密閉するように設けられた被覆部材（ 1 1 8 A) とを有するものである。

斯かる本発明の第 2又は第 3の露光装置によれば、本発明の第 2の露光方法を実施することができる。

本発明の露光装置において、その連結部材又はその被覆部材は、気体に対する遮断性の良好な第 1の材料（エチレン · ビニル · アルコール、ポリアミド、ポリイミド、又はポリエステル等）の薄膜を含むことが望ましい。これによつて、その気密室の内側の露光ビームを透過する気体の純度が高く維持される。

また、その連結部材又はその被覆部材のその第 1の材料の薄膜の内面に、脱ガスの少ない第 2の材料（例えば金属よりなる無機物等）よりなる薄膜が被着されることが望ましい。その第 1の材料から発生する脱ガスがその第 2の材料で遮られるため、その気密室内の露光ビームを透過する気体が高純度に維持される。

また、その連結部材又はその被覆部材のその第 1の材料の外面に伸縮性の良好な第 3の材料（ポリエチレン膜等）よりなる薄膜をラミネート加工によって被着し、その連結部材又はその被覆部材を円筒状に巻くと共に、その連結部材又はその被覆部材の両端部のその第 3の材料同士を溶着することによって、その円筒状の形状の開放端を閉じるようにしてもよい。その第 1の材料はガス ·バリヤ性に優れるが、伸縮性があまりよくない場合があるが、この伸縮性がその第 3の材料によって補われる。また、本発明の第 1及び第 2のデバイスの製造方法は、それぞれ本発明の第 2の露光方法、若しくは本発明の第 2又は第 3の露光装置を使用してマスクパターン（R ) をその物体としての基板（W) 上に転写する工程を含むものである。斯かる本発明によれば、本発明の第 2の露光方法、若しくは本発明の第 2又は第 3の露光装置の使用により、振動の影響を低減して高精度な露光を行うことができ、高機能のデバイスを製造できる。

次に、本発明による第 1の露光装置の製造方法は、照明系からの露光ビームで第 1物体を照明し、この第 1物体のパターンを経た露光ビームで投影系を介して第 2物体を露光する露光装置の製造方法において、その照明系と、その投影系と、その第 1物体を位置決めする第 1ステージ系と、その第 2物体を位置決めする第 2ステージ系と、その第 1ステ一ジ系とその投影系とその第 2ステージ系とが互いに独立にそれぞれ防振部材を介して連結される支持部材とを所定の位置関係で組み上げるものである。

また、本発明の第 3及び第 4のデバイスの製造方法は、それぞれ本発明の第 1の露光方法又は第 1の露光装置によりマスクパターンをその第 2物体としての基板上に転写する工程を含むものである。斯かる本発明によれば、本発明の第 1の露光方法又は第 1の露光装置の使用により、ステージ系の可動部の可動部の制御精度を向上して高精度な露光を行うことができ、高機能のデバイスを製造できる。

次に、本発明による第 2の露光装置の製造方法は、露光ビームで物体を露光する露光装置の製造方法において、その露光ビームの光路上、及びその物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように配置されて、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室と、この 2つの気密室内の気体の排気、及びその気密室内へのその露光ビームを透過する気体の給気を行う気体供給機構と、可撓性を有する膜状の材料より形成されると共に、その隣り合う 2つの気密室の間の空間を実質的に密閉するように設けられた被覆部材とを所定の位置関係で組み上げるものである。

また、本発明による第 3の露光装置の製造方法は、第 1物体を介して露光ビームで第 2物体を露光する露光装置の製造方法において、その第 1物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように配置されて、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室と、この 2 つの気密室内の気体の排気、及びその気密室内へのその露光ビームを透過する気体の給気を行う気体供給機構と、可撓性を有する膜状の材料より形成されると共に、その隣り合う 2つの気密室の間の空間を実質的に密閉するように設けられた被覆部材とを所定の位置関係で組み上げるものである。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施の形態の投影露光装置及び空調装置の概略構成を示す断面図である。図 2は、その実施の形態の気体循環システムを示す一部を切り欠いた概略構成図である。図 3は、本発明の第 2の実施の形態の投影露光装置を示す一部を切り欠いた概略構成図である。図 4は、図 3のフィルム状カバー 1 0 1 Aを示す斜視図である。図 5は、図 3のフィルム状カバー 1 0 1 Aを厚さ方向に拡大して示す横断面図である。図 6 ( a ) は本発明の実施の形態の他の例のフィルム状カバー 1 4 1を示す斜視図、図 6 ( b ) はフィルム状カバー 1 4 1の一部を厚さ方向に拡大して示す横断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好適な第 1の実施の形態につき図面を参照して説明する。本例は、露光ビームの光路の大部分に高透過率の気体が供給されるステップ ' アンド · スキャン方式の投影露光装置に本発明を適用したものである。

図 1は、本例の投影露光装置、及び空調装置の概略構成を示し、図 1 において、半導体製造工場の或る階の床 F 1上のクリーンルーム内に投影露光装置が設置され、その階下の床 F 2上のいわゆる機械室（ユーテイリティスペース）内に、階上の投影露光装置の周囲に温調された空気を供給する空調装置が設置されている。床 F 2上にはその投影露光装置の露光ビームの光路に対して高透過率の気体を循環させる気体循環装置 (図 2参照）も設置されている。このように発塵し易いと共に、振動発生源となり易い装置を、投影露光装置が設置されている階と別の階に設置することによって、投影露光装置が設置されているクリーンルーム内の清浄度を極めて高く設定できると共に、投影露光装置に対する振動の影響を小さくできる。なお、後述の光源系 6 1も床 F 2上に配置してもよい。

先ず、図 1の床 F 1上のクリーンルーム内に、光源系 6 1、照明系 6 2、レチクルステージ系 6 3、投影光学系 P L、及びウェハステージ系 64よりなる投影露光装置が設置されている。光源系 6 1及び照明系 6 2が照明光学系を構成している。この投影露光装置を支持するために、床 F 1上にコラム 8 A， 8 Bが安定に固定され、コラム 8 A及び 8 Bの上部は天井板 8 Cによって連結されている。本実施の形態（図 1 ) では、床 F l、及びコラム 8 A， 8 Bが本発明の支持部材に対応しているが、後述する第 2の実施形態（図 3) に示すように投影露光装置を床上にベ —ス部材（ 1 0 2 C) 介して設置してもよいし、あるいはウェハステ一ジ系 6 4が載置される定盤 3 9をフレームなどによってコラム 8 A， 8 Bから吊り下げてもよい。前者ではべ一ス部材及びコラム 8 A， 8 B力後者ではコラム 8 A, 8 Bが本発明の支持部材に対応することになる。そして、光源系 6 1及び照明系 6 2はそれぞれ気密性の高い箱状の第 1サブチャンバ 1、及び第 2サブチャンバ 6内に収納され、第 1サブチヤンバ 1は床 F 1上に防振台 2 A, 2 Bを介して設置され、コラム 8 A の上部及び天井板 8 Cの一部に照明系 6 2が収納された第 2サブチャンバ 6が直接固定され、コラム 8 A, 8 Bの間の床 F 1上に防振台 40 A, 40 Bを介してウェハステージ系 64が設置されている。防振台 4 O A, 40 Bは例えばエアダンパ及びボイスコイルモー夕（VCM) 方式の電磁ダンパ等を組み合わせた能動的な防振機構である。なお、第 2サブチヤンバ 6を筐体として、この筐体に照明系 6 2の鏡筒を収納してもよい、その照明系 6 2の鏡筒の気密性を高めて、この鏡筒を第 2サブチヤンバ 6 (本発明の第 1チャンバに対応する）とみなしてもよい。要は、サブチャンバは筐体には限定されない。

また、コラム 8 A， 8 Bの間でウェハステージ系 64の上部に防振機構 3 5 A， 3 5 Bを介して支持板 3 2が設置され、支持板 3 2の中央部の開口に投影光学系 P Lが載置されている。また、コラム 8 A, 8 Bの間の投影光学系 P Lの上部に防振機構 2 4 A , 2 4 Bを介してレチクルステージ系 6 3が設置されている。防振機構 3 5 A， 3 5 B , 2 4 A , 2 4 Bとしては、例えば水平方向に伸縮可能なエアダンパ又は油圧ダンパ等が使用できる。即ち、本例の第 1ステージ系としてのレチクルステ —ジ系 6 3、投影系としての投影光学系 P L、及び第 2ステージ系としてのウェハステージ系 6 4は、互いに振動が伝わりにくい状態で床 F 1 及びコラム 8 A , 8 Bに支持されている。なお、照明系 6 2は殆ど振動を発生しないため、直接コラム 8 A等に固定しても悪影響は殆どない。但し、照明系 6 2の少なくとも一部をコラム 8 A， 8 Bとは分離して配置してもよい。例えば、後述の固定ブラインド 1 5 Aで照明光学系を 2 分割し、固定ブラインド 1 5 A及びこれよりレチクル側に配置される光学系を本体側（コラム 8 A， 8 B ) に設け、残りをコラム 8 A， 8 Bとは別の架台に設けてもよい。このとき、照明光学系内で可動又は交換可能な光学素子（例えば可動ブラインド 1 5 Bなど）はその別の架台に配置しておくとよい。また、分離された照明系 6 2の少なくとも一部と本体側（レチクルステージ系 6 3及び投影光学系 P L等）との相対位置関係を検出するセンサを設けておくことが望ましい。

また、レチクルステージ系 6 3、及びウェハステージ系 6 4はそれぞれ気密性の高い箱状の第 3サブチャンバ 2 3、及び第 4サブチャンバ 4 2内に収納されており、投影光学系 P L中の各光学部材の間の空間は実質的に密閉されて気密室とされている。本例では露光ビームとして A r Fエキシマレーザ（波長 1 9 3 n m) が使用されているが、このような真空紫外光は酸素によって大きく吸収されてしまうため、本例では光路上での減衰を防止するために、その露光ビームの光路上に高透過率で化学的に安定な気体としての窒素ガス（N ₂)を供給している。なお、高透過率で安定な気体としてはヘリウムガス（H e ) 等も使用できるが、波長 1 5 0 n m程度までは窒素でも十分な透過率を有すると共に、窒素はヘリゥムに比べて安価であるため、本例では窒素ガスを用いている。そこで、本例では、後述の気体循環システムによって、第 1サブチヤンノ 1、第 2サブチャンバ 6、第 3サブチャンバ 2 3、及び第 4サブチヤンバ 4 2の内部にはそれぞれ高純度の窒素ガスが供給（パージ）されており、投影光学系 P L内の気密室にも高純度の窒素ガスが供給されている。更に、第 2サブチャンバ 6と第 3サブチャンバ 2 3との境界部、レチクルステージ系 6 3の底面と投影光学系 P Lの上部との境界部、投影光学系 P Lの下部と第 4サブチャンバ 4 2との境界部には、それぞれ或る程度の可撓性を有するがそれ程変形量は大きくならないステンレス製の溶接べローズなどのべローズ 2 5 , 3 6， 4 3が取り付けられている。このようにベロ一ズ 2 5， 3 6， 4 3の材料としては、脱ガスが少ない材料（金属など）が好ましい。あるいは、ベローズ 2 5， 3 6， 4 3として脱ガス防止用にテフロンでコートされた材料を用いてもよい。なお、ベローズ 2 5 , 3 6， 4 3として合成樹脂や合成ゴムなどの材料も可能であり、この場合も脱ガス防止用のコーティングを施すことが好ましい。これらのベローズ 2 5， 3 6， 4 3によってそれらの境界部は実質的に密閉されているため、露光ビームの光路はほぼ全部が密封されていることになる。この結果、外部から露光ビームの光路上に不純物の気体が混入することは殆ど無く、露光ビームの減衰量は極めて低く抑えられている。

以下、本例の投影露光装置の構成につき詳細に説明する。先ず、第 1 サブチャンバ 1内に A r Fエキシマレーザ光源よりなる露光光源 3、露光本体部との間で光路を位置的にマッチングさせるための可動ミラー等を含むビームマッチングユニット（B M U ) 4、及び遮光性の材料から形成され内部を露光ビームが通過するパイプ 5が設置されている。露光時に、露光光源 3から射出された露光ビームとしての波長 1 9 3 n mの紫外パルス光 I Lは、 B M U 4及びパイプ 5の内部を経て第 2サブチヤンバ 6内に至る。第 2サブチャンバ 6内において、紫外パルス光 I Lは、光アツテネ一夕としての可変減光器 9、レンズ系 1 0 A， 1 0 Bよりなるビーム整形光学系を経てオプティカル ·インテグレ一夕（ホモジナイザ一）としてのフライアイレンズ 1 1に入射する。フライアイレンズ 1 1の射出面には照明条件を種々に変更するための照明系の開口絞り系 1 2が配置されている。

フライアイレンズ 1 1から射出されて開口絞り系 1 2中の所定の開口絞りを通過した紫外パルス光 I Lは、反射ミラ一 1 3、及びコンデンサレンズ系 1 4を経てレチクルブラインド機構 1 6内のスリツト状の開口部を有する固定照明視野絞り（固定ブラインド） 1 5 A、及び固定ブラインド 1 5 Aとは別に照明視野領域の走査方向の幅を可変とするための可動ブラインド 1 5 Bに入射する。この可動ブラインド 1 5 Bによってレチクルステージの走査方向の移動ストロークの低減、及びレチクル R の遮光帯の幅の低減を図っている。

レチクルブラインド機構 1 6の固定ブラインド 1 5 Aでスリット状に整形された紫外パルス光 I Lは、結像用レンズ系 1 7、反射ミラー 1 8、及び主コンデンサレンズ系 1 9を介して、レチクル Rの回路パターン領域上のスリッ卜状の照明領域を一様な強度分布で照射する。本例では、可変減光器 9からから主コンデンサレンズ系 1 9までの光学部材より照明系 6 2が構成されている。

紫外パルス光 I Lのもとで、レチクル Rの照明領域内の回路パターンの像が投影光学系 P Lを介してウェハ（waf er) W上のレジスト層のスリット状の露光領域に転写される。その露光領域は、ウェハ上の複数のショット領域内の 1つのショッ卜領域上に位置している。本例の投影光学系 P Lは、ジォプトリック系（屈折系）であるが、このような短波長の紫外光を透過できる硝材は限られているため、投影光学系 P Lをカ夕ジォプトリック系（反射屈折系）、又は反射系として、投影光学系 P Lでの紫外パルス光 I Lの透過率を高めるようにしてもよい。以下では、投影光学系 P Lの光軸 A Xに平行に Z軸を取り、 Z軸に垂直な平面（本例ではほぼ水平面である）内で図 1の紙面に平行に X軸、図 1の紙面に垂直に Y軸を取って説明する。

このとき、レチクル Rは、レチクルステージ 2 0上に吸着保持され、レチクルステージ 2 0は、レチクルべ一ス 2 1上に X方向（走查方向）に等速移動できると共に、 X方向、 Y方向、回転方向に微動できるように載置されている。レチクルステージ 2 0の側面には不図示の移動鏡が固定され、投影光学系 P Lの上部側面には参照鏡 2 2が固定されている。そして、投影光学系 P Lを支持する支持板 3 2にレチクル用の干渉計本体部 3 3が固定され、干渉計本体部 3 3の上部はレチクルベース 2 1の開口を通して第 3サブチャンバ 2 3内に達している。干渉計本体部 3 3 の周囲の開口は、例えば弾性を有し、脱ガスが少ない樹脂等で封止されている。干渉計本体部 3 3からレチクルステージ 2 0の移動鏡、及び投影光学系 P Lの参照鏡 2 2にそれぞれレーザビームが照射され、干渉計本体部 3 3では、参照鏡 2 2 (投影光学系 P L ) を基準としてレチクルステージ 2 0の 2次元的な位置、及び回転角を計測し、計測結果を不図示の駆動制御装置に供給している。レチクルステージ 2 0及びレチクルベース 2 1等よりレチクルステージ系 6 3が構成され、干渉計本体部 3 3が第 1計測系に対応している。

一方、ウェハ Wはウェハホルダ 3 7上に吸着保持され、ウェハホルダ 3 7はウェハステージ 3 8上に固定され、ウェハステージ 3 8は定盤 3 9上に載置されている。ウェハステージ 3 8は、オートフォーカス方式でウェハ Wのフォーカス位置（Z方向の位置）、及び傾斜角を制御してウェハ Wの表面を投影光学系 P Lの像面に合わせ込むと共に、ウェハ W の X方向への等速走査、及び X方向、 Y方向へのステッピングを行う。ウェハステージ 3 8の側面にも不図示の移動鏡が固定され、投影光学系 P Lの下部側面には参照鏡 4 1が固定されている。そして、投影光学系 P Lを支持する支持板 3 2にウェハ用の干渉計本体部 3 4が固定され、干渉計本体部 3 4の下部は第 4サブチャンバ 4 2内の定盤 3 9上に達している。第 4サブチャンバ 4 2の開口と干渉計本体部 3 4との間の隙間は、例えば弾性を有し、脱ガスが少ない樹脂等で封止されている。

干渉計本体部 3 4からウェハステージ 3 8の移動鏡、及び投影光学系

P Lの参照鏡 4 1にそれぞれレーザビームが照射され、干渉計本体部 3 4では、参照鏡 4 1 (投影光学系 P L ) を基準としてウェハステージ 3 8の 2次元的な位置、及び回転角（ョ Γング量、ピッチング量、及びローリング量を含む）を計測し、計測結果を不図示の駆動制御装置に供給している。ウェハホルダ 3 7、ウェハステージ 3 8及び定盤 3 9等よりウェハステージ系 6 4が構成され、干渉計本体部 3 4が第 2計測系に対応している。また、例えば支持板 3 2に、投影光学系 P Lに対するレチクルベース 2 1の Z方向の間隔及び傾斜角を計測するセンサ、及び投影光学系 P Lに対する定盤 3 9の Z方向の間隔及び傾斜角を計測するセンサを計測系として設けることが望ましい。走査露光時には、レチクルステージ 2 0を介して紫外パルス光 I Lの照明領域に対してレチクル R が + X方向（又は— X方向）に速度 V rで走査されるのに同期して、ゥェハステージ 3 8を介して露光領域に対してウェハ Wが—X方向（又は + X方向）に速度 /3 ' V r ( /3はレチクル Rからウェハ Wへの投影倍率）で走査される。レチクル Rとウェハ Wとの走査方向が逆であるのは、投影光学系 P Lが反転投影を行うからである。また、本例では、コラム 8 A， 8 B、照明系 6 2が収納される第 2サブチャンバ 6のレチクル側の部分、第 3サブチャンバ 2 3、投影光学系 P L、及び第 4サブチャンバ 42が全体として大型の箱状のチャンバ 7 内に収納されており、チャンバ 7の上部には、階下の床 F 2上の空調装置 5 2から配管 5 1を介して温度制御された空気が供給され、供給された空気は、拡散部 49を経て HE P Aフィル夕（high efficiency part iculate air-filter) 等の除塵フィル夕や微量な有機物等を除去するケミカルフィルタを含むフィル夕部 5 0に入り、フィル夕部 5 0を通過した空気が第 2サブチャンバ 6〜第 4サブチャンバ 42の周囲を下方に流れて（ダウンフロー）、チャンバ 7の底面部の不図示の開口から排気されている。これによつて、本例の第 2サブチャンバ 6〜第 4サブチャンバ 4 2の周囲は温度がほぼ一定の状態に維持されている。

更に、レチクルベース 2 1上の端部からコラム 8 Bの開口部及びチヤンバ 7の開口部にかけて、レチクルステージ系 6 3と外部との間でレチクルの受け渡しを行うために、一時レチクルをほぼ完全な気密状態で保持しておくためのロードロック室 2 6が設置され、ロードロック室 2 6 の側面に接するように、不図示のレチクルライブラリとの間でレチクルの受け渡しを行うためのレチクルローダ系 2 8が配置されている。レチクルローダ系 2 8は、コラム 8 Bの側面に固定されてチャンバ 7の開口を通過した支持板 2 7上に固定され、レチクルローダ系 2 8を覆うように第 5サブチャンバ 2 9が設けられている。ロードロック室 2 6のレチクルローダ系 2 8及びレチクルステージ 2 1に対向する面にそれぞれ開閉自在の扉が設置され、ロードロック室 2 6の周囲は密閉されている。また、定盤 3 9上の端部からコラム 8 Bの開口部及びチャンバ 7の開口部にかけて、ウェハステージ系 64と外部との間でウェハの受け渡しを行うために、周囲が密閉された状態でロードロック室 44が設置され，ロードロック室 4 4の側面に接するように、不図示の搬送ラインとの間でウェハの受け渡しを行うためのウェハローダ系 4 5が配置されている。ウェハ口一ダ系 4 5は、床 F 1上に固定され、ウェハローダ系 4 5を覆うように第 6サブチャンバ 4 6が設けられている。ロードロック室 4 4 にもそれぞれ開閉自在の 1対の扉が設置されている。階下の空調装置 5 2から配管 3 1及び配管 4 8を介してそれぞれ第 5サブチャンバ 2 9及び第 6サブチャンバ 4 8の上部に温度制御された空気が供給され、供給された空気はフィル夕部 3 0及び 4 7を通過してそれぞれレチクル口一ダ系 2 8及びウェハ口一ダ系 4 5の周囲を下側に流れて排気されている。

このように本例では、第 2サブチャンバ 6〜第 4サブチャンバ 4 2の外部を温度制御された空気が流れているが、第 2サブチヤンバ 6〜第 4 サブチャンバ 4 2の気密度は高いと共に、ベローズ 2 5， 3 6 , 4 3が設けられているため、紫外パルス光 I Lの光路上に空気が混入することは殆どなく、紫外パルス光 I Lの利用効率は高く維持される。これに対して、投影露光装置の各部を囲むサブチャンバの気密度が低い場合には、チャンバ 7中にも全体として窒素ガス等のいわゆる不活性な高透過率の気体を流すことが望ましくなるが、このようにチャンバ 7中に全体として不活性な気体を流すのでは温調設備が高価なものとなり、運転コストも増大するという不都合がある。

更に本例では、レチクルローダ系 2 8及びゥェ八ローダ系 4 5の周囲にも温調された空気が供給されているが、これらを囲むサブチヤンバ 2 9及び 4 6とサブチャンバ 2 3及び 4 2との間にはそれぞれ口一ドロック室 2 6及び 4 4が配置されている。従って、例えばレチクル Rの交換時には、右側の扉を閉じてロードロック室 2 6内にレチクル Rを収納して、左右の扉を密閉した後、右側の扉を開けてロードロック室 2 6内のレチクル Rを別のレチクルと交換する。その後、ロードロック室 2 6の左右の扉を閉じて後述の排気装置を用いて内部を排気してから窒素ガスを封入する。次に、左側の扉を開けてロードロック室 2 6内のレチクルをレチクルステージ 2 0上にロードすることによって、レチクルローダ系 2 8側の空気の第 3サブチャンバ 2 3内への混入が防止される。同様の動作によって、ウェハ口一ダ系 4 5側の空気の第 4サブチャンバ 4 2 内への混入が防止される。受け渡し用のチャンバとしてのロードロック室 2 6 , 4 4が設けられているため、レチクルローダ系 2 8及びウェハローダ系 4 5の周囲にも温調された空気を流すことができる。

なお、上記の実施の形態において、サブチャンバ 6， 2 3， 4 2の材料、又はそれらの内部にそれぞれ配置される部材、例えば干渉計本体部 3 3， 3 4の一部などは、ステンレス製とするか、あるいはテフロンコートを施す等として、脱ガスをできるだけ少なくすることが望ましい。次に、本例の投影露光装置の気体循環システムの構成につき図 2を参照して説明する。なお、図 2において、図 1に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。

図 2は、本例の投影露光装置の気体循環システムを示し、この図 2において、投影露光装置が設置されている床 F 1の階下の床 F 2上に真空ポンプを含む排気装置 6 5、窒素ガスの回収装置 6 6、液体窒素等の形で高純度の窒素を蓄積する蓄積装置 6 7、及び窒素ガスを温度調整して外部に供給する温調装置 6 8が設置されている。排気装置 6 5は 2本の排気管 7 0及び 7 2を介して選択的に気体を真空状態まで吸引し、吸引された気体を配管 7 4を介して回収装置 6 6に供給する。回収装置 6 6 は、排気管 7 3から気体を吸引する吸引部、この吸引部からの気体及び配管 7 4を介して回収された気体から窒素ガスを分離する分離部、分離された窒素ガスの一時的な蓄積を行う蓄積部、及び蓄積された窒素ガスを配管 7 5を介して温調装置 6 8に供給する供給部より構成されている _c 蓄積装置 6 7は、蓄積された窒素を必要に応じてバルブ V 2 2が設けられた配管 7 6を介して温調装置 6 8に供給する。温調装置 6 8は、配管 7 5及び 7 6を介して供給される気体（ここでは窒素ガス）の温度を制御する温度制御部と、この温度制御部から供給される気体を必要に応じて送風する送風部と、送風された気体の除塵を行う H E P Aフィル夕やケミカルフィル夕を含むフィル夕部 7 7とを有し、フィルタ部 7 7を通過した気体が給気管 6 9に供給される。

フィル夕部 7 7では、塵埃や水分などの他に不純物（汚染物質）も除去される。ここで除去される不純物は、露光光源 3、照明光学系、及び投影光学系 P Lの各光学素子の表面に付着してその曇りの原因となる物質、あるいは露光ビームの光路内に浮遊して照明光学系や投影光学系 P Lの透過率（照度）若しくは照度分布などを変動させる物質、又はゥェ八 W (レジスト）の表面に付着して現像処理後のパターン像を変形させる物質などである。フィルタ部 7 7中の一部のフィル夕として、活性炭フィル夕（例えば、ニッ夕株式会社製のギガソ一ブ（商品名））、又はゼォライトフィル夕、あるいはこれらを組み合わせたフィル夕が使用できる。これにより、照明光学系、及び投影光学系 P Lの内部に存在するシロキサン（s i l oxane : S i —〇の鎖が軸となる物質）又はシラザン ( s i l azane : S i— Nの鎖が軸となる物質）などのシリコン系有機物が除去される。図 2において、回収装置 6 6及び温調装置 6 8が本発明の気体循環装置に対応している。

そして、床 F 1上の投影露光装置において、階下からの給気管 6 9の先端部がバルブ V 1を持つ第 1分岐管〜バルブ V 7を持つ第 7分岐管に分岐しており、バルブ V 1を持つ第 1分岐管が第 1サブチャンバ 1 (光源系 6 1 ) に接続され、バルブ V 2を持つ第 2分岐管が第 2サブチャンバ 6 (照明系 6 2 ) に接続され、バルブ V 3を持つ第 3分岐管が第 3サブチャンバ 2 3 (レチクルステージ系 6 3 ) に接続され、バルブ V 4を持つ第 4分岐管が投影光学系 P Lの気密室に接続され、バルブ V 5を持つ第 5分岐管が第 4サブチャンバ 4 2 (ウェハステージ系 6 4 ) に接続され、バルブ V 6を持つ第 6分岐管及びバルブ V 7を持つ第 7分岐管がそれぞれロードロック室 2 6及び 4 4に接続されている。従って、温調装置 6 8からの気体の送風動作と、バルブ V 1〜V 7の選択的な開閉動作とによって、第 1サブチャンバ 1〜口一ドロック室 4 4までの何れの気密室にも随時露光ビームに対して透過性の気体（ここでは窒素ガス）をパージできるように構成されている。

また、第 1サブチャンバ 1〜第 3サブチャンバ 2 3、投影光学系 P L の気密室、及び第 4サブチャンバ 4 2がそれぞれバルブ V 1 1〜V 1 5 を持つ分岐管を介して排気管 7 1に接続され、排気管 7 1はバルブ V 2 0及び V 2 1を介して排気管 7 2及び 7 3に接続されている。従って、バルブ V 2 0 , V 2 1の選択的な開閉によって、第 1サブチャンバ 1〜第 4サブチャンバ 4 2中の気体は随時排気装置 6 5又は回収装置 6 6によって排気することができる。そして、ロードロック室 2 6及び 4 4は、それぞれバルブ V 1 6及び V 1 7を持つ分岐管を介して排気管 7 0に接続されており、バルブ V 1 6及び V 1 7の選択的な開閉によってロードロック室 2 6， 4 4中の気体は、随時排気装置 6 5によって真空状態まで排気することができる。

また、第 1サブチャンバ 1〜ロードロック室 4 4の内部にはそれぞれ圧力センサや、酸素等の不純物の濃度を検出するための不純物センサ (酸素濃度計等が使用できる）が設けてある。そして、不純物センサの検出結果が許容範囲を超えた場合には、対応するチャンバ又は気密室中の排気を行った後、その圧力センサで検出される圧力が所定の基準圧力 (例えば大気圧等）になるまで、その対応するチャンバ又は気密室中に透過性の気体を供給することが望ましい。

次に、投影露光装置の各部に透過性の気体を循環させるための動作の一例につき説明する。先ず露光装置の稼働開始時等で第 1サブチャンバ 1〜第 4サブチャンバ 4 2中に空気が満ちている場合には、バルブ V 1 〜V 5 , V 2 1を閉じてバルブ V 1 1〜V 1 5， V 2 0を開いて排気装置 6 5を介して急速に排気を行う。そして、或る程度排気が行われた時点でバルブ V 1 1〜V 1 5を閉じてバルブ V 1〜V 5を開いて、温調装置 6 8から第 1サブチャンバ 1〜第 4サブチヤンバ 4 2中に透過性の気体を供給する。そして、第 1サブチャンバ 1〜第 4サブチャンバ 4 2中の不純物（酸素等）の濃度が許容範囲内に収まるまで、排気装置 6 5による排気と温調装置 6 8からの給気とを繰り返す。

そして、不純物濃度が許容範囲内に収まった後にバルブ V 2 0を閉じて、バルブ 2 1を開いて露光動作を開始して、露光動作中に第 1サブチャンバ 1〜第 4サブチヤンバ 4 2中の不純物濃度が上昇したときに、その中の気体を僅かに入れ換えるために、回収装置 6 6を介して或る程度の排気を行ってから、温調装置 6 8を介して透過性の気体のパージを行う。この動作によって、透過性の気体の使用量を低減することができ、運転コストを低減することができる。

また、レチクル又はウェハの交換時には、既に説明したようにロードロック室 2 6又は 4 4中に次に使用するレチクル又はウェハを収納して左右の扉をロックした状態で、排気装置 6 5による急速排気と温調装置 6 8からの気体の供給とを行うことによって、レチクルローダ系又はゥェハローダ系から露光ビームの光路側への不純物の混入量を殆ど無くすことができる。このため、露光工程のスループットが殆ど低下しない利点がある。

なお、本例では第 1サブチャンバ 1〜第 4サブチャンバ 4 2中に同じ種類の透過性で安定な気体（ここでは窒素ガス）を供給しているが、例えば投影光学系 P L中のように光学特性の安定性が特に求められる部分に対しては別の透過性で安定な気体であるヘリゥムガスを供給するようにしてもよい。ヘリウムガスは、高価ではあるが、熱伝導率が窒素ガスの 6倍程度で放熱効果に優れると共に、屈折率の変動量が少ないために結像特性等が安定する利点がある。ヘリゥムガスも循環させて使用することによって、運転コストの上昇を抑制できる。

更に、図 2の回収装置 6 6においては、回収した窒素をコンプレッサによって 1 0 0〜2 0 0気圧程度に圧縮するか、あるいはタービンなどを用いた液化機によって液化して内部のボンベに保存するようにしてもよい。

更に、本例では照明光学系の大部分を第 2サプチヤンバ 6に収納し、第 2サブチヤンバ 6の一部をチヤンバ 7内に設置したが、例えば第 2サブチャンバ 6の全てをチャンバ 7内に設置してもよい。この場合、第 2 サブチャンバ 6中の不純物の量を減少させることができる。

また、上記の実施の形態では、第 1サブチャンバ 1〜第 4サブチャンバ 4 2内にそれぞれ単一の気体（窒素、又はヘリウムやネオンなどの稀ガス等）を供給するものとしたが、例えば窒素とヘリウムとを所定比で混合した気体を供給するようにしてもよい。この場合、混合気体は窒素とヘリウムとの組み合わせに限られるものではなく、ネオン、水素などと組み合わせてもよい。

更に、第 1サブチャンバ 1〜第 4サブチャンバ 4 2、投影光学系 P L，及びロードロック室 2 6， 4 4の少なくとも 1つとそれ以外とで、供される透過性で化学的に安定な気体（窒素、ヘリウムなどのいわゆる不活性な気体）の純度（濃度）、即ち不純物（酸素、水蒸気、有機物など）の濃度を異ならせてもよい。また、 3グループ以上に分けて、それぞれ同じ種類の気体の純度（不純物濃度）を異ならせてもよい。

なお、照明光学系、投影光学系、レチクルステージ系、及びウェハステージ系等の各ュニッ卜の構成やその支持方法は、上記の実施の形態 (図 1、図 2 ) に限られるものではなく、各ユニットを互いに振動が伝わりにくいように支持するものであれば、いかなるものでもよい。

なお、ベローズ 2 5， 3 6 , 4 3は前述した全ての接続部に設けなくてもよく、少なくとも 1つの接続部に設けるだけでもよい。また、照明光学系又は投影光学系を複数の気密室に分けて収納するときにその接続部に前述のベローズを設けてもよい。これは、レチクルローダ系 2 8又はウェハローダ系 4 5を複数の気密室に分けて収納するときも同様である。さらに、第 3サブチャンバ 2 3又は第 4サブチャンバ 4 2の外部にその一部が配置される光学系（例えば、干渉計本体部 3 3 , 3 4、レチクルァライメント系、ウェハァライメント系、オートフォーカスセンサ等）を収納する鏡筒（筐体）とそのサブチャンバとの接続部にベローズを設けてもよい。また、上記各サブチャンバや投影光学系などとパージガスの給排気用の配管との接続部にベローズを設けてもよい。

また、上記の実施の形態では、 A r Fエキシマレ一ザを露光ビームとして用いたが、例えば K r Fエキシマレ一ザ（波長 2 4 8 n m) 、 F ₂ レーザ（波長 1 5 6 n m) 、 K r ₂ レ一ザ（波長 1 4 7 n m) 、又は A r 2 レ一ザ（波長 1 2 6 n m) 等を用いてもよく、これらの光源を備えた露光装置に対しても本発明を適用することができる。但し、例えば K r Fエキシマレーザを用いる露光装置では、投影光学系内の空気を窒素、又はヘリウム等に置換する必要はなく、 K r Fエキシマレーザ光源、及び照明光学系内の空気を窒素等に置換するだけでよい。

更に、エキシマレ一ザの代わりに、露光ビームとして例えば波長 2 4 8 n m、 1 9 3 n m, 1 5 7 n mの何れか、又はこれらの近傍に発振スぺクトルを持つ Y A Gレ一ザ等の固体レーザの高調波を用いる場合にも本発明が適用される。

次に、本発明の好適な第 2の実施の形態につき図面を参照して説明する。本例は、露光ビームとして真空紫外光を使用するステップ · アンド · スキャン方式の投影露光装置に本発明を適用したものである。

上記の第 1の実施の形態の露光装置では、露光ビームの光路上の雰囲気を露光ビームが透過する気体で置換するために、レチクルステージ系、ウェハステージ系、及び投影光学系の内部の各レンズを気密ュニット内に収納し、隣接する気密ュニット間の空間を金属等のベローズ機構により密封している。

しかしながら、気密ュニッ卜間に設置されるべローズ機構が金属製で剛性が高い場合には、ウェハステージ系ゃレチクルステージ系を駆動した際に発生する振動、及びそれらのステージ系の重心の移動（偏荷重）による気密ュニッ卜の変形等が、ベローズ機構を介して投影光学系に伝達して、投影光学系の結像特性が悪化する恐れがある。また、それらのステージ系から発生する振動や偏荷重の影響が、レーザ干渉計ゃァライメン卜装置等に伝わり、これらの測定精度が悪化する恐れもある。このような振動の影響はべローズ機構の剛性を調整することで或る程度は軽減できるが、更にその影響を軽減することが望ましい。

また、レチクルステージ系やウェハステージ系の外気への開放を最小限に抑えるために、レチクルローダ系やウェハローダ系と露光装置本体との間にもそれぞれ金属製のベローズ機構を設置することも検討されている。しかしながら、この場合にも、それらのローダ系から発生する振動や偏荷重の影響が露光装置本体に伝達し、投影光学系の結像特性ゃレ一ザ干渉計等の測定精度が悪化する恐れがある。また、それらのローダ系から発生する振動や偏荷重の影響による投影光学系の結像特性ゃレ一ザ干渉計等の測定精度の悪化を軽減するためには、レチクルローダ系やウェハローダ系にも防振機構を設ければよいが、これでも振動等の影響が残る恐れがあると共に、露光装置の製造コス卜が高くなるという不都合が生じる。そこで、以下の第 2の実施の形態では、更に防振特性を向上させた例について説明する。

図 3は本例の投影露光装置を示す概略構成図であり、この図 3において、本例の投影露光装置は、露光光源として、 A r Fエキシマレーザ光源（波長 1 9 3 nm) を使用しているが、それ以外の F₂ レーザ光源 (波長 1 57 nm) 、 K r ₂ レーザ光源（波長 146 nm) 、 YAGレ一ザの高調波発生装置、半導体レーザの高調波発生装置等の真空紫外光 (本例では波長 200 nm以下の光）を発生する光源も使用することができる。但し、露光光源として K r Fエキシマレーザ光源（波長 248 nm) や水銀ランプ（ i線等）等を使用する場合にも、露光ビームの透過率を特に高めたい場合には本発明が適用できる。

本例のように露光ビームとして真空紫外光を使用する場合、真空紫外光は、通常の大気中に存在する酸素、水蒸気、炭化水素系ガス（二酸化炭素等）、有機物、及びハロゲン化物等の吸光物質によって大きく吸収されるため、露光ビームの減衰を防止するためには、これらの吸光物質 (不純物）の気体の濃度を 1 0〜 1 00 p pm程度以下に抑える必要がある。そこで本例では、その露光ビームの光路上の気体を、露光ビームが透過する気体、即ち窒素（N₂ ) ガス、又はヘリウム（He) 、ネオン（N e) 、アルゴン（A r) 、クリプトン（K r) 、キセノン（X e) 、若しくはラドン（Rn) よりなる希ガス等の露光ビームに対して高透過率で化学的に安定であると共に、吸光物質が高度に除去された気体（以下、「パージガス」と呼ぶ。）で置換する。

なお、窒素ガスは、真空紫外域中でも波長 1 50 nm程度までは露光ビームが透過する気体（パージガス）として使用することができるが、波長が 1 5 0 n m程度以下の光に対してはほぼ吸光物質として作用するようになる。そこで、波長が 1 5 0 n m程度以下の露光ビームに対するパージガスとしては希ガスを使用することが望ましい。また、希ガスの中では屈折率の安定性、及び高い熱伝導率等の観点より、ヘリウムガスが望ましいが、ヘリウムは高価であるため、運転コスト等を重視する場合には他の希ガスを使用してもよい。また、パージガスとしては、単一の種類の気体を供給するだけでなく、例えば窒素とヘリウムとを所定比で混合した気体のような混合気体を供給するようにしてもよい。

そして、本例では屈折率の安定性（結像特性の安定性）、及び高い熱伝導率（高い冷却効果）等を重視して、そのパージガスとしてヘリウムガスを使用するものとする。そのため、例えば本例の投影露光装置が設置されている床の階下の機械室には、投影露光装置及びこれに付属する装置内の複数の気密室に対して高純度のパージガスを供給し、それもの気密室を流れた気体を回収して再利用するための給排気機構 1 1 3が設置されている。

以下、本例の投影露光装置の構成につき詳細に説明する。本例の投影露光装置の本体部はべ一ス部材 1 0 2 C上に載置されており、ベース部材 1 0 2 C上に 4本又は 3本の脚部（コラム）を含むほぼ門型の第 1フレーム 1 0 2 Aが設置されている。そして、本例の照明光学系は、露光光源及びオプティカル · インテグレー夕（ュニフォマイザ、又はホモジナイザ）等の光学部材から構成され、露光光源を除く光学部材は気密性の高い箱状の第 1サブチャンバ 1 0 3内に収納され、この第 1サブチヤンバ 1 0 3は第 1フレーム 1 0 2 Aの上部に設置されている。照明光学系の露光光源（不図示）から射出された波長 1 9 3 n mのパルスレーザ光よりなる露光ビ一ム（露光光）は、マスク —ン面（下面）のパターン領域を照明する。レチクル Rを透過した露光ビームは、投影系としての投影光学系 1 0 4を介して基板としてのゥェノ λ (waf er) W上に、レチクル Rのパターンを投影倍率 j3 ( ;3は 1 Z 4 , 1 Z 5等）で縮小した像を形成する。ウェハ Wは例えばシリコン等の半導体又は S O I (s i l i con on insu l ator)等の円板状の基板であり、その上にフォトレジス卜が塗布されている。本例のレチクル R及びウェハ W がそれぞれ本発明の露光対象の物体に対応している。

投影光学系 1 0 4としては、例えば日本国特願平 1 0— 3 7 0 1 4 3 号又は日本国特願平 1 1— 6 6 7 6 9号に開示されているように、 1本の光軸に沿って複数の屈折レンズと、それぞれ光軸の近傍に開口を有する 2つの凹面鏡とを配置して構成される直筒型の反射屈折系や、 1本の光軸に沿って屈折レンズを配置して構成される直筒型の屈折系等を使用することができる。更に、投影光学系 1 0 4として双筒型の反射屈折系等を使用してもよい。以下、投影光学系 1 0 4の光軸に平行に Z軸を取り、 Z軸に垂直な平面内で図 3の紙面に平行に X軸を、図 3の紙面に垂直に Y軸を取って説明する。この場合、レチクル R上の照明領域は、 X 方向に細長いスリット状であり、レチクル R及びウェハ Wの露光時の走查方向は Y方向である。ジ 1 0 7 b上に保持され、レチクルステージ 1 0 7 bは、レチクルべ一ス 1 0 7 c上でリニアモー夕方式で Y方向（走査方向）に連続移動すると共に、 X Y平面内でのレチクル Rの位置の微調整を行う。レチクルべ —ス 1 0 7 cは、レチクルステージ 1 0 7 bが Y方向に移動する際に、ベ一ス部材 1 2 1上をレチクルステージ 1 0 7 bの移動方向と反対方向に運動量保存則を満たすように移動し、レチクルステージ 1 0 7 bが移動する際の振動の発生を抑制する。また、ベース部材 1 2 1は、第 1フレーム 1 0 2 Aの中間の 4箇所（又は 3箇所等でも可）の支持板（図 3 では 2箇所のみが現れている）上に防振部材 1 2 3 A , 1 2 3 Bを介して支持されている。防振部材 1 2 3 A , 1 2 3 Bは、エアーダンパ（又は油圧式ダンパ等でもよい）とボイスコイルモー夕等の電磁式のァクチユエ一夕とを組み合わせた能動型の防振装置である。レチクルホルダ 1 0 7 a、レチクルステージ 1 0 7 b、レチクルべ一ス 1 0 7 c等からレチクルステージ系 R S Tが構成され、レチクルステージ系 R S Tは気密性の高い箱状の第 2サブチャンバ 1 0 8 (レチクル室）内に収納されている。

また、ベース部材 1 0 2 Cの上面の第 1コラム 1 0 2 Aの内側には、 4箇所（又は 3箇所等でも可）の防振部材 1 2 4 A , 1 2 4 B (図 3では 2箇所のみが現れている）を介してほぼ門型の第 2フレーム 1 0 2 B が設置され、この第 2フレーム 1 0 2 Bの中間の支持板の中央部に投影光学系 1 0 4が保持されている。防振部材 1 2 4 A， 1 2 4 Bは防振部材 1 2 3 A , 1 2 3 Bと同様の能動型の防振装置である。そして、第 2 フレーム 1 0 2 Bの上面に、レーザ干渉計 1 1 1 (レチクル干渉計）が設置されており、レーザ干渉計 1 1 1とレチクルステージ 1 0 7 b上に設置された移動鏡 1 1 9とによってレチクルステージ 1 0 7 b (レチクル R ) の X方向、 Y方向の位置、及び必要に応じて X軸、 Y軸、軸の回りの回転角が計測され、これらの計測値に基づいて不図示のステージ制御系によってレチクルステージ 1 0 7 bの位置及び移動速度が制御される。また、第 2フレーム 1 0 2 B上には、レチクルァライメント系の支持フレーム 1 1 2が設置され、この支持フレーム 1 1 2のレチクルステ一ジ 1 0 7 bの上方にレチクルァライメント顕微鏡（不図示）が設置されている。

一方、ウェハ Wは不図示のウェハホルダを介して試料台 1 0 5 a上に保持され、試料台 1 0 5 aは X Yステージ 1 0 5 b上に固定され、 X Y ステージ 1 0 5 bはウェハべ一ス 1 2 2上で試料台 1 0 5 a (ウェハ W) を Y方向に連続移動すると共に、必要に応じて試料台 1 0 5 aを X方向、 Y方向にステップ移動する。試料台 1 0 5 aは、ウェハ Wのフォーカス位置（Z方向の位置）、並びに X軸及び Y軸の回りの傾斜角を制御する。 XYステージ 1 0 5 bは、不図示の例えばリニアモー夕方式の駆動部によって運動量保存則を満たすように駆動されており、 XYステージ 1 0 5 bを駆動する際の振動の発生が抑制されている。また、ウェハベース 1 2 2は、 4箇所（又は 3箇所等でも可）の防振部材 1 2 5 A, 1 2 5 B (図 3では 2箇所のみが現れている）を介してべ一ス部材 1 0 2 C上に載置され、防振部材 1 2 5 A, 1 2 5 Bは防振部材 1 2 3 A， 1 2 3 Bと同様の能動型の防振装置である。試料台 1 0 5 a、 XYステージ 1 0 5 b等からウェハステージ系 WS Tが構成され、ウェハステージ系 W S Tは気密性の高い箱状の第 3サブチャンバ 1 0 6 (ウェハ室）内に収納されている。

また、第 2フレーム 1 0 2 Bの中間の支持板にレーザ干渉計 1 0 9 (ウェハ干渉計）が固定され、試料台 1 0 5 aの側面は移動鏡に加工されており、そのレ一ザ干渉計 1 0 9及び試料台 1 0 5 aの移動鏡によつて試料台 1 0 5 a (ウェハ W) の X方向、 Y方向の位置、及び X軸、 Y 軸、 Z軸の回りの回転角が計測され、これらの計測値に基づいて不図示のステージ制御系によって XYステージ 1 0 5 bの動作が制御されている。また、例えば斜入射方式で多点の光学式のオートフォーカスセンサ (AFセンサ） 1 1 0が第 2フレーム 1 0 2 Bの中間の支持板に固定されており、このォ一トフォーカスセンサ 1 1 0によって計測されるゥェハ W上の複数の計測点でのフォーカス位置の情報に基づいて、試料台 1 0 5 aはォ一トフォ一カス方式及びォートレペリング方式でウェハ Wのフォーカス位置、並びに X軸、及び Y軸の回りの傾斜角を制御する。これによって、露光中継続してゥェ八 Wの表面が投影光学系 1 0 4の像面に合焦される。

また、第 2フレーム 1 0 2 Bには、ウェハ Wのァライメントを行うためのオフ · ァクシス方式で結像方式のウェハァライメント系 1 1 4も固定されている。更に、第 1フレーム 1 0 2 Aの側面方向には、レチクルステージ系 R S Tとの間でレチクル Rの受け渡しを行うレチクルローダ系 R R D、及びウェハステージ系 W S丁との間でウェハ Wの受け渡しを行うウェハローダ系 W R Dが収納されたィン夕フェース · コラム 1 1 7 が設置されている。このイン夕フェース ' コラム 1 1 7中のレチクルの受け渡しを行う搬送口、及びゥェ八の受け渡しを行う搬送口には、レチクルステージ系 R S T及びウェハステージ系 W S Tの外気への開放を最小限に抑えるため、ゲートバルブ 1 1 5及び 1 1 6がそれぞれ設けられている。

そして走査露光時には、ウェハ W上の一つのショット領域への露光が終わると、 X Yステージ 1 0 5 bのステツプ移動によって次のショット領域が走査開始位置に移動した後、レチクルステージ 1 0 7 b及びゥェ八側の X Yステージ 1 0 5 bを投影光学系 1 0 4の投影倍率 ]3を速度比として Y方向に同期走査する、即ちレチクル Rとウェハ W上の当該ショット領域との結像関係を保った状態でそれらを走査するという動作がステツプ · アンド ·スキャン方式で繰り返される。これによつて、ウェハ W上の各ショット領域に順次レチクル Rのパターン像が逐次転写される。

さて、本例の投影露光装置には、露光ビームの光路を含む空間内の気体を露光ビームが透過する気体（パージガス）で置換する（パージする）ための給排気機構 1 1 3が設けられている。そして、照明光学系の一部、レチクステージ系 R S T、及びウェハステージ系 W S Tは、それぞれ気密室としての気密性の高いサブチャンバ 1 0 3， 1 0 8， 1 0 6内に収納されており、投影光学系 1 0 4内の各光学部材間の空間が気密性の高いレンズ室（これも気密室に対応する）とされている。そして、サブチヤンバ 1 0 3 , 1 0 8， 1 0 6の内部には、給排気機構 1 1 3によって高純度のパージガスが供給されており、投影光学系 1 0 4内の各レンズ室にも高純度のパージガスが供給されている（詳細後述）。

更に、第 1サブチャンバ 1 0 3と第 2サブチャンバ 1 0 8の上部との境界部、ベ一ス部材 1 2 1の底面と第 2フレーム 1 0 2 Bの上面との境界部、投影光学系 1 0 4の上端部と第 2フレーム 1 0 2 Bの上面との境界部、及び第 2フレーム 1 0 2 Bの中間の支持板の底面と第 3サブチヤンバ 1 0 6の上面との境界部には、それぞれ内部の空間を外部から隔離するように、高い可撓性を有する円筒状のフィルム状カバー 1 0 1 A〜 1 0 1 Dが設けられている。また、第 2サブチャンバ 1 0 8及び第 3サブチヤンバ 1 0 6とィン夕フエ一ス ' コラム 1 1 7のゲ一卜バルブ 1 1 5及び 1 1 6との間にも、それぞれ可撓性を有する円筒状のフィルム状カバ一 1 1 8 A， 1 1 8 Bが設けられている。フィルム状カバ一 1 0 1 A〜 1 0 1 D , 1 1 8 A , 1 1 8 Bが本発明の可撓性を有する膜状の被覆部材に対応しており、フィルム状カバーは軟性シールド部材、又は極めて低い剛性を有するベローズとも呼ぶことができる。これらのフィルム状カバ一 1 0 1 A〜： 1 0 1 D， 1 1 8 A , 1 1 8 Bによってそれらの境界部が実質的に密閉されるため、露光ビームの光路はほぼ完全に密封されていることになる。このため、露光ビームの光路上への外部からの吸光物質を含む気体の混入は殆ど無く、露光ビームの減衰量は極めて低く抑えられる。

そして、本例の給排気機構 1 1 3は、パージガスを回収する回収部、高純度のパージガスを蓄積する蓄積部、及びパージガスを温度調整して外部に供給する給気部等から構成されており、高純度のパージガスを給気管 1 2 6を介してサブチャンバ 1 0 3 , 1 0 8， 1 0 6及び投影光学系 1 0 4内にそれぞれ大気圧よりも僅かに高い程度の気圧（陽圧）で供給し、サブチャンバ 1 0 3， 1 0 8 , 1 0 6及び投影光学系 1 0 4の内部を流れた不純物を含んだパージガスを、バルブ V付きの排気管 1 2 7 を介してそれぞれ回収する。更に、給排気機構 1 1 3は、それらの回収された気体からパージガスを分離して、分離したパージガスを高圧に圧搾するか、又は液化して一時的に蓄積する。一例として、サブチャンバ 1 0 3， 1 0 8， 1 0 6及び投影光学系 1 0 4の内部には吸光物質としての例えば酸素の濃度を計測する不純物センサが設置されており、これらの不純物センサで検出される吸光物質の濃度が所定の許容値を超えた場合に、排気管 1 2 7を介しての気体の回収、及び給気管 1 2 6を介しての高純度のパージガスの補充が、ほぼ一定（僅かに陽圧）の気圧の気体を流すガスフロー制御方式で行われる。このため、極めて可撓性の良いフィルム状カバ一 1 0 1 A〜 1 1 8 Bが使用されていても、これらのフィルム状カバ一 1 0 1 A〜 1 1 8 Bに過大な力が作用することは無い。なお、この場合に、例えば有機系の物質に対する濃度の許容値を、 2 酸化炭素等の濃度の許容値よりも低くするなど、吸光物質の種類に応じて濃度の許容値を変えるようにしてもよい。また、イン夕フェース * コラム 1 1 7内のレチクル口一ダ系 R R D、及びウェハ口一ダ系 W R Dを収納する部分も気密化して、これらの空間にもパージガスを供給するようにしてもよい。この場合、上記のようにサブチャンバ 1 0 3〜投影光学系 1 0 4から回収された気体を処理したパージガスをィン夕フェース • コラム 1 1 7内に供給して、サブチャンバ 1 0 3〜投影光学系 1 0 4 にはパージガスの蓄積部に蓄積されている未使用の高純度のパージガスを供給するようにしてもよい。なお、上記各サブチヤンバゃ投影光学系内での不純物の濃度は上記許容値（ 1 0〜 1 00 p pm) に限られるものではなく、さらには場所によってその許容値を異ならせてもよい。

また、給排気機構 1 1 3はパージガスを供給する際に、供給するパージガスの温度、湿度、気圧等を調整すると共に、 HEPAフィルタ（hig h efficiency particulate ai r- f i 1 ter)等の除塵フィル夕や微量な有機物質等を含む上記の吸光物質を除去するためのケミカルフィルタ等のフィル夕によりそのパージガスから上記の吸光物質等の除去を行う。ここで除去される物質には、投影露光装置に使用されている光学素子に付着してその曇りの原因となる物質、あるいは露光ビームの光路内に浮遊して照明光学系や投影光学系 104の透過率（照度）若しくは照度分布等を変動させる物質、又はウェハ W (フォトレジスト）の表面に付着して現像処理後のパターン像を変形させる物質等も含まれている。また、フィル夕としては、活性炭フィル夕（例えば、ニッ夕株式会社製のギガソーブ（商品名））、又はゼォライトフィルタ、あるいはこれらを組み合わせたフィル夕が使用できる。これにより、シロキサン（siloxane : S i一〇鎖が軸となる物質）又はシラザン（silazane : S i _N鎖が軸となる物質）等のシリコン系有機物が除去される。

以上のように、露光ビームの光路上の雰囲気を高純度のパージガスで置換することによって、露光ビームに対する透過率が高く維持されて、ウェハ Wに入射する露光ビームの照度が高くなり、ウェハ Wの各ショット領域に対する露光時間が短縮でき、スループッ卜が向上する。

また本例では、レーザ干渉計 1 09， 1 1 1及びオートフォーカスセンサ 1 1 0等の光学測定機器の計測ビームの光路がパージガスの雰囲気内に設置されている。これによつて、これらの光学測定機器の計測ビームの光路上の気体の揺らぎによる測定誤差の発生を抑えることができる _c 次に、本例のフィルム状カバー 1 0 1 A〜 1 0 1 D， 1 1 8 A, 1 1 8 Bについて図 4及び図 5を参照して詳細に説明する。以下では代表的にフィルム状カバ一 1 0 1 Aの構成につき説明する。

図 4は、本例のフィルム状カバ一 1 0 1 Aを取り付けた状態を示し、この図 4おいて、フィルム状カバ一 1 0 1 Aの両端にはそれぞれアルミニゥム等の金属、又はセラミックス等からなるフランジ 1 30 , 1 3 1 が設けられており、フィルム状カバ一 1 0 1 Aはフランジ 1 30， 1 3 1を介して図 3の第 1サブチャンバ 3の下端と第 2サブチャンバ 1 08 の上端との間を覆うように取り付けられ、フランジ 1 30， 1 3 1は設置面にねじ止めされている。この際に、気密性を高めるために、フランジ 1 30， 1 3 1と設置面との間に脱ガスが少ない材料（例えばフッ素系樹脂など）からなる〇リング等を配置してもよい。

図 5は、図 3のフィルム状カバー 1 0 1 Aを厚さ方向に拡大した横断面図を示し、この図 5において、本例のフィルム状カバー 1 0 1 A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 1 0 1 cの外面に接着材を介してポリエチレン（一（CH₂CH₂)_n ―) よりなる伸縮性の良好な保護膜 1 0 1 dを被着し、更にそのフィルム素材 1 0 1 cの内面にアルミニウム（A 1 ) よりなる安定化膜 1 0 1 bを蒸着等によってコ一ティングして形成されている。エチレン · ビニル · アルコール樹脂（EVOH樹脂）は気体に対する遮断性（ガスバリャ性）に極めて優れており、 EVOH樹脂としては、例えば株式会社クラレの「商品名工バール（EVAL) 」等を使用することができる。また、安定化膜 1 0 1 bは脱ガスの発生しない、又は脱ガスの極めて少ない物質より形成されることが望ましい。

即ち、フィルム状カバー 1 0 1 Aは、基本的に伸縮性の良好な保護膜 1 0 I d (第 3の材料）と、ガスバリヤ性の良好なフィルム素材 1 ◦ 1 c (第 1の材料）とをラミネート加工（多層加工）して、その内面に脱ガスの極めて少ない安定化膜 1 0 1 b (第 2の材料）を被着したものであり、そのフィルム状カバー 1 0 1 Aの全体の厚さは約 0 . 1 mm程度となっている。また、そのフィルム状カバ一 1 0 1 Aを円筒状に閉じるために、その端部 Aは溶着性にも優れた保護膜 1 0 1 dを対向させて溶着すると共に、その溶着部を接着材 1 0 1 eで完全に密閉している。

この場合、保護膜 1 0 1 dは伸縮性が良好であるが、ガスバリヤ性に劣ると共に、脱ガスが発生し易い上に、内面に金属等が被着しにくいという欠点がある。そこで、本例では、その保護膜 1 0 1 dの内面に、ガスバリヤ性に優れて外気の流入、及びパージガスの流出を防止できると共に、金属等が被着し易いフィルム素材 1 0 1 cを形成し、その内面に安定化膜 1 0 1 bを形成している。この安定化膜 1 0 1 bによって、フイルム状カバー 1 0 1 Aを形成する際に使用される接着材、保護膜 1 0 l d、及びヒートシール等から発生する脱ガスが、フィルム状カバ一 1 0 1 Aの内側、即ち露光ビームの光路上に侵入することを防止している。また、内面に安定化膜 1 0 1 bをコーティングすることによって、気体に対する遮断性が更に向上している。

以上のように、本例のフィルム状カバ一 1 0 1 Aは、フィルム素材 1 0 1 c等の大きい可撓性を有し、即ち剛性が極めて小さいと共にガスバリャ性に優れた材料より形成されており、金属製のベローズ機構を使用する場合に比べて、同程度のガスバリヤ性を得た上で、図 3のサブチヤンバ 1 0 3とサブチャンバ 1 0 8 (レチクル室）との間で相互に振動が殆ど伝達しないようになっている。また、他のフィルム状カバ一 1 0 1 B〜： L 0 1 D , 1 1 8 A , 1 1 8 Bもフィルム状カバ一 1 0 1 Aと同様に形成されており、隣接する気密室間で相互に振動を伝達しにくいものとなっている。従って、図 3のレチクルステージ系 R S Tやウェハステージ系 WS T から発生する振動や偏荷重の影響が投影光学系 1 04や第 2フレーム 1 02 Β等に伝達することはほとんどなく、ウェハステージ系 WS Τ等から発生する振動や偏荷重による投影光学系 1 04の結像特性の悪化を抑えることができ、高精度な露光を行うことができる。また、第 2フレーム 1 02 Βに取り付けられているレ一ザ干渉計 1 09 , 1 1 1、レチクルァライメント系用の支持フレーム 1 1 2、ウェハァライメント系 1 1 4、及びオートフォーカスセンサ 1 1 0等の測定誤差の発生を抑えることができる。

また本例のように、レチクルステージ系 RST (第 2サブチャンバ 1 08) 及びウェハステージ系 WS Τ (第 3サブチャンバ 1 06) とイン夕フェース · コラム 1 1 7との間にそれぞれフィルム状カバ一 1 1 8 Α, 1 1 8 Βを設置することによって、インタフェース · コラム 1 1 7内のレチクルローダ系 R RD及びウェハローダ系 WRDから発生する振動が投影露光装置本体に伝達することを防止できる。また、ゲートバルブ 1 1 5, 1 1 6をイン夕フェース ' コラム 1 1 7側に設置することによつて、ゲートバルブ 1 1 5, 1 1 6の開閉時に発生する振動の影響を抑えることができる。

なお、フィルム状カバー 1 0 1 Α〜 1 1 8 Βの形成に使用するフィルム素材 1 0 1 cの材料は、本例のエチレン · ビニル · アルコール樹脂に限られるものではなく、ポリアミド（polyamide) 、ポリイミド（polyimi de) 、又はポリエステル（polyester) 等のように気体に対する遮断性が良好で可撓性を有する材料であればよい。この際に、ガスバリヤ性が最も良好である点ではエチレン · ビニル · アルコール樹脂が最も望ましく、価格的に安く経済的である点ではポリエステルが最も望ましく、コストパフォーマンスの観点からはポリアミド又はポリイミドが望ましい。また、フィルム状カバー 1 0 1 A〜 1 1 8 Bの内面に保護膜 1 0 1 d としてコーティングする素材は、本例のアルミニウムに限られるものではなく、他の金属、又はセラミックス等の無機物のように真空紫外光等の露光ビームに対する反応性が低く脱ガスの少ない材料であればよい。更に、保護膜 1 0 I dとしては、ポリエチレンの他にポリプロピレン等を使用することができる。

更に、例えば気密室（サブチャンバ 1 0 3等）の内部と外気との気圧差をより小さくして使用する場合には、フィルム素材 1 0 1 c及び安定化膜 1 0 1 bのみからフィルム状カバー 1 0 1 A〜 1 1 8 Bを形成してもよく、例えば脱ガスの発生量が少ない場合には、フィルム素材 1 0 1 cのみからフィルム状カバ一 1 0 1 A〜 1 1 8 Bを形成するようにしてもよい。

また、フィルム状カバー 1 0 1 A〜 1 1 8 Bの設置数及び設置箇所は本例の構成に限られるものではなく、露光ビームの光路を密封するように、又はその光路に通じる部分（レチクルローダ系 R R Dの設置部等）を密閉するようにフィルム状カバーが設置されていればよい。例えば各ステージ系をカウン夕バランスを用いて運動量保存則を満たすように駆動する場合に、そのカウン夕バランスとステージ系の可動ステージとの間の空間にフィルム状カバーを設置するようにしてもよい。

次に、フィルム状カバー（被覆部材）の他の例について図 6を参照して詳細に説明する。

図 6 ( a ) は、本例のフィルム状カバ一 1 4 1を示し、本例のフィルム状カバー 1 4 1は、前述のフィルム状カバー 1 0 1 A〜 1 1 8 Bと同様にガスバリヤ性の良好なフィルム素材や伸縮性の良好な保護膜等をラミネ一ト加工して形成されたものであるが、前述のフィルム状カバー 1 0 1 A〜 l 1 8 B力保護膜 1 0 1 dを対向させて端部 Aを溶着することにより円筒状に形成されていたのに対し、本例のフィルム状カバー 1 4 1は、溶着性に優れた保護膜 1 4 1 aにより円筒状に巻いた部材の接合部を覆うように繋ぎ合わせることによって円筒状に形成されている。即ち本例のフィルム状カバー 1 4 1は、図 6 ( b ) に示すように、ェチレン · ビニル · アルコール樹脂よりなるフィルム素材 1 4 1 cの外面に接着材 1 4 1 eを介してポリエチレンよりなる伸縮性の良好な保護膜 1 4 1 dを被着し、その接合部を外面から覆うように溶着性に優れた保護膜 1 4 1 aを溶着、又は接着材を介して被着することによって形成されたものである。また、前述のフィルム状カバ一 1 0 1 A〜 1 1 8 Bと同様に、フィルム素材 1 4 1 cの内面にアルミニウムよりなる安定化膜 1 4 1 bが蒸着等によってコ一ティングされており、フィルム状カバ一 1 4 1の全体の厚さ d 1は約 0 . 1 mm程度となっている。また、フィルム状カバ一 1 4 1を円筒状に閉じるための繋ぎ合わせ用の保護膜 1 4 1 aの厚さ d 2は約 0 . 0 3 mm程度となっている。

このように、保護膜 1 4 1 a等の溶着性に優れた材料により両端部を繋ぎ合わせフィルム状カバ一を形成する場合には、フィルム状カバ一 1 4 1の内面に不純物が滞留する原因となる凹凸部が少なくなり、且つパージガスのリーク量も少なくなり、より効率的にフィルム状カバ一 1 4 1の内部をパージできる利点がある。

なお、フィルム状カバ一の接続部の最も簡単な構造として、単に一方の端部の外面と他方の端部の内面とを所定幅で重ねて接着材又は溶着により固定してもよい。

また、上記のフィルム状カバ一 1 0 1 A〜 1 1 8 B， 1 4 1は平面状の素材より形成されているが、被覆部材としてのフィルム状カバーを蛇腹（ベローズ）状に形成してもよい。このように蛇腹状とすることによつて取り付けが容易になるか、又は外の気圧差に対する耐久性が向上する場合がある。

なお、フィルム状カバ一 1 0 1 A〜 1 1 8 B , 1 4 1は前述した全ての接続部に設けなくてもよく、少なくとも 1つの接続部に設けるだけでもよい。また、照明光学系又は投影光学系を複数の気密室に分けて収納するときにその接続部に前述のフィルム状カバーを設けてもよい。これは、レチクルローダ系 R R D又はウェハローダ系 W R Dを複数の気密室に分けて収納するときも同様である。さらに、第 2サブチャンバ 1 0 8 又は第 3サブチャンバ 1 0 6の外部にその一部が配置される光学系（例えば、ウェハァライメント系 1 1 4、オートフォーカスセンサ 1 1 0、レーザ干渉計 1 0 9 , 1 1 1等）を収納する鏡筒（筐体）とそのサブチヤンバとの接続部にフィルム状カバーを設けてもよい。また、上記各サブチャンバや投影光学系などとパージガスの給排気用の配管との接続部にフィルム状カバ一を設けてもよい。

なお、第 1の実施の形態（図 1 ) の投影露光装置でベローズ 2 5 , 3 6 , 4 3の代わりに、第 2の実施の形態のフィルム状カバーを用いてもよいし、あるいはべローズ 2 5 , 3 6， 4 3の内面に第 2の実施の形態の安定化膜 1 0 1 bを設けてもよい。また、第 1の実施の形態におけるベロ一ズあるいは第 2の実施の形態におけるフィルム状カバ一はその内面を脱ガスの少ない材料で構成されるものとしたが、その内面から脱ガスが生じる得るときには、ベロ一ズあるいはフィルム状カバーの一部に吸引管を接続してその脱ガスを回収するように構成してもよい。

また、上記の各実施の形態は、本発明をステップ · アンド ·スキャン方式の投影露光装置に適用したものであるが、本発明はステップ · アンド · スティツチ方式方式等の走査露光型の露光装置、及びステッパー等の一括露光型の投影露光装置、更にはミラープロジェクシヨン方式や、投影光学系を使用しないプロキシミティ方式の露光装置等にも適用できることは明らかである。

なお、投影光学系が使用される場合、その光学系は屈折系、反射系、又は反射屈折系の何れであってもよいし、更には縮小系、等倍系、又は拡大系の何れであってもよい。

更に、半導体素子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ（ディスプレイ装置）、薄膜磁気ヘッド、及び撮像素子（C CD) 等のマイクロデバイスの製造に用いられる露光装置だけでなく、レチクル、又はマスクを製造するために、ガラス基板、又はシリコンウェハ等に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 (遠紫外）光や VUV (真空紫外）光等を用いる露光装置では一般的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、又は水晶等が用いられる。また、 EUV光（極端紫外光）を露光エネルギービームとする露光装置では反射型マスクが用いられ、プロキシミティ方式の X線露光装置、又は電子線露光装置等では透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハ等が用いられる。

また、露光ビームとして、例えば D F B半導体レーザやファイバ一レ —ザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レ一ザを、例えばェルビゥム（E r ) (又はエルビウムとイッテルビウム（Yb) との両方）がド一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る場合にも本発明が適用される。

具体的には、単一波長レーザの発振波長を 1. 5 1〜1. 59 mの範囲内とすると、発生波長が 1 89〜1 99 nmの範囲内である 8倍高調波、又は発生波長が 1 5 1〜 1 59 nmの範囲内である 1 0倍高調波が出力される。特に発振波長を 1. 544〜1. 553 zmの範囲内とすると、 1 9 3〜 1 94 nmの範囲内の 8倍高調波、即ち A r Fエキシマレーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を 1. 57〜 1. 58 xmの範囲内とすると、 1 57〜 1 58 nmの範囲内の 10倍高調波、即ち F₂ レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。

ところで、複数の光学素子から構成される照明光学系、及び投影光学系を露光装置本体に組み込んで光学調整を行うと共に、多数の機械部品からなるレチクルステージやウェハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続すると共に、各サブチャンバや投影光学系等をそれぞれ気体循環装置等と接続し、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 2つの実施の形態の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及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。

また、半導体デバイスは、デバイスの機能 ·性能設計を行うステップ、この設計ステツプに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウェハを制作するステップ、前述の実施の形態の露光装置によりレチクルのパターンをウェハに露光するステツプ、デバイス組み立てステツプ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検查ステツプ等を経て製造される。

本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。更に、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む、 1 999年 5月 28日付提出の日本国特許出願第 1 1 一 149 598号、及び 2000年 2月 28日付提出の日本国特許出願第 2000— 5 1 1 06号の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用してここに組み込まれている。産業上の利用の可能性本発明の第 1の露光方法によれば、ステージ系と、投影系とを相互に振動が伝わりにくいように支持しているため、ステージ系の可動部の振動が投影系等に伝わりにくなり、可動部の位置を高精度に計測できる。従って、その可動部の制御精度を向上できる利点がある。

また、本発明の第 1の露光装置によれば、ステージ系と投影系とが互いに独立にそれぞれ防振部材を介して支持部材に連結されているため、ステージ系と、投影系との間で振動が伝わりにくくなり、本発明の第 1 の露光方法が使用できる。

この場合、投影系を気密構造として、照明系の一部及び各ステージ系をそれぞれ囲むチャンバを設け、各チヤンバと投影系との間をそれぞれ密閉する可撓性を持つ連結部材を設けた場合には、露光ビームの光路の少なくとも一部に高透過率の気体を供給する際にに、外部の気体の混入が少なくなり、露光ビームの照度を高く維持できるため、露光工程のスループッ卜が向上する。

次に、本発明の第 2の露光方法、若しくは第 2又は第 3の露光装置によれば、その露光ビームの光量を高く維持できると共に、一方の気密室内で振動が生じても、その振動が他の気密室に伝達しない利点があり、例えばその物体を移動することにより振動が発生しても、投影光学系の結像特性やレーザ干渉計の測定精度等が悪化するようなことがなく、高スループッ卜且つ高精度な露光を行うことができる。

また、本発明のデバイスの製造方法によれば、本発明の露光方法又は露光装置の使用により、高精度な露光を行うことができ、高機能のデバイスを製造することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 露光ビームで第 1物体を照明し、該第 1物体のパターンを経た露光ビームで投影系を介して第 2物体を露光する露光方法において、

前記第 1物体を位置決めする第 1ステージ系と、前記投影系と、前記第 2物体を位置決めする第 2ステージ系とを相互に振動が伝わりにくいように支持することを特徴とする露光方法。

2 . 照明系からの露光ビームで第 1物体を照明し、該第 1物体のパターンを経た露光ビームで投影系を介して第 2物体を露光する露光装置において、

前記第 1物体を位置決めする第 1ステージ系と、

前記第 2物体を位置決めする第 2ステージ系と、

前記第 1ステージ系と前記投影系と前記第 2ステージ系とが互いに独立にそれぞれ防振部材を介して連結される支持部材と、

を有することを特徴とする露光装置。

3 . 前記投影系を内部の光学部材が実質的に密閉される構造とし、前記照明系の前記第 1物体側の光学部材を囲む第 1チャンバと、前記第 1ステージ系を囲む第 2チャンバと、

前記第 2ステージ系を囲む第 3チャンバと、

前記第 1チャンバと前記第 2チャンバと前記投影系と前記第 3チヤンバとの間をそれぞれ密閉する可撓性を持つ連結部材と、

を設けたことを特徴とする請求の範囲 2記載の露光装置。

4 . 前記露光ビームは、波長 2 0 0 n m以下の真空紫外光であり、前記第 1チャンバ、前記第 2チャンバ、前記投影系、及び前記第 3チャンバの内部の光路上にそれぞれ前記露光ビームに対して透過性の気体を供給することを特徴とする請求の範囲 3記載の露光装置。

5 . 前記投影系、前記第 1チャンバ、前記第 2チャンバ、及び前記第 3 チヤンバの内部の気体を互いに独立にそれぞれ排気するための排気装置と、

前記投影系、前記第 1チャンバ、前記第 2チャンバ、及び前記第 3チャンバの内部に互いに独立にそれぞれ透過性の気体を実質的に循環させる気体循環装置と、

を設けたことを特徴とする請求の範囲 3又は 4記載の露光装置。

6 . 前記第 1ステージ系の可動部の前記投影系に対する相対変位を計測する第 1計測系、及び前記第 2ステージ系の可動部の前記投影系に対する相対変位を計測する第 2計測系をそれぞれ前記投影系又は該投影系の支持部材に配置したことを特徴とする請求の範囲 3、 4、又は 5記載の

7 . 前記連結部材は、気体に対する遮断性の良好な第 1の材料の薄膜を含むことを特徴とする請求の範囲 3記載の露光装置。

8 . 前記連結部材の前記第 1の材料の薄膜の内面に、脱ガスの少ない第 2の材料よりなる薄膜が被着されたことを特徴とする請求の範囲 7記載の露光装置。

9 . 前記連結部材の前記第 1の材料の外面に伸縮性の良好な第 3の材料よりなる薄膜がラミネート加工によって被着され、前記連結部材は円筒状に巻かれると共に、

前記連結部材の両端部の前記第 3の材料同士を溶着することによって、前記円筒状の形状の開放端が閉じられたことを特徴とする請求の範囲 7 又は 8記載の露光装置。

1 0 . 露光ビームで物体を露光する露光方法において、

前記露光ビームの光路上、及び前記物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室を配置し、

前記隣り合う 2つの気密室内に前記露光ビームを透過する気体を供給し、

前記隣り合う 2つの気密室の間の空間を、可撓性を有する膜状の材料より形成された被覆部材によって実質的に密閉したことを特徴とする露光方法。

1 1 . 前記物体は、投影系を介して露光されると共に、

前記隣り合う 2つの気密室は、前記投影系内の第 1の気密室と、前記物体を含む空間を覆う第 2の気密室とから構成されることを特徴とする請求の範囲 1 0記載の露光方法。

1 2 . 露光ビームで物体を露光する露光装置において、

前記露光ビームの光路上、及び前記物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように配置されて、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室と、

該 2つの気密室内の気体の排気、及び前記気密室内への前記露光ビームを透過する気体の給気を行う気体供給機構と、

可撓性を有する膜状の材料より形成されると共に、前記隣り合う 2つの気密室の間の空間を実質的に密閉するように設けられた被覆部材とを有することを特徴とする露光装置。

1 3 . 第 1物体を介して露光ビームで第 2物体を露光する装置において、前記第 1物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように配置されて、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室と、該 2つの気密室内の気体の排気、及び前記気密室内への前記露光ビームを透過する気体の給気を行う気体供給機構と、

1 4 . 前記被覆部材は、気体に対する遮断性の良好な第 1の材料の薄膜を含むことを特徴とする請求の範囲 1 2又は 1 3記載の露光装置。

1 5 . 前記被覆部材の前記第 1の材料の薄膜の内面に、脱ガスの少ない第 2の材料よりなる薄膜が被着されたことを特徴とする請求の範囲 1 4 記載の露光装置。

1 6 . 前記被覆部材の前記第 1の材料の外面に伸縮性の良好な第 3の材料よりなる薄膜がラミネー卜加工によって被着され、前記被覆部材は円筒状に巻かれると共に、

前記被覆部材の両端部の前記第 3の材料同士を溶着することによって、前記円筒状の形状の開放端が閉じられたことを特徴とする請求の範囲 1 4又は 1 5記載の露光装置。

1 7 . 前記露光ビームは波長 2 0 0 n m以下の紫外光で、前記露光ビ一ムを透過する気体はヘリゥムガスであり、

前記第 1の材料は、エチレン，ビニル ' アルコール、ポリアミド、ポリイミド、又はポリエステルであり、

前記第 2の材料は無機物であり、

前記第 3の材料よりなる薄膜はポリエチレン膜であることを特徴とする請求の範囲 1 6記載の露光装置。

1 8 . 請求の範囲 1 0記載の露光方法によりマスクパターンを前記物体としての基板上に転写する工程を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。

1 9 . 請求の範囲 1 2又は 1 3記載の露光装置によりマスクパターンを基板上に転写する工程を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。

2 0 . 照明系からの露光ビームで第 1物体を照明し、該第 1物体のパ夕ーンを経た露光ビームで投影系を介して第 2物体を露光する露光装置の製造方法において、

前記照明系と、

前記投影系と、

前記第 1物体を位置決めする第 1ステージ系と、

前記第 2物体を位置決めする第 2ステージ系と、

を所定の位置関係で組み上げることを特徴とする露光装置の製造方法。

2 1 . 請求の範囲 1記載の露光方法によりマスクパターンを基板上に転写する工程を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。

2 2 . 請求の範囲 2記載の露光装置によりマスクパターンを基板上に転写する工程を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。

2 3 . 露光ビームで物体を露光する露光装置の製造方法において、前記露光ビームの光路上、及び前記物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように配置されて、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室と、

可撓性を有する膜状の材料より形成されると共に、前記隣り合う 2つの気密室の間の空間を実質的に密閉するように設けられた被覆部材とを所定の位置関係で組み上げることを特徴とする露光装置の製造方法。

2 4 . 第 1物体を介して露光ビームで第 2物体を露光する露光装置の製造方法において、

前記第 1物体の搬送経路上の少なくとも一部に隣り合うように配置されて、それぞれ内部の空間を外気から実質的に隔離する 2つの気密室と、該 2つの気密室内の気体の排気、及び前記気密室内への前記露光ビームを透過する気体の給気を行う気体供給機構と、