JP2002328298A - Optical device, exposure device and method for manufacturing them - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device, an exposure device by which the deterioration of an optical characteristic is suppressed by suppressing the distortion of an optical member due to differential pressure and the manufacturing methods of them. SOLUTION: A pressure adjusting mechanism 46 to adjust a pressure difference between a first space 62 including several optical members 30 and 51 arranged in the optical path of a beam from a light source and a second space 61 whose pressure is set different from that of the first space 62 is provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、液晶
表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド等の
電子デバイスを製造するための光学装置、露光装置、並
びにデバイス製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method for manufacturing electronic devices such as a semiconductor device, a liquid crystal display device, an imaging device (such as a CCD) and a thin film magnetic head.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子等の電子デバ
イスを光リソグラフィ工程で製造する際に、パターンが
形成されたマスクあるいはレチクル（以下、レチクルと
総称する）のパターンの像を投影光学系を介して感光材
（レジスト）が塗布された基板上の各投影領域（ショッ
ト領域）に転写する露光装置が使用されている。電子デ
バイスの回路は、回路パターンが転写された基板上に後
処理を施すことによって形成され、多層にわたって繰り
返し成層されることにより集積回路となる。2. Description of the Related Art When an electronic device such as a semiconductor device or a liquid crystal display device is manufactured by an optical lithography process, a projection optical system projects a pattern image of a mask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a reticle) on which a pattern is formed. There is used an exposure apparatus that transfers an image to each projection area (shot area) on a substrate on which a photosensitive material (resist) is applied. A circuit of an electronic device is formed by performing post-processing on a substrate onto which a circuit pattern has been transferred, and becomes an integrated circuit by being repeatedly stratified over multiple layers.

【０００３】近年、集積回路の高密度集積化、すなわち
回路パターンの微細化が進められており、これに伴い、
露光装置における露光用照明光（露光ビーム）が短波長
化される傾向にある。すなわち、露光ビーム用の光源と
して、これまで主流だった水銀ランプに代わって、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ（波長：２４８ｎｍ）が用いられるよ
うになり、さらに短波長のＡｒＦエキシマレーザ（１９
３ｎｍ）やＦ₂ レーザ（１５７ｎｍ）の実用化が進めら
れている。In recent years, high-density integration of integrated circuits, that is, miniaturization of circuit patterns, has been promoted.
Exposure illumination light (exposure beam) in an exposure apparatus tends to have a shorter wavelength. In other words, instead of the mercury lamp, which has been mainstream until now, as a light source for the exposure beam, Kr
F excimer lasers (wavelength: 248 nm) have been used, and shorter wavelength ArF excimer lasers (19
3 nm) and F ₂ laser (157 nm) are being put to practical use.

【０００４】波長１２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の光は真
空紫外域に属し、その光（以下、真空紫外光と称する）
は、空気を透過しにくい。これは、空気中に含まれる酸
素分子・水分子・二酸化炭素分子などの物質（以下、吸
光物質と称する）によって光のエネルギーが吸収される
ためである。[0004] Light having a wavelength of about 120 nm to 200 nm belongs to the vacuum ultraviolet region, and the light (hereinafter, referred to as vacuum ultraviolet light).
Is less permeable to air. This is because light energy is absorbed by substances (hereinafter, referred to as light absorbing substances) such as oxygen molecules, water molecules, and carbon dioxide molecules contained in the air.

【０００５】こうしたことから、真空紫外光を用いた光
学装置では、光路上の空間を真空紫外光のエネルギ吸収
の少ない低吸収性ガスにガス置換したり、光路上の空間
を減圧して真空にしたりして、光路上の吸光物質を低減
する取り組みがなされている。Therefore, in an optical device using vacuum ultraviolet light, the space on the optical path is replaced with a low-absorbing gas having little energy absorption of vacuum ultraviolet light, or the space on the optical path is evacuated to a vacuum. In some cases, efforts have been made to reduce light-absorbing substances on the optical path.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光路上
の空間を減圧して真空にする場合、その真空空間と周り
の空間との間に大きな圧力差が生じることから、その両
空間の境界の部材に差圧による歪みが生じやすい。その
ため、こうした差圧による歪みが光学部材に生じると、
光学特性の低下を招く恐れがある。However, when the space on the optical path is decompressed and evacuated to a vacuum, a large pressure difference occurs between the vacuum space and the surrounding space. Is likely to be distorted due to differential pressure. Therefore, when distortion due to such differential pressure occurs in the optical member,
There is a possibility that the optical characteristics are degraded.

【０００７】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、差圧による光学部材の歪みを抑制し、光学
特性の低下を抑制することができる光学装置、露光装
置、並びにデバイス製造方法を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an optical apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method capable of suppressing distortion of an optical member due to a differential pressure and suppressing deterioration of optical characteristics. The purpose is to provide.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、光
源からのビームの光路中に配される複数の光学部材（３
０，５１）を含む第１空間（６２）と、該第１空間（６
２）とは異なる圧力に設定される第２空間（６１）とを
備える光学装置において、前記第１空間（６２）と前記
第２空間（６１）との間の圧力差を調整する圧力調整機
構（４６）を備えることを特徴とする。この光学装置で
は、互いに異なる圧力に設定される第１空間（６２）と
第２空間（６１）との間の圧力差を圧力調整機構（４
６）によって調整することにより、両空間の境界に位置
する光学部材（５１）に作用する差圧による歪みが抑制
され、光学装置の光学特性の低下が抑制される。An optical device according to the present invention comprises a plurality of optical members (3) arranged in an optical path of a beam from a light source.
0, 51) and a first space (62) including the first space (6).
A pressure adjustment mechanism for adjusting a pressure difference between the first space (62) and the second space (61) in an optical device including a second space (61) set to a pressure different from that of 2). (46). In this optical device, the pressure difference between the first space (62) and the second space (61) set to different pressures is determined by the pressure adjusting mechanism (4).
By performing the adjustment according to (6), distortion due to the differential pressure acting on the optical member (51) located at the boundary between the two spaces is suppressed, and a decrease in the optical characteristics of the optical device is suppressed.

【０００９】この場合において、前記圧力調整機構（４
６）は、前記複数の光学部材（３０，５１）のうちの少
なくとも一つの光学部材に接するかまたは前記第１空間
（６２）の少なくとも一部を囲み、前記第１空間（６
２）の圧力と前記第２空間（６１）の圧力との間の高さ
の圧力に設定される第３空間（６０）を有することによ
り、第１空間（６２）と第２空間（６１）との間の圧力
差が第３空間（６０）によって調整される。In this case, the pressure adjusting mechanism (4)
6) is in contact with at least one of the plurality of optical members (30, 51) or surrounds at least a part of the first space (62);
By having the third space (60) set at a pressure between the pressure of 2) and the pressure of the second space (61), the first space (62) and the second space (61) are provided. Is adjusted by the third space (60).

【００１０】この場合において、前記第３空間（６０）
は、前記複数の光学部材（３０，５１）のうちの入射端
もしくは出射端に配される光学部材（５１）に接しても
よい。これにより、その入射端もしくは出射端の光学部
材（５１）に作用する差圧による歪みが抑制される。In this case, the third space (60)
May be in contact with the optical member (51) disposed at the entrance end or the exit end of the plurality of optical members (30, 51). Thereby, distortion due to the differential pressure acting on the optical member (51) at the entrance end or the exit end is suppressed.

【００１１】また、前記圧力調整機構（４６）は、前記
複数の光学部材（３０，５１）のうちの少なくとも一つ
の光学部材の歪みを計測する計測装置（６５）と、該計
測装置（６５）の計測結果に基づいて前記第３空間（６
０）の圧力を制御する圧力制御装置（５４，２８）とを
有してもよい。この場合、光学部材の歪みを計測した結
果に基づいて第３空間（６０）の圧力を制御することに
より、差圧による光学部材の歪みを確実に抑制すること
が可能となる。The pressure adjusting mechanism (46) includes a measuring device (65) for measuring distortion of at least one of the plurality of optical members (30, 51), and the measuring device (65). Based on the measurement result of the third space (6)
And a pressure control device (54, 28) for controlling the pressure of 0). In this case, by controlling the pressure in the third space (60) based on the measurement result of the distortion of the optical member, it is possible to reliably suppress the distortion of the optical member due to the differential pressure.

【００１２】また、前記圧力調整機構（４６）は、前記
複数の光学部材（３０，５１）のうちの少なくとも一つ
の光学部材の姿勢を制御する姿勢制御装置（６６，６
７，２８）を有してもよい。この場合、光学部材の姿勢
を制御してその光学部材の光学的な歪みを補正すること
が可能となる。Further, the pressure adjusting mechanism (46) includes a posture control device (66, 6) for controlling a posture of at least one of the plurality of optical members (30, 51).
7, 28). In this case, it is possible to correct the optical distortion of the optical member by controlling the attitude of the optical member.

【００１３】また、前記第１空間（６２）は、真空圧に
設定されてもよい。この場合、真空空間に配される光学
部材の歪みが抑制される。Further, the first space (62) may be set at a vacuum pressure. In this case, distortion of the optical member arranged in the vacuum space is suppressed.

【００１４】この場合において、前記複数の光学部材
（５１，３０）のうちの少なくとも一つの光学部材に冷
却用のガスを供給する冷却ガス供給装置（８２）を備え
てもよい。これにより、真空空間（６２）に配された光
学部材の温度が光源からのビームのエネルギーによって
上昇する場合にも、冷却用のガスによってその温度上昇
を抑制することが可能となる。In this case, a cooling gas supply device (82) for supplying a cooling gas to at least one of the plurality of optical members (51, 30) may be provided. Thus, even when the temperature of the optical member arranged in the vacuum space (62) rises due to the energy of the beam from the light source, the rise in the temperature can be suppressed by the cooling gas.

【００１５】また、本発明の露光装置は、パターンが形
成されたマスク（Ｒ）をビームにより照明する照明光学
系（１１）と、前記マスク（Ｒ）のパターンを基板
（Ｗ）上に転写する投影光学系（ＰＬ）とのうちの少な
くとも一方を、上述したいずれかの光学装置で構成する
ことを特徴とする。この露光装置では、光学部材が配さ
れる空間の圧力差によって生じる照明光学系（１１）や
投影光学系（ＰＬ）の光学特性の低下が抑制されるた
め、露光精度の向上を図ることが可能となる。In the exposure apparatus of the present invention, an illumination optical system (11) for illuminating a mask (R) on which a pattern is formed with a beam, and transferring the pattern of the mask (R) onto a substrate (W). At least one of the projection optical system (PL) is constituted by any one of the optical devices described above. In this exposure apparatus, since the reduction in the optical characteristics of the illumination optical system (11) and the projection optical system (PL) caused by the pressure difference in the space where the optical member is arranged is suppressed, the exposure accuracy can be improved. Becomes

【００１６】また、本発明は、リソグラフィ工程を含む
デバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程で
は上記露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴
とする。このデバイス製造方法によれば、露光精度の向
上により、形成されるパターンの精度の向上を図ること
が可能となる。According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a device including a lithography step, wherein the lithography step uses the exposure apparatus to manufacture a device. According to this device manufacturing method, it is possible to improve the accuracy of a formed pattern by improving the exposure accuracy.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。図１は、本実施例に好ましく用いら
れる半導体デバイス製造用の縮小投影型露光装置１０の
構成を概略的に示している。この露光装置１０は、マス
クとしてのレチクルＲと基板としてのウエハＷとを１次
元方向に同期移動させつつ、レチクルＲに形成された回
路パターンを、ウエハＷ上の各ショット領域に転写す
る、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装
置、いわゆるスキャニング・ステッパである。まず、こ
の投影露光装置１０の全体構成について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a configuration of a reduction projection type exposure apparatus 10 for manufacturing a semiconductor device which is preferably used in the present embodiment. The exposure apparatus 10 transfers a circuit pattern formed on the reticle R to each shot area on the wafer W while synchronously moving a reticle R as a mask and a wafer W as a substrate in a one-dimensional direction. An AND-scan type scanning exposure apparatus, that is, a so-called scanning stepper. First, the overall configuration of the projection exposure apparatus 10 will be described.

【００１８】図１において、本例の投影露光装置１０の
機構部は、照明光学系１１、レチクル操作部１２、投影
光学系ＰＬ、及びウエハ操作部１３に大きく分かれてい
る。また、照明光学系１１、レチクル操作部１２、投影
光学系ＰＬ、及びウエハ操作部１３は、それぞれ箱状の
照明系チャンバ２０、レチクル室２１、鏡筒２２、及び
ウエハ室２３の内部に外気（ここでは後述のチャンバ内
の気体）から隔離されて密閉度が高められた状態で収納
されている。さらに、本例の投影露光装置１０は全体と
して、内部の気体の温度が所定の目標範囲内に制御され
た一つの大きいチャンバ（不図示）の内部に収納されて
いる。なお、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと交差する方向
にＸ軸、図１の紙面に垂直にＹ軸、光軸ＡＸの方向にＺ
軸を取って以後説明する。In FIG. 1, the mechanism of the projection exposure apparatus 10 of this embodiment is largely divided into an illumination optical system 11, a reticle operating unit 12, a projection optical system PL, and a wafer operating unit 13. Further, the illumination optical system 11, the reticle operation unit 12, the projection optical system PL, and the wafer operation unit 13 respectively provide outside air (inside of a box-shaped illumination system chamber 20, reticle chamber 21, lens barrel 22, and wafer chamber 23). Here, it is housed in a state in which it is isolated from a gas (described later in a chamber) and has a high degree of sealing. Further, the projection exposure apparatus 10 of the present embodiment is housed in one large chamber (not shown) in which the temperature of the gas inside is controlled within a predetermined target range. Note that the X axis is in a direction intersecting with the optical axis AX of the projection optical system PL, the Y axis is perpendicular to the plane of FIG. 1, and the Z axis is in the direction of the optical axis AX.
The axis will be described below.

【００１９】照明光学系１１は、図示しないリレーレン
ズ、オプチカルインテグレータ、インテグレータセンサ
ー、スペックル低減装置等で構成されている。本例で
は、光源として真空紫外域の波長１５７ｎｍのパルスレ
ーザ光を発生するＦ₂ レーザ光源２５が使用されてい
る。レーザ光源２５からの入射光（露光ビーム）は、照
明光学系１１を通過することによって、均一照明とな
り、レチクルＲのパターン面上の長方形（スリット上）
の照明領域を均一な照度分布で照明する。The illumination optical system 11 includes a relay lens (not shown), an optical integrator, an integrator sensor, a speckle reduction device, and the like. In this example, an F ₂ laser light source 25 that generates pulsed laser light having a wavelength of 157 nm in a vacuum ultraviolet region is used as a light source. The incident light (exposure beam) from the laser light source 25 passes through the illumination optical system 11 to be uniformly illuminated, and becomes a rectangle (on a slit) on the pattern surface of the reticle R.
Is illuminated with a uniform illuminance distribution.

【００２０】レチクル操作部１２において、レチクルＲ
はレチクルステージ２６上に保持されている。このレチ
クルステージ２６はレチクルベース２７上でＹ方向にレ
チクルＲを連続移動するとともに、Ｘ方向、Ｙ方向及び
回転方向にウエハステージ３６との同期誤差を低減させ
るようにレチクルＲを微小駆動する。レチクルステージ
２６の位置及び回転角は不図示のレーザ干渉計によって
高精度に計測され、この計測値及び装置全体の動作を統
括制御するコンピュータよりなる主制御系２８からの制
御情報に基づいてレチクルステージ２６が駆動される。In the reticle operating section 12, a reticle R
Are held on a reticle stage 26. The reticle stage 26 continuously moves the reticle R in the Y direction on the reticle base 27, and minutely drives the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction so as to reduce synchronization errors with the wafer stage 36. The position and the rotation angle of the reticle stage 26 are measured with high accuracy by a laser interferometer (not shown), and the reticle stage 26 is controlled based on the measured values and control information from a main control system 28 composed of a computer for controlling the overall operation of the apparatus. 26 is driven.

【００２１】投影光学系ＰＬは、後述するように複数の
レンズ素子３０が鏡筒２２内で共通の光軸ＡＸを有する
ように同軸上に配列された構造を有し、レチクルＲのパ
ターン面とウエハＷの表面とがそれらのレンズ素子３０
からなる光学系に関して共役になるようにレチクルＲと
ウエハＷとの間に配置されている。照明光学系１１から
の露光ビームのもとで、レチクルＲの照明領域内のパタ
ーンの像が投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β
（βは例えば１／４，１／５等）で、感光材（フォトレ
ジスト）が塗布されたウエハＷ上に投影される。また、
投影光学系ＰＬの投影倍率はレンズ素子３０からなる光
学系の倍率により決定される。鏡筒２２の外周部上であ
ってＺ方向のほぼ中央位置には、投影光学系ＰＬを投影
露光装置１０内の架台３１に装着させるためのフランジ
２２ａが形成されている。なお、本例のように露光ビー
ムがＦ₂ レーザ光である場合には、透過率の良好な光学
硝材は蛍石（ＣａＦ₂ の結晶）、フッ素や水素等をドー
プした石英ガラス、及びフッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ₂ ）等に限られるため、投影光学系ＰＬを屈折光学部
材のみで構成して所望の結像特性（色収差特性等）を得
るのは困難である。そこで、本例の投影光学系ＰＬで
は、屈折光学部材と反射鏡とを組み合わせた反射屈折系
を採用している。The projection optical system PL has a structure in which a plurality of lens elements 30 are coaxially arranged so as to have a common optical axis AX in the lens barrel 22 as described later. The surface of the wafer W and the lens elements 30
Is arranged between the reticle R and the wafer W so as to be conjugate with respect to the optical system composed of. Under the exposure beam from the illumination optical system 11, an image of the pattern in the illumination area of the reticle R is converted into a predetermined projection magnification β via the projection optical system PL.
(Β is, for example, 1/4, 1/5, etc.), and is projected onto the wafer W coated with a photosensitive material (photoresist). Also,
The projection magnification of the projection optical system PL is determined by the magnification of the optical system including the lens element 30. A flange 22a for mounting the projection optical system PL on the gantry 31 in the projection exposure apparatus 10 is formed on the outer peripheral portion of the lens barrel 22 and at a substantially central position in the Z direction. When the exposure beam is an F ₂ laser beam as in this example, the optical glass material having a good transmittance is fluorite (a crystal of CaF ₂ ), quartz glass doped with fluorine or hydrogen, or fluoride. Magnesium (Mg
F ₂ ) and the like, it is difficult to obtain the desired imaging characteristics (such as chromatic aberration characteristics) by configuring the projection optical system PL with only the refractive optical member. Therefore, the projection optical system PL of this example employs a catadioptric system in which a refractive optical member and a reflecting mirror are combined.

【００２２】ウエハ操作部１３において、ウエハＷはウ
エハホルダ３５上に吸着保持され、ウエハホルダ３５は
ウエハステージ３６上に固定される。ウエハステージ３
６はウエハベース３７上でＹ方向にウエハＷを連続移動
するとともに、Ｘ方向及びＹ方向にウエハＷをステップ
移動する。また、ウエハステージ３６は、不図示のオー
トフォーカスセンサによって計測されるウエハＷの表面
の光軸ＡＸ方向の位置（フォーカス位置）の情報に基づ
いて、オートフォーカス方式でウエハＷの表面を投影光
学系ＰＬの像面に合焦させる。ウエハステージ３６のＸ
方向、Ｙ方向の位置、及びＸ軸の回りの回転角（ピッチ
ング量）、Ｙ軸の回りの回転角（ローリング量）、Ｚ軸
の回りの回転角（ヨーイング量）は不図示のレーザ干渉
計によって高精度に計測され、この計測値及び主制御系
２８からの制御情報に基づいてウエハステージ３６が駆
動される。In the wafer operating section 13, the wafer W is held by suction on a wafer holder 35, and the wafer holder 35 is fixed on a wafer stage 36. Wafer stage 3
Numeral 6 continuously moves the wafer W in the Y direction on the wafer base 37, and moves the wafer W stepwise in the X and Y directions. The wafer stage 36 projects the surface of the wafer W by an autofocus method based on information on the position (focus position) in the optical axis AX direction of the surface of the wafer W measured by an unillustrated autofocus sensor. Focus on the image plane of PL. X of wafer stage 36
The direction, the position in the Y direction, the rotation angle around the X axis (pitching amount), the rotation angle around the Y axis (rolling amount), and the rotation angle around the Z axis (yawing amount) are not shown. The wafer stage 36 is driven based on the measured values and the control information from the main control system 28.

【００２３】レーザ光源２５のパワー及びパルス照射タ
イミングの制御、レチクルステージ２６の微動制御及び
ウエハステージ３６の移動制御は、主制御系２８により
一括して管理される。主制御系２８は、ＣＰＵ（中央処
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）等を含むマイクロコン
ピュータ（又はミニコンピュータ）から構成される。The control of the power of the laser light source 25 and the pulse irradiation timing, the fine movement control of the reticle stage 26, and the movement control of the wafer stage 36 are collectively managed by the main control system 28. The main control system 28 includes a CPU (central processing unit), a ROM (read only memory), a RAM
(Random access memory) and other microcomputers (or minicomputers).

【００２４】上記構成により、この投影露光装置１０で
は、レチクルＲが照明光学系１１により均一に照明され
ると、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬの縮小倍
率に応じて縮小されてウエハＷ上のショット領域に転写
される。また、一つのショット領域の露光処理が終了す
ると、次のショット領域が投影光学系ＰＬを介してレチ
クルＲのパターン面と共役な位置に位置するようにウエ
ハステージ３６がＸＹ方向にステップ移動し、前記と同
様の露光動作が行われる。With the above configuration, in the projection exposure apparatus 10, when the reticle R is uniformly illuminated by the illumination optical system 11, the pattern of the reticle R is reduced according to the reduction magnification of the projection optical system PL, and Is transferred to the shot area. When the exposure processing of one shot area is completed, the wafer stage 36 is step-moved in the XY directions so that the next shot area is located at a position conjugate with the pattern surface of the reticle R via the projection optical system PL, The same exposure operation as described above is performed.

【００２５】さて、上記露光動作に先立って、照明系チ
ャンバ２０、レチクル室２１、鏡筒２２、及びウエハ室
２３の各内部空間は、それぞれ所定の圧力に設定され
る。本例では、照明系チャンバ２０及び鏡筒２２の内部
空間はそれぞれ真空圧に設定される。また、レチクル室
２１及びウエハ室２３の内部空間はそれぞれほぼ１気圧
に設定されるとともに、露光ビームに対してエネルギー
吸収の少ないガス（後述する透過ガス）にガス置換され
る。Prior to the above-described exposure operation, the internal spaces of the illumination system chamber 20, the reticle chamber 21, the lens barrel 22, and the wafer chamber 23 are each set to a predetermined pressure. In this example, the interior space of the illumination system chamber 20 and the interior space of the lens barrel 22 are each set to a vacuum pressure. The interior space of the reticle chamber 21 and the interior space of the wafer chamber 23 are each set to approximately 1 atm, and are replaced with a gas having low energy absorption with respect to the exposure beam (a transmissive gas described later).

【００２６】ここで、本例の露光ビームは波長１５７ｎ
ｍの真空紫外光であることから、その露光ビームに対す
る吸光物質としては、酸素（Ｏ₂ ）、水（水蒸気：Ｈ₂
Ｏ）、炭酸ガス（二酸化炭素：ＣＯ₂ ）、有機物、及び
ハロゲン化物等がある。一方、露光ビームが透過する気
体（エネルギ吸収がほとんど無い物質）としては、窒素
ガス（Ｎ₂ ）の他に、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎ
ｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノ
ン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）よりなる希ガスがある。以
降、この窒素ガス及び希ガスをまとめて「透過ガス」と
呼ぶことにする。Here, the exposure beam of this embodiment has a wavelength of 157n.
m of vacuum ultraviolet light, oxygen (O ₂ ) and water (water vapor: H ₂
O), carbon dioxide (carbon dioxide: CO ₂ ), organic substances, and halides. On the other hand, as the gas (substance having little energy absorption) through which the exposure beam passes, in addition to nitrogen gas (N ₂ ), helium (He) and neon (N
e), a rare gas composed of argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), and radon (Rn). Hereinafter, the nitrogen gas and the rare gas will be collectively referred to as “permeated gas”.

【００２７】窒素ガスは波長が１５０ｎｍ程度以下の光
に対しては吸光物質として作用し、ヘリウムガスは波長
１００ｎｍ程度まで透過性の気体として使用することが
できる。また、ヘリウムガスは熱伝導率が窒素ガスの約
６倍であり、気圧変化に対する屈折率の変動量が窒素ガ
スの約１／８であるため、特に高透過率と光学系の結像
特性の安定性や冷却性とで優れている。本例では、結像
特性の安定性や冷却性等の観点より、露光ビームが透過
する透過ガスとしてヘリウムガスを使用するものとす
る。なお、ヘリウムガスは高価であるため、露光ビーム
の波長が本例のＦ ₂ レーザビームのように１５０ｎｍ以
上である場合には、運転コストを低減させるためにその
透過性の気体として窒素ガスを使用するようにしてもよ
い。The nitrogen gas is light having a wavelength of about 150 nm or less.
Helium gas acts as a light-absorbing substance
Can be used as a gas permeable up to about 100 nm
it can. Helium gas has a thermal conductivity that is about the same as that of nitrogen gas.
6 times, and the amount of change in
About 1/8 of the optical system, especially high transmittance and optical imaging
Excellent in stability of properties and cooling. In this example,
Exposure beam is transmitted from the viewpoint of stability of characteristics and cooling performance
Helium gas is used as the permeating gas
You. Since helium gas is expensive, the exposure beam
Is F in this example. _Two150nm or less like laser beam
If so, reduce it to reduce operating costs.
Nitrogen gas may be used as the permeable gas.
No.

【００２８】本例の照明系チャンバ２０、レチクル室２
１、鏡筒２２、及びウエハ室２３には、配管４０Ａ，４
０Ｂ，４０Ｃ及び４０Ｄ等を介して内部の吸光物質を含
む気体を排気するための真空ポンプ４１Ａ，４１Ｂ，４
１Ｃ及び４１Ｄが接続されている。また、本例の投影露
光装置１０の全体が収納されているチャンバ（不図示）
の外部にボンベ４４が設置され、そのボンベ４４内に透
過ガスとしてのヘリウムガスが高純度の状態で圧縮又は
液化されて貯蔵されている。そして、必要に応じてその
ボンベ４４から取り出されたヘリウムガスが、バルブ４
２Ａ，４２Ｂ及び配管４３Ａ，４３Ｂを介してレチクル
室２１、及びウエハ室２３の内部に供給されるように構
成されている。なお、図１において、符号４５はレチク
ル室２１及びウエハ室２３の密閉度を高めるための蛇腹
形状等からなるシール部材である。The illumination system chamber 20 and the reticle chamber 2 of this embodiment
1. Pipes 40A, 4
Vacuum pumps 41A, 41B, 4 for evacuating a gas containing a light-absorbing substance inside through 0B, 40C, 40D and the like.
1C and 41D are connected. Further, a chamber (not shown) in which the entirety of the projection exposure apparatus 10 of the present embodiment is housed.
A helium gas as a permeated gas is compressed or liquefied in a high purity state and stored in the cylinder 44. The helium gas extracted from the cylinder 44 as needed is supplied to the valve 4.
It is configured to be supplied to the inside of the reticle chamber 21 and the wafer chamber 23 via 2A and 42B and the pipes 43A and 43B. In FIG. 1, reference numeral 45 denotes a sealing member having a bellows shape or the like for increasing the degree of sealing between the reticle chamber 21 and the wafer chamber 23.

【００２９】照明系チャンバ２０、レチクル室２１、鏡
筒２２、及びウエハ室２３の各内部空間をそれぞれ所定
の圧力に設定する際には、まず、バルブ４２Ａ，４２Ｂ
が閉じられている状態で、真空ポンプ４１Ａ，４１Ｂ，
４１Ｃ及び４１Ｄを動作させて照明系チャンバ２０、レ
チクル室２１、鏡筒２２、及びウエハ室２３の内部の気
体及び吸光物質を排気する。その後、レチクル室２１、
及びウエハ室２３のバルブ４２Ａ，４２Ｂを開いて、配
管４３Ａ〜４３Ｂを介してレチクル室２１及びウエハ室
２３の内部に、高純度の所定温度の透過ガス（ヘリウム
ガス）を所定圧力（通常は約１気圧）まで供給する。な
お、透過ガスを供給するタイミングを定めるために、レ
チクル室２１やウエハ室２３の内部区間の吸光物質の濃
度を計測可能な濃度センサを設置してもよい。この場
合、濃度センサで計測される吸光物質の濃度が予め定め
られている許容濃度を超えたときにレチクル室２１やウ
エハ室２３に対してガス置換を実施するようにするとよ
い。When setting the respective internal spaces of the illumination system chamber 20, the reticle chamber 21, the lens barrel 22, and the wafer chamber 23 to predetermined pressures, first, the valves 42A and 42B are set.
Are closed, the vacuum pumps 41A, 41B,
By operating 41C and 41D, gas and light-absorbing substances inside the illumination system chamber 20, the reticle chamber 21, the lens barrel 22, and the wafer chamber 23 are exhausted. Then, the reticle chamber 21,
Then, the valves 42A, 42B of the wafer chamber 23 are opened, and a high-purity, permeated gas (helium gas) having a predetermined temperature is supplied to the inside of the reticle chamber 21 and the wafer chamber 23 through the pipes 43A to 43B at a predetermined pressure (usually about helium gas). 1 atm). In order to determine the timing for supplying the permeated gas, a concentration sensor capable of measuring the concentration of the light absorbing substance in the inner section of the reticle chamber 21 or the wafer chamber 23 may be provided. In this case, when the concentration of the light-absorbing substance measured by the concentration sensor exceeds a predetermined allowable concentration, gas replacement may be performed on the reticle chamber 21 or the wafer chamber 23.

【００３０】さて、上述したように、本例では、照明系
チャンバ２０及び鏡筒２２の内部空間を真空状態にする
とともに、レチクル室２１及びウエハ室２３の内部空間
を透過ガスにガス置換する。本来、露光ビームのエネル
ギー吸収を回避する上では、レチクル室２１及びウエハ
室２３の内部空間を含め、露光ビームの光路上の空間を
すべて真空にするのが好ましい。しかしながら、真空空
間を形成する場合、その空間を形成する筐体の強度を著
しく向上させる必要があるとともに、ステージ系の冷却
や配置、ガイドの設計などが難しい。そのため、上述し
たすべての空間を真空空間とするのはコスト面やフット
スペースの関係、あるいは装置構成上の理由から実現が
困難である。逆に、露光ビームの光路上のすべての空間
を透過ガスにガス置換すると、光路長が長く、光吸収及
び散乱、光化学反応、ガス圧力変動などに光学特性が影
響されやすくなる恐れがある。そこで、本例では、上述
したように、レンズ素子等の光学素子を多数含む照明系
チャンバ２０及び鏡筒２２の内部空間のみを真空空間と
し、レチクル室２１及びウエハ室２３については透過ガ
スによるガス置換で対応している。As described above, in this embodiment, the interior spaces of the illumination system chamber 20 and the lens barrel 22 are evacuated, and the interior spaces of the reticle chamber 21 and the wafer chamber 23 are replaced with a permeated gas. Originally, in order to avoid energy absorption of the exposure beam, it is preferable to make all the space on the optical path of the exposure beam including the inner space of the reticle chamber 21 and the wafer chamber 23 vacuum. However, when a vacuum space is formed, it is necessary to remarkably improve the strength of a housing forming the space, and it is difficult to cool and arrange the stage system, design a guide, and the like. For this reason, it is difficult to make all of the above-mentioned spaces into vacuum spaces because of cost, foot space, or device configuration. Conversely, if all the spaces on the optical path of the exposure beam are replaced with gas, the optical path length is long, and the optical characteristics may be easily affected by light absorption and scattering, photochemical reaction, gas pressure fluctuation, and the like. Therefore, in this example, as described above, only the interior space of the illumination system chamber 20 and the lens barrel 22 including many optical elements such as lens elements is a vacuum space, and the It corresponds by substitution.

【００３１】また、レチクル室２１及びウエハ室２３の
各内部空間がほぼ１気圧に設定されるのに対し、照明系
チャンバ２０及び鏡筒２２の各内部空間が真空圧に設定
されることから、照明系チャンバ２０とレチクル室２１
との境界部分、レチクル室２１と鏡筒２２との境界部
分、及び鏡筒２２とウエハ室２３との境界部分には、そ
れぞれ大きな圧力差が生じることになる。そこで、本例
では、これらの境界部分に、上記圧力差を調整するため
の圧力調整機構４６が設けられている。Since the internal space of each of the reticle chamber 21 and the wafer chamber 23 is set to approximately 1 atm, the internal space of the illumination system chamber 20 and the lens barrel 22 is set to a vacuum pressure. Illumination system chamber 20 and reticle room 21
, A boundary portion between the reticle chamber 21 and the lens barrel 22, and a boundary portion between the lens barrel 22 and the wafer chamber 23, respectively, generate large pressure differences. Therefore, in this example, a pressure adjusting mechanism 46 for adjusting the pressure difference is provided at these boundary portions.

【００３２】ここで、レチクル室２１と投影光学系ＰＬ
の鏡筒２２との境界部分の様子を図２に示す。本例で
は、圧力調整機構４６として、異なる圧力に設定される
２つの空間の境界部分に別の空間が設けられている。す
なわち、図２において、鏡筒２２内のレンズ素子３０の
うちの入射端のレンズ素子３０の入射面側に、透明の板
状ガラスからなるガラス部材５１が設置され、このガラ
ス部材５１から鏡筒２２の入射端に至るまでの間に、上
述した圧力調整機構としての境界空間６０が形成されて
いる。なお、鏡筒２２内には、複数のレンズ素子３０が
露光ビームの光軸ＡＸ上に並べて配置されており、各レ
ンズ素子３０を仕切りとする鏡筒２２の各内部空間がそ
れぞれ、前述した真空ポンプ４１ｃによって真空圧に設
定されている。また、ガラス部材５１の設置方法として
は、例えばＯリングなどの弾性体としてのシール部材５
２を介して鏡筒２２に設置するのが好ましい。以下、こ
の境界空間６０を含む圧力調整機構４６について説明す
る。なお、説明を明確にするため、レチクル室２１の内
部空間などの透過ガスにガス置換される空間をパージ空
間６１、鏡筒２２の内部空間などの真空圧に設定される
空間を真空空間６２、と称することにする。Here, the reticle chamber 21 and the projection optical system PL
FIG. 2 shows a state of a boundary portion with the lens barrel 22 of FIG. In this example, another space is provided as a pressure adjusting mechanism 46 at a boundary portion between two spaces set to different pressures. That is, in FIG. 2, a glass member 51 made of a transparent plate-like glass is installed on the incident surface side of the lens element 30 at the incident end of the lens element 30 in the lens barrel 22. A boundary space 60 as the above-described pressure adjusting mechanism is formed before reaching the entrance end of the light source 22. In the lens barrel 22, a plurality of lens elements 30 are arranged side by side on the optical axis AX of the exposure beam, and each of the internal spaces of the lens barrel 22 partitioning each lens element 30 is the above-described vacuum. The vacuum pressure is set by the pump 41c. In addition, as a method of installing the glass member 51, for example, the sealing member 5 as an elastic body such as an O-ring
It is preferable to install the lens barrel 22 through the lens barrel 2. Hereinafter, the pressure adjusting mechanism 46 including the boundary space 60 will be described. In order to clarify the explanation, a space that is replaced with a permeated gas such as the inner space of the reticle chamber 21 is a purge space 61, and a space set to a vacuum pressure such as the inner space of the lens barrel 22 is a vacuum space 62. I will call it.

【００３３】圧力調整機構としての境界空間６０は、パ
ージ空間６１（レチクル室２１の内部空間）の圧力と真
空空間６２（鏡筒２２の内部空間）の圧力との間の高さ
の圧力に設定される。すなわち、境界空間６０には、配
管５３等を介して真空ポンプ５４が接続されるととも
に、境界空間６０の圧力を計測するための圧力計５５が
設置されている。主制御系２８は、圧力計５５により境
界空間６０の圧力を計測し、その計測結果に基づいて、
境界空間６０の圧力がパージ空間６１と真空空間６２と
の間の高さの圧力になるように、真空ポンプ５４を制御
して境界空間６０から気体を排気し、これにより境界空
間６０の圧力を調整する。実際には、パージ空間６１の
うちのガラス部材５１の直近の空間（境界空間６０）を
局所的に真空に近づけ、ガラス部材５１の両側面に接す
る空間がともに真空に近い状態になるようにする。な
お、図２において、境界空間６０から気体を排気するた
めの排気口は、１箇所しか示されていないが、境界空間
６０に対して複数の排気口を配置し、広い領域から境界
空間６０の気体を一度に排気できるように構成するのが
好ましい。The boundary space 60 as a pressure adjusting mechanism is set at a pressure between the pressure of the purge space 61 (the internal space of the reticle chamber 21) and the pressure of the vacuum space 62 (the internal space of the lens barrel 22). Is done. That is, a vacuum pump 54 is connected to the boundary space 60 via the pipe 53 and the like, and a pressure gauge 55 for measuring the pressure in the boundary space 60 is provided. The main control system 28 measures the pressure in the boundary space 60 with the pressure gauge 55, and based on the measurement result,
The vacuum pump 54 is controlled to exhaust gas from the boundary space 60 so that the pressure in the boundary space 60 becomes a pressure between the purge space 61 and the vacuum space 62, thereby reducing the pressure in the boundary space 60. adjust. Actually, the space (boundary space 60) of the purge space 61 immediately adjacent to the glass member 51 is locally brought close to vacuum so that the spaces in contact with both side surfaces of the glass member 51 are both close to vacuum. . In FIG. 2, only one exhaust port for exhausting gas from the boundary space 60 is shown, but a plurality of exhaust ports are arranged with respect to the boundary space 60, and It is preferable that the gas be exhausted at a time.

【００３４】境界空間６０の圧力を、パージ空間６１の
圧力と真空空間６２の圧力との間の高さに設定すること
により、レチクル室２１の内部空間と鏡筒２２の内部空
間との間の圧力差が緩和される。例えばこの境界空間６
０が設けられていない場合、レチクル室２１の内部空間
と鏡筒２２の内部空間との境界にあるガラス部材５１に
大きな差圧が作用することになるが、この境界空間６０
の存在により、ガラス部材５１に作用する差圧が軽減さ
れる。したがって、差圧により生じるガラス部材５１の
歪みが抑制され、光学部材の歪みに伴う投影光学系ＰＬ
の光学特性の低下が抑制される。By setting the pressure of the boundary space 60 to a height between the pressure of the purge space 61 and the pressure of the vacuum space 62, the pressure between the internal space of the reticle chamber 21 and the internal space of the lens barrel 22 is increased. The pressure difference is reduced. For example, this boundary space 6
If 0 is not provided, a large differential pressure acts on the glass member 51 at the boundary between the internal space of the reticle chamber 21 and the internal space of the lens barrel 22.
, The pressure difference acting on the glass member 51 is reduced. Therefore, the distortion of the glass member 51 caused by the pressure difference is suppressed, and the projection optical system PL accompanying the distortion of the optical member is suppressed.
Of the optical characteristics of the above is suppressed.

【００３５】また、パージ空間６１（レチクル室２１の
内部空間）は、透過ガスにガス置換されることから、そ
の透過ガスの供給量の変動等により内部圧力に変動が生
じやすい。そのため、その圧力変動がガラス部材５１に
伝わると光学特性の低下の原因となりかねない。しかし
ながら、このパージ空間６１と連接し、真空空間６２と
の境界に位置する境界空間６０の圧力が一定に制御され
ることにより、ガラス部材５１に及ぼすパージ空間６１
の圧力変動の影響が抑制される。Further, since the purge space 61 (the internal space of the reticle chamber 21) is gas-replaced by a permeated gas, the internal pressure tends to fluctuate due to fluctuations in the supply amount of the permeated gas. Therefore, if the pressure fluctuation is transmitted to the glass member 51, it may cause a decrease in optical characteristics. However, by controlling the pressure of the boundary space 60 connected to the purge space 61 and positioned at the boundary with the vacuum space 62 to be constant, the purge space 61 exerted on the glass member 51 is controlled.
The effect of the pressure fluctuation is suppressed.

【００３６】境界部分に配置されるガラス部材５１は、
なるべく歪みが生じ難い形状とするのが好ましいが、境
界部分の圧力差を完全に無くして、ガラス部材５１に作
用する差圧を完全に無くすことは極めて困難であること
から、境界空間６０と真空空間６２との間の圧力差によ
って生じるガラス部材５１の歪みを予め考慮に入れて、
元のガラス部材５１の形状を設計しておくとよい。すな
わち、境界空間６０と真空空間６２との間の圧力差によ
って生じるガラス部材５１の歪みを計算等によって予め
求めておき、その圧力差によってガラス部材５１に歪み
が生じた場合にも、その歪みによって投影光学系ＰＬの
光学特性がなるべく低下しないように、ガラス部材５１
の元の形状を定めるとよい。The glass member 51 arranged at the boundary portion is
Preferably, the shape is such that distortion is hardly generated. However, it is extremely difficult to completely eliminate the pressure difference at the boundary portion and completely eliminate the differential pressure acting on the glass member 51. Taking into account in advance the distortion of the glass member 51 caused by the pressure difference between the space 62 and
The shape of the original glass member 51 is preferably designed. That is, the distortion of the glass member 51 caused by the pressure difference between the boundary space 60 and the vacuum space 62 is obtained in advance by calculation or the like, and even if the glass member 51 is distorted by the pressure difference, The glass member 51 is used so that the optical characteristics of the projection optical system PL do not deteriorate as much as possible.
May be determined.

【００３７】さらに、境界空間６０の圧力の調整は、ガ
ラス部材５１の形状の変化に応じて行うのが好ましい。
すなわち、上述したように、ガラス部材５１に作用する
差圧を完全に無くすことは極めて困難であることから、
投影光学系ＰＬの光学特性に与える影響が少ないガラス
部材５１の理想の形状を予め求めておき、その理想の形
状に近づくように真空ポンプ５４等を介して境界空間６
０の圧力を制御するとよい。この場合、ガラス部材５１
の形状の変化は、変位検出器６５を用いて計測すること
ができる。Further, it is preferable to adjust the pressure in the boundary space 60 in accordance with a change in the shape of the glass member 51.
That is, as described above, since it is extremely difficult to completely eliminate the differential pressure acting on the glass member 51,
The ideal shape of the glass member 51 having little effect on the optical characteristics of the projection optical system PL is determined in advance, and the boundary space 6 is set via the vacuum pump 54 or the like so as to approach the ideal shape.
The pressure of 0 may be controlled. In this case, the glass member 51
Can be measured using the displacement detector 65.

【００３８】変位検出器６５としては、ポテンショメー
タ、オプティカルエンコーダ、静電容量センサ、レーザ
干渉計等を用いることができる。実際に使用する変位検
出器は、これらの中から例えば検出精度に応じて選択さ
れる。なお、静電容量センサ、レーザ干渉計を用いるこ
とにより、非接触で光学部材の変位を計測することが可
能となる。As the displacement detector 65, a potentiometer, an optical encoder, a capacitance sensor, a laser interferometer or the like can be used. The displacement detector to be actually used is selected from these, for example, according to the detection accuracy. The displacement of the optical member can be measured in a non-contact manner by using a capacitance sensor and a laser interferometer.

【００３９】ここで、変位検出器６５を用いて境界空間
６０の圧力を制御する方法の一例について説明する。ま
ず、上述したパージ空間６１、境界空間６０、及び真空
空間６２をそれぞれ所望の設定圧力に調整した後、その
ときのガラス部材５１の歪みを変位検出器６５によって
検出する。そして、主制御系２８は、その検出結果と予
め記憶されているガラス部材５１の理想の形状との差を
求め、その算出結果に基づいて、ガラス部材５１が理想
の形状に近づくように、境界空間６０の圧力を制御す
る。すなわち、変位検出器６５によってガラス部材５１
の歪みを計測しながら、境界空間６０の圧力を、真空空
間６２とパージ空間６１との間の範囲で高めたり低めた
りする。このとき、境界空間６０の圧力が高くなると、
ガラス部材５１を真空空間６２側に歪ませる力が大きく
なり、逆に境界空間６０の圧力が低くなると、ガラス部
材５１をパージ空間６１側（境界空間６０側）に歪ませ
る力が大きくなる。こうした境界空間６０の圧力制御に
よって、ガラス部材５１の形状を理想の状態に近づけ、
ガラス部材５１の歪みによる投影光学系ＰＬの光学特性
の低下を確実に抑制することが可能となる。なお、真空
ポンプ５４、圧力計５５、変位検出器６５、及び主制御
系２８等により、境界空間６０の圧力を制御するための
圧力制御装置が構成される。Here, an example of a method of controlling the pressure in the boundary space 60 using the displacement detector 65 will be described. First, after the above-described purge space 61, boundary space 60, and vacuum space 62 are each adjusted to a desired set pressure, the distortion of the glass member 51 at that time is detected by the displacement detector 65. Then, the main control system 28 calculates a difference between the detection result and the ideal shape of the glass member 51 stored in advance, and based on the calculation result, sets the boundary so that the glass member 51 approaches the ideal shape. The pressure in the space 60 is controlled. That is, the glass member 51 is detected by the displacement detector 65.
The pressure in the boundary space 60 is increased or decreased in the range between the vacuum space 62 and the purge space 61 while measuring the distortion of the boundary space 60. At this time, if the pressure in the boundary space 60 increases,
When the force for distorting the glass member 51 toward the vacuum space 62 increases, and conversely, when the pressure in the boundary space 60 decreases, the force for distorting the glass member 51 toward the purge space 61 (boundary space 60) increases. By controlling the pressure of the boundary space 60, the shape of the glass member 51 is brought closer to an ideal state,
It is possible to reliably suppress the deterioration of the optical characteristics of the projection optical system PL due to the distortion of the glass member 51. Note that the vacuum pump 54, the pressure gauge 55, the displacement detector 65, the main control system 28, and the like constitute a pressure control device for controlling the pressure in the boundary space 60.

【００４０】ところで、こうした圧力制御によるガラス
部材５１の歪みの補正は、境界空間６０全体の圧力を制
御することにより行うものであることから、ガラス部材
５１と鏡筒２２内のレンズ素子３０との光学距離やガラ
ス部材５１の全体的な傾きなど、ガラス部材５１全体の
姿勢を制御するのには不向きである場合が多い。そこ
で、本例の投影光学系ＰＬでは、上述した境界空間６０
の圧力制御に加え、ガラス部材５１そのものの姿勢を制
御することにより、ガラス部材５１の光学的な歪みを補
正する。Incidentally, since the correction of the distortion of the glass member 51 by such pressure control is performed by controlling the pressure of the entire boundary space 60, the correction between the glass member 51 and the lens element 30 in the lens barrel 22 is performed. It is often unsuitable for controlling the attitude of the entire glass member 51, such as the optical distance and the overall inclination of the glass member 51. Therefore, in the projection optical system PL of this example, the above-described boundary space 60 is used.
In addition to the pressure control described above, the optical distortion of the glass member 51 is corrected by controlling the attitude of the glass member 51 itself.

【００４１】ガラス部材５１の姿勢を制御するための装
置（姿勢制御装置）としては、例えば、駆動素子６６、
制御器６７、及び上述した変位検出器６５等から構成す
ることができる。この場合、駆動素子６６としては、例
えばピエゾ素子を用いることができる。駆動素子６６
は、例えば鏡筒２２の周回方向に１２０°おきに配置さ
れ、それぞれが伸縮することによってガラス部材５１を
光軸ＡＸ方向にわずかに変位させたり傾けたりすること
ができる。制御器６７は、変位検出器６５によって検出
された駆動素子６６の変位量に相当する信号を受け、ガ
ラス部材５１の姿勢を制御するために駆動素子６６に駆
動信号を送る。なお、ピエゾ素子を駆動素子６６として
用いる場合、制御器６７はピエゾ素子を駆動する駆動電
圧を各ピエゾ素子に出力する。また、上述した駆動素子
６６及び変位検出器６５の代わりに、エンコーダ付のモ
ータとボール螺子を組合せて使用してもよい。精度を一
層良くするためにこれにさらに変位センサを組み合わせ
て設けてもよい。なお、本例では、駆動素子６６が、シ
ール部材５２が配置されている面とは異なる側の面（対
向する側の面）に配置されている。すなわち、シール部
材５２と駆動素子６６とがガラス部材５１を挟んで対向
して配置されている。これは、駆動素子６６の伸縮によ
ってシール部材５２によるシール機能が低下するのを避
ける目的がある。As a device (posture control device) for controlling the posture of the glass member 51, for example, a driving element 66,
It can be composed of a controller 67, the above-described displacement detector 65, and the like. In this case, as the driving element 66, for example, a piezo element can be used. Drive element 66
The glass members 51 are arranged, for example, every 120 ° in the circumferential direction of the lens barrel 22, and can expand or contract to slightly displace or tilt the glass member 51 in the optical axis AX direction. The controller 67 receives a signal corresponding to the amount of displacement of the drive element 66 detected by the displacement detector 65, and sends a drive signal to the drive element 66 to control the attitude of the glass member 51. When a piezo element is used as the driving element 66, the controller 67 outputs a driving voltage for driving the piezo element to each piezo element. Further, instead of the driving element 66 and the displacement detector 65 described above, a motor with an encoder and a ball screw may be used in combination. In order to further improve the accuracy, a displacement sensor may be further provided in combination therewith. In the present example, the drive element 66 is disposed on a surface different from the surface on which the seal member 52 is disposed (the surface on the opposite side). That is, the sealing member 52 and the driving element 66 are arranged to face each other with the glass member 51 interposed therebetween. This is for the purpose of avoiding a reduction in the sealing function of the sealing member 52 due to expansion and contraction of the driving element 66.

【００４２】こうした駆動素子６６を用いてガラス部材
５１の姿勢を制御する方法の一例としては、まず、先に
説明した圧力制御装置によって境界空間６０の圧力を制
御してガラス部材５１の形状を理想の状態に近づける。
その後、駆動素子６６を駆動してガラス部材５１の姿勢
を変えながら、所定のテストパターンを投影露光装置１
０によって試し露光し、そこで得られたパターンの像位
置や形状を観察することで、例えば投影光学系ＰＬの歪
曲、像面湾曲、非点収差、コマ収差及び球面収差などの
投影光学系ＰＬの光学的な歪みの値と、ガラス部材５１
の姿勢との関係を求める。そして、その関係に基づいて
算出されるガラス部材５１の理想の姿勢と、変位検出器
６５で検出される現在のガラス部材５１の姿勢とから、
各駆動素子６６の変位量を求め、それに応じてガラス部
材５１の姿勢を各駆動素子６６を介して制御する。この
ときのガラス部材５１の変位は弾性体であるシール部材
５２の変形により吸収される。こうしたガラス部材５１
の姿勢制御により、投影光学系ＰＬの光学特性の低下を
さらに抑制することが可能となる。なお、ここでは、境
界部分に配されるガラス部材５１の姿勢や歪みを調整す
ることにより、投影光学系ＰＬの光学特性の低下を抑制
しているが、投影光学系ＰＬ内の他の光学部材（レンズ
素子３０など）の姿勢制御や歪みの制御が可能な構成と
なっている場合には、それらの光学部材の姿勢や歪みを
制御して、境界部分の圧力差に伴う投影光学系ＰＬの光
学特性の低下を抑制してもよい。As an example of a method of controlling the attitude of the glass member 51 using such a driving element 66, first, the pressure of the boundary space 60 is controlled by the pressure control device described above to make the shape of the glass member 51 ideal. To the state of.
After that, while driving the driving element 66 to change the attitude of the glass member 51, a predetermined test pattern is formed on the projection exposure apparatus 1.
By performing a test exposure with 0, and observing the image position and shape of the pattern obtained therefrom, for example, distortion, field curvature, astigmatism, coma, and spherical aberration of the projection optical system PL The value of the optical distortion and the glass member 51
Find the relationship with the posture of the person. Then, from the ideal posture of the glass member 51 calculated based on the relationship and the current posture of the glass member 51 detected by the displacement detector 65,
The amount of displacement of each drive element 66 is determined, and the attitude of the glass member 51 is controlled via each drive element 66 accordingly. The displacement of the glass member 51 at this time is absorbed by the deformation of the sealing member 52 which is an elastic body. Such a glass member 51
With the posture control described above, it is possible to further suppress a decrease in the optical characteristics of the projection optical system PL. Here, although the posture and distortion of the glass member 51 disposed at the boundary portion are adjusted to suppress the deterioration of the optical characteristics of the projection optical system PL, other optical members in the projection optical system PL are suppressed. If the configuration is such that the attitude control and distortion control of the lens element 30 and the like can be performed, the attitude and distortion of those optical members are controlled, and the projection optical system PL associated with the pressure difference at the boundary is controlled. Deterioration of optical characteristics may be suppressed.

【００４３】次に、投影光学系ＰＬの鏡筒２２とウエハ
室２３との境界部分の様子を図３に示す。この境界部分
においても、前述したものと同様、パージ空間６１（ウ
エハ室２３の内部空間）の圧力と真空空間６２（投影光
学系ＰＬの内部空間）との間の圧力に設定される境界空
間７０が設けられている。ただし、この境界部分におい
て、境界空間７０は、前述したものと異なり、レンズ素
子３０とガラス部材７１との間を密閉された空間として
設けられている。Next, the state of the boundary between the lens barrel 22 of the projection optical system PL and the wafer chamber 23 is shown in FIG. Also at this boundary portion, similarly to the above, a boundary space 70 set to the pressure between the pressure of the purge space 61 (the internal space of the wafer chamber 23) and the pressure between the vacuum space 62 (the internal space of the projection optical system PL). Is provided. However, in this boundary portion, the boundary space 70 is provided as a space in which the space between the lens element 30 and the glass member 71 is sealed, which is different from that described above.

【００４４】すなわち、図３において、鏡筒２２内のレ
ンズ素子３０のうちの出射端のレンズ素子３０の出射面
側に、透明の板状ガラスからなるガラス部材７１が設置
され、このガラス部材７１と出射端のレンズ素子３０と
の間に、圧力調整機構としての境界空間７０が形成され
ている。また、境界空間７０には、配管７３等を介して
真空ポンプ７４が接続されるとともに、境界空間７０の
圧力を計測するための圧力計７５が設置されている。主
制御系２８は、圧力計７５により境界空間７０の圧力を
計測し、その計測結果に基づいて、境界空間７０の圧力
がパージ空間６１と真空空間６２との間の高さの圧力に
なるように、真空ポンプ７４を制御して境界空間７０か
ら気体を排気し、これにより境界空間７０の圧力を調整
する。また、主制御系２８は、そのときのガラス部材７
１の歪みを変位検出器７６によって検出し、その検出結
果と予め記憶されてガラス部材７１の理想の形状との差
を求め、その算出結果に基づいて、ガラス部材７１が理
想の形状に近づくように、境界空間７０の圧力を制御す
る。さらに、主制御系２８は、予め算出されるガラス部
材７１の理想の姿勢と、変位検出器７６で検出される現
在のガラス部材７１の姿勢とから、駆動素子７７の変位
量を求め、それに応じて各駆動素子７７、制御器７８を
介して制御してガラス部材７１の姿勢を理想の状態に近
づける。That is, in FIG. 3, a glass member 71 made of a transparent plate-like glass is installed on the exit surface side of the lens element 30 at the exit end of the lens elements 30 in the lens barrel 22. A boundary space 70 as a pressure adjusting mechanism is formed between the light emitting element and the lens element 30 at the emission end. A vacuum pump 74 is connected to the boundary space 70 via a pipe 73 and the like, and a pressure gauge 75 for measuring the pressure in the boundary space 70 is provided. The main control system 28 measures the pressure in the boundary space 70 with the pressure gauge 75, and based on the measurement result, the pressure in the boundary space 70 becomes the pressure between the purge space 61 and the vacuum space 62. Then, the vacuum pump 74 is controlled to exhaust gas from the boundary space 70, thereby adjusting the pressure in the boundary space 70. Further, the main control system 28 controls the glass member 7 at that time.
1 is detected by the displacement detector 76, a difference between the detection result and the ideal shape of the glass member 71 stored in advance is obtained, and based on the calculation result, the glass member 71 approaches the ideal shape. Next, the pressure in the boundary space 70 is controlled. Further, the main control system 28 obtains the amount of displacement of the driving element 77 from the ideal posture of the glass member 71 calculated in advance and the current posture of the glass member 71 detected by the displacement detector 76, and accordingly, By controlling each driving element 77 and the controller 78, the posture of the glass member 71 is brought close to an ideal state.

【００４５】これにより、境界空間７０を密閉空間とし
て設けた場合にも、鏡筒２２の内部空間とウエハ室２３
の内部空間との間の圧力差が緩和される。この場合、投
影光学系ＰＬの出射端に配されるレンズ素子３０に対し
て、鏡筒２２の内部空間（真空空間６２）と境界空間７
０との間の圧力差による差圧が作用するが、境界空間７
０は密閉空間として設けられていることから、境界空間
７０の圧力を真空圧に近づけることにより、レンズ素子
３０に作用する差圧を小さく抑制することができる。ま
た、この図３において、境界空間７０を真空圧に近づけ
た場合、ガラス部材７１に大きな差圧が作用することに
なる。そのため、前述したように、圧力差によって生じ
るガラス部材７１の歪みを予め考慮に入れて、元のガラ
ス部材７１の形状を設計しておくとよい。こうした設計
は、レンズ素子３０よりも簡素な形状である板状のガラ
ス部材７１のほうが容易に行うことができ、対応が容易
である。なお、本例において、照明系チャンバ２０とレ
チクル室２１との境界部分についても、図２または図３
に示した構成とほぼ同じ構成の圧力調整機構４６が設け
られ、差圧による光学部材の歪みが抑制されている。Thus, even when the boundary space 70 is provided as a closed space, the internal space of the lens barrel 22 and the wafer chamber 23
The pressure difference between the inner space and the inner space is reduced. In this case, with respect to the lens element 30 disposed at the emission end of the projection optical system PL, the internal space (vacuum space 62) of the lens barrel 22 and the boundary space 7
A pressure difference due to the pressure difference between 0 and 0
Since 0 is provided as a closed space, the differential pressure acting on the lens element 30 can be suppressed small by bringing the pressure in the boundary space 70 close to the vacuum pressure. In FIG. 3, when the boundary space 70 is brought close to the vacuum pressure, a large differential pressure acts on the glass member 71. Therefore, as described above, the original shape of the glass member 71 may be designed in consideration of the distortion of the glass member 71 caused by the pressure difference in advance. Such a design can be more easily performed with a plate-shaped glass member 71 having a simpler shape than that of the lens element 30, and can be easily handled. In this example, the boundary between the illumination system chamber 20 and the reticle chamber 21 is also shown in FIG.
A pressure adjusting mechanism 46 having substantially the same configuration as that shown in FIG. 1 is provided to suppress the distortion of the optical member due to the differential pressure.

【００４６】ところで、これまで説明したように、本例
の投影露光装置１０では、照明系チャンバ２０及び鏡筒
２２の内部空間を真空空間としていることから、真空空
間に配される光学部材が露光ビームのエネルギーを吸収
した際、その熱が蓄積され光学部材から逃げにくい。そ
こで、先の図３に示すように、真空空間に配される光学
部材に対して、冷却用のガスを必要に応じて供給するよ
うにするとよい。本例では、前述したレチクル室２１及
びウエハ室２３の置換用の透過ガスであるヘリウムガス
をボンベ４４から配管８０及びバルブ８１を介して真空
空間６２内に導入し、真空空間６２内でしかもエネルギ
ー吸収の大きい場所に配置される光学部材（レンズ素子
３０）に対してそのヘリウムガスを供給するように構成
されている。これにより、真空空間６２に配された光学
部材の温度が露光ビームのエネルギーによって上昇する
場合にも、冷却用のガス（本例ではヘリウムガス）によ
ってその温度上昇を抑制することが可能となる。特に、
ヘリウムは熱伝導率が窒素より優れており効果的に光学
部材の熱を逃がすことが可能である。なお、上述したボ
ンベ４４、配管８０、バルブ８１、及び主制御系２８等
により真空空間の光学部材を冷却するための冷却ガス供
給装置８２が構成される。なお、境界空間７０を、パー
ジ空間６１とガラス部材７１との間に設けてもよい。As described above, in the projection exposure apparatus 10 of this embodiment, since the interior space of the illumination system chamber 20 and the lens barrel 22 is a vacuum space, the optical members arranged in the vacuum space are exposed to light. When the energy of the beam is absorbed, the heat is accumulated and it is difficult to escape from the optical member. Therefore, as shown in FIG. 3, a cooling gas may be supplied to the optical member disposed in the vacuum space as needed. In this example, helium gas, which is a permeation gas for replacing the reticle chamber 21 and the wafer chamber 23 described above, is introduced into the vacuum space 62 from the cylinder 44 via the pipe 80 and the valve 81, and the energy within the vacuum space 62 is further reduced. The helium gas is configured to be supplied to an optical member (lens element 30) disposed at a location where absorption is large. Thus, even when the temperature of the optical member arranged in the vacuum space 62 rises due to the energy of the exposure beam, the rise in the temperature can be suppressed by the cooling gas (helium gas in this example). In particular,
Helium has a higher thermal conductivity than nitrogen, and can effectively release the heat of the optical member. The cylinder 44, the pipe 80, the valve 81, the main control system 28, and the like constitute a cooling gas supply device 82 for cooling the optical member in the vacuum space. The boundary space 70 may be provided between the purge space 61 and the glass member 71.

【００４７】次に、図４は、レチクル室２１と投影光学
系ＰＬの鏡筒との境界部分の他の構成例を示している。
この例では、上記例と異なり、投影光学系ＰＬの鏡筒が
２重殻構造とされている。すなわち、外側鏡筒９０の内
部に内側鏡筒９１が設置され、内側鏡筒９１によってレ
ンズ素子３０を保持するように構成されている。また、
外側鏡筒９０の内部空間と、内側鏡筒９１の内部空間と
はともに真空ポンプ９３及び配管９４を介して真空圧に
設定される。具体的には、内側鏡筒９１に設けられた連
通孔９１ａによっての内側鏡筒９１の内部空間と外側鏡
筒９０の内部空間とが連通状態にあり、真空ポンプ９３
が外側鏡筒９０の内部空間から配管９４及び連通孔９１
ａを介して気体を排出することにより、各鏡筒９０，９
１の内部空間が真空状態になる。なお、この図４に示す
レチクル室２１と投影光学系ＰＬの鏡筒９０，９１との
境界部分において、先の図２に示したものと同じ圧力調
整機構４６が設けられており、ここではその説明は省略
する。FIG. 4 shows another example of the configuration of the boundary between the reticle chamber 21 and the lens barrel of the projection optical system PL.
In this example, unlike the above example, the lens barrel of the projection optical system PL has a double shell structure. That is, the inner lens barrel 91 is installed inside the outer lens barrel 90, and the lens element 30 is held by the inner lens barrel 91. Also,
Both the inner space of the outer lens barrel 90 and the inner space of the inner lens barrel 91 are set to a vacuum pressure via a vacuum pump 93 and a pipe 94. Specifically, the inner space of the inner lens barrel 91 and the inner space of the outer lens barrel 90 are in communication with each other through a communication hole 91a provided in the inner lens barrel 91, and the vacuum pump 93
From the inner space of the outer barrel 90 to the pipe 94 and the communication hole 91.
By exhausting the gas through the lens barrels 90, 9
The internal space of 1 is in a vacuum state. At the boundary between the reticle chamber 21 and the lens barrels 90 and 91 of the projection optical system PL shown in FIG. 4, the same pressure adjusting mechanism 46 as that shown in FIG. 2 is provided. Description is omitted.

【００４８】この図４に示す投影光学系ＰＬでは、レン
ズ素子３０を保持する内側鏡筒９１の内外がともに真空
圧に設定され、同一の圧力とされることから、内側鏡筒
９１に対して圧力差による力が作用しない。また、レン
ズ素子３０にも圧力差による力が作用しない。そのた
め、内側鏡筒９１に保持されているレンズ素子３０に歪
みが生じにくい。つまり、鏡筒の内部空間を真空圧に設
定する場合にも、鏡筒を２重殻とすることで、差圧によ
るレンズ素子３０の歪みの発生を防ぐことができる。こ
うした２重殻構造と上述した圧力調整機構とを組み合わ
せることにより、投影光学系ＰＬや照明光学系１１を真
空仕様とする場合において、差圧の発生に伴う光学特性
の低下を効果的に抑制することが可能となる。In the projection optical system PL shown in FIG. 4, the inside and outside of the inner barrel 91 that holds the lens element 30 are both set to the vacuum pressure and have the same pressure. No force due to pressure difference acts. Also, no force due to the pressure difference acts on the lens element 30. Therefore, distortion hardly occurs in the lens element 30 held in the inner lens barrel 91. That is, even when the internal space of the lens barrel is set to a vacuum pressure, the lens barrel 30 can be prevented from being distorted due to the differential pressure by making the lens barrel a double shell. By combining such a double-shell structure with the above-described pressure adjusting mechanism, when the projection optical system PL and the illumination optical system 11 are in a vacuum specification, a decrease in optical characteristics due to the generation of a differential pressure is effectively suppressed. It becomes possible.

【００４９】なお、上述した実施形態において示した各
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発
明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づ
き種々変更可能であることは明らかである。本発明は、
例えば以下のような変更をも含むものとする。It should be noted that the shapes, combinations, and the like of the components shown in the above-described embodiments are merely examples, and it is apparent that various changes can be made based on design requirements without departing from the spirit of the present invention. is there. The present invention
For example, the following changes are included.

【００５０】上述した各例では、照明系チャンバ、及び
投影光学系の鏡筒の内部空間を真空空間としているが、
真空空間に設定する場所はこれに限定されない。また、
差圧が生じる境界部分であれば、一方の空間は真空圧に
限定されるものではない。In each of the above examples, the interior space of the illumination system chamber and the lens barrel of the projection optical system is a vacuum space.
The place set in the vacuum space is not limited to this. Also,
If it is a boundary portion where a differential pressure occurs, one space is not limited to the vacuum pressure.

【００５１】また、上述した例では、光学部材の姿勢を
制御するための駆動素子は光軸と平行な方向に光学部材
の各箇所を変位させる構成となっているが、光学部材の
各箇所を光軸と垂直方向に移動させるように駆動素子を
配置してもよい。In the above-described example, the drive element for controlling the attitude of the optical member is configured to displace each portion of the optical member in a direction parallel to the optical axis. The driving element may be arranged to move in a direction perpendicular to the optical axis.

【００５２】また、上述した各例では、透過ガスとして
ヘリウム（Ｈｅ）を想定しているが、窒素（Ｎ₂ ）、又
は希ガス（アルゴン（Ａｒ）等）などの不活性ガスはい
ずれも真空紫外域の光の吸収量が小さく、特にＦ₂ レー
ザ光に対する吸収量はほとんど無視できるほど小さい。
したがって、上記の実施形態において、いずれの不活性
ガスを用いてもよい。In each of the above examples, helium (He) is assumed as the permeated gas. However, any inert gas such as nitrogen (N ₂ ) or a rare gas (eg, argon (Ar)) is vacuum. The absorption amount of light in the ultraviolet region is small, and particularly, the absorption amount of F ₂ laser light is almost negligible.
Therefore, in the above embodiment, any inert gas may be used.

【００５３】また、照明系チャンバやレチクル室、鏡
筒、ウエハ室を構成する筐体（筒状体等も可）や、ヘリ
ウムガス等を供給する配管は、不純物ガス（脱ガス）の
少ない材料、例えばステンレス鋼、四フッ化エチレン、
テトラフルオロエチレン−テルフルオロ（アルキルビニ
ルエーテル）、又はテトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロペン共重合体等の各種ポリマーで形成するこ
とが望ましい。Further, the housing (a cylindrical body or the like) constituting the illumination system chamber, the reticle chamber, the lens barrel, the wafer chamber, and the pipe for supplying the helium gas and the like are made of a material with little impurity gas (degas). , For example, stainless steel, ethylene tetrafluoride,
It is desirable to form from various polymers such as tetrafluoroethylene-terfluoro (alkyl vinyl ether) or tetrafluoroethylene-hexafluoropropene copolymer.

【００５４】また、光路上から吸光物質を排除するに
は、予め構造材料表面からの脱ガス量を低減する処置を
施しておくことが好ましい。例えば、（１）構造材料の
表面積を小さくする、（２）構造材料表面を機械研磨、
電解研磨、バル研磨、化学研磨、又はＧＢＢ（Glass Be
ads Blasting）といった方法によって研磨し、構造材料
の表面粗さを低減しておく、（３）超音波洗浄、クリー
ンドライエア等の流体の吹き付け、真空加熱脱ガス（ベ
ーキング）などの手法によって、構造材料表面を洗浄す
る、（４）炭化水素やハロゲン化物を含む電線被膜物質
やシール部材（Ｏリング等）、接着剤等を光路空間に可
能な限り設置しない、等の方法がある。In order to remove the light absorbing substance from the optical path, it is preferable to perform a treatment for reducing the amount of outgas from the surface of the structural material in advance. For example, (1) reducing the surface area of the structural material, (2) mechanically polishing the surface of the structural material,
Electropolishing, Bal polishing, Chemical polishing, or GBB (Glass Be
(Adhesive blasting) to reduce the surface roughness of the structural material. (3) Ultrasonic cleaning, spraying of fluid such as clean dry air, vacuum heating degassing (baking), etc. There is a method of cleaning the surface, (4) minimizing the installation of an electric wire coating material containing hydrocarbons and halides, a sealing member (such as an O-ring), an adhesive, etc. in the optical path space as much as possible.

【００５５】また、各筐体内の駆動機構などに電力を供
給するケーブルなども、同様に上述した不純物ガス（脱
ガス）の少ない材料で被服することが望ましい。Also, it is desirable that a cable for supplying electric power to a drive mechanism and the like in each housing is similarly covered with the above-mentioned material having a small amount of impurity gas (degassing).

【００５６】また、本発明が適用される露光装置は、露
光用照明光に対してマスク（レチクル）と基板（ウエ
ハ）とをそれぞれ相対移動する走査露光方式（例えば、
ステップ・アンド・スキャン方式など）に限られるもの
ではなく、マスクと基板とをほぼ静止させた状態でマス
クのパターンを基板上に転写する静止露光方式、例えば
ステップ・アンド・リピート方式などでもよい。さら
に、基板上で周辺部が重なる複数のショット領域にそれ
ぞれパターンを転写するステップ・アンド・スティッチ
方式の露光装置などに対しても本発明を適用することが
できる。また、投影光学系ＰＬは縮小系、等倍系、及び
拡大系のいずれでもよいし、屈折系、反射屈折系、及び
反射系のいずれでもよい。さらに、投影光学系を用いな
い、例えばプロキシミティ方式の露光装置などに対して
も本発明を適用できる。Further, the exposure apparatus to which the present invention is applied is a scanning exposure method (for example, a method in which a mask (reticle) and a substrate (wafer) are relatively moved with respect to exposure illumination light.
The method is not limited to the step-and-scan method, but may be a static exposure method in which the mask pattern is transferred onto the substrate while the mask and the substrate are almost still, for example, a step-and-repeat method. Furthermore, the present invention can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus that transfers a pattern to each of a plurality of shot areas whose peripheral portions overlap on a substrate. Further, the projection optical system PL may be any of a reduction system, an equal magnification system, and an enlargement system, and may be any of a refraction system, a catadioptric system, and a reflection system. Further, the present invention can be applied to, for example, a proximity type exposure apparatus that does not use a projection optical system.

【００５７】また、本発明が適用される露光装置は、露
光用照明光としてｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ
光、ＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ₂ レーザ光、及びＡｒ
₂ レーザ光などの紫外光だけでなく、例えばＥＵＶ光、
Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線
などを用いてもよい。さらに、露光用光源は水銀ランプ
やエキシマレーザだけでなく、ＹＡＧレーザ又は半導体
レーザなどの高調波発生装置、ＳＯＲ、レーザプラズマ
光源、電子銃などでもよい。In the exposure apparatus to which the present invention is applied, g-rays, i-rays, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, F ₂ laser light,
₂ Not only ultraviolet light such as laser light, but also EUV light,
X-rays or charged particle beams such as electron beams and ion beams may be used. Further, the light source for exposure is not limited to a mercury lamp or an excimer laser, but may be a harmonic generator such as a YAG laser or a semiconductor laser, an SOR, a laser plasma light source, an electron gun, or the like.

【００５８】また、本発明が適用される露光装置は、半
導体デバイス製造用に限られるものではなく、液晶表示
素子、ディスプレイ装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子
（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、及びＤＮＡチップな
どのマイクロデバイス（電子デバイス）製造用、露光装
置で用いられるフォトマスクやレチクルの製造用などで
もよい。The exposure apparatus to which the present invention is applied is not limited to semiconductor devices, but includes liquid crystal display devices, display devices, thin-film magnetic heads, imaging devices (such as CCDs), micromachines, and DNA chips. For manufacturing microdevices (electronic devices), and for manufacturing photomasks and reticles used in exposure apparatuses.

【００５９】また、本発明は露光装置だけでなく、デバ
イス製造工程で使用される他の製造装置（検査装置など
を含む）に対しても適用することができる。The present invention can be applied not only to an exposure apparatus, but also to other manufacturing apparatuses (including an inspection apparatus) used in a device manufacturing process.

【００６０】また、上述したウエハステージやレチクル
ステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリン
グを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアク
タンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。
また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでも
いいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
さらに、ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる
場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのい
ずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子
ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設け
ればよい。When a linear motor is used for the wafer stage or reticle stage described above, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force may be used.
The stage may be of a type that moves along a guide or a guideless type that does not have a guide.
Further, when a plane motor is used as the stage driving device, one of the magnet unit (permanent magnet) and the armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit is connected to the moving surface side of the stage ( Base).

【００６１】また、ウエハステージの移動により発生す
る反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。Further, the reaction force generated by the movement of the wafer stage is mechanically moved to the floor (ground) by using a frame member, as described in JP-A-8-166475.
You may escape to The present invention is also applicable to an exposure apparatus having such a structure.

【００６２】また、レチクルステージの移動により発生
する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載され
ているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備
えた露光装置においても適用可能である。The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-330224. The present invention is also applicable to an exposure apparatus having such a structure.

【００６３】また、本発明が適用される露光装置は、本
願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サ
ブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的
精度を保つように、組み立てることで製造される。これ
ら各種精度を確保するために、この組み立ての前後に
は、各種光学系については光学的精度を達成するための
調整、各種機械系については機械的精度を達成するため
の調整、各種電気系については電気的精度を達成するた
めの調整が行われる。各種サブシステムから露光装置へ
の組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接
続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含ま
れる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て
工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程がある
ことはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置へ
の組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光
装置全体としての各種精度が確保される。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。Further, the exposure apparatus to which the present invention is applied controls various subsystems including the components described in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. And manufactured by assembling. Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and various electric systems to ensure these various accuracy Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus includes mechanical connection, wiring connection of an electric circuit, and piping connection of a pneumatic circuit between the various subsystems. It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from these various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the manufacture of the exposure apparatus be performed in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.

【００６４】また、半導体デバイスは、デバイスの機能
・性能設計を行う工程、この設計ステップに基づいたマ
スク（レチクル）を製作する工程、シリコン材料からウ
エハを製造する工程、前述した露光装置によりレチクル
のパターンをウエハに露光するウエハ処理工程、デバイ
ス組み立て工程（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）、検査工程等を経て製造され
る。In the semiconductor device, a process for designing the function and performance of the device, a process for manufacturing a mask (reticle) based on the design process, a process for manufacturing a wafer from a silicon material, and Wafer processing step of exposing a pattern to a wafer, device assembly step (dicing step, bonding step,
(Including a package process) and an inspection process.

【００６５】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
以下の効果を得ることができる。本発明に係る光学装置
によれば、圧力調整機構によって空間の境界に位置する
光学部材に作用する差圧を軽減することにより、光学部
材の歪みを抑制し、光学装置の光学特性の低下を抑制す
ることができる。また、本発明に係る露光装置によれ
ば、光学装置の光学特性の低下が抑制されることから、
露光精度を向上させることができる。さらに、本発明の
デバイスの製造方法によれば、露光精度の向上により、
形成されるパターンの精度が向上したデバイスを提供す
ることができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the optical device which concerns on this invention, by reducing the differential pressure which acts on the optical member located in the boundary of space by the pressure adjustment mechanism, the distortion of an optical member is suppressed and the fall of the optical characteristic of an optical device is suppressed. can do. Further, according to the exposure apparatus of the present invention, since a decrease in optical characteristics of the optical device is suppressed,
Exposure accuracy can be improved. Further, according to the device manufacturing method of the present invention, by improving the exposure accuracy,
A device in which the accuracy of a formed pattern is improved can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明に係る光学装置が適用される露光装置
の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus to which an optical device according to the present invention is applied.

【図２】 レチクル室と投影光学系の鏡筒との境界部分
の構成例を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a configuration example of a boundary portion between a reticle chamber and a lens barrel of a projection optical system.

【図３】 投影光学系の鏡筒とウエハ室との境界部分の
構成例を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a configuration example of a boundary portion between a lens barrel of a projection optical system and a wafer chamber.

【図４】 レチクル室と投影光学系の鏡筒との境界部分
の他の構成例を示す部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing another configuration example of a boundary portion between a reticle chamber and a lens barrel of a projection optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 投影露光装置 １１ 照明光学系 ２０ 照明系チャンバ ２１ レチクル室 ２２ 鏡筒 ２３ ウエハ室 ２８ 主制御系 ３０ レンズ素子（光学部材） ４６ 圧力調整機構 ５１，７１ ガラス部材（光学部材） ５４，７４ 真空ポンプ（圧力制御装置） ６０，７０ 境界空間（第３空間） ６１ パージ空間（第２空間） ６２ 真空空間（第１空間） ６５，７６ 変位計測装置（計測装置） ６６，７７ 駆動素子（姿勢制御装置） ６７，７８ 制御器（姿勢制御装置） ８２ 冷却ガス供給装置 Reference Signs List 10 projection exposure apparatus 11 illumination optical system 20 illumination system chamber 21 reticle chamber 22 lens barrel 23 wafer chamber 28 main control system 30 lens element (optical member) 46 pressure adjusting mechanism 51, 71 glass member (optical member) 54, 74 vacuum pump (Pressure control device) 60, 70 Boundary space (third space) 61 Purge space (second space) 62 Vacuum space (first space) 65, 76 Displacement measurement device (measurement device) 66, 77 Drive element (posture control device) ) 67,78 Controller (posture control device) 82 Cooling gas supply device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H044 AD00 2H051 AA10 CD25 CD27 5F046 CB01 CB25 DA12 DA27  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2H044 AD00 2H051 AA10 CD25 CD27 5F046 CB01 CB25 DA12 DA27

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光源からのビームの光路中に配される複
数の光学部材を含む第１空間と、該第１空間とは異なる
圧力に設定される第２空間とを備える光学装置におい
て、 前記第１空間と前記第２空間との間の圧力差を調整する
圧力調整機構を備えることを特徴とする光学装置。1. An optical device comprising: a first space including a plurality of optical members arranged in an optical path of a beam from a light source; and a second space set to a pressure different from the first space. An optical device, comprising: a pressure adjusting mechanism that adjusts a pressure difference between a first space and the second space. 【請求項２】 前記圧力調整機構は、前記複数の光学部
材のうちの少なくとも一つの光学部材に接するかまたは
前記第１空間の少なくとも一部を囲み、前記第１空間の
圧力と前記第２空間の圧力との間の高さの圧力に設定さ
れる第３空間を有することを特徴とする請求項１に記載
の光学装置。2. The pressure adjusting mechanism according to claim 1, wherein the pressure adjusting mechanism contacts at least one of the plurality of optical members or surrounds at least a part of the first space. The optical device according to claim 1, further comprising a third space set to a pressure at a height between the first space and the second space. 【請求項３】 前記第３空間は、前記複数の光学部材の
うちの入射端もしくは出射端に配される光学部材に接す
ることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。3. The optical device according to claim 2, wherein the third space is in contact with an optical member disposed at an entrance end or an exit end of the plurality of optical members. 【請求項４】 前記圧力調整機構は、前記複数の光学部
材のうちの少なくとも一つの光学部材の歪みを計測する
計測装置と、該計測装置の計測結果に基づいて前記第３
空間の圧力を制御する圧力制御装置とを有することを特
徴とする請求項２または請求項３に記載の光学装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein the pressure adjusting mechanism is configured to measure a distortion of at least one optical member of the plurality of optical members, and the third device is configured to perform the third measurement based on a measurement result of the measuring device.
The optical device according to claim 2, further comprising a pressure control device configured to control a pressure in the space. 【請求項５】 前記圧力調整機構は、前記複数の光学部
材のうちの少なくとも一つの光学部材の姿勢を制御する
姿勢制御装置を有することを特徴とする請求項１から請
求項４のうちのいずれか一項に記載の光学装置。5. The apparatus according to claim 1, wherein the pressure adjusting mechanism has a posture control device for controlling a posture of at least one of the plurality of optical members. The optical device according to claim 1. 【請求項６】 前記第１空間は、真空圧に設定されるこ
とを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか
一項に記載の光学装置。6. The optical device according to claim 1, wherein the first space is set at a vacuum pressure. 【請求項７】 前記複数の光学部材のうちの少なくとも
一つの光学部材に冷却用のガスを供給する冷却ガス供給
装置を備えることを特徴とする請求項６に記載の光学装
置。7. The optical device according to claim 6, further comprising a cooling gas supply device that supplies a cooling gas to at least one of the plurality of optical members. 【請求項８】 パターンが形成されたマスクをビームに
より照明する照明光学系と、前記マスクのパターンを基
板上に転写する投影光学系とのうちの少なくとも一方
を、請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載
の光学装置で構成することを特徴とする露光装置。8. The illumination optical system according to claim 1, wherein at least one of an illumination optical system for illuminating the mask on which the pattern is formed with a beam and a projection optical system for transferring the pattern of the mask onto a substrate is provided. An exposure apparatus comprising the optical device according to any one of the preceding claims. 【請求項９】 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８に記載の露光装置を
用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製
造方法。9. A device manufacturing method including a lithography step, wherein a device is manufactured using the exposure apparatus according to claim 8 in the lithography step.