JP2002373852A

JP2002373852A - 露光装置

Info

Publication number: JP2002373852A
Application number: JP2001182526A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Hasegawa; 敬恭長谷川; Shigeru Terajima; 茂寺島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-26
Also published as: US6721031B2; US20020191163A1

Abstract

(57)【要約】【課題】投影光学系と基板との間の空間などの露光光が
通過する空間（光路空間）内のガスを不活性ガスによっ
て置換するために要する時間を短縮する。【解決手段】この露光装置は、ウエハステージ１０２
と、投影光学系１０１と、ウエハステージ１０２と投影
光学系１０１との間の露光光が通過する光路空間１１３
に不均一な流速の不活性ガスを供給する給気部１１２と
備え、下方に向かう不活性ガスの流れを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッドその他の
マイクロデバイスを製造するためなどに用いられる露光
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子などを製造するためのフォト
リソグラフィ工程において、投影光学系を介してマスク
（例えば、レチクル）のパターン像を感光性基板に投影
し露光する露光装置が使用されている。近年、半導体集
積回路は、微細化の方向で開発が進み、フォトリソグラ
フィ工程においては、フォトリソグラフィ光源の短波長
化が進んでいる。

【０００３】しかしながら、真空紫外線、特に２５０ｎ
ｍよりも短い波長の光、たとえばＫｒＦエキシマレーザ
（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９
３ｎｍ）、Ｆ2レーザ（波長１５７ｎｍ）、またはＹＡ
Ｇレーザなどの高調波などの光を露光用光として用いる
場合やＸ線を露光光として用いる場合などにおいて、酸
素による露光光の吸収などの影響で、露光光の強度が低
下するなどの課題が生じていた。

【０００４】そこで、従来では、F2エキシマレーザのよ
うな光源を有する露光装置において、光路部分のみを密
閉する密閉空間を形成し、たとえば窒素のような酸素を
含まない気体によって密閉空間内のガスを置換し、光の
透過率の低下を回避しようとしていた。

【０００５】図３２は、投影光学系（鏡筒）の最終光学
部材と感光性基板（ウエハ）との間の空間に不活性ガス
を供給することによって該空間に不活性ガス雰囲気を形
成して露光を実施する露光装置を示す図である。この露
光装置では、露光領域上の空間とその周辺雰囲気とを分
離するために該空間の周辺に遮蔽部材を設け、該空間内
に露光領域周辺から不活性ガスを供給する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３２
に示す露光装置においては、ウエハステージの駆動によ
りウエハが露光領域に入ってから該露光領域上の空間の
酸素濃度が低下するまでに数秒程度の時間を要し、これ
がスループットの低下の原因となっていた。

【０００７】同様の問題は、レチクル周辺に不活性ガス
を供給する場合にも当てはまり、レチクルにおいても遮
蔽部材によって囲まれた空間内の酸素濃度が低下するた
めには数秒程度の時間を要し、これがスループットの低
下の原因となっていた。

【０００８】本発明は、上記の背景に鑑みてなされたも
のであり、例えば、投影光学系と基板との間の空間や、
マスク（例えば、レチクル）を照明する照明光学系と該
マスクを保持するマスクステージとの間の空間、該マス
クステージと投影光学系との間の空間などの、露光光が
通過する空間（露光領域）を含む光路空間内のガスを不
活性ガスによって置換するために要する時間を短縮する
こと、及び／又は、光路空間内の不活性ガスの純度又は
濃度を適正なレベルに維持することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、マ
スクに形成されたパターンを露光光を用いて基板に投影
し転写する露光装置に係り、ステージと、光学系と、前
記ステージと前記光学系との間の露光光が通過する空間
を含む光路空間に不活性ガスの流れを形成するガス流形
成機構とを備え、前記ガス流形成機構は、前記光路空間
に空間的又は時間的に不均一な分布を有する不活性ガス
の流れを形成することを特徴とする。この構成によれ
ば、例えば、光路空間内のガスを不活性ガスによって置
換するために要する時間を短縮すること、及び／又は、
光路空間内の不活性ガスの純度又は濃度を適正なレベル
に維持することができる。

【００１０】空間的に不均一な分布を有する不活性ガス
の流れとして、本発明の好適な実施の形態によれば、前
記ガス流形成機構は、前記光路空間に不均一な流速分布
を有する不活性ガスの流れを形成する。

【００１１】より具体的な例を挙げれば、前記ガス流形
成機構は、前記光路空間に不活性ガスを供給する供給機
構を有し、前記供給機構は、不均一な流速分布を有する
不活性ガスを前記光路空間に供給することが好ましい。

【００１２】或いは、前記ガス流形成機構は、前記光路
空間に不活性ガスを供給する供給機構と、前記光路空間
から不活性ガスを含むガスを排気する排気機構とを有
し、前記排気機構は、前記光路空間に不均一な流速分布
を形成するように前記光路空間から不活性ガスを含むガ
スを排気することが好ましい。

【００１３】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
不均一な流速分布は、前記光学系に近い部分ほど流速が
速い分布であることが好ましい。これにより、光学系か
ら遠ざかる方向に不活性ガスの流れを形成し、光路空間
内のガスを効率的に排気することができる。

【００１４】或いは、本発明の好適な実施の形態によれ
ば、前記不均一な流速分布は、前記光学系の光軸に近い
部分ほど流速が速い分布であることが好ましい。これに
より、光路空間からその周辺方向に不活性ガスの流れを
形成し、光路空間内のガスを効率的に排気することがで
きる。

【００１５】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
供給機構は、前記光路空間を挟んで対向する位置に配置
された２つのガス供給部を有することが好ましい。これ
により排気効率を更に改善することができる。

【００１６】時間的に不均一な分布を有する不活性ガス
の流れ、例えば、時間的に流速が変化する不活性ガスの
流れを形成する手段として、本発明の好適な実施の形態
によれば、前記ガス流形成機構は、前記光路空間に不活
性ガスを供給する供給機構を有し、前記供給機構は、前
記光路空間に供給する不活性ガスの流量を時間の経過に
伴って変化させる。これにより、光路空間内のガスを撹
拌することができため、置換時間を短縮することができ
る。

【００１７】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、前記光路空間を挟んで対向する位置
に配置された２つのガス供給部を有し、前記光路空間に
不活性ガスを供給することで、光路空間内の気体の流れ
を不均一にすることが好ましい。

【００１８】前記２つのガス供給部が前記光路空間に供
給する不活性ガスの流量が異なる、もしくは、時間の経
過に伴って変化させることが好ましい。これにより撹拌
効果を高めることができる。

【００１９】また、前記光路空間に不活性ガスを供給す
る２個以上の供給機構を有し、各供給機構からの供給量
が異なる、もしくは各流量を時間の経過に伴って変化さ
せることが更に好ましい。これにより更に撹拌効果を高
めることができる。

【００２０】また、不活性ガスの流量の和をほぼ一定に
し、それぞれのガス供給部が前記光路空間に供給する不
活性ガスの流量を時間の経過に伴って変化させることを
ことが好ましい。これにより、不活性ガスの消費量を一
定に保ちつつ、撹拌効果を高めることができる。

【００２１】更に、前記ガス流形成機構は、前記ステー
ジと前記光路空間との位置関係の変化に従って、前記光
路空間に形成する不活性ガスの流れを変化させることが
好ましい。或いは、前記ガス流形成機構は、前記光路空
間に不活性ガスを供給する供給機構と、前記光路空間か
ら不活性ガスを含むガスを排気する排気機構とを有し、
前記ステージと光路空間との位置関係の変化に従って、
前記供給機構及び前記排気機構は、それぞれ供給量及び
排気量を変化させることが好ましい。これにより、必要
な不活性ガスの量を減らしつつ排気（置換）の効率を高
めることができる。

【００２２】より具体的には、前記ガス流形成機構は、
前記ステージの所定領域が前記光路空間に突入を開始す
る際は、所定の排気量で前記光路空間の排気を行い、前
記ステージの所定領域が前記光路空間への突入を完了し
た後は、排気量を低下させることが好ましい。

【００２３】或いは、前記ガス流形成機構は、前記ステ
ージの所定領域が前記光路空間に突入を開始する際は、
所定の排気量で前記光路空間の排気を行い、前記ステー
ジの所定領域が前記光路空間への突入を完了した後は、
排気を停止することが好ましい。

【００２４】或いは、前記ガス流形成機構は、前記光路
空間に不活性ガスを供給する供給機構と、前記光路空間
に不活性ガスを供給し又は前記光路空間から不活性ガス
を含むガスを排気する給排気機構とを有し、前記ステー
ジの所定領域が前記光路空間に突入を開始する際は、前
記供給機構により前記光路空間に不活性ガスを供給する
と共に前記給排気機構を排気機構として動作させ、所定
時間の経過後、前記給排気機構を給気機構として動作さ
せることが好ましい。

【００２５】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、複数の流量制御器と、前記複数の流
量制御器に各々接続された複数の給気口とを有し、前記
複数の流量制御器により不均一な流速分布を形成する。

【００２６】或いは、前記ガス流形成機構は、圧力損失
の異なる複数のフィルタにより前記複数の流量制御器に
より不均一な流速分布を形成してもよい。

【００２７】本発明の好適な実施の形態のよれば、前記
光路空間の側面の少なくとも一部と前記光路空間の周辺
空間とを分離する遮蔽部を更に備えることが好ましい。
これにより、光路空間内の置換効率を高めると共に不活
性ガスの純度或いは濃度を適正なレベルに維持すること
が一層容易になる。

【００２８】更に、前記光路空間の側面のうち前記ガス
流形成機構がない面と前記光路空間の周辺空間とを分離
する遮蔽部を更に備えるが好ましい。

【００２９】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
不均一な流速分布は、前記光学系の光軸から遠い周辺部
分ほど流速が速い分布であることが好ましい。これによ
り、例えば、置換が完了した後において、周辺空間から
光路空間内への周辺雰囲気の侵入を抑え、光路空間内の
不活性ガスの純度或いは濃度を適正なレベルに維持する
ことができる。

【００３０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、複数の流量制御器と、前記複数の流
量制御器に各々接続された複数の給気口とを有し、前記
複数の流量制御器により不均一な流速分布を形成するこ
とが好ましい。

【００３１】或いは、前記ガス流形成機構は、所定方向
に向けて不活性ガスを噴出するように配置された複数の
給気口を有し、前記複数の給気口は、外側の給気口ほど
前記所定方向に突出していることが好ましい。

【００３２】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、前記光路空間に不活性ガスを供給す
る供給機構と、前記光路空間から不活性ガスを含むガス
を排気する排気機構とを有し、前記排気機構は、前記光
路空間を挟んで前記供給機構に対向する位置に配置され
ていることが好ましい。

【００３３】或いは、本発明の好適な実施の形態によれ
ば、前記ガス流形成機構は、前記光路空間を挟んで対向
する位置に配置された２つのガス供給部を有することが
好ましい。ここで、前記ガス流形成機構は、前記光路空
間を挟んで対向する位置に配置された２つのガス排気部
を有することが好ましい。

【００３４】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
光路空間の中心を挟んで前記ガス供給機構と対向する位
置に、前記中心を向けて配置された壁を更に備えること
が好ましい。

【００３５】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
光路空間の側面の少なくとも一部と前記光路空間の周辺
空間とを分離する遮蔽部を更に備えることが好ましい。
これにより、周辺空間から光路空間への周辺雰囲気の侵
入をより抑えることができる。更に、前記光路空間の側
面のうち前記ガス流形成機構がない面と前記光路空間の
周辺空間とを分離する遮蔽部を備えることが好ましい。
ここで、前記遮蔽部は、不活性ガスの流れにより形成さ
れてもよい。

【００３６】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、前記光路空間が周辺空間に対して陽
圧になるように前記光路空間に不活性ガスを供給するこ
とが好ましい。

【００３７】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
遮蔽部材の少なくとも一部は、アライメント光を透過す
る部材で構成されていることが好ましい。

【００３８】本発明の好適な実施の形態によれば、基板
ステージと、前記基板ステージ上に搭載された基板チャ
ックと、前記基板チャックによってチャックされた基板
とその周辺との間における高さ変化をなだらかにする部
材とを更に備えることが好ましい。

【００３９】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
光路空間を形成する前記遮蔽部材のうち少なくとも部分
的に前記感光性基板までの高さを変えることで、前記光
路空間内の排気効率を高めることが好ましい。

【００４０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、例えば、投影光学系と基板との間の
光路空間に不活性ガスの流れを形成するように配置され
る。

【００４１】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、例えば、マスクを照明する照明系と
該マスクを保持するマスクステージとの間の光路空間に
不活性ガスの流れを形成するように配置される。

【００４２】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、例えば、マスクを保持するマスクス
テージと投影光学系との間の光路空間に不活性ガスの流
れを形成するように配置される。

【００４３】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ガス流形成機構は、例えば、投影光学系と基板との間の
第１の光路空間に不活性ガスの流れを形成するように配
置された第１ガス流形成機構と、マスクを照明する照明
系と該マスクを保持するマスクステージとの間の第２の
光路空間に不活性ガスの流れを形成するように配置され
た第２ガス流形成機構と、前記マスクステージと前記投
影光学系との間の第３の光路空間に不活性ガスの流れを
形成するように配置された第３ガス流形成機構とを有す
ることが好ましい。

【００４４】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
不活性ガスは、窒素ガス又はヘリウムガスである。

【００４５】本発明のデバイスの製造方法は、上記の露
光装置を用いて、感光材が塗布された基板にパターンを
転写する工程と、前記基板を現像する工程と、を含むこ
とを特徴とする。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施の形態を説明する。

【００４７】［第１の実施の形態］図１及び図２は、本
発明の第１の実施の形態の露光装置の一部を示す図であ
る。図１は、露光装置の投影光学系（鏡筒）の下部及び
ウエハ周辺並びに制御システムを示す模式図であり、図
２は、図１のＡ−Ａ'から下方を見た図である。

【００４８】この露光装置は、例えば不図示のＦ２エキ
シマレーザのような短波長レーザ光を照明光として発生
する光源を備え、該光源が照明光（露光光）は適当な照
明光学部材を介してレチクル（マスク）を均一に照明す
る。レチクルを透過した光（露光光）は、投影光学系１
０１を構成する種々の光学部材を介してウエハステージ
１０２上に載置されたウエハ１０３の表面上に到達し、
ここにレチクルのパターンを結像する。

【００４９】ウエハ１０３が載置されるウエハステージ
１０２は、３次元方向（ＸＹＺ方向）に移動可能に構成
されている。レチクルのパターンは、ステッピング移動
と露光とを繰り返す所謂ステッピングアンドリピート方
式で、ウエハ１０３上に逐次投影され転写される。ま
た、本発明をスキャン露光装置に適用された場合におい
ても、ほぼ同じ構成となる。

【００５０】露光時には、温調された不活性ガス（例え
ば、窒素ガス、ヘリウムガス等）を供給バルブ１１１及
び給気部（供給部）１１２を通して投影光学系１０１の
最終光学部材とウエハ１０３との間の、露光光が通過す
る空間及びその周辺を含む空間（以下、光路空間）１１
３に供給する。光路空間１１３に供給された不活性ガス
の一部は、排気部１１７で回収され排気バルブ１１８を
通して排気される。供給バルブ１１１、給気部１１２、
排気部１１７及び排気バルブ１１８等は、光路空間１１
３に不活性ガス等のガスの流れを形成するガス流形成機
構の一例である。なお、図１及び図２中の矢印は、不活
性ガスの流れを示している。

【００５１】投影光学系１０１の最終光学部材とウエハ
１０３との間の光路空間１１３の２側面は、遮蔽部材１
１５で周辺空間と分離されており、また、光路空間の他
の２側面には給気部１１２及び排気部１１７が連結され
ている。遮蔽部材１１５の少なくとも一部は、アライメ
ント光を透過させるために透明部材で構成されている。

【００５２】光路空間１１３を周辺雰囲気に対して陽圧
にするために、給気部１１２から供給される不活性ガス
の量よりも排気部１１７で回収される不活性ガスの量が
小さくされている。投影光学系１０１の下部の遮蔽部材
１１５とウエハ１０３との間隙を通って周辺空間に漏れ
出た不活性ガスは、第２給気部１２１から供給される周
辺雰囲気と共に第２排気部１２２で回収され排気され
る。

【００５３】バルブ１１１及び１１８の開閉及び開度は
環境制御器１３１で制御され、また、ステージ１０２は
ステージ制御器１３２で制御される。制御器１３１及び
１３２並びに不図示の他の制御器は、メインコントロー
ラ１３３により、ウエハ交換、アライメント動作、露光
動作等の種々の動作の際において統括的に制御される。
メインコントローラ１３３による制御内容や露光装置の
動作状態は、監視装置１３４によって監視される。

【００５４】ウエハ交換時には、周辺雰囲気の影響で光
路空間１１３内の酸素濃度はかなり高くなる。その状態
でウエハ１０３を搭載したウエハステージ１０２が光路
空間１１３内に突入すると、光路空間１１３からのガス
の排気口率が悪くなるために、光路空間１１３内の酸素
濃度が減少するまでに数秒程度を要し、これがスループ
ットを落とす要因となった。なお、光路空間１１３のう
ち排気効率が悪いのは、投影光学系１０１に近い部分で
ある。

【００５５】そこで、この実施の形態では、投影光学系
１０１の最終光学部材に近い部分ほど、及び、露光中心
（光軸）に近い部分ほど、速く不活性ガスを流し、これ
により光路空間１１３内に溜まったガスを外部に送り出
す。このような流速分布で不活性ガスを流すことで、光
路空間１１３において、上方から下方への流れ（すなわ
ち、開口に向かう流れ）を形成することができるので、
ウエハ交換時における置換時間を短縮することができ
る。

【００５６】ここで、不活性ガスの流れに所望の流速分
布を持たせる方法としては、例えば、供給部１１２を複
数個の給気ノズルで構成し、各給気ノズルに個別の流量
制御器を備える方法や、圧力損失の異なる複数個のフィ
ルタを給気部１１２の流路内に配置する方法等が好適で
ある。

【００５７】また、この実施の形態を走査型露光装置に
適用する場合は、給気部１１２による不活性ガスの供給
方向をウエハステージ１０２のスキャン方向（移動方
向）に平行にすることで、スキャン方向に垂直な方向の
不活性ガスの濃度分布を均一化することができる。

【００５８】［第２の実施の形態］第１の実施の形態で
は、給気部１１２から供給する不活性ガスの流速分布を
変化させることで置換時間を短縮するが、この実施の形
態では、排気部１１７から排気する不活性ガスの流速分
布を変化させることでも置換時間を短縮する。

【００５９】図３及び図４は、本発明の第２の実施の形
態の露光装置の一部を示す図である。図３は、露光装置
の投影光学系（鏡筒）の下部及びウエハ周辺を示す模式
図であり、図４は、図３のＡ−Ａ'から下方を見た図で
ある。なお、図３では、記載上の便宜のため、図１の構
成要素１３１〜１３４が省略されている。

【００６０】前述のように、光路空間１１３のうち排気
効率が悪いのは、投影光学系１０１に近い部分である。
この実施の形態では、投影光学系１０１の最終光学部材
に近い部分ほど、及び、露光中心（光軸）に近い部分ほ
ど、速く不活性ガスを排気し、これにより光路空間１１
３内に溜まったガスの排気効率を高め、置換時間を短縮
する。ただし、光路空間１１３内が陽圧になるように、
排気量は供給量未満にする必要がある。

【００６１】不活性ガスの流れに流速分布を持たせる方
法としては、例えば、排気部１１７を複数個の排気ノズ
ルで構成し、各排気ノズルに流量制御器を備える方法
や、圧力損失の異なる複数個のフィルタを排気部１１７
の流路内に配置する方法等が好適である。

【００６２】また、この実施の形態を走査型露光装置に
適用する場合は、排気部１１７による不活性ガスの排気
方向をウエハステージ１０２のスキャン方向（移動方
向）に平行にすることで、スキャン方向に垂直な方向の
不活性ガスの濃度分布を均一化することができる。

【００６３】［第３の実施の形態］図５及び図６は、本
発明の第３の実施の形態の露光装置の一部を示す図であ
る。図５は、露光装置の投影光学系（鏡筒）の下部及び
ウエハ周辺を示す模式図であり、図６は、図５のＡ−
Ａ'から下方を見た図である。なお、図５では、記載上
の便宜のため、図１の構成要素１３１〜１３４が省略さ
れている。

【００６４】この実施の形態は、第１及び第２の実施の
形態を組み合わせたものである。この実施の形態によれ
ば、効果的に光路空間内のガスを不活性ガスで置換する
ことができる。

【００６５】この実施の形態においても、光路空間１１
３内が陽圧になるように、排気量は供給量未満にする必
要がある。また、光路空間１１３内の雰囲気の分布を酸
素濃度数でppmのレベルの範囲内で均一化することが望
ましい。そこで、排気部１１７による排気量をかなり抑
える必要がある。また、一方向からのみの不活性ガスの
供給では、供給量に依存した不均一な濃度分布が形成さ
れることや、ウエハステージ１０２の移動などによって
光路空間１１３内に周辺雰囲気を巻き込んだ場合に、移
動方向に依存した不均一な濃度分布が形成される。

【００６６】図７及び図８は、本発明の第３の実施の形
態の改良例に係る露光装置の一部を示す図である。図７
は、露光装置の投影光学系（鏡筒）の下部及びウエハ周
辺を示す模式図であり、図８は、図７のＡ−Ａ'から下
方を見た図である。なお、図７では、記載上の便宜のた
め、図１の構成要素１３１〜１３４が省略されている。

【００６７】この変形例では、対向する２つの給気部１
１２Ａ及び１１２Ｂを配置し、この２つの給気部１１２
Ａ及び１１２Ｂにより光路空間１１３に不活性ガスを供
給する。これにより前述の問題を解決すると共に置換時
間を短縮することができる。

【００６８】この実施の形態及びその変形例を走査型露
光装置に適用する場合は、給気部１１２（１１２Ａ、１
１２Ｂ）による不活性ガスの供給方向をウエハステージ
１０２のスキャン方向（移動方向）に平行にすること
で、スキャン方向に垂直な方向の不活性ガスの濃度分布
を均一化することができる。

【００６９】［第４の実施の形態］図９は、本発明の第
４の実施の形態の露光装置の投影光学系（鏡筒）の下部
及びウエハ周辺を示す模式図である。なお、図９では、
記載上の便宜のため、図１の構成要素１３１〜１３４が
省略されている。図１０は、本実施の形態における排気
量の制御を示す図である。

【００７０】置換時間を短縮する必要があるのはウエハ
交換時のみで、それ以外は、光路空間１１３内の不活性
ガス濃度を高い濃度で維持できれば十分である。そこ
で、この実施の形態では、排気部１１７に流量調整バル
ブ２０１が接続されている。この流量調整バルブ２０１
により、図１０に示すように、ウエハ交換の後、光路空
間１１３の下へのウエハステージ１０２の突入が完了す
るまでの間は光路空間１１３が陽圧になる程度の排気速
度で排気を行い、光路空間１１３内にウエハステージ１
０２が突入した後は排気量を下げる。このような制御に
よれば、置換時間を短縮しつつ不活性ガスの消費量を抑
えることができる。流量制御バルブ２０１は、環境制御
器（図１の１３１に相当）によって制御される。

【００７１】また、ウエハ交換の後、光路空間１１３の
下へのウエハステージ１０２の突入が完了するまでの間
は光路空間１１３が陽圧になる程度の排気速度で排気を
行い、光路空間１１３下へのウエハステージ１０２の突
入完了後に排気を停止するというように流量調整バルブ
２０１をＯＮ／ＯＦＦ制御することでことで、排気の制
御を容易にしても、同様の効果を得ることができる。

【００７２】図１１は、本発明の第４の実施の形態の変
形例に係る露光装置の投影光学系（鏡筒）の下部及びウ
エハ周辺を示す模式図である。なお、図１１では、記載
上の便宜のため、図１の構成要素１３１〜１３４が省略
されている。図１２は、本変形例における不活性ガスの
給排気の制御を示す図である。

【００７３】この実施の形態では、一端が光路空間１１
３に接続された給排気部２２０の他端に、流路の切り替
え機能を有するバルブ２１０を介して、排気流量を制御
する流量制御器２１１及び供給流量を制御する流量制御
器２１２が接続されている。このバルブ２１０は、給排
気部２２０と排気側の流量制御器２１１とを接続する状
態と、給排気部２２０と供給側の流量制御器２１２とを
接続する状態とを切り替えることができる。バルブ２１
０、流量制御器２１１及び２１２は、環境制御器（図１
の１３１に相当）によって制御される。

【００７４】この実施の形態では、図１２に示すよう
に、光路空間１１３へのウエハステージ１０２の突入時
は、給排気部２２０を排気部（排気口）として使用し、
途中から流量制御器２１１により排気量を下げる。そし
て、排気量が0になる時点でバルブ２１０を切り替え、
流量制御器２１２により供給量を徐々に上昇させ、給排
気部２２０を給気部（供給口）として使用する。このよ
うな制御によれば、光路空間１１３内のガスを不活性ガ
スで置換するために要する時間を短縮しつつ、ウエハス
テージ１０２の移動などによる周辺雰囲気の巻き込みの
影響を低減することができる。

【００７５】不活性ガスの給気部１１２から供給する不
活性ガスの流速分布は均一な場合でも、前記排気部の制
御により、不活性ガスで置換するために要する時間を短
縮することは可能であるが、例えば、第１の実施の形態
のように、投影光学系１０１の最終光学部材に近い部分
ほど、及び、露光中心（光軸）に近い部分ほど速くする
ことが好ましい。また、これに代えて、第２の実施の形
態のように、不活性ガスの給気部１１２から供給する不
活性ガスの流速分布を一様にし、給排気部２２０から排
気する不活性ガスの流速分布を制御してもよい。このよ
うな制御により、更に置換時間を短縮することができ
る。

【００７６】また、この実施の形態を走査型露光装置に
適用する場合は、給気部１１２及び給排気部２２０によ
る不活性ガスの給排気方向をウエハステージ１０２のス
キャン方向（移動方向）に平行にすることで、スキャン
方向に垂直な方向の不活性ガスの濃度分布を均一化する
ことができる。

【００７７】［第５の実施の形態］図１３は、本発明の
第５の実施の形態の露光装置の投影光学系（鏡筒）の下
部及びウエハ周辺を示す模式図である。なお、図１３で
は、記載上の便宜のため、図１の構成要素１３１〜１３
４が省略されている。図１４は、本実施の形態における
供給量の制御を示す図である。

【００７８】この実施の形態では、対向する２つの給気
部１１２Ａ及び１１２Ｂを配置すると共にそれらにそれ
ぞれ流量制御器２３１及び２３２を設けている。流量制
御器２３１及び２３２は、環境制御器（図１の１３１に
相当）によって制御される。

【００７９】この実施の形態では、図１４に示すよう
に、例えば両給気部１１２Ａ及び１１２Ｂからの不活性
ガスの流量（供給量）の和を一定に維持しつつ、各給気
部１１２Ａ及び１１２Ｂからの不活性ガスの流量（供給
量）を変化させる。供給このような制御によれば、光路
空間１１３内をほぼ一定の圧力（陽圧）に維持しながら
光路空間１１３内の雰囲気を攪拌することができ、これ
により置換時間を短縮することができる。

【００８０】ここで、図１４に示すように流量の変化を
三角関数的に変化させる代わりに、例えば、パルス状に
変化させてもよいし、直線的に変化させてもよいし、他
の関数等に従って変化させてもよい。この場合も、両給
気部から供給する不活性ガスの流量の和を一定に維持す
ることが好ましい。このような制御によっても、光路空
間１１３内をほぼ一定の圧力（陽圧）に維持しながら光
路空間１１３内の雰囲気を攪拌することができ、これに
より置換時間を短縮することができる。

【００８１】また、各供給部からの供給量を一定の場合
でも、供給量が異なるように設定すれば、光路空間１１
３内の流速が遅くなる場所が中心付近からずれることに
なり、光路空間内の雰囲気の不活性ガスへの置換時間を
短縮することができる。

【００８２】本実施例では流量調整バルブにより供給量
が異なることを説明したが、同一の不活性ガスの供給源
から配管の長さを変えることによる圧力損失の違いによ
り、供給量が異なるように設計してもよい。

【００８３】また、不活性ガスの給気部１１２から供給
する不活性ガスの流速分布は均一な場合でも、前記供給
部の制御により、不活性ガスで置換するために要する時
間を短縮することは可能であるが、例えば、第１の実施
の形態のように、投影光学系１０１の最終光学部材に近
い部分ほど、及び、露光中心（光軸）に近い部分ほど速
くすることが好ましい。また、これに代えて、第２の実
施の形態のように、不活性ガスの給気部１１２から供給
する不活性ガスの流速分布を一様にし、給排気部２２０
から排気する不活性ガスの流速分布を制御してもよい。
このような制御により、更に置換時間を短縮することが
できる。

【００８４】また、複数個の供給部を光路空間を囲むよ
うに配置し、各流量が異なるように設定することで、前
記同様、光路空間内の雰囲気を攪拌することができ、不
活性ガスへの置換時間を短縮することができる。

【００８５】図１５は、本実施の形態の変形例を示す図
である。この変形例では、対向する２つの給気部１１２
Ａ及び１１２Ｂのうち周辺雰囲気の流れ２４０の上流側
の給気部１１２Ｂからの不活性ガスの供給量を多くする
一方、下流側の給気部１１２Ａからは光路空間１１３の
上部のみに不活性ガスを供給する。このような各供給部
からの供給量、及び、供給する不活性ガスの流速の分布
を異なるように設定、もしくは制御すれば、光路空間１
１３の上部かつ周辺雰囲気の流れの下流側の部分、すな
わち一般に置換時間が遅くなる傾向がある部分の置換時
間を短縮することができる。

【００８６】上記の変形例では、周辺雰囲気の流れと同
じ方向に流れる不活性ガスの供給量を多くしたが、周辺
雰囲気の流れと無関係に一方の給気部から供給する不活
性ガスの供給量を他方の給気部から供給する不活性ガス
の供給量よりも多くすることにより、同じ供給量で両給
気部から不活性ガスを供給する場合と比較し、置換時間
を短縮する効果が得られる。

【００８７】［第６の実施の形態］図１６は、本発明の
第６の実施の形態の露光装置の一部を示す図である。こ
の実施の形態では、上記の第１〜第５の実施の形態に対
して、以下の２点の構成を追加することで、更なる置換
時間の短縮を達成している。

【００８８】第１に、ウエハステージ１０２上のウエハ
１０３の外側に、ウエハ１０３とその外側との間におけ
る高さ変化がなだらかになるように傾斜が与えられた高
さ調整板１８１が配置されている。この高さ調整板１８
１は、ウエハ１０３が光路空間１１３内に突入する際に
おける光路空間１１３下の急激な開口率の変化を抑え、
光路空間１１３の排気効率を改善する。

【００８９】第２に、給気通路から光路空間１１３に不
活性ガスを吹き込む給気部１９３，１９４を互いに向か
い合うように配置し、光路空間１１３を囲う四辺のうち
三辺の高さを同じくし、残り一辺のウエハ１０３までの
高さを大きくする。本実施例では周辺雰囲気の流れの下
流側に位置する給気部１９３からウエハ１０３までの高
さを他の３辺に比べ大きくしている。これは、周辺雰囲
気の流れの影響を受けにくい周辺雰囲気の下流側におい
て、光路空間１１３の排気効率を改善するためである。

【００９０】上記の２点の構成の全部又は一部を上記の
第１〜第５の実施の形態に追加することにより光路空間
１１３の排気効率を更に高め更に置換時間を短縮するこ
とができる。

【００９１】また、図１６のＰを付した部分は、前述の
ように、一方からのみ不活性ガスを供給した場合にはガ
スの流れが遅くなる傾向がある。したがって、汚染物質
を発するウエハを処理する場合には、Ｐの部分に該汚染
物質が溜まる傾向がある。しかしながら、本実施の形態
のように、対向する供給口１９３及び１９４から不活性
ガスを光路空間１１３に供給し、また、光路空間１１３
を囲う周辺雰囲気の流れの下流側に位置する給気部１９
３からウエハ１０３までの高さを他の３辺に比べ大きく
することでＰの部分の流速を速くすることにより、この
ような問題を解決することができる。

【００９２】［第７の実施の形態］上記の第１〜第６の
実施の形態において投影光学系とウエハステージとの間
に適用された発明は、照明光学系とレチクルステージと
の間、及び、レチクルステージと投影光学系との間に対
しても適用することができる。図１７は、本発明を投影
光学系とウエハステージとの間、照明光学系とレチクル
ステージとの間、及び、レチクルステージと投影光学系
との間に対して適用した露光装置を示す図である。

【００９３】図１７に示す露光装置では、投影光学系３
０２の最終光学部材（カバーガラス）３１１とウエハチ
ャック３０３（ウエハ３０５）との間の第１光路空間３
１４については、第１光路空間３１４に不活性ガスを供
給する第１給気部３４１及び不活性ガスの供給量を制御
する第１流量制御器３１２、並びに、第１光路空間３１
４から不活性ガス等を排気する第１排気部３４２及び不
活性ガス等の排気量を制御する第１流量制御器３１３が
設けられている。そして、これらの構成により第１光路
空間３１４を流れるガスの流速分布を空間的又は時間的
に変化させながら第１光路空間３１４内のガスが不活性
ガスによって置換される。

【００９４】また、レチクル（マスク）３２２を照明す
る照明光学系３０１とレチクルステージ３２１（レチク
ル３２２）との間の第２光路空間３５２については、第
２光路空間３５２に不活性ガスを供給する第２給気部３
５１及び不活性ガスの供給量を制御する第２流量制御器
３２７、並びに、第２光路空間３５２から不活性ガス等
を排気する第２排気部３２６及び不活性ガス等の排気量
を制御する第３流量制御器３２８が設けられている。そ
して、これらの構成により第２光路空間３５２を流れる
ガスの流速分布を空間的又は時間的に変化させながら第
２光路空間３５２内のガスが不活性ガスによって置換さ
れる。

【００９５】また、レチクルステージ３２１と投影光学
系３０２との間の第３光路空間３２５については、第３
光路空間３２５に不活性ガスを供給する第３給気部３４
５及び不活性ガスの供給量を制御する第３流量制御器３
２３、並びに、第３光路空間３２５から不活性ガス等を
排気する第３排気部３２４及び不活性ガス等の排気量を
制御する第３流量制御器３２４が設けられている。そし
て、これらの構成により第３光路空間３２５を流れるガ
スの流速分布を空間的又は時間的に変化させながら第３
光路空間３２５内のガスが不活性ガスによって置換され
る。

【００９６】第１〜第３の光路空間には、不活性ガス
（例えば、窒素ガス、ヘリウムガス）が供給される。

【００９７】図１７において、レチクルステージはウエ
ハステージと同期しつつステージ制御器により制御さ
れ、各バルブは環境制御器により制御される。また、各
制御器は、メインコントローラにより統括的に制御され
る。

【００９８】［第８の実施の形態］図１８、本発明の第
８の実施の形態の露光装置の投影光学系（鏡筒）の下部
及びウエハ周辺を示す斜視図である。

【００９９】この露光装置は、例えば不図示のＦ２エキ
シマレーザのような短波長レーザ光を照明光として発生
する光源を備え、該光源が照明光（露光光）は適当な照
明光学部材を介してレチクル（マスク）を均一に照明す
る。レチクルを透過した光（露光光）は、投影光学系４
０３を構成する種々の光学部材を介してウエハステージ
４２０上に載置されたウエハＷの表面上に到達し、ここ
にレチクルのパターンを結像する。

【０１００】ウエハＷが載置されるウエハステージ４２
０は、３次元方向（ＸＹＺ方向）に移動可能に構成され
ている。レチクルのパターンは、ステッピング移動と露
光とを繰り返す所謂ステッピングアンドリピート方式
で、ウエハＷ上に逐次投影され転写される。また、本発
明をスキャン露光装置に適用された場合においても、ほ
ぼ同じ構成となる。

【０１０１】露光時には、温調された不活性ガス（例え
ば、窒素ガス、ヘリウムガス等）を流速制御器群４０１
及び給気口群（給気部）４０２ａを通して投影光学系４
０３の最終光学部材とウエハＷとの間の、露光光が通過
する空間（露光領域５）及びその周辺を含む空間（以
下、光路空間）４３０（図１９参照）に供給する。光路
空間４３０に供給された不活性ガスの一部は、排気部１
１７で回収され排気バルブ（不図示）を通して排気され
る。

【０１０２】図１９は、光路空間４３０内の不活性ガス
の流速分布の一例を示す図である。この実施の形態で
は、露光中心（露光領域）に近いほど遅く、周辺側ほど
速い流速で不活性ガスが供給される。このような流速分
布は、流速制御器群４０１の各流速制御器を個別に制御
することにより得られる。このような流速分布を形成す
ることにより、周辺雰囲気が光路領域４３０に進入する
こと、すなわち、光路空間４３０（特に露光領域４０
５）の不活性ガスの濃度低下或いは純度低下を効果的に
防ぐことができる。すなわち、このような流速分布は、
置換が完了した状態の光路空間４３０内の不活性ガスを
維持するために適している。

【０１０３】［第９の実施の形態］この実施の形態は、
第８の実施の形態における給気口群及び排気部を変更し
たものである。図２０は、本発明の第９の実施の形態の
給気口群及び排気部を示す図である。この実施の形態で
は、前述の排気口群（排気部）４０４の位置に、第１給
気口群４０２ａに対向するように第２給気口群（第２給
気部）４０２ｂを配置し、第２給気口群４０２ｂから
も、露光中心（露光領域）に近いほど遅く、周辺側ほど
速い流速で不活性ガスを光路領域４３０に供給する。こ
の場合、図２０に示すように、第１給気口群４０２ａ及
び第２給気口群４０２ｂで占められる２辺以外の２辺
に、第１排気部４０４ａ及び第２排気部４０４ｂを対向
して配置することが好ましい。

【０１０４】［第１０の実施の形態］この実施の形態
は、第７の実施の形態における給気口群の構成を変更し
たものである。図２１は、本発明の第１０の実施の形態
の給気口群及び排気部を示す図である。

【０１０５】この実施の形態では、図２１に示すよう
に、給気口群４０２ａを構成する複数の給気口の先端位
置をずらして配置することにより第７の実施の形態と同
様の効果を得ている。具体的には、この実施の形態で
は、給気口群４０２ａを構成する複数の給気口は、露光
中心（露光領域）から遠い領域に不活性ガスを噴射する
供給口ほど（すなわち、外側ほど）、その噴射方向（ｘ
方向）に突出して配置されている。複数の給気口は、同
一の方向に不活性ガスを噴射する。給気口群４０２ａか
ら供給される不活性ガスは、排気部４０４ａにより回収
され排気される。

【０１０６】［第１１の実施の形態］この実施の形態
は、第９及び第１０の実施の形態における給気口群の構
成を変更したものである。図２２は、本発明の第１１の
実施の形態の給気口群及び排気部を示す図である。

【０１０７】この実施の形態は、第９の実施の形態にお
ける第１給気口群４０４ａ及び第２給気口群４０４ｂを
構成する複数の給気口を第１０の実施の形態を適用して
配置したものである。この配置により、第９の実施の形
態と同様の効果を得ることができる。

【０１０８】具体的には、この実施の形態では、図２２
に示すように、給気口群４０２ａを構成する複数の給気
口は、露光中心（露光領域）から遠い領域に不活性ガス
を噴射する供給口ほど（すなわち、外側ほど）、その噴
射方向（ｘ方向）に突出して配置されており、複数の給
気口は、同一の方向に不活性ガスを噴射する。同様に、
給気口群４０２ｂを構成する複数の給気口も、露光中心
（露光領域）から遠い領域に不活性ガスを噴射する供給
口ほど（すなわち、外側ほど）、その噴射方向（ｘ軸の
負方向）に突出して配置されており、複数の給気口は、
同一の方向に不活性ガスを噴射する。第１排気部４０４
ａ及び第２排気部４０４ｂは、第１給気口群４０２ａ及
び第２給気口群４０２ｂで占められる２辺以外の２辺
に、対向して配置することが好ましい。

【０１０９】［第１２の実施の形態］図２３、本発明の
第１２の実施の形態の露光装置の投影光学系（鏡筒）の
下部及びウエハ周辺を示す図である。図２４は、図２３
に示す露光装置におけるウエハ周辺を上方から見た図で
ある。

【０１１０】給気口群４０２ａの構成は、例えば第７の
実施の形態に従う。この実施の形態の露光装置には、露
光領域４０５から見て不活性ガスの流れの下流側に、不
活性ガスの流れを制御する制御壁４１０が設けられてい
る。制御壁４１０は、投影光学系４０３の下部に取り付
けられており、その下端とウエハＷとの間に相応の間隔
が設けられている。

【０１１１】この実施の形態では、供給口群４０２ａ
は、露光中心（露光領域）に近いほど遅く、周辺側ほど
速い流速で不活性ガスを光路空間４３０に供給する。制
御壁４１０は、その上流側、すなわち露光領域４０５及
びその近傍の領域に高純度の不活性ガスを溜める効果を
有する。すなわち、この実施の形態によれば、制御壁４
１０を設けることにより、露光領域４０５及びその近傍
の領域の不活性ガスの純度を高純度に維持することがで
きる。

【０１１２】なお、この実施の形態は、例えば第１０の
実施の形態と組み合わせることも有効である。

【０１１３】［第１３の実施の形態］図２５、本発明の
第１３の実施の形態の露光装置の投影光学系（鏡筒）の
下部及びウエハ周辺を示す図である。図２６は、図２５
に示す露光装置におけるウエハ周辺を上方から見た図で
ある。

【０１１４】この実施の形態は、第８の実施の形態の露
光装置に対して、光路空間と周辺空間とを分離する遮蔽
部材を追加したものである。具体的には、この露光装置
は、投影光学系４０３とウエハＷ（ウエハステージ４２
０）との間の光路空間４３０の側面の４辺のうち供給口
群４０２ａ及び排気部４０４が配置された２辺以外の２
辺に、対向する２つの遮蔽部材４１１ａ及び４１１ｂを
有する。遮蔽部材４１１ａ及び４１１ｂは、投影光学系
４０３の下端に取り付けられている。したがって、この
実施の形態では、供給口群４０２ａ及び排気部４０４並
びに遮蔽部材４１１ａ及び４１１ｂにより、光路空間４
３０の側面が囲まれている。

【０１１５】この実施の形態では、供給口群４０２ａ
は、露光中心（露光領域）に近いほど遅く、周辺側ほど
速い流速で不活性ガスを光路空間４３０に供給する。こ
の実施の形態では、このような不活性ガスの流速分布に
よって周辺雰囲気が光路空間４３０に侵入することを抑
えることに加えて、遮蔽部材４１１ａ及び４１１ｂによ
ってもそのような侵入を抑える。

【０１１６】遮蔽部材は、上記の２辺の他にも設けるこ
とができる。例えば、遮蔽部材は、光路空間の側面を完
全に取り囲むように配置されてもよい。

【０１１７】なお、この実施の形態は、例えば第９乃至
第１２の実施の形態と組み合わせることも有効である。

【０１１８】図２７は、この実施の形態の変形例を示す
図である。この変形例では、図２６の遮蔽部材４１１ａ
及び４１１ｂの代わりに、光軸（ｚ軸）に沿って不活性
ガスの流れを形成することにより、周辺雰囲気が光路空
間４３０に侵入することを抑えている。

【０１１９】［第１４の実施の形態］上記の第８〜第１
３の実施の形態において投影光学系とウエハステージと
の間に適用された発明は、照明光学系とレチクルステー
ジとの間、及び、レチクルステージと投影光学系との間
に対しても適用することができる。図２８は、本発明を
投影光学系とウエハステージとの間、照明光学系とレチ
クルステージとの間、及び、レチクルステージと投影光
学系との間に対して適用した露光装置を示す図である。
図２９は、照明光学系からレチクルを見たレチクル面上
での不活性ガスの流速分布を示す図である。

【０１２０】図２８に示す露光装置では、投影光学系４
０２の最終光学部材（カバーガラス）４０９とウエハス
テージ４２０（ウエハＷ）との間の第１光路空間４９１
については、第１光路空間４９１に不活性ガスを供給す
る第１給気口群４０２ａ及び不活性ガスの供給量を制御
する第１流量制御器群４０１、並びに、第１光路空間４
９１から不活性ガス等を排気する第１排気部４０４が設
けられている。そして、第１流量制御器群４０１によ
り、露光中心（露光領域）に近いほど遅く、周辺側ほど
速い流速くなるように、第１光路領域４９１における不
活性ガスの流速分布が制御される。

【０１２１】また、レチクル（マスク）Ｒを照明する照
明光学系４６２とレチクルステージ４８０（レチクル
Ｒ）との間の第２光路空間４９２については、第２光路
空間４９２に不活性ガスを供給する第２給気口群４０２
ｃ及び不活性ガスの供給量を制御する第２流量制御器群
４６１ａ、並びに、第２光路空間４９２から不活性ガス
等を排気する第２排気部４０４ｃが設けられている。そ
して、第２流量制御器群４６１ａにより、露光中心（露
光領域）に近いほど遅く、周辺側ほど速い流速くなるよ
うに、第２光路領域４９２における不活性ガスの流速分
布が制御される。

【０１２２】また、レチクルステージ４８０と投影光学
系４０３との間の第３光路空間４９３については、第３
光路空間４９３に不活性ガスを供給する第３給気口群４
０２ｄ及び不活性ガスの供給量を制御する第３流量制御
器群４６１ｂ、並びに、第３光路空間４９３から不活性
ガス等を排気する第３排気部４０４ｄが設けられてい
る。そして、第３流量制御器群４６１ｂにより、露光中
心（露光領域）に近いほど遅く、周辺側ほど速い流速く
なるように、第３光路領域４９３における不活性ガスの
流速分布が制御される。

【０１２３】第１〜第３の光路空間には、不活性ガス
（例えば、窒素ガス、ヘリウムガス）が供給される。

【０１２４】図２８において、レチクルステージはウエ
ハステージと同期しつつステージ制御器により制御さ
れ、各バルブは環境制御器により制御される。また、各
制御器は、メインコントローラにより統括的に制御され
る。

【０１２５】［露光装置の応用例］次に上記の露光装置
を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。
図３０は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフロ
ーを示す。ステップ1（回路設計）では半導体デバイス
の回路設計を行なう。ステップ2（マスク作製）では設
計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一
方、ステップ3（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を
用いてウエハを製造する。ステップ4（ウエハプロセ
ス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用い
て、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を
形成する。次のステップ5（組み立て）は後工程と呼ば
れ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の組立て工程を含む。ステップ6（検査）ではス
テップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経
て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ7）
する。

【０１２６】図３１は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ12（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜
を成膜する。ステップ13（電極形成）ではウエハ上に電
極を蒸着によって形成する。ステップ14（イオン打込
み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15（レジ
スト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16
（露光）では上記の露光装置によって回路パターンをウ
エハに転写する。ステップ17（現像）では露光したウエ
ハを現像する。ステップ18（エッチング）では現像した
レジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。

【０１２７】

【発明の効果】本発明によれば、例えば、光路空間内の
ガスを不活性ガスによって置換するために要する時間を
短縮すること、及び／又は、光路空間内の不活性ガスの
純度又は濃度を適正なレベルに維持することできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の露光装置の一部を
示す図である。

【図２】図１のＡ−Ａ'から下方を見た図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の露光装置の一部を
示す図である。

【図４】図３のＡ−Ａ'から下方を見た図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の露光装置の一部を
示す図である。

【図６】図５のＡ−Ａ'から下方を見た図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態の改良例に係る露光
装置の一部を示す図である。

【図８】図７のＡ−Ａ'から下方を見た図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態の改良例に係る露光
装置の一部を示す図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態における排気量の
制御を示す図である。

【図１１】本発明の第４の実施の形態の変形例に係る露
光装置の一部を示す図である。

【図１２】図１１に示す変形例における不活性ガスの給
排気の制御を示す図である。

【図１３】本発明の第５の実施の形態の露光装置の一部
を示す図である。

【図１４】本発明の第５の実施の形態における供給量の
制御を示す図である。

【図１５】本発明の第５の実施の形態の変形例に係る露
光装置の一部を示す図である。

【図１６】本発明の第６の実施の形態の露光装置の一部
を示す図である。

【図１７】本発明の第７の実施の形態の露光装置の一部
を示す図である。

【図１８】本発明の第８の実施の形態の露光装置の一部
を示す図である。

【図１９】本発明の第８の実施の形態における光路空間
内の不活性ガスの流速分布の一例を示す図である。

【図２０】本発明の第９の実施の形態の給気口群及び排
気部を示す図である。

【図２１】本発明の第１０の実施の形態の給気口群及び
排気部を示す図である。

【図２２】本発明の第１１の実施の形態の給気口群及び
排気部を示す図である。

【図２３】本発明の第１２の実施の形態の露光装置の一
部を示す図である。

【図２４】図２３に示す露光装置におけるウエハ周辺を
上方から見た図である。

【図２５】本発明の第１３の実施の形態の露光装置の一
部を示す図である。

【図２６】図２５に示す露光装置におけるウエハ周辺を
上方から見た図である。

【図２７】本発明の第１３の実施の形態の変形例を示す
図である。

【図２８】本発明を投影光学系とウエハステージとの
間、照明光学系とレチクルステージとの間、及び、レチ
クルステージと投影光学系との間に対して適用した露光
装置を示す図である。

【図２９】図２８において照明光学系からレチクルを見
たレチクル面上での不活性ガスの流速分布を示す図であ
る。

【図３０】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフ
ローを示す。

【図３１】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフ
ローを示す。

【図３２】従来の露光装置の問題点を説明する図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクに形成されたパターンを露光光を
用いて基板に投影し転写する露光装置であって、ステージと、光学系と、前記ステージと前記光学系との間の露光光が通過する空
間を含む光路空間に不活性ガスの流れを形成するガス流
形成機構と、を備え、前記ガス流形成機構は、前記光路空間に空間的
又は時間的に不均一な分布を有する不活性ガスの流れを
形成することを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記ガス流形成機構は、前記光路空間に
不均一な流速分布を有する不活性ガスの流れを形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記ガス流形成機構は、前記光路空間に
不活性ガスを供給する供給機構を有し、前記供給機構
は、不均一な流速分布を有する不活性ガスを前記光路空
間に供給することを特徴とする請求項２に記載の露光装
置。
【請求項４】前記ガス流形成機構は、前記光路空間に不活性ガスを供給する供給機構と、前記光路空間から不活性ガスを含むガスを排気する排気
機構と、を有し、前記排気機構は、前記光路空間に不均一な流速
分布を形成するように前記光路空間から不活性ガスを含
むガスを排気することを特徴とする請求項２又は請求項
３に記載の露光装置。
【請求項５】前記不均一な流速分布は、前記光学系に
近い部分ほど流速が速い分布であることを特徴とする請
求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】前記不均一な流速分布は、前記光学系の
光軸に近い部分ほど流速が速い分布であることを特徴と
する請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光
装置。
【請求項７】前記供給機構は、前記光路空間を挟んで
対向する位置に配置された２つのガス供給部を有するこ
とを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に
記載の露光装置。
【請求項８】前記ガス流形成機構は、前記光路空間に
不活性ガスを供給する供給機構を有し、前記供給機構
は、前記光路空間に供給する不活性ガスの流量を時間の
経過に伴って変化させることを特徴とする請求項１に記
載の露光装置。
【請求項９】前記ガス流形成機構は、前記光路空間を
挟んで対向する位置に配置された２つのガス供給部を有
することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１０】前記ガス流形成機構は、前記光路空間
を囲んだ位置に配置された２個以上のガス供給部を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１１】前記ガス流形成機構は前記光路空間に
不活性ガスを供給する２個以上の供給機構を有し、各供
給機構らの供給量が異なる、もしくは各流量を時間の経
過に伴って変化させることを特徴とする請求項１に記載
の露光装置。
【請求項１２】前記ガス流形成機構は、前記光路空間
に不活性ガスを供給する２個以上の供給機構を有し、前
記２個以上の供給機構が前記光路空間に供給する不活性
ガスの流量の和をほぼ一定にし、それぞれのガス供給機
構が前記光路空間に供給する不活性ガスの流量を時間の
経過に伴って変化させることを特徴とする請求項１１に
記載の露光装置。
【請求項１３】前記ガス流形成機構は、前記ステージ
と前記光路空間との位置関係の変化に従って、前記光路
空間に形成する不活性ガスの流れを変化させることを特
徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１４】前記ガス流形成機構は、前記光路空間に不活性ガスを供給する供給機構と、前記光路空間から不活性ガスを含むガスを排気する排気
機構と、を有し、前記ステージと光路空間との位置関係の変化に
従って、前記供給機構及び前記排気機構は、それぞれ供
給量及び排気量を変化させることを特徴とする請求項１
に記載の露光装置。
【請求項１５】前記ガス流形成機構は、前記ステージ
の所定領域が前記光路空間に突入を開始する際は、所定
の排気量で前記光路空間の排気を行い、前記ステージの
所定領域が前記光路空間への突入を完了した後は、排気
量を低下させることを特徴とする請求項１に記載の露光
装置。
【請求項１６】前記ガス流形成機構は、前記ステージ
の所定領域が前記光路空間に突入を開始する際は、所定
の排気量で前記光路空間の排気を行い、前記ステージの
所定領域が前記光路空間への突入を完了した後は、排気
を停止することを特徴とする請求項１に記載の露光装
置。
【請求項１７】前記ガス流形成機構は、前記光路空間に不活性ガスを供給する供給機構と、前記光路空間に不活性ガスを供給し又は前記光路空間か
ら不活性ガスを含むガスを排気する給排気機構と、を有し、前記ステージの所定領域が前記光路空間に突入
を開始する際は、前記供給機構により前記光路空間に不
活性ガスを供給すると共に前記給排気機構を排気機構と
して動作させ、所定時間の経過後、前記給排気機構を給
気機構として動作させることを特徴とする請求項１に記
載の露光装置。
【請求項１８】前記ガス流形成機構は、複数の流量制御器と、前記複数の流量制御器に各々接続された複数の給気口
と、を有し、前記複数の流量制御器により不均一な流速分布
を形成することを特徴とする請求項２に記載の露光装
置。
【請求項１９】前記ガス流形成機構は、圧力損失の異
なる複数のフィルタにより不均一な流速分布を形成する
ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項２０】前記光路空間の側面の少なくとも一部
と前記光路空間の周辺空間とを分離する遮蔽部を更に備
えることを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれ
か１項に記載の露光装置。
【請求項２１】前記光路空間の側面のうち前記ガス流
形成機構がない面と前記光路空間の周辺空間とを分離す
る遮蔽部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請
求項１９のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項２２】前記不均一な流速分布は、前記光学系
の光軸から遠い周辺部分ほど流速が速い分布であること
を特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記
載の露光装置。
【請求項２３】前記ガス流形成機構は、複数の流量制御器と、前記複数の流量制御器に各々接続された複数の給気口
と、を有し、前記複数の流量制御器により不均一な流速分布
を形成することを特徴とする請求項２２に記載の露光装
置
【請求項２４】前記ガス流形成機構は、所定方向に向
けて不活性ガスを噴出するように配置された複数の給気
口を有し、前記複数の給気口は、外側の給気口ほど前記
所定方向に突出していることを特徴とする請求項２２に
記載の露光装置。
【請求項２５】前記ガス流形成機構は、前記光路空間に不活性ガスを供給する供給機構と、前記光路空間から不活性ガスを含むガスを排気する排気
機構と、を有し、前記排気機構は、前記光路空間を挟んで前記供
給機構に対向する位置に配置されていることを特徴とす
る請求項２２に記載の露光装置。
【請求項２６】前記ガス流形成機構は、前記光路空間
を挟んで対向する位置に配置された２つのガス供給部を
有することを特徴とする請求項２２に記載の露光装置。
【請求項２７】前記ガス流形成機構は、前記光路空間
を挟んで対向する位置に配置された２つのガス排気部を
有することを特徴とする請求項２６に記載の露光装置。
【請求項２８】前記光路空間の中心を挟んで前記ガス
供給機構と対向する位置に、前記中心を向けて配置され
た壁を更に備えることを特徴とする請求項２５に記載の
露光装置。
【請求項２９】前記光路空間の側面の少なくとも一部
と前記光路空間の周辺空間とを分離する遮蔽部を更に備
えることを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいず
れか１項に記載の露光装置。
【請求項３０】前記光路空間の側面のうち前記ガス流
形成機構がない面と前記光路空間の周辺空間とを分離す
る遮蔽部を更に備えることを特徴とする請求項２２乃至
請求項２８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項３１】前記遮蔽部は、不活性ガスの流れによ
り形成されることを特徴とする請求項２９又は請求項３
０に記載の露光装置。
【請求項３２】前記ガス流形成機構は、前記光路空間
が周辺空間に対して陽圧になるように前記光路空間に不
活性ガスを供給することを特徴とする請求項１乃至請求
項３１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項３３】前記遮蔽部材の少なくとも一部は、ア
ライメント光を透過する部材で構成されていることを特
徴とする請求項２１、請求項２２、請求項２９及び請求
項３０のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項３４】基板ステージと、前記基板ステージ上に搭載された基板チャックと、前記基板チャックによってチャックされた基板とその周
辺との間における高さ変化をなだらかにする部材と、を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３３
のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項３５】前記光路空間を形成する前記遮蔽部材
のうち少なくとも前記基板までの高さが部分的に異なる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３３のいずれか１
項に記載の露光装置。
【請求項３６】前記ガス流形成機構は、投影光学系と
基板との間の光路空間に不活性ガスの流れを形成するよ
うに配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求
項３５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項３７】前記ガス流形成機構は、マスクを照明
する照明系と該マスクを保持するマスクステージとの間
の光路空間に不活性ガスの流れを形成するように配置さ
れていることを特徴とする請求項１乃至請求項３６のい
ずれか１項に記載の露光装置。
【請求項３８】前記ガス流形成機構は、マスクを保持
するマスクステージと投影光学系との間の光路空間に不
活性ガスの流れを形成するように配置されていることを
特徴とする請求項１乃至請求項３６のいずれか１項に記
載の露光装置。
【請求項３９】前記ガス流形成機構は、投影光学系と基板との間の第１の光路空間に不活性ガス
の流れを形成するように配置された第１ガス流形成機構
と、マスクを照明する照明系と該マスクを保持するマスクス
テージとの間の第２の光路空間に不活性ガスの流れを形
成するように配置された第２ガス流形成機構と、前記マスクステージと前記投影光学系との間の第３の光
路空間に不活性ガスの流れを形成するように配置された
第３ガス流形成機構と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３６のい
ずれか１項に記載の露光装置。
【請求項４０】前記不活性ガスは、窒素ガス又はヘリ
ウムガスであることを特徴とする請求項１乃至請求項３
９のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項４１】デバイスの製造方法であって、請求項１乃至請求項４０のいずれか１項に記載の露光装
置を用いて、感光材が塗布された基板にパターンを転写
する工程と、前記基板を現像する工程と、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。