JP2003163159A - パージガスの供給方法及び露光装置並びにデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要に見合った量のパージガスを効率よく供
給することのできるパージガスの供給方法及び露光装
置、デバイスを効率よく製造可能なデバイスの製造方法
を提供する。 【解決手段】 主供給管６１と各投影気密室４５ａ〜４
５ｃとを連通するパージガス供給管６２〜６７を設け
る。初期用パージガス供給管６２〜６４の内径α２〜α
４をそれぞれ４乗した値の比を、各投影気密室４５ａ〜
４５ｃ間における内容積の比に設定する。維持用パージ
ガス供給管６５〜６７の内径α５〜α７をそれぞれ４乗
した値の比を、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ間における
内表面積の比に設定する。各パージガス供給管６２〜６
７にその連通及び遮断を切替える切替弁６２ａ〜６７ａ
をそれぞれ設ける。初期パージ時には、切替弁６２ａ〜
６４ａのみを開弁する。維持パージ時には、切替弁６５
ａ〜６７ａのみを開弁する。

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、あるいは薄膜磁気ヘッド
等のデバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフ
ィ工程において用いられる露光装置の筐体へのパージガ
スの供給方法に関するものである。また、本発明は、同
工程で使用される露光装置、及び前記デバイスの製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の露光装置としては、例えば所定
の波長の露光光を出射する光源と、その露光光をマスク
上に照射する照明光学系と、その照明光学系の照明に基
づいてマスク上に形成された回路パターンの像を基板上
に投影する投影光学系とを備えたものが知られている。
これらの照明光学系、及び投影光学系内は、それぞれ複
数のレンズ、ミラー、フィルタ、平行平板ガラス等の光
学素子を有し、これら光学素子は鏡筒内に収納されてい
る。

【０００３】ところで、こうした露光装置は一般にクリ
ーンルーム内に設置されるが、クリーンルームといえど
も、その雰囲気中には極微量の、例えばアンモニウムイ
オン、硝酸イオン、硫酸イオン等のイオン性物質が浮遊
している。また、露光装置の内部においても、前記光学
素子やマスク、基板を駆動するための各種駆動部品があ
り、これら駆動部品に電力や信号を送るために多くの被
覆線が使用されている。この被覆線の被覆材からは、極
微量ながら有機物質が揮散している。さらに、基板上に
塗布された感光材料の飛沫が、露光装置内に浮遊してい
ることもある。これらイオン性物質、被覆材からの揮散
物、感光材料の飛沫等は、前記光学素子に付着する汚染
物質となり、その付着によって光学素子の曇りを招き、
ひいてはデバイスの製造効率を低下させるようになる。
こうした曇りの発生を抑制するために、鏡筒内を前記汚
染物質を取り除いた空気等で置換することにより、鏡筒
内から汚染物質を排出（パージ）するようにした露光装
置も開発されてきている。

【０００４】ところで、こうした露光装置のなかでも、
特に半導体素子の製造に用いられる露光装置では、近年
における半導体素子の著しい高度集積化に対応すべく、
その解像度の向上要求がさらに高まってきている。この
ような要求に対応するために、露光に供する露光光の短
波長化が進んでおり、例えばＡｒＦエキシマレーザ（波
長λ＝１９３ｎｍ）や、Ｆ₂レーザ（λ＝１５７ｎｍ）
といった真空紫外光を使用する露光装置も開発されてき
ている。

【０００５】露光光として真空紫外光を使用することに
より高解像度が得られるようになる。ところが、この真
空紫外光は、その光路中にある酸素や、水、炭酸ガス、
有機物、ハロゲン化合物などといった物質（吸光物質）
に吸収されやすい。なかでも、前記Ｆ₂レーザは、酸素
が存在する雰囲気を通過することにより大きく減衰し
て、デバイスの製造効率が著しく低下する。このため、
露光光として前記真空紫外光を用いる露光装置にあって
は、基板上における安定した露光エネルギー量を確保す
るために、前記鏡筒内を例えば窒素ガス等の不活性ガス
で置換し、前記吸光物質を鏡筒外にパージすることが提
案されている。

【０００６】そして、前記汚染物質を取り除いた空気や
不活性ガス等といったパージガスにより鏡筒内を置換す
る露光装置として、その鏡筒内がいくつかの空間に区画
されるとともに、それら区画された空間（区画室）に対
して各別にパージガスが供給されるような装置も開発さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の露
光装置にあっては、各区画室に供給するパージガスの流
量を一律に必要かつ十分な量に設定していた。これは、
各区画室へのパージガス流量が過剰になるとパージガス
の消費量を不要に増大させる要因となり、露光装置のラ
ンニングコストの増大を、ひいてはデバイスの製造コス
トの増大を招く一因となっていた。一方、各区画室への
パージガス流量が過少である場合には、例えば鏡筒内の
空気をパージするような初期パージにおいて、各区画室
毎にパージ状態が異なり、全ての区画室のパージが完了
するまでに多大な時間を要することがある。このため、
露光装置の停止時間の増大を招き、露光装置のスループ
ットの低下を招く一因となっていた。

【０００８】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、必要に見合った量のパージガスを効率よく供給す
ることのできるパージガスの供給方法を提供することに
ある。また、この供給方法を採用してデバイスを効率よ
く製造することのできる露光装置及びデバイスの製造方
法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１に記載の発明は、内部を所定の光が通
過するとともに、内部に所定の空間が形成されるように
区画された複数の区画室を有する筐体内へのパージガス
の供給方法において、前記各区画室の形成条件に応じ
て、その各区画室毎にパージガスの供給条件を設定する
ことを特徴とするものである。

【００１０】この本願請求項１に記載の発明では、複数
の区画室に対するパージガスの供給条件を、それぞれの
区画室の形成条件に応じて各別に設定することが可能に
なる。これにより、必要に見合った量のパージガスを効
率よく供給することができる。

【００１１】また、本願請求項２に記載の発明は、前記
請求項１に記載のパージガスの供給方法において、前記
各区画室毎のパージガスの供給条件を、各区画室の内容
積及び内表面積の少なくとも一方に応じて設定すること
を特徴とするものである。

【００１２】区画室内のガスをパージガスに置換するた
めに必要なパージガスの量は、内容積に応じて、各区画
室で異なる。一方、区画室の壁面からの汚染物質や吸光
物質の脱離量は、内表面積に応じて、各区画室で異な
る。そして、これらの脱離成分をパージするために必要
なパージガスの量は、各区画室の内表面積に応じて異な
る。これに対し、この本願請求項２に記載の発明では、
各区画室に対するパージガスの供給条件が、こうした内
容積や内表面積に応じて各別に設定される。これによ
り、各区画室への効率的なパージガスの供給が可能にな
る。

【００１３】また、本願請求項３に記載の発明は、前記
請求項１または請求項２に記載のパージガスの供給方法
において、前記供給条件は、前記各区画室内へのパージ
ガスの供給流量、及び同パージガスの供給圧力のうち少
なくとも一方を含むことを特徴とするものである。

【００１４】この本願請求項３に記載の発明では、パー
ジガスの供給流量や、供給圧力を調整することで、パー
ジガスの供給条件を容易に制御することが可能になる。
また、本願請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜請
求項３のうちいずれか一項に記載のパージガスの供給方
法において、前記供給条件は、前記各区画室内へのパー
ジガスの供給流量を少なくとも含み、同供給流量は、各
区画室に接続されるパージガス供給管におけるその軸線
と交差する断面における開口面積の合計値に基づいて設
定されることを特徴とするものである。

【００１５】この本願請求項４に記載の発明では、パー
ジガス供給管の開口面積の合計値を各区画室毎に各別に
設定することで、パージガスの供給流量を、各区画室そ
れぞれに適した量に設定することが可能になる。

【００１６】また、本願請求項５に記載の発明は、前記
請求項４に記載のパージガスの供給方法において、前記
各区画室内へのパージガスの供給流量を、各区画室に接
続されるパージガス供給管の数に基づいて設定すること
を特徴とするものである。

【００１７】この本願請求項５に記載の発明では、例え
ば同じ開口面積のパージガス供給管を用い、各区画室毎
に同パージガス供給管の接続される本数を各別に設定す
る。これにより、パージガス供給管の開口面積の合計値
を各区画室それぞれに適した値に設定することができ
る。

【００１８】また、請求項６に記載の発明は、前記請求
項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のパージガス
の供給方法において、前記形成条件は、前記各区画室内
に保持される保持部材の形状を含むことを特徴とするも
のである。

【００１９】この本願請求項６に記載の発明では、各区
画室へのパージガスの供給条件の設定に際し、各区画室
内に保持される保持部材の形状を併せて加味すること
で、区画室内に被置換ガスの淀みが生じやすいような部
分がある場合にも、より好適な供給条件の設定が可能に
なる。

【００２０】また、請求項７に記載の発明は、前記請求
項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載のパージガス
の供給方法において、前記複数の区画室は、それらの各
内壁を形成する壁部のうち少なくとも一部が光学素子の
表面により構成されてなることを特徴とするものであ
る。

【００２１】この本願請求項７に記載の発明では、光学
素子表面がパージガスの流れにさらされるため、その光
学素子への汚染物質の付着を、より効果的に抑制するこ
とができる。

【００２２】また、請求項８に記載の発明は、マスク上
に形成されたパターンの像を基板上に投影する露光装置
において、所定の光源から出射され前記マスクを介して
基板上に照射される露光光の光路を取り囲むように設け
られる筐体と、その筐体の内部に区画形成される複数の
区画室と、その各区画室内に所定のパージガスを供給す
る供給装置とを備え、その供給装置によるパージガスの
供給条件を、前記各区画室の形成条件に応じて前記各区
画室毎に設定するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００２３】この本願請求項８に記載の発明では、複数
の区画室それぞれに対する効率的なパージを行いつつ、
汚染物質の付着による光学素子の曇りや、吸光物質によ
る吸収に伴う露光光の過度の減衰を効果的に抑制するこ
とができる。

【００２４】また、請求項９に記載の発明は、リソグラ
フィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソ
グラフィ工程で請求項８に記載の露光装置を用いて露光
を行うことを特徴とするものである。

【００２５】この本願請求項９に記載の発明では、デバ
イスの製造に際し、露光光の光路をなす鏡筒内の内部に
必要に見合った量のパージガスを効率よく供給して、真
空紫外域の露光光を用いることが可能となり、解像力の
向上及び露光制御を精度よく行うことが可能になる。

【００２６】次に、前記各請求項の発明にさらに含まれ
る技術的思想について、それらの作用とともに以下に記
載する。 （１） 前記形成条件として各区画室内におけるパージ
ガスの流路内に狭小部及び屈曲部の少なくとも一方が存
在する場合には、同区画室へのパージガスの供給条件を
変更することを特徴とする請求項６または請求項７に記
載のパージガスの供給方法。

【００２７】このようにすれば、狭小部や屈曲部といっ
たパージガスが到達し難い部分がパージガスの流路内に
存在する場合、それに応じてパージガスの供給条件を変
更することが可能になる。これにより、区画室からの汚
染物質や吸光物質のパージに際し、狭小部や屈曲部の存
在によるパージガスの淀みを効果的に解消することがで
きる。

【００２８】（２） 前記パージガスの比重が、そのパ
ージガスにより置換される前記区画室内の被置換ガスの
比重に比べて小さく、前記形成条件として各区画室の底
部に重力方向下側に凹状をなす凹陥部が存在する場合に
は、同区画室へのパージガスの供給条件を変更すること
を特徴とする請求項６、請求項７及び前記（１）のうち
いずれか一項に記載のパージガスの供給方法。

【００２９】このようにすれば、区画室内に凹陥部が形
成される場合において、この凹陥部における被置換ガス
の滞留を抑えるべく、パージガスの供給条件を設定する
ことが可能になる。

【００３０】（３） 前記パージガスの比重が、そのパ
ージガスにより置換される前記区画室内の被置換ガスの
比重に比べて大きく、前記形成条件として各区画室の天
井部に重力方向上側に凹状をなす蓋部が存在する場合に
は、同区画室へのパージガスの供給条件を変更すること
を特徴とする請求項６、請求項７及び前記（１）のうち
いずれか一項に記載のパージガスの供給方法。

【００３１】このようにすれば、区画室内に重力方向上
側に凹状をなす蓋部が形成される場合において、この蓋
部における被置換ガスの滞留を抑えるべく、パージガス
の供給条件を設定することが可能になる。

【００３２】（４） 前記パージガスを各区画室内に供
給する際に、前記各区画室の内容積に応じて設定した各
区画室毎のパージガスの供給条件により各区画室内にパ
ージガスを供給し、前記各区画室内が所定のガスの状態
となった後、前記各区画室の内表面積に応じて設定した
各区画室毎のパージガスの供給条件により各区画室内に
パージガスを供給することを特徴とする請求項１〜請求
項７及び前記（１）〜（３）のうちいずれか一項に記載
のパージガスの供給方法。

【００３３】大気状態にある区画室内を所定のガスの状
態にまで置換するために必要なパージガスの量は、内容
積に応じて各区画室で異なる。一方、一旦区画室内が所
定のガスの状態となり初期パージが完了した後において
は、その壁面からの脱離により各区画室内に汚染物質や
吸光物質が存在するようになる。この場合、この脱離成
分をパージして区画室内を所定のガスの状態に維持する
ための「維持パージ」に必要なパージガスの供給流量
は、内表面積に応じて各区画室で異なる。これに対し、
この（４）に記載の発明では、こうした大気状態からの
初期パージ、及びその後の維持パージにおいて、効率的
なパージガスの供給が併せて図られるようになる。

【００３４】（５） 前記区画室には、その内部のガス
の状態を検出するガス状態検出装置が設けられ、そのガ
ス状態検出装置の検出結果に基づいて前記各区画室毎の
パージガスの供給条件を変更することを特徴とする請求
項１〜請求項７及び前記（１）〜（４）のうちいずれか
一項に記載のパージガスの供給方法。

【００３５】このようにすれば、区画室内へのパージガ
スの供給に際し、区画室内の実際のパージガスの状態に
応じて供給条件を変更することができ、パージガスの供
給を精度よく制御することが可能になる。また、各区画
室の内部が所定のガス状態になったことを確認した上で
露光光を導くことができ、露光光の効率低下をより確実
に抑制することが可能になる。

【００３６】（６） 前記パージガスにより置換される
前記区画室内の被置換ガスが空気であり、前記ガス状態
検出装置が酸素センサからなることを特徴とする前記
（５）に記載のパージガスの供給方法。

【００３７】このようにすれば、区画室中におけるパー
ジ状態を、検出の感度が高く空気中における存在割合が
大きい酸素を指標として、酸素センサによる酸素濃度の
検出を通じて監視することができる。このため、各区画
室のパージ状態を精度よく検出することができ、パージ
ガスの供給を一層精度よく制御することが可能になる。

【００３８】（７） 前記各区画室毎のパージガスの供
給条件を、各区画室の密閉度に応じて設定することを特
徴とする請求項１〜請求項７及び前記（１）〜（６）の
うちいずれか一項に記載のパージガス供給方法。

【００３９】例えば、複数の区画室のうちのいくつかが
その内外の間で交換される交換部材を収容する収容室で
構成される等、各区画室間においてその密閉度に差が生
じる構成では、区画室内のガスを効率よくパージガスに
置換するために必要なパージガスの量が、この密閉度に
応じて異なる。これに対して、前記（７）に記載の発明
では、各区画室に対するパージガスの供給条件が、こう
した密閉度に応じて設定される。これにより、複数の区
画室それぞれへの効率的なパージガスの供給が可能にな
る。

【００４０】（８） 少なくとも一部の前記区画室が、
その内部を通過する所定の光に曝されるとともに、その
区画室の内外の間で交換される交換部材を収容する収容
室であり、その収容室及び外部の空間に断続可能に接続
されるとともに前記パージガスが供給される予備室を介
して、前記交換部材を交換することを特徴とする請求項
８に記載の露光装置。

【００４１】このようにすれば、交換部材の交換に際
し、区画室内が筐体の外部に直接開放されることがな
く、外部から区画室内への汚染物質や吸光物質の流入を
さらに抑制することができる。これにより、その流入に
基づく区画室内におけるこれら両物質の濃度の上昇が抑
制され、その区画室内を所定のガス状態に戻すために必
要なパージガスの供給時間を短縮することが可能にな
る。

【００４２】（９） 前記パージガスの供給条件を、前
記各区画室毎の密閉度に応じて前記区画室毎に設定する
ようにしたことを特徴とする請求項８または前記（８）
に記載の露光装置。

【００４３】このようにすれば、密閉度の違いに起因し
て、複数の区画室間において生じる必要なパージガスの
量の差異を好適に補償することが可能になる。これによ
り、露光光の過度の減衰をより効果的に抑制することが
できる。

【００４４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下に、本発明
を、半導体素子製造用の露光装置、及び同露光装置内へ
のパージガスの供給方法、及び半導体素子の製造方法に
具体化した第１実施形態について、図１及び図２に基づ
いて説明する。

【００４５】図１に示すように、前記露光装置は、所定
の光源としての露光光源２１と露光装置本体２２とビー
ム・マッチング・ユニット（以下、「ＢＭＵ」とい
う。）２３とから構成されている。前記露光光源２１
は、所定の光及び露光光ＥＬとして、例えばＦ₂レーザ
光（λ＝１５７ｎｍ）を出射するレーザ光源となってい
る。前記ＢＭＵ２３は複数の光学素子で構成され、これ
ら複数の光学素子はＢＭＵ室３９に収容される。このＢ
ＭＵ２３は、前記露光光源２１と露光装置本体２２とを
光学的に接続し、このＢＭＵ２３を介して露光光源２１
から出射された露光光ＥＬが露光装置本体２２内に導か
れるようになっている。

【００４６】前記露光装置本体２２は、前記露光光ＥＬ
の照射によりマスクとしてのレチクルＲ上に形成された
パターンの像を基板としてのウエハＷ上に転写するもの
であり、以下に露光装置本体２２の概略構成について説
明する。

【００４７】露光装置本体２２のチャンバ２５内には、
照明系鏡筒２６、レチクル室２７、投影系鏡筒２８、及
びウエハ室２９が、前記ＢＭＵ２３を介して導入された
露光光ＥＬの光軸方向に順次配置されている。なお、前
記ＢＭＵ室３９、照明系鏡筒２６、レチクル室２７、投
影系鏡筒２８、及びウエハ室２９が、前記露光光ＥＬを
取り囲む筐体を構成する。このチャンバ２５は図示しな
い空調装置を備えており、露光装置全体の動作を制御す
る主制御系３０の制御の下で、このチャンバ２５の内部
が所定の温度及び湿度に保たれるようになっている。

【００４８】区画室をなす前記レチクル室２７には、レ
チクルステージＲＳＴが配置されている。このレチクル
ステージＲＳＴにより、所定のパターンが形成されたレ
チクルＲが、前記露光光ＥＬの光軸と直交するように保
持されるようになっている。また、区画室をなす前記ウ
エハ室２９には、ウエハステージＷＳＴが配置されてい
る。そして、このウエハステージＷＳＴにより、前記露
光光ＥＬに対して感光性を有するフォトレジストが塗布
された前記ウエハＷが、その露光光ＥＬの光軸と直交す
る面内において移動可能、かつその光軸に沿って微動可
能に保持されるようになっている。

【００４９】前記照明系鏡筒２６内には、前記レチクル
Ｒを照明するための照明光学系３１が収容されている。
この照明光学系３１は、複数のミラー３２、オプティカ
ルインテグレータをなすフライアイレンズ（ロッドイン
テグレータでもよい）３３、リレー光学系３４、コンデ
ンサレンズ３５等の光学素子からなっている。前記フラ
イアイレンズ３３は、前記露光光源２１からの露光光Ｅ
Ｌの入射により、その後方面に前記レチクルＲを均一な
照度分布で照明する多数の二次光源を形成する。前記リ
レー光学系３４の後方には、前記露光光ＥＬの形状を整
形するためのレチクルブラインド３６が配置されてい
る。

【００５０】前記照明系鏡筒２６の両端におけるＢＭＵ
側開口部３７ａ及びマスク側開口部３７ｂには、照明光
学系３１の一部の光学素子として円板状の平行平板３８
が配置されている。この平行平板３８は、露光光ＥＬを
透過する物質（合成石英、蛍石など）により形成されて
いる。

【００５１】前記ＢＭＵ側開口部３７ａに配置された平
行平板３８によって、前記ＢＭＵ室３９の内部空間と、
照明系鏡筒２６の内部空間とが分離される。また、前記
照明系鏡筒２６は、前記平行平板３８を介して区画室を
なす複数の照明気密室４０に区画されている。そして、
各照明気密室４０には、前記ミラー３２、前記フライア
イレンズ３３、前記リレー光学系３４、及びコンデンサ
レンズ３５の各光学素子や、前記レチクルブラインド３
６が単独であるいはいくつか組み合わされて収容されて
いる。

【００５２】前記投影系鏡筒２８内には、前記照明光学
系３１によって照明されるレチクルＲ上のパターンの像
を前記ウエハＷ上に投影するための投影光学系４１が収
容されている。この投影光学系４１は、該投影光学系４
１を構成する光学素子としての複数のレンズエレメント
４２からなっている。そして、その投影系鏡筒２８の内
部には、前記投影系鏡筒２８の内壁、前記レンズエレメ
ント４２、及び同レンズエレメント４２を保持する保持
部材４３によって、複数の区画室としての投影気密室４
５ａ，４５ｂ，４５ｃが区画形成されている（図２参
照）。

【００５３】前記ＢＭＵ室３９、前記照明気密室４０、
前記レチクル室２７、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ及び
ウエハ室２９には、パージガスの供給装置としてのパー
ジガス供給系４８が接続されている。このパージガス供
給系４８を介して、前記ＢＭＵ室３９及び各室２７，２
９，４０，４５ａ〜４５ｃに対して、マイクロデバイス
工場のユーティリティプラント内のタンク４９より、不
活性ガスからなるパージガスが供給されるようになって
いる。ここで、前記不活性ガスとは、窒素、ヘリウム、
ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の
中から選択された単体のガス、あるいはその混合ガスで
ある。

【００５４】前記パージガス供給系４８の給気配管５０
中には、パージガス中に含まれる不純物を除去するため
のフィルタ５１及びパージガスを所定の温度に調整する
とともにパージガス中の水分を除去する温調乾燥器５２
が介装されている。そして、前記ＢＭＵ室３９及び各室
２７，２９，４０，４５ａ〜４５ｃは、パージガス排出
管５３を介して半導体素子製造工場の排気ダクト５４に
接続されている。また、前記チャンバ２５も同排気ダク
ト５４に接続されている。これにより、前記ＢＭＵ室３
９、各室２７，２９，４０，４５ａ〜４５ｃ内に供給さ
れたパージガスは、前記排気ダクト５４を介して、工場
の外部に排出されるようになっている。

【００５５】なお、前記パージガス中に含まれる不純物
には、前記ミラー３２，フライアイレンズ３３、リレー
光学系３４、コンデンサレンズ３５、平行平板３８及び
レンズエレメント４２等の光学素子の表面上に、露光光
ＥＬの照射下で堆積して曇り現象を生じせしめる汚染物
質、あるいはＦ₂レーザ光を強く吸収する酸素等の吸光
物質が含まれる。また、前記汚染物質としては、例えば
有機ケイ素化合物、アンモニウム塩、硫酸塩、ウエハＷ
上のレジストからの揮散物、駆動部を有する構成部品に
使用される摺動性改善剤からの揮散物、チャンバ２５内
の電気部品に給電あるいは信号供給するための配線の被
覆層からの揮散物等がある。

【００５６】次に、前記パージガス供給系４８及びパー
ジガス排出管５３の、前記投影系鏡筒２８内の各投影気
密室４５ａ〜４５ｃへの接続構造を説明する。ここで、
本実施形態の露光装置では、例えば露光装置の稼動直後
等のパージガスの供給の開始初期において、各投影気密
室４５ａ〜４５ｃ内の不純物を多く含むガスをパージガ
スに置換するための「初期パージ」が行われる。そし
て、この初期パージを効率的に行うためには、各投影気
密室４５ａ〜４５ｃ内に存在する不純物を多く含むガス
の量、すなわち各投影気密室４５ａ〜４５ｃの内容積に
応じた量のパージガスを、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ
に毎に供給することが望ましい。

【００５７】また、各投影気密室４５ａ〜４５ｃの壁面
からは、前記初期パージによって各投影気密室４５ａ〜
４５ｃ内のガスがパージガスに十分に置換された後にお
いても、若干であるとはいえ不純物が揮散していること
がある。こうした壁面から離脱する不純物によって、各
投影気密室４５ａ〜４５ｃ内の不純物濃度が上昇するお
それがある。そこで、本実施形態の露光装置では、前記
初期パージが実行された後に、各投影気密室４５ａ〜４
５ｃを所定のガス状態に維持するための「維持パージ」
が行われる。そして、この維持パージを効率的に行うた
めには、離脱成分が離脱する壁面の総面積、すなわち前
記投影系鏡筒２８の内壁、レンズエレメント４２、及び
保持部材４３によって区画形成される各投影気密室４５
ａ〜４５ｃの内表面積に応じた量のパージガスを、各投
影気密室４５ａ〜４５ｃ毎に供給することが望ましい。

【００５８】そこで、本実施形態の露光装置では、前記
各投影気密室４５ａ〜４５ｃに対するパージガスの供給
条件を、各投影気密室４５ａ〜４５ｃの形成条件に応じ
て、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ毎に設定するようにし
ている。具体的には、各投影気密室４５ａ〜４５ｃに接
続されるパージガス供給系４８を構成する各管は、その
軸線と直交する断面における開口面積が、各投影気密室
４５ａ〜４５ｃの内容積や内表面積に応じて各別に設定
されている。

【００５９】図２に示すように、前記パージガス供給系
４８は、主供給管６１と、前記初期パージに用いられる
初期用パージガス供給管６２〜６４と、前記維持パージ
に用いられる維持用パージガス供給管６５〜６７とから
構成されている。前記主供給管６１は、各パージガス供
給管６２〜６４，６５〜６７の開口面積に対して開口面
積が大きく、且つ前記各投影気密室４５ａ，４５ｂ，４
５ｃの近傍まで延びている。前記初期用パージガス供給
管６２及び維持用パージガス供給管６５は、この主供給
管６１と前記投影気密室４５ａとを連通している。前記
初期用パージガス供給管６３及び維持用パージガス供給
管６６は、主供給管６１と投影気密室４５ｂとを連通し
ている。前記初期用パージガス供給管６４及び維持用パ
ージガス供給管６７は、主供給管６１と投影気密室４５
ｃとを連通している。また、この主供給管６１には、ほ
ぼ一定の圧力のパージガスが供給されている。前記各パ
ージガス供給管６２〜６７には、主供給管６１と各投影
気密室４５ａ〜４５ｃとの連通及びその遮断を切替可能
な切替弁６２ａ〜６７ａがそれぞれ設けられている。

【００６０】ここで、主供給管６１にほぼ一定の圧力で
パージガスを供給したときにおける各投影気密室４５ａ
〜４５ｃへのパージガス供給における圧力損失を考え
る。なぜならば、各パージガス供給管６２〜６７の入口
付近における圧力が大きく変動すると、各投影気密室４
５ａ〜４５ｃへのパージガスの供給流量の制御が困難に
なるためである。

【００６１】一般に、管路のコンダクタンスをＣ、同管
路の入口と出口との圧力差をΔＰとすると、同管路内を
流れる流体の流量ΔＱは、次の（１）式により定まる。 ΔＱ＝Ｃ×ΔＰ …（１） このコンダクタンスＣは、流体が粘性流である場合に
は、管路の断面開口の直径を４乗した値に比例して変化
する。

【００６２】ここで、前記主供給管６１の軸線との直交
断面における開口の直径（内径）をα１とし、各パージ
ガス供給管６２〜６７のうちで最も開口面積の大きくな
る（圧力損失を大きくする）初期用パージガス供給管６
２の内径をα２とする。そして、層流条件下で前記圧力
損失が１％以内であれば、その圧力損失は無視できる。
このように、圧力損失を１％以下に抑えるためには、主
供給管６１側のコンダクタンスＣ１を、初期用パージガ
ス供給管６２側のコンダクタンスＣ２の１００倍以上に
すればよい。ここで、前述のようにコンダクタンスは、
管径の４乗に比例することから、この関係を満たす主供
給管６１と初期用パージガス供給管６２との管径の比を
求めると、次の（２）式のようになる。 α１：α２ ≒ ３．１６：１ …（２） そこで、本実施形態の主供給管６１は、初期用パージガ
ス供給管６２の約３倍の管径を有するように設定されて
いる。これにより、前記各パージガス供給管６２〜６７
の入口には、ほぼ一定の圧力のパージガスが供給される
ようになっている。

【００６３】そして、前記初期パージを行うときには、
前記各切替弁６２ａ，６３ａ，６４ａが開弁されるとと
もに、各切替弁６５ａ，６６ａ，６７ａが閉弁される。
これにより、主供給管６１と各投影気密室４５ａ，４５
ｂ，４５ｃとが、それぞれ初期用パージガス供給管６
２，６３，６４を通じて連通される。

【００６４】ここで、各投影気密室４５ａ，４５ｂ，４
５ｃの内容積をＸ，Ｙ，Ｚとすると、前記初期パージ時
において最低限必要な各投影気密室４５ａ，４５ｂ，４
５ｃに対するパージガスの供給流量の比が、ほぼこれら
内容積の比「Ｘ：Ｙ：Ｚ」になることが発明者によって
確認されている。

【００６５】また、前記（１）式の関係により、前記圧
力差ΔＰ及び管路長が一定の条件の下では、管路の直径
を設定することで、コンダクタンスＣが定まり、これに
より同管路内を流れる流体の流量を設定することができ
る。

【００６６】そこで、本実施形態の装置では、前記各初
期用パージガス供給管６２，６３，６４は、その内径を
それぞれα２，α３，α４として、次の（３）式を満た
すように設定されている。 「（α２の４乗）：（α３の４乗）：（α４の４乗）」 ＝ 「Ｘ：Ｙ：Ｚ」 …（３） また、この装置では、各初期用パージガス供給管６２，
６３，６４は、所定の時間内において最低限必要な量の
パージガスを各投影気密室４５ａ〜４５ｃに対して供給
可能なようにその内径α２，α３，α４が設定されてい
る。例えば、各投影気密室４５ａ，４５ｂ，４５ｃの内
容積比が「８１：１６：１」であるような場合には、各
初期用パージガス供給管６２，６３，６４の内径比を
「３：２：１」に設定すればよい。

【００６７】一方、前記維持パージを行うときには、前
記各切替弁６５ａ，６６ａ，６７ａが開弁されるととも
に、各切替弁６２ａ，６３ａ，６４ａが閉弁される。こ
れにより、主供給管６１と各投影気密室４５ａ，４５
ｂ，４５ｃとが、それぞれ維持用パージガス供給管６
５，６６，６７を通じて連通される。

【００６８】ここで、各投影気密室４５ａ，４５ｂ，４
５ｃの内表面積をＡ，Ｂ，Ｃとして、前記維持パージ時
における各投影気密室４５ａ，４５ｂ，４５ｃに対して
それぞれ最低限必要なパージガスの供給流量の比が、ほ
ぼこれら内表面積の比「Ａ：Ｂ：Ｃ」になることが発明
者によって確認されている。

【００６９】そこで、本実施形態の装置では、前記各維
持用パージガス供給管６５，６６，６７は、その内径を
それぞれα５，α６，α７として、次の（４）式を満た
すように設定されている。 「（α５の４乗）：（α６の４乗）：（α７の４乗）」 ＝ 「Ａ：Ｂ：Ｃ」 …（４） また、この装置では、各パージガス供給管６５，６６，
６７は、その内径α５，α６，α７が、前記維持パージ
時においてそれぞれ最低限必要な量のパージガスを各投
影気密室４５ａ〜４５ｃに対して供給可能なように設定
されている。例えば、各投影気密室４５ａ，４５ｂ，４
５ｃの内表面積比が「８１：１６：１」であるような場
合には、各維持用パージガス供給管６５，６６，６７の
内径比を「３：２：１」に設定すればよい。

【００７０】こうした構成により、初期パージ時には、
前記各投影気密室４５ａ〜４５ｃの内容積に応じて各投
影気密室４５ａ〜４５ｃ毎に設定された流量のパージガ
スが、各投影気密室４５ａ〜４５ｃに供給される。ま
た、前記維持パージ時には、前記各投影気密室４５ａ〜
４５ｃの内表面積に応じて各投影気密室４５ａ〜４５ｃ
毎に設定された流量のパージガスが、各投影気密室４５
ａ〜４５ｃに供給される。

【００７１】なお、前記各パージガス供給管６２〜６７
の前記開口面積は、維持用パージガス供給管６５〜６７
よりも初期用パージガス供給管６２〜６４の方が大きく
なるように設定される。すなわち、初期パージが行われ
るときには、維持パージが行われるときに比べて、多量
のパージガスが各投影気密室４５ａ〜４５ｃに供給され
るようになっている。

【００７２】従って、本実施形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。 （イ） この露光装置では、投影系鏡筒２８の各投影気
密室４５ａ〜４５ｃに対するパージガスの供給流量が、
各投影気密室４５ａ〜４５ｃの形成条件に応じて各別に
設定されている。これにより、必要に見合った量のパー
ジガスを各投影気密室４５ａ〜４５ｃに効率よく供給す
ることができる。

【００７３】（ロ） この露光装置では、各投影気密室
４５ａ〜４５ｃに接続されるパージガス供給管６２〜６
７について、その内径α２〜α４，α５〜α７が各投影
気密室４５ａ〜４５ｃ毎に各別に設定されている。これ
により、パージガスの供給流量を、各投影気密室４５ａ
〜４５ｃそれぞれに適した量に設定することができる。

【００７４】（ハ） 初期パージに必要なパージガスの
供給流量は、内容積に応じて、各投影気密室４５ａ〜４
５ｃ毎に異なる。一方、前記維持パージに必要なパージ
ガスの供給流量は、各投影気密室４５ａ〜４５ｃの内表
面積に応じて異なる。これに対して、この露光装置で
は、各パージガス供給管６２〜６７についてその内径α
２〜α４，α５〜α７が、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ
間における内容積の比「Ｘ：Ｙ：Ｚ」や内表面積の比
「Ａ：Ｂ：Ｃ」に基づいて、各投影気密室４５ａ〜４５
ｃ毎に設定されている。このため、各投影気密室４５ａ
〜４５ｃに対するパージガスの供給流量を初期パージや
維持パージに適した量に設定することが可能になり、パ
ージガスを各投影気密室４５ａ〜４５ｃに対して効率的
に供給することができる。

【００７５】（ニ） この露光装置では、各投影気密室
４５ａ〜４５ｃの内壁の一部がレンズエレメント４２の
表面により構成されている。このため、各レンズエレメ
ント４２がパージガスにさらされた状態となり、露光装
置の露光性能に大きな影響を与えるレンズエレメント４
２への汚染物質の付着を効果的に抑制することができ
る。

【００７６】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に
説明する。

【００７７】この第２実施形態においては、図３に示す
ように、そのパージガス供給系７０が、主供給管７１及
び同主供給管７１と各投影気密室４５ａ〜４５ｃとを連
通する複数のパージガス供給管７２等により構成されて
いる。複数のパージガス供給管７２としては、同じ管
材、すなわちその軸線と直交する断面における開口面積
が等しい管材が用いられる。そして、前記主供給管７１
と各投影気密室４５ａ〜４５ｃとを連通するパージガス
供給管７２の本数が、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ毎に
設定されている。さらに、１つの投影気密室４５ａ〜４
５ｃについても、初期パージと維持パージとで使用され
るパージガス供給管７２の本数が変更されるようになっ
ている。

【００７８】すなわち、初期パージ時には、各投影気密
室４５ａ〜４５ｃに接続されるパージガス供給管７２の
本数は、その比、換言すれば、その本数分の前記開口面
積を加算した合計値の比が前記各投影気密室４５ａ〜４
５ｃ間における内容積の比「Ｘ：Ｙ：Ｚ」となるように
設定されている。

【００７９】一方、維持パージ時には、各投影気密室４
５ａ〜４５ｃに接続されるパージガス供給管７２の本数
は、その比が前記各投影気密室４５ａ〜４５ｃ間におけ
る内表面積の比「Ａ：Ｂ：Ｃ」となるように設定されて
いる。すなわち、任意のパージガス供給管７２に、主供
給管７１と各投影気密室４５ａ〜４５ｃとの連通及びそ
の遮断を切替える切替弁（図示略）を設け、その切替弁
の開閉を切替えるようになっている。

【００８０】このようにすることで、例えば前記本数の
比を、切替弁を開けた時には前記内容積の比「Ｘ：Ｙ：
Ｚ」に設定するとともに、切替弁の閉弁時には前記内表
面積の比「Ａ：Ｂ：Ｃ」に設定することができる。これ
により、各投影気密室４５ａ〜４５ｃに接続されるパー
ジガス供給管７２の前記開口面積の合計値の比が、各投
影気密室４５ａ〜４５ｃそれぞれに適した比に設定され
る。また、各投影気密室４５ａ〜４５ｃについての前記
開口面積の合計値は、前記各パージ時において最低限必
要な流量でパージガスを各投影気密室４５ａ〜４５ｃに
供給可能なように設定されている。

【００８１】従って、この第２の実施形態においても、
前記第１実施形態における（イ）及び（ニ）に記載の効
果とほぼ同様の効果に加えて、以下に記載するような効
果を得ることができる。

【００８２】（ホ） パージガス供給管７２として同じ
管材が用いられるとともに、同パージガス供給管７２が
接続される本数が各投影気密室４５ａ〜４５ｃ毎に設定
されている。これにより、パージガス供給管７２につい
ての軸線と直交する断面における開口面積の合計値を各
投影気密室４５ａ〜４５ｃそれぞれに適した値に設定す
ることができる。

【００８３】（ヘ） 特に、各投影気密室４５ａ〜４５
ｃに接続されるパージガス供給管７２についての開口面
積の合計値の比が、初期パージ時には、各投影気密室４
５ａ〜４５ｃ間における内容積の比「Ｘ：Ｙ：Ｚ」に設
定されている。また、維持パージ時には、その開口面積
の合計値の比が、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ間におけ
る内表面積の比「Ａ：Ｂ：Ｃ」に設定されている。この
ため、各パージ時における各投影気密室４５ａ〜４５ｃ
への効率的なパージガスの供給を図ることができる。

【００８４】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に
説明する。

【００８５】この第３実施形態においては、図４に示す
ように、そのパージガス供給系８０が、主供給管８１及
びその主供給管８１と各投影気密室４５ａ〜４５ｃとを
連通するパージガス供給管８２，８３，８４等により構
成されている。各パージガス供給管８２，８３，８４の
途中には、後述する電子制御装置８５からの駆動信号に
基づき同パージガス供給管８２，８３，８４の通路面積
を可変とする流量制御弁８２ａ，８３ａ，８４ａが設け
られている。また、その流量制御弁８２ａ，８３ａ，８
４ａの下流側には、各パージガス供給管８２，８３，８
４内を通過するパージガスの流量に応じた信号を出力す
る流量センサ８２ｂ，８３ｂ，８４ｂが設けられてい
る。

【００８６】また、この露光装置は、例えばマイクロコ
ンピュータ等により構成される電子制御装置８５を備え
ている。そして、この電子制御装置８５は、前記流量セ
ンサ８２ｂ，８３ｂ，８４ｂの出力信号を取り込むとと
もに、それら出力信号に基づいて前記各流量制御弁８２
ａ，８３ａ，８４ａに駆動信号を出力する。これによ
り、各投影気密室４５ａ〜４５ｃへのパージガスの供給
流量が、それぞれ所望の流量に調節される。

【００８７】なお、前記初期パージ時における前記各投
影気密室４５ａ〜４５ｃへのパージガスの供給流量は、
その比が同各投影気密室４５ａ〜４５ｃ間における内容
積の比「Ｘ：Ｙ：Ｚ」となるように設定されている。ま
た、これら供給流量は、初期パージ時において最低限必
要な量のパージガスを各投影気密室４５ａ〜４５ｃに対
して所定時間内において供給可能な流量に設定されてい
る。

【００８８】一方、前記維持パージ時における前記各投
影気密室４５ａ〜４５ｃへのパージガスの供給流量は、
その比が前記各投影気密室４５ａ〜４５ｃ間における内
表面積の比「Ａ：Ｂ：Ｃ」となるように設定されてい
る。また、これら供給流量は、維持パージ時において最
低限必要な量のパージガスを各投影気密室４５ａ〜４５
ｃに対して供給可能な流量に設定されている。

【００８９】従って、この第３の実施形態においても、
前記第１実施形態における（イ）及び（ニ）に記載の効
果とほぼ同様の効果に加えて、以下のような効果を得る
ことができる。

【００９０】（ト） 初期パージ時において、流量制御
弁８２ａ〜８４ａの開度調整により各投影気密室４５ａ
〜４５ｃに供給されるパージガスの流量の比が、各投影
気密室４５ａ〜４５ｃ間における内容積の比「Ｘ：Ｙ：
Ｚ」となるように設定されている。一方、維持パージ時
において、流量制御弁８２ａ〜８４ａの開度調整により
各投影気密室４５ａ〜４５ｃに供給されるパージガスの
流量の比は、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ間における内
表面積の比「Ａ：Ｂ：Ｃ」となるように設定されてい
る。これにより、各投影気密室４５ａ〜４５ｃに対し
て、初期パージや維持パージに適した量のパージガスを
供給することが可能になり、パージガスを各投影気密室
４５ａ〜４５ｃに対して効率的に供給することができ
る。

【００９１】（変形例）なお、本発明の各実施形態は、
以下のように変形してもよい。 ・ 前記第１実施形態の装置は、各投影気密室４５ａ〜
４５ｃについて、初期パージに適した内径の初期用パー
ジガス供給管６２〜６４と、維持パージに適した内径の
維持用パージガス供給管６５〜６７と、それらパージガ
ス供給管６２〜６７に設けられる切替弁６２ａ〜６７ａ
とを備えている。そして、これら切替弁６２ａ〜６７ａ
の開弁及び閉弁を切替えることにより、初期用パージガ
ス供給管６２〜６４または維持用パージガス供給管６５
〜６７を通じて主供給管６１と各投影気密室４５ａ〜４
５ｃとを各別に連通させる。これにより、各投影気密室
４５ａ〜４５ｃに対するパージガスの供給流量を初期パ
ージ時と維持パージ時とで切替えるようにした。

【００９２】これに代えて、いずれか一方のパージガス
供給管のみに切替弁を設けるとともに、この切替弁の開
弁及び閉弁を、初期パージ時と維持パージ時とで切替え
るようにしてもよい。こうした構成によっても、パージ
ガスの流量が適宜の量となるように各パージガス供給管
の内径を設定することで、より簡易な構成によって前記
第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００９３】・ 前記第１実施形態では、パージガス供
給管６２〜６７として、その軸線と直交する断面におけ
る開口の形状が円形の管材を用いるようにしたが、これ
に限られない。要は、内部を通過するパージガスの流量
を好適に設定することができる材料であれば、どのよう
な開口形状の材料を用いるようにしてもよい。

【００９４】・ 前記第３実施形態では、流量センサ８
２ｂ〜８４ｂを設け、それらの検出信号に基づいて各流
量制御弁８２ａ〜８４ａの駆動を制御するようにした
が、それら流量センサ８２ｂ〜８４ｂを省略するように
してもよい。こうした構成によっても、各流量制御弁８
２ａ〜８４ａに出力する駆動信号を、予め実験などによ
り求めた必要量に応じた値に設定しておくことで、若干
精度が低下するとはいえ、必要量に応じたパージガスの
供給流量を各投影気密室４５ａ〜４５ｃ毎に設定するこ
とができる。すなわち、より簡易な構成により、前記第
３実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

【００９５】・ また、より精度の高い制御を実行すべ
く、各投影気密室４５ａ〜４５ｃ内の酸素濃度に応じた
信号を出力する酸素センサを設け、その検出信号に基づ
いて各流量制御弁８２ａ〜８４ａの駆動を制御するよう
にしてもよい。こうした構成によれば、各投影気密室４
５ａ〜４５ｃ内におけるパージ状態を、検出の感度が高
く空気中における存在割合が大きい酸素を指標として、
酸素センサによる酸素濃度の検出を通じてより精度よく
監視することができる。これにより、各投影気密室４５
ａ〜４５ｃへのパージガスの供給に際し、各投影気密室
４５ａ〜４５ｃ内の実際のパージガスの状態に応じて流
量制御弁８２ａ〜８４ａの駆動信号を制御することがで
きる。そして、パージガスの供給を、精度よく制御する
ことができる。また、各投影気密室４５ａ〜４５ｃの内
部が所定のガス状態になったことを確認した上で各投影
気密室４５ａ〜４５ｃ内に露光光ＥＬを導くことがで
き、露光光ＥＬの効率低下をより確実に抑制することも
できる。

【００９６】・ また、酸素センサに限らず、各投影気
密室４５ａ〜４５ｃ内におけるガスの状態を好適に監視
することのできるセンサであれば、どのようなセンサを
用いるようにしてもよい。

【００９７】・ 前記各実施形態では、初期パージ時に
おける各投影気密室４５ａ〜４５ｃへのパージガスの供
給流量が、その比が同各投影気密室４５ａ〜４５ｃ間に
おける内容積の比「Ｘ：Ｙ：Ｚ」となるように設定され
る。また、維持パージ時における前記各投影気密室４５
ａ〜４５ｃへのパージガスの供給流量が、その比が各投
影気密室４５ａ〜４５ｃ間における内表面積の比「Ａ：
Ｂ：Ｃ」となるように設定される。

【００９８】これに代えて、初期パージ時における各投
影気密室４５ａ〜４５ｃへのパージガスの供給流量を、
その比が同各投影気密室４５ａ〜４５ｃ間における内表
面積の比「Ａ：Ｂ：Ｃ」となるように設定するととも
に、維持パージ時における前記各投影気密室４５ａ〜４
５ｃへのパージガスの供給流量を、その比が各投影気密
室４５ａ〜４５ｃ間における内容積の比「Ｘ：Ｙ：Ｚ」
となるように設定してもよい。要は、各投影気密室４５
ａ〜４５ｃに対して、必要に見合った量のパージガスを
効率よく供給することができればよい。また、各投影気
密室４５ａ〜４５ｃの形成条件によっては、上記内表面
積の比「Ａ：Ｂ：Ｃ」と上記内容積の比「Ｘ：Ｙ：Ｚ」
とが等しくなることも想定される。

【００９９】・ 前記各実施形態では、主供給管６１，
７１，８１内におけるパージガスの圧力、すなわちパー
ジガスの供給圧力を一定の圧力としたが、これを可変と
してもよい。パージガスの供給圧力を変更することによ
っても、各投影気密室４５ａ〜４５ｃへのパージガスの
供給流量を可変とすることができる。これにより、露光
装置としての自由度、及びその制御の自由度を高めるこ
とが可能になる。具体的には、例えばパージガスの供給
圧力を前記初期パージ時と維持パージ時とで可変とする
ことで、供給圧力を可変とする機構が新たに必要になる
とはいえ、切替弁や流量制御弁を設けることなく、初期
パージ時と維持パージ時とにおけるパージガスの供給流
量の切替えが可能になる。

【０１００】・ 前記各実施形態において、例えば図５
に示すレンズエレメント９１〜９４間のように、各投影
気密室９５ａ〜９５ｄ内に狭小部９６，９７が形成され
ている場合には、それら狭小部９６，９７の形状に応じ
て、パージガス供給管９８ｂ〜９８ｄの内径や、その開
口面積の合計値等といったパージガスの供給条件を変更
するようにしてもよい。例えば、狭小部９６，９７の存
在する各投影気密室９５ｂ，９５ｄには、内径の大きな
パージガス供給管９８ｂ，９８ｄを通じて、あるいは、
パージガス供給管９８ｂ，９８ｄの開口面積の合計値を
大きくして、パージガスを供給する。

【０１０１】こうした構成によれば、狭小部９６，９７
が形成され、パージガスが到達し難い部分が各投影気密
室９５ａ〜９５ｄ内に存在する場合であっても、それに
応じてパージガスの供給条件を変更することができるよ
うになる。これにより、各投影気密室９５ａ〜９５ｄか
らの汚染物質や吸光物質のパージに際し、狭小部９６，
９７の存在によるパージガスの淀みを効果的に解消する
ことが可能になる。

【０１０２】・ また、狭小部に限らず、各投影気密室
内に屈曲部が形成されている場合にも、その形状に応じ
て、パージガスの供給条件を変更するようにしてもよ
い。 ・ 前記各実施形態において、例えばパージガスとして
ヘリウムを用いて空気をパージするような場合では、パ
ージガスの比重が同パージガスによりパージされる各投
影気密室内のガスの比重と比べて小さくなる。このよう
な条件下で、例えば図６に示すように、投影気密室１０
３ｃの底部に重力方向下側に凹状をなす凹陥部１０４が
存在する場合には、同投影気密室１０３ｃへのパージガ
スの供給条件を変更するようにしてもよい。例えば、投
影気密室１０３ｃにパージガスを供給するパージガス供
給管１０５ｃを、そのパージガスの流量が他の投影気密
室１０３ａ，１０３ｂにパージガスを供給するパージガ
ス供給管１０５ａ，１０５ｂに比べて大きくなるように
形成してもよい。このようにすれば、凹陥部１０４にお
ける被置換ガスの滞留を抑えるべく、パージガスの供給
条件を設定することが可能になる。

【０１０３】・ また、これとは逆に、例えばパージガ
スとしてアルゴンを用いて空気をパージするような場合
では、パージガスの比重が同パージガスによりパージさ
れる各投影気密室内のガスの比重と比べて大きくなる。
このような条件下で、投影気密室の天井部に重力方向上
側に凹状をなす蓋部が存在する場合には、同投影気密室
へのパージガスの供給条件を変更するようにしてもよ
い。これにより、この蓋部における被置換ガスの滞留を
抑えるべくパージガスの供給条件を設定することが可能
になる。

【０１０４】・ また、各投影気密室へのパージガスの
供給条件を、例えば各投影気密室内においてレンズエレ
メントを保持する部材等、投影気密室内に設けられる保
持部材の形状に応じて変更するようにしてもよい。これ
により、保持部材の影響により被置換ガスの淀みが生じ
やすい部分がある場合にも、より好適な供給条件の設定
が可能になる。

【０１０５】・ パージガスの供給条件として、パージ
ガスの供給圧力を用いるようにしてもよい。例えば、各
パージガス供給管へのパージガスの供給圧力を各パージ
ガス供給管毎に設定することで、各投影気密室へのパー
ジガスの供給流量を各投影気密室毎に設定することがで
きる。

【０１０６】・ 前記各実施形態では、投影系鏡筒２８
内に区画形成される各投影気密室へのパージガスの供給
条件を各別に設定するようにした。これに対して、例え
ば照明系鏡筒２６内に区画形成される各照明気密室４０
や、レチクル室２７、ウエハ室２９等、内部を露光光Ｅ
Ｌが通過するとともにパージガスが供給される空間につ
いても同様に、パージガスの供給条件を設定することが
できる。

【０１０７】・ また、こうした構成において、各区画
室へのパージガスの供給条件を、各区画室の密閉度に応
じて設定するようにしてもよい。一般に、各照明気密室
４０や、各投影気密室４５ａ〜４５ｃは、その密閉度が
比較的高く設定される。一方、レチクル室２７やウエハ
室２９は、その内外の間でレチクルＲやウエハＷといっ
た交換部材の交換が必要であるために、その密閉度が低
くなり易い。そして、各区画室間においてその密閉度に
差が生じる構成では、区画室内のガスを効率よくパージ
ガスに置換するために必要とされるパージガスの量が、
密閉度が低い区画室ほど多くなる。

【０１０８】従って、こうした各区画室の密閉度に応じ
てパージガスの供給条件を設定することで、密閉度の違
いに起因する複数の区画室間での必要なパージガスの量
の差異を、好適に補償することが可能になる。これによ
り、各区画室それぞれへの効率的なパージガスの供給が
可能になり、ひいては露光光ＥＬの過度の減衰をより効
果的に抑制することができる。

【０１０９】・ 前記各実施形態において、レチクル室
２７との連通及びその遮断を切替可能であり、且つ露光
装置の外部との連通及びその遮断を切替可能な予備室を
設けるとともに、この予備室にパージガス供給系及びパ
ージガス排出管を接続するようにしてもよい。また、ウ
エハ室２９との連通及びその遮断を切替可能であり、且
つ露光装置の外部との連通及びその遮断を切替可能な予
備室を設けるとともに、この予備室にパージガス供給系
及びパージガス排出管を接続するようにしてもよい。

【０１１０】これにより、レチクル室２７内のレチクル
Ｒ、及びウエハ室２９内のウエハＷのうちの少なくとも
一方を、パージガスが供給される予備室を介して交換す
ることが可能になる。このため、レチクル室２７やウエ
ハ室２９を外部に直接開放することなく、レチクルＲや
ウエハＷを交換することが可能になり、これら両室２
７，２９への汚染物質や吸光物質の流入を好適に抑制す
ることができる。これにより、その流入に基づく各投影
気密室４５ａ〜４５ｃ内におけるこれら両物質の濃度の
上昇が抑制される。そして、各投影気密室４５ａ〜４５
ｃ内を所定のガス状態に戻すために必要なパージガスの
供給時間を短縮することが可能になり、ひいては、製品
ウエハの製造効率の低下の抑制を図ることができる。

【０１１１】・ 半導体素子の製造に用いられる露光装
置だけでなく、ＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる
露光装置、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプ
レイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレ
ート上へ転写する露光装置、及び薄膜磁気ヘッド等の製
造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ等
へ転写する露光装置などにも本発明を適用することがで
きる。

【０１１２】・ また、露光装置の光源としては、例え
ばＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）や、ＡｒＦ
エキシマレーザ（λ＝１９３ｎｍ）、Ｋｒ₂レーザ（λ
＝１４６ｎｍ）、Ａｒ₂レーザ（λ＝１２６ｎｍ）等を
用いてもよい。また、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイ
バレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波
長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムと
イッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプ
で増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換し
た高調波を用いてもよい。

【０１１３】なお、前記各実施形態の露光装置は、例え
ば次のように製造される。すなわち、まず、照明光学系
３１、投影光学系４１を構成する複数のレンズ、ミラー
及び平行平板３８等の光学素子の少なくとも一部を保持
部材４３，１０２で保持し、この照明光学系３１及び投
影光学系４１を露光装置本体２２に組み込み、光学調整
を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステー
ジＷＳＴ（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチク
ルステージＲＳＴも含む）を露光装置本体２２に取り付
けて配線を接続する。そして、露光光ＥＬの光路内にパ
ージガスを供給するパージガス供給系４８の配管を接続
した上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）
を行う。

【０１１４】ここで、前記保持部材４３，１０２及びそ
の周辺部材を構成する各部品は、超音波洗浄などによ
り、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえ
で、組み上げられる。なお、露光装置の製造は、温度、
湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたク
リーンルーム内で行うことが望ましい。

【０１１５】次に、上述した露光装置をリソグラフィ工
程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説
明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘ
ッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを
示す図である。図７に示すように、まず、ステップＳ２
０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデ
バイス）の機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの
回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパター
ン設計を行う。引き続き、ステップＳ２０２（マスク製
作ステップ）において、設計した回路パターンを形成し
たマスク（レチクルＲ等）を製作する。一方、ステップ
Ｓ２０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガ
ラスプレート等の材料を用いて基板（シリコン材料を用
いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

【０１１６】次に、ステップＳ２０４（基板処理ステッ
プ）において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３で用意した
マスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフ
ィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次
いで、ステップＳ２０５（デバイス組立ステップ）にお
いて、ステップＳ２０４で処理された基板を用いてデバ
イス組立を行う。このステップＳ２０５には、ダイシン
グ工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程
（チップ封入等）等の工程が必要に応じて含まれる。

【０１１７】最後に、ステップＳ２０６（検査ステッ
プ）において、ステップＳ２０５で作製されたデバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こう
した工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷され
る。

【０１１８】図８は、半導体デバイスの場合における、
図７のステップＳ２０４の詳細なフローの一例を示す図
である。図８において、ステップＳ２１１（酸化ステッ
プ）では、ウエハＷの表面を酸化させる。ステップＳ２
１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を
形成する。ステップＳ２１３（電極形成ステップ）で
は、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステッ
プＳ２１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷに
イオンを打ち込む。以上のステップＳ２１１〜Ｓ２１４
のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成
しており、各段階において必要な処理に応じて選択され
て実行される。

【０１１９】ウエハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ
２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷに
感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２１６（露光
ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステ
ム（露光装置）によってマスク（レチクルＲ）の回路パ
ターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ２１
７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、
ステップＳ２１８（エッチングステップ）において、レ
ジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッ
チングにより取り去る。そして、ステップＳ２１９（レ
ジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不
要となったレジストを取り除く。

【０１２０】これらの前処理工程と後処理工程とを繰り
返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パター
ンが形成される。以上説明した本実施形態のデバイス製
造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ２１６）にお
いて上記の露光装置が用いられ、露光光ＥＬの光路をな
す鏡筒に必要に見合った量のパージガスを効率よく供給
することができる。これにより、真空紫外域の露光光Ｅ
Ｌによる解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御
を高精度に行うことができる。従って、結果的に最小線
幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよ
く生産することができる。つまり、デバイスの製造効率
を向上させることができる。

【０１２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本願請求項１に記
載の発明によれば、複数の区画室に対するパージガスの
供給条件を、それぞれの区画室の形成条件に応じて各別
に設定することが可能になり、必要に見合った量のパー
ジガスを効率よく供給することができる。

【０１２２】また、本願請求項２に記載の発明によれ
ば、前記請求項１に記載の発明の効果に加えて、各区画
室へのパージガスの供給条件を好適に設定することがで
きる。また、本願請求項３に記載の発明によれば、前記
請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、
パージガスの供給条件を容易に制御することが可能にな
る。

【０１２３】また、本願請求項４に記載の発明によれ
ば、前記請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載
の発明の効果を簡単な構成で実現することができる。ま
た、本願請求項５に記載の発明によれば、前記請求項４
に記載の発明の効果を簡単な構成で実現することができ
る。

【０１２４】また、本願請求項６に記載の発明によれ
ば、前記請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載
の発明の効果をより効果的に実現することができる。ま
た、本願請求項７に記載の発明によれば、前記請求項１
〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加
えて、光学素子への汚染物質の付着をより効果的に抑制
することができる。

【０１２５】また、本願請求項８に記載の発明によれ
ば、複数の区画室それぞれに対する効率的なパージを行
いつつ、汚染物質の付着による光学素子の曇りや、吸光
物質による吸収に伴う露光光の過度の減衰を効果的に抑
制できる。

【０１２６】また、本願請求項９に記載の発明によれ
ば、デバイスの製造に際し、高集積度のデバイスを歩留
まりよく生産できて、デバイスの製造効率を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の露光装置の第１実施形態を示す概略
構成図。

【図２】 図１の投影光学系の要部を示す概略構成図。

【図３】 第２実施形態の投影光学系の要部を示す概略
構成図。

【図４】 第３実施形態の投影光学系の要部を示す概略
構成図。

【図５】 変形例の投影光学系の要部を示す概略構成
図。

【図６】 変形例の投影光学系の要部を示す概略構成
図。

【図７】 デバイスの製造工程を示すフローチャート。

【図８】 半導体素子の製造工程を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

２１…所定の光源としての露光光源、２７…区画室とし
てのレチクル室、２８…筐体としての投影系鏡筒、２９
…区画室としてのウエハ室、３１…筐体としての照明系
鏡筒、３２…光学素子としてのミラー、３３…光学素子
としてのフライアイレンズ、３４…光学素子としてのリ
レー光学系、３５…光学素子としてのコンデンサレン
ズ、３８…光学素子としての平行平板、４０…区画室と
しての照明気密室、４２，９１〜９４，１０１…光学素
子としてのレンズエレメント、４３，１０２…保持部
材、４５ａ〜４５ｃ，９５ａ〜９５ｄ，１０３ａ〜１０
３ｃ…区画室としての投影気密室、４８，７０，８０…
パージガス供給装置としてのパージガス供給系、６２〜
６４…初期用パージガス供給管、６５〜６７…維持用パ
ージガス供給管、７２，８２〜８３，９８ｂ〜９８ｄ…
パージガス供給管、ＥＬ…露光光、Ｒ…マスク及び交換
部材としてのレチクル、Ｗ…基板及び交換部材としての
ウエハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA21 LA01 NA04 NA17 UA09 5F046 AA22 BA03 CA04 CA08 CB20 CB23 CB24 DA27 DB03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を所定の光が通過するとともに、内
   部に所定の空間が形成されるように区画された複数の区
   画室を有する筐体内へのパージガスの供給方法におい
   て、 前記各区画室の形成条件に応じて、その各区画室毎にパ
   ージガスの供給条件を設定することを特徴とするパージ
   ガスの供給方法。
2. 【請求項２】 前記各区画室毎のパージガスの供給条件
   を、各区画室の内容積及び内表面積の少なくとも一方に
   応じて設定することを特徴とする請求項１に記載のパー
   ジガスの供給方法。
3. 【請求項３】 前記供給条件は、前記各区画室内へのパ
   ージガスの供給流量、及び同パージガスの供給圧力のう
   ち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載のパージガスの供給方法。
4. 【請求項４】 前記供給条件は、前記各区画室内へのパ
   ージガスの供給流量を少なくとも含み、同供給流量は、
   各区画室に接続されるパージガス供給管におけるその軸
   線と交差する断面における開口面積の合計値に基づいて
   設定されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち
   いずれか一項に記載のパージガスの供給方法。
5. 【請求項５】 前記各区画室内へのパージガスの供給流
   量を、各区画室に接続されるパージガス供給管の数に基
   づいて設定することを特徴とする請求項４に記載のパー
   ジガスの供給方法。
6. 【請求項６】 前記形成条件は、前記各区画室内に保持
   される保持部材の形状を含むことを特徴とする請求項１
   〜請求項５のうちいずれか一項に記載のパージガスの供
   給方法。
7. 【請求項７】 前記複数の区画室は、それらの各内壁を
   形成する壁部のうち少なくとも一部が光学素子の表面に
   より構成されてなることを特徴とする請求項１〜請求項
   ６のうちいずれか一項に記載のパージガスの供給方法。
8. 【請求項８】 マスク上に形成されたパターンの像を基
   板上に投影する露光装置において、所定の光源から出射
   され前記マスクを介して基板上に照射される露光光の光
   路 を取り囲むように設けられる筐体と、その筐体の内部に
   区画形成される複数の区画室と、その各区画室内に所定
   のパージガスを供給する供給装置とを備え、その供給装
   置によるパージガスの供給条件を、前記各区画室の形成
   条件に応じて前記各区画室毎に設定するようにしたこと
   を特徴とする露光装置。
9. 【請求項９】 リソグラフィ工程を含むデバイスの製造
   方法において、 前記リソグラフィ工程で請求項８に記載の露光装置を用
   いて露光を行うことを特徴とするデバイスの製造方法。