JP4689064B2 - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置およびデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子の高集積化、微細化の傾向に伴い、ステッパー等の露光装置においては、高い解像力が要求されている。解像力は露光光の波長に比例するため、露光波長は次第に短波長化され、可視域のｇ線（波長４３６ｎｍ）から紫外域のｉ線（波長３６５ｎｍ）へと代わり、最近ではＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）が使用され、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）、更にはＡｒ２レーザ光（波長１２６ｎｍ）の使用が検討されている。
【０００３】
しかし、ＡｒＦエキシマレーザ光程度以下の波長域では、空気中の酸素による吸収が起き、透過率が低下してしまう。そこで、ＡｒＦエキシマレーザ光を使用する露光装置では、露光光の光路の大部分の気体を窒素で置換している。更に、１９０ｎｍ以下の波長域（真空紫外）では窒素でも若干の吸収があるため、その光を透過する別の気体（窒素以外の不活性ガス）で置き換える必要がある。そのような気体の中で、安全性、熱伝導率の良さ、温度による屈折率変化の少なさなどを考慮すると、露光光の光路周辺や光学素子周辺の雰囲気をヘリウムに置換することが最も望ましいと考えられている。
【０００４】
一般に、露光光の光路の大気を他の気体に置換するときは、光路を密閉容器中に内蔵し、その密閉容器の一端を気体の供給口、他端を排出口とし、供給口から置換するガスを供給し、光路全体に置換ガスが充満するように、密閉容器中のガス流路を形成する。そして、対流と分子拡散の作用により密閉容器内の気体を置換する。
【０００５】
密閉容器中にガスを供給すると、容器内に最初から存在していた大気が押し出される。この段階での排出口付近の濃度変化は少ない。次に、対流により希釈された大気が排出される。この段階では、もとの大気の濃度は指数関数的に急速に減少する。その後、濃度の減少速度は次第に鈍くなる。これは、気体が流れにくい淀みでのガス置換が、主に分子拡散によって進められているためであると考えられる。
【０００６】
気体が流れにくい淀みでのガス置換を分子拡散によって進めるのみでは、容器内に最初に存在していた気体の濃度を下げるのに非常に時間がかかってしまう。
【０００７】
一方、真空紫外光の波長域では、酸素に対する連続した吸収帯が存在するため、光路の酸素濃度が高いと光の吸収が極めて大きくなり、露光装置として使用するには酸素濃度を１ｐｐｍ程度以下にする必要がある。しかし、従来のような方法で空気をヘリウムに置換しようとすると、淀みでのガス置換が主に分子拡散によって行われるのみで、所望の酸素濃度にガスを置換するまで時間がかかる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光学素子を内部に有するチャンバー内を減圧するのに有利な露光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の露光装置は、光学素子を内部に有するチャンバーと、
前記チャンバーを支持する定盤と、
ベローズを含み、前記ベローズを介して前記定盤と連結されて前記チャンバーを囲む密閉容器と、
前記チャンバー内および前記密閉容器内を減圧するポンプと、を有することを特徴とする。
【００４２】
なお、上記の露光装置を用いた半導体デバイス製造法も本発明の範疇である。
【００４４】
【発明の実施の形態】
＜露光装置の実施例＞
図１は、本発明の露光装置の実施形態を示す全体構成図である。
【００４５】
図中、露光装置の光源であるレーザー装置１は、露光装置とは別に床または階下に設置されている。レーザー装置１は、波長１６０ｎｍ以下の波長域の真空紫外光を生成するエキシマレーザー装置である。本実施例では、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するＦ２エキシマレーザーを用いるが、他に１２６ｎｍ付近の発振波長を有するAr２レーザー等の紫外線領域の波長を発する光源を用いても良い。
【００４６】
レーザー装置１から射出したレーザービームは、ミラー２、３を介して装置本体に導入される。チャンバー４は、ミラー２、３を含む光路周辺を外気との通気から遮断するため、密閉構造となっている。チャンバー４からの光射出部には、ガラス５が配置されている。このガラス５は、チャンバー４の内側から照射されるレーザー装置１からのレーザービームを透過させ、レーザービームを後述する筐体６に導入する。また、ガラス５は、チャンバー４を、密閉状態を確保して保持されている。
【００４７】
ガラス５は、フッ素化合物からなるガラス材で、具体的には螢石（CaF２）、フッ化マグネシウム（MgF２）、フッ化バリウム（BaF２）、ＳｒＦ２、フッ素ドープ石英のいずれを使用してもよい。これらのガラス材は、１５７nm以下の波長の光に対して高い透過率を示すものである。
なお、チャンバー４内の詳細については後述する。
【００４８】
ガラス５を透過した光は、筐体６に入射し、筐体６内のミラー７を介してレチクル８を照明する。
【００４９】
この筐体６内の詳細についても後述する。
【００５０】
レチクル８は、レチクルステージ９に載置したレチクル保持器１０に載置される。レチクルステージ９は、不図示のレチクルステージ駆動ユニットにより、光軸と直交面内方向であって走査方向であるY方向に駆動される。バーミラー１１は、レチクルステージ９に固定され、干渉計１２によりバーミラー位置を計測し、レチクルステージの位置を計測する。本図においては、干渉計１２が、１つのみ記載され、走査方向である図中座標Y方向に駆動される状態を示しているが、図中座標X方向にも干渉計とバーミラーを配置し、レチクルステージのXY二軸の位置の計測を行っても良い。
【００５１】
レチクル８に描かれたパターン（不図示）は、投影光学ユニット１３により所定の倍率で縮小されて、感光材を塗布したウエハ１４に露光転写される。この投影光学ユニット１３内の詳細についても後述する。
【００５２】
ウエハ１４は、ウエハステージ１５に載置したウエハーチャック１６に載置されている。ウエハステージ１５は、不図示のウエハステージ駆動ユニットにより、光軸と直交面内方向であるＸＹ方向に駆動される。バーミラー１７は、ウエハステージに固定され、干渉計１８によりバーミラー位置を計測し、ウエハステージの位置を計測する。本図においては、干渉計１８が、１つのみ記載され、走査方向である図中座標Y方向に駆動される状態を示している。しかし、ウエハステージは、走査露光後、ウエハをＸ方向にステップ移動させる必要があるので、図中座標X方向にも干渉計とバーミラーを配置し、ウエハステージのXY二軸の位置の計測を行う。
【００５３】
次に、装置構造体について述べる。
【００５４】
主定盤２０は、複数配置された脚１９に載置される。主定盤２０上には、ステージ定盤２１及び鏡筒定盤２２が載置される。
【００５５】
ステージ定盤２１には、ＸＹ平面に平行な基準面が設けられている。前述のウエハステージ１５は、この基準面沿ってＸＹ方向に移動する。本実施例では、ウエハステージ１５は、ステージ定盤２１に対して、気体軸受を用いたガイドによって非接触に支持されている。なお、ウエハステージを支持するガイドは、気体軸受に限られず、ボールやローラを用いた転動型ガイド、あるいは摺動型ガイドを用いてもよい。
【００５６】
鏡筒定盤２２は、前述の投影光学ユニット１３、干渉計１８のほかに、空調ダクト２３および外筒２４を載置している。干渉計１８は、投影光学ユニット１３を支持する鏡筒定盤２２に支持されるため、投影光学ユニット１３を基準としてウエハステージ１５の位置を計測することができる。空調ダクト２３は、後述の循環ユニットからの気体を内部のULPAフィルター２３'（Uitra Low Penetration Air-filter）を介して、投影光学ユニット１３の光軸と直交方向に吹きつけるものである。空調ダクト２３は、干渉計１８の干渉計光路１８'およびウエハ１４、さらに鏡筒定盤２２に略囲われた空間を所定温度で安定させる。これにより、干渉計光路１８'のゆらぎの低減と空間内の温度変化による物体変形の低減を達成する。また、空調ダクト２３は、投影光学ユニット１３の終端からウエハ１４までの露光光路における光吸収物質（例えば酸素）の濃度の低減をはかっている。
【００５７】
また、前述のレチクルステージ９は、外筒２４に設けられた基準面に沿って走査方向であるＹ方向（および場合によってはＸ方向にも）移動する。本実施例では、レチクルステージ１５は、外筒２４に対して、気体軸受を用いたガイドによって非接触に支持されている。なお、レチクルステージを支持するガイドは、気体軸受に限られず、ボールやローラを用いた転動型ガイド、あるいは摺動型ガイドを用いてもよい。
【００５８】
外筒２４は、投影光学ユニット１３の鏡筒定盤２２上面より上部を囲い、露光光束が通過するよう上部に開口部２４'を備えている。さらに、外筒２４は、前述のレチクルステージ９のほか、干渉計１２および空調ダクト２５および筐体６（図中筐体６と外筒接合部は破断線にて省略）を載置している。干渉計１２は、投影光学ユニット１３と一体的に設けられた外筒２４に支持されるため、投影光学ユニット１３を基準としてレチクルステージ９の位置を計測することができる。空調ダクト２５は、後述の循環ユニットからの気体を内部のULPAフィルター２５'を介して投影光学ユニット１３の光軸と直交方向に吹きつけるものである。空調ダクト２５は、干渉計１２の干渉計光路１２'およびレチクル８、さらにレチクル周辺空間を所定温度で安定させる。これにより、干渉計光路１２'のゆらぎの低減とレチクル周辺空間内の温度変化による物体変形の低減を達成する。また、空調ダクト２５は、レチクル８前後の光路における光吸収物質（例えば酸素）の濃度の低減をはかっている。
【００５９】
チャンバー２６は、本実施例においては、装置本体を内部に収納し、外気との通気を遮断する密閉構造となっている。可動部材２７は、ステンレス製ベローズなどからなり、脚１９付近とチャンバー２６を連結し、チャンバー２６の密閉性を確保し、脚１９や主定盤２０との相対変位を吸収できる構造となっている。
【００６０】
また、可動部材２８は、ステンレス製ベローズなどからなり、チャンバー４とチャンバー２６を連結し、チャンバー４とチャンバー２６の密閉性を確保し、支持台３０に載置したチャンバー４とチャンバー２６の相対変位を吸収できる構造となっている。
【００６１】
さらに、可動部材２９は、ステンレス製ベローズなどからなり、チャンバー４と筐体６を連結し、チャンバー４と筐体６の密閉性を確保し、チャンバー４と筐体６の相対変位を吸収できる構造となっている。
【００６２】
なお、可動部材２７、２８、２９は、本実施例においてはステンレス製ベローズを用いるが、密閉性を確保し、相対変位を吸収できる構造であればこれに限るものではなく、ニッケル合金やチタン製の金属ベローズでもよいし、樹脂製ベローズであってもよい。さらにはベローズ以外に、磁性流体シールを用いてもよい。
【００６３】
ロードロック室３１は、レチクル８を搬入または搬出する際に用いるロードロック室であって、不図示の駆動ユニットによる開閉自在のゲートバルブ３２、３３を備えている。支持台３４は、レチクル８の支持台である。レチクル搬送ロボット３５は、レチクル保持器１０へのレチクルの供給および回収を行う。
【００６４】
ロードロック室３６は、ウエハ１４を搬入または搬出する際に用いるロードロック室であり、不図示の駆動ユニットによる開閉自在のゲートバルブ３７、３８を備えている。支持台３９は、ウエハ１４の支持台である。ウエハ搬送ロボット４０は、ウエハチャック１６へのウエハの供給および回収を行う。
【００６５】
次に、チャンバー４、２６及びロードロック室３１、３６内の環境制御、温度制御方法について説明する。
【００６６】
ガス供給源５１は、不活性ガスとしての窒素ガスまたはヘリウムガスのいずれかを供給する。この２種類のガスについては、F2レーザーの光に対して良好な透過率を示すものである。ガス供給源５１は、実質的に酸素を含まないガスを供給する。なお、ここで、「実質的に酸素を含まない」とは、装置の性能に大きく影響を与える程度の酸素を含まないという意味であり、少なくともチャンバー４等に求められる酸素濃度より低い酸素濃度を意味する。
【００６７】
ガス供給源５１からのガスは、配管５２を介して、チャンバー４の光源側の一端に設けられたガス供給口５３に導かれ、チャンバー４内を経由した後、チャンバー４の露光装置側の他端に設けられたガス排出口５４から排出され、配管５５を介して、排気機構５６に排気される。
【００６８】
次に、チャンバー４内のガス流路を図２を用いて説明する。図１と同じ要素については同じ番号を付け、説明は省略する。
【００６９】
レーザー装置１から射出されたレーザービームは、ミラー２によって反射され、ビーム成形光学ユニット２０１により所定のビーム形状に整形たれる。その後、レーザービームは、集光レンズ２０４及び２０７によって、所定の倍率でオプティカルインテグレータ２１０を照射する。オプティカルインテグレータ２１０は、微小レンズを二次元的に配列したものであって、集光レンズ２１３を介して、レチクル８（図１）との共役面２１９を重畳照明する。
【００７０】
なお、ビーム整形光学ユニット２０１は、通気孔２０３を備えた支持台２０２に支持されている。集光レンズ２０４は、通気孔２０６を備えた支持台２０５に支持されている。集光レンズ２０７は、通気孔２０８を備えた支持台２０９に支持されている。オプティカルインテグレータ２１０は、通気孔２１２を備えた支持台２１１に支持されている。集光レンズ２１３は、通気孔２１５を備えた支持台２１４に支持されている。
【００７１】
ガス供給口５３からの気体は、チャンバー４内を光路に沿って流れ、通気孔２０３、２０６、２０８、２１２、２１５、２１８を順次経由してガス排出口５４から排出される。
【００７２】
チャンバー４内のガス流路の概念を図２中に矢印で示す。
【００７３】
チャンバー４内の光学素子間の空間を順次経由する流路を備えることで、各光学素子間の空間の雰囲気を効率よくガス置換することができる。
【００７４】
なお、本実施例においては、ガラス５は、平行平面板を用いているが、これに限られるものではなく、レンズやプリズムなど他の透過素子であってもよい。さらに本実施例においては、オプティカルインテグレータとしてハエノ目を用いた場合について説明しているが、他にロッドインテグレータを用いたり、ハエノ目を直列に複数個使用したり、あるいはハエノ目とロッドインテグレータを組合わせて使用した光学ユニットであってもよい。
【００７５】
なお、チャンバー４内の光学ユニットは、後述の筐体６内の光学ユニットと合わせて、レチクルを照明する照明光学ユニットを形成している。
【００７６】
さらに図１に戻り、本実施形態の露光装置の説明を続ける。
【００７７】
図１において、ガス供給源５７は、窒素ガスまたはヘリウムガスのいずれかのガスを供給する。
【００７８】
ガス供給源５７からのガスは、配管５８を介して、筐体６またはベローズ２９に設けられたガス供給口５９に導かれ、筐体６内を経由した後、筐体６の一端に設けられたガス排出口６０からチャンバー６内に排出される。
【００７９】
筐体６内のガス流路を図２を用いて説明する。図１と同じ要素については同じ番号を付け、説明は省略する。
【００８０】
マスキングブレード３０１は、レチクル８の照明範囲を規定する矩形状の開口を有する。また、矩形状の開口寸法は、レチクルパターン及びレチクル８の位置に応じて不図示の駆動手段により駆動されることで、変更可能である。マスキングブレード３０１の上記矩形開口を形成する遮光板３０１'は、前述のレチクル８との共役面２１９近傍に配置されている。集光レンズ３０２、３０５は、マスキンブブレード３０１で形成される矩形開口部の像を所定の倍率でレチクル８に投影する。
【００８１】
従って、上述のごとく、筐体６内の光学ユニットは、チャンバー４内の光学ユニットと共に、レチクル８を照明する照明光学ユニットの一部を形成している。
【００８２】
なお、遮光板３０１'は、不図示のガイドに沿って移動する構造であり、本実施例では非接触軸受である気体軸受を用いた場合について述べるが、これに限られるものではなく、ボールやローラを用いた転動型ガイド、あるいは摺動型ガイドを用いてもよい。
【００８３】
集光レンズ３０２は、通気孔３０３を備えた支持台３０４に支持され、集光レンズ３０５は支持台３０６に支持されている。
【００８４】
なお、ガス供給口５９からの気体は、筐体６内を光路に沿って流れ、支持台４に設けられた通気孔３０３を経由して集光レンズ３０２と３０５の間の光路を経由後、ガス排出口６０から排出される。筐体６内のガス流路の概念を図２中に矢印で示す。筐体６内の光学素子間を順次経由する流路を備えることで、光学素子間の雰囲気を効率よくガス置換することができる。
【００８５】
また、本実施例においては、ガス排出口６０から排出されるガスをチャンバー２６内に直接流しているが、これに限られるものではない。筐体６からウエハ１４までの光路に配置される光学ユニット、例えば投影光学ユニット１３などにガス排出口６０からのガスを導き、投影光学ユニット内を経由後、チャンバー２６内に排出してもよい。または、ガス排出口６０から排出されるガスを直接回収しても良い。
【００８６】
なお、図２に示した筐体６内の光学ユニットは集光レンズユニットを用いた結像光学ユニットであるが、他に反射屈折型光学ユニットあるいは反射型光学ユニットを用いてもよい。
【００８７】
さらに、マスキングブレード３０１の開口形状は、本実施例においては矩形を使用した場合について説明したが、他に所定の曲率を持った円弧状の開口であってもよい。
【００８８】
また、本実施例においては、ガス供給口５９は、筐体６の光源側の一端に設けられており、ガス排出口６０は、筐体６のレチクル側の一端に設けられているが、これに限られるものではない。例えば、ガス供給口を筐体６のレチクル側の一端に設け、ガス排出口を筐体６の光源側の一端に設けても良い。特に、可動体であるマスキングブレードのある方を下流側としたほうが、筐体６内の雰囲気のガス純度等を考慮すると、望ましい場合がある。
【００８９】
上述のガスの循環方法は、露光中におけるチャンバー４内および筐体６内の気体の置換方法である。しかし、露光前は、チャンバー４内および筐体６内の雰囲気は大気であるので、単に不活性ガスを流すだけでは、光路中の酸素濃度が低下するまでに時間がかかる。
【００９０】
そこで、本発明では、チャンバー４内および筐体６内に不活性ガスを供給する前に、一度または複数回に分けてチャンバー４内および筐体６内の真空引きを行い、内部に最初に存在していた大気を排出する。
【００９１】
ここで、例えばチャンバー４が真空引きされたときに、チャンバー４の内外の圧力差によってチャンバー４が変形すると、チャンバー４が保持している光学素子の位置がずれてしまい、望ましくない。
【００９２】
そこで、本発明では、チャンバー４および筐体６の内外の圧力差を減少させるため、チャンバー４および筐体６をさらに密閉容器で囲んでいる。そして、チャンバー４内および筐体６内の真空引きを行うときに、密閉容器の内部もチャンバー４内および筐体６内の圧力と同じ程度の圧力になるように制御する。これによって、チャンバー４や筐体６の内外の圧力差を減少させ、チャンバー４や筐体６の真空引きの際の変形を抑えることができる。
【００９３】
図３を用いて、上記の密閉容器の説明を行う。
【００９４】
同図において、密閉容器１０１は、照明光学ユニットを有するチャンバー４と筐体６とを囲んでいる。真空ポンプ１０３は、密閉容器１０１内の気体を強制排気し、密閉容器１０１の真空引きを行う。
【００９５】
通気孔１０５Ａは、チャンバー４内部の雰囲気と密閉容器内の雰囲気とを連通している。真空ポンプ１０３が密閉容器１０１の気体を強制排気すると、密閉容器１０１内部が減圧雰囲気となり、チャンバー４内の気体が通気孔１０５Ａを通じて密閉容器１０１中に排出される。これにより、チャンバー４内を真空引きすると共に、チャンバー４内部の圧力と密閉容器内の圧力をほぼ同程度のものとすることができる。
【００９６】
通気孔１０５Ｂは、筐体６内部の雰囲気と密閉容器内の雰囲気とを連通している。真空ポンプ１０３が密閉容器１０１の気体を強制排気すると、密閉容器１０１内部が減圧雰囲気となり、筐体６内の気体が通気孔１０５Ｂを通じて密閉容器１０１中に排出される。これにより、筐体６内を真空引きすると共に、筐体６内部の圧力と密閉容器内の圧力をほぼ同程度のものとすることができる。
【００９７】
上記の構成により、チャンバー４内と筐体６内の真空引きを行うと共に、チャンバー４と筐体６内外の圧力差を減少させることができる。これにより、真空引きした際のチャンバー４と筐体６の変形を軽減することができる。
【００９８】
なお、図３では、チャンバー４と筐体６とを同一の密閉容器で囲んでいるが、これに限るものではなく、それぞれ別の密閉容器に囲んでも良い。また、密閉容器１０１を前述のチャンバー２６と兼用するようにしても良い。
【００９９】
ここで、密閉容器１０１を真空引きすると、密閉容器１０１の内外で圧力差が生じ、変形するおそれがある。密閉容器１０１が、例えばチャンバー４を支持しているとすると、この密閉容器１０１の変形がチャンバー４に伝達されることは望ましくない。そこで、本発明では、密閉容器１０１とチャンバー４との間に変位を発生する変位機構を設けている。
【０１００】
変位機構１０７Ａ、１０７Ｂは、密閉容器１０１が、変形したときに、その変形がチャンバー４に伝達されないように、密閉容器の変形に応じて密閉容器１０１とチャンバー４との間で変位を発生させる。外部に設けられた基準部材１１１を照明光学ユニットの位置決めの基準とし、チャンバー４と基準部材１１１との距離を干渉計１１３によって検出する。干渉計１１３により検出された位置情報の基づいて、変位機構１０７Ａ、１０７Ｂを制御する。
【０１０１】
なお、変位機構１０７Ａ、１０７Ｂは、チャンバー４を６軸方向に制御できることが望ましい。また、変位機構１０７Ａ、１０７Ｂは、密閉容器に対するチャンバー４の支持も行ってよい。また、変位機構１０７Ａ、１０７Ｂは、非接触で変位を与えられるものが望ましい。
【０１０２】
なお、図３では、変位機構はチャンバー４にしか描かれていないが、筐体６にも同様に設けられる。
【０１０３】
また、密閉容器１０１は、露光の際に露光光を通す必要がある。そこで、本発明では、密閉容器１０１に透過窓１１５を設けている。透過窓１１５は、密閉容器１０１内の密閉性を確保するように保持されるとともに、密閉容器の内外に圧力差があっても耐えられる構造となっている。なお、透過窓１１５は、フッ素化合物からなるガラス材で、具体的には蛍石（CaF2）、フッ化マグネシウム（MgF２）、フッ化バリウム（BaF２）、SrF２、フッ素ドープ石英のいずれを使用しても良い。これらのガラス材は、１５７ｎｍ以下の波長の光に対して高い透過率を示すものである。また、本実施例においては、透過窓１１５は、平行平面板を用いているが、これに限られるものではなく、レンズ、プリズム、膜など他の透過素子であっても良い。
【０１０４】
上記のようにチャンバー４内と筐体６内の真空引きを行い、チャンバー４内と筐体６内に最初に存在していた大気を排出した後は、前述した通り、ガス供給口５３やガス供給口５９に不活性ガスを供給し、チャンバー４内と筐体６内の雰囲気を循環させる。このときは、通気孔１０５Ａ、１０５Ｂは閉じられ、図２で述べたガスの経路が確保されるようにする。
【０１０５】
なお、密閉容器内を真空引きすると、透過窓１１５が歪んだり、位置ずれを起こしたりするおそれがある。そこで、透過窓１１５はベローズ（可動体）で密閉容器に対して保持され、不図示のアクチュエータで密閉容器に対して移動可能であってもよい。ここで、透過窓のベローズは、後述する投影光学ユニットについての透過窓１６５のべローズとほぼ同様である。
【０１０６】
なお、図３では、通気孔１０５Ａ、１０５Ｂにより、密閉容器１０１内とチャンバー４、筐体６内との圧力差を軽減していた。しかし、圧力差を軽減するための手段はこれに限られるものではない。例えば、図４に示されるように、密閉容器１０１、チャンバー４および筐体６にそれぞれ真空ポンプ１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃを設け、それぞれの内部圧力を計測して計測結果に基づいて、それぞれの真空ポンプを制御しても良い。また、後述の図６のように、チャンバー４や筺体６に真空ポンプを設け、チャンバー４と密閉容器１０１の間や筐体６と密閉容器１０１の間に通気孔を設けるようにしても良い。
【０１０７】
また、図３において、露光時のチャンバー４内や筐体６内の圧力が、外部の圧力とほぼ同じ場合、密閉容器１０１の密閉性を保つ必要はなくなる。このような場合は、密閉容器１０１に設けられる透過窓１１５は特に必要はなく、例えば真空引き時に閉じられる開閉扉であっても良い。
【０１０８】
また、図３において、露光時はチャンバー４内と筐体６内の不活性ガスの純度は特に高める必要がある。そのため、露光時のチャンバー４内と筐体６内の圧力を陽圧としても良い。これにより、チャンバー４や筐体６の外部から流入するガスを防ぎ、チャンバー４と筐体６の内部の不活性ガスの純度を維持することができる。この際、密閉容器１０１内部の雰囲気も不活性ガスの雰囲気とすれば、密閉容器１０１からチャンバー４や筐体６内にガスが流入しても、チャンバー４や筐体６のガスの純度の低下を軽減することができる。そのため、密閉容器１０１に不活性ガスの供給口や排出口を設けることが望ましい。
【０１０９】
なお、上記のように、密閉容器１０１内を不活性ガスで満たすとしても、チャンバー４や筐体６の内部ほどの純度が望まれるわけではない。例えば、チャンバー４（若しくは筐体６）内、密閉容器１０１内、密閉容器外部、の順に純度を高くしても良い。
【０１１０】
また、上記のように、チャンバー４内や筐体６内の圧力を陽圧とする場合、例えば、チャンバー４（若しくは筐体６）内、密閉容器１０１内、密閉容器外部、の順に圧力を高くするように制御しても良い。
【０１１１】
なお、チャンバー４内や筐体６内を複数回に分けて真空引きする場合、真空引き工程の間に、チャンバー４内や筐体６内を不活性ガスで満たす工程があることが望ましい。複数回に分けて真空引きすることにより、各真空引き工程時の内外圧力差を軽減させ、変形を軽減することができる。また、短時間で酸素濃度を十分に下げることができる。
【０１１２】
図１に戻り、説明を続ける。図１において、ガス供給源５７からのガスは、配管６１を介して、投影光学ユニット１３のウエハ側の一端に設けられたガス供給口６２に導かれ、投影光学ユニット１３内を経由した後、投影光学ユニット１３のレチクル側の他端に設けられたガス排出口６３からチャンバー２６内に排出される。
【０１１３】
投影光学ユニット１３内のガス流路を図５を用いて説明する。図１と同じ要素については同じ番号を付け、説明は省略する。
【０１１４】
レチクル８に描かれたパターンは、レンズ４０２、４０５、４０８、４１１、４１４、４１７、４２０により、ウエハ１４に縮小投影される。４０１は、上記レンズ群の鏡筒である。
【０１１５】
レンズ４０２は、ガス排出口６３を備えた支持台４０４に支持されている。レンズ４０５は、通気孔４０６を備えた支持台４０７に支持されている。レンズ４０８は、通気孔４０９を備えた支持台４１０に支持されている。レンズ４１１は、通気孔４１２を備えた支持台４１３に支持されている。レンズ４１４は、通気孔４１５を備えた支持台４１６に支持されている。レンズ４１７は、通気孔４１８を備えた支持台４１９に支持されている。レンズ４２０及び上記支持台４０７、４０７、４１０、４１３、４１６、４１９は、鏡筒４０１に支持されている。
【０１１６】
ガス供給口６２からの気体は、各支持台に設けられた通気口４１８、４１５、４１２、４０９、４０６を順次経由して、ガス排出口６３から排出される。投影光学ユニット１３内のガス流路の概念を図４中に矢印で示す。投影光学ユニット１３内の光学素子間を順次経由する流路を備えることで、投影光学ユニット１３内の光学素子間の雰囲気を効率よくガス置換することができる。
【０１１７】
なお、本実施例においては、ガス排出口６３から排出されるガスをチャンバー２６内に直接流しているが、これに限られるものではない。ガラス５（図１〜４）からウエハ１４までの光路に配置される光学ユニット、例えば筐体６（図１、図４）などにガス排出口６３からのガスを導き、筐体６内を経由後、チャンバー２６内に排出してもよい。または、ガス排出口６３から排出されるガスを直接回収しても良い。
【０１１８】
また、本実施例においては、投影光学ユニット１３は、屈折型光学ユニットを用いているが、他に反射屈折型光学ユニットあるいは反射型光学ユニットを用いてもよい。
【０１１９】
上述のガスの循環方法は、露光中における投影光学ユニット１３内の気体の置換方法である。しかし、露光前は、投影光学ユニット１３内の雰囲気は大気であるので、単に気体を流すだけでは、光路中の酸素濃度が低下するまでに時間がかかる。
【０１２０】
そこで、本発明では、投影光学ユニット１３内に不活性ガスを供給する前に、一度または複数回に分けて投影光学ユニット１３内の真空引きを行い、内部に最初に存在していた大気を排出する。
【０１２１】
ここで、投影光学ユニット１３が真空引きされたときに、投影光学ユニット１３の内外の圧力差によって投影光学ユニット１３が変形すると、投影光学ユニットのレンズの位置がずれてしまい、望ましくない。
【０１２２】
そこで、本発明では、投影光学ユニット１３の内外の圧力差を減少させるため、投影光学ユニット１３をさらに密閉容器で囲んでいる。そして、投影光学ユニット１３内の真空引きを行うときに、密閉容器の内部も投影光学ユニット１３内の圧力と同じ程度の圧力になるように制御する。これによって、投影光学ユニット１３の内外の圧力差を減少させ、投影光学ユニット１３の真空引きの際の変形を抑えることができる。
【０１２３】
図６を用いて、上記の密閉容器の説明を行う。同図において、密閉容器１５１は、投影光学ユニット１３を囲んでいる。真空ポンプ１５３は、密閉容器１５１内の気体を強制排気し、密閉容器１０１の真空引きを行う。
【０１２４】
通気孔１５５は、投影光学ユニット１３の内部の雰囲気と密閉容器１５１内の雰囲気とを連通している。真空ポンプ１５３が投影光学ユニット１３の気体を強制排気すると、投影光学ユニット１３内部が減圧雰囲気となり、密閉容器１５１内の気体が通気孔１５５を通じて投影光学ユニット１３を介して排出される。これにより、投影光学ユニット１３内および密閉容器１５１内を真空引きすると共に、投影光学ユニット１３内部の圧力と密閉容器１５１内の圧力をほぼ同程度のものとすることができる。
【０１２５】
上記の構成により、投影光学ユニット１３内の真空引きを行うと共に、投影光学ユニット１３の内外の圧力差を減少させることができる。これにより、真空引きした際の投影光学ユニット１３の変形を軽減することができる。
【０１２６】
なお、密閉容器１５１は、前述のチャンバー２６または外筒２４等と兼用するようにしても良い。
【０１２７】
ここで、密閉容器１５１を真空引きすると、密閉容器１５１の内外で圧力差が生じ、変形するおそれがある。密閉容器１５１が、投影光学ユニット１３を支持しているとすると、この密閉容器１５１の変形が投影光学ユニット１３に伝達されることは望ましくない。そこで、本発明では、密閉容器１５１と投影光学ユニットとの間に変位を発生する変位機構を設けている。
【０１２８】
変位機構１５７Ａ、１５７Ｂは、密閉容器１５１が、変形したときに、その変形が投影光学ユニット１３に伝達されないように、密閉容器１５１の変形に応じて密閉容器１５１と投影光学ユニット１３との間で変位を発生させる。外部に設けられた基準部材１１１を投影光学ユニット１３の位置決めの基準とし、投影光学ユニット１３と基準部材１１１との距離を干渉計１６３によって検出する。干渉計１６３により検出された位置情報の基づいて、変位機構１５７Ａ、１５７Ｂを制御する。
【０１２９】
なお、変位機構１５７Ａ、１５７Ｂは、投影光学ユニット１３を６軸方向に制御できることが望ましい。また、変位機構１５７Ａ、１５７Ｂは、密閉容器１５１に対する投影光学ユニット１３の支持も行ってよい。また、変位機構１５７Ａ、１５７Ｂは、非接触で変位を与えられるものが望ましい。
【０１３０】
また、密閉容器１５１は、露光の際に露光光を通す必要がある。そこで、本発明では、密閉容器１５１に透過窓１６５Ａ、１６５Ｂを設けている。透過窓１６５Ａ、１６５Ｂは、密閉容器１５１内の密閉性を確保するように保持されるとともに、密閉容器１５１の内外に圧力差があっても耐えられる構造となっている。
また、密閉容器１５１の変形を考慮して、後述の図７のように、透過窓をベローズで保持して、アクチュエータで移動可能としてもよい。なお、透過窓１６５Ａ、１６５Ｂは、フッ素化合物からなるガラス材で、具体的には蛍石（CaF２）、フッ化マグネシウム（MgF２）、フッ化バリウム（BaF２）、SrF２、フッ素ドープ石英のいずれを使用しても良い。これらのガラス材は、１５７ｎｍ以下の波長の光に対して高い透過率を示すものである。また、本実施例においては、透過窓１６５Ａ、１６５Ｂは、平行平面板を用いているが、これに限られるものではなく、レンズ、プリズム、膜など他の透過素子であっても良い。
【０１３１】
上記のように投影光学ユニット１３内の真空引きを行い、投影光学ユニット１３内に最初に存在していた大気を排出した後は、前述した通り、ガス供給口６２に不活性ガスを供給し、投影光学ユニット１３内の雰囲気を循環させる。このときは、通気孔１５５は閉じられ、図５で述べたガスの経路が確保されるようにする。
【０１３２】
なお、図６では、通気孔１５５により、密閉容器１５１内と投影光学ユニット１３内との圧力差を軽減していた。しかし、圧力差を軽減するための手段はこれに限られるものではない。例えば、図４の場合と同様に、密閉容器１５１と投影光学ユニット１３のそれぞれに真空ポンプ１５３Ａ、１５３Ｂを設け、それぞれの内部圧力を計測して計測結果に基づいて、それぞれの真空ポンプを制御しても良い。または、前述の図３の場合と同様に、密閉容器に真空ポンプを設け、投影光学ユニットと密閉容器の間に通気孔を設けるようにしても良い。
【０１３３】
また、図６において、露光時の投影光学ユニット１３の圧力が、外部の圧力とほぼ同じ場合、密閉容器１５１の密閉性を保つ必要はなくなる。このような場合は、密閉容器１５１に設けられる透過窓１６５Ａ、１６５Ｂは特に必要はなく、例えば真空引き時に閉じられる開閉扉であっても良い。
【０１３４】
また、図６において、露光時は投影光学ユニット１３内の不活性ガスの純度は特に高める必要がある。そのため、露光時の投影光学ユニット１３内の圧力を陽圧としても良い。これにより、投影光学ユニット１３の外部から流入するガスを防ぎ、投影光学ユニット３の内部の不活性ガスの純度を維持することができる。この際、密閉容器１５１内部の雰囲気も不活性ガスの雰囲気とすれば、密閉容器１５１から投影光学ユニット１３内にガスが流入しても、投影光学ユニット１３内のガスの純度の低下を軽減することができる。そのため、密閉容器１５１に不活性ガスの供給口や排出口を設けることが望ましい。
【０１３５】
なお、上記のように、密閉容器１５１内を不活性ガスで満たすとしても、投影光学ユニット１３の内部ほどの純度が望まれるわけではない。例えば、投影光学ユニット１３内、密閉容器１５１内、密閉容器外部、の順に純度を高くするようにしても良い。
【０１３６】
また、上記のように、投影光学ユニット１３内の圧力を陽圧とする場合、例えば、投影光学ユニット１３内、密閉容器１０１内、密閉容器外部、の順に圧力を高くするように制御しても良い。
【０１３７】
なお、投影光学ユニット１３内を複数回に分けて真空引きする場合、真空引き工程の間に、投影光学ユニット１３内を不活性ガスで満たす工程があることが望ましい。複数回に分けて真空引きすることにより、各真空引き工程時の内外圧力差を軽減させ、変形を軽減することができる。また、短時間で酸素濃度を十分に下げることができる。
【０１３８】
次に、図７を用いて、投影光学ユニットを覆う密閉容器の変形例の説明を行なう。同図において、図６と同じ要素については同じ番号を付け、説明を省略する。
【０１３９】
同図において、投影光学ユニット１３は、鏡筒定盤２２に支持されている。また、密閉容器１５１Ａは、投影光学ユニット１３の鏡筒定盤２２より上側を覆っている。また、密閉容器１５１Ｂは、投影光学ユニット１３の鏡筒定盤２２より下側を覆っている。図には示されていないが、密閉容器１５１Ａ内部の空間と密閉容器１５１Ｂ内部の空間は、連通している。
【０１４０】
真空ポンプ１５３Ａは、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂと投影光学ユニット１３との間の空間を真空引きする。また、真空ポンプ１５３Ｂは、投影光学ユニット１３内の気体を真空引きする。これにより、投影光学ユニット１３の内部の圧力と密閉容器１５１内の圧力をほぼ同程度のものとすることは、前述の場合と同様である。なお、通気孔を設け、いずれかに真空ポンプを設けても良いのも、前述の場合と同様である。
【０１４１】
ここで、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂを真空引きすると、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂの内外で圧力差が生じ、変形するおそれがある。この密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂの変形の影響が投影光学ユニット１３に伝達されることは望ましくない。
【０１４２】
そこで、図７の例では、密閉容器１５１Ａと鏡筒定盤２２は、可動体であるステンレス製ベローズ１６７Ａを介して密閉性を保って連結されている。同様に、密閉容器１５１Ｂは、可動体であるステンレス製ベローズ１６７Ｂを介して密閉性を保って連結されている。これにより、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂの内外の圧力差により、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂが変形しても、変形の影響が鏡筒定盤に伝わらないようになっている。従って、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂの変形の影響が投影光学ユニット１３に伝わることはない。なお、鏡筒定盤２２は、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂの内部を減圧にしても、変形は起きにくい。よって、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂ内部を真空引きしたとしても、投影光学ユニット１３が受ける変形の影響は軽減される。
【０１４３】
なお、密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂの変形により、密閉容器に設けられた透過窓１６５Ａ、１６５Ｂが歪んだり、位置ずれを起こしたりするおそれがある。そこで、透過窓１６５Ａ、１６５Ｂは、ベローズ（可動体）１６９Ａ、１６９Ｂでそれぞれ密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂに対して移動可能に保持され、アクチュエータ（不図示）により密閉容器に対して移動可能となっている。密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂが変形を起こしたときは、アクチュエータによって透過窓１６５Ａ、１６５Ｂを投影光学ユニット１３に対して所定の位置関係になるように位置決めする。なお、透過窓１６５Ａ、１６５Ｂの保持は、ベローズに限るものではなく、透過窓１６５Ａ、１６５Ｂを密閉容器１５１Ａ、１５１Ｂに対して移動可能に保持し、密閉容器内の気密性を保てるものであればなんでも良い。
【０１４４】
なお、透過窓１６５Ａ、１６５Ｂの代わりに、前述の開閉扉を設ける場合は、上記のベローズ１６９Ａ、１６９Ｂが必要でないことは言うまでもない。
【０１４５】
再び、図１に戻り、説明を続ける。
【０１４６】
ガス排出口６０、６３からチャンバー２６内に排出されたガスは、チャンバー２６の循環出口７０から排出され、配管７１を介して、気体循環ユニット７２の導入口７３に導かれる。気体循環ユニット７２内で所定の流量に配分されたガスは、気体循環ユニット７２の分配口７４a、７４b、７４c、７４dからそれぞれ排出される。
【０１４７】
分配口７４aから排出されたガスは、配管７５aを介して、チャンバー２６内のほぼ全体のガスをダウンフローにさせるダウンフローダクト７６に導かれ、ダウンフローダクト７６内のULPAフィルター７６'を介してチャンバー２６内に吹き出される。
【０１４８】
分配口７４ｂから排出されたガスは、配管７５ｂを介して、部分ダクト２５に導かれ、前述のごとくレチクル８及び干渉計光路１２'近傍の空間に吹きつけられる。
【０１４９】
分配口７４cから排出されたガスは、配管７５cを介して、外筒２４の気体導入口４１に導かれ、投影光学ユニット１３と外筒２４との間の空間を経由した後、外筒２４の開口部２４'からチャンバー２６内に排出される。
【０１５０】
分配口７４dから排出されたガスは、配管７５dを介して、部分ダクト２３に導かれ、前述のごとくウエハ１４及び干渉計光路１８'近傍の空間に吹きつけられる。
【０１５１】
なお、不図示であるが、気体循環ユニット７２内部では、導入口からのガス中の不純物を取り除くためのケミカルフィルタが備えられている。
【０１５２】
また、気体循環ユニット７２内部には、不図示の温調装置が設けられている。温調装置は、露光装置内部に設けられた温度計７７ａ〜７７ｄの検出結果に基づき、制御装置７８の指令により所定温度に制御する。
【０１５３】
なお、前述のガス供給源５７からのガスは、予めガス供給源５７内で所定温度に制御されてもよいし、配管５８、６１が上述のごとく温度制御された空間を経由してガス供給口５９、６２に到達する間に所定温度になるよう配管経路を決定してもよい。
【０１５４】
図１において、高圧ガス供給装置７９は、チャンバー２６内のガスの一部を配管８０にて回収し、所定のガス圧力に上昇させた後、配管８１aを介してウエハーステージ１５の気体軸受（不図示）へ、配管８１bを介してレチクルステージ９の気体軸受（不図示）へ、そして配管８１cを介してマスキングブレード３０１（図４）の気体軸受（不図示）へそれぞれ供給する。チャンバー２６内のパージガスである不活性ガスを気体軸受の作動流体として用いることで、チャンバー２６内の環境は、所定の状態に維持することができる。
【０１５５】
次に、図８を用いて高圧ガス供給装置７９の内部概略構成を以下に述べる。
【０１５６】
配管８０からのガスの圧力を圧力ゲージ７０１で検出し、制御装置７８（図１）でコントロールバルブ７０２を制御することで、所定流量に制御する。コントロールバルブで所定の流量に制御されたガスは、回収ポンプ７０３を通って、バッファータンク７０４によりガスが貯められ、そして圧縮機７０５にて所定圧力に加圧され、配管８１a〜８１cに流される。また、圧力ゲージ７０１とコントロールバルブ７０２の間でガス流路は分岐され、排気ポンプ７０６にて排気される。この排気量は、バッファータンク７０４に設けた圧力ゲージ７０７の検出結果に応じて、排気の必要が生じた時に、マスフローコントローラ７０８によって制御される。なお、マスフローコントローラ７０８は、圧力ゲージ７０７の検出結果により、制御装置７８（図１）によって、制御される。
【０１５７】
上記構成によれば、チャンバー２６内の気圧は、常に一定の圧力に制御することが可能である。これにより、気圧変動の影響を受けやすい光学特性、例えば投影光学ユニット１３（図１）の性能の維持を可能にする。
【０１５８】
また、チャンバー２６内の気圧と外気圧との相対圧力差を所定の値に維持することも可能である。この場合は、圧力ゲージ７０１を差圧計にして、配管８０内（つまりチャンバー２６内）の圧力と外気との圧力差を検出することで達成できる。
【０１５９】
さらに、チャンバー２６内とチャンバー４内の相対気圧差を所定の値に維持することも可能である。この場合は、上述の差圧計で配管８０内（つまりチャンバー２６内）とチャンバー４内の相対気圧差を検出することで達成できる。
【０１６０】
また、チャンバー２６に前述の密閉容器１０１や密閉容器１５１の機能を持たせても良い。
【０１６１】
図１において、ガス供給源５７からのガスは、配管８２を介して、ウエハ用のロードロック室３６に供給され、内部を置換しながら配管８３を介して排気機構８６に排気される。同様に、ガス供給源５７のガスは配管８４を介してレチクル用のロードロック室３１に供給され、内部を置換しながら配管８５を介して排気機構８６に排気される。
【０１６２】
なお、ガス供給のタイミングについては、ゲートバルブ３２もしくは３７が開けられ、レチクルやウエハが支持台３４、３９に載置された後、ゲートバルブ３２，３７が閉じられ、その後、ガス供給源に備えられたバルブ（不図示）と排気機構８６内に備えられたバルブ（不図示）とを制御装置７８の指令によって開放しておこなわれる。
【０１６３】
ロードロック室３１、３６内が所定の状態になったら制御装置７８の指令によりバルブを閉じてガス供給を停止する。更に、ゲートバルブ３３及び３８を開け、搬送手段３５及び４０によりレチクル８及びウエハ１４が装置内に搬入される。
【０１６４】
レチクル８もしくはウエハ１４を装置外に搬出する場合は、ゲートバルブ３２，３３，３７，３８が閉じられた状態でガス供給が開始され、各々のロードロック室内が所定の状態に達した所でガス供給を停止する。次にゲートバルブ３３、３８を開け、搬送手段３５、４０にてレチクル８及びウエハ１４を装置から搬出し、ロードロック室３１、３９内の支持台３４、３９に載置する。載置後、ゲートバルブ３３，３８は閉じられ、今度はゲートバルブ３２、３７を開けてレチクル８、ウエハ１４を不図示の手段で取出す。
【０１６５】
上記説明においては、レチクル８とウエハ１４の装置への搬入及び搬出を同時に述べたが、レチクル８とウエハ１４の搬入、搬出を個別に行ってもよいのは言うまでもない。
【０１６６】
またロードロック室３１、３６をガス置換するのは、ゲートバルブ３３，３８を開けた時に、チャンバー２６内の環境に影響を与えないようにするためのものであって、これは周知の通りである。
【０１６７】
さらに、レチクル８のパターン面へのゴミの付着防止の目的でペリクル（不図示）を使用する場合、レチクル８とペリクルとペリクルを支持するためのペリクルフレーム（不図示）とで囲まれた空間もパージガス置換するのが望ましく、均圧孔付ペリクルフレーム（ペリクルフレーム内外を連通させる通気孔付）を使用するのが望ましい。
【０１６８】
排気口８７は、チャンバー２６内のガスを排気するための排気口である。
【０１６９】
装置の運転を開始する際、チャンバー２６内部及び気体循環ユニット７２内は大気状態である。
【０１７０】
従って、装置立上げ時は、ガス供給源５７から投影光学ユニット１３及び筐体６へのガス供給を開始するとともに、排気口８７から配管８８を介して、排気機構８６への排気も行う。この排気動作のＯＮ／ＯＦＦは、排気手段８６内に備えたバルブ（不図示）を、制御装置７８で制御することで行う。
【０１７１】
チャンバー２６内及びこの循環ユニットが所定の置換状態に達したら、排気口８７からの排気を停止し、露光動作可能状態になる。
【０１７２】
排気口８７からの排気を停止するタイミングの判断は、排気開始から所定時間に達したかどうかで制御装置７８が自動で判断して排気停止指令を送ってもよいし、チャンバー２６内もしくはその循環ユニット内の所定箇所にガス検出計（不図示）を配置し、その検出結果に基づき制御装置７８が自動で判断して排気停止指令を送ってもよい。
【０１７３】
また、装置の運転を開始する際に、チャンバー４及び２６の置換状態をより短時間で所定状態にしたい場合、あるいはロードロック室３１及び３６内はレチクルやウエハ交換毎に大気開放と置換状態を繰り返すものであるため、より短時間で置換を終了しスループットを向上させる場合は、真空ポンプを用いて排気手段５６、８６から大気を強制排気して、チャンバー４，２６内およびロードロック室３１，３６内を真空にした後に上述した方法でガスパージを行っても良い。この場合は、チャンバー４，２６およびロードロック室３１，３６は、真空状態時における変形が装置性能に影響しないよう十分な剛性が必要となる。
【０１７４】
図１の実施例においては、可動部材２７、２８、２９を用いているため、真空時にチャンバー４、２６の変形が生じたとしても、隣接する構成要素の変形が直接伝わるのを防止している。
【０１７５】
なお、チャンバー内およびロードロック室内を真空状態にした後にガス供給するこの一連の動作は、必要であれば複数回繰り返してもよい。真空引きを１回のみ行ってパージする場合に比べて複数回繰り返せば、チャンバー内およびロードロック室内の到達真空度が相対的に低真空（絶対圧が高い）で済み、真空ポンプや真空対応部品のコストが大幅に軽減できる。本発明の置換方法では、最後の真空引きが終わってからヘリウムを導入することとし、その前のパージには窒素を用いることが望ましい。
【０１７６】
さらに、図１の実施形態によれば、チャンバー４内部をメンテナンス等で大気に開放する場合でも、チャンバー２６側は、パージ状態を維持することが可能で、その反対にチャンバー２６内部を大気開放する場合でもチャンバー４側は、パージ状態を維持することが可能である。
【０１７７】
＜実施形態２＞
図１４は、本発明にかかる実施形態２を説明する図である。図１４を用いて、照明光学ユニットを覆う密閉容器の変形例の説明を行なう。
【０１７８】
同図において、図３と同じ構成要素については同じ参照番号を付け、その説明は省略するものとする。
【０１７９】
同図において、照明光学ユニットを構成するチャンバー４及び筐体６は、照明ユニット定盤１０２２に支持されている。また、密閉容器１０１はチャンバー４及び筐体６を覆っている。
【０１８０】
真空ポンプ１０３Ａは密閉容器１０１とチャンバー４及び筐体６との間の内部空間の気圧を真空にする。また、同様に真空ポンプ１０３Ｂはチャンバー４内部の気圧を真空にし、真空ポンプ１０３Ｃは筐体６内部の気圧を真空にする。これにより、チャンバー４及び筐体６の内部の圧力と密閉容器１０１内部の圧力をほぼ同程度のものとすることができる。
【０１８１】
なお、実施形態１で説明したように、チャンバー４と密閉容器１０１の間や、筐体６と密閉容器１０１との間に通気孔を設け、いずれかに真空ポンプを設けてるようにしてもよい。
【０１８２】
ここで、密閉容器１０１を真空引きすると、密閉容器１０１の内側と外側で圧力差が生じ、変形するおそれがある。この密閉容器１０１の変形の影響がチャンバー４または筐体６に伝達されることは望ましくない。そこで、図１４の構成では、密閉容器１０１と照明ユニット定盤１０２２は、可動体であるステンレス製ベローズ１１６７を介して、圧力差により生じた変形を吸収することにより密閉性を保って連結されている。これにより、密閉容器１０１の内外の圧力差により、密閉容器１０１が変形しても、変形の影響が定盤に伝わらないようになっている。従って、密閉容器１０１の変形の影響がチャンバー４及び筐体６に伝わることはない。
【０１８３】
なお、照明ユニット定盤１０２２は、密閉容器１０１の内部を減圧にしても変形は起きにくいものであるので、密閉容器１０１内部を真空引きしたとしても、照明ユニット定盤１０２２がチャンバー４、筐体６に与える変形の影響は小さい。
【０１８４】
一方、密閉容器１０１の変形により、密閉容器に設けられた透過窓１１５が歪んだり、位置ずれを起こしたりするおそれがある。そこで、透過窓１１５は、可動体であるベローズ１１６９によりそれぞれ密閉容器１０１に対して移動可能に保持され、不図示のアクチュエータにより密閉容器に対して移動可能となっている。密閉容器１０１が、内外の圧力差により変形を起こしたときは、アクチュエータによって透過窓１１５を筐体６に対して所定の位置関係になるように位置決めすることが可能である。
【０１８５】
なお、透過窓１１５の保持は、ベローズに限るものではなく、透過窓１１５を密閉容器１０１に対して移動可能に保持し、密閉容器内の気密性を保つことが可能な部材であればよい。
【０１８６】
また、透過窓１１５の代わりに、実施形態１で説明したように真空引き時に負圧によって閉じるような開閉扉を設ける場合は、上記のベローズ１１６９は必要でないことは言うまでもない。
【０１８７】
また、図３に示すような基準部材１１１と定盤１０２２が剛に接続されている場合、図３における、変位機構１０７Ａ、１０７Ｂによる位置決めは不要となる。
【０１８８】
本実施形態において、チャンバー４及び筐体６を保持する照明ユニット定盤１０２２は、前述の実施形態の投影光学ユニット１３を保持する鏡筒定盤２２（図７参照）と一体的に設けても良い。また、本実施形態の密閉容器１０１は、前述の実施形態の密閉容器１５１（図７参照）と同一の構成部材であっても良い。
【０１８９】
さらに、このようにチャンバーを密閉容器で囲む構成は、投影光学ユニットや照明ユニットに限られるものではない。例えば、ウエハステージ空間やレチクルステージ空間をチャンバーで囲み、このチャンバーを密閉容器で囲む構成であっても良い。そして、その密閉容器は、同一の構成部材であって良い。
【０１９０】
＜半導体生産システムの実施例＞
次に、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行うものである。
【０１９１】
図９は全体システムをある角度から切り出して表現したものである。図中、１１０１は半導体デバイスの製造装置を提供するベンダー（装置供給メーカー）の事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッチング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置等）を想定している。事業所１１０１内には、製造装置の保守データベースを提供するホスト管理システム１１０８、複数の操作端末コンピュータ１１１０、これらを結んでイントラネットを構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１０９を備える。ホスト管理システム１１０８は、ＬＡＮ１１０９を事業所の外部ネットワークであるインターネット１１０５に接続するためのゲートウェイと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を備える。
【０１９２】
一方、１１０２〜１１０４は、製造装置のユーザーとしての半導体製造メーカーの製造工場である。製造工場１１０２〜１１０４は、互いに異なるメーカーに属する工場であっても良いし、同一のメーカーに属する工場（例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良い。各工場１１０２〜１１０４内には、夫々、複数の製造装置１１０６と、それらを結んでイントラネットを構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１１と、各製造装置１１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホスト管理システム１１０７とが設けられている。各工場１１０２〜１１０４に設けられたホスト管理システム１１０７は、各工場内のＬＡＮ１１１１を工場の外部ネットワークであるインターネット１１０５に接続するためのゲートウェイを備える。
【０１９３】
これにより各工場のＬＡＮ１１１１からインターネット１１０５を介してベンダー１１０１側のホスト管理システム１１０８にアクセスが可能となり、ホスト管理システム１１０８のセキュリティ機能によって限られたユーザーだけがアクセスが許可となっている。具体的には、インターネット１１０５を介して、各製造装置１１０６の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダー側に通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの保守情報をベンダー側から受け取ることができる。
【０１９４】
各工場１１０２〜１１０４とベンダー１１０１との間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ１１１１でのデータ通信には、インターネットで一般的に使用されている通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用する変わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用することもできる。
【０１９５】
また、ホスト管理システムはベンダーが提供するものに限らずユーザーがデータベースを構築して外部ネットワーク上に置き、ユーザーの複数の工場から該データベースへのアクセスを許可するようにしてもよい。
【０１９６】
さて、図１０は本実施形態の全体システムを図９とは別の角度から切り出して表現した概念図である。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユーザー工場と、該製造装置のベンダーの管理システムとを外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複数のベンダーの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置のそれぞれのベンダーの管理システムとを工場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ通信するものである。
【０１９７】
図中、１２０１は製造装置ユーザー（半導体デバイス製造メーカー）の製造工場であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここでは例として露光装置１２０２、レジスト処理装置１２０３、成膜処理装置１２０４が導入されている。なお図１０では製造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の工場が同様にネットワーク化されている。
【０１９８】
工場内の各装置はＬＡＮ１２０６で接続されてイントラネットを構成し、ホスト管理システム１２０５で製造ラインの稼動管理がされている。一方、露光装置メーカー１２１０、レジスト処理装置メーカー１２２０、成膜装置メーカー１２３０などベンダー（装置供給メーカー）の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠隔保守を行なうためのホスト管理システム１２１１,１２２１,１２３１を備え、これらは上述したように保守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備える。
【０１９９】
ユーザーの製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム１２０５と、各装置のベンダーの管理システム１２１１,１２２１,１２３１とは、外部ネットワーク１２００であるインターネットもしくは専用線ネットワークによって接続されている。このシステムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダーからインターネット１２００を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えることができる。
【０２００】
半導体製造工場に設置された各製造装置はそれぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモリやハードディスク、あるいはネットワークファイルサーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフトウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例えば図１１に一例を示す様な画面のユーザーインターフェースをディスプレイ上に提供する。
【０２０１】
各工場で製造装置を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種（１４０１）、シリアルナンバー（１４０２）、トラブルの件名（１４０３）、発生日（１４０４）、緊急度（１４０５）、症状（４０６）、対処法（４０７）、経過（４０８）等の情報を画面上の入力項目に入力する。入力された情報はインターネットを介して保守データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が保守データベースから返信されディスプレイ上に提示される。またウェブブラウザが提供するユーザーインターフェースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能（１４１０〜１４１２）を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダーが提供するソフトウェアライブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができる。
【０２０２】
ここで、保守管理システムが提供する保守情報には、上記説明したチャンバー内の酸素濃度に関する情報も含まれ、また前記ソフトウェアライブラリはガス供給装置の切り替えやチャンバー内の酸素濃度の制御等を実現するための最新のソフトウェアも提供する。
【０２０３】
次に上記説明した生産システム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１２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（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ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、上記用意した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。
【０２０４】
前工程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守のための情報がデータ通信される。
【０２０５】
図１３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）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。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。
【０２０６】
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。各工程で使用する製造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
【０２０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学素子を内部に有するチャンバー内を減圧するのに有利な露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 露光装置の全体構成図である。
【図２】本発明にかかる露光装置の照明光学ユニットの構成図である。
【図３】 本発明にかかる露光装置の照明光学ユニットの構成図である。
【図４】本発明にかかる露光装置の本発明の照明光学ユニットにおける別の構成図である。
【図５】 本発明にかかる露光装置の投影光学ユニットの構成図である。
【図６】 本発明にかかる露光装置の投影光学ユニットの構成図である。
【図７】 本発明にかかる露光装置の投影光学ユニットにおける別の構成図である。
【図８】 図１の照明光学ユニットの部分的な構成を説明する図である。
【図９】 コンピュータネットワークの全体システムの概略図である。
【図１０】 コンピュータネットワークの全体システムの概略図である。
【図１１】表示装置の表示画面を示す図である。
【図１２】 半導体デバイス製造プロセスのフローを示す図である。
【図１３】 ウエハプロセスのフローを示す図である。
【図１４】本発明にかかる第2の実施形態として、照明光学ユニットを覆う密閉容器の変形例を説明する図である。

Claims (9)

1. 露光装置であって、
   光学素子を内部に有するチャンバーと、
   前記チャンバーを支持する定盤と、
   ベローズを含み、前記ベローズを介して前記定盤と連結されて前記チャンバーを囲む密閉容器と、
   前記チャンバー内および前記密閉容器内を減圧するポンプと、
   を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記ポンプは、前記密閉容器内の排気を行なうことで前記チャンバー内の排気を行うことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記チャンバーは、前記密閉容器内と連通している通気孔を有することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記チャンバーは、照明光学ユニットの少なくとも一部の光学素子を内部に有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
5. 前記チャンバーは、投影光学ユニットの少なくとも一部の光学素子を内部に有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
6. 前記チャンバー内に不活性ガスを供給する手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
7. 前記チャンバーは、真空紫外光の光路の少なくとも一部を囲むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
8. 前記密閉容器は、露光光を透過する窓と、前記窓を保持するベローズと、を有し、
   前記チャンバーに対して所定の位置関係になるように前記窓を位置決めするためのアクチュエータをさらに有することを特徴にする請求項１に記載の露光装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置を用いてウエハを露光する工程と、
   前記工程で露光されたウエハを現像する工程と、
   を有することを特徴とするデバイス製造方法。

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