JP2000091192A

JP2000091192A - 露光装置

Info

Publication number: JP2000091192A
Application number: JP10255780A
Authority: JP
Inventors: Masao Takiguchi; 雅夫滝口
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2000-03-31
Also published as: KR20000022789A; US6191843B1

Abstract

(57)【要約】【課題】照明光学系の表面温度が高くなった場合でも
レチクルアライメント検出系の検出精度に悪影響を及ぼ
さない。【解決手段】マスクＲに照明光を照射する照明光学系
２０を有し、マスクＲを介して照明光で基板Ｐを露光す
る。照明光学系２０の少なくとも一部が支持されて配置
される筺体内に清浄化された気体を供給する気体供給装
置３９と、筺体、またはその周辺の温度を調整する温度
調整装置４７とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明光学系から照
射される照明光でマスクを照明し、マスクに形成された
パターンを基板に露光する露光装置に関し、特に、照明
光学系の少なくとも一部を筺体内に配置する際に用いて
好適な露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような露光装置としては、例えば
図５に示すものがある。この図に示す露光装置１は、チ
ャンバ２の内部に露光装置本体３および温度調整装置４
を配置してなるものである。露光装置本体３は、照明光
学系５と、レチクル（マスク）Ｒを保持するレチクルス
テージ６と、投影光学系７と、基板Ｐを保持する基板ス
テージ８とを主体として構成され、チャンバ２内の温度
調整室１１に収容されている。

【０００３】照明光学系５は、図６に示すように、光源
９から発生する光束から必要な波長を選択し、且つ均一
な照明分布にした露光光によりレチクルステージ６上に
保持されたレチクルＲを照明するものである。投影光学
系７は、露光光で照明されたレチクルＲのパターンＰＡ
の像を基板ステージ８上に保持された基板Ｐに投影する
ものである。

【０００４】また、照明光学系５とレチクルステージ６
との間には、レチクルアライメント検出系１０が配設さ
れている。レチクルアライメント検出系１０は、基板ス
テージ８上に配置された基準マークＦＭを投影光学系７
を介して検出するとともに、レチクルＲ上に形成された
アライメント用のレチクルマーク（マーク）ＲＭを検出
するものである。そして、これらの検出結果に基づいて
レチクルＲと基板ステージ８の座標とのズレを算出する
ことにより、レチクルＲと基板ステージ８との位置合わ
せが行われる。

【０００５】温度調整装置４は、リターンダクト１２か
ら取り込む温度調整室１１内の空気および外気取り入れ
口１３から取り込んだ空気を所定の温度に調整するとと
もに、温度調整された空気を隔壁１４の吹き出し口（導
入口）１５から温度調整室１１へ送出するものである。
吹き出し口１５には、空気中の塵埃を除去するためのフ
ィルタ（不図示）が配設されている。

【０００６】そして、温度調整室１１は、温度調整装置
４によって温度調整され、且つフィルタによって塵埃を
除去したクリーンな空気が放出されることにより、一定
の温度、清浄度を有する環境に維持されている。

【０００７】ところで、近年、照明光学系５内の光学素
子、例えばガラス部品の表面に粒子が付着して、レチク
ルＲのパターンＰＡを基板Ｐに投影する際の照度が急激
に低下するという現象が起こっている。この現象は、例
えば光源９としてＡｒＦエキシマレーザを使用した場
合、発光スペクトル線が酸素の吸収スペクトル領域と重
なり、酸素の吸収による光利用効率の低下や、温度調整
室１１内の空気中に含まれる化学物質が照明光学系５内
の光源９から発生する紫外線（特にｉ線より短い波長の
光等）により光化学反応を起こすことで硫酸アンモニウ
ムを生成し、これがガラス部品に付着することに起因す
るものである。

【０００８】この対策として、照明光学系５を容器内に
収容するとともに、光源９周辺を除く照明光学系５内を
密閉度を高くした上で、その中をＮ₂ガス等の光の吸収
が少なく光化学反応に対して不活性な気体で充満させる
ことで光化学反応を起こしにくくする、いわゆるＮ₂パ
ージという方式が採られている。そして、この方式を採
用することにより、照明光学系５内のガラス部品に付着
する硫酸アンモニウム等の不純物が減少し、不純物を除
去する作業間隔を大幅に長くすることができるようにな
った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の露光装置には、以下のような問題が存在
する。照明光学系５は、光源９を含む光の通路なので、
かなりの発熱がある。そのため、従来の照明光学系５で
は、照明光学系５部分全体からの空気への放熱や、図６
に示すように、吸気口１６から取り入れた空気を排熱ダ
クト１７から排出することで照明光学系５内全般の排熱
が行われ、照明光学系５を構成する光学素子の表面温度
が高くなりすぎることはなかった。

【００１０】ところが、Ｎ₂パージによって、光源９を
除く他の光学素子を、密閉度を高くした状態で分離した
ので、密閉された部分の排熱が阻害されＮ₂パージ領域
に熱がこもってしまい、この部分の表面温度が高くなっ
てしまった。

【００１１】照明光学系５の表面温度が高くなると、該
照明光学系５周辺の気温が上昇し、熱による空気ゆらぎ
が発生する。そのため、照明光学系５の真近にあるレチ
クルアライメント検出系１０では、この空気ゆらぎによ
り、上記基準マークＦＭおよびレチクルマークＲＭを検
出する際の精度が悪化してしまうという問題が発生して
いた。

【００１２】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、照明光学系の表面温度が高くなった場合で
もレチクルアライメント検出系の検出精度に悪影響を及
ぼさない露光装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の構成を採用している。本発明の露
光装置は、マスク（Ｒ）に照明光を照射する照明光学系
（２０）を有し、マスク（Ｒ）を介して照明光で基板
（Ｐ）を露光する装置（１８）において、照明光学系
（２０）の少なくとも一部（２３〜２８）が支持されて
配置される筺体（２１）内に清浄化された気体を供給す
る気体供給装置（３９）と、筺体（２１）、またはその
周辺の温度を調整する温度調整装置（４７、４９、５
４）とを備えたことを特徴とするものである。

【００１４】従って、本発明の露光装置では、照明光学
系（２０）のうち、光源（９）を除く少なくとも一部
（２３〜２８）を支持して配置した筐体（２１）内に、
気体供給装置（３９）が清浄化された気体、例えばＮ₂
等の光化学反応に対して不活性な気体を供給することが
できる。そして、排熱が阻害されて筐体（２１）の表面
温度が高くなったときには、温度調整装置（４７、４
９、５４）が筐体（２１）、またはその周辺の温度を調
整することにより、照明光学系（２０）の周辺の気温が
上昇してしまうことを防止できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置の第１の
実施の形態を、図１および図２を参照して説明する。こ
こでは、露光装置を、例えば投影型の露光装置とする場
合の例を用いて説明する。これらの図において、従来例
として示した図５および図６と同一の構成要素には同一
符号を付し、その説明を簡略化する。

【００１６】図１は、露光装置１８の概略構成図であ
る。露光装置１８は、チャンバ２の内部に露光装置本体
３、空調装置（温度制御装置）１９を配置するととも
に、ステージ制御系３６、アライメント制御系３７、主
制御系３８を備えてなるものである。露光装置本体３
は、照明光学系２０と、レチクルＲを保持するレチクル
ステージ６と、投影光学系７と、基板Ｐを保持する基板
ステージ８とを主体として構成され、これらはチャンバ
２内の温度調整室（所定空間）１１に収納されている。

【００１７】照明光学系２０は、図２に示すように、光
源９から発生する照明光によりレチクルＲに形成された
パターンＰＡを照明するものであって、筺体２１と、該
筺体２１内に配設される光源９、楕円鏡２２、折り曲げ
ミラー２３，２４、インプットレンズ２５、干渉フィル
ター２６、フライアイインテグレータ２７、リレーレン
ズ２８、レチクルブラインド（不図示）および筺体２１
の先端に配設されるコンデンサレンズ２９とから概略構
成されている。

【００１８】そして、これら光源９、折り曲げミラー２
３、インプットレンズ２５、干渉フィルター２６、フラ
イアイインテグレータ２７、リレーレンズ２８、レチク
ルブラインド、折り曲げミラー２４およびコンデンサレ
ンズ２９は、レチクルＲへ照明するための光路に沿って
順次列設されている。

【００１９】楕円鏡２２は、光源９が射出した光束を集
光するものである。折り曲げミラー２３，２４は、入射
した光束をそれぞれ折り曲げるように反射するものであ
る。インプットレンズ２５は、折り曲げミラー２３で折
り曲げられた光束をほぼ平行な光束にするものである。
干渉フィルター２６は、入射した光束のうち露光に必要
な波長（ｇ線やｉ線）のみを通過させるものである。

【００２０】フライアイインテグレータ２７は、干渉フ
ィルター２６を通過した光束の照度分布を均一にするも
のである。リレーレンズ２８は、フライアイインテグレ
ータ２７で照度分布が均一にされた光束をほぼ平行な光
束にするものである。レチクルブラインドは、レチクル
Ｒに対する照明領域を設定するものである。コンデンサ
レンズ２９は、レチクルブラインドで設定された照明領
域の像をレチクルＲに結像させるものである。

【００２１】筺体２１は、カバーガラスを含む隔壁３０
によって、光源室３１とＮ₂パージ室３２とに分離され
ている。カバーガラスは、合成石英からなり、照明光が
通過する領域を包含する大きさに定められている。光源
室３１には、光源９および楕円鏡２２が収容されてい
る。また、この光源室３１には、吸気口１６および排熱
ダクト１７が設けられている。そして、吸気口１６から
取り入れた空気を排熱ダクト１７から排出することによ
り、光源９が発した熱を排熱する構成になっている。

【００２２】Ｎ₂パージ室３２には、折り曲げミラー２
３，２４、インプットレンズ２５、干渉フィルター２
６、フライアイレンズ（オプチカル・インテグレータ）
２７、リレーレンズ２８、レチクルブラインドが収容さ
れている。また、このＮ₂パージ室３２には、Ｎ₂ガス
（気体）を導入して該Ｎ₂パージ室３２内をＮ₂ガスで充
満させるためのＮ₂導入口３３が形成されている。

【００２３】このＮ₂導入口３３には、Ｎ₂供給装置（気
体供給装置）３９が接続されている。Ｎ₂供給装置３９
は、Ｎ₂導入口３３を介してＮ₂パージ室３２内にフィル
ター等により清浄化されたＮ₂ガスを供給するものであ
る。また、このＮ₂供給装置３９には、Ｎ₂温度調整部
（気体温度調整部）４０が付設されている。Ｎ₂温度調
整部４０は、Ｎ₂供給装置３９によってＮ₂パージ室３２
内に供給されるＮ₂ガスの温度を調整するものである。

【００２４】レチクルステージ６は、載置されたレチク
ルＲを保持するものであって、Ｘ−Ｙ平面内で二次元的
に移動可能になっている。そして、このレチクルステー
ジ６には、ステージ制御系３６が接続されている。

【００２５】投影光学系７は、照明光で照明されたレチ
クルＲのパターンＰＡの像を基板ステージ８上に保持さ
れた基板Ｐに投影するものであって、その鏡筒７ａは露
光装置本体３内の第一架台９に固定されている。この第
一架台９の内側には、プレートアライメント検出系３４
が取り付けられている。プレートアライメント検出系３
４は、基板Ｐ上に形成された基板マークＰＭおよび基板
ステージ８上に設けられた基準マークＦＭを検出するも
のである。

【００２６】基板ステージ８は、基板Ｐを保持した状態
で、Ｘ−Ｙ平面内で二次元的に移動するとともに、Ｚ方
向にも移動可能になっている。そして、基板ステージ８
のＸ−Ｙ平面の座標は、レーザ干渉式測長器３５が基板
ステージ８上に設けられた移動鏡８ａにレーザ発振器３
５ａから発するレーザビームを照射することにより計測
されている。

【００２７】また、基板ステージ８には、ステージ制御
系３６が接続されている。ステージ制御系３６には、レ
ーザ干渉式測長器３５が接続されている。ステージ制御
系３６は、レチクルステージ６をＸ−Ｙ平面内で移動さ
せて所定位置に配置するとともに、レーザ干渉式測長器
３５が計測した結果に基づいて、基板ステージ８をＸ−
Ｙ平面内で移動させて所定位置に配置するものである。
また、ステージ制御系３６は、基板ステージ８をＺ方向
に移動させて、レチクルＲのパターン像を投影光学系７
を介して基板Ｐ上に合焦させるように制御する構成にも
なっている。

【００２８】さらに、基板ステージ８の上方、且つ投影
光学系７の側方には、フォーカス検出系ＡＦが配置され
ている。フォーカス検出系ＡＦは、レチクルＲに形成さ
れたパターンＰＡを基板Ｐ上に投影した際の結像状態に
関する情報を検出するものである。そして、このフォー
カス検出系ＡＦの検出結果は、主制御系３８に出力され
る。

【００２９】一方、レチクルステージ６の上方の、照明
光学系２０との間には、レチクルアライメント検出系１
０が配設されている。レチクルアライメント検出系１０
は、基板ステージ８上に配置された基準マークＦＭを投
影光学系７を介して検出するとともに、レチクルＲ上に
形成されたアライメント用のレチクルマークＲＭを検出
するものである。そして、レチクルアライメント検出系
１０およびプレートアライメント検出系３４には、アラ
イメント制御系３７が接続されている。

【００３０】アライメント制御系３７は、レチクルアラ
イメント検出系１０およびプレートアライメント検出系
３４の検出結果に基づいて、投影光学系７と基板ステー
ジ８との間のアライメントを行うものである。主制御系
３８は、フォーカス検出系ＡＦの検出結果に基づき、ス
テージ制御系３６およびアライメント制御系３７を統括
して制御するものである。

【００３１】空調装置１９は、温度調整室１１内の温度
を制御するものであって、流通路４１に配置された温調
機４２と送風機４３とを主体として構成されている。流
通路４１は、リターンダクト１２、吹き出しダクト４４
を備え、温度制御されたエア（気体）が吹き出しダクト
４４から隔壁１４の吹き出し口１５を介して温度調整室
１１内に導かれるとともに、温度調整室１１内からリタ
ーンダクト１２を経て再度吹き出しダクト４４へ到って
循環するように形成されている。また、リターンダクト
１２から取り込まれるエアは、外気取り入れ口１３から
取り込まれるエアと混合される構成になっている。な
お、図示していないが、外気取り入れ口１３の近傍に
は、ＨＥＰＡフィルタとケミカルフィルタとが設けられ
ており、クリーンルーム内から流入するエア（空気）か
ら塵埃、有機物、アンモニウムイオン、硫酸イオンなど
を除去している。

【００３２】温調機４２は、リターンダクト１２および
外気取り入れ口１３を介して取り込んだエアの温度を制
御するものであって、ヒータ４５およびクーラ４６を備
えている。送風機４３は、温調機４２で温度制御された
エアに圧力を加えて吹き出しダクト４４へ向けて送出す
るものである。

【００３３】また、空調装置１９には、温度調整装置４
７が付設されている。温度調整装置４７は、温度調整さ
れたエアを送出することで筺体２１周辺の温度を調整す
るものであって、導入ダクト（第１導入路）４８、エア
の温度を制御する温調機および温度制御されたエアを送
出する送風機を備えるものであるが、本実施の形態では
空調装置１９の温調機４２、送風機４３を兼用する構成
になっている。

【００３４】導入ダクト４８は、一方の開口端が吹き出
し口１５に臨むように隔壁１４に取り付けられている。
そして、導入ダクト４８の他方の開口端は、筺体２１の
周辺、特に照明光学系２０とこれに隣接するレチクルア
ライメント検出系１０との間にエアを導くように配置さ
れている。

【００３５】上記の構成の露光装置の作用について以下
に説明する。まず、チャンバ２の温度調整室１１内に
は、空調装置１９の温調機４２により温度制御されたエ
アが送風機４３により吹き出しダクト４４から吹き出し
口１５を通って層流状態で送出される。このとき、エア
は、フィルタで塵埃、イオンなどが除去されるため、化
学的にも清浄化された状態で温度調整室１１内に送出さ
れる。

【００３６】そして、空調装置１９は、温度調整室１１
内のエアをリターンダクト１２から取り込むとともに、
外気取り入れ口１３からエアを取り込んで、再度、温調
機４２および送風機４３を通過させる。これにより、温
度調整室１１内は、エアが流通路４１で循環しながら温
度制御および塵埃除去を繰り返すことにより、一定の温
度、清浄度（クリーン度）に維持される。

【００３７】一方、吹き出し口１５から送出されたエア
の一部は、温度調整装置４７の導入ダクト４８によっ
て、照明光学系２０とレチクルアライメント検出系１０
との間に導かれ、筺体２１およびその周辺の温度を調整
する。

【００３８】そして、図２に示すように、筺体２１の光
源室３１においては、光源９から発生する熱が、吸気口
１６から取り入れたエアを排熱ダクト１７から排出する
ことで排熱される。また、Ｎ₂パージ室３２では、Ｎ₂供
給装置３９から供給されたＮ ₂ガスがＮ₂温度調整部４０
で温度調整された後に、Ｎ₂導入口３３から導入されて
充満されている。

【００３９】そして、次に、主制御系３８がステージ制
御系３６およびアライメント制御系３７に指令を出し
て、投影光学系７と基板ステージ８との間のアライメン
トを行う。

【００４０】すなわち、アライメント制御系３７の指令
に基づいて、レチクルアライメント検出系１０が基板ス
テージ８上の基準マークＦＭと、レチクルＲ上のレチク
ルマークＲＭとを投影光学系７を介して検出する。この
とき、ステージ制御系３６は、レーザ干渉式測長機３５
が計測した結果に基づいて、レチクルアライメント検出
系１０が基準マークＦＭおよびレチクルマークＲＭを検
出できる位置に基板ステージ８およびレチクルステージ
６をＸ−Ｙ平面内で移動させる。レチクルアライメント
検出系１０が基準マークＦＭおよびレチクルマークＲＭ
を検出したときの基板ステージ８の座標位置は、レーザ
干渉式測長機３５が計測する。

【００４１】次に、プレートアライメント検出系３４
が、基板ステージ８上の基準マークＦＭを検出する。こ
のときの、基板ステージ８の座標位置は、上記と同様
に、レーザ干渉式測長機３５が計測する。そして、両計
測結果の座標のずれを算出した後に、算出結果に基づい
てレチクルステージ６を移動させることにより、基板ス
テージ８と投影光学系７を介したレチクルＲとの位置合
わせが行われる。

【００４２】続いて、露光工程において、光源９から射
出された光束は、楕円鏡２２で集光された後に、隔壁
（カバーガラス）３０を透過し折り曲げミラー２３に入
射して折り曲げられる（反射する）。反射した光束は、
インプットレンズ２５でほぼ平行にされた後に、干渉フ
ィルター２６に入射して、露光に必要な波長のみが通過
する。

【００４３】干渉フィルター２６を通過した光束は、フ
ライアイインテグレータ２７で照度分布を均一にされた
後に、リレーレンズ２８で再度ほぼ平行にされる。そし
て、レチクルブラインドでレチクルＲに対する照明領域
が設定された光束は、コンデンサレンズ２９を通過して
照明光としてレチクルＲを照明する。

【００４４】照明光で照明されたレチクルＲのパターン
ＰＡの像は、基板Ｐ上に投影されて露光される。なお、
基板Ｐ上のパターンＰＡの結像状態は、フォーカス検出
系ＡＦが検出している。そして、結像状態が所定通りで
ない場合は、主制御系３８がステージ制御系３６に指令
を出して、基板ステージ８をＺ方向に移動させて、上記
パターンＰＡの像を基板Ｐ上に合焦させる。

【００４５】本実施の形態の露光装置では、空調装置１
９によって温度調整室１１内の温度を一定に維持できる
とともに、Ｎ₂パージ室３２の温度が高くなり筺体２１
の表面温度が高くなっても、温度調整装置４７の導入ダ
クト４８が吹き出し口１５から送出される清浄化され、
且つ温度制御されたエアの一部を照明光学系２０とレチ
クルアライメント検出系１０との間に導いて、この間を
所定温度に調整、維持することができる。そのため、本
実施の形態の露光装置では、照明光学系２０周辺で温度
上昇による空気ゆらぎの発生を防止することができるの
で、レチクルアライメント検出系１０の検出精度が悪化
することを防止できる。

【００４６】また、本実施の形態の露光装置では、Ｎ₂
供給装置３９が供給するＮ₂ガスをＮ ₂温度調整部が温度
調整しているので、Ｎ₂パージ室３２内の温度上昇を抑
制することもでき、上記導入ダクト４８を用いた温度調
整を一層効果的に行うことができる。さらに、本実施の
形態の露光装置では、温度調整装置４７が空調装置１９
の温調機４２および送風機４３を兼用しているので、別
途各機を装備する必要がなく、装置を小型にすることが
できる。

【００４７】図３は、本発明の露光装置の第２の実施の
形態を示す図である。この図において、図１および図２
に示す第１の実施の形態の構成要素と同一の要素につい
ては同一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施
の形態と上記の第１の実施の形態とが異なる点は、温度
調整装置の構成である。

【００４８】すなわち、この図に示す温度調整装置４９
は、導入ダクト（第２導入路）５０とエアの温度を制御
する温調機４２および温度制御されたエアに圧力を加え
て送出する送風機５１を備えている。温度調整装置４９
は、この送風機５１を独立に有しているが、温調機４２
を空調装置１９と兼用する構成になっている。

【００４９】導入ダクト５０は、一方の開口端が隔壁５
２に取り付けられており、他方の開口端が筺体２１の周
辺、特に照明光学系２０とこれに隣接するレチクルアラ
イメント検出系１０との間にエアを導くように配置され
ている。隔壁５２は、隔壁１４と独立するように該隔壁
１４に隣接配置されている。また、隔壁５２には、エア
が吹き出す吹き出し口５３が形成されている。

【００５０】吹き出し口５３には、エア中の塵埃を除去
するためのフィルタや有機物、イオンなどを除去するフ
ィルタ（不図示）が配設されている。そして、送風機５
１は、空調装置１９の送風機４３が送出するエアの一部
を分岐したものを吹き出し口５３に向けて送出する構成
になっている。他の構成は、上記第１の実施の形態と同
様である。

【００５１】本実施の形態の露光装置では、上記第１の
実施の形態と同様の作用、効果が得られることに加え
て、導入ダクト５０が隔壁１４の吹き出し口１５とは別
の入口である吹き出し口５３から温度制御されたエアの
一部を筺体２１の周辺に導くので、吹き出し口１５から
層流状態で温度調整室１１内へ送出されるエアの流れを
導入ダクト５０が乱すことを防止できる。したがって、
エアの流れが乱れた際に、導入ダクト５０周辺の圧力が
低下することによりエア中に含まれる微小な塵埃が、例
えば導入ダクト５０の上部に溜まってしまうことを防止
でき、温度調整室１１内のクリーン度を保持することが
できる。

【００５２】また、本実施の形態の露光装置では、温度
調整装置４９が送風機５１を独立して有しているので、
導入ダクト５０を通して導くエアの流量を独立して調整
することが可能になる。そのため、筺体２１周辺に送出
するエアの流量を、筺体２１の表面温度等、状況に応じ
て容易に調整することが可能になる。

【００５３】図４は、本発明の露光装置の第３の実施の
形態を示す図である。この図において、図３に示す第２
の実施の形態の構成要素と同一の要素については同一符
号を付し、その説明を省略する。第３の実施の形態と上
記の第２の実施の形態とが異なる点は、温度調整装置の
構成である。

【００５４】すなわち、この図に示す温度調整装置５４
は、導入ダクト５０と、エアの温度を制御する温調機５
５と、温度制御されたエアに圧力を加えて送出する送風
機５１と、温度センサ（不図示）を備えている。したが
って、本実施の形態の露光装置では、温度調整装置５４
と空調装置１９とが、それぞれ独立して温調機および送
風機を並行状態で有する構成になっている。

【００５５】温調機５５は、取り込んだエアの温度を制
御するものであって、ヒータ５６およびクーラ５７を備
えている。この温調機５５に取り込まれるエアは、リタ
ーンダクト１２および外気取り入れ口１３を介して導入
されたエアを一旦混合した後に、空調装置１９用と温度
調整装置５４用とに分岐されたものである。

【００５６】導入ダクト５０は、一方の開口端が隔壁５
８に取り付けられており、他方の開口端が筺体２１の周
辺、特に照明光学系２０とこれに隣接するレチクルアラ
イメント検出系１０との間にエアを導くように配置され
ている。隔壁５８は、隔壁１４と独立するように該隔壁
１４と離間して配置されている。

【００５７】また、隔壁５８には、エアが吹き出す吹き
出し口５３および上記温度センサが配設されている。温
度センサは、送風機５１によって送出されたエアの温度
を検出するものである。そして、この温度調整装置５４
では、温度センサの検出結果に基づいて温調機５５、す
なわちヒータ５６およびクーラ５７を駆動する構成にな
っている。

【００５８】本実施の形態の露光装置では、上記第２の
実施の形態と同様の作用、効果が得られることに加え
て、温度調整装置５４が温調機５５を独立して有してい
るので、温度調整室１１内の温度に係わらず、筺体２１
周辺に送出するエアの温度を、該筺体２１の表面温度等
の状況に応じて温度調整室１１内とは異なる温度にも容
易に調整することができる。

【００５９】さらに、本実施の形態の露光装置では、温
度センサが筺体２１周辺に送出するエアの温度を検出
し、この検出した温度に基づいて温調機５５がエアの温
度を調整するので、エアの温度をモニタしながら、予め
設定した温度に調整することも可能になる。

【００６０】なお、上記実施の形態において、導入ダク
ト４８，５０が照明光学系２０とこれに隣接するレチク
ルアライメント検出系１０との間にエアを導く構成とし
たが、これに限られることなく、プレートアライメント
検出系３４の周辺やレチクルＲ上のレチクルマークＲＭ
を検出する他の光学系の周辺に温度調整されたエアを導
くような構成や、導入ダクトを複数設け、各導入ダクト
が上記複数の他の光学系周辺に温度調整されたエアをそ
れぞれ送出する構成であってもよい。

【００６１】また、筐体２１を覆うように流体の流路を
設ける、例えば筐体２１を二重構造として、その間に流
体を供給するように構成し、筐体２１を直接冷却（温
調）するようにしてもよい。このとき、冷媒は、気体で
も液体でもよく、液体としてはフロリナート（商品名）
などを用いることができる。

【００６２】また、上記実施の形態において、筺体２１
周辺の温度を調整する温度調整装置を、導入ダクトから
温度調整されたエアを送出する構成としたが、これに限
定されることなく、例えば、Ｎ₂供給装置３９およびＮ₂
温度調整部４０によって筺体２１内に供給されるＮ₂ガ
スの温度を調整することで筺体２１の表面温度を調整す
る構成としてもよい。この場合、この構成は、温度調整
室１１内との温度差を大きくできないため、調整可能な
温度幅を小さく限定する必要があり、補助的に使うこと
が好ましい。

【００６３】さらに、筺体２１内に供給される気体をＮ
₂ガスとしたが、例えば、ヘリウムなどを含む光化学反
応に対して不活性なガスや、有機物やイオンなどが除去
された化学的にクリーンなドライエア（例えば、湿度が
５％程度以下の乾燥空気）を用いてもよい。

【００６４】また、上記第２の実施の形態において、温
度調整装置４９が温調機を空調装置１９と兼用する構成
としたが、これに限定されるものではなく、送風機を空
調装置１９と兼用する構成であってもよい。

【００６５】一方、筺体２１内に照明光学系２０を構成
する光学素子の一部を収納する構成としたが、これに限
定されることなく、照明光学系２０を構成する全ての光
学素子を筺体２１内に収納してもよい。また、これら照
明光学系２０を構成する光学素子の一部をチャンバー２
の外に配置する構成でもよい。

【００６６】なお、基板Ｐとしては、液晶表示素子用の
ガラス基板や半導体デバイス用の半導体ウエハ、薄膜磁
気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用
いられるマスクまたはレチクル基板（合成石英、シリコ
ンウエハ）等が適用される。露光装置としては、レチク
ルＲと基板Ｐとを静止した状態でレチクルＲのパターン
ＰＡを露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステッ
プ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ
ー）でも、レチクルＲと基板Ｐとを同期移動してレチク
ルＲのパターンＰＡを露光するステップ・アンド・スキ
ャン方式の走査型露光装置（スキャニング・ステッパ
ー）にも適用することができる。

【００６７】さらに、投影光学系７を用いない、ミラー
プロジェクション方式の等倍露光装置（アライナー）
や、プロキシミティ方式やコンタクト方式の露光装置な
どにも適用可能である。

【００６８】露光装置の種類としては、半導体製造用の
露光装置、角型のガラス基板に液晶表示素子パターンを
露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素
子（ＣＣＤ）あるいはレチクルなどを製造するための露
光装置などにも広く適用できる。

【００６９】また、照明光学系２０の光源９として、超
高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎ
ｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）などを用いることがで
きる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高周波な
どを用いてもよい。

【００７０】投影光学系７の倍率は、縮小系のみならず
等倍および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系
７としては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場
合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材
料を用い、Ｆ₂レーザを用いる場合は反射屈折系または
屈折系の光学系にする。

【００７１】基板ステージ８やレチクルステージ６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よい。また、各ステ
ージ６、８は、ガイドに沿って移動するタイプでもよ
く、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよ
い。

【００７２】基板ステージ８の移動により発生する反力
は、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。レチクルステージ６の移動により発生する反
力は、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。

【００７３】複数の光学素子から構成される照明光学系
２０および投影光学系７をそれぞれ露光装置本体３に組
み込んでその光学調整をするとともに、多数の機械部品
からなるレチクルステージ６や基板ステージ８を露光装
置本体３に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調
整（電気調整、動作確認等）をすることにより本実施の
形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装
置の製造は、温度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。

【００７４】液晶表示素子や半導体デバイス等のデバイ
スは、各デバイスの機能・性能設計を行うステップ、こ
の設計ステップに基づいたレチクルを製作するステッ
プ、ガラス基板、ウエハを製作するステップ、前述した
実施の形態の露光装置によりレチクルのパターンをガラ
ス基板、ウエハに露光するステップ、各デバイスを組み
立てるステップ、検査ステップ等を経て製造される。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る露
光装置は、気体供給装置が照明光学系の少なくとも一部
を配置する筺体内に気体を供給し、温度調整装置が筺
体、またはその周辺の温度を調整する構成となってい
る。これにより、この露光装置では、照明光学系が配置
された筺体、またはその周辺の温度を調整、維持するこ
とができる。そのため、照明光学系の照度が低下するこ
とを防止した上で、照明光学系周辺で空気ゆらぎの発生
を防止できるという効果が得られる。

【００７６】請求項２に係る露光装置は、温度調整装置
が筺体周辺に温度制御された気体を送出する構成となっ
ている。これにより、この露光装置では、温度制御され
た気体を送出することで、照明光学系が配置された筺
体、またはその周辺の温度を調整、維持することができ
る。そのため、照明光学系周辺で空気ゆらぎの発生を防
止できるという効果が得られる。

【００７７】請求項３に係る露光装置は、温度調整装置
が照明光学系とそれに隣接する装置との間に温度制御さ
れた気体を送出する構成となっている。これにより、こ
の露光装置では、温度制御された気体を送出すること
で、照明光学系とそれに隣接する装置との間の温度を調
整、維持することができ、照明光学系周辺で空気ゆらぎ
の発生を防止できるという効果が得られる。

【００７８】請求項４に係る露光装置は、マスク上のマ
ークを検出する光学系の少なくとも一部が、照明光学系
に隣接する構成となっている。これにより、この露光装
置では、マークを検出する光学系の周辺に空気ゆらぎが
発生することを防止できるので、空気ゆらぎにより検出
精度が悪化してしまうことを防止できるという優れた効
果が得られる。

【００７９】請求項５に係る露光装置は、気体温度調整
部が筺体に供給する気体の温度を調整する構成となって
いる。これにより、この露光装置では、筺体の温度を気
体を介して調整できるので、温度調整装置による温度調
整が一層効果的に行えるという効果が得られるととも
に、筺体に供給する気体を用いて該筺体の表面温度およ
び筺体周辺の温度を調整することにより、空気ゆらぎの
発生を防止することもできるという効果が得られる。

【００８０】請求項６に係る露光装置は、装置本体を収
納するチャンバーと、チャンバー内の所定空間の温度を
制御する温度制御装置とを更に備える構成となってい
る。これにより、この露光装置では、チャンバー内の所
定空間の温度が制御されている状態で、さらに温度調整
装置が筺体、またはその周辺の温度を調整、維持するた
め、照明光学系周辺で空気ゆらぎの発生を一層効率的に
防止できるという効果が得られる。

【００８１】請求項７に係る露光装置は、温度調整装置
が温度制御装置によって温度制御された気体の一部を筺
体周辺に導く第１導入路を有する構成となっている。こ
れにより、この露光装置では、温度調整装置に温調機や
送風機を設ける必要がなくなり、装置の小型化やコスト
ダウンが実現するという優れた効果が得られる。

【００８２】請求項８に係る露光装置は、温度調整装置
が、温度制御された気体の一部を筺体周辺に導く第２導
入路を有し、この第２導入路が、所定空間に温度制御さ
れた気体を導く導入口とは別の入口とされる構成となっ
ている。これにより、この露光装置では、導入口から層
流状態で所定空間内へ導かれる気体の流れを第２導入路
が乱すことを防止でき、したがって、気体の流れが乱れ
ることで気体中に含まれる微小な塵埃が溜まってしまう
ことを防止でき、所定空間内のクリーン度を保持できる
という効果が得られる。

【００８３】請求項９に係る露光装置は、温度制御装置
が送風機および温調機を有し、温度調整装置がこれら送
風機と温調機との少なくとも一方を兼用する構成となっ
ている。これにより、この露光装置では、温度調整装置
に温調機や送風機の少なくとも一方を設ける必要がなく
なり、装置の小型化やコストダウンが実現するという優
れた効果が得られる。

【００８４】請求項１０に係る露光装置は、送風機と温
調機とが、温度制御装置および温度調整装置にそれぞれ
独立して設けられる構成となっている。これにより、こ
の露光装置では、筺体周辺に送出する気体の流量や所定
空間内とは異なる温度を状況に応じて容易に調整するこ
とが可能になるという優れた効果が得られる。

【００８５】請求項１１に係る露光装置は、照明光を基
板上に投射する投影光学系が所定空間に配置される構成
となっている。これにより、この露光装置では、投影型
露光装置において照明光学系周辺で空気ゆらぎの発生を
効率的に防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、温度調整装置、Ｎ ₂供給装置および温度調整装置を
備えた露光装置の概略構成図である。

【図２】本発明の露光装置を構成する照明光学系が筺
体内に配置された概略構成図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図であっ
て、送風機を独立して有する温度調整装置が配置された
露光装置の概略構成図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示す図であっ
て、温調機および送風機を独立して有する温度調整装置
が配置された露光装置の概略構成図である。

【図５】従来技術による空調装置を備えた露光装置の
一例を示す概略構成図である。

【図６】従来技術の露光装置を構成する照明光学系が
筺体内に配置された概略構成図である。

【符号の説明】

Ｐ基板Ｒレチクル（マスク）ＲＭレチクルマーク（マーク）２チャンバー３露光装置本体７投影光学系１１温度調整室（所定空間）１５吹き出し口（導入口）１８露光装置１９空調装置（温度制御装置）２１筺体３９Ｎ₂供給装置（気体供給装置）４０Ｎ₂温度調整部（気体温度調整部）４２，５５温調機４３，５１送風機４７，４９，５４温度調整装置４８導入ダクト（第１導入路）５０導入ダクト（第２導入路）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクに照明光を照射する照明光学系を
有し、前記マスクを介して前記照明光で基板を露光する
装置において、前記照明光学系の少なくとも一部が支持されて配置され
る筺体内に清浄化された気体を供給する気体供給装置
と、前記筺体、またはその周辺の温度を調整する温度調整装
置とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記温度調整装置は、前記筺体周辺に温
度制御された気体を送出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】前記温度調整装置は、前記照明光学系と
それに隣接する装置との間に前記温度制御された気体を
送出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】前記照明光学系に隣接する装置は、前記
マスク上のマークを検出する光学系の少なくとも一部を
含むことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】前記気体供給装置は、前記筺体に供給す
る気体の温度を調整する気体温度調整部を有することを
特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の露光装
置。
【請求項６】前記照明光学系の少なくとも一部を含む
装置本体を収納するチャンバーと、該チャンバー内の所定空間の温度を制御する温度制御装
置とを更に備えることを特徴とする請求項１から５のい
ずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】前記温度制御装置は、前記所定空間内に
温度制御された気体を送出し、前記温度調整装置は、前
記温度制御された気体の一部を前記筺体周辺に導く第１
導入路を有することを特徴とする請求項６に記載の露光
装置。
【請求項８】前記温度制御装置は、前記所定空間内に
温度制御された気体を送出し、前記温度調整装置は、前
記所定空間に前記温度制御された気体を導く導入口とは
別の入口から前記温度制御された気体の一部を前記筺体
周辺に導く第２導入路を有することを特徴とする請求項
６に記載の露光装置。
【請求項９】前記温度制御装置は、前記気体を送出す
る送風機と、前記気体の温度を制御する温調機とを有
し、前記温度調整装置は、前記送風機と前記温調機との少な
くとも一方を兼用することを特徴とする請求項７または
８に記載の露光装置。
【請求項１０】前記温度制御装置と前記温度調整装置
とは、それぞれ独立に前記気体を送出する送風機と、前
記気体の温度を制御する温調機とを有することを特徴と
する請求項８に記載の露光装置。
【請求項１１】前記照明光を前記基板上に投射する投
影光学系を更に備え、前記所定空間には、前記投影光学
系が配置されることを特徴とする請求項６に記載の露光
装置。