JP2006128192A - 保持装置、鏡筒、及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鏡筒の内部空間の気密性を維持し、光学素子の結像性能を維持できる光学素子の保持装置を提供する。
【解決手段】保持装置１は、鏡筒の内部空間Ｋ１と、内部空間Ｋ１とは異なる外部空間Ｋ２との境界に配置される光学素子２Ｆを保持するものであって、光学素子２Ｆの周縁部３８を支持する第１枠部材４１と、第１枠部材４１に取り付けられ、光学素子２Ｆの表面のうち、周縁部３８よりも内側の内周面３９に対向する対向面４３を有する第２枠部材４２と、内部空間Ｋ１と外部空間Ｋ２との間の気体の流通を抑制するために、内周面３９と対向面４３との間に、対向面４３に接触し且つ内周面３９に対して非接触状態で配置される第１シール部材３０とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光学素子を保持する保持装置、鏡筒、及び露光装置、並びにデバイス製造方法に関するものである。

半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、所謂フォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。投影光学系は複数の光学素子を備えており、それら光学素子は鏡筒を含む保持装置で保持される。下記特許文献１には、光学素子を保持する保持装置に関する技術の一例が開示されている。特許文献１に開示されている保持装置は、光学素子をキネマティックに保持するものであって、例えば光学素子が熱膨張しても光学素子に歪みを生じさせることなく保持できるので、投影光学系の結像性能を維持できるため有効である。
特開２００２−１６２５４９号公報

ところが、上記従来技術には以下に述べる問題があった。例えば、露光光として真空紫外光を用いる場合、露光光の通過する空間である光路空間内に酸素分子、水分子、二酸化炭素分子、有機物などといった、かかる波長域の光に対し強い吸収特性を備える物質である吸光物質が存在していると、露光光は吸光物質によって吸収され十分な光強度で基板上に到達できない。そのため、露光光ＥＬの通過する光路空間である鏡筒の内部空間を所定ガス（具体的には不活性ガス）で満たす構成が考えられる。ところが、上記特許文献１に開示されている保持装置においては、光学素子と保持部との間に隙間が形成されているため、鏡筒の内部空間の気密性が維持されない。そのため、鏡筒の内部空間を所定ガスで置換しようとしても、前記隙間を介して鏡筒の内部空間と外部空間との間でガスが流通し、鏡筒の内部空間を前記所定ガスで満たすことができない不都合が生じる。すると、露光光は吸光物質によって吸収され十分な光強度で基板上に到達できなくなり、露光精度の劣化を招くこととなる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、鏡筒の内部空間の気密性を維持し、光学素子の結像性能を維持できる光学素子の保持装置、及び鏡筒を提供することを目的とする。また、そのような保持装置及び鏡筒に保持された光学素子を有する投影光学系を使って、基板を良好に露光できる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図１１に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明の第１の態様に従えば、第１空間（Ｋ１）と、第１空間（Ｋ１）とは異なる第２空間（Ｋ２）との境界に配置される光学素子（２Ｆ）を保持する保持装置であって、光学素子（２Ｆ）の周縁部（３８）を支持する第１枠部材（４１）と、第１枠部材（４１）に取り付けられ、光学素子（２Ｆ）の表面のうち、周縁部（３８）よりも内側の内周面（３９）に対向する対向面（４３）を有する第２枠部材（４２）と、第１空間（Ｋ１）と第２空間（Ｋ２）との間の気体の流通を抑制するために、内周面（３９）と対向面（４３）との間に、対向面（４３）に接触し且つ内周面（３９）に対して非接触状態で配置される第１シール部材（３０）とを備えた保持装置（１）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、第１シール部材が、第１空間と第２空間との気体の流通を抑制するので、気密性を維持することができる。また、第１シール部材は光学素子の内周面に対して非接触状態で配置されているので、光学素子は第１シール部材から力を受けることなく、良好に保持される。

本発明の第２の態様に従えば、複数の光学素子（２Ａ〜２Ｆ）を保持する鏡筒において、複数の光学素子（２Ａ〜２Ｆ）のうち、鏡筒（ＰＫ）の内部空間（Ｋ１）と鏡筒（ＰＫ）の外部空間（Ｋ２）との間に配置される光学素子（２Ｆ）を、上記態様の保持装置（１）で保持する鏡筒（ＰＫ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、第１シール部材によって鏡筒の内部空間の気密性を維持することができる。したがって、鏡筒の内部空間を所定ガスで良好に置換することができる。

本発明の第３の態様に従えば、投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）は、複数の光学素子（２Ａ〜２Ｆ）で構成され、複数の光学素子（２Ａ〜２Ｆ）のうち、投影光学系（ＰＬ）の最も像面側に配置される光学素子（２Ｆ）を、上記態様の保持装置（１）で保持する露光装置（ＥＸ１、ＥＸ２）が提供される。

本発明の第３の態様によれば、投影光学系の最も像面側に配置される光学素子に歪みを生じさせることがないので、投影光学系の結像性能を維持した状態で、且つ鏡筒の内部空間の気密性を良好に維持した状態で、基板を良好に露光することができる。

本発明の第４の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ１、ＥＸ２）を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第４の態様によれば、基板を精度良く露光できるため、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。

本発明によれば、鏡筒の内部空間の気密性を維持し、光学素子の結像性能を維持可能できるので、良好な結像特性を有する投影光学系を使って基板を露光することができる。これにより、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。

＜第１の実施形態＞
図１は露光装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸ１は、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐに投影露光する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ１全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。

本実施形態では、露光装置ＥＸ１としてマスクＭと基板Ｐとを互いに同期移動、例えば互いに異なる向き（逆方向）に移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能であって、例えばマスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により固定している。マスクステージＭＳＴは、リニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤにより、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微少回転可能である。そして、マスクステージＭＳＴは、Ｘ軸方向に指定された走査速度で移動可能となっており、マスクＭの全面が少なくとも投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを横切ることができるだけのＸ軸方向の移動ストロークを有している。

マスクステージＭＳＴ上には移動鏡４が設けられている。また、移動鏡４に対向する位置にはレーザ干渉計５が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計５によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動することでマスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置を制御する。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを所定の投影倍率βで基板Ｐに投影露光するものであって、複数の光学素子２（２Ａ〜２Ｆ）で構成されており、これら光学素子２Ａ〜２Ｆは鏡筒ＰＫで支持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。

鏡筒ＰＫは、複数の鏡筒モジュール（分割鏡筒）ＳＢを組み合わせた構成を有しており、複数の光学素子２Ａ〜２Ｆは、これら鏡筒モジュールＳＢの内側で保持されている。特に、複数の光学素子２Ａ〜２Ｆのうち投影光学系ＰＬの最も像面側（−Ｚ側）に配置されている光学素子２Ｆは、複数の鏡筒モジュールＳＢのうち最も下部（−Ｚ側）に設けられている鏡筒モジュールＳＢを含んで構成されている保持装置１によって保持されている。保持装置１で保持された光学素子２Ｆは、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１と外部空間Ｋ２との境界に配置されている。

本実施形態の投影光学系ＰＬの光学素子２Ｆは、基板Ｐに対向する下面２ｓと、複数の光学素子２Ａ〜２Ｆのうち、光学素子２Ｆに次いで投影光学系ＰＬの像面に近い位置に配置された光学素子２Ｅと対向する上面２ｔとを備えている。上面２ｔ及び下面２ｓのそれぞれは平坦な面である。また、光学素子２Ｆの上面２ｔと下面２ｓとは互いに平行である。上面２ｔ及び下面２ｓはＸＹ平面とほぼ平行である。すなわち、光学素子２Ｆは、平行平面板であって、レンズ作用を有しない無屈折の光学素子である。

投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１は略密閉されており、ガス置換装置３によって所定のガス環境に維持されている。ガス置換装置３は、配管３Ａを介して鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１に所定ガスを供給するとともに、配管３Ｂを介して鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１のガスを回収することで、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１を所定のガス環境に維持する。本実施形態においては、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１は、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスで満たされる。露光光ＥＬが真空紫外光の場合、露光光ＥＬの通過する空間である光路空間内に酸素分子、水分子、二酸化炭素分子、有機物などといった、かかる波長域の光に対し強い吸収特性を備える物質である吸光物質が存在していると、露光光ＥＬは吸光物質によって吸収され十分な光強度で基板Ｐ上に到達できない。ところが、露光光ＥＬの通過する光路空間である鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１を略密閉にして外部からの吸光物質の流入を遮断するとともに、その鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１を不活性ガスで満たすことにより、露光光ＥＬを十分な光強度で基板Ｐに到達させることができる。なお、ガス置換装置３は、不活性ガスの他にドライエアを供給するようにしてもよい。

基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持して移動可能であって、ＸＹステージ９と、ＸＹステージ９上に搭載されたＺチルトステージ８とを含んで構成されている。ＸＹステージ９は、ステージベースＳＢの上面の上方に不図示の非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）を介して非接触支持されている。ＸＹステージ９（基板ステージＰＳＴ）はステージベースＳＢの上面に対して非接触支持された状態で、リニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤにより、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。このＸＹステージ９上にＺチルトステージ８が搭載され、Ｚチルトステージ８上に不図示の基板ホルダを介して基板Ｐが例えば真空吸着等により保持されている。Ｚチルトステージ８は、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能に設けられている。基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

基板ステージＰＳＴ（Ｚチルトステージ８）上には移動鏡６が設けられている。また、移動鏡６に対向する位置にはレーザ干渉計７が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計７によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計７の計測結果に基づいてリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動することで基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの位置決めを行う。

また、露光装置ＥＸ１は、基板ステージＰＳＴに支持されている基板Ｐの表面の位置を検出する不図示のフォーカス・レベリング検出系を備えている。なお、フォーカス・レベリング検出系の構成としては、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているものを用いることができる。フォーカス・レベリング検出系の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴはフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置情報、及び基板ＰのθＸ及びθＹ方向の傾斜情報を検出することができる。Ｚチルトステージ８は、基板Ｐのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Ｐの表面をオートフォーカス方式及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬの像面に合わせ込み、ＸＹステージ９は基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。なお、ＺチルトステージとＸＹステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。

次に、図２を参照しながら保持装置１について説明する。図２は光学素子２Ｆを保持した状態の保持装置１を示す断面図である。

上述したように、投影光学系ＰＬの最も像面側に配置される光学素子２Ｆは、平坦な上面２ｔ及び下面２ｓを有する平行平面板である。上面２ｔの外径は下面２ｓの外径よりも大きくなっており、光学素子２Ｆの周縁部３８にはフランジ部３８Ａが形成されている。更に、光学素子２Ｆの表面のうち、周縁部３８よりも内側には、下側（−Ｚ側）を向くリング状の内周面３９が形成されている。内周面３９は、ＸＹ平面とほぼ平行である。

保持装置１は、光学素子２Ｆの周縁部３８を囲むように設けられ、その周縁部３８を支持する第１枠部材４１と、第１枠部材４１に取り付けられ、光学素子２Ｆの内周面３９に対向する対向面４３を有する第２枠部材４２と、第２枠部材４２の対向面４３と光学素子２Ｆの内周面３９との間に配置された第１シール部材３０とを備えている。上述したように、保持装置１は、複数の鏡筒モジュールＳＢのうち最も下部に設けられたリング状の鏡筒モジュールＳＢを含んで構成されている構成であって、その鏡筒モジュールＳＢは、第１枠部材４１の一部を構成している。そして、第１枠部材４１は、前記鏡筒モジュールＳＢと、鏡筒モジュールＳＢ上に等角度間隔をおいて配置され、光学素子２Ｆのフランジ部３８Ａを保持する３つの保持部４０とを備えた構成となっている。保持部４０は光学素子２Ｆをキネマティックに保持している。

また、第１枠部材４１の鏡筒モジュールＳＢと、第２枠部材４２とは、鏡筒モジュールＳＢの下面ＳＢＡと、第２枠部材４２の上面４２Ｊとを接触した状態で、ねじ４２Ｎによって固定されている。

第１シール部材３０はリング状に形成されており、第２枠部材４２の対向面４３上に支持されている。なお、第２枠部材４２も全体としてリング状であって、対向面４３もリング状に形成されている。第１シール部材３０は、例えばステンレス鋼、もしくは真鍮によって構成されている。なお、第１シール部材３０の形成材料としては、ゴム材料を含む合成樹脂であってもよい。第１シール部材３０の上面３１は、非常に良好な平坦度（表面荒さ（算術平均荒さＲａ）が例えば１μｍ程度）となるように加工されている。

第２枠部材４２に支持されている第１シール部材３０の上面３１は、第１枠部材４１に支持されている光学素子２Ｆの内周面３９と対向しており、ＸＹ平面にほぼ平行な平面となっている。なお、第１シール部材３０のうち、第２枠部材４２の対向面４３に対向している下面３２も、ＸＹ平面とほぼ平行な面となっている。更に、第２枠部材４２の対向面４３も、ＸＹ平面とほぼ平行な面となっている。そして、第２枠部材４２に支持されている第１シール部材３０の上面（平面）３１と、第１枠部材４１に支持されている光学素子２Ｆの内周面３９との間には、隙間（ギャップ）Ｇ１が所定値を有するように設けられており、第１シール部材３０の上面３１と光学素子２Ｆの内周面３９とは非接触状態となっている。また、第２枠部材４２の内周面４２Ａと、第１シール部材３０の外周面３０Ａとは接触している。但し、内周面４２Ａと外周面３０Ａとは必ずしも接触している必要は無い。

また、第１シール部材３０の下面３２と、第２枠部材４２の対向面４３との間には、スペーサ部材３３が配置されている。スペーサ部材３３は、光学素子２Ｆの内周面３９と、第１シール部材３０の上面３１とのギャップＧ１を調整する調整機構としての機能を有している。本実施形態においては、スペーサ部材３３は、ワッシャ部材によって構成されている。スペーサ部材３３は、対向面４３上に所定角度間隔で配置される。ギャップＧ１は、使用するスペーサ部材３３の厚みを適宜変更したり、スペーサ部材３３の積層数を適宜変更することで、調整可能である。そして、第１シール部材３０の下面３２と第２枠部材４２の対向面４３との間にスペーサ部材３３が配置された状態で、第１シール部材３０と第２枠部材４２とが、ねじ３３Ｎによって固定されている。

スペーサ部材３３の上面も光学素子２Ｆの内周面３９に対向する対向面となっており、第１シール部材３０の下面３２は、そのスペーサ部材３３の上面に支持される。第２枠部材４２は、スペーサ部材３３を介して、所定のギャップＧ１を形成するように、第１シール部材３０を支持している。

本実施形態においては、ギャップＧ１は、１μｍ〜２０μｍ程度に設定されており、好ましくは１０μｍ程度に設定されている。このように、ギャップＧ１を所定値に設定することで、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１と外部空間Ｋ２との間の、ギャップＧ１を介した気体の流通が抑制され、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１の気密性が確保される。

また、本実施形態においては、第１シール部材３１と第２枠部材４２との間には、スペーサ部材３３が配置されているため、第１シール部材３０の下面３２と、第２枠部材４２の対向面４３との間にも隙間（ギャップ）Ｇ２が形成される。そこで、第１シール部材３０と第２枠部材４２の対向面４３との間には、例えばＯリングからなる第２シール部材３４が配置されている。具体的には、第２枠部材４２の対向面４３の一部に凹部４３Ａが形成されており、第２シール部材３４はその凹部４３Ａに配置されることによって、その位置を固定されている。なお、上述したように、第２枠部材４２の内周面４２Ａと第１シール部材３０の外周面３０Ａとは接触しているため、第２枠部材４２の内周面４２Ａと第１シール部材３０の外周面３０Ａとの間においては、気体の流通が抑制されている。このように、第２シール部材３４を設けたことによって、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１と外部空間Ｋ２との間の、ギャップＧ２を介した気体の流通が抑制され、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１の気密性が確保される。なお、内周面４２Ａと外周面３０Ａとの間に隙間があっても、第２シール部材３４があれば、ギャップＧ２を介した気体の流通は抑制される。

以下、ギャップＧ１を所望の値にするための調整手順を図３及び図４を参照しながら説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、第１枠部材４１で光学素子２Ｆを保持する（ステップ１）。なお、ここで使用する光学素子としては、実際に投影光学系ＰＬに搭載する光学素子２Ｆでもよいし、光学素子２Ｆと相似なダミー光学素子であってもよい。また、光学素子２Ｆは、図３では不図示であるが、後述する保持部４０で保持される。次いで、図３（ｂ）に示すように、光学素子２Ｆの上面２ｔと調整用定盤の基準面Ｆとが対向するように、光学素子２Ｆを保持した第１枠部材４１を調整用定盤上に載置する。そして、第１枠部材４１（鏡筒モジュールＳＢ）の下面ＳＢＡの基準面Ｆに対する位置（高さ）、及び光学素子２Ｆの内周面３９の基準面Ｆに対する位置（高さ）を計測器１００を使って計測する。これにより、基準面Ｆを基準とした、第１枠部材４１の下面ＳＢＡと光学素子２Ｆの内周面３９との位置関係（高さの差）を求めることができる（ステップ２）。次に、図３（ｃ）に示すように、第２枠部材４２を調整用定盤上に載置し、第２枠部材４２の上面４２Ｊの基準面Ｆに対する位置（高さ）、及び第２枠部材４２の対向面４３の基準面Ｆに対する位置（高さ）を計測器１００を使って計測する。これにより、基準面Ｆを基準とした、第２枠部材４２の上面４２Ｊと対向面４３との位置関係（高さの差）を求めることができる（ステップ３）。

次に、図４（ａ）に示すように、第１シール部材３０を調整用定盤上に載置し、第１シール部材３０の上面３１の基準面Ｆに対する位置（高さ）を計測器１００を使って計測する（ステップ４）。上記ステップ２及びステップ３の計測結果に基づいて、第１枠部材４１と第２枠部材４２とを接続するとともに第１枠部材４１で光学素子２Ｆを保持したときの、基準面Ｆを基準とした、光学素子２Ｆの内周面３９と第２枠部材４２の対向面４３との位置関係、すなわち内周面３９と対向面４３との距離を求めることができる。したがって、その求めた内周面３９と対向面４３との距離と、ステップ４の計測結果とに基づいて、ギャップＧ１を所望値とするための最適な厚みを有するスペーサ部材３３を選択（決定）することができる。そして、図４（ｂ）に示すように、選択（決定）されたスペーサ部材３３を、第２枠部材４２の対向面４３と第１シール部材３０の下面３２との間に配置する（ステップＳ５）。

次いで、図４（ｃ）に示すように、ギャップＧ１において気体の流通が抑制されているか否かが、試験装置１０５を使って試験される（ステップ６）。図４（ｃ）に示す試験装置１０５は、第１枠部材４１に接続し、光学素子２Ｆ及び第１枠部材４１との間で内部空間Ｋ１を形成するカバー部材１０１を備えている。形成された内部空間Ｋ１には、供給管１０２を介してガス（例えば窒素ガス）が供給される。一方、内部空間Ｋ１のガスは、排出管１０３を介して外部に排出される。供給管１０２の途中には、供給管１０２を流れる単位時間あたりのガス流量（又は圧力）を計測する第１センサ１０２Ａが設けられ、排出管１０３の途中には、排出管１０３を流れる単位時間あたりのガス流量（又は圧力）を計測する第２センサ１０３Ａが設けられている。ギャップＧ１において気体の流通が抑制されている場合には、第１センサ１０２Ａの計測結果と、第２センサ１０３Ａの計測結果とはほぼ等しい。一方、ギャップＧ１において気体の流通が生じている場合には、第１センサ１０２Ａの計測結果と、第２センサ１０３Ａの計測結果とに差が生じる。試験装置１０５は、これら第１、第２センサ１０２Ａ、１０３Ａの計測結果に基づいて、ギャップＧ１において気体の流通が抑制されているか否かを判別することができる。そして、ギャップＧ１を介して内部空間Ｋ１と外部空間Ｋ２との間でガスが流通していると判断された場合には、別のスペーサ部材３３と交換するなど、ギャップＧ１の再調整を行えばよい。

なお、スペーサ部材３３としては、第１シール部材３０の下面３２に対応するように形成されたリング状部材であってもよいし、第１シール部材３０と同等の表面荒さに加工され、シール部材として機能するリング状部材であってもよい。その場合、図２に示したようなＯリングからなる第２シール部材３４を省略した構成とすることができる。

あるいは、光学素子２Ｆの内周面３９と第１シール部材３０の上面３１との間のギャップＧ１を所望の値にすることができるのであれば、スペーサ部材３３を設けずに、第１シール部材３０を第２枠部材４２の対向面４３に接触するように直接支持するようにしてもよい。この場合においても、第１シール部材３０の下面３２と第２枠部材４２の対向面４３との間には隙間が形成されないので、図２に示したような第２シール部材３４は無くてもよい。

上述したように、第１枠部材４１は光学素子２Ｆをキネマティックに保持する保持部４０を有している。以下、図５〜図８を参照しながら、保持部４０について説明する。図５は図２の第２枠部材４２及び第１シール部材３０を取り外した状態で保持装置１を下方から見た斜視図、図６は保持部４０の斜視図、図７は保持部４０の側断面図、図８は保持部４０を下から見た図である。ここで、上述したように、保持部４０は、鏡筒モジュールＳＢ上に等角度間隔をおいて３つ配置されており、これら３つの保持部４０のそれぞれは同等の構成を有している。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ、３つの保持部４０のうちの１つの保持部４０について説明する。そして、図６〜図８を使った説明においては、光学素子２Ｆの径方向をＸ軸方向、光学素子２Ｆの接線方向をＹ軸方向、光学素子２Ｆの光軸（ＡＸ）と平行な方向をＺ軸方向として説明する。

保持部４０は、基台部材４５と、クランプ部材４６とを備えている。鏡筒モジュールＳＢの下面には、クランプ部材４６を配置するための取付溝４４が形成されている。上述したように、保持部４０は鏡筒モジュールＳＢ上に等角度間隔をおいて配置されるようになっており、取付溝４４は鏡筒モジュールＳＢの下面において等角度間隔をおいて形成されている。更に、鏡筒モジュールＳＢの内周面には、基台部材４５の座面ブロック５０Ａを収容するための収容凹部６０が形成されている。収容凹部６０は取付溝４４と対応する位置に形成されている。基台部材４５は、鏡筒モジュールＳＢのうち取付溝４４が形成された下面とは反対側の上面に対して、一対のボルトにより固定されている。

基台部材４５は、光学素子２Ｆのフランジ部３８Ａの上面に当接する座面４９を有する座面ブロック５０Ａと、その座面ブロック５０Ａの姿勢を調整可能に支持する座面ブロック支持機構５１を形成された支持ブロック５０Ｂとを備えている。

座面ブロック５０Ａは、その長手方向をＹ軸方向に一致させるように配置されている。座面４９は、座面ブロック５０Ａの表面（下面）から下方に突出するように、座面ブロック５０Ａの長手方向の両端部のそれぞれに形成されている。

座面ブロック５０Ａと支持ブロック５０Ｂとの間、及び支持ブロック５０Ｂには、Ｘ軸方向に貫通する複数のスリット５３が形成されている。この複数のスリット５３を形成する際、全部のスリット５３が互いに連続しないように、スリット５３の間に加工を施さない部分が残されている。そして、この加工を施さない部分に対して、＋Ｘ方向から彫り込む加工と、−Ｘ方向からの彫り込む加工とが施されて彫り込み部５４が形成されている。この＋Ｘ方向及び−Ｘ方向のそれぞれからの彫り込む加工によって、座面ブロック５０Ａと支持ブロック５０Ｂとの間、及び支持ブロック５０Ｂには、複数の第１〜第４首部５５Ａ〜５５Ｄが形成される。

ここで、支持ブロック５０Ｂは、複数のスリット５３により、大きく３つの部分に分割されている。すなわち、支持ブロック５０Ｂは、鏡筒モジュールＳＢに固定される基台部５６と、第１ブロック５７Ａと、第２ブロック５８Ａとに分割されている。更に、基台部５６と第１ブロック５７Ａとを連結する第１首部５５Ａと、基台部５６と第２ブロック５８Ａとを連結する第２首部５５Ｂと、第１ブロック５７Ａと第２ブロック５８Ａとを連結する第３首部５５Ｃと、第２ブロック５８Ａと座面ブロック５０Ａとを連結する第４首部５５Ｄとが形成される。これらの複数の首部５５Ａ〜５５Ｄのそれぞれは断面視正方形であり、第１ブロック５７Ａ、第２ブロック５８Ａ、基台部５６、及び座面ブロック５０Ａの断面積に比べて著しく小さい断面積を有している。

そして、第１ブロック５７Ａは、第１首部５５Ａ及び第３首部５５Ｃによって、基台部５６と第２ブロック５８Ａとに固定されている。第１ブロック５７Ａは、第１首部５５Ａ及び第３首部５５Ｃにより、θＹ方向に回転可能に保持されるが、Ｙ軸方向への変位は拘束される。すなわち、第１ブロック５７Ａ、第１首部５５Ａ、及び第３首部５５Ｃにより、光学素子２Ｆの接線方向（Ｙ軸方向）への変位を拘束する接線方向拘束リンク５７が形成されている。

また、第２ブロック５８Ａは、第２首部５５Ｂ及び第４首部５５Ｄによって、基台部５６と座面ブロック５０Ａとに固定されている。第２ブロック５８Ａは、第２首部５５Ｂ及び第４首部５５Ｄにより、θＺ方向に回転可能に保持されるが、Ｚ軸方向への変位は拘束される。すなわち、第２ブロック５８Ａ、第２首部５５Ｂ、及び第４首部５５Ｄにより、光学素子２Ｆの光軸と平行な方向（Ｚ軸方向）への変位を拘束する光軸方向拘束リンク５８が形成されている。

この接線方向拘束リンク５７の拘束方向と、光軸方向拘束リンク５８の拘束方向とは、互いにほぼ直交する。換言すれば、接線方向拘束リンク５７の回転軸と、光軸方向拘束リンク５８の回転軸とが、互いにほぼ直交する。

そして、座面ブロック５０Ａは、第４首部５５Ｄによって、支持ブロック５０Ｂに連結されている。

また、第１〜第４首部５５Ａ〜５５Ｄのうち、第２首部５５Ｂ及び第４首部５５Ｄは、座面ブロック５０Ｂの座面４９の中間位置を通る線上に配置されている。その線は、一対の座面４９を結ぶ線と直交するとともにＺ軸方向と平行である。一方、第１首部５５Ａ及び第３首部５５Ｃは、一対の座面４９を結ぶ線と平行な線上に配置されている。更に、第３首部５５Ｃは、第４首部５５Ｄの近傍に配置されている。

このように構成された基台部材４５において、座面ブロック５０Ａは、接線方向拘束リンク５７及び光軸方向拘束リンク５８により、基台部５６に対して、θＸ方向、θＹ方向、及びθＺ方向に回転可能であり、且つ、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向への変位が抑制されるように支持されている。更に、座面ブロック５０Ａは、第４首部５５Ｄにより、Ｘ軸方向に変位可能に支持されている。すなわち、座面ブロック支持機構５１は、接線方向拘束リンク５７と、光軸方向拘束リンク５８と、Ｘ軸方向に変位可能な第４首部５５Ｄとを含む構成である。

また、座面ブロック５０Ａには、座面４９に対して−Ｚ方向（すなわち、光学素子２Ｆのフランジ部３８Ａの厚さ方向）に延びる座面側取付部５９が形成されている。換言すれば、座面側取付部５９は、座面４９より低い位置に設けられている。

クランプ部材４６は、クランプ本体６２とパッド部材４７とを備えており、座面ブロック５０Ａの下方に対応して配置される。

クランプ本体６２は、押さえ面ブロック６３と、その押さえ面ブロック６３と一体に形成され、押さえ面ブロック６３を支持するための押さえ面ブロック支持機構６４とを備えている。押さえ面ブロック６３の上面の両端には、座面ブロック５０Ａの座面４９に対向するように押さえ面６５がそれぞれ形成されている。この押さえ面６５は、Ｙ軸方向に沿った稜線を有する断面三角形状に形成されている。この両押さえ面６５の稜線は、その２つの稜線を結ぶ直線の中点が、座面ブロック５０Ａと光軸方向拘束リンク５８とを連結する第４首部５５ｄの上方に位置するように形成されている。

押さえ面ブロック支持機構６４は、腕部６６と、押さえ面側取付部６７とを備えている。押さえ面側取付部６７と押さえ面ブロック６３とは、所定の間隔をおいて離間されている。そして、クランプ本体６２の押さえ面側取付部６７と、座面ブロック５０Ａの座面側取付部５９とを、パッド部材４７を介して接合させた状態で、ボルト６８によって締結することにより、クランプ部材４６が座面ブロック５０Ａに対して固定されるようになっている。また、腕部６６は、押さえ面ブロック６３と押さえ面側取付部６７との両端を接続するように一対設けられている。腕部６６は、押さえ面側取付部６７と座面側取付部５９とを、パッド部材４７を介して接合させた状態で、弾性変形可能なだけの長さをもって形成されている。

パッド部材４７は、座面側取付部５９と押さえ面側取付部６７との間に配置される挟持部７１と、押さえ面６５と光学素子２Ｆのフランジ部３８Ａとの間に配置される作用部７２と、挟持部７１と作用部７２とを連結するとともに弾性変形可能な薄板状の薄板部７３とを備えている。作用部７２の上面には、光学素子２Ｆのフランジ部３８Ａの下面に当接する作用面７４が形成されている。作用面７４は、座面４９に対応するように平面状に形成されている。作用面７４は座面４９と同様の構成を有しており、その周縁は所定の曲率を有する曲面状に形成されている。

基台部材４５の座面４９とクランプ部材４６の作用面７４との間に光学素子２Ｆのフランジ部３８Ａを配置した状態で、ボルト６８が締め込まれると、腕部６６が弾性変形されて、押さえ面ブロック６３の押さえ面６５に座面ブロック５０Ａ側への押圧力が付与される。この押圧力は、パッド部材４７の作用面７４を介して、光学素子２Ｆのフランジ部３８Ａに作用する。これにより、光学素子２Ｆのフランジ部３８Ａが、座面ブロック５０Ａの座面４９とパッド部材４７の作用面７４との間で保持される。

上述した構成において、光学素子２Ｆと鏡筒モジュールＳＢとは、互いに異なる材料で形成されており、光学素子２Ｆと鏡筒モジュールＳＢとの間において線膨張係数に差が生じることがある。このため、露光光ＥＬの照射により光学素子２Ｆなどが発熱したような場合には、光学素子２Ｆと鏡筒モジュールＳＢとの間で光学素子２Ｆの径方向へ伸縮長さの違いが生じることがある。このような伸縮長さの違いが生じた場合には、各座面ブロック支持機構５１の各拘束リンク５７、５８、及び各首部５５Ａ〜５５Ａの協働作用により、光学素子２Ｆを挟持する座面ブロック５０Ａと押さえ面ブロック６３とが、鏡筒モジュールＳＢに対して光学素子２Ｆの径方向へ相対移動される。これにより、前記伸縮長さの違いが吸収され、光学素子２Ｆに大きな伸縮荷重が直接加わるおそれはない。

また、鏡筒モジュールＳＢを積層する際に、その鏡筒モジュールＳＢにわずかな歪みを生じるおそれがある。このように鏡筒モジュールＳＢに歪みが生じたとしても、各座面ブロック支持機構５１の各拘束リンク５７、５８、及び各首部５５Ａ〜５５Ｄの協働作用により、光学素子２Ｆが鏡筒モジュールＳＢに対してキネマティックに保持されるため、その歪みの影響が光学素子２Ｆに及ぶことが抑制される。

例えば、光学素子２Ｆに熱変形が生じた場合には、その光学素子２Ｆは径方向に膨張又は収縮するが、そのような膨張又は収縮が生じたときには、第４首部５５Ｄを光学素子２Ｆの径方向に変位させる方向に力が働く。この力に対して、各拘束リンク５７、５８は、その鏡筒モジュールＳＢとの連結点をなす第１首部５５Ａ及び第２首部５５Ｂを結ぶ線を軸線として回転され、その回転運動により光学素子２Ｆの熱変形に伴う光学素子２Ｆの周縁の変位が吸収される。これにより、光学素子２Ｆに歪みが生じることが抑制される。

以上説明したように、第１枠部材４１は、光学素子２Ｆをキネマティックに保持する構成であるため、光学素子２Ｆに歪みを生じさせることなく、光学素子２Ｆを保持することができる。また、第１シール部材３０が、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１と外部空間Ｋ２との気体の流通を抑制するので、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１の気密性を維持することができる。したがって、ガス置換装置３を使って、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１を所定ガスで良好に置換することができる。したがって、露光光ＥＬとして真空紫外光を使用した場合においても、露光光ＥＬの通過する光路空間である鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１の気密性を維持して、外部空間Ｋ２からの吸光物質の流入を遮断するとともに、その鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１を不活性ガスで満たすことができ、露光光ＥＬを十分な光強度で基板Ｐに到達させることができる。このように、光学素子２Ｆに歪みを生じさせず、且つ露光光ＥＬを十分な光強度で基板Ｐに到達させることができ、投影光学系ＰＬの良好な結像性能を維持した状態で基板Ｐを露光することができる。そして、第１シール部材３０は光学素子２Ｆの内周面３９に対して非接触状態で配置されているので、光学素子２Ｆは第１シール部材３０から直接的に力を受けることがない。そのため、光学素子２Ｆの変形や変位を防止して、基板Ｐを良好に露光することができる。

なお本実施形態においては、光学素子２Ｆは平行平面板であるが、平行平面板でなくてもよい。例えば、光学素子２Ｆのうち上面２ｔ及び下面２ｓの少なくとも一方が曲率を有していてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、露光装置の第２の実施形態について図９を参照しながら説明する。以下の説明において、上述した第１の実施形態と同一又は同等の構成部分について同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

第２の実施形態の露光装置ＥＸ２は、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に液体ＬＱを満たす液浸機構１５０を備えている。液浸機構１５０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられ、投影光学系ＰＬのうち最も像面側に配置された光学素子２Ｆの側面を囲むように設けられた環状部材であるノズル部材７０と、ノズル部材７０に設けられた液体供給口１２を介して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する液体供給機構１０と、ノズル部材７０に設けられた液体回収口２２を介して基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する液体回収機構２０とを備えている。

液体供給機構１０は、液体ＬＱを送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１にその一端部を接続する供給管１３とを備えている。供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体供給部１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、及びフィルタユニット等を備えている。また、液体回収機構２０は、投影光学系ＰＬの像面側の液体ＬＱを回収するためのものであって、液体ＬＱを回収可能な液体回収部２１と、液体回収部２１にその一端部を接続する回収管２３とを備えている。回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体回収部２１は例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液体ＬＱと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体ＬＱを収容するタンク等を備えている。

ノズル部材７０は、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方に設けられており、ノズル部材７０の下面７０Ａは、基板Ｐの表面に対向している。液体供給口１２は、ノズル部材７０Ａの下面７０Ａに設けられている。また、ノズル部材７０の内部には、供給管１３と液体供給口１２とを接続する内部流路が設けられている。また、液体回収口２２もノズル部材７０の下面７０Ａに設けられており、投影光学系ＰＬ（光学素子２Ｆ）の光軸ＡＸに関して、液体供給口１２よりも外側に設けられている。また、ノズル部材７０の内部には、回収管２３と液体回収口２２とを接続する内部流路が設けられている。

液体供給部１１の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する際、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給部１１より液体ＬＱを送出し、供給管１３、及びノズル部材７０の内部流路を介して、基板Ｐの上方に設けられている液体供給口１２より基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。また、液体回収部２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは液体回収部２１による単位時間あたりの液体回収量を制御可能である。基板Ｐの上方に設けられた液体回収口２２から回収された基板Ｐ上の液体ＬＱは、ノズル部材７０の内部流路、及び回収管２３を介して液体回収部２１に回収される。

制御装置ＣＯＮＴは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に転写している間、液体供給機構１０から供給した液体ＬＱにより投影光学系ＰＬの投影領域を含む基板Ｐ上の一部に、投影領域よりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液浸領域ＬＲを局所的に形成する。具体的には、露光装置ＥＸ２は、投影光学系ＰＬの最も像面側に配置された光学素子２Ｆと、基板Ｐ表面との間に液体ＬＱを満たす局所液浸方式を採用し、この投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の液体ＬＱ及び投影光学系ＰＬを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐに照射することによってマスクＭのパターンを基板Ｐに投影露光する。したがって、光学素子２Ｆには、液浸領域ＬＲの液体ＬＱが接触するようになっている。

なお、投影光学系ＰＬの光学素子２Ｆの下面２ｓ、及びノズル部材７０の下面７０Ａのそれぞれは平坦面となっており、これら投影光学系ＰＬの光学素子２Ｆの下面２ｓとノズル部材７０の下面７０Ａとはほぼ面一となっている。また、基板ステージＰＳＴ（Ｚステージ８）上には凹部８Ａが設けられており、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨは凹部８Ａに配置されている。そして、Ｚステージ８のうち、凹部８Ａ以外の上面８Ｓは、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの上面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。これにより、ノズル部材７０の下面７０Ａ及び光学素子２Ｆの下面２ｓと、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間に液浸領域ＬＲを良好に形成することができる。また、上面８Ｓを設けたことにより、基板Ｐの周縁部を液浸露光するときにおいても、投影光学系ＰＬの像面側に液体ＬＱを保持して液浸領域ＬＲを良好に形成することができる。

図１０は光学素子２Ｆ及びその側面を囲むように設けられたノズル部材７０の側断面図である。

図１０に示すように、本実施形態に係る露光装置ＥＸ２は、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの液体ＬＱに接する光学素子２Ｆの側面２ｒとノズル部材７０との間への液体ＬＱの浸入を阻止する第３シール部材８０を備えている。第３シール部材８０は、所謂Ｖリングによって構成されており、光学素子２Ｆを囲むように環状に形成されている。第３シール部材８０は可撓性を有するとともに、撥液性を有している。本実施形態においては、第３シール部材８０はフッ素ゴムによって構成されている。フッ素ゴムは可撓性及び撥液性を有しているとともに、アウトガスが少なく、液体ＬＱに対して非溶解性であって露光処理に与える影響が少ないため好ましい。なお、第３シール部材８０としては、可撓性を有する所定の材料で形成された環状部材の表面に撥液性材料をコーティングするようにしてもよい。第３シール部材８０は、ノズル部材７０の内側面７０Ｔに取り付けられる本体部８１と、本体部８１にヒンジ部８２を介して接続され、光学素子２Ｆの側面２ｒに接触する接触部８３とを備えている。接触部８３は略円環状（円錐状）部材である。また、ノズル部材７０の内側面７０Ｔの下端部近傍には、第３シール部材８０の本体部８１を保持可能な凹部７１が形成されている。凹部７１はノズル部材７０の内側面７０Ｔに沿うように平面視略円環状に形成されている。凹部７１に対して第３シール部材８０の本体部８１が嵌合することにより、その本体部８１がノズル部材７０の内側面７０Ｔの下端部近傍に取り付けられる。そして、第３シール部材８０の本体部８１がノズル部材７０の内側面７０Ｔ（凹部７１）に取り付けられた状態において、接触部８３は光学素子２Ｆの側面２ｒの下端部近傍に接触する。接触部８３は本体部８１よりも薄肉化されており、光学素子２Ｆの側面２うに接触した状態で大きく撓むことができるようになっている。

そして、第３シール部材８０の本体部８１がノズル部材７０の内側面７０Ｔに取り付けられた状態において、接触部８３は、光学素子２Ｆの側面２ｒを押す方向に力を発生する。これにより、接触部８３と光学素子２Ｆの側面２ｒとが密着する。これにより、光学素子２Ｆの側面２ｒとノズル部材７０との間の隙間（ギャップ）Ｇ３への液浸領域ＬＲの液体ＬＱの浸入が阻止される。また、ギャップＧ３への液体ＬＱの浸入を防止することで、鏡筒ＰＫの内部空間Ｋ１に対しても液体ＬＱ（あるいは湿った気体）が浸入することをより確実に防止することができる。

また、接触部８３は可撓性を有しているので、例えばノズル部材７０で振動が発生しても、接触部８３が撓んだり、あるいはヒンジ部８２が弾性変形することにより吸収することができる。したがって、ノズル部材７０で発生した振動が投影光学系ＰＬの光学素子２Ｆに伝達することを防止することができる。また、接触部８３が撓んだり、あるいはヒンジ部８２が弾性変形することにより、第３シール部材８０（接触部８３）が光学素子２Ｆに与える力を低減することができる。したがって、光学素子２Ｆが歪んだり位置ずれを生じるなどといった不都合の発生を防止することができる。

なおここでは、第３シール部材８０の本体部８１がノズル部材７０に取り付けられ、接触部８３が光学素子２Ｆに接触しているが、第３シール部材８０の本体部８１を光学素子２Ｆの側面２ｒに取り付け、接触部８３をノズル部材７０の内側面７０Ｔに接触させるようにしてもよい。

また、ギャップＧ３を形成する光学素子２Ｆの側面２ｒと、ノズル部材７０のうち光学素子２Ｆの側面２ｒと対向する内側面７０Ｔとのそれぞれは撥液性となっている。具体的には、内側面７０Ｔ及び側面２ｒのそれぞれは、撥液化処理を施されることによって撥液性を有している。撥液化処理としては、フッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料からなる薄膜を貼付する処理が挙げられる。第３シール部材８０、光学素子２Ｆの側面２ｒ、及びノズル部材７０の内側面７０Ｔのそれぞれが撥液性を有していることにより、例えば毛細管現象によってギャップＧ３に液体ＬＱが浸入した場合でも、その浸入した液体ＬＱははじかれてギャップＧ３に留まることがない。

また、本実施形態においても、上述した第１の実施形態同様、光学素子２Ｆは、第１枠部材４１によってキネマティックに保持されている。ここで、本実施形態の光学素子２Ｆの上面２ｔは、図１０に示すように、物体面側（マスクＭ側、＋Ｚ側）に向かって凸状に形成されており、正の屈折率を有している。このような光学素子２Ｆを用いることによって、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。また、液浸露光装置ＥＸ２に使用される投影光学系ＰＬにおいて、液浸領域ＬＲの液体ＬＱに接触する光学素子２Ｆの上面２ｔは、上面２ｔに入射する光（露光光ＥＬ）の反射損失を低減し、ひいては大きい像側開口数を確保するために、物体面側に向かって凸状に形成される場合がある。しかしながら、そのような屈折率（レンズ作用）を有する光学素子２Ｆが位置ずれなどを生じると、投影光学系ＰＬの結像性能が著しく変化してしまう不都合が生じる可能性がある。ところが、そのような光学素子２Ｆであっても、上述した第１枠部材４１によってキネマティックに保持することで、上記不都合を防止することができる。

また、本実施形態における保持装置１の第２枠部材４２は、その第２枠部材４２とは異なる材質で形成されたカバー部材９０を備えている。カバー部材９０は、第２枠部材４２の下面４２Ｋに取り付けられており、リング状に形成され、第２枠部材４２の下面４２Ｋを覆うように設けられている。本実施形態においては、第２枠部材４２はステンレス鋼などの金属によって形成され、カバー部材９０は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロエラエチレン）などのフッ素系樹脂によって構成されている。第２枠部材４２が金属製の場合、液浸領域ＬＲの液体ＬＱが付着すると、錆びなどが発生する不都合が生じる可能性がある。逆に、金属製である第２枠部材４２から液浸領域ＬＲの液体ＬＱ中に、金属イオン等の溶出物が混入し、液浸領域ＬＲの液体ＬＱに影響を及ぼしたり、その溶出物を含んだ液体ＬＱを液体回収機構２０が回収することで、液体回収機構２０が影響を受ける不都合が生じる可能性がある。そこで、そのような不都合を防止するために、第２枠部材４２にカバー部材９０が設けられている。また、カバー部材９０の形成材料として、アウトガスが少なく、液体ＬＱに対して非溶解性である等の利点を有するフッ素系樹脂を採用することで、露光処理に与える影響を少なくすることができる。

なお、カバー部材９０は、第２枠部材４２と液浸領域ＬＲの液体ＬＱとが互いに影響を及ぼし合うことを防止するものであるため、その取り付け位置としては、第２枠部材４２の下面４２Ｋに限らず、第２枠部材４２と液浸領域ＬＲの液体ＬＱとの間に配置されればよい。例えば、ノズル部材７０の外径が第２枠部材４２の外径よりも小さい場合には、ノズル部材７０の外側面を囲むように、カバー部材９０を設けるようにしてもよい。

なお、上述した第２の実施形態においては、液体ＬＱとして純水が用いられている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジストや光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。

そして、波長が１９３ｎｍ程度の露光光ＥＬに対する純水（水）の屈折率ｎはほぼ１．４４と言われており、露光光ＥＬの光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板Ｐ上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系ＰＬの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。

なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数ＮＡが０．９〜１．３になることもある。このように投影光学系の開口数ＮＡが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像性能が悪化することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク（レチクル）のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク（レチクル）のパターンからは、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが１．０を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイボール照明法）等を適宜組み合わせると更に効果的である。特に、直線偏光照明法とダイボール照明法との組み合わせは、ライン・アンド・スペースパターンの周期方向が所定の一方向に限られている場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集している場合に有効である。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ４５ｎｍ程度のパターン）を、直線偏光照明法とダイボール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイボールを形成する二光束の外接円で規定される照明σを０．９５、その瞳面における各光束の半径を０．１２５σ、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．２とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を１５０ｎｍ程度増加させることができる。

また、直線偏光照明と小σ照明法（照明系の開口数ＮＡｉと投影光学系の開口数ＮＡｐとの比を示すσ値が０．４以下となる照明法）との組み合わせも有効である。

また、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン（例えば２５〜５０ｎｍ程度のライン・アンド・スペース）を基板Ｐ上に露光するような場合、マスクＭの構造（例えばパターンの微細度やクロムの厚み）によっては、Wave guide効果によりマスクＭが偏光板として作用し、コントラストを低下させるＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光が多くマスクＭから射出されるようになる。この場合、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクＭを照明しても、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。

また、マスクＭ上の極微細なライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合、Wire Grid効果によりＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）がＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）よりも大きくなる可能性もあるが、例えばＡｒＦエキシマレーザを露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、２５ｎｍより大きいライン・アンド・スペースパターンを基板Ｐ上に露光するような場合には、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光がＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりも多くマスクＭから射出されるので、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。

更に、マスク（レチクル）のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク（レチクル）のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在（周期方向が異なるライン・アンド・スペースパターンが混在）する場合には、同じく特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ６３ｎｍ程度のパターン）を、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法（輪帯比３／４）とを併用して照明する場合、照明σを０．９５、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．００とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を２５０ｎｍ程度増加させることができ、ハーフピッチ５５ｎｍ程度のパターンで投影光学系の開口数ＮＡ＝１．２では、焦点深度を１００ｎｍ程度増加させることができる。

更に、上述の各種照明法に加えて、例えば特開平４−２７７６１２号公報や特開２００１−３４５２４５号公報に開示されている累進焦点露光法や、多波長（例えば二波長）の露光光を用いて累進焦点露光法と同様の効果を得る多波長露光法を適用することも有効である。

上述したように、第２の実施形態における投影光学系ＰＬにおいては、光学素子２Ｆにより投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。なお、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは、第２の実施形態においても、第１の実施形態同様、光学素子２Ｆとして、露光光ＥＬを透過可能な平行平面板であってもよい。

なお、液体ＬＱの流れによって生じる投影光学系ＰＬの先端の光学素子と基板Ｐとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。

なお、第２の実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間は液体ＬＱで満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体ＬＱを満たす構成であってもよい。

なお、液浸領域ＬＲを形成するための液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ_２レーザである場合、このＦ_２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ_２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。この場合も表面処理は用いる液体ＬＱの極性に応じて行われる。

なお、上述した第１及び第２の実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、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の原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸ１、ＥＸ２としては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・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）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、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）にも適用することができる。

また、露光装置ＥＸ１、ＥＸ２としては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１１−１３５４００号公報に開示されているような基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用できる。

露光装置ＥＸ１、ＥＸ２の種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスク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。

以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１１に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

第１の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第１の実施形態に係る保持装置を示す断面図である。 保持装置の調整手順を示す模式図である。 保持装置の調整手順を示す模式図である。 保持装置の一部の部材を外した状態を示す図である。 保持装置の保持部を説明するための斜視図である。 保持装置の側断面図である。 保持装置を下から見た図である。 第２の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第２の実施形態に係る保持装置を示す断面図である。 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１…保持装置、２Ａ〜２Ｆ…光学素子、１２…液体供給口、２２…液体回収口、３０…第１シール部材、３１…上面（平面）、３３…スペーサ部材（調整機構）、３４…第２シール部材、３８…周縁部、３９…内周面、４１…第１枠部材、４２…第２枠部材、４３…対向面、７０…ノズル部材（環状部材）、８０…第３シール部材、９０…カバー部材、１５０…液浸機構、ＥＸ１、ＥＸ２…露光装置、Ｇ１…ギャップ（隙間）、Ｋ１…内部空間（第１空間）、Ｋ２…外部空間（第２空間）、ＬＱ…液体、Ｐ…基板、ＰＫ…鏡筒、ＰＬ…投影光学系

Claims (12)

1. 第１空間と、前記第１空間とは異なる第２空間との境界に配置される光学素子を保持する保持装置であって、
   前記光学素子の周縁部を支持する第１枠部材と、
   前記第１枠部材に取り付けられ、前記光学素子の表面のうち、前記周縁部よりも内側の内周面に対向する対向面を有する第２枠部材と、
   前記第１空間と前記第２空間との間の気体の流通を抑制するために、前記内周面と前記対向面との間に、前記対向面に接触し且つ前記内周面に対して非接触状態で配置される第１シール部材とを備えたことを特徴とする保持装置。
2. 前記第１シール部材は、前記内周面に対向する平面を備え、且つリング状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の保持装置。
3. 前記光学素子の内周面と、前記第１シール部材の平面との隙間を調整する調整機構を備えたことを特徴とする請求項２記載の保持装置。
4. 前記調整機構は、前記第１シール部材と前記対向面との間に配置されるスペーサ部材を含むことを特徴とする請求項３記載の保持装置。
5. 前記第１空間と前記第２空間との間の気体の流通を抑制するために、前記第１シール部材と前記対向面との間に配置される第２シール部材を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の保持装置。
6. 前記第２枠部材は、当該第２枠部材とは異なる材質で形成されたカバー部材を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の保持装置。
7. 複数の光学素子を保持する鏡筒において、
   前記複数の光学素子のうち、前記鏡筒の内部空間と前記鏡筒の外部空間との間に配置される光学素子を、請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の保持装置で保持することを特徴とする鏡筒。
8. 投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
   前記投影光学系は、複数の光学素子で構成され、
   前記複数の光学素子のうち、前記投影光学系の最も像面側に配置される光学素子を、請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の保持装置で保持することを特徴とする露光装置。
9. 前記投影光学系と前記基板との間に液体を満たす液浸機構を備え、
   前記投影光学系及び前記液体を介して前記基板を露光することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
10. 前記液浸機構は、前記投影光学系のうち前記液体に接触する光学素子の側面を囲むように設けられ、液体供給口及び液体回収口のうち少なくともいずれか一方を有する環状部材を備え、
    前記光学素子の側面と前記環状部材との間への液体の浸入を阻止する第３シール部材を備えたことを特徴とする請求項９記載の露光装置。
11. 前記カバー部材は、前記第２枠部材と前記基板上の液体との間に配置されることを特徴とする請求項９又は１０記載の露光装置。
12. 請求項８〜請求項１１のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。

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