特許 7512131 露光装置、及び物品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-28

(45)【発行日】2024-07-08

(54)【発明の名称】露光装置、及び物品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20240701BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

G03F7/20 521

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2020143700

(22)【出願日】2020-08-27

(65)【公開番号】P2022038959

(43)【公開日】2022-03-10

【審査請求日】2023-07-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100136799

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 亜希

(72)【発明者】

【氏名】本間 将人

【審査官】右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１１８７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０４０７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５３９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２５９７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２８４２２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を露光する露光装置であって、
前記基板に露光光を投影する投影光学系と、
前記基板の露光される面に斜入射し、前記面で反射した計測光を受光して、前記面に垂直な第１方向における前記基板の位置を計測する計測部と、
前記投影光学系と前記計測光との間の空間に第１気体を供給する第１気体供給口を含む第１気体供給機構と、を備え、
前記計測光の光路の各位置において、前記第１気体供給口の前記第１方向における長さは、前記投影光学系と前記計測光との間の距離より短い、ことを特徴とする露光装置。

【請求項2】

前記第１方向と前記計測光の前記光路とを含む第２断面において、前記第１気体供給口の前記第１方向と直交する方向の長さは、前記投影光学系に含まれる複数の光学要素のうち前記基板に最も近い位置に配置された第１光学要素の有効照射範囲の、前記第１方向と直交する方向の長さ以上の長さである、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。

【請求項3】

前記第１気体の進行方向を設定する進行方向設定手段を備え、
前記第１光学要素の出射面と前記投影光学系の筐体の前記基板側の端部面とのうち前記進行方向設定手段と前記空間との間における少なくとも一部は、平面または前記基板とは反対側に凹な面を形成する、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。

【請求項4】

前記面に平行な第１断面において前記光路に対して交差するように、前記第１気体の進行方向を設定する進行方向設定手段を備える、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項5】

前記進行方向設定手段は、前記第１断面において前記光路に対してなす角度が４５°乃至９０°となるように、前記第１気体の進行方向を設定する、ことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。

【請求項6】

少なくとも前記空間に向けて第２気体をそれぞれが供給する少なくとも一つの第２気体供給機構と、
前記第２気体の進行方向の少なくとも一つに対してなす角度が０°乃至４５°となるように、前記第１気体の進行方向を設定する進行方向設定手段と、を備える、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項7】

前記第２気体供給機構の少なくとも一つと前記空間との間において、前記第１気体の進行方向に対してなす角度が０°乃至４５°となるように、前記第２気体の進行方向を設定する整流部材が設けられている、ことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。

【請求項8】

前記基板を保持しながら前記面に平行な第２方向に走査移動する基板ステージを備え、
少なくとも一つの前記第２気体供給機構は、前記面に平行な第１断面において前記第２方向に非平行になるように前記第２気体の進行方向を設定する、ことを特徴とする請求項６または７に記載の露光装置。

【請求項9】

前記第２気体の温度に基づいて前記第１気体の温度を調整する温度制御部を備える、ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項10】

前記第２気体の湿度に基づいて前記第１気体の湿度を調整する湿度制御部を備える、ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項11】

前記第１気体及び前記第２気体それぞれの気体組成は、互いに同一である、ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項12】

前記第１気体及び前記第２気体それぞれの気体組成は、互いに異なる、ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項13】

前記第１気体は、空気、不活性ガス、及び空気と不活性ガスとを含む混合ガスのいずれか１つである、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置。

【請求項14】

前記空気は、湿度が調整されているクリーンエアーである、ことを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。

【請求項15】

前記空間内の気体を吸引する排気機構を備える、ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項16】

前記第１方向と前記第１気体の進行方向とを含む第３断面において前記面に向かうように前記第１気体の進行方向を設定する進行方向設定手段を備える、ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項17】

請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記基板を露光する工程と、
露光された前記基板を現像する工程と、
現像された前記基板から物品を製造する工程と、
を含む、ことを特徴とする物品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、露光装置、及び物品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、露光装置において基板に対して露光を行う際に、基板上に塗布された感光剤からアウトガスが発生することが知られている。
そのように発生したアウトガスは、露光装置内の雰囲気等に含まれる酸、塩基又は有機化合物等の不純物と反応し、基板に近接する投影光学系の光学要素に曇りを発生させることによって、光学要素の光学性能ひいては露光装置の露光性能を低下させる虞がある。

【0003】

そこで、そのようなアウトガスが投影光学系の光学要素へ到達することを抑制するために、アウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体を供給する気体供給機構を備えた露光装置が知られている。
しかしながら、露光装置において基板と投影光学系との間の空間は相対的に狭く、また空調を行うための気体も供給されているため、当該空間にアウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体を大流量且つ高流速で供給することは困難である。

【0004】

特許文献１は、コアンダ効果を利用して気体の進行方向を変更することによって基板と投影光学系との間の空間に気体を供給することで露光精度の低下を抑制した露光装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－３３３１５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方、露光装置では基板と投影光学系との間の空間において基板の基板面に計測光を入射させると共に、基板面によって反射された計測光を受光することで、基板の基板面に垂直な方向における位置を計測するための計測機構が設けられている。
また、特許文献１の露光装置のようにコアンダ効果を利用して基板と投影光学系との間の空間にアウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体を供給すると、温度、湿度や気体組成等が異なる空調用の気体の巻き込みが発生する。

【0007】

そして、空調用の気体を巻き込みながらアウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体が計測機構による計測光の光路を進行すると、当該光路内の雰囲気において屈折率が不均一になってしまう。
それにより、計測光のゆらぎが発生することで、基板の位置の計測精度が低下し、露光精度が低下してしまう虞がある。
そこで本発明は、光学性能の低下を抑制するための気体供給を計測精度の低下を抑制するように行うことで、露光性能の低下を抑制することができる露光装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る露光装置は、基板を露光する露光装置であって、基板に露光光を投影する投影光学系と、基板の露光される面に斜入射し、面で反射した計測光を受光して、面に垂直な第１方向における基板の位置を計測する計測部と、投影光学系と計測光との間の空間に第１気体を供給する第１気体供給口を含む第１気体供給機構とを備え、計測光の光路の各位置において、第１気体供給口の第１方向における長さは、投影光学系と計測光との間の距離より短い、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、光学性能の低下を抑制するための気体供給を計測精度の低下を抑制するように行うことで、露光性能の低下を抑制することができる露光装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第一実施形態に係る露光装置の模式的断面図。

【図2】第一実施形態に係る露光装置の一部を拡大してＹＺ断面及びＸＺ断面に投影した図。

【図3】第一実施形態の種々の変形例に係る露光装置の一部を拡大してＹＺ断面、ＸＹ断面及びＸＺ断面に投影した図。

【図4】第二実施形態に係る露光装置の一部を拡大してＹＺ断面に投影した図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本実施形態に係る露光装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている。
また以下では、基板ステージの基板載置面に垂直な方向をＺ方向、基板載置面内において互いに直交する（垂直な）二つの方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向と定義する。

【0012】

［第一実施形態］
液晶パネルや半導体デバイス等を製造する際のリソグラフィ工程において用いられる装置の一つとして、照明光学系により照明された原版のパターンを投影光学系を介して基板（ウエハ）上に投影して基板を露光する露光装置が知られている。

【0013】

露光装置で用いられる基板には、例えば感光剤が塗布されており、基板に対して露光が行われることによって、基板上の感光剤からアウトガスが発生する。
そして、基板上の感光剤から発生したアウトガスは、露光装置内の雰囲気や光学要素の表面に形成される膜に含まれる酸、塩基又は有機化合物等の不純物と反応してしまう。

【0014】

これにより、基板の周辺、特に投影光学系の最も基板側に配置されている光学要素の光学面において曇りが発生する可能性がある。
そして、光学要素に曇りが発生すると、露光装置において実際の露光量が不足したり、照度ムラやフレアが発生することによって、基板上に投影される原版のパターンの精度が低下する虞がある。

【0015】

また、基板上の感光剤に加えて、露光装置の例えば基板ステージや筐体等に含まれる樹脂部品、接着剤、グリースや金属部品における洗浄残り等からもアウトガスが発生する。
そのため、このような部材から発生したアウトガスも、基板上の感光剤から発生したアウトガスと同様に、光学要素を曇らせてしまう要因となる可能性がある。

【0016】

そこで従来、露光装置においてそのような不純物やアウトガスが光学要素へ到達することを抑制するために、不純物やアウトガスを吹き飛ばすためのエアーノズル等の気体供給機構を備える露光装置が知られている。
また、エアーノズルから気体を供給することでアウトガスを吹き飛ばすためには、一般的に、基板と光学要素との間の空間全体に気体を高流速で供給することが有利である。
そのため、エアーノズルから大流量の例えばクリーンドライエアー、窒素ガス又は湿度が調整されたクリーンエアー等のクリーンな気体を供給することが好ましい。

【0017】

一方、従来の露光装置には、基板と投影光学系との間において基板の基板面に計測光を入射させると共に、基板面によって反射された計測光を受光することで、基板の基板面に垂直な方向における位置を計測するための計測機構が設けられている。
また、露光装置内の空間では一般に空調が行われているため、基板と投影光学系との間の空間には空調用の気体（例えば、空気）が供給されている。

【0018】

ここで、空調用の気体とアウトガスを吹き飛ばすために供給されるクリーンな気体とは、互いに異なる温度や湿度であったり、互いに異なる気体組成であったりする可能性がある。
その場合、基板と投影光学系との間の空間に存在するアウトガスを吹き飛ばすためにクリーンな気体を供給すると、供給されたクリーンな気体と空調用の気体とが互いに混合することで、当該空間内の雰囲気の屈折率が不均一になってしまう。
そして、そのような空間において基板の位置を計測するための計測光を入射させると、計測光がゆらいでしまうことによって、基板の位置の計測精度が低下し、露光精度が低下してしまう虞がある。

【0019】

そのような問題を解決するために、従来、露光を行うために基板が載置される露光用基板ステージと、位置を計測するために基板が載置される計測用基板ステージとをそれぞれ設けている露光装置が用いられている。
そして、アウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体を、計測用基板ステージでは供給せずに基板の位置の計測のみを行う一方で、露光用基板ステージでは供給すると共に基板の露光のみを行う。
これにより、基板の位置の計測精度を維持しつつ、光学要素における曇りの発生を抑制することで、露光精度の低下を抑制することができる。
しかしながら、このような露光装置では、二つの基板ステージを設ける必要があるため、コスト及びサイズが増加してしまう。

【0020】

一方、上記の問題を解決するために、空調用の気体とアウトガスを吹き飛ばすために供給されるクリーンな気体とのそれぞれの温度及び湿度が、互いに同一になるように調整を行う露光装置も従来用いられている。
しかしながら、露光装置において基板の位置の計測精度を維持するためには、一般的に位置の計測結果の計測光のゆらぎによる誤差を１ｎｍ以下にすることが求められる。
その場合、それぞれの気体の間の温度差を０．０１℃乃至０．００１℃以下にすると共に、それぞれの気体の間の相対湿度差を１％乃至０．１％以下にすることが求められ得るため、そのような調整は困難である。

【0021】

また、アウトガスを吹き飛ばすために供給されるクリーンな気体と同程度のクリーン度まで向上するように、空調用の気体をフィルタを介して酸、塩基又は有機化合物等の不純物を除去した後に供給する方法も考えることができる。
しかしながら、一般的にフィルタを介しただけでは、空調用の気体のクリーン度をアウトガスを吹き飛ばすために供給されるクリーンな気体と同程度まで向上させることは困難である。
また仮に、空調用の気体のクリーン度をアウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体と同程度まで向上させることができたとしても、向上した空調用の気体が基板と投影光学系との間の空間に到達するまでにアウトガスが混入してしまう虞がある。

【0022】

加えて、露光装置において基板と投影光学系との間の空間は相対的に狭いため、そのような空間に気体を供給しようとすると圧力が上昇することから、大流量且つ高流速で供給することは困難である。
そこで、そのような基板と投影光学系との間における狭い空間にアウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体を供給するために、コアンダ効果を利用する方法も知られている。
また、コアンダ効果を利用してアウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体を供給する際には空調用の気体を巻き込むため、双方の気体を互いに混合させながら大流量で当該空間に供給することができる。

【0023】

しかしながらこの場合、基板の周囲に存在する熱源、例えば基板ステージから熱を吸収した空調用の気体を巻き込んでしまうと、双方の気体の温度が互いに不均一になる虞がある。
これにより、基板と投影光学系との間の空間の雰囲気中の屈折率が不均一になることで、当該空間内を進行する基板の位置を計測するための計測光がゆらいでしまうことによって、基板の位置の計測精度ひいては露光精度が低下してしまう虞がある。

【0024】

また、コアンダ効果を利用してアウトガスを吹き飛ばすためのクリーンな気体を供給すると、空調用の気体に加えて、基板と投影光学系との間の空間内及びその周囲に存在するアウトガスも巻き込んでしまう虞がある。
そのため、投影光学系が有する光学要素において曇りが発生する可能性がある。

【0025】

本実施形態は、以上の事を鑑みて、以下に示す構成を採ることで、光学性能の低下を抑制するための気体供給を計測精度の低下を抑制するように行うことによって露光性能の低下を抑制することができる露光装置を提供する。

【0026】

図１は、第一実施形態に係る露光装置１００の模式的断面図を示している。

【0027】

本実施形態に係る露光装置１００は、投影光学系２、基板ステージ４、第２の気体供給機構６、第１の気体供給機構１０、排気機構１６、照明光学系２１、原版ステージ２２、制御部２３、光源２４、空調部２６及び計測装置３０（計測部）を備える。

【0028】

照明光学系２１は、光源２４からの露光光を用いて原版ステージ２２上に保持されている原版２５を照明する。
投影光学系２は、原版２５を通過した露光光を基板ステージ４上に保持されている基板５に導光することによって、原版２５に形成されているパターンの像を基板５上に投影することでパターンを転写する。

【0029】

基板ステージ４及び原版ステージ２２はそれぞれ基板５及び原版２５を保持しており、制御部２３によってＹ方向に走査移動を行う。
計測装置３０は、投影光学系２の近傍に配置されており、基板５のＺ方向における位置、すなわちフォーカスを計測する。

【0030】

第２の気体供給機構６は、投影光学系２、基板ステージ４及び計測装置３０が配置されている空間の少なくとも一部に対して第２の気体７を供給することによって空調を行う。
第１の気体供給機構１０は、投影光学系２の近傍に配置されており、第１の気体１２を投影光学系２と基板５との間の空間に気体供給口１１を介して供給する。そして、第１の気体供給機構１０から供給された第１の気体１２は、排気機構１６から排出される。
空調部２６は、例えばクリーンドライエアー、クリーンエアー又は窒素ガス等の第１の気体１２を第１の気体供給機構１０に供給する。

【0031】

以下で詳述するように、本実施形態に係る露光装置１００では、投影光学系２の近傍に配置されている第１の気体供給機構１０が第１の気体１２を投影光学系２と基板５との間の空間に供給する。
これにより、投影光学系２において最も基板５に近接して配置されている光学要素３が、基板５上の感光剤や、基板ステージ４、投影光学系２、計測装置３０及びそれらを保持する筐体等に設けられる種々の部品から発生するアウトガスによって曇ることを抑制する。

【0032】

次に、本実施形態に係る露光装置１００の特徴的な構成について説明する。

【0033】

図２（ａ）は、本実施形態に係る露光装置１００の一部を拡大してＹＺ断面に投影した図である。
また図２（ｂ）は、本実施形態に係る露光装置１００の一部を拡大してＸＺ断面に投影した図である。

【0034】

図２（ａ）に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、第２の気体供給機構６から第２の気体７が供給される。
また、投影光学系２の近くに配置されている第１の気体供給機構１０からは、第１の気体１２が供給される。
また、第１の気体供給機構１０には、Ｙ方向に沿って第１の気体１２が吹き出されるように気体供給口１１が設けられている。

【0035】

そして、図２（ａ）及び（ｂ）に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、基板５のＺ方向における位置、すなわちフォーカスを測定するための計測装置３０が、投影光学系２の近傍に配置されている。
具体的には、計測装置３０が有する投光部３０ａから射出された計測光３１が光学要素３と基板５との間の空間を通過する。その後、計測光３１は、基板５の基板面に垂直なＺ方向（第１の方向）及び計測光３１の進行方向を含むＸＺ断面（第２の断面）において基板５の基板面上に斜入射する。
そして、計測装置３０が有する受光部３０ｂが基板５の基板面によって反射された計測光３１を受光することで、基板５のＺ方向における位置を計測することができる。

【0036】

図２（ａ）及び（ｂ）に示されているように、気体供給口１１（進行方向設定手段）は、第１の気体供給機構１０から供給される第１の気体１２が、光学要素３と計測光３１の光路とのＺ方向における隙間を進行するように設けられている。
すなわち気体供給口１１によって、第１の気体１２の進行方向は、投影光学系２と基板ステージ４上の基板５との間の空間のうち投影光学系２に最も近接して配置されている光学要素３と計測光３１の光路との間の空間に向かうように設定されている。
なお、気体供給口１１のＸ方向における幅は、光学要素３の出射面（基板５側の面）の有効照射範囲と同一の大きさ以上であることが好ましい。

【0037】

また、第１の気体供給機構１０は、例えば樹脂や金属で形成されているチューブ、マニホールド、継手及び絞り等の配管部材を介して、電磁弁、レギュレータ、流量計、圧力計及びマスフローメーター等から構成される空調部２６に接続される。
そして、第１の気体１２は、空調部２６からそのような配管部材を介して第１の気体供給機構１０に供給される。

【0038】

なお、空調部２６と第１の気体供給機構１０との間における配管部材は、第２の気体７が供給されている空間を通過するように設けられていても構わない。
この場合、設けられた配管部材と第２の気体７とが互いに接触することで、空調部２６から第１の気体供給機構１０へ供給される第１の気体１２の温度を第２の気体７の温度と同程度にすることができる効果が得られる。

【0039】

本実施形態に係る露光装置１００において第１の気体供給機構１０から供給される第１の気体１２としては、酸、塩基又は有機化合物等の不純物をほとんど含んでいないクリーンな気体が用いられる。
なお、第１の気体１２は、クリーンドライエアーと称される、酸、塩基又は有機化合物等の不純物をほとんど含んでいないクリーンな乾燥空気であることが好ましい。
また、第１の気体１２は、湿度が調節されたクリーンエアーや、第２の気体７とは異なる、例えば窒素ガス等の不活性ガスであっても構わない。また、第１の気体１２は、湿度が調節されたクリーンエアーと例えば窒素ガス等の不活性ガスとの混合ガスであっても構わない。

【0040】

また、本実施形態に係る露光装置１００において第２の気体供給機構６から供給される第２の気体７としては、一般的に温度調整が行われている空調用の気体、例えば空気が用いられる。
なお、第２の気体７のクリーン度は、第１の気体１２より低くても構わないが、第２の気体７は、光学要素３の近傍を進行するため、フィルタ等を用いて酸、塩基及び有機化合物等の不純物がある程度除去されていることが好ましい。

【0041】

上記のように、基板ステージ４や、投影光学系２の周囲に存在する樹脂部品、接着剤、グリースや金属部品における洗浄残りの部分等からアウトガス４０が発生する。
そして、発生したアウトガス４０は、第２の気体７の流れに沿って、基板５と光学要素３との間を移動し得る。

【0042】

また、基板５には感光剤が塗布されており、基板５が露光されることによって感光剤からもアウトガス４０が発生する。
そして、感光剤から発生したアウトガス４０も第２の気体７の流れに沿って、基板５と光学要素３との間を移動し得る。

【0043】

次に、本実施形態に係る露光装置１００の特徴的な構成によって得られる効果について説明する。

【0044】

まず、本実施形態に係る露光装置１００では光学要素３における曇りの発生を抑制することができる。
すなわち、本実施形態に係る露光装置１００では、上記のように気体供給口１１から供給される第１の気体１２が、光学要素３の少なくとも一部、特に光学要素３の出射面の有効照射範囲を覆うように進行することが好ましい。
これにより、上記のように第２の気体７の流れに沿って光学要素３の周囲を進行しているアウトガス４０が光学要素３へ到達することを抑制することができる。

【0045】

なお、第１の気体１２が光学要素３へ直接到達しない程度に第１の気体１２の流速が小さくても、第１の気体１２が進行することによって、光学要素３の周囲を進行するアウトガス４０の濃度を低下させる効果を得ることができる。
一方、第１の気体１２の流速は、第２の気体７が供給されている際においても、光学要素３へ到達することができる程度の大きさであることが好ましい。
また、第１の気体１２の流速は、アウトガス４０や、第１の気体１２以外の気体が光学要素３へ到達することを抑制するために、第１の気体１２が光学要素３の出射面の有効照射範囲を完全に覆って進行することができる程度の大きさであることがさらに好ましい。
すなわち、第１の気体１２の流速は、例えば第２の気体７の流速と同等以上であることが好ましく、基板ステージ４の移動速度より大きいことがさらに好ましい。

【0046】

また、本実施形態に係る露光装置１００では計測装置３０による計測光３１におけるゆらぎの発生を抑制することができる。
上記のように、第１の気体１２は、光学要素３と計測光３１の光路とのＺ方向における隙間を進行するように、気体供給口１１から供給される。
すなわち、第１の気体１２は、計測光３１との接触が抑制されるように供給されるため、計測光３１が進行する光路の雰囲気中における第１の気体１２の進行に伴うゆらぎの発生を抑制することができる。

【0047】

なお、本実施形態に係る露光装置１００では、第１の気体１２は、基板５の基板面に平行なＸＹ断面（第１の断面）において計測光３１の光路に対して交差するように進行することが好ましい。
換言すると、本実施形態に係る露光装置１００では、基板５の基板面に平行なＸＹ断面において計測光３１の光路に対して交差するように、気体供給口１１によって第１の気体１２の進行方向が設定されることが好ましい。

【0048】

また、本実施形態に係る露光装置１００では、第１の気体１２は、基板５の基板面に平行なＸＹ断面において計測光３１の光路に対して４５゜乃至９０゜の角度をなして進行することがさらに好ましい。
換言すると、本実施形態に係る露光装置１００では、基板５の基板面に平行なＸＹ断面において計測光３１の光路に対してなす角度が４５゜乃至９０゜となるように、気体供給口１１によって第１の気体１２の進行方向が設定されることがさらに好ましい。

【0049】

また、第１の気体１２及び第２の気体７それぞれの進行方向の間の違いや、それぞれの流速の間の違いに応じた第１の気体１２の拡散度の変化によって、上記の計測光３１におけるゆらぎの発生を抑制する効果は変化する。
すなわち、本実施形態に係る露光装置１００では、第１の気体１２の進行方向は、第２の気体７の進行方向に対して４５°以下であることが好ましく、第２の気体７の進行方向と同一であることが最も好ましい。
換言すると、本実施形態に係る露光装置１００では、気体供給口１１は、第２の気体７の進行方向に対してなす角度が０゜乃至４５°となるように、第１の気体１２の進行方向を設定することが好ましい。
また、第１の気体１２の流速は、第２の気体７の流速と同程度であることが好ましい。

【0050】

これにより、第１の気体１２の拡散を抑制することによって、第１の気体１２の計測光３１への接触を抑制することができる。
なお、第１の気体１２及び第２の気体７それぞれの流速は互いに異なっていてもよいが、上記の効果をより向上させるために、第１の気体１２が光学要素３に到達することができるように第１の気体１２及び第２の気体７それぞれの流速を設定することが好ましい。

【0051】

また、図２（ａ）に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、第２の気体７と第１の気体１２とを互いに略同一の方向に沿って進行させるために整流板１４及び１５（整流部材）を設けていてもよい。
具体的には、整流板１４及び１５は、図２（ｂ）に示されているように互いを接続する側板１７と共に管状構造を形成しており、第１の気体１２の進行方向に対してなす角度が０゜乃至４５°となるように、第２の気体７の進行方向を設定する。
すなわち、整流板１４及び１５を設けることによって、第２の気体７の進行方向及び流速を容易に制御することができる。

【0052】

また第１の気体１２が拡散せずに整流されるように、Ｙ方向において気体供給口１１と光学要素３との間に設けられた整流板１５、投影光学系２及び光学要素３それぞれの第１の気体１２と接触する表面は、互いに同一の平面になるように形成することが好ましい。
換言すると、光学要素３の出射面と投影光学系２の筐体の基板５側の端部面とのうち、光学要素３及び計測光３１の光路の間の空間と気体供給口１１との間における部分は、平面を形成することが好ましい。
各表面を互いに同一の平面になるように形成することで、気体供給口１１から供給された第１の気体１２は、各表面に沿って光学要素３まで進行しやすくなり、第１の気体１２の拡散を抑制することができる。
なお各表面は、互いに同一の平面に限らず、少なくとも一部がＺ方向上方に向かって凹形状であるように形成されていても構わない。

【0053】

また、図２（ａ）に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、光学要素３と基板５との間の空間内のアウトガス４０を含む気体を吸引する排気機構１６を設けてもよい。
なお、排気機構１６は、基板５と光学要素３との間において第２の気体７及び第１の気体１２それぞれが所定の方向を進行するように構成されていてもよい。
すなわち、排気機構１６の排気口１６ａは、Ｚ方向に限らず、異なる方向、例えばＹ方向に沿って形成されていても構わない。

【0054】

図３（ａ）は、本実施形態の変形例に係る露光装置の一部を拡大してＹＺ断面に投影した図である。
図３（ａ）に示されているように、本実施形態の変形例に係る露光装置では、第１の気体１２が気体供給口１１から斜め下方に向かって放射状に吹き出されるように供給されている。
このように、第１の気体１２が斜め下方に放射状に進行することによって、アウトガス４０の流れを光学要素３から離間するように形成することができるため、アウトガス４０の光学要素３への到達をより有利に抑制することができる。

【0055】

なお、本実施形態の変形例に係る露光装置では、第１の気体１２が気体供給口１１から斜め下方に向かって放射状に吹き出されているが、これに限らず、気体供給口１１から斜め下方に向かって直線状に吹き出されていても構わない。
すなわち、本実施形態の変形例に係る露光装置では、気体供給口１１は、基板５の基板面に垂直なＺ方向及び第１の気体１２の進行方向を含むＹＺ断面（第３の断面）において第１の気体１２の進行方向を基板面に向かうように設定すればよい。

【0056】

また図３（ｂ）は、本実施形態の別の変形例に係る露光装置の一部を拡大してＸＹ断面に投影した図である。
図３（ｂ）に示されているように、本実施形態の別の変形例に係る露光装置では、第２の気体７の供給における要求に応じて二つの第２の気体供給機構６が設けられている。

【0057】

例えば、第２の気体７の進行方向が基板ステージ４の走査移動方向（すなわち、Ｙ方向）と略平行である場合には、基板ステージ４が走査移動する際に基板ステージ４に対して第２の気体７の流れに伴う抗力が発生する虞がある。
そのような抗力の発生を抑制するために、本実施形態の別の変形例に係る露光装置のように互いに異なる進行方向に沿って第２の気体７を供給する複数の第２の気体供給機構６を設ける場合がある。
これにより、少なくとも一つの第２の気体供給機構６は、基板５の基板面に平行なＸＹ断面内において基板ステージ４の走査移動方向（第２の方向）に非平行になるように、第２の気体７の進行方向を設定することができる。

【0058】

そしてこの場合には、第２の気体７の進行方向の少なくとも一つに対して第１の気体１２の進行方向がなす角度が０゜乃至４５°となるように、第１の気体供給機構１０を設ければよい。
またこの際、排気機構１６も第１の気体１２のそのような進行方向に応じて配置すればよい。

【0059】

また、本実施形態の別の変形例に係る露光装置において、第２の気体７の進行方向を設定する整流板を設ける場合には、少なくとも一つの第２の気体供給機構６と光学要素３及び基板５の間の空間との間に設ければよい。
これにより、第１の気体１２の進行方向に対してなす角度が０゜乃至４５°となるように、第２の気体７の進行方向の少なくとも一つを設定することができる。

【0060】

また、本実施形態に係る露光装置１００において形成される気体供給口１１の大きさとしては、まず基板５と光学要素３との間のＺ方向における距離は、数ｍｍ乃至数十ｍｍ程度であることを考慮する。
加えて、図２（ｂ）に示されるように気体供給口１１の形状がＸＺ断面内において矩形である場合には、光学要素３と計測光３１の光路とのＺ方向における隙間において計測光３１からＺ方向に１ｍｍ以上離間するように気体供給口１１の大きさを決定するとよい。
また、気体供給口１１のＸ方向における幅は、光学要素３の出射面の有効照射範囲より大きくなるように設計することがさらに好ましい。

【0061】

ここで、光学要素３と計測光３１の光路とのＺ方向における隙間において、Ｚ方向における計測光３１に対する第１の気体１２の離間距離が小さくなるように第１の気体１２の供給量を増加させるほど、光学要素３の曇りの発生を抑制する効果を更に向上できる。
一方、光学要素３と計測光３１の光路とのＺ方向における隙間において、Ｚ方向における計測光３１に対する第１の気体１２の離間距離が大きくなるほど、第１の気体１２の供給による計測光３１におけるゆらぎの発生を抑制する効果を更に向上できる。
また、より多くの量の第１の気体１２を供給することによって光学要素３における曇りの発生をさらに抑制するために、図３（ｃ）に示されているように、気体供給口１１のＸＺ断面内における形状を三角形状に形成することも可能である。

【0062】

以上のように、本実施形態に係る露光装置１００では、光学要素３と計測光３１の光路との間の空間に向けて第１の気体供給機構１０から第１の気体１２が供給されるように、第１の気体１２の進行方向を設定する気体供給口１１が設けられている。
これにより、光学要素３が曇ることによる光学性能の低下を抑制するための第１の気体１２の供給を計測装置３０による基板５の位置の計測精度の低下を抑制するように行うことで、露光性能の低下を抑制することができる。

【0063】

［第二実施形態］
図４は、第二実施形態に係る露光装置２００の一部を拡大してＹＺ断面に投影した図である。
なお、本実施形態に係る露光装置２００では、温度調整器２０１及び湿度調整器２０２が新たに設けられていること以外は、第一実施形態に係る露光装置１００と同一の構成であるため、同一の部材には同一の符番を付して、説明を省略する。

【0064】

図４に示されているように、本実施形態に係る露光装置２００では、空調部２６内に温度調整器２０１（温度制御部）及び湿度調整器２０２（湿度制御部）が設けられている。
そして、温度調整器２０１を設けて第１の気体１２の温度を調整することによって、第２の気体７と第１の気体１２との間の温度差を、例えば０．０１℃乃至０．００１℃以下になるように高精度に制御することができる。
また、湿度調整器２０２を設けて第１の気体１２の湿度を調整することによって、第２の気体７と第１の気体１２との間の相対湿度差を、例えば１％乃至０．１％以下になるように高精度に制御することができる。
換言すると、本実施形態に係る露光装置２００では、第２の気体７の温度及び湿度に基づいて第１の気体１２の温度及び湿度を調整することができる温度調整器２０１及び湿度調整器２０２を設けている。

【0065】

上述のように、第一実施形態に係る露光装置１００では、第１の気体１２が通過する配管部材を第２の気体７が供給されている空間に設けて第１の気体１２と第２の気体７とを互いに熱交換させることによって、互いの温度を同程度にしていた。
しかしながら、この構成では互いの温度差が０．０１℃乃至０．００１℃以下になるように高精度に制御を行うことは困難である。
そのため、本実施形態に係る露光装置２００では、上記のように温度調整器２０１を設けて互いの温度差を高精度に制御すると共に、湿度調整器２０２を設けることによって互いの湿度差も高精度に制御することができる。

【0066】

温度調整器２０１及び湿度調整器２０２によって第１の気体１２の温度及び湿度を調整するためには、図４に示されているように、空調部２６内に第１の気体１２の温度及び湿度を計測するための温度計２０３及び湿度計２０５を設ける。
それに加えて、第２の気体７の進行路上に、第２の気体７の温度及び湿度を計測するための温度計２０４及び湿度計２０６を設ける。
そして、温度計２０３及び湿度計２０５によって計測される第１の気体１２の温度及び湿度が、温度計２０４及び湿度計２０６によって計測される第２の気体７の温度及び湿度と略同一になるように、温度調整器２０１及び湿度調整器２０２による制御を行えばよい。

【0067】

なお、本実施形態に係る露光装置２００では、温度調整器２０１及び湿度調整器２０２は空調部２６内に設けられているが、これに限られない。
すなわち、温度調整器２０１及び湿度調整器２０２は、空調部２６と第１の気体供給機構１０との間、又は第１の気体供給機構１０内等、空調部２６の外部に設けられていても構わない。

【0068】

また、本実施形態に係る露光装置２００では、温度計２０３及び湿度計２０５も空調部２６内に設けられているが、これに限られない。
すなわち、温度計２０３は温度調整器２０１と第１の気体供給機構１０との間に設けられていてもよく、湿度計２０５は湿度調整器２０２と第１の気体供給機構１０との間に設けられていてもよい。
また、温度調整器２０１及び湿度調整器２０２の構成に応じて、温度計２０３及び湿度計２０５が不要な場合には、設けなくてもよい。

【0069】

以上のように、本実施形態に係る露光装置２００では、光学要素３と計測光３１の光路との間の空間に向けて第１の気体供給機構１０から第１の気体１２が供給されるように、第１の気体１２の進行方向を設定する気体供給口１１が設けられている。
また、第１の気体１２の温度及び湿度を計測するための温度計２０３及び湿度計２０５と、第２の気体７の温度及び湿度を計測するための温度計２０４及び湿度計２０６を設けている。
そして、温度調整器２０１及び湿度調整器２０２を設けて、計測された第２の気体７の温度及び湿度と略同一になるように、第１の気体１２の温度及び湿度を調整している。
これにより、光学要素３が曇ることによる光学性能の低下を抑制するための第１の気体１２の供給を基板５の位置の計測精度の低下を抑制するように行うと共に、第１の気体１２の温度及び湿度の制御を行うことで、露光性能の低下を更に抑制することができる。

【0070】

［物品の製造方法］
次に、本実施形態に係る露光装置を用いた物品の製造方法について説明する。

【0071】

半導体ＩＣ素子、液晶表示素子及びＭＥＭＳ等の物品を製造する方法は、本実施形態に係る露光装置を用いて、感光剤が塗布されたウエハやガラス基板等の基板を露光する工程を含む。
また、上記方法は、露光された基板（感光剤）を現像する工程と、現像された基板を加工処理する他の周知の工程を含む。
なお、ここでいう他の周知の工程には、エッチング、感光剤剥離、ダイシング、ボンディング及びパッケージング等が含まれる。
本実施形態に係る物品の製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。

【0072】

以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【符号の説明】

【0073】

２ 投影光学系
３ 光学要素
５ 基板
１０ 第１の気体供給機構
１１ 気体供給口（進行方向設定手段）
１２ 第１の気体
２４ 光源
２５ 原版
３０ 計測装置（計測部）
３１ 計測光
１００ 露光装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】