CN1650401B - 曝光方法与曝光装置、以及器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

在本发明的实施例中，将衬底W作为隔壁的一部分、用透过能量光束IL的透过性气体充满投影光学系统PL的射出端侧，而且在移动或交换衬底时，为了维持投影光学系统PL的射出端侧的气体状态，将物体70设置在投影光学系统PL的射出端侧来取代衬底W。由此，可以从投影光学系统的射出端侧适当地排除吸光物质，在移动或交换衬底时也能够维持该状态。

Description

曝光方法与曝光装置、以及器件的制造方法
技术领域
本发明涉及用于制造半导体元件、液晶显示元件、摄像元件(CCD等)、薄膜磁头等电子器件的曝光方法及曝光装置、以及器件的制造方法。
背景技术
利用光刻工序制造半导体元件和液晶显示元件等电子器件时，使用通过投影光学系统将形成有图形的掩模或中间掩模(reticle-以下称中间掩模)的图形的像投影到涂有感光材料(抗蚀剂)的衬底上的各投影(拍摄)区域的投影曝光装置。电子器件的电路利用上述投影曝光装置将电路图形曝光到被曝光衬底上而被转印，通过后处理而形成。
近年来，集成电路的高密度集成化，即电路图形的微细化，得到了发展。因此，投影曝光装置的曝光用照明光束(曝光光)有短波长化的倾向。即，人们已经取代迄今为止为主流的水银灯而使用KrF受激准分子激光(波长为248nm)等短波长光源，使用波长更短的ArF受激准分子激光(波长为193nm)的曝光装置的实用化也在进入最后阶段。为了更加高密度集成化，正在开发使用F2激光(157nm)的曝光装置。
波长约为190nm以下的光束属于真空紫外区域，这些光束不透过空气。这是因为光束的能量被空气中含有的氧分子、水分子、和二氧化碳分子等物质(以下称为吸光物质)吸收的缘故。
在使用真空紫外区域的曝光光的曝光装置中，为了使曝光光能够以充分的照度到达被曝光衬底，需要从曝光光的光路上的空间中减少或排除吸光物质。因此，在曝光装置中往往用壳体包围光路上的空间，并用使曝光光透过的透过性气体充填该壳体内的空间。此时，假如光路全长为1000mm，则实用的光路上的空间内的吸光物质浓度为小于等于约1ppm。
但是，由于在曝光装置中频繁地交换衬底，所以，在光路上的空间中要排除投影光学系统与衬底之间的空间的吸光物质很困难。例如，在用壳体包围该空间时优选设置能够包围包括用于交换衬底的机构的大型壳体，可这时由于壳体的大型化而使得充填壳体内的气体的消耗量变得很多。
因此，在曝光装置中有时使用通过向投影光学系统的射出端一侧喷射使曝光光透过的透过性气体以从光路上的空间中排除吸光物质的技术。该技术例如记载在特开平6-260385号公报等中。
可是，在上述技术中，由于喷射的气体容易泄漏到衬底的周围，该泄漏的透过性气体有可能影响周边的设备。例如，在曝光装置中，为了控制装载衬底的台而往往会使用利用激光的干涉仪系统。可是，如果透过性气体流入上述干涉仪的光路，则会由于在此之前存在于干涉仪光路上的气体(空气)与透过性气体的折射率之差而使激光的光路长度变化，从而有可能使干涉仪系统的控制精度降低。
当衬底设置在投影光学系统的射出端一侧时，该衬底会成为隔壁的一部分，因而能够抑制上述气体的泄漏，但是在移动衬底或交换衬底时，成为隔壁的衬底的至少一部分会离开投影光学系统的射出端侧，从而使投影光学系统的射出端侧的气体状态被破坏，从而容易产生上述气体的泄漏。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而进行的，其目的在于提供一种从投影光学系统的射出端侧适当地排除吸光物质、在移动或交换衬底时也能够维持该气体状态的曝光方法及曝光装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够提高图形精度的器件制造方法。
在以下的说明中标在括弧内的标号只是用于表示后述的实施例中的结构与各要素之间的关系，并不是将各要素限定于实施例中的结构。
本发明的曝光方法是利用能量光束(IL)、通过投影光学系统(PL)将掩模(R)的图形复制到衬底(W)上的曝光方法，其中：用透过上述能量光束(IL)的透过性气体充满上述衬底(W)与上述投影光学系统(PL)的射出端侧之间的空间；为了在移动或交换上述衬底(W)时维持上述投影光学系统(PL)的射出端侧的气体状态，将物体(70)设置在上述投影光学系统(PL)的射出端侧来取代上述衬底(W)。
在该曝光方法中，将衬底作为隔壁的一部分、并用透过性气体充满投影光学系统的射出端侧，从而可以从投影光学系统的光路上排除吸光物质。在移动或交换衬底时，通过在投影光学系统的射出端侧设置一个物体，从而使该物体取代衬底而成为隔壁的一部分。由此，即使在移动或交换衬底时也能够抑制透过性气体从投影光学系统的射出端侧泄漏，从而维持投影光学系统的射出端侧的吸光物质被排除的气体状态。
上述曝光方法可以利用下述曝光装置实施。该曝光装置是利用能量光束(IL)、通过投影光学系统(PL)将掩模(R)的图形复制到衬底(W)上的曝光装置，包括：气体供给系统(50)，将透过上述能量光束(IL)的透过性气体供给上述衬底(W)与上述投影光学系统(PL)的射出端侧之间的空间；取代上述衬底而设置在上述投影光学系统(PL)的射出端侧的物体(70)，用于在移动或交换上述衬底(W)时，维持上述投影光学系统(PL)的射出端侧的气体状态。
在该曝光装置中，上述物体(70)优选以与上述投影光学系统(PL)之间的距离和上述衬底(W)的大致相等的方式设置。由此，能够可靠地维持投影光学系统的射出端侧的上述气体状态。
上述物体(70)优选以与上述衬底(W)的表面形成连续的面的方式设置。由此，可以抑制气体的滞留与气流的紊乱，从而更加可靠地维持投影光学系统的射出端侧的上述气体状态。
上述物体(70)也可以是保持上述衬底(W)的衬底台(45、46)的一部分。由于上述物体是衬底台的一部分，所以衬底移动时该物体与衬底同样的移动，因而容易维持上述气体状态。
也可以具备使上述物体(80、90)移动的驱动装置(81、90)。此时，在移动或交换衬底时可以使物体的设置状态变成所需的状态。
在这种情况下，上述驱动装置(81)可以通过移动上述物体(80)来开关上述透过性气体的供给口(81)。在不需要透过性气体时，通过使供给口成为闭合状态而可靠地防止透过性气体的泄漏。
上述驱动装置(91)在交换上述衬底(W)时，也可以在使上述物体(90)靠近上述衬底(W)之后，使上述物体(90)和上述衬底(W)在保持着靠近的状态下移动，而将上述物体(90)设置在上述投影光学系统(PL)的射出端侧。通过使上述衬底与上述物体靠近而把上述物体和上述衬底连接起来，从而成为投影光学系统的射出端侧的隔壁的一部分。由于是在保持着靠近的状态下使物体与衬底移动，所以在该移动中也能够维持该隔壁的状态，从而能够维持投影光学系统的射出端侧的气体状态。
也可以是如下结构，即，具备保持上述衬底(W)的多个衬底台(46a、46b)，上述多个衬底台(46a、46b)在交换上述衬底(W)时相互靠近之后在保持着靠近的状态下移动，而将下一个衬底(W)设置在上述投影光学系统(PL)的射出端侧。此时，通过使多个衬底台靠近而使它们连接起来，从而成为投影光学系统的射出端侧的隔壁的一部分。在交换衬底时，由于是在保持着靠近的状态下使多个台移动，所以在该移动中也能够维持该隔壁的状态，从而维持投影光学系统的射出端侧的气体状态。
本发明的曝光方法是利用能量光束(IL)、通过投影光学系统(PL)将掩模(R)的图形复制到衬底(W)上的曝光方法，其中：在用透过上述能量光束(IL)的透过性气体充满上述衬底(W)与上述投影光学系统(PL)的射出端侧之间的空间的同时，通过与上述衬底(W)一起移动的排气口(110)从上述衬底(W)的周围排出含有上述透过性气体的气体。
在该曝光方法中，以衬底作为隔壁的一部分、并用透过性气体充满投影光学系统的射出端侧，从而能从投影光学系统的光路上排除吸光物质。通过经与衬底一起移动的排气口从晶片的周围排出含有透过性气体的气体，从而能在晶片移动时防止透过性气体向晶片周围泄漏。
上述曝光方法可以利用下述曝光装置实施。该曝光装置是利用能量光束(IL)、通过投影光学系统(PL)将掩模(R)的图形复制到衬底(W)上的曝光装置，包括：气体供给系统(50)，将透过上述能量光束(IL)的透过性气体提供给上述衬底(W)与上述投影光学系统(PL)的射出端侧之间的空间；排气口(110)，与上述衬底(W)一起移动、并从上述衬底(W)的周围排出含有上述透过性气体的气体。
此时，最好把上述排气口(110)设置在保持上述衬底(W)的衬底台(45、46)上。由此，该排气口与衬底作相同的移动，所以即使在衬底移动时也能够容易地维持上述气体状态。
本发明的曝光方法是利用能量光束(IL)、通过投影光学系统(PL)将掩模(R)的图形复制到衬底(W)上的曝光方法，其中：用透过上述能量光束(IL)的透过性气体充满上述衬底(W)与上述投影光学系统(PL)的射出端侧之间的空间；在移动或交换上述衬底(W)时，将排气口(120)设置在上述投影光学系统(PL)的射出端侧来取代上述衬底(W)，通过该排气口(120)排出含有上述透过性气体的气体。
在该曝光方法中，以衬底作为隔壁的一部分、并用透过性气体充满投影光学系统的射出端侧，从而从投影光学系统的光路上排除了吸光物质。在移动或交换上述衬底时，由于取代衬底将排气口设置在投影光学系统的射出端而排出含有透过性气体的气体，所以能够防止在移动或交换晶片时透过性气体向晶片周围泄漏。
上述曝光方法可以利用下述曝光装置实施。该曝光装置是利用能量光束(IL)、通过投影光学系统(PL)将掩模(R)的图形复制到衬底(W)上的曝光装置，该曝光装置包括气体供给系统(50)和排气口(120)，气体供给系统(50)将透过上述能量光束(IL)的透过性气体提供给上述衬底(W)与上述投影光学系统(PL)的射出端侧之间的空间；排气口(120)在移动或交换上述衬底(W)时取代上述衬底(W)而设置在上述投影光学系统(PL)的射出端侧，排出含有上述透过性气体的气体。
本发明的器件的制造方法包括利用上述曝光装置将形成在上述掩模(R)上的器件图形复制到上述衬底(W)上的工艺。
在该器件的制造方法中，由于所述曝光装置能够防止因透过性气体的泄漏而引起的控制精度的降低，所以能够提高图形精度。
附图说明
图1是表示本发明曝光装置的实施例1的结构图；
图2是示意性地表示实施例1的加工间隙部分附近的结构的侧视图；
图3是表示对晶片端部附近进行曝光时加工间隙部分附近的状态的示意图；
图4是概略性地表示固定在晶片架上的部件的状态例的平面图；
图5是表示在设置了用于激光干涉仪的移动镜的一侧对晶片的端部附近进行曝光时，加工间隙部分附近的状态的示意图；
图6表示本发明曝光装置的实施例2，是示意性地表示加工间隙部分附近的结构的侧视图；
图7A～7C是表示在实施例2中交换晶片时加工间隙部分附近的状态的示意图；
图8A～8C是示意性地表示本发明曝光装置的实施例3的侧视图；
图9A～9C是示意性地表示本发明曝光装置的实施例4的侧视图；
图10A和图10B是示意性地表示本发明曝光装置的实施例5的平面图；
图11是示意性地表示本发明曝光装置的实施例6的侧视图；
图12是向图11所示的向箭头A-A方向看的图；
图13A～13C是示意性地表示本发明曝光装置的实施例7的侧视图；
图14是表示局部净化机构的变形例的图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明曝光装置的实施例1。在本实施例中将本发明应用于利用真空紫外光作为曝光用能量光束的步进扫描式投影曝光装置。但是，本发明并不限定于以下各实施例，例如也可以将这些结构要素之间适当地组合。
图1是表示本实施例的曝光装置10的概略结构的切除一部分的结构图。在该图1中，本实施例的曝光装置的构成部分主要分为照明光学系统21、中间掩模操作部分22、投影光学系统PL、以及晶片操作部分23。照明光学系统21、中间掩模操作部分22、投影光学系统PL分别以密闭度高的状态收纳在箱状的照明系统腔室25、中间掩模室26以及镜筒27的内部，与外气(这里是指后述的腔室内气体)隔离。本实施例的曝光装置10作为整体被收纳在内部气体温度被控制在规定的目标范围内的一个大的腔室(未图视)的内部。
在照明光学系统21中，使用发生真空紫外区域的波长157nm的脉冲激光的F2激光光源作为曝光光源20，曝光光源20的射出端安装在照明系统腔室25的下部。曝光时从曝光光源20向照明系统腔室25内射出的曝光光IL(能量光束)被反射镜30反射到上方，通过用于对准因振动等而产生的光轴偏移的未图视的自动跟踪部分、以及进行照明系统的剖面形状的整形与光量控制的光束整形光学系统31后射入作为光学积分器(均化器)的复镜(fly eye lens)(或柱镜)32中。在复镜32的射出面设置有孔径光栅(未图视)，从复镜32射出并通过该孔径光栅的曝光光IL由反射镜34反射成大致水平方向，通过中继透镜35后到达视野光栅(中间掩模挡板)36中。
视野光栅36的设置面与作为曝光对象的中间掩模R的图形面在光学上大致成共轭面，视野光栅36具有规定在其图形面上的细长的长方形的照明区域的形状的固定挡板和为了防止在扫描曝光开始和结束时不想曝光的部分被曝光而关闭该照明区域的可动挡板。通过视野光栅36的曝光光IL通过中继透镜37、反射镜38、以及固定在照明系统腔室25的前端部分的聚光透镜系统39后以均匀的照度分布照明中间掩模R的图形面上的长方形(缝隙上)的照明区域。照明光学系统21由曝光光源20～聚光透镜系统39构成，照明光学系统21内的曝光光IL的光路，即从曝光光源20至聚光透镜系统39的光路，被照明系统腔室25密封。
基于来自照明光学系统21的曝光光，中间掩模R的照明区域内的图形的像通过投影光学系统PL以投影倍率β(β例如为1/4、1/5等)投影到涂有感光材料(光致抗蚀剂)的晶片W上。晶片W例如是半导体(硅等)或SOI(绝缘体上硅)等圆盘状的衬底。
像本实施例那样曝光光IL是F2激光时，由于透过率优良的光学玻璃材料限于萤石(CaF2的晶体)、掺杂了氟或氢等的石英玻璃、以及氟化镁(Mg F2)等，因此，只用折射光学部件构成投影光学系统PL以获得所需的成像特性(色差特性)是困难的。因此，在本实施例的投影光学系统PL中采用了将折射光学部件与反射镜组合的反射折射系统。下面，以和投影光学系统PL的光轴AX交叉的方向为X轴、以垂直于图1的纸面的方向为Y轴进行说明。本实施例的中间掩模R上的照明区域在X方向呈细长的长方形，曝光时中间掩模R以及晶片W的扫描方向为Y方向。
在中间掩模操作部分22中，中间掩模R保持在中间掩模台40上。
中间掩模台40在未图视的中间掩模基座上与后述的晶片台同步地在Y方向上连续移动中间掩模R，同时微小驱动中间掩模R以减小相对于X方向、Y方向以及旋转方向的同步误差。利用未图视的激光干涉仪高精度地测量中间掩模台40的位置及旋转角，根据该测量值以及由对整个装置的动作进行汇总控制的计算机构成的主控制系统24的控制信息来驱动中间掩模台40。中间掩模操作部分22由中间掩模台40以及未图视的中间掩模基座和中间掩模加载器等构成，中间掩模操作部分22内的曝光光IL的光路，即从聚光透镜系统39至投影光学系统PL的光路，由中间掩模室26密封。
在投影光学系统PL中，多个光学部件(光学元件)被密封收纳在镜筒27内，从投影光学系统PL的中间掩模侧的光学部件至晶片侧的光学部件的光路被密封在镜筒27内。
在晶片操作部分23中，晶片W被吸附保持在晶片架45上的放置面上，晶片架45被固定在晶片台46上。晶片台46在未图视的晶片基座上与上述中间掩模台同步地在Y方向上连续移动晶片W，同时以步进的方式沿X方向及Y方向移动晶片W。晶片台46基于利用未图视的自动聚焦探头测量的有关晶片W表面的光轴AX方向的位置(聚焦位置)的信息，以自动聚焦方式将晶片W的表面聚焦在投影光学系统PL的像面上。利用激光干涉仪47高精度地测量出晶片台46的X方向和Y方向的位置，以及围绕X轴转动的旋转角(纵摇量)、围绕Y轴转动的旋转角(横摇量)、围绕Z轴转动的旋转角(左右摇摆量)，基于该测量值以及来自主控制系统24的控制信息、经台驱动系统48驱动晶片台46。安装在晶片台46(晶片架45)上、反射来自激光干涉仪47的激光光束(测长光束)的移动镜47a可以适用由不同的角柱状的反射镜构成的结构、由整体上为L字型的反射镜构成的结构、对晶片台(晶片架)的侧面进行镜面加工而作为反射镜使用的结构等各种结构。晶片操作部分23由晶片架45、晶片台46、以及晶片基座等构成，晶片装载器等(未图视)作为搬运系统而设置在晶片操作部分23的侧面。
因为本实施例的曝光光IL是波长为157nm的真空紫外光，所以作为吸收该曝光光的吸光物质有氧(O2)、水(水蒸气：H2O)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、有机物、以及卤化物等。另一方面，作为透过曝光光IL的气体(几乎不吸收能量的物质)，有由氮气(N2)、氢(H2)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)组成的稀有气体。以后，将该氮气及稀有气体统称为“透过性气体”。
本实施例的曝光装置具备气体供给/排气系统50，该系统50对光路上的空间，即各个照明系统腔室25、中间掩模室26以及镜筒27，的内部供给并充满对真空紫外区域的光束能量吸收少的上述透过性气体，并使该气压与大气压大致相等或高于大气压(例如比大气压高0.001～10％的范围)。气体供给/排气系统50包括排气用的真空泵51A、51B以及51C，贮藏以高纯度的状态压缩或液化的透过性气体的气瓶53，以及可以控制开闭的阀52A、52B、及52C等。它们的数量以及设置位置不受图中所示的例子所限制。氮气用作对波长小于等于约150nm的光的吸光物质，氦气用作对波长至100nm左右的光的吸光物质。由于氦气的热传导率约为氮气的6倍、折射率对于气压变化的变动量约为氮气的1/8，所以特别是在高透过率和光学系统的成像特性的稳定性与冷却性方面非常优异。由于氦气昂贵，所以，如果曝光光的波长像F2激光那样大于等于150nm，则为了降低工作成本，也可以使用氮气来作为透过性气体。
在本实施例中，在加工间隙部分WD，即投影光学系统PL的前端，与晶片W之间的空间设置有由气体供给/排气系统50形成的局部净化机构。利用该局部净化机构向投影光学系统PL的前端与晶片W之间的空间供给上述透过性气体，从而从光路上排除吸光物质。即，气体供给/排气系统50用于加工间隙部分WD，包括排气用的真空泵60、排气管61、气体供给管62、以及阀63等。图2示意性地示出了从侧部观看加工间隙部分WD附近的状态。
如图2所示，在加工间隙部分WD中，以围绕投影光学系统PL的光轴AX的方式设置了气供给管62的气体供给口65，在其外侧设置了排气管61的排气口66。气体供给口65设置成环状以围绕光轴AX，排气口66设置在比气体供给口65靠近晶片W的一侧、并且以围绕加工间隙部分WD的方式设置成环状。在本实施例中，使排气口66的排气量多于气体供给口65的透过性气体的供给量。
在具有上述气体供给口65和排气口66的加工间隙部分WD中，通过气体供给口65提供透过性气体，同时从排气口66排出含有透过性气体的气体。通过上述给排气，加工间隙部分WD以投影光学系统PL的前端以及晶片W作为隔壁的一部分而被透过性气体充满。即，在投影光学系统PL的前端部分与晶片W之间由气体供给管62与气体排气管61形成第一隔壁部分。在第一隔壁部分中形成有用于使曝光光通过的开口部分50a，将晶片W靠近第一隔壁部分的开口部分而设置，以使作为第二隔壁部分的该晶片W堵住该第一隔壁部分的开口部分。在第一隔壁部分内部充填透过性气体。存在于加工间隙部分WD中的吸光物质以及将要通过晶片W与第一隔壁部分的气体排气管之间重新进入加工间隙部分WD内的气体与透过性气体一起从排气口66排出。在气体供给/排气系统50中，对于加工间隙部分WD，从气体供给65的外侧排出的含有透过性气体的气体比透过性气体的供给量要多。由此，在加工间隙部分WD中可以维持排除了吸光物质的状态，同时从气体供给口65供给的透过性气体能够可靠地从排气口66排出，从而防止透过性气体向周边泄漏。
图3是表示对晶片W的端部附近进行曝光时的加工间隙部分WD附近的示意图。如图3所示，在本实施例的曝光装置中，在对晶片W的端部附近进行曝光时，将物体(部件70)设置在投影光学系统PL的射出端侧，以该物体作为隔壁的一部分(第二隔壁部分)来维持投影光学系统PL的射出端侧的气体状态。即，维持在使第一隔壁部分内部总是被透过性气体充满的状态。在图3所示的例子中，作为上述物体使用具有从晶片W的边缘附近向外部延伸的面的部件70，该部件70作为晶片台46的一部分而固定在晶片架45上。将上述部件70设置得使其表面高度大致与晶片W的高度相等，以使其和晶片W与投影光学系统PL之间的距离大致相等。对晶片W的端部附近曝光时等，若沿横切光轴AX的方向移动晶片W，上述部件70也随其移动。晶片W的边缘部分若位于投影光学系统PL的射出端侧，则上述部件70就被设置在投影光学系统PL的射出端侧。通过该设置，上述部件70取代晶片W或作为补充而成为加工间隙部分WD的隔壁的一部分，从而可以抑制透过性气体从投影光学系统PL的射出端侧泄漏，维持加工间隙WD部分的气体状态。
如图3所示，部件70从晶片W的边缘延伸的长度La可以根据以下方式决定：在对晶片W的最端部进行曝光时，部件70的端部位于比气体供给/排气系统50的排气口66向外的位置处。即，上述延伸长度La以长于设成环状的排气口66与光轴之间的距离Lb的方式决定，例如决定成与晶片W的半径长度大致相等。由此，即使在曝光时移动晶片，晶片W或部件70总是位于排气口66的下面，从而能够以晶片W或部件70作为第二隔壁，妥善地进行上述给排气。
图4是概略地表示上述部件70的状态例的平面图。如图4所示，上述部件70具有形状与晶片W大致相同的开口71，它固定在晶片架45上，形成与配置在该开口71内的晶片W的表面连续的面。因为晶片台46(晶片架45)以大的加速度移动，所以部件70最好是重量轻，并且形成移动时空气阻力小的形状。本实施例的部件70由薄板状的部件制成，其材质使用铝等轻金属。部件70的材质不限于铝等轻金属，也可以使用其它金属或树脂等各种材质。在图4所示的例子中，部件70形成了多角形，但不限于此，例如可以形成圆形等其它形状。
图5是表示在设置了激光干涉仪47用的移动镜47a的一侧，加工间隙部分WD附近在对晶片W的端部附近进行曝光时的状态的示意图。如图5所示，部件70以覆盖移动镜47a的方式设置，由此，可以更加可靠地防止存在于加工间隙部分WD的透过性气体流入到激光干涉仪的光路上。在本实施例中，因为如果使部件70的高度与晶片W的高度相等，部件70就会对移动镜47a产生干涉等不好的作用，所以在部件70上稍微设置台阶差，以防止部件70与移动镜47a之间产生干涉。即，在部件70中，使向晶片架45的外部延伸的部分的高度高于移动镜47a。若要恰当地维持气体状态，应该将该台阶差抑制在最小限度，例如2～10mm左右。在图5的例子中，通过将部件70垂直地折弯而设置了上述台阶差，但是为了抑制台阶差部分的气体滞留和气流的紊乱，也可以将部件70折成倾斜状或者弧形来设置台阶差。
如此，在本实施例的曝光装置中，在移动晶片W时，将部件70设置在投影光学系统PL的射出端侧，通过取代晶片W或补充地将该部件70作为加工间隙部分WD的隔壁的一部分来维持从投影光学系统PL的射出端侧排除了吸光物质的状态。由此可以防止透过性气体向晶片W周边泄漏。
图6表示本发明曝光装置的实施例2。本实施例的曝光装置包括开闭气体供给/排气系统50的气体供给口65的开闭部件80和移动该开闭部件80的驱动装置81，作为交换晶片W时设置在投影光学系统PL的射出端侧取代晶片W的物体。在本实施中，与上述实施例具有同一功能的部分附以相同的标号，并省略其说明。
在图6中，开闭部件80开闭自如地设置了位于投影光学系统PL的射出端侧的开口81。在该气体供给/排气系统50中，上述开闭部件80处于开状态时，如在前面的实施例中所述，由气体供给口65供给的透过性气体充满了投影光学系统PL与晶片W之间的空间，即加工间隙部分WD。而在上述开闭部件80处于闭合状态时，在投影光学系统PL的射出端侧形成以上述开闭部件80作为隔壁的一部分的闭合空间，该闭合空间内部被透过性气体充满。在该实施例中，气体供给管62、开闭部件80以及投影光学系统PL的射出端侧之间始终被透过性气体充满。
也可以随着该开闭部件80的开闭动作来调整从气体供给管62供给的透过性气体的供给量。气体供给量的调整可以通过控制设置在气体供给管62途中的供给量调整阀的开度来进行。
开闭部件80的闭合动作开始时，减少透过性气体的供给量；开闭部件80的闭合动作结束时(开闭部件完全闭合时)，停止透过性气体的供给。由此可以减少因透过性气体的压力对设置在投影光学系统的前端侧的光学部件产生的压力负荷。
另外，也可以随着开闭部件80的开动作而逐渐增加透过性气体的供给量。
图7A～图7C是表示在本实施例的曝光装置中交换晶片W时加工间隙部分WD附近的状态的示意图。
在图7A中，曝光时上述开闭部件80处于开状态，加工间隙部分WD被透过性气体充满。一结束对一个晶片W的曝光，就在气体供给/排气系统50中如图7B所示，通过移动上述开闭部件80而使开口81成为闭合状态。由此，以上述开闭部件80作为隔壁的一部分而形成在投影光学系统PL的射出端侧的闭合空间被透过性气体充满，同时阻止了透过性气体从气体供给口65向晶片W侧的移动。残留在晶片W上的透过性气体被从排气口66排出。
在图7C的曝光装置中，一旦晶片W上的透过性气体被全部排出，就将投影光学系统PL的射出端侧的晶片W换成下一个晶片。因为交换晶片时曾存在于晶片W上的透过性气体事先已被排出，所以即使从投影光学系统PL的射出端侧取下晶片W，透过性气体也不会影响到激光干涉仪等周边设备。若想获知晶片上的透过性气体是否已经被全部排出，可以在排气管61的途中设置氧浓度计等，通过监视从排气口66排出的气体中含有的透过性气体的浓度来确认。若从开闭部件80处于闭合状态之后经过了规定的时间，则可以认为晶片W上的透过性气体已经全部被排出。若下一个晶片W设置在投影光学系统PL的射出端侧的指定位置，则如图7A所示，在曝光装置中再次使上述开闭部件80处于开状态，再次用透过性气体充满加工间隙部分WD。
如此，在本实施例的曝光装置中，通过在交换晶片W时在投影光学系统PL的射出端侧设置开闭部件80取代晶片W来形成闭合空间，以便维持从投影光学系统PL的射出端侧排除了吸光物质的状态，从而可以防止透过性气体向周边设备泄漏。在此情况下，在交换晶片时由于先从设置下一个晶片的位置将透过性气体全部排除，所以可以可靠地防止交换晶片时透过性气体对周边设备的影响。
通过将上述实施例1与本实施例组合，可以在移动及交换晶片W这两种情况下维持投影光学系统PL的射出端侧的气体状态，并防止透过性气体的泄漏。
图8A～图8C示意性地示出了本发明曝光装置的实施例3。本实施例的曝光装置设有移动自如的预备台90和驱动该预备台90的驱动装置91，在交换晶片W时，作为设置在投影光学系统PL的射出端侧的物体取代晶片W。具备在上述实施例1中示出的固定在晶片架45上的部件70。在本实施例中，与上述实施例具有同一功能的部分标以相同的标号，并省略其说明。
在图8A中，对晶片W的端部进行曝光时，与前面的实施例1一样，将部件70设置在投影光学系统PL的射出端侧。该部件70取代晶片W或补充地成为加工间隙部分WD的隔壁的一部分，从而维持加工间隙部分WD的气体状态。
交换晶片W时，预备台90取代晶片W而设置在投影光学系统PL的射出端侧。即，对一个晶片W进行的曝光一结束，在本实施例的曝光装置中上述预备台90就会靠近晶片架45(晶片台46)。此时，预备台90以其上面形成与晶片W的表面(包括部件70的上面)连续的面的方式设置。即，设置成预备台90的端部与上述部件70以大致相等的高度邻接的状态。
在图8B中，预备台90靠近晶片台46之后，在曝光装置中，保持着靠近的状态，通过沿水平方向(横切光轴的方向)移动晶片台46与预备台90，而将预备台90设置在投影光学系统PL的射出端侧。预备台90如此被设置在投影光学系统PL的射出端侧，从而使预备台90成为加工间隙部分WD的隔壁的一部分，即第二隔壁部分。因为两个台46、90在保持着靠近的状态下移动，所以在该移动中投影光学系统PL的射出端侧也总是形成有上述隔壁，从而维持加工间隙部分WD的气体状态。
在图8C中，若将预备台90设置在投影光学系统PL的正下方，则在预备台90保持着停止在曝光装置的投影光学系统PL正下方的状态下，将晶片台46移动到晶片交换位置。由此，晶片台46离开预备台90。然后，交换晶片台46(晶片架45)上的晶片。下一个晶片一装到晶片台46(晶片架45)上，就用与上述一系列的流程相反的程序将该晶片W设置在投影光学系统PL的射出端侧。即，在使装载有下一个晶片的晶片台46靠近预备台90之后，通过保持着该靠近的状态移动预备台90与晶片台46，而将晶片台46设置在投影光学系统PL的射出端侧。
如此，在本实施例的曝光装置中，交换晶片W时将预备台90设置在投影光学系统PL的射出端侧取代晶片W，通过取代晶片W或补充地将预备台90作为加工间隙部分WD的隔壁的一部分，即第二隔壁，来维持从投影光学系统PL的射出端侧排除了吸光物质的状态，防止透过性气体向周边泄漏。
在本实施例中，对晶片W的端部进行曝光时，利用固定在晶片架45上的部件70来维持加工间隙部分WD的气体状态，但是也可以省略部件70。例如，在这种情况下，为了维持上述气体状态也可以使用预备台90。即，对晶片W的端部进行曝光时，可以靠近该端部设置预备台90，取代晶片W而将预备台90作为隔壁的一部分。
图9A～9C示意性地示出了本发明曝光装置的实施例4。本实施例的曝光装置具有移动自如的多个晶片台(第一晶片台46a、第二晶片台46b)。具有在上述实施例1中示出的固定在晶片架45a、46b上的部件70。在本实施例中，与上述实施例具有同一功能的部分标以相同的标号，并省略其说明。
在图9A所示的本实施例的曝光装置中，对装载在第一晶片台46a(晶片架45a)上的晶片W进行的曝光一结束，就使装载了下一个晶片W的第二晶片台46b(晶片架45b)靠近第一晶片台46a。这时，把第二晶片台46b的高度设置得与第一晶片台46a的高度相等。通过使两个晶片台靠近，各晶片台46a、46b的部件70之间成为相互邻接的状态，从而形成包括第一晶片台46a上的晶片W表面(包括部件70的上表面)、和第二晶片台46b上的晶片W表面(包括部件70的上表面)的连续的面。
在图9B中，在两个晶片台靠近之后，在曝光装置中，在保持该靠近的状态不变的情况下通过沿水平方向(横切光轴的方向)移动两个晶片台46a、46b来将第二晶片台46b设置在投影光学系统PL的射出端侧。由此，第二晶片台46b上的晶片W成为加工间隙部分WD的隔壁的一部分，即第二隔壁部分。因为两个晶片台46a、46b在保持靠近着的状态下移动，所以在该移动中投影光学系统PL的射出端侧也总是设置有作为上述隔壁的晶片W或者部件70，从而能够维持加工间隙部分WD的气体状态。
在图9C中，第二晶片台46b若设置在投影光学系统PL的正下方，则在曝光装置中第二晶片台46b在该状态下使第一晶片台46a移动。由此，第一晶片台46a离开第二晶片台46b。然后，对第二晶片台46b上的晶片W进行曝光，并交换第一晶片台46a上的晶片。在对第二晶片台46b上的晶片W进行的曝光结束后，利用与上述一系列的流程同样的程序将装载了下一个晶片的第一晶片台46a设置在投影光学系统PL的射出端侧。
如此，在本实施例的曝光装置中，通过具备多个晶片台、在交换晶片时使多个晶片台相互靠近地移动，把晶片台46a、46b上的晶片W或部件70(晶片架的一部分)总是成为加工间隙部分WD的隔壁的一部分。由此，可以维持从投影光学系统PL的射出端侧排除了吸光物质的状态，防止透过性气体向投影光学系统PL的周边泄漏。
在本实施例中说明了具有两个晶片台的例子，但晶片台的数量不限于两个。由于受物理性的限制或控制的限制而很难使晶片台之间靠近时，也可以在多个晶片台之间夹持其它物体。下面说明该例子。
图10A和图10B示意性地示出了本发明曝光装置的实施例5。本实施例的曝光装置具有移动自如的多个晶片台(第一晶片台46a、第二晶片台46b)、和插脱自如地设置在多个晶片台46a、46b之间的预备台100。在各晶片架45a、45b上固定有上述实施例1中示出的部件70。在本实施例中，与上述实施例具有同一功能的部分标以相同的标号，并省略其说明。
在图10A中所示的本实施例的曝光装置中，一结束对装载在第一晶片台46a(晶片架45a)上的晶片W的曝光，就将预备台100设置在第一晶片台46a与第二晶片台46b之间。此时，使预备台100靠近第一晶片台46a、使第二晶片台46b靠近预备台100。由此形成包括第一晶片台46a上的晶片W表面(包括部件70的上表面)、预备台100的上表面、以及第二晶片台46b上的晶片W表面(包括部件70的上表面)的连续的面。
上述3个台46a、46b、100靠近后，保持着该靠近的状态、通过沿水平方向(横切投影光学系统PL的光轴AX的方向)移动各台46a、46b、100，把第二晶片台46b设置到投影光学系统PL的射出端侧。由此，第二晶片台46b上的晶片W就成为加工间隙部分的隔壁的一部分即第二隔壁部分。因为各台46a、46b、100在相互靠近的状态下移动，所以在该移动中投影光学系统PL的射出端侧也总是设置有作为上述隔壁的晶片W、部件70、或预备台100，从而维持加工间隙部分的气体状态。
在图10B中，把第二晶片台46b设置在投影光学系统PL的正下方之后，保持第二晶片台46b在曝光装置中的状态，移动预备台100，使其脱离第一晶片台46a与第二晶片台46b之间。然后，对第二晶片台46b上的晶片W进行曝光，并将第一晶片台46a上的晶片换成下一个晶片。
如此，本实施例的曝光装置具有多个晶片台46a、46b、和插脱自如地设置在多个晶片台46a、46b之间的预备台100，通过把预备台100夹在中间使多个晶片台46a、46b相互靠近地移动，使各晶片台46a、46b上的晶片W以及部件70(晶片架的一部分)、或预备台100的上表面总是成为加工间隙部分WD的隔壁的一部分，即第二隔壁部分。因此，可以维持从投影光学系统PL的射出端侧排除了吸光物质的状态，防止透过性气体向周边泄漏。
在本实施例中，使包括预备台的3个台保持着靠近的状态移动，但是本发明不限于此。例如也可以仅使多个台中的某一个与预备台这两个台在靠近的状态下移动。即，首先，在第一晶片台上进行的曝光结束后将预备台靠近该第一晶片台，并通过在该状态下移动两个台而将预备台设置在投影光学系统的射出端侧。然后，预备台不动，只移动第一晶片台，使其脱离预备台。接着，使第二晶片台靠近设置在投影光学系统的射出端侧的预备台。通过在该靠近状态下移动两个台而将第二晶片台设置在投影光学系统PL的射出端侧。在这种情况下，因为不需要使第一晶片台与第二晶片台靠近，所以不容易引起晶片台之间的干涉。
图11及图12示意性地示出了本发明曝光装置的实施例6。本实施例的曝光装置具有从晶片W周围排出含有透过性气体的气体的排气口110。在本实施例中，与上述实施例具有同一功能的部分标以相同的标号，并省略其说明。
上述排气口110在放置晶片W的位置的周围、比激光干涉仪的移动镜更靠近晶片W一侧设置成环状。在本实施例中，排气口110设置在晶片架45上，使得其能够与晶片W一起移动，并通过晶片台46连接在未图视的真空泵上。在本实施例中没有设置上述实施例1中示出的设置在投影光学系统PL一侧的固定式的排气口(图2所示的排气口66)。
本实施例的曝光装置具有把投影光学系统PL的射出端侧与晶片台46侧隔开的板状部件111。在本实施例中，部件111是形成气体供给/排气系统50的气体供给口65的部件的一部分，以大致平行于晶片W的方式设置在投影光学系统PL的射出端侧，其中心附近设置有用于使曝光光IL通过的开口112。确定上述部件111的大小，使之总是能够在曝光时覆盖住设置在晶片W周围的上述排气口110，例如定为晶片W的外径的两倍左右。
在本实施例的曝光装置中，晶片W曝光时与上述各实施例一样，从气体供给/排气系统50的气体供给口65向晶片W供给透过性气体。透过性气体通过部件111的开口112供往加工间隙部分WD，并通过排气口110排出。此时，使排气口110的排出量多于透过性气体的供给量。通过上述给排气，曾存在于加工间隙部分WD中的吸光物质和将要新侵入加工间隙部分WD内的气体与透过性气体一起被从晶片W周围的排气口110排出，以投影光学系统PL的射出端、部件111以及晶片W等作为隔壁的一部分，用透过性气体充满加工间隙部分WD。
因为排气口110与晶片W一起移动，所以曝光时总是能够维持上述排气状态。因此可以防止透过性气体向晶片台46的周边泄漏。通过使固定式的部件111成为加工间隙部分WD的隔壁，可以防止气体扩散，并形成透过性气体从光轴AX附近流向晶片W周围的气流，从而可靠地从排气口110排出透过性气体。
如此，在本实施例的曝光装置中，通过与晶片W一起移动的排气口110，从晶片W周围排出含有透过性气体的气体，从而使得在移动晶片W时也能够维持从投影光学系统PL的射出端侧排除了吸光物质的状态，防止透过性气体向晶片W周边泄漏。
排气口的形状不限于上述例子，只要是能够从晶片周围排出气体即可。
图13A～图13C示意性地示出了本发明曝光装置的实施例7。本实施例的曝光装置具有排气导管121，该排气导管具备插脱自如地设置在投影光学系统PL的射出端侧的排气口120。并具有上述实施例1中示出的固定在晶片架45上的部件70。在本实施例中，与上述实施例具有同一功能的部分标以相同的标号，并省略其说明。
在图13A中所示的本实施例的曝光装置中，晶片W曝光时与前面的实施例1一样，用透过性气体充满加工间隙部分WD。对晶片W的端部进行曝光时，设置在投影光学系统PL的射出端侧的部件70取代晶片W或补充地成为加工间隙部分WD的隔壁的一部分，从而维持加工间隙部分WD的气体状态。一个晶片W的曝光一结束，上述排气导管121就靠近晶片架45(晶片台46)。此时，将排气口120设置成和上述部件70的高度大致相等地邻接的状态。
在图13B中，排气导管121靠近晶片台46之后，在曝光装置中，在保持该靠近状态的情况下，通过沿水平方向(横切光轴的方向)移动晶片台46和排气导管121而将排气口120设置在投影光学系统PL的射出端侧。通过排气口120排出投影光学系统PL的射出端侧的气体。此时，使排气口120的排出量多于透过性气体的供给量。由此可以防止透过性气体向周边泄漏。由排气导管121进行的排气在上述晶片台46的移动中也进行。因为排气导管121与晶片台46在靠近状态下移动，所以存在于加工间隙部分WD的透过性气体不会向周围泄漏，能够可靠地从排气口120排出。
在图13C中，排气口120若设置在投影光学系统PL的正下方，在曝光装置中，排气导管121保持着该状态，使晶片台46移动。由此，晶片台46脱离排气导管121。然后，交换晶片台46(晶片架45)上的晶片W。若晶片台46(晶片架45)上装载了下一个晶片，就通过与上述一系列的流程相反的程序将该晶片W设置在投影光学系统PL的射出端侧。即，使装载了下一个晶片的晶片台46靠近排气导管121，之后，通过保持着该状态移动排气导管121和晶片台46，从而将晶片台46设置在投影光学系统PL的射出端侧。
如此，在本实施例的曝光装置中，交换晶片W时取代晶片W而将排气导管121设置在投影光学系统PL的射出端侧，通过从投影光学系统PL的射出端侧排出含有透过性气体的气体来防止透过性气体向晶片W的周边泄漏。
在本实施例中，在排气导管121的排气口120被设置在投影光学系统PL的射出端侧的期间，也可以停止从气体供给/排气系统50的排气口66排气。由此可以形成向着排气导管121的排气口120形成良好的气流，能够可靠地从排气口120排出透过性气体。相反，在上述期间也可以从气体供给/排气系统50的排气口66供给透过性气体。通过从排气口66供给透过性气体，在通过上述排气口120排气的期间用透过性气体充满投影光学系统PL的射出端侧，从而防止吸光物质付着在投影光学系统PL的前端等地方。
排气口和排气导管的形状不限于上述例子，只要在从投影光学系统的射出端侧取出晶片时能够排出透过性气体即可。在本实施例中，因为排气导管在投影光学系统PL的射出端侧能够自如地插脱，所以具有能够避开与晶片台之间的干涉、可以将排气导管设置在所需位置的优点。但也可以将排气导管固定在不妨碍晶片台的位置上。
另外，说明一下图中未示出的、移动或交换晶片时抑制透过性气体从投影光学系统PL的射出端侧泄漏的另一变形例子。
在迄今为止说明的各实施例中，说明了从气体供给口65供给透过性气体的结构。
在该变形例中，在移动或交换晶片时也可以从气体供给口65吸入充满在加工间隙部分WD中的透过性气体。即，在气体供给管62的途中设置排气泵，在交换或移动晶片时使排气泵动作即可。在将气体供给口65当作气体排气口而工作时，可以继续排气口66的排气，但也可以停止排气口66的排气。另外，为了使加工间隙部分WD迅速恢复到大气状态，优选停止排气口66的排气。另外，为了确认加工间隙部分WD是否恢复到了大气状态，优选在气体供给管62的途中设置氧浓度计或气体成分分析装置等。
再次把晶片W设置在投影光学系统PL的正下方时，晶片W再次起到第二隔壁的作用。此时，因为加工间隙部分WD还处于大气状态，所以优选从气体供给口65供给多于曝光时供给的气体供给量的透过性气体，以便迅速置换气体。
另外，在移动或交换晶片时停止排气口66的排气的情况下，优选从气体供给口65供给透过性气体时开始排出气体、或最好在供给气体之前开始排出气体。
另外，在移动或交换晶片时，可以取代在曝光过程中供给的透过性气体而从气体供给口65供给大气或用化学方法净化过的空气，进而继续进行排气口66的排气，从而迅速地使加工间隙部分WD成为大气状态。
在上述各实施例中，说明了使用具有从晶片W的边缘附近向外部延伸的面的部件70的结构，但不限于这种结构。例如，也可以取代设置部件70而使晶片台46与部件70成为一体结构。例如，可以使晶片台46自身大型化，使晶片台46的一部分在交换或移动晶片时也位于投影光学系统PL的正下方。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，但本发明不限于此。本领域的技术人员显然可以在权利要求中所记载的技术思想的范围内想到各种变更例或修改例，这些当然也属于本发明的技术范围。
例如，在上述各实施例中说明的局部净化机构中，说明了以围绕投影光学系统PL的光轴AX的方式设置气体供给管62的气体供给口65，并在其外部设置排气管61的排气口66的结构。但是用于将加工间隙部分WD的空间维持为吸光物质被排除的状态的结构不限于该结构。
例如图14所示的结构也可以。在该结构的加工间隙部分WD中，在投影光学系统PL的曝光光IL的射出侧、即配置在投影光学系统PL的最下层的光学元件(设置在投影光学系统PL的内部空间与外部空间的边界的边界光学元件：实施例1至实施例6的投影光学系统PL具有该边界光学元件)的下方设置有形成接受透过性气体的空间的第一隔壁部分130。第一隔壁部分130由形成大致箱状的板状的部件等构成，形成覆盖边界光学元件表面的空间(第一空间131)。第一隔壁部分130或直接固定在投影光学系统PL上、或通过风箱(金属风箱、薄膜状的风箱、用弹性材料形成的风箱等)固定在投影光学系统PL上以便阻隔振动，或固定在支持投影光学系统PL的框架等其它静止物体上。在第一隔壁部分130上连接有气体供给管132，透过性气体通过气体供给口133供往上述第一空间131。另外，在第一隔壁部分130上连接有排气管134，含有上述透过性气体的气体通过排气口135从第一空间131排出。以使第一空间131的气压高于大气压(例如高于大气压的0.001～10％)的方式调整气体供给口133的透过性气体的供给量和排气口135的排气量。
如此，在第一隔壁部分130上形成曝光光用的开口130a，而且第一空间131的气压调整得高于大气压，因此第一空间131内的气体的一部分经由开口130a向晶片W流动，从而可以使加工间隙部分WD的空间维持在吸光物质被排除的状态。在这种结构中也可以采用在本实施例中说明的用于防止移动或交换晶片W时透过性气体向晶片周边泄漏的机构或结构。
另外，在上述各实施例中，可以使气体供给口的透过性气体的供给量与排气口的气体排出量在对衬底的中央附近进行曝光时和在对衬底的端部进行曝光时不同。交换衬底时也一样。
可以设置测量加工间隙部分的吸光物质的浓度的浓度计，并基于该测量结果来调整透过性气体的供给量和排气量等，进行浓度管理。
另外，在上述各实施例中主要说明了气体供给口与排气口，但为了使透过性气体的流动成为所需的状态，可以适当地设置整流板或导槽等。
来自涂在晶片上的感光材料(光致抗蚀剂)的含有吸光物质的脱气的量与种类随感光材料的种类和温度等的不同而不同。此时，可以预先调查来自感光材料的脱气的量与种类，并根据感光材料来调整透过性气体的供给量。由此，既可以可靠地从加工间隙部分排出吸光物质、又可以将通常比较昂贵的透过性气体的消耗量抑制在最小限度。
从光路上排除吸光物质时，优选预先实施减少来自结构材料表面的脱气量的处理。例如，(1)减小结构材料的表面积、(2)利用机械研磨、电解研磨、棒式研磨、化学研磨、或GBB(玻璃丸喷丸法)等方法研磨结构材料的表面，减小结构材料的表面粗糙度、(3)利用超声波清洗、吹净化干风等流体、真空加热脱气(烘烤)等方法清洗结构材料表面、(4)尽可能不在光路空间中设置含有碳化氢或卤化物的电线包层物质或密封材料(密封圈等)等等方法。
构成从照明系统腔室至晶片操作部的盖的壳体(筒状体等也可以)，以及供给透过性气体的管，优选使用杂质气体(脱气)少的材料，例如不锈钢、钛合金、陶瓷、四氟乙烯、四氟乙烯-三氟(烷基乙烯基醚)、或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物等各种聚合物形成。
向各壳体内的驱动机构(中间掩模挡板和台等)等供电的电缆等也优选利用上述杂质气体(脱气)少的材料作为包层。
很明显，本发明不但适用于扫描曝光型的投影曝光装置，也适用于成批曝光型(步进型)的投影曝光装置等。这些装置具备的投影光学系统不但可以是反射折射系统，也可以是折射系统或反射系统。而且投影光学系统的倍率不但可以是缩小倍率也可以是等倍或放大的。
本发明的能量光束还适用于使用ArF受激准分子(波长193nm)的情况，以及适用于Kr2激光(波长146nm)、Ar2激光(波长126nm)、YAG激光等的谐波、或半导体激光的谐波等波长在200nm～100nm左右的真空紫外光。
也可以取代受激准分子或F2激光等，而使用将从DFB(分布反馈型)半导体激光或光纤激光发出的紫外区域或可见光区域的单一波长激光，利用例如掺杂了饵(Er)(或饵和镱(Yb)两者)的光纤放大器放大，并利用非线性光学晶体变换波长而变成紫外光的谐波。
曝光装置的用途不限于用于制造半导体的曝光装置，例如可以用于将液晶显示元件图形曝光在角玻璃板上的液晶用曝光装置或用于制造薄膜磁头的曝光装置等广阔的范围。
晶片台或中间掩模台使用直线电动机时，可以使用利用空气轴承的空气悬浮型或者利用洛伦茨力或无功力的磁悬浮型直线电动机。台可以是沿轨道移动的类型也可以是不设置轨道的无轨道的类型。
使用平面电动机作为台的驱动装置时，可以将磁铁单元(永久磁铁)与电枢单元中的任意一方连接在台上，并将另外一方设置在台的移动面一侧(基座)。
如特开平8-166475号公报中所述，可以利用框架部件将因晶片台的移动而产生的反作用力机械地分散到地面(大地)。本发明即使在具有这种结构的曝光装置中也适用。
如特开平8-330224号公报中所述，可以利用框架部件将因中间掩模台的移动而产生的反作用力机械地分散到地面(大地)。本发明即使在具有这种结构的曝光装置中也适用。
如上所述，本发明实施例的曝光装置是通过将包含本发明的权利要求书中举出的各种结构要素的各种分系统组装而制成，以确保规定的机械精度、电精度、光学精度。为了确保这些精度，在进行组装的前后，对各种光学系统进行为了达到光学精度的调试，对各种机械系统进行为了达到机械精度的调试，对各种电系统进行为了达到电精度的调试。把各种分系统组装成曝光装置的组装工序包括各种分系统相互之间的机械连接、电路布线连接、气压回路的管连接等。不用说，在从各种分系统组装成曝光装置的组装工序之前有各分系统各自的组装工序。在各种分系统组装成曝光装置的组装工序结束后进行总调试，从而确保曝光装置整体的各种精度。曝光装置的制造最好在进行了温度及净化度管理的净化室里进行。
进行了上述曝光的晶片W经过显影、图形形成、键合、封装等工序后制成半导体元件等电子器件。
按照本发明的曝光方法以及曝光装置，即使在移动或交换衬底时也能够抑制透过性气体从投影光学系统的射出端侧泄漏，从而维持投影光学系统的射出端侧的吸光物质被排除的气体状态。
另外，按照本发明的器件制造方法，在曝光装置中可以防止因透过性气体的泄漏而引起的控制精度的下降，从而可以提高图形精度。

Claims (36)

1.一种通过形成有图形的掩模和投影光学系统、利用能量光束对衬底进行曝光的曝光方法，其特征在于：
在将上述衬底设置在上述投影光学系统能量光束射出端侧的状态下对上述衬底进行曝光；
在交换上述衬底时，使物体与上述衬底一起在横切上述投影光学系统的光轴的方向上移动；以及
在上述投影光学系统的能量光束射出端侧设置上述物体以取代上述衬底。
2.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：上述物体是以与上述投影光学系统之间的距离和上述衬底与上述投影光学系统之间的距离相等的方式设置的板状部件。
3.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：上述物体是保持上述衬底的多个台中的一个台。
4.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：上述物体是保持上述衬底的衬底台的一部分。
5.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
上述物体是在上述投影光学系统能量光束射出端侧移动的预备台；
在交换上述衬底时，在将上述预备台靠近保持上述衬底的衬底台之后，通过使上述预备台与上述衬底台一起移动而将上述预备台设置在上述投影光学系统的射出端侧。
6.如权利要求5所述的曝光方法，其特征在于：上述衬底台在将上述预备台设置在上述投影光学系统的射出端侧之后移动至衬底交换位置。
7.如权利要求6所述的曝光方法，其特征在于：在保持下一个衬底的上述衬底台靠近上述预备台之后，通过使上述预备台与上述衬底台一起移动而使上述预备台离开上述投影光学系统的射出端侧。
8.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：上述物体具有从上述衬底周围去除吸收上述能量光束的吸光物质的管口。
9.如权利要求8所述的曝光方法，其特征在于：上述管口设置在保持上述衬底的台上。
10.如权利要求8所述的曝光方法，其特征在于：上述吸光物质是氧或有机物。
11.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
上述物体包括具有用于排除吸收上述能量光束的吸光物质的排气口的排气导管。
12.一种通过形成有图形的掩模和投影光学系统、利用能量光束对衬底进行曝光的曝光装置，其特征在于，包括：
设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧、用于保持上述衬底的衬底台；以及，
在交换上述衬底时，与上述衬底台一起在横切上述投影光学系统的光轴的方向上移动、取代上述衬底而设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧的物体。
13.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于：上述物体与上述投影光学系统之间的距离和上述衬底与上述投影光学系统之间的距离相等。
14.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于：上述物体是上述衬底台的一部分。
15.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于：上述物体是设置在上述衬底台上的板状部件。
16.如权利要求15所述的曝光装置，其特征在于：
上述物体具有与上述衬底形状大致相同的开口；以及
上述物体的表面形成与上述衬底的表面连续的面。
17.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于：上述物体具备在上述投影光学系统的能量光束射出端侧移动的预备台和驱动上述预备台的驱动装置。
18.如权利要求17所述的曝光装置，其特征在于：上述驱动装置在交换上述衬底时，将上述预备台靠近上述衬底台之后，通过使上述预备台与上述衬底台一起移动而将上述预备台设置在上述投影光学系统的射出端侧。
19.如权利要求18所述的曝光装置，其特征在于：上述衬底台在把上述预备台设置在上述投影光学系统的射出端侧之后移动至衬底交换位置。
20.如权利要求19所述的曝光装置，其特征在于：在保持下一个衬底的上述衬底台靠近上述预备台之后，上述驱动装置使上述预备台与上述衬底台一起移动，从而使上述预备台离开上述投影光学系统的射出端侧。
21.如权利要求17所述的曝光装置，其特征在于：上述预备台具有板状部件，该板状部件的表面与上述投影光学系统之间的距离和上述衬底的表面与上述投影光光学系统之间的距离相等。
22.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于：具备保持上述衬底的多个台，上述物体是上述多个台中的一个台。
23.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于：上述物体具有用于从上述衬底周围去除吸收上述能量光束的吸光物质的管口。
24.如权利要求23所述的曝光装置，其特征在于：上述管口设置在保持上述衬底的衬底台上。
25.如权利要求23所述的曝光装置，其特征在于：上述吸光物质是氧或有机物。
26.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于：上述物体包括具有用于排除吸收上述能量光束的吸光物质的排气口的排气导管。
27.一种曝光装置，该曝光装置通过形成有图形的掩模和投影光学系统、利用能量光束对第一衬底进行曝光，其特征在于包括：
第一衬底台，用于为了对上述第一衬底进行曝光而将上述第一衬底设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧；以及，
第二衬底台，用于为了在对上述第一衬底进行的曝光结束后对不同于上述第一衬底的第二衬底进行曝光，靠近上述第一衬底台，而且在靠近的状态下通过与上述第一衬底台一起在横切上述投影光学系统的光轴的方向上移动而将上述第二衬底设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧。
28.如权利要求27所述的曝光装置，其特征在于：在上述第二衬底台靠近上述第一衬底台时，上述第一衬底台与上述第二衬底台设置为相互相同的高度。
29.如权利要求27所述的曝光装置，其特征在于：上述第一衬底台具有表面高度与上述第一衬底台的表面相同的板状部件；上述第二衬底台具有表面高度与上述第二衬底的表面相同的板状部件。
30.一种曝光装置，该曝光装置通过形成有图形的掩模和投影光学系统、利用能量光束对第一衬底进行曝光，其特征在于包括：
第一衬底台，用于为了对上述第一衬底进行曝光而将上述第一衬底设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧；
第二衬底台，用于为了对不同于上述第一衬底的第二衬底进行曝光而保持上述第二衬底；以及，
预备台，设置在上述第一衬底台与上述第二衬底台之间；
在对上述第一衬底进行的曝光结束后，使上述预备台靠近上述第一衬底台，同时使上述第二衬底台靠近上述预备台，通过在上述第一衬底台、上述第二衬底台以及上述预备台相互靠近的状态下在横切上述投影光学系统的光轴的方向上移动而将上述第二衬底台设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧。
31.如权利要求30所述的曝光装置，其特征在于：在上述第一衬底台、上述第二衬底台以及上述预备台相互靠近的状态下，上述第一衬底的表面、上述第二衬底的表面以及上述预备台的表面形成相互连续的面。
32.如权利要求31所述的曝光装置，其特征在于：上述第一衬底台具有表面高度与上述第一衬底的表面相同的板状部件；上述第二衬底台具有表面高度与上述第二衬底的表面相同的板状部件。
33.如权利要求30所述的曝光装置，其特征在于：在将上述第二衬底台设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧之后，将上述第一衬底台和上述预备台从上述第二衬底台离开。
34.一种曝光方法，通过形成有图形的掩模和投影光学系统、利用能量光束对第一衬底进行曝光，其特征在于：
将保持上述第一衬底的第一衬底台设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧用于对上述第一衬底进行曝光；
在对上述第一衬底进行的曝光结束后，为了对不同于上述第一衬底的第二衬底进行曝光，使保持上述第二衬底的第二衬底台靠近上述第一衬底台；
在上述第二衬底台靠近上述第一衬底台的状态下使上述第一衬底台和上述第二衬底台在横切上述投影光学系统的光轴的方向上移动；
将上述第二衬底台设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧取代上述第一衬底台。
35.一种曝光方法，通过形成有图形的掩模和投影光学系统、利用能量光束对第一衬底进行曝光，其特征在于：
将保持上述第一衬底的第一衬底台设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧用于对上述第一衬底进行曝光；
为了对不同于上述第一衬底的第二衬底进行曝光，将上述第二衬底装载在第二衬底台上；
在对上述第一衬底进行的曝光结束后，将预备台设置在上述第一衬底台与上述第二衬底台之间；
在使上述预备台靠近上述第一衬底台的同时，使上述第二衬底台靠近上述预备台；
通过在上述第一衬底台、上述第二衬底台以及上述预备台靠近的状态下在横切上述投影光学系统的光轴的方向上移动而将上述第二衬底设置在上述投影光学系统的能量光束射出端侧。
36.一种器件的制造方法，该方法包括曝光工序、显影工序、图形形成工序、键合工序、封装工序，其特征在于：上述曝光工序包括利用权利要求1、34、35中任一项所述的曝光方法将形成在上述掩模上的器件图形复制到上述衬底上的工序。
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