JPH10303097A

JPH10303097A - 投影露光装置、露光方法、半導体デバイスの製造方法、および投影光学系の製造方法

Info

Publication number: JPH10303097A
Application number: JP9106487A
Authority: JP
Inventors: Koji Mori; 孝司森; Tetsuo Takahashi; 哲男高橋; Hiroshi Nakamura; 浩中村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】光リソグラフィー工程で用いられる投影光学系
を構成する光学素子の表面に付着した水分、有機物質を
除去せしめ得る投影露光装置、該装置による露光方法、
該露光方法を用いた半導体デバイスの製造方法、さらに
は投影光学系の製造方法を提供する。【解決手段】所定のパターンを持つ原版に露光用の光を
照明光学系よって照明し、その照明された前記原版のパ
ターンを投影光学系を介して感光性基板に投影する投影
露光装置において、光洗浄を行うために照明光学系の開
口数を変更する手段等を持たせる。また、その光洗浄機
能を持つ投影露光装置を用いた露光方法、その露光方法
によって半導体デバイスを製造する方法において、光洗
浄工程を設けた。さらに、投影光学系の製造方法におい
て、光洗浄工程を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ＬＳＩ等
の半導体素子、ＣＣＤ等の撮像素子、液晶表示素子、あ
るいは薄膜磁気ヘッド等のデバイス（以下、総称して半
導体デバイスと呼ぶ）を製造するための光リソグラフィ
ー工程でマスク（又はレチクル）等の原版のパターンを
ウエハ等の感光性基板に露光するための投影露光装置、
その露光装置を用いた露光方法、その露光方法を用いた
半導体デバイスの製造方法、さらには、その投影露光装
置に用いられる投影光学系の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の高集積化に伴い、その半導
体素子を製造するために重要な光リソグラフィー工程に
て使用される投影露光装置も長足な進歩を遂げてきてい
る。投影露光装置に搭載されている投影光学系の解像力
は、Rayleighの式で良く知られているように、Ｒ＝ｋ×λ／ＮＡの関係で表される。ここで、Ｒは投影光学系の解像力、
λは露光用の光の波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ
はレジストの解像力の他にプロセスによって決定される
定数である。

【０００３】半導体素子の高集積化に対応して投影光学
系での必要な解像力を実現するために、上式から分かる
ように、露光用の光源の波長化や投影光学系の開口数の
大きくする所謂、高ＮＡ化への努力が続けられている。
近年では、２４８ｎｍの出力波長を持つ弗化クリプトン
エキシマレーザ（ＫｒＦエキシマレーザ）を露光用光源
とし、投影光学系の開口数も０．６以上の露光装置が商
品化され、０．２５μｍにも達する微細なパターンを露
光が実現されてきている。

【０００４】特に、最近では、弗化クリプトンエキシマ
レーザに続く光源として、１９３ｎｍの出力波長を持つ
弗化アルゴンエキシマレーザ（ＡｒＦエキシマレーザ）
が注目されてきている。この弗化アルゴンエキシマレー
ザを露光用光源とする露光装置が実現できれば、０．１
８μｍから０．１３〜０．１５μｍままで及ぶ微細加工
が可能となることが期待されており、精力的な研究開発
が盛んに行われている。

【０００５】この弗化アルゴンエキシマレーザの出力波
長（１９３ｎｍ）の波長域では、透過率の観点からレン
ズとして使用可能な材料は現段階では合成石英ガラス、
弗化カルシウム（蛍石）の２種に限定されているので、
この種の露光装置用の光学材料として、十分な透過率
と、内部均一性を有する材料の開発が引き続き精力的に
行われている。合成石英ガラスでは内部透過率が０．９
９５／ｃｍ以上、弗化カルシウムでは内部吸収が無視で
きるレベルにまで到達している。

【０００６】光学材料の表面にコートされる反射防止膜
用の材料も弗化クリプトンエキシマレーザの出力波長
（２４８ｎｍ）の波長域のものと比べて選択範囲が非常
に狭く、設計上の自由度に大きな制約を受ける。しかし
ながら、精力的な開発努力によりその問題も克服されつ
つあり、各レンズ面での損失が０．００５以下というレ
ベルまで実現されてきている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この種の露光装置で
は、光学材料あるいは反射防止膜の吸収によるレンズ等
の光学部材の熱特性変化が結像特性の変動要因となるた
め、極力、高い透過率を実現し、熱特性変化をできるた
け小さくすることが必須の課題である。しかしながら、
２００ｎｍ以下の遠紫外域の光では、光学材料、反射防
止膜の吸収を上記のレベルまで達成したとしても、空気
中の作業環境で露光装置用の光学部品を取り扱った場
合、空気中の水分や有機物の付着により、レンズ等の光
学部品の透過率が急速に低下するという問題があること
が、本発明者らの実験により明らかとなってきた。その
吸収量は、例えば、レンズ１面当たりで０．０１まで達
示、最大の吸収容易となる。

【０００８】表面付着物の洗浄方法として従来では紫外
線を照射する方法、例えば特開平７−２９４７０５号公
報にて知られている。しかしながら、紫外線の照射によ
り一時的な洗浄効果が現れるものの、紫外線により光学
部品の表面が活性化され、その後、通常の作業環境に放
置した場合には、却って周囲の水分、有機物を吸着しや
すくなることが本発明者らの実験により判ってきた。

【０００９】そのため、たとえ光学部品を紫外線で洗浄
したとしても、水分、有機物質から完全に隔離された状
態で、その後、投影光学系を構成させるためのレンズ等
の光学部品の組み立て工程を考えることは実際上におい
て不可能であり、この事が弗化アルゴンエキシマレーザ
用の露光装置の光学系を実現する上で大きな障害になっ
ている。

【００１０】そこで、本発明は、以上の課題を鑑みてな
されたものであり、光リソグラフィー工程で用いられる
投影光学系を構成する光学素子の表面に水分、有機物質
が付着したとしても、これらの付着物質を消失せしてめ
て、高い光学性能を維持できる投影光学系の製造方法、
良好なる像を感光性基板上に露光できる露光方法、並び
にその露光方法を用いた投影露光装置、さらには良好な
る半導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法
を提供することを目的とする。

【００１１】

【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、本発明によるある実施の態様によれば、所定のパ
ターンを持つ原版に露光用の光を照明する照明光学系
と、該照明光学系により照明された前記原版のパターン
を感光性基板に投影する投影光学系とを有する投影露光
装置において、前記投影光学系の透過率、あるいは照明
光学系の少なくとも一部と前記投影光学系との透過率に
関する計測を行うための計測手段と、前記照明光学系の
開口数を変更する変更手段と、前記計測手段からの出力
に基づき前記変更手段を制御する制御手段とを有する構
成としたものである。

【００１２】また、本発明による別の実施の態様によれ
ば、露光方法において、所定のパターンを持つ原版に露
光用の光を照明光学系によって照明して、前記原版のパ
ターンを投影光学系を介して複数の感光性基板に順次投
影する露光工程と、前記露光工程の開始前、あるいは第
ｎ番目の前記感光性基板の露光が完了し次の第ｎ＋１番
目の前記感光性基板の露光が実行される前にて、前記露
光用の光を前記投影光学系へ照射して、前記投影光学系
の透過率を回復させる光洗浄工程とを含むようにしたも
のである。

【００１３】また、本発明によるまた別の実施の態様に
よれば、半導体デバイスの製造方法において、所定のパ
ターンを持つ原版に露光用の光を照明光学系によって照
明して、前記原版のパターンを投影光学系を介して複数
の感光性基板を順次投影する露光工程と、前記露光工程
の開始前、あるいは第ｎ番目の前記感光性基板の露光が
完了し次の第ｎ＋１番目の前記感光性基板の露光が実行
される前にて、前記露光用の光を前記投影光学系へ照射
して、前記投影光学系の透過率を回復させる光洗浄工程
とを含むようにしたものである。

【００１４】また、本発明によるさらに別の実施の態様
によれば、投影光学系の製造方法において、原版上に形
成される所定のパターンを露光用の光のもとで感光性基
板に投影するための投影光学系を組み立る組み立て工程
と、前記組み立て工程を経た前記投影光学系に向けて前
記露光用の光と同じ波長を持つ光を照射して、前記投影
光学系の透過率を回復させる光洗浄工程とを含むように
したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施の形態について説明する。図１には、本発明
による投影露光装置の概略的構成を示している。図１に
示す如く、例えば、１９３ｎｍの出力波長を持つパルス
光を発振するＡｒＦエキシマレーザ光源１からは、ほぼ
平行光束としてのレーザ光が供給され、投影露光装置本
体側の光透過窓２へ導かれる。ここで、投影露光装置本
体は、チャンバー３０内に収納されており、そのチャン
バー３０内の光学素子等が大気内の水分並びに有機物等
が光学素子に付着するのを防止するために、例えば、窒
素等の不活性ガス（不活性気体）で充填されている。

【００１６】光透過窓２を通過したレーザ光は、反射ミ
ラー３を反射して、オプティカルインテグレータとして
のフライアイレンズ５に導かれる。フライアイレンズ５
は、多数のレンズ素子が束ねられて構成されており、こ
のレンズ素子の射出面側には光源像が形成される。従っ
て、フライアイレンズ５の射出面側には、それを構成す
るレンズ素子の数に対応した多数の光源像（２次光源）
が形成される。

【００１７】なお、本例では、１つのフライアイレンズ
５を１つ設けているが、このフライアイレンズ５とＡｒ
Ｆエキシマレーザ光源１（あるいは反射ミラー３）との
間に、第２オプティカルインテグレータとしてのフライ
アイレンズを設けても良く、さらには、フライアイレン
ズの代わりに内面反射型のロッド状の光学部材をオプテ
ィカルインテグレータとして用いても良い。

【００１８】また、後で詳述するが、このフライアイレ
ンズ５により形成される多数の２次光源が形成される位
置において、所定の形状あるいは所定の大きさを持つ複
数の開口絞りを設定できる可変開口絞り（照明光学系の
開口数を変更する変更手段あるいは変更装置）６が配置
されている。さて、フライアイレンズ５により形成され
る多数の２次光源からの光束は、反射ミラー７にて反射
された後、複数のレンズ等の屈折性光学素子で構成され
るコンデンサー光学系８にて集光される。これにより、
レチクル９上に形成された回路パターンは、重畳的に均
一照明される。そして、投影光学系１０によって、ウエ
ハ１１上には、レチクル９上の回路パターンの像が形成
される。このため、ウエハ上に塗布されたレジストが感
光して、ウエハ１１上には、回路パターン像が転写され
る。

【００１９】なお、本例の投影光学系１０は全て屈折性
のレンズ等の光学素子で構成されており、投影光学系１
０の瞳（入射瞳）の位置には開口絞り１０ａが配置され
ている。また、開口絞り１０ａと可変開口絞り６とは、
光学的に共役な位置に配置されている。ここで、レチク
ル９は、図１の紙面と直交する平面内に沿って２次元的
に移動するレチクルステージＲＳに保持されており、レ
チクルステージＲＳの位置を計測する不図示の干渉系等
の計測系からの位置情報が制御手段としての制御系２１
に入力され、この位置情報に基づいて、制御系２１は不
図示の駆動系を介してレチクルステージＲＳの位置を制
御している。

【００２０】また、ウエハ１１は、図１の紙面と直交す
る平面内に沿って２次元的に移動するウエハステージＷ
Ｓ上に載置されており、このウエハステージＷＳは、ウ
エハステージＷＳの位置を計測する干渉系等の計測系３
０からの位置情報が制御手段としての制御系２１に入力
され、この位置情報に基づいて、制御系２１は駆動系２
９を介してウエハステージＷＳの位置を制御している。

【００２１】また、図１に示す投影露光装置には、照明
光学系（３〜８）並びに投影光学系１０の透過率に関す
る計測を行うための透過率計測系が設けられており、反
射ミラー３の下方には透過率計測系に関する第１検出器
４が配置され、ウエハステージＷＳの一端には透過率計
測系に関する第２検出器１２が配置されている。さら
に、レチクルステージＲＳの一端には、透過率計測系に
関する第３検出器３１が配置されている。

【００２２】まず、反射ミラー３の下方に設けられた第
１検出器４は、反射ミラー３の下方に設けられていお
り、反射ミラー３からの１部の漏れ光の光量や照度等を
光電的に検出してＡｒＦエキシマレーザ光源１の出力を
検出する。そして、この第１検出器４からの出力は制御
手段としての制御系２１に入力される。また、ウエハス
テージＷＳの一端に設けられた第２検出器１２は、駆動
系２９を介して、被照射面としてのウエハが配置される
面（あるいは投影光学系の結像面）内に設定されること
により、そのウエハが配置される面（あるいは投影光学
系の結像面）での光量や照度等を検出する。そして、こ
の第２検出器１２からの出力は制御手段としての制御系
２１に入力される。

【００２３】さらに、レチクルステージＲＳの一端に設
けられた第３検出器３１は、不図示の駆動系を介して、
レチクル９が配置されるべき面内に設定されることによ
り、レチクル面へ供給される照明光束の光量や照度等を
検出する。そして、この第３検出器３１からの出力は制
御手段としての制御系２１に入力される。制御系２１の
内部には、除算ユニット並びに判別ユニットが設けられ
ており、この除算ユニットは、第２検出器１２からの出
力を第１検出器４からの出力で割った値（反射ミラー
７、コンデンサー光学系９及び投影光学系１０の光透過
率に対応する値）、あるいは第３検出器３１からの出力
を第２検出器１２からの出力で割った値（投影光学系１
０の光透過率に対応する値）を判別ユニットに出力す
る。そして、判別ユニットは、割算ユニットからの出力
が所定の閾値になったか否かを判別することにより、投
影露光装置を構成する所定の光学系の透過率が低下した
か否かを判断する。そして、この判別ユニットは、露光
動作を開始または露光動作を継続的に実行するか、ある
いは光洗浄動作を開始するかを判断する。

【００２４】また、チャンバー３０の外部には、投影光
学系１０の内部の複数の光学部材間に形成される複数の
空間およびチャンバー３０へ窒素等の不活性ガスを供給
するためのガス吸入装置２３と、投影光学系１０の内部
の複数の光学部材間に形成される複数の空間内部の気体
およびチャンバー３０内部の気体を外部へ排出するため
の排出装置２６が設けられている。なお、不活性ガスと
しては、窒素に限ることなく、ヘリウム、アルゴン等の
気体を用いることも可能である。

【００２５】そして、ガス吸入装置２３は、パイプ２４
を介してチャンバー３０へ乾燥した窒素等の不活性ガス
（乾燥した不活性ガス）を供給すると共に、パイプ２５
を介して投影光学系１０の内部へ乾燥して窒素等の不活
性ガス（乾燥した不活性ガス）を供給する。また、排出
装置２６は、チャンバー３０内部の気体をパイプ２７を
介して外部へ排出すると共に、投影光学系１０内部の気
体をパイプ２７を介して外部へ排出する。

【００２６】なお、ガス吸入装置２３並びに排出装置２
６の動作は、制御系２１によって制御されている。次
に、以上の述べた投影露光装置における照明光学系の開
口数を変更する変更手段あるいは変更装置としての可変
開口絞り６について説明する。今、図１に示す如く、可
変開口絞り６の最周縁（最外径）からの光軸ＡＸに平行
な光線Ｒ_iにより決定される照明光学系（３〜７）の開
口数をＮＡ_i(= sinθ _i) とし、投影光学系１０中の開
口絞り１０ａの最周縁（最外径）からの光軸ＡＸに平行
な光線Ｒ_Oにより決定される投影光学系１０の照明光学
系側の開口数をＮＡ_O(= sinθ_O) とするとき、コヒー
レンスファクターとしてのσ値は、次式にて定義され
る。

【００２７】σ＝ＮＡ_i／ＮＡ_O なお、投影光学系１０の瞳（入射瞳）の位置に配置され
る開口絞り１０ａと照明光学系中の可変開口絞り６とは
光学的に共役であり、投影光学系１０の瞳上には可変開
口絞り６の像（２次光源の像）が形成されるため、可変
開口絞り６の像の直径をＤ₆とし、投影光学系１０の開
口絞り１０ａの直径をＤ_10aとするとき、コヒーレンス
ファクターとしてのσ値は、次式にでも定義することが
できる。

【００２８】σ＝Ｄ₆／Ｄ_10a さて、一般的に、光リソグラフィー工程における投影露
光装置のσ値は、０．３〜０．８の範囲に設定されるよ
うに構成されている。本例では、図１に示す可変開口絞
り６が別の開口形状あるいは別の大きさの開口形状を持
つ絞りがフライアイレンズ５にて形成される２次光源位
置に設定可能に設けられている。

【００２９】図２には、図１に示す可変開口絞り６のよ
り具体的な構成を示している。図２に示す如く、図１に
示す可変開口絞り６は、石英等の透明基板上に形成され
た８つの開口絞り（６０ａ〜６０ｈ）を持つターレット
板６０を有している。ここで、円形開口を持つ５つの開
口絞り（６０ａ、６０ｅ〜６０ｈ）は、σ値を積極的に
変化させるためのものであり、その内の３つの開口絞り
（６０ｅ、６０ｆ、６０ｇ）は、実際の露光動作時にお
いて用いられる絞りであり、残りの２つの開口絞り（６
０ａ、６０ｈ）は、光洗浄動作時において用いられる絞
りである。

【００３０】なお、その他３つの変形開口を持つ開口絞
りは、露光動作時において用いることによって投影光学
系１０の解像力を向上させるためのものである。そし
て、その内の２つの開口絞り（６０ｃ、６０ｄ）は、互
いに輪帯比の異なる輪帯開口を持つ絞りであり、残りの
１つの開口絞り６０ｂは、４つの偏心した２次光源を形
成するために４つの偏心した開口を持つ絞りである。

【００３１】さて、８つの開口絞り（６０ａ〜６０ｈ）
を持つターレット板６０は、図１に示すモータ等の駆動
系２２を介して回転され、３つの開口絞りの内の１つの
開口絞り、即ち所望の開口形状を有する絞りが２次光源
位置に設定される。この駆動系２２の駆動は、制御系２
１によって制御されている。図３では、互いに異なる大
きさの円形開口を持つ開口絞り（６０ａ、６０ｅ〜６０
ｈ）の像が投影光学系１０内の開口絞り１０ａ上に形成
されるときの様子を示している。

【００３２】まず、一番小さな円形開口を持つ開口絞り
６０ｅが照明光路内に設定されると、照明光学系の開口
数ＮＡ_iが一番小さくなり、このとき、開口径Ｄ_10aを
持つ開口絞り１０ａの内部には、開口径Ｄ_60eの開口絞
り６０ｅの像が形成され、σ値が０．４に設定される。
すなわち、σ＝Ｄ_60e／Ｄ_10a＝ＮＡ_i／ＮＡ_O＝０．
４の関係が成立する。従って、開口絞り６０ｅが照明光
路内に設定されると、０．４のσ値のもとでレチクル９
のパターンをウエハ１１上に転写することができる。

【００３３】また、開口絞り６０ｅよりも大きな円形開
口を持つ開口絞り６０ｆが照明光路内に設定されると、
照明光学系の開口数ＮＡ_iは、開口絞り６０ｅが照明光
路内に設定された時よりも大きくなる。このとき、開口
径Ｄ_10aを持つ開口絞り１０ａの内部に、開口径Ｄ_60f
の開口絞り６０ｆの像が形成され、σ値が０．６に設定
される。すなわち、σ＝Ｄ_60f／Ｄ_10a＝ＮＡ_i／ＮＡ
_O＝０．６の関係が成立する。従って、開口絞り６０ｆ
が照明光路内に設定されると、０．６のσ値のもとでレ
チクル９のパターンをウエハ１１上に転写することがで
きる。

【００３４】また、開口絞り６０ｆよりも大きな円形開
口を持つ開口絞り６０ｇが照明光路内に設定されると、
照明光学系の開口数ＮＡ_iは、開口絞り６０ｆが照明光
路内に設定された時よりも大きくなる。このとき、開口
径Ｄ_10aを持つ開口絞り１０ａの内部に、開口径Ｄ_60g
の開口絞り６０ｇの像が形成され、σ値が０．８に設定
される。すなわち、σ＝Ｄ_60g／Ｄ_10a＝ＮＡ_i／ＮＡ
_O＝０．８の関係が成立する。従って、開口絞り６０ｇ
が照明光路内に設定されると、０．８のσ値のもとでレ
チクル９のパターンをウエハ１１上に転写することがで
きる。

【００３５】さらに、開口絞り６０ｇよりも大きな円形
開口を持つ開口絞り６０ｈが照明光路内に設定される
と、照明光学系の開口数ＮＡ_iは、開口絞り６０ｇが照
明光路内に設定された時よりも大きくなる。このとき、
開口絞り１０ａの開口径Ｄ_10aと同じ大きさの開口径Ｄ
_60hを持つ開口絞り６０ｇの像が形成され、σ値が１．
０に設定される。すなわち、σ＝Ｄ_60h／Ｄ_10a＝ＮＡ
_i／ＮＡ_O＝１．０の関係が成立する。従って、開口絞
り６０ｈが照明光路内に設定されると、照明光学系のコ
ンデンサー光学系８を構成するレンズ等の光学素子の有
効径、及び投影光学系１０を構成するレンズ等の光学素
子の有効径、さらにはこれらの光学素子の有効径を越え
る部分にまで十分に照明光束を導ける。このため、これ
らの光学素子の表面に付着した水分や有機物等を露光用
の照明光束による光洗浄効果によって消失させることが
できる。

【００３６】また、開口絞り６０ｈよりも大きな円形開
口を持つ開口絞り６０ａが照明光路内に設定されると、
照明光学系の開口数ＮＡ_iは、開口絞り６０ｈが照明光
路内に設定された時よりも大きくなる。このとき、開口
径Ｄ_10aを持つ開口絞り１０ａを含むように、開口径Ｄ
_60aの開口絞り６０ａの像が形成され、σ値が１．２に
設定される。すなわち、σ＝Ｄ_60a／Ｄ_10a＝ＮＡ_i／
ＮＡ_O＝１．２の関係が成立する。従って、開口絞り６
０ａが照明光路内に設定されると、照明光学系のコンデ
ンサー光学系８を構成するレンズ等の光学素子の有効
径、及び投影光学系１０を構成するレンズ等の光学素子
の有効径は勿論のこと、これらの光学素子の有効径を越
えたレンズ周縁部にまで十分に照明光束を導ける。この
ため、これらの光学素子の表面に付着した水分や有機物
等を光洗浄するという効果を十分に得ることができる。

【００３７】さて、次に、本例における動作について説
明する。まず、図１に示す如く、乾燥した窒素等の不活
性ガスをチャンバー３０内に充填して大気から隔離した
状態でも投影露光装置の光学系部分に露光光としての照
明光束を導かない場合には、投影露光装置の光学系部分
の透過率が低下するという各種の実験によって明らかに
なっている。このため、半導体デバイスを製造するため
の光リソグラフィー工程を行うに際して、図１に示す投
影露光装置の立ち上げて露光動作に移行する前に、必ず
投影露光装置の光学系部分（照明光学系の反射ミラー
７、コンデンサー光学系８、並びに投影光学系１０等）
の透過率を透過率計測系にて確認する第１ステップを実
行する。なお、コンデンサー光学系８や投影光学系１０
等の透過性光学素子の透過率が低下するという現象は、
反射ミラー７等の反射型光学素子では反射率を低下させ
るという現象で現れる。〔ステップ１〕まず、第１ステップでは、不図示の電源
を介して投影露光装置が立ち上げられた状態になり、レ
チクル９が設定されていない状態のもとで、ＡｒＦエキ
シマレーザ光源からレーザ光が供給されると、制御系２
１は、駆動系２９を介して、ウエハステージＷＳの一端
に設けられた第２検出器１２を投影光学系１０の露光面
に設定する。

【００３８】次に、制御系２１は、反射ミラー３の下方
に設けられた第１検出器４からの出力、並びにウエハス
テージＷＳの一端に設けられた第２検出器１２からの出
力に基づいて、投影露光装置の所定の光学系部分（反射
ミラー７、コンデンサー光学系８及び投影光学系１０）
の光透過が所定の値となっているか否かを判別する。つ
まり、制御系２１の内部の除算ユニットは、第１検出器
４からの出力と第２検出器１２からの出力とに基づき、
双方の出力の比率を算出する。その後、その算出結果に
基づき、制御系２１の内部の判別ユニットは、除算ユニ
ットからの出力が所定の閾値になっているか否かを判別
する。この判別ユニットによって、除算ユニットからの
出力が所定の閾値となっている場合には、後述する露光
動作としてのステップ３に移行する。この判別ユニット
によって、除算ユニットからの出力が所定の閾値となっ
ている場合には、次に光洗浄工程としての第２ステップ
へ移行する。

【００３９】なお、第１ステップにおいて、制御系２１
は、ウエハステージＷＳの一端に設けられた第２検出器
１２からの出力、並びにレチクルステージＲＳの一端に
設けられた第３検出器３１からの出力に基づいて、投影
露光装置の投影光学系１０の光透過率が所定の値となっ
ているか否かを判別し、この投影光学系１０の光透過率
に関する判別結果をさらに加味した上で第２ステップへ
移行するか否か判断する望ましい。このとき、第３検出
器３１からの出力を得るためには、制御系２１は、不図
示の駆動系を介して、レチクルステージＲＳの一端に設
けられた第３検出器３１をレチクルが配置されるべき面
に設定することが必要である。〔ステップ２〕第２ステップでは、制御系２１は、光洗
浄工程を実行するために、まず、駆動系２２を介して可
変開口絞り６の開口の大きさを設定する。ここで、制御
系２１は、駆動系２２を介してターレット板６０を回転
させ、σ値が１以上となるように適切な開口絞り６０ａ
又は６０ｈを照明光路内に設定する。

【００４０】換言すれば、照明光学系の開口数をＮＡ_i
とし、投影光学系１０の開口数をＮＡ_Oとするとき、ＮＡ_i≧ＮＡ_O の関係を満たすように、制御系２１は、駆動系２２を介
してターレット板６０を回転させ、適切な開口絞り６０
ａ又は６０ｈを照明光路内に設定する。

【００４１】これにより、照明光学系のコンデンサー光
学系８を構成するレンズ等の光学素子の有効径、及び投
影光学系１０を構成するレンズ等の光学素子の有効径、
さらにはこれらの光学素子の有効径を越える部分にまで
十分に照明光束が導れる。この結果、これらの光学素子
の表面に付着した水分や有機物等を露光用の照明光束に
よる光洗浄効果によって消失させることができる。

【００４２】また、露光用の照明光束の照射による光洗
浄効果によって、光学素子の表面から離れた水分や有機
物等が、複数の光学素子との間に形成される所定の複数
の空間に内やチャンバー３０内において浮遊する可能性
がある。このため、制御系２１は、光洗浄工程の実行と
同時に、光学素子の表面から離れた水分や有機物等を装
置の外部へ強制的に排出するために、ガス供給装置２３
並びに排出装置２６を動作させる。すなわち、制御系２
１からの指令に基づきガス供給装置２３は、新たな乾燥
した窒素等の不活性ガスをパイプ２４を介してチャンバ
ー３０内、並びにパイプ２５を介して投影光学系１０の
内部へそれぞれ供給する。これと同時に、制御系２１か
らの指令に基づき排出装置２６は、パイプ２７を介して
チャンバー３０内の水分や有機物等を含む不活性ガス
と、パイプ２８を介して投影光学系１０内の水分や有機
物等を含む不活性ガスを投影露光装置の外部へ排出す
る。

【００４３】これにより、水分や有機物等が除去されて
クリーン化された窒素等の不活性ガスがチャンバー３０
内や投影光学系１０の内部に充填されるため、投影露光
装置の光学系部分（照明光学系の反射ミラー７、コンデ
ンサー光学系８、並びに投影光学系１０等）の透過率を
元の状態に回復させることが可能となる。なお、第２ス
テップの光洗浄工程時に、ガス供給装置２３によって、
新たな乾燥した窒素等の不活性ガスがチャンバー３０
内、並びに投影光学系１０の内部へそれぞれ供給されて
いるが、ガス供給装置２３は、供給する窒素等の不活性
ガス内に、酸化性の強いガスとして、酸素（Ｏ₂）、オ
ゾン（Ｏ₃）あるいは活性酸素（Ｏ^*）等を混入させる
構成とすることが望ましい。この結果、酸化性の強いガ
スの作用により、光洗浄効果が促進されてより大きな効
果が期待できる。

【００４４】さらには、第１ステップの露光工程から第
２ステップの光洗浄工程に移行すると同時に、チャンバ
ー３０内と投影光学系１０内との少なくとも一方におい
て、窒素等の不活性ガスのバージを開放して空気を流入
させ、その後、空気環境下で第２ステップの光洗浄工程
を開始して、少しずつ不活性ガスに置換していくように
しても良い。

【００４５】さて、第２ステップの光洗浄工程が完了す
ると、次に、第３ステップとしての露光動作に移行す
る。〔ステップ３〕ステップ３では、実際の露光動作を実行
する。まず、レチクルステージＲＳ上にレチクル９が設
定、すなわち投影光学系１０の物体面上にレチクル９の
パターン面が設定されると、制御系２１は、駆動系２９
を介してウエハステージＷＳに保持されたウエハ１１の
露光面を投影光学系１０の結像面に設定する。これと同
時に、制御系２１は、駆動系２２を介して可変開口絞り
６の開口の大きさを設定する。

【００４６】ここで、制御系２１の内部の記憶ユニット
には、露光を行うべきウエハ１１が露光完了毎に順次搬
送されてくる露光マップ並びにσ値等の露光条件がコン
ソール等の入力系２０を介して予め入力されている。こ
の入力情報に基づいて、制御系２１は、駆動系２２を介
してターレット板６０を回転させ、露光用の６つの開口
絞り（６０ｂ〜６０ｇ）の内の所望の１つの開口絞りを
照明光路内に設定する。これにより、投影露光装置の所
定の光学系の透過率が回復した状況のもとで、所望のσ
値の条件下でレチクル９のパターンをウエハ１１上に転
写することができる。この結果、高いスループットのも
とで、良好なる微細なパターン像をウエハ１１上に忠実
に転写することができ、集積度の高い良好なる半導体デ
バイスを製造することができる。

【００４７】なお、以上の第３ステップの露光動作を実
行していても、何らかの要因により、チャンバー３０
内、並びに投影光学系１０の内部に汚染物質としての
水、有機物等が付着して露光装置中の光学系の透過率を
低下させる場合がある。このため、ｎを１以上の整数と
すると、露光開始から第ｎ番目の感光性基板の露光が完
了し次の第ｎ＋１番目の感光性基板の露光が実行される
前にて、一旦露光動作を中止して、ステップ１に戻り透
過率計測を実行する。例えば、３００〜５００枚毎のウ
エハ１１の露光が完了した定期的な段階でステップ１の
透過率計測工程に戻る。そして、制御系２１は、再度、
投影露光装置の所定の光学系部分（照明光学系の反射ミ
ラー７、コンデンサー光学系８、並びに投影光学系１０
等）の透過率を透過率計測系にて確認する。

【００４８】もし、投影露光装置の所定の光学系部分の
透過率の低下が確認されない場合には、再度、ステップ
３に戻って、露光動作を継続して行う。また、もし、投
影露光装置の所定の光学系部分の透過率の低下が確認さ
た場合には、再度、ステップ２に戻って光洗浄工程を実
行する。以上の事から分かるように、光学系の各光学素
子の露光時での有効径を越える部分にまで照明光束を導
くためには、上記ステップ２の光洗浄工程での照明光学
系の開口数をＮＡ_i1とし、上記ステップ２の露光工程で
の照明光学系の開口数をＮＡ_i2とするとき、本例ではＮ
Ａ_i1＞ＮＡ_i2の条件を満足するように照明光学系の開口
数を変化させることことが好ましい。

【００４９】さらに、光学系の各光学素子の露光時での
有効径を越える部分にまで照明光束をより確実かつ十分
に導くためには、上記ステップ２の光洗浄工程での照明
光学系の開口数をＮＡ_i1とし、投影光学系１０の照明光
学系側での最大の開口数ＮＡ _Oとするとき、ＮＡ_i1≧Ｎ
Ａ_Oの条件（即ち、σ≧１の条件）を満足するように、
照明光学系の開口数を変化させることがより好ましい。

【００５０】なお、以上に述べた実施例では、光洗浄工
程において、σ値を１以上にすることについて述べた
が、本発明は、これに限ることなく、露光動作時の最大
のσ値よりも大きなσ値となるように、光洗浄工程での
照明光学系の開口数を設定しても良い。この場合、より
良好なる光洗浄効果を得るためには、照明光学系の開口
数をＮＡ_iとし、光洗浄工程での照明光学系の開口数を
ＮＡ_i1、投影光学系１０の照明光学系側での最大の開口
数ＮＡ_Oとするとき、ＮＡ_i≧０．８５ＮＡ_O、又はＮ
Ａ_i1≧０．８５ＮＡ_Oの関係を満足することが好まし
い。

【００５１】また、以上に述べた実施例では、光洗浄工
程において、回折格子等の所定のパターンを持つ光洗浄
用のレチクルを用いて光洗浄を行うと、光洗浄用のレチ
クルの回折光等による光が光学系全体へ導くことができ
るため、よう大きな光洗浄効果が期待できる。なお、以
上の実施例では、投影光学系１０を全て屈折性の光学素
子で構成した場合を述べたが、これに限ることなく、ミ
ラー等の反射型光学素子とレンズ等の屈折型光学素子を
含む反射屈折型の投影光学系で構成しても良い。さらに
は、投影光学系１０の殆ど、あるいは全てをミラー等の
反射型光学素子で構成しても良い。この投影光学系１０
の構成を主にミラー等の反射型光学素子で構成した場合
には、上記第２検出器１２は、光学系の透過率というよ
りはむしろ光学系の反射率を計測することが支配的とな
るが、本発明の光学系の透過率を計測するという概念に
含まれる。

【００５２】さらに、光洗浄を行う必要が認められる光
の波長は、２００ｎｍ以下の短い波長であるため、２０
０ｎｍ以下の短い波長の光で露光を行う露光装置に光洗
浄機能を持たせることは、極めて有効である。以上の実
施例では、投影露光装置自身に光洗浄機能を持たせた例
を説明したが、次に、投影露光装置用の投影光学系を製
造するための方法に関する例について説明する。〔ステップ１〕ステップ１では、図４に示す如く、所定
のレンズデータ等の設計値に従って投影光学系を構成す
る各光学部材としてのレンズ素子（Ｌ₁〜Ｌ₅）と、各
レンズ素子を保持する鏡筒（Ｂ₁〜Ｂ₅）を製造する。

【００５３】具体的には、まず、各レンズ素子（Ｌ₁〜
Ｌ₅）は、周知のレンズ加工機を用いて所定の光学材料
からそれぞれ所定の設計値に従う曲率半径、軸上厚を持
つように加工される。この後、加工された各レンズ素子
（Ｌ₁〜Ｌ₅）の表面は、周知の蒸着装置等によって、
露光波長の光（後述する１９３ｎｍの光）を効率良く透
過させるための反射防止膜が形成される。

【００５４】一方、各レンズ素子を保持する鏡筒（Ｂ₁
〜Ｂ₅）は、周知の金属加工機を用いて所定の材料（ス
テンレス、真鍮等）からそれぞれ所定の寸法を持つ形状
に加工される。また、所定の鏡筒（Ｂ₁、Ｂ₂、Ｂ₃）
には、窒素等の不活性ガスの注入並びに排出のための貫
通孔が金属加工機によって形成される。以上のように、
投影光学系１０を構成する部品の製造が完了すると、ス
テップ２の投影光学系１０の組み立て工程へ移行する。〔ステップ２〕ステップ１にて製造されたレンズ素子
（Ｌ₁〜Ｌ₅）は、図４に示す如く、同じくステップ１
にて製造された鏡筒（Ｂ₁〜Ｂ₅）内に組み込み、５つ
の分割鏡筒ユニットを製造する。なお、この時、所定の
３つの鏡筒（Ｂ₁、Ｂ₂、Ｂ₃）に形成された多数の貫
通孔に、注入側バルブ（Ｖ₁₁〜Ｖ₁₄）が取りつけられた
注入用パイプ（２５ａ〜２５ｄ）および排出側バルブ
（Ｖ₂₁〜Ｖ₂₄）が取りつけられた排出パイプ（２８ａ〜
２８ｄ）とが取りつけられる。

【００５５】以上の５つの分割鏡筒ユニットを製造が完
了すると、図４に示す如く、ワッシヤ（ＷＡ₁〜Ｗ
Ａ₄）を介在させながら、各分割鏡筒ユニットを順次、
調整しつつ組み上げていく。そして、投影光学系が組上
がったら、これの光学性能を確認するために、例えば、
投影光学系１０の物体面にテストパターンを配置して、
投影光学系１０の像面上に形成されるテストパターン像
をテレビカメラを介して観察する。

【００５６】以上のステップ２の投影光学系１０の組み
立て工程が完了すると、光洗浄工程へ移行する。〔ステップ３〕以上のステップ１及びステップ２におけ
る作業は、基本的に、大気（空気）中の中で行わねばな
らず、このような環境下では、大気中に含有される水分
や有機物がレンズ素子（Ｌ₁〜Ｌ₅）の表面に付着し
て、組み込まれた投影光学系１０の透過率を大きく低下
させることになる。

【００５７】従って、ステップ３では、ステップ２にて
組み立てられた投影光学系１０に露光光と同じ波長の光
を照射し、投影光学系１０を構成するレンズ素子の表面
に付着した水分や有機物を除去する。なお、光洗浄を行
う必要が認められる光の波長は、２００ｎｍ以下の短い
波長であるため、２００ｎｍ以下の短い波長の光で露光
を行う露光装置用の投影光学系を製造する際に光洗浄工
程を用いることが有効である。

【００５８】図５には、ステップ２にて組み立てられた
投影光学系１０に露光光と同じ波長の光を照射するため
の光洗浄装置の概略的構成を示す図である。なお、図５
では、図１の投影露光装置における同じ機能を持つ部材
には同じ符号を付してある。図５に示す如く、まず、ス
テップ２にて組み立てられた投影光学系１０を光洗浄装
置のチャンパー３０内に組み込む。すなわち、照明光学
系内のコンデンサー光学系８の後側焦点位置にある被照
射面ＩＰと投影光学系１０の物体面とが一致するように
投影光学系１０を組み込む。

【００５９】次に、図４に示した注入側バルブ（Ｖ₁₁〜
Ｖ₁₄）が取りつけられた４つの注入用パイプ（２５ａ〜
２５ｄ）を図５に示す注入用パイプ２５に接続し、また
排出側バルブ（Ｖ₂₁〜Ｖ₂₄）が取りつけられた４つの排
出用パイプ（２８ａ〜２８ｄ）を図５に示す排出用パイ
プ２８に接続する。以上の設定が完了すると、図５に示
す如く、制御系２１は、ガス供給装置２３および排出装
置２６を作動させて、ガス供給装置２３によって乾燥し
た窒素等の不活性ガスがチャンバー３０内、並びに投影
光学系１０の内部へそれぞれ供給し、排出装置２６によ
ってチャンバー３０内、並びに投影光学系１０の内部の
空気を外部に排出する。そして、チャンバー３０内、並
びに投影光学系１０の内部での不活性ガスと空気の交換
を行う。

【００６０】チャンバー３０内、並びに投影光学系１０
の内部が不活性ガスで十分に満たされると、露光用の波
長と等しい出力波長（例えば、１９３ｎｍ）を持つパル
ス光を発振するＡｒＦエキシマレーザ光源１からの光を
光透過窓を介して、光洗浄装置本体側へ導く。光透過窓
２を通過したレーザ光は、反射ミラー３を反射して、オ
プティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ５
に導かれ、このフライアイレンズ５の射出面側には、多
数の光源像（２次光源）が形成される。

【００６１】このフライアイレンズ５により形成される
多数の２次光源が形成される位置には、所定の大きさの
円形開口を持つ開口絞り３２が設けられている。この開
口絞り３２は、本工程（光洗浄工程）での照明光学系の
開口数をＮＡ_i1とし、後述する投影光学系１０の照明光
学系側での最大の開口数ＮＡ_Oとするとき、ＮＡ_i1≧Ｎ
Ａ_Oの条件（即ち、σ≧１の条件）を満足するように構
成されている。

【００６２】さて、この多数の２次光源からの光束は、
反射ミラー７にて反射された後に、コンデンサー光学系
８にて集光されて、被照射面ＩＰを重畳的に均一に照明
する。この被照射面ＩＰを介した光束は、投影光学系１
０を通過し、これによって、投影光学系１０を構成する
複数の光学素子（Ｌ₁〜Ｌ₅）の表面に付着した水分や
有機物等を露光用の照明光束による光洗浄効果によって
消失させることができる。

【００６３】以上の露光用の照明光束の照射による光洗
浄効果によって、投影光学系１０を構成する複数の光学
素子（Ｌ₁〜Ｌ₅）の表面から離れた水分や有機物等
が、複数の光学素子との間に形成される所定の複数の空
間に内やチャンバー３０内において浮遊する可能性があ
る。このため、制御系２１は、光洗浄工程の実行と同時
に、光学素子の表面から離れた水分や有機物等を装置の
外部へ強制的に排出するために、ガス供給装置２３並び
に排出装置２６を動作させる。すなわち、制御系２１か
らの指令に基づきガス供給装置２３は、新たな乾燥した
窒素等の不活性ガスをパイプ２４を介してチャンバー３
０内、並びにパイプ２５を介して投影光学系１０の内部
へそれぞれ供給する。これと同時に、制御系２１からの
指令に基づき排出装置２６は、パイプ２７を介してチャ
ンバー３０内の水分や有機物等を含む不活性ガスと、パ
イプ２８を介して投影光学系１０内の水分や有機物等を
含む不活性ガスを投影露光装置の外部へ排出する。

【００６４】これにより、水分や有機物等が除去されて
クリーン化された窒素等の不活性ガスがチャンバー３０
内や投影光学系１０の内部に充填されるため、投影光学
系１０の透過率を元の状態に回復させることが可能とな
る。なお、第３ステップの光洗浄工程時に、ガス供給装
置２３によって、新たな乾燥した窒素等の不活性ガスが
チャンバー３０内、並びに投影光学系１０の内部へそれ
ぞれ供給されているが、ガス供給装置２３は、供給する
窒素等の不活性ガス内に、酸化性の強いガスとして、酸
素（Ｏ₂）、オゾン（Ｏ₃）あるいは活性酸素（Ｏ^*）
等を混入させる構成とすることが望ましい。この結果、
酸化性の強いガスの作用により、光洗浄効果が促進され
てより大きな効果が期待できる。

【００６５】また、第３ステップの光洗浄工程を実行す
る前後において、投影光学系１０の透過率を計測するこ
とが望ましい。この場合、照明光学系の被照射面ＩＰに
沿って移動可能な第１検出器３１と、投影光学系１０の
結像面に沿って移動可能な第２検出器１２を配置する。
投影光学系１０の透過率の計測時において、第１検出器
３１を被照射面ＩＰ内に、第２検出器１２を投影光学系
１０の結像面にそれぞれ設定する。

【００６６】そして、第１検出器３１からの出力及び第
２検出器１２からの出力に基づいて、制御系２１が、投
影光学系１０の光透過率が所定の値となっているか否か
を判別するように構成することが良い。これによって、
第３ステップの光洗浄工程を実行する前において投影光
学系１０の光透過率を計測すれば、ＡｒＦエキシマレー
ザ光源からの光をどの程度の時間で照射すれば良いか予
測ができ、また、第３ステップの光洗浄工程を実行した
後において投影光学系１０の光透過率を計測すれば、投
影光学系１０の光透過率の回復状況を確認することがで
きる。

【００６７】以上の第３ステップでの光洗浄工程が完了
した段階で、投影光学系１０の調整が再度必要な場合に
は、図５の光洗浄装置のチャンバー３０から投影光学系
１０を取り出し、再びステップ２へ戻る。また、第３ス
テップの完了時に、上記ステップ１にて投影光学系１０
の結像性能が十分に得られていると確認されている場合
には、図５の光洗浄装置のチャンバー３０から投影光学
系を取り出し、図１に示す如き投影露光装置本体に取り
つけ、投影露光装置を完成させる。

【００６８】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、投影露光
装置を構成する光学系に付着する水分や有機物等を光洗
浄によって、除去することができるため、良好なるレチ
クルパターン像を感光性基板上に転写することができ
る。しかも、露光方法を含む光リソグラフィー工程にお
いて、投影光学系の透過率が低下したとしても光洗浄工
程を新たに採用することにより、投影光学系の透過率を
十分に回復させることができるため、より微細なパター
ンを感光性基板することができるため、より高集積度な
ＬＳＩ等の半導体デバイスを製造することができる。

【００６９】また、本発明による光洗浄工程を投影光学
系を製造する際に用いれば、通常の作業環境のもとでの
投影光学系の組立て調整作業が可能となり、投影光学系
の透過率を十分に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による投影露光装置の概略的構成を示す
図である。

【図２】図１に示した投影露光装置内の可変開口絞りの
構成を示す図である。

【図３】図１の投影露光装置内の投影光学系の瞳位置に
形成される可変開口絞りの像の様子を示す図である。

【図４】投影光学系を組み込んだ時の様子を示す図であ
る。

【図５】図４に示す投影光学系を光洗浄するための光洗
浄装置の概略的構成を示す図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・ＡｒＦエキシマレーザ光源４、１２、３１・・・・・・・検出器６・・・・・・・可変開口絞り８・・・・・・・コンデンサー光学系１０・・・・・・・投影光学系２１・・・・・・・制御系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のパターンを持つ原版に露光用の光を
照明する照明光学系と、該照明光学系により照明された
前記原版のパターンを感光性基板に投影する投影光学系
とを有する投影露光装置において、前記投影光学系の透過率、あるいは照明光学系の少なく
とも一部と前記投影光学系との透過率に関する計測を行
うための計測手段と、前記照明光学系の開口数を変更す
る変更手段と、前記計測手段からの出力に基づき前記変
更手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする
投影露光装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記計測手段からの出力
に基づいて、前記投影光学系の透過率、あるいは照明光
学系の少なくとも一部と前記投影光学系との透過率が低
下しているか否かを判別し、該判別情報に基づいて前記
変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の
投影露光装置。
【請求項３】前記制御手段が前記透過率の低下を判断し
たときには、前記変更手段は、前記制御手段の出力に基
づいて、露光するときの前記照明光学系の開口数よりも
大きくなるように前記照明光学系の開口数を変更するこ
とを特徴とする請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項４】前記制御手段が前記透過率の低下を判断し
たときには、前記変更手段は、前記制御手段の出力に基
づいて、以下の条件を満足するように、前記照明光学系
の開口数を変更することを特徴とする請求項２に記載の
投影露光装置。ＮＡ_i≧ＮＡ_O 但し、ＮＡ_iは前記照明光学系の開口数、ＮＡ_Oは前記
投影光学系の開口数である。
【請求項５】所定のパターンを持つ原版に露光用の光を
照明光学系によって照明して、前記原版のパターンを投
影光学系を介して複数の感光性基板に順次投影する露光
工程と、前記露光工程の開始前、あるいは第ｎ番目の前記感光性
基板の露光が完了し次の第ｎ＋１番目の前記感光性基板
の露光が実行される前にて、前記露光用の光を前記投影
光学系へ照射して、前記投影光学系の透過率を回復させ
る光洗浄工程とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項６】前記光洗浄工程での前記照明光学系の開口
数をＮＡ_i1とし、前記露光工程での前記照明光学系の開
口数をＮＡ_i2とするとき、ＮＡ_i1＞ＮＡ_i2の条件を満足
することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】前記光洗浄工程での前記照明光学系の開口
数をＮＡ_i1とし、前記投影光学系の前記照明光学系側で
の最大の開口数ＮＡ_Oとするとき、ＮＡ_i1≧ＮＡ_Oの条
件を満足することを特徴とする請求項６に記載の露光方
法。
【請求項８】所定のパターンを持つ原版に露光用の光を
照明光学系によって照明して、前記原版のパターンを投
影光学系を介して複数の感光性基板を順次投影する露光
工程と、前記露光工程の開始前、あるいは第ｎ番目の前記感光性
基板の露光が完了し次の第ｎ＋１番目の前記感光性基板
の露光が実行される前にて、前記露光用の光を前記投影
光学系へ照射して、前記投影光学系の透過率を回復させ
る光洗浄工程とを含むことを特徴とする半導体デバイス
の製造方法。
【請求項９】前記光洗浄工程での前記照明光学系の開口
数をＮＡ_i1とし、前記露光工程での前記照明光学系の開
口数をＮＡ_i2とするとき、ＮＡ_i1＞ＮＡ_i2の条件を満足
することを特徴とする請求項８に記載の半導体デバイス
の製造方法。
【請求項１０】前記光洗浄工程での前記照明光学系の開
口数をＮＡ_i1とし、前記投影光学系の前記照明光学系側
での最大の開口数ＮＡ_Oとするとき、前記光洗浄工程は、ＮＡ_i1≧ＮＡ_Oの条件を満足するこ
とを特徴とする請求項９に記載の半導体デバイスの製造
方法。
【請求項１１】前記光洗浄工程は、前記投影光学系を構
成する複数の光学素子との間に形成される所定の複数の
空間に所定の不活性ガスを注入しつつ前記複数の空間中
の気体を排出する工程を含むことを特徴とする請求項８
乃至請求項１０のいずれか１項に記載の半導体デバイス
の製造方法。
【請求項１２】前記光洗浄工程は、前記投影光学系を構
成する複数の光学素子との間に形成される所定の複数の
空間に所定の活性ガスを含有する所定の不活性ガスを注
入しつつ前記複数の空間中の気体を排出する工程を含む
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１
項に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１３】原版上に形成される所定のパターンを露
光用の光のもとで感光性基板に投影するための投影光学
系を組み立る組み立て工程と、前記組み立て工程を経た前記投影光学系に向けて前記露
光用の光と同じ波長を持つ光を照射して、前記投影光学
系の透過率を回復させる光洗浄工程とを含むことを特徴
とする投影光学系の製造方法。
【請求項１４】前記光洗浄工程にて用いられる前記露光
用の光と同じ波長を持つ光は、２００ｎｍ以下の波長を
持つ光であることを特徴とする請求項１２に記載の投影
光学系の製造方法。
【請求項１５】前記光洗浄工程は、前記投影光学系を構
成する複数の光学素子との間に形成される所定の複数の
空間に所定の不活性ガスを注入しつつ前記複数の空間中
の気体を排出する工程を含むことを特徴とする請求項１
２または請求項１４に投影光学系の製造方法。
【請求項１６】前記光洗浄工程は、前記投影光学系を構
成する複数の光学素子との間に形成される所定の複数の
空間に所定の活性ガスを含有する所定の不活性ガスを注
入しつつ前記複数の空間中の気体を排出する工程を含む
ことを特徴とする請求項１３または請求項１４に投影光
学系の製造方法。
【請求項１７】前記光洗浄工程における前記露光用の光
と同じ波長を持つ光は、照明光学系によって供給され、前記光洗浄工程での照明光学系の開口数をＮＡ_i1とし、
前記投影光学系の前記照明光学系側での最大の開口数Ｎ
Ａ_Oとするとき、ＮＡ_i1≧ＮＡ_Oの条件を満足すること
を特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれかに１
項に記載の投影光学系の製造方法。