(57)【要約】【課題】外乱の発生を抑制できるステージ装置を提供する。【解決手段】物体Ｐを保持して移動する移動体２ａを有する。負圧吸引により移動体に物体を吸着保持させる吸引装置８４と、移動体に温度調整された気体を供給して吸引装置に保持された物体を温度調整可能な温度調整装置ＣＣと、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を保持して移動する移動体を有するステージ装置であって、
負圧吸引により前記移動体に前記物体を吸着保持させる吸引装置と、
前記移動体に温度調整された気体を供給して前記吸引装置に保持された前記物体を温度調整可能な温度調整装置と、を備えるステージ装置。
【請求項２】
前記温度調整された気体の圧力を調節して当該気体の温度を調節する圧力調節装置を備える請求項１記載のステージ装置。
【請求項３】
前記圧力調節装置は、前記移動体に対する前記気体の流入側と流出側との双方に設けられる請求項２記載のステージ装置。
【請求項４】
前記移動体における前記温度調整された気体の流路に連通し、前記移動体における前記物体の保持面に開口する開口部を有する請求項１から３のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記流路は、前記吸引装置の負圧吸引源に接続される請求項４記載のステージ装置。
【請求項６】
物体を保持して移動する移動体を有するステージ装置であって、
温度調整された気体を前記移動体に供給する気体供給装置と、
供給された前記気体の圧力を調節して当該気体の温度を調節する圧力調節装置と、を備えるステージ装置。
【請求項７】
前記圧力調節装置は、前記移動体に対する前記気体の流入側と流出側との双方に設けられる請求項６記載のステージ装置。
【請求項８】
前記移動体における前記温度調整された気体の流路に連通し、前記移動体における前記物体の保持面に開口する開口部を有する請求項６または７記載のステージ装置。
【請求項９】
静電気により前記物体を前記移動体に保持させる静電チャック装置を有する請求項６から８のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１０】
所定の移動ストロークで移動する第１の移動体と、
前記第１の移動体に前記移動ストロークよりも小さいストロークで微動自在に搭載された第２の移動体とを有し、
前記物体は、前記第２の移動体に保持され、前記温度調整装置は前記第１の移動体に設けられている請求項１から９のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のステージ装置を備える露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ装置及び露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、例えば下記特許文献１に開示されているような、露光光として極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra-Violet）光を用いるＥＵＶ露光装置が案出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
ＥＵＶ露光装置においては、露光光が進行する所定空間、すなわちレチクルやウエハ等の基板周辺が真空状態に調整されるため、基板周辺の空気との間の熱交換（熱伝導）で基板の温度を調整することは期待できない。そこで、基板を保持するホルダに冷媒を循環させることにより、ホルダとの間の熱交換で基板の温度調整を行うことが考えられる。ところが、ホルダに冷媒循環用の配管を接続した場合、配管を介してホルダに伝わる振動や力が外乱となり、精度低下を招く可能性がある。
特に冷媒として液体を用いた場合には、液体の流動に伴う振動が外乱となり精度低下を生じさせる可能性が高い。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、外乱の発生を抑制できるステージ装置及び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】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図６に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のステージ装置は、物体（Ｐ）を保持して移動する移動体（２ａ）を有するステージ装置（ＳＴ）であって、負圧吸引により移動体に物体を吸着保持させる吸引装置（８４）と、移動体に温度調整された気体を供給して吸引装置に保持された物体を温度調整可能な温度調整装置（ＣＣ）と、を備えるものである。
従って、本発明のステージ装置では、冷媒として気体を供給するため、配管を介して移動体に伝わる振動等の外乱を抑制することが可能となる。
【０００７】
また、本発明のステージ装置は、物体（Ｐ）を保持して移動する移動体（２ａ）を有するステージ装置（ＳＴ）であって、温度調整された気体を移動体に供給する気体供給装置（８１）と、供給された気体の圧力を調節して気体の温度を調節する圧力調節装置（８２）と、を備えるものである。
従って、本発明のステージ装置では、冷媒として気体を供給するため、配管を介して移動体に伝わる振動等の外乱を抑制することが可能となる。また、本発明では、圧力調節により気体の温度を調節するため、調節に係る機器を小型化できるとともに、応答性を高めることが可能になり、迅速な温度制御を実現できる。
【０００８】
そして、本発明の露光措置は、先に記載のステージ装置（ＳＴ）を備えるものである。
従って、本発明の露光装置では、外乱の発生を抑制しつつ移動体及び物体の温度を制御することが可能 になる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、物体の温度を調節する際の外乱の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態に係る基板ステージ装置の構成を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る基板ステージ装置の要部を示す断面図である。
【図４】第２実施形態に係る基板ステージ装置の要部を示す断面図である。
【図５】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図６】図５におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のステージ装置の実施の形態を、図１ないし図６を参照して説明する。
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各部材の位置関係について説明する。以下の各図においては、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向については、それぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。また、本実施形態では、本発明のステージ装置を露光装置における基板ステージに適用する場合について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、露光装置ＥＸを示す概略構成図である。  
本実施形態では、露光装置ＥＸとして、極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra-Violet）光で基板Ｐを露光するＥＵＶ露光装置である場合を例に挙げて説明する。極端紫外光は、例えば波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の電磁波である。以下の説明において、極端紫外光を適宜、ＥＵＶ光、と表記する。一例として、本実施形態では、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして用いる。
【００１３】
図１に示すように、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ装置１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ装置２を含むステージ装置ＳＴと、露光光ＥＬを発生する光源装置３と、光源装置３からの露光光ＥＬでマスクＭを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のパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置４とを備えている。基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材の表面に感光材（レジスト）等の膜が形成されたものを含む。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。
【００１４】
本実施形態において、マスクＭは、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を有する反射型マスクである。露光装置ＥＸは、多層膜でパターンが形成されたマスクＭの表面（反射面）を照明光ＥＬ（ＥＵＶ光）で照明し、そのマスクＭで反射した露光光ＥＬで感光性を有する基板Ｐを露光する。
【００１５】
本実施形態の露光装置ＥＸは、チャンバ装置６を有している。チャンバ装置６は、露光光ＥＬが進行する第３空間５を覆うと共に、第３空間５を所定状態の環境に設定可能になっている。チャンバ装置６は、第３空間５を形成する第３空間形成部材７と、第３空間５の環境を調整する第１調整装置８とを備える。
【００１６】
第１調整装置８は、真空システムを含み、第３空間５を真空状態に調整する。制御装置４は、第１調整装置８を用いて、露光光ＥＬが進行する第３空間５をほぼ真空状態に調整する。一例として、本実施形態においては、第３空間５の圧力は、１×１０−７〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。
【００１７】
光源装置３から射出された照明光は、第３空間５を進行する。第３空間５には、照明光学系ＩＬの少なくとも一部、及び投影光学系ＰＬが配置される。光源装置３から射出された照明光は、第３空間５に配置されている照明光学系ＩＬを通ってマスクＭを照明する。
マスクＭに照明された照明光は、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとなって投影光学系ＰＬを通過する。本実施形態においては、第３空間５に基板ステージ装置２が配置される。
【００１８】
なお、本実施の形態での説明では、光源装置３からマスクＭを照明するまでのＥＵＶ光を照明光、マスクＭで反射して基板Ｐに投影されるまでのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして説明するが、説明の都合上名称を使い分けたものであり、両者を露光光ＥＬとして扱ってもよい。
【００１９】
第３空間形成部材７は、第１開口９と、第１開口９の周囲に設けられた第１面１１とを有する。第１開口９は、第３空間５を進行した照明光が入射可能な位置に形成されている。また、本実施形態においては、第１開口９は、照明光学系ＩＬから射出された照明光が入射可能な位置に形成されている。
【００２０】
マスクステージ装置１は、マスクＭを保持しつつ、このマスクＭを移動させるように構成されており、第１開口９を覆うように配置される。マスクステージ装置１は、第３空間形成部材７（ガイド部材１８）に設けられた第１面１１と対向する第２面１２を有し、この第２面１２は第１面１１にガイドされつつ第１開口９との間で相対運動が可能である。本実施形態において、第３空間形成部材７の第１面１１とマスクステージ装置１の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成される。このとき、第１面１１と第２面１２との間に所定のギャップＧ１が形成される。ギャップＧ１は、所定量（例えば０．１〜１μｍ程度）に調整されており、ギャップＧ１を介して第３空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。本実施形態においては、第１開口９がマスクステージ装置１によって覆われ、前述のように、第１面１１と第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されることによって、第３空間５は、ほぼ密閉された状態となる。これにより、チャンバ装置６は、第３空間５を所定状態（真空状態）に制御することができる。
【００２１】
マスクステージ装置１は、第１開口９を介して、マスクＭが第３空間５に配置されるように、そのマスクＭを保持する。本実施形態においては、マスクステージ装置１は、第３空間５の＋Ｚ側に配置され、マスクＭの反射面が−Ｚ側（第３空間５側）を向くように、マスクＭを保持する。また、本実施形態においては、マスクステージ装置１は、マスクＭの反射面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。照明光学系ＩＬから射出された照明光は、マスクステージ装置１に保持されているマスクＭの反射面に照射される。
【００２２】
マスクステージ装置１についてさらに詳述すると、マスクステージ装置１は、第１開口９より大きく、第２面１２が形成されて、第１面１１および第１開口に対して移動可能に構成された第１ステージ１３と、第１開口９より小さく、マスクＭを保持しながら第１ステージ１３に対して移動可能に構成された第２ステージ１４とを含む。第１ステージ１３は、第１開口９を覆うように配置され、その第１ステージ１３の第２面１２と第３空間形成部材７の第１面１１との間にガスシール機構１０が形成される。第１ステージ１３は、第１面１１にガイドされつつ、第１面１１および第１開口９に対して移動可能である。第２ステージ１４は、第１ステージ１３の−Ｚ側（第３空間５側）に配置されている。第２ステージ１４に保持されたマスクＭは、第１開口９を介して第３空間５に配置される。第２ステージ１４は、マスクＭを保持した状態で、第１ステージ１３に対して移動可能である。このような構成により、マスクＭを移動させるための粗動ステージとして第１ステージ１３を機能させ、マスクＭを移動させるための微動ステージとして第２ステージ１４を機能させることができる。なお、第１ステージ１３、第２ステージ１４は、図示されていないが、各ステージをそれぞれ移動させる駆動装置を有している。
【００２３】
また、チャンバ装置６は、第３空間形成部材７の外面との間で、第４空間１５を形成する第２部材１６と、第４空間１５の環境を調整する第２調整装置１７とを備えている。第４空間１５は、マスクステージ装置１の少なくとも一部（例えば、第１ステージ１３等）を収容する。本実施形態において、第３空間５及び第４空間１５の外側は、大気空間であり、その圧力は、大気圧である。第２調整装置１７は、第４空間１５を、第３空間５の圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力に調整する。一例として、本実施形態においては、第４空間１５の圧力は、１×１０−１〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。
【００２４】
以上のような構成により、マスクステージ装置１の少なくとも一部は第４空間１５に配置され、マスクステージ装置１に保持されたマスクＭは、第３空間５に配置される。
【００２５】
露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。
本実施形態においては、マスクＭの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐのショット領域を投影光学系ＰＬの投影領域に対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板Ｐのショット領域のＹ軸方向への移動と同期して、照明光学系ＩＬの照明領域に対してマスクＭのパターン形成領域をＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを基板Ｐに照射して、その基板Ｐを露光する。
【００２６】
マスクステージ装置１の第１ステージ１３は、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光中に、マスクＭのパターン形成領域全体が照明光学系ＩＬの照明領域を通過するように、Ｙ軸方向（走査方向）に、比較的大きなストロークを有している。第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第１ステージ１３に支持されている第２ステージ１４も、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。したがって、第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第２ステージ１４に保持されているマスクＭも、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。第２ステージ１４は、第１ステージ１３に対して、微かに移動可能であり、第１ステージ１３のストロークよりも小さなストロークで移動するようになっている。また、第２ステージ１４が第１ステージ１３に対してＸ方向にも小さなストロークで移動できるようにしてもよい。
【００２７】
また、第３空間形成部材７の第１面１１と第１ステージ１３の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されており、第３空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第３空間５の内側にガスが流入することが抑制される。また、本実施形態においては、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１を調整するギャップ調整機構が設けられており、第３空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動している状態においても、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は所定量に維持される。これにより、第３空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第３空間５の内側にガスが流入することが抑制される。
【００２８】
第３空間形成部材７は、第１面１１が形成されたガイド部材１８と、ガイド部材１８の少なくとも一部と対向するチャンバ部材１９とを含む。ガイド部材１８は、マスクステージ装置１の移動をガイドする。マスクステージ装置１（第１ステージ１３）は、前述のように、ガイド部材１８の第１面１１にガイドされつつ、第１開口９に対して移動する。
【００２９】
チャンバ装置６は、第３空間形成部材７と第１調整装置８の他に、ガイド部材１８とチャンバ部材１９とを接続するベローズ部材２０を有する。ベローズ部材２０は、可撓性を有し、弾性変形可能である。本実施形態において、ベローズ部材２０はステンレス製である。ステンレスは、脱ガス（アウトガス）が少ない。そのため、ベローズ部材２０が第３空間５に与える影響を抑制することができる。なお、ベローズ部材２０を用いたのは一例であり、脱ガス等の影響が少なければ、ステンレス以外の材料を用いることも可能である。
【００３０】
第３空間形成部材７は、第１の開口９、第１面１１を有する共に、ガイド部材１８、チャンバ部材１９を含むように構成される。そして、ガイド部材１８、チャンバ部材１９、ベローズ部材２０、マスクステージ装置１（主に第１ステージ１３）、及びステージ装置ＳＴに設けられたチャンバ部材ＳＣ（収容体の一部、詳細は後述）によって、ほぼ密閉された第３空間５が形成される。チャンバ部材１９は、ガイド部材１８の下面１８Ｂと対向する上面１９Ａを有し、ベローズ部材２０は、ガイド部材１８の下面１８Ｂとチャンバ部材１９の上面１９Ａとを接続するように配置されている。
【００３１】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、ベース部材２１と、ベース部材２１上に第１防振システム２２を介して支持された第１支持部材２３とを備えている。チャンバ部材１９は、第１支持部材２３に支持されている。また、ベース部材２１上には、第１フレーム部材２４が配置されている。第１フレーム部材２４は、支柱部２５と、支柱部２５の上端に接続された支持部２６とを含む。支持部２６上には、ガイド部材１８の下面を支持する第２支持部材２７が接続されている。チャンバ部材１９と第２支持部材２７とは離れている。また、チャンバ部材１９と第１フレーム部材２４とは離れており、チャンバ部材１９と第１フレーム部材２４との間に、ベローズ部材等の可撓性（弾性）を有するシール機構が配置される。チャンバ部材１９は、第２支持部材２７に支持されたガイド部材１８の下面１８Ｂと対向する上面１９Ａを有する。ベローズ部材２０は、ガイド部材１８の下面１８Ｂとチャンバ部材１９の上面１９Ａとを接続するように配置されている。
【００３２】
光源装置３は、例えばキセノン（Ｘｅ）等のターゲット材料にレーザー光を照射して、そのターゲット材料をプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させるレーザ生成プラズマ光源装置、所謂ＬＰＰ（Laser Produced Plasma）方式の光源装置である。なお、光源装置３としては、所定ガス中で放電を発生させて、その所定ガスをプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させる放電生成プラズマ光源装置、所謂ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）方式の光源装置であってもよい。光源装置３で発生したＥＵＶ光（照明光）は、波長選択フィルタ（不図示）を介して、照明光学系ＩＬに入射する。ここで、波長選択フィルタは、光源装置３が供給する光から、所定波長（たとえば１３．４ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長の光の透過を遮る特性を有する。波長選択フィルタを透過したＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬを介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク（レチクル）Ｍを照明する。
【００３３】
照明光学系ＩＬは、光源装置３からの露光光ＥＬでマスクＭを照明する。照明光学系ＩＬは、複数の光学素子を含み、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明光学系ＩＬの光学素子は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。
【００３４】
マスクステージ装置１の第１ステージ１３は、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。マスクステージ装置１の第２ステージ１４は、マスクＭ保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。本実施形態においては、マスクステージ装置１（マスクＭ）の位置情報を計測可能なレーザ干渉計（不図示）、及びマスクＭの反射面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム（不図示）が設けられており、制御装置４は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、マスクステージ装置１に保持されているマスクＭの位置を制御する。
【００３５】
マスクステージ装置１の第１ステージ１３及び第２ステージ１４は、金属製である。一例として、本実施形態の第１ステージ１３及び第２ステージ１４は、脱ガス（アウトガス）が少ないステンレス製である。
【００３６】
投影光学系ＰＬは、複数の光学素子を含み、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬの光学素子は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。
【００３７】
投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒２８に保持されている。鏡筒２８は、フランジ２９を有する。フランジ２９には、第２フレーム部材３０の下端が接続されている。第２フレーム部材３０の上端は、防振システム３１を介して、第１フレーム部材２４の支持部２６と接続されている。鏡筒２８(フランジ２９）は、第２フレーム部材３０に吊り下げられている。
【００３８】
図２は、基板ステージ装置２の外観斜視図である。  
図２に示す基板ステージ装置２は、定盤ＪＢと、ウエハ等の基板（物体）Ｐを保持してＸ方向及びＹ方向にに移動可能な粗動ステージとしての本体ステージ（移動体）２ａとを有している。本体ステージ２ａは、比較的大ストロークでＸ方向とＹ方向に移動可能になっている。本体ステージ２ａは、基板Ｐを保持し、当該本体ステージ２ａに対して比較的小ストロークでＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ方向、θｙ方向、θｚ方向の６自由度で移動可能な微動ステージとしての基板ホルダ４０を有している。基板ホルダ４０は、基板Ｐを静電気力で保持する静電チャック装置（吸引装置、不図示）を有している。
【００３９】
本体ステージ２ａを駆動する駆動装置は、本体ステージ２ａをＸ方向にロングストロークで駆動する第１駆動系９０と、本体ステージ２ａ及び第１駆動系９０をＹ方向にロングストロークで駆動する第２駆動系７３Ａ、７３Ｂとを備えている。これら第１駆動系９０、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動は、制御装置４に制御される。
【００４０】
第２駆動系７３Ａはリニアモータを有しており、このリニアモータはＹ方向に延びる固定子７４Ａと、当該固定子７４Ａに対して駆動される可動子７５Ａとから構成される。
可動子７５Ａは、内部に磁石を有している。磁石は、Ｙ軸方向に複数並んで取り付けられており、異なる磁極の磁石が交互に並んで配置されている。第１駆動系９０の固定子９０Ａと第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの可動子７５Ａ、７５Ｂとの間は、接続部材７０及び７１を介して一体的に形成されている。
【００４１】
図３に示すように、基板ホルダ４０は、Ｚモータ６１、Ｙモータ６２、Ｘモータ（不図示）を介して本体ステージ２ａに接続されている。Ｚモータ６１は、例えばボイスコイルモータで構成されており、本体ステージ２ａに設けられた固定子６１Ａと、基板ホルダ４０に設けられ固定子６１Ａに対してＺ方向に駆動される可動子６１Ｂとを有している。Ｚモータ６１は、複数（例えば３箇所、図３では２箇所のみ図示）配置されており、各Ｚモータ６１で可動子６１Ｂの駆動量を同一とすることにより、基板ホルダ４０（すなわち基板Ｐ）のＺ方向の位置（フォーカス方向の位置）を調整することができ、可動子６１Ｂの駆動量を異ならせることにより、基板ホルダ４０（すなわち基板Ｐ）のθＸ方向の位置、及びθＹ方向の位置（レベリング）を調整することができる。
【００４２】
Ｙモータ６２は、例えばボイスコイルモータで構成されており、本体ステージ２ａに基板ホルダ４０を挟んだＹ方向両側に敗された支持部６２Ｃを介して設けられた固定子６２Ａと、基板ホルダ４０のＹ側の面にそれぞれ設けられ固定子６２Ａに対してＹ方向に駆動される可動子６２Ｂとを有している。また、Ｙモータ６２は、例えば基板ホルダ４０の−Ｙ側に、Ｘ方向に間隔をあけて２箇所配置されている。各Ｙモータ６２で可動子６２Ｂの駆動量及び駆動方向を同一とすることにより、基板ホルダ４０（すなわち基板Ｐ）のＹ方向の位置を調整することができ、−Ｙ側に配置された可動子６２Ｂの駆動量を異ならせることにより、基板ホルダ４０（すなわち基板Ｐ）のθＺ方向の位置を調整することができる。
【００４３】
Ｘモータは、例えばボイスコイルモータで構成されており、本体ステージ２ａに基板ホルダ４０を挟んだＸ方向両側に敗された支持部（不図示）を介して設けられた固定子と、基板ホルダ４０のＸ側の面にそれぞれ設けられ固定子に対してＹ方向に駆動される可動子（いずれも不図示）とを有している。
【００４４】
上記Ｚモータ６１、Ｙモータ６２、Ｘモータの駆動により、微動ステージである基板ホルダ４０（基板Ｐ）は、粗動ステージである本体ステージ２ａに対して、Ｚ方向、Ｙ方向、Ｘ方向、θＺ方向、θＹ方向、θＸ方向の６自由度で位置決めされる。
【００４５】
また、基板ステージ装置２には、気体の圧力を調節することにより、基板Ｐの温度を調整する温度調整装置ＣＣが設けられている。
温度調整装置ＣＣは、基板ホルダ４０に形成された気体流路８０と、予備温度調整された気体を供給する気体供給装置８１と、気体供給装置８１から供給された気体の圧力を調節する圧力調節装置８２と、圧力調節された気体を気体流路８０に導く導入管８３と、気体流路８０の気体を負圧吸引する吸引装置８４と、気体流路８０と吸引装置８４との間の気体の圧力を調節する圧力調節装置８５と、気体流路８０の気体を圧力調節装置８５に導く導入管８６と、基板ホルダ４０の基板Ｐの吸着部近傍に埋設された温度計測装置８７とを有している。
【００４６】
温度調節に用いられる気体としては、真空中の第３空間５等に漏出しても悪影響を抑制できるように、光学的に不活性なガス（例えば窒素ガス）が挙げられる。
【００４７】
気体流路８０は、基板ホルダ４０を貫通するように形成された主流路８０Ａと、基板ホルダ４０の基板Ｐを保持する保持面４０ａに開口する複数の開口部８０Ｂと、主流路８０ａ及び開口部８０Ｂを連通させる連通路８０Ｃとから構成されている。
【００４８】
温度計測装置８７は、基板ホルダ４０の温度を計測し、制御装置４に出力するものである。制御装置４は、温度計測装置８７の計測結果に応じて圧力調節装置８２及び圧力調節装置８５の作動を制御する。
【００４９】
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。  
第３空間５は、第１調整装置８によって、真空状態（第１の圧力値）に調整される。  
また、第４空間１５が、第２調整装置１７によって、第３空間５の圧力とほぼ同じか、または第３空間５の圧力より高く、かつ大気圧よりも低い圧力（第２の圧力値）に調整される。あるいは、第４空間１５が第３空間５よりも低い圧力に設定されるようにしてもよい。第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は、ギャップ調整機構３５によって所定量に調整されており、第１面１１と第２面１２との間に形成されたガスシール機構１０によって、第３空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。これにより、第３空間５の真空状態、環境が維持される。
【００５０】
マスクＭがマスクステージ装置１に保持されるとともに、基板Ｐが基板ステージ装置２に保持された後、制御装置４は、基板Ｐの露光処理を開始する。マスクＭを照明光で照明するために、制御装置４は、光源装置３の発光動作を開始する。
【００５１】
光源装置３の発光動作により光源装置３から射出されたＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬに入射する。照明光学系ＩＬに入射したＥＵＶ光は、その照明光学系ＩＬを進行した後、第１開口９に供給される。第１開口９に供給されたＥＵＶ光は、照明光として、第１開口９を介してマスクステージ装置１に保持されているマスクＭに入射する。つまり、マスクステージ装置１に保持されているマスクＭは、光源装置３より射出され、照明光学系ＩＬを介した照明光（ＥＵＶ光）で照明される。マスクＭの反射面に照射され、その反射面で反射した照明光は、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとして第３空間５に配置されている投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬに入射した露光光ＥＬは、その投影光学系ＰＬを進行した後、基板ステージ装置２に保持されている基板Ｐに照射される。
【００５２】
制御装置４は、マスクＭのＹ軸方向への移動と同期して、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動により基板ＰをＹ軸方向に走査移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明する。これにより、基板Ｐは露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。そして、制御装置４は、第１駆動系９０の駆動による基板ＰのＸ軸方向へのステップ移動と、上記第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動による基板ＰのＹ軸方向への走査移動とを繰り返すことにより、基板ＰにマスクＭのパターンを露光する。
【００５３】
本体ステージ２ａ及び基板ホルダ４０を移動させる際、第１駆動系９０や照明光の照射により、基板ホルダ４０及び基板Ｐが加熱される。このとき、基板ホルダ４０の略表面位置温度は、温度計測装置８７により計測され制御装置４に出力される。制御装置４は、計測された基板ホルダ４０の温度と、設計温度（所定温度、例えば２３℃）との差分を補正するように、気体流路８０に供給される気体の圧力を圧力調節装置８２を介して調節する。具体的には、温度計測装置８７による計測温度が設計値よりも高い場合には、気体を減圧し減圧量に応じた温度低下を断熱膨張により気体に生じさせ、計測温度が設計値よりも低い場合には、気体を加圧し加圧量に応じた温度上昇を断熱圧縮により気体に生じさせる。このように、圧力を調節された気体には、圧力の変動に応じた温度変化が生じ、この温度変化が生じた気体を気体流路８０に供給することにより、上記基板ホルダ４０の温度（すなわち基板Ｐの温度）を設計温度に補正する。
【００５４】
このとき、気体に加えられる圧力（正圧または負圧）は、気体供給装置８１から供給される気体が予備的に温度調整されているため、微小量（例えば０．１気圧以下の数ｋＰａ）であり、静電チャック装置による基板Ｐの保持力よりも小さくなる。従って、開口部８０Ｂを介して基板Ｐに気体から加わる圧力は、静電チャック装置による基板保持力よりも小さくなり、基板Ｐの基板ホルダ４０への保持に悪影響を及ぼさない。
【００５５】
なお、気体流路８０の気体は吸引装置８４により負圧吸引されるが、上記圧力調節装置８２による気体流路８０における気体の圧力制御に影響を与えないように、一定の負圧となるように負圧が調節される。
【００５６】
このように、本実施形態では、基板ホルダ４０及び基板Ｐを、供給した気体媒体により温度調整するため、液体の媒体を用いた場合のように、導入管８３（導入管８６）を介して基板ホルダ４０に伝わる振動や力等の外乱が生じることを抑制できる。従って、本実施形態では、基板Ｐの位置決め精度を向上させることが可能になり、高精度の露光処理を実現できる。
【００５７】
また、本実施形態では、温度調整に用いる気体媒体を圧力制御により温度調整するため、直接気体を加熱・冷却する場合と比べて迅速な温度調節が可能となり、温度制御性を向上させることができる。加えて、本実施形態では、気体流路８０の気体の排出系においても圧力調節装置８５により気体の圧力を調節するため、気体流路８０における気体の圧力を一定の制御値に高精度に維持することが可能になり、基板Ｐの温度も高精度に制御することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態では、気体流路８０が基板Ｐの保持面４０ａに開口しているため、気体媒体を直接基板Ｐに接触させて温度調整を実施することができ、応答性に優れた高精度の温度制御が可能になる。
加えて、本実施形態では、温度調整装置ＣＣを構成する圧力調整装置８２、８５が粗動ステージである本体ステージ２ａに設けられているため、微動ステージである基板ホルダ４０に振動等が伝わることを抑制できる。
【００５９】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態について説明する。
図４は、本発明のステージ装置の第２実施形態を示す図である。
この図において、図３に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
第２実施の形態と上記の第１実施形態とが異なる点は、基板Ｐの基板ホルダ４０への保持構造である。
【００６０】
具体的には、上記第１実施形態では、ＥＵＶ露光装置ＥＸにおける基板ステージ装置２が真空環境下に配置されていることから基板ホルダ４０への基板Ｐの保持は静電力を用いていたが、大気圧下で用いられる露光装置ＥＸの場合には、負圧吸引により基板Ｐを基板ホルダ４０に保持させる構成を採ることができる。
【００６１】
すなわち、図４に示すように、基板ホルダ４０には、上述した気体流路８０の中、主流路８０Ａには、連通路８０Ｄが接続され、当該連通路８０Ｄには排気路８０Ｅが接続されている。そして、排気路８０Ｅに導入管８６が接続されている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
本実施形態では、基板Ｐを基板ホルダ４０に吸着保持させる際には、温度調整された気体を気体供給装置８１により気体流路８０に供給しつつ、吸引装置８４によって供給圧よりも大きな吸引圧で気体流路８０の気体を負圧吸引する。これにより、気体流路８０の気体は負圧となり、大気圧との差圧により基板Ｐを基板ホルダに保持させることができる。このとき、気体流路８０に供給される気体は、上述したように、温度計測装置８７の計測結果に応じて圧力調整装置８２によって圧力制御されることで、設計温度との差分を補正することができる。
なお、温度補正に係る気体の圧力制御は、基板Ｐの基板ホルダ４０への保持圧に悪影響を与えない程度の微小量でなされるため、基板ホルダ４０への安定した基板Ｐの保持は維持できる。また、本実施形態のように大気圧下で温度調整装置ＣＣを適用する場合の気体としては、ドライエア等が用いられる。
【００６３】
このように、本実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、大気圧下で露光処理を行う露光装置にも適用可能である。また、本実施形態では、既存の負圧吸引により基板Ｐの吸着保持を行うステージ装置に対しても、容易に本発明を適用することが可能であり、汎用性を高めることができる。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６５】
例えば、上記実施形態では、温度調整装置ＣＣに圧力調整装置８２を設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、圧力制御を行わずに、温度調整された気体を気体流路８０に供給する構成であってもよい。この場合も、振動や力等の外乱を生じさせずに基板ホルダ４０を介して基板Ｐの温度を調整することが可能である。
また、上記実施形態では、気体流路８０において基板保持面４０ａに開口する開口部８０Ｂが設けられる構成としたが、これに限られるものではなく、基板ホルダ４０を貫通するように主流路８０Ａのみを設ける構成としてもよい。
この構成では、真空環境下及び大気圧環境下のいずれでも本発明を適用できるとともに、基板保持面４０ａに気体が漏出することを確実に防止することができる。
【００６６】
なお、上記各実施形態の基板（物体）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。
【００６７】
露光装置ＥＸ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、本発明は基板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するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００６８】
また、例えば米国特許第６，６１１，３１６号に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。
【００６９】
露光装置ＥＸ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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、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。
【００７０】
また、本実施形態においては、露光光ＥＬがＥＵＶ光である場合を例にして説明したが、露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（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）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等を用いることもできる。その場合、第３空間５は必ずしも真空状態に調整される必要はなく、例えば第３空間５を第１のガスで満たすことができる。第３空間５を第１のガスで満たす場合、第１のガスが満たされた第３空間５の環境を維持するために、本実施形態のガスシール機構１０を用いることができる。また、第２部材１６で形成される第４空間１５を第２のガスで満たすことができる。
【００７１】
また、本発明は、基板ステージ（ウエハステージ）が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。
【００７２】
また、本発明が適用される露光装置は、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。
【００７３】
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図５は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
【００７４】
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００７５】
次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００７６】
図６は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。  
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００７７】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００７８】
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。
【符号の説明】
【００７９】
ＣＣ…温度調整装置、  ＥＸ…露光装置、  Ｐ…基板（物体）、  ＳＴ…ステージ装置、  ２ａ…本体ステージ（移動体、第１の移動体）、  ４０…基板ホルダ（第２の移動体）、  ４０ａ…保持面、  ８０Ｂ…開口部、  ８１…気体供給装置、  ８２…圧力調節装置、  ８４…吸引装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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