(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能なステージと、
前記ステージを支持する支持部材と、
前記ステージの駆動に伴う反力をキャンセルするために前記支持部材に対する力を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータを支持すると共に前記反力を受けるための反力受け構造体と、
前記反力受け構造体を支持すると共に、前記反力受け構造体と床との間の振動伝達を遮断する弾性支持体と
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ、前記反力受け構造体および前記弾性支持体は鉛直方向および水平方向の少なくとも一方の方向に対応して設けられていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記アクチュエータはリニアモータを含むことを特徴とする請求項１または２記載の露光装置。
【請求項４】
前記ステージの重心の高さと前記アクチュエータの力作用位置の高さとがほぼ等しいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の露光装置。
【請求項５】
前記支持部材を実質的に床に対し弾性支持するマウントをさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の露光装置。
【請求項６】
前記反力受け構造体は前記支持部材の下方に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の露光装置。
【請求項７】
前記弾性支持体は、前記床の固有振動数を含む振動数の振動の伝達を遮断することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の露光装置。
【請求項８】
前記弾性支持体は、２０〜４０Ｈｚの振動の伝達を遮断することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の露光装置。
【請求項９】
前記マウントは空気ばねを有することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項１０】
前記ステージと前記支持部材との間に設けられ、かつ前記ステージの移動基準面を持った定盤を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の露光装置。
【請求項１１】
温調気体を吹出す吹出口を有し、前記吹出口が前記反力受け構造体で支持されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記載の露光装置。
【請求項１２】
床に設置されたベースフレームを有し、前記マウントは、前記ベースフレームに支持されていることを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項１３】
床に設置されたベースフレームと、投影光学系を保持する鏡筒定盤と、前記鏡筒定盤を前記ベースフレーム上に支持するマウントとを有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の露光装置。
【請求項１４】
前記ステージおよび前記支持部材が前記鏡筒定盤によって支持されていることを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
ステップ・アンド・スキャン型の露光装置であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか記載の露光装置。
【請求項１６】
前記ステージの１つとしてのウエハステージと、前記支持部材の１つとしての、前記ウエハステージを支持する第１支持部材と、前記第１支持部材を実質的に床に対し支持する複数の第１マウントと、前記ステージの１つとしてのレチクルステージと、前記支持部材の１つとしての、前記レチクルステージを支持する第２支持部材と、前記第２支持部材を実質的に床に対し支持する複数の第２マウントとを有し、前記第１マウントで規定される多角形の重心位置と、前記第２マウントで規定される多角形の重心位置とがほぼ一致していることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項１７】
投影光学系の光軸が前記２つの重心位置とほぼ一致していることを特徴とする請求項１６記載の露光装置。
【請求項１８】
前記レチクルステージは前記ほぼ一致している重心位置の上を通って移動することを特徴とする請求項１６または１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記ステージの１つとしてのウエハステージと、前記支持部材の１つとしての、前記ウエハステージを支持する第１支持部材と、前記反力受け構造体の１つとしての、前記ウエハステージの駆動に伴う反力を受ける第１反力受け構造体と、前記ステージの１つとしてのレチクルステージと、前記支持部材の１つとしての、前記レチクルステージを支持する第２支持部材と、前記反力受け構造体の１つとしての、前記レチクルステージの駆動に伴う反力を受ける第２反力受け構造体とを有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項２０】
前記ステージの駆動に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか記載の露光装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、前記ステージの加速又は減速に対応して前記アクチュエータをフィードフォワード制御することを特徴とする請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記制御手段は、前記ステージの移動に伴う荷重移動に対応して前記アクチュエータをフィードフォワード制御することを特徴とする請求項２０記載の露光装置。
【請求項２３】
前記支持部材の加速度を検出するセンサを有し、前記制御手段は、前記センサの出力に基づいて前記アクチュエータをフィードバック制御することを特徴とする請求項２０記載の露光装置。
【請求項２４】
前記支持部材は、前記ステージを駆動する駆動源の固定子であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項２５】
請求項１乃至２４のいずれか記載の露光装置を用いて基板にパターンを露光する露光工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項２６】
移動可能なステージを支持する支持部材に対し、所定範囲の振動周波数に関して床からアイソレーションされた反力受け構造体に支持されたアクチュエータにより力を加えることを特徴とするステージ装置の反力受け方法。
【請求項２７】
前記所定範囲は床の固有振動数を含む範囲であることを特徴とする請求項２６記載の反力受け方法。
【請求項２８】
前記所定範囲は２０〜４０Ｈｚを含むことを特徴とする請求項２６又は２７記載の反力受け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体リソグラフィ工程等で用いる露光装置、デバイス製造方法および反力受け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイス等の製造に用いられる露光装置としては、基板（ウエハやガラス基板）をステップ移動させながら基板上の複数の露光領域に原版（レチクルやマスク）のパターンを投影光学系を介して順次露光するステップ・アンド・リピート型の露光装置（ステッパと称することもある）や、ステップ移動と走査露光とを繰り返すことにより、基板上の複数の領域に露光転写を繰り返すステップ・アンド・スキャン型の露光装置（スキャナと称することもある）が代表的である。特にステップ・アンド・スキャン型は、スリットにより制限して投影光学系の比較的光軸に近い部分のみを使用しているため、より高精度且つ広画角な微細パターンの露光が可能となっており、今後の主流になると見られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これら露光装置はウエハやレチクルを高速で移動させて位置決めするステージ装置（ウエハステージ、レチクルステージ）を有しているが、ステージを駆動すると加減速に伴う慣性力の反力が生じ、これが定盤に伝わると定盤の揺れや振動を引き起こす原因となる。すると露光装置の機構系の固有振動が励起されて高周波振動となって高速，高精度な位置決めを妨げる可能性がある。
【０００４】
この反力に関する問題を解決するために、いくつかの提案がなされている。例えば、特開平５−７７１２６号公報に記載された装置では、ステージを駆動するためのリニアモータの固定子をステージ定盤とは独立して床で支持することで、反力によるステージ定盤の揺れを防止するシステムとなっている。また、特開平５−１２１２９４号公報に記載された装置では、ウエハステージ及び投影レンズを支持するマシンフレームに対して、水平方向に発生する力アクチュエータによって、ステージの駆動に伴う反力と同等の補償力を付与することによって、反力による装置の揺れを軽減するシステムとなっている。
【０００５】
しかしながら、上記いずれの従来例においても、ステージ装置自体の揺れは軽減できても、ステージの駆動に伴う反力は、直接床に対してもしくは実質的に床と一体とみなせる部材を介して床に対して伝達される。このため床を加振してしまうことになり、露光装置の周辺に設置される装置に対して振動を与えて悪影響を及ぼす可能性がある。通常、露光装置を設置する床は２０〜４０Ｈｚ程度の固有振動数を持っており、露光装置の動作に伴って床の固有振動数が励起されると、周辺の装置への悪影響は大きなものになる。
【０００６】
昨今、処理速度（スループット）の向上に伴うステージ加速度は増加の一途であり、例えばステップ・アンド・スキャン型の露光装置では、いまやステージの最大加速度はレチクルステージは４Ｇ、ウエハステージは１Ｇにも達する。さらにレチクルや基板の大型化に伴ってステージ質量も増大している。このため、＜移動体の質量＞×＜加速度＞で定義される駆動力は非常に大きなものとなり、その反力は膨大なものである。そのため、加速度増加と重量増加による設置床の加振は見過ごせない問題となってきた。
【０００７】
また、振動問題ばかりでなく装置の大型化も著しくなり、数多くの製造装置が設置される製造工場内での占有設置面積の増大が問題として顕在化しつつある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、上記従来の装置をより進化させた優れた露光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができ従来以上の高精度を達成した露光装置を提供することである。また本発明のさらなる目的は、ステージの加減速に伴う反力が床に及ぼす影響を小さくすることで、同一床に設置されている他の装置に与える影響を小さくした露光装置を提供することである。また本発明のさらなる目的は、床への設置面積の増大を防ぐことができる露光装置を提供することである。
【００１０】
また本発明のさらなる目的は、上記露光装置を用いた優れた生産性のデバイス生産方法を提供することである。
【００１１】
さらなる本発明の課題や目的は、以下の実施例の記載の中で明らかにされる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１の発明は、移動可能なステージと、前記ステージを支持する支持部材と、前記ステージの駆動に伴う反力をキャンセルするために前記支持部材に対する力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータを支持すると共に前記反力を受けるための反力受け構造体と、前記反力受け構造体を支持すると共に、前記反力受け構造体と床との間の振動伝達を遮断する弾性支持体とを有することを特徴とする露光装置である。また、第２の発明は、上記第１の発明の露光装置を用いて基板にパターンを露光する露光工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法である。また、第３の発明は、移動可能なステージを支持する支持部材に対し、所定範囲の振動周波数に関して床からアイソレーションされた反力受け構造体に支持されたアクチュエータにより力を加えることを特徴とするステージ装置の反力受け方法である。上記課題を解決する本発明の露光装置のある形態は、被露光物を搭載して移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための該ステージベース部材とは異なる反力受け構造体とを有し、該反力受け構造体と床との間で所定周波数以上の振動伝達が遮断されていることを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することができる。
【００１３】
また本発明の露光装置のある形態は、被露光物を搭載して移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための該ステージベース部材とは異なる反力受け構造体と、該ステージベース部材と床との間での振動伝達を遮断する第１機械的フィルタ手段と、該反力受け構造体と床との間での振動伝達を遮断する第２機械的フィルタ手段と、を有することを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。
【００１４】
また本発明の露光装置のある形態は、被露光物を搭載して移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための該ステージベース部材とは異なる反力受け構造体と、該反力受け構造体を実質的に床又はベースフレームに対して弾性支持する弾性支持体と、該ステージベース部材と該反力受け構造体の間で鉛直方向と水平方向の少なくとも一方の方向で力を発生する力アクチュエータと、を有することを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。
【００１５】
また本発明の露光装置のある形態は、被露光物を搭載して移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための該ステージベース部材とは異なる反力受け構造体と、該反力受け構造体を実質的に床又はベースフレームに対して水平方向に弾性支持する弾性支持体と、を有することを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。
【００１６】
また本発明の露光装置のある形態は、被露光物を搭載して水平方向に移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための該ステージベース部材とは異なる反力受け構造体と、該ステージベース部材と該反力受け構造体の間で鉛直方向に力を発生する複数の力アクチュエータと、を有することを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。
【００１７】
また本発明の露光装置のある形態は、水平方向に被露光物を搭載して移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための該ステージベース部材とは異なる反力受け構造体と、該ステージベース部材と該反力受け構造体の間で水平方向に力を発生する力アクチュエータとを有し、該ステージの重心高さと該力アクチュエータの力作用位置の高さとがほぼ等しいことを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。さらに反力と同一高さに補償力を与えることができるので効果的に反力をキャンセルすることができる。
【００１８】
また本発明の露光装置のある形態は、被露光物を搭載して移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための該ステージベース部材とは異なる反力受け構造体と、該ステージベース部材を実質的に床又はベースフレームに対して鉛直方向に弾性支持するマウントと、該反力受け構造体を実質的に床又はベースフレームに対して弾性支持する弾性支持体とを有し、前記マウントと前記弾性支持体は独立して前記ステージベース部材と前記反力受け構造体を支持することを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。
【００１９】
また本発明の露光装置のある形態は、被露光物を搭載して移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための該ステージベース部材とは異なる反力受け構造体とを備え、該反力受け構造体は前記ステージベース部材の下方に位置することを特徴とする露光装置。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。また、反力受け構造体はステージベース部材の下方に位置しているため、床への装置の設置占有面積の軽減化を図ることができる。
【００２０】
また本発明の露光装置のある形態は、ウエハを搭載して移動するウエハ移動可能なウエハステージと、該ウエハステージを支持するステージベース部材と、該ステージベース部材を実質的に床又はベースフレームに鉛直方向に弾性支持する複数の第１マウントと、レチクルを搭載して前記ウエハステージと同期して移動するレチクルステージと、投影光学系もしくは該レチクルステージを支持する鏡筒定盤と、該鏡筒定盤を実質的に床又はベースフレームに鉛直方向に弾性支持する複数の第２マウントとを有し、上方から見たとき、該複数の第２マウントの内側の領域に前記複数の第１マウントが配置されることを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。また高速の走査露光に際して装置の不要な傾きを生じにくい構成となっている。
【００２１】
また本発明の露光装置のある形態は、ウエハを搭載して移動するウエハ移動可能なウエハステージと、該ウエハステージを支持するステージベース部材と、該ステージベース部材を実質的に床又はベースフレームに鉛直方向に弾性支持する複数の第１マウントと、レチクルを搭載して前記ウエハステージと同期して移動するレチクルステージと、投影光学系もしくは該レチクルステージを支持する鏡筒定盤と、該鏡筒定盤を実質的に床又はベースフレームに鉛直方向に弾性支持する複数の第２マウントとを有し、上方から見たとき、前記第１マウントで規定される多角形の重心位置と、前記第２マウントで規定される多角形の重心位置と、前記投影光学系の光軸のうちのいづれか２つ以上がほぼ一致していることを特徴とする。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。また高速の走査露光に際して装置の不要な傾きを生じにくい構成となっている。
【００２２】
また本発明の露光装置のある形態は、ウエハを搭載して移動するウエハステージと、該ウエハステージを支持するステージベース部材と、該ウエハステージを駆動した際の反力を受ける第１反力受け構造体と、レチクルを搭載して該ウエハステージと同期して移動するレチクルステージと、該レチクルステージ及び投影光学系を支持する鏡筒定盤と、該レチクルステージを駆動した際の反力を受ける前記第１の反力受け構造体とは別の第２反力受け構造体とを有することを特徴とする。好ましくは、前記ステージベース部材を実質的に床又はベースフレームに鉛直方向に弾性支持する第１マウントと、前記鏡筒定盤を実質的に床又はベースフレームに鉛直方向に弾性支持する第２マウントとを有し、該第１マウントと該第２マウントによって、前記ウエハステージと前記レチクルステージとは床に対して独立に支持されている。好ましくは、前記ウエハステージの反力に応じた力を発生する第１力アクチュエータと、前記レチクルステージの反力に相当する力を発生する第２力アクチュエータの少なくとも一方を有する。好ましくは、前記第１反力受け構造体を実質的に床もしくはベースフレームに弾性支持する第１弾性支持体と、前記第２反力受け構造体を実質的に床もしくはベースフレームに弾性支持する第２弾性支持体の少なくとも一方を有する。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。また同期移動するウエハステージならびにレチクルステージともに反力受けを行うため、極めて振動の少ない優れた走査型の露光装置を提供することができる。
【００２３】
また本発明の別の形態は、ステージの駆動に伴う反力を、所定範囲の周波数に関して床からアイソレーションされた反力受け構造体に逃がすことを特徴とするステージ装置の反力受け方法である。これにより、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を従来以上に軽減することでができる。
【００２４】
本発明のデバイス製造方法は、上記いずれかの露光装置を用意する工程と、該露光装置を用いて露光を行う工程を含む製造工程によってデバイスを製造することを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
＜露光装置＞
以下、図面を用いて具体的な実施形態を説明していく。図１は実施形態の半導体デバイス製造用の露光装置の概略図である。図２はウエハステージの反力受けシステムの説明図であり、モデル的に描いたものであるため図１とは一部部材形状が異なっている。
【００２６】
本例では、レチクルとウエハを共に同期走査しながら露光を行ってウエハの１つのショット領域にレチクルパターンの露光転写を行い、ウエハをステップ移動させることで複数のショット領域にパターンを並べて転写する、いわゆるステップ・アンド・スキャン型の走査型露光装置である。なお、本発明はステップ・アンド・スキャン型の露光装置への適用が特に効果的であるが、これに限定されるものではなく、ウエハステージが高速ステップ移動するステップ・アンド・リピート型の露光装置においても有効である。
【００２７】
図１において、本装置は大きくは、露光装置本体の基礎となるベースフレーム２、被露光物であるレチクル４を搭載して移動可能なレチクルステージ５、被露光物であるウエハ６（又はガラス基板）を搭載して移動可能なウエハステージ７、レチクル４を照明光で照明する照明光学系８、レチクル４のパターンをウエハ６に所定の倍率（例えば４：１）で縮小投影する投影光学系９、投影光学系９を保持する鏡筒定盤１０、温度調節されたクリーンな空気を供給する空調機械室１１を備えている。
【００２８】
照明光学系８は光源（超高圧水銀ランプなどの放電灯）を内蔵するか、あるいは露光装置とは別に床に置かれた不図示の光源装置（エキシマレーザ装置）からビームラインを経て照明光を導入する。そして各種レンズや絞りによってスリット光を生成して、レチクルステージ５に保持された原版であるレチクル４を上方からスリット照明する。
【００２９】
ベースフレーム２は半導体製造工場のクリーンルームの設置床の上に設置している。ベースフレーム２は床１に対して高い剛性で固定されており、実質的に床１と一体もしくは床１の延長と見なすことができる。ベースフレーム２は、３本あるいは４本の高剛性の支柱３を含み、各々の支柱３の上部でアクティブマウント１２（３つ又は４つ）を介して鏡筒定盤１０を鉛直方向に支えている。アクティブマウント１２は空気ばねとダンパとアクチュエータを内蔵し、床１からの高周波振動が鏡筒定盤１０に伝わらないようにすると共に、鏡筒定盤１０の傾きや揺れをアクティブに補償するものである。
【００３０】
投影光学系９を保持する鏡筒定盤１０はさらにレチクル支持フレーム１３を介してレチクルステージ定盤１４も支持している。また、鏡筒定盤１０にはレチクル４とウエハ６のアライメント状態を検出するためのアライメント検出器１５を取付けて、鏡筒定盤１０を基準にしてアライメントを行う。さらに、鏡筒定盤１０を基準にしてウエハステージ７の位置を検出するために、レーザ干渉計の干渉計も鏡筒定盤１０に取付けている。これはＺ方向のウエハステージ７位置を計測するＺ干渉計１６と、ＸＹ方向のウエハステージ７位置を計測するＸＹ干渉計１７を有する。干渉計の参照ミラーはＺ干渉計ミラー１８はステージ定盤に、ＸＹ干渉計ミラー１９はウエハステージ７に固定している。ここで、Ｚ干渉計ミラー１８をステージベース部材ではなくステージ定盤に取付けた理由は、ステージ定盤が最終位置決めすべきステージに近く、またステージベース部材は力アクチュエータを作動させた際にわずかに変形する可能性があるが、ステージ定盤はその影響が小さいから正確な測定ができるためである。
【００３１】
レチクルステージ５はレチクルステージ定盤の上に設置しており、駆動源２０（リニアモータ）及び静圧軸受けを含む駆動機構によって、走査露光時には図中左右方向（Ｙ方向）に加速、一定速、減速の順で移動する。また後述するように、レチクルステージ５の駆動源２０（リニアモータ）の固定子は、走査方向に沿って、連結部材２１及び力アクチュエータ２２（リニアモータ）を介してレチクルステージ用の反力受け構造体である空調機械室１１に接続している。力アクチュエータ２２が発生する可変の推力を駆動源２０と空調機械室１１の両者の間で伝達することができる。
【００３２】
次に、本実施例の大きな特徴であるウエハステージ周辺について説明する。ウエハステージ７はその上に基板であるウエハ６を搭載し、搭載するウエハ６を水平面（ＸＹ方向）、鉛直方向（Ｚ方向）への移動と、各方向周りの回転（ωｘ、ωｙ、ωｚ）の計６軸方向に位置決めすることができる。位置決めのための駆動源としてはリニアモータを採用している。基本的にはＸ方向に直進移動するＸステージとＸリニアモータ、Ｘ方向と直交するＹ方向に移動するＹステージとＹリニアモータによる二次元ステージを有し、この上にＺ方向、チルト（ωｘ、ωｙ）方向、回転方向に移動可能なステージが載っている構造となっている。各方向のガイドには静圧軸受けを用いている。なお、ウエハステージ７のさらに詳細な構成については、例えば特開平１−１８８２４１号公報、特開平３−２４５９３２号公報、特開平６−２６７８２３号公報などを参照されたい。
【００３３】
ウエハステージ７はウエハステージ定盤３１によって支えており、ウエハステージ定盤３１が有するＸＹ水平案内面（ガイド面）上を移動する。ウエハステージ定盤３１は３本（又は４本）の支持足３２によってステージベース部材３３上に支持している。この支持足３２は高剛性でありダンピング作用は持っていない。ステージベース部材３３は３つのマウント３４を介して３ヶ所でベースフレーム２によって鉛直方向に支持している。ステージベース部材３３及びそのに搭載された部材の荷重は、基本的には３つのマウント３４で大半を支えており、マウント３４で受けた荷重は床１と実質一体のベースフレーム２で受けているため、実質的にはウエハステージ７の基本的な荷重は床１で支えているのに等しい。マウント３４には大きな荷重を支えることができる空気ばねを用いている。
【００３４】
一方、ステージベース部材３３の真下には、大きな質量の反力受け構造体３５（反力受けパレット）が位置している。反力受け構造体３５はステージベース部材３３の下方に位置しているため、床１への装置の設置占有面積の小さくすることができる。
【００３５】
反力受け構造体３５の支持は、鉛直方向に関しては床１に対して４つの鉛直弾性支持体３６で行っている。また、水平方向に関してはステージベース部材３３の支柱３の側面（もしくは床１に固定した部材の側面）に対して、ＸＹの２方向に対応してそれぞれ設けた水平弾性支持体３７で支持している（図１、図２ではＹ方向の水平弾性支持体３７のみを図示している）。これら鉛直弾性支持体３６や水平弾性支持体３７は、ともにばね要素とダンパ要素を有しており、たとえば防振ゴム、空気ばね、あるいはばね要素としてスプリングや板ばね、ダンパ要素としてオイル粘性や電磁流体などが好適である。ばね要素とダンピング要素を有しているということは、見方を変えれば、所定の周波数範囲の振動伝達を遮断する機械的フィルタ機能を有しているということである。本実施例では、少なくとも床の固有振動数および装置の固有振動数を含む高周波振動の伝達を遮断する。なお、図１では水平弾性支持体３７は反力受け構造体３５とベースフレーム２の支柱３との間に設けているが、図２に示すように、床１に固定した固定部材４１と反力受け構造体３５との間に設けるようにしても良い。
【００３６】
また、ステージベース部材３３と反力受け構造体３５の間には、鉛直及び水平方向のそれぞれの方向に推力を発生する力アクチュエータが介在している。鉛直方向に関しては複数（４つ）の鉛直力アクチュエータ３８を有し、水平方向に関しては走査露光の方向（Ｙ方向）およびこれと直交する方向（Ｘ方向）に対応してそれぞれ複数（２つ）設けている。上方から見たとき、４つの鉛直力アクチュエータ３８は４つの鉛直弾性支持体３６とにほぼ同位置に設けている（図３又は図４参照）。これら力アクチュエータが発生する可変の推力によって両者の間での力伝達を制御可能となっている。ここで、ウエハステージ７の重心高さ（図１の重心記号で示す）と水平力アクチュエータ３９の力作用位置の高さとはほぼ等しくなっている。このため、反力と同一高さに補償力を与えることができるので効果的に反力をキャンセルすることができる。
【００３７】
さらに、ステージベース部材３３の上には加速度センサ４０を取付け、鉛直ならびに水平（Ｙ方向）の加速度を測定することができる。なお、加速度センサ４０はウエハステージ定盤３１上に取付けてもよい。
【００３８】
本実施例では、力アクチュエータとしてはリニアモータを採用している。リニアモータを使うことの意義は以下の通りである。すなわち、リニアモータは制御応答性が高く発生力を高速に制御することができる。加えてリニアモータは固定子と可動子が非接触であり、両者の間はローレンツ力によって力が働く。このため、ローレンツ力によって非接触を保ちながらステージの駆動反力をステージベース部材３３から反力受け構造体３５へ伝達することができる一方、非接触であるため振動伝達を遮断する機械的フィルタ機能も備えている。つまり、リニアモータは非接触型アクチュエータとしての機能と機械的フィルタとしての機能を兼ね備え、本システムに非常に適している。なお、力アクチュエータとしては、ローレンツ力を利用したリニアモータの代わりに、電磁マグネット力を利用した電磁アクチュエータ、空気圧や油圧等の流体圧による流体アクチュエータ、あるいはピエゾ素子を用いた機械的アクチュエータなどを用いることもできる。
【００３９】
本システムにおいては、鏡筒定盤１０で実質一体化されたレチクルステージ５と投影光学系９は、アクティブマウント１２によってベースフレーム２の支柱３を介して実質的に床１に対して鉛直方向に支持している。一方、ウエハステージ７及びステージベース部材３３はマウント３４によってベースフレームを介して実質的に床１に対して鉛直方向に支持している。このマウント３４を第１マウント、アクティブマウント１２を第２マウントと考えると、第１マウントと第２マウントによって、ウエハステージとレチクルステージとは床に対して互いに独立に支持された構成となっており、振動や揺れに対して相互干渉が起きないような系になっている。
【００４０】
また、ステージベース部材３３はマウント３４で鉛直方向に床に対して鉛直方向に支持し、反力受け構造体３５は弾性鉛直支持体３６にとって実質的に床に対して鉛直方向に支持しており、両者は力アクチュエータ（３８、３９）を除けば独立して床に支持された構成となっている。
【００４１】
図３および図４は、反力受けシステムの構成部材を上方から見た図である。図３はベースフレーム２の支柱３（アクティブマウント１２）の数が３つの場合を示す。上方から見たとき、３つのマウント３４の各代表点（重心位置）を結んだ三角形と、３つのアクティブマウント１２の各代表点（重心位置）を結んだ三角形がいずれもほぼ二等辺三角形を形成している。そして、各二等辺三角形の重心位置同士がほぼ一致している。さらに投影光学系９の光軸（重心位置）もこれら三角形の重心位置とほぼ一致している。
【００４２】
図４は支柱３（アクティブマウント１２）の数が４つの場合を示す。上方から見たとき、３つのマウント３４の各代表点（重心位置）を結んだ三角形と、４つのアクティブマウント１２の各代表点（重心位置）を結んだ四角形（長方形）の重心位置とがほぼ一致している。さらに投影光学系９の光軸（重心位置）もこれら重心位置とほぼ一致している。
【００４３】
ここで、マウント３４を第１マウントとし、アクティブマウント１２を第２マウントとしたとき、上方から見たとき、複数の第２マウントの内側の領域に複数の第１マウントが配置された位置関係になっている。さらに、ウエハステージ定盤３１はステージベース部材３３上に３つの支持足３２で支持されているが、上方から見たとき、複数の第１マウントの内側の領域に３つの支持足３２が配置された位置関係となっている。また、上方から見たときに、レチクルステージ５は上記一致している重心位置を通って移動するようになっている。これにより、高速の走査露光に際して装置の不要な傾きを生じにくい系となっている。
【００４４】
図１、図２に戻って、レチクルステージの反力受け構造体である空調機械室１１は、ダンピング作用を持った弾性支持体２３を介して床１の上に支持している。弾性支持体２３は機械的フィルタとして捉えることもでき、少なくとも床の固有振動数（例えば２０〜４０Ｈｚ）及び露光装置の固有振動数（例えば１０〜３０Ｈｚ）を含む高周波振動の伝達を遮断する。
【００４５】
空調機械室１１内には送風ファン、温調装置（加熱器や冷凍器）、ケミカルフィルタなどを内蔵しており、露光装置チャンバ内に温度調節された気体を循環させる。基本的には上方からダウンフローによって温調気体を供給するが、投影光学系９ならびにウエハステージ７（特にレーザ干渉計光路付近）に向けても局所的に温調気体を吹出す。このための吹出口を設けて、吹出口には気体中の微粒子をトラップする気体フィルタを取付けている。図２に示すように、吹出口５０には空調機械室１１からダクト５１を経てを温調気体を供給している。吹出口５０は反力受け構造体３５に取付けた支持体５２によって支えている。気体フィルタは気体の流れにとっては抵抗となるため動作中は吹出口がかなり振動する。そこで本実施例では気体フィルタを取付けた吹出口５０を振動に対する許容度が大きい反力受け構造体３５で支持している。すなわち、気体フィルタを取付けた吹出口５０を振動に対する許容度が大きい反力受け構造体で支持することで、吹出口５０の振動がウエハステージ７の位置決め精度に与える悪影響を軽減することができる。
【００４６】
空調機械室１１内の下方の空間には露光装置の制御装置３０を内蔵している。制御装置３０は露光装置の動作シーケンス制御、力アクチュエータの駆動制御、アクティブマウントの駆動制御などを行う。
【００４７】
次に、上記構成の装置の動作について説明する。ステップ・アンド・スキャンの基本的な動作シーケンスは、ウエハステージをＸ方向もしくはＹ方向にステップ移動させて転写すべきショット領域を位置決めするステップ動作と、レチクルステージとウエハステージをＹ方向に同期移動させながら走査露光を行うスキャン動作とを繰り返すものである。スキャン動作においては、スリット形状の照明光に対して、レチクルステージ５とウエハステージ７を共に同期的に所定の速度比（本実施例では４：１）で定速で移動させることによって、レチクル４のパターン全体をウエハ６の１つのショット領域に走査露光転写する。
【００４８】
レチクルステージ５ならびにウエハステージ７の駆動に際しては、走査開始時には加速、終了時には減速によってそれぞれ加速度が生じ、ステージを移動させる駆動源であるリニアモータは、＜ステージ移動体の質量＞×＜加速度＞だけの駆動力を発生する必要がある。そして、この駆動力の反力がリニアモータ固定子に水平方向に作用し、固定子からこれを支持するステージ定盤を介してステージベース部材３３に伝わる。反力は本来は水平方向（Ｙ方向）にのみ生ずるが、ステージの駆動源とステージベース部材３３の重心位置高さが異なることでモーメントを生じ、これによりステージベース部材３３には水平方向のみならず鉛直方向にも反力の影響が作用する。この反力によって露光装置の機構系の固有振動が励起されると大きな振動となる。
【００４９】
この反力の影響による振動や揺れを軽減するための反力受けシステムの基本的な技術思想は、ステージの駆動に伴う反力を、所定範囲の振動周波数に関して床からアイソレーションされた反力受け構造体に逃がすというものである。この所定範囲の振動周波数とは，少なくとも床の固有振動数である２０〜４０Ｈｚをカバーする、例えば１０Ｈｚ以上の高周波振動である。つまり、床の加振を軽減するために反力受け構造体それ自体は振動しても構わないという考え方をとっている。なお、上記所定範囲の下限値は１０Ｈｚに限らず、１０〜４０Ｈｚ程度の範囲で、床の固有振動数以下であれば良い。
【００５０】
これを実現するために本実施例では、被露光物を搭載して移動可能なステージと、該ステージを支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した際の反力を受ける前記ステージベース部材とは異なる反力受け構造体とを有し、該反力受け構造体と床との間で所定周波数以上の振動伝達が遮断されている。
【００５１】
ここで、制御手段３０は、ステージの駆動に応じてフィードフォワード制御（予測制御）によって前記力アクチュエータの駆動を制御する。これには以下の２種類がある。
【００５２】
第１に、ステージの加速又は減速に対応して力アクチュエータをフィードフォワード制御して、加減速時の反力によるステージベース部材３３の振動や揺れを軽減する。具体的には、反力によって各アクチュエータに作用する力に相当する力を予測して、各力アクチュエータで同等の力を発生することで、反力をキャンセルする。力アクチュエータ発生した力はステージベース部材３３と共に反力受け構造体３５にも作用するが、反力受け構造体３５は弾性支持体３６、３７（機械的フィルタ手段に相当）で床１又はベースフレーム２に支持されているため、床１への高周波振動伝達がフィルタリングされる。
【００５３】
第２に、ステージの移動に伴う荷重移動に対応して力アクチュエータをフィードフォワード制御する。これはステージの移動に伴ってステージの重心位置が水平方向で変化するために、ステージベース部材３３が傾く力がステージからステージベース部材３３に作用する。これを軽減するためにステージの移動に伴って偏荷重を予測して、複数の鉛直力アクチュエータ３８の発生力を個別に変化させる。ステージベース部材３３ならびにその上の移動部材の荷重は基本的には３つのマウント３４で支えているが、移動に伴う荷重の変化分だけを力アクチュエータによってアクティブに補償している。
【００５４】
また、制御手段３０はフィードフォワード制御だけでなく、フィードバック制御も行っている。これはステージベース部材３３上に取付けた加速度センサ４０の検出加速度（鉛直方向、水平方向）を、鉛直力アクチュエータ３８ならびに水平力アクチュエータ３９の制御にフィードバックすることで、予期しない外乱振動の影響を軽減しウエハステージ７の揺れをより小さくするものである。
【００５５】
ところで、マウント３４はステージベース部材３３を実質的に床１又はベースフレーム２に弾性支持するものであるが、マウント３４は一種の機械的フィルタ手段となっており、床１からの振動がステージベース部材３３に伝わらないようになっている。これにより本実施例の装置は、（１）ステージの駆動反力による振動を床に伝えない、（２）床の振動をステージに伝えない、の両方を満たす優れたものとなっている。
【００５６】
なお、以上はウエハステージ側の反力受けシステムについて詳細に説明してきたが、レチクルステージ側も同様の思想の反力受けシステムとなっている。すなわち、レチクルステージ５を支持する鏡筒定盤１０と、鏡筒定盤１０を実質的に床１又はベースフレーム２に鉛直方向に弾性支持するマウント（アクティブマウント１２）と、該レチクルステージ５を駆動した際の反力を受ける力アクチュエータ２２を含む反力受け構造体（空調機械室１１）と、反力受け構造体を実質的に床１もしくはベースフレーム２に弾性支持する弾性支持体２３とを備えた構成になっており、制御手段３０は力アクチュエータ２２をフィードフォワード制御することによって、レチクルステージ５の移動に伴う反力の影響を補償している。これにより、同期移動するウエハステージならびにレチクルステージをともに反力受けを行なうため、床の加振が極めて小さい優れたステップ・アンド・スキャン型の露光装置を提供することができる。
【００５７】
＜デバイス製造方法＞
次に上記説明したいずれかの露光装置を利用したデバイス製造方法の例を説明する。図５は微小デバイス（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）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２（レチクル製作）では設計したパターンを形成したレチクルを製作する。一方、ステップ３（基板製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いて基板を製造する。ステップ４（基板プロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したレチクルと基板を用いて、リソグラフィ技術によって基板上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製された基板を用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５８】
図６は上記基板プロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）では基板の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では基板表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）では基板にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では基板にレジストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってレチクルの回路パターンを基板の複数のショット領域に並べて焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光した基板を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった高精度デバイスを高い生産性すなわち低コストで製造することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の露光装置によれば、ステージの移動に伴う振動や揺れの影響を軽減することで従来以上の高精度を達成することができる。またステージの加減速に伴う反力が床に及ぼす影響を小さくすることで、同一床に設置されている他の装置に与える影響を小さくすることができる。また本発明の露光装置を用いれば優れた生産性のデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の実施形態の概略図
【図２】ウエハステージの反力受けシステムの説明図
【図３】反力受けシステムの一形態のを上方から見た図
【図４】反力受けシステムの別の形態を上方から見た図
【図５】半導体デバイスの製造フローを示す図
【図６】基板プロセスの詳細なフローを示す図
【符号の説明】
１  製造工場の設置床
２  ベースフレーム
３  支柱
４  レチクル
５  レチクルステージ
６  ウエハ
７  ウエハステージ
８  照明光学系
９  投影光学系
１０  鏡筒定盤
１１  空調機械室
１２  アクティブマウント
１３  レチクルステージ支持フレーム
１４  レチクルステージ定盤
１５  アライメント検出器
１６  Ｚ干渉計
１７  ＸＹ干渉計
１８  Ｚ干渉計ミラー
１９  ＸＹ干渉計ミラー
２０  レチクルステージ駆動源（リニアモータ）
２１  連結部材
２２  力アクチュエータ（リニアモータ）
２３  弾性支持体
３０  制御装置
３１  ウエハステージ定盤
３２  支持足
３３  ステージベース部材
３４  マウント
３５  反力受け構造体
３６  鉛直弾性支持体
３７  水平弾性支持体
３８  鉛直力アクチュエータ
３９  水平力アクチュエータ
４０  加速度センサ
４１  固定部材
５０  温調気体の吹出口（フィルタ）
５１  ダクト
５２  支持体
【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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