(57)【要約】【課題】生産性の低下や露光処理等への悪影響を抑制する。【解決手段】一対の接続部材ＡＭ１１、ＡＭ１２を所定の軸周りに回転自在に接続する関節部ＪＴ１２を有する。関節部は、一対の接続部材を非接触で、所定の軸周り方向に相対的に回転自在、且つ所定の軸と直交する方向への相対移動を拘束するベアリング装置ＢＲ１２を有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の接続部材を所定の軸周りに回転自在に接続する関節部を有する多関節型アーム装置であって、
前記関節部は、前記一対の接続部材を非接触で、前記所定の軸周り方向に相対的に回転自在、且つ前記所定の軸と直交する方向への相対移動を拘束するベアリング装置を有する多関節型アーム装置。
【請求項２】
前記ベアリング装置は、前記所定の軸周りにリング状に形成され一対の接続部材のそれぞれに前記所定の軸方向に隙間をあけて対向配置された一対の発磁体と、
前記一対の発磁体の隙間量を電磁力により調整する調整装置とを有する請求項１記載の多関節型アーム装置。
【請求項３】
前記一対の接続部材は、内部に収容空間を形成するカバー部をそれぞれ有し、
前記関節部は、前記一対の接続部材における前記収容空間を連通させる連通空間を有する請求項１または２記載の多関節型アーム装置。
【請求項４】
前記収容空間の内部を負圧吸引する吸引装置を有する請求項３記載の多関節型アーム装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の多関節型アーム装置と、
前記接続部材に接続された移動体とを備えるステージ装置。
【請求項６】
前記移動体を移動面に沿って駆動する平面モータ装置を有する請求項５記載のステージ装置。
【請求項７】
前記移動体にコイル体が設けられる請求項６記載のステージ装置。
【請求項８】
請求項５から７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、多関節型アーム装置及びステージ装置並びに露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体デバイスの製造工程の１つであるリソグラフィ工程においては、マスク又はレチクル（以下、レチクルと称する）に形成された回路パターンをレジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の感光基板上に転写する種々の露光装置が用いられている。
例えば、半導体デバイス用の露光装置としては、近年における集積回路の高集積化に伴うパターンの最小線幅（デバイスルール）の微細化に応じて、レチクルのパターンを投影光学系を用いてウエハ上に縮小転写する縮小投影露光装置が主として用いられている。
【０００３】
上記の露光装置においては、ウエハ上のあるショット領域に対する露光の後、他のショット領域に対して順次露光を繰り返すものであるから、ウエハステージ（ステッパの場合）、あるいはレチクルステージおよびウエハステージ（スキャニング・ステッパの場合）の移動によって生じる振動等が原因となり、投影光学系とウエハ等との相対位置誤差を生じさせ、ウエハ上で設計値と異なる位置にパターンが転写されたり、その位置誤差に振動成分を含む場合には像ボケ（パターン線幅の増大）を招く可能性がある。
【０００４】
通常、上記のステージには、ステージ内部に配置されたモーター等の駆動手段に電力を供給するためのケーブル、モーターを冷却する冷却液配管、ステージを所定の温度に保つための冷却液配管、基板載置面に設けられた真空吸着孔を真空排気するためのバキューム配管等、各種の用力を供給するための用力供給部材（以下、これらのケーブルや配管を総称してケーブル類という）が接続されているため、ステージの移動に伴って引張力を与えたり、その反力で微振動を発生させたりして、上述のパターン転写精度を低下させる可能性がある。
【０００５】
そこで、特許文献１には、基板ステージに接続されるケーブル類を中継するロボットアームを用い、基板ステージとロボットアームとの相対的な位置を一定に保つように制御することにより、基板ステージにケーブル類が及ぼす力や振動の影響を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２２３５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
ロボットアームの摺動部、例えばアーム部を接続する関節部には、給油等のメンテナンスを所定期間毎に行う必要があり、その間の稼働が停止することから生産性が低下するという問題が生じる。
また、摺動部の摺動により生じた塵埃がパーティクルとなって、露光処理に悪影響を及ぼす可能性もある。
【０００８】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、生産性の低下や露光処理等への悪影響を抑制できる多関節型アーム装置及びステージ装置並びに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】
【０００９】
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１３に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の多関節型アーム装置は、一対の接続部材（ＳＬ１とＡＭ１１、ＡＭ１１とＡＭ１２、ＡＭ１２と２５）を所定の軸（Ｃ１〜Ｃ３）周りに回転自在に接続する関節部（ＪＴ１１〜ＪＴ１３）を有する多関節型アーム装置（ＲＢ１）であって、前記関節部は、前記一対の接続部材を非接触で、前記所定の軸周り方向に相対的に回転自在、且つ前記所定の軸と直交する方向への相対移動を拘束するベアリング装置（ＢＲ１１〜ＢＲ１３）を有するものである。
【００１０】
従って、本発明の多関節型アーム装置では、一対の接続部材を接続する関節部において、一対の接続部材の所定の軸周りの相対的な回転、及び所定の軸と直交する方向への相対移動の拘束がベアリング装置により非接触で行われるため、摺動部に対するメンテナンス処理が不要になる。そのため、本発明では、メンテナンス処理等に伴う生産性の低下を抑制できるとともに、塵埃の発生を抑制できることから、多関節型アーム装置を用いた処理に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００１１】
また、本発明のステージ装置は、先に記載の多関節型アーム装置（ＲＢ１）と、前記接続部材に接続された移動体（ＷＳＴ１）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、移動体の移動に伴って接続部材が移動する場合でも、生産性の低下を及び塵埃の発生を抑制できる。
【００１２】
そして、本発明の露光装置は、先に記載のステージ装置を備えるものである。
従って、本発明の露光装置では、生産性の低下を招くことなく効率よく露光処理を実施できるとともに、塵埃の発生に起因する悪影響を排除でき高精度の露光処理を実施することができる。
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】
【００１３】
本発明では、生産性の低下や露光処理等への悪影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】ウエハステージＷＳＴの構成を示す平面図である。
【図３】ウエハステージＷＳＴに設けられるステージユニットＷＳＴ１の平面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
【図５】コア部材２２の拡大図である。
【図６】図４中のＢ−Ｂ線に沿った断面矢視図である。
【図７】図４中のＣ−Ｃ線に沿った断面矢視図である。
【図８】ロボットアームＲＢ１を長さ方向に沿って断面した図である。
【図９】スライダーＳＬ１をＹ方向に沿って断面した図である。
【図１０】ウエハステージＷＳＴの動作を説明するための平面図である。
【図１１】第２実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図１２】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１３】図１２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】
【００１５】
以下、本発明の多関節型アーム装置及びステージ装置並びに露光装置の実施の形態を、図１ないし図１３を参照して説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。図１に示す露光装置１０は、半導体素子を製造するための露光装置であり、レチクル（マスク）Ｒとウエハ（基板）Ｗとを同期移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンを逐次ウエハＷ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型の露光装置である。
【００１７】
尚、以下の説明においては、必要であれば図中に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。このＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるよう設定され、Ｙ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、露光時におけるウエハＷ及びレチクルＲの同期移動方向（走査方向）はＹ方向に設定されているものとする。
【００１８】
図１に示す通り、露光装置１０は、照明光学系ＩＬＳと、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴと、投影光学系ＰＬと、基板としてのウエハＷをＸＹ平面内でＸ方向及びＹ方向の２次元方向に移動させるステージユニットＷＳＴ１，ＷＳＴ２を備えるステージ装置としてのウエハステージＷＳＴと、これらを制御する主制御装置ＭＣＳとを含んで構成される。尚、図示を省略しているが、ウエハステージＷＳＴには、ステージユニットＷＳＴ１，ＷＳＴ２に加えて、露光装置１０の性能を測定する各種測定機器が設けられたステージユニットを設けてもよい。
【００１９】
照明光学系ＩＬＳは、不図示の光源ユニット（例えば、超高圧ハロゲンランプ又はエキシマレーザ等のレーザ光源）から射出された露光光の整形及び照度分布の均一化を行ってレチクルＲ上の矩形（又は円弧状）の照明領域ＩＡＲに均一な照度で照射する。レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベース上にステージ可動部１１を設けた構成であり、露光時にはステージ可動部１１がレチクルベース上を所定の走査速度で所定の走査方向に沿って移動する。
【００２０】
また、ステージ可動部１１の上面にはレチクルＲが、例えば真空吸着により保持される。このステージ可動部１１のレチクルＲの下方には、露光光通過穴（図示省略）が形成されている。このステージ可動部１１の端部には反射鏡１２が配置されており、この反射鏡１２の位置をレーザ干渉計１３が測定することにより、ステージ可動部１１の位置が検出される。レーザ干渉計１３の検出結果はステージ制御系ＳＣＳへ出力される。ステージ制御系ＳＣＳは、レーザ干渉計１３の検出結果と、ステージ可動部１１の移動位置に基づく主制御装置ＭＣＳからの制御信号に基づいて、ステージ可動部１１を駆動する。尚、図１においては図示を省略しているが、レチクルステージＲＳＴの上方にはレチクルＲに形成されたマーク（レチクルマーク）とウエハステージＷＳＴの基準位置を定める基準部材に形成された基準マークとを同時に観察してこれらの相対的な位置関係を測定するレチクルアライメントセンサが設けられている。
【００２１】
投影光学系ＰＬは、例えば縮小倍率がα（αは、例えば４又は５）である縮小光学系であり、レチクルステージＲＳＴの下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向に設定されている。ここではテレセントリックな光学配置となるように、光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。尚、レンズエレメントは、光源ユニットから射出される光の波長に応じて適切なものが選択される。上記照明光学系ＩＬＳによりレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、レチクルＲの照明領域ＩＡＲ内のパターンの縮小像（部分倒立像）が、ウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域ＩＡに形成される。
【００２２】
図２は、ウエハステージＷＳＴの構成を示す平面図である。図１及び図２に示すように、ウエハステージＷＳＴは、ベース部材１４と、このベース部材１４の上面の上方に数μｍ程度のクリアランスを介して後述するエアスライダによって浮上支持されたステージユニットＷＳＴ１〜ＷＳＴ２と、これらのステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２の各々をＸＹ面内で２次元方向に駆動する駆動装置１５と、ステージユニットＷＳＴ１〜ＷＳＴ２に接続されるケーブル類（用力供給部材）を中継する多関節型のロボットアーム（多関節型アーム装置）ＲＢ１、ＲＢ２とを備えて構成されている。ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２はウエハＷを保持・搬送するために設けられている。
ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２の各々に設けられた駆動装置１５を個別に駆動することで、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２の各々を個別にＸＹ面内の任意の方向に移動させることができる。
【００２３】
図２に示す例において、ベース部材１４の−Ｙ側端部の位置がウエハＷのローディングポジションであり、露光処理を終えたウエハＷをアンロードする場合、及び未露光処理のウエハＷをロードする場合にステージユニットＷＳＴ１，ＷＳＴ２の何れか一方がこの位置に配置される。また、図２に示す例において、投影光学系ＰＬが配置されている位置が露光ポジションであり、露光処理を行うウエハＷを保持しているステージユニットＷＳＴ１，ＷＳＴ２の何れか一方が露光時にこの位置に配置される。上述の通り、ステージユニットＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、個別にＸＹ面内の任意の方向に移動することができるため、ローディングポジションと露光ポジションとを交互に入れ替わることができる。また、ローディングポジションにおいてウエハのフォーカシング情報を検出しておくように構成しても良い。
【００２４】
ここで、駆動装置１５は、図１に示すように、ベース部材１４の上部に設けられた（埋め込まれた）固定部１６と、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２の底部（ベース対向面側）に固定され、固定部１６上の移動面１６ａに沿って移動する移動部１７とを含んで構成される平面モータを備えている。また、移動部１７、ベース部材１４、及び駆動装置１５によって平面モータ装置が構成されている。尚、以下の説明においては、上記の駆動装置１５を、便宜上、平面モータ装置１５と呼ぶものとする。
【００２５】
ウエハＷは、例えば真空吸着によってステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２上に固定されている。また、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２の側面はレーザ干渉計１８（図１参照）からのレーザビームを反射する反射面とされており、外部に配置されたレーザ干渉計１８により、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸＹ面内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。
【００２６】
なお、図１では、代表的にレーザ干渉計１８を図示しているが、実際にはステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＹ方向の位置を検出するレーザ干渉計、及びＸ方向の位置を検出するレーザ干渉計から構成されている。
【００２７】
ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置情報（又は速度情報）はステージ制御系ＳＣＳ及びこれを介して主制御装置ＭＣＳに送られる。ステージ制御系ＳＣＳでは主制御装置ＭＣＳからの指示に応じてステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２の各々の位置情報（又は速度情報）に基づいて平面モータ装置１５を介してステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸＹ面内の移動をそれぞれ制御する。
【００２８】
ここで、ウエハステージＷＳＴの構成について説明する。図３はウエハステージＷＳＴに設けられるステージユニットＷＳＴ１の上面図であり、図４は図３中のＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。尚、図３及び図４においては図１及び図２に示した部材と同一の部材については同一の符号を付してある。また、ステージユニットＷＳＴ１とステージユニットＷＳＴ２とは同一構成であるため、ここではステージユニットＷＳＴ１を代表して説明する。
【００２９】
図３及び図４に示す通り、ステージユニットＷＳＴ１の一部をなす第１ステージ２５は、ベース部材１４の上部に設けられた固定部１６上において、固定部１６と所定の間隔（数μｍ程度）をもって浮上支持される。ウエハステージＷＳＴの一部をなす固定部１６は、周囲にコイル２１が巻回されており、ＸＹ面内において所定のピッチで配列されたコア部材２２を備える。このコア部材２２は、例えばＳＳ４００相当の低炭素鋼、ステンレス等の磁性体により形成されており、頭部２２ａと支柱部２２ｂとからなる。頭部２２ａはＸＹ面内における断面形状が矩形形状であり、支柱部２２ｂのＸＹ面内における断面形状は円形形状である。頭部２２ａと支柱部２２ｂは一体化されており、支柱部２２ｂの周囲にコイル２１が巻回されている。
【００３０】
図５は、コア部材２２の拡大図である。図５に示す通り、コイル２１は断熱材Ｔｉを介してコア部材２２の支柱部２２ｂの周囲に巻回されている。これは、コイル２１に電流を流したときに発生する熱がコア部材２２に伝わることにより生ずるステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置決め誤差を防止するためである。尚、断熱材Ｔｉとしては、断熱性及び耐熱性に優れた樹脂を用いることができる。
【００３１】
コア部材２２は、頭部２２ａの先端部が略一面に含まれるようにベース部材１４上に配列されている。このとき、コア部材２２は、支柱部２２ｂがベース部材１４と磁気的に接続される。コア部材２２の頭部２２ａの間には、非磁性体からなるセパレータ２３が設けられている。このセパレータ２３は、例えばＳＵＳ、セラミックスから形成されており、隣接するコア部材２２の間で磁気回路が形成されないようにするためのものである。
【００３２】
セパレータ２３の上部の高さ位置は、コア部材２２の頭部２２ａの先端部の高さ位置と同一になるように設定されているため、固定部１６の上面（移動面）はほぼ平坦面になる。また、セパレータ２３はコア部材２２の頭部２２ａの間に設けられており、ベース部材１４とコア部材２２の頭部２２ａ及びセパレータ２３によって上下方向が挟まれた空間が形成されることになる。この空間に冷媒を導入することで、コイル２１を冷却することが可能になる。
【００３３】
固定部１６の上面にはガイド部材２４が設けられている。このガイド部材２４は、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２をＸＹ面内で移動させる案内板の役割を果たすものであり非磁性体から形成されている。このガイド部材２４は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を平坦面な固定部１６の上面に溶射し、高圧ガスで金属の表面に吹き付けて形成される。
【００３４】
固定部１６に設けられるコイル２１には、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相からなる三相交流が供給される。ＸＹ面内で配列されたコイル２１の各々に各相の電流を所定の順序で所定のタイミングで印加することにより、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２を所望の方向に所望の速度で移動させることができる。図６は、図４中のＢ−Ｂ線に沿った断面矢視図である。図６に示す通り、断面形状が矩形形状であるコア部材２２の頭部２２ａがＸＹ面内でマトリックス状に配列されており、頭部２２ａの間にセパレータ２３が設けられている。
図６においては、各コア部材２２に巻回されたコイル２１に印加される三相交流の各相を、コア部材２２の頭部２２ａに対応付けて図示している。図６を参照すると、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相がＸＹ面内で規則的に配列されていることが分かる。
【００３５】
ウエハステージＷＳＴの一部をなす移動部１７は、第１ステージ２５、永久磁石２６、エアパッド２７、第２ステージ２８、水平駆動機構２９、及び垂直駆動機構３０を含んで構成される。第１ステージ２５の底面には永久磁石２６とエアパッド２７とが規則的に配列されている。永久磁石２７としては、ネオジウム・鉄・コバルト磁石、アルミニウム・ニッケル・コバルト（アルニコ）磁石、フェライト磁石、サマリウム・コバルト磁石、又はネオジム・鉄・ボロン磁石等の希土類磁石を用いることが可能である。
【００３６】
図７は、図４中のＣ−Ｃ線に沿った断面矢視図である。図７に示す通り、永久磁石２６は隣接するものが互いに異なる極となるようＸＹ面内に所定の間隔で配列されている。かかる配列によって、Ｘ方向及びＹ方向の両方向に交番磁界が形成される。また、永久磁石２６間には真空予圧型のエアパッド２７が設けられている。このエアパッド２７は、ガイド部材２４に向かってエア（空気）を吹き付けることにより、固定部１６に対して移動部１７を、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持（非接触支持）させる。
【００３７】
第２ステージ２８は、垂直駆動機構３０により第１ステージ２５上に支持されている。
ここで、垂直駆動機構３０は、例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等を含む支持機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃ（図３参照）を備えており、これらの支持機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって第２ステージ２８の異なる３点を支持している。支持機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃはＺ方向に伸縮自在に構成されており、これら支持機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃを同一の伸縮量で駆動することにより、第２ステージ２８をＺ方向に移動させることができ、支持機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃを独立して駆動し、又は異なる互いに伸縮量で駆動することにより、第２ステージ２８のＸ軸の周りの回転、及びＹ軸の周りの回転を制御することができる。
【００３８】
水平駆動機構２９は、例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等を含む駆動機構２９ａ，２９ｂ，２９ｃ（図３参照）を備えており、これらの駆動機構２９ａ，２９ｂ，２９ｃによって第２ステージ２８のＸＹ面内における位置及びＺ軸回りの回転を制御する。具体的には、駆動機構２９ａ，２９ｂを同一の伸縮量で駆動することにより第２ステージ２８のＹ方向の位置を可変することができ、駆動機構２９ｃを駆動することにより第２ステージ２８のＸ方向の位置を可変することができ、駆動機構２９ａ，２９ｂを互いに異なる伸縮量で駆動することにより第２ステージ２８のＺ軸回りの回転を可変することができる。つまり、上述した平面モータ１７によって駆動される第１ステージ２５が粗動ステージであり、水平駆動機構２９によって駆動される第２ステージ２８が微動ステージであるということができる。尚、水平駆動機構２９及び垂直駆動機構３０は、ステージ制御系ＳＣＳの制御の下で第２ステージ２８のＸＹ面内における位置及びＺ方向の位置を調整する。
【００３９】
図１に戻り、本実施形態の露光装置１０は、図４に示したエアパッド２７に対して加圧エアを供給するための空気ポンプ４０を備える。空気ポンプ４０とステージユニットＷＳＴ１，ＷＳＴ２とはチューブ４１、４２を介してそれぞれ接続されており、空気ポンプ４０からのエアは、チューブ４１を介してステージユニットＷＳＴ１に供給されるとともに、チューブ４２を介してステージユニットＷＳＴ２に供給される。また、図４に示したコイル２１を冷却するための冷却装置４３が設けられている、この冷却装置４３は、冷媒供給管４４と冷媒排出管４５とによりベース部材１４に接続されている。冷却装置４３からの冷媒は冷媒供給管４４を介してベース部材１４（固定部１６内のコイル２１が設けられている部位）に供給され、ベース部材１４を介した冷媒は冷媒排出管４５を介して冷却装置４３に回収される。例えば、図４においては、上下をガイド部材２４とベース１４とに挟まれ、内部にコイル２１、コア部材２２、及びセパレータ２３が配置された空間に水等の冷媒を供給するように構成することができる。
【００４０】
尚、図１においては図示を省略しているが、露光装置１０にはウエハＷに形成されたアライメントマークの位置情報を計測するためのオフ・アクシス型のウエハアライメントセンサが投影光学系ＰＬの側方に設けられ、又は投影光学系ＰＬを介してウエハＷに形成されたアライメントマークの位置情報を計測するＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）型のアライメントセンサが設けられている。また、ウエハＷに対して斜め方向からスリット状の検出光を照射し、その反射光を測定してウエハＷのＺ方向の位置及び姿勢（Ｘ軸及びＹ軸回りの回転）を検出し、この検出結果に基づいてウエハＷのＺ方向の位置及び姿勢を補正してウエハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むオートフォーカス機構及びオートレベリング機構が設けられている。
【００４１】
続いて、ロボットアームＲＢ１、ＲＢ２について説明するが、ロボットアームＲＢ１、ＲＢ２は同様の構成を有しているため、以下ではロボットアームＲＢ１について代表的に説明する。
【００４２】
図８は、ロボットアームＲＢ１を長さ方向に沿って断面した図である。
ロボットアームＲＢ１は、図２に示すように、ベース部材１４の−Ｘ側の端縁に沿ってＹ方向に移動自在なスライダー（接続部材）ＳＬ１、スライダーＳＬ１と対をなして関節部ＪＴ１１を介してＺ軸周りに回転自在に接続されるアーム部（接続部材）ＡＭ１１、一端側がアーム部ＡＭ１１に関節部ＪＴ１２を介してＺ軸周りに回転自在に接続されるアーム部ＡＭ１２を備えている。アーム部ＡＭ１２の他端側は、関節部ＪＴ１３を介して第１ステージ（接続部材）２５に接続されている。アーム部ＡＭ１１は、例えばステンレス等によって、長さ方向の中央部が＋Ｚ側に膨出して湾曲する筒体で形成されている。アーム部ＡＭ１１の内部には、収容空間７１が形成される。同様に、アーム部ＡＭ１２は、例えばステンレス等によって、長さ方向の中央部が−Ｚ側に膨出して湾曲する筒体で形成されている。アーム部ＡＭ１２の内部には、収容空間７２が形成される。
【００４３】
スライダーＳＬ１は、Ｙ軸方向に延びる直方体形状の筺体６０を有しており、不図示の駆動装置により、図８及び図９に示すように、ベース部材１４との間に微小隙間をもってＹ方向に移動する。ベース部材１４のスライダーＳＬ１の移動経路には、Ｙ方向の略中央に位置してＺ方向に貫通する導入口ＣＨ１が設けられている。図８及び図９に示すように、この導入口ＣＨ１からは、上述したケーブル類ＣＢ１が導入される。ケーブル類ＣＢ１としては、例えば、ステージユニットＷＳＴ１に設けられたモータ（ＶＣＭ等のアクチュエータ）に対して温度調整用冷媒を供給・排出する配管、エアベアリングに用いられるエアを供給する配管（例えば、上述したチューブ４１、４２）、ウエハＷを負圧吸引するための負圧（真空）を供給する配管、各種のセンサへ電力を供給する配線、各種制御信号・検出信号を供給するためのシステム配線等が種々の駆動機器、制御機器に対して配設される。
【００４４】
なお、温度調整用冷媒を供給・排出するケーブル類ＣＢ１としては、ポリウレタンチューブやフッ素樹脂チューブ、金属製チューブ等を用いることができるが、フッ素樹脂チューブは可撓性が低く、金属製チューブは耐久性が低いことから本実施形態ではポリウレタンチューブが用いられる。
【００４５】
また、スライダーＳＬ１は、図９に示すように、導入口ＣＨ１が常に内部空間に臨むように、筺体６０の大きさ及び移動範囲が設定されており、ケーブル類ＣＢ１はこの内部空間に余長をもって収容される。
【００４６】
関節部ＪＴ１１は、スライダーＳＬ１とアーム部ＡＭ１１とをＺ軸と平行な回転軸Ｃ１周りに相対的に回転自在に接続するものであって、スライダーＳＬ１とアーム部ＡＭ１１とを非接触で回転軸Ｃ１周りに相対的に回転自在、且つＸＹ平面に沿う方向への相対移動を拘束するベアリング装置ＢＲ１１を有している。ベアリング装置ＢＲ１１は、スライダーＳＬ１の＋Ｚ側端部に設けられる支持部５１、支持部５１の−Ｚ側に間隔をあけて対向配置される支持部６１と、支持部５１、６１のＺ方向の相対位置を調整する磁気ガイド７０とを有している。
【００４７】
支持部５１は、中央に開口部５１ａを有するリング状に形成されており、開口部５１ａ周囲の支持部６１と対向する面には、回転軸Ｃ１周りに延在するリング状の永久磁石（発磁体）５２、５３が設けられている。永久磁石５２、５３は、同心状に間隔をあけて配置されており、図９（ｂ）の部分詳細図に示すように、支持部６１と対向する側の極性が互いに逆となっている。
【００４８】
支持部６１は、中央に開口部６１ａを有するリング状の磁性体で形成されており、開口部６１ａ周囲の支持部５１と対向する面には、回転軸Ｃ１周りに延在するリング状の永久磁石（発磁体）６２、６３が設けられている。永久磁石６２、６３は、同心状に間隔をあけて配置されており、図９（ｂ）に示すように、支持部５１（永久磁石５２、５３）と対向する側の極性が互いに逆で、且つ、対向する永久磁石６２、６３の極性とは逆の極性となっている。また、支持部６１の＋Ｚ側の面の外周部には、支持部５１との間の隙間量を規定するリング状の規定部材６４が設けられている。
さらに、支持部６１の＋Ｚ側の面には、収容空間７１と開口部６１ａとを連通させるように、開口部６１ａの周囲を囲んでアーム部ＡＭ１１の一端が接続されている。
【００４９】
磁気ガイド７０は、支持部６１に対する磁力により支持部６１の位置を調整することにより、永久磁石５２、５３と永久磁石６２、６３との間の隙間量、及び規定部材６４と支持部５１との間の隙間量を調整するものであり、筺体６０から内部空間に突出する壁部６０ａに回転軸Ｃ１周りに間隔をあけて複数（例えば等間隔で３つ）配置されている。そして、複数の磁気ガイド７０により同一量で支持部６１の位置を制御することにより、支持部６１のＺ方向の位置を調整することができ、また複数の磁気ガイド７０による支持部６１に対する調整量を異ならせることにより、支持部６１のレベリング（姿勢）を調整することができる。
【００５０】
関節部ＪＴ１２は、アーム部ＡＭ１１とアーム部ＡＭ１２とをＺ軸と平行な回転軸Ｃ２周りに相対的に回転自在に接続するものであって、アーム部ＡＭ１１とアーム部ＡＭ１２とを非接触で回転軸Ｃ２周りに相対的に回転自在、且つＸＹ平面に沿う方向への相対移動を拘束するベアリング装置ＢＲ１２を有している。
【００５１】
ベアリング装置ＢＲ１２は、アーム部ＡＭ１１の他端側に接続される支持部５１、支持部５１の−Ｚ側に間隔をあけて対向配置され、アーム部ＡＭ１２の一端側が接続される支持部６１と、支持部５１、６１のＺ方向の相対位置を調整する磁気ガイド７０とを有しており、ベアリング装置ＢＲ１１とほぼ同様の構成であるため、以下ではベアリング装置ＢＲ１１と異なる構成についてのみ説明する。
【００５２】
ベアリング装置ＢＲ１２における支持部５１の＋Ｚ側の面には、収容空間７１と開口部５１ａとを連通させるように、開口部５１ａの周囲を囲んでアーム部ＡＭ１１の他端が接続されている。また、ベアリング装置ＢＲ１２における支持部６１の−Ｚ側の面には、収容空間７２と開口部６１ａとを連通させるように、開口部６１ａの周囲を囲んでアーム部ＡＭ１２の一端が接続されている。ベアリング装置ＢＲ１２における磁気ガイド７０は、支持部５１に吊持された支持部６０ｂに支持されている。
【００５３】
関節部ＪＴ１３は、アーム部ＡＭ１２と第１ステージ２５とをＺ軸と平行な回転軸Ｃ３周りに相対的に回転自在に接続するものであって、アーム部ＡＭ１２と第１ステージ２５とを非接触で回転軸Ｃ３周りに相対的に回転自在、且つＸＹ平面に沿う方向への相対移動を拘束するベアリング装置ＢＲ１３を有している。
【００５４】
ベアリング装置ＢＲ１３は、第１ステージ２５に設けられる支持部５１と、支持部５１の−Ｚ側に間隔をあけて対向配置され、アーム部ＡＭ１２の他端側に接続される支持部６１と、支持部５１、６１のＺ方向の相対位置を調整する磁気ガイド７０とを有しており、ベアリング装置ＢＲ１１、ＢＲ１２とほぼ同様の構成であるため、以下ではベアリング装置ＢＲ１１、ＢＲ１２と異なる構成についてのみ説明する。
【００５５】
ベアリング装置ＢＲ１３における支持部５１は開口部５１ａを有し、この開口部５１ａを介してケーブル類ＣＢ１は第１ステージ２５に接続される。また、ベアリング装置ＢＲ１３における支持部６１の−Ｚ側の面には、収容空間７２と開口部６１ａとを連通させるように、開口部６１ａの周囲を囲んでアーム部ＡＭ１２の他端が接続されている。
【００５６】
上記のロボットアームＲＢ１においては、導入口ＣＨ１、筺体６０の内部空間、ベアリング装置ＢＲ１１における支持部６１の開口部６１ａ、アーム部ＡＭ１１の収容空間７１、ベアリング装置ＢＲ１２における支持部５１の開口部５１ａ、支持部６１の開口部６１ａ、アーム部ＡＭ１２の収容空間７２、ベアリング装置ＢＲ１３における支持部６１の開口部６１ａ、支持部５１の開口部５１ａが順次連通し、導入口ＣＨ１から導入されるケーブル類ＣＢ１を引き回して第１ステージ２５に接続するための引き回し空間（連通空間）ＨＭ１を形成する。
また、本実施形態では、引き回し空間ＨＭ１を負圧吸引する吸引装置７３が設けられている。
【００５７】
次に、ロボットアームＲＢ１における関節部ＪＴ１１〜ＪＴ１３の動作について説明する。ここでは、代表的に関節部ＪＴ１１の動作について説明する。
図９（ｂ）に示すように、関節部ＪＴ１１においては、支持部５１に設けられた永久磁石５２、５３と、支持部６１に設けられた永久磁石６２、６３とは対向する磁石同士の極性が互いに逆となっているため、互いに接近する方向の磁着力が作用する一方で、磁気ガイド７０により互いに離間する方向の磁力が作用することによって、これらの磁力の差に応じた隙間量で離間して非接触状態が保持される。
【００５８】
また、支持部５１に設けられた永久磁石５２と、支持部６１に設けられた永久磁石６３、及び支持部５１に設けられた永久磁石５３と、支持部６１に設けられた永久磁石６２とが対向する側の磁極が同極で互いに反発することから、これらの永久磁石が対向する位置に支持部５１、６１を相対移動させるＸＹ平面に沿う方向の力が外部から加わった場合でも、上記永久磁石が反発する力により相対移動が阻止される。また、これら永久磁石５２、５３と永久磁石６２、６３との相対位置関係が維持されることから、支持部５１と支持部６１とは回転軸Ｃ１周りには移動可能となる。
【００５９】
従って、支持部５１と支持部６１とは、ベアリング装置ＢＲによって回転軸Ｃ１周りに移動自在、且つＸＹ平面に沿う方向への相対移動を非接触で拘束される。
換言すると、関節部ＪＴ１１においては、スライダーＳＬ１とアーム部ＡＭ１１とが回転軸Ｃ１周りに回転自在、且つＸＹ平面に沿う方向に相対移動が拘束された状態で非接触で接続される。また、関節部ＪＴ１２においては、アーム部ＡＭ１１とアーム部ＡＭ１２とが回転軸Ｃ２周りに回転自在、且つＸＹ平面に沿う方向に相対移動が拘束された状態で非接触で接続される。また、関節部ＪＴ１３においては、アーム部ＡＭ１２と第１ステージ２５とが回転軸Ｃ３周りに回転自在、且つＸＹ平面に沿う方向に相対移動が拘束された状態で非接触で接続される。
【００６０】
一方、上記構成のステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２を移動させる場合には、三相交流で駆動する公知のリニアモータと同様の駆動方法を用いることができる。つまり、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２がＸ方向に移動可能に構成されたリニアモータとＹ方向に移動可能に構成されたリニアモータからなると考え、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２をＸ方向に移動させる場合には、Ｘ方向に配列された各コイル２１に対してＸ方向に移動可能に構成されたリニアモータと同様の三相交流を印加し、ステージユニットＷＳＴ１、ＷＳＴ２をＹ方向に移動させる場合には、Ｙ方向に配列された各コイル２１に対してＹ方向に移動可能に構成されたリニアモータと同様の三相交流を印加すれば良い。
【００６１】
また、走査時には、露光領域ＩＡにレチクルＲの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬに対して、レチクルＲが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、ウエハＷが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。１つのショット領域に対する露光処理が終了すると、主制御装置ＭＣＳはステージユニットＷＳＴ１をステッピング移動させて次のショット領域を走査開始位置に移動させ、以下同様にステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。
【００６２】
ここで、上記ステージユニットＷＳＴ１がベース部材１４上（固定部１６上）で、例えば図２に示す位置から図１０に示す位置に移動した際には、ステージユニットＷＳＴ１のＹ方向の位置に応じてスライダーＳＬ１がＹ方向に移動するとともに、関節部ＪＴ１１においてアーム部ＡＭ１１がスライダーＳＬ１に対して回転軸Ｃ１周りに相対的に非接触で回転し、関節部ＪＴ１２においてアーム部ＡＭ１２がアーム部ＡＭ１１に対して回転軸Ｃ２周りに相対的に非接触で回転し、関節部ＪＴ１３においてアーム部ＡＭ１１がステージユニットＷＳＴ１に対して回転軸Ｃ３周りに相対的に非接触で回転することにより、ケーブル類ＣＢ１をステージユニットＷＳＴ１に相対位置を維持した状態で追従させることができる。
【００６３】
また、ロボットアームＲＢ１におけるケーブル類ＣＢ１の引き回し空間ＨＭ１は、吸引装置７３により負圧吸引されているため、例えば温度調整用冷媒を供給・排出するケーブル類ＣＢ１から水分が漏出した場合でも速やかに吸引・排出されることになる。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態では、ロボットアームＲＢ１における関節部ＪＴ１１〜ＪＴ１３が、回転軸Ｃ１〜Ｃ３周り方向に回転自在、且つＸＹ平面方向への相対移動を拘束した状態で一対の部材を非接触で接続するため、給油等のメンテナンスを行う必要がなくなり生産性の低下を防止することができるとともに、摺動で生じる塵埃に起因する露光不良の発生も防止することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、ケーブル類ＣＢ１が収容された引き回し空間ＨＭ１を負圧吸引しているため、例えばケーブル類ＣＢ１を流動する冷媒に含まれる水分等が引き回し空間をＨＭ１から飛散して露光処理に悪影響を及ぼすことを抑制できる。そのため、本実施形態では、水分等の発生を考慮して硬くて可撓性に劣るフッ素樹脂チューブを用いることでステージユニットＷＳＴ１に張力等の悪影響が及ぶことを防止できるとともに、金属製チューブを用いることで交換頻度が多くなり生産性が低下することを抑制できる。
【００６６】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態について説明する。
図１１は、第２実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態においては、露光装置ＥＸが、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して説明する。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、と称する。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。
【００６７】
まず、本実施形態に係る露光装置ＥＸの概略について説明する。図１１において、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１０１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ１０２と、露光光ＥＬを発生する光源装置１０３と、光源装置１０３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１０４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。
【００６８】
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）を露光光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。
【００６９】
本実施形態の露光装置ＥＸは、露光光ＥＬが進行する第１空間１０５を所定状態の環境に設定可能なチャンバ装置１０６を備えている。チャンバ装置１０６は、露光光ＥＬが進行する第１空間１０５を形成する第１部材１０７と、第１空間１０５の環境を調整する第１調整装置１０８とを備える。
本実施形態において、第１調整装置１０８は、真空システムを含み、第１空間１０５を真空状態に調整する。制御装置１０４は、第１調整装置１０８を用いて、露光光ＥＬが進行する第１空間１０５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１空間５の圧力は、１×１０−４〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。
【００７０】
光源装置１０３から射出された露光光ＥＬは、第１空間１０５を進行する。本実施形態においては、第１空間１０５に、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１０３から射出された露光光ＥＬは、第１空間１０５に配置されている照明光学系ＩＬ及び投影光学系ＰＬを通る。また、本実施形態においては、第１空間１０５に基板ステージ１０２が配置される。
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。
【００７１】
第１部材１０７は、第１開口１０９と、第１開口１０９の周囲に設けられた第１面１１１とを有する。第１開口１０９は、第１空間１０５を進行した露光光ＥＬが入射可能な位置に形成されている。本実施形態においては、第１開口１０９は、照明光学系ＩＬから射出された露光光ＥＬが入射可能な位置に形成されている。
【００７２】
マスクステージ１０１は、第１開口１０９を覆うように配置される。マスクステージ１０１は、第１面１１１と対向する第２面１１２を有し、第１面１１１にガイドされつつ第１開口１０９との間で相対運動が可能である。本実施形態において、第１部材１０７の第１面１１１とマスクステージ１０１の第２面１１２との間にガスシール機構１１０が形成される。本実施形態においては、第１面１１１と第２面１１２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１空間１０５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１０９がマスクステージ１０１によって覆われ、第１部材１０７の第１面１１１とマスクステージ１０１の第２面１１２との間にガスシール機構１１０が形成されることによって、第１空間１０５は、ほぼ密閉された状態となる。これにより、チャンバ装置１０６は、第１空間１０５を所定状態（真空状態）に制御可能である。
【００７３】
マスクステージ１０１は、第１開口１０９を介して、マスクＭが第１空間１０５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１０１は、第１空間１０５の＋Ｚ側に配置され、マスクＭの反射面が−Ｚ側（第１空間１０５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１０１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から射出された露光光ＥＬは、マスクステージ１０１に保持されているマスクＭの反射面に照射される。
【００７４】
マスクステージ１０１についてさらに詳述すると、マスクステージ１０１は、第１開口１０９より大きく、第２面１１２が形成されて、第１面１１１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１１３と、第１開口１０９より小さく、マスクＭを保持しながら第１ステージ１１３に対して移動可能に構成された第２ステージ１１４とを含む。第１ステージ１１３は、第１開口１０９を覆うように配置され、その第１ステージ１１３の第２面１１２と第１空間形成部材１０７の第１面１１１との間にガスシール機構１１０が形成される。第１ステージ１１３は、第１面１１１にガイドされつつ、第１面１１１および第１開口１０９に対して移動可能である。第２ステージ１１４は、第１ステージ１１３の−Ｚ側（第１空間５側）に配置されている。第２ステージ１１４に保持されたマスクＭは、第１開口１０９を介して第１空間１０５に配置される。第２ステージ１１４は、マスクＭを保持した状態で、第１ステージ１１３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１１３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ステージを機能させることができる。なお、第１ステージ１１３、第２ステージ１１４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。
【００７５】
また、チャンバ装置１０６は、第１部材１０７の外面との間で、マスクステージ１０１を収容する第２空間１１５を形成する第２部材１１６と、第２空間１１５の環境を調整する第２調整装置１１７とを備えている。本実施形態において、第１空間１０５及び第２空間１１５の外側は、大気空間であり、第１空間１０５及び第２空間１１５の外側の空間の圧力は、大気圧である。第２調整装置１１７は、第２空間１１５を、第１空間１０５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２空間１１５の圧力は、１×１０−１〔Ｐａ〕程度に調整される。
【００７６】
以上のような構成により、マスクステージ１０１の少なくとも一部は第２空間１１５に配置され、マスクステージ１０１に保持されたマスクＭは、第１空間１０５に配置される。
【００７７】
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。
【００７８】
マスクステージ１０１の第１ステージ１１３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１１３がＹ軸方向に移動することによって、第１ステージ１１３に支持されている第２ステージ１１４も、第１ステージ１１３とともにＹ軸方向に移動する。したがって、第１ステージ１１３がＹ軸方向に移動することによって、第２ステージ１１４に保持されているマスクＭも、第１ステージ１１３とともにＹ軸方向に移動する。第２ステージ１１４は、第１ステージ１１３に対して、微かに移動可能であり、第１ステージ１１３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１１４が第１ステージ１１３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。
【００７９】
また、第１空間形成部材１０７の第１面１１１と第１ステージ１１３の第２面１１２との間にガスシール機構１１０が形成されており、第１空間形成部材１０７に対して第１ステージ１１３を移動した場合においても、第１空間１０５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１１１と第２面１１２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１空間形成部材１０７に対して第１ステージ１１３を移動している状態においても、第１面１１１と第２面１１２とのギャップＧ１は所定量に維持される。
これにより、第１空間形成部材１０７に対して第１ステージ１１３を移動した場合においても、第１空間１０５の内側にガスが流入することが抑制される。
【００８０】
第１空間形成部材１０７は、第１面１１１が形成されたガイド部材１１８と、ガイド部材１１８の少なくとも一部と対向するチャンバ部材１１９とを含む。ガイド部材１１８は、マスクステージ１０１の移動をガイドする。マスクステージ１０１（第１ステージ１１３）は、前述のように、ガイド部材１１８の第１面１１１にガイドされつつ、第１開口１０９に対して移動する。
【００８１】
チャンバ装置１０６は、第１空間形成部材１０７と第１調整装置１０８の他に、ガイド部材１１８とチャンバ部材１１９とを接続するベローズ部材１２０を有する。べローズ部材１２０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１２０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１２０が第１空間１０５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。
【００８２】
第１空間形成部材１０７は、第１の開口１０９、第１面１１１を有する共に、ガイド部材１１８、チャンバ部材１１９を含むように構成される。そして、ガイド部材１１８、チャンバ部材１１９、ベローズ部材１２０、マスクステージ１０１（主に第１ステージ１１３）、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１空間１０５が形成される。チャンバ部材１１９は、ガイド部材１１８の下面１１８Ｂと対向する上面１１９Ａを有し、ベローズ部材１２０は、ガイド部材１１８の下面１１８Ｂとチャンバ部材１１９の上面１１９Ａとを接続するように配置されている。
【００８３】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、ベース部材１２１と、ベース部材１２１上に第１防振システム１２２を介して支持された第１支持部材１２３とを備えている。チャンバ部材１１９は、第１支持部材１２３に支持されている。また、ベース部材１２１上には、第１フレーム部材１２４が配置されている。第１フレーム部材１２４は、支柱部１２５と、支柱部１２５の上端に接続された支持部１２６とを含む。支持部１２６上には、ガイド部材１１８の下面を支持する第２支持部材１２７が接続されている。チャンバ部材１１９と第２支持部材１２７とは離れている。また、チャンバ部材１１９と第１フレーム部材１２４とは離れており、チャンバ部材１１９と第１フレーム部材１２４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１１９は、第２支持部材１２７に支持されたガイド部材１１８の下面１１８Ｂと対向する上面１１９Ａを有する。ベローズ部材１２０は、ガイド部材１１８の下面１１８Ｂとチャンバ部材１１９の上面１１９Ａとを接続するように配置されている。
【００８４】
光源装置１０３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１０３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１０３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。
【００８５】
照明光学系ＩＬは、光源装置１０３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。
【００８６】
マスクステージ１０１の第１ステージ１１３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１０１の第２ステージ１１４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１０１（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１０１に保持されているマスクＭの位置を制御する。
【００８７】
マスクステージ１０１の第１ステージ１１３及び第２ステージ１１４は、金属製である。一例として、本実施形態の第１ステージ１１３及び第２ステージ１１４は、脱ガス（アウトガス）が少ないステンレス製である。
【００８８】
図１１に戻り、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。
投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒１２８に保持されている。鏡筒１２８は、フランジ１２９を有する。フランジ１２９には、第２フレーム部材１３０の下端が接続されている。第２フレーム部材１３０の上端は、防振システム１３１を介して、第１フレーム部材１２４の支持部１２６と接続されている。鏡筒１２８(フランジ１２９）は、第２フレーム部材１３０に吊り下げられている。
【００８９】
基板ステージ１０２として、本実施形態では、図１乃至図１０で示した上記第１実施形態のウエハステージＷＳＴが設けられている。なお、図１１では、ステージユニットＷＳＴ２は図示されておらず、ステージユニットＷＳＴ１のみ図示している。
【００９０】
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１空間１０５は、第１調整装置１０８によって、真空状態に調整される。また、第２空間１１５が、第２調整装置１１７によって、第１空間１０５の圧力とほぼ同じか、または第１空間１０５の圧力より高く、かつ大気圧よりも低い圧力に調整される。あるいは、第２空間１１５が第１空間１０５よりも低い圧力に設定されるようにしてもよい。第１面１１１と第２面１１２とのギャップＧ１は、ギャップ調整機構１３５によって所定量に調整されており、第１面１１１と第２面１１２との間に形成されたガスシール機構１１０によって、第１空間１０５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１空間１０５の真空状態、環境が維持される。
【００９１】
マスクＭがマスクステージ１０１に保持されるとともに、基板Ｐが基板ステージ１０２に保持された後、制御装置１０４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１０４は、光源装置１０３の発光動作を開始する。
【００９２】
光源装置１０３の発光動作により光源装置１０３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１０９に供給される。第１開口１０９に供給されたＥＵＶ光は、照明光として、第１開口１０９を介してマスクステージ１０１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１０１に保持されているマスクＭは、光源装置１０３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１空間１０５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１０２に保持されている基板Ｐに照射される。
【００９３】
制御装置１０４は、マスクＭのＹ軸方向への移動と同期して、平面モータ装置１５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１０４は、平面モータ装置１５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。
【００９４】
また、上記ステージユニットＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の移動に際しては、多関節型ロボットアームＲＢ１（ＲＢ２）がケーブル類ＣＢ１（ＣＢ２）を非接触で追従させるため、ケーブル類ＣＢ１の張力や振動がステージユニットＷＳＴ１に悪影響を及ぼして露光精度を低下させることを防止しつつ、給油等のメンテナンスを行う必要がなくなり生産性の低下を防止することができる。
【００９５】
また、本実施形態では、第１空間１０５の真空状態、環境が維持された状態であっても、ケーブル類ＣＢ１が図８及び図９に示す規定部材６４で規定された隙間量の差動排気部を有する引き回し空間ＨＭ１に収容されており、この引き回し空間ＨＭ１が吸引装置７３によって負圧吸引されているため、ケーブル類ＣＢ１から生じたアウトガスが露光装置構成機器に付着して露光精度を低下させることをより効果的に抑制できる。そのため、本実施形態では、ケーブル類ＣＢ１から生じるアウトガスを考慮して可撓性が低く引き回す際に大きな半径を要する材質のものを用いる必要がなくなり、可撓性が高く柔軟性に富む用力供給部材を用いることにより、装置の小型化を実現することも可能になる。
【００９６】
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。
【００９７】
例えば、上記実施形態では、関節部ＪＴ１１〜ＪＴ１３、ＪＴ２１〜ＪＴ２３におけるＺ方向の位置決めを磁気ガイドにより行う構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばＺ方向に対向配置された永久磁石５２、５３、６２、６３を用いることによりＸＹ平面に沿う方向に相対移動を拘束した場合と同様に、ＸＹ平面に沿う方向に永久磁石を対向配置してＺ方向の相対移動を拘束することで位置決めする構成としてもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴ、基板ステージ１０２に本発明を適用した場合について説明したが、レチクルステージＲＳＴ、マスクステージ１０１にも適用することができ、更にはレチクルステージＲＳＴ、マスクステージ１０１とウエハステージＷＳＴ、基板ステージ１０２の両ステージに適用することも可能である。
また、露光装置以外でも本発明を使用することができる。例えば、精度が要求される工作機械のステージ装置などで用力を用いる際にも本発明は有効である。本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【００９９】
露光装置１０としては、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲ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、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを一括露光し、ウエハＷ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、本発明はウエハＷ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。
【０１００】
また、上記実施形態の基板としては、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。
【０１０１】
また、本発明の露光装置は、半導体素子の製造に用いられてデバイスパターンを半導体基板上へ転写する露光装置、液晶表示素子の製造に用いられて回路パターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。
【０１０２】
また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置にも適用可能である。液浸露光装置については、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
【０１０３】
また、上記実施形態では、ステージユニットが複数（２基）設けられる構成を例示したが、これに限定されるものではなく、単数で設けられる構成であってもよい。
また、ステージユニットが複数設けられるのではなく、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載して、露光に関する情報を計測する計測ステージとをそれぞれ備えた露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１０４】
露光装置１０としては、マスクとしてのレチクルＲと、基板としてのウエハＷとを同期移動してマスク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、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを一括露光し、基板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。
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板とをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板上に転写した後、第２パターンと基板とをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【０１０５】
以上のように、本願実施形態の露光装置１０は、本願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。
【０１０６】
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１２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。
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。
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。
【０１０７】
図１３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。
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。
【０１０８】
また、液晶表示素子又は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】
【０１０９】
１０…露光装置、  ２５…第１ステージ（接続部材）、  ５２、５３、６２、６３…永久磁石（発磁体）、  ７１、７２…収容空間、  ＡＭ１１〜ＡＭ１３、ＡＭ２１〜ＡＭ２３…アーム部（接続部材）、  ＢＲ１１〜ＢＲ１３…ベアリング装置、  ＥＸ…露光装置、  ＨＭ１…引き回し空間（連通空間）、  ＪＴ１１〜ＪＴ１３、ＪＴ２１〜ＪＴ２３…関節部、  ＲＢ１、ＲＢ２…多関節型ロボットアーム（多関節型アーム装置）、  ＳＬ１、ＳＬ２…スライダー（接続部材）、  ＷＳＴ１、ＷＳＴ２…ステージユニット（移動体）、  ＷＳＴ…ウエハステージ（ステージ装置）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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