(57)【要約】  パターンの像を投影する投影光学系（ＰＬ）と、その投影光学系を支持するために柔構造（３６Ａ，３６Ｂ，及び３６Ｃ）を有する支持装置と、その投影光学系を位置決めするためにアクチュエータを有する位置決め装置とを備えた投影光学装置である。その投影光学装置は、その柔構造の一端が取り付けられるフレーム（３４）を含むことができる。その投影光学系は、そのフレームからその支持装置を介して吊り下げるか、又は下方から支持装置を介して支持してもよい。投影光学装置は、重力によって投影光学系の側面に温度制御された液体を供給する液体供給装置（４８）を含むこともでき、これによって、その投影光学系の側面に沿ってその温度制御された液体を流すことができる。【選択図】図２
2008515219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンの像を投影する投影光学系と、
前記投影光学系を支持するために柔構造を有する支持装置と、
前記投影光学系の位置決めを行うためにアクチュエータを有する位置決め装置とを備えた投影光学装置。
【請求項２】
前記柔構造は、前記投影光学系の光軸に平行な方向よりも前記投影光学系の光軸に垂直な方向で低い固有振動数を有する請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項３】
前記柔構造は、ワイヤを含む請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項４】
前記柔構造は、前記ワイヤに連結されたフレクシャーを含む請求項３に記載の投影光学装置。
【請求項５】
前記フレクシャーは、ばねである請求項４に記載の投影光学装置。
【請求項６】
前記柔構造の長さは少なくとも１ｍである請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項７】
前記柔構造は、ロッド部材及び前記ロッド部材の少なくとも一方の端部に設けられたフレクシャーを含む請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項８】
前記ロッド部材は、前記ロッド部材の両端部に設けられたフレクシャーを有する請求項７に記載の投影光学装置。
【請求項９】
前記支持装置は、前記投影光学系の上方から前記投影光学系を支持する請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項１０】
前記支持装置は、前記投影光学系の下方から前記投影光学系を支持する請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項１１】
前記柔構造の一端に設けられるとともに、前記投影光学系の光軸方向の振動を減衰させる防振部をさらに備えた請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項１２】
前記支持装置は、前記柔構造の一端が取り付けられるフレームを含み、
前記投影光学系は前記フレームから前記柔構造を介して吊り下げられる請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項１３】
前記アクチュエータは、前記フレームに対して非接触に前記投影光学系を位置決めする請求項１２に記載の投影光学装置。
【請求項１４】
前記位置決め装置は、前記フレームに対する前記投影光学系の６自由度の変位情報を計測する変位センサを含む請求項１３に記載の投影光学装置。
【請求項１５】
前記支持装置は、前記投影光学系の側面に固定されたフランジ部を介して前記投影光学系を支持し、
前記フランジ部に対してキネマティック支持されるとともに、前記投影光学系と所定の部材との位置関係を計測するためのセンサを備えた計測ユニットをさらに有する請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項１６】
前記パターンが形成された部材は、前記投影光学系に一体的に固定された請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項１７】
前記パターンが形成された部材を前記投影光学系に対して微動する微動機構をさらに備えた請求項１６に記載の投影光学装置。
【請求項１８】
前記支持装置は、前記柔構造の一端が取り付けられるフレームを含み、前記投影光学系は前記フレームから前記柔構造を介して吊り下げられるとともに、
前記フレームによって防振部材を介して支持されるベースと、
前記ベース上で、前記パターンが形成された部材を駆動するステージとをさらに備えた請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項１９】
前記防振部材は、ピボット及びフレクシャーのうちの一方を含む請求項１８に記載の投影光学装置。
【請求項２０】
前記ステージの動きによって発生する反力を相殺するように前記ベース上を移動するカウンターマスと、
前記ベース上で前記カウンターマスを支持するフレクシャーとをさらに備えた請求項１８に記載の投影光学装置。
【請求項２１】
前記投影光学系は、ダウンフロー環境下に設置される請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項２２】
前記計測ユニットはレーザ干渉計を含み、
前記レーザ干渉計によって使用されるレーザビームの光路に対して気体の局所的なダウンフローを行う局所気体フロー系をさらに備えた請求項１５に記載の投影光学装置。
【請求項２３】
前記投影光学系の側面に沿って配置される配管と、
前記配管に冷却液を供給する液体供給装置とをさらに備えた請求項１に記載の投影光学装置。
【請求項２４】
請求項１に記載の投影光学装置を備えた露光装置であって、
前記パターンの像が前記投影光学系を介して基板上に転写露光される露光装置。
【請求項２５】
パターンの像を投影する投影光学系と、
重力を用いて前記投影光学系の側面に温度制御された液体を供給する液体供給装置とを備え、
前記投影光学系の前記側面に沿って前記温度制御された液体を流す投影光学装置。
【請求項２６】
前記液体供給装置は、
前記投影光学系の前記側面に巻かれた配管と、
サイホンの原理で前記配管に前記温度制御された液体を循環させる液体循環系とを有する請求項２５に記載の投影光学装置。
【請求項２７】
請求項２５に記載の投影光学装置を備えた露光装置であって、
前記投影光学系により前記パターンの像を基板上に転写露光する露光装置。
【請求項２８】
前記液体供給装置は、
前記投影光学系の垂直方向の上部に隣接して配置された液体蓄積部と、
前記投影光学系の前記側面に巻かれて前記液体蓄積部と連通する配管と、
前記配管を通過した前記液体を前記液体蓄積部に戻すための液体回収路とを有する請求項２５に記載の投影光学装置。
【請求項２９】
前記液体回収路は、前記液体の温度を制御する温度制御系を含み、
前記温度制御系は、前記液体を前記液体蓄積部に送るポンプを含む請求項２８に記載の投影光学装置。
【請求項３０】
投影光学装置内でパターンの像を投影する投影光学系の温度を制御する方法であって、
重力を用いて前記投影光学系の側面に温度制御された液体を供給して、
前記投影光学系の前記側面に沿って前記温度制御された液体を流す方法。
【請求項３１】
前記投影光学系の温度を制御するために、前記温度制御された液体は前記投影光学系の前記側面に巻かれた配管を通して供給され、
サイホンの原理で前記配管に前記液体を循環させる請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記投影光学系の垂直方向の上部に隣接して配置される液体蓄積部を備え、
前記投影光学系の前記側面に巻かれた配管に、前記液体蓄積部から温度制御された液体を供給し、
前記配管を通過した前記液体を液体回収路を介して前記液体蓄積部に戻す請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
温度制御系を用いて、前記液体回収路内の前記液体の温度を制御し、
ポンプを用いて、前記液体を前記液体回収路を通して前記液体蓄積部に送る請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
投影光学装置内でパターンの像を投影する投影光学系を支持する方法であって、
支持装置の柔構造によって前記投影光学系を支持し、
位置決め装置のアクチュエータによって前記投影光学系の位置決めを行う方法。
【請求項３５】
前記柔構造は、前記投影光学系の光軸に平行な方向よりも前記投影光学系の光軸に垂直な方向で低い固有振動数を有する請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記柔構造は、ワイヤを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記柔構造は、前記ワイヤに連結されたフレクシャーを含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記フレクシャーは、ばねである求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記柔構造の長さは少なくとも１ｍである請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記柔構造は、ロッド部材及び前記ロッド部材の少なくとも一方の端部に設けられたフレクシャーを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項４１】
前記ロッド部材は、前記ロッド部材の両端部に設けられたフレクシャーを有する請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記支持装置は、前記投影光学系の上方から前記投影光学系を支持する請求項３４に記載の方法。
【請求項４３】
前記支持装置は、前記投影光学系の下方から前記投影光学系を支持する請求項３４に記載の方法。
【請求項４４】
前記柔構造の一端に防振部を設け、前記防振部によって前記投影光学系の光軸方向の振動を減衰させる請求項３４に記載の方法。
【請求項４５】
前記支持装置は、前記柔構造の一端が取り付けられるフレームを含み、
前記投影光学系は前記フレームから前記柔構造を介して吊り下げられる請求項３４に記載の方法。
【請求項４６】
前記アクチュエータは、前記フレームに対して非接触に前記投影光学系を位置決めする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記アクチュエータは、前記フレームに対する前記投影光学系の６自由度の変位情報を計測する請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記支持装置は、前記投影光学系の側面に固定されたフランジ部を介して前記投影光学系を支持し、
前記フランジ部に対してキネマティック支持されるとともに、前記投影光学系と所定の部材との位置関係を計測するためのセンサを含む計測ユニットをさらに設けた請求項３４に記載の方法。
【請求項４９】
前記パターンが形成された部材を前記投影光学系に対して微動する微動機構をさらに設けた請求項３４に記載の方法。
【請求項５０】
前記支持装置は、前記柔構造の一端が取り付けられるフレームを含み、前記投影光学系は前記フレームから前記柔構造を介して吊り下げられるとともに、
さらに、前記フレームによって防振部材を介して支持されるベースを設け、
前記ベース上で、前記パターンが形成された部材を駆動するステージを設けた請求項３４に記載の方法。
【請求項５１】
前記防振部材は、ピボット及びフレクシャーのうちの一方を含む請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記ステージの動きによって発生する反力を相殺するように前記ベース上を移動するカウンターマスを設け、
前記ベース上で前記カウンターマスを支持するフレクシャーを設けた請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記投影光学系をダウンフロー環境下に配置する請求項３４に記載の方法。
【請求項５４】
前記計測ユニットはレーザ干渉計を含み、
前記レーザ干渉計によって使用されるレーザビームの光路に対して気体の局所的なダウンフローを行う局所気体フロー系をさらに設けた請求項４８に記載の方法。
【請求項５５】
前記投影光学系の側面に沿って配置される配管を設け、
前記配管に冷却液を供給する液体供給装置を設けた請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本願は、２００４年９月３０日に出願された米国仮出願第60/614,426号に基づいて優先権を主張する。米国仮出願第60/614,426号の開示内容の全てを援用して本願の記載の一部とする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、所定のパターンの像を投影する投影光学系を備えた投影光学装置、及び例えば半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の各種デバイスを製造する際に、マスクのパターンを基板上に転写するために使用される露光装置に関する。
【関連技術の説明】
【０００３】
例えば半導体デバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、マスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）に形成されているパターンを基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、露光装置が使用されている。露光装置としては、ステッパーのようなステップ・アンド・リピート方式（静止露光型）の投影露光装置やスキャニングステッパーのようなステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（走査型露光装置）などの様々なタイプの露光装置が使用されている。
【０００４】
これらの露光装置において、（イ）レチクルやウエハの位置決めや移動を行うステージ、（ロ）そのステージの支持機構、及び（ハ）投影光学系の支持機構等の機構部の剛性は、除振性能や露光精度（重ね合わせ精度等）等の装置性能、機構部の重量、及び露光装置の製造コストに大きく影響する。一般に剛性の大きな機構部を持つ露光装置は、装置性能が高い一方で、機構部の重量が大きくなり、製造コストが高くなるという傾向がある。また、機構部の剛性は、装置性能の経時的な変化に対応する装置性能の安定性や装置性能の温度特性にも関係している。即ち、機構部の剛性の大きな露光装置は、装置性能の安定性が高く温度特性にも優れている傾向にあるが、機構部の構成によっては、その逆の挙動を示す場合もある。例えば、機構部において、高剛性の部材同士を高剛性の部材を介して連結しているような場合には、振動が伝わり易くなったり、温度変化時に（それらの部材用に異なる材料が使用されていれば）バイメタル効果を生じて温度特性が悪化したりすることがある。
【０００５】
しかしながら、機構部の剛性を高めた結果、機構部の重量が大きくなると、露光装置が設置されるデバイス製造工場の（露光装置の重量に対処するための）建設コストの増大を招く恐れもある。そこで従来より、剛性を高く維持して、軽量化によって位置決めや走査を高速に行うために、ステージを構成する一部の部材の材料としてセラミックスのような軽量で、かつ特別な比剛性（剛性を単位体積にかかる重量で除した値）を持つ材料を用いることが行われている。
【０００６】
また、ステージ及び投影光学系をそれぞれ伸縮可能な複数のロッドを有するパラレルリンク機構によって、互いに独立に支持するようにした露光装置も提案されている。このシステムは、必要な部分で高い剛性を維持した上で、機構部を全体として軽量化できる（国際公開第０１／０２２４８０号参照）。
上述の如く、従来より露光装置においては、除振性能等の装置性能を高く維持するために、支持機構等の機構部の剛性を高くする一方で、機構部を軽量化することが求められている。しかしながら、従来技術のうちで、軽量でかつ比剛性の高い材料を用いる方法は、製造コストや材料の形状の制限等によって、その材料は機構部の一部にしか用いることができないために、機構部全体としてはあまり軽量化できていない。軽量化をさらに進めるためには、投影光学系の支持機構を含む機構部の構成自体を変える必要がある。
【０００７】
一方、伸縮可能な複数のロッドを有するパラレルリンク機構を用いる方法においては、機構部の軽量化及びステージの可動部の制御精度の一層の改善が望ましい。しかしながら、機構部の構成が複雑化して、ステージの位置決めや走査時の制御も複雑化する恐れがある。また、投影光学系をもそのパラレルリンク機構を用いて支持することも可能であるが、この場合には機構部の構成がさらに複雑化する恐れがある。これに関して、最近の露光装置では、周囲の温度や露光ビームの露光量による投影光学系の結像特性の変動量や機構部の熱変形量を予測し、この予測結果に応じてオンラインプロセスで結像特性の補正、及びレチクルやウエハの位置補正等を行うことも行われている。しかしながら、機構部が複雑化すると、結像特性の変動量や機構部の熱変形量の予測精度が低下して、露光精度が低下する恐れがある。
【０００８】
また、従来より、温度変化による投影光学系の結像特性の変動量を抑制するために、投影光学系の周囲に冷却用の液体を供給することも行われている。この場合、露光装置の除振性能を高めるためには、その冷却用の液体を供給するための動力の振動をできるだけ抑制することが望まれる。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高い除振性能が得られる状態で、比較的簡単で軽量な機構で投影光学系を支持する機構を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、必要な部分では高い剛性が得られて位置決め性能等の装置性能を高く維持できるとともに、全体として機構部を軽量化できる露光装置を提供することを第２の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、投影光学系の周囲に冷却用の液体を供給する際に、振動を少なくできる技術を提供することを第３の目的とする。
本発明の第１の態様による投影光学装置において、パターンの像を投影する投影光学系は、その投影光学系を支持するために柔構造を有する支持装置と、その投影光学系を位置決めするためにアクチュエータを有する位置決め装置とによって支持される。
【００１１】
本発明のこの態様によれば、その投影光学系は所定の部材（例えばフレーム等）によってその柔構造を介して支持される。従って、比較的簡単かつ軽量な機構で、その所定の部材の振動はその投影光学系に伝わりにくくなるとともに、その連結部材の固有振動数は低いため、高い除振性能が得られる。
この場合、その所定の部材及びその投影光学系をそれぞれ高い剛性を持つ剛構造とみなすることができる一方、その柔構造の剛性は低い。本発明のこの態様によれば、装置内で剛構造の部材の占める割合が減って、柔構造が取り入れられる。一般に柔構造は、剛構造と逆の特性を持ち、軽量で低価格であり、柔構造の構造によっては振動を遮断したり、熱変位を受けて／伝達するという好ましい特性を得ることもできる。本発明のこの態様においては、装置性能に直接影響する部分に剛構造を用い、剛構造同士を結合する部分においては柔構造を用いることが可能となる。この構造によって、熱変位の影響及び振動の伝達が最小化されるか、又は完全に排除できる。従って、装置性能を高く維持した状態で機構部を軽量化できる。
【００１２】
本発明のこの態様において、一例としてその柔構造は３個の連結部材を含み、各連結部材はそれぞれその投影光学系の光軸に平行な方向よりもその光軸に垂直な方向で低い固有振動数を持つ。その連結部材を３個とすることで、その投影光学系は安定に支持される。また、その連結部材を例えばその光軸に沿った方向に細長い部材から形成することで、その連結部材の固有振動数はその光軸に垂直な方向で低くなるため、高周波成分を持つ振動に対してはその投影光学系を介してパターンの像を転写する際の像位置のぶれ（コントラストの低下）が少なくなる。
【００１３】
一例として、その連結部材は、先端部及び／又は下端部にフレクシャーを備えたロッド部材又はワイヤを含む。その連結部材の長さは１ｍ以上が好ましい。このようにその連結部材の長さを１ｍ以上とすることで、その連結部材のその光軸に垂直な方向の固有振動数はほぼ０．５Ｈｚ以下となるため、その投影光学系が外部振動に対して極めて安定に支持される。
【００１４】
また、その連結部材の一部にその投影光学系の光軸方向の振動を軽減するための防振部を設けてもよい。これによって、その投影光学系の光軸に平行な方向の振動もさらに低減される。
さらに、その連結部材を支持するフレームと、そのフレームに対してその投影光学系を非接触で位置決めする位置決め装置とをさらに有してもよい。
【００１５】
本発明のこの態様において、その連結部材は柔構造を持つため、それぞれ剛構造であるフレームと投影光学系とが低周波数で相対変位する可能性がある。そのような場合には、その位置決め装置を用いてそのフレームとその投影光学系（即ち、その投影光学系の支持部材）との相対位置を目標位置に保つことによって、柔構造を持つことによる好ましい特性（機構部の軽量化及び振動や熱変化の影響の遮断）を保ちつつ、投影像の位置の安定性等の装置性能の向上を図ることができる。言い換えると、その位置決め装置で制御できる周波数域の振動に対しては、その投影光学系はアクティブ・サスペンション方式で支持され、それを超える周波数の振動に対してはその投影光学系はパッシブ防振構造によって支持されている。
【００１６】
その位置決め装置は、そのフレームに対するその投影光学系の６自由度の変位情報を計測する変位センサと、そのフレームに対してその投影光学系を非接触で位置決めする６自由度のアクチュエータとを備えてもよい。その変位センサの計測結果を用いることによって、そのフレームに対するその投影光学系の相対位置を能動的に制御できる。
また、一例として、その支持装置は、その投影光学系の側面に取り付けられたフランジ部を含み、そのフランジ部はその投影光学系と所定の部材（例えばウエハステージ）との位置関係を計測するためのセンサを備えた計測ユニットをキネマティック支持する。
【００１７】
従って、その計測ユニットはその投影光学系に対して一定の位置関係で、かつ応力があまり作用しない状態で支持されているため、その投影光学系とその所定の部材との位置関係を高精度に計測できる。
また、一例として、その投影光学系にそのパターンが形成された部材（レチクル）を一体的に固定してもよい。これは、例えばそのパターンをステップ・アンド・リピート露光方式で転写する際に有効である。この場合、その投影光学系に対してそのパターンが形成された部材を微動する微動機構をさらに有することができる。その微動機構によってそのパターンの位置決めを行うことができる。
【００１８】
また、別の例として、その柔構造を支持するフレームと、そのフレームに防振部材を介して支持されたベースと、そのベース上でそのパターンが形成された部材を駆動するステージとをさらに有してもよい。例えばそのパターンを走査露光方式で転写する際には、そのステージでそのパターンが形成された部材を走査すればよい。また、その防振部材は、剛構造としてのそのフレームとそのベースとを連結する柔構造としても作用しており、その防振部材によってそのベースに余分な応力が加わることが防止される。
【００１９】
この場合、一例としてその防振部材は、ピボット又はフレクシャーを含むものである。ピボット又はフレクシャーは回転運動を許容するため、簡単な機構でその防振部材として作用する。
また、そのステージの移動の反力を相殺するようにそのベース上を移動するカウンターマス部材と、そのベース上にそのカウンターマス部材を支持するフレクシャー機構とをさらに有してもよい。これによって、そのカウンターマス部材とそのベースとの間で振動がより完全に遮断される。
【００２０】
また、本発明の別の態様によれば、その投影光学系は、ダウンフロー環境下に設置される。その投影光学系が支持されているため、温度制御された空気等の気体がダウンフローによってその投影光学系の近傍を円滑に流れる。従って、その投影光学系の温度安定性が向上する。
さらに、本発明のこの態様によれば、その計測ユニットはレーザ干渉計を有し、そのレーザ干渉計のレーザビームの光路に対して局所的にダウンフローを行う局所気体フロー系を備えてもよい。これによって、そのレーザ干渉計の計測精度が向上する。
【００２１】
また、その柔構造からその投影光学系の側面に沿って配置される配管と、その配管に冷却液を流す液体供給系とをさらに備えることができる。この構成では、その柔構造をその配管を支持するためにも使用できるとともに、その投影光学系の温度安定性が向上する。
次に、本発明の第２の態様による投影光学装置において、パターンの像を投影する投影光学系は、重力の作用でその投影光学系の側面に冷却液を流す液体供給装置を備えたものである。本発明のこの態様によれば、その冷却液は重力の作用で流れるため、振動は殆ど発生しない。
【００２２】
本発明のこの態様において、一例として、その液体供給装置は、その投影光学系の側面に巻かれた配管と、その配管にサイホンの原理でその冷却液を循環させる液体循環系とを有するものである。これによれば、簡単な機構でその冷却液を循環させることができる。
次に、露光装置は、本発明の様々な態様の投影光学装置を備えることができる。その露光装置は、その投影光学系によりそのパターンの像を基板上に転写露光するものである。この露光装置において、本発明の第１の態様の投影光学装置を備えた場合には、その投影光学系等の必要な部分では高い剛性が得られて除振性能等の装置性能を高く維持できるとともに、その投影光学系を吊り下げて支持することによって、全体として機構部を軽量化できる。
【００２３】
さらに、剛構造を持つ所定の部材に対して剛構造としての投影光学系を柔構造を介して支持することによって、剛構造と柔構造とをそれぞれの利点を活かして組み合わせることが可能となる。従って、従来例に比べて剛構造の占める割合を小さくできるため、投影像の位置の安定性等の装置性能を低下させることなく、機構部の軽量化及び低コスト化が可能となる。
【００２４】
また、本発明の第２の態様による投影光学装置を用いる露光装置によれば、投影光学系の周囲に冷却用の液体を供給する際に、振動を少なくできる。
【実施の形態の詳細な説明】
【００２５】
第１の実施形態
以下、本発明の第１の実施形態につき図１〜図６を参照して説明する。本例は、ステッパー等の一括露光型の投影露光装置、及びスキャニング・ステッパー等の走査露光型の投影露光装置に本発明を適用したものである。
図１は、本例の投影露光装置を構成する各機能ユニットをブロック化して表した図であり、この図１において、投影露光装置を収納するチャンバーは省略されている。図１において、露光用の光源としてＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）又はＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）よりなるレーザ光源１が使用されている。その露光用の光源としては、その他のＦ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）のような発振段階で紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源（ＹＡＧ又は半導体レーザ等）からの近赤外域のレーザ光を波長変換して得られる真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、或いはこの種の露光装置でよく使われている水銀放電ランプ等も使用できる。
【００２６】
レーザ光源１からの露光ビームとしての露光用の照明光（露光光）ＩＬは、レンズ系とフライアイレンズ系とで構成される均一化光学系２、ビームスプリッタ３、光量調整用の可変減光器４、ミラー５、及びリレーレンズ系６を介してレチクルブラインド機構７を均一な照度分布で照射する。レチクルブラインド機構７で所定形状（一括露光型では例えば四角形、走査露光型では例えばスリット状）に制限された照明光ＩＬは、結像レンズ系８を介してマスクとしてのレチクルＲ上に照射され、レチクルＲ上にはレチクルブラインド７の開口の像が結像される。均一化光学系２、ビームスプリッタ３、光量調整用の可変減光器４、ミラー５、リレーレンズ系６、レチクルブラインド機構７、及び結像レンズ系８を含んで照明光学系９が構成されている。
【００２７】
レチクルＲに形成された回路パターン領域のうち、照明光によって照射される部分の像は、両側テレセントリックで投影倍率βが縮小倍率の投影光学系ＰＬを介して基板（感応基板又は感光体）としてのフォトレジストが塗布されたウエハＷ上に結像投影される。一例として、投影光学系ＰＬの投影倍率βは１／４又は１／５等、像側開口数ＮＡは０．７、視野直径は２７〜３０ｍｍ程度である。投影光学系ＰＬは屈折系であるが、その他に反射屈折系等も使用できる。レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物体とみなすこともできる。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行な方向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取って説明する。本例の投影露光装置が走査露光型の場合には、Ｙ軸に沿った方向（Ｙ方向）が、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向であり、レチクルＲ上の照明領域は、非走査方向であるＸ軸に沿った方向（Ｘ方向）に細長い形状となる。
【００２８】
そして、投影光学系ＰＬの物体面側に配置されるレチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ（マスクステージ）に真空吸着等によって保持されている。一括露光型の場合には、レチクルステージＲＳＴ（微動機構）は、レチクルベース（不図示）上をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ軸の周りの回転方向に微動してレチクルＲの位置決めを行う。一方、走査露光型の場合には、レチクルステージＲＳＴ（ステージ）は、レチクルベース（不図示）上をエアベアリングを介して少なくともＹ方向（走査方向）に定速移動する。レチクルステージＲＳＴの移動座標位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角）は、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡Ｍｒと、投影光学系ＰＬの上部側面に固定された参照鏡Ｍｅと、これらに対向して配置されたレーザ干渉計システム１０とで逐次計測される。レーザ干渉計システム１０は、レーザ干渉計本体部１０ａと、レーザビームを移動鏡Ｍｒと参照鏡Ｍｅとに分割するビームスプリッタ１０ｂと、レーザビームを参照鏡Ｍｅに供給するミラー１０ｃとを含んでいる。なお、移動鏡Ｍｒ、参照鏡Ｍｅ、及びレーザ干渉計システム１０は、実際には少なくともＸ方向に１軸及びＹ方向に２軸の３軸のレーザ干渉計を構成している。
【００２９】
また、レチクルステージＲＳＴの移動は、リニアモータや微動アクチュエータ等で構成される駆動系１１によって行われる。レーザ干渉計システム１０の計測情報はステージ制御ユニット１４に供給され、ステージ制御ユニット１４はその計測情報及び装置全体の動作を統轄制御するコンピュータよりなる主制御系２０からの制御情報（入力情報）に基づいて、駆動系１１の動作を制御する。
【００３０】
一方、投影光学系ＰＬの像面側に配置されるウエハＷは、不図示のウエハホルダを介してウエハステージＷＳＴ（基板ステージ）上に吸着保持されている。一括露光型の場合には、ウエハステージＷＳＴは、ウエハベース（不図示）上でエアベアリングを介してＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する。走査露光型の場合には、ウエハステージＷＳＴは、走査露光時に少なくともＹ方向に定速移動できるとともに、Ｘ方向及びＹ方向にステップ移動できるように、エアベアリングを介してウエハベース（不図示）上に載置される。ウエハステージＷＳＴの移動座標位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角）は、投影光学系ＰＬの下部に固定された参照鏡Ｍｆと、ウエハステージＷＳＴに固定された移動鏡Ｍｗと、これに対向して配置されたレーザ干渉計システム１２とで逐次計測される。レーザ干渉計システム１２は、レーザ干渉計本体部１２ａと、レーザビームを移動鏡Ｍｗと参照鏡Ｍｆとに分割するビームスプリッタ１２ｂと、レーザビームを移動鏡Ｍｗに供給するミラー１２ｃとを含んでいる。移動鏡Ｍｗ、参照鏡Ｍｆ、及びレーザ干渉計システム１２は、実際には少なくともＸ方向に１軸及びＹ方向に２軸の３軸のレーザ干渉計を構成している。また、レーザ干渉計システム１２は、実際にはさらにＸ軸及びＹ軸の周りの回転角計測用の２軸のレーザ干渉計も備えている。
【００３１】
レーザ干渉計システム１２（レーザ干渉計）は、投影光学系ＰＬと所定の部材としてのウエハステージＷＳＴとの位置関係を計測するためのセンサの一つとみなすことができる。レーザ干渉計システム１２は、投影光学系ＰＬの下部側面に配置された輪帯の平板状部材である計測マウント１５（計測ユニット）の底面に固定されている。また、レーザ干渉計システム１２から移動鏡Ｍｗ及び参照鏡Ｍｆに供給されるレーザビームの光路上の気体の揺らぎ（屈折率変動）を少なくするために、計測マウント１５に可撓性を持つ送風管１６が固定されている。送風管１６は、図２に示されているように、コラム３３Ａ、上部コラムの一辺及びワイヤ３５Ｂに実質的に平行に引き回されており、小型空調装置１７（図２参照）から温度安定化されたクリーン度の高い空気等の気体が供給され、その気体はレーザ干渉計システム１２のレーザビームの光路に対して局所ダウンフロー方式で供給されている。また、送風管１６の一部をワイヤ３５Ｂに連結するために、ワイヤ３５Ｂの可動部付近に固定マウント１６Ｍ（支持部材）が設けられている。小型空調装置１７及び送風管１６を含んで局所気体フロー機構が構成され、これを用いることによってレーザ干渉計システム１２の計測精度が向上する。なお、送風管１６を複数設けてもよいことは言うまでもない。
【００３２】
図１において、ウエハステージＷＳＴの移動は、リニアモータ及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等のアクチュエータで構成される駆動系１３によって行われる。レーザ干渉計システム１２の計測情報はステージ制御ユニット１４に供給され、ステージ制御ユニット１４はその計測情報及び主制御系２０からの制御情報（入力情報）に基づいて、駆動系１３の動作を制御する。
【００３３】
また、ウエハステージＷＳＴには、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）と、Ｘ軸及びＹ軸の周りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も備えられている。そして、投影光学系ＰＬの下部側面の計測マウント１５に、斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（２３Ａ，２３Ｂ）が固定されている。この斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（２３Ａ，２３Ｂ）は、ウエハＷの表面の複数の計測点にスリット像を投影する投射光学系２３Ａと、その表面からの反射光を受光してそれらのスリット像の再結像された像の横ずれ量の情報を検出して、ステージ制御ユニット１４に供給する受光光学系２３Ｂとから構成されている。ステージ制御ユニット１４は、そのスリット像の横ずれ量の情報を用いてそれら複数の計測点における投影光学系ＰＬの像面からのデフォーカス量を算出し、露光時にはこれらのデフォーカス量が所定の制御精度内に収まるように、オートフォーカス方式でウエハステージＷＳＴ内のＺレベリング機構を駆動する。なお、斜入射方式の多点オートフォーカスセンサの詳細な構成については、例えば日本国の特開平１−２５３６０３号公報に開示されている。
【００３４】
また、ステージ制御ユニット１４は、レーザ干渉計システム１０による計測情報に基づいて駆動系１１を最適に制御するレチクル側のコントロール回路と、レーザ干渉計システム１２による計測情報に基づいて駆動系１３を最適に制御するウエハ側のコントロール回路とを含んでいる。本例の投影露光装置が走査露光型である場合に、走査露光時にレチクルＲとウエハＷとを同期走査するときは、その両方のコントロール回路が各駆動系１１，１３を協調制御する。また、主制御系２０は、ステージ制御ユニット１４内の各コントロール回路と相互にコマンドやパラメータをやり取りして、オペレータが指定したプログラムに従って最適な露光処理を実行する。そのために、オペレータと主制御系２０とのインターフェイスを成す不図示の操作パネルユニット（入力デバイスと表示デバイスとを含む）が設けられている。
【００３５】
さらに、露光に際しては、予めレチクルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要がある。そこで、図１の投影露光装置には、レチクルＲを所定位置に設定するためのレチクルアライメント系（ＲＡ系）２１と、ウエハＷ上のマークを検出するためのオフアクシス方式のアライメント系２２とが設けられている。アライメント系２２（マーク検出系）も計測マウント１５に固定されている。多点のオートフォーカスセンサ（２３Ａ，２３Ｂ）及びアライメント系２２も、それぞれ投影光学系ＰＬとウエハステージＷＳＴ又はウエハＷ（所定の部材）との位置関係を計測するためのセンサの一つとみなすことができる。
【００３６】
また、レーザ光源１がエキシマレーザ光源であるときは、主制御系２０の制御のもとにあるレーザ制御ユニット２５が設けられ、この制御ユニット２５は、レーザ光源１のパルス発振のモード（ワンパルスモード、バーストモード、待機モード等）を制御するとともに、放射されるパルスレーザ光の平均光量を調整するためにレーザ光源１の放電用高電圧を制御する。また、光量制御ユニット２７は、ビームスプリッタ３で分割された一部の照明光を受光する光電検出器２６（インテグレータセンサ）からの信号に基づいて、適正な露光量が得られるように可変減光器４を制御するとともに、パルス照明光の強度（光量）情報をレーザ制御ユニット２５及び主制御系２０に送る。
【００３７】
そして、図１において、ステップ・アンド・リピート露光方式の場合には、照明光ＩＬのもとでレチクルＲのパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の一つのショット領域に投影する動作と、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作とがステップ・アンド・リピート方式で繰り返される。一方、走査露光型の場合には、レチクルＲへの照明光ＩＬの照射を開始して、レチクルＲのパターンの一部の投影光学系ＰＬを介した
像をウエハＷ上の一つのショット領域に投影した状態で、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを投影光学系ＰＬの投影倍率βを速度比としてＹ方向に同期して移動（同期走査）する走査露光動作によって、そのショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。その後、照明光ＩＬの照射を停止して、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作と、上記の走査露光動作とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。
【００３８】
次に、本例の投影露光装置の機構部の構成につき詳細に説明する。その機構部は、投影光学系ＰＬを備えた投影光学装置ともみなすことができる。以下では、本例の投影露光装置がステップ・アンド・リピート露光方式である場合について説明する。
図２は、本例の投影露光装置の機構部の概略構成を示し、この図２において、床面の三角形の頂点に位置する３箇所に、短い円柱状の台座３２Ａ，３２Ｂ（３番目の台座，３２Ｃ，は不図示）が埋め込まれている。これら３箇所の台座３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ上に、それぞれ細長い円柱状のコラム３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが位置している。これらのコラムは、位置ずれしない状態で、従って、細長い円柱状のコラム３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが図２に示すように或る程度内側に傾斜するように（完全な垂直になるのではなく）配置されている。３本のコラム３３Ａ〜３３Ｃは上部の間隔が次第に狭くなるように安定に配置され、コラム３３Ａ〜３３Ｃの上面にほぼ正三角形の枠状の上部コラム３４が固定されている。コラム３３Ａ〜３３Ｃ及び上部コラム３４よりなるコラム構造体が、投影光学系ＰＬを吊り下げるためのフレームに対応している。
【００３９】
即ち、コラム３３Ａ〜３３Ｃで囲まれた空間内に投影光学系ＰＬが配置され、投影光学系ＰＬのＺ方向にほぼ中央の側面を囲むように、投影光学系ＰＬと一体的にフランジ１８（支持部材）が固定されている。なお、フランジ１８は投影光学系ＰＬの鏡筒と一体であってもよい。そして、上部コラム３４の３つの辺の中央部にそれぞれ互いに同一のコイルばね３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ（防振部）の一端が固定され、コイルばね３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃの他端にそれぞれ鋼材よりなる互いに同一のワイヤ３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを介してフランジ１８が連結されている。ワイヤ３５Ａとコイルばね３６Ａとが１つの連結部材に対応し、同様に他のワイヤ３５Ｂ，３５Ｃとコイルばね３６Ｂ，３６Ｃとが２つの連結部材に対応している。それらの連結部材は互いにほぼ平行で、かつＺ軸に平行である。本例では、Ｚ軸に平行で床面に向かう方向（−Ｚ方向）が鉛直方向となっており、Ｚ軸に垂直な平面（ＸＹ平面）はほぼ水平面である。従って、フランジ１８に対して＋Ｚ方向である上方の上部コラム３４から、それら３つの連結部材を介して投影光学系ＰＬ及びフランジ１８が吊り下げられて支持されている。
【００４０】
この場合、投影光学系ＰＬの光軸はＺ軸に平行であり、本例の連結部材の固有振動数は、投影光学系ＰＬの光軸に平行な方向よりもその光軸に垂直な方向で低くなっている。その連結部材はその光軸に垂直な方向には振り子のように振動するため、その連結部材のＺ方向の長さをＬ、重力定数をＧ（＝９．８ｍ／ｓ2)とすると、その光軸に垂直な方向の固有振動数ｆｇは、次のように長さＬが長い程小さい値になる。
【００４１】
2008515219.tif 000003
その固有振動数ｆｇが小さい程、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な方向の除振性能（床の振動が投影光学系ＰＬに伝わるのを防止する能力）は向上するため、その除振性能を高めるためにはその連結部材の長さＬは長い程良い。しかしながら、一方で投影光学系ＰＬを安定に支持するためには、連結部材に吊り下げられるフランジ１８は、投影光学系ＰＬのＺ方向の重心位置付近に固定されることが好ましい。また、投影露光装置をできるだけ小型化するためには、上部コラム３４の高さは投影光学系ＰＬの上方の先端部を超えない程度であることが好ましい。この観点からは、その連結部材の長さＬはほぼ投影光学系ＰＬのＺ方向の長さの１／２程度以下となる。
【００４２】
その連結部材の長さＬは、一例としてほぼ０．５ｍに設定される。この値を（１）式に適用すると、固有振動数ｆｇはほぼ０．７Ｈｚという小さい値になる。さらに、その連結部材の長さＬを１ｍ以上に設定した場合には、（１）式から固有振動数ｆｇは次のように投影露光装置として十分に小さい０．５Ｈｚ程度以下となる。
ｆｇ≦０．５（Ｈｚ）    …（２）
従って、例えば投影光学系ＰＬの長さによって可能である場合には、その連結部材の長さはほぼ１ｍ以上で数ｍ以下に設定することが好ましい。
【００４３】
また、その連結部材中のワイヤ３５Ａ〜３５Ｃの投影光学系ＰＬの光軸方向の固有振動数は、その固有振動数ｆｇよりもかなり高くなる。しかしながら、例えば床からコラム３３Ａ〜３３Ｃを介して上部コラム３４に伝わる振動のうちで、その光軸方向の振動成分の大部分はコイルばね３６Ａ〜３６Ｃ（防振部）によって吸収されるため、その光軸に平行な方向においても高い除振性能が得られる。
【００４４】
なお、例えばコラム３３Ａ〜３３Ｃと上部コラム３４との間に、コイルばね又はエアダンパのような防振台を設置することも可能であり、この場合にはその連結部材中のコイルばね３６Ａ〜３６Ｃは省略してもよい。
また、本例では投影光学系ＰＬの上部に一体的にレチクルステージＲＳＴ（ここでは微動機構）が固定され、このレチクルステージＲＳＴにレチクルＲ（パターンが形成された部材）が保持されている。レチクルステージＲＳＴは、投影光学系ＰＬに固定されたベース部３１Ｂと、ベース部３１に対してＸ方向に微動可能なＸステージ３１Ｘと、Ｘステージ３１Ｘに対してＹ方向に微動可能でレチクルＲを保持するＹステージ３１Ｙとを備えている。本例のレチクルＲのパターン形成面にはＸ方向に所定間隔で１対のアライメントマークＲＭＡ及びＲＭＢが形成され、アライメントマークＲＭＡ，ＲＭＢの上方にそれぞれミラー２８Ａ，２８Ｂを介してレチクルアライメント系（ＲＡ系）２１Ａ，２１Ｂが配置されている。１対のＲＡ系２１Ａ，２１Ｂが図１のＲＡ系２１に対応している。
【００４５】
本例の投影露光装置は一括露光型であり、予め露光前にＲＡ系２１Ａ，２１Ｂを用いてレチクルＲのアライメントマークＲＭＡ，ＲＭＢの位置決めを行った後は、レチクルＲを移動する必要はない。そのために、図１のレチクル側のレーザ干渉計システム１０は、図２の投影露光装置では設けられていない。
なお、ミラー２８Ａ，２８Ｂ及びＲＡ系２１Ａ，２１Ｂは、上部コラム３４に連結された不図示のコラムに固定され、そのコラムに図１の照明光学系９が収納された照明系サブチャンバ１９が固定されている。この場合、図１のレーザ光源１は一例として図２のコラム３３Ａ〜３３Ｃの外側の床上に設置され、レーザ光源１から射出される照明光ＩＬは、不図示のビーム送光系を介して照明光学系９に導かれる。
【００４６】
また、投影光学系ＰＬの下方の床面上に防振台（不図示）を介してウエハベースＷＢが設置され、ウエハベースＷＢ上にウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴがエアベリングを介して移動自在に載置されている。ウエハステージＷＳＴの上部には、レチクルＲ及びウエハＷのアライメントを行うための基準マークが形成された基準マーク部材２９も固定されている。
【００４７】
上述のように本例の剛構造の投影光学系ＰＬは、剛構造の上部コラム３４に対して柔構造の連結部材としてのコイルばね３６Ａ〜３６Ｃ及びワイヤ３５Ａ〜３５Ｃを介して吊り下げて支持されている。この構造では高い除振性能が得られるとともに機構部の大幅な軽量化が可能であるが、その投影光学系ＰＬと上部コラム３４との相対位置が比較的低い周波数で変化する恐れがある。そこで、投影光学系ＰＬと上部コラム３４（及びコラム３３Ａ〜３３Ｃ）との相対位置を所定の状態に維持するために、図３に示すように非接触方式の位置決め装置が設けられている。
【００４８】
図３は、図２の投影光学系ＰＬ及びフランジ１８の平面図であり、この図３において、コラム３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃにそれぞれフランジ１８の方向に伸びるアーム部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃが固定されている。アーム部３７Ａ〜３７Ｃは投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの周りにほぼ１２０°間隔で配置されている。そして、第１のアーム部３７Ａとフランジ１８との間に、フランジ１８をＺ方向に変位させるための第１のアクチュエータ４０Ａと、フランジ１８を円周方向に変位させるための第２のアクチュエータ４１Ａとが設置されている。アクチュエータ４０Ａ，４１Ａとしてはボイスコイルモータが使用できるが、それ以外の例えばＥＩコア方式等の非接触の電磁アクチュエータも使用できる。
【００４９】
また、アーム部３７Ａの近傍のフランジ１８上に、フランジ１８のＺ方向及び円周方向の加速度を検出するための第１の２軸の加速度センサ３９Ａが設けられている。加速度センサ３９Ａで検出される２軸の加速度情報は制御部４２に供給され、制御部４２は、その加速度情報に基づいてそのフランジ１８がアーム部３７Ａ（ひいては図２の上部コラム３４）に対して相対的に静止しているように２軸のアクチュエータ４０Ａ，４１Ａを駆動する。
【００５０】
本例において、その加速度情報は、フランジ１８（ひいては投影光学系ＰＬ）を静止させるようにアクチュエータ４０Ａ，４１Ａをサーボ方式で駆動するために使用される。そのサーボ制御を行うに先だって、フランジ１８（ひいては投影光学系ＰＬ）は基準位置に位置しており、その基準位置において、フランジ１８とアーム部３７Ａ〜３７Ｃとは互いに所定の（例えば、アクチュエータが有効にフランジを駆動できるような）位置関係にある。フランジ１８は、１つ又はその以上（例えば３個）の変位センサ（不図示）の出力に基づいてその基準位置に移動できる。その変位センサは、例えば干渉計、静電容量型の変位センサ、渦電流式の変位センサ等である。
【００５１】
図３において、第２のアーム部３７Ｂとフランジ１８との間、及び第３のアーム部３７Ｃとフランジ１８との間にもそれぞれフランジ１８をＺ方向に変位させるための第３及び第５のアクチュエータ４０Ｂ及び４０Ｃと、フランジ１８を円周方向に変位させるための第４及び第６のアクチュエータ４１Ｂ及び４１Ｃとが設置されている。アクチュエータ４０Ｂ，４１Ｂ及び４０Ｃ，４１Ｃの構成はそれぞれアクチュエータ４０Ａ，４１Ａと同一である。また、アーム部３７Ｂ及び３７Ｃの近傍のフランジ１８上に、それぞれフランジ１８のＺ方向及び円周方向の加速度を検出するための第２及び第３の２軸の加速度センサ３９Ｂ及び３９Ｃが設けられている。加速度センサ３９Ｂ及び３９Ｃの加速度情報も制御部４２に供給され、制御部４２は、その加速度情報に基づいてそのフランジ１８がそれぞれアーム部３７Ｂ及び３７Ｃ（ひいては図２の上部コラム３４）に対して相対的に静止しているように２軸のアクチュエータ４０Ｂ，４１Ｂ及び４０Ｃ，４１Ｃを駆動する。
【００５２】
変位センサとしての加速度センサ３９Ａ〜３９Ｃとしては、変位センサ、ピエゾ素子等で発生する電圧を検出する圧電型の加速度センサ、例えば歪みの大きさに応じてＣＭＯＳコンバータの論理閾値電圧が変化することを利用する半導体式の加速度センサ等を使用できる。加速度計を用いる利点は、一度サーボ制御が開始されると、例えば地上から台座３２Ａ〜３２Ｃを通して伝達される可能性のある振動によって僅かに動く可能性のあるアーム部３７Ａ〜３７Ｃに対してのみ相対的に静止させる場合に比べて、フランジ１８（ひいては投影光学系ＰＬ）の空間内での静止状態を維持できることである。また、加速度センサ３９Ａ〜３９Ｃの代わりに、フランジ１８とアーム部３７Ａ〜３７Ｃ（ひいては上部コラム３４）との相対位置を直接計測するための非接触方式の位置センサを設けてもよい。その位置センサとしては、例えば渦電流変位センサ、静電容量式変位センサ、又は光学式センサ等を使用できる。
【００５３】
このように６軸の加速度センサ３９Ａ〜３９Ｃ（変位センサ）と、６軸のアクチュエータ４０Ａ〜４０Ｃ，４１Ａ〜４１Ｃと、制御部４２とを含んで投影光学系ＰＬ及びフランジ１８の位置決め装置が構成されている。この位置決め装置によって、上部コラム３４（上部コラム３４は振動も変位もしないと仮定する）に対する投影光学系ＰＬのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の相対位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの相対回転角は、一定の状態（所定の状態）に維持される。本例のアクチュエータ４０Ａ〜４０Ｃ，４１Ａ〜４１Ｃの応答周波数は１０Ｈｚ程度であり、その応答周波数までの振動に対しては、本例の投影光学系ＰＬはアクティブ・サスペンション方式で支持されている。そして、それを超える周波数の振動に対しては、投影光学系ＰＬはパッシブ防振構造によって吊り下げて支持されている。
【００５４】
なお、図３では３本のコラム３３Ａ〜３３Ｃを用いているが、図４に示すように４本のコラム３３Ａ〜３３Ｄを用いてもよい。
図４は、４本のコラム３３Ａ〜３３Ｄを用いた場合の投影光学系ＰＬ及びフランジ１８を示す平面図であり、この図４において、コラム３３Ａ〜３３Ｄはほぼ正方形の頂点の位置に、上部の間隔が次第に狭くなるように安定に配置されている。また、コラム３３Ａ〜３３Ｄの上部に正方形の枠状の上部コラム３４Ａが固定され、上部コラム３４Ａの３箇所にフランジ１８を吊り下げるためのワイヤ３５Ａ〜３５Ｃが、図２のコイルばね３６Ａ〜３６Ｃを介して連結される。
【００５５】
この場合、２本のコラム３３Ａ及び３３Ｂは投影光学系ＰＬをＸ方向に挟むように配置され、コラム３３Ｃは投影光学系ＰＬの＋Ｙ方向に配置されている。そして、コラム３３Ａに固定されたアーム部３７Ａとフランジ１８との間に、フランジ１８をそれぞれＺ方向及びＹ方向に駆動する第１及び第２のアクチュエータ４０Ａ及び４１Ａが設けられ、コラム３３Ｂに固定されたアーム部３７Ｂとフランジ１８との間に、フランジ１８をそれぞれＺ方向及びＹ方向に駆動する第３及び第４のアクチュエータ４０Ｂ及び４１Ｂが設けられている。また、コラム３３Ｃに固定されたアーム部３７Ｃとフランジ１８との間に、フランジ１８をそれぞれＺ方向及びＸ方向に駆動する第５及び第６のアクチュエータ４０Ｃ及び４１Ｃが設けられている。さらに、アーム部３７Ａ〜３７Ｃに近いフランジ１８の上部にそれぞれ２軸の加速度センサ３９Ａ〜３９Ｃが設置されている。
【００５６】
図４の構成においては、アクチュエータ４１Ｃによって投影光学系ＰＬ（及びフランジ１８）をＸ方向に駆動でき、アクチュエータ４１Ａ及び４１Ｂによって投影光学系ＰＬ（及びフランジ１８）をＹ方向及びＺ軸の周りの回転方向に駆動できるため、アクチュエータ４１Ａ〜４１Ｃの制御が容易である。
図２に戻り、投影光学系ＰＬのフランジ１８（支持部材）の底面に、それぞれＺ軸にほぼ平行な３本の円柱状のロッド３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ（リンク部材）を介して輪帯の平板状の計測マウント１５（計測ユニット）が連結されている。即ち、計測マウント１５は、フランジ１８に対して３点支持よりなるキネマティック支持方式で安定に連結されている。計測マウント１５には、アライメント系２２、送風管１６、及びレーザ干渉計システム１２等が固定されている。
【００５７】
図５（Ａ）は、図２中のフランジ１８と計測マウント１５とのロッド３８Ａ〜３８Ｃを介した連結状態を示し、この図５（Ａ）において、ロッド３８Ａの両端部にはそれぞれ直径が細くなったフレクシャー部３８Ａｂ及び３８Ａａが形成されている。他の２本のロッド３８Ｂ，３８Ｃの両端部にもそれぞれフレクシャー部が形成されている。
図５（Ｂ）に示すように、ロッド３８Ａの一方のフレクシャー部３８Ａａでは、Ｚ方向への伸縮以外の５自由度の変位が可能である。同様に、図５（Ａ）のロッド３８Ａの他方のフレクシャー部３８Ａｂ、及び他の２本のロッド３８Ｂ，３８Ｃの両端部のフレクシャー部でもそれぞれ５自由度の変位が可能であるため、フランジ１８と計測マウント１５との間では応力が殆ど作用しない。従って、計測マウント１５に固定されたレーザ干渉計システム１２等で高い計測精度が得られる。
【００５８】
さらに、計測マウント１５の中央の（投影光学系ＰＬが挿通されている）開口の近傍の３箇所に切り欠き部及び凸部が形成され、その３箇所の凸部が投影光学系ＰＬの側面に接触している。
図５（Ｃ）は、計測マウント１５のうちの１箇所の切り欠き部１５ａ２及び凸部１５ａ１を示し、この構造によってその凸部１５ａ１は、投影光学系ＰＬの側面に対して光軸を中心とする半径方向及びＺ方向の変位と、Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸の周りの回転方向の変位とを含む５自由度の変位が可能である。従って、計測マウント１５と投影光学系ＰＬとの間でも応力が殆ど作用しないため、投影光学系ＰＬの結像特性が安定に維持される。
【００５９】
なお、図５（Ａ）の両端部にフレクシャー部が形成されたロッド３８Ａ〜３８Ｃの代わりに、図６に示すロッド４３（リンク部材）を使用してもよい。図６において、ロッド４３の上端部には直交する２方向に切り欠き部４３ａ，４３ｂが形成され、ロッド４３の下端部は上端部と対称な切り欠き部４３ｂ，４３ａを介して連結対象の部材（図５（Ａ）の例では計測マウント１５）に固定されている。図６のロッド４３と同一の３本のロッドで図５（Ａ）のロッド３８Ａ〜３８Ｃを置き換えた場合にも、ロッド４３の両端部では少なくとも５自由度の変位が可能であるため、フランジ１８と計測マウント１５とは実質的に応力が作用しない状態で連結される（すなわち、それらはキネマティック支持方式で連結される）。
【００６０】
図２に戻り、本例の投影露光装置はダウンフロー環境下に設置されており、照明系サブチャンバ１９側から投影光学系ＰＬの側面を通過してウエハベースＷＢに向けて、温度制御されて高度に防塵処理が施された所定の気体（例えば空気）が供給されている。本例の投影光学系ＰＬは上部コラム３４から吊り下げて支持されており、その所定の気体の流れを阻害する部材は配置されていない。従って、その所定の気体は下方に円滑に流れることができ、投影光学系ＰＬの温度安定性が向上し、結像特性の安定性も向上する。
【００６１】
上述のように本例の図２の投影露光装置においては、剛構造の上部コラム３４に対して柔構造の連結部材としてのコイルばね３６Ａ〜３６Ｃ及びワイヤ３５Ａ〜３５Ｃを介して、剛構造の投影光学系ＰＬ及びフランジ１８がアクティブ・サスペンション方式で吊り下げて支持されている。このために以下のような利点がある。
（１）本例の投影露光装置は極めて単純な構造体の組み合わせからなり、機構部が軽量化でき、製造コストを低減できる。
【００６２】
（２）投影光学系ＰＬが吊り下げて支持されており、連結部材（投影光学系ＰＬ）の特に光軸に垂直な方向の振動の固有振動数は極めて小さいため、床面からの振動の影響は大幅に軽減される。従って、除振性能及び露光精度（重ね合わせ精度）等の装置性能が向上する。そして、仮に振動が問題化した場合にも、その伝達経路の特定が容易であり、例えば振動が伝わる部分に防振部材を追加する等の対策を容易に施すことができる。
【００６３】
（３）投影露光装置の環境温度が変化した場合、構造体の熱変形の予測も容易になるため、温度センサを用いて構造体の各部の温度を計測することによって、その計測結果に基づいて位置決め誤差等を補正することもできる。
（４）投影露光装置の周囲に広い空間があるので、次世代の装置を設計する際や装置をカスタマイズする際に、基本となるプラットフォーム（ベース・コラム・投影光学系の支持機構等）を変更する必要がない。従って、設計の自由度が大きくなるとともに、所謂モジュール設計に好適な構造と言える。
【００６４】
第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施形態につき図７及び図８を参照して説明する。本例の投影露光装置は、図２の投影露光装置に投影光学系ＰＬの温度を安定化する機構を追加したものであり、図７及び図８において図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。また、図７においては、分かり易くするために図２中の送風管１６及び小型空調装置１７の図示を省略している。
【００６５】
図７は、本例の投影露光装置の機構部の概略構成を示し、この図７において、床上に冷却用の液体（冷却液）が回収される回収タンク４５が設置され、三角形の枠状の上部コラム３４の一つの頂点付近上にその液体を蓄える供給タンク４８が設置され、上部コラム３４の別の頂点付近上に後述の配管を架けるための支持部材４９Ｂが設置されている。冷却用の液体としては、水又はフッ素系不活性液体（例えばフロリナート（米国スリーエム社によって製造されている））などが使用できる。その液体としてはいわゆる冷媒も使用可能である。環境的にはその液体としては水が好ましい。
【００６６】
そして、回収タンク４５が、配管４６Ａ（図８参照）、内部を通過する液体の温度を目標温度まで冷却するとともにポンプを内蔵した温度調整装置４７、及び配管４６Ｂを介して供給タンク４８の上部に連結されている。供給タンク４８の底部は、ワイヤ３５Ｂに沿って下方に延びる配管４６Ｃに連結され、投影光学系ＰＬを冷却する配管４６Ｄ及び投影光学系ＰＬの側面の配管４６Ｅを介して回収タンク４５に連結されている。この際に、配管４６Ｃの一部は、ワイヤ３５Ｂの可動部に固定された固定マウント４９Ａ（支持部材）によって保持され、配管４６Ｅは実際には一度フランジ１８付近まで下がった後に、ワイヤ３５Ａに沿って上昇し、コイルばね３６Ａの可動部の固定マウント（不図示）によって固定される。さらに、配管４６Ｅは支持部材４９Ｂで固定された後に、コラム３３Ａに沿って引き回されている。
【００６７】
配管４６Ａ〜４６Ｅはそれぞれ可撓性を有する合成樹脂等から形成され、供給タンク４８の高さは回収タンク４５よりも高い位置にあるので、途中経路で配管が上下しても後述のように冷却用の液体は供給タンク４８と回収タンク４５との間をサイホンの原理（高さの差を利用して液体を押し出す働き）によって循環することができる。このように、回収タンク４５、配管４６Ａ〜４６Ｅ、ポンプを内蔵した温度調整装置４７、及び供給タンク４８を含んで液体供給装置が構成されている。
【００６８】
図８は、図７中の液体供給装置による液体の流れを示し、この図８において、回収タンク４５内の液体は温度調整装置４７内に内蔵されたポンプにより矢印Ａ１で示すように配管４６Ａに吸い上げられて、温度調整装置４７内で冷却された後、配管４６Ｂを介して矢印Ａ２で示すように供給タンク４８に供給される。そして、供給タンク４８内の液体は、配管４６Ｃ〜４６Ｅの内部を矢印Ａ３〜Ａ６で示すように流れて、回収タンク４５に回収される。この際に、配管４６Ｅは場合によっては、タンク４８よりも高い位置を通過する可能性もあるが、その液体は一度循環を始めた後は、サイホンの原理で循環を繰り返す。従って、投影光学系ＰＬの側面に冷却用の液体を供給するに際して、圧力差だけで液体を押し出しているので振動源が存在しないため、除振性能が低下することがない。
【００６９】
第３の実施形態
次に、本発明の第３の実施形態につき図９を参照して説明する。本例は、図２の実施形態と同様に一括露光型の投影露光装置に本発明を適用したものであり、図９において図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図９は、本例の投影露光装置の機構部の概略構成を示し、この図９において、床Ｆ（床上に配置された支持用のフレームでもよい）上に３本のコラム３３Ａ，３３Ｂ（３番目のコラム，３３Ｃ，は不図示）がＺ軸に平行に伸びるように固定されている。コラム３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ上にエアダンパ方式及び／又はコイルばね方式のような受動型の防振台５１Ａ，５１Ｂ（及び不図示の５１Ｃ）を介して上部コラム３４Ｂが支持されている。また、投影光学系ＰＬのＺ方向にほぼ中央の側面を囲むように、投影光学系ＰＬと一体的にフランジ１８（支持部材）が固定され、上部コラム３４Ｂの３箇所に例えば板ばねのような防振部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃが固定されている。そして、防振部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃから、互いに同一のそれぞれ両端部にフレクシャー部が形成されたＺ軸にほぼ平行なロッド５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃを介してフランジ１８（ひいては投影光学系ＰＬ）が吊り下げられている。
【００７０】
この場合、防振部材５３Ａとロッド５２Ａとが１つの連結部材に対応し、同様に他の防振部材５３Ｂ，５３Ｃとロッド５２Ｂ，５２Ｃとが２つの連結部材に対応している。それらの連結部材は互いにほぼ平行で、かつＺ軸に平行である。本例のロッド５２Ａ〜５２Ｃは投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な方向には容易に変位できるため、それを含む連結部材の固有振動数も、第１の実施形態と同様に投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向よりもその光軸に垂直な方向で低くなっている。その連結部材の長さＬは、一例としてほぼ０．５ｍに設定される。この値を（１）式に適用すると、その連結部材の光軸ＡＸに垂直な方向の固有振動数はほぼ０．７Ｈｚという小さい値になる。さらに、その連結部材の長さ
Ｌを１ｍ以上に設定した場合には、（１）式からその固有振動数は投影露光装置として十分に小さい０．５Ｈｚ程度以下となる。
【００７１】
また、その連結部材中のロッド５２Ａ〜５２Ｃの光軸ＡＸ方向の固有振動数は、その光軸ＡＸに垂直な方向の固有振動数よりもかなり高くなる。しかしながら、例えば床からコラム３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに伝わる振動の大部分は、防振台５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃで減衰されて、上部コラム３４Ｂにはその光軸ＡＸ方向の振動は殆ど伝わらないため、投影光学系ＰＬは安定に支持される。
【００７２】
また、コラム３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに対するフランジ１８及び投影光学系ＰＬの相対位置を制御するために、コラム３３Ａ，３３Ｂ，及び３３Ｃとフランジ１８との間にそれぞれＺ方向及び円周方向の相対位置を制御するための２軸のアクチュエータ５４Ａ及び５４Ｂ（及び不図示の５４Ｃ）が設けられている。さらに、フランジ１８上に６自由度の位置を計測する位置センサ（不図示）が設置され、この位置センサの計測情報に基づいてそれら６軸のアクチュエータを駆動することで、フランジ１８及び投影光学系ＰＬの相対位置が制御されている。
【００７３】
この他の構成は図２の第１の実施形態と同様であり、本例においても、投影光学系ＰＬと一体的にレチクルＲを微動するレチクルステージＲＳＴが固定され、フランジ１８の底面に３本のロッド３８Ａ〜３８Ｃを介してキネマティック支持方式で計測マウント１５が支持され、計測マウント１５にレーザ干渉計システム１２等が固定されている。そして、レチクルＲは投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各ショット領域にそれぞれ一括転写される。
【００７４】
本例によれば、投影光学系ＰＬが上部コラム３４Ｂから吊り下げて支持されているため、第１の実施形態と同様に、除振性能を向上できるとともに、機構部を軽量化できる。また、連結部材としてロッド５２Ａ〜５２Ｃが使用されているため、投影光学系ＰＬが大型である場合にも、その投影光学系ＰＬを安定に支持できる。
第４の実施形態
次に、本発明の第４の実施形態につき図１０及び図１１を参照して説明する。本例は、走査露光型の投影露光装置に本発明を適用したものであるが、図１０及び図１１において図２及び図９に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００７５】
図１０は、本例の投影露光装置の機構部の概略構成を示し、この図１０において、床Ｆ（又は床上に配置されたフレーム）上に３本のコラム３３Ａ，３３Ｂ（３番目のコラム，３３Ｃ，は不図示）がＺ軸に平行に固定され、コラム３３Ａ〜３３Ｃ上に受動型の防振台５１Ａ，５１Ｂ（及び不図示の５１Ｃ）を介して、或る程度の弾性変形の可能な平板状で投影光学系ＰＬの先端部を通すための開口が形成された中間部材５５が支持されている。また、本例の投影光学系ＰＬＡのＺ方向にほぼ中央の側面を囲むように、投影光学系ＰＬＡと一体的にフランジ１８（支持部材）が固定され、中間部材５５の３箇所に互いに同一のＺ軸にほぼ平行な３本のロッド５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ（ロッド５２Ｂは図９の例と同様に投影光学系ＰＬＡの手前側に位置していて、図１０では不図示である）を介して、フランジ１８及び投影光学系ＰＬが吊り下げられている。ロッド５２Ａ〜５２Ｃの両端部にはフレクシャー部が形成されている。この場合、ロッド５２Ａ〜５２Ｃが３本の連結部材に対応し、コラム３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ、防振台５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ、及び中間部材５５を含むコラム構造体が、それらの連結部材を吊り下げるフレームに対応している。
【００７６】
また、中間部材５５の上面の例えば３箇所に、回転自在のピボット５８Ａ，５８Ｂ（３番目のピボット（５８Ｃ）は不図示）（防振部材）を介して厚い平板状で照明光ＩＬを通す開口が形成されたレチクルベース５７が載置され、レチクルベース５７上にエアベアリングを介してＸＹ平面内で移動自在にレチクルＲを吸着保持するレチクルステージ６０が載置されている。本例の走査露光時のレチクルＲの走査方向はＹ方向（図１０の紙面に垂直な方向）であり、レチクルステージ６０をＹ方向に駆動する際の反力を相殺するために、レチクルベース５７上でレチクルステージ６０を囲むように矩形の枠状のカウンターマス５９が載置されている。そして、レチクルステージ６０の＋Ｘ方向の端部の可動子６１ａとカウンターマス５９上の（又は内の）固定子６１ｂとから、第１のＹ軸のリニアモータ６１が構成されている。このリニアモータ６１と対称に、レチクルステージ６０の−Ｘ方向の端部の可動子６２ａとカウンターマス５９上の（又は内の）固定子６２ｂとから、第２のＹ軸のリニアモータ６２が構成されている。第１及び第２のＹ軸のリニアモータ６１及び６２は、それぞれカウンターマス５９に対してレチクルステージ６０をＹ方向に駆動する。この際に、カウンターマス５９が逆方向に移動するため、駆動反力が相殺されて振動の発生が抑制される。不図示であるが、レチクルステージ６０には、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ軸の周りの回転方向への微動機構も備えられている。
【００７７】
また、中間部材５５には、計測マウント５６が固定され、この計測マウント５６には、図１に示したように投影光学系ＰＬの側面の参照鏡Ｍｅ（図１１参照）を基準としてレチクルステージ６０のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸の周りの回転方向の位置を計測するためのレーザ干渉計システム１０が組み込まれている。そして、中間部材５５、レチクルベース５７、レチクルステージ６０、カウンターマス５９、及び計測マウント５６を含んでレチクルＲを駆動するレチクルステージ系ＲＳＴＡが構成されている。
【００７８】
図１１は、図１０中のカウンターマス５９から中間部材５５までの部材の拡大断面図を示し、この図１１において、カウンターマス５９はレチクルベース５７上に複数のエアパッド６２Ａ，６２Ｂ（他は図示省略）を介して載置されている。この構成では、エアパッド６２Ａ，６２Ｂはレチクルベース５７上をエアベリング方式で円滑に移動する。さらに、カウンターマス５９の底面とそれらのエアパッド６２Ａ，６２Ｂとは、それぞれ断面積が小さい部材であるフレクシャー部６３（フレクシャー機構）を介して或る程度相対回転が可能な状態で連結されている。
【００７９】
図１０に戻り、本例においても、コラム３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに対するフランジ１８及び投影光学系ＰＬＡの６自由度の相対位置を制御するために、６軸の非接触のアクチュエータ５４Ａ，５４Ｂ（残りの２軸のアクチュエータは不図示）が設けられている。この他の機構は図９の実施形態と同様であり、フランジ１８の底面にはキネマティック支持方式で計測マウント１５が連結され、計測マウント１５にはレーザ干渉計システム１２等が固定されている。
【００８０】
本例では、レチクルＲのパターンは投影光学系ＰＬＡを介してウエハＷ上の各ショット領域にステップ・アンド・スキャン方式で転写露光される。この際に、投影光学系ＰＬＡが中間部材５５から吊り下げて支持されているため、第１の実施形態と同様に、除振性能を向上できるとともに、機構部を軽量化できる。
また、本例では、レチクルステージ６０をＹ方向に高速で往復運動するように駆動する際の反力を相殺するように、カウンターマス５９が設けられている。この際に、単にカウンターマス５９をレチクルベース５７上に載置した場合には、反力を受けるカウンターマス５９が高周波数の振動を発生させ、それがレチクルベース５７を振動させて、レチクルステージ６０の位置の計測精度を低下させる恐れがある。これを防止するために、本例では、図１１に示すように、カウンターマス５９（剛構造）とエアパッド６２Ａ，６２Ｂ（剛構造）とをフレクシャー部６３（柔構造）を介して連結しているため、カウンターマス５９で発生する振動はレチクルベース５７には殆ど伝わることがなく、レチクルステージ６０の位置及び速度を高精度に制御できる。
【００８１】
同様に、図１０に示すように、中間部材５５とレチクルベース５７（剛構造）とはピボット５８Ａ，５８Ｂ（柔構造）を介して連結されているため、レチクルベース５７の振動がレーザ干渉計システムを備える計測マウント５６に伝わることがなく、この点からもレチクルステージ６０の位置及び速度を高精度に制御できる。
言い換えると、本例では、カウンターマス５９の振動の回転モーメントを他の構造体であるレチクルベース５７に伝達しないように、フレクシャー部６３によって柔結合が行われている。また、レチクルベース５７の振動の回転モーメントを他の構造体である中間部材５５に伝達しないように、ピボット５８Ａ，５８Ｂによって柔結合が行われている。このため、ピボット５８Ａ，５８Ｂの代わりにフレクシャー機構も使用できる。このような柔構造を介しての支持は、「運動学的支持」（応力集中の回避や振動減衰のための準運動学的支持や疑似運動学的支持を含む）とも言うことができる。
【００８２】
この場合、図１０に示すように、例えばレチクルベース５７が振動する際、その第１振動モードの節の位置は変位せず、回転のモーメントだけが生じるとともに、ピボット５８Ａ，５８Ｂによって回転を許容する柔結合が施されている。従って、中間部材５５及び計測マウント５６には殆ど振動エネルギーが伝達しないことになる。
これらの構造が採用されている上に、レチクルステージ６０の位置を観測するレーザ干渉計システムを備える計測マウント５６は、レチクルベース５７ではなく中間部材５５に設置されている。従って、例えばレチクルベース５７の曲がりに起因するいわゆるアッベ誤差（曲がり角の正弦で定まる誤差）を軽減することができる。また、中間部材５５からは投影光学系ＰＬＡを吊り下げているので、水平方向に対しては更に柔な結合がなされ、振動伝達を遮断する効果を奏することができる。
【００８３】
一方、鉛直方向（Ｚ方向）に対しては、振動遮断効果が比較的小さいので、理想的には、レチクルベース５７も防振台に載せ、その位置を能動的に位置決めする構造が望ましい。そのためには、一例として、図１０において、レチクルベース５７を不図示のコラム上に３個の能動型防振台を介して支持すればよい。これらの能動型防振台は、エアダンパとＺ方向に可変推力を発生する電磁ダンパ（ボイスコイルモータ等）とを含んでいる。この構造では、レチクルベース５７用の３個の能動型防振台は、鉛直方向の３自由度（Ｚ方向の位置、ピッチング角、及びローリング角）のみが投影光学系ＰＬＡに対して制御される。制御帯域は例えば１０Ｈｚ程度である。
【００８４】
このような能動型防振台による柔結合を用いれば、レチクルベース５７（レチクルステージ６０）と投影光学系ＰＬＡとの間に振動エネルギー、変動荷重、及び熱変位の相互干渉がない。また、剛構造は互いに能動的に相対的な位置決めを行うので、柔結合による不具合は生じない。とりわけ、本例のような走査型露光装置においては、上記のような柔構造によってレチクルベース５７と投影光学系ＰＬＡとを結合し、互いに能動的に位置決めする機能を持たせれば、レチクルベース５７及び投影光学系ＰＬを支持する支持機構は高剛性である必要がなく、装置の軽量化や温度に対する安定性、広い空間確保に寄与する。
【００８５】
また、図１０の実施形態によれば、投影光学系ＰＬＡは上部の中間部材５５から吊り下げられているので、中央から下部にかけて遮るものはない。このため、例えばダウンフロー方式で装置の空調を効率良く行うことができる。また、広い空間が確保されているので、計測マウント１５及び５６に設けられる各種センサ等の設計の自由度を高めることができる。また、投影光学系ＰＬＡを交換する際は、計測マウント１５を取り付けたまま投影光学系ＰＬＡをロッド５２Ａ〜５２Ｃ（連結部材）から取り外し、不図示の門型のコラムをくぐらせる方法で、容易に投影光学系ＰＬＡの出し入れができる。このような構造であれば、計測系と投影光学系ＰＬＡとの位置関係を予め調整しておき、そのまま装置内へと組み込むことが可能になり、組立工程短縮、ひいてはコスト低減につながる。
【００８６】
第５の実施形態
次に、図１２及び図１３を参照して本発明の第５の実施形態につき説明する。本例において、投影光学系ＰＬはロッドを持つ支持機構によって下方から支持されている。図１２及び図１３において図１〜図１１に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。投影光学系ＰＬのフランジ１８は、開口が設けられた鋳造ベース部６４に載置されている。この鋳造ベース部６４はベースプレートＢＰから支持機構を介して支持されている。その支持機構は、その鋳造ベース部６４を介してＺ方向に投影光学系ＰＬを柔軟に支持するとともに、その投影光学系ＰＬを水平方向（ＸＹ方向）にも柔軟に支持する。本例では、その支持機構は、Ｚ方向に剛性が高く水平方向（ＸＹ方向）に柔軟な３個のロッド６５と、ロッド６５の両端部に形成されたフレクシャー６６Ａ，６６Ｂと、鋳造ベース部６４とフレクシャー６６Ａの上側とを連結する連結部とを備えている。さらに、本例では、ロッド６５とフレクシャー６６Ａとは一体的に形成されている。しかしながら、板ばね等を用いてそれらを分離してもよい。さらに、本例において、ロッド６５の長さは１ｍ以上である。
【００８７】
フレクシャー６６Ａ，６６Ｂに関して、図５に示すフレクシャー部３８Ａａ，３８Ａｂと同様に、Ｚ方向の伸張を除く５自由度の変位が可能である。これによって、鋳造ベース部６４とベースプレートＢＰとの間には殆どどのような力も作用しない。従って、鋳造ベース部６４は例えばベースプレートＢＰからの振動によって容易には変形しない。
さらに、本例の支持機構は、ベースプレートＢＰ上に配置された防振パッド６７を備えており、ベースプレートＢＰから伝達されるＺ方向の振動を抑制する。この防振パッド６７としては例えばエアマウントが使用できる。
【００８８】
さらに、本例において、図１３に示すように、鋳造ベース部６４は３個の支持機構によって支持されている。
さらに、本例において、図１３に示すように、レチクルベース５７は４個のコラム３３Ａ〜３３Ｄによって支持されている。鋳造ベース部６４に対向するように、コラム３３Ａ及び３３Ｃの間には、アクチュエータ５４Ａの固定子を構成する鉛直方向のコイルと水平方向のコイルとを含む不図示のコイルが配置されている。同様に、鋳造ベース部６４に対向するように、コラム３３Ｂ及び３３Ｄの間には、アクチュエータ５４Ｂの固定子を構成する鉛直方向のコイルと水平方向のコイルとを含む不図示のコイルが配置されている。アクチュエータ５４Ａ，５４Ｂの移動子を構成する永久磁石が鋳造ベース部６４に配置されている。
【００８９】
アクチュエータ５４Ａ，５４Ｂは、鋳造ベース部６４をＺ方向に変位させる３個のアクチュエータと、その鋳造ベース部を円周方向に変位させる３個のアクチュエータとから構成されている。アクチュエータ５４Ａ，５４Ｂは、鋳造ベース部６４を６自由度で制御する。
投影光学系ＰＬがパラレルリンク機構で支持されているときには、投影光学系ＰＬはＺ方向及び水平方向（ＸＹ方向）に固く支持される。これに対して、上述のように、本例の支持機構は、投影光学系ＰＬをＺ方向及び水平方向（ＸＹ方向）に柔軟に支持する。従って、その支持機構を軽量化できるとともに、投影光学系ＰＬの振動は有効に遮断できる。
【００９０】
さらに、本例において、投影光学系ＰＬは鋳造ベース部６４を介して支持されている。しかしながら、投影光学系ＰＬは直接支持してもよい。この場合、その支持機構は、例えば投影光学系ＰＬのフランジ１８を用いて投影光学系ＰＬを直接支持する。
さらに、投影光学系ＰＬは、本例の支持機構を用いて上方から吊り下げることもできる。また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬはワイヤ又はロッドを用いて支持されたいた。しかしながら、その投影光学系はチェーンを用いて支持してもよい。本例の露光装置は、上述の静止露光方式の露光装置、又は走査方式の露光装置に適用できる。
【００９１】
上述の実施形態の投影露光装置は、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより製造することができる。さらに、その投影露光装置の製造は温度及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。
【００９２】
また、上記の実施形態の投影露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の実施形態の投影露光装置によりアライメントを行ってレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、エッチング等の回路パターンを形成するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検査ステップ等を経て製造される。
【００９３】
なお、本発明は、例えば国際公開（ＷＯ）第９９／４９５０４号などに開示される液晶パネル製造用の露光装置にも適用することができる。また、本発明は、波長数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を露光ビームとして用いる投影露光装置にも適用できる。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【００９４】
本発明のいくつかの態様において、剛構造としての所定の部材に対して剛構造としての投影光学系を柔構造としての連結部材を介して吊り下げて支持する場合には、剛構造及び柔構造の両方の利点を活かすことが可能となる。従って、従来例に比べて剛構造の占める割合を小さくできるため、装置性能を低下させることなく、機構部の軽量化及び低コスト化が可能となる。
【００９５】
図面において連結部材はフランジ１８の上面に取り付けられているが、その連結部材は、その支持部材（フランジ１８）の開口を通してフランジ１８の底面に取り付けるか、又はフランジ１８の内部に取り付けてもよい。
本発明について好適な実施形態を参照して説明したが、それらは一例であり、本発明はその好適な実施形態又は構成には限定されない。本発明は、種々の変形及び構成を含むものである。さらに、その好適な実施形態の種々の要素は様々な組み合わせ及び配置で示されているが、それらは一例であり、より多くの要素、より少ない要素、又は一つの要素を含む他の組み合わせ及び配置も、本発明の要旨の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態の投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の投影露光装置の機構部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２中のフランジ１８及び投影光学系ＰＬを示す一部を切り欠いた平面図である。
【図４】図３の変形例を示す一部を切り欠いた平面図である。
【図５】図５（Ａ）は図２中のフランジ１８と計測マウント１５との連結状態を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）中のロッド３８Ａの下端部を示す斜視図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）の計測マウント１５中の一つの切り欠き部及び凸部を示す斜視図である。
【図６】図５（Ａ）のロッド３８Ａ〜３８Ｃの代わりに使用できるロッド４３を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の投影露光装置の機構部の概略構成を示す斜視図である。
【図８】図７中の液体供給機構を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の投影露光装置の機構部を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の投影露光装置の機構部を示す一部を切り欠いた概略構成図である。
【図１１】図１０中のカウンターマス５９から中間部材５５までの部材を示す拡大断面図である。
【図１２】第５の実施形態の投影露光装置の一部を切り欠いた概略構成図である。
【図１３】図１２の露光装置を示す斜視図である。
【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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【国際調査報告】
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