(57)【要約】【課題】レチクル（感応基板）の落下に伴う破損、あるいは、レチクルの位置ずれを防止し得る等の利点を有する露光装置を提供する。【解決手段】レチクルステージ３の下面四隅には、レチクル２の落下防止機構２０がそれぞれ設けられている。落下防止機構２０の支持部２１は、ステージ３下面にチャック１９でレチクル２を静電吸着させた後にスライド移動し、接触部２５がレチクル２の端部４箇所をそれぞれ下側から押さえる。このとき、４つの接触部２５は、レチクル２とほぼ点接触しつつ、チャック１９端部の鉛直方向同一平面上の点においてレチクル２を押さえる。このとき、レチクル２のパターン面は殆ど変形せず、平坦度が充分に確保されるので、オーバレイ精度の劣化が低減される。【選択図】      図１
2004153122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギ線を射出する光源と、
該光源から射出されたエネルギ線を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、
パターン面を重力方向下側に向けて前記レチクルを吸着保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、
該レチクルから反射するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、
該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記投影光学系を収容する光学鏡筒と、
を具備する露光装置であって、
前記レチクルの落下防止機構をさらに具備し、
該落下防止機構が、前記レチクルにほぼ点接触で常時当接する３個以上の支持部材を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
エネルギ線を射出する光源と、
該光源から射出されたエネルギ線を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、
パターン面を重力方向下側に向けて前記レチクルを吸着保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、
該レチクルから反射するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、
該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記投影光学系を収容する光学鏡筒と、
を具備する露光装置であって、
前記レチクルの落下防止機構をさらに具備し、
前記レチクルステージに前記レチクルを吸着保持した後に、前記落下防止機構が該レチクルの下方に移動し、
前記レチクルステージから前記レチクルが離脱した場合には、離脱した該レチクルを前記落下防止機構が受け止めることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
エネルギ線を射出する光源と、
該光源から射出されたエネルギ線を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、
パターン面を重力方向下側に向けて前記レチクルを吸着保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、
該レチクルから反射するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、
該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記投影光学系を収容する光学鏡筒と、
を具備する露光装置であって、
さらに、前記レチクルの落下防止機構と、
前記レチクルステージからの前記レチクルの離脱を検知するセンサと、
を具備し、
前記落下防止機構が、前記センサの検知結果に基づき作動し、前記レチクルステージから離脱したレチクルを受け止めることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記落下防止機構が、前記レチクル搬送用のアタッチメントの下方に配置されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の露光装置。
【請求項５】
エネルギ線をレチクルに照射する照明光学系と、
前記レチクルを保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、
該レチクルから反射又は該レチクルを透過するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、
該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、
を具備する露光装置であって、
前記レチクルステージが前記レチクルのずれを防止する機構を有し、
該ずれ防止機構が、前記レチクルステージの加減速によって前記レチクルに加わる力（慣性力）を打ち消すことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記ずれ防止機構が振り子を有する機構からなり、該振り子の作用によって前記慣性力を打ち消すことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記ずれ防止機構が電気的な制御機構からなり、前記レチクルステージの加減速情報に基づき、前記制御機構の発生させる反発力・吸引力によって前記慣性力を打ち消すことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項８】
前記レチクルステージの加減速情報を、該レチクルステージに搭載した加速度センサから取り入れることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記レチクルステージの加減速情報を、該レチクルステージの制御信号から取り入れることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１０】
エネルギ線をレチクルに照射する照明光学系と、
前記レチクルを保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、
該レチクルから反射するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、
該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、
を具備する露光装置であって、
前記レチクルと前記レチクルステージとの相対位置変化を検知する検知手段をさらに具備し、
該検知手段で両者の位置変化を検知した際に、露光装置の露光動作を中止して警告を発することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＵＶ光（Ｅｘｔｒｅｍｅ    Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ光：極端紫外光）や紫外線レーザ、荷電粒子線等のエネルギ線を用いる露光装置に関する。特には、レチクル（感応基板）の落下に伴う破損、あるいは、レチクルの位置ずれを防止し得る等の利点を有する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ＥＵＶ光露光装置を例に採って説明する。
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、１３ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光を使用した投影リソグラフィー技術が開発されている。このようなＥＵＶ光を用いる露光装置においては、一般に、反射ミラーを組み合わせた反射光学系が用いられる。そして、このような反射光学系には、反射レチクルが用いられる。
【０００３】
現在のところ、ＥＵＶ光露光装置では、実用的なビームスプリッタが提供されていないため、反射レチクルへの照明入射光と反射光とは、空間的に分離しなければならない。そのため、ＥＵＶ光露光装置の投影光学系は、反射レチクル側が非テレセントリックとなる。すると、反射レチクルのパターン面の僅かな上下が、ウェハ上では横ずれとなって投影され、オーバレイ（パターンの重ね合わせ）の劣化につながるおそれがある。このため、反射レチクルのパターン面は、できる限り平坦に保つ必要があり、一例ではレチクル全面で５０ｎｍの平坦度が必要である。
【０００４】
ここで、従来の光露光装置では、レチクルの両側下面をステージ面に保持する方法が用いられている。しかしながら、この保持方法では、レチクルの中央部に重力撓みが発生し、パターン面の平坦度を高精度に確保することは難しい。そこで、ＥＵＶ光露光装置の反射レチクルについては、レチクル裏面（パターン面と逆側の面）の全面をステージ面に吸着保持する方法が考えられている。
【０００５】
さらに、ＥＵＶ光露光装置のレチクルステージとウェハステージとは、両者とも充分な移動範囲を確保するために、投影光学系を挟んで対向して配置される。あるいは、投影光学系を横倒しにして配置し、レチクル表面とウェハ表面をそれぞれ重力方向に対して直交させて配置することも考えられる。しかしながら、投影光学系を横倒しにすると、ミラーの反射面が重力方向に対して直交した状態となり、各ミラーの保持変形が複雑な形態となる。したがって、ミラーが重力方向に対して上向き又は下向きに保持されるように、投影光学系を立てて配置する方が望ましい。
【０００６】
このような事情により、レチクル又はウェハのいずれか一方は、重力方向に対して反対方向からステージ上に吸着保持することとなるが、実際には、レチクルをそのように吸着保持する方が合理的である。なんとなれば、現状では、ＥＵＶ光露光装置に適したペリクル（レチクルカバー）が実用化されていないため、レチクルへのパーティクル（粒子）付着防止の観点からも、レチクルのパターン面を下向きに保持するのが好ましいのである。
【０００７】
ところで、ＥＵＶ光露光装置は、露光光の減衰を抑える目的で真空下に設置される。そのため、ＥＵＶ光露光装置においては、レチクルを吸着する方法として、従来の光露光装置で用いられている真空吸着法は適用できない。そこで、他の方法として、ＥＢウェハ露光装置等で用いられている静電吸着法の採用が考えられている。
【０００８】
前述のように、ＥＵＶ光露光装置では、レチクルのパターン面を下向きにした状態で、レチクルの裏面全面をステージ上に吸着保持するのが好ましい。この際、実際にどのような吸着方法を適用したとしても、レチクルは重力方向に対して反対方向（上方）から吸着保持されるのであるから、レチクルの落下事故が懸念される。万一、レチクルがステージのチャックから離脱して落下した場合は、露光装置内でレチクルが割れる可能性が高い。一方、レチクルが落下すると、露光装置のレチクルが衝突した部位が破損するおそれがある。
【０００９】
ところで、現在検討されているＥＵＶ光露光装置は走査型である。この種の走査型の露光装置は、レチクルを搭載したレチクルステージが、露光中に概ね１次元方向の往復運動を繰り返してパターン形成を行う。この際、ステージのチャックに吸着されているレチクルには、レチクルステージの往復運動時の加減速に伴い横方向に大きな力（慣性力）が加わる。そして、この慣性力がレチクルとチャック間の摩擦力以上となった場合は、レチクルがチャックに対して横にずれてしまう可能性が高い。このような横ずれの発生等、レチクルステージとレチクルの相対位置に予期しない変動が生じた場合は、オーバレイ精度が悪化するおそれがある。
【００１０】
例えば、露光線幅が５０ｎｍの場合に、その約１／３の１８ｎｍ以上のずれが生じると、形成されたパターンの回路が動作しないという問題が生じることが指摘されている。そのため、レチクルとチャックとの相対位置は、原則的に変動しないようにする必要があり、そのような手段の提案が望まれている。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、レチクル（感応基板）の落下に伴う破損、あるいは、レチクルの位置ずれを防止し得る等の利点を有する露光装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の第１の露光装置は、エネルギ線を射出する光源と、  該光源から射出されたエネルギ線を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、  パターン面を重力方向下側に向けて前記レチクルを吸着保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、  該レチクルから反射するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、  該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、  前記投影光学系を収容する光学鏡筒と、を具備する露光装置であって、  前記レチクルの落下防止機構をさらに具備し、  該落下防止機構が、前記レチクルにほぼ点接触で常時当接する３個以上の支持部材を有することを特徴とする。
【００１３】
この露光装置によれば、レチクルにほぼ点接触で常時当接する３個以上の支持部材により、レチクルステージから離脱したレチクルの落下が防止される。ここで、支持部材は、レチクルに３点以上で点接触するので、レチクルの平坦度が確保でき、オーバレイ精度の悪化も低減できる。
なお、本明細書でいう“常時当接する”とは、レチクルをレチクルステージに吸着しているときは常時当接する、という意味である。さらに、本明細書でいう“エネルギ線”は、反射レチクルを使用するＥＵＶ光や紫外線レーザ、荷電粒子線等を含むものとする。
【００１４】
本発明の第２の露光装置は、エネルギ線を射出する光源と、  該光源から射出されたエネルギ線を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、  パターン面を重力方向下側に向けて前記レチクルを吸着保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、  該レチクルから反射するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、  該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、  前記投影光学系を収容する光学鏡筒と、を具備する露光装置であって、  前記レチクルの落下防止機構をさらに具備し、  前記レチクルステージに前記レチクルを吸着保持した後に、前記落下防止機構が該レチクルの下方に移動し、  前記レチクルステージから前記レチクルが離脱した場合には、離脱した該レチクルを前記落下防止機構が受け止めることを特徴とする。
【００１５】
この露光装置は、落下防止機構でレチクルステージから離脱したレチクルを受け止めることができるので、露光装置内でレチクルが割れたり、落下したレチクルが当たって露光装置内の部位が破損したりするのを防止できる。
【００１６】
本発明の第３の露光装置は、エネルギ線を射出する光源と、  該光源から射出されたエネルギ線を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、  パターン面を重力方向下側に向けて前記レチクルを吸着保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、  該レチクルから反射するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、  該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、  前記投影光学系を収容する光学鏡筒と、を具備する露光装置であって、  さらに、前記レチクルの落下防止機構と、  前記レチクルステージからの前記レチクルの離脱を検知するセンサと、を具備し、  前記落下防止機構が、前記センサの検知結果に基づき作動し、前記レチクルステージから離脱したレチクルを受け止めることを特徴とする。
【００１７】
この露光装置は、レチクルステージからのレチクルの離脱をセンサで検知し、落下防止機構で受け止める。この際、センサがレチクルの離脱を検知した瞬間に落下防止機構を作動させることができるので、落下するレチクルを素早く的確に受け止めることができる。そのため、露光装置内でレチクルが割れたり、落下したレチクルが当たって露光装置内の部位が破損したりするのを防止できる。
【００１８】
本発明の露光装置においては、前記落下防止機構が、前記レチクル搬送用のアタッチメントの下方に配置されるものとすることができる。
レチクルのアタッチメントは、レチクル本体に比べて強度が高く、衝撃に対する耐性も高いという利点がある。そのため、アタッチメントを利用することで、落下に伴うレチクル本体の損傷を低減できる。
【００１９】
本発明の第４の露光装置は、エネルギ線をレチクルに照射する照明光学系と、
前記レチクルを保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、  該レチクルから反射又は該レチクルを透過するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、  該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、を具備する露光装置であって、  前記レチクルステージが前記レチクルのずれを防止する機構を有し、  該ずれ防止機構が、前記レチクルステージの加減速によって前記レチクルに加わる力（慣性力）を打ち消すことを特徴とする。
なお、この露光装置の場合、レチクルを下向きに保持するものばかりではなく、上向きに保持する露光装置についても適用可能である。
【００２０】
この露光装置は、レチクルステージの走査開始時（加速時）や走査終了時（減速時）の速度制御に応じて、レチクルに加わる横方向の力（慣性力）を打ち消すことができる。これにより、レチクルの横ずれを防止でき、オーバレイ精度の悪化を低減できる。
【００２１】
本発明の露光装置においては、前記ずれ防止機構が振り子を有する機構からなり、該振り子の作用によって前記慣性力を打ち消すことができる。
この場合、複雑な制御を行うことなく、振り子の動作により自動的にステージの加減速に応じた慣性力の打ち消しを行うことができる。
【００２２】
本発明の露光装置においては、前記ずれ防止機構が電気的な制御機構からなり、前記レチクルステージの加減速情報に基づき、前記制御機構の発生させる反発力・吸引力によって前記慣性力を打ち消すことができる。
電気的な制御機構としては、レチクルステージ側にソレノイドを設けるとともにレチクル側に磁石を設け、ソレノイドに流す電流値をコントロールして、これら両者間の反発力及び吸着力を制御したり、あるいは、レチクルステージ側に電極を設けるとともにレチクル側に金属コーティングを施し、両者間の極性・電圧をコントロールしたりする等で実現できる。電極・金属コーティングにより生じる静電気力を用いる場合は、発熱がないためオーバレイの劣化をより低減できる利点がある。
【００２３】
本発明の露光装置においては、前記レチクルステージの加減速情報を、該レチクルステージに搭載した加速度センサから取り入れることができる。
この場合、加速度センサにより、レチクルステージの加減速情報を容易に取り入れることができる。
【００２４】
本発明の露光装置においては、前記レチクルステージの加減速情報を、該レチクルステージの制御信号から取り入れることができる。
この場合、レチクルステージの加減速情報を取り入れるために、特別な情報取得手段を設ける必要がないという利点がある。
【００２５】
本発明の第５の露光装置は、エネルギ線をレチクルに照射する照明光学系と、
前記レチクルを保持しつつ移動・位置決めするレチクルステージと、  該レチクルから反射するエネルギ線を感応基板上に投影する投影光学系と、  該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、を具備する露光装置であって、  前記レチクルと前記レチクルステージとの相対位置変化を検知する検知手段をさらに具備し、  該検知手段で両者の位置変化を検知した際に、露光装置の露光動作を中止して警告を発することを特徴とする。
【００２６】
この露光装置は、レチクルとレチクルステージとの相対位置変化を検知手段（例えばセンサ・モニタ等）で検知した際、露光装置の露光動作を中止するので、オーバレイの劣化等の損害を最小限に食い止めることができる。また、その際には警告を発することで、露光動作の修正や再起動等の処置を素早くオペレータ等に告げることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
まず、図８を参照しつつ、ＥＵＶ光露光装置の一例について説明する。
図８は、ＥＵＶ光露光装置の一例（４枚投影系）を示す概略構成図である。
図８に示すＥＵＶ光露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー１で反射してレチクル２に照射される。
【００２８】
レチクル２は、パターン面を重力方向下側に向けた状態で、レチクルステージ３に吸着保持されている。レチクルステージ３には、レチクル２を静電吸着するためのチャックや、レチクル落下防止機構・レチクルずれ防止機構が付設されている（詳しくは後述する）。このレチクルステージ３は、走査方向（Ｙ軸）に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向（Ｘ軸）に微小ストロークを持ち、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークを持っている。ＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、Ｚ方向はレチクルフォーカス送光系４とレチクルフォーカス受光系５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【００２９】
レチクル２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【００３０】
光学鏡筒１４内に入射したＥＵＶ光は、第一ミラー６で反射した後、第二ミラー７、第三ミラー８、第四ミラー９と順次反射し、最終的にはウェハ１０に対して垂直に入射する。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡１５が配置されている。
【００３１】
ウェハ１０は、ウェハステージ１１上に載せられている。ウェハステージ１１は、光軸と直交する面内（ＸＹ平面）を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ１１は、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークの上下が可能で、Ｚ方向の位置はウェハオートフォーカス送光系１２とウェハオートフォーカス受光系１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ１１のＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３とウェハステージ１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。
【００３２】
以下、本発明に係るレチクルの落下防止機構について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
図１には、図８を用いて前述したレチクルステージ３が示されている。このステージ３の下面には、長方形の平板状をしたチャック１９が設けられている。このチャック１９を介して、レチクル２がステージ３下面に静電吸着される。ステージ３の下面四隅には、レチクルの落下防止機構２０がそれぞれ設けられている。なお、図１（Ｂ）（及び後述する図２（Ｂ）〜図７（Ｂ））に示すＣＰは、レチクル上のパターン領域を示すＣＰの意味である。
【００３３】
この落下防止機構２０は、鉤状の支持部２１を備えている。この支持部２１の基端２１ａは、ステージ３にスライド可能に取り付けられている。支持部２１は、チャック１９に静電吸着されているレチクル２に近づく側及び離れる側にスライド移動できる。同支持部２１の先端２１ｂには、バネ２３を介して、ほぼ球状をした接触部２５が取り付けられている。なお、図１では４つの落下防止機構２０が設けられているが、３つあるいは４つ以上の複数の落下防止機構を設けることができる。
【００３４】
この落下防止機構２０の作用について述べる。
落下防止機構２０の支持部２１は、最初、レチクルステージ３の隅に退避している。この支持部２１は、ステージ３下面にチャック１９でレチクル２を静電吸着させた後にスライド移動し、接触部２５がレチクル２の端部４箇所をそれぞれ下側から押さえる。このとき、４つの落下防止機構２０の各接触部２５は、レチクル２とほぼ点接触しつつ、チャック１９端部の鉛直方向同一平面上の点においてレチクル２を押さえる。落下防止機構２０の作動時において、接触部２５と接触するレチクル２には、バネ２３のバネ力に応じた力が常時加わる。このようにして、レチクル２の四隅がそれぞれ落下防止機構２０で押さえられるので、レチクル２の落下が防止される。
【００３５】
落下防止機構２０は、この例では４個以上でレチクル２にほぼ点接触しつつ、チャック１９端部の鉛直方向同一平面上の点においてレチクル２を押さえるので、レチクル２のパターン面は殆ど変形しない。そのため、レチクル２の静電吸着後の平坦度が充分に確保され、オーバレイ精度の悪化が低減される。
【００３６】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
図２に示す落下防止機構３０は、レチクルステージ３の下面四隅にそれぞれ設けられている。この落下防止機構３０の支持部３１の基端３１ａは、ステージ３に水平方向に旋回可能に取り付けられている。同支持部３１の先端３１ｂには、ほぼ球状をした接触部３５が取り付けられている。なお、この落下防止機構３０では、図１の落下防止機構２０とは異なり、支持部先端と接触部間にバネは設けられていない。
【００３７】
各落下防止機構３０の近傍には、それぞれセンサ３８が配置されている。各センサ３８は、チャック１９とレチクル２との接触面境界部分に向けて光を照射するとともに、この境界部分に当たって反射した反射光を検出する非接触光学式センサである。これら各センサ３８は、チャック１９とレチクル２との接触面境界部分に隙間が開いた状態（つまりレチクル２がチャック１９から離脱した場合）を検出する。なお、このセンサとしては、光学式以外にも、静電容量型、電圧読み取り型、レチクルフォーカスセンサ等を用いるがことができる。
【００３８】
この落下防止機構３０の支持部３１は、平常時は、図２（Ｂ）中点線で示すようにレチクルステージ３の側縁寄りに退避しており、レチクル２の下方には出ていない。この状態から、各落下防止機構３０の近傍のセンサ３８が、チャック１９からレチクル２が離脱した状態を検知すると、これに連動して落下防止機構３０の支持部３１が水平方向に瞬時に旋回し、図２（Ｂ）中実線で示すようにレチクル２の下方に出る。これにより、離脱したレチクル２に支持部３１先端の接触部３５が当たって受け止められるので、レチクル２の下方への落下が阻止される。
【００３９】
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
図３に示す落下防止機構４０は、レチクルステージ３の下面四隅にそれぞれ設けられている。この落下防止機構４０は、内側に凹部を有するスライダである。各スライダ（落下防止機構）４０は、ステージ３の対角線上を、チャック１９に静電吸着されているレチクル２に近づく側及び離れる側にスライドできる（図３（Ｂ）の矢印参照）。各スライダ４０のそれぞれの近傍には、図示せぬセンサが配置されている。このセンサは、チャック１９にレチクル２が静電吸着された状態を検出する。
【００４０】
このスライダ４０は、最初、図３（Ｂ）中二点鎖線で示すように、レチクルステージ３の隅に退避している。この状態から、図示せぬセンサが、チャック１９にレチクル２が静電吸着された状態を検出すると、各スライダ４０がそれぞれレチクル２の隅部下方までスライドする。レチクル２がチャック１９に正常に吸着されているときは、図３（Ａ）に示すように、レチクル２とスライダ４０の凹部間には隙間ｔが存在する。レチクル２がチャック１９から離脱した場合は、各スライダ４０の凹部内で受け止められ、下方への落下が阻止される。
【００４１】
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
図４に示すレチクル２は、側縁の３箇所に搬送用のアタッチメント２´が形成されている。そして、落下防止機構５０は、これらアタッチメント２´に対応してレチクルステージ３の下面３箇所に設けられている（図４（Ｂ）参照）。この落下防止機構５０は、基本的には前述の図３に示すスライダと同様のものであって、内側に凹部５０ａ（図４（Ａ）参照）を有する。各スライダ（落下防止機構）５０は、チャック１９に静電吸着されているレチクル２のアタッチメント２´に近づく側及び離れる側にスライドできる（図４（Ｂ）の矢印参照）。各スライダ５０のそれぞれの近傍には、図示せぬセンサが配置されている。このセンサは、チャック１９にレチクル２が静電吸着された状態を検出する。
【００４２】
このスライダ５０は、最初、図４（Ｂ）中点線で示すように、レチクルステージ３の側縁寄りに退避している。この状態から、図示せぬセンサが、チャック１９にレチクル２が静電吸着された状態を検知すると、各スライダ５０がそれぞれレチクル２のアタッチメント２´の下方までスライドする。レチクル２がチャック１９に正常に吸着されているときは、図４（Ａ）に示すように、アタッチメント２´とスライダ５０の凹部５０ａ間には隙間ｔが存在する。レチクル２がチャック１９から離脱した場合は、アタッチメント２´が各スライダ５０で受け止められ、レチクル２の下方への落下が阻止される。アタッチメント２´は、レチクル２本体に比べて強度が高く、衝撃に対する耐性も高いという利点があるため、落下に伴うレチクル２本体の損傷を防止できる。
【００４３】
次いで、本発明に係るレチクルのずれ防止機構について説明する。なお、以下の各実施の形態で述べる左右とは、図５（Ａ）〜図７（Ａ）の左右（レチクルステージ３走査方向）を意味する。
【００４４】
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクルずれ防止機構（振り子機構）を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
このずれ防止機構（振り子機構）６０は、レチクルステージ３の下面において、ステージ走査方向両側に２個ずつ計４個設けられている（図５（Ｂ）参照）。振り子機構６０は、支持部６１を備えている。この支持部６１は、Ｌ字状の固定アーム部６２と、棒状の揺動アーム部６３とが、支点（節）Ｆで連結されてなる。この支点Ｆには、回転角制限機構（図示されず）が設けられている。同機構により、揺動アーム部６３は、垂直方向と交差する方向に一定角度（例えば１°）以上は回転しないようになっている。
【００４５】
固定アーム部６２の基端６２ａは、ステージ３の下面に固定されている。揺動アーム部６３の上端６３ａ側は、レチクル２の側面に非連結に接触している。揺動アーム部６３の下端６３ｂには、球状のおもり（振り子）６５が固定されている。このおもり６５は、支持部６１の支点Ｆで支えられた状態で、レチクル２の下方に吊り下っている。
【００４６】
この振り子機構６０の作用について述べる。
レチクル２は、静電チャック１９を介してレチクルステージ３に静電吸着されて固定されると同時に、静電チャック１９とレチクル２間の摩擦力によって水平方向に移動される。レチクルステージ３が図５（Ａ）中左向きに加速され始めたとすると、レチクル２の質量をｍ、加速度をａとして、レチクル２は（ｍ×ａ−摩擦力）に等しい力の慣性力を右向きに受ける。一方、振り子機構６０の質量Ｍのおもり６５も慣性力Ｍ×ａを右向きに受ける。
【００４７】
したがって、揺動アーム６３は、レチクル２とおもり６５の双方から力を受けて、支点Ｆを中心にしたトルクが発生する。このトルクの大きさをゼロにするように設計しておけば、レチクル２にはおもり６５の慣性力が伝わった形になってずれはなくなる。このとき、振り子機構６０は、レチクル２のずれ防止には関与しない。この場合は、支点Ｆに設けられた図示せぬ回転角制御機構により、支持部６１の揺動アーム部６３の回転角度は一定角度（例えば１°）に制限される。レチクルステージ３が右に移動する場合も、原理的には同じである。
【００４８】
図５のように、左右に２個ずつの振り子機構６０を設置した場合は、ステージ３の加速時にレチクル２に加わる左側の振り子機構６０からの２つの力の合計が、レチクル質量ｍとステージ加速度ａの積ｍ×ａに等しくなるとき、ステージ３からレチクル２に加わる力（慣性力）が解消される。その結果、レチクル２の横ずれが防止される。
【００４９】
同様にして、ステージ３が高速で移動している状態から静止状態に移る場合を説明する。
図５（Ａ）中で、左方向に高速で移動しているステージ３に減速加速度ｂが働くと、レチクル２は左方向に（ｍ×ｂ−摩擦力）に等しい慣性力を受ける。一方、振り子機構６０のおもり６５は、左方向にＭ×ｂの慣性力を受ける。したがって、前述と同様に、揺動アーム６３はレチクル２とおもり６５の双方から力を受けて、支点Ｆを中心にしたトルクが発生する。このトルクの大きさをゼロにするように設計しておけば、レチクル２にはおもり６５の慣性力が伝わった形になってずれがなくなる。
【００５０】
以上の振り子機構６０の作用をまとめると、以下の通りとなる。
静電チャック１９の静電吸着力をｆ、静電チャック１９とレチクル２間の摩擦係数をＮとし、ステージ加速度ａ、レチクル質量ｍ、おもり質量Ｍを前述の通りとする。すると、
ｆ×Ｎ≧ｍ×ａ
ならレチクル２はずれないので、
ｆ×Ｎ＜ｍ×ａ
の場合に振り子機構６０の作用で補ってレチクル２のずれを防止する。
【００５１】
すなわち、図５（Ａ）に示すように、振り子機構６０において、レチクル２と支点Ｆ間の長さをＰ１、支点Ｆとおもり６５間の長さをＰ２とすると、
Ｐ２×Ｍ×ａ＝Ｐ１×（ｍ×ａ−ｆ×Ｎ）
を満たさないとレチクル２がずれるので、これを満たすようにするとよい。
【００５２】
図６は、本発明の第６の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクルずれ防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
このずれ防止機構７０は、レチクルステージ３の下面において、ステージ走査方向両側に１個ずつ計２個設けられている。各ずれ防止機構７０は、レチクル２を挟んでステージ縦辺中央部の対向位置にそれぞれ配置されたソレノイド７１を有する。レチクル２の側面において、各ソレノイド７１に対向する位置には、それぞれ磁石７５が取り付けられている。このずれ防止機構７０は、ソレノイド７１に流す電流値をコントロールすることにより、ソレノイド７１と磁石７５との間に働く反発力及び吸着力を制御できる。なお、磁石７５の代わりに、電磁媒体（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ等を含むもの）を用いることもできる。さらに、ステージ３の下面において、ステージ横辺中央部の対向位置には、それぞれ１個ずつ加速度センサ７３が取り付けられている。
【００５３】
このずれ防止機構７０においては、加速度センサ７３でステージ３の加速度を検知し、検知したステージ加速度からレチクル２に作用する力の大きさと方向を計算する。そして、この力の大きさと方向に基づき、ステージ３からレチクル２に作用する慣性力を打ち消すように、ソレノイド７１に流す電流値をコントロールして、ソレノイド−磁石間に働く反発力及び吸着力を制御する。あるいは、加速度センサを設けずに、ステージ３の制御信号から加速度情報を取り入れることもできる。なお、図６のずれ防止機構７０は、レチクル２を挟んでステージ縦辺中央部の対向位置にそれぞれ配置された例を示したが、他の位置に複数個のソレノイド・磁石を設けることもできる。
【００５４】
なお、図６に示す実施の形態では、ソレノイド７１に流す電流値をコントロールして、ソレノイド−磁石間の反発力及び吸着力を制御する形態であるが、これに代えて静電気力を与える電極を用いることもできる。例えば、ソレノイド７１の代わりに電極を配置し、この電極の対向位置においてレチクル側面を金属（例えばＭｏ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｗ等）でコーティングする。この場合、レチクル側面と電極との間には、同じ極性の電圧を印加すると反発力が生じ、異なる極性の電圧を印加すると吸着力が生じる。そして、前述と同様に、加速度センサで測定されたステージ加速度の向き・大きさに基づき、レチクル側面と電極とに印加する極性・電圧をコントロールする。前述のソレノイドは発熱するのに対し、静電気力を用いる場合は発熱がない。そのため、オーバレイの劣化をより低減できる利点がある。
【００５５】
図７は、本発明の第７の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下・ずれ防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
この防止機構８０は、レチクルステージ３の下面において、ステージ走査方向両側に２個ずつ計４個設けられている（図７（Ｂ）参照）。同機構８０は、支持部８１を備えている。この支持部８１は、Ｌ字状の固定アーム部８２と棒状の揺動アーム部８３とが支点（節）Ｆで連結されてなる。固定アーム部８２の基端８２ａは、ステージ３の下面に固定されている。同アーム部８２の先端８２ｂには、バネ８４を介して、ほぼ球状をした接触部８６が取り付けられている。揺動アーム部８３の上端８３ａ側は、レチクル２の側面に非連結に接触している。揺動アーム部８３の下端８３ｂには、球状のおもり（振り子）８５が固定されている。このおもり８５は、支持部８１の支点Ｆで支えられた状態で、レチクル２の下方に吊り下っている。
【００５６】
この機構８０は、レチクルの落下防止並びにずれ防止を同時に果たすことができる。すなわち、同機構８０においては、固定アーム部８２・バネ８４・接触部８６が第１の実施の形態（図１参照）で述べた落下防止機構２０と同様の役割を果たす。さらに、支持部８１（固定アーム部８２・揺動アーム部８３）・おもり８５が第５の実施の形態（図５参照）で述べた振り子機構６０と同様の役割を果たす。
【００５７】
ステージ３の下面において、ステージ走査方向両側には、それぞれレチクルずれ検出センサ８７が設けられている。同センサ８７は、レチクル２を挟んでステージ縦辺中央部の対向位置にそれぞれ配置されている。各センサ８７は、送光部８７ａ及び受光部８７ｂを有する光学式の非接触タイプのセンサである。レチクル２が横にずれると、送光部８７ａから送られて受光部８７ｂに到達する光の位置が変化する。これにより、レチクル２の横ずれが検知される。なお、このセンサとしては、光学式以外にも、静電容量形、電圧読み取り型等を用いるがことができる。
【００５８】
各センサ８７は、図示せぬモニタ・制御装置に接続されている。センサ８７がレチクル２の横ずれを検知した場合は、制御装置が露光装置の露光動作を中止するとともに、モニタの操作画面にエラーメッセージが表示されたり、あるいは、アラームが発せられたりする。そのため、オーバレイの劣化等の損害を最小限に食い止めることができ、露光動作の修正や再起動等の処置を素早くオペレータ等に告げることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レチクル（感応基板）の落下に伴う破損、あるいは、レチクルの位置ずれを防止し得る露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクルずれ防止機構（振り子機構）を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクルずれ防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ及びレチクル落下・ずれ防止機構を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図８】ＥＵＶ光露光装置の一例（４枚投影系）を示す概略構成図である。
【符号の説明】
ＩＬ  照明系
２  レチクル                            ２´  アタッチメント
３  レチクルステージ                    ６〜９  ミラー
１４  光学鏡筒                          １９  チャック
２０  落下防止機構                      ２１  支持部
２３  バネ                              ２５  接触部
３０  落下防止機構                      ３１  支持部
３５  接触部                            ３８  センサ
４０、５０  落下防止機構（スライダ）    ６０  ずれ防止機構（振り子機構）
６１  支持部                            ６２  固定アーム部
６３  揺動アーム部                      ６５  おもり（振り子）
７０  ずれ防止機構                      ７１  ソレノイド
７３  加速度センサ                      ７５  磁石
８０  防止機構                          ８１  支持部
８２  固定アーム部                      ８３  揺動アーム部
８４  バネ                              ８５  おもり（振り子）
８６  接触部                            ８７  レチクルずれ検出センサ
８７ａ  送光部                          ８７ｂ  受光部
【図１】
2004153122.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004153122.tif 000007
【図６】
2004153122.tif 000008
【図７】
2004153122.tif 000009
【図８】
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