(57)【要約】【課題】生産工場側にコストアップを招くことなく設置床からの振動を制振する。【解決手段】パターンを露光する露光装置本体ＳＰを設置部Ｂ上に設ける。露光装置本体ＳＰと設置部Ｂとの間に設けられ露光装置本体ＳＰの少なくとも一部を支持する第１支持装置ＢＰと、第１支持装置ＢＰと設置部Ｂとの間に設けられ、設置部Ｂからの振動を制振する第２支持装置ＰＭと、を有する。【選択図】      図１
2004165416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを露光する露光装置本体が設置部上に設けられる露光装置であって、
前記露光装置本体と前記設置部との間に設けられ前記露光装置本体の少なくとも一部を支持する第１支持装置と、
前記第１支持装置と前記設置部との間に設けられ、前記設置部からの振動を制振する第２支持装置と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置において、
前記第２支持装置は、前記第１支持装置を載置する台座部と、
前記台座部の下方に配置され、気体が充填された気体室と、
前記台座部を介して前記第１支持装置を駆動する駆動装置と、
前記気体室の圧力と前記駆動装置との少なくとも一方を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の露光装置において、
前記第２支持装置の機械共振を減衰させる減衰装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３記載の露光装置において、
前記減衰装置は、前記第２支持装置の振動により連成振動する連成装置と、前記第２支持装置の振動により歪む歪装置との少なくとも一方を有することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項４記載の露光装置において、
前記露光装置本体を加振した際の第２支持装置の振動特性を記憶する記憶装置と、
該記憶装置に記憶された振動特性に基づいて、前記連成装置と前記歪装置との少なくとも一方を制御する減衰制御装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項５記載の露光装置において、
前記減衰制御装置は、前記記憶装置に記憶された振動特性と、前記露光を行った際の第２支持装置の振動特性とを比較した結果に基づいて、前記連成装置と前記歪装置との少なくとも一方を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の露光装置において、
前記減衰制御装置は、前記第２支持装置の振動特性のうち、特定周波数の振動特性を抽出した結果に基づいて、前記連成装置と前記歪装置との少なくとも一方を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の露光装置において、
前記露光装置本体と分離して設けられ該露光装置本体に露光光を導く照明光学系と、
該照明光学系と前記露光装置本体との相対位置関係を検出する位置検出装置と、
該位置検出装置の検出結果に基づいて前記相対位置関係を調整する位置調整装置とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項８記載の露光装置において、
前記位置調整装置は、前記相対位置関係を６自由度に関して調整することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
複数の梁が架設され、前記複数の梁に複数の装置が支持される建屋であって、
前記装置に応じて前記梁が異なる高さで配置されることを特徴とする建屋。
【請求項１１】
請求項１０記載の建屋において、
前記複数の装置は、パターンを露光形成する露光装置と、該露光装置に露光光を導く照明光学装置とを含むことを特徴とする建屋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターンを露光する露光装置本体が床等の設置部上に設けられる露光装置及びこの露光装置が設置される建屋に関し、特に半導体集積回路や液晶ディスプレイ等のデバイスを製造する際に、リソグラフィ工程で用いて好適な露光装置及び建屋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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基板上に転写する種々の露光装置が用いられている。
【０００３】
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。
【０００４】
この縮小投影露光装置としては、レチクルのパターンをウエハ上の複数のショット領域（露光領域）に順次転写するステップ・アンド・リピート方式の静止露光型の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパを改良したもので、特開平８−１６６０４３号公報等に開示されるようなレチクルとウエハとを一次元方向に同期移動してレチクルパターンをウエハ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）が知られている。
【０００５】
これらの縮小投影露光装置においては、例えば特許文献１に示されるように、設置部である床面に先ず装置の基準になるベースプレートが設置され、その上に床振動を遮断するための防振台を介してレチクルステージ、ウエハステージおよび投影光学系（投影レンズ）等を支持する本体コラムが載置されたものが多く用いられている。最近のステージ装置では、前記防振台として、内圧が制御可能なエアマウントやボイスコイルモータ等のアクチュエータ（推力付与装置）を備え、本体コラム（メインフレーム）に取り付けられた、例えば６個の加速度計の計測値に基づいて前記ボイスコイルモータ等の推力を制御することにより本体コラムの振動を制御するアクティブ防振台が採用されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５１３７９号公報（第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
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。従来では、上記の露光装置が設置される建屋の設置床に対しては、暗振動や剛性等を仕様として規定していた。ところが近年では、設置床に対して露光装置を３点で支持することが検討されており、支持部の剛性を上げることが困難になりつつある。
【０００８】
また、パターンの微細化対応等、将来の装置構成を考えた場合、設置床からの振動の影響を低減するために、露光装置を支持する箇所、いわゆるペデスタル部の構成・性能に関しても更に厳しい振動仕様を要求しなければならない状況になりつつある。このように、ペデスタル部に厳しい振動仕様を要求することは、露光装置を設置する生産工場そのもののコストアップに直結するため、振動仕様を厳しくすることは容易ではない。
【０００９】
一方、露光装置が設置される建屋においては、複数の梁が架設されており、これらの梁により、露光装置本体や当該露光装置本体に露光光を導く照明光学装置、露光装置本体との間でレチクルやウエハを搬送するローダー等、複数の装置が支持される。ところが、従来の建屋では、これら装置の構成・仕様がほとんど考慮されずに梁が架設されるため、従来とは異なる構成の装置を設置する場合に対応が困難であるという問題があった。例えば、互いに連結されたり、基板の受け渡しが行われる２つの装置の中、一方の装置構成のみが従来と異なる高さに変更された場合、両者の高さを調整する必要が生じ、装置の設置に係る作業が増加するという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、生産工場側にコストアップを招くことなく設置床からの振動を制振できる露光装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、複数の装置を設置する場合でも、装置の構成・仕様に容易に対応できる建屋を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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１１に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置は、パターンを露光する露光装置本体（ＳＰ）が設置部（Ｂ）上に設けられる露光装置（１）であって、露光装置本体（ＳＰ）と設置部（Ｂ）との間に設けられ露光装置本体（ＳＰ）の少なくとも一部を支持する第１支持装置（ＢＰ）と、第１支持装置（ＢＰ）と設置部（Ｂ）との間に設けられ、設置部（Ｂ）からの振動を制振する第２支持装置（ＰＭ）と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明の露光装置では、第１支持装置（ＢＰ）を介して露光装置本体（ＳＰ）を支持する第２支持装置（ＰＭ）が設置部（Ｂ）からの振動を制振するので、生産工場の建屋に対して厳しい振動仕様を要求する必要がなくなる。換言すると、従来では、建屋が負担していた振動仕様を露光装置（１）側で負担することになり、生産工場側に振動仕様に係るコストアップが生じることを防止できる。
【００１３】
また、本発明の建屋は、複数の梁（Ｂ１、Ｂ２）が架設され、複数の梁（Ｂ１、Ｂ２）に複数の装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）が支持される建屋であって、装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）に応じて梁（Ｂ１、Ｂ２）が異なる高さで配置されることを特徴とするものである。
【００１４】
従って、本発明の建屋では、梁（Ｂ１、Ｂ２）に複数の装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）を支持させて設置する際にも、各装置に応じて梁（Ｂ１、Ｂ２）の高さが配置されているため、複数の装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）を連結する場合や、装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）間で基板（Ｒ、Ｗ）の受け渡しを行う場合でも、装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）間で大きな高さ調整を実施する必要がなくなり、装置の設置作業を簡素化できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置及び建屋の実施の形態を、図１ないし図１１を参照して説明する。
ここでは、例えば露光装置として、レチクルとウエハとを同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、スキャニング・ステッパを使用する場合の例を用いて説明する。
【００１６】
図１に示す露光装置１は、レチクル（マスク）Ｒのパターンをウエハ（基板）Ｗに露光する露光装置本体ＳＰと、設置部としての梁Ｂと露光装置本体ＳＰとの間に設けられ露光装置本体ＳＰを支持するベースプレート（第１支持装置）ＢＰと、ベースプレートＢＰと梁Ｂとの間に設けられ、ベースプレートＢＰを介して露光装置本体ＳＰを支持するペデスタルモジュール（第２支持装置）ＰＭと、露光装置本体ＳＰと分離して設けられ、露光装置本体ＳＰに光源ＬＳ（図９参照）からの露光用照明光（露光光）を導き、レチクルＲ上の矩形状（あるいは円弧状）の照明領域を均一な照度で照明する照明光学モジュールＩＭ（図９参照）とを主体として構成されている。
【００１７】
なお、本実施の形態では、後述する投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ方向とし、このＺ方向と直交する方向でレチクルＲとウエハＷの同期移動方向（図１中、紙面と直交する方向）をＹ方向とし、非同期移動方向（図１中、左右方向）をＸ方向として説明する。また、それぞれの軸周りの回転方向をθＺ、θＹ、θＸとして説明する。
【００１８】
ペデスタルモジュールＰＭは、ベースプレートＢＰを載置する台座部としてのペデスタル部１２と、設置建屋の梁Ｂ上でペデスタル部１２を支持する防振台１３とから概略構成されている。ペデスタル部１２は、振動に対する構造減衰が比較的大きい鉄筋コンクリートや、高剛性の鉄系の金属材料（例えばＳＵＳ）で構成することができるが、ベースプレートＢＰとの締結固定及び振動減衰を考慮して、鉄筋コンクリートと金属材とを組み合わせた複合材を用いることも可能である。
【００１９】
防振台１３は、三角形の頂点をなす３点でペデスタル部１２を支持しており、図２に一例として示すように、内圧が調整可能なエアマウント（気体室）１３ａとペデスタル部１２に対してＺ方向に推力を付与するボイスコイルモータ（駆動装置）１３ｂとがペデスタル部１２の下方で、且つ梁Ｂ上に直列に配置された構成にそれぞれなっている。また、ペデスタル部１２には、Ｚ方向の振動を計測する複数（例えば３つ）の加速度計１２ａ（図３参照）が設けられており、その計測結果は後述する主制御装置（制御装置）７０に出力される。さらに、ペデスタル部１２には、ＸＹ面内方向の振動を計測する３つの振動センサ（例えば加速度計）がそれぞれ取り付けられている。これらの振動センサのうち２つは、ペデスタル部１２の例えばＹ方向の振動を計測し、残りの振動センサはＸ方向の振動を計測するものである（以下、便宜上これらの振動センサを振動センサ群１２ｂと称する；図３参照）。そして、これらの加速度計１２ａ、振動センサ群１２ｂの計測値に基づいて、主制御装置７０がペデスタル部１２の６自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺ）の振動をそれぞれ求め、エアマウント１３ａの内圧と駆動装置１３ｂの出力とを制御することで、梁Ｂを介してペデスタル部１２（ひいては露光装置本体ＳＰ）に伝わる微振動がマイクロＧレベル（Ｇは重力加速度）で絶縁されるようになっている（詳細については後述する）。
【００２０】
さらに、ペデスタル部１２には、梁Ｂを基準としてＺ方向の位置を検出する位置センサ１２ｃ（図３参照）、及び対地姿勢を検出するための傾斜センサ（例えば加速度計）１４が設けられている。また、ペデスタル部１２には、ペデスタル部１２の機械共振（特に高周波機械共振）を減衰させるための減衰装置２６（図１参照）が設けられている。この減衰装置２６は、連成装置であるマスダンパ２７及び歪装置であるピエゾダンパ２８から構成されている。
【００２１】
マスダンパ２７は、ペデスタル部１２の振動によって連成振動するものであって、ソルボ繊維等の粘性減衰係数が比較的大きいゴム材やコイルバネ等で形成された弾性体２７ａと、例えばタングステンや鉛等の比較的比重の大きい金属で形成され弾性体２７ａに連結された質量体２７ｂとから構成されている。このマスダンパ２７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に関する自由度を有することで各自由度方向に振動を減衰させる機能を有しており、ペデスタル部１２が振動したときの、振動の腹となる箇所近傍に配置されるように、その数、位置が設定されている（図１では、一次モードの振動が生じる場合を例示）。
【００２２】
また、質量体２７ｂの質量は、ペデスタル部１２の振動モードに対応するモード質量に基づいて設定されている。具体的には、ペデスタル部１２のモード質量の５％〜１０％を選択することで効果的な減衰が得られることが振動工学的に知られており、ここではモード質量の１０％に設定されている。そして、本実施の形態では、例えばタングステンや鉛などのような比重の大きな材質を用いることで、質量体２７ｂの小型化を実現している。また、弾性体２７ａおよび質量体２７ｂを合わせたマスダンパ２７の振動系としての固有振動数は、ペデスタル部１２の固有振動数とほぼ一致するように設定されている。
【００２３】
ピエゾダンパ２８は、例えばペデスタル部１２の側面に貼設された圧電素子であるピエゾ素子２８ａと、このピエゾ素子２８ａの駆動を制御する主制御装置７０（図３参照）とから概略構成される。ピエゾ素子２８ａは、例えば二枚の板状の素子本体が互いに貼り合わされたいわゆるバイモルフ型を用いることができる。主制御装置７０は、上記加速度計１２ａ、振動センサ群１２ｂが検出したペデスタル部１２の振動に応じて、この振動をキャンセル（相殺）するようにピエゾ素子２８ａを歪ませるための駆動信号を発して、いわゆるアクティブ制振を行う。さらに、主制御装置７０には、ペデスタル部１２の振動特性を記憶する記憶装置７６が付設されており、主制御装置７０はこの記憶装置７６に記憶されたデータに基づいてピエゾ素子２８ａに駆動信号を出力する機能も有している。
【００２４】
次に、露光装置本体ＳＰについて説明する。
露光装置本体ＳＰは、個別に運搬可能、且つ設置可能なウエハステージモジュール（以下、ウエハモジュールと称する）ＷＭ、投影光学系ＰＬを有する投影レンズモジュールＬＭ、レチクルステージモジュール（以下、レチクルモジュールと称する）ＲＭとから概略構成されている。
【００２５】
ウエハモジュールＷＭは、ベースプレートＢＰ上に設置された支持キャスタ７、ウエハステージ５、このウエハステージ５をＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持するウエハ定盤６、図４に示すように、ウエハステージ５をＸ方向に相対移動自在に支持するＸガイドバーＸＧ、ＸガイドバーＸＧをＹ方向に駆動するリニアモータ３３、３３を主体に構成されている。ＸガイドバーＸＧのうちウエハ定盤６と対向する対向部ＸＧ１には、非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド；不図示）が固定されており、これらのエアベアリングによってウエハステージ５がウエハ定盤６上に、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されている。
【００２６】
図３は、支持キャスタ７の外観斜視図である。
支持キャスタ７は、例えば鋳造による鋳物として、枠部７ａ及び脚部７ｂからなる炬燵状に形成されたものであり、枠部７ａ及び脚部７ｂには軽量化を図るための肉抜き部が強度低下を招かない範囲でそれぞれ複数形成されている。そして、これら脚部７ｂに囲まれた空間に上記ウエハステージ５、ウエハ定盤６、ＸガイドバーＸＧ、リニアモータ３３、３３等が配設される。また、枠部７ａには、投影光学系ＰＬが貫通する貫通孔７ｃが形成されている。なお、支持キャスタ７の材料としては、上述したインバーや、ねずみ鋳鉄（ＦＣ）、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ）等の鋳鉄、ステンレス等を用いることができる。
【００２７】
ウエハ定盤６は、ベースプレートＢＰの上方に三角形の頂点に配置された支持マウント２９（なお、紙面奥側の支持マウントについては図示せず）を介してほぼ水平に支持されている。支持マウント２９は、ここではコイルバネ等のパッシブな部材で構成されており、ベースプレートＢＰからウエハステージ５に伝わる振動の中、高周波成分の振動が伝わることを防ぐ構成となっている。
【００２８】
なお、図１及び図４では図示を省略しているが、ウエハステージ５の上面にはウエハＷを真空吸着等の保持手段で保持し、且つ上記Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＺ、θＹ、θＸの各方向（６自由度）に関して制御可能なウエハテーブルが搭載されている。ウエハステージ５のＸ方向の位置は、投影光学系ＰＬを基準として、ウエハステージ５の一部に固定された移動鏡４３の位置変化を計測するレーザ干渉計４０Ｘ（図３参照）によって所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。なお、上記移動鏡４３、レーザ干渉計４０とほぼ直交するように配置されたレーザ干渉計４０Ｙ（図３参照）および移動鏡４８（図４参照）によってウエハステージ５のＹ方向の位置が計測される。なお、これらレーザ干渉計４０Ｘ、４０Ｙの中、少なくとも一方は、測長軸を２軸以上有する多軸干渉計であり、これらレーザ干渉計４０Ｘ、４０Ｙの計測値に基づいてウエハステージ５（ひいてはウエハＷ）のＸＹ位置のみならず、θ回転量あるいはこれらに加え、レベリング量をも求めることができるようになっている。
【００２９】
ＸガイドバーＸＧは、Ｘ方向に沿った長尺形状を呈しており、その長さ方向両端には電機子ユニットからなる可動子３６、３６（図４では１つのみ図示）がそれぞれ設けられている。これらの可動子３６，３６に対応する磁石ユニットを有する固定子３７，３７は、ベースプレートＢＰに突設されたサイド定盤３２、３２上にエアパッド５４を介して設けられている。そして、これら可動子３６および固定子３７によってムービングコイル型のリニアモータ３３、３３が構成されており、可動子３６が固定子３７との間の電磁気的相互作用により駆動されることで、ＸガイドバーＸＧはＹ方向に移動するとともに、リニアモータ３３、３３の駆動を調整することでθＺ方向に回転移動する。
【００３０】
すなわち、このリニアモータ３３によってＸガイドバーＸＧとほぼ一体的にウエハステージ５（およびウエハテーブル、以下単にウエハステージ５と称する）がＹ方向およびθＺ方向に駆動されるようになっている。なお、ウエハステージ５は、Ｙ方向の移動にはガイド部材を有さないガイドレスステージとなっているが、ウエハステージ５のＸ方向の移動に関しても適宜ガイドレスステージとすることができる。
【００３１】
固定子３７、３７は、ウエハ定盤６のＸ方向両側にウエハ定盤６とは（振動的に）独立して設けられたサイド定盤３２、３２上に、Ｙ方向へのガイド機構を有するエアパッド５４を介してそれぞれＹ方向に移動自在にそれぞれ浮揚支持されている。このため、ウエハステージ５の例えば＋Ｙ方向の移動に応じて、固定子３７は、運動量保存の法則により−Ｙ方向に移動する。換言すると、固定子３７は、カウンタマスとして機能しており、その移動によりウエハステージ５の移動に伴う反力を相殺するとともに、ベースプレートＢＰに対して重心位置の変化を防ぐことができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、支持マウント２９として、例えば空気バネよりも高剛性なコイルバネを使用することで、相対変位する固定子３７と可動子３６との間のクリアランスを小さくすることができるため、装置の小型化に寄与できる。
【００３３】
ウエハステージ５は、ＸガイドバーＸＧとの間にＺ方向に所定量のギャップを維持する磁石およびアクチュエータからなる磁気ガイドを介して、ＸガイドバーＸＧにＸ方向に相対移動自在に非接触で支持・保持されている。また、ウエハステージ５は、ＸガイドバーＸＧに埋設された固定子３５ａを有するＸリニアモータ３５による電磁気的相互作用によりＸ方向に駆動される。なお、Ｘリニアモータの可動子は図示していないが、ウエハステージ５に一体的に取り付けられている。
【００３４】
また、図６に示すように、ＸガイドバーＸＧの−Ｘ方向側には、ボイスコイルモータ３４の可動子３４ａが取り付けられている。ボイスコイルモータ３４は、Ｘリニアモータ３５の固定子としてのＸガイドバーＸＧと、ベースプレートＢＰに立設された支持フレーム（リアクションフレーム）８との間に介装されており、その固定子３４ｂは支持フレーム８に設けられている。なお、図面の複雑化を避けるために、支持フレーム８は図１、図４では省略されている。このため、ウエハステージ５をＸ方向に駆動する際の反力は、ボイスコイルモータ３４により支持フレーム８に伝達され、さらに支持フレーム８を介してベースプレートＢＰに伝達されることで、ウエハ定盤６に振動が伝わることを防げる。なお、実際にはボイスコイルモータ３４は、リニアモータ３３を挟んだＺ方向両側に配置されているが、図４では便宜上＋Ｚ側のボイスコイルモータ３４のみ図示している。なお、ウエハステージ５をＸ方向に駆動する際の反力も、上記Ｙ方向と同様に、ウエハステージ５の駆動により移動するカウンタマスを設ける構成としてもよい。
【００３５】
なお、固定子３７には、ウエハステージ５の移動時の運動量に基づいて当該固定子の運動量を補正するトリムモータ（不図示）が備えられている。このトリムモータは、例えば固定子３７のＹ側端部にＹ方向に沿って延設された円柱状の移動子と、移動子をＹ方向に駆動する固定子とからなるシャフトモータで構成される。そして、図７に示すように、ウエハステージ５がＸ方向及びＹ方向の双方に移動する場合や、ＸガイドバーＸＧの中央部から偏心した位置から移動する場合に左右の固定子３７が、その推力配分によってそれぞれ異なる変位が生じたり、可動子３６と固定子３７とのカップリングにより、これらが相対移動した際に元の位置に止まろうとする力が作用した場合は、固定子３７が移動すべき位置とは異なる位置に移動する。そのため、ウエハステージ５の移動時の運動量に基づいてトリムモータを駆動することで、固定子３７が所定の位置に到達するようにその移動量（運動量）を補正することができる構成になっている。
【００３６】
投影レンズモジュールＬＭは、投影光学系ＰＬと、この投影光学系ＰＬを支持するメインコラム９と、支持キャスタ７上でメインコラム９を支持する防振台２４とから概略構成されている。投影光学系ＰＬとして、ここでは物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や蛍石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）からなる１／４（または１／５）縮小倍率の屈折光学系が使用されている。このため、レチクルＲに照明光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターンのうち、照明光で照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像が投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうち、１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００３７】
投影光学系ＰＬの鏡筒部の外周には、該鏡筒部に一体化されたフランジ２３が設けられている。そして、投影光学系ＰＬは、防振台２４によりほぼ水平に支持されたメインコラム９に、光軸方向をＺ方向として上方から挿入されるとともに、フランジ２３が係合している。なお、メインコラム９の材質としては、上述した鋳物や、後述するインバー、高剛性・低熱膨張のセラミックス材を用いてもよい。
【００３８】
フランジ２３の素材としては、低熱膨張の材質、例えばインバー（Ｉｎｖｅｒ；ニッケル３６％、マンガン０．２５％、および微量の炭素と他の元素を含む鉄からなる低膨張の合金）が用いられている。このフランジ２３は、投影光学系ＰＬをメインコラム９に対して点と面とＶ溝とを介して３点で支持する、いわゆるキネマティック支持マウントを構成している。このようなキネマティック支持構造を採用すると、投影光学系ＰＬのメインコラム９に対する組み付けが容易で、しかも組み付け後のメインコラム９および投影光学系ＰＬの振動、温度変化等に起因する応力を最も効果的に軽減できるという利点がある。
【００３９】
防振台２４は、メインコラム９の各コーナーに配置され（なお、紙面奥側の防振ユニットについては図示せず）、図２に示した防振台１３と同様に、内圧が調整可能なエアマウント２４ａとメインコラム９に対してＺ方向に推力を付与するボイスコイルモータ２４ｂとが支持キャスタ７上に直列に配置された構成になっている。これら防振台２４によって、ベースプレートＢＰおよび支持キャスタ７を介してメインコラム９（ひいては投影光学系ＰＬ）に伝わる微振動がマイクロＧレベル（Ｇは重力加速度）で絶縁されるようになっている。なお、これら防振台２４は、支持キャスタ７を基準として位置決めされる。
【００４０】
このメインコラム９上には、Ｚ方向の振動を計測する複数（例えば３つ）の加速度計９ａ（図３参照）が振動検出装置として設けられている。加速度計の計測結果はウエハステージ５の駆動制御装置としての主制御装置７０に出力される（図３参照）。主制御装置７０は、加速度計の出力に基づき防振台２４を駆動することで投影光学系ＰＬに対する振動を制御する。
【００４１】
レチクルモジュールＲＭは、レチクルステージ２と、レチクルステージ２をＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持するレチクル定盤３と、支持キャスタ７上に立設された定盤支持部４上でレチクル定盤３を支持する防振台１１とから概略構成されている。レチクル定盤３の材料としては、金属やセラミックスを用いることができる。防振台１１は、図２に示した防振台１３、２４と同様に、内圧が調整可能なエアマウント１１ａとレチクル定盤３に対してＺ方向に推力を付与するボイスコイルモータ１１ｂとが定盤支持部４上に直列に配置された構成になっている。これら防振台１１によって、ベースプレートＢＰおよび支持キャスタ７を介してレチクル定盤３に伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている（Ｇは重力加速度）。
【００４２】
レチクル定盤３上には、レチクルステージ２が該レチクル定盤３に沿って２次元的に移動可能に支持されている。レチクルステージ２の底面には、非接触ベアリングとして複数のエアベアリング（エアパッド；不図示）が固定されており、これらのエアベアリングによってレチクルステージ２がレチクル定盤３上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。また、このレチクル定盤３上には、Ｚ方向の振動を計測する複数（例えば３つ）の加速度計３ａ（図３参照）が設けられている。加速度計の計測結果は後述する主制御装置７０に出力される（図９参照）。主制御装置７０は、加速度計の出力に基づき防振台１１を駆動することでレチクルステージ２に対する振動を制御する。
【００４３】
レチクルステージ２について詳述すると、図８に示すように、レチクルステージ２は、レチクル定盤３上を一対のＹリニアモータ１５、１５によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるレチクル粗動ステージ１６と、このレチクル粗動ステージ１６上を一対のＸボイスコイルモータ１７Ｘと一対のＹボイスコイルモータ１７ＹとによってＸ、Ｙ、θＺ方向に微小駆動されるレチクル微動ステージ１８とを備えた構成になっている（なお、図１では、これらを１つのステージとして図示している）。
【００４４】
各Ｙリニアモータ１５は、レチクル定盤３上に非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド）１９によって浮上支持されＹ軸方向に延びる固定子２０と、この固定子２０に対応して設けられ、連結部材２２を介してレチクル粗動ステージ１６に固定された可動子２１とから構成されている。このため、運動量保存の法則により、レチクル粗動ステージ１６の＋Ｙ方向の移動に応じて、固定子２０は−Ｙ方向に移動する。この固定子２０の移動によりレチクル粗動ステージ１６の移動に伴う反力を相殺するとともに、重心位置の変化を防ぐことができる。
【００４５】
なお、固定子２０は、レチクル定盤３上に代えて、ベースプレートＢＰや定盤支持部４に固定する構成としてもよい。固定子２０をベースプレートＢＰや定盤支持部４に固定する場合には、エアベアリング１９を省略し、レチクル粗動ステージ１６の移動により固定子２０に作用する反力をベースプレートＢＰに逃がしてもよいし、前述の運動量保存の法則を用いてもよい。
【００４６】
レチクル粗動ステージ１６は、レチクル定盤３の中央部に形成された上部突出部３ｂの上面に固定されＹ軸方向に延びる一対のＹガイド５１、５１によってＹ軸方向に案内されるようになっている。また、レチクル粗動ステージ１６は、これらＹガイド５１、５１に対して不図示のエアベアリングによって非接触で支持されている。
【００４７】
レチクル微動ステージ１８には、不図示のバキュームチャックを介してレチクルＲが吸着保持されるようになっている。レチクル微動ステージ１８の−Ｙ方向の端部には、コーナキューブからなる一対のＹ移動鏡５２ａ、５２ｂが固定され、また、レチクル微動ステージ１８の＋Ｘ方向の端部には、Ｙ軸方向に延びる平面ミラーからなるＸ移動鏡５３が固定されている。そして、これら移動鏡５２ａ、５２ｂ、５３に対して測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計４１（図３参照）が各移動鏡の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒上端に固定された不図示の参照鏡とに向けてそれぞれレーザ光を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基づいて、移動鏡と参照鏡との相対変位を計測することにより、レチクルステージ２（ひいてはレチクルＲ）のＸ、Ｙ、θＺ（Ｚ軸回りの回転）方向の位置が所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。なお、レチクル微動ステージ１８の材質としては、高剛性、且つ低熱膨張率の材料が好ましく、金属やコージェライトまたはＳｉＣからなるセラミックスを用いることができる。
【００４８】
また、上述したように、レチクル定盤３、メインコラム９には、それぞれ各部材のＺ方向の振動を計測する３つの加速度計３ａ、９ａが取り付けられているが、さらに、各部材にはＸＹ面内方向の振動を計測する３つの振動センサ（例えば加速度計）がそれぞれ取り付けられている。これらの振動センサのうち２つは、各定盤のＹ方向の振動を計測し、残りの振動センサはＸ方向の振動を計測するものである（以下、便宜上これらの振動センサをそれぞれ振動センサ群３ｂ、９ｂと称する；図３参照）。そして、これらの加速度計３ａ、９ａ、振動センサ群３ｂ、９ｂの計測値に基づいて、主制御装置７０がレチクル定盤３、メインコラム９の６自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺ）の振動をそれぞれ求めることができる構成になっている。
【００４９】
続いて、図９を参照して露光装置本体ＳＰ（及びペデスタルモジュールＰＭ）に隣設される照明光学モジュールＩＭ、露光装置本体ＳＰとの間でレチクルＲ、ウエハＷを搬送するローダモジュール１０、及びこれらモジュールの設置状態について説明する。
【００５０】
照明光学モジュールＩＭは、建屋の梁Ｂ上に設けられたペデスタル部６１に設置された位置調整装置６２と、露光装置本体ＳＰに光源ＬＳからの露光光を導く照明光学系（照明光学装置）ＩＵと、照明光学系ＩＵと露光装置本体ＳＰとの相対位置関係を検出する変位センサ（位置検出装置）６３とから構成されており、さらに照明光学系ＩＵは、位置調整装置６２上に載置された第１照明光学系ＩＵ１と、第１照明光学系ＩＵ１上に設けられた第２照明光学系ＩＵ２との２部分から構成されている。
【００５１】
光源ＬＳとしては、ここでは波長１９２〜１９４ｎｍの間で酸素の吸収帯を避けるように狭帯化されたパルス紫外光を出力するＡｒＦエキシマレーザ光源が用いられている。光源には、不図示の光源制御装置が併設されており、この光源制御装置では、射出されるパルス紫外光の発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御、レーザチャンバ内のガスの制御等を行うようになっている。なお、光源として、波長２４８ｎｍのパルス紫外光を出力するＫｒＦエキシマレーザ光源あるいは波長１５７ｎｍのパルス紫外光を出力するＦ２レーザ光源等用いても良い。また、光源をクリーンルームよりクリーン度が低い別の部屋（サービスルーム）、あるいはクリーンルームの床下に設けられるユーティリティスペースに設置しても構わない。また、光源は、ビームマッチングユニットの一端（入射端）に接続されており、このビームマッチングユニットの他端（出射端）は、照明光学系ＩＵの第１照明光学系ＩＵ１に接続されている。ビームマッチングユニット内には、リレー光学系や複数の可動反射鏡等（いずれも不図示）が設けられており、これらの可動反射鏡等を用いて光源から入射する狭帯化されたパルス紫外光（ＡｒＦエキシマレーザ光）の光路を第１照明光学系ＩＵ１との間で位置的にマッチングさせている。
【００５２】
第１照明光学系ＩＵ１は、所定の位置関係で配置されたミラー、可変減光器、ビーム成形光学系、オプティカルインテグレータ、集光光学系、振動ミラー、照明系開口絞り板、ビームスプリッタ、リレーレンズ系、及びレチクルブラインド機構を構成する可動視野絞りとしての可動レチクルブラインド（照明領域設定装置）等を備えている。光源からのパルス紫外光がビームマッチングユニット及びリレー光学系を介して第１照明光学系ＩＵ１内に入射すると、このパルス紫外光は、可変減光器のＮＤフィルタにより所定のピーク強度に調整された後、ビーム整形光学系により、オプティカルインテグレータに効率よく入射するようにその断面形状が整形される。次いで、このパルス紫外光がオプティカルインテグレータに入射すると、射出端側に面光源、すなわち多数の光源像（点光源）から成る２次光源が形成される。これらの多数の点光源の各々から発散するパルス紫外光は、照明系開口絞り板上のいずれかの開口絞りを通過した後、露光光として可動レチクルブラインドに到達する。この可動レチクルブラインドは、不要な部分の露光を防止するため、走査露光の開始時及び終了時に可動ブレードにより後述するように固定レチクルブラインドによって規定されるレチクルＲ上の照明領域を更に制限するために用いられるものである。
【００５３】
第２照明光学系ＩＵ２は、照明系ハウジング内に所定の位置関係で収納された固定レチクルブラインド、レンズ、ミラー、リレーレンズ系、メインコンデンサレンズ等（いずれも不図示）を備えている。固定レチクルブラインドは、照明系ハウジングの入射端近傍のレチクルＲのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置され、レチクルＲ上の照明領域を規定する所定形状の開口部が形成されている。この固定レチクルブラインドの開口部は、投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で走査露光時のレチクルＲの移動方向（Ｙ軸方向）と直交したＸ軸方向に直線的に伸びたスリット状又は矩形状に形成される。可動レチクルブラインドの開口部を通過したパルス紫外光は、固定レチクルブラインドの開口部を一様な強度分布で照明する。固定レチクルブラインドの開口部を通ったパルス紫外光は、レンズ、ミラー、リレーレンズ系、主コンデンサレンズ系を経て、レチクルステージ２上に保持されたレチクルＲ上の所定の照明領域（Ｘ軸方向に直線的に伸びたスリット状又は矩形状の照明領域）を均一な照度分布で照明する。
【００５４】
なお、第１照明光学系ＩＵ１と第２照明光学系ＩＵ２とを強固に接合すると、可動レチクルブラインドの駆動に起因して露光動作中に第１照明光学系ＩＵ１に生じる振動が第２照明光学系ＩＵ２にそのまま伝達されることとなって、好ましくない。このため、本実施形態では、第１照明光学系ＩＵ１と第２照明光学系ＩＵ２との間は、両者の相対変位を可能にし、かつその内部を外気に対して気密状態にすることが可能な伸縮自在の蛇腹状部材を介して接合されている。
【００５５】
図１０は、第１照明光学系ＩＵ１の底部付近を示す拡大図である。
位置調整装置６２は、第１照明光学系ＩＵ１の底部（その４隅）に配設されたエアマウント７４Ａ〜７４Ｄ、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）７３Ａ〜７３Ｄ、７２Ａ〜７２Ｄを有している。第１照明光学系ＩＵ１はこれらエアマウント７４Ａ〜７４ＤおよびＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄによって支持される。電磁弁ＥＶは、３つの独立作動可能な電磁弁ユニットＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３などで構成される。エアマウント７４Ｂおよび７４Ｄは電磁弁ユニットＥＶ２と、エアマウント７４Ａは電磁弁ユニットＥＶ１と、そしてエアマウント７４Ｄは電磁弁ユニットＥＶ３とパイプで接続される。電磁弁ＥＶは空圧源ＰＡとパイプで接続される。また、電磁弁ユニットＥＶ１〜ＥＶ３と主制御装置７０とは電気的に接続されており、主制御装置７０によってその開閉が独立して制御される。これにより、空圧源ＰＡから供給される圧縮空気をエアマウント７４Ｂおよび７４Ｄ、７４Ａ、そして７４Ｃに独立して送ることができる。
【００５６】
ＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄは主制御装置７０に電気的に接続されており、主制御装置７０からの制御信号に応じてＺ座標軸方向の推力を発生する（図の複雑化を避けるため、図１０において主制御装置７０とＶＣＭ７３Ａ〜７３との間における結線の図示は省略する）。第１照明光学系ＩＵ１は、主制御装置７０により上述のエアマウント７４Ａ〜７４ＤおよびＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄを介してＺ座標軸方向、Ｘ座標軸回りの回転方向（θｘ）、そしてＹ座標軸回りの回転方向（θｙ）に位置決め（姿勢制御）される。なお、ここで説明した第１照明光学系ＩＵ１の位置決めに際してエアマウント７４Ａ〜７４ＤおよびＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄから発生すべき推力のうち、比較的長い変動周期での推力はエアマウント７４Ａ〜７４Ｄで発生され、比較的短い変動周期での推力はＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄで発生される。これにより、ＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄに定常推力が発生することのないようにしてＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄが発熱するのを防止する。
【００５７】
引き続き図１０を参照して第１照明光学系ＩＵ１の側面に設置されるＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄについて説明する。ＶＣＭ７２Ａ、ＶＣＭ７２Ｃは、第１照明光学系ＩＵ１のＹ座標軸方向に対向する２側面上に固設される。ＶＣＭ７２Ｂ、７２Ｄは、第１照明光学系ＩＵ１のＸ座標軸方向に対向する２側面上に固設される。また、ＶＣＭ７２ＡとＶＣＭ７２Ｃ、そしてＶＣＭ７２ＢとＶＣＭ７２Ｄとは互いに対角位置に設置されている。これらのＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄは、第１照明光学系ＩＵ１に固設される面と対向するそれぞれの面が、ペデスタル部６１に固設される不図示の固定部材に固設されている。以上のように配設されるＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄにおいて、たとえばＶＣＭ７２Ａに斥力を、ＶＣＭ７２Ｃに引力を、その力の絶対値が等しくなるように発生させることにより、第１照明光学系ＩＵ１をＹ座標軸に沿って＋Ｙ方向に移動させることができる。同様に、ＶＣＭ７２Ａに引力を、ＶＣＭ７２Ｃに斥力を発生させることにより第１照明光学系ＩＵ１を−Ｙ方向に移動させることもできる。さらに、ＶＣＭ７２Ｂ、７２Ｄに同様の斥力および引力を発生させることにより、第１照明光学系ＩＵ１をＸ座標軸に沿って±Ｘ方向に移動させることが可能である。また、ＶＣＭ７２ＡおよびＶＣＭ７２Ｃの両方に斥力、あるいは引力を発生させることにより、第１照明光学系ＩＵ１をＺ座標軸回り（θｚ）に回転させることもできる。第１照明光学系ＩＵ１は、ＶＣＭ７２ＢおよびＶＣＭ７２ＤによってもＺ座標軸回りに回転させることができる。
【００５８】
以上に説明したように、エアマウント７４Ａ〜７４Ｄ、ＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄ、ＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄによって第１照明光学系ＩＵ１を６自由度の方向に位置決めが可能である。主制御装置７０は、上述したエアマウント７４Ａ〜７４ＤとＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄ、７２Ａ〜７２Ｄとを制御して、後述するように第１照明光学系ＩＵ１（すなわち照明光学系ＩＵ）と露光装置本体ＳＰとの相対位置決めを行う。なお、位置調整装置６２、６５は、上述したエアマウントやＶＣＭを用いる構成ではなく他の構成、例えば直動ガイド等を用いる構成としてもよい。
【００５９】
変位センサ６３は、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとのＺ軸方向の相対変位（相対位置関係）を検出するセンサ６３Ｚ、Ｙ軸方向の相対変位を検出するセンサ６３Ｙ、Ｘ軸方向の相対変位を検出するセンサ６３Ｘ（ただし、センサ６３Ｘについては図示省略）とから構成されており、各センサ６３Ｘ〜６３Ｚの検出結果は主制御装置７０に出力される。センサ６３Ｚは、Ｘ軸方向に沿って２つ設置されており、これらセンサ６３Ｚ、６３Ｚの検出結果により、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとのＺ軸方向の相対変位に加えてＹ軸周りの回転方向の変位が求められる。同様に、センサ６３Ｙは、Ｚ軸方向に沿って２つ設置されており、これらセンサ６３Ｙ、６３Ｙの検出結果により、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとのＹ軸方向の相対変位に加えてＸ軸周りの回転方向の変位が求められる。さらに、センサ６３Ｘは、Ｙ軸方向に沿って２つ設置されており、これらセンサ６３Ｘ、６３Ｘの検出結果により、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとのＸ軸方向の相対変位に加えてＺ軸周りの回転方向の変位が求められる。
【００６０】
主制御装置７０は、上記の変位センサ６３Ｘ〜６３Ｚで検出される相対変位に応じた信号を入力し、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとの間の６自由度方向の相対位置ずれ量を演算する。そして主制御装置７０は、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとの間の６自由度方向の相対位置ずれ量を演算した結果をもとに、エアマウント７４Ａ〜７４Ｄ、ＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄ、およびＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄのそれぞれで発生させる推力を算出する。そして、主制御装置７０は、これらのエアマウントおよびＶＣＭに対し、上述のように算出した推力が発生するように制御信号を発する。これによって露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとの相対位置ずれ量は所定値内、すなわち照明用光学系の光学的精度を維持するのに必要な許容値内に維持される。
【００６１】
次に、図９に戻り、ローダモジュール１０について説明する。
ローダモジュール１０は、梁Ｂ上に設けられたペデスタル部６４に設置された位置調整装置６５と、露光装置本体ＳＰとの間でレチクルＲ、ウエハＷを搬送するローダ部６６と、ローダ部６６と露光装置本体ＳＰとの相対位置関係を検出する変位センサ６７とから構成されている。
【００６２】
ローダ部６６には、レチクルローダＲＬおよびウエハローダＷＬが配設される。レチクルローダＲＬは、所定のレチクルＲを露光装置本体ＳＰのレチクルステージ２に載置（ロード）、あるいはレチクルステージ２にロードされているレチクルＲを除去（アンロード）する。ウエハローダＷＬは、未露光のウエハＷをウエハステージ５にロード、あるいはウエハステージ５に載置されている露光済みのウエハＷをアンロードする。
【００６３】
位置調整装置６５は、照明光学モジュールＩＭにおける位置調整装置６２と同様の構成であり、その詳細な説明を省略するが、位置調整装置６５によってローダ部６６を露光装置本体ＳＰに対して６自由度の方向に位置決めが可能である。また、変位センサ６７も照明光学モジュールＩＭにおける変位センサ６３と同様の構成であり、その詳細な説明を省略するが、変位センサ６７を構成するセンサ６７Ｚ、６７Ｙ、６７Ｘ（ただし、センサ６７Ｘについては図示省略）の検出結果により、露光装置本体ＳＰとローダ部６６とのＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向の相対変位及び各軸周りの回転方向の変位を求めることができる。
【００６４】
そして主制御装置７０は、露光装置本体ＳＰとローダ部との間の６自由度方向の相対位置ずれ量を演算した結果をもとに、位置調整装置６５のエアマウント、ＶＣＭのそれぞれで発生させる推力を算出する。そして、主制御装置７０は、これらのエアマウントおよびＶＣＭに対し、上述のように算出した推力が発生するように制御信号を発する。これによって露光装置本体ＳＰとローダ部６６との相対位置ずれ量は所定値内、すなわちローダ部６６の基板搬送精度を維持するのに必要な許容値内に維持される。
【００６５】
図３に露光装置１の制御系を示す。この図に示すように、上述した位置センサ、加速度計、振動センサ群、レーザ干渉計、傾斜センサ、変位センサの各種計測装置の計測結果は主制御装置７０に出力される。そして、主制御装置７０は、これら計測装置の計測結果に基づいて各種演算処理を行い、その結果に基づきレチクル駆動用リニアモータ、ウエハ駆動用リニアモータ、ウエハ駆動用トリムモータ、可動レチクルブラインド駆動用アクチュエータ、防振台、電磁弁ユニット、ＶＣＭ、エアマウント等を統括的に制御する。また、主制御装置７０には、ペデスタル部１２の振動パターン（振動特性）をマップとして記憶する記憶装置７６が付設されている。
【００６６】
続いて、建屋における梁の架設について説明する。
図９に示したように、上記の照明光学モジュールＩＭ及びローダモジュール１０は、同じ高さに架設された梁Ｂ１、Ｂ１上に設置されるが、露光装置本体ＳＰは、ペデスタルモジュールＰＭの高さ分だけ低く架設された梁Ｂ２上に設置される。このように、建屋の建設時に、設置される装置（モジュール）に応じて異なる高さで梁Ｂ１、Ｂ２を架設することにより、全て同一高さで梁を架設した場合のように装置間で高さ調整を行う必要がなくなり、装置の設置作業を簡素化できる。
【００６７】
次に、上記構成の露光装置１の設置作業について説明する。
露光装置１を建屋内に設置する際には、まず図１及び図９に示すように、防振台１３が梁Ｂ２上に位置するようにペデスタルモジュールＰＭを載置する。次に、ペデスタル部１２上にベースプレートＢＰ及び露光装置本体ＳＰを設置する。露光装置本体ＳＰの設置順序としては、まずベースプレートＢＰ上に支持キャスタ７を含むウエハモジュールＷＭを設置し、次いで支持キャスタ７上に投影レンズモジュールＬＭ及び定盤支持部４、防振台１１を設置する。そして、この防振台１１上にレチクルモジュールＲＭを設置する。
このように本実施の形態では、露光装置１が複数のモジュールから構成されているため、露光装置製造現場からの搬出及び設置建屋における組み立て作業を容易に実施することが可能である。
【００６８】
上記露光装置１を設置する際には、位置センサ１２ｃの検出結果に応じて防振台１３（のエアマウント１３ａ、ボイスコイルモータ１３ｂ）を駆動することで、梁Ｂ２を基準にしてペデスタル部１２をＺ方向に位置決めする。また、ペデスタル部１２のピッチング方向及びローリング方向（Ｘ軸周り及びＹ軸周りの回転方向）の位置決めは、傾斜センサ１４の検出結果に応じて防振台１３を駆動することで行われる。この位置決めにより、ペデスタル部１２は、所定のＺ方向の高さで、且つ地球に対して水平に維持される。従って、ペデスタル部１２に載置される露光装置本体ＳＰ（レチクルモジュールＲＭ、投影レンズモジュールＬＭ、ウエハモジュールＷＭ等）は、重力方向（鉛直方向）に対して傾斜成分が発生しない状態で設置される。
【００６９】
また、露光装置本体ＳＰの近傍に照明光学モジュールＩＭを設置する際には、変位センサ６３の検出結果に応じて露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとの間の６自由度方向の相対位置ずれ量を求め、この相対位置ずれ量を除くべく位置調整装置６２を駆動する。同様に、露光装置本体ＳＰの近傍にローダモジュール１０を設置する際には、変位センサ６７の検出結果に応じて露光装置本体ＳＰとローダモジュール１０との間の６自由度方向の相対位置ずれ量を求め、この相対位置ずれ量を除くべく位置調整装置６５を駆動する。これにより、照明光学モジュールＩＭ及びローダモジュール１０が、露光装置本体ＳＰに対して分離され独立した状態でペデスタル部６１、６４にそれぞれ配置された場合であっても、露光装置本体ＳＰを基準として、これら照明光学モジュールＩＭ及びローダモジュール１０を所定の位置関係に維持することが可能である。
【００７０】
続いて、上記構成の露光装置による露光処理の動作について説明する。
まず、露光処理に先立って、露光装置本体ＳＰを（自励）加振した際の振動特性を求める。振動特性を求める対象は、レチクル定盤３、メインコラム９、ウエハ定盤６に対しても実施されるが、ここではペデスタル部１２についてのみ説明する。なお、露光装置本体ＳＰを加振する方法としては、例えばウエハステージ５を駆動したり、露光時と同様にレチクルステージ２及びウエハステージ５を同期駆動させることができ、さらに、防振台１１、１３、２４におけるＶＣＭ１１ｂ、１３ｂ、２４ｂにより、インパルス波形のダミー振動を与えることも可能である。
【００７１】
この加振に伴う振動を加速度計３ａ、９ａ、１２ａ及び振動センサ群３ｂ、９ｂ、１２ｂにより検出して記憶装置７６に記憶する。主制御装置７０は、ペデスタル部１２の特に高周波機械共振部の振動をピエゾダンパ２８で減衰させるために、振動パターンを相殺（減衰）するピエゾ素子２８ａの駆動パターンを設定し記憶装置７６に記憶する。この自励加振により上記加速度計及び振動センサ群を用いて検出された振動の周波数と信号強度との関係を図１１（ａ）に示す。主制御装置７０は、得られた振動特性に対して所定の関数を整形フィルタとして用い、図１１（ｂ）に示すように、ペデスタル部１２の機械共振特性を同定し、これを記憶装置７６に記憶する。すなわち、ペデスタル部１２の振動に対する影響が最も顕著な周波数（ここでは、周波数ｆ１、ｆ２）を抽出して記憶する。なお、振動特性を検出する手段としては、上記振動センサ群以外にも、ペデスタル部１２にピエゾ素子を貼設し、振動によりピエゾ素子が歪むことで出力される電気信号を用いることもできる。
【００７２】
このように、振動特性を求めた後に、露光処理を実施する。ここでは、予め、ウエハＷ上のショット領域を適正露光量（目標露光量）で走査露光するための各種の露光条件が設定されているものとする。そして、いずれも不図示のレチクル顕微鏡およびオフアクシス・アライメントセンサ等を用いたレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業が行われ、その後アライメントセンサを用いたウエハＷのファインアライメント（ＥＧＡ；エンハンスト・グローバル・アライメント等）が終了し、ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標が求められる。
【００７３】
このようにして、ウエハＷの露光のための準備動作が完了すると、アライメント結果に基づいてレーザ干渉計の計測値をモニタしつつ、リニアモータ３３、３５を制御してウエハＷの第１ショットの露光のための走査開始位置にウエハステージ５を移動する。そして、リニアモータ１５、３３を介してレチクルステージ２とウエハステージ５とのＹ方向の走査を開始し、両ステージ２、５がそれぞれの目標走査速度に達すると、可動レチクルブラインドで設定された照明光学系ＩＵからの露光用照明光により、レチクルＲ上の所定の矩形状の照明領域が均一な照度で照明される。この照明領域に対してレチクルＲがＹ方向に走査されるのに同期して、この照明領域と投影光学系ＰＬに関して共役な露光領域に対してウエハＷを走査する。
【００７４】
そして、レチクルＲのパターン領域を透過した照明光が投影光学系ＰＬにより１／４倍に縮小され、レジストが塗布されたウエハＷ上に照射される。そして、ウエハＷ上の露光領域には、レチクルＲのパターンが逐次転写され、１回の走査でレチクルＲ上のパターン領域の全面がウエハＷ上のショット領域に転写される。この走査露光時には、レチクルステージ２のＹ方向の移動速度と、ウエハステージ５のＹ方向の移動速度とが投影光学系ＰＬの投影倍率（１／５倍あるいは１／４倍）に応じた速度比に維持されるように、リニアモータ１５、３３を介してレチクルステージ２およびウエハステージ５を同期制御する。
【００７５】
レチクルステージ２の走査方向の加減速時の反力は、固定子２０の移動により吸収され、レチクルモジュールＲＭにおける重心の位置がＹ方向において実質的に固定される。また、レチクルステージ２と固定子２０とレチクル定盤３との３者間の摩擦が零でなかったり、レチクルステージ２と固定子２０との移動方向が僅かに異なる等の理由で、レチクル定盤３の６自由度方向の微少な振動が残留した場合にも、振動センサ群の計測値に基づいて上記残留振動を除去すべく、防振台１１をフィードバック制御する。
【００７６】
また、メインコラム９においては、レチクルステージ２、ウエハステージ５の移動による微振動が発生しても、主制御装置７０がメインコラム９に設けられた振動センサ群７７の計測値に基づいて６自由度方向の振動を求め、防振台２４をフィードバック制御することによりこの微振動をキャンセルして、メインコラム９（すなわち投影光学系ＰＬ）を定常的に安定した位置に維持することができる。
【００７７】
そして、ウエハモジュールＷＭにおいては、ウエハステージ５の走査方向の加減速時の反力は、固定子３７の移動により吸収され、ウエハモジュールＷＭにおける重心の位置がＹ方向において実質的に固定される。また、ベースプレートＢＰからウエハ定盤６に伝わる振動は、支持マウント２９により特に高周波成分が除振されることに加えて、ペースプレートＢＰと接合するペデスタル部１２の振動がマスダンパ２７及びピエゾダンパ２８からなる減衰装置２６と、防振台１３とにより減衰されるため、ウエハ定盤６を定常的に安定した位置に維持することができる。
【００７８】
ペデスタルモジュールＰＭにおいては、梁Ｂ（Ｂ２）から伝わる振動や、ステージ駆動に伴う残留振動を加速度計１２ａや振動センサ群１２ｂが計測すると、その計測値に基づいて防振台１３をフィードバック制御することで、ペデスタル部１２に伝わる振動を抑制できる。また、ペデスタル部１２の振動は、マスダンパ２７及びピエゾダンパ２８により減衰できる。
【００７９】
ここで、マスダンパ２７によるペデスタル部１２の減衰について説明する。
ステージ駆動や防振台１３の駆動によりペデスタル部１２に振動が加わると、ペデスタル部１２の振動に伴ってマスダンパ２７の振動系が励振されて連成振動する。この連成振動のうち、弾性体２７ａの大きな粘性によりペデスタル部１２の振動が減衰されてその振幅が小さくなる。また、質量体２７ｂの質量がペデスタル部１２のモード質量の１０％であるとともに、マスダンパ２７の固有振動数がぺですたるの固有振動数とほぼ一致しているので、マスダンパ２７の連成振動により、ペデスタル部１２の固有振動数における共振のピークが小さくなる。この結果、ペデスタル部１２に発生する残留振動を小さくすることができる。
【００８０】
次に、ピエゾダンパ２８によるペデスタル部１２の減衰について説明する。
露光処理の実施に伴いステージを駆動するに当たって、主制御装置７０は減衰制御装置として記憶装置７６に記憶されている駆動パターンでピエゾ素子２８ａを駆動することで、ペデスタル部１２の振動をキャンセル（減衰）するカウンターフォースをピエゾダンパ２８に対してフィードフォワードで与える。なお、ピエゾダンパ２８を駆動してもペデスタル部１２に残留振動が残存する場合、主制御装置７０は、この残留振動を除去すべくフィードバック制御でピエゾダンパ２８を駆動するが、整形フィルタリングにより求めた周波数でピエゾダンパ２８を駆動することで効果的にペデスタル部１２の振動を減衰させることができる。このように、主制御装置７０は、ペデスタル部１２の機械共振特性に応じて最適な制振を実施することができる。
【００８１】
また、主制御装置７０は、走査露光を行っている間のペデスタル部１２の振動をモニタしており、露光前に設定した駆動パターンでピエゾダンパ２８を駆動したにも拘わらず走査露光の間に残留振動が生じた場合、露光前に検出した振動特性と露光時に検出した振動特性との差分を修正するように、新たにピエゾ素子２８ａの駆動パターンを設定し記憶装置７６に記憶する。例えば、主制御装置７０は、走査露光時の振動特性検出時に、上記周波数ｆ１、ｆ２のゲインを上げて振動に対する影響が最も顕著な周波数の重みを大きくする。そして、複数の露光処理毎に、駆動パターンを修正・更新することで、残留振動が問題とならないレベルにまでペデスタル部１２の振動を減衰させることが可能である。なお、駆動パターンの修正・更新は、ロット毎やウエハ毎に実施することが好ましい。
【００８２】
ただし、駆動パターンの修正・更新には、以前の振動特性が含まれるため、例えば通常の露光処理以外の外乱で振動が生じた場合、更新された駆動パターンには、この外乱による振動特性が含まれることになる。例えば、露光処理と関係のない箇所で物が落下して生じた振動成分を検出した場合、修正・更新した駆動パターンには、この外乱による振動成分をキャンセルするためのパターンが含まれてしまい、常態での露光処理で生じる振動をキャンセルするためのパターンと異なるものが設定される。そのため、駆動パターンを修正・更新するモードは、常時ＯＮ状態とするのではなく、所定の回数・時間の間ＯＮ状態としておき、外乱が含まれていない場合にＯＦＦ状態に切り替えることが好ましい。
【００８３】
以上のように、本実施の形態では、露光装置１に梁Ｂからの振動を制振するペデスタルモジュールＰＭが設けられているので、露光装置１を設置すべき生産工場側に厳しい振動仕様に伴うコストアップが生じることを防止できる。また、本実施の形態では、設置する複数の装置ＳＰ、ＩＵ、１０に合わせて建屋の梁の架設高さを設定しているので、装置間で大きな高さ調整を実施する必要がなくなり、装置の設置作業も簡素化することが可能である。
【００８４】
また、本実施の形態では、ペデスタルモジュールＰＭにマスダンパ２７及びピエゾダンパ２８からなる減衰装置２６を設けているので、ペデスタル部１２の剛体運動の振動成分のみならず、高周波機械共振部の振動を効果的に減衰させることが可能である。さらに、本実施の形態では、露光前に露光装置本体ＳＰを加振した際に検出した振動特性に基づきピエゾダンパ２８を駆動するので、実露光時に、より正確な振動制御を実施することができる。しかも、本実施の形態では、振動に与える影響が大きい特定周波数の振動特性を抽出した結果を用いて制振するので、より効果的な振動制御を実現することができる。加えて、本実施の形態では、実露光時に検出した振動特性により、予め設定したピエゾダンパ２８の駆動パターンを修正・更新する、いわゆる学習機能を備えているので、常時、正確な振動制御を実施することができる。
【００８５】
一方、本実施の形態では、変位センサ６３、６７及び位置調整装置６２、６５を用いて照明光学モジュールＩＭ及びローダモジュール１０をそれぞれ露光装置本体ＳＰに対して６自由度で位置調整するので、各モジュールが露光装置本体ＳＰに対して位置ずれが生じた状態で設置されても、必要な照明用光学系の光学的精度及び基板搬送精度を容易に維持することができる。
【００８６】
なお、上記実施の形態において、マスダンパ２７はペデスタル部１２の振動に応じて連成振動するパッシブ方式の構成としたが、これに限られず、マスダンパ２８を駆動するアクチュエータを別途設け、主制御装置７０の制御下で振動センサ群７７の計測結果に基づいてマスダンパを駆動するアクティブ方式であってもよい。また、ペデスタルモジュールＰＭにおいて梁Ｂ２からの振動を制振するために、エアマウント及びＶＣＭを有する防振台１３を配設する構成としたが、他の制振装置を設ける構成としてもよい。
【００８７】
なお、本実施の形態の基板としては、半導体デバイス用の半導体ウエハＷのみならず、液晶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。
【００８８】
露光装置１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・ステッパー；ＵＳＰ５，４７３，４１０）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（ステッパー）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可能である。
【００８９】
露光装置１の種類としては、ウエハＷに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００９０】
また、不図示の露光用光源として、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）のみならず、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ６）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高調波などを用いてもよい。
【００９１】
例えば、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、かつ非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を露光光として用いてもよい。なお、単一波長レーザの発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ２レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【００９２】
また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲから発生する波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光を露光光として用いてもよく、ＥＵＶ露光装置では反射型レチクルが用いられ、かつ投影光学系が複数枚（例えば３〜６枚程度）の反射光学素子（ミラー）のみからなる縮小系となっている。
【００９３】
投影光学系ＰＬの倍率は、縮小系のみならず等倍系および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（レチクルＲも反射型タイプのものを用いる）、また電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればよい。なお、電子線が通過する光路は、真空状態にすることはいうまでもない。
【００９４】
ウエハステージ５やレチクルステージ２にリニアモータ（ＵＳＰ５，６２３，８５３またはＵＳＰ５，５２８，１１８参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージ２、５は、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【００９５】
各ステージ２、５の駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニット（永久磁石）と、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージ２、５を駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージ２、５に接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージ２、５の移動面側（ベース）に設ければよい。
【００９６】
以上のように、本願実施形態の露光装置１は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００９７】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１２に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、シリコン材料からウエハを製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光する露光処理ステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、露光装置を設置すべき生産工場側に厳しい振動仕様に伴うコストアップが生じることを防止できるとともに、複数の装置を設置する場合でも、装置間で大きな高さ調整を実施する必要がなくなり、装置の設置作業を簡素化できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、ペデスタルモジュールを有する露光装置の概略構成図である。
【図２】同露光装置を構成する防振台の一例を示す概略構成図である。
【図３】露光装置の制御系を示す制御ブロック図である。
【図４】同露光装置を構成するウエハステージの外観斜視図である。
【図５】同露光装置を構成する支持キャスタの外観斜視図である。
【図６】同露光装置を構成するウエハステージの概略正面図である。
【図７】同ウエハステージの概略平面図である。
【図８】同露光装置を構成するレチクルステージの外観斜視図である。
【図９】異なる高さに架設された梁上に、露光装置本体、照明光学モジュール、ローダモジュールが設置された図である。
【図１０】第１照明光学系の底部付近を示す拡大図である。
【図１１】（ａ）は、自励加振により検出された振動の周波数と信号強度との関係を示す図であり、（ｂ）はフィルタリング後の振動の周波数と信号強度との関係を示す図である。
【図１２】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２  梁（設置部）
ＢＰ  ベースプレート（第１支持装置）
ＩＵ  照明光学系（照明光学装置）
ＰＭ  ペデスタルモジュール（第２支持装置）
Ｒ  レチクル（マスク）
Ｗ  ウエハ（基板）
ＳＰ  露光装置本体
１  露光装置
１２  ペデスタル部（台座部）
１３ａ  エアマウント（気体室）
１３ｂ  ボイスコイルモータ（駆動装置）
２６  減衰装置
２７  マスダンパ（連成装置）
２８  ピエゾダンパ（歪装置）
６２  位置調整装置
６３  変位センサ（位置検出装置）
７０  主制御装置（制御装置、減衰制御装置）
７６  記憶装置
【図１】
2004165416.tif 000003
【図２】
2004165416.tif 000004
【図３】
2004165416.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004165416.tif 000008
【図７】
2004165416.tif 000009
【図８】
2004165416.tif 000010
【図９】
2004165416.tif 000011
【図１０】
2004165416.tif 000012
【図１１】
2004165416.tif 000013
【図１２】
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