(57)【要約】【課題】  複数方向に亘って振動が生じた場合でも、広い設置スペース、重量化等の問題を招くことなく高精度に制振する。【解決手段】  質量体６７と弾性体６６とが接続されて第１方向に連成振動する振動系Ｖ１を備える。質量体６７に第２弾性体６５が接続されて、（振動系Ｖ１とは振動的に独立して）第１方向とは異なる第２方向に連成振動する第２振動系Ｖ２を有する。【選択図】      図３
2005072152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量体と弾性体とが接続されて第１方向に連成振動する振動系を備えた制振装置であって、
前記質量体に第２弾性体が接続されて、前記第１方向とは異なる第２方向に連成振動する第２振動系を有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
請求項１記載の制振装置において、
前記質量体を前記第１方向に移動可能、且つ前記第２方向に移動不能に支持する支持部材を有し、
前記第２弾性体は、前記支持部材を介して前記質量体に接続されることを特徴とする制振装置。
【請求項３】
請求項２記載の制振装置において、
前記支持部材を前記第２方向に移動可能、且つ前記第２方向と交叉する第３方向については拘束する拘束部材を有することを特徴とする制振装置。
【請求項４】
請求項３記載の制振装置において、
前記拘束部材は、前記第２方向については可撓性を有し、前記第３方向については剛性を有するバネ部材であることを特徴とする制振装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の制振装置において、
前記第２方向は前記第１方向と略直交する方向であることを特徴とする制振装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の制振装置において、
前記第２方向は前記第１方向と平行な軸周りの方向であることを特徴とする制振装置。
【請求項７】
移動体を有するステージ装置であって、
前記移動体の移動に伴う振動を制振する装置として、請求項１から６のいずれか一項に記載の制振装置が用いられることを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項７記載のステージ装置において、
固定子と協働して前記移動体を移動させる可動子を有し、
前記制振装置は、前記可動子に設けられることを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
マスクのパターンを基板に露光する露光装置であって、
前記マスクを照明する照明光の照明領域を設定する設定装置と、前記マスクを保持して移動するマスクステージと、前記基板を保持して移動する基板ステージとの少なくとも一つに、請求項７または８記載のステージ装置が用いられることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振装置及びステージ装置並びに露光装置に関し、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制振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】
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、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。
【０００４】
ところで、上記の露光装置は、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。そのため、従来では、振動が生じる部材の強度を高めたり、振動の入力源となる箇所を少なくする等の対策が採られていたが、この対策では装置の重量化、大型化を招く等の問題が生じる。
【０００５】
そのため、特許文献１には、質量体と弾性体（バネ要素）とが振動系を構成し、この振動系が制振対象物の振動によって連成振動するマスダンパーを制振対象物に設ける技術が開示されている。この技術では、制振対象物の振動によりマスダンパーの振動系が励振されて制振対象物の振動エネルギーを減少させることができるため、装置の重量化、大型化を招くことなく、振動に起因する露光精度の低下を防ぐことが可能である。
また、特許文献２には、マスに延設された芯棒を挟んだ第１の水平方向両側に第１の弾性体が配置され、また芯棒を挟んだ第２の水平方向両側に第１の弾性体とはバネ定数を異にする第２の弾性体が周方向に隣接配置されたマスダンパーが開示されている。
この技術では、第１、第２の水平方向のいずれの方向からの振動（揺れ）に対しても適正に低減することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００２−１５１３７９号公報
【特許文献２】特開平１１−２９４５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
制振対象物が、例えばＺ方向に振動する場合には、Ｚ方向に連成振動するマスダンパーを設けることで制振対象物を制振することが可能であるが、制振対象物はＺ方向のみならずＸ方向やＹ方向にも振動することが想定される。この場合、Ｘ方向やＹ方向の振動が装置性能に悪影響を及ぼす虞がある周波数であれば、各方向に連成振動するマスダンパーを別途設ける必要があり、広い設置スペースの確保、重量化、コスト増という問題を生じさせてしまう。
特に、近年ではパターンの微細化に伴って、微小振動による装置性能への悪影響が無視できなくなってきている。
【０００７】
そこで、特許文献２に記載された技術を用いることで、複数方向について制振することも考えられるが、この技術では一方の弾性体の変形が隣接する他方の弾性体に影響を及ぼす虞があり、各方向の振動をそれぞれ高精度（例えばナノオーダー）に制振するには十分ではなかった。
【０００８】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、複数方向に亘って振動が生じた場合でも、広い設置スペース、重量化等の問題を招くことなく高精度に制振可能な制振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８に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の制振装置は、質量体（６７）と弾性体（６６）とが接続されて第１方向（Ｚ方向）に連成振動する振動系（Ｖ１）を備えた制振装置（ＭＤ）であって、質量体（６７）に第２弾性体（６５）が接続されて、第１方向とは異なる第２方向（Ｘ方向）に連成振動する第２振動系（Ｖ２）を有することを特徴とするものである。
【００１０】
従って、本発明の制振装置では、制振対象物（３２）の第１方向（Ｚ方向）の振動については振動系（Ｖ１）が連成振動することで制振することが可能であり、制振対象物（３２）の第２方向（Ｘ方向）の振動については第２振動系（Ｖ２）が連成振動することで制振することが可能である。ここで、振動系（Ｖ１）と第２振動系（Ｖ２）とは、通常最もスペース及び重量を必要とする質量体（６７）に接続されて共用することになるので、個別に質量体を備える必要がなくなり、両方向についての振動を制振する場合でも、広い設置スペースの確保、重量化、コスト増という問題を生じさせない。
また、本発明では、振動系（Ｖ１）と第２振動系（Ｖ２）とが振動的に独立して連成振動するため、各方向の連成振動が干渉せず、制振対象物（３２）の第１、第２方向の振動をそれぞれ高精度に制振することが可能になる。
【００１１】
また、本発明のステージ装置は、移動体（３２）を有するステージ装置（２）であって、移動体（３２）の移動に伴う振動を制振する装置として、請求項１から６のいずれか一項に記載の制振装置（ＭＤ）が用いられることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明のステージ装置では、可動子等の移動体（３２）の移動に伴って複数方向（Ｚ方向、Ｘ方向）に亘って振動が生じた場合でも、広い設置スペースの確保、重量化、コスト増という問題を生じさせることなく、各方向の振動を制振することが可能になる。
【００１３】
そして、本発明の露光装置は、マスク（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）に露光する露光装置（ＥＸ）であって、マスク（Ｍ）を照明する照明光の照明領域を設定する設定装置と、マスク（Ｍ）を保持して移動するマスクステージ（ＭＳＴ）と、基板（Ｐ）を保持して移動する基板ステージ（ＰＳＴ）との少なくとも一つに、請求項７または８記載のステージ装置（２）が用いられることを特徴とするものである。
【００１４】
従って、本発明の露光装置では、照明領域を設定する際、マスク（Ｍ）を移動させる際、基板（Ｐ）を移動させる際に複数方向に亘って振動が生じた場合でも、広い設置スペースの確保、重量化、コスト増という問題を生じさせることなく、各方向の振動を制振することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、広い設置スペースの確保、重量化、コスト増という問題を生じさせることなく、多軸方向について高精度の制振機能を提供することができる。また、本発明では、微小振動が装置性能へ及ぼす悪影響を排除して高精度な露光処理を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の制振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８を参照して説明する。
図１は本発明の制振装置をマスダンパーとしてウエハステージに備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。ここで、本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動しつつマスクＭに設けられているパターンを投影光学系ＰＬを介して感光基板Ｐ上に転写する所謂スキャニングステッパである。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内における前記同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向（非走査方向）をＸ軸方向として説明する。また、ここでいう「感光基板」は半導体ウエハ上にレジストが塗布されたものを含み、「マスク」は感光基板上に縮小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ものである。
【００１７】
（第１実施形態）
図１において、露光装置ＥＸは、マスク（レチクル）Ｍを保持して移動するマスクステージ（レチクルステージ）ＭＳＴ及びこのマスクステージＭＳＴを支持するマスク定盤３を有するステージ装置１と、光源を有し、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光で照明する照明光学系ＩＬと、感光基板（基板）Ｐを保持して移動する基板ステージＰＳＴ及びこの基板ステージＰＳＴを支持する基板定盤４を有するステージ装置２と、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、ステージ装置１及び投影光学系ＰＬを支持するリアクションフレーム５と、露光装置ＥＸの動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。リアクションフレーム５は床面に水平に載置されたベースプレート６上に設置されており、このリアクションフレーム５の上部側及び下部側には内側に向けて突出する段部５ａ及び５ｂがそれぞれ形成されている。
【００１８】
ステージ装置２は、基板ステージＰＳＴと、基板ステージＰＳＴをＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持する基板定盤４と、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に案内しつつ移動自在に支持するＸガイドステージ３５と、Ｘガイドステージ３５に設けられ、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に移動可能なＸリニアモータ４０と、Ｘガイドステージ３５をＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ３０、３０とを有している。基板ステージＰＳＴはウエハ等の感光基板Ｐを真空吸着保持する基板ホルダＰＨを有しており、感光基板Ｐは基板ホルダＰＨを介して基板ステージＰＳＴに支持される。また、基板ステージＰＳＴの底面には非接触ベアリングである複数のエアベアリング３７が設けられており、これらエアベアリング３７により基板ステージＰＳＴは基板定盤４に対して非接触で支持されている。また、基板定盤４はベースプレート６の上方に防振ユニット１３を介してほぼ水平に支持されている。
【００１９】
Ｘガイドステージ３５の＋Ｘ側には、Ｘトリムモータ３４の可動子３４ａが取り付けられている（図２参照）。また、Ｘトリムモータ３４の固定子（不図示）はリアクションフレーム５に設けられている。このため、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に駆動する際の反力は、Ｘトリムモータ３４及びリアクションフレーム５を介してベースプレート６に伝達される。
【００２０】
図２は基板ステージＰＳＴを有するステージ装置２の概略斜視図である。
図２に示すように、ステージ装置２は、Ｘ軸方向に沿った長尺形状を有するＸガイドステージ３５と、Ｘガイドステージ３５で案内しつつ基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に所定ストロークで移動可能なＸリニアモータ４０と、Ｘガイドステージ３５の長手方向両端に設けられ、このＸガイドステージ３５を基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ３０、３０とを備えている。
【００２１】
Ｘリニアモータ４０は、Ｘガイドステージ３５にＸ軸方向に延びるように設けられたコイルユニットからなる固定子４１と、この固定子４１に対応して設けられ、基板ステージＰＳＴに固定された磁石ユニットからなる可動子４２とを備えている。これら固定子４１及び可動子４２によりムービングマグネット型のリニアモータ４０が構成されており、可動子４２が固定子４１との間の電磁気的相互作用により駆動することで基板ステージＰＳＴがＸ軸方向に移動する。ここで、基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ３５に対してＺ軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイドにより非接触で支持されている。基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ３５に非接触支持された状態でＸリニアモータ４０によりＸ軸方向に移動する。
【００２２】
Ｙリニアモータ３０のそれぞれは、Ｘガイドステージ３５の長手方向両端に設けられた磁石ユニットからなる移動体としての可動子３２と、この可動子３２に対応して設けられコイルユニットからなる固定子３１とを備えている。ここで、固定子３１、３１はベースプレート６に突設された支持部３６、３６（図１参照）に設けられている。なお、図１では固定子３１及び可動子３２は簡略化して図示されている。これら固定子３１及び可動子３２によりムービングマグネット型のリニアモータ３０が構成されており、可動子３２が固定子３１との間の電磁気的相互作用により駆動することでＸガイドステージ３５がＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ３０、３０のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ３５はθＺ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このＹリニアモータ３０、３０により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ３５とほぼ一体的にＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。
【００２３】
可動子３２、３２のそれぞれには、当該可動子３２の移動に伴う振動を制振するためのマスダンパー（制振装置）ＭＤが設けられている。マスダンパーＭＤは、図３に示すように、可動子３２上に設けられた正面視コ字状の支持部材６１と、支持部材６１に対してＸ方向に移動自在に設けられた移動テーブル６２と、第１方向としてのＺ方向に連成振動する振動系Ｖ１と、第２方向としてのＸ方向に連成振動する振動系（第２振動系）Ｖ２とを主体に構成されている。
【００２４】
支持部材６１は、底板部６１ａと、底板部６１ａのＸ方向両端から対向状態で立設する側壁部６１ｂ、６１ｂとから構成されており、底板部６１ａにはＸ方向に沿ってガイド部材６３、６３がＹ方向に間隔をあけて延設されている（図３中、紙面奥側のガイド部材６３は図示されていない）。このガイド部材６３には、移動テーブル６２の下部に設けられたＬＭ（Linear Motion）ガイド等で構成されたＸ軸ガイド（拘束部材）６４がＸ方向に移動自在、且つＹ方向（第３方向）及びＺ方向への移動が拘束（剛結合）された状態で嵌合しており、Ｘ軸ガイド６４がガイド部材６３に沿って移動することで、移動テーブル６２は支持部材６１に対してＹ軸方向及びＺ軸方向には拘束された状態（移動不能状態）でＸ軸方向に移動（摺動）する。
【００２５】
移動テーブル６２は、Ｘ方向両端面と側壁部６１ｂ、６１ｂとの間にそれぞれＸ軸用バネ要素として弾性体（第２弾性体）６５を介在させて水平方向に配置されている。また、移動テーブル６２上には、Ｚ軸用バネ要素である複数（図３では４つ）の弾性体６６と質量体６７とがＺ方向に連結されて設けられている。弾性体６５、６６としては、ソルボセイン（登録商標）等の粘性減衰係数が比較的大きいゴム材で形成されている。また、質量体６７としては、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ている。これら弾性体６６と質量体６７とにより、可動子３２の振動によってＺ方向に連成振動する振動系Ｖ１が構成される。
【００２６】
また、質量体６７は、移動テーブル６２にＺ方向に沿って突設され質量体６７を貫通するＺ軸ガイド（支持部材）６８によりＺ方向に移動自在、且つＸ方向及びＹ方向に拘束（移動不能に）された状態で支持されている。なお、Ｚ軸ガイド６８は質量体６７の重心を通る位置に配置することが、安定した連成振動を実施するために好ましい。Ｚ軸ガイド６８としては、例えば移動テーブル６２に設けられたスプライン軸と、質量体６７に設けられたスプラインナットとを有するボールスプライン機構を採用できる。上記の弾性体６５と、この弾性体６５に移動テーブル６２及びＺ軸ガイド６８を介して接続される上記質量体６７とにより、可動子３２の振動によってＸ方向に連成振動する振動系Ｖ２が構成される。
【００２７】
なお、このマスダンパーＭＤは、可動子３２が振動したときに、振動の腹となる箇所に配置される。
また、質量体６７の質量は、可動子３２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、可動子３２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いるが、ここではモード質量の１０％に設定されている。そして、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６７の小型化を実現している。また、弾性体６５、６６および質量体６７を合わせたマスダンパーＭＤの振動系Ｖ１、Ｖ２としての固有振動数は、可動子３２の固有振動数とほぼ一致するように設定されている。
【００２８】
図１に戻って、基板ステージＰＳＴの−Ｘ側の側縁にはＹ軸方向に沿って延設されたＸ移動鏡５１が設けられ、Ｘ移動鏡５１に対向する位置にはレーザ干渉計５０が設けられている。レーザ干渉計５０はＸ移動鏡５１の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に設けられた参照鏡５２とのそれぞれに向けてレーザ光（検出光）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Ｘ移動鏡５１と参照鏡５２との相対変位を計測することにより、基板ステージＰＳＴ、ひいては感光基板ＰのＸ軸方向における位置を所定の分解能でリアルタイムに検出する。同様に、基板ステージＰＳＴ上の＋Ｙ側の側縁にはＸ軸方向に沿って延設されたＹ移動鏡５３（図１には不図示、図２参照）が設けられ、Ｙ移動鏡５３に対向する位置にはＹレーザ干渉計（不図示）が設けられており、Ｙレーザ干渉計はＹ移動鏡５３の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に設けられた参照鏡（不図示）とのそれぞれに向けて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Ｙ移動鏡と参照鏡との相対変位を計測することにより、基板ステージＰＳＴ、ひいては感光基板ＰのＹ軸方向における位置を所定の分解能でリアルタイムに検出する。レーザ干渉計の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいてリニアモータ３０、４０を介して基板ステージＰＳＴの位置制御を行う。
【００２９】
照明光学系ＩＬ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、及びブラインド機構（設定装置）等を備えており、リアクションフレーム５の上面に固定された支持コラム７により支持される。ブラインド機構は、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た固定ブラインドと、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固定レチクルブラインドによって規定されるマスクＭ上の照明領域を更に制限する可動ブラインドとから構成される。
照明光学系ＩＬより射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００３０】
ステージ装置１のうちマスク定盤３は各コーナーにおいてリアクションフレーム５の段部５ａに防振ユニット８を介してほぼ水平に支持されており、その中央部にマスクＭのパターン像が通過する開口３ａを備えている。マスクステージＭＳＴはマスク定盤３上に設けられており、その中央部にマスク定盤３の開口３ａと連通しマスクＭのパターン像が通過する開口Ｋを備えている。マスクステージＭＳＴの底面には非接触ベアリングである複数のエアベアリング９が設けられており、マスクステージＭＳＴはエアベアリング９によりマスク定盤３に対して所定のクリアランスを介して浮上支持されている。
【００３１】
図４はマスクステージＭＳＴを有するステージ装置１の概略斜視図である。
図４に示すように、ステージ装置１（マスクステージＭＳＴ）は、マスク定盤３上に設けられたマスク粗動ステージ１６と、マスク粗動ステージ１６上に設けられたマスク微動ステージ１８と、マスク定盤３上において粗動ステージ１６をＹ軸方向に所定ストロークで移動可能な一対のＹリニアモータ２０、２０と、マスク定盤３の中央部の上部突出部３ｂの上面に設けられ、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージ１６を案内する一対のＹガイド部２４、２４と、粗動ステージ１６上において微動ステージ１８をＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に微小移動可能な一対のＸボイスコイルモータ１７Ｘ及び一対のＹボイスコイルモータ１７Ｙとを備えている。なお、図１では、粗動ステージ１６及び微動ステージ１８を簡略化して１つのステージとして図示している。
【００３２】
Ｙリニアモータ２０のそれぞれは、マスク定盤３上においてＹ軸方向に延びるように設けられたコイルユニット（電機子ユニット）からなる一対の固定子２１と、この固定子２１に対応して設けられ、連結部材２３を介して粗動ステージ１６に固定された磁石ユニットからなる可動子２２とを備えている。そして、これら固定子２１及び可動子２２によりムービングマグネット型のリニアモータ２０が構成されており、可動子２２が固定子２１との間の電磁気的相互作用により駆動することで粗動ステージ１６（マスクステージＭＳＴ）がＹ軸方向に移動する。固定子２１のそれぞれは非接触ベアリングである複数のエアベアリング１９によりマスク定盤３に対して浮上支持されている。このため、運動量保存の法則により粗動ステージ１６の＋Ｙ方向の移動に応じて固定子２１が−Ｙ方向に移動する。この固定子２１の移動により粗動ステージ１６の移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を防ぐことができる。なお、固定子２１は、マスク定盤３に変えてリアクションフレーム５に設けられてもよい。固定子２１をリアクションフレーム５に設ける場合にはエアベアリング１９を省略し、固定子２１をリアクションフレーム５に固定して粗動ステージ１６の移動により固定子２１に作用する反力をリアクションフレーム５を介して床に逃がしてもよい。
【００３３】
Ｙガイド部２４のそれぞれは、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージ１６を案内するものであって、マスク定盤３の中央部に形成された上部突出部３ｂの上面においてＹ軸方向に延びるように固定されている。また、粗動ステージ１６とＹガイド部２４、２４との間には非接触ベアリングである不図示のエアベアリングが設けられており、粗動ステージ１６はＹガイド部２４に対して非接触で支持されている。
【００３４】
微動ステージ１８は不図示のバキュームチャックを介してマスクＭを吸着保持する。微動ステージ１８の＋Ｙ方向の端部にはコーナーキューブからなる一対のＹ移動鏡２５ａ、２５ｂが固定され、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２６が固定されている。そして、これら移動鏡２５ａ、２５ｂ、２６に対して測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計（いずれも不図示）が各移動鏡との距離を計測することにより、マスクステージＭＳＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の位置が高精度で検出される。制御装置ＣＯＮＴはこれらレーザ干渉計の検出結果に基づいて、Ｙリニアモータ２０、Ｘボイスコイルモータ１７Ｘ、及びＹボイスコイルモータ１７Ｙを含む各モータを駆動し、微動ステージ１８に支持されているマスクＭ（マスクステージＭＳＴ）の位置制御を行う。
【００３５】
図１に戻って、開口Ｋ及び開口３ａを通過したマスクＭのパターン像は投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは複数の光学素子により構成され、これら光学素子は鏡筒で支持されている。投影光学系ＰＬは、例えば１／４又は１／５の投影倍率を有する縮小系である。なお、投影光学系ＰＬとしては等倍系あるいは拡大系のいずれでもよい。投影光学系ＰＬの鏡筒の外周にはこの鏡筒に一体化されたフランジ部１０が設けられている。そして、投影光学系ＰＬはリアクションフレーム５の段部５ｂに防振ユニット１１を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤１２にフランジ部１０を係合している。
【００３６】
続いて上記の構成の露光装置ＥＸのうち、ステージ装置２の動作について以下に説明する。
基板ステージＰＳＴをＹ方向に移動させる際には、Ｙリニアモータ３０の可動子３２が固定子３１に沿って移動する。可動子３２の移動に伴い発生したＺ方向の振動は、支持部材６１、ガイド部材６３、Ｘ軸ガイド６４、移動テーブル６２を介して弾性体６６及び質量体６７に伝わり、マスダンパーＭＤの振動系Ｖ１が励振されてＺ方向に連成振動する。この連成振動のうち、弾性体６６の大きな粘性により可動子３２のＺ方向の振動が減衰されてその振幅が小さくなる。また、質量体６７の質量が可動子３２のモード質量の１０％程度であるとともに、マスダンパーＭＤの固有振動数が可動子３２の固有振動数とほぼ一致しているので、マスダンパーＭＤの連成振動により、可動子３２の固有振動数における共振のピークが小さくなり残留振動も小さくなる。なお、質量体６７は、Ｚ軸ガイド６８に沿って移動するため、Ｚ方向の連成振動には支障を来さない。
【００３７】
一方、可動子３２の移動に伴いＸ方向の振動が発生した際には、Ｘ軸ガイド６４がガイド部材６３に沿って移動するため、移動テーブル６２は支持部材６１（可動子３２）と一体的ではなく、弾性体６５の粘性（弾性変形）により支持部材６１に対して位相遅れ及び減衰を生じさせた状態でＸ方向に移動することになる。このとき、質量体６７は、Ｚ軸ガイド６８により移動テーブル６２とＸ方向に剛結合されているため、Ｘ方向には移動テーブル６２と一体的に移動することになる。従って、可動子３２の移動に伴い発生したＸ方向の振動により、弾性体６５、質量体６７からなるマスダンパーＭＤの振動系Ｖ２が励振されてＸ方向に連成振動することになり、可動子３２に生じたＸ方向の振動を振動系Ｖ１とは振動的に独立して減衰（ダンピング）をさせることができる。
【００３８】
続いて、上記の構成の露光装置ＥＸにおける露光動作について説明する。
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感光基板Ｐ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、感光基板Ｐ上の複数のショット領域の配列座標が求められる。そして、アライメント結果に基づいてレーザ干渉計５０の計測値をモニタしつつ、リニアモータ３０、４０を制御して感光基板Ｐの第１ショットの露光のための走査開始位置に基板ステージＰＳＴを移動する。そして、リニアモータ２０、３０を介してマスクステージＭＳＴと基板ステージＰＳＴとのＹ方向の走査を開始し、両ステージＭＳＴ、ＰＳＴがそれぞれの目標走査速度に達すると、ブラインド機構の駆動により設定された露光用照明光によってマスクＭのパターン領域が照明され、走査露光が開始される。
【００３９】
この走査露光時には、マスクステージＭＳＴのＹ方向の移動速度と、基板ステージＰＳＴ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２０、３０を介してマスクステージＭＳＴおよび基板ステージＰＳＴを同期制御する。そして、マスクＭのパターン領域の異なる領域が照明光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、感光基板Ｐ上の第１ショットの走査露光が完了する。これにより、マスクＭのパターンが投影光学系ＰＬを介して感光基板Ｐ上の第１ショット領域に縮小転写される。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態では、可動子３２に生じたＺ方向の振動を減衰させる振動系Ｖ１と、Ｘ方向の振動を減衰させる振動系Ｖ２とが通常最もスペース及び重量を必要とする質量体６７を共用しているので、個別に質量体を備える必要がなくなり、広い設置スペースの確保、重量化、コスト増という問題を生じさせることがない。
また、本実施の形態では、弾性体６５、６６が互いに影響を及ぼすことなく弾性変形するので、振動系Ｖ１、Ｖ２を干渉させることなく振動的に独立して連成振動させることができ、Ｚ方向の振動及びＸ方向のそれぞれについて高精度に制振することが可能になる。従って本実施の形態では、微小振動が装置性能へ及ぼす悪影響を排除して高精度な露光処理を実施することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、図５を参照して本発明に係るマスダンパーＭＤの第２実施形態について説明する。また、本第２実施形態において、上記第１実施形態と同一の機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
上記第１実施形態では、マスダンパーＭＤがＺ方向及びＸ方向の２方向に連成振動する構成としたが、第２実施形態ではさらにＹ方向にも連成振動する構成としている。
【００４２】
図５に示すマスダンパーＭＤには、図３で示した振動系Ｖ１、Ｖ２を構成する移動テーブル６２、ガイド部材６３、Ｘ軸ガイド６４、弾性体６５、６６、質量体６７、Ｚ軸ガイド６８等を搭載する支持部材６１と可動子３２との間に、さらに支持部材６９が付設されている。支持部材６９は、可動子３２に設けられており、底板部６９ａと、底板部６９ａのＹ方向両端から対向状態で立設する側壁部６９ｂ、６９ｂとから構成されている。底板部６９ａにはＹ方向に沿ってガイド部材７３、７３がＸ方向に間隔をあけて延設されている（図５中、紙面奥側のガイド部材７３は図示されていない）。このガイド部材７３には、支持部材６１の下部に設けられＸ軸ガイド６４と同様の構成のＹ軸ガイド７４がＹ方向に移動自在、且つＸ方向及びＺ方向への移動が拘束（剛結合）された状態で嵌合しており、Ｙ軸ガイド７４がガイド部材７３に沿って移動することで、支持部材６１はＸ軸方向及びＺ軸方向には移動不能状態でＹ軸方向に移動（摺動）する。
【００４３】
そして、支持部材６１のＹ方向両端面と支持部材６９の側壁部６９ｂ、６９ｂとの間には、弾性体６５、６６と同様にソルボセイン（登録商標）等の粘性減衰係数が比較的大きいゴム材で形成されたＹ軸用バネ要素である弾性体７５、７５が介装されている。この弾性体７５と、弾性体７５に支持部材６１、移動テーブル６２及びＺ軸ガイド６８を介して接続される上記質量体６７とにより、可動子３２の振動によってＹ方向に連成振動する振動系Ｖ３が構成される。
【００４４】
上記の構成のマスダンパーＭＤでは、可動子３２の移動に伴い発生したＺ方向の振動は、支持部材６９、ガイド部材７３、Ｙ軸ガイド７４、支持部材６１ガイド部材６３、Ｘ軸ガイド６４、移動テーブル６２を介して弾性体６６及び質量体６７に伝わり、マスダンパーＭＤの振動系Ｖ１が励振されてＺ方向に連成振動する。また、可動子３２の移動に伴い発生したＸ方向の振動により、上述したように、弾性体６５、質量体６７からなるマスダンパーＭＤの振動系Ｖ２が励振されてＸ方向に連成振動することになるが、支持部材６１はＸ方向について支持部材６９に剛結合されて可動子３２と一体的に構成されているため、振動系Ｖ２のＸ方向の連成振動に影響を及ぼさない。
【００４５】
そして、可動子３２の移動に伴いＹ方向の振動が発生した際には、Ｙ軸ガイド７４がガイド部材７３に沿って移動するため、支持部材６１は支持部材６９（可動子３２）と一体的ではなく、弾性体７５の粘性（弾性変形）により移動テーブルとして支持部材６９に対して位相遅れ及び減衰を生じさせた状態でＹ方向に移動することになる。このとき、質量体６７は、Ｚ軸ガイド６８により移動テーブル６２とＹ方向に剛結合されており、また移動テーブル６２はガイド部材６３及びＸ軸ガイド６４により支持部材６１とＹ方向に剛結合されているため、質量体６７はＹ方向には支持部材６１と一体的に移動することになる。従って、可動子３２の移動に伴い発生したＹ方向の振動により、弾性体７５、質量体６７からなるマスダンパーＭＤの振動系Ｖ３が励振されてＹ方向に連成振動することになり、可動子３２に生じたＹ方向の振動を振動系Ｖ１、Ｖ２とは振動的に独立して減衰（ダンピング）をさせることができる。
このように、本実施の形態では、可動子３２の移動に伴って発生したＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の振動をコンパクトな構成で、且つ互いに干渉することなくそれぞれ高精度に制振することが可能になる。
【００４６】
（第３実施形態）
次に、図６を参照して本発明に係るマスダンパーＭＤの第３実施形態について説明する。上記第１実施形態では、マスダンパーＭＤにおいて移動テーブル６２をＬＭガイドによりＹ方向及びＺ方向に拘束する構成としたが、本実施の形態ではシート状の板バネを用いている。なお、本第３実施形態において、上記第１実施形態と同一の機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００４７】
図６に示すマスダンパーＭＤにおいては、支持部材６１の側壁部６１ａが一方（−Ｘ側）にのみ設けられており、弾性体６５もこの側壁部６１ａと移動テーブル６２との間に介装されている。そして、支持部材６１の＋Ｘ側端面と移動テーブル６２の＋Ｘ側端面とは、締結部材７７ａ、７７ｂを用いてそれぞれ締結固定されＹＺ平面に沿って配置されたシート状の板バネ（バネ部材）７６により連結されている。板バネ７６は、面と沿う方向（Ｙ方向、Ｚ方向）には剛性を有し、面と直交する方向（Ｘ方向）には可撓性を有している。なお、支持部材６１と移動テーブル６２との間には、軸線をＹ方向と平行にして、例えばコロ材７８を介在させることで、移動テーブル６２を支持部材６１に対してＸ方向に低負荷で移動自在としている。
【００４８】
上記の構成のマスダンパーＭＤでは、可動子３２の移動に伴いＺ方向の振動が発生した際には、弾性体６６及び質量体６７からなる振動系Ｖ１が励振されてＺ方向に連成振動する。このとき、移動テーブル６２はＺ方向について板バネ７６により支持部材６１に拘束されて可動子３２と一体的に構成されるため、振動系Ｖ１のＺ方向の連成振動に影響を及ぼさない。また、可動子３２の移動に伴いＸ方向の振動が発生した際には、弾性体６５及び質量体６７からなる振動系Ｖ２が励振されて移動テーブル６２を介してＸ方向に連成振動する。このとき、板バネ７６がＸ方向について可撓性を有しており、また、コロ材７８がＹ軸と平行な軸周りに転動することで、移動テーブル６２は支持部材６１に対して支障なく移動することができ、振動系Ｖ２のＸ方向への連成振動に悪影響を及ぼすこともない。
【００４９】
上記の第１、第２実施形態では、ＬＭガイドを用いて移動テーブル６２のＺ方向及びＹ方向の移動を拘束したため、転がり抵抗やバックラッシュがＸ方向の連成振動及びＺ方向、Ｙ方向への拘束に悪影響を及ぼす可能性があり、また高価な部材を使用することになるが、本実施の形態では、板バネ７６という簡素な構成の部材で移動テーブル６２をＸ方向に振動可能、且つＺ方向及びＹ方向の移動を拘束するので、高精度な制振が可能になるとともに、低価格化にも寄与することができる。
【００５０】
（第４実施形態）
続いて、図７を参照して本発明に係るマスダンパーＭＤの第４実施形態について説明する。なお、本第４実施形態において、上記第１実施形態と同一の機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。本実施の形態では、第１実施形態に対して振動系Ｖ２の連成振動方向が異なっている。
【００５１】
すなわち、図７に示すように、本実施の形態では移動テーブル６２と支持部材６１との間には回転ベアリング７９が設けられており、移動テーブル６２は支持部材６１に対してＺ軸と平行な軸周りの方向（第２方向；θＺ）に回転可能な構成となっている。なお、回転ベアリング７９の回転中心は、安定した連成振動を行わせるためにＺ軸ガイド６８と同軸であることが好ましい。
本実施の形態では、可動子３２の移動に伴うＺ方向の振動に加えてθＺ方向についても振動が生じた場合でも、質量体６７を共用することで、広い設置スペースの確保、重量化、コスト増という問題を生じさせることなく各方向の振動を減衰させることができる。
【００５２】
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。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５３】
例えば、上記実施の形態において、所定方向への拘束部材としてＬＭガイドを用いた構成については、第３実施形態と同様に板バネを用いた構成にすることで、低価格で高精度な制振を実現することが可能である。
また、制振対象に関しても、可動子３２に限られず、基板ホルダＰＨや基板ステージＰＳＴ等の移動体、さらには移動体の移動に伴って振動する可能性がある基板定盤４等の非移動体にもマスダンパーＭＤを設置して振動を制振することも可能である。いずれの場合も振動の腹となる箇所近傍にマスダンパーを設置することで効果的な制振を実現することができる。
【００５４】
さらに、マスダンパーＭＤの設置対象としては、基板ステージＰＳＴを含むステージ装置２に限定されるものではなく、振動が生じる可能性があれば、マスクステージＭＳＴを含むステージ装置１（可動子２２、マスク粗動ステージ１６、マスク微動ステージ１８、マスク定盤３等）や、可動ブラインドが駆動するステージ装置としてのブラインド機構に設置してもよい。この場合、マスクや可動ブラインドの移動に伴って生じる振動を制振することが可能になる。
【００５５】
なお、上記実施形態の感光基板Ｐとしては、半導体デバイス用の半導体ウエハのみならず、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。
【００５６】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動してマスクＭ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の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、感光基板Ｐ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にも適用することができる。
【００５７】
露光装置ＥＸの種類としては、ウエハに半導体デバイスパターンを露光する半導体デバイス製造用の露光装置に限られず、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶表示素子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。
【００５８】
また、露光用照明光の光源として、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．７ｎｍ）、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）のみならず、Ｘ線や電子線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。さらに、電子線を用いる場合は、マスクＭを用いる構成としてもよいし、マスクＭを用いずに直接ウエハ上にパターンを形成する構成としてもよい。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高周波などを用いてもよい。
【００５９】
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（マスクＭ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及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。また、投影光学系ＰＬを用いることなく、マスクＭと基板Ｐとを密接させてマスクＭのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用可能である。
【００６０】
上記実施形態のように基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータを用いる場合においてエアベアリングを用いたエア浮上型に限られず、ローレンツ力を用いた磁気浮上型を用いてもよい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴ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。
【００６１】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。また、マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【００６２】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸ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。
【００６３】
半導体デバイスは、図８に示すように、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、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明のステージ装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の制振装置を備えたステージ装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】第１実施形態のマスダンパーの概略構成を示す外観斜視図である。
【図４】マスクステージを有するステージ装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図５】第２実施形態のマスダンパーの概略構成を示す図である。
【図６】第３実施形態のマスダンパーの概略構成を示す図である。
【図７】第４実施形態のマスダンパーの概略構成を示す図である。
【図８】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】
【００６５】
ＥＸ  露光装置
Ｍ  マスク（レチクル）
ＭＳＴ  マスクステージ（レチクルステージ）
ＭＤ  マスダンパー（制振装置）
Ｐ  感光基板（基板）
ＰＳＴ  基板ステージ
Ｖ１  振動系
Ｖ２  振動系（第２振動系）
２  ステージ装置
３２  可動子（移動体）
６５  弾性体（第２弾性体）
６６  弾性体
６７  質量体
６８  Ｚ軸ガイド（支持部材）
７６  板バネ（バネ部材）
【図１】
2005072152.tif 000003
【図２】
2005072152.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005072152.tif 000007
【図６】
2005072152.tif 000008
【図７】
2005072152.tif 000009
【図８】
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