(57)【要約】【課題】露光装置のメンテナンス性を維持しつつ、工場内における配置の自由度を高める。【解決手段】  露光装置１０においては、略長方形板状のウエハステージベース１２に対し、照明ユニットＩＬＵが−Ｘ側に立設され、ウエハローダＷＬが−Ｙ側に設置されている。また、ウエハステージベース１２の＋Ｙ側の長手方向に沿った側面部及び＋Ｘ側の短手方向に沿った側面部は、ここから両ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２をメンテナンスするために、固定のユニットを設置しないようにしている。このようにすれば、両ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に対するメンテナンス性を維持することができ、ウエハステージベース１２の長手方向両側の側部領域の少なくとも一方には固定のユニットを配置せずにすむので、装置全体が水平面内の所定方向に細長くならないようになる。【選択図】図２
2005064373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギビームにより、マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して感光性物体上に転写する露光装置であって、
前記感光性物体を保持する複数のステージと；
該複数のステージの支持面が形成された平面視略長方形のステージ定盤と；
前記ステージ定盤の四方を取り囲む領域のうち、前記ステージ定盤の一方の長手方向に沿った側部領域、及び該長手方向に直交する短手方向の一側の領域を除く特定領域の少なくとも一部に、一部又は全部が配置される、少なくとも１つの固定のユニットと；を備える露光装置。
【請求項２】
前記固定のユニットは、前記エネルギビームを前記マスクに照射する照明ユニット、前記各ステージとの間で前記感光性物体の搬出入を行う搬送装置、前記感光性物体を保管する保管機構、前記投影光学系を支持する支持台の脚部、及び前記感光性物体に対する感光剤の塗布及び現像の少なくとも一方を行う装置のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記固定のユニットは、前記各ステージとの間で前記感光性物体の搬出入を行う搬送装置であり、
該搬送装置は、前記ステージ定盤の他方の長手方向に沿った側部領域に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記ステージ定盤の前記短手方向の一側の領域に配置される可動のユニットを更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記可動のユニットは、装置全体の動作を制御する制御装置であることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記固定のユニットは、前記エネルギビームを前記マスクに照射する照明ユニットであり、
該照明ユニットの少なくとも一部は、前記ステージ定盤の他方の短手方向に沿った側部領域に配置され、
前記マスクに形成されたパターンを前記感光性物体上に転写するに際して、前記マスクと前記感光性物体とを、前記ステージ定盤の長手方向に沿って同期移動する駆動装置を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記照明ユニットは、前記エネルギビームを発生する光源から発生した該エネルギビームを前記マスク上に導くために、該エネルギビームの光路を折り曲げる折り曲げミラーを含み、
前記折り曲げミラーの反射面上において、前記エネルギビームの折り曲げ方向と、前記マスク及び前記感光性物体を同期移動せしめる際の同期移動方向とがほぼ一致していることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に係り、更に詳しくは、エネルギビームにより、マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して感光性物体上に転写する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスクまたはレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハまたはガラスプレート等の基板（以下「ウエハ」と総称する）上に転写する投影露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置が比較的多く用いられている。
【０００３】
最近、このような露光装置においては、一定時間内にどれだけの枚数のウエハを処理できるかという処理能力、すなわちスループットを向上するため、ウエハ交換動作及びアライメント動作と、露光動作とを同時に並行して行うべく、ウエハを保持して移動するウエハステージを複数台有するステージ装置を具備しているものがある。
【０００４】
このような露光装置の一例として、ウエハステージを２台有するステージ装置を具備する露光装置１０’が、図６に概略的に示されている。図６は、露光装置１０’を上面から見た図であり、不要な構成要素については図示を省略している。図６に示されるように、露光装置１０’は、ステージ装置３０を具備している。ステージ装置３０においては、＋Ｚ側から見て平面視略長方形板状のウエハステージベース１２が敷設されており、そのウエハステージベース１２のＸＹ平面上を、ウエハＷ１，Ｗ２をそれぞれ保持するウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が、不図示のリニアモータ又は平面モータ等のアクチュエータを含むステージ駆動系により、独立して移動可能に構成されている。
【０００５】
また、露光装置１０’は、上記ステージ装置３０のほか、投影光学系ＰＬ、照明ユニットＩＬＵ、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２、ウエハローダＷＬ１，ＷＬ２等も具備している。図６において、投影光学系ＰＬは、ウエハステージベース１２の略中央部上方（＋Ｚ側）に設置されている。また、照明ユニットＩＬＵは、ウエハステージベース１２の−Ｙ側に立設されており、その上部（＋Ｚ側）は、投影光学系ＰＬの上方まで＋Ｙ側に張り出している。照明ユニットＩＬＵでは、床面付近に設けられた光源（不図示）から発せられ、内部の光学系によって＋Ｚ方向に進む照明光が、折り曲げミラーにより＋Ｙ側、続いて−Ｚ側に折り曲げられ、レチクル（不図示）、投影光学系ＰＬに向けて射出されるようになる。また、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２は、ウエハステージベース１２上に、Ｘ軸方向に投影光学系ＰＬを挟むように配置されている。そして、ウエハローダＷＬ１は、それぞれウエハステージベース１２の−Ｘ側に設置されており、ウエハステージＷＳＴ１に対し、ウエハＷ１のロード、アンロード動作を行う。ウエハローダＷＬ２は、それぞれウエハステージベース１２の＋Ｘ側に設置されており、ウエハステージＷＳＴ２に対し、ウエハＷ２のロード、アンロード動作を行う。
【０００６】
上記のように構成される露光装置１０’においては、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のうち一方のステージが、投影光学系ＰＬの下方に移動し、そのステージに保持されるウエハの露光を行っている間に、他方のステージにおいてウエハ交換及びアライメント系（アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２のいずれか）を用いたアライメントが行われる。このようにすれば、一方のステージでの露光が終了したときに、速やかに他方のステージを投影光学系ＰＬの下方に移動させて露光を行うことができ、スループットが向上する。
【０００７】
ところで、このような露光装置１０’では、スループット及び露光精度の低下などを防ぐために、両ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２のメンテナンス、調整等の作業を、定期的に実施する必要がある。図６の構成（ユニット配置）においては、両ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２のメンテナンス、調整等の作業を、両ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に対するアクセス性の良いウエハステージベース１２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿った＋Ｙ側の側面部から実施することができるので、このような配置は、両ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のメンテナンスや調整の効率化の観点からも、望ましい配置であるといえる。
【０００８】
しかしながら、図６の構成（ユニット配置）では、装置の長さがＸ軸方向に長くなるため、工場内に露光装置１０’を配置する際に、その配置スペースに制約を課することとなり、工場内における露光装置１０’の配置の自由度が妨げられるおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その目的は、ステージのメンテナンス性を維持しつつ、工場内の配置の自由度が制限されない露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、エネルギビームにより、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して感光性物体（Ｗ１，Ｗ２）上に転写する露光装置であって、前記感光性物体（Ｗ１，Ｗ２）を保持する複数のステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）と；該複数のステージの支持面が形成された平面視略長方形のステージ定盤（１２）と；前記ステージ定盤の四方を取り囲む領域のうち、前記ステージ定盤の一方の長手方向に沿った側部領域、及び該長手方向に直交する短手方向の一側の領域を除く特定領域の少なくとも一部に、一部又は全部が配置される、少なくとも１つの固定のユニット（ＩＬＵ，ＷＬ等）と；を備える露光装置（１０）である。
【００１１】
これによれば、複数のステージの支持面が形成された平面視略長方形状のステージ定盤の四方を取り囲む領域のうち、そのステージ定盤の長手方向に沿った一方の側部領域、及びその長手方向に直交する短手方向の一側の側部領域を除く特定領域の少なくとも一部に、固定のユニットの一部又は全部が配置される。そのため、ステージ定盤の長手方向に沿った一方の側部領域及び短手方向に沿った一方の側部領域をメンテナンス等に使用できる空き領域として確保することができ、かつ、ステージ定盤の長手方向の両端の側部領域の少なくとも一方には、固定のユニットを配置しないですむようになる。したがって、各ステージに対するメンテナンス性を維持しつつ、装置が水平面内の所定方向に細長くなってしまい、工場内の配置の自由度を妨げるようになるのを防止することができる。
【００１２】
この場合、請求項２に記載の露光装置のごとく、前記固定のユニットは、前記エネルギビームを前記マスクに照射する照明ユニット、前記各ステージとの間で前記感光性物体の搬出入を行う搬送装置、前記感光性物体を保管する保管機構、前記投影光学系を支持する支持台の脚部、及び前記感光性物体に対する感光剤の塗布及び現像の少なくとも一方を行う装置のうちの少なくとも１つを含むこととすることができる。
【００１３】
上記請求項１又は２に記載の露光装置において、請求項３に記載の露光装置のごとく、前記固定のユニットは、前記各ステージとの間で前記感光性物体の搬出入を行う搬送装置であり、該搬送装置は、前記ステージ定盤の他方の長手方向に沿った側部領域に配置されていることとすることができる。
【００１４】
上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項４に記載の露光装置のごとく、前記ステージ定盤の前記短手方向の一側の領域に配置される可動のユニットを更に備えることとすることができる。
【００１５】
この場合、請求項５に記載の露光装置のごとく、前記可動のユニットは、装置全体の動作を制御する制御装置であることとすることができる。
【００１６】
上記請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項６に記載の露光装置のごとく、前記固定のユニットは、前記エネルギビームを前記マスクに照射する照明ユニットであり、該照明ユニットの少なくとも一部は、前記ステージ定盤の他方の短手方向に沿った側部領域に配置され、前記マスクに形成されたパターンを前記感光性物体上に転写するに際して、前記マスクと前記感光性物体とを、前記ステージ定盤の長手方向に沿って同期移動する駆動装置を更に備えることとすることができる。
【００１７】
この場合、請求項７に記載の露光装置のごとく、前記照明ユニットは、前記エネルギビームを発生する光源から発生した該エネルギビームを前記マスク上に導くために、該エネルギビームの光路を折り曲げる折り曲げミラーを含み、前記折り曲げミラーの反射面上において、前記エネルギビームの折り曲げ方向と、前記マスク及び前記感光性物体を同期移動せしめる際の同期移動方向とがほぼ一致していることとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る露光装置１０の概略構成が示されている。
【００１９】
この露光装置１０は、光源２からのパルス紫外光（エネルギビーム）によりマスクとしてのレチクルＲを照明する照明ユニットＩＬＵ、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される照明光（パルス紫外光）を感光性物体としてのウエハＷ１，Ｗ２上に投射する投影光学系ＰＬ、及びウエハＷ１、Ｗ２をそれぞれ保持するウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を備えるステージ装置３０等を備えている。更に、露光装置１０は、照明ユニットＩＬＵ、レチクルステージＲＳＴ、及び投影光学系ＰＬ等を保持する本体ボディ３６等を備えている。なお、本体ボディ３６は、図１では図示しない保持部材により照明ユニットＩＬＵを保持している。
【００２０】
前記照明ユニットＩＬＵは、例えば特開平１−２５９５３３号公報（対応米国特許第５，３０７，２０７号）などに開示されるように、照明系ハウジング４０と、該照明系ハウジング４０内に所定の位置関係で配置された、可変減光器、ビーム整形光学系、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、内面反射型インテグレータ、あるいは回折光学素子など）、集光光学系、振動ミラー、照明系開口絞り板、リレーレンズ系、レチクルブラインド、メインコンデンサレンズ、ミラー及びレンズ系等を有する照明光学系とを備え、光源２で発生し、ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）を介して得られる照明光を用いて、レチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の所定の照明領域（Ｙ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。ここで、レチクルＲに照射される矩形スリット状の照明光ＩＬは、図１中の投影光学系ＰＬの円形投影視野の中央にＹ軸方向（非走査方向）に細長く延びるように設定され、その照明光ＩＬのＸ軸方向（走査方向）の幅はほぼ一定に設定されている。
【００２１】
前記本体ボディ３６は、床面Ｆ上に設けられた複数本（ここでは４本）の支持部材４２Ａ〜４２Ｄ（図１では、支持部材４２Ａ，４２Ｄのみを図示、支持部材４２Ｃ，４２Ｄについては図２参照）及び各支持部材４２Ａ〜４２Ｄ上部にそれぞれ固定された防振ユニット４４を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤４６と、この鏡筒定盤４６上に設けられた支持コラム５２とを備えている。
【００２２】
前記防振ユニット４４は、例えば支持部材４２Ａ〜４２Ｄそれぞれの上部に直列（又は並列）に配置された内圧が調整可能なエアマウントとボイスコイルモータとを含んで構成されている。防振ユニット４４によって、床面Ｆ及び支持部材４２Ａ〜４２Ｄを介して鏡筒定盤４６に伝わる床面Ｆからの微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。
【００２３】
前記鏡筒定盤４６は鋳物等で構成されており、その中央部に平面視（上方から見て）円形の開口が形成され、その内部に投影光学系ＰＬがその光軸方向をＺ軸方向として上方から挿入されている。投影光学系ＰＬの鏡筒部の外周部には、該鏡筒部に一体化されたフランジＦＬＧが設けられ、該フランジＦＬＧを介して投影光学系ＰＬが鏡筒定盤４６に対して取り付けられている。
【００２４】
前記支持コラム５２は、鏡筒定盤４６の上面に投影光学系ＰＬを取り囲んで配置された例えば３本の脚５８（紙面奥側の脚５８は図示が省略されている）と、これらの脚５８によってほぼ水平に支持されたレチクルベース定盤６０とを備えている。
【００２５】
前記レチクルステージＲＳＴは、支持コラム５２を構成する前記レチクルベース定盤６０上に配置されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含む不図示のレチクルステージ駆動系によって駆動され、レチクルＲをレチクルベース定盤６０上でＸ軸方向に大きなストロークで直線駆動するとともに、Ｙ軸方向とθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に関しても微小駆動が可能な構成となっている。
【００２６】
前記レチクルステージＲＳＴには、レーザ光を反射するＸ軸方向及びＹ軸方向に面した移動鏡等から成る反射面が形成されており、レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転を含む）は、レチクルベース定盤６０に固定され前述の反射面にレーザ光を照射するレチクルレーザ干渉計６４によって０．５〜１ｎｍ程度の分解能で検出される。ここで、実際には、Ｘ軸方向に沿った測長軸を有するレチクルＸ干渉計とＹ軸方向に沿った測長軸を有するレチクルＹ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的にレチクルレーザ干渉計６４として示されている。レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の少なくとも一方、例えばレチクルＸ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＸ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＸ位置に加え、θｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の回転量（ヨーイング量）も計測できるようになっている。
【００２７】
レチクルレーザ干渉計６４によって計測されるレチクルステージＲＳＴ（即ちレチクルＲ）の位置情報（又は速度情報）は不図示の制御装置に送られる。制御装置は、基本的にはレチクルレーザ干渉計６４から出力される位置情報（或いは速度情報）が指令値（目標位置、目標速度）と一致するように不図示のレチクルステージ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴの位置（或いは速度）を制御する。
【００２８】
前記投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ１（又はＷ２））側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英やホタル石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る１／４、１／５又は１／６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にパルス紫外光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちのパルス紫外光によって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パルス紫外光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状または矩形状（多角形）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Ｗ１（又はＷ２）上の複数のショット領域のうちの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。
【００２９】
前記投影光学系ＰＬのＸ軸方向の一側と他側には、同じ機能を持ったオフアクシス（off-axis）方式のマーク検出系としての一対のアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２が、鏡筒定盤４６上の、投影光学系ＰＬの光軸（レチクルパターン像の投影中心とほぼ一致）よりそれぞれ同一距離だけ離れた位置に設置されている。
【００３０】
前記アライメント系ＡＬＧ，ＡＬＧ２としては、本実施形態では、画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（field Image Alignment）系のアライメントセンサが用いられている。これらのアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２は、光源（例えばハロゲンランプ）及び結像光学系、検出基準となる指標マークが形成された指標板、及び撮像素子（ＣＣＤ）等を含んで構成されている。これらのアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２では、光源からのブロードバンド（広帯域）光により検出対象であるマークを照明し、このマーク近傍からの反射光を結像光学系及び指標を介してＣＣＤで受光する。このとき、マークの像が指標の像とともにＣＣＤの撮像面に結像される。そして、ＣＣＤからの画像信号（撮像信号）に所定の信号処理を施すことにより、検出基準点である指標マークの中心を基準とするマークの位置を計測する。
【００３１】
なお、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出したり、その対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数）を干渉させて検出したりするアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。
【００３２】
本実施形態では、アライメント系ＡＬＧ１は、ウエハステージＷＳＴ１上に保持されたウエハ上のアライメントマークや、不図示の基準マーク板上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。また、アライメント系ＡＬＧ２は、ウエハステージＷＳＴ２上に保持されたウエハ上のアライメントマーク及び不図示の基準マーク板上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。
【００３３】
前記ステージ装置３０は、ウエハステージベース１２上面を支持面として、その上方に不図示の空気軸受けを介して浮上支持され、走査方向であるＸ軸方向（図１における紙面左右方向）及び非走査方向であるＹ軸方向（図１における紙面直交方向）に独立して２次元移動可能な２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２と、これらのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２をそれぞれＸＹ平面内に駆動する不図示のリニアモータ又は平面モータ等のアクチュエータを含むステージ駆動系を備えている。例えばリニアモータを含むステージ駆動系の構成は、例えば特開平１０−１６３１００号公報に記載されているので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３４】
前記一方のウエハステージＷＳＴ１は、板状の部材から成り、その上面には不図示のウエハホルダが設けられ、該ウエハホルダのバキュームポンプ等の真空吸引力によりウエハＷ１がウエハホルダ上に吸着保持されるようになっている。
【００３５】
また、ウエハステージＷＳＴ１には、Ｘ軸方向の一端（−Ｘ側端）に、Ｘ軸に直交する移動鏡等の反射面が延設されており、Ｙ軸方向の一端（＋Ｙ側端）にＹ軸に直交する移動鏡等の反射面が延設されている。各反射面には、図２に示されるように、後述する複数の干渉計からの干渉計ビーム（測長ビーム）が投射され、その反射光を各干渉計で受光することにより、各移動鏡反射面の基準位置（一般には投影光学系ＰＬの側面や、アライメント系ＡＬＧ１の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位が計測され、これにより、ウエハステージＷＳＴ１の２次元位置が計測されるようになっている。
【００３６】
他方のウエハステージＷＳＴ２の構成は、上述したウエハステージＷＳＴ１と同様となっている。なお、ウエハステージＷＳＴ２には、＋Ｘ側端に、Ｘ軸に直交する移動鏡等の反射面が延設されている。
【００３７】
次に、各ウエハステージの２次元位置を計測する前記干渉計システムについて、図２を参照しつつ説明する。
【００３８】
図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１上のＸ軸方向に直交する反射面には、投影光学系ＰＬの光軸とアライメント系ＡＬＧ１の光軸とを通るＸ軸に沿って、Ｘ軸干渉計１１６からの測長軸ＢＩ１Ｘで示される干渉計ビームが照射されている。同様に、ウエハステージＷＳＴ２上のＸ軸方向に直交する反射面には、投影光学系ＰＬの光軸とアライメント系ＡＬＧ２の光軸とを通るＸ軸に沿って、Ｘ軸干渉計１１８からの測長軸ＢＩ２Ｘで示される干渉計ビームが照射されている。そして、Ｘ軸干渉計１１６，１１８では各反射面からの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向位置を計測するようになっている。ここで、Ｘ軸干渉計１１６，１１８は、各３つの光軸を有する３軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向の計測以外に、ピッチング（Ｙ軸回りの回転（θｙ回転））及びヨーイング（θｚ方向の回転）の計測が可能となっている。各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
【００３９】
なお、測長軸ＢＩ１Ｘ、測長軸ＢＩ２Ｘの各干渉計ビームは、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動範囲の全域で常に両ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向に直交する反射面に当たるようになっており、Ｘ軸方向については、両ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が投影光学系ＰＬの下に位置している場合でも、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２の下に位置している場合でも、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ位置は、測長軸ＢＩ１Ｘ、測長軸ＢＩ２Ｘの計測値に基づいて管理される。
【００４０】
また、本実施形態では、投影光学系ＰＬの光軸で測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２Ｘと垂直に交差する測長軸ＢＩ２Ｙを有するＹ軸干渉計１４６と、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２の光軸で測長軸ＢＩ１Ｘ，ＢＩ２Ｘとそれぞれ垂直に交差する測長軸ＢＩ１Ｙ，ＢＩ３Ｙをそれぞれ有するＹ軸干渉計１４４，１４８とが設けられている。
【００４１】
本実施形態では、投影光学系ＰＬ近辺に位置しているときのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ方向位置計測には、投影光学系ＰＬの光軸を通過する測長軸ＢＩ２Ｙを有するＹ軸干渉計１４６の計測値が用いられ、アライメント系ＡＬＧ１近辺に位置しているときのウエハステージＷＳＴ１のＹ方向位置計測には、アライメント系ＡＬＧ１の光軸を通過する測長軸ＢＩ１Ｙを有するＹ軸干渉計１４４の計測値が用いられ、アライメント系ＡＬＧ２近辺に位置しているときのウエハステージＷＳＴ２のＹ方向位置計測には、アライメント系ＡＬＧ２の光軸を通過する測長軸ＢＩ３Ｙを有するＹ軸干渉計１４８の計測値が用いられる。
【００４２】
このように、本実施形態では、Ｘ軸干渉計１１６，１１８及びＹ軸干渉計１４４，１４６，１４８の合計５つの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸＹ２次元座標位置を管理するウエハ干渉計システムが構成されている。
【００４３】
なお、Ｙ軸干渉計１４４〜１４８の測長ビーム間の距離がウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向に直交する反射面の長手方向の長さよりも大きいので、状況によっては、Ｙ軸干渉計の測長軸がウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の反射面より外れることとなる。すなわち、アライメント位置（アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２の直下の位置）から露光位置（投影光学系ＰＬの直下の位置）への移動、あるいは露光位置からウエハ交換位置への移動などの際に、Ｙ軸方向の干渉計ビームがウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動鏡に当たらなくなる状態が生じ、ステージの位置制御に用いる干渉計の切り替えが必須となる。露光装置１０では、かかる点を考慮して、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向の位置を計測する不図示のリニアエンコーダが設けられている。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、不図示の制御装置が、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の上記のアライメント位置から露光位置への移動、あるいは露光位置からウエハ交換位置への移動などの際に、Ｘ軸干渉計により計測されるウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ位置情報とリニアエンコーダにより計測されるウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸ位置情報とに基づいて、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ位置、Ｙ位置の移動を制御する。
【００４５】
勿論、制御装置では、Ｙ軸干渉計からの干渉計ビームが再度ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動鏡に当たったときには、それまで制御に用いられていなかった測長軸のＹ軸干渉計をリセット（又はプリセット）し、以後、干渉計システムを構成するＸ軸干渉計，Ｙ軸干渉計の計測値のみに基づいてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動を制御する。
【００４６】
なお、上記Ｙ軸干渉計１４４、１４６、１４８は、各２つの光軸を有する２軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＹ軸方向の計測以外に、ローリング（Ｘ軸回りの回転（θｘ回転））の計測が可能となっている。また、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
【００４７】
上述のようにして構成された干渉計システムを構成する各干渉計の計測値は、不図示の制御装置に送られるようになっている。制御装置では、各干渉計の出力値に基づいてウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を前述した不図示のステージ駆動系を介して制御する。すなわち、本実施形態では、このようにしてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は互いに独立にかつ機械的に干渉しない状態でＸＹ２次元方向に駆動される。
【００４８】
更に、本実施形態では、図示は省略されているが、レチクルＲの上方に、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマークとウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上のマークとを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）方式のレチクルアライメント顕微鏡が設けられている。これらのレチクルアライメント系の検出信号は、不図示のアライメント制御装置を介して不図示の制御装置に供給されるようになっている。なお、レチクルアライメント系の構成は、例えば特開平７−１７６４６８号公報等に開示されているのでここでは詳細な説明については省略する。
【００４９】
また、図示は省略されているが、投影光学系ＰＬ、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２のそれぞれには、合焦位置を調べるためのオートフォーカス／オートレベリング計測機構（以下、「ＡＦ／ＡＬ系」という）がそれぞれ設けられている。このように、投影光学系ＰＬ及び一対のアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２のそれぞれに、ＡＦ／ＡＬ系を設けた露光装置の構成は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報に詳細に開示されており、公知であるから、ここではこれ以上の説明を省略する。
【００５０】
露光装置１０のステージ装置３０の−Ｙ側の領域、すなわちウエハステージベース１２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿った一方の側部領域には、図２から分かるように、ウエハローダＷＬが設けられている。このウエハローダＷＬは、チャンバと、該チャンバ内に収容された水平多関節ロボット（不図示）とを備えている。このロボットは、チャンバ内に敷設されたＸ軸方向を長手方向とするガイドに沿って、Ｘ軸方向に駆動可能とされ、両ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に対するウエハＷ１，Ｗ２のロード・アンロードを行うことが可能とされている。
【００５１】
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１０では、ウエハステージＷＳＴ１が投影光学系ＰＬの直下において露光動作を行っている間に、ウエハステージＷＳＴ２側ではウエハ交換動作及びアライメント系ＡＬＧ２直下におけるウエハアライメント動作が行われる。同様に、ウエハステージＷＳＴ２が投影光学系ＰＬの直下において露光動作を行っている間に、ウエハステージＷＳＴ１側ではウエハ交換動作及びアライメント系ＡＬＧ１を用いたウエハアライメント動作が行われる。本実施形態の露光装置１０では、このようにしてウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２上で並行処理動作を行うことによりスループットの向上が図られている。
【００５２】
ウエハ交換では、ウエハローダＷＬ内の水平多関節ロボットを介して、ウエハステージＷＳＴ１（又はウエハステージＷＳＴ２）上に載置された露光済みのウエハのアンロード及び新たなウエハのロードが行なわれる。この場合、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハの交換は、ウエハステージＷＳＴ１がアライメント系ＡＬＧ１近傍に位置決めされた状態で行われ、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハの交換は、ウエハステージＷＳＴ２がアライメント系ＡＬＧ２近傍に位置決めされた状態で行われる。
【００５３】
また、ウエハアライメント動作では、アライメント系ＡＬＧ１又はＡＬＧ２を用いて例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに開示されるＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式等のウエハアライメントが実行される。そして、このようなアライメントの終了後、ウエハＷ１（又はウエハＷ２）上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１（又はウエハステージＷＳＴ２）を移動させるショット間ステッピング動作と、前述した走査露光によりその露光対象のショット領域にレチクルＲのパターンを転写する露光動作とを繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。なお、この露光動作は、通常のスキャニング・ステッパと同様にして行われるので、詳細説明を省略する。
【００５４】
上記露光動作において、制御装置は、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）をＸ軸方向（スキャン方向）にＸ軸リニアモータ（不図示）を介して長ストロークに駆動しつつ、Ｙ軸リニアモータ（不図示）を介して、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）を微小駆動する。
【００５５】
また、本実施形態においては、上述のようにウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のスキャン方向をＸ軸方向に設定することとしている。これは以下の理由による。
【００５６】
すなわち、本実施形態においては、図３に示されるように、光源２から発生した照明光ＩＬの光路を折り曲げて照明光をレチクルＲ上に導くために照明ユニットＩＬＵ内に設けられた折り曲げミラーＭの高さ（Ｚ軸）方向に関する小型化や、レチクルＲ上の照明領域の照度ムラの平均化効果などを考慮すると、スキャン方向をＸ軸方向とした場合には、照明ユニットＩＬＵの一部をウエハステージベース１２の−Ｘ側（あるいは＋Ｘ側）に配置し、折り曲げミラーＭの反射面上において、照明光ＩＬの折り曲げ方向を、スキャン方向にほぼ一致させた方が望ましいためである。
【００５７】
本実施形態の露光装置１０では、前述したように、ウエハステージベース１２に対して、ウエハローダＷＬを、−Ｙ側のウエハステージベース１２の長手方向に沿った側部領域に配置している。このようにすれば、露光装置１０を真上から投影した場合の設置スペースの形状を例えば正方形状に近づけることができる。このように、設置スペースの形状が、水平面内方向に長細い長方形状だけに限られなくなるので、工場内における露光装置１０の配置の自由度が増す。
【００５８】
また、露光装置１０では、ウエハステージベース１２の＋Ｘ側及び＋Ｙ側の側部領域が空きスペースとなっている。したがって、両ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２へのアクセスが容易とされているウエハステージベース１２の長辺側の空きスペースから両ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００５９】
勿論、ウエハステージベース１２に対し、照明ユニットＩＬＵの一部を、ウエハステージベース１２の＋Ｘ側に配置して−Ｘ側の領域を空きスペースとし、ウエハローダＷＬを＋Ｙ側に配置して−Ｙ側の領域を空きスペースとしても良い。
【００６０】
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１０によると、複数のステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の支持面が形成された平面視略長方形状のウエハステージベース１２の四方を取り囲む領域のうち、そのウエハステージベース１２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿った一方（＋Ｙ側）の側部領域、及びその長手方向に直交する短手方向の一側（＋Ｘ側）の側部領域を除く特定領域の少なくとも一部に、照明ユニットＩＬＵの一部及びウエハローダＷＬが配置される。すなわち、ウエハステージベース１２の＋Ｙ側の側部領域及び＋Ｘ側の側部領域をメンテナンス領域として確保しつつ、他方の長手方向の側部領域（−Ｙ側）には、ウエハローダＷＬを配置している。このようにすれば、ウエハステージベース１２の長手方向に沿った一方の側面領域を空きスペースとしてメンテナンスに用いることにより、各ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に対するメンテナンス性を維持することができるようになるとともに、それらのウエハローダＷＬをウエハステージベース１２の長手方向の他方（−Ｙ側）の側面領域に配置することにより、ウエハステージベース１２の長手方向両端の側部領域の少なくとも一方にはウエハローダＷＬや照明ユニットＩＬＵの一部などの固定のユニットを配置しない構成をとることもでき、工場内において露光装置１０の水平面内の長さに配置上の制約（例えば所定方向に細長くならないことという制約）があったとしても、工場内における露光装置の配置の自由度を得ることができる。
【００６１】
なお、上記実施形態では、固定のユニットが、照明ユニットＩＬＵの一部及びウエハローダＷＬである場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく種々のユニットを採用することができる。例えば、固定のユニットを、所定枚数のウエハを保管するための保管機構（例えばＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod））や、ウエハに対する感光剤の塗布や、現像を行うコータ・デベロッパ（Coater Developer）とすることも可能である。また、固定のユニットとしては、投影光学系ＰＬやレチクルステージＲＳＴなどを支持するボディ３６を構成する脚部４２Ａ〜４２Ｄ（防振ユニット４４）とすることもでき、この場合、脚部４２Ａ〜４２Ｄがウエハステージベース１２の±Ｙ側のいずれか一方には配置されないようにすることで、上記と同様に露光装置のメンテナンス性を維持することが可能である。
【００６２】
なお、上記実施形態の露光装置を構成する各ユニットの配置は一例であって、その他種々の構成を採用することが可能である。例えば、図４に示されるように、ウエハステージベース１２近傍の空きスペース（固定のユニットが配置されないスペース）に移動が可能なユニットＭＵを設けることとしても良い。移動が容易なユニットとしては、例えば、露光装置各部と接続されたコンピュータを含む制御装置、基板、各種電源等を含むユニットとすることができる。この場合、例えば、図５に示されるように移動自在な２つのユニットＭＵ１，ＭＵ２とし、各ユニットＭＵ１，ＭＵ２が観音開き可能な状態でステージ装置３０等の外部を覆うチャンバに接続される構成を採用しても良い。
【００６３】
また、上記各配置に加えて、ウエハステージベース１２の四隅部の近傍に固定のユニット又は可動のユニットを配置することとしても良い。また、上記実施形態では、各ステージにそれぞれ対応する２つのオフアクシスのアライメント系を有する露光装置に本発明を適用する場合について述べたが、特表２０００−５１１７０４号公報に開示されるような、２つのウエハステージを交換可能に設置し、アライメント系を１つだけ備える露光装置にも本発明を適用することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のスキャン方向をＸ軸方向とすることとしたが、スキャン方向をＹ軸方向とすることとしても良い。この場合には、照明ユニットＩＬＵの一部は、上記理由により、Ｙ軸方向一端部近傍に配置されるのが好ましく、逆に、ウエハステージベース１２の長手方向に沿ったメンテナンス面を確保するために、ウエハローダＷＬをＸ軸方向一端部に配置するのが好ましい。
【００６５】
なお、上記実施形態では、ステージ装置３０の構成として、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を備える構成を採用することとしたが、本発明がこれに限られるものではない。すなわち、複数のウエハステージを備えていれば良く、３つ以上のウエハステージを備えていても勿論良い。
【００６６】
なお、上記実施形態では、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光などの遠紫外光、Ｆ2レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の真空紫外域光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）などを用いるものとしたが、これに限らずＡｒ2レーザ光（波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、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光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、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用いても良い。
【００６７】
更に、照明光ＩＬとしてＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置、投影光学系を用いない、例えばプロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナー、及び例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。
【００６８】
なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。
【００６９】
なお、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、光学調整をするとともに、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、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。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。
【００７０】
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【００７１】
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、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置を用いて前述の方法によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態の露光装置の構成を示す正面図である。
【図２】図１の露光装置におけるステージ装置と照明ユニットとウエハローダの配置を示す平面図である。
【図３】照明ユニットとスキャン方向との関係を示す図である。
【図４】一実施形態の露光装置のレイアウトの変形例（その１）を説明するための図である。
【図５】一実施形態の露光装置のレイアウトの変形例（その２）を説明するための図である。
【図６】従来の露光装置におけるステージ装置、照明ユニット、ウエハ搬送系の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０，１０’…露光装置、１２…ウエハステージベース（ステージ定盤）、４２Ａ〜４２Ｄ…支持部材（固定のユニット、脚部）、４４…防振ユニット（固定のユニット）、ＩＬ…照明光（エネルギビーム）、ＩＬＵ…照明ユニット（固定のユニット）、ＭＵ…ユニット（可動のユニット）、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル（マスク）、Ｗ１，Ｗ２…ウエハ（感光物体）、ＷＬ…ウエハローダ（固定のユニット、搬送装置）、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２…ステージ（ウエハステージ）。
【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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