(57)【要約】この露光装置は、レチクルと基板とを同期移動してレチクルのパターンを基板に露光する走査型露光装置であって、レチクルを照明するための露光光を射出する光源と、光源とレチクルとの間に設けられ、レチクルの移動に追従して移動する可動レチクルブラインドと、可動レチクルブラインドが配置される第１照明系ハウジングと、可動レチクルブラインドの移動により第１照明系ハウジングに伝達する振動を抑制又は除去する防振装置とを備えている。
2005010961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクと基板とを同期移動して、前記マスクのパターンを前記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ための照明光を射出する光源と前記マスクとの間に設けられ、前記マスクの移動に追従して移動する移動体と、
前記移動体が配置される第１架台と、
前記移動体の移動により前記第１架台に伝達する振動を抑制又は除去する防振装置と、を備える。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置であって、
前記移動体は、前記照明光の照明領域を規制する可動遮光部材である。
【請求項３】
請求項２記載の露光装置であって、
前記可動遮光部材は、前記マスクのパターン面とほぼ共役な位置に配置される。
【請求項４】
請求項１記載の露光装置であって、
前記防振装置は、前記移動体を収容する移動体ハウジング部と前記第１架台との間に配置される緩衝材を含む。
【請求項５】
請求項４記載の露光装置であって、
前記緩衝材は、エアパッドを含む。
【請求項６】
請求項４記載の露光装置であって、
前記緩衝材は、弾性体を含む。
【請求項７】
請求項４記載の露光装置であって、
前記移動体ハウジング部と前記第１架台との間に配置され、前記移動体ハウジング部と前記第１架台との位置関係を調整する調整装置を備える。
【請求項８】
請求項１記載の露光装置であって、
前記防振装置は、前記移動体が移動するときの反力を受けるカウンタマスを有する。
【請求項９】
請求項８記載の露光装置であって、
前記移動体は、前記移動体ハウジング部に対して非接触で保持されており、
前記カウンタマスは、前記移動体ハウジング部を含む。
【請求項１０】
請求項１記載の露光装置であって、
前記マスクを介して前記照明光で前記基板を露光する本体部と、
前記本体部が配置される第２架台とを備え、
前記第１架台と前記第２架台とは、振動に関して独立している。
【請求項１１】
請求項１０記載の露光装置であって、
前記本体部は、前記照明光の照明領域を規定する固定視野絞りを有する。
【請求項１２】
請求項１０記載の露光装置であって、
前記本体部は、前記マスクを介した前記照明光を前記基板上に投射する投影光学系を有する。
【請求項１３】
請求項１記載の露光装置であって、
前記照明光で前記マスクを照明する照明光学系を備え、
前記移動体は、前記照明光学系内に配置されている。
【請求項１４】
請求項１０記載の露光装置であって、
前記照明光で前記マスクを照明する照明光学系を備え、
前記移動体は、前記照明光学系内に配置されており、
前記移動体よりも前記マスク側に配置される前記照明光学系の一部が前記本体部に設けられている。
【請求項１５】
マスクと基板とを移動して、前記マスクのパターンを前記基板に露光する露光装置であって、
前記マスクの照明領域を規定し、移動可能な第１移動体と、
前記第１移動体の移動に応じて、前記第１移動体の移動方向と反対方向に移動する第２移動体とを備える。
【請求項１６】
請求項１５記載の露光装置であって、
前記第２移動体の重量は、前記第１移動体の重量よりも大きい。
【請求項１７】
請求項１５記載の露光装置であって、
前記第１移動体と前記第２移動体とは、共通の架台に支持されている。
【請求項１８】
請求項１５記載の露光装置であって、
前記第２移動体を駆動する駆動装置を備える。
【請求項１９】
パターンが形成されたマスクを照明する照明装置であって、
前記マスクの照明領域を規定し、移動可能な第１移動体と、
前記第１移動体の移動に応じて、前記第１移動体の移動方向と反対方向に移動する第２移動体とを備える。
【請求項２０】
請求項１９記載の照明装置であって、
前記第２移動体の重量は、前記第１移動体の重量よりも大きい。
【請求項２１】
請求項１９記載の露光装置であって、
前記第１移動体と前記第２移動体とは、共通の架台に支持されている。
【請求項２２】
請求項１９記載の露光装置であって、
前記第２移動体を駆動する駆動装置を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、マスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを基板に露光する露光装置に関する。
本願は、２００３年７月２５日に出願された特願２００３−２７９９２６号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】  半導体デバイス等のマイクロデバイスは、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）上に形成されたパターンを、ウエハ等の感光性の基板上に転写するいわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、レチクルを支持するレチクルステージと基板を支持する基板ステージとを有し、レチクル上に形成されたパターンをレチクルステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して基板に転写するものである。露光装置としては、基板上にレチクルのパターン全体を同時に転写する一括型露光装置と、レチクルステージと基板ステージとを同期走査しつつレチクルのパターンを連続的に基板上に転写する走査型露光装置との２種類が主に知られている。走査型露光装置では、レチクルと基板とを同期移動しつつレチクル上のスリット状（矩形状）の照明領域を露光光で照明しレチクルのパターンを基板に露光するが、レチクル上のパターン形成領域以外の不要な部分の露光を防止するために、例えば、国際公開第９９／６３５８５号パンフレットに示すように、ブレード部材をレチクルと同期移動することでレチクル上の照明領域を制限する可動レチクルブラインドと呼ばれる遮光装置を備えたものがある。
ところで、露光処理のスループット向上の観点等からレチクルステージ及び基板ステージの移動の高速化及び高加速度化が求められており、これに伴って可動レチクルブラインドのブレード部材の移動も高速化及び高加速度化する必要がある。ところが、ブレード部材の高速化及び高加速度化に伴って振動が発生し、例えば照明光学系やこの照明光学系を支持する架台を振動させ、露光精度に影響を及ぼすという問題が生じるようになってきた。
【発明の開示】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光源とレチクル（マスク）との間に配置される可動レチクルブラインド等の移動体の移動により振動が生じても露光精度に与える影響を抑制できる露光装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は、実施の形態に示す図１〜図１３に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の第１の態様は、マスク（Ｒ）と基板（Ｐ）とを同期移動してマスク（Ｒ）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（Ｒ）を照明するための照明光（ＥＬ）を射出する光源（１）とマスク（Ｒ）との間に設けられ、マスク（Ｒ）の移動に追従して移動する移動体（５０、５２、５４）と、移動体（５０、５２、５４）が配置される第１架台（６、５９）と、移動体（５０、５２、５４）の移動により第１架台（６、５９）に伝達する振動を抑制又は除去する防振装置（２０）とを備える。
本態様によれば、光源とマスクとの間に配置される移動体の移動により第１架台に伝達する振動を抑制又は除去する防振装置を設けたので、この第１架台の振動に起因する露光精度の劣化を抑え、精度良い露光処理を行うことができる。そして、振動を抑制することで移動体の移動を高速化及び高加速度化できるので露光処理のスループットを向上することができる。
また、本発明の第２の態様は、マスクと基板とを移動して、前記マスクのパターンを前記基板に露光する露光装置であって、前記マスクの照明領域を規定し、移動可能な第１移動体と、前記第１移動体の移動に応じて、前記第１移動体の移動方向と反対方向に移動する第２移動体とを備える。
また、本発明の第３の態様は、パターンが形成されたマスクを照明する照明装置であって、前記マスクの照明領域を規定し、移動可能な第１移動体と、前記第１移動体の移動に応じて、前記第１移動体の移動方向と反対方向に移動する第２移動体とを備える。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図２は、可動レチクルブラインドの概略を示す平面図である。
図３は、可動レチクルブラインドの概略を示す側面図である。
図４は、本発明に係る防振装置の一実施形態を示す平面図である。
図５は、固定レチクルブラインドの概略を示す図である。
図６は、マスクと可動レチクルブラインド及び固定レチクルブラインドにより設定された照明領域との関係を示す模式図である。
図７は、本発明に係る防振装置の他の実施形態を示す側面図である。
図８は、図７の平面図である。
図９は、調整装置の一部を構成する計測装置の一実施形態を示す図である。
図１０は、本発明に係る防振装置の他の実施形態を示す側面図である。
図１１は、本発明に係る防振装置の他の実施形態を示す平面図である。
図１２は、本発明に係るの防振装置の他の実施形態を示す側面図である。
図１３は、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。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の各実施例に限定されるものではなく、例えば、これら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。
図１は、本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図１において、露光装置ＥＸは、レチクル（マスク）Ｒを支持するレチクルステージＲＳＴと、感光性の基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、レチクルＲを照明するための光束を射出する光源１と、光源１からの光束を露光光ＥＬに変換し、レチクルステージＲＳＴに支持されたレチクルＲを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＯＰと、露光光ＥＬで照明されたレチクルＲのパターンの像を基板ステージＰＳＴに支持された基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。レチクルＲを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する本体部Ｓを構成する照明光学系ＩＯＰの一部である第２部分照明光学系ＩＯＰ２、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及び基板ステージＰＳＴなどは本体コラム（第２架台）１０に支持されている。
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてレチクルＲと基板Ｐとを走査方向における互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつレチクルＲに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。
以下の説明において、水平面内においてレチクルＲと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、水平面内においてＹ軸方向と直交する方向（非走査方向）をＸ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわり方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は、半導体ウエハ又はガラスプレート上にレジストを塗布したものを含む。
光源１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おり、この光源１の本体は、防振ユニット１Ａを介して半導体製造工場のクリーンルーム内の床面ＦＤ上に設置されている。なお、光源１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レーザ光源等を用いても良い。また、光源１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。
照明光学系ＩＯＰは、光源１とレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）との間に設けられた第１部分照明光学系ＩＯＰ１と第２部分照明光学系ＩＯＰ２との２部分から構成されている。第１部分照明光学系ＩＯＰ１は、第１照明系ハウジング（第１架台）６を有し、第２部分照明光学系ＩＯＰ２は、第２照明系ハウジング（第２架台）８を有している。ここで、第１、第２照明系ハウジング６、８は部分照明光学系を収納する筐体及び鏡筒を含む。
第１部分照明光学系ＩＯＰ１の第１照明系ハウジング６は、床面ＦＤに水平に載置された装置の基準となるベースプレート（フレームキャスタ）ＢＰ上に防振ユニット５を介して設置されている。第２部分照明光学系ＩＯＰ２（第２照明系ハウジング８）は、本体コラム１０を構成する第２支持コラム１４によって下方から支持されている。
光源１は、遮光性のベローズ及びパイプを介してビームマッチングユニットＢＭＵ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ＢＭＵの他端（射出端）は、内部にリレー光学系を内蔵したパイプ２を介して照明光学系ＩＯＰの第１部分照明光学系ＩＯＰ１に接続されている。ビームマッチングユニットＢＭＵ内にはリレー光学系や複数の可動反射鏡等が設けられており、これらの可動反射鏡等を用いて光源１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部分照明光学系ＩＯＰ１との間で位置的にマッチングさせている。
第１部分照明光学系ＩＯＰ１の第１照明系ハウジング６内には、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、集光光学系、及びリレーレンズ系等が所定の位置関係で配置されている。光源１からのパルス紫外光がビームマッチングユニットＢＭＵ及びリレー光学系を介して第１部分照明光学系ＩＯＰ１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、露光光ＥＬとして可動レチクルブラインド５０に到達する。
可動レチクルブラインド（移動体）５０は、レチクルＲに対する露光光ＥＬの照明領域を規制する可動ブレード（可動遮光部材、移動体）５２、５４を備えており、ブラインドハウジング部（移動体ハウジング部）５９内に収容されている。可動レチクルブラインド５０及びこれを収容したブラインドハウジング部５９は、第１照明系ハウジング６の射出端部近傍に取り付けられている。可動レチクルブラインド５０の可動ブレード５２、５４は、レチクルＲのパターン形成面（パターン面）とほぼ共役な位置に配置されている。そして、第１照明系ハウジング６とブラインドハウジング部５９との間に防振装置２０が設けられている。
図２は、可動レチクルブラインド５０を＋Ｚ側から見た平面図、図３は側断面図である。
可動レチクルブラインド５０は、第１照明系ハウジング６上にＸ方向に間隔をあけて配置され、走査方向であるＹ軸方向に延在する一対のＹガイド５１と、Ｘ軸方向に延在し、一端側がＹガイド５１に沿ってそれぞれＹ方向に移動自在なＹ可動ブレード（可動遮光部材）５２と、Ｙガイド５１のＹ軸方向両端側に設けられ、Ｘ軸方向に延在する一対のＸガイド５３と、Ｙ軸方向に延在し、一端側がＸガイド５３に沿ってそれぞれＸ方向に移動自在なＸ可動ブレード（可動遮光部材）５４とを備えている。Ｘガイド５３のガイド面には非接触ベアリングであるエアベアリング５３Ａが設けられており、エアベアリング５３ＡによりＸ可動ブレード５４がＸガイド５３に対して非接触支持されている。また、Ｘ可動ブレード５４の一端部にはリニアモータ５６の一部を構成する可動子５６Ａが設けられ、この可動子５６Ａに対応して、Ｘガイド５３に並ぶ位置にＸ軸方向に延在する固定子５６Ｂが設けられている。ここで、リニアモータ５６は、可動子５６Ａを磁石ユニットとし固定子５６Ｂをコイルユニットとする所謂ムービングマグネット型リニアモータでもよいし、可動子５６Ａをコイルユニットとし固定子５６Ｂを磁石ユニットとするムービングコイル型リニアモータでもよい。同様に、Ｙガイド５１のガイド面には非接触ベアリングであるエアベアリング５１Ａが設けられており、エアベアリング５１ＡによりＹ可動ブレード５２がＹガイド５１に対して非接触支持されている。そして、Ｙ可動ブレード５２の一端部にはリニアモータ５５の一部を構成する可動子５５Ａが設けられ、この可動子５５Ａに対応して、Ｙガイド５１に並ぶ位置にＹ軸方向に延在する固定子５５Ｂが設けられている。本実施形態において、リニアモータ５５、５６の固定子５５Ｂ、５６Ｂ、及びガイド５１、５３は、ブラインドハウジング部５９の内壁面５９Ｂに固定されている。また、ブラインドハウジング部５９には不図示のエンコーダが設けられ、可動ブレード５２、５４に設けられたリニアスケールを読んで位置検出し、制御装置ＣＯＮＴに出力する。制御装置ＣＯＮＴはリニアモータ５５、５６を介して可動ブレード５２、５４を駆動することで、露光光ＥＬが通過する光路を規制する矩形開口部Ｋの大きさを調整する。また、制御装置ＣＯＮＴは、走査露光時において、後述するレチクルレーザ干渉計の検出信号に基づきレチクルＲの移動に追従してＹ可動ブレード５２を移動し、レチクルＲ上の照明領域を規制するための矩形開口部ＫをレチクルＲの移動に追従させる。
なお、走査露光中において、駆動される可動ブレードは主にスキャンブレードであるＹ可動ブレード５２であって、非スキャンブレードであるＸ可動ブレード５４は、非走査方向（Ｘ軸方向）に関するレチクルＲのパターン形成領域の幅に応じて照明領域の大きさを設定するために、走査露光に先立って駆動されるだけである。したがって、このＸ可動ブレード５４を駆動するために、リニアモータを用いずに例えば超音波モータ等の静止保持力を有するアクチュエータを用いるようにしてもよい。また、Ｘ可動ブレード５４、Ｙ可動ブレード５２ともに、２枚のブレードを別々のガイド上で駆動しているが、共通のガイドにリニアモータを配置して２枚のブレードを駆動するように構成してもよい。
防振装置２０は、可動レチクルブラインド５０を収容するブラインドハウジング部５９と、第１照明系ハウジング６との間に配置されている。本実施形態において、防振装置２０は、緩衝材であるエアパッド（エアマウント）２１により構成されている。図４に示すように、エアパッド２１は、第１照明系ハウジング６の上端面６Ａに沿って環状に配置されている。なお、本実施形態において、第１照明系ハウジング６の内部空間（露光光ＥＬの光路）６Ｂは矩形状に形成されているが、円形状であってもよい。エアパッド２１には圧力調整装置２１Ａが接続されており、制御装置ＣＯＮＴは、圧力調整装置２１Ａを制御することでエアパッド２１の内圧を調整可能である。緩衝材としてのエアパッド２１を、可動レチクルブラインド５０を収容したブラインドハウジング部５９と第１照明系ハウジング６との間に設けたことにより、可動ブレード５２、５４の移動により生じる振動が第１照明系ハウジング６に伝達することを抑制することができる。つまり、エアパッド２１により、可動ブレード５２、５４の移動に伴う反力が、第１照明系ハウジング６に伝達することを抑制することができる。なお、防振装置２０を構成する緩衝材として、エアパッド２１の代わりにゴム等の弾性体を配置してもよい。あるいは、エアパッド２１とゴム等の弾性体とを組み合わせて配置してもよい。
第２部分照明光学系ＩＯＰ２は、第２照明系ハウジング８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（固定視野絞り）８０、レンズ、ミラー、リレーレンズ系、及びコンデンサレンズ系等を備えている。固定レチクルブラインド８０は、第２照明系ハウジング８の入射端部近傍のレチクルＲのパターン形成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矩形状（スリット状）の開口部８１を有している。上述したように、第２部分照明光学系ＩＯＰ２は本体部Ｓの一部を構成しており、可動レチクルブラインド５０よりもレチクルＲ側に配置された構成となっている。
図５は固定レチクルブラインド（固定視野絞り）８０の平面図である。固定レチクルブラインド８０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）と直交するＸ軸方向に直線状に延びたスリット状（矩形状）の開口部８１を有している。なお、固定レチクルブラインド８０の代わりに、矩形状の開口部を有するとともに、開口部の形状を任意の形に調整できる可変スリット装置を設けてもよい。
なお、固定レチクルブラインド８０の配置面をレチクルＲのパターン形成面に対する共役面から僅かにデフォーカスするのは、走査型露光装置、特にパルス光を露光光ＥＬとする装置では、走査方向に関するパルス紫外光のレチクルＲ上での照明領域内の照度分布を台形状（すなわち両端でそれぞれスロープを持つ形状）とし、走査露光時の基板Ｐ上の各ショット領域内の積算光量の分布がほぼ均一になるようにするためであり、また、固定レチクルブラインド８０のエッジ部が一部欠けていたり、正確に真直に形成されていないおそれもあるので、これらの影響を軽減するためにレチクルＲのパターン形成領域上の照明領域の周縁部を適度にぼかすためである。
可動レチクルブラインド５０の可動ブレード５２、５４で形成される矩形開口部Ｋを通過したパルス紫外光は、固定レチクルブラインド８０の開口部８１を一様な強度分布で照明する。固定レチクルブラインド８０の開口部８１を通過したパルス紫外光は、レンズ、ミラー、リレーレンズ系、及びコンデンサレンズ系などを経て、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（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。
図１に戻って、第１部分照明光学系ＩＯＰ１の第１照明系ハウジング６及びブラインドハウジング部５９と、第２部分照明光学系ＩＯＰ２の第２照明系ハウジング８及び本体コラム１０とは、振動に関して独立している。本実施形態では、ブラインドハウジング部５９と第２照明系ハウジング８とは僅かに離間して物理的に分離されている。なお、ブラインドハウジング部５９と第２照明系ハウジング８との間に、両者の相対変位を可能にし、且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接続部材としての伸縮自在の蛇腹状部材を介して接合してもよい。こうすることにより、可動レチクルブラインド５０の駆動に起因して露光動作中にブラインドハウジング部５９に生じる振動が本体コラム１０に支持された第２部分照明光学系ＩＯＰ２に伝達されることを防止することができる。
本体コラム１０は、ベースプレートＢＰ上に設けられた複数本（ここでは４本）の支持部材１１Ａ〜１１Ｄ（但し、紙面奥側の支柱１１Ｃ、１１Ｄは図示省略）及びこれらの支持部材１１Ａ〜１１Ｄの上部にそれぞれ固定された防振ユニット１３Ａ〜１３Ｄ（但し、図１においては紙面奥側の防振ユニット１３Ｃ、１３Ｄは図示せず）を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤１６と、この鏡筒定盤１６の下面から下方に吊り下げられた吊り下げコラム１８と、鏡筒定盤１６上に設けられた第１、第２支持コラム１２、１４とを備えている。
鏡筒定盤１６は、鋳物等で構成されており、その中央部に平面視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が設けられている。このフランジＦＬＧ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％、及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）が用いられており、このフランジＦＬＧは、投影光学系ＰＬを鏡筒定盤１６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。
吊り下げコラム１８は、基板ベース定盤６０と、基板ベース定盤６０をほぼ水平に吊り下げ支持する４本の吊り下げ部材６１とを備えている。また、第１支持コラム１２は、鏡筒定盤１６の上面に投影光学系ＰＬを取り囲んで設けられた４本の脚６５（紙面奥側の脚は図示省略）と、これら４本の脚６５によってほぼ水平に支持されたレチクルベース定盤６３とを備えている。同様に、第２支持コラム１４は、鏡筒定盤１６の上面に、第１支持コラム１２を取り囲む状態で設けられた４本の支柱６２（紙面奥側の支柱は図示省略）と、これら４本の支柱６２によってほぼ水平に支持された天板６４とによって構成されている。この第２支持コラム１４の天板６４によって、前述した第２部分照明光学系ＩＯＰ２が支持されている。
レチクルステージＲＳＴは、本体コラム１４を構成する第１支持コラム１２を構成するレチクルベース定盤６３上に配置されている。レチクルステージＲＳＴは、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータ等から成る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６３上でＹ軸方向に大きなストロークで直線駆動するとともに、Ｘ軸方向とθＺ方向に関しても微小駆動が可能な構成となっている。
レチクルステージＲＳＴの一部には、その位置や移動量を計測するための位置検出装置であるレチクルレーザ干渉計７０からの測長ビームを反射する移動鏡７１が取り付けられている。レチクルレーザ干渉計７０は、レチクルベース定盤６３に固定され、投影光学系ＰＬの上端部側面に固定された固定鏡７２を基準として、レチクルステージＲＳＴ（すなわちレチクルＲ）のθＺ回転を含むＸＹ面内の位置を検出する。
レチクルレーザ干渉計７０によって計測されるレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）の位置情報（又は速度情報）は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レチクルレーザ干渉計７０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（具体的には基板ステージＰＳＴと追従するように）レチクルステージ駆動系を制御する。
投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側及び像面（基板Ｐ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢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上のパターン形成領域のうち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矩形状（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基板Ｐ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。
基板ステージＰＳＴは、前述した吊り下げコラム１８を構成する基板ベース定盤６０上に配置され、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータ等から成る基板ステージ駆動系によってＸＹ面内で自在に駆動されるようになっている。基板ステージＰＳＴは、基板ホルダＰＨを介して基板Ｐを真空吸着等により保持する。基板ステージＰＳＴのＸＹ位置及び回転量（ヨーイング量、ローリング量、ピッチング量）は、投影光学系ＰＬの鏡筒下端に固定された参照鏡７５を基準として基板ステージＰＳＴの一部に固定された移動鏡７４の位置変化を計測する基板レーザ干渉計７３によって所定の分解能でリアルタイムに計測される。この基板レーザ干渉計７３の計測値は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、基板レーザ干渉計７３の計測結果に基づいて、基板ステージ駆動系を制御する。
次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸの動作について説明する。
基板ステージＰＳＴ上に基板Ｐが搬送され、フォーカス調整が終了すると、不図示のアライメント系を用いてレチクルＲと基板Ｐとの位置決め（アライメント）が行われる。このようにして、基板Ｐの露光のための準備動作が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、アライメント結果に基づいて基板レーザ干渉計７３の計測値をモニタしつつ基板ステージ駆動系を制御して基板Ｐ上に設定されたショット領域を露光する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、制御装置ＣＯＮＴは、レチクルステージ駆動系及び基板ステージ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴ及び基板ステージＰＳＴのＹ軸方向の走査を開始する。両ステージＲＳＴ、ＰＳＴがそれぞれの目標走査速度に達すると、制御装置ＣＯＮＴは、パルス紫外光である露光光ＥＬによりレチクルＲのパターン形成領域に対する照明を開始する。
なお、この走査露光の開始に先立って、光源１の発光は開始されているが、図６の模式図に示すように、制御装置ＣＯＮＴは可動レチクルブラインド５０の各可動ブレード５２（５４）を移動することで開口部Ｋ（照明領域ＩＡ）をレチクルステージＲＳＴ（すなわちレチクルＲ）に対して同期移動させているため、レチクルＲ上のパターン形成領域ＰＡ外への露光光ＥＬの照射が遮光される。図６に示す例では、レチクルＲのパターン形成領域ＰＡの周囲に遮光帯ＭＢが設けられており、可動レチクルブラインド５０の開口部Ｋで設定される照明領域ＩＡは遮光帯ＭＢに応じた大きさを有し、固定レチクルブラインド８０の開口部８１で設定される照明領域ＩＢはＸ軸方向に延在するスリット状である。
制御装置ＣＯＮＴは、走査露光時にレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度と基板ステージＰＳＴのＹ軸方向の移動速度とが投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比に維持されるようにレチクルステージ駆動系及びウエハステージ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴ及び基板ステージＰＳＴを同期移動する。走査露光中においても、制御装置ＣＯＮＴは、可動レチクルブラインド５０の可動ブレード５２を駆動し、開口部Ｋ（照明領域ＩＡ）をレチクルＲに追従するように移動する。可動ブレード５２が移動することにより振動が発生しても、ブラインドハウジング部５９と第１照明系ハウジング６との間に緩衝材であるエアパッド２１が介在されていることにより、第１照明系ハウジング６に対する振動の伝達は抑制される。そして、レチクルＲのパターン形成領域ＰＡが露光光ＥＬで逐次照明され、パターン形成領域ＰＡ全面に対する照明が完了することにより、基板Ｐ上のショット領域に対する走査露光が終了する。
以上説明したように、照明光学系ＩＯＰ内に配置された可動ブレード５２（５４）の移動により第１照明系ハウジング６に伝達する振動を緩衝材であるエアパッド２１で抑制するようにしたので、第１照明系ハウジング６（第１部分照明光学系ＩＯＰ１）の振動に起因する露光精度の劣化を防止することができる。そして、振動を抑制することで可動ブレード５２（５４）の移動を高速化及び高加速度化でき、レチクルステージＲＳＴ及び基板ステージＰＳＴの走査移動速度及び加速度を向上できるので、露光処理のスループットを向上することができる。また、防振装置２０をエアパッド２１あるいはゴム等の弾性体で構成することで、安価且つ簡易な構成で第１照明系ハウジング６に伝達する振動を抑制することができる。
また、ブラインドハウジング部５９は、第１照明系ハウジング６に対してＹＸ方向に微動可能に保持されているため、運動量保存の法則により、可動ブレード５２（５４）に接続する可動子５６Ａの＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）の移動に応じて固定子５６Ｂ及びブラインドハウジング部５９全体が−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に微少量移動する。この固定子５６Ｂ及びブラインドハウジング部５９全体の移動により、可動ブレード５２（５４）の移動に伴う反力が相殺される。つまり、本実施形態において、固定子５６Ｂ及びブラインドハウジング部５９全体が、可動ブレード５２（５４）が移動するときの反力を受けるカウンタマスとなっている。なお、固定子５６Ｂ及びブラインドハウジング部５９全体の移動により可動ブレード５２（５４）の位置に微少量の誤差が生じる場合は、その分を予め求めておき、可動ブレードの駆動指令信号にフィードフォワードすればよい。
なお、本実施形態では、第１照明系ハウジング６を第１架台として説明したが、この第１照明系ハウジング６を支持する架台を設けた場合、防振装置２０は、この架台に対する振動の伝達を抑制あるいは除去することができる。
なお、上記実施形態において、エアパッド２１は環状（無端状）に設けられているが、複数のエアパッド２１を第１照明系ハウジング６とブラインドハウジング部５９との間に島状に（離散的に）配置してもよい。こうすることにより、複数のエアパッド２１それぞれの内圧を個別に調整することで、ブラインドハウジング部５９と第１照明系ハウジング６との位置関係（第１照明系ハウジング６に対するブラインドハウジング部５９の傾斜方向の姿勢）を調整することができる。
なお、上記実施形態において、Ｙ可動ブレード５２は、Ｙ軸方向に移動し、Ｘ可動ブレード５４はＸ軸方向に移動するように説明したが、これら可動ブレード５２、５４が回転方向（θＺ方向）に微動可能であってもよい。また、固定レチクルブラインド８０の開口部８１がθＺ方向に回転可能であってもよい。これにより、走査露光中にレチクルＲに位置ずれが生じた場合でも、開口部Ｋや開口部８１をレチクルＲに対して正確に追従移動させることができる。
上記実施形態において、移動体は、可動レチクルブラインド５０に限定されない。例えば、走査露光中に、レチクルＲに対する露光光ＥＬの照度調整や照明光学系ＩＯＰの光学特性調整のためにフィルタ装置を駆動（移動）する場合があるが、このフィルタ装置の移動により照明系ハウジングに伝達する振動を抑制又は除去するために、本発明を適用することができる。すなわち、光源１とレチクルＲとの間に設けられた移動体の移動に起因して発生する振動の全てに対して本発明を適用可能である。
以下、本発明の他の実施形態について図７及び図８を参照しながら説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図７及び図８に示すように、防振装置２０は、第１照明系ハウジング６とブラインドハウジング部５９との間において複数（４箇所）の所定位置にそれぞれ設けられたピエゾ素子２２と、これら複数のピエゾ素子２２どうしの間に設けられた複数のエアパッド２１とを備えている。また、ブラインドハウジング部５９の複数の所定位置には、振動センサ（加速度センサ）２３が取り付けられている。
この振動センサ２３の役割について以下に説明する。例えば、床面ＦＤから第１照明系ハウジング６を介してブラインドハウジング部５９に伝達される振動や、可動ブレード５２、５４を駆動するための信号をリニアモータ５５、５６に与える信号ケーブルのテンション等によって、理想的な推力を可動ブレード５２、５４に対して与えられない場合がある。例えば推力が大きすぎてしまった場合、ブラインドハウジング部５９は、所定の値以上に振動してしまう。振動センサ２３は、このような所定値以上の振動を検出し、制御装置ＣＯＮＴに信号を送る。制御装置ＣＯＮＴは、振動センサ２３が所定の許容値以上の振動を検出したときピエゾ素子２２のそれぞれに対して振動センサの検出結果に基づいた駆動電圧を印加し、それぞれのピエゾ素子２２を変位させる。これによって、所望の推力が可動ブレード５２、５４に与えられ、可動ブレード５２、５４を高精度に駆動することが可能となる。
なお、ここではピエゾ素子２２を用いているが、もちろん、ピエゾ素子２２以外の任意の防振用アクチュエータを用いることができる。また、ここではピエゾ素子２２を４つ設けているが、少なくとも３つ設けられていればよい。
また、図９に示すように、第１照明系ハウジング６に対するブラインドハウジング部５９の位置を計測する計測装置１００を設けることができる。計測装置１００は、ブラインドハウジング部５９の＋Ｘ側の側面において外方に突設されたＬ字状部材１６３の−Ｚ側の面（この面はＸＹ面にほぼ平行な面である）に固定された金属板１６０Ａと、Ｌ字状部材１６３の＋Ｘ側の面（この面はＹＺ面にほぼ平行な面である）に固定された金属板１６０Ｂと、これら金属板１６０Ａ、１６０Ｂにそれぞれ対向して第１照明系ハウジング６の＋Ｘ側の側面の外方に突設されたＬ字状取付部材１６２に取り付けられた２つの渦電流変位センサ１６１Ａ、１６１Ｂとを備えている。渦電流変位センサ１６１Ａ、１６１Ｂでは、絶縁体に巻いたコイルに交流電圧を加えておき、導電体からなる測定対象（この場合、金属板）に近づけると、コイルによって作られた交流磁界によって導電体に渦電流が発生する。この渦電流によって発生する磁界は、コイルの電流によって作られた磁界と逆方向であり、これら２つの磁界が重なりあって、コイルの出力に影響を与え、コイルを流れる電流の強さ及び位相が変化する。この変化は、測定対象がコイルに近いほど大きくなり、逆に遠いほど小さくなるので、コイルから電気信号を取り出すことにより、測定対象の位置、変位を知ることができる。したがって、渦電流変位センサ１６１Ａ、１６１Ｂを用いれば、両者が静止状態にあるときでも測定対象の位置、変位の計測が可能、すなわち絶対距離の計測が可能である。
制御装置ＣＯＮＴは、計測装置１００の計測結果に基づいて、ピエゾ素子２２を駆動する。こうすることにより、外乱によって可動ブレード５２、５４の移動精度が悪化することがなく、精度良く可動ブレード５２、５４を駆動することができる。つまり、エアパッド２１のみを第１照明系ハウジング６とブラインドハウジング部５９との間に配置した場合、ブラインドハウジング部５９から第１照明系ハウジング６へ伝達する振動を抑制することは可能であるが、外乱の影響によって可動レチクルブラインド５０の位置（姿勢）が変位する可能性がある。この場合、レチクルＲ上で照明領域を所望状態に規定することができなくなる可能性が生じる。しかしながら、ピエゾ素子（アクチュエータ）２２を使って、ブラインドハウジング部５９の過剰な振動を除去することで、外乱の影響を抑制しつつ、レチクルＲ上で照明領域を所望状態に規定することができる。
なお、本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、第１照明系ハウジング６に対するブラインドハウジング部５９の位置を計測装置１００で計測し、この計測結果に基づいてピエゾ素子２２を駆動しているが、ブラインドハウジング部５９（第１照明系ハウジング６）に対する第２照明系ハウジング８の位置を計測装置１００で計測し、この計測結果に基づいてピエゾ素子２２を駆動するようにしてもよい。
なお、制御装置ＣＯＮＴは、振動センサ２３や計測装置１００の検出信号に基づいて、ブラインドハウジング部５９のベースプレートＢＰ及び第２照明系ハウジング８に対する位置ずれを検出し、その検出結果を可動ブレード５２（５４）の位置制御にフィードバックしてもよい。これによって、第２照明系ハウジング８に対して第１照明系ハウジング６がずれたとしても、高精度に可動ブレード５２（５４）をレチクルＲに追従させることができる。また、第２照明系ハウジング８に対する第１照明系ハウジング６の位置ずれを直接計測する計測装置を別個に設け、この計測装置からの検出信号を可動ブレード５２（５４）の位置制御にフィードバックしてもよい。
図１０は、本発明の他の実施形態を示す図である。本実施形態において、エアパッド２１は設けられておらず、ブラインドハウジング部５９と第１照明系ハウジング６とは接続され、ブラインドハウジング部５９は第１照明系ハウジング６の一部を構成している。そして、可動ブレード５４（５２）を駆動するリニアモータ５６（５５）の固定子５６Ｂ（５５Ｂ）は、非接触ベアリングであるエアベアリング２５により、ブラインドハウジング部５９の内壁面５９Ｂに対して非接触支持されている。このため、運動量保存の法則により可動ブレード５４に接続する可動子５６Ａの＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）の移動に応じて固定子５６Ｂが−Ｘ方向（＋Ｘ方向）に移動する。この固定子５６Ｂの移動により可動ブレード５４の移動に伴う反力が相殺される。つまり、本実施形態において、固定子５６Ｂが、可動ブレード５４が移動するときの反力を受けるカウンタマスとなっている。これにより、可動ブレード５４の移動により第１照明系ハウジング６（ブラインドハウジング部５９）に伝達する振動を抑制することができる。
なお、固定子５６Ｂ（５５Ｂ）をカウンタマスとすることで、エアパッド（緩衝材）２１やアクティブ防振のためのピエゾ素子２２を設けない構成であっても防振効果を得ることができるが、カウンタマスとエアパッド（あるいはピエゾ素子）とを組み合わせることもできる。また、固定子５５Ｂも内壁面５９Ｂに対して非接触支持されており、カウンタマスとしての機能を有している。
図１１は、本発明の他の実施形態を示す模式図である。
図１１において図２に示す部材と同じ部材には同一の符号を付している。本実施形態は、図２に示す実施形態に対して、可動ブレードが移動するときの反力を受けるカウンタマスの機能を有する２つのバランサー９０を加えたものである。図１１に示すように、バランサー９０はＹ方向に延びるリニアモータ９１上に設けられており、リニアモータ９１上を移動可能である。２つのリニアモータ９１は、一対のリニアモータ５５から同じ距離だけ離れて配置されている。このバランサー９０は、制御装置ＣＯＮＴによって駆動が制御され、可動ブレード５２の移動に伴って、その移動方向とは逆方向に移動する。可動ブレード５２の重さに対してバランサー９０の重さを４倍に設定すると、可動ブレード５２の移動距離に対してバランサー９０の移動距離を１／４にすることができる。バランサー９０及びリニアモータ９１は、それぞれブラインドハウジング部５９内に設けられているので、可動ブレード５２の移動に伴う反力はブラインドハウジング部５９内で相殺され、第１照明系ハウジング６への伝達を抑制することができる。
なお、ブラインドハウジング部５９内のスペースの関係で、例えば片側のリニアモータ９１をＸ方向に沿ってリニアモータ５５に近づけることも可能である。この場合、近づけた方のバランサー９０の推力を、リニアモータ５５からの距離に比例して大きくする必要がある。
また、バランサー９０の重量を変えることができない場合は、バランサー９０の加速度を変えて可動プレート５２の反力を相殺するようにバランサー９０が発生する推力を調整すればよい。
なお、図１１に示す実施例では、２つの可動プレート５２に対してそれぞれＹガイド５１およびリニアモータ５５を設けているが、Ｙガイド５１及びリニアモータ５５の固定子５５部を共用してもよい。具体的には、図１１の上側のＹガイド５１と固定子５５Ｂとを省略して、下側のＹガイド５１で２つの可動ブレード５２をガイドするとともに、２つの可動プレート５２を駆動する際に、図１１の下側のリニアモータの固定子５５Ｂを共用すればよい。この場合、図１１の上側のバランサー９０に与える推力は、下側のリニアモータ５５から距離に比例して小さくすればよい。
図１２は、本発明の他の実施形態を示す模式図である。図１２において、リニアモータ５６（５５）の固定子５６Ｂ（５５Ｂ）はブラインドハウジング部５９の内壁面５９Ｂに対して離間しており、支持部材２８を介して床面ＦＤ（あるいはベースプレートＢＰ）に支持されている。すなわち、ブラインドハウジング部５９及びこれに接続する第１照明系ハウジング６と、固定子５６Ｂを支持する支持部材２８とが振動に関して分離（独立）しており、可動ブレード５４に接続する可動子５６Ａの移動に伴う反力は、床面ＦＤ（ベースプレートＢＰ）に伝達されるようになっている。このように、可動ブレード５４（５２）の移動に伴う反力を、第１照明系ハウジング６（ブラインドハウジング部５９）に対して振動的に分離された床面ＦＤに逃がすことにより、第１照明系ハウジング６に振動が伝達されるのを防止することができる。ここで、第１照明系ハウジング６はベースプレートＢＰに対して防振ユニット５を介して支持されているため、支持部材２８を介して床面ＦＤ（あるいはベースプレートＢＰ）に逃がした振動は第１照明系ハウジング６に伝達されない。
なお、上記各実施形態において、露光装置ＥＸの用途としては半導体製造用の露光装置や、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用の露光装置に限定されることなく、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
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いい。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。
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いい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
ステージの駆動装置として平面モータを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
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。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
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。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
本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。
半導体デバイスは、図１３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（ウエハ、ガラスプレート）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マスクのパターンを感光基板Ｐ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。
産業上の利用の可能性
本発明は、マスクと基板とを同期移動して、前記マスクのパターンを前記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ための照明光を射出する光源と前記マスクとの間に設けられ、前記マスクの移動に追従して移動する移動体と、前記移動体が配置される第１架台と、前記移動体の移動により前記第１架台に伝達する振動を抑制又は除去する防振装置とを備えるので、精度良い露光処理を実現することができる。さらに、振動を抑制することで移動体の移動を高速化及び高加速度化できるので露光処理のスループットを向上することができる。
【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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