(57)【要約】【課題】ウエハの真空吸着を簡便にしたステージ装置及び露光装置を提供する。【解決手段】ステージ装置（ＷＴＢ）は、保持面（４０）に通じる流路に接続され、可変する容積を有するピストン（１１５）とシリンダ（１１６）と、ピストン（１１５）とシリンダ（１１６）とのいずれか一方を動かしてシリンダ（１１６）内の容積を変える形状記憶合金（１１８）でできたコイルと、を備える。さらに、開閉の２ポートを有する電磁弁を更に有していても良い。【選択図】図４
2007123316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を保持面で保持して移動するステージ装置において、
前記保持面に通じる流路に接続され、可変する容積を有する可変室と、
前記可変室の容積を変える駆動部と、
を備えたことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記可変室は、ピストンとシリンダとを含み、
前記駆動部は、前記ピストンと前記シリンダとの少なくとも一方を駆動する請求項１記載のステージ装置。
【請求項３】
前記駆動部は、形状記憶合金と、該形状記憶合金に電力を付与する電力付与部とを含む請求項１または請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記可変室の容積は、前記電力が付与されているときよりも、前記電力が非付与状態のときに大きい請求項３に記載のステージ装置。
【請求項５】
開閉の２ポートを有する電磁弁を更に備え、
前記流路に前記電磁弁が設けられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記駆動部に接続され、非接触で電力を受ける電力受給部を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項７】
マスクを保持して移動する移動ステージと、基板を保持して移動する基板ステージとを備えた露光装置であって、
前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のステージである露光装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で電力伝送及び信号の送受信を行うステージ装置及び、そのステージ装置を備えた露光装置、並びにこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、撮像装置（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、マスクとしてのレチクルのパターンを、投影光学系を介して基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、露光装置が使用されている。この露光装置としては、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置、又はスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）等が使用されている。
【０００３】
近年においては、解像度向上のために投影光学系とウエハとの間に気体よりも屈折率の高い液体を充満させて投影光学系の開口数を大きくして解像度を向上させる液浸式の露光装置が実現されている（例えば特許文献１参照）。この種の露光装置において、ウエハの高さ位置と同一の高さ位置に設定された平面板を設け、ウエハの交換時に投影光学系の直下からウエハを待避させつつ平面板を投影光学系の直下に移動させることで投影光学系とウエハとの間の液体を一時的に平面板上に受け渡し、交換終了後に投影光学系の直下に位置する平面板を待避させつつ新たなウエハを投影光学系の直下に配置することで投影光学系と新たなウエハとの間に液体を充満させる技術が開示されている。
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ウエハステージには、露光装置本体から、検出信号又は指令信号を伝達するためのケーブル線、ウエハを吸着するための真空チューブ等が設けられている。そのため、ケーブル線などを保護するためケーブルガイドがウエハステージ及び露光装置本体間で接続されている。また、ケーブル線、及び真空チューブ等がウエハステージの動きによって、断線などが生じやすくメンテナンスのため露光装置を止めなければならない場合がある。さらに、数ｎｍでウエハステージの位置を制御する際には、ケーブル線、及び真空チューブ等の引張力により精度が悪くなってしまうおそれもある。これらの問題は、ウエハステージに限ったことではなく、レチクルステージに対しても同様である。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ステージ周辺の耐久性（メンテナンス）の向上、ステージ位置精度の向上を達成するステージ装置及び露光装置並びにデバイス製造方法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】
【０００６】
本発明は、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
第１の観点は、物体（Ｗ）を保持面で保持して移動するステージ装置に関するものである。そして、ステージ装置は、保持面（４０）に通じる流路に接続され、可変する容積を有する可変室（１１６）と、可変室の容積を変える駆動部（１１８）と、を備える。
【０００７】
これまでは、真空チューブをステージ装置へ外部からステージ装置に接続する必要があったが、上記構成により、ステージ装置内部で負圧又は真空を作り出すことができる。このことは、真空チューブがあったためにステージ装置の精密な位置決めが真空チューブの引張力により精度に支障が生じていたものをなくすことができる。
さらに、非接触で電力を受ける電力受給部をステージ装置が有していれば、電源コードの引張力により精度に支障が生じていたものもなくすことができる。
【０００８】
また、本発明のデバイス製造方法は、先に記載の露光装置（ＥＸ）を用いることを特徴とするものである。
従って、本発明のデバイス製造方法では、高精度にデバイスを製造することが可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ステージ周辺の耐久性（メンテナンス）の向上、ステージ位置精度の向上を達成するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（露光装置及びステージ装置の説明）
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるステージ装置及び露光装置について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す側面図である。図１に示す露光装置ＥＸは、図１中の投影光学系ＰＬに対してマスクとしてのレチクルＲと基板としてのウエハＷとを相対的に移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷに逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置である。
【００１１】
尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷの移動面に平行な面に含まれるよう設定され、Ｚ軸が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿う方向に設定されている。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウエハＷを同期移動させる方向（走査方向）をＹ方向に設定している。
【００１２】
図１に示す通り、本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光学系ＩＬＳ、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、基板としてのウエハＷを保持する第１ステージとしてのウエハステージＷＳＴと第２ステージとしての計測ステージＭＳＴとを有するステージ装置ＳＴ、及びこれらの制御系を含んで構成される。照明光学系ＩＬＳは、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域を照明光（露光光）ＩＬによってほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００１３】
レチクルステージＲＳＴ上には、パターン面（図１における−Ｚ側の面）にパターンが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により保持されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータを含むレチクルステージ駆動部（図示せず）によって、照明光学系ＩＬＳの光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（Ｙ方向）に指定された走査速度で駆動可能に構成されている。
【００１４】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置（Ｚ軸周りの回転を含む）は、レーザ干渉計（以下、レチクル干渉計という）１２によって、移動鏡１３（実際にはＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡とＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。このレチクル干渉計１２の計測値は主制御装置（図示せず）に出力され、主制御装置は、このレチクル干渉計１２の計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向、及びθＺ方向（Ｚ軸周りの回転方向）の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動部を制御することで、レチクルステージＲＳＴの位置（及び速度）を制御する。
【００１５】
レチクルステージＲＳＴの上方には、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系からなる一対のレチクルアライメント検出系１４ａ，１４ｂがＸ方向に所定距離隔てて設けられている。レチクルアライメント検出系１４ａ，１４ｂは、レチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークと、これらに対応する計測ステージＭＳＴ上の一対の基準マークの投影光学系ＰＬを介した共役像とを同時に観察するものである。
【００１６】
投影ユニットＰＵは、鏡筒１５と、鏡筒１５内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を含む投影光学系ＰＬとを含んで構成されている。投影光学系ＰＬとしては、例えばＺ方向の共通の光軸ＡＸを有する複数のレンズ（レンズエレメント）からなる屈折光学系が用いられている。
【００１７】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子としてのレンズ（以下、先玉ともいう）ＧＬの近傍には、液浸装置１７を構成する液体供給ノズル１８ａと、液体回収ノズル１８ｂとが設けられている。
【００１８】
上記の液体としては、ここではＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する超純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、ウエハＷ上に塗布されたフォトレジスト及び光学レンズ等に対する悪影響を及ぼさないという利点がある。
ここで、水の屈折率ｎはほぼ１．４４であり、この水の中では照明光ＩＬの波長は１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。
【００１９】
以上説明した通り、本実施形態の露光装置が備える液浸装置１７は、液体供給装置、液体回収装置、供給管、回収管、液体供給ノズル１８ａ、及び液体回収ノズル１８ｂ等を含んで構成された局所液浸装置である。尚、投影ユニットＰＵの下方に計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、上記と同様に計測テーブルＭＴＢと先玉ＧＬとの間に水を満たすことが可能である。
【００２０】
ステージ装置ＳＴは、例えば半導体工場の床面ＦＬ上に配置されたフレームキャスタＦＣ、フレームキャスタＦＣ上に設けられたベース盤２１、ベース盤２１の上方に配置されベース盤２１の上面（移動面）２１ａに沿って移動するウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、これらのウエハステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置を検出するＹ軸干渉計２２，２３、並びにウエハステージＷＳＴ，ＭＳＴを駆動するステージ駆動部（不図示）を含んで構成される。上記のウエハステージＷＳＴは、レチクルＲのパターンをウエハＷに露光転写するためにウエハＷを保持して移動するものである。一方、計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴがウエハＷの交換のためにローディングポジションに位置している間に投影光学系ＰＬの下方に位置して各種の計測を行うものである。
【００２１】
次に、ステージ装置の構成について詳細に説明する。図２は、ステージ装置の構成を示す斜視図である。ベース盤２１の上面（移動面）２１ａは平坦度が極めて高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴのＸＹ平面に沿った移動の際のガイド面とされている。
【００２２】
ウエハステージＷＳＴは、図２に示す通り、ベース盤２１上に配置されたウエハステージ本体２６とウエハステージ本体２６上に搭載されたウエハテーブルＷＴＢとを含んで構成されている。ウエハステージ本体２６は、断面矩形枠状でＸ方向に延びる中空部材によって構成されている。このウエハステージ本体２６の下面には、本願出願人が先に出願した特願２００４−２１５４３９号に記載されているような自重キャンセラ機構（図示せず）が設けられている。この自重キャンセラ機構は、ベローズに内圧をかけてウエハステージＷＳＴを支える支持部と、ガイド面としての移動面２１ａに対向してウエハステージＷＳＴを移動面２１ａに対して浮上させるエアベアリング部とを有している。
【００２３】
また、ウエハステージＷＳＴは、ウエハステージ本体２６をＸ方向にロングストロークで駆動するとともに、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ（Ｘ軸周りの回転方向）、θｙ（Ｙ軸周りの回転方向）、θｚ（Ｚ軸周りの回転方向）に微小駆動する第１駆動系２７と、ウエハステージ本体２６及び第１駆動系２７をＹ方向にロングストロークで駆動する第２駆動系２８ａ，２８ｂとを備えている。
第１駆動系２７は、Ｙ軸用固定子３３とＸ軸用固定子３４ａ、３４ｂとを備えている。第２駆動系２８ａ、２８ｂは、Ｙ軸用固定子３８ａ、３８ｂと可動子３９ａ、３９ｂとを備えている。
【００２４】
ウエハステージ本体２６の＋Ｘ側の側面及び−Ｘ側の側面には、それぞれ３つの開口が形成されている。これらの開口のうちの各々の側面のほぼ中央部に形成された開口を介してウエハステージ本体２６を貫通するように、複数のコイルを備えるＹ軸用固定子３３が設けられている。また、各々の側面に形成された３つの開口のうち、Ｙ軸用固定子３３が貫通している開口をＹ方向に挟むように形成された２つの開口の各々を介してウエハステージ本体２６を貫通するように、２つのＸ軸用固定子３４ａ，３４ｂが設けられている。
更に、上述した３つの開口の各々には永久磁石が設けられている。
【００２５】
上記のＹ軸用固定子３３は、それが貫通している開口に設けられた永久磁石と協働してウエハステージ本体２６をＹ方向に微小駆動する。また、上記の２つのＸ軸用固定子３４ａ，３４ｂは、それぞれが貫通している開口に設けられた永久磁石とそれぞれ協働してウエハステージ本体２６をＸ方向に長いストロークで駆動する。ここで、各々のＸ軸用固定子３４ａ，３４ｂの駆動量を異ならせることにより、ウエハステージ本体２６をθｚ方向に回転させることができる。
【００２６】
Ｙ軸用の固定子３８ａ，３８ｂは、それぞれの下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって所定のクリアランスを介して浮上支持されている。これはウエハステージＷＳＴや計測ステージＭＳＴのＹ方向の移動により発生した反力により、固定子３８ａ，３８ｂがＹ方向のＹカウンタマスとして逆方向に移動して、この反力を運動量保存の法則により相殺するためである。
【００２７】
これらの固定子３８ａ，３８ｂの間には上述したウエハステージ本体２６等が配置されており、Ｙ軸用固定子３３、Ｘ軸用固定子３４ａ，３４ｂ、Ｚ軸固定子の各々の両端に固定された可動子３９ａ，３９ｂが固定子３８ａ，３８ｂの内側からそれぞれ挿入されている。固定子３８ａ，３８ｂはＹ方向に沿って配列された永久磁石を備えており、可動子３９ａ，３９ｂはＹ方向に沿って配列されたコイルを備えている。即ち、第２駆動系２８ａ，２８ｂは、ウエハステージＷＳＴをＹ方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータを備えている。尚、ここではムービングコイル型のリニアモータを備える場合を例に挙げて説明するが、ムービングマグネット型のリニアモータを備えていても良い。
【００２８】
計測ステージＭＳＴは、ほぼウエハステージＷＳＴと同様の構成である。つまり、図２に示す通り、ベース盤２１上に配置された計測ステージ本体４６と、計測ステージ本体４６上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを備えている。また、計測ステージ本体４６をＸ方向にロングストロークで駆動するとともに、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ、θｙ、θｚに微小駆動する第１駆動系４７と、計測ステージ本体４６及び第１駆動系４７をＹ方向にロングストロークで駆動する第２駆動系４８ａ，４８ｂとを備えている。計測ステージ本体４６は、断面矩形枠状でＸ方向に延びる中空部材によって構成されている。
【００２９】
第１駆動系４７は、ウエハステージＷＳＴに対して設けられた第１駆動系２７と同様に、計測ステージ本体４６の±Ｘ方向の端面に設けられた３つの開口の各々に配置された対をなす永久磁石と、開口の各々を介して計測ステージ本体４６をＸ方向に貫通するように複数のコイルを備える１つのＹ軸用固定子及び２つのＸ軸用固定子とを含んで構成される。これらの永久磁石並びにＸ軸用固定子及びＹ軸用固定子は計測ステージ本体４６をＸ方向に長いストロークで駆動するとともにＹ方向に微少駆動し、更にはθｚ方向に回転させる。また、第１駆動系４７は、計測ステージ本体４６の下面に設けられた永久磁石と、これら永久磁石と協働して推力を発生するＺ軸固定子とを備えている。これらの永久磁石及びＺ軸固定子によって、計測ステージ本体４６をＺ方向、θｘ、θｙ方向に駆動することができる。
【００３０】
第２駆動系４８ａ，４８ｂは、固定子３８ａ，３８ｂと、計測ステージ本体４６をＸ方向に貫通するＸ軸用固定子及びＹ軸用固定子並びに計測ステージ本体４６の下方（−Ｚ方向）に配置されたＺ軸用固定子の両端に固定された可動子４９ａ，４９ｂとを含んで構成されており、可動子４９ａ，４９ｂは固定子３８ａ，３８ｂの内側からそれぞれ挿入されている。可動子４９ａ，４９ｂはＹ方向に沿って配列されたコイルを備えており、Ｙ方向に沿って配列された永久磁石を備える固定子３８ａ，３８ｂと協働してＹ方向への推力を発生させる。即ち、第２駆動系４８ａ，４８ｂは、計測ステージＭＳＴをＹ方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータを備えている。このように、本実施形態では固定子３８ａ，３８ｂがウエハステージＷＳＴをＹ方向に駆動するリニアモータと、計測ステージＭＳＴをＹ方向に駆動するリニアモータとに共有された構成である。
【００３１】
計測テーブルＭＴＢは、低熱膨張材料から形成されており、その上面は撥液性（撥水性）を有している。この計測テーブルＭＴＢは、例えば真空吸着によって計測ステージ本体４６上に保持されており、交換可能に構成されている。計測テーブルＭＴＢの表面の高さは、ウエハテーブルＷＴＢ上に設けられたウエハホルダ４０の表面の高さとほぼ同一となるように設定されている。
【００３２】
この計測テーブルＭＴＢのＸ方向の一端（＋Ｘ側端）には、Ｘ方向に直交する（Ｙ方向に延在する）反射面５１Ｘが鏡面加工により形成されており、Ｙ方向の一端（−Ｙ側端）には、Ｙ方向に直交する（Ｘ方向に延在する）反射面５１Ｙが同様に鏡面加工により形成されている。
【００３３】
これら反射面５１Ｘ，５１Ｙには、Ｘ軸干渉計４２，Ｙ軸干渉計２２からの干渉計ビーム（ビーム）がそれぞれ投射される。Ｘ軸干渉計４２及びＹ軸干渉計２２が反射面５１Ｘ，５１Ｙからの反射光をそれぞれ受光することで、各反射面５１Ｘ，５１Ｙの基準位置（例えば、投影ユニットＰＵの側面）に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの計測方向の変位を検出する。
【００３４】
Ｙ軸干渉計２２は、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ、図１参照）及びアライメント系の計測視野中心を結ぶＹ軸に平行な測長軸を有しており、ウエハステージＷＳＴがウエハＷの交換のためにローディングポジションに位置している間以外は、計測テーブルＭＴＢのＹ方向の位置を検出する。
【００３５】
また、計測ステージＭＳＴは、露光に関する各種計測を行うための計測器群を備えている。この計測器群としては、例えば空間像計測センサー５３、波面収差測定センサー、及び露光量検出センサー等がある。
【００３６】
（ウエハテーブル内の可変室）
次に、図３を参照しながらウエハテーブルＷＴＢを説明する。図３は、ウエハテーブルＷＴＢ上からウエハＷが取り外された状態の図である。ウエハテーブルＷＴＢ上には、ウエハＷを保持するウエハホルダ４０が設けられている。ウエハホルダ４０は、板状の本体部と、この本体部の上面に固定されその中央にウエハＷの直径よりも大きな円形開口が形成された撥液性（撥水性）を有する補助プレートとを備えている。そして、ウエハＷが吸着溝６１で真空吸着されている。ウエハＷが真空吸着された状態では、そのウエハＷの表面と補助プレートの表面との高さがほぼ同一の高さとなるように形成されている。また、ウエハホルダ４０には、露光装置ＥＸから外部へ、及び外部から露光装置ＥＸへウエハＷを搬送する受け渡しの際に、ウエハＷを上下動させるリフトピン６２が設けられている。３本のリフトピン６２の上下動は、不図示の駆動モータによって行われる。ウエハＷがウエハホルダ４０から取り外されると、真空吸着用の３本の吸着溝６１及びウエハＷがウエハＷをＺ方向に上下動させる３本のリフトピン６２が見える。吸着溝６１は、円形である必要はなく、碁盤の目のように矩形状の吸着溝６１で配置されていてもよいし、また小さな複数の吸着溝６１で構成してもよい。ウエハＷをＺ方向に上下動させるリフトピン６２は、特開２００３−２５８０７１で開示されるような花弁型の一本のリフトピンであってもよい。
【００３７】
また、図３に示す通り、ウエハテーブルＷＴＢのＸ方向の一端（＋Ｘ側端）には、Ｘ方向に直交する（Ｙ方向に延在する）反射面４１Ｘが鏡面加工により形成されており、Ｙ方向の一端（＋Ｙ側端）には、Ｙ方向に直交する（Ｘ方向に延在する）反射面４１Ｙが同様に鏡面加工により形成されている。これらの反射面４１Ｘ，４１Ｙには、Ｘ軸干渉計４２，Ｙ軸干渉計２３からの干渉計ビーム（ビーム）がそれぞれ投射される。Ｘ軸干渉計４２及びＹ軸干渉計２３が反射面４１Ｘ，４１Ｙからの反射光をそれぞれ受光することで、各反射面４１Ｘ，４１Ｙの基準位置からの計測方向の変位を検出する。つまり、Ｘ軸干渉計４２は、ウエハテーブルＷＴＢ又は計測テーブルＭＴＢのＸ方向の位置を、Ｙ方向の投影中心位置及びアライメント中心位置のそれぞれで計測可能となっている。
【００３８】
次に、図４〜図５を参照しながら、非接触で電力及び信号を伝達するウエハテーブルＷＴＢについて説明する。説明を簡単にするために図４では、計測ステージＭＳＴを省略して描いている。
【００３９】
図４は、本発明の一実施例の構成を示すウエハテーブルＷＴＢ及びウエハホルダ４０の断面図である。図５は、固定側コントローラ１００及びウエハテーブルＷＴＢのブロック図である。本実施例は、固定設置側となる固定側コントローラ１００と、分離移動側となるベース盤２１の上方に配置されベース盤２１の上面（Ｘ−Ｙ平面）に沿って移動するウエハテーブルＷＴＢとからなっている。なお、図５の一点鎖線は、非接触又は分離状態であることを示している。
【００４０】
ウエハテーブルＷＴＢには、ウエハＷを吸着するために負圧を作り出す可変室が形成されている。可変室はピストン１１５及びシリンダ１１６から構成され、容積を可変することで、負圧又は真空を作り出す。ピストン１１５及びシリンダ１１６はアルミ製などの金属で形成され、軽量化が図られている。シリンダ１１６には、ウエハホルダ４０の吸着溝６１に接続する配管（流路）１１７が設けられている。一方、ピストン１１５には、ピストン１１５の駆動部として形状記憶合金１１８からなるバネが接続される。形状記憶合金とは、基本的には低温時に変形を加えて暖めると元の形に戻る合金で、Ｎｉ-Ｔｉ（ニッケルチタン）系とＣｕ-Ｚｎ-Ａｌ(銅―亜鉛―アルミ)系がある。本実施例ではいずれの系であっても問題はない。形状記憶合金１１８からなるバネは、コイルバネ、又は板バネ等でもよくピストン１１５を前後に移動させるものであればどのようなものでもよい。
【００４１】
コイルバネで説明すると、低温時（非通電時）にはコイルバネの形状が縮む状態に戻り、ピストン１１５が引かれて可変室の容積が大きくなり、高温時（通電時）にコイルバネが伸びて可変室の容積が小さくなるようになっている。すなわち、形状記憶合金１１８が非通電時に、配管１１７内が負圧又は真空となり、ウエハＷが真空吸着されることになる。
【００４２】
なお、本発明でいう真空とは、ウエハＷを吸着することができる程度の真空度をいうのであって、例えば３０ＫＰａ程度に設定しておけばよい。なお、図４及び図５では、ピストン１１５が前後に移動するように、形状記憶合金１１８からなるコイルバネがピストン１１５に取り付けられていた。しかし、この構造に限定されるべきものでなく、配管１１７を柔軟性あるものにしてシリンダ１１６が前後に移動するように、形状記憶合金１１８からなるコイルバネがシリンダ１１６に取り付けてもよい。また、ピストン１１５及びシリンダ１１６の両方に形状記憶合金１１８からなるコイルバネを取り付けても良い。
【００４３】
形状記憶合金１１８には、形状記憶合金１１８に電力を付与する電力付与部１０６が接続されている。この電力付与部１０６には、電磁誘導コイルである電力受給部１０４が設けられている。電力受給部１０４の電磁誘導コイル（２次側）としては、電力供給部１０２の電磁誘導コイル（１次側）に対応して、例えばＥ型コア又はポットコアが適用できる。固定側コントローラ１００内部の１次側は、矩形波（あるいは正弦波）インバータにより高周波励磁されているので、１次２次の巻線比に応じた矩形波（あるいは正弦波）電圧が２次側に生じる。これにより、非接触で、ウエハテーブルＷＴＢに電力を供給できる。形状記憶合金１１８と可変室ともに簡単な構造で済み、これらを動かすために特別な制御装置なども必要ないため、軽量化が容易である。
【００４４】
固定側コントローラ１００内には、演算部１５０と電源部１５２とが設けられ、電源部１５２には電力供給を行う電力供給部１０２が接続され、演算部１５０には電源部１５２が制御信号を送るため接続されている。電源部１５２は、商用電源２００Ｖ又は１００Ｖをパワートランジスタースイッチなどで高周波励磁させる。高周波励磁された電圧は、電力供給部１０２である電磁誘導コイルに送られる。電磁誘導コイルとしては、例えばＥ型コア又はポットコアが適用できる。
また、電力供給部１０２と電力受給部１０４との間では、電力だけではなく制御信号等の電気信号を非接触で伝送するようにしてもよい。例えば、可変室内の圧力を計測してその情報を伝送するように構成してもよい。
【００４５】
（電力供給のプロセス）
図６を参照しながら、ウエハへの電力供給プロセスを説明する。
図６において、図中右上に示される領域がロード／アンロード位置になる。ロード／アンロード位置では、ベース盤２１に取り付けられた電力供給部１０２とウエハテーブルＷＴＢの電力受給部１０４とが、所定距離離れて向かい合うように位置決めされる。
【００４６】
ロード／アンロード位置では、予め固定側コントローラ１００が、電源部１５２に対して電力を送るように指令し、電力供給部１０２から電力受給部１０４に対して電力を供給して形状記憶合金１１８を通電することにより、ピストン１１５をシリンダ１１６に押し込み、可変室の容積を小さくしておく。
【００４７】
そして、ロード時に、ロボットアーム７２よりウエハＷが搬送されてウエハホルダ４０上に載置されると、電力供給部１０２からの電力供給を停止させる。これにより、形状記憶合金１１８は、通電が停止されて元の短い長さに戻るため、ピストン１１５が引かれて可変室の容積が大きくなる。そのため、配管１１７及び可変室の内部が負圧になり、ウエハＷはウエハホルダ４０上に吸着保持される。
【００４８】
一方、ウエハＷをウエハホルダ４０からアンロードする際には、ロード／アンロード位置において、まず電力供給部１０２から電力受給部１０４に対して電力を供給して形状記憶合金１１８を通電することにより、ピストン１１５をシリンダ１１６に押し込み、可変室の容積を小さくする。これにより、配管１１７及び可変室の内部の圧力が高まり、ウエハＷへの負圧吸引が解除される。
そして、不図示の駆動モータが駆動して３本のリフトピン６２を上（Ｚ方向）に持ち上げ、これにより、ウエハＷが持ち上がる。ウエハＷが所定距離だけ持ち上げられているときに、ロボットアーム７２（図６参照）が、ウエハをアンロードし、新たなウエハＷをロードする。このロード時の動作は上述した通りである。
これにより、ウエハＷの露光期間中、ウエハＷ及びウエハホルダ４０間の真空度が保たれる。その後、ウエハＷは、ウエハテーブルＷＴＢに載置された状態で投影光学系ＰＬの直下に移動し、露光が開始される。
【００４９】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図７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。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、非接触で伝送された電力を用いてウエハＷの吸着・吸着解除を容易に行うことができ、ケーブル等が接続された場合の不具合を回避でき、高精度の露光処理を実現することができる。また、本実施形態では、露光処理中には形状記憶合金を非通電状態とするため、ウエハ吸着に伴う発熱を抑制することができ、空気揺らぎ等の精度低下要因を排除することで、より高精度のデバイス製造が可能になる。
【００５１】
以上、露光装置のウエハステージＷＳＴでウエハＷを吸着する実施例として説明してきたが、露光装置のレチクルステージＲＳＴ上でレチクルＲを吸着する吸着機構に本発明を適用してもよい。また、ウエハテーブルＷＴＢあるいはウエハホルダがウエハステージＷＳＴに対して真空吸着で保持されるような構成である場合は、これらのウエハテーブルＷＴＢやウエハホルダの吸着機構として本発明を用いることができる。
また、露光装置以外でも本発明を使用することができる。例えば、精度が要求される工作機械のステージ装置などで工作物を吸着する際にも本発明は有効である。本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、非通電時に形状記憶合金が短く（可変室の容積が大きく）、通電時に形状記憶合金が長く（可変室の容積が小さく）なる構成として説明したが、通電時に可変室の容積が大きくなるように構成してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、形状記憶合金１１８に電力を付与する（通電する）ことにより可変室の容積を可変としたが、この構成に限定されるものではなく、例えば図８に示すように、形状記憶合金１１８の近傍に、電力受給部１０４に電力が供給されたときに発熱する発熱体１１０を設け、発熱体１１０の発熱及び発熱停止により形状記憶合金の長さを変える構成としてもよい。形状記憶合金１１８は、発熱体１１０の熱を受けて短く（可変室の容積が大きく）なるようにしてもよいし、その熱で長く（可変室の容積が小さく）なるようにしてもよい。
【００５４】
この場合、電力供給部１０２から電力受給部１０４への電力供給は、常に行われているのではなく、ウエハＷのロード／アンロードの際のみである。そのため、通電時に形状記憶合金が短く（可変室の容積が大きく）なる場合には、電力供給が行われないウエハＷが転写露光されている最中に、形状記憶合金１１８のコイルバネが冷えてコイルバネが伸びてしまうおそれがある。これでは、可変室又は配管１１７が負圧状態でなくなってしまい、ウエハＷをウエハホルダ４０上に載置しておくことができない。そこで、図９では、形状記憶合金１１８のコイルバネが冷えてコイルバネが伸びてしまっても負圧又は真空を維持するように、開閉の２ポートを有する電磁弁１２０が追加されている。電力受給部１０４には、不図示の整流回路及びスイッチを介して直流で駆動する電磁弁１２０が接続されている。電磁弁１２０は一方向にバネで付勢されており、電源が切れると配管１１７を開ポートから閉ポートに切り変わる。
【００５５】
図１０の実施例は、上記の実施例とは異なり、形状記憶合金１１８を使用せず、その代わりにリニアモータ１２４を使用している。他の要素は同じであるので説明を割愛する。どのようなモータでも使用することが可能であるが、ピストン１１５は直線運動なのでリニアモータ１２４が好ましい。電力受給部１０４にはリニアモータ駆動回路１１２が接続され、リニアモータ駆動回路１１２にリニアモータ１２４が接続されている。電源が切れた後にリニアモータ１２４が自由に動かないようにブレーキ又はロック機構を備えていることが好ましい。例えば、モータとして超音波モータを用い、電源が切れた際は、この超音波モータの振動子と可動子とが摩擦接触して互いの相対位置が保持されるようにしてもよい。
ブレーキ又はロック機構を備えない場合には、図９で説明した電磁弁１２０を設けても良い。
【００５６】
なお、ウエハやレチクル等の吸引の動作が急であると、これらウエハやレチクル等が所定の位置からずれた状態で保持されてしまう場合が考えられる。また、吸引を解除する際に可変室の容積を急激に狭めると、吸引部の圧力が高まってウエハやレチクル等が予期しない動きをする場合も考えられる。そのため、ピストン１１５やシリンダ１１６を駆動するアクチュエータ（形状記憶合金１１８からなるバネやモータ等）に、これらの減少を防ぐ手段を講じるようにしてもよい。例えば、前記バネの特性やピストン１１５、シリンダ１１６の移動距離を予め適当な値に調整しておくようにしてもよいし、緩衝手段のような別の機構を付加するようにしてもよい。
【００５７】
また、本発明は、液浸型露光装置以外の露光装置にも適用することができ、また、波長数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を露光光源として用いる投影露光装置にも適用できる。さらに、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【００５８】
また、上述したように、本実施形態においては露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光を用いているため、液浸露光用の液体として純水が供給される。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板（ウエハ）上のフォトレジストや光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板の表面、及び投影光学系の先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。
【００５９】
波長が１９３ｎｍ程度の露光光に対する純水（水）の屈折率ｎはほぼ１．４４といわれている。露光光の光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。さらに、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大される。
また、液体としては、その他にも、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系や基板表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なものを用いることも可能である。
露光光としてＦ２レーザ光を用いる場合は、液体としてＦ２レーザ光を透過可能な、例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いればよい。
【００６０】
また、上述した実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作については、例えば特開平６−１２４８７３号公報に、ステージ上に所定深さの液体槽を形成してその中に基板を保持する液浸露光装置については、例えば特開平１０−３０３１１４号公報や、米国特許第５，８２５，０４３号にそれぞれ開示されている。
【００６１】
また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）あるいは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。
【００６２】
なお、上述したような液浸法を用いた場合には、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが0.9〜1.3になることもある。このように、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像特性が悪化することもあるので、偏光照明を用いることが望ましい。その場合、マスク（レチクル）のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク（レチクル）のパターンからは、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数ＮＡが1.0を超えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイポール照明法）などを適宜組み合わせるとより効果的である。
【００６３】
また、例えばＡｒＦエキシマレーザ光を露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系ＰＬを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン（例えば２５〜５０ｎｍ程度のＬ／Ｓ）を基板Ｐ上に露光するような場合、レチクル（マスク）の構造（例えばパターンの微細度やクロムの厚み）によっては、Wave guide効果によりマスクＭが偏光板として作用し、コントラストを低下させるＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光が多くマスクから射出されるようになる。この場合も、上述したような直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクを照明しても、開口数ＮＡが0.9〜1.3のように大きい投影光学系を使って高い解像性能を得ることが可能になる。
【００６４】
また、マスク上の極微細なライン・アンド・スペースパターンをウエハ（基板）上に露光するような場合には、Wave guide効果によりＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）がＳ偏光成分（ＴＥ偏光成分）よりも大きくなる可能性もあるが、例えばＡｒＦエキシマレーザ光を露光光とし、１／４程度の縮小倍率の投影光学系を使って、２５ｎｍよりも大きいライン・アンド・スペースパターンを基板上に露光するような条件であれば、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）の回折光がＰ偏光成分（ＴＭ偏光成分）の回折光よりも多くマスクから射出されるので、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが0.9〜1.3のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。
【００６５】
さらに、マスク（レチクル）のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク（レチクル）のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在する場合には、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。
【００６６】
なお、上記各実施形態の基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、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。
【００６７】
露光装置ＥＸ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）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のパターンを一括露光し、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）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できる。
【００６８】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐ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。
【００６９】
ウエハステージＷＳＴ（基板ステージ）やレチクルステージＲＳＴ（マスクステージ）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ＷＳＴ、ＲＳＴ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。
【００７０】
各ステージＷＳＴ、ＲＳＴ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ＷＳＴ、ＲＳＴ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ＷＳＴ、ＲＳＴ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ＷＳＴ、ＲＳＴの移動面側に設ければよい。
【００７１】
ウエハステージＷＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP5,528,118）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。
レチクルステージＲＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）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。
【００７２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】ステージ装置の構成を示す斜視図である。
【図３】ウエハテーブルＷＴＢの上面図である。
【図４】ウエハテーブルＷＴＢ及びウエハホルダ４０の断面図である。
【図５】可変室の容積を形状記憶合金により可変とする例である。
【図６】ウエハテーブルＷＴＢがロード／アンロード位置へ移動した状態を示した図である。
【図７】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。
【図８】可変室の容積を可変とする別形態を示す図である。
【図９】図８の実施例に電磁弁を加えた例である。
【図１０】可変室の容積をリニアモータを使用する例である。
【符号の説明】
【００７４】
２１…ベース盤、  ２６…ウエハステージ本体、  ４０…ウエハホルダ、  ４１Ｘ…反射面、  ４１Ｙ…反射面、  ６１…吸着溝、  ６２…リフトピン、  ７２…ロボットアーム、  １００…固定側コントローラ、  １０２…電力供給部、  １０４…電力受給部、  １０６…電力付与部、  １１０…発熱体、  １１２…リニアモータ駆動回路、  １１５…ピストン、  １１６…ピストン、  １１７…配管、  １１８…形状記憶合金、  １２０…電磁弁、  １２４…リニアモータ、  １５０…演算部、  １５２…電源部、  ＥＸ…露光装置、  ＦＣ…フレームキャスタ、  ＦＬ…床面、  ＰＬ…投影光学系、  ＰＵ…投影ユニット、  Ｒ…レチクル、  ＲＳＴ…レチクルステージ、  ＳＴ…ステージ装置、  Ｗ…ウエハ、  ＷＳＴ…ウエハステージ、  ＷＴＢ…ウエハテーブル
【図１】
2007123316.tif 000003
【図２】
2007123316.tif 000004
【図３】
2007123316.tif 000005
【図４】
2007123316.tif 000006
【図５】
2007123316.tif 000007
【図６】
2007123316.tif 000008
【図７】
2007123316.tif 000009
【図８】
2007123316.tif 000010
【図９】
2007123316.tif 000011
【図１０】
2007123316.tif 000012