(57)【要約】【課題】    原版ステージ、基板ステージの位置を合わせによる振動が投影光学系へ伝わることを低減し、床の形状の経時的な変化の影響を低減し、安定した露光性能を維持する露光装置を提供する。【解決手段】  光源からの露光光により照明光学系を介して原版を照明し、前記原版に形成されたパターンを投影光学系を介して基板に投影露光する露光装置であって、前記原版を搭載する原版ステージと、前記照明光学系および前記原版ステージを支持する第１の構造体と、前記第１の構造体と床との間に前記原版ステージの位置を調整する第１の位置調整機構と、を有することを特徴とする。【選択図】      図３
2009170733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの露光光により照明光学系を介して原版を照明し、前記原版に形成されたパターンを投影光学系を介して基板に投影露光する露光装置であって、
前記原版を搭載する原版ステージと、
前記照明光学系および前記原版ステージを支持する第１の構造体と、
前記第１の構造体と床との間に前記原版ステージの位置を調整する第１の位置調整機構と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１の構造体を、前記第１の位置調整機構を介して支持するベースフレームを有し、
前記ベースフレームは床に設置されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記基板を搭載する基板ステージと、  
前記基板ステージを支持する第２の構造体と、
前記第２の構造体と前記床との間に前記基板ステージの位置を調整する第２の位置調整機構と、を有し、
前記投影光学系と前記基板ステージとの位置関係の変化を一定量以下に保つことを特徴とする請求項１または２記載の露光装置。
【請求項４】
前記投影光学系と、前記原版ステージまたは前記基板ステージの位置関係を計測する計測手段は、渦電流センサまたは静電容量センサから成り、絶対位置を計測するセンサであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１の位置調整機構または前記第２の位置調整機構は、空圧駆動機構、油圧駆動機構、ピエゾ素子駆動機構、モーター駆動機構のいずれかから成ることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、を備えることを特徴とす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、原版の回路パターンを基板に投影露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原版の回路パターンを基板に投影露光する半導体露光装置は、前工程で露光したパターンの上に次工程のパターンを重ねて露光する必要がある。
また、像を正確に結像させるために原版は投影光学系の物体面、基板は投影光学系の像面位置に正確に合わせる必要がある。
この位置合わせのために、原版は、位置合わせ機構を有する原版ステージ上に搭載され、基板は、位置合わせ機構を有する基板ステージ上に搭載される。
しかし、この原版ステージおよび基板ステージの駆動ストロークにも装置の大きさ等により制限がある。
このため原版ステージ、基板ステージそのものの位置が投影光学系から大きくずれると、ステージ駆動では原版、基板を、それぞれ所定の位置に合わせることが出来ない状態となる。
【０００３】
従来の半導体露光装置は、原版ステージおよび投影光学系が搭載される構造体は同一構造体であり、また、基板ステージも原版ステージと投影光学系が搭載される定盤を支持している構造体に搭載されていた。
このため、例えば、床面が経時変化により組立時と異なった状態となり、部分的に高さが変化する場合も、原版ステージと基板ステージと投影光学系の位置関係は一定に保たれるため、特に不都合は生じなかった。  
但し、露光装置の組立時に投影光学系の物体面に原版を合わせこむための原版ステージの位置合わせ工程は高い精度が要求されるため従来から調整に多くの時間を費やしていた。
また、特開２００６−４９６４４号公報（特許文献１）において、原版に対して基板を位置決めする基板ステージの駆動を制御するステージ制御部は、基板ステージの制御パラメータなどを液浸条件に基づいて変更する液浸露光装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−４９６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、半導体素子の高集積化に伴い半導体露光装置に要求される解像力が、より高くなり、投影光学系の開口比（ＮＡ）も０．９以上を必要とされ、投影レンズの大型化（物体面と像面間長さの増加、大口径化）が進んでいる。
そのため、１カ所の投影光学系のレンズ支持構造でのレンズの振動による解像性能の劣化に対する敏感度は大きくなり、微細化に影響を生じさせる。
一方、生産効率向上のため一定時間に処理できる基板枚数、即ち、スループットの向上が要求されている。
現在の半導体露光装置は原版と基板を同期させて駆動させながら原版のパターンを基板に露光する、いわゆるスキャン露光方式が主流となっている。
スループット向上のためには原版ステージ、基板ステージの駆動速度向上が効果的であるため原版ステージおよび基板ステージの高速化が図られてきた。
この原版ステージ、基板ステージ共に駆動する際の反力を打ち消すためのカウンターマスを配置している。
しかし、部品精度の影響などによりこのカウンターマスで１００％反力を打ち消すことは出来ない。
ステージの速度が増せば加速度も増し、それに伴い反力も増し、それに伴いカウンターマスで消すことができない漏れ反力も比例して増える。
反力は構造体を伝わり投影光学系に入ると解像性能を劣化させ、解像性能だけでなく振動により投影光学系の像が揺らぐことにより像の位置ずれも生じさせる。
【０００５】
上記のように振動に対する投影光学系の敏感度は近年増している為ますます振動の影響を大きく受ける。
これを防ぐために近年では、原版ステージや基板ステージのような振動源となり得るユニットを、投影光学系と別構造体で支持する構成が採用されてきている。
この構成であれば原版ステージ、基板ステージの振動が直に投影光学系に伝わることは無く、伝わるとすれば、両構造体を支えている床を介して伝わる。
しかし、その振動伝達量はステージと投影光学系が同一構造体に搭載された場合に比べて極めて小さくなる。
このように振動伝達の面では原版ステージ、基板ステージ、投影光学系を独立に支持する構成は極めて有利である。
しかし、一方、原版、基板ステージと投影光学系の位置合わせという観点では極めて不利となる。
両者が同一構造体上に搭載されている場合、露光装置の設置後に床面形状が経時変化を起こしても、同一構造体上に搭載された原版ステージと投影光学系や照明光学系、基板ステージと投影光学系の位置関係は一定に保たれていた。
しかし、この独立に支持する構成の場合、支持構造体が床のそれぞれ異なる箇所に設置されているため、床の平面形状が経時変化することにより、投影光学系と原版、基板ステージの姿勢がそれぞれ異なる方向、量だけ変化する。この結果、それぞれの位置関係が変化することとなる。
原版ステージ、基板ステージに、その経時変化分吸収できるような充分な駆動ストロークがあれば問題ないが、通常そのような大きなストロークを確保することは困難である。
【０００６】
また、原版ステージと同一構造体に搭載されている照明光学系などは元々位置合わせ用の駆動機構を有しないユニットであるため投影光学系との位置ずれはテレセン度の劣化に直結し、露光像面に対する基板のフォーカス方向位置ずれにより像のシフトが発生する。このため正確なパターン重ね合わせ露光が困難となる。
また、投影光学系を通して像面を観察するためのスコープであるＴＴＲ顕微鏡も原版ステージと同一構造体に搭載されている場合があり、この場合もＴＴＲ顕微鏡の位置ずれは、観察マークシフトあるいは観察したいマークが計測視野に入ってこない場合がある。
そこで、本発明は、原版ステージ、基板ステージの位置を合わせによる振動が投影光学系へ伝わることを低減し、床の形状の経時的な変化の影響を低減し、安定した露光性能を維持する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】
【０００７】
上記課題を達成するための本発明の露光装置は、光源からの露光光により照明光学系を介して原版を照明し、前記原版に形成されたパターンを投影光学系を介して基板に投影露光する露光装置であって、前記原版を搭載する原版ステージと、前記照明光学系および前記原版ステージを支持する第１の構造体と、前記第１の構造体と床との間に前記原版ステージの位置を調整する第１の位置調整機構と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、原版ステージ、基板ステージの位置を合わせによる振動が投影光学系へ伝わることを低減し、床の形状の経時的な変化の影響を低減し、安定した露光性能を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１０】
図1の概略構成図を参照して、本発明の実施例１の露光装置を説明する。
図示されない光源からの露光光により照明光学系９を介して原版１を照明する。
さらに、原版１に形成されたパターンを投影光学系１３を介して基板１４に投影露光する露光装置である。
原版１は、半導体回路パターンが描かれるものである。原版ステージ２は、原版１を搭載し、保持するステージである。
計測定盤３に保持されているレーザー干渉計４にて、原版ステージ２上に設けられたバーミラーＢＭ１にレーザーを当て、レーザー干渉計４自身が有する基準光と反射光の干渉により、原版ステージ２は位置計測されている。
レーザー干渉計４を複数配置することにより、Ｘ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚ方向が計測され、この計測値を基に原版ステージ２はＸ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚに駆動、位置決め制御される。
原版ステージ２は、粗動部分、微動部分など複数の駆動部により構成される場合もあるが、本実施例では説明の簡略化のために単純化する。
原版ステージ２は、第１の構造体である原版ステージ定盤７によって支持されている。原版ステージ定盤７には、他に原版１を照明する照明光学系９が搭載されている。
原版ステージ定盤７はベースフレーム６により支持され、ベースフレーム６は床８に設置されている。
ベースフレーム６と原版ステージ定盤７の間に原版ステージ２の位置を調整する駆動ユニット、すなわち、原版ステージ定盤７の位置を調整する駆動ユニットから成る第１の位置調整機構である原版ステージアジャスタ１０が介在され搭載されている。
原版ステージ定盤７と鏡筒定盤１１の位置関係を６軸方向計測するための定盤間センサ１２が設けられ、この測定値を基に原版ステージアジャスタ１０を駆動し、原版ステージ定盤７の位置決めをする。
【００１１】
投影光学系１３は、原版１に描画された半導体回路パターンを基板１４上に投影露光し、鏡筒定盤１１によって保持されている。
鏡筒定盤１１と計測定盤３は不図示の撓みかわし機構により連結されていて両者の位置関係は常に一定に保たれている。
レーザー干渉計１５は、投影光学系１３の原版１の近傍と計測定盤３間のＸ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚ方向を計測する手段である。
鏡筒マウント１６は、鏡筒定盤１１と投影光学系１３との間に位置し、投影光学系１３を不図示の加速度計信号または変位センサによりＸ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚに除振および制振する手段である。
これにより、鏡筒定盤１１の変形や振動が投影光学系１３に伝わるのを防ぐ。
ベースフレーム５と鏡筒定盤１１の間には床８からの振動を除振・制振するために鏡筒定盤マウント１７が配置されている。
マーク位置計測用顕微鏡１８は、計測定盤３に支持され、基板１４上に描かれたマーク位置を計測する手段である。
レーザー干渉計１９は、投影光学系１３の基板１４の近傍と計測定盤３間のＸ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚ方向を計測する手段である。
【００１２】
基板１４は、基板ステージ２０に搭載され、保持されている。
計測定盤３に取り付けられたレーザー干渉計２１から基板ステージ２０上に設けられたバーミラーＢＭ２にレーザーを当て、基板ステージ２０のＸ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚ方向の測定を行う。
この測定値を基に不図示の演算、制御部により、基板ステージ２０はＸ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚ方向に駆動、位置決め制御される。
原版ステージ２と同様に、基板ステージ２０も粗動部、微動部などによって構成される場合があるが、本実施例では説明の簡略化のために単純化している。
基板ステージ２０は、第２の構造体である基板ステージ定盤２２に支持され、基板ステージ定盤２２は計測定盤３から定盤間センサ２３によりＸ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚ方向の定盤間の距離が計測されている。
原版ステージ定盤７と同様に、基板ステージ定盤２２にも位置を調整できる駆動ユニットから成る第２の位置調整機構である基板ステージアジャスタ２４が設けられる。
これにより、定盤間センサ２３の値を基に基板ステージ定盤２２と計測定盤３が一定の位置関係になるように駆動、調整される。
フォーカスセンサ２５は、投影光学系１３と基板１４の間の距離を計測する手段で、計測定盤３に取り付けられる。
投影光学系１３と、原版ステージ２または基板ステージ２０の位置関係を計測する計測手段は、渦電流センサ、静電容量センサなどの原点検知機能付きレーザー干渉計から成り、絶対位置を計測するセンサである。
レーザー干渉計４、１５、１９、２１からビーム２６ａ，２６ｂが照射される。
【００１３】
基板１４は、不図示の基板搬送装置により基板ステージ２０に搬送され、マーク位置計測用顕微鏡１８は前工程で基板１４上に露光された位置決め用マークを観察する。
これにより半導体用回路パターンの描画位置、配列を求め、さらにフォーカスセンサ２５により投影光学系１３の焦点位置に基板１４を基板ステージ２０により移動、配置する。
その後に先に計測した配列に従って、原版１上の回路パターンを投影光学系１３を介して基板１４上の前工程で焼き付けられたパターンに正確に重なるよう露光する。
このため、基板ステージ２０をレーザー干渉計２１の計測値を元に不図示演算、制御部で演算された値に基づきＸ,Ｙ,Ｚ方向およびωｘ、ωｙ、ωｚ方向に、駆動しながら前工程で焼き付けられたパターンの個数分、繰り返し露光する。
この時、投影光学系１３が揺れる量を、原版１側、基板１４側のレーザー干渉計１５、１９で、それぞれ計測し、この値を原版ステージ２、基板ステージ２０の駆動量に加味することにより投影光学系１３の揺れ分による像ずれを消去する。
露光の終了後、基板１４は基板ステージ２０から不図示の基板搬送装置により露光装置外に搬出され露光工程が終了する。
【００１４】
近年の本実施例１のような露光装置では投影光学系１３の収差性能保証領域を小さくするという都合上、限られた露光領域を使い原版１と基板１４の同期を取りながら移動させつつ、原版１のパターンを基板１４に露光するというスキャン露光方式を採用している。
このスキャン露光方式の場合露光している最中に、原版ステージ２と基板ステージ２０が駆動するので、それぞれの原版ステージ２、基板ステージ２には駆動時に発生する反力を消去する機構が設けられている。
しかし、製造誤差などにより、これら反力キャンセル機構により全面的に反力を消去することは困難で、これらの消去できない反力が漏れるため、原版ステージ２および基板ステージ２０が駆動することにより振動源となる。
図１の本実施例１の構成では、振動が伝達することで影響を受け易い鏡筒定盤１１、計測定盤３と、この振動源となる原版ステージ２および基板ステージ２０は分離されていて、直に振動は伝わらない構造となっている。
このため振動による投影光学系１３の性能劣化や振動によるレーザー干渉計４、１５、１９、２１の計測値ゆらぎなどが生じ難く、安定して投影光学系１３の性能を維持しつつ高精度に位置決めされた像を基板１４に露光することができる。
【００１５】
しかし、振動源である原版ステージ２および基板ステージ２０を分離しただけでは、別な課題が発生する場合がある。
図２に示される本発明の参考例は、図１に示される本発明の実施例１の第１の位置調整機構である原版ステージアジャスタ１０、第２の位置調整機構である基板ステージアジャスタ２４を有しない露光装置である。
この図２に示される本発明の参考例において、床８の面が経時的に変化した場合の状態が模式的に示される。
図１に示される本発明の実施例１と同一の符号をつけ説明を省く。
図２に示される本発明の参考例のように床８が装置荷重の影響などにより形状変化を起こし、その形状変化の度合いが場所により異なるような場合には、投影光学系１３と原版ステージ２、照明光学系９、基板ステージ２０の位置関係がずれてしまう。
原版ステージ２、基板ステージ２０の、それぞれのステージストロークが充分に確保されていれば、上記位置ずれを原版ステージ２、基板ステージ２０で補正することも可能である。
しかし、実際にはステージストロークはサイズの制約や消費電力の制約上ある程度限られる。
このため、床８の経時的な変化量によってはステージストロークで補正することができない。
一方、照明光学系９も原版ステージ２と同様に原版ステージ定盤７に支持されているため、投影光学系１３と照明光学系９の光軸がずれる。
このため、投影光学系１３の結像性能劣化や投影光学系１３の像面に対して基板１４がずれることにより生じる像ずれ量が大きくなり、正しい位置に像を露光することができなくなる。
従って、正しい位置に像を露光するため、原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４を駆動させて、投影光学系１３と原版ステージ２との間および投影光学系１３と基板ステージ２０との間の位置関係の変化を一定量以下に保つ。
【００１６】
図３は、図１に示される本発明の実施例１の床８の面形状が経時的に変化した場合の状態を模式的に示される。
図３に示されるように床８の面形状が経時的に変化した場合、その変位量を原版１側の定盤間センサ１２、基板１４側の定盤間センサ２３で検知することができる。
この検知した変位量が無くなるように第１の位置調整機構である原版ステージアジャスタ１０および第２の位置調整機構である基板ステージアジャスタ２４を駆動した状態が図３に示される。
床８が変形してベースフレーム６の位置が変化しているが、原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４が、その変化分を吸収する方向に６軸駆動する。
これにより、原版ステージ定盤７および基板ステージ定盤２２は投影光学系１３に対して一定の位置関係を維持している。
駆動は手動と自動とに分けられ、床８の面形状変化の速度が非常に遅く、原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４の両方による位置補正の機会が非常に少ない場合は、両方のアジャスタまたは片方のアジャスタは手動による駆動でもよい。
この場合、定盤間センサ１２、２３の計測値を見ながら計測値が、装置設置時の値になるように一定期間毎またはずれ量が許容値を越えた際に手動調整する。
調整はＸ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの6軸のうちずれを生じた軸に関して行う。
また、地震や通常稼動状態以外のイレギュラーな作業を行った場合にも調整を行う必要が生じる場合もある。
手動の場合このように定期メンテナンスや地震時の装置復帰時などに原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４の位置調整を行う必要が生じる。
この際には、装置の稼動を止める必要があり、手動方式にはこのような煩わしさがある。
しかし、長期間に亘り調整の必要が無い場合には、コストを考慮して原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４のいずれか、または両方を手動にする場合も有る。
【００１７】
一方、床８の経時的な変化量が大きく、頻繁に原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４の駆動を行う必要が有る場合は、装置稼動率に影響を及ぼすことになるため自動調整が好ましい。
この場合、原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４にアクチュエータを搭載し、定盤間センサ１２、２３の計測値を基に不図示の制御部によりこれらアクチュエータを駆動することになる。
駆動の方法としては定盤間センサ１２、２３の値が常に設置された時の値になるように常時アクチュエータを制御する方法、センサの計測値があらかじめ決めておいたある一定値以上ずれた場合に初めて制御をかけて設置時の状態に戻るようにする方法等がある。
第１の位置調整機構である原版ステージアジャスタ１０、第２の位置調整機構である基板ステージアジャスタ２４の駆動方式は、所定の駆動精度、コストに見合う方式で、空圧駆動機構、油圧駆動機構、ピエゾ素子駆動機構、モーター駆動機構のいずれかから成る。
具体的な駆動方式の例としては、ベロフラム内の気体の圧力を変化させることにより６軸の位置を変化させる空圧方式、ピストン内に作動油を流出入させることにより位置を変化させる油圧方式が適用される。
また、ギヤを組み合わせることによりモーターや手動回転軸の回転量を水平、鉛直、傾きに変えるギヤ方式、ピエゾ素子を用いて位置を変化させる方法などが適用される。
上記のベロフラム方式の場合は空気バネによる除振の効果を併せ持ち、第１の位置調整機構である原版ステージアジャスタ１０、第２の位置調整機構である基板ステージアジャスタ２４への振動を緩和する除振機能も付加される。
【００１８】
図１に示される本発明の実施例１においては、原版ステージ定盤７上には原版ステージ２と照明光学系９の２つの機能しか搭載されていない。
しかし、図４に示される変形例においては、投影光学系１３を通して基板１４の計測を行うＴＴＲ（ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｔｉｃｌｅ）顕微鏡２７が搭載される。
ＴＴＲ顕微鏡２７の機能としては、原版１上と基板１４上のマークを重ね合わせて観察しその位置合わせずれ量を計測すること、投影光学系１３の結像面を基板ステージ２０を上下に振りながら探すこと、投影光学系１３の収差計測を行うなどの機能を有する。
ＴＴＲ顕微鏡２７を使用する際には、照明光学系９の照明領域に光学部品を入れ込むので露光動作は出来ないため、通常の露光時ではなく定期的な装置の原点出し、位置計測のキャリブレーション用に用いられる。
ＴＴＲ顕微鏡２７を搭載可能とするためには、投影光学系１３とＴＴＲ顕微鏡２７の相対位置ずれが常にＴＴＲ計測に許容されるずれ量以内に入っていなければならない。
このためより細かい精度で原版ステージアジャスタ１０を制御する必要が生じる。
場合によっては鏡筒定盤１１に原版ステージ定盤が追従するような制御が必要となる。
以上のように図１の本発明の実施例１において、床８の面形状が変化した場合にも、投影光学系１３に対して原版ステージ、基板ステージ、照明光学系の位置関係の変化を一定量以下に保ち、位置関係がずれることなく維持できる。
このため、原版ステージ、照明光学系、基板ステージを投影光学系に対して正しい位置に維持させ、安定した原版、基板の位置あわせ精度を維持し、より微細な回路パターンを位置ずれなく、より均一な線幅で投影露光できる。
投影光学系１３への原版１の位置合わせ工程に時間がかかるという従来からの課題も、本実施例１の駆動機構の駆動ストロークを充分に確保し、パーツの適切な精度管理により解決できる。
つまり、メカパーツの部品精度を管理することにより、単純に組上げただけの状態で投影光学系１３と原版ステージ２の位置関係をある一定値以下のずれ量に収める。
【００１９】
次に、本発明の実施例２を説明する。
図１の本実施例１においては、例えば、原版１側の定盤間センサ１２で計測している位置と、投影光学系１３上部との間または原版ステージ２との間が経時的な変化により変形した場合は、その変形による位置ずれは検知できない。
このため、原版ステージアジャスタ１０では、その変形による位置ずれを除去することが出来ない。
この場合、合わせる必要があるのは投影光学系１３上部と原版１であるため定盤間センサ１２を、合わせたい対象の近くに配置することが重要となる。
この配置が可能であれば、定盤間センサ１２は原版１に近い位置と投影光学系１３の上部間を計測することが望ましい。
原版ステージアジャスタ１０のための定盤間位置計測機能と、原版ステージ２の位置制御を行うレーザー干渉計４と、投影光学系１３の位置計測を行う干渉計１５の機能を併せ持った構成は、以下の配置の場合がある。
すなわち、投影光学系１３の上部から、直に、原版ステージ２を制御するセンサを配置する場合である。
この構成は、計測誤差低減やコストの観点から有利となるが、このような構成を６軸全てに用いるのは困難である。
【００２０】
原版ステージ２は基板ステージ２０に比べてＸ方向の駆動ストロークは極めて小さい為基板ステージ２０よりも上記センサの配置が容易である。
Ｘ方向の他に高さ方向の駆動ストロークも極めて小さいため原版ステージ２に関して言えば６軸の内、Ｘ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの５軸の制御用センサが比較的容易に投影光学系１３上に配置可能となる。
Ｙ方向には数百ミリの範囲で原版ステージ２が駆動するためこの駆動量に対応するために投影光学系１３上部に数百ミリのスパンのセンサ設置用構造体を設けなければならない。
充分な剛性を維持しながら設置しなければならず重量増加につながることとなる。
また、これだけのスパンを駆動するステージの位置計測を行うセンサとなるとレーザー干渉計以外に適当なセンサが無いこととなる。
従ってレーザー干渉計用のレーザーヘッドを投影光学系に搭載する必要が生じる。レーザーヘッドは熱源となるため投影光学系に搭載することは好ましくない。
以上のことを考慮すると投影光学系１３上にセンサを設けて原版ステージ２の位置を制御する場合、Ｙ軸だけはこのような構成をとることは困難である。
【００２１】
図５に示される本発明の実施例２は、投影光学系１３にセンサを配置してＹ軸を除く５軸の原版ステージ２の位置制御を行う。
図５は、図１の本実施例１の露光装置の左側面図で、図１の本実施例１と異なる部分のみを書き出した図であり、不図示の部分は図１と同じ構成で、図１と同じの機能を持つ構成に関しては、図１と同じ符号をつけて説明を省略する。
センサ２８は、投影光学系１３から原版ステージ２のＸ方向基準面を計測するセンサである。
センサ２８には、原点検知機能を持った小型のレーザー干渉計を用いることが好ましい。
小型レーザー干渉計から成るセンサ２８は、光源からレーザー光をファイバーで導光し通常のレーザー干渉計と同様の原理で対象物の位置測定を行うが、通常のレーザー干渉計のように大きな計測レンジを持つことが出来ない。
しかし、原版ステージ２のＸ方向やＺ方向のように駆動量が極めて小さい部分の計測に用いるのであれば問題無く計測可能である。
小型レーザー干渉計から成るセンサをＹ方向にずらした位置に、もう１個配置することによりωｚを計測することができ、このセンサは、ωｚ計測用小型レーザー干渉計２９である。
同様の小型レーザー干渉計をＺ方向計測用に３箇所配置することにより原版ステージ２のＺ方向の変位とωｘ、ωｙを計測することができ、このセンサは、Ｚ計測用小型レーザー干渉計３０であり、投影光学系１３上に設ける。
さらに、そのＹ軸上にずれた場所にωｘ計測用小型レーザー干渉計３１を配置しＸ軸上にずれた場所にωｙ計測用小型レーザー干渉計３２を設ける。
これらの配置により原版ステージ２のＹ軸を除く５軸の位置制御に用いる位置計測を投影光学系１３から直に行うことが可能となる。
このセンサ配置であれば図１に示されるように計測定盤３から投影光学系１３位置をレーザー干渉計１５によって計測し、その計測値を基に原版ステージ２をレーザー干渉計４の計測値を基に制御するというような複雑な計測系や演算処理が必要無くなる。
このため精度の面でもコストの面でも有利となる。
【００２２】
次に、図５の本実施例２における原版ステージアジャスタ１０の制御方法に関して説明する。
小型レーザー干渉計２８〜３１の計測レンジは大きくとることは困難である。
従って、装置組立後や装置電源を入れた直後など原版ステージ２の位置が不定になっている状態では、最初に定盤間センサ１２の計測値を基に鏡筒定盤１１に対して原版ステージ２位置を原版ステージアジャスタ１０によって調整する。
ここまでの動作は実施例１と同一で、この状態で、小型レーザー干渉計２８〜３１の計測レンジに入るので計測可能となる。
Ｙ方向に関してはこの状態で位置調整が完了となるが他の５軸に関しては小型レーザー干渉計２８〜３１を用いて微調整を行う。
微調整を行うにあたり原版ステージ２の位置が原版ステージ定盤７に対して不定の状態では小型レーザー干渉計の計測値をもとに原版ステージ定盤７の位置調整を行う事は出来ない。
小型レーザー干渉計２８〜３１は原版ステージ２の位置を測定しているので測定対象の原版ステージ２の位置が不定な状態では、その測定値は意味を有しないためである。
よって、最初に原版ステージ２を原版ステージ定盤７に対してあらかじめ決められた位置に位置決めする必要がある。
この位置はできるだけ原版ステージ２の６軸駆動ストロークの中心であることが好ましい。
または小型レーザー干渉計２８〜３１の計測レンジ内であればストローク中心から偏った場所でもよいが、この場合、偏り量が予め判明していて、その分を考慮して基板ステージ定盤７の位置を基板ステージアジャスタ１０で調整することが好ましい。
【００２３】
原版ステージ２を原版ステージ定盤７に対して位置決めする計測手段としては、渦電流センサ２８〜３１、静電容量センサのような原点検知機能付きレーザー干渉計等の絶対位置を計測するセンサを用いてもよい。
さらに、フォトセンサ、その他近接センサのように物体が一定の位置に来た際に反応するようなセンサを用いてもよく、場合によってはメカニカルな突き当てによる位置出しでもよい。
図５の本実施例２では、Ｚ方向はメカニカルな突き当て、Ｘ方向は近接スイッチ３３を配置して位置決めを行う。
以上の手段により原版ステージ２が原版ステージ定盤７に対して位置決めされた状態で小型レーザー干渉計２８〜３１の値を計測する。
小型レーザー干渉計２８〜３１の値があらかじめ決められた値になるように原版ステージアジャスタ１０を駆動する。
実施例１と同様に床８の経時的な変化の速度が充分に遅い場合、原版ステージアジャスタ１０は手動でもよい。
しかし、調整頻度や調整必要時間によってはアクチュエータを用いた自動駆動機構により、小型レーザー干渉計２８〜３１の計測値が所定の値となるように駆動させることが好ましい。
この時の目標値とする小型レーザー干渉計の値はあらかじめ投影光学系の組立調整の際等に求めておく。
小型レーザー干渉計２８〜３１には原点検知機能が内蔵されているため絶対距離測定器として用いることができる。
また、上記のように、この際に原版ステージ２の位置が駆動ストロークの中心ではなく、ずれ量が判明している場合はそのずれ量分、原版ステージアジャスタ１０の調整量をずらす。
以上により投影光学系１３に対して正確に原版ステージ２即ち原版１の位置を合わせることが出来る。
基板ステージ２０は、原版ステージ２と異なりＸ方向に大きな駆動ストロークを有する。
このため、全ストロークにわたり本実施例２のように投影光学系１３からステージ位置を、直接測定する小型レーザー干渉計用計測ミラーを基板ステージ２０上に配置することは困難である。
しかし、限られた範囲であれば配置可能なため、本実施例２の原版ステージ２同様の位置決め手段を基板ステージアジャスタ２４にて行うことが可能である。
【００２４】
実施例１、実施例２共に原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４は、組立時の位置合わせ、床８の面の経時的な変化によるずれを補正するためだけでなく、露光する際にステージ位置を故意に変化させる必要が有る場合にも使用可能である。
例えば、投影光学系１３の焦点深度を見かけ上増やすための手段として原版ステージ２、基板ステージ２０をωｘに傾けた状態でスキャン露光を行うことが行われる場合がある。
この場合、この際に必要なステージ駆動ストロークを、全てそれぞれの原版ステージ２、基板ステージ２０内で有することは機構のサイズ、消費電力、コストの観点で好ましくない。
この際に、この傾け量分を原版ステージアジャスタ１０、基板ステージアジャスタ２４を用いて傾けることにより、原版ステージ２、基板ステージ２０はコンパクトに低消費電力、低コストで製作可能となる。
また、実施例１および実施例２共に原版ステージアジャスタ１０を同一の位置に配置しているが、この場所に限定されるものではなく、例えば基板ステージアジャスタ２４のように床８の面に置くこともできる。
また、装置内配置の都合によっては照明光学系９に専用のアジャスト機構を設けてもよい。
この場合、照明光学系９から鏡筒定盤１１の位置を計測する定盤間センサが必要となる。
同様にＴＴＲ顕微鏡２７を搭載した変形例の露光装置の場合ＴＴＲ顕微鏡２７の下に独立したアジャスト機構を設けてもよい。
【００２５】
次に、図６及び図７を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図６は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
露光装置を用いてウェハを露光する工程と、前記ウェハを現像する工程とを備え、具体的には、以下の工程から成る。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。
ステップ３（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップ５（組立）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。
ステップ６（検査）では、ステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【００２６】
図７は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。
ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）では、ウェハに電極を形成する。
ステップ１４（イオン打込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。
ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。
ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。
ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。
ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１の露光装置の全体概略図である。
【図２】第１および第２の位置調整機構を有しない本発明の参考例において、床が変形した状態を示す構成図である。
【図３】図１の本発明の実施例１において、床が変形した状態を示す構成図である。
【図４】本発明の実施例１のＴＴＲ顕微鏡が搭載された変形例の構成図である。
【図５】投影光学系上に配置されたセンサで原版ステージの位置を制御する本発明の実施例２の構成図である。
【図６】露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
ＢＭ１          原版ステージバーミラー  ＢＭ２          基板ステージバーミラー
１              原版                    ２              原版ステージ
３              計測定盤                ４              レーザー干渉計
５、６          ベースフレーム          ７              原版ステージ定盤
８              床                      ９              照明光学系
１０            原版ステージアジャスタ  １１            鏡筒定盤
１２            定盤間センサ            １３            投影光学系
１４            基板                    １５            レーザー干渉計
１６            鏡筒マウント            １７            鏡筒定盤マウント
１８            マーク位置計測用顕微鏡  １９            レーザー干渉計
２０            基板ステージ            ２１            レーザー干渉計
２２            基板ステージ定盤        ２３            定盤間センサ
２４            基板ステージアジャスタ  ２５            基板ステージ定盤
２６ａ，２６ｂ  干渉計ビーム            ２７            ＴＴＲ顕微鏡
２８            Ｘ計測用小型レーザー干渉計
２９            ωｚ計測用小型レーザー干渉計
３０            Ｘ方向計測用基板ステージ側レーザー干渉計
３１            Ｚ計測用小型レーザー干渉計
３２            ωｙ計測用小型レーザー干渉計
３３            近接センサ
【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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