(57)【要約】【課題】投影光学系に伝わる振動を抑えつつ、投影光学系の投影特性に与える振動の悪影響を抑制できる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置は、マスク（Ｍ）に照明光を導く照明光学系（ＩＬ）と、照明光によって照射されたパターンを基板（Ｐ）に投影する投影光学系（ＰＬ）と、照明光学系（ＩＬ）の少なくとも一部及び投影光学系（ＰＬ）を、柔構造を有する支持部材（３０）によって一体的に吊り下げ支持する支持装置（３２）とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたマスクに照明光を導く照明光学系と、
前記照明光によって照射された前記パターンを基板に投影する投影光学系と、
前記照明光学系の少なくとも一部及び前記投影光学系を、柔構造を有する支持部材によって一体的に吊り下げ支持する支持装置と、
を有する露光装置。
【請求項２】
前記支持装置は、前記照明光学系の少なくとも一部及び前記投影光学系を一体的に支持する支持プレートを吊り下げ支持する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記支持部材は、前記照明光学系の少なくとも一部、前記投影光学系及び支持プレートの重心位置を支持中心として複数箇所の各々に配置される請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記支持中心は、前記投影光学系の光軸からずれた位置に配置される請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記照明光学系は、複数の光学素子を有し、
前記支持装置は、前記複数の光学素子のうち、前記照明光の光路における該照明光の中間集光点よりも前記マスク側に位置する、少なくとも一の光学素子を支持する請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記照明光学系は、前記光路において前記中間集光点よりも光源側に位置する少なくとも一の第１光学素子と、前記光路において前記中間集光点よりも前記マスク側に位置する少なくとも一の第２光学素子とを有し、
前記少なくとも一の第２光学素子が前記支持装置に支持される請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記照明光学系は、複数の反射面を含み、該反射面のうち、前記照明光の光路に沿って前記マスクに最も近い反射面の形状が曲率を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項８】
マスクに照明光を導く照明光学系と、前記照明光で照明された前記マスクのパターンを基板に投影する投影光学系とを支持する方法であって、
前記照明光学系の少なくとも一部及び前記投影光学系を、柔構造を有する支持部材によってフレームに一体的に吊り下げ支持する工程を有する支持方法。
【請求項９】
前記支持する工程は、
前記照明光学系の少なくとも一部及び前記投影光学系を支持プレートに一体的に支持させる工程と、
前記支持プレートを、前記支持部材を介して前記フレームに吊り下げる工程とを有する請求項８記載の支持方法。
【請求項１０】
前記支持部材を、前記照明光学系の少なくとも一部、前記投影光学系及び支持プレートの重心位置を支持中心として複数箇所の各々に配置する請求項９記載の支持方法。
【請求項１１】
前記支持中心は、前記投影光学系の光軸からずれた位置に配置される請求項１０記載の支持方法。
【請求項１２】
前記照明光学系は、複数の光学素子を有し、
前記複数の光学素子のうち、前記照明光の光路における該照明光の中間集光点よりも前記マスク側に位置する少なくとも一の光学素子を吊り下げ支持する請求項８から１１のいずれか一項に記載の支持方法。
【請求項１３】
前記照明光学系は、前記光路において前記中間集光点よりも光源側に位置する少なくとも一の第１光学素子と、前記光路において前記中間集光点よりも前記マスク側に位置する少なくとも一の第２光学素子とを有し、
前記少なくとも一の第２光学素子を吊り下げ支持する請求項１２記載の支持方法。
【請求項１４】
前記照明光学系は、複数の反射面を含み、該反射面のうち、前記照明光の光路に沿って前記マスクに最も近い反射面の形状が曲率を有する請求項８から１３のいずれか一項に記載の支持方法。
【請求項１５】
マスクに照明光を導く照明光学系と、前記照明光で照明された前記マスクのパターンを基板に投影する投影光学系とを備えた露光装置の製造方法であって、
前記照明光学系の少なくとも一部及び前記投影光学系を支持する方法として、請求項８から１４のいずれか一項に記載の支持方法を用いる露光装置の製造方法。
【請求項１６】
パターンが形成されたマスクに照明光を導く照明光学系と、
前記照明光によって照射された前記パターンを基板に投影する投影光学系と、
前記照明光学系の少なくとも一部を、柔構造を有する第１支持部材によって吊り下げ支持する第１の支持装置と、
前記投影光学系を、柔構造を有する第２支持部材によって前記第１支持部材とは分離して吊り下げ支持する第２の支持装置と、
を有する露光装置。
【請求項１７】
前記第１の支持装置は、前記照明光学系の少なくとも一部を支持する支持プレートを吊り下げ支持し、
前記第１支持部材は、前記照明光学系の少なくとも一部及び前記支持プレートの重心位置を支持中心として複数箇所の各々に配置される請求項１６記載の露光装置。
【請求項１８】
前記支持中心は、前記投影光学系の光軸からずれた位置に配置される請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記照明光学系は、複数の光学素子を有し、
前記第１の支持装置は、前記複数の光学素子のうち、前記照明光の光路における該照明光の中間集光点よりも前記マスク側に位置する少なくとも一の光学素子を支持する請求項１６から１８のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記照明光学系は、前記光路において前記中間集光点よりも光源側に位置する少なくとも一の第１光学素子と、前記光路において前記中間集光点よりも前記マスク側に位置する少なくとも一の第２光学素子とを有し、
前記少なくとも一の第２光学素子が前記第１の支持装置に支持される請求項１９記載の露光装置。
【請求項２１】
前記照明光学系は、複数の反射面を含み、該反射面のうち、前記照明光の光路に沿って前記マスクに最も近い反射面の形状が曲率を有する請求項１６から２０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記照明光学系の少なくとも一部には、前記照明光の光路に対して駆動されて、前記照明光に対して所定の処理を行う処理装置が介装される請求項１６から２１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記照明光学系の少なくとも一部には、温度調整用媒体が供給される管体が接続される請求項１６から２２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２４】
マスクに照明光を導く照明光学系と、前記照明光で照明された前記マスクのパターンを基板に投影する投影光学系とを支持する方法であって、
前記照明光学系の少なくとも一部を、柔構造を有する第１支持部材によってフレームに吊り下げ支持する工程と、
前記投影光学系を、柔構造を有する第２支持部材によって前記第１支持部材とは分離して、前記フレームに吊り下げ支持する工程とを有する支持方法。
【請求項２５】
前記第１支持部材による支持工程は、
前記照明光学系の少なくとも一部を支持プレートに支持させる工程と、
前記支持プレートを前記第１支持部材を介して前記フレームに吊り下げる工程とを有し、
前記第１支持部材を、前記照明光学系の少なくとも一部及び前記支持プレートの重心位置を支持中心として複数箇所の各々に配置する請求項２４記載の支持方法。
【請求項２６】
前記支持中心は、前記投影光学系の光軸からずれた位置に配置される請求項２５記載の支持方法。
【請求項２７】
前記照明光学系は、複数の光学素子を有し、
前記複数の光学素子のうち、前記照明光の光路における該照明光の中間集光点よりも前記マスク側に位置する少なくとも一の光学素子を吊り下げ支持する請求項２４から２６のいずれか一項に記載の支持方法。
【請求項２８】
前記照明光学系は、前記光路において前記中間集光点よりも光源側に位置する少なくとも一の第１光学素子と、前記光路において前記中間集光点よりも前記マスク側に位置する少なくとも一の第２光学素子とを有し、
前記少なくとも一の第２光学素子を吊り下げ支持する請求項２７記載の支持方法。
【請求項２９】
前記照明光学系は、複数の反射面を含み、該反射面のうち、前記照明光の光路に沿って前記マスクに最も近い反射面の形状が曲率を有する請求項２４から２８のいずれか一項に記載の支持方法。
【請求項３０】
前記照明光学系の少なくとも一部には、前記照明光の光路に対して駆動されて、前記照明光に対して所定の処理を行う処理装置が介装される請求項２４から２９のいずれか一項に記載の支持方法。
【請求項３１】
前記照明光学系の少なくとも一部には、温度調整用媒体が供給される管体が接続される請求項２４から３０のいずれか一項に記載の支持方法。
【請求項３２】
マスクに形成されたパターンに照明光を照射し、前記パターンを基板上に露光する露光装置の製造方法であって、
前記照明光学系の少なくとも一部及び前記投影光学系を支持する方法として、請求項２４から３１のいずれか一項に記載の支持方法を用いる露光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置とその製造方法及び支持方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンの像を、投影光学系を介して基板としてのレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。従来は、投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式（一括露光型）の投影露光装置（ステッパー）が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを、投影光学系に対して同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）も注目されている。
【０００３】
従来の露光装置では、パターン原版であるレチクルとそのパターンが転写されるウエハとをそれぞれ支持搬送するレチクルステージ、及びウエハステージの駆動部が、投影光学系を支持する構造体に固定されており、また、投影光学系も重心付近がその構造体に固定されていた。また、ウエハステージを高精度に位置決めするために、ウエハステージの位置をレーザ干渉計により計測しており、ウエハステージには、レーザ干渉計用の移動鏡が取り付けられていた。
【０００４】
上記の如く従来の露光装置では、ウエハステージ等の駆動部と投影光学系とが同一の構造体に固定されていたため、ステージの駆動反力により生じる振動が構造体に伝達し、更に投影光学系にも振動が伝達していた。そして、全ての機械構造物は所定の周波数の振動に対して機械共振するため、このような振動がその構造体に伝達すると、構造体の変形や共振現象が引き起こされ、転写パターン像の位置ずれやコントラストの低下が生じる。
【０００５】
国際公開第０６／０３８９５２号には、投影光学系を支持する支持部材と、柔構造を有する支持部材を介して投影光学系をフレームに吊り下げ支持する連結部材とを備えることにより、比較的簡単な機構で投影光学系に伝わる振動を抑える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０６／０３８９５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マスクは、照明光学系から出射した照明光（ＥＵＶ光）で照明され、マスクの反射面で反射した照明光は、マスクのパターンの像の情報を含む露光光として投影光学系に入射する。ところが、投影光学系及び照明光学系の双方がフレームに支持されている場合でも、投影光学系に伝わる振動等をキャンセルするために、フレームに対して投影光学系が相対移動すると、結果として投影光学系と照明光学系との間に位置ズレが生じる可能性がある。この場合、投影光学系によるマスクのパターンの投影特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００８】
本発明の態様は、投影光学系に伝わる振動を抑えつつ、投影光学系の投影特性に与える振動の悪影響を抑制できる露光装置とその製造方法及び支持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】
【０００９】
本発明の第１態様に従えば、マスクに形成されたパターンに照明光を照射し、パターンを基板上に露光する露光装置であって、マスクに照明光を導く照明光学系と、照明光によって照射されたパターンを基板に投影する投影光学系と、照明光学系の少なくとも一部及び投影光学系を、柔構造を有する支持部材によって一体的に吊り下げ支持する支持装置と、を有する露光装置が提供される。
【００１０】
本発明の第２態様に従えば、マスクに照明光を導く照明光学系と、照明光で照明されたマスクのパターンを基板に投影する投影光学系とを支持する方法であって、照明光学系の少なくとも一部及び投影光学系を、柔構造を有する支持部材によってフレームに一体的に吊り下げ支持する工程を有する支持方法が提供される。
【００１１】
本発明の第３態様に従えば、マスクに照明光を導く照明光学系と、照明光で照明されたマスクのパターンを基板に投影する投影光学系とを備えた露光装置の製造方法であって、照明光学系の少なくとも一部及び投影光学系を支持する方法として、第２態様の支持方法を用いる製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の第４態様に従えば、マスクに形成されたパターンに照明光を照射し、パターンを基板上に露光する露光装置であって、マスクに照明光を導く照明光学系と、照明光によって照射されたパターンを基板に投影する投影光学系と、照明光学系の少なくとも一部を、柔構造を有する第１支持部材によって吊り下げ支持する第１の支持装置と、投影光学系を、柔構造を有する第２支持部材によって第１支持部材とは分離して吊り下げ支持する第２の支持装置と、を有する露光装置が提供される。
【００１３】
本発明の第５態様に従えば、マスクに照明光を導く照明光学系と、照明光で照明されたマスクのパターンを基板に投影する投影光学系とを支持する方法であって、照明光学系の少なくとも一部を、柔構造を有する第１支持部材によってフレームに吊り下げ支持する工程と、投影光学系を、柔構造を有する第２支持部材によって第１支持部材とは分離して、フレームに吊り下げ支持する工程とを有する支持方法が提供される。
【００１４】
本発明の第６態様に従えば、マスクに形成されたパターンに照明光を照射し、パターンを基板上に露光する露光装置の製造方法であって、照明光学系の少なくとも一部及び投影光学系を支持する方法として、第５態様の支持方法を用いる製造方法が提供される。
【００１５】
第１、２、４、及び５態様によれば、投影光学系に伝わる振動を抑えつつ、投影光学系の投影特性に与える悪影響を抑制でき、マスクのパターンを高精度に基板に転写することが可能になる。
【００１６】
また、第３及び６態様によれば、投影光学系と照明光学系との位置ズレに起因する投影特性の低下を抑制することが可能になり、マスクのパターンを高精度に基板に転写する露光装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態における、露光装置を示す概略構成図である。
【図２】光源、照明光学系および投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。
【図３Ａ】図２のオプティカルインテグレータの構成例を概略的に示す図である。
【図３Ｂ】図２のオプティカルインテグレータの構成例を概略的に示す図である。
【図４】１回の走査露光を概略的に説明する図である。
【図５】マスク上に形成される照明領域の円弧形状の回転軸が外側円弧または内側円弧を定義する円の中心として定義される様子を示す図である。
【図６】投影光学系及び照明光学系を支持する支持プレートの平面図である。
【図７】別の一実施形態における、露光装置を示す概略構成図である。
【図８】投影光学系、照明光学系、支持プレートの平面図である。
【図９】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図９におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
また、以下の説明では、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態においては、露光装置ＥＸが、極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra-Violet）光で基板Ｐを露光するＥＵＶ露光装置である場合を例にして説明する。極端紫外光は、例えば波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の電磁波である。以下の説明において、極端紫外光を適宜、ＥＵＶ光、と称する。一例として、本実施形態では、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を露光光（照明光）ＥＬとして用いる。
【００２１】
まず、本実施形態に係る露光装置ＥＸの概略について説明する。
図１において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ２と、照明光を発生する光源装置３と、光源装置３からの照明光をマスクＭに導いて該マスクＭを照明する照明光学系ＩＬと、照明光で照明されたマスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬを基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置４とを備えている。基板Ｐとしては、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材の表面に感光材（レジスト）等の膜を形成して感光性を持たせたもの、あるいは感光膜に加えて保護膜（トップコート膜）などの各種の膜を塗布したものを含んでいる。マスクＭとしては、基板Ｐに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んでいる。
【００２２】
マスクＭは、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を有する反射型マスクである。露光装置ＥＸは、多層膜でパターンが形成されたマスクＭの表面（反射面）を照明光（ＥＵＶ光）で照明し、そのマスクＭで反射した露光光ＥＬによって感光性を有する基板Ｐを露光する。
【００２３】
本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光及び露光光ＥＬが進行する第１空間５を所定状態の環境に設定可能なチャンバ装置６を備えている。チャンバ装置６は、露光光ＥＬが進行する第１空間５を形成する第１空間形成部材７と、第１空間５の環境を調整する第１調整装置８とを備える。
【００２４】
本実施形態において、第１調整装置８は、真空システムを含み、第１空間５を真空状態に調整する。制御装置４は、第１調整装置８を用いて、照明光及び露光光ＥＬが進行する第１空間５をほぼ真空状態に調整する。真空状態の一例として、本実施形態においては、第１空間５の圧力は、１×１０−４〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。なお、この第１空間５で設定される圧力の値を、適宜、第１の圧力値として説明する。
【００２５】
光源装置３から射出された照明光は、第１空間５を進行する。本実施形態においては、第１空間５に、照明光学系ＩＬの少なくとも一部、及び投影光学系ＰＬが配置される。光源装置３から射出された照明光は、第１空間５に配置されている照明光学系ＩＬを通ってマスクＭを照明する。そして、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとなって投影光学系ＰＬを通る。また、本実施形態においては、第１空間５に基板ステージ２が配置される。
【００２６】
なお、本実施の形態での説明では、光源装置３からマスクＭを照明するまでのＥＵＶ光を照明光、マスクＭで反射して基板Ｐに投影されるまでのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして説明するが、説明の都合上名称を使い分けたものであり、両者を露光光ＥＬとして扱ってもよい。
【００２７】
第１空間形成部材７は、第１開口９と、第１開口９の周囲に設けられた第１面１１とを有する。第１開口９は、第１空間５を進行した照明光が入射可能な位置に形成されている。また、本実施形態においては、第１開口９は、照明光学系ＩＬから射出された照明光が入射可能な位置に形成されている。
【００２８】
マスクステージ１は、マスクＭを保持しつつ、このマスクＭを移動させるように構成されており、第１開口９を覆うように配置される。マスクステージ１は、第１空間形成部材７（ガイド部材１８）に設けられた第１面１１と対向する第２面１２を有し、この第２面１２は第１面１１にガイドされつつ第１開口９との間で相対運動が可能である。本実施形態において、第１空間形成部材７の第１面１１とマスクステージ１の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成される。このとき、第１面１１と第２面１２との間に所定のギャップＧ１が形成される。ギャップＧ１は、所定量（例えば０．１〜１μｍ程度）に調整されており、ギャップＧ１を介して第１空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。本実施形態においては、第１開口９がマスクステージ１によって覆われ、前述のように、第１面１１と第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されることによって、第１空間５は、ほぼ密閉された状態となる。これにより、チャンバ装置６は、第１空間５を所定状態（真空状態）に制御することができる。
【００２９】
マスクステージ１は、第１開口９を介して、マスクＭが第１空間５に配置されるように、そのマスクＭを保持する。本実施形態においては、マスクステージ１は、第１空間５の＋Ｚ側に配置され、マスクＭの反射面が−Ｚ側（第１空間５側）を向くように、マスクＭを保持する。また、本実施形態においては、マスクステージ１は、マスクＭの反射面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。照明光学系ＩＬから射出された照明光は、マスクステージ１に保持されているマスクＭの反射面に照射される。
【００３０】
マスクステージ１についてさらに詳述すると、マスクステージ１は、第１開口９より大きく、第２面１２が形成されて、第１面１１および第1開口９に対して移動可能に構成された第１ステージ１３と、第１開口９より小さく、マスクＭを保持しながら第１ステージ１３に対して移動可能に構成された第２ステージ１４とを含む。第１ステージ１３は、第１開口９を覆うように配置され、その第１ステージ１３の第２面１２と第１空間形成部材７の第１面１１との間にガスシール機構１０が形成される。第１ステージ１３は、第１面１１にガイドされつつ、第１面１１および第１開口９に対して移動可能である。第２ステージ１４は、第１ステージ１３の−Ｚ側（第１空間５側）に配置されている。第２ステージ１４に保持されたマスクＭは、第１開口９を介して第１空間５に配置される。第２ステージ１４は、マスクＭを保持した状態で、第１ステージ１３に対して移動可能である。このような構成により、マスクＭを移動させるための粗動ステージとして第１ステージ１３を機能させ、マスクＭを移動させるための微動ステージとして第２ステージを機能させることができる。なお、第１ステージ１３、第２ステージ１４は、図示されていないが、各ステージをそれぞれ移動させる駆動装置を有している。
【００３１】
また、チャンバ装置６は、第１空間形成部材７の外面との間で、第２空間１５を形成する第２部材１６と、第２空間１５の環境を調整する第２調整装置１７とを備えている。第２空間１５は、マスクステージ１の少なくとも一部（例えば、第１ステージ１３等）を収容する。本実施形態において、第１空間５及び第２空間１５の外側は、大気空間であり、その圧力は、大気圧である。第２調整装置１７は、第２空間１５を、第１空間５の圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力に調整する。一例として、本実施形態においては、第２空間１５の圧力は、１×１０−１〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。なお、この第２の空間で設定される圧力の値を、適宜、第２の圧力値として説明する。
【００３２】
以上のような構成により、マスクステージ１の少なくとも一部は第２空間１５に配置され、マスクステージ１に保持されたマスクＭは、第１空間５に配置される。
【００３３】
露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、マスクＭの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐのショット領域を投影光学系ＰＬの投影領域に対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板Ｐのショット領域のＹ軸方向への移動と同期して、照明光学系ＩＬの照明領域に対してマスクＭのパターン形成領域をＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを基板Ｐに照射して、その基板Ｐを露光する。
【００３４】
マスクステージ１の第１ステージ１３は、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光中に、マスクＭのパターン形成領域全体が照明光学系ＩＬの照明領域を通過するように、Ｙ軸方向（走査方向）に、比較的大きなストロークを有している。第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第１ステージ１３に支持されている第２ステージ１４も、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。したがって、第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第２ステージ１４に保持されているマスクＭも、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。第２ステージ１４は、第１ステージ１３に対して、微かに移動可能であり、第１ステージ１３のストロークよりも小さなストロークで移動するようになっている。また、第２ステージ１４が第１ステージ１３に対してＸ方向にも小さなストロークで移動できるようにしてもよい。
【００３５】
また、第１空間形成部材７の第１面１１と第１ステージ１３の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されており、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制される。また、本実施形態においては、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１を調整するギャップ調整機構が設けられており、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動している状態においても、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は所定量に維持される。
これにより、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制される。
【００３６】
第１空間形成部材７は、第１面１１が形成されたガイド部材１８と、ガイド部材１８の少なくとも一部と対向するチャンバ部材１９とを含む。ガイド部材１８は、マスクステージ１の移動をガイドする。マスクステージ１（第１ステージ１３）は、前述のように、ガイド部材１８の第１面１１にガイドされつつ、第１開口９に対して移動する。
【００３７】
チャンバ装置６は、第１空間形成部材７と第１調整装置８の他に、ガイド部材１８とチャンバ部材１９とを接続するベローズ部材２０を有する。ベローズ部材２０は、可撓性を有し、弾性変形可能である。本実施形態において、ベローズ部材２０はステンレス製である。ステンレスは、脱ガス（アウトガス）が少ない。そのため、ベローズ部材２０が第１空間５に与える影響を抑制することができる。なお、ベローズ部材２０を用いたのは一例であり、脱ガス等の影響が少なければ、ステンレス以外の材料を用いることも可能である。
【００３８】
第１空間形成部材７は、第１の開口９、第１面１１を有する共に、ガイド部材１８、チャンバ部材１９を含むように構成される。そして、ガイド部材１８、チャンバ部材１９、ベローズ部材２０、及びマスクステージ１（主に第１ステージ１３）によって、ほぼ密閉された第１空間５が形成される。チャンバ部材１９は、ガイド部材１８の下面１８Ｂと対向する上面１９Ａを有し、ベローズ部材２０は、ガイド部材１８の下面１８Ｂとチャンバ部材１９の上面１９Ａとを接続するように配置されている。
【００３９】
露光装置ＥＸは、ベース部材２１と、ベース部材２１上に第１防振システム２２を介して支持された第１支持部材２３とを備えている。チャンバ部材１９は、第１支持部材２３に支持されている。また、ベース部材２１上には、第１フレーム部材２４が配置されている。第１フレーム部材２４は、支柱部２５と、支柱部２５の上端に接続された支持部２６とを含む。支持部２６上には、ガイド部材１８の下面を支持する第２支持部材２７が接続されており、ガイド部材１８は第２支持部材２７を介して第１フレーム部材２４に支持されている。チャンバ部材１９と第２支持部材２７とは、互いが離れた位置に配されており、互いが直接接触し合わないようになっている。また、チャンバ部材１９と第１フレーム部材２４とは、互いに離れて配されており、互いが直接に接触し合わないようになっている。チャンバ部材１９と第１フレーム部材２４との間には、ベローズ部材等の可撓性（弾性）を有するシール機構が配置される。
【００４０】
光源装置３は、例えばキセノン（Ｘｅ）等のターゲット材料にレーザー光を照射して、そのターゲット材料をプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させるレーザ生成プラズマ光源装置、所謂ＬＰＰ（Laser Produced Plasma）方式の光源装置であり、ベース部材２１上に設置されている。
【００４１】
なお、光源装置３としては、所定ガス中で放電を発生させて、その所定ガスをプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させる放電生成プラズマ光源装置、所謂ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）方式の光源装置であってもよい。光源装置３で発生したＥＵＶ光（照明光）は、波長選択フィルタ（不図示）を介して、照明光学系ＩＬに入射する。ここで、波長選択フィルタは、光源装置３が供給する光から、所定波長（たとえば１３．４ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長の光の透過を遮る特性を有する。波長選択フィルタを透過したＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬを介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク（レチクル）Ｍを照明する。
【００４２】
図２は、図１に示した光源装置３、照明光学系ＩＬおよび投影光学系ＰＬの内部構成を概略的に示す図である。
【００４３】
光源装置３は、レーザ光源１１１、集光レンズ１１２、ノズル１１４、楕円反射鏡１１５、ダクト１１６などにより構成されている。レーザ光源１１１から発した光（非ＥＵＶ光）は、集光レンズ１１２を介して気体ターゲット１１３上に集光する。気体ターゲット１１３は、たとえばキセノン（Ｘｅ）からなる高圧ガスをノズル１１４を介して供給し、このノズル１１４から噴射されたガスによって形成される。気体ターゲット１１３は、集光されたレーザ光によりエネルギーを得てプラズマ化し、ＥＵＶ光を発する。なお、気体ターゲット１１３は、楕円反射鏡１１５の第１焦点に位置決めされている。
【００４４】
したがって、光源装置３から放射されたＥＵＶ光は、楕円反射鏡１１５の第２焦点に集光する。一方、発光を終えたガスはダクト１１６を介して吸引され、例えば、光源装置３の外部へ導かれる。楕円反射鏡１１５の第２焦点に集光したＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬに導かれる。
【００４５】
照明光学系ＩＬは、照明鏡筒１１０内に収容されたオプティカルインテグレータ１１８、コンデンサー光学系１１９等、ＥＵＶ光の中間集光点よりもマスクＭ側に位置する複数の光学素子及びＮＤフィルタ１１７、ブラインドＭＢ等によって構成されている。ＮＤフィルタ（処理装置）１１７は、楕円反射鏡１１５のほぼ第２焦点に配置され、不図示の駆動装置の作動により、例えばＺ軸周りに回転した際に位置に応じてＥＵＶ光を所定のピーク強度に調整（照度調整処理）するものである。
【００４６】
ＮＤフィルタ１１７を透過したＥＵＶ光（照明光）は、オプティカルインテグレータ１１８に導かれる。オプティカルインテグレータ１１８は、一対のフライアイ光学系（第１フライアイ光学系１１８ａおよび第２フライアイ光学系１１８ｂ）を含むように構成されている。
【００４７】
第１フライアイ光学系１１８ａは、例えば図３Ａに示すように並列に配置された円弧状の外形形状を有する複数の反射ミラー要素１１８ａａにより構成されている。第２フライアイ光学系１１８ｂは、第１フライアイ光学系１１８ａの複数の反射ミラー要素１１８ａａに一対一に対応して、例えば図３Ｂに示すように矩形状の外形形状を有する並列に配置された複数の反射ミラー要素１１８ｂａにより構成されている。第１フライアイ光学系１１８ａおよび第２フライアイ光学系１１８ｂの具体的な構成および作用については、米国特許６，４５２，６６１号公報を参照し、可能な限り本発明の一部として援用する。
【００４８】
こうして、オプティカルインテグレータ１１８の射出面の近傍、すなわち第２フライアイ光学系１１８ｂの反射面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。実質的な面光源は、照明光学系ＩＬの射出瞳位置、すなわち投影光学系ＰＬの入射瞳と光学的に共役な位置に形成される。第２フライアイ光学系１１８ｂの反射面の近傍、すなわち実質的な面光源の形成位置には、開口絞り（図２では不図示）が配置されている。また、オプティカルインテグレータ１１８とコンデンサー光学系１１９との間には、ブラインド駆動装置ＭＤの作動により、例えば円弧形状の照明領域を形成（照明領域形成処理）するブラインド（処理装置）ＭＢが配置されている。
【００４９】
実質的な面光源からの光は、反射面が所定の曲率を有する曲面反射鏡（凸面反射鏡または凹面反射鏡）１１９ａと凹面反射鏡１１９ｂとにより構成されたコンデンサー光学系１１９を介して、照明光学系ＩＬから射出される。凹面反射鏡１１９ｂは、照明鏡筒１１０から延出して投影光学系ＰＬの投影鏡筒２８内に没入して設けられた延出部１１０Ａに支持されて、投影鏡筒２８内に配置されている。
【００５０】
ここで、コンデンサー光学系１１９は、第２フライアイ光学系１１８ｂの複数の反射ミラー要素の各々からの光がマスクＭを重畳的に照明するように構成されている。照明光学系ＩＬから射出された光（照明光）は、例えばブラインドＭＢの円弧形状の開口部分（光透過部）で規定された形状でマスクＭを照明する。
【００５１】
そして、マスクＭの表面（反射面）上に円弧形状の照明領域が形成される。光源装置３（１１１〜１１６）、照明光学系ＩＬ（１１７〜１１９）、およびブラインドＭＢは、所定のパターンが設けられたマスクＭをケーラー照明するための照明系を構成している。
【００５２】
照明されたマスクＭの表面（反射面）で反射されたパターンの像の情報を含む光（露光光ＥＬ）は入射角と等しい出射角で出射し、投影光学系ＰＬを介して、基板Ｐ上の円弧形状の静止露光領域にマスクパターンの像を形成する。投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの中間像を形成するための第１反射結像光学系と、マスクＭのパターンの中間像の像（マスクＭのパターンの二次像）を基板Ｐ上に形成するための第２反射結像光学系とにより構成されている。第１反射結像光学系は４つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ４により構成され、第２反射結像光学系は２つの反射鏡Ｍ５およびＭ６により構成されている。また、投影光学系ＰＬは基板Ｐ側（像側）にテレセントリックな光学系である。
【００５３】
図４は、本実施形態における１回の走査露光を概略的に説明する図である。図４を参照すると、本実施形態の露光装置では、投影光学系ＰＬの円弧形状の有効結像領域および有効視野に対応するように、Ｙ軸に関して対称な円弧形状の静止露光領域（実効露光領域）ＥＲが形成される。この円弧形状の静止露光領域ＥＲは、１回の走査露光（スキャン露光）により基板Ｐの矩形状の１つのショット領域ＳＲにマスクＭのパターンの像を転写する際に、図中実線で示す走査開始位置から図中破線で示す走査終了位置まで移動する。
【００５４】
図５は、マスク上に形成される照明領域の円弧形状の回転軸が外側円弧または内側円弧を定義する円の中心として定義される様子を示す図である。基板Ｐ上の円弧形状の静止露光領域ＥＲに対応して、図５に示すように、マスクＭ上には円弧形状の照明領域ＩＲが形成される。照明領域ＩＲの円弧形状の回転軸ＩＲａは、この円弧形状の外側円弧または内側円弧を定義する円の中心として定義される。照明領域ＩＲの円弧形状の外側円弧を定義する円と内側円弧を定義する円とが同軸にならない場合には、一方の円の中心と他方の円の中心との中点を回転軸として定義しても良い。また、照明領域ＩＲの円弧形状の外側外形線を定義する曲線または内側外形線を定義する曲線が完全な円の一部ではなく、例えば楕円の一部になるような場合は、その楕円の中心を回転軸と見なすことができる。本明細書では、これらを総じて「円弧形状の回転軸」と称する。後述するように、照明領域ＩＲの円弧形状の回転軸ＩＲａは、照明光学系の射出瞳の中心を通り且つ射出瞳の面に垂直な瞳軸線とほぼ一致する。
【００５５】
図１に戻り、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子（第１および第２の反射結像光学系の反射鏡Ｍ１〜Ｍ６等）は、鏡筒２８に保持されている。鏡筒２８は、フランジ２９を有する。投影光学系ＰＬは、フランジ２９において支持プレート４１に係合して支持されている。支持プレート４１には、照明光学系ＩＬ（照明鏡筒１１０）が投影光学系ＰＬと一体的に支持されている。
【００５６】
支持プレート４１は、柔構造を有する支持部材３０によって第２防振システム３１を介して、第１フレーム部材（フレーム）２４の支持部２６に支持されている。これら支持部材３０及び第２防振システム３１は、支持装置３２として、支持プレート４１の周縁部に、例えば３ヶ所に配置され、鏡筒２８（投影光学系ＰＬ）及び照明鏡筒１１０（照明光学系ＩＬ）を上方から一体的に吊り下げ支持する。具体的には、図６に示すように、支持装置３２は、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側に一つ配置され、投影光学系ＰＬの−Ｙ側に、照明光学系ＩＬを挟んだＸ方向両側にそれぞれ配置される。このように、３ヶ所の支持装置３２は、投影光学系ＰＬ、照明光学系ＩＬ及び支持プレート４１を合わせた重量における重心位置が支持中心となるように配置されている。本実施形態では、図６に示すように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと前記支持中心のＸＹ平面内での位置は互いにずれた位置関係となる。しかし、これに限定されるものではなく、支持中心と光軸ＡＸの位置とを一致させてもよい。
【００５７】
本実施形態では、柔構造を有する支持部材３０としては、ワイヤが使用されているが、その代わりにチェーンや上下端にフレキシャ構造が形成されたロッド等を使用することもできる。また、支持部材３０と支持部２６との間には、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ方向の振動を軽減するための第２防振システム３１（防振部）が設けられている。支持部２６、支持部材３０、及び第２防振システム３１を含んで、投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬを吊り下げ支持する支持装置３２が構成されている。
【００５８】
なお、この構成では、投影光学系ＰＬに対するマスクステージ１、基板ステージ２の相対位置を計測しているため、マスクステージ１、基板ステージ２は、常に投影光学系ＰＬを基準として高精度に位置制御を行うことができるようになっている。
【００５９】
ところで、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な方向の固有振動数ｆgは、支持部材３０の長さＬが長い程小さい値になり、次式のように表せる。
ｆg＝（ｇ／Ｌ）1/2／（２π）…（１）
ｇは重力加速度
【００６０】
この固有振動数ｆgが小さい程、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な方向の除振性能は向上するため、その除振性能を高めるためにはその支持部材３０の長さは長い程良い。ただし、投影光学系ＰＬを安定に支持するためには、支持部材３０に吊り下げられる支持プレート４１は、吊り下げられるユニット全ての重心付近に固定されることが好ましい。また、露光装置をできるだけ小型化するためには、支持部２６の上端の高さは投影光学系ＰＬの上端を超えない程度であることが好ましい。そこで、本実施形態では、支持部材３０の長さは投影光学系ＰＬのＺ軸方向の長さの１／２程度以下としてある。
【００６１】
上記投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬは、一旦支持プレート４１に一体的に載置して支持させる工程を経た後に、支持部材３０及び第２防振システム３１によって支持プレート４１を第１フレーム部材２４の支持部２６に接続することにより、一体的に吊り下げ支持される。
【００６２】
基板ステージ２は、第１空間５内部に配置され、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。また、基板ステージ２は、基板Ｐの表面が＋Ｚ方向を向くように、基板Ｐを保持する。投影光学系ＰＬから射出された露光光ＥＬは、基板ステージ２に保持されている基板Ｐに照射される。
【００６３】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を計測可能なレーザ干渉計（不図示）、及び基板Ｐの表面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム（不図示）が設けられており、制御装置４は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの位置を制御する。
【００６４】
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。
【００６５】
第１空間５が、第１調整装置８によって、真空状態（第１の圧力値）に調整される。また、第２空間１５が、第２調整装置１７によって、第１空間５の圧力とほぼ同じか、または第１空間５の圧力より高く、かつ大気圧よりも低い圧力（第２の圧力値）に調整される。あるいは、第２空間１５が第１空間５よりも低い圧力に設定されるようにしてもよい。第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は、所定量に調整されており、第１面１１と第２面１２との間に形成されたガスシール機構１０によって、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。これにより、第１空間５の真空状態、環境が維持される。
【００６６】
マスクＭがマスクステージ１に保持されるとともに、基板Ｐが基板ステージ２に保持された後、制御装置４は、基板Ｐの露光処理を開始する。マスクＭを照明光で照明するために、制御装置４は、光源装置３の発光動作を開始する。
【００６７】
光源装置３の発光動作により光源装置３から射出されたＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬに入射する。照明光学系ＩＬに入射したＥＵＶ光は、その照明光学系ＩＬを進行してＮＤフィルタ１１７の位置に応じてピーク強度が調整され、またブラインド駆動装置ＭＤの作動に応じて設定されたブラインドＭＢにより円弧形状の照明領域が形成された後、第１開口９に供給される。第１開口９に供給されたＥＵＶ光は、照明光として、第１開口９を介してマスクステージ１に保持されているマスクＭに入射する。つまり、マスクステージ１に保持されているマスクＭは、光源装置３より射出され、照明光学系ＩＬを介した照明光（ＥＵＶ光）で照明される。マスクＭの反射面に照射され、その反射面で反射した照明光は、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとして第１空間５に配置されている投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬに入射した露光光ＥＬは、その投影光学系ＰＬを進行した後、基板ステージ２に保持されている基板Ｐに照射される。
【００６８】
制御装置４は、マスクＭのＹ軸方向への移動と同期して、基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明する。これにより、基板Ｐは露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。
【００６９】
ここで、上記の露光処理中に、第１フレーム部材２４から支持装置３２を介して支持プレート４１に伝わる周囲からの振動や応力は、第２防振システム３１の駆動により遮断され、投影光学系ＰＬや照明光学系ＩＬへの振動や応力の伝達を回避できる。
また、第２防振システム３１の駆動により支持プレート４１を介して投影光学系ＰＬも第１フレーム部材２４に対して相対移動することになるが、投影光学系ＰＬと照明光学系ＩＬとが支持プレート４１により一体的に支持されているため、投影光学系ＰＬと照明光学系ＩＬとの間には相対移動が生じない。
【００７０】
従って、本実施形態では、マスクＭを照明する際の照明光しての入射光と、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとしての出射光とは、第２防振システム３１の駆動により振動や応力を遮断した際にも相対位置関係を保持することができ、投影光学系ＰＬの投影特性が低下することを防止できる。特に、本実施形態では、投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬを一体的に支持する支持プレート４１を介して吊り下げ支持するため、構造が複雑化することなく、容易に投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬを吊り下げ支持することができる。
【００７１】
さらに、本実施形態では、支持プレート４１、投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬの重心位置を支持中心としているため、安定、且つバランスよく投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬを吊り下げ支持することが可能になる。
【００７２】
また、本実施形態では、３つの支持装置３２の中、２つの支持装置３２が照明光学系ＩＬを挟んだ両側に配置されているため、メンテナンス等により照明光学系ＩＬを支持プレート４１に対して脱着する際に、これら支持装置３２が邪魔にならず、円滑な脱着作業を実施することができる。
【００７３】
なお、上記第２防振システム３１の駆動により、照明光学系ＩＬと光源装置３との間に相対移動が生じる可能性があり、これにより、照明光（露光光ＥＬ）の照度が低下する虞がある。そのため、このような場合には、駆動装置を介してＮＤフィルタ１１７を回転させ、ＮＤフィルタ１１７を透過するＥＵＶ光の強度を調整することにより、照明光学系ＩＬと光源装置３との相対移動による照明光の強度低下を補償（補正）することが可能である。
【００７４】
ところで、光源装置３からマスクＭに入射するまでのＥＵＶ光の光路において、どの部分にある光学素子を支持プレート４１で支持するかは適宜設定可能であり、支持プレート４１で支持された光学素子を含むように照明光学系の一部となる範囲を決めてもよい。なお、前述のように、支持プレート４１で支持された部分と、それ以外の部分（例えば、ベース部材２１上に設置される）との間で相対移動が生じる可能性があるので、この相対移動による影響が少なくなるような箇所で、支持プレート４１で支持される部分と、それ以外の場所に設置される部分（例えば、ベース部材２１）とを分けるようにしてもよい。本実施形態の場合、楕円反射鏡１１５とその楕円反射鏡１１５の第２焦点との間で分けると最も影響が少ないと考えられるので、楕円反射鏡１１５は光源装置３としてベース部材２１上に設置し、楕円反射鏡１１５の第２焦点（照明光光路としての中間集光点）に略一致するように配置されるＮＤフィルタ１１７は支持プレート４１で支持されるようにした。
【００７５】
本実施形態では、支持プレート４１に照明光学系ＩＬの全てが支持される構成としたが、これに限定されるものではない。代替的に、照明光学系ＩＬの一部のみが支持プレート４１に支持される構成を採用することができる。具体的には、本実施形態では、照明光学系ＩＬが照明光の光路における中間集光点（楕円反射鏡１１５の第２焦点）よりもマスク側に位置する光学素子（複数でもよい）を含み、これらの光学素子が支持プレート４１に支持される構成を有する。変形例において、照明光学系ＩＬが中間集光点よりも光源側に位置する第１光学素子（複数でもよい）と、中間集光点よりもマスクＭ側に位置する第２光学素子（複数でもよい）とを有する場合、第２光学素子を支持プレート４１により吊り下げ支持する構成としてもよい。この場合、第２光学素子を全て照明光学系ＩＬが支持するように構成してよいが、複数の第２光学素子のうちの一部を照明光学系ＩＬが支持するようにしてもよい。
【００７６】
以下、本発明の別の実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。なお、これらの図において、図１から図６に示した実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を簡略化又は省略する。
【００７７】
図７は、本実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態においても、露光装置ＥＸが、極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra-Violet）光で基板Ｐを露光するＥＵＶ露光装置である場合を例にして説明する。極端紫外光は、例えば波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の電磁波である。以下の説明において、極端紫外光を適宜、ＥＵＶ光、と称する。一例として、本実施形態では、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を露光光（照明光）ＥＬとして用いる。
【００７８】
本実施形態において、図７に示すように、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子（第１および第２の反射結像光学系の反射鏡Ｍ１〜Ｍ６等）は、鏡筒２８に保持されている。鏡筒２８は、フランジ２９を有する。フランジ２９（投影光学系ＰＬ）は、柔構造を有する支持部材（第２支持部材）１３３によって第２防振システム１３４を介して、第１フレーム部材（フレーム）２４の支持部２６に支持されている。これら支持部材１３３及び第２防振システム１３４は、支持装置（第２の支持装置）１３５として、図８に示すように、フランジ２９の周縁部に、例えば３ヶ所に配置され、鏡筒２８（投影光学系ＰＬ）を上方から吊り下げ支持する。
【００７９】
一方、照明光学系ＩＬも、支持プレート４１を介して第１フレーム部材２４の支持部２６に吊り下げ支持されている。具体的には、照明光学系ＩＬは、支持プレート４１に下方（−Ｚ側）から支持されており、支持プレート４１は、柔構造を有する支持部材（第１支持部材）１３０によって第２防振システム１３１を介して、第１フレーム部材２４の支持部２６に支持されている。これら支持部材１３０及び第２防振システム１３１は、支持装置１３２とは分離して設けられた支持装置（第１の支持装置）１３２として、支持プレート４１の周縁部に、例えば３ヶ所に配置され、支持プレート４１及び照明鏡筒１１０（照明光学系ＩＬ）を上方から一体的に吊り下げ支持する。具体的には、図８に示すように、支持装置１３２は、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側に一つ配置され、投影光学系ＰＬの−Ｙ側に、照明光学系ＩＬを挟んだＸ方向両側にそれぞれ配置される。支持プレート４１を支持する３ヶ所の支持装置は、照明光学系ＩＬ及び支持プレート４１を合わせた重量における重心位置が支持中心となるように配置されている。本実施形態では、図８に示すように、照明光学系ＩＬがＸＹ平面内で支持プレート４１に偏った位置に配置されており、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと前記支持中心のＸＹ平面内での位置は互いにずれた位置関係となっている。しかし、これに限定されるものではなく、支持中心と光軸ＡＸの位置とを一致させてもよい。
【００８０】
なお、支持プレート４１には、孔部４１ａが形成されており、孔部４１ａには投影光学系ＰＬの鏡筒２８が非接触で挿通している。
【００８１】
本実施形態では、柔構造を有する支持部材１３０、１３３としては、ワイヤが使用されているが、その代わりにチェーンや上下端にフレキシャ構造が形成されたロッド等を使用することもできる。また、支持部材１３０、１３３と支持部２６との間には、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ方向の振動を軽減するための第２防振システム１３１、１３４（防振部）がそれぞれ設けられている。支持部２６、支持部材１３０、第２防振システム１３１及び支持プレート４１を含んで、照明光学系ＩＬを吊り下げ支持する支持装置１３２が構成されている。同様に、支持部２６、支持部材１３３及び第２防振システム１３４を含んで、投影光学系ＰＬを吊り下げ支持する支持装置１３５が構成されている。
【００８２】
なお、この構成では、投影光学系ＰＬに対するマスクステージ１、基板ステージ２の相対位置を計測しているため、マスクステージ１、基板ステージ２は、常に投影光学系ＰＬを基準として高精度に位置制御を行うことができるようになっている。
【００８３】
ところで、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な方向の固有振動数ｆgは、支持部材１３３の長さＬが長い程小さい値になり、次式のように表せる。
ｆg＝（ｇ／Ｌ）1/2／（２π）…（１）
ｇは重力加速度
【００８４】
この固有振動数ｆgが小さい程、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な方向の除振性能は向上するため、その除振性能を高めるためにはその支持部材１３３の長さは長い程良い。ただし、投影光学系ＰＬを安定に支持するためには、支持部材１３３に吊り下げられる投影光学系ＰＬは、吊り下げられるユニット全ての重心付近に固定されることが好ましい。また、露光装置をできるだけ小型化するためには、支持部２６の上端の高さは投影光学系ＰＬの上端を超えない程度であることが好ましい。そこで、本実施形態では、支持部材１３３の長さは投影光学系ＰＬのＺ軸方向の長さの１／２程度以下としてある。
【００８５】
上記投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬは、まず投影光学系ＰＬを支持装置１３５（支持部材１３３及び第２防振システム１３４）によって支持部２６に吊り下げ支持した後に、孔部４１ａに鏡筒２８を挿通させつつ支持プレート４１を支持装置１３２（支持部材１３０及び第２防振システム１３１）によって支持部２６に吊り下げ支持する。そして、−Ｙ側から照明光学系ＩＬを支持プレート４１に支持させることにより、投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬが互いに分離された状態で支持部２６に吊り下げ支持される。なお、照明光学系ＩＬを支持プレート４１に支持させた状態で、当該支持プレート４１を支持装置１３２によって支持部２６に吊り下げ支持する手順としてもよい。
【００８６】
ここで、上記の露光処理中に、第１フレーム部材２４から支持装置１３２を介して支持プレート４１に伝わる周囲からの振動や応力は、第２防振システム１３１の駆動により遮断され、照明光学系ＩＬに伝わることを回避できる。
【００８７】
同様に、露光処理中に、第１フレーム部材２４から支持装置１３５を介して鏡筒２８（フランジ２９）に伝わる周囲からの振動や応力は、第２防振システム１３４の駆動により遮断され、投影光学系ＰＬに伝わることを回避できる。
【００８８】
このように、投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬのそれぞれが第１フレーム部材２４から伝わる振動や応力の影響を回避できることから、投影光学系ＰＬ及び照明光学系ＩＬの相対位置関係に変動が生じることを抑制できる。
【００８９】
従って、本実施形態では、第２防振システム１３１、１３４の駆動により振動や応力を遮断した際にも、マスクＭを照明する際の照明光しての入射光と、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとしての出射光との相対位置関係を保持することができ、投影光学系ＰＬの投影特性が低下することを防止できる。
【００９０】
また、本実施形態では、支持装置１３２、１３５を分離することにより、照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬとを分離できるため、ブラインドＭＢやＮＤフィルタ１１７の駆動に伴う振動や温度変化が投影光学系ＰＬに伝わって、悪影響を及ぼすことも防止できる。
【００９１】
さらに、本実施形態では、支持プレート４１及び照明光学系ＩＬの重心位置を支持装置１３２の支持中心としているため、安定、且つバランスよく照明光学系ＩＬを吊り下げ支持することが可能になる。
【００９２】
また、本実施形態では、３つの支持装置１３２の中、２つの支持装置１３２が照明光学系ＩＬを挟んだ両側に配置されているため、メンテナンス等により照明光学系ＩＬを支持プレート４１に対して脱着する際に、これら支持装置１３２が邪魔にならず、円滑な脱着作業を実施することができる。
【００９３】
なお、上記第２防振システム１３１の駆動により、照明光学系ＩＬと光源装置３との間に相対移動が生じる可能性があり、これにより、照明光（露光光ＥＬ）の照度が低下する虞がある。そのため、このような場合には、駆動装置を介してＮＤフィルタ１１７を回転させ、ＮＤフィルタ１１７を透過するＥＵＶ光の強度を調整することにより、照明光学系ＩＬと光源装置３との相対移動による照明光の強度低下を補償（補正）することが可能である。このような場合においても、投影光学系ＰＬと照明光学系ＩＬとが分離されていることから、ＮＤフィルタ１１７の駆動に伴う振動や温度変動が投影光学系ＰＬに伝わって投影特性に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
【００９４】
ところで、光源装置３からマスクＭに入射するまでのＥＵＶ光の光路において、どの部分にある光学素子を支持プレート４１で支持するかは適宜設定可能であり、支持プレート４１で支持された光学素子を含むように照明光学系の一部となる範囲を決めてもよい。なお、前述のように、支持プレート４１で支持された部分と、それ以外の部分（例えば、ベース部材２１上に設置される）との間で相対移動が生じる可能性があるので、この相対移動による影響が少なくなるような箇所で、支持プレート４１で支持される部分と、それ以外の場所に設置される部分（例えば、ベース部材２１）とを分けるようにしてもよい。本実施形態の場合、楕円反射鏡１１５とその楕円反射鏡１１５の第２焦点との間で分けると最も影響が少ないと考えられるので、楕円反射鏡１１５は光源装置３としてベース部材２１上に設置し、楕円反射鏡１１５の第２焦点（照明光光路としての中間集光点）に略一致するように配置されるＮＤフィルタ１１７は支持プレート４１で支持されるようにした。
【００９５】
また、照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬとの間に相対移動が生じる可能性もあり、これにより、所望の精度が得られなくなる虞がある。そのような場合、照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬの位置関係に関する情報を求める検出装置を設け、求めた位置関係が所定の状態となるように照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬの一方または双方に設けた駆動装置で照明光学系ＩＬまたは投影光学系ＰＬあるいは双方の位置を移動させるようにしてもよい。
【００９６】
本実施形態では、支持プレート４１に照明光学系ＩＬの全てが支持される構成としたが、これに限定されるものではない。代替的に、照明光学系ＩＬの一部のみが支持プレート４１に支持される構成を採用することができる。具体的には、本実施形態では、照明光学系ＩＬが照明光の光路における中間集光点（楕円反射鏡１１５の第２焦点）よりもマスク側に位置する光学素子を含み、これらの光学素子が支持プレート４１に支持される構成を有する。変形例において、照明光学系ＩＬが中間集光点よりも光源側に位置する第１光学素子と、中間集光点よりもマスクＭ側に位置する第２光学素子とを有する場合、第２光学素子を支持プレート４１により吊り下げ支持する構成としてもよい。
【００９７】
代替的又は追加的に、照明光学系ＩＬにおける温度変動を抑えるために、当該照明光学系ＩＬに管体を接続し、温度調整用媒体（冷媒）を供給する構成を採用することができる。これにより、照明光から付与される熱エネルギー及びブラインドＭＢやＮＤフィルタ１１７の駆動に伴って生じる熱により照明光学系ＩＬに温度変化が生じることを抑制でき、さらに投影光学系ＰＬに与える悪影響を排除することが可能になる。
【００９８】
さらに、本実施形態では、照明鏡筒１１０内にブラインドＭＢ、ブラインド駆動装置ＭＤ及びＮＤフィルタ１１７を設ける構成としたが、これに限定されるものではない。代替的に、これらの少なくとも一つを照明鏡筒１１０及び投影光学系ＰＬと分離して設けることにより、これらの作動に伴う振動、温度変動が照明鏡筒１１０及び投影光学系ＰＬに与える悪影響をさらに低減することができる。
【００９９】
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。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０１００】
上記各実施形態の基板（物体）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）、またはフィルム部材等が適用される。また、基板はその形状円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。
【０１０１】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板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（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、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（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板Ｐ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。
【０１０２】
また、例えば米国特許第６，６１１，３１６号に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。
【０１０３】
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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、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。
【０１０４】
また、本実施形態においては、露光光ＥＬがＥＵＶ光である場合を例にして説明したが、露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（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）、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）等を用いることもできる。その場合、第１空間５は必ずしも真空状態に調整される必要はなく、例えば第１空間５を第１のガスで満たすことができる。第１空間５を第１のガスで満たす場合、第１のガスが満たされた第１空間５の環境を維持するために、本実施形態のガスシール機構１０を用いることができる。また、第２部材１６で形成される第２空間１５を第２のガスで満たすことができる。
【０１０５】
また、本発明は、基板ステージ（ウエハステージ）が複数設けられる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）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。
【０１０６】
また、本発明が適用される露光装置は、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。
【０１０７】
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図９は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
【０１０８】
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１０９】
次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロ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。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１１０】
図１０は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
【０１１１】
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１１２】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１１３】
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、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等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等へ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（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等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、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、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等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。
【０１１４】
法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【０１１５】
一の実施形態において、投影光学系が柔構造を有する支持部材によって吊り下げ支持されていることから、フレーム等の構造体からの振動が投影光学系に伝わることを抑制でき、転写パターン像の位置ずれやコントラストの低下を防止することが可能となる。
【０１１６】
また、その実施形態において、投影光学系と照明光学系の少なくとも一部とが上記支持部材によって一体的に支持されているため、構造体に対して投影光学系が相対移動した場合でも、投影光学系と照明光学系の少なくとも一部との相対位置関係を一定に保持することができ、投影光学系と照明光学系との位置ズレに起因する投影特性の低下を抑制することが可能になる。
【０１１７】
別の一の実施形態において、投影光学系が柔構造を有する第１支持部材によって吊り下げ支持されていることから、フレーム等の構造体からの振動が投影光学系に伝わることを抑制できる。
【０１１８】
また、その実施形態において、照明光学系が柔構造を有する第２支持部材によって吊り下げ支持されていることから、フレーム等の構造体からの振動が照明光学系に伝わることを抑制できる。そのため、投影光学系及び照明光学系の双方に対して、フレームから伝わる振動を抑制できるため、これらに位置ズレが生じることを抑制して、転写パターン像の位置ずれやコントラストの低下を防止することが可能となる。
【０１１９】
また、その実施形態において、投影光学系と照明光学系の少なくとも一部とが上記第１支持部材、第２支持部材によって分離されているため、例えば投影光学系、照明光学系のそれぞれが有する駆動機構の作動に起因する振動や熱が伝わって、露光精度に悪影響を与えることを防止できる。
【０１２０】
なお、柔構造は、剛構造と比べて軽量で低価格な構成が可能となるものであって、それにより振動や熱変位の伝達を抑制するという好ましい特性を得ることもできる。従って、投影光学系及び照明光学系に対する振動の影響を小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１２１】
ＡＸ…光軸、  ＥＸ…露光装置、  Ｇ…重心位置（支持中心）、  ＩＬ…照明光学系、  ＭＢ…ブラインド（処理装置）、  Ｐ…基板、  ＰＬ…投影光学系、  ２４…第１フレーム部材（フレーム）、  ３０…支持部材、  ３２…支持装置、  ４１…支持プレート、  １１７…ＮＤフィルタ（処理装置）、  １３０…支持部材（第１支持部材）、  １３２…支持装置（第１の支持装置）、  １３３…支持部材（第２支持部材）、  １３５…支持装置（第２の支持装置）。
【図１】
2009177184.tif 000003
【図２】
2009177184.tif 000004
【図３Ａ】
2009177184.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009177184.tif 000009
【図７】
2009177184.tif 000010
【図８】
2009177184.tif 000011
【図９】
2009177184.tif 000012
【図１０】
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