(57)【要約】【課題】投影光学系を容易に搬入・搬出できる露光装置とその製造方法並びに露光装置のメンテナンス方法を提供する。【解決手段】露光装置の製造方法は、投影光学系を所定の位置に位置決めする位置決め工程と、位置決めが行われた投影光学系を支持する支持工程とを有する。位置決め工程は、位置決めの際に投影光学系を下方から上方に移動させる工程を含む。【選択図】図１
2009147341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系を用いてパターンの像を投影する露光装置の製造方法であって、
前記投影光学系を上方移動させる工程を含み、前記投影光学系を所定の位置に位置決めする工程と、
前記位置決めが行われた前記投影光学系を支持する工程と、を有する露光装置の製造方法。
【請求項２】
前記位置決め工程は、前記投影光学系を下方から支持する工程をさらに含む請求項１記載の露光装置の製造方法。
【請求項３】
前記位置決め工程は、水平方向に走行自在、且つ前記投影光学系を下方から支持する昇降装置を用意する工程をさらに含む請求項２記載の露光装置の製造方法。
【請求項４】
前記支持工程は、柔構造を有し、前記投影光学系を吊り下げて支持する支持部材を用意する工程を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の露光装置の製造方法。
【請求項５】
前記露光装置は、前記パターンの像が投影される基板を保持して移動する基板ステージと、前記投影光学系を支持し、前記基板ステージを収容する収容部が設けられた支持構造体とを有し、
前記位置決め工程では、前記収容部を介して前記投影光学系が上方移動する請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置の製造方法。
【請求項６】
前記位置決め工程は、前記投影光学系が前記収容部を介して上方移動する前に、前記基板ステージを前記収容部から取り出す工程と、前記投影光学系が位置決めされた後に、前記収容部に前記基板ステージを収容する工程と、をさらに含む請求項５記載の露光装置の製造方法。
【請求項７】
前記基板ステージは、該基板ステージ周辺の環境を制御する環境制御装置と一体化された状態で、前記収容部に対して取り出し、収容される請求項６記載の露光装置の製造方法。
【請求項８】
前記投影光学系は、第１部材と第２部材とが協働して駆動力を発生する駆動装置によって駆動され、前記第１部材と前記第２部材の一方は前記投影光学系に設けられ、前記第１部材と前記第２部材の他方は前記一方の部材と対向する位置で、前記支持構造体に対して移動可能な可動部材によって支持され、
前記可動部材と前記支持構造体とを所定の位置関係にすることで前記第１部材と前記第２部材とを対向させる工程をさらに有する請求項５から７のいずれか一項に記載の露光装置の製造方法。
【請求項９】
投影光学系を用いてパターンの像を投影する露光装置のメンテナンス方法であって、
支持部材により支持されている前記投影光学系を下方移動させる工程を含み、前記投影光学系を前記露光装置から取り外す工程、を有する露光装置のメンテナンス方法。
【請求項１０】
前記取り外す工程は、前記投影光学系を下方から支持する工程をさらに含む請求項９記載の露光装置のメンテナンス方法。
【請求項１１】
前記取り外す工程は、水平方向に走行自在、且つ前記投影光学系を下方から支持する昇降装置を用意する工程をさらに含む請求項１０記載の露光装置のメンテナンス方法。
【請求項１２】
前記投影光学系は、柔構造を有する支持部材によって吊り下げられて所定の位置に位置決めされている請求項９から１１のいずれか一項に記載の露光装置のメンテナンス方法。
【請求項１３】
前記露光装置は、前記パターンの像が投影される基板を保持して移動する基板ステージと、前記支持部材を介して前記投影光学系を支持し、前記基板ステージを収容する収容部が設けられた支持構造体とを有し、
前記下方移動の工程は、前記投影光学系を前記収容部に移動させる工程を含む請求項９から１２のいずれか一項に記載の露光装置のメンテナンス方法。
【請求項１４】
前記取り外す工程は、前記投影光学系が前記収容部に移動する前に、前記基板ステージを前記収容部から取り出す工程と、前記収容部に移動した前記投影光学系を水平移動させる工程とをさらに含む請求項１３記載の露光装置のメンテナンス方法。
【請求項１５】
前記基板ステージは、該基板ステージ周辺の環境を制御する環境制御装置と一体化された状態で、前記収容部に対して取り出し、収容される請求項１４記載の露光装置のメンテナンス方法。
【請求項１６】
前記投影光学系は、第１部材と第２部材とが協働して駆動力を発生する駆動装置によって駆動され、前記第１部材と前記第２部材の一方は前記投影光学系に設けられ、前記第１部材と前記第２部材の他方は前記一方の部材と対向する位置で、前記支持構造体に対して移動可能な可動部材によって支持され、
前記水平移動の工程は、前記可動部材と前記支持構造体とを所定の位置関係にして水平移動する前記投影光学系が通過する開口部を形成する工程を含む請求項１３から１５のいずれか一項に記載の露光装置のメンテナンス方法。
【請求項１７】
投影光学系を用いてパターンの像を投影する露光装置であって、
前記投影光学系を支持する支持構造体と、
前記支持構造体に支持された前記投影光学系の位置よりも下方に位置し、それを介して該投影光学系が水平方向に搬出される開口部と、を備える露光装置。
【請求項１８】
前記パターンが形成された面を有するマスクを保持するマスク保持装置と、前記パターンの像が投影される基板を保持する基板保持装置と、をさらに備え、
前記マスク保持装置に保持された前記マスクの前記パターンが形成された面と前記基板保持装置に保持された基板の表面との間の高さ方向の寸法は、前記基板の表面と床部との間の高さ方向の寸法よりも小さい請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記開口部の高さ方向の寸法は、前記投影光学系の高さ方向の寸法よりも大きい請求項１７記載の露光装置。
【請求項２０】
前記投影光学系の高さ方向の寸法は、前記基板の表面と床部との高さ方向の寸法よりも小さい請求項１９記載の露光装置。
【請求項２１】
前記支持構造体は、柔構造を有する支持部材によって前記投影光学系を吊り下げて支持する請求項１７から２０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記基板保持装置は、前記支持構造体に対して前記開口部を介して出し入れ自在である請求項２０記載の露光装置。
【請求項２３】
前記基板保持装置は、該基板保持装置周辺の環境を制御する環境制御装置と一体化された状態で、前記支持構造体に対して出し入れ自在である請求項２２記載の露光装置。
【請求項２４】
前記投影光学系を駆動する駆動装置と、前記支持構造体に対して移動可能な可動部材とをさらに備え、
前記駆動装置は、互いに協働して駆動力を発生する第１部材と第２部材とを有し、前記第１部材と前記第２部材の一方は前記投影光学系に設けられ、前記第１部材と前記第２部材の他方は前記一方の部材と対向する位置で、前記可動部材によって支持されている請求項１７から２３のいずれか一項に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置とその製造方法並びに露光装置のメンテナンス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】
そこで、特許文献１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。
【特許文献１】国際公開第０６／０３８９５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
露光装置の製造時、投影光学系の設置に際し、フレームの上方から投影光学系を挿入しようとすると重量が数トンにも達する投影光学系を支持して移動させるためには、重機等の大がかりな搬送設備が必要になる。そのため、投影光学系の設置に多大な手間とコストがかかる。
【０００７】
さらに、長尺の投影光学系を上方から挿入する際には、露光装置を設置する建屋において、天井の高さを確保しておく必要があり、建屋に対する制約が増す。また、上述したような問題は、投影光学系の設置・位置決めのみならず、メンテナンス等を目的として、露光装置から投影光学系を搬出する際にも同様の問題が生じる可能性がある。
【０００８】
本発明の態様は、投影光学系を容易に搬入・搬出できる露光装置とその製造方法並びに露光装置のメンテナンス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、投影光学系を用いてパターンの像を投影する露光装置の製造方法であって、前記投影光学系を上方移動させる工程を含み、前記投影光学系を所定の位置に位置決めする工程と；前記位置決めが行われた前記投影光学系を支持する工程と；を有する製造方法が提供される。
【００１０】
この露光装置の製造方法によれば、投影光学系を容易に搬入することが可能になる。
【００１１】
本発明の第２態様に従えば、投影光学系を用いてパターンの像を投影する露光装置のメンテナンス方法であって、支持部材により支持されている前記投影光学系を下方移動させる工程を含み、前記投影光学系を前記露光装置から取り外す工程、を有する露光装置のメンテナンス方法が提供される。
この露光装置のメンテナンス方法によれば、投影光学系を容易に搬入・搬出することが可能になる。
【００１２】
本発明の第３態様に従えば、投影光学系を用いてパターンの像を投影する露光装置であって、前記投影光学系を支持する支持構造体と、前記支持構造体に支持された前記投影光学系の位置よりも下方に位置し、それを介して該投影光学系が水平方向に搬出される開口部と、を備える露光装置が提供される。
この露光装置によれば、投影光学系を容易に搬入・搬出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の露光装置とその製造方法並びに露光装置のメンテナンス方法の実施の形態を、図１ないし図１２を参照して説明する。
なお、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。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１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。
【００１５】
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（マスク保持装置）１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ（基板保持装置）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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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１４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。
【００２５】
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空間１５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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
第１空間形成部材７は、第１開口９、第１面１１を有すると共に、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。
【００３３】
また、チャンバ部材１９は、主に投影光学系ＰＬの周囲に空間を形成して、この空間の環境を所定の状態に設定するための第１チャンバ部材４１と、主に基板ステージ２の周囲に空間を形成して、この空間の環境を所定の状態に設定するための第２チャンバ部材（環境制御装置）４２とから構成されている。第１チャンバ部材４１と第２チャンバ部材４２は、内部が互いに気密を保った状態（例えば、減圧雰囲気が前記第１の圧力値となるように）で連結されると共に、互いに分離可能に設けられている。
【００３４】
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。
【００３５】
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る。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。
【００３６】
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。
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。
【００３７】
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。照明光学系ＩＬは、凹面反射鏡１１７、オプティカルインテグレータ１１８、コンデンサー光学系１１９等によって構成されている。凹面反射鏡１１７で反射されたＥＵＶ光（照明光）はほぼ平行光束となり、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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ＡＳ（図２では不図示）が配置されている。
【００４０】
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。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、例えばマスクＭに近接して配置された視野絞り１２１の円弧形状の開口部分（光透過部）を介して、マスクＭを照明する。そして、マスクＭの表面（反射面）上に円弧形状の照明領域を形成する。光源装置３（１１１〜１１６）、照明光学系ＩＬ（１１７〜１１９）、および視野絞り１２１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。
【００４１】
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、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。フランジ２９には、第２フレーム部材３０の下端が着脱自在に接続されている。第２フレーム部材３０の上端は、第２防振システム３１を介して、第１フレーム部材２４の支持部２６と接続されている。第２フレーム部材３０（及び第２防振システム３１）は、柔構造を有する支持部材３２として、周方向に等間隔で例えば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。なお、支持部材３２が鏡筒２８（投影光学系ＰＬ）に対して配置される位置は、３ヶ所で等間隔にする必要はない。例えば、鏡筒２８（投影光学系ＰＬ）の重心位置に基づいて、実質的にこの重心位置で鏡筒２８を支持できるように、前記３ヶ所の配置を決めてもよい。
【００４５】
投影光学系ＰＬは支持部２６の底面から３箇所で支持部材３２（柔構造を有する）を介して吊り下げて支持されている。本実施形態では支持部材３２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３２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３２、及び第２防振システム３１を含んで、投影光学系ＰＬを吊り下げ支持する吊り下げ支持部材が構成されている。
【００４６】
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。
【００４７】
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２６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
【００４８】
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連結部材の長さＬ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３２に吊り下げられるフランジ２９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３２の長さＬ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。
【００４９】
基板ステージ２および定盤ＪＢは、第１空間５内部に配置される。基板ステージ２は、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。
【００５０】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、定盤ＪＢに対して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を移動させる駆動装置（不図示）は、例えば、定盤ＪＢに固定されている。本実施形態においては、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。
【００５１】
また、これら基板ステージ２及び定盤ＪＢは、防振システム２２、第１支持部材２３、及びチャンバ部材４１と分離されたチャンバ部材４２と一体化されたステージユニットとして、Ｙ方向に移動可能となっている。この際の移動手段としては、例えば防振システム２２の駆動を停止させたときに、第１支持部材２３の下面（−Ｚ側の面）に設けられたホバー装置（不図示）の作動により、ベース部材２１に対して浮上させて非接触で移動させる方法を採用することができる。
【００５２】
上述した第１空間形成部材７は、本発明に係るフレームとして、支持部材３２を介して投影光学系ＰＬを支持するとともに、例えば、露光装置ＥＸの平面図において、矩形の頂点位置に配置された４つの支柱部２５で囲まれた第１空間５において、これら基板ステージ２及び定盤ＪＢを収容する収容部５Ａを形成している。この収容部５Ａは、第１空間５における投影光学系ＰＬと床部としてのベース部材２１との間に形成される。また、第１空間形成部材７は、収容部５Ａの＋Ｙ側に、収容部５Ａと連通する開口部５Ｂを形成している。この開口部５Ｂは、＋Ｙ方向に配置された２つの支柱部２５の間に略水平に架設された梁部４３とベース部材２１との間に形成される。この梁部４３は、支柱部２５に対して移動可能に設けられているが、これについては後述する。
【００５３】
露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬのベース部材２１に対するＸＹ位置を微調整するためのアクチュエータ（駆動装置）を備えている。このアクチュエータは複数個(本実施形態では３個)設けられ、それぞれ支持部材３２が鏡筒２８（投影光学系ＰＬ）に対して配置される位置（３箇所）と１対１で対応するように配置されている。
【００５４】
駆動装置としては、投影光学系ＰＬを非接触で駆動するものが好ましいが、特に限定されるものではない。本実施形態では、コイルユニットと磁石ユニットとが協働してローレンツ力を発生させ、これを駆動力に用いるボイスコイルモータを使用している。そして、３個のボイスコイルモータのうち少なくとも１個の固定子４４Ａ（例えば、コイルユニット）は、梁部４３に支持されている。そして、投影光学系ＰＬのフランジ２９には、これに対応するボイルコイルモータの可動子４４Ｂ（例えば、磁石ユニット）が、固定子４４Ａと対向するようにして支持されている。これにより、固定子４４Ａ（コイルユニット）と可動子４４Ｂ（磁石ユニット）とが協働してローレンツ力を発生させる。
【００５５】
ここで、開口部５Ｂの高さ（梁部４３の下面とベース部材２１の上面との間の距離）Ｈは、投影光学系ＰＬの長さ（高さ）ＬＰよりも大きく設定されている。また、開口部５Ｂの高さＨは、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面とベース部材２１との間の高さ方向の長さＬＢよりも大きく設定されている。さらに、マスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面（−Ｚ側の面）と、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面との間の高さ方向の間隔ＬＡは、上記長さＬＢよりも小さく設定されている。
【００５６】
さらにまた、投影光学系ＰＬの長さ（高さ）ＬＰは、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面とベース部材２１との間の高さ方向の長さＬＢよりも小さく設定されている。なお、投影光学系ＰＬを多少傾けてもよいのであれば、上述のような寸法関係に限定されることはない。例えば、開口部５Ｂの高さ（梁部４３の下面とベース部材２１の上面との間の距離）Ｈを、投影光学系ＰＬの長さ（高さ）ＬＰと等しくしたり、僅かに小さく設定してりすることもできる。
【００５７】
開口部５Ｂは、常に露光装置ＥＸに設けられている必要はなく、必要に応じて投影光学系ＰＬが通過できるようになっていればよい。例えば、露光装置ＥＸの所定の部材を取り外すことで開口部が設定されるように構成しておいてもよい。
【００５８】
続いて、上記の露光装置ＥＸにおいて、露光装置ＥＸの製造時を例に、投影光学系ＰＬを、例えば、支持部２６に対して所定の吊り下げ位置で吊り下げ支持する手順について、図１、図６及び図７を参照して説明する。
【００５９】
なお、前記吊り下げ位置は、露光装置ＥＸが製品として成立する際に許容される投影光学系ＰＬの位置であればよく、必ずしも１点に固定されるものではない。例えば、投影光学系ＰＬは、アクチュエータ（駆動装置４４）によってＸＹ平面内（Ｘ方向、Ｙ方向およびθz回り）に所定のストロークで移動できるようになっている。したがって、このストローク内に入るような位置であれば、所定の位置に位置決めされたものと言える。本実施形態では、投影光学系ＰＬを吊り下げ支持するために、前記ストローク内で投影光学系ＰＬと支持部材３２とが接続される位置として説明する。
【００６０】
まず、投影光学系ＰＬの搬送に用いる工具ＪＧについて説明する。
図６に示すように、工具ＪＧは、ベース部材２１上を転動可能な車輪４６を有する基台４５と、基台４５に設けられ、基台４５に対してＺ方向に伸縮する昇降装置４７とを有している。この工具ＪＧは、車輪４６を転動させることにより、ベース部材２１上を走行することができる。ここで、下方から支持するとは、例えば、工具ＪＧのＸＹ面内における重心位置と、投影光学系ＰＬのＸＹ面内における重心位置が互いに近傍である状態といい、フォークリフトのように片持ち部材で投影光学系ＰＬを支持するようなものとは区別されるものである。
【００６１】
そして、昇降装置４７を伸縮させることにより、当該工具ＪＧに支持された投影光学系ＰＬを、例えば前記吊り下げ位置となる高さと、梁部４３と干渉せず開口部５Ｂを通過させる高さとの間で昇降させることができる。
【００６２】
投影光学系ＰＬを吊り下げ支持する際には、チャンバ部材４１、４２を分離しておく。このとき、基板ステージ２、定盤ＪＢ、防振システム２２、第１支持部材２３、チャンバ部材４２からなるステージユニットは、まだ収容部５Ａには配置されていない。そして、図６に示すように、工具ＪＧに投影光学系ＰＬを搭載し、昇降装置４７を縮めた状態にしてベース部材２１上で走行させて、投影光学系ＰＬを収容部５Ａにおける露光位置の直下の位置に位置決めする。
【００６３】
次に、昇降装置４７を伸張させることにより、投影光学系ＰＬを工具ＪＧにより下方から支持した状態で下方から上方へ移動させる。そして、図７に示すように、露光位置に位置決めする（位置決め工程）。そして、吊り下げ位置に移動した投影光学系ＰＬのフランジ２９を第２フレーム部材３０に接続し、投影光学系ＰＬを支持部材３２によって吊り下げ支持させる（支持工程）。この後、駆動装置４４を駆動することにより、投影光学系ＰＬのＸＹ方向の位置を微調整してもよい。このように、投影光学系ＰＬが吊り下げ露光位置で吊り下げ支持されると、前記ステージユニットを収容部５Ａに収容し、チャンバ部材４２をチャンバ部材４１に結合する。これにより、投影光学系ＰＬの設置が完了する。
【００６４】
一方、メンテナンス等により、投影光学系ＰＬを取り外して露光装置ＥＸから搬出する際には、上記と逆の手順を採る。
【００６５】
具体的には、まず、チャンバ部材４１、４２を分離して、基板ステージ２、定盤ＪＢ、防振システム２２、第１支持部材２３、チャンバ部材４２からなるステージユニットをホバー装置等を用いて第１空間形成部材７の収容部５Ａから開口部５Ｂを介して取り出す。次に、ステージユニットが取り出された収容部５Ａ内に工具ＪＧ（投影光学系ＰＬは未搭載）を走行させて搬入した後に、昇降装置４７を上昇させて、工具ＪＧに投影光学系ＰＬを下方から支持するようにする。そして、この状態で、吊り下げ支持されていた投影光学系ＰＬを第２フレーム部材３０から接続を解除する。その結果、投影光学系ＰＬは工具ＪＧに搭載されることになる。
【００６６】
工具ＪＧに投影光学系ＰＬが搭載されたら、昇降装置４７を縮めて投影光学系ＰＬを下方に移動させる。そして、投影光学系ＰＬが梁部４３と干渉しない高さに下降したら、工具ＪＧをＸＹ面（ベース部材２１）上で走行させて投影光学系ＰＬを搭載させたままに収容部５Ａから取り出す。
【００６７】
これにより、一旦、露光装置ＥＸに組み込まれた後でも投影光学系ＰＬのメンテナンス処理等を容易に行うことが可能になる。
【００６８】
なお、メンテナンス処理等が終わり、投影光学系ＰＬを元の吊り下げ支持状態に戻す際は、前述と同様の位置決め工程、支持工程を行なえばよい。
【００６９】
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。
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、ギャップ調整機構３５によって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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態によれば、投影光学系ＰＬを位置決めする際に、その投影光学系ＰＬを下方から上方に移動させるため、投影光学系ＰＬを第１空間形成部材７の上方から挿入するために大がかりな搬送設備を用いる必要がなくなる。その結果、多大な手間とコストがかかることを防止できるとともに、天井の高さを確保する等、露光装置ＥＸを設置する建屋に多くの制約が生じてしまうことを回避できる。また、本実施形態では、投影光学系ＰＬを下方から支持した状態で上方へ移動させるため、安定して、且つ容易に投影光学系ＰＬを移動させることが可能になる。特に、本実施形態では、基板ステージ２が収容される収容部５Ａを介して投影光学系ＰＬを移動させるため、別途、搬送設備を設置するためのスペースを設ける必要がなくなり、省スペース化に寄与できるとともに、コンパクト、且つ操作性に優れた工具ＪＧを用いることが可能になる。その結果、大幅に作業性を向上させることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、メンテナンス処理等のために、投影光学系ＰＬを取り外す際に投影光学系ＰＬを下方に移動させるため、上方から片持ち支持で投影光学系ＰＬを挿入する必要がなく、大がかりな搬送設備が不要になることから、多大な手間とコストがかかることを防止できる。さらに、本実施形態のメンテナンス方法でも、投影光学系ＰＬを下方に移動させる際に、下方から支持するため、安定して投影光学系ＰＬを移動させることが可能になる。特に、本実施形態では、基板ステージ２が収容される収容部５Ａを介して投影光学系ＰＬを移動させるため、別途、搬送設備を設置するためのスペースを設ける必要がなくなり、省スペース化に寄与できるとともに、コンパクト、且つ操作性に優れた工具ＪＧを用いることが可能になり、大幅に作業性を向上させることができる。
【００７５】
（第２実施形態）
続いて、露光装置とその製造方法並びに露光装置のメンテナンス方法の第２実施形態について、図８乃至図１０を参照して説明する。
なお、これらの図において、図１乃至図７に示した第１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、その説明を省略する。
【００７６】
図８及び図９は、図１におけるＡ−Ａ線で断面した平面図である。
本実施形態では、駆動装置４４（３個ある内の１個のみ図示する）の固定子４４Ａが設けられた第１空間形成部材７における梁部（支持フレーム）４３がヒンジ部４８により、残りの第１空間形成部材７に対してＺ軸周りに回転自在に設けられている。すなわち、本実施形態における梁部４３は、第１空間形成部材７に対して開閉自在とされ、図８に示すように、閉じたときには固定子４４Ａを可動子４４Ｂと対向する位置で支持し、図９に示すように、開いたときにはフランジ２９よりも大きな（Ｘ、Ｚ方向の寸法）間口で開口部５Ｂ（収容部５Ａ）を開放する構成となっている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
上記の構成の露光装置ＥＸでは、梁部４３を開くことにより、図１０に示すように、開口部５Ｂの高さＨ’は梁部４３の厚さ分大きくなる。そのため、投影光学系ＰＬを露光装置ＥＸ（収容部５Ａ）から取り出す際、及び投影光学系ＰＬを収容部５Ａに収容する際には、工具ＪＧに投影光学系ＰＬを載置した状態で開口部５Ｂを通過するが、投影光学系ＰＬが梁部４３と干渉しない高さまで昇降装置４７を下降させる必要がなくなる。
【００７８】
従って、本実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、露光装置ＥＸの製造時やメンテナンス時に、投影光学系ＰＬを下方から支持した状態で工具ＪＧにより吊り下げ位置から搬出用位置（開口部を通過させる高さ）まで下方へ移動させる際の移動ストローク、及び投影光学系ＰＬを収容部５Ａへ搬入後に、吊り下げ位置まで上方へ移動させる際の移動ストロークを短くすることが可能になり、製造時間及びメンテナンス時間の短縮化を実現でき、製造効率及び生産効率の向上に寄与できる。
【００７９】
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。
【００８０】
例えば、上記実施形態では、昇降装置４７を有する工具ＪＧを用いて投影光学系ＰＬを下方へ移動、または上方へ移動させる構成としたが、これに限定されるものではなく、フランジ２９で投影光学系ＰＬを吊り下げた状態（上方から支持した状態）で移動させる工具を用いる構成としてもよい。
【００８１】
投影光学系ＰＬは、支持部材３２によって吊り下げ支持されるものとして説明したが、そのような構成に限定されるものでもない。例えば、投影光学系ＰＬのＺ方向の重心位置で支柱部２５によって周囲から保持されるような構成としてもよい。この場合も、投影光学系ＰＬはその支持された位置から下方に移動させて取り外せるように構成されている。また、露光装置ＥＸの製造時も、投影光学系ＰＬを所定の位置に位置決めし、その位置で投影光学系ＰＬを支持するにあたって、位置決めの際に投影光学系ＰＬを下方から上方に移動させるようにする。
【００８２】
また、上記実施形態では、基板ステージ２がチャンバ部材４２と一体化されたステージユニットとして収容部５Ａに対して取り出し・収容される構成としたが、これに限られず、例えば基板ステージ２が定盤ＪＢとともに、取り出し・収容される構成としてもよい。
また、第２空間１５を設けずに、マスクステージ１全体が第１空間５内に配置されるようにしてもよい。
【００８３】
なお、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、基板はその形状が円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
また、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。
【００９０】
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１１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。
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。
【００９１】
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。
【００９２】
図１２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。
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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ヘ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。
【００９５】
少なくとも１つの実施形態において、位置決め工程において投影光学系を位置決めするためには、下方から上方に移動させるため、例えば投影光学系の下方に設置される基板ステージの設置空間から投影光学系を上昇させる。これにより、片持ちで投影光学系を支持するのではなく、例えば両支持や下方から支持した状態での移動が可能になる。また、搬入・搬出の双方で、上方から投影光学系を下方に向けて挿入する場合と比較して、大型の設備が不要になり、小型の工具により容易に投影光学系を所定の位置に位置決めすることができる。また、柔構造は、剛構造と比べて軽量で低価格な構成が可能であり、それによって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、投影光学系に対する振動の影響を小さくすることができる。
【００９６】
また、少なくとも１つの実施形態において、投影光学系を取り外す際に、上方から下方に移動させるため、例えば投影光学系の下方に設置される基板ステージの設置空間に投影光学系を下降させることにより、片持ちで投影光学系を支持するのではなく、例えば両支持や下方から支持した状態での移動が可能になる。そのため、搬入・搬出の双方で、上方から投影光学系を下方に向けて挿入する場合と比較して、大型の設備が不要になり、小型の工具により容易に投影光学系を取り外すことができる。
【００９７】
また、少なくとも１つの実施形態において、支持部材による支持を解除した投影光学系を下方に移動させて取り外すことができるとともに、水平方向に移動させることにより、開口部を介して支持構造体から取り出して搬出することが可能になる。そのため、搬入・搬出の双方で、上方から投影光学系を下方に向けて挿入する場合と比較して、大型の設備が不要になり、小型の工具により容易に投影光学系を取り外して搬出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】第１実施形態に係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】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】投影光学系を露光位置に位置決めする手順を示す図である。
【図７】投影光学系を露光位置に位置決めする手順を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る露光装置を示す平面断面図である。
【図９】第２実施形態に係る露光装置を示す平面断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図１１】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１２】図１１におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
ＥＸ…露光装置、  Ｐ…基板、  ＰＬ…投影光学系、  ２…基板ステージ（基板保持装置）、  ５Ａ…収容部、  ５Ｂ…開口部、  ３２…支持部材、  ４２…チャンバ部材（環境制御装置）、  ７…第１空間形成部材（支持構造体）、  ２１…床部、  ４３…梁部（可動部材）、  ４４…駆動装置、  ４４Ａ…固定子、  ４４Ｂ…可動子、  ４７…昇降装置。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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