(57)【要約】  高スループットを達成しながらもステージの位置を高精度に計測することができるステージ装置、及び当該ステージ装置を備える露光装置を提供する。ステージ装置は、レーザ干渉計からウェハステージ（ＷＳＴ）上に設けられた移動鏡（２６Ｘ，２６Ｙ）に照射されるレーザ光の光路に対して＋Ｚ方向から−Ｚ方向の温調エア（ダウンフロー）を供給する空調装置（２８Ｘ，２８Ｙ）と、レーザ光の光路より下方の空間に−Ｙ方向から＋Ｙ方向の温調エア（下層サイドフロー）を供給する空調装置（２９）とを備える。更に、照射光学系（３３ａ）及び受光光学系（３３ｂ）からなるオートフォーカスセンサの光路に対して温調エアを供給する空調装置（３４）を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤に形成された基準平面上を移動可能に構成されたステージと、当該ステージに前記基準平面と平行な光ビームを照射して前記ステージの位置を計測する干渉計とを備えるステージ装置において、
前記光ビームの光路に対して、前記基準平面と直交する方向に沿って所定の温度に調整された気体を供給する第１空調機構と、
前記光ビームの光路と前記基準平面との間の空間に、前記基準平面に沿って所定の温度に調整された気体を供給する第２空調機構と
を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記第２空調機構は、前記光ビームの光路に交差する方向における前記ステージの幅よりも広い幅で前記気体を供給することを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項３】
前記基準平面上における前記ステージの移動範囲の外側に配置され、前記干渉計の計測結果に基づいて前記ステージを駆動する駆動装置を備え、
前記駆動装置が配置される空間を、少なくとも前記ステージが配置される空間から遮蔽する遮蔽部材を備えることを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項４】
前記ステージは基板を保持する保持面を有し、前記保持面上の空間に所定の温度に調整された気体を供給する第３空調機構を備えることを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項５】
前記第１空調機構から供給される気体の風速は、前記第３空調機構から供給される気体の風速と同等以上であり、前記第３空調機構から供給される気体の風速は、前記第２空調機構から供給される気体の風速と同等以上であることを特徴とする請求項４記載のステージ装置。
【請求項６】
基準平面上の移動範囲内を移動可能に構成されたステージと、当該ステージに前記基準平面と平行な光ビームを照射して前記ステージの位置を計測する干渉計と、前記移動範囲外に配置され当該干渉計の計測結果に基づいて前記ステージを駆動する駆動装置とを備えるステージ装置において、
前記駆動装置が配置される空間を、少なくとも前記ステージが配置される空間から遮蔽する遮蔽部材を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
前記遮蔽部材は、断熱性と柔軟性とを有する薄板状の部材であることを特徴とする請求項６記載のステージ装置。
【請求項８】
前記遮蔽部材で遮蔽された前記駆動装置が配置される空間の気体を排気する排気機構を備えることを特徴とする請求項６記載のステージ装置。
【請求項９】
前記駆動装置を包囲する包囲部材を備え、
前記排気機構は、前記駆動装置が配置された前記包囲部材の内部の空間の気体を排気することを特徴とする請求項８記載のステージ装置。
【請求項１０】
基板を保持する保持面を有し基準平面上を移動するステージを備えるステージ装置において、
前記保持面上の空間に所定の温度に調整された気体を供給する供給機構と、
前記供給機構と対向して設けられ、前記保持面上の気体を吸引する吸気機構と
を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
前記吸気機構は、前記ステージに設けられることを特徴とする請求項１０記載のステージ装置。
【請求項１２】
マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを備え、前記マスクに形成されたパターンを前記基板上に転写する露光装置において、
前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方として請求項１から請求項１１の何れか一項に記載のステージ装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
露光光を照射して基板にパターンを形成する露光装置において、
定盤に形成された基準平面上を、前記基板を保持して移動可能なステージと、
前記基準平面と平行な光ビームを第１方向に沿って前記ステージに対して照射して前記ステージの前記第１方向における位置を計測する第１干渉計と、
前記基準平面と平行な光ビームを第１方向と直交する第２方向に沿って前記ステージに対して照射して前記ステージの前記第２方向における位置を計測する第２干渉計と、
前記光ビームのそれぞれの光路に対して、前記基準平面と直交する方向に沿って所定の温度に調整された気体を供給する第１空調機構と、
前記光ビームの光路と前記基準平面との間の空間に、前記基準平面に沿って前記第１方向と平行に所定の温度に調整された気体を供給する第２空調機構と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
前記第２空調機構は、前記第１方向と平行に気体を供給することを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
前記露光装置は前記基板の走査中に露光を行う走査型露光装置であり、
前記第１方向は、前記走査の方向であることを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第１空調機構は、前記第２空調機構よりも速い流速で気体を供給することを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動可能に構成されたステージを備えるステージ装置、及び当該ステージ装置を備える露光装置に関する。
本願は、２００４年９月１０日に出願された特願２００４−２６３８８２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他の微細なデバイスの製造においては、マスク又はレチクル（以下、これらを総称する場合にはマスクという）に形成されたパターンをウェハ又はガラスプレート等（以下、これらを総称する場合には、基板という）に転写する露光装置が用いられる。一般に、デバイスは基板上に複数層のパターンを重ねて形成して製造されるため、投影光学系ＰＬを介して基板上に投影されるマスクのパターンの像と基板上に既に形成されているパターンとを精密に重ね合わせる必要がある。【０００３】
このため、マスクを保持するマスクステージ及び基板を保持する基板ステージには、各々のステージの位置を検出するレーザ干渉計が設けられている。レーザ干渉計は、レーザ光等の高コヒーレントな測定光を基板ステージ又はマスクステージに設けられた移動鏡に照射するとともに高コヒーレントな参照光を位置が固定された固定鏡に照射し、移動鏡で反射された測定光と固定鏡で反射された参照光とを干渉させて得られる干渉光を検出して基板ステージ又はマスクステージの位置を検出するものであり、例えば０．１〜１ｎｍ程度の高分解能を有する。【０００４】
レーザ干渉計は、環境温度の変動又は空気の揺らぎがあると、測定光の光路長又は参照光の光路長が変化するため検出精度が悪化する。かかる検出精度の悪化を防止して高い検出精度を維持するために、測定光及び参照光の光路全体を均一温度に維持するとともに、均一流速に維持する空調装置が用いられる。例えば、以下の特許文献１には、測定光の光路の上方向から光路の下方向へ向けて温度が調整された気体を供給する空調装置が開示されている。【０００５】
また、露光装置は、投影光学系の像面に基板表面を合わせ込むために、基板を保持する基板ステージ上面の上下方向における位置及び基板ステージ上面の傾斜（基板ステージの姿勢）を検出するオートフォーカスセンサ（ＡＦセンサ）を備えている。このＡＦセンサも、基板ステージ上面に対して斜め方向から基板ステージ上の少なくとも１点に検出ビームを照射し、その反射光を検出して基板ステージの上下方向における位置及び傾斜を検出するセンサである。こため、ＡＦセンサも環境温度の変動又は空気の揺らぎがあると検出精度が悪化してしまう。【０００６】
以下の特許文献２には、直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）に沿って設定された測定光の光路の各々に対して斜め方向（Ｘ方向及びＹ方向に対して４５°をなす方向から）から温度が調整された空気を測定光の光路と基板ステージ上（ＡＦセンサからの検出ビームの光路）とに供給する空調装置が開示されている。更に、以下の特許文献３には、直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）に沿って設定された測定光の光路及び基板ステージを含む空間全体に亘って温度が調整された気体を一方向（例えばＸ方向）から供給する空調装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１−１８００２号公報
【特許文献２】特開平９−２２１２１号公報
【特許文献３】特開平９−８２６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年においては、スループット（単位時間に露光処理することができる基板の枚数）の向上が要求されており、この要求に応えるべくステージの最高速度が引き上げられている。また、基板に転写するパターンの微細化に伴って従来よりも高い重ね合わせ精度が要求されているため、レーザ干渉計及びＡＦセンサの検出精度を更に高める必要がある。【０００８】
しかしながら、ステージの最高速度を引き上げるとステージを駆動する駆動用モータの発熱量が増大して測定光等の光路において空気揺らぎが生じ、その結果としてレーザ干渉計の検出精度が低下するという問題が生じてきた。また、ステージの最高速度が引き上げられると、ステージの移動によるステージ周囲の空気の攪拌量が増大して測定光等の光路に混入する空気の量が増えてしまう。この空気は空調装置から供給される空気との温度差があるため、測定光等の光路において空気揺らぎが生じ、その結果としてレーザ干渉計の検出精度が低下するという問題が生じてきた。【０００９】
前述した特許文献１に開示された空調装置は、ステージ周辺に設けられた熱源による空気揺らぎの影響を測定光等の光路において排除するには優れていた。しかしながら、上述した原因で測定光等の光路において空気揺らぎが生じ、また要求される検出精度が向上したため、空気の供給量を増大しても必要とされる検出精度を維持することができなくなってきた、これは、ＡＦセンサについて同様である。【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高スループットを達成しながらもステージの位置を高精度に計測することができるステージ装置、及び当該ステージ装置を備え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】
【００１１】
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。
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によるステージ装置は、基準平面（ＢＰ）上の移動範囲内を移動可能に構成されたステージ（２５、ＷＳＴ）と、当該ステージに前記基準平面と平行な光ビームを照射して前記ステージの位置を計測する干渉計（２７、２７Ｘ、２７Ｙ）とを備えるステージ装置において、前記光ビームの光路に対して、前記基準平面と直交する方向に沿って所定の温度に調整された気体を供給する第１空調機構（２８Ｘ、２８Ｙ）と、前記光ビームの光路と前記基準平面との間の空間に、前記所定平面に沿って所定の温度に調整された気体を供給する第２空調機構（２９）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、干渉計から射出される光ビームの光路に対して第１空調装置から基準平面と直交する方向に沿って所定の温度に調整された気体が供給されるとともに、第２空調装置から光ビームの光路と基準平面との間の空間に所定平面に沿って所定の温度に調整された気体が供給される。
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によるステージ装置は、基準平面（ＢＰ）上の移動範囲内を移動可能に構成されたステージ（２５、ＷＳＴ）と、当該ステージに前記基準平面と平行な光ビームを照射して前記ステージの位置を計測する干渉計（２７、２７Ｘ、２７Ｙ）と、前記移動範囲外に配置され当該干渉計の計測結果に基づいて前記ステージを駆動する駆動装置（３８ａ、３８ｂ）とを備えるステージ装置において、前記駆動装置が配置される空間を、少なくとも前記ステージが配置される空間から遮蔽する遮蔽部材（３９ａ、３９ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ、４５ａ〜４８ａ、４５ｂ〜４８ｂ）を備えることを特徴としている。
この発明によると、遮蔽部材によって、駆動装置が配置される空間がステージが配置される空間から遮蔽される。
上記課題を解決するために、本発明の第３の観点によるステージ装置は、基板（Ｗ）を保持する保持面を有し基準平面上を移動するステージ（２５、ＷＳＴ）を備えるステージ装置において、前記保持面上の空間に所定の温度に調整された気体を供給する供給機構（３４）と、前記供給機構と対向して設けられ、前記保持面上の気体を吸引する吸気機構（３５）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、供給機構からステージの保持面上に供給された所定の温度に調整された気体は、吸気機構により吸引される。
本発明の露光装置は、マスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（ＲＳＴ）と、基板（Ｗ）を保持する基板ステージ（ＷＳＴ）とを備え、前記マスクに形成されたパターンを前記基板上に転写する露光装置（ＥＸ）において、前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方として上記の何れかに記載のステージ装置を備えることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点による露光装置は、露光光を照射して基板（Ｗ）にパターンを形成する露光装置（ＥＸ）において、定盤（２３）に形成された基準平面（ＢＰ）上を、前記基板を保持して移動可能なステージ（ＷＳＴ）と、前記基準平面と平行な光ビームを第１方向（Ｙ軸方向）に沿って前記ステージに対して照射して前記ステージの前記第１方向における位置を計測する第１干渉計（２７Ｙ）と、前記基準平面と平行な光ビームを第１方向と直交する第２方向（Ｘ軸方向）に沿って前記ステージに対して照射して前記ステージの前記第２方向における位置を計測する第２干渉計（２７Ｘ）と、前記光ビームのそれぞれの光路に対して、前記基準平面と直交する方向に沿って所定の温度に調整された気体を供給する第１空調機構（２８Ｙ、２８Ｘ）と、前記光ビームの光路と前記基準平面との間の空間に、前記基準平面に沿って前記第１方向と平行に所定の温度に調整された気体を供給する第２空調機構（２９）とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、干渉計から射出される光ビームの光路に対して基準平面と直交する方向に沿って所定の温度に調整された気体が供給されるとともに、第２空調装置から光ビームの光路と基準平面との間の空間に所定平面に沿って所定の温度に調整された気体が供給されるため、光ビームの光路と基準平面との間の空間の空気の淀みを排することができ、ステージが高速移動してステージの移動方向における両端部において圧力差が生じた場合であっても温調されていない空気が光ビームの光路に混入するのを防止又は低減することができるため干渉計の検出精度の悪化を招くことはない。その結果として、ステージの位置を高精度に計測することができる。
また、本発明によれば、遮蔽部材によって駆動装置が配置される空間とステージが配置される空間とが遮蔽されるため、ステージの最高速度が高く設定されて駆動装置から発せられる熱量が増大しても、駆動装置から発せられる熱により熱せられた空気がステージが配置される空間に混入するのを防止することができる。これにより、ステージの位置を高精度に計測することができる。
また、本発明によれば、供給機構からステージの保持面上に供給された所定の温度に調整された気体を吸気機構により吸引しているため、ステージを移動させたときにステージ上に巻き上げられた温調されていない空気を直ちに吸気することができる。これにより、例えばステージの上方に設けられ、ステージの姿勢（保持面の傾斜）を検出するセンサの検出精度の悪化を防止することができる。
更に、本発明によれば、マスク及び基板の位置及び姿勢を高精度に検出することができるため、露光精度（重ね合わせ精度等）を向上させることができる。この結果として、所期の機能を有するデバイスを高い歩留まりで、且つ項スループットで効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による露光装置の全体構成を模式的に示す側面図である。
【図２】ウェハステージの概略構成を示す斜視図である。
【図３Ａ】ウェハステージの速度向上に伴って生ずるレーザ干渉計の検出精度悪化を説明するための図である。
【図３Ｂ】ウェハステージの速度向上に伴って生ずるレーザ干渉計の検出精度悪化を説明するための図である。
【図４Ａ】ダウンフローと下層サイドフローとを併用して得られる効果を説明するための図である。
【図４Ｂ】ダウンフローと下層サイドフローとを併用して得られる効果を説明するための図である。
【図５】空調装置からウェハステージ上に供給される空調エアを説明するための図である。
【図６Ａ】吸気装置の配置例を示す図である。
【図６Ｂ】吸気装置の配置例を示す図である。
【図７】ウェハステージの概略構成を示す正面図である。
【図８Ａ】遮蔽部材の変形例を模式的に示す図である。
【図８Ｂ】遮蔽部材の変形例を模式的に示す図である。
【図８Ｃ】遮蔽部材の変形例を模式的に示す図である。
【図８Ｄ】遮蔽部材の変形例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
２５    試料台（ステージ）  ２７，２７Ｘ  レーザ干渉計（干渉計）  ２８Ｘ，２８Ｙ空調装置（第１空調機構）  ２９    空調装置（第２空調機構）  ３４    空調装置（供給機構、第３空調機構）  ３５    吸気装置（吸気機構）  ３８ａ，３８ｂリニアモータ（駆動装置）  ３９ａ，３９ｂ遮蔽箱（遮蔽部材、包囲部材）  ４１ａ，４１ｂ吸気装置（排気機構）  ４２ａ，４２ｂ遮蔽シート（遮蔽部材）  ４３ａ，４３ｂ遮蔽板（遮蔽部材）  ４４ａ，４４ｂ吸気装置（排気機構）  ４５ａ，４５ｂ遮蔽板（遮蔽部材）  ４６ａ，４６ｂ遮蔽シート（遮蔽部材）  ４７ａ，４７ｂ遮蔽シート（遮蔽部材）  ４８ａ，４８ｂ遮蔽板（遮蔽部材）  ＢＰ    基準平面  ＥＸ    露光装置  Ｒ    レチクル（マスク）  ＲＳＴ  レチクルステージ（マスクステージ）  Ｗ    ウェハ（基板）  ＷＳＴ  ウェハステージ（ステージ、基板ステージ）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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全体構成を模式的に示す側面図である。図１に示す露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬに対してマスクとしてのレチクルＲと基板としてのウェハ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投影光学系ＰＬを介してウェハＷ上のショット領域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。【００１６】
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中に示すＸＹＺ直交座標系は、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定されている。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウェハ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。【００１７】
図１に示す通り、露光装置ＥＸは、光源ＬＳ、照明光学系ＩＬＳ、マスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及び基板ステージとしてのウェハステージＷＳＴを含んで構成されている。また、露光装置ＥＸは、本体フレームＦ１０と基礎フレームＦ２０とを備えており、上記のレチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬは本体フレームＦ１０に保持され、本体フレームＦ１０及びウェハステージＷＳＴは基礎フレームＦ２０に保持されている。【００１８】
光源ＬＳは、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）である。尚、光源ＬＳとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光源以外に、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（波長１４６ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプ、ＹＡＧレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。【００１９】
照明光学系ＩＬＳは、光源ＬＳから射出されたレーザ光の断面形状を整形するとともに、その照度を均一化した照明光でレチクルＲを照明する。この照明光学系ＩＬＳはハウジング１１を備えており、この内部には所定の位置関係で配置されたオプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ、開口視野絞り、レチクルブラインド、リレーレンズ系、光路折り曲げ用ミラー、コンデンサレンズ系等からなる光学部品を備える。この照明光学系ＩＬＳは、本体フレームＦ１０を構成する第２架台ｆ１２の上面に固定された上下方向に伸びる照明系支持部材１２によって支持される。【００２０】
また、露光装置ＥＸ本体の側部（−Ｘ方向側）には、露光装置ＥＸ本体と分離されて、振動の伝達がないように設置された光源ＬＳと照明光学系分離部１３とが配置されている。照明光学系分離部１３は、光源ＬＳから射出されたレーザ光を照明光学系ＩＬＳに導くものである。これにより、光源ＬＳから射出されたレーザ光は、照明光学系分離部１３を介して照明光学系ＩＬＳに入射されて、その断面形状が整形されるとともに照度分布がほぼ均一にされて照明光としてレチクル上に照射される。【００２１】
レチクルステージＲＳＴは、本体フレームＦ１０を構成する第２架台ｆ１２の上面に不図示の非接触ベアリング（例えば、気体静圧軸受け）を介して浮上支持される。このレチクルステージＲＳＴは、レチクルＲを保持するレチクル微動ステージと、レチクル微動ステージと一体に走査方向であるＹ方向に所定ストロークで移動するレチクル粗動ステージと、これらのステージを駆動するリニアモータと含んで構成される。レチクル微動ステージには、矩形開口が形成されており、開口周辺部に設けられたレチクル吸着機構によりレチクルが真空吸着等により保持される。また、第２架台ｆ１２上の端部には、レーザ干渉計（不図示）が設けられており、レチクル微動ステージのＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、及びＺ軸周りの回転角が高精度に検出されている。このレーザ干渉系の計測結果に基づいて微動ステージの位置、姿勢、及び速度が制御される。【００２２】
また、レチクルステージＲＳＴに対してレチクルアライメント系１４が設けられている。レチクルアライメント系１４は、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲに形成されている位置計測用マーク（レチクルマーク）を観察するアライメント光学系と撮像装置とをベース部材上に配置して構成されている。このベース部材は、非走査方向であるＸ方向に沿ってレチクルステージＲＳＴを跨ぐようにレチクルステージＲＳＴの上方に設けられて第２架台ｆ１２上に支持される。【００２３】
レチクルアライメント系１４に設けられるベース部材には、照明光学系ＩＬＳから射出された照明光を透過させる矩形開口が形成されており、この開口を介して照明光学系ＩＬＳから射出された照明光がレチクルＲに照射される。尚、このベース部材は、レチクルステージＲＳＴが備えるリニアモータへの電磁気的影響を考慮して、非磁性材料、例えばオーステナイト系ステンレスで構成されている。【００２４】
投影光学系ＰＬは、レチクルＲに形成されたパターンの像を所定の投影倍率β（βは、例えば１／５）でウェハＷ上に縮小投影する。この投影光学系ＰＬは、例えば物体面側（レチクル側）と像面側（ウェハ側）の両方がテレセントリックである。レチクルＲに照明光学系ＩＬＳからの照明光（パルス光）が照射されると、レチクルＲ上に形成されたパターン領域のうちの照明光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、そのパターンの部分倒立像が照明光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の視野中央にＸ方向に細長いスリット状又は矩形状（多角形）に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウェハＷ上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。【００２５】
投影光学系ＰＬの外周には、投影光学系ＰＬを支持するためにフランジ１５が設けられている。このフランジ１５は、投影光学系ＰＬの設計上の制約から、投影光学系ＰＬの重心よりも下方に配置される。また、微細パターンの要求により、投影光学系ＰＬの像面側の開口数ＮＡは、例えば、０．９以上に増大しつつあり、それに伴い、投影光学系ＰＬの外径、重量が大型化している。この投影光学系ＰＬは、本体フレームＦ１０を構成する第１架台ｆ１１に設けられた穴部１６に挿入されて、フランジ１５を介して支持される。【００２６】
投影光学系ＰＬを支持する第１架台ｆ１１上にレチクルステージＲＳＴ等を支持する第２架台ｆ１２が接続されて本体フレームＦ１０が構成されている。この本体フレームＦ１０は、防振ユニット１７ａ，１７ｂ，１７ｃ（図１においては、防振動ユニット１７ｃの図示を省略している）を介して基礎フレームＦ２０上に支持されている。ここで、防振ユニット１７ａ〜１７ｃは、基礎フレームＦ２０をなす上部フレームｆ２２の上の三箇所の端部に配置され、内圧が調整可能なエアマウントとボイスコイルモータとが基礎フレームＦ２０の上部フレームｆ２２上に並列に配置された構成になっている。これらの防振ユニットによって、基礎フレームＦ２０を介して本体フレームＦ１０に伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。【００２７】
基礎フレームＦ２０は、下部フレームｆ２１と上部フレームｆ２２とから構成される。
下部フレームｆ２１は、ウェハステージＷＳＴを戴置する床部１８と、床部１８の上面から上方向に所定の長さで伸びる支柱１９とから構成される。床部１８と支柱１９とは、締結手段等で連結される構造ではなく、一体に形成される。上部フレームｆ２２は、支柱１９と同数の支柱２０と、その支柱２０同士をそれらの上部において連結する梁部２１とを備える。支柱２０と梁部２１とは、締結手段等で連結される構造ではなく、一体に形成される。以上の支柱１９と支柱２０とが、ボルト等により締結される。これにより、基礎フレームＦ２０は、所謂ラーメン構造となり剛性を向上させることができる。以上の構成の基礎フレームＦ２０は、クリーンルーム等の床面ＦＬ上に足部２２を介して略水平に載置される。【００２８】
ウェハステージＷＳＴは、基礎フレームＦ２０の内部であって、下部フレームｆ２１上にウェハ定盤２３を介して載置される。ウェハ定盤２３にはＸＹ平面に沿った基準平面ＢＰが形成されている。ウェハステージＷＳＴはこの基準平面ＢＰ上に載置され、基準平面ＢＰに沿って所定の移動範囲内を２次元移動することができる。このウェハ定盤２３は、防振ユニット２４ａ，２４ｂ，２４ｃ（図１においては防振ユニット２４ｃの図示を省略している）を介してほぼ水平に支持されている。ここで、防振ユニット２４ａ〜２４ｃは、例えばウェハ定盤２３の三箇所の端部に配置され、内圧が調整可能なエアマウントとボイスコイルモータとが基礎フレームＦ２０をなす下部フレームｆ２１上に並列に配置された構成になっている。これらの防振ユニットによって、基礎フレームＦ２０を介してウェハ定盤２３に伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。【００２９】
また、ウェハステージＷＳＴの上部には、ウェハステージＷＳＴと一体的に設けられウェハＷを吸着保持する試料台２５が設けられている。この試料台２５は、ウェハのレベリング及びフォーカシングを行うためにウェハＷをＺ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、及びθｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）の３自由度方向に微小駆動する。また、ウェハステージＷＳＴには、例えばリニアモータ等の駆動装置（図１では図示省略）が設けられており、このリニアモータによってウェハステージＷＳＴがＹ方向に連続移動するとともに、Ｘ方向及びＹ方向にステップ移動する。更に、ウェハステージＷＳＴには、ステージの駆動時に発生する反力をキャンセルするため、ウェハステージＷＳＴの移動方向とは反対方向に移動するカウンタマス（図示省略）が配設されている。【００３０】
ウェハステージＷＳＴに設けられる試料台２５の上部の一端には移動鏡２６が取り付けられており、上述した投影光学系ＰＬには不図示の固定鏡が取り付けられている。レーザ干渉計２７は、移動鏡２６及び不図示の固定鏡にレーザ光を照射してウェハステージＷＳＴのＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、及びＺ軸周りの回転角を高精度に検出する。このレーザ干渉系は、偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光のレーザ光を２つに分岐し、一方のレーザ光を移動鏡２６に照射するとともに、他方のレーザ光を不図示の固定鏡に照射すし、移動鏡２６及び固定鏡の各々で反射されたレーザ光を干渉させて得られる干渉光を検出してウェハステージＷＳＴの位置情報を得る。【００３１】
尚、図１では図示を簡略化しているが、移動鏡２６はＸ軸に対して垂直な鏡面を有する移動鏡２６Ｘ及びＹ軸に対して垂直な鏡面を有する移動鏡２６Ｙから構成されている（図２参照）。また、レーザ干渉計２７は、Ｙ軸に沿って移動鏡２６にレーザビームを照射する２個のＹ軸用のレーザ干渉計及びＸ軸に沿って移動鏡２６にレーザビームを照射する２個のＸ軸用のレーザ干渉計より構成され、Ｙ軸用の１個のレーザ干渉計及びＸ軸用の１個のレーザ干渉計によりウェハステージＷＳＴのＸ座標及びＹ座標が計測される。また、他のＸ軸又はＹ軸用のレーザ干渉計によりウェハステージＷＳＴのＸ軸周りの回転が計測される。更に、これらのレーザ干渉計によりウェハステージＷＳＴのＸ軸周りの回転及びＹ軸周りの回転が計測される。尚、図１に示すレーザ干渉計は、Ｙ軸に対して垂直な鏡面を有する移動鏡２６Ｙにレーザ光を照射するレーザ干渉計２７Ｙである。【００３２】
また、レーザ干渉計２７から射出されるレーザ光の光路の上方（＋Ｚ方向）には、第１空調機構としての空調装置２８Ｘ，２８Ｙが配置されている。この空調装置２８Ｘ，２８Ｙは、レーザ干渉計２７から移動鏡２６及び不図示の固定鏡に照射されるレーザ光の光路に対して上方向（＋Ｚ方向）から下方向（−Ｚ方向）へ向けて一定温度の温調エアを一定流速で供給するものである。尚、以下の説明においては、空調装置２８Ｘ，２８Ｙがレーザ光の光路に対して上方向（＋Ｚ方向）から下方向（−Ｚ方向）へ向けて供給する温調エアをダウンフローという。このダウンフローは、例えば設定温度に対して±０．００５℃以内に温調されている。【００３３】
また、ウェハステージＷＳＴの−Ｙ方向には、第２空調機構としての空調装置２９が設けられている。この空調装置２９は、レーザ干渉計２７から移動鏡２６に照射されるレーザ光の光路とウェハ定盤２３との間の空間に−Ｙ方向から＋Ｙ方向に向けて一定温度の温調エアを一定流速で供給する。尚、以下の説明においては、空調装置２９がレーザ光の光路とウェハ定盤２３との間の空間に−Ｙ方向から＋Ｙ方向に向けて供給する温調エアを下層サイドフローという。空調装置２９から供給される下層サイドフローは、例えば設定温度に対して±１／１００℃以内に温調されている。【００３４】
尚、図１においては図示を省略しているが、本実施形態の露光装置は、投影光学系ＰＬの側方にオフ・アクシス方式のウェハ・アライメントセンサを備えている。このウェハ・アライメントセンサは、ＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のアライメントセンサであって、例えばハロゲンランプから射出される広帯域波長の光束を検知ビームとしてウェハＷ上に照射し、ウェハＷから得られる反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子で撮像し、得られた画像信号を画像処理することでウェハＷに形成された位置計測用マーク（アライメントマーク）のＸ方向及びＹ方向における位置情報を計測するものである。【００３５】
また、投影光学系ＰＬの側面には、ウェハＷのＺ軸方向の位置及びＸ軸及びＹ軸周りの回転を検出する斜入射方式のオートフォーカスセンサ（ＡＦセンサ）が設置されている。このＡＦセンサは、ウェハＷ上においてレチクルＲの像が投影される露光領域内の予め設定された複数の計測点にスリット像を投影する照射光学系３３ａ（図２参照）と、それらスリット像からの反射光を受光してそれらスリット像を再結像し、これら再結像されたスリット像の横ずれ量に対応する複数のフォーカス信号を生成する受光光学系３３ｂとから構成される。各検出点におけるスリット像の横ずれ量により、ウェハＷのＺ軸方向の位置及びＸ軸及びＹ軸周りの回転が検出される。【００３６】
また、露光装置ＥＸの＋Ｙ方向には、レチクルローダ３０、ウェハローダ３１、制御系（不図示）等が配置されている。レチクルローダ３０及びウェハローダ３１等の＋Ｙ方向にウェハＷに対してフォトレジストを塗布するコータと露光処理ＥＸにより露光処理を終えたウェハＷの現像処理を行うディベロッパからなるコータディベロッパが配置される場合がある。【００３７】
次に、空調装置２８Ｘ，２８Ｙ，２９について詳細に説明する。図２は、ウェハステージＷＳＴの概略構成を示す斜視図である。尚、図２においては、図１に示す部材と同一の部材について同一の符号を付してある。図２に示す通り、ウェハ定盤２３は防振ユニット２４ａ，２４ｂ，２４ｃを介してほぼ水平に支持されており、このウェハ定盤２３上には、その上面（基準平面ＢＰ）の所定の移動範囲内を移動するウェハステージＷＳＴが設けられている。このウェハステージＷＳＴ内にはリニアモータが設けられており、ウェハステージＷＳＴはリニアモータの駆動によってＸガイドバー３２に沿ってＸ方向に移動する。【００３８】
図２に示す通り、空調装置２８ＸはウェハステージＷＳＴ上の試料台２５に設けられた移動鏡２６Ｘに照射されるレーザ光の光路の上方に配置されており、空調装置２８Ｙは移動鏡２６Ｙに照射されるレーザ光の光路の上方に配置されている。空調装置２８Ｘは、レーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｘ及び不図示の固定鏡に照射されるレーザ光の光路に対して、例えば設定温度に対して±０．００５℃以内に温調したダウンフローを一定流速で供給する。また、空調装置２８Ｙは、レーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｙ及び不図示の固定鏡に照射されるレーザ光の光路に対して、例えば設定温度に対して±０．００５℃以内に温調したダウンフローを一定流速で供給する。【００３９】
空調装置２９は、Ｘ方向の長さがほぼウェハステージＷＳＴのＸ方向の移動可能範囲の長さに設定されており、これにより空調装置２９からの下層サイドフローは、レーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｘ，２６Ｙに照射されるレーザ光の光路とウェハ定盤２３との間の空間においてウェハステージＷＳＴのＸ方向の幅よりも広い幅で供給される。この空調装置２９は、この空間にほぼ平行に＋Ｙ方向へ下層サイドフローを供給する。空調装置２８Ｘ，２８Ｙ及び空調装置２９はダクトＤを介して供給される空気を個別に温調してダウンフロー及び下層サイドフローをそれぞれ生成する。【００４０】
上記の空調装置２８Ｘによって、レーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｘ及び不図示の固定鏡に照射されるレーザ光の光路に対しては、光路に対してほぼ直交する方向からダウンフローが供給される。また、上記の空調装置２８Ｙによって、レーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｘ及び不図示の固定鏡に照射されるレーザ光の光路に対しては、光路に対してほぼ直交する方向からダウンフローが供給される。また、上記の空調装置２９によって、レーザ光の光路とウェハ定盤２３の基準平面ＢＰとの間の空間に、基準平面ＢＰに沿って（本実施形態ではＹ方向に沿って）下層サイドフローが供給される。【００４１】
ここで、空調装置２８Ｘ，２８Ｙはレーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｘ，２６Ｙ及び不図示の固定鏡に照射されるレーザ光の光路に対してダウンフローを供給することで、ウェハステージＷＳＴの周囲に設けられた熱源（例えば、リニアモータ）から発せられる熱による空気揺らぎによる検出精度の低下を防止するために設けられている。しかしながら、ウェハステージＷＳＴの最高速度が引き上げられると、検出精度の悪化が引き起こされる場合が生ずる。【００４２】
図３Ａ及び３Ｂは、ウェハステージＷＳＴの速度向上に伴って生ずるレーザ干渉計の検出精度悪化を説明するための図であって、図３ＡはウェハステージＷＳＴの側面図であり、図３ＢはウェハステージＷＳＴの平面図である。尚、図３Ａ及び３Ｂにおいては、ウェハステージＷＳＴ、レーザ干渉計２７、及び空調装置２８Ｙを模式的に図示している。図３Ａに示す通り、ウェハステージＷＳＴが＋Ｙ方向に移動したとすると、ウェハステージＷＳＴの進行方向側（ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ側）に陽圧が生じ、逆にウェハステージＷＳＴの−Ｙ側に負圧が生ずる。尚、図３Ａにおいては、負圧が生ずる領域Ａ１に斜線を付して図示している。この領域Ａ１はウェハステージＷＳＴの最高速度が高くなるにつれＹ方向に延びることになる。【００４３】
ウェハステージＷＳＴのＹ方向における両端側で圧力差が生ずると、図３Ｂに示す通り、陽圧が生じたウェハステージＷＳＴの＋Ｙ側の空気が、負圧が生じたウェハステージＷＳＴの−Ｙ側に混入してしまう。尚、図３Ｂ中に斜線を付して示した領域Ａ２は、ダウンフローが供給される領域を模式的に示す領域である。ここで、ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ側には空調装置が設けられていないため、ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ側の空気は温調されていない空気である。このため、ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ側の温調されていない空気がウェハステージＷＳＴの−Ｙ側の空調装置２８Ｙによって温調された空気と混じり合って温度差による空気揺らぎが生じ、その結果としてレーザ干渉計２８Ｙの検出精度が悪化する。【００４４】
また、ウェハステージＷＳＴが−Ｙ方向に移動したとすると、上記とは逆の現象が生じてウェハステージＷＳＴの−Ｙ側に陽圧が生じ、ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ側に負圧が生ずる。ウェハステージＷＳＴの−Ｙ側には空調装置２８Ｙが設けられているため、ウェハステージＷＳＴの−Ｙ側の空気は下方向（−Ｚ方向）に押さえつけられてウェハステージＷＳＴの側部を介してウェハステージＷＳＴの＋Ｙ側の負圧が生じた領域に流入することになる。【００４５】
しかしながら、ウェハステージＷＳＴの−Ｙ方向への移動速度がダウンフローの流速に近いと、ウェハステージＷＳＴの−Ｙ側に混入した温調されていない空気の一部はウェハステージＷＳＴの−Ｙ側の端部に押さえつけられて残留してしまう。つまり、レーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｙに照射されるレーザ光の光路の大部分は空調装置２８Ｙから供給されるダウンフローが供給されるものの、移動鏡２６Ｙの付近に温調されていない空気が残留し、これによりレーザ干渉計２７の検出精度が悪化する。また、上記の通り、ウェハステージＷＳＴが＋Ｙ方向に移動する場合に、ウェハステージＷＳＴの最高速度が高くなるにつれて負圧が生ずる領域Ａ１がＹ方向に延びるため、ウェハステージＷＳＴが−Ｙ方向に移動する場合もウェハステージＷＳＴの−Ｙ側の端部に残留する温調されていない空気の量も多くなる。【００４６】
本実施形態の露光装置ＥＸは、空調装置２８Ｘ，２８Ｙと空調装置２９とを併設することにより、レーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｘ，２６Ｙに対して照射されるレーザ光及び不図示の固定鏡に照射される光路に対してダウンフローを供給し、レーザ光の光路よりも下の空間に下層サイドフローを供給することで以上の問題点を解消している。なお、ここで、レーザー光路よりも下の空間に気体を供給することとしたのは、ダウンフローが行われているレーザー光の光路にサイドフローで更に気体を供給すると光路中の気流を乱してしまい、却って干渉計の計測精度を悪化させてしまうおそれがあるからである。図４Ａ及び４Ｂは、ダウンフローと下層サイドフローとを併用して得られる効果を説明するための図であって、図４ＡはウェハステージＷＳＴの側面図であり、図４ＢはウェハステージＷＳＴの平面図である。尚、図４Ａ及び４Ｂにおいては、ウェハステージＷＳＴ、レーザ干渉計２７、及び空調装置２８Ｙを模式的に図示している。尚、図４Ｂ中に斜線を付して示した領域Ａ２は、ダウンフローが供給される領域を模式的に示す領域である。【００４７】
図４Ａ及び４Ｂに示す通り、空調装置２９からの下層サイドフローは、レーザ干渉計２７から移動鏡２６Ｙに照射されるレーザ光の光路の下方の空間であって、ウェハステージＷＳＴのＸ方向におけるウェハステージＷＳＴのＸ方向の幅よりも広い幅で供給される。このため、ウェハステージＷＳＴ周辺の淀んだ空気は＋Ｙ方向に吹き飛ばされる。これにより、ウェハステージＷＳＴが＋Ｙ方向へ移動した場合に、ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ側に陽圧が生じて−Ｙ側に負圧が生じたとしても、ウェハステージＷＳＴの側部を介して−Ｙ側に回り込む空気は下層サイドフローにより吹き飛ばされ、代わりに空調装置２９からの温調された空気がウェハステージＷＳＴの−Ｙ側に供給される。これにより、ウェハステージＷＳＴの−Ｙ側の端部において、下側から上側に向かう空気を温調された空気とすることができるためレーザ干渉計２７の検出精度が悪化するのを防止することができる。【００４８】
また、ウェハステージＷＳＴが−Ｙ方向へ移動した場合には、ウェハステージＷＳＴの−Ｙ側に陽圧が生じて＋Ｙ側に負圧が生ずるが、ウェハステージＷＳＴの−Ｙ側の空気は空調装置２８Ｙからのダウンフローと空調装置２９からの下層サイドフローによりウェハステージＷＳＴのＸ方向における側面に向かって流れていくため、万が一温調されていない空気がウェハステージＷＳＴの−Ｙ側に混入していたとしても、この空気を排除することができる。これにより、レーザ干渉計２７の検出精度の悪化を防止することができる。【００４９】
図２に戻り、ＡＦセンサをなす照射光学系３３ａは露光領域に設定された検出領域から＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の各々に対して４５°をなす方向に配置され、受光光学系３３ｂはその検出領域から−Ｘ方向及び−Ｙ方向の各々の方向に対して４５°をなす方向に配置される。また、露光領域に設定された検出領域から＋Ｘ方向及び−Ｙ方向の各々に対して４５°をなす方向には第３空調機構としての空調装置３４が配置されている。この空調装置３４は、斜め上方からウェハステージＷＳＴ上（試料台２５上）に向けて一定温度の温調エアを一定流速で供給するものである。これにより、ＡＦセンサからウェハＷ上の検出領域中に射出されるスリット像の光路に温調エアが供給される。この空調装置３４から供給される温調エアは、例えば設定温度に対して±０．００５℃以内に温調されている。この空調装置３４はダクトＤを介して供給される空気を温調して温調エアを生成する。【００５０】
ここで、空調装置３４を設けるのは次の理由による。ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動、及び−Ｙ方向への移動が交互に変わると、ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ方向又は−Ｙ方向の負圧側に集まった空気がウェハステージＷＳＴの上面に巻き上がる。上述の通り、レーザ光と基準平面ＢＰとの間の空間には空調装置２９から下層サイドフローが供給されているが、供給された空気は基準平面ＢＰ上を流れる間に温度が僅かに変化しているため、この温度変化した空気がウェハステージＷＳＴの上面に巻き上がるとＡＦセンサの光路に空気揺らぎが生じ、検出精度を悪化させてしまう。以上の理由により、本実施形態の露光装置は、空調装置３４を設けている。尚、ウェハステージＷＳＴの移動により基準平面ＢＰ上の空気の巻き上がりが生じた場合であっても、レーザ干渉計２７の光路には空調装置２８Ｘ，２８Ｙからダウンフローが供給されており、空気揺らぎの発生は抑えられている。【００５１】
図５は、空調装置３４からウェハステージＷＳＴ上に供給される空調エアを説明するための図である。図５に示す通り、空調装置３４は、平面視でＡＦセンサから射出されるスリット像の光路に対して交差する直線上に配置されており、ウェハＷ上に設定された検出領域のほぼ中心（図５においては、検出点Ｄとして表している）を中心としてウェハステージＷＳＴ上で広がるように温調エアを供給している。このように温調エアを供給するのは、ウェハステージＷＳＴ上に巻き上がった空気を極力検出領域から排除するためである。【００５２】
つまり、ウェハステージＷＳＴを＋Ｘ方向に移動させた場合には移動鏡２６Ｘを越えて基準平面ＢＰ上にあった空気がウェハステージＷＳＴ上に巻き上げられ、ウェハステージＷＳＴを−Ｙ方向に移動させた場合には移動鏡２６Ｙを越えて基準平面ＢＰ上にあった空気がウェハステージＷＳＴ上に巻き上げられる。仮に、空調装置３４からの温調エアが検出領域に向かう流れのみであれば、移動鏡２６Ｘ，２６Ｙを越えた空気はこの温調エアの流れに巻き込まれて検出領域に向かい、その結果として検出領域の内部又はその近傍において温度差による空気揺らぎが生じてしまう。【００５３】
図５に示す通り、空調装置３４からの温調エアがウェハステージＷＳＴ上において広がるように供給すれば、この温調エアの流れに乗せて移動鏡２６Ｘ，２６Ｙを越えた温調されてない空気をウェハステージＷＳＴ外に吹き飛ばすことができるため、ＡＦセンサの検出精度の悪化を防止することができる。尚、ウェハステージＷＳＴを−Ｘ方向に移動させた場合には、ウェハステージＷＳＴの−Ｘ方向における端部からのウェハステージＷＳＴ上に巻き上げられた空気を、空調装置３４からの温調エアの流れによって−Ｘ方向に吹き飛ばすことができる。同様に、ウェハステージＷＳＴを＋Ｘ方向に移動させた場合には、ウェハステージＷＳＴの＋Ｙ方向における端部からのウェハステージＷＳＴ上に巻き上げられた空気を、空調装置３４からの温調エアの流れによって＋Ｙ方向に吹き飛ばすことができる。【００５４】
尚、装置構成上の理由により空調装置３４をウェハステージＷＳＴ上から遠い位置に配置せざるを得ない場合、ウェハステージＷＳＴの位置によっては温調エアがＡＦセンサの検出領域に十分供給されない虞がある。この場合には、空調装置３４からの温調エアを吸引する吸気装置３５を設けることが望ましい。図６Ａ及び６Ｂは、吸気装置３５の配置例を示す図である。この吸気装置３５は、空調装置３４に対向して設けられており、検出領域から−Ｘ方向及び＋Ｙ方向の各々の方向に対して４５°をなす方向に配置され、図６Ａに示す通り投影光学系ＰＬの側方であってウェハステージＷＳＴの上方に設けられ、又は図６Ｂに示す通り、ウェハステージＷＳＴ上（試料台２５上）に取り付けられる。【００５５】
吸気装置３５を設けることで、空調装置３４から供給された温調エアをウェハステージＷＳＴの上面と投影光学系ＰＬとの間を介して吸気装置３５に向かわせる流れを作ることができる。また、この流れを作ることにより、ウェハステージＷＳＴの上面と投影光学系ＰＬとの間を通過する温調エアの流速を一定以上に保つことができるため、例えばウェハＷに塗布されたレジストの揮発による投影光学系ＰＬの汚染（投影光学系ＰＬの先端部に設けられる光学素子の汚染）を防止することができる。また、この吸気装置３５を設けると、ウェハステージＷＳＴを移動させたときにウェハステージＷＳＴ上に巻き上げられた空気を直ちに吸気することができる。また、図６Ｂに示す通り、吸気装置３５をウェハステージＷＳＴ上（試料台２５上）に設けた場合には、ウェハステージＷＳＴの位置に応じて吸気方向を変更するのが望ましい。この場合、吸気装置３５の吸気口に整流羽根を設け、レーザ干渉計２７によって計測されたウェハステージＷＳＴの位置に応じて、整流羽根を空調装置３４の方向に向ければよい。【００５６】
以上の通り、本実施形態の露光装置ＥＸには、レーザ干渉計２７から射出されるレーザ光の光路に対してダウンフローを供給する空調装置２８Ｘ，２８Ｙと、同光路よりも下方の空間に対して下層サイドフローを供給する空調装置２９と、ウェハステージＷＳＴ上に温調エアを供給する空調装置３４とを備えている。これらの空調装置の組み合わせによって、レーザ干渉計２７及びＡＦセンサの検出精度を維持している。ここで、レーザ干渉計２７及びＡＦセンサの検出精度を維持するためには、各空調装置から供給される温調エアの風速の関係を規定する必要がある。【００５７】
具体的には、空調装置２８Ｘ，２８Ｙからの温調エアの風速をＶＤ、空調装置２９からの温調エアの風速をＶＳ、空調装置３４からの温調エアの風速をＶＵとすると、以下の（１）式の関係が成立するように各温調装置から供給される風速を設定する。
ＶＤ≧ＶＵ≧ＶＳ    ……（１）
つまり、空調装置２８Ｘ，２８Ｙからの温調エアの風速ＶＤは空調装置３４からの温調エアの風速ＶＵと同等以上であり、空調装置３４からの温調エアの風速ＶＵは、空調装置２９からの温調エアの風速ＶＳと同等以上となるように設定する。かかる設定を行うことで、レーザ干渉計２７とＡＦセンサとの両者の検出精度を維持することができる。【００５８】
図７は、ウェハステージＷＳＴの概略構成を示す正面図である。尚、図７においては、図１〜図６Ｂに示した部材と同一の部材には同一の符号を付している。図７に示す通り、ウェハステージＷＳＴには、Ｘ方向に延びるＸガイドバー３２が設けられている。ウェハステージＷＳＴ内部に設けられる不図示のリニアモータを駆動することで、Ｘガイドバー３２に沿ってウェハステージＷＳＴを移動させることができる。【００５９】
このＸガイドバー３２の＋Ｘ方向における端部には電機子ユニットを含んで構成される可動子３６ａが取り付けられており、−Ｙ方向における端部には電機子ユニットを含んで構成される可動子３６ｂが取り付けられている。また、可動子３６ａに対応して磁石ユニットを含んで構成される固定子３７ａが設けられており、可動子３６ｂに対応して磁石ユニットを含んで構成される固定子３７ｂが設けられている。尚、ここでは、可動子３６ａ，３６ｂが電機子ユニットを備え、固定子３７ａ，３７ｂが磁石ユニットを備える構成を例に挙げて説明するが、可動子３６ａ，３６ｂが磁石ユニットを備え、固定子３７ａ，３７ｂが電機子ユニットを備える構成であってもよい。【００６０】
可動子３６ａ，３６ｂに設けられる電機子ユニットは、例えば複数のコイルをＹ方向に所定間隔をもって配列して構成され、固定子３７ａ，３７ｂに設けられる磁石ユニットは、可動子３６ａ，３６ｂに設けられるコイルの配列間隔に応じた間隔で複数の磁石をＹ方向に配列して構成される。固定子３７ａ，３７ｂは少なくともウェハステージＷＳＴの移動可能範囲のＹ方向の長さ以上の長さを有している。尚、磁石ユニットが備える磁石はＹ方向に沿って交互に磁極が変化するように配列され、これによりＹ方向に交番磁界が形成される。従って、固定子３７ａ，３７ｂの位置に応じて可動子３６ａ，３６ｂに設けられるコイルに供給する電流を制御することにより、連続的に推力を発生させることができる。【００６１】
以上の可動子３６ａと固定子３７ａとによって駆動装置としてのリニアモータ３８ａが構成されており、可動子３６ｂと固定子３７ｂとによって駆動装置としてのリニアモータ３８ｂが構成されている。これらのリニアモータ３８ａ，３８ｂの駆動量を同一にするとウェハステージＷＳＴをＹ方向に沿って平行移動させることができ、駆動量を異ならせるとウェハステージＷＳＴをＺ軸の周りに微小回転させることができる。リニアモータ３８ａ，３８ｂはウェハステージＷＳＴのＸ方向における両端、即ちウェハステージＷＳＴの可動範囲の外側に設けられている。ここで、ウェハステージＷＳＴのＸ方向における両端にリニアモータ３８ａ，３８ｂを設けるのは、ウェハステージＷＳＴを移動させる場合には、ウェハステージＷＳＴとＸガイドバー３２とを共に移動させる必要があるため大きな推力が必要になるからであり、また走査方向がＹ方向に設定されているからである。【００６２】
本実施形態の露光装置は、以上の構成のリニアモータ３８ａ，３８ｂの各々を包囲する包囲部材又は遮蔽部材としてのとしての遮蔽箱３９ａ，３９ｂを備えている。この遮蔽箱３９ａ，３９ｂは、ウェハステージＷＳＴが配置される空間からリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間を遮蔽（隔離）するものである。ウェハステージＷＳＴの最高速度は、スループットを向上させるために高く設定されており、このためリニアモータ３８ａ，３８ｂからの発熱量が多くなる。この遮蔽箱３９ａ，３９ｂは、リニアモータ３８ａ，３８ｂから発せられる熱によってウェハステージＷＳＴが配置される空間において空気揺らぎが生ずるのを防止するために設けられる。【００６３】
遮蔽箱３９ａ，３９ｂは、断熱性を有するセラミックス又は真空断熱パネルであって、露光装置を収容する不図示のチャンバ内を汚染する化学汚染物質を殆ど発生しない材質（ケミカルクリーンの材質）により形成されている。この遮蔽箱３９ａ，３９ｂは、リニアモータ３８ａ，３８ｂの各々に沿ってＹ方向に延びる矩形形状であり、各々のウェハステージＷＳＴに対向する面には可動子３６ａ，３６ｂをＹ方向に移動可能にするために、Ｙ方向に延びる切り欠き部４０ａ，４０ｂが形成されている。【００６４】
また、本実施形態の露光装置は、ウェハステージＷＳＴと第１架台ｆ１１との間に温調天板４９を備えている。温調天板４９は、内部に流体の流路が形成された板状の金属（例えば、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料）で構成され、内部の流路には一定温度に温調された温調流体が流れている。これによって温調天板４９の温度は一定に保たれ、第１架台ｆ１１の温度が変化した場合でもウェハステージＷＳＴが配置される空間の温度を一定に保つことができる。つまり、温調天板４９もまた、ウェハステージＷＳＴが配置される空間において空気揺らぎが生ずるのを防止するために設けられている。尚、温調天板４９は、空調装置２８Ｘ，２８Ｙが設けられる部分及び投影光学系ＰＬからの露光光が通過する部分は切り欠かれている。【００６５】
尚、ウェハステージＷＳＴが配置される空間からリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間を遮蔽するためには遮蔽箱３９ａ，３９ｂを設けるだけでよいが、スループット向上の要求からウェハステージＷＳＴの最高速度が高く設定されており、リニアモータ３８ａ，３８ｂの発熱量が増大する。このため、遮蔽箱３９ａ，３９ｂの各々に対し、遮蔽箱３９ａ，３９ｂ内部の空気を外部に排気する吸気装置４１ａ，４１ｂを設けることが望ましい。尚、図７においては、リニアモータ３８ａ，３８ｂの上方に吸気装置４１ａ，４１ｂを備える場合を例に挙げて図示しているが、遮蔽箱３９ａ，３９ｂの内部であれば任意の位置に配置することができる。また、遮蔽箱３９ａ，３９ｂの内部には吸気装置４１ａ，４１ｂに接続される吸気口のみを設け、遮蔽箱３９ａ，３９ｂの外部に吸気装置４１ａ，４１ｂを設けた構成としても良い。【００６６】
また、遮蔽箱３９ａ，３９ｂの上方には、遮蔽部材としての遮蔽シート４２ａ，４２ｂがそれぞれ設けられている。この遮蔽シート４２ａ，４２ｂは、ウェハステージＷＳＴが配置される空間とリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間とを更に遮蔽（隔離）するものである。上述した遮蔽箱３９ａ，３９ｂによって、ウェハステージＷＳＴが配置される空間とリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間とは遮蔽されることになるが、例えば遮蔽箱３９ａ，３９ｂの上面から熱が放出される場合、又はリニアモータ３８ａ，３８ｂ以外の熱源からの熱が発せられる場合を考慮して遮蔽シート４２ａ，４２ｂが設けられている。【００６７】
遮蔽シート４２ａ，４２ｂは、例えばテフロン（登録商標）等のフッ素系のシート又はフッ素系のゴムであって、断熱性を有するとともにケミカルクリーンの材質により形成されている。この遮蔽シート４２ａ，４２ｂは、更に可撓性（柔軟性）を有していることが好ましい。ウェハステージＷＳＴが配置される空間とリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間とを遮蔽するためだけであれば、剛性の高い断熱材によりウェハステージＷＳＴを取り囲んでしまえばよいが、かかる構成にするとウェハステージＷＳＴ等のメンテナンス性が悪化する。図７に示す通り、遮蔽箱３９ａ，３９ｂによってリニアモータ３８ａ，３８ｂを覆い、遮蔽箱３９ａ，３９ｂの上方に可撓性を有する遮蔽シート４２ａ，４２ｂを配置した構成とすることにより、ウェハステージＷＳＴが配置される空間とリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間との遮蔽が実現できるとともに、メンテナンス性の悪化を防止することができる。【００６８】
遮蔽シート４２ａ，４２ｂは、基礎フレームＦ２０をなす上部フレームｆ２２に取り付けられており、上部フレームｆ２２から遮蔽箱３９ａ，３９ｂの上面まで垂れ下げられている。以上の遮蔽箱３９ａ，３９ｂ及び遮蔽シート４２ａ，４２ｂによって、図７に示す通り、レーザ干渉計２７ＸはウェハステージＷＳＴが配置される空間に配置されることになって、リニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間から遮蔽される。レーザ干渉計２７Ｙ及びＡＦセンサについても同様に、リニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間から遮蔽される。これにより、ウェハステージＷＳＴが配置される空間に設けられるレーザ干渉計２７（図７においては、移動鏡２６Ｘにレーザ光を照射する干渉計２７Ｘを図示している）、ウェハステージＷＳＴの上方に設けられるＡＦセンサの検出精度を維持することができる。【００６９】
尚、図７においては、リニアモータ３８ａ，３８ｂをそれぞれ遮蔽する遮蔽箱３９ａ，３９ｂを設け、この遮蔽箱３９ａ，３９ｂの上方に遮蔽シート４２ａ，４２ｂを設けた構成を図示しているが、図３Ａ及び３Ｂに示す構成以外の遮蔽部材を用いてウェハステージＷＳＴが配置される空間とリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間とを遮蔽することもできる。図８Ａから８Ｄは、遮蔽部材の変形例を模式的に示す図である。【００７０】
図７においては、切り欠き部４０ａ，４０ｂを除いてリニアモータ３８ａ，３８ｂを包囲する遮蔽箱３９ａ，３９ｂを設けていたが、図８Ａに示す通り、リニアモータ３８ａ，３８ｂの上方のみを覆うＬ字形状の遮蔽板４３ａ，４３ｂを設け、この遮蔽板４３ａ，４３ｂとリニアモータ３８ａ，３８ｂとの間に吸気装置４４ａ，４４ｂを設けた構成としても良い。遮蔽板４３ａ，４３ｂは遮蔽箱３９ａ，３９ｂと同様に、断熱性を有するセラミックス又は真空断熱パネルであって、ケミカルクリーンの材質により形成されている。かかる構成であれば、リニアモータ３８ａ，３８ｂから発せられた熱により暖められた空気は、遮蔽板４３ａ，４３ｂの内部に溜まって外部に排気される。【００７１】
また、図８Ａに示したＬ字形状の遮蔽板４３ａ，４３ｂに代えて、図８Ｂに示す平板状の遮蔽板４５ａ，４５ｂと、遮蔽板４５ａ，４５ｂの一端に取り付けられた遮蔽シート４６ａ，４６ｂとから構成される遮蔽部材を設けても良い。平板状の遮蔽板４５ａ，４５ｂは、それぞれリニアモータ３８ａ，３８ｂの上方にＸＹ平面とほぼ平行になるよう配置され、この遮蔽板４５ａ，４５ｂのウェハステージＷＳＴ側に向かう端部に遮蔽シート４６ａ，４６ｂが取り付けられる。ここで、遮蔽シート４６ａ，４６ｂは、遮蔽シート４２ａ，４２ｂと同一の材質で形成することが望ましい。【００７２】
更に、図８Ｃに示す通り、図１及び図７に示した基礎フレームＦ２０をなす上部フレームｆ２２に遮蔽シート４７ａ，４７ｂを取り付け、この遮蔽シート４７ａ，４７ｂをＸガイドバー３２の上方の近傍位置まで垂れ下げるようにしても良い。この遮蔽シート４７ａ，４７ｂは、遮蔽シート４２ａ，４２ｂと同一の材質で形成され、Ｙ方向の長さがリニアモータ３８ａ，３８ｂのＹ方向の長さよりも長く設定されており、ウェハステージＷＳＴが配置される空間とリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間とを遮蔽する。かかる構成とすることで、遮蔽部材のコストを低減することができる。尚、リニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間に吸気装置４４ａ，４４ｂを設けることが望ましい。【００７３】
また、図８Ｄに示す通り、図８Ｃに示す遮蔽シート４２ａ，４２ｂに代えて遮蔽板４８ａ，４８ｂを設けても良い。この遮蔽板４８ａ，４８ｂも基礎フレームＦ２０をなす上部フレームｆ２２に取り付けられており、Ｘガイドバー３２の上方の近傍位置まで方まで垂れ下げられている。遮蔽板４８ａ，４８ｂは、遮蔽箱３９ａ，３９ｂと同様の材質で形成されている。かかる構成によっても図８Ｃに示した構成と同様にウェハステージＷＳＴが配置される空間とリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間とを遮蔽することができる。但し、図８Ｂに示す構成とすると、＋Ｘ側又は−Ｙ側からウェハステージＷＳＴのメンテナンスをする場合には、遮蔽板４８ａ，４８ｂを取り外す作業を行う必要がある。尚、図８Ｄに示す構成の場合にも、リニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間に吸気装置４４ａ，４４ｂを設けることが望ましい。【００７４】
以上の構成の露光装置ＥＸを用いてレチクルＲに形成されたパターンをウェハＷ上に転写するには、まず、図１に示すレチクルアライメント系１４を用いてレチクルＲの精確な位置情報を計測するとともに、不図示のアライメントセンサを用いてウェハＷの精確な位置情報を計測する。次に、これらの計測結果とレーザ干渉計２７（レーザ干渉計２７Ｘ，２７Ｙ）の検出結果とに基づいてレチクルＲとウェハＷの相対的な位置を調整する。次いで、レチクルステージＲＳＴを駆動してレチクルＲを露光開始位置に配置するとともに、ウェハステージＷＳＴを駆動してウェハＷ上の最初に露光すべきショット領域を露光開始位置にそれぞれ配置する。【００７５】
以上の処理が終了すると、レチクルＲとウェハＷとの移動を開始させ、レチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの移動速度がそれぞれ所定速度に達した後でスリット状の照明光をレチクルＲに照射する。その後は、レーザ干渉計２７（レーザ干渉計２７Ｘ，２７Ｙ）の検出結果をモニタしつつ、レチクルＲとウェハＷとを同期移動させてレチクルＲのパターンを逐次ウェハＷ上に転写する。尚、パターンの転写を行っている間は、ＡＦセンサの計測結果に基づいてウェハステージＷＳＴの姿勢（Ｘ軸及びＹ軸周りの回転）が制御される。１つのショット領域に対する露光処理が終了すると、ウェハステージＷＳＴをステップ移動させて次に露光すべき領域を露光開始位置に配置し、以下同様に露光処理を行う。【００７６】
本実施形態の露光装置によれば、ウェハステージＷＳＴを高速に移動させることができるため、高いスループットを実現することができる。ウェハステージＷＳＴが高速になると、温調されてない空気がレーザ干渉計２７（レーザ干渉計２７Ｘ，２７Ｙ）から射出されるレーザ光の光路、又はＡＦセンサから射出されるスリット像の光路に混入する虞があるが、本実施形態ではレーザ干渉計２７から射出される光路に対してダウンフローを供給する空調装置２８Ｘ，２８Ｙを設けるとともに、下層サイドフローを供給する空調装置２９を設けているため、温調されていない空気がレーザ光の光路に混入するのを防止又は低減することができるため、レーザ干渉計２７の検出精度の低下を招くことはない。また、ウェハステージＷＳＴ上に温調エアを供給する空調装置３４を備えているため、ＡＦセンサの検出精度の低下を招くことはない。【００７７】
更に、ウェハステージＷＳＴが高速になると、リニアモータ３８ａ，３８ｂ等から発せられる熱量が増大し、この熱により暖められた空気がレーザ干渉計２７から射出されるレーザ光の光路、又はＡＦセンサから射出されるスリット像の光路に混入する虞がある。しかしながら、本実施形態ではリニアモータ３８ａ，３８ｂを包囲する遮蔽箱３９ａ，３９ｂ及び遮蔽シート４２ａ，４２ｂを設けてウェハステージＷＳＴが配置される空間とリニアモータ３８ａ，３８ｂが配置される空間とを遮蔽しているため、レーザ干渉計２７及びＡＦセンサの検出精度の低下を招くことはない。【００７８】
以上から、レチクルＲの位置、並びにウェハの位置及び姿勢を高精度に検出することができるため、露光精度（パターンの重ね合わせ精度等）を向上させることができる。この結果として、所期の機能を有するデバイスを高い歩留まりで効率よく製造することができる。【００７９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更することができる。例えば、上記実施形態では、ダウンフローを供給する空調装置２８Ｘ、２８Ｙ、下層サイドフローを供給する空調装置２９に加えて、ウェハステージＷＳＴ上に温調エアを供給する空調装置３５と、リニアモータ３８ａ、３８ｂを隔離する遮蔽箱３９ａ、３９ｂと、温調天板４９と、遮蔽シート４２ａ、４２ｂとをすべて設けている。しかしながら、必ずしもこれらすべての要素を有しなければならないわけではなく、いずれかの要素を適宜選択し、空調装置２８Ｘ、２８Ｙ、２９と組み合わせて用いてもかまわない。もちろん、それぞれの要素を単独で用いることもできる。また、上記実施形態では、レーザ干渉計としてウェハステージＷＳＴの二次元平面内の位置を計測するＸ軸用レーザ干渉計２７Ｘ、Ｙ軸用レーザ干渉計２７Ｙを備えた露光装置に本発明を適用した例を説明したが、基準平面に垂直な方向（Ｚ軸方向）におけるウェハステージＷＳＴの位置を計測するＺ軸用レーザ干渉計を備えた露光装置に対しても本発明を適用することができる。また、上記実施形態では本発明のステージ装置を露光装置のウェハステージＷＳＴに適用した場合を例に挙げて説明したが、露光装置が備えるレチクルステージＲＳＴにも適用することができる。また、露光装置のみならず載置物を載置した状態でＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方に移動可能に構成されたステージを備えるステージ一般に適用することができる。【００８０】
また、上記実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、本発明はステップ・アンド・リピート方式の露光装置にも適用可能である。また、本発明の露光装置は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。【００８１】
更には、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などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウェハなどに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（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光など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、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（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ェハなどが用いられる。なお、このような露光装置は、国際公開９９／３４２５５号、国際公開９９／５０７１２号、国際公開９９／６６３７０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。【００８２】
また、国際公開第９９／４９５０４号公報に開示されているような液浸法を用いる露光装置にも本発明を適用することができる。ここで、本発明は、投影光学系ＰＬとウェハＷとの間を局所的に液体で満たす液浸露光装置、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような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、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているような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の何れの露光装置にも適用可能である。【００８３】
尚、上記実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合には、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウェハＷを形成するステップ、上述した実施形態の露光装置によりレチクルＲのパターンをウェハＷに露光するステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される。
【図１】
2006028188.tif 000002
【図２】
2006028188.tif 000003
【図３Ａ】
2006028188.tif 000004
【図３Ｂ】
2006028188.tif 000005
【図４Ａ】
2006028188.tif 000006
【図４Ｂ】
2006028188.tif 000007
【図５】
2006028188.tif 000008
【図６Ａ】
2006028188.tif 000009
【図６Ｂ】
2006028188.tif 000010
【図７】
2006028188.tif 000011
【図８Ａ】
2006028188.tif 000012
【図８Ｂ】
2006028188.tif 000013
【図８Ｃ】
2006028188.tif 000014
【図８Ｄ】
2006028188.tif 000015
【国際調査報告】
2006028188.tif 000016
2006028188.tif 000017
2006028188.tif 000018
2006028188.tif 000019
2006028188.tif 000020
2006028188.tif 000021