JP2001291663A

JP2001291663A - 露光方法及び装置、ステージモジュール、露光装置の製造方法、並びにデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2001291663A
Application number: JP2001021530A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ステージ系等の組立調整を容易に、かつ効率
的に行えるようにする。【解決手段】定盤３２、コラム３３、支持板３５，３
７等からフレーム機構（３２〜３７）を組み立てた後、
照明系を備えたサブチャンバ９，１９を設置し、支持板
３７に投影光学系ＰＬを搭載し、この作業と並行して、
レチクル室２３及びレチクルステージ系ＲＳＴの組立調
整、並びにウエハ室３８及びウエハステージ系ＷＳＴの
組立調整を行う。投影光学系ＰＬが搭載されたフレーム
機構（３２〜３７）にモジュール方式でレチクル室２３
及びウエハ室３８を組み込み、レチクル室２３、ウエハ
室３８等の内部に露光光を透過するパージガスを供給す
る配管等を配置し、投影光学系ＰＬとウエハ室３８との
間の空間等を可撓性のある膜状の軟性シールド部材１８
Ｄ等で密閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子又は薄膜
磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィ
工程でマスクパターンを基板上に転写する際に使用され
る露光方法及び装置に関する。更に本発明は、露光装置
に備えられるステージモジュール、露光装置の製造方
法、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子等を製造する際に使用される
一括露光型（ステッパー型）、又は走査露光型（ステッ
プ・アンド・スキャン方式等）の露光装置には高い露光
精度が要求されている。そのため、露光装置において、
マスクとしてのレチクルを位置決めするレチクルステー
ジ系、及び基板としてのウエハを２次元移動するウエハ
ステージ系には、それぞれ高精度な位置決め、又は高精
度な走査ができるような構成が採用されている。そし
て、従来のレチクルステージ系及びウエハステージ系
は、所定のフレーム機構に対して順次直接組み上げられ
ていた。

【０００３】また、最近の露光装置においては、解像度
を更に高めるために露光ビームとして、ＫｒＦエキシマ
レーザ（波長２４８ｎｍ）よりも短波長のＡｒＦエキシ
マレーザ（波長１９３ｎｍ）が使用されつつあると共
に、更に短波長のＦ₂ レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の
使用も検討されている。ところが、これらの波長２００
ｎｍ以下程度の真空紫外光（ＶＵＶ光）は、通常の空気
（特に酸素）による吸収率が高いため、その真空紫外光
を露光ビームとして使用する場合には、各ステージ系を
それぞれステージ室（サブチャンバ）によって密閉し、
これらのステージ室内に窒素ガスやヘリウムガスのよう
な真空紫外光に対して高透過率の気体を供給するか、更
にはそれらのステージ室の内部の露光ビームの光路をほ
ぼ真空にする必要がある。これは投影光学系の内部の隣
り合うレンズの間の空間についても同様である。そこ
で、真空紫外光を露光ビームとして使用する露光装置で
は、フレーム機構に対して投影光学系を装着して、更に
は各ステージ系を順次組み上げた後に、各ステージ系を
気密性を保って囲むように対応するステージ室を装着す
る必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く例えば真空
紫外光を露光ビームとして使用する露光装置は、フレー
ム機構に対して順次投影光学系や各ステージ系を組み上
げた後に、気密性を保つためのステージ室を装着するこ
とで組み上げられる。しかしながら、このように一つの
フレーム機構に対して順次各ステージ系やステージ室等
を組み上げていく方法では、組立調整に時間を要すると
共に、各ステージ系と投影光学系との間の相対位置の調
整等に長い時間を要するため、露光装置の製造コストが
上昇するという不都合があった。また、そのように順次
各ステージ系や各ステージ室等を組み上げていく方法で
は、露光装置のメンテナンスを行う場合にも調整工程が
複雑化して、メンテナンスの時間及びコストが増大する
という不都合があった。

【０００５】更に、各ステージ室等の中に露光ビームに
対して高透過率の気体を供給する構成で、露光装置の組
立調整を容易にする場合に、その高透過率の気体の漏れ
量が多くなり、露光ビームの光路上でのその気体の濃度
が低下して、被露光基板上での露光ビームの強度が低下
する恐れがある。また、その高透過率の気体が例えばヘ
リウムガスのように高価な気体であるときには、運転コ
ストを抑えるためにできるだけその気体を有効に利用す
る必要がある。

【０００６】また、走査露光型の露光装置においては、
露光装置の組立調整を容易にすると共に、特に露光工程
のスループットを高めることも求められている。これに
関して、マスクとしてのレチクルと基板としてのウエハ
とを同期移動して走査露光を行う際に、レチクルステー
ジ及びウエハステージではそれぞれ加速、一定速度（走
査速度）での移動、及び減速が行われる。そして、この
走査露光動作のスループットを高めるためには、従来は
単に走査速度を高めれば良いと考えられていた。しかし
ながら、走査速度を高めると加速時間及び減速時間を長
くする必要があるため、必ずしも単に走査速度を高める
だけでは高いスループットが得られない場合がある。

【０００７】本発明は斯かる点に鑑み、ステージ系等の
組立調整の容易な露光方法及び装置を提供することを第
１の目的とする。更に本発明は、ステージ系等の組立調
整が容易であると共に、露光ビームの光路の少なくとも
一部にその露光ビームを透過する気体を供給する場合
に、その気体を有効利用して、その光路でのその気体の
濃度を高く維持できる露光方法及び装置を提供すること
を第２の目的とする。

【０００８】また、本発明は、ステージ系等の組立調整
が容易であると共に、各部の位置関係を容易に正確に計
測できる露光方法及び装置を提供することを第３の目的
とする。また、本発明は、走査露光を行う場合にスルー
プットを高めることができる露光方法及び装置を提供す
ることをも目的とする。

【０００９】更に本発明は、そのような露光装置の効率
的な製造方法、そのような露光装置用のステージモジュ
ール、及びその露光装置を用いて低コストで、又は高い
スループットで各種デバイスを製造できるデバイス製造
方法を提供することをも目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の露光
装置は、露光ビームで第１物体（Ｒ１）を介して第２物
体（Ｗ１）を露光する露光装置において、フレーム（３
２〜３７）と、その第１物体を保持して移動する第１ス
テージ系（ＲＳＴ）を収納すると共に、そのフレームに
対して着脱可能に装着される第１ステージ室（２３）
と、その第２物体を保持して移動する第２ステージ系
（ＷＳＴ）を収納すると共に、そのフレーム機構に対し
て着脱可能に装着される第２ステージ室（３８）とを有
するものである。

【００１１】また、本発明の第１の露光方法は、露光ビ
ームで第１物体（Ｒ１）を介して第２物体（Ｗ２）を露
光する露光方法において、その第１物体にその露光ビー
ムを照射しながら、その第１物体を保持する第１ステー
ジを第１ステージ室（２３）内で移動させる工程と、そ
の第２物体を保持する第２ステージを第２ステージ室
（３８）内でその第１ステージと同期して移動させる工
程とを含み、その第１ステージ室及びその第２ステージ
室をそれぞれその第１ステージを有する第１ステージ系
を含むモジュール構造、及びその第２ステージを有する
第２ステージ系を含むモジュール構造としたものであ
る。即ち、本発明は、その第１及び第２ステージ室をそ
れぞれモジュール構造としたものである。

【００１２】斯かる本発明の露光方法及び装置では、そ
の第１及び第２ステージ室がモジュール構成とされてお
り、その第１及び第２ステージ室を例えば並列に組み立
てた後に、そのフレーム（フレーム機構）に装着するこ
とによって、その露光装置の組立調整を容易に、かつ迅
速に行うことができる。更に、その第１及び第２ステー
ジ室はそのフレームから容易に取り外すことができるた
め、その露光装置のメンテナンスも容易に行うことがで
きる。

【００１３】この場合、その第１物体のパターンの像を
その第２物体上に投影する投影系（ＰＬ）をそのフレー
ムに装着し、その第２ステージとして、その第２物体と
しての第１基板（Ｗ１）を移動する第１基板ステージ
（４０Ａ）と、その第２物体としての第２基板（Ｗ２）
を移動する第２基板ステージ（４０Ｂ）とを有するダブ
ル・ステージ系を用いてもよい。

【００１４】また、そのフレームは、例えばその第２ス
テージ室が載置される第１ベース部材（３２，３９）
と、この第１ベース部材に対して防振台（３４）を介し
て配置されてその第１ステージ室が載置される第２ベー
ス部材（３５）と、その第１ベース部材に対して防振台
（３６）を介して配置されてその投影系が装着される第
３ベース部材（３７）とを有するものである。このよう
に防振台を介することによって、各ステージで発生する
振動が他の部分に悪影響を与えることがなくなる。

【００１５】また、その第１ステージ室、その第２ステ
ージ室、及びその投影系の内部にその露光ビームを透過
する気体を供給する気体供給機構（４〜６，７Ａ，７
Ｂ）と、その第１ステージ室とその投影系との間の空間
を外気から実質的に隔離する第１被覆部材（１８Ｃ）
と、その投影系とその第２ステージ室との間の空間を外
気から実質的に隔離する第２被覆部材（１８Ｄ）とを有
することが望ましい。例えばその第１及び第２ステージ
室をそのフレームに設置した後、その２つの被覆部材を
装着することで、容易にその第１ステージ室内からその
第２ステージ室内までの露光ビームの光路からのその露
光ビームを透過する気体の漏れ量を少なくして、露光ビ
ームの強度を高く維持できる。

【００１６】その他に、その第２ステージ室内にその第
２物体を搬送する搬送系（ＷＲＤＡ）が収納される搬送
室（７０）と、その第１ステージ室、その第２ステージ
室、及びその搬送系の内部にその露光ビームを透過する
気体を供給する気体供給機構（４〜６，７Ａ，７Ｂ）と
を設け、その搬送室内に比べてその第２ステージ室内で
その露光ビームを透過する気体の濃度が高くなるように
制御するようにしてもよい。これによって、その露光ビ
ームの透過率を高めた上で、その気体の使用量を減らす
ことができる。

【００１７】また、本発明の第２の露光装置は、露光ビ
ームで第１物体（Ｒ１）を介して第２物体（Ｗ１）を露
光する露光装置において、その第１物体を移動する第１
ステージ（ＲＳＴ）を収納する第１ステージ室（２３）
と、この第１ステージ室内におけるその第１ステージ系
の位置を計測する第１計測系（２５Ｙ）と、その第２物
体を移動する第２ステージ（ＷＳＴ）を収納する第２ス
テージ室（３８）と、この第２ステージ室内におけるそ
の第２ステージの位置を計測する第２計測系（５０Ａ
Ｙ）と、その第１ステージ室とその第２ステージ室との
位置関係に関する情報を計測する主計測系（５４Ｙ，５
７Ｙ）とを有するものである。

【００１８】また、本発明の第２の露光方法は、第１物
体を移動する第１ステージと第２物体を移動する第２ス
テージとを有する露光装置において、露光ビームでその
第１物体を介してその第２物体を露光する露光方法であ
って、その第１ステージを収納する第１ステージ室（２
３）の内部におけるその第１ステージの位置を計測し、
その第２ステージを収納する第２ステージ室（３８）の
内部におけるその第２ステージの位置を計測し、その露
光装置中におけるその第１ステージ室及びその第２ステ
ージ室の位置をそれぞれ計測し、計測されたその第１及
び第２ステージの位置、並びに計測されたその第１及び
第２ステージ室の位置に基づいて、その第１及び第２ス
テージの位置、又は速度を制御しつつ、その露光ビーム
でその第１物体を介してその第２物体を露光するもので
ある。

【００１９】斯かる露光方法及び露光装置によれば、そ
の第１及び第２ステージ室はモジュール方式、又はボッ
クス方式で容易に組立調整を行うことができる。更に、
その第１及び第２ステージ室内での各ステージの位置は
それぞれ第１及び第２計測系によって計測され、その計
測値の相対位置関係はその主計測系によって計測される
ため、各ステージの位置関係を容易に正確に計測するこ
とができる。

【００２０】この場合、その第１物体のパターンの像を
その第２物体上に投影する投影系（ＰＬ）を有し、その
主計測系は、その第１ステージ室とその投影系との位置
関係を計測する第３計測系（５４Ｙ）と、その第２ステ
ージ室とその投影系との位置関係を計測する第４計測系
（５７Ｙ）とを有することが望ましい。これによって、
各ステージの位置関係をその投影系を基準として高精度
に計測できる。

【００２１】次に、本発明による第３の露光装置は、第
１物体（Ｒ１）と第２物体（Ｗ１）とを同期移動しなが
ら、露光ビームでその第１物体を介してその第２物体を
露光する露光装置であって、その第１物体又はその第２
物体（駆動対象物）を所定の加速度で所定の走査速度に
なるまで加速し、且つその所定の走査速度でその第１物
体又はその第２物体を移動させるステージ系（ＲＳＴ，
ＷＳＴ）を備え、その走査速度が、その加速度に応じて
露光時間が実質的に最短になるように定められるもので
ある。この場合に、そのステージ系の動作をそのように
制御する主制御系を備えることが望ましい。

【００２２】また、本発明の第３の露光方法は、第１物
体（Ｒ１）と第２物体（Ｗ１）とを同期移動しながら、
露光ビームでその第１物体を介してその第２物体を露光
する露光方法であって、その第１物体又はその第２物体
（駆動対象物）を所定の加速度で所定の走査速度になる
まで加速し、その走査速度でその第１物体又は第２物体
を移動しながら、その露光ビームでその第１物体を照射
する工程を含み、その走査速度が、その加速度に応じて
露光時間が実質的に最短になるように定められているも
のである。

【００２３】これらの場合、その第１物体又は第２物体
（駆動対象物）の１回の走査露光によって露光される区
画領域（２９）の走査方向の幅をＬＹ、その駆動対象物
のその露光ビームによる露光領域（２８）の走査方向の
幅（スリット幅）をＤ、その加速度をＷα、その走査速
度をＶＷとすると、一例としてその走査速度ＶＷは、次
式で規定される露光時間ΔＴの値が実質的に最小になる
ように定められる。

【００２４】 ΔＴ＝２・ＶＷ／Ｗα＋（ＬＹ＋Ｄ）／ＶＷ …（１）その露光時間ΔＴの第１項は加速時間及び減速時間の和
（加減速時間）であり、第２項はその区画領域に対して
その露光領域で走査速度ＶＷで露光を行っている時間
（狭義の露光時間）である。即ち、走査速度ＶＷを高め
ると、狭義の露光時間は短縮されるが、加減速時間は長
くなるため、両者の和ΔＴが最短になるように走査速度
ＶＷを定めることで、最も高いスループットが得られる
ように走査速度が最適化される。

【００２５】この場合、一例としてそのステージ系がそ
の第１物体を保持しつつ移動する第１ステージ（ＲＳ
Ｔ）とその第２物体を保持しつつ移動する第２ステージ
（ＷＳＴ）とを有し、その第２物体が第１基板及び第２
基板を有し、その第２ステージがその第１基板を保持し
て移動する第１基板ステージ（４０Ａ）と、その第２基
板を保持して移動する第２基板ステージ（４０Ｂ）とを
有するものである。また、更に、その第１物体のパター
ンをその第１基板及びその第２基板上に投影する投影系
（ＰＬ）を備え、その投影系の投影倍率をβとして、走
査露光時のその第１基板ステージ及びその第２基板ステ
ージの加速度をＷαとしたときに、Ｗα＝β・Ｒαで表
されるその第１ステージの加速度Ｒαは、一例として
２．５Ｇ〜３Ｇである。

【００２６】次に、本発明の露光装置の製造方法は、露
光ビームで第１物体（Ｒ１）を介して第２物体（Ｗ１）
を露光する露光装置の製造方法であって、フレーム（３
２〜３７）を組み立てる第１工程と、その第１物体を移
動する第１ステージ系を組み立てて第１ステージ室（２
３）内に収納し、この第１ステージ室をそのフレームに
対して着脱可能に装着する第２工程と、その第２物体を
移動する第２ステージ系を組み立てて第２ステージ室
（３８）内に収納し、この第２ステージ室をそのフレー
ムに対して着脱可能に装着する第３工程とを有するもの
である。斯かる露光装置の製造方法によって、本発明の
第１の露光装置を効率的に製造することができる。

【００２７】この場合、その第１物体のパターンの像を
その第２物体上に投影する投影系（ＰＬ）をそのフレー
ムに装着する第４工程を更に有し、その第２ステージ室
の上部にその投影系が通過できる切り欠き部（３８ａ）
を設けておき、その第４工程において、その第２ステー
ジ室とその投影系とを相対移動させることが望ましい。
これによって、その第２ステージ室及び投影系を容易
に、かつ高精度にそのフレームに装着できる。

【００２８】また、その第１ステージ室とその投影系と
の間の空間、及びその投影系とその第２ステージ室との
間の空間をそれぞれ第１被覆部材及び第２被覆部材で覆
う工程を有することが望ましい。これによって、各ステ
ージ室と投影系との間の振動の伝達を阻止した上で、高
い気密性を維持できる。また、その第１ステージ室及び
その第２ステージ室をそれぞれボックス状に形成するこ
とが望ましい。これによって、各ステージ室の着脱が更
に容易になる。

【００２９】次に、本発明のステージモジュールは、物
体を保持しながら移動させるステージ装置と、このステ
ージ装置を収納するステージ室と、このステージ室の壁
面に取り付けられてそのステージ室内のそのステージ装
置の位置を計測する計測系とを備えるものである。斯か
るステージモジュールは、一例として本発明の第２の露
光装置に着脱可能に取り付けることができる。

【００３０】そのステージモジュールにおいて、そのス
テージ室とそのステージ装置とが一体となっていてもよ
いが、そのステージ室とそのステージ装置との間に特定
の接続関係がなくともよい。この場合、更にその物体を
そのステージ室内に装填するためのローダを収納してい
るローダ室をそのステージ室に接続して備えることが望
ましい。

【００３１】また、本発明の別の露光装置は、本発明の
ステージモジュールと、投影系とを有するものである。
また、本発明の更に別の露光装置は、本発明の露光装置
の製造方法を用いて製造された露光装置である。また、
本発明のデバイス製造方法は、本発明のいずれかの露光
装置、又はいずれかの露光方法を用いてマスクパターン
（Ｒ１，Ｒ２）をワークピース（Ｗ１，Ｗ２）上に転写
する工程を含むものである。本発明によって低コスト、
又は高いスループットで各種デバイスが製造できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。本例はステップ・アン
ド・スキャン方式よりなる走査露光方式の投影露光装置
に本発明を適用したものである。図１は、本例の投影露
光装置を示す正面図、図２はその投影露光装置を示す側
面図であり、この図１及び図２において、一例として本
例の投影露光装置の大部分は半導体製造工場の床１上の
クリーンルーム内に設置され、その階下の機械室の準ク
リーンルーム内の床２上にその投影露光装置の露光光源
３が設置されている。露光光源３としては、ＡｒＦエキ
シマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）が使用されるが、そ
れ以外のＦ₂ レーザ光源（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ₂ レ
ーザ光源（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波発
生装置、半導体レーザの高調波発生装置等の真空紫外光
（本例では波長２００ｎｍ以下の光）を発生する光源も
使用することができる。但し、露光光源３としてＫｒＦ
エキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）や水銀ランプ
（ｉ線等）等を使用する場合にも本発明が適用できる。

【００３３】本例のように露光ビームとして真空紫外光
を使用する場合、真空紫外光は、通常の大気中に存在す
る酸素、水蒸気、炭化水素系ガス（二酸化炭素等）、有
機物、及びハロゲン化物等の吸光物質（不純物）によっ
て大きく吸収されるため、露光ビームの減衰を防止する
ためには、これらの吸光物質の気体の濃度を露光ビーム
の光路上で平均的に１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度以下
に抑えることが望ましい。そこで本例では、その露光ビ
ームの光路上の気体を、露光ビームが透過する気体、即
ち窒素（Ｎ₂ ）ガス、又はヘリウム（Ｈｅ）、ネオン
（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キ
セノン（Ｘｅ）、若しくはラドン（Ｒｎ）よりなる希ガ
ス等の露光ビームに対して高透過率で化学的に安定であ
ると共に、吸光物質が高度に除去された気体（以下、
「パージガス」とも呼ぶ。）で置換する。窒素ガス及び
希ガスをまとめて不活性ガスとも呼ぶ。

【００３４】なお、その吸光物質（不純物）の濃度（又
はその許容値）は、露光ビームの光路上に存在する吸光
物質の種類に応じて異ならせてもよく、例えば有機系の
吸光物質の濃度を１〜１０ｐｐｍ程度以下として最も厳
しく管理し、それに続いて水蒸気、及びその他の物質に
順にその濃度を緩くしてもよい。また、窒素ガスは、真
空紫外域中でも波長１５０ｎｍ程度までは露光ビームが
透過する気体（パージガス）として使用することができ
るが、波長が１５０ｎｍ程度以下の光に対してはほぼ吸
光物質として作用するようになる。そこで、波長が１５
０ｎｍ程度以下の露光ビームに対するパージガスとして
は希ガスを使用することが望ましい。また、希ガスの中
では屈折率の安定性、及び高い熱伝導率等の観点より、
ヘリウムガスが望ましいが、ヘリウムは高価であるた
め、運転コスト等を重視する場合には他の希ガスを使用
してもよい。また、パージガスとしては、単一の種類の
気体を供給するだけでなく、例えば窒素とヘリウムとを
所定比で混合した気体のような混合気体を供給するよう
にしてもよい。

【００３５】そして、本例では屈折率の安定性（結像特
性の安定性）、及び高い熱伝導率（高い冷却効果）等を
重視して、そのパージガスとしてヘリウムガスを使用す
るものとする。そのため、床２上には、投影露光装置及
びこれに付属する装置内の複数の気密室に対して高純度
のパージガスを供給し、それらの気密室を流れた気体を
回収して再利用するための気体供給装置の本体部が設置
されている。更に本例では、各ステージ系で使用される
エアーベアリング（エアーパッド）で緩衝用に使用され
る気体としてもそのパージガスと同じ気体が使用される
と共に、各ステージ系等の計測システムとして使用され
るレーザ干渉計の計測ビームの光路にもそのパージガス
と同じ気体が供給されている。この際に、その計測ビー
ムの光路上の気体（パージガス）の屈折率を計測する機
構が備えられており、この計測値に基づいてそのレーザ
干渉計の計測値の補正が行われる。

【００３６】また、同一の吸光物質であっても複数の気
密室でその濃度（上限値）を異ならせてもよく、例えば
投影光学系と照明光学系とでその濃度を最も厳しく管理
し、他の気密室などでその濃度を緩くしてもよい。この
とき、投影光学系と照明光学系との少なくとも一方に供
給されるパージガスの少なくとも一部を、引き続いて吸
光物質の濃度が緩い他の気密室、例えばステージ室又は
前述のエアーパッドなどに供給するように構成してもよ
い。さらに、この構成により下流側に配置される他の気
密室などで吸光物質の濃度がその上限値を超え得るとき
は、パージガスから吸光物質を取り除くケミカルフィル
タを他の気密室などの手前に設けてもよい。

【００３７】その気体供給装置の本体部は、真空ポンプ
を含み不純物を含むパージガスを回収する回収装置４、
高純度のパージガスを蓄積する蓄積装置６、及びパージ
ガスを温度調整して外部に供給する給気装置５等から構
成されている。回収装置４は、排気管７Ａを介して所望
の気密室内の気体を僅かに低い気圧でほぼ定常的な流れ
によるガスフロー制御によって吸引し、吸引された気体
からパージガスを分離して、分離したパージガスを一時
的に蓄積し、必要に応じてその蓄積されたパージガスを
配管７Ｂを介して給気装置５に供給する。蓄積装置６
は、この内部に高圧に圧搾されるか、又は液化して蓄積
されたパージガスを必要に応じて配管７Ｃを介して給気
装置５に供給する。給気装置５は、配管７Ｂ及び７Ｃを
介して供給されるパージガスの温度を調整し、ＨＥＰＡ
フィルタ(high efficiency particulate air-filter)等
の除塵フィルタや微量な有機物質等を含む上記の吸光物
質を除去するためのケミカルフィルタ等を含むフィルタ
部によりそのパージガスから上記の吸光物質等を除去す
る。そして、給気装置５は、その温度調整されて除塵さ
れたパージガスを大気圧よりも僅かに高い気圧（陽圧）
で給気管７Ｄを介して所望の気密室に供給する。

【００３８】なお、その回収装置４で回収したパージガ
スは、有機系の吸光物質などの濃度を比較的緩く管理し
てもよい気密室、例えばレチクルローダ系やウエハロー
ダ系が収納される気密室にのみ供給するようにして、露
光ビームが通過する気密室内には常に蓄積装置６から供
給される新しいパージガスを供給するようにしてもよ
い。これによって、パージガスの利用効率を高めた上
で、各気密室毎に吸光物質の濃度をその設定濃度に精度
良く制御することが可能となる。

【００３９】以下、本例の投影露光装置の構成につき詳
細に説明する。先ず図２において、床２上の露光光源３
から射出された露光ビームとしての波長１９３ｎｍのパ
ルスレーザ光よりなる露光光（露光用の照明光）ＩＬ
は、補助チャンバ８内のミラーを経て上方に反射され
て、その上の床１上の第１サブチャンバ９内のビームマ
ッチングユニット（不図示）によって光軸が調整されて
第１照明系ＩＳ１に入射する。この第１照明系ＩＳ１に
おいて、露光光ＩＬはビーム整形光学系（不図示）によ
って断面形状が整形されて、透過率を切り換えることが
できる減光フィルタ部（不図示）によってパルスエネル
ギーが調整されて、照度分布均一化用のオプティカル・
インテグレータ（ユニフォマイザ、又はホモジナイザ）
としてのフライアイレンズ１０に入射する。

【００４０】フライアイレンズ１０の射出面は、後続の
光学系によって被照明体としてのレチクルＲ１（又はＲ
２）のパターン面（以下、「レチクル面」という）に対
して光学的なフーリエ変換面（照明光学系の瞳面）に合
致するように配置されている。この瞳面には、露光光の
開口数を決定するための絞り切り換え部材１１が配置さ
れ、この絞り切り換え部材１１には、通常照明用の開口
絞り、小さいコヒーレンスファクタ（σ値）用の開口絞
り、輪帯照明用の開口絞り、複数の開口を持つ変形照明
用の開口絞り等からなる複数の照明系の開口絞り（σ絞
り）が交換自在に配置されており、装置全体の動作を統
轄制御するコンピュータよりなる主制御系（不図示）の
制御によって、照明条件に応じたσ絞りが露光光ＩＬの
光路上に設置される。

【００４１】なお、絞り切り換え部材１１の代わりに、
或いはそれと組み合わせて、回折光学素子、ズームレン
ズ、及びアキシコン（円錐プリズム）などの光学部材の
少なくとも一つをオプティカル・インテグレータ（フラ
イアイレンズ１０）よりも露光光源側に配置して、照明
光学系の瞳面上での光量分布を可変とするようにしても
よい。これによって、露光光ＩＬの利用効率を高めるこ
とができる。

【００４２】そのσ絞りを通過した露光光ＩＬは、第１
リレーレンズ系１２を経て反射率が大きく透過率の小さ
いビームスプリッタ１３に入射し、ビームスプリッタ１
３を透過した光は光電検出器よりなるインテグレータセ
ンサ１４で受光され、このインテグレータセンサ１４の
検出信号に基づいて、ウエハ上で適正露光エネルギーが
得られるように露光光ＩＬのパルスエネルギーが制御さ
れる。一方、ビームスプリッタ１３で反射された露光光
ＩＬは、ほぼ水平に第１の照明系ＩＳ１の射出面に配置
された可動視野絞り１５に入射する。可動視野絞り１５
の配置面は、レチクル面とほぼ共役であり、この可動視
野絞り１５は、被露光基板としてのウエハＷ１（又はＷ
２）の各ショット領域への走査露光の開始時及び終了時
に、本来の回路パターン以外のパターンが露光されない
ように視野を開閉する役割を果たす。視野の開閉時に振
動を発生する恐れのある可動視野絞り１５が配置された
第１照明系ＩＳ１は、露光本体部とは別体として第１サ
ブチャンバ９内に支持されているため、露光本体部での
露光精度（重ね合わせ精度、転写忠実度等）が向上す
る。

【００４３】なお、可動視野絞り１５は、走査露光の開
始時及び終了時にその視野を開閉する、即ち走査方向に
関する視野の幅を変更するだけでなく、走査露光に先立
ち、転写対象の回路パターンの非走査方向に関する大き
さに応じて、その視野の非走査方向の幅を変更できるよ
うにも構成されている。整形光学系（不図示）〜可動視
野絞り１５より第１照明系ＩＳ１が構成され、第１照明
系ＩＳ１は気密性の高い箱状の第１サブチャンバ９内に
収納されている。

【００４４】可動視野絞り１５を通過した露光光ＩＬ
は、露光本体部のフレーム機構に取り付けられた第２サ
ブチャンバ１９内の第２照明系ＩＳ２に入射する。第２
照明系ＩＳ２の入射面、即ちレチクル面との共役面から
所定量だけデフォーカスした面には固定視野絞り２０が
配置され、固定視野絞り２０には、そのレチクル面での
照明領域を走査方向に直交する非走査方向に細長いスリ
ット状の領域に規定するための開口が形成されている。
固定視野絞り２０を通過した露光光ＩＬは、第２照明系
ＩＳ２内の第２リレーレンズ系２１Ａ、レンズ系２１
Ｂ、光路折り曲げ用のミラー２２、及びコンデンサレン
ズ系２１Ｃを経てマスクとしてのレチクルＲ１のパター
ン面の照明領域を照明する。固定視野絞り２０〜コンデ
ンサレンズ系２１Ｃより第２照明系ＩＳ２が構成され、
第２照明系ＩＳ２は気密性の高い箱状の第２サブチャン
バ１９内に収納されている。第１照明系ＩＳ１及び第２
照明系ＩＳ２より照明光学系が構成されている。なお、
固定視野絞り２０は、前述したレチクル面との共役面か
らデフォーカスした面ではなく、レチクル面から所定間
隔だけ離れた面に配置するようにしてもよい。

【００４５】図１において、その露光光ＩＬのもとで、
レチクルＲ１（又はＲ２）の照明領域内のパターンの像
は、投影系としての投影光学系ＰＬを介して投影倍率β
（βは、１／４倍又は１／５倍等）で、感光基板（被露
光基板）としてのフォトレジストが塗布されたウエハ
（wafer)Ｗ１（又はＷ２）上のスリット状の露光領域に
投影される。この状態でレチクルＲ１及びウエハＷ１を
投影倍率βを速度比として所定の走査方向に同期移動す
ることで、ウエハＷ１上の一つのショット領域にレチク
ルＲ１のパターン像が転写される。なお、１チップの回
路パターンの像を、複数枚のレチクルのパターンを継ぎ
合わせながら露光するステップ・アンド・スティッチ方
式で露光を行ってもよい。レチクルＲ１，Ｒ２及びウエ
ハＷ１，Ｗ２がそれぞれ本発明の第１物体及び第２物体
に対応しており、ウエハＷ１，Ｗ２は例えば半導体（シ
リコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の直径
が２００ｍｍ又は３００ｍｍ等の円板状の基板である。

【００４６】投影光学系ＰＬとしては、例えば国際公開
（ＷＯ）００／３９６２３号に開示されているように、
１本の光軸に沿って複数の屈折レンズと、それぞれ光軸
の近傍に開口を有する２つの凹面鏡とを配置して構成さ
れる直筒型の反射屈折系や、１本の光軸に沿って屈折レ
ンズを配置して構成される直筒型の屈折系等を使用する
ことができる。更に、投影光学系ＰＬとして双筒型の反
射屈折系等を使用してもよい。以下、投影光学系ＰＬの
光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本例
ではほぼ水平面に合致している）内で走査露光時のレチ
クルＲ１及びウエハＷ１の走査方向（即ち、図１の紙面
に垂直な方向）に沿ってＹ軸を取り、非走査方向（即
ち、図１の紙面に平行な方向）に沿ってＸ軸を取って説
明する。

【００４７】ここで、本例のレチクルＲ１，Ｒ２を支持
するステージ系、投影光学系ＰＬ、及びウエハＷ１，Ｗ
２を支持するステージ系を含む露光本体部の全体の構成
につき説明する。即ち、床１上にほぼ正方形の頂点に配
置された４箇所の防振台３１Ａ〜３１Ｄ（３箇所等でも
よい）を介して剛性の高い定盤３２が設置され、定盤３
２の中央部にウエハベース３９が設置され、定盤３２及
びウエハベース３９が本発明の第１ベース部材に対応し
ている。そして、定盤３２上に電気式の水準器（不図
示）が設置されており、防振台３１Ａ〜３１Ｄはそれぞ
れエアーダンパ又は油圧式のダンパ等の大重量に耐える
機械式のダンパと、ボイスコイルモータ等のアクチュエ
ータよりなる電磁式のダンパとを含む能動型の防振装置
である。一例としてその水準器で検出される定盤３２の
上面の水平面に対する傾斜角（２軸の回りの傾斜角）が
許容範囲内に収まるように、４個の防振台３１Ａ〜３１
Ｄ中の電磁式のダンパが駆動され、必要に応じて機械式
のダンパの空気圧又は油圧等が制御される。この場合、
機械的なダンパによって、床からの高い周波数の振動は
露光本体部に伝わる前に減衰され、残存している低い周
波数の振動は電磁的なダンパによって減衰される。な
お、その水準器の代わりに、例えば光学的に対応する部
材の傾きを検出する検出器（例えばレーザ干渉計）、又
は静電容量式のセンサ等を使用してもよい。

【００４８】定盤３２の上面にほぼ正方形の頂点に位置
するように４本のコラム３３が固定され、４本のコラム
３３の上面に４箇所の防振台３４を介して、中央部に露
光光ＩＬを通過する開口が設けられた支持板３５が固定
されている。なお、防振台３４は防振台３１Ａ〜３１Ｄ
と同一構成（但し、耐荷重は小さい）の能動型の防振装
置であり、コラム３３及び防振台３４、並びに防振台３
１Ａ〜３１Ｄをほぼ正三角形の頂点に位置するように３
箇所に配置するようにしてもよい。図２に示すように、
支持板３５上に第２照明系ＩＳ２が収納された第２サブ
チャンバ１９が設置されている。

【００４９】図１に戻り、支持板３５は本発明の第２ベ
ース部材にも対応し、その上面は平面度の極めて良好な
ガイド面に仕上げられ、そのガイド面上にレチクルステ
ージ２４がエアーベアリングを介して円滑に２次元的に
摺動自在に載置され、レチクルステージ２４上にレチク
ルＲ１が真空吸着等によって保持されている。図２に示
すように、レチクルステージ２４上のレチクルＲ１の走
査方向ＳＤに隣接する領域に別のレチクルＲ２が保持さ
れており、例えば二重露光などが効率的に実行できるよ
うに構成されている。このように本例のレチクルステー
ジ２４は、ダブルホルダ方式であるが、各レチクル毎に
可動ステージを用いるダブルステージ方式を採用しても
よい。

【００５０】レチクルステージ２４は、例えばレチクル
Ｒ１，Ｒ２を保持する微動ステージと、これを囲む枠状
の粗動ステージとから構成されており、後者の粗動ステ
ージを不図示のリニアモータによってＹ方向（走査方
向）に駆動し、前者の微動ステージは例えば３個のアク
チュエータによって粗動ステージに対してＸ方向、Ｙ方
向、回転方向に微動することによって、レチクルＲ１，
Ｒ２を＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に所望の走査速度で高精度
に移動する（駆動する）と共に、同期誤差を補正するこ
とができる。この際に、レチクルステージ２４は、不図
示の移動部材を用いてＹ方向に対して運動量保存則を満
たすように駆動されて、走査露光時に振動が殆ど発生し
ないように構成されている。また、レチクルステージ２
４のＸ方向の位置情報を検出するためにレーザ干渉計よ
りなるＸ軸のレチクル干渉計２５Ｘが配置され、レチク
ルステージ２４のＹ方向の位置情報を検出するために図
２に示すようにＹ軸のレチクル干渉計２５Ｙが配置され
ている。レチクル干渉計２５Ｘ，２５Ｙはそれぞれ内部
の参照鏡（不図示）を基準としてレチクルステージ２４
の位置を計測すると共に、それぞれ複数軸の干渉計を備
えており、これらによってレチクルステージ２４のＸ軸
の回りの回転角（ピッチング量）、Ｙ軸の回りの回転角
（ローリング量）、及びＺ軸の回りの回転角（ヨーイン
グ量）も計測されている。

【００５１】本例では、レチクルステージ２４、この駆
動装置（不図示）、レチクル干渉計２５Ｘ，２５Ｙ等か
らレチクルステージ系ＲＳＴが構成され、レチクルステ
ージ系ＲＳＴは気密性の高い箱状のレチクル室２３（第
１ステージ室）に覆われており、レチクル室２３の上板
の中央部に露光光ＩＬを通過させる窓部が形成されてい
る。そして、レチクル干渉計２５Ｘ，２５Ｙによってレ
チクル室２３に対するレチクルステージ２４（レチクル
Ｒ１，Ｒ２）の位置関係（Ｘ方向、Ｙ方向への位置、及
び回転角）が計測されており、レチクル干渉計２５Ｘ，
２５Ｙの一部はそれぞれレチクル室２３の側面に埋め込
まれている。

【００５２】次に図１において、４本のコラム３３のほ
ぼ中間の高さの４箇所の段差部に、防振台３６を介して
第３ベース部材としての支持板３７が固定され、支持板
３７に設けられたＵ字型の切り欠き部（不図示）に投影
光学系ＰＬがフランジ部を介して設置されている。即
ち、投影光学系ＰＬは支持板３７に対して＋Ｙ方向（図
２の右方向）から出し入れできるように支持されてい
る。防振台３６は防振台３１Ａ〜３１Ｄと同一構成（但
し、耐荷重は小さい）の能動型の防振装置であり、コラ
ム３３を３箇所に配置する場合には、防振台３６も３箇
所に配置される。本例では、定盤３２、ウエハベース３
９、コラム３３、防振台３４、支持板３５、防振台３
６、及び支持板３７の集合体（３２〜３７）が本発明の
フレーム機構に対応している。

【００５３】そして、投影光学系ＰＬの上端部及び下端
部には支持板３７を挟むように、リング状の第１基準板
１０１及び第２基準板１０２が固定され、支持板３７の
上面の端部にレーザ干渉計の光源部５９が設置され、こ
の光源部５９から射出された波長安定化されたレーザビ
ーム（例えば波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザビー
ム）が、分岐光学系６０によって複数軸（本例では約１
１軸）の計測用のレーザビームに分岐されている。その
内の第１及び第２のレーザビームは、第１基準板１０１
にＸ方向に投影光学系ＰＬを挟むように配置された干渉
計ユニット５５Ｂ，５５Ｃに供給され、第３のレーザビ
ームは第１基準板１０１のＹ方向の端部に配置された干
渉計ユニット５５Ａに供給されている。

【００５４】干渉計ユニット５５Ａ〜５５Ｃは、それぞ
れ内部の参照鏡とレチクル室２３の底面部（支持板３５
の上面）に配置された平面鏡（通常の干渉計の移動鏡に
対応する）２６Ａ〜２６Ｃとにレーザビームを照射する
光学系と、その参照鏡及び平面鏡からの２つのレーザビ
ームの干渉光を光電変換する光電変換部と、この光電変
換部からの光電変換信号よりその参照鏡に対するその平
面鏡のＺ方向の変位量を例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程
度の分解能で求める信号処理部とを備えており、その変
位量の情報が不図示の姿勢制御系に供給されている。以
下に現れる干渉計ユニットも同様に構成されている。そ
の姿勢制御系は、その３箇所の平面鏡２６Ａ〜２６Ｃの
Ｚ方向の変位よりレチクルステージ２４のガイド面のＺ
方向への変位量、及び２軸の回り、即ちＸ軸及びＹ軸の
回りの傾斜角を求め、これらの変位量及び傾斜角が許容
範囲内に収まるように、４個の防振台３４の電磁式のダ
ンパの伸縮量を制御する。これによって、例えばレチク
ルステージ２４を駆動する際の僅かな振動等によって支
持板３５が振動する場合に、その振動を高速に抑制する
ことが可能となり、露光精度が向上する。

【００５５】また、図１及び図２において、支持板３７
の上面の−Ｘ方向の端部、及び＋Ｙ方向の端部にそれぞ
れレーザ干渉計よりなるレチクル用のＸ軸の干渉計ユニ
ット５４Ｘ、及びＹ軸の干渉計ユニット５４Ｙが設置さ
れ、これらの干渉計ユニット５４Ｘ，５４Ｙにも分岐光
学系６０で分岐された２本のレーザビームが供給されて
おり、これらに対応して投影光学系ＰＬのＸ方向及びＹ
方向の側面に参照鏡５３Ｘ及び５３Ｙが固定されてい
る。この場合、干渉計ユニット５４Ｘ，５４Ｙは主計測
系の一部に対応しており、Ｘ軸の干渉計ユニット５４Ｘ
は、参照鏡５３Ｘを基準として、レチクル干渉計２５Ｘ
の背面に固定されたコーナーキューブ型の移動鏡のＸ方
向への変位量を計測し、Ｙ軸の干渉計ユニット５４Ｙ
は、参照鏡５３Ｙを基準として、レチクル干渉計２５Ｙ
の背面に固定されたコーナーキューブ型の移動鏡のＹ方
向への変位量を計測し、計測値を不図示の主制御系に供
給する。干渉計ユニット５４Ｘ，５４Ｙは複数軸の計測
軸を有しており、主制御系は供給された計測値に基づい
て、投影光学系ＰＬを基準としてレチクル干渉計２５
Ｘ，２５Ｙ、ひいてはレチクル室２３のＸ方向、Ｙ方向
への位置ずれ量（ΔＸＲ１，ΔＹＲ１）及び回転角Δθ
Ｒ１を算出する。

【００５６】更に、レチクル干渉計２５Ｘ，２５Ｙによ
って計測されるレチクル室２３を基準とする、レチクル
ステージ２４（レチクルＲ１，Ｒ２）のＸ方向、Ｙ方向
への位置（ＸＲ１，ＹＲ１）及び回転角θＲ１も主制御
系に供給されており、主制御系は以下の演算によって、
投影光学系ＰＬを基準としたレチクルステージ２４のＸ
方向、Ｙ方向への位置（ＸＲ２，ＹＲ２）及び回転角θ
Ｒ２を算出する。

【００５７】ＸＲ２＝ＸＲ１＋ΔＸＲ１，ＹＲ２＝ＹＲ１＋ΔＹＲ１ …（２Ａ） θＲ２＝θＲ１＋ΔθＲ１ …（２Ｂ）このように算出される位置（ＸＲ２，ＹＲ２）及び回転
角θＲ２に基づいて、主制御系はレチクルステージ２４
の位置及び速度を制御する。これによって、レチクルス
テージ２４をレチクル室２３内に密閉した構造でありな
がら、レチクルステージ２４を投影光学系ＰＬを基準と
して高精度に駆動することができる。

【００５８】また、ウエハのアライメントを行うため
に、投影光学系ＰＬの下端部の−Ｘ方向及び＋Ｘ方向の
側面に、オフ・アクシス方式で結像方式のアライメント
センサ２７Ａ及び２７Ｂが固定されている。不図示であ
るが、レチクルステージ２３の上方には、レチクルのア
ライメントを行うために、レチクルアライメント顕微鏡
が配置されている。

【００５９】次に、図１及び図２において、定盤３２上
に固定されたウエハベース３９の上面は平面度の極めて
良好なガイド面に加工され、このガイド面に第１のウエ
ハステージ４０Ａ及び第２のウエハステージ４０Ｂが、
それぞれエアーベアリングを介して円滑に、かつＸ軸ガ
イド部材４１，４２及びＹ軸ガイド部材４３Ａ，４３Ｂ
に沿って２次元的に摺動自在に載置され、ウエハステー
ジ４０Ａ及び４０Ｂ上にそれぞれ第１のウエハＷ１及び
第２のウエハＷ２が真空吸着等によって保持されてい
る。ウエハステージ４０Ａ，４０Ｂは、例えばリニアモ
ータ方式でＹ方向に連続移動すると共に、Ｘ方向及びＹ
方向にステップ移動する。この際に、ウエハステージ４
０Ａ，４０Ｂは、それぞれＸ軸ガイド部材４１，４２及
びＹ軸ガイド部材４３Ａ，４３Ｂが逆方向に移動するこ
とによって、Ｘ方向、Ｙ方向に対して運動量保存則を満
たすように駆動されて、ステップ移動時及び走査露光時
に振動が殆ど発生しないように構成されている。

【００６０】また、ウエハステージ４０Ａ，４０Ｂ内の
Ｚレベリング機構（試料台）は、レベリング及びフォー
カシングを行うためにウエハＷ１，Ｗ２のＺ方向への変
位、及び２軸の回り（即ち、Ｘ軸及びＹ軸の回り）の傾
斜ができるように構成されている。このように本例のウ
エハステージは、ダブル・ウエハステージ方式である。
そして、ウエハステージ４０Ａ及び４０ＢのＸ方向の位
置情報を検出するために、図１に示すようにレーザ干渉
計よりなるＸ軸のウエハ干渉計４９ＡＸ及び４９ＢＸが
対向するように配置され、ウエハステージ４０Ａ，４０
ＢのＹ方向の位置情報を検出するために、図２に示すよ
うにＹ軸のウエハ干渉計５０ＡＹが配置されている。Ｙ
軸の干渉計としては実際にはＸ方向に所定間隔で３軸分
が配置されている（詳細後述）。

【００６１】ウエハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸ，５０Ａ
Ｙはそれぞれ内部の参照鏡（不図示）を基準としてウエ
ハステージ４０Ａ，４０Ｂの位置を計測すると共に、そ
れぞれ複数軸の干渉計を備えており、これらによってウ
エハステージ４０Ａ，４０ＢのＸ軸の回りの回転角（ピ
ッチング量）、Ｙ軸の回りの回転角（ローリング量）、
及びＺ軸の回りの回転角（ヨーイング量）も計測されて
いる。なお、レチクルステージ２４及びウエハステージ
４０Ａ，４０Ｂにおいては、アッベ誤差が生じる方向、
又は計測誤差が所定の許容値を超える恐れのある方向
（軸）のみでその回転角（ピッチング量又はローリング
量）を計測可能としてもよい。

【００６２】本例では、ウエハステージ４０Ａ，４０
Ｂ、この駆動装置（Ｘ軸ガイド部材４１，４２、Ｙ軸ガ
イド部材４３Ａ，４３Ｂ等）、ウエハ干渉計４９ＡＸ，
４９ＢＸ，５０ＡＹ等からウエハステージ系ＷＳＴが構
成され、ウエハステージ系ＷＳＴは気密性の高い箱状の
ウエハ室３８（第２ステージ室）に覆われており、ウエ
ハ室３８の上板の中央部の開口に投影光学系ＰＬの先端
部が差し込まれている。そして、ウエハ干渉計４９Ａ
Ｘ，４９ＢＸ，５０ＡＹによってウエハ室３８に対する
ウエハステージ４０Ａ，４０Ｂ（ウエハＷ１，Ｗ２）の
位置関係（Ｘ方向、Ｙ方向への位置、及び回転角）が計
測されており、ウエハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸ，５０
ＡＹの一部はそれぞれウエハ室３８の側面に埋め込まれ
ている。

【００６３】次に図１及び図２において、分岐光学系６
０によって分岐された複数のレーザビームの内の第６及
び第７のレーザビームは、第２基準板１０２にＸ方向に
投影光学系ＰＬを挟むように配置された干渉計ユニット
５８Ｂ，５８Ｃに供給され、第８のレーザビームは第２
基準板１０２のＹ方向の端部に配置された干渉計ユニッ
ト５８Ａに供給されている。

【００６４】これらの干渉計ユニット５５Ａ〜５５Ｃ
は、それぞれ内部の参照鏡に対してウエハ室３８の上面
に配置された平面鏡（通常の干渉計の移動鏡に対応す
る）のＺ方向への変位量、即ちウエハステージ４０Ａ，
４０Ｂに対する投影光学系ＰＬのＺ方向への変位量を計
測し、その変位量の情報が不図示の姿勢制御系に供給さ
れている。その姿勢制御系は、その３箇所でのＺ方向の
変位より投影光学系ＰＬのＺ方向への変位量、及び２軸
の回り、即ちＸ軸及びＹ軸の回りの傾斜角を求め、これ
らの変位量及び傾斜角が許容範囲内に収まるように、４
個の防振台３６の電磁式のダンパの伸縮量を制御する。
これによって、例えば外部からの僅かな振動によって支
持板３７（投影光学系ＰＬ）が振動する場合に、その振
動を高速に抑制することが可能となり、露光精度が向上
する。

【００６５】また、図１及び図２において、支持板３７
の底面の±Ｘ方向の端部、及び＋Ｙ方向の端部にそれぞ
れレーザ干渉計よりなるウエハ用のＸ軸の干渉計ユニッ
ト５７ＡＸ，５７ＢＸ、及びＹ軸の干渉計ユニット５７
Ｙが設置され、これらの干渉計ユニット５７ＡＸ，５７
ＢＸ，５７Ｙにも分岐光学系６０で分岐された３本のレ
ーザビームが供給されており、これらに対応して投影光
学系ＰＬのＸ方向及びＹ方向の側面に参照鏡５６ＡＸ，
５６ＢＸ及び５６Ｙが固定されている。この場合、干渉
計ユニット５７ＡＸ，５７ＢＸ，５７Ｙは主計測系の一
部に対応しており、Ｘ軸の干渉計ユニット５７ＡＸ，５
７ＢＸは、それぞれ参照鏡５６ＡＸ，５６ＢＸを基準と
して、ウエハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸの背面に固定さ
れたコーナーキューブ型の移動鏡のＸ方向への変位量を
計測し、Ｙ軸の干渉計ユニット５７Ｙは、参照鏡５６Ｙ
を基準として、ウエハ干渉計５０ＡＹの背面に固定され
たコーナーキューブ型の移動鏡のＹ方向への変位量を計
測し、計測値を不図示の主制御系に供給する。干渉計ユ
ニット５７ＡＸ，５７ＢＸ，５７Ｙは複数軸の計測軸を
有しており、主制御系は供給された計測値に基づいて、
投影光学系ＰＬを基準としてウエハ干渉計４９ＡＸ，５
０ＡＹ、ひいてはウエハ室３８のＸ方向、Ｙ方向への位
置ずれ量（ΔＸＷ１，ΔＹＷ１）及び回転角ΔθＷ１を
算出する。これと並列にウエハ干渉計４９ＢＸ，５０Ａ
ＹのＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量（ΔＸＷ２，ΔＹＷ
２）及び回転角ΔθＷ２も算出する。

【００６６】更に、一方のウエハ干渉計４９ＡＸ，５０
ＡＹによって計測されるウエハ室３８を基準とする、第
１のウエハステージ４０Ａ（ウエハＷ１）のＸ方向、Ｙ
方向への位置（ＸＷ１，ＹＷ１）及び回転角θＷ１も主
制御系に供給されており、主制御系は以下の演算によっ
て、投影光学系ＰＬを基準としたウエハステージ４０Ａ
のＸ方向、Ｙ方向への位置（ＸＷ３，ＹＷ３）及び回転
角θＷ３を算出する。

【００６７】ＸＷ３＝ＸＷ１＋ΔＸＷ１，ＹＷ３＝ＹＷ１＋ΔＹＷ１ …（３Ａ） θＷ３＝θＷ１＋ΔθＷ１ …（３Ｂ）このように算出される位置（ＸＷ３，ＹＷ３）及び回転
角θＷ３に基づいて、主制御系はウエハステージ４０Ａ
の位置及び速度を制御する。同様に、他方のウエハ干渉
計４９ＢＸ，５０ＡＹによって計測される、ウエハ室３
８を基準とする第２のウエハステージ４０Ｂ（ウエハＷ
２）のＸ方向、Ｙ方向への位置（ＸＷ２，ＹＷ２）及び
回転角θＷ２を、上記の位置ずれ量（ΔＸＷ２，ΔＹＷ
２）及び回転角ΔθＷ２で補正して得られる座標に基づ
いて、第２のウエハステージ４０Ｂの位置及び速度が制
御される。これによって、ウエハステージ４０Ａ，４０
Ｂをウエハ室３８内に密閉した構造でありながら、ウエ
ハステージ４０Ａ，４０Ｂを投影光学系ＰＬを基準とし
て高精度に駆動することができる。

【００６８】更に、既に説明したようにレチクル室２３
内のレチクルステージ２４も投影光学系ＰＬを基準とし
て高精度に駆動されているため、本例のレチクル室２３
内のレチクルステージ２４と、ウエハ室３８内のウエハ
ステージ４０Ａ，４０Ｂとは共に投影光学系ＰＬを基準
として、即ち同一の基準に基づいて相対的な位置関係を
高精度に保ちながら駆動される。これによって、レチク
ルＲ１，Ｒ２のパターン像をウエハＷ１，Ｗ２上に露光
する際に高い露光精度（重ね合わせ精度、転写忠実度
等）が得られる。また、本例のウエハステージ系ＷＳＴ
はダブル・ウエハステージ方式であり、例えば第１のウ
エハステージ４０Ａ側でウエハＷ１に対する走査露光中
に、第２のウエハステージ４０Ｂ側でウエハＷ２の交換
及びアライメントを行うことができるため、高いスルー
プットが得られる。

【００６９】また、図２において、床１上で投影露光装
置の定盤３２の−Ｙ方向の側面に、外気（即ち、クリー
ンルーム内の空気）と同じ環境下でレチクルライブラリ
やウエハカセット等が配置されたインターフェース・コ
ラム７１が設置され、インターフェース・コラム７１の
上端部と支持板３５上のレチクル室２３との間に気密性
の高い箱状のレチクルローダ室８７が配置され、インタ
ーフェース・コラム７１の下端部と定盤３２上のウエハ
室３８との間に気密性の高い箱状のウエハローダ室７０
が配置されている。レチクルローダ室８７内には、その
レチクルライブラリとレチクルステージ系ＲＳＴとの間
でレチクルの受け渡しを行うレチクルローダ系（不図
示）が設置され、ウエハローダ室７０内にはそのウエハ
カセットとウエハステージ系ＷＳＴとの間でウエハの受
け渡しを行うウエハローダ系が設置されている。

【００７０】さて、本例の投影露光装置では露光光ＩＬ
として真空紫外光が使用されているため、その露光光Ｉ
Ｌの透過率を高めてウエハＷ１，Ｗ２上での照度を高く
して高いスループットを得るために、その露光光ＩＬの
光路には高透過率のパージガス（本例ではヘリウムガ
ス）が供給されている。即ち、図２において、給気装置
５及び給気管７Ｄを通過した高純度のパージガスは、そ
れぞれバルブ付きの給気管１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１
６Ｄ，及び１６Ｅを介して第１サブチャンバ９（これは
補助チャンバに連通している）、第２サブチャンバ１
９、レチクル室２３、投影光学系ＰＬ、及びウエハ室３
８の内部に供給される。そして、第１サブチャンバ９、
第２サブチャンバ１９、レチクル室２３、投影光学系Ｐ
Ｌ、及びウエハ室３８の内部を流れた不純物を含んだパ
ージガスは、それぞれバルブ付きの排気管１７Ａ，１７
Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，及び１７Ｅを介して排気管７Ａを
経て回収装置４に回収される。

【００７１】この場合、給気管１６Ａ，１６Ｂ，１６
Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ、及び排気管１７Ａ，１７Ｂ，１７
Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅに備えられているバルブは、それぞ
れ電磁的に開閉自在なバルブであり、それらの開閉動作
は互いに独立にコンピュータよりなるパージガス制御系
（不図示）によって制御されると共に、回収装置４、給
気装置５、及び蓄積装置６の動作もそのパージガス制御
系によって制御される。そして、給気装置５からのパー
ジガスの供給動作と、回収装置４による気体の回収動作
と、それらのバルブの選択的な開閉動作とによって、サ
ブチャンバ９，１９の内部、レチクル室２３の内部、ウ
エハ室３８の内部、及び投影光学系ＰＬの内部（例えば
複数のレンズ室）の何れに対してもパージガスを所望の
流量で給気できるように構成されている。また、パージ
ガスの温度、圧力、及び必要に応じて湿度は、例えば各
気密室内への送風口付近に配置された環境センサの出力
に応じて制御できるように構成されている。

【００７２】この際に、第１サブチャンバ９と第２サブ
チャンバ１９との間の空間、第２サブチャンバ１９とレ
チクル室２３との間の空間、レチクル室２３と投影光学
系ＰＬの上端部との間の空間、及び投影光学系ＰＬとウ
エハ室３８との間の空間は、それぞれ外気から隔離され
るように大きい可撓性を有し、かつ気体の遮断性の高い
膜状の軟性シールド部材１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，及び
１８Ｄによって密閉されている。軟性シールド部材１８
Ａ等が本発明の被覆部材に対応している。これによっ
て、露光光源３から被露光基板としてのウエハＷ１，Ｗ
２までの露光光ＩＬの光路は、ほぼ完全に密封されてい
ることになる。このため、露光光ＩＬの光路上への外部
からの吸光物質を含む気体の混入は殆ど無く、露光光の
減衰量は極めて低く抑えられる。

【００７３】また、サブチャンバ９，１９、レチクル室
２３、投影光学系ＰＬ、及びウエハ室３８の内部には、
それぞれ吸光物質中の酸素ガスの濃度を検出するための
酸素濃度センサがそれぞれ設置され、酸素濃度が所定の
サンプリングレートで連続的に計測されて、上記のパー
ジガス制御系に供給されている。この場合、酸素濃度を
計測することによって代表的に吸光物質の濃度が計測さ
れており、酸素濃度センサとしては、例えばポーラログ
ラフ式酸素濃度計、ジルコニア式酸素濃度計、又は黄リ
ン発光式の酸素センサ等が使用できる。但し、それと共
に、又は単独に水蒸気や２酸化炭素等の吸光物質の濃度
を計測するようにしてもよい。そして、その各気密室内
での吸光物質の濃度の計測値はパージガス制御系に供給
されており、何れかの気密室において所定の許容濃度以
上の吸光物質が検出された場合には、そのパージガス制
御系の指令によりその吸光物質の濃度が許容濃度以下と
なるまでその吸光物質が検出された気密室内へのパージ
ガスの供給が行われる。

【００７４】また、軟性シールド部材１８Ａ〜１８Ｄは
例えば合成樹脂より形成されて、それぞれ大きい可撓性
を有しているため、隣接する気密室の間、例えばサブチ
ャンバ１９とレチクル室２３との間、レチクル室２３と
投影光学系ＰＬとの間、及び投影光学系ＰＬとウエハ室
３８との間で互いに振動が伝わらない。従って、気密性
を保持した上で振動の影響が軽減されている。

【００７５】更に、本例ではレチクル室２３とレチクル
ローダ室８７との間の空間を密閉するように軟性シール
ド部材１８Ｅが設けられ、レチクル室２３に供給された
パージガスの一部はレチクルローダ室８７内にも満たさ
れている。従って、レチクルローダ系によってレチクル
Ｒ１，Ｒ２の交換を行う際に、レチクルローダ室８７の
搬送口のシャッターを開いても、レチクル室２３内のパ
ージガスの濃度が大きく低下することは無い。この場
合、レチクルローダ室８７内にも吸光物質の濃度センサ
を配置して、レチクル室２３内での吸光物質の許容濃度
よりもレチクルローダ室８７内での吸光物質の許容濃度
を高く（緩く）設定し、レチクル室２３内での吸光物質
の濃度が許容濃度以下であっても、レチクルローダ室８
７内での吸光物質の濃度が許容濃度を超えたときに、給
気装置５からレチクル室２３にパージガスを供給するよ
うにしている。これによって、レチクルの交換時にもレ
チクル室２３内でのパージガスの濃度が高く維持される
と共に、パージガスの使用量を減らすことができる。更
に、レチクルローダ室８７をレチクルＲ１，Ｒ２の搬送
路に沿って複数の気密室に分割し、これらの複数の気密
室内にレチクルローダ系の構成部分を配置してもよい。
この際に、その複数の気密室内で吸光物質の濃度、又は
その許容値を異ならしめてもよい。

【００７６】同様に、ウエハ室３８とウエハローダ室７
０との間の空間を密閉するように軟性シールド部材が設
けられ、ウエハ室３８内に供給されたパージガスの一
部、又は殆ど全部（排気管１７Ｅのバルブを閉じた場
合）はウエハローダ室７０内にも満たされており、ウエ
ハローダ室７０内を流れたパージガスはバルブ付きの排
気管１７Ｆ及び排気管７Ａを介して回収装置４に回収さ
れている。そして、ウエハローダ室７０内にも吸光物質
の濃度センサが配置され、ウエハ室３８内に比べてウエ
ハローダ室７０内の吸光物質の許容濃度は高く設定さ
れ、ウエハ室３８内での吸光物質の濃度が許容濃度以下
であっても、ウエハローダ室７０内での吸光物質の濃度
が許容濃度を超えたときに、給気装置５からウエハ室３
８にパージガスを供給するようにしている。これによっ
て、ウエハの交換時にもウエハ室３８内でのパージガス
の濃度が高く維持されると共に、パージガスの使用量を
減らすことができる。

【００７７】次に、本例のダブル・ウエハステージ方式
のウエハステージ系、及びウエハローダ系の構成につき
図３〜図５を参照して詳細に説明する。図３は、図１中
のウエハステージ系ＷＳＴ、及びウエハローダ系を示す
一部を断面とした平面図であり、この図３に示すように
本例のウエハ室３８内のウエハステージ系ＷＳＴは、ウ
エハベース３９上のガイド面にエアーベアリングを介し
て浮上支持されると共に、Ｘ方向及びＹ方向に独立して
移動自在な２つのウエハステージ４０Ａ，４０Ｂと、こ
れらの駆動系と、これらの位置を計測する干渉計システ
ムとを備えており、ウエハステージ４０Ａ，４０Ｂ上に
それぞれ不図示のウエハホルダを介してウエハＷ１，Ｗ
２が保持されている。これを更に詳述すると、ウエハベ
ース３９を走査露光時の走査方向ＳＤ（Ｙ方向）に挟む
ように、Ｘ軸に平行に１対のＸ軸ガイド部材４１，４２
が配置され、これらのＸ軸ガイド部材４１，４２に対し
てエアーパッドを介してＸ方向に摺動自在に第１のＸ軸
スライダ４４Ａ，４５Ａ、及び第２のＸ軸スライダ４４
Ｂ，４５Ｂが載置されている。

【００７８】そして、第１のＸ軸スライダ４４Ａ，４５
Ａに対してエアーパッドを介してＹ方向に摺動自在に第
１のＹ軸ガイド４３Ａが配置され、第２のＸ軸スライダ
４４Ｂ，４５Ｂに対してエアーパッドを介してＹ方向に
摺動自在に第２のＹ軸ガイド４３Ｂが配置され、Ｙ軸ガ
イド４３Ａ，４３Ｂに対してエアーパッドを介してＹ方
向に摺動自在にウエハステージ４０Ａ，４０Ｂが配置さ
れている。また、Ｘ軸ガイド部材４１，４２に対して第
１のＸ軸スライダ４４Ａ，４５Ａ及び第２のＸ軸スライ
ダ４４Ｂ，４５Ｂを運動量保存則をほぼ満たして相対駆
動するためのＸ軸の第１及び第２のリニアモータ（不図
示）と、Ｙ軸ガイド４３Ａ，４３Ｂに対してウエハステ
ージ４０Ａ，４０Ｂを運動量保存則をほぼ満たしてＹ方
向に相対駆動するための２つのリニアモータ（不図示）
とが設けられている。

【００７９】また、第１のウエハステージ４０Ａの＋Ｘ
方向側の上面にアライメントセンサ２７Ａのベースライ
ン計測用の基準マークが形成された基準マーク部材４７
が固定され、ウエハステージ４０Ａの−Ｘ方向側の上面
に露光光の光量や照度むら等を計測するための計測部材
４６が固定され、第２のウエハステージ４０Ｂの上面に
もそれらと同一の基準マーク部材及び計測部材が固定さ
れている。

【００８０】ここで、本例のウエハステージ系ＷＳＴの
計測システムの一例につき説明する。図３において、第
１のウエハステージ４０Ａの−Ｘ方向及び＋Ｙ方向の側
面にはＸ軸の移動鏡４８ＡＸ、及びＹ軸の移動鏡４８Ａ
Ｙが固定され、第２のウエハステージ４０Ｂの＋Ｘ方向
及び＋Ｙ方向の側面にもＸ軸の移動鏡、及びＹ軸の移動
鏡が固定されている。なお、このように移動鏡４８Ａ
Ｘ，４８ＡＹ等を用いる他に、ウエハステージ４０Ａ，
４０Ｂの側面を鏡面加工して、この鏡面部に計測用のレ
ーザビームを照射してもよい。

【００８１】この場合、本例では投影光学系ＰＬの光軸
ＡＸ（露光領域の中心）と、第１のアライメントセンサ
２７Ａの光軸（検出中心）と、第２のアライメントセン
サ２７Ｂの光軸（検出中心）とはＸ軸に平行な直線（以
下、「最小誤差軸」と呼ぶ。）上に配列されている。そ
して、その最小誤差軸上で−Ｘ方向及び＋Ｘ方向に対向
するようにＸ軸のウエハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸが設
置され、第１のウエハ干渉計４９ＡＸからの２つの計測
ビームが最小誤差軸に沿って第１のウエハステージ４０
ＡのＸ軸の移動鏡４８ＡＸに照射されている。これと対
称に、第１のウエハ干渉計４９ＢＸからの２つの計測ビ
ームが最小誤差軸に沿って第２のウエハステージ４０Ｂ
のＸ軸の移動鏡に照射されている。それらの２つの計測
ビームの他に、実際にはＺ方向に離れた計測ビームも移
動鏡４８ＡＸ等に照射されており、ウエハ干渉計４９Ａ
Ｘ，４９ＢＸはそれぞれウエハステージ４０Ａ，４０Ｂ
のＸ方向の位置、Ｚ軸の回りの回転角（ヨーイング
量）、及びＹ軸の回りの回転角（ローリング量）を計測
する。

【００８２】また、光軸ＡＸを通りＹ軸に平行な計測ビ
ームがＹ軸のウエハ干渉計５０ＡＹからウエハステージ
４０ＡのＹ軸の移動鏡４８ＡＹに照射されている。ま
た、アライメントセンサ２７Ａ，２７Ｂのそれぞれの検
出中心を通りＹ軸に平行な計測ビームをそれぞれ有する
ウエハ干渉計５０ＢＹ，５０ＣＹも設けられている。中
央のウエハ干渉計５０ＡＹはＸ方向に２軸で、Ｚ方向に
も２軸（不図示）の計測ビームを備えているため、ウエ
ハステージ４０Ａ，４０ＢのＹ方向の位置、Ｚ軸の回り
の回転角（ヨーイング量）、及びＸ軸の回りの回転角
（ピッチング量）を計測できる。本例では、投影光学系
ＰＬは、ウエハステージ４０Ａ，４０Ｂ上のウエハＷ
１，Ｗ２を露光する場合に共通に使用されるが、第１の
ウエハステージ４０Ａ上のウエハＷ１のアライメント時
には−Ｘ方向のアライメントセンサ２７Ａが使用され、
第２のウエハステージ４０Ｂ上のウエハＷ２のアライメ
ント時には＋Ｘ方向のアライメントセンサ２７Ｂが使用
される。そして、投影光学系ＰＬを用いた露光時のウエ
ハステージ４０Ａ，４０ＢのＹ方向の位置計測には、中
央のウエハ干渉計５０ＡＹの計測値が用いられ、アライ
メントセンサ２７Ａ、又は２７Ｂの使用時のウエハステ
ージ４０Ａ、又は４０ＢのＹ方向の位置計測には、それ
ぞれレーザ干渉計５０ＢＹ又は５０ＣＹの計測値が用い
られる。

【００８３】このように本例では、Ｙ軸のウエハ干渉計
５０ＡＹ〜５０ＣＹをＸ方向（非走査方向）に複数個設
けることによって、ウエハステージ４０Ａ，４０ＢのＹ
軸の移動鏡４８ＡＹ等に常に何れかのＹ軸の計測ビーム
が照射されるようにしている。このため、ダブル・ウエ
ハステージ方式において個々のウエハステージ４０Ａ，
４０Ｂを小型化して高速駆動できると共に、各ウエハス
テージ４０Ａ，４０Ｂの位置を高精度に検出できる利点
がある。

【００８４】また、例えば一方のアライメントセンサ２
７Ａによるアライメントの後で第１のウエハステージ４
０Ａを露光位置に移動する場合や、他方のアライメント
センサ２７Ｂによるアライメントの後で第２のウエハス
テージ４０Ｂを露光位置に移動する場合には、Ｙ軸の両
側のウエハ干渉計５０ＢＹ，５０ＣＹとＹ軸の中央のウ
エハ干渉計５０ＡＹとの間で計測値の受け渡しを行う必
要がある。この計測値の受け渡しは、一例として次のよ
うに行われる。即ち、図３の状態から第１のウエハステ
ージ４０Ａが−Ｘ方向に移動する場合には、ウエハ干渉
計４９ＡＸによって計測されるウエハステージ４０Ａの
ヨーイング量が０となる状態で、次のウエハ干渉計５０
ＢＹの計測値がそれまで使用されていたウエハ干渉計５
０ＡＹの計測値に合致するように、次のウエハ干渉計５
０ＢＹの計測値にオフセットを加えればよい。

【００８５】また、図３において、Ｘ軸のウエハ干渉計
４９ＡＸ，４９ＢＸの背面にはそれぞれコーナキューブ
よりなる２軸の移動鏡６１ＡＸ，６１ＢＸが固定され、
これらの移動鏡６１ＡＸ，６１ＢＸのＸ方向の位置、及
びＺ軸の回りの回転角が既に説明した干渉計ユニット５
７ＡＸ，５７ＢＸによって投影光学系ＰＬを基準として
計測されている。更に、Ｙ軸の中央のウエハ干渉計５０
ＡＹの背面にもそれぞれコーナキューブよりなる２軸の
移動鏡６１ＡＹが固定され、この移動鏡６１ＡＹのＹ方
向の位置、及びＺ軸の回りの回転角が既に説明した干渉
計ユニット５７Ｙによって投影光学系ＰＬを基準として
計測されている。

【００８６】本例では、ウエハ干渉計４９ＡＸ，４９Ｂ
Ｘ，５０ＡＹ〜５０ＣＹよりなる合計５つの干渉計によ
って、ウエハ室３８内でのウエハステージ４０Ａ，４０
Ｂの２次元の座標位置、及び３軸の回りの回転角を管理
する第１の計測システムが構成され、干渉計ユニット５
７ＡＸ，５７ＢＸ，５７Ｙによって投影光学系ＰＬに対
するウエハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸ，５０ＡＹ（ウエ
ハ室３８）の２次元の座標位置、及びＺ軸の回りの回転
角を管理する第２の計測システム（主計測系）が構成さ
れている。そして、第１の計測システム及び第２の計測
システムによって、投影光学系ＰＬを基準として２つの
ウエハステージ４０Ａ，４０ＢのそれぞれのＸ方向、Ｙ
方向の位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角が高
精度に計測されており、この計測値に基づいてアライメ
ント時の位置決め、及び走査露光時の位置や速度の制御
が高精度に行われる。

【００８７】また、本例ではその計測システムの他に、
図４に示すように各種センサ等が備えられている。図４
は、図３のウエハ室３８及びウエハローダ室７０を示す
平面図であり、この図４において、ウエハ室３８には投
影光学系ＰＬがＹ方向に出入りできるように＋Ｙ方向に
開いた溝部３８ａが形成されている。また、ウエハ室３
８の上板には、投影光学系ＰＬによるスリット状の露光
領域２８、又はこれに対して走査方向ＳＤ（Ｙ方向）に
手前側の領域（先読み領域）にあるウエハＷ１（又はＷ
２）上の複数の計測点に光軸ＡＸに対して斜めにスリッ
ト像を投影する投射系８８Ａと、その被検面からの反射
光を受光して、それらの計測点でのフォーカス位置（Ｚ
方向の位置）を検出する受光系８８Ｂとからなる斜入射
方式の多点のオートフォーカスセンサ（ＡＦセンサ）８
８Ａ，８８Ｂが設置され、ＡＦセンサ８８Ａ，８８Ｂで
検出されるフォーカス位置ＦＺｎ（ｎ＝１，２，…）の
情報がステージ駆動系（不図示）に供給されている。

【００８８】また、投射系８８Ａ及び受光系８８Ｂの上
面にはそれぞれコーナキューブ型の移動鏡８９Ａ及び８
９Ｂが固定され、図２の投影光学系ＰＬの下部の第２基
準板１０２には、干渉計ユニット５８Ａと同様の構成で
投影光学系ＰＬに対する移動鏡８９Ａ，８９Ｂの変位量
ＦＺＡ，ＦＺＢを高精度に検出する干渉計ユニット（不
図示）が設置され、その検出結果ＦＺＡ，ＦＺＢもその
ステージ駆動系に供給されている。この場合、そのステ
ージ駆動系では、ＡＦセンサ８８Ａ，８８Ｂで検出され
るフォーカス位置ＦＺｎをその変位量ＦＺＡ，ＦＺＢで
補正して得られる値から、ウエハＷ１（Ｗ２）上の各計
測点での投影光学系ＰＬの像面からのデフォーカス量を
算出し、これらのデフォーカス量が許容範囲内に収まる
ようにウエハステージ４０Ａ（４０Ｂ）内のＺレベリン
グ機構を制御する。これによって、図４において、ウエ
ハＷ１（又はＷ２）上の一つのショット領域２９を露光
領域２８に対して走査する際に、ショット領域２９の全
面が焦点深度の範囲内に収まるため、ショット領域２９
の全面にレチクルパターンの縮小像が高い解像度で投影
される。

【００８９】また、ウエハ室３８の上部には、図３のウ
エハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸ，５０ＡＹ〜５０ＣＹに
対してレーザビームを分岐して供給するためのレーザ光
源部９１、ウエハステージ４０Ａ，４０Ｂ上のウエハＷ
１，Ｗ２の特性を計測するためのセンサ部９０、及びウ
エハ室３８内でウエハＷ１，Ｗ２のプリアライメントを
行うための第１及び第２のプリアライメント機構９２
Ａ，９２Ｂが備えられている。この場合、第１のウエハ
ステージ４０Ａ上のウエハＷ１のプリアライメントは、
ウエハ室３８内の−Ｘ方向の端部の位置Ａ１で行われ、
第２のウエハステージ４０Ｂ上のウエハＷ２のプリアラ
イメントは、＋Ｘ方向の端部の位置Ｂ１で行われるた
め、プリアライメント機構９２Ａ，９２Ｂはそれぞれ位
置Ａ１，Ｂ１（プリアライメント位置）の上方に配置さ
れている。そして、位置Ａ１，Ｂ１と、露光が行われる
露光領域２８（光軸ＡＸ）との間にアライメントセンサ
２７Ａ，２７Ｂによるウエハアライメントの位置が設定
されている。

【００９０】図３に戻り、本例では、上記のようにウエ
ハステージ４０Ａ，４０Ｂの内の一方が露光シーケンス
を実行している間、他方はウエハローダ系ＷＲＤＡ，Ｗ
ＲＤＢとの間でウエハ交換を行ってから、ウエハアライ
メントシーケンスを実行する。そのため、ウエハ室３８
の−Ｙ方向側に所定間隔を隔てて気密性の高い箱状のウ
エハローダ室７０が設置され、ウエハローダ室７０内に
そのウエハローダ系ＷＲＤＡ，ＷＲＤＢが収納されてい
る。そして、ウエハ室３８内で第１のウエハステージ４
０Ａ（ウエハＷ１）は露光後に点線で示すように−Ｘ方
向の位置Ａ１に移動し、第２のウエハステージ４０Ｂ
（ウエハＷ２）は露光後に点線で示すように＋Ｘ方向の
位置Ｂ１に移動する。ウエハ室３８の側面の位置Ａ１及
びＢ１の近傍にスリット状の搬送口５２Ａ及び５２Ｂが
形成され、搬送口５２Ａ，５２Ｂに対向するように、ウ
エハローダ室７０の側面にもスリット状の搬送口７４
Ａ，７４Ｂが形成され、ウエハローダ室７０の内部は、
第１の搬送口７４Ａに接する第１の待機室７２Ａ、第２
の搬送口７４Ｂに接する第２の待機室７２Ｂ、及び２つ
の待機室７２Ａ，７２Ｂの中間の予備室７３に分割され
ている。

【００９１】そして、搬送口７４Ａ，７４Ｂの内側に開
閉自在にシャッタ７５Ａ，７５Ｂが設けられ、待機室７
２Ａ，７２Ｂと予備室７３との間にもそれぞれ搬送口が
形成され、これらの搬送口を開閉するためのシャッタ７
８Ａ，７８Ｂが設けられている。更に、予備室７３の−
Ｙ方向の側面にはＸ方向に並列に２つの搬送口が形成さ
れ、これらの搬送口を開閉するためのシャッタ８５Ａ，
８５Ｂが設けられている。そのウエハローダ室７０の−
Ｙ方向に接するようにインターフェース・コラム７１が
設置されており、インターフェース・コラム７１内の外
気と同じ環境下において、予備室７３のシャッタ８５
Ａ，８５Ｂによって開閉される搬送口の近傍の位置Ａ
４、及び位置Ｂ４にはそれぞれ１ロットのウエハを収納
するウエハカセット（不図示）が設置されている。

【００９２】また、ウエハ室３８の搬送口５２Ａ，５２
Ｂと、ウエハローダ室７０の搬送口７４Ａ，７４Ｂとの
間の空間を外気から遮蔽するように、それぞれ図１の軟
性シールド部材１８Ｄと同様の高い可撓性を有する円筒
状で膜状の軟性シールド部材１８Ｆ，１８Ｇが装着され
ている。これによって、ウエハローダ室７０内の振動が
ウエハ室３８内に伝わらないと共に、ウエハ室３８の内
部からウエハローダ室７０の内部の空間までを高純度の
パージガスで満たすことができる。

【００９３】また、第１の待機室７２Ａ内の中央部の位
置Ａ２（温度制御位置）に来たウエハの温度を制御する
ために、３点接触型のヒータを含む温度調整装置７６Ａ
が設置され、位置Ａ２と位置Ａ１との間で搬送口５２
Ａ，７４Ａを通してウエハの受け渡しを行うために第１
のスライドアーム７７Ａが配置され、待機室７２Ａ内の
上部にスライドアーム７７ＡのＺ方向への微動、及びＹ
方向への移動を行うための搬送装置（不図示）が配置さ
れている。また、予備室７３内の−Ｘ方向側に、インタ
ーフェース・コラム７１及び待機室７２Ａの内部との間
でウエハの受け渡しを行うための第１の搬送ロボット７
９Ａが配置されている。搬送ロボット７９Ａは、回転及
び上下動を行う回転軸８２と、この回転軸８２上で回転
を行う第１アーム８１と、この第１アーム８１の先端部
で回転を行う第２アーム８０とを備えており、この第２
アーム８０の先端部に搬送対象のウエハが吸着保持され
る。

【００９４】搬送ロボット７９Ａは、ウエハの搬入時に
インターフェース・コラム７１内の位置Ａ４からシャッ
タ８５Ａのある搬送口を通して予備室７３内に搬入した
ウエハを、回転軸８２上の位置Ａ３に設置する。位置Ａ
３に設置されたウエハの外周部の１８０°離れた２箇所
に視野を持つように２つの撮像装置８３Ａ，８４Ａが配
置され、撮像装置８３Ａ，８４Ａの撮像信号が不図示の
ウエハローダ制御系に供給され、このウエハローダ制御
系は、その撮像信号を処理して位置Ａ３にあるウエハの
外周部のノッチ部（切り欠き部）の位置を検出し、この
ノッチ部の位置が所定の位置（例えば＋Ｙ方向）に来る
ように搬送ロボット７９Ａの動作を制御する。これによ
って、ウエハの１回目のプリアライメントが行われる。

【００９５】温度調整装置７６Ａ、スライドアーム７７
Ａ、この搬送装置（不図示）、搬送ロボット７９Ａ、及
び撮像装置８３Ａ，８４Ａより第１のウエハローダ系Ｗ
ＲＤＡが構成されている。この第１のウエハローダ系Ｗ
ＲＤＡと対称に、ウエハ室３８内の位置Ｂ１と、待機室
７２Ｂ内の位置Ｂ２と、予備室７３内の位置Ｂ３と、イ
ンターフェース・コラム７１内の位置Ｂ４との間でウエ
ハの受け渡しを行うための第２のウエハローダ系ＷＲＤ
Ｂが配置されている。ウエハローダ系ＷＲＤＢも温度調
整装置７６Ｂ、スライドアーム７７Ｂ、この搬送装置
（不図示）、第２の搬送ロボット７９Ｂ、及び撮像装置
８３Ｂ，８４Ｂより構成されている。

【００９６】図５は、図３と同じく本例のウエハステー
ジ系ＷＳＴ、及びウエハローダ系ＷＲＤＡ，ＷＲＤＢを
示す平面図であり、この図５において、ウエハ室３８の
上部に点線で示すように図２の給気管１６Ｅ及び給気装
置５に連通する３箇所の吹き出し口９４，９５Ａ，９５
Ｂが設置され、これらの吹き出し口９４，９５Ａ，９５
Ｂからウエハ室３８の内部にダウンフロー方式で陽圧の
パージガスが供給されている。この場合、吹き出し口９
４は、Ｙ軸のウエハ干渉計５０ＡＹの光路を含む領域の
上部に設定され、吹き出し口９５Ａ，９５ＢはＸ軸の２
つのウエハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸの光路を含む領域
の上部に設定されており、ウエハ干渉計４９ＡＸ，４９
ＢＸ，５０ＡＹの光路には実質的に常時高純度のパージ
ガスが供給されているため、その光路の屈折率が安定化
して計測精度が向上する。

【００９７】但し、そのウエハ干渉計の光路の屈折率は
パージガスの純度が比較的大きく変化すると、それに応
じて変化するため、パージガスの純度が所定の許容値を
超えて変化した場合には、アライメント及び露光動作を
中止して、そのパージガスの純度が高純度で安定化する
までウエハステージ４０Ａ，４０Ｂを待機させるように
してもよい。これによって、アライメント精度及び露光
精度の悪化を防止することができる。

【００９８】また、図５のウエハローダ室７０の予備室
７３の底面に点線で示すように、図２の排気管１７Ｆに
連通する排気口９６が設置されており、ウエハ室３８、
待機室７２Ａ，７２Ｂ、及び予備室７３の内部にそれぞ
れ吸光物質としての酸素の濃度を計測する酸素濃度セン
サ９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃ，９３Ｄが設置され、酸素濃
度センサ９３Ａ〜９３Ｄの計測値が不図示のパージガス
制御系に供給されている。シャッタ７５Ａ，７８Ａ又は
シャッタ７５Ｂ，７８Ｂが開いている場合に、ウエハ室
３８の内部に供給されたパージガスは、矢印Ｃ１，Ｃ２
及び矢印Ｄ１，Ｄ２で示すように待機室７２Ａ，７２Ｂ
を経て予備室７３に流入し、予備室７３に流れ込んだパ
ージガスは排気口９６から図２の排気管１７Ｆを介して
回収装置４に回収される。また、シャッタ７５Ａ，７８
Ａ，７５Ｂ，７８Ｂが閉じている場合に、ウエハ室３８
内に吹き出したパージガスは、必要に応じて図２の排気
管１７Ｅから回収装置４に回収される。

【００９９】この場合、酸素濃度センサ９３Ａ〜９３Ｄ
で検出される酸素濃度の許容値は、ウエハ室３８の内
部、待機室７２Ａ，７２Ｂの内部、予備室７３の内部の
順に高く（緩く）設定されており、酸素濃度センサ９３
Ａ〜９３Ｄの何れかで計測される濃度が許容値を超えた
場合に、そのパージガス制御系は吹き出し口９４，９５
Ａ，９５Ｂからウエハ室３８の内部に通常よりも多い流
量でパージガスを供給する。これによって、ウエハの交
換時にシャッタ７５Ａ，７５Ｂ等を開いた場合にも、ウ
エハ室３８内でのパージガスの濃度が高く維持されると
共に、パージガスの使用量を減らすことができる。

【０１００】そのウエハ室３８内へパージガスを供給す
る際の流量の一例は、ウエハの１枚がウエハ室３８から
順次搬出される際にウエハ室３８内で増加する空間の体
積分を補う程度である。これによって、パージガスの使
用量を少なくすることができる。本例では、そのウエハ
室３８（露光室）の内部の吸光物質（ここでは酸素）の
濃度の許容値（ｄＡとする）は待機室７２Ａ，７２Ｂの
内部の吸光物質の濃度の許容値（ｄＢとする）の１／１
０〜１／１００程度に設定され、待機室７２Ａ，７２Ｂ
の内部の吸光物質の濃度の許容値ｄＢは予備室７３の内
部の吸光物質の濃度の許容値（ｄＣとする）の１／１０
〜１／１００程度に設定されている。そして、一例とし
て、ウエハ室３８内の許容値ｄＡは１００〜１０ｐｐｍ
程度、待機室７２Ａ，７２Ｂ内の許容値ｄＢは１０³ ｐ
ｐｍ程度、予備室７３内の許容値ｄＣは１０⁵ ｐｐｍ程
度に設定される。

【０１０１】この際に、パージガスの濃度管理を容易に
するために、ウエハ室３８内での許容値ｄＡを最も厳し
く設定し、その他の気密室（待機室７２Ａ，７２Ｂ及び
予備室７３）では共通にウエハ室３８内と同程度以上の
許容値に設定するだけでもよい。この場合には、待機室
７２Ａ，７２Ｂと予備室７３とを一つの気密室としても
よい。また、検出対象の吸光物質（不純物）の種類を多
くして、その吸光物質毎にその濃度の許容値を異ならせ
てもよく、最も許容値が厳しい物質の濃度に着目してパ
ージガスの流量などを制御するようにしてもよい。

【０１０２】また、吸光物質の濃度の許容値が緩い（大
きい）気密室からその許容度が厳しい（小さい）気密室
へのパージガスの逆流を防止するために、各気密室内で
のパージガスの圧力を異ならせる、即ちその許容値が厳
しい（小さい）気密室ほどその内部でのパージガスの圧
力を高くするようにしてもよい。また、本例ではウエハ
室３８内にパージガスをダウンフロー方式で供給してい
るが、パージガスが本例のようにヘリウムガスのような
軽い気体である場合には、そのパージガスをウエハ室３
８内の底面部から吹き上げるようにして（いわばオーバ
ーフロー方式で）供給するようにしてもよい。

【０１０３】ここで、図３のウエハステージ系ＷＳＴ、
及びウエハローダ系ＷＲＤＡ，ＷＲＤＢの全体の動作の
一例につき説明する。先ず、第１のウエハステージ４０
Ａ上の第１のウエハＷ１に対する走査露光が終わって、
第２のウエハステージ４０Ｂ上の第２のウエハＷ２に対
する走査露光を行うものとすると、第１のウエハステー
ジ４０Ａが位置Ａ１に移動した後、アライメントセンサ
２７Ｂの下でウエハアライメントの行われた第２のウエ
ハステージ４０Ｂが投影光学系ＰＬの露光領域側に移動
して、ウエハステージ４０Ｂ上のウエハＷ２に対する走
査露光が開始される。また、この時点までに、インター
フェース・コラム７１内の位置Ａ４にある未露光のウエ
ハが搬送ロボット７９Ａによって予備室７３内の位置Ａ
３まで搬送され、ここで撮像装置８３Ａ，８４Ａを用い
てノッチ部を基準として、回転角及び中心位置の１回目
のプリアライメントが行われる。その後、位置Ａ３のウ
エハは搬送ロボット７９Ａによって待機室７２Ａ内の温
度調整装置７６Ａ上の位置Ａ２に搬送され、ここで露光
に適した温度まで加熱、又は冷却された後、スライドア
ーム７７Ａによってウエハ室３８内の位置Ａ１の近傍ま
で搬送される。

【０１０４】その位置Ａ１において、ウエハステージ４
０Ａ上の露光済みのウエハＷ１は、図４のプリアライメ
ント機構９２Ａのアンロードアーム（不図示）に受け渡
されると共に、スライドアーム７７Ａ上の未露光のウエ
ハはそのプリアライメント機構９２Ａのロードアーム
（不図示）に受け渡される。次に、そのアンロードアー
ム上の露光済みのウエハがスライドアーム７７Ａ上に受
け渡された後に、そのロードアーム上の未露光のウエハ
の外周部の３箇所の形状を不図示の撮像装置で観察する
ことによって、その未露光のウエハの２回目のプリアラ
イメントが行われる。この後、その未露光のウエハは位
置Ａ１でウエハステージ４０Ａ上に載置されて、ウエハ
ステージ４０Ａによってアライメントセンサ２７Ａの下
方に移動して、アライメントセンサ２７Ａによってその
未露光のウエハ上のサーチアライメントマークの検出
（サーチアライメント）、及びこの結果を用いたファイ
ンアライメントマークの検出が行われる。この際に、例
えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧ
Ａ）方式でウエハのファインアライメントが行われる。

【０１０５】本例ではサーチアライメント、及びファイ
ンアライメントをまとめてウエハアライメントと呼んで
いる。ウエハアライメントが完了した第１のウエハステ
ージ４０Ａ上のウエハは、第２のウエハステージ４０Ｂ
上のウエハＷ２の走査露光が終了するまで、アライメン
トセンサ２７Ａの下方で待機する。一方、位置Ａ１でウ
エハステージ４０Ａからスライドアーム７７Ａに受け渡
された露光済みのウエハＷ１は、待機室７２Ａ内の位置
Ａ２まで移動した後、搬送ロボット７９Ａによって位置
Ａ２からインターフェース・コラム７１内の位置Ａ４ま
で搬送される。この際に、位置Ａ４には露光済みのウエ
ハ用のウエハカセットが待機しており、ウエハＷ１はそ
のウエハカセットに収納される。その後、位置Ａ４には
未露光のウエハを収納したウエハカセットが移動して、
このウエハカセット内の未露光のウエハが搬送ロボット
７９Ａによって予備室７３内の位置Ａ３まで搬送され
る。

【０１０６】また、第２のウエハステージ４０Ｂ上で露
光が行われたウエハＷ２が、ウエハ室３８内の位置Ｂ１
まで搬送されると共に、第１のウエハステージ４０Ａが
投影光学系ＰＬの露光領域側に移動して、ウエハステー
ジ４０Ａ上のウエハの走査露光が開始される。この際
に、位置Ｂ１の近傍には搬送ロボット７９Ｂ及びスライ
ドアーム７７Ｂによって位置Ｂ４から位置Ｂ３，Ｂ２を
経て未露光で温度制御されたウエハが搬送されている。
そして、図４のプリアライメント機構９２Ｂを介してス
ライドアーム７７Ｂ上の未露光のウエハと、ウエハステ
ージ４０Ｂ上の露光済みのウエハＷ２との交換が行われ
た後、位置Ｂ１において未露光のウエハの２回目のプリ
アライメントが行われる。一方、露光済みのウエハＷ２
は、スライドアーム７７Ｂ及び搬送ロボット７９Ｂを介
して位置Ｂ２から位置Ｂ４まで搬送される。

【０１０７】このように本例では、ウエハステージＷＳ
Ｔ及びウエハローダ系ＷＲＤＡ，ＷＲＤＢをそれぞれウ
エハ室３８及びウエハローダ室７０内にモジュール構成
で組み込むようにしているが、ウエハ室３８内の位置Ａ
１，Ｂ１において２回目のプリアライメントを行ってい
るため、ウエハ室３８とウエハローダ室７０との組立時
の位置関係はそれ程厳密である必要が無い。即ち、投影
露光装置の組立調整を容易に行うことができると共に、
ウエハアライメントを高精度に行うことができる。

【０１０８】更に本例では、図３において未露光のウエ
ハ、又は露光済みのウエハが搬送口７４Ａ，７４Ｂ等を
通過する際に、対応するシャッタ７５Ａ，７５Ｂ，７８
Ａ，７８Ｂ，８５Ａ，８５Ｂが開くと共に、ウエハが通
過しない期間では対応するシャッタ７５Ａ，７５Ｂ〜８
５Ａ，８５Ｂは閉じている。また、シャッタ７５Ａ，７
５Ｂが開いている場合には、シャッタ７８Ａ，７８Ｂ又
はシャッタ８５Ａ，８５Ｂが閉じるように制御されてお
り、ウエハ室３８の内部が直接にインターフェース・コ
ラム７１の内部、即ち外気と連通することは無い。従っ
て、ウエハ室３８の内部のパージガスの濃度は常に高く
維持されている。

【０１０９】次に、図３中の軟性シールド部材１８Ｆ，
１８Ｇ及びシャッタ７５Ａ等の構成につき図６〜図９を
参照して詳細に説明する。図６は、図３中のウエハ室３
８、ウエハローダ室７０、及び投影光学系ＰＬの組立調
整時の状態を示す斜視図であり、この図６において、ウ
エハ室３８の上面にはレーザ光源部９１、プリアライメ
ント機構９２Ａ，９２Ｂ、ＡＦセンサ８８Ａ，８８Ｂ、
及びアライメントセンサ２７Ａ，２７Ｂ等が凸部として
突き出ているが、これらの間に投影光学系ＰＬを水平方
向に相対移動できる溝部３８ａが形成されている。ま
た、ウエハローダ室７０の上面には図３のスライドアー
ム７７Ａ，７７Ｂを駆動するための駆動装置が収納され
た駆動部７０ａ，７０ｂが設置され、ウエハローダ室７
０の底面には防振台７０Ｃが配置されている。更に、ウ
エハローダ室７０の正面部には、図３のインターフェー
ス・コラム７１との間でウエハが搬送される搬送口９７
Ａ，９７Ｂが形成され、この搬送口９７Ａ，９７Ｂは図
３のシャッタ８５Ａ，８５Ｂによって開閉される。

【０１１０】本例の投影露光装置の組立調整時には、ウ
エハ室３８はこの中のウエハステージ系ＷＳＴと共に組
み立てられ、これとほぼ並行してウエハローダ室７０は
この中のウエハローダ系ＷＲＤＡ，ＷＲＤＢと共に組み
立てられる。その後、投影光学系ＰＬが図２のフレーム
機構に装着された後、図６の矢印で示すように投影光学
系ＰＬが溝部３８ａに沿って相対移動するようにそのフ
レーム機構にウエハ室３８が設置され、これに続いてウ
エハ室３８の搬送口５２Ａ，５２Ｂにウエハローダ室７
０の搬送口７４Ａ，７４Ｂが対向するようにウエハロー
ダ室７０が設置される。その後、投影光学系ＰＬの下端
部とウエハ室３８の溝部３８ａとの隙間を密閉するよう
に、図７（ａ）に示すように軟性シールド部材１８Ｄが
装着され、搬送口５２Ａ（又は５２Ｂ）と搬送口７４Ａ
（又は７４Ｂ）との間の空間を外気から隔離するように
軟性シールド部材１８Ｆ（又は１８Ｇ）が装着される。

【０１１１】図８（ａ）は、一方の軟性シールド部材１
８Ｆを示す平面図、図８（ｂ）はその正面から見た断面
図であり、この図８に示すように、円筒状の軟性シール
ド部材１８Ａの両端部にはリング状の吸着部９８，９９
が固定され、吸着部９８，９９の端面には真空ポンプＶ
Ｐに連通する真空吸着用の溝部９８ａ，９９ａが形成さ
れている。そして、軟性シールド部材１８Ｆを図６の搬
送口５２Ａと搬送口７４Ａとの間に装着する場合には、
一方の吸着部９８を一方の搬送口５２Ａを囲むようにウ
エハ室３８に配置し、他方の吸着部９９を他方の搬送口
７４Ａを囲むようにウエハローダ室７０に配置した状態
で、溝部９８ａ，９９ａに通じる真空ポンプＶＰの吸引
を開始し、露光工程中にはその真空ポンプＶＰで連続的
に吸引を行う。他方の軟性シールド部材１８Ｇも同じ方
法で取り付けられる。これによって、搬送口５２Ａ，７
４Ａの間、及び搬送口５２Ｂ，７４Ｂの間の空間はそれ
ぞれ高い密閉度で外気から隔離される。更に、例えばメ
ンテナンス時等にはウエハ室３８の近傍からウエハロー
ダ室７０を容易に移動することができる。

【０１１２】但し、例えば停電時等にその真空ポンプが
オフとなり、軟性シールド部材１８Ｆ，１８Ｇが外れて
しまい、パージガスに外気（吸光物質）が混入する恐れ
もある。これを防止するために、軟性シールド部材１８
Ｆ，１８Ｇを真空ポンプによる吸着と共に、例えばフラ
ンジ部等で機械的に固定する方式を併用して固定するこ
とが望ましい。

【０１１３】次に、図９（ａ）は図３のウエハローダ室
７０の一つの搬送口７４Ａの開閉を行うシャッタ７５Ａ
を示す正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）を側面から見た
断面図であり、本例のシャッタ７５Ａは、下部の第１シ
ャッタ７５Ａ１と上部の第２シャッタ７５Ａ２とに分か
れている。搬送口７４Ａを閉じる場合には、第１シャッ
タ７５Ａ１及び第２シャッタ７５Ａ２が噛み合うように
閉じて、図３のウエハ室３８の搬送口５２Ａと待機室７
２Ａの内部とがほぼ完全に遮断される。そして、搬送口
５２Ａ，７４Ａを通してウエハを単体のままで搬送する
際には、図９（ｃ）に示すように、第１シャッタ７５Ａ
１のみが下方に開き、搬送口７４Ａのほぼ下半分の領域
をスライドアーム７７Ａ上に保持されたウエハＷ１が通
過する。

【０１１４】なお、ウエハを例えばウエハホルダに装着
した状態で搬送することも可能であり、この場合には、
図９（ｄ）に示すように、第１シャッタ７５Ａ１が下方
に開くのと同時に第２シャッタ７５Ａ２が上方に開い
て、搬送口７４Ａが全開状態になる。そして、その搬送
口７４Ａ中をウエハＷ１が載置されたウエハホルダ１０
０Ａがスライドアーム７７Ａ上に保持された状態で通過
する。また、ウエハＷ１をウエハホルダ１００Ａ上に載
置して搬送する代わりに、小型の容器内にウエハＷ１を
収納した状態でその容器を搬送することも可能である。
更に、ウエハホルダ１００Ａを単体として清掃するため
に、そのウエハホルダ１００Ａをウエハ室３８の外部に
搬出する際にもその搬送口７４Ａが使用される。

【０１１５】このように本例では、ウエハを付属物と共
に搬送する際、又はその付属物のみを搬送する際には搬
送口７４Ａを全開する一方で、ウエハＷ１を単体で搬送
する際には搬送口７４Ａの一部のみを開いているため、
図３のウエハ室３８の内部から待機室７２Ａの内部に流
入するパージガスの流量が減少するため、ウエハ室３８
の内部でのパージガスの濃度を高く維持することがで
き、ウエハＷ１，Ｗ２上での露光光の強度を高く維持で
き、露光工程のスループットが向上すると共に、露光装
置の運転コストを低減することができる。パージガスの
漏れ量を少なく抑えるためには、このように各搬送口を
できるだけ小さくすることが望ましい。また、各搬送口
（開口部）を機械的に細長くして、各搬送口をいわば立
体化して、パージガスの粘性を利用してそのパージガス
の漏れ量を少なくしてもよい。

【０１１６】また、インターフェース・コラム７１（外
気）と接続される気密室（本例では予備室７３）では、
ウエハなどの搬送時にパージガスが外部に流出したり、
外気の流入などによって吸光物質の濃度が悪化し得る。
そこで、その搬送時にシャッタ８５Ａ，８５Ｂによって
規定されるインターフェース・コラム７１と予備室７３
との間の搬送口（ここでは「ＩＦ開口」と呼ぶ）の大き
さ（開放面積）を小さくすることが望ましい。具体的に
そのＩＦ開口を、例えばシャッタ７５Ａ，７５Ｂによっ
て規定されるウエハ室３８と待機室７２Ａ，７２Ｂとの
間の搬送口（ここでは「本体開口」と呼ぶ）５２Ａ，５
２Ｂ又は７４Ａ，７４Ｂに比べて小さくすることが望ま
しい。このとき、シャッタ７８Ａ，７８Ｂによって規定
される待機室７２Ａ，７２Ｂと予備室７３との間の搬送
口（ここでは「中間開口」と呼ぶ）はその大きさを制限
しなくてもよいが、前述のＩＦ開口と同程度以上、及び
前述の本体開口（５２Ａ，５２Ｂ又は７４Ａ，７４Ｂ）
と同程度以下の少なくとも一方を満たすことが望まし
い。

【０１１７】なお、本例ではウエハ室３８とインターフ
ェース・コラム７１との間に２つの気密室（予備室７３
と待機室７２Ａ又は７２Ｂ）を設けている、即ちＩＦ開
口と本体開口との間に１つの中間開口が存在している
が、ウエハ室３８とインターフェースコラム７１との間
に３つ以上の気密室を設けてもよく、ＩＦ開口と本体開
口との間に存在する２つ以上の中間開口はその大きさが
同程度でも、異なっていてもよいが、ＩＦ開口又は本体
開口との大小関係は上記条件を満たすことが望ましい。
また、ウエハ室３８とインターフェースコラム７１との
間に１つの気密室を設けるだけでもよく、この場合はＩ
Ｆ開口を本体開口に比べて小さくするだけでよい。さら
に、ウエハ室３８とインターフェースコラム７１との間
に少なくとも２つの気密室が設けられる場合、ウエハ室
３８に近づくほど搬送口を大きくする、即ちＩＦ開口、
中間開口、及び本体開口の配列順にその大きさを段階的
に大きくするようにしてもよい。これは、特にウエハ室
３８で吸光物質の濃度が最も厳しく、インターフェース
コラム７１に近づくほど各気密室での吸光物質の濃度が
緩くなるときに有効である。即ち、ウエハ室３８と異な
る１つの気密室の前後で吸光物質の濃度が異なり、かつ
その１つの気密室で濃度がその前後の濃度のうち厳しい
方と同等以上であるときは、その１つの気密室で濃度が
緩い方の搬送口を厳しい方の搬送口よりも小さくすると
よい。

【０１１８】また、ＩＦ開口、中間開口、及び本体開口
の大きさを等しくしておき、ウエハなどの搬送時に、前
述の如くシャッタによってその大きさを異ならせるよう
にしてもよいし、あるいは各開口（搬送口）でその大き
さを異ならせておき、シャッタは搬送路の開閉のみに用
いるようにしてもよい。本例ではウエハローダがウエハ
の裏面を支持するので、各開口（搬送口）はその横幅が
ウエハサイズに応じてほぼ等しくなっている。従って、
各開口（搬送口）でその高さを調整することでその大き
さ（開放面積）が異なることになる。但し、各開口（搬
送口）を通るウエハローダ（搬送アーム）のサイズが異
なるときは、そのサイズを考慮して上記高さを調整する
か、あるいは上記条件を満たすように各搬送アームのサ
イズを設定しておくとよい。

【０１１９】さらに、ウエハ室３８とは別に少なくとも
１つの気密室をインターフェース・コラム７１との間に
設ける場合、インターフェース・コラム７１に接続され
る気密室でその圧力を外気よりも高くして外気の流入阻
止を図ることが望ましい。また、ウエハ室３８の圧力は
その気密室と同程度でもよいが、ウエハ室３８でその圧
力を最も高くすることが望ましく、この場合にウエハ室
３８に近づくほど気密室の圧力を高くするようにしても
よい。特に、互いに隣接する２つの気密室で吸光物質の
濃度が異なる場合、その濃度が厳しく管理される一方の
気密室でその圧力を他方の気密室よりも高くすることが
望ましい。これにより、濃度管理が緩い気密室から濃度
管理が厳しい気密室へのパージガスの流入阻止を図るこ
とができる。

【０１２０】また、レチクルローダ８７の一部又は全体
を、レチクル室２３と異なる少なくとも１つの気密室に
配置し、レチクル室２３を含む複数の気密室でその搬送
口の大きさや圧力を上記と全く同様に設定してもよい。
このとき、レチクルを密閉型カセット（例えば、ボトム
オープンタイプのＳＭＩＦ(Standard mechanical inter
face)技術を適用して製作された密閉容器であるＳＭＩ
Ｆ−ＰＯＤ（商品名））に収納し、レチクルを外気と接
触させることなく、その少なくとも１つの気密室内に搬
入するように構成してもよい。また、その複数の気密室
の１つに、少なくとも一枚のレチクルを保持するバッフ
ァカセット（保管棚）を設けてもよい。

【０１２１】次に、図１、図２の投影露光装置で走査露
光を行う場合のステージ系の走査速度の最適化方法の一
例につき図１１〜図１４を参照して説明する。図１１
は、本例で露光対象とするウエハＷ（図１のウエハＷ
１，Ｗ２に対応する）のショット配列の一例を示し、こ
の図１１において、ウエハＷは直径が約３００ｍｍの円
板状の基板（いわゆる１２インチウエハ）であり、この
ウエハＷの有効露光領域がＸ方向（非走査方向）、及び
Ｙ方向（走査方向）にそれぞれ所定ピッチでＸ方向の幅
ＬＸでＹ方向の長さＬＹの多数のショット領域２９（区
画領域に対応する）に分割されており、露光時には投影
光学系ＰＬによるスリット状の露光領域２８に対して各
ショット領域２９が＋Ｙ方向、又は−Ｙ方向に走査され
る。

【０１２２】本例では一例としてショット領域２９の幅
ＬＸは２５ｍｍ、長さＬＹは３３ｍｍで、露光領域２８
の走査方向の幅（スリット幅）は１０ｍｍであり、ウエ
ハＷの表面はＹ方向に８列に分かれ、第１列及び第８列
にはＸ方向に７個のショット領域２９が、第２列及び第
７列にはＸ方向に９個のショット領域２９が、第３列〜
第６列にはそれぞれＸ方向に１１個のショット領域２９
が含まれており、ウエハＷの全面には７６個のショット
領域２９が形成されている。また、本例のショット領域
２９は、内部にＸ方向に２行でＹ方向に２列の同一のチ
ップパターンが形成される４個取りであり、例えばウエ
ハＷの外周部のショット領域２９の一部が有効露光領域
の外側にはみ出していても、そのショット領域内の残り
の１個〜３個のチップパターン領域が有効露光領域内に
収まっていれば、そのショット領域から使用可能なチッ
プパターンを切り出すことができる。

【０１２３】図１２（ａ）は、スリット幅Ｄの露光領域
２８に対して走査方向の長さＬＹのショット領域２９を
走査する際の平面図であり、この図１２（ａ）におい
て、ショット領域２９（ウエハＷ）は露光領域２８に対
して間隔ＳＹを隔てた位置から加速度Ｗαで加速が開始
されて、ショット領域２９の先端部が露光領域２８に達
するまでにウエハＷの速度は所定の走査速度ＶＷに達し
て安定化される。その後、ショット領域２９が露光領域
２８を通過している間はウエハＷの速度はその走査速度
ＶＷに維持されており、ショット領域２９の後端部が露
光領域２８を通過した時点から、ウエハＷはほぼ−Ｗα
の減速度でほぼ０まで減速される。

【０１２４】この場合、そのウエハＷの加速度Ｗα、即
ち図１のウエハステージ４０Ａの加速度の上限は、本例
ではレチクルステージ２４側の加速度の上限によって規
定される。即ち、本例の投影光学系ＰＬのレチクルから
ウエハへの投影倍率βは例えば１／４倍、１／５倍等の
縮小倍率であるため、走査露光中のウエハステージ４０
Ａ（ウエハＷ）の加速度に対して、レチクルステージ２
４の加速度は例えば４倍、５倍等になるため、加速度を
高めて行くとレチクルステージ２４の方が速く上限に達
するからである。レチクルステージ２４の加速度の上限
は、例えば吸着保持されているレチクルＲ１，Ｒ２が外
れてしまう直前の加速度、又はレチクルステージ２４の
機構的な限界の加速度である。そこで、レチクルステー
ジ２４の加速度の上限をＲα、このときの走査速度をＶ
Ｒとすると、投影倍率βを用いて次式で示すようにウエ
ハステージ４０Ａの加速度の上限値（これをＷαとす
る）はβ・Ｒα（β＜１）となり、ウエハステージ４０
Ａの走査速度ＶＷはβ・ＶＲとなる。なお、投影光学系
ＰＬが反転投影を行う場合には、レチクルステージ２４
とウエハステージ４０Ａとの移動方向は逆になる。

【０１２５】Ｗα＝β・Ｒα，ＶＷ＝β・ＶＲ …（４）また、走査露光時のウエハステージ４０Ａの加速時間及
び減速時間の和（加減速時間）はほぼ２・ＶＷ／Ｗαで
あり、ショット領域２９を露光領域２８で走査している
狭義の露光時間は（ＬＹ＋Ｄ）／ＶＷであるため、ショ
ット領域２９に対する露光時間ΔＴは（４）式を用いて
ほぼ次式で表すことができる。

【０１２６】 ΔＴ＝２・ＶＷ／Ｗα＋（ＬＹ＋Ｄ）／ＶＷ＝２・ＶＲ／Ｒα＋（ＬＹ＋Ｄ）／（β・ＶＲ） …（５）この場合、単にレチクルステージ２４の走査速度ＶＲを
高めると、狭義の露光時間は短縮されるが、加減速時間
は長くなるため、実際の露光時間ΔＴが却って長くなる
こともある。具体的に、レチクルステージ２４の走査速
度ＶＲが図１２（ｂ）の場合のようにＶＲ１であるとき
に、時間ｔが０〜ｔ１の間で加速が行われ、ｔ１〜ｔ２
の間で露光が行われ、ｔ２〜ｔ３の間で減速が行われる
ものとする。これに対して走査速度ＶＲが図１２（ｃ）
のようにＶＲ１より速いＶＲ２であるとすると、露光が
行われる時間ｔ４〜ｔ５は図１２（ｂ）の時間ｔ１〜ｔ
２よりも短縮されるが、加減速時間（０〜ｔ４及びｔ５
〜ｔ６）は図１２（ｂ）の加減速時間（０〜ｔ１及びｔ
２〜ｔ３）よりも長くなるために、全体の露光時間（０
〜ｔ６）は図１２（ｂ）の場合よりも長くなっている。

【０１２７】そこで、（５）式の露光時間ΔＴを最小に
するように走査速度ＶＲを最適化するために、そのΔＴ
をＶＲで微分した式を０とおくと次のようになる。ｄ（ΔＴ）／ｄ（ＶＲ）＝２／Ｒα−（ＬＹ＋Ｄ）／（β・ＶＲ²)＝０ …（６）この（５）式を走査速度ＶＲについて解くことによっ
て、露光時間ΔＴを最小にする走査速度ＶＲの最適値Ｖ
Ｒ_adp は次のようになる。

【０１２８】ＶＲ_adp ＝｛（ＬＹ＋Ｄ）Ｒα／（２・β）｝^1/2 …（７）但し、実際には露光時間ΔＴには、（４）式の他に図１
のレチクルステージ２４及びウエハステージ４０Ａがそ
れぞれ所定の走査速度に達した後に、両ステージの同期
が取られるまでの整定時間Ｔ_syncを考慮することが望ま
しい。この際に整定時間Ｔ_syncが走査速度ＶＲに応じて
変化する場合には、（７）式の最適値ＶＲ_adp の補正を
行う必要がある。

【０１２９】なお、ウエハ上での露光光の実用的な最大
パルスエネルギー密度をＰ_IL、発光周波数をｆ_ILとする
と、スリット幅Ｄの露光領域２８に対して走査速度ＶＷ
を最適値β・ＶＲ_adp として露光を行う場合のウエハ上
の各点での積算露光エネルギー密度Ｐ１は、ほぼ次のよ
うに最適値β・ＶＲ_adp に比例して低下する。Ｐ１＝｛Ｄ／（β・ＶＲ_adp ）｝ｆ_IL・Ｐ_IL …（８）従って、ウエハＷ上のフォトレジストの適正露光エネル
ギー密度をＰ２として、Ｐ２がＰ１よりも小さい場合に
は、例えば図２の第１照明系ＩＳ１内の減光フィルタの
透過率の切り換え、又は露光光源３の出力制御を行うこ
とによって、その適正露光エネルギー密度Ｐ２を得るこ
とができる。しかしながら、フォトレジストの感度が低
くてＰ２がＰ１よりも高い場合には、走査速度ＶＲを最
適値ＶＲ _adp よりも小さくする必要がある。即ち、フォ
トレジストの感度が低くなるとレチクルステージ２４
（及びウエハステージ４０Ａ）の律速条件は、そのフォ
トレジストの適正露光エネルギー密度となり、フォトレ
ジストの感度が高くなると、走査速度ＶＲを（７）式、
又はこれを補正した式に基づいて最適化することができ
る。

【０１３０】そして、実際に図１１のウエハＷの７６個
のショット領域２９に対して走査露光を行う場合に、レ
チクルステージ２４の走査速度ＶＲの最適値ＶＲ_adp を
コンピュータのシミュレーションによって求めるため
に、レチクルステージ２４の加速度Ｒαを種々の値に設
定したときに、走査速度ＶＲ（ｍｍ／ｓ）の値を次第に
変化させて、それぞれ（４）式に整定時間Ｔ_syncを加算
した露光時間ΔＴ及びウエハＷのステップ移動の時間を
７６個のショット領域について積算して露光ステッピン
グ時間Ｔ_ES（ｓｅｃ）を求めた結果を図１３に示す。

【０１３１】図１３において横軸は走査速度ＶＲ（ｍｍ
／ｓ）、縦軸は露光ステッピング時間Ｔ_ES（ｓｅｃ）を
示し、この際の各パラメータの値は、ショット領域２９
の幅ＬＸが２５ｍｍで長さＬＹが３３ｍｍ、投影倍率β
が１／４、露光領域２８のスリット幅Ｄが１０ｍｍ、整
定時間Ｔ_syncが２０ｍｓｅｃである。また、図１３の１
１個の曲線は上から順にレチクルステージ２４の加速度
Ｒαが２Ｇ、２．２５Ｇ、２．５Ｇ、２．７５Ｇ、３
Ｇ、３．２５Ｇ、３．５Ｇ、３．７５Ｇ、４Ｇ、４．５
Ｇ、及び５Ｇの場合の計算結果を表している。これらの
曲線より、加速度Ｒαを２Ｇ〜５Ｇ程度の範囲内のどの
ような値に設定した場合でも、露光ステッピング時間Ｔ
_ESを最小にするための走査速度ＶＲの最適値は、ほぼ１
２００〜２４００ｍｍ／ｓ程度の範囲内にあることが分
かる。具体的に、加速度Ｒαが２．５Ｇ、２．７５Ｇ、
及び３．７５Ｇの場合の走査速度ＶＲの最適値はそれぞ
れ点Ｆ１の１４５０ｍｍ／ｓ程度、点Ｆ２の１５８０ｍ
ｍ／ｓ程度、及び点Ｆ３の１８５０ｍｍ／ｓ程度であ
る。

【０１３２】次に、図１３の結果によって最適化された
走査速度を用いて、図１及び図２のダブル・ウエハステ
ージ方式の投影露光装置で図１１のウエハＷに走査露光
を行う場合の、スループットの計算結果を図１４の曲線
Ｆ４に示す。この図１４において、横軸はレチクルステ
ージ２４の加速度Ｒα、縦軸は１時間当たりに何枚のウ
エハに露光ができるかを示すスループットＴＰ（wafers
／ｈ）である。また、曲線Ｆ５は、曲線Ｆ４（ダブル・
ウエハステージ方式）と比較するために従来のシングル
・ウエハステージ方式の投影露光装置でその加速度Ｒα
及びこれに対応する走査速度で露光する場合のスループ
ットＴＰの計算結果を示している。曲線Ｆ５と曲線Ｆ４
とを比較して分かるように、ダブル・ウエハステージ方
式を採用することによってシングル・ウエハステージ方
式に比べて約１．４〜１．５倍程度のスループットが得
られる。

【０１３３】また、ダブル・ウエハステージ方式及びシ
ングル・ウエハステージ方式に共通に、レチクルステー
ジ２４の加速度Ｒαが増加するとスループットＴＰも向
上しているが、レチクルステージ２４の加速度Ｒαが
２．５Ｇ〜３Ｇを超えると、加速度Ｒαの増加率に比べ
てスループットＴＰの増加率は小さくなる。従って、ス
テージ系の構成をできるだけ簡素化して、かつ高いスル
ープットを得るために、レチクルステージ２４の加速度
Ｒαは２．５Ｇ〜３Ｇ程度に設定することが望ましい。

【０１３４】次に、図１、図２の実施の形態の投影露光
装置の組立調整方法（製造方法）の一例につき図１０、
及び図１９のフローチャートを参照して説明する。図１
０は、図１、及び図２の投影露光装置の組立調整中の状
態を示し、先ず図１９のステップ２０１において、図１
０に示すように例えば半導体製造工場のクリーンルーム
内の床１上に定盤３２、コラム３３、防振台３４、支持
板３５、防振台３６、及び支持板３７を積み上げてフレ
ーム機構（３２〜３７）を組み立てる。次のステップ２
０２において、図２に示すように階下の床２上に露光光
源３、及び回収装置４、給気装置５及び蓄積装置６を含
む気体供給装置を設置する。

【０１３５】次にステップ２０３において、図１０のフ
レーム機構の側面に第１チャンバ９を設置し、この内部
に第１照明系ＩＳ１を組み込み、そのフレーム機構の上
面に第２サブチャンバ１９を設置し、この内部に第２照
明系ＩＳ２を組み込む。そして、ステップ２０４におい
て、そのフレーム機構の支持板３７に不図示の切り欠き
部を通して投影光学系ＰＬを搭載し、不図示の制御系と
各種駆動部との配線を行った後、ステップ２０５におい
て、フレーム機構の支持板３５上に調整用の支持具１０
８を固定し、この支持具１０８上に評価用のパターン等
が形成されたテストレチクルＲ３を載置し、定盤３２上
に調整用の支持具１０９を固定し、この支持具１０９上
にテストプリント用のウエハＷ３を載置する。そして、
階下の露光光源からの露光光の照射を行わせて、照明系
ＩＳ１，ＩＳ２及び投影光学系ＰＬの光学特性（光軸合
わせ、フォーカス調整、諸収差の追い込み等）の調整を
行う。

【０１３６】また、ステップ２０１〜２０５の動作と並
行して、例えば別の組立室内でステップ２０６におい
て、図１０に示すように、レチクル室２３及びこの内部
に収納されるレチクルステージ系ＲＳＴの組立調整を行
うと共に、レチクルローダ室８７及びこの内部に収納さ
れるレチクルローダ系の組立調整を行う。更に、ステッ
プ２０７において、ウエハ室３８及びこの内部に収納さ
れるウエハステージ系ＷＳＴの組立調整を行うと共に、
ウエハローダ室７０及びこの内部に収納されるウエハロ
ーダ系の組立調整を行う。また、ステップ２０８におい
て、インターフェース・コラム７１及びこの内部に組み
込まれるレチクルライブライやウエハカセット等の組立
調整を行う。また、ステップ２０６〜２０８において
は、それぞれ不図示の制御系との間の配線等も行われ
る。

【０１３７】そして、ステップ２０９において、そのフ
レーム機構から調整用の支持具１０８，１０９を取り外
してから、そのフレーム機構の支持板３５上にレチクル
室２３及びレチクルローダ室８７を組み込み、定盤３２
上にウエハ室３８及びウエハローダ室７０を組み込み、
そのフレーム機構の側面にインターフェース・コラム７
１を設置する。この際に、図６に示すように、ウエハ室
３８の上部には溝部３８ａが形成されているため、その
溝部３８ａに沿って投影光学系ＰＬに対してウエハ室３
８を横方向に移動させることによって、ウエハ室３８を
容易に、かつ迅速に設置することができる。

【０１３８】更に、図１０に戻り、投影光学系ＰＬを基
準としてレチクル室２３、及びウエハ室３８の位置を計
測するために、主計測系としての干渉計ユニット５４
Ｙ，５７Ｙ等を組み込み、投影光学系ＰＬを基準として
レチクル室２３及びウエハ室３８の高さを計測するため
に干渉計ユニット５５Ａ，５８Ａ等を組み込む。それに
続くステップ２１０において、図２に示すように、サブ
チャンバ９，１９、レチクル室２３、投影光学系ＰＬ、
ウエハ室３８、及びウエハローダ室７０にパージガスを
供給するための給気管１６Ａ〜１６Ｅ、排気管１７Ａ〜
１７Ｆ、給気管７Ｄ、及び排気管７Ａを配置し、サブチ
ャンバ９〜ウエハローダ室７０の間の空間を外気から隔
離するために軟性シールド部材１８Ａ〜１８Ｇ（図３参
照）を設置する。この後で、総合調整（電気調整、動作
確認等）を行うことにより図１、図２の投影露光装置を
モジュール方式、又はボックス方式で短時間に製造する
ことができる。

【０１３９】次に、本発明の実施の形態の他の例につき
説明する。先ず、図１５、図１６を参照して上記の投影
露光装置のウエハステージ系ＷＳＴの別の構成例につき
説明する。図３のウエハステージ系ＷＳＴはＸ軸ガイド
部材４１，４２を２つのウエハステージ４０Ａ，４９Ｂ
で共用しているのに対して、この構成例では２つのウエ
ハステージ４０Ａ，４０Ｂで独立にＸ軸ガイド部材を備
えているものであり、図１５、図１６において図１〜図
３に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を
省略する。

【０１４０】図１５はウエハステージ系の別の構成例を
示す平面図、図１６は図１５の一部の正面図であり、図
１５において、ウエハベース３９を走査方向ＳＤ（Ｙ方
向）に挟むように、レール１０３Ａ，１０４Ａに沿って
エアーパッド１０６Ａ（図１６参照）を介してＸ方向に
摺動自在に第１の１対のＸ軸ガイド部材４１Ａ，４２Ａ
が設置され、更にこれらに平行にレール１０３Ｂ，１０
４Ｂに沿って摺動自在に第２の１対のＸ軸ガイド部材４
１Ｂ，４２Ｂが設置されている。そして、Ｘ軸ガイド部
材４１Ａ，４２Ａに対してエアーパッド１０６Ｄ（図１
６参照）を介してＸ方向に摺動自在に第１のＸ軸スライ
ダ４４Ａ，４５Ａが載置され、第２のＸ軸ガイド部材４
１Ｂ，４２Ｂに対して摺動自在に第２のＸ軸スライダ４
４Ｂ，４５Ｂが載置されている。

【０１４１】そして、第１のＸ軸スライダ４４Ａ，４５
Ａに対してエアーパッド１０５Ａ〜１０５Ｃ（図１６参
照）を介してＹ方向に摺動自在に第１のＹ軸ガイド４３
Ａが配置され、第２のＸ軸スライダ４４Ｂ，４５Ｂに対
してエアーパッドを介してＹ方向に摺動自在に第２のＹ
軸ガイド４３Ｂが配置され、Ｙ軸ガイド４３Ａ，４３Ｂ
に対してエアーパッドを介してＹ方向に摺動自在にウエ
ハステージ４０Ａ，４０Ｂが配置され、ウエハステージ
４０Ａ，４０Ｂ上にウエハＷ１，Ｗ２が保持されてい
る。また、第１のＸ軸ガイド部材４１Ａ，４２Ａに対し
て第１のＸ軸スライダ４４Ａ，４５Ａを運動量保存則を
ほぼ満たして相対駆動するためのリニアモータ（不図
示）と、第２のＸ軸ガイド部材４１Ｂ，４２Ｂに対して
第２のＸ軸スライダ４４Ｂ，４５Ｂを運動量保存則をほ
ぼ満たして相対駆動するためのリニアモータ（不図示）
とが設けられている。このように本例では、２つのウエ
ハステージ４０Ａ，４０Ｂに対して互いに独立にＸ軸ガ
イド部材４１Ａ，４２Ａ及びＸ軸ガイド部材４１Ｂ，４
２Ｂが配置されているため、２つのウエハステージ４０
Ａ，４０ＢをＸ方向に対してもそれぞれ運動量保存則を
ほぼ完全に満たして駆動することができる。

【０１４２】また、Ｙ軸ガイド４３Ａ，４３Ｂに対して
ウエハステージ４０Ａ，４０ＢをそれぞれＹ方向に相対
駆動するリニアモータ（不図示）の他に、Ｙ軸ガイド４
３Ａ，４３ＢのＹ方向の位置を補正するためのリニアモ
ータ１０７Ａ等も設けられ、Ｘ軸ガイド部材４１Ａ，４
２Ａ及び４１Ｂ，４２Ｂ側にもＸ方向の位置を補正する
ためのリニアモータ（不図示）が設けられている。

【０１４３】また、図１５において、第１のウエハステ
ージ４０Ａの移動鏡４８ＡＸ，４８ＡＹと対称に、第２
のウエハステージ４０Ｂの＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の側面
にＸ軸の移動鏡４８ＢＸ、及びＹ軸の移動鏡４８ＢＹが
固定されている。本例でも、Ｘ軸の移動鏡４８ＡＸ，４
８ＢＸにはＸ軸のウエハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸから
複数軸の計測ビームが供給され、Ｙ軸の移動鏡４８Ａ
Ｙ，４８ＢＹには切り換え方式でＹ軸のウエハ干渉計５
０ＡＹ〜５０ＥＹから複数軸の計測ビームが供給されて
いる。この場合、中央の露光中心を通る光軸を有するウ
エハ干渉計５０ＡＹと、両端のアライメントセンサ２７
Ａ，２７Ｂの検出中心を通る光軸を有するウエハ干渉計
５０ＤＹ，５０ＥＹとの間に計測値を受け渡すためのウ
エハ干渉計５０ＢＹ，５０ＣＹが配置されている。これ
によって、ウエハステージ４０Ａ，４０Ｂを更に小型化
することができる。

【０１４４】次に、図１７、図１８を参照して上記の実
施の形態のレチクル室２３、及びウエハ室３８の別の構
成例につき説明する。先ず、図１、図２の実施の形態の
レチクル室２３、ウエハ室３８はそれぞれレチクルステ
ージ系ＲＳＴ、及びウエハステージ系ＷＳＴの側面部か
ら上面部を覆っているが、その代わりにレチクル室２
３、及びウエハ室３８を厚い隔壁を有するほぼ完全なボ
ックス構造として、レチクルステージ系ＲＳＴ及びウエ
ハステージ系ＷＳＴの底面部をもレチクル室２３、及び
ウエハ室３８で覆うようにしてもよい。但し、レチクル
室２３に関しては、その底面部の中央に露光光ＩＬを通
過させるための開口を設ける必要がある。このようなほ
ぼ完全なボックス構造の採用でレチクル室２３、ウエハ
室３８の気密性を高めることができ、パージガスの濃度
を高く維持できると共に、パージガスの利用効率を高め
ることができる。

【０１４５】このようにほぼ完全なボックス構造とした
場合に、レチクル室２３及びウエハ室３８を安定に支持
するためには、キネマティック支持の原理によって設置
面（支持板３５、定盤３２）に対して３点で支持するこ
とが望ましい。このように３点支持を行った場合に、内
部でレチクルステージ２４又はウエハステージ４０Ａ，
４０Ｂが移動すると、偏荷重によってレチクル２３やウ
エハ室３８の底面の隔壁が変形し、その結果アライメン
トセンサやＡＦセンサ等が僅かに変形して、計測誤差が
生じる恐れがある。これを防止するためには、その底面
の隔壁の剛性（ボックス剛性）を十分に高めればよい。

【０１４６】しかしながら、例えば軽量化を行うために
そのような十分なボックス剛性が得られない場合には、
一つのボックス構造を駆動機構を含む部分と殆ど駆動機
構を含まない部分とに分けるようにしてもよい。図１７
は、図６のウエハ室３８を２つの部分に分けた構成例を
示し、この図１７において図６に対応する部分には同一
符号を付して詳細説明を省略する。図１７において、側
面部及び上面部を覆うための箱状の静止部３８Ａには、
アライメントセンサ２７Ａ，２７Ｂ、ＡＦセンサ８８
Ａ，８８Ｂ、及びセンサ部９０のように実質的に駆動部
を含まない部材が装着されている。一方、底面部に相当
する平板状の可動部３８Ｂの手前側には、駆動部を含む
プリアライメント機構９２Ａ，９２Ｂが設置され、これ
らに対応してウエハ用の搬送口５２Ａ，５２Ｂが設けら
れている。また、可動部３８Ｂの平面部には駆動部を含
む図１のウエハステージ系ＷＳＴが載置される。

【０１４７】この構成例の組立調整時には、先ず静止部
３８Ａと可動部３８Ｂとを別々に組み立てる。その後、
可動部３８Ｂ上に静止部３８Ａを例えば３点支持（キネ
マティク支持）で載置した状態で、内部のウエハ干渉計
やアライメントセンサ２７Ａ，２７Ｂ等の調整を行って
から、図１８に示すように、静止部３８Ａと可動部３８
Ｂとの隙間の部分を完全に覆うように膜状の軟性シール
ド部材１８Ｈを装着する。その後、一体化されたウエハ
室（３８Ａ，３８Ｂ）を図１の定盤３２上に例えば３点
支持で設置する際に、一例として静止部３８Ａを投影光
学系ＰＬが載置されている支持板３７に固定し、静止部
３８Ａと可動部３８Ｂとの間の支持部材を取り外す。こ
れによって、静止部３８ＡのＡＦセンサ８８Ａ，８８Ｂ
等に可動部３８Ｂで発生する振動が伝わらないようにな
り、アライメントやオートフォーカス動作等を高精度に
実行することができる。また、この構成例では、静止部
３８Ａと投影光学系ＰＬとの相対変位は極めて僅かにな
るため、図１の主計測系としての干渉計ユニット５７Ａ
Ｘ，５７ＢＸ等は、ウエハ干渉計４９ＡＸ，４９ＢＸ等
の背面部（参照鏡と一体の部分）ではなく、静止部３８
Ａの別の位置を計測してもよいことになり、主計測系の
設計の自由度が増加する。

【０１４８】なお、図１７の構成例のように静止部３８
Ａと可動部３８Ｂとを完全に切り離すのではなく、静止
部３８Ａと可動部３８Ｂとを３箇所の防振機構で接続
し、これらの防振機構の周囲を軟性シールド部材１８Ｈ
で覆うようにしてもよい。これによって簡単な構成で振
動の影響を軽減できる。また、上記の実施の形態におい
ては、例えば図３に示すように第１のウエハステージ４
０Ａと第２のウエハステージ４０Ｂとは並列に駆動され
ており、アライメントセンサ２７Ａ，２７Ｂも２組配置
されているが、アライメントセンサ２７Ｂを省き（アラ
イメントセンサ２７Ａのみを設置する）、投影光学系Ｐ
Ｌの下方でウエハステージ４０Ａ，４０Ｂを駆動する第
１駆動系と、アライメントセンサ２７Ａの下方でウエハ
ステージ４０Ａ，４０Ｂを駆動する第２駆動系とを配置
するようにしてもよい。この場合には、その第１駆動系
によって駆動されるウエハステージ４０Ａ上のウエハＷ
１に露光した後、ウエハステージ４０Ｂ上のウエハＷ２
に露光を行う際には、ウエハステージ４０Ａとウエハス
テージ４０Ｂとの交換を行い、その第１駆動系によって
ウエハステージ４０Ｂを駆動するようにする。これによ
って、ウエハステージ系のフットプリント（設置面積）
を小さくすることができる。

【０１４９】また、上記の実施の形態のレチクルステー
ジ系ＲＳＴ、及びウエハステージ系ＷＳＴは、ダブル・
ホルダ方式又はダブル・ステージ方式であり、高いスル
ープットが得られるが、レチクルステージ系及びウエハ
ステージ系をそれぞれシングル・ステージ方式（シング
ル・ホルダ方式）としてもよい。また、本発明のフレー
ム（フレーム機構）は図１の構成に限られるものではな
く、投影光学系ＰＬが設置されるコラム３３とウエハベ
ース３９とを、防振台３１Ａ〜３１Ｄで支持される定盤
３２に設ける代わりに、例えば、コラム３３とウエハベ
ース３９とを異なる防振台でそれぞれ支持するように構
成してもよい。また、前述の実施形態ではウエハベース
３９をコラム３３から分離して配置するものとしたが、
例えば防振台３６を介してウエハベース３９をコラム３
３で支持する、あるいは支持部材などを介して支持板３
７に対してウエハベース３９を吊り下げるように構成し
てもよい。さらに、レチクルステージ２４のうち微動ス
テージのみを支持板３５上に配置し、粗動ステージはコ
ラム３３と異なる別のベース部材に設けるようにしても
よい。また、前述の実施形態では露光光ＩＬが通る光路
のほぼ全域をパージガスで満たすようにしたが、露光波
長によってはその一部のみ、例えば投影光学系と照明光
学系のみをパージガスで満たすだけでもよいし、あるい
はそのパージガスを回収する機構を設けなくてもよい。
さらに、レチクル室２３やウエハ室３８は気密室とした
が、その内部にパージガスを供給しないときは単なる筐
体でも構わない。

【０１５０】次に、上記の実施の形態の投影露光装置を
使用した半導体デバイスの製造工程の一例につき図２０
を参照して説明する。図２０は、半導体デバイスの製造
工程の一例を示し、この図２０において、まずシリコン
半導体等からウエハＷが製造される。その後、ウエハＷ
上にフォトレジストを塗布し（ステップＳ１０）、次の
ステップＳ１２において、図１のレチクルＲ１を照明領
域の下方に移動して、レチクルＲ１のパターン（符号Ａ
で表す）をウエハＷ上の全部のショット領域ＳＥに走査
露光する。次に、ステップＳ１４において、現像及びエ
ッチングやイオン注入等を行うことにより、ウエハＷの
各ショット領域ＳＥに所定のパターンが形成される。

【０１５１】次に、ステップＳ１６において、ウエハＷ
上にフォトレジストを塗布し、その後ステップＳ１８に
おいて、図１のレチクルＲ１の代わりにレチクルＲ２を
照明領域の下方に移動して、レチクルＲ２のパターン
（符号Ｂで表す）をウエハＷ上の各ショット領域ＳＥに
走査露光する。そして、ステップＳ２０において、ウエ
ハＷの現像及びエッチングやイオン注入等を行うことに
より、ウエハＷの各ショット領域に所定のパターンが形
成される。

【０１５２】以上の露光工程〜パターン形成工程（ステ
ップＳ１６〜ステップＳ２０）は所望の半導体デバイス
を製造するのに必要な回数だけ繰り返される。そして、
ウエハＷ上の各チップＣＰを１つ１つ切り離すダイシン
グ工程（ステップＳ２２）や、ボンディング工程、及び
パッケージング工程等（ステップＳ２４）を経ることに
よって、製品としての半導体デバイスＳＰが製造され
る。

【０１５３】また、上記の実施の形態では、走査露光方
式の投影露光装置に本発明を適用したが、本発明はこれ
に限られず、ステップ・アンド・リピート方式等の一括
露光型（静止露光型）の投影露光装置、プロキシミティ
方式の露光装置、あるいは、Ｘ線等のＥＵＶ光を露光ビ
ームとする露光装置や電子線やイオンビーム（エネルギ
線）を光源（エネルギ源）とする荷電粒子線露光装置で
あっても同様に適用することができる。

【０１５４】なお、露光装置の用途としては半導体素子
製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型
のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくは
プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装
置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン、薄膜磁
気ヘッド、又はＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造す
るための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明
は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク
（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工
程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適
用することができる。

【０１５５】また、ウエハステージ系やレチクルステー
ジ系にリニアモータを用いる場合は、エアーベアリング
を用いたエアー浮上型、又は磁気浮上型等の何れの方式
で可動ステージを保持してもよい。なお、本発明は上述
の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。

【０１５６】

【発明の効果】本発明の第１の露光方法及び装置によれ
ば、モジュール方式であるため、ステージ系の組立調整
が容易であると共に、露光装置全体の組立調整を容易
に、かつ迅速に行うことができる。また、ステージ室や
投影系との間を覆う被覆部材を設けた場合には、そのス
テージ室の内部に露光ビームを透過する気体を供給する
場合に、その気体を有効利用して、その光路でのその気
体の濃度を高く維持できる。

【０１５７】また、本発明の第２の露光方法及び装置に
よれば、モジュール方式を採用してステージ系等の組立
調整が容易であると共に、ステージ系等の位置関係を容
易に正確に計測できる。また、本発明の第３の露光方法
及び装置によれば、走査速度を最適化しているため、走
査露光を行う場合にスループットを高めることができ
る。

【０１５８】更に本発明のデバイス製造方法によれば、
本発明の露光装置又は露光方法を用いて低コストで、又
は高いスループットで各種デバイスを製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の投影露光装置を
示す一部を切り欠いた概略構成図である。

【図２】図１の投影露光装置の一部を切り欠いた右側
面図である。

【図３】図２のウエハ室３８及びウエハローダ室７０
の内部のウエハステージ系及びウエハローダ系を示す一
部を切り欠いた平面図である。

【図４】図３のウエハ室３８及びウエハローダ室７０
の外観を示す平面図である。

【図５】図３のウエハ室３８及びウエハローダ室７０
に対するパージガスの吹き出し口及び排気口等を示す平
面図である。

【図６】図２（図３）の投影光学系ＰＬ、ウエハ室３
８、及びウエハローダ室７０の組立調整時の状態を示す
斜視図である。

【図７】（ａ）は投影光学系ＰＬとウエハ室との間の
軟性シールド部材１８Ｄを示す図、（ｂ）は搬送口５２
Ａ，７４Ａの間の軟性シールド部材１８Ｆを示す図であ
る。

【図８】（ａ）は軟性シールド部材１８Ｆの構成例を
示す平面図、（ｂ）はその断面図である。

【図９】図３中の搬送口７４Ａ用のシャッタ７５Ａの
構成例、及びその動作の説明図である。

【図１０】その実施の形態の投影露光装置の組立調整
時の状態を示す図である。

【図１１】その実施の形態の露光対象のウエハのショ
ットマップの一例を示す平面図である。

【図１２】走査露光を行う場合の走査速度と露光時間
との関係の説明図である。

【図１３】レチクルステージの加速度を種々に設定し
た場合の、レチクルステージの走査速度と露光アライメ
ント時間との関係のシミュレーション結果の一例を示す
図である。

【図１４】レチクルステージの加速度と、投影露光装
置のスループットとの関係の一例を示す図である。

【図１５】本発明の実施の形態の他の例のウエハステ
ージ系を示す平面図である。

【図１６】図１５の一部の正面図である。

【図１７】本発明の実施の形態の他の例のウエハ室を
示す分解斜視図である。

【図１８】図１７のウエハ室を組み立てた状態を示す
斜視図である。

【図１９】本発明の実施の形態の投影露光装置の組立
調整時の作業の流れの一例を示すフローチャートであ
る。

【図２０】その実施の形態の投影露光装置を用いた半
導体デバイスの製造工程の一例を示す図である。

【符号の説明】

３…露光光源、４…回収装置、５…給気装置、９，１９
…サブチャンバ、ＩＳ１…第１照明系、ＩＳ２…第２照
明系、１８Ａ〜１８Ｇ…軟性シールド部材、２３…レチ
クル室、ＲＳＴ…レチクルステージ系、２４…レチクル
ステージ、Ｒ１，Ｒ２…レチクル、２５Ｘ，２５Ｙ…レ
チクル干渉計、ＰＬ…投影光学系、３８…ウエハ室、Ｗ
ＳＴ…ウエハステージ系、４０Ａ，４０Ｂ…ウエハステ
ージ、Ｗ１，Ｗ２…ウエハ、４９ＡＸ，４９ＢＸ，５０
ＡＹ…ウエハ干渉計、５４Ｘ，５４Ｙ，５７ＡＸ，５７
ＢＸ，５７Ｙ…干渉計ユニット、５５Ａ〜５５Ｃ，５８
Ａ〜５８Ｃ…干渉計ユニット、７０…ウエハローダ室、
７２Ａ，７２Ｂ…待機室、７３…予備室、ＷＲＤＡ，Ｗ
ＲＤＢ…ウエハローダ系、７１…インターフェース・コ
ラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光ビームで第１物体を介して第２物体
を露光する露光装置であって、フレームと；前記第１物体を保持して移動する第１ステ
ージ系を収納すると共に前記フレームに対して着脱可能
に装着される第１ステージ室と；前記第２物体を保持し
て移動する第２ステージ系を収納すると共に、前記フレ
ームに対して着脱可能に装着される第２ステージ室とを
有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記第１物体のパターンの像を前記第２
物体に投影すると共に前記フレームに装着される投影系
を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記第２物体が第１基板及び第２基板を
含み、前記第２ステージ系が前記第１基板を保持して移
動する第１基板ステージと、前記第２基板を保持して移
動する第２基板ステージとを有することを特徴とする請
求項２に記載の露光装置。
【請求項４】前記フレームが、前記第２ステージ室が
載置される第１ベース部材と、該第１ベース部材に対し
て防振台を介して配置されて前記第１ステージ室が載置
される第２ベース部材と、前記第１ベース部材に対して
防振台を介して配置されて前記投影系が装着される第３
ベース部材とを有することを特徴とする請求項２に記載
の露光装置。
【請求項５】前記第１ステージ室、前記第２ステージ
室、及び前記投影系の内部にそれぞれ前記露光ビームが
透過する気体を供給する気体供給装置と；前記第１ステ
ージ室と前記投影系との間の空間をシールする第１被覆
部材と；前記投影系と前記第２ステージ室との間の空聞
をシールする第２被覆部材とを有することを特徴とする
請求項２に記載の露光装置。
【請求項６】前記第２ステージ室内に前記第２物体を
搬送する搬送系と；該搬送系が収納される搬送室と；前
記第１ステージ室、前記第２ステージ室、及び前記搬送
室の内部にそれぞれ前記露光ビームが透過する気体を供
給する気体供給装置とを備えることを特徴とする請求項
１〜５の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項７】前記気体供給装置は、前記搬送室内に比
べて前記第２ステージ室内で前記気体の濃度が高くなる
ように気体を供給することを特徴とする請求項６に記載
の露光装置。
【請求項８】更に、前記第１ステージ室、前記第２ス
テージ室及び前記搬送室を気体供給装置にそれぞれ連結
する給気管と、それぞれの給気管に設けられた電磁弁
と、それらの電磁弁の駆動を制御するガス制御系とを備
えることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】更に、前記第１ステージ室、前記第２ス
テージ室及び前記搬送室中の吸光物質の濃度を測定する
センサを備え、該センサで測定された吸光物質の濃度に基づいて前記気
体供給装置は、前記第１ステージ室、前記第２ステージ
室及び前記搬送室に気体を供給することを特徴とする請
求項６又は７に記載の露光装置。
【請求項１０】前記第２ステージ室及び前記搬送室
は、それぞれ前記第２物体を受け入れるための開口及び
前記第２物体を送り出すための開口と、該第２物体を送
り出すための開口を閉鎖するシャッタとを備えることを
特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項１１】前記搬送室が第１搬送室及び第２搬送
室を有し、前記第１搬送室が、前記第２ステージ室と連
通するための第１開口と、前記第２搬送室と連通するた
めの第２開口と、前記第１開口及び前記第２開口をそれ
ぞれ閉鎖するための第１及び第２シャッタとを備えるこ
とを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】前記第１シャッタと前記第２シャッタ
とは、同時に開放されないことを特徴とする請求項１１
に記載の露光装置。
【請求項１３】前記第１開口が前記第２開口よりも狭
いことを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１４】前記第１ステージ室内に前記第１物体
を搬送する第１搬送系と；該第１搬送系が収納されると
共に前記フレームに着脱可能に装着される第１搬送室
と；前記第２ステージ室内に前記第２物体を搬送する第
２搬送系と；該第２搬送系が収納されると共に前記フレ
ームに着脱可能に装着される第２搬送室とを有すること
を特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の露光装
置。
【請求項１５】前記第２物体を露光するために、前記
第１物体と前記第２物体とを同期移動するに際して、前記第１ステージ系又は前記第２ステージ系は、前記第
１物体又は前記第２物体を移動する際の加速度に応じて
露光時間が実質的に最短になるように定められた走査速
度で、前記第１物体又は前記第２物体を移動することを
特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の露光装
置。
【請求項１６】露光ビームで第１物体を介して第２物
体を露光する露光装置であって、前記第１物体を移動する第１ステージを収納する第１ス
テージ室と；該第１ステージ室内における前記第１ステ
ージの位置を計測する第１計測系と；前記第２物体を移
動する第２ステージを収納する第２ステージ室と；該第
２ステージ室内における前記第２ステージの位置を計測
する第２計測系と；前記第１ステージ室と前記第２ステ
ージ室との位置関係に関する情報を計測する主計測系と
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１７】更に、前記第１物体のパターンの像を
前記第２物体上に投影する投影系を有し、前記主計測系は、前記第１ステージ室と前記投影系との
位置関係を計測する第３計測系と、前記第２ステージ室
と前記投影系との位置関係を計測する第４計測系とを有
することを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
【請求項１８】更に、主制御系を備え、該主制御系は、前記第１計測系と前記第３計測系との計
測結果から前記第１ステージの位置を求め、前記第２計
測系と前記第４計測系との計測結果から前記第２ステー
ジの位置を求めることを特徴とする請求項１７に記載の
露光装置。
【請求項１９】前記第１計測系が前記第１ステージ室
の側面に取り付けられており、前記第２計測系が前記第
２ステージ室の側面に取り付けられていることを特徴と
する請求項１６に記載の露光装置。
【請求項２０】前記主制御系は、求められた前記第１
及び第２ステージの位置に基づいて前記第１及び第２ス
テージの位置又は速度を制御しながら前記第１及び第２
ステージを駆動することを特徴とする請求項１９に記載
の露光装置。
【請求項２１】前記第１〜第４計測系がそれぞれ第１
〜第４干渉計であり、前記第３干渉計の反射鏡が前記第
１ステージ室の外面に取り付けられており、前記第４干
渉計の反射鏡が前記第２ステージ室の外面に取り付けら
れていることを特徴とする請求項２０に記載の露光装
置。
【請求項２２】前記第３干渉計の反射鏡が前記第１ス
テージ室の側壁に埋め込まれた前記第１干渉計に取り付
けられており、前記第４干渉計の反射鏡が前記第２ステ
ージ室の側壁に埋め込まれた前記第２干渉計に取り付け
られていることを特徴とする請求項２１に記載の露光装
置。
【請求項２３】前記第１〜第４計測系がそれぞれ第１
〜第４干渉計であり、前記第１ステージ室の底面に前記
第３干渉計の反射鏡を備え、前記第２ステージ室の上面
に前記第４干渉計の反射鏡を備えることを特徴とする請
求項１８に記載の露光装置。
【請求項２４】前記第２物体が第１基板及び第２基板
を含み、前記第２ステージが前記第１基板を保持して移
動する第１基板ステージと、前記第２基板を保持して移
動する第２基板ステージとを有することを特徴とする請
求項１６〜２３の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２５】更に、前記第２ステージ室内に、前記
第１基板ステージ用の第１プリアライメント機構と、前
記第２基板ステージ用の第２プリアライメント機構とを
備えることを特徴とする請求項２４に記載の露光装置。
【請求項２６】第１物体と第２物体とを同期移動しな
がら露光ビームで第１物体を介して第２物体を露光する
露光装置であって、前記第１物体又は第２物体を所定の加速度で所定の走査
速度になるまで加速し、且つ前記所定の走査速度で前記
第１物体又は第２物体を移動させるステージ系を備え、前記走査速度が、前記加速度に応じて露光時間が実質的
に最短になるように定められていることを特徴とする露
光装置。
【請求項２７】前記第１物体又は第２物体の１回の走
査露光によって露光される区画領域の走査方向の幅をＬ
Ｙ、前記第１物体又は第２物体の前記露光ビームによる
露光領域の走査方向の幅をＤ、前記加速度をＷα、前記
走査速度をＶＷとすると、前記走査速度ＶＷは、ΔＴ＝２・ＶＷ／Ｗα＋（ＬＹ＋
Ｄ）／ＶＷで与えられるΔＴの値が実質的に最小になる
ように定められることを特徴とする請求項２６に記載の
露光装置。
【請求項２８】走査速度での前記第１物体又は第２物
体の移動の後に、前記加速度と同じ大きさの減速度で減
速が行なわれることを特徴とする請求項２７に記載の露
光装置。
【請求項２９】前記第１物体はパターンを有するマス
クであり、前記第２物体はフォトレジストが塗布された
基板であり、前記走査速度は、更に、フォトレジストの
適正露光エネルギーを考慮して定められることを特徴と
する請求項２６に記載の露光装置。
【請求項３０】前記ステージ系が前記第１物体を保持
しつつ移動する第１ステージと前記第２物体を保持しつ
つ移動する第２ステージとを有し、前記第２物体が第１
基板及び第２基板を有し、前記第２ステージが前記第１基板を保持して移動する第
１基板ステージと、前記第２基板を保持して移動する第
２基板ステージとを有することを特徴とする請求項２６
に記載の露光装置。
【請求項３１】更に、前記第１物体のパターンを前記
第１基板及び前記第２基板上に投影する投影系を備え、
前記投影系の投影倍率をβとして、走査露光時の前記第
１基板ステージ及び前記第２基板ステージの加速度をＷ
αとしたときに、Ｗα＝β・Ｒαで表される前記第１ステージの加速度Ｒ
αは２．５Ｇ〜３Ｇであることを特徴とする請求項３０
に記載の露光装置。
【請求項３２】露光ビームで第１物体を介して第２物
体を露光する露光装置の製造方法であって、フレームを組み立てる第１工程と；前記第１物体を移動
する第１ステージ系を組み立てて第１ステージ室内に収
納し、該第１ステージ室を前記フレームに対して着脱可
能に装着する第２工程と；前記第２物体を移動する第２
ステージ系を組み立てて第２ステージ室内に収納し、該
第２ステージ室を前記フレームに対して着脱可能に装着
する第３工程とを含むことを特徴とする露光装置の製造
方法。
【請求項３３】前記第１物体のパターンの像を前記第
２物体上に投影する投影系を前記フレームに装着する第
４工程を更に有し、前記第４工程において、前記第２ステージ室の上部に設
けた前記投影系が通過できる切り欠き部を通じて、前記
第２ステージ室と前記投影系とを相対移動させることを
特徴とする請求項３２に記載の露光装置の製造方法。
【請求項３４】前記第１物体のパターンの像を前記第
２物体上に投影する投影系を前記フレームに装着する第
４工程と、前記第１ステージ室と前記投影系との間の空間を第１被
覆部材で覆うと共に、前記投影系と前記第２ステージ室
との間の空間を第２被覆部材で覆う第５工程とを更に有
することを特徴とする請求項３２に記載の露光装置の製
造方法。
【請求項３５】前記第１ステージ室がボックス状に形
成されており、前記第２工程において前記第１ステージ
室の底面上で前記第１ステージ系を組み立てることを特
徴とする請求項３２に記載の露光装置の製造方法。
【請求項３６】前記第２ステージ室がボックス状に形
成されており、前記第３工程において前記第２ステージ
室の底面上で前記第２ステージ系を組み立てることを特
徴とする請求項３５に記載の露光装置の製造方法。
【請求項３７】更に、照明系を前記フレームに装着す
る第６工程と、前記照明系を用いて前記投影系の光学特性を調整する第
７工程とを有し、該第７工程の後に前記第２及び第３工程を実行すること
を特徴とする請求項３４に記載の露光装置の製造方法。
【請求項３８】露光ビームで第１物体を介して第２物
体を露光する露光方法であって、前記第１物体に露光ビームを照射しながら、前記第１物
体を保持する第１ステージを第１ステージ室内で移動さ
せる工程と；前記第２物体を保持する第２ステージを第
２ステージ室内で前記第１ステージと同期して移動させ
る工程とを含み；前記第１ステージ室及び前記第２ステ
ージ室がそれぞれ前記第１ステージを有する第１ステー
ジ系及び前記第２ステージを有する第２ステージ系を含
むモジュールであることを特徴とする露光方法。
【請求項３９】更に、前記第１ステージ室及び前記第
２ステージ室に前記露光ビームを実質的に吸収しないガ
スを供給することを特徴とする請求項３８に記載の露光
方法。
【請求項４０】前記露光ビームが２００ｎｍ以下の波
長の光を含むことを特徴とする請求項３８に記載の露光
方法。
【請求項４１】第１物体を移動する第１ステージと、
第２物体を前記第１物体と同期して移動する第２ステー
ジとを有する露光装置において、露光ビームで前記第１
物体を介して前記第２物体を露光する露光方法であっ
て、前記第１ステージを収納する第１ステージ室の内部にお
ける前記第１ステージの位置を計測し；前記第２ステー
ジを収納する第２ステージ室の内部における前記第２ス
テージの位置を計測し；前記露光装置中における前記第
１ステージ室及び前記第２ステージ室の位置をそれぞれ
計測し；計測された前記第１ステージ及び前記第２ステ
ージの位置、並びに計測された前記第１ステージ室及び
前記第２ステージ室の位置に基づいて、前記第１ステー
ジ及び前記第２ステージの位置又は速度を制御しつつ、
前記露光ビームで前記第１物体を介して前記第２物体を
露光することを特徴とする露光方法。
【請求項４２】更に、前記第１物体のパターンを前記
第２物体上に投影する投影系を備え、前記露光装置中における前記第１ステージ室及び前記第
２ステージ室の位置は、前記投影系に対する前記第１ス
テージ室の位置及び前記投影系に対する前記第２ステー
ジ室の位置であることを特徴とする請求項４１に記載の
露光方法。
【請求項４３】更に、計測された前記第１ステージ室
の内部における前記第１ステージの位置と前記投影系に
対する前記第１ステージ室の位置とから、前記投影系に
対する前記第１ステージを位置を求め、計測された前記第２ステージ室の内部における前記第２
ステージの位置と前記投影系に対する前記第２ステージ
室の位置とから、前記投影系に対する前記第２ステージ
の位置を求めることを特徴とする請求項４２に記載の露
光方法。
【請求項４４】第１物体と第２物体とを同期移動しな
がら、露光ビームで前記第１物体を介して前記第２物体
を露光する露光方法であって、前記第１物体又は前記第２物体を所定の加速度で所定の
走査速度になるまで加速し、前記走査速度で第１物体又は前記第２物体を移動しなが
ら、前記露光ビームで前記第１物体を照射する工程を含
み；前記走査速度が、前記加速度に応じて露光時間が実
質的に最短になるように定められていることを特徴とす
る露光方法。
【請求項４５】更に、前記第１又は第２物体の１回の
走査露光によって露光される区画領域の走査方向の幅を
ＬＹ、前記第１又は第２物体の前記露光ビームによる露
光領域の走査方向の幅をＤ、前記加速度をＷα、前記走
査速度をＶＷとすると、前記走査速度ＶＷを、ΔＴ＝２
・ＶＷ／Ｗα＋（ＬＹ＋Ｄ）／ＶＷで与えられるΔＴの
値が実質的に最小になるように定めることを特徴とする
請求項４４に記載の露光方法。
【請求項４６】更に、前記走査速度での前記第１又は
第２物体の移動の後に、前記加速度と同じ大きさの減速
度で前記第１又は第２物体を減速することを特徴とする
請求項４５に記載の露光方法。
【請求項４７】ステージモジュールであって、物体を保持しながら移動させるステージ装置と；該ステ
ージ装置を収納するステージ室と；該ステージ室の壁面
に取り付けられて前記ステージ室内の前記ステージ装置
の位置を計測する計測系とを備えることを特徴とするス
テージモジュール。
【請求項４８】更に、前記物体を前記ステージ室内に
装填するためのローダを収納しているローダ室を前記ス
テージ室に接続して備えることを特徴とする請求項４７
に記載のステージモジュール。
【請求項４９】前記ステージ室と前記ローダ室とを互
いに連通させるための開口をそれぞれ備え、少なくとも
一方の開口を閉鎖するシャッタを備えることを特徴とす
る請求項４８に記載のステージモジュール。
【請求項５０】前記物体が第１基板及び第２基板を有
し、前記ステージ系が前記第１基板を保持して移動する第１
基板ステージと、前記第２基板を保持して移動する第２
基板ステージとを有することを特徴とする請求項４７に
記載のステージモジュール。
【請求項５１】露光装置に着脱可能に取り付けられる
ことができることを特徴とする請求項４７に記載のステ
ージモジュール。
【請求項５２】請求項５１に記載のステージモジュー
ルと、投影系とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項５３】露光装置が前記ステージ室の位置を計
測する干渉計を備え、前記ステージ室の外壁に前記干渉
計用の反射鏡が取り付けられていることを特徴とする請
求項５２に記載の露光装置。
【請求項５４】請求項１〜３１の何れか一項に記載の
露光装置を用いてマスクパターンをワークピース上に転
写する工程を含むデバイス製造方法。
【請求項５５】請求項３８〜４６の何れか一項に記載
の露光方法を用いてマスクパターンをワークピース上に
転写する工程を含むデバイス製造方法。
【請求項５６】請求項３２〜３７の何れか一項に記載
の露光装置の製造方法で製造された露光装置。