JP2004063790A

JP2004063790A - Aligner and device manufacturing method

Info

Publication number: JP2004063790A
Application number: JP2002220141A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Shiraishi; 白石　直正
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make an aligner small-sized and lightweight without reducing the exposure precision. <P>SOLUTION: A mask stage RST has coasely moving stages 4 which have first and second opposing planes opposed respectively to respective guide planes 2a, 3a of surface plates 2, 3, and are respectively formed with openings 4a, 4b corresponding to light passing parts of the surface plates 2, 3; and a finely moving stage 5 which has a space forming member forming a holding space SS for holding a reticle R, with a side end of the surface plate 3 of the space forming member being disposed in the opening 4 of the coasely moving stage, and is held so as to finely move with respect to the coasely moving stage in a state of opposing an end surface of the surface plate 3 side to the guide plane 3a. The coasely moving stages 4 are disposed respectively via a clearance of about a few μm between the guide planes 2a, 3a. For this reason, it is possible to attain an effect equivalent to a case where the entire mask stage is coated with a partition, and to intend to make the entire exposure device small-sized and lightweight. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光装置及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、半導体集積回路、液晶ディスプレイ等の微細パターンの形成に用いて好適な露光装置、及び該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】
従来より、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、電子デバイスの微細パターンを基板上に形成する種々の露光装置が用いられている。近年では、特に生産性の面から、形成すべきパターンを４〜５倍程度に比例拡大して形成したフォトマスク（マスク）又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンを、投影ユニットを介してウエハ等の被露光基板（以下、「ウエハ」と呼ぶ）上に縮小転写する縮小投影露光装置が、主として用いられている。
【０００３】
この種の投影露光装置では、集積回路の微細化に対応して高解像度を実現するため、その露光波長をより短波長側にシフトしてきた。現在、その波長はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍが主流となっているが、より短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化段階に入りつつある。そして、最近では、更に短波長の波長１５７ｎｍのＦ_２レーザや、波長１２６ｎｍのＡｒ_２レーザ等の、いわゆる真空紫外域と呼ばれる波長帯の光源を使用する投影露光装置の提案も行なわれている。
【０００４】
かかる波長１９０ｎｍ以下の真空紫外光は、大気中の酸素や水蒸気によって激しい吸収を受ける。このため、真空紫外光を露光光として使用する露光装置では、露光光の光路上の空間から酸素や水蒸気などの吸光物質を排除するため、その空間内の気体を、露光光を吸収しない、窒素やヘリウムなどの希ガスでガス置換（ガスパージ）する必要がある。例えば、波長１５７ｎｍのＦ_２レーザを光源とする露光装置では、レーザからウエハに至るまでの光路の大部分で、残存酸素濃度を１ｐｐｍ以下に押さえる必要があると言われている。
【０００５】
また、高解像度化は、露光波長の短波長化のみならず、投影ユニットの鏡筒内部の光学系（投影光学系）の大開口数（Ｎ．Ａ．）化によっても実現可能であることから、最近では投影光学系のより一層の大Ｎ．Ａ．化の開発もなされている。しかるに、高解像度の実現のためには、投影光学系の大Ｎ．Ａ．化に加えて投影光学系の収差の低減が必要である。このため、投影ユニットの製造工程では、光の干渉を利用した波面収差計測を行い、残存収差量を露光波長の１／１０００程度の精度で計測し、その計測値に基づいて投影光学系の調整を行っている。
【０００６】
このような投影光学系の大Ｎ．Ａ．化や低収差化は、視野が小さい光学系ほど実現が容易である。但し、露光装置としては、視野（露光フィールド）が大きいほど、処理能力（スループット）が向上する。そこで、小視野ではあるが大Ｎ．Ａ．の投影光学系を用いて、かつ実質的に大きな露光フィールドを得るために、露光中に、レチクルとウエハをその結像関係を維持したまま相対走査する走査型投影露光装置、例えばステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（すなわちいわゆるスキャニング・ステッパなど）が最近の主流となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の真空紫外光を光源とする露光装置においては、レチクル近傍の空間の残存酸素及び水蒸気濃度も、１ｐｐｍ程度以下に抑える必要がある。これを実現する方法として、レチクルを保持するレチクルステージ全体を大きな気密型の遮蔽容器（レチクルステージチャンバ）で覆い、その内部（レチクルステージ，レチクルを含む）全体をガスパージする方法も考えられる。しかしながら、このような遮蔽容器を採用すると、露光装置が大型化及び重量化し、半導体工場のクリーンルーム内における、露光装置１台あたりの設置面積（フットプリント）がより大きくなり、設備コスト（あるいはランニング・コスト）の増大により結果的に半導体素子の生産性が低下してしまう。また、レチクル近傍のアクセスが困難となり、レチクルステージなどのメンテナンス時の作業性が低下してメンテナンスに要する時間が増大し、この点においても半導体素子の生産性が低下してしまう。
【０００８】
特に走査型投影露光装置は、露光中にレチクルを高速に走査する必要から大型のレチクルステージを備えており、この大型のレチクルステージ全体を覆う遮蔽容器（レチクルステージチャンバ）は一層大型化してしまう。
【０００９】
本発明は、かかる事情の下になされたものであり、その第１の目的は、露光精度を低下させることなく、装置の小型、軽量化を図ることが可能な露光装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上することができるデバイス製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、照明光（ＥＬ）によりマスク（Ｒ）を照明する照明ユニット（ＩＬＵ）と；前記マスクに形成されたパターンを物体（Ｗ）上に投影する投影ユニット（ＰＵ）と；前記マスクを保持する保持空間（ＳＳ）がその内部に形成され、前記照明光の光路にほぼ垂直な移動面内で少なくとも一軸方向に移動可能なマスクステージ（ＲＳＴ）と；前記マスクステージの前記照明ユニット側に所定の第１クリアランスを介して配置され、前記照明光が通過する第１の光通過部が一部に設けられた前記マスクステージの移動ガイド面を有する第１のマスク定盤（２）と；前記マスクステージの前記投影ユニット側に所定の第２クリアランスを介して配置され、前記照明光が通過する第２の光通過部が一部に設けられた前記マスクステージの移動ガイド面を有する第２のマスク定盤（３）と；を備え、前記マスクステージは、前記第１、第２のマスク定盤それぞれの前記移動ガイド面にそれぞれ対向する第１、第２の対向面が形成されるとともに、前記第１、第２のマスク定盤の前記第１、第２の光通過部に対応して開口部がそれぞれ形成された粗動ステージ（４）と；前記マスクを保持する前記保持空間を形成する空間形成部材（５２、５５、５６）を有し、該空間形成部材の前記投影ユニット側端部が前記粗動ステージの前記第２のマスク定盤側の開口部内に配置されるとともに、前記空間形成部材の前記投影ユニット側の端面が前記第２のマスク定盤の移動ガイド面に対向した状態で、前記粗動ステージに対して微動可能に保持された微動ステージ（５）と；を有することを特徴とする露光装置である。
【００１２】
これによれば、照明光の光路にほぼ垂直な移動面内で少なくとも一軸方向に移動可能なマスクステージの内部に保持空間が形成され、この保持空間内にてマスクが保持されている。そして、マスクステージの照明ユニット側（照明光の光路後方）に、マスクステージの移動ガイド面を有する第１のマスク定盤が、所定の第１クリアランスを介して配置されるとともに、マスクステージの投影ユニット側（照明光の光路前方）に、マスクステージの移動ガイド面を有する第２のマスク定盤が、所定の第２クリアランスを介して配置されている。これら第１、第２のマスク定盤の一部には、照明光が通過する第１、第２の光通過部がそれぞれ設けられている。すなわち、照明光が第１のマスク定盤の第１の光通過部を介してマスクステージの保持空間内に入射し、照明光によりマスクが照明されるとともに、マスクを透過した光が第２のマスク定盤の第２の光通過部から射出する。また、第１のマスク定盤と第２のマスク定盤との間に第１、第２クリアランスをそれぞれ介してマスクステージが配置されることにより、保持空間内への各定盤とマスクステージとの間隙を介した外気の浸入を極力抑制することができる。
【００１３】
また、マスクステージは、第１、第２のマスク定盤それぞれの移動ガイド面にそれぞれ対向する第１、第２の対向面が形成されるとともに、前記第１、第２のマスク定盤の前記第１、第２の光通過部に対応して開口部がそれぞれ形成された粗動ステージと、マスクを保持する保持空間を形成する空間形成部材を有し、該空間形成部材の投影ユニット側端部が粗動ステージの第２のマスク定盤側の開口部内に配置されるとともに、空間形成部材の投影ユニット側の端面が第２のマスク定盤の移動ガイド面に対向した状態で、粗動ステージに対して微動可能に保持された微動ステージとを有している。すなわち、微動ステージの空間形成部材の投影ユニット側端部が粗動ステージの内部に挿入された状態となっているので、微動ステージと粗動ステージとを機械的に（あるいは機構的に）分離でき、微動ステージの軽量化を図りつつ、マスクを保持する保持空間の気密化、及び微動ステージと粗動ステージとの間の気密化を、効率よく実現することが可能となる。これにより微動ステージの高応答性と気密性を同時に実現することが可能となる。
【００１４】
従って、上記構成を採用することにより、マスクステージ全体を隔壁で覆う場合と同等の効果を得ることができるとともに、マスクステージ自体の小型化、及び露光装置全体の小型化、軽量化を図ることが可能となる。また、例えば、保持空間内を照明光の吸収の小さいガスで置換する場合には、隔壁でマスクステージ全体を覆い、その内部を前記ガスで置換する場合と比べガスの使用量が低減されるので、コストダウンを図ることが可能となる。また、マスク周辺の空間内の吸光物質の濃度を低く抑えることもできるので、結果的に露光精度が低下することもない。
【００１５】
この場合において、請求項２に記載の露光装置の如く、前記マスクステージは、前記粗動ステージと前記微動ステージとの互いの対向面の間のクリアランスを実質的に気密化する第１の気密化機構を更に有することとすることができる。
【００１６】
この場合において、請求項３に記載の露光装置の如く、前記第１の気密化機構は、前記粗動ステージと前記微動ステージとの少なくとも一方に設けられた環状の凸部の前記移動面に平行な面とその対向面との間のクリアランスを実質的に気密化することとすることができる。
【００１７】
本明細書において、「実質的に気密化する」とは、気密化対象の空間（クリアランスなどを含む）を外部に対して完全に気密化する場合のみならず、気密化対象の空間と外部との間には、わずかな気体の出入りはあるが、その気体の出入りは、その目的から見て無視できる程度である場合をも含む。
【００１８】
この場合において、請求項４に記載の露光装置の如く、前記環状の凸部は、前記微動ステージに設けられたフランジ部であり、前記微動ステージは、前記フランジ部の変形を抑制する支持部材を更に有することとすることができる。
【００１９】
上記請求項１〜４に記載の各露光装置において、請求項５に記載の発明の如く、前記粗動ステージの前記第２の対向面に設けられ、前記第２のマスク定盤の移動ガイド面に対して所定ガスを噴出するとともに、前記移動ガイド面近傍の空間内のガスを吸引して外部に排気することにより、前記第２のクリアランスを形成する差動排気型の第１の気体静圧軸受けを更に備えることとすることができる。
【００２０】
上記請求項１〜５に記載の各露光装置において、請求項６に記載の露光装置の如く、前記第１クリアランスを実質的に気密化する第２の気密化機構を更に備えることとすることができる。
【００２１】
上記請求項２、３、４、６に記載の各露光装置において、請求項７に記載の露光装置の如く、前記各気密化機構は、前記気密化対象のクリアランス内部に所定ガスを噴出するとともに、前記クリアランス内部の気体を吸引して外部に排気する差動排気型の気密化機構であることとすることができる。
【００２２】
この場合において、請求項８に記載の露光装置の如く、前記差動排気型の気密化機構は、前記所定ガスの噴射口に連通する給気側環状凹溝と、該給気側環状凹溝の外周側に配置され前記所定ガスの排気口に連通する排気側環状凹溝とを有することとすることができる。
【００２３】
上記請求項１〜８に記載の露光装置において、請求項９に記載の露光装置の如く、前記微動ステージに設けられ、前記第２のマスク定盤の移動ガイド面に対して所定ガスを噴出するとともに、前記移動ガイド面近傍の空間内のガスを吸引して外部に排気することにより、前記空間形成部材の前記投影ユニット側の端面と前記第２のマスク定盤の移動ガイド面との間に所定の第３クリアランスを形成する差動排気型の第２の気体静圧軸受けを更に備えることとすることができる。
【００２４】
上記請求項５及び９に記載の各露光装置において、請求項１０に記載の露光装置の如く、前記各気体静圧軸受けは、前記所定ガスの噴射口に連通する給気側環状凹溝と、該給気側環状凹溝の外周側に配置され前記所定ガスの排気口に連通する排気側環状凹溝とを有することとすることができる。
【００２５】
上記請求項１〜１０に記載の各露光装置において、請求項１１に記載の露光装置の如く、前記照明光の光路と直交する方向の前記空間形成部材の側壁は薄板状部材から成り、該薄板状部材の少なくとも一部には補強部材が設けられていることとすることができる。
【００２６】
上記請求項１〜１１に記載の各露光装置において、請求項１２に記載の露光装置の如く、前記照明光の光路と直交する前記空間形成部材の側壁の外側に反射部材が設けられ、前記反射部材にレーザ光を照射して、その反射光に基づいて前記微動ステージの位置を計測するレーザ干渉計を更に備えることとすることができる。
【００２７】
上記請求項１〜１２に記載の各露光装置において、請求項１３に記載の露光装置の如く、前記保持空間に対して、特定ガスを供給するガス供給機構と、前記保持空間内のガスを排気するガス排気機構との少なくとも一方を更に備えることとすることができる。
【００２８】
上記請求項１〜１３に記載の各露光装置において、請求項１４に記載の露光装置の如く、前記第１のマスク定盤と前記照明ユニットとの少なくとも一方に対して接することなく所定のクリアランスを介して配置され、前記第１のマスク定盤と前記照明ユニットとの間の空間をほぼ遮蔽する第１の遮蔽部材と；前記第１の遮蔽部材に設けられ、前記クリアランス内に所定のガスを噴射するとともに前記クリアランス内の気体を吸引して外部に排気する差動排気型の第１のシール機構と；を更に備えることとすることができる。
【００２９】
この場合において、請求項１５に記載の露光装置の如く、前記第１の遮蔽部材の内部の前記照明光の光路上の空間に特定ガスを供給するガス供給機構と、前記光路上の空間内のガスを排気する排気機構との少なくとも一方を更に備えることとすることができる。
【００３０】
上記請求項１４及び１５に記載の各露光装置において、請求項１６に記載の露光装置の如く、前記第２のマスク定盤と前記投影ユニットとの少なくとも一方に対して接することなく所定のクリアランスを介して配置され、前記第２のマスク定盤と前記投影ユニットとの間の空間をほぼ遮蔽する第２の遮蔽部材と；前記第２の遮蔽部材に設けられ、前記クリアランス内に所定のガスを噴射するとともに前記クリアランス内の気体を吸引して外部に排気する差動排気型の第２のシール機構と；を更に備えることとすることができる。
【００３１】
この場合において、請求項１７に記載の露光装置の如く、前記第２の遮蔽部材の内部の前記照明光の光路上の空間に特定ガスを供給するガス供給機構と、前記光路上の空間内のガスを排気する排気機構との少なくとも一方を更に備えることとすることができる。
【００３２】
上記請求項１３、１５、１７に記載の各露光装置において、請求項１８に記載の露光装置の如く、前記照明光は、波長１９０ｎｍ以下の真空紫外光であり、前記特定ガスは、窒素及び希ガスのいずれかであることとすることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。
【００３４】
図１には、一実施形態に係る露光装置１００が概略的に示されている。この露光装置１００は、照明光としての露光用照明光（以下、「露光光」と呼ぶ）ＥＬをマスクとしてのレチクルＲに照射して、該レチクルＲと物体としてのウエハＷとを所定の走査方向（ここでは、図１における紙面左右方向であるＹ軸方向とする）に同期移動してレチクルＲのパターンを投影ユニットＰＵを介してウエハＷ上の複数のショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。
【００３５】
この露光装置１００は、不図示の光源、該光源に送光光学系を介して接続された照明ユニットＩＬＵ、レチクルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影ユニットＰＵ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系、並びに構成各部を支持する支持架台ＢＤ等を備えている。
【００３６】
前記光源としては、ここでは、波長約１２０ｎｍ〜約１９０ｎｍの真空紫外域に属する光を発する光源、例えば出力波長１５７ｎｍのフッ素レーザ（Ｆ_２レーザ）が用いられている。光源は、ビームマッチングユニットと呼ばれる光軸調整用の光学系を一部に含む不図示の送光光学系を介して照明ユニットＩＬＵを構成する照明系ハウジング１０２の一端に接続されている。
【００３７】
前記光源は、実際には、照明ユニットＩＬＵ及び投影ユニットＰＵ等を含む露光装置本体が設置されるクリーンルームとは別のクリーン度の低いサービスルーム、あるいはクリーンルーム床下のユーティリティスペースなどに設置されている。なお、光源として、出力波長１４６ｎｍのクリプトンダイマーレーザ（Ｋｒ_２レーザ）、出力波長１２６ｎｍのアルゴンダイマーレーザ（Ａｒ_２レーザ）などの他の真空紫外光源を用いても良く、あるいは、出力波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、出力波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ等を用いても良い。
【００３８】
前記照明ユニットＩＬＵは、内部を外部から隔離する照明系ハウジング１０２と、その内部に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を含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、及び光路折り曲げ用のミラー等（いずれも不図示）から成る照明光学系とを含んで構成されている。なお、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）、あるいは回折光学素子などが用いられる。本実施形態の照明ユニットは、例えば特開平６−３４９７０１号公報号公報などに開示されるものと同様の構成となっている。照明ユニットＩＬＵでは、回路パターン等が形成されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域（前記レチクルブラインドで規定されるＸ軸方向に細長く伸びるスリット状の領域）を露光光ＥＬによりほぼ均一な照度で照明する。
【００３９】
なお、照明系ハウジング１０２内のレチクルＲ側端部近傍には、不図示の平板状の光透過窓が配設されている。この光透過窓は、照明ユニットＩＬＵからの露光光ＥＬを透過するとともに、照明系ハウジング１０２内を気密状態に維持する機能を有している。なお、光透過窓としては平板状のものに限らず、照明ユニットＩＬＵを構成するレンズを照明系ハウジング１０２に気密に固定することで、上記光透過窓の代わりとすることとしても良い。
【００４０】
なお、上記照明ユニットＩＬＵを構成する光学部材のうち、レンズや照度均一化光学系、光透過窓といった露光光ＥＬを透過する部材の材料としては、真空紫外光に対する透過率の高い例えばホタル石を使用することが望ましい。但し、部分的には、水酸基を１０ｐｐｍ以下程度に排除し、フッ素を１％程度含有させたフッ素ドープ石英（いわゆるモディファイド石英）を用いることもできる。また、フッ素ドープ石英に限られず、通常の石英や単に水酸基の少ない石英、さらに水素を添加した石英を使用することも可能である。また、フッ化マグネシウム、フッ化リチウムなどのフッ化物結晶を使用しても良い。
【００４１】
なお、前記送光光学系や照明ユニットＩＬＵ内のメンテナンス時に外部から侵入する大気が、メンテナンス対象の空間以外に広がらないようにするために、送光光学系と照明ユニットＩＬＵの境界部分に、仕切り窓を設けることとしても良い。また、このような仕切り窓を、送光光学系や照明ユニットＩＬＵ内に設置される任意の光学部材で代用し、送光光学系と照明ユニットＩＬＵ内を複数の気密空間に分離することとしても良い。
【００４２】
前記支持架台ＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に設けられた第１架台１１１と、第１架台１１１にて支持された第２架台１１２とを備えている。
【００４３】
前記第１架台１１１は、クリーンルームの床面Ｆ上に設けられた複数（ここでは４個）の防振ユニット１３ａ〜１３ｄ（図１の紙面奥側の防振ユニット１３ｃ，１３ｄは不図示）と、該防振ユニット１３ａ〜１３ｄを介して設けられた複数本（ここでは４本）の脚部１２ａ〜１２ｄ（図１の紙面奥側の脚部１２ｃ，１２ｄは不図示）と、これらのうち２本の脚部１２ａ，１２ｃによりほぼ水平に支持された板状の支持部材１１ａと、残りの２本の脚部１２ｂ，１２ｄによりほぼ水平に支持された板状の支持部材１１ｂとから構成されている。
【００４４】
前記第２架台１１２は、支持部材１１ａ，１１ｂにより水平に支持された第２のマスク定盤としての投影系側定盤３と、該投影系側定盤３の上方に配置された第１のマスク定盤としての照明系側定盤２と、投影系側定盤３及び照明系側定盤２の間に設けられ、投影系側定盤３と照明系側定盤２との間に所定間隔を形成する、複数（ここでは４本）の支持柱（スペーサ）２６ａ〜２６ｄ（図１では、支持柱２６ｃ，２６ｄは不図示（図４（Ａ）、図４（Ｂ）参照））とを備えている。
【００４５】
ここで、照明系側定盤２及び投影系側定盤３について説明すると、照明系側定盤２及び投影系側定盤３は、それぞれ、天然石，セラミック，ステンレス鋼等の材質で形成され、それぞれ対向する側の面、すなわち、照明系側定盤２の下面２ｂ及び投影系側定盤３の上面３ｂは、凹凸が数μｍ以下の平滑な平面となるように研磨されている。これらの面２ｂ、３ｂはレチクルステージＲＳＴの移動ガイド面となっている。従って、以下では、これらの面を移動ガイド面２ｂ、移動ガイド面３ｂとも呼ぶ。
【００４６】
なお、定盤２，３の材質が天然石や多孔質セラミックである場合には、その表面にフッ素樹脂等をコートし、表面への酸素や水蒸気の吸着とその脱離を防止することが望ましい。
【００４７】
これら定盤２，３には、図１に示されるように露光光が通過する第１、第２の光通過部としての矩形の開口部２ａ，３ａがそれぞれ形成されている。
【００４８】
前記レチクルステージＲＳＴは、上記第２架台１１２を構成する照明系側定盤２及び投影系側定盤３の間で、それぞれの定盤の移動ガイド面２ｂ、３ｂに対し所定のクリアランスを隔てて配置され、レチクルＲを保持して少なくともＹ軸方向に移動可能となっている。レチクルステージＲＳＴの位置情報は、レチクルステージＲＳＴに設けられた移動鏡を介して、図１に示されるレチクルレーザ干渉計９によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されるようになっている。なお、レチクルステージＲＳＴの構成、及びレチクルレーザ干渉計９等については、後に更に詳述する。
【００４９】
前記投影ユニットＰＵは、ホタル石、フッ化リチウム等のフッ化物結晶から成るレンズや反射鏡からなる光学系（投影光学系）を、鏡筒で密閉したものである。投影光学系としては、ここでは、一例として両側テレセントリックで投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の屈折系が用いられているものとする。このため、前述の如く、照明ユニットＩＬＵからの露光光ＥＬによりレチクルＲが照明されると、その照明領域に対応する部分のレチクルＲ上のパターンが投影ユニットＰＵ（投影光学系）によりウエハＷ上のショット領域の一部に縮小投影され、前記露光光ＥＬで照明されたパターン部分の縮小像（部分像）が形成される。
【００５０】
この投影ユニットＰＵは、その高さ方向の中央やや下側に設けられたフランジＦＬＧを介して後述するウエハ側遮蔽機構２２により非接触で支持されている。
【００５１】
なお、投影光学系としては、屈折系に限らず、反射屈折系、反射系のいずれをも用いることができる。
【００５２】
投影ユニットＰＵの下端部は、複数の防振ユニット２５を介して床面Ｆ上に設けられたウエハ室４０内に挿入された状態となっている。このウエハ室４０内には、ウエハＷを保持して二次元方向に移動するウエハステージＷＳＴが設けられている。
【００５３】
前記ウエハステージＷＳＴは、例えば磁気浮上型や加圧気体の静圧により浮上する気体浮上型のリニアモータ等から成る駆動装置としての不図示のウエハ駆動系によって、ウエハ室４０内に複数の防振ユニット１９を介して設けられたウエハステージベースＢＳの上面に沿ってかつ非接触でＸＹ面内で自在に駆動されるようになっている。
【００５４】
ウエハステージＷＳＴは、実際には、上記のＸＹ面内で自在に駆動（θｚ回転を含む）されるＸＹステージ３６、このＸＹステージ３６上に搭載され、ウエハＷを保持するウエハテーブル３５等を備えている。ウエハテーブル３５上に不図示のウエハホルダが設けられ、該ウエハホルダによってウエハＷが例えば真空吸着により保持されている。ウエハテーブル３５は、不図示の駆動系により、Ｚ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向に微小駆動される。このように、ウエハステージＷＳＴは、実際には、複数のステージ、テーブルを含んで構成されるが、以下では、ウエハステージＷＳＴは、ウエハ駆動系によってＸ、Ｙ、Ｚ、Ｘ軸回りの回転であるθｘ、Ｙ軸回りの回転であるθｙ、及びθｚ方向の６自由度方向に駆動可能な単一のステージであるものとして説明する。
【００５５】
ウエハステージＷＳＴの位置情報は、ウエハテーブル３５上面に設けられた移動鏡１７を介してウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されるようになっている。
【００５６】
なお、実際には、移動鏡はＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡と、Ｙ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡とが設けられ、これに対応してレーザ干渉計もＸ方向位置計測用のＸレーザ干渉計とＹ方向位置計測用のＹレーザ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表して移動鏡１７、ウエハ干渉計１８として図示されている。なお、例えば、ウエハステージの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１７の反射面に相当）を形成しても良い。また、Ｘレーザ干渉計及びＹレーザ干渉計は測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブル３５のＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））も計測可能となっている。従って、以下の説明ではレーザ干渉計１８によって、ウエハテーブル３５のＸ、Ｙ、θｚ、θｙ、θｘの５自由度方向の位置が計測されるものとする。
【００５７】
上述したウエハ干渉計１８からのウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は不図示の制御装置に送られ、制御装置ではウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいてウエハ駆動系を介してウエハステージＷＳＴを駆動する。
【００５８】
なお、本実施形態のように、真空紫外域の波長の光を露光光とする場合には、照明系ハウジング１０２や投影ユニットＰＵの鏡筒及びウエハ室４０内を気密構造とし、その内部を窒素や希ガス等の真空紫外光に対して高い透過率を有するガス（以下、適宜「低吸収性ガス」と呼ぶ）で置換することで、光路から酸素や水蒸気、炭化水素系のガス等の、かかる波長帯域の光に対し強い吸収特性を有するガス（以下、適宜「吸収性ガス」と呼ぶ）を排除する必要がある。このため、本実施形態では、照明系ハウジング１０２、投影ユニットＰＵの鏡筒及びウエハ室４０の内部に、それぞれに接続された給気管１０７，３０，２４を介して、例えば２２℃の所定温度に管理された窒素又は希ガスを送り、排気管１０８，３１，２３を介して内部のガスを排気することにより、それぞれの内部を低吸収性ガスにて置換することとしている。
【００５９】
また、図１に示されるように、照明系ハウジング１０２と照明系側定盤２の間の間隙には、該間隙内ヘの外部からの気体の浸入を遮蔽する差動排気型の第１のシール機構としての照明系側遮蔽機構７が設けられ、投影系側定盤３と投影ユニットＰＵとの間の間隙には、該間隙内への外部からの気体の浸入を遮蔽する差動排気型の第２のシール機構としての投影系側遮蔽機構８が設けられ、投影ユニットＰＵのフランジＦＬＧとウエハ室４０の隔壁２０との間の間隙には、該間隙への外部からの気体の浸入を遮蔽するウエハ側遮蔽機構２２が設けられている。
【００６０】
これら遮蔽機構７，８，２２は、それぞれ不図示の保持機構により保持されており、上下に位置する部材との間に所定のクリアランスが形成されている。なお、これら遮蔽機構７，８，２２については後に更に詳述する。
【００６１】
制御系は、不図示の制御装置によって主に構成される。制御装置は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構成され、上述した各種制御動作を行う他、露光動作が的確に行われるように、例えばレチクルＲとウエハＷの同期走査、ウエハＷのステッピング等を制御する。
【００６２】
具体的には、制御装置は、例えば走査露光時には、レチクルＲがレチクルステージＲＳＴを介して＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度Ｖ_Ｒ＝Ｖで走査されるのに同期して、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷが露光領域に対して−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度Ｖ_Ｗ＝β・Ｖ（βはレチクルＲからウエハＷに対する投影倍率）で走査されるように、レチクルレーザ干渉計９、ウエハ干渉計１８の計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動する後述するリニアモータ、ウエハ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置及び速度をそれぞれ制御する。
【００６３】
また、ステッピングの際には、制御装置では、レチクルレーザ干渉計及びウエハレーザ干渉計の計測値に基づいてウエハ駆動系を介してウエハステージＷＳＴの位置を制御する。
【００６４】
次に、図２（Ａ）〜図４（Ｂ）に基づいて、レチクルステージＲＳＴの構成等について詳細に説明する。図２（Ａ）は、レチクルステージＲＳＴを一部省略して示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、レチクルステージＲＳＴを構成するレチクル微動ステージを取り出して示す斜視図である。また、図３はレチクルステージＲＳＴの縦断面図である。また、図４（Ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【００６５】
レチクルステージＲＳＴは、前述したように第２架台１１２を構成する照明系側定盤２と投影系側定盤３に挟まれた状態で第２架台１１２に非接触にて保持されている。このレチクルステージＲＳＴは、図２（Ａ）に示されるように、レチクル粗動ステージ（以下、単に「粗動ステージ」と呼ぶ）４と、レチクル微動ステージ（以下、単に「微動ステージ」と呼ぶ）５とを備えている。
【００６６】
前記粗動ステージ４は、図３に示されるように、上板部４６ａと、下板部４６ｃと、上板部４６ａと下板部４６ｃとに挟まれ、これらを連結する中間部４６ｂとの３部分から構成されている。この粗動ステージ４は、投影系側定盤３の移動ガイド面３ｂの上方に後述する第１の気体静圧軸受けによって浮上支持され、その結果照明系側定盤２の移動ガイド面２ｂと上板部４６ａとの間には、数μｍ程度の微小間隔（第１のクリアランス）が形成されている。この場合、下板部４６ｃと移動ガイド面３ｂとの間には、数μｍ程度の微小間隔（第２のクリアランス）が形成されている。また、粗動ステージ４を構成する上板部４６ａ及び下板部４６ｃには、照明系側定盤２及び投影系側定盤３の開口部２ａ，３ａに対応する開口部４ａ，４ｂが形成されている。
【００６７】
前記下板部４６ｃのＸ軸方向一側と他側の側面には、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、支持部材４７ａ，４７ｂをそれぞれ介してスライダ４８ａ，４８ｂが設けられている。これらのスライダ４８ａ，４８ｂは、リニアモータＲＭ１，ＲＭ２の可動子をそれぞれ構成するものである。以下、スライダ４８ａ，４８ｂを可動子４８ａ、４８ｂとも呼ぶ。これらの可動子４８ａ，４８ｂはＹ軸方向に沿って延設されたリニアモータＲＭ１，ＲＭ２の固定子４９ａ，４９ｂとの間の電磁相互作用によって発生するローレンツ力（電磁力）によりＹ軸方向に駆動され、これによりレチクルステージＲＳＴの全体がＹ軸方向に駆動される。
【００６８】
なお、上記固定子４９ａ，４９ｂは、第２架台１１２を支持する第１架台１１１にて支持することもできるが、これとは別に、クリーンルームの床面Ｆ上に防振機構を介して不図示の支持機構を設け、これにより支持することとしても良い。また、可動子４８ａ，４８ｂを取り付ける位置は、前記下板部４６ｃに限らず、中間部４６ｂであっても良い。なお、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動するリニアモータＲＭ１，ＲＭ２による推力の作用点の高さ方向の位置は可動子４８ａ，４８ｂの位置とほぼ一致するので、この取付位置（高さ方向の位置）は、レチクルステージＲＳＴ全体の重心位置と一致させることが望ましい。
【００６９】
レチクルステージＲＳＴ（粗動ステージ４）は、上述したようにリニアモータＲＭ１、ＲＭ２によりＹ軸方向に駆動されるが、照明系側定盤２と投影系側定盤３の移動ガイド面２ｂ、３ｂが相互に平行になっているので、粗動ステージ４のＹ軸方向への駆動を行ったとしても、移動ガイド面２ｂ、３ｂと粗動ステージ４との間の第１クリアランス、第２クリアランスはほぼ一定に保たれる。
【００７０】
前記中間部４６ｂには、図４（Ｂ）に示されるように、ボイスコイルモータ等から成るＹ軸微小アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２とＸ軸微小アクチュエータＡＣ３とが埋め込まれた状態となっている。これら微小アクチュエータＡＣ１〜ＡＣ３の可動子は、それぞれステージ保持部材４２ａ，４２ｂ，４２ｃを介して微動ステージ５に接続されている。従って、微小アクチュエータＡＣ１〜ＡＣ３の駆動により、微動ステージ５がＸ軸方向，Ｙ軸方向、及びθｚ方向（Ｚ軸方向回りの回転方向）に微小駆動されるようになっている。なお、本実施形態では、微小アクチュエータＡＣ１，ＡＣ２の温度上昇を抑制するため、その一部を中間部４６ｂの外側に出し、放熱が行われやすいような構成を採用している。
【００７１】
前記微動ステージ５は、図２（Ｂ）に示されるように、下から順に積み重ねられた底面部材５６、フランジ部材５５、及び隔壁５２等を備えている。
【００７２】
前記底面部材５６は、板状の部材から成り、その中央部近傍に矩形の開口５６ａが形成されている（図３参照）。この開口５６ａは、露光光ＥＬが透過するためのものである。
【００７３】
前記フランジ部材５５は、底面部材５６よりも大きな板状の部材から成り、その中央部近傍には、図３に示されるように、前記開口５６ａとほぼ同一大きさの矩形の開口５５ａが形成されている。フランジ部材５５の上面には、開口５５ａを取り囲む位置に、複数（ここでは４つ）のレチクル保持機構５３が設けられている。
【００７４】
レチクル保持機構５３は、図４（Ｂ）に示されるように、フランジ部材５５上に導入された真空配管５４等を介して露光装置内に設置された不図示の真空ポンプに接続されており、レチクルＲがレチクル保持機構５３上に載置されると、真空ポンプの作動によって、レチクルＲがレチクル保持機構５３によって吸着保持される。なお、上記真空配管５４は、粗動ステージ４を経由して、ＶＣＲガスコネクタ等のガス導入端子により、微動ステージ５内部に導入されている。粗動ステージ４内の真空配管４４は、アクチュエータ等に接続する他の電気配線と共に配線束３９にまとめられ、真空ポンプに接続されている。なお、上記真空ポンプは、露光装置内に備えていても良いが、真空源として半導体工場の真空用配管から供給される真空配管又は減圧空気の配管を使用しても良い。この点については、これ以降で説明する真空ポンプについても同様である。
【００７５】
前記隔壁５２は、フランジ部材５５の上面に固定され、開口５５ａ及びレチクル保持機構５３の全体を取り囲む上方から見て開口５５ａよりも幾分大きな矩形形状を有する周壁５２Ａと、該周壁５２Ａの上端面に固定され、その中央部に、図２（Ａ）に示されるように、露光光ＥＬを通過させるための矩形開口５２Ｂａが形成された天井部５２Ｂとから構成されている。図３に示されるように、この隔壁５２と底面部材５６とフランジ部材５５とによって、レチクルＲを保持する保持空間ＳＳが区画されている。すなわち、隔壁５２と底面部材５６とフランジ部材５５とによって保持空間ＳＳを形成する空間形成部材が構成されている。
【００７６】
この場合、隔壁５２の周壁５２Ａとしては、図６に示されるように、薄い金属板から成る気密性隔壁１５２Ａと、該気密性隔壁１５２Ａの外面のほぼ全体に設けられた網目状の補強部材としての梁１５２Ｂとを有する構成を採用することができる。かかる構成の周壁５２Ａによると、微動ステージ５の軽量化と高い剛性の確保とを同時に実現することが可能となり、結果的に微動ステージ５の制御応答性を向上することが可能となる。
【００７７】
また、フランジ部材５５の上面には、図２（Ｂ）に示されるように、直角三角形の板状の支持部材１０５が周壁５２Ａの全周にわたって所定間隔で複数固定されている。各支持部材１０５の直角を挟む一端面（底面）は、フランジ部材５５の上面に固定され、残りの端面（側面）は周壁５２Ａに固定されている。これら複数の支持部材１０５により、下方からの押圧力によりフランジ部材５５に曲げモーメントが作用した場合にも、その変形を極力抑制することができる。
【００７８】
また、フランジ部材５５上面の周壁５２Ａの＋Ｘ側の側壁の外側（保持空間ＳＳの外側）には、図４（Ｂ）等に示されるように、平面ミラーから成る反射部材としてのＸ移動鏡９１ｃが設けられている。このＸ移動鏡９１ｃの反射面に対して、その＋Ｘ側に設けられたレチクルレーザ干渉計９ｃからの光束が照射され、レチクルレーザ干渉計９ｃによって不図示の固定鏡（参照鏡）を基準としてＸ移動鏡９１ｃのＸ軸方向の位置（Ｘ位置）、すなわち微動ステージ５（レチクルＲ）のＸ位置が、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されるようになっている。
【００７９】
更に、フランジ部材５５上面の周壁５２Ａの−Ｙ側の側壁の外側（保持空間ＳＳの外側）には、図２（Ｂ）に示されるように、一対のプリズム型のコーナーキューブ（レトロリフレクタ）から成る反射部材としてのＹ移動鏡９１ａ，９１ｂが取付部材１０４ａ、１０４ｂを介して設けられている。この一対のＹ移動鏡９１ａ，９１ｂそれぞれに対して図４（Ｂ）に示されるレチクルレーザ干渉計９ａ，９ｂからレーザビームがそれぞれ照射され、レチクルレーザ干渉計９ａ，９ｂによって不図示の固定鏡（参照鏡）をそれぞれ基準としてＹ移動鏡９１ａ，９１ｂのＹ軸方向の位置（Ｙ位置）、すなわち微動ステージ５（レチクルＲ）のＹ位置が、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。また、レチクルレーザ干渉計９ａ，９ｂの出力値に基づいて微動ステージ５のθｚ回転をも検出することができる。
【００８０】
なお、例えばフランジ部材５５の＋Ｘ側端面及び−Ｙ側端面を鏡面加工することにより反射面（前述の移動鏡９１ｃ、９１ａ，９１ｂの反射面に相当）を形成しても良い。また、移動鏡９１ａ〜９１ｃは、微動ステージ５の底面部材５６に設けることとしても良い。この場合、移動鏡９１ａ〜９１ｃを底面部材５６の上面からフランジ部材５５上方に突出させるため、フランジ部材５５の開口５５ａを底面部材５６の開口５６ａよりも大きくとる必要がある。また、隔壁５２は、底面部材５６に直接設けられることになる。
【００８１】
ここで、粗動ステージ４などに設けられた気体静圧軸受けについて図３に基づいて詳細に説明する。
【００８２】
まず、粗動ステージ４を投影系側定盤３の移動ガイド面３ｂの上方に浮上支持する前述した差動排気型の第１の気体静圧軸受け（以下、「第１の軸受け」と呼ぶ）について説明する。
【００８３】
粗動ステージ４の下板部４６ｃの底面には、その外縁部のやや内側に給気側環状凹溝３１が形成され、該給気側環状凹溝３１の外側に排気側環状凹溝３２が形成されている。給気側環状凹溝３１には、粗動ステージ４内に形成された給気管路３５を介して給気管３７の一端が接続され、この給気管３７の他端は不図示のガス供給装置に接続されている。また、排気側環状凹溝３２には、粗動ステージ４内に形成された排気管路３６を介して排気管３８の一端が接続され、この排気管３８の他端は不図示の真空ポンプに接続されている。
【００８４】
このような構成とすることで、給気管３７を介してガス供給装置から送られる窒素又は希ガスなどの低吸収性ガス（所定ガス）が、粗動ステージ４内に形成された給気管路３５を介して給気側環状凹溝３１から移動ガイド面３ｂに対して噴出されるとともに、排気側環状凹溝３２の周辺のガスが、排気側環状凹溝３２、排気管路３６及び排気管３８を介して不図示の真空ポンプにより吸引される。これにより、粗動ステージ４を、投影系側定盤３の移動ガイド面３ｂの上方に微小距離（数μｍ程度）浮上させることができ、これにより第１のクリアランスが形成される。また、内側の溝３１から外側の溝３２へ向けたガスの流れ（図３の点線矢印参照）が形成されるので、粗動ステージ４の外部から粗動ステージ４の内部側、すなわち開口４ｂ側への外気（酸素，水蒸気）の浸入を阻止することが可能となっている。このように、第１の軸受けは実質的に、下板部４６ｃ全体によって構成されている。
【００８５】
次に、微動ステージ５と投影系側定盤３との間に数μｍ程度の微小間隔（第３のクリアランス）を形成する差動排気型の第２の気体静圧軸受け（以下、「第２の軸受け」と呼ぶ）について説明する。
【００８６】
微動ステージ５の底面部材５６の底面には、図３に示されるように、その外縁部のやや内側に給気側環状凹溝１３１が形成され、該給気側環状凹溝１３１の外側に排気側環状凹溝１３２が形成されている。給気側環状凹溝１３１には、微動ステージ５内に形成された給気管路１３５、微動ステージ５のフランジ部材５５上に設けられた給気ポート１４６ａ、該給気ポート１４６ａにその一端が接続された給気配管１４７ａ、及び粗動ステージ４に設けられ、給気配管１４７ａの他端が接続された給気ポート１４６ｂを介して前述の給気管路３５に接続されている。また、排気側環状凹溝１３２は、微動ステージ５内に形成された排気管路１３６、微動ステージ５のフランジ部材５５上に設けられた排気ポート１４６ｃ、該排気ポート１４６ｃにその一端が接続された排気配管１４７ｂ、及び粗動ステージ４に設けられ、排気配管１４７ｂの他端が接続された排気ポート１４６ｄを介して前述の排気管路３６に接続されている。
【００８７】
なお、上記の給気配管１４７ａ及び排気配管１４７ｂとしては、フッ素系樹脂やフレキシブルなステンレス配管等を用いることができる。
【００８８】
このような構成とすることで、給気管３７を介してガス供給装置から送られる低吸収性ガスが、給気管路３５、給気ポート１４６ｂ、給気配管１４７ａ、給気ポート１４６ａ及び給気管路１３５を介して給気側環状凹溝１３１から移動ガイド面３ｂに対して噴出されるとともに、排気側環状凹溝１３２の周辺のガスが、排気側環状凹溝１３２、排気管路１３６、排気ポート１４６ｃ、排気配管１４７ｂ、排気ポート１４６ｄ、排気管路１３６及び排気管３８を介して不図示の真空ポンプにより吸引される。これにより、微動ステージ４を、投影系側定盤３の移動ガイド面３ｂから微小距離浮上させることができ、これにより第３のクリアランスが形成される。また、内側の溝１３１から外側の溝１３２へ向けたガスの流れ（図３の点線矢印参照）が形成されるので、微動ステージ５の外部から微動ステージ５の内部側、すなわち底面部材５６の開口５６ａ側への外気（酸素，水蒸気）の浸入を阻止することが可能となっている。このように、第２の軸受けは実質的に、底面部材５６全体によって構成されている。
【００８９】
次に粗動ステージ４と照明系側定盤２の移動ガイド面２ｂとの間の微小隙間（第１のクリアランス）を実質的に気密化する第２の気密化機構としての差動排気型の気体静圧軸受け（以下、便宜上「第３の軸受け」と呼ぶ）について説明する。
【００９０】
粗動ステージ４の上板部４６ａの上面には、その外縁部のやや内側に給気側環状凹溝２７が形成され、該給気側環状凹溝２７の外側に排気側環状凹溝２８が形成されている。給気側環状凹溝２７は、前述の給気管路３５に接続されている。また、排気側環状凹溝２８は、前述した排気管路３６に接続されている。
【００９１】
このような構成とすることで、給気管３７を介してガス供給装置から送られる低吸収性ガスが、粗動ステージ４内に形成された給気管路３５を介して給気側環状凹溝２７から噴出されるとともに、排気側環状凹溝２８の周辺のガスが、排気側環状凹溝２８及び排気管路３６、排気管３８を介して不図示の真空ポンプにより吸引される。これにより、粗動ステージ４と照明系側定盤２の移動ガイド面２ｂとの間の所定の第１クリアランスを維持することができるとともに、その第１クリアランス内に内側から外側に向けたガスの流れ（図３の点線矢印参照）が形成されることで、粗動ステージ４の外部から粗動ステージ４の内部側、すなわち開口４ａ側への外気（酸素，水蒸気）の浸入をほぼ阻止することが可能となっている。すなわち、この第３の軸受けにより、第１クリアランスが実質的に気密化されている。これまでの説明から分かるように、第３の軸受けは、実質的に上板部４６ａ全体により構成されている。
【００９２】
次に、粗動ステージ４の上板部４６ａと微動ステージ５との間のクリアランスを実質的に気密化する差動排気型の気体静圧軸受け（以下、便宜上「第４の軸受け」と呼ぶ）について説明する。
【００９３】
粗動ステージ４の上板部４６ａの下面には、図３に示されるように、開口４ａの外側に給気側環状凹溝５８が形成され、該給気側環状凹溝５８の更に外側に排気側環状凹溝５９が形成されている。給気側環状凹溝５８は、粗動ステージ４内に形成された前述の給気管路３５に接続されている。また、排気側環状凹溝５９は、粗動ステージ４内に形成された前述の排気管路３６に接続されている。
【００９４】
このような構成とすることで、給気管３７を介してガス供給装置から送られる低吸収性ガスが、粗動ステージ４内に形成された給気管路３５を介して給気側環状凹溝５８から噴出されるとともに、排気側環状凹溝５９の周辺のガスが、排気側環状凹溝５９及び排気管路３６、排気管３８を介して不図示の真空ポンプにより吸引される。
【００９５】
ここで実際には、環状凹溝５８，５９の下方には、微動ステージ５の隔壁５２の上端面が近接配置されるので、微動ステージ５と粗動ステージの上板部４６ａとの間の所定間隔を維持できるとともに、環状凹溝５８と環状凹溝５９の間に、溝５８から溝５９に向けてガスの流れ（図３の点線矢印参照）が形成される。従って、微動ステージ５の外部から微動ステージ５内部側、すなわちレチクルＲが保持されている空間側への外気（酸素，水蒸気）の浸入を阻止することが可能となっている。このように、第４の軸受けは、実質的に上板部４６ａにより構成されている。
【００９６】
次に、粗動ステージ４の下板部４６ｃと微動ステージ５との間のクリアランスを実質的に気密化する第１の気密化機構としての差動排気型の気体静圧軸受け（以下、便宜上「第５の軸受け」と呼ぶ）について説明する。
【００９７】
粗動ステージ４の下板部４６ｃには、図３に示されるように、そのほぼ中央部に段付き開口４ｂが形成され、該段付き開口４ｂの段部に給気側環状凹溝３３が形成され、該給気側環状凹溝３３の更に外側に排気側環状凹溝３４が形成されている。給気側環状凹溝３３は、粗動ステージ４内に形成された前述の給気管路３５に接続されている。また、排気側環状凹溝３４は、粗動ステージ４内に形成された前述の排気管路３６に接続されている。
【００９８】
このような構成とすることで、給気管３７を介してガス供給装置から送られる低吸収性ガスが、粗動ステージ４内に形成された給気管路３５を介して給気側環状凹溝３３から噴出されるとともに、排気側環状凹溝３４の周辺のガスが、排気側環状凹溝３４及び排気管路３６、排気管３８を介して不図示の真空ポンプにより吸引される。
【００９９】
ここで、実際には、図３から分かるように環状凹溝３３，３４の上方には、微動ステージ５のフランジ部材５５の下面が対向してかつ近接して配置されるので、環状凹溝３３は対向するフランジ部材５５の底面に対して低吸収ガスが噴出され、そのガスは微動ステージ５を押し上げつつその周囲を流れ、溝３４にて吸引される。すなわち、上記溝３３から噴射されたガスの静圧により微動ステージ５と粗動ステージ４との間のクリアランスが維持されるとともに、溝３３と溝３４の間には、溝３３から溝３４に向けてガスの流れ（図３の点線矢印参照）が形成されることにより、微動ステージ５の外部から微動ステージ５の底面部材５６に形成された開口５６ａへの外気（酸素，水蒸気）の浸入を阻止することが可能となっている。すなわち、この第５の軸受けにより、微動ステージ５と粗動ステージ４との間のクリアランスが実質的に気密化されている。これまでの説明から分かるように、第５の軸受けは、実質的に下板部４６ｃにより構成されている。なお、微動ステージ５は、主に、前述の第２の軸受けによって浮上させることができるので、上記第５の軸受けには、積極的な浮上機構（浮力）を持たせなくても良い。この場合には、第５の軸受けによって、微動ステージ５のフランジ部材５５の下面と粗動ステージ４の段付き開口４ｂの段部上面との間隔の気密性を十分に達成することができる。
【０１００】
ここで、第５の軸受けを、段付き開口４ｂに設けることとしたのは、段付き開口４ｂ及びこれに対向するフランジ部材５５の下面が、微動ステージ５の粗動ステージ４に対する相対移動方向に平行な面とされ、微動ステージ５が移動しても、フランジ部材５５の下面と段付き開口４ｂの段部との間隔が変動しないからである。このようにすることで、第５の軸受けが微動ステージ５の制御性に与える影響や、微動ステージ５の移動に伴う気密性の低下を極力抑えることが可能となっている。
【０１０１】
なお、粗動ステージ４と微動ステージ５との相対移動量は、リニアモータＲＭ１，ＲＭ２による粗動ステージ４の位置制御を補正する程度の微少量であり、具体的には数μｍ程度の幅である。このため、上述した微動ステージ５の隔壁５２の上端面及びフランジ部材５５の下面に対して、粗動ステージ４に設けられた第４、第５の軸受けによる差動排気は、そのガス噴射量及び吸引量がわずかであっても問題とならない場合がある。また、近接配置される両者の端面が、十分なすべり性を有し、かつ気密性を有する場合には、粗動ステージ４と微動ステージ５との間の軸受け（すなわち、第４、第５の軸受け）を設けなくても良い場合もある。すなわち、上記の部分において、粗動ステージ４と微動ステージ５との間に、フレキシブルなフィルム状のシール部材を設けることにより上記の気密性かつ十分なすべり性を達成できるのであれば、第４、第５の軸受けを設けなくても良い。
【０１０２】
以上説明した第１〜第５の軸受けにより、各ステージが非接触支持されるとともに、レチクルＲが保持された空間内への、粗動ステージ４と照明系側定盤２、投影系側定盤３との間の間隙、及び粗動ステージ４と微動ステージ５との間の間隙を介した外部からのガスの流入がほぼ完全に阻止されることになる。
【０１０３】
ここで、図３に示されるように、粗動ステージ４に接続された給気管３７内を流れる窒素又は希ガスなどの低吸収性ガスの一部を、粗動ステージ４内で給気管路３５から分岐された給気枝管２２１ａ、２２１ｂを介して粗動ステージ４に形成された開口４ａ及び開口４ｂの側壁から該開口内に流入させることによって、保持空間ＳＳ内に窒素又は希ガスなどの低吸収性ガスを供給するガス供給機構を実現することができる。その一方で、排気管路３６から分岐された排気枝管２２２ａ，２２２ｂを介して、開口４ａ，４ｂの側壁から保持空間ＳＳ内のガスを排気する構成とすることによりガス排気機構を実現することができる。これらガス供給機構及びガス排気機構、並びに上記気密化により、レチクルＲが保持された空間内を露光光の吸収の少ない窒素又は希ガス等の低吸収性ガスにより置換することが可能となる。給気枝管２２１ａ、２２１ｂを吸気側環状凹溝５８と開口４ａ、４ｂとの間に設けても良い。
【０１０４】
図１に戻り、前記照明系側遮蔽機構７は、照明系ハウジング１０２と照明系側定盤２に対して所定のクリアランスを介して、不図示の保持機構により保持されており、図５（Ａ）に示されるように内部空間ＩＳを有する円筒状の形状をした第１の遮蔽部材としての遮蔽部材７ａ等を含んで構成されている。
【０１０５】
前記遮蔽部材７ａの上端面には、円環状の形状を有する第１給気溝８９と該第１給気溝８９よりも径の大きい第１排気溝８７とが形成されている。また、遮蔽部材７ａの下端面には、円環状の形状を有する第２給気溝８８と該第２給気溝８８よりも径の大きい第２排気溝８６とが形成されている。これら第１給気溝８９と第２給気溝８８は、遮蔽部材７ａ内に形成された複数（例えば３つ）の給気管路８５がそれぞれ接続されており、第１排気溝８７と第２排気溝８６は、遮蔽部材７ａ内に形成された複数（例えば３つ）の排気管路８４がそれぞれ接続されている。給気管路８５のそれぞれには、遮蔽部材７ａの外部からその一端部が不図示のガス供給装置に接続された給気管８１の他端部が接続されている。また、排気管路８４には、遮蔽部材７ａの外部から、その一端部が不図示の真空ポンプに接続された排気管８２の他端部が接続されている。
【０１０６】
また、これらとは別に、遮蔽部材７ａには、その外部から内部空間ＩＳに連通するように、ガス供給管路１１８とガス排気管路１１７とが形成されており、ガス供給管路１１８の一端には、その一端が不図示のガス供給装置に接続されたガス供給管８３の他端が接続され、他端には、ノズル１１９が接続されている。また、ガス排気管路１１７の外側の一端には、その一端が不図示の真空ポンプに接続されたガス排気管９０の他端が接続されている。
【０１０７】
以上のように構成される照明系側遮蔽機構７によると、ガス供給管８３、ガス供給管路１１８、ノズル１１９を介してガス供給機構から内部空間ＩＳに対して窒素や希ガスが供給されるとともに、ガス排気管路１１７、ガス排気管９０を介して真空吸引機構により内部空間ＩＳ内のガスが排気される。このようにして、内部空間ＩＳ内のガスが窒素や希ガスに置換されることになる。
【０１０８】
また、給気管８１、給気管路８５を介してガス供給機構から窒素や希ガスなどのガスが供給されることにより、給気溝８９から照明系ハウジング１０２の下端部と、遮蔽部材７ａの上端部との間の間隙に上記ガスが供給されるとともに、排気管路８４、排気管８２を介して真空ポンプにより間隙内のガスが真空吸引されることで、上記間隙内に内側から外側に向けたガスの流れが形成される。
【０１０９】
同様に、遮蔽部材７ｂの下面側においても、給気溝８８から遮蔽部材７ｂの下端面と照明系側定盤２の上端面との間の間隙に対して上記ガスが供給されるとともに、間隙内のガスが排気溝８６から排気されることで、間隙内に内側から外側に向けたガスの流れが形成される。
【０１１０】
すなわち、前述したレチクルステージＲＳＴの場合と同様に、照明系側遮蔽機構７の上側及び下側の間隙を介した、外部から内部空間ＩＳへのガスの浸入を阻止することが可能となる。すなわち、このような構成により、遮蔽部材７ａの上下端面における第１のシール機構が実現されている。
【０１１１】
ここで、照明系側遮蔽機構７は、照明系ハウジング１０２とも照明系側定盤２とも非接触とされているので、照明系側定盤２の振動が照明系ハウジング１０２に伝達し、照明ユニットＩＬＵの性能が劣化することがない。ただし、実際には、照明系側遮蔽機構７は、照明系ハウジング１０２又は照明系側定盤２のいずれか一方と接触していても他方に振動が伝達することはないので、いずれか一方の端面を接触させ、固定することとしても良い。この場合、その接触面にはＯリング等を設けて気密性を向上することが望ましい。
【０１１２】
なお、両端面に軸受けを採用する場合には、照明系側遮蔽機構７を保持する保持機構は、支持架台ＢＤとは別に設けることが望ましい。
【０１１３】
また、照明系側遮蔽機構７とそれに近接して配置される物体（照明系ハウジング１０２または照明系側定盤３）の間隔を最適に調整可能なように、伸縮及びチルト調整可能なベローズ及び駆動機構を設けることとしても良い。
【０１１４】
図１に戻り、前記投影系側遮蔽機構８についても、上記照明系側遮蔽機構７と同様に構成されている。
【０１１５】
すなわち、投影系側遮蔽機構８は、図５（Ｂ）に示されるように、投影系側定盤３と投影ユニットＰＵの間に配置され、それぞれに対して所定のクリアランスを介して不図示の保持機構により保持された、内部空間ＳＰを有する円筒形状をした第２の遮蔽部材としての遮蔽部材８ａ等を備えている。
【０１１６】
遮蔽部材８ａの内部空間ＳＰに対しては、不図示のガス供給装置からガス供給管１８３、ガス供給管路２１８、ノズル２１９を介して窒素又は希ガスが供給され、ガス排気管路２１７、ガス排気管１９０を介して不図示の真空吸引機構により内部空間ＳＰ内のガスが排気されることにより、内部空間ＳＰ内のガス置換が行われる。
【０１１７】
また、給気溝１８８，１８９から、遮蔽部材８ａの上側及び下側の間隙に対して、窒素又は希ガスが供給されるとともに、排気溝１８６，１８７から間隙内のガスが吸引されることにより、いずれの間隙にも遮蔽部材８ａの内側から外側に向けたガスの流れが形成されるので、遮蔽部材８ａの外部から空間ＳＰへのガスの浸入を阻止することが可能となっている。すなわち、このような構成とすることにより遮蔽部材８ａの上下端面における第２のシール機構が実現されている。
【０１１８】
また、投影系側遮蔽機構８は、投影系側定盤３とも投影ユニットＰＵとも非接触であるので、投影系側定盤３の振動が投影ユニットＰＵに伝達し、その結像性能が劣化することがない。ただし、実際には、投影系側遮蔽機構８は、投影系側定盤３又は投影ユニットＰＵのいずれか一方と接触していても他方へ振動が伝達することはないので、いずれか一方の端面を接触させ、固定することとしても良い。この場合、その接触面にはＯリング等を設けて気密性を向上することが望ましい。
【０１１９】
以上のような構成とすることにより、照明系ハウジング１０２から投影ユニットＰＵに至るまでの露光光の光路を外気から遮蔽することが可能となっている。
【０１２０】
図１に戻り、投影ユニットＰＵのフランジＦＬＧの下面とウエハ室４０の隔壁２０の上面との間には、不図示の保持機構により保持された状態で、ウエハ側遮蔽機構２２が配置され、この第３遮蔽機構２２の上面とフランジＦＬＧの下面との間、及び第３遮蔽機構２２の下面とウエハ室４０の隔壁２０の上面との間には所定のクリアランスが形成されている。
【０１２１】
このウエハ側遮蔽機構２２も、上述した第１、第２遮蔽機構７，８と同様に構成されており、ウエハ側遮蔽機構２２の上端面及び下端面にはその内部から外部へ向けたガスの流れが形成されている。これにより、ウエハ側遮蔽機構２２の外部のガスが第３遮蔽機構２２の内部空間に向けて浸入するのを阻止することが可能となっている。
【０１２２】
このようにウエハ側遮蔽機構２２を設けることにより、ウエハ室４０内への外気の浸入を極力抑制することができる。
【０１２３】
これまでの説明から明らかなように、不図示のガス供給機構、ガス供給管８３、ガス供給管路１１８、ノズル１１９により照明系側遮蔽機構７のガス供給機構が構成され、不図示の真空ポンプ、ガス排気管９０、ガス排気管路１１７により照明系側遮蔽機構７の排気機構が構成されている。また、不図示のガス供給機構、ガス供給管１８３、ガス供給管路２１８、ノズル２１９により投影系側遮蔽機構８のガス供給機構が構成され、不図示の真空ポンプ、ガス排気管１９０、ガス排気管路２１７により投影系側遮蔽機構８の排気機構が構成されている。
【０１２４】
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、露光光ＥＬの光路にほぼ垂直な移動面内で少なくともＹ軸方向に移動可能なマスクステージＲＳＴの内部に保持空間ＳＳが形成され、この保持空間ＳＳ内にてレチクルＲが保持されている。そして、レチクルステージＲＳＴの照明ユニットＩＬＵ側に、レチクルステージＲＳＴの移動ガイド面２ｂを有する照明系側定盤２が、所定の第１クリアランスを介して配置されるとともに、レチクルステージＲＳＴの投影ユニットＰＵ側に、レチクルステージＲＳＴの移動ガイド面３ｂを有する投影系側定盤３が、所定の第２クリアランスを介して配置されている。これら照明系側定盤２、投影系側定盤３の一部には、露光光ＥＬが通過する開口２ａ、３ａがそれぞれ設けられている。すなわち、露光光ＥＬが照明系側定盤２の開口２ａを介してレチクルステージＲＳＴの保持空間ＳＳ内に入射し、露光光ＥＬによりレチクルＲが照明されるとともに、レチクルＲを透過した露光光ＥＬが投影系側定盤３の開口３ａから射出する。また、照明系側定盤２と投影系側定盤３との間に第１、第２クリアランス（数μｍ程度）をそれぞれ介してレチクルステージＲＳＴが配置されることにより、保持空間ＳＳ内への各定盤とレチクルステージＲＳＴとの間隙を介した外気の浸入が極力抑制される。
【０１２５】
また、レチクルステージＲＳＴは、照明系側定盤２、投影系側定盤３それぞれの移動ガイド面２ｂ、３ｂにそれぞれ対向する第１、第２の対向面が形成されるとともに、照明系側定盤２、投影系側定盤３の開口２ａ、３ａに対応して開口部が４ａ、４ｂそれぞれ形成された粗動ステージ４と、レチクルＲを保持する保持空間ＳＳを形成する空間形成部材（５２、５５、５６）を有し、該空間形成部材の投影ユニットＰＵ側端部が粗動ステージ４の投影系側定盤３の開口部４ｂ内に配置されるとともに、空間形成部材の投影ユニットＰＵ側の端面（底板部５６の下端面）が投影系側定盤３の移動ガイド面３ｂに対向した状態で、粗動ステージ４に対して微動可能に保持された微動ステージ４とを有している。すなわち、微動ステージ４の空間形成部材の投影ユニットＰＵ側端部が粗動ステージ５の内部に挿入された状態となっている（図３参照）ので、微動ステージ４と粗動ステージ５とを機械的に（あるいは機構的に）分離でき、微動ステージ４の軽量化を図りつつ、レチクルＲを保持する保持空間の気密化、及び微動ステージ４と粗動ステージ５との間の気密化を、効率よく実現することが可能となる。これにより微動ステージ４の高応答性と気密性を同時に実現することが可能となる。
【０１２６】
従って、上記構成を採用することにより、レチクルステージＲＳＴ全体を大型の隔壁で覆う場合と同等の効果を得ることができるとともに、露光装置全体の小型化、軽量化を図ることができる。
【０１２７】
また、例えば前述したように給気枝管２２１ａ、２２１ｂを介して保持空間ＳＳ内に窒素又は希ガスなどの低吸収性ガスを供給するガス供給機構を実現し、前述した排気枝管２２２ａ，２２２ｂを介して保持空間ＳＳ内のガスを排気するガス排気機構を実現し、これらにより保持空間ＳＳ内を露光光ＥＬの吸収の小さいガスで置換する場合には、隔壁でレチクルステージ全体を覆い、その内部を前記ガスで置換する場合と比べてガスの使用量が低減され、コストダウンを図ることが可能である。また、レチクル周辺の空間内の吸光物質の濃度を低く抑えることもできるので、結果的に露光精度が低下することもない。
【０１２８】
また、レチクルステージＲＳＴは、粗動ステージ４と微動ステージ５との互いの対向面の間のクリアランスを実質的に気密化する前述の第１の気密化機構（第５の軸受け）を備えているので、少なくとも上記のクリアランスを介して保持空間ＳＳ内に外気などが侵入するのを防止することができ、この点において、保持空間ＳＳの気密性を更に向上することが可能である。
【０１２９】
すなわち、粗動ステージ５と移動ガイド面３ｂとの間の第２クリアランス内からの外気の浸入を考えてみると、この外気は、前述の第１の気体静圧軸受けによってその浸入が阻害され、さらに第１の気密化機構によってその浸入が阻止されるので、第２クリアランスを介したルートで外気が保持空間ＳＳ内に浸入するのはほぼ確実に阻止される。また、粗動ステージ４と微動ステージ５との間のクリアランスからの外気の侵入を考えてみると、この外気は、第１の気密化機構によってその浸入がまず阻害され、さらに微動ステージ５の底面に設けられた前述の第２の軸受けによってその浸入が阻止されるので、粗動ステージ４と微動ステージ５との間のクリアランスを介したルートで外気が保持空間ＳＳ内に浸入するのはほぼ確実に阻止される。
【０１３０】
また、前述の第１〜第５の軸受けのうち、第２の軸受け以外は、粗動ステージ４に設けられているので、微動ステージ５の軽量化を図ることができ、微動ステージ５の位置制御性を向上、ひいては露光精度の向上が可能となる。
【０１３１】
また、微動ステージ５におけるレチクルＲの吸着を、粗動ステージ４側から導入された真空配管５４によって実現するので、微動ステージ５内へ真空配管５４を直接導入する場合と比べて、微動ステージ５４の移動が配管によって制限されるのが極力抑制される。
【０１３２】
更に、照明系側遮蔽機構７、投影系側遮蔽機構８を設けることにより、照明系ハウジング１０２から投影ユニットＰＵまでの露光光の光路を外気から遮蔽することが可能となっている。そして、露光光の光路が配置される空間を窒素や希ガス等の低吸収性ガスで置換することにより、露光光の吸収が抑制され、高精度な露光を実現することができる。
【０１３３】
また、本実施形態では、微動ステージ５の保持空間ＳＳの外側に、微動ステージ５の位置計測に用いられる移動鏡（反射ミラー）９１ａ〜９１ｃが設けられ、該移動鏡９１ａ〜９１ｃに対してレーザ干渉計からのレーザ光を照射することにより、微動ステージ５の位置を計測することとしているので、パージ空間に干渉計光路が配置されないことから、ガスパージ精度の変動による計測誤差の影響を受けない。従って、微動ステージ５の位置制御性能が向上し、ひいては露光精度の向上を図ることが可能となる。
【０１３４】
また、本実施形態では、振動源となるレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴと、その他の部分とがそれぞれ別々に支持され、光学系等に振動が殆ど伝達しない構成となっていることから、露光精度への振動による影響が極力低減されている。
【０１３５】
さらに、本実施形態では波長１５７ｎｍのＦ_２レーザ光を露光光ＥＬとして用い、しかもその露光光ＥＬの光路上の空間を窒素又は希ガスなどの低吸収性ガスで置換しているので、露光光ＥＬの透過率を良好に維持し、かつ投影ユニットＰＵを構成する投影光学系の解像力を向上させることができ、例えば線幅１００ｎｍ以下の微細なパターンをウエハＷ上の複数のショット領域に精度良く転写することが可能となる。
【０１３６】
なお、上記実施形態では、照明系側定盤２及び投影系側定盤３の光通過部として開口を形成することとしたが、これに限らず、定盤全体を透明部材により構成しても良いし、露光光の透過する部分を透明部材により構成することとしても良い。この場合の透明部材としても、前述の照明光学系や投影光学系と同様に、蛍石やモディファイド石英の使用が可能である。
【０１３７】
なお、遮蔽機構７，８，２２及びレチクルステージＲＳＴ内の保持空間ＳＳのいずれにおいても、ガス供給機構、ガス排気機構の両方を必ずしも設ける必要はなく、いずれか一方が設けられていれば良い。
【０１３８】
なお、上記実施形態では、差動排気型の気体静圧軸受け及びシール機構に使用するガスとして、窒素や希ガスなどの低吸収性ガスを採用することとしたが、これに限らず、真空ポンプによる排気量の方がガス供給装置による給気量よりも多い場合には、空気等を採用することとしても良い。
【０１３９】
なお、上記実施形態においては、投影ユニットＰＵとして、直筒型の鏡筒を想定しているが、投影光学系が反射屈折型の場合には、投影ユニットＰＵは、途中で折れ曲がったり突起が生じたりすることがあることは言うまでもない。その場合にも、投影ユニットＰＵのレチクル側端面あるいはウエハ側端面に、差動排気型のエアシール機構を配置することにより、本発明が適用できることに何ら変わりはない。
【０１４０】
なお、上記実施形態においては粗動ステージ４を構成する上板部４６ａと下板部４６ｃとの間を中間部４６ｂのみで連結するものとしたが、これに限らず、粗動ステージ４のＹ側前方部（−Ｙ側）に、上板部４６ａと４６ｂとを繋ぐ支持柱を更に設け、その剛性をより一層向上することも可能である。
【０１４１】
なお、上記実施形態において、各軸受けに供給するガス及びレチクルが保持される保持空間ＳＳ内等に供給されるガスは、所定の温度（例えば２２℃）に温度制御され、かつパーティクルや有機物、水蒸気等の異物が十分に取り除かれたものを使用することが望ましい。
【０１４２】
また、上記実施形態では各軸受けが、給気用の環状溝と排気用の環状溝を有する二重構造である場合について説明したが、これに限られるものではなく、溝を三重構造とし、それらのうちの中間に位置する溝からガスを供給し、該中間の溝を挟む２つの溝からガスを吸引することとしても、同様の気密化効果を得ることができる。更には、上記二重構造を二重に形成した四重構造の軸受けを採用することができるのは言うまでもない。すなわち、溝の数については各軸受けごとに任意に選択することが可能である。
【０１４３】
なお、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に本発明のガスパージ方法を採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（いわゆるステッパ）についても、好適に適用することができる。
【０１４４】
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、Ｆ_２レーザ光源、ＡｒＦエキシマレーザ光源、ＫｒＦエキシマレーザ光源などに限らず、例えば、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。
【０１４５】
なお、複数のレンズから構成される照明ユニット、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるウエハステージ（スキャン型の場合はレチクルステージも）を露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、レチクル室、ウエハ室を構成する各隔壁を組み付け、ガスの配管系を接続し、の制御系に対する各部の接続を行い、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置１００等の本発明に係る露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１４６】
また、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、及びＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。
【０１４７】
《デバイス製造方法》
次に上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用するデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【０１４８】
図７には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図７に示されるように、まず、ステップ３０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ３０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１４９】
次に、ステップ３０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ３０１〜ステップ３０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ３０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ３０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ３０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１５０】
最後に、ステップ３０６（検査ステップ）において、ステップ３０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１５１】
図８には、半導体デバイスにおける、上記ステップ３０４の詳細なフロー例が示されている。図８において、ステップ３１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ３１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ３１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ３１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ３１１〜ステップ３１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１５２】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ３１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ３１６（露光ステップ）において、上で説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ３１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ３１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ３１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１５３】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１５４】
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ３１６）において上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度のマイクロデバイスを生産性良く製造することが可能になる。
【０１５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の露光装置によれば、露光精度を低下させることなく、装置の小型、軽量化を図ることができるという効果がある。
【０１５６】
また、本発明のデバイス製造方法によれば、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置を概略的に示す図である。
【図２】レチクルステージ及びその近傍を一部省略して示す斜視図である。
【図３】レチクルステージの縦断面図である。
【図４】図４（Ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、第１の遮蔽機構の構成を示す縦断面図であり、図５（Ｂ）は、第２の遮蔽機構の構成を示す縦断面図である。
【図６】レチクル微動ステージの隔壁の一例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係るデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のステップ３０４の具体例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２…照明系側定盤（第１のマスク定盤）、３…投影系側定盤（第２のマスク定盤）、２ａ，３ａ…開口（光透過部）、４…レチクル粗動ステージ（粗動ステージ）、５…レチクル微動ステージ（微動ステージ）、７ａ…遮蔽部材（第１の遮蔽部材）、８ａ…遮蔽部材（第２の遮蔽部材）、９ａ〜９ｃ…レチクルレーザ干渉計（レーザ干渉計）、２７，３１…給気側環状凹溝、２８，３２…排気側環状凹溝、３３，５８…給気側環状凹溝、３４，５９…排気用凹溝、５２…隔壁（空間形成部材の一部）、５５…フランジ部材（空間形成部材の一部）、５６…下板部材（空間形成部材の一部）、９１ａ，９１ｂ…移動鏡（反射部材）、９１ｃ…移動鏡（反射部材）、１００…露光装置、ＥＬ…露光光（照明光）、ＩＬＵ…照明ユニット、ＰＵ…投影ユニット、Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスクステージ）、ＳＳ…保持空間、Ｗ…ウエハ（物体）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method, and more particularly, to an exposure apparatus suitable for forming a fine pattern such as a semiconductor integrated circuit and a liquid crystal display, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element (integrated circuit) and a liquid crystal display element, various exposure apparatuses for forming a fine pattern of the electronic device on a substrate have been used. In recent years, particularly from the viewpoint of productivity, a pattern of a photomask (mask) or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a “reticle”) formed by enlarging a pattern to be formed by about 4 to 5 times is projected onto a projection unit. 2. Description of the Related Art A reduction projection exposure apparatus that performs reduction transfer onto a substrate to be exposed (hereinafter, referred to as a "wafer") such as a wafer via a wafer is mainly used.
[0003]
In this type of projection exposure apparatus, the exposure wavelength has been shifted to a shorter wavelength side in order to realize high resolution in response to miniaturization of integrated circuits. At present, the wavelength is mainly 248 nm of KrF excimer laser, but 193 nm of shorter wavelength ArF excimer laser is also entering the stage of practical use. Recently, a shorter wavelength 157 nm F ₂ Laser or Ar with a wavelength of 126 nm ₂ There has also been proposed a projection exposure apparatus that uses a light source in a wavelength band called a vacuum ultraviolet region, such as a laser.
[0004]
Such vacuum ultraviolet light having a wavelength of 190 nm or less is strongly absorbed by atmospheric oxygen and water vapor. For this reason, in an exposure apparatus that uses vacuum ultraviolet light as exposure light, in order to eliminate light-absorbing substances such as oxygen and water vapor from the space on the optical path of the exposure light, the gas in that space is absorbed by nitrogen, which does not absorb the exposure light. It is necessary to perform gas replacement (gas purging) with a rare gas such as helium or helium. For example, F of a wavelength of 157 nm ₂ In an exposure apparatus using a laser as a light source, it is said that it is necessary to suppress the residual oxygen concentration to 1 ppm or less in most of the optical path from the laser to the wafer.
[0005]
Further, high resolution can be realized not only by shortening the exposure wavelength, but also by increasing the numerical aperture (NA) of the optical system (projection optical system) inside the lens barrel of the projection unit. And, more recently, the larger N.D. A. Development is also being carried out. However, in order to realize high resolution, a large N.P. A. In addition to this, it is necessary to reduce the aberration of the projection optical system. For this reason, in the projection unit manufacturing process, wavefront aberration measurement using light interference is performed, the amount of residual aberration is measured with an accuracy of about 1/1000 of the exposure wavelength, and the projection optical system is adjusted based on the measured value. It is carried out.
[0006]
Such a projection optical system has a large N.D. A. The reduction in aberration and the reduction in aberration are easier to achieve in an optical system with a smaller field of view. However, as the exposure apparatus, the processing capability (throughput) improves as the field of view (exposure field) increases. Therefore, although the field of view is small, the large N.D. A. In order to obtain a substantially large exposure field using a projection optical system, a reticle and a wafer are relatively scanned during exposure while maintaining their imaging relationship, for example, a step-and-scan exposure apparatus. Scan type scanning projection exposure apparatuses (that is, so-called scanning steppers and the like) have become the mainstream in recent years.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described exposure apparatus using vacuum ultraviolet light as a light source, the concentration of residual oxygen and water vapor in the space near the reticle also needs to be suppressed to about 1 ppm or less. As a method of realizing this, a method of covering the entire reticle stage holding the reticle with a large airtight shielding container (reticle stage chamber) and purging the entire inside thereof (including the reticle stage and the reticle) with gas is also conceivable. However, when such a shielding container is employed, the size and weight of the exposure apparatus are increased, the installation area (footprint) per exposure apparatus in a clean room of a semiconductor factory is increased, and the equipment cost (or running cost) is increased. As a result, the productivity of the semiconductor device is reduced due to the increase in cost. In addition, it becomes difficult to access the vicinity of the reticle, the workability during maintenance of the reticle stage and the like is reduced, the time required for maintenance is increased, and also in this regard, the productivity of the semiconductor device is reduced.
[0008]
In particular, the scanning projection exposure apparatus has a large reticle stage because it is necessary to scan the reticle at high speed during exposure, and the shielding container (reticle stage chamber) that covers the entire large reticle stage becomes even larger.
[0009]
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of reducing the size and weight of the apparatus without lowering the exposure accuracy. .
[0010]
A second object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving the productivity of a highly integrated device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An illumination unit (ILU) that illuminates a mask (R) with illumination light (EL); and a projection unit (PU) that projects a pattern formed on the mask onto an object (W). A mask stage (RST) having a holding space (SS) for holding the mask formed therein and movable in at least one axial direction within a movement plane substantially perpendicular to the optical path of the illumination light; A first mask surface plate disposed on the illumination unit side via a predetermined first clearance and having a movement guide surface of the mask stage in which a first light passage portion through which the illumination light passes is provided in part; And (2) the mask stage, which is arranged on the projection unit side of the mask stage via a predetermined second clearance and partially provided with a second light passage portion through which the illumination light passes. A second mask surface plate (3) having a movement guide surface for the first and second masks; and the first and second mask stages are respectively opposed to the movement guide surfaces of the first and second mask surface plates. A coarse movement stage (4) having a second facing surface formed therein and having openings respectively formed corresponding to the first and second light passage portions of the first and second mask platens; A space forming member (52, 55, 56) for forming the holding space for holding the mask, wherein the end of the space forming member on the projection unit side is the second mask surface plate of the coarse movement stage; Is arranged in the opening on the side, and the end surface of the space forming member on the projection unit side is opposed to the movement guide surface of the second mask surface plate so as to be finely movable with respect to the coarse movement stage. With the fine movement stage (5) It is an exposure apparatus according to claim.
[0012]
According to this, a holding space is formed inside a mask stage movable at least in one axial direction in a moving plane substantially perpendicular to the optical path of the illumination light, and the mask is held in the holding space. Then, a first mask surface plate having a movement guide surface of the mask stage is arranged on a side of the illumination unit of the mask stage (behind the optical path of the illumination light) via a predetermined first clearance, and the projection of the mask stage is performed. A second mask surface plate having a movement guide surface of the mask stage is disposed on the unit side (in front of the optical path of the illumination light) via a predetermined second clearance. A first and a second light passing portion through which the illumination light passes are provided on a part of the first and second mask bases, respectively. That is, the illumination light enters the holding space of the mask stage via the first light passage portion of the first mask surface plate, illuminates the mask with the illumination light, and transmits the light transmitted through the mask to the second space. The light is emitted from the second light passing portion of the mask surface plate. Further, by disposing the mask stage between the first mask base and the second mask base via the first and second clearances respectively, each of the base and the mask stage in the holding space can be formed. The intrusion of the outside air through the gap can be suppressed as much as possible.
[0013]
Further, the mask stage has first and second opposing surfaces that are respectively opposed to the moving guide surfaces of the first and second mask surface plates, respectively. A coarse movement stage in which openings are respectively formed corresponding to the first and second light passage portions; and a space forming member for forming a holding space for holding the mask, and a projection unit side end of the space forming member. The coarse movement stage is disposed in the opening of the coarse movement stage on the side of the second mask base, and the end surface of the space forming member on the projection unit side faces the movement guide surface of the second mask base. And a fine movement stage which is finely movable with respect to the stage. That is, since the projection unit side end of the space forming member of the fine movement stage is inserted into the coarse movement stage, the fine movement stage and the coarse movement stage can be separated mechanically (or mechanically). In addition, it is possible to efficiently realize airtightness of the holding space for holding the mask and airtightness between the fine movement stage and the coarse movement stage while reducing the weight of the fine movement stage. This makes it possible to simultaneously achieve high response and airtightness of the fine movement stage.
[0014]
Therefore, by adopting the above configuration, it is possible to obtain the same effect as in the case where the entire mask stage is covered with the partition walls, to reduce the size of the mask stage itself, and to reduce the size and weight of the entire exposure apparatus. It becomes possible. In addition, for example, when the inside of the holding space is replaced with a gas having a small absorption of illumination light, the entire mask stage is covered with a partition, and the amount of gas used is reduced as compared with the case where the inside is replaced with the gas. Thus, cost can be reduced. In addition, since the concentration of the light absorbing substance in the space around the mask can be kept low, the exposure accuracy does not decrease as a result.
[0015]
In this case, as in the exposure apparatus according to claim 2, the mask stage has a first hermetic seal for substantially hermetically closing a clearance between opposing surfaces of the coarse movement stage and the fine movement stage. A mechanism may be further provided.
[0016]
In this case, as in the exposure apparatus according to claim 3, the first hermetic mechanism is parallel to the moving surface of an annular convex portion provided on at least one of the coarse movement stage and the fine movement stage. The clearance between the main surface and the opposing surface can be made substantially airtight.
[0017]
In this specification, “substantially airtight” means not only a case where a space (including a clearance or the like) to be airtight is completely airtight to the outside, but also a space between the airtight object and the outside. In between, there may be a slight ingress and egress of gas, but the ingress and egress of that gas may be negligible for that purpose.
[0018]
In this case, as in the exposure apparatus according to claim 4, the annular convex portion is a flange portion provided on the fine movement stage, and the fine movement stage includes a support member that suppresses deformation of the flange portion. It can have more.
[0019]
In each of the exposure apparatuses according to the first to fourth aspects, as in the invention according to the fifth aspect, a movement guide surface of the second mask surface plate provided on the second facing surface of the coarse movement stage. And a differential exhaust type first gas static pressure that forms the second clearance by injecting a predetermined gas into the space and sucking and exhausting the gas in the space near the moving guide surface to the outside. A bearing may be further provided.
[0020]
In each of the exposure apparatuses according to the first to fifth aspects, like the exposure apparatus according to the sixth aspect, a second airtightness mechanism for substantially airtightening the first clearance may be further provided. it can.
[0021]
In each of the exposure apparatuses according to the second, third, fourth, and sixth aspects, as in the exposure apparatus according to the seventh aspect, each of the airtight mechanisms ejects a predetermined gas into the clearance to be airtight. In addition, a differential exhaust type airtight mechanism that sucks the gas inside the clearance and exhausts the gas to the outside may be adopted.
[0022]
In this case, as in the exposure apparatus according to claim 8, the differential evacuation type airtight mechanism includes an air supply side annular groove communicating with the predetermined gas injection port, and the air supply side annular groove. And an exhaust-side annular groove which is arranged on the outer peripheral side of the exhaust gas passage and communicates with the exhaust port of the predetermined gas.
[0023]
In the exposure apparatus according to any one of the first to eighth aspects, as in the exposure apparatus according to the ninth aspect, a predetermined gas is provided on the fine movement stage and ejects a predetermined gas to a movement guide surface of the second mask surface plate. Along with moving the gas in the space in the vicinity of the moving guide surface and exhausting the gas to the outside, the space between the projection unit side end surface of the space forming member and the moving guide surface of the second mask surface plate is moved. A differential exhaust type second gas static pressure bearing which forms a predetermined third clearance may be further provided.
[0024]
In each of the exposure apparatuses according to the fifth and ninth aspects, as in the exposure apparatus according to the tenth aspect, each of the gas static pressure bearings includes a supply-side annular concave groove communicating with the injection port of the predetermined gas; An exhaust-side annular groove disposed on the outer peripheral side of the supply-side annular groove and communicating with an exhaust port of the predetermined gas.
[0025]
In the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10, as in the exposure apparatus according to claim 11, a side wall of the space forming member in a direction orthogonal to an optical path of the illumination light is formed of a thin plate member. A reinforcing member may be provided on at least a part of the shaped member.
[0026]
In each of the exposure apparatuses according to the first to eleventh aspects, as in the exposure apparatus according to the twelfth aspect, a reflection member is provided outside a side wall of the space forming member orthogonal to an optical path of the illumination light, and the reflection is performed. The apparatus may further include a laser interferometer that irradiates the member with laser light and measures the position of the fine movement stage based on the reflected light.
[0027]
In each of the exposure apparatuses according to claims 1 to 12, as in the exposure apparatus according to claim 13, a gas supply mechanism that supplies a specific gas to the holding space, and exhausts gas in the holding space. And at least one of the gas exhaust mechanisms.
[0028]
In each of the exposure apparatuses according to Claims 1 to 13, as in the exposure apparatus according to Claim 14, a predetermined clearance is provided without contacting at least one of the first mask surface plate and the illumination unit. A first shielding member that is disposed through the first masking plate and substantially shields a space between the first mask surface plate and the illumination unit; and a predetermined gas that is provided in the first shielding member and that supplies a predetermined gas into the clearance. And a differential exhaust type first seal mechanism for injecting and sucking the gas in the clearance and exhausting the same to the outside.
[0029]
In this case, as in the exposure apparatus according to claim 15, a gas supply mechanism for supplying a specific gas to a space on the optical path of the illumination light inside the first shielding member, and a gas supply mechanism in the space on the optical path. At least one of an exhaust mechanism for exhausting gas may be further provided.
[0030]
In each of the exposure apparatuses according to claims 14 and 15, as in the exposure apparatus according to claim 16, a predetermined clearance is provided without contacting at least one of the second mask surface plate and the projection unit. A second shielding member that is disposed through the second masking plate and substantially shields a space between the second mask surface plate and the projection unit; and a predetermined gas that is provided in the second shielding member and that is provided in the clearance. A second seal mechanism of a differential exhaust type for injecting and sucking gas in the clearance and exhausting the gas to the outside.
[0031]
In this case, as in the exposure apparatus according to claim 17, a gas supply mechanism that supplies a specific gas to a space on the optical path of the illumination light inside the second shielding member, and a gas supply mechanism in the space on the optical path. At least one of an exhaust mechanism for exhausting gas may be further provided.
[0032]
In each of the exposure apparatuses according to claims 13, 15, and 17, as in the exposure apparatus according to claim 18, the illumination light is vacuum ultraviolet light having a wavelength of 190 nm or less, and the specific gas is nitrogen or rare gas. It can be any of the gases.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0034]
FIG. 1 schematically shows an exposure apparatus 100 according to one embodiment. The exposure apparatus 100 irradiates an exposure illumination light (hereinafter, referred to as “exposure light”) EL as illumination light onto a reticle R as a mask, and scans the reticle R and a wafer W as an object in a predetermined manner. Step (hereinafter referred to as the Y-axis direction which is the horizontal direction of the paper surface in FIG. 1) to transfer the pattern of the reticle R to a plurality of shot areas on the wafer W via the projection unit PU. This is a scanning type projection exposure apparatus, that is, a so-called scanning stepper.
[0035]
The exposure apparatus 100 includes a light source (not shown), an illumination unit ILU connected to the light source via a light transmission optical system, a reticle stage RST as a mask stage for holding the reticle R, and exposure light EL emitted from the reticle R. , A projection unit PU for projecting the wafer W onto the wafer W, a wafer stage WST for holding the wafer W, a control system for these components, a support base BD for supporting each component, and the like.
[0036]
As the light source, here, a light source that emits light belonging to the vacuum ultraviolet region having a wavelength of about 120 nm to about 190 nm, for example, a fluorine laser (F ₂ Laser) is used. The light source is connected to one end of an illumination system housing 102 that constitutes the illumination unit ILU via a light transmission optical system (not shown) partially including an optical axis adjustment optical system called a beam matching unit.
[0037]
The light source is actually installed in a low-clean service room other than the clean room in which the exposure apparatus main body including the illumination unit ILU and the projection unit PU is installed, or in a utility space below the clean room floor. As a light source, a krypton dimer laser (Kr) having an output wavelength of 146 nm was used. ₂ Laser), an argon dimer laser with an output wavelength of 126 nm (Ar ₂ Other vacuum ultraviolet light sources such as a laser) may be used, or an ArF excimer laser having an output wavelength of 193 nm, a KrF excimer laser having an output wavelength of 248 nm, or the like may be used.
[0038]
The illumination unit ILU includes an illumination system housing 102 for isolating the interior from the exterior, an illumination uniformity optical system including an optical integrator arranged in a predetermined positional relationship inside the illumination system housing 102, a relay lens, a variable ND filter, a reticle blind, and The illumination optical system includes an optical path bending mirror and the like (both not shown). Note that a fly-eye lens, a rod integrator (internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like is used as the optical integrator. The illumination unit according to the present embodiment has the same configuration as that disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-349701. In the illumination unit ILU, a slit-shaped illumination area (a slit-shaped area elongated in the X-axis direction defined by the reticle blind) on the reticle R on which a circuit pattern or the like is formed is provided with substantially uniform illuminance by the exposure light EL. Light up.
[0039]
In the vicinity of the reticle R side end in the illumination system housing 102, a flat light transmission window (not shown) is provided. The light transmission window has a function of transmitting the exposure light EL from the illumination unit ILU and maintaining the interior of the illumination system housing 102 in an airtight state. The light transmission window is not limited to a flat plate, and the lens constituting the illumination unit ILU may be hermetically fixed to the illumination system housing 102 to replace the light transmission window.
[0040]
Among the optical members constituting the illumination unit ILU, as a material of a member that transmits the exposure light EL such as a lens, an illuminance uniforming optical system, and a light transmission window, for example, fluorite having a high transmittance to vacuum ultraviolet light is used. It is desirable to use. However, it is also possible to partially use fluorine-doped quartz (so-called modified quartz) in which hydroxyl groups are excluded to about 10 ppm or less and fluorine is contained at about 1%. Further, not limited to fluorine-doped quartz, it is also possible to use ordinary quartz, quartz having only a small number of hydroxyl groups, and quartz further added with hydrogen. Further, a fluoride crystal such as magnesium fluoride or lithium fluoride may be used.
[0041]
In order to prevent the air entering from outside during the maintenance of the light transmission optical system and the illumination unit ILU from spreading outside the space to be maintained, a partition is provided at the boundary between the light transmission optical system and the illumination unit ILU. A window may be provided. Further, such a partition window may be substituted by an arbitrary optical member installed in the light transmission optical system or the illumination unit ILU, and the light transmission optical system and the illumination unit ILU may be separated into a plurality of airtight spaces. good.
[0042]
The support gantry BD includes a first gantry 111 provided on a floor F of a clean room, and a second gantry 112 supported by the first gantry 111.
[0043]
The first gantry 111 includes a plurality (four in this example) of vibration isolation units 13a to 13d (here, the vibration isolation units 13c and 13d on the back side of the paper in FIG. 1 are not shown) provided on the floor F of the clean room. A plurality (four in this case) of legs 12a to 12d (the legs 12c and 12d on the far side in FIG. 1 are not shown) provided through the vibration isolation units 13a to 13d; It is composed of a plate-shaped support member 11a supported substantially horizontally by the two legs 12a and 12c, and a plate-shaped support member 11b supported substantially horizontally by the remaining two legs 12b and 12d. ing.
[0044]
The second gantry 112 has a projection system side plate 3 as a second mask surface plate horizontally supported by the support members 11a and 11b, and a first plate arranged above the projection system side plate 3. An illumination system-side surface plate 2 as a mask surface plate is provided between the projection system-side surface plate 3 and the illumination system-side surface plate 2, and a predetermined distance is provided between the projection system-side surface plate 3 and the illumination system-side surface plate 2. A plurality (four in this case) of support columns (spacers) 26a to 26d forming a space (in FIG. 1, the support columns 26c and 26d are not shown (see FIGS. 4A and 4B)). It has.
[0045]
Here, the illumination system-side surface plate 2 and the projection system-side surface plate 3 will be described. The illumination system-side surface plate 2 and the projection system-side surface plate 3 are each formed of a material such as natural stone, ceramic, stainless steel, or the like. The surfaces on the opposite sides, that is, the lower surface 2b of the illumination system side platen 2 and the upper surface 3b of the projection system side platen 3 are polished so that the unevenness becomes a smooth plane of several μm or less. These surfaces 2b and 3b are movement guide surfaces of reticle stage RST. Therefore, hereinafter, these surfaces are also referred to as a moving guide surface 2b and a moving guide surface 3b.
[0046]
When the surface plates 2 and 3 are made of natural stone or porous ceramic, it is preferable to coat the surface with a fluororesin or the like so as to prevent the adsorption and desorption of oxygen and water vapor on the surface.
[0047]
As shown in FIG. 1, rectangular openings 2a and 3a as first and second light passage portions through which exposure light passes are formed in the surface plates 2 and 3, respectively.
[0048]
The reticle stage RST is provided between the illumination system side platen 2 and the projection system side platen 3 constituting the second mount 112 with a predetermined clearance between the moving guide surfaces 2b and 3b of each platen. The reticle R is arranged and is movable at least in the Y-axis direction. The position information of the reticle stage RST is always measured at a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm by the reticle laser interferometer 9 shown in FIG. 1 via a movable mirror provided on the reticle stage RST. ing. The configuration of the reticle stage RST, the reticle laser interferometer 9, and the like will be described later in further detail.
[0049]
The projection unit PU is a unit in which an optical system (projection optical system) including a lens made of a fluoride crystal such as fluorite and lithium fluoride and a reflecting mirror is sealed with a lens barrel. Here, as an example of the projection optical system, it is assumed that a refraction system which is telecentric on both sides and has a projection magnification β of, for example, 1/4 or 1/5 is used. Therefore, as described above, when the reticle R is illuminated by the exposure light EL from the illumination unit ILU, the pattern on the reticle R corresponding to the illumination area is projected onto the wafer W by the projection unit PU (projection optical system). And a reduced image (partial image) of the pattern portion illuminated with the exposure light EL is formed.
[0050]
The projection unit PU is supported in a non-contact manner by a later-described wafer-side shielding mechanism 22 via a flange FLG provided slightly below the center in the height direction.
[0051]
The projection optical system is not limited to a refraction system, and any of a catadioptric system and a reflection system can be used.
[0052]
The lower end of the projection unit PU is inserted into the wafer chamber 40 provided on the floor F via the plurality of vibration isolation units 25. In the wafer chamber 40, a wafer stage WST that holds the wafer W and moves in a two-dimensional direction is provided.
[0053]
The wafer stage WST is provided with a plurality of anti-vibration components in the wafer chamber 40 by a wafer drive system (not shown) as a drive device including, for example, a magnetic levitation type or a gas levitation type linear motor that floats by static pressure of a pressurized gas. It is freely driven in the XY plane along the upper surface of the wafer stage base BS provided via the unit 19 and in a non-contact manner.
[0054]
The wafer stage WST actually includes an XY stage 36 that is freely driven (including θz rotation) in the XY plane, a wafer table 35 mounted on the XY stage 36 and holding the wafer W, and the like. ing. A wafer holder (not shown) is provided on the wafer table 35, and the wafer W is held by the wafer holder, for example, by vacuum suction. The wafer table 35 is minutely driven in a Z-axis direction and a tilt direction with respect to the XY plane by a drive system (not shown). As described above, wafer stage WST is actually configured to include a plurality of stages and tables. Hereinafter, wafer stage WST is rotated by X-, Y-, Z-, and X-axes by a wafer drive system. The following description will be made assuming that the stage is a single stage that can be driven in six degrees of freedom, ie, a certain θx, a rotation about the Y axis, a θy, and a θz.
[0055]
The position information of the wafer stage WST is constantly measured at a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm by a wafer laser interferometer (hereinafter, referred to as “wafer interferometer”) 18 via a moving mirror 17 provided on the upper surface of the wafer table 35. It is supposed to be.
[0056]
Actually, the moving mirror is provided with an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X axis and a Y moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y axis. Although an X laser interferometer for measuring the directional position and a Y laser interferometer for measuring the Y direction position are provided, these are representatively shown as a moving mirror 17 and a wafer interferometer 18 in FIG. Note that, for example, the end surface of the wafer stage may be mirror-finished to form a reflection surface (corresponding to the reflection surface of the movable mirror 17). The X laser interferometer and the Y laser interferometer are multi-axis interferometers having a plurality of measurement axes, and in addition to the X and Y positions of the wafer table 35, rotation (yaw (θz rotation which is rotation about the Z axis)). , Pitching (θx rotation around the X axis) and rolling (θy rotation around the Y axis) can also be measured. Therefore, in the following description, it is assumed that the position of the wafer table 35 in the directions of five degrees of freedom of X, Y, θz, θy, and θx is measured by the laser interferometer 18.
[0057]
The position information (or speed information) of wafer stage WST from wafer interferometer 18 described above is sent to a controller (not shown), and the controller drives the wafer drive system based on the position information (or speed information) of wafer stage WST. Then, wafer stage WST is driven.
[0058]
When light having a wavelength in the vacuum ultraviolet region is used as exposure light as in the present embodiment, the illumination system housing 102, the lens barrel of the projection unit PU, and the inside of the wafer chamber 40 have an airtight structure, and the inside thereof is nitrogen-containing. Or a gas having a high transmittance to vacuum ultraviolet light such as rare gas or the like (hereinafter, appropriately referred to as a “low-absorbing gas”), so that oxygen, water vapor, hydrocarbon-based gas, etc. It is necessary to exclude a gas having a strong absorption characteristic for light in such a wavelength band (hereinafter, appropriately referred to as "absorbing gas"). For this reason, in the present embodiment, the illumination system housing 102, the lens barrel of the projection unit PU, and the inside of the wafer chamber 40 are heated to a predetermined temperature of, for example, 22 ° C. via the air supply pipes 107, 30, and 24 respectively connected thereto. By sending controlled nitrogen or a rare gas and exhausting the internal gas through the exhaust pipes 108, 31, and 23, the inside of each is replaced with a low-absorbing gas.
[0059]
Further, as shown in FIG. 1, a differential exhaust type first shield that blocks intrusion of gas from the outside into the gap is provided in the gap between the illumination system housing 102 and the illumination system side platen 2. An illumination system-side shielding mechanism 7 as a sealing mechanism is provided, and a differential exhaust type that shields the intrusion of gas from the outside into the gap is provided in the gap between the projection system side platen 3 and the projection unit PU. A projection system side shielding mechanism 8 as a second seal mechanism is provided, and a gap between the flange FLG of the projection unit PU and the partition wall 20 of the wafer chamber 40 is provided for preventing gas from entering from outside into the gap. A wafer-side shielding mechanism 22 for shielding is provided.
[0060]
Each of these shielding mechanisms 7, 8, 22 is held by a holding mechanism (not shown), and a predetermined clearance is formed between upper and lower members. The shielding mechanisms 7, 8, 22 will be described later in further detail.
[0061]
The control system is mainly configured by a control device (not shown). The control device includes a so-called microcomputer (or workstation) including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. In addition to performing the operation, for example, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W, stepping of the wafer W, and the like are controlled so that the exposure operation is properly performed.
[0062]
Specifically, for example, at the time of scanning exposure, the control device controls the reticle R to move at a speed V in the + Y direction (or -Y direction) via the reticle stage RST. _R = V, the wafer W moves in the −Y direction (or + Y direction) with respect to the exposure area via the wafer stage WST in synchronization with the speed V. _W The reticle stage RST is driven in the Y-axis direction based on the measurement values of the reticle laser interferometer 9 and the wafer interferometer 18 so that scanning is performed at = β · V (β is the projection magnification from the reticle R to the wafer W). The position and speed of reticle stage RST and wafer stage WST are controlled via a linear motor and a wafer drive system.
[0063]
Further, at the time of stepping, the control device controls the position of wafer stage WST via a wafer drive system based on the measurement values of the reticle laser interferometer and the wafer laser interferometer.
[0064]
Next, the configuration and the like of reticle stage RST will be described in detail with reference to FIGS. 2 (A) to 4 (B). FIG. 2A is a perspective view showing the reticle stage RST partially omitted, and FIG. 2B is a perspective view showing the reticle fine movement stage constituting the reticle stage RST. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the reticle stage RST. 4A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
[0065]
The reticle stage RST is held in a non-contact manner by the second gantry 112 while being sandwiched between the illumination system side stool 2 and the projection system side stool 3 constituting the second gantry 112 as described above. As shown in FIG. 2A, reticle stage RST includes reticle coarse movement stage (hereinafter simply referred to as “coarse movement stage”) 4 and reticle fine movement stage (hereinafter simply referred to as “fine movement stage”). 5 is provided.
[0066]
As shown in FIG. 3, the coarse movement stage 4 includes an upper plate portion 46a, a lower plate portion 46c, and an intermediate portion 46b sandwiched between the upper plate portion 46a and the lower plate portion 46c. It consists of three parts. The coarse movement stage 4 is levitated and supported by a first gas static pressure bearing, which will be described later, above a movement guide surface 3b of the projection system side surface plate 3, and as a result, the coarse movement stage 4 and the movement system surface 2b of the illumination system side surface plate 2 A minute interval (first clearance) of about several μm is formed between the plate portion 46a. In this case, a minute interval (second clearance) of about several μm is formed between the lower plate portion 46c and the movement guide surface 3b. Openings 4a and 4b corresponding to the openings 2a and 3a of the illumination system side platen 2 and the projection system side platen 3 are formed in the upper plate portion 46a and the lower plate portion 46c constituting the coarse movement stage 4. Have been.
[0067]
As shown in FIGS. 4A and 4B, sliders 48a and 48b are respectively provided on the side surfaces on one side and the other side in the X-axis direction of the lower plate portion 46c via support members 47a and 47b. Is provided. These sliders 48a and 48b constitute movers of the linear motors RM1 and RM2, respectively. Hereinafter, the sliders 48a and 48b are also referred to as movers 48a and 48b. These movers 48a, 48b are moved in the Y-axis direction by Lorentz force (electromagnetic force) generated by electromagnetic interaction between the stators 49a, 49b of the linear motors RM1, RM2 extending along the Y-axis direction. The reticle stage RST is driven in the Y-axis direction.
[0068]
The stators 49a and 49b can be supported by a first gantry 111 that supports a second gantry 112. Alternatively, the stators 49a and 49b are not shown on a floor surface F of a clean room via a vibration isolation mechanism. And a supporting mechanism may be provided. The position where the movers 48a and 48b are attached is not limited to the lower plate portion 46c, but may be the intermediate portion 46b. Since the position in the height direction of the point of application of the thrust by the linear motors RM1 and RM2 for driving the reticle stage RST in the Y-axis direction substantially coincides with the position of the movers 48a and 48b. It is desirable that the position) coincides with the position of the center of gravity of the entire reticle stage RST.
[0069]
The reticle stage RST (coarse movement stage 4) is driven in the Y-axis direction by the linear motors RM1 and RM2 as described above, but the movement guide surfaces 2b and 3b of the illumination system side plate 2 and the projection system side plate 3 Are parallel to each other, even if the coarse movement stage 4 is driven in the Y-axis direction, the first clearance and the second clearance between the movement guide surfaces 2b, 3b and the coarse movement It is kept almost constant.
[0070]
As shown in FIG. 4B, Y-axis minute actuators AC1 and AC2 each composed of a voice coil motor and the like and an X-axis minute actuator AC3 are embedded in the intermediate portion 46b. The movers of these minute actuators AC1 to AC3 are connected to the fine movement stage 5 via stage holding members 42a, 42b, 42c, respectively. Therefore, the fine movement stage 5 is minutely driven in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz direction (the rotation direction around the Z-axis direction) by driving the minute actuators AC1 to AC3. In this embodiment, in order to suppress the temperature rise of the minute actuators AC1 and AC2, a configuration is adopted in which a part of the small actuators AC1 and AC2 is exposed to the outside of the intermediate portion 46b so that heat is easily radiated.
[0071]
As shown in FIG. 2B, the fine movement stage 5 includes a bottom member 56, a flange member 55, a partition wall 52, and the like, which are sequentially stacked from below.
[0072]
The bottom member 56 is formed of a plate-like member, and has a rectangular opening 56a formed near the center thereof (see FIG. 3). The opening 56a is for transmitting the exposure light EL.
[0073]
The flange member 55 is formed of a plate-like member larger than the bottom member 56, and a rectangular opening 55a having substantially the same size as the opening 56a is formed near the center of the flange member 55 as shown in FIG. ing. On the upper surface of the flange member 55, a plurality of (here, four) reticle holding mechanisms 53 are provided at positions surrounding the opening 55a.
[0074]
As shown in FIG. 4B, the reticle holding mechanism 53 is connected to a vacuum pump (not shown) installed in the exposure apparatus via a vacuum pipe 54 introduced on the flange member 55 and the like. When the reticle R is placed on the reticle holding mechanism 53, the reticle R is suction-held by the reticle holding mechanism 53 by the operation of the vacuum pump. The vacuum pipe 54 is introduced into the fine movement stage 5 via the coarse movement stage 4 by a gas introduction terminal such as a VCR gas connector. The vacuum pipe 44 in the coarse movement stage 4 is bundled with a wiring bundle 39 together with other electric wires connected to the actuator and the like, and is connected to a vacuum pump. The vacuum pump may be provided in the exposure apparatus, but a vacuum pipe or vacuum pipe supplied from a vacuum pipe of a semiconductor factory may be used as a vacuum source. This is the same for the vacuum pumps described hereinafter.
[0075]
The partition wall 52 is fixed to the upper surface of the flange member 55 and surrounds the opening 55a and the entire reticle holding mechanism 53. The peripheral wall 52A has a rectangular shape slightly larger than the opening 55a when viewed from above, and the upper end surface of the peripheral wall 52A. And a ceiling portion 52B having a rectangular opening 52Ba for allowing the exposure light EL to pass therethrough, as shown in FIG. 2A. As shown in FIG. 3, the partition 52, the bottom surface member 56, and the flange member 55 define a holding space SS for holding the reticle R. That is, the partition 52, the bottom surface member 56, and the flange member 55 constitute a space forming member that forms the holding space SS.
[0076]
In this case, as the peripheral wall 52A of the partition 52, as shown in FIG. 6, an airtight partition 152A made of a thin metal plate and a mesh-like reinforcing member provided on almost the entire outer surface of the airtight partition 152A are used. A configuration having the beam 152B can be adopted. According to the peripheral wall 52A having such a configuration, it is possible to simultaneously reduce the weight of the fine movement stage 5 and ensure high rigidity, and as a result, it is possible to improve the control response of the fine movement stage 5.
[0077]
On the upper surface of the flange member 55, as shown in FIG. 2B, a plurality of right-angled triangular plate-like support members 105 are fixed at predetermined intervals over the entire circumference of the peripheral wall 52A. One end surface (bottom surface) of each support member 105 sandwiching the right angle is fixed to the upper surface of the flange member 55, and the other end surface (side surface) is fixed to the peripheral wall 52A. Even when a bending moment acts on the flange member 55 due to a pressing force from below, the deformation can be suppressed as much as possible by the plurality of support members 105.
[0078]
As shown in FIG. 4B and the like, an X-moving mirror 91c as a reflecting member composed of a flat mirror is provided outside the side wall on the + X side of the peripheral wall 52A on the upper surface of the flange member 55 (outside the holding space SS). Is provided. A light beam from a reticle laser interferometer 9c provided on the + X side is irradiated on the reflection surface of the X movable mirror 91c, and the reticle laser interferometer 9c uses the reticle laser interferometer 9c to make a reference to a fixed mirror (not shown) as a reference. The position (X position) of the movable mirror 91c in the X-axis direction, that is, the X position of the fine movement stage 5 (reticle R) is always detected with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm.
[0079]
Further, as shown in FIG. 2B, a pair of prism-type corner cubes (retro reflectors) are provided on the outer side of the −Y side wall of the peripheral wall 52A on the upper surface of the flange member 55 (outside the holding space SS). Y moving mirrors 91a and 91b as reflecting members are provided via mounting members 104a and 104b. The pair of Y movable mirrors 91a and 91b are respectively irradiated with laser beams from reticle laser interferometers 9a and 9b shown in FIG. 4B, and fixed mirrors (not shown) by reticle laser interferometers 9a and 9b. The positions (Y positions) of the Y moving mirrors 91a and 91b in the Y-axis direction, that is, the Y positions of the fine movement stage 5 (reticle R) are constantly detected with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm with reference to the reference mirror). You. Further, it is possible to detect the θz rotation of fine movement stage 5 based on the output values of reticle laser interferometers 9a and 9b.
[0080]
For example, the reflection surface (corresponding to the reflection surfaces of the movable mirrors 91c, 91a, and 91b) may be formed by mirror-finishing the + X-side end surface and the -Y-side end surface of the flange member 55. The movable mirrors 91a to 91c may be provided on the bottom member 56 of the fine movement stage 5. In this case, in order for the movable mirrors 91a to 91c to protrude above the flange member 55 from the upper surface of the bottom member 56, the opening 55a of the flange member 55 needs to be larger than the opening 56a of the bottom member 56. In addition, the partition wall 52 is provided directly on the bottom member 56.
[0081]
Here, the gas static pressure bearing provided on the coarse movement stage 4 and the like will be described in detail with reference to FIG.
[0082]
First, the above-mentioned first gas static pressure bearing (hereinafter, referred to as a "first bearing") of the above-described differential exhaust type for supporting the coarse movement stage 4 above and above the movement guide surface 3b of the projection system side platen 3 is supported. Will be described.
[0083]
On the bottom surface of the lower plate portion 46c of the coarse movement stage 4, an air supply-side annular groove 31 is formed slightly inside the outer edge thereof, and an exhaust-side annular groove 32 is provided outside the air supply-side annular groove 31. Is formed. One end of an air supply pipe 37 is connected to the air supply side annular concave groove 31 via an air supply pipe 35 formed in the coarse movement stage 4, and the other end of the air supply pipe 37 is connected to a gas supply device (not shown). It is connected. Further, one end of an exhaust pipe 38 is connected to the exhaust side annular groove 32 via an exhaust pipe 36 formed in the coarse movement stage 4, and the other end of the exhaust pipe 38 is connected to a vacuum pump (not shown). It is connected.
[0084]
With such a configuration, the low-absorbing gas (predetermined gas) such as nitrogen or a rare gas sent from the gas supply device via the gas supply pipe 37 is supplied to the gas supply pipe 35 formed in the coarse movement stage 4. Is ejected from the supply-side annular groove 31 to the moving guide surface 3b via the air-supply-side annular groove 31, and gas around the exhaust-side annular groove 32 is exhausted by the exhaust-side annular groove 32, the exhaust pipe 36, and the exhaust pipe 38 Through the vacuum pump (not shown). As a result, the coarse movement stage 4 can be floated by a very small distance (about several μm) above the movement guide surface 3b of the projection system side surface plate 3, thereby forming the first clearance. In addition, since a gas flow is formed from the inner groove 31 to the outer groove 32 (see the dotted arrow in FIG. 3), the gas flows from the outside of the coarse movement stage 4 to the inside of the coarse movement stage 4, that is, the opening 4b side. It is possible to prevent outside air (oxygen, water vapor) from entering the air. Thus, the first bearing is substantially constituted by the entire lower plate portion 46c.
[0085]
Next, a differential exhaust type second gas static pressure bearing (hereinafter, referred to as “second clearance”) that forms a minute space (third clearance) of about several μm between the fine movement stage 5 and the projection system side surface plate 3. ) Will be described.
[0086]
As shown in FIG. 3, on the bottom surface of the bottom member 56 of the fine movement stage 5, an air supply side annular groove 131 is formed slightly inside the outer edge portion thereof, and exhaust gas is provided outside the air supply side annular groove 131. A side annular groove 132 is formed. One end of the supply groove 135 is connected to the supply-side annular groove 131, the supply port 146a provided on the flange member 55 of the fine movement stage 5, and the supply port 146a. The gas supply pipe 147a and the coarse movement stage 4 are connected to the aforementioned gas supply pipe 35 via a gas supply port 146b to which the other end of the gas supply pipe 147a is connected. The exhaust-side annular groove 132 has an exhaust pipe 136 formed in the fine movement stage 5, an exhaust port 146c provided on the flange member 55 of the fine movement stage 5, and one end connected to the exhaust port 146c. The exhaust pipe 147b and the coarse movement stage 4 are connected to the exhaust pipe 36 via an exhaust port 146d to which the other end of the exhaust pipe 147b is connected.
[0087]
In addition, as the above-mentioned air supply pipe 147a and exhaust pipe 147b, a fluorine resin, a flexible stainless steel pipe, or the like can be used.
[0088]
With such a configuration, the low-absorbing gas sent from the gas supply device through the air supply pipe 37 is supplied to the air supply pipe 35, the air supply port 146b, the air supply pipe 147a, the air supply port 146a, and the air supply pipe. The gas around the exhaust-side annular groove 132 is ejected from the supply-side annular groove 131 to the movement guide surface 3b through the exhaust-side annular groove 131, the exhaust-side annular groove 132, the exhaust pipe 136, and the exhaust port. The air is sucked by a vacuum pump (not shown) through an exhaust pipe 146c, an exhaust pipe 147b, an exhaust port 146d, an exhaust pipe 136, and an exhaust pipe 38. As a result, the fine movement stage 4 can be floated a minute distance from the movement guide surface 3b of the projection system side platen 3, thereby forming a third clearance. In addition, since a gas flow (see a dotted arrow in FIG. 3) from the inner groove 131 to the outer groove 132 is formed, the fine movement stage 5 is opened from the outside to the inside of the fine movement stage 5, that is, the opening of the bottom member 56. It is possible to prevent outside air (oxygen, water vapor) from entering the 56a side. Thus, the second bearing is substantially constituted by the entire bottom member 56.
[0089]
Next, a differential evacuation type as a second airtightness mechanism for substantially airtightening a minute gap (first clearance) between the coarse movement stage 4 and the movement guide surface 2b of the illumination system side platen 2. The gas static pressure bearing (hereinafter, referred to as “third bearing” for convenience) will be described.
[0090]
On the upper surface of the upper plate portion 46a of the coarse movement stage 4, an air supply-side annular groove 27 is formed slightly inside the outer edge thereof, and an exhaust-side annular groove 28 is provided outside the air supply-side annular groove 27. Is formed. The air supply side annular groove 27 is connected to the air supply pipe 35 described above. The exhaust-side annular concave groove 28 is connected to the exhaust pipe 36 described above.
[0091]
With such a configuration, the low-absorbent gas sent from the gas supply device through the air supply pipe 37 is supplied to the air supply side annular groove 27 through the air supply pipe 35 formed in the coarse movement stage 4. And the gas around the exhaust-side annular groove 28 is sucked by a vacuum pump (not shown) through the exhaust-side annular groove 28, the exhaust pipe 36, and the exhaust pipe 38. As a result, a predetermined first clearance between the coarse movement stage 4 and the movement guide surface 2b of the illumination system side platen 2 can be maintained, and the gas flowing from the inside to the outside in the first clearance can be maintained. The formation of the flow (see the dotted arrow in FIG. 3) substantially prevents entry of outside air (oxygen, water vapor) from the outside of the coarse movement stage 4 to the inside of the coarse movement stage 4, that is, to the opening 4a side. Is possible. In other words, the third clearance substantially seals the first clearance. As can be seen from the above description, the third bearing is constituted substantially by the entire upper plate portion 46a.
[0092]
Next, a differentially exhausted gas static pressure bearing (hereinafter, referred to as a "fourth bearing" for convenience) that substantially airtightens the clearance between the upper plate portion 46a of the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 5 Will be described.
[0093]
As shown in FIG. 3, on the lower surface of the upper plate portion 46a of the coarse movement stage 4, an air supply side annular groove 58 is formed outside the opening 4a, and further outside the air supply side annular groove 58. An exhaust-side annular concave groove 59 is formed. The supply-side annular groove 58 is connected to the above-described supply passage 35 formed in the coarse movement stage 4. Further, the exhaust-side annular concave groove 59 is connected to the exhaust pipe 36 formed in the coarse movement stage 4.
[0094]
With such a configuration, the low-absorbent gas sent from the gas supply device through the air supply pipe 37 is supplied to the air supply side annular groove 58 through the air supply pipe 35 formed in the coarse movement stage 4. And the gas around the exhaust-side annular groove 59 is sucked by a vacuum pump (not shown) through the exhaust-side annular groove 59, the exhaust pipe 36, and the exhaust pipe 38.
[0095]
Here, in practice, the upper end surface of the partition 52 of the fine movement stage 5 is arranged close to the lower side of the annular grooves 58 and 59, so that the predetermined distance between the fine movement stage 5 and the upper plate portion 46a of the coarse movement stage is reduced. The gap can be maintained, and a gas flow (see a dotted arrow in FIG. 3) is formed between the annular groove 58 and the annular groove 59 from the groove 58 toward the groove 59. Therefore, it is possible to prevent outside air (oxygen and water vapor) from entering from the outside of the fine movement stage 5 to the inside of the fine movement stage 5, that is, the space side where the reticle R is held. Thus, the fourth bearing is substantially constituted by the upper plate portion 46a.
[0096]
Next, a differential exhaust type gas static pressure bearing (hereinafter referred to as "first for the sake of convenience") as a first airtight mechanism for substantially airtightening the clearance between the lower plate portion 46c of the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 5 is described. 5th bearing ").
[0097]
As shown in FIG. 3, a stepped opening 4b is formed substantially at the center of the lower plate portion 46c of the coarse movement stage 4, and an air supply-side annular groove 33 is formed in the stepped portion of the stepped opening 4b. An exhaust-side annular groove 34 is formed further outside the supply-side annular groove 33. The supply-side annular groove 33 is connected to the above-described supply passage 35 formed in the coarse movement stage 4. The exhaust-side annular concave groove 34 is connected to the above-described exhaust pipe 36 formed in the coarse movement stage 4.
[0098]
With such a configuration, the low-absorbent gas sent from the gas supply device through the air supply pipe 37 is supplied to the air supply side annular concave groove 33 through the air supply pipe 35 formed in the coarse movement stage 4. And the gas around the exhaust-side annular groove 34 is sucked by a vacuum pump (not shown) through the exhaust-side annular groove 34, the exhaust pipe 36, and the exhaust pipe 38.
[0099]
Here, in practice, as can be seen from FIG. 3, the lower surface of the flange member 55 of the fine movement stage 5 is disposed above and opposite to the annular grooves 33 and 34 so as to face each other. The low-absorbing gas is ejected to the bottom surface of the opposed flange member 55, and the gas flows around the fine moving stage 5 while pushing it up, and is sucked in the groove 34. That is, the clearance between the fine movement stage 5 and the coarse movement stage 4 is maintained by the static pressure of the gas injected from the groove 33, and the gap between the groove 33 and the groove 34 extends from the groove 33 to the groove 34. The flow of gas (see the dotted arrow in FIG. 3) prevents external air (oxygen, water vapor) from entering the opening 56 a formed in the bottom member 56 of the fine moving stage 5 from outside the fine moving stage 5. It is possible to do. That is, the clearance between the fine movement stage 5 and the coarse movement stage 4 is substantially airtight by the fifth bearing. As can be seen from the above description, the fifth bearing is substantially constituted by the lower plate portion 46c. Since the fine movement stage 5 can be mainly levitated by the second bearing, the fifth bearing does not need to have a positive floating mechanism (buoyancy). In this case, the airtightness of the gap between the lower surface of the flange member 55 of the fine moving stage 5 and the upper surface of the stepped opening 4b of the coarse moving stage 4 can be sufficiently achieved by the fifth bearing.
[0100]
Here, the fifth bearing is provided in the stepped opening 4b because the stepped opening 4b and the lower surface of the flange member 55 facing the stepped opening 4b are moved in the relative movement direction of the fine movement stage 5 with respect to the coarse movement stage 4. This is because the distance between the lower surface of the flange member 55 and the step portion of the stepped opening 4b does not change even if the fine movement stage 5 moves. By doing so, it is possible to minimize the influence of the fifth bearing on the controllability of the fine movement stage 5 and the decrease in airtightness due to the movement of the fine movement stage 5.
[0101]
It should be noted that the relative movement amount between the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 5 is very small enough to correct the position control of the coarse movement stage 4 by the linear motors RM1 and RM2, and specifically, has a width of about several μm. is there. For this reason, the differential exhaust by the fourth and fifth bearings provided on the coarse movement stage 4 with respect to the upper end surface of the partition wall 52 of the fine movement stage 5 and the lower surface of the flange member 55 described above, There may be no problem even if the suction amount is small. Further, when both end faces disposed close to each other have a sufficient sliding property and airtightness, a bearing between the coarse moving stage 4 and the fine moving stage 5 (that is, the fourth and fifth bearings). Bearings) may not be required. That is, in the above-described portion, if the above-mentioned hermeticity and sufficient slipperiness can be achieved by providing a flexible film-shaped sealing member between the coarse moving stage 4 and the fine moving stage 5, The fifth bearing may not be provided.
[0102]
With the first to fifth bearings described above, each stage is supported in a non-contact manner, and the coarse movement stage 4, the illumination system-side surface plate 2, and the projection system-side surface plate are placed in the space where the reticle R is held. 3, and the inflow of gas from the outside through the gap between the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 5 is almost completely prevented.
[0103]
Here, as shown in FIG. 3, a part of the low-absorbing gas such as nitrogen or a rare gas flowing through the air supply pipe 37 connected to the coarse movement stage 4 is supplied to the air supply line 35 in the coarse movement stage 4. Flow from the side walls of the openings 4a and 4b formed in the coarse movement stage 4 through the air supply branch pipes 221a and 221b branched from the openings, so that nitrogen or a rare gas such as nitrogen or the like enters the holding space SS. A gas supply mechanism for supplying a low-absorbent gas can be realized. On the other hand, the gas exhaust mechanism is realized by exhausting the gas in the holding space SS from the side walls of the openings 4a and 4b through the exhaust branch pipes 222a and 222b branched from the exhaust pipe 36. Can be. The gas supply mechanism, the gas exhaust mechanism, and the airtightness make it possible to replace the space in which the reticle R is held with a low-absorbing gas such as nitrogen or a rare gas that absorbs less exposure light. The supply branch pipes 221a and 221b may be provided between the intake-side annular concave groove 58 and the openings 4a and 4b.
[0104]
Returning to FIG. 1, the illumination system-side shielding mechanism 7 is held by a holding mechanism (not shown) via a predetermined clearance between the illumination system housing 102 and the illumination system side platen 2. As shown in FIG. 1), it is configured to include a shielding member 7 a as a first shielding member having a cylindrical shape having an internal space IS.
[0105]
A first air supply groove 89 having an annular shape and a first exhaust groove 87 having a larger diameter than the first air supply groove 89 are formed on the upper end surface of the shielding member 7a. A second air supply groove 88 having an annular shape and a second exhaust groove 86 having a larger diameter than the second air supply groove 88 are formed on the lower end surface of the shielding member 7a. The first air supply groove 89 and the second air supply groove 88 are respectively connected to a plurality of (for example, three) air supply pipes 85 formed in the shielding member 7a, and the first air supply groove 87 and the second air supply groove 85 are connected to each other. The exhaust groove 86 is connected to a plurality of (for example, three) exhaust pipes 84 formed in the shielding member 7a. The other end of the air supply pipe 81 whose one end is connected to a gas supply device (not shown) from outside the shielding member 7a is connected to each of the air supply pipes 85. The other end of the exhaust pipe 82 whose one end is connected to a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust pipe 84 from outside the shielding member 7a.
[0106]
Apart from these, a gas supply pipe 118 and a gas exhaust pipe 117 are formed in the shielding member 7a so as to communicate from the outside to the internal space IS, and one end of the gas supply pipe 118 is formed. Is connected to the other end of a gas supply pipe 83 whose one end is connected to a gas supply device (not shown), and the other end is connected to a nozzle 119. Further, the other end of the gas exhaust pipe 117 is connected to the other end of the gas exhaust pipe 90 whose one end is connected to a vacuum pump (not shown).
[0107]
According to the illumination system-side shielding mechanism 7 configured as described above, nitrogen or a rare gas is supplied from the gas supply mechanism to the internal space IS via the gas supply pipe 83, the gas supply pipe 118, and the nozzle 119. At the same time, the gas in the internal space IS is exhausted by the vacuum suction mechanism via the gas exhaust pipe 117 and the gas exhaust pipe 90. Thus, the gas in the internal space IS is replaced with nitrogen or a rare gas.
[0108]
Further, when a gas such as nitrogen or a rare gas is supplied from the gas supply mechanism via the gas supply pipe 81 and the gas supply pipe line 85, the lower end of the illumination system housing 102 and the upper end of the shielding member 7 a are supplied from the gas supply groove 89. The above-mentioned gas is supplied to the gap between the first and second parts, and the gas in the gap is evacuated by the vacuum pump through the exhaust pipe 84 and the exhaust pipe 82, so that the gas flows from the inside to the outside of the gap. A gas flow is formed.
[0109]
Similarly, also on the lower surface side of the shielding member 7b, the gas is supplied from the air supply groove 88 to the gap between the lower end surface of the shielding member 7b and the upper end surface of the illumination system side platen 2, When the gas inside is exhausted from the exhaust groove 86, a gas flow from the inside to the outside is formed in the gap.
[0110]
That is, as in the case of the reticle stage RST described above, it is possible to prevent gas from entering the internal space IS from the outside through the gaps above and below the illumination system side shielding mechanism 7. That is, with such a configuration, the first sealing mechanism on the upper and lower end surfaces of the shielding member 7a is realized.
[0111]
Here, since the illumination system side shielding mechanism 7 is not in contact with the illumination system housing 102 and the illumination system side platen 2, the vibration of the illumination system side platen 2 is transmitted to the illumination system housing 102 and the illumination unit The performance of the ILU does not deteriorate. However, in practice, even if the illumination system side shielding mechanism 7 is in contact with either the illumination system housing 102 or the illumination system side platen 2, the vibration is not transmitted to the other, so that The end faces may be brought into contact and fixed. In this case, it is desirable to provide an O-ring or the like on the contact surface to improve airtightness.
[0112]
When the bearings are used on both end surfaces, it is desirable that the holding mechanism for holding the illumination system side shielding mechanism 7 be provided separately from the support base BD.
[0113]
In addition, a bellows and a drive that can be extended and retracted and tilted so that the distance between the illumination system side shielding mechanism 7 and an object (the illumination system housing 102 or the illumination system side platen 3) arranged in the vicinity thereof can be optimally adjusted. A mechanism may be provided.
[0114]
Returning to FIG. 1, the projection system-side shielding mechanism 8 is configured similarly to the illumination system-side shielding mechanism 7.
[0115]
That is, as shown in FIG. 5 (B), the projection system side shielding mechanism 8 is disposed between the projection system side surface plate 3 and the projection unit PU, and is not shown in the drawing via a predetermined clearance. There is provided a shielding member 8a as a second shielding member having a cylindrical shape and having an internal space SP, which is held by the holding mechanism.
[0116]
Nitrogen or a rare gas is supplied to the internal space SP of the shielding member 8a via a gas supply pipe 183, a gas supply pipe 218, and a nozzle 219 from a gas supply device (not shown). By exhausting the gas in the internal space SP by a vacuum suction mechanism (not shown) through the exhaust pipe 190, the gas in the internal space SP is replaced.
[0117]
Further, nitrogen or a rare gas is supplied from the air supply grooves 188, 189 to the gaps above and below the shielding member 8a, and the gas in the gaps is sucked from the exhaust grooves 186, 187. Since a gas flow from the inside to the outside of the shielding member 8a is formed in each of the gaps, it is possible to prevent gas from entering the space SP from outside the shielding member 8a. That is, with such a configuration, the second sealing mechanism on the upper and lower end surfaces of the shielding member 8a is realized.
[0118]
Further, since the projection system-side shielding mechanism 8 is not in contact with the projection system-side surface plate 3 and the projection unit PU, the vibration of the projection system-side surface plate 3 is transmitted to the projection unit PU, and the imaging performance is deteriorated. Nothing. However, in practice, even if the projection system side shielding mechanism 8 is in contact with either the projection system side surface plate 3 or the projection unit PU, no vibration is transmitted to the other, so that either one of the end surfaces May be contacted and fixed. In this case, it is desirable to provide an O-ring or the like on the contact surface to improve airtightness.
[0119]
With the above configuration, the optical path of the exposure light from the illumination system housing 102 to the projection unit PU can be shielded from the outside air.
[0120]
Returning to FIG. 1, a wafer-side shielding mechanism 22 is disposed between the lower surface of the flange FLG of the projection unit PU and the upper surface of the partition wall 20 of the wafer chamber 40 while being held by a holding mechanism (not shown). Predetermined clearances are formed between the upper surface of the third shielding mechanism 22 and the lower surface of the flange FLG, and between the lower surface of the third shielding mechanism 22 and the upper surface of the partition wall 20 of the wafer chamber 40.
[0121]
The wafer-side shielding mechanism 22 is also configured in the same manner as the above-described first and second shielding mechanisms 7 and 8, and the upper end surface and the lower end surface of the wafer-side shielding mechanism 22 are provided with gas from the inside to the outside. A flow is formed. This makes it possible to prevent gas outside the wafer-side shielding mechanism 22 from entering the interior space of the third shielding mechanism 22.
[0122]
By providing the wafer-side shielding mechanism 22 in this manner, invasion of outside air into the wafer chamber 40 can be suppressed as much as possible.
[0123]
As is clear from the above description, the gas supply mechanism of the illumination system side shielding mechanism 7 is constituted by the gas supply mechanism (not shown), the gas supply pipe 83, the gas supply pipe 118, and the nozzle 119, and the vacuum pump (not shown) , The gas exhaust pipe 90 and the gas exhaust pipe 117 constitute an exhaust mechanism of the illumination system side shielding mechanism 7. Further, a gas supply mechanism of the projection system side shielding mechanism 8 is constituted by a gas supply mechanism (not shown), a gas supply pipe 183, a gas supply pipe 218, and a nozzle 219, and a vacuum pump, a gas exhaust pipe 190, and a gas exhaust not shown. The duct 217 constitutes an exhaust mechanism of the projection system side shielding mechanism 8.
[0124]
As described in detail above, according to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the holding space SS is formed inside the mask stage RST that can move at least in the Y-axis direction on a moving plane substantially perpendicular to the optical path of the exposure light EL. The reticle R is held in the holding space SS. Then, on the illumination unit ILU side of reticle stage RST, illumination system-side surface plate 2 having moving guide surface 2b of reticle stage RST is disposed via a first predetermined clearance, and projection unit PU of reticle stage RST. On the side, a projection system side surface plate 3 having a movement guide surface 3b of the reticle stage RST is arranged via a predetermined second clearance. Openings 2a and 3a through which the exposure light EL passes are provided in a part of the illumination system side surface plate 2 and the projection system side surface plate 3, respectively. That is, the exposure light EL enters the holding space SS of the reticle stage RST via the opening 2a of the illumination system side platen 2, illuminates the reticle R with the exposure light EL, and transmits the exposure light EL transmitted through the reticle R. Is emitted from the opening 3a of the projection system side surface plate 3. Further, the reticle stage RST is disposed between the illumination system side surface plate 2 and the projection system side surface plate 3 via the first and second clearances (about several μm), respectively, so that the reticle stage RST can be inserted into the holding space SS. Intrusion of outside air through the gap between each platen and reticle stage RST is suppressed as much as possible.
[0125]
The reticle stage RST has first and second opposing surfaces formed respectively on the moving guide surfaces 2b and 3b of the illumination system side platen 2 and the projection system side platen 3, respectively. Coarse movement stage 4 having openings 4a and 4b corresponding to openings 2a and 3a of platen 2 and projection system side platen 3, and a space forming member (52) forming holding space SS holding reticle R; , 55, 56), the end of the space forming member on the projection unit PU side is arranged in the opening 4b of the projection system side platen 3 of the coarse movement stage 4, and the projection unit PU of the space forming member is Moving stage 4 held finely with respect to coarse moving stage 4 with its side end surface (lower end surface of bottom plate portion 56) facing moving guide surface 3b of projection system side surface plate 3. I have. That is, since the projection forming unit PU side end of the space forming member of the fine movement stage 4 is inserted into the coarse movement stage 5 (see FIG. 3), the fine movement stage 4 and the coarse movement stage 5 are mechanically connected. It is possible to efficiently (or mechanically) separate the airtightness of the holding space for holding the reticle R and the airtightness between the fine movement stage 4 and the coarse movement stage 5 while reducing the weight of the fine movement stage 4. It can be realized well. This makes it possible to simultaneously achieve high responsiveness and airtightness of the fine movement stage 4.
[0126]
Therefore, by adopting the above configuration, the same effect as in the case where the entire reticle stage RST is covered with a large partition can be obtained, and the size and weight of the entire exposure apparatus can be reduced.
[0127]
Further, for example, as described above, a gas supply mechanism that supplies a low-absorbing gas such as nitrogen or a rare gas into the holding space SS via the supply branch pipes 221a and 221b is realized, and the above-described exhaust branch pipes 222a and 222b are realized. In order to replace the inside of the holding space SS with a gas having a small absorption of the exposure light EL by implementing a gas exhaust mechanism for exhausting the gas in the holding space SS through the partition wall, the partition wall covers the entire reticle stage, and The amount of gas used is reduced as compared with the case where the inside is replaced with the gas, and cost can be reduced. Further, since the concentration of the light absorbing substance in the space around the reticle can be kept low, the exposure accuracy does not decrease as a result.
[0128]
Further, reticle stage RST includes the above-described first airtightness mechanism (fifth bearing) that substantially airtightens the clearance between the opposing surfaces of coarse movement stage 4 and fine movement stage 5. Therefore, it is possible to prevent outside air or the like from entering the holding space SS through at least the clearance, and in this respect, it is possible to further improve the airtightness of the holding space SS.
[0129]
That is, considering the intrusion of the outside air from inside the second clearance between the coarse movement stage 5 and the movement guide surface 3b, the outside air is impeded by the above-described first gas static pressure bearing, Further, since the infiltration is prevented by the first airtightness mechanism, invasion of the outside air into the holding space SS through the route via the second clearance is almost certainly prevented. Considering the invasion of the outside air from the clearance between the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 5, the invasion of the outside air is first inhibited by the first airtight mechanism, and the bottom surface of the fine movement stage 5 is further reduced. Is prevented by the above-described second bearing provided in the holding stage SS, so that it is almost certain that the outside air will enter the holding space SS by a route via the clearance between the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 5. Is prevented.
[0130]
Further, among the first to fifth bearings described above, except for the second bearing, provided on the coarse movement stage 4, the fine movement stage 5 can be reduced in weight, and the position control of the fine movement stage 5 can be achieved. And the exposure accuracy can be improved.
[0131]
In addition, since the suction of the reticle R in the fine movement stage 5 is realized by the vacuum pipe 54 introduced from the coarse movement stage 4 side, the fine movement stage 54 Restriction of the movement by the piping is suppressed as much as possible.
[0132]
Further, by providing the illumination system side shielding mechanism 7 and the projection system side shielding mechanism 8, the optical path of the exposure light from the illumination system housing 102 to the projection unit PU can be shielded from the outside air. Then, by replacing the space in which the optical path of the exposure light is disposed with a low-absorbing gas such as nitrogen or a rare gas, absorption of the exposure light is suppressed, and high-precision exposure can be realized.
[0133]
Further, in the present embodiment, movable mirrors (reflection mirrors) 91a to 91c used for position measurement of the fine movement stage 5 are provided outside the holding space SS of the fine movement stage 5, and laser beams are provided to the movable mirrors 91a to 91c. Since the position of the fine movement stage 5 is measured by irradiating the laser beam from the interferometer, the interferometer optical path is not arranged in the purge space, so that there is no influence of measurement errors due to fluctuations in gas purge accuracy. Therefore, the position control performance of the fine movement stage 5 is improved, and the exposure accuracy can be improved.
[0134]
In the present embodiment, the reticle stage RST and the wafer stage WST serving as a vibration source and the other portions are separately supported, and the vibration is hardly transmitted to an optical system or the like. The effect of vibration on the surface is reduced as much as possible.
[0135]
Further, in the present embodiment, the F of 157 nm is used. ₂ Since the laser light is used as the exposure light EL, and the space on the optical path of the exposure light EL is replaced with a low-absorbing gas such as nitrogen or a rare gas, the transmittance of the exposure light EL is maintained well, and The resolution of the projection optical system constituting the projection unit PU can be improved. For example, a fine pattern having a line width of 100 nm or less can be accurately transferred to a plurality of shot areas on the wafer W.
[0136]
In the above-described embodiment, an opening is formed as a light passage portion of the illumination system side surface plate 2 and the projection system side surface plate 3. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the portion through which the exposure light is transmitted may be formed of a transparent member. As the transparent member in this case, fluorite or modified quartz can be used as in the above-described illumination optical system and projection optical system.
[0137]
In each of the shielding mechanisms 7, 8, 22 and the holding space SS in the reticle stage RST, it is not always necessary to provide both the gas supply mechanism and the gas exhaust mechanism, and it is sufficient if one of them is provided.
[0138]
In the above-described embodiment, a low-absorbing gas such as nitrogen or a rare gas is used as a gas used for the differential exhaust gas static pressure bearing and the sealing mechanism. If the amount of exhaust gas is larger than the amount of air supplied by the gas supply device, air or the like may be adopted.
[0139]
In the above embodiment, the projection unit PU is assumed to be a straight cylindrical lens barrel. However, when the projection optical system is a catadioptric type, the projection unit PU may be bent or have projections in the middle. Needless to say, there are times. Even in such a case, the present invention can be applied at all by arranging the differential exhaust air seal mechanism on the reticle-side end surface or the wafer-side end surface of the projection unit PU.
[0140]
In the above embodiment, the upper plate portion 46a and the lower plate portion 46c constituting the coarse movement stage 4 are connected only by the intermediate portion 46b. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to further provide a supporting column connecting the upper plate portions 46a and 46b at the side front portion (-Y side) to further improve the rigidity.
[0141]
In the above embodiment, the gas supplied to each bearing and the gas supplied to the inside of the holding space SS where the reticle is held are controlled at a predetermined temperature (for example, 22 ° C.), and particles, organic substances, water vapor It is desirable to use one from which foreign matter such as has been sufficiently removed.
[0142]
Further, in the above embodiment, the case where each bearing has a double structure having an annular groove for air supply and an annular groove for exhaust has been described.However, the present invention is not limited to this. The same air-tightness effect can be obtained by supplying a gas from a groove located in the middle between the two and sucking gas from two grooves sandwiching the middle groove. Furthermore, it goes without saying that a bearing having a quadruple structure in which the above-mentioned double structure is formed in a double manner can be adopted. That is, the number of grooves can be arbitrarily selected for each bearing.
[0143]
In the above embodiment, the case where the gas purge method of the present invention is adopted in the step-and-scan type exposure apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and the step-and-repeat type exposure apparatus is not limited thereto. (A so-called stepper) can also be suitably applied.
[0144]
Note that the light source of the exposure apparatus of the above embodiment is F ₂ The laser light source is not limited to a laser light source, an ArF excimer laser light source, a KrF excimer laser light source, or the like. Both of them may be amplified by a doped fiber amplifier, and a harmonic converted to ultraviolet light by using a nonlinear optical crystal may be used. Further, the magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also any one of an equal magnification and an enlargement system.
[0145]
In addition, the illumination unit and projection optical system composed of a plurality of lenses are incorporated into the exposure apparatus main body, and the optical adjustment is performed. To connect the wiring and piping, assemble the partitions that make up the reticle chamber and wafer chamber, connect the gas piping system, connect each part to the control system, and make comprehensive adjustments (electrical adjustment, operation check And the like), an exposure apparatus according to the present invention, such as the exposure apparatus 100 of the above embodiment, can be manufactured. It is desirable that the exposure apparatus be manufactured in a clean room in which the temperature, the degree of cleanliness, and the like are controlled.
[0146]
The present invention also relates to an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate, which is used not only for an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, but also for a display including a liquid crystal display element and a plasma display. The present invention can also be applied to an exposure apparatus used to manufacture a device, such as an exposure apparatus that transfers a device pattern onto a ceramic wafer, an imaging device (such as a CCD), a micromachine, and an exposure apparatus used to manufacture a DNA chip and the like.
[0147]
《Device manufacturing method》
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus in a lithography process will be described.
[0148]
FIG. 7 shows a flowchart of an example of manufacturing a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin-film magnetic head, a micromachine, or the like). As shown in FIG. 7, first, in step 301 (design step), a function / performance design of a device (for example, a circuit design of a semiconductor device) is performed, and a pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step 302 (mask manufacturing step), a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step 303 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
[0149]
Next, in step 304 (wafer processing step), using the mask and the wafer prepared in steps 301 to 303, an actual circuit or the like is formed on the wafer by a lithography technique or the like as described later. Next, in step 305 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step 304. Step 305 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary.
[0150]
Finally, in step 306 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device created in step 305 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
[0151]
FIG. 8 shows a detailed flow example of step 304 in the semiconductor device. In FIG. 8, in step 311 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step 312 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 313 (electrode forming step), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 314 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps 311 to 314 constitutes a pre-processing step in each stage of wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process in each stage.
[0152]
In each stage of the wafer process, when the above-described pre-processing step is completed, the post-processing step is executed as follows. In this post-processing step, first, in step 315 (resist forming step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 316 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred onto the wafer by the exposure apparatus described above. Next, in step 317 (development step), the exposed wafer is developed, and in step 318 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. Then, in step 319 (resist removing step), unnecessary resist after etching is removed.
[0153]
By repeating these pre-processing and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
[0154]
If the device manufacturing method of the present embodiment described above is used, the exposure apparatus of the above embodiment is used in the exposure step (step 316), so that highly integrated microdevices can be manufactured with high productivity.
[0155]
【The invention's effect】
As described above, according to the exposure apparatus of the present invention, there is an effect that the apparatus can be reduced in size and weight without lowering the exposure accuracy.
[0156]
Further, according to the device manufacturing method of the present invention, there is an effect that the productivity of a highly integrated device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view schematically showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the reticle stage and its vicinity in a partially omitted manner.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a reticle stage.
4A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
FIG. 5A is a longitudinal sectional view showing a configuration of a first shielding mechanism, and FIG. 5B is a longitudinal sectional view showing a configuration of a second shielding mechanism.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a partition wall of the reticle fine movement stage.
FIG. 7 is a flowchart for explaining a device manufacturing method according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a specific example of step 304 in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
2 ... Illumination system side surface plate (first mask surface plate), 3 ... Projection system side surface plate (second mask surface plate), 2a, 3a ... Opening (light transmitting part), 4 ... Reticle coarse movement stage ( Coarse moving stage), 5: reticle fine moving stage (fine moving stage), 7a: shielding member (first shielding member), 8a: shielding member (second shielding member), 9a to 9c: reticle laser interferometer (laser interference) 27, 31 ... supply side annular groove, 28, 32 ... exhaust side annular groove, 33, 58 ... supply side annular groove, 34, 59 ... exhaust groove, 52 ... partition wall (space formation) 55: Flange member (part of space forming member), 56: Lower plate member (part of space forming member), 91a, 91b: Moving mirror (reflecting member), 91c: Moving mirror (reflection) 100) Exposure device, EL: Exposure light (illumination light), ILU: Illumination unit, PU: Throw Units, R ... reticle (mask), RST ... reticle stage (mask stage), SS ... holding space, W ... wafer (object).

Claims

An illumination unit for illuminating the mask with illumination light;
A projection unit for projecting a pattern formed on the mask onto an object;
A mask stage in which a holding space for holding the mask is formed, the mask stage being movable in at least one axial direction within a moving plane substantially perpendicular to the optical path of the illumination light;
A first guide having a movement guide surface of the mask stage, which is arranged on the illumination unit side of the mask stage via a predetermined first clearance, and has a first light passing portion through which the illumination light passes is provided in part; Mask surface plate;
A second light-passing portion, which is disposed on the projection unit side of the mask stage via a predetermined second clearance, and has a second light-passing portion through which the illumination light passes, the second light-passing portion including a movement guide surface of the mask stage; A mask surface plate;
The mask stage,
First and second opposing surfaces are respectively formed opposite to the moving guide surfaces of the first and second mask platens, respectively, and the first and second surfaces of the first and second mask platens are formed. A coarse movement stage in which openings are respectively formed corresponding to the two light passage portions;
A space forming member that forms the holding space for holding the mask, wherein a portion of the space forming member near an end on the projection unit side is disposed in an opening of the coarse movement stage on the side of the second mask platen; A fine movement stage which is held so as to be finely movable with respect to the coarse movement stage, with the end surface of the space forming member on the projection unit side facing the movement guide surface of the second mask surface plate; An exposure apparatus comprising:

2. The mask stage according to claim 1, wherein the mask stage further includes a first airtight mechanism that substantially airtightens a clearance between opposing surfaces of the coarse movement stage and the fine movement stage. 3. Exposure equipment.

The first airtightness mechanism substantially reduces a clearance between a surface parallel to the moving surface of the annular convex portion provided on at least one of the coarse moving stage and the fine moving stage and a facing surface thereof. 3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the exposure apparatus is hermetically sealed.

4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the annular convex portion is a flange provided on the fine movement stage, and the fine movement stage further has a support member for suppressing deformation of the flange. 5. .

A predetermined gas is provided on the second opposing surface of the coarse movement stage and blows out a predetermined gas to a moving guide surface of the second mask surface plate, and a gas in a space near the moving guide surface is sucked. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a differential exhaust type first gas static pressure bearing that forms the second clearance by exhausting the gas to the outside. .

The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second hermetic mechanism for substantially hermetically sealing the first clearance.

Each of the hermetic mechanisms is a differential exhaust-type hermetic mechanism that ejects a predetermined gas into the clearance to be hermetically sealed, sucks the gas inside the clearance, and exhausts the gas to the outside. 7. The exposure apparatus according to any one of items 2, 3, 4, and 6.

The differential exhaust-type airtightness mechanism includes an air supply side annular groove communicating with the predetermined gas injection port, and an outer peripheral side of the air supply side annular groove communicating with the predetermined gas exhaust port. The exposure apparatus according to claim 7, further comprising an exhaust-side annular concave groove.

By providing a predetermined gas to the movement guide surface of the second mask surface plate provided on the fine movement stage and sucking gas in a space near the movement guide surface and exhausting the gas to the outside, A differential exhaust type second gas static pressure bearing for forming a predetermined third clearance between an end surface of the space forming member on the projection unit side and a movement guide surface of the second mask surface plate; The exposure apparatus according to claim 1, wherein:

Each of the gas static pressure bearings has a supply-side annular concave groove communicating with the predetermined gas injection port, and an exhaust-side annular groove disposed on the outer peripheral side of the supply-side annular concave groove and communicating with the predetermined gas exhaust port. The exposure apparatus according to claim 5, further comprising a concave groove.

The side wall of the space forming member in a direction orthogonal to the optical path of the illumination light is formed of a thin plate-like member, and at least a part of the thin plate-like member is provided with a reinforcing member. The exposure apparatus according to any one of the above.

A reflection member is provided outside a side wall of the space forming member orthogonal to an optical path of the illumination light,
The exposure according to any one of claims 1 to 11, further comprising a laser interferometer that irradiates the reflecting member with laser light and measures a position of the fine movement stage based on the reflected light. apparatus.

13. The gas supply system according to claim 1, further comprising at least one of a gas supply mechanism that supplies a specific gas to the holding space and a gas exhaust mechanism that exhausts gas in the holding space. Exposure apparatus according to Item.

At least one of the first mask surface plate and the lighting unit is disposed without being in contact with at least one of the first mask surface plate and the lighting unit via a predetermined clearance, and substantially shields a space between the first mask surface plate and the lighting unit. A first shielding member; a differential exhaust type first seal provided on the first shielding member, for injecting a predetermined gas into the clearance, sucking the gas in the clearance, and exhausting the gas to the outside; 14. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising: a mechanism.

The apparatus further includes at least one of a gas supply mechanism that supplies a specific gas to a space on the optical path of the illumination light inside the first shielding member, and an exhaust mechanism that exhausts gas in the space on the optical path. The exposure apparatus according to claim 14, wherein

The second mask surface plate and the projection unit are arranged via a predetermined clearance without contacting at least one of the second mask surface plate and the projection unit, and substantially shield a space between the second mask surface plate and the projection unit. A second shield member, provided on the second shield member, for injecting a predetermined gas into the clearance and sucking the gas in the clearance to exhaust the gas to the outside; The exposure apparatus according to claim 14, further comprising: a mechanism.

The apparatus further includes at least one of a gas supply mechanism that supplies a specific gas to a space on the optical path of the illumination light inside the second shielding member, and an exhaust mechanism that exhausts gas in the space on the optical path. The exposure apparatus according to claim 16, wherein

The illumination light is vacuum ultraviolet light having a wavelength of 190 nm or less,
18. The exposure apparatus according to claim 13, wherein the specific gas is one of nitrogen and a rare gas.

A device manufacturing method including a lithography step,
19. A device manufacturing method, wherein in the lithography step, exposure is performed using the exposure apparatus according to claim 1.