JP2004079737A

JP2004079737A - 鏡筒支持装置及び露光装置、デバイスの製造方法

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Publication number: JP2004079737A
Application number: JP2002237121A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Shibazaki; 柴崎　祐一
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-08-15
Filing date: 2002-08-15
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】環境温度が変化した場合でも投影光学系の光学性能に影響を及ぼさず、且つ鏡筒を安定した状態で支持できる鏡筒支持装置及び露光装置を提供する。
【解決手段】フランジ部１０を有する鏡筒ＰＫを支持する鏡筒支持装置Ｓは、フランジ部１０の下面に対向する載置面を有する支持台１２と、フランジ部１０の周方向に関し、フランジ部１０の下面と載置面との間の３箇所に設けられ、フランジ部１０を支持する凸部６０と、フランジ部１０の周縁部１５の複数箇所にそれぞれ設けられ、一端部７１をフランジ部１０の周縁部１５に設けられたタブ部１６に接続し他端部７２を支持台１２に接続した複数のアンカーロッド７０とを備えている。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フランジ部を有する鏡筒を支持する鏡筒支持装置及び露光装置、デバイスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、感光基板を載置して２次元移動する基板ステージとパターンを有するマスクを載置して２次元移動するマスクステージとを有し、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して感光基板に転写するものである。
【０００３】
投影光学系はこの投影光学系を構成する光学素子（レンズ）を保持する鏡筒を有している。そして、鏡筒はフランジ部を有しており、このフランジ部を介してコラム等の支持台に支持されるようになっている。鏡筒は例えばステンレス鋼により形成され、支持台は熱膨張の少ない例えばインバーにより形成される。そして、従来において、鏡筒のフランジ部と支持台とは例えばボルト部材で締結されることにより固定されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術において以下に述べるような問題が生じる。
上述したように、鏡筒（フランジ部）と支持台とは異なる材料により形成されているが、露光装置製造工場と露光装置の設置場所であるデバイス製造工場との間での輸送時、あるいはデバイス製造工場設置後において環境温度が変化すると、鏡筒及び支持台はそれぞれの形成材料の熱膨張率差だけ異なる伸縮をする。この場合において、鏡筒と支持台とがボルト部材により固定されていると、鏡筒に内部応力が発生し、この内部応力により鏡筒内部に保持されている光学素子の光学性能が悪化するおそれが生じる。ここでいう光学特性の悪化とは上記内部応力により生じる光軸のずれや屈折率の変化等が原因となり、収差が発生することをさす。
【０００５】
また、環境温度が一定に制御されていたとしても、支持台の載置面やフランジ部にうねりがあると、支持台にフランジ部を搭載してボルト部材で締結した際、前記うねりの影響が鏡筒に伝わって光学特性が悪化する場合がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、環境温度が変化したり、支持台やフランジ部の平坦度が十分でない場合でも、投影光学系の光学性能に影響を及ぼさず、且つ鏡筒を安定した状態で支持できる鏡筒支持装置、及びこの鏡筒支持装置を備えた露光装置、並びにこの露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図１１に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の鏡筒支持装置（Ｓ）は、フランジ部（１０）を有する鏡筒（ＰＫ）を支持する鏡筒支持装置において、フランジ部（１０）の被支持面（５０）に対向する対向面（５１）を有する支持台（１２）と、フランジ部（１０）の周方向に関し、フランジ部（１０）の被支持面（５０）と対向面（５１）との間の３箇所に設けられ、フランジ部（１０）を支持する支持部（６０）と、フランジ部（１０）の周縁部（１５）の複数箇所にそれぞれ設けられ、一端部（７１）をフランジ部（１０）の周縁部（１５）に接続し他端部（７２）を支持台（１２）に接続した複数の第１棒部材（７０）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、鏡筒のフランジ部は、支持台の対向面に対して支持部により３点支持される構成であるので、フランジ部の被支持面や支持台の対向面にうねりがある場合でも、このうねりが鏡筒に与える影響を抑えることができる。また、フランジ部の周縁部の複数箇所と支持台とを第１棒部材で接続したので、鏡筒の光軸と交差（直交）する方向（被支持面方向）及び鏡筒の光軸まわりの回転方向の移動を規制できる。また、環境温度変化により鏡筒と支持台とが異なる量だけ伸縮しても、この伸縮差（変形差）は第１棒部材が撓むことで吸収される。したがって、環境温度が変化しても鏡筒に内部応力が発生するのを抑えることができ、光学特性の悪化を抑制することができる。
【０００９】
また、フランジ部（１０）は、鏡筒（ＰＫ）の光軸方向と略平行な方向に形成された貫通孔（１７）を有し、貫通孔（１７）の径より小さい径を有し、且つ貫通孔（１７）を介して一端部（８２）が支持台（１２）に接続され、且つ、他端部（８１）がフランジ部（１０）に接続される複数の第２棒部材（８０）を備えているので、鏡筒の光軸方向への移動を規制することができる。すなわち、本発明によれば、鏡筒の光軸と交差する方向及び鏡筒の光軸まわりの方向の移動を第１棒部材で規制し、鏡筒の光軸方向の移動を第２棒部材で規制するので、鏡筒を上述した３つの方向への移動を規制した安定した状態で支持できるとともに、環境温度が変化しても鏡筒に内部応力が発生するのを抑えることができる。
【００１０】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、露光光（ＥＬ）により投影光学系（ＰＬ）を介してパターンを基板（Ｐ）に投影する露光装置において、フランジ部（１０）を有し投影光学系（ＰＬ）を構成する光学素子を保持する鏡筒（ＰＫ）と、鏡筒（ＰＫ）を支持する鏡筒支持装置（Ｓ）とを備え、鏡筒支持装置（Ｓ）は、上記記載の鏡筒支持装置からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、投影光学系の光学特性の悪化が抑制されているので、投影光学系を用いて精度良い露光処理を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の鏡筒支持装置及び露光装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の鏡筒支持装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。ここで、本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動しつつマスクＭに設けられているパターンを投影光学系ＰＬを介して感光基板Ｐ上に転写する所謂スキャニングステッパである。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内における前記同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向（非走査方向）をＸ軸方向とする。更に、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり、及びＺ軸まわりの回転方向をそれぞれθＸ方向、θＹ方向、及びθＺ方向とする。また、ここでいう「感光基板」は半導体ウエハ上にレジストが塗布されたものを含み、「マスク」は感光基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。
【００１３】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動するマスクステージＭＳＴ及びこのマスクステージＭＳＴを支持するマスク定盤３を有するステージ装置１と、光源を有し、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光で照明する照明光学系ＩＬと、感光基板Ｐを保持して移動する基板ステージＰＳＴ及びこの基板ステージＰＳＴを支持する基板定盤４を有するステージ装置２と、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、フランジ部１０を有し投影光学系ＰＬを構成する光学素子（レンズ）を保持する鏡筒ＰＫと、鏡筒ＰＫを支持する鏡筒支持台１２を有する鏡筒支持装置Ｓと、露光装置ＥＸの動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。支持台１２はリアクションフレーム５の下部側において内側に向けて突出する段部５ｂに防振ユニット１１を介してほぼ水平に支持されている。リアクションフレーム５は床面に水平に載置されたベースプレート６上に設置されており、段部５ｂの上部側にはリアクションフレーム５の内側に向けて突出する段部５ａが形成されている。
【００１４】
照明光学系ＩＬはリアクションフレーム５の上面に固定された支持コラム７により支持される。照明光学系ＩＬより射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００１５】
ステージ装置１のうちマスク定盤３は各コーナーにおいてリアクションフレーム５の段部５ａに防振ユニット８を介してほぼ水平に支持されており、その中央部にマスクＭのパターン像が通過する開口３ａを備えている。マスクステージＭＳＴはマスク定盤３上に設けられており、その中央部にマスク定盤３の開口３ａと連通しマスクＭのパターン像が通過する開口Ｋを備えている。マスクステージＭＳＴの底面には非接触ベアリングである複数のエアベアリング９が設けられており、マスクステージＭＳＴはエアベアリング９によりマスク定盤３に対して所定のクリアランスを介して浮上支持されている。
【００１６】
マスクステージＭＳＴのＹ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれの端部にはＹ移動鏡及びＸ移動鏡が固定されている。そして、これら移動鏡に対して測長ビームを照射するレーザ干渉計（いずれも不図示）が各移動鏡との距離を計測することにより、マスクステージＭＳＴの水平方向における位置を高精度で検出する。制御装置ＣＯＮＴはこれらレーザ干渉計の検出結果に基づいて、不図示のマスクステージ用駆動装置を駆動し、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭの位置制御を行う。
【００１７】
開口Ｋ及び開口３ａを通過したマスクＭのパターン像は投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは複数の光学素子により構成され、これら光学素子は鏡筒ＰＫに保持されている。投影光学系ＰＬは、例えば１／４又は１／５の投影倍率を有する縮小系である。なお、投影光学系ＰＬとしては等倍系あるいは拡大系のいずれでもよい。投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの外周にはこの鏡筒ＰＫに一体化されたフランジ部１０が設けられている。そして、投影光学系ＰＬは鏡筒支持台１２にフランジ部１０を係合している。ここで、鏡筒ＰＫは支持台１２の中央に設けられた開口部１４に対して上方から挿入されることによりフランジ部１０を支持台１２に係合する。開口部１４と鏡筒ＰＫとの間には隙間が設けられている。なお、鏡筒ＰＫは、少なくとも１つの光学素子を保持する複数の鏡筒モジュールが、投影光学系の光軸方向に積層されて構成されてもよい。その場合、フランジ部１０は、複数の鏡筒モジュールのうち、１つの鏡筒モジュールに設けられる。
【００１８】
ステージ装置２は、基板ステージＰＳＴと、基板ステージＰＳＴをＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持する基板定盤４と、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に案内しつつ移動自在に支持するＸガイドステージ３５と、Ｘガイドステージ３５に設けられ、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に移動可能なＸリニアモータ（駆動装置）４０と、Ｘガイドステージ３５をＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ（駆動装置）３０、３０とを有している。基板ステージＰＳＴは感光基板Ｐを真空吸着保持する基板ホルダＰＨを有しており、感光基板Ｐは基板ホルダＰＨを介して基板ステージＰＳＴに支持される。また、基板ステージＰＳＴの底面には非接触ベアリングである複数のエアベアリング３７が設けられており、これらエアベアリング３７により基板ステージＰＳＴは基板定盤４に対して非接触で支持されている。また、基板定盤４はベースプレート６の上方に防振ユニット１３を介してほぼ水平に支持されている。
【００１９】
Ｘガイドステージ３５の＋Ｘ側には、Ｘトリムモータ３４の可動子３４ａが取り付けられている。また、Ｘトリムモータ３４の固定子３４ｂはリアクションフレーム５に設けられている。このため、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に駆動する際の反力は、Ｘトリムモータ３４及びリアクションフレーム５を介してベースプレート６に伝達される。
【００２０】
Ｘリニアモータ４０は、Ｘガイドステージ３５にＸ軸方向に延びるように設けられたコイルユニットからなる固定子と、この固定子に対応して設けられ、基板ステージＰＳＴに固定された磁石ユニットからなる可動子とを備えている。これら固定子及び可動子によりムービングマグネット型のリニアモータ４０が構成されており、可動子が固定子との間の電磁気的相互作用により駆動することで基板ステージＰＳＴがＸ軸方向に移動する。ここで、基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ３５に対してＺ軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイドにより非接触で支持されている。基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ３５に非接触支持された状態でＸリニアモータ４０によりＸ軸方向に移動する。
【００２１】
Ｙリニアモータ３０のそれぞれは、Ｘガイドステージ３５の長手方向両端に設けられた磁石ユニットからなる可動子３２と、この可動子３２に対応して設けられコイルユニットからなる固定子３１とを備えている。ここで、固定子３１、３１はベースプレート６に突設された支持部３６、３６に設けられている。これら固定子３１及び可動子３２によりムービングマグネット型のリニアモータ３０が構成されており、可動子３２が固定子３１との間の電磁気的相互作用により駆動することでＸガイドステージ３５がＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ３０、３０のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ３５はθＺ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このＹリニアモータ３０、３０により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ３５とほぼ一体的にＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。
【００２２】
基板ステージＰＳＴの−Ｘ側の側縁にはＹ軸方向に沿って延設されたＸ移動鏡５１が設けられ、Ｘ移動鏡５１に対向する位置にはレーザ干渉計５０が設けられている。レーザ干渉計５０はＸ移動鏡５１の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に設けられた参照鏡５２とのそれぞれに向けてレーザ光（検出光）を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基づいてＸ移動鏡５１と参照鏡５２との相対変位を計測することにより、基板ステージＰＳＴ、ひいては感光基板ＰのＸ軸方向における位置を所定の分解能でリアルタイムに検出する。同様に、基板ステージＰＳＴ上の＋Ｙ側の側縁にはＸ軸方向に沿って延設されたＹ移動鏡（不図示）が設けられ、Ｙ移動鏡に対向する位置にはＹレーザ干渉計（不図示）が設けられており、Ｙレーザ干渉計はＹ移動鏡の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に設けられた参照鏡（不図示）とのそれぞれに向けてレーザ光を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基づいてＹ移動鏡と参照鏡との相対変位を計測することにより、基板ステージＰＳＴ、ひいては感光基板ＰのＹ軸方向における位置を所定の分解能でリアルタイムに検出する。レーザ干渉計の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいてリニアモータ３０、４０を介して基板ステージＰＳＴの位置制御を行う。
【００２３】
図２はフランジ部１０を有する鏡筒ＰＫを支持する鏡筒支持装置Ｓを示す概略斜視図である。また、図３は支持台１２に支持されているフランジ部１０近傍を示す側面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視図である。
図２及び図３に示すように、鏡筒支持装置Ｓは、鏡筒ＰＫのフランジ部１０の下面（被支持面）５０に対向する載置面（対向面）５１を有する支持台１２と、フランジ部１０の下面５０と支持台１２の載置面５１との間に設けられ、フランジ部１０を支持する支持部６０と、フランジ部１０の周縁部１５の複数箇所にそれぞれ設けられ、一端部７１をフランジ部１０の周縁部１５に接続し、他端部７２を支持台１２に接続した複数のアンカーロッド（第１棒部材）７０と、支持部６０に対応して設けられたスタッドボルト（第２棒部材）８０とを備えている。図４に示すように、本実施形態において、アンカーロッド７０は３本であり、フランジ部１０の周辺部１５にほぼ等間隔で３箇所に設けられている。また、アンカーロッド７０のそれぞれはフランジ部１０のほぼ接線方向に沿って設けられている。
【００２４】
フランジ部１０を有する鏡筒ＰＫと支持台１２とはそれぞれ異なる材料により形成されている。支持台１２は、低熱膨張の材質、例えばインバー（Ｉｎｖｅｒ；ニッケル３６％、マンガン０．２５％、および微量の炭素と他の元素を含む鉄からなる低膨張の合金）により形成されている。なお、支持台１２として、高剛性・低熱膨張のセラミックス材を用いてもよい。一方、フランジ部１０を有する鏡筒ＰＫは加工性のよいステンレス鋼により形成されている。鏡筒ＰＫをステンレス鋼により形成することにより鏡筒ＰＫからの脱ガスが抑えられる。
【００２５】
図５は図３のＢ−Ｂ矢視図、図６はスタッドボルト近傍の断面図であって図４のＣ−Ｃ矢視図に相当する。
図５に示すように、支持部６０は、フランジ部１０の周方向３箇所に設けられている。図６に示すように、支持部６０は、フランジ部１０の下面５０に設けられ、支持台１２に向かって突出する凸部である。凸部（支持部）６０はフランジ部１０の下面５０において周方向３箇所にほぼ等間隔で設けられている。そして、凸部（支持部）６０のそれぞれが支持台１２に接することにより、鏡筒ＰＫは支持台１２に対して３点支持される。このような３点支持構造により、鏡筒ＰＫの支持台１２に対する組み付けが容易となり、組み付け後の支持台１２及び鏡筒ＰＫの振動、温度変化等に起因する応力を効果的に軽減できる。
【００２６】
図６に示すように、フランジ部１０は、鏡筒ＰＫの光軸方向（Ｚ軸方向）とほぼ平行な方向に形成された貫通孔（第２棒部材用貫通孔）１７を有している。この貫通孔１７は、フランジ部１０の周方向に関して３箇所にほぼ等間隔で形成されている。そして、これら貫通孔１７のそれぞれは凸部６０に対応して設けられている。貫通孔１７にはスタッドボルト（第２棒部材）８０が挿通されている。このスタッドボルト８０は貫通孔１７の径より小さい径を有する軸部８３を有しており、この軸部８３が貫通孔１７に配置されている。したがって、スタッドボルト８０の軸部８３と貫通孔１７とは離間している。スタッドボルト８０の上端部（他端部）８１はナット部材８４によりフランジ部１０に接続されている。一方、スタッドボルト８０の下端部（一端部）８２には雄ネジ部８５が形成され、支持台１２に形成されている雌ネジ部８６と螺合しており、スタッドボルト８０の下端部８２は貫通孔１７を介して支持台１２に接続している。そして、貫通孔１７に挿通されたスタッドボルト８０のそれぞれは凸部６０に対応して設けられている。スタッドボルト８０のそれぞれと凸部６０とが対応して設けられているため、このスタッドボルト８０もフランジ部１０の周方向に関して３箇所にほぼ等間隔で設けられた構成となっている。
【００２７】
スタッドボルト８０は、例えばアルミニウムにより形成されており、その長手方向とＺ軸方向とを一致させて配置されている。ここで、スタッドボルト８０において、長手方向に対して平行方向（すなわちＺ軸方向）にかかる荷重に対する剛性は強く、長手方向に対して交差する方向、例えば、垂直方向（すなわちＸ軸及びＹ軸を含む水平方向）にかかる荷重に対する剛性は弱い。したがって、鏡筒ＰＫは、スタッドボルト８０の剛性特性によりＺ軸方向への移動が抑制される。また、スタットボルト８０の軸部８３と貫通孔１７とは離間しており、スタッドボルト８０は水平方向に比較的自由に変位可能（撓み可能）となっている。そのため、鏡筒ＰＫと支持台１２とが水平方向において異なる量だけ伸縮しても、スタッドボルト８０の撓みによりこの伸縮差を吸収する構成となっている。したがって、スタッドボルト８０の剛性は、環境温度の影響により伸縮する鏡筒ＰＫ及び支持台１２の半径方向の剛性より弱いことが必要である。
【００２８】
図５に示すように、アンカーロッド７０の一端部７１は、フランジ部１０の周方向における凸部６０の間のほぼ中間位置に接続している。この中間位置には、フランジ部１０の周縁部１５より突出するタブ部１６が設けられており、アンカーロッド７０の一端部７１はタブ部１６に接続している。本実施形態において、タブ部１６は、図３などに示すように、フランジ部１０の周縁部１５より下方に向かって突出している。ここで、タブ部１６と支持台１２の載置面５１とは離間している。なお、本実施形態においてタブ部１６はフランジ部１０より下方に突出しているが、フランジ部１０の径方向外側あるいはフランジ部１０の上方に突出していてもよい。
【００２９】
ここで、アンカーロッド７０の一端部７１とフランジ部１０との接続位置は、フランジ部１０の周方向において凸部６０の間のほぼ中間位置に設定されているため、この凸部６０に対応して設けられているスタッドボルト８０は、フランジ部１０の周方向に関しフランジ部１０の周縁部１５のアンカーロッド７０の一端部７１との接続位置の間のほぼ中間位置に設けられている構成となっている。
【００３０】
図７はタブ部近傍の断面図である。
図７に示すように、タブ部１６はフランジ部１０のほぼ接線方向に沿って形成された貫通孔（タブ部貫通孔）１８を有している。そして、貫通孔１８には、この貫通孔１８より小さい径を有するボルト部材７３が挿通している。ボルト部材７３は貫通孔１８より小さい径を有する軸部７４を有しており、この軸部７４が貫通孔１８に配置されている。したがって、ボルト部材７３の軸部７４と貫通孔１８とは離間している。ボルト部材７３の一端部には鍔部７３Ａが形成され、この鍔部７３Ａとタブ部１６の一端面１６Ａとが当接する。一方、ボルト部材７３の他端部（先端部）には雄ネジ部７５が形成されており、アンカーロッド７０の一端部７１に形成されている雌ネジ部７６と螺合する。そして、アンカーロッド７０は、貫通孔１８に挿通するボルト部材７３により、その一端部７１とタブ部１６の他端面１６Ｂとを当接しつつタブ部１６に接続される。
一方、アンカーロッド７０の他端部７２は、図２などに示すように、複数のボルト部材７７により支持台１２に固定されている。
【００３１】
アンカーロッド７０は、例えばアルミニウムにより形成されており、その長手方向とフランジ部１０の接線方向とをほぼ一致させて配置されている。ここで、アンカーロッド７０において、長手方向に対して平行方向、すなわちフランジ部の接線方向にかかる荷重に対する剛性は強く、長手方向に対して垂直方向、すなわちフランジ部１０の半径方向及びＺ軸方向にかかる荷重に対する剛性は弱い。したがって、鏡筒ＰＫは、アンカーロッド７０の剛性特性によりフランジ部１０の周方向（θＺ方向）への移動が抑制される。また、アンカーロッド７０はフランジ部１０の半径方向及びＺ軸方向に比較的自由に変位可能（撓み可能）となっている。そのため、鏡筒ＰＫと支持台１２とが異なる量だけ伸縮しても、アンカーロッド７０の撓みによりこの伸縮差を吸収する構成となっている。
【００３２】
ここで、アンカーロッド７０はフランジ部１０の周方向にほぼ等間隔で３箇所に設けられているので、これら３本のアンカーロッド７０により、鏡筒ＰＫは水平方向（ＸＹ方向）への移動を拘束される。
【００３３】
フランジ部１０の下面５０と支持台１２の載置面５１との間には、フランジ部１０を介して支持台１２に加わる鏡筒ＰＫの荷重をキャンセルする荷重キャンセル機構９０が設けられている。この荷重キャンセル機構９０は、フランジ部１０のうち凸部６０が設けられている位置とは異なる位置に設けられており、フランジ部１０の周方向において複数箇所に設けられている。図４などに示すように、本実施形態において荷重キャンセル機構９０はフランジ部１０の周方向のうち凸部６０（スタッドボルト８０）の設置位置を除いてほぼ等間隔で９箇所に設けられている。
【００３４】
図８は荷重キャンセル機構９０を示す断面図であり、図４のＤ−Ｄ矢視図に相当する。
図８に示すように、荷重キャンセル機構９０はフランジ部１０のＺ軸方向に形成された貫通孔（荷重キャンセル機構用貫通孔）１９に配置されている。荷重キャンセル機構９０は、貫通孔１９に配置されＺ軸方向に弾性変形するばね部材９１と、ばね部材９１の上端（一端）側に配置され、貫通孔１９の上部に形成されている雌ネジ溝９２に螺合する雄ネジ部材９３と、雄ネジ部材９３とばね部材９１との間に配置され、ばね部材９１の上端に接続するキャップ部材９４と、ばね部材９１と支持台１２の載置面５１との間に設けられ、ばね部材９１の下端（他端）に接続する当接部材９５とを備えている。すなわち、ばね部材９１の上端は、雄ネジ部材９３及びキャップ部材９４を介してフランジ部１０に固定され、ばね部材９１の下端は、当接部材９５を介して支持台１２の載置面５１に当接している。ここで、当接部材９５の断面形状は下向き凸状であり、貫通孔１９の下部には、当接部材９５の大径部９５Ａに当接可能な段部１９Ａが形成されている。
【００３５】
そして、フランジ部１０が支持台１２に搭載されていない状態においては、当接部材９５の下端部（小径部）９５Ｂがフランジ部１０の下面５０から下方に僅かに突出する。一方、フランジ部１０が支持台１２に搭載された状態においては、当接部材９５は載置面５１に当接しつつばね部材９１を弾性変形させる。この状態において、ばね部材９１は当接部材９５を下方に付勢している。当接部材９５はばね部材９１の下方への付勢力により載置面５１に当接する。
【００３６】
上述した構成を備える鏡筒支持装置Ｓにおいて、環境温度の変化により生じる鏡筒ＰＫと支持台１２との伸縮差は、アンカーロッド７０及びスタッドボルト８０の剛性特性により生じる撓みを利用することにより吸収される。すなわち、図９（ａ）に示す状態にあったアンカーロッド７０は、環境温度変化が生じて鏡筒ＰＫと支持台１２との間に伸縮差が生じると、図９（ｂ）に示すように、フランジ部１０の半径方向に変位する（撓む）。したがって、鏡筒ＰＫと支持台１２との水平方向（フランジ部の半径方向）における伸縮差は、アンカーロッド７０の変位（撓み）、及びスタッドボルト８０の変位（撓み）により吸収される。また、アンカーロッド７０はＺ軸方向へも変位可能であるので、Ｚ軸方向において生じた伸縮差もアンカーロッド７０で吸収される。そして、鏡筒ＰＫのＺ軸方向への移動はスタッドボルト８０により拘束され、水平方向への移動は、３つのアンカーロッド７０により拘束される。すなわち、３つのアンカーロッドが、フランジ部１０の周方向において等間隔に配置され、且つ３つのアンカーロッドの軸方向がフランジ部１０の接線方向と略一致するように配置されているので、３つのアンカーロッドの相乗作用によって、水平方向への移動が拘束される。
【００３７】
以上説明したように、鏡筒ＰＫのフランジ部１０は、支持台１２の載置面５１に対して凸部６０により３点支持される構成であるので、フランジ部１０の下面５０や支持台１２の載置面５１にうねりがある場合でも、このうねりが鏡筒ＰＫに与える影響を抑えることができる。また、支持台１２とフランジ部１０の周縁部１５の複数箇所、本実施形態では３箇所をアンカーロッド７０で接続したので、鏡筒ＰＫの光軸と交差（直交）する方向及びθＺ方向の移動を抑制できる。更に、環境温度変化により鏡筒ＰＫと支持台１２とが異なる量だけ伸縮しても、この伸縮差は、図９（ｂ）に示したように、アンカーロッド７０がフランジ部１０の半径方向へ撓むことで吸収される。したがって、環境温度が変化しても鏡筒ＰＫに内部応力が発生するのを抑えることができ、光学特性の悪化を抑制することができる。また、本発明において、鏡筒ＰＫは３箇所の凸部６０とアンカーロッド７０とで支持されるシンプルな構成であり、大きな設置スペースや複雑な装置構成を必要としない。
【００３８】
スタッドボルト８０を設けたことにより、このスタッドボルト８０の剛性特性により鏡筒ＰＫのＺ軸方向（光軸方向）への移動を抑制できる。また、スタッドボルト８０は、スタッドボルト８０より大きい径を有する貫通孔１７を介して支持台１２に接続されているので、スタッドボルト８０の撓み（変位）により鏡筒ＰＫと支持台１２との水平方向における伸縮差を吸収できる。そして、スタッドボルト８０のそれぞれを凸部６０に対応して設けたので、凸部６０を介してフランジ部１０と支持台１２とを拘束でき、フランジ部１０が支持台１２に対して浮き上がるといった不具合の発生を防止できる。
【００３９】
また、フランジ部１０の周方向に関し、凸部６０の間の中間位置にアンカーロッド７０を接続したので、鏡筒ＰＫの光軸と交差（直交）する方向（ＸＹ方向）や回転方向（θＺ方向）への移動が安定して拘束され、鏡筒支持装置Ｓは鏡筒ＰＫを安定して支持できる。
【００４０】
また、スタッドボルト８０を、フランジ部１０の周方向に関しタブ部１６の間の中間位置、すなわち、フランジ部１０の周縁部１５のアンカーロッド７０の一端部７１との接続位置の間の中間位置に設けたので、スタッドボルト８０による支持位置とアンカーロッド７０による支持位置とがほぼ等間隔で設定されることになる。したがって、鏡筒ＰＫを安定して支持しつつ、鏡筒ＰＫと支持台１２との伸縮差を良好に吸収できる。
【００４１】
アンカーロッド７０の一端部７１とタブ部１６とは、タブ部１６の貫通孔１８より小さい径を有しこの貫通孔１８に挿通するボルト部材７３により接続されているので、このボルト部材７３の軸部７４が貫通孔１８内部において撓むことも可能であり、アンカーロッド７０及びボルト部材７３の変位によって鏡筒ＰＫと支持台１２との伸縮差をより吸収できる。
【００４２】
フランジ部１０は３箇所の凸部６０により支持されているが、この凸部６０と異なる位置、具体的にはフランジ部１０の周方向に関し凸部６０の間の位置に荷重キャンセル機構９０を設けたので、３点支持により支持されているフランジ部１０自体の撓み（歪み）をこの荷重キャンセル機構９０で抑制することができる。そして、この荷重キャンセル機構９０をフランジ部１０の周方向にほぼ等間隔で設けることにより、フランジ部１０の撓みの抑制を効果的に行うことができる。また、鏡筒ＰＫを支持台１２の開口部１４に挿入してフランジ部１０を支持台１２に係合（ドッキング）する際、荷重キャンセル機構９０の当接部材９５が載置面５１に当たることにより、このドッキング時におけるフランジ部１０（及び支持台１２）に作用する偏荷重の発生を抑えることができる。したがって、偏荷重により投影光学系の光学特性が悪化することを防止できる。
【００４３】
なお、上記実施形態において、アンカーロッド７０の一端部７１はフランジ部１０の周方向における凸部６０の間の中間位置に接続されているが、この中間位置に接続されていなくてもよく、例えば、フランジ部１０の周方向における凸部６０近傍に接続された構成でもよい。すなわち、凸部６０とタブ部１６とが近接して設けられた構成でもよい。
【００４４】
また、スタッドボルト８０も、フランジ部１０の周縁部１５とアンカーロッド７０の一端部７１との接続位置の間の中間位置に設けられていなくてもよく、アンカーロッド７０の一端部７１近傍（すなわちタブ部１６近傍）に設けられていてもよい。更に、スタッドボルト８０は凸部６０に対応して設けられていなくてもよく、凸部６０以外の位置に設けられた構成でもよい。
【００４５】
上記実施形態において、アンカーロッド７０は３本設けられた構成であるが、３本に限定されず、３本以上の任意の複数本設ける構成とすることも可能である。また、荷重キャンセル機構９０の設置数も任意に設定可能である。
【００４６】
荷重キャンセル機構９０は、フランジ部１０の周方向に関して等間隔に設けてもよいし、等間隔でなくてもよい。等間隔に設けない場合には、荷重キャンセル機構９０のばね部材９１のばね定数をそれぞれを異なる値に設定し、偏荷重が生じないようにすればよい。
【００４７】
また、上記実施形態において、アンカーロッド７０のそれぞれはフランジ部１０の接線方向に沿って配置されているが、図１０に示すように、フランジ部１０の接線方向に沿って配置されていなくてもよい。すなわち、アンカーロッド７０は鏡筒ＰＫの光軸を中心として放射方向（すなわち接線方向と直交する方向）以外の方向に配置されていればよい。放射方向以外の方向に配置されていることにより、環境温度の変化によって鏡筒ＰＫと支持台１２との間に伸縮差が生じても、アンカーロッド７０のそれぞれが撓んで前記伸縮差を吸収することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態の感光基板Ｐとしては、半導体デバイス用の半導体ウエハのみならず、液晶ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００４９】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置の他に、マスクＭと感光基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、感光基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置にも適用することができる。
【００５０】
露光装置ＥＸの種類としては、ウエハに半導体デバイスパターンを露光する半導体デバイス製造用の露光装置に限られず、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶表示素子製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００５１】
上記実施形態のように基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータを用いる場合においてエアベアリングを用いたエア浮上型に限られず、ローレンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上型を用いてもよい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【００５２】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。また、マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【００５３】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度及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。
【００５４】
半導体デバイスは、図１１に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、鏡筒のフランジ部を支持台の対向面に対して支持部により３点支持するとともに、フランジ部の周縁部の複数箇所と支持台とを第１棒部材で接続したので、環境温度変化により鏡筒と支持台とに伸縮差が生じても、この伸縮差を第１棒部材の変位により吸収できる。したがって、鏡筒に対する内部応力の発生が抑えられ、光学特性の悪化を抑制できるので、投影光学系を用いて精度良い露光処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鏡筒支持装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の鏡筒支持装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】鏡筒支持装置の要部拡大側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】第２棒部材を示す図であって図４のＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】タブ部近傍の断面図である。
【図８】荷重キャンセル機構を示す図であって図４のＤ−Ｄ矢視図である。
【図９】鏡筒と支持台との伸縮差により第１棒部材が変位する様子を示す図である。
【図１０】本発明の鏡筒支持装置の他の実施形態を示す図である。
【図１１】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１０　　フランジ部
１２　　支持台
１５　　周縁部
１６　　タブ部
１７　　（第２棒部材用）貫通孔
１８　　（タブ部）貫通孔
５０　下面（被支持面）
５１　　載置面（対向面）
６０　　凸部（支持部）
７０　　アンカーロッド（第１棒部材）
７１　　一端部
７２　　他端部
７３　　ボルト部材
８０　　スタッドボルト（第２棒部材）
９０　　荷重キャンセル機構
９１　　ばね部材
ＥＸ　　露光装置
Ｐ　　感光基板（基板）
ＰＫ　　鏡筒
ＰＬ　　投影光学系
Ｓ　　鏡筒支持装置

Claims

フランジ部を有する鏡筒を支持する鏡筒支持装置において、
前記フランジ部の被支持面に対向する対向面を有する支持台と、
前記フランジ部の周方向に関し、前記フランジ部の被支持面と前記対向面との間の３箇所に設けられ、前記フランジ部を支持する支持部と、
前記フランジ部の周縁部の複数箇所にそれぞれ設けられ、一端部を前記フランジ部の周縁部に接続し他端部を前記支持台に接続した複数の第１棒部材とを備えることを特徴とする鏡筒支持装置。
前記支持部は、前記フランジ部の被支持面に設けられ前記対向面に接する凸部であることを特徴とする請求項１記載の鏡筒支持装置。
前記複数の第１棒部材は前記フランジ部の周縁部に略等間隔で３箇所に設けられ、前記第１棒部材の一端部は前記フランジ部の前記周方向における前記支持部の間の略中間位置に接続していることを特徴とする請求項１又は２記載の鏡筒支持装置。
前記第１棒部材のそれぞれは、前記フランジ部の半径方向に変位可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の鏡筒支持装置。
前記フランジ部は該フランジ部の周縁部より突出するタブ部を有し、前記タブ部は前記フランジ部のほぼ接線方向に沿って形成された貫通孔を有し、前記第１棒部材の一端は、前記貫通孔より小さい径を有し該貫通孔に挿通するボルト部材により前記タブ部と接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の鏡筒支持装置。
前記フランジ部は、前記鏡筒の光軸方向と略平行な方向に形成された貫通孔を有し、
前記貫通孔の径より小さい径を有し、且つ前記貫通孔を介して一端部が前記支持台に接続され、且つ、他端部が前記フランジ部に接続される複数の第２棒部材を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の鏡筒支持装置。
前記第２棒部材は、前記フランジ部の周方向に関し、前記フランジ部の周縁部の前記第１棒部材の一端部との接続位置の間の略中間位置に設けられていることを特徴とする請求項６記載の鏡筒支持装置。
前記第２棒部材のそれぞれは前記支持部に対応して設けられていることを特徴とする請求項６又は７記載の鏡筒支持装置。
前記フランジ部の被支持面と前記支持台の対向面との間で、且つ前記支持部とは異なる位置で、前記フランジ部を介して前記支持台に加わる前記鏡筒の荷重をキャンセルする荷重キャンセル機構を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の鏡筒支持装置。
前記荷重キャンセル機構のそれぞれは前記周方向に略等間隔で設けられていることを特徴とする請求項９記載の鏡筒支持装置。
前記荷重キャンセル機構は、一端を前記フランジ部に固定し他端を前記対向面に当接するばね部材であることを特徴とする請求項９又は１０記載の鏡筒支持装置。
露光光により投影光学系を介してパターンを基板に投影する露光装置において、
フランジ部を有し前記投影光学系を構成する光学素子を保持する鏡筒と、前記鏡筒を支持する鏡筒支持装置とを備え、
前記鏡筒支持装置は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項記載の鏡筒支持装置からなることを特徴とする露光装置。
請求項１２記載の露光装置を用いてデバイスのパターンを転写する工程を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。