JP2004165416A - Aligner and building - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control vibration from an installation floor without inducing cost increase to the production factory. <P>SOLUTION: The main unit SP of an aligner for exposing a pattern is installed in an installation part B. It is provided with a first supporting device BP that is provided between the main unit SP and the installation part B and supports at least a part of the main unit SP, and a second supporting device PM that is provided between the first supporting device BP and the installation part B and controls vibration generating on the installation part B. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターンを露光する露光装置本体が床等の設置部上に設けられる露光装置及びこの露光装置が設置される建屋に関し、特に半導体集積回路や液晶ディスプレイ等のデバイスを製造する際に、リソグラフィ工程で用いて好適な露光装置及び建屋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体デバイスの製造工程の１つであるリソグラフィ工程においては、マスク又はレチクル（以下、レチクルと称する）に形成された回路パターンをレジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に転写する種々の露光装置が用いられている。
【０００３】
例えば、半導体デバイス用の露光装置としては、近年における集積回路の高集積化に伴うパターンの最小線幅（デバイスルール）の微細化に応じて、レチクルのパターンを投影光学系を用いてウエハ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。
【０００４】
この縮小投影露光装置としては、レチクルのパターンをウエハ上の複数のショット領域（露光領域）に順次転写するステップ・アンド・リピート方式の静止露光型の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパを改良したもので、特開平８−１６６０４３号公報等に開示されるようなレチクルとウエハとを一次元方向に同期移動してレチクルパターンをウエハ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）が知られている。
【０００５】
これらの縮小投影露光装置においては、例えば特許文献１に示されるように、設置部である床面に先ず装置の基準になるベースプレートが設置され、その上に床振動を遮断するための防振台を介してレチクルステージ、ウエハステージおよび投影光学系（投影レンズ）等を支持する本体コラムが載置されたものが多く用いられている。最近のステージ装置では、前記防振台として、内圧が制御可能なエアマウントやボイスコイルモータ等のアクチュエータ（推力付与装置）を備え、本体コラム（メインフレーム）に取り付けられた、例えば６個の加速度計の計測値に基づいて前記ボイスコイルモータ等の推力を制御することにより本体コラムの振動を制御するアクティブ防振台が採用されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５１３７９号公報（第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。従来では、上記の露光装置が設置される建屋の設置床に対しては、暗振動や剛性等を仕様として規定していた。ところが近年では、設置床に対して露光装置を３点で支持することが検討されており、支持部の剛性を上げることが困難になりつつある。
【０００８】
また、パターンの微細化対応等、将来の装置構成を考えた場合、設置床からの振動の影響を低減するために、露光装置を支持する箇所、いわゆるペデスタル部の構成・性能に関しても更に厳しい振動仕様を要求しなければならない状況になりつつある。このように、ペデスタル部に厳しい振動仕様を要求することは、露光装置を設置する生産工場そのもののコストアップに直結するため、振動仕様を厳しくすることは容易ではない。
【０００９】
一方、露光装置が設置される建屋においては、複数の梁が架設されており、これらの梁により、露光装置本体や当該露光装置本体に露光光を導く照明光学装置、露光装置本体との間でレチクルやウエハを搬送するローダー等、複数の装置が支持される。ところが、従来の建屋では、これら装置の構成・仕様がほとんど考慮されずに梁が架設されるため、従来とは異なる構成の装置を設置する場合に対応が困難であるという問題があった。例えば、互いに連結されたり、基板の受け渡しが行われる２つの装置の中、一方の装置構成のみが従来と異なる高さに変更された場合、両者の高さを調整する必要が生じ、装置の設置に係る作業が増加するという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、生産工場側にコストアップを招くことなく設置床からの振動を制振できる露光装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、複数の装置を設置する場合でも、装置の構成・仕様に容易に対応できる建屋を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図１１に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置は、パターンを露光する露光装置本体（ＳＰ）が設置部（Ｂ）上に設けられる露光装置（１）であって、露光装置本体（ＳＰ）と設置部（Ｂ）との間に設けられ露光装置本体（ＳＰ）の少なくとも一部を支持する第１支持装置（ＢＰ）と、第１支持装置（ＢＰ）と設置部（Ｂ）との間に設けられ、設置部（Ｂ）からの振動を制振する第２支持装置（ＰＭ）と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明の露光装置では、第１支持装置（ＢＰ）を介して露光装置本体（ＳＰ）を支持する第２支持装置（ＰＭ）が設置部（Ｂ）からの振動を制振するので、生産工場の建屋に対して厳しい振動仕様を要求する必要がなくなる。換言すると、従来では、建屋が負担していた振動仕様を露光装置（１）側で負担することになり、生産工場側に振動仕様に係るコストアップが生じることを防止できる。
【００１３】
また、本発明の建屋は、複数の梁（Ｂ１、Ｂ２）が架設され、複数の梁（Ｂ１、Ｂ２）に複数の装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）が支持される建屋であって、装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）に応じて梁（Ｂ１、Ｂ２）が異なる高さで配置されることを特徴とするものである。
【００１４】
従って、本発明の建屋では、梁（Ｂ１、Ｂ２）に複数の装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）を支持させて設置する際にも、各装置に応じて梁（Ｂ１、Ｂ２）の高さが配置されているため、複数の装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）を連結する場合や、装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）間で基板（Ｒ、Ｗ）の受け渡しを行う場合でも、装置（ＳＰ、ＩＵ、１０）間で大きな高さ調整を実施する必要がなくなり、装置の設置作業を簡素化できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置及び建屋の実施の形態を、図１ないし図１１を参照して説明する。
ここでは、例えば露光装置として、レチクルとウエハとを同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、スキャニング・ステッパを使用する場合の例を用いて説明する。
【００１６】
図１に示す露光装置１は、レチクル（マスク）Ｒのパターンをウエハ（基板）Ｗに露光する露光装置本体ＳＰと、設置部としての梁Ｂと露光装置本体ＳＰとの間に設けられ露光装置本体ＳＰを支持するベースプレート（第１支持装置）ＢＰと、ベースプレートＢＰと梁Ｂとの間に設けられ、ベースプレートＢＰを介して露光装置本体ＳＰを支持するペデスタルモジュール（第２支持装置）ＰＭと、露光装置本体ＳＰと分離して設けられ、露光装置本体ＳＰに光源ＬＳ（図９参照）からの露光用照明光（露光光）を導き、レチクルＲ上の矩形状（あるいは円弧状）の照明領域を均一な照度で照明する照明光学モジュールＩＭ（図９参照）とを主体として構成されている。
【００１７】
なお、本実施の形態では、後述する投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ方向とし、このＺ方向と直交する方向でレチクルＲとウエハＷの同期移動方向（図１中、紙面と直交する方向）をＹ方向とし、非同期移動方向（図１中、左右方向）をＸ方向として説明する。また、それぞれの軸周りの回転方向をθＺ、θＹ、θＸとして説明する。
【００１８】
ペデスタルモジュールＰＭは、ベースプレートＢＰを載置する台座部としてのペデスタル部１２と、設置建屋の梁Ｂ上でペデスタル部１２を支持する防振台１３とから概略構成されている。ペデスタル部１２は、振動に対する構造減衰が比較的大きい鉄筋コンクリートや、高剛性の鉄系の金属材料（例えばＳＵＳ）で構成することができるが、ベースプレートＢＰとの締結固定及び振動減衰を考慮して、鉄筋コンクリートと金属材とを組み合わせた複合材を用いることも可能である。
【００１９】
防振台１３は、三角形の頂点をなす３点でペデスタル部１２を支持しており、図２に一例として示すように、内圧が調整可能なエアマウント（気体室）１３ａとペデスタル部１２に対してＺ方向に推力を付与するボイスコイルモータ（駆動装置）１３ｂとがペデスタル部１２の下方で、且つ梁Ｂ上に直列に配置された構成にそれぞれなっている。また、ペデスタル部１２には、Ｚ方向の振動を計測する複数（例えば３つ）の加速度計１２ａ（図３参照）が設けられており、その計測結果は後述する主制御装置（制御装置）７０に出力される。さらに、ペデスタル部１２には、ＸＹ面内方向の振動を計測する３つの振動センサ（例えば加速度計）がそれぞれ取り付けられている。これらの振動センサのうち２つは、ペデスタル部１２の例えばＹ方向の振動を計測し、残りの振動センサはＸ方向の振動を計測するものである（以下、便宜上これらの振動センサを振動センサ群１２ｂと称する；図３参照）。そして、これらの加速度計１２ａ、振動センサ群１２ｂの計測値に基づいて、主制御装置７０がペデスタル部１２の６自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺ）の振動をそれぞれ求め、エアマウント１３ａの内圧と駆動装置１３ｂの出力とを制御することで、梁Ｂを介してペデスタル部１２（ひいては露光装置本体ＳＰ）に伝わる微振動がマイクロＧレベル（Ｇは重力加速度）で絶縁されるようになっている（詳細については後述する）。
【００２０】
さらに、ペデスタル部１２には、梁Ｂを基準としてＺ方向の位置を検出する位置センサ１２ｃ（図３参照）、及び対地姿勢を検出するための傾斜センサ（例えば加速度計）１４が設けられている。また、ペデスタル部１２には、ペデスタル部１２の機械共振（特に高周波機械共振）を減衰させるための減衰装置２６（図１参照）が設けられている。この減衰装置２６は、連成装置であるマスダンパ２７及び歪装置であるピエゾダンパ２８から構成されている。
【００２１】
マスダンパ２７は、ペデスタル部１２の振動によって連成振動するものであって、ソルボ繊維等の粘性減衰係数が比較的大きいゴム材やコイルバネ等で形成された弾性体２７ａと、例えばタングステンや鉛等の比較的比重の大きい金属で形成され弾性体２７ａに連結された質量体２７ｂとから構成されている。このマスダンパ２７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に関する自由度を有することで各自由度方向に振動を減衰させる機能を有しており、ペデスタル部１２が振動したときの、振動の腹となる箇所近傍に配置されるように、その数、位置が設定されている（図１では、一次モードの振動が生じる場合を例示）。
【００２２】
また、質量体２７ｂの質量は、ペデスタル部１２の振動モードに対応するモード質量に基づいて設定されている。具体的には、ペデスタル部１２のモード質量の５％〜１０％を選択することで効果的な減衰が得られることが振動工学的に知られており、ここではモード質量の１０％に設定されている。そして、本実施の形態では、例えばタングステンや鉛などのような比重の大きな材質を用いることで、質量体２７ｂの小型化を実現している。また、弾性体２７ａおよび質量体２７ｂを合わせたマスダンパ２７の振動系としての固有振動数は、ペデスタル部１２の固有振動数とほぼ一致するように設定されている。
【００２３】
ピエゾダンパ２８は、例えばペデスタル部１２の側面に貼設された圧電素子であるピエゾ素子２８ａと、このピエゾ素子２８ａの駆動を制御する主制御装置７０（図３参照）とから概略構成される。ピエゾ素子２８ａは、例えば二枚の板状の素子本体が互いに貼り合わされたいわゆるバイモルフ型を用いることができる。主制御装置７０は、上記加速度計１２ａ、振動センサ群１２ｂが検出したペデスタル部１２の振動に応じて、この振動をキャンセル（相殺）するようにピエゾ素子２８ａを歪ませるための駆動信号を発して、いわゆるアクティブ制振を行う。さらに、主制御装置７０には、ペデスタル部１２の振動特性を記憶する記憶装置７６が付設されており、主制御装置７０はこの記憶装置７６に記憶されたデータに基づいてピエゾ素子２８ａに駆動信号を出力する機能も有している。
【００２４】
次に、露光装置本体ＳＰについて説明する。
露光装置本体ＳＰは、個別に運搬可能、且つ設置可能なウエハステージモジュール（以下、ウエハモジュールと称する）ＷＭ、投影光学系ＰＬを有する投影レンズモジュールＬＭ、レチクルステージモジュール（以下、レチクルモジュールと称する）ＲＭとから概略構成されている。
【００２５】
ウエハモジュールＷＭは、ベースプレートＢＰ上に設置された支持キャスタ７、ウエハステージ５、このウエハステージ５をＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持するウエハ定盤６、図４に示すように、ウエハステージ５をＸ方向に相対移動自在に支持するＸガイドバーＸＧ、ＸガイドバーＸＧをＹ方向に駆動するリニアモータ３３、３３を主体に構成されている。ＸガイドバーＸＧのうちウエハ定盤６と対向する対向部ＸＧ１には、非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド；不図示）が固定されており、これらのエアベアリングによってウエハステージ５がウエハ定盤６上に、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。
【００２６】
図３は、支持キャスタ７の外観斜視図である。
支持キャスタ７は、例えば鋳造による鋳物として、枠部７ａ及び脚部７ｂからなる炬燵状に形成されたものであり、枠部７ａ及び脚部７ｂには軽量化を図るための肉抜き部が強度低下を招かない範囲でそれぞれ複数形成されている。そして、これら脚部７ｂに囲まれた空間に上記ウエハステージ５、ウエハ定盤６、ＸガイドバーＸＧ、リニアモータ３３、３３等が配設される。また、枠部７ａには、投影光学系ＰＬが貫通する貫通孔７ｃが形成されている。なお、支持キャスタ７の材料としては、上述したインバーや、ねずみ鋳鉄（ＦＣ）、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ）等の鋳鉄、ステンレス等を用いることができる。
【００２７】
ウエハ定盤６は、ベースプレートＢＰの上方に三角形の頂点に配置された支持マウント２９（なお、紙面奥側の支持マウントについては図示せず）を介してほぼ水平に支持されている。支持マウント２９は、ここではコイルバネ等のパッシブな部材で構成されており、ベースプレートＢＰからウエハステージ５に伝わる振動の中、高周波成分の振動が伝わることを防ぐ構成となっている。
【００２８】
なお、図１及び図４では図示を省略しているが、ウエハステージ５の上面にはウエハＷを真空吸着等の保持手段で保持し、且つ上記Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＺ、θＹ、θＸの各方向（６自由度）に関して制御可能なウエハテーブルが搭載されている。ウエハステージ５のＸ方向の位置は、投影光学系ＰＬを基準として、ウエハステージ５の一部に固定された移動鏡４３の位置変化を計測するレーザ干渉計４０Ｘ（図３参照）によって所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。なお、上記移動鏡４３、レーザ干渉計４０とほぼ直交するように配置されたレーザ干渉計４０Ｙ（図３参照）および移動鏡４８（図４参照）によってウエハステージ５のＹ方向の位置が計測される。なお、これらレーザ干渉計４０Ｘ、４０Ｙの中、少なくとも一方は、測長軸を２軸以上有する多軸干渉計であり、これらレーザ干渉計４０Ｘ、４０Ｙの計測値に基づいてウエハステージ５（ひいてはウエハＷ）のＸＹ位置のみならず、θ回転量あるいはこれらに加え、レベリング量をも求めることができるようになっている。
【００２９】
ＸガイドバーＸＧは、Ｘ方向に沿った長尺形状を呈しており、その長さ方向両端には電機子ユニットからなる可動子３６、３６（図４では１つのみ図示）がそれぞれ設けられている。これらの可動子３６，３６に対応する磁石ユニットを有する固定子３７，３７は、ベースプレートＢＰに突設されたサイド定盤３２、３２上にエアパッド５４を介して設けられている。そして、これら可動子３６および固定子３７によってムービングコイル型のリニアモータ３３、３３が構成されており、可動子３６が固定子３７との間の電磁気的相互作用により駆動されることで、ＸガイドバーＸＧはＹ方向に移動するとともに、リニアモータ３３、３３の駆動を調整することでθＺ方向に回転移動する。
【００３０】
すなわち、このリニアモータ３３によってＸガイドバーＸＧとほぼ一体的にウエハステージ５（およびウエハテーブル、以下単にウエハステージ５と称する）がＹ方向およびθＺ方向に駆動されるようになっている。なお、ウエハステージ５は、Ｙ方向の移動にはガイド部材を有さないガイドレスステージとなっているが、ウエハステージ５のＸ方向の移動に関しても適宜ガイドレスステージとすることができる。
【００３１】
固定子３７、３７は、ウエハ定盤６のＸ方向両側にウエハ定盤６とは（振動的に）独立して設けられたサイド定盤３２、３２上に、Ｙ方向へのガイド機構を有するエアパッド５４を介してそれぞれＹ方向に移動自在にそれぞれ浮揚支持されている。このため、ウエハステージ５の例えば＋Ｙ方向の移動に応じて、固定子３７は、運動量保存の法則により−Ｙ方向に移動する。換言すると、固定子３７は、カウンタマスとして機能しており、その移動によりウエハステージ５の移動に伴う反力を相殺するとともに、ベースプレートＢＰに対して重心位置の変化を防ぐことができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、支持マウント２９として、例えば空気バネよりも高剛性なコイルバネを使用することで、相対変位する固定子３７と可動子３６との間のクリアランスを小さくすることができるため、装置の小型化に寄与できる。
【００３３】
ウエハステージ５は、ＸガイドバーＸＧとの間にＺ方向に所定量のギャップを維持する磁石およびアクチュエータからなる磁気ガイドを介して、ＸガイドバーＸＧにＸ方向に相対移動自在に非接触で支持・保持されている。また、ウエハステージ５は、ＸガイドバーＸＧに埋設された固定子３５ａを有するＸリニアモータ３５による電磁気的相互作用によりＸ方向に駆動される。なお、Ｘリニアモータの可動子は図示していないが、ウエハステージ５に一体的に取り付けられている。
【００３４】
また、図６に示すように、ＸガイドバーＸＧの−Ｘ方向側には、ボイスコイルモータ３４の可動子３４ａが取り付けられている。ボイスコイルモータ３４は、Ｘリニアモータ３５の固定子としてのＸガイドバーＸＧと、ベースプレートＢＰに立設された支持フレーム（リアクションフレーム）８との間に介装されており、その固定子３４ｂは支持フレーム８に設けられている。なお、図面の複雑化を避けるために、支持フレーム８は図１、図４では省略されている。このため、ウエハステージ５をＸ方向に駆動する際の反力は、ボイスコイルモータ３４により支持フレーム８に伝達され、さらに支持フレーム８を介してベースプレートＢＰに伝達されることで、ウエハ定盤６に振動が伝わることを防げる。なお、実際にはボイスコイルモータ３４は、リニアモータ３３を挟んだＺ方向両側に配置されているが、図４では便宜上＋Ｚ側のボイスコイルモータ３４のみ図示している。なお、ウエハステージ５をＸ方向に駆動する際の反力も、上記Ｙ方向と同様に、ウエハステージ５の駆動により移動するカウンタマスを設ける構成としてもよい。
【００３５】
なお、固定子３７には、ウエハステージ５の移動時の運動量に基づいて当該固定子の運動量を補正するトリムモータ（不図示）が備えられている。このトリムモータは、例えば固定子３７のＹ側端部にＹ方向に沿って延設された円柱状の移動子と、移動子をＹ方向に駆動する固定子とからなるシャフトモータで構成される。そして、図７に示すように、ウエハステージ５がＸ方向及びＹ方向の双方に移動する場合や、ＸガイドバーＸＧの中央部から偏心した位置から移動する場合に左右の固定子３７が、その推力配分によってそれぞれ異なる変位が生じたり、可動子３６と固定子３７とのカップリングにより、これらが相対移動した際に元の位置に止まろうとする力が作用した場合は、固定子３７が移動すべき位置とは異なる位置に移動する。そのため、ウエハステージ５の移動時の運動量に基づいてトリムモータを駆動することで、固定子３７が所定の位置に到達するようにその移動量（運動量）を補正することができる構成になっている。
【００３６】
投影レンズモジュールＬＭは、投影光学系ＰＬと、この投影光学系ＰＬを支持するメインコラム９と、支持キャスタ７上でメインコラム９を支持する防振台２４とから概略構成されている。投影光学系ＰＬとして、ここでは物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や蛍石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）からなる１／４（または１／５）縮小倍率の屈折光学系が使用されている。このため、レチクルＲに照明光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターンのうち、照明光で照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像が投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうち、１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００３７】
投影光学系ＰＬの鏡筒部の外周には、該鏡筒部に一体化されたフランジ２３が設けられている。そして、投影光学系ＰＬは、防振台２４によりほぼ水平に支持されたメインコラム９に、光軸方向をＺ方向として上方から挿入されるとともに、フランジ２３が係合している。なお、メインコラム９の材質としては、上述した鋳物や、後述するインバー、高剛性・低熱膨張のセラミックス材を用いてもよい。
【００３８】
フランジ２３の素材としては、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）が用いられている。このフランジ２３は、投影光学系ＰＬをメインコラム９に対して点と面とＶ溝とを介して３点で支持する、いわゆるキネマティック支持マウントを構成している。このようなキネマティック支持構造を採用すると、投影光学系ＰＬのメインコラム９に対する組み付けが容易で、しかも組み付け後のメインコラム９および投影光学系ＰＬの振動、温度変化等に起因する応力を最も効果的に軽減できるという利点がある。
【００３９】
防振台２４は、メインコラム９の各コーナーに配置され（なお、紙面奥側の防振ユニットについては図示せず）、図２に示した防振台１３と同様に、内圧が調整可能なエアマウント２４ａとメインコラム９に対してＺ方向に推力を付与するボイスコイルモータ２４ｂとが支持キャスタ７上に直列に配置された構成になっている。これら防振台２４によって、ベースプレートＢＰおよび支持キャスタ７を介してメインコラム９（ひいては投影光学系ＰＬ）に伝わる微振動がマイクロＧレベル（Ｇは重力加速度）で絶縁されるようになっている。なお、これら防振台２４は、支持キャスタ７を基準として位置決めされる。
【００４０】
このメインコラム９上には、Ｚ方向の振動を計測する複数（例えば３つ）の加速度計９ａ（図３参照）が振動検出装置として設けられている。加速度計の計測結果はウエハステージ５の駆動制御装置としての主制御装置７０に出力される（図３参照）。主制御装置７０は、加速度計の出力に基づき防振台２４を駆動することで投影光学系ＰＬに対する振動を制御する。
【００４１】
レチクルモジュールＲＭは、レチクルステージ２と、レチクルステージ２をＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持するレチクル定盤３と、支持キャスタ７上に立設された定盤支持部４上でレチクル定盤３を支持する防振台１１とから概略構成されている。レチクル定盤３の材料としては、金属やセラミックスを用いることができる。防振台１１は、図２に示した防振台１３、２４と同様に、内圧が調整可能なエアマウント１１ａとレチクル定盤３に対してＺ方向に推力を付与するボイスコイルモータ１１ｂとが定盤支持部４上に直列に配置された構成になっている。これら防振台１１によって、ベースプレートＢＰおよび支持キャスタ７を介してレチクル定盤３に伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている（Ｇは重力加速度）。
【００４２】
レチクル定盤３上には、レチクルステージ２が該レチクル定盤３に沿って２次元的に移動可能に支持されている。レチクルステージ２の底面には、非接触ベアリングとして複数のエアベアリング（エアパッド；不図示）が固定されており、これらのエアベアリングによってレチクルステージ２がレチクル定盤３上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。また、このレチクル定盤３上には、Ｚ方向の振動を計測する複数（例えば３つ）の加速度計３ａ（図３参照）が設けられている。加速度計の計測結果は後述する主制御装置７０に出力される（図９参照）。主制御装置７０は、加速度計の出力に基づき防振台１１を駆動することでレチクルステージ２に対する振動を制御する。
【００４３】
レチクルステージ２について詳述すると、図８に示すように、レチクルステージ２は、レチクル定盤３上を一対のＹリニアモータ１５、１５によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるレチクル粗動ステージ１６と、このレチクル粗動ステージ１６上を一対のＸボイスコイルモータ１７Ｘと一対のＹボイスコイルモータ１７ＹとによってＸ、Ｙ、θＺ方向に微小駆動されるレチクル微動ステージ１８とを備えた構成になっている（なお、図１では、これらを１つのステージとして図示している）。
【００４４】
各Ｙリニアモータ１５は、レチクル定盤３上に非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド）１９によって浮上支持されＹ軸方向に延びる固定子２０と、この固定子２０に対応して設けられ、連結部材２２を介してレチクル粗動ステージ１６に固定された可動子２１とから構成されている。このため、運動量保存の法則により、レチクル粗動ステージ１６の＋Ｙ方向の移動に応じて、固定子２０は−Ｙ方向に移動する。この固定子２０の移動によりレチクル粗動ステージ１６の移動に伴う反力を相殺するとともに、重心位置の変化を防ぐことができる。
【００４５】
なお、固定子２０は、レチクル定盤３上に代えて、ベースプレートＢＰや定盤支持部４に固定する構成としてもよい。固定子２０をベースプレートＢＰや定盤支持部４に固定する場合には、エアベアリング１９を省略し、レチクル粗動ステージ１６の移動により固定子２０に作用する反力をベースプレートＢＰに逃がしてもよいし、前述の運動量保存の法則を用いてもよい。
【００４６】
レチクル粗動ステージ１６は、レチクル定盤３の中央部に形成された上部突出部３ｂの上面に固定されＹ軸方向に延びる一対のＹガイド５１、５１によってＹ軸方向に案内されるようになっている。また、レチクル粗動ステージ１６は、これらＹガイド５１、５１に対して不図示のエアベアリングによって非接触で支持されている。
【００４７】
レチクル微動ステージ１８には、不図示のバキュームチャックを介してレチクルＲが吸着保持されるようになっている。レチクル微動ステージ１８の−Ｙ方向の端部には、コーナキューブからなる一対のＹ移動鏡５２ａ、５２ｂが固定され、また、レチクル微動ステージ１８の＋Ｘ方向の端部には、Ｙ軸方向に延びる平面ミラーからなるＸ移動鏡５３が固定されている。そして、これら移動鏡５２ａ、５２ｂ、５３に対して測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計４１（図３参照）が各移動鏡の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒上端に固定された不図示の参照鏡とに向けてそれぞれ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、移動鏡と参照鏡との相対変位を計測することにより、レチクルステージ２（ひいてはレチクルＲ）のＸ、Ｙ、θＺ（Ｚ軸回りの回転）方向の位置が所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。なお、レチクル微動ステージ１８の材質としては、高剛性、且つ低熱膨張率の材料が好ましく、金属やコージェライトまたはＳｉＣからなるセラミックスを用いることができる。
【００４８】
また、上述したように、レチクル定盤３、メインコラム９には、それぞれ各部材のＺ方向の振動を計測する３つの加速度計３ａ、９ａが取り付けられているが、さらに、各部材にはＸＹ面内方向の振動を計測する３つの振動センサ（例えば加速度計）がそれぞれ取り付けられている。これらの振動センサのうち２つは、各定盤のＹ方向の振動を計測し、残りの振動センサはＸ方向の振動を計測するものである（以下、便宜上これらの振動センサをそれぞれ振動センサ群３ｂ、９ｂと称する；図３参照）。そして、これらの加速度計３ａ、９ａ、振動センサ群３ｂ、９ｂの計測値に基づいて、主制御装置７０がレチクル定盤３、メインコラム９の６自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺ）の振動をそれぞれ求めることができる構成になっている。
【００４９】
続いて、図９を参照して露光装置本体ＳＰ（及びペデスタルモジュールＰＭ）に隣設される照明光学モジュールＩＭ、露光装置本体ＳＰとの間でレチクルＲ、ウエハＷを搬送するローダモジュール１０、及びこれらモジュールの設置状態について説明する。
【００５０】
照明光学モジュールＩＭは、建屋の梁Ｂ上に設けられたペデスタル部６１に設置された位置調整装置６２と、露光装置本体ＳＰに光源ＬＳからの露光光を導く照明光学系（照明光学装置）ＩＵと、照明光学系ＩＵと露光装置本体ＳＰとの相対位置関係を検出する変位センサ（位置検出装置）６３とから構成されており、さらに照明光学系ＩＵは、位置調整装置６２上に載置された第１照明光学系ＩＵ１と、第１照明光学系ＩＵ１上に設けられた第２照明光学系ＩＵ２との２部分から構成されている。
【００５１】
光源ＬＳとしては、ここでは波長１９２〜１９４ｎｍの間で酸素の吸収帯を避けるように狭帯化されたパルス紫外光を出力するＡｒＦエキシマレーザ光源が用いられている。光源には、不図示の光源制御装置が併設されており、この光源制御装置では、射出されるパルス紫外光の発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御、レーザチャンバ内のガスの制御等を行うようになっている。なお、光源として、波長２４８ｎｍのパルス紫外光を出力するＫｒＦエキシマレーザ光源あるいは波長１５７ｎｍのパルス紫外光を出力するＦ２レーザ光源等用いても良い。また、光源をクリーンルームよりクリーン度が低い別の部屋（サービスルーム）、あるいはクリーンルームの床下に設けられるユーティリティスペースに設置しても構わない。また、光源は、ビームマッチングユニットの一端（入射端）に接続されており、このビームマッチングユニットの他端（出射端）は、照明光学系ＩＵの第１照明光学系ＩＵ１に接続されている。ビームマッチングユニット内には、リレー光学系や複数の可動反射鏡等（いずれも不図示）が設けられており、これらの可動反射鏡等を用いて光源から入射する狭帯化されたパルス紫外光（ＡｒＦエキシマレーザ光）の光路を第１照明光学系ＩＵ１との間で位置的にマッチングさせている。
【００５２】
第１照明光学系ＩＵ１は、所定の位置関係で配置されたミラー、可変減光器、ビーム成形光学系、オプティカルインテグレータ、集光光学系、振動ミラー、照明系開口絞り板、ビームスプリッタ、リレーレンズ系、及びレチクルブラインド機構を構成する可動視野絞りとしての可動レチクルブラインド（照明領域設定装置）等を備えている。光源からのパルス紫外光がビームマッチングユニット及びリレー光学系を介して第１照明光学系ＩＵ１内に入射すると、このパルス紫外光は、可変減光器のＮＤフィルタにより所定のピーク強度に調整された後、ビーム整形光学系により、オプティカルインテグレータに効率よく入射するようにその断面形状が整形される。次いで、このパルス紫外光がオプティカルインテグレータに入射すると、射出端側に面光源、すなわち多数の光源像（点光源）から成る２次光源が形成される。これらの多数の点光源の各々から発散するパルス紫外光は、照明系開口絞り板上のいずれかの開口絞りを通過した後、露光光として可動レチクルブラインドに到達する。この可動レチクルブラインドは、不要な部分の露光を防止するため、走査露光の開始時及び終了時に可動ブレードにより後述するように固定レチクルブラインドによって規定されるレチクルＲ上の照明領域を更に制限するために用いられるものである。
【００５３】
第２照明光学系ＩＵ２は、照明系ハウジング内に所定の位置関係で収納された固定レチクルブラインド、レンズ、ミラー、リレーレンズ系、メインコンデンサレンズ等（いずれも不図示）を備えている。固定レチクルブラインドは、照明系ハウジングの入射端近傍のレチクルＲのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置され、レチクルＲ上の照明領域を規定する所定形状の開口部が形成されている。この固定レチクルブラインドの開口部は、投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で走査露光時のレチクルＲの移動方向（Ｙ軸方向）と直交したＸ軸方向に直線的に伸びたスリット状又は矩形状に形成される。可動レチクルブラインドの開口部を通過したパルス紫外光は、固定レチクルブラインドの開口部を一様な強度分布で照明する。固定レチクルブラインドの開口部を通ったパルス紫外光は、レンズ、ミラー、リレーレンズ系、主コンデンサレンズ系を経て、レチクルステージ２上に保持されたレチクルＲ上の所定の照明領域（Ｘ軸方向に直線的に伸びたスリット状又は矩形状の照明領域）を均一な照度分布で照明する。
【００５４】
なお、第１照明光学系ＩＵ１と第２照明光学系ＩＵ２とを強固に接合すると、可動レチクルブラインドの駆動に起因して露光動作中に第１照明光学系ＩＵ１に生じる振動が第２照明光学系ＩＵ２にそのまま伝達されることとなって、好ましくない。このため、本実施形態では、第１照明光学系ＩＵ１と第２照明光学系ＩＵ２との間は、両者の相対変位を可能にし、かつその内部を外気に対して気密状態にすることが可能な伸縮自在の蛇腹状部材を介して接合されている。
【００５５】
図１０は、第１照明光学系ＩＵ１の底部付近を示す拡大図である。
位置調整装置６２は、第１照明光学系ＩＵ１の底部（その４隅）に配設されたエアマウント７４Ａ〜７４Ｄ、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）７３Ａ〜７３Ｄ、７２Ａ〜７２Ｄを有している。第１照明光学系ＩＵ１はこれらエアマウント７４Ａ〜７４ＤおよびＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄによって支持される。電磁弁ＥＶは、３つの独立作動可能な電磁弁ユニットＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３などで構成される。エアマウント７４Ｂおよび７４Ｄは電磁弁ユニットＥＶ２と、エアマウント７４Ａは電磁弁ユニットＥＶ１と、そしてエアマウント７４Ｄは電磁弁ユニットＥＶ３とパイプで接続される。電磁弁ＥＶは空圧源ＰＡとパイプで接続される。また、電磁弁ユニットＥＶ１〜ＥＶ３と主制御装置７０とは電気的に接続されており、主制御装置７０によってその開閉が独立して制御される。これにより、空圧源ＰＡから供給される圧縮空気をエアマウント７４Ｂおよび７４Ｄ、７４Ａ、そして７４Ｃに独立して送ることができる。
【００５６】
ＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄは主制御装置７０に電気的に接続されており、主制御装置７０からの制御信号に応じてＺ座標軸方向の推力を発生する（図の複雑化を避けるため、図１０において主制御装置７０とＶＣＭ７３Ａ〜７３との間における結線の図示は省略する）。第１照明光学系ＩＵ１は、主制御装置７０により上述のエアマウント７４Ａ〜７４ＤおよびＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄを介してＺ座標軸方向、Ｘ座標軸回りの回転方向（θｘ）、そしてＹ座標軸回りの回転方向（θｙ）に位置決め（姿勢制御）される。なお、ここで説明した第１照明光学系ＩＵ１の位置決めに際してエアマウント７４Ａ〜７４ＤおよびＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄから発生すべき推力のうち、比較的長い変動周期での推力はエアマウント７４Ａ〜７４Ｄで発生され、比較的短い変動周期での推力はＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄで発生される。これにより、ＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄに定常推力が発生することのないようにしてＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄが発熱するのを防止する。
【００５７】
引き続き図１０を参照して第１照明光学系ＩＵ１の側面に設置されるＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄについて説明する。ＶＣＭ７２Ａ、ＶＣＭ７２Ｃは、第１照明光学系ＩＵ１のＹ座標軸方向に対向する２側面上に固設される。ＶＣＭ７２Ｂ、７２Ｄは、第１照明光学系ＩＵ１のＸ座標軸方向に対向する２側面上に固設される。また、ＶＣＭ７２ＡとＶＣＭ７２Ｃ、そしてＶＣＭ７２ＢとＶＣＭ７２Ｄとは互いに対角位置に設置されている。これらのＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄは、第１照明光学系ＩＵ１に固設される面と対向するそれぞれの面が、ペデスタル部６１に固設される不図示の固定部材に固設されている。以上のように配設されるＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄにおいて、たとえばＶＣＭ７２Ａに斥力を、ＶＣＭ７２Ｃに引力を、その力の絶対値が等しくなるように発生させることにより、第１照明光学系ＩＵ１をＹ座標軸に沿って＋Ｙ方向に移動させることができる。同様に、ＶＣＭ７２Ａに引力を、ＶＣＭ７２Ｃに斥力を発生させることにより第１照明光学系ＩＵ１を−Ｙ方向に移動させることもできる。さらに、ＶＣＭ７２Ｂ、７２Ｄに同様の斥力および引力を発生させることにより、第１照明光学系ＩＵ１をＸ座標軸に沿って±Ｘ方向に移動させることが可能である。また、ＶＣＭ７２ＡおよびＶＣＭ７２Ｃの両方に斥力、あるいは引力を発生させることにより、第１照明光学系ＩＵ１をＺ座標軸回り（θｚ）に回転させることもできる。第１照明光学系ＩＵ１は、ＶＣＭ７２ＢおよびＶＣＭ７２ＤによってもＺ座標軸回りに回転させることができる。
【００５８】
以上に説明したように、エアマウント７４Ａ〜７４Ｄ、ＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄ、ＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄによって第１照明光学系ＩＵ１を６自由度の方向に位置決めが可能である。主制御装置７０は、上述したエアマウント７４Ａ〜７４ＤとＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄ、７２Ａ〜７２Ｄとを制御して、後述するように第１照明光学系ＩＵ１（すなわち照明光学系ＩＵ）と露光装置本体ＳＰとの相対位置決めを行う。なお、位置調整装置６２、６５は、上述したエアマウントやＶＣＭを用いる構成ではなく他の構成、例えば直動ガイド等を用いる構成としてもよい。
【００５９】
変位センサ６３は、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとのＺ軸方向の相対変位（相対位置関係）を検出するセンサ６３Ｚ、Ｙ軸方向の相対変位を検出するセンサ６３Ｙ、Ｘ軸方向の相対変位を検出するセンサ６３Ｘ（ただし、センサ６３Ｘについては図示省略）とから構成されており、各センサ６３Ｘ〜６３Ｚの検出結果は主制御装置７０に出力される。センサ６３Ｚは、Ｘ軸方向に沿って２つ設置されており、これらセンサ６３Ｚ、６３Ｚの検出結果により、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとのＺ軸方向の相対変位に加えてＹ軸周りの回転方向の変位が求められる。同様に、センサ６３Ｙは、Ｚ軸方向に沿って２つ設置されており、これらセンサ６３Ｙ、６３Ｙの検出結果により、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとのＹ軸方向の相対変位に加えてＸ軸周りの回転方向の変位が求められる。さらに、センサ６３Ｘは、Ｙ軸方向に沿って２つ設置されており、これらセンサ６３Ｘ、６３Ｘの検出結果により、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとのＸ軸方向の相対変位に加えてＺ軸周りの回転方向の変位が求められる。
【００６０】
主制御装置７０は、上記の変位センサ６３Ｘ〜６３Ｚで検出される相対変位に応じた信号を入力し、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとの間の６自由度方向の相対位置ずれ量を演算する。そして主制御装置７０は、露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとの間の６自由度方向の相対位置ずれ量を演算した結果をもとに、エアマウント７４Ａ〜７４Ｄ、ＶＣＭ７３Ａ〜７３Ｄ、およびＶＣＭ７２Ａ〜７２Ｄのそれぞれで発生させる推力を算出する。そして、主制御装置７０は、これらのエアマウントおよびＶＣＭに対し、上述のように算出した推力が発生するように制御信号を発する。これによって露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとの相対位置ずれ量は所定値内、すなわち照明用光学系の光学的精度を維持するのに必要な許容値内に維持される。
【００６１】
次に、図９に戻り、ローダモジュール１０について説明する。
ローダモジュール１０は、梁Ｂ上に設けられたペデスタル部６４に設置された位置調整装置６５と、露光装置本体ＳＰとの間でレチクルＲ、ウエハＷを搬送するローダ部６６と、ローダ部６６と露光装置本体ＳＰとの相対位置関係を検出する変位センサ６７とから構成されている。
【００６２】
ローダ部６６には、レチクルローダＲＬおよびウエハローダＷＬが配設される。レチクルローダＲＬは、所定のレチクルＲを露光装置本体ＳＰのレチクルステージ２に載置（ロード）、あるいはレチクルステージ２にロードされているレチクルＲを除去（アンロード）する。ウエハローダＷＬは、未露光のウエハＷをウエハステージ５にロード、あるいはウエハステージ５に載置されている露光済みのウエハＷをアンロードする。
【００６３】
位置調整装置６５は、照明光学モジュールＩＭにおける位置調整装置６２と同様の構成であり、その詳細な説明を省略するが、位置調整装置６５によってローダ部６６を露光装置本体ＳＰに対して６自由度の方向に位置決めが可能である。また、変位センサ６７も照明光学モジュールＩＭにおける変位センサ６３と同様の構成であり、その詳細な説明を省略するが、変位センサ６７を構成するセンサ６７Ｚ、６７Ｙ、６７Ｘ（ただし、センサ６７Ｘについては図示省略）の検出結果により、露光装置本体ＳＰとローダ部６６とのＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向の相対変位及び各軸周りの回転方向の変位を求めることができる。
【００６４】
そして主制御装置７０は、露光装置本体ＳＰとローダ部との間の６自由度方向の相対位置ずれ量を演算した結果をもとに、位置調整装置６５のエアマウント、ＶＣＭのそれぞれで発生させる推力を算出する。そして、主制御装置７０は、これらのエアマウントおよびＶＣＭに対し、上述のように算出した推力が発生するように制御信号を発する。これによって露光装置本体ＳＰとローダ部６６との相対位置ずれ量は所定値内、すなわちローダ部６６の基板搬送精度を維持するのに必要な許容値内に維持される。
【００６５】
図３に露光装置１の制御系を示す。この図に示すように、上述した位置センサ、加速度計、振動センサ群、レーザ干渉計、傾斜センサ、変位センサの各種計測装置の計測結果は主制御装置７０に出力される。そして、主制御装置７０は、これら計測装置の計測結果に基づいて各種演算処理を行い、その結果に基づきレチクル駆動用リニアモータ、ウエハ駆動用リニアモータ、ウエハ駆動用トリムモータ、可動レチクルブラインド駆動用アクチュエータ、防振台、電磁弁ユニット、ＶＣＭ、エアマウント等を統括的に制御する。また、主制御装置７０には、ペデスタル部１２の振動パターン（振動特性）をマップとして記憶する記憶装置７６が付設されている。
【００６６】
続いて、建屋における梁の架設について説明する。
図９に示したように、上記の照明光学モジュールＩＭ及びローダモジュール１０は、同じ高さに架設された梁Ｂ１、Ｂ１上に設置されるが、露光装置本体ＳＰは、ペデスタルモジュールＰＭの高さ分だけ低く架設された梁Ｂ２上に設置される。このように、建屋の建設時に、設置される装置（モジュール）に応じて異なる高さで梁Ｂ１、Ｂ２を架設することにより、全て同一高さで梁を架設した場合のように装置間で高さ調整を行う必要がなくなり、装置の設置作業を簡素化できる。
【００６７】
次に、上記構成の露光装置１の設置作業について説明する。
露光装置１を建屋内に設置する際には、まず図１及び図９に示すように、防振台１３が梁Ｂ２上に位置するようにペデスタルモジュールＰＭを載置する。次に、ペデスタル部１２上にベースプレートＢＰ及び露光装置本体ＳＰを設置する。露光装置本体ＳＰの設置順序としては、まずベースプレートＢＰ上に支持キャスタ７を含むウエハモジュールＷＭを設置し、次いで支持キャスタ７上に投影レンズモジュールＬＭ及び定盤支持部４、防振台１１を設置する。そして、この防振台１１上にレチクルモジュールＲＭを設置する。
このように本実施の形態では、露光装置１が複数のモジュールから構成されているため、露光装置製造現場からの搬出及び設置建屋における組み立て作業を容易に実施することが可能である。
【００６８】
上記露光装置１を設置する際には、位置センサ１２ｃの検出結果に応じて防振台１３（のエアマウント１３ａ、ボイスコイルモータ１３ｂ）を駆動することで、梁Ｂ２を基準にしてペデスタル部１２をＺ方向に位置決めする。また、ペデスタル部１２のピッチング方向及びローリング方向（Ｘ軸周り及びＹ軸周りの回転方向）の位置決めは、傾斜センサ１４の検出結果に応じて防振台１３を駆動することで行われる。この位置決めにより、ペデスタル部１２は、所定のＺ方向の高さで、且つ地球に対して水平に維持される。従って、ペデスタル部１２に載置される露光装置本体ＳＰ（レチクルモジュールＲＭ、投影レンズモジュールＬＭ、ウエハモジュールＷＭ等）は、重力方向（鉛直方向）に対して傾斜成分が発生しない状態で設置される。
【００６９】
また、露光装置本体ＳＰの近傍に照明光学モジュールＩＭを設置する際には、変位センサ６３の検出結果に応じて露光装置本体ＳＰと照明光学系ＩＵとの間の６自由度方向の相対位置ずれ量を求め、この相対位置ずれ量を除くべく位置調整装置６２を駆動する。同様に、露光装置本体ＳＰの近傍にローダモジュール１０を設置する際には、変位センサ６７の検出結果に応じて露光装置本体ＳＰとローダモジュール１０との間の６自由度方向の相対位置ずれ量を求め、この相対位置ずれ量を除くべく位置調整装置６５を駆動する。これにより、照明光学モジュールＩＭ及びローダモジュール１０が、露光装置本体ＳＰに対して分離され独立した状態でペデスタル部６１、６４にそれぞれ配置された場合であっても、露光装置本体ＳＰを基準として、これら照明光学モジュールＩＭ及びローダモジュール１０を所定の位置関係に維持することが可能である。
【００７０】
続いて、上記構成の露光装置による露光処理の動作について説明する。
まず、露光処理に先立って、露光装置本体ＳＰを（自励）加振した際の振動特性を求める。振動特性を求める対象は、レチクル定盤３、メインコラム９、ウエハ定盤６に対しても実施されるが、ここではペデスタル部１２についてのみ説明する。なお、露光装置本体ＳＰを加振する方法としては、例えばウエハステージ５を駆動したり、露光時と同様にレチクルステージ２及びウエハステージ５を同期駆動させることができ、さらに、防振台１１、１３、２４におけるＶＣＭ１１ｂ、１３ｂ、２４ｂにより、インパルス波形のダミー振動を与えることも可能である。
【００７１】
この加振に伴う振動を加速度計３ａ、９ａ、１２ａ及び振動センサ群３ｂ、９ｂ、１２ｂにより検出して記憶装置７６に記憶する。主制御装置７０は、ペデスタル部１２の特に高周波機械共振部の振動をピエゾダンパ２８で減衰させるために、振動パターンを相殺（減衰）するピエゾ素子２８ａの駆動パターンを設定し記憶装置７６に記憶する。この自励加振により上記加速度計及び振動センサ群を用いて検出された振動の周波数と信号強度との関係を図１１（ａ）に示す。主制御装置７０は、得られた振動特性に対して所定の関数を整形フィルタとして用い、図１１（ｂ）に示すように、ペデスタル部１２の機械共振特性を同定し、これを記憶装置７６に記憶する。すなわち、ペデスタル部１２の振動に対する影響が最も顕著な周波数（ここでは、周波数ｆ１、ｆ２）を抽出して記憶する。なお、振動特性を検出する手段としては、上記振動センサ群以外にも、ペデスタル部１２にピエゾ素子を貼設し、振動によりピエゾ素子が歪むことで出力される電気信号を用いることもできる。
【００７２】
このように、振動特性を求めた後に、露光処理を実施する。ここでは、予め、ウエハＷ上のショット領域を適正露光量（目標露光量）で走査露光するための各種の露光条件が設定されているものとする。そして、いずれも不図示のレチクル顕微鏡およびオフアクシス・アライメントセンサ等を用いたレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業が行われ、その後アライメントセンサを用いたウエハＷのファインアライメント（ＥＧＡ；エンハンスト・グローバル・アライメント等）が終了し、ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標が求められる。
【００７３】
このようにして、ウエハＷの露光のための準備動作が完了すると、アライメント結果に基づいてレーザ干渉計の計測値をモニタしつつ、リニアモータ３３、３５を制御してウエハＷの第１ショットの露光のための走査開始位置にウエハステージ５を移動する。そして、リニアモータ１５、３３を介してレチクルステージ２とウエハステージ５とのＹ方向の走査を開始し、両ステージ２、５がそれぞれの目標走査速度に達すると、可動レチクルブラインドで設定された照明光学系ＩＵからの露光用照明光により、レチクルＲ上の所定の矩形状の照明領域が均一な照度で照明される。この照明領域に対してレチクルＲがＹ方向に走査されるのに同期して、この照明領域と投影光学系ＰＬに関して共役な露光領域に対してウエハＷを走査する。
【００７４】
そして、レチクルＲのパターン領域を透過した照明光が投影光学系ＰＬにより１／４倍に縮小され、レジストが塗布されたウエハＷ上に照射される。そして、ウエハＷ上の露光領域には、レチクルＲのパターンが逐次転写され、１回の走査でレチクルＲ上のパターン領域の全面がウエハＷ上のショット領域に転写される。この走査露光時には、レチクルステージ２のＹ方向の移動速度と、ウエハステージ５のＹ方向の移動速度とが投影光学系ＰＬの投影倍率（１／５倍あるいは１／４倍）に応じた速度比に維持されるように、リニアモータ１５、３３を介してレチクルステージ２およびウエハステージ５を同期制御する。
【００７５】
レチクルステージ２の走査方向の加減速時の反力は、固定子２０の移動により吸収され、レチクルモジュールＲＭにおける重心の位置がＹ方向において実質的に固定される。また、レチクルステージ２と固定子２０とレチクル定盤３との３者間の摩擦が零でなかったり、レチクルステージ２と固定子２０との移動方向が僅かに異なる等の理由で、レチクル定盤３の６自由度方向の微少な振動が残留した場合にも、振動センサ群の計測値に基づいて上記残留振動を除去すべく、防振台１１をフィードバック制御する。
【００７６】
また、メインコラム９においては、レチクルステージ２、ウエハステージ５の移動による微振動が発生しても、主制御装置７０がメインコラム９に設けられた振動センサ群７７の計測値に基づいて６自由度方向の振動を求め、防振台２４をフィードバック制御することによりこの微振動をキャンセルして、メインコラム９（すなわち投影光学系ＰＬ）を定常的に安定した位置に維持することができる。
【００７７】
そして、ウエハモジュールＷＭにおいては、ウエハステージ５の走査方向の加減速時の反力は、固定子３７の移動により吸収され、ウエハモジュールＷＭにおける重心の位置がＹ方向において実質的に固定される。また、ベースプレートＢＰからウエハ定盤６に伝わる振動は、支持マウント２９により特に高周波成分が除振されることに加えて、ペースプレートＢＰと接合するペデスタル部１２の振動がマスダンパ２７及びピエゾダンパ２８からなる減衰装置２６と、防振台１３とにより減衰されるため、ウエハ定盤６を定常的に安定した位置に維持することができる。
【００７８】
ペデスタルモジュールＰＭにおいては、梁Ｂ（Ｂ２）から伝わる振動や、ステージ駆動に伴う残留振動を加速度計１２ａや振動センサ群１２ｂが計測すると、その計測値に基づいて防振台１３をフィードバック制御することで、ペデスタル部１２に伝わる振動を抑制できる。また、ペデスタル部１２の振動は、マスダンパ２７及びピエゾダンパ２８により減衰できる。
【００７９】
ここで、マスダンパ２７によるペデスタル部１２の減衰について説明する。
ステージ駆動や防振台１３の駆動によりペデスタル部１２に振動が加わると、ペデスタル部１２の振動に伴ってマスダンパ２７の振動系が励振されて連成振動する。この連成振動のうち、弾性体２７ａの大きな粘性によりペデスタル部１２の振動が減衰されてその振幅が小さくなる。また、質量体２７ｂの質量がペデスタル部１２のモード質量の１０％であるとともに、マスダンパ２７の固有振動数がぺですたるの固有振動数とほぼ一致しているので、マスダンパ２７の連成振動により、ペデスタル部１２の固有振動数における共振のピークが小さくなる。この結果、ペデスタル部１２に発生する残留振動を小さくすることができる。
【００８０】
次に、ピエゾダンパ２８によるペデスタル部１２の減衰について説明する。
露光処理の実施に伴いステージを駆動するに当たって、主制御装置７０は減衰制御装置として記憶装置７６に記憶されている駆動パターンでピエゾ素子２８ａを駆動することで、ペデスタル部１２の振動をキャンセル（減衰）するカウンターフォースをピエゾダンパ２８に対してフィードフォワードで与える。なお、ピエゾダンパ２８を駆動してもペデスタル部１２に残留振動が残存する場合、主制御装置７０は、この残留振動を除去すべくフィードバック制御でピエゾダンパ２８を駆動するが、整形フィルタリングにより求めた周波数でピエゾダンパ２８を駆動することで効果的にペデスタル部１２の振動を減衰させることができる。このように、主制御装置７０は、ペデスタル部１２の機械共振特性に応じて最適な制振を実施することができる。
【００８１】
また、主制御装置７０は、走査露光を行っている間のペデスタル部１２の振動をモニタしており、露光前に設定した駆動パターンでピエゾダンパ２８を駆動したにも拘わらず走査露光の間に残留振動が生じた場合、露光前に検出した振動特性と露光時に検出した振動特性との差分を修正するように、新たにピエゾ素子２８ａの駆動パターンを設定し記憶装置７６に記憶する。例えば、主制御装置７０は、走査露光時の振動特性検出時に、上記周波数ｆ１、ｆ２のゲインを上げて振動に対する影響が最も顕著な周波数の重みを大きくする。そして、複数の露光処理毎に、駆動パターンを修正・更新することで、残留振動が問題とならないレベルにまでペデスタル部１２の振動を減衰させることが可能である。なお、駆動パターンの修正・更新は、ロット毎やウエハ毎に実施することが好ましい。
【００８２】
ただし、駆動パターンの修正・更新には、以前の振動特性が含まれるため、例えば通常の露光処理以外の外乱で振動が生じた場合、更新された駆動パターンには、この外乱による振動特性が含まれることになる。例えば、露光処理と関係のない箇所で物が落下して生じた振動成分を検出した場合、修正・更新した駆動パターンには、この外乱による振動成分をキャンセルするためのパターンが含まれてしまい、常態での露光処理で生じる振動をキャンセルするためのパターンと異なるものが設定される。そのため、駆動パターンを修正・更新するモードは、常時ＯＮ状態とするのではなく、所定の回数・時間の間ＯＮ状態としておき、外乱が含まれていない場合にＯＦＦ状態に切り替えることが好ましい。
【００８３】
以上のように、本実施の形態では、露光装置１に梁Ｂからの振動を制振するペデスタルモジュールＰＭが設けられているので、露光装置１を設置すべき生産工場側に厳しい振動仕様に伴うコストアップが生じることを防止できる。また、本実施の形態では、設置する複数の装置ＳＰ、ＩＵ、１０に合わせて建屋の梁の架設高さを設定しているので、装置間で大きな高さ調整を実施する必要がなくなり、装置の設置作業も簡素化することが可能である。
【００８４】
また、本実施の形態では、ペデスタルモジュールＰＭにマスダンパ２７及びピエゾダンパ２８からなる減衰装置２６を設けているので、ペデスタル部１２の剛体運動の振動成分のみならず、高周波機械共振部の振動を効果的に減衰させることが可能である。さらに、本実施の形態では、露光前に露光装置本体ＳＰを加振した際に検出した振動特性に基づきピエゾダンパ２８を駆動するので、実露光時に、より正確な振動制御を実施することができる。しかも、本実施の形態では、振動に与える影響が大きい特定周波数の振動特性を抽出した結果を用いて制振するので、より効果的な振動制御を実現することができる。加えて、本実施の形態では、実露光時に検出した振動特性により、予め設定したピエゾダンパ２８の駆動パターンを修正・更新する、いわゆる学習機能を備えているので、常時、正確な振動制御を実施することができる。
【００８５】
一方、本実施の形態では、変位センサ６３、６７及び位置調整装置６２、６５を用いて照明光学モジュールＩＭ及びローダモジュール１０をそれぞれ露光装置本体ＳＰに対して６自由度で位置調整するので、各モジュールが露光装置本体ＳＰに対して位置ずれが生じた状態で設置されても、必要な照明用光学系の光学的精度及び基板搬送精度を容易に維持することができる。
【００８６】
なお、上記実施の形態において、マスダンパ２７はペデスタル部１２の振動に応じて連成振動するパッシブ方式の構成としたが、これに限られず、マスダンパ２８を駆動するアクチュエータを別途設け、主制御装置７０の制御下で振動センサ群７７の計測結果に基づいてマスダンパを駆動するアクティブ方式であってもよい。また、ペデスタルモジュールＰＭにおいて梁Ｂ２からの振動を制振するために、エアマウント及びＶＣＭを有する防振台１３を配設する構成としたが、他の制振装置を設ける構成としてもよい。
【００８７】
なお、本実施の形態の基板としては、半導体デバイス用の半導体ウエハＷ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。
【００８８】
露光装置１としては、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニング・ステッパー；ＵＳＰ５，４７３，４１０）の他に、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパー）にも適用することができる。また、本発明はウエハＷ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用可能である。
【００８９】
露光装置１の種類としては、ウエハＷに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００９０】
また、不図示の露光用光源として、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）のみならず、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ６）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高調波などを用いてもよい。
【００９１】
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を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、かつ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露光光として用いてもよい。なお、単一波長レーザの発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ２レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【００９２】
また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲから発生する波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光を露光光として用いてもよく、ＥＵＶ露光装置では反射型レチクルが用いられ、かつ投影光学系が複数枚（例えば３〜６枚程度）の反射光学素子（ミラー）のみからなる縮小系となっている。
【００９３】
投影光学系ＰＬの倍率は、縮小系のみならず等倍系および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（レチクルＲも反射型タイプのものを用いる）、また電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればよい。なお、電子線が通過する光路は、真空状態にすることはいうまでもない。
【００９４】
ウエハステージ５やレチクルステージ２にリニアモータ（ＵＳＰ５，６２３，８５３またはＵＳＰ５，５２８，１１８参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージ２、５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。
【００９５】
各ステージ２、５の駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニット（永久磁石）と、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージ２、５を駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージ２、５に接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージ２、５の移動面側（ベース）に設ければよい。
【００９６】
以上のように、本願実施形態の露光装置１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。
【００９７】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１２に示すように、マイクロデバイスの機能・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、シリコン材料からウエハを製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光する露光処理ステップ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。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、露光装置を設置すべき生産工場側に厳しい振動仕様に伴うコストアップが生じることを防止できるとともに、複数の装置を設置する場合でも、装置間で大きな高さ調整を実施する必要がなくなり、装置の設置作業を簡素化できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、ペデスタルモジュールを有する露光装置の概略構成図である。
【図２】同露光装置を構成する防振台の一例を示す概略構成図である。
【図３】露光装置の制御系を示す制御ブロック図である。
【図４】同露光装置を構成するウエハステージの外観斜視図である。
【図５】同露光装置を構成する支持キャスタの外観斜視図である。
【図６】同露光装置を構成するウエハステージの概略正面図である。
【図７】同ウエハステージの概略平面図である。
【図８】同露光装置を構成するレチクルステージの外観斜視図である。
【図９】異なる高さに架設された梁上に、露光装置本体、照明光学モジュール、ローダモジュールが設置された図である。
【図１０】第１照明光学系の底部付近を示す拡大図である。
【図１１】（ａ）は、自励加振により検出された振動の周波数と信号強度との関係を示す図であり、（ｂ）はフィルタリング後の振動の周波数と信号強度との関係を示す図である。
【図１２】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】
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ 梁（設置部）
ＢＰ ベースプレート（第１支持装置）
ＩＵ 照明光学系（照明光学装置）
ＰＭ ペデスタルモジュール（第２支持装置）
Ｒ レチクル（マスク）
Ｗ ウエハ（基板）
ＳＰ 露光装置本体
１ 露光装置
１２ ペデスタル部（台座部）
１３ａ エアマウント（気体室）
１３ｂ ボイスコイルモータ（駆動装置）
２６ 減衰装置
２７ マスダンパ（連成装置）
２８ ピエゾダンパ（歪装置）
６２ 位置調整装置
６３ 変位センサ（位置検出装置）
７０ 主制御装置（制御装置、減衰制御装置）
７６ 記憶装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus in which an exposure apparatus body that exposes a pattern is provided on an installation portion such as a floor and a building in which the exposure apparatus is installed, and particularly when manufacturing a device such as a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal display, The present invention relates to an exposure apparatus and a building suitable for use in a lithography process.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process, which is one of the manufacturing processes of a semiconductor device, a circuit pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter, referred to as a reticle) is formed on a wafer or a glass plate, etc. Various exposure apparatuses for transferring the image onto a substrate have been used.
[0003]
For example, as an exposure apparatus for a semiconductor device, a reticle pattern is projected onto a wafer by using a projection optical system in accordance with the miniaturization of the minimum line width (device rule) of a pattern accompanying the high integration of an integrated circuit in recent years. A reduction projection exposure apparatus that performs reduction transfer is mainly used.
[0004]
As this reduction projection exposure apparatus, a step-and-repeat type static exposure reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) for sequentially transferring a reticle pattern to a plurality of shot areas (exposure areas) on a wafer, and this stepper And a step-and-scan in which a reticle and a wafer are synchronously moved in a one-dimensional direction and a reticle pattern is transferred to each shot area on the wafer, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-166043. 2. Description of the Related Art A scanning exposure type exposure apparatus (a so-called scanning stepper) is known.
[0005]
In these reduction projection exposure apparatuses, for example, as shown in Patent Literature 1, a base plate serving as a reference of the apparatus is first installed on a floor surface serving as an installation section, and a vibration isolating table for cutting off floor vibration is placed thereon. In many cases, a main body column for supporting a reticle stage, a wafer stage, a projection optical system (projection lens), and the like via the reticle stage is mounted. In recent stage devices, an actuator (thrust applying device) such as an air mount or a voice coil motor capable of controlling the internal pressure is provided as the vibration isolating table, and for example, six accelerations attached to a main body column (main frame) are provided. An active anti-vibration table that controls the vibration of the main body column by controlling the thrust of the voice coil motor or the like based on the measurement value of the meter is employed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-151379 (FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described related art has the following problems. Conventionally, dark vibration, rigidity, and the like have been specified as specifications for the installation floor of a building in which the above-described exposure apparatus is installed. However, recently, it has been studied to support the exposure apparatus at three points on the installation floor, and it is becoming difficult to increase the rigidity of the support.
[0008]
In addition, when considering future equipment configurations such as miniaturization of patterns, to reduce the effects of vibration from the installation floor, the stricter vibrations are required for the configuration and performance of the location that supports the exposure apparatus, the so-called pedestal part. It is becoming a situation where specifications must be requested. As described above, demanding strict vibration specifications for the pedestal section directly leads to an increase in the cost of the production factory itself in which the exposure apparatus is installed, so it is not easy to make the vibration specifications strict.
[0009]
On the other hand, in a building in which an exposure apparatus is installed, a plurality of beams are erected, and these beams are used between the exposure apparatus main body, an illumination optical apparatus that guides exposure light to the exposure apparatus main body, and the exposure apparatus main body. A plurality of devices such as a reticle and a loader for transferring a wafer are supported. However, in a conventional building, since the beams are erected without considering the configuration and specifications of these devices, there has been a problem that it is difficult to install a device having a configuration different from the conventional one. For example, when only one device configuration is changed to a different height from the conventional device among two devices that are connected to each other or a substrate is transferred, it is necessary to adjust the heights of both devices. However, there arises a problem that work related to the above increases.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above points, and has as its object to provide an exposure apparatus that can suppress vibration from an installation floor without increasing costs on a production factory side. Another object of the present invention is to provide a building that can easily cope with the configuration and specifications of the devices even when a plurality of devices are installed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 11 showing the embodiment.
The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus (1) in which an exposure apparatus main body (SP) for exposing a pattern is provided on an installation section (B). A first support device (BP) provided between the first support device (BP) and the installation portion (B), the first support device (BP) being provided between the first support device (BP) and the installation portion (B); ), And a second support device (PM) for damping the vibration from the above.
[0012]
Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, the second support device (PM) that supports the exposure device main body (SP) via the first support device (BP) damps vibration from the installation section (B). There is no need to require strict vibration specifications for the building of the production factory. In other words, in the past, the vibration specification, which had been borne by the building, is now borne by the exposure apparatus (1), thereby preventing the production plant from increasing the cost related to the vibration specification.
[0013]
The building of the present invention is a building in which a plurality of beams (B1, B2) are erected and a plurality of devices (SP, IU, 10) are supported on the plurality of beams (B1, B2). Beams (B1, B2) are arranged at different heights according to SP, IU, 10).
[0014]
Therefore, in the building of the present invention, even when a plurality of devices (SP, IU, 10) are supported and installed on the beam (B1, B2), the height of the beam (B1, B2) is adjusted according to each device. Since the devices (SP, IU, 10) are connected, the devices (SP, IU, 10) can be connected even when the substrates (R, W) are transferred between the devices (SP, IU, 10). It is not necessary to perform a large height adjustment between the steps (10) and (10), and the installation work of the apparatus can be simplified.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of an exposure apparatus and a building according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
Here, an example in which a scanning stepper that transfers a circuit pattern of a semiconductor device formed on a reticle onto a wafer while synchronously moving a reticle and a wafer is used as an exposure apparatus will be described.
[0016]
An exposure apparatus 1 shown in FIG. 1 is provided between an exposure apparatus main body SP for exposing a pattern of a reticle (mask) R onto a wafer (substrate) W and a beam B as an installation section and the exposure apparatus main body SP. A base plate (first support device) BP supporting the main body SP, a pedestal module (second support device) PM provided between the base plate BP and the beam B, and supporting the exposure device main body SP via the base plate BP; The illumination light (exposure light) for exposure from the light source LS (see FIG. 9) is provided to the exposure apparatus main body SP separately from the exposure apparatus main body SP, and a rectangular (or arc) illumination area on the reticle R is provided. And an illumination optical module IM (see FIG. 9) for illuminating the light with uniform illuminance.
[0017]
In this embodiment, the direction of the optical axis of the projection optical system PL, which will be described later, is defined as the Z direction, and the direction in which the reticle R and the wafer W are synchronously moved in a direction perpendicular to the Z direction (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1). ) Is the Y direction, and the asynchronous movement direction (the horizontal direction in FIG. 1) is the X direction. The rotation directions around the respective axes are described as θZ, θY, and θX.
[0018]
The pedestal module PM is roughly composed of a pedestal section 12 as a pedestal section on which the base plate BP is mounted, and a vibration isolating table 13 for supporting the pedestal section 12 on the beam B of the installation building. The pedestal portion 12 can be made of reinforced concrete having a relatively large structural damping against vibration or a high-rigidity iron-based metal material (for example, SUS). In consideration of fastening and fixing to the base plate BP and vibration damping, It is also possible to use a composite material in which reinforced concrete and a metal material are combined.
[0019]
The anti-vibration table 13 supports the pedestal portion 12 at three points forming the vertices of a triangle. As shown in FIG. 2 as an example, the air mount (gas chamber) 13a whose internal pressure is adjustable and the pedestal portion 12 And a voice coil motor (driving device) 13b for applying a thrust in the Z-direction is arranged in series below the pedestal section 12 and on the beam B. Further, the pedestal unit 12 is provided with a plurality (for example, three) of accelerometers 12a (see FIG. 3) for measuring vibration in the Z direction, and the measurement results are obtained by a main control device (control device) 70 described later. Is output to Furthermore, three vibration sensors (for example, accelerometers) that measure vibration in the XY plane direction are respectively attached to the pedestal unit 12. Two of these vibration sensors measure, for example, vibration in the Y direction of the pedestal unit 12, and the remaining vibration sensors measure vibration in the X direction (hereinafter, for convenience, these vibration sensors are referred to as a vibration sensor group). 12b; see FIG. 3). Then, based on the measurement values of the accelerometer 12a and the vibration sensor group 12b, the main controller 70 calculates vibrations of the pedestal unit 12 with six degrees of freedom (X, Y, Z, θX, θY, θZ), respectively. By controlling the internal pressure of the air mount 13a and the output of the driving device 13b, the micro-vibration transmitted to the pedestal portion 12 (and the exposure device main body SP) via the beam B is insulated at the micro G level (G is gravitational acceleration). (The details will be described later).
[0020]
Further, the pedestal unit 12 is provided with a position sensor 12c (see FIG. 3) for detecting a position in the Z direction with reference to the beam B, and an inclination sensor (for example, an accelerometer) 14 for detecting a ground posture. . The pedestal unit 12 is provided with an attenuation device 26 (see FIG. 1) for attenuating mechanical resonance (particularly, high-frequency mechanical resonance) of the pedestal unit 12. The damping device 26 includes a mass damper 27 that is a coupling device and a piezo damper 28 that is a distortion device.
[0021]
The mass damper 27 vibrates in a coupled manner by the vibration of the pedestal portion 12. The mass damper 27 is made of a rubber material such as sorbo fiber having a relatively large viscous damping coefficient or an elastic body 27 a formed of a coil spring. And a mass body 27b formed of a metal having a relatively large specific gravity and connected to the elastic body 27a. The mass damper 27 has a function of attenuating vibration in each of the directions of freedom by having degrees of freedom in the X, Y, and Z directions, and in the vicinity of a portion that becomes an antinode of vibration when the pedestal unit 12 vibrates. The number and the positions are set so that they are arranged in FIG. 1 (FIG. 1 exemplifies a case where a primary mode vibration occurs).
[0022]
The mass of the mass body 27b is set based on the mode mass corresponding to the vibration mode of the pedestal unit 12. Specifically, it is known from vibration engineering that an effective damping can be obtained by selecting 5% to 10% of the mode mass of the pedestal portion 12, and here, it is set to 10% of the mode mass. ing. In the present embodiment, the mass body 27b is reduced in size by using a material having a large specific gravity, such as tungsten or lead. The natural frequency of the mass damper 27 including the elastic body 27a and the mass body 27b as a vibration system is set to substantially match the natural frequency of the pedestal unit 12.
[0023]
The piezo damper 28 includes a piezo element 28a, which is a piezoelectric element attached to a side surface of the pedestal section 12, and a main controller 70 (see FIG. 3) for controlling the driving of the piezo element 28a. As the piezo element 28a, for example, a so-called bimorph type in which two plate-shaped element bodies are bonded to each other can be used. In response to the vibration of the pedestal unit 12 detected by the accelerometer 12a and the vibration sensor group 12b, the main controller 70 issues a drive signal for distorting the piezo element 28a so as to cancel (cancel) the vibration. , So-called active vibration suppression. Further, the main control device 70 is provided with a storage device 76 for storing the vibration characteristics of the pedestal unit 12, and the main control device 70 sends a drive signal to the piezo element 28a based on the data stored in the storage device 76. Is also provided.
[0024]
Next, the exposure apparatus main body SP will be described.
The exposure apparatus main body SP includes an individually transportable and installable wafer stage module (hereinafter, referred to as a wafer module) WM, a projection lens module LM having a projection optical system PL, and a reticle stage module (hereinafter, referred to as a reticle module). RM.
[0025]
The wafer module WM includes a support caster 7 and a wafer stage 5 installed on a base plate BP, a wafer surface plate 6 for supporting the wafer stage 5 movably in a two-dimensional direction along the XY plane, as shown in FIG. An X guide bar XG that supports the wafer stage 5 so as to be relatively movable in the X direction, and linear motors 33 that drive the X guide bar XG in the Y direction. A plurality of air bearings (air pads; not shown), which are non-contact bearings, are fixed to a facing portion XG1 of the X guide bar XG facing the wafer surface plate 6, and the wafer stage 5 is moved by the air bearings. On the surface plate 6, for example, a floating support is provided with a clearance of about several microns.
[0026]
FIG. 3 is an external perspective view of the support caster 7.
The support caster 7 is formed in a kotatsu shape including a frame portion 7a and a leg portion 7b as a casting by, for example, casting, and the frame portion 7a and the leg portion 7b have a lightened portion for reducing the weight. A plurality of each are formed within a range that does not cause a decrease. The wafer stage 5, the wafer surface plate 6, the X guide bar XG, the linear motors 33 and the like are disposed in a space surrounded by the legs 7b. Further, a through hole 7c through which the projection optical system PL passes is formed in the frame portion 7a. As the material of the support casters 7, the above-mentioned invar, cast iron such as gray cast iron (FC), ductile cast iron (FCD), stainless steel, and the like can be used.
[0027]
The wafer surface plate 6 is supported substantially horizontally via a support mount 29 (the support mount on the back side of the drawing is not shown) arranged at the apex of the triangle above the base plate BP. Here, the support mount 29 is formed of a passive member such as a coil spring, and is configured to prevent the transmission of the high frequency component among the vibration transmitted from the base plate BP to the wafer stage 5.
[0028]
Although not shown in FIGS. 1 and 4, the wafer W is held on the upper surface of the wafer stage 5 by holding means such as vacuum suction, and the X, Y, Z, θZ, θY, θX A wafer table that can be controlled in each direction (6 degrees of freedom) is mounted. The position of the wafer stage 5 in the X direction is determined at a predetermined resolution by a laser interferometer 40X (see FIG. 3) that measures a change in the position of a movable mirror 43 fixed to a part of the wafer stage 5 with reference to the projection optical system PL. For example, it is measured in real time with a resolution of about 0.5 to 1 nm. The position of the wafer stage 5 in the Y direction is measured by the movable mirror 43, the laser interferometer 40Y (see FIG. 3) and the movable mirror 48 (see FIG. 4) which are arranged substantially orthogonal to the laser interferometer 40. You. At least one of the laser interferometers 40X and 40Y is a multi-axis interferometer having two or more measurement axes, and the wafer stage 5 (and the wafer In addition to the XY position of W), the θ rotation amount or the leveling amount in addition to the θ rotation amount can be obtained.
[0029]
The X guide bar XG has an elongated shape along the X direction, and movers 36 and 36 (only one is shown in FIG. 4) each of which is an armature unit are provided at both ends in the length direction. I have. The stators 37, 37 having magnet units corresponding to the movers 36, 36 are provided, via air pads 54, on the side surface plates 32, 32 projecting from the base plate BP. The moving coil 36 and the stator 37 constitute moving coil type linear motors 33, 33. The movable element 36 is driven by the electromagnetic interaction between the moving element 36 and the stator 37, so that the X guide is formed. The bar XG moves in the Y direction and rotates in the θZ direction by adjusting the driving of the linear motors 33.
[0030]
That is, the linear stage 33 drives the wafer stage 5 (and the wafer table, hereinafter simply referred to as the wafer stage 5) in the Y direction and the θZ direction almost integrally with the X guide bar XG. The wafer stage 5 is a guideless stage having no guide member for movement in the Y direction. However, the movement of the wafer stage 5 in the X direction can be appropriately changed to a guideless stage.
[0031]
The stators 37, 37 have a guide mechanism in the Y direction on side surface plates 32, 32 provided (vibrationally) independently of the wafer surface plate 6 on both sides of the wafer surface plate 6 in the X direction. Each is levitated and supported movably in the Y direction via an air pad 54. Therefore, in accordance with the movement of the wafer stage 5 in, for example, the + Y direction, the stator 37 moves in the −Y direction according to the law of conservation of momentum. In other words, the stator 37 functions as a counter mass, and the movement of the stator 37 cancels the reaction force caused by the movement of the wafer stage 5 and can prevent a change in the position of the center of gravity with respect to the base plate BP.
[0032]
In this embodiment, the clearance between the stator 37 and the movable element 36 that are relatively displaced can be reduced by using a coil spring having higher rigidity than an air spring as the support mount 29, for example. This can contribute to downsizing of the device.
[0033]
The wafer stage 5 is supported by the X guide bar XG in a non-contact manner so as to be relatively movable in the X direction via a magnetic guide including a magnet and an actuator that maintains a predetermined gap in the Z direction between the wafer stage 5 and the X guide bar XG.・ Holded. Further, the wafer stage 5 is driven in the X direction by electromagnetic interaction by an X linear motor 35 having a stator 35a embedded in the X guide bar XG. The mover of the X linear motor is not shown, but is integrally attached to the wafer stage 5.
[0034]
As shown in FIG. 6, a mover 34a of the voice coil motor 34 is mounted on the -X direction side of the X guide bar XG. The voice coil motor 34 is interposed between an X guide bar XG as a stator of the X linear motor 35 and a support frame (reaction frame) 8 erected on the base plate BP. It is provided on the support frame 8. Note that the support frame 8 is omitted in FIGS. 1 and 4 to avoid complicating the drawings. For this reason, the reaction force when driving the wafer stage 5 in the X direction is transmitted to the support frame 8 by the voice coil motor 34 and further transmitted to the base plate BP via the support frame 8 so that the wafer surface plate 6 To prevent vibration from being transmitted to the vehicle. Although the voice coil motors 34 are actually arranged on both sides in the Z direction with the linear motor 33 interposed therebetween, FIG. 4 shows only the + Z side voice coil motor 34 for convenience. The reaction force when the wafer stage 5 is driven in the X direction may be provided with a counter mass that moves by driving the wafer stage 5 in the same manner as in the Y direction.
[0035]
The stator 37 is provided with a trim motor (not shown) for correcting the momentum of the stator based on the momentum of the movement of the wafer stage 5. This trim motor is constituted by, for example, a shaft motor composed of a columnar movable element extending along the Y direction at the Y-side end of the stator 37 and a stator that drives the movable element in the Y direction. . Then, as shown in FIG. 7, when the wafer stage 5 moves in both the X direction and the Y direction, or when moving from a position eccentric from the center of the X guide bar XG, the left and right stators 37 If different displacements occur due to the distribution of thrust, or if a force is applied to stop at the original position when these move relative to each other due to coupling between the mover 36 and the stator 37, the stator 37 moves. Move to a position different from the expected position. Therefore, by driving the trim motor based on the momentum of the movement of the wafer stage 5, the movement amount (momentum) can be corrected so that the stator 37 reaches a predetermined position. .
[0036]
The projection lens module LM includes a projection optical system PL, a main column 9 that supports the projection optical system PL, and a vibration isolator 24 that supports the main column 9 on a support caster 7. As the projection optical system PL, here, both the object plane (reticle R) side and the image plane (wafer W) side have a telecentric and circular projection visual field, and a refractive optical element (lens) using quartz or fluorite as an optical glass material. A refracting optical system having a 1/4 (or 1/5) reduction magnification is used. For this reason, when the reticle R is irradiated with the illumination light, of the circuit pattern on the reticle R, the image forming light flux from the portion illuminated with the illumination light enters the projection optical system PL, and the circuit pattern is partially inverted. The image is limited to a slit shape and formed at the center of the circular field on the image plane side of the projection optical system PL. As a result, the projected partial inverted image of the circuit pattern is reduced and transferred to the resist layer on the surface of one of the plurality of shot areas on the wafer W arranged on the imaging plane of the projection optical system PL. .
[0037]
A flange 23 integrated with the lens barrel is provided on the outer circumference of the lens barrel of the projection optical system PL. The projection optical system PL is inserted into the main column 9 supported substantially horizontally by the anti-vibration table 24 from above with the optical axis direction being the Z direction, and the flange 23 is engaged. As the material of the main column 9, the above-described casting, invar described later, or a ceramic material having high rigidity and low thermal expansion may be used.
[0038]
As a material of the flange 23, a material having a low thermal expansion, for example, Invar (an alloy having a low expansion of 36% of nickel, 0.25% of manganese, and iron containing trace amounts of carbon and other elements) is used. . The flange 23 constitutes a so-called kinematic support mount that supports the projection optical system PL at three points with respect to the main column 9 via points, surfaces, and V-grooves. When such a kinematic support structure is employed, the projection optical system PL can be easily assembled to the main column 9, and the stress caused by vibration, temperature change, and the like of the main column 9 and the projection optical system PL after the assembly is most effective. There is an advantage that it can be reduced all the time.
[0039]
The anti-vibration table 24 is arranged at each corner of the main column 9 (the anti-vibration unit on the back side of the drawing is not shown), and the internal pressure can be adjusted similarly to the anti-vibration table 13 shown in FIG. An air mount 24a and a voice coil motor 24b for applying a thrust to the main column 9 in the Z direction are arranged in series on the support caster 7. The vibration isolation table 24 insulates the micro vibration transmitted to the main column 9 (and the projection optical system PL) via the base plate BP and the support casters 7 at the micro G level (G is a gravitational acceleration). In addition, these anti-vibration tables 24 are positioned with reference to the support casters 7.
[0040]
On the main column 9, a plurality (for example, three) of accelerometers 9a (see FIG. 3) for measuring vibration in the Z direction are provided as a vibration detecting device. The measurement result of the accelerometer is output to main controller 70 as a drive controller for wafer stage 5 (see FIG. 3). Main controller 70 controls vibration of projection optical system PL by driving anti-vibration table 24 based on the output of the accelerometer.
[0041]
The reticle module RM includes a reticle stage 2, a reticle surface plate 3 that movably supports the reticle stage 2 in a two-dimensional direction along the XY plane, and a surface plate support portion 4 erected on a support caster 7. The reticle surface table 3 is supported by a vibration isolating table 11. As a material of the reticle base 3, metal or ceramics can be used. The anti-vibration table 11 includes an air mount 11a whose internal pressure can be adjusted and a voice coil motor 11b that applies thrust to the reticle surface plate 3 in the Z direction, similarly to the anti-vibration tables 13 and 24 illustrated in FIG. It is configured to be arranged in series on the platen support 4. The vibration isolator 11 insulates the micro-vibration transmitted to the reticle surface plate 3 via the base plate BP and the support casters 7 at the micro G level (G is gravitational acceleration).
[0042]
A reticle stage 2 is supported on the reticle base 3 so as to be two-dimensionally movable along the reticle base 3. A plurality of air bearings (air pads; not shown) are fixed to the bottom surface of the reticle stage 2 as non-contact bearings, and the reticle stage 2 is placed on the reticle surface plate 3 with a clearance of about several microns by these air bearings. It is supported floating. A plurality (for example, three) of accelerometers 3a (see FIG. 3) for measuring vibration in the Z direction are provided on the reticle surface plate 3. The measurement result of the accelerometer is output to main controller 70 described later (see FIG. 9). Main controller 70 controls vibration on reticle stage 2 by driving vibration isolator 11 based on the output of the accelerometer.
[0043]
The reticle stage 2 will be described in detail. As shown in FIG. 8, the reticle stage 2 is a reticle coarse movement stage 16 that is driven on a reticle surface plate 3 by a pair of Y linear motors 15 in a predetermined stroke in the Y-axis direction. And a reticle fine movement stage 18 that is finely driven on the reticle coarse movement stage 16 in the X, Y, and θZ directions by a pair of X voice coil motors 17X and a pair of Y voice coil motors 17Y. (Note that these are shown as one stage in FIG. 1).
[0044]
Each Y linear motor 15 is provided on the reticle surface plate 3 in correspondence with the stator 20, which is levitated and supported by a plurality of air bearings (air pads) 19, which are non-contact bearings, and extends in the Y-axis direction. And a mover 21 fixed to the reticle coarse movement stage 16 via a connecting member 22. Therefore, the stator 20 moves in the −Y direction in accordance with the movement of the reticle coarse movement stage 16 in the + Y direction according to the law of conservation of momentum. The movement of the stator 20 cancels the reaction force caused by the movement of the reticle coarse movement stage 16 and can prevent a change in the position of the center of gravity.
[0045]
Note that the stator 20 may be configured to be fixed to the base plate BP or the platen support 4 instead of the reticle platen 3. In a case where the stator 20 is fixed to the base plate BP or the base support 4, the air bearing 19 may be omitted, and the reaction force acting on the stator 20 due to the movement of the reticle coarse movement stage 16 may be released to the base plate BP. However, the above-mentioned law of conservation of momentum may be used.
[0046]
The reticle coarse movement stage 16 is guided in the Y-axis direction by a pair of Y guides 51, 51 fixed to the upper surface of an upper protruding portion 3b formed in the center of the reticle surface plate 3 and extending in the Y-axis direction. ing. Further, reticle coarse movement stage 16 is supported by air bearings (not shown) in non-contact with these Y guides 51, 51.
[0047]
The reticle R is suction-held on the reticle fine movement stage 18 via a vacuum chuck (not shown). A pair of Y moving mirrors 52a and 52b each composed of a corner cube are fixed to an end of the reticle fine movement stage 18 in the -Y direction, and extend in the Y axis direction to an end of the reticle fine movement stage 18 in the + X direction. An X movable mirror 53 composed of a plane mirror is fixed. Then, three laser interferometers 41 (see FIG. 3) for irradiating the movable mirrors 52a, 52b, and 53 with the measurement beam are fixed to the reflection surface of each movable mirror and the upper end of the barrel of the projection optical system PL. By irradiating a laser beam toward a reference mirror (not shown) and measuring the relative displacement between the movable mirror and the reference mirror based on the interference between the reflected light and the incident light, the reticle stage 2 (therefore, The position of the reticle R) in the X, Y, θZ (rotation about the Z axis) direction is measured in real time with a predetermined resolution, for example, a resolution of about 0.5 to 1 nm. The reticle fine movement stage 18 is preferably made of a material having high rigidity and a low coefficient of thermal expansion, and may be made of metal, cordierite, or ceramics made of SiC.
[0048]
As described above, the reticle surface plate 3 and the main column 9 are provided with three accelerometers 3a and 9a for measuring the vibration of each member in the Z direction, respectively. Three vibration sensors (for example, an accelerometer) for measuring the vibration in the in-plane direction are respectively attached. Two of these vibration sensors measure the vibration of each surface plate in the Y direction, and the remaining vibration sensors measure the vibration in the X direction (hereinafter, for convenience, these vibration sensors are respectively referred to as a vibration sensor group). 3b, 9b; see FIG. 3). Then, based on the measurement values of these accelerometers 3a, 9a and vibration sensor groups 3b, 9b, main controller 70 controls reticle base 3 and main column 9 with six degrees of freedom (X, Y, Z, θX, θY). , ΘZ).
[0049]
Subsequently, referring to FIG. 9, illumination optical module IM provided adjacent to exposure apparatus main body SP (and pedestal module PM), reticle R and loader module 10 for transferring wafer W to and from exposure apparatus main body SP, and The installation state of these modules will be described.
[0050]
The illumination optical module IM includes a position adjustment device 62 installed on a pedestal portion 61 provided on a beam B of a building, and an illumination optical system (illumination optical device) IU for guiding exposure light from a light source LS to the exposure device main body SP. And a displacement sensor (position detection device) 63 for detecting a relative positional relationship between the illumination optical system IU and the exposure apparatus main body SP. The illumination optical system IU is mounted on a position adjustment device 62. The first illumination optical system IU1 and the second illumination optical system IU2 provided on the first illumination optical system IU1.
[0051]
As the light source LS, an ArF excimer laser light source that outputs pulsed ultraviolet light narrowed so as to avoid an oxygen absorption band between wavelengths 192 to 194 nm is used here. The light source is provided with a light source control device (not shown). The light source control device controls the oscillation center wavelength and the spectral half width of the emitted pulsed ultraviolet light, triggers the pulse oscillation, and controls the gas in the laser chamber. And the like. As a light source, a KrF excimer laser light source that outputs pulsed ultraviolet light having a wavelength of 248 nm or an F light that outputs pulsed ultraviolet light having a wavelength of 157 nm is used. 2 A laser light source or the like may be used. Further, the light source may be installed in another room (service room) having a lower degree of cleanliness than the clean room, or in a utility space provided under the floor of the clean room. The light source is connected to one end (incident end) of the beam matching unit, and the other end (outgoing end) of the beam matching unit is connected to the first illumination optical system IU1 of the illumination optical system IU. The beam matching unit is provided with a relay optical system, a plurality of movable reflecting mirrors (all not shown), and a narrow band pulsed ultraviolet light incident from a light source using these movable reflecting mirrors. The optical path of (ArF excimer laser light) is positionally matched with the first illumination optical system IU1.
[0052]
The first illumination optical system IU1 includes a mirror, a variable dimmer, a beam shaping optical system, an optical integrator, a condensing optical system, a vibration mirror, an illumination system aperture stop plate, a beam splitter, and a relay lens arranged in a predetermined positional relationship. And a movable reticle blind (illumination area setting device) as a movable field stop constituting a reticle blind mechanism. When pulsed ultraviolet light from the light source enters the first illumination optical system IU1 via the beam matching unit and the relay optical system, the pulsed ultraviolet light is adjusted to a predetermined peak intensity by the ND filter of the variable dimmer. Thereafter, the cross-sectional shape is shaped by the beam shaping optical system so as to efficiently enter the optical integrator. Next, when the pulsed ultraviolet light is incident on the optical integrator, a surface light source, that is, a secondary light source including a large number of light source images (point light sources) is formed on the exit end side. The pulsed ultraviolet light emitted from each of these many point light sources passes through any one of the aperture stops on the illumination system aperture stop plate, and then reaches the movable reticle blind as exposure light. This movable reticle blind is used to prevent the exposure of unnecessary portions, and to further limit the illumination area on the reticle R defined by the fixed reticle blind as described later by the movable blade at the start and end of scanning exposure. What is used.
[0053]
The second illumination optical system IU2 includes a fixed reticle blind, a lens, a mirror, a relay lens system, a main condenser lens, and the like (all not shown) housed in a predetermined positional relationship within an illumination system housing. The fixed reticle blind is disposed on a surface slightly defocused from a conjugate plane with respect to the pattern surface of the reticle R near the incident end of the illumination system housing, and has an opening having a predetermined shape that defines an illumination area on the reticle R. I have. The opening of the fixed reticle blind has a slit or rectangular shape linearly extending in the X-axis direction orthogonal to the moving direction (Y-axis direction) of the reticle R during scanning exposure at the center of the circular visual field of the projection optical system PL. It is formed into a shape. The pulsed ultraviolet light that has passed through the opening of the movable reticle blind illuminates the opening of the fixed reticle blind with a uniform intensity distribution. The pulsed ultraviolet light passing through the opening of the fixed reticle blind passes through a lens, a mirror, a relay lens system, and a main condenser lens system, and passes through a predetermined illumination area (in the X-axis direction) on a reticle R held on the reticle stage 2. A linearly extending slit-shaped or rectangular illumination area) is illuminated with a uniform illuminance distribution.
[0054]
When the first illumination optical system IU1 and the second illumination optical system IU2 are firmly joined, vibration generated in the first illumination optical system IU1 during the exposure operation due to driving of the movable reticle blind causes the second illumination optical system IU1 to vibrate. This is undesirably transmitted to the IU2 as it is. For this reason, in the present embodiment, between the first illumination optical system IU1 and the second illumination optical system IU2, both can be relatively displaced, and the inside can be made airtight with respect to the outside air. They are joined via an elastic bellows-like member.
[0055]
FIG. 10 is an enlarged view showing the vicinity of the bottom of the first illumination optical system IU1.
The position adjusting device 62 has air mounts 74A to 74D and VCMs (voice coil motors) 73A to 73D and 72A to 72D arranged at the bottom (the four corners) of the first illumination optical system IU1. The first illumination optical system IU1 is supported by these air mounts 74A to 74D and VCMs 73A to 73D. The solenoid valve EV includes three independently operable solenoid valve units EV1, EV2, EV3, and the like. The air mounts 74B and 74D are connected to the solenoid valve unit EV2, the air mount 74A is connected to the solenoid valve unit EV1, and the air mount 74D is connected to the solenoid valve unit EV3 by a pipe. The solenoid valve EV is connected to the air pressure source PA by a pipe. Further, the solenoid valve units EV1 to EV3 and the main control device 70 are electrically connected, and the main control device 70 independently controls the opening and closing thereof. Thereby, the compressed air supplied from the pneumatic source PA can be sent independently to the air mounts 74B and 74D, 74A, and 74C.
[0056]
The VCMs 73A to 73D are electrically connected to the main controller 70 and generate a thrust in the Z coordinate axis direction according to a control signal from the main controller 70 (to avoid complication of the figure, the main control shown in FIG. The illustration of the connection between the device 70 and the VCMs 73A to 73 is omitted). The first illumination optical system IU1 is rotated by the main controller 70 via the above-described air mounts 74A to 74D and the VCMs 73A to 73D in the Z coordinate axis direction, the rotation direction around the X coordinate axis (θx), and the rotation direction around the Y coordinate axis (θy). ) Is determined (attitude control). Note that, among the thrusts to be generated from the air mounts 74A to 74D and the VCMs 73A to 73D when the first illumination optical system IU1 described here is positioned, the thrusts with a relatively long fluctuation cycle are generated by the air mounts 74A to 74D. Thrust with a relatively short fluctuation cycle is generated by the VCMs 73A to 73D. This prevents the VCMs 73A to 73D from generating heat without generating a steady thrust in the VCMs 73A to 73D.
[0057]
Subsequently, the VCMs 72A to 72D installed on the side surfaces of the first illumination optical system IU1 will be described with reference to FIG. The VCM 72A and the VCM 72C are fixed on two side surfaces of the first illumination optical system IU1 facing each other in the Y coordinate axis direction. The VCMs 72B and 72D are fixed on two side surfaces of the first illumination optical system IU1 facing each other in the X coordinate axis direction. VCM 72A and VCM 72C and VCM 72B and VCM 72D are installed at diagonal positions to each other. In each of these VCMs 72A to 72D, a surface opposed to a surface fixed to the first illumination optical system IU1 is fixed to a fixing member (not shown) fixed to the pedestal portion 61. In the VCMs 72A to 72D arranged as described above, for example, a repulsive force is generated in the VCM 72A, an attractive force is generated in the VCM 72C, and the absolute values of the forces are made equal, so that the first illumination optical system IU1 is moved along the Y coordinate axis. Can be moved in the + Y direction. Similarly, the first illumination optical system IU1 can be moved in the −Y direction by generating an attractive force on the VCM 72A and a repulsive force on the VCM 72C. Further, by generating the same repulsive force and attractive force on the VCMs 72B and 72D, it is possible to move the first illumination optical system IU1 in the ± X direction along the X coordinate axis. In addition, by generating a repulsive force or an attractive force in both the VCM 72A and the VCM 72C, the first illumination optical system IU1 can be rotated around the Z coordinate axis (θz). The first illumination optical system IU1 can also be rotated around the Z coordinate axis by the VCM 72B and VCM 72D.
[0058]
As described above, the first illumination optical system IU1 can be positioned in the directions of six degrees of freedom by the air mounts 74A to 74D, the VCMs 73A to 73D, and the VCMs 72A to 72D. The main controller 70 controls the air mounts 74A to 74D and the VCMs 73A to 73D and 72A to 72D described above, and the first illumination optical system IU1 (that is, the illumination optical system IU) and the exposure apparatus main body SP, as described later. Relative positioning of. Note that the position adjustment devices 62 and 65 may have a configuration other than the configuration using the air mount or the VCM described above, for example, a configuration using a linear motion guide or the like.
[0059]
The displacement sensor 63 includes a sensor 63Z for detecting a relative displacement (relative positional relationship) between the exposure apparatus main body SP and the illumination optical system IU in the Z-axis direction, a sensor 63Y for detecting a relative displacement in the Y-axis direction, and a relative sensor for the X-axis direction. A sensor 63X for detecting displacement (however, the sensor 63X is not shown) is configured, and the detection results of the sensors 63X to 63Z are output to the main control device 70. Two sensors 63Z are installed along the X-axis direction. Based on the detection results of these sensors 63Z, 63Z, in addition to the relative displacement in the Z-axis direction between the exposure apparatus main body SP and the illumination optical system IU, the Y-axis rotation is performed. Is determined in the rotational direction. Similarly, two sensors 63Y are provided along the Z-axis direction. Based on the detection results of these sensors 63Y and 63Y, in addition to the relative displacement of the exposure apparatus main body SP and the illumination optical system IU in the Y-axis direction, The displacement in the rotation direction around the X axis is determined. Further, two sensors 63X are provided along the Y-axis direction, and based on the detection results of these sensors 63X, 63X, in addition to the relative displacement of the exposure apparatus main body SP and the illumination optical system IU in the X-axis direction, Z The displacement in the direction of rotation about the axis is determined.
[0060]
The main controller 70 inputs a signal corresponding to the relative displacement detected by the above-described displacement sensors 63X to 63Z, and calculates the relative positional shift amount between the exposure apparatus main body SP and the illumination optical system IU in the directions of six degrees of freedom. Calculate. Then, main controller 70 calculates the relative displacement between the exposure apparatus main body SP and the illumination optical system IU in the directions of six degrees of freedom, based on the results of the calculations, and calculates the air mounts 74A to 74D, VCMs 73A to 73D, and VCM 72A. The thrust to be generated for each of .about.72D is calculated. Then, main controller 70 issues a control signal to these air mounts and VCM so that the thrust calculated as described above is generated. As a result, the relative positional shift amount between the exposure apparatus main body SP and the illumination optical system IU is maintained within a predetermined value, that is, within an allowable value required to maintain the optical accuracy of the illumination optical system.
[0061]
Next, returning to FIG. 9, the loader module 10 will be described.
The loader module 10 includes a position adjustment device 65 installed on a pedestal portion 64 provided on the beam B, a loader unit 66 for transferring the reticle R and the wafer W between the exposure device main body SP, and a loader unit 66. A displacement sensor 67 for detecting a relative positional relationship with the exposure apparatus main body SP.
[0062]
In the loader section 66, a reticle loader RL and a wafer loader WL are provided. The reticle loader RL mounts (loads) a predetermined reticle R on the reticle stage 2 of the exposure apparatus main body SP, or removes (unloads) the reticle R loaded on the reticle stage 2. The wafer loader WL loads an unexposed wafer W onto the wafer stage 5 or unloads an exposed wafer W placed on the wafer stage 5.
[0063]
The position adjusting device 65 has the same configuration as the position adjusting device 62 in the illumination optical module IM, and detailed description thereof is omitted. However, the position adjusting device 65 causes the loader unit 66 to have six degrees of freedom with respect to the exposure apparatus main body SP. Positioning is possible. The displacement sensor 67 also has the same configuration as the displacement sensor 63 in the illumination optical module IM, and detailed description thereof is omitted. However, the sensors 67Z, 67Y, and 67X that constitute the displacement sensor 67 (however, the sensor 67X is shown in the drawing) Based on the detection result (omitted), the relative displacement of the exposure apparatus main body SP and the loader unit 66 in the X, Y, and Z axial directions and the rotational displacement around each axis can be obtained.
[0064]
Then, main controller 70 generates each of the air mount and VCM of position adjustment device 65 based on the result of calculating the relative position shift amount between the exposure device main body SP and the loader unit in the directions of six degrees of freedom. Calculate thrust. Then, main controller 70 issues a control signal to these air mounts and VCM so that the thrust calculated as described above is generated. As a result, the relative displacement between the exposure apparatus main body SP and the loader unit 66 is maintained within a predetermined value, that is, within an allowable value required for maintaining the substrate transfer accuracy of the loader unit 66.
[0065]
FIG. 3 shows a control system of the exposure apparatus 1. As shown in this figure, the measurement results of the various measurement devices such as the position sensor, the accelerometer, the vibration sensor group, the laser interferometer, the tilt sensor, and the displacement sensor described above are output to the main controller 70. The main controller 70 performs various arithmetic processing based on the measurement results of these measuring devices, and based on the results, a reticle driving linear motor, a wafer driving linear motor, a wafer driving trim motor, a movable reticle blind driving It controls the actuator, anti-vibration table, solenoid valve unit, VCM, air mount and so on. In addition, the main controller 70 is provided with a storage device 76 that stores a vibration pattern (vibration characteristics) of the pedestal unit 12 as a map.
[0066]
Next, the installation of beams in the building will be described.
As shown in FIG. 9, the illumination optical module IM and the loader module 10 are installed on beams B1 and B1 erected at the same height. However, the exposure apparatus main body SP has the height of the pedestal module PM. It is installed on the beam B2 erected lower by the distance. In this way, when the building is constructed, the beams B1 and B2 are erected at different heights according to the devices (modules) to be installed, so that the height between the devices is the same as when the beams are all erected at the same height. It is not necessary to perform the adjustment, and the installation work of the apparatus can be simplified.
[0067]
Next, the installation work of the exposure apparatus 1 having the above configuration will be described.
When installing the exposure apparatus 1 in a building, first, as shown in FIGS. 1 and 9, the pedestal module PM is placed so that the vibration isolating table 13 is positioned on the beam B2. Next, the base plate BP and the exposure apparatus main body SP are set on the pedestal unit 12. The order of installation of the exposure apparatus main body SP is as follows. First, the wafer module WM including the support casters 7 is installed on the base plate BP, and then the projection lens module LM, the base support 4, and the anti-vibration table 11 are installed on the support casters 7. I do. Then, the reticle module RM is set on the vibration isolation table 11.
As described above, in the present embodiment, since the exposure apparatus 1 is composed of a plurality of modules, it is possible to easily carry out the exposure apparatus manufacturing site and assemble it in the installation building.
[0068]
When the exposure apparatus 1 is installed, the pedestal unit 12 is driven with the beam B2 as a reference by driving the vibration isolator 13 (the air mount 13a and the voice coil motor 13b) according to the detection result of the position sensor 12c. Is positioned in the Z direction. The positioning of the pedestal unit 12 in the pitching direction and the rolling direction (the rotation direction about the X axis and the rotation about the Y axis) is performed by driving the anti-vibration table 13 according to the detection result of the inclination sensor 14. By this positioning, the pedestal portion 12 is maintained at a predetermined height in the Z direction and horizontal with respect to the earth. Therefore, the exposure apparatus main body SP (the reticle module RM, the projection lens module LM, the wafer module WM, etc.) mounted on the pedestal section 12 is installed in a state where no tilt component is generated with respect to the direction of gravity (vertical direction). .
[0069]
In addition, when the illumination optical module IM is installed near the exposure apparatus main body SP, the relative positional deviation between the exposure apparatus main body SP and the illumination optical system IU in the directions of six degrees of freedom depends on the detection result of the displacement sensor 63. The amount is obtained, and the position adjusting device 62 is driven to remove the relative position shift amount. Similarly, when the loader module 10 is installed near the exposure apparatus main body SP, the relative positional deviation between the exposure apparatus main body SP and the loader module 10 in the directions of six degrees of freedom according to the detection result of the displacement sensor 67. Is calculated, and the position adjusting device 65 is driven so as to remove the relative displacement. Thereby, even when the illumination optical module IM and the loader module 10 are separately arranged on the pedestal units 61 and 64 with respect to the exposure apparatus main body SP, respectively, The illumination optical module IM and the loader module 10 can be maintained in a predetermined positional relationship.
[0070]
Next, the operation of the exposure processing performed by the exposure apparatus having the above configuration will be described.
First, prior to the exposure processing, a vibration characteristic when the exposure apparatus main body SP is (self-excited) vibrated is obtained. The vibration characteristics are determined for the reticle base 3, the main column 9, and the wafer base 6, but only the pedestal section 12 will be described here. In addition, as a method of vibrating the exposure apparatus main body SP, for example, the wafer stage 5 can be driven, and the reticle stage 2 and the wafer stage 5 can be synchronously driven in the same manner as during exposure. VCMs 11b, 13b and 24b in 13 and 24 can also provide an impulse waveform dummy vibration.
[0071]
The vibration accompanying this excitation is detected by the accelerometers 3a, 9a, 12a and the vibration sensor groups 3b, 9b, 12b and stored in the storage device 76. The main controller 70 sets a drive pattern of the piezo element 28 a that cancels (attenuates) the vibration pattern and stores the drive pattern in the storage device 76, in order to attenuate the vibration of the pedestal unit 12, particularly the high-frequency mechanical resonance unit, with the piezo damper 28. FIG. 11A shows the relationship between the frequency of vibration detected by the self-excited vibration using the accelerometer and the vibration sensor group and the signal strength. Main controller 70 uses a predetermined function for the obtained vibration characteristics as a shaping filter, identifies the mechanical resonance characteristics of pedestal unit 12 as shown in FIG. Remember. That is, the frequencies at which the influence on the vibration of the pedestal unit 12 is most remarkable (here, the frequencies f1 and f2) are extracted and stored. As means for detecting the vibration characteristics, in addition to the vibration sensor group, an electric signal output by attaching a piezo element to the pedestal unit 12 and distorting the piezo element by vibration can be used.
[0072]
After obtaining the vibration characteristics, the exposure process is performed. Here, it is assumed that various exposure conditions for scanning exposure of the shot area on the wafer W with an appropriate exposure amount (target exposure amount) are set in advance. Preparation work such as reticle alignment and baseline measurement using a reticle microscope and an off-axis alignment sensor (not shown) is performed, and then fine alignment (EGA; enhanced global) of the wafer W using the alignment sensor is performed. (Alignment etc.) is completed, and the array coordinates of the plurality of shot areas on the wafer W are obtained.
[0073]
In this way, when the preparatory operation for exposure of the wafer W is completed, the linear motors 33 and 35 are controlled while monitoring the measurement values of the laser interferometer based on the alignment result, thereby controlling the first shot of the wafer W. The wafer stage 5 is moved to a scanning start position for exposure. Then, scanning of the reticle stage 2 and the wafer stage 5 in the Y direction is started via the linear motors 15 and 33, and when both the stages 2 and 5 reach their respective target scanning speeds, the illumination set by the movable reticle blind. A predetermined rectangular illumination area on the reticle R is illuminated with uniform illumination by exposure illumination light from the optical system IU. In synchronization with the reticle R being scanned in the Y direction with respect to this illumination area, the wafer W is scanned with respect to an exposure area conjugate with this illumination area and the projection optical system PL.
[0074]
Then, the illumination light transmitted through the pattern area of the reticle R is reduced by a factor of 4 by the projection optical system PL and is irradiated onto the wafer W coated with the resist. Then, the pattern of the reticle R is sequentially transferred to the exposure area on the wafer W, and the entire pattern area on the reticle R is transferred to the shot area on the wafer W by one scan. During this scanning exposure, the moving speed of the reticle stage 2 in the Y direction and the moving speed of the wafer stage 5 in the Y direction are speed ratios corresponding to the projection magnification (1/5 or 1/4) of the projection optical system PL. The reticle stage 2 and the wafer stage 5 are synchronously controlled via the linear motors 15 and 33 so as to be maintained.
[0075]
The reaction force of the reticle stage 2 during acceleration and deceleration in the scanning direction is absorbed by the movement of the stator 20, and the position of the center of gravity of the reticle module RM is substantially fixed in the Y direction. Further, the reticle surface plate is not used because friction between the reticle stage 2, the stator 20, and the reticle surface plate 3 is not zero, or the moving direction between the reticle stage 2 and the stator 20 is slightly different. Even in the case where minute vibration in the direction of 3-6 degrees of freedom remains, the vibration control table 11 is feedback-controlled to remove the residual vibration based on the measurement value of the vibration sensor group.
[0076]
Further, in the main column 9, even if a slight vibration occurs due to the movement of the reticle stage 2 and the wafer stage 5, the main controller 70 controls the six columns based on the measurement values of the vibration sensors 77 provided in the main column 9. By obtaining the vibration in the degree direction and performing feedback control of the anti-vibration table 24, this minute vibration can be canceled, and the main column 9 (that is, the projection optical system PL) can be constantly maintained at a stable position.
[0077]
In the wafer module WM, the reaction force at the time of acceleration / deceleration in the scanning direction of the wafer stage 5 is absorbed by the movement of the stator 37, and the position of the center of gravity in the wafer module WM is substantially fixed in the Y direction. In addition to the vibration transmitted from the base plate BP to the wafer surface plate 6, the high frequency component is particularly removed by the support mount 29, and the vibration of the pedestal portion 12 joined to the pace plate BP is formed by the mass damper 27 and the piezo damper 28. Since it is attenuated by the damping device 26 and the vibration isolating table 13, the wafer surface plate 6 can be constantly maintained at a stable position.
[0078]
In the pedestal module PM, when the accelerometer 12a and the vibration sensor group 12b measure the vibration transmitted from the beam B (B2) and the residual vibration due to the stage drive, the vibration control table 13 is feedback-controlled based on the measured value. Thus, vibration transmitted to the pedestal portion 12 can be suppressed. Further, the vibration of the pedestal section 12 can be attenuated by the mass damper 27 and the piezo damper 28.
[0079]
Here, the attenuation of the pedestal unit 12 by the mass damper 27 will be described.
When vibration is applied to the pedestal unit 12 by driving the stage or driving the vibration isolator 13, the vibration system of the mass damper 27 is excited with the vibration of the pedestal unit 12, and coupled vibration occurs. Among the coupled vibrations, the vibration of the pedestal portion 12 is attenuated by the large viscosity of the elastic body 27a, and the amplitude thereof is reduced. Further, since the mass of the mass body 27b is 10% of the mode mass of the pedestal portion 12 and the natural frequency of the mass damper 27 substantially matches the natural frequency of ぺ, the mass vibration of the mass damper 27 , The peak of resonance at the natural frequency of the pedestal section 12 is reduced. As a result, residual vibration generated in the pedestal section 12 can be reduced.
[0080]
Next, the attenuation of the pedestal portion 12 by the piezo damper 28 will be described.
In driving the stage along with the execution of the exposure processing, the main controller 70 cancels the vibration of the pedestal unit 12 by driving the piezo element 28a with the drive pattern stored in the storage device 76 as an attenuation controller (attenuation). ) Is supplied to the piezo damper 28 in a feed-forward manner. When residual vibration remains in the pedestal unit 12 even when the piezo damper 28 is driven, the main controller 70 drives the piezo damper 28 by feedback control to remove the residual vibration, but at a frequency determined by shaping filtering. By driving the piezo damper 28, the vibration of the pedestal unit 12 can be effectively attenuated. As described above, main controller 70 can perform optimal vibration suppression according to the mechanical resonance characteristics of pedestal unit 12.
[0081]
The main controller 70 monitors the vibration of the pedestal unit 12 during the scanning exposure, and maintains the residual vibration during the scanning exposure despite driving the piezo damper 28 with the driving pattern set before the exposure. When vibration occurs, a new drive pattern for the piezo element 28a is set and stored in the storage device 76 so as to correct the difference between the vibration characteristic detected before exposure and the vibration characteristic detected during exposure. For example, the main controller 70 increases the gain of the above-mentioned frequencies f1 and f2 when detecting the vibration characteristic at the time of scanning exposure, and increases the weight of the frequency having the most remarkable influence on the vibration. Then, by correcting and updating the drive pattern for each of the plurality of exposure processes, it is possible to attenuate the vibration of the pedestal unit 12 to a level at which residual vibration does not become a problem. The correction / update of the drive pattern is preferably performed for each lot or each wafer.
[0082]
However, since the previous vibration characteristic is included in the correction / update of the drive pattern, for example, when vibration occurs due to disturbance other than the normal exposure processing, the updated drive pattern includes the vibration characteristic due to the disturbance. Will be. For example, when a vibration component generated by dropping an object at a location unrelated to the exposure processing is detected, the corrected / updated drive pattern includes a pattern for canceling the vibration component due to the disturbance, A pattern different from the pattern for canceling the vibration generated in the exposure processing in the normal state is set. Therefore, it is preferable that the mode for correcting / updating the drive pattern is not always in the ON state, but is in the ON state for a predetermined number of times / time, and is switched to the OFF state when no disturbance is included.
[0083]
As described above, in the present embodiment, since the exposure apparatus 1 is provided with the pedestal module PM for damping the vibration from the beam B, the production plant where the exposure apparatus 1 is to be installed is subject to severe vibration specifications. It is possible to prevent an increase in cost. Further, in the present embodiment, since the erection height of the building beam is set in accordance with the plurality of devices SP, IU, and 10 to be installed, it is not necessary to perform a large height adjustment between the devices, and Can also be simplified.
[0084]
Further, in the present embodiment, since the damping device 26 including the mass damper 27 and the piezo damper 28 is provided in the pedestal module PM, not only the vibration component of the rigid body motion of the pedestal unit 12 but also the vibration of the high-frequency mechanical resonance unit is effectively reduced. Can be attenuated. Further, in the present embodiment, since the piezo damper 28 is driven based on the vibration characteristics detected when the exposure apparatus main body SP is vibrated before the exposure, more accurate vibration control can be performed during the actual exposure. Moreover, in the present embodiment, the vibration is damped using the result of extracting the vibration characteristic of the specific frequency that has a large influence on the vibration, so that more effective vibration control can be realized. In addition, the present embodiment has a so-called learning function of correcting and updating a preset driving pattern of the piezo damper 28 based on the vibration characteristics detected at the time of actual exposure, so that accurate vibration control is always performed. be able to.
[0085]
On the other hand, in the present embodiment, the position of the illumination optical module IM and the loader module 10 is adjusted with six degrees of freedom with respect to the exposure apparatus main body SP using the displacement sensors 63 and 67 and the position adjustment devices 62 and 65. Even if the module is installed in a state where the module is misaligned with respect to the exposure apparatus main body SP, it is possible to easily maintain the required optical accuracy of the illumination optical system and the substrate transfer accuracy.
[0086]
In the above-described embodiment, the mass damper 27 is configured to be of a passive type that is coupled to vibrate in response to the vibration of the pedestal unit 12. However, the present invention is not limited to this, and an actuator for driving the mass damper 28 is separately provided. May be an active type in which the mass damper is driven based on the measurement result of the vibration sensor group 77 under the control of. Further, in the pedestal module PM, in order to suppress the vibration from the beam B2, the vibration isolator 13 having the air mount and the VCM is provided. However, another vibration control device may be provided.
[0087]
The substrate of the present embodiment is not limited to a semiconductor wafer W for a semiconductor device, but also a glass substrate for a liquid crystal display device, a ceramic wafer for a thin-film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) and the like are applied.
[0088]
The exposure apparatus 1 includes a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper; US Pat. No. 5,473,410) for scanning and exposing a pattern on the reticle R by synchronously moving the reticle R and the wafer W. The present invention can also be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) that exposes the pattern of the reticle R while the reticle R and the wafer W are stationary and sequentially moves the wafer W stepwise. The present invention is also applicable to a step-and-stitch type exposure apparatus that transfers at least two patterns on a wafer W while partially overlapping each other.
[0089]
The type of the exposure apparatus 1 is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element for exposing a semiconductor element pattern onto a wafer W, but may be an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin-film magnetic head, an image sensor (CCD). ) Or an exposure apparatus for manufacturing a reticle or a mask.
[0090]
In addition, as an exposure light source (not shown), an emission line (g-line (436 nm), h-line (404.nm), i-line (365 nm)), a KrF excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser generated from an ultra-high pressure mercury lamp (193 nm), F 2 Laser (157 nm), Ar 2 Not only a laser (126 nm) but also a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam can be used. For example, when an electron beam is used, a thermionic emission type lanthanum hexaborite (LaB) is used as an electron gun. 6 ) And tantalum (Ta) can be used. Further, a higher harmonic such as a YAG laser or a semiconductor laser may be used.
[0091]
For example, a single-wavelength laser in the infrared or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and yttrium), and a nonlinear optical crystal is used. Alternatively, a harmonic converted to ultraviolet light may be used as exposure light. When the oscillation wavelength of the single-wavelength laser is in the range of 1.544 to 1.553 μm, an eighth harmonic within the range of 193 to 194 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser can be obtained. If the oscillation wavelength is in the range of 1.57 to 1.58 μm, a 10th harmonic in the range of 157 to 158 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F2 laser can be obtained.
[0092]
In addition, a laser plasma light source or EUV (Extreme Ultra Violet) light having a wavelength of about 5 to 50 nm generated from the SOR and having a wavelength of about 5 to 50 nm, for example, 13.4 nm or 11.5 nm may be used as the exposure light. In the exposure apparatus, a reflection type reticle is used, and the projection optical system is a reduction system including only a plurality of (for example, about 3 to 6) reflection optical elements (mirrors).
[0093]
The magnification of the projection optical system PL may be not only a reduction system but also an equal magnification system or an enlargement system. Further, when far ultraviolet rays such as an excimer laser are used as the projection optical system PL, a material that transmits the far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as the glass material. 2 When a laser or X-ray is used, a catadioptric or refractive optical system is used (the reticle R is also of a reflective type). When an electron beam is used, an electron system including an electron lens and a deflector is used as the optical system. An optical system may be used. It is needless to say that the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state.
[0094]
When a linear motor (see US Pat. No. 5,623,853 or US Pat. No. 5,528,118) is used for the wafer stage 5 and the reticle stage 2, an air levitation type using an air bearing and a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force are used. Either may be used. Each of the stages 2 and 5 may be of a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.
[0095]
As a driving mechanism of each stage 2, 5, a magnet unit (permanent magnet) having a two-dimensionally arranged magnet and an armature unit having a two-dimensionally arranged coil are opposed to each other, and each stage 2, 5 is driven by an electromagnetic force. Alternatively, a flat motor may be used. In this case, one of the magnet unit and the armature unit may be connected to the stages 2 and 5, and the other of the magnet unit and the armature unit may be provided on the moving surface side (base) of the stages 2 and 5.
[0096]
As described above, the exposure apparatus 1 according to the embodiment of the present invention controls the various subsystems including the components described in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and various electric systems to ensure these various accuracy Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the exposure apparatus from the various subsystems includes mechanical connection, wiring connection of an electric circuit, and piping connection of a pneumatic circuit among the various subsystems. It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from these various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the manufacture of the exposure apparatus be performed in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.
[0097]
As shown in FIG. 12, for a microdevice such as a semiconductor device, a step 201 for designing the function and performance of the microdevice, a step 202 for manufacturing a mask (reticle) based on the design step, and a wafer from a silicon material are manufactured. Step 203, an exposure processing step 204 for exposing a reticle pattern to a wafer by the exposure apparatus of the above-described embodiment, a device assembling step (including a dicing step, a bonding step, and a package step) 205, an inspection step 206, and the like. .
[0098]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent an increase in cost due to severe vibration specifications on the side of a production factory where an exposure apparatus is to be installed, and even when installing a plurality of apparatuses, a large height between the apparatuses. This eliminates the need to perform adjustment, and has the effect of simplifying the installation work of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus having a pedestal module.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an anti-vibration table included in the exposure apparatus.
FIG. 3 is a control block diagram illustrating a control system of the exposure apparatus.
FIG. 4 is an external perspective view of a wafer stage included in the exposure apparatus.
FIG. 5 is an external perspective view of a support caster included in the exposure apparatus.
FIG. 6 is a schematic front view of a wafer stage constituting the exposure apparatus.
FIG. 7 is a schematic plan view of the wafer stage.
FIG. 8 is an external perspective view of a reticle stage included in the exposure apparatus.
FIG. 9 is a diagram in which an exposure apparatus main body, an illumination optical module, and a loader module are installed on beams erected at different heights.
FIG. 10 is an enlarged view showing the vicinity of the bottom of the first illumination optical system.
11A is a diagram illustrating a relationship between a frequency of vibration detected by self-excited excitation and a signal intensity, and FIG. 11B is a diagram illustrating a relationship between a frequency of the vibration after filtering and a signal intensity; FIG.
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a semiconductor device manufacturing process.
[Explanation of symbols]
B, B1, B2 Beam (installation part)
BP base plate (first support device)
IU illumination optical system (illumination optical device)
PM pedestal module (second support device)
R reticle (mask)
W wafer (substrate)
SP exposure equipment body
1 Exposure equipment
12 Pedestal part (pedestal part)
13a Air mount (gas chamber)
13b Voice coil motor (drive device)
26 Attenuation device
27 Mass damper (coupling device)
28 Piezo damper (distortion device)
62 Position adjustment device
63 Displacement sensor (position detection device)
70 Main control device (control device, damping control device)
76 Storage

Claims (11)

パターンを露光する露光装置本体が設置部上に設けられる露光装置であって、
前記露光装置本体と前記設置部との間に設けられ前記露光装置本体の少なくとも一部を支持する第１支持装置と、
前記第１支持装置と前記設置部との間に設けられ、前記設置部からの振動を制振する第２支持装置と、
を有することを特徴とする露光装置。An exposure apparatus in which an exposure apparatus body that exposes a pattern is provided on an installation unit,
A first support device that is provided between the exposure apparatus main body and the installation unit and supports at least a part of the exposure apparatus main body;
A second support device that is provided between the first support device and the installation unit and that dampens vibration from the installation unit;
An exposure apparatus comprising: 請求項１記載の露光装置において、
前記第２支持装置は、前記第１支持装置を載置する台座部と、
前記台座部の下方に配置され、気体が充填された気体室と、
前記台座部を介して前記第１支持装置を駆動する駆動装置と、
前記気体室の圧力と前記駆動装置との少なくとも一方を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
The second support device, a pedestal portion on which the first support device is mounted,
A gas chamber arranged below the pedestal portion and filled with gas,
A driving device for driving the first support device via the pedestal portion;
A control device that controls at least one of the pressure of the gas chamber and the driving device,
An exposure apparatus comprising: 請求項１または２記載の露光装置において、
前記第２支持装置の機械共振を減衰させる減衰装置を有することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1 or 2,
An exposure apparatus, comprising: an attenuation device that attenuates mechanical resonance of the second support device. 請求項３記載の露光装置において、
前記減衰装置は、前記第２支持装置の振動により連成振動する連成装置と、前記第２支持装置の振動により歪む歪装置との少なくとも一方を有することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 3,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the damping device includes at least one of a coupling device that performs coupled vibration by the vibration of the second support device and a distortion device that is distorted by the vibration of the second support device. 請求項４記載の露光装置において、
前記露光装置本体を加振した際の第２支持装置の振動特性を記憶する記憶装置と、
該記憶装置に記憶された振動特性に基づいて、前記連成装置と前記歪装置との少なくとも一方を制御する減衰制御装置を備えることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 4,
A storage device for storing vibration characteristics of the second support device when the exposure apparatus main body is vibrated;
An exposure apparatus comprising: a damping control device that controls at least one of the coupling device and the distortion device based on the vibration characteristics stored in the storage device. 請求項５記載の露光装置において、
前記減衰制御装置は、前記記憶装置に記憶された振動特性と、前記露光を行った際の第２支持装置の振動特性とを比較した結果に基づいて、前記連成装置と前記歪装置との少なくとも一方を制御することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 5,
The damping control device is configured to compare the vibration characteristics stored in the storage device with the vibration characteristics of the second support device at the time of performing the exposure, based on a result of comparison between the coupling device and the distortion device. An exposure apparatus characterized in that at least one of them is controlled. 請求項５または６記載の露光装置において、
前記減衰制御装置は、前記第２支持装置の振動特性のうち、特定周波数の振動特性を抽出した結果に基づいて、前記連成装置と前記歪装置との少なくとも一方を制御することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 5, wherein
The damping control device controls at least one of the coupled device and the distortion device based on a result of extracting a vibration characteristic of a specific frequency among the vibration characteristics of the second support device. Exposure equipment. 請求項１から７のいずれかに記載の露光装置において、
前記露光装置本体と分離して設けられ該露光装置本体に露光光を導く照明光学系と、
該照明光学系と前記露光装置本体との相対位置関係を検出する位置検出装置と、
該位置検出装置の検出結果に基づいて前記相対位置関係を調整する位置調整装置とを備えることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7,
An illumination optical system that is provided separately from the exposure apparatus body and guides exposure light to the exposure apparatus body;
A position detection device that detects a relative positional relationship between the illumination optical system and the exposure device body,
An exposure apparatus comprising: a position adjustment device that adjusts the relative positional relationship based on a detection result of the position detection device. 請求項８記載の露光装置において、
前記位置調整装置は、前記相対位置関係を６自由度に関して調整することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 8,
An exposure apparatus, wherein the position adjustment device adjusts the relative positional relationship with respect to six degrees of freedom. 複数の梁が架設され、前記複数の梁に複数の装置が支持される建屋であって、
前記装置に応じて前記梁が異なる高さで配置されることを特徴とする建屋。A building in which a plurality of beams are erected and a plurality of devices are supported on the plurality of beams,
A building, wherein the beams are arranged at different heights depending on the device. 請求項１０記載の建屋において、
前記複数の装置は、パターンを露光形成する露光装置と、該露光装置に露光光を導く照明光学装置とを含むことを特徴とする建屋。In the building according to claim 10,
The building, wherein the plurality of devices include an exposure device that forms a pattern by exposure, and an illumination optical device that guides exposure light to the exposure device.
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