JP2004191556A

JP2004191556A - 支持装置、ステージ装置及び露光装置

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Publication number: JP2004191556A
Application number: JP2002358097A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Kubota; 泰仁窪田; Hideji Kawamura; 秀司川村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】反射鏡と構造体とに線膨張係数差があっても、反射鏡の反射面を変形させない支持装置を提供する。
【解決手段】Ｙ軸方向を長手方向とする反射鏡５を構造体５０上で支持する支持装置１０は、反射鏡５のＹ軸方向における位置Ａを構造体５０に対して固定する固定部１１と、反射鏡５のＹ軸方向における位置Ｂ、Ｃを構造体５０に対してＹ軸方向に移動可能に支持する支持部１２、１３とを備えている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射鏡を支持する支持装置、ステージ装置及び露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。
このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。露光装置には移動するステージの２次元方向の位置を計測するために光干渉計（レーザ干渉計）が設けられている。光干渉計はレーザ光等のコヒーレント光の干渉を利用してステージの位置計測を行うものである。レーザ干渉計は、ステージ上に設けられた反射鏡である移動鏡にレーザ光を照射し、入反射するレーザ光の干渉を利用してステージの位置計測を行う。下記特許文献１〜３にはステージ上で移動鏡を支持する装置に関する技術が開示されている。特許文献１では、移動鏡底面を支持する点を明確にするために底面支持点が設けられ、移動鏡はピンにより挟持されている。特許文献２では、セラミックス材料を主成分とする移動鏡がステージに対してネジで固定されている。特許文献３では、移動鏡がステージに対してネジで固定され、固定位置は移動鏡の計測面の使用範囲外に設定されている。また、特許文献４には分光分析計における移動ミラーの支持構造に関する技術が開示されている。特許文献４では、分光分析計において強制的に横方向に駆動される移動ミラーが板ばねで支持されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−４３４９１号公報
【特許文献２】
特開平９−２８０８１２号公報
【特許文献３】
特開平１０−４７９１４号公報
【特許文献４】
特開２００１−１９４２３５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、移動鏡を例えば光学ガラスにより構成しステージをアルミナセラミックスにより構成すると、移動鏡とステージとは互いに異なる材料により構成されているため、両者の線膨張係数の相違により移動鏡が変形する場合がある。すなわち、移動鏡の周辺温度が変化した場合に、移動鏡とステージとの変形量に差が生じ、移動鏡の反射面（鏡面）が歪み変形を生じる。移動鏡の反射面が変形するとレーザ干渉計でのステージ位置計測が精度良く行われない。特に、液晶表示デバイスを製造する際には、近年の表示領域の大型化の要求から基板として大型のガラス基板が用いられるため、ガラス基板の大型化に伴って移動鏡も長尺化される必要があるが、長尺化した反射鏡の場合、前記反射面の変形は顕著となる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、反射鏡である移動鏡と構造体であるステージとに線膨張係数差があっても、移動鏡の反射面を変形させない支持装置を提供することを目的とする。また、この支持装置により支持された移動鏡を用いて精度良く位置計測できるステージ装置、及びこのステージ装置を備えた露光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図７に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の支持装置（１０）は、所定方向（Ｙ）を長手方向とする反射鏡（５）を構造体（５０、ＰＳＴ）上で支持する支持装置において、反射鏡（５）の長手方向（Ｙ）における第１の位置（Ａ）を構造体（５０、ＰＳＴ）に対して固定する固定部（１１）と、反射鏡（５）の長手方向（Ｙ）における第１の位置（Ａ）とは別の第２の位置（Ｂ、Ｃ）を構造体（５０、ＰＳＴ）に対して所定方向（Ｙ）に移動可能に支持する支持部（１２、１３）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、反射鏡の第１の位置は固定部により構造体に対して位置決めされつつ固定される。また、反射鏡と構造体との間で線膨張係数に相違があり温度変化によって互いの変形量に差が生じても、第２の位置に設けられた支持部が長手方向である所定方向に構造体に対して移動することでこの変形量の差を吸収できる。したがって、反射鏡の反射面が変形するといった不都合の発生を回避できる。
【０００８】
本発明の支持装置（１０）は、所定方向（Ｙ）を長手方向とする反射鏡（５）を構造体（５０、ＰＳＴ）上で支持する支持装置において、反射鏡（５）と構造体（５０、ＰＳＴ）との間に介在し、反射鏡（５）を保持するとともに反射鏡（５）の鏡面の平面状態を変化させないようにする低膨張部材（４０）を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、反射鏡と構造体との間に低膨張部材を介在させ反射鏡を低膨張部材で保持することにより、反射鏡の変形を抑えることができる。例えば、反射鏡を低膨張部材に固定することにより、反射鏡を堅固に固定することができるとともに、熱的な変動に対して反射鏡の平面状態の変形を抑えることができる。
また、反射鏡が長尺であっても低膨張部材に保持されることにより、自重による撓み変形が抑えられる。あるいは、例えば構造体が熱変形したとしても、反射鏡を低膨張部材に堅固に固定することで、この構造体の変形の反射鏡に対する影響を低膨張部材で抑制できる。
【００１０】
本発明のステージ装置（ＰＳＴ、ＭＳＴ）は、物体（Ｐ、Ｍ）を支持して移動可能なステージ装置において、該ステージ装置の位置を計測する干渉計（７、８、３、４）の一部を構成する移動鏡（５、６、１、２）を該ステージ装置上で支持する支持装置を備え、前記支持装置に、上記記載の支持装置（１０）が用いられていることを特徴とする。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、マスク（Ｍ）を支持するマスクステージ（ＭＳＴ）と、基板（Ｐ）を支持する基板ステージ（ＰＳＴ）とを備えた露光装置において、マスクステージ（ＭＳＴ）及び基板ステージ（ＰＳＴ）のうち少なくともいずれか一方に上記記載のステージ装置が用いられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、移動鏡の鏡面（反射面）の変形が抑えられているので、干渉計はステージ装置の位置を精度良く計測できる。そして、高精度に位置計測されることによりマスクあるいは基板の位置制御を高精度に行うことが可能である。
したがって、高精度な露光処理を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の支持装置、ステージ装置及び露光装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明のステージ装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、感光基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンを基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸの動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは複数（５つ）の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅを有しており、これら投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅが並んで露光するように設けられている。そして、本実施形態に係る露光装置ＥＸは、この投影光学系ＰＬに対してマスクＭと感光基板Ｐとを所定方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明し、マスクＭのパターンを感光基板Ｐに露光する、いわゆるマルチレンズスキャン型露光装置である。感光基板Ｐはガラスプレート（ガラス基板）に感光剤（フォトレジスト）を塗布したものである。
【００１３】
ここで、以下の説明において、水平面内においてマスクＭと感光基板Ｐとが同期移動する方向（走査方向）をＹ軸方向、水平面内において前記走査方向と直交する方向（非走査方向）をＸ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の軸線まわり方向を、それぞれθＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１４】
照明光学系ＩＬは露光光ＥＬでマスクＭを照明する。照明光学系ＩＬより射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。マスクＭは照明光学系ＩＬの複数の照明系モジュールにより異なる複数の照明領域をそれぞれ照明される。
【００１５】
マスクステージＭＳＴは露光光ＥＬの光路上に設けられており、物体としてのマスクＭを支持してＸＹ方向に移動可能に設けられている。マスクステージＭＳＴは、一次元の走査露光を行うべくＹ軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するＸ軸方向に所定距離のストロークとを有している。マスクステージＭＳＴはリニアモータ等を含んで構成されるマスクステージ駆動部ＭＳＴＤにより駆動される。マスクステージＭＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には、互いに直交するように移動鏡１、２が設けられている。移動鏡１はマスクステージＭＳＴのＸ軸方向の端縁においてＹ軸方向を長手方向として設けられている。移動鏡２はマスクステージＭＳＴのＹ軸方向の端縁においてＸ軸方向を長手方向として設けられている。移動鏡１にはレーザ干渉計３が対向して配置され、移動鏡２にはレーザ干渉計４が対向して配置されている。レーザ干渉計３、４のそれぞれは、移動鏡１、２のそれぞれにレーザ光を照射して移動鏡１、２との間の距離を計測することにより、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置、ひいてはマスクＭの位置を計測する。レーザ干渉計３、４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計３、４の計測結果に基づいてマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを介してマスクステージＭＳＴの位置を制御する。
【００１６】
複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅにおいて、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄとは２列に千鳥状に配列されている。すなわち、千鳥状に配置されている各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅは、隣合う投影光学系どうし（例えば投影光学系ＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）をＹ軸方向に所定量変位させて配置されている。これら投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅのそれぞれは照明光学系ＩＬから射出されマスクＭを透過した複数の露光光ＥＬを透過させ、基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板ＰにマスクＭのパターン像を投影する。
【００１７】
基板ステージＰＳＴは露光光ＥＬの光路上に設けられており、物体としての感光基板Ｐを支持してＸＹ方向に移動可能に設けられている。基板ステージＰＳＴは、一次元の走査露光を行うべくＹ軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するＸ軸方向にステップ移動するための長いストロークとを有している。更に、基板ステージＰＳＴはＺ軸方向にも移動可能であるとともに、θＸ、θＹ、及びθＺ方向にも移動可能である。基板ステージＰＳＴは、リニアモータ等を含んで構成される基板ステージ駆動部ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージＰＳＴ上のＸ軸方向及びＹ方向のそれぞれの端縁には、互いに直交するように移動鏡５、６が設けられている。移動鏡５は基板ステージＰＳＴのＸ軸方向の端縁においてＹ軸方向を長手方向として設けられている。移動鏡６は基板ステージＰＳＴのＹ軸方向の端縁においてＸ軸方向を長手方向として設けられている。移動鏡５にはレーザ干渉計７が対向して配置され、移動鏡６にはレーザ干渉計８が対向して配置されている。レーザ干渉計７、８のそれぞれは、移動鏡５、６のそれぞれにレーザ光を照射して移動鏡５、６との間の距離を計測することにより、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置、ひいては感光基板Ｐの位置を計測する。レーザ干渉計７、８の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザー干渉計７、８の計測結果に基づいて基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴの位置を制御する。
【００１８】
本実施形態において、反射鏡である移動鏡５は支持装置１０を介してステージ装置としての基板ステージＰＳＴ上に設けられている。以下、移動鏡５を基板ステージＰＳＴ上で支持する支持装置１０について説明する。なお、以下では、移動鏡５が基板ステージＰＳＴ上で支持装置１０に支持される例について説明するが、移動鏡６やマスクステージＭＳＴに設けられている移動鏡１、２も、以下で説明する支持装置１０で支持することができる。
【００１９】
図２は、Ｙ軸方向を長手方向とする移動鏡５を構造体としての基板ステージＰＳＴ上で支持する支持装置１０を示す図であって、図２（ａ）は上方（＋Ｚ側）から見た図、図２（ｂ）は側方（＋Ｘ側）から見た図である。ここで、本実施形態では、基板ステージＰＳＴ上に移動鏡５を支持するための支持台５０が固定されており、移動鏡５は構造体としての支持台５０上で支持装置１０により支持されるものとする。支持台５０は移動鏡５とほぼ同じ幅を有するとともにその長さは移動鏡５より短く設定されている。支持台５０は、例えばアルミナセラミックスやインバー等の低熱膨張材料により構成されている。一方、移動鏡５は膨張率がほぼゼロである光学ガラス（ゼロ膨張ガラス）により構成されている。
【００２０】
図２において、支持装置１０は、移動鏡５のＹ軸方向における位置（第１の位置）Ａを支持台５０に対して固定する固定部１１と、移動鏡５のＹ軸方向における位置Ａとは別の位置（第２の位置）Ｂ、Ｃを支持台５０に対してＹ軸方向に移動可能に支持する２つの支持部１２、１３とを備えている。本実施形態において、移動鏡５のうち支持台５０に対して固定部１１を介して固定される位置ＡはＹ軸方向の中央部の１箇所に設定され、支持台５０に対して支持部１２を介して支持される位置Ｂは位置Ａの−Ｙ側に設定され、位置Ｃは位置Ａの＋Ｙ側に設定されている。すなわち、支持台５０に対して支持部１２、１３を介して支持される位置Ｂ、Ｃは、位置ＡのＹ軸方向両側の２箇所に設定されており、移動鏡５は支持装置１０により長手方向中央部及びその両側において３点支持されている。また、位置Ａと位置Ｂとの距離は、位置Ａと位置Ｃとの距離とほぼ同じ値に設定されている。本実施形態では、位置Ａと位置Ｂとの距離（位置Ａと位置Ｃとの距離）をＬ１、位置Ｂと移動鏡５の−Ｙ側端部との距離（位置Ｃと移動鏡５の＋Ｙ側端部との距離）をＬ２とした場合、Ｌ１＝２×Ｌ２に設定されている。
【００２１】
図３（ａ）は固定部１１の拡大図である。図３（ａ）において、固定部１１は移動鏡５の位置Ａを支持台５０に固定するものであって、滑り止め用の中間部材１５を介して移動鏡５の位置Ａを支持する支持部材１６と、移動鏡５に形成されている穴部９に配置され、支持部材１６と締結する締結部材１７とを有している。支持部材１６の下端部には鍔部２０が設けられており、鍔部２０には複数の貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１のそれぞれにはねじ部材２２が配置され、支持台５０に設けられた雌めじ部２３と螺合することにより、支持部材１６と支持台５０とが固定される。
【００２２】
穴部９は、大径部９Ａと大径部９Ａの下方に連続する小径部９Ｂとを有しており、大径部９Ａと小径部９Ｂとの境界には段部９Ｃが形成されている。締結部材１７は、小径部９Ｂに配置可能な径を有する軸部１８と、軸部１８の下端部に設けられた雄ねじ部１９とを備えている。雄ねじ部１９は支持部材１６に設けられている雌ねじ部２４と螺合する。雄ねじ部１９と雌ねじ部２４とが螺着することにより、締結部材１７と支持台５０に固定されている支持部材１６とが固定される。
【００２３】
締結部材１７は、軸部１８の軸線方向（Ｚ軸方向）中間位置に設けられ、軸部１８を囲むように設けられたリング状の第１鍔部２５と、軸部１８を囲むように設けられ、段部９Ｃに当接するリング状の第２鍔部２６と、第１、第２鍔部２５、２６の間に配置され、軸部１８を囲むように設けられたばね部２７とを備えている。第２鍔部２６は軸部１８の軸線方向に移動可能に設けられている。軸部１８の上端部には第３鍔部３０が設けられている。また、軸部１８の上端には軸線方向に雌ねじ部２８が形成されており、雌ねじ部２８には雄ねじ部材２９が螺合されるようになっている。第３鍔部３０は雌ねじ部２８と雄ねじ部材２９とが螺着することで軸部１８に取り付けられる。また、第３鍔部３０と第１鍔部２５との間にはスラストベアリング３１が設けられている。
【００２４】
締結部材１７を支持部材１６に締結する際には、まず、締結部材１７を穴部９に配置し、軸部１８と一体で回転する第３鍔部３０を軸部１８の軸線まわりに回転させる。すると、軸部１８の雄ねじ部１９が支持部材１６の雌ねじ部２４に対してねじ込まれる。なお、第３鍔部３０（及び軸部１８）を回転しても、第３鍔部３０と第１鍔部２５との間にはスラストベアリング３１が介在しているため、第１鍔部２５は回転しない。雄ねじ部１９が雌ねじ部２４にねじ込まれることで、締結部材１７と支持部材１６とが連結される。ここで、雄ねじ部１９が雌ねじ部２４にねじ込まれることで、締結部材１７が支持部材１６に接近する方向に、すなわち下方向（−Ｚ方向）に移動するが、このとき、軸部１８の軸線方向に移動可能に設けられ、段部９Ｃに当接している第２鍔部２６が第１鍔部２５に対して接近する。第２鍔部２６が第１鍔部２５に対して接近することで、ばね部２７は圧縮され、第２鍔部２６を下向きに付勢する。すなわち、圧縮されたばね部２７の復元力（付勢力）により、第２鍔部２６が移動鏡５を段部９Ｃを介して支持部材１６（中間部材１５）に押し付ける。この押し付け力（付勢力）により、移動鏡５は支持台５０に固定されている支持部材１６に対して動かないように支持される。こうして、移動鏡５の位置Ａは固定部１１により支持台５０に固定される。
【００２５】
図３（ｂ）は支持部１３の拡大図である。なお、ここでは支持部１３について説明するが、支持部１２も同等の構成を有する。
図３（ｂ）において、支持部１３は移動鏡５の位置Ｃを支持台５０に対してＹ軸方向に移動可能に支持するものであって、移動鏡５の位置Ｃに締結部材１７によりワッシャ３２を介して連結される連結部材３３を備えている。連結部材３３には、締結部材１７の雄ねじ部１９と螺合する雌ねじ部３４が設けられている。
なお、支持部１３における締結部材１７は、図３（ａ）を用いて説明した固定部１１における締結部材１７と同等の構成を有するためその説明を省略する。連結部材３３は保持部材３５に保持されている。保持部材３５は支持台５０に固定されている。
【００２６】
図４は支持部１３（１２）の連結部材３３を示す図であって、図４（ａ）は＋Ｚ側から見た図、図４（ｂ）は斜視図である。
図４において、連結部材３３は略直方体状に形成され、その上端面に前述した雌ねじ部３４を有している。また、保持部材３５は内部空間３６を有しており、連結部材３３は内部空間３６に配置されている。連結部材３３のうち、反射鏡５の短手方向、すなわちＸ軸方向両側のそれぞれには板ばね部材３７が設けられている。本実施形態において、板ばね部材３７は連結部材３３のＸ軸方向の側面３８のそれぞれに２つずつ、全部で４つ設けられている。そして、それぞれの板ばね部材３７は、その一端部を連結部材３３の側面３８に接続し、他端部を支持台５０に固定されている保持部材（構造体）３５の内壁面３９に接続している。そして、板ばね部材３７のそれぞれは、その板面の法線方向とＹ軸方向（移動鏡５の長手方向）とを略一致するように設けられている。したがって、連結部材３３は板ばね部材３７の撓み変形により、Ｙ軸方向に移動可能となっている（図４中、矢印ｙ参照）。したがって、連結部材３３に連結されている移動鏡５の位置Ｃ（Ｂ）もＹ軸方向に移動可能となっている。なお、ここでは、連結部材３３は支持台５０に固定された保持部材３５の内部空間３６に配置されている構成であるが、支持台５０に内部空間を形成し、この内壁面に板ばね部材を接続する構成であってもよい。
【００２７】
次に、上述した構成を有する支持装置１０の作用について説明する。
支持装置１０により支持台５０（基板ステージＰＳＴ）上で移動鏡５を支持している状態において、周辺温度が変化した場合について考える。移動鏡５と支持台５０との線膨張係数に相違がある場合、周辺温度が変化した際の移動鏡５と支持台５０とのそれぞれの変形量に差が生じる。例えば、移動鏡５の線膨張係数が０．０５ｐｐｍ、支持台５０の線膨張係数が７ｐｐｍであり、位置Ａと位置Ｃとの距離Ｌ１が０．６ｍであり、周辺温度が０．５℃変化したとすると、移動鏡５の変形量（伸び量）は、
０．５〔℃〕×０．６〔ｍ〕×０．０５〔ｐｐｍ〕＝０．０１５〔μｍ〕
である。一方、支持台５０の変形量（伸び量）は、
０．５〔℃〕×０．６〔ｍ〕×７〔ｐｐｍ〕＝２．１〔μｍ〕
である。したがって、移動鏡５及び支持台５０の伸び量の差は、２．０８５μｍとなる。この伸び量の差は、板ばね部材３７が撓み変形することで吸収される。
すなわち、この伸び量の差だけ、連結部材３３がＹ軸方向（図４中、矢印ｙ参照）に移動することで、伸び量の差が吸収される。したがって、移動鏡５の反射面に歪み変形が発生するのを抑えることができる。
【００２８】
以上説明したように、移動鏡５の位置Ａを固定部１１により支持台５０に対して固定し、他の位置Ｂ、Ｃを移動鏡５の長手方向に移動可能に支持部１２、１３で支持するようにしたので、固定部１１により移動鏡５と支持台５０との位置決めが行われるとともに、周辺温度の変化により生じる移動鏡５と支持台５０との変形量の差を支持部１２、１３で吸収できる。したがって、移動鏡５の反射面が変形するといった不都合の発生を回避でき、レーザ干渉計による高精度なステージ位置計測を実現できる。
【００２９】
本実施形態では、支持装置１０は、１つの固定部１１と２つの支持部１２、１３との３点で移動鏡５を支持する３点支持構造である。これにより、長尺の移動鏡５を例えば２点で支持する構成に比べて固有振動数を高くすることができる。
移動鏡５の固有振動数が低いと一般に共振しやすくなり、仮に移動鏡が共振すると正確なステージ位置計測を行うことができない。しかしながら、３点支持構造にして長尺な移動鏡５の固有振動数を高くすることで、共振の発生のおそれを抑えることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、固定部１１が移動鏡５の長手方向中央部に設けられ、その両側のそれぞれに移動鏡１２、１３が設けられた構成である。したがって、移動鏡５と支持台５０との間に変形量の差が生じた際、移動鏡の長手方向両側の変位をほぼ同じ値に設定することができる。これにより、前記変形量の差は移動鏡１２、１３に均等に分配されるので、前記変形量の差を円滑に吸収できる。すなわち、仮に固定部１１が移動鏡５の長手方向一端部に設けられ他端部に支持部が設けられている場合、上記変形量の差を吸収する際に他端部に設けられた支持部の移動量（すなわち板ばね部材の撓み変形量）は大きくなる。このとき、移動量が大きすぎると板ばね部材の撓み変形許容値（板ばね部材の弾性変形領域）を超えてしまう場合が考えられる。しかしながら、固定部１を移動鏡５の長手方向中央部に設定し、その両側のそれぞれに支持部１２、１３を設けたことにより、支持部それぞれの移動量（板ばね部材の変形撓み量）は、一端部に固定部を設け他端部に支持部を設けた場合に比べて例えば半分に抑えることができる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、支持装置１０は移動鏡５を３点支持する構成であるが、これは共振の発生を抑えるためであって、防振装置が設けられている等、移動鏡の共振の発生の恐れが十分に抑えられていたり、あるいは、比較的短尺な移動鏡５である場合には、移動鏡の２つの位置をそれぞれ支持する２点支持構造であってもよい。この場合、一方の位置には固定部が設けられ、他方の位置には支持部が設けられる。また、比較的短尺な移動鏡であれば、上記変形量の差は小さいので、例えば固定部を移動鏡の長手方向一端部に設け他端部に支持部を設ける構成とすることも可能である。
【００３２】
なお、本実施形態では、板ばね部材３７は連結部材３３を介して移動鏡５に接続されている構成であるが、弾性部材としての板ばね部材３７の一端部を移動鏡５に直接取り付け、他端部を支持台５０（保持部材３５）に接続する構成も可能である。この場合、板ばね部材３７の移動鏡５に対する取り付け位置（第２の位置）は、移動鏡５の計測面の使用範囲外に設定される。
【００３３】
次に、本発明の支持装置の第２実施形態について図５を参照しながら説明する。ここで、以下の説明において、上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
図５において、反射鏡５と支持台５０との間には低膨張部材４０が介在している。低膨張部材４０は支持台５０を構成するアルミナセラミックスより線膨張係数が十分に小さい（膨張率が十分に小さい）セラミックス材料により構成されている。以下の説明では、低膨張部材４０を構成する低膨張率のセラミックス材料を適宜「低膨張セラミックス」と称する。低膨張部材４０は、移動鏡５とほぼ同じ幅を有し、その長さは移動鏡５より若干短く設定されている。低膨張部材４０には上述した締結部材１７の雄ねじ部１８に螺合可能な雌ねじ部が形成されており、締結部材１７により移動鏡５と低膨張部材４０とが固定されている。そして、固定部１１は支持台５０に対して低膨張部材４０を固定し、支持部１２、１３は支持台５０に対して低膨張部材４０を支持している。ここで、本実施形態に係る固定部１１は低膨張セラミックスからなる低膨張部材４０とアルミナセラミックスからなる支持台５０とを堅固に固定するボルト部材により構成されている。
【００３４】
本実施形態において、移動鏡５と低膨張部材４０とはほぼ同じ線膨張係数を有する（すなわち、移動鏡５及び低膨張部材４０は殆ど熱変形しない）。一方、支持台５０は比較的熱変形する。この場合、移動鏡５を低膨張部材４０で保持することで移動鏡５の自重による撓み変形の発生を防止でき、移動鏡５の反射面の平面状態を変化させないようにする効果が得られる。また、締結部材１７により移動鏡５を低膨張部材４０に固定することで、移動鏡５を堅固に固定することができるとともに、熱的な変動に対して移動鏡５の平面状態の変形を抑えることができる。また、移動鏡５に対して固定部１１としての締結部材１７を配置するための穴部９を多数設けるなどの加工を施すことは加工性や移動鏡５の強度維持の観点から不都合が生じる場合があるが、移動鏡５を低膨張部材４０で保持することで、例えば、固定安定化のために低膨張部材４０と支持台５０との固定位置の数（ボルト部材の設置数）を多く設定することができ、移動鏡５を低膨張部材４０を介して支持台５０に堅固に固定できるなど、移動鏡５の支持形態を多様化することができる。
【００３５】
なお、第２実施形態では、移動鏡５を低膨張部材４０で保持し、この低膨張部材４０を支持台５０上で固定部１１及び支持部１２、１３により支持する構成であるが、移動鏡５を低膨張部材４０で保持し、この移動鏡５を保持した低膨張部材４０を直接支持台５０に取り付ける構成とすることも可能である。この構成によっても、移動鏡５の反射面の平面状態を良好に維持できる。
【００３６】
なお、図５における低膨張部材４０は、移動鏡５の位置Ａ、Ｂ、及びＣの各位置に接続されている１つの部材により構成されているが、これら各位置Ａ、Ｂ、Ｃに対応して分割した部材により構成されてもよい。
【００３７】
次に本発明の支持装置の第３実施形態について図６を参照しながら説明する。
図６は第３実施形態に係る支持装置のうち、移動鏡５の位置Ｃを移動鏡５の長手方向に移動可能に支持する支持部１３を示す図である。
図６において、支持部１３は、移動鏡５に設けられた可動部としての車輪部６０と、支持台５０に設けられ、車輪部６０のＹ軸方向（移動鏡５の長手方向）への移動を案内するガイド部としての溝部６１とを備えている。溝部６１は支持台５０上にＹ軸方向に延びるように形成されている。移動鏡５の下面には車輪部６０を回転可能に支持する車輪支持部６２が設けられ、車輪部６０は車輪支持部６２に回転可能に支持されている。
【００３８】
第３実施形態に係る支持部１３においては、移動鏡５と支持台５０との変形量に差が生じた場合に、移動鏡５に取り付けられた車輪部６０が溝部６１に沿って移動することで、前記変形量の差を吸収できる。なお、図６に示した構成の他に、移動鏡５の下面にガイド部としての溝部を設け、支持台５０に可動部としての車輪部を設ける構成であっても構わない。
【００３９】
なお、上記実施形態における露光装置ＥＸは、互いに隣接する複数の投影光学系を有する、いわゆるマルチレンズスキャン型露光装置であるが、投影光学系が１つである走査型露光装置ついても本発明を適用することができる。更に、露光装置ＥＸとしては、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光する走査型露光装置の他に、マスクＭと感光基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、感光基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の露光装置にも適用することもできる。
【００４０】
露光装置ＥＸの用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００４１】
本実施形態の露光装置ＥＸの光源は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）のみならず、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）を用いることができる。
【００４２】
投影光学系ＰＬの倍率は等倍系のみならず、縮小系及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、Ｆ_２レーザを用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。
【００４３】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータを用いる場合は、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いい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００４４】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００４５】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００４６】
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００４７】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、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。
【００４８】
半導体デバイスは、図７に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）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基板に露光し、この露光した基板を現像する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、構造体と反射鏡との熱変形量の差は支持部の移動により吸収されるので、反射鏡の周辺温度が変化しても反射鏡の平面状態が維持される。したがって、この反射鏡を用いて高精度なステージ位置計測を行うことができ、精度良い露光処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステージ装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の支持装置の第１実施形態を示す図であって、（ａ）は上方から見た図、（ｂ）は側方から見た図である。
【図３】図２の要部拡大図であって、（ａ）は固定部の拡大図、（ｂ）は支持部の拡大図である。
【図４】支持部のうち連結部材及び板ばね部材を示す図であって、（ａ）は上方から見た図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】本発明の支持装置の第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明の支持装置の第３実施形態を示す図である。
【図７】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】
５…移動鏡（反射鏡）、７…レーザ干渉計、１０…支持装置、１１…固定部、
１２、１３…支持部、３３…連結部材、３５…保持部材（構造体）、
３７…板ばね部材、弾性部材、４０…低膨張部材、５０…支持台（構造体）、
６０…車輪部（可動部）、６１…溝部（ガイド部）、Ａ…第１の位置、
Ｂ、Ｃ…第２の位置、ＥＸ…露光装置、Ｍ…マスク、
ＭＳＴ…マスクステージ（構造体、ステージ装置）、Ｐ…感光基板（基板）、
ＰＳＴ…基板ステージ（構造体、ステージ装置）

Claims

所定方向を長手方向とする反射鏡を構造体上で支持する支持装置において、
前記反射鏡の前記長手方向における第１の位置を前記構造体に対して固定する固定部と、
前記反射鏡の前記長手方向における前記第１の位置とは別の第２の位置を前記構造体に対して前記所定方向に移動可能に支持する支持部とを備えることを特徴とする支持装置。
前記支持部は、その一端部を前記第２の位置に接続し他端部を前記構造体に接続した弾性部材を有することを特徴とする請求項１記載の支持装置。
前記支持部は、前記反射鏡の前記第２の位置に連結された連結部材と、
前記反射鏡の短手方向両側のそれぞれに少なくとも設けられ、その一端部を前記連結部材に接続し他端部を前記構造体に接続した複数の板ばね部材とを有し、前記板ばね部材は、その板面の法線方向と前記所定方向とを略一致するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の支持装置。
前記支持部は、前記構造体又は前記反射鏡のいずれか一方に設けられた可動部と、他方に設けられ前記可動部を前記所定方向に案内するガイド部とを備えることを特徴とする請求項１記載の支持装置。
前記第１の位置は前記反射鏡の１箇所に設定され、前記第２の位置は前記反射鏡の２箇所に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の支持装置。
前記第１の位置は前記反射鏡の長手方向中央部に設定され、前記第２の位置は前記第１の位置の前記長手方向両側に設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の支持装置。
前記反射鏡と前記構造体との間に介在し、前記反射鏡に固定された低膨張部材を備え、
前記固定部は前記構造体に対して前記低膨張部材を固定し、
前記支持部は前記構造体に対して前記低膨張部材を支持することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の支持装置。
所定方向を長手方向とする反射鏡を構造体上で支持する支持装置において、
前記反射鏡と前記構造体との間に介在し、前記反射鏡を保持するとともに前記反射鏡の鏡面の平面状態を変化させないようにする低膨張部材を備えることを特徴とする支持装置。
物体を支持して移動可能なステージ装置において、
該ステージ装置の位置を計測する干渉計の一部を構成する移動鏡を該ステージ装置上で支持する支持装置を備え、
前記支持装置に、請求項１〜請求項８のいずれか一項記載の支持装置が用いられていることを特徴とするステージ装置。
マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを備えた露光装置において、
前記マスクステージ及び基板ステージのうち少なくともいずれか一方に請求項９記載のステージ装置が用いられていることを特徴とする露光装置。