JP2004335510A

JP2004335510A - ステージ装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2004335510A
Application number: JP2003124918A
Authority: JP
Inventors: Seibun Ri; 世文李; Naoyuki Kawakami; 直之川上
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】高精度の走査・位置決めを行うことのできるステージ装置を有し、軽量化された露光装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る露光装置１０１は、レチクルチャンバ１１１内において、雰囲気減圧時のメインボディ１０３の変形に伴う曲げ力は、レチクル定盤１１５下面側３箇所の脚部１１５ａの球面軸受けで逃がすことができ、さらに調整機構１１５Ｘを作動させて調整することができる。同様に、ウェハチャンバ１３１内において、雰囲気減圧時のチャンバ１３１底部の変形に伴う曲げ力は、ウェハチャンバ１３１底部下のパン１３３の圧縮変形で抑制されるとともに、ウェハ定盤１３５下面側３箇所の脚部１３５ａの球面軸受けで逃がすことができ、さらに調整機構１３５Ｘを作動させて調整することができる。そのため、雰囲気減圧に伴うステージ１１７、１３７の走査性の悪化等を回避できるので、露光精度の低下を抑制でき、高スループット化を実現できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハ（感応基板）やレチクル・マスク（パターン原版）等を移動・位置決めするステージ装置、並びに、それを有する露光装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
まず最初に、図１５を参照しつつ、真空下で露光を行う電子線露光装置全体の構成例と結像関係の概要について説明する。
図１５は、分割転写方式の電子線露光装置の構成を模式的に示す図である。
光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には、コンデンサレンズ２及び照明レンズ３が備えられており、電子線は、これらのレンズ２、３を通って、レチクル１０を照明する。
【０００３】
これらのレンズ２、３を主な構成要素とする照明光学系中には、図示されていないが、照明ビーム成形開口やブランキング偏向器、ブランキング開口、照明ビーム偏向器等が配置されている。照明光学系において成形された照明ビームＩＢは、レチクル１０上で順次走査され、照明光学系の視野内にあるレチクル１０の各サブフィールドの照明を行う。
【０００４】
レチクル１０は多数のサブフィールドを有し、移動可能なレチクルステージ１１に載置されている。レチクルステージ１１を光軸垂直面内で移動させることにより、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるレチクル上の各サブフィールドを照明する。
【０００５】
レチクル１０の下方には第１投影レンズ１５、第２投影レンズ１９、及び、収差補正や像位置調整に用いられる偏向器１６（１６−１〜１６−６）が設けられている。レチクル１０の一つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ（感応基板）２３上の所定の位置に結像される。ウェハ２３上には適当なレジストが塗布されており、レジスト上に電子線のドーズが与えられ、レチクル１０上のパターンが縮小（一例で１／４）されてウェハ２３上に転写される。
【０００６】
レチクル１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、同クロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられている。同開口１８は、レチクル１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に達しないように遮断する。
【０００７】
ウェハ２３は、静電チャックを介してＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。レチクルステージ１１とウェハステージ２４とを互いに逆方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるデバイスパターンの各部を順次露光することができる。
【０００８】
次に、図１５の電子線露光装置全体の機械的構成例について説明する。
図１６は、電子線露光装置全体の機械的構成例を示す図である。
図１６に示す露光装置５０は、ボディ５３を備えている。このボディ５３は、防振台（エアマウント等）５１を介して、床面５２上に固定されている。この例のボディ５３は門型の構造体であって、両側に立ち上がった柱部５３ｂと、これら柱部５３ｂ上に架設された梁部５３ａとからなる。梁部５３ａの下面側には、ボックス状のウェハチャンバ５５が接続されている。このウェハチャンバ５５は、防振台５４（エアマウント等）を介して、床面５２上に固定されている。ウェハチャンバ５５には、内部を真空引きするための真空ポンプ５５Ｐが付設されている。
【０００９】
ウェハチャンバ５５の底面５５ａ上には、図示せぬ３点以上の脚部（支持点）を介して、ウェハステージ装置５６のステージベース７０が支持されている。ウェハステージ装置５６のステージベース７０上には、ガイド７１が固定されている（図１６中には簡単のために１軸分のみを示す）。このガイド７１は、ウェハを載置して移動・位置決めを行うウェハステージ（移動子）５７の運動を案内している。このウェハステージ５７の両側面には、リニアモータ７３が取り付けられている。このリニアモータ７３は、ウェハステージ５７側面に固定された移動子７３Ａと、ステージベース７０上に固定された固定子７３Ｂとが組み合わされてなる。ウェハステージ５７は、リニアモータ７３の駆動に伴い、ガイド７１の軸方向にスライドする。
【００１０】
ウェハステージ５７の下面（ステージベース７０上面と対向する面）には、複数のエアパッド７５が設けられている。これらのエアパッド７５は、多孔オリフィス材からなる。ウェハステージ５７下面の中央において、エアパッド７５の間には吸引口７７が設けられている。図示せぬ給気系統からエアパッド７５にエアが供給されると、多孔オリフィス部分からエアが噴出される。このエアにより、ウェハステージ５７がステージベース７０に対して非接触支持される。このとき噴出されたエアは、吸引口７７から図示せぬ排気系統を介して大気に放出される。このような仕組みにより、ウェハステージ５７は、ステージベース７０上で高剛性で案内される。
【００１１】
ボディ５３の梁部５３ａ上面には、大きなボックス状のレチクルチャンバ６３が固定されている。このレチクルチャンバ６３には、内部を真空引きするための真空ポンプ６３Ｐが付設されている。レチクルチャンバ６３の上部中央には、照明光学系鏡筒６４が固定されている。レチクルチャンバ６３内部において、照明光学系鏡筒６４の下方にはレチクルステージ装置６１が配置されている。このレチクルステージ装置６１は、レチクルを載置して移動・位置決めを行うレチクルステージ６２を備えている。
【００１２】
レチクルステージ装置６１は、図示せぬ３点以上の脚部（支持点）を介して、固定台６０上に支持されている。この固定台６０の上部中央には、光を通過させるための開口６０ａが形成されている。固定台６０の下方において、ボディ５３の梁部５３ａの中央には、投影光学系鏡筒５８が設置されている。この投影光学系鏡筒５８の下方には、前述のウェハステージ装置５６が配置されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図１６の電子線露光装置において、チャンバ５５、６３内部を真空ポンプ５５Ｐ、６３Ｐで真空排気する際には、外部の大気圧との差圧によりウェハチャンバ５５の底面５５ａ等が変形する。これらが変形すると、ステージ装置５６、６１のステージベース７０の支持面の平坦度（全体の平面度や全体の傾き、ガイド７１相互間の傾き等）が充分確保できず、要求精度を越えてしまうおそれがある。そして、ステージベース７０支持面の平坦度の要求精度を満足できない場合は、ステージ装置５６、６１全体が変形し、走査性が悪化するおそれがある。また、メインボディ５３は、剛性を持たせるために厚い鉄材で作られており、重量が大きくなって床の耐重量に考慮をはらう必要があった。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、高精度の走査・位置決めを行うことのできるステージ装置を提供することを目的とする。また、そのようなステージ装置を有し、軽量化された露光装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の第１のステージ装置は、移動・位置決めされるステージと、該ステージを案内するガイド機構と、該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、減圧雰囲気下で用いられるステージ装置であって、前記ステージベースとそれを支える支持構造体の間に、該ステージベースを３点支持する球面軸受けが配置されており、雰囲気減圧時の前記支持構造体の変形に伴う曲げを前記球面軸受けで逃すことを特徴とする。
【００１６】
このステージ装置は、雰囲気減圧時の支持構造体の変形に伴う曲げを球面軸受けで逃すことができる。そのため、支持構造体に曲げ変形が生じた際にも、ステージ装置のステージベース支持面の平坦度（全体の平面度や全体の傾き、ガイド機構の傾き等）の要求精度を確保できる。したがって、雰囲気減圧に伴うステージの走査性の悪化等を回避できる。
【００１７】
本発明の第２のステージ装置は、移動・位置決めされるステージと、該ステージを案内するガイド機構と、該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、減圧雰囲気下で用いられるステージ装置であって、前記ステージベースとそれを支える支持構造体との間に設けられた、該ステージベースを支持する３点以上の支持点と、雰囲気減圧時の前記支持点の変位を抑制するための、大気圧に起因する力を圧縮又は引張力として受ける部材（突っ張り棒）と、をさらに具備することを特徴とする。
【００１８】
このステージ装置によれば、ステージベースと支持構造体との間の突っ張り棒が、雰囲気減圧時に生じる大気圧に起因する力を圧縮又は引張力として受けることで、ステージベースの支持点の変位を抑制できる。そのため、前述と同様に、ステージ装置のステージベース支持面の平坦度（全体の平面度や全体の傾き、ガイド機構の傾き等）の要求精度を確保でき、雰囲気減圧に伴うステージの走査性の悪化等を回避できる。なお、突っ張り棒が圧縮力を受ける場合には、該突っ張り棒の一端をステージベース又は支持構造体に固定するとともに、他端をスライド可能な自由端とすることが、突っ張り棒に曲げ力をかけないようにできるので好ましい。一方、突っ張り棒が引張力を受ける場合には、該突っ張り棒の両端をステージベースと支持構造体とにそれぞれ接続する。
【００１９】
本発明の第１の露光装置は、減圧雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするステージ装置と、該ステージ装置を支える支持構造体と、を備え、該ステージ装置が、前記感応基板又はパターン原版を載置して移動・位置決めされるステージと、該ステージを案内するガイド機構と、該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、前記ステージベースと前記支持構造体の間に、該ステージベースを３点支持する球面軸受けが配置されており、雰囲気減圧時の前記支持構造体の変形に伴う曲げを前記球面軸受けで逃すことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の露光装置は、減圧雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするステージ装置と、該ステージ装置を支える支持構造体と、を備え、該ステージ装置が、前記感応基板又はパターン原版を載置して移動・位置決めされるステージと、該ステージを案内するガイド機構と、該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、前記ステージベースと前記支持構造体との間に設けられた、該ステージベースを支持する３点以上の支持点と、雰囲気減圧時の前記支持点の変位を抑制するための、大気圧に起因する力を圧縮又は引張力として受ける部材（突っ張り棒）と、をさらに具備することを特徴とする。
【００２１】
本発明の露光装置は、ステージ装置のステージベース支持面の平坦度（全体の平面度や全体の傾き、ガイド機構の傾き等）の要求精度を確保できるので、雰囲気減圧に伴うステージの走査性の悪化等を回避できる。したがって、露光精度の低下を抑制でき、高スループット化を実現できる。
【００２２】
本発明においては、前記球面軸受け又は前記支持点の位置及び／又は姿勢を調整する調整手段をさらに具備することができる。
また、前記突っ張り棒の長さ及び／又は傾きを調整する調整手段をさらに具備することができる。
さらに、前記球面軸受け、前記支持点又は前記突っ張り棒が接続する構造体の接続部の位置及び／又は傾きを調整する調整手段をさらに具備することができる。
【００２３】
これらの場合、雰囲気減圧時に支持構造体に加わる局所的な変形を調整手段で調整することができる。このような調整機構は、ステージベースの支持面やガイド機構の支持面に取り付けて、これらの平面度や傾き等を調整する。なお、実測あるいはシミュレーション等により雰囲気減圧時の支持構造体の変形量（距離変化量）を予め求めておくと、この変形量に基づき減圧前後でステージベース支持面の平坦度が変わらないように調整することも可能である。
【００２４】
本発明においては、前記調整手段が、シムや局所真空圧等のパッシブな手段、又は、ピエゾ・電磁的アクチュエータ等のアクティブな手段のうちの１つ以上を有することができる。
パッシブな手段としては、ステージ装置の組み立て調整時に用いるシムのような手段、あるいは、図１０を参照しつつ後述する局所真空室を用いることができる。ピエゾアクチュエータとしては、積層・環状素子やバイモルフ等を複合的に使用することができる。バイモルフ等を突っ張り棒の調整機構として用いる場合は、突っ張り棒の上下伸縮と曲げの双方を制御できる。一方、電磁的アクチュエータを用いる場合は磁気シールド構造を付設し、アクチュエータから生じる磁気を遮蔽することが好ましい。
【００２５】
ここで、突っ張り棒・調整手段の使用において、調整手段としてセンサ一体型のピエゾアクチュエータを用いると、雰囲気減圧時に支持構造体やステージベースから突っ張り棒端部に作用する力をセンサで検知し、このセンサの検知結果に基づいてピエゾアクチュエータを作動して平坦度を調整することができる。なお、センサ一体型のピエゾアクチュエータの代わりに、変位センサとアクチュエータとに分離されたものを用いることもできる。さらに、調整手段としてセンサとシムの組み合わせを用いると、センサで検知された前記距離変化量に基づきシムの厚さを決めることができる。
【００２６】
なお、突っ張り棒の取り付け端部が直接減圧を受けて変形しないように、ステージベースや支持構造体の裏側（反突っ張り棒側）に圧力遮断部材（パン等）を設けることもできる。さらに、突っ張り棒の取り付け端部、又は、ステージベースや支持構造体の裏側に前述のセンサ一体型のピエゾアクチュエータを取り付けることもできる。この場合は、圧力遮断部材の減圧による変形に伴う、突っ張り棒取り付け端部の傾きをセンサで検知し、この検知結果をピエゾアクチュエータにフィードバックして補正することができる。
【００２７】
本発明においては、前記ピエゾアクチュエータに油圧式の変位拡大機構を付設することができる。
この場合、変位拡大機構により、アクチュエータの作動量や制御自由度が向上する。
【００２８】
本発明の第３のステージ装置は、移動・位置決めされるステージと、該ステージを案内するガイド機構と、該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、減圧雰囲気下で用いられるステージ装置であって、前記ステージベースとそれを支える支持構造体の間に、該ステージベース又は前記支持構造体に曲げ力を加えて変形調整する平面度調整手段を有することを特徴とする。
【００２９】
このステージ装置は、平面度調整手段でステージベース又は支持構造体に曲げ力を加えて変形調整することにより、ステージ装置のステージベース支持面の平坦度（全体の平面度や全体の傾き、ガイド機構の傾き等）の要求精度を確保できるので、雰囲気減圧に伴うステージの走査性の悪化等を回避できる。このような平面度調整手段は、ステージベースの各支持面の傾き調整に限られず、ステージベース全体の平面度や全体の傾き、ステージ装置のガイド機構（エアガイドやガイドビーム等）の平面度調整にも適用できる。
【００３０】
なお、ステージベース支持面の傾きと、ステージ装置のガイド機構の傾き（相対的な傾きを含む）、あるいは、変形により浮き上がったガイド機構の隙間（エアガイド部のギャップ等）との相関関係を、実測あるいはシミュレーション等により求めておき、この相関関係に基づき調整することも可能である。こうすることにより、平面度調整手段をより有効に活用することができる。
【００３１】
パッシブな平面度調整手段では大気圧変動に対応しにくい場合は、アクティブな平面度調整手段を用いることもできる。すなわち、突っ張り棒の取り付け端部に前述のセンサ一体型のピエゾアクチュエータを取り付けたり、大気圧変動を測定するセンサを設けたりし、センサからの検知結果をピエゾアクチュエータにフィードバックして補正することができる。
【００３２】
本発明の第３の露光装置は、減圧雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするステージ装置と、該ステージ装置を支える支持構造体と、を備え、該ステージ装置が、前記感応基板又はパターン原版を載置して移動・位置決めされるステージと、該ステージを案内するガイド機構と、該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、前記ステージベースと前記支持構造体との間に、前記ステージベース又は前記支持構造体に曲げ力を加えて変形調整する平面度調整手段を有することを特徴とする。
【００３３】
この露光装置も、雰囲気減圧に伴うステージの走査性の悪化等を回避できるので、露光精度の低下を抑制でき、高スループット化を実現できる。
【００３４】
本発明においては、前記突っ張り棒、前記調整手段、前記平面度調整手段が、前記支持構造体の剛性変形に影響するキーとなる部位に設置されていることが好ましい。
この場合、キーとなる部位の剛性を補強して、ステージベースの支持面やガイド機構の支持面の平面度や傾き等を調整できる。なお、調整手段の働く支持面の変形を検知するセンサや、大気圧変動を検知するセンサ等を併用し、センサの検知結果に基づいて調整することも可能である。
【００３５】
本発明においては、前記ステージベース支持面のねじれ変形を調整するねじれ変形調整手段をさらに具備することが好ましい。
この場合、ねじれ変形調整手段でステージベース支持面のねじれ変形を調整して、平坦度の要求精度を確保することができる。
【００３６】
本発明においては、前記ガイド機構のガイド面の傾きを検知するセンサをさらに備え、該センサの検知信号に基づき前記各調整手段を調整することができる。
また、前記ガイド機構が気体軸受けを有するエアガイド機構を有し、該気体軸受けの固定子と移動子の間の隙間を検知するセンサを有し、該センサの検知信号に基づき前記各調整手段を調整することができる。
これらの場合、センサの検知信号に基づき調整手段をフィードバック又はフィードフォワード制御して、ステージベース支持面の平面度を調整することができる。
【００３７】
本発明の第４の露光装置は、減圧雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、内部が大気圧とされた中空のメインボディと、該メインボディの上側に接続された、内部が減圧されるレチクルチャンバと、該レチクルチャンバ内に配置された、レチクルを移動・位置決めするレチクルステージ装置と、前記メインボディの下側に接続された、内部が減圧されるウェハチャンバと、該ウェハチャンバ内に配置された、ウェハを移動・位置決めするウェハステージ装置と、を備え、雰囲気減圧時の前記メインボディの変形を抑制するための、大気圧に起因する力を引張力として受ける部材（引張力受け部材）をさらに具備することを特徴とする。
【００３８】
この露光装置は、引張力受け部材（リブや突っ張り棒）でメインボディに働く大気―減圧間の圧力差が抑制される。中空のメインボディにより軽量化が実現でき、メインボディ内部に機器の配線等を収納できるので、装置の小型化も実現できる。
【００３９】
本発明の第４の露光装置においては、前記ステージ装置が、移動・位置決めされるステージと、該ステージを案内するガイド機構と、該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、前記ステージベースは、前記メインボディに３点以上の支持点を介して支持されており、前記ステージベースと前記チャンバ間に、雰囲気減圧時の前記支持点の変位を抑制するための、大気圧に起因する力を圧縮又は引張力として受ける部材（突っ張り棒）が設けられており、前記引張力受け部材、前記支持点、前記突っ張り棒の少なくとも２つが同軸上に配置されていることが好ましい。
この場合、チャンバ及びその間のメインボディ全体の変形をより抑制し易くなる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
［第１実施の形態］
図１は、本発明の第１実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。図１に示す露光装置１０１は、中空のメインボディ１０３を備えている。このメインボディ１０３の内部は大気圧である。メインボディ１０３の中空化により軽量化が実現できるとともに、その内部に機器の配線や冷却配管等を収納できるので、露光装置１０１全体の小型化も実現される。メインボディ１０３は、ベース１０５上に防振台１０７を介して設置されている。防振台１０７は、防振機能を備えたエアマウント等である。露光装置１０１のメインボディ１０３上には、ボックス状のレチクルチャンバ１１１が固定されている。このレチクルチャンバ１１１の内部は、真空ポンプ（図示されず）で真空に引かれている。
【００４１】
レチクルチャンバ１１１の上部には、照明光学系鏡筒（電子照明鏡筒）１１３が設けられている。この照明光学系鏡筒１１３は、レチクルチャンバ１１１上面を貫通するように配置されている。照明光学系鏡筒１１３内には、電子銃やコンデンサレンズ、偏向器等（前述した図１５参照）が配置されている。同鏡筒１１３の下端寄り外面には、フランジ部１１３ａが設けられている。このフランジ部１１３ａとレチクルチャンバ１１１上面間には、図示せぬシールが介装されている。
【００４２】
レチクルチャンバ１１１内において、メインボディ１０３上面（支持構造体）にはレチクル定盤（レチクルステージベース）１１５が配置されている。このレチクル定盤１１５は、下面側３箇所の脚部（支持点）１１５ａ上に支持されている（後述する図１１を参照：図１では２箇所のみを示す）。各脚部１１５ａは、球面軸受けからなる。レチクル定盤１１５の各脚部１１５ａ下端部とメインボディ１０３上面間には、ピエゾアクチュエータ等からなる調整機構１１５Ｘが介装されている。この調整機構１１５Ｘは、雰囲気減圧時のメインボディ１０３の変形に伴う曲げ力を調整する役割を果たす。レチクル定盤１１５の上面側中央には、ガイド機構１１６を介してレチクルステージ１１７が搭載されている。このレチクルステージ１１７上にレチクルが載置される。
【００４３】
レチクル定盤１１５上面とレチクルチャンバ１１１上部間には、突っ張り棒１１９が設けられている。突っ張り棒１１９は、レチクル定盤１１５下面側３箇所の脚部１１５ａに対応して３本配置されている（図１では２本のみを示す）。各突っ張り棒１１９の上端は、レチクルチャンバ１１１内面に固定されている。しかし、各突っ張り棒１１９の下端は自由端であり、レチクル定盤１１５には接続されていない。そのため、各突っ張り棒１１９の下端は、水平方向に若干ずれることも可能である。
【００４４】
なお、各突っ張り棒１１９は一端が固定端で他端が自由端であればよく、前述とは逆にレチクルチャンバ１１１側（上端）を自由端とし、レチクル定盤１１５側（下端）を固定端とすることもできる。このように一端を自由端とすると、圧縮力が作用した際にも突っ張り棒１１９に曲げ力がかからないようにできる。
【００４５】
レチクル定盤１１５の下方において、メインボディ１０３の中央には投影光学系鏡筒（電子投影鏡筒）１２３が設けられている。この投影光学系鏡筒１２３は、メインボディ１０３中央を上下に貫通するように配置されている。投影光学系鏡筒１２３内には、投影レンズや偏向器等（前述した図１５参照）が配置されている。同鏡筒１２３は、上下端部寄りにそれぞれ上フランジ部１２３ａ、下フランジ部１２３ｂが設けられている。上フランジ部１２３ａとメインボディ１０３上面間、及び、下フランジ部１２３ｂとメインボディ１０３下面間には、それぞれ図示せぬシールが介装されている。
【００４６】
メインボディ１０３の下面側において、ベース１０５上には防振台１０８を介してウェハチャンバ１３１が設置されている。このウェハチャンバ１３１の内部は、真空ポンプ（図示されず）で真空に引かれている。防振台１０８は、前述と同様の防振機能を備えたエアマウントである。ウェハチャンバ１３１下面と防振台１０８間には、パン１３３が設けられている。このパン１３３は、ウェハチャンバ１３１よりも板厚の薄い箱状をしており、内部は真空となっている。パン１３３は、真空圧が作用すると圧縮変形し、真空圧が直接ウェハチャンバ１３１底部に作用しないようにする役割を果たす。
【００４７】
ウェハチャンバ１３１内の底部（支持構造体）上には、ウェハ定盤（ウェハステージベース）１３５が配置されている。ウェハ定盤１３５は、下面側３箇所の脚部（支持点）１３５ａ上に支持されている。（後述する図１１も参照：図１では２箇所のみを示す）。各脚部１３５ａは、球面軸受けからなる。ウェハ定盤１３５の各脚部１３５ａとチャンバ１３１底部間には、ピエゾアクチュエータからなる調整機構１３５Ｘが介装されている。この調整機構１３５Ｘは、雰囲気減圧時のウェハチャンバ１３１の変形に伴う曲げ力を調整する役割を果たす。ウェハ定盤１３５の上面側中央には、ガイド機構１３６を介してウェハステージ１３７が搭載されている。このウェハステージ１３７上にウェハが載置される。
【００４８】
ウェハ定盤１３５上面とメインボディ１０３下面間には、突っ張り棒１３９が設けられている。突っ張り棒１３９は、ウェハ定盤１３５下面側３箇所の脚部１３５ａに対応して３本配置されている（図１では２箇所のみを示す）。各突っ張り棒１３９の上端は、メインボディ１０３下面に固定されている。しかし、各突っ張り棒１３９の下端は自由端であり、ウェハ定盤１３５には接続されていない。そのため、各突っ張り棒１３９の下端は、水平方向に若干ずれることも可能である。なお、各突っ張り棒１３９は、一端が固定端・他端が自由端であればよく、前述とは逆にメインボディ１０３側（上端）を自由端とし、ウェハ定盤１３５側（下端）を固定端とすることもできる。このように一端を自由端とすると、前述の突っ張り棒１１９と同様に、突っ張り棒１３９に曲げ力がかからないようにできる。
【００４９】
メインボディ１０３内部において、投影光学系鏡筒１２３の側方には複数の突っ張り棒１２１（図では４本のみを示す）が設けられている。これら突っ張り棒１２１は、本実施の形態では、上端がメインボディ１０３の上側内面に、下端がメインボディ１０３の下側内面にそれぞれ接続されている。メインボディ１０３は、レチクルチャンバ１１１並びにウェハチャンバ１３１の真空引きに伴い、上面側が持ち上がるように変形し、下面側が垂れ下がるように変形する。この際、各突っ張り棒１２１は、両チャンバ１１１、１３１内部の真空圧とメインボディ１０３内部の大気圧との差圧に起因する力を引張力として受け、メインボディ１０３の変形を抑制する。
【００５０】
レチクルチャンバ１１１内において、雰囲気減圧時のメインボディ１０３の変形に伴う曲げ力は、レチクル定盤１１５下面側３箇所の脚部１１５ａの球面軸受けで逃がすことができ、さらに調整機構１１５Ｘを作動させて調整することができる。同様に、ウェハチャンバ１３１内において、雰囲気減圧時のチャンバ１３１底部の変形に伴う曲げ力は、ウェハチャンバ１３１底部下のパン１３３の圧縮変形で抑制されるとともに、ウェハ定盤１３５下面側３箇所の脚部１３５ａの球面軸受けで逃がすことができ、さらに調整機構１３５Ｘを作動させて調整することができる。
【００５１】
さらに雰囲気減圧時には、レチクルチャンバ１１１、並びに、ウェハチャンバ１３１外面に外部の大気圧との差圧に起因する圧縮力が働く。レチクルチャンバ１１１上部に圧縮力が働くと、突っ張り棒１１９の下端（自由端）がレチクル定盤１１５上面に接触し、突っ張り棒１１９がレチクル定盤１１５の各脚部１１５ａ上で突っ張った状態となって両端部間の力を圧縮力として受ける。そして、突っ張り棒１１９上端側から下側に働く力と、突っ張り棒１１９下端から上側に働く力がキャンセルされ、レチクル定盤１１５下面側３箇所の脚部１１５ａの変位が抑制される。
【００５２】
一方、ウェハチャンバ１３１の底部にパン１３３を介して圧縮力が働くと、突っ張り棒１３９の下端（自由端）がウェハ定盤１３５上面に接触し、突っ張り棒１３９がウェハ定盤１３５の各脚部１３５ａ上で突っ張った状態となって両端部間の力を圧縮力として受ける。そして、突っ張り棒１３９上端側から下側に働く力と、突っ張り棒１３９下端から上側に働く力がキャンセルされ、ウェハ定盤１３５下面側３箇所の脚部１３５ａの変位が抑制される。
【００５３】
このように、本発明に係る露光装置１０１は、雰囲気減圧に伴って生じるメインボディ１０３、チャンバ１１１、１３１の曲げ変形や、定盤１１５、１３５の脚部１１５ａ、１３５ａの変位を抑制できるので、定盤１１５、１３５の支持面の平坦度（全体の平面度や全体の傾き、ガイド機構の傾き等）の要求精度を確保できる。したがって、雰囲気減圧に伴うステージ１１７、１３７の走査性の悪化等を回避できるので、露光精度の低下を抑制でき、高スループット化を実現できる。
【００５４】
なお、図１の例においては、突っ張り棒１１９とレチクル定盤１１５の脚部１１５ａ、突っ張り棒１３９とウェハ定盤１３５の脚部１３５ａが各々同軸上に配置されているので、変位がより一層抑制される。しかしながら、これらは必ずしも同軸上に配置されていなくてもよい。さらに、図１においては、突っ張り棒１２１、１１９、１３９、各脚部１１５ａ、１３５ａの球面軸受け、調整機構１１５Ｘ、１３５Ｘが全て設置されているが、定盤１１５、１３５の充分な平坦度が確保できれば、これらのうちの１種あるいは２種のみを用いてもよい。図１のように３種全てが設置されている場合は、調整の自由度がより高くなるという利点がある。さらに、図１の例において、後述する図８に示すようなアクチュエータユニット１３５Ｙ、３３５Ｙを設置することもできる。
【００５５】
図１の露光装置１０１において、圧縮力を受ける突っ張り棒１１９、１３９には図２に示すようなセンサ付きピエゾアクチュエータを組み込むことができ、引張力を受ける突っ張り棒１２１には図３に示すようなセンサ付きピエゾアクチュエータを組み込むことができる。
図２は、圧縮力を受ける突っ張り棒にセンサ付きピエゾアクチュエータを組み込んだ例を示す図である。
図３は、引張力を受ける突っ張り棒にセンサ付きピエゾアクチュエータを組み込んだ例を示す図である。
【００５６】
図２に示す突っ張り棒１５１は、図１における突っ張り棒１１９、１３９に対応しており、レチクル定盤１１５（あるいはウェハ定盤１３５）上面とレチクルチャンバ１１１上部（あるいはメインボディ１０３下面）間に配置される。この突っ張り棒１５１は、上部１５１Ａと下部１５１Ｂとに分割されており、上部１５１Ａは下部１５１Ｂよりも長い。突っ張り棒１５１の上部１５１Ａ及び下部１５１Ｂの端部には、平板１５２Ａ、１５２Ｂがそれぞれ取り付けられている。両平板１５２Ａ、１５２Ｂの端面には、それぞれシム１５３Ａ、１５３Ｂが設けられている。シム１５３Ａ、１５３Ｂは、パッシブな調整機構であり、いずれか一方のみを用いてもよい。
【００５７】
突っ張り棒上部１５１Ａには、センサが付設されたバイモルフ等のピエゾアクチュエータ１５５が設けられている。このピエゾアクチュエータ１５５は、突っ張り棒上部１５１Ａの曲げ変形を抑制する。さらに突っ張り棒上部１５１Ａ側のシム１５３Ａにも、センサが付設されたバイモルフ等のピエゾアクチュエータ１５６が設けられている。このピエゾアクチュエータ１５６は、突っ張り棒下部１５１Ｂ側のシム１５３Ｂに対向しているが、これら両者１５６、１５３Ｂ間には隙間ｔが存在する。このピエゾアクチュエータ１５６は、突っ張り棒１５１の上部１５１Ａと下部１５１Ｂとの上下伸縮を抑制する。
【００５８】
このような突っ張り棒１５１は、雰囲気減圧時にレチクルチャンバ１１１上部（あるいはメインボディ１０３下面）が変形した際、突っ張り棒上部１５１Ａが下がってピエゾアクチュエータ１５６とシム１５３Ｂが接触する。その後、ピエゾアクチュエータ１５６の作動や、シム１５３Ａ、１５３Ｂの厚さを変えることで、突っ張り棒１５１の上部１５１Ａと下部１５１Ｂとの上下伸縮量を調整できる。さらに、ピエゾアクチュエータ１５５の作動により、突っ張り棒上部１５１Ａの曲げ変形量を調整することもできる。
【００５９】
図３に示す突っ張り棒１６１は、図１における突っ張り棒１２１に対応しており、メインボディ１０３内の上下部間に配置される。この突っ張り棒１６１は、上部１６１Ａと下部１６１Ｂとに分割されており、上部１６１Ａは下部１６１Ｂよりも長い。突っ張り棒上部１６１Ａ及び下部１６１Ｂの端部には、平板１６２Ａ、１６２Ｂがそれぞれ取り付けられている。
【００６０】
これら両平板１６２Ａ、１６２Ｂ間には、それぞれシム１６３（上部１６１Ａ側）と、センサが付設されたバイモルフ等のピエゾアクチュエータ１６６（下部１６１Ｂ側）が介在している。ピエゾアクチュエータ１６６は、突っ張り棒下部１６１Ｂの平板１６２Ｂにボルト１６５で固定されており、突っ張り棒上部１６１Ａと下部１６１Ｂとの上下伸縮を抑制する。さらに、突っ張り棒上部１６１Ａと下部１６１Ｂには、これらの曲げ変形を抑制するピエゾアクチュエータ１６７Ａ、１６７Ｂがそれぞれ取り付けられている。
【００６１】
このような突っ張り棒１６１は、雰囲気減圧時にメインボディ１０３上下部間が変形した際、突っ張り棒上部１６１Ａが上側に引張力を受けるとともに、突っ張り棒下部１６１Ｂが下側に引張力を受ける。この突っ張り棒１６１は、ピエゾアクチュエータ１６６の作動や、シム１６３の厚さを変えることで、突っ張り棒１６１の上部１６１Ａと下部１６１Ｂとの上下伸縮量を調整できる。さらに、ピエゾアクチュエータ１６７Ａ、１６７Ｂの作動により、これらの曲げ変形量を調整することもできる。
【００６２】
なお、このような突っ張り棒１５１や１６１に組み込むアクチュエータは、図４に示すような電磁アクチュエータを採用してもよい。
図４は、電磁アクチュエータの構成例を示す図である。
図４に示す例では、突っ張り棒上部１５１Ａ（１６１Ａ）に電磁コイル１７１が取り付けられており、突っ張り棒下部１５１Ｂ（１６１Ｂ）に電磁石１７３が取り付けられている。これら電磁コイル１７１・電磁石１７３により、電磁アクチュエータが構成される。
【００６３】
そして、電磁アクチュエータの周囲及びその下側には、それぞれ磁気シールド１７５、１７６が設けられている。これら磁気シールド１７５、１７６により、電磁アクチュエータから生じる磁気を遮蔽することができる。このような電磁アクチュエータを備える突っ張り棒は、圧縮力及び引張力の双方に対応することができる。
【００６４】
さらに、引張力を受ける突っ張り棒１６１には、図５に示すような油圧式変位拡大機構を有するアクチュエータ１８１を組み込むことができる。
図５は、油圧式変位拡大機構を有するアクチュエータの構成例を示す図である。
図５に示すアクチュエータ１８１は、油圧シリンダ１８３内部において、シリンダ端面１８３ａとピストン１８５間にピエゾアクチュエータ１８７が組み込まれた構成を有する。ピストン１８５は、油圧発生部１８８を介して、シリンダ先端の駆動部材１８９に繋がっている。
【００６５】
このようなアクチュエータ１８１は、ピストン１８５の直径をｄ１、駆動部材１８９の直径をｄ２とするとき、ピエゾアクチュエータ１８７の作動によりピストン１８５がΔＬ１の長さを駆動すると、駆動部材１８９が
ΔＬ２＝（ｄ１／ｄ２）^２×ΔＬ１
の長さで進出する。
このような油圧式変位拡大機構を有するアクチュエータ１８１は、大気中のような周波数成分の低い箇所（図１の例ではメインボディ１０３内）に設置される突っ張り棒に適しており、変位調整がより一層行い易くなる。
【００６６】
［第２実施の形態］
図６は、本発明の第２実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。
図７は、パン内に取り付けられた突っ張り棒を示す拡大図である。（Ａ）は突っ張り棒の拡大図であり、（Ｂ）はパン変形前（大気圧時）の状態を示す図であり、（Ｃ）はパン変形後（雰囲気減圧時）の状態を示す図である。
図６に示す露光装置２０１は、図１を用いて前述した第１実施の形態の露光装置１０１と比べて、以下（２−１）〜（２−３）の点で大きく異なる。
【００６７】
（２−１）メインボディ１０３内にリブ（引っ張り受け部材）１０３Ｘが設けられている。そして、このリブ１０３Ｘの同軸上にレチクル定盤１１５の脚部１１５ａが配置されているとともに、リブ１０３Ｘの近傍に複数の突っ張り棒１２１が設けられている。なお、図６では２本のリブ１０３Ｘのそれぞれに対して、２本ずつの突っ張り棒１２１のみが図示されている。
【００６８】
リブ１０３Ｘの同軸上にレチクル定盤１１５の脚部１１５ａが配置されていることで、各脚部１１５ａの部分のメインボディ１０３の変形が抑制され易くなる。そして、リブ１０３Ｘ近傍の複数の突っ張り棒１２１により、メインボディ１０３の変形がより抑制されるとともに、変形量の調整が可能になる。なお、この突っ張り棒１２１としては、前述した図３の突っ張り棒１６１を用いることもできる。
【００６９】
（２−２）レチクルチャンバ１１１上部とレチクル定盤１１５間の突っ張り棒１１９、及び、メインボディ１０３下面とウェハ定盤１３５間の突っ張り棒１３９が設置されていない。
これら突っ張り棒１１９、１３９は、各定盤１１５、１３５の平坦度が充分に保てる場合には、必ずしも設置しなくてよい。但し、この第２実施の形態においても、図１と同様に突っ張り棒１１９、１３９を設置すれば、調整の自由度がより高くなるので好ましい。
【００７０】
（２−３）パン１３３の内部に、突っ張り棒２１０が設置されている。この突っ張り棒２１０は、ウェハ定盤１３５下面側３箇所の脚部１３５ａと同軸上に配置されている。図７（Ａ）にわかり易く示すように、各突っ張り棒２１０の下端はパン１３３内底面に固定されている。しかし、各突っ張り棒２１０の上端は自由端であり、ウェハチャンバ１３１底部には固定されていない。この突っ張り棒２１０の上端には、センサ付きのピエゾアクチュエータ２１１が設けられている。このピエゾアクチュエータ２１１により、積極的な変位調整が可能となるが、突っ張り棒２１０のみで充分な変位調整ができる場合は、必ずしも設置する必要はない。あるいは、ピエゾアクチュエータ２１１の代わりに、シム等のパッシブな手段を用いることもできる。
【００７１】
図７（Ｂ）に示すように、ウェハチャンバ１３１内が大気圧のときには、パン１３３は変形せず、ウェハチャンバ１３１底部と突っ張り棒２１０上端のピエゾアクチュエータ２１１との間には隙間ｔが確保されている。この隙間ｔは、ピエゾアクチュエータ２１１のセンサで検出される。この状態から、ウェハチャンバ１３１内を減圧すると、図７（Ｃ）に示すように、パン１３３が変形してウェハチャンバ１３１底部に加わる圧縮力が抑制される。
【００７２】
さらに、パン１３３の変形に伴って、パン１３３内部の突っ張り棒２１０がウェハチャンバ１３１底部に当たる。そして、この突っ張り棒２１０が突っ張ることにより、ウェハチャンバ１３１底部の変形がより抑制される。ここで、センサの検出値（隙間ｔ）に基づき突っ張り棒２１０上端のピエゾアクチュエータ２１１を作動させると、ウェハ定盤１３５の脚部１３５ａを支えるウェハチャンバ１３１底部の上下位置や傾き等の変形量が調整される。
なお、この（２−３）で述べたパン１３３内の突っ張り棒２１０・ピエゾアクチュエータ２１１は、第１実施の形態（図１参照）でも用いることができる。
【００７３】
［第３実施の形態］
図８は、本発明の第３実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。
図９は、図８の露光装置の変形例を示す断面図である。
図８に示す露光装置３０１は、図１を用いて前述した第１実施の形態の露光装置１０１と比べて、以下（３−１）〜（３−４）の点で大きく異なる。
【００７４】
（３−１）メインボディ１０３内にリブ１０３Ｘが設けられている。そして、このリブ１０３Ｘとは別に、メインチャンバ１０３内に複数（図８では４本のみが示されている）の突っ張り棒１２１が設けられている。これら複数の突っ張り棒１２１のうちの３本は、レチクル定盤１１５下面側３箇所の脚部１１５ａと同軸上に配置されている。レチクル定盤１１５の脚部１１５ａと突っ張り棒１２１が同軸上に配置されていることで、各脚部１１５ａの部分のメインボディ１０３の変形が抑制され易くなる。
【００７５】
（３−２）ベース１０５とウェハチャンバ１３１´間にパン１３３が設けられていない。このウェハチャンバ１３１´は、前述のウェハチャンバ１３１よりも大きく形成されており、ベース１０５上に防振台１０８を介して直接支持されている。
【００７６】
（３−３）ウェハチャンバ１３１´内部において、ウェハ定盤（上定盤）１３５の下側にさらに定盤（下定盤）３３５が設けられている。この下定盤３３５は、上定盤１３５よりも大きく、下面側３箇所の支柱（支持点）３３５Ｘを介してウェハチャンバ１３１´底部に支持されている。各支柱３３５Ｘは、ピエゾアクチュエータ等からなり、雰囲気減圧時のウェハチャンバ１３１´の変形に伴う曲げ力を調整することができる。なお、上定盤１３５の各脚部１３５ａと下定盤３３５間には、前述と同様の調整機構１３５Ｘが設けられている。
【００７７】
この下定盤３３５上面とメインボディ１０３下面間には、複数の突っ張り棒３３９（図８では２本のみを示す）が設けられている。これらの突っ張り棒３３９は、前述の圧縮力を受ける突っ張り棒１１９、１３９（あるいは図２に示す突っ張り棒１５１）と同様のものを用いることができる。さらに、突っ張り棒３３９には、前述の図４に示す電磁アクチュエータと同様のアクチュエータ３３９Ｘを組み込むこともできる。雰囲気減圧時にメインボディ１０３下部が垂れ下がるように変形し、この変形に伴い突っ張り棒３３９を介して下定盤３３５が変形した際には、上定盤１３５と下定盤３３５間の調整機構１３５Ｘで調整できる。
【００７８】
（３−４）上定盤１３５並びに下定盤３３５の上下面に、センサ付きバイモルフ等からなる複数のアクチュエータユニット１３５Ｙ、３３５Ｙが取り付けられている。これらのアクチュエータユニット１３５Ｙ、３３５Ｙは、ウェハチャンバ１３１内の雰囲気減圧時における上定盤１３５、下定盤３３５の曲げ変形やねじれ変形を抑制するものである。各アクチュエータユニット１３５Ｙ、３３５Ｙは、センサ又はバイモルフのいずれか一方が上下定盤１３５、３３５の上面側に配置され、他方が下面側に配置される。
【００７９】
各アクチュエータユニット１３５Ｙ、３３５Ｙのセンサとしては、例えば静電容量センサを用いることができる。上定盤１３５側に配置されるセンサは、ガイド機構１３６のエアガイド等の隙間に取り付け、この隙間の変化に基づき上定盤１３５の変形を検出するように設定することもできる（エアガイドとセンサの関係等は、図１２〜図１４を参照しつつ後に詳述する）。
【００８０】
図９に示す露光装置３０１´は、図８の露光装置３０１の変形例であって、レチクルチャンバ１１１内の突っ張り棒１１９、レチクル定盤１１５の脚部１１５ａ、メインボディ１０３のリブ１０３Ｘ、ウェハチャンバ１３１´内の突っ張り棒３３９が全て実質的に同軸上に配置されている。このような場合は、チャンバ１１１、１３１´及びその間のメインボディ１０３の全体の変形をより抑制し易くなる利点がある。
【００８１】
なお、図８や図９に示す露光装置３０１、３０１´においては、上定盤１３５と下定盤３３５を一体に形成し、この一体の定盤をウェハチャンバ１３１´の底部上に脚部・調整機構を介して設置してもよい。あるいは、ベース１０５とウェハチャンバ１３１´底面間に前述の突っ張り棒３３９を配置し、この突っ張り棒３３９でウェハチャンバ１３１´の底部の変形を抑制することもできる。
【００８２】
［第４実施の形態］
図１０は、本発明の第４実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。
図１１は、図１０の露光装置のステージ装置のステージベース脚部とその周囲のセンサユニットの配置例を示す模式的平面図である。
図１０に示す露光装置４０１は、図１を用いて前述した第１実施の形態の露光装置１０１と比べて、以下（４−１）〜（４−４）の点で大きく異なる。
【００８３】
（４−１）メインボディ１０３内の下部において、ウェハチャンバ１３１内の突っ張り棒１３９の上側に対応する部位に、センサ付きのバイモルフ等のアクチュエータユニット４１１が取り付けられている。このアクチュエータユニット４１１により、突っ張り棒１３９の上側のメインボディ１０３の変形量を調整できる。さらに、アクチュエータユニット４１１の周囲に局所真空室（小パン）４１３が形成されている。この小パン４１３により、突っ張り棒１３９の上側のメインボディ１０３の傾きが抑制される。
【００８４】
（４−２）ウェハチャンバ１３１の側壁に、センサ付きのアクチュエータユニット４２１が取り付けられている。アクチュエータユニット４２１は、センサがチャンバ１３１内面に取り付けられ、アクチュエータがチャンバ１３１外面に取り付けられる。各アクチュエータユニット４２１のセンサとしては、例えば静電容量センサを用いることができる。このアクチュエータユニット４２１により、ウェハチャンバ１３１の側壁の変形を抑制することができる。
【００８５】
（４−３）レチクルチャンバ１１１内の突っ張り棒１１９、レチクル定盤１１５の脚部１１５ａ、メインボディ１０３内の突っ張り棒１２１が実質的に同軸上に配置されている。このような場合は、前述した図９の場合と同様に、チャンバ１１１、メインボディ１０３の変形をより抑制し易くなる利点がある。
【００８６】
（４−４）メインボディ１０３上面のレチクル定盤脚部１１５ａ周囲に、センサユニット４３１〜４３３が設置されている（図１０では２個のみを示す）。図１１に示すように、各センサユニット４３１〜４３３は、対向する一対のセンサ４３１Ａ・４３１Ａ´及び４３１Ｂ・４３１Ｂ´、４３２Ａ・４３２Ａ´及び４３２Ｂ・４３２Ｂ´、４３３Ａ・４３３Ａ´及び４３３Ｂ・４３３Ｂ´をそれぞれ２組ずつ計４個有している。そして、各センサユニット４３１〜４３３に対応して、メインボディ１０３上部内面にはアクチュエータ４３１´〜４３３´（図１０に４３１´及び４３３´のみを示す）が設置されている。
【００８７】
なお、さらにオプションとして、図１１中仮想線で示すように、各脚部１１５ａごとの変位や傾きを検出する一対のセンサ４３１Ｃ・４３１Ｃ´、４３２Ｃ・４３２Ｃ´、４３３Ｃ、・４３３Ｃ´を設けてもよい。これらにより、各脚部１１５ａの変位や傾きを一層検出し易くなる。
【００８８】
センサ４３１Ａ、４３１Ａ´は光線軌道Ｌ１上でセンサ４３２Ｂ、４３２Ｂ´に対応しており、センサ４３２Ａ、４３２Ａ´は光線軌道Ｌ２上でセンサ４３３Ｂ、４３３Ｂ´に対応しており、センサ４３３Ａ、４３３Ａ´は光線軌道Ｌ３上でセンサ４３１Ｂ、４３１Ｂ´に対応している。各一対のセンサにより、定盤の各脚部ごとの変位や傾きを検出できる。さらに、隣り合うセンサの光線軌道上でのずれを検出することにより、３つの脚部の相対的な変位や傾きを検出することもできる。そして、この検出結果に基づき、各センサに対応するアクチュエータを作動させて、脚部の変位や傾きを調整する。
【００８９】
なお、センサの配置は、図１１に示す例に限らない。センサは、場合によっては少なくとも１つ設置すればよく、必ずしも定盤の全ての脚部に設置する必要はない。例えば、定盤の剛性分布や脚部の荷重分布等を測定し、変位や傾きが問題とならない箇所がある場合には設置しなくてもよい。図１１のようなセンサ配置は、定盤のねじり変形を調整し易い利点がある。
【００９０】
図１２は、本実施の形態の露光装置にかかるガイド機構（ガイドバー及びスライダ）の一例を示す断面図である。
図１３は、本実施の形態の露光装置に係るステージ装置のステージベース脚部（４点支持）とその周囲のガイド機構の配置例を示す模式的平面図である。
図１４は、本実施の形態の露光装置に係るステージ装置のステージベース脚部（４点支持）とセンサユニットの配置例を示す模式的平面図である。
【００９１】
図１３には、いわゆる十字型のガイド機構を備えるステージ装置のステージ定盤５０１が示されている。この例において、ステージ定盤５０１は、下面側四隅の脚部（支持点）５０１ａで４点支持される。これら脚部５０１ａには、前述の各実施の形態で述べたような球面軸受けや調整機構（アクチュエータ）が設けられている。ステージ定盤５０１上には、Ｘ方向に延びる一対のＸ軸ガイド５１１Ａ、５１１Ｂ（図１３中左右のガイド）と、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸ガイド５１３Ａ、５１３Ｂ（図１３中上下のガイド）とが設けられている。これらのガイドの間に、十字型に交差する移動ガイド（図示されず）が互いにスライド可能に設けられる。
【００９２】
各ガイド５１１Ａ・５１１Ｂ、５１３Ａ・５１３Ｂは、図１２に示すように、ガイドバー５２１にスライダ５２３が外嵌している。スライダ５２３の内面４面（上下及び左右側面）には、エアパッド５２５がそれぞれ設けられており、ガイドバー５２１外面の間に隙間ｔを確保しつつ非接触に外嵌している。スライダ５２３は、内側４面を拘束されつつ、ガイドバー５２１に沿ってスライドする。
なお、十字型のガイド機構のより詳細な説明は、例えば特開２００２−９３６８６号公報に述べられている。
【００９３】
図１２及び図１３に示すように、各ガイドのうちの少なくとも１つ（図１３の例では左側のＸガイド５１１Ａ）には、スライダ５２３内上面に４個の傾きセンサ５３１が設置されている。これらセンサ５３１は、ガイドバー５２１の傾きを検出するセンサである。さらに、このスライダ５２３の内側面にも、４個のセンサ５３３が設置されている。これらセンサ５３３は、ガイドバー５２１とスライダ５２３間の隙間ｔを検出するセンサである。ステージ定盤５０１に変形や傾きが生じて要求精度を満たさない場合は、ガイド機構の真直度が悪化して無理な力が加わり、ガイドバー５２１とスライダ５２３の隙間ｔが不均一になる。センサ５３３による隙間ｔの検出結果が均一ならば、ガイドの組み付け状態は良好であると判定できる。
【００９４】
さらに、図１４に示すように、ステージ定盤５０１上にはセンサ付きのバイモルフ等のアクチュエータユニット５４１ａ〜５４１ｈが設置されている。内側の４個のアクチュエータユニット５４１ａ〜５４１ｄは、対向する脚部５０１ａを結ぶ対角線上に２個ずつ設置されている。このように対角線上に配置することで、ステージ定盤５０１のねじり変形が的確に検出できる。一方、外側の４個のアクチュエータユニット５４１ｅ〜５４１ｈは、隣り合う脚部５０１ａを結ぶ線上のほぼ中央に１個ずつ設置されている。
【００９５】
これらのセンサ５３１、５３３によりガイドバー５２１の傾きやガイドバー５２１−スライダ５２３間の隙間ｔの変化を検出できる。さらに、アクチュエータユニット５４１ａ〜５４１ｈのセンサにより、ステージ定盤５０１の傾きやねじりを検出できる。そして、各センサの検出結果に基づいて脚部５０１ａの調整機構を調整したり、さらに前述の各実施の形態で述べた露光装置内の突っ張り棒や各アクチュエータを組み合わせて調整したりすることにより、ガイド機構の傾きやステージ定盤５０１全体の傾きを調整できる。
【００９６】
なお、図１２〜図１３における各センサやアクチュエータユニットの個数・配置箇所等は一例である。例えば、ガイドに設置されるセンサ５３１、５３３は、ステージ定盤上の全てのガイドに設置してもよいし、あるいは、１つのガイドに設置される個数を少なくしたり、配置位置を変えたりすることもできる。図１２に示す例と図１３に示す例は、それぞれ個別に用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。
【００９７】
さらに、本明細書中で述べた事項・例は、各種ステージ装置や露光装置に応じて選択的に組み合わせて使用することができる。これらを適切に組み合わせて使用することで、変形や傾きの調整自由度・測定可能範囲を一層向上することができる。
【００９８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高精度の走査・位置決めを行うことのできるステージ装置、及び、それを有する露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。
【図２】圧縮力を受ける突っ張り棒にセンサ付きピエゾアクチュエータを組み込んだ例を示す図である。
【図３】引張力を受ける突っ張り棒にセンサ付きピエゾアクチュエータを組み込んだ例を示す図である。
【図４】電磁アクチュエータの構成例を示す図である。
【図５】油圧式変位拡大機構を有するアクチュエータの構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。
【図７】パン内に取り付けられた突っ張り棒を示す拡大図である。（Ａ）は突っ張り棒の拡大図であり、（Ｂ）はパン変形前（大気圧時）の状態を示す図であり、（Ｃ）はパン変形後（雰囲気減圧時）の状態を示す図である。
【図８】本発明の第３実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。
【図９】図８の露光装置の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第４実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。
【図１１】図１０の露光装置のステージ装置のステージベース脚部とその周囲のセンサユニットの配置例を示す模式的平面図である。
【図１２】本実施の形態の露光装置にかかるガイド機構（ガイドバー及びスライダ）の一例を示す断面図である。
【図１３】本実施の形態の露光装置に係るステージ装置のステージベース脚部（４点支持）とその周囲のガイド機構の配置例を示す模式的平面図である。
【図１４】本実施の形態の露光装置に係るステージ装置のステージベース脚部（４点支持）とセンサユニットの配置例を示す模式的平面図である。
【図１５】分割転写方式の電子線露光装置の構成を模式的に示す図である。
【図１６】電子線露光装置全体の機械的構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０１露光装置
１０３メインボディ１０３Ｘリブ
１０５ベース１０７、１０８防振台
１１１レチクルチャンバ
１１３照明光学系鏡筒（電子照明鏡筒）
１１５レチクル定盤（レチクルステージベース）
１１５ａ脚部（支持点）１１５Ｘ調整機構
１１６ガイド機構１１７レチクルステージ
１１９、１２１、１３９突っ張り棒
１２３投影光学系鏡筒（電子投影鏡筒）
１３１、１３１´ ウェハチャンバ１３３パン
１３５ウェハ定盤（ウェハステージベース）
１３５ａ脚部（支持点）１３５Ｘ調整機構
１３６ガイド機構１３７ウェハステージ
１５１突っ張り棒
１５２Ａ、１５２Ｂ平板１５３Ａ、１５３Ｂシム
１５５、１５６ピエゾアクチュエータ
１６１突っ張り棒
１６２Ａ、１６２Ｂ平板１６３シム
１６６、１６７Ａ、１６７Ｂピエゾアクチュエータ
１７１電磁コイル１７３電磁石
１７５、１７６磁気シールド
１８１アクチュエータ
１８３油圧シリンダ１８５ピストン
１８７ピエゾアクチュエータ１８８油圧発生部
１８９駆動部材
２０１、３０１、３０１´、４０１露光装置
２１０突っ張り棒
２１１ピエゾアクチュエータ
３３５定盤（下定盤）３３５Ｘ支柱（支持点）
１３５Ｙ、３３５Ｙアクチュエータユニット３３９突っ張り棒
４１１、４２１アクチュエータユニット
４１３局所真空室（小パン）
４３１〜４３３センサユニット
４３１´〜４３３´ アクチュエータ
５０１ステージ定盤５０１ａ脚部（支持点）
５１１Ａ、５１１ＢＸ軸ガイド
５１３Ａ、５１３ＢＹ軸ガイド
５２１ガイドバー５２３スライダ
５２５エアパッド５３１、５３３センサ
５４１ａ〜５４１ｈアクチュエータユニット

Claims

移動・位置決めされるステージと、
該ステージを案内するガイド機構と、
該ガイド機構を搭載するステージベースと、
を含み、減圧雰囲気下で用いられるステージ装置であって、
前記ステージベースとそれを支える支持構造体の間に、該ステージベースを３点支持する球面軸受けが配置されており、
雰囲気減圧時の前記支持構造体の変形に伴う曲げを前記球面軸受けで逃すことを特徴とするステージ装置。
移動・位置決めされるステージと、
該ステージを案内するガイド機構と、
該ガイド機構を搭載するステージベースと、
を含み、減圧雰囲気下で用いられるステージ装置であって、
前記ステージベースとそれを支える支持構造体との間に設けられた、該ステージベースを支持する３点以上の支持点と、
雰囲気減圧時の前記支持点の変位を抑制するための、大気圧に起因する力を圧縮又は引張力として受ける部材（突っ張り棒）と、
をさらに具備することを特徴とするステージ装置。
減圧雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするステージ装置と、
該ステージ装置を支える支持構造体と、を備え、
該ステージ装置が、
前記感応基板又はパターン原版を載置して移動・位置決めされるステージと、
該ステージを案内するガイド機構と、
該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、
前記ステージベースと前記支持構造体の間に、該ステージベースを３点支持する球面軸受けが配置されており、
雰囲気減圧時の前記支持構造体の変形に伴う曲げを前記球面軸受けで逃すことを特徴とする露光装置。
減圧雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするステージ装置と、
該ステージ装置を支える支持構造体と、を備え、
該ステージ装置が、
前記感応基板又はパターン原版を載置して移動・位置決めされるステージと、
該ステージを案内するガイド機構と、
該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、
前記ステージベースと前記支持構造体との間に設けられた、該ステージベースを支持する３点以上の支持点と、
雰囲気減圧時の前記支持点の変位を抑制するための、大気圧に起因する力を圧縮又は引張力として受ける部材（突っ張り棒）と、
をさらに具備することを特徴とする露光装置。
前記球面軸受け又は前記支持点の位置及び／又は姿勢を調整する調整手段をさらに具備することを特徴とする請求項１若しくは２記載のステージ装置又は請求項３若しくは４記載の露光装置。
前記突っ張り棒の長さ及び／又は傾きを調整する調整手段をさらに具備することを特徴とする請求項２記載のステージ装置又は請求項４記載の露光装置。
前記球面軸受け、前記支持点又は前記突っ張り棒が接続する構造体の接続部の位置及び／又は傾きを調整する調整手段をさらに具備することを特徴とする請求項３〜６いずれか１項記載の露光装置。
前記調整手段が、シムや局所真空圧等のパッシブな手段、又は、ピエゾ・電磁的アクチュエータ等のアクティブな手段のうちの１つ以上を有することを特徴とする請求項５若しくは６記載のステージ装置又は請求項５〜７いずれか１項記載の露光装置。
前記ピエゾアクチュエータに油圧式の変位拡大機構が付設されていることを特徴とする請求項８記載のステージ装置又は露光装置。
移動・位置決めされるステージと、
該ステージを案内するガイド機構と、
該ガイド機構を搭載するステージベースと、
を含み、減圧雰囲気下で用いられるステージ装置であって、
前記ステージベースとそれを支える支持構造体の間に、該ステージベース又は前記支持構造体に曲げ力を加えて変形調整する平面度調整手段を有することを特徴とするステージ装置。
減圧雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするステージ装置と、
該ステージ装置を支える支持構造体と、を備え、
該ステージ装置が、
前記感応基板又はパターン原版を載置して移動・位置決めされるステージと、
該ステージを案内するガイド機構と、
該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、
前記ステージベースと前記支持構造体との間に、前記ステージベース又は前記支持構造体に曲げ力を加えて変形調整する平面度調整手段を有することを特徴とする露光装置。
前記突っ張り棒、前記調整手段、前記平面度調整手段が、前記支持構造体の剛性変形に影響するキーとなる部位に設置されていることを特徴とする請求項４、６、７、８、９、１１いずれか１項記載の露光装置。
前記ステージベース支持面のねじれ変形を調整するねじれ変形調整手段をさらに具備することを特徴とする請求項４、６、７、８、９、１１、１２いずれか１項記載の露光装置。
前記ガイド機構のガイド面の傾きを検知するセンサをさらに備え、
該センサの検知信号に基づき前記各調整手段を調整することを特徴とする請求項５〜９、１１〜１３いずれか１項記載の露光装置。
前記ガイド機構が気体軸受けを有するエアガイド機構を有し、
該気体軸受けの固定子と移動子の間の隙間を検知するセンサを有し、
該センサの検知信号に基づき前記各調整手段を調整することを特徴とする請求項５〜９、１１〜１４いずれか１項記載の露光装置。
減圧雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
内部が大気圧とされた中空のメインボディと、
該メインボディの上側に接続された、内部が減圧されるレチクルチャンバと、
該レチクルチャンバ内に配置された、レチクルを移動・位置決めするレチクルステージ装置と、
前記メインボディの下側に接続された、内部が減圧されるウェハチャンバと、
該ウェハチャンバ内に配置された、ウェハを移動・位置決めするウェハステージ装置と、を備え、
雰囲気減圧時の前記メインボディの変形を抑制するための、大気圧に起因する力を引張力として受ける部材（引張力受け部材）をさらに具備することを特徴とする露光装置。
前記ステージ装置が、
移動・位置決めされるステージと、
該ステージを案内するガイド機構と、
該ガイド機構を搭載するステージベースと、を含み、
前記ステージベースは、前記メインボディに３点以上の支持点を介して支持されており、
前記ステージベースと前記チャンバ間に、雰囲気減圧時の前記支持点の変位を抑制するための、大気圧に起因する力を圧縮又は引張力として受ける部材（突っ張り棒）が設けられており、
前記引張力受け部材、前記支持点、前記突っ張り棒の少なくとも２つが同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１６記載の露光装置。