JP2005072221A

JP2005072221A - 露光装置及びその調整方法

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Publication number: JP2005072221A
Application number: JP2003299509A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Tanaka; 慶一田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】ミラー等の光学素子の位置調整をより短時間で精度良く行なうことができる等の利点を有する露光装置及びその調整方法を提供する。
【解決手段】露光装置の投影光学系鏡筒１２０は、３つのベース２０１、２１１、２２１を備えている。各ベースには、６本のアクチュエータ付アームＡを介してミラーＭ１〜Ｍ６が支持されている。この露光装置では、アッパーベース２１１とミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ４との間を位置決めした後に、アッパーベース２１１をミドルベース２０１に対して位置決めし、ミドルベース２０１に対してミラーＭ１、Ｍ６を位置決めし、ミラーＭ５をロワーベース２２１に対して位置決めする。こうすることで、ミラーＭ１〜Ｍ６の位置調整をより短時間で精度良く行なうことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、原版上に形成したパターンを、ＥＵＶ光（Extreme Ultra Violet光：極端紫外光）等のエネルギ線を用いて感応基板に転写する露光装置、及び、その調整方法に関する。特には、ミラー等の光学素子の位置調整をより短時間で精度良く行なうことができる等の利点を有する露光装置等に関する。

近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、１３ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光を使用した投影リソグラフィー技術が開発されている。このようなＥＵＶ光を用いる露光装置においては、一般に、反射ミラーを組み合わせた反射光学系が用いられる。一例の光学系は、多層膜がコーティングされた４枚又は６枚等のＥＵＶ反射鏡（光学素子）を備えている。これらの反射鏡は、多層膜の各界面における反射光の位相を一致させ、干渉効果によって高い反射率を実現するものである。

以下、図５を参照しつつ、ＥＵＶＬ露光装置の一例の概要について説明する。
図５は、ＥＵＶＬ露光装置の一例（４枚投影系）を示す概略構成図である。
図５に示すＥＵＶＬ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー１で反射してレチクル２に照射される。

レチクル２は、レチクルステージ３に保持されている。このレチクルステージ３は、走査方向（Ｙ軸）に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向（Ｘ軸）に微小ストロークを持ち、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークを持っている。ＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、Ｚ方向はレチクルフォーカス送光系４とレチクルフォーカス受光系５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。

レチクル２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。

光学鏡筒１４内に入射したＥＵＶ光は、第一ミラー６で反射した後、第二ミラー７、第三ミラー８、第四ミラー９と順次反射し、最終的にはウェハ１０に対して垂直に入射する。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡１５が配置されている。

ウェハ１０は、ウェハステージ１１上に載せられている。ウェハステージ１１は、光軸と直交する面内（ＸＹ平面）を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ１１は、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークの上下が可能で、Ｚ方向の位置はウェハオートフォーカス送光系１２とウェハオートフォーカス受光系１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ１１のＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３とウェハステージ１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。

図５のＥＵＶ露光装置は、４枚のミラーから構成される４枚投影系の例であるが、Ｎ．Ａ．（開口数）をより大きくするためには、ミラーを６枚以上にすると効果的であることが知られている。さらに、ＥＵＶ露光装置の投影光学系においては、微細な回路パターンを精確に転写するため、波面収差を極限まで低減し、且つ、反射鏡の枚数を最低限にすることが要求される。

ところが、６枚ミラーの投影光学系では、投影光学系鏡筒内におけるミラーの配置が三次元幾何学的に複雑となるため、超高精度の波面収差を満足するように組み立て・調整することは困難である。さらに、ＥＵＶ光が照射されて温度上昇したミラーには熱膨張変形が起こるため、作動中における各ミラー間の相対位置の微調整も考慮する必要があるが、これには多くの時間と手間がかかっているのが実情である。

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、ミラー等の光学素子の位置調整をより短時間で精度良く行なうことができる等の利点を有する露光装置及びその調整方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の露光装置は、原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、前記投影光学系鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持する基本構造体であるボディと、を備える露光装置であって、前記ボディと前記投影光学系鏡筒との間に防振台が設けられていることを特徴とする。

この露光装置によれば、ボディと投影光学系鏡筒間に防振台（例えばアクティブ防振台（略称ＡＶＩＳ）等）が設けられており、この防振台で鏡筒の振動を低減することができので、鏡筒内の各種光学部品（例えばミラーや測長計等）を支持する部材のゆれを低減できる。そのため、ミラーや測長計自体のゆれを低減できるので、光学素子の正確な位置調整が可能となる。

本発明の第１の露光装置においては、前記ボディと前記建物床との間にも防振台が設けられているものとすることができる。
この場合、鏡筒の振動をより一層低減することができるので、ミラーや測長計等の光学部品のゆれを一層低減できる。

本発明の第２の露光装置は、原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、前記投影光学系鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持する基本構造体であるボディと、を備える露光装置であって、前記投影光学系鏡筒が、前記ボディ上に支持された第１のベースと、該第１のベースに対してアクチュエータを介して支持された第２のベースと、前記第１のベースにアクチュエータを介して取り付けられた光学素子と、前記第２のベースにそれぞれアクチュエータを介して取り付けられた複数個の光学素子群と、を具備することを特徴とする。

この露光装置では、第２のベースと複数個の光学素子群との間をそれぞれのアクチュエータで位置決めした後、第２のベースと第１のベース間をアクチュエータで位置決めし、これによって第２のベースに取り付けられた複数個の光学素子群と第１のベースに取り付けられた光学素子とを位置決めする。こうすることで、光学素子の位置調整をより短時間で精度良く行なうことができる。

本発明の第２の露光装置においては、さらに、前記第１のベースに対して静的に支持された第３のベースと、該第３のベースにアクチュエータを介して取り付けられた光学素子と、を具備することができる。
この場合、第３のベースをさらに備えることで、鏡筒内における光学素子の配置位置について汎用性が向上する。なお、第３ベースに２個以上の光学素子を取り付けることも可能であり、その場合には第１とベースと第３のベースとの間にアクチュエータを設けることが好ましい。

本発明の第２の露光装置においては、前記ボディと前記第１のベース間に防振台が設けられていることができる。
この場合、前述の第１の露光装置と同様に、鏡筒内の各種光学部品（例えばミラーや測長計等）を支持する部材のゆれを低減できる。

本発明の第２の露光装置においては、前記各ベース間、ならびに、前記各ベースと前記各光学素子間の相対距離・相対的姿勢を計測する測長計と、該測長計を前記各ベースに取り付ける基準部材と、をさらに具備し、前記各ベース及び前記基準部材が低熱膨張材からなるものとすることができる。
この場合、測長計の計測結果に基づき、各ベース間、各ベースと各光学素子間の相対距離・相対的姿勢を調整することが可能となる。そして、各ベース及び測長計が取り付けられる基準部材が低熱膨張材（一例で熱膨張係数が１０ｐｐｂ／Ｋ以下）からなるため、測長計の位置変化を低減でき、計測精度の悪化を防げる。

本発明の第２の露光装置においては、前記各ベース及び前記基準部材に温度調整手段が付設されているものとすることができる。
この場合、各ベース及び基準部材の温度上昇に伴う変形を低減できる。温度調整手段としては、例えば冷媒循環ジャケットやペルチエ素子等を用いることができる。

本発明の第３の露光装置は、原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、前記投影光学系鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持する基本構造体であるボディと、を備える露光装置であって、前記投影光学系鏡筒が、前記ボディ上に支持された第１のベースと、該第１のベースにアクチュエータを介して取り付けられた光学素子と、該光学素子と前記第１のベース間の相対距離・相対的姿勢を計測する５個以下の測長計と、前記第１のベースに対して静的に支持された第３のベースと、該第３のベースにアクチュエータを介して取り付けられた光学素子と、該光学素子と前記第３のベース間のアクチュエータ駆動量から、これら光学素子と第３のベース間の相対位置を検知する６個のセンサと、を具備し、前記測長計の計測結果と前記センサの検知結果とに基づき、前記光学素子と前記第１のベース間の相対距離・相対的姿勢を求めることを特徴とする。

この露光装置によれば、第３のベースと、これに取り付けられた光学素子との相対距離・相対的姿勢を計測する測長計の数（５個以下）が、一般的に光学素子の正確な位置を検出するために必要な数（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚの計６個）よりも少なくて済む。そのため、鏡筒内における光学素子の配置形態が複雑になる場合にも、測長計の計測光（例えばレーザ光）が交錯したりする等の不都合を回避し易くなる。

本発明の第１の露光装置の調整方法は、基本構造体であるボディに支持された、光学素子が取り付けられる第１のベースと、該第１のベースに支持された、複数個の光学素子群が取り付けられる第２のベースと、を備える露光装置の調整方法であって、前記第１のベースと前記第２のベースとを位置決めする工程と、前記第２のベースと前記複数個の光学素子群との間をそれぞれ調整する工程と、を有し、これらの各工程を行なうことによって、前記第２のベースに取り付けられた複数個の光学素子群と前記第１のベースに取り付けられた光学素子との間を位置決めすることを特徴とする。

本発明の第２の露光装置においては、前記第１のベースに支持された、前記ステージとの位置関係が測定器により関連付けられている部材（フレーム部材）をさらに具備することができる。
この場合、測定器による測定結果に基づき、投影光学系鏡筒と原版ステージ・感応基板ステージを関連付けた位置決めが行い易くなる。

本発明の第２の露光装置の調整方法は、前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、基本構造体であるボディに支持された、光学素子が取り付けられる第１のベースと、該第１のベースに支持された、複数個の光学素子群が取り付けられる第２のベースと、前記第１のベースに支持された、前記ステージとの位置関係が測定器により関連付けられている部材（フレーム部材）と、を備える露光装置の調整方法であって、前記フレーム部材と前記第１のベースとを位置決めする工程と、前記第１のベースと前記第２のベースとを位置決めする工程と、前記第２のベースと前記複数個の光学素子群との間をそれぞれ調整する工程と、を有し、これらの各工程を行なうことによって、前記各光学素子を所定の位置に位置決めすることを特徴とする。

このような位置決め方法によれば、ステージ装置と、ベースと、光学素子とを相互に関連付けた位置調整を的確に行なうことができる。

本発明によれば、ミラーの位置調整をより短時間で精度良く行なうことができる等の利点を有する露光装置等を提供できる。

発明を実施するための形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る露光装置の機械構造例を示す断面図である。
図２は、図１の露光装置の投影光学系鏡筒の内部構成を模式的に示す図である。
図３（Ａ）は、同投影光学系鏡筒内におけるミドルベースとアッパーベースとの連結バーによる連結状態を模式的に示す図であり、図３（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ連結バーとベースとの取付部の例を示す図である。
図４は、同投影光学系鏡筒内におけるミドルベースとロワーベースとの連結バーによる連結状態、ならびに、ロワーベースとミラーとの連結状態を模式的に示す図である。
本実施例では、ＥＵＶＬ露光装置を例に採って説明する。なお、ＥＵＶＬ露光装置全体の構成は、前述した図５のものと基本的には同様である。

まず、図１を参照して、本実施例に係る露光装置の機械構造について説明する。
図１に示す露光装置１００は、ボディ１０１を備えている。このボディ１０１は、支柱１０３を介して、建物床（底盤）１０５上に配置されている。ボディ１０１下面と支柱１０３上面間には、防振台（エアマウント等）１０７が介装されている。ボディ１０１は中空状の部材であって、中央に空洞１０１ａが形成されている。ボディ１０１の空洞１０１ａ周縁上には、防振台（エアマウント等）１１１を介して、中心に開口を有する円盤状の鏡筒ベース１１３が配置されている。この鏡筒ベース１１３の側部と建物床１０５間には、支脚１１５が配置されている。鏡筒ベース１１３側部と支脚１１５上端間、ならびに、ボディ１０１側部と支脚１１５内面間には、それぞれ防振装置１１７、１１９が介装されている。

ボディ１０１の空洞１０１ａ内には、投影光学系鏡筒１２０下部が配置されている。この鏡筒１２０は、中央部側面に張り出した端部（後述する図２のミドルベース端部に相当する）１２０ａを備えている。鏡筒１２０は、端部１２０ａが鏡筒ベース１１３上に載置された状態で、全体がボディ１０１・支柱１０３に支持されている。鏡筒１２０の端部１２０ａと鏡筒ベース１１３間には、マウント１２１が介装されている。鏡筒１２０には、図中右方に示すように、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰが連結されている。このターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰにより、鏡筒１２０内部が所定圧に減圧される。
なお、この投影光学系鏡筒１２０の詳細な内部構成は、図２及び図３を参照しつつ後述する。

ボディ１０１上面には、ボックス状の支持台１３０が固定されている。この支持台１３０は、鏡筒ベース１１３・鏡筒１２０上部の外側を覆っている。支持台１３０の内部は、１０^−２〜１０^−１Ｐａ程度に減圧されている。支持台１３０上面には、レチクルチャンバ１３５が接続されている。このレチクルチャンバ１３５内には、レチクルＲを静電吸着して移動・位置決めするレチクルステージ装置１３８が配置されている。このレチクルステージ装置１３８は、マウント１３７を介して支持台１３０上面に配置されている。レチクルステージ装置１３８の下面には、ブラインド装置１３９が設けられている。このブラインド装置１３９は、レチクルＲの露光領域を制限するためのものである。

レチクルチャンバ１３５には、図中右方に示すように、クライオポンプＣＰと、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰとが連結されている。クライオポンプＣＰにより、レチクルチャンバ１３５内部の気体分子が極低温面に凝縮されて捕捉される。一方、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰにより、レチクルチャンバ１３５内部が１０^−４Ｐａ程度に減圧される。レチクルチャンバ１３５内において、クライオポンプＣＰの対向位置には、ヒートパネルＨＰが立ち上げられている。このヒートパネルＨＰは、クライオポンプＣＰからの冷熱輻射を遮蔽するためのものである。

レチクルチャンバ１３５内側において、支持台１３０上面には孔１３０ａが開けられている。このチャンバ孔１３０ａ内側には、鏡筒１２０の上端が配置されている。鏡筒１２０の上端は、レチクルチャンバ１３５内のブラインド装置１３９直下に位置している。支持台１３０及びレチクルチャンバ１３５の外側は、さらに上真空チャンバ１４０で覆われている。この上真空チャンバ１４０はボックス状をしており、ボディ１０１上面に固定されている。上真空チャンバ１４０には、図中右方に示すように、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰが連結されている。このターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰにより、上真空チャンバ１４０内部が所定圧に減圧される。

ボディ１０１下面には、ボックス状の支持台１５０が固定されている。この支持台１５０の内側には、さらにウェハチャンバ１５５が配置されている。このウェハチャンバ１５５の内側には、ウェハＷを載置して移動・位置決めするウェハステージ装置１５７が配置されている。このウェハステージ装置１５７は、マウント１５９を介して支持台１５０上面に配置されている。

ウェハチャンバ１５５には、図中右方に示すように、クライオポンプＣＰと、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰとが連結されている。クライオポンプＣＰにより、ウェハチャンバ１５５内部の気体分子が極低温面に凝縮されて捕捉される。一方、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰにより、ウェハチャンバ１５５内部が１０^−４Ｐａ程度に減圧される。ウェハチャンバ１５５内において、クライオポンプＣＰの対向位置には、ヒートパネルＨＰが立ち上げられている。このヒートパネルＨＰは、クライオポンプＣＰからの冷熱輻射を遮蔽するためのものである。

支持台１５０の内側において、ウェハチャンバ１５５上端は、ベローズ１６１を介して鏡筒１２０の下端に接続されている。鏡筒１２０の下端は、ウェハチャンバ１５５内のウェハステージ装置１５７に載置されたウェハＷ直上に位置している。支持台１５０及びウェハチャンバ１５５の外側は、さらに下真空チャンバ１６０で覆われている。この下真空チャンバ１６０はボックス状をしており、ボディ１０１下面に固定されている。この下真空チャンバ１６０内も、前述の上真空チャンバ１４０と同様に所定圧に減圧されている。

支持台１３０内の鏡筒１２０上端近傍、ならびに、ボディ１０１の孔１０１ａ内の鏡筒１２０下端近傍には、それぞれステージメトロロジーリング１７１、１７２が配置されている。これらのリング１７１、１７２は、それぞれ鏡筒ベース１１３から延びる脚１７１ａ、１７２ａにより支持されている。リング１７１、１７２は、鏡筒１２０とレチクルステージ装置１３８、ウェハステージ装置１５７との相対位置を測定する測定器が取り付けられるフレーム部材である。

次に、図２〜図４を参照して、前述の投影光学系鏡筒１２０の内部構成について説明する。
図２に示すように、投影光学系鏡筒１２０は、ミドルベース（第１のベース）２０１を備えている。このミドルベース２０１の上面側には鏡筒上部２０３が設けられており、下面側には鏡筒下部２０５が設けられている。ミドルベース２０１の端部２０１ａ（図１の鏡筒端部１２０ａに相当する）は、鏡筒上下部２０３、２０５の側面よりも外側に突出している。ベース端部２０１ａの下面及び側面には、計６個の防振台２０７が設けられている。これら防振台２０７は、ベース端部２０１ａ下面（Ｚ方向）に計３個（図２では２個のみを示す）配置されており、ベース端部２０１ａ側面（ＸＹ方向）にも計３個（図２では１個のみを示す）配置されている。Ｚ方向の計３個の防振台は、図１におけるマウント１２１に相当する。

投影光学系鏡筒１２０の鏡筒上部２０３内には、アッパーベース（第２のベース）２１１が配置されている。図３（Ａ）にわかり易く示すように、このアッパーベース２１１は、複数（この例で６本）の連結バー２１３を介して、ミドルベース２０１上に支持されている。各連結バー２１３には、それぞれアクチュエータ２１５が組み込まれている。一方、投影光学系鏡筒１２０の鏡筒下部２０５内には、ロワーベース（第３のベース）２２１が配置されている。図４にわかり易く示すように、このロワーベース２２１は、複数（この例では６本）の連結バー２２３を介して、ミドルベース２０１下に支持されている。これらの連結バー２２３は、前述の連結バー２１３とは異なり、アクチュエータ等は組み込まれていない単なるバーである。これらの各ベース２０１、２１１、２２１は、一例で熱膨張係数が１０ｐｐｂ／Ｋ以下の低熱膨張材から形成されている。

図３（Ｂ）あるいは（Ｃ）に示すように、連結バー２１３の端部には、ユニバーサルジョイント２１３Ａ（図３（Ｂ）参照）、あるいは、屈曲の柔軟なノッチ２１３Ｂ（図３（Ｃ）参照）が設けられている。図３（Ａ）に示すように、計６本の連結バー２１３とミドルベース２０１あるいはアッパーベース２１１とは、連結バー２１３端部が２本ずつまとめられた状態で連結されている。なお、図４に示すように、連結バー２２３についても、図３（Ｂ）のユニバーサルジョイントあるいは（Ｃ）のノッチと同様の構造が用いられている。

図２に示すように、本実施例の投影光学系鏡筒１２０は、６枚のミラーＭ１〜Ｍ６を備える６枚投影系である。なお、実際には、各ミラーＭ１〜Ｍ６はミラーホルダーとミラー本体からなるが、図示は省略してある。各ミラーＭ１〜Ｍ６は、上流側から順に番号が付されている。これらのミラーＭ１〜Ｍ６のうち、第１、第６ミラーＭ１、Ｍ６はミドルベース２０１に支持されており、第２、第３、第４ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ４はアッパーベース２１１に支持されており、第５ミラーＭ５はロワーベース２２１に支持されている。

各ミラーＭ１〜Ｍ６は、それぞれが６個ずつのアクチュエータ付アームＡを介して、各ベース２０１、２１１、２２１に連結されている。但し、図２中で第４ミラーＭ４のみは、２個のアクチュエータ付アームＡのみが図示されている。各ミラーＭ１〜Ｍ６の６個のアクチュエータ付アームＡは、それぞれＸ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚに対応した６自由度パラレルリンク等である。図４にわかり易く示すように、各アクチュエータ付アームＡには、この例では静電容量センサＣがそれぞれ組み込まれている。これら各静電容量センサＣにより、各アクチュエータの駆動量が検知できるようになっている。アクチュエータ付アームＡのアクチュエータとしては、例えばピエゾアクチュエータを用いることができる。

投影光学系鏡筒１２０内において、ミドルベース２０１の図２中左側には、上下（Ｚ方向）に延びる基準部材２５１が取り付けられている。さらに、ミドルベース２０１の側面にも基準部材２５２が取り付けられている。一方、アッパーベース２１１側面には、上下に延びる基準部材２５５が取り付けられており、アッパーベース２１１上面の柱２５６上には、左右（Ｘ方向）に延びる基準部材２５７が取り付けられている。これらの基準部材２５１、２５２、２５５、２５７は、前述の各ベース２０１、２１１、２２１と同様に、一例で熱膨張係数が１０ｐｐｂ／Ｋ以下の低熱膨張材から形成されている。

各基準部材２５１、２５２、２５５、２５７には、以下（１）〜（４）に述べるような測長計がそれぞれ取り付けられている。これらの測長計は、それぞれに対応する部材間（各ベース間、各ベースと各ミラー間）の相対距離・相対的姿勢を計測するものであり、例えばレーザ干渉計やリニアスケール等からなる。

（１）基準部材２５１に取り付けられた測長計（計４個）：
第１ミラーＭ１に対応した測長計２５１Ｈ１、
第６ミラーＭ６に対応した測長計２５１Ｈ２、
第５ミラーＭ５に対応した測長計２５１Ｈ３、
基準部材２５５に対応した測長計２５１Ｈ４。
（２）基準部材２５２に取り付けられた測長計（計３個）：
第１ミラーＭ１に対応した測長計２５２Ｈ１、
第６ミラーＭ６に対応した測長計２５２Ｈ２、
第５ミラーＭ５に対応した測長計２５２Ｈ３。

（３）基準部材２５５に取り付けられた測長計（計３個）：
第２ミラーＭ２に対応した測長計２５５Ｈ１、
第３ミラーＭ３に対応した測長計２５５Ｈ２、
第４ミラーＭ４に対応した測長計２５５Ｈ３。
（４）基準部材２５７に取り付けられた測長計（計３個）：
第２ミラーＭ２に対応した測長計２５７Ｈ１、
第３ミラーＭ３に対応した測長計２５７Ｈ２、
第４ミラーＭ４に対応した測長計２５７Ｈ３。

なお、これらの測長計以外にも、ミドルベース２０１上面には、基準部材２５７に対応した測長計２０１Ｈ１が設けられている。さらに、鏡筒１２０外において、ミドルベース２０１の図２中左側の上端面及び側面には、それぞれ加速度計２０１Ｈ２、２０１Ｈ３が設けられている。これらの加速度計２０１Ｈ２、２０１Ｈ３は、鏡筒１２０の振動を検出するためのものである。

前述の各ベース２０１、２１１、２２１、ならびに、各基準部材２５１、２５２、２５５、２５７には、例えば冷媒循環ジャケットやペルチエ素子等が付設されており、それぞれが温度調整機能を有している。前述の通り、各ベース、各基準部材は低熱膨張材から形成されているが、さらにこのような温度調整機能をももたせることで、各ベース２０１、２１１、２２１、各基準部材２５１、２５２、２５５、２５７の温度上昇に伴う変形が一層低減される。

次に、前述の露光装置の投影光学系鏡筒１２０内における各ベース２０１、２１１、２２１、ミラーＭ１〜Ｍ６の位置調整方法について述べる。
まず、アッパーベース２１１と、これに支持されているミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ４との間を、各６本のアクチュエータ付アームＡのアクチュエータを駆動して位置決めする。この際、ミラーＭ２については測長計２５５Ｈ１、２５７Ｈ１の計測結果を用い、ミラーＭ３については測長計２５５Ｈ２、２５７Ｈ２の計測結果を用い、ミラーＭ４については測長計２５５Ｈ３、２５７Ｈ３の計測結果を用いて、ベース−ミラー間の相対距離・相対位置を修正するように、各アクチュエータ付アームＡのアクチュエータを駆動する。アッパーベース２１１と各ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ４間を位置決めする際のアクチュエータ駆動量は、各アクチュエータ付アームＡに付設されている静電容量センサＣ（図４参照）により検知される。

アッパーベース２１１に対するミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ４の位置決めが終了した後は、測長計２５１Ｈ４、２０１Ｈ１の計測結果を用い、アッパーベース２１１をミドルベース２０１に対して、各連結バー２１３のアクチュエータ２１５を駆動して位置決めする。そして、これらベース２１１、２０１の位置決めを行なった後に、測長計２５１Ｈ１、２５２Ｈ１の計測結果を用いてミドルベース２０１に対してミラーＭ１を位置決めし、測長計２５１Ｈ２、２５２Ｈ２の計測結果を用いてミドルベース２０１に対してミラーＭ６を位置決めする。この際の各アクチュエータ付アームＡのアクチュエータ駆動量も、静電容量センサＣ（図４参照）により検知される。これにより、アッパーベース２１１のミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ４と、ミドルベース２０１のミラーＭ１、Ｍ６との相対的な位置決めが完了する。

最後に、先に位置決めされているアッパーベース２１１、ミドルベース２０１、ならびに、これらに支持されているミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ６の相対距離・相対位置の情報と、ミラーＭ５に対応した測長計２５１Ｈ３、２５２Ｈ３の計測結果を用いて、ミラーＭ５をロワーベース２２１に対して位置決めする。この際の位置決めは、前述と同様に、ロワーベース２２１とミラーＭ５間の６本のアクチュエータ付アームＡのアクチュエータを駆動して行なう。

そして、このように鏡筒１２０内の各部材の位置調整を行なってから、ステージメトロロジーリング１７１、１７２に取り付けられた測定器の測定に基づいて、鏡筒１２０とレチクルステージ装置１３８、ウェハステージ装置１５７との相対位置を決める。これにより、鏡筒１２０、レチクルステージ装置１３８、ウェハステージ装置１５７を相互に関連付けた露光装置１００全体の位置決めが行なわれる。

なお、前述の説明では、アッパーベース２１１と各ミラーの位置決めを行なってから、アッパーベース２１１とミドルベース２０１を位置決めし、ミラーＭ５とロワーベース２２１を位置決めし、最後に鏡筒１２０とステージ装置１３８、１５７を位置決めする手順で調整を行なったが、この手順以外にも、例えばアッパーベース２１１とミドルベース２０１を位置決めしてから、アッパーベース２１１と各ミラーの位置決めを行なう等、位置決め手順の順番は適宜入れ替えることが可能である。

本来、ミラーＭ５の正確な位置を検出するには、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚの６軸方向の位置を検出するための６個の測長計が必要である。しかし、本発明では、先に得られている各測長計の計測情報と、各静電容量センサＣのアクチュエータ駆動量の情報を用いて、ロワーベース２２１に対するミラーＭ５の位置決めを、これら両者間の６本のアクチュエータの駆動により位置決めする。したがって、ミラーＭ５に対応した測長計２５１Ｈ３、２５２Ｈ３の数（この例では２個）が、本来の６軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚの数よりも少なくて済む。そのため、鏡筒１２０内部におけるミラーの配置形態が複雑になる場合にも、測長計の計測光（例えばレーザ光）等が交錯したりする可能性を低減できる。

図１に示す本実施例の露光装置１００のボディ１０１は、防振台１０７、１１７、１１９により建物床（底盤）１０５に対して防振支持されている。そして、鏡筒１２０が防振台１１１、マウント１２１（図２の防振台２０７）によりボディ１０１に対して防振支持されている。そのため、鏡筒１２０内部の各ベース２０１、２１１、２２１やこれらに支持されている各ミラーＭ１〜Ｍ６、各基準部材２５１、２５２、２５５、２５７、各測長計のゆれが低減されるので、計測精度の悪化を低減できる。このように、本実施例の露光装置１００によれば、鏡筒１２０内の各光学部品の位置調整を短時間で精度良く行なうことができるので、工期の短縮を図ることができ、量産化にも対応することができる。

本発明の一実施例に係る露光装置の機械構造例を示す断面図である。図１の露光装置の投影光学系鏡筒の内部構成を模式的に示す図である。図３（Ａ）は、同投影光学系鏡筒内におけるミドルベースとアッパーベースとの連結バーによる連結状態を模式的に示す図であり、図３（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ連結バーとベースとの取付部の例を示す図である。同投影光学系鏡筒内におけるミドルベースとロワーベースとの連結バーによる連結状態、ならびに、ロワーベースとミラーとの連結状態を模式的に示す図である。ＥＵＶＬ露光装置の一例（４枚投影系）を示す概略構成図である。

符号の説明

１００露光装置１０１ボディ
１０３支柱１０５建物床（底盤）
１０７、１１１防振台１１３鏡筒ベース
１１５支脚１１７、１１９防振装置
１２０投影光学系鏡筒１２１、１３７、１５９マウント
１３０支持台１３５レチクルチャンバ
１３８レチクルステージ装置１４０上真空チャンバ
１５０支持台１５５ウェハチャンバ
１５７ウェハステージ装置１６０下真空チャンバ
２０１ミドルベース（第１のベース）２０７防振台
２１１アッパーベース（第２のベース）２１３連結バー
２１５アクチュエータ２２１ロワーベース（第３のベース）
２２３連結バーＭ１〜Ｍ６ミラー
Ａアクチュエータ付アームＣ静電容量センサ
２５１、２５２、２５５、２５７基準部材
２０１Ｈ１、
２５１Ｈ１〜４、２５２Ｈ１〜３、２５５Ｈ１〜３、２５７Ｈ１〜３測長計
２０１Ｈ２、２０１Ｈ３加速度計

Claims

原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、
前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、
前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記投影光学系鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持する基本構造体であるボディと、
を備える露光装置であって、
前記ボディと前記投影光学系鏡筒との間に防振台が設けられていることを特徴とする露光装置。
前記ボディと前記建物床との間にも防振台が設けられていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、
前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、
前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記投影光学系鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持する基本構造体であるボディと、
を備える露光装置であって、
前記投影光学系鏡筒が、
前記ボディ上に支持された第１のベースと、
該第１のベースに対してアクチュエータを介して支持された第２のベースと、
前記第１のベースにアクチュエータを介して取り付けられた光学素子と、
前記第２のベースにそれぞれアクチュエータを介して取り付けられた複数個の光学素子群と、
を具備することを特徴とする露光装置。
さらに、前記第１のベースに対して静的に支持された第３のベースと、
該第３のベースにアクチュエータを介して取り付けられた光学素子と、
を具備することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
前記ボディと前記第１のベース間に防振台が設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載の露光装置。
前記各ベース間、ならびに、前記各ベースと前記各光学素子間の相対距離・相対的姿勢を計測する測長計と、
該測長計を前記各ベースに取り付ける基準部材と、
をさらに具備し、
前記各ベース及び前記基準部材が低熱膨張材からなることを特徴とする請求項３、４又は５記載の露光装置。
前記各ベース及び前記基準部材に温度調整手段が付設されていることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、
前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、
前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記投影光学系鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持する基本構造体であるボディと、
を備える露光装置であって、
前記投影光学系鏡筒が、
前記ボディ上に支持された第１のベースと、
該第１のベースにアクチュエータを介して取り付けられた光学素子と、
該光学素子と前記第１のベース間の相対距離・相対的姿勢を計測する５個以下の測長計と、
前記第１のベースに対して静的に支持された第３のベースと、
該第３のベースにアクチュエータを介して取り付けられた光学素子と、
該光学素子と前記第３のベース間のアクチュエータ駆動量から、これら光学素子と第３のベース間の相対位置を検知する６個のセンサと、
を具備し、
前記測長計の計測結果と前記センサの検知結果とに基づき、前記光学素子と前記第１のベース間の相対距離・相対的姿勢を求めることを特徴とする露光装置。
基本構造体であるボディに支持された、光学素子が取り付けられる第１のベースと、
該第１のベースに支持された、複数個の光学素子群が取り付けられる第２のベースと、
を備える露光装置の調整方法であって、
前記第１のベースと前記第２のベースとを位置決めする工程と、
前記第２のベースと前記複数個の光学素子群との間をそれぞれ調整する工程と、
を有し、これらの各工程を行なうことによって、前記第２のベースに取り付けられた複数個の光学素子群と前記第１のベースに取り付けられた光学素子との間を位置決めすることを特徴とする露光装置の調整方法。
前記第１のベースに支持された、前記ステージとの位置関係が測定器により関連付けられている部材（フレーム部材）をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、
前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、
基本構造体であるボディに支持された、光学素子が取り付けられる第１のベースと、
該第１のベースに支持された、複数個の光学素子群が取り付けられる第２のベースと、
前記第１のベースに支持された、前記ステージとの位置関係が測定器により関連付けられている部材（フレーム部材）と、
を備える露光装置の調整方法であって、
前記フレーム部材と前記第１のベースとを位置決めする工程と、
前記第１のベースと前記第２のベースとを位置決めする工程と、
前記第２のベースと前記複数個の光学素子群との間をそれぞれ調整する工程と、
を有し、これらの各工程を行なうことによって、前記各光学素子を所定の位置に位置決めすることを特徴とする露光装置の調整方法。