JP2008166614A - 移動体装置、露光装置、計測方法及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レチクルステージの位置を高精度に計測する。
【解決手段】レチクルステージＲＳＴの位置を計測する干渉計のうちの、少なくとも参照ビームと計測ビームとを分岐する光学系２３Ｙ１，２３Ｙ２を、防振ユニット１４により振動が抑制されたレチクルステージ定盤ＲＢＳに固定する。これにより、参照ビームと計測ビームとが振動の影響を受けることがないため、レチクルステージの位置計測を高精度に行うことができ、ひいては、レチクルステージを高精度に移動することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動体装置、露光装置、計測方法及び露光方法、並びにデバイス製造方法
に係り、更に詳しくは、物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置、パターンを感応物体上に形成する露光装置、物体を保持して移動する移動体の位置を干渉計を用いて計測する計測方法及び該計測方法を用いる露光方法、並びに前記露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

近年、半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造す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」と総称する）とウエハ又はガラスプレート等の感応物体（以下、「ウエハ」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動しつつ、レチクルのパターンを投影光学系を介してウエハ上に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などが比較的多く用いられるようになってきた。

この走査型露光装置では、ウエハ側に加え、レチクル側にも、レチクルを駆動する駆動装置が必要である。最近の走査型露光装置では、レチクル側の駆動装置として、レチクル定盤上にエアベアリング等により浮上支持されたレチクルステージを、例えば一対のリニアモータによって走査方向に所定ストローク範囲で駆動するとともに、走査方向及び非走査方向に微小駆動するレチクルステージ装置が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

この種のレチクルステージ装置では、レチクルステージの位置を計測するために、例えば、レーザ干渉計が用いられるが、レーザ干渉計自体に振動が伝達すると、レチクルステージの位置計測精度が低下する。

しかるに、最近においては、レチクルステージ装置は、除振されていないボディ上に防振ユニットを介して搭載されているが、そのボディには投影光学系なども搭載されている。このため、レチクルステージ装置の除振が不十分となり高精度な移動を行えなくなるおそれがある。また、レーザ干渉計も除振された定盤上に配置されているが、レーザ干渉計は大きくかつ重いので、その定盤の制御に支障をきたすおそれがある。

国際公開第２００４／０７３０５３号パンフレット

本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置であって、所定面に設けられ、前記移動体が移動可能に配置される定盤と；前記所定面に設けられた前記定盤の振動を抑制する除振装置と；前記移動体の位置を計測する干渉計と；を備え、前記干渉計のうちの、少なくとも参照ビームと計測ビームとを分岐する分岐光学系が前記定盤に固定されている第１の移動体装置である。

これによれば、移動体の位置を計測する干渉計のうちの、少なくとも参照ビームと計測ビームとを分岐する分岐光学系が、除振装置により振動が抑制された定盤に固定されているので、参照ビームと計測ビームとが振動の影響を受けることがない。これにより、移動体の位置計測を高精度に行うことができ、移動体を高精度に移動することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置であって、所定面に設けられ、前記移動体が移動可能に配置される定盤と；前記所定面に設けられた前記定盤の振動を抑制する除振装置と；前記移動体の位置を計測する干渉計と；を備え、前記干渉計のビームが前記移動体に設けられた光学部材を経由して入射する反射部材が、前記定盤に固定されている第２の移動体装置である。

これによれば、干渉計のビームが移動体に設けられた光学部材を経由して入射する反射部材が、除振装置により振動が抑制された定盤に固定されているので、振動の影響を受けることなく移動体の位置計測を高精度に行うことができる。これにより、移動体を高精度に移動することが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置であって、所定面に設けられ、前記移動体が移動可能に配置された定盤と；前記所定面に設けられた、前記定盤の振動を抑制する第１の除振装置と；前記所定面側から、前記定盤側に用力を供給する配管と；前記所定面に設けられた、前記配管の振動を抑制する第２の除振装置と；を備える第３の移動体装置である。

これによれば、所定面に設けられ、移動体が移動可能に配置された定盤の振動が第１の除振装置により抑制され、所定面側から定盤側に用力を供給する配管の振動が第２の除振装置により抑制されている。これにより、配管を介して定盤に振動が伝達するのが抑制されるので、高精度な移動体の移動が可能となる。

本発明は、第４の観点からすると、物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置であって、所定面に設けられ、前記移動体が移動可能に配置される定盤と；前記所定面に設けられ、前記定盤を少なくとも鉛直方向に移動させる定盤移動装置と；前記所定面に設けられ、前記定盤を移動する際に発生する定盤の変形を抑制する変形抑制装置と；を備える第４の移動体装置である。

これによれば、移動体が移動可能に配置される定盤が定盤移動装置により少なくとも鉛直方向に移動される際に、変形抑制装置が、定盤の移動により発生する定盤の変形を抑制するので、定盤の変形の影響を受けることなく高精度な移動体の移動を実現することが可能となる。

本発明は、第５の観点からすると、マスクに形成されたパターンを感応物体上に形成する露光装置であって、前記移動体が前記マスク又は前記感応物体を保持して移動する本発明の第１〜第４の移動体装置を備える第１の露光装置である。

これによれば、高精度な移動が可能な移動体が、マスク又は感応物体を保持して移動するので、感応物体上へのパターン形成を高精度に行うことが可能となる。

本発明は、第６の観点からすると、パターンを感応物体上に形成する、複数の部品から成る露光装置であって、前記複数の部品のうちの特定部品の自重を、所定面に対して非接触支持する複数の第１の非接触軸受と；前記第１の非接触軸受とは異なる位置に設けられ、前記所定面と前記特定部品との間を所定間隔に維持する第２の非接触軸受と；を備える第２の露光装置である。

これによれば、複数の第１の非接触軸受により、複数の部品のうちの特定部品の自重を、所定面に対して非接触支持するとともに、第１の非接触軸受とは異なる位置に設けられた第２の非接触軸受により、所定面と特定部品との間を所定間隔に維持するので、特定部品の第１の非接触軸受による支持点間の変形（撓み）が抑制される。これにより、特定部品の剛性を高く維持することが可能となる。

本発明は、第７の観点からすると、物体を保持して移動する移動体の位置を、干渉計を用いて計測する計測方法であって、振動が抑制された状態で所定面に設けられた定盤に固定された、少なくとも参照ビームと計測ビームとを分岐する分岐光学系を介して、前記定盤上を移動する移動体の位置を計測する工程を含む第１の計測方法である。

これによれば、移動体の位置を計測する干渉計のうちの、少なくとも参照ビームと計測ビームとを分岐する分岐光学系が、除振装置により振動が抑制された定盤に固定されているので、参照ビームと計測ビームとが振動の影響を受けるのを極力抑制することができる。これにより、移動体の位置計測を高精度に行うことが可能となる。

本発明は、第８の観点からすると、物体を保持して移動する移動体の位置を、干渉計を用いて計測する計測方法であって、振動が抑制された状態で所定面に設けられた定盤に固定された反射部材、及び前記定盤上を移動する移動体に設けられた光学部材を介して、前記移動体の位置を計測する工程を含む第２の計測方法である。

これによれば、干渉計のビームが移動体に設けられた光学部材を経由して入射する反射部材が、除振装置により振動が抑制された定盤に固定されているので、振動の影響を受けることなく移動体の位置計測を高精度に行うことが可能となる。

本発明は、第９の観点からすると、マスクに形成されたパターンを感応物体上に形成する露光方法であって、本発明の第１、第２の計測方法を用いて、前記マスクを保持する移動体の位置を計測する工程と；前記移動体の位置計測結果に基づいて、前記移動体を移動し、前記マスクに形成されたパターンを前記感応物体上に形成する工程と；を含む露光方法である。

これによれば、マスクを保持する移動体の位置計測を高精度に行うことができるので、この位置計測結果に基づいて、移動体を移動し、マスクに形成されたパターンを感応物体上に形成することにより、高精度なパターン形成を実現することが可能となる。

また、リソグラフィ工程において、本発明の露光方法を用いて露光を行うことにより、高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することが可能である。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の露光方法を用いるデバイス製造方法であるとも言える。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１３に基づいて説明する。

図１には、一実施形態に係る露光装置１０の概略的な構成が示されている。この露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。

この露光装置１０は、照明ユニットＩＯＰ、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴを含むレチクルステージ装置２０、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持してＸＹ平面内でＸＹ２次元方向に移動するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系、並びにレチクルステージ装置２０及び投影光学系ＰＬを保持するコラム３４等を備えている。

前記照明ユニットＩＯＰは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスクキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形又は円弧状の照明領域にエネルギビームとしての照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。ここでは、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、又はＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光が用いられるものとする。ただし、それらに代えて、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（波長４３６ｎｍのｇ線、波長３６５ｎｍのｉ線等）を用いることとしても良い。

前記レチクルステージ装置２０は、照明ユニットＩＯＰの下方に配置され、レチクルＲを保持することが可能な前記レチクルステージＲＳＴを含んでいる。このレチクルステージＲＳＴは、図１に示されるように、コラム３４の天板部３２ａ上方に設けられた、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上方に配置されている。なお、レチクルステージ装置２０の具体的な構成等については後に更に詳述する。

前記投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向の共通の光軸を有する複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系ＰＬは、例えば、両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４あるいは１／５）を有する。このため、照明ユニットＩＯＰからの照明光ＩＬによって照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の投影像）が、その第２面（像面）側に配置され、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域に共役な領域（露光領域）に形成される。

そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してレチクルを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では、照明ユニットＩＯＰ、レチクル及び投影光学系ＰＬによって、ウエハＷ上にパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

投影光学系ＰＬの鏡筒の高さ方向のほぼ中央部には、フランジＦＬＧが設けられている。

前記コラム３４は、床面Ｆにその下端部が固定された複数（ここでは、例えば３本）の脚部３２ｂ（紙面奥側の脚部は不図示）と、該脚部３２ｂにより床面Ｆ上方で支持された天板部３２ａとを含んでいる。天板部３２ａの中央部には、上下方向（Ｚ軸方向）に貫通した状態で平面視（上方から見て）矩形の開口３４ａが形成されている。

投影光学系ＰＬは、前記天板部３２ａの下面側に一端が固定された３つの吊り下げ支持機構１３７（ただし紙面奥側の吊り下げ支持機構は不図示）を介して、そのフランジＦＬＧ部分にて吊り下げ支持されている。これら吊り下げ支持機構１３７のそれぞれは、柔構造の連結部材であるコイルばね１３６とワイヤ１３５とを含む。前記コイルばね１３６は、投影光学系ＰＬの光軸（Ｚ軸）に垂直な方向には振り子のように振動するため、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な方向の除振性能（床の振動が投影光学系ＰＬに伝達するのを防止する性能）を有している。また、光軸に平行な方向に関しても、高い除振性能を有している。

また、コラム３４の脚部３２ｂそれぞれのＺ軸方向に関する中央部近傍には凸部１３４ａが形成され、凸部１３４ａそれぞれと投影光学系ＰＬのフランジの外周部との間には、駆動機構４４０が設けられている。この駆動機構４４０は、投影光学系ＰＬを鏡筒の半径方向に駆動するボイスコイルモータと、投影光学系ＰＬを光軸方向（Ｚ軸方向）に駆動するボイスコイルモータとを含んでいる。これら駆動機構により、投影光学系ＰＬを６自由度方向に移動できる構成となっている。

投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧには、投影光学系ＰＬの６自由度方向の加速度を検出するための加速度センサ２３４（図１では不図示、図１３参照）が設けられており、該加速度センサ２３４で検出される加速度情報に基づいて、主制御装置５０（図１では不図示、図１３参照）が、投影光学系ＰＬがコラム３４及び床面Ｆに対して静止した状態となるように駆動機構４４０のボイスコイルモータの駆動を制御する。

投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧの下面からは、リング状の計測マウント５１が複数（ここでは例えば３本）の支持部材５３（ただし、紙面奥側の支持部材は不図示）を介して吊り下げ支持されている。３本の支持部材５３は、実際には、その両端部に支持部材５３の長手方向以外の５自由度の変位が可能なフレクシャー部を有するリンク部材を含んで構成され、計測マウント５１とフランジＦＬＧとの間に応力がほとんど生じることなく計測マウント５１を支持することができるようになっている。

計測マウント５１には、ウエハ干渉計５８や、アライメント系ＡＬＧ（図１では不図示、図１３参照）、不図示の多点焦点位置検出系などが保持されている。アライメント系としては、画像処理方式のセンサを用いることができ、この、画像処理方式のセンサは、例えば特開平４−６５６０３号公報に開示されている。また、多点焦点位置検出系としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応米国特許第５，４４８，３３２号明細書）等に開示される多点焦点位置検出系を用いることができる。

前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの下方に水平に配置されたステージ定盤ＢＳの上面に、その底面に設けられたエアベアリングなどを介して浮上支持されている。

ここで、ステージ定盤ＢＳは、直接的に床面Ｆ上に据え付けられており、その＋Ｚ側の面（上面）は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、ウエハステージＷＳＴの移動基準面（ガイド面）とされている。

ウエハステージＷＳＴは、ウエハホルダ２５を介してウエハＷを真空吸着等により保持し、主制御装置５０により、ウエハステージ駆動系１２２（図１では不図示、図１３参照）を介して、ステージ定盤ＢＳの上面に沿ってＸＹ２次元方向に自在に駆動されるようになっている。

次に、レチクルステージ装置２０について図２〜図１２等に基づいて説明する。

図２にはレチクルステージ装置２０が斜視図にて示されている。この図２から分かるように、レチクルステージ装置２０は、コラム３４の天板部３２ａ上に複数（ここでは、例えば３つ）の防振ユニット１４（ただし、図２では、紙面奥側に位置する２つの防振ユニットは不図示）を介して支持されたレチクルステージ定盤ＲＢＳと、レチクルステージ定盤ＲＢＳ上方に配置されたレチクルステージＲＳＴと、レチクルステージＲＳＴを取り囲む状態で設けられた矩形枠状のカウンタマス１８と、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系３４０（図１３参照）と、を含んでいる。

レチクルステージ定盤ＲＢＳは、図２の分解斜視図である図３に示されるように、平面視（上方から見て）略長方形の板状部材から成り、その中央部には、矩形の開口ＲＢＳａが形成されている。この矩形の開口ＲＢＳａは、前述した天板部３２ａの開口３４ａとＺ軸方向に連通した状態となっている。また、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面の、中心から−Ｘ方向及び＋Ｘ方向に等距離離れた位置には、凸状部分ＲＢＳｂ、ＲＢＳｃがＹ軸方向に沿って延設されている。この凸状部分ＲＢＳｂ，ＲＢＳｃの上面（＋Ｚ側の面）は、平坦度が非常に高くなるように加工されている。また、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面の外周部近傍には、所定間隔で１２個のエアパッドが設けられている。このうち、レチクルステージ定盤ＲＢＳ上面の四隅部に設けられているエアパッド（図３においてハッチングを付して示すエアパッド）を「第１エアパッド１０１と」呼び、それ以外のエアパッドを「第２エアパッド１９１」と呼ぶものとする。なお、これらエアパッド１０１、１９１については、後に詳述する。

レチクルステージ定盤ＲＢＳと天板部３２ａとの間に設けられた図１に示される複数（ここでは例えば３つ）の防振ユニット１４は、それぞれがエアダンパ又は油圧式のダンパ等の機械式のダンパを含んでいる。この防振ユニット１４により、エアダンパ又は油圧式のダンパによって比較的高周波の振動がレチクルステージＲＳＴへ伝達するのを回避することができる。また、レチクルステージ定盤ＲＢＳと天板部３２ａとの間には、レチクルステージ定盤ＲＢＳにＸ軸方向の駆動力を作用させるＸボイスコイルモータ６６Ｘ、Ｙ軸方向の駆動力を作用させるＹボイスコイルモータ６６Ｙ、及びＺ軸方向の駆動力を作用させるＺボイスコイルモータ６６Ｚ（いずれも、図２では不図示、図１３参照）が設けられている。

これらボイスコイルモータとしては、例えば、Ｘボイスコイルモータ６６ＸとＹボイスコイルモータ６６Ｙの少なくとも一方を２つ、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚを３つ設けることとすることができる。すなわち、Ｘボイスコイルモータ６６ＸとＹボイスコイルモータ６６Ｙの少なくとも一方を２つ設けることで、レチクルステージ定盤ＲＢＳをＸ軸方向及びＹ軸方向のみならず、Ｚ軸回りの回転方向（θｚ方向）にも微小駆動することが可能であり、また、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚを３つ設けることで、レチクルステージ定盤ＲＢＳをＺ軸方向のみならず、Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ方向）にも微小移動することが可能である。従って、ボイスコイルモータ６６Ｘ，６６Ｙ，６６Ｚにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳを６自由度方向に微小駆動することが可能である。なお、レチクルステージ定盤ＲＢＳの位置は、後述する定盤干渉計２４０やＺエンコーダ８１（いずれも図１３参照）により投影光学系ＰＬを基準として計測される。

ここで、例えば３つのＺボイスコイルモータ６６Ｚは、図４に仮想線にて示されるように、レチクルステージ定盤ＲＢＳと天板部３２ａとの間の一直線上に無い３箇所に設けられるが、本実施形態では、この３つのＺボイスコイルモータ６６Ｚに加えて、レチクルステージ定盤ＲＢＳと天板部３２ａとの間には、レチクルステージ定盤ＲＢＳの変形を抑制するための変形抑制機構６７が５つ設けられている。この変形抑制機構６７としては、ボイスコイルモータなどの駆動機構を用いることができる。

これにより、例えば、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚのみを用いてレチクルステージ定盤ＲＢＳをＺ軸方向、θｘ方向、θｙ方向に移動させた場合に、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚの推力の作用点同士が離れていることに起因して撓みやねじれが発生するような場合でも、主制御装置５０が、３つのＺボイスコイルモータ６６Ｚの発生推力に応じて、５つの変形抑制機構６７の発生する推力を制御（推力分配）することで、レチクルステージ定盤ＲＢＳを、その変形が極力抑制された状態でＺ、θｘ、θｙ方向に移動させることが可能である。

前記レチクルステージＲＳＴは、図５に拡大して示されるように、特殊な形状のレチクルステージ本体２２及び該レチクルステージ本体２２に固定された各種磁極ユニット等を含んでいる。

レチクルステージ本体２２は、平面視（上方から見て）概略矩形の板状部２４Ａと、板状部２４ＡのＹ軸方向の一側及び他側の端部からそれぞれＹ軸方向に突設された略Ｕ字状の延設部２４Ｂ，２４Ｃとを含んでいる。

前記板状部２４Ａのほぼ中央部には、照明光ＩＬの通路となる貫通孔２２ｂ（図６参照）がその中央に形成された段付き開口２２ａが形成され、該段付き開口２２ａの段部（１段掘り下げられた部分）には、レチクルＲを下側から複数点（例えば３点）で吸着保持する複数（例えば３つ）のレチクル保持部材９４が設けられている。

本実施形態では、図２のＡ−Ａ線断面図である図６から分かるように、レチクルＲは、そのパターン面（下面）が、レチクルステージ本体２２（レチクルステージＲＳＴ）の中立面（レチクルステージ本体２２の重心を通るＸＹ面に平行な面）に略一致する状態で支持されている。

レチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの−Ｘ側端部には、図５及び図６に示されるように、Ｘ軸方向計測用のブロック２３９Ａ、２３９Ｂを含む光学系２３Ｘが設けられており、延設部２４Ｃには、図５に示されるように、一対のレトロリフレクタ１３２ａ，１３２ｂが設けられている。これら光学系２３Ｘ及びレトロリフレクタ１３２ａ、１３２ｂについては、後に更に詳述する。

レチクルステージ本体２２の底面には、不図示ではあるが、延設部２４Ｂの−Ｘ側の突出部から延設部２４Ｃの−Ｘ側の突出部に至るＹ軸方向の全域に渡り、第１の気体静圧軸受（実際には、気体静圧軸受を構成する表面絞り溝）が形成され、延設部２４Ｂの＋Ｘ側の突出部から延設部２４Ｃの＋Ｘ側の突出部に至るＹ軸方向の全域に渡り、第２の気体静圧軸受（実際には、気体静圧軸受を構成する表面絞り溝）が形成されている。これらの軸受として、例えば、特開２００２−１５９８５号に開示される定盤給気タイプの差動排気型気体静圧軸受が用いられている。本実施形態では、図３に示されるレチクルステージ定盤ＲＢＳに形成された開口１９ａ，１９ｂから、第１、第２の気体静圧軸受に対して用力が供給されている。そして、第１、第２の気体静圧軸受の表面絞り溝からレチクルステージ定盤ＲＢＳの上面（凸状部分ＲＢＳａ、ＲＢＳｂの上面）に噴き付けられる加圧気体の静圧と、レチクルステージＲＳＴ全体の自重とのバランスにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面の上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが非接触で浮上支持されるようになっている。

前記レチクルステージ駆動系３４０は、図１３に示されるように、第１駆動機構３４０ａと、第２駆動機構３４０ｂとを含んでいる。これらのうち、第１駆動機構３４０ａは、図３に示されるＹ軸方向を長手方向とする一対のＹ固定子３６，３７、及び一対のＹ固定子３８，３９と、これらＹ固定子３６〜３９に係合するＹ可動子２６〜２９とを含んでいる。

Ｙ固定子３６、３７は、図２等に示されるように、その長手方向（Ｙ軸方向）両端部が、カウンタマス１８の＋Ｙ側の内面及び−Ｙ側の内面にて固定支持されるとともに、その短手方向（Ｘ軸方向）の一端部（−Ｘ端部）がカウンタマス１８のＸ軸方向の一側の内面（＋Ｘ側の内面）において固定支持されている。また、Ｙ固定子３８、３９も同様に、その長手方向（Ｙ軸方向）両端部が、カウンタマス１８の＋Ｙ側の内面及び−Ｙ側の内面にて固定支持されるとともに、その短手方向（Ｘ軸方向）の一端部（＋Ｘ端部）がカウンタマス１８のＸ軸方向の一側の内面（−Ｘ側の内面）において固定支持されている。これらＹ固定子３６〜３９の内部には、Ｙ軸方向に沿って配列された複数の電機子コイルが設けられている。

一方、Ｙ固定子３６〜３９のそれぞれに係合した状態のＹ可動子２６〜２９は、レチクルステージ本体２２に設けられた複数の永久磁石を有する磁極ユニットである。このうち、一対のＹ可動子２６，２７は、図６に示されるように、レチクルステージ本体２２の中立面（重心を通り、ＸＹ面に平行な面）を基準として対称に配置されており、また、一対のＹ可動子２８，２９も同様に、レチクルステージ本体２２の中立面を基準として対称に配置されている。

本実施形態では、Ｙ可動子２６〜２９とＹ固定子３６〜３９とにより、Ｙ可動子２６〜２９の発生する磁界とＹ固定子３６〜３９を流れる電流との間の電磁相互作用によりＹ軸方向の駆動力を発生する、４つのＹリニアモータが構成されている。すなわち、本実施形態では、これら４つのＹリニアモータにより、第１駆動機構３４０ａが構成されている。

したがって、本実施形態の第１駆動機構３４０ａでは、Ｙ固定子３６〜３９の電機子コイルそれぞれに同一の電流を供給することにより、Ｙ可動子２６〜２９のそれぞれに同一の駆動力が与えられるため、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に並進駆動することができる。この場合、Ｙ可動子２６〜２９がレチクルステージＲＳＴの中立面を基準として対称に配置されていることから、レチクルステージＲＳＴにはピッチングモーメントが極力作用しないようになっている。また、＋Ｘ側の２つのＹリニアモータと、−Ｘ側の２つのリニアモータとの間の駆動力を異ならせることにより、レチクルステージＲＳＴをＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に微小駆動することも可能である。

前記第２駆動機構３４０ｂは、図６に示されるＸ固定子４０と、Ｘ固定子４０に係合した状態のＸ可動子３０とを含んでいる。前記Ｘ固定子４０は、実際には、Ｙ軸方向に関してＹ固定子３６〜３９と同一長さを有しており、その内部には、Ｙ軸方向を長手方向とする単一の電機子コイルが設けられている。このＸ固定子４０も、Ｙ固定子３６〜３９と同様、その長手方向（Ｙ軸方向）両端部が、カウンタマス１８の＋Ｙ側の内面及び−Ｙ側の内面にて固定支持されるとともに、その短手方向（Ｘ軸方向）一端部（−Ｘ端部）がカウンタマス１８のＸ軸方向の一側の内面（＋Ｘ側の内面）において固定支持されている。

前記Ｘ可動子３０は、レチクルステージ本体２２の＋Ｘ側の端部に固定された複数の永久磁石を有する磁極ユニットである。このＸ可動子３０は、レチクルステージ本体２２の中立面上に配置されている。

本実施形態では、Ｘ可動子３０とＸ固定子４０とにより、Ｘ可動子（磁極ユニット）３０の発生する磁界とＸ固定子（電機子ユニット）４０を流れる電流との間の電磁相互作用によりＸ軸方向の駆動力を発生する、Ｘボイスコイルモータが構成されている。すなわち、本実施形態では、Ｘボイスコイルモータにより、第２駆動機構３４０ｂが構成されている。なお、前述のように、Ｘ可動子３０はレチクルステージＲＳＴの中立面上に配置されているので、ＸボイスコイルモータによるレチクルステージＲＳＴのＸ軸方向への駆動の際には、レチクルステージＲＳＴにローリングモーメントが極力作用しないようになっている。

以下においては、上記Ｙリニアモータ及びＸボイスコイルモータを各モータを構成する固定子と同一の符号を用いて、「Ｙリニアモータ３６，３７，３８，３９」、「Ｘボイスコイルモータ４０」とも記述するものとする。

図３に戻り、前記カウンタマス１８は、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上方に配置されており、その下面が図３に示される第１のエアパッド１０１、第２のエアパッド１９１に対向した状態となっている。これらのうち第１のエアパッド１０１は、カウンタマス１８の自重をレチクルステージ定盤ＲＢＳの上面（＋Ｚ側の面）上で非接触支持するためのエアパッドであり、第２のエアパッド１９１は、カウンタマス１８の下面とレチクルステージ定盤ＲＢＳの上面との間を所定間隔に維持するためのエアパッドである。第２のエアパッド１９１としては、例えば、真空吸引するバキューム部とエアを噴出す噴出し部とを有し、バキューム部による真空吸引力及び重力の合力と噴出し部によるエアの噴出し力とが釣り合うように設定されたエアパッドを用いることができる。

次に、レチクルステージＲＳＴの位置を計測するレチクル干渉計２１（図１等では不図示、図１３参照）について説明する。

レチクル干渉計２１は、図１３に示されるように、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の位置を計測するためのＸ干渉計１４０Ｘと、Ｙ軸方向の位置を計測するための一対のＹ干渉計１４０Ｙ１，１４０Ｙ２とを含んでいる。

前記Ｘ干渉計１４０Ｘは、図７に示されるセンサヘッド２２２Ｘと、レチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）の−Ｘ側の端部に設けられたＸ軸方向計測用のブロック２３９Ａ、２３９Ｂを含む光学系２３Ｘとを含んでいる。

前記センサヘッド２２２Ｘとしては、その内部に光源（例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ）、光学系、並びに複数の検光子（偏光子）及び複数の光電変換素子、折り曲げミラー等を内蔵するヘッドが採用されている。このセンサヘッド２２２Ｘからは、１本の計測ビームが射出される。

前記光学系２３Ｘは、図９（Ａ）に拡大して示されるように、センサヘッド２２２Ｘから射出される計測ビームを分岐するハーフミラー２４１と、ハーフミラー２４１を透過した計測ビームが入射するブロック２３９Ａと、ハーフミラー２４１で反射した計測ビームを９０°折り曲げるミラー２４３と、ミラー２４３で折り曲げられた計測ビームが入射するブロック２３９Ｂと、ブロック２３９Ｂから出射したビームをセンサヘッド２２２Ｘに導くためのミラー２４５，２４７とを含んでいる。これらハーフミラー２４１、ブロック２３９Ａ、ミラー２４３、ブロック２３９Ｂ及びミラー２４５，２４７のそれぞれは、図９（Ａ）の位置関係が維持された状態で、レチクルステージ本体２２に固定されている。

前記ブロック２３９Ａ、２３９Ｂのうちの一方のブロック２３９Ａは、ビームスプリッタ２３７ａと、ビームスプリッタ２３７ａの＋Ｘ側の面に設けられたプリズム（コーナーキューブ）２３７ｅと、−Ｙ側及び−Ｘ側の面に設けられたλ／４板２３７ｂ，２３７ｃと、λ／４板２３７ｂの−Ｙ側に設けられたミラー２３７ｄとを含んでいる。

このブロック２３９Ａには、ハーフミラー２４１を透過した計測ビームが入射し、ビームスプリッタ２３７ａで反射する測定ビームとビームスプリッタ２３７ａを透過する参照ビームに分割される。測定ビームは、λ／４板２３７ｃを介して固定鏡２２６Ｘ（この固定鏡２２６Ｘは、図６に示されるように、取付部材２２７を介して、レチクルステージ定盤ＲＢＳに固定されている）の反射面（＋Ｘ側の面）に入射する。そして、固定鏡２２６Ｘの反射面で反射された測定ビームは、λ／４板２３７ｃ、ビームスプリッタ２３７ａ、プリズム２３７ｅ、ビームスプリッタ２３７ａ、λ／４板２３７ｃを順に経由して、再度固定鏡２２６Ｘの反射面に入射し、反射面で反射された後、λ／４板２３７ｃ、ビームスプリッタ２３７ａを経て、ブロック２３９Ａから出力される。

一方、参照ビームは、λ／４板２３７ｂを介してミラー２３７ｄの反射面に入射し、該反射面にて反射されると、λ／４板２３７ｂ、ビームスプリッタ２３７ａ、プリズム２３７ｅ、ビームスプリッタ２３７ａ、λ／４板２３７ｂを順に経由して、再度ミラー２３７ｄの反射面に入射する。そして、反射面で反射した参照ビームは、λ／４板２３７ｂ、ビームスプリッタ２３７ａを経由して、ブロック２３９Ａから出力される。このとき、ブロック２３９Ａから出射される測定ビームと参照ビームとは、同軸上に合成された状態で出力される。このようにして出力されたビームは、センサヘッド２２２Ｘに戻る。

主制御装置５０には、センサヘッド２２２Ｘ内の検光子から出力される干渉光が光電変換素子で受光され、干渉光に応じた干渉信号が送られる。そして、主制御装置５０では、光電変換素子からの干渉信号に基づいて、固定鏡２２６Ｘとブロック２３９Ａとの位置関係を計測することが可能である。

前記ブロック２３９Ｂは、上述したブロック２３９Ａと同様に構成されている。このブロック２３９Ｂによると、ハーフミラー２４１で反射された計測ビームが入力され、上記ブロック２３９Ａの場合と同様に、ブロック２３９Ｂから測定ビームと参照ビームとが、同軸上に合成された状態で出力される。このようにして出力されたビームは、ミラー２４５，２４７を介してセンサヘッド２２２Ｘに戻る。

主制御装置５０には、センサヘッド２２２Ｘ内の検光子から出力される干渉光が光電変換素子で受光され、干渉光に応じた干渉信号が送られ、主制御装置５０は、光電変換素子からの干渉信号に基づいて、固定鏡２２６Ｘとブロック２３９Ｂとの位置関係を計測することが可能である。

前記Ｙ干渉計１４０Ｙ１は、図７に示されるように、センサヘッド２２２Ｙ１と、光学系２３Ｙ１とを含んでいる。また、前記Ｙ干渉計１４０Ｙ２は、センサヘッド２２２Ｙ２と、光学系２３Ｙ２とを含んでいる。センサヘッド２２２Ｙ１、２２２Ｙ２は、前述したセンサヘッド２２２Ｘとほぼ同様の構成となっている。

前記光学系２３Ｙ１は、図９（Ｂ）に拡大して示されるように、偏光ビームスプリッタ２５１、２５２と、コーナーキューブ２３９Ｃとを含んでいる。センサヘッド２２２Ｙ１から出力される計測ビームは、偏光ビームスプリッタ２５１で測長ビームと参照ビームとのに分岐され、測長ビームは、レトロリフレクタ１３２ａを経由して、偏光ビームスプリッタ２５２を透過し、センサヘッド２２２Ｙ１に戻る。一方、参照ビームは、コーナーキューブ２３９Ｃに入射して、反射を繰り返した後、偏光ビームスプリッタ２５２で反射されて、センサヘッド２２２Ｙ２に戻る。このとき、測定ビームと参照ビームとは、同軸上に合成された状態でセンサヘッド２２２Ｙ２に戻る。

主制御装置５０には、センサヘッド２２２Ｙ１内の検光子から出力される干渉光が光電変換素子で受光され、干渉光に応じた干渉信号が送られる。そして、主制御装置５０では、光電変換素子からの干渉信号に基づいて、レトロリフレクタ１３２ａと光学系２３Ｙ１との位置関係を計測することが可能である。

前記光学系２３Ｙ２は、図７に示されるように、偏光ビームスプリッタ２５３、２５４と、コーナーキューブ２３９Ｄとを含んでおり、上記光学系２３Ｙ１と左右対称な構成であるが、同一の構成を有している。したがって、主制御装置５０には、センサヘッド２２２Ｙ２内の検光子から出力される干渉光が光電変換素子で受光され、干渉光に応じた干渉信号が送られる。そして、主制御装置５０では、光電変換素子からの干渉信号に基づいて、レトロリフレクタ１３２ｂと光学系２３Ｙ２との位置関係を計測することが可能である。

本実施形態によると、レチクル干渉計１４０を用いて、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の位置を２箇所で計測し、Ｙ軸方向の位置も２箇所で計測していることから、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置のみならず、Ｚ軸回りの回転方向の姿勢をも計測することが可能である。

ここで、上述したセンサヘッド２２２Ｘ，２２２Ｙ１，２２２Ｙ２は、実際には、図８に示されるように、コラム３４の天板部３２ａ上面に設けられた干渉計デリバリモジュール２００に内装されている。また、光学系２３Ｙ１、２３Ｙ２は、取付部材２０１を介して、レチクルステージ定盤ＲＢＳに固定されている。

次に、前述した投影光学系ＰＬを基準としたレチクルステージ定盤ＲＢＳの位置を計測する定盤干渉計２４０（図１３参照）について、説明する。この干渉計としては、図１０に概略的に示されるように、Ｙ軸方向計測用のセンサヘッド２６１Ｙ１、２６１Ｙ２と、Ｘ軸方向計測用のセンサヘッド２６１Ｘ１，２６１Ｘ２，２６１Ｘ３と、各センサヘッドに対応して設けられた光学系２６２Ｙ１，２６２Ｙ２，２６２Ｘ１，２６２Ｘ２，２６２Ｘ３とを含んでいる。各光学系２６２Ｙ１，２６２Ｙ２，２６２Ｘ１，２６２Ｘ２，２６２Ｘ３は、前述した光学系２３Ｙ１，２３Ｙ２と同様の構成を有している。

これらのうち、センサヘッド２６１Ｙ１，２６１Ｙ２は、図８に示されるように、コラム３４の天板部３２ａ上面の＋Ｙ側端部近傍に設けられた干渉計デリバリモジュール２００内に内装されており、センサヘッド２６１Ｘ１，２６１Ｘ２，２６１Ｘ３は、図６に示されるように、コラム３４の天板部３２ａ上面の−Ｘ側端部近傍に設けられた干渉計デリバリモジュール３００内に内装されている。また、光学系２６２Ｙ１，２６２Ｙ２は、図８に示されるように、前述したレチクル干渉計２１を構成する光学系２３Ｙ１、２３Ｙ２が取り付けられた取付部材２０１を介して、レチクルステージ定盤ＲＢＳに固定されており、光学系２６２Ｘ１，２６２Ｘ２，２６２Ｘ３は、図７に示されるように、固定鏡２２６Ｘが取り付けられた取付部材２２７を介してレチクルステージ定盤ＲＢＳに固定されている。

上記のように構成される干渉計２４０によると、図１０に示されるように、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側端部にＺ軸方向に所定間隔をあけて設けられたコーナーキューブ７１Ｙ１，７１Ｙ２，及び投影光学系ＰＬの−Ｘ側端部近傍に、Ｙ軸方向に関して等間隔に設けられた３つのコーナーキューブ７１Ｘ１，７１Ｘ２，７１Ｘ３（ただし、コーナーキューブ７１Ｘ３は、他のコーナーキューブ７１Ｘ１，７１Ｘ２のＺ位置よりも所定距離だけ−Ｚ側に位置している）を用いて、光学系２６２Ｙ１，２６２Ｙ２，２６２Ｘ１，２６２Ｘ２，２６２Ｘ３と、各光学系に対応するコーナーキューブ７１Ｙ１，７１Ｙ２，７１Ｘ１，７１Ｘ２，７１Ｘ３との位置関係を計測することが可能である。

本実施形態では、投影光学系を基準としたレチクルステージ定盤ＲＢＳのＹ軸方向の位置を２箇所で計測し、Ｘ軸方向の位置を３箇所で計測しているので、投影光学系を基準としたレチクルステージ定盤ＲＢＳのＹ軸方向及びＸ軸方向の位置のみならず、レチクルステージ定盤ＲＢＳのＸ軸回りの回転方向（θｘ）、Ｙ軸回りの回転方向（θｙ）、Ｚ軸回りの回転方向（θｚ）の位置を計測することもできる。これらの計測結果は、主制御装置５０に送られ、このうちのＸ、Ｙ、θｚに関する情報が、レチクルステージ定盤ＲＢＳの駆動制御に用いられる。そして、残りのθｘ、θｙに関する情報は、以下に説明するレチクル干渉計２１の計測値の補正に用いられる。

以下、上記レチクル干渉計２１の計測値の補正方法について、レチクル干渉計２１を構成するＹ干渉計１４０Ｙ１，１４０Ｙ２を例に採り、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に基づいて具体的に説明する。

本実施形態の露光装置では、レチクルステージＲＳＴがレチクルステージ定盤ＲＢＳ上を移動することにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳが変形するおそれがある。このように、レチクルステージ定盤ＲＢＳに変形が生じた場合、Ｙ干渉計１４０Ｙ１，１４０Ｙ２によるレチクルステージＲＳＴの計測値に誤差が生じるおそれがある。具体的には、図１１（Ａ）に示されるようにレチクルステージ定盤ＲＢＳに変形が生じていない状態から、図１１（Ｂ）に示されるようにレチクルステージ定盤ＲＢＳの＋Ｙ側端部が撓んだ状態になると、光学系２３Ｙ１，２３Ｙ２が距離ｔだけずれた状態となり、この距離ｔがＹ干渉計１４０Ｙ１，１４０Ｙ２の計測誤差となる。

したがって、本実施形態では、定盤干渉計２４０の光学系２６２Ｙ１、２６２Ｙ２を用いて計測された投影光学系ＰＬ基準のレチクルステージ定盤ＲＢＳの傾き情報（この場合は、角度α、すなわちθｘ情報）を用いて、レチクル干渉計２１のＹ干渉計１４０Ｙ１、１４０Ｙ２の計測値の補正を行う。

また、Ｘ干渉計１４０Ｘについても、図６から分かるように、レチクルステージ定盤ＲＢＳが上記と同様に変形した場合には、固定鏡２２６の位置ずれが生じるので、この位置ずれ量を定盤干渉計２４０の光学系２６２Ｘ１〜２６２Ｘ３を用いて計測された投影光学系ＰＬ基準のレチクルステージ定盤ＲＢＳの傾き情報（この場合は、θｙ情報）を用いて、レチクル干渉計２１のＹ干渉計１４０Ｘの計測値の補正を行う。

以上のように補正を行うことで、レチクルステージ定盤ＲＢＳの傾きを考慮した高精度なレチクルステージＲＳＴの位置計測を行うことが可能である。

図１０に戻り、投影光学系ＰＬの上端部の３箇所には、前述したＺエンコーダ８１がそれぞれ設けられている。このＺエンコーダ８１は、図８に示されるように、レチクルステージ定盤ＲＢＳの下面に対向した状態で設けられていることから、このＺエンコーダ８１を用いることにより、投影光学系ＰＬを基準としたレチクルステージ定盤ＲＢＳのＺ軸方向の位置、θｘ、θｙ方向の回転を計測することができる。この計測結果は、主制御装置５０に送られ、レチクルステージ定盤ＲＢＳの駆動制御に用いられる。

次に、本実施形態において、レチクルステージ装置２０に用力（Ｙリニアモータ３６〜３９やＸボイスコイルモータ４０の駆動電流や、各モータを冷却するための液体、レチクルを吸着保持するために必要な真空吸引力など）を供給するための配管や配線（以下、これらを纏めて「ケーブル」と呼ぶ）について、図１２に基づいて、説明する。

図１２には、天板部３２ａ、防振ユニット１４、レチクルステージ定盤ＲＢＳ、及びカウンタマス１８が概略的に示されている。この図１２に示されるように、レチクルステージ装置２０に用力を供給するためのケーブルとしては、外部に設けられた不図示の用力供給系にその一端が接続された第１接続ケーブル４０１ａ，４０１ｂと、該第１接続ケーブル４０１ａ，４０１ｂの他端が接続されたコネクタ４０５と、コネクタ４０５に一端が接続された第２接続ケーブル４０２ａ，４０２ｂと、第２接続ケーブル４０２ａ，４０２ｂの他端にその一端が接続された第３接続ケーブル４０３ａ，４０３ｂと、第３接続ケーブル４０３ａ，４０３ｂの他端にその一端が接続され、他端がカウンタマス１８に接続された第４接続ケーブル４０４ａ，４０４ｂとを含んでいる。このうち第３接続ケーブル４０３ａ，４０３ｂは、レチクルステージ定盤ＲＢＳの側面の下端部近傍に固定された状態となっている。また、第２接続ケーブル４０２ａ，４０２ｂと第４接続ケーブル４０４ａ，４０４ｂとは、弛みをもった状態とされており、カウンタマス１８がレチクルステージ定盤ＲＢＳの上面上でＸＹ方向に移動した場合であっても、カウンタマス１８が第２、第４接続ケーブルを引きずることがなく、カウンタマス１８の移動の妨げにならないようになっている。なお、上記では、第２〜第４接続ケーブルが別々のケーブルであるかのように説明しているが、一本のケーブルから構成されていても勿論良い。

前記コネクタ４０５は、天板部３２ａ上でケーブル用防振ユニット４０６により支持されている。このケーブル用防振ユニット４０６は、前述した防振ユニット１４と同様、エアダンパ又は油圧式のダンパ等の機械式のダンパを含んでいる。

また、コネクタ４０５と天板部３２ａとの間には、ピエゾ素子等からなるＺ駆動機構４０７が例えば３つ設けられている（ただし、図１２では１つのみ図示されている）。この３つのＺ駆動機構４０７により、コネクタ４０５がＺ軸方向、及びθｘ方向、θｙ方向に微小駆動される。

本実施形態では、コネクタ４０５が、ケーブル用防振ユニット４０６によって支持されているので、エアダンパ又は油圧式のダンパによって比較的高周波の振動が各ケーブルを経由してレチクルステージＲＳＴへ伝達するのを回避することができる。また、Ｚ駆動機構４０７により、コネクタ４０５が３自由度方向に微小駆動されるので、本実施形態のように、レチクルステージ定盤ＲＢＳがボイスコイルモータ６６Ｘ、６６Ｙ，６６Ｚに駆動される場合であっても、コネクタ４０５及びケーブルをその移動に追従させることができる。これにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳの駆動の際に、ケーブルを引きずることがなく、レチクルステージ定盤ＲＢＳの高精度な駆動を行うことが可能である。

なお、図１２では、ケーブル用防振ユニット４０６を設ける場合について説明したが、これに限らず、ケーブル用防振ユニット４０６を設けないこととしても良い。この場合、Ｚ駆動機構４０７によりコネクタ４０５をレチクルステージ定盤ＲＢＳに追従させることにより、ケーブル４０２ａ、４０２ｂを変形させることなく除振することができる。また、これとは逆に、Ｚ駆動機構４０７を設けずに、ケーブル用防振ユニット４０６のみを設けることとしても良い。

図１３には、本実施形態の露光装置１０の制御系がブロック図にて示されている。この図１３の制御系は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する主制御装置５０を中心として構成されている。

次に、上述のようにして構成された露光装置１０による露光動作の流れについて簡単に説明する。

まず、主制御装置５０の管理の下、不図示のレチクルローダによって、レチクルステージＲＳＴ上へのレチクルＲのロード、及び不図示のウエハローダによって、ウエハステージＷＳＴ上へのウエハＷのロードが行なわれ、また、アライメント系ＡＬＧ（図１３参照）やウエハステージ上に設けられた空間像計測器（不図示）等を用いて、レチクルアライメント、ベースライン計測（アライメント系ＡＬＧの検出中心から投影光学系ＰＬの光軸までの距離の計測）等の準備作業が所定の手順で行なわれる。

その後、主制御装置５０により、アライメント検出系ＡＬＧを用いて例えば特開昭６１−４４４２９号公報に開示されているＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式と同様であるのでその説明は省略するものとする。

この露光動作にあたって、主制御装置５０の管理の下、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとがＹ軸方向に相対駆動されるが、その際には、主制御装置５０は、レチクル干渉計２１による計測結果（更に詳しくはレチクル干渉計１４０の計測結果を定盤干渉計２４０の計測結果（θｘ、θｙ）により補正した計測結果）に基づいて、上述したＹリニアモータ３６〜３８と、Ｘボイスコイルモータ４０とを制御し、レチクルステージＲＳＴを駆動する。また、主制御装置５０は、レチクルステージ定盤ＲＢＳが所定の状態を維持するように、定盤干渉計２４０の計測結果に基づいて上述したＸボイスコイルモータ６６Ｘ，Ｙボイスコイルモータ６６Ｙを制御するとともに、Ｚエンコーダ８１の計測結果に基づいてＺボイスコイルモータ６６Ｚを制御してレチクルステージ定盤ＲＢＳのＺ方向及びθｘ、θｙ方向に関する位置を調整することにより、間接的にレチクルＲのＺ方向及びθｘ、θｙ方向に関する位置を調整する。

以上説明したように、本実施形態のレチクルステージ装置２０によると、レチクルステージＲＳＴの位置を計測する干渉計のうちの光学系２３Ｙ１、２３Ｙ２が、防振ユニット１４により振動が抑制されたレチクルステージ定盤ＲＢＳに固定されているので、参照ビームと計測ビームとが振動の影響を受けることがない。このため、干渉計全体を振動が抑制されたレチクルステージ定盤ＲＢＳ上に配置しなくとも、レチクルステージＲＳＴの位置計測（Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置計測）を高精度に行うことができ、ひいては、レチクルステージＲＳＴを高精度に移動することが可能である。また、レチクルステージ定盤ＲＢＳ上に干渉計全体を配置しなくても良いため、レチクルステージ定盤ＲＢＳの重量化を抑制することができる。これにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳの位置制御を精度良く行うことが可能である。

また、本実施形態によると、干渉計のビームがレチクルステージＲＳＴに設けられた光学系２３Ｘを経由して入射する固定鏡２２６Ｘが、防振ユニット１４により振動が抑制されたレチクルステージ定盤ＲＢＳに固定されているので、干渉計全体を振動が抑制されたレチクルステージ定盤ＲＢＳ上に配置しなくとも、振動の影響を受けることなく、レチクルステージＲＳＴの位置計測（Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置計測）を高精度に行うことができ、レチクルステージＲＳＴを高精度に移動することが可能である。

また、本実施形態によると、レチクルステージＲＳＴが移動可能に配置されたレチクルステージ定盤ＲＢＳの振動が防振ユニット１４により抑制され、レチクルステージ定盤ＲＢＳ側に用力を供給するケーブルの振動がケーブル用防振ユニット４０６により抑制されていることから、ケーブルを介してレチクルステージ定盤ＲＢＳに振動が伝達するのが抑制されるので、高精度なレチクルステージＲＳＴの移動を行うことができる。

また、本実施形態によると、レチクルステージ定盤ＲＢＳがＺボイスコイルモータ６６ＺによりＺ軸方向やθｘ方向、θｙ方向に移動される際に、変形抑制機構６７が、レチクルステージ定盤ＲＢＳの移動により発生するレチクルステージ定盤ＲＢＳ自体の変形を抑制するので、レチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ定盤ＲＢＳの変形の影響を受けることなく高精度な移動を実現することが可能である。

また、本実施形態の露光装置によると、高精度な移動が可能なレチクルステージＲＳＴが、レチクルＲを保持して移動するので、ウエハＷ上へのパターン形成を高精度に行うことが可能である。

また、本実施形態によると、カウンタマス１８の自重を、４つの第１のエアパッド１０１により四隅部で非接触支持するとともに、４つのエアパッドとは異なる位置に設けられた第２のエアパッド１９１により、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面とカウンタマス１８の下面との間を所定間隔に維持するので、自重支持用のエアパッド１０１のみを設けた場合と比較して、カウンタマス１８の四隅部のエアパッドによる支持点同士の間の部分の変形（撓み）を抑制することができる。これにより、カウンタマスの剛性を高く維持することが可能であり、例えば、レチクルステージＲＳＴをＸＹ面内で駆動する際に、何らかの原因によりレチクルステージＲＳＴ自体がＺ軸方向に振動した場合であっても、カウンタマス１８がその振動を受けて共振するのを極力抑制することができる。

また、本実施形態によると、レチクルステージＲＳＴを駆動するリニアモータ及びボイスコイルモータの固定子３６〜４０が、カウンタマス１８により、その長手方向（Ｙ軸方向）両端で固定支持されるとともに、Ｘ軸方向の一側の端部でも固定支持される。これにより、固定子３６〜４０の剛性を高くすることができるので、上記と同様、レチクルステージＲＳＴをＸＹ面内で駆動する際に、何らかの原因によりレチクルステージＲＳＴ自体がＺ軸方向に振動した場合であっても、カウンタマス１８がその振動を受けて共振するのを極力抑制することができる。

また、本実施形態によると、レチクルステージ定盤ＲＢＳの傾きを定盤干渉計２４０を用いて計測し、該計測結果に基づいて、レチクルステージＲＳＴの位置を計測するレチクル干渉計２１の計測結果を補正するので、レチクルステージ定盤ＲＢＳの傾きの影響を受けることなく、精度良くレチクルステージＲＳＴの位置を計測することが可能である。

なお、上記実施形態では、カウンタマス１８の自重を４つの第１のエアパッド１０１により四隅部で非接触支持するとともに、第２のエアパッドにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面とカウンタマス１８の下面との間を所定間隔に維持して、剛性を高める場合について説明した。しかしながら、これに限らず、露光装置を構成する部品のうち非接触支持される部品に適用することにより当該部品の剛性を高めることが可能である。また、カウンタマス（特定部品）の自重を支持する第１の非接触軸受、及びカウンタマス（特定部品）と所定面との間を所定間隔に維持する第２の非接触軸受として、上記実施形態ではエアパッドを用いる場合について説明したが、これに限らず、磁気軸受等、その他の非接触軸受を用いることも可能である。

また、上記実施形態では、レチクル干渉計の光学系２３Ｙ１，２３Ｙ２のみを、レチクルステージ定盤ＲＢＳに固定する場合について説明したが、これに限らず、光学系２３Ｙ１，２３Ｙ２に加え、干渉計ヘッドをレチクルステージ定盤ＲＢＳに固定することとしても良い。

また、上記実施形態では、ボイスコイルモータ６６Ｘ，６６Ｙ，６６Ｚにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳが微小駆動される場合について説明したが、これに限らず、レチクルステージ定盤ＲＢＳは、少なくともＸＹ面に傾斜する方向にのみ微小駆動されることとしても良い。また、レチクルステージ定盤ＲＢＳを微小駆動する駆動機構としては、ボイスコイルモータに限らず、種々の駆動機構を採用することができる。

また、上記実施形態では、変形抑制機構６７として、ボイスコイルモータを用いることとしたが、これに限らず、Ｚ軸方向の力をレチクルステージ定盤ＲＢＳに対して作用させることができるものであれば、種々の機構を採用することができる。

また、上記実施形態では、レチクルステージＲＳＴがＸ，Ｙ，θｚ方向の３自由度方向に移動可能な構成を採用したが、これに限らず、レチクルステージＲＳＴが６自由度方向に移動可能な構成を採用しても良い。また、レチクルステージＲＳＴとしては、粗動ステージと、該粗動ステージに対して微小駆動する微動ステージとを含む粗微動構造のステージを採用することとしても良い。

なお、上記実施形態の干渉計の構成は一例であって、その他種々の構成を採用することができる。この場合にも、参照ビームと計測ビームとに分岐する分岐光学系が、レチクルステージ定盤ＲＢＳに固定されていれば良い。

なお、上記実施形態では、本発明の移動体装置をレチクルステージ装置に適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、ウエハステージ装置にも適用することが可能である。

なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴを１つのみ備える場合について説明したが、これに限らず、ウエハステージを２つ備えるツインステージタイプのステージ装置を採用することも可能であるし、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレットなどに開示されているようなウエハステージと計測ステージとを備えるステージ装置を採用することも可能である。

なお、国際公開第２００４／５３９５５号パンフレットに開示される液浸露光装置に本発明を適用することも可能である。

また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。

また、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。

また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。例えば国際公開第１９９９／４６８３５号パンフレット（対応米国特許７,０２３,６１０号）に開示されているように、真空紫外光として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光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外域に波長変換した高調波を用いても良い。

また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことは言うまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲ又はプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に適用することができる。このほか、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。

また、国際公開２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。

また、上記実施形態の露光装置は、本願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。

なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記実施形態の露光方法で、レチクルに形成されたパターンをウエハ等の物体上に転写するリソグラフィステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用い、物体上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスの生産性を向上することが可能である。

以上説明したように、本発明の移動体装置は、物体を保持して移動するのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、パターンを感応物体上に形成するのに適している。また、本発明の計測方法は、物体を保持して移動する移動体の位置を計測するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。

一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。 レチクルステージ装置を示す斜視図である。 図２の分解斜視図である。 レチクルステージ定盤を駆動するＺボイスコイルモータ及び変形抑制機構の配置を示す平面図である。 レチクルステージを拡大して示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 レチクル干渉計の構成を説明するための図（その１）である。 レチクル干渉計の構成を説明するための図（その２）である。 図９（Ａ）は、Ｘ干渉計の構成を示す図であり、図９（Ｂ）は、Ｙ干渉計の構成を示す図である。 定盤干渉計の構成を説明するための斜視図である。 レチクル干渉計による計測結果の補正方法を説明するための図である。 ケーブル用防振ユニット及びケーブルの構成を示す図である。 一実施形態の制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１０…露光装置、１４…防振ユニット（除振装置、第１の防振装置）、１８…カウンタマス（特定部品）、２０…レチクルステージ装置（移動体装置）、２３Ｙ１，２３Ｙ２…光学系（分岐光学系）、３６〜３９…Ｙ固定子（固定子）、４０…Ｘ固定子（固定子）、５０…主制御装置（補正装置の一部）、６６Ｘ，６６Ｙ，６６Ｚ…ボイスコイルモータ（定盤移動装置）、６７…変形抑制機構（変形抑制装置）、１０１…第１のエアパッド（第１の非接触軸受）、１４０Ｘ…Ｘ干渉計（別の干渉計）、１４０Ｙ１，１４０Ｙ２…Ｙ干渉計（干渉計）、１９１…愛２のエアパッド（第２の非接触軸受）、２２６Ｘ…固定鏡（反射部材）、２４０…定盤干渉計（計測装置）、３４０…駆動機構（移動装置）、４０１ａ〜４０４ａ、４０１ｂ〜４０４ｂ…ケーブル（配管）、４０６…ケーブル用防振ユニット（配管用除振装置、第２の防振装置）、４０７…Ｚ駆動機構（微動装置）、Ｒ…レチクル（物体、マスク）、ＲＢＳ…レチクルステージ定盤（定盤）、ＲＳＴ…レチクルステージ（移動体）、Ｗ…ウエハ（感応物体）。

Claims (31)

1. 物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置であって、
   所定面に設けられ、前記移動体が移動可能に配置される定盤と；
   前記所定面に設けられた前記定盤の振動を抑制する除振装置と；
   前記移動体の位置を計測する干渉計と；を備え、
   前記干渉計のうちの、少なくとも参照ビームと計測ビームとを分岐する分岐光学系が前記定盤に固定されている移動体装置。
2. 前記干渉計は、前記移動体の一軸方向に関する位置を計測し、
   前記一軸方向とは異なる他軸方向に関する位置を、前記定盤に固定された反射部材を介して計測する別の干渉計を更に備える請求項１に記載の移動体装置。
3. 前記定盤を、少なくとも前記所定面に傾斜する方向に移動させる定盤移動装置を更に備える請求項１に記載の移動体装置。
4. 前記定盤移動装置は、前記定盤を６自由度方向に移動させる請求項３に記載の移動体装置。
5. 前記定盤移動装置が前記定盤を移動させる際に発生する定盤の変形を抑制する変形抑制装置を更に備える請求項３又は４に記載の移動体装置。
6. 前記移動体は、水平面内の３自由度方向に移動可能である請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体装置。
7. 前記移動体の移動の際に生じる駆動力の反力を受けて移動するカウンタマスを更に備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体装置。
8. 前記定盤上で、前記カウンタマスの自重を非接触で支持する複数の第１の非接触軸受と；
   前記第１の非接触軸受とは異なる位置に設けられ、前記定盤と前記カウンタマスとの間を所定間隔に維持する第２の非接触軸受と；を更に備える請求項７に記載の移動体装置。
9. 前記移動体を移動させる移動装置を更に備え、
   前記移動装置の固定子は、前記カウンタマスにより、その長手方向両端で固定支持されるとともに、前記両端以外の点でも前記カウンタマスに固定支持される請求項７又は８に記載の移動体装置。
10. 前記所定面側から、前記定盤側に用力を供給する配管と；
    前記所定面に設けられた、前記配管の振動を抑制する配管用除振装置と；を更に備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の移動体装置。
11. 前記配管を微小駆動する微動装置を更に備える請求項１０に記載の移動体装置。
12. 物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置であって、
    所定面に設けられ、前記移動体が移動可能に配置される定盤と；
    前記所定面に設けられた前記定盤の振動を抑制する除振装置と；
    前記移動体の位置を計測する干渉計と；を備え、
    前記干渉計のビームが前記移動体に設けられた光学部材を経由して入射する反射部材が、前記定盤に固定されている移動体装置。
13. 前記定盤の移動に伴って前記干渉計の位置計測結果に生じる誤差を補正する補正装置を更に備える請求項１〜１２のいずれか一項に記載の移動体装置。
14. 前記補正装置は、前記定盤の移動を計測する計測装置を含み、
    前記計測装置の計測結果を用いて、前記誤差を補正する請求項１３に記載の移動体装置。
15. 前記計測装置は、前記定盤の傾斜方向に関する移動を計測し、
    前記補正装置は、前記傾斜方向に関する計測結果を用いて、前記誤差を補正する請求項１４に記載の移動体装置。
16. 前記計測装置は、干渉計であり、
    前記干渉計のうちの少なくとも一部の光学部材が、前記定盤に固定されている請求項１４又は１５に記載の移動体装置。
17. 物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置であって、
    所定面に設けられ、前記移動体が移動可能に配置された定盤と；
    前記所定面に設けられた、前記定盤の振動を抑制する第１の除振装置と；
    前記所定面側から、前記定盤側に用力を供給する配管と；
    前記所定面に設けられた、前記配管の振動を抑制する第２の除振装置と；を備える移動体装置。
18. 前記配管を微小駆動する微動装置を更に備える請求項１７に記載の移動体装置。
19. 物体を保持して移動する移動体を有する移動体装置であって、
    所定面に設けられ、前記移動体が移動可能に配置される定盤と；
    前記所定面に設けられ、前記定盤を少なくとも鉛直方向に移動させる定盤移動装置と；
    前記所定面に設けられ、前記定盤を移動する際に発生する定盤の変形を抑制する変形抑制装置と；を備える移動体装置。
20. 前記変形抑制装置は、ボイスコイルモータである請求項１９に記載の移動体装置。
21. マスクに形成されたパターンを感応物体上に形成する露光装置であって、
    前記移動体が前記マスク又は前記感応物体を保持して移動する請求項１〜２０のいずれか一項に記載の移動体装置を備える露光装置。
22. パターンを感応物体上に形成する、複数の部品から成る露光装置であって、
    前記複数の部品のうちの特定部品の自重を、所定面に対して非接触支持する複数の第１の非接触軸受と；
    前記第１の非接触軸受とは異なる位置に設けられ、前記所定面と前記特定部品との間を所定間隔に維持する第２の非接触軸受と；を備える露光装置。
23. 前記複数の部品のうちの１つが所定面内の少なくとも一軸方向に移動可能な移動体であり、
    前記特定部品は、前記移動体が移動する際に発生する駆動力の反力を受けて移動するカウンタマスである請求項２２に記載の露光装置。
24. 前記移動体を移動させるステージ移動装置の固定子は、その長手方向両端で前記カウンタマスに固定支持されるとともに、前記両端以外の点でも前記カウンタマスに固定支持される請求項２３に記載の露光装置。
25. 物体を保持して移動する移動体の位置を、干渉計を用いて計測する計測方法であって、
    振動が抑制された状態で所定面に設けられた定盤に固定された、少なくとも参照ビームと計測ビームとを分岐する分岐光学系を介して、前記定盤上を移動する移動体の位置を計測する工程を含む計測方法。
26. 物体を保持して移動する移動体の位置を、干渉計を用いて計測する計測方法であって、
    振動が抑制された状態で所定面に設けられた定盤に固定された反射部材、及び前記定盤上を移動する移動体に設けられた光学部材を介して、前記移動体の位置を計測する工程を含む計測方法。
27. 前記定盤の移動に伴って前記干渉計による前記移動体の位置計測結果に生じる誤差を補正する工程を更に含む請求項２５又は２６に記載の計測方法。
28. 前記補正する工程では、前記定盤の移動を計測し、該計測結果に基づいて、前記誤差を補正する請求項２７に記載の計測方法。
29. 前記補正する工程では、前記定盤の傾斜方向に関する移動を計測し、前記傾斜方向に関する計測結果を用いて、前記誤差を補正する請求項２８に記載の計測方法。
30. マスクに形成されたパターンを感応物体上に形成する露光方法であって、
    請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の計測方法を用いて、前記マスクを保持する移動体の位置を計測する工程と；
    前記移動体の位置計測結果に基づいて、前記移動体を移動し、前記マスクに形成されたパターンを前記感応物体上に形成する工程と；を含む露光方法。
31. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程では、請求項３０に記載の露光方法を用いて露光を行うデバイス製造方法。

Images