JP2009065043A - 物体吊り下げ装置、露光装置及び吊り下げ支持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に制御を行うことができると共に除振性の高い物体吊り下げ装置及び露光装置を提供すること。
【解決手段】吊り下げ部材を介して物体を第１方向に吊り下げる物体吊り下げ装置であって、前記物体と前記吊り下げ部材とが接続される位置を前記物体に対して相対的に移動させる位置調節装置を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、物体吊り下げ装置、露光装置及び吊り下げ支持方法に関する。

半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などの露光装置が用いられている。このような露光装置は、マスクを支持するマスクステージと、マスク上に形成されたパターンを投影する投影光学系と、基板を支持する基板ステージとを有しており、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。

露光装置に設けられる投影光学系のうち、露光装置の外側のフレーム部材に吊り下げられて支持された構成になっているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。投影光学系を吊り下げる吊り下げ部材として、例えばチェーンやロッドなどが採用されている。

また、吊り下げ部材にはアクチュエータが設けられており、当該吊り下げ部材の位置や傾きを変化させることができるようになっている。このような露光装置においては、電気信号を伝送する配線群が例えば投影光学系に接続されている場合がある。この場合、配線群によって投影光学系には定常的に一定の推力（定常推力）が加えられることになるため、駆動時においては当該定常推力を考慮したうえで吊り下げ部材の位置を調節する必要がある。
国際公開第２００６／０３８９５２号パンフレット

しかしながら、定常推力を考慮したうえで吊り下げ部材を駆動させる場合、吊り下げ部材のアクチュエータに複雑な制御を強いることになるため、好ましくない。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、効率的に制御を行うことができる物体吊り下げ装置、露光装置及び吊り下げ支持方法を提供することにある。

本発明に係る物体吊り下げ装置及び露光装置では、上記課題を解決するために、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明に係る物体吊り下げ装置（１０）は、吊り下げ部材（３５）を介して物体（ＰＬ）を第１方向に吊り下げる物体吊り下げ装置であって、前記物体と前記吊り下げ部材とが接続される位置を前記物体に対して相対的に移動させる位置調節装置（３６）を備える。

本発明によれば、物体（ＰＬ）と吊り下げ部材（３５）とが接続される位置を物体に対して相対的に移動させる位置調節装置（３６）を備えることとしたので、物体と吊り下げ部材とを接続させたときに接続の位置が吊り下げ部材の鉛直方向に対してずれるように調節することができる。接続の位置が吊り下げ部材の鉛直方向に対してずれると、振り子の原理によって物体の接続の部分が吊り下げ部材の鉛直方向上の位置に移動しようとする力が働く。したがって、この力と上記の定常推力とがつり合うような位置になるように物体と吊り下げ部材との接続の位置を調節することで、見かけ上定常推力を打ち消すことができる。

本発明に係る露光装置（ＥＸ）は、上記の吊り下げ装置（１０）を備える。
本発明によれば、効率的な制御が可能で除振性の高い吊り下げ装置（１０）を備えているため、露光装置（ＥＸ）において上記構成によって吊り下げられた物体の制御の信頼性が向上し、振動の影響を最小限に抑えることができる。このため、露光精度を向上させることができる。

本発明に係る吊り下げ支持方法は、吊り下げ部材（３５）を介して物体（ＥＸ）を第１方向に吊り下げて支持する吊り下げ支持方法であって、前記物体に加わる前記第１方向とは異なる第２方向の外力に応じて前記位置を設定することを特徴とする。
本発明によれば、第１方向に吊り下げられて支持された物体に加わる当該第１方向とは異なる第２方向の外力に応じて、物体（ＰＬ）と吊り下げ部材（３５）とが接続される位置を設定するので、物体と吊り下げ部材とを接続させたときに接続の位置が吊り下げ部材の鉛直方向に対してずれるように調節することができる。このときに物体に働く力と上記の定常推力とがつり合うような位置になるように物体と吊り下げ部材との接続の位置を調節することで、見かけ上定常推力を打ち消すことができる。

本発明によれば、効率的に制御を行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る露光装置ＥＸの概略構成を示す図である。
同図に示す露光装置ＥＸは、レチクルＲとウエハＷとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ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型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパである。

以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウェハＷの移動面に平行な面に含まれるよう設定され、Ｚ軸が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿う方向に設定されている。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウェハＷを同期移動させる方向（走査方向）をＹ方向に設定している。

この露光装置ＥＸは、床面ＦＬ上に大小のペデスタル７Ａ及び７Ｂを介して載置されており、露光光ＥＬによりレチクルＲを照明する照明光学系ＩＬと、レチクルＲを保持して移動可能なレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持して移動可能なウエハステージＷＳＴと、計測用ステージＭＳＴと、投影光学系ＰＬ等を保持すると共にウエハステージＷＳＴが搭載される本体コラムＣＬとを有しており、露光装置ＥＸを統括的に制御する不図示の制御装置等を有している。

照明光学系ＩＬは、レチクルステージＲＳＴに支持されているレチクルＲを露光光ＥＬで照明する光学系である。この照明光学系ＩＬは、小型のペデスタル７Ｂ上に設けられる露光用光源１から射出された露光光ＥＬの照度を均一化する均一化光学系、ビームスプリッタ、光量調整用の可変減光器、ミラー、リレーレンズ系（これらは照明系チャンバ１９Ａ及び１９Ｂ内に配置される）、レチクルＲ上の露光光ＥＬによる照明領域をスリット状に設定するレチクルブラインド（射出端１９Ｃ、入射端１９Ｄに配置される）、結像レンズ系（照明チャンバ１９Ｅ内に配置される）を有しており、レチクルＲ上の所定の照明領域をより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明可能となっている。露光用光源から射出される露光光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）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等の紫外光が用いられる。

レチクルステージＲＳＴは、レチクルベース３１上に不図示のエアベアリングを介して支持されており、レチクルＲを支持しつつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内の２次元移動及びＺ方向の回転角の調整を行うステージ装置である。レチクルステージＲＳＴ上に支持されるレチクルＲのＸＹ方向の位置及びＺ方向の回転角は、例えばレーザ干渉計１０、移動鏡Ｍｒ及び参照鏡Ｍｅによってリアルタイムで測定され、その測定結果は不図示の制御装置に出力されるようになっている。レチクルステージＲＳＴには、例えばリニアモータなどから構成される不図示の駆動系が設けられており、制御装置がレーザ干渉計１０の測定結果に基づいてその駆動系を制御することで、レチクルステージＲＳＴに支持されているレチクルＲの位置決めが行われるようになっている。レチクルベース３１は、防振装置３０Ａ及び３０Ｂを介して本体コラムＣＬに支持されている。レチクルベース３１上には、照明系チャンバ１９Ｅを支持するコラム３２が設けられている。コラム３２の先端には照明系チャンバ１９Ｅから射出される露光光ＥＬを通過させる開口部が設けられており、この開口部内のうち露光光ＥＬの光路に対するＸ方向両端部に一対のアライメント系２１が設けられている。レチクルベース３１の中央部底面には、投影光学系ＰＬの上部を収容するための凹部が形成されており、この凹部には露光光ＥＬを通過させる開口部が形成されている。

投影光学系ＰＬは、レチクルＲに形成されたパターンを所定の投影倍率でウエハＷに投影露光する光学系であり、複数の光学素子が鏡筒１７内に収容された構成になっている。投影光学系ＰＬの上部は、本体コラムＣＬの上部の開口部ＣＬａ内を貫通し、レチクルベース３１の上記凹部に収納されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の縮小系である。この投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。鏡筒１７の下端側（露光光ＥＬの下流側）には、例えば平面視円形で平板状の計測マウント１５が鏡筒１７に固定されている。計測マウント１５には、レーザ干渉計１２Ａを保持するセンサ用コラム３４Ａや、レーザ干渉計１０及びレーザ干渉計１２Ｂを保持するセンサ用コラム３４Ｂ、不図示のアライメントシステムなどが固定されている。センサ用コラム３４Ｂは、本体コラムＣＬの上部の開口部ＣＬｂ内を貫通すると共に、上端がレチクルベース３１の開口部３１ａ内を貫通しレチクルベース３１上に突出するように配置されている。計測フレーム１５の下面には、ウエハＷ表面の複数の計測点にスリット像を投影する投射光学系２３Ａと、その表面からの反射光を受光してそれらスリット像の再結像の横ずれ量に関する情報を検出する受光光学系２３Ｂとが固定されている。

鏡筒１７のうち計測マウント１５の上方には、例えば平面視矩形で平板状のフレーム部１８が設けられている。フレーム部１８は、３つの吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃに接続されている。吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃの下端はフレーム部１８に接続されており、吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃの上端は本体コラムＣＬに接続されている。このように、フレーム部１８及び鏡筒１７を含めた投影光学系ＰＬは、吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃにより本体コラムＣＬに吊り下げられて３点支持された状態になっている。フレーム部１８上には各吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃの連結位置を調節する位置調節装置３６Ａ〜３６Ｃが設けられており、上記３つの吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃはこの位置調節装置３６Ａ〜３６Ｃを介してフレーム部１８に接続されている。

図２は、フレーム部１８上における吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃ及び位置調節装置３６Ａ〜３６Ｃの配置を示す平面図である。
位置調節装置３６Ａ及び位置調節装置３６Ｃは、フレーム部１８のうち第１の辺（例えば図中下辺）１８ａに沿った位置に配置されている。このうち位置調節装置３６Ａは第１の辺１８ａの一端（例えば図中Ｘ方向の右端）に配置されており、位置調節装置３６Ｃは第１の辺の他端（例えば図中Ｘ方向の左端）に配置されている。位置調節装置３６Ｂは、第１の辺１８ａに対向する第２の辺（例えば図中上辺）１８ｂに沿った位置であってこの第２の辺１８ｂのＸ方向の中央に配置されている。

吊り下げ部材３５Ａは位置調節装置３６Ａに接続されており、吊り下げ部材３５Ｂは位置調節装置３６Ｂに接続されており、吊り下げ部材３５Ｃは位置調節装置３６Ｃに接続されている。吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃ及び位置調節装置３６Ａ〜３６ＣのＸＹ平面状の配置を上記のようにすることにより、フレーム部１８はＸＹ平面内において全ての方向に移動させ易いようになっている。

図１に戻って、吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃと本体コラムＣＬ上部との接続部分にはそれぞれエアマウント３７Ａ〜３７Ｃが設けられており、吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃは当該エアマウント３７Ａ〜３７Ｃを介して本体コラムＣＬに接続されている。
このように、本実施形態では、物体としての投影光学系ＰＬと、吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃと、位置調節装置３６Ａ〜３６Ｃと、エアマウント３７Ａ〜３７Ｃとによって物体吊り下げ装置１０が構成されている。

本体コラムＣＬの上部底面の３箇所には、Ｚ方向に伸びるコラム３３が固定されている。これらのコラム３３と投影光学系ＰＬのフランジ部フレーム部１８との間には、非接触方式の６自由度の位置決め装置が設けられている。また、フレーム部１８には、電気信号を伝送する配線群１９が取り付けられている。

ウエハステージＷＳＴは、ウエハ定盤ＷＢ上にエアベアリングによって支持されており、ウエハＷを保持しつつＸＹ平面内で移動可能に案内されるようになっている。このウエハステージＷＳＴは、不図示のリニアモータによってＸ方向、Ｙ方向及びθＺ方向の３自由度方向に移動可能になっている。ウエハステージＷＳＴのＸ方向、Ｙ方向及びθＺ方向の位置は、レーザ干渉計１２Ａ、移動鏡Ｍｗ及び参照鏡Ｍｆ１によってリアルタイムで測定され、測定結果が制御装置に出力されるようになっている。
計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴと同様、ウエハ定盤ＷＢ上にエアベアリングによって支持されており、不図示のリニアモータによってウエハ定盤ＷＢ上にＸＹ平面内で移動可能に支持・案内されるようになっている。計測ステージＭＳＴのＸ方向、Ｙ方向及びθＺ方向の位置は、レーザ干渉計１２Ｂ、移動鏡Ｍｍ及び参照鏡Ｍｆ２によってリアルタイムで測定され、測定結果が制御装置に出力されるようになっている。

図３は、物体吊り下げ装置１０の構成を概略的に示す図である。以下、物体吊り下げ装置１０の構成を説明するに当たっては、上記の３組の吊り下げ部材３５Ａ〜３５Ｃ、位置調節装置３６Ａ〜３６Ｃ及びエアマウント３７Ａ〜３７Ｃのうち１組の吊り下げ部材、位置調節装置及びエアマウントを例に挙げて説明することとする。この場合、各部を「吊り下げ部材３５」「位置調節装置３６」「エアマウント３７」と表記する。

図３に示すように、吊り下げ部材３５は、第１部材５１と、第２部材５２と、第３部材５３とを有している。これら第１部材５１、第２部材５２及び第３部材５３は、例えば金属などによって構成された剛体である。第１部材５１の下端が位置調節装置３６に接続されており、第１部材５１の上端と第２部材５２の下端とが連結されている。また、第２部材５２の上端と第３部材５３の下端とが連結されており、第３部材５３の上端がエアマウント３７に接続されている。また、第１部材５１、第２部材５２及び第３部材５３のそれぞれには不図示のアクチュエータが取り付けられており、制御装置からの信号によってこれらの各部材の位置を独立して調節することが可能になっている。

図４は、位置調節装置３６の構成及び当該位置調節装置３６の近傍での吊り下げ部材３５の構成を示す概略断面図である。
同図に示すように、第１部材５１は、位置調節装置３６の内部に設けられたベース５１ａと、第２部材５２を連結させる連結部５１ｂと、ベース５１ａと連結部５１ｂとを接続する接続部５１ｃと、連結部５１ｂの上部に設けられたフランジ５１ｄと、連結部５１ｂ内に設けられた球面状部材５１ｅとを有している。接続部５１ｃによってベース５１ａと連結部５１ｂとが一体的に接続されており、ベース５１ａの移動に伴って連結部５１ｂが移動するようになっている。フランジ５１ｄ及び連結部５１ｂには、第２部材５２の一部を貫通させる貫通孔５１ｇ及び貫通孔５１ｈが設けられている。貫通孔５１ｇは、図３の紙面の垂直方向に一定のマージン（隙間）が設けられている。球面状部材５１ｅは、所定の径（ｒ１とする）を有する球体によって構成されている。

一方、第２部材５２は、棒状部５２ａの下端に輪状部５２ｂが設けられた構成になっている。輪状部５２ｂは、第１部材５１に設けられた貫通孔５１ｇ及び貫通孔５１ｈ内を貫通するように第１部材５１に係合されている。輪状部５２ｂには、滑り軸受５２ｃが設けられている。滑り軸受５２ｃは、球面状部材５１ｅの径ｒ１よりも大きい径ｒ２を有する球面状の軸受面を備えている。輪状部５２ｂが第１部材５１に係合された状態において、滑り軸受５２ｃが球面状部材５１ｅを支持するようになっている。このとき、滑り軸受５２ｃの径ｒ２が球面状部材５１ｅの径ｒ１よりも大きいため、球面状部材５１ｅと滑り軸受５２ｃとが１点で接触することになる（点接触）。このとき、球面状部材５１ｅと滑り軸受け５２ｃとは球面転がり構造として機能させることができる。また、球面転がり構造ではなく、球面滑り構造として機能させることも可能である。

不図示のアクチュエータによって第１部材５１と第２部材５２とが相対移動する際には、球面状部材５１ｅと滑り軸受け５１ｃとの接触点を中心に回転方向（図３の左右方向（第２方向）及び図３の紙面の垂直方向（第２方向））を含め全方向に第１部材５１及び第２部材５２が回転するようになっている。球面状部材５１ｅと滑り軸受け５１ｃとの間が点接触であるため、回転移動の際の接触抵抗が低減され、当該回転方向についての吊り下げ部材３５全体の剛性が低減されるようになっている。第１部材５１と第２部材５２とが連結された状態において、輪状部５２ｂとフランジ５１ｄとの間には隙間５２ｄが形成されている。この隙間５２ｄは、第１部材５１と第２部材５２とが相対移動する際のマージンである。

上記のように第１部材５１と第２部材５２とを連結することによって、図３の上下方向（第１方向）に対しては第１部材５１と第２部材５２との間の相対位置が規定されるようになっている。また、当該第１方向とは異なる方向、例えば、図３の左右方向（第２方向）及び図３の紙面の垂直方向（第２方向）を含む方向に関しては、第１部材５１と第２部材５２との間で相対運動が可能なようになっている。したがって、例えば、不図示のアクチュエータなどによって、第１部材５１を第２部材５２に対して変位させることが可能である。

また、図４に示すように、位置調節装置３６は、平面視矩形の保持部材６１と、例えばビスなどから構成され平面視で保持部材６１の各辺に１つずつ設けられた位置調節部材６２とを有している。図４では、紙面に垂直な方向に設けられる位置調節部材（紙面手前側及び奥側のビス）の図示を省略している。

保持部材６１はフレーム部１８に固着されており、フレーム部１８との間の相対的な位置が外力によって変わらないようになっている。当該保持部材６１には、内部にベース５１ａを収容する収容部６１ａが設けられており、天井部６１ｂにおいてベース５１ａを保持するようになっている。収容部６１ａの寸法はベース５１ａの寸法に比べて大きくなっており、ベース５１ａを収容した状態でベース５１ａと保持部材６１の側部６１ｃとの間に隙間が生じるようになっている。

各位置調節部材６２は、ネジ山が形成されたネジ部分６２ａを有しており、当該ネジ部分６２ａが保持部材６１の側部６１ｃに螺合されている。ネジ部分６２ａの長さ（図示の位置調節部材６２については図中左右方向の寸法）は当該側部６１ｃの厚さ（図示の場合には図中左右方向の寸法）よりも大きくなっており、ネジ部分６２ａが保持部材６１の側部６１ｃを貫通するようになっている。

各位置調節部材６２の先端６２ｂはベース５１ａに当接されており、このままの状態ではベース５１ａが図中左右方向又は紙面に垂直な方向に移動しないようになっている。各位置調節部材６２を回転させることで、位置調節部材６２の先端６２ｂの位置が移動するようになっている。図４に示される２つの位置調節部材６２の場合、回転させることによって先端６２ｂの位置が図中左右方向に移動するようになっている。図４において図示を省略した２つの位置調節部材６２の場合、回転させることによって先端６２ｂの位置が紙面に垂直な方向に移動するようになっている。各位置調節部材６２を回転させ、先端６２ｂの位置を調節することにより、保持部材６１に対するベース５１ａの位置、すなわち、フレーム部１８に対するベース５１ａの位置を、図中左右方向及び紙面に垂直な方向に調節することができるようになっている。

図５は、第２部材５２と第３部材５３との連結の構成を示す断面図である。
同図に示すように、第３部材５３は、エアマウント３７に接続された棒状部５３ａと、第２部材５２と連結される連結部５３ｂと、当該連結部５３ｂの上方に設けられたフランジ５３ｃと、連結部５３ｂ内に設けられた球面状部材５３ｄとを有している。連結部５３ｂには、第２部材５２の一部を貫通させる貫通孔５３ｅが設けられている。球面状部材５３ｄは、所定の径（ｒ３とする）を有する球体によって構成されている。

一方、第２部材５２は、棒状部５２ａの上端に輪状部５２ｅが設けられた構成になっている。輪状部５２ｅは、第３部材５３に設けられた貫通孔５３ｅ内を貫通するように第３部材５３に係合されている。輪状部５２ｅには、滑り軸受５２ｆが設けられている。滑り軸受５２ｆは、球面状部材５３ｄの径ｒ３よりも大きい径ｒ４を有する球面状の軸受面を備えている。輪状部５２ｅが第３部材５３に係合された状態において、滑り軸受５２ｆが球面状部材５３ｄを支持するようになっている。滑り軸受５２ｆの径ｒ４が球面状部材５３ｄの径ｒ３よりも大きいため、球面状部材５３ｄと滑り軸受５２ｆとが１点で接触することになる（点接触）。このとき、球面状部材５３ｄと滑り軸受け５２ｆとは球面転がり構造として機能させることができる。また、球面転がり構造ではなく、球面滑り構造として機能させることも可能である。

不図示のアクチュエータによって第２部材５２と第３部材５３とが相対移動する際には、球面状部材５３ｄと滑り軸受け５２ｆとの接触点を中心とした回転方向（図４の左右方向（第２方向）及び図４の紙面の垂直方向（第２方向））に第２部材５２及び第３部材５３が回転するようになっている。球面状部材５３ｄと滑り軸受け５２ｆとの間が点接触であるため、回転移動の際の接触抵抗が低減され、当該回転方向についての吊り下げ部材３５全体の剛性が低減されるようになっている。第２部材５２と第３部材５３とが連結された状態において、輪状部５２ｅと連結部５３ｂとの間には隙間５２ｇが形成されている。この隙間５２ｇは、第２部材５２と第３部材５３とが相対移動する際のマージンである。

上記のように第２部材５２と第３部材５３とを連結することによって、図４の上下方向（第１方向）に対しては第２部材５２と第３部材５３との間の相対位置が規定されるようになっていると共に、当該第１方向とは異なる方向（例えば、図５の左右方向（第２方向）及び図４の紙面の垂直方向（第２方向）を含む方向に関しては、第２部材５２と第３部材５３との間で相対運動が可能なようになっている。したがって、例えば、不図示のアクチュエータなどによって、第３部材５３を第２部材５２に対して変位させることが可能である。

図６は、エアマウント３７の構成を示す概略断面図である。
同図に示すように、エアマウント３７は、吊り下げ部材３５を支持するものであり、内部に空間Ｓを形成する収容部材７１と、当該収容部材７１の内部に図５の上下方向（第１方向）に沿って設けられるガイド部材７２と、当該ガイド部材７２に沿って図５の上下方向に移動可能に支持される可動部材７３と、空間Ｓを密閉する密閉部材７４とを備えている。このエアマウント３７には、空間Ｓ内の圧力を調節する不図示の圧力調節装置が取り付けられている。

収容部材７１は、例えば円筒形の外壁７１ａと、当該外壁７１ａによって形成される円筒の底面（図中下側）の一部を塞ぐ底部７１ｂと、当該円筒の上面（図中上側）の一部を塞ぐ天井部７１ｃと、天井部７１ｃから図中上方に延びる突出部７１ｄとを有している。底部７１ｂのうち平面視中央部には開口部７１ｅが設けられている。天井部７１ｃのうち平面視中央部には開口部７１ｆが設けられている。突出部７１ｄは、開口部７１ｆの周縁に沿って形成されている。

ガイド部材７２は、収容部材７１の突出部７１ｄに密着するように設けられた円筒形の部材である。ガイド部材７２には自身を貫通する貫通孔７２ａが設けられている。貫通孔７２ａによって、ガイド部材７２の円筒内の空間と収容部材７１の外壁７１ａ、天井部７１ｃ及び底部７１ｂによって囲まれた空間とが連通されている。この連通された空間が上記の空間Ｓに相当する。

可動部材７３は、ガイド部材７２に沿うように図５の上下方向に移動可能に設けられており、平面視でガイド部材７２の内径に沿って形成された蓋部７３ａと、当該蓋部７３ａと一体的に設けられ空間Ｓを貫通して収容部材７１の外部に突出する軸部７３ｂとを有している。軸部７３ｂの下端は、上記の第３部材５３に一体的に接続されている（図２参照）。

密閉部材７４は、空間Ｓを密閉するものであり例えば樹脂などから構成され可撓性を有する膜状の部材である。当該密閉部材７４は、ガイド部材７２と可動部材７３との間の隙間を塞ぐように設けられている。例えば開口部７１ｆ側では、可動部材７３の蓋部７３ａとガイド部材７２の内面との間を塞ぐように図示しない接着部材によって貼付されており、蓋部７３ａとガイド部材７２との間に図中上側に撓むように設けられている。また、例えば開口部７１ｅ側では、可動部材７３の軸部７３ｂとガイド部材７２との間に図示しない接着部材によって貼付されており、軸部７３ｂとガイド部材７２との間に図中下側に撓むように設けられている。

上記のエアマウント３７は、不図示の圧力調節装置によって空間Ｓ内の圧力を変化させることにより、当該圧力の変化に伴って可動部材７３が移動するようになっている。例えば空間Ｓ内の圧力を減少させることにより、可動部材７３は空間Ｓが縮小する方向、すなわち図５の位置から図中下側へ移動するようになっている。また、例えば空間Ｓ内の圧力を増加させることにより、可動部材７３は空間Ｓが膨張する方向、すなわち図５の位置から図中上側へ移動するようになっている。

次に、上記のように構成された露光装置ＥＸの動作を説明する。
露光動作に先立って、フレーム部１８と吊り下げ部材３５との連結の位置を調整する。フレーム部１８には図１に示される配線群１９が取り付けられており、当該配線群１９の張力によってフレーム部１８が定常的な推力（定常推力）を受けている状態になっている。定常推力を受けている状態においては、この定常推力の影響を考慮して不図示のアクチュエータを駆動する必要があり、フレーム部１８の位置の微調整が困難となる。アクチュエータを駆動させてフレームに定常推力に対抗する推力を作用させることもできるが、その場合、アクチュエータの発熱が周囲に悪影響を与える可能性がある。また、アクチュエータに求められる推力が大きくなってアクチュエータが大型化し、その設置場所を充分に取れない可能性もある。そこで、図４に示す構成では、位置調節装置３６の位置調節部材６２によってフレーム部１８と吊り下げ部材３５との接続の位置を調節するようにしている。

具体的には、フレーム部１８と吊り下げ部材３５とを連結させたときに連結位置が吊り下げ部材３５の鉛直方向に対してずれるように当該連結位置を調節する。連結位置が吊り下げ部材３５の鉛直方向に対してずれると、振り子の原理によってフレーム部１８の連結部分が吊り下げ部材３５の鉛直方向上の位置に移動しようとする力が働く。したがって、この力と上記の定常推力とがつり合うような位置になるようにフレーム部１８と吊り下げ部材３５との連結位置を調節し、見かけ上定常推力が打ち消されるようにする。

フレーム部１８と吊り下げ部材３５との連結位置の調整を行った状態で、露光装置ＥＸによる露光処理が行われる。具体的には、露光用光源１から射出された露光光ＥＬが、各種レンズやミラー等からなる照明光学系ＩＬにおいて、必要な大きさ及び照度均一性に整形された後にパターンが形成されたレチクルＲを照明し、このレチクルＲに形成されたパターンが投影光学系ＰＬを介して、ウエハステージＷＳＴ上に保持されたウエハＷ上の各ショット領域に縮小転写される。フレーム部１８に加えられる定常推力が見かけ上ゼロの状態で不図示のアクチュエータを駆動させることで、フレーム部１８の位置の調整が容易に行われることになる。これにより、微細なパターンがウエハＷ上に高精度に形成される。

本実施形態によれば、投影光学系ＰＬと吊り下げ部材３５とが接続される位置を当該投影光学系ＰＬに対して相対的に移動させる位置調節装置３６を備えることとしたので、投影光学系ＰＬと吊り下げ部材３５とを接続させたときに接続の位置が吊り下げ部材３５の鉛直方向に対してずれるように調節することができる。当該接続の位置が吊り下げ部材３５の鉛直方向に対してずれると、振り子の原理によって投影光学系ＰＬとの接続の部分が吊り下げ部材３５の鉛直方向上の位置に移動しようとする力が働く。したがって、この力と上記の定常推力とがつり合うような位置になるように投影光学系ＰＬと吊り下げ部材３５との接続の位置を調節することで、見かけ上定常推力を打ち消すことができる。これにより、効率的な制御が可能になる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、吊り下げ装置１０を構成する物体として投影光学系ＰＬを例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、当該物体が例えばレーザ干渉計システム（干渉計）２２や各種計測装置が設けられた不図示の計測部材などであっても勿論構わない。

また、上記実施形態においては、位置調節装置３６によって投影光学系ＰＬに加えられる定常推力を打ち消す構成を説明したが、これに限られることは無い。例えば、フレーム部１８にアクチュエータ（吊り下げ部材３５に取り付けられた不図示のアクチュエータとは別のアクチュエータ）を連結させ、当該アクチュエータによって投影光学系ＰＬを上記第２方向に移動させる構成であっても構わない。

また、上記実施形態においては、位置調節装置３６に設けられた位置調節部材６２としてビスを例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、ベース５１に当接させる当接部材と当該当接部材に接続されたピストン機構とを用いてピストン機構の圧力を調節することで当接部材を移動させる構成であっても構わない。

なお、上記各実施形態では、半導体デバイス製造用の半導体ウエハを露光する例を説明したが、このほかに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）等を露光する場合においても同様の説明が可能である。

露光装置ＥＸ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）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のパターンを一括露光し、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）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できる。

露光装置ＥＸ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。

また、本発明が適用される露光装置の光源には、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）等のみならず、ｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、上記実施形態では、反射屈折型の投影光学系を例示したが、これに限定されるものではなく、投影光学系の光軸（レチクル中心）と投影領域の中心とが異なる位置に設定される屈折型の投影光学系にも適用可能である。

また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置に適用したが、液浸露光装置については、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。

また、本発明は、基板ステージ（ウエハステージ）が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。

また、本発明が適用される露光装置は、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。

次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図７は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。

まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図８は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。

本発明の第１実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る吊り下げ装置の配置を示す平面図である。 本実施形態に係る吊り下げ装置の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る吊り下げ装置の一部の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る吊り下げ装置の構成を示す断面図である。 本実施形態に係るエアマウントの構成を示す断面図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。 図７におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。

符号の説明

ＥＸ…露光装置 ＰＬ…投影光学系（物体） １０…吊り下げ装置 １７…鏡筒 １８…フレーム部 １９…配線群 １０、１２Ａ、１２Ｂ…レーザ干渉計 ３５…吊り下げ部材 ３６…位置調節装置 ３７…エアマウント ５１…第１部材 ５１ｅ、５３ｄ…球面状部材 ５２…第２部材 ５２ｃ、５２ｆ…滑り軸受 ５３…第３部材 ６１…保持部材 ６２…位置調節部材 ７１…収容部材 ７２…ガイド部材 ７３…可動部材 ７４…密閉部材

Claims (12)

1. 吊り下げ部材を介して物体を第１方向に吊り下げる物体吊り下げ装置であって、
   前記物体と前記吊り下げ部材とが接続される位置を前記物体に対して相対的に移動させる位置調節装置を備える物体吊り下げ装置。
2. 前記位置調節装置は、前記物体に加わる前記第１方向とは異なる第２方向の外力に応じて前記位置を調節する請求項１に記載の物体吊り下げ装置。
3. 前記位置調節機構は、前記物体に連結され前記物体を前記第２方向に移動可能なアクチュエータである請求項１又は請求項２に記載の物体吊り下げ装置。
4. 前記吊り下げ部材及び前記位置調節機構は、前記物体に対して複数設けられている請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の物体吊り下げ装置。
5. 前記吊り下げ部材を支持するためのエアマウントをさらに備え、
   前記エアマウントは、所定の空間を形成する収容部材と、前記収容部材に対して前記第１方向に相対移動可能に支持されるとともに前記空間内を貫通して前記収容部材の外部に突出する可動部材と、前記収容部材と前記可動部材との間に設けられて前記空間を密閉するための密閉部材と、を有し、
   前記可動部材と前記吊り下げ部材とが接続されている請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の物体吊り下げ装置。
6. 前記物体は前記吊り下げ部材を介さずに該物体に接続された接続部材を有しており、前記接続部材によって前記外力が発生する請求項２記載の物体吊り下げ装置。
7. 前記物体は、投影光学系で請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の物体吊り下げ装置。
8. 前記物体は、干渉計である請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の物体吊り下げ装置。
9. 前記物体は、計測装置が設けられた計測部材である請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の物体吊り下げ装置。
10. 請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の物体吊り下げ装置を備える露光装置。
11. 吊り下げ部材を介して物体を第１方向に吊り下げて支持する吊り下げ支持方法であって、
    前記物体に加わる前記第１方向とは異なる第２方向の外力に応じて前記物体と前記吊り下げ部材とが接続される位置を設定する吊り下げ支持方法。
12. 前記物体は前記吊り下げ部材を介さずに該物体に接続された接続部材を有しており、前記接続部材によって前記外力が発生する請求項１１記載の物体吊り下げ支持方法。

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