JP2009170504A - ステージ装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用力供給部材から発生するアウトガスに起因する悪影響を抑制する。
【解決手段】ステージ本体５３と、ステージ本体に用力を供給する用力供給部材ＴＢ、ＴＢＹとを有する。用力供給部材の少なくとも一部を収容する収容空間を有するケース体９２、９６が設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステージ装置及び露光装置に関するものである。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置は、パターンが形成されたマスクを保持しながら移動可能なマスクステージと、感光性の基板を保持しながら移動可能な基板ステージとを有し、マスクを露光光で照明し、そのマスクからの露光光で基板を露光する。露光装置においては、例えばチャンバ装置と呼ばれる収容体によって、露光光が進行する所定空間の環境が所望状態になるように制御される。下記特許文献１には、収容体に関する技術の一例が開示されている。
米国特許出願公開第２００３／００５８４２６号明細書

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
上記のステージには、アクチュエータや各種センサに供給される電力や信号、さらには冷媒等の用力を供給するための用力供給部材が接続されるが、例えば露光光が進行する所定空間を真空状態（負圧状態）とすると、上記の用力供給部材からの脱ガス（アウトガス）の発生量が多くなる可能性がある。アウトガスが露光装置構成機器に付着した場合露光精度を低下させる虞がある。

そこで、アウトガスの発生量が少ない材質で形成された用力供給部材を用いることも考えられるが、この種の用力供給部材は可撓性が低いため、ステージ周辺で用力供給部材を引き回す際には大きな半径を確保する必要があり、装置の小型化に支障を来すという問題を生じさせてしまう。
上記の問題は、露光光が進行する所定空間を真空状態（負圧状態）とする場合に限られず、大気圧下でも生じる可能性がある。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、用力供給部材から発生するアウトガスに起因する悪影響を抑制できるステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図１０に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のステージ装置は、ステージ本体（５３）と、ステージ本体に用力を供給する用力供給部材（ＴＢ、ＴＢＹ）とを有するステージ装置（ＳＴ）であって、用力供給部材の少なくとも一部を収容する収容空間を有するケース体（９２、９６）が設けられるものである。
従って、本発明のステージ装置では、負圧環境下、または大気圧環境下で用いられた場合でも、用力供給部材（ＴＢ、ＴＢＹ）の少なくとも一部から生じたアウトガスがケース体（９２、９６）の収容空間（９３、９７）に収容されるため、アウトガスに起因する悪影響を抑制することができる。

また、本発明の露光装置は、先に記載のステージ装置（ＳＴ）を備えるものである。
従って、本発明の露光装置では、アウトガスに起因する悪影響を抑制することで、露光精度の向上を実現できる。

本発明では、用力供給部材から発生するアウトガスに起因する悪影響を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、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。
ここでは、ステージ装置として、露光装置においてウエハ等の基板を保持して移動する基板ステージに適用する例を用いて説明する。

そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

図１は、露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態においては、露光装置ＥＸが、極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra-Violet）光で基板Ｐを露光するＥＵＶ露光装置である場合を例にして説明する。極端紫外光は、例えば波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の電磁波である。以下の説明において、極端紫外光を適宜、ＥＵＶ光、と称する。一例として、本実施形態では、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして用いる。

まず、本実施形態に係る露光装置ＥＸの概略について説明する。
図１において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ２を含むステージ装置ＳＴと、露光光ＥＬを発生する光源装置３と、光源装置３からの露光光ＥＬでマスクＭを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のパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置４とを備えている。基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材の表面に感光材（レジスト）等の膜が形成されたものを含む。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。

本実施形態において、マスクＭは、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を有する反射型マスクである。露光装置ＥＸは、多層膜でパターンが形成されたマスクＭの表面（反射面）を照明光ＥＬ（ＥＵＶ光）で照明し、そのマスクＭで反射した露光光ＥＬで感光性を有する基板Ｐを露光する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、露光光ＥＬが進行する第１空間５を覆って所定状態の環境に設定可能なチャンバ装置６を備えている。チャンバ装置６は、露光光ＥＬが進行する第１空間５を形成する第１空間形成部材７と、第１空間５の環境を調整する第１調整装置８とを備える。
本実施形態において、第１調整装置８は、真空システムを含み、第１空間５を真空状態に調整する。制御装置４は、第１調整装置８を用いて、露光光ＥＬが進行する第１空間５をほぼ真空状態に調整する。一例として、本実施形態においては、第１空間５の圧力は、１×１０^−７〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。

光源装置３から射出された照明光は、第１空間５を進行する。本実施形態においては、第１空間５に、照明光学系ＩＬの少なくとも一部、及び投影光学系ＰＬが配置される。光源装置３から射出された照明光は、第１空間５に配置されている照明光学系ＩＬを通ってマスクＭを照明する。そして、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとなって投影光学系ＰＬを通る。また、本実施形態においては、第１空間５に基板ステージ２が配置される。
なお、本実施の形態での説明では、光源装置３からマスクＭを照明するまでのＥＵＶ光を照明光、マスクＭで反射して基板Ｐに投影されるまでのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして説明するが、説明の都合上名称を使い分けたものであり、両者を露光光ＥＬとして扱ってもよい。

第１空間形成部材７は、第１開口９と、第１開口９の周囲に設けられた第１面１１とを有する。第１開口９は、第１空間５を進行した照明光が入射可能な位置に形成されている。また、本実施形態においては、第１開口９は、照明光学系ＩＬから射出された照明光が入射可能な位置に形成されている。

マスクステージ１は、マスクＭを保持しつつ、このマスク１を移動させるように構成されており、第１開口９を覆うように配置される。マスクステージ１は、第１空間形成部材７（ガイド部材１８）に設けられた第１面１１と対向する第２面１２を有し、この第２面１２は第１面１１にガイドされつつ第１開口９との間で相対運動が可能である。本実施形態において、第１空間形成部材７の第１面１１とマスクステージ１の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成される。このとき、第１面１１と第２面１２との間に所定のギャップＧ１が形成される。ギャップＧ１は、所定量（例えば０．１〜１μｍ程度）に調整されており、ギャップＧ１を介して第１空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。本実施形態においては、第１開口９がマスクステージ１によって覆われ、前述のように、第１面１１と第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されることによって、第１空間５は、ほぼ密閉された状態となる。これにより、チャンバ装置６は、第１空間５を所定状態（真空状態）に制御することができる。

マスクステージ１は、第１開口９を介して、マスクＭが第１空間５に配置されるように、そのマスクＭを保持する。本実施形態においては、マスクステージ１は、第１空間５の＋Ｚ側に配置され、マスクＭの反射面が−Ｚ側（第１空間５側）を向くように、マスクＭを保持する。また、本実施形態においては、マスクステージ１は、マスクＭの反射面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。照明光学系ＩＬから射出された照明光は、マスクステージ１に保持されているマスクＭの反射面に照射される。

マスクステージ１についてさらに詳述すると、マスクステージ１は、第１開口９より大きく、第２面１２が形成されて、第１面１１および第1開口に対して移動可能に構成された第１ステージ１３と、第１開口９より小さく、マスクＭを保持しながら第１ステージ１３に対して移動可能に構成された第２ステージ１４とを含む。第１ステージ１３は、第１開口９を覆うように配置され、その第１ステージ１３の第２面１２と第１空間形成部材７の第１面１１との間にガスシール機構１０が形成される。第１ステージ１３は、第１面１１にガイドされつつ、第１面１１および第１開口９に対して移動可能である。第２ステージ１４は、第１ステージ１３の−Ｚ側（第１空間５側）に配置されている。第２ステージ１４に保持されたマスクＭは、第１開口９を介して第１空間５に配置される。第２ステージ１４は、マスクＭを保持した状態で、第１ステージ１３に対して移動可能である。このような構成により、マスクＭを移動させるための粗動ステージとして第１ステージ１３を機能させ、マスクＭを移動させるための微動ステージとして第２ステージを機能させることができる。なお、第１ステージ１３、第２ステージ１４は、図示されていないが、各ステージをそれぞれ移動させる駆動装置を有している。

また、チャンバ装置６は、第１空間形成部材７の外面との間で、第２空間１５を形成する第２部材１６と、第２空間１５の環境を調整する第２調整装置１７とを備えている。第２空間１５は、マスクステージ１の少なくとも一部（例えば、第１ステージ１３等）を収容する。本実施形態において、第１空間５及び第２空間１５の外側は、大気空間であり、その圧力は、大気圧である。第２調整装置１７は、第２空間１５を、第１空間５の圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力に調整する。一例として、本実施形態においては、第２空間１５の圧力は、１×１０^−１〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。

以上のような構成により、マスクステージ１の少なくとも一部は第２空間１５に配置され、マスクステージ１に保持されたマスクＭは、第１空間５に配置される。

露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、マスクＭの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐのショット領域を投影光学系ＰＬの投影領域に対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板Ｐのショット領域のＹ軸方向への移動と同期して、照明光学系ＩＬの照明領域に対してマスクＭのパターン形成領域をＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを基板Ｐに照射して、その基板Ｐを露光する。

マスクステージ１の第１ステージ１３は、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光中に、マスクＭのパターン形成領域全体が照明光学系ＩＬの照明領域を通過するように、Ｙ軸方向（走査方向）に、比較的大きなストロークを有している。第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第１ステージ１３に支持されている第２ステージ１４も、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。したがって、第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第２ステージ１４に保持されているマスクＭも、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。第２ステージ１４は、第１ステージ１３に対して、微かに移動可能であり、第１ステージ１３のストロークよりも小さなストロークで移動するようになっている。また、第２ステージ１４が第１ステージ１３に対してＸ方向にも小さなストロークで移動できるようにしてもよい。

また、第１空間形成部材７の第１面１１と第１ステージ１３の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されており、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制される。また、本実施形態においては、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１を調整するギャップ調整機構が設けられており、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動している状態においても、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は所定量に維持される。
これにより、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制される。

第１空間形成部材７は、第１面１１が形成されたガイド部材１８と、ガイド部材１８の少なくとも一部と対向するチャンバ部材１９とを含む。ガイド部材１８は、マスクステージ１の移動をガイドする。マスクステージ１（第１ステージ１３）は、前述のように、ガイド部材１８の第１面１１にガイドされつつ、第１開口９に対して移動する。

チャンバ装置６は、第１空間形成部材７と第１調整装置８の他に、ガイド部材１８とチャンバ部材１９とを接続するベローズ部材２０を有する。べローズ部材２０は、可撓性を有し、弾性変形可能である。本実施形態において、ベローズ部材２０はステンレス製である。ステンレスは、脱ガス（アウトガス）が少ない。そのため、ベローズ部材２０が第１空間５に与える影響を抑制することができる。なお、ベローズ部材２０を用いたのは一例であり、脱ガス等の影響が少なければ、ステンレス以外の材料を用いることも可能である。

第１空間形成部材７は、第１の開口９、第１面１１を有する共に、ガイド部材１８、チャンバ部材１９を含むように構成される。そして、ガイド部材１８、チャンバ部材１９、ベローズ部材２０、マスクステージ１（主に第１ステージ１３）、及びステージ装置ＳＴに設けられたチャンバ部材ＳＣ（収容体の一部、詳細は後述）によって、ほぼ密閉された第１空間５が形成される。チャンバ部材１９は、ガイド部材１８の下面１８Ｂと対向する上面１９Ａを有し、ベローズ部材２０は、ガイド部材１８の下面１８Ｂとチャンバ部材１９の上面１９Ａとを接続するように配置されている。

本実施形態において、露光装置ＥＸは、ベース部材２１と、ベース部材２１上に第１防振システム２２を介して支持された第１支持部材２３とを備えている。チャンバ部材１９は、第１支持部材２３に支持されている。また、ベース部材２１上には、第１フレーム部材２４が配置されている。第１フレーム部材２４は、支柱部２５と、支柱部２５の上端に接続された支持部２６とを含む。支持部２６上には、ガイド部材１８の下面を支持する第２支持部材２７が接続されている。チャンバ部材１９と第２支持部材２７とは離れている。また、チャンバ部材１９と第１フレーム部材２４とは離れており、チャンバ部材１９と第１フレーム部材２４との間に、ベローズ部材等の可撓性（弾性）を有するシール機構が配置される。チャンバ部材１９は、第２支持部材２７に支持されたガイド部材１８の下面１８Ｂと対向する上面１９Ａを有する。ベローズ部材２０は、ガイド部材１８の下面１８Ｂとチャンバ部材１９の上面１９Ａとを接続するように配置されている。

光源装置３は、例えばキセノン（Ｘｅ）等のターゲット材料にレーザー光を照射して、そのターゲット材料をプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させるレーザ生成プラズマ光源装置、所謂ＬＰＰ（Laser Produced Plasma）方式の光源装置である。なお、光源装置３としては、所定ガス中で放電を発生させて、その所定ガスをプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させる放電生成プラズマ光源装置、所謂ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）方式の光源装置であってもよい。光源装置３で発生したＥＵＶ光（照明光）は、波長選択フィルタ（不図示）を介して、照明光学系ＩＬに入射する。ここで、波長選択フィルタは、光源装置３が供給する光から、所定波長（たとえば１３．４ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長の光の透過を遮る特性を有する。波長選択フィルタを透過したＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬを介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク（レチクル）Ｍを照明する。

照明光学系ＩＬは、光源装置３からの露光光ＥＬでマスクＭを照明する。照明光学系ＩＬは、複数の光学素子を含み、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明光学系ＩＬの光学素子は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。

マスクステージ１の第１ステージ１３は、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。マスクステージ１の第２ステージ１４は、マスクＭ保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。本実施形態においては、マスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を計測可能なレーザ干渉計（不図示）、及びマスクＭの反射面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム（不図示）が設けられており、制御装置４は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置を制御する。

マスクステージ１の第１ステージ１３及び第２ステージ１４は、金属製である。一例として、本実施形態の第１ステージ１３及び第２ステージ１４は、脱ガス（アウトガス）が少ないステンレス製である。

図１に戻り、投影光学系ＰＬは、複数の光学素子を含み、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬの光学素子は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。
投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒２８に保持されている。鏡筒２８は、フランジ２９を有する。フランジ２９には、第２フレーム部材３０の下端が接続されている。第２フレーム部材３０の上端は、防振システム３１を介して、第１フレーム部材２４の支持部２６と接続されている。鏡筒２８(フランジ２９）は、第２フレーム部材３０に吊り下げられている。

図２は、ステージ本体５３の外観斜視図である。
図２に示すように、ステージ装置ＳＴは、ステージ本体５３と、ステージ本体５３に設けられるアクチュエータや各種センサに供給される電力や信号、さらには冷媒等の用力を供給するための用力供給部材ＴＢ、ＴＢＹとを有している。

ステージ本体５３は、定盤ＪＢと、ウエハ等の基板を保持してＹ軸方向に連続移動するとともにＸ軸方向にステップ移動し、更にθＺ方向に微少移動可能な基板ステージ２とを主体に構成されている。

基板ステージ２を駆動する駆動装置は、基板ステージ２をＸ方向にロングストロークで駆動するとともに、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ、θｙ、θｚに微小駆動する第１駆動系７２と、基板ステージ２及び第１駆動系７２をＹ方向にロングストロークで駆動する第２駆動系７３Ａ、７３Ｂとを備えている。第２駆動系７３Ａは、Ｙ方向に延びる固定子７４Ａと、当該固定子７４Ａに対して駆動されるＹ粗動ステージである可動子（第３ステージ）７５Ａとから構成される。同様に、第２駆動系７３Ｂは、Ｙ方向に延びる固定子７４Ｂと、当該固定子７４Ｂに対して駆動されるＹ粗動ステージである可動子（第３ステージ）７５Ｂとから構成される。そして、可動子７５Ａ、７５Ｂの間に上記第１駆動系７２が設けられる。固定子７４Ａ、７４Ｂは、定盤ＪＢのＸ方向の両端に設けられている。

また、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂには、Ｙ軸方向に関しては、基板ステージ２と一体的に移動し、Ｘ方向に関しては、Ｘリニアモータ７０の駆動によりＸガイドバー４０Ａ、４０Ｂに沿って基板ステージ２に追従して（同期して）移動するチューブキャリア（第２ステージ）７６Ａ、７６Ｂが基板ステージ２を挟んだＹ方向両側に設けられている（チューブキャリア７６Ｂについては、図２では図示せず、図３参照）。Ｘガイドバー４０Ａ、４０Ｂは、可動子７５Ａ、７５Ｂの間に架設されている。

各チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂは、電気配線やエア供給管等、基板ステージ２に接続される複数の用力供給部材ＴＢ（図２では、複数の用力供給部材が一体化された状態を図示している）をそれぞれ中継するものである。
なお、チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂには、それぞれ用力供給部材が接続されるが、ここではチューブキャリア７６Ａについてのみ図示、説明し、チューブキャリア７６Ｂについては、図示及び説明を省略する。

図３（ａ）は、可動子（粗動ステージ）７５Ａ、７５Ｂから基板ステージ２を離脱させた平面図であり、図３（ｂ）は同断面図である。
チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂは、基板ステージ２の下側（−Ｚ側）に配置された連結部７７により連結されて、一体的に移動する構成となっている。

チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂには、Ｅ型コアとＩ型コアとの結合によるＥＩコア型のアクチュエータ７８（以下、適宜ＥＩコア（駆動装置）７８と称する）の可動子７８Ａ、７８Ｂがそれぞれ配置されている。ＥＩコア７８は、Ｘガイドバー４０Ａ、４０Ｂをそれぞれ固定子として、チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂ（可動子７８Ａ、７８Ｂ）をＺ方向に駆動するものである。
また、チューブキャリア７６Ａには、ＥＩコア７９の可動子７９Ａ、７９ＡがＸガイドバー４０Ａを挟んだＹ方向両側に配設されている。ＥＩコア７９は、Ｘガイドバー４０Ａを固定子として、チューブキャリア７６Ａ（可動子７９Ａ）をＹ方向に駆動するものである。

チューブキャリア７６Ａには、−Ｙ方向に延出する延出部９０の先端にチューブ接続部９１が設けられている。図４は、図２におけるＦ−Ｆ線視断面図である。
この図に示すように、チューブ接続部９１には、＋Ｚ側の端部（上端部）近傍において用力供給部材ＴＢの一端が接続されており、−Ｚ側の端部（下端部）においてステージ本体５３に接続される用力供給部材ＴＳの一端が接続されている。

基板ステージ２の−Ｙ側に位置するチューブキャリア７６Ａのチューブ接続部９１（後述）に一端が接続される用力供給部材ＴＢは、チューブキャリア７６ＡのＸ軸方向への移動に伴って変形可能に構成されている。また、この用力供給部材ＴＢの他端は、定盤ＪＢの＋Ｘ側に配置されて基板ステージ２及びチューブキャリア７６Ａ（−Ｙ側の用力供給部材ＴＢ）のＹ方向の移動に伴って変形可能に構成された用力供給部材ＴＢＹに接続されている。

これらチューブ接続部９１の上端部及び用力供給部材ＴＢの一部は、ケース体９２内の収容空間９３に収容されている。
図２に示すように、ケース体９２は、Ｙ粗動ステージ（第３ステージ）７５Ａ、７５ＢにＸ方向に延在するように固定されている。すなわち、ケース体９２は、基板ステージ２、チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂと一体的にＹ方向に移動する構成となっている。
なお、用力供給部材ＴＢの用力供給部材ＴＢＹに接続される他端は、ケース体９２を貫通して設けられている

図４に示すように、ケース体９２には、−Ｚ側に開口する開口部９２ＡがＸ方向に延在して形成されている。図３（ｂ）に示すように、開口部９２Ａの幅方向（Ｙ方向）の大きさは、チューブ接続部９１よりも僅かに大きく設定されている。また、開口部９２Ａの長さ方向（Ｘ方向、第１方向）の大きさは、チューブキャリア７６Ａと一体的に移動するチューブ接続部９１の移動経路よりも大きく設定されており、チューブ接続部９１が支障なく円滑に移動可能な大きさに形成されている。

そして、チューブ接続部９１には、ケース体９２との間に数百ｎｍの隙間をあけて開口部９２Ａをシールするシール部材９４が設けられている。シール部材９４は、チューブキャリア７６Ａとともにチューブ接続部９１が一体的にＸ方向に移動した際にも、開口部９２Ａが開放されずシール状態を保持できる大きさに形成されている。また、開口部９２Ａとシール部材９４の長さ方向（Ｘ方向、第１方向）の大きさは、想定される基板ステージ２のＸ方向の移動範囲を阻害しないように決められる。本実施形態では、Ｙ粗動ステージ（第３ステージ）７５Ａ、７５Ｂにケース体９２が固定され、チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂにシール部材９４が固定されるよう構成されているが、これに限定されるものではない。Ｙ粗動ステージ（第３ステージ）７５Ａ、７５Ｂにシール部材９４を固定し、チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂにケース体９２を固定するように構成してもよい。
シール部材９４の開口部９２Ａとのシール方向（Ｚ方向）の距離（隙間）は、ＥＩコア７８の駆動により、チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂ、延出部９０及びチューブ接続部９１の移動させることにより調整・設定される。

ケース体９２には、収容空間９３を負圧吸引する吸引装置９５が接続されている。吸引装置９５は、制御装置４の制御により、収容空間９３を大気圧よりも低く、第１空間５の気圧（第１気圧）よりも高い気圧（第２気圧）に負圧吸引する。この場合、第２気圧としては、例えば１×１０^−４〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。

一方、用力供給部材ＴＢＹについても、用力供給部材ＴＢと同様に、定盤ＪＢに設けられたケース体９６内の収容空間９７に一部が収容される。また、ケース体９６には、吸引装置と同様に、収容空間９７を負圧吸引する吸引装置９８が接続されている。
なお、収容空間９３と収容空間９７とを連通させ、且つケース体９２とケース体９６とに相対移動自在に連結された連通部材を設け、一基の吸引装置で収容空間９３と収容空間９７とを一括して負圧吸引する構成としてもよい。

図２に戻り、定盤ＪＢは、平面視矩形状を呈しており、Ｘ方向略中央に位置して−Ｙ側の側面から延出する延出部８０Ａを有し、＋Ｙ側の側面からＸ方向に互いに間隔をあけて延出する延出部８０Ｂ、８０Ｃを有を有している。各延出部８０Ａ〜８０Ｃは、図５に示すように、支持部８１により下方からＺ方向に支持される。各支持部８１は、第１支持部材２３に設けられたボールネジ装置等の移動装置８２によってＺ方向に移動する。移動装置８２は、支持部８１を介して延出部８０Ａ〜８０Ｃ（定盤ＪＢ、ステージ本体５３）をＺ方向に移動させることにより、ステージ本体５３のＺ方向の位置を所定位置に設定する。
支持部８１は、チャンバ部材１９の底壁５４に形成された貫通孔５４Ａに挿通して設けられている。

また、定盤ＪＢの各延出部８０Ａ〜８０Ｃの上面（＋Ｚ側の面）には、図５に示すように、Ｅ型コアとＩ型コアとの結合によるＥＩコア型のアクチュエータ８４（以下、適宜ＥＩコア８４と称する）の可動子８４Ａがそれぞれ配置されている。これらＥＩコア８４は、いずれも単相の制御信号により駆動制御される、いわゆる単相制御アクチュエータとして用いられる。

ＥＩコア８４は、定盤ＪＢ（ステージ本体５３）に対してＺ方向に作用する力を発生させて、ＸＹ平面に沿う方向には拘束せず（移動自在とし）、非接触でＺ方向に微少量相対移動させて位置決めを行うものであり、各延出部８０Ａ〜８０Ｃに設けられ鉄心をなす可動子としてのＩ型コア８４Ａと、チャンバ部材ＳＣから突出する腕部５７の先端にＩ型コア８４Ａと対向して設けられコイル体を有する固定子としてのＥ型コア８４Ｂとから構成されている。

なお、図示はしていないがチャンバ部材ＳＣの定盤ＪＢと対向する位置には、定盤ＪＢ（ステージ本体５３）のＸＹ位置を非接触で微調整するアクチュエータの固定子が設けられ、定盤ＪＢには可動子が設けられ、当該アクチュエータを駆動することにより、チャンバ部材ＳＣに対するステージ本体５３のＸＹ位置を微調整することができる。このアクチュエータとしては、例えば後述するＥＩコアやボイスコイルモータ等を用いることができる。

これらＥＩコア８４（のＥ型コア８４Ｂ）の駆動は、制御装置ＣＯＮＴによって制御される。ＥＩコア８４を同一の大きさ・方向に駆動することで、ステージ本体５３をベース部５２に対してＺ方向に相対移動させることができる。また、ＥＩコア８４の駆動量を異ならせることで、ステージ本体５３をベース部５２に対してθＸ方向及びθＹ方向に相対移動させることができる。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。
ステージ装置ＳＴについては、予め移動装置８２を駆動して支持部８１を上昇させることにより、ステージ本体５３を＋Ｚ方向に移動させる。
支持部８１に支持されたステージ本体５３がＥＩコア８４への受け渡し位置まで移動すると、ＥＩコア８４（固定子８４Ｂ）が＋Ｚ方向に作用する力を発生させることにより、可動子８４Ａ及び定盤ＪＢ（すなわちステージ本体５３）が支持部８１から非接触となり、ＸＹ方向には移動自在にＺ方向の所定位置（露光位置）に位置決めされる。

そして、第１空間５は、第１調整装置８によって、真空状態（第１の圧力値）に調整される。また、第２空間１５が、第２調整装置１７によって、第１空間５の圧力とほぼ同じか、または第１空間５の圧力より高く、かつ大気圧よりも低い圧力（第２の圧力値）に調整される。あるいは、第２空間１５が第１空間５よりも低い圧力に設定されるようにしてもよい。第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は、ギャップ調整機構３５によって所定量に調整されており、第１面１１と第２面１２との間に形成されたガスシール機構１０によって、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。これにより、第１空間５の真空状態、環境が維持される。

マスクＭがマスクステージ１に保持されるとともに、基板Ｐが基板ステージ２に保持された後、制御装置４は、基板Ｐの露光処理を開始する。マスクＭを照明光で照明するために、制御装置４は、光源装置３の発光動作を開始する。

光源装置３の発光動作により光源装置３から射出されたＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬに入射する。照明光学系ＩＬに入射したＥＵＶ光は、その照明光学系ＩＬを進行した後、第１開口９に供給される。第１開口９に供給されたＥＵＶ光は、照明光として、第１開口９を介してマスクステージ１に保持されているマスクＭに入射する。つまり、マスクステージ１に保持されているマスクＭは、光源装置３より射出され、照明光学系ＩＬを介した照明光（ＥＵＶ光）で照明される。マスクＭの反射面に照射され、その反射面で反射した照明光は、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとして第１空間５に配置されている投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬに入射した露光光ＥＬは、その投影光学系ＰＬを進行した後、基板ステージ２に保持されている基板Ｐに照射される。

制御装置４は、マスクＭのＹ軸方向への移動と同期して、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動により基板ＰをＹ軸方向に走査移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明する。これにより、基板Ｐは露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。そして、制御装置４は、第１駆動系７２の駆動による基板ＰのＸ軸方向へのステップ移動と、上記第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動による基板ＰのＹ軸方向への走査移動とを繰り返すことにより、基板ＰにマスクＭのパターンを露光する。

基板Ｐの移動は、上記第１駆動系７２及び第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動により基板ステージ２を駆動することにより行われるが、定盤ＪＢはＥＩコア８４によりＸＹ方向には移動自在にＺ方向に非接触で拘束されている。
このため、運動量保存の法則により、基板ステージ２の移動に応じて、定盤ＪＢが基板ステージ２とは逆方向に移動する。この定盤ＪＢの移動により、基板ステージ２の移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を抑制することができる。すなわち、本実施形態において、定盤ＪＢは、所謂カウンタマスとして機能する。

また、上記基板ステージ２のＸ方向への移動に際しては、ステージ本体５３に接続される用力供給部材ＴＢを中継するチューブキャリア７６Ａ、７６Ｂが同期して移動することにより、基板ステージ２とチューブキャリア７６Ａ、７６Ｂとの間に接続される用力供給部材ＴＢの形状（曲げ状態）を一定に維持することができ、当該用力供給部材ＴＢが変形することにより生じる応力が基板ステージ２に伝わり、基板Ｐの位置決め精度に悪影響が及ぶことを抑制できる。

チューブキャリア７６Ａ、７６Ｂが支持する用力供給部材ＴＢについては、多くの部分がケース体９２の収容空間９３に収容されているため、当該用力供給部材ＴＢから生じたアウトガスは、吸引装置９５によって収容空間９３から負圧吸引されて排出される。
ここで、収容空間９３に一部が収容されたチューブ接続部９１は、チューブキャリア７６Ａ、７６ＢのＸ方向への移動にともなって、延出部９０を介して開口部９２Ａに対してＸ方向に相対移動するが、チューブ接続部９１が移動する際にも常時シール部材９４が開口部９２Ａをシールするため、アウトガスが開口部９２Ａを介して漏れ出すことが抑制される。

同様に、用力供給部材ＴＢＹから生じたアウトガスは、吸引装置９８によって収容空間９７から負圧吸引されて排出される。

以上、説明したように、本実施形態では、用力供給部材ＴＢ、ＴＢＹの少なくとも一部をケース体９２、９６の収容空間９３、９７に収容しているため、用力供給部材ＴＢ、ＴＢＹから生じたアウトガスが露光装置構成機器に付着して露光精度を低下させることを抑制できる。また、本実施形態では、吸引装置９５、９８によって収容空間９３、９７内のアウトガスを排出できるため、より効果的に露光装置へのアウトガスの悪影響を抑制できる。

そのため、本実施形態では、用力供給部材ＴＢ、ＴＢＹから生じるアウトガスを考慮して可撓性が低く引き回す際に大きな半径を要する材質の用力供給部材を用いる必要がなくなり、可撓性が高く柔軟性に富む用力供給部材を用いることにより、装置の小型化を実現することが可能になる。

また、本実施形態では、ケース体９２に対してチューブ接続部９１を相対移動させる際にも、シール部材９４がシールするため、開口部９２Ａを介してアウトガスが漏出することを効果的に抑制できる。さらに、本実施形態では、ＥＩコア７８の駆動により、シール部材９４をシール方向に駆動することにより、ケース体９２とシール部材９４との隙間量を微調整することができるため、アウトガスの種類、露光装置ＥＸに要求される精度等に応じて適切な隙間量に容易に設定することが可能である。しかも、本実施形態では、収容空間９３の気圧を周囲の第１空間５の気圧よりも高く設定しているため、気圧差によってシール部材９４がケース体９２に押し付けられた状態で摺動することで、露光精度の低下を招きかねないパーティクルを生じさせることを回避できる。

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、上記実施形態では、露光装置ＥＸが真空環境下（負圧環境下）で露光処理を行われる構成として説明したが、これに限定されるものではなく、大気圧環境下（空気雰囲気下や窒素ガス、アルゴンガス等の他のガス雰囲気下）であっても適用可能であり、上記と同様の作用・効果を得ることができる。

また、上記形態では、シール部材９４とケース体９２との隙間を調整するアクチュエータとして、Ｘガイドバー４０に対するチューブキャリア７６Ａ、７６ＢのＺ方向の位置を調整するＥＩコア７８を用いる構成としたが、これに限られるものではなく、シール部材９４とケース体９２との隙間を調整するために専用のアクチュエータを用いる構成としてもよい。この場合、固定子をケース体９２に設け、可動子をシール部材９４に設ければよい。

さらに、上記実施形態では、用力供給部材ＴＢ、ＴＢＹの一部をケース体の収容空間に収容する構成としたが、用力供給部材ＴＢ、ＴＢＹの全部を収容する構成としてもよい。

また、上記実施形態ではステージ装置ＳＴに本発明を適用した場合について説明したが、マスクステージ１にも適用することができ、更にはマスクステージ１とステージ装置ＳＴの両ステージに適用することも可能である。
また、露光装置以外でも本発明を使用することができる。例えば、精度が要求される工作機械のステージ装置などで用力を用いる際にも本発明は有効である。本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。

なお、上記各実施形態の基板（物体）としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、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）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板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、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、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、本発明は基板Ｐ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。

また、例えば米国特許第６，６１１，３１６号に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の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などにも本発明を適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐ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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、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、本実施形態においては、露光光ＥＬがＥＵＶ光である場合を例にして説明したが、露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（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）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等を用いることもできる。その場合、第１空間５は必ずしも真空状態に調整される必要はなく、例えば第１空間５を第１のガスで満たすことができる。第１空間５を第１のガスで満たす場合、第１のガスが満たされた第１空間５の環境を維持するために、本実施形態のガスシール機構１０を用いることができる。また、第２部材１６で形成される第２空間１５を第２のガスで満たすことができる。

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６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７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。

本発明の実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。 ステージ装置ＳＴの外観斜視図である。 可動子（粗動ステージ）から基板ステージを離脱させた図である。 用力供給部材を収容するケース体周辺の断面図である。 ステージ本体の支持を説明する図である。 本発明の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６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、 Ｍ…マスク（レチクル）、 Ｐ…基板、 ＳＴ…ステージ装置、 ＴＢ、ＴＢＹ…用力供給部材、 ５…第１空間（所定空間）、 ５２…ベース部、 ５３…ステージ本体、 ５６…一括供給管（一括供給部材）、 ７５Ａ、７５Ｂ…可動子（粗動ステージ、第３ステージ）、 ７６Ａ、７６Ｂ…チューブキャリア（第２ステージ）、 ７８…ＥＩコア（駆動装置）、 ８１…支持部、 ８２…移動装置、 ９２、９６…ケース体、 ９３、９７…収容空間、 ９４…シール部材

Claims (9)

1. ステージ本体と、該ステージ本体に用力を供給する用力供給部材とを有するステージ装置であって、
   前記用力供給部材の少なくとも一部を収容する収容空間を有するケース体が設けられるステージ装置。
2. 前記用力供給部材を保持して、前記ステージ本体と第１方向に同期移動する第２ステージを有し、
   前記ケース体は、前記第２ステージの少なくとも一部を収容する請求項１記載のステージ装置。
3. 前記ステージ本体及び前記第２ステージと、前記第１方向と交差する第２方向に同期移動する第３ステージを有し、
   前記ケース体は、前記第２ステージと前記第３ステージの少なくとも一方に設けられる請求項２記載のステージ装置。
4. 前記ケース体は、前記第１方向に延在して設けられた開口部を有し、
   前記第２ステージは前記開口部をシールして前記第１方向に関して前記ケース体との間で相対移動可能なシール部材を有する請求項３記載のステージ装置。
5. 前記シール部材を前記開口部とのシール方向に駆動する駆動装置を有する請求項４記載のステージ装置。
6. 前記駆動装置は、前記第２ステージと前記第３ステージとの間に相対移動が発生するような駆動力を生成する請求項５記載のステージ装置。
7. 前記収容空間を負圧吸引する吸引装置を有する請求項１から６のいずれか一項に記載のステージ装置。
8. 前記ステージ本体は、大気圧よりも低い第１気圧の負圧環境下に配置され、
   前記吸引装置は、前記収容空間を前記大気圧よりも低く、且つ前記第１気圧よりも高い第２気圧に負圧吸引する請求項７記載のステージ装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のステージ装置を備える露光装置。

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