JP2012028530A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レチクルを温度調整する。
【解決手段】温度調整装置アッセンブリ８６を、ブロック８６_０に設けられた気体静圧軸受８６_１を用いてレチクルＲとの間に所定のクリアランスを介して、レチクルＲ上に非接触浮上させ、温度調整装置８６ａをレチクルＲの表面に近接させる。これにより、温度調整装置８６ａとの接触によるレチクルＲの損傷を回避しつつ、レチクルＲを温度調整することが可能となる。また、温度調整装置８６ａは、レチクルＲの全面に対向可能な温度調整面を有しているので、レチクルＲの全面を一度に温度調整することが可能になる。
【選択図】図１３

Description

本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程で用いられる露光装置、及び該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程で用いられる投影露光装置では、集積回路の微細化に対応して高解像度を実現するため、その露光波長をより短波長側にシフトしてきた。現在、その波長はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍ、又はこれより短波長の真空紫外域に属するＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍが主流となっている。

投影露光装置では、回路素子のレイヤ（層）間の位置合わせ（重ね合わせ）に関して、非常に高い精度が要求されるとともに、高いスループットが要求される。このため、露光光の照度は次第に大きくなる傾向にある。今や、積極的にパターン原版であるマスク（レチクル）の冷却を行わないと、マスクの熱膨張による変形により、要求される重ね合わせ精度を満たすことが困難になっている。

また、近年では、高解像度を得るため、高ＮＡ化及び低収差化が容易な小視野の投影光学系を用いて実質的に大きな露光フィールドを得ることができる走査型投影露光装置（例えばいわゆるスキャナなど）が主流となっている。

従来においても、例えば温度制御された空気（気体）をマスクに吹き付けて冷却する方法（例えば、特許文献１参照）などが提案されている。しかるに、スキャナにおいても、スループット向上の観点から、マスクステージは高速化かつ高加速度化する傾向にあり、そのため、単位時間にマスクに照射される露光エネルギ量は増大化している。このため、マスクに照射される露光エネルギ量が大きくなるほど、マスクを十分に冷却するには、装置内の空調の目標温度との温度差がより大きい空気（気体）を吹き付けることが必要になるが、この場合雰囲気の温度変化が周辺の計測器などに対する外乱となる。

特開２０１０−８０８５５号公報

本発明の第１の態様によれば、パターンが形成されたマスクと物体とを同期駆動しつつ前記マスクを介して照明光を前記物体に照射することにより、前記パターンを前記物体上に転写する露光装置であって、前記マスクを保持して前記同期駆動時の移動方向である所定平面内の少なくとも一軸方向に移動する移動体と；前記マスクの全面に対向可能な温度調整面を有し、前記マスクが第１位置に位置したとき、前記所定平面と交差する方向に離間した第２位置から移動して前記温度調整面が前記マスクの一面に所定のクリアランスを介して対向する位置まで前記マスクに接近する温度調整装置と；を備える露光装置が、提供される。

これによれば、マスクが第１位置に位置したとき、温度調整装置は、所定平面と交差する方向に離間した第２位置から移動して前記温度調整面が前記マスクの一面に所定のクリアランスを介して対向する位置まで前記マスクに接近する。また、温度調整装置は、マスクの全面に対向可能な温度調整面を有しているので、上記の接近状態（接触することなく）で、マスクの全面を一度に温度調整することが可能になる。

本発明の第２の態様によれば、本発明の露光装置を用いて物体上にパターンを転写することと；前記パターンが転写された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法が、提供される。

一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１のレチクルステージ装置の外観を示す斜視図である。 天板及び８本の支持脚を取り去った状態のレチクルステージ装置を示す斜視図である。 図４（Ａ）はレチクルステージを示す平面図、図４（Ｂ）はレチクルステージ装置をＸＺ平面にて断面した断面図である。 図１の露光装置のレチクルステージ装置近傍を示す縦断面図である。 温度調整装置アッセンブリの構成を説明するための図である。 図６の温度調整装置の一例を説明するための図である。 レチクルエンコーダシステムの構成を説明するための図である。 図１の露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、レチクルの交換方法を説明するための図（その１、その２）である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、レチクルの交換方法を説明するための図（その３、その４）である。 図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、温度調整装置を用いたレチクルの温度調整方法を説明するための図（その１、その２）である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、温度調整装置を用いたレチクルの温度調整方法を説明するための図（その３、その４）である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１３（Ｂ）に基づいて説明する。

図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）である。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向をＺ軸方向、これに直交する平面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

露光装置１００は、照明ユニットＩＯＰ、レチクルＲを保持してＸＹ平面に平行な面内で移動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ＸＹ２次元方向に駆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。

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）により設定される矩形又は円弧状の照明領域に照明光（露光光）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。照明ユニットＩＯＰと同様の構成は、例えば米国特許第５，５３４，９７０号明細書などに開示されている。ここでは、一例として照明光ＩＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられるものとする。

レチクルステージ装置２０は、照明ユニットＩＯＰの下方に所定間隔を隔ててほぼ水平に配置されたレチクルステージ定盤ＲＢＳ、該レチクルステージ定盤ＲＢＳ上に配置されたレチクルステージＲＳＴ、該レチクルステージＲＳＴを取り囲む状態でレチクルステージ定盤ＲＢＳ上に配置された枠状部材から成るカウンタマス１８、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９参照）、及びカウンタマス１８の上に所定のクリアランスを介して略水平に配置された天板（カバー部材）８０等を備えている。

レチクルステージ定盤ＲＢＳは、図１に示されるように、コラム３４の天板部３２ａ上に複数（例えば３つ）の防振ユニット１４（図１における紙面奥側の防振ユニットは不図示）を介して略水平に支持されている。レチクルステージ定盤ＲＢＳ上に、レチクルステージＲＳＴが配置され、レチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲが保持されている。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さらに詳述する。

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。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Ｒ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、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置され、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の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Ｒ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Ｒ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及び投影光学系ＰＬによって、ウエハＷ上にレチクルＲの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には、フランジＦＬＧが設けられている。

コラム３４は、床面Ｆにその下端部が固定された複数（例えば３本）の脚部３２ｂ（図１における紙面奥側の脚部は不図示）と、３本の脚部３２ｂにより略水平に支持された天板部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）に貫通した開口３４ａが形成されている。開口３４ａ内に投影光学系ＰＬの上端部が挿入されている。

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）の他端がフランジＦＬＧに接続され、これにより投影光学系ＰＬが天板部３２ａに吊り下げ支持されている。３つの吊り下げ支持機構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。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の各脚部３２ｂのＺ軸方向に関する中央部近傍には凸部１３４ａが内側に突設され、各凸部１３４ａと投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧの外周部との間には、駆動系４４０が設けられている。駆動系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。３本の脚部３２ｂに設けられた３つの駆動系４４０により投影光学系ＰＬを６自由度方向に変位させることができる。

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９参照）が設けられており、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９参照）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系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自由度方向の変位が可能なフレクシャ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との間に応力が殆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、ウエハアライメント系（以下、アライメント系と称する）ＡＬＧ（図１では不図示、図９参照）、及び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ＡＬＧとしては、例えば米国特許第５，７２１，６０５号明細書などに開示される画像処理方式のＦＩＡ系を用いることができる。また、多点焦点位置検出系としては、例えば米国特許第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。

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１２５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９参照）を介して、ステージ定盤ＢＳの上面に沿ってＸＹ平面内で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及びその近傍の構成部分について詳述する。

図２には、レチクルステージ装置２０の外観が斜視図にて示されている。カウンタマス１８の上面と僅かな間隙を介してカウンタマス１８の全面を覆う天板８０が、コラム３４の天板部３２ａ上に、８本の支持脚８０_０を介して略水平に支持されている。天板８０のほぼ中央には、照明光ＩＬの通路となる開口８０ａが形成されている。開口８０ａの周囲部分の天板８０の上面に、後述するパージカバー８２の下端が接続されている（図５参照）。天板８０の−Ｙ側の端部近傍には、図２に示されるように、レチクルＲの搬出入口８８ａが形成されている。搬出入口８８ａは、スライド式の開閉部材（シャッタ）８８によって開閉される。また、シャッタ８８の上方には、後述する温度調整装置８６ａが配置されている（図１参照）。

図３には、天板８０及び８本の支持脚８０_０を取り去った状態のレチクルステージ装置が斜視図にて示されている。レチクルステージ定盤ＲＢＳは、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、照明光ＩＬの通路となる開口ＲＢＳａ（図１及び図４（Ｂ）等参照）が形成されている。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（図４（Ｂ）参照）がＹ軸方向に延設されている。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、レチクルステージＲＳＴの移動の際のガイド面が形成されている。

また、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面の外周部近傍には、不図示ではあるが、所定間隔で複数のエアパッドが固定されている。これらの複数のエアパッド上にカウンタマス１８が配置されている。これらの複数のエアパッドの一部、例えばレチクルステージ定盤ＲＢＳの４隅にあるエアパッドは、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）上で非接触で支持している。残りのエアパッドは、真空吸引力と吹き出し圧力とのバランスの調整が可能であり、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している。

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３では不図示、図９参照）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、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、θｘ方向及び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、定盤干渉計２４０及びＺエンコーダ８１（いずれも図９参照）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、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箇所に設けられている。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、変形抑制部材（例えばボイスコイルモータなど）を複数配置しても良い。このようにすると、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚのみにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳをＺ軸方向、θｘ方向、θｙ方向に駆動した（変位させた）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レチクルステージ定盤ＲＢＳに撓みあるいは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、その複数の変形抑制部材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方向に駆動する（変位させる）ことが可能となる。

レチクルステージＲＳＴは、図３に示されるように、レチクルステージ本体２２と、レチクルステージ本体２２のＸ軸方向の両端部に固定された一対の可動子３０Ａ，３０Ｂとを備えている。

レチクルステージ本体２２は、図４（Ａ）に拡大して示されるように、平面視（上方から見て）矩形状の板状部２２_０と、板状部２２_０の±Ｘ端にそれぞれ固定されたＹ軸方向を長手方向とする直方体状のエアスライダ部２２_１，２２_２とを有している。ここで、板状部２２_０のほぼ中央には、照明光ＩＬの通路となる開口２２ａ（図４（Ｂ）参照）が形成されている。

板状部２２_０上面の開口２２ａのＸ軸方向の両側の部分には、レチクルＲの裏面を吸着保持する一対のバキュームチャック９５，９６が配置されている。

また、板状部２２_０上面の開口２２ａの−Ｙ側の部分には、一対のストッパ（位置決め部材）９３，９４が、Ｘ軸方向に関して所定距離（レチクルＲのＸ軸方向に関する幅より幾分短い距離）隔てて配置され、固定されている。これらのストッパ９３，９４は、レチクルＲの−Ｙ側の端面（側面）に当接してそのレチクルＲを位置決めする。

また、板状部２２_０上面の開口２２ａの＋Ｙ側の部分には、一対の回動アームから成るクランパ（押圧部材）９１、９２が取り付けられている。クランパ９１、９２は、それぞれストッパ９３、９４と組を成し、レチクルＲをＹ軸方向の一側と他側から挟持するクランプ装置を、それぞれ構成する。

一方のクランパ９１は、Ｘ軸方向を長手方向とし、その−Ｘ端を支点（回転中心）として回動可能に板状部２２_０に取り付けられている。また、このクランパ９１の−Ｙ側の面の＋Ｘ端部には、ストッパ９３に対向してほぼ半球状の凸部が設けられている。そして、このクランパ９１は、その凸部がレチクルＲの＋Ｙ側の端面に圧接するように、不図示のゼンマイバネなどから成る付勢部材によって時計回りに常に付勢されている。他方のクランパ９２は、左右対称ではあるが、クランパ９１と同様に構成されている。

レチクルＲは、開口２２ａを上方から塞ぐ状態で、板状部２２_０（レチクルステージＲＳＴ）上に載置されている。そして、レチクルＲは、その−Ｙ側の面がストッパ９３，９４に接触して位置決めされ、クランパ９１，９２により＋Ｙ側の面に所定の押圧力が加えられて固定される。レチクルＲは、このようにしてクランパ９１，９２及びストッパ９３，９４によって固定された後、バキュームチャック９５，９６により、その下面のＸ軸方向両端部が吸着される。レチクルＲをレチクルステージＲＳＴ上からアンロードする場合には、吸着を解除した後、クランパ９１，９２を付勢力に抗して、レチクルＲから離し、例えば上方から吸盤等でレチクルＲの上面（パターン面と反対側の面）を吸着して持ち上げる。あるいは、レチクルＲのパターン領域の外部をフック等で引っ掛けて持ち上げる。あるいは、レチクルＲの下面のパターン領域の外部を複数本の上下動部材で下方から一旦持ち上げ、上下動部材から搬送アームに渡すなどしても良い。なお、クランパ９１，９２を常時付勢する構成に換えて、アクチュエータ（例えばモータあるいはエアシリンダなど）により、クランパ９１，９２の半球状凸部が、レチクルＲに当接する第１位置と、レチクルＲから離間する第２位置とで切り替え可能な構成を採用しても良い。また、回動式に限らず、スライド式のクランパを用いることもできる。

その他、板状部２２_０上には、各種計測部材が設けられている。例えば、板状部２２_０の開口２２ａの±Ｙ側には、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状の開口がそれぞれ形成されている。これらの開口を上方から塞ぐ状態で、空間像計測用基準マークが形成されたレチクルフィデューシャルマーク板（以下、「レチクルマーク板」と略述する）ＬＦ１，ＬＦ２が、レチクルＲと並ぶように配置され、板状部２２_０に固定されている。このレチクルマーク板ＬＦ１，ＬＦ２は、レチクルＲと同材質のガラス素材、例えば合成石英やホタル石、フッ化リチウムその他のフッ化物結晶などから構成されている。レチクルマーク板の詳細については、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書等に開示されている。

本実施形態では、図４（Ｂ）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平面に平行な面）に略一致する状態で支持される。

エアスライダ部２２_１，２２_２は、図４（Ａ）にエアスライダ部２２_１について、その上面の一部を破砕して示されるように、その内部に強度を維持するための格子状のリブが設けられ、この格子状のリブによってその内部空間が区画された中空部材から成る。換言すれば、エアスライダ部２２_１，２２_２は、軽量化を図るべく、リブ部のみが残るように肉抜きされた直方体状の部材から成る。

エアスライダ部２２_１，２２_２の底面のＸ軸方向の外側半部、すなわち図４（Ｂ）に示されるようにレチクルステージ定盤ＲＢＳの前述の凸状部分ＲＢＳｃ、ＲＢＳｂに対向する部分には、表面絞り溝を有する給気溝と排気溝（いずれも不図示）とが、Ｙ軸方向の全長に渡って形成されている。また、給気溝と排気溝とのそれぞれの少なくとも一部に対向してレチクルステージ定盤ＲＢＳの凸状部分ＲＢＳｃ、ＲＢＳｂの上面に、給気口と排気口とがそれぞれ形成されている。このように、本実施形態では、いわゆ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。定盤給気タイプの差動排気型気体静圧軸受の詳細は、例えば米国特許第７，４８９，３８９号明細書などに詳細に開示されている。

本実施形態では、給気口を介して供給され表面絞り溝から凸状部分ＲＢＳｃ、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、凸状部分ＲＢＳｃ、ＲＢＳｂの上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。ここで、加圧気体としては、クリーンドライエア（ＣＤＡ）、窒素、又はヘリウムなどの希ガスなどが用いられる。

一対の可動子３０Ａ、３０Ｂのそれぞれは、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、エアスライダ部２２_１の＋Ｘ側の面、エアスライダ部２２_２の−Ｘ側の面に固定されている。

可動子３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ所定の位置関係で配置された複数の磁石を内蔵する磁石ユニットによって構成されている。可動子３０Ａ，３０Ｂのそれぞれは、図３及び図４（Ｂ）に示されるように、一対の固定子４０Ａ、４０Ｂに係合している。

固定子４０Ａ、４０Ｂは、図３及び図４（Ｂ）に示されるように、カウンタマス１８内部のＸ軸方向の一側と他側にそれぞれ配置され、カウンタマス１８に固定支持されている。

本実施形態では、固定子４０Ａとこれに係合する可動子３０Ａとにより、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、Ｘ軸方向にも微少駆動するムービングマグネット型の第１のＸＹ駆動リニアモータが構成されている。同様に、固定子４０Ｂとこれに係合する可動子３０Ｂとにより、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、Ｘ軸方向にも微少駆動するムービングマグネット型の第２のＸＹ駆動リニアモータが構成されている。そして、これら第１、第２のＸＹ駆動リニアモータにより、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、Ｘ軸方向及びθｚ方向にも微少駆動するレチクルステージ駆動系３４０（図９参照）が構成されている。また、レチクルステージ駆動系３４０は、レチクルステージＲＳＴの重心を含む中立面内でレチクルステージを駆動する。レチクルステージ駆動系３４０を構成する第１、第２のＸＹ駆動リニアモータの固定子４０Ａ、４０Ｂの各コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置５０によって制御される。

本実施形態では、図５に示されるように、照明ユニットＩＯＰの下端（射出端）に位置する光透過窓部材（例えば、ガラス板又はレンズなど）を照明ユニットＩＯＰのハウジングに固定するための環状の固定部材９０と天板８０との間に、パージカバー８２が設けられている。パージカバー８２は、平面視でＸ軸方向に細長い矩形の筒状部８２_１と、筒状部８２_１の上端部及び下端部にそれぞれ設けられたフランジ部８２_２，８２_３とを有している。

フランジ部８２_２は、その上面が、固定部材９０の下面に固定されている。筒状部８２_１は、照明ユニットＩＯＰからの射出される照明光ＩＬの照射領域を取り囲んでいる。筒状部８２_１は、照明ユニットＩＯＰからレチクルＲに照射される照明光ＩＬを妨げないようにＹ軸方向の両側壁がテーパ部となっている。筒状部８２_１のＸ軸方向の長さは、レチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_１，２２_２の外縁間のＸ軸方向に関する距離より幾分長く設定されている。フランジ部８２_３は、その下面が、開口８０ａを取り囲んで天板８０の上面に固定されている。

また、レチクルステージＲＳＴの＋Ｙ側の端部には、図４（Ａ）、及び図５に示されるように、その上端と先端とを覆う側面視Ｌ字状の端部カバー２３_１が取り付けられている。同様に、レチクルステージＲＳＴの−Ｙ側の端部には、その上端と先端とを覆う側面視Ｌ字状の端部カバー２３_２が取り付けられている。

この場合、端部カバー２３_１は、エアスライダ部２２_１，２２_２の＋Ｙ側の端面及び上面の＋Ｙ端部（エアスライダ部２２_１，２２_２間の空間を含む）を覆い、端部カバー２３_２は、エアスライダ部２２_１，２２_２の−Ｙ側の端面及び上面の−Ｙ端部（エアスライダ部２２_１，２２_２間の空間を含む）を覆う。このため、レチクルＲの載置された空間は、前後左右の四方を、端部カバー２３_１、２３_２及びエアスライダ部２２_１，２２_２によって囲まれている。

また、エアスライダ部２２_１，２２_２の上面（端部カバー２３_１，２３_２の上面）は、それぞれ天板８０の下面と所定のクリアランス、例えば数μｍ〜数ｍｍ（最大でも３ｍｍ）のクリアランスを介して対向している。これにより、本実施形態では、レチクルＲの上面側に、そのレチクルＲの上面、端部カバー２３_１、２３_２、エアスライダ部２２_１，２２_２、天板８０及びパージカバー８２、並びに照明ユニットＩＯＰの下端（射出端）に位置する光透過窓部材によって区画されたほぼ気密状態の空間１８１（図５参照）が形成されている。

天板８０の開口８０ａのＹ軸方向の一側と他側の内壁面に、それぞれ、空間１８１内にパージガスを供給するための供給口８４_１と空間１８１内の気体を排気するための排気口８４_２が設けられている（図５参照）。これらの供給口８４_１及び排気口８４_２は、一例としてＸ軸方向に延びるラインスリット状に形成されている。パージガスとしては、例えばクリーンドライエア（ＣＤＡ）が用いられる。すなわち、空間１８１の内部ガス（空気）が、ＣＤＡでパージされている。ＣＤＡは、レチクル（マスク）のヘイズ生成反応加速物質である水蒸気を含む割合が、通常の空気に比べて極端に小さい。空間１８１は、ほぼ気密状態のパージ室となっている。以下では、この空間を第１のパージ空間１８１と呼ぶ。

また、レチクルステージ定盤ＲＢＳと投影光学系ＰＬとの間は、図４（Ｂ）及び図５に示されるように、非接触シールの一種であるラビリンスシールＬＢを介してシールされている。ラビリンスシールＬＢは、開口ＲＢＳａの周囲を取り囲む状態で、レチクルステージ定盤ＲＢＳと投影光学系ＰＬとの間に取り付けられている。この場合、ラビリンスシールＬＢは、レチクルステージ定盤ＲＢＳの下面に開口ＲＢＳａの周囲を取り囲む状態でその上端が固定された環状の上部材と、該上部材に非接触で係合し、上面部材６０を取り囲む状態でその下面が投影光学系ＰＬの上面に固定された下部材とを有している。上部材は、−Ｚ方向から見て同心でかつ多重の突起部を有し、下部材は、上部材より僅かに外側に位置し、上部材に非接触で係合する＋Ｚ方向から見て同心でかつ多重の突起部を有する。ただし、２つの突起部は、レチクルステージ定盤ＲＢＳが微小駆動されても、互いに接触することなく、常時非接触で係合する。

このため、本実施形態では、図４（Ｂ）に示されるように、レチクルＲ及びレチクルステージ本体２２と、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａの内壁面と、投影光学系ＰＬの上面と、ラビリンスシールＬＢとで区画されたほぼ気密状態の空間１８２が形成されている。この空間１８２の内部にレチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａの内壁面の一部に設けられた吹き出し口１９２からＣＤＡが供給され、不図示の排気口を介して外部に排気されている。すなわち、空間１８２の内部ガス（空気）が、ＣＤＡでパージされている。空間１８２は、ほぼ気密状態のパージ室となっている。以下では、この空間を第２のパージ空間１８２と呼ぶ。

さらに、本実施形態では、図５等に示されるように、レチクルステージＲＳＴの周囲は、照明光ＩＬの照射領域の近傍を除いて、カウンタマス１８、天板８０、及びレチクルステージ定盤ＲＢＳにより囲まれ、ほぼ気密状態の空間１８３が形成されている。天板８０の下面のＹ軸方向の一側及び他側の端部近傍には、それぞれ、供給口８４_３、排気口８４_４が設けられている（図５参照）。供給口８４_３、排気口８４_４は、一例としてＸ軸方向に延びるラインスリット状に形成されている。供給口８４_３から空間１８３内にパージガス（クリーンドライエア（ＣＤＡ））が供給され、空間１８３内の気体が排気口８４_４から外部に排気されている。すなわち、空間１８３の内部ガス（空気）が、ＣＤＡでパージされている。空間１８３は、ほぼ気密状態のパージ室となっている。以下では、この空間を第３のパージ空間１８３と呼ぶ。

第１のパージ空間１８１は、独立に気密空間とされている第３のパージ空間１８３（及び第２のパージ空間１８２）に囲まれている、すなわち２重にパージされていることにより、外部からの不純物ガスの浸入が防止されている。

本実施形態では、第１〜第３のパージ空間１８１〜１８３のそれぞれに、パージガスの供給口と排気口とが設けられ、しかも、第１、第３のパージ空間１８１，１８３では、供給口及び排気口が、それぞれ、各空間内部のＹ軸方向（走査方向）の一端近傍、他端近傍に配置されている。このため、パージガスが、例えば、供給口８４_１から供給され、第１のパージ空間１８１内を流れ、排気口８４_２から排気される。同様に、供給口８４_３からパージガスが供給され、第３のパージ空間１８３内を第１のＸＹ駆動リニアモータ（可動子３０Ａと固定子４０Ａ）及び第２のＸＹ駆動リニアモータ（可動子３０Ｂと固定子４０Ｂ）の間隙を介して流れ、排気口８４_４から排気される。

さらに、天板８０に設けられたシャッタ８８の上方には、図１及び図６に示されるように、温度調整装置アッセンブリ８６が配置されている。温度調整装置アッセンブリ８６は、図６に示されるように、レチクルＲを温度調整するための直方体状の温度調整装置８６ａと、温度調整装置８６ａのＸ軸方向の一側と他側の面にそれぞれ固定された一対（２つ）のブロック８６_０と、温度調整装置８６ａの−Ｙ側の面に２つ、＋Ｙ側の面に１つ固定された合計３つのギャップセンサ１９０（＋Ｙ側の面に固定されたギャップセンサは不図示）とを備えている。

温度調整装置８６ａは、図７に示されるように、全体として厚さの薄い直方体状の形状を有し、Ｘ軸方向の長さ（幅）及びＹ軸方向の長さは、それぞれ、レチクルＲのパターン領域のＸ軸方向の長さ（幅）及び長さより長い。従って、温度調整装置８６ａは、レチクルＲのパターン面とは反対側からパターン領域の全域に一度に対向可能である。

温度調整装置８６ａは、図７に示されるように、ＸＹ方向に２次元配列された複数のペルチェ素子３００から成るペルチェアレイによって構成されている。温度調整装置８６ａは、図９に示されるように、温調コントローラ２８に接続されている。温調コントローラ２８は、不図示の温度センサからのモニタ信号に基づいて、温度調整装置８６ａ（ペルチェアレイ）を構成する各ペルチェ素子に供給される電流量を調整することにより、各ペルチェ素子の温度（温度調整状態）を、調整する。温調コントローラ２８は、主制御装置５０に接続されている。ここで、温度調整装置８６ａ（ペルチェアレイ）を構成する各ペルチェ素子３００を、アクチュエータ（ボイスコイルモータ又は駆動素子）により、Ｚ軸方向（各ペルチェ素子のＰＮ接合面に直交する方向）に駆動可能に構成しても良く、この場合には、各ペルチェ素子の温度のみならず、各ペルチェ素子とレチクルＲ上面との間隔（クリアランス）を制御することで各ペルチェ素子によるレチクルＲの温度調整状態を調整することができ、温度調整装置８６ａによるレチクルＲの温度調整率分布を調整することもできる。これにより、温度調整装置８６ａの温度制御の応答が速くなるだけでなく、レチクルＲの表面の温度分布が一様になるように適切な温度制御が可能になる。なお、温度調整装置を底面が開いたハウジングの内部に収納し、そのハウジングに上述のブロックを固定しても良い。

また、ギャップセンサ１９０は、レチクルＲの上面（パターン面とは反対側の面）との離間距離を計測する。本実施形態では、上述の説明から明らかなように、ギャップセンサ１９０は、同一直線上にない異なる３箇所に配置されている。ここで、ギャップセンサ１９０として、静電容量センサ、光学式センサ等を用いることができる。３つのギャップセンサ１９０により温度調整装置傾斜計測系８６ｅ（図９参照）が構成され、３つのギャップセンサ１９０の計測結果からレチクルＲの上面のＸＹ平面に対する傾斜（θｘ、θｙ）が計測される。なお、レチクルＲの上面のＸＹ平面に対する傾斜（θｘ、θｙ）を快速する際には、温度調整装置アッセンブリ８６は、温度調整装置８６ａの温度調整面が、ＸＹ平面に平行になるように初期設定される。

２つのブロック８６_０の底面は、温度調整装置８６ａの底面（温度調整面）と同一面又は僅かに−Ｚ側の面上に位置する。２つのブロック８６_０の底面には、少なくとも各２つの気体静圧軸受８６_１が設けられている。各気体静圧軸受８６_１からは、加圧気体、例えばＣＤＡが噴出される。これにより、後述するように、ブロック８６_０の底面とレチクルＲの±Ｘ縁部との間に加圧気体の層が形成され、該加圧気体の静圧により温度調整装置アッセンブリ８６がレチクルＲ上に浮上支持される。なお、温度調整装置アッセンブリ８６を用いてレチクルＲを温度調整する際には、気体静圧軸受８６_１は作動状態に設定される。また、気体静圧軸受８６_１は、必要に応じて、２つのブロック８６_０に対して各３以上設けても良い。

上述のようにして構成された温度調整装置アッセンブリ８６は、温度調整装置搬送系８６ｄ（図６では一部のみ図示、図９参照）により搬送される。温度調整装置搬送系８６ｄは、図６に示されるように２つのブロック８６_０それぞれの上部に形成された窪み部に係合するフック部（鈎状の先端部）を有する各２つ、合計４つの支持部材８６_２を、有する。４つの支持部材８６_２のそれぞれは、温度調整装置アッセンブリ８６のＸ軸方向の一側と他側のブロック８６_０の窪み部のＹ軸方向の一端部と他端部にそれぞれ係合している。すなわち、４つの支持部材８６_２により温度調整装置アッセンブリ８６が４点で吊り下げ支持されている。ここで、４つの支持部材８６_２のそれぞれは、Ｘ軸方向の一側又は他側のブロック８６_０にＸＹ平面内の３自由度方向の剛性が他の３自由度方向に比べて格段に高い不図示の板バネで拘束されている。温度調整装置搬送系８６ｄは、４つの支持部材８６_２を個別に上下方向に駆動するボイスコイルモータ等の駆動機構（不図示）を有している。従って、温度調整装置搬送系８６ｄは、４つの支持部材８６_２を個別に上下方向に駆動することで、温度調整装置アッセンブリ８６をＺ軸方向に所定ストロークで直線駆動することができるとともに、θｘ方向及びθｙ方向にも微小駆動することができる。温度調整装置搬送系８６ｄは、主制御装置５０に接続されている。

エアスライダ部２２_１，２２_２の底面には、図４（Ｂ）に示されるように、それぞれ、グレーティングＲＧ１，ＲＧ２がＹ軸方向のほぼ全長に渡って延接されている（図８参照）。グレーティングＲＧ１，ＲＧ２のそれぞれの表面には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を周期方向とする２次元グレーティングが形成されている。

投影光学系ＰＬの最上面には、図８に示されるような中央に矩形の開口ＰＬａが形成された平面視六角形の上面部材６０が、固定されている（図４（Ｂ）参照）。開口ＰＬａは、レチクルＲのパターン面を透過し、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａを透過した照明光ＩＬの光路（通路）となる。上面部材６０の上面のＸ軸方向の両端部（開口ＰＬａの両側）に各３つのエンコーダヘッド７２，７３，７４、及び７７，７８，７９が固定されている。エンコーダヘッド７２，７７は開口ＰＬａの＋Ｙ側の角部近傍に、エンコーダヘッド７４，７９は−Ｙ側の角部近傍に、エンコーダヘッド７３，７８は開口ＰＬａの中心（すなわち投影光学系ＰＬの光軸）と同じＹ位置に、配置されている。

各３つのエンコーダヘッド７２，７３，７４、及び７７，７８，７９は、それぞれ、前述したグレーティングＲＧ１，ＲＧ２に対向している。

本実施形態では、エンコーダヘッド７２〜７４，７７〜７９として、グレーティング（計測面）に平行な一方向（グレーティングの一周期方向）と、計測面に垂直な方向との二方向を計測方向とする２次元エンコーダヘッドが採用されている。かかるヘッドの一例は、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書などに開示されている。

ここで、４つのエンコーダヘッド７２，７４，７７，７９はＹ軸方向とＺ軸方向とを計測方向とし、２つのエンコーダヘッド７３，７８はＸ軸方向とＺ軸方向とを計測方向とする。

エンコーダヘッド７２，７３，７４は、図４（Ｂ）に示されるように、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａを介して、レチクルステージＲＳＴ（エアスライダ部２２_１）の底面のグレーティングＲＧ１に計測ビームを下方から照射し、グレーティングＲＧ１にて発生する複数の回折光を受光して、それぞれの計測方向に関するグレーティングＲＧ１（すなわちレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_１）の位置情報を求める（計測する）。これらのエンコーダヘッド７２，７３，７４から第１エンコーダシステム７１（図９参照）が構成され、その計測情報は主制御装置５０（図９参照）に送られている。

エンコーダヘッド７７，７８，７９は、上述のエンコーダヘッド７２，７３，７４と同様に、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａを介して、レチクルステージＲＳＴ（エアスライダ部２２_２）の底面のグレーティングＲＧ２に計測ビームを下方から照射し、グレーティングＲＧ２にて発生する複数の回折光を受光して、それぞれの計測方向に関するグレーティングＲＧ２（すなわちレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_２）の位置情報を求める（計測する）。これらのエンコーダヘッド７７，７８，７９から第２エンコーダシステム７６（図９参照）が構成され、その計測情報は主制御装置５０（図９参照）に送られる

主制御装置５０は、第１及び第２エンコーダシステム７１，７６（エンコーダヘッド７２〜７４，７７〜７９）の計測情報に基づいて、投影光学系ＰＬの中心（光軸）を基準とするレチクルステージＲＳＴの６自由度方向に関する位置情報を求める（算出する）。主制御装置５０は、その結果に基づいて、前述のレチクルステージ駆動系３４０を介して、レチクルステージＲＳＴを駆動（制御）する。なお、第１及び第２エンコーダシステム７１，７６を含んで、レチクルエンコーダシステム７０が構成されている（図９参照）。

なお、レチクルエンコーダシステム７０と独立に、レチクルステージＲＳＴの位置情報を計測するレチクル干渉計システム（不図示）が設けられている。レチクル干渉計システム（不図示）は、レチクルエンコーダシステム７０の計測範囲外にレチクルステージＲＳＴが移動する際、あるいはレチクルエンコーダシステム７０のバックアップ用などとして補助的に使用される。

図９には、本実施形態の露光装置１００の制御系を中心的に構成する主制御装置５０の入出力関係が、ブロック図にて示されている。主制御装置５０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。

次に、上述のようにして構成された露光装置１００による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、次のようにして、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲの交換が行われる。このレチクルＲの交換時には、温度調整装置アッセンブリ８６はシャッタ８８の上方で、レチクル交換動作の邪魔にならない位置（待機位置）に退避している。

まず、図１０（Ａ）中に黒塗り矢印で示されるように、レチクルステージＲＳＴが、−Ｙ方向に移動し、シャッタ８８の下方にレチクルＲが位置決めされる。ここで、レチクルステージＲＳＴの位置計測は、レチクル干渉計（不図示）を用いて行われる。位置決め後、バキュームチャック９５，９６によるレチクルＲの吸着及びクランパ９１，９２によるレチクルＲの固定が解除される。上記のレチクルステージＲＳＴの移動と並行して、図１０（Ａ）中に白抜き矢印で示されるように、レチクル搬送系１４０が、＋Ｙ方向に移動してレチクル交換位置の上方で停止している。次いで、天板８０に設けられたシャッタ８８が開き、搬出入口８８ａが開放されると、図１０（Ｂ）中に白抜き矢印で示されるように、レチクル搬送系１４０の全体が所定量下方に移動した後、レチクル搬送系１４０が備える複数の上下動部材４４が、駆動系４６によって下降駆動され、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲが、複数の上下動部材４４の先端部の吸盤部により吸着される。レチクルＲを吸着した複数の上下動部材４４が、図１０（Ｂ）中に黒塗り矢印で示されるように、駆動系４６によって上方に駆動されることで、レチクルＲが搬出入口８８ａを介してレチクルステージ装置２０外に搬出される。搬出後、レチクル搬送系１４０は、レチクルＲを例えばレチクルアンロード部材（不図示）に渡す。

次いで、レチクル搬送系１４０は、次に使用するレチクルＲを、例えばレチクルロード部材から受け取る。そして、レチクルＲを保持したレチクル搬送系１４０が、図１１（Ａ）中の白抜き矢印で示さるように＋Ｙ方向に移動してレチクルＲをレチクル交換位置の上方まで搬送する。次いで、レチクル搬送系１４０の全体が所定量下方に移動した後、上下動部材４４が、図１１（Ａ）中に黒塗り矢印で示されるように、駆動系４６によって下降駆動されることで、レチクルＲが複数の上下動部材４４からレチクルステージＲＳＴ上へ載置され（図１１（Ｂ）参照）、載置後、上下動部材４４によるレチクルＲの吸着が解除される。そして、上下動部材４４が駆動系４６によって上方に駆動され、上下動部材４４が搬出入口８８ａを介してレチクルステージ装置２０外に出る。これにより、レチクルステージＲＳＴ上へレチクルＲがロードされる。その後、シャッタ８８が閉じ、第３のパージ空間１８３がほぼ気密状態となり、その内部のＣＤＡによるパージが開始されるとともに、レチクル搬送系１４０は、所定の位置に退避する。

レチクルステージＲＳＴ上では、レチクルＲのロード後、クランパ９１，９２によりレチクルＲが固定され、バキュームチャック９５，９６によりレチクルＲが吸着保持される。これにより、レチクルＲの交換が終了する。

レチクルＲの交換後、主制御装置５０により、レチクルステージＲＳＴが＋Ｙ方向に駆動される。これにより、レチクルエンコーダシステム７０によるレチクルステージＲＳＴの位置計測が再開される。

次に、主制御装置５０により、レチクルアライメント系（不図示）及びアライメント系ＡＬＧ（図９参照）等を用いて、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示される所定の手順に従ってレチクルアライメント系、アライメント系ＡＬＧのベースライン計測等が行われる。これと前後して、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のロードが行われる。この後、主制御装置５０により、例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに開示されているＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエハアライメントが実行され、ウエハアライメントの終了後、通常のスキャナと同様のステップ・アンド・スキャン方式でウエハステージＷＳＴ上のウエハＷに露光動作が行なわれる。

主制御装置５０は、露光動作中、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軸方向及び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軸方向及びθｘ、θｙ方向に関する位置を調整する。

また、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、レチクルエンコーダシステム７０の計測結果に基づいて、レチクルステージ駆動系３４０を制御し、レチクルステージＲＳＴを駆動する。このとき、レチクルステージＲＳＴが、Ｙ軸方向に関して所定の範囲内で往復移動するが、この移動中も、パージ空間１８１〜１８３において、その気密状態が維持され、ＣＤＡパージが効果的に行われる。

そして、ウエハＷの露光が終了すると、その露光が終了したウエハＷを新しいウエハに交換するが、その際に、つぎのようにして、主制御装置５０により温度調整装置アッセンブリ８６を用いてレチクルＲが温度調整される。

ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの露光が終了すると、主制御装置５０は、図１２（Ａ）中に黒塗り矢印で示されるように、レチクルステージＲＳＴを−Ｙ方向に駆動し、シャッタ８８の下方のレチクル交換位置にレチクルＲを位置決めする。

位置決め後、主制御装置５０は、図１３（Ａ）中に黒塗り矢印に示されるように、シャッタ８８を開ける。これにより、第３のパージ空間１８３が搬出入口８８ａを介してレチクルステージ装置２０外と連通する。シャッタ８８を開けると、主制御装置５０は、温度調整装置アッセンブリ８６のブロック８６_０に設けられた気体静圧軸受８６_１を作動し、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるように、温度調整装置搬送系８６ｄ（図９参照）の複数の支持部材８６_２を用いて、温度調整装置アッセンブリ８６を−Ｚ方向（白抜き矢印の方向）に搬送（駆動）する。この時、主制御装置５０は、温度調整装置傾斜計測系８６ｅ（図９参照）の計測結果に基づいて、レチクルＲの表面に対して温度調整装置８６ａの表面が平行になるように、温度調整装置アッセンブリ８６の傾斜を調整する。

温度調整装置アッセンブリ８６は、図１３（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、搬出入口８８ａを介してレチクルステージ装置２０内に入り、温度調整装置８６ａが、その下方にて待機するレチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲに近接する。ここで、気体静圧軸受８６_１が作動しているため、温度調整装置アッセンブリ８６のブロック８６_０とレチクルＲの縁部との間に加圧気体の層が形成され、同時に支持部材８６_２の鈎状の先端部とブロック８６_０の窪み部との係合が外れ、温度調整装置アッセンブリ８６がその加圧気体の静圧によりレチクルＲ上に所定のクリアランスを介して非接触で支持される。

本実施形態では、温度調整装置８６ａの表面とレチクルＲの表面とのクリアランスが２０μｍ程度になるように、すなわち気体静圧軸受８６_１の軸受面とレチクル上面とのクリアランスが２０μｍ程度になったときに、気体静圧軸受８６_１から噴出されそのクリアランス内に存在する加圧気体の静圧による上向きの力と温度調整装置アッセンブリ８６の自重による下向きの力とが釣り合うように予め気体静圧軸受８６_１のサイズ、加圧気体の圧力などの調整が行われている。この場合において、気体静圧軸受８６_１として、真空予圧型などの予圧力の調整が可能なタイプの機体静圧軸受を用いる場合には、予圧力の調整によってクリアランスを目標サイズに設定することとしても良い。この場合、シャッタ８８が開放中は、気体静圧軸受８６_１は常時作動状態にあるため、温度調整装置アッセンブリ８６はレチクルＲに接触することがなく、温度調整装置アッセンブリ８６との接触によりレチクルＲが損傷することはない。

主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ上に次の露光対象のウエハがロードされるまで、図１３（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、温度調整装置８６ａの表面（温度調整面）をレチクルＲの表面に近接させてレチクルＲを温度調整する。

ここで、温度調整装置アッセンブリ８６の大きさは搬出入口８８ａと同程度であり、レチクルＲ上に非接触浮上している状態（レチクルＲの温度調整中の状態）では、温度調整装置アッセンブリ８６は上部が搬出入口８８ａを介してレチクルステージ装置２０外に露出している。すなわち、レチクルＲの温度調整中は、温度調整装置アッセンブリ８６により、搬出入口８８ａがほぼ閉塞されているため、レチクルＲの温度調整中に、搬出入口８８ａを介して外部の空気がレチクルステージ装置２０内に浸入することが効果的に抑制されている。

ウエハのロード（さらにウエハアライメント等の露光前処理）が終了すると、主制御装置５０は、レチクルＲの温度調整を終了する。主制御装置５０は、温度調整装置搬送系８６ｄ（図９参照）を制御して、支持部材８６_２を＋Ｚ方向に駆動する。これにより、複数の支持部材８６_２それぞれの鈎状の先端部がブロック８６_０の窪み部と係合し、温度調整装置アッセンブリ８６が複数の支持部材８６_２のよって吊り下げ支持され、＋Ｚ方向に搬送される。温度調整装置アッセンブリ８６が、搬出入口８８ａを介してレチクルステージ装置２０外に退避すると、シャッタ８８が閉じ、第３のパージ空間１８３が再び気密状態になる。最後に、気体静圧軸受８６_１を停止して、レチクルＲの温度調整の一連の動作が終了する。

本実施形態の露光装置１００では、温度調整装置アッセンブリ８６をレチクルステージ装置２０外（シャッタ８８の真上）に配置したことにより、レチクルＲの交換位置と温度調整位置とは同じ位置に定められている。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、レチクルＲがレチクル交換位置に位置したとき、温度調整装置８６ａ（温度調整装置アッセンブリ８６）は、ＸＹ平面と直交するＺ軸方向に離間した前述の待機位置（又はその近傍の位置）から−Ｚ方向に移動して温度調整面がレチクルＲの上面に所定のクリアランスを介して対向する位置までレチクルＲに接近する。また、温度調整装置８６ａは、レチクルＲの全面（パターン領域の全面）に対向可能な大きさの温度調整面を有しているので、上記の接近状態（接触することなく）で、レチクルＲの全面（パターン領域の全面）を一度に温度調整することが可能になる。これにより、レチクルＲを十分に温度調整（例えば、冷却）することが可能になる。特に、ウエハ交換の度にレチクルＲの交換を行えば、レチクルＲの熱膨張が、露光精度に与える影響を十分に小さくすることができる。

従って、温度調整装置８６ａとの接触によるレチクルＲの損傷を事前に回避することができるとともに、レチクルＲを十分に温度調整することができるで、その温度調整されたレチクルＲのパターンを精度良くウエハ上に転写することができる。

なお、上記実施形態では、前述の温度調整装置８６ａ（温度調整装置アッセンブリ８６）の待機位置（又はその近傍の位置）が、レチクル交換位置の真上に位置する場合について説明したが、これに限らず、温度調整装置８６ａ（温度調整装置アッセンブリ８６）の待機位置を、レチクル交換位置の斜め上方に設定しても良い。

また、上記実施形態では、レチクルＲの上面の同一直線上にない少なくとも３点でレチクルＲの上面とのギャップを計測することで、レチクルＲの上面のＺ軸、θｘ、及びθｙ方向の位置情報を求めたが、ギャップセンサによらず、他のセンサでレチクルＲの上面のＺ軸、θｘ、及びθｙ方向の位置情報を直接的に計測しても良い。あるいは、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴのＺ軸、θｘ、及びθｙ方向の位置情報を、エンコーダ又は干渉計等で計測することで、レチクルＲの上面のＺ軸、θｘ、及びθｙ方向の位置情報を間接的に求めても良い。あるいは、レチクルＲの上面と温度調整装置８６ａの表面とがほぼ平行に予め調整されている場合には、レチクルＲの上面のＺ軸、θｘ、及びθｙ方向の位置情報を直接的・間接的に求めることなく、温度調整装置８６ａをレチクルＲ上に載置しても良い。この場合、温度調整装置アッセンブリ８６にギャップセンサを設ける必要はない。

なお、上記実施形態において、気体静圧軸受８６_１に代えて、例えば回転ローラ等を、ブロック８６_０に設けることとしても良い。温度調整装置８６ａがレチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲに限界距離より接近すると、回転ローラがレチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）の上面に接触して、温度調整装置アッセンブリ８６がレチクルＲ（又はレチクルステージＲＳＴ）上に接触支持される。これにより、温度調整装置８６ａとレチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲとの間に限界距離より大きい離間距離が保たれ、温度調整装置８６ａのレチクルＲへの接触が回避される。

また、上記実施形態では、パージ空間１８１〜１８３が、ともにＣＤＡでパージされる場合について説明したが、これに限らず、それぞれのパージ空間１８１〜１８３で用いるパージガスの種類を異ならせても良い。また、パージガスとしては、ＣＤＡのように水蒸気を含む割合が通常の空気に比べて小さいガスを用いても良いが、これに限らず、ヘイズ原因物質、例えば硫酸アンモニウム又は炭酸アンモニウム、炭化水素、カルボン酸、シアヌル酸、又は他の炭素を含有する分子などの分子状汚染物質を含まず、かつ照明光ＩＬを殆ど吸収しない、窒素やヘリウムなどの希ガスを、パージガスとして用いても良い。

なお、上述の実施形態では、露光装置が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置である場合について説明したが、これに限らず、例えば国際公開第９９／４９５０４号、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置であっても良い。また、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される、液浸露光装置などにも、上記実施形態を適用することができる。

また、上記実施形態では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置である場合について説明したが、これに限らず、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも上記実施形態は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも上記実施形態は適用が可能である。

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としては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの他の真空紫外光は勿論、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、あるいは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）を用いることも可能である。また、真空紫外光としては、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書などに開示されているように、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。

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書など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上記実施形態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。

半導体素子などの電子デバイスは、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、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、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エッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、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て前述の露光方法が実行され、ウエハ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を生産性良く製造することができる。

本発明の露光装置は、被露光物体上にパターンを転写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。

８６…温度調整装置アッセンブリ、８６ａ…温度調整装置、８６ｄ…温度調整装置搬送系、８６ｅ…温度調整装置傾斜計測系、８８…シャッタ、１００…露光装置、１８１…第１のパージ空間、１８２…第２のパージ空間、Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、ＲＢＳ…レチクルステージ定盤、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＩＯＰ…照明ユニット、ＩＬ…照明光、ＰＬ…投影光学系。

Claims (13)

1. パターンが形成されたマスクと物体とを同期駆動しつつ前記マスクを介して照明光を前記物体に照射することにより、前記パターンを前記物体上に転写する露光装置であって、
   前記マスクを保持して前記同期駆動時の移動方向である所定平面内の少なくとも一軸方向に移動する移動体と；
   前記マスクの全面に対向可能な温度調整面を有し、前記マスクが第１位置に位置したとき、前記所定平面と交差する方向に離間した第２位置から移動して前記温度調整面が前記マスクの一面に所定のクリアランスを介して対向する位置まで前記マスクに接近する温度調整装置と；を備える露光装置。
2. 前記マスクの前記一面側の前記移動体の一面に対向して前記温度調整装置に設けられ、前記温度調整装置が前記マスクに接近する際に、前記移動体の前記一面に当接して、前記温度調整面と前記マスクとの間に前記クリアランスを形成する当接部材を、さらに備える請求項１に記載の露光装置。
3. 前記移動体及び前記温度調整装置の一方に設けられ、前記温度調整装置が前記マスクに接近する際に、加圧気体の静圧により前記温度調整面と前記マスクとの間に前記クリアランスを形成する気体静圧軸受を、さらに備える請求項１に記載の露光装置。
4. 前記気体静圧軸受は前記温度調整装置に設けられ、前記マスクの前記一面に対して加圧気体を噴射する請求項３に記載の露光装置。
5. 前記気体静圧軸受は、少なくとも前記マスクの温度調整の開始から終了の間、常時作動する請求項３又は４に記載の露光装置。
6. 前記温度調整装置は、前記温度調整面と前記マスクの前記一面とを前記クリアランスを介して近接させる前に、前記温度調整面の傾斜角を前記マスクの前記一面に対して調整する調整装置を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記マスクの前記一面及び前記温度調整面の少なくとも一方の傾斜を直接的又は間接的に計測する計測系をさらに備え、
   前記調整装置は、前記計測系で計測された情報に基づいて、前記マスクの前記一面と前記温度調整面との傾斜角を調整する請求項６に記載の露光装置。
8. 前記マスクの温度調整の終了後、前記温度調整装置を前記第２位置に退避させる請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
9. 前記第１位置は、前記移動体に保持された前記マスクの交換が行われる位置である請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
10. 前記移動体上に保持された前記マスクを交換する際に、前記温度調整装置を前記第２位置に退避させる請求項９に記載の露光装置。
11. 前記パターンの転写が終了した前記物体を交換する際に、前記温度調整装置を用いて前記マスクを温度調整する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
12. 前記温度調整装置は、それぞれの一端面が前記温度調整面を構成するように配列された複数のペルチェ素子を有し、該複数のペルチェ素子のそれぞれの電流量と前記マスクとの相対距離の少なくとも一方を制御して、前記マスクの前記所定平面内の温度調整率分布を調整する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体上にパターンを転写することと；
    前記パターンが転写された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法。

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