JP2012028531A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクステージを含むマスクステージ装置の全体を気密型の遮蔽容器で取り囲むことなく、マスクに照射される照明光の光路を含む空間内をクリーンな状態に維持する。
【解決手段】
照明ユニットＩＯＰとレチクルＲとの間の照明光の光路を含む第１空間１８１内が、ガス供給系から供給されるパージガス（例えばＣＤＡ）によりガスパージされている。また、第１空間は、レチクルステージＲＳＴの移動を許容する構造になっている。このため、第１空間は完全な密閉空間とは成り得ず、所定のクリアランスを介して外部と連通しているが、その隙間を囲んで、その内部にパージガスが供給されるほぼ気密状態の第２空間１８３が存在するので、レチクルステージ装置２０の全体を専用の大型の遮蔽容器で取り囲むことなく、外部から、第１空間に不純物を含むガスが侵入することが防止される。
【選択図】図５

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。

近年、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は、特に生産性の面から、形成すべきパターンを４〜５倍程度に比例拡大して形成したレチクル（と呼ばれるフォトマスク）のパターンを、投影光学系を介してウエハ等の被露光物体（以下、「ウエハ」と呼ぶ）上に縮小転写する投影露光装置が、主として用いられている。

この種の露光装置では、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。

しかるに、半導体デバイスのデザインルールが微細化するのに伴い、リソグラフィ工程におけるレチクルのヘイズ（曇り）欠陥が大きな問題となってきた。レチクルのヘイズは、レチクルの表面や雰囲気中に存在する酸と塩基の反応、あるいは有機不純物の光化学反応により、レチクル上にヘイズの種となる物質が形成され、水分の介在と紫外光の照射（露光のエネルギ）によってヘイズの種が凝集し、欠陥の原因となるサイズに成長すると言われている。

また、最近では、処理能力（スループット）を向上させる観点から、高ＮＡ化及び低収差化が容易な小視野ではあるが高ＮＡ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ために、露光中に、レチクルとウエハをその結像関係を維持したまま相対走査する走査型投影露光装置、例えばステップ・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）など）が主流となっている。

露光装置で、レチクル上のヘイズ形成を包括的に抑制する、効果的な対策を実現する方法として、例えば、特許文献１に開示されるように、レチクルを保持するレチクルステージ及びその駆動系（カウンタマスなどの振動減衰手段を含む）の全体を、大きな気密型の遮蔽容器（レチクルステージチャンバ）で覆い、その内部の全体をガスパージする方法が有効であると思われる。

しかしながら、このような遮蔽容器を採用すると、露光装置が大型化及び重量化し、半導体工場のクリーンルーム内における、露光装置１台あたりの設置面積（フットプリント）がより大きくなり、設備コスト（あるいはランニング・コスト）の増大により結果的に半導体素子の生産性が低下してしまう。また、レチクル近傍へのアクセスが困難となり、レチクルステージなどのメンテナンス時の作業性が低下してメンテナンスに要する時間が増大し、この点においても半導体素子の生産性が低下してしまう。

特に走査型投影露光装置は、露光中にレチクルを高速に走査する必要から大型のレチクルステージを含むレチクルステージ装置を備えており、このレチクルステージ装置の全体を覆う遮蔽容器（レチクルステージチャンバ）は一層大型化してしまう。

米国特許出願公開第２００４／００５７０３１号明細書

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を照明光により照明しつつ、前記マスクと物体とを同期して走査方向に駆動して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、前記照明光を射出する照明系と；前記マスクを保持するとともに、前記マスクが前記照明系から射出される前記照明光の照射領域を横切るように、前記走査方向に移動する移動体と；前記照明系からの前記照明光の前記マスク上の照明領域を含み、前記移動体と該移動体が対向する部材との間に所定のクリアランスが形成され、前記移動体及び前記部材が外部との境界の一部を兼ねる第１空間と；前記第１空間の内部に第１のパージガスを供給する第１ガス供給系と；前記クリアランスを含む前記第１空間の少なくとも一部を取り囲み、その内部に第２のパージガスが供給される第２空間と；を備える露光装置が、提供される。

これによれば、照明光の照射により、有機不純物の光化学反応が生じ易く、マスク上にヘイズの種となる物質が形成され、水分の介在によりヘイズの種が凝集する現象が生じるおそれがある第１空間内が、第１ガス供給系から供給される第１のパージガスによりガスパージされている。また、第１空間は、移動体と該移動体が対向する部材との間に所定のクリアランスが形成され、移動体及びマスクが外部との境界の一部を兼ねている。すなわち、第１空間は、クリアランスを介して外部と連通しているが、そのクリアランスを含む第１空間の少なくとも一部を取り囲んで、その内部に第２のパージガスが供給される第２空間が存在するので、外部から、第１空間に不純物を含むガスが侵入することが防止される。これにより、マスクを保持して移動する移動体を含む移動体装置の全体を気密型の遮蔽容器で取り囲むことなく、照明系とマスクとの間の照明光の光路を含む第１空間内をクリーンな状態に維持することが可能となる。

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Ｙ軸方向の中心点近傍で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。 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。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図７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７参照）、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７参照）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７参照）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７参照）、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７参照）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。

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（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７参照）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と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７参照）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（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７参照）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の上面は、図４（Ｂ）に示されるように、それぞれ、天板８０の下面の固定された後述する一対の突出部８７ｃ，８７ｂの下面と僅かな間隙を挟んで対向している。

一対の突出部８７ｂ，８７ｃは、天板８０の下面に、開口８０ａを挟んでＸ側方向の一側と他側に、それぞれＹ軸方向に延設されている。（図４（Ｂ）及び図５参照）。突出部８７ｂ，８７ｃは、開口８０ａの中心からＸ軸方向に関して当距離の位置に配置されている。天板８０の下面には、開口８０ａを挟んでＹ軸方向の一側と他側に、一対の突出部８７ｃ，８７ｂにそれぞれ挟まれる状態で、後述する温度調整装置８６_１，８６_２が、固定されている（図５参照）。温度調整装置８６_１，８６_２は、それぞれの下面がレチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲの上面と対向し得る。

温度調整装置８６_１，８６_２の下面とレチクルＲの上面及びエアスライダ部２２_１，２２_２（端部カバー２３_１，２３_２）との間には、それぞれ所定のクリアランス、例えば数μｍ〜数ｍｍ（最大でも３ｍｍ）のクリアランスが形成されている。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、突出部８７ｂ，８７ｃ、温度調整装置８６_１，８６_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４（Ｂ）又は図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。供給口８４_１は、不図示のガス供給管を介して図７に示されるパージガス供給装置１０１に接続されている。パージガス供給装置１０１は、パージガスとして、例えばクリーンドライエア（ＣＤＡ）を、供給口８４_１を介して空間１８１内に供給する。排気口８４_２は、不図示のガス排出管を介して図７に示される排気装置１０２に接続されている。排気装置１０２は、真空ポンプを有し、排気口８４_２を介して、強制的に空間１８１内の気体（不純物を含む空気）を排気する。空間１８１からの排気ガスを、ケミカルフィルタ、ＨＥＰＡフィルタ等を介して、露光装置１００の外部に排気する、あるいはパージガス供給装置１０１に戻してＣＤＡを循環使用することも可能である。

いずれにしても、本実施形態では、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。

本実施形態では、第１のパージ空間１８１内部がＣＤＡパージされているので、第１のパージ空間１８１内部はクリーンな状態に維持される。従って、レチクルＲで反射又は散乱した照明光ＩＬが周囲のレチクルステージ装置２０の構造物に照射されて発生する脱ガス、及び有機不純物の光化学反応により生じるヘイズ原因物質などが第１のパージ空間１８１の内部に滞留することがない。

さらに、本実施形態では、図４（Ｂ）、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は、不図示のガス供給管を介して図７に示されるパージガス供給装置１０１に接続されている。パージガス供給装置１０１は、パージガス、すなわちクリーンドライエア（ＣＤＡ）を、供給口８４_３を介して空間１８１内に供給する。排気口８４_４は、不図示のガス排出管を介して図７に示される排気装置１０２に接続されている。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２のパージ空間１８３と呼ぶ。

第１のパージ空間１８１は、レチクルステージ装置２０の構造上の僅かな隙間を介して外部と連通し得るが、独立に気密空間とされている第２のパージ空間１８３によってその隙間を含む部分が囲まれている、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。

さらに、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部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。レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａの内壁面の一部には、前述のパージガス供給装置１０１に不図示の配管を介して接続された吹き出し口１９２が設けられている。また、例えば開口ＲＢＳａの内壁面には、前述の排気装置１０２に不図示の配管を介して接続された排気口（不図示）が設けられている。空間１８２の内部には、吹き出し口１９２からＣＤＡが供給され、排気口（不図示）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３のパージ空間１８２と呼ぶ。

本実施形態では、第１、第２及び第３のパージ空間１８１、１８３、１８２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２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２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）の間隙を介してほぼ層流状態で流れ、排気口８４_４から排気される。

また、第１のパージ空間１８１の排気口８４_２から排気される排気量は、供給口８４_１から供給される供給量よりも少なく設定されている。このため、第１パージ空間１８１に供給されたパージガスの一部は、第１のパージ空間１８１から第２のパージ空間１８３へ流出し、第２のパージ空間１８３の排気口から排気される。換言すれば、本実施形態のレチクルステージ装置２０には、第１のパージ空間１８１から第２のパージ空間１８３へ、一方向（ワン・パス）のパージガスの流れが形成されている。なお、第２のパージ空間１８３の供給口８４_３からの供給量と排気口８４_４からの排気量は、第２のパージ空間１８３がその外側空間に対して陽圧になるように設定されている。

天板８０の下面には、前述の如く、開口８０ａの＋Ｙ及び−Ｙ側に、突出部８７ｂ，８７ｃに挟まれた状態で、それぞれ温度調整装置８６_１，８６_２が固定されている（図５参照）。温度調整装置８６_１，８６_２は、それぞれの下面（温度調整面）がレチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲの上面と僅かな間隙を挟んで対向する。

温度調整装置８６_１，８６_２は、図５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軸方向の幅は、レチクルＲのＸ軸方向の長さ（幅）より長い。温度調整装置８６_１，８６_２のＹ軸方向の長さは、レチクルＲのパターン面のＹ軸方向の長さより長く、停止しているレチクルＲのパターン面の全域に対向可能な長さであることが望ましいが、少なくとも、露光時におけるレチクルＲの往復移動を通して、レチクルＲのパターン面の全域が温度調整装置８６_１，８６_２に対向する長さであるものとする。

温度調整装置８６_１，８６_２の設置位置は、レチクルステージＲＳＴの往復移動端の近傍の位置に定められている。すなわち、レチクルステージＲＳＴの速度がゼロとなり、レチクルＲと温度調整装置８６_１又は温度調整装置８６_２とが対向する時間が最も長くなる位置に、温度調整装置８６_１，８６_２による温度調整領域が設定されている。これにより、走査露光と並行して、レチクルＲを効率良く温度調整することが可能となる。

温度調整装置８６_１，８６_２は、本実施形態では、ＸＹ方向に２次元配列された複数のペルチェ素子から成るペルチェアレイによってそれぞれ構成されている。温度調整装置８６_１，８６_２は、図７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８６_１，８６_２（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８６_１，８６_２（ペルチェアレイ）を構成する各ペルチェ素子を、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８６_１，８６_２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８６_１，８６_２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。

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６参照）。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６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７参照）が構成され、その計測情報は主制御装置５０（図７参照）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７参照）が構成され、その計測情報は主制御装置５０（図７参照）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７参照）。

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７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。

上述のようにして構成された露光装置１００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、レチクルローダ（不図示）によって、レチクルＲがレチクルステージＲＳＴ上へロードされる。すなわち、レチクルＲを例えば吸着保持したレチクルローダが、例えばＣＤＡでパージされている搬送路内を通って、レチクル交換位置の上方の位置に向かって移動する。そして、レチクルＲがレチクル交換位置の真上まで来ると、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、レチクルローダにより、搬出入口８８ａを介して、第２のパージ空間１８３内部のレチクル交換位置で待機しているレチクルステージＲＳＴ上へ、レチクルＲがロードされる。この後、レチクルローダが搬出入口８８ａの外部に退避すると、シャッタ８８が閉じ、第２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。

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７参照）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、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・スキャン方式の露光動作が行なわれる。

また、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。

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。

また、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作では、露光と並行して、Ｙ軸方向に関して往復移動動作を繰り返すレチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲの温度調整が温度調整装置８６_１，８６_２により、効率良く行われる。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、照明ユニットＩＯＰとレチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲとの間の照明光ＩＬの光路を含む第１のパージ空間１８１の内部が、パージガス供給装置１０１から供給口８４_１を介して供給されるＣＤＡによりガスパージされている。このため、レチクルＲで反射又は散乱した照明光ＩＬが周囲のレチクルステージ装置２０の構造物に照射されて発生する脱ガス、及び有機不純物の光化学反応により生じるヘイズ原因物質などが第１のパージ空間１８１の内部に滞留することがない。従って、レチクルのヘイズ現象の発生を効果的に防止することができる。また、第１のパージ空間１８１は、レチクルステージＲＳＴ及びレチクルが外部との境界の一部を兼ね、レチクルステージＲＳＴの移動を許容する構造になっている。このため、第１のパージ空間１８１は完全な密閉空間とは成り得ず、隙間を介して外部と連通しているが、その隙間を囲んで、その内部がＣＤＡでガスパージされている第２のパージ空間１８３が存在し、かつ第１のパージ空間１８１から第２のパージ空間１８３へ、一方向のパージガスの流れを形成しているので、外部から第１のパージ空間１８１に不純物を含むガスが侵入することが防止される。従って、レチクルステージＲＳＴを含む移動体装置の全体を気密型の遮蔽容器で取り囲むことなく、照明ユニットＩＯＰとレチクルＲとの間の照明光ＩＬの光路を含む第１のパージ空間１８１内をクリーンな状態に維持することが可能となる。

また、パージガスとしてＣＤＡが用いられているので、レチクルＲのヘイズを効果的に防止することができ、レチクルＲ上に成長したヘイズがウエハに転写されることにより生ずるパターン欠陥等の発生を未然に防止することが可能になる。また、これらの欠陥を防ぐために、レチクルの検査を頻繁に行う必要がないので、結果的に生産性の低下の防止、ひいては生産性の向上を図ることが可能になる。

なお、上記実施形態では、第１、第２及び第３のパージ空間１８１，１８３及び１８２が設けられていたが、第３のパージ空間１８２はパージ空間でなくても良く、ほぼ気密状態の密閉空間でも良い。また、上記実施形態では、第１、第２及び第３のパージ空間１８１，１８３及び１８２のそれぞれに、供給口、排気口の両者が設けられ、３つの空間１８１，１８３及び１８２が個別にＣＤＡパージされている場合について説明した。しかし、これに限らず、第１のパージ空間１８１にのみ供給口８４_１が設けられていても良い。また、かかる場合には、供給口８４_１から第１のパージ空間１８１にパージガスが供給されると、第２のパージ空間１８３、第３のパージ空間１８２との間隙を介して第１のパージ空間１８１内部をパージしたガスが第２のパージ空間１８３、第３のパージ空間１８２に流れ、それらのパージ空間を介して外部に排気され得るからである。また、第２のパージ空間１８３にのみ排気口８４_４が設けられていても良い。かかる場合には、第１のパージ空間１８１内部をパージしたガスを第２のパージ空間１８３の内部を介して排気口８４_４から外部に強制的に排気することができる。

また、上記実施形態では、温度調整装置８６_１，８６_２としてペルチェ素子アレイを用いる場合について説明したが、これに限らず温度調整装置として温調空気をレチクルに噴きつけるタイプの温度調整装置を用いても良い。この場合も、温度調整装置が、第１のパージ空間の外部との境界の一部を兼ねていることが望ましい。

なお、上記実施形態では、レチクルステージＲＳＴが板状部２２_０と、該板状部２２_０のＸ軸方向の両端部に固定され、Ｙ軸方向の長さが板状部２２_０より長い一対のエアスライダ部２２_１，２２_２とを有していることに鑑みて、端部カバー２３_１、２３_２を用いて板状部２２_０の＋Ｙ端と−Ｙ端とを囲む場合について説明した。しかし、これに限らず、レチクルステージＲＳＴが前後左右の四方の側壁で、レチクルＲを囲むような構造であれば、端部カバーは必ずしも設ける必要がない。要は、一対の天板８０に固定された部材がレチクルステージの上面に所定のクリアランスを介して対向することで、レチクルＲの上方かつ照明系ユニットの下方に、ほぼ気密状態の空間を形成できれば良い。

また、上記実施形態では、第１、第２及び第３のパージ空間１８１、１８３及び１８２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。この場合、異なる種類のパージガスを供給する３種類のパージガス供給装置を、パージ空間１８１〜１８３のそれぞれの供給口に配管を介して接続すれば良い。ただし、排気系は、パージ空間１８１〜１８３のそれぞれで個別に設けても良いし、同一の真空排気系により３つの空間の内部ガスを排気しても良い。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。

２３_１，２３_２…端部カバー、８０…カバー板、８４_１…供給口、８４_２…排気口、８４_３…供給口、８４_４…排気口、８６_１，８６_２…温度調整装置、８７ｂ，８７ｃ…突出部、８８…シャッタ、１００…露光装置、１０１…パージガス供給装置、１０２…排気装置、１８１…第１のパージ空間、１８２…第３のパージ空間、１８３…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 (16)

1. パターンが形成されたマスクを照明光により照明しつつ、前記マスクと物体とを同期して走査方向に駆動して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、
   前記照明光を射出する照明系と；
   前記マスクを保持するとともに、前記マスクが前記照明系から射出される前記照明光の照射領域を横切るように、前記走査方向に移動する移動体と；
   前記照明系からの前記照明光の前記マスク上の照明領域を含み、前記移動体と該移動体が対向する部材との間に所定のクリアランスが形成され、前記移動体及び前記部材が外部との境界の一部を兼ねる第１空間と；前記第１空間の内部に第１のパージガスを供給する第１ガス供給系と；
   前記クリアランスを含む前記第１空間の少なくとも一部を取り囲み、その内部に第２のパージガスが供給される第２空間と；を備える露光装置。
2. 前記移動体の前記走査方向の移動にともなって、前記第１空間は変化し、
   前記第１空間の外部との境界の一部を成す一境界面が、前記移動体及び該移動体に保持される前記マスクに前記クリアランスを介して対向する１又は２以上の部材によって構成される請求項１に記載の露光装置。
3. 前記一境界面を構成する前記１又は２以上の部材は、前記移動体に保持される前記マスクに対向して、前記マスクを温度調整する少なくとも１つの温度調整装置を含む請求項２に記載の露光装置。
4. 前記第１空間の前記照明系側に配置され、前記照明光の通路を除いてカバーするカバー部材をさらに備え、
   前記カバー部材が、前記第２空間の外部との境界の一部を兼ねる請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記カバー部材には、前記マスクを前記第２空間内に搬出入するための搬出入口が形成され、
   該搬出入口を開閉するシャッタ部材をさらに備える請求項４に記載の露光装置。
6. 前記移動体を支持するとともに前記移動体を案内するガイド面が形成された支持部材をさらに備え、
   前記支持部材が、前記第２空間及び前記第１空間の外部との境界の一部を兼ねる請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記支持部材に支持され、前記移動体を駆動する駆動系の一部が設けられ、前記移動体の駆動力の反力を受けて移動するカウンタマス部材をさらに備え、
   前記カウンタマス部材が、前記第２空間の外部との境界の一部を兼ねる請求項６に記載の露光装置。
8. 前記マスクを介した前記照明光を前記物体上に投射する投影光学系と；
   前記マスクと前記投影光学系との間の前記照明光の光路を含み、その内部に第３のパージガスが供給される第３空間とをさらに備え、
   前記支持部材が、前記第３空間と前記第２空間との境界の一部を兼ねる請求項６又は７に記載の露光装置。
9. 前記第１空間の内部のガスを外部に排気する第１排気系をさらに備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
10. 前記第１ガス供給系は、前記第１空間の外部との境界の一部を構成する境界部材の前記マスク上の照明領域の近傍に位置する供給口から、前記第１空間に前記第１のパージガスを供給し、
    前記第１排気系は、前記境界部材上で前記照明光の光路を挟んで前記供給口と対向する排気口から前記第１空間内のガスを強制排気する請求項９に記載の露光装置。
11. 前記第２空間内のガスを排気する第２排気系をさらに備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
12. 前記第２空間に前記第２のパージガスを供給する第２ガス供給系をさらに備える請求項１１に記載の露光装置。
13. 前記第２ガス供給系は、前記走査方向の一側から前記第２空間に前記第２のパージガスを供給し、
    前記第２排気系は、前記走査方向の他側から前記第２空間内のガスを排気する請求項１２に記載の露光装置。
14. 前記第１のパージガスと前記第２のパージガスとして、同一種類のガスが用いられる請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
15. 前記第１のパージガス及び前記第２のパージガスの少なくとも一方は、クリーンドライエアである請求項１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体上に前記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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