JP2013030802A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線に起因する振動の伝達を抑制する。
【解決手段】 鏡筒定盤５０上に設けられ、一端が露出した複数の光ファイバ７３を備えた第１光通信ユニット７１と、鏡筒定盤５０とは振動的に分離されたコラム３０の凸部３３ａ上に設けられ、一端が露出した複数の光ファイバ７４を備えた第２光通信ユニット７２と、を含む光通信機構７０を備え、光ファイバ７３、７４を介した光通信により、第２光通信ユニット７２に接続された外部機器（例えばコントローラなど）と、第１光通信ユニット７１に信号線を介して接続された各種センサ、又は各種アクチュエータなどとの間の信号の授受が可能になる。これにより、配線によって鏡筒定盤へ伝えられていた振動を排除することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、露光装置に係り、更に詳しくは、エネルギビームにより物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光装置に関する。

半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）の製造におけるリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、又はステップ・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。））などが、比較的多く用いられている。

ところで、半導体素子等は、基板（ウエハ又はガラスプレートなど）上に多層の回路パターンを重ね合わせて形成されるため、各層間での重ね合わせ精度が良好であることが重要である。例えば、スキャナの場合、重ね合わせ精度を向上させるためには、マスクを保持するマスクステージと基板を保持する基板ステージとの同期精度を向上させることが重要である。

しかるに、マスクステージと基板ステージとの同期精度が良好であっても、投影光学系に対して外部から振動が伝達されると、重ね合わせ精度を向上させることは困難である。そこで、従来においても、両ステージの位置制御性を向上させるとともに、投影光学系に対する振動の伝達を抑制すべく、投影光学系を保持する保持部材は、床面に設置されたベース部材に防止装置を介して支持されていた。また、最近では、投影光学等へ伝達される振動を排除するため、投影光学系をボディ（コラム）から吊り下げ支持するタイプの露光装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このように、露光装置では、防振装置などを用いて、投影光学系を保持する保持部材と床面に設置されたボディとは振動的に分離されているが、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、最近では、上述のような保持部材とボディとの振動的な分離のみでは、十分ではなくなった。すなわち、保持部材とボディとを分離しても、両者間に電力供給用あるいは信号伝達用の配線、又は冷媒供給用などの配管等が存在する限り、これらを介して床面からの微振動が、投影光学系に伝達され、今や、このような微振動であっても無視できなくなっているのである。

特開２００７−５６６９号公報

本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、エネルギビームにより物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光装置であって、電気信号の授受の対象となる部材が設けられた第１部材と、前記第１部材とは振動的に分離された第２部材と、前記第１部材上に載置され、電磁波を送信及び／又は受信する第１部分と、前記第１部分に対応して前記第２部材に搭載され、前記第１部分との間で、前記電磁波を受信及び／又は送信する第２部分とを含む、信号伝達装置と、を備える第１の露光装置である。

これによれば、電磁波を送信及び／又は受信する第１部分が、電気信号の授受の対象となる部材が設けられた第１部材上に載置され、第１部分との間で電磁波を受信及び／又は送信する第２部分が、第１部材とは振動的に分離された第２部材に搭載されている。このため、第１部材に対する外部から振動の伝達を防止した状態で、第１部材上の電気信号の授受の対象となる部材と外部の部材との間で信号の伝達を行うことが可能になる。これにより、信号の伝達に伴う振動、例えば床振動の伝達を防止することが可能となり、ひいては振動による露光精度の低下を防ぐことが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームにより物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光装置であって、中継用の配管の一端が接続される第１中継部材と、前記配管の他端が接続される第２中継部材と、前記第１中継部材が搭載された第１部材と、前記第１部材とは振動的に分離され、前記第２中継部材が搭載された第２部材と、前記第１中継部材と前記第２中継部材との相対位置が維持されるように、前記第２中継部材を少なくとも鉛直方向に駆動する駆動装置と、を備える第２の露光装置である。

これによれば、中継用の配管の一端が接続される第１中継部材が第１部材に載置され、中継用の配管の他端が接続される第２中継部材が、第１部材とは振動的に分離された第２部材に搭載され、かつ駆動装置により、第１中継部材と第２中継部材との相対位置が維持されるように、第２中継部材が少なくとも鉛直方向に駆動される。このため、中継用配管を介して第１部材に対して外部から振動が伝達されるのを効果的に抑制することができる。これにより、配管の存在に起因する振動、例えば床振動の伝達を効果的に抑制することが可能となり、ひいては振動による露光精度の低下を防ぐことが可能となる。

第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 第１の実施形態に係る露光装置で用いられる発電機を示す図である。 第２の実施形態に係る露光装置で用いられる光通信機構を示す図である。 第２の実施形態の変形例に係る赤外線通信機構を示す図である。 第３の実施形態に係る露光装置で用いられる配管機構を示す図である。

《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。

図１には、第１の実施形態に係る露光装置１０の概略的な構成が示されている。この露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆるスキャナである。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と平行な方向をＺ軸方向、これに直交する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。

この露光装置１０は、照明ユニットＩＯＰ、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴを含むレチクルステージ装置２０、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持してＸＹ平面内でＸＹ２次元方向に移動するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系、並びにレチクルステージ装置２０及び投影光学系ＰＬを保持するコラム３０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）で規定される矩形又は円弧状の照明領域に照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。ここでは、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、又はＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光が用いられるものとする。ただし、それらに代えて、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（波長４３６ｎｍのｇ線、波長３６５ｎｍのｉ線等）を用いることとしても良い。

レチクルステージ装置２０は、照明ユニットＩＯＰの下方に配置されている。図１に示されるように、レチクルステージ装置２０は、コラム３０の天板部３４上に複数（ここでは、例えば３つ）の防振ユニット１４（ただし、紙面奥側に位置する１つの防振ユニットは不図示）を介して支持されたレチクルステージ定盤ＲＢＳと、レチクルステージ定盤ＲＢＳ上方に配置されたレチクルステージＲＳＴと、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系（不図示）と、を備えている。レチクルステージ定盤ＲＢＳには照明光ＩＬの通路となる平面視（上方から見て）矩形の開口ＲＢＳａが形成されている。

各防振ユニット１４は、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。防振ユニット１４の機械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３４との間には、不図示の６つのボイスコイルモータ（Ｘ，Ｙボイスコイルモータが合計３つ、Ｚボイスコイルモータが３つ）が設けられている。これら６つのボイスコイルモータにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳをＸ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ及びθｚの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の位置情報は、不図示の計測システム（干渉計及び／又はエンコーダシステムなどを含む）により投影光学系ＰＬを基準として計測される。

また、レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置（θｚ回転を含む）は、不図示のレチクル干渉計システムによって計測されている。上記計測システム及びレチクル干渉計システムの計測値は、不図示の制御装置に供給されている。制御装置は、計測システムの計測値に基づいて、上記６つのボイスコイルモータを制御することで、レチクルステージ定盤ＲＢＳの６自由度方向の位置・姿勢を制御する。また、制御装置は、レチクル干渉計システムの計測値に基づいて、レチクルステージ駆動系を制御することで、レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置（θｚ回転を含む）を制御する。

投影光学系ＰＬとしては、本実施形態では、Ｚ軸方向に平行な方向に沿って配置された複数のレンズ（レンズエレメント）を含む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β（βは、例えば１／４あるいは１／５）を有する。

コラム３０は、床面Ｆにその下端部が固定された複数本（ここでは、例えば３本）の脚部３３（図１における紙面奥側の脚部は不図示）と、該脚部３３により床面Ｆ上方で支持された天板部３４とを備えている。天板部３４の中央部に上下方向（Ｚ軸方向）に貫通した状態で平面視（上方から見て）矩形の開口３４ａが形成されている。開口３４ａは、前述の開口ＲＢＳａと対応している。

コラム３０の天板部３４から３つの吊り下げ支持機構３７（ただし、図１における紙面奥側の吊り下げ支持機構は不図示）によって鏡筒定盤（メインフレーム）５０が吊り下げ支持されている。鏡筒定盤５０に形成された不図示の開口内に、投影光学系ＰＬが上方から挿入されている。投影光学系ＰＬの鏡筒の高さ方向の中央のやや下方の位置には、フランジＦＬＧが設けられ、該フランジＦＬＧを介して、鏡筒定盤５０によって投影光学系ＰＬが下方から支持されている。鏡筒定盤５０は、下半部が上半部に比べて小径の段付円筒状部材から成る。

吊り下げ支持機構３７のそれぞれは、柔構造の連結部材であるコイルばね３６とワイヤ３５とを含む。コイルばね３６は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な方向には振り子のように振動するため、光軸ＡＸ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ＡＸに平行な方向に関しても、高い除振性能を有している。

コラム３０の３本の脚部３３それぞれのＺ軸方向に関する中央部近傍には凸部３３ａが形成されている。各凸部３３ａと鏡筒定盤５０の小径部との間には、駆動機構４０が設けられている。各駆動機構４０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ＡＸ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。従って、３つの駆動機構４０により、投影光学系ＰＬを６自由度方向に移動させることができるようになっている。

鏡筒定盤５０（又は投影光学系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（不図示）が設けられており、該加速度センサで検出される加速度情報に基づいて、不図示の制御装置が、投影光学系ＰＬがコラム３０及び床面Ｆに対して静止した状態となるように各駆動機構４０の各２つのボイスコイルモータを制御する。

鏡筒定盤５０の下面からは、リング状の計測マウント５１が、３本の支持部材５３（ただし、紙面奥側の支持部材は不図示）を介して吊り下げ支持されている。３本の支持部材５３は、実際には、その両端部に支持部材５３の長手方向以外の５自由度の変位が可能なフレクシャ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と鏡筒定盤５０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、不図示のアライメント系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。これらウエハ干渉計５８、アライメント系及び多点焦点位置検出系の計測値は、不図示の制御装置に供給されている。アライメント系としては、例えば特開平４−６５６０３号公報などに開示されている画像処理方式のセンサ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、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応米国特許第５，４４８，３３２号明細書）等に開示される多点焦点位置検出系を用いることができる。

コラム３０の＋Ｘ側の凸部３３ａと、これに対向する鏡筒定盤５０との間には、鏡筒定盤５０（計測マウント５１を含む）及び投影光学系ＰＬのそれぞれに設けられた各種アクチュエータ又は各種センサなどに電力（電源電流）を供給するムービングマグネット型の発電機３８が設けられている。この場合、発電機３８は、ＡＣ電源及び／又は鏡筒定盤５０上に設けられた不図示のバッテリを充電するための電源として用いられる。

発電機３８は、図２に示されるように、鏡筒定盤５０上に固定されたコイルユニット３８Ａと、凸部３３ａ上に複数の防振ユニット４２を介して設置されたマグネットユニット３８Ｂとを備えている。コイルユニット３８Ａは、鏡筒定盤５０上に固定されたハウジング１２と、該ハウジング１２の内部に収容された少なくとも一対のコイル３９とを有している。マグネットユニット３８Ｂは、コイル３９に所定のクリアランスを介して対向する永久磁石を有するマグネット部４４と、該マグネット部４４がその回転軸４３ａの先端に固定されている電動機（モータ）４３とを有している。

モータ４３の回転軸４３ａの先端は、ハウジング１２の＋Ｘ側の側壁に形成された丸穴を介してハウジング１２内部に挿入され、その先端部にマグネット部４４が取付けられている。この場合、マグネット部４４とコイル３９とは、非接触であり、ハウジング１２と回転軸４３ａも非接触である。

このようにして構成された発電機３８によると、不図示の制御装置により、モータ４３が駆動されると、回転軸４３ａに取付けられたマグネット部４４が回転し、これによりコイル３９に電磁誘導による起電力が発生する。従って、発電機３８が、ＡＣ電源として用いられている場合には、この電源によって不図示のアクチュエータ等が駆動される。また、発電機３８が、バッテリの充電用の電源として用いられている場合には、そのバッテリの充電が行われると共に、バッテリからの電流が例えばセンサなどに供給される。

この場合において、発電機３８のコイルユニット３８Ａが、電力供給の対象となるバッテリ、センサ、及びアクチュエータなどが設けられた鏡筒定盤５０に載置され、発電機３８のマグネット部４４を駆動するモータ４３（マグネットユニット３８Ｂ）が、鏡筒定盤５０とは振動的に分離されたコラム３０の凸部３３ａに搭載され、かつコイルユニット３８Ａとマグネット部４４及び回転軸４３ａとは、非接触になっている。このため、外部振動（床振動など）をコラム３０を介して鏡筒定盤５０に伝達させること無く、上述した電力供給の対象となる各部材に電力を供給することが可能になる。

また、モータ４３が、複数の防振ユニット４２を介して凸部３３ａ上に設置されているので、モータ４３の駆動時の振動が、凸部３３ａからコラム３０の他の部分（例えば天板部３４）を介して投影光学系ＰＬの振動要因となるおそれもない。

図１に戻り、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、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、ステージ定盤ＢＳの上面に浮上支持されたウエハテーブルＷＴＢと、ウエハテーブルＷＴＢ上に搭載され、ウエハＷを真空吸着等により保持するウエハホルダ２５とを備えている。ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ等を含むウエハステージ駆動系により、ステージ定盤ＢＳの上面に沿ってＸＹ平面内で自在に駆動可能である。ウエハステージ駆動系は、制御装置により、ウエハ干渉計５８の計測値に基づいて制御される。

上述のようにして構成された露光装置１０では、前述の如く、照明ユニットＩＯＰからの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の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上の前記照明領域に共役な領域（露光領域）に形成される。

そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、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）に相対移動させることで、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、レチクルＲ及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

また、上記の走査露光中に、制御装置により、多点焦点位置検出系の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴが駆動され、ウエハＷ表面を投影光学系ＰＬの焦点深度内に合致させる、フォーカス・レベリング制御が行われる。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１０では、発電機３８のコイルユニット３８Ａが、電力供給の対象となるバッテリ、センサ、及びアクチュエータなどが設けられた鏡筒定盤５０上に載置され、発電機３８のマグネット部４４を駆動するモータ４３（マグネットユニット３８Ｂ）が、鏡筒定盤５０とは振動的に分離されたコラム３０の凸部３３ａに搭載されている。このため、外部振動（床振動など）をコラム３０を介して鏡筒定盤５０に伝達させること無く、上述した電力供給の対象となる各部材に電力を供給することが可能になる。

発電機３８からの電力供給の対象となる部材には、例えば投影光学系ＰＬの一部を構成する可動レンズを駆動するアクチュエータや、計測マウント５１に保持されたウエハ干渉計５８、不図示のアライメント系、不図示の多点焦点位置検出系などが含まれる。

従って、これら各部に対する電力供給を、床振動などを投影光学系ＰＬに伝達することなく、円滑に行うことができ、露光精度の低下を防止して高精度な露光を行うことが可能となる。

なお、上記実施形態では、投影光学系ＰＬを保持する鏡筒定盤５０とコラム３０との間に発電機３８が設けられる場合について説明したが、これに限らず、露光装置の一部をそれぞれ構成する振動的に分離された２つの部材があり、一方の部材上に設けられた電力供給の対象となる部材に外部から電力を供給する場合であって、その一方の部材に他方の部材を介して床振動などを伝達したくない場合であれば、上記の発電機を構成する各部（コイルユニット３８Ａ，マグネットユニット３８Ｂ）の分離配置はそのまま好適に適用することができる。

また、上記実施形態では、投影光学系ＰＬを保持する鏡筒定盤５０とコラム３０との間に発電機３８が設けられる場合について説明したが、これに限らず、露光装置の一部をそれぞれ構成する振動的に分離された２つの部材があり、一方の部材上に設けられた電力供給の対象となる部材に外部から電力を供給する場合に、例えば、その一方の部材上に光を受光して発電する素子（例えば太陽電池など）を設け、他方の部材に一端が接続された光ファイバなどで、光源からの照明光ＩＬをその素子に導くようにしても良い。

この他、例えば国際公開第２００７／１１３９５５号などに開示されるように、非接触で電力を送受信する送信部と受信部とを、第１部材、第２部材にそれぞれ設けても良い。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態に係る露光装置は、全体的な構成などは上記第１の実施形態と同様であり、前述の発電機３８に代えて、図３に示される、光通信によって信号（情報）の授受を行う光通信機構７０が、鏡筒定盤５０とコラム３０の凸部３３ａとの間に、分離配置されている点が異なる。従って、以下では、光通信機構７０について説明する。

光通信機構７０は、鏡筒定盤５０上に固定された第１光通信ユニット７１と、該第１光通信ユニット７１に対向して、凸部３３ａ上に不図示の自重支持機構及び複数、例えば４つのボイスコイルモータ７５（図３では、紙面奥側のボイスコイルモータは不図示）を介して載置された第２光通信ユニット７２とを備えている。

第１光通信ユニット７１は、ハウジング１６と、該ハウジング１６の図３における＋Ｘ側の端面から一端がそれぞれ露出した状態で取付けられた複数の光ファイバ７３とを備えている。複数の光ファイバ７３のうちの一部の光ファイバ７３の他端部は、ハウジング１６に収容された多数の光電変換素子を含む光電変換部に接続されている。また、複数の光ファイバ７３のうちの残りの光ファイバ７３の他端部は、ハウジング１６に収容された多数の発光素子と、該発光素子の駆動回路などを含み、電気信号を光信号に変換する変換部に接続されている。

第２光通信ユニット７２は、ハウジング１８と、該ハウジング１８の図３における−Ｘ側の端面から一端がそれぞれ露出した状態で取付けられた複数の光ファイバ７４とを備えている。複数の光ファイバ７４のそれぞれは、複数の光ファイバ７３と１対１で対応する配置となっている。複数の光ファイバ７４のうちの一部の光ファイバ７４の他端部は、ハウジング１８に収容された多数の発光素子と、該発光素子の駆動回路などを含み、電気信号を光信号に変換する変換部に接続されている。また、複数の光ファイバ７４のうちの残りの光ファイバ７４の他端部は、ハウジング１８に収容された多数の光電変換素子を含む光電変換部に接続されている。

４つのボイスコイルモータ７５のそれぞれは、ハウジング１８の底面に固定された磁石ユニット７５ｂと、凸部３３ａ上面に固定された電機子ユニット（コイルユニット）７５ａとを有する。各ボイスコイルモータ７５は、矢印Ｆ、Ｆ’で示されるように、第２光通信ユニット７２をＺ軸方向に駆動する。

また、第１光通信ユニット７１と第２光通信ユニット７２とは、Ｚ軸方向の剛性が他の方向に比べて低い、フレクシャ機構（不図示）を介して接続されている。このフレクシャ機構により、第２光通信ユニット７２は、Ｙ軸方向への移動及び傾斜が拘束されている。

さらに、第１光通信ユニット７１の＋Ｘ側の面には、Ｚ軸方向を周期方向とする反射型のグレーティング（不図示）が配置されている。このグレーティングに対向して第２光通信ユニット７２の−Ｘ側の面には、エンコーダヘッド（不図示）が配置されている。これらグレーティングとエンコーダヘッドとで構成されるエンコーダの計測分解能は、１μｍ以下である。このエンコーダの計測値は、不図示の制御装置に供給され、制御装置は、各光ファイバ７３と各光ファイバ７４とが対向する、すなわち各光ファイバ７３と各光ファイバ７４との対向面内（ＹＺ面内）の相対位置が維持されるように、ボイスコイルモータ７５を制御して、第２光通信ユニット７２をＺ軸方向に駆動する。

このようにして構成された光通信機構７０によると、第１、第２光通信ユニット７１、７２がそれぞれ備える光ファイバ７３、７４を介した光通信により、第２光通信ユニット７２に接続された外部機器（例えばコントローラなど）と、第１光通信ユニット７１に信号線を介して接続された、鏡筒定盤５０（計測マウント５１を含む）及び投影光学系ＰＬのそれぞれに設けられた各種センサ、又は各種アクチュエータなどとの間の信号の授受が可能になる。

また、光通信機構７０では、第１光通信ユニット７１が、鏡筒定盤５０に搭載され、第２光通信ユニット７２が、鏡筒定盤５０と振動的に分離されたコラム３０の凸部３３ａに載置されているので、上記各部に対する信号の授受を、床振動などを投影光学系ＰＬに伝達することなく、円滑に行うことができ、露光精度の低下を防止して高精度な露光を行うことが可能となる。

なお、上記実施形態では、第１光通信ユニット７１と第２光通信ユニット７２との間で、信号の受信及び送信が行われる場合について説明したが、これに限らず、第１光通信ユニット７１が送信専用（又は受信専用）、第２光通信ユニット７２が受信専用（又は送信専用）であっても良い。

なお、上記第２の実施形態の光通信機構７０に代えて、図４に示される赤外線通信機構６０を設けても良い。この赤外線通信機構６０は鏡筒定盤５０上に設けられ、赤外線の送受光を行う第１送受光部６３を有する第１赤外線送受光ユニット６１と、凸部３３ａ上に設けられ、赤外線の送受光を行う第２送受光部６４を有する第２赤外線送受光ユニット６２とを備えている。

このようにして構成された赤外線通信機構６０によると、赤外線送受光ユニット６１と赤外線送受光ユニット６２との間での信号（情報）の通信（受け渡し）を、コラム３０（凸部３３ａ）を伝わる振動を排除した状態で行うことが可能となるので、振動による露光精度の低下を防ぐことが可能となり、高精度な露光を行うことが可能となる。なお、赤外線通信機構６０を用いた信号通信は、通信速度が遅くても良い場合、信号量が少ない場合、又は通信の同期が要求されない通信の場合などに好適である。それ以外の場合は、赤外線通信機構６０に比べて高速な通信が可能な前述した光通信機構７０などを用いることが望ましい。

なお、赤外線通信機構６０の代わりに、無線ＲＡＮを用いて情報の受け渡しを行うこととしても良い。

なお、上記第２の実施形態及びその変形例では、投影光学系ＰＬを保持する鏡筒定盤５０とコラム３０との間に光通信機構７０、赤外線通信機構６０がそれぞれ設けられる場合について説明したが、これに限らず、露光装置の一部をそれぞれ構成する振動的に分離された２つの部材があり、一方の部材上に設けられた電気信号の授受の対象となる部材と外部の部材との間で信号の伝達を行う場合であって、その一方の部材に他方の部材を介して床振動などを伝達したくない場合であれば、上記の光通信機構７０を構成する各部（第１、第２光通信ユニット７１、７２）、赤外線通信機構６０を構成する各部（第１、第２赤外線送受光ユニット６１、６２）の分離配置はそのまま好適に適用することができる。

《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態に係る露光装置は、全体的な構成などは上記第１の実施形態と同様であり、前述の発電機３８に代えて、図５に示される、配管中継機構８０が、鏡筒定盤５０とコラム３０の凸部３３ａとの間に、分離配置されている点が異なる。従って、以下では、配管中継機構８０について説明する。

配管中継機構８０は、鏡筒定盤５０上に固定された第１配管ユニット８１と、凸部３３ａ上に不図示の自重支持機構及び複数、例えば４つのボイスコイルモータ８４（図５では、紙面奥側のボイスコイルモータは不図示）を介して載置された第２配管ユニット８２とを備えている。第１配管ユニット８１は、その内部にマニホールド通路が設けられたハウジング２２を有する。第１配管ユニット８１には、中継用の配管８３の一端が接続され、この配管８３の他端は、第２配管ユニット８２に接続されている。配管８３は、鏡筒定盤５０（計測マウント５１を含む）に設けられた各種アクチュエータ、及び鏡筒定盤５０に保持された投影光学系ＰＬなどの各発熱部を冷却するための冷媒の供給及び回収用の配管である。従って、この配管８３としては、冷媒供給用の配管と、冷媒回収用の配管との少なくとも２本の配管が束ねられた配管、又は冷媒供給用の通路、冷媒回収用の通路が形成された単一の配管が用いられる。配管８３としては、柔軟な材料から成るものが用いられている。

第２配管ユニット８２は、内部に複数の部屋が形成されたハウジング２４を有し、配管系を介して外部の冷媒の供給装置（不図示）などに接続されている。

４つのボイスコイルモータ８４のそれぞれは、ハウジング２４の底面に固定された磁石ユニット８４ｂと、凸部３３ａ上面に固定された電機子ユニット（コイルユニット）８４ａとを有する。各ボイスコイルモータ８４は、矢印Ｇ、Ｇ’で示されるように、第２配管ユニット８２をＺ軸方向に駆動する。

第１、第２配管ユニット８１、８２間には、両者の相対的な位置ずれ（主としてＺ軸方向）を計測する計測装置（不図示）が設けられている。この計測装置としても、前述したエンコーダを用いることができる。計測装置の計測値は、不図示の制御装置に供給され、制御装置は、第１、第２配管ユニット８１、８２間のＺ軸方向の位置関係が維持されるように、ボイスコイルモータ８４を制御して、第２配管ユニット８２をＺ軸方向に駆動する。これにより、配管８３のバネ剛性と、第１、第２配管ユニット８１、８２間のＺ軸方向の相対変位との積で定まる配管８３に作用するテンション（張力）をほぼ零にすることができる。なお、前述と同様のフレクシャ機構を用いて、第２配管ユニット８２のＹ軸方向への移動及び傾斜を拘束しても良い。

このようにして構成された配管中継機構８０によると、配管８３の一端が接続される第１配管ユニット８１が鏡筒定盤５０に載置され、配管８３の他端が接続される第２配管ユニット８２が、鏡筒定盤５０とは振動的に分離されたコラム３０の凸部３３ａに搭載され、かつ制御装置によって制御されるボイスコイルモータ８４により、第１配管ユニット８１と第２配管ユニット８２との相対位置が維持されるように、第２配管ユニット８２が少なくともＺ軸方向（重力方向、鉛直方向）に駆動される。これにより、配管８３に作用する張力をほぼ零にすることができ、配管８３を介したコラム３０の凸部３３ａ側から鏡筒定盤５０側への外部振動（例えば床振動など）の伝達を効果的に抑制することが可能となり、ひいては振動による露光精度の低下を防止して高精度な露光を行うことが可能となる。

なお、上記第３の実施形態では、冷媒の供給及び回収に用いられる配管中継機構８０を露光装置が備えた場合について説明したが、これに限らず、冷媒の供給専用、回収専用の配管中継機構８０と同様の配管機構をそれぞれ設けても良い。この場合には、中継用の配管は、冷媒の供給専用の配管、冷媒の回収専用の配管がそれぞれ設けられる。

なお、上記第３の実施形態では、投影光学系ＰＬを保持する鏡筒定盤５０とコラム３０との間に配管中継機構８０が設けられる場合について説明したが、これに限らず、露光装置の一部をそれぞれ構成する振動的に分離された２つの部材があり、一方の部材上に設けられた部材に中継用の配管の一端を接続し、他方の部材上に載置された部材に配管の他端を接続する必要がある場合であって、その一方の部材に他方の部材を介して床振動などを伝達したくない場合であれば、上記の配管中継機構８０を構成する各部（第１、第２配管ユニット８１、８２）の分離配置はそのまま好適に適用することができる。

また、上記第３の実施形態では、中継用配管８３として冷媒の供給及び回収用の配管を用いる場合について説明したが、これに限らず、ガス用配管、及び真空用配管のいずれかを用いても良い。かかる場合であっても、配管中継機構８０と同様の配管機構を用いることにより、配管の存在に起因する振動、例えば床振動の伝達を効果的に抑制することが可能となり、ひいては振動による露光精度の低下を防ぐことが可能となる。

ガス用配管は、例えば、投影光学系ＰＬの鏡筒内部にヘリウムガスなどの不活性ガスを供給する場合、あるいは各ステージ、その他に用いられている気体静圧軸受に加圧気体を供給する場合などに用いることができる。また、真空用の配管は、各ステージ上のバキュームチャック、又は気体静圧軸受が真空予圧型の軸受である場合にはその軸受けに真空を供給するのに用いられる。

また、上記第１ないし第３の実施形態では、投影光学系ＰＬがコラム３０から吊り下げ支持されるタイプの露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、防振ユニットを介してベース部材（フレームキャスタとも呼ばれる）の上方に投影光学系を保持するボディを支持するタイプの露光装置であっても、そのベース部材の形状を工夫する必要はあるが、上記各実施形態と同様に、発電機３８のコイルユニット３８Ａとマグネットユニット３８Ｂ、光通信機構７０の第１光通信ユニット７１と第２光通信ユニット７２（又は赤外線通信機構６０の第１赤外線送受光ユニット６１と第２赤外線送受光ユニット６２）、又は配管中継機構８０の第１配管ユニット８１と第２配管ユニット８２とを異なる部材に分離配置する構成を採用することができ、同等の効果を得ることができる。

なお、上記第１ないし第３の実施形態及び上記第２の実施形態の変形例で説明した、発電機３８、光通信機構７０、配管中継機構８０、及び赤外線通信機構６０の任意の組み合わせを、同一の露光装置に採用しても良い。

なお、上記各実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。さらに、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６，５９０，６３４号明細書）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第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、又は例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているようなウエハステージと計測ステージとを備える露光装置にも本発明を適用することができる。

この他、国際公開第２００４／５３９５５号などに開示される液浸露光装置にも本発明を適用することも可能である。この場合、上記第３の実施形態の配管中継機構８０を用いて、液浸露光に用いられる液体を供給及び回収することとしても良い。

また、上記各実施形態の露光装置における投影光学系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として遠紫外光又は真空紫外光を用いる場合、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号（対応米国特許７,０２３,６１０号明細書）に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外域に波長変換した高調波を用いても良い。

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

また、上記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。

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

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

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

また、上記実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）によりレチクル（マスク）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、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の生産性を向上することが可能である。

以上説明したように、本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）の製造におけるリソグラフィ工程でウエハ等の基板を露光するのに適している。

１０…露光装置、３３…鏡筒定盤、３３ａ…凸部、３４…コラム、３８…発電機、３８Ａ…コイルユニット、３８Ｂ…マグネットユニット、４２…防振ユニット、４３…モータ、４４…マグネット部、６０…赤外線通信機構、６１…第１赤外線送受光ユニット、６２…第２赤外線送受光ユニット、６３…第１送受光部、６４…第２送受光部、７０…光通信機構、７１…第１光通信ユニット、７２…第２光通信ユニット、７３…光ファイバ、７４…光ファイバ、７５…ボイスコイルモータ、８１…第１配管ユニット、８２…第２配管ユニット、８３…配管、８４…ボイスコイルモータ、ＩＬ…照明光、Ｗ…ウエハ、ＰＬ…投影光学系。

Claims (12)

1. エネルギビームにより物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光装置であって、
   電気信号の授受の対象となる部材が設けられた第１部材と、
   前記第１部材とは振動的に分離された第２部材と、
   前記第１部材上に載置され、電磁波を送信及び／又は受信する第１部分と、前記第１部分に対応して前記第２部材に搭載され、前記第１部分との間で、前記電磁波を受信及び／又は送信する第２部分とを含む、信号伝達装置と、を備える露光装置。
2. 請求項１に記載の露光装置において、
   前記第１部分及び第２部分は、相互に対向して配置された赤外線送受光部をそれぞれ含む露光装置。
3. 請求項１に記載の露光装置において、
   前記第１部分及び第２部分は、相互に対向して配置された光ファイバをそれぞれ含む露光装置。
4. 請求項３に記載の露光装置において、
   前記第１部分の光ファイバと、前記第２部分の光ファイバとの対向面内の相対位置が維持されるように、前記第２部分を少なくとも鉛直方向に駆動する駆動系をさらに備える露光装置。
5. 請求項４に記載の露光装置において、
   前記駆動系は、前記相対位置を計測する計測系を含む露光装置。
6. 請求項４又は５に記載の露光装置において、
   前記第１部分と第２部分とは、鉛直方向の剛性が他の方向に比べて低い、フレクシャ機構を介して接続されている露光装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置において、
   前記パターンの形成時に前記エネルギビームが経由する光学系をさらに備え、
   該光学系は、前記第１部材に保持されている露光装置。
8. 請求項７に記載の露光装置において、
   前記電気信号の授受の対象となる部材は、前記光学系に付属する部材を含む露光装置。
9. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置において、
   前記電気信号の授受の対象となる部材は、センサ及びアクチュエータの少なくとも一方を含む露光装置。
10. エネルギビームにより物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光装置であって、
    中継用の配管の一端が接続される第１中継部材と、
    前記配管の他端が接続される第２中継部材と、
    前記第１中継部材が搭載された第１部材と、
    前記第１部材とは振動的に分離され、前記第２中継部材が搭載された第２部材と、
    前記第１中継部材と前記第２中継部材との相対位置が維持されるように、前記第２中継部材を少なくとも鉛直方向に駆動する駆動装置と、を備える露光装置。
11. 請求項１０に記載の露光装置において、
    前記パターンの形成時に前記エネルギビームが経由する光学系をさらに備え、
    該光学系は、前記第１部材に保持されている露光装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の露光装置において、
    前記配管は、冷媒用配管、ガス用配管、及び真空用配管のいずれかである露光装置。

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