JP4378938B2 - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマスクのパターンを投影光学系を介して基板に露光する露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイスはマスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写するいわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置はマスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。このうち、液晶表示デバイスを製造する際には基板として大型のガラス基板が用いられ、表示領域の大型化の要求からマスクステージと基板ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的に基板上に転写する走査型露光装置が主に用いられる。下記特許文献には、投影光学系として複数並んだ投影光学ユニット（投影光学モジュール）を有する走査型露光装置、所謂マルチレンズスキャン型露光装置に関する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２９３６７６号公報
【０００４】
従来における複数の投影光学ユニットはオートフォーカス検出系を挟んで走査方向両側のそれぞれに配置されている構成である。そして、走査方向前方側に配置された投影光学ユニットと後方側に配置された投影光学ユニットとは異なる支持体を介してコラム（露光装置のボディ）に支持されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術には以下に述べる問題が生じるようになった。
マスクステージや基板ステージが移動した際、僅かではあるがコラムに歪み変形が生じる場合があり、投影光学ユニットの光学特性（結像特性）が変化して精度良い露光処理を行うことができなくなるという問題が生じるようになった。特に、上述したような、複数の投影光学ユニットのそれぞれを互いに異なる支持体で支持する構成では、複数の投影光学ユニットの互いの相対位置が変化して精度良い露光処理を行うことができなくなる。また、液晶表示デバイスを製造するための走査型露光装置の投影光学系は正立等倍系が一般であって走査露光の際マスクステージと基板ステージとは同じ方向に移動するため、コラムに対する偏荷重が大きくなり、上記問題が顕著に現れる。更に、基板の大型化の要求に伴って装置全体（コラム全体）も大型化し、コラムの十分な剛性が得られず、上記問題が更に顕著に現れるようになった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、コラムに生じる歪み変形の投影光学系への影響を抑えることができる露光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図１１に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、マスク（Ｍ）のパターンを投影光学系を介して基板（Ｐ）に露光する露光装置において、投影光学系（ＰＬ）は複数並んだ投影光学モジュール（ＰＬａ〜ＰＬｇ）からなり、複数の投影光学モジュール（ＰＬａ〜ＰＬｇ）が１つの定盤（１）に支持されていることを特徴とする。
本発明によれば、複数並んだ投影光学モジュールを１つの定盤で支持したことにより、ステージの移動などにより仮にコラムに歪み変形が生じたとしても、このコラムの歪み変形の投影光学モジュールに対する影響を定盤で遮ることができる。そして、複数の投影光学モジュールは１つの定盤で支持されているので、コラムに歪み変形が生じても投影光学モジュールどうしの相対位置は大きく変化しない。したがって、コラムが変形しても投影光学系の光学特性の変動を最小限に抑えつつ精度良い露光処理を行うことができる。
【０００８】
本発明の露光装置（ＥＸ）において、支持構造体（１００）と、支持構造体（１００）に対して定盤（１）をキネマティックに支持する支持部（２）とを備えることを特徴とする。この場合において、支持部（２）は、Ｖ溝部材（４）と、Ｖ溝部材（４）に接する球状部材（５）とを備える構成とすることができる。これによれば、支持構造体が仮に変形したとしてもこの変形分を支持部で吸収できるので、投影光学モジュールを支持する定盤が大きく移動するといった不都合の発生を抑えることができる。
【０００９】
本発明の露光装置（ＥＸ）において、支持部（２）は、第１面（３、６Ａ）を有する第１部材（４、１）と、第１面（３、６Ａ）に対向する第２面（５Ａ、９、８）を有する第２部材（５、７）とを少なくとも有し、第１面（３）と第２面（５Ａ）との間の摩擦力を低減する低摩擦部を備えることを特徴とする。この場合において、低摩擦部は、第１面（３）及び第２面（５Ａ）のうち少なくともいずれか一方にコーティングされた低摩擦材料膜で構成することもできるし、第１面（３、６Ａ）と第２面（９、８）との間に介在する流体軸受（１５、１６）、玉軸受又は転がり軸受で構成することもできる。これによれば、第１面と第２面とが摺動することで、支持構造体の変形の定盤への影響を抑制することができる。そして、低摩擦部を設けることにより、第１面と第２面とが摺動する際に生じる応力が抑えられ、支持構造体の変形の定盤への影響を良好に抑えることができる。
【００１０】
Ｖ溝部材（４）は、定盤（１）の面方向の３箇所に、Ｖ溝部材（４）のＶ字稜線（Ｌ）の延長線のそれぞれが複数並んだ投影光学モジュール（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の定盤（１）の面方向における略中央部（Ｏ）で交わるようにそれぞれ配置されている。これにより、支持構造体が変形しても、中央部は大きく移動しないので、投影光学モジュールの良好な光学特性を維持できる。
【００１１】
本発明の露光装置（ＥＸ）において、マスク（Ｍ）を支持するマスクステージ（ＭＳＴ、２０）と、基板（Ｐ）を支持する基板ステージ（ＰＳＴ、３０）と、投影光学モジュール（ＰＬａ〜ＰＬｇ）を支持した定盤（１）の姿勢を計測する計測装置（７２〜７４）と、計測装置（７２〜７４）の計測結果に基づいて、マスクステージ（ＭＳＴ、２０）及び基板ステージ（ＰＳＴ、３０）のうち少なくともいずれか一方の姿勢を制御するステージ駆動装置（２１、３１、３６）とを備えることを特徴とする。この場合において、計測装置はレーザ干渉計を含み、定盤８１）にレーザ干渉計の参照鏡（７５〜７７）が取り付けられている。これによれば、定盤の姿勢が変化してもこの定盤の姿勢変化に合わせて、定盤とステージとの相対位置を維持するように、ステージの姿勢を調整することができる。したがって、定盤の姿勢が変化しても常に同一の相対位置条件で露光処理を行うことができる。
【００１２】
本発明の露光装置（ＥＸ）において、投影光学モジュール（ＰＬａ〜ＰＬｇ）のそれぞれは定盤（１）に対して互いに独立して接続及び分離可能であるとともに、定盤（１）の所定の基準位置に対して独立して位置決め可能である。また、本発明の露光装置（ＥＸ）において、複数の投影光学モジュール（ＰＬａ〜ＰＬｇ）は光学特性を調整する調整装置（５０、５３、５４、５５、５８）をそれぞれ備えている。これにより、各投影光学モジュールのそれぞれを独立して最適化できる。
【００１３】
本発明の露光装置（ＥＸ）において、投影光学モジュール（ＰＬａ〜ＰＬｇ）及び該投影光学モジュールを支持する定盤（１）を覆うカバー装置（４０）を備えることを特徴とする。これによれば、露光光の照射熱に起因して照明系からの熱（輻射）を熱遮断して結像レンズ系への熱の影響を抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図、図２は概略斜視図である。
図１及び図２において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、感光基板（基板）Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭを露光光ＥＬで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ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、投影光学系ＰＬを定盤１を介して支持するコラム（支持構造体）１００と、露光処理に関する動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。コラム１００は、上部プレート部１００Ａと、上部プレート部１００Ａの４隅のそれぞれより下方に延びる脚部１００Ｂとを有しており、床面に水平に載置されたベースプレート１１０上に設置されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは複数（７つ）並んだ投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを有しており、照明光学系ＩＬも投影光学モジュールの数及び配置に対応して複数（７つ）の照明光学モジュールを有している。感光基板Ｐはガラス基板に感光剤（フォトレジスト）を塗布したものである。
【００１５】
ここで、本実施形態に係る露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬに対してマスクＭと感光基板Ｐとを同期移動して走査露光する走査型露光装置であって、所謂マルチレンズスキャン型露光装置を構成している。以下の説明において、マスクＭ及び感光基板Ｐの同期移動方向をＸ軸方向（走査方向）、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１６】
照明光学系ＩＬは、不図示ではあるが、複数の光源と、複数の光源から射出された光束を一旦集合した後に均等分配して射出するライトガイドと、ライトガイドからの光束を均一な照度分布を有する光束（露光光）に変換するオプティカルインテグレータと、オプティカルインテグレータからの露光光をスリット状に整形するための開口を有するブラインド部と、ブラインド部を通過した露光光をマスクＭ上に結像するコンデンサレンズとを備えている。コンデンサレンズからの露光光はマスクＭを複数のスリット状の照明領域で照明する。本実施形態における光源には水銀ランプが用いられ、露光光としては、不図示の波長選択フィルタにより、露光に必要な波長であるｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）などが用いられる。
【００１７】
マスクステージＭＳＴはコラム１００の上部プレート部１００Ａ上に設けられている。マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持するマスクホルダ２０と、上部プレート部１００Ａ上においてマスクホルダ２０をＸ軸方向に所定ストロークで移動可能な一対のリニアモータ２１、２１と、上部プレート部１００Ａに設けられ、Ｘ軸方向に移動するマスクホルダ２０を案内する一対のガイド部２２、２２とを備えている。なお、図２には−Ｙ側のリニアモータ２１及びガイド部２２は図示されていない。マスクホルダ２０はバキュームチャックを介してマスクＭを保持する。マスクホルダ２０の中央部にはマスクＭのパターン像が通過する開口部２０Ａが形成されている。リニアモータ２１のそれぞれは、上部プレート部１００Ａ上において支持部材２３で支持され、Ｘ軸方向に延びるように設けられた固定子２１Ａと、この固定子２１Ａに対応して設けられ、マスクホルダ２０のＹ軸方向両側に固定された可動子２１Ｂとを備えている。リニアモータ２１は、固定子２１Ａをコイルユニット（電機子ユニット）で構成し可動子２１Ｂを磁石ユニットで構成した所謂ムービングマグネット型リニアモータでもよいし、固定子２１Ａを磁石ユニットで構成し可動子２１Ｂをコイルユニットで構成した所謂ムービングコイル型リニアモータでもよい。そして、可動子２１Ｂが固定子２１Ａとの間の電磁気的相互作用により駆動することでマスクホルダ２０がＸ軸方向に移動する。ガイド部２２のそれぞれはＸ軸方向に移動するマスクホルダ２０を案内するものであって、Ｘ軸方向に延びるように設けられ、コラム１００の上部プレート部１００Ａに固定されている。マスクホルダ２０の下部にはガイド部２２と係合する凹部を有する被ガイド部材２４、２４が固定されている。被ガイド部材２４、２４とガイド部２２、２２との間には非接触ベアリングである不図示のエアベアリングが設けられており、マスクホルダ２０はガイド部２２に対して非接触で支持されつつ、Ｘ軸方向に移動する。また、マスクステージＭＳＴは、不図示ではあるが、マスクＭを保持するマスクホルダ２０をＹ軸方向及びθＺ方向に移動する移動機構も有している。そして、上記リニアモータ及び移動機構によりマスクホルダ２０（マスクステージＭＳＴ）の姿勢が調整可能である。以下の説明では、マスクホルダ２０（マスクステージＭＳＴ）の姿勢を調整可能な上記リニアモータ及び移動機構を適宜「マスクステージ駆動装置ＭＳＴＤ」と総称する。
【００１８】
また、コラム１００には、後に詳述するレーザ干渉計が設けられ、定盤１上には参照鏡が設けられ、マスクホルダ２０には移動鏡が設けられている。なお、図１に示すように、レーザ干渉計７４から参照鏡７７に照射されるレーザビームの光路は符号２５に示すように確保されている。
【００１９】
基板ステージＰＳＴはベースプレート１１０上に設けられている。基板ステージＰＳＴは、感光基板Ｐを保持する基板ホルダ３０と、基板ホルダ３０をＹ軸方向に案内しつつ移動自在に支持するガイドステージ３５と、ガイドステージ３５に設けられ、基板ホルダ３０をＹ軸方向に移動するリニアモータ３６と、ベースプレート１１０上において基板ホルダ３０をガイドステージ３５とともにＸ軸方向に所定ストロークで移動可能な一対のリニアモータ３１、３１と、ベースプレート１１０上に設けられ、Ｘ軸方向に移動するガイドステージ３５（及び基板ホルダ３０）を案内する一対のガイド部３２、３２とを備えている。基板ホルダ３０はバキュームチャックを介して感光基板Ｐを保持する。リニアモータ３１のそれぞれは、ベースプレート１１０上において支持部材３３で支持され、Ｘ軸方向に延びるように設けられた固定子３１Ａと、この固定子３１Ａに対応して設けられ、ガイドステージ３５の長手方向両端部に固定された可動子３１Ｂとを備えている。リニアモータ３１は、固定子３１Ａをコイルユニット（電機子ユニット）で構成し可動子３１Ｂを磁石ユニットで構成した所謂ムービングマグネット型リニアモータでもよいし、固定子３１Ａを磁石ユニットで構成し可動子３１Ｂをコイルユニットで構成した所謂ムービングコイル型リニアモータでもよい。そして、可動子３１Ｂが固定子３１Ａとの間の電磁気的相互作用により駆動することで基板ホルダホルダ３０がガイドステージ３５とともにＸ軸方向に移動する。ガイド部３２のそれぞれは、Ｘ軸方向に移動するガイドステージ３５及び基板ホルダ３０を案内するものであって、Ｘ軸方向に延びるように設けられ、ベースプレート１１０に固定されている。ガイドステージ３５の下部にはガイド部３２と係合する凹部を有する被ガイド部材３４、３４が固定されている。被ガイド部材３４、３４とガイド部３２、３２との間には非接触ベアリングである不図示のエアベアリングが設けられており、ガイドステージ３５はガイド部３２に対して非接触で支持されつつ、Ｘ軸方向に移動する。同様に、リニアモータ３６も、ガイドステージ３５に設けられた固定子３６Ａと、基板ホルダ３０に設けられた可動子３６Ｂとを有しており、基板ホルダ３０はリニアモータ３６の駆動によりガイドステージ３５に案内されつつＹ軸方向に移動する。また、リニアモータ３１、３１のそれぞれの駆動を調整することでガイドステージ３５はθＺ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このリニアモータ３１、３１により基板ホルダ３０がガイドステージ３５とほぼ一体的にＸ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。更に、基板ステージＰＳＴは基板ホルダ３０をＺ軸方向、θＸ及びθＹ方向に移動する移動機構も有している。そして、上記リニアモータ及び移動機構により基板ホルダ３０（基板ステージＰＳＴ）の姿勢が調整可能である。以下の説明では、基板ホルダ３０（基板ステージＰＳＴ）の姿勢を調整可能な上記リニアモータ及び移動機構を適宜「基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤ」と総称する。
【００２０】
コラム１００には、後に詳述するレーザ干渉計が設けられ、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの鏡筒の所定位置には参照鏡が設けられ、基板ホルダ３０には移動鏡が設けられている。
【００２１】
投影光学系ＰＬは複数（７つ）並んだ投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを有しており、これら複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇは１つの定盤１に支持されている。そして、図１に示すように、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを支持している定盤１はコラム１００の上部プレート部１００Ａに対して支持部２を介して支持されている。ここで、上部プレート部１００Ａの中央部には開口部１００Ｃが設けられており、定盤１は上部プレート部１００Ａのうち開口部１００Ｃの周縁部上に支持されている。そして、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの下部が開口部１００Ｃに配置されている。なお、図１では、開口部１００Ｃの周縁部に段部が形成されこの段部に支持部２が設けられているが、上部プレート部１００Ａは平坦面であってもよい。
【００２２】
図３は投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを支持している定盤１を示す概略斜視図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は側面図である。
図３及び図４に示すように、投影光学系ＰＬは複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇで構成されており、これら投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇは定盤１に支持されている。定盤１は、コラム（支持構造体）１００の上部プレート部１００Ａに支持部２を介してキネマティックに支持されている。支持部２は、定盤１の３箇所の所定位置にそれぞれ設けられている。複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのうち投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇがＹ軸方向に並んで配置され、投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆがＹ軸方向に並んで配置されている。また、Ｙ軸方向に並んだ投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、Ｙ軸方向に並んだ投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとはＸ軸方向において対向するように配置されており、全体で千鳥状に配置されている。すなわち、千鳥状に配置されている投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、隣合う投影光学モジュールどうし（例えば投影光学モジュールＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）をＹ軸方向に所定量変位させて配置されている。
【００２３】
定盤１は、例えばメタルマトリクス複合材（ＭＭＣ：Metal Matrix Composites）により形成されている。メタルマトリクス複合材は金属をマトリクス材としてその中にセラミックス強化材を複合した複合材であり、ここでは金属としてアルミニウムを含むものが用いられている。定盤１の中央部には開口部１Ａが形成されており、この開口部１Ａにより投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇそれぞれの露光光ＥＬの光路が確保されている。ここで、定盤１は平面視において左右対称な六角形状（ホームベース状）に形成されており、Ｙ軸方向に４つ並んだ投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇは定盤１の幅の広い部分で支持され、Ｙ軸方向に３つ並んだ投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆは定盤１の幅の狭い部分で支持されている。すなわち、複数並んだ投影光学モジュールの数に応じて定盤１の形状が設定されており、これにより、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを支持するのに十分な強度を得られる範囲において、使用材料が最小限に抑えられている。
【００２４】
投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、鏡筒ＰＫと、鏡筒ＰＫの内部に配置されている複数の光学素子（レンズ）とを有している。そして、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、定盤１に対して互いに独立して接続されており、又分離可能である。これにより、投影光学モジュールをモジュール単位で増減させることが可能となり、その場合において、投影光学モジュールの定盤１に対する取り付け・取り外し作業を容易に行うことができる。更に、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれを定盤１に対して互いに独立して接続及び分離可能としたことにより、定盤１の所定の基準位置（例えば開口部１Ａの中心位置）に対してそれぞれ独立して位置決め可能であり、各投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの互いの相対位置を任意に設定することができる。
【００２５】
図５（ａ）は支持部２の拡大図である。図５（ａ）に示すように、支持部２は、コラム１００の上部プレート部１００Ａに設けられ、Ｖ状内面（第１面）３を有するＶ溝部材（第１部材）４と、Ｖ溝部材４のＶ状内面３に接する球面（第２面）５Ａを有する球状部材（第２部材）５とを備えている。Ｖ溝部材４はコラム１００の上部プレート部１００Ａに固定されている。また、定盤１の下面には球状部材５を配置可能な球面状凹部６が形成されており、定盤（第１部材）１の球面状凹部６の内面（第１面）６Ａと球状部材（第２部材）５の球面（第２面）５Ａとが接している。球状部材５はＶ溝部材４のＶ状内面３に載置された状態であって、Ｖ状内面３に対して球状部材５の表面５ＡはＶ字稜線方向（図４（ａ）矢印ｙ参照）に摺動可能となっている。更に、定盤１は球面状凹部６を介して球状部材５に載置された状態であって、球面状凹部６の内面６Ａと球状部材５の表面５Ａとは摺動可能となっている。これら面どうしが摺動可能であることにより、例えばコラム１００が僅かに変形した際、これら面どうしが摺動することでコラム１００の変形の定盤１への影響が抑制されている。
【００２６】
Ｖ溝部材４のＶ状内面（第１面）３及び球状部材５の表面（第２面）５Ａのそれぞれには、低摩擦部としての低摩擦材料膜がコーティングにより設けられている。低摩擦材料膜としては、例えばダイヤモンドライクカーボンが挙げられる。これにより、Ｖ溝部材４のＶ状内面３と球状部材５の表面５Ａとの摩擦力が低減される。同様に、球面状凹部６の内面６Ａにも低摩擦材料膜が設けられており、これにより、球面状凹部６の内面６Ａと球状部材５の表面５Ａとの摩擦力も低減されている。そして、これら面を低摩擦処理したことにより静止摩擦係数が抑えられ、例えばコラム１００が僅かに変形して前記面どうしが摺動する際に生じる応力が抑えられ、コラム１００の変形の定盤１への影響を良好に抑えることができる。
【００２７】
なお、ここでは、Ｖ状内面３及び球状部材５の表面５Ａのそれぞれに低摩擦材料膜が設けられている構成であるが、Ｖ状内面３又は球状部材５の表面５Ａのいずれか一方に低摩擦材料膜を設ける構成でも構わない。同様に、球面状凹部６の内面６Ａ及び球状部材５の表面５Ａのそれぞれに低摩擦材料膜を設ける構成の他に、球面状凹部６の内面６Ａ又は球状部材５の表面５Ａのいずれか一方に低摩擦材料膜を設ける構成でもよい。更に、図５（ｂ）に示すように、コラム１００に球面状凹部６を有する部材を設けるとともに、定盤１の下面にＶ状内面３を設け、これらの間に球状部材５を配置する構成であっても構わない。
【００２８】
図６（ａ）は支持部２の変形例である。図６（ａ）において、支持部２は、コラム１００に固定されたＶ溝部材４と、定盤１の球面状凹部６とＶ溝部材４との間に配置される中間部材７とを備えている。中間部材７は、球面状凹部６に対向する球面部８と、Ｖ溝部材４のＶ状内面３に対向するＶ字面９とを備えている。球面部８は球面状凹部６に沿う形状を有し、Ｖ字面９はＶ状内面３に沿う形状を有している。そして、球面部８には流体吹出部１０が設けられており、Ｖ字面９にも流体吹出部１１が設けられている。流体吹出部１０及び１１は流路１３を介して流体供給装置１２に接続されている。本実施形態において、流体供給装置１２はエア（空気）を供給する。また、流路１３は途中で２つに分岐しており、第１分岐流路１３Ａが流体吹出部１０に接続され、第２分岐流路１３Ｂが流体吹出部１１に接続されている。また、第１、第２分岐流路１３Ａ、１３Ｂのそれぞれには、流体吹出部１０、１１に対して流通させるエアの単位当たりの流量を調整可能な弁１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ設けられている。流体供給装置１２及び弁１４Ａ、１４Ｂの動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっており、制御装置ＣＯＮＴはこれら流体供給装置１２及び弁１４Ａ、１４Ｂの動作を制御することにより、流体吹出部１０、１１から吹き出すエアの単位時間当たりの量をそれぞれ個別に調整可能である。そして、流体吹出部１０から球面部８と球面状凹部６との間にエアが供給されることにより、球面部８と球面状凹部６との間に介在する非接触ベアリングであるエアベアリング（流体軸受）１５が形成される。同様に、流体吹出部１１からＶ字面９とＶ状内面３との間にエアが供給されることにより、Ｖ字面９とＶ状内面との間に介在する非接触ベアリングであるエアベアリング（流体軸受）１６が形成される。そして、エアベアリング１５により中間部材７と球面状凹部６との間の低摩擦部が形成され、エアベアリング１６により中間部材７とＶ状内面３との間の低摩擦部が形成される。
【００２９】
図６（ｂ）は球面部８の平面図である。図６（ｂ）に示すように、流体吹出部１０は球面部８の平面視ほぼ中央部に形成されており、この流体吹出部１０に接続するように平面視十字状の絞り１７が形成されている。これにより、球面部８と球面状凹部６との間に一様にエアが供給され、球面部８と球面状凹部６との間に所定のギャップが確保されており、流体吹出部１１から吹き出されるエアによりＶ字面９とＶ状内面３との間に所定のギャップが確保される。なお、球面部８に絞りを設ける方法のかわりとして多孔質部材を組み込むようにしてもよい。
【００３０】
また、図７（ａ）、（ｂ）は、図６（ａ）、（ｂ）の変形例である。図７（ａ）において、定盤１には球面状凹面６を備え、球面状凹面６に対向する中間部材７の球面部８を備え、中間部材７のＶ字面９に対向するコラム１００に固定されたＶ溝部材４のＶ状内面を有することは、図６（ａ）と同じである。図６（ａ）と異なる点は、球面状凹面６と球面部８との間に複数のボールを備え、玉軸受を形成しており、またＶ字面９とＶ状内面３との間には複数のニードルを備え、転がり軸受を形成している点である。このことにより玉軸受により中間部材７と球面状凹部６との間の低摩擦部が形成され、転がり軸受により中間部材７とＶ状内面３との間の低摩擦部が形成される。
【００３１】
図４（ａ）に戻って、支持部２は定盤１の面方向（ＸＹ方向）における３箇所の所定の位置にそれぞれ設けられている。そして、Ｖ溝部材４のＶ字稜線Ｌの延長線のそれぞれが、複数並んだ投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのＸＹ方向におけるほぼ中央部Ｏで交わるように、Ｖ溝部材４のそれぞれが配置されている。これにより、コラム１００が変形しても中央部Ｏが大きく移動しない構成となっている。そして、これら支持部２により所謂キネマティック支持構造が構成される。これにより、コラム１００が変形しても、投影光学系ＰＬや定盤１は大きく移動せず、複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの互いの相対位置も変化しない。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇ及び定盤１はカバー装置４０により覆われている。カバー装置４０は、このカバー装置４０により形成される内部空間の温度を調整可能な温度調整装置４１を備えている。温度調整装置４１は、温度調整された流体（例えばエア）を前記内部空間に供給することにより定盤１及び投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの温度を調整可能である。カバー装置４０を設けたことにより、露光光ＥＬの照射熱に起因する照明光学系ＩＬからの熱（輻射）及びマスクＭからの熱を熱遮断して結像レンズ系への熱の影響を抑えることができ、安定した結像特性を得ることができる。ここで、カバー装置４０の露光光ＥＬの光路上に相当する位置には開口部４２が設けられており、この開口部４２により露光光ＥＬの光路が確保されている。
【００３３】
図８は投影光学系（投影光学モジュール）の構成図である。投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、照明光学モジュールにより露光光ＥＬで照明されたマスクＭの照明領域に存在するパターン像を感光基板Ｐに投影露光するものであり、シフト調整機構５０と、二組の反射屈折型光学系５１、５２と、像面調整機構５３と、不図示の視野絞りと、スケーリング調整機構５４とを備えている。以下では投影光学モジュールＰＬｆについて説明するが、他の投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄ、ＰＬｅ、ＰＬｇも投影光学モジュールＰＬｆと同様の構成である。
【００３４】
マスクＭを透過した光束は、シフト調整機構５０に入射する。シフト調整機構５０は、Ｙ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板５０Ａと、Ｘ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板５０Ｂと有している。平行平面ガラス板５０Ａはモータなどの駆動装置５０ＡｄによりＹ軸まわりに回転し、平行平面ガラス板５０Ｂはモータなどの駆動装置５０ＢｄによりＸ軸まわりに回転する。平行平面ガラス板５０ＡがＹ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＸ軸方向にシフトし、平行平面ガラス板５０ＢがＸ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＹ軸方向にシフトする。駆動装置５０Ａｄ，５０Ｂｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴによりそれぞれ独立して制御されるようになっている。駆動装置５０Ａｄ，５０Ｂｄのそれぞれは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、平行平面ガラス板５０Ａ，５０Ｂのそれぞれを所定速度で所定量（所定角度）回転する。シフト調整機構５０を透過した光束は、１組目の反射屈折型光学系５１に入射する。
【００３５】
反射屈折型光学系５１は、マスクＭのパターンの中間像を形成するものであって、直角プリズム（補正機構）５５と、レンズ５６と、凹面鏡５７とを備えている。直角プリズム５５はＺ軸まわりに回転可能に設けられており、モータなどの駆動装置５５ｄによりＺ軸まわりに回転する。直角プリズム５５がＺ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＺ軸まわりに回転する。すなわち、直角プリズム５５はローテーション調整機構としての機能を有している。駆動装置５５ｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっている。駆動装置５５ｄは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、直角プリズム５５を所定速度で所定量（所定角度）回転する。反射屈折型光学系５１により形成されるパターンの中間像位置には不図示の視野絞りが配置されている。視野絞りは、感光基板Ｐ上における投影領域を設定するものであって、例えば感光基板Ｐ上の投影領域を台形状に設定する。視野絞りを透過した光束は、２組目の反射屈折型光学系５２に入射する。
【００３６】
反射屈折型光学系５２は、反射屈折型光学系５１と同様に、ローテーション調整機構としての直角プリズム（補正機構）５８と、レンズ５９と、凹面鏡６０とを備えている。直角プリズム５８もモータなどの駆動装置５８ｄの駆動によりＺ軸まわりに回転するようになっており、回転することで感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像をＺ軸まわりに回転する。駆動装置５８ｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっており、駆動装置５８ｄは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、直角プリズム５８を所定速度で所定量（所定角度）回転する。
【００３７】
反射屈折型光学系５２から射出した光束は、スケーリング調整機構（補正機構）５４を通り、感光基板Ｐ上にマスクＭのパターンの像を正立等倍で結像する。スケーリング調整機構５４は、図８のようにレンズをＺ軸方向に移動させたり、又は３枚のレンズ構成で例えば、凹レンズ、凸レンズ、凹レンズから構成され、凹レンズと凹レンズとの間に位置する凸レンズをＺ軸方向に移動させることにより、マスクＭのパターンの像の倍率（スケーリング）調整を行うようになっている。図８の場合、凸レンズは駆動装置５４ｄにより移動するようになっており、駆動装置５４ｄは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。駆動装置５４ｄは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、凸レンズを所定速度で所定量移動させる。なお、凸レンズは、両凸レンズでも平凸レンズでもよい。
【００３８】
二組の反射屈折型光学系５１，５２の間の光路上には、投影光学系ＰＬｆの結像位置及び像面の傾斜を調整する像面調整機構５３が設けられている。像面調整機構５３は反射屈折型光学系５１による中間像が形成される位置近傍に設けられている。すなわち、像面調整機構５３はマスクＭ及び感光基板Ｐに対してほぼ共役な位置に設けられている。像面調整機構５３は、第１光学部材５３Ａと、第２光学部材５３Ｂと、第１光学部材５３Ａ及び第２光学部材５３Ｂを非接触状態に支持する不図示のエアベアリングと、第２光学部材５３Ｂに対して第１光学部材５３Ａを移動する駆動装置５３Ａｄ、５３Ｂｄとを備えている。第１光学部材５３Ａ及び第２光学部材５３Ｂのそれぞれはくさび状に形成され露光光ＥＬを透過可能なガラス板であり、一対のくさび型光学部材を構成している。露光光ＥＬはこの第１光学部材５３Ａ及び第２光学部材５３Ｂのそれぞれを通過する。駆動装置５３Ａｄ、５３Ｂｄの駆動量及び駆動速度、すなわち第１光学部材５３Ａと第２光学部材５３Ｂとの相対的な移動量及び移動速度は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。第２光学部材５３Ｂに対して第１光学部材５３ＡがＸ軸方向にスライドするように移動することにより投影光学系ＰＬｆの像面位置がＺ軸方向に移動し、第２光学部材５３Ｂに対して第１光学部材５３ＡがθＺ方向に回転することにより投影光学系ＰＬｆの像面が傾斜する。
【００３９】
上記シフト調整機構５０、ローテーション調整機構５５、５８、スケーリング調整機構５４、及び像面調整機構５３により、投影光学モジュールＰＬｆの光学特性（結像特性）を調整する調整装置が構成される。なお、光学特性の調整装置としては、一部の光学素子（レンズ）間を密封して内部圧力を調整する機構であってもよい。
【００４０】
また、−Ｘ側の投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、＋Ｘ側の投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間には、マスクＭのパターン形成面及び感光基板Ｐの被露光面のＺ軸方向における位置を検出するオートフォーカス検出系１５０が設けられている。オートフォーカス検出系１５０を構成する光学素子はハウジング内部に配置されており、これら光学素子及びハウジングによりオートフォーカスユニット（ＡＦユニット）Ｕが形成されている。
【００４１】
図９はマスクホルダ２０（マスクステージＭＳＴ）の位置を計測するレーザ干渉システムの概略構成図である。
図９において、マスクホルダ２０の−Ｘ側の端縁にはＹ軸方向に延びるＸ移動鏡７０が設けられ、マスクホルダ２０の−Ｙ側の端縁にはＸ軸方向に延びるＹ移動鏡７１が設けられている。Ｘ移動鏡７０に対向する位置には２つのレーザ干渉計（計測装置）７２、７３がＹ軸方向に並んで設けられている。また、Ｙ移動鏡７１に対向する位置にはレーザ干渉計（計測装置）７４が設けられている。レーザ干渉計７２、７３、７４はコラム１００の上部プレート部１００Ａに設置されている（図２参照）。また、定盤１には参照鏡７５、７６、７７が取り付けられている。参照鏡７５はレーザ干渉計７２に対向する位置に設けられ、参照鏡７６はレーザ干渉計７３に対向する位置に設けられ、参照鏡７７はレーザ干渉計７４に対向する位置に設けられている。２つのレーザ干渉計７２、７３のうち、＋Ｙ側に設けられているレーザ干渉計７２は、Ｘ移動鏡７０に測長ビーム（レーザビーム）７０ａを照射するとともに、参照鏡７５に参照ビーム（レーザビーム）７５ａ、７５ｂを照射する。同様に、−Ｙ側に設けられているレーザ干渉計７３は、Ｘ移動鏡７０に測長ビーム７０ｂを照射するとともに、参照鏡７６に参照ビーム７６ａ、７６ｂを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくＸ移動鏡７０及び参照鏡７５、７６それぞれからの反射光はレーザ干渉計７２、７３の受光部で受光され、レーザ干渉計７２、７３はこれら光を干渉し、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参照鏡７５、７６を基準としたＸ移動鏡７０の位置（座標）を計測する。レーザ干渉計７２、７３の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計７２、７３の計測結果に基づいて、マスクホルダ２０（マスクステージＭＳＴ）のＸ軸方向における位置を求める。
【００４２】
また、レーザ干渉計７４は、Ｙ移動鏡７１に測長ビーム７１ａ、７１ｂを照射するとともに、参照鏡７７に参照ビーム７７ａ、７７ｂを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくＹ移動鏡７１及び参照鏡７７それぞれからの反射光はレーザ干渉計７４の受光部で受光され、レーザ干渉計７４はこれら光を干渉し、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参照鏡７７を基準としたＹ移動鏡７１の位置（座標）を計測する。レーザ干渉計７４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計７４の計測結果に基づいて、マスクホルダ２０（マスクステージＭＳＴ）のＹ軸方向における位置を求める。
【００４３】
また、制御装置ＣＯＮＴは、移動鏡７０に照射されたＹ軸方向に並ぶ測長ビーム７０ａ、７０ｂの計測結果に基づいて、マスクホルダ２０のθＺ方向における姿勢を求めることができる。
【００４４】
ここで、マスクホルダ２０の−Ｘ側に設けられたレーザ干渉計７２は参照鏡７５に対してＺ軸方向に並ぶ２つの参照ビーム７５ａ、７５ｂを照射する。同様に、マスクホルダ２０の−Ｘ側に設けられたレーザ干渉計７３は参照鏡７６に対してＺ軸方向に並ぶ２つの参照ビーム７６ａ、７６ｂを照射する。レーザ干渉計７２、７３の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは、Ｚ軸方向に並ぶ例えば参照ビーム７５ａ及び７５ｂそれぞれの光路長測定結果（あるいは参照ビーム７６ａ及び７６ｂそれぞれの光路長測定結果）に基づいて、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを支持した定盤１のθＹ方向における姿勢を求めることができる。また、制御装置ＣＯＮＴは、Ｙ軸方向に並ぶ例えば参照ビーム７５ａ及び７６ａそれぞれの光路長測定結果（あるいは参照ビーム７５ｂ及び７６ｂそれぞれの光路長測定結果）に基づいて、定盤１のθＺ方向における姿勢を求めることができる。
【００４５】
また、マスクホルダ２０の−Ｙ側に設けられたレーザ干渉計７４は参照鏡７７に対してＺ軸方向に並ぶ２つの参照ビーム７７ａ、７７ｂを照射する。レーザ干渉計７４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは、Ｚ軸方向に並ぶ参照ビーム７７ａ及び７７ｂそれぞれの光路長測定結果に基づいて、定盤１のθＸ方向における姿勢を求めることができる。
【００４６】
こうして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計７２、７３、７４により参照鏡７５、７６、７７に照射した参照ビームによる計測結果に基づいて、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを支持した定盤１の姿勢、すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向における位置を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、定盤１の姿勢計測結果に基づいて、マスクホルダ２０の姿勢をマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを介して制御する。例えば、制御装置ＣＯＮＴは、定盤１のθＹ方向への傾斜量を補正量として、マスクホルダ２０の姿勢を補正する。これにより、定盤１の姿勢が変化した場合でも、定盤１に支持されている投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇとマスクホルダ２０（及びこのマスクホルダ２０に保持されているマスクＭ）との相対位置を維持することができる。
【００４７】
図１０は基板ホルダ３０（基板ステージＰＳＴ）の位置を計測するレーザ干渉システムの概略構成図である。
図１０において、基板ホルダ３０の−Ｘ側の端縁にはＹ軸方向に延びるＸ移動鏡８０が設けられ、基板ホルダ３０の−Ｙ側の端縁にはＸ軸方向に延びるＹ移動鏡８１が設けられている。Ｘ移動鏡８０に対向する位置には、３つのレーザ干渉計８２、８３、８４がＹ軸方向に並んで設けられている。また、Ｙ移動鏡８１に対向する位置には、３つのレーザ干渉計８５、８６、８７がＸ軸方向に並んで設けられている。レーザ干渉計８２，８３、８４はベースプレート１１０に設置されている（図２参照）。また、レーザ干渉計８５、８６、８７はコラム１００の上部プレート部１００Ａから垂下するように設けられている（図２参照）。
【００４８】
投影光学モジュールの鏡筒ＰＫには参照鏡８８、８９、９０、９１、９２、９３が取り付けられている。参照鏡８８は、Ｙ軸方向に３つ並んだレーザ干渉計８２、８３、８４のうち＋Ｙ側のレーザ干渉計８２に対向する位置に設けられ、参照鏡８９は中央のレーザ干渉計８３に対向する位置に設けられている。参照鏡９０は−Ｙ側のレーザ干渉計８４に対向する位置に設けられている。参照鏡９１は、Ｘ軸方向に３つ並んだレーザ干渉計８５、８６、８７のうち−Ｘ側のレーザ干渉計８５に対向する位置に設けられ、参照鏡９２は中央のレーザ干渉計８６に対向する位置に設けられ、参照鏡９３は＋Ｘ側のレーザ干渉計８７に対向する位置に設けられている。
【００４９】
レーザ干渉計８２は、Ｘ移動鏡８０に測長ビーム（レーザビーム）８０ａを照射するとともに、参照鏡８８に参照ビーム（レーザビーム）８８ａを照射する。レーザ干渉計８３は、参照鏡８９に参照ビーム８９ａ、８９ｂを照射する。レーザ干渉計８４は、Ｘ移動鏡８０に測長ビーム８０ｂ、８０ｃを照射するとともに、参照鏡９０に参照ビーム９０ａ、９０ｂを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくＸ移動鏡８０及び参照鏡８８、９０それぞれからの反射光はレーザ干渉計８２、８４の受光部で受光され、レーザ干渉計８２、８４はこれら光を干渉し、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参照鏡８８、９０を基準としたＸ移動鏡８０の位置（座標）を計測する。レーザ干渉計８２、８４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計８２、８４の計測結果に基づいて基板ホルダ３０（基板ステージＰＳＴ）のＸ軸方向における位置を求める。
【００５０】
また、レーザ干渉計８５は、Ｙ移動鏡８１に測長ビーム８１ａを照射するとともに、参照鏡９１に参照ビーム９１ａを照射する。レーザ干渉計８６は、Ｙ移動鏡８１に測長ビーム８１ｂ、８１ｃを照射するとともに、参照鏡９２に参照ビーム９２ａ、９２ｂを照射する。レーザ干渉計８７は、Ｙ移動鏡８１に測長ビーム８１ｄを照射するとともに、参照鏡９３に参照ビーム９３ａを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくＹ移動鏡８１及び参照鏡９１、９２、９３それぞれからの反射光はレーザ干渉計８５、８６、８７の受光部で受光され、レーザ干渉計８５、８６、８７はこれら光を干渉し、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参照鏡９１、９２、９３を基準としたＹ移動鏡８１の位置（座標）を計測する。レーザ干渉計８５、８６、８７の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計８５、８６、８７の計測結果に基づいて基板ホルダ３０（基板ステージＰＳＴ）のＹ軸方向における位置を求める。
【００５１】
また、制御装置ＣＯＮＴは、移動鏡８０に照射されたＹ軸方向に並ぶ測長ビーム８０ａ、８０ｂ（８０ｃ）の計測結果に基づいて、基板ホルダ３０のθＺ方向における姿勢を求めることができる。更に、Ｘ軸方向に３つのレーザ干渉計８５、８６、８７が並んでいることにより、基板ホルダ３０のＹ軸方向における位置を計測する際に、走査移動する基板ホルダ３０のＸ軸方向における位置に応じて使用するレーザ干渉計を切り替えて位置検出することもできる。
【００５２】
ここで、レーザ干渉計８３は参照鏡８９に対してＺ軸方向に並ぶ２つの参照ビーム８９ａ、８９ｂを照射する。レーザ干渉計８３の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは、参照ビーム８９ａ及び８９ｂそれぞれの光路長測定結果に基づいて、定盤１に支持されている投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのθＹ方向における姿勢を求めることができる。また、制御装置ＣＯＮＴは、Ｙ軸方向に並ぶ例えば参照ビーム８８ａ及び９０ａ（９０ｂ）それぞれの光路長測定結果に基づいて、定盤１に支持された投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのθＺ方向における姿勢を求めることができる。
【００５３】
マスクホルダ２０同様、制御装置ＣＯＮＴは、定盤１の姿勢計測結果に基づいて、基板ホルダ３０の姿勢を基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを介して制御し、定盤１に支持されている投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇと基板ホルダ３０（及びこの基板ホルダ３０に保持されている感光基板Ｐ）との相対位置を維持する。
【００５４】
上述した構成を有する露光装置ＥＸを組み立てる際には、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを定盤１に取り付ける前に、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇそれぞれの光学特性調整が上記調整装置５０、５３、５４、５５、５８により調整される。そして、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの光学特性調整が終わったら、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれが定盤１の基準位置に対して位置決めされつつ定盤１に取り付けられる。
【００５５】
露光処理を行う際には、マスクホルダ２０にマスクＭがロードされるとともに基板ホルダ３０に感光基板Ｐがロードされる。制御装置ＣＯＮＴは、マスクＭを保持したマスクホルダ２０と感光基板Ｐを保持した基板ホルダ３０とをＸ軸方向に同期移動しつつマスクＭを照明光学系ＩＬにより露光光ＥＬで照明する。
【００５６】
マスクホルダ２０及び基板ホルダ３０の移動により、コラム１００に歪み変形が生じる場合がある。しかしながら、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇは１つの定盤１により支持されているので、コラム１００の変形の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇに対する影響は、コラム１００にキネマティックに支持されている定盤１に遮られる。また、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは１つの定盤１により支持されているので互いの相対位置を変化させることがない。
【００５７】
また、定盤１はコラム１００に対して支持部２によりキネマティックに支持されているので、コラム１００や定盤１自体が仮に熱変形してもキネマティック支持構造がこの変形分を吸収するため、投影光学系ＰＬの結像特性に与える影響を抑えることができる。
【００５８】
以上説明したように、複数並んだ投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを１つの定盤１で支持したことにより、マスクホルダ２０や基板ホルダ３０の移動などにより仮にコラム１００が歪み変形を生じたとしても、このコラム１００の歪み変形の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇに対する影響を定盤１で遮ることができる。そして、複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇは１つの定盤１で支持されているので、コラム１００に歪み変形が生じても、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇどうしの相対位置は大きく変化しない。したがって、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの結像特性の変動を最小限に抑えつつ精度良い露光処理を行うことができる。
【００５９】
なお、上記実施形態における露光装置ＥＸは、互いに隣接する複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを有する、いわゆるマルチレンズスキャン型露光装置であるが、投影光学系が１つである走査型露光装置ついても、本発明を適用することができる。更に、本実施形態の露光装置ＥＸとして、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを露光する走査型露光装置の他に、マスクＭと感光基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、感光基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用することができる。
【００６０】
なお、露光装置ＥＸの用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００６１】
投影光学系ＰＬの倍率は等倍系のみならず、縮小系及び拡大系のいずれでもよい。投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザを用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。
【００６２】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００６３】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００６４】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００６５】
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００６６】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、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。
【００６７】
半導体デバイスは、図１１に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００６８】
【発明の効果】
複数並んだ投影光学モジュールを１つの定盤で支持したことにより、コラムの歪み変形の投影光学モジュールに対する影響を定盤で遮ることができるので、コラムの歪み変形の投影光学モジュールに対する影響を最小限に抑えることができる。そのため、投影光学系の結像特性の変動を最小限に抑えつつ、精度良い露光処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】投影光学モジュールを支持している定盤の斜視図である。
【図４】（ａ）は投影光学モジュールを支持している定盤の平面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】支持部の一実施形態を示す拡大図である。
【図６】支持部の他の実施形態を示す拡大図である。
【図７】支持部の他の実施形態を示す拡大図である。
【図８】投影光学モジュールの構成図である。
【図９】マスクホルダの位置を計測するレーザ干渉システムの構成図である。
【図１０】基板ホルダの位置を計測するレーザ干渉システムの構成図である。
【図１１】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…定盤、２…支持部、３…Ｖ状内面（第１面）、
４…Ｖ溝部材（第１部材）、５…球状部材（第２部材）、
５Ａ…球面（第２面）、６…球面状凹部、６Ａ…内面（第１面）、
１５、１６…エアベアリング（流体軸受、低摩擦部）、２０…マスクホルダ、
２１…リニアモータ（マスクステージ駆動装置）、３０…基板ホルダ、
３１…リニアモータ（基板ステージ駆動装置）、
３６…リニアモータ（基板ステージ駆動装置）、
７２〜７４…レーザ干渉計（計測装置）、７５〜７７…参照鏡（計測装置）、
８２〜８７…レーザ干渉計（計測装置）、８８〜９３…参照鏡（計測装置）、
４０…カバー装置、５０…シフト調整機構（調整装置）、
５４…スケーリング調整機構（調整装置）、
５３…像面調整機構（調整装置）、
５５、５８…ローテーション調整機構（調整装置）、
１００…コラム（支持構造体）、ＥＸ…露光装置、Ｍ…マスク、
ＭＳＴ…マスクステージ、Ｐ…感光基板（基板）、ＰＬ…投影光学系、
ＰＬａ〜ＰＬｇ…投影光学モジュール、ＰＳＴ…基板ステージ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a mask pattern onto a substrate via a projection optical system.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display devices and semiconductor devices are manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate. An exposure apparatus used in this photolithography process has a mask stage that supports a mask and a substrate stage that supports the substrate, and the mask pattern is transferred to the substrate via the projection optical system while sequentially moving the mask stage and the substrate stage. Is to be transferred to. Among these, when manufacturing a liquid crystal display device, a large glass substrate is used as a substrate, and the mask pattern is continuously formed on the substrate while synchronously scanning the mask stage and the substrate stage in order to increase the display area. A scanning type exposure apparatus that transfers to the surface is mainly used. The following patent document discloses a technique relating to a scanning exposure apparatus having a plurality of projection optical units (projection optical modules) arranged as a projection optical system, that is, a so-called multi-lens scan exposure apparatus.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-293676
[0004]
A plurality of conventional projection optical units are arranged on both sides in the scanning direction with an autofocus detection system interposed therebetween. The projection optical unit disposed on the front side in the scanning direction and the projection optical unit disposed on the rear side are supported by the column (the body of the exposure apparatus) via different supports.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems have arisen in the above prior art.
When the mask stage or the substrate stage moves, the column may be slightly distorted and deformed, and the optical characteristics (imaging characteristics) of the projection optical unit change, making it impossible to perform accurate exposure processing. Problems began to arise. In particular, in the configuration in which each of the plurality of projection optical units is supported by different supports as described above, the relative positions of the plurality of projection optical units change, and accurate exposure processing cannot be performed. In addition, the projection optical system of a scanning exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display device is generally an erecting equal magnification system, and the mask stage and the substrate stage move in the same direction during scanning exposure. The load becomes large, and the above problem appears remarkably. Furthermore, with the demand for larger substrates, the entire apparatus (the entire column) has also increased in size, so that sufficient rigidity of the column cannot be obtained, and the above problem has become more prominent.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can suppress the influence of distortion deformation generated in a column on the projection optical system.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 11 shown in the embodiment.
An exposure apparatus (EX) of the present invention is an exposure apparatus that exposes a pattern of a mask (M) onto a substrate (P) through a projection optical system, and a plurality of projection optical systems (PL) are arranged in a projection optical module (PLa˜). PLg), and a plurality of projection optical modules (PLa to PLg) are supported by one surface plate (1).
According to the present invention, since a plurality of projection optical modules arranged in a row are supported by a single surface plate, even if distortion occurs in the column due to movement of the stage or the like, the distortion of the column affects the projection optical module. Can be blocked by a surface plate. Since the plurality of projection optical modules are supported by one surface plate, the relative positions of the projection optical modules do not change greatly even if distortion occurs in the column. Therefore, even if the column is deformed, it is possible to perform exposure processing with high accuracy while minimizing fluctuations in the optical characteristics of the projection optical system.
[0008]
The exposure apparatus (EX) of the present invention comprises a support structure (100) and a support portion (2) for kinematically supporting the surface plate (1) with respect to the support structure (100). To do. In this case, the support part (2) can be configured to include a V-groove member (4) and a spherical member (5) in contact with the V-groove member (4). According to this, even if the support structure is deformed, the deformation can be absorbed by the support portion, so that it is possible to suppress the occurrence of inconvenience that the surface plate that supports the projection optical module moves greatly.
[0009]
In the exposure apparatus (EX) of the present invention, the support part (2) includes a first member (4, 1) having a first surface (3, 6A) and a second member facing the first surface (3, 6A). A low friction portion that has at least a second member (5, 7) having surfaces (5A, 9, 8) and reduces frictional force between the first surface (3) and the second surface (5A). It is characterized by providing. In this case, the low friction part may be configured by a low friction material film coated on at least one of the first surface (3) and the second surface (5A), or the first surface (3, 6A) and the second surface (9, 8) can also be constituted by a fluid bearing (15, 16), a ball bearing or a rolling bearing. According to this, the influence of the deformation of the support structure on the surface plate can be suppressed by sliding the first surface and the second surface. And by providing a low friction part, the stress which arises when a 1st surface and a 2nd surface slide can be suppressed, and the influence on the surface plate of the deformation | transformation of a support structure can be suppressed favorably.
[0010]
The V-groove member (4) is a projection optical module (PLa to PLg) in which a plurality of extension lines of the V-shaped ridge line (L) of the V-groove member (4) are arranged in three places in the surface direction of the surface plate (1). ) On the surface plate (1) of the surface plate (1). Thereby, even if the support structure is deformed, the central portion does not move greatly, so that the good optical characteristics of the projection optical module can be maintained.
[0011]
In the exposure apparatus (EX) of the present invention, a mask stage (MST, 20) for supporting a mask (M), a substrate stage (PST, 30) for supporting a substrate (P), and a projection optical module (PLa to PLg) And a mask stage (MST, 20) and a substrate stage (PST, 30) based on the measurement results of the measurement devices (72-74) and the measurement devices (72-74). ), And a stage driving device (21, 31, 36) for controlling at least one of the postures. In this case, the measuring apparatus includes a laser interferometer, and a reference mirror (75 to 77) of the laser interferometer is attached to the surface plate 81). According to this, even if the posture of the surface plate changes, the posture of the stage can be adjusted so that the relative position between the surface plate and the stage is maintained in accordance with the change in the posture of the surface plate. Therefore, exposure processing can always be performed under the same relative position condition even if the attitude of the surface plate changes.
[0012]
In the exposure apparatus (EX) of the present invention, each of the projection optical modules (PLa to PLg) can be independently connected to and separated from the surface plate (1), and a predetermined reference for the surface plate (1). Positioning can be performed independently of the position. Further, in the exposure apparatus (EX) of the present invention, the plurality of projection optical modules (PLa to PLg) are each provided with an adjusting device (50, 53, 54, 55, 58) for adjusting optical characteristics. Thereby, each projection optical module can be optimized independently.
[0013]
The exposure apparatus (EX) of the present invention is characterized by comprising a projection optical module (PLa to PLg) and a cover device (40) that covers the surface plate (1) that supports the projection optical module. According to this, heat (radiation) from the illumination system due to the irradiation heat of the exposure light can be cut off, and the influence of the heat on the imaging lens system can be suppressed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The exposure apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of an exposure apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view.
1 and 2, the exposure apparatus EX includes a mask stage MST that supports a mask M on which a pattern is formed, a substrate stage PST that supports a photosensitive substrate (substrate) P, and a mask M that is supported by the mask stage MST. Optical system IL that illuminates the exposure light EL with the exposure light EL, a projection optical system PL that projects an image of the pattern of the mask M illuminated with the exposure light EL onto the photosensitive substrate P supported by the substrate stage PST, and a projection optical system A column (support structure) 100 that supports the PL via the surface plate 1 and a control unit CONT that performs overall control of operations related to exposure processing are provided. The column 100 has an upper plate portion 100A and leg portions 100B extending downward from the four corners of the upper plate portion 100A, and is installed on a base plate 110 placed horizontally on the floor surface. . In the present embodiment, the projection optical system PL has a plurality (seven) of projection optical modules PLa to PLg, and the illumination optical system IL has a plurality (seven) corresponding to the number and arrangement of the projection optical modules. The illumination optical module is provided. The photosensitive substrate P is obtained by applying a photosensitive agent (photoresist) to a glass substrate.
[0015]
Here, the exposure apparatus EX according to the present embodiment is a scanning exposure apparatus that performs scanning exposure by synchronously moving the mask M and the photosensitive substrate P with respect to the projection optical system PL, and is a so-called multi-lens scanning exposure apparatus. Is configured. In the following description, the synchronous movement direction of the mask M and the photosensitive substrate P is the X-axis direction (scanning direction), the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction (non-scanning direction), the X-axis direction, and the Y-axis. The direction orthogonal to the direction is taken as the Z-axis direction. The directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions.
[0016]
Although not shown, the illumination optical system IL includes a plurality of light sources, a light guide that once collects the light beams emitted from the plurality of light sources, and distributes and emits them uniformly, and a uniform illuminance distribution of the light beams from the light guide An optical integrator that converts the exposure light from the optical integrator into a slit shape, and an image of the exposure light that has passed through the blind portion on the mask M. And a condenser lens. The exposure light from the condenser lens illuminates the mask M with a plurality of slit-shaped illumination areas. A mercury lamp is used as a light source in the present embodiment, and as exposure light, a g-line (436 nm), h-line (405 nm), and i-line (365 nm), which are wavelengths necessary for exposure, by a wavelength selection filter (not shown). Etc. are used.
[0017]
The mask stage MST is provided on the upper plate portion 100A of the column 100. The mask stage MST is provided in the mask holder 20 that holds the mask M, a pair of linear motors 21 and 21 that can move the mask holder 20 in the X-axis direction with a predetermined stroke on the upper plate portion 100A, and the upper plate portion 100A. And a pair of guide portions 22 and 22 for guiding the mask holder 20 moving in the X-axis direction. In FIG. 2, the −Y side linear motor 21 and the guide portion 22 are not shown. The mask holder 20 holds the mask M via a vacuum chuck. An opening 20 </ b> A through which a pattern image of the mask M passes is formed at the center of the mask holder 20. Each of the linear motors 21 is supported by a support member 23 on the upper plate portion 100A and is provided so as to extend in the X-axis direction. The linear motor 21 is provided corresponding to the stator 21A. And a mover 21B fixed on both sides in the Y-axis direction. The linear motor 21 may be a so-called moving magnet type linear motor in which the stator 21A is constituted by a coil unit (armature unit) and the mover 21B is constituted by a magnet unit, or the stator 21A is constituted by a magnet unit and the mover 21B is constituted. A so-called moving coil type linear motor may be used. Then, the mask holder 20 moves in the X-axis direction when the mover 21B is driven by electromagnetic interaction with the stator 21A. Each of the guide portions 22 guides the mask holder 20 moving in the X-axis direction, is provided so as to extend in the X-axis direction, and is fixed to the upper plate portion 100A of the column 100. Guided members 24 and 24 having concave portions that engage with the guide portions 22 are fixed to the lower portion of the mask holder 20. An air bearing (not shown) which is a non-contact bearing is provided between the guided members 24 and 24 and the guide portions 22 and 22, and the mask holder 20 is supported in a non-contact manner with respect to the guide portion 22. Move in the X-axis direction. Further, although not shown, the mask stage MST also has a moving mechanism that moves the mask holder 20 that holds the mask M in the Y-axis direction and the θZ direction. The posture of the mask holder 20 (mask stage MST) can be adjusted by the linear motor and the moving mechanism. In the following description, the linear motor and the moving mechanism capable of adjusting the posture of the mask holder 20 (mask stage MST) are collectively referred to as “mask stage driving device MSTD” as appropriate.
[0018]
The column 100 is provided with a laser interferometer, which will be described in detail later, a reference mirror is provided on the surface plate 1, and a movable mirror is provided on the mask holder 20. As shown in FIG. 1, the optical path of the laser beam irradiated from the laser interferometer 74 to the reference mirror 77 is secured as indicated by reference numeral 25.
[0019]
The substrate stage PST is provided on the base plate 110. The substrate stage PST is provided on the substrate holder 30 that holds the photosensitive substrate P, the guide stage 35 that supports the substrate holder 30 so as to be movable while being guided in the Y-axis direction, and the guide stage 35. A linear motor 36 that moves in the direction, a pair of linear motors 31 and 31 that can move the substrate holder 30 together with the guide stage 35 in the X-axis direction with a predetermined stroke on the base plate 110, and the base plate 110 are provided in the X-axis direction. And a pair of guide portions 32 and 32 for guiding the guide stage 35 (and the substrate holder 30). The substrate holder 30 holds the photosensitive substrate P via a vacuum chuck. Each of the linear motors 31 is supported by a support member 33 on the base plate 110 and is provided so as to extend in the X-axis direction. The linear motor 31 is provided corresponding to the stator 31A, and the longitudinal direction of the guide stage 35 is provided. And a mover 31B fixed to both ends. The linear motor 31 may be a so-called moving magnet type linear motor in which the stator 31A is constituted by a coil unit (armature unit) and the mover 31B is constituted by a magnet unit, or the stator 31A is constituted by a magnet unit and the mover 31B is constituted. A so-called moving coil type linear motor may be used. Then, the substrate holder holder 30 moves in the X-axis direction together with the guide stage 35 by driving the mover 31B by electromagnetic interaction with the stator 31A. Each of the guide portions 32 guides the guide stage 35 and the substrate holder 30 that move in the X-axis direction, is provided so as to extend in the X-axis direction, and is fixed to the base plate 110. Guided members 34 and 34 having recesses that engage with the guide portion 32 are fixed to the lower portion of the guide stage 35. An air bearing (not shown) that is a non-contact bearing is provided between the guided members 34 and 34 and the guide portions 32 and 32, and the guide stage 35 is supported in a non-contact manner with respect to the guide portion 32. Move in the X-axis direction. Similarly, the linear motor 36 also has a stator 36 A provided on the guide stage 35 and a mover 36 B provided on the substrate holder 30, and the substrate holder 30 is driven by the linear motor 36 to guide the stage 35. It moves in the Y-axis direction while being guided by. Further, the guide stage 35 can be rotated in the θZ direction by adjusting the driving of the linear motors 31 and 31. Accordingly, the linear motors 31 and 31 enable the substrate holder 30 to move in the X axis direction and the θZ direction almost integrally with the guide stage 35. Further, the substrate stage PST also has a moving mechanism for moving the substrate holder 30 in the Z-axis direction, θX and θY directions. The posture of the substrate holder 30 (substrate stage PST) can be adjusted by the linear motor and the moving mechanism. In the following description, the linear motor and the moving mechanism capable of adjusting the posture of the substrate holder 30 (substrate stage PST) are collectively referred to as “substrate stage driving device PSTD” as appropriate.
[0020]
The column 100 is provided with a laser interferometer that will be described in detail later. A reference mirror is provided at a predetermined position of the lens barrel of the projection optical modules PLa to PLg, and a movable mirror is provided on the substrate holder 30.
[0021]
The projection optical system PL has a plurality (seven) of projection optical modules PLa to PLg, and the plurality of projection optical modules PLa to PLg are supported by one surface plate 1. As shown in FIG. 1, the surface plate 1 supporting the projection optical modules PLa to PLg is supported via the support portion 2 with respect to the upper plate portion 100 </ b> A of the column 100. Here, an opening 100C is provided in the central portion of the upper plate portion 100A, and the surface plate 1 is supported on the peripheral portion of the opening 100C in the upper plate portion 100A. And the lower part of projection optical module PLa-PLg is arrange | positioned at the opening part 100C. In FIG. 1, a step portion is formed on the peripheral portion of the opening 100 </ b> C and the support portion 2 is provided on the step portion, but the upper plate portion 100 </ b> A may be a flat surface.
[0022]
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the surface plate 1 supporting the projection optical modules PLa to PLg. FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a side view.
As shown in FIGS. 3 and 4, the projection optical system PL includes a plurality of projection optical modules PLa to PLg, and these projection optical modules PLa to PLg are supported by the surface plate 1. The surface plate 1 is kinematically supported by the upper plate portion 100 </ b> A of the column (support structure) 100 via the support portion 2. The support portions 2 are provided at three predetermined positions on the surface plate 1. Among the plurality of projection optical modules PLa to PLg, the projection optical modules PLa, PLc, PLe, and PLg are arranged side by side in the Y-axis direction, and the projection optical modules PLb, PLd, and PLf are arranged side by side in the Y-axis direction. Further, the projection optical modules PLa, PLc, PLe, and PLg arranged in the Y-axis direction and the projection optical modules PLb, PLd, and PLf arranged in the Y-axis direction are arranged so as to face each other in the X-axis direction. It is arranged in a staggered pattern. That is, each of the projection optical modules PLa to PLg arranged in a staggered manner is arranged by displacing adjacent projection optical modules (for example, projection optical modules PLa and PLb, PLb and PLc) by a predetermined amount in the Y-axis direction. ing.
[0023]
The surface plate 1 is made of, for example, a metal matrix composite material (MMC: Metal Matrix Composites). The metal matrix composite material is a composite material in which a metal is used as a matrix material and a ceramic reinforcing material is composited therein. Here, a material containing aluminum as a metal is used. An opening 1A is formed at the center of the surface plate 1, and the optical path of the exposure light EL of each of the projection optical modules PLa to PLg is secured by this opening 1A. Here, the surface plate 1 is formed in a hexagonal shape (home base shape) that is symmetrical in plan view, and four projection optical modules PLa, PLc, PLe, and PLg arranged in the Y-axis direction are the width of the surface plate 1. The three projection optical modules PLb, PLd, and PLf arranged in the Y-axis direction are supported by the narrow portion of the surface plate 1. That is, the shape of the surface plate 1 is set according to the number of the plurality of projection optical modules arranged side by side, and the material used is within a range in which sufficient strength can be obtained to support the projection optical modules PLa to PLg. Minimized.
[0024]
Each of the projection optical modules PLa to PLg includes a lens barrel PK and a plurality of optical elements (lenses) arranged inside the lens barrel PK. Each of the projection optical modules PLa to PLg is independently connected to the surface plate 1 and is separable. Thereby, it becomes possible to increase / decrease the projection optical module in units of modules, and in that case, it is possible to easily attach / remove the projection optical module to / from the surface plate 1. Further, since each of the projection optical modules PLa to PLg can be connected to and separated from the surface plate 1 independently of each other, a predetermined reference position (for example, the center position of the opening 1A) of the surface plate 1 can be obtained. Each of the projection optical modules PLa to PLg can be arbitrarily set with respect to each other.
[0025]
FIG. 5A is an enlarged view of the support portion 2. As shown in FIG. 5A, the support portion 2 is provided on the upper plate portion 100A of the column 100, and has a V-groove member (first member) 4 having a V-shaped inner surface (first surface) 3, and a V-groove. And a spherical member (second member) 5 having a spherical surface (second surface) 5A in contact with the V-shaped inner surface 3 of the member 4. The V-groove member 4 is fixed to the upper plate portion 100 </ b> A of the column 100. Further, a spherical concave portion 6 in which the spherical member 5 can be disposed is formed on the lower surface of the surface plate 1, and the inner surface (first surface) 6 </ b> A of the spherical concave portion 6 of the surface plate (first member) 1 and the spherical member. The spherical surface (second surface) 5A of the (second member) 5 is in contact. The spherical member 5 is placed on the V-shaped inner surface 3 of the V-groove member 4, and the surface 5A of the spherical member 5 is in the V-shaped ridge line direction with respect to the V-shaped inner surface 3 (see arrow y in FIG. 4A). ) Is slidable. Further, the surface plate 1 is placed on the spherical member 5 through the spherical recess 6, and the inner surface 6 A of the spherical recess 6 and the surface 5 A of the spherical member 5 are slidable. Since these surfaces are slidable, for example, when the column 100 is slightly deformed, the influence of the deformation of the column 100 on the surface plate 1 is suppressed by sliding these surfaces.
[0026]
On each of the V-shaped inner surface (first surface) 3 of the V-groove member 4 and the surface (second surface) 5A of the spherical member 5, a low friction material film as a low friction portion is provided by coating. Examples of the low friction material film include diamond-like carbon. Thereby, the frictional force between the V-shaped inner surface 3 of the V-groove member 4 and the surface 5A of the spherical member 5 is reduced. Similarly, a low friction material film is also provided on the inner surface 6A of the spherical recess 6 so that the frictional force between the inner surface 6A of the spherical recess 6 and the surface 5A of the spherical member 5 is also reduced. Further, the static friction coefficient is suppressed by low-friction processing of these surfaces, for example, the stress generated when the columns 100 are slightly deformed and the surfaces slide with each other is suppressed. The influence on can be suppressed satisfactorily.
[0027]
Here, the low friction material film is provided on each of the V-shaped inner surface 3 and the surface 5 A of the spherical member 5, but either the V-shaped inner surface 3 or the surface 5 A of the spherical member 5 is low. A configuration in which a friction material film is provided may be used. Similarly, in addition to the configuration in which the low friction material film is provided on each of the inner surface 6A of the spherical recess 6 and the surface 5A of the spherical member 5, either the inner surface 6A of the spherical recess 6 or the surface 5A of the spherical member 5 is provided. The structure which provides a low-friction material film may be sufficient. Further, as shown in FIG. 5B, a member having a spherical recess 6 is provided in the column 100, and a V-shaped inner surface 3 is provided on the lower surface of the surface plate 1, and the spherical member 5 is disposed therebetween. It does not matter.
[0028]
FIG. 6A shows a modification of the support portion 2. In FIG. 6A, the support portion 2 includes a V-groove member 4 fixed to the column 100 and an intermediate member 7 disposed between the spherical recess 6 of the surface plate 1 and the V-groove member 4. ing. The intermediate member 7 includes a spherical portion 8 that faces the spherical recess 6 and a V-shaped surface 9 that faces the V-shaped inner surface 3 of the V-groove member 4. The spherical surface portion 8 has a shape along the spherical concave portion 6, and the V-shaped surface 9 has a shape along the V-shaped inner surface 3. The spherical surface portion 8 is provided with a fluid blowing portion 10, and the V-shaped surface 9 is also provided with a fluid blowing portion 11. The fluid outlets 10 and 11 are connected to the fluid supply device 12 via the flow path 13. In the present embodiment, the fluid supply device 12 supplies air (air). In addition, the flow path 13 is branched into two on the way, the first branch flow path 13A is connected to the fluid blowing section 10, and the second branch flow path 13B is connected to the fluid blowing section 11. Further, the first and second branch flow paths 13A and 13B are respectively provided with valves 14A and 14B capable of adjusting the flow rate per unit of air to be circulated to the fluid blowing parts 10 and 11, respectively. The operations of the fluid supply device 12 and the valves 14A and 14B are controlled by the control device CONT, and the control device CONT controls the operations of the fluid supply device 12 and the valves 14A and 14B, so that the fluid blowing unit The amount per unit time of the air blown from 10 and 11 can be individually adjusted. Then, when air is supplied between the spherical surface portion 8 and the spherical concave portion 6 from the fluid blowing portion 10, an air bearing (fluid) that is a non-contact bearing interposed between the spherical surface portion 8 and the spherical concave portion 6. Bearing) 15 is formed. Similarly, when air is supplied between the V-shaped surface 9 and the V-shaped inner surface 3 from the fluid blowing portion 11, an air bearing (fluid) that is a non-contact bearing interposed between the V-shaped surface 9 and the V-shaped inner surface. Bearing) 16 is formed. The air bearing 15 forms a low friction portion between the intermediate member 7 and the spherical recess 6, and the air bearing 16 forms a low friction portion between the intermediate member 7 and the V-shaped inner surface 3.
[0029]
FIG. 6B is a plan view of the spherical portion 8. As shown in FIG. 6 (b), the fluid outlet 10 is formed at a substantially central portion in plan view of the spherical portion 8, and a diaphragm 17 having a cross shape in plan view is formed so as to connect to the fluid outlet 10. ing. As a result, air is uniformly supplied between the spherical surface portion 8 and the spherical concave portion 6, and a predetermined gap is secured between the spherical surface portion 8 and the spherical concave portion 6. A predetermined gap is secured between the V-shaped surface 9 and the V-shaped inner surface 3 by the air that is generated. Note that a porous member may be incorporated in place of the method of providing a stop in the spherical portion 8.
[0030]
7A and 7B are modified examples of FIGS. 6A and 6B. In FIG. 7A, the surface plate 1 has a spherical concave surface 6, a spherical surface portion 8 of an intermediate member 7 that faces the spherical concave surface 6, and is fixed to a column 100 that faces the V-shaped surface 9 of the intermediate member 7. Having the V-shaped inner surface of the V-groove member 4 is the same as that shown in FIG. 6A differs from FIG. 6A in that a plurality of balls are provided between the spherical concave surface 6 and the spherical surface portion 8 to form a ball bearing, and between the V-shaped surface 9 and the V-shaped inner surface 3. A plurality of needles are provided to form a rolling bearing. Thus, a low friction portion between the intermediate member 7 and the spherical concave portion 6 is formed by the ball bearing, and a low friction portion between the intermediate member 7 and the V-shaped inner surface 3 is formed by the rolling bearing.
[0031]
Returning to FIG. 4A, the support portions 2 are respectively provided at three predetermined positions in the surface direction (XY direction) of the surface plate 1. Each of the V groove members 4 is arranged so that each of the extended lines of the V-shaped ridge line L of the V groove member 4 intersects at a substantially central portion O in the XY direction of the plurality of projection optical modules PLa to PLg arranged side by side. Yes. Thereby, even if the column 100 deform | transforms, it becomes the structure by which the center part O does not move large. These support portions 2 constitute a so-called kinematic support structure. Thus, even if the column 100 is deformed, the projection optical system PL and the surface plate 1 do not move greatly, and the relative positions of the plurality of projection optical modules PLa to PLg do not change.
[0032]
As illustrated in FIG. 4B, the projection optical modules PLa to PLg and the surface plate 1 are covered with a cover device 40. The cover device 40 includes a temperature adjustment device 41 that can adjust the temperature of the internal space formed by the cover device 40. The temperature adjustment device 41 can adjust the temperature of the surface plate 1 and the projection optical modules PLa to PLg by supplying a temperature-adjusted fluid (for example, air) to the internal space. By providing the cover device 40, the heat (radiation) from the illumination optical system IL and the heat from the mask M, which are caused by the irradiation heat of the exposure light EL, are shielded from heat to suppress the influence of the heat on the imaging lens system. And stable imaging characteristics can be obtained. Here, an opening 42 is provided at a position corresponding to the optical path of the exposure light EL of the cover device 40, and the optical path of the exposure light EL is secured by the opening 42.
[0033]
FIG. 8 is a configuration diagram of the projection optical system (projection optical module). Each of the projection optical modules PLa to PLg projects and exposes a pattern image existing in the illumination area of the mask M illuminated with the exposure light EL by the illumination optical module onto the photosensitive substrate P. A pair of catadioptric optical systems 51 and 52, an image plane adjustment mechanism 53, a field stop (not shown), and a scaling adjustment mechanism 54 are provided. Although the projection optical module PLf will be described below, the other projection optical modules PLa, PLb, PLc, PLd, PLe, and PLg have the same configuration as the projection optical module PLf.
[0034]
The light beam that has passed through the mask M enters the shift adjustment mechanism 50. The shift adjustment mechanism 50 includes a parallel flat glass plate 50A provided rotatably around the Y axis and a parallel flat glass plate 50B provided rotatably around the X axis. The parallel flat glass plate 50A is rotated around the Y axis by a driving device 50Ad such as a motor, and the parallel flat glass plate 50B is rotated around the X axis by a driving device 50Bd such as a motor. The image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P is shifted in the X-axis direction by the rotation of the parallel plane glass plate 50A around the Y axis, and the photosensitive substrate P is rotated by the rotation of the parallel plane glass plate 50B around the X axis. The pattern image of the mask M on the top is shifted in the Y-axis direction. The drive speeds and drive amounts of the drive devices 50Ad and 50Bd are controlled independently by the control device CONT. Each of the driving devices 50Ad and 50Bd rotates each of the parallel flat glass plates 50A and 50B at a predetermined speed (a predetermined angle) based on the control of the control device CONT. The light beam that has passed through the shift adjustment mechanism 50 enters the first set of catadioptric optical system 51.
[0035]
The catadioptric optical system 51 forms an intermediate image of the pattern of the mask M, and includes a right-angle prism (correction mechanism) 55, a lens 56, and a concave mirror 57. The right-angle prism 55 is rotatably provided around the Z axis, and is rotated around the Z axis by a driving device 55d such as a motor. As the right-angle prism 55 rotates around the Z axis, the pattern image of the mask M on the photosensitive substrate P rotates around the Z axis. That is, the right-angle prism 55 has a function as a rotation adjustment mechanism. The drive speed and drive amount of the drive device 55d are controlled by the control device CONT. The driving device 55d rotates the right-angle prism 55 at a predetermined speed by a predetermined amount (predetermined angle) based on the control of the control device CONT. A field stop (not shown) is disposed at the intermediate image position of the pattern formed by the catadioptric optical system 51. The field stop sets a projection area on the photosensitive substrate P. For example, the projection area on the photosensitive substrate P is set in a trapezoidal shape. The light beam that has passed through the field stop is incident on the second set of catadioptric optical system 52.
[0036]
Similar to the catadioptric optical system 51, the catadioptric optical system 52 includes a right-angle prism (correction mechanism) 58 as a rotation adjustment mechanism, a lens 59, and a concave mirror 60. The right-angle prism 58 is also rotated about the Z axis by driving of a driving device 58d such as a motor. By rotating, the image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P is rotated about the Z axis. The drive speed and drive amount of the drive device 58d are controlled by the control device CONT, and the drive device 58d rotates the right-angle prism 58 at a predetermined speed (predetermined angle) based on the control of the control device CONT. To do.
[0037]
The light beam emitted from the catadioptric optical system 52 passes through a scaling adjustment mechanism (correction mechanism) 54 and forms an image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P at an erecting equal magnification. The scaling adjustment mechanism 54 moves the lens in the Z-axis direction as shown in FIG. 8 or has a three-lens configuration, for example, a concave lens, a convex lens, and a concave lens, and a convex lens positioned between the concave lens and the concave lens. By moving in the Z-axis direction, the magnification (scaling) adjustment of the pattern image of the mask M is performed. In the case of FIG. 8, the convex lens is moved by the driving device 54d, and the driving device 54d is controlled by the control device CONT. The drive device 54d moves the convex lens by a predetermined amount at a predetermined speed based on the control of the control device CONT. The convex lens may be a biconvex lens or a plano-convex lens.
[0038]
On the optical path between the two sets of catadioptric optical systems 51 and 52, an image plane adjustment mechanism 53 that adjusts the image formation position of the projection optical system PLf and the inclination of the image plane is provided. The image plane adjustment mechanism 53 is provided in the vicinity of a position where an intermediate image is formed by the catadioptric optical system 51. That is, the image plane adjustment mechanism 53 is provided at a position that is substantially conjugate with the mask M and the photosensitive substrate P. The image plane adjustment mechanism 53 includes a first optical member 53A, a second optical member 53B, an air bearing (not shown) that supports the first optical member 53A and the second optical member 53B in a non-contact state, and a second optical member. Drive devices 53Ad and 53Bd for moving the first optical member 53A relative to 53B are provided. Each of the first optical member 53A and the second optical member 53B is a glass plate formed in a wedge shape and capable of transmitting the exposure light EL, and constitutes a pair of wedge-shaped optical members. The exposure light EL passes through each of the first optical member 53A and the second optical member 53B. The driving amount and driving speed of the driving devices 53Ad and 53Bd, that is, the relative moving amount and moving speed between the first optical member 53A and the second optical member 53B are controlled by the control device CONT. By moving the first optical member 53A so as to slide in the X-axis direction with respect to the second optical member 53B, the image plane position of the projection optical system PLf moves in the Z-axis direction, and with respect to the second optical member 53B. As the first optical member 53A rotates in the θZ direction, the image plane of the projection optical system PLf is inclined.
[0039]
The shift adjustment mechanism 50, the rotation adjustment mechanisms 55 and 58, the scaling adjustment mechanism 54, and the image plane adjustment mechanism 53 constitute an adjustment device that adjusts the optical characteristics (image formation characteristics) of the projection optical module PLf. The optical property adjusting device may be a mechanism that adjusts the internal pressure by sealing between some optical elements (lenses).
[0040]
Further, between the −X side projection optical modules PLa, PLc, PLe, and PLg and the + X side projection optical modules PLb, PLd, and PLf, there is a pattern forming surface of the mask M and an exposed surface of the photosensitive substrate P. An autofocus detection system 150 that detects a position in the Z-axis direction is provided. The optical elements constituting the autofocus detection system 150 are arranged inside the housing, and an autofocus unit (AF unit) U is formed by these optical elements and the housing.
[0041]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a laser interference system that measures the position of the mask holder 20 (mask stage MST).
In FIG. 9, an X moving mirror 70 extending in the Y axis direction is provided at the −X side edge of the mask holder 20, and a Y moving mirror 71 extending in the X axis direction at the −Y side edge of the mask holder 20. Is provided. Two laser interferometers (measuring devices) 72 and 73 are provided side by side in the Y-axis direction at a position facing the X moving mirror 70. Further, a laser interferometer (measuring device) 74 is provided at a position facing the Y moving mirror 71. The laser interferometers 72, 73, and 74 are installed on the upper plate portion 100A of the column 100 (see FIG. 2). In addition, reference mirrors 75, 76, and 77 are attached to the surface plate 1. The reference mirror 75 is provided at a position facing the laser interferometer 72, the reference mirror 76 is provided at a position facing the laser interferometer 73, and the reference mirror 77 is provided at a position facing the laser interferometer 74. Of the two laser interferometers 72 and 73, the laser interferometer 72 provided on the + Y side irradiates the X moving mirror 70 with a length measuring beam (laser beam) 70 a and the reference mirror 75 with a reference beam (laser). Beams 75a and 75b are irradiated. Similarly, the laser interferometer 73 provided on the −Y side irradiates the X moving mirror 70 with the measurement beam 70b and irradiates the reference mirror 76 with reference beams 76a and 76b. Reflected light from the X moving mirror 70 and the reference mirrors 75 and 76 based on the irradiated measurement beam and reference beam is received by the light receiving portions of the laser interferometers 72 and 73, and the laser interferometers 72 and 73 interfere with these lights. Then, the amount of change in the optical path length of the length measuring beam based on the optical path length of the reference beam, and hence the position (coordinates) of the X moving mirror 70 based on the reference mirrors 75 and 76 are measured. The measurement results of the laser interferometers 72 and 73 are output to the control device CONT, and the control device CONT obtains the position of the mask holder 20 (mask stage MST) in the X-axis direction based on the measurement results of the laser interferometers 72 and 73. .
[0042]
Further, the laser interferometer 74 irradiates the Y moving mirror 71 with the measurement beams 71a and 71b and irradiates the reference mirror 77 with the reference beams 77a and 77b. Reflected light from each of the Y moving mirror 71 and the reference mirror 77 based on the irradiated length measurement beam and reference beam is received by the light receiving unit of the laser interferometer 74, and the laser interferometer 74 interferes with the light, and the optical path of the reference beam The amount of change in the optical path length of the length measuring beam with respect to the length, and thus the position (coordinates) of the Y moving mirror 71 with respect to the reference mirror 77 are measured. The measurement result of the laser interferometer 74 is output to the control device CONT, and the control device CONT obtains the position of the mask holder 20 (mask stage MST) in the Y-axis direction based on the measurement result of the laser interferometer 74.
[0043]
Further, the control device CONT can obtain the attitude of the mask holder 20 in the θZ direction based on the measurement results of the length measuring beams 70a and 70b aligned in the Y-axis direction irradiated on the movable mirror 70.
[0044]
Here, the laser interferometer 72 provided on the −X side of the mask holder 20 irradiates the reference mirror 75 with two reference beams 75 a and 75 b arranged in the Z-axis direction. Similarly, the laser interferometer 73 provided on the −X side of the mask holder 20 irradiates the reference mirror 76 with two reference beams 76 a and 76 b arranged in the Z-axis direction. The measurement results of the laser interferometers 72 and 73 are output to the control device CONT, and the control device CONT, for example, the optical path length measurement results of the reference beams 75a and 75b arranged in the Z-axis direction (or the optical path lengths of the reference beams 76a and 76b, respectively). Based on the measurement result), the orientation of the surface plate 1 supporting the projection optical modules PLa to PLg in the θY direction can be obtained. Further, the control device CONT, for example, the attitude of the surface plate 1 in the θZ direction based on the optical path length measurement results of the reference beams 75a and 76a (or the optical path length measurement results of the reference beams 75b and 76b) arranged in the Y-axis direction. Can be requested.
[0045]
The laser interferometer 74 provided on the −Y side of the mask holder 20 irradiates the reference mirror 77 with two reference beams 77a and 77b arranged in the Z-axis direction. The measurement result of the laser interferometer 74 is output to the control device CONT, and the control device CONT obtains the attitude of the surface plate 1 in the θX direction based on the optical path length measurement results of the reference beams 77a and 77b arranged in the Z-axis direction. be able to.
[0046]
In this way, the control device CONT, based on the measurement results of the reference beams irradiated to the reference mirrors 75, 76, 77 by the laser interferometers 72, 73, 74, the posture of the surface plate 1 that supports the projection optical modules PLa to PLg, That is, the positions in the X axis, Y axis, θX, θY, and θZ directions can be obtained. The control device CONT controls the posture of the mask holder 20 via the mask stage driving device MSTD based on the posture measurement result of the surface plate 1. For example, the control device CONT corrects the posture of the mask holder 20 using the amount of inclination of the surface plate 1 in the θY direction as a correction amount. Thereby, even when the attitude of the surface plate 1 changes, the relative position between the projection optical modules PLa to PLg supported by the surface plate 1 and the mask holder 20 (and the mask M held by the mask holder 20). Can be maintained.
[0047]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a laser interference system for measuring the position of the substrate holder 30 (substrate stage PST).
In FIG. 10, an X moving mirror 80 extending in the Y axis direction is provided at the −X side edge of the substrate holder 30, and a Y moving mirror 81 extending in the X axis direction at the −Y side edge of the substrate holder 30. Is provided. Three laser interferometers 82, 83, 84 are provided side by side in the Y-axis direction at a position facing the X moving mirror 80. In addition, three laser interferometers 85, 86, and 87 are provided side by side in the X-axis direction at a position facing the Y moving mirror 81. The laser interferometers 82, 83, and 84 are installed on the base plate 110 (see FIG. 2). The laser interferometers 85, 86, and 87 are provided so as to hang down from the upper plate portion 100A of the column 100 (see FIG. 2).
[0048]
Reference mirrors 88, 89, 90, 91, 92, and 93 are attached to the lens barrel PK of the projection optical module. The reference mirror 88 is provided at a position facing the laser interferometer 82 on the + Y side among the three laser interferometers 82, 83, 84 arranged in the Y-axis direction, and the reference mirror 89 faces the laser interferometer 83 at the center. It is provided in the position to do. The reference mirror 90 is provided at a position facing the laser interferometer 84 on the -Y side. The reference mirror 91 is provided at a position facing the laser interferometer 85 on the −X side among the three laser interferometers 85, 86, 87 arranged in the X-axis direction, and the reference mirror 92 is disposed on the center laser interferometer 86. The reference mirror 93 is provided at a position facing the + X side laser interferometer 87.
[0049]
The laser interferometer 82 irradiates the X moving mirror 80 with a measurement beam (laser beam) 80a and irradiates the reference mirror 88 with a reference beam (laser beam) 88a. The laser interferometer 83 irradiates the reference mirror 89 with reference beams 89a and 89b. The laser interferometer 84 irradiates the X moving mirror 80 with the measurement beams 80b and 80c and irradiates the reference mirror 90 with the reference beams 90a and 90b. Reflected light from the X moving mirror 80 and the reference mirrors 88 and 90 based on the irradiated measurement beam and reference beam is received by the light receiving portions of the laser interferometers 82 and 84, and the laser interferometers 82 and 84 interfere with these lights. Then, the amount of change in the optical path length of the length measuring beam based on the optical path length of the reference beam, and hence the position (coordinates) of the X moving mirror 80 based on the reference mirrors 88 and 90 are measured. The measurement results of the laser interferometers 82 and 84 are output to the control device CONT, and the control device CONT obtains the position of the substrate holder 30 (substrate stage PST) in the X-axis direction based on the measurement results of the laser interferometers 82 and 84.
[0050]
The laser interferometer 85 irradiates the Y moving mirror 81 with the length measuring beam 81a and irradiates the reference mirror 91 with the reference beam 91a. The laser interferometer 86 irradiates the Y moving mirror 81 with the measurement beams 81b and 81c and irradiates the reference mirror 92 with the reference beams 92a and 92b. The laser interferometer 87 irradiates the Y moving mirror 81 with the length measuring beam 81d and irradiates the reference mirror 93 with the reference beam 93a. Reflected light from the Y moving mirror 81 and the reference mirrors 91, 92, 93 based on the irradiated measurement beam and reference beam is received by the light receiving portions of the laser interferometers 85, 86, 87, and the laser interferometers 85, 86, 87 interferes with these lights, and the amount of change in the optical path length of the measuring beam with reference to the optical path length of the reference beam, and thus the position (coordinates) of the Y moving mirror 81 with reference to the reference mirrors 91, 92, 93. measure. The measurement results of the laser interferometers 85, 86, and 87 are output to the control device CONT. The control device CONT is based on the measurement results of the laser interferometers 85, 86, and 87 in the Y-axis direction of the substrate holder 30 (substrate stage PST). Find the position.
[0051]
Further, the control device CONT can determine the posture of the substrate holder 30 in the θZ direction based on the measurement results of the length measuring beams 80a and 80b (80c) aligned in the Y-axis direction irradiated on the movable mirror 80. Further, since the three laser interferometers 85, 86, 87 are arranged in the X-axis direction, when the position of the substrate holder 30 in the Y-axis direction is measured, the position of the substrate holder 30 that moves in the X-axis direction is measured. The position can also be detected by switching the laser interferometer to be used according to the above.
[0052]
Here, the laser interferometer 83 irradiates the reference mirror 89 with two reference beams 89a and 89b arranged in the Z-axis direction. The measurement result of the laser interferometer 83 is output to the control device CONT, which controls the projection optical modules PLa to PLg supported by the surface plate 1 based on the optical path length measurement results of the reference beams 89a and 89b. The posture in the θY direction can be obtained. Further, the control device CONT adjusts the attitude of the projection optical modules PLa to PLg supported by the surface plate 1 in the θZ direction based on, for example, the optical path length measurement results of the reference beams 88a and 90a (90b) arranged in the Y-axis direction. Can be sought.
[0053]
Similar to the mask holder 20, the control device CONT controls the posture of the substrate holder 30 via the substrate stage driving device PSTD based on the posture measurement result of the surface plate 1, and the projection optical module PLa supported by the surface plate 1. The relative position between PLg and the substrate holder 30 (and the photosensitive substrate P held by the substrate holder 30) is maintained.
[0054]
When the exposure apparatus EX having the above-described configuration is assembled, before the projection optical modules PLa to PLg are attached to the surface plate 1, the adjustment of the optical characteristics of the projection optical modules PLa to PLg is performed by the adjustment apparatuses 50, 53, 54, 55 and 58. When the adjustment of the optical characteristics of the projection optical modules PLa to PLg is completed, each of the projection optical modules PLa to PLg is attached to the surface plate 1 while being positioned with respect to the reference position of the surface plate 1.
[0055]
When performing the exposure process, the mask M is loaded on the mask holder 20 and the photosensitive substrate P is loaded on the substrate holder 30. The control device CONT illuminates the mask M with the exposure light EL by the illumination optical system IL while synchronously moving the mask holder 20 holding the mask M and the substrate holder 30 holding the photosensitive substrate P in the X-axis direction.
[0056]
Due to the movement of the mask holder 20 and the substrate holder 30, distortion deformation may occur in the column 100. However, since the projection optical modules PLa to PLg are supported by one surface plate 1, the influence of the deformation of the column 100 on the projection optical modules PLa to PLg is applied to the surface plate 1 that is kinematically supported by the column 100. Blocked. Further, since each of the projection optical modules PLa to PLg is supported by one surface plate 1, the relative position of each other is not changed.
[0057]
Since the surface plate 1 is kinematically supported by the support portion 2 with respect to the column 100, the kinematic support structure absorbs this deformation even if the column 100 or the surface plate 1 itself is thermally deformed. The influence on the imaging characteristics of the projection optical system PL can be suppressed.
[0058]
As described above, even when the column 100 is distorted and deformed due to the movement of the mask holder 20 or the substrate holder 30 by supporting the plurality of projection optical modules PLa to PLg arranged on one surface plate 1, The surface plate 1 can block the influence of distortion deformation of the column 100 on the projection optical modules PLa to PLg. Since the plurality of projection optical modules PLa to PLg are supported by one surface plate 1, the relative positions of the projection optical modules PLa to PLg do not change greatly even if distortion deformation occurs in the column 100. Therefore, it is possible to perform an accurate exposure process while minimizing fluctuations in the imaging characteristics of the projection optical modules PLa to PLg.
[0059]
The exposure apparatus EX in the above embodiment is a so-called multi-lens scan type exposure apparatus having a plurality of adjacent projection optical modules PLa to PLg. However, the exposure apparatus EX may be a scanning type exposure apparatus having one projection optical system. The present invention can be applied. Further, as the exposure apparatus EX of the present embodiment, in addition to the scanning exposure apparatus that exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the photosensitive substrate P synchronously, the mask M and the photosensitive substrate P are stationary. The present invention can also be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus that exposes the pattern of the mask M and sequentially moves the photosensitive substrate P stepwise.
[0060]
Note that the use of the exposure apparatus EX is not limited to a liquid crystal exposure apparatus that exposes a liquid crystal display element pattern on a square glass plate, but for example, for manufacturing an exposure apparatus for semiconductor manufacturing or a thin film magnetic head. The present invention can be widely applied to other exposure apparatuses.
[0061]
The magnification of the projection optical system PL is not limited to an equal magnification system, and may be either a reduction system or an enlargement system. As the projection optical system PL, when using far ultraviolet rays such as excimer laser, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material. 2 When a laser is used, a catadioptric system or a refractive optical system is used.
[0062]
When a linear motor is used for the substrate stage PST and the mask stage MST, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using a Lorentz force or a reactance force may be used. The stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.
[0063]
When a planar motor is used as the stage drive device, either the magnet unit or the armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit is provided on the moving surface side (base) of the stage. Good.
[0064]
The reaction force generated by the movement of the substrate stage PST may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
[0065]
The reaction force generated by the movement of the mask stage MST may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
[0066]
As described above, the exposure apparatus of the embodiment of the present application maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
[0067]
As shown in FIG. 11, the semiconductor device includes a step 201 for designing the function and performance of the device, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate (wafer, glass plate) as a base material of the device ) Manufacturing step 203, substrate processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, packaging process) 205, inspection step 206, etc. It is manufactured after.
[0068]
【The invention's effect】
By supporting multiple projection optical modules on a single surface plate, the effect of column distortion on the projection optical module can be blocked by the surface plate, so the effect of column distortion on the projection optical module is minimized. Can be suppressed. Therefore, it is possible to perform an accurate exposure process while minimizing fluctuations in the imaging characteristics of the projection optical system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram that shows one embodiment of an exposure apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an embodiment of an exposure apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of a surface plate supporting a projection optical module.
4A is a plan view of a surface plate supporting a projection optical module, and FIG. 4B is a side view.
FIG. 5 is an enlarged view showing an embodiment of a support portion.
FIG. 6 is an enlarged view showing another embodiment of the support portion.
FIG. 7 is an enlarged view showing another embodiment of the support portion.
FIG. 8 is a configuration diagram of a projection optical module.
FIG. 9 is a configuration diagram of a laser interference system for measuring the position of a mask holder.
FIG. 10 is a configuration diagram of a laser interference system for measuring the position of a substrate holder.
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a semiconductor device manufacturing process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface plate, 2 ... Support part, 3 ... V-shaped inner surface (1st surface),
4 ... V-groove member (first member), 5 ... spherical member (second member),
5A ... spherical surface (second surface), 6 ... spherical concave portion, 6A ... inner surface (first surface),
15, 16 ... Air bearing (fluid bearing, low friction part), 20 ... Mask holder,
21 ... Linear motor (mask stage driving device), 30 ... Substrate holder,
31 ... Linear motor (substrate stage driving device),
36 ... Linear motor (substrate stage driving device),
72 to 74 ... laser interferometer (measuring device), 75 to 77 ... reference mirror (measuring device),
82 to 87 ... laser interferometer (measuring device), 88 to 93 ... reference mirror (measuring device),
40 ... cover device, 50 ... shift adjustment mechanism (adjustment device),
54 ... Scaling adjustment mechanism (adjustment device),
53. Image plane adjustment mechanism (adjustment device),
55, 58 ... rotation adjustment mechanism (adjustment device),
100 ... column (support structure), EX ... exposure apparatus, M ... mask,
MST: mask stage, P: photosensitive substrate (substrate), PL: projection optical system,
PLa to PLg ... projection optical module, PST ... substrate stage

Claims (13)

マスクステージに支持されたマスクのパターンを、複数並んだ投影光学モジュールを介して、基板ステージに支持された基板に露光する露光装置において、
前記複数の投影光学モジュールの光路を確保する開口部を有し、該開口部の中心位置に対してそれぞれ位置決めされた前記複数の投影光学モジュールを支持する１つの定盤と、
前記定盤を介して前記複数の投影光学モジュールを支持する支持構造体と、
前記定盤の面方向に沿って３箇所に設けられたＶ状内面を含み、前記支持構造体に対して前記定盤をキネマティックに支持する支持部と、を備え、
前記３箇所に設けられたＶ状内面は、該Ｖ状内面のＶ字稜線の延長線のそれぞれが前記中心位置でほぼ交わるように配置されていることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that exposes a mask pattern supported by a mask stage onto a substrate supported by the substrate stage via a plurality of aligned projection optical modules .
One surface plate having an opening for securing an optical path of the plurality of projection optical modules, and supporting the plurality of projection optical modules respectively positioned with respect to a center position of the opening ;
A support structure that supports the plurality of projection optical modules via the surface plate;
A V-shaped inner surface provided at three locations along the surface direction of the surface plate, and a support portion for kinematically supporting the surface plate with respect to the support structure,
An exposure apparatus , wherein the V-shaped inner surfaces provided at the three positions are arranged so that each of the extended lines of the V-shaped ridge line of the V-shaped inner surface substantially intersects at the center position . 前記マスクステージ及び前記基板ステージを前記複数の投影光学モジュールに対して走査方向に同期移動させる駆動装置を備え、A driving device that moves the mask stage and the substrate stage synchronously with respect to the plurality of projection optical modules in a scanning direction;
前記複数の投影光学モジュールのうち一部の投影光学モジュールは、前記中心位置に対して前記走査方向の一方側で、該走査方向と直交する非走査方向に並んで配置され、  Some projection optical modules among the plurality of projection optical modules are arranged side by side in a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction on one side of the scanning direction with respect to the center position,
前記複数の投影光学モジュールのうち前記一部以外の投影光学モジュールは、前記中心位置に対して前記走査方向の他方側で前記非走査方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。  2. The projection optical modules other than the part of the plurality of projection optical modules are arranged side by side in the non-scanning direction on the other side of the scanning direction with respect to the center position. The exposure apparatus described. 前記定盤に設けられる参照鏡と、A reference mirror provided on the surface plate;
前記支持構造体に設けられ、前記参照鏡を基準として前記マスクステージまたは前記基板ステージの位置を計測するレーザ干渉計と、を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。  The exposure apparatus according to claim 1, further comprising: a laser interferometer provided on the support structure and measuring a position of the mask stage or the substrate stage with reference to the reference mirror. 前記レーザ干渉計は、前記参照鏡に参照ビームを照射し、前記マスクステージまたは前記基板ステージに設けられた移動鏡に測長ビームを照射し、前記参照鏡で反射した前記参照ビームと前記移動鏡で反射した前記測長ビームとを干渉させて、前記参照鏡を基準として前記移動鏡の位置を計測することを特徴とする請求項３記載の露光装置。The laser interferometer irradiates the reference mirror with a reference beam, irradiates the movable mirror provided on the mask stage or the substrate stage with a length measurement beam, and reflects the reference beam reflected by the reference mirror and the movable mirror 4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the position of the movable mirror is measured using the reference mirror as a reference by interfering with the length measuring beam reflected by. 前記レーザ干渉計の計測結果に基づいて、前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の姿勢を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項３又は４記載の露光装置。5. The exposure apparatus according to claim 3, further comprising a control device that controls an attitude of at least one of the mask stage and the substrate stage based on a measurement result of the laser interferometer. 前記支持部は、前記Ｖ状内面に対して摺動可能な摺動部材と、前記Ｖ状内面と前記摺動部材との間の摩擦力を低減する低摩擦部と、を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。The support portion includes a slide member slidable relative to the V-shaped inner surface, and characterized in that it comprises a low-friction portion to reduce the frictional force between the sliding member and the V-shaped inner surface An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 5 . 前記低摩擦部は、前記Ｖ状内面と前記摺動部材の表面との少なくとも一方にコーティングされた低摩擦材料を含むことを特徴とする請求項６記載の露光装置。The low friction portion, the exposure device according to claim 6, characterized in that it comprises a low-friction materials coated on least hand also between the V-shaped inner surface and the surface of the sliding member. 前記低摩擦部は、前記Ｖ状内面と前記摺動部材の表面との間に介在する流体軸受、玉軸受又は転がり軸受を含むことを特徴とする請求項６記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 6 , wherein the low friction portion includes a fluid bearing, a ball bearing, or a rolling bearing interposed between the V-shaped inner surface and the surface of the sliding member . 前記複数の投影光学モジュールは、それぞれ光学特性を調整する調整装置を有し、該調整装置によって前記光学特性が調整された状態で前記定盤に対してモジュール単位で増減可能に支持されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。 Each of the plurality of projection optical modules has an adjustment device that adjusts the optical characteristics , and is supported so as to be increased or decreased in module units with respect to the surface plate in a state where the optical characteristics are adjusted by the adjustment device. exposure apparatus according to any one of claims 1-8, characterized. 前記調整装置は、前記投影光学モジュールによって投影される前記マスクのパターンの像をシフトさせるシフト調整機構と、前記パターンの像を回転させるローテーション調整機構と、前記パターンの像の倍率調整を行うスケーリング調整機構と、前記パターンの像の像面位置及び像面傾斜の調整を行う像面調整機構と、を含むことを特徴とする請求項９記載の露光装置。The adjustment device includes a shift adjustment mechanism that shifts an image of the mask pattern projected by the projection optical module, a rotation adjustment mechanism that rotates the image of the pattern, and a scaling adjustment that adjusts the magnification of the image of the pattern. The exposure apparatus according to claim 9, further comprising: a mechanism; and an image plane adjustment mechanism that adjusts an image plane position and an image plane tilt of the image of the pattern. 前記定盤は、ホームベース状に形成され、前記走査方向に関して対称に配置され、The surface plate is formed in a home base shape and is arranged symmetrically with respect to the scanning direction,
前記３箇所に設けられたＶ状内面のうち２箇所のＶ状内面は、前記定盤の幅の広い側に配置され、前記２箇所以外のＶ状内面は、該Ｖ状内面のＶ字稜線を前記走査方向にほぼ平行にして前記定盤の幅の狭い側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の露光装置。  Of the V-shaped inner surfaces provided at the three locations, two V-shaped inner surfaces are arranged on the wide side of the surface plate, and the V-shaped inner surfaces other than the two locations are V-shaped ridge lines of the V-shaped inner surface. 3. An exposure apparatus according to claim 2, wherein the exposure apparatus is disposed on the narrow side of the surface plate so that the surface plate is substantially parallel to the scanning direction. 前記走査方向の一方側に配置された複数の前記投影光学モジュールと前記走査方向の他方側に配置された複数の前記投影光学モジュールとの間に配置され、前記基板の被露光面と交差する方向における該被露光面の位置を検出する検出系を備えることを特徴とする請求項２又は１１記載の露光装置。A direction arranged between the plurality of projection optical modules arranged on one side in the scanning direction and the plurality of projection optical modules arranged on the other side in the scanning direction, and intersecting the exposed surface of the substrate The exposure apparatus according to claim 2, further comprising a detection system that detects a position of the exposed surface in. 請求項１〜１２のいずれか一項記載の露光装置を用いて前記パターンを前記基板に露光することと、Exposing the pattern to the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 12,
前記パターンが露光された前記基板を処理することと、  Processing the substrate on which the pattern has been exposed;
を含むデバイス製造方法。A device manufacturing method including:
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