JPWO2014013733A1 - 支持装置、移動体装置、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

定盤（２２）を支持する支持装置（３０）は、筐体（３２）と、前記筐体（３２）内に設けられ、前記定盤（２２）が−Ｚ側に移動して前記筐体（３２）の蓋体（３２ｂ）を押圧した場合に、前記蓋体（３２ｂ）に対して＋Ｚ方向の力を作用させるカウンタマス用モータ（４４）と、前記筐体（３２）に設けられ、前記カウンタマス用モータ（４４）が前記＋Ｚ方向の力を前記蓋体（３２ｂ）に作用させる際に該力の反力により−Ｚ方向に移動するカウンタマス（４０）と、を備える。

Description

本発明は、支持装置、移動体装置、露光装置、及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、所定の支持対象物を下方から支持する支持装置、該支持装置に支持されたベース部材上を移動する移動体を含む移動体装置、該移動体装置を含む露光装置、及び該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。

この種の露光装置としては、露光対象物体であるウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）を保持する基板ステージを、該基板ステージが有する可動子と、所定のベース部材が有する固定子とを含む平面モータを用いて２次元駆動する基板ステージ装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、基板ステージ装置において、平面モータを用いて基板ステージをベース部材上で駆動する際、その駆動力（推力）に起因して、基板ステージの進行方向に直交する軸線回りのモーメント（いわゆるピッチングモーメント）がベース部材に作用し、該モーメントに起因して生じる振動が露光精度を悪化させるおそれがある。

米国特許出願公開第２００９／０３１６１３３号明細書

本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、所定の支持部に対して、支持対象物を所定方向に支持する支持装置であって、前記支持対象物に対向する対向部材と、前記支持のための第１の力を発生させる流体が供給される筐体と、を有する第１部材と、少なくとも一部が前記第１部材に設けられ、前記対向部材に対して、前記所定方向に沿った方向の第２の力を作用させるアクチュエータと、前記対向部材に対して前記所定方向に沿って相対移動可能に支持され、前記アクチュエータが前記第２の力を前記対向部材に作用させる際に、該第２の力の向きとは反対の方向に移動する移動部材と、を備える支持装置である。

これによれば、アクチュエータが対向部材に第２の力を作用させる際、該第２の力の向きとは反対の方向に移動部材が対向部材と相対移動するので、所定の支持部に対する反力（あるいは反力に起因する振動）の伝播が抑制される。

本発明は、第２の観点からすると、ベース部材と、前記ベース部材上を移動可能な移動体と、前記ベース部材を前記支持対象物とする本発明の支持装置と、を備える移動体装置である。

これによれば、移動体をベース部材上で移動させる際に生じる振動などが支持装置により抑制されるので、移動体の位置制御を精度良く行うことができる。

本発明は、第３の観点からすると、所定の物体が前記移動体に保持される本発明の移動体装置と、前記物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置である。

本発明は、第４の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。

一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１の露光装置が有する複数の支持装置のうちのひとつを示す断面図である。 露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 変形例に係る支持装置の断面図である。

以下、一実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。

図１には、一実施形態に係る露光装置１０の構成が概略的に示されている。露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では、投影光学系１６ｂが設けられており、以下においては、投影光学系１６ｂの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

露光装置１０は、照明系１２、レチクルステージ１４、投影ユニット１６、ウエハステージ装置２０、及びこれらの制御系を備えている。

照明系１２は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１２は、レチクルブラインド（マスキングシステムとも呼ばれる）で設定（制限）されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。

レチクルステージ１４は、パターン面（図１における−Ｚ側の面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲを、例えば真空吸着により保持している。レチクルステージ１４は、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１３（図１では不図示、図３参照）によって、走査方向（Ｙ軸方向）に所定のストロークで駆動可能、且つＸ軸、及びθｚ方向に微小駆動可能となっている。レチクルステージ１４のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報を含む）は、例えばレーザ干渉計システム（あるいは２次元エンコーダシステム）を含むレチクルステージ位置計測系１５（図１では不図示、図３参照）を用いて、主制御装置５０（図３参照）によって求められる。

投影ユニット１６は、レチクルステージ１４の下方（−Ｚ側）に配置されている。投影ユニット１６は、鏡筒１６ａと、鏡筒１６ａ内に保持された投影光学系１６ｂと、を含む。投影光学系１６ｂとしては、例えば光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられる。投影光学系１６ｂは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。

このため、照明系１２からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系１６ｂの第１面（物体面）とパターン面とがほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系１６ｂを介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系１６ｂの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージ１４とウエハステージ２４との同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲが走査方向に相対移動するとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷが走査方向に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では、照明系１２、及び投影光学系１６ｂによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

ウエハステージ装置２０は、定盤２２、ウエハステージ２４、ウエハステージ駆動系２６（図１では不図示。図３参照）、及び定盤トリムモータ２８等を備えている。

定盤２２は、平面視で（＋Ｚ方向から見て）Ｙ軸方向を長手方向とする矩形の板状部材であって、上面がＸＹ平面（水平面）にほぼ平行となるように複数の支持装置３０により下方から非接触支持されている。複数の支持装置３０は、定盤２２の４隅部近傍を支持可能なように、例えば４つ設けられている、なお、図１では、例えば４つの支持装置３０のうち、＋Ｘ側の２つのみが示され、他の２つは上記＋Ｘ側の２つの支持装置３０に対して紙面奥側に隠れている。支持装置３０の構成、及び機能については後述する。また、定盤２２は、ウエハステージ２４のカウンタマスとして機能させるために、自身の重量を増加させるよう錘（不図示）が設けられるような構成とすることができる。

定盤２２には、その内部の上面側の領域に、複数のコイルユニット２６ａが平面視でマトリクス状に設けられている。複数のコイルユニット２６ａそれぞれに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置５０（図１では不図示。図３参照）によって制御される。

ウエハステージ２４は、箱形（直方体状）の部材から成り、上面に載置されたウエハＷを、例えば真空吸着により保持する。ウエハステージ２４の底面（定盤２２の上面に対向する面）側の領域には、複数の磁石ユニット２６ｂが配置されている。

ウエハステージ駆動系２６（図１では不図示。図３参照）は、複数の磁石ユニット２６ｂと、複数のコイルユニット２６ａとにより構成されるムービングマグネットタイプの平面モータを含む。ウエハステージ２４は、複数の磁石ユニット２６ｂと、該磁石ユニット２６ｂに対応するコイルユニット２６ａとの間に作用する電磁力（ローレンツ力）により、定盤２２に対して駆動される。

ここで、本実施形態において、平面モータとしては、例えば米国特許第６，４５２，２９２号明細書などに開示されるような、上記ローレンツ力によりウエハステージ２４を定盤２２に対して６自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向）に適宜駆動することが可能な、いわゆる６ＤＯＦ（degrees of freedom）駆動タイプの平面モータが用いられている。これにより、主制御装置５０（図１では不図示。図３参照）は、ウエハステージ駆動系２６（図１では不図示。図３参照）を用いて、ウエハステージ２４を定盤２２上でＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に（ＸＹ平面に沿って）所定の長ストロークで駆動すること、ウエハステージ２４を定盤２２上に所定の隙間を介して浮上（磁気浮上）させること、並びに、ＸＹ平面に沿って移動するウエハステージ２４をピッチング、ヨーイング、及びローリング方向に適宜微少駆動することができる。

ウエハステージ２４の６自由度方向の位置情報は、例えば２次元（あるいは３次元）エンコーダシステム、又は光干渉計システム（あるいはエンコーダシステムと光干渉計システムとを組み合わせたシステム）を含むウエハステージ位置計測系２７（図１では不図示。図３参照）を用いて、主制御装置５０（図３参照）によって求められる。なお、ウエハステージ位置計測系２７の構成は、所望の分解能でウエハステージ２４の６ＤＯＦ方向の位置情報を求めることができれば、その構成は特に限定されない。

ここで、定盤２２がコイルユニット２６ａ（平面モータ固定子）を有していることから、ウエハステージ駆動系２６（平面モータ）を用いて定盤２２上でウエハステージ２４に対して水平面に沿って（Ｘ軸、及び／又はＹ軸方向に）駆動力を作用させる場合、定盤２２には、水平面内でウエハステージ２４とは反対の方向に上記駆動力の反力が作用する。そして、定盤２２が複数の支持装置３０により非接触支持されていることから、定盤２２は、運動量保存則により水平面内でウエハステージ２４とは反対の方向に移動することにより、上記反力を吸収する。これにより、上記反力に起因する、例えば支持装置３０の設置部の振動の発生などが抑制される。なお、定盤２２の重量は、ウエハステージ２４の重量に比べて大きい、または前記錘によって重量化することができるため、定盤２２の移動量は、ウエハステージ２４に比べて微少量である。

定盤トリムモータ２８は、定盤２２を所定の位置に移動させるために用いられる。例えば、上記反力により定盤２２がＸＹ平面に沿って移動した際に、該定盤２２を所定の位置に復帰させることが可能である。定盤トリムモータ２８としては、支持柱２８ｃを介して床１００上に設置された固定子２８ａと、定盤２２の側面に固定された可動子２８ｂとを含むリニアモータ（例えばボイスコイルモータ）が用いられている。なお、図１では、代表的にＹトリムモータがひとつのみ示されているが、定盤トリムモータ２８として、定盤２２をＸ軸方向に駆動するためのＸトリムモータ、定盤２２をＹ軸方向に駆動するためのＹトリムモータがそれぞれ複数設けられている。定盤２２のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報も含む）は、例えばレーザ干渉計システム（あるいは２次元エンコーダシステム）を含む定盤位置計測系２３（図１では不図示、図３参照）を用いて、主制御装置５０（図３参照）によって求められており、主制御装置５０は、定盤位置計測系２３の出力に基づいて複数の定盤トリムモータ２８を適宜用いて定盤２２を所定の位置に移動させる。

複数の支持装置３０それぞれは、配置を除きほぼ同じ構成、及び機能を有している。以下、複数の支持装置３０のうちのひとつについて説明する。支持装置３０は、図２に示されるように、本体部３２ａと蓋体３２ｂとを含む筐体３２、エアパッド３６、センタシャフト３８、カウンタマス４０、圧縮コイルばね４２、複数のカウンタマス用モータ４４、及び複数のトリムモータ４６を有している。

本体部３２ａは、上部（＋Ｚ側の端部）が開口した有底円筒状の部材から成り、床１００上に設置されている。蓋体３２ｂは、水平面にほぼ平行に配置された円板状の部材から成り、本体部３２ａの開口内に挿入されている。蓋体３２ｂの外径寸法は、本体部３２ａの内径寸法よりも小さく設定されており、本体部３２ａの内壁面と蓋体３２ｂの外周端部との間には、隙間が形成されている。本体部３２ａと蓋体３２ｂとの間に形成される隙間（開口）は、例えばリング状に形成された金属性の膜からなるダイヤフラム３４により塞がれており、蓋体３２ｂは、本体部３２ａに対してＺ軸方向に微少量移動可能となっている。

筐体３２（本体部３２ａ、蓋体３２ｂ、及びダイヤフラム３４）は、ほぼ気密状態の気体室３１を形成している。本体部３２ａ内には、外部の圧力よりも高く設定される加圧気体（例えば空気）が充填されている。気体室３１内の圧力は、不図示の電磁レギュレータを含む内圧制御系３３（図１では不図示。図３参照）を用いて、主制御装置５０（図３参照）により、例えば０．３〜０．４ＭＰａ程度に制御される。支持装置３０は、気体室３１に充填された加圧気体、及びダイヤフラム３４の作用により、定盤２２を支持する力（第１の力）を発生するとともに、定盤２２と上記照明系１２、レチクルステージ１４、及び投影ユニット１６などとを物理的（振動的）に分離する防振装置（振動減衰装置）として機能する。

エアパッド３６は、例えば多孔質部材により形成された円板状の部材から成り、蓋体３２ｂの上面に固定されている。支持装置３０が定盤２２を下方から支持した状態で、エアパッド３６の上面は、定盤２２の下面に対向している。エアパッド３６には、不図示の加圧気体供給装置が接続されている。支持装置３０は、エアパッド３６から定盤２２の下面に対して噴出される加圧気体（例えば空気）の静圧により、定盤２２を非接触支持している。これにより、定盤２２は、複数の支持装置３０（図１参照）に対してＸＹ平面に沿って移動自在となっている。エアパッド３６は、各支持装置３０に対して一つずつ設けられているが、複数に分けて設けるようにしてもよい。例えば、支持する定盤２２の重量等に応じて、１つのエアパッドの代わりに、それよりも小径のエアパッドを蓋体３２ｂに３つ設けた構成にして定盤２２を支持するようにしてもよい。エアパッドの定盤２２と対向する面は平面度をよくする必要があるが、小径のエアパッドを用いると製造時の加工が容易になるという利点がある。

センタシャフト３８は、Ｚ軸方向に延びる円柱状の部材から成り、本体部３２ａの底面中央部に下端部が接続されている。センタシャフト３８の長手方向（Ｚ軸方向）寸法は、本体部３２ａの高さ方向（Ｚ軸方向）寸法よりも短く設定され、蓋体３２ｂのＺ位置に関わらず、センタシャフト３８の上端部と蓋体３２ｂの下面との間に所定の隙間（クリアランス、ギャップ）が形成されるようになっている。

カウンタマス４０は、例えば金属材料などにより形成された円筒状の部材から成り、中央部にＺ軸方向に貫通する貫通孔４０ａが形成されている。カウンタマスの外径寸法は、筐体３２の内径寸法よりも小さく設定されており、本体部３２ａの内壁面とカウンタマス４０の外周面との間には、隙間が形成されている。貫通孔４０ａを形成する内壁面には、筒状の部材から成るエアスライダ４１が一体的に固定されている。センタシャフト３８は、エアスライダ４１の内径側に挿入されている。センタシャフト３８の外周面と、エアスライダ４１の内周面との間には、微少な隙間が形成されている。エアスライダ４１は、例えば多孔質部材により形成され、支持装置３０の外部に配置された不図示の加圧気体供給装置が接続されている。カウンタマス４０は、エアスライダ４１からセンタシャフト３８の外周面に対して噴出される加圧気体の静圧により、非接触状態でセンタシャフト３８に沿ってＺ軸方向に移動自在となっている。

圧縮コイルばね４２は、本体部３２ａの内部に収納され、カウンタマス４０の自重を下方から支持している。圧縮コイルばね４２の外径寸法は、カウンタマス４０とほぼ同じとなっており、センタシャフト３８は、圧縮コイルばね４２の内側に挿通されている。

複数のカウンタマス用モータ４４は、本体部３２ａの内部であって、センタシャフト３８の中心軸回りに所定間隔で少なくとも３つ（本実施形態では、例えば４つ）設けられている。複数のカウンタマス用モータ４４それぞれは、コイルユニット４４ａと磁石ユニット４４ｂとを有している。コイルユニット４４ａは、＋Ｚ側の端部が蓋体３２ｂの下面に接続されたＺ軸方向に延びる棒状の部材から成る支持部材４５を介して蓋体３２ｂの下面に固定されている。また、コイルユニット４４ａは、カウンタマス４０の上面に形成された凹部４０ｂ内に、カウンタマス４０とは非接触の状態で挿入されている。凹部４０ｂは、複数のカウンタマス用モータ４４に対応して、Ｚ軸回りに所定間隔で少なくとも３つ（本実施形態では、例えば４つ）形成されている。複数のカウンタマス用モータ４４それぞれのコイルユニット４４ａに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置５０（図２では不図示。図３参照）によって同期制御される。磁石ユニット４４ｂは、上記凹部４０ｂを形成する壁面部であって、かつコイルユニット４４ａに対向する部分に固定されている。

複数のトリムモータ４６は、本体部３２ａの内部であって、センタシャフト３８の中心軸回りに所定間隔で少なくとも３つ（本実施形態では、例えば４つ）設けられている。複数のトリムモータ４６それぞれは、コイルユニット４６ａと磁石ユニット４６ｂとを有している。コイルユニット４６ａは、−Ｚ側の端部が本体部３２ａの底面部に接続されたＺ軸方向に延びる棒状の部材から成る支持部材４７を介して本体部３２ａの底面部に固定されている。コイルユニット４６ａは、カウンタマス４０の下面に形成された凹部４０ｃ内に、カウンタマス４０とは非接触の状態で挿入されている。凹部４０ｃは、複数のトリムモータ４６に対応して、Ｚ軸回りに所定間隔で少なくとも３つ（本実施形態では、例えば４つ）形成されている。複数のトリムモータ４６それぞれのコイルユニット４６ａに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置５０（図２では不図示。図３参照）によって同期制御される。磁石ユニット４６ｂは、上記凹部４０ｃを形成する壁面部であって、かつコイルユニット４６ａに対向する部分に固定されている。

複数のカウンタマス用モータ４４と複数のトリムモータ４６とは、センタシャフト３８の中心からの半径方向の距離が異なっている。具体的には、複数のトリムモータ４６は、複数のカウンタマス用モータ４４よりもセンタシャフト３８側に配置されている。これにより、カウンタマス４０の厚みが抑制され、支持装置３０がコンパクトに構成されている。

ここで、複数の支持装置３０それぞれは、配置を除き実質的に同じ構成、及び機能を有しているが、主制御装置５０により互いに独立に制御される。具体的には、複数の支持装置３０それぞれが有する複数のカウンタマス用モータ４４は、主制御装置５０により互いに独立に制御され、Ｚ軸方向の力（第２の力）を発生させる。同様に複数の支持装置３０それぞれが有する複数のトリムモータ４６は、主制御装置５０により互いに独立に制御される。

図３には、露光装置１０の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置５０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置５０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、露光装置１０の構成各部を統括制御する。

上記のように構成された露光装置１０（図１参照）では、まず、レチクルＲ及びウエハＷが、それぞれレチクルステージ１４及びウエハステージ２４上にロードされ、レチクルアライメント及びベースライン計測、並びにウエハアライメント（例えばＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等）などの所定の準備作業が行われる。その後、主制御装置５０の管理の下、ウエハＷの第１番目のショット領域に対する露光のための加速開始位置にウエハステージ２４が駆動されるとともに、レチクルＲの位置が加速開始位置となるように、レチクルステージ１４が駆動される。そして、レチクルステージ１４と、ウエハステージ２４とがＹ軸方向に沿って同期駆動されることで、ウエハＷ上の第１番目のショット領域に対する露光が行われる。以後、レチクル上のすべてのショット領域に対する露光が行われることで、ウエハＷの露光が完了する。

上記アライメント動作、露光動作中を含み、露光装置１０では、ウエハステージ２４が平面モータを含むウエハステージ駆動系２６（図３参照）により定盤２２上で６自由度方向に適宜駆動される。そして、主制御装置５０（図３参照）は、内圧制御系３３を介して複数の支持装置３０それぞれの気体室３１内の圧力を、不図示の圧力センサの計測値に基づいて制御することにより、床面１００（図１参照）及び定盤２２相互間における振動の伝搬を抑制する。また、主制御装置５０は、上記気体室３１内の圧力制御と並行して、定盤２２の振動を検出する不図示の加速度センサの出力に応じて、定盤２２が−Ｚ方向に移動した場合に、複数のカウンタマス用モータ４４が発生させた第２の力を用いて本体部３２ａに対して蓋体３２ｂ（及びエアパッド３６）を＋Ｚ方向（定盤２２とは反対の方向）に駆動することにより、定盤２２の振動を抑制する。

上記複数のカウンタマス用モータ４４が蓋体３２ｂをＺ軸方向に微少駆動する際、支持装置３０では、複数のカウンタマス用モータ４４それぞれの磁石ユニット４４ｂがカウンタマス４０に固定されていることから、カウンタマス４０に−Ｚ方向の力（以下、駆動反力と称する）が作用する。カウンタマス４０は、圧縮コイルばね４２によりＺ軸方向の位置が拘束されていない状態で支持されているため、運動量保存則によりセンタシャフト３８に沿って−Ｚ方向に移動することによりカウンタマス用モータ４４からの駆動反力を吸収し、これにより上記駆動反力が床１００に伝搬すること、及び上記駆動反力に起因する振動の発生が抑制される。

カウンタマス４０が駆動反力により−Ｚ方向に移動すると、主制御装置５０は、圧縮コイルばね４２のばね性に起因するカウンタマス４０の上下動が抑制されるように、複数のトリムモータ４６を用いてカウンタマス４０のＺ位置を制御する。これにより、カウンタマス４０（すなわち複数のカウンタマス用モータ４４それぞれの磁石ユニット４４ｂ）の姿勢が安定し、精度良く上記防振動作を行うことができる。

また、上記アライメント動作、露光動作中において、ウエハステージ２４が平面モータを含むウエハステージ駆動系２６（図３参照）により定盤２２上でＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に適宜駆動（加速、又は減速）される際、定盤２２に内蔵されたコイルユニット２６ａと、ウエハステージ２４に内蔵された磁石ユニット２６ｂとの間にＸＹ平面に平行な方向のローレンツ力（電磁力）が発生する。ここで、平面モータでは、コイルユニット２６ａが定盤２２の上面よりも下方に配置され、且つ磁石ユニット２６ｂがウエハステージ２４の下面よりも上方に配置されていることから、上記ローレンツ力は、定盤２２の上面とウエハステージ２４の下面との間に発生する。

これに対し、本実施形態のウエハステージ２４の重心位置が上記ローレンツ力の作用点よりも＋Ｚ側に位置することから、ウエハステージ２４には、磁石ユニット２６ｂに作用するローレンツ力により、その重心位置を中心としてウエハステージ２４の進行方向に直交する軸回りのモーメント（いわゆるピッチングモーメント）が作用する。同様に、定盤２２の重心位置が上記ローレンツ力の作用点よりも−Ｚ側に位置することから、コイルユニット２６ａに作用するローレンツ力により、定盤２２にも、その重心位置を中心としてウエハステージ２４に作用するピッチングモーメントと同じ向きのピッチングモーメントが作用する。

そして、定盤２２は、４隅部それぞれに対応する位置が、支持装置３０により下方から支持されていることから、上記ピッチングモーメントにより、複数の支持装置３０の少なくともひとつに重力方向下向きの力（以下、ピッチングフォースと称する）が作用する。ここで、支持装置３０に作用するピッチングフォースの大きさは、ウエハステージ２４の位置、及び加速度により異なるが、ウエハステージ位置計測系２７（図３参照）の出力、及びウエハステージ２４を駆動（加速、又は減速）する際の加速度情報に基づいて事前に（あるいはほぼリアルタイムで事後的に）求めることができる。

主制御装置５０は、複数の支持装置３０のうち、ピッチングフォースが作用する支持装置３０が有する複数のカウンタマス用モータ４４を適宜駆動し、上記ピッチングフォース（重力方向下向きの力）とほぼ同じ大きさの重力方向上向き（＋Ｚ方向）の力を支持装置３０の蓋体３２ｂに対して作用させる。これにより、ピッチングフォースが相殺され（打ち消され）、ピッチングフォースが直接床１００に伝わることに起因する振動の発生が抑制される。

上記ピッチングフォースを打ち消すために複数のカウンタマス用モータ４４が駆動された場合には、駆動反力によりカウンタマス４０に重力方向下向きの駆動反力が作用する。この場合であっても、カウンタマス４０が運動量保存則により重力方向下向きに移動することにより上記駆動反力が吸収され、これにより上記駆動反力に起因する振動の発生などが抑制される。また、カウンタマス４０が重力方向下向きに移動すると、主制御装置５０は、複数のトリムモータ４６を用いてカウンタマス４０の上下動を抑制する。なお、支持装置３０に対する重力方向下向きの力は、ピッチングモーメントに起因するものに限られず、ウエハステージ２４を＋Ｚ方向（あるいはθｘ、θｙ方向）に駆動したときにも定盤２２に反力として作用するので、その際に同様の制御を行っても良い。

以上説明した本実施形態によれば、支持装置３０は、定盤２２と床１００との間における振動の伝搬を抑制する防振装置としての機能、及び定盤２２から床１００に作用するピッチングフォースを抑制するカウンタマス装置としての機能を有する。そして、支持装置３０では、カウンタマス用モータ４４の固定子である磁石ユニット４４ｂがカウンタマス４０に固定されているので、カウンタマス用モータ４４の駆動反力が直接床１００に伝達しない。したがって、振動の発生に起因する露光精度の低下などが抑制される。

また、防振装置機能、及びカウンタマス装置機能を発揮させるための要素（カウンタマス４０、圧縮コイルばね４２、複数のカウンタマス用モータ４４、及び複数のトリムモータ４６）がひとつの本体部３２ａ内に収容されているので、効率的、且つ支持装置３０をコンパクトにすることができ、露光装置１０のフットプリントを低減できる。さらに、前記要素が本体部３２ａ内にほぼ密閉されているため、該要素によってウエハの露光空間が汚染されることも防止される。

なお、ウエハステージ２４を定盤２２上で平面モータを用いて駆動する際、例えば露光精度に影響がなければ、床１００にピッチングフォースが作用しても問題がない。このような場合、支持装置３０では、複数のカウンタマス用モータ４４それぞれのコイルユニット４４ａと磁石ユニット４４ｂとの間に発生するローレンツ力、及び複数のトリムモータ４６それぞれのコイルユニット４６ａと磁石ユニット４６ｂとの間に発生するローレンツ力を介して、ピッチングフォースを直接床１００に作用させることもできる。

また、上記実施形態の露光装置１０の構成は、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態に係る支持装置３０において、筐体３２の本体部３２ａと蓋体３２ｂとは、ダイヤフラム３４により接続されていたが、これに限定されるものではない。例えば、蓋体３２ｂを本体部３２ａに対してＺ軸方向に微少移動可能、且つ本体部３２ａと蓋体３２ｂとにより形成される内部空間を気密状態にして防振装置としての機能を確保できるのであれば、図４に示される支持装置６０の筐体６２ように、ベローズ６４を用いて本体部６２ａと蓋体６２ｂ（エアパッド６６を含む）とを接続しても良い。

また、上記実施形態の支持装置３０において、カウンタマス４０は、カウンタマス４０とほぼ同径の圧縮コイルばね４２により下方から支持されていたが、カウンタマス４０の自重をキャンセルできれば、ばねの構成（大きさ、配置、数など）は、適宜変更が可能である。例えば図４に示される支持装置６０のように、上記実施形態の圧縮コイルばね４２よりも小径の圧縮コイルばね７２をＺ軸回りに所定間隔で複数（図４に示される支持装置６０では、例えば３つ）配置しても良い。この場合、図４に示されるように、カウンタマス７０の下面に凹部７０ｄを形成し、圧縮コイルばね７２の一部を該凹部７０ｄ内に、カウンタマス７０とは非接触の状態で挿入すると良い。また、圧縮コイルばね４２（あるいは７２）に換えて、例えばいわゆる空気ばねを用いてカウンタマス４０（あるいは７０）を下方から支持しても良い。

また、上記実施形態の支持装置３０において、カウンタマス４０は、センタシャフト３８に対してエアスライダ４１を介して非接触状態でＺ軸方向に移動可能に係合していたが、これに限るものではない。例えば、カウンタマス４０がセンタシャフト３８に対して低摩擦でＺ軸方向に移動可能となっているのであれば、図４に示される支持装置６０のように、ボールスプライン装置（Ｚ軸方向に延びるＺ溝（不図示）が形成されたセンタシャフト６８と、カウンタマス７０に固定され、上記Ｚ溝に挿入される複数のボール（不図示）を有する一対のスリーブ７１と、を含む）を用いても良い。また、センタシャフト３８（あるいは６８）の断面は、円形に限られず、その他の形状、例えば矩形であっても良い。

また、上記実施形態の支持装置３０において、センタシャフト３８を中心とする径方向の位置がカウンタマス用モータ４４とトリムモータ４６とで異なるように（トリムモータ４６の方がカウンタマス用モータ４４よりも内径側に）配置されていたが、これに限るものではない。例えば、図４に示される支持装置６０のように、カウンタモータ７４とトリムモータ７６とが上下方向に重なる（上下に対称となるような）構成でも良い。

なお、図４に示される支持装置６０の動作は、上記実施形態に係る支持装置３０とほぼ同じなので、説明を省略する。

また、上記実施形態において、ウエハステージ駆動系を構成する平面モータは、６ＤＯＦ駆動タイプであったが、これに限られず、３ＤＯＦ（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向）駆動タイプであっても良く、この場合、ウエハステージ２４の下面にエアベアリングを取り付け、該エアベアリングから定盤２２の上面に噴出される加圧気体の静圧によりウエハステージ２４を浮上（エア浮上）させると良い。また、平面モータは、ムービングコイルタイプであっても良い。

また、上記実施形態では、定盤２２は、Ｘ軸及び／又はＹ軸方向にのみ移動可能な構成であったが、これに限られず、定盤２２をθｘ及びθｙ方向に微少量回転可能に構成しても良い。この場合、定盤２２の慣性モーメントにより、ウエハステージ２４を駆動する際に支持装置３０に作用するピッチングフォースを低減することができ、複数のカウンタマス用モータ４４が発生する力が上記実施形態に比べて小さくて良い。

また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、照明光ＩＬの波長は、１００ｎｍ以上の光に限られず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良く、例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置にも上記実施形態を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、上記実施形態は適用できる。

さらに、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系１６ｂは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。

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

また、上記実施形態では、定盤２２上にひとつのウエハステージ２４が配置されたウエハステージ装置２０について説明したが、定盤２２上に配置される移動体の数、種類は、適宜変更が可能であり、例えば米国特許出願公開第２０１０／００６６９９２号明細書に開示されるようなウエハステージを２つ備えたウエハステージ装置、あるいは米国特許出願公開第２００９／０２６８１７８号明細書に開示されるようなウエハステージと、計測ステージとを備えるウエハステージ装置にも、上記実施形態は適用できる。

さらに、例えば米国特許第８，００４，６５０号明細書に開示されるような、投影光学系と露光対象物体（例えばウエハ）との間に液体（例えば純水）を満たした状態で露光動作を行う、いわゆる液浸露光装置にも上記実施形態は適用することができる。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも上記実施形態を適用することができる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも上記実施形態は適用することができる。

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。

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

さらに、露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも上記実施形態を適用できる。

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態に係る露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

なお、これまでの説明で引用した露光装置などに関する全ての米国特許出願公開明細書、米国特許明細書及び国際公開の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

以上説明したように、本発明の支持装置は、所定の部材を支持するのに適している。また、本発明の移動体装置は、ベース部材上で移動体を移動させるのに適している。また、本発明の露光装置は、物体に所定のパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

Claims (19)

1. 所定の支持部に対して、支持対象物を所定方向に支持する支持装置であって、
   前記支持対象物に対向する対向部材と、前記支持のための第１の力を発生させる流体が供給される筐体と、を有する第１部材と、
   少なくとも一部が前記第１部材に設けられ、前記対向部材に対して、前記所定方向に沿った方向の第２の力を作用させるアクチュエータと、
   前記対向部材に対して前記所定方向に沿って相対移動可能に支持され、前記アクチュエータが前記第２の力を前記対向部材に作用させる際に、該第２の力の向きとは反対の方向に移動する移動部材と、を備える支持装置。
2. 前記アクチュエータ及び前記移動部材は共に前記筐体内に設けられ、
   前記対向部材と前記移動部材とは、前記所定方向に沿って互いに反対方向に移動する請求項１に記載の支持装置。
3. 前記アクチュエータは、前記対向部材に設けられた第１要素と、前記移動部材に設けられた第２要素とを含み、前記第１及び第２要素間に発生する電磁力により前記第２の力を発生する請求項１又は２に記載の支持装置。
4. 前記筐体内に設けられ、前記移動部材の自重を下方から支持する自重支持部材を更に備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の支持装置。
5. 前記自重支持部材は、弾性部材である請求項４に記載の支持装置。
6. 前記自重支持部材は、ばね性を有する請求項５に記載の支持装置。
7. 前記自重支持部材が複数設けられる請求項４〜６のいずれか一項に記載の支持装置。
8. 前記筐体内に設けられ、前記移動部材を前記所定方向に沿って案内する案内装置を更に備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の支持装置。
9. 前記案内装置は、前記移動部材を非接触案内する請求項８に記載の支持装置。
10. 前記筐体内に設けられ、前記移動部材を前記筐体に対して前記所定方向に沿って駆動する駆動部材を更に備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の支持装置。
11. 前記筐体は、前記支持対象物を非接触支持する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の支持装置。
12. 前記筐体は、前記対向部材が前記支持対象物の前記一面に気体を噴出し、該気体の静圧により前記支持対象物を非接触支持する請求項１１に記載の支持装置。
13. 前記アクチュエータが複数設けられる請求項１〜１２のいずれか一項に記載の支持装置。
14. ベース部材と、
    前記ベース部材上を移動可能な移動体と、
    前記ベース部材を前記支持対象物とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の支持装置と、を備える移動体装置。
15. 前記支持装置と前記ベース部材とが前記所定方向と交差する方向に相対移動可能である請求項１４に記載の移動体装置。
16. 前記支持装置は、前記所定方向と交差する平面内で同一直線上にない少なくとも３箇所に対応して、少なくとも３つ設けられる請求項１４又は１５に記載の移動体装置。
17. 前記移動体は、前記ベース部材に設けられた固定子と、前記移動体に設けられた可動子とを含む平面モータにより前記ベース部材の上面に沿って駆動され、
    前記移動体が前記平面モータにより駆動される際、前記複数の支持装置の少なくとも一部は、前記アクチュエータによって、前記移動体の移動方向に直交する軸回りのモーメントにより前記ベース部材から前記対向部材に作用する押圧力を低減する請求項１６に記載の移動体装置。
18. 所定の物体が前記移動体に保持される請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の移動体装置と、
    前記物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置。
19. 請求項１８に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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