KR20080088580A - 노광 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 (W) 을 노광시켜 패턴을 형성하는 노광 장치 (100) 는, 소정 간격을 두고 설치된 제 1 플랫폼·타워 (14) 와, 제 2 플랫폼·타워 (16) 와, 양 플랫폼·타워 (14, 16) 상호간의 공간 내에 배치되고, 고강성 부품을 각각 포함하는 복수의 고강성부 (24, 26, 28) 를 포함하는 노광 본체부 (18) 를 구비하고 있다. 이로써, 세대가 바뀌어도, 이전 세대의 모듈 (고강성부) 을 사용할 수 있게 된다.
Figure P1020087011546
노광 장치, 노광 방법, 리소그래피 공정

Description

노광 장치 및 그 제조 방법{EXPOSURE DEVICE AND FABRICATION METHOD THEREOF}
기술분야
본 발명은, 노광 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 기판을 노광시켜 패턴을 형성하는 노광 장치 및 그 노광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
배경기술
종래부터, 반도체 소자 또는 액정 표시 소자 등의 마이크로 디바이스 (전자 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 스텝퍼, 혹은 스캐닝·스텝퍼 등의 투영 노광 장치를 포함하는 여러 가지 노광 장치가 사용되고 있다.
종래의 노광 장치에서는, 프레임 기구에 대하여 투영 광학계, 레티클 스테이지계, 및 웨이퍼 스테이지계 등이 순차로 장착되었다. 이 때문에, 투영 광학계를 꺼내어 그 조정을 실시할 때에 레티클 스테이지계 등도 프레임 기구로부터 떼어낼 필요가 있는 등, 노광 장치의 가동 (조립 조정) 및 메인터넌스 등에 시간을 필요로 하는 등의 문제가 있었다.
그래서, 이러한 문제를 개선하는 것으로서, 제 1 물체 (레티클) 를 유지하여 이동하는 제 1 스테이지계를 수납함과 함께, 프레임 기구에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 제 1 스테이지실과, 제 2 물체 (웨이퍼) 를 유지하여 이동하는 제 2 스테이지계를 수납함과 함께, 프레임 기구에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 제 2 스테 이지실이 모두 모듈 구성으로 되고, 제 1 및 제 2 스테이지실을, 예를 들어 병행하여 조립한 후에, 프레임 기구에 각각 장착함으로써, 조립 조정을 용이하게, 또한 신속하게 실시할 수 있는 노광 장치가, 본 출원인에 의해 제안되어 있다 (특허 문헌 1 참조).
그런데, 반도체 소자는 세대마다 고집적화되었고, 이것에 대응하기 위하여, 상기 특허 문헌 1 에 개시되는 노광 장치도 세대마다 개발된다. 그 결과, 세대가 바뀌면, 프레임 기구가 상이해지기 때문에, 이전 세대의 모듈은 결과적으로 사용할 수 없게 된다는 문제가 있었다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-291663호
발명의 개시
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명은, 상기 서술한 사정하에서 이루어진 것으로서, 제 1 관점에서 보면, 기판을 노광시켜 패턴을 형성하는 노광 장치로서, 소정의 면 상에 소정 간격을 두고 설치된 제 1 가대 (架臺) 및 제 2 가대와; 상기 제 1 가대와 제 2 가대 사이의 공간 내에 배치되고, 고강성 부품을 각각 포함하는 복수의 고강성부를 포함하는 노광 본체부를 구비하는 제 1 노광 장치이다.
이것에 의하면, 제 1, 제 2 가대 사이의 공간 내에, 고강성 부품을 각각 포함하는 복수의 고강성부를 포함하는 노광 본체부가 배치되는, 즉 보디가 되는 프레임 기구를 구비하고 있지 않다. 따라서, (각 고강성부 (모듈) 를 양 가대에 장착하기 위한 인터페이스가 변경되지 않으면,) 세대가 바뀌어도, 이전 세대의 모듈 (고강성부) 을 사용할 수 있게 된다.
이 경우에 있어서, 상기 복수의 고강성부의 적어도 하나는, 복수의 고강성 부품과, 고강성 부품끼리를 연결하는 유구조 (柔構造) 의 연결 부재를 포함하는 것으로 할 수 있다. 이러한 경우에는, 유구조의 연결 부재의 채용에 의해 고강성 부품을 적게 하고 있기 때문에, 제조 비용을 저감시킬 수 있음과 함께, 강구조의 연결 부재를 사용하는 경우에 비해, 고강성 부품 상호간에서의 진동, 열 등의 전달을 억제할 수 있다.
본 발명은, 제 2 관점에서 보면, 기판을 노광시켜 패턴을 형성하는 노광 장치를 제조하는 노광 장치의 제조 방법으로서, 소정의 면 상에 제 1, 제 2 가대를 각각 설치하는 공정과; 상기 제 1, 제 2 가대 사이의 공간에, 고강성 부품을 각각 포함하고, 서로 떨어진 복수의 고강성부를 포함하는 노광 본체부를 배치하는 공정을 포함하는 제조 방법이다.
소정의 면은, 노광 장치가 설치되는 공장 (클린룸) 내의 플로어면은 물론, 그 플로어 상에 설치된 프레임 캐스터 등의 부재의 상면 등도 포함한다.
이것에 의하면, 소정의 면 상에 제 1, 제 2 가대를 각각 설치하고, 제 1, 제 2 가대 사이의 공간에, 노광 본체부를 구성하는, 고강성 부품을 각각 포함하는 복수의 고강성부를 순차로 배치한다는 간단한 순서로, 노광 본체부를 장착할 수 있게 된다. 이 경우, 복수의 고강성부의 제 1, 제 2 가대 사이의 공간에 대한 배치의 순서는 상관없다.
본 발명은, 제 3 관점에서 보면, 기판을 방사 빔으로 노광하는 노광 장치로 서, 소정 간격을 두고 설치되는 1 쌍의 가대와; 상기 1 쌍의 가대에 장착되고, 각각 고강성 부품을 포함하는 복수의 고강성부를 포함하는 노광 본체부를 구비하는 제 2 노광 장치이다.
이것에 의하면, 소정 간격을 두고 설치되는 1 쌍의 가대에, 각각 고강성 부품을 포함하는 복수의 고강성부를 포함하는 노광 본체부가 장착된다. 즉 보디가 되는 프레임 기구를 구비하고 있지 않다.
도면의 간단한 설명
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 의 레티클 스테이지 모듈의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 도 2 의 레티클 스테이지를 꺼내어 나타내는 사시도이다.
도 4(A) 는, 레티클 클램프 기구의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 4(B) 는, 레티클을 협지한 상태에서의 레티클 클램프 기구를 나타내는 도면이다.
도 5 는, Z 축 지지 기구를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6 은, 투영 광학계 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 7 은, 웨이퍼 스테이지 모듈의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8 은, 노광 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 9 는, 노광 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 10 은, 노광 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 11 은, 노광 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 12 는, 노광 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면 (그 5) 이다.
도 13 은, 노광 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면 (그 6) 이다.
도 14 는, 노광 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면 (그 7) 이다.
도 15 는, 노광 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면 (그 8) 이다.
도 16 은, 노광 장치의 제 1, 제 2 플랫폼·타워와, 2 매의 패널 (98, 99) 에 의해 둘러싸인 공간의 공조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도 1 ∼ 도 15 에 기초하여 설명한다. 도 1 에는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 의 구성이 개략적으로 나타내어져 있다.
이 노광 장치 (100) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 투영 노광 장치, 즉 이른바 스캐닝·스텝퍼이다. 이 노광 장치 (100) 는, 클린룸의 플로어면 (F) 상에, 직사각형의 베이스 플레이트 (12) 를 사이에 두고 도 1 에서의 Y 축 방향으로 소정 거리를 두고 배치된 제 1 플랫폼·타워 (가대) (14) 및 제 2 플랫폼·타워 (가대) (16), 제 1 플랫폼·타워 (14) 및 제 2 플랫폼·타워 (16) 사이의 공간에 배치된 노광 본체부 (18), 그리고 도시하지 않은 광원과, 제 1, 제 2 조명 유닛 (20, 22) 을 갖는 조명 광학계를 포함하는 조명계 (ILS) 등을 구비하고 있다.
상기 제 1 플랫폼·타워 (14) 는, 직육면체 형상의 하우징이고, 그 +Y 측의 단면에는, 높이 방향 (Z 축 방향) 에 관하여 상이한 위치에 각각 X 축 방향 (도 1 에서의 지면 직교 방향) 으로 연장되는 제 1, 제 2 가이드 바 (14a, 14b) 가 돌출 형성되어 있다.
제 1 플랫폼·타워 (14) 는, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 구획 부재에 의해 상하 2 단으로 구획되고, 그 -Y 측의 면과 +X 측의 면이 개구되어 있다. 그리고, +X 측 면의 상측 개구 (14c) 에, 레티클 포트 (15a) 를 갖는 레티클 포트 유닛 (15) 이 삽입되어 있다 (도 1 및 도 15 참조). 또한, +X 측 면의 하측 개구 (14d) 에는, 전기 기판 랙 (19) 이 삽입되어 있다 (도 1 및 도 15 참조). 또한, 레티클 포트 유닛 (15) 의 -X 측의 공간에는, -Y 측의 상단의 개구 (14e) 로부터 레티클 로더 유닛 (21) 이 삽입되고, 전기 기판 랙 (19) 의 -X 측의 공간에는, -Y 측의 하단의 개구 (14f) 로부터 웨이퍼 로더 유닛 (23) 이 삽입되어 있다 (도 15 참조).
상기 제 2 플랫폼·타워 (16) 는, 도 9 에 나타낸 바와 같이, X 축 방향으로 소정 간격을 두고 배치된 상하 방향으로 얇고 긴 직육면체 형상의 제 1, 제 2 하우징 (16a, 16b) 을 구비하고 있다. 제 1, 제 2 하우징 (16a, 16b) 은 그 -Y 측이, 상단부의 일부를 제외하고, 판상의 연결부에 의해 연결되어 있다. 이 제 2 플랫폼·타워 (16) 의 -Y 측의 단면에는, 제 1, 제 2 가이드 바 (14a, 14b) 에 각각 대향하여 X 축 방향으로 연장되는 제 3, 제 4 가이드 바 (17a, 17b) 가 돌출 형성되어 있다.
제 1 하우징 (16a) 은, 중공의 프레임 부재이고, 그 중공부에, 쿨러, 히터 및 송풍기 등을 갖는 공조기 (온조(溫調)기) (25) 가 삽입되어 있다.
상기 노광 본체부 (18) 는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 소정의 패턴이 형성된 레티클 (마스크) 을 유지하는 레티클 스테이지를 포함하는 레티클 스테이지 모듈 (24), 상기 패턴의 이미지를 투영하는 투영 광학계 (PL) 를 포함하는 투영 광학계 모듈 (26), 및 웨이퍼 (W) 를 유지하여 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 포함하는 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 을 포함한다.
상기 레티클 스테이지 모듈 (24) 은, 전술한 제 1 가이드 바 (14a) 와 제 3 가이드 바 (17a) 에 의해, 그 Y 축 방향의 일단과 타단이 하방에서부터 지지되고 있다.
도 2 에는, 레티클 스테이지 모듈 (24) 의 구성의 일례가 평면도로 나타내어져 있다. 이 도 2 에 나타낸 바와 같이, 레티클 스테이지 모듈 (24) 은, 평면에서 볼 때 (상방에서 볼 때) 직사각형상인 정반 (定盤) (RBS), 그 정반 (RBS) 의 상면에 형성된 가이드면을 따라 이동하는 레티클 스테이지 (RST), 1 쌍의 Y 축 리니어 모터 (RM1, RM2) 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동계 등을 구비하고 있다.
상기 정반 (RBS) 은, YZ 면에 대하여 좌우 대칭인 입체 형상의 판상 부재로 이루어진다. 구체적으로는, 정반 (RBS) 은, 중앙의 가이드면 (112a) 의 X 축 방향의 일측과 타측에 단차부 (112b, 112c) 를 갖고, 각각의 단차부의 외측 단부가 소정 높이의 측벽 (112d, 112e) 으로 되어 있다. 이 정반 (RBS) (및 레티클 스테이지 모듈 (24)) 은, +X 측 (또는 -X 측) 에서 보면, 높이 방향의 중앙에 수평 방향의 구획선이 존재하는 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형으로 보인다 (도 1 참조). 단차부 (112b, 112c) 의 상면, 및 가이드면 (112a) 은, 그 평탄 도가 매우 높게 설정되어 있다.
단차부 (112b) 의 상방에 Y 축 방향을 길이 방향으로 한 판상의 형상을 갖는 Y 축 고정자 (Y 축 리니어 모터 (RM1) 의 고정자) (122b) 가 배치되고, 단차부 (112c) 의 상방에 Y 축 방향을 길이 방향으로 한 판상의 형상을 갖는 Y 축 고정자 (Y 축 리니어 모터 (RM2) 의 고정자) (122d) 가 배치되어 있다.
Y 축 고정자 (122b) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배치된 복수의 전기자 코일을 갖는 전기자 유닛으로 이루어지고, 그 길이 방향의 일측과 타측의 단부에는 직육면체 형상의 추 부재 (124a, 124b) 가 각각 고정되어 있다. 이들 추 부재 (124a, 124b) 의 저면에는, Y 축 고정자 (122b) (및 추 부재 (124a, 124b)) 를 정반 (RBS) 의 상면에 대하여 비접촉으로 지지하는 진공 예압형 기체 정압 베어링 (도시 생략) 이 각각 형성되어 있다.
Y 축 고정자 (122d) 는, Y 축 고정자 (122b) 와 동일한 구성의 전기자 유닛으로 이루어지고, 그 길이 방향의 일측과 타측의 단부에는 직육면체 형상의 추 부재 (124c, 124d) 가 각각 고정되어 있다. 이들 추 부재 (124c, 124d) 의 저면에는, Y 축 고정자 (122d) (및 추 부재 (124c, 124d)) 를 정반 (RBS) 의 상면에 대하여 비접촉으로 지지하는 진공 예압형 기체 정압 베어링 (도시 생략) 이 각각 형성되어 있다.
Y 축 고정자 (122b) (및 추 부재 (124a, 124b)), 그리고 Y 축 고정자 (122d) (및 추 부재 (124c, 124d)) 는, 수평 방향의 힘 (주로 Y 축 방향의 힘) 을 받음으로써, 운동량 보존의 법칙에 따라 자유 운동을 실시한다. 또한, Y 축 고정자 (122b, 122d) 의 위치를 조정하기 위한 트림 모터를 형성하는 것으로 해도 된다.
상기 레티클 스테이지 (RST) 는, 레티클 조동 스테이지 (120) 와, 그 레티클 조동 스테이지 (120) 로부터 후술하는 바와 같이 하여 매달아 지지된 레티클 미동 스테이지 (130) 를 구비하고 있다.
상기 레티클 조동 스테이지 (120) 는, 도 2 의 평면도 및 레티클 스테이지 (RST) 를 꺼내어 나타내는 도 3 의 사시도를 종합하면 알 수 있는 바와 같이, YZ 면에 관하여 좌우 대칭의 육각형의 프레임상의 부재로 이루어진다. 이 레티클 조동 스테이지 (120) 의 X 축 방향의 일측, 타측의 단면에는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, Y 축 고정자 (122b, 122d) 와 함께 무빙 마그넷형의 리니어 모터 (RM1, RM2) 를 각각 구성하는 U 자 단면 형상의 자극 (磁極) 유닛으로 이루어지는 가동자 (122a, 122c) 가 각각 고정되어 있다.
또한, 레티클 조동 스테이지 (120) 의 상면 (+Z 측의 면) 의 +Y 측의 단부의 X 축 방향 중심 위치, 및 X 축 방향 일측과 타측의 단부에서 -Y 측 단부 근방 위치의 이등변 삼각형의 각 정점의 위치에, 판상 부재 (136a, 136b, 136c) 가 각각 고정되어 있다. 이들 판상 부재 (136a, 136b, 136c) 의 자유 단부의 하면에는, 도 3 에 나타낸 바와 같이, Z 축 지지 기구 (134a, 134b, 134c) 의 상단면이 고정되어 있다. Z 축 지지 기구 (134a ∼ 134c) 는, 레티클 미동 스테이지 (130) 를 매달아 지지하고 있다. 또한, Z 축 지지 기구 (134a ∼ 134c) 의 구체적인 구성 등에 대해서는 이후에 상세히 서술한다.
또한, 레티클 조동 스테이지 (120) 의 하면 (-Z 측 면) 의 3 지점 (+X 측의 1 지점 및 -Y 측의 2 지점) 에는, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 판상 부재 (152a, 152b, 152c) 의 상단이 고정되어 있다. 판상 부재 (152a ∼ 152c) 의 하단에는, 보이스 코일 모터 (VX, VY1, VY2) 의 고정자 (138b, 142b, 144b) 가 각각 고정되어 있다.
상기 레티클 미동 스테이지 (130) 는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 레티클 조동 스테이지 (120) 보다 한층 작은 육각형 형상을 갖는 판상 부재로 이루어진다. 레티클 미동 스테이지 (130) 의 +X 측에 직사각형의 절결부 (130d) 가 형성되고, 그 절결부 (130d) 의 내부에 상기 고정자 (138b) 와 함께 X 축 보이스 코일 모터 (VX) 를 구성하는 가동자 (138a) 가 고정되어 있다. 그리고, 고정자 (138b) 가, 절결부 내부에서 가동자 (138a) 에 비접촉으로 걸어 맞추어져 있다 (도 3 참조).
또한, 레티클 미동 스테이지 (130) 의 -Y 측의 단면에는, 상기 고정자 (142b, 144b) 와 함께 Y 축 보이스 코일 모터 (VY1, VY2) 를 각각 구성하는 가동자 (142a, 144a) 가 고정되어 있다.
레티클 미동 스테이지 (130) 는, 보이스 코일 모터 (VX) 에 의해, 레티클 조동 스테이지 (120) 에 대하여 X 축 방향으로 미소 구동됨과 함께, 보이스 코일 모터 (VY1, VY2) 에 의해, 레티클 조동 스테이지 (120) 에 대하여 Y 축 방향 및 Z 축 둘레의 회전 방향 (θz 방향) 으로 미소 구동된다.
레티클 미동 스테이지 (130) 상에는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 2 매의 레티클 (R1, R2) 이 Y 축 방향으로 나란히 유지되어 있다. 그 레티클 (R1, R2) 의 -X 측의 레티클 미동 스테이지 (130) 상면에는, 레티클 미동 스테이지 (130) 의 X 축 방향에 관한 위치 계측에 사용되는 X 축 이동경 (132X) 이 Y 축 방향으로 연장되어 있다. 또한, 레티클 미동 스테이지 (130) 상면의 +Y 측 단부 근방에는, 레티클 미동 스테이지 (130) 의 Y 축 방향에 관한 위치 계측에 사용되는 1 쌍의 Y 축 이동경 (예를 들어, 레트로리플렉터 등으로 구성된다) (132Y1, 132Y2) 이 형성되어 있다. X 축 이동경 (132X) 및 Y 축 이동경 (132Y1, 132Y2) 에는, 후술하는 미니브리지에 고정된 레티클 X 축 간섭계 (도시 생략) 및 1 쌍의 레티클 Y 축 간섭계 (도시 생략) 로부터의 계측 빔이 각각 조사된다.
레티클 (R1, R2) 은, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 레티클 미동 스테이지 (130) 의 중앙부에 형성된 개구 (130b, 130c) 근방에 형성된 각 3 개의 레티클 홀더 (152) 에 의해, 진공 흡착 유지되고 있다. 또한, 레티클 (R1, R2) 의 네 모서리의 외측에는, 레티클을 Y 축 방향 양측으로부터 협지하는 레티클 클램프 기구 (126) 가 각각 형성되어 있다.
레티클 (R1) 의 -Y 측, 또는 레티클 (R2) 의 +Y 측에 위치하는 각 레티클 클램프 기구 (126) 는, 도 4(A) 에 나타낸 바와 같이, 레티클 미동 스테이지 (130) 상에 고정된 토대부 (162) 와, 그 토대부 (162) 의 Y 축 방향의 일측 (도 4(A) 의 예에서는, +Y 측) 단부에 형성된 십자 판스프링 (164) 과, 그 십자 판스프링 (164) 에 걸어 맞춤 상태로 유지된 셀프 클램프 부재 (166) 를 포함한다.
상기 셀프 클램프 부재 (166) 에는, 토대부 (162) 에 대향하는 측의 단면에 소정 깊이의 홈 (166a) 이 형성되어 있고, 그 홈 (166a) 내에, 십자 판스프링 (164) 의 일부가 삽입되어 있다. 또한, 셀프 클램프 부재 (166) 에는, 그 길이 방향의 선단부 상면에 볼록부 (166b) 가 형성됨과 함께, 홈 (166a) 이 형성된 부분의 선단부 측에는 볼록부 (166c) 가 형성되어 있다.
또한, 레티클 (R1) 의 +Y 측, 또는 레티클 (R2) 의 -Y 측에 위치하는 각 레티클 클램프 기구 (126) 는, 기본적으로는, 도 4(A) 의 레티클 클램프 기구와 동일하게 구성되어 있지만, 홈 (166a) 의 근방 부분의 상면에 길이 방향에 직교하는 방향의 절결 홈이 형성되어 있다.
따라서, 도 4(A) 에 나타낸 바와 같이, 도시하지 않은 레티클 로더에 의해 반송된 레티클 (R1) (또는 R2) 이 각 셀프 클램프 부재 (166) 의 볼록부 (166b) 상에 탑재되고, 레티클 로더가 레티클 (R1) (또는 R2) 의 하방으로부터 퇴피하면, 레티클 (R1) (또는 R2) 의 자중에 의해, 도 4(B) 에 나타낸 바와 같이, 각 셀프 클램프 부재 (166) 가 점 A 의 위치 근방을 중심으로 하여 회전하고, 레티클 (R1) (또는 R2) 은, 각 레티클 홀더 (152) 에 접근한다. 그 후, 레티클 홀더 (152) 의 진공 흡착이 개시되면, 진공 흡착력에 의해 레티클 (R1) (또는 R2) 은 더욱 하방으로 이동하고, 레티클 (R1) (또는 R2) 이, 레티클 홀더 (152) 에 흡착 유지된다. 상기의 레티클 (R1) 의 하방으로의 이동에 따라, 도 4(B) 에 나타낸 바와 같이, 셀프 클램프 부재 (166) 가 십자 판스프링의 탄성력에 저항하여 점 A 의 위치 근방을 중심으로 하여 회전하고, 거의 수평이 된다. 이 수평 상태에서는, 각 셀프 클램프 부재 (166) 의 볼록부 (166c) 가 레티클 (R1) 의 단면에 압접되고, Y 축 방향 일측과 타측으로 조를 이루는, 2 조의 레티클 클램프 기구에 의해 레티클 (R1) (또는 R2) 이 협지되어 위치 결정된다. 이 경우에 있어서, 레티클 (R1) 의 +Y 측, 또는 레티클 (R2) 의 -Y 측에 위치하는 각 레티클 클램프 기구 (126) 에는, 홈 (166a) 의 근방 부분의 상면에 길이 방향에 직교하는 방향의 절결 홈이 형성되어 있기 때문에, 볼록부 (166c) 에 작용하는 가압력에 의해, 홈 폭이 좁아지는 방향으로 볼록부 (166c) 부분이 이동하고, 레티클 (R1, R2) 에 필요 이상으로 큰 압축력이 작용하지 않도록 되어 있다.
상기 Z 축 지지 기구 (134a ∼ 134c) 는, 그 중 1 개의 Z 축 지지 기구 (134a) 를 채택하여, 도 5 에 확대 단면도로 나타낸 바와 같이, 판상 부재 (136a) 의 하면에 고정된 상단이 폐색된 2 중 원통형의 실린더 부재 (170), 그 실린더 부재 (170) 에 하방으로부터 삽입되고, 하단면이 폐색된 원통형으로 중앙부에 원주부를 갖는 피스톤 부재 (180), 및 그 피스톤 부재 (180) 의 하단면에 플렉셔 (185) 를 개재하여 접속된 베어링 기구 (190) 등을 포함한다. 실린더 부재 (170) 와 피스톤 부재 (180) 는, Z 축 방향으로 상대 이동이 가능한 구조로 되어 있다.
상기 실린더 부재 (170) 는, 동심의 외측 원통부 (170a) 와 내측 원통부 (170b) 를 갖고 있다. 외측 원통부 (170a) 의 외경은 제 1 직경이고, 내측 원통부 (170b) 의 외경은 제 2 직경 (＜ 제 1 직경) 이다. 외측 원통부 (170a) 의 측면에는, 관로 (172a) 가 하단부 근방에 형성되고, 그 상방에 대기 개방부 (172b) 가 형성되어 있다. 또한, 실린더 부재 (170) 의 상면에는, 외측 원통부 (170a) 와 내측 원통부 (170b) 사이의 공간에 연통하여 관로 (172c) 가 형성되어 있다.
관로 (172a) 에는, 도시하지 않은 기체 공급 장치로부터 기체 공급관 (182a) 을 통하여 압축 공기가 공급되고, 피스톤 부재 (180) 의 외주면과 실린더 부재 (170) 사이에 공기 정압 베어링 (에어 베어링) 이 구성되어 있다. 또한, 관로 (172c) 에는, 진공 흡인관 (182b) 을 개재하여 진공 펌프 (도시 생략) 가 접속되고, 이 진공 펌프에 의해 실린더 부재 (170) 와 피스톤 부재 (180) 사이의 공간 (AR) 이 진공 상태로 되어 있다.
실린더 부재 (170) 의 내측 원통부 (170b) 는, 그 내부가 중공으로 되고, 그 내벽 외주에 코일 (184) 이 설치되어 있다.
상기 피스톤 부재 (180) 는, 동심의 외측 원통부 (180a) 와 내측 원주부 (180b) 를 갖는다. 외측 원통부 (180a) 의 외경은 제 3 직경 (제 1 직경 ＞ 제 3 직경 ＞ 제 2 직경) 이고, 내측 원주부 (180b) 의 외경은 제 4 직경 (＜ 제 2 직경) 이다. 외측 원통부 (180a) 의 내벽면에는, 영구 자석 (186) 이 고정되어 있다. 이 영구 자석 (186) 과 전술한 코일 (184) 에 의해, 실린더 부재 (170) 와 피스톤 부재 (180) 를 상대적으로 Z 축 방향으로 미소 구동이 가능한 보이스 코일 모터가 구성되어 있다.
상기 베어링 기구 (190) 는, 원반상 부재 (192) 를 포함하고 있다. 이 원반상 부재 (192) 의 저면에는, 그 외주를 따라 원고리 형상의 분출홈 (192a) 이 형성되고, 또한, 그 중앙부에는, 원형의 흡인홈 (192b) 이 형성되어 있다. 부재 (192) 의 내부에는, 분출홈 (192a) 의 일부에 연통하는 기체 공급로 (194) 와, 흡인홈 (192b) 에 연통하는 진공 흡인로 (198) 가 형성되어 있다.
외부의 기체 공급 장치 (도시 생략) 로부터 기체 공급관 (196) 및 기체 공급로 (194) 를 통하여 공급된 가압 기체가 분출홈 (192a) 으로부터 레티클 미동 스테이지 (130) 의 상면을 향하여 분출되고, 흡인홈 (192b) 근방의 공기가 진공 흡인로 (198) 및 진공 흡인관 (199) 을 통하여 도시하지 않은 진공 펌프에 의해 흡인되고 있다. 즉, 베어링 기구 (190) 는, 진공 예압형의 기체 정압 베어링을 구성하고 있고, 이 베어링 기구 (190) 에 의해 레티클 미동 스테이지 (130) 가 소정의 클리어런스를 통하여 매달아 지지되어 있다.
이와 같이 하여 구성된 3 개의 Z 축 지지 기구 (134a ∼ 134c) 에 의하면, 레티클 미동 스테이지 (130) 를 비접촉으로 지지할 수 있음과 함께, 실린더 부재 (170) 의 외측 원통부 (170a) 내면의 에어 베어링에 의해, 피스톤 부재 (170) 와 실린더 부재 (180) 가, 원활하게 상대적으로 상하 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 대기 개방부 (172b) 에 의해, 이 에어 베어링으로부터의 압축 공기가 진공 공간 (AR) 에 악영향을 주는 것이 방지되고 있다. 또한, Z 축 지지 기구 (134a ∼ 134c) 각각의 베어링 기구 (190) 는, 전술한 보이스 코일 모터에 의해, 자유롭게 상하 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 레티클 미동 스테이지 (130) 의 Z 축 방향 및 XY 면에 대한 경사 방향 (θx 방향 및 θy 방향) 의 위치 자세 제어가 가능하다. 또한, 공간 (AR) 내는 진공이기 때문에 (스프링 특성을 갖지 않아), 용적이 변화되어도 압력 변동이 없고, 이로써 양호한 진동 차단 특성을 얻을 수 있다.
도 1 로 되돌아와, 상기 투영 광학계 모듈 (26) 은, 미니브리지 (30), 그 미 니브리지 (30) 로부터 3 개의 연결 부재를 통하여 3 지점에서 매달아 지지된 경통 정반 (32), 그 경통 정반 (32) 에 의해 지지된 투영 광학계 (PL), 및 경통 정반 (32) 의 저면에, 각각 Z 축으로 거의 평행한 3 개의 원주상의 로드 (34) 를 통하여 매달아 지지된 도너츠형상 (윤대 (輪帶) 의 평판상) 의 계측 마운트 (36) 등을 포함한다. 투영 광학계 (PL) 는, 경통 정반 (32) 중앙의 원형 개구에 상방으로부터 삽입되고, 그 경통에 형성된 플랜지 (FLG) 를 통하여 경통 정반 (32) 에 지지되고 있다. 이 경우, 계측 마운트 (36) 는, 후술하는 바와 같이, 경통 정반 (32) 에 대하여 3 지점 지지로 이루어지는 키네마틱 지지 방식에 의해 안정적으로 연결되어 있다. 또한, 계측 마운트 (36) 는 경통 정반 (32) 과는 독립적으로 매달아 지지되고 있어도 된다.
상기 미니브리지 (30) 는, 도 6 의 사시도에 나타낸 바와 같이, 직사각형의 프레임부 (30a) 와, 그 프레임부 (30a) 의 하면측의 -Y 방향 단부에 있어서의 X 축 방향 양 단부의 2 개의 코너 부분으로부터 하방으로 연장된 레그부 (30b, 30c) 와, 프레임부 (30a) 의 하면측의 +Y 방향 단부에 있어서의 X 축 방향 중앙부로부터 하방으로 연장된 레그부 (30d) 를 구비하고 있다. 레그부 (30b, 30c, 30d) 의 하단부에는, 구름 가이드 (31) 가 각각 형성되어 있다.
또한, 프레임부 (30a) 의 +Y 측 단부로부터 -Y 측으로 소정 거리를 둔 위치에, 그 프레임부 (30a) 의 -X 측의 변과 +X 측의 변을 연결하는 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 연결부 (30e) 가 형성되어 있다.
그리고, 이 미니브리지 (30) 의 프레임부 (30a) 의 3 지점 (평면에서 볼 때 (위에서 볼 때) 투영 광학계 (PL) 의 경통에 거의 외접하는 정삼각형의 각 정점에 상당하는 지점) 에 동일한 수동형의 Z 방진 패드 (38A, 38B, 38C) 가 각각 매립되어 있다. Z 방진 패드 (38A, 38B, 38C) 의 각각은, 에어 댐퍼 또는 코일 스프링을 포함한다. Z 방진 패드 (38A) 는, 연결부 (30e) 의 길이 방향의 중앙 위치에 매립되고, Z 방진 패드 (38B, 38C) 는, Z 방진 패드 (38A) 로부터의 거리가 동일해지는 프레임부 (30a) 의 +X 측의 변, -X 측의 변 상의 위치에 매립되어 있다.
Z 방진 패드 (38A, 38B, 38C) 각각의 하단에는, 각각 강재로 이루어지는 서로 동일한 와이어 (35A, 35B, 35C) 를 개재하여 경통 정반 (32) 이 연결되어 있다. 와이어 (35A) 와 Z 방진 패드 (38A) 가 전술한 1 개의 연결 부재에 대응하고, 동일하게 다른 와이어 (35B, 35C) 와 Z 방진 패드 (38B, 38C) 가 나머지 2 개의 연결 부재에 대응하고 있다. 그들 연결 부재는 서로 평행하고, 또한 Z 축에 평행하다. 본 실시형태에서는, Z 축에 평행하고 플로어면을 향한 방향 (-Z 방향) 이 연직 방향으로 되어 있고, Z 축에 수직인 평면 (XY 평면) 은 거의 수평면이다. 따라서, 경통 정반 (32) 의 +Z 방향 (상방) 에 위치하는 미니브리지 (30) 로부터, 그들 3 개의 연결 부재를 개재하여 경통 정반 (32) 및 투영 광학계 (PL) 가 매달아 지지되고 있다.
이 경우, 투영 광학계 (PL) 의 광축은 Z 축에 평행하고, 본 실시형태의 연결 부재의 고유 진동수는, 투영 광학계 (PL) 의 광축에 평행한 방향보다 광축에 수직인 방향에서 낮아진다. 그 연결 부재는 투영 광학계 (PL) 의 광축에 수직인 방 향에는 진자와 같이 진동하기 때문에, 각 연결 부재의 Z 축 방향의 길이를 L, 중력 상수를 G (=9.8m/s2) 로 하면, 투영 광학계 (PL) 의 광축에 수직인 방향의 고유 진동수 (fg) 는, 다음과 같이 길이 (L) 가 길수록 작은 값이 된다.
fg = (G/L)1/2/(2π) … (1)
그 고유 진동수 (fg) 가 작을수록, 투영 광학계 (PL) 의 광축에 수직인 방향의 제진 성능 (미니브리지 (30) 에 외부로부터 전달된 플로어 진동 등의 진동이 투영 광학계 (PL) 에 전해지는 것을 방지하는 능력) 은 향상되기 때문에, 그 제진 성능을 높이기 위해서는 그 연결 부재의 길이 (L) 는 길수록 좋다. 한편, 투영 광학계 (PL) 를 안정적으로 지지하기 위해서는, 연결 부재에 매달리는 경통 정반 (32) 은, 매달리는 유닛 모든 중심 부근에 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 노광 장치를 가능한 한 소형화하기 위해서는, 미니브리지 (30) 의 상단의 높이는 투영 광학계 (PL) 의 상단을 초과하지 않을 정도인 것이 바람직하다. 이러한 관점에서는, 그 연결 부재의 길이 (L) 는 투영 광학계 (PL) 의 Z 축 방향의 길이의 1/2 정도 이하가 된다.
그 연결 부재의 길이 (L) 는, 일례로서 거의 0.5m 로 설정된다. 이 값을 (1) 식에 대입하면, 고유 진동수 (fg) 는 거의 0.7㎐ 라는 작은 값이 된다. 또한, 그 연결 부재의 길이 (L) 를 1m 이상으로 설정한 경우에는, (1) 식으로부터 고유 진동수 (fg) 는 다음과 같이 투영 노광 장치로서 충분히 작은 0.5㎐ 정도 이하가 된다.
fg ≤ 0.5 (㎐) … (2)
따라서, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 의 길이에 따라 가능한 경우에는, 그 연결 부재의 길이는 1m 이상이고 수 m 정도 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 그 연결 부재 중의 와이어 (35A ∼ 35C) 의 투영 광학계 (PL) 의 광축 방향의 고유 진동수는, 고유 진동수 (fg) 보다 상당히 높아진다. 그러나, 예를 들어 미니브리지 (30) 에 외부로부터 전달된 플로어 진동 등의 진동 중에서, 그 광축 방향의 진동 성분의 대부분은 Z 방진 패드 (38A ∼ 38C) (방진부) 에 의해 흡수되기 때문에, 그 광축에 평행한 방향에 있어서도 높은 제진 성능이 얻어진다.
상기 서술한 바와 같이 본 실시형태의 강구조의 투영 광학계 (PL) 및 경통 정반 (32) 은, 강구조의 미니브리지 (30) 에 대하여 유구조의 연결 부재 (Z 방진 패드 (38A ∼ 38C) 및 와이어 (35A ∼ 35C)) 를 통하여 매달아 지지되고 있다. 이 구조에서는 높은 제진 성능이 얻어짐과 함께 기구부의 대폭적인 경량화가 가능하지만, 투영 광학계 (PL) 와 미니브리지 (30) 의 상대 위치가 비교적 낮은 주파수에서 변화될 우려가 있다. 그래서, 투영 광학계 (PL) 와 미니브리지 (30) (및 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 등) 의 상대 위치를 소정의 상태로 유지하기 위하여, 도 1 에 액츄에이터 (40A, 40B) 로서 대표적으로 나타낸 비접촉 방식의 위치 결정 장치가 형성되어 있다.
이것을 더욱 상세히 서술하면, 미니브리지 (30) 의 레그부 (30d, 30b, 30c) 의 투영 광학계 (PL) 에 대향하는 측의 면에는, 보이스 코일 모터 (40A, 40B, 40C) 의 고정자 (42a, 42b, 42c) 가 일체적으로 각각 형성되어 있다. 경통 정반 (32) 의 +Y 측의 단면에는, 고정자 (42a) 의 하방에 위치하는 판상 돌출부 (32a) 가 일체적으로 형성되고, 경통 정반 (32) 의 -Y 측의 단면에는, 고정자 (42b, 42c) 각각의 하방에 위치하는 판상 돌출부 (32b, 32c) 가 일체적으로 형성되어 있다. 그리고, 판상 돌출부 (32a) 의 상면에 액츄에이터 (40A) 의 가동자 (44a) 가 고정되고, 판상 돌출부 (32b, 32c) 의 상면에 액츄에이터 (40B, 40C) 의 가동자 (44b, 44c) 가 각각 고정되어 있다.
여기서, 도 6 에서는, 액츄에이터 (40A, 40B, 40C) 각각이, 단일 보이스 코일 모터로서 도시되어 있지만, 실제로는, 액츄에이터 (40A, 40B) 는, 각각 Z 축 방향 구동용 보이스 코일 모터와 X 축 방향 구동용 (또는 Y 축 방향 구동용) 보이스 코일 모터를 포함하고, 액츄에이터 (40C) 는, Z 축 방향 구동용 보이스 코일 모터와 Y 축 방향 구동용 (또는 X 축 방향 구동용) 보이스 코일 모터를 포함한다.
또한, 판상 돌출부 (32a, 32b) 각각의 근방의 경통 정반 (32) 상에, 경통 정반 (32) 의 Z 축 방향 및 X 축 방향 (또는 Y 축 방향) 의 가속도를 검출하기 위한 제 1, 제 2 의 2 축의 가속도 센서 (모두 도시 생략) 가 형성되어 있다. 또한, 판상 돌출부 (32c) 근방의 경통 정반 (32) 상에, 경통 정반 (32) 의 Z 축 방향 및 Y 축 방향 (또는 X 축 방향) 의 가속도를 검출하기 위한 제 3 의 2 축의 가속도 센서 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 제 1, 제 2 및 제 3 가속도 센서에서 각각 검출되는 2 축의 가속도 정보는 도시하지 않은 제어계에 공급되고, 제어계는, 그 가속도 정보에 기초하여 경통 정반 (32) 이 지구에 대하여 상대적으로 정지되어 있도록 액츄에이터 (40A, 40B, 40C) 를 각각 구동한다.
상기 가속도 센서로는, 예를 들어 압전 소자 (피에조 소자) 에서 발생하는 전압을 검출하는 압전형의 가속도 센서, 혹은, 예를 들어 변형의 크기에 따라 CM0S 컨버터의 논리 임계치 전압이 변화하는 것을 이용하는 반도체식 가속도 센서 등을 사용할 수 있다. 또한, 프레임에 대하여 항상 일정 위치를 유지하기 위하여, 경통 정반 (32) 과 레그부 (30b ∼ 30d) (나아가서는 프레임부 (30a)) 의 상대 위치를 직접 계측하기 위한 비접촉 방식의 위치 센서를 형성해도 된다. 그 위치 센서로는, 예를 들어 와전류 변위 센서, 정전 용량식 변위 센서, 또는 광학식 센서 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 6 축의 가속도 센서와, 6 축의 액츄에이터 (40A ∼ 40C) 와, 제어계를 포함하여 투영 광학계 (PL) 및 경통 정반 (32) 의 위치 결정 장치가 구성되어 있다. 즉, 비교적 고주파의 진동에 대해서는, 가속도 센서 및 액츄에이터에 의해 그 영향이 억제된다. 또한, 노광에 영향을 주지 않는 저주파의 요동에 대해서는, 전술한 위치 센서를 형성하여 투영 광학계 (PL) 를 프레임에 추종시켜도 된다.
이 위치 결정 장치에 의해, 미니브리지 (30) 에 대한 투영 광학계 (PL) 의 X 축 방향, Y 축 방향, Z 축 방향의 상대 위치, 및 X 축, Y 축, Z 축의 둘레의 상대 회전각은, 일정한 상태 (소정 상태) 로 유지된다. 본 실시형태의 액츄에이터 (40A ∼ 40C) 의 응답 주파수는 10㎐ ∼ 30㎐ 정도이고, 그 응답 주파수까지의 진 동에 대해서는, 투영 광학계 (PL) 는 액티브·서스펜션 방식으로 지지되고 있다. 그리고, 그것을 초과하는 주파수의 진동에 대해서는, 투영 광학계 (PL) 는 패시브 방진 구조에 의해 매달아 지지되고 있다.
상기 투영 광학계 (PL) 는, 일례로서 투영 배율 (β) 이 1/4 또는 1/5 등, 이미지측 개구수 (NA) 는 0.7, 시야 직경은 27 ∼ 30㎜ 정도의 굴절 광학계가 사용되고 있다.
경통 정반 (32) 의 저면에는, 전술한 바와 같이 3 개의 로드 (34) (지면 안쪽의 로드는 도시 생략) 를 통하여 계측 마운트 (36) 가 키네마틱 지지 방식에 의해 안정적으로 연결되어 있다 (도 1 참조). 이 계측 마운트 (36) 에는, 웨이퍼 얼라인먼트계, 초점 위치 검출계 (포커스 검출계) 및 레이저 간섭계 시스템 등 (모두 도시 생략) 이 고정되어 있다.
각 로드 (34) 의 길이 방향의 양 단 (상하 단) 부에는 각각 직경이 얇아진 플렉셔부가 형성되어 있다. 이 경우, 각 로드 (34) 의 상하단의 플렉셔부에서는, Z 축 방향 이외의 5 자유도의 변위가 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 경통 정반 (32) 과 계측 마운트 (36) 사이에서는 응력이 거의 작용하지 않는다. 따라서, 계측 마운트 (36) 에 고정된 레이저 간섭계 시스템 등에서 높은 계측 정밀도가 얻어진다. 또한, 도시는 생략되어 있지만, 계측 마운트 (36) 의 중앙의 투영 광학계 (PL) 가 삽입 통과되어 있는 개구 근방의 3 지점에 절결부 및 볼록부가 형성되고, 그 3 지점의 볼록부가 투영 광학계 (PL) 의 측면에 접촉되어 있다. 이 경우, 볼록부는, 투영 광학계 (PL) 의 측면에 대하여 광축을 중심으로 하는 반경 방향 및 Z 축 방향의 변위와, Z 축, X 축, Y 축 둘레의 회전 방향 (θz 방향, θx 방향,θy 방향) 의 변위를 포함하는 5 자유도의 변위가 가능하다. 따라서, 계측 마운트 (36) 와 투영 광학계 (PL) 사이에서도 응력이 거의 작용하지 않기 때문에, 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성이 안정적으로 유지된다.
상기 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 은, 도 1 에 간략화하여 나타낸 바와 같이, 베이스 플레이트 (12) 상에 설치된 웨이퍼 베이스 (52) 및 그 웨이퍼 베이스 (52) 상을 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 등을 포함한다.
도 7 에는, 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 의 구성의 일례가 사시도로 나타내어져 있다.
이 도 7 에 있어서, 플로어면 (F) 에 설치된 베이스 플레이트 (12) 상에, 웨이퍼 스테이지 정반 (81) 을 사이에 두고 Y 축 방향의 일측과 타측에 베이스 부재 (92A, 92B) 가 설치되어 있다. 이들 웨이퍼 스테이지 정반 (81) 과 베이스 부재 (92A, 92B) 에 의해, 도 1 의 웨이퍼 베이스 (52) 가 구성되어 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 정반 (81) 과 베이스 부재 (92A, 92B) 를 일체 성형해도 된다.
웨이퍼 스테이지 정반 (81) 의 상면인 가이드면 (81a) 의 상방에, Y 리니어 모터의 고정자를 구비한 Y 축 가이드 (83YA) 가 거의 Y 축에 평행하게 배치되고, Y 축 가이드 (83YA) 를 따라 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 Z 레벨링 기구 (55) 가 배치되어 있다. Z 레벨링 기구 (55) 상에 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 고정되어 있다. 웨이퍼 테이블 (WTB) 및 Z 레벨링 기구 (55) 로 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 구성되어 있다. Z 레벨링 기구 (55) 는, 가 이드면 (81a) 상을 도시하지 않은 에어 베어링을 통하여 원활하게 이동할 수 있다. 또한, Z 레벨링 기구 (55) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 축 방향의 위치와 X 축, Y 축 둘레의 회전각 (경사각) 을 제어하는 기구, 및 Y 축 가이드 (83YA) 를 따라 Z 레벨링 기구 (55) 를 Y 축 방향으로 구동하기 위한 Y 리니어 모터의 가동자를 구비하고 있다. 이하에 있어서는, 편의상, 그 Y 리니어 모터를, 그 고정자를 구비한 Y 축 가이드와 동일한 부호를 사용하여 Y 리니어 모터 (83YA) 라고도 기술한다.
상기 Z 레벨링 기구 (55) 는, 상기 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 축 방향의 위치와 X 축, Y 축 둘레의 회전각 (경사각) 을 제어하는 기구로서, 예를 들어 전술한 Z 축 지지 기구 (134a ∼ 134c) 와 동일한 구성의 도시하지 않은 3 개의 Z 축 지지 기구를 구비하고 있다. 단, 이 Z 레벨링 기구 (55) 가 구비하는 Z 축 지지 기구는, 피스톤 부재의 하단측뿐만 아니라, 실린더 부재의 상단측에도 진공 예압형의 에어 베어링이 형성되어 있다.
베이스 부재 (92A 및 92B) 상에 X 축에 평행하게, 또한 도시하지 않은 직선 가이드 (또는 자석을 배치한 가이드인 마그넷 트랙) 를 따라 X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 X 리니어 모터의 고정자 (86XE 및 86XF) 가 배치되고, Y 축 가이드 (83YA) 단부의 가동자 (도시 생략) 와 그들의 고정자 (86XE, 86XF) 로 Y 축 가이드 (83YA) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X 축 방향으로 구동하기 위한 X 리니어 모터 (94XA 및 94XB) 가 구성되어 있다. 또한, 2 개의 고정자 (86XE 및 86XF) 는 X 축 방향의 양 단부에서 거의 Y 축에 평행한 2 개의 로드 (74C 및 74F) 에 의해 연결되어 있다. 이로써 X 리니어 모터 (94XA, 94XB) 를 구동할 때에, 그 반력에 의해 2 개의 고정자 (86XE, 86XF) 는 연동하여 이동하기 때문에, 고정자 (86XE 및 86XF) 의 일방만이 크게 이동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 고정자 (86XE) 를 사이에 두고 그 이동 방향 (X 축 방향) 의 일측과 타측에 2 개의 댐퍼 부재 (97A, 97B) 가 각각 배치되고, 고정자 (86XF) 를 사이에 두고 그 이동 방향 (X 축 방향) 의 일측과 타측에 2 개의 댐퍼 부재 (97C, 97D) 가 배치되어 있다. 댐퍼 부재 (97A, 97B) 를 합한 질량 (M2) 은, 고정자 (86XE) 의 질량 (M1) 보다 작게 설정되고, 댐퍼 부재 (97C, 97D) 를 합한 질량 (M2) 도, 고정자 (86XF) 의 질량 (M1) 보다 작게 설정되어 있다. 댐퍼 부재 (97A ∼ 97D) 는 베이스 부재 (92A 또는 92B) 상에 예를 들어 에어 베어링을 개재하여 탑재되어 있다. 따라서, 댐퍼 부재 (97A ∼ 97D) 는 각각 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 원활하게 이동할 수 있다. 또한, +X 방향의 2 개의 댐퍼 부재 (97B 및 97C) 는 거의 Y 축에 평행한 로드 (74D) 에 의해 연결되고, -X 방향의 2 개의 댐퍼 부재 (97A 및 97D) 는 거의 Y 축에 평행한 로드 (74A) 에 의해 연결되어 있다. 이로써, 2 개의 댐퍼 부재 (97A, 97D) 와 2 개의 댐퍼 부재 (97B, 97C) 는 각각 연동하여 이동하기 때문에, 댐퍼 부재 (97A ∼ 97D) 중 어느 1 개의 변위량이 커지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 고정자 (86XF) 와 댐퍼 부재 (97A) 가 기계적 필터 부재 (74B) 에 의해 연결되고, 고정자 (86XF) 와 댐퍼 부재 (97B) 가 기계적 필터 부재 (74E) 에 의해 연결되어 있다. 기계적 필터 부재 (74B, 74E) (및 후술하는 기계적 필터 부 재) 는, 예를 들어 일부에 코일 스프링을 포함하는, 길이 방향으로 신축 가능한 부재이고, 기계적 필터 부재 (74B, 74E) 는 진동에 관하여 로우패스 필터로서 작용한다. 이로써, 고정자 (86XF) (및 고정자 (86XE)) 의 진동이 보다 억제된다.
또한, 댐퍼 부재 (97A) 와 대향하도록, 베이스 부재 (92A) 의 측면에 프레임 부재 (71A 및 71B) 가 고정되고, 댐퍼 부재 (97B) 와 대향하도록, 베이스 부재 (92A) 의 측면에 프레임 부재 (71C 및 71D) 가 고정되어 있다. 동일하게, 댐퍼 부재 (97C, 97D) 와 각각 대향하도록 베이스 부재 (92B) 에 프레임 부재 (71E 및 71F) 가 고정되어 있다. 또한, 고정자 (86XE) 와 댐퍼 부재 (97A 및 97B) 가 각각 기계적 필터 부재 (72A 및 72B) 를 통하여 연결되고, 댐퍼 부재 (97A) 와 프레임 부재 (71A 및 71B) 가 각각 기계적 필터 부재 (73A 및 73B) 를 통하여 연결되며, 댐퍼 부재 (97B) 와 프레임 부재 (71C 및 71D) 가 각각 기계적 필터 부재 (73C 및 73D) 를 통하여 연결되어 있다. 또한, 고정자 (86XF) 와 댐퍼 부재 (97C 및 97D) 가 각각 기계적 필터 부재 (72C 및 72D) 를 통하여 연결되고, 댐퍼 부재 (97C 및 97D) 와 프레임 부재 (71E 및 71F) 가 각각 기계적 필터 부재 (73E 및 73F) 를 통하여 연결되어 있다.
본 실시형태에서는, 리니어 모터 (94XA, 94XB) 로 Y 축 가이드 (83YA) 를 구동하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X 축 방향으로 이동시킬 때에는, 그 반력으로 고정자 (86XE 및 86XF) 가 역방향으로 이동한다. 이 고정자 (86XE, 86XF) 의 이동에 따라 댐퍼 부재 (97A ∼ 97D) 가 거의 동일한 방향으로 이동하는데, 이 때에 예를 들어 50㎐ 정도 이상의 고주파수 성분의 진동이 감쇠되고, 그것 이하의 저주 파수 성분이 프레임 부재 (71A, 71C, 71E, 71F) 및 베이스 부재 (92A, 92B), 그리고 베이스 플레이트 (12) 를 통과하여 플로어면 (F) 으로 빠져나간다. 또한, 고정자 (86XE 및 86XF) 의 반력의 차분 등에서 기인되는 Y 축 방향의 진동 중 고주파수 성분도 댐퍼 부재 (97A ∼ 97D) 에서 감쇠되고, 나머지 저주파수 성분은 프레임 부재 (71B, 71D) 및 베이스 부재 (92A), 그리고 베이스 플레이트 (12) 를 통과하여 플로어면 (F) 으로 빠져나간다. 따라서, 리니어 모터 (94XA, 94XB) 를 구동할 때의 진동의 영향이 경감된다.
도 1 로 되돌아와, 상기 조명계 (ILS) 를 구성하는 조명 광학계는, 광학적으로 접속되는 제 1, 제 2 조명 유닛 (20, 22) 으로 이루어지고, 제 1, 제 2 조명 유닛 (20, 22) 은 각각, 하우징 내에 소정의 위치 관계로 배치되는 복수의 광학 부재를 갖는다. 제 1 조명 유닛 (20) 은, 예를 들어 광량 조정용 가변 감광기, 레티클의 조명 조건을 가변으로 하는 성형 광학계, 및 균일화 광학계 (플라이아이 렌즈 등의 옵티컬 인터그레이터계와 렌즈계를 포함한다) 등을 갖고, 전술한 제 2 플랫폼·타워 (16) 의 제 1, 제 2 하우징 (16a, 16b) 사이의 공간 내에 배치되어 있다.
도시되어 있지 않지만, 제 1 조명 유닛 (20) 은, 예를 들어 광축 조정용 광학계 (빔 매칭 유닛) 를 그 일부에 포함하는 송광 (送光) 광학계를 개재하여, 플로어 아래의 유틸리티 스페이스 내에 배치되는 광원과 광학적으로 접속된다. 광원으로서, 여기서는 KrF 엑시머 레이저 (발진 파장 248㎚) 또는 ArF 엑시머 레이저 (발진 파장 193㎚) 로 이루어지는 레이저 광원이 사용되고 있다.
제 2 조명 유닛 (22) 은, 예를 들어 빔 스플리터, 광량 센서, 레티클 블라인드계, 및 릴레이 광학계 (미러 및 결상 렌즈계를 포함한다) 등을 갖고, 제 2 플랫폼·타워 (16) 및 레티클 스테이지 모듈 (24) 의 상방에 배치되어 있다.
제 2 조명 유닛 (22) 의 하우징의 입사단 (+Y 측단) 이, 제 1 조명 유닛 (20) 의 하우징의 사출단 (+Z 측단) 의 상면에 물리적으로 고정되어 있다. 또한, 이 제 2 조명 유닛 (22) 의 하우징은, 레티클 스테이지 모듈 (24) 에 의해서도 도시하지 않은 스페이서 부재를 통하여 지지되고 있다.
따라서, 노광 장치 (100) 에서는, 광원으로부터의 조명광 (노광광) 이 송광 광학계에 의해 조명 광학계로 유도되고, 그 조명광이 조명 광학계에 의해 레티클 (R1) (또는 R2) 상에 균일한 조도 분포로 조사됨과 함께, 레티클 (R1) (또는 R2) 상에는 레티클 블라인드계의 개구의 이미지가 결상된다. 이 경우, 레티클 (R1) (또는 R2) 상에서의 조명광의 조사 영역 (조명 영역) 은, 레티클 블라인드계에 의해 규정되고, 본 실시형태에서는 비주사 방향인 X 축 방향으로 가늘고 긴 형상이 된다.
레티클 (R1) (또는 R2) 에 형성된 회로 패턴 영역 (패턴) 중, 조명광에 의해 조사되는 부분의 이미지는, 양측 텔레센트릭이고 투영 배율 (β) 이 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 통하여 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 (W) 상에 투영되어, 그 레지스트층에 회로 패턴의 부분 축소 이미지가 형성된다.
상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 노광 장치 (100) 에서는, 조명계 (ILS) 로부터의 레티클 (R1) (또는 R2) 에 대한 조명광의 조사를 개시하고, 레티클 스테 이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Y 축 방향으로 동기하여 이동 (동기 주사) 하는 주사 노광 동작에 의해, 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 쇼트 영역에 레티클 (R1, R2) 의 패턴 이미지를 전사한다. 이 주사 노광 동작에서는, 도시하지 않은 제어계가, 레티클 스테이지 구동계 (Y 축 리니어 모터 (RM1, RM2), 보이스 코일 모터 (VY1, VY2) (및 VX)) 와 웨이퍼 스테이지 구동계 (Y 리니어 모터 (83YA) 및 (X 리니어 모터 (94XA, 94XB)) 를 사용하여, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구동을 제어한다. 그 후, 제어계는, 조명광의 조사를 정지시켜, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 통하여 웨이퍼 (W) 를 X 축 방향, 및/또는 Y 축 방향으로 스텝 이동시키는 동작과, 상기의 주사 노광 동작을 반복한다. 이와 같이 하여, 스텝·앤드·스캔 방식으로 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역에 레티클 (R1, R2) 의 패턴 이미지가 전사된다.
본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 1 회의 주사 노광으로 레티클 (R1, R2) 의 패턴 이미지가 웨이퍼 상에 전사된다. 이 때문에, 노광 장치 (100) 에서는, 1 회의 주사 노광으로 1 매의 레티클의 패턴 이미지를 전사하는 통상적인 스캐닝·스텝퍼에 비해, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 레티클 (R1, R2) 이 동일한 패턴을 갖는 것으로 하였지만, 레티클 (R1, R2) 의 패턴을 상이하게 해도 되고, 레티클 (R1, R2) 의 패턴 이미지를 동일한 쇼트 영역에 전사하는, 이른바 다중 노광을 실시해도 된다. 또한, 1 회의 주사 노광으로 레티클 (R1, R2) 의 일방의 패턴 이미지만을 웨이퍼 상에 전사해도 된다.
다음으로, 노광 장치 (100) 의 제조 방법에 대하여, 온도 및 클린도 등이 관 리된 클린룸 내에 있어서의 노광 장치의 제조 공정을 중심으로 하여, 도 8 ∼ 도 15 에 기초하여 설명한다.
먼저, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 클린룸의 플로어면 (F) 상의 소정의 위치에, 베이스 플레이트 (12) 를 설치한다. 여기서는, 베이스 플레이트 (12) 의 1 쌍의 대향 변이 Y 축에 평행해지고, 나머지 1 쌍의 대향 변이 X 축에 평행해지도록, 소정 위치에 배치되는 것으로 한다.
다음으로, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 베이스 플레이트 (12) 의 Y 축 방향의 일측 (-Y 측), 타측 (+Y 측) 에 인접하도록, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 를 플로어면 (F) 상에 각각 설치한다.
이 때, 제 1 플랫폼·타워 (14) 에는, 레티클 포트 (15a) 를 갖는 레티클 포트 유닛 (15) 이 미리 장착되고, 제 2 플랫폼·타워 (16) 의 제 1 하우징 (16a) 에는, 공조기 (25) 가 미리 장착되어 있는 것으로 한다.
다음으로, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 을 베이스 플레이트 (12) 상면을 따라 +X 측에서 -X 측을 향하여 삽입한다. 그리고, 도시하지 않은 스토퍼에 웨이퍼 베이스 (52) 의 일부가 맞닿으면, 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 이 위치 결정된다. 또한, 이 도 10 에서는, 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 은, 간략화하여 나타내어져 있다. 이 베이스 플레이트 (12) 상으로의 설치에 앞서, 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 은, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도 (및 광학적 정밀도) 를 유지하도록 조립되어 있다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위하여, 이 조립 전후에는, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 모듈 내에서 이루어진다. 또한, 필요에 따라 각종 광학계에 대하여 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정도 모듈 내에서 이루어진다. 그리고, 베이스 플레이트 (12) 상으로의 설치 후, 필요에 따라, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등을 실시한다.
다음으로, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 공구 대차 (90) 상에 투영 광학계 모듈 (26) 을 탑재하여, 베이스 플레이트 (12) 의 전방 위치까지 반송한다. 이 때, 투영 광학계 모듈 (26) 은, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도 및 광학적 정밀도를 유지하도록 조립되어 있다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위하여, 이 조립 전후에는, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 모듈 내에서 각각 이루어진다.
공구 대차 (90) 에는, 전술한 제 2 가이드 바 (14b), 제 4 가이드 바 (17b) 와 동일한 높이의 1 쌍의 측벽이 형성되어 있고, 이 1 쌍의 측벽의 상면에, 레그부 (30b 및 30c), 그리고 레그부 (30d) 가 각각 탑재되어 있다.
그래서, 다음으로, 투영 광학계 모듈 (26) 을 +X 방향에서 -X 방향으로 밀어, 레그부 (30b 및 30c), 그리고 레그부 (30d) 각각의 하단의 구름 가이드 (31) 를 통하여, 투영 광학계 모듈 (26) 을 공구 대차 (90) 상으로부터 제 2 가이드 바 (14b), 제 4 가이드 바 (17b) 상으로 이동한다. 그리고, 도시하지 않은 스토퍼에 레그부 (30c, 30d) 가 닿아, 투영 광학계 모듈 (26) 이 위치 결정된다. 도 12 에는, 이 위치 결정 직후의 상태가 나타내어져 있다.
그리고, 이 위치 결정 상태에서, 미니브리지 (30) 를 제 1 플랫폼·타워 (14) 및 제 2 플랫폼·타워 (16) 의 적어도 일방에 대하여 도시하지 않은 고정 부재를 사용하여 고정시킨다. 그 후, 필요에 따라, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등을 실시한다.
다음으로, 전술한 제 1 가이드 바 (14a), 제 3 가이드 바 (17a) 의 상면을 따라 레티클 스테이지 모듈 (24) 을, +X 측에서 -X 측으로 삽입한다. 그리고, 도시하지 않은 스토퍼에 정반 (RBS) 의 일부가 닿아, 레티클 스테이지 모듈 (24) 이 위치 결정된다. 도 13 에는, 이 위치 결정 직후의 상태가 나타내어져 있다.
그리고, 이 위치 결정 상태에서, 정반 (RBS) 을 제 1 플랫폼·타워 (14) 및 제 2 플랫폼·타워 (16) 의 적어도 일방에 대하여 도시하지 않은 고정 부재를 사용하여 고정시킨다.
제 1 가이드 바 (14a), 제 3 가이드 바 (17a) 상으로의 삽입에 앞서, 레티클 스테이지 모듈 (24) 은, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도 (및 광학적 정밀도) 를 유지하도록 조립되어 있다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위하여, 이 조립 전후에는, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 모듈 내에서 이루어진다. 또한, 필요에 따라 각종 광학계에 대하여 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정도 모듈 내에서 이루어진다. 그 후, 필요에 따라, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등을 실시한다.
다음으로, 제 1 조명 유닛 (20) 을 전술한 제 2 플랫폼·타워 (16) 의 제 1 하우징 (16a), 제 2 하우징 (16b) 사이의 공간에 삽입한다. 계속해서, 제 2 조명 유닛 (22) 을, 제 1 하우징 (16a) 및 레티클 스테이지 모듈 (24) 상방의 소정의 위치에 설치한다. 그리고, 제 1 조명 유닛 (20) 과 송광 광학계의 광학적인 조정 (광축의 위치 조정 등을 포함한다), 및 제 2 조명 유닛 (22) 과 제 1 조명 유닛 (20) 의 광학적인 조정 등을 실시한다. 그리고, 도시하지 않은 고정 부재를 사용하여, 제 1, 제 2 조명 유닛 (20, 22) 을 제 2 플랫폼·타워 (16) 에 고정시킴과 함께, 제 1, 제 2 조명 유닛 (20, 22) 을 서로 접속시킨다. 또한, 레티클 스테이지 모듈 (24) 의 정반 (RBS) 과 제 2 조명 유닛 (22) 사이에, 스페이서 부재를 삽입한다. 도 14 에는, 이와 같이 하여 제 1, 제 2 조명 유닛 (20, 22) 의 장착이 이루어진 직후의 상태가 나타내어져 있다.
상기의 장착에 앞서, 제 1, 제 2 조명 유닛 (20, 22) 의 각각은, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도 및 광학적 정밀도를 유지하도록 조립되어 있다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위하여, 이 조립 전후에는, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 각종 광학계에 대하여 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정이, 각각의 유닛 내에서 각각 이루어진다. 상기의 장착 후, 필요에 따라, 전기 회로의 배선 접속 등을 실시한다. 또한, 송광 광학계와 광원의 광학적인 조정 등도 이미 행해졌다.
다음으로, 전기 기판 랙 (19) 을, 제 1 플랫폼·타워 (14) 의 개구 (14d) 내 에 삽입함과 함께, 레티클 로더 유닛 (21), 웨이퍼 로더 유닛 (23) 을, 제 1 플랫폼·타워 (14) 의 개구 (14e, 14f) 내에 각각 삽입하여 도시하지 않은 고정 부재에 의해 제 1 플랫폼·타워 (14) 에 대하여 고정시킨다. 그리고, 필요한 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등을 실시한다. 또한, 레티클 로더 유닛 (21), 웨이퍼 로더 유닛 (23) 은, 상기의 조립에 앞서, 기계적 정밀도, 전기적 정밀도 및 광학적 정밀도를 유지하도록 조립되어 있다.
도 15 에는, 이와 같이 하여, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 의 구성 각 부, 그리고 노광 본체부 등의 조립 작업이 종료되었을 때의 상태가 나타내어져 있다.
그 후, 레티클 로더 유닛 (21) (레티클 로더실), 웨이퍼 로더 유닛 (23) (웨이퍼 로더실), 및 노광 본체부 (18) 가 수용된 공간 (노광실) 과, 공조기 (25) 를 도시하지 않은 덕트 등으로 접속한다. 그 때에, 본 실시형태에서는 그 덕트로 노광실의 상부가 가려지도록 한다. 또한, 공조기 (25), 덕트 등을 포함하는 공조 장치 (온조 장치) 의 기능 등에 대해서는 후술한다.
이와 같이 하여, 각종 모듈, 각종 유닛으로 이루어지는 노광 장치의 조립 공정이 종료되면, 필요한 종합 조정을 실시한다. 이로써, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다.
마지막으로, 노광실의 X 축 방향의 일측과 타측의 면을 패널 (98, 99) (도 16 참조) 로 막음으로써, 거의 기밀 상태의 노광실을 갖는 노광 장치 (100) 의 제조가 완료된다.
도 16 에는, 노광 장치 (100) 의 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 와, 패널 (98, 99) 과, 이들에 의해 둘러싸인 공간 (노광실) 의 일부로서, 투영 광학계 (PL) 의 적어도 일부, 즉 본 실시형태에서는 전술한 경통 정반 (32) 보다 상방인 부분이 적어도 배치된, 평면에서 볼 때 (상방에서 볼 때) 직사각형인 공간 (이하, 「제 1 공간」이라고 부른다) (ER) 이 개략도로 나타내어져 있다. 이 도 16 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 제 1 공간 (ER) 내부의 -X 방향 및 -Y 방향의 코너 부분에, 삼각기둥형의 분출 유닛 (공급부) (BU) 이, 상하 방향을 길이 방향으로 하여 배치되어 있다. 이 분출 유닛 (BU) 은, 전술한 공조기 (25) 에 도시하지 않은 덕트 등의 배관계를 개재하여 접속되어 있다. 또한, 이 분출 유닛 (BU) 의 투영 광학계 (PL) 에 대향하는 면에는, 예를 들어 그물코상 (메시상) 의 분출구, 혹은 다수의 분출공 (도시 생략) 이 형성되어 있고, 이 분출면으로부터 소정 온도로 조정된 기체, 예를 들어 공기가 완만하게 분출되어 있다. 또한, 분출 유닛 (BU) 의 내부, 혹은 전술한 배관계를 포함하는 공조기 (25) 의 기체 공급로에는, 예를 들어 ULPA (또는 HEPA) 필터를 포함하는 필터 유닛이 형성되고, 제 1 공간 (ER) 내에 공급되는 공기로부터 이물질이 제거된다. 본 실시형태에서는, 공조기 (25) 등을 포함하는 공조 장치가 제 1 공간 (ER) 내에서 그 공기를 사이드 플로우 방식에서 흐르게 한다. 즉, 필터 유닛 및 분출면을 통하여 제 1 공간 (ER) 에 공급되는, 온도 제어된 청정한 공기는, 제 1 공간 (ER) 의 대각선을 따라 거의 층류가 되어 흐른다. 또한, 필터 유닛은 케미컬 필터를 포함해도 되고, 이 경우, 화학적인 깨끗한 공기를 공급할 수 있게 된다.
한편, 제 1 공간 (ER) 내부의 +X 방향 및 +Y 방향의 코너 부분에는, 제 1 공간 (ER) 내를 흐르는 공기가 유입되는 삼각기둥형의 흡입 유닛 (회수부) (SU) 이, 상하 방향을 길이 방향으로 하여, 또한 투영 광학계 (PL) 에 대향하여 배치되어 있다. 이 흡입 유닛 (SU) 의 투영 광학계 (PL) 에 대향하는 면에는, 예를 들어 복수의 개구가 형성되어 있다. 또한, 이 흡입 유닛 (SU) 은 도시하지 않은 배관계 및 케미컬 필터 등을 개재하여 공조기 (25) 에 접속되어 있다. 또한, 이와 같이 하여 공기의 순환계를 구성하는 대신에, 흡입 유닛 (SU) 에 의해 흡입된 공기를, 그 내부가 제 1 공간 (ER) 에 비해 부압 (負壓) 으로 설정된 배관계를 통하여 노광 장치 (100) 의 외부로 배기하도록 해도 된다. 어느 경우에서도, 도 16 에 나타낸 바와 같이, 제 1 공간 (ER) 의 내부에서는, 분출 유닛 (BU) 으로부터 공기가 분출되고, 이 공기가 제 1 공간 (ER) 의 대각선을 따라 투영 광학계 (PL) 를 향하여 흐른다. 그리고, 그 투영 광학계 (PL) 의 주위를 통과한 공기가, 상기 대각선을 따라 흘러 흡입 유닛 (SU) 으로 흡입된다. 즉, 제 1 공간 (ER) 내부에서는, 그 제 1 공간의 대각선을 따른 사이드 플로우 공조가 실시되고, 제 1 공간 (ER) 내의 환경 (온도 등) 의 안정화가 도모되어 있다. 또한, 흡입 유닛 (SU) 혹은 기체 회수로에 기체 흡인 장치를 설치하여, 제 1 공간 (ER) 내의 공기를 적극적으로 회수해도 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 공조기 (25) 등을 포함하는 공조 장치의 일부, 즉 분출 유닛 (BU) 및 흡입 유닛 (SU) 을, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 및 패널 (98, 99) 로 둘러싸인 공간 (노광실) 내에 배치하는 것으로 하였지만, 예를 들어 분출 유닛 (BU) 및 흡입 유닛 (SU) 을 각각 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 내에 설치해도 된다. 또한, 본 실시형태에서는 전술한 대각선과 평행한 방향을 따라 공기를 흐르게 하는 것으로 하였지만, 평면에서 볼 때 직사각형인 제 1 공간 내에서 그 대각선과 교차하는 방향을 따라 공기를 흐르게 해도 된다.
또한, 전술한 노광실 중 제 1 공간 (ER) (경통 정반 (32)) 보다 하방인 공간 (이하, 「제 2 공간」이라고 부른다) 은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 배치되고, 또한 레이저 간섭계 시스템의 레이저 빔이 통과하는 그 주위의 공간을 포함한다. 그래서, 도시는 생략되어 있지만, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 그 제 2 공간에서도 온도 제어된 청정한 기체 (공기 등) 를 흐르게 하여 공조 (환경의 안정화) 를 실시하고 있다. 이 경우, 제 1 공간 (ER) 을 통하여 전술한 공기를 제 2 공간으로 유도하도록 해도 되는데, 이 제 2 공간에서는 제 1 공간 (ER) 과는 별도의 공조가 실시되고 있다. 본 실시형태에서는, 이 제 2 공간에서는, 일례로서 이른바 다운 플로우 공조가 실시되고 있다. 즉, 제 2 공간의 상방, 예를 들어 경통 정반 (32) 및/또는 계측 마운트 (36) 의 하면측에 공급구를 형성함과 함께, 웨이퍼 베이스 (52) 및/또는 베이스 플레이트 (12) 의 상면측에 회수구를 형성한다. 그리고, 전술한 공조기 (25) 로부터 공급되는 온도 제어된 청정한 공기를 그 공급구로 유도하여, 제 2 공간 내에서 그 공기를 다운 플로우 방식으로 흐르게 함과 함께, 그 공기를 회수구 및 배관을 통하여 회수한다. 상기 구성의 노광 장치에서는, 제 1 공간 (ER) 내에 있어서 투영 광학계 (PL) 의 주위에 공기의 흐름을 차단하는 장애물이 존재하지 않아 그 흐름이 순조롭다. 특히 투영 광학 계 (PL) 의 경통이 원통형이면, 그 주위 전역에 걸쳐 공기가 순조롭게 흐른다. 또한, 온도 제어된 공기가 투영 광학계 (PL) 를 따라 흐르기 (바꿔 말하면, 투영 광학계 (PL) 가 공기에 감싸진다) 때문에, 예를 들어 외부 환경의 변화 등으로부터, 공기가 투영 광학계 (PL) 를 지키는 기능을 한다. 이 때문에, 제 1 공간 (ER) 내의 환경 (온도 등), 나아가서는 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성 등을 안정화시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 전술한 공조 장치의 일부를 겸용하여 제 2 공간에서의 공조를 실시하는 것으로 하였지만, 제 1 공간과 제 2 공간에서 상이한 공조 장치를 사용해도 된다. 또한, 본 실시형태에서는 온도 제어된 공기를 사용하는 것으로 하였지만, 공기 대신에 다른 기체, 예를 들어 불활성 가스 (질소 등을 포함한다), 혹은 드라이 에어 등을 사용해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 의하면, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 와, 양 플랫폼·타워 (14, 16) 사이의 공간 내에 배치되고, 고강성 부품을 각각 포함하는 복수의 고강성부로서의 레티클 스테이지 모듈 (24), 투영 광학계 모듈 (26), 및 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 을 포함하는 노광 본체부 (18) 를 구비하고 있다. 바꿔 말하면, 노광 장치 (100) 는, 보디가 되는 프레임 기구를 구비하고 있지 않다. 따라서, 차세대의 노광 장치를 설계할 때 및 기존의 노광 장치를 커스터마이즈할 때 등에, 기본이 되는 플랫폼을 변경할 필요가 없다. 따라서, 본 실시형태의 보디 구조 (플랫폼) 는, 설계의 자유도가 커짐과 함께, 이른바 모듈 설계에 바람직한 구조라고 할 수 있다. 즉, 노광 장치 (100) 와 같은 구조를 채용함으로써, 세대가 바뀌어도, 이전 세대의 모듈을 사 용하는 것이 가능해짐과 함께, 장치 전체의 경량화, 비용의 저감, 및 제조 기간의 단축 등이 가능해진다. 한편, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 의 간격은, 임의로 설정할 수 있기 때문에, 모듈 (24, 26, 28) 의 대형화 등에도 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 복수의 고강성부 중 하나인 투영 광학계 모듈 (26) 은, 고강성 부품인 미니브리지 (30) 와, 고강성 부품인 경통 정반 (32) 및 투영 광학계 (PL) 의 경통을, 유구조의 연결 부재인 와이어 (35A ∼ 35C), 및 Z 방진 패드 (38A ∼ 38C) 로 연결되어 있다. 또한, 경통 정반 (32) 과 계측 마운트 (36) 를, 상하단에 플렉셔부를 갖는 3 개의 로드 (34) 로 연결하고 있다. 이와 같이, 유구조의 연결 부재의 채용에 의해 고강성 부품을 적게 하고 있기 때문에, 제조 비용을 저감시킬 수 있음과 함께, 강구조의 연결 부재 (종래의 렌즈 칼럼 등) 을 사용하는 경우에 비해, 고강성 부품 사이의 진동, 열 등의 전달을 억제할 수 있다.
또한, 상기 서술한 바와 같이 본 실시형태의 노광 장치 (100) 가 구비하는 투영 광학계 모듈 (26) 에 있어서는, 강구조의 미니브리지 (30) 에 대하여, 유구조의 연결 부재로서의 Z 방진 패드 (38A ∼ 38C) 및 와이어 (35A ∼ 35C) 를 통하여, 강구조의 투영 광학계 (PL) 및 경통 정반 (32) 이 액티브·서스펜션 방식으로 매달아 지지되고 있다. 이 때문에 이하와 같은 이점도 있다.
1) 노광 장치는 매우 단순한 구조체의 조합으로 이루어져, 경량화할 수 있고, 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 강구조끼리를 유구조로 지지하기 때문에, 진동 및/또는 열의 영향을 저감시킬 수 있고, 모듈의 독립성을 실현할 수 있 다.
2) 투영 광학계 (PL) 가 매달아 지지되고 있고, 연결 부재 (나아가서는 투영 광학계 (PL)) 의 특히 광축에 수직인 방향의 진동의 고유 진동수는 매우 작기 때문에, 플로어면으로부터의 진동 영향은 대폭 경감된다. 따라서, 제진 성능 및 노광 정밀도 (중첩 정밀도) 등의 장치 성능이 향상된다. 그리고, 만일 진동이 문제화된 경우에도, 그 전달 경로의 특정이 용이하고, 예를 들어 진동이 전해지는 부분에 방진 부재를 추가하는 등의 대책을 용이하게 실시할 수 있다.
3) 노광 장치의 환경 온도가 변화된 경우, 구조체의 열 변형의 예측도 용이해지기 때문에, 온도 센서를 사용하여 구조체의 각 부의 온도를 계측함으로써, 그 계측 결과에 기초하여 위치 결정 오차 등을 보정할 수도 있다.
또한, 노광 장치 (100) 가 구비하는 레티클 스테이지 모듈에서는, 레티클 조동 스테이지 (120) 및 레티클 미동 스테이지 (130) 등이 강구조 부품이고, 레티클 조동 스테이지 (120) 와 레티클 미동 스테이지 (130) 를 연결하는 Z 축 지지 기구 (134a ∼ 134c) 가 유구조 부품이다. 본 실시형태에서는, 레티클 스테이지 모듈의 성능, 나아가서는 장치 성능에 직접 영향을 주는 레티클 조동 스테이지 (120) 및 레티클 미동 스테이지 (130) 등에 강구조를 사용하고, 진동의 전달을 차단해야 할 부분에 유구조를 사용하고 있다. 이로써, 레티클 스테이지 모듈의 성능을 높인 상태에서 기구부를 경량화할 수 있게 되어 있다.
또한, 노광 장치가 구비하는 웨이퍼 스테이지 모듈에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST), 고정자 (86XE, 86XF) 및 댐퍼 부재 (97A, 97B, 97C, 97D) 등은 강구조 부품 이고, 고정자 (86XE) 와 댐퍼 부재 (97A, 97B) 를 각각 연결하는 기계적 필터 부재 (72A, 72B), 및 고정자 (86XF) 와 댐퍼 부재 (97C, 97D) 를 각각 연결하는 기계적 필터 부재 (72C, 72D) 등은 유구조 부품이다.
또한, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 전술한 제 1 공간 (ER) 에서는 사이드 플로우 공조가 채용됨과 함께, 제 2 공간에서는 다운 플로우 공조가 채용되어 있다. 따라서, 투영 광학계 (PL) 등이 배치된 공간의 환경 (온도 등) 을 안정화시킬 수 있음과 함께, 계측 마운트 (36) 에 고정된 레이저 간섭계 시스템 (및 초점 위치 검출계 (포커스 검출계), 웨이퍼 얼라인먼트계) 등을 사용한 높은 안정성에서의 계측, 나아가서는 웨이퍼 스테이지의 위치 제어성, 노광 정밀도 (얼라인먼트 정밀도를 포함한다) 등의 향상이 가능해진다.
또한, 전술한 대각선을 따른 사이드 플로우 공조가 채용되어 있는 점에서, 패널 (98, 99) 이 배치되는, 노광 장치 (100) 의 전면 및 배면에 쓸데없는 장애물이 없기 때문에, 메인터넌스성이 향상됨과 함께, 제 1 공간 내부에서의 각 구성 부분의 배치 자유도가 향상된다.
또한, 본 실시형태에 관련된 노광 장치의 제조 방법에 의하면, 직사각형 판상의 베이스 플레이트 (12) 를 플로어면 (F) 상에 설치하고, 그 베이스 플레이트 (12) 를 사이에 두는 일측과 타측에 인접하며 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 를, 플로어면 (F) 상에 각각 설치한다. 그리고, 양 플랫폼·타워 (14, 16) 사이의 공간에, 노광 본체부를 구성하는, 고강성 부품을 각각 포함하는 복수의 고강성부로서의 모듈 (24, 26, 28) 을 순차로 배치한다는 간단한 순서로, 노광 본체부 (18) 를 장착할 수 있게 된다.
이 경우, 모듈 (24, 26, 28) 의 배치 순서는, 임의의 순서이어도 된다. 따라서, 장착시 작업성이 양호하다. 특히, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 와 같이, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 사이의 공간 내에 배치되고, 복수의 고강성부로서의 레티클 스테이지 모듈 (24), 투영 광학계 모듈 (26), 및 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) 을 포함하는 노광 본체부 (18) 를 구비하는 경우에는, 각 모듈의 기계적, 전기적 및 광학적인 조정을 장착 전에 실시해 둠으로써, 장착 후의 조정이 매우 간단해진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 전술한 바와 같은 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 사이의 공간 내에 노광 본체부 (18) 가 배치된 경우에 대하여 설명했는데, 이것에 한정되지 않고, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 대신에, 예를 들어 골조 구조 (노(櫓) 구조 등을 포함한다) 의 제 1, 제 2 가대를 채용해도 된다. 또한, 노광 본체부 (18) 의 구성으로서, 상기 실시형태의 구성에 한정되지 않고, 여러 가지 구성을 채용할 수 있다. 또한, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 를 각각 독립적으로 소정의 설치면 (플로어면 등) 에 고정시킬 뿐만 아니라, 예를 들어 양 타워를 연결 부재로 접속시켜도 된다. 또한, 노광 본체부 (18) 뿐만 아니라, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 도 베이스 플레이트 (12) 상에 배치해도 되고, 노광 장치 전체 (14, 16, 18) 를 프레임 캐스터 등에 탑재 (고정) 해도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는 노광 장치의 제조 공정에 대하여 설명했는데, 예를 들어 그 조립 및 최종 조정이 완료된 상기 보디 구조의 노광 장치를, 모 듈 단위로 분해하고, 디바이스 메이커의 디바이스 제조 공장 (클린룸) 에 반입하여, 그 클린룸 내에서 노광 장치를 가동하는 경우에도, 상기 실시형태와 동일한 조립·조정을 실시할 수 있어, 노광 장치의 가동 (운용) 개시까지의 가동 기간을 단축시킬 수 있다. 또한, 상기 보디 구조의 노광 장치는 모듈의 착탈이 매우 용이하기 때문에, 노광 장치의 운용 개시 후, 예를 들어 투영 광학계를 노광 장치 본체로부터 꺼내어 그 광학 조정 등을 실시하는 경우에도, 그 조정 (메인터넌스) 기간을 단축시킬 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 레티클 스테이지 모듈 (24) 의 상방에 배치되는 조명 광학계의 일부 (제 2 조명 유닛 (22)) 가, 제 1, 제 2 플랫폼·타워 (14, 16) 및 패널 (98, 99) 로 이루어지는, 노광 장치 (100) 의 본체 챔버의 외측에 형성되는 것으로 하였지만, 그 조명 광학계의 일부, 및/또는 다른 유닛 (모듈), 예를 들어 레티클의 얼라인먼트 마크 등을 검출하는 마크 검출계도, 그 본체 챔버 내에 수납해도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는, 방진 부재를 통하여 웨이퍼 스테이지 모듈 (28) (웨이퍼 베이스 (52)) 을 베이스 플레이트 (12) 상에 배치해도 되고, 노광 장치 (100) 의 다른 유닛 (모듈) 을 방진 부재로 지지해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 간섭계 시스템을 사용하여 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지의 위치 정보를 계측하는 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼 스테이지의 상면에 형성되는 스케일 (회절 격자) 을 검출하는 인코더 시스템을 사용해도 된다. 이 경우, 간섭계 시스템과 인코더 시스템의 양방을 구비하는 하이브리드 시스템으로 하고, 간섭계 시스템의 계측 결과를 이용하 여 인코더 시스템의 계측 결과의 교정 (캘리브레이션) 을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 간섭계 시스템과 인코더 시스템을 전환하여 사용하거나, 혹은 그 양방을 사용하여, 웨이퍼 스테이지의 위치 제어를 실시하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 조명광으로서, 예를 들어 국제 공개 제1999/46835호 팜플렛 (대응 미국 특허 7,023,610호 명세서) 에 개시되어 있는 바와 같이, DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저 등의 고체 레이저 광원으로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도핑된 화이버 앰프로 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환된 고조파를 사용해도 된다.
또한, 투영 광학계의 배율은 축소계뿐만 아니라 등배 및 확대계의 어느 것이어도 된다. 투영 광학계는 굴절계뿐만 아니라, 반사계 및 반사 굴절계의 어느 것이어도 되고, 그 투영 이미지는 도립상 및 정립상의 어느 것이어도 된다. 예를 들어, 국제 공개 제2004/107011호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 반사면을 갖고 또한 중간 이미지를 적어도 1 회 형성하는 광학계 (반사계 또는 반굴계) 가 그 일부에 형성되고, 단일 광축을 갖는, 이른바 인라인형의 반사 굴절계 등도 사용할 수 있다. 또한, 투영 광학계는 그 경통이 원통형에 한정되는 것이 아니고 다른 형상, 예를 들어 원통형의 경통이 일부가 돌출된 형상 등이어도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 본 발명이 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광 장치에 적용된 경우에 대하여 설명했는데, 이것에 한정되지 않고, 본 발명은, 스텝·앤드·리피트 방식의 노광 장치 (이른바 스텝퍼), 스텝·앤드·스티치 방식 의 노광 장치, 프록시미티 방식의 노광 장치, 또는 미러 프로젝션·얼라이너 등에도 바람직하게 적용할 수 있다.
이 이외에, 예를 들어 국제 공개 제2004/053955호 팜플렛 (대응 미국 특허출원공개 제2005/0252506호 명세서), 미국 특허 제6,952,253호 명세서, 유럽 특허출원공개 제1420298호 공보, 국제 공개 제2004/055803호 팜플렛, 국제 공개 제2004/057590호 팜플렛, 미국 특허출원공개 제2006/0231206호 명세서, 미국 특허출원공개 제2005/0280791호 명세서 등에 개시되는, 투영 광학계 (PL) 와 웨이퍼 사이에 액체가 채워지는 액침형 노광 장치 등에도 본 발명을 적용해도 된다. 이 액침형 노광 장치에서는, 투영 광학계와 웨이퍼 사이에 액체를 공급하여 액침 공간을 형성하는 액침 시스템을, 투영 광학계와는 독립적으로 매달아 지지해도 된다. 또한, 원자외역 또는 진공 자외역 등의 노광용 조명광을 사용하는 노광 장치뿐만 아니라, 예를 들어 EUV 광 또는 X 선, 혹은 전자선, 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광 장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시형태의 노광 장치는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응 미국 특허 제6,590,634호 명세서), 미국 특허 제5,969,441호 명세서, 및 국제 공개 제98/40791호 팜플렛 등에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 웨이퍼 스테이지를 사용하여 노광 동작과 계측 동작 (예를 들어, 얼라인먼트계에 의한 마크 검출 등) 을 거의 병행하여 실행 가능한 트윈·웨이퍼 스테이지 타입이어도 된다. 또한, 상기 실시형태의 노광 장치는, 예를 들어 국제 공개 제2005/074014호 팜플렛, 국제 공개 제1999/23692호 팜플렛, 미국 특허 제6,897,963호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지와는 별도로, 계측 부재 (예를 들어, 기준 마크, 광학 센서 등) 를 갖는 계측 스테이지를 구비하는 것이어도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 광투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크를 사용하였지만, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (또는 가변 성형 마스크, 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기라고도 불린다) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다) 를 사용해도 된다. 또한, 예를 들어 국제 공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭무늬를 웨이퍼 (W) 상에 형성함으로써, 웨이퍼 (W) 상에 디바이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 예를 들어 일본 공표특허공보 2004-519850호 (대응 미국 특허 제6,611,316호 명세서) 에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 레티클의 패턴을, 쌍두형의 투영 광학계를 통하여 웨이퍼 상에서 합성하고, 1 회의 주사 노광에 의해 웨이퍼 상의 1 개의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개 팜플렛, 미국 특허출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.
또한, 상기 실시형태의 노광 장치를 사용하여 반도체 디바이스를 제조하는 경우, 이 반도체 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 단계, 이 단계에 기초하여 레티클을 제조하는 단계, 실리콘 재료로 웨이퍼를 형성하는 단계, 상기 실시형태의 노광 장치에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 단계, 에칭 등의 회로 패턴을 형성하는 단계, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다), 및 검사 단계 등을 거쳐 제조된다.
또한, 본 발명은, 반도체 디바이스 제조용 노광 장치에 대한 적용에 한정되지 않고, 예를 들어, 각형 (角型) 의 유리 플레이트에 형성되는 액정 표시 소자, 혹은 플라즈마 디스플레이 등의 디스플레이 장치용 노광 장치, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), 박막 자기 헤드, 및 DNA 칩 등의 각종 디바이스를 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은, 각종 디바이스의 마스크 패턴이 형성된 마스크 (포토마스크, 레티클 등) 를 리소그래피 공정을 이용하여 제조하는 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 노광 대상의 물체로는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리 기판, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼, 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 실리콘 웨이퍼), 혹은 필름 부재 등이 적용된다. 또한, 그 물체의 형상은 원형뿐만 아니라, 직사각형 등 다른 형상이어도 된다.
산업상이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 노광 장치는, 반도체 소자 등의 마이크로디바이스의 제조에 적합하다.

Claims (33)

  1. 기판을 노광시켜 패턴을 형성하는 노광 장치로서,
    소정 간격을 두고 설치된 제 1 가대 및 제 2 가대와;
    상기 제 1 가대와 제 2 가대 사이의 공간 내에 배치되고, 고강성 부품을 각각 포함하는 복수의 고강성부를 포함하는 노광 본체부를 구비하는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 고강성부의 적어도 하나는, 복수의 고강성 부품과, 고강성 부품끼리를 연결하는 유구조 (柔構造) 의 연결 부재를 포함하는, 노광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 노광 본체부는, 소정의 패턴을 생성하는 광학계를 상기 고강성 부품으로서 포함하는 제 1 모듈과, 상기 기판을 유지하여 이동하는 기판 스테이지를 상기 고강성 부품으로서 포함하는 제 2 모듈을 포함하는, 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 모듈은, 상기 광학계가 유구조의 연결 부재를 통하여 매달아 지지되는 프레임 부재를 상기 고강성 부품으로서 포함하는, 노광 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 노광 본체부는, 마스크를 유지하는 마스크 스테이지를 상기 고강성 부품으로서 포함하는 제 3 모듈을 추가로 포함하는, 노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마스크를 통하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하기 위하여, 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지는 동기하여 이동되고, 상기 마스크 스테이지는, 상기 동기 이동의 방향으로 나란한 복수의 마스크를 유지하는, 노광 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 모듈은, 상기 각 고강성 부품에 대한 외부로부터의 진동을 절연 가능한 구조인, 노광 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대의 일방에 형성되는 제 1 조명부와, 그 제 1 조명부에 광학적으로 접속된 제 2 조명부를 포함하고, 상기 마스크를 조명광으로 조명하는 조명 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  9. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학계의 적어도 일부가 배치되는, 상기 제 1, 제 2 가대 사이의 평면 에서 볼 때 직사각형인 제 1 공간 내에서, 상기 직사각형의 대각선을 따라 기체를 흐르게 하는 온조 (溫調) 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 온조 장치는, 상기 광학계를 향하여 기체를 흐르게 하는, 노광 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 온조 장치는, 상기 광학계의 주위를 경유한 기체가 유입되는 회수부를 포함하는, 노광 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온조 장치는, 상기 제 1 공간 내에 기체를 공급하는 공급부와, 상기 제 1 공간 내의 기체가 유입되는 회수부를 포함하고, 상기 공급부와 상기 회수부는 상기 광학계를 사이에 두고 배치되는, 노광 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온조 장치는, 상기 기판 스테이지가 배치되는, 상기 제 1, 제 2 가대 사이의 제 2 공간 내에서, 상기 제 1 공간과는 독립적으로 기체를 흐르게 하는, 노광 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 온조 장치는, 상기 제 2 공간에서는, 다운 플로우 방식으로 기체를 흐르게 하는, 노광 장치.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광 본체부에서는, 마스크를 통하여 상기 기판 상에 패턴이 형성되고,
    상기 제 1, 제 2 가대의 일방에 그 일부가 형성되고, 상기 마스크를 조명하는 조명 장치를 추가로 구비하고,
    상기 온조 장치의 일부는, 상기 일방의 가대에 형성되는, 노광 장치.
  16. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학계의 적어도 일부가 배치되는, 상기 제 1, 제 2 가대 사이의 평면에서 볼 때 직사각형인 제 1 공간 내에서, 사이드 플로우 방식으로 기체를 흐르게 하는 온조 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  17. 제 3 항 내지 제 7 항, 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광 본체부에서는, 마스크를 통하여 상기 기판 상에 패턴이 형성되고,
    상기 제 1, 제 2 가대의 일방에 그 일부가 형성되고, 상기 마스크를 조명하는 조명 장치와;
    상기 제 1, 제 2 가대의 타방에 그 적어도 일부가 형성되는 상기 마스크 및/ 또는 상기 기판의 반송계를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  18. 제 3 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대에는, 상기 제 2 모듈 이외의 모듈을 지지하는 2 개로 1 조의 지지부가 각각 형성되어 있는, 노광 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 지지부의 각각은 가이드이고,
    상기 제 2 모듈 이외의 모듈은, 상기 제 1, 제 2 가대 사이의 공간에 상기 가이드를 따라 외부로부터 삽입 가능한, 노광 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대의 적어도 일방에 형성되는 전기 기판 랙을 추가로 구비하는, 노광 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대는, 모두 플랫폼·타워인, 노광 장치.
  22. 기판을 노광시켜 패턴을 형성하는 노광 장치를 제조하는 노광 장치의 제조 방법으로서,
    소정의 면 상에 제 1, 제 2 가대를 각각 설치하는 공정과;
    상기 제 1, 제 2 가대 사이의 공간에, 고강성 부품을 각각 포함하고, 서로 떨어진 복수의 고강성부를 포함하는 노광 본체부를 배치하는 공정을 포함하는, 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 노광 본체부의 일부가 배치되는 베이스 플레이트를 상기 면 상에 설치하는 공정을 추가로 포함하는, 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대는 상기 베이스 플레이트를 사이에 두고 설치되는, 제조 방법.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대에는, 2 개로 1 조의 가이드가 각각 형성되고,
    상기 노광 본체부는, 소정의 패턴을 생성하는 광학계를 상기 고강성 부품으로서 포함하는 제 1 모듈과, 상기 기판을 유지하여 이동하는 기판 스테이지를 상기 고강성 부품으로서 포함하는 제 2 모듈을 포함하고,
    상기 배치하는 공정에서는, 상기 제 1 모듈을, 외부로부터 상기 제 1, 제 2 가대 사이의 공간에, 대응하는 조 (組) 의 가이드를 따라 삽입하고, 상기 제 2 모 듈을, 상기 베이스 플레이트 상에 배치하는, 제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 노광 본체부는, 마스크를 유지하는 마스크 스테이지를 상기 고강성 부품으로서 포함하는 제 3 모듈을 추가로 포함하고,
    상기 배치하는 공정에서는, 상기 제 3 모듈을, 외부로부터 상기 제 1, 제 2 가대 사이의 공간에, 대응하는 조의 가이드를 따라 삽입하는, 제조 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대의 일방에 형성되는 제 1 조명부에 제 2 조명부를 광학적으로 접속함으로써 상기 마스크를 조명광으로 조명하는 조명 장치를 조립하는 공정을 추가로 포함하는, 제조 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대 사이의 공간 내에 기체를 흐르게 하는 온조 장치를 상기 일방의 가대에 장착하는 공정을 추가로 포함하는, 제조 방법.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대의 타방에, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 반송계를 장착하는 공정을 추가로 포함하는, 제조 방법.
  30. 제 22 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대의 적어도 일방에 전기 기판 랙을 장착하는 공정을 추가로 포함하는, 제조 방법.
  31. 제 22 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대 사이의 공간을 덮는 상태에서 패널을 각각 상기 제 1, 제 2 가대에 고정시키는 공정을 추가로 포함하는, 제조 방법.
  32. 제 22 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 가대로서, 모두 플랫폼·타워가 사용되는, 제조 방법.
  33. 기판을 방사 빔으로 노광하는 노광 장치로서,
    소정 간격을 두고 설치되는 1 쌍의 가대와;
    상기 1 쌍의 가대에 장착되고, 각각 고강성 부품을 포함하는 복수의 고강성부를 포함하는 노광 본체부를 구비하는, 노광 장치.
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