WO2008007660A1 - Appareil à platine et appareil d'exposition - Google Patents

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WO2008007660A1
WO2008007660A1 PCT/JP2007/063721 JP2007063721W WO2008007660A1 WO 2008007660 A1 WO2008007660 A1 WO 2008007660A1 JP 2007063721 W JP2007063721 W JP 2007063721W WO 2008007660 A1 WO2008007660 A1 WO 2008007660A1
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density
stage
reticle
wafer
optical system
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PCT/JP2007/063721
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Inventor
Yuichi Shibazaki
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Nikon Corporation
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    • H01L21/682—Mask-wafer alignment

Definitions

  • the present invention relates to a stage apparatus for driving an object, an exposure apparatus using the stage apparatus, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
  • a circuit pattern formed on a reticle is projected using an optical projection system.
  • a step-and-repeat type static exposure type (batch exposure type) projection exposure apparatus In order to perform projection exposure on wafers (or glass plates, etc.) coated with photosensitive material (photoresist etc.), a step-and-repeat type static exposure type (batch exposure type) projection exposure apparatus ( And exposure devices such as step-and-scan type scanning exposure type projection exposure apparatuses (eg, step scanning, stepper, etc.) are used.
  • a reticle stage system and a wafer stage system are provided for positioning and moving the reticle and wafer, respectively.
  • stage systems in order to obtain high positioning accuracy, it is necessary to increase the rigidity (such as bending rigidity) as much as possible.
  • rigidity such as bending rigidity
  • a reticle stage system of a scanning exposure type projection exposure apparatus in order to enable high-speed driving of the movable part in order to increase the throughput of the exposure process, it is necessary to make the movable part as light as possible.
  • stage system it is preferable to make the stage system as light as possible as a whole in order to facilitate transportation of the exposure apparatus and lighten the load on the factory where the exposure apparatus is installed.
  • the material is made of a material having a specific rigidity and a density as low as possible within a predetermined cost range, and further, for example, a blanking or a rib structure is used to reduce the weight (for example, patents) Reference 1).
  • Patent Document 1 International Publication No. 2005/036618 Pamphlet
  • a large and heavy mirror may be used as the projection optical system of the exposure apparatus.
  • the flatness of the reflecting surface of such a mirror is also kept high. It is desired to reduce the weight.
  • the present invention provides a stage apparatus and an exposure apparatus that can achieve further weight reduction without substantially reducing characteristics such as rigidity, strength, and flatness. Is Mejiro-an.
  • Another object of the present invention is to provide a device manufacturing technique using the exposure apparatus.
  • a stage apparatus is a stage apparatus that drives a movable part (RST; WST) on which an object (R; W) is placed, and the movable part is made of a material having a non-uniform density distribution. It is provided with a predetermined member (22; 25) formed.
  • a first exposure apparatus is an exposure apparatus that illuminates a pattern with exposure light and exposes the substrate (W) through the pattern with the exposure light, and a mask (
  • the stage apparatus of the present invention is used to drive at least one of R) and its substrate.
  • the second exposure apparatus irradiates the pattern with exposure light via an illumination optical system (IOP), and displays an image of the pattern on the substrate (W) via the projection optical system (PU).
  • Exposure to dew In the optical device, either the illumination optical system or the projection optical system has a reflecting member (50), and the reflecting member is formed on the portion (50a) where the reflecting surface (50c) is formed. The density is higher than the density of other parts.
  • the density of the material is increased in a portion of the predetermined member where characteristics such as relatively high rigidity, strength, or flatness are required.
  • characteristics such as relatively high rigidity, strength, or flatness are required.
  • the mirror can be reduced in weight while maintaining the flatness of the reflecting surface high, and thus the exposure apparatus can be reduced in weight.
  • FIG. 1 is a partially cutaway view showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus as an example of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a frame-like member 18 and a reticle stage RST of FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of reticle stage RST, frame-like member 18 and reticle base 16 in FIG. 1.
  • FIG. 4 (A) is a perspective view showing a reticle stage RST in FIG. 1, (B) is a sectional view of the reticle stage RS T in the Y direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the illumination system side plate 14, the reticle stage RST, and the reticle base 16 of FIG. 1 as viewed in the Y direction.
  • FIG. 6 is a plan view showing the main part of reticle stage RST in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a plan view showing reticle stage body 22 of FIG. 4 (A).
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the wafer holder 25 in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a microdevice manufacturing process. Explanation of symbols
  • R ... Reticle, PL ... Projection optical system, W ... Ueno, RST ... Reticle stage, WST---Wafer stage, BS ... Wafer base, ⁇ ... Fixed mirror, MXa ... High density part, MXb ... Low density, 16, Reticle base, 22, Reticu nore stage body, 22el ⁇ 22e4, 22fl ⁇ 22f4---High density, 25, Ueno ⁇ Nooreda, 25F---Frame frame, 44 ⁇ Concave ⁇ 45 ⁇ ⁇ screw bush ⁇ 50 ⁇ concave mirror
  • the present invention is applied to a scanning exposure type projection exposure apparatus (exposure apparatus) composed of a scanning stagger.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of the projection exposure apparatus 10 of this example.
  • the Z-axis is perpendicular to the object plane (parallel to the image plane) of the projection optical system PL provided in the projection exposure apparatus 10.
  • the Y axis is taken in the scanning direction of the reticle R and the wafer W during scanning exposure
  • the X axis is taken in the non-scanning direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) perpendicular to the scanning direction. I will explain it.
  • the projection exposure apparatus 10 drives an illumination optical system unit IOP and a reticle R (mask) on which a circuit pattern is formed with a predetermined stroke in the Y direction, as well as the X direction, the Y direction, and the ⁇ z direction.
  • a reticle stage system 12 stage device that is slightly driven (rotation around the Z axis), projection optical system PL, and wafer W (substrate) coated with resist are driven in a two-dimensional direction in the XY plane. It is equipped with a wafer stage system (stage device) and a control system for these.
  • the reticle stage system 12 is provided below an illumination system side plate (cap plate) 14 having an annular mounting portion 101 connected to the outer periphery of the lower end portion of the illumination optical system IOP via a seal member 99. Has been placed.
  • FIG. 2 is a perspective view of the reticle stage system 12 shown in FIG. 1.
  • the reticle stage system 12 includes a reticle base 16 (guide portion) as a surface plate, and the reticle base.
  • Reticle stage RST movable part
  • frame-shaped member 18 disposed between reticle base 16 and illumination system side plate 14 in a state of surrounding reticle stage RST.
  • a reticle stage drive system for driving the reticle stage RST.
  • the reticle base 16 is supported almost horizontally by a support member (not shown).
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2, and as shown in FIG. 3, a substantially plate-shaped reticle base.
  • a convex guide portion 16a is formed at the center of 16.
  • the upper surface (guide surface) GP of the guide portion 16a is finished with extremely high flatness, and an opening 16b for allowing the exposure light IL to pass in the Z direction is formed in the approximate center of the guide portion 16a.
  • the upper end of the barrel portion of the projection optical system PL is connected to the lower surface side of the reticle base 16 through a seal member 98 so as to surround the periphery of the opening 16b.
  • reticle stage RST includes a reticle stage body 22 having a special shape, various magnet units (details will be described later) and the like fixed to reticle stage body 22.
  • the reticle stage body 22 includes a plate-like portion 24A having a substantially rectangular shape when viewed from above, and two optical member support portions 24B1 and 24B2 as specific portions provided at the end in the X direction of the plate-like portion 24A.
  • a pair of extending portions 24C1, 24C2, 24D1, and 24D2 projecting in the Y direction from one end and the other end of the plate-shaped portion 24A, respectively. Yes.
  • An opening 22al for allowing the exposure light IL to pass therethrough is provided at substantially the center of the plate-like portion 24A.
  • a stepped opening 22a formed in the center thereof, and a plurality of (for example, three points) for supporting the reticle R from the lower side at a plurality of points (for example, three points) are formed in the stepped opening 22a.
  • Three) reticle support members 34 are provided.
  • a plurality of (for example, three) reticle fixing mechanisms 34P are provided on the plate-like portion 24A so as to sandwich and fix the reticle R in correspondence with each reticle support member 34! .
  • Fig. 4 (B) is a cross-sectional view of the reticle stage RST in Fig. 4 (A) in a plane parallel to the XZ plane.
  • the reticle R has a pattern thereof.
  • the surface (lower surface) is supported by a plurality of support members 34 in a state where it substantially coincides with the neutral surface CT (a surface that does not expand and contract when subjected to a bending moment) of the reticle stage body 22 (reticle stage RST).
  • a reticle chucking / fixing mechanism such as a vacuum chuck or an electrostatic chuck can be used instead of or together with the reticle support member 34 and the reticle fixing mechanism 34P.
  • the first optical system 31 and the second optical system 32 for measuring the position of the reticle stage RST on the optical member support portions 24B1 and 24B2, respectively. Is fixed.
  • the optical member supporting portions 24B1 and 24B2 and the plate-like portion 24A are locally connected to each other at two locations by hinge portions (not shown) that act as a kind of flexure. It is configured so that the influence does not reach the optical member support portions 24B1 and 24B2.
  • the reticle stage body 22 including the plate-like portion 24A, the optical member support portions 24B1 and 24B2, and the hinge portion is integrally formed of porous ceramics having different density distributions (for example, one piece
  • the expression as if each part is a separate member is used as necessary. Is also used.
  • any one of the above-described parts may be configured as a separate member from the other.
  • a rod-shaped X-axis fixed mirror MX (reference mirror) is arranged on the side surface in the direction parallel to the Y-axis. Shown in Figure 3 In this manner, the fixed mirror MX is fixed to a region in the vicinity of the guide portion 16a on the reticle base 16 via a long and thin support member 29 along the Y axis.
  • Fixed mirror MX as shown in FIG. 6, the density and the high density portion MXa of about 3 to 4 g / cm 3, which is 1/10 of the high density portion MXa 0. 3 to 0. The degree of 4g / cm 3
  • the high density portion MXa (a portion where higher flatness is required locally than other portions) is substantially formed in the + X direction. Side force S parallel to the ZY plane, finished with extremely high flatness
  • the reflective surface MXc is coated with a highly reflective film such as chromium.
  • the density of the low density portion MXb is about 1/10.
  • the density of the high density portion MXa is 1/20 to 1/5, that is, the density of the high density portion MXa is 3 if ⁇ 4g / cm 3, 0. 1 5-0 . 2g / cm 3 power, et 0. 6 ⁇ 0. 8g / cm 3 (as a whole 0. 15-0. 8g / cm 3) Dearuko and (Same below).
  • the reflecting surface MXc in the high density portion MXa the fixed mirror MX can be sufficiently reduced in weight and the flatness of the reflecting surface can be maintained high.
  • the density of the high density portion may be other than 3-4 g / cm 3 , and the density of the low density portion may simply be lower than that of the high density portion. Even in this case, the effect of reducing the weight of the member (here, the fixed mirror MX) as a whole can be obtained while maintaining the flatness or rigidity of the necessary portion high.
  • the fixed mirror MX can be manufactured, for example, by bringing a high-density part MXa having a small hole ratio and a low-density part MXb having a large hole ratio into close contact with each other, followed by baking.
  • Other members of this example made of a material with a different density can be manufactured in the same manner.
  • the density of the fixed mirror MX is high at the part including the reflective surface MXc and low at other points. Therefore, the density may be continuously decreased from the part of the reflective surface MXc to the side surface on the opposite side. .
  • the fixed mirror MX and the density distribution described below are uniform! /
  • sintered metal can be used in addition to porous ceramics. Examples of the sintered metal material of the present invention include aluminum, magnesium, iron, copper, tungsten, stainless steel, and alloys thereof.
  • FIG. 4 (A) the first optical system 31 on the reticle stage RST 31 is shown in FIG. 4 (A).
  • the X-axis first receiver 69XA consisting of a laser light source 69XL and a photoelectric sensor is placed so that it faces the + Y direction with respect to the second optical system 32 on the reticle stage RST.
  • An X-axis second receiver 69XB made of a photoelectric sensor is arranged so as to face the direction.
  • a laser for measurement including two laser beams having a predetermined frequency difference at a wavelength of 633 nm (He-Ne laser) and polarization directions orthogonal to each other, almost parallel to the Y-axis, laser light source 69XL force, etc.
  • the first optical system 31 is irradiated with the beam LX.
  • the first optical system 31 splits the incident laser beam LX into first and second laser beams, and further splits the former first laser beam into two X-axis first measurement beams and first laser beams according to the polarization state. Divide into 1 reference beam.
  • the first optical system 31 irradiates the reflecting surface of the fixed mirror MX with the first measurement beam parallel to the X axis in a double-pass manner, and interference between the reflected first measurement beam and the first reference beam.
  • the first receiver 69XA is irradiated with light approximately parallel to the Y axis.
  • the first optical system 31 irradiates the second optical system 32 with the second laser beam after the division.
  • the second optical system 32 divides the incident second laser beam into two X-axis second measurement beams and second reference beams according to the polarization state. Then, the second optical system 32 irradiates the second measurement beam on the reflecting surface of the fixed mirror MX in a double pass manner parallel to the X axis, and interferes with the reflected second measurement beam and the second reference beam. Is irradiated to the second receiver 69XB almost parallel to the Y axis.
  • the positions of the first and second measurement beams in the Z direction substantially coincide with the neutral plane C T (reticle plane).
  • the receivers 69XA and 69XB photoelectrically convert the incident interference light, respectively, so that the optical systems 31 and 32 (that is, the reticle stage RST in the Y direction of the reticle stage RST) with the fixed mirror MX (that is, the reticle base 16) as a reference.
  • the coordinate (displacement) in the X direction (at two distant locations) is always measured with a resolution of, for example, about 0. Inm.
  • the position XR of the reticle stage RST in the X direction and the rotation angle (chowing) 6 zR around the Z axis are obtained, and these positional information XR, 6 zR are supplied to the stage control system 90 in FIG.
  • optical systems 31 and 32 are installed on reticle stage RST, and rod-shaped fixed mirror MX is placed outside to reduce the weight of reticle stage RST and to stabilize reticle stage RST faster. Can be driven.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of reticle stage system 12 of FIG. 1 as viewed in the Y direction.
  • a fixed mirror Mrx is provided via a mounting member 92, and the projection optics is arranged so as to face the fixed mirror Mrx.
  • X axis for system PL The laser interferometer 69XR is supported by a column (not shown). Then, the measurement beam from the laser interferometer 69XR is projected to the fixed mirror Mrx through the through hole (optical path) 71 formed in the reticle base 16, and the reflected light returns into the laser interferometer 69XR.
  • the laser interferometer 69XR receives the interfering light between the internally generated reference beam and its reflected light with the internal photoelectric sensor. Based on the detection signal of the photoelectric sensor, the laser interferometer 69XR constantly measures the position of the projection optical system PL in the X direction with the internal reference plane as a reference, for example, with a resolution of about 0. Inm. The measurement result is supplied to the stage control system 90 in FIG. In the stage control system 90, for example, the position of the reticle stage RST in the X direction relative to the projection optical system PL is obtained by obtaining a difference between the position of the reticle stage RST in the X direction and the position of the projection optical system PL in the X direction. Can be requested.
  • the laser beam reflected by the fixed mirror Mrx on the side surface of the projection optical system PL in FIG. May be used as a reference beam.
  • the interference light between the reference beam and the measurement beam reflected by the fixed mirror MX may be detected by the receivers 69XA and 69XB, respectively. This makes it possible to directly measure the position of reticle stage RST in the X direction using projection optical system PL as a reference.
  • a concave portion 24g is formed at the end of the plate-like portion 24A of the reticle stage body 22 in the Y direction, and a corner mirror as a Y-axis moving mirror is formed in the concave portion 24g.
  • a retro reflector MY is provided.
  • the measurement beam LY from the laser interferometer 69Y is projected onto the reflecting surface of the retroreflector MY parallel to the Y axis, and the reflected light returns into the laser interferometer 69Y.
  • the position in the Z direction of the irradiation point of the measurement beam LY almost coincides with the position of the neutral plane CT (reticle plane).
  • the laser interferometer 69Y photoelectrically detects the interference light between the measurement beam LY and the internally generated reference beam, thereby detecting the Y-direction position YR of the reticle stage RST (reticle stage body 22).
  • the surface is always measured with a resolution of about 0. Inm, and the measurement result is supplied to the stage control system 90 in FIG.
  • a fixed mirror Mry is provided via a mounting member on the side surface in the + Y direction near the upper end of the lens barrel of the projection optical system PL, and faces the fixed mirror Mry.
  • the Y-axis laser interferometer 69YR for the projection optical system PL is arranged.
  • the measurement beam from the laser interferometer 69YR is projected to the fixed mirror My through the through hole (optical path) formed in the reticle base 16, and the reflected light returns into the laser interferometer 69YR.
  • the internal photoelectric sensor receives the interference light between the internally generated reference beam and its reflected light.
  • the laser interferometer 69YR Based on the detection signal of the photoelectric sensor, the laser interferometer 69YR constantly measures the position of the projection optical system PL in the Y direction with a resolution of, for example, about 0.1 nm, using the internal reference plane as a reference. Then, the measurement result is supplied to the stage control system 90.
  • the stage control system 90 determines the position of the reticle stage RST in the Y direction with respect to the projection optical system PL, for example, by calculating the difference between the position of the reticle stage RST in the Y direction and the position of the projection optical system PL in the Y direction. Can be sought.
  • the laser beam reflected by fixed mirror Mry on the side surface of projection optical system PL in FIG. 1 is used as a reference beam. Therefore, the interference light between the reference beam and the measurement beam reflected by the retroreflector MY may be detected by the laser interferometer 69Y. As a result, the position of reticle stage RST in the Y direction can be directly measured using projection optical system PL as a reference.
  • the four extending portions 24C1, 24C2, 24D1, and 24D2 in FIG. 4A have a substantially plate shape, and each extending portion has a triangular cross section for improving the strength. Shaped reinforcing parts (ribs) are provided.
  • a first differential exhaust type gas hydrostatic bearing is formed across the entire area in the Y direction from the extended portion 24C1 to the extended portion 24D1, and extends from the extended portion 24C2.
  • a second differential exhaust type hydrostatic bearing is formed across the entire Y direction leading to the part 24D2.
  • Dynamic exhaust type air pads 33A and 33B are arranged!
  • the upper surface G is balanced by the balance between the static pressure of the pressurized gas sprayed onto the GP and the total weight of the reticle stage RST.
  • Reticle stage RST is levitated and supported in a non-contact manner via a clearance of several meters above P.
  • annular concave grooves 18d, 18e are formed in a double manner.
  • a plurality of air inlets are formed inside the inner groove (air supply groove) 18d
  • a plurality of air outlets are formed in the outer groove (exhaust groove) 18e. (Shown) is formed.
  • An air supply port formed inside the air supply groove 18d is connected to a gas supply device (not shown) that supplies a purge gas via an air supply line (not shown) and an air supply tube.
  • the exhaust port formed in the exhaust groove 18e is connected to a vacuum pump (not shown) via an exhaust pipe and an exhaust pipe (not shown).
  • the lighting system side plate 14 of FIG. 1 is supported by floating on the upper surface of the frame member 18 through a clearance of about several inches.
  • a differential exhaust type static gas bearing is constructed.
  • an air supply groove and an exhaust groove (not shown) each including a substantially annular groove are formed on the bottom surface of the frame-shaped member 18 so as to correspond to the air supply groove 18d and the exhaust groove 18e on the upper surface.
  • These air supply grooves and exhaust grooves are also connected to a purge gas supply device and a vacuum pump (not shown), respectively.
  • a differential exhaust-type gas static pressure bearing that floats and supports the frame-like member 18 on the upper surface of the reticle base 16 via a clearance of about several ⁇ is configured including the air supply groove and the exhaust groove. Yes. In these cases, a flow of gas and gas flows from the air supply groove 18d etc. to the exhaust groove 18e etc., so it is effective that outside air is mixed into the frame-like member 18 through these clearances. It is blocked.
  • the clearance between the frame-shaped member 18 and the illumination system side plate 14 in FIG. 1 and the clearance between the reticle base 16 and the frame-shaped member 18 are airtight due to the flow of the purge gas described above. It becomes. Further, a space between the upper end portion of the projection optical system PL and the reticle base 16 is covered with the sealing member 98 described above. Accordingly, the space surrounded by the frame-like member 18 is a very dense space. Hereinafter, the space surrounded by the frame-like member 18 is referred to as an airtight space for convenience.
  • a gas supply device (not shown) and a vacuum pump are used.
  • the purge gas that transmits the exposure light is supplied.
  • a rectangular opening 18a is formed at the end of the side wall on the + Y direction side of the frame-shaped member 18, and a window glass gl is fitted into the rectangular opening 18a.
  • rectangular openings 18b and 18c are formed at the end and center of the side wall of the frame-shaped member 18 on the Y direction side, and window glasses g2 and g3 are fitted into the rectangular openings 18b and 18c, respectively. Yes.
  • the laser light source 69XL and the receiver 69XA are actually arranged outside the rectangular aperture 18a in Fig. 3, and the receiver 69XB and the laser interferometer 69Y are respectively shown in Fig. 3.
  • the position of the reticle stage RST can be measured by a laser interferometer that does not impair the airtightness of the airtight space in the frame-shaped member 18.
  • the reticle stage drive system drives the reticle stage RST in the Y direction and a pair of first drives that finely drive in the ⁇ z direction (rotation direction around the Z axis).
  • Drive mechanisms 36 and 38 and a second drive mechanism 40 that finely drives reticle stage RST in the X direction are provided.
  • the stage control system 90 in FIG. 1 is measured by the above laser interferometer.
  • the reticle stage RST X- and Y-positions XR and YR, and the rotation angle ⁇ ZR about the Z-axis and the main controller Based on the control information from 70, the operation of the first and second drive mechanisms is controlled.
  • the former first drive mechanisms 36, 38 are installed in the frame member 18 in parallel with each other along the Y direction, and the latter second drive mechanism 40 is installed in the frame member 18 inside. 1 Installed along the Y direction on the + X direction side of the drive mechanism 38.
  • the one first drive mechanism 36 includes a stator unit 136A, 136B in which a pair of coil units each having the Y direction as a longitudinal direction are arranged, and these A pair of fixing members 152 that hold the stator units 136A and 136B at one end and the other end in the Y direction (longitudinal direction).
  • the stator units 136A and 136B are held by the pair of fixing members 152 so as to face each other at a predetermined interval in the Z direction (vertical direction) and to be parallel to the XY plane.
  • Each of the pair of fixing members 152 is fixed to the inner wall surface of the frame-shaped member 18 described above.
  • the stator units 136A and 136B are in the vicinity of the reticle stage main body 22 shown in FIGS. As shown in FIG. 5, which is a cross-sectional view of the above, it has a frame made of a non-magnetic material having a rectangular cross section (rectangular shape), and a plurality of coils are arranged in the Y direction at predetermined intervals. .
  • the first drive mechanism 38 on the + X direction side is also configured in the same manner as the first drive mechanism 36 on the one side.
  • the first drive mechanism 38 maintains a predetermined distance in the Z direction between the stator units 138A and 138B in which a pair of upper and lower coil units each having the Y direction as the longitudinal direction are arranged, and these stator units 138A and 138B.
  • a pair of fixing members 154 that are fixed at both ends are provided.
  • Each of the pair of fixing members 154 is fixed to the inner wall surface of the frame-shaped member 18 described above.
  • the stator units 138A and 138B are configured in the same manner as the stator units 136A and 136B described above (see FIG. 5).
  • reticle stage RST is interposed between upper stator units 136A and 138A and lower stator units 136B and 138B via predetermined clearances, respectively. It is arranged.
  • mover units 26A and 26B each having a pair of magnet units are fixed to the upper and lower surfaces of reticle stage RST so as to face stator units 136A and 136B, respectively.
  • mover units 28A and 28B each having a pair of magnet units are fixed on the upper and lower surfaces of the reticle stage RST.
  • the magnet units of the mover units 26A, 26B and 28A, 28B units in which a plurality of permanent magnets that generate magnetic fields in the Z direction are arranged in the Y direction while reversing the polarity at a predetermined pitch are used. ing. Use an electromagnet or the like instead of the permanent magnet.
  • each of the mover units 26A and 26B has a reticle stage body 22 on the X direction side of the stepped opening 22a of the plate-like portion 24A of the reticle stage body 22 described above. They are arranged in the recesses 24el and 24e2 formed on the upper and lower surfaces symmetrically with respect to the neutral plane CT.
  • the stator units 136A and 136B shown in FIG. 5 are positioned almost symmetrically with respect to the neutral plane CT as a reference.
  • An alternating magnetic field is formed along the Y direction in the space above the mover unit 26A and in the space below the mover unit 26B.
  • Both end portions of 24e2 are high density portions 22el and 22e2, and concave portions 44 are formed in the high density portions 22el and 22e2, respectively.
  • a metal screw bush 45 is embedded in these recesses 44 and fixed by, for example, adhesion.
  • Screw bushes (not shown) are also embedded in the bottom surfaces of the high-density portions 22el and 22e2, and the movable unit 26B is fixed to the concave portion 24e2 with bolts at four locations.
  • a herisert may be used instead of the screw bush.
  • each of the pair of mover units 28A, 28B is provided on the + X direction side of the stepped opening 22a of the plate-like portion 24A of the reticle stage main body 22 as shown in FIG. 4 (B). Further, they are arranged in recesses 24fl and 24f2 formed on the upper and lower surface sides symmetrically with respect to the neutral plane CT of the reticle stage main body 22, respectively. Further, the first stator units 138A and 138B in FIG. 5 are located at substantially symmetrical positions with respect to the neutral plane CT.
  • the configuration of the pair of mover units 28A and 28B is the same as that of the mover units 26A and 26B, and the space above the mover unit 28A and the space below the mover unit 28B are also in the Y direction. As a result, an alternating magnetic field is formed.
  • concave portions 44 are formed in the high-density portions 22fl and 22f2, respectively.
  • a metal screw bush 45 is embedded and fixed in these recesses 44, and a screw bush (not shown) is also embedded on the bottom side. Then, by tightening the four bolts 46 etc. through the mover units 28A and 28B into the screw holes of the screw bush 45 etc., the mover units 28A and 28B are fixed to the recesses 24fl and 24f2.
  • FIG. 7 shows the reticle stage main body 22, and in FIG. 7, one concave portion 24el, 24e2 of the reticle stage main body 22 is cut out, and three ribs 22gl, 22 are included therein. g2 and 22g3 are installed. Further, high-density grooves 22el, 22e2, 22e3, 22e4 each having a recess are provided at both ends of the ribs 22gl and 22g3 on both sides.
  • the other recess 24fl, 24f2 of the reticle stage main body 22 is also a cut-out part, in which three ribs, 22hl, 22h2, 22h3 are built, ribs on both sides IJ, 22hl and 22h3
  • High-density portions 22fl, 22f2 and 22f3, 22f4 each having a concave portion 44 are provided at both ends thereof.
  • the density of the high density portions 22el to 22e4 and 22fl to 22f4 is, for example, 3 to 4 g / cm 3
  • the density of the other part of the reticle stage body 22 (low density portion) is about 1/10 of that of the high density portion. It is said that.
  • the bottom surface of the central portion of reticle stage main body 22 is disposed opposite to guide portion 16a of reticle base 16 with a compressed gas layer interposed therebetween so as to form a gas bearing. . Therefore, the portion including the bottom surface of the central portion of reticle stage main body 22 may be a high-density portion so that higher flatness can be obtained. Similarly, the portion including the guide portion 16a of the reticle base 16 is a high-density portion, the other portion is a low-density portion, and the reticle base 16 is not uniform in density distribution! Yo! /
  • the upper stator units 136A and 138A described above and the mover units 26A and 28A arranged to face the reticle stage main body 22 side are respectively A Y-axis linear motor 76A and a second Y-axis linear motor 78A are configured.
  • a third Y-axis linear motor 76B and a fourth Y-axis linear motor 78B are respectively obtained from the lower stator units 136B and 138B and the corresponding mover units 26B and 28B on the reticle stage body 22 side. It is configured. That is, the first, second, third, and fourth Y-wheel linear motors 76A, 78A, 76B, and 78B as the one-axis driving devices, and the first driving mechanisms 36 and 38 are configured. ing.
  • the stator unit 136A, 138A, 136B, 138B (stator), respectively, is used for the medium-to-white and the white-plate, and the movable member 26A. , 28 A, 26 ⁇ , 28 ⁇ (mover) generates thrust to drive in the ⁇ direction.
  • the stator also moves slightly in the opposite direction to the mover. Therefore, in this specification, a member having a larger relative movement amount is referred to as a mover or a mover unit, and a member having a smaller relative movement amount is referred to as a stator or a stator unit. ! /
  • the first, second, third, and fourth Y-axis linear motors 76A, 78A, 76B, and 78B have stator units 136A, 138A, 136B, and 138B (stator) shown in FIG. It is connected to the frame-shaped member 18.
  • the mover units 26A, 28A, 26B, and 28B are fixed to a reticle stage RST (reticle stage body 22) as a movable stage in FIG.
  • first and second Y-axis linear motors 76A and 78A are arranged substantially symmetrically apart from each other in the X direction so that the reticle R is sandwiched therebetween, and the reticle stage RST is moved relative to the frame member 18, respectively.
  • Drive in the Y direction Further, the third and fourth Y-axis linear motors 76B and 78B are disposed so as to face the first and second Y-axis linear motors 76A and 78A, and are respectively relative to the frame-shaped member 18. Drive reticle stage RST in the Y direction.
  • the frame-like member 18 to which the first drive mechanisms 36 and 38 in FIG. 2 are fixed is provided between the reticle base 16 on the bottom surface side and the illumination system side plate 14 on the top surface side. It is supported in a non-contact manner via a gas bearing. Therefore, when the reticle stage RST is driven in the Y direction by the Y-axis linear motors 76A, 78A, 76B, 78B, the frame member 18 slightly moves in the reverse direction so as to cancel the reaction force. This suppresses the generation of vibration when driving reticle stage RST. However, since the mass of the frame-shaped member 18 is considerably larger than the mass of the reticle stage RST, the amount of movement of the frame-shaped member 18 is small.
  • the first and third Y-axis linear motors 76A and 76B and the second and fourth Y Axis linear motors 78A and 78B are synchronized to drive reticle stage RST in the Y direction with respect to frame-shaped member 18 with substantially equal thrust.
  • the thrust generated by first and third Y-axis linear motors 76A and 76B and the second and fourth Y is controlled.
  • the second drive mechanism 40 is a pair of fixed members whose longitudinal direction is the Y direction.
  • Stator units 140A and 140B as a child, and a pair of fixing members 156 that hold these stator units 140A and 140B at one end and the other end in the Y direction (longitudinal direction).
  • the stator units 140A and 140B are held by the pair of fixing members 156 so as to face each other at a predetermined interval in the Z direction (vertical direction) and to be parallel to the XY plane.
  • Each of the pair of fixing members 156 is fixed to the inner wall surface of the frame-shaped member 18 described above.
  • the stator units 140A and 140B have a frame made of a non-magnetic material having a rectangular cross section (rectangular shape), and a coil is disposed therein. As shown in Fig. 5, between the stator units 140A and 140B, a rectangular cross section (rectangular) as a mover fixed to the + X direction end of the reticle stage RST via a predetermined clearance, respectively.
  • the permanent magnet 30 for generating a magnetic field in the Z-direction of the plate-like shape is disposed.
  • a magnet unit comprising a magnetic member and a pair of flat permanent magnets fixed to the upper and lower surfaces thereof may be used.
  • the permanent magnet 30 and the stator units 140A and 140B have substantially symmetrical shapes and arrangements with respect to the neutral plane CT (see FIGS. 4B and 5). Therefore, the electromagnetic force between the Z direction magnetic field formed by the permanent magnet 30 and the current flowing in the ⁇ direction through the coils constituting the stator units 140A and 140B respectively causes the X direction electromagnetic force (Lorentz Force), and the reaction force of this electromagnetic force becomes the thrust that drives the permanent magnet 30 (reticle stage RST) in the X direction. Also in this case, the frame-shaped member 18 slightly moves in the reverse direction so as to cancel the reaction force when driving the reticle stage RST in the X direction. Therefore, the occurrence of vibration when the reticle stage RST is driven in the X direction is also suppressed.
  • the X direction electromagnetic force Li
  • the reaction force of this electromagnetic force becomes the thrust that drives the permanent magnet 30 (reticle stage RST) in the X direction.
  • the frame-shaped member 18 slightly moves in the reverse direction so as to cancel the reaction force when
  • stator units 140A and 140B and the permanent magnet 30 constitute the moving magnet type X-axis voice coil motor 79 capable of minutely driving the reticle stage RST in the X direction.
  • the second drive mechanism 40 is configured by the X-axis voice coil motor 79 as this drive device.
  • the reticle stage RST in this example of FIG. 2 is supported so as to be relatively displaceable with three degrees of freedom in the X direction, the Y direction, and the ⁇ z direction in a guideless manner with respect to the frame-like member 18. It has become so. Then, in order to drive the reticle stage RST relative to the frame-shaped member 18, four-axis Y-axis linear motors 76A, 78A, 76B, 78B that generate thrust in the Y direction generate thrust in the X direction.
  • a 5-axis drive unit consisting of a 1-axis X-axis voice coil motor 79 is provided.
  • the mover further includes a magnet unit that forms a magnetic field in the Z direction on the side surface in the + X direction and the side surface in the + Y direction of the frame-shaped member 18 as shown in FIG. 60A, 60B, 60C are provided.
  • the reticle base 16 passes through the support bases 64A, 64B, and 64C.
  • a stator 62C including a coil for flowing is provided. Therefore, when a current in the Y direction is supplied to the coils in the stators 62A and 62B, a driving force in the X direction (reaction force of Lorentz force) acts on the movers 60A and 60B.
  • the mover 60A and the stator 62A, and the mover 60B and the stator 62B constitute an X-direction drive trim motor composed of a moving magnet type voice coil motor.
  • a driving force in the X direction acts on the movable element 60C.
  • the mover 60C and the stator 62C constitute a Y-direction drive trim motor composed of a moving magnet type voice coil motor.
  • the frame member 18 slightly moves so as to cancel the action. ⁇
  • the position in the plane may gradually shift. Therefore, for example, by periodically returning the position of the frame-shaped member 18 to the center by using a trim motor including the mover 60A to 60C and the stator 62A to 62C, the position of the frame-shaped member 18 is changed from the reticle base 16. It can be prevented from coming off.
  • FIG. 6 is a plan view of the main part showing a state where reticle stage RST of FIG. 4 (A) is placed on reticle base 16 of FIG.
  • reticle stage RST (reticle The optical systems 31 and 32 are respectively fixed on the optical member support portions 24B1 and 24B2 separated from each other in the Y direction at the X direction end of the cottage body 22).
  • the former first optical system 31 is a pentagonal prism having a mirror surface 31a, a polarization beam splitter surface 31b, an incident / exit surface 31c provided with a quarter-wave plate, and a total reflection surface 31d. Is the body.
  • the latter second optical system 32 includes a pentagonal prism including a total reflection surface 32a, a polarization beam splitter surface 32b, an input / output surface 32c provided with a quarter-wave plate, and a total reflection surface 32d.
  • the laser light source 69XL and the first receiver 69XA are arranged with the window glass gl in the + Y direction with respect to the first optical system 31, and the window glass g2 with the window glass g2 in the one Y direction with respect to the second optical system 32.
  • the second receiver 69 XB is arranged.
  • a fixed mirror MX is arranged on the reticle base 16 in parallel with the Y axis so as to face the optical systems 31 and 32 in the X direction.
  • the P-polarized component of the first laser beam passes through the polarization beam splitter surface 31b as the first measurement beam LX1, passes through the entrance / exit surface 31c (1/4 wavelength plate), and is fixed to the fixed axis parallel to the X axis. Incident on the reflective surface of MX.
  • the first measurement beam LX1 reflected there is incident on the reflecting surface of the fixed mirror MX again in parallel with the X axis via the incident / exit surface 31c, the polarization beam splitter surface 31b, the total reflection surface 31d, and the incident / exit surface 31c. To do.
  • the receiver 69XA has the first measurement beam LX1 and the first reference beam L X2 Interference light (beat light) can be detected. Therefore, from the photoelectric conversion signal, the first optical system 31 (polarized beam splitter) for the fixed mirror MX is used by the double path interference method as described above.
  • the position (displacement) in the X direction of the surface 31b) can be measured with a resolution of about 0.1 nm, for example.
  • the second measurement beam LX3 reflected is incident on the reflecting surface of the fixed mirror MX again in parallel with the X axis through the incident / exit surface 32c, the polarized beam splitter surface 32b, the total reflection surface 32d, and the incident / exit surface 32c.
  • the second measurement beam LX3 reflected again is converted to P-polarized light through the incident / exit surface 32c and total reflection surface 32d, and then transmitted through the polarization beam splitter surface 32b.
  • the second measurement beam LX3 is synthesized coaxially with the second reference beam LX4. Is incident on the receiver 69XB.
  • the receiver 69XB interferes with the second measurement beam LX3 and the second reference beam LX4.
  • Light beat light
  • the position (displacement) in the X direction of the second optical system 32 (one surface 32b of the polarization beam splitter) with respect to the fixed mirror MX can be measured from the photoelectric conversion signal with a resolution of about 0.1 nm, for example, by the double path interference method as described above. .
  • the position (displacement) in the X direction with respect to the reticle base 16 can be measured with high accuracy at two positions separated in the Y direction of the reticle stage RST (reticle stage body 22) by the laser interferometer method. .
  • a double-sided telecentric reduction system having a projection magnification of 1/4 or 1/5 or the like made of a catadioptric system is used.
  • a reduced image of the pattern in the illumination area IAR of the reticle R through the projection optical system PL is placed on the object plane of the projection optical system PL under the exposure light IL, and the resist is It is transferred onto a strip! / On an exposure area IA on one shot area of a coated wafer W (substrate).
  • the concave mirror 50 made of porous ceramics has a density of, for example, about 3 to 4 g / cm 3 , for example, a density of the high-density portion 50a including the reflecting surface 50c (a portion where higher flatness is required than other portions).
  • the density of the other low density part 50b is 1/10. Therefore, the concave mirror 50 can be reduced in weight, and the flatness of the reflecting surface 50c can be increased.
  • a plurality of mirrors such as a plane mirror for bending an optical path are provided. Therefore, these mirrors may also be formed of a material having a non-uniform density distribution by increasing the density of the part including the reflecting surface and decreasing the density of the other part. As a result, the flatness of the reflecting surface can be maintained high, and the overall exposure apparatus can be reduced in weight.
  • the wafer stage system includes wafer stage WST, wafer base BS, a drive mechanism (not shown) for wafer stage WST, and a position measurement mechanism for wafer stage WST.
  • Wafer stage WST is arranged in wafer chamber 80.
  • the wafer chamber 80 is covered with a partition wall 71 in which a circular opening 71a for passing the lower end portion of the projection optical system PL is formed at a substantially central portion of the ceiling portion.
  • the partition wall 71 is made of a material that is less degassed, such as stainless steel (SUS).
  • SUS stainless steel
  • the space around the ceiling wall opening 71a of the partition wall 71 and the flange portion FLG of the projection optical system PL are hermetically sealed with a flexible bellows 97. In this way, the inside of the wafer chamber 80 is isolated from the outside.
  • a wafer base BS (guide portion) made of a surface plate is supported substantially horizontally via a plurality of vibration isolation units 86.
  • Wafer stage WST (movable part) holds wafer W by vacuum suction or the like via wafer holder 25, and is placed on wafer base BS via a gas static pressure bearing.
  • Wafer stage WST is driven in the XY two-dimensional direction along the upper surface of wafer base BS by a wafer drive system (not shown) including, for example, a linear motor.
  • a wafer drive system (not shown) including, for example, a linear motor.
  • one end of an air supply pipe 41 and one end of an exhaust pipe 43 are connected to the partition wall 71 of the wafer chamber 80, respectively.
  • a light transmission window 85 is provided on the side wall on the ⁇ Y direction side of the partition wall 71 of the wafer chamber 80. Similarly, a light transmission window is also provided on the side wall of the force partition 71 (not shown) on the + ⁇ side. Further, a reflecting surface 56 ⁇ formed of a plane mirror as a heel axis moving mirror is formed at the end of the wafer holder 25 on the heel direction side. Similarly, although not shown in the drawing, a reflection surface 56 ⁇ (see FIG.
  • the axial laser interferometer 57 ⁇ and the X-axis laser interferometer (not shown) force outside the wafer chamber 80, their length measuring beam LWY equal force, etc. are respectively transmitted through the light transmission window 85 and the transmission window (not shown).
  • the reflective surface 56 mm of the light and the X-axis reflective surface (not shown) are irradiated.
  • the axial laser interferometer 57 and the X-axis laser interferometer respectively correspond to the position and rotation angle of the reflecting surface with reference to the internal reference mirror, that is, the position of the wafer W in the X direction, the vertical direction, and Measure the rotation angle around the X, ⁇ , and ⁇ axes.
  • the measurement values of the X-axis laser interferometer 57 and the X-axis laser interferometer are supplied to the stage control system 90 and the main control device 70.
  • the stage control system 90 uses the measurement values and the control information from the main control device 70 as the control information. Based on this, the position and speed of wafer stage WST are controlled via a drive system (not shown).
  • wafer holder 25 mounted on wafer stage WST is formed of porous ceramics having a uniform density distribution! /.
  • the density of the high-density part 25a (the part where higher flatness is required locally than other parts) including the reflective surfaces 56 mm and 56 mm (see Fig. 8) of the wafer holder 25 is, for example, about 3 to 4 g / cm 3
  • the density of the other low density portions 25b is, for example, about 1/10 of the density.
  • frame portions 25Fa and 25Fb on which reflecting surfaces 56X and 56Y are formed, and frame portions 25Fc and 25Fd facing these, are formed from high-density porous ceramics.
  • the space SP between the ribs 25Ff of the frame frame 25F is filled with low-density porous ceramics, and the upper and lower portions are covered with thin / flat plates made of high-density porous ceramics.
  • the wafer holder 25 can be reduced in weight as a whole after obtaining the surface quality.
  • the frame and wafer base BS of wafer stage WST are each formed from a material with a non-uniform density distribution (for example, sintered metal), and the portion including the bottom surface of wafer stage WST is the high density portion WSTa, and the other portions.
  • the low density part WSTb the part including the upper surface of the wafer base BS may be the high density part BSa, and the other part may be the low density part BSb.
  • the wafer stage WST and the wafer base BS can be reduced in weight as a whole, and high / flatness can be obtained in the portion constituting the gas bearing.
  • the portion where the screw bushing is installed is the high-density portion and the other portions are low.
  • the density part As the density part,
  • reticle loading and wafer loading are performed by a reticle loader and wafer loader (not shown). Thereafter, reticle alignment and wafer alignment are performed using a reticle alignment system, a reference mark plate on the wafer stage WST, an off-axis alignment detection system (both not shown), and the like.
  • the wafer stage WST is moved so as to be the scanning start position for the exposure of the first shot area (first 'shot) on the wafer W.
  • the reticle stage RST is moved so that the position of the reticle R becomes the scanning start position.
  • the stage control system 90 uses the reticle-side laser interferometers 69Y and 69YR to measure the position information of the reticle R and the wafer-side Y-axis laser interferometer 57Y and X-axis laser. Based on the position information of wafer W measured by the interferometer, reticle R (reticle stage RST) and wafer W (wafer stage WST) are moved synchronously in the Y direction (scanning direction) and irradiated with exposure light IL. Thus, scanning exposure to the first shot is performed.
  • the wafer stage WST is moved to the next shot area. Scanning exposure is performed. In this manner, the step movement between the shots and the scanning exposure are sequentially repeated, and the pattern of the reticle R is transferred to each shot area on the wafer W.
  • reticle stage RST and wafer stage WST can be reduced in weight.
  • reticle stage RST and wafer stage WST can be moved at higher speed during scanning exposure, and the throughput of the exposure process is improved.
  • the concave mirror 50 has been reduced in weight and the entire projection exposure apparatus has been reduced in weight, so that the projection exposure apparatus can be easily transported, installed, and assembled.
  • reticle stage system 12 (reticle stage device) of this embodiment, reticle stage RST driven on reticle base 16 with reticle R mounted thereon is shown in FIG.
  • the reticle stage main body 22 made of a material having a non-uniform density distribution, in which the portions to which the screw bush 45 is attached are the high density portions 22el to 22e4 and 22fl to 22f4. Therefore, it is possible to achieve further weight reduction without substantially reducing the strength or rigidity characteristics.
  • the reticle stage system 12 is provided with a reticle base 16 for guiding the movement of the reticle stage RST and a guide mechanism including this support mechanism (not shown). Then, as shown in FIG. 5, the reticle base 16 in the guide mechanism can be made of a material having a uniform density distribution in which a portion including the guide portion 16a is a high-density portion. As a result, the force S can further reduce the weight of the reticle stage system 12 without substantially reducing the strength of the guide mechanism.
  • the wafer stage WST driven on the wafer base BS with the wafer W mounted thereon is shown in FIG.
  • a wafer holder 25 made of a material having a non-uniform density distribution is provided in which a portion where the reflecting surface 56Y is formed is a high density portion 25a. Therefore, it is possible to achieve further weight reduction without substantially reducing the flatness characteristics of the reflecting surface.
  • the wafer stage system is a way for guiding the movement of the wafer stage WST. It has a guide mechanism including a hub base BS and an anti-vibration unit 86.
  • the wafer base BS in the guide mechanism can be formed of a material having a non-uniform density distribution in which a portion including the upper surface (guide surface) is a high density portion BSa. This can further reduce the weight of the wafer stage system without substantially reducing the strength of the guide mechanism.
  • the projection exposure apparatus 10 of the present embodiment is an exposure apparatus that illuminates the pattern of the reticle R with the exposure light IL, and exposes the wafer W with the exposure light through the pattern.
  • the reticle stage system 12 and the wafer stage system of this embodiment are used. Accordingly, since the reticle stage RST and wafer stage WST can be reduced in weight, the reticle stage RST and wafer stage WST can be moved at a higher speed during scanning exposure, and the throughput of the exposure process is improved.
  • one of the reticle stage system 12 and the wafer stage system is a regular stage system that does not include a member having a uniform density distribution and a member formed of a material! Good.
  • the projection exposure apparatus 10 of the present embodiment irradiates the pattern of the reticle R with the exposure light IL via the illumination optical system IOP, and exposes the image of the pattern onto the wafer W via the projection optical system PL.
  • the projection optical system PL has a concave mirror 50 (reflecting member, mirror), and the concave mirror 50 is configured such that the density of the high-density portion 50a including the reflecting surface 50c is higher than the density of other portions. Yes. Accordingly, it is possible to achieve further weight reduction of the exposure apparatus without substantially reducing the flatness of the reflecting surface and thus substantially reducing the imaging performance of the projection optical system PL.
  • the mirror in the illumination optical system IOP is formed so that the density of the part including the reflecting surface is higher than the density of the other parts. May be. In this case, it is possible to further reduce the weight of the exposure apparatus without substantially reducing the illumination characteristics.
  • the exposure apparatus as a whole is thus reduced in weight !, the transportation, installation, assembly, etc. of the exposure apparatus (projection exposure apparatus 10) are facilitated.
  • the illumination optical system IOP or the projection light When the mirror in PL is formed so that the density of the part including the reflective surface is higher than the density of the other parts, the reticle stage system 12 and the wafer stage system have a uniform density distribution. Don't include parts made of materials! /, Normal stage system! /. Also in this case, the effect of reducing the weight of the entire exposure apparatus can be obtained.
  • the microdevice when a microdevice such as a semiconductor device is manufactured using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the microdevice performs step 201 of performing function-performance design of the microdevice, as shown in FIG.
  • a mask (reticle) manufacturing step 202 based on this design step, a device substrate manufacturing step 203, and the projection exposure apparatus 10 (exposure apparatus) of the above-described embodiment form a mask pattern on the substrate.
  • this microdevice manufacturing method uses the projection exposure apparatus 10 (exposure apparatus) of the above-described embodiment in at least a part of the formation process of the circuit pattern constituting the device.
  • the stage system or the exposure apparatus is reduced in weight without substantially reducing the characteristics such as rigidity, strength, or flatness, so that the micro device can be mass-produced with high accuracy and high throughput. .
  • the present invention can be similarly applied not only to a scanning exposure type exposure apparatus but also to a stage system of a batch exposure type exposure apparatus and a stage system such as a semiconductor inspection apparatus.
  • the magnification of the projection optical system may be an equal magnification or an enlargement magnification.
  • the present invention can be applied to a stage system of an exposure apparatus such as a proximity system that does not use a projection optical system.
  • a liquid that transmits the exposure light between the projection optical system and the substrate during exposure is used.
  • the present invention can also be applied to an immersion type exposure apparatus to be supplied.
  • the structure necessary for the immersion exposure includes, for example, a liquid supply unit, a nozzle unit, and a liquid recovery unit.
  • the mechanism necessary for the immersion exposure is, for example, a European patent in addition to the above mechanism. Publication No. 1420298, International Publication No. 2004/055803 Pamphlet, International Publication No. 2004/057590 Pamphlet, International Publication No. 2005/029559 Pamphlet (corresponding to US Patent Publication No.
  • the movable stage when a linear motor is used for the wafer stage reticle stage, the movable stage may be held by any method such as an air floating type using an air bearing or a magnetic floating type. .
  • the movable stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.
  • reaction force generated during acceleration / deceleration during step movement of wafer stage or reticle stage or scanning exposure for example, is disclosed in US Pat. No. 5,528,118 or US Pat. No. 6,020,710 ( As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-33022), the frame member may be mechanically released to the floor (ground).
  • the use of the exposure apparatus of the above-described embodiment is not limited to the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, for example, a liquid crystal display element formed on a square glass plate, a plasma display, or the like. Widely used in exposure equipment for display devices and exposure equipment for manufacturing various devices such as image sensors (CCD, etc.), micromachines, thin film magnetic heads, MEMS (Microelectromechanical Systems), or DNA chips. Applicable. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when a reticle (photomask or the like) on which a reticle pattern of various devices is formed using a photolithographic process.
  • a reticle photomask or the like
  • the exposure apparatus (projection exposure apparatus 10) of the above-described embodiment allows various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application to have predetermined mechanical accuracy, electrical Manufactured by assembling to maintain accuracy and optical accuracy.
  • optical accuracy was achieved for various optical systems before and after this assembly.
  • Adjustments to achieve this adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and adjustments to achieve electrical accuracy for various electrical systems.
  • the assembly process from various subsystems to the exposure system includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. It goes without saying that there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus.

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Description

明 細 書
ステージ装置及び露光装置
技術分野
[0001] 本発明は、物体を駆動するためのステージ装置、このステージ装置を用いる露光 装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
背景技術
[0002] 半導体素子又は液晶表示素子等のデバイス（電子デバイス、マイクロデバイス等） を製造するためのフォトリソグラフイエ程では、レチクル (又はフォトマスク等）に形成さ れた回路パターンを投影光学系を介して感光材料 (フォトレジスト等）が塗布されたゥ ェハ（又はガラスプレート等）上に投影露光するために、ステップ ·アンド'リピート方式 の静止露光型（一括露光型）の投影露光装置（レ、わゆるステツパ等）、及びステップ · アンド ·スキャン方式の走査露光型の投影露光装置（レ、わゆるスキャニング ·ステツパ 等）等の露光装置が使用されている。これらの露光装置においては、レチクル及びゥ ェハの位置決め及び移動を行うためにそれぞれレチクルステージ系及びウェハステ ージ系が備えられている。
[0003] これらのステージ系において、高い位置決め精度を得るためにはできるだけ剛性（ 曲げ剛性等)を高くする必要がある。一方、特に走査露光型の投影露光装置のレチ クルステージ系において、露光工程のスループットを高めるために可動部の高速駆 動を可能とするためには、可動部をできるだけ軽量化する必要がある。さらに、露光 装置の運搬を容易にし、露光装置が設置される工場の負荷を軽くするためにも、ステ 一ジ系は全体としてできるだけ軽量化することが好ましい。
[0004] そこで、ステージ系を軽量化するために、例えばステージ系中の可動部材を薄くし た場合、製造技術上の難易度が上がり、製造コストが増加する場合があるとともに、 その部材そのものの曲げ剛性や座屈強度は厚さの 3乗に反比例して大幅に低下して しまう。従って、剛性や強度を或るレベル以上に維持して軽量化を図るためには、ス テージ系の可動部材の材料としては、比剛性（=剛性（弾性率） /単位体積の重量） が同じであれば、密度の小さい材料が有利である。実際には、ステージ系の可動部 材は、コストが所定の範囲内で、できるだけ比剛性が高く密度の小さい材料を用いた 上で、さらに軽量化を図るために肉抜きやリブ構造の採用等が行われている（例えば 、特許文献 1参照)。
特許文献 1：国際公開第 2005/036618号パンフレット
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上記の如く比剛性が高く密度の小さい材料を用いることで、ステージ系の剛性及び 強度の維持と軽量化とが図られている。しかしながら、最近では、ステージ系及び露 光装置として一層の軽量化が求められている。このために、ステージ系の可動部材を さらに薄くすることは、曲げ剛性等の大幅な低下を招くために困難である。
また、最近は、露光装置の投影光学系として大型で重いミラーが用いられることが ある力 露光装置の軽量化を図るためには、このようなミラーについても反射面の平 面度を高く維持した上で軽量化することが望まれている。
[0006] 本発明はこのような課題に鑑み、剛性、強度、又は平面度等の特性を殆ど低下させ ることなぐ一層の軽量化を達成することが可能なステージ装置及び露光装置を提供 することを目白勺とする。
また、本発明は、その露光装置を用いるデバイス製造技術を提供することをも目的 とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明によるステージ装置は、物体 (R;W)が載置される可動部（RST ;WST)を 駆動するステージ装置であって、その可動部が、密度分布が一様でない材料から形 成された所定部材（22； 25)を備えたものである。
また、本発明による第 1の露光装置は、露光光でパターンを照明し、その露光光で そのパターンを介して基板 (W)を露光する露光装置であって、そのパターンが形成 されたマスク (R)及びその基板の少なくとも一方を駆動するために、本発明のステー ジ装置を用いるものである。
[0008] また、本発明による第 2の露光装置は、照明光学系（IOP)を介して露光光をパター ンに照射し、投影光学系（PUを介してそのパターンの像を基板 (W)に露光する露 光装置であって、その照明光学系又はその投影光学系のいずれか一方は、反射部 材（50)を有し、その反射部材は、反射面（50c)が形成された部分（50a)の密度が 他の部分の密度よりも高レ、ものである。
なお、以上の本発明の所定要素に付した括弧付き符号は、本発明の一実施形態 を示す図面中の部材に対応している力 各符号は本発明を分力、り易くするために本 発明の要素を例示したに過ぎず、本発明をその実施形態の構成に限定するもので はない。
発明の効果
[0009] 本発明のステージ装置及び第 1の露光装置によれば、その所定部材のうちで比較 的高い剛性、強度、又は平面度等の特性が要求される部分では材料の密度を高くし 、それ以外の部分では材料の密度を低くすることで、必要な特性を殆ど低下させるこ となぐ一層の軽量化を達成することができる。
本発明の第 2の露光装置によれば、反射面の平面度を高く維持した上で、ミラーを 軽量化でき、ひいては露光装置を軽量化できる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本発明の実施形態の一例の投影露光装置の概略構成を示す一部を切り欠い た図である。
[図 2]図 1の枠状部材 18及びレチクルステージ RSTの構成を示す斜視図である。
[図 3]図 1のレチクルステージ RST、枠状部材 18、及びレチクルベース 16の構成を 示す分解斜視図である。
[図4] (A)は図 1のレチクルステージ RSTを示す斜視図、（B)はレチクルステージ RS Tを Y方向に見た断面図である。
[図 5]図 1の照明系側プレート 14、レチクルステージ RST、及びレチクルベース 16を Y方向に見た断面図である。
[図 6]図 1のレチクルステージ RSTの要部を示す平面図である。
[図 7]図 4 (A)のレチクルステージ本体 22を示す平面図である。
[図 8]図 1のウェハホルダ 25の製造工程の説明図である。
[図 9]マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。 符号の説明
[0011] R…レチクル、 PL…投影光学系、 W…ウエノ、、 RST…レチクルステージ、 WST- - - ウェハステージ、 BS…ウェハベース、 ΜΧ· · ·固定鏡、 MXa…高密度部、 MXb…低 密度 、 16· · ·レチクノレベース、 22· · ·レチクノレステージ本体、 22el~22e4, 22fl~ 22f4- - -高密度 、 25· · ·ウエノヽホノレダ、 25F- - -フレーム枠 、 44· · ·凹 、 45· · ·ねじ ブッシュ、 50· 凹面鏡
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図面を参照して説明する。本例は 、スキャニング'ステツバよりなる走査露光型の投影露光装置（露光装置）に本発明を 適用したものである。
図 1は、本例の投影露光装置 10の概略構成を示し、この図 1において、投影露光 装置 10に備えられている投影光学系 PLの物体面（像面に平行）に垂直に Z軸を取り 、 Z軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクル R及びウェハ Wの走査方向に Y軸を 取り、その走査方向に直交する非走査方向（図 1の紙面に垂直な方向）に X軸を取つ て説明を行う。
[0013] 先ず、投影露光装置 10は、照明光学系ユニット IOP、回路パターンが形成されたレ チクル R (マスク）を Y方向に所定ストロークで駆動すると共に、 X方向、 Y方向、及び Θ z方向（Z軸の回りの回転方向）に微少駆動するレチクルステージ系 12 (ステージ装 置）、投影光学系 PL、レジストが塗布されたウェハ W (基板）を XY平面内で 2次元方 向に駆動するウェハステージ系（ステージ装置）、並びにこれらの制御系等を備えて いる。
[0014] 照明光学系ユニット IOPは、露光光源及び照明光学系を含み、その内部に配置さ れた視野絞り（レチクルブラインド）で規定されるレチクル Rのパターン面の矩形又は 円弧状の照明領域 IARを露光光 ILで均一な照度分布で照明する。その照明光学系 と同様の照明系は、例えば特開平 6— 349701号公報などに開示されている。本例 の露光光 ILとしては、 ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)或いは F レーザ光（波 長 157nm)などの真空紫外光が用いられる。なお、露光光 ILとして、 KrFエキシマレ 一ザ光（波長 248nm)などの遠紫外光、又は超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線 (g線、 i線等）等を用いることも可能である。
[0015] 本例では、照明光学系 IOPの内部及び投影光学系 PLの内部の露光光 ILの光路 上の空間に、真空紫外域の光に対して高透過率の気体として、例えば窒素又は希ガ ス（ヘリウムなど）力、らなるパージガスを満たしている。更に、後述のようにレチクル Rが 配置される空間及びウェハ Wが配置される空間にもパージガスが供給されている。 次に、レチクルステージ系 12は、照明光学系 IOPの下端部の外周にシール部材 9 9を介して連結された環状の取り付け部 101を有する照明系側プレート（キャッププレ ート） 14の下方に配置されている。照明系側プレート 14のほぼ中央部には露光光 IL の光路（通路）となる矩形の開口 14aが形成されて!/、る。
[0016] 図 2は図 1のレチクルステージ系 12の斜視図であり、図 1及び図 2から分かるように 、レチクルステージ系 12は、定盤としてのレチクルベース 16 (ガイド部）、このレチクル ベース 16と照明系側プレート 14との間に配置されたレチクルステージ RST (可動部） 、このレチクルステージ RSTを取り囲む状態でレチクルベース 16と照明系側プレート 14との間に配置された枠状部材 18、及びレチクルステージ RSTを駆動するレチクル ステージ駆動系等を備えている。そのレチクルベース 16は、不図示の支持部材によ つて略水平に支持されて!/、る。
[0017] 図 3は図 2の分解斜視図であり、この図 3に示すように、ほぼ板状のレチクルベース
16の中央部には、凸のガイド部 16aが形成されている。このガイド部 16aの上面（ガイ ド面） GPは極めて高い平面度に仕上げられ、ガイド部 16aのほぼ中央には、露光光 I Lを Z方向に通過させるための開口 16bが形成されている。レチクルベース 16の下面 側には、図 1に示すように、開口 16bの周囲を取り囲む状態で、シール部材 98を介し て投影光学系 PLの鏡筒部の上端が連結されている。
[0018] レチクルステージ RSTは、図 4 (A)に示すように、特殊な形状のレチクルステージ本 体 22及びこのレチクルステージ本体 22に固定された各種磁石ユニット（詳細後述） 等を備えている。レチクルステージ本体 22は、上方から見て概略矩形の板状部 24A と、この板状部 24Aの X方向の端部に設けられた特定部分としての 2つの光学部 材支持部 24B1及び 24B2と、板状部 24Aの Y方向の一側及び他側の端部からそれ ぞれ Y方向に突設された各一対の延設部 24C1 , 24C2, 24D1 , 24D2とを備えて いる。
[0019] 前記板状部 24Aのほぼ中央部には、露光光 ILを通過させるための開口 22al (図 4
(B)参照）がその中央に形成された段付き開口 22aが形成され、この段付き開口 22a の段部には、レチクル Rを下側から複数点（例えば 3点）で支持する複数 (例えば 3つ )のレチクル支持部材 34が設けられている。また、各レチクル支持部材 34にそれぞ れ対応して、レチクル Rを挟んで固定するために、板状部 24Aには複数 (例えば 3つ )のレチクル固定機構 34Pが設けられて!/、る。
[0020] そして、図 4 (B)は図 4 (A)のレチクルステージ RSTの XZ面に平行な面における断 面図であり、図 4 (B)に示すように、レチクル Rは、そのパターン面（下面）がレチクル ステージ本体 22 (レチクルステージ RST)の中立面 CT (曲げモーメントを受けた場合 に伸縮しない面）に略一致する状態で、複数の支持部材 34によって支持されている 。なお、レチクル支持部材 34及びレチクル固定機構 34Pに代えて、或いはこれと共 に、真空チャックゃ静電チャックなどのレチクルの吸着固定機構を用いることは可能 である。
[0021] また、図 4 (A) , (B)力、ら分かるように、光学部材支持部 24B1 , 24B2上にそれぞれ レチクルステージ RSTの位置計測用の第 1光学系 31及び第 2光学系 32が固定され ている。光学部材支持部 24B1 , 24B2と板状部 24Aとの間は、一種のフレキシャとし て作用するヒンジ部（不図示）によりそれぞれ 2箇所で局所的に連結されており、板状 部 24Aの変形の影響が光学部材支持部 24B1 , 24B2に及ばないように構成されて いる。なお、実際には、板状部 24A、光学部材支持部 24B1 , 24B2、及びヒンジ部（ 不図示）を含むレチクルステージ本体 22は、密度分布の異なる多孔質セラミックスに よって一体成形 (例えば、一つの部材を削り出すことにより成形）されて!/、るが（詳細 後述）、本例では、説明を分力、り易くするため、必要に応じて各部が別部材であるか のような表現をも用いている。勿論、上記各部の何れか 1つを他と別部材で構成して も良い。
[0022] レチクルステージ RSTを、図 2のレチクルベース 16のガイド部 16aの上面 GPに載 置した状態で、図 4 (A)に 2点鎖線で示すように、光学系 31及び 32の— X方向の側 面に Y軸に平行にロッド状の X軸の固定鏡 MX (基準鏡）が配置される。図 3に示すよ うに、固定鏡 MXはレチクルベース 16上のガイド部 16aの近傍の領域に、 Y軸に沿つ て細長い支持部材 29を介して固定される。固定鏡 MXは、図 6に示すように、密度が 3〜4g/cm3程度の高密度部 MXaと、高密度部 MXaの 1/10である 0. 3〜0. 4g /cm3の程度の密度の低密度部 MXbとからなる多孔質セラミックスから形成され、そ の高密度部 MXa (局所的に他の部分よりも高い平面度が必要とされる部分）の + X 方向の実質的に ZY平面に平行な側面力 S、極めて高い平面度に仕上げられると共に
、例えばクロム等の高反射率の膜が被着された反射面 MXcとされている。
[0023] なお、本例で、低密度部 MXbの密度が 1/10程度とは、一例として高密度部 MXa の密度の 1/20〜； 1/5、即ち高密度部 MXaの密度が 3〜4g/cm3であれば、 0. 1 5—0. 2g/cm3力、ら 0. 6〜0. 8g/cm3 (全体として 0. 15—0. 8g/cm3 )であるこ とを言う（以下同様)。このように高密度部 MXaに反射面 MXcを形成することで、固 定鏡 MXを十分に軽量化して、かつ反射面の平面度を高く維持できる。なお、高密 度部の密度は 3〜4g/cm3以外でもよぐ低密度部の密度は単に高密度部より低い だけでもよい。この場合でも、必要な部分の平面度又は剛性等を高く維持して、全体 として当該部材 (ここでは固定鏡 MX)を軽量化するという効果は得られる。
[0024] また、固定鏡 MXは、一例として孔の割合が少ない高密度部 MXaと孔の割合が多 い低密度部 MXbとを密着させてから焼き固めることで製造できる。本例の他の密度 がー様でない材料から形成されている部材も同様に製造できる。また、固定鏡 MXの 密度は反射面 MXcを含む部分で高ぐそれ以外では低ければよいため、密度が反 射面 MXcの部分からその反対側の側面にかけて連続的に低くなるようにしてもよい。 また、固定鏡 MX及び以下で説明する密度分布が一様でな!/、材料から形成された部 材の材料としては、多孔質セラミックスの他に焼結金属も使用できる。本発明の焼結 金属の材料としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム、鉄、銅、タングステン、ス テンレス等、又はこれらの合金等が使用できる。
[0025] また、レチクルステージ RSTを、図 2のレチクルベース 16のガイド部 16aの上面 GP に載置した状態で、図 4 (A)に示すように、レチクルステージ RST上の第 1光学系 31 に対して + Y方向に対向するようにレーザ光源 69XL、及び光電センサよりなる X軸 の第 1レシーバ 69XAが配置され、レチクルステージ RST上の第 2光学系 32に Y 方向に対向するように光電センサよりなる X軸の第 2レシーバ 69XBが配置される。そ して、レーザ光源 69XL力、ら Y軸にほぼ平行に、例えば波長 633nm (He— Neレー ザ）で所定の周波数差を持ち偏光方向が互いに直交する 2つのレーザビームを含む 計測用のレーザビーム LXが第 1光学系 31に照射される。第 1光学系 31は入射した レーザビーム LXを第 1及び第 2のレーザビームに分割して、更に前者の第 1のレー ザビームを偏光状態に応じて 2つの X軸の第 1計測ビーム及び第 1参照ビームに分 割する。そして、第 1光学系 31は、その第 1計測ビームを X軸に平行にダブルパス方 式で固定鏡 MXの反射面に照射し、反射された第 1計測ビームとその第 1参照ビーム との干渉光をほぼ Y軸に平行に第 1レシーバ 69XAに照射する。
[0026] 更に、第 1光学系 31は、上記の分割後の第 2のレーザビームを第 2光学系 32に照 射する。第 2光学系 32は入射した第 2のレーザビームを偏光状態に応じて 2つの X軸 の第 2計測ビーム及び第 2参照ビームに分割する。そして、第 2光学系 32は、その第 2計測ビームを X軸に平行にダブルパス方式で固定鏡 MXの反射面に照射し、反射 された第 2計測ビームとその第 2参照ビームとの干渉光をほぼ Y軸に平行に第 2レシ ーバ 69XBに照射する。上記の第 1及び第 2計測ビームの Z方向の位置は、中立面 C T (レチクル面）にほぼ一致している。なお、光学系 31及び 32によってそれぞれ干渉 光を生成するための具体的な構成例は後述する。レシーバ 69XA及び 69XBは、そ れぞれ入射する干渉光を光電変換することによって、固定鏡 MX (即ちレチクルべ一 ス 16)を基準として光学系 31及び 32の（即ちレチクルステージ RSTの Y方向に離れ た 2箇所の位置で) X方向の座標（変位）を例えば 0. Inm程度の分解能で常時計測 する。その計測値から、レチクルステージ RSTの X方向の位置 XR及び Z軸の回りの 回転角（ョーイング） 6 zRが求められ、これらの位置情報 XR, 6 zRは図 1のステージ 制御系 90に供給される。本例のようにレチクルステージ RST上には光学系 31 , 32を 設置し、外部にロッド状の固定鏡 MXを配置することによって、レチクルステージ RST を軽量化でき、レチクルステージ RSTをより高速に安定に駆動することができる。
[0027] 図 5は、図 1のレチクルステージ系 12を Y方向に見た断面図である。図 5に示すよう に、投影光学系 PLの鏡筒の上端部近傍の X方向の側面には、固定鏡 Mrxが取 付部材 92を介して設けられ、固定鏡 Mrxに対向するように投影光学系 PL用の X軸 のレーザ干渉計 69XRが不図示のコラムに支持されている。そして、レーザ干渉計 6 9XRからの計測ビームはレチクルベース 16に形成された貫通孔（光路） 71を介して 、固定鏡 Mrxに対して投射され、その反射光がレーザ干渉計 69XR内に戻る。レー ザ干渉計 69XRでは、内部で生成した参照ビームとその反射光との干渉光を内部の 光電センサで受光する。そして、その光電センサの検出信号に基づいて、レーザ干 渉計 69XRは、投影光学系 PLの X方向の位置を、内部の参照面を基準として、例え ば 0. Inm程度の分解能で常時計測し、計測結果を図 1のステージ制御系 90に供 給する。ステージ制御系 90では、例えばレチクルステージ RSTの X方向の位置と投 影光学系 PLの X方向の位置との差分を求めることによって、投影光学系 PLを基準と したレチクルステージ RSTの X方向の位置を求めることができる。
[0028] なお、図 4 (A)の光学系 31 , 32の固定鏡 MXに対する X方向の位置を計測する際 に、図 5の投影光学系 PLの側面の固定鏡 Mrxで反射されたレーザビームを参照ビ ームとして使用してもよい。そして、その参照ビームと固定鏡 MXで反射された計測ビ ームとの干渉光をそれぞれレシーバ 69XA, 69XBで検出してもよい。これによつて、 レチクルステージ RSTの X方向の位置を、投影光学系 PLを基準として直接計測でき
[0029] また、図 4 (A)において、レチクルステージ本体 22の板状部 24Aの Y方向の端 部には凹部 24gが形成され、この凹部 24gには、 Y軸の移動鏡としてのコーナミラー よりなるレトロリフレクタ MYが設けられている。レチクルステージ RSTを、図 2のレチク ルベース 16のガイド部 16aの上面 GPに載置した状態で、図 4 (A)に示すように、レト 口リフレクタ MYに対して Y方向に対向するように Y軸のレーザ干渉計 69Yが配置 される。レーザ干渉計 69Yからの計測ビーム LYは、 Y軸に平行にレトロリフレクタ MY の反射面に投射され、その反射光がレーザ干渉計 69Y内に戻る。この場合も、計測 ビーム LYの照射点の Z方向の位置は、中立面 CTの位置（レチクル面）にほぼ一致し ている。レーザ干渉計 69Yは、その計測ビーム LYと内部で生成される参照ビームと の干渉光を光電検出することによって、レチクルステージ RST (レチクルステージ本 体 22)の Y方向の位置 YRを、内部の参照面を基準として例えば 0. Inm程度の分解 能で常時計測し、計測結果を図 1のステージ制御系 90に供給する。 [0030] また、図 1に示すように、投影光学系 PLの鏡筒の上端部近傍の + Y方向の側面に は、固定鏡 Mryが取付部材を介して設けられ、固定鏡 Mryに対向するように投影光 学系 PL用の Y軸のレーザ干渉計 69YRが配置されている。レーザ干渉計 69YRから の計測ビームはレチクルベース 16に形成された貫通孔（光路）を介して、固定鏡 Mr yに対して投射され、その反射光がレーザ干渉計 69YR内に戻る。レーザ干渉計 69 YRでは、内部で生成した参照ビームとその反射光との干渉光を内部の光電センサ で受光する。そして、その光電センサの検出信号に基づいて、レーザ干渉計 69YR は、投影光学系 PLの Y方向の位置を、内部の参照面を基準として、例えば 0. lnm 程度の分解能で常時計測する。そして、その計測結果をステージ制御系 90に供給 する。ステージ制御系 90では、例えばレチクルステージ RSTの Y方向の位置と投影 光学系 PLの Y方向の位置との差分を求めることによって、投影光学系 PLを基準とし たレチクルステージ RSTの Y方向の位置を求めることができる。
[0031] なお、図 4 (A)のレチクルステージ RSTの Y方向の位置を計測する際に、図 1の投 影光学系 PLの側面の固定鏡 Mryで反射されたレーザビームを参照ビームとして使 用し、その参照ビームとレトロリフレクタ MYで反射された計測ビームとの干渉光をレ 一ザ干渉計 69Yで検出してもよい。これによつて、レチクルステージ RSTの Y方向の 位置を、投影光学系 PLを基準として直接計測できる。
[0032] 本例では、図 4 (A)の前記 4つの延設部 24C1 , 24C2, 24D1 , 24D2は、概略板 状の形状を有し、各延設部には強度向上のための断面三角形状の補強部（リブ）が 設けられている。レチクルステージ本体 22の底面には、延設部 24C1から延設部 24 D1に至る Y方向の全域に亘る第 1の差動排気型の気体静圧軸受けが形成され、延 設部 24C2から延設部 24D2に至る Y方向の全域に亘る第 2の差動排気型の気体静 圧軸受けが形成されている。
[0033] 即ち、レチクルステージ本体 22の底面の延設部 24C1から延設部 24D1に至る領 域、及び延設部 24C2から延設部 24D2に至る領域に、それぞれ図 5に示すように、 差動排気型のエアーパッド 33A及び 33Bが配置されて!/、る。エアーパッド 33A及び 33Bからレチクルベース 16のガイド部 16aの上面（ガイド面） GPに噴き付けられる加 圧気体の静圧と、レチクルステージ RST全体の自重とのバランスにより、その上面 G Pの上方に数 m程度のクリアランスを介して、レチクルステージ RSTが非接触で浮 上支持されている。
[0034] 図 2に戻り、前記枠状部材 18の上面には、概略環状の凹溝 18d, 18eが二重に形 成されている。このうちの内側の凹溝（給気溝） 18dには、その内部に複数の給気口（ 不図示）が形成され、外側の凹溝 (排気溝） 18eには、複数の排気口（不図示）が形 成されている。給気溝 18dの内部に形成された給気口は、不図示の給気管路及び 給気管を介してパージガスを供給する不図示のガス供給装置に接続されている。ま た、排気溝 18eの内部に形成された排気口は、不図示の排気管路及び排気管を介 して不図示の真空ポンプに接続されている。枠状部材 18の上面の給気溝 18d及び 排気溝 18eを含んで、実質的に、枠状部材 18の上面に数 in程度のクリアランスを 介して図 1の照明系側プレート 14を浮上支持する差動排気型の気体静圧軸受けが 構成されている。
[0035] また、枠状部材 18の底面にも、上面の給気溝 18d及び排気溝 18eに対応するよう に概略環状の凹溝からなる給気溝及び排気溝（不図示）が形成され、これらの給気 溝及び排気溝もそれぞれ不図示のパージガス用のガス供給装置及び真空ポンプに 接続されている。その給気溝及び排気溝を含んで、実質的に、レチクルベース 16の 上面に枠状部材 18を数 ΐη程度のクリアランスを介して浮上支持する差動排気型の 気体静圧軸受けが構成されている。これらの場合、給気溝 18d等から排気溝 18e等 に向力、う気体の流れが生じているため、それらのクリアランスを介して枠状部材 18の 内部に外気が混入するのが効果的に阻止されている。
[0036] このように、図 1の枠状部材 18と照明系側プレート 14との間のクリアランス、及びレ チクルベース 16と枠状部材 18との間のクリアランスが前述のパージガスの流れによ つて気密化される。更に、投影光学系 PLの上端部とレチクルベース 16との間が前述 のシール部材 98により覆われている。従って、枠状部材 18により囲まれた空間内は 非常に気密度が高い空間となっている。以下、枠状部材 18により囲まれた空間を、 便宜上、気密空間と呼ぶものとする。
[0037] 本例の枠状部材 18によって囲まれたレチクル Rを含む気密空間内にも、露光光に 対する透過率を高く維持するために、不図示のガス供給装置及び真空ポンプを介し て露光光を透過する上述のパージガスが供給されている。そして、枠状部材 18の + Y方向側の側壁の端部には、図 3に示すように、矩形開口 18aが形成され、この矩形 開口 18a内には窓ガラス glが嵌め込まれている。更に、枠状部材 18の— Y方向側の 側壁の端部及び中央部には、矩形開口 18b及び 18cが形成され、矩形開口 18b及 び 18c内にはそれぞれ窓ガラス g2及び g3が嵌め込まれている。図 4 (A)のレーザ干 渉計の配置において、実際にはレーザ光源 69XL及びレシーバ 69XAは、図 3の矩 形開口 18aの外側に配置され、レシーバ 69XB及びレーザ干渉計 69Yはそれぞれ 図 3の矩形開口 18b及び 18cの外側に配置されている。この場合、窓ガラス gl , g2, g3が設けられているため、枠状部材 18内の気密空間の気密性を損なうことなぐレ 一ザ干渉計によってレチクルステージ RSTの位置を計測することができる。
[0038] 次に、図 2に示すように、レチクルステージ駆動系は、レチクルステージ RSTを Y方 向に駆動するとともに Θ z方向（Z軸の回りの回転方向）に微小駆動する一対の第 1駆 動機構 36, 38と、レチクルステージ RSTを X方向に微小駆動する第 2駆動機構 40と を備えている。図 1のステージ制御系 90が、上記のレーザ干渉計によって計測される レチクルステージ RSTの X方向、 Y方向の位置 XR, YR、及び Z軸の回りの回転角 Θ ZRの情報と、主制御装置 70からの制御情報とに基づいて、それらの第 1及び第 2駆 動機構の動作を制御する。前者の第 1駆動機構 36, 38は、枠状部材 18の内部に、 Y方向に沿って互いに平行に架設され、後者の第 2駆動機構 40は、枠状部材 18の 内部に架設された第 1駆動機構 38の + X方向側に、 Y方向に沿つて架設されてレ、る
〇
[0039] 前記一方の第 1駆動機構 36は、図 3の分解斜視図に示すように、 Y方向を長手方 向とする一対のそれぞれコイルユニットが配置された固定子ユニット 136A, 136Bと 、これらの固定子ユニット 136A, 136Bを Y方向（長手方向）の一端部と他端部とで 保持する一対の固定部材 152とを備えている。この場合、一対の固定部材 152により 、固定子ユニット 136A, 136Bは、 Z方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対 向してかつ XY平面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材 152のそれ ぞれは、前述の枠状部材 18の内壁面に固定されている。
[0040] 前記固定子ユニット 136A, 136Bは、図 3及び図 1のレチクルステージ本体 22付近 の断面図である図 5からも分かるように、断面矩形 (長方形）の非磁性材料から成るフ レームを有し、その内部には、 Y方向に所定間隔で複数のコイルが配設されている。 前記 + X方向側の第 1駆動機構 38も上記一方の第 1駆動機構 36と同様に構成さ れている。即ち、第 1駆動機構 38は、 Y方向を長手方向とする上下一対のそれぞれ コイルユニットが配置された固定子ユニット 138A, 138Bと、これらの固定子ユニット 138A, 138Bを Z方向に所定間隔を維持した状態で両端部にて固定する一対の固 定部材 154とを備えている。一対の固定部材 154のそれぞれは、前述の枠状部材 1 8の内壁面に固定されている。固定子ユニット 138A, 138Bは、前述の固定子ュニッ ト 136A, 136Bと同様に構成されている（図 5参照）。
[0041] また、上側の固定子ユニット 136A, 138Aと、下側の固定子ユニット 136B, 138B との間には、図 5に示すように、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステー ジ RSTが配設されている。この場合、固定子ユニット 136A, 136Bにそれぞれ対向 して、レチクルステージ RSTの上面、下面には、一対のそれぞれ磁石ユニット（磁極 ユニット）が配置された可動子ユニット 26A, 26Bが固定される。そして、固定子ュニ ット 138A, 138Bに対向して、レチクルステージ RSTの上面、下面には、一対のそれ ぞれ磁石ユニットが配置された可動子ユニット 28A, 28Bが固定されている。本例で は、可動子ユニット 26A, 26B及び 28A, 28Bの磁石ユニットとして、それぞれ Z方向 に磁界を発生する複数の永久磁石を所定ピッチで極性を反転しながら Y方向に配置 したユニットが使用されている。なお、その永久磁石の代わりに電磁石等も使用する こと力 Sでさる。
[0042] 可動子ユニット 26A, 26Bのそれぞれは、図 4 (B)に示すように、前述のレチクルス テージ本体 22の板状部 24Aの段付き開口 22aの— X方向側に、レチクルステージ 本体 22の中立面 CTに対して対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部 24el , 2 4e2内に配置されている。この場合、図 5の固定子ユニット 136A, 136Bは、上記中 立面 CTを基準としてほぼ対称な位置に位置して!/、る。可動子ユニット 26Aの上方の 空間及び可動子ユニット 26Bの下方の空間にはそれぞれ Y方向に沿って交番磁界 が形成されている。
[0043] また、図 4 (B)の多孔質セラミックスよりなるレチクルステージ本体 22の凹部 24el , 24e2の両端部が高密度部 22el , 22e2とされ、高密度部 22el , 22e2にそれぞれ 凹部 44が形成されている。これらの凹部 44に金属製のねじブッシュ 45が埋め込まれ て例えば接着によって固定され、ボルト 46を可動子ユニット 26Aを通してねじブッシ ュ 45のねじ孔に締め付けることによって、可動子ユニット 26Aが凹部 24elに固定さ れている。図 4 (A)に示すように、可動子ユニット 26Aは 4箇所でボルト 46によって凹 部 24elに固定されている。従って、高密度部はさらに 2箇所設けられている（図 7参 照）。また高密度部 22el , 22e2の底面にもねじブッシュ（不図示）が埋め込まれ、可 動子ユニット 26Bは 4箇所でボルトによって凹部 24e2に固定されている。なお、ねじ ブッシュの代わりに例えばへリサートを用いてもよい。
[0044] 同様に、前記一対の可動子ユニット 28A, 28Bのそれぞれは、図 4 (B)に示すよう に、前述のレチクルステージ本体 22の板状部 24Aの段付き開口 22aの + X方向側 に、レチクルステージ本体 22の中立面 CTに関して対称に上下面側にそれぞれ形成 された凹部 24fl , 24f 2内に配置されている。また、図 5の第 1固定子ユニット 138A, 138Bは、中立面 CTを基準としてほぼ対称な位置に位置している。一対の可動子ュ ニット 28A, 28Bの構成は、可動子ユニット 26A, 26Bと同様であり、可動子ユニット 2 8Aの上方の空間及び可動子ユニット 28Bの下方の空間にもそれぞれ Y方向に沿つ て交番磁界が形成されてレ、る。
[0045] また、図 4 (B)のレチクルステージ本体 22の凹部 24fl , 24f2の両端部が高密度部
22fl , 22f2 (実際にはさらに 2箇所の高密度部がある）とされ、高密度部 22fl , 22f 2にそれぞれ凹部 44が形成されている。これらの凹部 44に金属製のねじブッシュ 45 が埋め込まれて固定され、底面側にもねじブッシュ（不図示）が埋め込まれている。そ して、 4箇所のボルト 46等を可動子ユニット 28A及び 28Bを通してねじブッシュ 45等 のねじ孔に締め付けることによって、可動子ユニット 28A及び 28Bが凹部 24fl及び 2 4f2に固定されている。
[0046] 図 7はレチクルステージ本体 22を示し、この図 7において、レチクルステージ本体 2 2の一方の凹咅 24el, 24e2は抜ききとなっており、その中に 3箇所のリブ、 22gl , 22 g2, 22g3が架設されている。そして、両側のリブ 22gl及び 22g3の両端部にそれぞ れ凹き を有する高密度き 22el, 22e2及び 22e3, 22e4カ設けられている。これ と対称にレチクルステージ本体 22の他方の凹部 24fl , 24f 2も抜き部となっており、 その中に 3篇所のリブ、 22hl , 22h2, 22h3カ架設され、両伹 IJのリブ、 22hl及び 22h3 の両端部にそれぞれ凹部 44を有する高密度部 22fl , 22f2及び 22f3, 22f4が設け られている。この場合、高密度部 22el〜22e4及び 22fl〜22f4の密度は例えば 3 〜4g/cm3で、レチクルステージ本体 22の他の部分（低密度部）の密度はその高密 度部の 1/10程度とされている。この構成によって、ねじブッシュ 45が埋め込まれる 凹部 44を有する高密度部 22el〜22e4及び 22fl〜22f4 (局所的に他の部分よりも 高い強度が必要とされる部分）では十分な強度を得ることができる。また、リブ 22gl 〜22g3及び 22fl〜22f3は、低密度部材であるため、曲げ剛性及び座屈強度を増 すためにその肉厚を厚くしても、重量はあまり増加しない。従って、レチクルステージ 本体 22全体として軽量化を図ることができる。
[0047] なお、図 5に示すように、レチクルステージ本体 22の中央部の底面は、レチクルべ ース 16のガイド部 16aと気体軸受けを構成するように圧縮気体層を挟んで対向配置 される。従って、より高い平面度が得られるように、レチクルステージ本体 22の中央部 の底面を含む部分を高密度部としてもよい。同様に、レチクルベース 16のガイド部 1 6aを含む部分を高密度部として、その他の部分を低密度部として、レチクルベース 1 6を密度分布が一様でな!/、材料から形成してもよ!/、。
[0048] 本例では、図 5に示すように、上述の上側の固定子ユニット 136A及び 138Aと、レ チクルステージ本体 22側に対向して配置された可動子ユニット 26A及び 28Aとから 、それぞれ第 1の Y軸リニアモータ 76A及び第 2の Y軸リニアモータ 78Aが構成され ている。そして、下側の固定子ユニット 136B及び 138Bと、レチクルステージ本体 22 側の対応する可動子ユニット 26B及び 28Bとから、それぞれ第 3の Y軸リニアモータ 7 6B及び第 4の Y軸リニアモータ 78Bが構成されている。つまり、それぞれ 1軸の駆動 装置としての第 1、第 2、第 3、及び第 4の Y車由リニアモータ 76A, 78A, 76B, 78B力、 ら上記の第 1駆動機構 36及び 38が構成されている。
[0049] この場合、 Y軸リニアモータ 76A, 78A, 76B, 78Bでは、それぞれ固定子ユニット 136A, 138A, 136B, 138B (固定子） ίこ対して中目対白勺 ίこ可動子ュュッ卜 26A, 28 A, 26Β, 28Β (可動子）を Υ方向に駆動する推力を発生する。実際にはその推力の 反作用によって固定子も可動子とは反対方向に僅かに移動する。そのため、本明細 書では、相対的な移動量が多い方の部材を可動子又は可動子ユニットと呼び、相対 的な移動量が少な!/、方の部材を固定子又は固定子ユニットと呼んで!/、る。
[0050] 上述の通り、第 1、第 2、第 3、及び第 4の Y軸リニアモータ 76A, 78A, 76B, 78B の固定子ユニット 136A, 138A, 136B, 138B (固定子）はそれぞれ図 2の枠状部 材 18に連結されている。また、可動子ユニット 26A, 28A, 26B, 28Bはそれぞれ図 2の可動ステージとしてのレチクルステージ RST (レチクルステージ本体 22)に固定さ れている。また、第 1及び第 2の Y軸リニアモータ 76A及び 78Aは、レチクル Rを挟む ようにほぼ対称に X方向に離れて配置されて、それぞれ枠状部材 18に対して相対的 にレチクルステージ RSTを Y方向に駆動する。また、第 3及び第 4の Y軸リニアモータ 76B及び 78Bは、第 1及び第 2の Y軸リニアモータ 76A及び 78Aに対向するように配 置されて、それぞれ枠状部材 18に対して相対的にレチクルステージ RSTを Y方向に 駆動する。
[0051] また、本例では図 2の第 1駆動機構 36, 38が内側に固定された枠状部材 18は、底 面側のレチクルベース 16及び上面側の照明系側プレート 14との間で気体軸受けを 介して非接触に支持されている。そのため、 Y軸リニアモータ 76A, 78A, 76B, 78 Bによってレチクルステージ RSTを Y方向に駆動する際に、反力を相殺するように枠 状部材 18が逆方向に僅かに移動する。これによつてレチクルステージ RSTを駆動す る際の振動の発生が抑制される。但し、レチクルステージ RSTの質量に対して枠状 部材 18の質量はかなり大きいため、枠状部材 18の移動量は僅かである。
[0052] 本例では、レチクルステージ RST (レチクル R)を Y方向に等速駆動するような場合 には、第 1及び第 3の Y軸リニアモータ 76A, 76Bと、第 2及び第 4の Y軸リニアモータ 78A, 78Bとが同期してほぼ等しい推力で枠状部材 18に対してレチクルステージ R STを Y方向に駆動する。また、レチクルステージ RSTの回転角 Θ z (ョーイング）を補 正する必要のある場合には、第 1及び第 3の Y軸リニアモータ 76A, 76Bが発生する 推力と、第 2及び第 4の Y軸リニアモータ 78A, 78Bが発生する推力との大きさの比 が制御される。
[0053] 次に、第 2駆動機構 40は、図 3に示すように、 Y方向を長手方向とする一対の固定 子としての固定子ユニット 140A, 140Bと、これらの固定子ユニット 140A, 140Bを Y 方向（長手方向）の一端部と他端部とで保持する一対の固定部材 156とを備えてい る。この場合、一対の固定部材 156により、固定子ユニット 140A, 140Bは、 Z方向（ 上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつ XY平面にそれぞれ平行に保持 されている。一対の固定部材 156のそれぞれは、前述の枠状部材 18の内壁面に固 定されている。
[0054] 固定子ユニット 140A, 140Bは、図 5からも分かるように、断面矩形（長方形）の非 磁性材料から成るフレームを有し、その内部には、コイルが配置されている。固定子 ユニット 140A, 140Bの間には、図 5に示すように、それぞれ所定のクリアランスを介 して、レチクルステージ RSTの + X方向の端部に固定された可動子としての断面矩 形 (長方形）の板状の Z方向に磁界を発生する永久磁石 30が配置されている。永久 磁石 30に代えて、磁性体部材とその上下面にそれぞれ固定された一対の平板状の 永久磁石とから成る磁石ユニットを用いても良レ、。
[0055] この場合、永久磁石 30及び固定子ユニット 140A, 140Bは、中立面 CTを基準とし てほぼ対称な形状及び配置となっている（図 4 (B)及び図 5参照）。従って、永久磁石 30によって形成される Z方向の磁界と固定子ユニット 140A, 140Bをそれぞれ構成 するコイルを γ方向に流れる電流との間の電磁相互作用により、そのコイルに X方向 の電磁力（ローレンツ力）が発生し、この電磁力の反力が永久磁石 30 (レチクルステ ージ RST)を X方向に駆動する推力となる。また、この場合にも、レチクルステージ RS Tを X方向に駆動する際の反力を相殺するように、逆方向に枠状部材 18が僅かに移 動する。従って、レチクルステージ RSTを X方向に駆動する際の振動の発生も抑制さ れている。
[0056] 上述のように、固定子ユニット 140A, 140Bと永久磁石 30とにより、レチクルステー ジ RSTを X方向に微小駆動可能なムービングマグネット型の X軸ボイスコイルモータ 79が構成されている。この駆動装置としての X軸ボイスコイルモータ 79によって、第 2 駆動機構 40が構成されて!/、る。
したがって、図 2の本例のレチクルステージ RSTは、枠状部材 18に対してガイドレ ス方式で X方向、 Y方向、 Θ z方向の 3自由度で相対的に変位できるように支持され るようになっている。そして、枠状部材 18に対してレチクルステージ RSTを相対的に 駆動するために、 Y方向に推力を発生する 4軸の Y軸リニアモータ 76A, 78A, 76B , 78Bと X方向に推力を発生する 1軸の X軸ボイスコイルモータ 79とからなる 5軸の駆 動装置が設けられる。
[0057] 本例では、更に、前述の枠状部材 18の + X方向の側面及び + Y方向の側面には 、図 3に示すように、 Z方向の磁界を形成する磁石ユニットを含む可動子 60A, 60B, 60Cが設けられている。これらの可動子 60A, 60B, 60Cに対応してレチクルベース 16には、支持台 64A, 64B, 64Cを介して、 Y方向に電流を流すコイルを含む固定 子 62A, 62B及び X方向に電流を流すコイルを含む固定子 62Cが設けられている。 従って、固定子 62A, 62B内のコイルに Y方向の電流が供給されることにより、可動 子 60A, 60Bには X方向への駆動力（ローレンツ力の反力）が作用する。即ち、可動 子 60Aと固定子 62Aとにより、及び可動子 60Bと固定子 62Bとにより、それぞれムー ビングマグネット型のボイスコイルモータから成る X方向駆動用のトリムモータが構成 されている。また、固定子 62C内のコイルに Y方向の電流が供給されることにより、可 動子 60Cには X方向への駆動力（ローレンツ力の反力）が作用する。即ち、可動子 6 0Cと固定子 62Cとによりムービングマグネット型のボイスコイルモータから成る Y方向 駆動用のトリムモータが構成されている。これら 3つのトリムモータを用いることにより、 レチクルベース 16に対して枠状部材 18を X方向、 Y方向、及び Θ z方向の 3自由度 方向に駆動することが可能である。
[0058] 上述のようにレチクルステージ RSTを X方向、 Y方向、 θ ζ方向に駆動する際には、 その作用を相殺するように枠状部材 18が僅かに移動するため、枠状部材 18の ΧΥ 平面内の位置が次第にずれる恐れがある。そこで、可動子 60A〜60C及び固定子 6 2A〜62Cよりなるトリムモータを用いて、例えば定期的に枠状部材 18の位置を中央 に戻すことで、枠状部材 18の位置がレチクルベース 16から外れることが防止できる。
[0059] 次に、本例の図 4 (A)の第 1及び第 2光学系 31 , 32を含むレーザ干渉計の構成例 にっき詳細に説明する。
図 6は、図 4 (A)のレチクルステージ RSTを図 1のレチクルベース 16上に載置した 状態を示す要部の平面図である。図 6において、レチクルステージ RST (レチクルス テージ本体 22)の X方向の端部の Y方向に離れた光学部材支持部 24B1及び 24 Β2上にそれぞれ光学系 31及び 32が固定されている。前者の第 1光学系 31は、ノ、 一フミラー面 31aと、偏光ビームスプリツター面 31bと、 1/4波長板が設けられた入射 出面 31cと、全反射面 31dとを備える 5角形のプリズム体である。後者の第 2光学系 3 2は、全反射面 32aと、偏光ビームスプリツター面 32bと、 1/4波長板が設けられた入 射出面 32cと、全反射面 32dとを備える 5角形のプリズム体である。また、第 1光学系 31に対して +Y方向に窓ガラス glを隔ててレーザ光源 69XLと第 1レシーバ 69XAと が配置され、第 2光学系 32に対して一 Y方向に窓ガラス g2を隔てて第 2レシーバ 69 XBが配置されている。更に、光学系 31及び 32に— X方向に対向するように、レチク ルベース 16上に Y軸に平行に固定鏡 MXが配置されている。
この構成において、レーザ光源 69XLから Y軸に平行に射出されたレーザビーム L X (上記のように所定周波数差を持ち偏光方向が直交する 2つの成分よりなる）は、第 1光学系 31のハーフミラー面 31aにて反射光である第 1レーザビームと透過光である 第 2レーザビームとに分割される。そして、前者の第 1レーザビームは偏光ビームスプ リツター面 31bに向かい、後者の第 2レーザビームは第 2光学系 32に向かう。その第 1レーザビームの S偏光成分は、偏光ビームスプリツター面 31bにて第 1参照ビーム L X2として第 1レシーバ 69XA側に反射される。また、その第 1レーザビームの P偏光 成分は、偏光ビームスプリツター面 31bを第 1計測ビーム LX1として透過した後、入 射出面 31c (1/4波長板）を経て X軸に平行に固定鏡 MXの反射面に入射する。そ こで反射された第 1計測ビーム LX1は、入射出面 31c、偏光ビームスプリツター面 31 b、全反射面 31d、及び入射出面 31cを経て再び X軸に平行に固定鏡 MXの反射面 に入射する。そこで再び反射された第 1計測ビーム LX1は、入射出面 31c及び全反 射面 31dを経て P偏光となって偏光ビームスプリツター面 31bを透過する。そして、そ の後、上記の第 1参照ビーム LX2と同軸に合成されてレシーバ 69XAに入射する。こ の際に、第 1光学系 31の射出面又はレシーバ 69XAの入射面等に 1/4波長板を設 置しておくことによって、レシーバ 69XAでは第 1計測ビーム LX1と第 1参照ビーム L X2との干渉光（ビート光）を検出できる。従って、その光電変換信号から上述のように ダブルパス干渉方式で、固定鏡 MXに対する第 1光学系 31 (偏光ビームスプリツター 面 31b)の X方向の位置（変位）を例えば分解能 0. lnm程度で計測できる。
[0061] 一方、上記の第 2レーザビームは、第 2光学系 32の全反射面 32aで X方向に反 射される。その第 2レーザビームの S偏光成分は、偏光ビームスプリツター面 32bにて 第 2参照ビーム LX4として第 2レシーバ 69XB側に反射される。また、その第 2レーザ ビームの P偏光成分は、偏光ビームスプリツター面 32bを第 2計測ビーム LX3として 透過した後、入射出面 32c (1/4波長板）を経て X軸に平行に固定鏡 MXの反射面 に入射する。そこで反射された第 2計測ビーム LX3は、入射出面 32c、偏光ビームス プリッタ一面 32b、全反射面 32d、及び入射出面 32cを経て再び X軸に平行に固定 鏡 MXの反射面に入射する。そこで再び反射された第 2計測ビーム LX3は、入射出 面 32c及び全反射面 32dを経て P偏光となって偏光ビームスプリツター面 32bを透過 した後、上記の第 2参照ビーム LX4と同軸に合成されてレシーバ 69XBに入射する。 この際に、第 2光学系 32の射出面又はレシーバ 69XBの入射面等に 1/4波長板を 設置しておくことによって、レシーバ 69XBでは第 2計測ビーム LX3と第 2参照ビーム LX4との干渉光（ビート光）を検出できる。従って、その光電変換信号から上述のよう にダブルパス干渉方式で、固定鏡 MXに対する第 2光学系 32 (偏光ビームスプリッタ 一面 32b)の X方向の位置（変位）を例えば分解能 0. lnm程度で計測できる。これに よってレーザ干渉計方式で、レチクルステージ RST (レチクルステージ本体 22)の Y 方向に離れた 2箇所の位置で、レチクルベース 16に対する X方向の位置（変位）を高 精度に計測することができる。
[0062] 図 1に戻り、前記投影光学系 PLとしては、両側テレセントリックで反射屈折系よりな る投影倍率が 1/4又は 1/5等の縮小系が用いられている。走査露光中には、露光 光 ILのもとで、レチクル Rの照明領域 IAR内のパターンの投影光学系 PLを介した縮 小像は、投影光学系 PLの物体面上に配置されてレジストの塗布されたウェハ W (基 板）の一つのショット領域上の細長!/、露光領域 IA上に転写される。
[0063] 投影光学系 PLは、鏡筒部に設けられたフランジ部 FLGを介して、不図示の保持部 材によって保持されている。また、投影光学系 PLの鏡筒内には、不図示の気体供給 機構を介して露光光 ILを透過するパージガスがフロー方式で供給されて!/、る。また、 投影光学系 PLは反射屈折系であり、その鏡筒の + Y方向に突き出た部分の内部に レンズ枠 51を介して、光軸 AX側から来た露光光 ILを光軸 AX側に反射する凹面鏡 50 (ミラー）が保持されている。多孔質セラミックスよりなる凹面鏡 50は、反射面 50cを 含む高密度部 50a (局所的に他の部分よりも高い平面度が必要とされる部分）の密度 が例えば 3〜4g/cm3程度、それ以外の低密度部 50bの密度がその 1/10である。 従って、凹面鏡 50を軽量化できるとともに、反射面 50cの平面度を高くできる。
[0064] なお、図 1の投影露光装置 10の照明光学系ユニット IOP内には、光路折り曲げ用 の平面鏡等の複数のミラーが備えられている。そこで、これらのミラーについても、反 射面を含む部分の密度を高ぐそれ以外の部分の密度を低くして、密度分布が一様 でない材料から形成してもよい。これによつて、反射面の平面度を高く維持して、露 光装置を全体として軽量化できる。
[0065] 次に、ウェハステージ系はウェハステージ WST、ウェハベース BS、ウェハステージ WSTの駆動機構（不図示）、及びウェハステージ WSTの位置計測機構を含んで構 成されている。ウェハステージ WSTは、ウェハ室 80内に配置されている。このウェハ 室 80は、天井部の略中央部に投影光学系 PLの下端部を通すための円形開口 71a が形成された隔壁 71で覆われている。この隔壁 71は、ステンレス（SUS)等の脱ガス の少ない材料で形成されている。また、隔壁 71の天井壁の開口 71aの周囲と投影光 学系 PLのフランジ部 FLGとの間は、フレキシブルべローズ 97により隙間なく密閉さ れている。このようにして、ウェハ室 80の内部が外部と隔離されている。
[0066] ウェハ室 80内には、定盤よりなるウェハベース BS (ガイド部）が、複数の防振ュニッ ト 86を介してほぼ水平に支持されている。ウェハステージ WST (可動部）は、ウェハ ホルダ 25を介してウェハ Wを真空吸着等により保持し、気体静圧軸受けを介してゥ ェハベース BS上に載置されている。ウェハステージ WSTは、例えばリニアモータ等 を含む不図示のウェハ駆動系によってウェハベース BSの上面に沿って XY2次元方 向に駆動される。ウェハ室 80の隔壁 71には、図 1に示すように、給気管 41の一端と 、排気管 43の一端とがそれぞれ接続されている。給気管 41の他端は、不図示のパ ージガスの供給装置に接続され、排気管 43の他端は、外部のガス回収装置に接続 されている。そして、前述と同様にして、ウェハ室 80内にパージガスが常時フロー方 式で供給されている。 [0067] ウェハ室 80の隔壁 71の— Y方向側の側壁には光透過窓 85が設けられている。こ れと同様に、図示は省略されている力 隔壁 71の + Χ方向側の側壁にも光透過窓が 設けられている。また、ウェハホルダ 25の— Υ方向側の端部には、 Υ軸の移動鏡とし ての平面鏡よりなる反射面 56Υが形成されている。同様に、図示は省略されているが 、ウェハホルダ 25の + Χ方向側の端部には、 X軸の移動鏡としての平面鏡から成る 反射面 56Χ(図 8参照）が形成されている。そして、ウェハ室 80の外部の Υ軸レーザ 干渉計 57Υ及び X軸レーザ干渉計（不図示）力、らの測長ビーム LWY等力 それぞれ 光透過窓 85及び不図示の透過窓を介して Υ軸の反射面 56Υ及び不図示の X軸の 反射面に照射されている。 Υ軸レーザ干渉計 57Υ及び X軸レーザ干渉計は、それぞ れ例えば内部の参照鏡を基準として対応する反射面の位置及び回転角、即ちゥェ ハ Wの X方向、 Υ方向の位置、及び X軸、 Υ軸、 Ζ軸の回りの回転角を計測する。 Υ軸 レーザ干渉計 57Υ及び X軸レーザ干渉計の計測値は、ステージ制御系 90及び主制 御装置 70に供給され、ステージ制御系 90は、その計測値及び主制御装置 70からの 制御情報に基づレ、て、不図示の駆動系を介してウェハステージ WSTの位置及び速 度を制御する。
[0068] 図 1において、ウェハステージ WSTに装着されたウェハホルダ 25は、密度分布が 一様でなレ、多孔質セラミックスより形成されて!/、る。ウェハホルダ 25の反射面 56Υ及 び 56Χ(図 8参照）を含む高密度部 25a (局所的に他の部分よりも高い平面度が必要 とされる部分）の密度は例えば 3〜4g/cm3程度であり、それ以外の低密度部 25b の密度は例えばその 1/10程度である。実際には、ウェハホルダ 25のうちで、ウェハ Wが載置される部分は剛性及び強度を高めるために、密度を高めることが望ましい。
[0069] そのようなウェハホルダ 25を製造する場合には、一例として図 8に示すように、反射 面 56X及び 56Yが形成される枠部 25Fa及び 25Fb、これらに対向する枠部 25Fc及 び 25Fd、ウェハ Wが載置されるほぼ円形の平板部 25Fe、並びにこれらを連結する 複数のリブ 25Fはりなるフレーム枠部 25Fを、高密度の多孔質セラミックスから形成 する。そして、フレーム枠部 25Fのリブ 25Ffの間の空間 SPにそれぞれ低密度の多 孔質セラミックスを充填し、その上下に高密度の多孔質セラミックスよりなる薄!/、平板 で蓋をした後、全体を焼き固めればよい。これによつて、必要な剛性、強度、及び平 面度を得た上で、ウェハホルダ 25を全体として軽量化できる。
[0070] また、図 1において、ウェハステージ WSTの底面とウェハベース BSの上面とは気 体軸受けの圧縮気体を挟んで対向配置されている。そこで、ウェハステージ WSTの フレーム及びウェハベース BSをそれぞれ密度分布が一様でない材料 (例えば焼結 金属等）から形成し、ウェハステージ WSTの底面を含む部分を高密度部 WSTa、そ れ以外の部分を低密度部 WSTbとして、ウェハベース BSの上面を含む部分を高密 度部 BSa、それ以外の部分を低密度部 BSbとしてもよい。これによつて、ウェハステ ージ WST及びウェハベース BSを全体として軽量化した上で、気体軸受けを構成す る部分では高!/、平面度を得ることができる。
なお、本実施の形態に限定されることなぐウェハステージ系の構成部材において も、図 7のレチクルステージ本体 22と同様に、ねじブッシュ等が設置される部分を高 密度部としてその他の部分を低密度部としてもょレ、。
[0071] 次に、上述のようにして構成された図 1の投影露光装置 10による基本的な露光動 作の流れにつ!/、て簡単に説明する。
先ず、主制御装置 70の管理の下、不図示のレチクルローダ、ウェハローダによって 、レチクルロード、ウェハロードが行なわれる。その後、レチクルァライメント系、ウェハ ステージ WST上の基準マーク板、オファクシス 'ァライメント検出系（いずれも図示省 略)等を用いて、レチクルァライメント及びウェハァライメントが実行される。次に、先 ず、ウェハ Wの位置力 ウェハ W上の最初のショット領域（ファースト 'ショット）の露光 のための走査開始位置となるように、ウェハステージ WSTが移動される。同時に、レ チクル Rの位置が走査開始位置となるように、レチクルステージ RSTが移動される。 そして、主制御装置 70からの指示により、ステージ制御系 90がレチクル側のレーザ 干渉計 69Y, 69YR等によって計測されたレチクル Rの位置情報、及びウェハ側の Y 軸レーザ干渉計 57Y及び X軸レーザ干渉計によって計測されたウェハ Wの位置情 報に基づき、レチクル R (レチクルステージ RST)とウェハ W (ウェハステージ WST)と を Y方向（走査方向）に同期移動させて、露光光 ILを照射することにより、ファースト' ショットへの走査露光が行なわれる。続いて、ウェハステージ WSTが非走査方向（X 方向）又は Y方向に 1ショット領域分だけステップ移動した後、次のショット領域に対 する走査露光が行なわれる。このようにして、ショット間のステップ移動と走査露光とが 順次繰り返されて、ウェハ W上の各ショット領域にレチクル Rのパターンが転写される
〇
[0072] 本例によれば、レチクルステージ RST及びウェハステージ WSTが軽量化できる。
そのため、走査露光時にレチクルステージ RST及びウェハステージ WSTをより高速 に移動することが可能になり、露光工程のスループットが向上する。また、凹面鏡 50 の軽量化等も実施され、投影露光装置全体としての軽量化が図られているため、投 影露光装置の運搬、設置、組立等が容易になる。
[0073] 本実施形態の作用効果は以下の通りである。
(1)本実施形態のレチクルステージ系 12 (レチクル用のステージ装置）によれば、レ チクル Rが載置された状態でレチクルベース 16上で駆動されるレチクルステージ RS Tは、図 7に示すように、ねじブッシュ 45が装着される部分が高密度部 22el〜22e4 及び 22fl〜22f4とされた、密度分布が一様でない材料から形成されたレチクルステ ージ本体 22を備えている。従って、強度又は剛性の特性を殆ど低下させることなぐ 一層の軽量化を達成することが可能である。
[0074] (2)更に、レチクルステージ系 12は、レチクルステージ RSTの移動を案内するため のレチクルベース 16及びこの支持機構（不図示）よりなる案内機構を備える。そして、 この案内機構内のレチクルベース 16は、図 5に示すように、ガイド部 16aを含む部分 を高密度部とした密度分布が一様でなレ、材料から形成すること力できる。これによつ て、案内機構の強度を殆ど低下させることなぐレチクルステージ系 12の一層の軽量 ィ匕を図ること力 Sでさる。
(3)また、本実施形態のウェハステージ系（ウェハ用のステージ装置）によれば、ゥ ェハ Wが載置された状態でウェハベース BS上で駆動されるウェハステージ WSTは 、図 1に示すように、反射面 56Yが形成された部分が高密度部 25aとされた、密度分 布が一様でない材料から形成されたウェハホルダ 25を備えている。従って、反射面 の平面度の特性を殆ど低下させることなぐ一層の軽量化を達成することが可能であ
[0075] (4)更に、ウェハステージ系は、ウェハステージ WSTの移動を案内するためのゥェ ハベース BS及び防振ユニット 86を含む案内機構を備える。そして、この案内機構内 のウェハベース BSは、上面（ガイド面）を含む部分が高密度部 BSaとされた密度分 布が一様でない材料から形成することができる。これによつて、案内機構の強度を殆 ど低下させることなぐウェハステージ系の一層の軽量化を図ることができる。
(5)また、本実施形態の投影露光装置 10は、露光光 ILでレチクル Rのパターンを 照明し、その露光光でそのパターンを介してウェハ Wを露光する露光装置であって、 レチクル R及びウェハ Wをそれぞれ駆動するために本実施形態のレチクルステージ 系 12及びウェハステージ系を用いている。従って、レチクルステージ RST及びゥェ ハステージ WSTが軽量化できるため、走査露光時にレチクルステージ RST及びゥェ ハステージ WSTをより高速に移動することが可能になり、露光工程のスループットが 向上する。
[0076] なお、上記の実施形態において、レチクルステージ系 12及びウェハステージ系の 一方を、密度分布が一様でなレ、材料から形成された部材を含まな!/、通常のステージ 系としてあよい。
(6)また、本実施形態の投影露光装置 10は、照明光学系 IOPを介して露光光 ILを レチクル Rのパターンに照射し、投影光学系 PLを介してそのパターンの像をウェハ Wに露光する露光装置であって、投影光学系 PLは凹面鏡 50 (反射部材、ミラー）を 有し、凹面鏡 50は、反射面 50cを含む高密度部 50aの密度がその他の部分の密度 よりも高くなつている。従って、反射面の平面度を殆ど低下させることなぐひいては、 投影光学系 PLの結像性能を殆ど低下させることなぐ露光装置の一層の軽量化を 達成することが可能である。
[0077] なお、投影光学系 PLの代わりに、又は投影光学系 PLとともに、照明光学系 IOP内 のミラーを、反射面を含む部分の密度がその他の部分の密度よりも高くなるように形 成してもよい。この場合には、照明特性を殆ど低下させることなぐ露光装置の一層の 軽量化を達成することが可能である。
このように露光装置全体としての軽量化が図られて!/、るため、露光装置（投影露光 装置 10)の運搬、設置、組立等が容易になる。
なお、上記の実施形態の投影露光装置 10において、照明光学系 IOP又は投影光 学系 PL内のミラーを、反射面を含む部分の密度がその他の部分の密度よりも高くな るように形成した場合には、レチクルステージ系 12及びウェハステージ系を、密度分 布が一様でな!/、材料から形成された部材を含まな!/、通常のステージ系としてもよ!/、。 この場合にも、露光装置全体としての軽量化の効果は得られる。
[0078] なお、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等のマイクロデバイス を製造する場合、マイクロデバイスは、図 9に示すように、マイクロデバイスの機能-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を製造するステップ 203、前述した実施 形態の投影露光装置 10 (露光装置）によりマスクのパターンを基板に露光する工程、 露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱 (キュア)及びエッチング工程な どを含む基板処理ステップ 204、デバイス組み立てステップ (ダイシング工程、ボンデ イング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む） 205、並びに検査ステップ 2 06等を経て製造される。
[0079] 言い換えると、このマイクロデバイスの製造方法は、デバイスを構成する回路パター ンの形成工程の少なくとも一部において、上記の実施形態の投影露光装置 10 (露光 装置）を用いている。この際に、剛性、強度、又は平面度等の特性を殆ど低下させる ことなく、ステージ系又は露光装置が軽量化されているため、マイクロデバイスを高精 度に、高いスループットで量産することができる。
[0080] なお、本発明は、走査露光型の露光装置のみならず、一括露光型の露光装置のス テージ系や半導体検査装置等のステージ系にも同様に適用することができる。これら の場合の投影光学系の倍率は等倍でもよぐ拡大倍率でもよい。更に本発明は、投 影光学系を使用しないプロキシミティ方式等の露光装置のステージ系にも適用するこ と力 Sできる。
また、例えば国際公開第 99/49504号パンフレットなどに開示されるように、解像 度及び焦点深度を向上させるために、露光中に投影光学系と基板との間に露光光 を透過する液体を供給する液浸型露光装置にも本発明を適用することができる。液 浸露光に必要な構造は、例えば液体供給部、ノズル部、及び液体回収部を含んで 構成される。その液浸露光に必要な機構は、上記の機構の他に、例えば、欧州特許 公開第 1420298号公報、国際公開第 2004/055803号パンフレット、国際公開第 2004/057590号パンフレツ卜、国際公開第 2005/029559号パンフレツ卜（対応 米国特許公開第 2006/0231206号）、国際公開第 2004/086468号パンフレツ ト（対応米国特許公開第 2005/0280791号）、特開 2004— 289126号公報（対応 米国特許第 6,952,253号)などに記載されているものを用いることができる。液浸露 光装置の液浸機構及びその付属機器について、指定国または選択国の法令が許す 範囲において上記の米国特許又は米国特許公開などの開示を援用して本文の記載 の一部とする。
[0081] これらの場合、ウェハステージ系ゃレチクルステージ系にリニアモータを用いる場合 は、エアーベアリングを用いたエアー浮上型、又は磁気浮上型等の何れの方式で可 動ステージを保持してもよい。そして、可動ステージは、ガイドに沿って移動するタイ プでもよいし、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。更に、ウェハステー ジ、又はレチクルステージのステップ移動時や走査露光時等の加減速時に発生する 反力は、それぞれ例えば米国特許 (USP)第 5,528,118号、又は米国特許 (USP)第 6， 020,710号 (特開平 8— 33022号公報）に開示されているように、フレーム部材を用 V、て機械的に床（大地）に逃がしてもよレ、。
[0082] なお、上記の実施形態の露光装置の用途としては、半導体素子製造用の露光装 置に限定されることなぐ例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子 若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（CC D等）、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド、 MEMS (Microelectromechanical Systems： 微小電気機械システム）、又は DNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光 装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのレチクルパターンが形成 されたレチクル (フォトマスク等）をフォトリソグラフイエ程を用いて製造する際の、露光 工程 (露光装置）にも適用すること力できる。
[0083] 以上のように、上記の実施形態の露光装置（投影露光装置 10)は、本願請求の範 囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的 精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確 保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達 成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各 種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシス テムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電 気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから 露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があること はいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総 合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の 製造は温度及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。 本願明細書に掲げた種々の米国特許及び米国特許出願公開については、特に援 用表示をしたもの以外についても、指定国または選択国の法令が許す範囲において それらの開示を援用して本文の一部とする。
また、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で 種々の構成を取り得ることは勿論である。また、明細書、特許請求の範囲、図面、及 び要約を含む 2006年 7月 14日付け提出の日本国特願 2006— 194890の全ての 開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。

Claims

請求の範囲
[I] 物体が載置される可動部を駆動するステージ装置であって、
前記可動部が、密度分布が一様でな!/、材料から形成された所定部材を備えたステ ージ装置。
[2] 前記可動部の可動を案内するガイド機構を更に備え、
前記ガイド機構が、密度分布が一様でな!/、材料から形成された所定部材を備えた 請求項 1に記載のステージ装置。
[3] 前記所定部材は、局所的に他の部分よりも高い強度が必要とされる部分を含み、 前記高い強度が必要とされる部分の密度が他の部分の密度よりも高い請求項 1又 は 2に記載のステージ装置。
[4] 前記所定部材の他の部分よりも高い強度が必要とされる部分は、ねじ止め用のブッ シュ又はへリサートが設けられた部分である請求項 3に記載のステージ装置。
[5] 前記所定部材は、局所的に他の部分よりも高い平面度が必要とされる部分を含み 前記高!/、平面度が必要とされる部分の密度が他の部分の密度よりも高!/、請求項 1 又は 2に記載のステージ装置。
[6] 前記所定部材の他の部分よりも高い平面度が必要とされる部分は、位置計測用の 計測光を反射する反射面が形成される部分である請求項 5に記載のステージ装置。
[7] 前記所定部材の他の部分よりも高い平面度が必要とされる部分は、気体軸受けを 形成するように気体を挟んで対向配置される部分の少なくとも一部である請求項 5に 記載のステージ装置。
[8] 前記所定部材は、多孔質セラミックス又は焼結金属から形成される請求項 1から 7 の!/、ずれか一項に記載のステージ装置。
[9] 前記所定部材の最も密度が高い部分の密度に対して最も密度が低い部分の密度 はほぼ 1/10である請求項 1から 8のいずれか一項に記載のステージ装置。
[10] 前記所定部材は、高密度のフレームの隙間に低密度の材料を充填した後、焼き固 めて形成される請求項 1から 9のいずれか一項に記載のステージ装置。
[I I] 前記密度分布が一様でない材料は、密度が連続的に変化する材料である請求項 1又は 2に記載のステージ装置。
[12] 露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して基板を露光する 露光装置であって、
前記パターンが形成されたマスク及び前記基板の少なくとも一方を駆動するために 、請求項 1から 11の!/、ずれか一項に記載のステージ装置を用いる露光装置。
[13] 照明光学系を介して露光光をパターンに照射し、投影光学系を介して前記パター ンの像を基板に露光する露光装置であって、
前記照明光学系又は前記投影光学系のいずれか一方は、反射部材を有し、 前記反射部材は、反射面が形成された部分の密度が他の部分の密度よりも高!/、露 光装置。
[14] デバイスを構成する回路パターンの形成工程の少なくとも一部において、請求項 1 2又は 13に記載の露光装置を用 1/、るデバイス製造方法。
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