WO2009125867A1 - ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法 Download PDF

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WO2009125867A1
WO2009125867A1 PCT/JP2009/057433 JP2009057433W WO2009125867A1 WO 2009125867 A1 WO2009125867 A1 WO 2009125867A1 JP 2009057433 W JP2009057433 W JP 2009057433W WO 2009125867 A1 WO2009125867 A1 WO 2009125867A1
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WO
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stage
mask
substrate
correction mechanism
shape
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PCT/JP2009/057433
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祐一 柴崎
宏充 吉元
Original Assignee
株式会社ニコン
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70783—Handling stress or warp of chucks, masks or workpieces, e.g. to compensate for imaging errors or considerations related to warpage of masks or workpieces due to their own weight
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • G—PHYSICS
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    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment

Definitions

  • the present invention relates to a stage apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2008-103737 filed on Apr. 11, 2008, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • An exposure apparatus used in a photolithography process illuminates a mask with exposure light, and exposes the substrate with exposure light through the mask.
  • the exposure apparatus includes, for example, a mask stage that holds and moves a mask and a substrate stage that moves while holding a substrate, as disclosed in Patent Document 1.
  • a technique is known in which a mask is attracted to a placement surface on the mask stage.
  • the mask when the mask is held on the mounting surface by suction, for example, the mask may be deformed at the time of suction and the shape of the mask may be distorted.
  • the mask shape is distorted, the mask pattern is distorted.
  • the overlay accuracy of the pattern on the substrate may be reduced, and a defect may occur in the pattern formed on the substrate. is there. As a result, a defective device may occur. It is fully conceivable that an exposure failure may occur due to distortion of the shape of an object placed on a placement surface, such as a substrate on a substrate stage, and a defective device, for example.
  • An object of an aspect of the present invention is to provide a stage apparatus capable of correcting distortion of the shape of a surface in contact with a mounting surface and an exposure apparatus capable of suppressing exposure failure.
  • a stage apparatus (1) includes a stage body (27) that is movably provided and has a placement surface (45a), and a correction mechanism (15) that corrects the shape of the placement surface. Prepare.
  • the shape of the placement surface can be corrected by the correction mechanism, the shape of the surface in contact with the placement surface is deformed to a desired shape via the placement surface whose shape is to be corrected. Can do. Thereby, distortion of the shape of the surface in contact with the placement surface can be corrected.
  • an exposure apparatus (EX) includes the above-described stage apparatus (1).
  • the stage device capable of correcting the distortion of the shape on the mounting surface since the stage device capable of correcting the distortion of the shape on the mounting surface is provided, it is possible to suppress exposure failure due to the distortion of the shape of the surface in contact with the mounting surface.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3. It is sectional drawing which shows the correction
  • an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system.
  • a predetermined direction in the horizontal plane is defined as an X-axis direction
  • a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is defined as a Y-axis direction
  • a direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, a vertical direction) is defined as a Z-axis direction.
  • the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the ⁇ X, ⁇ Y, and ⁇ Z directions, respectively.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of an exposure apparatus EX according to the first embodiment.
  • an exposure apparatus EX exposes a mask stage 1 that can move while holding a mask M, a substrate stage 2 that can move while holding a substrate P, and a mask M held by the mask stage 1 as exposure light.
  • a control device 3 for performing the above operation.
  • the control device 3 includes a computer system, for example.
  • the exposure apparatus EX also includes a chamber apparatus 5 that forms an internal space 4 in which the substrate P is processed.
  • the chamber device 5 can adjust the environment (including temperature, humidity, and cleanliness) of the internal space 4.
  • the substrate P is a substrate for manufacturing a device, and includes a substrate having a photosensitive film formed on a base material such as a semiconductor wafer such as a silicon wafer.
  • the photosensitive film is a film of a photosensitive material (photoresist).
  • various films such as a protective film (top coat film) may be formed on the photosensitive film.
  • the mask M includes a reticle on which a device pattern projected onto the substrate P is formed.
  • the mask M is a transmissive mask in which a predetermined pattern is formed on a transparent plate such as a glass plate using a light shielding film such as chrome.
  • This transmission type mask is not limited to a binary mask in which a pattern is formed by a light shielding film, and includes, for example, a phase shift mask such as a halftone type or a spatial frequency modulation type.
  • a transmissive mask is used as the mask M, but a reflective mask may be used.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that exposes the substrate P with the exposure light EL through the mask M while moving the mask M and the substrate P synchronously in a predetermined scanning direction. is there.
  • the scanning direction (synchronous movement direction) of the substrate P is the Y-axis direction
  • the scanning direction (synchronous movement direction) of the mask M is also the Y-axis direction.
  • the exposure apparatus EX moves the substrate P in the Y axis direction with respect to the projection area PR of the projection optical system PL, and in the illumination area IR of the illumination system IL in synchronization with the movement of the substrate P in the Y axis direction.
  • the mask M is illuminated with the exposure light EL while moving the mask M in the Y-axis direction, and the substrate P is irradiated with the exposure light EL from the mask M through the projection optical system PL.
  • the illumination area IR of the illumination system IL includes the irradiation position of the exposure light EL emitted from the illumination system IL
  • the projection area PR of the projection optical system PL indicates the irradiation position of the exposure light EL emitted from the projection optical system PL.
  • the exposure apparatus EX includes, for example, a body 8 including a first column 6 provided on a floor surface FL in a clean room and a second column 7 provided on the first column 6.
  • the first column 6 includes a plurality of first support columns 9 and a first plate 11 supported by the first support columns 9 via a vibration isolator 10.
  • the second column 7 includes a plurality of second support columns 12 provided on the first plate 11 and a second plate 13 supported by the second support columns 12.
  • the illumination system IL illuminates a predetermined illumination area IR with exposure light EL having a uniform illuminance distribution.
  • the mask M is movable to the illumination area IR (the irradiation position of the exposure light EL) of the illumination system IL.
  • the illumination system IL illuminates at least a part of the mask M arranged in the illumination region IR with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution.
  • the exposure light EL emitted from the illumination system IL for example, far ultraviolet light (DUV light) such as bright lines (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp, Vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F2 laser light (wavelength 157 nm) is used.
  • VUV light Vacuum ultraviolet light
  • ArF excimer laser light that is ultraviolet light (vacuum ultraviolet light) is used as the exposure light EL.
  • the mask stage 1 has a mask holder 14 that holds a mask M irradiated with the exposure light EL.
  • the mask holding unit 14 can attach and detach the mask M.
  • the mask holding unit 14 holds the mask M so that the lower surface (pattern forming surface) Mb of the mask M and the XY plane are substantially parallel.
  • the mask stage 1 is supported by a gas bearing in a non-contact manner on the upper surface (guide surface) 13G of the second plate 13.
  • the upper surface 13G of the second plate 13 and the XY plane are substantially parallel.
  • the mask stage 1 includes a second plate 13 including an irradiation position of the exposure light EL emitted from the illumination system IL (an illumination area IR of the illumination system IL) by the operation of the mask stage driving device 15 including an actuator such as a linear motor.
  • the mask M can be held and moved along the upper surface 13G.
  • the mask stage 1 is movable on the second plate 13 in three directions of the X axis, the Y axis, and the ⁇ Z direction while holding the mask M on the mask holding unit 14.
  • the mask stage 1 has a first opening 16 through which the exposure light EL passes, for example, during exposure of the substrate P or measurement using the exposure light EL.
  • the second plate 13 has a second opening 17 through which the exposure light EL passes.
  • the exposure light EL emitted from the illumination system IL and illuminating the mask M passes through the first opening 16 and the second opening 17 and then enters the projection optical system PL.
  • the mask stage 1 moves in a direction opposite to the mask stage 1 (for example, ⁇ Y direction) in accordance with the movement of the mask stage 1 in one direction of the Y axis direction (for example, + Y direction).
  • a counter mass 18 is provided.
  • the counter mass 18 is supported in a non-contact manner on the upper surface 13G of the second plate 13 by a self-weight canceling mechanism including an air pad.
  • the counter mass 18 is provided around the mask stage 1.
  • the position information of the mask stage 1 is measured by the laser interferometer 19A of the interferometer system 19.
  • the laser interferometer 19A irradiates the measuring surface LB to the reflecting surface 1R of the mask stage 1.
  • the laser interferometer 19A measures the position information of the mask stage 1 with respect to the X-axis, Y-axis, and ⁇ Z directions, using the measurement light LB irradiated to the reflecting surface 1R of the mask stage 1.
  • the control device 3 operates the mask stage driving device 15 based on the measurement result of the interferometer system 19 (laser interferometer 19A), and controls the position of the mask M held on the mask stage 1.
  • Projection optical system PL irradiates exposure light EL to a predetermined projection region PR.
  • the substrate P is movable to the projection region PR (exposure position of the exposure light EL) of the projection optical system PL.
  • the projection optical system PL projects an image of the pattern of the mask M at a predetermined projection magnification onto at least a part of the substrate P arranged in the projection region PR.
  • a plurality of optical elements of the projection optical system PL are held by the lens barrel 20.
  • the lens barrel 20 has a flange 21. The flange 21 is supported by the first plate 11.
  • the projection optical system PL of the present embodiment is a reduction system whose projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, or 1/8.
  • the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system.
  • the optical axis AX of the projection optical system PL is parallel to the Z axis.
  • the projection optical system PL may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element.
  • the projection optical system PL may form either an inverted image or an erect image.
  • the substrate stage 2 has a substrate holder 22 that holds the substrate P irradiated with the exposure light EL.
  • substrate holding part 22 can attach or detach the board
  • the substrate holding unit 22 holds the substrate P so that the exposure surface (upper surface) Pa of the substrate P and the XY plane are substantially parallel.
  • the substrate stage 2 is supported by a gas bearing in a non-contact manner on the upper surface (guide surface) 23G of the third plate 23. In the present embodiment, the upper surface 23G of the third plate 23 and the XY plane are substantially parallel.
  • the third plate 23 is supported on the floor surface FL via a vibration isolator 24.
  • the substrate stage 2 includes a third plate including an irradiation position of the exposure light EL (projection region PR of the projection optical system PL) emitted from the projection optical system PL by the operation of the substrate stage driving device 25 including an actuator such as a linear motor.
  • the substrate P can be held and moved along the upper surface 23G of the substrate 23.
  • the substrate stage 2 holds the substrate P on the substrate holding part 22 and has six directions on the third plate 23 including the X axis, Y axis, Z axis, ⁇ X, ⁇ Y, and ⁇ Z directions. Can be moved to.
  • the position information of the substrate stage 2 (substrate P) is measured by the laser interferometer 19B of the interferometer system 19.
  • the laser interferometer 19B irradiates the measuring surface LB to the reflecting surface 2R of the substrate stage 2.
  • the laser interferometer 19B measures the position information of the substrate stage 2 with respect to the X-axis, Y-axis, and ⁇ Z directions using the measurement light LB irradiated on the reflecting surface 2R of the substrate stage 2. Further, surface position information (position information regarding the Z axis, ⁇ X and ⁇ Y directions) of the exposure surface Pa of the substrate P held on the substrate stage 2 is detected by a focus / leveling detection system (not shown).
  • the control device 3 operates the substrate stage driving device 25 based on the measurement result of the interferometer system 19 (laser interferometer 19B) and the detection result of the focus / leveling detection system, and the substrate P held by the substrate stage 2 is controlled. Perform position control.
  • FIG. 3 and FIG. 2 is a perspective view of the vicinity of the mask stage 1, the counter mass 18 and the second plate 13 according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a perspective view showing a part of the configuration of the mask stage 1
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA.
  • the mask stage 1 includes a mask stage main body 27 provided with a mask holding unit 14.
  • the mask stage main body 27 includes a first member 28 that is substantially rectangular in the XY plane, and a second member 29 that is connected to the + X side end of the first member 28 and that is long in the Y-axis direction. Including.
  • the mask holding unit 14 is provided on the first member 28.
  • a first opening 16 is formed substantially at the center of the first member 28.
  • the mask holding unit 14 is disposed at least at a part around the first opening 16.
  • the first member 28 has a reflective surface 1R on the side surface on the + Y side that is irradiated with the measurement light LB of the laser interferometer 19A.
  • the reflecting surface 1R of the first member 28 is substantially perpendicular to the Y axis.
  • a transmission region 18Y through which the measurement light LB of the laser interferometer 19A can pass is disposed on the side surface of the counter mass 18 on the + Y side.
  • the laser interferometer 19A can irradiate the measurement light LB to the reflecting surface 1R of the first member 28 via the transmission region 18Y.
  • the second member 29 has a reflecting surface 1R on the side surface on the + X side that is irradiated with the measurement light LB of the laser interferometer 19A.
  • the reflecting surface 1R of the second member 29 is substantially perpendicular to the X axis.
  • a transmission region 18X that can transmit the measurement light LB of the laser interferometer 19A is disposed on the side surface of the counter mass 18 on the + X side.
  • the laser interferometer 19A can irradiate the measurement light LB to the reflecting surface 1R of the second member 29 via the transmission region 18X.
  • a convex portion 13A is provided in the approximate center of the second plate 13.
  • the guide surface 13G of the second plate 13 includes the upper surface of the convex portion 13A.
  • a vacuum preload type air pad 57 is provided on the surface of the first member 28 facing the guide surface 13G.
  • the air pad 57 blows air (air) toward the guide surface 13G, and thereby supports the first member 28 to float (non-contact) with respect to the guide surface 13G via a clearance of, for example, several microns.
  • the air pad 57 can also maintain the clearance by sucking air between the first member 28 and the guide surface 13G.
  • the mask stage main body 27 is supported by the air pad 57 in a non-contact manner on the upper surface 13G of the convex portion 13A.
  • a second opening 17 is provided substantially at the center of the convex portion 13A of the second plate 13.
  • the first member 28 has a recess 40.
  • the concave portion 40 is disposed in a rectangular region in the substantially central portion of the first member 28 in the XY plane.
  • the mask holding part 14 is disposed inside the recess 40.
  • a first opening 16 through which the exposure light EL passes is disposed inside the recess 40. In the XY plane, the first opening 16 is disposed in a rectangular region substantially at the center of the recess 40.
  • the mask holding unit 14 includes a pedestal 43 disposed around the first opening 16 and a suction pad 44 provided on the pedestal 43.
  • the suction pad 44 is provided on the upper surface 43 ⁇ / b> T of the pedestal 43.
  • the pedestal 43 and the suction pad 44 are disposed along two opposing sides of the four sides of the first opening 16 and have a longitudinal direction in the Y-axis direction.
  • the suction pad 44 has a holding surface 45 that holds at least a part of the lower surface Mb of the mask M.
  • the holding surface 45 includes at least a part of the upper surface 43T of the pedestal 43. In the present embodiment, the holding surface 45 is substantially parallel to the XY plane. In the present embodiment, the surface in the recess 40 including the holding surface 45 is a mounting surface 45 a on which the mask M is mounted.
  • the suction pad 44 has a groove 46 formed in a part of the upper surface 43 ⁇ / b> T of the base 43 and a suction port 47 formed inside the groove 46.
  • the holding surface 45 includes a portion of the upper surface 43T of the pedestal 43 where the groove 46 is not formed.
  • the suction port 47 is connected to a suction device including a vacuum system via a flow path (not shown).
  • the suction pad 44 holds the lower surface Mb of the mask M so as to suck at least a part thereof.
  • the suction device connected to the suction port 47 operates in a state where the holding surface 45 of the suction pad 44 and a part of the lower surface Mb of the mask M are in contact with each other, whereby the lower surface Mb of the mask M and the groove 46 are The gas in the space surrounded by the inner surface is sucked by the suction port 47, and the space becomes negative pressure. Thereby, the lower surface Mb of the mask M is sucked and held on the holding surface 45.
  • the mask stage 1 is movable while holding the mask M with the holding surface 45. Further, when the suction operation using the suction port 47 is stopped, the mask M can be removed from the mask holding unit 14.
  • the mask M has a pattern formation region in which a pattern is formed on a part of its lower surface Mb, and the suction pad 44 including the holding surface 45 has a region other than the pattern formation region on the lower surface Mb of the mask M.
  • the mask holding unit 14 holds the mask M so that the pattern formation region of the mask M is disposed in the first opening 16.
  • the mask holding unit 14 holds the mask M so that the lower surface Mb of the mask M and the XY plane are substantially parallel. Further, the upper surface Ma of the mask M held by the mask holding unit 14 and the XY plane are substantially parallel.
  • the mask stage driving device 15 can move the mask stage 1.
  • the mask stage driving device 15 includes a first driving device 30 that can move the mask stage 1 in the Y-axis and ⁇ Z directions, and a second driving device 31 that can move the mask stage 1 in the X-axis direction.
  • the first drive device 30 includes a pair of linear motors 32 and 33.
  • the second drive device 31 includes a voice coil motor 36.
  • the first drive device 30 includes a pair of guide members 34 and 35 that are long along the Y-axis direction (movement direction).
  • the guide members 34 and 35 are disposed inside the counter mass 18.
  • the guide member 34 is disposed on the + X side of the first member 28, and the guide member 35 is disposed on the ⁇ X side of the first member 28. Therefore, these guide members 34 and 35 are provided at positions separated with respect to the X-axis direction.
  • the + Y side end and the ⁇ Y side end of the guide members 34 and 35 are fixed to the inner surface of the counter mass 18 via a predetermined fixing member.
  • the guide members 34 and 35 support the mask stage main body 27 so as to be movable in the Y-axis direction.
  • the guide members 34 and 35 have coil units 51 that function as stators of the linear motors 32 and 33, respectively. As shown in FIG. 4, two coil units 51 are arranged in the Z-axis direction for each of the guide members 34 and 35.
  • the coil unit 51 includes a coil portion 52 and a coil holding member 53 that holds the coil portion 52.
  • the coil holding member 53 is configured to be long in the Y-axis direction along the guide members 34 and 35.
  • the coil part 52 has two coils (52a, 52b) arranged in the Z-axis direction. In the coils 52a and 52b, the U phase, the V phase, and the W phase are repeatedly arranged along the Y-axis direction.
  • the coil 52a and the coil 52b are provided at positions where they overlap each other in plan view, and a current can flow independently of each other. Therefore, the coil 52a and the coil 52b can flow current in the same direction, or can flow current in different directions.
  • the first member 28 of the mask stage main body 27 has a magnet unit 55 that functions as a mover for the linear motors 32 and 33.
  • the magnet unit 55 is disposed on the end surface on the + X side and the end surface on the ⁇ X side of the first member 28, and on the + X side and the ⁇ X side so as to correspond to the two coil units 51 of the guide members 34 and 35. In each case, two are arranged in the Z-axis direction.
  • Each magnet unit 55 is fixed to the + X side end surface 28 a and the ⁇ X side end surface 28 b of the first member 28 via a fixing member 56.
  • the end surface 28a and the end surface 28b are first positions where the driving force from the mask stage driving device 15 (mask stage driving mechanism, correction mechanism) acts.
  • Each magnet unit 55 includes a magnet 55a disposed on the + Z direction side, a magnet 55b disposed on the ⁇ Z direction side, and a magnet holding member 55c that holds these magnets 55a and 55b.
  • the magnet 55a is opposed to the coil 52a of the coil unit 51, and the magnet 55b is opposed to the coil 52a of the coil unit.
  • a moving magnet type that can move the mask stage body 27 in the Y-axis direction by a mover provided at the + X side end of the first member 28 and a stator provided at the guide member 34.
  • a linear motor 32 is formed.
  • a moving magnet type linear motor capable of moving the mask stage main body 27 in the Y-axis direction by a mover provided at the ⁇ X side end of the first member 28 and a stator provided at the guide member 35. 33 is formed.
  • the control device 3 can move the mask stage 1 (mask stage main body 27) in the Y-axis direction and control the position in the Y-axis direction by equalizing the thrust generated by each of the pair of linear motors 32 and 33. is there. Further, the control device 3 moves (rotates) the mask stage 1 (mask stage main body 27) in the ⁇ Z direction by changing the thrust generated by each of the pair of linear motors 32 and 33, and sets the position in the ⁇ Z direction. It can be controlled. Further, the thrust of the pair of linear motors 32 and 33 can be applied independently to the end surface 28a and the end surface 28b.
  • the second driving device 31 includes a guide member 37 that is long in the Y-axis direction.
  • the guide member 37 has a coil unit that functions as a stator of the voice coil motor 36.
  • the guide member 37 is disposed inside the counter mass 18.
  • the guide member 37 is disposed on the ⁇ X side of the guide member 35.
  • the + Y side end and the ⁇ Y side end of the guide member 37 are fixed to the inner surface of the counter mass 18 via a predetermined fixing member.
  • a magnet unit that functions as a mover of the voice coil motor 36 is disposed.
  • a moving magnet system that can move the mask stage main body 27 in the X-axis direction by a mover provided at the ⁇ X side end of the mask stage main body 27 and a stator provided on the guide member 37.
  • Voice coil motor 36 is formed.
  • the control device 3 applies an electric current to the coil unit of the stator of the voice coil motor 36 to thereby generate an electromagnetic force in the X-axis direction based on the current flowing through the coil unit and the magnetic field generated by the magnet unit of the mover ( Lorentz force) can be generated.
  • the control device 3 can move the mask stage 1 (mask stage main body 27) in the X-axis direction and control the position in the X-axis direction by the reaction force of the Lorentz force.
  • the mask stage 1 can be moved in the three directions of the X axis, the Y axis, and the ⁇ Z direction by the mask stage driving device 15 including the first and second driving devices 30 and 31.
  • the mask stage main body 27 is movable while holding the mask M on the mask holding unit 14 along the XY plane including the irradiation position of the exposure light EL (illumination area of the illumination system IL).
  • the counter mass 18 is a rectangular frame-like member having an opening in which the mask stage 1 can be disposed, and is movable on the upper surface of the second plate 13 in order to cancel the reaction force accompanying the movement of the mask stage 1. .
  • the counter mass 18 cancels the reaction force accompanying the movement of the mask stage 1 by moving in a direction opposite to the movement direction of the mask stage 1.
  • control device 3 can be controlled to apply a thrust in the Z-axis direction to each magnet unit 55 by flowing currents in different directions through the coils 52a and 52b of each coil unit 51.
  • each magnet unit 55 tries to move in the + Z direction as shown in FIG.
  • the first member 28 is regulated by the air pad 57 so as to maintain a certain clearance with the guide surface 13G, the first member 28 is pulled in the ⁇ Z direction by the air pad 57, and the portion 57a in contact with the air pad 57 The position 57a is held without change. Since the air pad 57 is arranged at a position different from the position overlapping the magnet unit 55 in plan view, the air pad 57 is provided with the end face on the + X side and the end face on the ⁇ X side provided with the magnet unit 55 as power points.
  • the portion 57a provided with the air pad 57 in the first member 28 is the second position.
  • the magnet unit 55 is provided on the end surface 28 a and the end surface 28 b in the X-axis direction of the first member 28, and the end surfaces 28 a and 28 b that are the first positions are fulcrums of the first member 28. Since the portion 57 a (second position) in contact with the air pad 57 is sandwiched, a moment with the magnet units 55 on both sides as a power point acts on the central portion of the first member 28 in the X-axis direction. Accordingly, a force in the ⁇ Z direction acts on the central portion of the first member 28 in the X-axis direction.
  • the first member 28 is bent in the ⁇ Z direction, and accordingly, the central portion of the placement surface 45a of the mask holding portion 14 in the X-axis direction is bent in the ⁇ Z direction.
  • the central portion of the mask M in the X-axis direction is curved in the ⁇ Z direction as the placement surface 45a is deformed. For this reason, the position of the surface of the mask M in the Z direction moves in the ⁇ Z direction.
  • each magnet unit 55 tries to move in the ⁇ Z direction. Therefore, based on the same principle as when a thrust in the + Z direction is applied, the + X side end surface on which the magnet unit 55 is provided and the ⁇ X side end surface are used as force points, and the portion on which the air pad 57 is provided as a fulcrum in the ⁇ Y direction. This moment acts on the air pad 57 on the opposite side of the magnet unit 55 in the X-axis direction.
  • the magnet unit 55 Since the magnet unit 55 is provided on both end surfaces of the first member 28 in the X-axis direction, a moment with the magnet units 55 on both sides as a power point acts on the central portion of the first member 28 in the X-axis direction. .
  • the direction in which the force acts is opposite to the case where the thrust in the + Z direction is applied, and the force in the ⁇ Z direction acts on the central portion of the first member 28 in the X-axis direction. With this force, the first member 28 is bent in the + Z direction, and accordingly, the central portion in the X-axis direction of the mounting surface 45a of the mask holding unit 14 is bent in the + Z direction.
  • the mask stage driving device (mask stage driving mechanism, correction mechanism) 15 corrects the shape of the mounting surface 45a of the mask stage 1 and corrects the distortion of the shape of the mask M mounted on the mounting surface 45a. It functions as a correction mechanism for correcting.
  • a focus / leveling detection system 70 is provided.
  • Surface position information (position information regarding the Z-axis, ⁇ X, and ⁇ Y directions) of the surface of the mask M is detected by the focus / leveling detection system 70.
  • the focus / leveling detection system 70 can receive the detection light Lb through the mask M and the projection system 70 a that projects the detection light Lb onto the illumination area IR of the exposure light EL among the mask M held by the mask holding unit 14.
  • a light receiving system 70b The projection system 70a projects the detection light Lb on the surface of the mask M from an oblique direction.
  • the light receiving system 70b receives the detection light Lb projected onto the surface of the mask M by the projection system 70a and reflected from the surface.
  • the light receiving system 70b is connected to the control device 3, and a signal based on the received light is supplied from the light receiving system 70b to the table T1 of the control device 3 as information on the change in the shape of the placement surface. Yes.
  • Information regarding the change in the shape of the mounting surface is stored as individual position coordinates in the Z-axis direction (for example, Z1 to Z7).
  • the shape information of the pattern formed on the substrate P (information regarding the projection image of the projection optical system) is obtained in advance by at least one of experiments and simulations.
  • the image information is information associated with position information in the Z-axis direction of the illumination area IR of the mask M.
  • the pattern information when exposure is performed while changing the position of the illumination area IR of the mask M in the Z-axis direction to Z1 to Z7, to any coordinate of Z1 to Z7 It is possible to associate which image is obtained with respect to the image.
  • each image information is a suitable pattern or an unsuitable pattern, that is, the suitability of each pattern is determined in advance, and as shown in FIG. are stored in the table T1 in a state associated with the position information Z1 to Z7.
  • This table T1 is information obtained by correlating information regarding the change in the shape of the mounting surface and information regarding the projection image of the projection optical system PL in the present embodiment.
  • the pattern is not suitable when the position is Z1, Z2, Z6, Z7, and the pattern is suitable when the position is Z3 to Z5.
  • the control device 3 can obtain pattern suitability information for desired position information.
  • position information corresponding to pattern suitability information can also be obtained.
  • different tables T2, T3,... are created according to the type of mask.
  • the mask M is conveyed to the mask holding unit 14, and the lower surface Mb of the mask M is attracted to the holding surface 45, and the mask M is placed on the placement surface 45a. Further, the substrate P is transported to and held by the substrate holding unit 22.
  • the control device 3 starts exposure of the substrate P in a state where the environment (including temperature, humidity and cleanliness) of the internal space 4 is adjusted by the chamber device 5.
  • the control device 3 operates the mask stage driving device 15 and the substrate stage driving device 25 to move the substrate P in the Y-axis direction with respect to the projection region PR of the projection optical system PL, and also in the Y-axis direction of the substrate P
  • the mask M is illuminated with the exposure light EL by the illumination system IL while moving the mask M in the Y-axis direction with respect to the illumination region IR of the illumination system IL in synchronization with the movement of the mask M and the projection optical system.
  • the substrate P is exposed with exposure light EL via PL. Thereby, the pattern image of the mask M is projected onto the substrate P through the projection optical system PL.
  • the shape of the mask M in the Z-axis direction may be distorted. If exposure is started in this state, the overlay accuracy of the pattern on the substrate P is lowered, and there is a possibility that an exposure failure such as a defect occurs in the pattern formed on the substrate P.
  • the focus / leveling detection system 70 detects the surface information of the mask M, particularly the position information in the Z-axis direction of the illumination region IR (information on the shape of the mounting surface), and the mask is based on the position information. Exposure is performed while correcting the position of M in the Z-axis direction. Specifically, the control device 3 recognizes suitability information from the table T1 stored in the control device 3 based on the position information in the Z-axis direction detected by the focus / leveling detection system 70.
  • the control device 3 continues the exposure operation without correcting the position of the mask M in the Z-axis direction.
  • the control device 3 searches the stored suitability information for position information corresponding to the suitable pattern, and based on the position information, the mask M in the Z-axis direction. Correct the position.
  • the placement surface 45a since the shape of the placement surface 45a can be corrected by the mask stage moving mechanism 15, the placement surface 45a is interposed via the placement surface 45a whose shape is corrected.
  • the shape of the surface in contact with the surface, that is, the shape of the mask M on the placement surface 45a can be changed to a desired shape. Thereby, the distortion of the shape of the mask M on the mounting surface 45a can be corrected.
  • the shape of the mask M on the placement surface 45a can be corrected so that the pattern formed on the mask M is focused on the exposed surface of the substrate P to be exposed.
  • the mask stage driving device 15 generates a Z thrust having a magnitude of about 5 to 20 Newtons, so that the mounting surface of the mask holding unit 14 is placed.
  • 45a can be curved so that the maximum portion is about ⁇ 100 to 200 nm.
  • the projection optical system PL can set the optical characteristics in anticipation of the amount of bending of the mask M at this time, but the amount of bending of the mask M is not reproducible for some reason, or the amount of bending differs among a plurality of masks. If so, there may be a case where the allowable range of the setting is exceeded. In the case of this embodiment, in such a case, the shape of the mounted mask M can be changed by appropriately adjusting the amount of curvature of the mounting surface 45a of the mask holding portion 14 to be within the aforementioned allowable range. it can.
  • the mask M not only the mask M but also the amount of curvature of the mounting surface 45a of the mask holding part 14 when the tolerance is similarly deviated due to a dimensional difference in processing accuracy on the exposure apparatus side such as the mounting surface 45a.
  • the substrate stage 2 to correct the shape of the substrate P.
  • the substrate P may be placed on a plate-like substrate support member, and the shape of the placement surface of the substrate support member may be adjusted.
  • an actuator for the correction mechanism for example, an existing Z driving mechanism for focusing and leveling may be used, or a new actuator for the correction mechanism may be provided.
  • the configuration of the correction mechanism is not limited to that of the embodiment.
  • the magnet units 55 constituting the mask stage driving device 15 are arranged at the two positions of the end face 28a and the end face 28b of the first member 28, but the present invention is not limited to this.
  • the magnet units 55 may be arranged at four locations on the end surface 28a and the end surface 28b of the first member 28, respectively.
  • the configuration is not limited to four locations, and may be a configuration in which the magnet units 55 are arranged in five or more locations, or a configuration in which the magnet units 55 are arranged in three locations.
  • the position of the power point increases, so that a more complicated moment can be applied to the mask stage 1 and the accuracy of correction of the shape of the mask M can be increased.
  • each of the linear motor 32 and the linear motor 33 is configured to have two sets of linear motor units in the vertical direction, but is not limited to such a configuration. For example, it is good also as a structure which has one set of linear motor units each.
  • the number of the air pads 57 may be increased while the positions of the force points by the magnet unit 55 are increased. In FIG. 8, the positions of the air pads 57 are six. As a result, the position of the fulcrum with respect to the force point increases, so that a more complicated moment can be applied to the mask stage 1 and correction can be made more precisely. Further, the number of air pads 57 may be three or less. By concentrating the fulcrum, there is an advantage that stable correction can be performed.
  • the mask stage driving device 15 that moves the mask M in the X and Y directions functions as a correction mechanism that corrects the shape of the mounting surface 45a.
  • the correction mechanism may be configured by separately providing a mechanism such as an actuator or an air bearing for correcting the shape of the mounting surface 45a.
  • the linear motor and the air bearing are used as the means for generating force as the correction mechanism.
  • the present invention is not limited to these. There is no particular limitation as long as a force can be applied to the mounting surface, such as a rotary motor or a magnetic bearing.
  • the actuators and the like are arranged so as to be almost symmetrical at the two positions of the end face 28a and the end face 28b of the first member 28.
  • the present invention is not limited to this.
  • a force is applied to the first component 28 by fixing one side of the first member 28 (so that no substantial displacement occurs) and disposing an actuator on the other end side to cause the displacement.
  • the shape may be changed.
  • the correction amount is set based on information obtained by correlating information regarding the change in the shape of the mounting surface and information regarding the projection image of the projection optical system. Although it was decided to adjust, it is not limited to this.
  • information regarding the change in the shape of the mounting surface for example, a detection amount by the focus / leveling detection system 70
  • information regarding the projection image of the projection optical system may be used alone for adjustment of the correction amount.
  • the correction mechanism is used regardless of the information related to the projection image of the projection optical system. You may do it.
  • the focus / leveling control In addition to the correction of the mask shape by the correction mechanism described above, it cooperates with the position control (focusing / leveling drive, etc.) of the substrate P by the substrate stage driving device 25 of the substrate stage 2 and the like. It can also be configured to do so.
  • the correction mechanism may correct the curve so as to be within a substantially constant value (for example, an allowable value). Further, even when the mask M is thermally deformed due to exposure of the exposure light EL or the like and is changed from a desired state (shape), the shape of the mask M can be corrected by the correction mechanism. In this case, the amount of deformation of the mask M may be assumed based on the irradiation amount of the exposure light EL, and the amount of thermal deformation of the mask M may be corrected by a correction mechanism as appropriate during the exposure process.
  • the substrate P in each of the above embodiments not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.
  • the exposure apparatus EX in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise.
  • stepper step-and-repeat type projection exposure apparatus
  • the second pattern With the projection optical system after the reduced image of the second pattern is transferred onto the substrate P using the projection optical system while the first pattern and the substrate P are substantially stationary, the second pattern With the projection optical system, the reduced image of the second pattern may be partially overlapped with the first pattern and collectively exposed on the substrate P (stitch type batch exposure apparatus).
  • the stitch type exposure apparatus can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.
  • two mask patterns are synthesized on a substrate via a projection optical system, and one shot on the substrate is obtained by one scanning exposure.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of a region almost simultaneously.
  • the present invention can also be applied to proximity type exposure apparatuses, mirror projection aligners, and the like.
  • a substrate stage for holding a substrate, a reference member on which a reference mark is formed, and / or various photoelectric devices.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that includes a measurement stage equipped with a sensor.
  • An exposure apparatus including a plurality of substrate stages and measurement stages can be employed.
  • the present invention can also be applied to an immersion exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light via a liquid as disclosed in, for example, International Publication No. 99/49504 pamphlet.
  • the present invention can also be applied to an EUV light source exposure apparatus that exposes the substrate P with extreme ultraviolet light.
  • the type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). ), An exposure apparatus for manufacturing a micromachine, a MEMS, a DNA chip, a reticle, a mask, or the like.
  • the position information of the mask stage and the substrate stage is measured using the interferometer system.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a scale (diffraction grating) provided on each stage is detected.
  • An encoder system may be used. In this case, it is preferable that a hybrid system including both the interferometer system and the encoder system is used, and the measurement result of the encoder system is calibrated using the measurement result of the interferometer system. Further, the position of the stage may be controlled by switching between the interferometer system and the encoder system or using both.
  • an ArF excimer laser may be used as a light source device that generates ArF excimer laser light as exposure light EL.
  • a harmonic generator that outputs pulsed light with a wavelength of 193 nm may be used, including a solid-state laser light source such as a DFB semiconductor laser or a fiber laser, an optical amplification unit having a fiber amplifier, a wavelength conversion unit, and the like.
  • each illumination area and the projection area described above are rectangular, but other shapes such as an arc shape may be used.
  • a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used.
  • a variable shaped mask also known as an electronic mask, an active mask, or an image generator
  • the variable shaping mask includes, for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) which is a kind of non-light emitting image display element (spatial light modulator).
  • the variable shaping mask is not limited to DMD, and a non-light emitting image display element described below may be used instead of DMD.
  • the non-light-emitting image display element is an element that spatially modulates the amplitude (intensity), phase, or polarization state of light traveling in a predetermined direction
  • a transmissive liquid crystal modulator is a transmissive liquid crystal modulator.
  • An electrochromic display (ECD) etc. are mentioned as an example other than a display element (LCD: Liquid * Crystal * Display).
  • the reflective spatial light modulator includes a reflective mirror array, a reflective liquid crystal display element, an electrophoretic display (EPD), electronic paper (or electronic ink), and a light diffraction type.
  • An example is a light bulb (Grating Light Valve).
  • a pattern forming apparatus including a self-luminous image display element may be provided instead of the variable molding mask including the non-luminous image display element.
  • an illumination system is unnecessary.
  • a self-luminous image display element for example, CRT (Cathode Ray Tube), inorganic EL display, organic EL display (OLED: Organic Light Emitting Diode), LED display, LD display, field emission display (FED: Field Emission) Display), plasma display (PDP: Plasma Display Panel), and the like.
  • a solid light source chip having a plurality of light emitting points, a solid light source chip array in which a plurality of chips are arranged in an array, or a plurality of light emitting points on a single substrate A built-in type or the like may be used to form a pattern by electrically controlling the solid-state light source chip.
  • the solid light source element may be inorganic or organic. In this case, by creating the tables T1, T2, T3,... Corresponding to the respective masks in the control device 3, the shape distortion can be corrected regardless of the type of the mask.
  • the exposure apparatus provided with the projection optical system PL has been described as an example.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus and an exposure method that do not use the projection optical system PL. Even when the projection optical system PL is not used in this way, the exposure light is irradiated onto the substrate via an optical member such as a lens.
  • the exposure apparatus assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by.
  • various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy
  • various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy
  • various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus.
  • comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus.
  • the exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
  • a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate as a base material of the device.
  • a substrate processing step 204 including a substrate processing (exposure processing) including exposing the substrate with exposure light through a mask and developing the exposed substrate according to the above-described embodiment; It is manufactured through an assembly step (including processing processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process) 205, an inspection step 206, and the like.

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Abstract

　露光装置は、移動可能に設けられ、載置面（４５ａ）を有するステージ本体（２７）と、前記載置面の形状を補正する補正機構（１５）とを備える。

Description

ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法
　本発明は、ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法に関する。
　本願は、２００８年４月１１日に出願された特願２００８－１０３７３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置は、マスクを露光光で照明し、そのマスクを介した露光光で基板を露光する。露光装置は、例えば特許文献１に開示されているように、マスクを保持して移動するマスクステージと、基板を保持して移動する基板ステージとを備えている。マスクステージにてマスクを保持する際には、例えばマスクステージにマスクを載置面に吸着させるなどの手法が知られている。
米国特許出願公開第２００５／０２４８７４４号明細書
　しかしながら、載置面上に例えば吸着によってマスクが保持される場合、吸着時にマスクが変形し、マスクの形状に歪みが生じてしまうことがある。マスクの形状に歪みが生じると、マスクのパターンが歪んでしまうことになる。マスクのパターンに歪みを生じさせたままの状態で露光を行うと、基板上におけるパターンの重ね合わせ精度が低下し、基板に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。マスクの歪みに限らず、例えば基板ステージ上の基板など、載置面に載置する物体の形状の歪みによって露光不良が発生し、不良デバイスが発生する可能性は十分に考えられる。
　本発明の態様は、載置面に接する面の形状の歪みを補正できるステージ装置及び露光不良を抑制できる露光装置を提供することを目的とする。
　本発明の態様に係るステージ装置（１）は、移動可能に設けられ、載置面（４５ａ）を有するステージ本体（２７）と、前記載置面の形状を補正する補正機構（１５）とを備える。
　上記構成によれば、載置面の形状を補正機構によって補正することができるので、形状の補正される載置面を介して当該載置面に接する面の形状を所望の形状に変形させることができる。これにより、載置面に接する面の形状の歪みを補正できる。
　また、本発明の態様に係る露光装置（ＥＸ）は、上記のステージ装置（１）を備える。
　上記構成によれば、載置面上の形状の歪みを補正できるステージ装置を備えるので、当該載置面に接する面の形状の歪みによる露光不良を抑制できる。
　本発明の態様によれば、載置面に接する面の形状の歪みを補正できると共に露光不良を抑制できる。
本発明の実施の形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係るマスクステージの近傍を示す斜視図である。 本実施形態に係るマスクステージの一部を拡大した斜視図である。 図３のＡ－Ａ線断面矢視図である。 マスクステージの補正の動作を示す断面図である。 マスクステージの補正の動作を示す断面図である。 制御装置に記憶された情報を模式的に示す図である。 本発明に係るマスクステージの他の構成を示す斜視図である。 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。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
　図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージ２に保持されている基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置３とを備えている。制御装置３は、例えばコンピュータシステムを含む。また、露光装置ＥＸは、基板Ｐが処理される内部空間４を形成するチャンバ装置５を備えている。チャンバ装置５は、内部空間４の環境（温度、湿度及びクリーン度を含む）を調整可能である。
　基板Ｐは、デバイスを製造するための基板であって、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材に感光膜が形成されたものを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。また、基板Ｐにおいて、感光膜上に保護膜（トップコート膜）のような各種の膜が形成されていてもよい。
　マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。本実施形態において、マスクＭは、例えばガラス板等の透明板にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された透過型マスクである。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。また、本実施形態においては、マスクＭとして透過型マスクを用いるが、反射型マスクでもよい。
　本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭを介した露光光ＥＬで基板Ｐを露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに照射する。照明系ＩＬの照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬの照射位置を含み、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲは、投影光学系ＰＬから射出される露光光ＥＬの照射位置を含む。
　露光装置ＥＸは、例えばクリーンルーム内の床面ＦＬ上に設けられた第１コラム６、及び第１コラム６上に設けられた第２コラム７を含むボディ８を備えている。第１コラム６は、複数の第１支柱９と、それら第１支柱９に防振装置１０を介して支持された第１プレート１１とを有する。第２コラム７は、第１プレート１１上に設けられた複数の第２支柱１２と、それら第２支柱１２に支持された第２プレート１３とを有する。
　照明系ＩＬは、所定の照明領域ＩＲを均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。マスクＭは、照明系ＩＬの照明領域ＩＲ（露光光ＥＬの照射位置）に移動可能である。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
　マスクステージ１は、露光光ＥＬが照射されるマスクＭを保持するマスク保持部１４を有する。マスク保持部１４は、マスクＭを着脱可能である。本実施形態において、マスク保持部１４は、マスクＭの下面（パターン形成面）ＭｂとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。マスクステージ１は、ガスベアリングにより、第２プレート１３の上面（ガイド面）１３Ｇに非接触で支持されている。本実施形態において、第２プレート１３の上面１３ＧとＸＹ平面とはほぼ平行である。マスクステージ１は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置１５の作動により、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬの照射位置（照明系ＩＬの照明領域ＩＲ）を含む第２プレート１３の上面１３Ｇに沿って、マスクＭを保持して移動可能である。本実施形態においては、マスクステージ１は、マスク保持部１４にマスクＭを保持した状態で、第２プレート１３上で、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。マスクステージ１は、例えば基板Ｐの露光時、あるいは露光光ＥＬを用いる計測時等に露光光ＥＬが通過する第１開口１６を有する。第２プレート１３は、露光光ＥＬが通過する第２開口１７を有する。照明系ＩＬから射出され、マスクＭを照明した露光光ＥＬは、第１開口１６及び第２開口１７を通過した後、投影光学系ＰＬに入射する。
　また、第２プレート１３上には、マスクステージ１のＹ軸方向の一方の方向（例えば＋Ｙ方向）への移動に応じてそのマスクステージ１とは反対の方向（例えば－Ｙ方向）へ移動するカウンタマス１８が設けられている。カウンタマス１８は、エアパッドを含む自重キャンセル機構により、第２プレート１３の上面１３Ｇに非接触で支持されている。本実施形態において、カウンタマス１８は、マスクステージ１の周囲に設けられている。
　マスクステージ１（マスクＭ）の位置情報は、干渉計システム１９のレーザ干渉計１９Ａによって計測される。レーザ干渉計１９Ａは、マスクステージ１の反射面１Ｒに計測光ＬＢを照射する。レーザ干渉計１９Ａは、マスクステージ１の反射面１Ｒに照射した計測光ＬＢを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向に関するマスクステージ１の位置情報を計測する。制御装置３は、干渉計システム１９（レーザ干渉計１９Ａ）の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置１５を作動し、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置制御を行う。
　投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。基板Ｐは、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲ（露光光ＥＬの照射位置）に移動可能である。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒２０に保持されている。鏡筒２０は、フランジ２１を有する。フランジ２１は、第１プレート１１に支持される。
　本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。
　基板ステージ２は、露光光ＥＬが照射される基板Ｐを保持する基板保持部２２を有する。基板保持部２２は、基板Ｐを着脱可能である。本実施形態において、基板保持部２２は、基板Ｐの露光面（上面）ＰａとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ２は、ガスベアリングにより、第３プレート２３の上面（ガイド面）２３Ｇに非接触で支持されている。本実施形態において、第３プレート２３の上面２３ＧとＸＹ平面とはほぼ平行である。第３プレート２３は、床面ＦＬに防振装置２４を介して支持されている。基板ステージ２は、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置２５の作動により、投影光学系ＰＬから射出される露光光ＥＬの照射位置（投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲ）を含む第３プレート２３の上面２３Ｇに沿って、基板Ｐを保持して移動可能である。本実施形態においては、基板ステージ２は、基板保持部２２に基板Ｐを保持した状態で、第３プレート２３上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
　基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報は、干渉計システム１９のレーザ干渉計１９Ｂによって計測される。レーザ干渉計１９Ｂは、基板ステージ２の反射面２Ｒに計測光ＬＢを照射する。レーザ干渉計１９Ｂは、基板ステージ２の反射面２Ｒに照射した計測光ＬＢを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測する。また、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの露光面Ｐａの面位置情報（Ｚ軸、θＸ及びθＹ方向に関する位置情報）が、不図示のフォーカス・レベリング検出システムによって検出される。制御装置３は、干渉計システム１９（レーザ干渉計１９Ｂ）の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置２５を作動し、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。
　次に、図２、図３及び図４を参照して、マスクステージ１について説明する。図２は、本実施形態に係るマスクステージ１、カウンタマス１８及び第２プレート１３近傍の斜視図、図３は、マスクステージ１の一部の構成を示す斜視図、図４は、図３のＡ－Ａ線断面矢視図である。
　図２、図３及び図４において、マスクステージ１は、マスク保持部１４が設けられたマスクステージ本体２７を備えている。
　図２に示すように、マスクステージ本体２７は、ＸＹ平面内においてほぼ矩形の第１部材２８と、第１部材２８の＋Ｘ側の端に接続されたＹ軸方向に長い第２部材２９とを含む。マスク保持部１４は、第１部材２８に設けられている。第１部材２８の略中央には第１開口１６が形成されている。マスク保持部１４は、第１開口１６の周囲の少なくとも一部に配置されている。
　第１部材２８は、＋Ｙ側の側面に、レーザ干渉計１９Ａの計測光ＬＢが照射される反射面１Ｒを有する。第１部材２８の反射面１Ｒは、Ｙ軸とほぼ垂直になっている。カウンタマス１８の＋Ｙ側の側面には、レーザ干渉計１９Ａの計測光ＬＢが透過可能な透過領域１８Ｙが配置されている。レーザ干渉計１９Ａは、透過領域１８Ｙを介して、第１部材２８の反射面１Ｒに計測光ＬＢを照射可能である。
　第２部材２９は、＋Ｘ側の側面に、レーザ干渉計１９Ａの計測光ＬＢが照射される反射面１Ｒを有する。第２部材２９の反射面１Ｒは、Ｘ軸とほぼ垂直になっている。カウンタマス１８の＋Ｘ側の側面には、レーザ干渉計１９Ａの計測光ＬＢが透過可能な透過領域１８Ｘが配置されている。レーザ干渉計１９Ａは、透過領域１８Ｘを介して、第２部材２９の反射面１Ｒに計測光ＬＢを照射可能である。
　本実施形態において、第２プレート１３のほぼ中央に凸部１３Ａが設けられている。第２プレート１３のガイド面１３Ｇは、凸部１３Ａの上面を含む。第１部材２８のうちガイド面１３Ｇに対向する面には真空予圧型のエアパッド５７が設けられている。このエアパッド５７は、ガイド面１３Ｇに向かってエア（空気）を吹き付けることにより、ガイド面１３Ｇに対して第１部材２８を、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持（非接触支持）させる。また、このエアパッド５７は、第１部材２８とガイド面１３Ｇとの間のエアを吸引することにより、当該クリアランスを維持できるようにもなっている。マスクステージ本体２７は、当該エアパッド５７によって凸部１３Ａの上面１３Ｇに非接触で支持されるようになっている。第２プレート１３の凸部１３Ａのほぼ中央には、第２開口１７が設けられている。
　図３及び図４に示すように、第１部材２８は、凹部４０を有する。当該凹部４０は、ＸＹ平面内において第１部材２８のほぼ中央部の矩形状の領域に配置されている。マスク保持部１４は、凹部４０の内側に配置されている。凹部４０の内側には、露光光ＥＬが通過する第１開口１６が配置されている。ＸＹ平面内において、第１開口１６は、凹部４０のほぼ中央部の矩形状の領域に配置されている。
　マスク保持部１４は、第１開口１６の周囲に配置された台座４３と、当該台座４３に設けられた吸着パッド４４とを有する。吸着パッド４４は、台座４３の上面４３Ｔに設けられている。台座４３及び吸着パッド４４は、第１開口１６の４辺のうち対向する２辺に沿って配置されており、Ｙ軸方向に長手方向を有する。吸着パッド４４は、マスクＭの下面Ｍｂの少なくとも一部を保持する保持面４５を有する。
　保持面４５は、台座４３の上面４３Ｔの少なくとも一部を含む。本実施形態において、保持面４５は、ＸＹ平面とほぼ平行である。また、本実施形態において、当該保持面４５を含む凹部４０内の面がマスクＭの載置される載置面４５ａである。吸着パッド４４は、台座４３の上面４３Ｔの一部に形成された溝４６と、溝４６の内側に形成された吸引口４７とを有する。保持面４５は、台座４３の上面４３Ｔのうち、溝４６が形成されていない部分を含む。吸引口４７は、不図示の流路を介して、真空システムを含む吸引装置に接続されている。
　吸着パッド４４は、マスクＭの下面Ｍｂの少なくとも一部を吸着するように保持する。吸着パッド４４の保持面４５と、マスクＭの下面Ｍｂの一部とを接触させた状態で、吸引口４７に接続されている吸引装置が作動することにより、マスクＭの下面Ｍｂと溝４６の内面とで囲まれた空間の気体が吸引口４７によって吸引され、その空間が負圧になる。これにより、マスクＭの下面Ｍｂが保持面４５に吸着保持される。マスクステージ１は、保持面４５でマスクＭを保持しながら移動可能である。また、吸引口４７を用いる吸引動作が停止されることによって、マスク保持部１４よりマスクＭを外すことができる。
　マスクＭは、その下面Ｍｂの一部に、パターンが形成されたパターン形成領域を有し、保持面４５を含む吸着パッド４４は、そのマスクＭの下面Ｍｂのうち、パターン形成領域以外の領域を保持する。マスク保持部１４は、マスクＭのパターン形成領域が第１開口１６に配置されるようにマスクＭを保持する。マスク保持部１４は、マスクＭの下面ＭｂとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。また、マスク保持部１４に保持されたマスクＭの上面ＭａとＸＹ平面とはほぼ平行である。
　マスクステージ駆動装置１５は、マスクステージ１を移動可能である。マスクステージ駆動装置１５は、マスクステージ１をＹ軸及びθＺ方向に移動可能な第１駆動装置３０と、マスクステージ１をＸ軸方向に移動可能な第２駆動装置３１とを有する。本実施形態において、第１駆動装置３０は、一対のリニアモータ３２、３３を含む。第２駆動装置３１は、ボイスコイルモータ３６を含む。
　第１駆動装置３０は、Ｙ軸方向（移動方向）に沿って長い一対のガイド部材３４、３５を備えている。ガイド部材３４、３５は、カウンタマス１８の内側に配置されている。ガイド部材３４は第１部材２８の＋Ｘ側に配置されており、ガイド部材３５は第１部材２８の－Ｘ側に配置されている。したがって、これらガイド部材３４、３５は、Ｘ軸方向に関して離れた位置に設けられている。ガイド部材３４、３５の＋Ｙ側の端及び－Ｙ側の端は、所定の固定部材を介して、カウンタマス１８の内面に固定されている。ガイド部材３４、３５は、マスクステージ本体２７をＹ軸方向に移動可能に支持する。
　このガイド部材３４、３５は、リニアモータ３２、３３の固定子として機能するコイルユニット５１をそれぞれ有する。コイルユニット５１は、図４に示すように、ガイド部材３４、３５についてＺ軸方向にそれぞれ２つずつ配置されている。コイルユニット５１は、コイル部５２と、当該コイル部５２を保持するコイル保持部材５３とを有している。コイル保持部材５３は、ガイド部材３４、３５に沿ってＹ軸方向に長い構成になっている。コイル部５２は、Ｚ軸方向に配置された２つのコイル（５２ａ、５２ｂ）を有している。当該コイル５２ａ、５２ｂは、それぞれＹ軸方向に沿ってＵ相、Ｖ相及びＷ相が繰り返し配列されている。コイル５２ａとコイル５２ｂとは、平面視で重なる位置に設けられており、それぞれに独立して電流を流すことができるようになっている。したがって、コイル５２ａとコイル５２ｂとでは、同一方向に電流を流すこともできるし、異なる方向に電流を流すこともできるようになっている。
　本実施形態において、マスクステージ本体２７の第１部材２８は、リニアモータ３２、３３の可動子として機能する磁石ユニット５５を有する。磁石ユニット５５は、第１部材２８の＋Ｘ側の端面及び－Ｘ側の端面に配置されており、ガイド部材３４、３５の２つのコイルユニット５１に対応するように、＋Ｘ側及び－Ｘ側のそれぞれにおいてＺ軸方向に２つずつ配置されている。各磁石ユニット５５は、固定部材５６を介して第１部材２８の＋Ｘ側の端面２８ａ及び－Ｘ側の端面２８ｂに固定されている。この端面２８ａ及び端面２８ｂは、マスクステージ駆動装置１５（マスクステージ駆動機構、補正機構）からの駆動力が作用する第１位置である。
　各磁石ユニット５５は、＋Ｚ方向側に配置された磁石５５ａと、－Ｚ方向側に配置された磁石５５ｂと、これらの磁石５５ａ、５５ｂを保持する磁石保持部材５５ｃとを有している。磁石５５ａはコイルユニット５１のコイル５２ａに対向し、磁石５５ｂはコイルユニットのコイル５２ａに対向するようになっている。
　本実施形態においては、第１部材２８の＋Ｘ側の端に設けられた可動子、及びガイド部材３４に設けられた固定子によって、マスクステージ本体２７をＹ軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のリニアモータ３２が形成される。同様に、第１部材２８の－Ｘ側の端に設けられた可動子、及びガイド部材３５に設けられた固定子によって、マスクステージ本体２７をＹ軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のリニアモータ３３が形成される。
　制御装置３は、一対のリニアモータ３２、３３のそれぞれが発生する推力を等しくすることによって、マスクステージ１（マスクステージ本体２７）をＹ軸方向に移動し、Ｙ軸方向の位置を制御可能である。また、制御装置３は、一対のリニアモータ３２、３３のそれぞれが発生する推力を異ならせることによって、マスクステージ１（マスクステージ本体２７）をθＺ方向に移動（回転）し、θＺ方向の位置を制御可能である。また、一対のリニアモータ３２、３３の推力を端面２８ａと端面２８ｂとに独立して作用させることができるようにもなっている。
　第２駆動装置３１は、Ｙ軸方向に長いガイド部材３７を備えている。ガイド部材３７は、ボイスコイルモータ３６の固定子として機能するコイルユニットを有する。ガイド部材３７は、カウンタマス１８の内側に配置されている。ガイド部材３７は、ガイド部材３５の－Ｘ側に配置されている。ガイド部材３７の＋Ｙ側の端及び－Ｙ側の端は、所定の固定部材を介して、カウンタマス１８の内面に固定されている。
　マスクステージ本体２７の－Ｘ側の端には、ボイスコイルモータ３６の可動子として機能する磁石ユニットが配置されている。
　本実施形態においては、マスクステージ本体２７の－Ｘ側の端に設けられた可動子、及びガイド部材３７に設けられた固定子によって、マスクステージ本体２７をＸ軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のボイスコイルモータ３６が形成される。
　制御装置３は、ボイスコイルモータ３６の固定子のコイルユニットに電流を流すことによって、そのコイルユニットを流れる電流と、可動子の磁石ユニットによって生成される磁界とに基づくＸ軸方向の電磁力（ローレンツ力）が発生させることができる。制御装置３は、そのローレンツ力の反力によって、マスクステージ１（マスクステージ本体２７）をＸ軸方向に移動し、Ｘ軸方向の位置を制御可能である。
　このように、マスクステージ１は、第１、第２駆動装置３０、３１を含むマスクステージ駆動装置１５により、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。マスクステージ本体２７は、露光光ＥＬの照射位置（照明系ＩＬの照明領域）を含むＸＹ平面に沿って、マスク保持部１４にマスクＭを保持して移動可能である。
　カウンタマス１８は、マスクステージ１を配置可能な開口を有する矩形の枠状の部材であり、マスクステージ１の移動に伴う反力を相殺するために、第２プレート１３の上面において移動可能である。カウンタマス１８は、マスクステージ１の移動方向とは反対方向に移動することにより、マスクステージ１の移動に伴う反力を相殺する。
　また、制御装置３は、各コイルユニット５１のコイル５２ａ、５２ｂに異なる方向の電流を流すことにより、各磁石ユニット５５に対してＺ軸方向の推力を加えるように制御可能になっている。
　各磁石ユニット５５に例えば＋Ｚ方向の推力を加える場合、図５に示すように、各磁石ユニット５５が＋Ｚ方向に移動しようとする。これに対して、第１部材２８はエアパッド５７によってガイド面１３Ｇとの間で一定のクリアランスを保持するように規制されるため、エアパッド５７によって－Ｚ方向に引っ張られ、エアパッド５７に接する部分５７ａの位置５７ａは変化せずに保持される。エアパッド５７は平面視で磁石ユニット５５に重なる位置とは異なる位置に配置されているため、磁石ユニット５５の設けられた＋Ｘ側の端面及び－Ｘ側の端面を力点とし、エアパッド５７の設けられた部分を支点としたθＹ方向のモーメントが、当該エアパッド５７に対して磁石ユニット５５のＸ軸方向反対側に作用することになる。したがって、本実施形態では、第１部材２８のうちエアパッド５７の設けられた部分５７ａが第２位置となる。
　本実施形態では、磁石ユニット５５は第１部材２８のＸ軸方向の端面２８ａ及び端面２８ｂに設けられており、しかも第１位置である端面２８ａ及び２８ｂが、第１部材２８のうち支点であるエアパッド５７に接する部分５７ａ（第２位置）を挟むように設けられているため、両側の磁石ユニット５５を力点とするモーメントが第１部材２８のＸ軸方向の中央部に作用する。したがって、第１部材２８のＸ軸方向の中央部には－Ｚ方向の力が働くことになる。この力によって、第１部材２８が－Ｚ方向に湾曲し、これに伴ってマスク保持部１４の載置面４５ａのＸ軸方向の中央部が－Ｚ方向に湾曲する。載置面４５ａにマスクＭが載置されている状態においては、当該載置面４５ａの変形に伴ってマスクＭのＸ軸方向の中央部が－Ｚ方向に湾曲することになる。このため、マスクＭの表面のＺ方向の位置が－Ｚ方向へ移動する。
　逆に、各磁石ユニット５５に例えば－Ｚ方向の推力を加える場合、図６に示すように、各磁石ユニット５５が－Ｚ方向に移動しようとする。このため、＋Ｚ方向の推力を加える場合と同様の原理で、磁石ユニット５５の設けられた＋Ｘ側の端面及び－Ｘ側の端面を力点とし、エアパッド５７の設けられた部分を支点としたθＹ方向のモーメントが、当該エアパッド５７に対して磁石ユニット５５のＸ軸方向反対側に作用することになる。磁石ユニット５５は第１部材２８のＸ軸方向の両端面に設けられているため、両側の磁石ユニット５５を力点とするモーメントが第１部材２８のＸ軸方向の中央部に作用することになる。力の働く方向は＋Ｚ方向の推力を加える場合とは逆方向となり、第１部材２８のＸ軸方向の中央部には－Ｚ方向の力が働くことになる。この力によって、第１部材２８が＋Ｚ方向に湾曲し、これに伴ってマスク保持部１４の載置面４５ａのＸ軸方向の中央部が＋Ｚ方向に湾曲する。載置面４５ａにマスクＭが載置されている状態においては、当該載置面４５ａの変形に伴ってマスクＭのＸ軸方向の中央部が＋Ｚ方向に湾曲することになる。このため、マスクＭの表面のＺ方向の位置が＋Ｚ方向へ移動する。
　このように、マスクステージ駆動装置（マスクステージ駆動機構、補正機構）１５は、マスクステージ１の載置面４５ａの形状を補正し、載置面４５ａに載置されるマスクＭの形状の歪みを補正する補正機構として機能するようになっている。
　また、図１に示すように、本実施形態では、フォーカス・レベリング検出系７０が設けられている。マスクＭの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、当該フォーカス・レベリング検出系７０によって検出されるようになっている。フォーカス・レベリング検出系７０は、マスク保持部１４に保持されたマスクＭのうち露光光ＥＬの照明領域ＩＲに検出光Ｌｂを投射する投射系７０ａと、マスクＭを介した検出光Ｌｂを受光可能な受光系７０ｂとを有している。投射系７０ａは、マスクＭの表面に斜め方向から検出光Ｌｂを投射する。受光系７０ｂは、投射系７０ａによってマスクＭの表面に投射され、その表面で反射した検出光Ｌｂを受光する。受光系７０ｂは制御装置３に接続されており、載置面の形状の変化に関する情報として、受光系７０ｂから制御装置３のテーブルＴ１に当該受光光に基づいた信号が供給されるようになっている。この載置面の形状の変化に関する情報は、例えばＺ軸方向の個々の位置座標として記憶されるようになっている（例えばＺ１～Ｚ７）。
　また、基板Ｐに形成されるパターンの形状情報（投影光学系の投影像に関する情報）を実験及びシミュレーションの少なくとも一方により予め求めておくようにする。当該画像情報は、マスクＭの照明領域ＩＲのＺ軸方向の位置情報に対応付けられた情報となる。位置情報と画像情報との対応付けについては、例えばマスクＭの照明領域ＩＲのＺ軸方向の位置をＺ１～Ｚ７に変化させながら露光を行ったときのパターン情報について、Ｚ１～Ｚ７のどの座標に対してどの画像が得られるかを対応づけるようにすることができる。
　また、上記の画像情報に基づいて、各画像情報が好適なパターンであるか好適でないパターンであるか、すなわち、各パターンの適否を予め判断しておき、図７に示すように、この適否情報を位置情報Ｚ１～Ｚ７に対応付けた状態でテーブルＴ１として記憶させておく。このテーブルＴ１は、本実施形態における、載置面の形状の変化に関する情報と投影光学系ＰＬの投影像に関する情報とを相関させた情報である。テーブルＴ１では、例えば位置がＺ１、Ｚ２、Ｚ６、Ｚ７のときにはパターンが好適でなく、位置がＺ３～Ｚ５のときにはパターンが好適である場合を示している。
　したがって、制御装置３では、図７に示すように、所望の位置情報に対するパターンの適否情報が得られるようになっている。また、これとは逆に、パターンの適否情報に対応する位置情報についても得られるようになっている。なお、図７に示すように、例えばマスクの種類に応じて、異なるテーブルＴ２、Ｔ３・・・を作成しておくようにする。
　次に、本実施形態に係る露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。マスクＭがマスク保持部１４に搬送されると共にマスクＭの下面Ｍｂが保持面４５に吸着され、当該マスクＭが載置面４５ａに載置される。また、基板Ｐが基板保持部２２に搬送され、保持される。制御装置３は、チャンバ装置５により内部空間４の環境（温度、湿度及びクリーン度を含む）を調整した状態で、基板Ｐの露光を開始する。
　制御装置３は、マスクステージ駆動装置１５及び基板ステージ駆動装置２５を作動して、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、照明系ＩＬによりマスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭ及び投影光学系ＰＬを介した露光光ＥＬで基板Ｐを露光する。これにより、マスクＭのパターンの像が投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに投影される。
　マスクＭの下面Ｍｂを保持面４５に吸着する際、マスクＭのＺ軸方向上の形状が歪んでしまうことがある。この状態で露光を開始すると、基板Ｐ上におけるパターンの重ね合わせ精度が低下し、基板Ｐに形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性がある。
　そこで、本実施形態では、フォーカス・レベリング検出系７０によってマスクＭの表面、特に照明領域ＩＲのＺ軸方向の位置情報（載置面の形状に関する情報）を検出し、当該位置情報に基づいてマスクＭのＺ軸方向上の位置を補正しながら露光を行うようにする。具体的には、制御装置３は、フォーカス・レベリング検出系７０によって検出されたＺ軸方向の位置情報に基づいて当該制御装置３に記憶されているテーブルＴ１から適否情報を認識する。
　認識した適否情報が好適なパターンである場合、制御装置３はマスクＭのＺ軸方向上の位置を補正させることなく露光動作を継続させる。一方、認識した適否情報が好適でないパターンである場合、制御装置３は記憶された適否情報のうち好適なパターンに対応する位置情報を検索し、当該位置情報に基づいてマスクＭのＺ軸方向の位置を補正させる。
　マスクＭのＺ軸方向の位置を補正する場合、例えばマスクＭを＋Ｚ方向に移動させる必要がある場合には、各磁石ユニット５５に対して－Ｚ方向の推力が加わるように制御する。また、マスクＭを－Ｚ方向に移動させる必要がある場合には、各磁石ユニット５５に対して＋Ｚ方向の推力が加わるように制御する。このマスクＭの位置の補正は、スキャンの度に行うようにする。このため、マスクＭの歪み形状が複雑な場合であっても、照明領域ＩＲのＺ軸方向の位置を各スキャンにおいて好適な位置に補正することができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、載置面４５ａの形状をマスクステージ移動機構１５によって補正することができるので、形状の補正される載置面４５ａを介して当該載置面４５ａに接する面の形状、すなわち、載置面４５ａ上のマスクＭの形状を所望の形状に変形させることができる。これにより、載置面４５ａ上のマスクＭの形状の歪みを補正できる。
　そのため、例えば、マスクＭに形成されたパターンが、露光処理される基板Ｐの被露光面にフォーカシングされるように、載置面４５ａのマスクＭの形状を補正することが可能である。
　また、例えば、図３、４のように構成されたマスクステージ１において、マスクステージ駆動装置１５によって約５～２０ニュートンの大きさのＺ推力を発生させることで、マスク保持部１４の載置面４５ａに最大部が±１００～２００ｎｍ程度となるような湾曲を生じさせることができる。マスクＭをマスク保持部１４に支持したときに、マスクＭは第１開口１６上を覆うように支持されるので、この開口上の部分が重力方向（露光光ＥＬの光軸方向）に湾曲する場合がある。投影光学系ＰＬはこのときのマスクＭの湾曲量を見込んで光学特性を設定することができるが、何らかの原因でマスクＭの湾曲量に再現性がなかったり、複数のマスク間で湾曲量が異なっていたりすると、前記設定の許容範囲を超えてしまう場合が考えられる。本実施形態の場合、そのようなときは、マスク保持部１４の載置面４５ａの湾曲量を適宜調整することで載置されたマスクＭの形状を変化させて前述の許容範囲に収めることができる。また、マスクＭに限らず、載置面４５ａ等の露光装置側の加工精度上の寸法差により、同様に許容範囲を外れてしまう場合にも、マスク保持部１４の載置面４５ａの湾曲量を調整して載置されたマスクＭの形状を変化させることで許容範囲に収めることが可能である。
　また、本実施形態ではマスクステージに本発明を適用させた場合を説明したが、基板ステージ２に利用して基板Ｐの形状を補正するように構成することも可能である。この場合、例えば、プレート状の基板支持部材に基板Ｐを載置し、この基板支持部材の載置面の形状を調整するようにすればよい。補正機構のアクチュエータとしては、例えば、既存のフォーカシング・レベリング用のＺ駆動機構を利用してもよいし、新たに補正機構用のアクチュエータを設けてもよい。
　本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。　
　例えば、補正機構の構成は実施形態のようなものに限定されるものではない。上記実施形態において、マスクステージ駆動装置１５を構成する磁石ユニット５５を第１部材２８の端面２８ａ及び端面２８ｂの２箇所にそれぞれ配置する構成としたが、これに限られることは無い。例えば、図８に示すように、磁石ユニット５５を第１部材２８の端面２８ａ及び端面２８ｂの４箇所にそれぞれ配置する構成としても構わない。
　また、４箇所に限ることなく、５箇所以上に磁石ユニット５５を配置する構成であっても良いし、３箇所に配置する構成としても構わない。これにより、力点の位置が増えることになるため、より複雑なモーメントをマスクステージ１に加えることができ、マスクＭの形状の補正の精度を高めることができる。
　さらに、実施形態では、第１部材２８の端面２８ａに設けられた磁石ユニット５５がリニアモータ３２を形成し、第１部材２８の端面２８ｂに設けられた磁石ユニット５５がリニアモータ３３を形成している。このとき、リニアモータ３２、リニアモータ３３のそれぞれは、上下に２組のリニアモータユニットを有するように構成されているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、各々１組のリニアモータユニットを有する構成としてもよい。
　また、磁石ユニット５５による力点の位置を増やすと共に、エアパッド５７の個数を増やすようにしても構わない。図８においてはエアパッド５７の位置を６箇所としているが、それ以上であっても勿論構わない。これにより、力点に対する支点の位置が増えることになるため、一層複雑なモーメントをマスクステージ１に加えることができ、より精緻に補正できる。また、エアパッド５７の個数については、３箇所以下にしても構わない。支点を集中させることにより、安定した補正を行うことができるという利点がある。
　また、上記実施形態においては、マスクＭをＸ、Ｙ方向に移動させるマスクステージ駆動装置１５が載置面４５ａの形状を補正する補正機構として機能する構成としたが、これに限られることは無い。例えば、当該載置面４５ａの形状を補正するアクチュエータやエアベアリングなどの機構を別途設けるようにして補正機構を構成するようにしてもよい。
　また、補正機構として力を発生させるための手段として、上記実施形態ではリニアモータやエアベアリングを用いる例を説明したが、これらに限定されるものではない。回転モータや磁気ベアリング等、載置面に力を作用させることが可能なものであれば特に限定されるものではない。
　また、上記実施形態では、第１部材２８の端面２８ａ及び端面２８ｂの２箇所にほぼ対称となるようにアクチュエータ等を配置しているが、これに限定されるものではない。例えば、第１部材２８の一方側を固定（実質的に変位が生じないように）し、他端側にアクチュエータを配置して変位を生じさせることで第１部財２８に力を作用させてその形状を変化させるようにしてもよい。
　なお、上記実施形態においては、載置面４５ａの形状を補正する際に、載置面の形状の変化に関する情報と投影光学系の投影像に関する情報とを相関させた情報に基づいて補正量を調節することとしたが、これに限られることは無い。例えば、載置面の形状の変化に関する情報（例えばフォーカス・レベリング検出系７０による検出量）や投影光学系の投影像に関する情報を単独で補正量調節に用いても構わない。例えば、マスクＭ単体の形状やマスクＭを載置面４５ａに載置した状態が原因で所定の状態とは異なるようなときには、前記投影光学系の投影像に関する情報とは関係なく補正機構を用いるようにしてもよい。
　また、フォーカス・レベリング制御を行う際は、上述の補正機構によるマスク形状の補正に加えて、基板ステージ２の基板ステージ駆動装置２５等による基板Ｐの位置制御（フォーカシング・レベリング駆動等）と協働して行うように構成することもできる。
　さらに、前述のように、複数のマスク間で湾曲量等が異なっている場合に、補正機構によってほぼ一定値（例えば、許容値）内に収まるように補正してもよい。
　また、マスクＭが露光光ＥＬの照射等が原因で熱変形を起こし、所望の状態（形状）から変化した場合でも、補正機構によりマスクＭの形状を補正することが可能である。この場合、露光光ＥＬの照射量からマスクＭの変形量を想定しておき、露光処理中に適宜補正機構でマスクＭの熱変形分を補正するようにしてもよい。
　なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
　露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。
　さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
　また、例えば米国特許第第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。
　また、露光装置ＥＸとして、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６４００４４１号明細書、米国特許第６５４９２６９号明細書、米国特許第６５９０６３４号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、及び米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
　更に、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。
　また、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット等に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置に適用することもできる。また、極端紫外光で基板Ｐを露光するＥＵＶ光光源露光装置にも適用することができる。
　露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
　なお、上記各実施形態においては、干渉計システムを用いてマスクステージ及び基板ステージの各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムとの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り換えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。
　また、上述の各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許第７０２３６１０号明細書に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでもよい。なお、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等を含む。また、可変成形マスクとしては、ＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。
　また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。　
　この場合、制御装置３に各マスクに対応するテーブルＴ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・を作成しておくことにより、マスクの種類を問わず、形状の歪みを補正できる。
　上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射される。
　以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
　半導体デバイス等の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、上述の実施形態に従って、マスクを介した露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）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、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
　なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
１…マスクステージ（ステージ装置）　１５…マスクステージ駆動装置（マスクステージ駆動機構、補正機構）　２７…マスクステージ本体（ステージ本体）　２８ａ、２８ｂ…端面（第１位置）　４５ａ…載置面　５７ａ…部分（第２位置）　ＥＬ…露光光　ＥＸ…露光装置　ＩＲ…照明領域（所定領域）　Ｍ…マスク　Ｐ…基板　Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３…テーブル（情報）

Claims (20)

  1. 　移動可能に設けられ、載置面を有するステージ本体と、
    　前記載置面の形状を補正する補正機構と
    　を備えるステージ装置。
  2. 　前記補正機構は、前記ステージ本体における少なくとも１つの第１位置に対して力を作用させる請求項１に記載のステージ装置。
  3. 　前記補正機構は、前記ステージ本体における複数の第１位置に対して独立して力を作用させる請求項１又は請求項２に記載のステージ装置。
  4. 　前記補正機構は、前記ステージ本体における少なくとも１つの第２位置を支点として前記ステージ本体に力を作用させる請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
  5. 　前記第１位置は、前記第２位置を挟んだ両側に設けられている請求項４に記載のステージ装置。
  6. 　前記補正機構は、前記ステージ本体の駆動機構を含む請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
  7. 　前記駆動機構は、前記ステージ本体の移動方向に沿って設けられており、前記移動方向に実質的に直交する方向に力を作用させる請求項６に記載のステージ装置。
  8. 　前記駆動機構は、前記ステージ本体に対して第１の方向と第２の方向とに作用する力を発生させるアクチュエータを有し、前記第１の方向に作用する力を前記ステージ本体の移動に用い、前記第２の方向に作用する力を前記補正機構に用いる請求項６又は請求項７に記載のステージ装置。
  9. 　前記補正機構は、前記ステージ本体が所定の領域を含む面内を移動する際に、前記載置面における、少なくとも前記所定の領域に位置する領域の形状を補正する請求項６から請求項８のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
  10. 　前記補正機構は、前記ステージ本体の駆動時に前記載置面の形状を補正可能である請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
  11. 　前記補正機構は、前記載置面の形状に関する所定の情報に基づいて補正量を調節する請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
  12. 　前記所定の情報は、前記載置面の形状の変化に関する情報である請求項１１に記載のステージ装置。
  13. 　請求項１から請求項１２のうちいずれか一項に記載のステージ装置を備える露光装置。
  14. 　露光光を投影する光学系を備え、
    　前記補正機構は、前記投影光学系の投影像に関する情報に基づいて前記載置面の形状を補正する請求項１３に記載の露光装置。
  15. 　前記補正機構は、前記載置面の形状の変化に関する情報に基づいて前記載置面の形状を補正する請求項１３または請求項１４に記載の露光装置。
  16. 　前記ステージ装置は、所定のパターンが形成されたマスクを保持して移動可能なマスクステージである請求項１３に記載の露光装置。
  17. 　前記マスクステージは、前記マスクは露光光が通過可能な開口を有する移動体を備え、
    　前記補正機構は、前記開口を挟んだ前記移動体の両側に力を作用させる請求項１６に記載の露光装置。
  18. 　前記ステージ装置は、基板を保持して移動可能な基板ステージであり、前記基板上に所定のパターンを形成する請求項１３に記載の露光装置。
  19. 　前記補正機構は、前記パターンが、露光処理される基板の被露光面にフォーカシングされるように前記マスクの形状を補正する請求項１６から請求項１８のいずれか一項に記載の露光装置。
  20. 　リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程に請求項１３から請求項１９のうちのいずれか一項に記載の露光装置を用いるデバイスの製造方法。
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