WO2011016255A1

WO2011016255A1 - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

Info

Publication number: WO2011016255A1
Application number: PCT/JP2010/004972
Authority: WO
Inventors: 祐一柴崎
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2012-02-07
Also published as: US9874823B2; JP5800257B2; TW201118507A; KR20120038394A; JP2015228519A; TWI514087B; JP6008219B2; US20160004166A1; JPWO2011016255A1; JP5618261B2; JP2014207479A; US20110032495A1; KR101499285B1

Abstract

　照明ユニット（ＩＯＰ）に上端が接続され、下端部にレチクルステージ（ＲＳＴ）及びレチクル（Ｒ）の上面に所定のクリアランスを介して対向する一対のプレート部（８２_３，８２_４）を有するパージカバー（８０）を備えている。このため、レチクルステージ（ＲＳＴ）とプレート部（８２_３，８２_４）との間のクリアランスを介してガスの流通をほぼ阻止することができる。これにより、パージカバーと、レチクルステージ及び／又はレチクルとで囲まれるほぼ気密状態の空間を照明ユニットから投影光学系に至る照明光（ＩＬ）の光路上に形成することができる。また、上記のほぼ気密状態の空間が、ＣＤＡなどでパージされるパージ空間とされている。

Description

露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

　本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程で用いられる露光装置及び露光方法、並びに前記露光装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

　近年、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、特に生産性の面から、形成すべきパターンを４～５倍程度に比例拡大して形成したフォトマスク（マスク）又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンを、投影光学系を介してウエハ等の被露光物体（以下、「ウエハ」と呼ぶ）上に縮小転写する投影露光装置が、主として用いられている。

　この種の露光装置では、集積回路の微細化に対応して高解像度を実現するため、その露光波長をより短波長側にシフトしてきた。現在、その波長はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍ、又はこれより短波長の真空紫外域に属するＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍが主流となっている。

　しかるに、半導体デバイスのデザインルールが微細化するのに伴い、リソグラフィ工程におけるレチクルのヘイズ（曇り）欠陥が大きな問題となってきた。レチクルのヘイズは、レチクルの表面や雰囲気中に存在する酸と塩基の反応、あるいは有機不純物の光化学反応により、レチクル上にヘイズの種となる物質が形成され、水分の介在と紫外光の照射（露光のエネルギ）によってヘイズの種が凝集し、欠陥の原因となるサイズに成長すると言われている。現在では、レチクルヘイズの原因として硫酸アンモニウムが最も問題視されている。この問題は、ＫｒＦリソグラフィにおいても認識されてはいたが、より短波長（＝高エネルギ）のＡｒＦリソグラフィにおいて、その生産性や生産コストに深刻な影響を及ぼすに至った。

　レチクルの保管環境および移動環境から、ヘイズ原因物質である揮発性不純物（主にＳＯｘ、ＮＨ_３、有機物）、そしてヘイズ生成反応加速物質である水分を排除することが、レチクル上のヘイズ形成を包括的に抑制する、効果的な対策であると言われている。この効果的な対策の具体的な一例として、露光装置のレチクル周囲の空間からヘイズ生成反応加速物質を除去することが考えられ、具体的には、レチクル周囲の空間にクリーンドライエア（ＣＤＡ）などのパージガスを供給し、ガス置換（ガスパージ）することが考えられる。

　また、最近では、処理能力（スループット）を向上させる観点から、高ＮＡ化及び低収差化が容易な小視野ではあるが高ＮＡの投影光学系を用いて実質的に大きな露光フィールドを得るために、露光中に、レチクルとウエハをその結像関係を維持したまま相対走査する例えば走査型投影露光装置、例えばステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（すなわちいわゆるスキャニング・ステッパなど）が主流となっている。

　露光装置で、レチクル上のヘイズ形成を包括的に抑制する、効果的な対策を実現する方法として、例えば、特許文献１に開示されるように、レチクルを保持するレチクルステージ全体を大きな気密型の遮蔽容器（レチクルステージチャンバ）で覆い、その内部（レチクルステージ，レチクルを含む）全体をガスパージする方法が有効であると思われる。

　しかしながら、このような遮蔽容器を採用すると、露光装置が大型化及び重量化し、半導体工場のクリーンルーム内における、露光装置１台あたりの設置面積（フットプリント）がより大きくなり、設備コスト（あるいはランニング・コスト）の増大により結果的に半導体素子の生産性が低下してしまう。また、レチクル近傍へのアクセスが困難となり、レチクルステージなどのメンテナンス時の作業性が低下してメンテナンスに要する時間が増大し、この点においても半導体素子の生産性が低下してしまう。

　特に走査型投影露光装置は、露光中にレチクルを高速に走査する必要から大型のレチクルステージを備えており、この大型のレチクルステージ全体を覆う遮蔽容器（レチクルステージチャンバ）は一層大型化してしまう。

　また、投影露光装置では、回路素子のレイヤー（層）間の位置合わせ（重ね合わせ）に関して、非常に高い精度が要求されている。この重ね合わせ精度に影響する要因の一つとして、露光光の照射によるレチクルの熱膨張によって発生するパターンの歪みがある。投影露光装置には、精度と共に、高いスループットが要求されるため、露光光の照度はますます大きくなる傾向にある。このため、積極的にレチクルの温度制御を行わないと、もはや、要求される重ね合わせ精度を満たすことが困難になってきている。

　従来においても、レチクルの温度制御を行なう方法として、温度制御された空気（気体）をレチクルに吹き付ける方法（例えば、特許文献２等参照）、あるいは冷却プレートをレチクルの露光範囲外の領域に密着させる方法などが提案されている。しかし、前者では、熱伝達率を上げようとして風速を速くすると、パーティクル（いわゆるゴミ）を巻き上げ、レチクルにこのパーティクルが付着してしまい、回路素子の不良をもたらすという不都合があった。一方後者では、レチクルを交換する度に、冷却プレートをレチクルに取り付けなくてはならず、レチクル交換時間が長くなるという不都合もあった。これに加えて、レチクルを交換する度に、レチクルの冷却を行う程度では、パターンの歪みを許容値内に納めることが困難になってきている。

米国特許出願公開第２００４／００５７０３１号明細書特開平１０－０２２１９６号公報

　本発明の第１の態様によれば、マスクと物体とを同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する露光装置であって、前記マスクが同期移動される第１方向に所定ストロークで移動するとともに、前記マスクを前記第１方向に挟む両側の上面が前記マスクの上面と実質的に同一面となる状態で前記マスクを保持するスライダと；前記マスクを照明光により照明する照明系と；前記スライダに対して前記照明系側で、前記第１方向に関して前記照明光の光路と異なる位置に配置され、前記スライダ及び前記マスクの前記上面に所定の隙間を介して対向する対向面部を有する対向部材と；を備え、前記物体との前記同期移動時に前記マスク及び前記スライダの上面が前記対向部材に近接して移動される第１の露光装置が、提供される。

　これによれば、スライダに対して前記照明系側で、前記第１方向に関して前記照明光の光路と異なる位置に配置され、前記スライダ及び前記マスクの前記上面に所定の隙間を介して対向する対向面部を有する対向部材を備え、物体との同期移動時にマスク及びスライダの上面が対向部材に近接して移動される。このため、対向部材と、スライダ及び／又はマスクとの間にほぼ気密状態の空間が形成され、照明系からマスクステージに至る照明光の光路空間が外部に対して隔離されている場合、その照明光路を含む気密状態の空間をマスクの上方に、作り出すことができる。すなわち、マスクを保持するスライダを、大きな気密型の遮蔽容器で取り囲む必要が無くなる。ここで、スライダは、スライダ（例えばマスクステージ）そのものだけでなく、補助的な庇などの部材を有する場合は、これらの部材をも含む。

　本発明の第２の態様によれば、マスクと物体とを同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する露光装置であって、前記マスクを保持し、前記マスクが同期移動される第１方向に移動するスライダと；前記マスクを照明光により照明する照明系と；前記スライダに対して前記照明系側で、前記第１方向に関して前記照明光の光路と異なる位置に配置される前記マスクの温度制御用の冷却部材と；を備え、前記スライダは、前記マスクの一面が前記冷却部材に近接した状態で移動される第２の露光装置が、提供される。

　これによれば、照明系とマスクとの間の前記照明光の照射領域の第１方向の少なくとも一側に（露光光を遮らない領域に）スライダ及びマスクの照明系側の一面に対向して配置されたマスクの温度制御用の冷却部材を備え、スライダは、マスクの一面が冷却部材に近接した状態で移動される。このため、冷却部材により、スライダに保持されたマスクの温度制御（冷却）を走査露光中に行うことができる。

　本発明の第３の態様によれば、本発明の第１、第２の露光装置のいずれかを用いて物体上にパターンを転写することと；前記パターンが転写された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法が、提供される。

　本発明の第４の態様によれば、照明光による照射領域に対してマスクと物体とを同期して所定方向に相対走査して前記マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光方法であって、前記マスクの移動面の近傍の前記照明光の照射領域の前記所定方向の少なくとも一側に冷却領域を設定することと；前記マスクと物体との前記照射領域に対する相対走査中に、前記冷却領域を通過する前記マスクを冷却することと；を含む第１の露光方法が、提供される。

　本発明の第５の態様によれば、マスクと物体とを同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する露光方法であって、前記マスクが同期移動される第１方向に所定ストロークで移動するとともに、前記マスクを前記第１方向に挟む両側の上面が前記マスクの上面と実質的に同一面となる状態で前記マスクを保持するスライダと；前記マスクを照明光により照明する照明系と；前記スライダに対して前記照明系側で、前記第１方向に関して前記照明光の光路と異なる位置に配置され、前記スライダ及び前記マスクの前記上面に所定の隙間を介して対向する対向面部を有する対向部材と；を用意し、前記物体との前記同期移動時に前記マスク及び前記スライダの上面が前記対向部材に近接して移動される第２の露光方法が、提供される。

　本発明の第６の態様によれば、本発明の第１、第２の露光方法のいずれかにより物体上にパターンを転写することと；前記パターンが転写された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法が、提供される。

第１の実施形態の露光装置を示す概略図である。レチクルステージ装置を示す斜視図である。図３（Ａ）はレチクルステージの構成を示す平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿って断面したレチクルステージ装置の縦断面図である。図１の露光装置のレチクルステージ装置近傍を示す縦断面図である。レチクルエンコーダシステムの構成を説明するための図である。図１の露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。第２の実施形態の露光装置を示す概略図である。図７の露光装置のレチクルステージ装置近傍を示す縦断面図である。図７の露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。

《第１の実施形態》
　以下、第１の実施形態を図１～図６に基づいて説明する。

　図１には、第１の実施形態の露光装置１００の概略的な構成が示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）である。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルＲとウエハＷとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行なう。

　露光装置１００は、照明ユニットＩＯＰ、レチクルＲを保持してＸＹ平面に平行な面内で移動するレチクルステージＲＳＴを含むレチクルステージ装置２０、投影光学系ＰＬ、ウエハＷをＸＹ２次元方向に駆動するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系、並びにレチクルステージ装置２０及び投影光学系ＰＬを保持するコラム３４等を備えている。

　照明ユニットＩＯＰは、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（マスクキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）により規定される矩形又は円弧状の照明領域に照明光（露光光）ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明ユニットＩＯＰと同様の照明系は、例えば米国特許第５，５３４，９７０号明細書などに開示されている。ここでは、一例として照明光ＩＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられるものとする。また、照明光学系内部に配置されたビームスプリッタにより照明光ＩＬの一部が取り出され、インテグレータセンサとも呼ばれるパワーモニタからの照度信号が、主制御装置５０に送られている。

　レチクルステージ装置２０は、照明ユニットＩＯＰの下方に所定間隔を隔ててほぼ平行に配置されたレチクルステージ定盤ＲＢＳ、該レチクルステージ定盤ＲＢＳ上に配置されたレチクルステージＲＳＴ、該レチクルステージＲＳＴを取り囲む状態でレチクルステージ定盤ＲＢＳ上に配置された枠状部材から成るカウンタマス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３４０（図６参照）等を備えている。

　レチクルステージ定盤ＲＢＳは、図１に示されるように、コラム３４の天板部３２ａ上に複数（例えば３つ）の防振ユニット１４（図１における紙面奥側の防振ユニットは不図示）を介して略水平に支持されている。レチクルステージ定盤ＲＢＳ上に、レチクルステージＲＳＴが配置され、レチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲが保持されている。なお、レチクルステージ装置２０の具体的な構成等については後にさらに詳述する。

　投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列された複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば、両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４あるいは１／５）を有する。このため、照明ユニットＩＯＰからの照明光ＩＬによって照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の投影像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置され、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の照明領域に共役な領域（露光領域）に形成される。

　そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してレチクルを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では、照明ユニットＩＯＰ及び投影光学系ＰＬによって、ウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

　投影光学系ＰＬの鏡筒の高さ方向のほぼ中央に、フランジＦＬＧが設けられている。

　コラム３４は、床面Ｆにその下端部が固定された複数（例えば３本）の脚部３２ｂ（図１における紙面奥側の脚部は不図示）と、３本の脚部３２ｂにより略水平に支持された天板部３２ａとを含んでいる。天板部３２ａの中央部には、上下方向（Ｚ軸方向）に貫通した開口３４ａが形成されている。開口３４ａ内に投影光学系ＰＬの上端部が挿入されている。

　天板部３２ａの下面側に一端が固定された３つの吊り下げ支持機構１３７（ただし紙面奥側の吊り下げ支持機構は不図示）の他端がフランジＦＬＧに接続され、これにより投影光学系ＰＬが天板部３２ａに吊り下げ支持されている。３つの吊り下げ支持機構１３７のそれぞれは、例えば柔構造の連結部材であるコイルばね１３６とワイヤ１３５とを含む。コイルばね１３６は、投影光学系ＰＬの光軸（Ｚ軸）に垂直な方向には振り子のように振動するため、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な方向の除振性能（床の振動が投影光学系ＰＬに伝達するのを防止する性能）を有している。また、光軸に平行な方向に関しても、高い除振性能を有している。なお、投影光学系ＰＬは吊り下げ支持することなく、例えばフランジＦＬＧを介してコラム３４の脚部３２ｂで支持しても良い。また、投影光学系ＰＬはフランジＦＬＧを介して、例えば鏡筒定盤あるいはメトロロジーフレームなどと呼ばれる支持部材（フレーム部材）に載置し、この支持部材を天板部３２ａに吊り下げ支持する、あるいはコラム３４の脚部３２ｂで支持しても良い。

　また、コラム３４の各脚部３２ｂのＺ軸方向に関する中央部近傍には凸部１３４ａが内側に突設され、各凸部１３４ａと投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧの外周部との間には、駆動系４４０が設けられている。駆動系４４０は、例えば投影光学系ＰＬを鏡筒の半径方向に駆動するボイスコイルモータと、投影光学系ＰＬを光軸方向（Ｚ軸方向）に駆動するボイスコイルモータとを含んでいる。３本の脚部３２ｂに設けられた３つの駆動系４４０により投影光学系ＰＬを６自由度方向に変位させることができる。

　投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧには、投影光学系ＰＬの６自由度方向の加速度を検出するための加速度センサ２３４（図１では不図示、図６参照）が設けられており、加速度センサ２３４で検出される加速度情報に基づいて、主制御装置５０（図１では不図示、図６参照）が、投影光学系ＰＬがコラム３４及び床面Ｆに対して静止した状態となるように駆動系４４０のボイスコイルモータの駆動を制御する。なお、加速度センサの代わりに振動センサ又は変位センサなど、他のセンサを用いても良い。

　投影光学系ＰＬのフランジＦＬＧの下面からは、リング状の計測マウント５１が複数（ここでは例えば３本）の支持部材５３（ただし、紙面奥側の支持部材は不図示）を介して吊り下げ支持されている。３本の支持部材５３は、実際には、その両端部に支持部材５３の長手方向以外の５自由度方向の変位が可能なフレクシャ部を有するリンク部材を含んで構成され、計測マウント５１とフランジＦＬＧとの間に応力が殆ど生じることなく計測マウント５１を支持することができるようになっている。

　計測マウント５１には、ウエハ干渉計５８、マーク検出系としてのウエハアライメント系（以下、アライメント系と称する）ＡＬＧ（図１では不図示、図６参照）、及び不図示の多点焦点位置検出系などが保持されている。アライメント系ＡＬＧとしては、例えば米国特許第５，７２１，６０５号明細書などに開示される画像処理方式のＦＩＡ系を用いることができる。また、多点焦点位置検出系としては、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示される多点焦点位置検出系を用いることができる。なお、前述の支持部材（メトロロジーフレームなどと呼ばれる）に投影光学系ＰＬを載置する場合には、計測マウント５１を設けることなく、干渉計５８やウエハアライメント系ＡＬＧなどを前述の支持部材で保持しても良い。

　ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの下方に水平に配置されたステージ定盤ＢＳの上面に、その底面に設けられたエアベアリングなどを介して浮上支持されている。

　ここで、ステージ定盤ＢＳは、直接的に床面Ｆ上に据え付けられており、その＋Ｚ側の面（上面）は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、ウエハステージＷＳＴの移動基準面（ガイド面）とされている。なお、ステージ定盤ＢＳは複数の防振機構を介して床面Ｆ上に載置しても良い。

　ウエハステージＷＳＴは、ウエハホルダ１２５を介してウエハＷを真空吸着等により保持し、主制御装置５０により、ウエハステージ駆動系１２２（図１では不図示、図６参照）を介して、ステージ定盤ＢＳの上面に沿ってＸＹ平面内で自在に駆動されるようになっている。なお、ウエハステージ駆動系１２２として例えば平面モータを用いても良く、この場合、ウエハステージＷＳＴを磁気力にてステージ定盤ＢＳ上で浮上支持しても良い。

　次に、レチクルステージ装置２０及びその近傍の構成部分について詳述する。

　図２にはレチクルステージ装置２０の外観が斜視図にて示されている。レチクルステージ定盤ＲＢＳは、平面視（上方から見て）略長方形の板状部材から成り、その中央部には、照明光ＩＬの通路となる開口ＲＢＳａ（図１及び図３（Ｂ）等参照）が形成されている。開口ＲＢＳａは、前述した天板部３２ａの開口３４ａとＺ軸方向に連通した状態となっている。また、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面の、中心から－Ｘ方向及び＋Ｘ方向に等距離離れた位置には、凸状部分ＲＢＳｂ、ＲＢＳｃ（図３（Ｂ）参照）がＹ軸方向に延設されている。凸状部分ＲＢＳｂ，ＲＢＳｃの上面（＋Ｚ側の面）は、平坦度が非常に高くなるように加工され、レチクルステージＲＳＴの移動の際のガイド面が形成されている。

　また、レチクルステージ定盤ＲＢＳの上面の外周部近傍には、不図示ではあるが、所定間隔で複数のエアパッドが固定されている。これらの複数のエアパッド上にカウンタマス１８が配置されている。これらの複数のエアパッドの一部、例えばレチクルステージ定盤ＲＢＳの４隅にあるエアパッドは、カウンタマス１８の自重をレチクルステージ定盤ＲＢＳの上面（＋Ｚ側の面）上で非接触で支持している。残りのエアパッドは、真空吸引力と吹き出し圧力とのバランスの調整が可能であり、カウンタマス１８の下面とレチクルステージ定盤ＲＢＳの上面との間を所定間隔に維持している。

　レチクルステージ定盤ＲＢＳと天板部３２ａとの間に設けられた図１に示される複数（例えば３つ）の防振ユニット１４は、それぞれがエアダンパ又は油圧式のダンパ等の機械式のダンパを含んでいる。この防振ユニット１４により、例えばエアダンパ又は油圧式のダンパによって比較的高周波の振動がレチクルステージＲＳＴへ伝達するのを回避することができる。また、レチクルステージ定盤ＲＢＳと天板部３２ａとの間には、レチクルステージ定盤ＲＢＳにＸ軸方向の駆動力を作用させるＸボイスコイルモータ６６Ｘ、Ｙ軸方向の駆動力を作用させるＹボイスコイルモータ６６Ｙ、及びＺ軸方向の駆動力を作用させるＺボイスコイルモータ６６Ｚ（いずれも、図２では不図示、図６参照）が設けられている。

　これらボイスコイルモータとしては、例えば、Ｘボイスコイルモータ６６ＸとＹボイスコイルモータ６６Ｙの少なくとも一方を２つ、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚを３つ設けることとすることができる。すなわち、Ｘボイスコイルモータ６６ＸとＹボイスコイルモータ６６Ｙの少なくとも一方を２つ設けることで、レチクルステージ定盤ＲＢＳをＸ軸方向及びＹ軸方向のみならず、θｚ方向にも微小駆動することが可能であり、また、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚを３つ設けることで、レチクルステージ定盤ＲＢＳをＺ軸方向のみならず、θｘ方向及びθｙ方向にも微小移動することが可能である。従って、ボイスコイルモータ６６Ｘ，６６Ｙ，６６Ｚにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳを６自由度方向に微小駆動することが可能である。なお、レチクルステージ定盤ＲＢＳの位置は、定盤干渉計２４０やＺエンコーダ８１（いずれも図６参照）により投影光学系ＰＬを基準として計測される。

　ここで、例えば３つのＺボイスコイルモータ６６Ｚは、レチクルステージ定盤ＲＢＳと天板部３２ａとの間の一直線上に無い３箇所に設けられている。この３つのＺボイスコイルモータ６６Ｚに加えて、レチクルステージ定盤ＲＢＳと天板部３２ａとの間に、変形抑制部材（例えばボイスコイルモータなど）を複数配置しても良い。このようにすると、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚのみにより、レチクルステージ定盤ＲＢＳをＺ軸方向、θｘ方向、θｙ方向に駆動した（変位させた）場合に、Ｚボイスコイルモータ６６Ｚの推力の作用点同士が離れていることに起因してレチクルステージ定盤ＲＢＳに撓みあるいはねじれが発生するような場合でも、主制御装置５０が、３つのＺボイスコイルモータ６６Ｚの発生推力に応じて、その複数の変形抑制部材の発生する推力を制御（推力分配）することで、レチクルステージ定盤ＲＢＳを、その変形が極力抑制された状態でＺ、θｘ、θｙ方向に駆動する（変位させる）ことが可能となる。

　レチクルステージＲＳＴは、図２に示されるように、レチクルステージ本体２２と、レチクルステージ本体２２のＸ軸方向の両端部に固定された一対の固定子４０Ａ，４０Ｂを備えている。

　レチクルステージ本体２２は、図３（Ａ）に拡大して示されるように、平面視（上方から見て）矩形状の板状部２２_０と、板状部２２_０の±Ｘ端にそれぞれ固定されたＹ軸方向を長手方向とする直方体状のエアスライダ部２２_１，２２_２とを有している。ここで、板状部２２_０のほぼ中央には、照明光ＩＬの通路となる開口２２ａ（図３（Ｂ）参照）が形成されている。

　板状部２２_０上面の開口２２ａのＸ軸方向の両側の部分には、レチクルＲの裏面を吸着保持する一対のバキュームチャック９５，９６が配置されている。

　また、板状部２２_０上面の開口２２ａの－Ｙ側の部分には、一対のストッパ（位置決め部材）９３，９４が、Ｘ軸方向に関して所定距離（レチクルＲのＸ軸方向に関する幅より幾分短い距離）隔てて配置され、固定されている。これらのストッパ９３，９４は、レチクルＲの－Ｙ側の端面（側面）に当接してそのレチクルＲを位置決めする。

　また、板状部２２_０上面の開口２２ａの＋Ｙ側の部分には、一対の回動アームから成るクランパ（押圧部材）９１、９２が取り付けられている。クランパ９１、９２は、それぞれストッパ９３、９４と組を成し、レチクルＲをＹ軸方向の一側と他側から挟持するクランプ装置を、それぞれ構成する。

　一方のクランパ９１は、Ｘ軸方向を長手方向とし、その－Ｘ端を支点（回転中心）として回動可能に板状部２２_０に取り付けられている。また、このクランパ９１の－Ｙ側の面の＋Ｘ端部には、ストッパ９３に対向してほぼ半球状の凸部が設けられている。そして、このクランパ９１は、その凸部がレチクルＲの＋Ｙ側の端面に圧接するように、不図示のゼンマイバネなどから成る付勢部材によって時計回りに常に付勢されている。他方のクランパ９２は、左右対称ではあるが、クランパ９１と同様に構成されている。

　レチクルＲは、開口２２ａを上方から塞ぐ状態で、板状部２２_０（レチクルステージＲＳＴ）上に載置されている。そして、レチクルＲは、その－Ｙ側の面がストッパ９３，９４に接触して位置決めされ、クランパ９１，９２により＋Ｙ側の面に所定の押圧力が加えられて固定される。レチクルＲは、このようにしてクランパ９１，９２及びストッパ９３，９４によって固定された後、バキュームチャック９５，９６により、その下面のＸ軸方向両端部が吸着される。レチクルＲをレチクルステージＲＳＴ上からアンロードする場合には、吸着を解除した後、クランパ９１，９２を付勢力に抗して、レチクルＲから離し、例えば上方から吸盤等でレチクルＲの上面（パターン面と反対側の面）を吸着して持ち上げる。あるいは、レチクルＲのパターン領域の外部をフック等で引っ掛けて持ち上げる。あるいは後述する第２の実施形態のようにレチクルＲを上下動部材で下方から一旦持ち上げ、上下動部材から搬送アームに渡すなどしても良い。なお、クランパ９１，９２を常時付勢する構成に換えて、アクチュエータ（例えばモータあるいはエアシリンダなど）により、クランパ９１，９２の半球状凸部が、レチクルＲに当接する第１位置と、レチクルＲから離間する第２位置とで切り替え可能な構成を採用しても良い。また、回動式に限らず、スライド式のクランパを用いることもできる。

　その他、板状部２２_０上には、各種計測部材が設けられている。例えば、板状部２２_０の開口２２ａの±Ｙ側には、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状の開口がそれぞれ形成されている。これらの開口を上方から塞ぐ状態で、空間像計測用基準マークが形成されたレチクルフィデューシャルマーク板（以下、「レチクルマーク板」と略述する）ＬＦ１，ＬＦ２が、レチクルＲと並ぶように配置され、板状部２２_０に固定されている。このレチクルマーク板ＬＦ１，ＬＦ２は、レチクルＲと同材質のガラス素材、例えば合成石英やホタル石、フッ化リチウムその他のフッ化物結晶などから構成されている。レチクルマーク板の詳細については、例えば米国特許出願公開第２００２/００４１３７７号明細書等に開示されている。

　本実施形態では、図３（Ｂ）から分かるように、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（レチクルステージ本体２２の重心を通るＸＹ平面に平行な面）に略一致する状態で支持される。

　エアスライダ部２２_１，２２_２は、図３（Ａ）にエアスライダ部２２_１について、その上面の一部を破砕して示されるように、その内部に強度を維持するための格子状のリブが設けられ、この格子状のリブによってその内部空間が区画された中空部材から成る。換言すれば、エアスライダ部２２_１，２２_２は、軽量化を図るべく、リブ部のみが残るように肉抜きされた直方体状の部材から成る。

　エアスライダ部２２_１，２２_２の底面のＸ軸方向の外側半部、すなわち図３（Ｂ）に示されるようにレチクルステージ定盤ＲＢＳの前述の凸状部分ＲＢＳｃ、ＲＢＳｂに対向する部分には、給気溝と該給気溝のＸ軸方向両側の一対の排気溝（いずれも不図示）とが、Ｙ軸方向の全長に渡って形成されている。給気溝は、Ｙ軸方向に延びる幹溝と、該幹溝のＸ軸方向両側に連通状態とされ、かつＹ軸方向に所定間隔で形成されたＴ字状の複数の表面絞り溝と、を有している。給気溝と一対の排気溝とのそれぞれの少なくとも一部に対向してレチクルステージ定盤ＲＢＳには、凸状部分ＲＢＳｃ、ＲＢＳｂの上面に、給気口と一対の排気口とがそれぞれ形成されている。このように、本実施形態では、いわゆる定盤給気タイプの差動排気型気体静圧軸受が用いられている。定盤給気タイプの差動排気型気体静圧軸受の詳細は、例えば米国特許第７，４８９，３８９号明細書などに詳細に開示されている。

　本実施形態では、給気口を介して供給され表面絞り溝から凸状部分ＲＢＳｃ、ＲＢＳｂの上面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、凸状部分ＲＢＳｃ、ＲＢＳｂの上に数ミクロン程度のクリアランス（間隔／ギャップ）を介して、レチクルステージＲＳＴが非接触で浮上支持される。ここで、加圧気体としては、クリーンドライエア（ＣＤＡ）、窒素、又はヘリウムなどの希ガスなどが用いられる。

　一対の可動子３０Ａ、３０Ｂのそれぞれは、図２に示されるように、エアスライダ部２２_１の＋Ｘ側の面、エアスライダ部２２_２の－Ｘ側の面に固定されている。

　可動子３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ所定の位置関係で配置された複数の磁石を内蔵する磁石ユニットによって構成されている。可動子３０Ａ，３０Ｂのそれぞれは、図２に示されるように、一対の固定子４０Ａ、４０Ｂに係合している。

　一方の固定子４０Ａは、図２に示されるように、その長手方向（Ｙ軸方向）両端部がカウンタマス１８の＋Ｙ側の内面及び－Ｙ側の内面に固定支持されるとともに、その長手方向に直交する方向（Ｘ軸方向）の一端部（＋Ｘ端部）がカウンタマス１８のＸ軸方向の一側の内面（－Ｘ側の内面）に固定支持されている。

　また、他方の固定子４０Ｂは、その長手方向（Ｙ軸方向）両端部がカウンタマス１８の＋Ｙ側の内面及び－Ｙ側の内面に固定支持されるとともに、その長手方向に直交する方向の一端部（－Ｘ端部）がカウンタマス１８のＸ軸方向の一側の内面（＋Ｘ側の内面）に固定支持されている。

　本実施形態では、固定子４０Ａとこれに係合する可動子３０Ａとにより、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、Ｘ軸方向にも微少駆動するムービングマグネット型の第１のＸＹ駆動リニアモータが構成されている。同様に、固定子４０Ｂとこれに係合する可動子３０Ｂとにより、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、Ｘ軸方向にも微少駆動するムービングマグネット型の第２のＸＹ駆動リニアモータが構成されている。そして、これら第１、第２のＸＹ駆動リニアモータにより、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、Ｘ軸方向及びθｚ方向にも微少駆動するレチクルステージ駆動系３４０（図６参照）が構成されている。また、レチクルステージ駆動系３４０は、レチクルステージＲＳＴの重心を含む中立面内でレチクルステージを駆動する。レチクルステージ駆動系３４０を構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置５０によって制御されるようになっている。

　なお、本実施形態では、レチクルステージは上述の構成に限られることはなく、例えば、レチクルステージ定盤ＲＢＳを天板部３２ａ上に（防振ユニットを介して）固定にし、その上を移動する粗微動ステージによってレチクルステージを構成しても良い。この場合の粗微動ステージとしては、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθｚの各方向に移動する粗動ステージと、該粗動ステージ上に配置され、レチクルＲを保持して６自由度方向に微動可能な微動ステージによって構成しても良い。この場合、レチクルステージ定盤ＲＢＳの位置計測が不要になる。

　本実施形態では、図４に示されるように、照明ユニットＩＯＰの下端（射出端）に位置する光透過窓部材（例えば、ガラス板又はレンズなど）を照明ユニットＩＯＰのハウジングに固定するための環状の固定部材９０の下方に、パージカバー８０が設けられている。パージカバー８０は、平面視でＸ軸方向に細長い矩形の筒状部８２_１と、筒状部８２_１の上端部に設けられたフランジ部８２_２と、筒状部８２_１の下端から＋Ｙ方向及び－Ｙ方向にそれぞれ延設された一対のプレート部８２_３、８２_４とを有している。

　フランジ部８２_２は、その上面が、固定部材９０の下面に固定されている。筒状部８２_１は、照明ユニットＩＯＰから射出される照明光ＩＬの照射領域を取り囲んでいる。筒状部８２_１のＸ軸方向の長さは、レチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_１，２２_２の外縁間のＸ軸方向に関する距離より幾分長く設定されている。

　プレート部８２_３は、筒状部８２_１の＋Ｙ側の下端から＋Ｙ側に向かって延びるＸＹ平面に平行なプレート状の部分である。このプレート部８２_３の下面は、レチクルステージＲＳＴの上端面より僅かに高い位置に位置している。

　プレート部８２_４は、筒状部８２_１の－Ｙ側の下端から－Ｙ側に向かって延びるＸＹ平面に平行なプレート状の部分である。このプレート部８２_４の下面は、プレート部８２_３の下面と同一面上に位置している。

　また、レチクルステージＲＳＴの＋Ｙ側の端部には、その上端と先端とを覆う側面視Ｌ字状の端部カバー２３_１が取り付けられている。同様に、レチクルステージＲＳＴの－Ｙ側の端部には、その上端と先端とを覆う側面視Ｌ字状の端部カバー２３_２が取り付けられている。

　この場合、端部カバー２３_１は、エアスライダ部２２_１，２２_２の＋Ｙ側の端面及び上面の＋Ｙ端部（エアスライダ部２２_１，２２_２間の空間を含む）を覆い、端部カバー２３_２は、エアスライダ部２２_１，２２_２の－Ｙ側の端面及び上面の－Ｙ端部（エアスライダ部２２_１，２２_２間の空間を含む）を覆う。このため、レチクルＲの載置された空間は、前後左右の四方を、端部カバー２３_１、２３_２及びエアスライダ部２２_１，２２_２によって囲まれている。

　本実施形態では、パージカバー８０のプレート部８２_３の下面と端部カバー２３_１との間、及びプレート部８２_４の下面と端部カバー２３_２との間には、それぞれ所定のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）、例えば数μｍ～数ｍｍ（最大でも３ｍｍ）のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）が形成されている。

　プレート部８２_３，８２_４のＸ軸方向の長さは、筒状部８２_１のＸ軸方向の長さと同程度又は僅かに短く設定されている。また、プレート部８２_３は、レチクルステージＲＳＴの走査露光時のＹ軸方向に関する移動範囲内では、その位置にかかわらず、その下面が端部カバー２３_１に対し少なくとも一部対向し得るように、そのＹ軸方向の長さが設定されている。同様に、プレート部８２_４は、レチクルステージＲＳＴの走査露光時のＹ軸方向に関する移動範囲内では、その位置にかかわらず、その下面が端部カバー２３_２に対し少なくとも一部対向し得るように、そのＹ軸方向の長さ及び設置位置が設定されている。

　以上のようにして、本実施形態では、パージカバー８０と、端部カバー２３_１、２３_２と、エアスライダ部２２_１，２２_２と、レチクルＲとによって、ほぼ気密状態の空間１８１が形成されている。この空間１８１内に、パージガスとして、例えばクリーンドライエア（ＣＤＡ）が、不図示の供給口から供給され、不図示の排気口を介して外部に排気されている。すなわち、空間１８１の内部ガス（空気）が、ＣＤＡでパージされている。ＣＤＡは、レチクル（マスク）のヘイズ生成反応加速物質である水蒸気を含む割合が、通常の空気に比べて極端に小さく、本実施形態では、例えばその湿度は１％以下程度になっている。空間１８１は、ほぼ気密状態のパージ室となっている。以下では、この空間を第１のパージ空間１８１と呼ぶ。ここで、第１のパージ空間１８１は、その内部の湿度の制御精度を所定レベルで維持できる状態、例えば湿度は１％のＣＤＡでその内部をパージした場合に、その湿度を２％程度には維持できる程度の気密状態となっている。また、第１のパージ空間１８１は、水蒸気の存在に起因する該空間１８１に接する照明ユニットのレンズ等の光学部材の曇の発生を抑制できる、例えば露光に支障を与えない程度に抑制できる程度の気密状態となっている。

　また、レチクルステージ定盤ＲＢＳと投影光学系ＰＬとの間は、図３（Ｂ）に示されるように、例えば非接触シールの一種であるラビリンスシールＬＢを介してシールされている。図３（Ｂ）に示されるラビリンスシールＬＢは、開口ＲＢＳａの周囲を取り囲む状態で、レチクルステージ定盤ＲＢＳと投影光学系ＰＬとの間に取り付けられている。この場合、ラビリンスシールＬＢは、レチクルステージ定盤ＲＢＳの下面に開口ＲＢＳａの周囲を取り囲む状態でその上端が固定された環状の上部材と、該上部材に非接触で係合し、上面部材６０を取り囲む状態でその下面が投影光学系ＰＬの上面に固定された下部材とを有している。上部材は、－Ｚ方向から見て同心でかつ多重の突起部を有し、下部材は、上部材より僅かに外側に位置し、上部材に非接触で係合する＋Ｚ方向から見て同心でかつ多重の突起部を有する。ただし、２つの突起部は、レチクルステージ定盤ＲＢＳが微小駆動されても、互いに接触することなく、常時非接触で係合する。

　このため、本実施形態では、図３（Ｂ）に示されるように、レチクルＲ及びレチクルステージ本体２２と、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口の内壁面と、投影光学系ＰＬの上面と、ラビリンスシールＬＢとで区画されたほぼ気密状態の空間１８２が形成されている。この空間１８２の内部にレチクルステージ定盤ＲＢＳの開口の内壁面の一部に設けられた吹き出し口１９２からＣＤＡが供給され、不図示の排気口を介して外部に排気されている。すなわち、空間１８２の内部ガス（空気）が、ＣＤＡでパージされている。空間１８２は、ほぼ気密状態のパージ室となっている。以下では、この空間を第２のパージ空間１８２と呼ぶ。第２のパージ空間１８２も、前述した第１のパージ空間１８１と同程度の気密状態に設定されている。

　エアスライダ部２２_１，２２_２の底面には、図３（Ｂ）に示されるように、それぞれ、グレーティングＲＧ１，ＲＧ２がＹ軸方向のほぼ全長に渡って延接されている（図５参照）。グレーティングＲＧ１，ＲＧ２のそれぞれの表面には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を周期方向とする２次元グレーティングが形成されている。

　投影光学系ＰＬの最上面には、図５に示されるような中央に矩形の開口ＰＬａが形成された平面視六角形の上面部材６０が、固定されている（図３（Ｂ）参照）。開口ＰＬａは、レチクルＲのパターン面を透過し、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａを透過した照明光ＩＬの光路（通路）となる。上面部材６０の上面のＸ軸方向の両端部（開口ＰＬａの両側）に各３つのエンコーダヘッド７２，７３，７４、及び７７，７８，７９が固定されている。エンコーダヘッド７２，７７は開口ＰＬａの＋Ｙ側の角部近傍に、エンコーダヘッド７４，７９は－Ｙ側の角部近傍に、エンコーダヘッド７３，７８は開口ＰＬａの中心（すなわち投影光学系ＰＬの光軸）と同じＹ位置に、配置されている。

　各３つのエンコーダヘッド７２，７３，７４、及び７７，７８，７９は、それぞれ、前述したグレーティングＲＧ１，ＲＧ２に対向している。

　本実施形態では、エンコーダヘッド７２～７４，７７～７９として、グレーティング（計測面）に平行な一方向（グレーティングの一周期方向）と、計測面に垂直な方向との二方向を計測方向とする２次元エンコーダヘッドが採用されている。かかるヘッドの一例は、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書などに開示されている。

　ここで、４つのエンコーダヘッド７２，７４，７７，７９はＹ軸方向とＺ軸方向とを計測方向とし、２つのエンコーダヘッド７３，７８はＸ軸方向とＺ軸方向とを計測方向とする。

　エンコーダヘッド７２，７３，７４は、図３（Ｂ）に示されるように、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａを介して、レチクルステージＲＳＴ（エアスライダ部２２_１）の底面のグレーティングＲＧ１に計測ビームを下方から照射し、グレーティングＲＧ１にて発生する複数の回折光を受光して、それぞれの計測方向に関するグレーティングＲＧ１（すなわちレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_１）の位置情報を求める（計測する）。

　ここで、グレーティングＲＧ１，ＲＧ２はＸ軸方向とＹ軸方向との両方向を周期方向とするため、コヒーレントな計測ビームを照射する（入射させる）ことにより、Ｘ軸方向とＹ軸方向との両方向に複数の角度（回折角）で回折光が発生する。そこで、エンコーダヘッド７２，７４は、Ｙ軸方向に発生する複数の回折光を受光し、それぞれの計測ビームの照射点を計測点として、Ｙ軸方向とＺ軸方向についてのグレーティングＲＧ１（すなわちレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_１）の位置情報を求める（計測する）。

　エンコーダヘッド７３は、Ｘ軸方向に発生する複数の回折光を受光し、計測ビームの照射点を計測点として、Ｘ軸方向とＺ軸方向についてのグレーティングＲＧ１（すなわちレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_１）の位置情報を求める（計測する）。

　エンコーダヘッド７２，７３，７４によって、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に関する位置情報を求める（計測する）、計測自由度が６自由の第１エンコーダシステム７１（図６参照）が構成されている。第１エンコーダシステム７１（エンコーダヘッド７２，７３，７４）の計測情報は、主制御装置５０（図６参照）に送られている。

　エンコーダヘッド７７，７８，７９は、上述のエンコーダヘッド７２，７３，７４と同様に、レチクルステージ定盤ＲＢＳの開口ＲＢＳａを介して、レチクルステージＲＳＴ（エアスライダ部２２_２）の底面のグレーティングＲＧ２に計測ビームを下方から照射し、グレーティングＲＧ２にて発生する複数の回折光を受光して、それぞれの計測方向に関するグレーティングＲＧ２（すなわちレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_２）の位置情報を求める（計測する）。

　ここで、エンコーダヘッド７７，７９は、Ｙ軸方向に発生する複数の回折光を受光し、それぞれの計測ビームの照射点を計測点として、Ｙ軸方向とＺ軸方向についてのグレーティングＲＧ２（すなわちレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_２）の位置情報を求める（計測する）。エンコーダヘッド７８は、Ｘ軸方向に発生する複数の回折光を受光し、計測ビームの照射点を計測点として、Ｘ軸方向とＺ軸方向についてのグレーティングＲＧ２（すなわちレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_２）の位置情報を求める（計測する）。

　エンコーダヘッド７７，７８，７９によって、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に関する位置情報を求める（計測する）、計測自由度が６自由の第２エンコーダシステム７６（図６参照）が構成されている。

　第２エンコーダシステム７６（エンコーダヘッド７７，７８，７９）の計測情報は、主制御装置５０（図６参照）に送られる。

　主制御装置５０は、第１及び第２エンコーダシステム７１，７６（エンコーダヘッド７２～７４，７７～７９）の計測情報に基づいて、投影光学系ＰＬの中心（光軸）を基準とするレチクルステージＲＳＴの６自由度方向に関する位置情報を求める（算出する）。第１及び第２エンコーダシステム７１，７６を含んで、レチクルエンコーダシステム７０が構成されている（図６参照）。

　ここで、本実施形態のレチクルエンコーダシステム７０は、６つの２次元エンコーダヘッドを備えているため、全１２個の計測情報が得られる。そこで、主制御装置５０は、例えば、エンコーダヘッド７２，７４で計測されたＹ軸方向の位置の計測値の平均よりレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_１のＹ位置（Ｙ_１）を求め、エンコーダヘッド７３で計測されたＸ軸方向の位置の計測値からレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_１のＸ位置（Ｘ_１）を求める。同様に、主制御装置５０は、エンコーダヘッド７７，７９で計測されたＹ軸方向の位置の計測値の平均よりレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_２のＹ位置（Ｙ_２）を求め、エンコーダヘッド７８で計測されたＸ軸方向の位置の計測値からレチクルステージＲＳＴのエアスライダ部２２_２のＸ位置（Ｘ_２）を求める。さらに、主制御装置５０は、Ｙ_１とＹ_２の平均及び差より、それぞれ、レチクルステージＲＳＴのＹ位置及びθｚ位置（θｚ方向の回転量、すなわちヨーイング量）を求め、Ｘ_１とＸ_２の平均よりレチクルステージＲＳＴのＸ位置を求める。

　また、主制御装置５０は、エンコーダヘッド７３，７８で計測されたＺ軸方向の位置の計測値の平均及び差より、それぞれレチクルステージＲＳＴのＺ位置及びθｙ位置（θｙ方向の回転量、すなわちローリング量）を求める。また、エンコーダヘッド７２，７４と７７，７９でそれぞれ計測されたＺ軸方向の位置の計測値の差よりエアスライダ部２２_１と２２_２のθｘ位置（θｘ_１、θｘ_２）を求め、θｘ_１とθｘ_２の平均よりレチクルステージＲＳＴのθｘ位置（θｘ方向の回転量、すなわちピッチング量）を求める。ここで、レチクルステージＲＳＴのＸ、Ｙ、Ｚ、θｘ位置は、エンコーダシステム７０で計測された上述の各方向の２つの計測値を平均して求めることなく、いずれかの計測値をそのまま用いても良い。

　主制御装置５０は、上述のようにして求めたレチクルステージＲＳＴの６自由度方向についての位置情報に基づいて、前述のレチクルステージ駆動系３４０を介して、レチクルステージＲＳＴを駆動（位置制御）する。

　図６には、本実施形態の露光装置１００の制御系を中心的に構成する主制御装置５０の入出力関係が、ブロック図にて示されている。主制御装置５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する。

　上述のようにして構成された露光装置１００による露光動作の流れについて簡単に説明する。

　まず、主制御装置５０の管理の下、不図示のレチクルローダによって、レチクルステージＲＳＴ上へのレチクルＲのロード、及び不図示のウエハローダによって、ウエハステージＷＳＴ上へのウエハＷのロードが行なわれ、また、アライメント系ＡＬＧ（図６参照）及びレチクルアライメント系（不図示）等を用いて、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示される所定の手順に従ってレチクルアライメント、アライメント系ＡＬＧのベースライン計測等の準備作業が行なわれる。なお、レチクルアライメント系に代えて、ウエハステージＷＳＴ上に設けられた不図示の空間像計測器を用いてレチクルアライメントを行っても良い。

　その後、主制御装置５０により、アライメント系ＡＬＧを用いて例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに開示されているＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエハアライメントが実行され、ウエハアライメントの終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式と同様であるのでその詳細説明は省略する。

　この露光動作にあたって、主制御装置５０の管理の下、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとがＹ軸方向に相対駆動されるが、その際には、主制御装置５０は、レチクルエンコーダシステム７０の計測結果に基づいて、レチクルステージ駆動系３４０を制御し、レチクルステージＲＳＴを駆動する。このとき、レチクルステージＲＳＴが、Ｙ軸方向に関して照明領域を挟む所定の範囲を往復移動するが、この移動によって、パージ空間１８２は勿論、パージ空間１８１においても、その気密状態が維持され、ＣＤＡパージが効果的に行われる。

　また、主制御装置５０は、レチクルステージ定盤ＲＢＳが所定の状態を維持するように、定盤干渉計２４０の計測結果に基づいて上述したＸボイスコイルモータ６６Ｘ，Ｙボイスコイルモータ６６Ｙを制御するとともに、Ｚエンコーダ８１の計測結果に基づいてＺボイスコイルモータ６６Ｚを制御してレチクルステージ定盤ＲＢＳのＺ方向及びθｘ、θｙ方向に関する位置を調整することにより、間接的にレチクルＲのＺ方向及びθｘ、θｙ方向に関する位置を調整する。

　以上説明したように、本実施形態の露光装置１００は、レチクルステージＲＳＴの走査方向（Ｙ軸方向）に離れて配置され、照明ユニットＩＯＰに一端が接続され、他端にレチクルステージＲＳＴ及びレチクルＲの＋Ｚ側（照明ユニットＩＯＰ側）の一面（上面）、より正確には、端部カバー２３_１、２３_２の上面に数μｍ～数ｍｍ程度のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）を介して対向する一対のプレート部８２_３、８２_４を有するパージカバー８０を備えている。このため、レチクルステージＲＳＴと一対のプレート部８２_３、８２_４との間には、ガスの流通をほぼ阻止するような微小なクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）が設定されている。このため、本実施形態では、パージカバー８０と、レチクルステージＲＳＴ及び／レチクルＲとで囲まれる、照明ユニットＩＯＰと投影光学系ＰＬとの間の照明光ＩＬの光路を含むほぼ気密状態の空間１８１が形成されている。従って、この空間１８１を例えばＣＤＡでパージされるパージ空間とすることにより、レチクルＲを保持するレチクルステージ装置２０を、大きな気密型の遮蔽容器で取り囲む必要が無くなる。また、上記のほぼ気密状態の空間が、ＣＤＡでパージされる空間とされているので、マスクのヘイズを効果的に防止できる。さらに、パージカバー８０がパージ空間１８１を外気に対して隔離する隔壁を兼ねているので、パージが行われる空間を、装置を必要以上に大型化することなく確保することができる。

　また、レチクルＲのヘイズを効果的に防止することができるので、レチクル上に成長したヘイズがウエハに転写されることにより生ずるパターン欠陥及びＣＤ（Critical
Dimension）の変化の発生を未然に阻止することが可能になる。また、これらの欠陥を防ぐために、レチクルの検査を頻繁に行う必要がないので、結果的に生産性の低下の防止、ひいては生産性の向上を図ることが可能になる。

《第２の実施形態》
　次に、第２の実施形態について、図７～図９に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略若しくは省略する。

　図７には、本第２の実施形態の露光装置１０００の構成が概略的に示されている。また、図９には、本第２の実施形態の露光装置１０００の制御系を中心的に構成する主制御装置５０の入出力関係が、ブロック図にて示されている。

　図７と図１とを比較すると明らかなように、本第２の実施形態の露光装置１０００は、基本的には、前述の第１の実施形態の露光装置１００と同様に構成されているが、レチクルステージ装置２０に代えて、レチクルステージ装置２０’を備えている点が、第１の実施形態の露光装置１００と相違する。レチクルステージ装置２０’は、一対の近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂを備えている点が、前述のレチクルステージ装置２０と相違する。

　以下では、この近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂを含み、前述の第１の実施形態との相違点を中心として説明する。

　近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０Ｂは、薄板状の形状を有し、一方の近接冷却デバイス１１０Ａは、図８に示されるように、第１の実施形態のパージカバーと同様に構成されたパージカバー８０のプレート部８２_３の下面に、固定されている。この近接冷却デバイス１１０Ａの下面は、レチクルステージＲＳＴの上端面より僅かに高い位置に位置している。

　他方の近接冷却デバイス１１０Ｂは、パージカバー８０のプレート部８２_４の下面に、固定されている。近接冷却デバイス１１０Ｂの下面は、近接冷却デバイス１１０Ａの下面と同一面上に位置している。

　本第２の実施形態では、近接冷却デバイス１１０Ａの下面と端部カバー２３_１との間、及び近接冷却デバイス１１０Ｂの下面と端部カバー２３_２との間には、それぞれ所定のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）、例えば数μｍ～数ｍｍ（最大でも３ｍｍ）のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）が形成されている。

　近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０ＢのＸ軸方向の長さは、プレート部８２_３、８２_４とほぼ同じ長さ、すなわち筒状部８２_１のＸ軸方向の長さと同程度又は僅かに短く設定されている。また、近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０ＢのＹ軸方向の長さは、本実施形態では、プレート部８２_３、８２_４とほぼ同じ長さになっている。しかし、近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０ＢのＹ軸方向の長さはプレート部８２_３、８２_４とほぼ同じでなくても良い。近接冷却デバイス１１０Ａは、レチクルステージＲＳＴの走査露光中のＹ軸方向に関する移動範囲内では、その位置にかかわらず、その下面が端部カバー２３_１に対して少なくとも一部対向し得るように、そのＹ軸方向の長さが設定されている。同様に、近接冷却デバイス１１０Ｂは、レチクルステージＲＳＴの走査露光中のＹ軸方向に関する移動範囲内では、その位置にかかわらず、その下面が端部カバー２３_２に対して少なくとも一部対向し得るように、そのＹ軸方向の長さ及び設置位置が設定されている。図８からわかるように、近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０Ｂによる冷却領域は、照明ユニットＩＯＰから射出される照明光ＩＬの照射領域を挟んで、Ｙ軸方向の一側と他側に設定されている。

　本実施形態では、パージカバー８０と、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂと、端部カバー２３_１、２３_２と、エアスライダ部２２_１，２２_２と、レチクルＲとによって、ほぼ気密状態の第１のパージ空間１８１、すなわちほぼ気密状態のパージ室が形成されている。第１のパージ空間１８１の内部は、例えば湿度が１％以下のクリーンドライエア（ＣＤＡ）でガスパージされている。

　近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂは、不図示の冷却配管の内部を通る冷媒との熱交換によって冷却されるようになっている。この近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂの温度は、不図示の温度センサでモニタされ、その温度信号は温調装置コントローラ２８（図９参照）に伝えられ、後述するようにして目標値に制御されるようになっている。近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂの温度制御は、前記冷媒の温度を変えることでも達成できるし、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂと冷媒の間に、不図示の半導体ペルチェ素子を設置し、これに流す電流を制御することによって、能動的に伝熱量を制御することによっても達成可能である。後者の場合には、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂの温度制御の応答が早くなるという利点がある。

　本第２の実施形態の露光装置１０００のその他の部分の構成は、前述した第１の実施形態の露光装置と同様になっている。

　本第２の実施形態の露光装置１０００では、主制御装置５０により、前述の第１の実施形態と同様に、レチクルステージＲＳＴ上へのレチクルＲのロード、ウエハステージＷＳＴ上へのウエハＷのロード、レチクルアライメント、アライメント系ＡＬＧのベースライン計測等の準備作業が行なわれた後、ＥＧＡ等のウエハアライメントが実行され、ウエハアライメントの終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。

　この露光動作にあたって、主制御装置５０の管理の下、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとがＹ軸方向に相対駆動されるが、その際には、主制御装置５０は、レチクルエンコーダシステム７０の計測結果に基づいて、レチクルステージ駆動系３４０を制御し、レチクルステージＲＳＴを駆動する。このとき、レチクルステージＲＳＴが、照明領域を挟むＹ軸方向の所定範囲（一対の近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂのほぼ全面に対向可能な範囲）を往復移動するが、この移動によって、パージ空間１８２は勿論、パージ空間１８１においても、その気密状態が維持され、ＣＤＡパージが効果的に行われる。また、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の往復移動動作中に、温調装置コントローラ２８により、Ｙ軸方向に離れて設けられた一対の近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂを介して、効率良く、レチクルＲ及びレチクルステージＲＳＴの冷却が行われる。

　ここで、本第２の実施形態では、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂは、レチクルＲ及びレチクルステージＲＳＴに非接触で、それらの冷却を行う。すなわち、輻射伝熱により冷却が行われる。

　ここで、輻射伝熱について簡単に説明する。

　例えば、レチクルＲと近接冷却デバイスとを対向配置すれば、レチクルＲ及び近接冷却デバイスの内、高温物体側から低温物体側に両者の温度差に応じて輻射により伝熱が行なわれる。従って、レチクルＲを冷却したい場合には、近接冷却デバイスをレチクルＲより低温に設定すれば良い。実際には、次の式（１）に従って高温物体Ａから低温物体Ｂへの輻射伝熱量は決定される（詳しくは、例えば、ホールマン著、「伝熱工学」（ブレイン図書）等参照）ので、主制御装置５０は、式（１）に基づいてレチクルＲが所望の温度になるように近接冷却デバイスの温度を温調装置コントローラ２８を介して調整すれば良い。

ここで、ｑ：物体ＡからＢへの輻射伝熱量
　　　　σ：ボルツマン定数
　　　ＴA：物体Ａの絶対温度
　　　ＴB：物体Ｂの絶対温度
　　　ε_A：物体Ａの放射率
　　　ε_B：物体Ｂの放射率
　　　Ｓ_A：物体Ａの表面積
　　　Ｓ_B：物体Ｂの表面積
　　　Ｆ_AB：物体ＡからＢへの形態係数
　上式（１）中の形態係数は１以下の数字であるが、本実施形態のような矩形平板間の伝熱の場合、形態係数は矩形の辺の長さの、平板間距離に対する比が大きいほど値が１に近づく。走査型露光装置では、本実施形態のようにレチクルＲの照明領域がスリット状であることが多く、図８に示されるようにレチクルＲの上に、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０ＢをレチクルＲにかなり近接させて配置した場合には、レチクルステージＲＳＴが走査範囲内のどこの位置にあっても、常に近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０ＢをレチクルＲ全面積に対しておおよそ２／３程度の面積まで相対させることが可能である。従って、形態係数は容易に０．２程度の値にすることが可能である。

　主制御装置５０は、前述したパワーモニタ（インテグレータセンサ）からの照度信号に基づいて露光時間比率（照射（パルス）のオンオフのデューティ比）を演算し、この演算結果と既知の照度と、レチクルＲのパターン開口率、反射率等のデータに基づいて露光エネルギを算出し、この算出結果に基づいてレチクルＲに与えられる熱量Ｑを予測する。そして、主制御装置５０は、この熱量Ｑが、輻射冷却時にレチクルＲから近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂに与えられる前記熱量ｑとが一致するように、先の数式を用いて近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂの温度目標値を決めて、温調装置コントローラ２８に指令値を伝える。これにより、温調装置コントローラ２８によって近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂの温度が制御され、レチクルＲの温度が所定範囲になるように調整される。

　以上説明したように、本第２の実施形態の露光装置１０００は、照明ユニットＩＯＰとレチクルＲとの間の照明光ＩＬを遮らない領域に、レチクルステージＲＳＴ及びレチクルＲの＋Ｚ側（照明ユニットＩＯＰ側）の一面に所定のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）を介して対向して配置された、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂを備えている。そして、照明ユニットＩＯＰと投影光学系ＰＬとの間の照明光ＩＬの光路を含む空間１８１がパージガス、例えばＣＤＡでパージされる第１のパージ空間とされるとともに、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂが第１のパージ空間１８１を外気に対して隔離する隔壁を兼ねている。このため、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂにより、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中にレチクルステージＲＳＴに保持されたレチクルＲの温度制御（冷却）を行うことができる。特に、本実施形態では、照明領域に対してＹ軸方向の両側に配置された近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂを備えているので、レチクルＲの温度分布をも制御する、例えばレチクルＲの全面が均一な温度となるように制御することも可能になる。

　また、レチクルステージＲＳＴ、より正確には端部カバー２３_１，２３_２と近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂとの間のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）を、ガスの流通をほぼ阻止するような微小な寸法に設定することにより、パージカバー８０と、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂと、レチクルステージＲＳＴ及び／又はレチクルＲとで囲まれるほぼ気密状態の前記第１のパージ空間１８１を、作り出すことができる。すなわち、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴを、大きな気密型の遮蔽容器で取り囲む必要が無くなる。また、上記のほぼ気密状態の空間が、パージガスでパージされる第１のパージ空間１８１とされているので、パージガスの特性に応じた種々のメリットが生じる。例えば、パージガスとして、ＣＤＡを用いる場合には、レチクルＲのヘイズを効果的に防止できる。さらに、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂが第１のパージ空間１８１を外気に対して隔離する隔壁部材の一部を兼ねているので、この点においても、パージが行われる空間を装置を必要以上に大型化することなく確保することができる。

　本実施形態では、上述の如く、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中にレチクルステージＲＳＴに保持されたレチクルＲの温度制御（冷却）を行うことができるので、スループットの低下を招くことなく、レチクルの熱膨張に起因するパターンの歪みの発生を抑制することができ、結果的に重ね合わせ精度の向上が期待される。また、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂにより輻射伝熱を利用してレチクルＲの冷却が行われるので、パーティクル（いわゆるゴミ）の巻き上げ、該パーティクルのレチクルに対する付着等の回路素子の不良の発生等を抑制することができる。これに加え、レチクルＲのヘイズを効果的に防止することができるので、レチクル上に成長したヘイズがウエハに転写されることにより生ずるパターン欠陥及びＣＤ（Critical Dimension）の変化の発生を未然に阻止することが可能になる。また、これらの欠陥を防ぐために、レチクルの検査を頻繁に行う必要がないので、結果的に生産性の低下の防止、ひいては生産性の向上を図ることが可能になる。

　なお、上記第２の実施形態において、レチクルＲの温度を計測する、例えば放射温度計などを設け、該放射温度計で計測される温度に基づきレチクルＲに与えられる熱量を予測する（あるいは、冷却デバイスの温度制御を行う）ようにしても良い。また、
冷却デバイスの制御方法は上記に限らず，他の方法でも良い。例えば、レチクルＲの温度を計測する温度センサ及び冷却デバイスの温度をモニタする温度センサの一方、又は両方を設けることなく、例えば、予め実験又はシミュレーションなどで冷却デバイスの制御パターンを決定しても良い。

　なお、上記第１、第２の実施形態では、レチクルステージＲＳＴ（端部カバー２３_１、２３_２も含む）と所定の隙間を介して対向する対向部材（第１の実施形態では、パージカバー８０の板状のプレート部８２_３、８２_４、第２の実施形態では、近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ）のＸ軸方向の長さが、エアスライダ部２２_１，２２_２の外縁間のＸ軸方向に関する距離より幾分長く又は同程度に設定されている場合について説明したが、これは一例に過ぎない。すなわち、レチクルステージＲＳＴ（端部カバー２３_１、２３_２も含む）と所定の隙間を介して対向する対向部材は、全面が平面の部材である必要はなく、走査露光時のレチクルステージの移動を妨げず、かつその移動の際に、レチクルステージＲＳＴとの間の気密性が、ほぼ保たれるＸ軸方向の長さの平面部があれば足りる。すなわち、その平面部のＸ軸方向の外側の部分は、下方又は上方に折れ曲がる、あるいは突出するなどしていても構わない。また、別の観点から言えば、レチクルステージＲＳＴのレチクル載置領域のＸ軸方向の両外側の部分（上記のエアスライダ部２２_１，２２_２がこれに相当）の上面は、レチクルＲの上面と同一面の高さでも良いし、異なる高さでも良い。前者の場合には、レチクル上方の空間の気密性（気密性の程度は、空間内の湿度の制御精度を前述のように維持できる程度であれば良い）を維持するため、レチクルステージＲＳＴのレチクル載置領域のＸ軸方向の両外側の部分の上面に所定の隙間を介して対向する対向面を、上記対向部材（第１の実施形態では、パージカバー８０の板状のプレート部８２_３、８２_４、第２の実施形態では、近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ）に設けることが望ましい。

　なお、上記第１、第２の実施形態では、レチクルステージＲＳＴ（端部カバー２３_１、２３_２も含む）が、走査露光時（ウエハステージＷＳＴとの同期移動時）にレチクルＲの上面が、対向部材（第１の実施形態では、パージカバー８０の板状のプレート部８２_３、８２_４、第２の実施形態では、近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ）に接触しない範囲で可能な限り、Ｚ軸方向に関して対向部材に近接することが望ましい。特に、第２の実施形態では、近接冷却デバイス１１０Ａ、１１０ＢによるレチクルＲ（及びレチクルステージＲＳＴ）の冷却効率が向上する。また、対向部材との隙間がある程度以下になると、近接冷却デバイスとして、輻射伝熱方式のみならず、熱伝導方式の近接冷却デバイスの使用も可能となる。また、レチクルステージＲＳＴは対向部材に対して、極力平行になるように、θｘ方向の回転（すなわちピッチング）及びθｙ方向の回転（すなわちローリング）が制御されることが望ましい。

　また、上記第１、第２の実施形態では、レチクルステージＲＳＴ、レチクルＲ、及び対向部材の対向面部の間のＹ軸方向の長さの関係及び位置関係の設定によって、対向部材の対向面部（例えば、プレート部８２_３、８２_４に対して、レチクルステージＲＳＴのみ、レチクルステージＲＳＴ及びレチクル（、あるいはレチクルのみ）が、対向し得る。レチクルステージＲＳＴ、レチクルＲ、及び対向部材の対向面部の間のＸ軸方向の長さの関係及び位置関係の設定によっても、対向部材の対向面部（例えば、プレート部８２_３、８２_４に対して、レチクルステージＲＳＴのみ、レチクルステージＲＳＴ及びレチクル（、あるいはレチクルのみ）が、対向し得る。

　なお、第２実施形態では、必ずしも、レチクルステージＲＳＴの位置情報を計測する計測システムは、エンコーダシステムに限られず、干渉計システムなどの他の計測システムであっても良い。また、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂが、パージ空間の隔壁を兼ねる必要はなく、レチクルステージ上部空間のＣＤＡなどのガスパージと併用しなくても良い。

　また、上記第２の実施形態では、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂが、照明領域、照明光ＩＬの照射領域のＹ軸方向の両側に設けられる場合について説明したが、片側のみに設けても良い。また、近接冷却デバイス１１０Ａ，１１０Ｂの冷却面の大きさは、レチクルと同等でも良いし、そのパターン領域と同等でも良い。非露光動作中（例えばウエハ交換中など）では、レチクルステージＲＳＴを移動させて、レチクルＲを一方の近接冷却デバイスと対向させて冷却を行うことができる。また、この場合には、近接冷却デバイスとレチクルＲとが接触する等のおそれがないので、露光時よりも両者を近接させて冷却を行っても良い。

　なお、冷却デバイスによってレチクルを冷却（温調）することで、レチクルの熱膨張変形の防止だけでなく、その変形に伴うパターン面のＺ軸方向への変位をも防止することができる。

　なお、上記第１、第２の実施形態では、レチクルステージＲＳＴが、本体部２２と、該本体部２２のＸ軸方向の両端部に固定され、Ｙ軸方向の長さが本体部２２より長い一対のエアスライダ部２２_１，２２_２とを有していることに鑑みて、端部カバー２３_１、２３_２を用いてエアスライダ部２２_１，２２_２の＋Ｙ端と－Ｙ端とを囲む場合について説明した。しかし、これに限らず、レチクルステージＲＳＴが前後左右の四方の側壁で、レチクルＲを囲むような構造であれば、端部カバーは必ずしも設ける必要がない。要は、一対のカバー部材がレチクルステージの上面に所定のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）を介して対向することで、レチクルＲの上方かつ照明系ユニットの下方に、ほぼ気密状態の空間を形成できれば良い。

　また、上記第１、第２の実施形態では、第１のパージ空間１８１及び第２のパージ空間１８２が、ともに湿度が１％以下のＣＤＡでパージされる場合について説明したが、湿度１０％以下のＣＤＡをパージガスとして用いることができる。また、これに限らず、第１のパージ空間１８１と第２のパージ空間１８２とで用いるパージガスの種類を異ならせても良い。また、パージガスとしては、ＣＤＡのように水蒸気を含む割合が通常の空気に比べて小さいガスを用いても良いが、これに限らず、ヘイズ原因物質、例えば硫酸アンモニウム又は炭酸アンモニウム、炭化水素、カルボン酸、シアヌル酸、又は他の炭素を含有する分子などの分子状汚染物質を含まず、かつ照明光ＩＬを殆ど吸収しない、例えば窒素やヘリウムなどの希ガスを、パージガスとして用いても良い。

　なお、エンコーダヘッドは、２次元ヘッド（２ＤＯＦセンサ）に限らず、１次元ヘッド（１ＤＯＦセンサ）又はＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の３方向を計測方向とする３次元ヘッド（３ＤＯＦセンサ）でも良い。

　なお、上記第１、第２の実施形態では、レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報をレチクルエンコーダシステム７０により求める（計測する）場合について例示したが、これに限らず、エンコーダシステム７０に代えて、あるいはエンコーダシステム７０とともに、干渉計システムを用いて計測しても良い。

　なお、上記第１、第２の実施形態では、露光装置が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置である場合について説明したが、これに限らず、例えば国際公開第９９／４９５０４号、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも上記第１、第２の実施形態を適用することができる。また、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される、液浸露光装置などにも、上記第１、第２の実施形態を適用することができる。

　また、上記第１、第２の実施形態では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置である場合について説明したが、これに限らず、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも上記各実施形態は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記第１、第２の実施形態を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも上記第１、第２の実施形態は適用が可能である。

　また、上記第１、第２の実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。

　また、照明光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの他の真空紫外光は勿論、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（波長４３６ｎｍのｇ線、波長３６５ｎｍのｉ線等）を用いることも可能である。また、真空紫外光としては、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書など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から発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外域に波長変換した高調波を用いても良い。

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

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

　また、上記第１、第２の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。

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

　半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した第１、第２の実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記第１、第２の実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

　本発明の露光装置及び露光方法は、被露光物体上にパターンを転写するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。

Claims

　マスクと物体とを同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する露光装置であって、
　前記マスクが同期移動される第１方向に所定ストロークで移動するとともに、前記マスクを前記第１方向に挟む両側の上面が前記マスクの上面と実質的に同一面となる状態で前記マスクを保持するスライダと；
　前記マスクを照明光により照明する照明系と；
　前記スライダに対して前記照明系側で、前記第１方向に関して前記照明光の光路と異なる位置に配置され、前記スライダ及び前記マスクの前記上面に所定の隙間を介して対向する対向面部を有する対向部材と；を備え、
　前記物体との前記同期移動時に前記マスク及び前記スライダの上面が前記対向部材に近接して移動される露光装置。
　前記同期移動時に、前記対向部材と前記スライダとによってほぼ密閉された空間が形成される請求項１に記載の露光装置。
　前記対向部材は、前記照明系に一端が接続され、前記照明光の光路を含む空間の一部をカバーするカバー部材の他端部の一部を構成する請求項１又は２に記載の露光装置。
　前記カバー部材は、前記照明系から前記マスクに至る前記照明光の光路を含む空間を、前記スライダとともに、外部に対してほぼ気密状態にする請求項３に記載の露光装置。
　前記空間内には、清浄度の高い特定ガスが供給されている請求項４に記載の露光装置。
　前記気密状態は、前記空間内の湿度の制御精度を所定レベルで維持できる状態である請求項４又は５に記載の露光装置。
　前記気密状態は、水蒸気の存在に起因する前記空間に接する光学部材の曇の発生を露光に支障を与えない程度に抑制できる状態である請求項４～６のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記マスクから射出される前記照明光を前記物体上に投射する投影光学系をさらに備え、
　前記照明系と前記投影光学系との間の前記照明光の光路を含む空間が、前記カバー部材を含む隔壁によって外気に対して隔離されるとともに、前記空間内には、清浄度の高い特定ガスが供給されている請求項３～７のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記空間は、その内部が前記特定ガスでパージされるパージ空間とされている請求項８に記載の露光装置。
　前記特定ガスは、前記マスクのヘイズ原因物質及びヘイズ生成反応加速物質の少なくとも一方が通常空気に比べて少ない請求項９に記載の露光装置。
　前記特定ガスとして、クリーンドライエアが用いられる請求項１０に記載の露光装置。
　前記カバー部材は、前記対向面部をその一面が構成する、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方を冷却する冷却部材を含む請求項９～１１のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記冷却部材は、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方に所定の隙間を介して対向し、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方を冷却する近接冷却デバイスを含む請求項１２に記載の露光装置。
　前記スライダを移動可能に支持する定盤と；
　前記定盤と前記投影光学系との間の前記照明光の光路を取り囲む環状のラビリンスシールをさらに備え、
　前記マスクと前記投影光学系との間の前記照明光の光路を含む空間が前記特定ガスでパージされる別のパージ空間とされるとともに、前記ラビリンスシールが前記別のパージ空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねている請求項９～１３のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記特定ガスとして、クリーンドライエアが用いられる請求項１４に記載の露光装置。
　前記対向部材は、前記対向面部をその一面が構成する、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方を冷却する冷却部材を含む請求項１～１５のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記冷却部材は、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方に所定の隙間を介して対向し、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方を冷却する近接冷却デバイスを含む請求項１６に記載の露光装置。
　前記スライダは、前記第１方向及びこれに直交する第２方向を含む二次元平面内の３自由度方向に移動する請求項１～１７のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記対向部材は、前記第１方向に離れて配置された一対の前記対向面部を有する請求項１～１８のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記スライダの前記第１方向の一端と他端にそれぞれ設けられ、前記一対の対向面部に所定の隙間を介して対向する一対の端部カバー部材をさらに備える請求項１９に記載の露光装置。
　前記マスクを前記第１方向に挟む両側の前記スライダの上面と前記マスクの上面との間には、前記物体との前記同期移動時に前記対向部材に近接した際に、前記対向部材との隙間内で湿度を所定レベルで維持できる高さの差が存在する請求項１～２０のいずれか一項に記載の露光装置。
　マスクと物体とを同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する露光装置であって、
　前記マスクを保持し、前記マスクが同期移動される第１方向に移動するスライダと；
　前記マスクを照明光により照明する照明系と；
　前記スライダに対して前記照明系側で、前記第１方向に関して前記照明光の光路と異なる位置に配置される前記マスクの温度制御用の冷却部材と；を備え、
前記スライダは、前記マスクの一面が前記冷却部材に近接した状態で移動される露光装置。
　前記冷却部材は、前記第１方向に関して前記照明光の光路を挟んで、一側と他側にそれぞれ各１つ配置されている請求項２２に記載の露光装置。
　前記スライダの前記第１方向の一端と他端にそれぞれ設けられ、前記各冷却部材の下面に対向する一対の端部カバー部材をさらに備える請求項２３に記載の露光装置。
　前記照明系に一端が接続され、他端部が前記各冷却部材を覆うとともに、前記パージ空間を外気に対して隔離する隔壁部材を兼ねるカバー部材をさらに備える請求項２３又は２４に記載の露光装置。
　前記マスクから射出される前記照明光を前記物体上に投射する投影光学系をさらに備え、
　前記照明系と前記投影光学系との間の前記照明光の光路を含む空間がパージガスでパージされるパージ空間とされるとともに、前記冷却部材が前記パージ空間を外気に対して隔離する隔壁部材の一部を兼ねている請求項２２～２５のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記パージガスとして、クリーンドライエアが用いられる請求項２６に記載の露光装置。
　前記スライダを移動可能に支持する定盤をさらに備え、
　前記定盤と前記投影光学系との間に設けられた前記照明光の光路を取り囲む環状のラビリンスシールをさらに備え、該ラビリンスシールが、前記マスクと前記投影光学系との間の前記照明光の光路を含む空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねている請求項２６又は２７に記載の露光装置。
　前記ラビリンスシールで外気に対して隔離された前記空間の内部がパージガスでパージされている請求項２８に記載の露光装置。
　前記パージガスとして、クリーンドライエアが用いられる請求項２９に記載の露光装置。
　前記スライダは、前記第１方向及びこれに直交する第２方向を含む二次元平面内の３自由度方向に移動する請求項２２～３０のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記冷却部材は、冷却対象物に所定の隙間を介して対向し、前記冷却対象物を冷却する近接冷却デバイスを含む請求項２２～３１のいずれか一項に記載の露光装置。
　前記近接冷却デバイスは、輻射伝熱により前記冷却対象物を冷却する請求項３２に記載の露光装置。
　前記スライダは、前記移動時に、前記マスクの一面が前記冷却部材に接触しない範囲で前記第１方向及びこれに直交する第２方向を含む二次元平面に直交する方向に関して可能な限り前記冷却部材に近接する請求項２３～３３のいずれか一項に記載の露光装置。
　請求項１～３４のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体上にパターンを転写することと；
　前記パターンが転写された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法。
　照明光による照射領域に対してマスクと物体とを同期して所定方向に相対走査して前記マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光方法であって、
　前記マスクの移動面の近傍の前記照明光の照射領域の前記所定方向の少なくとも一側に冷却領域を設定することと；
　前記マスクと物体との前記照射領域に対する相対走査中に、前記冷却領域を通過する前記マスクを冷却することと；を含む露光方法。
　マスクと物体とを同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する露光方法であって、
　前記マスクが同期移動される第１方向に所定ストロークで移動するとともに、前記マスクを前記第１方向に挟む両側の上面が前記マスクの上面と実質的に同一面となる状態で前記マスクを保持するスライダと；
　前記マスクを照明光により照明する照明系と；
　前記スライダに対して前記照明系側で、前記第１方向に関して前記照明光の光路と異なる位置に配置され、前記スライダ及び前記マスクの前記上面に所定の隙間を介して対向する対向面部を有する対向部材と；を用意し、
　前記物体との前記同期移動時に前記マスク及び前記スライダの上面が前記対向部材に近接して移動される露光方法。
　前記同期移動時に、前記対向部材と前記スライダとによってほぼ密閉された空間が形成される請求項３７に記載の露光方法。
　前記対向部材は、前記照明系に一端が接続され、前記照明光の光路を含む空間の一部をカバーするカバー部材の他端部の一部を構成する請求項３７又は３８に記載の露光方法。
　前記カバー部材は、前記照明系から前記マスクに至る前記照明光の光路を含む空間を、前記スライダとともに、外部に対してほぼ気密状態にする請求項３９に記載の露光方法。
　前記空間内には、清浄度の高い特定ガスが供給されている請求項４０に記載の露光方法。
　前記気密状態は、前記空間内の湿度の制御精度を所定レベルで程度維持できる状態である請求項４０又は４１に記載の露光方法。
　前記気密状態は、水蒸気の存在に起因する前記空間に接する光学部材の曇りの発生を露光に支障を与えない程度に抑制できる状態である請求項４０～４２のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記照明系と前記マスクから射出される前記照明光を前記物体上に投射する投影光学系との間の前記照明光の光路を含む空間が、前記カバー部材を含む隔壁によって外気に対して隔離されるとともに、前記空間内には、清浄度の高い特定ガスが供給されている請求項３９～４１のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記空間は、その内部が前記特定ガスでパージされるパージ空間とされている請求項４４に記載の露光方法。
　前記特定ガスは、前記マスクのヘイズ原因物質及びヘイズ生成反応加速物質の少なくとも一方が通常空気に比べて少ない請求項４５に記載の露光方法。
　前記特定ガスとして、クリーンドライエアが用いられる請求項４６に記載の露光方法。
　前記カバー部材は、前記対向面部をその一面が構成する、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方を冷却する冷却部材を含む請求項４５～４７のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記冷却部材は、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方に所定の隙間を介して対向し、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方を冷却する近接冷却デバイスを含む請求項４８に記載の露光方法。
　前記スライダを移動可能に支持する定盤と前記投影光学系との間の前記照明光の光路を、環状のラビリンスシールで取り囲み、
　前記マスクと前記投影光学系との間の前記照明光の光路を含む空間が前記特定ガスでパージされる別のパージ空間とされるとともに、前記ラビリンスシールが前記別のパージ空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねている請求項４５～４９のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記特定ガスとして、クリーンドライエアが用いられる請求項５０に記載の露光方法。
　前記対向部材は、前記対向面部をその一面が構成する、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方を冷却する冷却部材を含む請求項３７～５１のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記冷却部材として、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方に所定の隙間を介して対向し、前記スライダ及び前記マスクの少なくとも一方を冷却する近接冷却デバイスが用いられる請求項５２に記載の露光方法。
　前記対向部材は、前記第１方向に離れて配置された一対の前記対向面部を有する請求項３７～５３のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記マスクを前記第１方向に挟む両側の前記スライダの上面と前記マスクの上面との間には、前記物体との前記同期移動時に前記対向部材に近接した際に、前記対向部材との隙間内で湿度を所定レベルで維持でき高さの差が存在する請求項３７～５４のいずれか一項に記載の露光方法。
　請求項３６～５５のいずれか一項に記載の露光方法により物体上にパターンを転写することと；
　前記パターンが転写された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法。