JP2005331009A - 防振装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 できるだけ新たな設備を使用することなく、機構部の温度上昇を抑制できる能動型の防振装置を提供する。
【解決手段】 構造物３６を支持するエアダンパ４５と、構造物３６を支持方向に沿って駆動するボイスコイルモータ５０と、気体供給装置５２とを備える。気体供給装置５２は、空気源５４と、空気源５４からの空気が供給されるサーボバルブ５６と、サーボバルブ５６で流量が制御された空気をエアダンパ４５に供給する第１給気管５７と、サーボバルブ５６から常時漏れ出している空気をボイスコイルモータ５０の周囲に供給する第２給気管５９とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、構造物を支持する際に振動を抑制するために使用される防振技術に関し、例えば半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の各種デバイスを製造する際に使用される露光装置等を支持するために使用して好適なものである。さらに本発明は、その防振技術を用いる露光技術に関する。

例えば半導体デバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、マスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）に形成されているパターンを基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、露光装置が使用されている。露光装置としては、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置やスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）などが使用されている。

露光装置において、レチクルステージやウエハステージの位置決め精度や重ね合わせ精度等の露光精度を向上するためには、振動の影響をできるだけ排除する必要がある。しかしながら、上記の各ステージが移動するときには、その加速時の反力が床に伝わって床が振動することがある。また、露光装置が設置されているデバイス製造工場内の周囲の関連機器の稼働時にも様々な力によって床が振動するため、床は恒常的に或る程度は振動している。そこで、その床の振動が露光装置に伝わって、露光精度が低下するのを防止するため、従来より露光装置と床（設置面）との間には防振台が配置されている。

従来の防振台としては、内部の圧力がほぼ一定に維持されるように空気が供給されるエアダンパでステージ等を支持する機構が広く用いられている。また、ステージ等に配置した加速度センサで検出される振動を抑制するアクチュエータ（電磁ダンパ）をエアダンパに組み合わせて用いる能動型の防振装置も使用されるようになって来ている。さらに防振性能を向上するために、そのアクチュエータに情報をフィードバックするセンサの種類を増加させるとともに、エアダンパにおいても、ステージに設けた運動センサの検出結果を用いて圧力を制御するようにした能動型の防振装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１７５１２２号公報

最近は、半導体デバイス等のパターンが一層微細化しており、それに伴って必要な露光精度も高くなっているため、露光装置においては振動を抑制するとともに、露光装置の温度の一層の安定化を図ることも求められている。これに関して、アクチュエータを用いた能動型の防振装置は、応答速度は高いが、主にアクチュエータから発生する熱によって防振装置の機構部の温度が次第に上昇する恐れがあった。このように防振装置の機構部の温度が上昇すると、その防振装置に支持されているステージ等の温度も上昇する恐れがある。さらに、防振装置の機構部の温度上昇によって、防振装置の防振性能が低下する恐れもある。

また、防振装置又は露光装置の製造及び組立のコストを抑制するためには、防振装置の機構部の温度上昇の対策として、通常の防振装置又は露光装置では使用されないような設備はできるだけ使用しないことが望ましい。
本発明は斯かる点に鑑み、できるだけ新たな設備を使用することなく、機構部の温度上昇を抑制できる能動型の防振装置を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、そのような能動型の防振装置を用いて、露光精度を向上できる露光装置を提供することを第２の目的とする。

本発明による第１の防振装置は、構造物（３６）を支持する防振装置において、その構造物を支持する気体ダンパ（４５）と、その構造物を支持方向に沿って駆動するアクチュエータ（５０）と、その気体ダンパに気体を供給する第１気体供給路（５７）とそのアクチュエータにその気体を供給する第２気体供給路（５９）とを有した気体供給装置（５２；５２Ａ）とを備えたものである。

斯かる本発明によれば、その気体ダンパとそのアクチュエータとを併用することで、その構造物の振動を高い応答速度で能動的に抑制できる。また、その気体ダンパにはほぼ継続して気体を供給する必要があるため、例えばその気体ダンパに供給するための気体の一部をそのアクチュエータの周囲に流すことによって、気体供給のための新たな設備を使用することなく、そのアクチュエータ、ひいてはその防振装置の機構部の温度上昇を抑制できる。

本発明において、そのアクチュエータに供給された気体を排気する排気装置（６１）を備えることができる。これによって、そのアクチュエータの冷却効率を高めることができる。
次に、本発明による第２の防振装置は、構造物（３６）を支持する防振装置において、その構造物を支持する気体ダンパ（４５）と、コイル（５０ａ）とマグネット（５０ｂ）とを有し、その構造物を支持方向に沿って駆動するアクチュエータ（５０）と、そのコイルをその気体ダンパから分離して覆うカバー部（５８）と、その気体ダンパとそのカバー部とにその気体を供給する気体供給装置（５２）とを備えたものである。

本発明によれば、その気体ダンパとそのアクチュエータとを併用することで、その構造物の振動を高い応答速度で能動的に抑制できる。また、そのカバー部内に気体を供給することによって、そのアクチュエータを効率的に冷却でき、ひいてはその防振装置の機構部の温度上昇を抑制できる。さらに、例えばその気体ダンパに供給するための気体の一部をそのカバー部内に供給することによって、気体供給のための新たな設備を使用する必要がない。

本発明において、そのカバー部に供給されたその気体を排気する排気装置（６１）を備えることができる。これによって、さらに効率的にそのアクチュエータを冷却できる。
また、一例として、その気体ダンパによる支持軸と、そのアクチュエータが発生する駆動力の駆動軸とが同軸となるように、その気体ダンパに対してそのアクチュエータが配置されている。この配置によって、防振装置の機構部を小型化できるとともに、そのアクチュエータの周囲に気体を供給する機構も簡素化できる。

次に、本発明による露光装置は、第１ステージ（ＲＳＴ）に保持された第１物体（Ｒ）を露光ビームで照明し、その露光ビームでその第１物体を介して第２ステージ（ＷＳＴ）に保持された第２物体（Ｗ）を露光する露光装置において、その第１ステージ及びその第２ステージのうちの少なくとも一方を本発明の防振装置を介して支持するものである。
本発明の防振装置を用いることで除振性能が向上するとともに、露光装置の温度安定性も向上するため、重ね合わせ精度等の露光精度が向上する。また、走査型露光装置の場合には、振動を低減した状態で走査速度を速くできるため、スループットを向上できる。

この場合、その防振装置は、その第１ステージ又はその第２ステージを支持するためにそれぞれ３個以上用いてもよい。これによって、その第１ステージ又は第２ステージの少なくとも３自由度の方向の除振を行うことができる。

本発明の防振装置によれば、気体ダンパとアクチュエータとを併用することで、構造物の振動を高い応答速度で能動的に抑制できる。また、一例として、その気体ダンパに供給するための気体の一部をそのアクチュエータの周囲に流すことによって、気体供給のための新たな設備を使用することなく、防振装置の機構部の温度上昇を抑制できる。
また、そのアクチュエータのコイルを覆うカバー部を設けるか、又は排気装置を設けた場合には、そのアクチュエータの冷却効率を高めることができる。

［第１の実施形態］
以下、本発明の好ましい第１の実施形態につき図１〜図４を参照して説明する。本例は、スキャニングステッパーよりなる走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）の除振を行う場合に本発明を適用したものである。
図１は、本例の投影露光装置を構成する各機能ユニットをブロック化して表した図であり、この図１において、投影露光装置を収納するチャンバーは省略されている。図１において、露光用の光源としてＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）又はＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）よりなるレーザ光源１が使用されている。その露光用の光源としては、その他のＦ₂ レーザ（波長１５７ｎｍ）のような発振段階で紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源（ＹＡＧ又は半導体レーザ等）からの近赤外域のレーザ光を波長変換して得られる真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、或いはこの種の露光装置でよく使われている水銀放電ランプ等も使用できる。

レーザ光源１からの露光ビームとしての露光用の照明光（露光光）ＩＬは、レンズ系とフライアイレンズ系とで構成される均一化光学系２、ビームスプリッタ３、光量調整用の可変減光器４、ミラー５、及びリレーレンズ系６を介してレチクルブラインド機構７を均一な照度分布で照射する。レチクルブラインド７でスリット状又は矩形状に制限された照明光ＩＬは、結像レンズ系８を介してマスクとしてのレチクルＲ上に照射され、レチクルＲ上にはレチクルブラインド７の開口の像が結像される。均一化光学系２、ビームスプリッタ３、光量調整用の可変減光器４、ミラー５、リレーレンズ系６、レチクルブラインド機構７、及び結像レンズ系８を含んで照明光学系９が構成されている。

レチクルＲに形成された回路パターン領域のうち、照明光によって照射される部分の像は、両側テレセントリックで投影倍率βが縮小倍率の投影光学系ＰＬを介して基板（感応基板）としてのフォトレジストが塗布されたウエハＷ上に結像投影される。一例として、投影光学系ＰＬの投影倍率βは１／４又は１／５等、像側開口数ＮＡは０．７、視野直径は２７〜３０ｍｍ程度である。投影光学系ＰＬは屈折系であるが、その他に反射屈折系等も使用できる。レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物体とみなすこともできる。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行な方向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取って説明する。本例では、Ｙ軸に沿った方向（Ｙ方向）が、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向であり、レチクルＲ上の照明領域は、非走査方向であるＸ軸に沿った方向（Ｘ方向）に細長い形状である。

先ず、投影光学系ＰＬの物体面側に配置されるレチクルＲは、走査露光時にレチクルベース（不図示）上をエアベアリングを介して少なくともＹ方向に定速移動するレチクルステージＲＳＴ（第１ステージ又はマスクステージ）に保持されている。レチクルステージＲＳＴの移動座標位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角）は、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡Ｍｒと、これに対向して配置されたレーザ干渉計システム１０とで逐次計測され、その移動はリニアモータや微動アクチュエータ等で構成される駆動系１１によって行われる。なお、移動鏡Ｍｒ、レーザ干渉計システム１０は、実際には少なくともＸ方向に１軸及びＹ方向に２軸の３軸のレーザ干渉計を構成している。レーザ干渉計システム１０の計測情報はステージ制御ユニット１４に供給され、ステージ制御ユニット１４はその計測情報及び装置全体の動作を統轄制御するコンピュータよりなる主制御系２０からの制御情報（入力情報）に基づいて、駆動系１１の動作を制御する。

一方、投影光学系ＰＬの像面側に配置されるウエハＷは、不図示のウエハホルダを介してウエハステージＷＳＴ（第２ステージ又は基板ステージ）上に保持され、ウエハステージＷＳＴは、走査露光時に少なくともＹ方向に定速移動できるとともに、Ｘ方向及びＹ方向にステップ移動できるように、エアベアリングを介して不図示のウエハベース上に載置されている。また、ウエハステージＷＳＴの移動座標位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角）は、投影光学系ＰＬの下部に固定された基準鏡Ｍｆと、ウエハステージＷＳＴに固定された移動鏡Ｍｗと、これに対向して配置されたレーザ干渉計システム１２とで逐次計測され、その移動はリニアモータ及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等のアクチュエータで構成される駆動系１３によって行われる。なお、移動鏡Ｍｗ及びレーザ干渉計システム１２は、実際には少なくともＸ方向に１軸及びＹ方向に２軸の３軸のレーザ干渉計を構成している。また、レーザ干渉計システム１２は、実際には更にＸ軸及びＹ軸の周りの回転角計測用の２軸のレーザ干渉計も備えている。レーザ干渉計システム１２の計測情報はステージ制御ユニット１４に供給され、ステージ制御ユニット１４はその計測情報及び主制御系２０からの制御情報（入力情報）に基づいて、駆動系１３の動作を制御する。

また、ウエハステージＷＳＴには、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）と、Ｘ軸及びＹ軸の周りの傾斜角とを制御するＺレベリング機構も備えられている。そして、投影光学系ＰＬの下部側面に、ウエハＷの表面の複数の計測点にスリット像を投影する投射光学系２３Ａと、その表面からの反射光を受光してそれらのスリット像の再結像された像の横ずれ量の情報を検出して、ステージ制御ユニット１４に供給する受光光学系２３Ｂとから構成される斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（２３Ａ，２３Ｂ）が配置されている。ステージ制御ユニット１４は、そのスリット像の横ずれ量の情報を用いてそれら複数の計測点における投影光学系ＰＬの像面からのデフォーカス量を算出し、走査露光時にはこれらのデフォーカス量が所定の制御精度内に収まるように、オートフォーカス方式でウエハステージＷＳＴ内のＺレベリング機構を駆動する。なお、斜入射方式の多点オートフォーカスセンサの詳細な構成については、例えば特開平１−２５３６０３号公報に開示されている。

また、ステージ制御ユニット１４は、レーザ干渉計システム１０による計測情報に基づいて駆動系１１を最適に制御するレチクル側のコントロール回路と、レーザ干渉計システム１２による計測情報に基づいて駆動系１３を最適に制御するウエハ側のコントロール回路とを含み、走査露光時にレチクルＲとウエハＷとを同期走査するときは、その両方のコントロール回路が各駆動系１１，１３を協調制御する。また、主制御系２０は、ステージ制御ユニット１４内の各コントロール回路と相互にコマンドやパラメータをやり取りして、オペレータが指定したプログラムに従って最適な露光処理を実行する。そのために、オペレータと主制御系２０とのインターフェイスを成す不図示の操作パネルユニット（入力デバイスと表示デバイスとを含む）が設けられている。

更に、レーザ光源１がエキシマレーザ光源であるときは、主制御系２０の制御のもとにあるレーザ制御ユニット２５が設けられ、この制御ユニット２５は、レーザ光源１のパルス発振のモード（ワンパルスモード、バーストモード、待機モード等）を制御するとともに、放射されるパルスレーザ光の平均光量を調整するためにレーザ光源１の放電用高電圧を制御する。また、光量制御ユニット２７は、ビームスプリッタ３で分割された一部の照明光を受光する光電検出器２６（インテグレータセンサ）からの信号に基づいて、適正な露光量が得られるように可変減光器４を制御するとともに、パルス照明光の強度（光量）情報をレーザ制御ユニット２５及び主制御系２０に送る。

そして、図１において、レチクルＲへの照明光ＩＬの照射を開始して、レチクルＲのパターンの一部の投影光学系ＰＬを介した像をウエハＷ上の一つのショット領域に投影した状態で、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを投影光学系ＰＬの投影倍率βを速度比としてＹ方向に同期して移動（同期走査）する走査露光動作によって、そのショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。その後、照明光ＩＬの照射を停止して、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作と、上記の走査露光動作とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。

この露光に際しては、予めレチクルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要がある。そこで、図１の投影露光装置には、レチクルＲを所定位置に設定するためのレチクルアライメント系（ＲＡ系）２１と、ウエハＷ上のマークを検出するためのオフアクシス方式のアライメント系２２とが設けられている。
次に、例えば半導体デバイスの製造工場内での本例の投影露光装置の設置状態の一例につき説明する。図２は、その投影露光装置の設置状態の一例を示し、この図２において、その製造工場の床ＦＬ上に例えばＨ型鋼よりなる複数（例えば４箇所以上）の支柱３１を介して、投影露光装置を設置する際の基礎部材としての厚い平板状のペデスタル３２が設置され、ペデスタル３２上に投影露光装置を設置するための長方形の薄い平板状のベースプレート３３が固定されている。

ベースプレート３３上（設置面）に３箇所又は４箇所の能動型の防振台３５を介して第１コラム３６（構造物）が載置され、第１コラム３６の中央の開口部に投影光学系ＰＬが保持されている。防振台３５は、後述のようにエアダンパ（気体ダンパ）と、ボイスコイルモータ等からなるアクチュエータ（電磁ダンパ）とを含み、第１コラム３６に設置されている１組の加速度センサ４０と１組の位置センサ（不図示）との検出情報に基づいてそのエアダンパ内の圧力及びアクチュエータの推力を制御することで、第１コラム３６（及びこれによって支持されている部材）の除振が能動的に行われている。この場合、そのエアダンパによって比較的低周波数域の除振が行われ、そのアクチュエータによって比較的高周波数域の除振が行われる。

加速度センサ４０としては、圧電素子（ピエゾ素子等）で発生する電圧を検出する圧電型の加速度センサや、例えば歪みの大きさに応じてＣＭＯＳコンバータの論理閾値電圧が変化することを利用する半導体式の加速度センサ等を使用できる。位置センサ（又は変位センサ）としては、例えば渦電流変位センサを使用できる。この他の位置センサとして、静電容量がセンサの電極と測定対象との距離に反比例することを利用して、非接触で距離を検出する静電容量式非接触変位センサや、測定対象からの光ビームの位置をＰＳＤ（半導体式位置検出装置）を用いて検出するようにした光学式センサ等も使用できる。なお、加速度センサの代わりに速度センサを用いることも可能である。

また、第１コラム３６の上部にレチクルベース３７が固定され、レチクルベース３７を覆うように第２コラム３８が固定され、第２コラム３８の中央部に図１の照明光学系９が収納された照明系サブチャンバ３９が固定されている。この場合、図１のレーザ光源１は一例として図２のペデスタル３２の外側の床ＦＬ上に設置され、レーザ光源１から射出される照明光ＩＬは、不図示のビーム送光系を介して照明光学系９に導かれる。そして、レチクルベース３７上にレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴが載置されている。図２において、第１コラム３６、レチクルベース３７、及び第２コラム３８よりコラム構造体ＣＬが構成されている。コラム構造体ＣＬは、ベースプレート３３の上面に複数の能動型の防振台３５を介して支持された状態で、投影光学系ＰＬ、レチクルステージＲＳＴ（第１ステージ又はマスクステージ）、及び照明光学系９を保持している。

上述の１組の加速度センサ４０は、例えばほぼＸＹ平面内の同一直線上にない３箇所でＺ方向の加速度を計測する３個のＺ軸加速度センサと、Ｙ方向に離れた２箇所でＸ方向の加速度を計測する２個のＸ軸加速度センサと、Ｘ方向に離れた２箇所でＹ方向の加速度を計測する２個のＹ軸加速度センサとから構成されている。その１組の加速度センサ４０によって、コラム構造体ＣＬのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の加速度と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転加速度［ｒａｄ／ｓ² ］とが計測される。同様に、上記の１組の位置センサ（不図示）によって、コラム構造体ＣＬのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転角とが計測される。これらの計測値に基づいて、複数の防振台３５内のエアダンパ及びアクチュエータは、それぞれコラム構造体ＣＬの振動が小さく維持されるように、かつコラム構造体ＣＬの傾斜角及びＺ方向の高さが一定に維持されるように作用する。

また、ペデスタル３２上のベースプレート３３上の複数の支持部材３４及び能動型の防振台３５で囲まれた領域上に、３個又は４個の能動型の防振台４１を介してウエハベース４２が支持されている。ウエハベース４２上にはウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴが移動自在に載置されている。防振台４１は、防振台３５と同様の構成の小型のエアダンパ及びアクチュエータを備えており、防振台４１がベースプレート３３の上面（設置面）にウエハステージＷＳＴ（第２ステージ又は基板ステージ）を支持している。防振台４１は、ウエハベース４２上の加速度センサ及び位置センサ（不図示）の計測情報に基づいて能動的にウエハベース４２及びウエハステージＷＳＴの振動を抑制する。

本例の防振台３５及び４１と、これらに気体としての空気を供給するエア供給装置（後述）と、これらの制御系（後述）とがそれぞれ防振装置に対応している。防振台３５及び４１とこれらの制御系とを含むシステムは、それぞれ能動型振動分離システムであるＡＶＩＳ(Active Vibration Isolation System) とも呼ぶことができる。なお、防振台３５は、コラム構造体ＣＬを介してレチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬを支持しているとともに、走査露光時のレチクルステージＲＳＴの走査速度はウエハステージＷＳＴの走査速度に対して投影倍率βの逆数倍（例えば４倍）速くなっている。一方、防振台４１はウエハベース４２を介してウエハステージＷＳＴのみを支持しているため、コラム構造体ＣＬの方がウエハベース４２よりも振動が発生し易くなっている。従って、防振台３５の除振性能を防振台４１の除振性能よりも高く設定することも可能である。この場合、一例として、防振台４１においては、エアダンパは例えばウエハベース４２のＺ方向の位置がほぼ一定になるように圧力を制御するだけでもよい。

なお、図２において、例えば投影光学系ＰＬを保持する第１コラム３６の底面にウエハベース４２及びウエハステージＷＳＴを吊り下げるように支持してもよい。この場合には、複数の防振台３５によってレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴが全て支持される。この際に、投影光学系ＰＬ及びウエハステージＷＳＴを支持するコラムと、レチクルステージＲＳＴを支持するコラムとを分離して、これらをそれぞれ防振台３５と同様の防振台を介して支持してもよい。また、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴを互いに独立に防振台３５と同様の防振台を介して支持してもよい。

上述のように、図２の能動型の防振台３５及び４１はほぼ同様に構成することができる。以下では、代表的に防振台３５を含む防振装置の構成、並びにその作用につき説明する。また、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向であるＺ方向の振動を抑制する機構について説明するが、これはＸ方向及びＹ方向の振動を抑制する機構、さらにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向の振動を抑制する機構にも同様に適用できる。

図３は、図２中の１箇所の防振台３５を含む防振装置を示し、本例の防振装置は、防振台３５、エア供給装置５２（気体供給装置）、防振台制御系５１、及び第１コラム３６（構造物）の加速度情報等を計測するセンサを含んで構成されている。図３において、ペデスタル３２上のベースプレート３３上に、Ｚ軸にほぼ垂直な平板状のマウント部４３ａと、このマウント部４３ａをベースプレート３３上に所定間隔を隔てて支持する脚部４３ｂとからなる第１フレーム４３が固定されている。そのマウント部４３ａの上面に、底面が閉じたほぼ円筒状の収納部材４４が載置され、収納部材４４中に気体ダンパとしてのエアダンパ４５が収納され、エアダンパ４５の上部にほぼ円柱状の可動部材４７がＺ方向に変位できるように載置され、可動部材４７の上部は第１コラム３６（構造物）の底面に固定されている。この構成において、収納部材４４と可動部材４７とが、エアダンパ４５の保持機構に対応している。そして、マウント部４３ａに対してエアダンパ４５内の気体の圧力によって、可動部材４７及び第１コラム３６がＺ方向（構造物の支持方向）に変位できるように支持されている。なお、収納部材４４とエアダンパ４５とを一体的に気体ダンパとみなすことも可能であり、可動部材４７を第１コラム３６と一体化することも可能である。

エアダンパ４５は、ゴム等からなる可撓性を有する中空の袋内に、可動部材４７と第１コラム３６とを支持できるだけの圧力を持つ空気を封入したものである。ただし、エアダンパ４５からは空気が或る程度は漏れ出ているため、その内部の空気の圧力を制御するために、その内部に空気を常時補充する必要がある。そこで、エアダンパ４５内には、収納部材４４の側面の開口（不図示）を通る可撓性を持つ第１給気管５７（第１気体供給路）を介して、エア供給装置５２（気体供給装置）から空気が供給されている。

エア供給装置５２において、第１給気管５７は、サーボバルブ５６及び配管５５を介して空気源５４に連結されている。空気源５４としては、一例として外部から吸気管５３及び防塵フィルタを介して取り込んだ空気を加圧するエアコンプレッサと、このエアコンプレッサで加圧された空気が充填されるエアボンベとを組み合わせた装置が使用されている。また、本例のサーボバルブ５６は、配管５５から供給された空気の一部を流量（又は圧力）が制御された空気として第１給気管５７からエアダンパ４５内に供給し、余った空気を第２給気管５９（第２気体供給路）を介して排気するノズルフラッパ型である。この場合、第１給気管５７から排気される空気の流量（又は圧力）を高精度に制御するために、配管５５からサーボバルブ５６に供給される空気の量は必要量よりも多くなるように設定されており、第２給気管５９からは常時外部に空気が垂れ流されている。本例では、その第２給気管５９から常時垂れ流されている空気を活用してアクチュエータの冷却を行う（詳細後述）。吸気管５３、空気源５４、配管５５、サーボバルブ５６、第１給気管５７、及び第２給気管５９を含んでエア供給装置５２が構成されている。

また、エアダンパ４５の側面には、収納部材４４の側面の開口（不図示）を通る中空のパイプを介してエアダンパ４５内の空気の圧力を計測するための圧力センサ２８が設けられ、圧力センサ２８の計測値（圧力情報に対応する信号）が防振台制御系５１に供給されている。圧力センサ２８としては、薄い金属のダイアフラムに歪みゲージを固定したセンサやシリコン基板の変形を利用するセンサ等が使用できる。

また、可動部材４７をＸ方向に挟むようにＺ方向に伸びた平板状の１対の連結部材４８Ａ及び４８Ｂが固定され、連結部材４８Ａ及び４８Ｂの下端部にＺ軸にほぼ垂直な平板状の連動部材４９が固定されている。可動部材４７、連結部材４８Ａ，４８Ｂ、及び連動部材４９から第２フレーム４６が構成されている。
図４は、図３の可動部材４７側から第１フレーム４３を見た平面図であり、この図４において、第１フレーム４３の上部（図３のマウント部４３ａ）に２箇所の開口４３ｃ及び４３ｄが形成され、開口４３ｃ及び４３ｄ内にそれぞれ連結部材４８Ａ及び４８Ｂが挿通されている。この構成によって、第２フレーム４６の連動部材４９は、第１フレーム４３とベースプレート３３とで囲まれた空間内に、第１フレーム４３に接触しない状態でＺ方向に変位自在に支持されている。

図３に戻り、第２フレーム４６は、第１コラム３６と連動してＺ方向に変位する。そして、第２フレーム４６とベースプレート３３との間に、アクチュエータとしてのボイスコイルモータ５０が設置されている。ボイスコイルモータ５０は、ベースプレート３３の上面に固定されて永久磁石（マグネット）がＺ方向に所定ピッチで配列された固定子５０ｂと、第２フレーム４６の連動部材４９の底面に固定されてコイルが装着された可動子５０ａとから構成されている。

この構成では、エアダンパ４５による支持軸（第１コラム３６に対するＺ方向への圧力の中心）と、ボイスコイルモータ５０が発生する駆動力の駆動軸（第２フレーム４６及び第１コラム３６に対するＺ方向への推力の中心）とが同軸となるように、エアダンパ４５とボイスコイルモータ５０とはＺ方向（第１コラム３６の支持方向）に積み重ねるように配置されている。この結果、エアダンパ４５とボイスコイルモータ５０とを同時に作用させても、第１コラム３６にモーメント等の不要な力が作用することがない。また、エアダンパ４５（気体ダンパ）とボイスコイルモータ５０（アクチュエータ）とは、ベースプレート３３から第１コラム３６に対して実質的に並列に力を付与する。従って、第１コラム３６の重量の大部分をエアダンパ４５によって支持し、ボイスコイルモータ５０のＺ方向の推力は、主に第１コラム３６のＺ方向への高周波数域の振動を抑制するために使用できるため、第１コラム３６（構造物）にかかる重量が大きい場合にも広い周波数域で振動を抑制できる。

また、第１コラム３６に加速度センサ４０が固定され、加速度センサ４０によって一例として第１コラム３６のＺ方向への加速度の情報が計測されている。さらに、第１コラム３６と一体的に変位する連結部材４８Ａに位置センサ２９が固定され、位置センサ２９によって第１フレーム４３及びベースプレート３３を基準とした第１コラム３６のＺ方向（支持方向）の相対的な位置、又はＺ方向への相対的な変位の情報が計測されている。一例として、加速度センサ４０は圧電型の加速度センサであり、位置センサ２９は渦電流変位センサである。

加速度センサ４０及び位置センサ２９の計測値（加速度及び位置に対応する信号）はコンピュータよりなる防振台制御系５１に供給されている。防振台制御系５１は、圧力センサ２８、加速度センサ４０、及び位置センサ２９の計測値に基づいて、気体供給装置５２内のサーボバルブ５６によって第１給気管５７に供給される空気の流量（又は圧力）を制御して、一例として第１コラム３６のＺ方向の位置が一定となるように、エアダンパ４５内の空気の圧力を制御する。この動作と並行して防振台制御系５１は、加速度センサ４０及び位置センサ２９の計測値に基づいて、ボイスコイルモータ５０の可動子５０ａのコイルに流れる電流を制御することによって、第１コラム３６のＺ方向の位置が予め定められている目標位置になるように、ボイスコイルモータ５０によるＺ方向への推力を制御する。

このようにボイスコイルモータ５０を駆動すると、主に可動子５０ａのコイルが発熱し、この熱が第２フレーム４６及び可動部材４７を介してエアダンパ４５及び第１コラム３６に伝導する。その結果、エアダンパ４５内の圧力が変化して防振性能が劣化する恐れがあるとともに、第１コラム３６及びこれに支持されている投影光学系ＰＬやレチクルステージＲＳＴの温度も変動する恐れがある。

この対策として本例では、図３において、第２フレーム４６の連動部材４９の底面とベースプレート３３の上面との間の、ボイスコイルモータ５０が設置されている空間をほぼ密閉するように、可撓性を持つカバー５８（カバー部）が設置されている。カバー５８の材料としては、合成ゴム又は合成樹脂等からなるフィルム素材等を使用できる。なお、連動部材４９が最も下降した状態でカバー５８の下端部がベースプレート３３に接触しないようにカバー５８の高さを設定しておく場合には、カバー５８を薄い金属板等から形成することも可能である。

そして、第１フレーム４３の脚部４３ｂのカバー５８をＸ方向に挟む位置に１対の開口４３ｃ及び４３ｄが形成され、一方の開口４３ｃにエア供給装置５２の第２給気管５９が挿通され、第２給気管５９の先端部はカバー５８に設けた開口を通して、カバー５８の内側のボイスコイルモータ５０が配置された空間内に差し込まれている。また、カバー５８の内側の第２給気管５９と対向する位置に可撓性を持つ排気管６１の先端部が設置され、排気管６１は、カバー５８に設けた開口及び脚部４３ｂの他方の開口４３ｄを通して、不図示の排気ポンプを介して排気ガス処理系（不図示）に連結されている。排気管６１及び排気ポンプが排気装置に対応している。本例の防振台３５は、第１フレーム４３、収納部材４４、エアダンパ４５、第２フレーム４６、ボイスコイルモータ５０、及びカバー５８を含んで構成されている。

本例において、エア供給装置５２内のサーボバルブ５６から第２給気管５９に対して常時或る程度の空気が垂れ流されている。その空気は、カバー５８内で矢印６２で示すようにボイスコイルモータ５０の周囲を流れた後、排気管６１を介して不図示の排気ポンプに吸引される。従って、ボイスコイルモータ５０（特に可動子５０ａのコイル）で熱が発生しても、ボイスコイルモータ５０は第２給気管５９からの空気によって冷却されるため、ボイスコイルモータ５０ひいては防振台３５の温度は殆ど上昇しない。従って、防振性能が劣化しないとともに、第１コラム３６、及びこれによって支持されている投影光学系ＰＬやレチクルステージＲＳＴの温度安定性も向上する。その結果、重ね合わせ精度等の露光精度も向上する。また、走査露光時のレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの走査速度を速くすることも可能となり、これによってスループットが向上できる。

また、本例ではエアダンパ４５に供給される空気（気体）の一部をボイスコイルモータ５０の周囲に流しているため、投影露光装置が設置されている工場内で冷却用の新たな設備を用意する必要がない。なお、排気管６１を含む排気装置は、通常の工場で一般的に使用されているものを転用できるため、殆ど新たな負担にはならない。また、本例のサーボバルブ５６はノズルフラッパ型であるため、特に配管に分岐部等を設けることなく第２給気管５９を介してボイスコイルモータ５０の周囲に空気を流すことができ、エア供給装置５２の構成を簡素化でき、製造コストを低減できる。しかしながら、サーボバルブ５６として、空気を常時垂れ流さないタイプのものを使用することも可能である。この場合には、第２給気管５９は、例えば配管５５から分岐してもよい。

なお、本例では、アクチュエータとしてボイスコイルモータ５０が使用されているが、その代わりにリニアモータやいわゆるＥＩコア方式のアクチュエータなどを使用することも可能である。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態につき図５を参照して説明する。本例でも投影露光装置としては、図１及び図２に示す走査型露光装置を使用する。本例は、主に図３のカバー５８とは異なる位置にカバー（カバー部）を設けたものであり、図５において図３に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。

図５は、本例の防振台３５を含む防振装置を示し、この図５において、防振台３５の第２フレーム４６の連結部材４８Ａ及び４８Ｂの周囲からベースプレート３３及びペデスタル３２の上面までの側面、即ちエアダンパ４５及びボイスコイルモータ５０が設置されている空間をほぼ密閉するように、図３のカバー５８と同様の材質の可撓性を持つカバー６３（カバー部）が設置されている。即ち、本例では、図３のボイスコイルモータ５０が設置されている空間を覆うカバー５８の代わりに、エアダンパ４５及びボイスコイルモータ５０が設置されている空間を覆うカバー６３が設置されている。

また、本例のエア供給装置５２Ａ（気体供給装置）において、空気源５４から配管５５に供給される空気（気体）は、サーボバルブ５６及び第１給気管５７を介してエアダンパ４５に供給されている。また、配管５５に供給された空気の一部は、配管５５から分岐された第２給気管５９Ａ（第２気体供給路）を介してカバー６３の内側のエアダンパ４５及びボイスコイルモータ５０（アクチュエータ）が設置された空間内に常時供給されている。第２給気管５９Ａの途中に空気の流量を制御するための半固定のバルブ６０が設置されている。カバー６３の内部において、第２給気管５９Ａに対向する位置に排気管６１の先端部が配置され、排気管６１は不図示の排気ポンプを介して排気ガス処理系（不図示）に連結されている。この他の構成は図３の実施形態と同様である。

本例において、エア供給装置５２Ａ内の配管５５から第２給気管５９Ａに対して常時所定流量の空気が供給されている。その空気の一部は、カバー６３内で矢印６２で示すようにボイスコイルモータ５０の周囲を流れた後、排気管６１を介して不図示の排気ポンプに吸引される。また、その空気の残りの部分は、矢印６４で示すようにエアダンパ４５の収納部材４４の周囲を流れた後、排気管６１を介して不図示の排気ポンプに吸引される。従って、ボイスコイルモータ５０（特に可動子５０ａのコイル）で熱が発生しても、ボイスコイルモータ５０は第２給気管５９Ａからの空気によって冷却されるため、その温度は殆ど上昇しない。また、仮にボイスコイルモータ５０の熱が収納部材４４に伝わっても、収納部材４４も第２給気管５９Ａからの空気によって冷却されるため、その中のエアダンパ４５の温度は殆ど変化しない。従って、防振台３５の温度は殆ど上昇しないので、防振性能が劣化しないとともに、露光精度も向上する。

また、本例でもエアダンパ４５に供給される空気（気体）の一部をボイスコイルモータ５０及びエアダンパ４５の周囲に流しているため、投影露光装置が設置されている工場内で冷却用の新たな設備を用意する必要がない。なお、本例ではカバー６３内の容積が大きいために、第２給気管５９Ａは配管５５から分岐しているが、サーボバルブ５６の容量が大きい場合には、第２給気管５９Ａをサーボバルブ５６に連結することも可能である。

なお、上述の実施形態の投影露光装置は、図２の防振台３５，４１を介してコラム構造体ＣＬ等を設置した後、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより製造することができる。なお、その露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

また、上記の実施形態の投影露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の実施形態の投影露光装置によりアライメントを行ってレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、エッチング等の回路パターンを形成するステップ、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）、及び検査ステップ等を経て製造される。

なお、本発明は、走査型露光装置のみならず、ステッパー等の一括露光型の投影露光装置で能動的に防振を行う場合にも同様に適用できる。また、本発明は、例えば国際公開（ＷＯ）第９９／４９５０４号などに開示される液浸型露光装置で能動的に防振を行う場合にも適用することができる。また、本発明は、波長数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を露光ビームとして用いる投影露光装置、及び投影光学系を使用しないプロキシミティ方式やコンタクト方式の露光装置等で防振を行う際にも適用できる。

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。

さらに本発明は、露光装置以外の機器、例えば欠陥検査装置、感光材料のコータ・デベロッパ等の防振を行う場合にも適用することができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。

本発明を露光装置に適用した場合には、除振性能が向上するとともに、露光装置の温度安定性も向上するため、重ね合わせ精度等の露光精度が向上する。また、走査型露光装置の場合には、振動を低減した状態で走査速度を速くできるため、スループットを向上できる。

本発明の第１の実施形態の投影露光装置の概略構成を示す図である。 図１の投影露光装置を床上に設置した状態を示す一部を切り欠いた図である。 図２中の一つの防振台３５を含む防振装置の構成を示す一部を切り欠いた図である。 図３の第１フレーム４３を可動部材４７側から見た平面図である。 本発明の第２の実施形態の防振台３５を含む防振装置の構成を示す一部を切り欠いた図である。

符号の説明

Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＷＳＴ…ウエハステージ、３５…防振台、３６…第１コラム、４０，４３…第１フレーム、４５…エアダンパ（気体ダンパ）、４６…第２フレーム、５０…ボイスコイルモータ（アクチュエータ）、５１…防振台制御系、５２，５２Ａ…気体供給装置、５６…サーボバルブ、５８，６３…カバー

Claims (7)

1. 構造物を支持する防振装置において、
   前記構造物を支持する気体ダンパと、
   前記構造物を支持方向に沿って駆動するアクチュエータと、
   前記気体ダンパに気体を供給する第１気体供給路と前記アクチュエータに前記気体を供給する第２気体供給路とを有した気体供給装置とを備えたことを特徴とする防振装置。
2. 前記アクチュエータに供給された前記気体を排気する排気装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
3. 構造物を支持する防振装置において、
   前記構造物を支持する気体ダンパと、
   コイルとマグネットとを有し、前記構造物を支持方向に沿って駆動するアクチュエータと、
   前記コイルを前記気体ダンパから分離して覆うカバー部と、
   前記気体ダンパと前記カバー部とに前記気体を供給する気体供給装置とを備えたことを特徴とする防振装置。
4. 前記カバー部に供給された前記気体を排気する排気装置を備えたことを特徴とする請求項３に記載の防振装置。
5. 前記気体ダンパによる支持軸と、前記アクチュエータが発生する駆動力の駆動軸とが同軸となるように、前記気体ダンパに対して前記アクチュエータが配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の防振装置。
6. 第１ステージに保持された第１物体を露光ビームで照明し、前記露光ビームで前記第１物体を介して第２ステージに保持された第２物体を露光する露光装置において、
   前記第１ステージ及び前記第２ステージのうちの少なくとも一方を請求項１から５のいずれか一項に記載の防振装置を介して支持することを特徴とする露光装置。
7. 前記防振装置は、前記第１ステージ又は前記第２ステージを支持するためにそれぞれ３個以上用いられることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
   

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