JP2010199198A - 環境調整装置及びステージ装置並びに露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体が移動する空間の環境を容易に維持可能な環境調整装置を提供する。
【解決手段】移動体２が移動する空間の環境を調整する。移動体の移動に伴って移動し、移動体の表面側に環境調整用気体ＫＡを供給する気体供給部８Ｃを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、環境調整装置及びステージ装置並びに露光装置に関するものである。

移動ステージを有するステージ装置においては、移動ステージ（または移動ステージに設置された移動鏡）に反射面を設け、この反射面に対して照射したレーザ光等のビームの反射光を受光することにより、移動面に沿う方向（例えばＸ軸方向、Ｙ軸方向）の位置を検出する干渉計が用いられている。また、特許文献１には、移動面に沿う方向に照射されたビームを移動ステージにおいて移動面と直交する方向（Ｚ方向）に折り曲げ、移動ステージの上方に設けた反射板で反射させることにより、移動ステージのＺ方向の位置（高さ位置）を検出する干渉計の構成が開示されている。

上記の位置計測においては、位置検出を高精度に行うためには、空気揺らぎ等の誤差要因を排除するために検知光の光路に対して温度・湿度等の環境を調整する必要がある。
そこで、従来では、検知光の光路に対して、温度調整されたドライエア等を供給することにより光路における環境調整が行われている。

特表２００１−５１０５７７号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
移動ステージの位置検出は、移動ステージの移動範囲全体に亘って行われるため、この移動範囲全体に亘って環境調整を行うことは困難であり、装置の大型化を招く虞がある。また、上記ドライエアの供給口と移動ステージとの間の距離が大きい場合には、所定の環境が維持されなくて位置計測精度が低下してします可能性もある。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、移動体が移動する空間の環境を容易に維持可能な環境調整装置及びステージ装置並びに露光装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図１１に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の環境調整装置は、移動体（２）が移動する空間の環境を調整する環境調整装置（８）であって、移動体の移動に伴って移動し、移動体の表面側に環境調整用気体を供給する気体供給部（８Ｃ）を有するものである。
従って、本発明の環境調整装置では、移動体の表面側に環境調整用気体を供給する気体供給部（８Ｃ）が移動体の移動に伴って移動するため、環境調整用気体を局所的に供給すればよくなり、装置の大型化を招くことなく容易に空間の環境を調整することができる。

また、本発明のステージ装置は、先に記載の環境調整装置を備えるものである。
従って、本発明のステージ装置では、上述の環境調整装置を備えているため、移動ステーの移動空間の環境を容易に調整することができ、空気揺らぎ等の悪影響を排除して高精度の位置計測を行うことが可能になる。

そして、本発明の露光装置は、先に記載のステージ装置を備えるものである。
従って、本発明の露光装置では、高精度に計測された移動体の位置に基づいて、高精度の露光処理を実施することができる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明では、移動体が移動する空間の環境を容易に維持することができる。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 終端光学素子及び液浸部材の近傍を示す断面図である。 エンコーダシステム及び環境調整装置の概略構成図である。 気体供給部の配置を示す平面図である。 気体供給部の他の形態を示す断面図である。 第２実施形態に係る環境調整装置の平面図である。 第２実施形態に係る環境調整装置の部分断面図である。 第３実施形態に係る基板ステージの斜視図である。 第３実施形態に係る環境調整装置の平面図である。 第３実施形態に係る環境調整装置の部分断面図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の環境調整装置及びステージ装置並びに露光装置の実施の形態を、図１ないし図１１を参照して説明する。
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。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。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。本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

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（移動体）２と、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置を光学的に計測する干渉計システム３と、基板ステージ２の位置を光学的に計測するエンコーダシステム４と、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面の位置情報を光学的に検出する検出システム（フォーカス・レベリング検出システム）２３と、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Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能な液浸部材５と、少なくとも投影光学系ＰＬを収容するチャンバ装置６と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、エンコーダシステム４の計測光ＬＢ（後述、図３参照）の光路及びその周辺の環境を調整する環境調整装置８（図１では不図示、図３等参照）を備えている。

チャンバ装置６は、実質的に閉ざされた内部空間６Ｓを形成するチャンバ部材６Ｔと、内部空間６Ｓの環境（温度、湿度、及びクリーン度等）を制御する環境制御装置６Ｃとを有する。環境制御装置６Ｃは、内部空間６Ｓの環境を制御するために、内部空間６Ｓに気体を供給する。本実施形態において、内部空間６Ｓには、マスクステージ１、基板ステージ２、照明系ＩＬ、投影光学系ＰＬ等が配置される。

露光装置ＥＸは、例えばクリーンルーム内の支持面ＦＬ上に設けられた第１コラム９、及び第１コラム９上に設けられた第２コラム１０を含むボディ１１を備えている。第１コラム９は、第１支持部材１２と、第１支持部材１２に防振装置１３を介して支持された第１定盤１４とを備えている。第２コラム１０は、第１定盤１４上に設けられた第２支持部材１５と、第２支持部材１５に防振装置１６を介して支持された第２定盤１７とを備えている。

第１コラム９は、実質的に閉ざされた内部空間９Ｓを形成する。本実施形態において、露光装置ＥＸは、内部空間９Ｓの環境（温度、湿度、及びクリーン度等）を制御する環境制御装置９Ｃを有する。環境制御装置９Ｃは、内部空間９Ｓの環境を制御するために、内部空間９Ｓに気体を供給する。

照明系ＩＬは、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書等に開示されるような、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びブラインド機構等を含む。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、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エキシマレーザ光を用いる。

マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲに移動可能である。マスクステージ１は、マスクＭをリリース可能に保持するマスク保持部１Ｈを有する。本実施形態において、マスク保持部１Ｈは、マスクＭのパターン形成面（下面）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、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第１駆動システム１Ｄの作動により、第２定盤１７の上面（ガイド面）に沿って、照明領域ＩＲを含むＸＹ平面内を移動可能である。第２定盤１７の上面は、ＸＹ平面とほぼ平行である。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１ＨでマスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。

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。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１８に保持されている。鏡筒１８は、フランジ１８Ｆを有する。投影光学系ＰＬは、フランジ１８Ｆを介して、第１定盤１４に支持される。なお、第１定盤１４と鏡筒１８との間に防振装置を設けることができる。

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。

投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子２１は、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面２２を有する。投影領域ＰＲは、射出面２２から射出される露光光ＥＬの照射位置ＥＰを含む。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域ＰＲ（照射位置ＥＰ）に移動可能である。基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部２Ｈを有する。本実施形態において、基板保持部２Ｈは、所謂、ピンチャック機構を含む。本実施形態において、基板保持部２Ｈは、基板Ｐの表面（露光面）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、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第２駆動システム２Ｄの作動により、第３定盤１９の上面（ガイド面）に沿って、投影領域ＰＲを含むＸＹ平面内を移動可能である。第３定盤１９は、防振装置２０を介して、支持面ＦＬに支持されている。第３定盤１９の上面は、ＸＹ平面とほぼ平行である。本実施形態においては、基板ステージ２は、基板保持部２Ｈで基板Ｐを保持した状態で、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は、基板保持部２Ｈの周囲に配置され、終端光学素子２１の射出面２２と対向可能な上面２Ｔを有する。基板保持部２Ｈは、基板ステージ２上に設けられた凹部２Ｃに配置されている。基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面は、終端光学素子２１の射出面２２と対向可能である。基板ステージ２の上面（表面）２Ｔは、平坦で、ＸＹ平面とほぼ平行である。基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面と基板ステージ２の上面２Ｔとは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。

本実施形態において、基板ステージ２は、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの周囲に配置されるプレート部材Ｔを有する。本実施形態において、基板ステージ２は、プレート部材Ｔをリリース可能に保持するプレート部材保持部２Ｊを備えている。本実施形態において、プレート部材保持部２Ｊは、所謂、ピンチャック機構を含む。プレート部材保持部２Ｊは、基板保持部２Ｈの周囲に配置されている。

プレート部材Ｔは、基板Ｐを配置可能な開口ＴＨを有する。プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔは、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの周囲に配置される。本実施形態において、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの開口ＴＨの内面と、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの外面とは、所定のギャップを介して対向する。プレート部材保持部２Ｊは、プレート部材Ｔの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｔを保持する。本実施形態においては、基板保持部２Ｈに保持された基板Ｐの表面と、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。すなわち、本実施形態においては、基板ステージ２の上面２Ｔは、プレート部材保持部２Ｊに保持されたプレート部材Ｔの上面を含む。

干渉計システム３は、ＸＹ平面内におけるマスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を光学的に計測可能な第１干渉計ユニット３Ａと、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を光学的に計測可能な第２干渉計ユニット３Ｂとを有する。第１、第２干渉計ユニット３Ａ、３Ｂのそれぞれは、レーザ干渉計を複数有する。第１干渉計ユニット３Ａは、マスクステージ１に設けられた計測ミラー１Ｒに計測光を照射して、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関するマスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を計測する。第２干渉計ユニット３Ｂは、基板ステージ２に設けられた計測ミラー２Ｒに計測光を照射して、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を計測する。

検出システム２３は、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する基板Ｐの表面の位置情報を光学的に検出可能である。検出システム２３は、例えば米国特許第５４４８３３２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２４７６４０号明細書等に開示されているような、複数の検出点のそれぞれで基板Ｐの表面の高さ情報（Ｚ軸方向に関する位置情報）を検出する、所謂、多点位置検出システムを含む。検出システム２３は、基板Ｐの表面の位置情報のみならず、例えば基板ステージ２の上面２Ｔの位置情報を検出可能である。

エンコーダシステム４は、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を光学的に計測する。エンコーダシステム４は、図３に示すように、基板ステージ２に設けられたエンコーダヘッド３１と、エンコーダヘッド３１と対向可能に配置されたエンコーダスケール３３とを備えている。エンコーダスケール３３は、連結部材３２Ｆを介して、第１コラム９の第１定盤１４に吊り下げられた支持部材（支持部）３２に支持されている。

エンコーダシステム（計測装置）４は、エンコーダヘッド（射出部）３１がエンコーダスケール（計測部）３３を読み取ることにより、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置を計測する。なお、エンコーダシステム４の詳細は、例えば米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書や、米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書に開示されているため、ここでは説明を省略する。

環境調整装置８は、エンコーダシステム４の計測光ＬＢの光路及びその周辺の環境を調整するものであって、基板ステージ２に設けられた気体供給路８Ａと、気体供給路８Ａに温度調整及び湿度調整された環境調整用気体（例えばドライエア、以下単に気体と称する）を供給する気体供給装置８Ｂとを有している。気体供給路８Ａの先端は、エンコーダヘッド３１の近傍で基板ステージ２の表面側（＋Ｚ側、基板Ｐの表面側）に開口して気体を噴出する開口部８Ｃとなっている。

図４は、基板ステージ２の概略的な平面図である。
この図に示されるように、エンコーダヘッド３１は、基板Ｐを挟んだＸ方向及びＹ方向の両側にそれぞれ配置されており、開口部８Ｃは各エンコーダヘッド３１毎に、エンコーダヘッド３１を挟んで基板Ｐと反対側、及び基板Ｐの外周の接線方向でエンコーダヘッド３１の両側の３ヶ所にそれぞれ配置されて、エンコーダヘッド３１を取り囲むように設けられている。

液浸部材５は、終端光学素子２１の近傍に配置される。液浸部材５は、終端光学素子２１と、照射位置ＥＰに配置された物体との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成する。液浸空間ＬＳは、液体ＬＱで満たされた部分（空間、領域）である。本実施形態において、照射位置ＥＰに配置可能な物体は、照射位置ＥＰに移動可能な物体を含む。本実施形態において、その物体は、基板ステージ２（プレート部材Ｔ）、及び基板ステージ２に保持された基板Ｐの少なくとも一方を含む。基板Ｐの露光中、液浸部材５は、終端光学素子２１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成する。

液浸部材５は、物体と対向可能な下面２４を有し、下面２４と物体との間の空間は液体ＬＱを保持可能である。下面２４と物体との間に保持された液体ＬＱによって液浸空間ＬＳが形成される。本実施形態においては、投影領域ＰＲを含む基板Ｐの表面の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）ＬＧは、液浸部材５の下面２４と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。

本実施形態において、液浸部材５は、第１コラム９に支持されている。本実施形態においては、液浸部材５は、連結部材５Ｃを介して、第１コラム９の第１定盤１４に吊り下げられている。

図２は、終端光学素子２１及び液浸部材５の近傍を示す断面図である。本実施形態において、液浸部材５は、例えば米国特許出願公開第２００７／０１３２９７６号明細書、欧州特許出願公開第１８７３８１５号明細書に開示されているような液浸部材であって、射出面２２から射出された露光光ＥＬが通過可能な開口２５と、液体ＬＱを供給する供給口２６と、液体ＬＱを回収する回収口２７とを有する。回収口２７には、多孔部材２８が配置されている。本実施形態において、液浸部材５の下面２４の少なくとも一部が、多孔部材２８の下面で構成される。供給口２６は、流路２９Ｒを介して、液体供給装置２９と接続されている。液体供給装置２９は、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。回収口２７は、流路３０Ｒを介して、液体回収装置３０と接続されている。液体回収装置３０は、真空システムを含み、液体ＬＱを吸引して回収可能である。本実施形態においては、制御装置７は、供給口２６を用いる液体供給動作と並行して、回収口２７を用いる液体回収動作を実行することによって、一方側の終端光学素子２１及び液浸部材５と、終端光学素子２１及び液浸部材５と対向する他方側の物体との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。本実施形態においては、基板ステージ２は、第３定盤１９のガイド面上において、露光光ＥＬの照射位置ＥＰ及び基板交換位置（不図示）を含む所定領域内を移動可能である。制御装置７は、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置に移動した基板ステージ２（基板保持部２Ｈ）に対して露光前の基板Ｐを搬入（ロード）する動作、及び基板ステージ２（基板保持部２Ｈ）より露光後の基板Ｐを搬出（アンロード）する動作を含む基板交換処理を実行可能である。

本実施形態において、検出システム２３は、基板交換位置と照射位置ＥＰとの間において、基板Ｐの表面の位置情報を検出する。検出システム２３は、基板Ｐの表面内（ＸＹ平面内）の複数の検出点のそれぞれに対して、Ｚ軸方向と傾斜した方向から検出光を照射する照射装置２３Ａと、検出点を介した検出光を受光可能な受光装置２３Ｂとを備えている。

基板Ｐの露光動作を開始するために、制御装置７は、基板ステージ２を基板交換位置へ移動して、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置に配置された基板ステージ２に、露光前の基板Ｐをロードする。基板ステージ２に基板Ｐがロードされた後、制御装置７は、第２駆動システム２Ｄを作動して、基板交換位置から照射位置ＥＰへ向けて、基板ステージ２の移動を開始する。

検出システム２３の検出領域は、基板交換位置と照射位置ＥＰとの間に配置されている。制御装置７は、基板ステージ２が基板交換位置から照射位置ＥＰへ移動する途中において、検出システム２３を用いて、基板Ｐの表面の位置情報を検出する。本実施形態においては、制御装置７は、エンコーダシステム４を用いて、ＸＹ平面内における基板ステージ２の位置情報を計測しつつ、基板ステージ２をＸＹ平面内で移動しながら、検出システム２３を用いる検出動作を実行する。

制御装置７は、基板Ｐの複数のショット領域を、投影光学系ＰＬ及び液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して順次露光する動作を開始する。基板Ｐの露光動作を開始する際に、終端光学素子２１及び液浸部材５と基板Ｐの表面との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている。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のパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。基板Ｐの露光時、制御装置７は、マスクステージ１及び基板ステージ２を制御して、マスクＭ及び基板Ｐを、光軸ＡＸ（露光光ＥＬの光路）と交差するＸＹ平面内の所定の走査方向に移動する。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。制御装置７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、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上の液浸空間ＬＳの液体ＬＱとを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板Ｐは露光光ＥＬで露光される。

本実施形態においては、基板Ｐの露光中、マスクステージ１の位置情報が、第１干渉計ユニット３Ａで計測され、基板ステージ２の位置情報が、エンコーダシステム４で計測される。第１干渉計ユニット３Ａは、マスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を、計測光を用いて取得する。エンコーダシステム４は、基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を、計測光ＬＢを用いて取得する。制御装置７は、基板Ｐの露光中、第１干渉計ユニット３Ａを用いて取得したマスクステージ１の位置情報、及びエンコーダシステム４を用いて取得した基板ステージ２の位置情報に基づいて、マスクＭ及び基板Ｐそれぞれの位置を制御しながら、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。

上記エンコーダシステム４においては、エンコーダヘッド３１によりエンコーダスケール３３を読み取ることにより、基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を取得するが、このとき、環境調整装置８の開口部８Ｃから、図３に示すように、環境調整用気体ＫＡが噴出・供給される。本実施形態においては、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの気化に起因して、計測光ＬＢの光路上で湿度勾配及び温度勾配が発生する可能性がある。例えば、液浸空間ＬＳの近傍の計測光ＬＢの光路の湿度が高く、液浸空間ＬＳから離れた計測光ＬＢの光路の湿度が低くなる可能性がある。また、湿度勾配に伴い生じた気化潜熱の違いにより温度勾配が生じる可能性があり、湿度勾配が発生すると、例えばエンコーダヘッド３１とスケール部材３３との間に、計測光ＬＢに対する屈折率勾配が生じる可能性がある。また、屈折率勾配が経時的に変化する可能性もある。その結果、エンコーダシステム４の計測精度が低下し、基板ステージ２の位置制御精度が低下し、その結果、露光不良が発生する可能性があるが、本実施形態では、計測光ＬＢの光路及びその周辺が環境調整用気体ＫＡで満たされることから、雰囲気の温度変動や湿度変動の悪影響を受けることなくエンコーダスケール３３を読み取ることにより、基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を高精度で取得することができる。

なお、本実施形態においては、第２干渉計ユニット３Ｂの計測値は、エンコーダシステム４の計測値の長期的変動（例えばスケール部材３３の経時的な変形）を補正（較正）する場合等に補助的に用いられる。

基板Ｐの露光が終了した後、制御装置７は、露光後の基板Ｐを基板ステージ２からアンロードするために、第２駆動システム２Ｄを作動して、照射位置ＥＰから基板交換位置へ向けて基板ステージ２の移動を開始する。制御装置７は、基板ステージ２を基板交換位置へ移動して、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置に配置された基板ステージ２から、露光後の基板Ｐのアンロードを実行する。その後、制御装置７は、その基板ステージ２に対して、搬送システムを用いて、露光前の基板Ｐをロードする。以下、上述と同様の処理が繰り返される。

以上説明したように、本実施形態では、開口部８Ｃから環境調整用気体ＫＡを供給するため、エンコーダシステム４の計測光ＬＢの光路での温度勾配や湿度勾配の発生を容易に抑制することができる。したがって、エンコーダシステム４の計測精度の低下を抑制でき、その計測結果に基づく基板ステージ２の移動制御を良好に実行できる。したがって、露光不良の発生、不良デバイスの発生を抑制することができる。
また、本実施形態では、基板ステージ２に環境調整用気体ＫＡを供給する開口部８Ｃが設けられているため、従前のように、基板ステージ２の移動範囲全体に亘って環境調整用気体を供給する必要がなくなり、装置の小型化及び低価格化に寄与することができる。また、天井部にエンコーダスケール３３等の部材があって上方からの環境調整用気体の供給に支障を来す場合であっても、容易に環境調整用気体ＫＡを供給することができる。

なお、上記第１実施形態では、開口部８Ｃが基板ステージ２の上面２Ｔの法線方向に環境調整用気体ＫＡを噴出する構成としたが、これ以外にも、図５に示すように、エンコーダスケール３３において計測光ＬＢが照射される位置に向けて噴出する構成としてもよい。この構成では、効果的に計測光ＬＢの光路の雰囲気を調整することができる。

（第２実施形態）
続いて、環境調整装置８の第２実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。
これらの図において、図１乃至図４に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
上記第１実施形態では、開口部８Ｃを基板ステージ２の上面２Ｔに形成していたが、第２実施形態では別部材に設ける点で第１実施形態とは異なっている。

図６に示すように、基板ステージ２の各側面には、エンコーダヘッド３１を挟んだ基板Ｐと逆側に位置して気体噴出部材１２０が一体的に取り付けられている。図７に示すように、気体噴出部材１２０には、気体供給路８Ａが形成されており、気体供給路８Ａの先端には、エンコーダスケール３３において計測光ＬＢが照射される位置に向けて環境調整用気体ＫＡを噴出する開口部８Ｃが形成されている。
なお、気体噴出部材１２０の上面は、基板テーブル２の上面２Ｔよりも突出しない位置に形成されている。

上記構成の環境調整装置８では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、気体供給路８Ａ及び開口部８Ｃが基板テーブル２に形成されていないため、基板テーブルを容易に製造することが可能になる。また、本実施形態では、環境調整用気体ＫＡの噴出方向を変更する際にも、気体噴出部材１２０の取付位置を変更する等により容易に対応可能である。

（第３実施形態）
続いて、環境調整装置８の第３実施形態について、図８乃至図１０を参照して説明する。
これらの図において、図１乃至図４に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
上記第１実施形態では、開口部８Ｃを直接的（第１実施形態）または間接的（第２実施形態）に基板ステージ２に設けていたが、第３実施形態では、基板ステージ２と同期移動する第２移動体に設ける場合について説明する。

図８に示す基板ステージ（ステージ装置）ＷＳＴは、基板Ｐを保持する基板テーブルＷＴと、定盤ＷＢに支持されて基板テーブルＷＴと一体的にリニアモータ等の駆動装置によりＹ軸方向に連続移動するとともにＸ軸方向にステップ移動し、更にθＺ方向に微少移動可能なＸＹステージ（移動体）７１とを備える。基板テーブルＷＴとＸＹステージ７１との間には、ボイスコイルモータ等のアクチュエータが複数設けられ、これらのアクチュエータを駆動することにより、基板テーブルＷＴはＸＹステージ７１に対して、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向の３方向の微少運動が可能であり、全体として、６自由度を有する。

ＸＹステージ７１を駆動する駆動装置は、ＸＹステージ７１をＸ方向にロングストロークで駆動するとともに、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ、θｙ、θｚに微小駆動する第１駆動系７２と、ＸＹステージ７１及び第１駆動系７２をＹ方向にロングストロークで駆動する第２駆動系７３Ａ、７３Ｂとを備えている。第２駆動系７３Ａは、Ｙ方向に延びる固定子７４Ａと、可動子７５Ａとから構成される。第２駆動系７３Ｂは、Ｙ方向に延びる固定子７４Ｂと、可動子７５Ｂとから構成される。そして、可動子７５Ａ、７５Ｂの間に上記第１駆動系７２が設けられる。

また、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂには、Ｙ軸方向に関しては、基板ステージＷＳＴと一体的に移動し、Ｘ方向に関しては、Ｘリニアモータ７０の駆動により基板ステージＷＳＴに追従して（同期して）移動するサブステージとしてのチューブキャリア７６が設けられている。チューブキャリア７６は、電気配線やエア供給管等、基板ステージ（移動体）ＷＳＴに接続される用力供給部材（不図示）を中継するものである。なお、図８では、チューブキャリア７６は一つのみ図示されているが、実際にはＸＹステージ７１を挟んだＹ方向の両側に設けられている。

そして、図９及び図１０に示すように、チューブキャリア７６には、基板テーブルＷＴと非接触で気体噴出部材１２０Ｙが、基板テーブルＷＴを挟んだＹ方向の両側に位置して搭載されている。また、基板テーブルＷＴを挟んだＹ方向の両側に位置して、気体噴出部材１２０Ｘが基板テーブルＷＴと非接触で配置されている。気体噴出部材１２０Ｘは、連結部１２１により気体噴出部材１２０Ｙと一体的に接続されている。なお、図示はしていないが、連結部１２１には気体導入路が設けられており、気体噴出部材１２０Ｙに供給された環境調整用気体の一部は、当該気体導入路を介して気体噴出部材１２０Ｘに供給される。

噴出部材１２０Ｘ、１２０Ｙのそれぞれには、気体供給路８Ａが形成されており、気体供給路８Ａの先端には、エンコーダスケール３３において計測光ＬＢが照射される位置に向けて環境調整用気体ＫＡを噴出する開口部８Ｃが形成されている。
なお、気体噴出部材１２０Ｘ、１２０Ｙの上面も、基板テーブルＷＴの上面よりも突出しない位置に形成されている。

上記構成では、基板ステージ７１及び基板テーブルＷＴがＸ方向に移動した際には、チューブキャリア７６が同期移動（追従）することにより、用力供給部材を介して振動等が基板テーブルＷＴに伝わることを防止できる。また、噴出部材１２０Ｘ、１２０Ｙの開口部８Ｃからは計測光ＬＢの光路に向けて環境調整用気体が供給されるため、上述したように、基板テーブルＷＴ（基板Ｐ）の位置情報を高精度に計測することができる。
このように、本実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、基板ステージ７１、基板テーブルＷＴには環境調整用気体ＫＡが流動せず、振動的に環境調整装置８と独立して設けられているため、基板テーブルＷＴ（基板Ｐ）に環境調整用気体ＫＡの供給に伴う振動が伝わってパターンの結像特性に悪影響を及ぼすことを防止できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、環境調整装置８によりエンコーダシステム４を用いる雰囲気を調整する構成としたが、エンコーダシステム４は必須ではなく、環境調整装置８により基板ステージ２、ＷＴの表面側に環境調整用気体を供給することにより、液浸露光により生じる水分を飛散させて、気化熱による温度変動や結露等の悪影響を抑制することが可能になる。

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、例えば対応米国特許第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、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、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、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書等に開示されているように、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、露光対象の基板を保持しない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。

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、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。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。

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、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸空間が形成される。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

以上のように、本実施形態の露光装置ＥＸ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１１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、マスクのパターンを用いて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、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、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。

２…基板ステージ（移動体）、 ２Ｔ…上面（表面）、 ４…エンコーダシステム（計測装置）、 ８…環境調整装置、 ８Ｃ…開口部（気体供給部）、 ３１…エンコーダヘッド（射出部）、 ３２…支持部材（支持部）、 ３３…エンコーダスケール（計測部）、 ７１…ＸＹステージ（移動体）、 ＥＸ…露光装置、 ＷＳＴ…基板ステージ（ステージ装置）

Claims (8)

1. 移動体が移動する空間の環境を調整する環境調整装置であって、
   前記移動体の移動に伴って移動し、該移動体の表面側に環境調整用気体を供給する気体供給部を有する環境調整装置。
2. 前記気体供給部は、前記移動体の前記表面に開口し、前記環境調整用気体を噴出する開口部を有する請求項１記載の環境調整装置。
3. 前記移動体と非接触に設けられ当該移動体と同期移動する第２移動体を有し、
   前記気体供給部は、前記第２移動体に設けられる請求項１記載の環境調整装置。
4. 前記第２移動体は、前記移動体に用力を供給する用力供給部材を支持する請求項３記載の環境調整装置。
5. 計測光を射出する射出部と、前記射出部と対向可能な位置に配置され、前記射出部から射出された前記計測光が照射される計測部とを有する計測装置を備え、
   前記移動体には、前記射出部と前記計測部とのいずれか一方が設けられ、
   前記移動体の移動領域と対向する位置に配置された支持部には、前記射出部と前記計測部とのいずれか他方が支持される請求項１から４のいずれか一項に記載の環境調整装置。
6. 前記計測装置は、エンコーダヘッドと、前記エンコーダヘッドと対向可能なスケール部材とを有するエンコーダシステムを含み、
   前記射出部は、前記エンコーダヘッドを含む請求項５記載の環境調整装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の環境調整装置を備えるステージ装置。
8. 請求項７記載のステージ装置を備える露光装置。

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