JP3089802B2 - Stage position measuring apparatus, projection exposure apparatus and projection exposure method - Google Patents

Stage position measuring apparatus, projection exposure apparatus and projection exposure method

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JP3089802B2 JP04079594A JP7959492A JP3089802B2 JP 3089802 B2 JP3089802 B2 JP 3089802B2 JP 04079594 A JP04079594 A JP 04079594A JP 7959492 A JP7959492 A JP 7959492A JP 3089802 B2 JP3089802 B2 JP 3089802B2
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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
    • G03F7/70716—Stages

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、１次元、又は２次元移
動するステージの位置を計測する装置、その装置を用い
た投影露光装置及び投影露光方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring the position of a stage which moves one-dimensionally or two-dimensionally, a projection exposure apparatus using the apparatus, and a projection exposure method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光波干渉計（一般的にはレーザ干渉計）
を使って可動ステージの位置を計測することは良く知ら
れた技術である。光波干渉計のうち強度変調型の干渉計
とは、周波数安定化されたコヒーレントなレーザビーム
（平行光束）を可動体に取り付けられた移動鏡に垂直に
入射させるとともに、ステージのベース部と固定的に連
結された部分に取り付けられた固定鏡にも垂直にレーザ
ビーム（平行光束）を入射し、移動鏡と固定鏡との夫々
で反射したビームを干渉させ、その干渉縞（フリンジ）
の変化を光電検出するものである。従ってステージが移
動するとレーザビームの波長と移動量とに応じてフリン
ジの明暗が繰り返し変化し、このとき得られる光電信号
（正弦波状）をデジタルパルスに変換してカウンタで計
測することでステージの位置を求めるのである。また周
波数変調型の干渉計も知られており、移動鏡、固定鏡の
夫々に向うレーザビームに一定の周波数差をもたせ、移
動鏡、固定鏡の夫々からの反射ビームを干渉させて光電
検出したときに得られるビート信号（差周波数）の位相
推移からステージの移動量を計測するものである。2. Description of the Related Art Lightwave interferometers (generally, laser interferometers)
Measuring the position of the movable stage using is a well-known technique. An intensity-modulated interferometer is a type of light wave interferometer in which a frequency-stabilized coherent laser beam (parallel light beam) is vertically incident on a movable mirror attached to a movable body, and is fixed to the stage base. A laser beam (parallel light beam) is also vertically incident on the fixed mirror attached to the part connected to the mirror, causing the beams reflected by the moving mirror and the fixed mirror to interfere with each other, and their interference fringes (fringe)
This is to detect the change of the photoelectric conversion. Therefore, when the stage moves, the brightness of the fringe changes repeatedly according to the wavelength and the amount of movement of the laser beam. The photoelectric signal (sinusoidal shape) obtained at this time is converted into a digital pulse and measured by a counter, and the position of the stage is measured. Ask for. Also known is a frequency modulation type interferometer, in which a laser beam directed to each of a moving mirror and a fixed mirror has a certain frequency difference, and the reflected beams from the moving mirror and the fixed mirror interfere with each other to perform photoelectric detection. The movement amount of the stage is measured from the phase transition of the beat signal (difference frequency) obtained at the time.

【０００３】ここで光波干渉計によって計測されるステ
ージを備えた露光装置の一例を図１を参照して説明す
る。図１はステップアンドリピート方式、又はステップ
アンドスキャン方式の露光装置を示し、回路パターンの
原画が描画されたレチクルＲはレチクルステージＲＳＴ
に保持された状態で、露光用照明系ＩＬＳからの露光光
で均一に照明される。レチクルＲのパターンは投影光学
系ＰＬを介して感光剤の塗布されたウェハＷ上に結像投
影される。ウェハＷは投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対し
て垂直な面内で２次元移動するウェハステージＷＳＴ上
に載置される。図１において、ウェハステージＷＳＴは
同図中の左右方向と紙面と垂直な方向との夫々につい
て、ベース上を移動するものとする。また図１には示し
ていないが、レチクルステージＲＳＴと投影光学系ＰＬ
とは、ウェハステージＷＳＴのベース部と一体になった
コラムに取り付けられている。Here, an example of an exposure apparatus having a stage measured by an optical interferometer will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a step-and-repeat type or step-and-scan type exposure apparatus, in which a reticle R on which an original circuit pattern is drawn is a reticle stage RST.
Is uniformly illuminated with the exposure light from the exposure illumination system ILS. The pattern of the reticle R is image-formed and projected on the wafer W coated with the photosensitive agent via the projection optical system PL. Wafer W is placed on wafer stage WST which moves two-dimensionally in a plane perpendicular to optical axis AX of projection optical system PL. In FIG. 1, it is assumed that wafer stage WST moves on the base in each of the left-right direction and the direction perpendicular to the sheet of FIG. Although not shown in FIG. 1, reticle stage RST and projection optical system PL
Is attached to a column integrated with the base of the wafer stage WST.

【０００４】図１に示すように、レーザ干渉系（レーザ
光源も含む）ＩＦＭからの１本（又は複数本）のビーム
は、ウェハステージＷＳＴに固定された移動鏡ＭＳに投
射され、干渉計ＩＦＭからのもう１本のビームは投影光
学系ＰＬの鏡筒下部に固定された固定鏡（参照鏡）ＭＲ
に投射される。移動鏡ＭＳはウェハステージＷＳＴが図
１の左右方向に移動するときの被測定鏡となるもので、
移動鏡ＭＳの反射面は図１の紙面と垂直な方向に細長く
形成されている。As shown in FIG. 1, one (or a plurality of) beams from a laser interferometer (including a laser light source) IFM are projected onto a moving mirror MS fixed to a wafer stage WST, and interferometer IFM The other beam from the mirror is a fixed mirror (reference mirror) MR fixed below the lens barrel of the projection optical system PL.
Is projected to The movable mirror MS is a mirror to be measured when the wafer stage WST moves in the left-right direction in FIG.
The reflecting surface of the movable mirror MS is formed to be elongated in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

【０００５】また干渉計ＩＦＭは、固定鏡ＭＲからの反
射ビームと移動鏡ＭＳからの反射ビームとをビームスプ
リッタＢＳで合成して干渉させ、その干渉ビームを受光
する光電検出器と、その光電信号に基づいてアップダウ
ンパルスを出力するパルスコンバータ等を含んでいる。
このパルスコンバータからのアップダウンパルスはステ
ージ制御系ＳＴＤ内のアップダウンカウンタで可逆計数
され、ウェハステージＷＳＴの位置が計測される。さら
にステージ制御系ＳＴＤはウェハステージＷＳＴを駆動
するモータＭＴに対する出力信号を、アップダウンカウ
ンタによる計測位置に応じて適宜制御する。ステージ制
御系ＳＴＤは主制御系ＭＣＳから出力される位置決め目
標値（座標値）を受信すると、干渉計ＩＦＭで検出され
アップダウンカウンタで計数されるウェハステージＷＳ
Ｔの現在位置が、その目標値と一定の許容範囲で一致す
るようにステージＷＳＴを移動させる。The interferometer IFM combines a reflected beam from the fixed mirror MR and a reflected beam from the movable mirror MS with a beam splitter BS and causes them to interfere with each other, and a photoelectric detector for receiving the interference beam; And a pulse converter that outputs an up / down pulse based on the above.
The up / down pulse from the pulse converter is reversibly counted by an up / down counter in the stage control system STD, and the position of the wafer stage WST is measured. Further, stage control system STD appropriately controls an output signal to motor MT for driving wafer stage WST in accordance with a position measured by an up / down counter. When receiving the positioning target value (coordinate value) output from the main control system MCS, the stage control system STD detects the wafer stage WS detected by the interferometer IFM and counted by the up / down counter.
Stage WST is moved such that the current position of T matches its target value within a certain allowable range.

【０００６】またこの種の露光装置には、レチクルＲを
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して位置合わせしたり、
投影光学系ＰＬを介してウェハＷとレチクルＲとを位置
合わせしたりするためのＴＴＲ（スルーザレチクル）方
式のアライメント系ＡＡ１、又は投影光学系ＰＬのみを
介してウェハＷを位置合わせするためのＴＴＬ（スルー
ザレンズ）方式のアライメント系ＡＡ２が設けられてい
る。これらアライメント系ＡＡ１、ＡＡ２による各種ア
ライメント情報は主制御系ＭＣＳへ送られ、ウェハステ
ージＷＳＴの正確な位置決めのための目標値算出に使わ
れる。In this type of exposure apparatus, the reticle R is positioned with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL,
A TTR (through-the-reticle) type alignment system AA1 for aligning the wafer W with the reticle R via the projection optical system PL, or for aligning the wafer W only via the projection optical system PL An alignment system AA2 of a TTL (through-the-lens) type is provided. Various types of alignment information from the alignment systems AA1 and AA2 are sent to the main control system MCS, and are used for calculating a target value for accurate positioning of the wafer stage WST.

【０００７】図１に示したウェハステージＷＳＴは、一
般に３０cm〜５０cm程度の移動ストロークをもつ。ただ
し、液晶パネル用の露光装置では被露光体としてのプレ
ートのサイズが大きいため、移動ストロークは８０cm程
度に及ぶこともある。このためベース部側に固定された
干渉計ＩＦＭ、ビームスプリッタＢＳから移動鏡ＭＳま
でのビーム光路も、それに対応しただけの距離が必要と
なる。それに合わせて、固定鏡ＭＲまでのビーム光路の
距離も決まってくる。干渉計ＩＦＭを使った計測では、
レーザビームの波長が計測の基準となっている。ビーム
の１波長の実際の長さは、ビームが伝播する媒質の屈折
率に依存して変化する。従って大気圧が変化したときは
それに応じて大気の屈折率も変化するので、この種のレ
ーザ干渉計では大気圧変化をセンサーで検出する自動波
長補償機構が設けられ、ビームの１波長を実際の寸法値
に変換する定数を ppmオーダで補正することが行なわれ
ている。The wafer stage WST shown in FIG. 1 generally has a movement stroke of about 30 cm to 50 cm. However, in an exposure apparatus for a liquid crystal panel, a movement stroke may reach about 80 cm because of a large size of a plate as an object to be exposed. For this reason, the interferometer IFM fixed to the base unit and the beam optical path from the beam splitter BS to the movable mirror MS also need to have a distance corresponding to that. Accordingly, the distance of the beam optical path to the fixed mirror MR is determined. In the measurement using the interferometer IFM,
The wavelength of the laser beam is a reference for measurement. The actual length of one wavelength of the beam varies depending on the refractive index of the medium in which the beam propagates. Therefore, when the atmospheric pressure changes, the refractive index of the atmosphere changes accordingly. Therefore, in this type of laser interferometer, an automatic wavelength compensation mechanism for detecting the change in the atmospheric pressure with a sensor is provided, and one wavelength of the beam is actually changed. The constant to be converted into the dimension value is corrected on the order of ppm.

【０００８】ところがビーム光路内の大気がどこでも一
様に屈折率変化を起すのではなく、ビーム光路内で局所
的に屈折率変化が起ると、それは干渉計による計測値の
ゆらぎとなって現われる。例えば周囲と温度差をもつ気
体がビーム光路をゆっくり横切ると、計測値（カウンタ
の値）はステージＷＳＴが正しく静止しているにもかか
わらず、ある範囲内で不安定に変化する。一例として、
干渉計の最小分解能が0.０１μｍであるとすると、ビー
ム光路をゆっくり横切る温度差をもつ気体によるゆらぎ
量は、最悪±0.１μｍ程度に及ぶことがある。これはゆ
らぎ幅として0.２μｍであるので、0.５μｍ程度の線幅
のパターンを露光する装置としては実用に耐えない値で
ある。このゆらぎによる影響は２つの場面で問題とな
り、１つはレーザ干渉計を用いた各種アライメント時の
位置計測値に含まれるランダムな誤差が大きくなるとと
もに、アライメントの再現性を悪化させることである。
もう１つは干渉計の計測値が一定値になるようにウェハ
ステージＷＳＴをサーボ制御によって静止させておくと
き、ゆらぎによってウェハステージＷＳＴが微少量だけ
追従し、正確に静定しないことである。このことは、レ
チクルのパターンをウェハＷに露光したときの線幅の太
り、解像不良となって現われる。すなわち、投影光学
系、照明系によっていくら解像力を上げても、それが十
分に活用されないことになってしまう。However, if the refractive index does not change uniformly in the atmosphere in the beam optical path everywhere but locally changes in the refractive index in the beam optical path, it appears as a fluctuation of a value measured by an interferometer. . For example, when a gas having a temperature difference from the surroundings slowly crosses the beam optical path, the measured value (counter value) fluctuates unstable within a certain range even though the stage WST is correctly stopped. As an example,
Assuming that the minimum resolution of the interferometer is 0.01 μm, the amount of fluctuation due to a gas having a temperature difference that slowly crosses the beam optical path may be as large as ± 0.1 μm. Since the fluctuation width is 0.2 μm, this value is not practical for an apparatus for exposing a pattern having a line width of about 0.5 μm. The effect of this fluctuation is a problem in two situations. One is that random errors included in position measurement values at the time of various alignments using a laser interferometer increase, and the reproducibility of the alignment deteriorates.
The other is that when the wafer stage WST is kept stationary by servo control so that the measured value of the interferometer becomes a constant value, the fluctuation causes the wafer stage WST to follow only a very small amount and does not settle accurately. This appears as an increase in the line width and poor resolution when the reticle pattern is exposed on the wafer W. That is, no matter how much the resolving power is increased by the projection optical system and the illumination system, the resolution is not sufficiently utilized.

【０００９】またビーム光路内の気体けの局所的な屈折
率変化には、比較的周期が短い成分（１０Hz以上）と、
周期が長い成分（１０Hz未満）とが混在するが、このう
ち0.１Hz〜数Hz程度の低周波成分のゆらぎが特に問題に
なる。なぜなら、数Hz以上の高いゆらぎ成分は、干渉計
のカウンタの値を極めて短いサンプリング間隔（例えば
１mSec程度）でコンピュータ等で複数回読み込み、その
値を平均化することで、高い周波数のゆらぎ成分は実質
的に無視することができるからである。The local refractive index change of gas in the beam optical path includes a component having a relatively short period (10 Hz or more),
A component having a long cycle (less than 10 Hz) is mixed, and fluctuation of a low-frequency component of about 0.1 Hz to several Hz is particularly problematic. This is because high fluctuation components of several Hz or more can be obtained by reading the value of the counter of the interferometer several times at a very short sampling interval (for example, about 1 mSec) with a computer or the like and averaging the values. This is because it can be substantially ignored.

【００１０】そこでビーム光路に対して積極的に気体
（空気）を供給すること、あるいはビーム光路を筒状の
被覆体で覆うこと等の手法によって、低周波成分のゆら
ぎを低減させることが考えられている。Therefore, it is conceivable to reduce the fluctuation of the low frequency component by a method such as actively supplying gas (air) to the beam optical path or covering the beam optical path with a cylindrical coating. ing.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来より考えられてい
た１つの手法として、レーザ干渉計のビーム光路に対し
て垂直、又はビーム光路と平行に気体（清浄なエア）を
ふき出すエア・ダクトを設けることが提案された。しか
しながら、ビーム光路と平行に気体を噴出する場合、エ
ア・ダクトの噴出口はレーザ干渉計の後方、又は近傍に
配置し、ステージの移動鏡に向ける必要がある。この場
合、ステージがレーザ干渉計から最も遠い位置にある
と、移動鏡近傍の気体は、ほとんどビーム光路とは平行
にならず流速の小さい乱流となり、レーザ干渉計用のレ
ーザ光源等を発熱源とした対流が起ることがある。この
対流自体は、レーザ干渉計の計測にとってそれ程大きな
影響を与えることはない。なぜなら、この種の露光装置
は元々エンバイロメンタル・チャンバー内で一定温度
（例えば２３ ±0.１℃）に保存されているため、その
チャンバーの温調制御によって対流の影響は低減される
からである。One approach that has been considered in the past is to provide an air duct that blows out gas (clean air) perpendicular to or parallel to the beam path of the laser interferometer. It was proposed to provide. However, when ejecting gas in parallel with the beam optical path, the ejection port of the air duct needs to be located behind or near the laser interferometer and point to the moving mirror of the stage. In this case, if the stage is located farthest from the laser interferometer, the gas near the moving mirror becomes turbulent with a small flow velocity and hardly parallel to the beam optical path. it may occur is a convection. The convection itself does not significantly affect the measurement of the laser interferometer. This is because this type of exposure apparatus is originally stored at a constant temperature (for example, 23 ± 0.1 ° C.) in an environmental chamber, so that the influence of convection is reduced by controlling the temperature of the chamber. .

【００１２】またビーム光路に対して垂直方向に斜め上
方から気体を流すようにする場合、気体の噴出口はビー
ム光路に沿って配置しなければならない。この場合も同
様に対流の問題は起り得るが、上述のように装置自体が
チャンバー内に保存されることから、その影響は少な
い。ただしステージレーザ干渉計に最も近づいた位置で
は、噴出口からの気体がステージ上のウェハ等に直接ふ
きつけられることになる。When the gas is caused to flow obliquely from above in the direction perpendicular to the beam optical path, the gas ejection port must be arranged along the beam optical path. In this case as well, a problem of convection may occur, but the influence is small since the apparatus itself is stored in the chamber as described above. However, at the position closest to the stage laser interferometer, the gas from the ejection port is directly blown to the wafer or the like on the stage.

【００１３】以上のようにビーム光路と平行な方向、あ
るいは垂直な方向から気体をふきつける場合、自由空間
内に単に噴出口を設けるだけだったので、気体の流れは
正確にはコントロールできず、乱流の発生等による発塵
も問題になった。特にこの種の露光装置では、その保存
空間がクラス１０（１ｍ3 内にダストが１０個未満）程
度に管理されている。従って露光装置を収納するチャン
バーもクラス１０（又はクラス１００）を保証するよう
に内部の空気を清浄化している。ところが、レーザ干渉
計のビーム光路は一般に装置下部にあるため、光路に対
して単に噴出口を向けただけだと、対流、（乱流）によ
ってステージ等の可動部、又は摩擦部で生じたダスト
（ミクロンサイズのオイルミスト、金属粉等）がステー
ジ上方まで舞い上げられ、やがてウェハ上に付着すると
いった問題が起り得る。また、光路全体を送風するに
は、大容量の空調機構が必要であり、ダクト機構も含
め、大がかりな設備にしなければならなかった。As described above, when gas is blown in a direction parallel to or perpendicular to the beam optical path, the gas flow cannot be accurately controlled because a jet port is simply provided in the free space. Dust generation due to turbulence also became a problem. In particular, in this type of exposure apparatus, the storage space is managed to a class 10 (less than 10 dusts in 1 m 3 ). Therefore, the air in the chamber accommodating the exposure apparatus is also cleaned so as to guarantee class 10 (or class 100). However, since the beam path of the laser interferometer is generally located at the lower part of the apparatus, if the ejection port is simply directed to the optical path, dust generated in a movable portion such as a stage or a friction portion due to convection or (turbulent flow). (Micron-sized oil mist, metal powder, etc.) may be raised above the stage and eventually adhere to the wafer. Further, in order to blow the entire optical path, a large-capacity air-conditioning mechanism was required, and large-scale equipment including a duct mechanism had to be provided.

【００１４】一方、ビーム光路を伸縮可能なパイプ等で
被覆することもゆらぎに対して有効な手法であるが、単
に被覆するだけでは、パイプ内の空気がよどむこと、あ
るいはステージの移動にともなうパイプの伸縮によりパ
イプ内に比較的大きな空気の粗密、変化、すなわち屈折
率変化が生じることがある。従って本発明は上述のよう
な各問題点を解決して、干渉計による安定な計測を可能
とした装置を得ることを目的とする。On the other hand, covering the beam optical path with an extendable pipe or the like is also an effective technique against fluctuations. However, simply covering the beam path causes the air inside the pipe to stagnate, or the pipe accompanying the movement of the stage. Due to the expansion and contraction of the air, a relatively large air density and change, that is, a change in the refractive index may occur in the pipe. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to obtain an apparatus capable of performing stable measurement by an interferometer.

【００１５】[0015]

【課題を解決する為の手段】そこで本発明においては、
固定鏡に向う参照用のビーム光路、及び／又は、移動鏡
に向う計測用のビーム光路を被覆手段（固定カバー１
０、可動カバー１２、３０、３１、４０等）で覆い、こ
れら被覆手段の内部に温度制御された気体（温調エア
ー）を供給するようにした。Means for Solving the Problems Therefore, in the present invention,
The reference beam optical path toward the fixed mirror and / or the measurement beam optical path toward the movable mirror are covered by the covering means (fixed cover 1).
0, movable covers 12, 30, 31, 40, etc.), and a temperature-controlled gas (temperature-controlled air) is supplied into the inside of these covering means.

【００１６】[0016]

【作用】本発明では干渉計のビーム光路をカバーで覆う
と同時に、そのカバー内に温調エアーを流すようにした
ので、従来よりも少ない気体供給流量であっても、各ビ
ーム近傍の気体の流速は大きくなり、ゆらぎで最も大き
な原因となる低周波成分はほぼ皆無になる。According to the present invention, the beam optical path of the interferometer is covered with the cover, and at the same time, the temperature-regulated air is flowed through the cover. The flow velocity increases, and there is almost no low frequency component that causes the largest fluctuation.

【００１７】[0017]

【実施例】図２は、本発明の第１の実施例による位置計
測装置を図１と同様の露光装置に適用した場合の構造を
示すものである。図２において図１と同じ機能の部材に
は同一の符号をつけてある。図１では示していないが、
ウェハステージＷＳＴは所定の直交座標系ＸＹ内で２次
元に並進移動するので、各移動軸Ｘ、Ｙの方向について
位置計測用のレーザ干渉計が設けられる。図２ではその
うちＹ軸用のレーザ干渉計ＩＦＭｇ及びその光路につい
て詳細に図示し、Ｘ軸用の干渉計（ＩＦＭｘ）について
は同一構成なので図示を省略してある。ただし、Ｘ軸用
の移動鏡ＭＳｘと固定鏡ＭＲｘとの夫々に向うビームＢ
１ｘ、Ｂ２ｘのみは図示した。ここで図２に示すように
直交座標系ＸＹＺを定め、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは
Ｚ軸が平行であり、移動鏡ＭＳｘと固定鏡ＭＲｘの各反
射面はＹ−Ｚ平面と平行、移動鏡ＭＳｙと固定鏡ＭＲｙ
の各反射面はＸ−Ｚ平面と平行になるように配置されて
いるものとする。また干渉計用のレーザ光源からのビー
ムはＢｏとし、干渉計ＩＦＭｙから移動鏡ＭＳｙへ向う
とともに、そこで反射するビームをＢ１ｙ、そして固定
鏡ＭＲｙへ向うとともに、そこで反射するビームをＢ２
ｙとする。FIG. 2 shows a structure in which the position measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied to an exposure apparatus similar to that shown in FIG. In FIG. 2, members having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Although not shown in FIG. 1,
Since wafer stage WST translates two-dimensionally in a predetermined orthogonal coordinate system XY, a laser interferometer for position measurement is provided in the directions of moving axes X and Y. FIG. 2 shows the Y-axis laser interferometer IFMg and its optical path in detail, and the X-axis interferometer (IFMx) is not shown because it has the same configuration. However, the beam B directed to each of the movable mirror MSx for X-axis and the fixed mirror MRx
Only 1x and B2x are shown. Here, as shown in FIG. 2, an orthogonal coordinate system XYZ is defined, the optical axis AX of the projection optical system PL is parallel to the Z axis, and the reflecting surfaces of the movable mirror MSx and the fixed mirror MRx are parallel to the YZ plane. Moving mirror MSy and fixed mirror MRy
Are arranged so as to be parallel to the XZ plane. The beam from the laser light source for the interferometer is Bo, and the beam from the interferometer IFMy goes to the moving mirror MSy, the beam reflected therefrom goes to B1y, and the beam reflected therefrom goes to the fixed mirror MRy, and the beam reflected therefrom becomes B2.
y.

【００１８】干渉計ＩＦＭｙを構成する参照用のビーム
Ｂ２ｙの光路は、角柱状の固定カバー１０ｙによって覆
われ、計測用のビームＢ１ｙの光路は、角柱状の可動カ
バー（内筒）１２ｙと固定カバー１０ｙの干渉計用の外
カバー部（外筒）１１ｙとによって覆われている。可動
カバー１２ｙは外カバー１１ｙ内をビーム光路方向に挿
脱自在に設けられている。ただし可動カバー１２ｙのビ
ーム光路方向の移動はウェハステージＷＳＴのＹ方向の
移動と連動させる必要があるので、可動カバー１２ｙの
移動鏡ＭＳｙと対向する端部は保持部材１３ｙを介して
ウェハステージＷＳＴの一部に取り付けられている。と
ころがウェハステージＷＳＴはＸ方向にも移動するの
で、保持部材１３ｙはステージＷＳＴの側部にＸ方向に
延設されたガイド部１４ｙに沿って自在にＸ方向に移動
可能に設けられる。The optical path of the reference beam B2y constituting the interferometer IFMy is covered with a prismatic fixed cover 10y, and the optical path of the measurement beam B1y is composed of a prismatic movable cover (inner cylinder) 12y and a fixed cover. An outer cover (outer cylinder) 11y for the interferometer 10y is covered. The movable cover 12y is provided so as to be freely inserted into and removed from the outer cover 11y in the beam optical path direction. However, since the movement of the movable cover 12y in the direction of the beam optical path needs to be linked with the movement of the wafer stage WST in the Y direction, the end of the movable cover 12y facing the movable mirror MSy is supported by the holding member 13y. Partly attached. However, since the wafer stage WST also moves in the X direction, the holding member 13y is provided movably in the X direction along a guide portion 14y extending in the X direction on the side of the stage WST.

【００１９】さらに詳細に説明すると、固定カバー１０
ｙは干渉計ＩＦＭｙからビームスプリッタＢＳｙ、ミラ
ーＭを介して固定鏡ＭＲｙに向かう（又は反射してく
る）ビームＢ２ｙの光路のほぼ全体を覆うような長さで
作られる。一方、可動カバー１２ｙと外カバー部１１ｙ
とは、ビームスプリッタＢＳｙから移動鏡ＭＳｙへ向か
う（又は反射してくる）ビームＢ１ｙの光路のほぼ全体
を覆うような長さで作られる。さらに可動カバー１２ｙ
が最も突出した位置と、最も引っ込んだ位置との間での
移動量はウェハステージＷＳＴのＹ方向の移動ストロー
クとほぼ等しい。More specifically, the fixed cover 10
y is made to have a length such that it covers almost the entire optical path of the beam B2y from the interferometer IFMy via the beam splitter BSy and the mirror M to (or reflected from) the fixed mirror MRy. On the other hand, the movable cover 12y and the outer cover portion 11y
Is formed so as to cover almost the entire optical path of the beam B1y from (or reflected from) the beam splitter BSy to the movable mirror MSy. In addition, the movable cover 12y
Is the same as the movement stroke of wafer stage WST in the Y direction between the most protruded position and the most retracted position.

【００２０】このようにレーザ干渉計の参照光路（ビー
ムＢ２ｙ、Ｂ２ｘ）と計測光路（ビームＢ１ｙ、Ｂ１
ｘ）との夫々にカバーを設けると同時に、各カバー内に
温度制御された清浄な空気を供給する送風パイプ１５ｙ
とダクト１６ｙとを固定カバー１０ｙの一部に設ける。
送風パイプ１５ｙは、露光装置を収納するエンバイロメ
ンタル・チャンバーで作られている清浄な温調気体の一
部をダクト１６ｙへ導くものである。またダクト１６ｙ
は固定カバー１０ｙ内を介して外カバー部１１ｙ内、及
び可動カバー１２ｙ内に温調気体を供給する。その温調
気体は固定カバー１０ｙの両端（ミラーＭ側と固定鏡Ｍ
Ｒｙ側）の開口から外部へ流れ出すとともに、可動カバ
ー１２ｙの移動鏡ＭＳｙ側の端部開口と外カバー部１１
ｙのビームスプリッタＢＳｙ側の端部開口との夫々から
も外部へ流れ出す。その流量は、従来のように開放され
た空間内に噴出口を設けて光路に空気をふきつける場合
にくらべて格段に小さくすることができる。このため各
カバーから外部へ流れ出す気体によってダストが舞い上
がることも低減される。尚、ダクト１６ｙ内には安全の
ために0.１μｍクラスのＨＥＰＡ（High Efficiency Pa
rticle Air）フィルターを入れておいてもよい。As described above, the reference optical path (beams B2y and B2x) and the measurement optical path (beams B1y and B1) of the laser interferometer are used.
x), and a blower pipe 15y for supplying temperature-controlled clean air into each cover at the same time as providing a cover.
And the duct 16y are provided on a part of the fixed cover 10y.
The blower pipe 15y guides a part of the clean temperature-regulated gas produced in the environmental chamber accommodating the exposure apparatus to the duct 16y. Duct 16y
Supplies the temperature-controlled gas to the inside of the outer cover 11y and the inside of the movable cover 12y via the inside of the fixed cover 10y. The temperature control gas is supplied to both ends of the fixed cover 10y (the mirror M side and the fixed mirror M
Ry side) flows out to the outside from the opening, and the end opening of the movable cover 12y on the movable mirror MSy side and the outer cover portion 11
y also flows out from each of the end openings on the side of the beam splitter BSy. The flow rate can be significantly reduced as compared with a conventional case where an ejection port is provided in an open space and air is blown into an optical path. For this reason, soaring of dust by gas flowing out from each cover to the outside is also reduced. The duct 16y has a 0.1 μm class HEPA (High Efficiency Pa) for safety.
(rticle Air) A filter may be inserted.

【００２１】図３は図２に示した各カバーの構造を横か
ら見た部分断面であり、ここでは図２で図示を省略した
Ｘ軸用の干渉計光路のカバー構造を示す。また図３中の
部材のうち図２に示したものと同じものには同一の符号
をつけてある。さて、図２に示したウェハステージＷＳ
Ｔは、実際には図３のように、ベース２０上をＹ方向
（図３の紙面と垂直な方向）に一次元移動するＹステー
ジ１８Ｙと、このＹステージ１８Ｙ上をＸ方向に一次元
移動するＸステージ１８Ｘと、このＸステージ１８上で
レベリングやオートフォーカスのために微動するＺＬス
テージ１７と、そしてＺＬステージ１７上でウェハＷを
Ｚ軸回りに微動するウェハホルダＷＨとで構成される。
さらにＸ軸用の移動鏡ＭＳｘはＺＬステージ１７の周辺
に固定され、その反射面上でウェハＷの表面とほぼ同じ
高さ位置で計測用のビームＢ１ｘが水平に投射される。FIG. 3 is a partial sectional view of the structure of each cover shown in FIG. 2 as viewed from the side. Here, the cover structure of the X-axis interferometer optical path not shown in FIG. 2 is shown. 3 that are the same as those shown in FIG. 2 are given the same reference numerals. Now, the wafer stage WS shown in FIG.
As shown in FIG. 3, T is a Y stage 18Y that moves one-dimensionally on the base 20 in the Y direction (a direction perpendicular to the plane of FIG. 3), and a one-dimensional movement that moves on the Y stage 18Y in the X direction. An X stage 18X, a ZL stage 17 that finely moves on the X stage 18 for leveling and autofocus, and a wafer holder WH that finely moves the wafer W about the Z axis on the ZL stage 17.
Further, the X-axis movable mirror MSx is fixed to the periphery of the ZL stage 17, and the measurement beam B1x is projected horizontally on the reflecting surface at substantially the same height as the surface of the wafer W.

【００２２】さて、固定カバー１０ｘは投影光学系ＰＬ
等を保持するコラム２２の一部に取り付け金具２１を介
して固設され、その固定カバー１０ｘと一体となった外
カバー部１１ｘはベース２０の一部に取り付け金具２３
を介して固定される。一方、可動カバー１２ｘはその先
端が保持部材１３ｘを介してＸステージ１８Ｘの側部の
ガイド部１４ｘに取り付けられる。また可動カバー１２
ｘの他端は常に外カバー部１１ｘの内部に収納され、振
動防止用のコロ等の可動体１９を介して支持される。Now, the fixed cover 10x is connected to the projection optical system PL.
The outer cover portion 11x integrated with the fixed cover 10x is fixed to a part of the column 22 for retaining
Fixed through. On the other hand, the movable cover 12x has its tip attached to the guide portion 14x on the side of the X stage 18X via the holding member 13x. Movable cover 12
The other end of x is always housed inside the outer cover portion 11x, and is supported via a movable body 19 such as a roller for preventing vibration.

【００２３】このような構造で、温調された気体（エア
ー）は、ダクト１６ｘを介して図３中の矢印に示すよう
な流路で各カバー内を通り、外部へ流れていく。すなわ
ち、送風エアーの一部は、固定カバー１０ｘ内を先端に
向けて流れ、固定鏡ＭＲｘの近傍で外部へ流れ出し、他
の一部のエアーは外カバー部１１ｘの可動カバー１２ｘ
との間のすき間を介して外部へ流れ出すとともに、可動
カバー１２ｘ内を先端に向けて流れ、移動鏡ＭＳｘの近
傍で外部へ流れ出す。尚、図２に示したように固定カバ
ー１０ｘ（１０ｙ）のミラーＭ側と、外カバー部１１ｘ
（１１ｙ）のビームスプリッタＢＳｘ（ＢＳｙ）側とに
は各ビームＢ２ｘ、Ｂ１ｘを通すための小開口が形成さ
れているが、送風エアーの一部はその小開口からも外部
へ流出する。ただし、この小開口からの流量は極力少な
くした方が好しい。With such a structure, the temperature-controlled gas (air) flows through the ducts 16x through the insides of the covers in the flow paths shown by arrows in FIG. That is, a part of the blown air flows toward the tip inside the fixed cover 10x, flows out outside near the fixed mirror MRx, and another part of the air flows into the movable cover 12x of the outer cover part 11x.
Flows outside through a gap between the movable mirror 12x and the inside of the movable cover 12x toward the front end, and flows outside near the movable mirror MSx. In addition, as shown in FIG. 2, the mirror M side of the fixed cover 10x (10y) and the outer cover portion 11x
A small opening for passing each beam B2x, B1x is formed on the side of the beam splitter BSx (BSy) of (11y), but a part of the blowing air flows out from the small opening. However, it is preferable to reduce the flow rate from the small opening as much as possible.

【００２４】また図２、図３に示すように、ダクト１６
ｘ、１６ｙから固定カバー１０、外カバー１１内に噴出
される温調エアーは、ビームＢ１ｘ、Ｂ２ｘに対してほ
ぼ垂直方向に進むように設定されているため、送風エア
ーの吹き出し口付近のカバー内では、エアーがビームＢ
１ｘ、Ｂ２ｘの回りを螺旋状に回りながら固定カバー１
０内、又は可動カバー１２内に進んでいく。As shown in FIG. 2 and FIG.
The temperature control air blown from the x and 16y into the fixed cover 10 and the outer cover 11 is set to proceed in a direction substantially perpendicular to the beams B1x and B2x. Then the air is beam B
Fixed cover 1 while spiraling around 1x, B2x
It proceeds inside 0 or inside the movable cover 12.

【００２５】以上、第１の実施例のように、固定鏡ＭＲ
ｘ、ＭＲｙに向かう参照用のビームＢ２ｘ、Ｂ２ｙの各
光路と、移動鏡ＭＳｘ、ＭＳｙに向かう計測用のビーム
Ｂ１ｘ、Ｂ１ｙの各光路との夫々にカバーを設け、これ
らカバー内に強制的に温調された気体を流すと、各カバ
ー内での気体の流速は、ダクト１６ｘ、１６ｙからの送
風エアー量に比例して、どこでもほぼ一様になるといっ
た効果が得られる。As described above, as in the first embodiment, the fixed mirror MR
Covers are provided for each of the optical paths of the reference beams B2x and B2y toward x and MRy and the respective optical paths of the measurement beams B1x and B1y toward the movable mirrors MSx and MSy. When the conditioned gas flows, the effect is obtained that the flow velocity of the gas in each cover becomes almost uniform everywhere in proportion to the amount of air blown from the ducts 16x and 16y.

【００２６】また本実施例では、固定鏡ＭＲｘ、ＭＲ
ｙ、移動鏡ＭＳｘ、ＭＳｙの夫々に温調された気体が常
時噴き付けられているので、投影光学系ＰＬの固定鏡取
り付け部分付近、ＺＬステージ１７の移動鏡取り付け部
分付近を積極的に空冷することが可能となり、投影光学
系やウェハステージの熱的（温度的）な不安定要因を低
減させることもできる。このため投影光学系内の光学素
子が露光光の一部を吸収することで発生した熱量が鏡筒
へ伝導することによる結像性能の劣化も十分に小さく押
えられるといった副次的な効果も得られる。In this embodiment, the fixed mirrors MRx, MR
Since the temperature-controlled gas is constantly jetted to each of the moving mirrors MSx and MSy, the vicinity of the fixed mirror mounting portion of the projection optical system PL and the vicinity of the moving mirror mounting portion of the ZL stage 17 are actively cooled. This makes it possible to reduce thermal (thermal) instability factors of the projection optical system and the wafer stage. For this reason, a secondary effect is obtained in that the deterioration of the imaging performance due to the heat generated by the optical element in the projection optical system absorbing a part of the exposure light being transmitted to the lens barrel is sufficiently small. Can be

【００２７】図４は本発明の第２の実施例による光路カ
バーの構成を示し、第１の実施例と大きく異なる点は、
可動カバーを多段構造としたことである。すなわち、先
の第１の実施例では、図３からも明らかなように、１つ
の可動カバー１２ｘ、１２ｙの可動範囲がウェハステー
ジＷＳＴのＸ、Ｙ方向の移動ストロークであるため、可
動カバー１２ｘ、１２ｙの寸法が長くなってしまう。そ
こで第２の実施例では、図４に示すように可動カバーを
ウェハステージＷＳＴに先端を固定された第１可動カバ
ー３０ｘ（３０ｙ）と、この第１可動カバー３０ｘ（３
０ｙ）と外カバー１１ｘ、１１ｙとをつなぐ第２可動カ
バー（中間カバー）３１ｘ（３１ｙ）との２段構造で構
成する。第２可動カバー３１ｘ（３１ｙ）は、ウェハス
テージＷＳＴのＸ方向、又はＹ方向の各干渉計計測値、
又はステージに設けられたリミットスイッチのオン、オ
フ等に基づいて伸縮可能に構成され、その移動は不図示
のエアシリンダー、ベルト・プーリ等で駆動される。FIG. 4 shows the structure of an optical path cover according to a second embodiment of the present invention.
That is, the movable cover has a multi-stage structure. That is, in the first embodiment, as is apparent from FIG. 3, the movable range of one movable cover 12x, 12y is the movement stroke of the wafer stage WST in the X and Y directions. The size of 12y becomes long. Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, a movable cover is fixed to the wafer stage WST by a first movable cover 30x (30y), and the first movable cover 30x (30y).
0y) and a second movable cover (intermediate cover) 31x (31y) connecting the outer covers 11x and 11y. The second movable cover 31x (31y) measures the interferometer measurement values of the wafer stage WST in the X direction or the Y direction,
Alternatively, it is configured to be extendable and contractable based on ON / OFF of a limit switch provided on the stage, and the movement is driven by an air cylinder, a belt, a pulley, and the like (not shown).

【００２８】さて図４においても、図２、又は図３と同
一の部材には同じ符号をつけてある。この図４からも明
らかなように、第１可動カバー３０ｘ（３０ｙ）は第２
可動カバー３１ｘ（３１ｙ）内を伸縮可能に移動でき、
振動防止用の可動体（コロ）３２を介して支持される。
そして第２可動カバー３１ｘ（３１ｙ）は外カバー部１
１ｘ（１１ｙ）内を可動体３３を介して支持される。In FIG. 4, the same members as those in FIG. 2 or 3 are denoted by the same reference numerals. As is clear from FIG. 4, the first movable cover 30x (30y) is
It can move in the movable cover 31x (31y) so that it can expand and contract,
It is supported via a movable body (roller) 32 for preventing vibration.
The second movable cover 31x (31y) is the outer cover 1
The inside of 1x (11y) is supported via the movable body 33.

【００２９】この第２の実施例によれば、計測用のビー
ムＢ１ｘ、Ｂ１ｙの光路を多段構造の伸縮カバーで覆う
ため、ウェハステージＷＳＴの移動鏡が最もビームスプ
リッタＢＳ側に近づいたときのスペースが少なくとも、
伸縮可能なカバーを容易に配置することが可能となる。
図５は本発明の第３の実施例による光路カバーの構成を
示し、今までの第１、第２の実施例と異なる点は、ウェ
ハステージＷＳＴと一体に可動な可動カバーの光路方向
の寸法を小さくしつつ、計測用の光路カバーの伸縮構造
を変更したことである。According to the second embodiment, since the optical paths of the measuring beams B1x and B1y are covered with the multistage telescopic cover, the space when the movable mirror of the wafer stage WST is closest to the beam splitter BS side. But at least
The telescopic cover can be easily arranged.
FIG. 5 shows the configuration of an optical path cover according to a third embodiment of the present invention. The difference from the first and second embodiments is that the dimension of the movable cover that is movable integrally with the wafer stage WST in the optical path direction is different. Is reduced while the telescopic structure of the optical path cover for measurement is changed.

【００３０】図５において、寸法の短い可動カバー４０
ｙ（Ｘ軸用は４０ｘ）は固定カバー１０ｙ（１０ｘ）の
下部に、光路方向に移動自在に設けられている。そのた
め固定カバー１０ｙ（１０ｘ）の下面部にはガイドレー
ル、駆動用ベルト等が設けられ、可動カバー４０ｙ（４
０ｘ）は干渉計の測定値に応じて、その先端が移動鏡Ｍ
Ｓｙ（ＭＳｘ）と一定の間隔を保つように強制的に駆動
される。そして、可動カバー４０ｙの周囲には、固定カ
バー１０ｙの側壁下部にヒンジ等で側方に開放可能に設
けられた複数の開閉カバー４１Ｙ−１、４１Ｙ−２…４
１Ｙ−７が設けられる。これら開閉カバー４１Ｙは図５
のように水平に９０°だけ開いたとき、移動鏡ＭＳｙの
上面よりも上方に位置するように定められ、移動鏡ＭＳ
ｙの光路方向の移動、すなわち可動カバー４０ｙの移動
に連動して、図５のカバー４１Ｙ−１、４１Ｙ−２のよ
うに順次開放される。従って移動鏡ＭＳｙが最も外カバ
ー部１１ｙ側に近寄ったとき、全ての開閉カバー４１Ｙ
−１〜４１Ｙ−７が水平に開かれることになる。また開
閉カバー４１Ｙが閉じた状態では、可動カバー４０ｙ
が、その内壁を摺動しないように微少なスペースがもう
けられる。In FIG. 5, a movable cover 40 having a short dimension is used.
y (40x for the X-axis) is provided below the fixed cover 10y (10x) so as to be movable in the optical path direction. Therefore, a guide rail, a driving belt, and the like are provided on the lower surface of the fixed cover 10y (10x), and the movable cover 40y (4x) is provided.
0x) is a movable mirror M whose tip is
It is forcibly driven so as to keep a certain interval from Sy (MSx). Around the movable cover 40y, a plurality of opening / closing covers 41Y-1, 41Y-2,.
1Y-7 is provided. These open / close covers 41Y are shown in FIG.
Is defined to be above the upper surface of the movable mirror MSy when opened horizontally by 90 ° as in
In response to the movement of y in the direction of the optical path, that is, the movement of the movable cover 40y, the covers are sequentially opened like the covers 41Y-1 and 41Y-2 in FIG. Therefore, when the movable mirror MSy comes closest to the outer cover portion 11y side, all the opening / closing covers 41Y are opened.
-1 to 41Y-7 are opened horizontally. When the cover 41Y is closed, the movable cover 40y is closed.
However, a small space is provided so as not to slide on the inner wall.

【００３１】さらに図５では表わしていないが、固定カ
バー１０ｙの反対側にも全く同一の開閉カバーが設けら
れ、左右で対となる開閉カバーがほぼ同時に開閉され
る。尚、可動カバー４０ｙは先の図２〜図４と同様にウ
ェハステージＷＳＴの一部のガイド部１４ｘ、１４ｙに
保持部材１３ｘ、１３ｙを介して取り付けてもよい。図
６は図２〜図５の夫々に示した固定カバー１０ｘ、１０
ｙの部分断面を示し、固定カバー１０ｘ、１０ｙの内壁
に、光路方向に延設された温調気体流通用のパイプダク
ト５０を設け、このパイプダクト５０の内側の流路５１
に温調気体を通し、さらにパイプダクト５０の側壁に複
数の噴出口５２を一列に形成したものである。パイプダ
クト５０の流路５１には、図２、又は図３に示したダク
ト１６ｘ、１６ｙからのエアーが集中して通るように導
びかれる。このため噴出口５２からのエアーはビーム光
路の全体をほぼ垂直方向から横切るように噴出される。
尚、各噴出口５２からのエアは、ビームの光路と正確に
垂直に噴出させるのではなく、固定カバー１０ｘ、１０
ｙの先端（固定鏡ＭＲｘ、ＭＲｙ）側に向けて斜めに噴
出させるのが望ましい。Although not shown in FIG. 5, the same open / close cover is also provided on the opposite side of the fixed cover 10y, and the pair of open / close covers on the left and right are opened and closed almost simultaneously. Note that the movable cover 40y may be attached to some of the guide portions 14x and 14y of the wafer stage WST via the holding members 13x and 13y, as in FIGS. FIG. 6 shows the fixing covers 10x, 10x and 10x shown in FIGS.
y shows a partial cross section, and a pipe duct 50 for temperature-regulated gas distribution extending in the optical path direction is provided on the inner walls of the fixed covers 10x and 10y, and a flow path 51 inside the pipe duct 50 is provided.
A plurality of jet ports 52 are formed in a line on the side wall of the pipe duct 50. In the flow path 51 of the pipe duct 50, air from the ducts 16x and 16y shown in FIG. 2 or FIG. Therefore, the air from the ejection port 52 is ejected so as to cross the entire beam optical path from a substantially vertical direction.
It should be noted that the air from each ejection port 52 is not ejected exactly perpendicularly to the optical path of the beam, but is fixed to the fixed covers 10x, 10x.
It is desirable that the gas is ejected obliquely toward the tip (fixed mirror MRx, MRy) of y.

【００３２】図７は本発明の第４の実施例による光路カ
バーの構成を示し、本実施例が先の各実施例と異なる点
は、固定鏡ＭＲに対する参照用のビーム光路に対しての
みカバーを設け、移動鏡ＭＳに対する計測用のビーム光
路に対しては特別なカバーを設けないようにしたことで
ある。図７において、先の図２、図３と同一の部材には
同じ符号をつけてある。FIG. 7 shows the structure of an optical path cover according to a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is different from the previous embodiments in that only the reference beam optical path for the fixed mirror MR is covered. And a special cover is not provided on the beam path for measurement with respect to the movable mirror MS. 7, the same members as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals.

【００３３】図７において固定カバー１０ｘ（Ｙ軸用は
１０ｙ）は、取り付け金具２１、２３を介して、それぞ
れコラム２２、ベース２０に固定される。固定カバー１
０ｘには先の実施例と同様にダクト１６ｘが設けられ、
清浄な温調エアーが固定カバー１０ｘ内を通って固定鏡
ＭＲｘ側から外部へ流出する。さらに固定カバー１０ｘ
の下面部には、計測用のビームＢ１ｘの光路に向けて温
調エアーを噴出させるための小開口６０の複数個がほぼ
一列に形成されている。In FIG. 7, the fixed cover 10x (10y for the Y-axis) is fixed to the column 22 and the base 20 via mounting brackets 21 and 23, respectively. Fixed cover 1
0x is provided with a duct 16x as in the previous embodiment,
The clean temperature-controlled air flows out of the fixed mirror MRx through the inside of the fixed cover 10x. 10x fixed cover
A plurality of small openings 60 for ejecting temperature-regulated air toward the optical path of the measurement beam B1x are formed substantially in a line on the lower surface of the.

【００３４】図７では、固定カバー１０ｘの下面と移動
鏡ＭＳｘの上面とに比較的大きな間隔があくように図示
したが、ここは数mm〜１cm程度にすることができる。こ
のため小開口６０とビームＢ１ｘとの間隔も１cm前後に
することができ、ビームＢ１ｘの光路に対して流速の大
きいエアーがほぼ垂直方向に噴きつけられることにな
る。In FIG. 7, a relatively large space is shown between the lower surface of the fixed cover 10x and the upper surface of the movable mirror MSx. However, this space can be several mm to 1 cm. For this reason, the distance between the small opening 60 and the beam B1x can also be set to about 1 cm, and air having a high flow velocity is blown in a direction substantially perpendicular to the optical path of the beam B1x.

【００３５】本実施例では計測用のビーム光路に対して
は開放された空間内でエアーを噴き付けるという従来と
同様の考え方を適用している。しかしながら従来の方式
よりも格段に効果があることが実験等によって確認され
ている。それは、計測用のビーム光路の直近に、温調気
体の噴き出し口（小開口６０）を光路に沿って配置した
ことで、噴き出し口近傍の流速が大きい状態での気体を
利用できるからである。従ってダクト１６ｘ、１６ｙか
ら供給されるエアーの単位時間の流量が小さくても、小
開口６０から有効にエアーを噴出させる構造を採用すれ
ば、小開口６０近傍での流速は大きくすることが可能と
なる。In the present embodiment, the same concept as in the related art, in which air is blown in an open space with respect to the beam path for measurement, is applied. However, it has been confirmed by experiments and the like that it is significantly more effective than the conventional method. This is because the gas outlet (small opening 60) of the temperature-regulated gas is arranged along the optical path in the immediate vicinity of the beam optical path for measurement, so that gas in a state where the flow velocity near the outlet is large can be used. Therefore, even if the flow rate of the air supplied from the ducts 16x and 16y per unit time is small, the flow velocity near the small opening 60 can be increased by adopting a structure that effectively ejects the air from the small opening 60. Become.

【００３６】また図７に示した固定カバー１０ｘの構造
と、図６に示した構造とを組み合わせて、図８に示すよ
うなカバー構成にしてもよい。図８において、固定カバ
ー１０ｘ内は２層構造に作られており、ダクト１６ｘか
ら送風エアーは、参照用ビームＢ２ｘの光路を覆う上段
のカバー内と、エアー噴き出し用の複数の小開口６０が
形成された下段のカバー内とに分流される。下段カバー
の内壁で各小開口の風下側には、下段カバー内を通る気
体を有効に小開口６０へ導びくため導風板（つば）６１
が設けられる。この図７、図８の実施例によれば、移動
鏡ＭＳｘ、ＭＳｙの移動位置に連動して運動する可動部
材が全くないため、可動構造にすることによって必然的
にさけられなかった発塵が防止できる。The structure of the fixed cover 10x shown in FIG. 7 and the structure shown in FIG. 6 may be combined to form a cover structure as shown in FIG. In FIG. 8, the inside of the fixed cover 10x is formed in a two-layer structure, and air blown from the duct 16x is formed in the upper cover that covers the optical path of the reference beam B2x and a plurality of small openings 60 for blowing air. And the inside of the lower cover. On the leeward side of each small opening on the inner wall of the lower cover, a baffle plate (brim) 61 for effectively guiding gas passing through the lower cover to the small opening 60.
Is provided. According to the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, since there is no movable member that moves in conjunction with the movement position of the movable mirrors MSx and MSy, dust that cannot be avoided by using a movable structure is eliminated. Can be prevented.

【００３７】しかも固定カバー内に送風される清浄な温
調気体の一部が極めて効率よく計測用のビーム光路をも
空調することになるので、計測安定性も先の各実施例と
同程度に向上する。図９は本発明の第５の実施例による
光路カバーの構成を示し、先の図７に示した構成を若干
変形したものである。図９に示すように、本実施例では
計測用のビームＢ１ｘ（Ｂ１ｙ）のビームスプリッタ側
の一部を外カバー部１１ｘで覆い、ダクト１６ｘからの
エアーが外カバー部１１ｘによってビームＢ１ｘの光路
のうちビームスプリッタ側の部分に効率的に集中するよ
うにする。外カバー部１１ｘはウェハステージＷＳＴの
移動ストロークの範囲内でステージと空間的に干渉しな
いように作られている。そして図９のように、ウェハス
テージＷＳＴが干渉計ＩＦＸ、ビームスプリッタ等から
遠ざかった位置では、固定カバー１０ｘの下面に形成さ
れた複数個の小開口６０からのエアーが、計測用のビー
ムＢ１ｘの光路を積極的に温調する。このため小開口６
０は、固定カバー１０ｘの下面のうち、先端側の約半分
に所定の間隔で一列に形成される。Furthermore, since a part of the clean temperature-controlled gas blown into the fixed cover also air-conditions the beam path for measurement extremely efficiently, the measurement stability is the same as in the previous embodiments. improves. FIG. 9 shows a configuration of an optical path cover according to a fifth embodiment of the present invention, which is a slightly modified configuration shown in FIG. As shown in FIG. 9, in the present embodiment, a part of the measurement beam B1x (B1y) on the beam splitter side is covered with an outer cover part 11x, and air from the duct 16x is applied to the optical path of the beam B1x by the outer cover part 11x. Of these, the beam should be efficiently concentrated on the beam splitter side. The outer cover portion 11x is formed so as not to spatially interfere with the stage within the movement stroke of the wafer stage WST. Then, as shown in FIG. 9, at a position where the wafer stage WST is far from the interferometer IFX, the beam splitter, and the like, the air from the plurality of small openings 60 formed on the lower surface of the fixed cover 10x generates the beam B1x for measurement. Actively control the light path. Therefore, the small opening 6
Nos. 0 are formed in a row at predetermined intervals in about half of the lower surface of the fixed cover 10x on the tip side.

【００３８】以上本発明の各実施例を説明したが、本発
明はレーザ干渉計を測長器とする他の２次元、又は１次
元ステージをもつ装置にも応用できる。さらに固定鏡用
のビームと移動鏡用のビームとが互いに平行になってい
ない系においても、本発明を応用することができる。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be applied to other devices having a two-dimensional or one-dimensional stage using a laser interferometer as a length measuring device. Further, the present invention can be applied to a system in which the beam for the fixed mirror and the beam for the movable mirror are not parallel to each other.

【００３９】[0039]

【発明の効果】以上本発明によれば、光波干渉計のビー
ム光路を確実に空調することができるので、空気のゆら
ぎによる計測誤差が低減され、ステージの位置が安定に
再現性よく測定される。実験によれば、被覆手段（カバ
ー）を設ける前のゆらぎによる計測誤差は±0.０４μｍ
程度発生していたが、カバーを設けて、その内部を空調
すると、ゆらぎによる誤差は±0.０１μｍ程度まで低減
させることが可能である。As described above, according to the present invention, the beam path of the light wave interferometer can be reliably air-conditioned, so that measurement errors due to air fluctuations are reduced, and the position of the stage is measured stably with good reproducibility. . According to the experiment, the measurement error due to fluctuation before providing the covering means (cover) is ± 0.04 μm
However, if a cover is provided and the inside is air-conditioned, the error due to fluctuation can be reduced to about ± 0.01 μm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】従来の投影露光装置の構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional projection exposure apparatus.

【図２】本発明の第１の実施例による光波干渉計付きス
テージの構成を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a stage with an optical interferometer according to the first embodiment of the present invention.

【図３】図２の光波干渉計の光路カバーの構造を示す部
分断面図FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a structure of an optical path cover of the light wave interferometer of FIG. 2;

【図４】第２の実施例による光路カバーの構造を示す部
分断面図FIG. 4 is a partial sectional view showing a structure of an optical path cover according to a second embodiment.

【図５】第３の実施例による光路カバーの構造を示す斜
視図FIG. 5 is a perspective view showing the structure of an optical path cover according to a third embodiment.

【図６】固定カバー内の温調エアーの噴き出し構造の変
形例を示す斜視図FIG. 6 is a perspective view showing a modified example of a structure for blowing out temperature-controlled air in a fixed cover.

【図７】本発明の第４の実施例による光路カバーの構造
を示す部分断面図FIG. 7 is a partial sectional view showing the structure of an optical path cover according to a fourth embodiment of the present invention.

【図８】図７の光路カバー構造の変形例を示す断面図FIG. 8 is a sectional view showing a modification of the optical path cover structure of FIG. 7;

【図９】本発明の第５の実施例による光路カバーの構造
を示す部分断面図FIG. 9 is a partial sectional view showing the structure of an optical path cover according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ＷＳＴ ウェハステージ ＭＲ、ＭＲｘ、ＭＲｙ 固定鏡 ＭＳ、ＭＳｘ、ＭＲｙ 移動鏡 ＩＦＭ、ＩＦＭｙ 干渉計 １０ｘ、１０ｙ 固定カバー １１ｘ、１１ｙ 外カバー部 １２ｘ、１２ｙ、３０ｘ、３１ｘ、４０ｙ 可動カバー １５ｙ 送風パイプ １６ｘ、１６ｙ 送風ダクト Ｂ１ｘ、Ｂ１ｙ 計測用ビーム Ｂ２ｘ、Ｂ２ｙ 参照用ビーム WST Wafer stage MR, MRx, MRy Fixed mirror MS, MSx, MRy Moving mirror IFM, IFMy Interferometer 10x, 10y Fixed cover 11x, 11y Outer cover part 12x, 12y, 30x, 31x, 40y Movable cover 15y Blast pipe 16x, 16y Ventilation duct B1x, B1y Measurement beam B2x, B2y Reference beam

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−20803（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1505（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−18002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−200090（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−59883（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−256611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G01B 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-20803 (JP, A) JP-A-2-1505 (JP, A) JP-A-64-18002 (JP, A) JP-A-63-1988 200090 (JP, A) JP-A-54-59883 (JP, A) JP-A-5-256611 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G01B 11 / 00

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】所定の方向に移動可能なステージと、 前記ステージに設けられた反射鏡に光ビームを投射し、
前記反射鏡で反射した光ビームに基づいて、前記ステー
ジの位置を検知する位置検知手段とを備えたステージの
位置計測装置において、 前記光ビームの一部の光路を覆う被覆手段と、 前記被覆手段の内部に、温度制御された気体を供給する
気体供給手段とを有することを特徴とするステージの位
置計測装置。A stage movable in a predetermined direction; and a light beam projected on a reflecting mirror provided on the stage;
A stage position measuring device comprising: a position detection unit configured to detect a position of the stage based on the light beam reflected by the reflecting mirror; a coating unit that covers a part of an optical path of the light beam; And a gas supply unit for supplying a temperature-controlled gas inside the stage. 【請求項２】前記被覆手段は、前記ステージの移動に伴
い、前記ビームの光路の方向に伸縮可能に構成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のステージの位置計測装
置。2. The stage position measuring apparatus according to claim 1, wherein said coating means is configured to be expandable and contractible in the direction of an optical path of said beam with movement of said stage. 【請求項３】ベース上に移動可能に設けられたステージ
と、 前記ステージに設けられた反射鏡及び前記ベース上に固
定された参照鏡の夫々に光ビームを投射し、前記反射鏡
及び前記参照鏡の夫々で反射した光ビームを干渉させる
光波干渉計とを有するステージ位置計測装置において、 前記反射鏡と前記光波干渉計との間のビーム光路と、前
記参照鏡と前記光波干渉計との間のビーム光路との少な
くとも一方を覆う被覆手段と、 前記被覆手段の内部に、温度制御された気体を供給する
気体供給手段とを有することを特徴とするステージの位
置計測装置。3. A light beam is projected onto a stage movably provided on a base, and a reflecting mirror provided on the stage and a reference mirror fixed on the base, respectively. In a stage position measuring device having a light wave interferometer for interfering a light beam reflected by each of the mirrors, a beam optical path between the reflecting mirror and the light wave interferometer, and a light path between the reference mirror and the light wave interferometer A coating means for covering at least one of the beam optical paths, and a gas supply means for supplying a temperature-controlled gas inside the coating means. 【請求項４】前記被覆手段は、前記参照鏡と前記光波干
渉計との間のビーム光路を覆う第１被覆手段と、前記反
射鏡と前記光波干渉計との間のビーム光路を覆うと共
に、前記ステージの移動に伴い、該ビーム光路の方向に
伸縮可能に構成される第２被覆手段とを有することを特
徴とする請求項３に記載のステージの位置計測装置。4. The coating means comprises: first coating means for covering a beam light path between the reference mirror and the light wave interferometer; and a beam light path between the reflection mirror and the light wave interferometer. 4. The stage position measuring device according to claim 3, further comprising a second covering unit configured to be expandable and contractable in a direction of the beam optical path as the stage moves. 5. 【請求項５】前記被覆手段は、前記参照鏡と前記光波干
渉計との間のビーム光路を覆うと共に、前記反射鏡と前
記光波干渉計との間のビーム光路に前記気体を供給する
ための開口を有することを特徴とする請求項３に記載の
ステージの位置計測装置。5. The covering means covers a beam path between the reference mirror and the light wave interferometer and supplies the gas to a beam path between the reflection mirror and the light wave interferometer. 4. The stage position measuring device according to claim 3, wherein the stage position measuring device has an opening. 【請求項６】所定の方向に移動可能なステージと、 前記ステージに設けられた反射鏡及び所定位置に固定さ
れた参照鏡の夫々に光ビームを投射し、前記反射鏡及び
前記参照鏡の夫々で反射した光ビームを干渉させる光波
干渉計とを有する投影露光装置において、 前記反射鏡と前記光波干渉計との間のビーム光路と、前
記参照鏡と前記光波干渉計との間のビーム光路との少な
くとも一方を覆う被覆手段と、 前記被覆手段の内部に、温度制御された気体を供給する
気体供給手段とを有することを特徴とする投影露光装
置。6. A stage movable in a predetermined direction, and a light beam is projected onto each of a reflecting mirror provided on the stage and a reference mirror fixed at a predetermined position, and each of the reflecting mirror and the reference mirror is provided. In a projection exposure apparatus having a light wave interferometer that interferes with the light beam reflected by the light beam path between the reflecting mirror and the light wave interferometer, and a beam light path between the reference mirror and the light wave interferometer A projection exposure apparatus comprising: a coating unit that covers at least one of: a gas supply unit that supplies a temperature-controlled gas inside the coating unit. 【請求項７】マスクに形成されたパターンの像を感光基
板上に投影する投影光学系を有し、 前記ステージは、前記感光基板を載置し、 前記参照鏡は、前記所定位置として、前記ステージのベ
ース部に固定されることを特徴とする請求項６に記載の
投影露光装置。7. A projection optical system for projecting an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, wherein the stage mounts the photosensitive substrate, and wherein the reference mirror has the predetermined position as the predetermined position. 7. The projection exposure apparatus according to claim 6, wherein the projection exposure apparatus is fixed to a base of the stage. 【請求項８】前記ステージのベース部と一体に構成さ
れ、前記投影光学系が取付けられるコラムを有し、 前記参照鏡は、前記所定位置として、前記投影光学系の
鏡筒に固定されることを特徴とする請求項７に記載の投
影露光装置。8. A column integrally formed with a base portion of the stage, to which the projection optical system is attached, wherein the reference mirror is fixed to the lens barrel of the projection optical system as the predetermined position. The projection exposure apparatus according to claim 7, wherein: 【請求項９】前記被覆手段は、前記参照鏡と前記光波干
渉計との間のビーム光路を覆うことを特徴とする請求項
７又は請求項８に記載の投影露光装置。9. The projection exposure apparatus according to claim 7, wherein said coating means covers a beam optical path between said reference mirror and said light wave interferometer. 【請求項１０】前記被覆手段は、前記参照鏡側に近接し
た位置に開口を有し、該開口を介して前記温度制御され
た気体を外部へ流出させることを特徴とする請求項９に
記載の投影露光装置。10. The apparatus according to claim 9, wherein the covering means has an opening at a position close to the reference mirror side, and allows the temperature-controlled gas to flow out through the opening. Projection exposure equipment. 【請求項１１】前記被覆手段は、前記反射鏡と前記光波
干渉計との間のビーム光路に前記気体を供給するための
開口を有することを特徴とする請求項９又は請求項１０
に記載の投影露光装置。11. The apparatus according to claim 9, wherein said coating means has an opening for supplying said gas to a beam optical path between said reflecting mirror and said light wave interferometer.
3. The projection exposure apparatus according to claim 1. 【請求項１２】前記被覆手段は、前記反射鏡と前記光波
干渉計との間のビーム光路を覆うことを特徴とする請求
項６に記載の投影露光装置。12. The projection exposure apparatus according to claim 6, wherein said covering means covers a beam optical path between said reflecting mirror and said light wave interferometer. 【請求項１３】前記被覆手段は、前記ステージの移動に
伴い、前記ビーム光路の方向に伸縮可能に構成されるこ
とを特徴とする請求項１２に記載の投影露光装置。13. The projection exposure apparatus according to claim 12, wherein said coating means is configured to be able to expand and contract in the direction of said beam optical path with movement of said stage. 【請求項１４】前記気体は、前記ステージが収容される
チャンバ内の気体であることを特徴とする請求項６から
１３のいずれか一項に記載の投影露光装置。14. The projection exposure apparatus according to claim 6, wherein the gas is a gas in a chamber in which the stage is housed. 【請求項１５】前記気体は、フィルタを介して前記被覆
手段の内部に供給されることを特徴とする請求項６から
１４のいずれか一項に記載の投影露光装置。15. The projection exposure apparatus according to claim 6, wherein said gas is supplied into said coating means via a filter. 【請求項１６】請求項１から請求項５のいずれか一項に
記載のステージ位置計測装置を用いて、感光基板が載置
されたステージの位置を計測し、該ステージの位置を目
標位置に対して一定の許容範囲内で位置決めして、前記
感光基板上にマスクのパターンの像を投影する投影露光
方法。16. A stage position measuring apparatus according to claim 1, wherein the position of a stage on which a photosensitive substrate is mounted is measured, and the position of the stage is set to a target position. A projection exposure method for projecting an image of a mask pattern on the photosensitive substrate by positioning the mask pattern within a predetermined allowable range.
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