JPH11162828A - 投影露光装置及び投影露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マスクステージ及び感光基板ステージの駆動に
より生じる振動を抑制することにより結像特性を高め得
る投影露光装置及び投影露光方法を提供する。 【解決手段】レチクルステージ１とウェハステージ２と
が投影光学系３に対して同じ側に配置され、かつＺ軸方
向の位置が異なるステップアンドスキャン式投影露光装
置であり、投影光学系３の倍率に応じた速度比でレチク
ルＭとウェハＷとを同期移動するように両ステージ１，
２をそれぞれ駆動する駆動装置１０と、両ステージ１，
２の駆動によって生じる振動を減衰させる防振装置９と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、撮像
素子、液晶表示素子または薄膜磁気ヘッドなどの各種マ
イクロデバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工
程で用いられる投影露光装置に関し、特にマスクと感光
基板とを同期移動してマスクのパターンを感光基板上に
転写する走査型露光装置に好適な、マスク及び感光基板
のステージの移動にともなう振動を防止するための防振
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスのフォトリソグラフィ工
程では、フォトレジストが塗布されたウェハやガラスプ
レート（以下、感光基板ともいう。）にマスク又はレチ
クルのパターンを転写することが行われるが、この種の
投影露光装置として、従来よりステップアンドリピート
式露光装置（以下、ステッパーともいう。）が広く用い
られている。このステップアンドリピート式露光装置
は、レチクルのパターンをウェハの各ショット領域に一
括して縮小投影することにより露光するもので、一つの
ショット領域の露光を終了すると、ウェハを移動して次
のショット領域の露光を行い、これを順次繰り返す方式
である。

【０００３】また、レチクルパターンの露光範囲を拡大
するために、照明系からの露光光をスリット状（矩形
状）に制限し、このスリット光を用いてレチクルパター
ンの一部をウェハ上に縮小投影した状態で、レチクルと
ウェハとを投影光学系に対して同期走査させるステップ
アンドスキャン式露光装置も開発されている。このステ
ップアンドスキャン式露光装置（以下、スキャニングス
テッパともいう。）は、一回の走査露光でレチクル全面
のパターンを等倍でウェハの全面に転写するアライナー
の転写方式の長所と、上述したステッパーの転写方式の
長所とを兼ね備えたものである。

【０００４】前者のステッパのような一括露光方式の露
光装置では、レチクルのパターンを感光基板の各ショッ
ト領域に転写する際に、レチクルと感光基板とをほぼ完
全に静止させておく必要があるため、床からの振動が露
光装置本体部にそのまま伝わらないように、装置本体部
のベースは防振台を介して床面に設置されている。

【０００５】また、後者のステップアンドスキャン式露
光装置では、露光中にレチクルと感光基板とをそれぞれ
一定の速度比で安定に移動させる必要があるため、やは
り露光装置本体部のベースは防振台を介して床面に設置
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レチク
ルから感光基板に至る光軸が直線的に構成された投影光
学系を用いた投影露光装置では、一般的に、レチクルが
保持されるレチクルステージは投影光学系の上部に配置
され、感光基板を保持する基板ステージは投影光学系の
下部に配置され、これらレチクルステージと基板ステー
ジとは鉛直方向に８０〜１５０ｃｍ離れていたので、特
にステップアンドスキャン式露光装置では、レチクルス
テージと基板ステージとの同期移動にともなって装置全
体が傾いたり、装置本体部を構成するコラムやベースが
振動してしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、レチクルステージ及び感光
基板ステージの駆動により生じる振動を抑制することに
より、結像特性を高め得る投影露光装置及び投影露光方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１） 上記目的を達成
するために、本発明の第１の観点によれば、マスクのパ
ターンを感光基板上に転写する投影露光装置において、
前記マスクのパターンの像を前記感光基板上に投影する
投影光学系と、前記マスクを保持する第１ステージと、
前記投影光学系に対して前記第１ステージ側に配置さ
れ、前記投影光学系の光軸に沿った第１方向の位置が前
記マスクと異なるように前記感光基板を保持する第２ス
テージと、前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前記
マスクと前記感光基板とを同期移動するように前記第１
及び第２ステージをそれぞれ駆動する駆動装置と、前記
第１及び第２ステージの駆動によって生じる振動を減衰
させる防振装置とを備えたことを特徴とする投影露光装
置が提供される。

【０００９】こうしたいわゆるステップアンドスキャン
式露光装置では、マスクを保持する第１ステージと感光
基板を保持する第２ステージとを、駆動装置により、投
影光学系の倍率に応じた速度比で同期移動させながらマ
スクパターンの転写を行う。この同期移動時に、第１及
び第２ステージの駆動によって振動が発生すると光軸ズ
レなどによる結像特性の劣化につながるが、本発明の投
影露光装置では、第１及び第２ステージの駆動によって
生じる振動を減衰させる防振装置が設けられているの
で、かかる振動を減衰させることができ、結像特性の劣
化を防止することができる。

【００１０】また、本発明の投影露光装置では、マスク
を保持する第１ステージと感光基板を保持する第２ステ
ージとが、投影光学系に対して同じ側に配置されている
ので、装置本体部の重心位置が、従来の投影光学系を用
いた露光装置に比べて鉛直方向に低くなる。これによ
り、装置本体部の安定性が高まるので、第１及び第２ス
テージの駆動により生じる振動自体を抑制することがで
きる。

【００１１】また、その振動の抑制により、走査露光中
でのマスクと感光基板とのアライメント（重ね合わせ）
精度を向上させることができ、かつ走査露光前のマスク
ステージや基板ステージの加速度を大きくできるので、
助走（プリスキャン）距離やその時間を短縮でき、スル
ープットの向上が図れる。なお、走査露光後の各ステー
ジの減速に要する距離や時間も同様に短縮することがで
きる。

【００１２】さらに、本発明の投影露光装置では、第１
及び第２ステージが第１方向に対して異なる位置に配置
されているので、第１ステージに対してマスクの搬入出
を行う搬送装置の可動領域と、第２ステージに対して感
光基板の搬入出を行う搬送装置の可動領域とを、両搬送
装置が干渉することなく、第１方向に重畳して設定する
ことができる。これにより、無理のない動作で、しかも
マスクと感光基板それぞれの搬入や搬出動作を同時に実
行できるので、露光工程のスループットを高めることが
できる。

【００１３】上記発明において、特に限定されないが、
前記マスクと前記感光基板とは、それぞれ前記第１方向
（マスクのパターン面と直交する方向）と直交する第２
方向（マスクのパターン面に平行な方向）に沿って移動
され、前記防振装置は、前記同期移動時に前記マスクと
前記感光基板との前記第１方向の位置の差によって前記
第２方向と直交する方向に発生する力を低減する。

【００１４】マスクと感光基板とを第２方向に沿って移
動すると、これらマスクと感光基板との第１方向の位置
の差（たとえば高さの差）により、第２方向に直交する
方向に力が生じる、装置全体としては捻れとなる。本発
明の投影露光装置では、こうした捻れにつながる力を防
振装置によって低減することができる。

【００１５】特に限定されないが、より具体的には、前
記防振装置は、前記同期移動時に前記第２方向に発生す
る反力をほぼ相殺することで、マスクと感光基板との位
置の差によって生じる第２方向に直交する力を低減する
ことができる。

【００１６】本発明において、防振装置の設置位置や具
体的構成は特に限定されないが、たとえば、前記防振装
置は、前記投影光学系と前記第１及び第２ステージとを
含む装置本体部とその設置面との間に配設されるアクチ
ュエータを有することが好ましい。防振装置を装置本体
部とその設置面との間に設けることで、投影光学系と第
１及び第２ステージに生じる振動を設置面、すなわち投
影光学系の系外へ除去することができ、結像特性向上の
実効を図ることができる。

【００１７】防振装置を装置本体部と設置面との間に設
ける場合、特に限定されないが、前記装置本体部と分離
して前記設置面上に設けられ、かつ前記アクチュエータ
が固定されるフレームをさらに設けても良い。当該フレ
ームは実質的に設置面と同じく投影光学系の系外となる
ので、投影光学系と第１及び第２ステージに生じる振動
をこうした系外へ除去することができる他、アクチュエ
ータの設置が容易になるとともに種々のアクチュエータ
が適用できることにもなる。

【００１８】本発明において、特に限定されないが、前
記アクチュエータは、リニアモータアクチュエータ、ボ
イスコイルアクチュエータ、空気式ダンパ及び機械式ダ
ンパの何れか一つ或いはこれらの組み合わせであること
が好ましい。何れのアクチュエータも機械的に非接触の
状態で装置本体部の振動を設置面に除去することができ
るので、アクチュエータ自体の動作によって装置本体部
に振動を与えるおそれがない。

【００１９】本発明において、特に限定されないが、前
記第１及び第２ステージの少なくとも一方の振動又はこ
れと等価な物理量を検出する振動検出装置と、前記振動
検出装置の出力に基づいて前記防振装置を駆動制御する
制御装置とをさらに備えることが好ましい。

【００２０】第１及び第２ステージの動作によってその
振動量も異なるので、これら第１及び第２ステージの動
作により生じる振動量を振動検出装置で検出し、この検
出された出力に基づいて制御装置によって防振装置を制
御することにより、振動量の大小に応じた適切な防振作
用を発揮することができる。

【００２１】（２） 上記発明において、特に限定され
ないが、前記投影光学系は、前記マスクのパターンの部
分倒立像を前記感光基板上に縮小投影し、前記マスクと
前記感光基板とは前記第１方向と直交する第２方向に沿
って逆向きに移動される。

【００２２】マスク及び感光基板を第２方向に沿って同
じ向きに移動させると、これにより装置本体部に生じる
それぞれの反力も第２方向に直交する方向に対して同じ
向きに生じることになる。すなわち、装置本体部に生じ
る振動は、より助長される方向に作用する。しかしなが
ら、マスク及び感光基板を第２方向に沿って逆向きに移
動させることにより、これにより装置本体部に生じるそ
れぞれの反力が、第２方向に直交する方向に対して反対
向きに生じ、その少なくとも一部が相殺されることにな
り、装置本体部に生じる振動の少なくとも一部は自己減
衰することになる。ちなみに、マスクと感光基板とを第
２方向に沿って逆向きに移動させても、投影光学系はマ
スクのパターンの部分倒立像を感光基板に投影するの
で、非対称な形状のマスクパターンであってもパターン
像は感光基板に対して正確に転写される。

【００２３】特に限定されないが、マスク及び感光基
板、すなわち第１及び第２ステージを第２方向に沿って
逆向きに移動させる場合には、前記第１ステージと前記
第２ステージとの質量比を、前記投影光学系の倍率とほ
ぼ一致させることが好ましい。

【００２４】第１ステージの質量をＭｒ、その移動速度
をＶｒ、第２ステージの質量をＭｗ、その移動速度をＶ
ｗとすると、第１及び第２ステージを第２方向に沿って
逆向きに移動させた場合、第１ステージの移動により生
じる反作用力Ｆｒは、運動方程式からＦｒ＝Ｍｒ・Ｖｒ
となり、同様に第２ステージの移動により生じる反作用
力Ｆｗは、Ｆｗ＝Ｍｗ・Ｖｗとなる。したがって、両反
作用力の比Ｆｒ／Ｆｗ＝（Ｍｒ／Ｍｗ）・（Ｖｒ／Ｖ
ｗ）となるが、第１及び第２ステージの速度比Ｖｒ／Ｖ
ｗは投影光学系の倍率の逆数に設定されているので、第
１及び第２ステージの質量比Ｍｒ／Ｍｗを投影光学系の
倍率にほぼ一致させれば、第１及び第２ステージによる
反作用力の比Ｆｒ／Ｆｗのスカラー値は、ほぼ１とな
る。これにより、第１及び第２ステージの移動にともな
って生じる反作用力は、装置本体部でほぼ相殺され、自
己減衰することになる。

【００２５】なお、前記質量比が倍率と一致していなく
とも、走査露光前後の両ステージの加減速度をそれぞれ
調整することにより、同様に、その２つの反作用力はほ
ぼ相殺される。

【００２６】本発明において、特に限定されないが、前
記投影光学系は、凹面鏡と、複数のミラーとを含んだ光
学系として構成することができる。また、前記投影光学
系は、凹面鏡と、ビームスプリッタと、少なくとも一つ
のミラーとを含んだ光学系として構成することができ
る。いわゆる反射屈折型投影光学系（カタディオプティ
ック系）を採用することで、投影光学系に対して第１ス
テージと第２ステージとを同じ側に配置することができ
る。

【００２７】（３）本発明において、特に限定されない
が、前記防振装置は、前記第１及び第２ステージが配設
されるベースに対して前記第１方向に沿った力を与える
第１アクチュエータを含むことが好ましい。

【００２８】上述したように、本発明に係る防振装置
は、第１及び第２ステージの駆動により生じる振動を減
衰させるものである。ここで、第１及び第２ステージの
駆動による振動は、第１方向にも作用することから、第
１アクチュエータによってベースに第１方向に沿った力
を与えることにより、当該第１方向に作用する振動を減
衰させることができる。

【００２９】この場合、特に限定されないが、前記投影
光学系を支持する架台と、前記ベースと前記架台とが載
置される除振機構とをさらに備え、前記第１アクチュエ
ータは前記除振機構に組み込まれるように構成すること
ができる。

【００３０】また、本発明の投影露光装置は、前記第１
及び第２ステージが配置されるベースを載置する除振機
構と、前記除振機構の設置面上に設けられるフレームと
をさらに備え、前記防振装置は、前記フレームに設けら
れ、前記第１ステージ、前記第２ステージ及び前記ベー
スの少なくとも一つに対して前記第２方向に沿った力を
与える第２アクチュエータを含むように構成することも
できる。

【００３１】また、本発明の投影露光装置は、前記投影
光学系を支持する架台をさらに備え、前記第１及び第２
ステージが配置されるベースは前記架台に懸架され、前
記防振装置は、前記第１ステージ、前記第２ステージ、
前記ベース及び前記架台の少なくとも一つに対して前記
第２方向に沿った力を与える第２アクチュエータを含む
ように構成することもできる。投影光学系を支持する架
台と第１及び第２ステージが配置されるベースとの構築
関係は、このように架台にベースを懸架しても良いし、
上述したようにベースに架台を設けても良い。

【００３２】この場合、特に限定されないが、前記架台
が載置される除振機構と、前記除振機構の設置面上に設
けられるフレームとをさらに備え、前記第２アクチュエ
ータは前記フレームに設けられることが好ましい。当該
フレームは実質的に設置面と同じく第１及び第２ステー
ジの系外となるので、第１及び第２ステージに生じる振
動をこうした系外へ除去することができる他、第２アク
チュエータの設置が容易になるとともに種々のアクチュ
エータが適用できることにもなる。

【００３３】本発明において、照明光学系については特
に限定されないが、前記ベースに対して前記投影光学系
と反対側に配置され、前記マスクの一部に照明光を照射
する照明光学系をさらに備えることが好ましい。

【００３４】（４）上記目的を達成するために、本発明
の第２の観点によれば、マスクのパターンを感光基板上
に転写する投影露光装置において、前記マスクのパター
ンの像を前記感光基板上に投影する投影光学系と、前記
マスクを保持する第１ステージと、前記投影光学系に対
して前記第１ステージ側に配置され、前記投影光学系の
光軸に沿った第１方向の位置が前記マスクと異なるよう
に前記感光基板を保持する第２ステージと、前記投影光
学系と第１及び第２ステージとを含む装置本体部とその
設置面との間に配置される防振装置とを備えたことを特
徴とする投影露光装置が提供される。

【００３５】本発明は、上述したステップアンドスキャ
ン式露光装置にのみ限定されず、たとえばステップアン
ドリピート式露光装置に対しても適用することができ
る。すなわち、マスクのパターンを感光基板の一つのシ
ョット領域に一括露光すると、次のショット領域の露光
を行うために第２ステージを移動させるので、この第２
ステージの移動にともない装置本体部に振動が生じる
が、防振装置が装置本体部とその設置面との間に配置さ
れているので、装置本体部に生じた振動を設置面へ除去
することができる。

【００３６】（５）上記目的を達成するために、本発明
の第３の観点によれば、マスクのパターンを投影光学系
を介して感光基板上に転写する投影露光方法において、
前記投影光学系の物体面に前記マスクを配置し、前記投
影光学系に対して前記物体面側に設定され、かつ前記投
影光学の光軸に沿った第１方向の位置が前記物体面と異
なる像面に前記感光基板を配置する段階と、前記投影光
学系の倍率に応じた速度比で前記マスクと前記感光基板
とを前記第１方向と直交する第２方向に沿って移動する
段階と、前記マスク及び感光基板の移動によって生じる
振動を減衰させる段階とを有することを特徴とする投影
露光方法が提供される。

【００３７】こうしたいわゆるステップアンドスキャン
式露光方法では、マスクと感光基板とを投影光学系の倍
率に応じた速度比で同期移動させながらマスクパターン
の転写を行う。この同期移動時に、マスク及び感光基板
の移動によって振動が発生すると光軸ズレなどによる結
像特性の劣化につながるが、本発明の投影露光方法で
は、マスク及び感光基板の移動によって生じる振動を減
衰させる段階を有するので、かかる振動を減衰させるこ
とができ、結像特性の劣化を防止することができる。

【００３８】また、本発明の投影露光方法では、マスク
と感光基板とが、投影光学系に対して同じ側に設定され
ているので、本発明の投影露光方法を適用した露光装置
の装置本体部の重心位置が、従来の直線的投影光学系を
用いた露光装置に比べて鉛直方向に低くなる。これによ
り、装置本体部の安定性が高まるので、マスク及び感光
基板の移動により生じる振動自体を抑制することができ
る。

【００３９】また、その振動の抑制により、走査露光中
でのマスクと感光基板とのアライメント（重ね合わせ）
精度を向上させることができ、かつ走査露光前のマスク
ステージや基板ステージの加速度を大きくできるので、
助走（プリスキャン）距離やその時間を短縮でき、スル
ープットの向上が図れる。なお、走査露光後の各ステー
ジの減速に要する距離や時間も同様に短縮することがで
きる。

【００４０】さらに、本発明の投影露光方法では、マス
クと感光基板とが第１方向に対して異なる位置に配置さ
れているので、マスクの搬入出を行う搬送装置の可動領
域と、感光基板の搬入出を行う搬送装置の可動領域と
を、両搬送装置が干渉することなく、第１方向に重畳し
て設定することができる。これにより、無理のない動作
で、しかもマスクと感光基板それぞれの搬入や搬出動作
を同時に実行できるので、露光工程のスループットを高
めることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態 図１は本発明の投影露光装置の実施形態を示す断面図、
図２は本発明に係るアクチュエータの実施形態を示す断
面図、図３は本発明に係るアクチュエータの他の実施形
態を示す断面図、図４は同実施形態を示す要部平面図で
ある。

【００４２】本実施形態の投影露光装置は、いわゆるス
テップアンドスキャン式投影露光装置であって、実質的
な設置面としてのキャッチパレット５の上に、４つの防
振パッド１４（図１では２つのみ図示）を介してベース
６が設置されている。防振パッド１４は、ベース６の四
隅付近にそれぞれ配置されており、限定はされないが、
たとえば空気式ダンパやダンピング液中に圧縮コイルバ
ネを入れた機械式ダンパなどが用いられる。空気式ダン
パを用いた場合には、空気圧によって防振パッド１４の
高さも調節できるので、防振機能に加えて上下動機構と
しても兼用することができる。

【００４３】ベース６の上には、レチクルＭを保持する
レチクルステージ（第１ステージ）１と、感光基板とし
てのウェハＷを保持するウェハステージ（第２ステー
ジ）２とが設置され、さらにベース６上に固定されたコ
ラム７を介して投影光学系３が設けられている。

【００４４】また、ウェハステージ２は投影光学系３に
対してレチクルステージ１側に配置されているととも
に、図１ではベース６上に架台６Ａが設けられ、その架
台６Ａ上にレチクルステージ１が配置されている。した
がって、レチクルＭとウェハＷとは、投影光学系３の光
軸ＡＸ１，ＡＸ３に沿った方向（図１では鉛直方向）の
位置が互いに異なる面内で二次元移動可能となってい
る。

【００４５】詳細な図示は省略するが、レチクルステー
ジ１は、ベース６上のＹ方向に延在したガイドにエアベ
アリングを介して載置されており、リニアモータによっ
てベース６上をＹ方向に一定速度で移動（走査）でき、
さらにＸ方向、Ｙ方向および回転方向（θ方向）にレチ
クルＭの位置が調節できる機構を備えている。

【００４６】これは、レチクルステージ１側に取り付け
られた移動鏡と、図外のコラムに固定されたレーザ干渉
計とによってレチクルステージ１のＸ方向およびＹ方向
の位置を常時０．００１μｍ程度の分解能で計測し、ま
たレチクルステージ１の回転角も計測し、これらの計測
値をステージ駆動装置１０の制御部へ送出して、この計
測値に応じてベース６上のリニアモータを制御すること
により、マスクステージ１の定速移動や位置決めなどが
実行される。

【００４７】一方、レチクルパターンが転写されるウェ
ハＷは、その詳細な図示は省略するが、ウェハホルダを
介して試料台上に保持されており、この試料台はウェハ
ステージ２上に載置され、このウェハステージ２はベー
ス６上のガイドにエアベアリングを介して載置されてい
る。そして、ウェハステージ２は、ベース６上において
リニアモータにより−Ｙ方向に一定速度で走査移動およ
びステッピング移動でき、またＸ方向へのステッピング
移動ができるように構成されている。また、ウェハステ
ージ２内には、試料台をＺ方向に所定の範囲で移動する
Ｚステージ機構、および試料台の傾斜角を調整するチル
ト機構（レベリング機構）が組み込まれている。

【００４８】これらは、試料台に固定された移動鏡と、
図外のコラムに固定されたレーザ干渉計とによって、試
料台のＸ方向およびＹ方向の位置を常時０．００１μｍ
程度の分解能で計測するとともに、試料台の回転角も計
測し、これらの計測値をステージ駆動装置１０の制御部
へ送出して、この計測値に応じてウェハステージ２の駆
動用リニアモータを制御することにより、ウェハステー
ジ２の定速移動、ステッピング及び位置決めなどが実行
される。

【００４９】ちなみに、走査露光時においては、図外の
主制御装置からステージ駆動装置１０に露光開始のコマ
ンドが送出され、これに応じてステージ駆動装置１０で
は、レチクルステージ１を介してレチクルＭをＹ方向に
速度Ｖｍで走査移動させるとともに、これと同期して、
ウェハステージ２を介してウェハＷを−Ｙ方向に速度Ｖ
ｗで走査移動させる。このとき、レチクルＭからウェハ
Ｗへの投影倍率がβ、すなわち投影光学系３の投影倍率
がβであるときは、ウェハＷの走査速度Ｖｗは、β・Ｖ
ｍに設定される。

【００５０】なお、本発明の投影露光装置では、レチク
ルＭ側をＹ方向に移動させるとともにウェハＷ側を−Ｙ
方向に移動させても良く、或いはレチクルＭとウェハＷ
とを同じＹ方向若しくは−Ｙ方向に移動させても良い。

【００５１】本実施形態の投影露光装置では、レチクル
ステージ１とウェハステージ２とのＺ方向に対する位
置、すなわち高さを異なる高さに設定している。これ
は、図４の平面図に示すように、投影露光装置には、レ
チクルＭの搬入及び搬出を行うための搬送装置２１と、
ウェハＷの搬入及び搬出を行うための搬送装置２２とが
同じ側に設けられており、通常搬送用アームなどを用い
てレチクルカセットＭＣ及びレチクルステージ１間や、
ウェハカセットＷＣ及びウェハステージ２間で搬入出動
作が行われる。この場合、レチクルステージ１とウェハ
ステージ２とが同じ高さ或いはほぼ同じ高さ位置に設定
されていると、両装置２１，２２の搬送用アームが干渉
するおそれがあり、これを回避しようとすると両搬送用
アームの可動領域Ｒ１，Ｒ２が著しく狭くなる。

【００５２】そこで、レチクルステージ１とウェハステ
ージ２との高さ位置を変えておけば、両搬送用アームの
可動領域Ｒ１，Ｒ２を互いに重畳するくらい大きくして
も、両アームが干渉することがなくなる。これにより、
両搬送装置２１，２２が無理なく動作でき、しかもレチ
クルＭとウェハＷそれぞれの搬入や搬出動作を同時に実
行でき、その結果、露光工程のスループットを高めるこ
とができる。

【００５３】特に本実施形態では、レチクルステージ１
とウェハステージ２との質量比を、投影光学系３の倍率
とほぼ一致させるようにしている。たとえば、投影光学
系３の倍率が１／４であれば、レチクルステージの質量
／ウェハステージの質量≒１／４としている。

【００５４】これは以下の理由による。すなわち、本実
施形態の投影露光装置では、レチクルステージ１とウェ
ハステージ２とを±Ｙ方向（第２方向）に沿って逆向き
に移動させるので、レチクルステージ１の質量をＭｒ、
その移動速度をＶｒ、ウェハステージ２の質量をＭｗ、
その移動速度をＶｗとすると、レチクルステージ１の移
動（スキャン移動）により生じる反作用力Ｆｒは、運動
方程式から、

【数１】Ｆｒ＝Ｍｒ・Ｖｒ となり、同様にウェハステージ２の移動（スキャン移
動）により生じる反作用力Ｆｗは、

【数２】Ｆｗ＝Ｍｗ・Ｖｗ となる。したがって、両反作用力の比は、

【数３】Ｆｒ／Ｆｗ＝（Ｍｒ／Ｍｗ）・（Ｖｒ／Ｖｗ） となるが、レチクルステージ１及びウェハステージ２の
速度比Ｖｒ／Ｖｗは、投影光学系３の倍率の逆数に設定
されているので、レチクルステージ１及びウェハステー
ジ２の質量比Ｍｒ／Ｍｗを投影光学系３の倍率にほぼ一
致させれば、これらステージ１，２による反作用力の比
Ｆｒ／Ｆｗのスカラー値は、ほぼ１となる。したがっ
て、レチクルステージ１及びウェハステージ２の移動に
ともない生じる反作用力は、装置本体部でほぼ相殺さ
れ、自己減衰することになる。

【００５５】照明光学系４は、キャッチパレット５の下
部からベース６を貫通して設けられている。これは、照
明光学系４はクリーンルーム内に配置する必要性がな
く、クリーンルーム内に不必要な装置のスペースを確保
すると、そのぶんクリーンルームの構築にかかる設備費
用が増加するからであり、本実施形態では少なくとも照
明光学系４のうちの光源が、キャッチパレット５の下
部、すなわちクリーンルーム外となる床下に配置されて
いる。こうした意味から、照明光学系４の全てをクリー
ンルーム外である床下に配置してもよい。ただし、本発
明において、照明光学系４の配置構造には何ら限定され
ることはなく、照明光学系４の全体をキャッチパレット
５上に設けることもできる。

【００５６】この照明光学系４は、レチクルＭに対して
投影光学系３とは反対側である装置下部に配置され、レ
チクルＭの矩形パターン領域を、走査露光時の走査方向
（−Ｙ方向）と直交した方向（±Ｘ方向）にスリット状
（矩形状）に延びた強度分布を有する照明光で照射す
る。この±Ｘ方向に直線的なスリット状照明光のレチク
ルＭ上での照射領域は、投影光学系３の水平な光軸と垂
直な物体面側の円形視野の中央に位置し、所定の縮小倍
率β（たとえば、１／４）の投影光学系３を通して、そ
の照射領域内のレチクルＭのパターンの一部の像が、た
とえば０．３５μｍ以下の解像度でウェハＷ上に投影さ
れる。この投影光学系３としては、レチクルＭのパター
ン面に形成されたパターン（たとえば回路パターン）の
倒立像をウェハＷ上に投影するものが用いられる。

【００５７】本実施形態に係る投影光学系３は、第１対
物部Ａ、光軸折曲部Ｂ、光軸偏向部Ｃおよび第２対物部
Ｄの４つの機構的部分から構成されており、光軸折曲部
Ｂに凹面鏡３３が配置されている。

【００５８】レチクルＭの直上に設けられた第１対物部
Ａは、鏡筒内にレンズ群３１が固定されて構成されてい
る。また、このレンズ群３１の上に、後述する光軸偏向
部Ｃの小型ミラーを挟んで、光軸折曲部Ｂのレンズ群３
２及び上述した凹面鏡３３が設けられている。第１対物
部Ａと光軸折曲部Ｂとは同軸であり、その光軸ＡＸ１は
レチクルＭのパターン面に垂直である。

【００５９】光軸偏向部Ｃには、光軸ＡＸ１から−Ｙ方
向に偏心した位置に、光軸ＡＸ１に対して−Ｙ方向にほ
ぼ４５°に傾斜した反射面を有する小型ミラー３４が設
けられている。また、この小型ミラー３４から−Ｙ方向
に向かって順に、レンズ群３５およびビームスプリッタ
３６が配置されている。光軸偏向部Ｃの光軸ＡＸ２は、
光軸ＡＸ１に直交しており、ビームスプリッタ３６の反
射面は小型ミラー３４の反射面に直交するように光軸Ａ
Ｘ２に対してほぼ４５°で傾斜している。

【００６０】また、光軸ＡＸ２をビームスプリッタ３６
で折り曲げた方向に、第２対物部Ｄを構成するレンズ群
３７が設けられており、当該レンズ群３７の底面はウェ
ハＷの表面に対向している。この第２対物部Ｄの光軸Ａ
Ｘ３は、第１対物部Ａおよび光軸折曲部Ｂの光軸ＡＸ１
に平行であり、かつ光軸偏向部Ｃの光軸ＡＸ２に直交し
ている。

【００６１】この場合、照明光によるレチクルＭ上のス
リット状照明領域は、光軸ＡＸ１から＋Ｙ方向に偏心し
た位置に設定され、かかる照明領域を通過した照明光
（以下、結像光束ともいう。）は、第１対物部Ａのレン
ズ群３１を経て光軸折曲部Ｂに入射する。光軸折曲部Ｂ
に入射した結像光束は、レンズ群３２を経て凹面鏡３３
に入射し、当該凹面鏡３３で反射集光された結像光束
は、再びレンズ群３２を経たのち、光軸偏向部Ｃの小型
ミラー３４で−Ｙ方向に偏向される。

【００６２】光軸偏向部Ｃにおいて、小型ミラー３４で
反射された結像光束は、レンズ群３５を通過してビーム
スプリッタ３６に入射する。ビームスプリッタ３６で−
Ｚ方向に偏向された結像光束は第２対物部Ｄに向かい、
当該第２対物部Ｄにおいて、レンズ群３７を通過するこ
とにより、ウェハＷ上の露光領域にレチクルＭ上の照明
領域のパターンの縮小倒立像を形成する。図１の投影光
学系３は、反射屈折光学系であって、その縮小倒立像を
投影光学系３に対してその物体面側に形成する。

【００６３】特に本実施形態の投影露光装置において
は、キャッチパレット５にフレーム８，８が設けられて
おり、これらフレーム８Ａ，８Ｂとレチクルステージ１
及びウェハステージ２との間にアクチュエータ（第２ア
クチュエータ）９Ａ，９Ｂがそれぞれ設けられている。

【００６４】このアクチュエータ９Ａ，９Ｂは、図２に
その細部を示す（同図はウェハステージ２とフレーム８
Ａとの間に設けられたアクチュエータ９Ａを代表して示
す。）ように、フレーム８Ａに固定された固定子９１
と、ウェハステージ２に固定された可動子９２とから構
成されたいわゆるボイスコイルアクチュエータであり、
制御装置１１からの指令信号に応じて、ウェハステージ
２の±Ｙ方向に生じる振動を吸収する。図２に示すよう
に、アクチュエータ９Ａの固定子９１は、Ｎ極の軸９１
１の周囲にＳ極の筒状軸９１２が形成された発磁体から
なる。また、可動子９２は、固定子９１の軸９１１にギ
ャップをもって遊嵌する内筒９２１と、この内筒の外周
に巻回されたコイル９２３と、このコイル９２３を覆う
外筒９２２とからなり、コイル９２３を流れる電流を制
御装置１１により調整することで、固定子９１と可動子
９２との間に軸９１１に平行な方向（投影露光装置でい
えば±Ｙ方向）への力が発生する。なお、アクチュエー
タ９Ｂの構成はアクチュエータ９Ａと同一であるのでそ
の説明は省略する。

【００６５】本発明に係るアクチュエータ９Ａ，９Ｂ
は、図２に示すボイスコイルアクチュエータにのみ限定
されることはなく、たとえば図３に示すアクチュエータ
９Ｃも用いることができる。同図に示すアクチュエータ
の別例は、フレーム８Ａに固定された固定子９１と、ウ
ェハステージ２に固定された可動子９２とから構成さ
れ、固定子９１は、フレーム８Ａに固定されるアーム部
材９１３に磁性体９１４を設けることにより構成されて
いる。一方、可動子９２は、ウェハステージ２に固定さ
れるアーム９２４に、磁性体９１４を挟むように内筒９
２５を設け、この内筒９２５の外周にそれぞれコイル９
２６を巻回することにより構成されている。この場合
も、可動子９２のそれぞれのコイル９２６を流れる電流
を制御装置１１により調整することで、固定子９１と可
動子９２との間の吸引力のバランスを変化させ、図示す
る方向（投影露光装置でいえば±Ｙ方向）に力を発生す
る。

【００６６】本発明に係るアクチュエータ９Ａ，９Ｂ
は、図２および図３に示す実施形態以外にも、リニアモ
ータアクチュエータ、空気式ダンパ及び機械式ダンパな
どを用いることができる。または、これらのアクチュエ
ータを直列或いは並列に組み合わせて用いることもでき
る。図２および図３に示すアクチュエータ９Ａ，９Ｃを
含み、何れのアクチュエータも機械的に非接触の状態で
ステージ１，２の振動をフレーム８Ａ，８Ｂに除去する
ことができるので、アクチュエータ９Ａ，９Ｂ自体の動
作によってステージ１，２に振動を与えるおそれがない
点で優れている。

【００６７】また、本実施形態の投影露光装置では、ア
クチュエータ９Ａ，９Ｂを用いてレチクルステージ１及
びウェハステージ２に生じる振動を吸収するに際し、こ
れらレチクルステージ１及びウェハステージ２に生じる
振動を検出するための加速度センサ（振動検出装置）１
２，１３がそれぞれのステージ１，２に設けられてお
り、この加速度センサからの出力は制御装置１１に送出
される。なお、レチクルステージ１及びウェハステージ
２に生じる振動を検出するための振動検出装置は、加速
度センサにのみ限定される趣旨ではない。

【００６８】次に作用を説明する。まず、ウェハステー
ジ２を駆動してウェハＷ上の第１ショット領域を所定の
助走（加速）開始位置に位置決めするとともに、レチク
ルステージ１を所定のリセット位置（加速開始位置）に
戻す。

【００６９】次に、ステージ駆動装置１０に指令を与え
てレチクルステージ１及びウェハステージ２を駆動し、
当該ショット領域の露光を開始する。本実施形態の場合
には、レチクルステージ１が＋Ｙ方向に移動し、ウェハ
ステージ２が−Ｙ方向に移動する。このときの移動速度
比に関しては、投影光学系３の投影倍率が１／４であれ
ば、レチクルステージの移動速度１に対してウェハステ
ージの移動速度を１／４倍に設定する。

【００７０】また、照明光によるレチクルＭ上のスリッ
ト状照明領域は、光軸ＡＸ１から＋Ｙ方向に偏心した位
置に設定され、かかる照明領域を通過した照明光は、第
１対物部Ａのレンズ群３１を経て光軸折曲部Ｂに入射す
る。光軸折曲部Ｂに入射した結像光束は、レンズ群３２
を経て凹面鏡３３に入射し、当該凹面鏡３３で反射集光
された結像光束は、再びレンズ群３２を経たのち、光軸
偏向部Ｃの小型ミラー３４で−Ｙ方向に偏向される。光
軸偏向部Ｃにおいて、小型ミラー３４で反射された結像
光束は、レンズ群３５を通過してビームスプリッタ３６
に入射する。ビームスプリッタ３６で−Ｚ方向に偏向さ
れた結像光束は第２対物部Ｄに向かい、当該第２対物部
Ｄにおいて、レンズ群３７を通過することにより、ウェ
ハＷ上の露光領域にレチクルＭ上の照明領域内のパター
ンの縮小倒立像を形成する。

【００７１】このようにして、ウェハＷ上の一つのショ
ット領域の露光が終了すると、ステージ駆動装置１０に
指令を与えてウェハステージ２を駆動し、ウェハＷの当
該露光済みのショット領域の隣の第２ショット領域を加
速開始位置に位置決めする。そして、レチクルステージ
１を前の露光とは反対方向（＋Ｙ方向）に移動させて当
該ショット領域の露光を開始する。この場合、ウェハス
テージ２は−Ｙ方向にレチクルステージ１の速度の１／
４の速度で移動される。以後は同様にしてステップアン
ドスキャン方式でウェハＷのショット領域の露光が行わ
れる。

【００７２】こうした露光工程においては、特に露光中
に、レチクルステージ１とウェハステージ２とが±Ｙ方
向に走査移動するので、Ｙ方向に生じる反力はほぼ相殺
されるものの、この同期移動の加減速時の反力が原因の
振動が発生する。この振動は、特に本実施形態のように
レチクルステージ１とウェハステージ２との高さ位置を
変えて設定した場合には、±Ｚ軸方向に生じる捻れとし
て装置全体に現れることになる。

【００７３】しかしながら、本実施形態の投影露光装置
では、レチクルステージ１及びウェハステージ２のそれ
ぞれに加速度センサ１２，１３を設け、この加速度セン
サ１２，１３により検出されたそれぞれのステージ１，
２の加速度ａ、換言すれば振動源となる力Ｆに相当する
電気信号を制御装置１１に送出し、制御装置１１では、
検出された力Ｆを相殺する力Ｆが生じるように、それぞ
れのアクチュエータ９Ａ，９Ｂのコイル９２３に電流を
流す。これにより、レチクルステージ１及びウェハステ
ージ２のそれぞれには、±Ｙ方向に、それぞれのステー
ジ１，２で生じた反力を相殺する力が加えられるので、
こうした振動を減衰させることができ、ウェハＷにおけ
る結像特性の劣化を防止することができる。

【００７４】また、本実施形態の投影露光装置は、レチ
クルステージ１とウェハステージ２とが投影光学系３の
下に設けられているので、投影露光装置の全体構造とし
ての観点から、装置本体部の重心位置が、従来の直線的
投影光学系を用いた露光装置に比べて本来的に低くな
る。これにより、装置本体部の安定性が高まるので、レ
チクルステージ１及びウェハステージ２の駆動により生
じる振動自体を抑制することができる。

【００７５】また、上述したように、本実施形態の投影
露光装置では、レチクルステージ１とウェハステージ２
とを±Ｙ方向において互いに逆向きに移動させ、しかも
レチクルステージ１とウェハステージ２との質量比を、
投影光学系３の倍率とほぼ一致させるようにしているの
で、第１に、逆向き移動による相殺効果によって振動が
自己減衰するとともに、第２には、運動方程式理論か
ら、ステージ１，２による反作用力の比のスカラー値
は、ほぼ１となって、レチクルステージ１及びウェハス
テージ２の移動にともない生じる反作用力は、装置本体
部でほぼ相殺され、自己減衰もすることになる。

【００７６】また、本実施形態の投影露光装置では、レ
チクルステージ１とウェハステージ２との高さ位置を変
えているので、レチクルＭやウェハＷの交換作業を円滑
かつ同時に行うことができ、露光工程のスループットが
向上することになる。

【００７７】第２実施形態 図５は本発明の投影露光装置の第２実施形態を示す断面
図であり、上述した第１実施形態と共通する部材には同
一の符号が付されている。本実施形態の投影露光装置
は、第１実施形態の投影露光装置に比べて、キャッチパ
レット５とベース６との間に、防振パッド１４と並列に
アクチュエータ（第１アクチュエータ）１５を付加した
点が相違している。また、これにともない、このアクチ
ュエータ１５を制御するための加速度センサ１６がベー
ス６に設けられている。

【００７８】アクチュエータ１５は、たとえばベース６
の四隅の付近であって防振パッド１４の近傍に４つ設け
られており、アクチュエータ９Ａ，９Ｂと同様にボイス
コイルアクチュエータ、リニアモータアクチュエータ、
空気式ダンパ若しくは機械式ダンパまたはこれらを並列
或いは直列に組み合わせたものを用いることができる。
同図に示す実施形態では、アクチュエータ１５として図
２に示すボイスコイルアクチュエータを用い、その固定
子１５１をキャッチパレット５に固定するとともに可動
子１５２をベース６の裏面に固定する。そして、ベース
６の表面に設けられた加速度センサ１６の出力情報を制
御装置１１に取り込み、ベース６の±Ｚ方向に対する振
動を相殺すべく、制御装置１１から可動子１５２のコイ
ルへ電流が流される。

【００７９】このように、レチクルステージ１やウェハ
ステージ２をスキャン移動した際に生じる振動は、上述
したように投影露光装置全体としてみれば、捻れとして
現れ、±Ｚ方向にもその反力が作用することから、これ
をアクチュエータ１５で吸収し、キャッチパレット５へ
逃がすことができる。また、こうしたアクチュエータ１
５は、レチクルステージ１及びウェハステージ２のスキ
ャン移動による振動を減衰させるだけでなく、一般的に
生じる±Ｚ方向の振動をも低減することができる。

【００８０】なお、アクチュエータ１５を防振パッド１
４に組み込んでも良い。また、少なくとも２つのアクチ
ュエータ１５を設ければ、図５中のアクチュエータ９
Ａ，９Ｂを設けなくても良い。

【００８１】第３実施形態 図６は本発明の投影露光装置の第３実施形態を示す断面
図であり、上述した第１実施形態と共通する部材には同
一の符号が付されている。本実施形態の投影露光装置
は、第１実施形態の投影露光装置に比べて、レチクルス
テージ１とウェハステージ２とを支持するベース６が、
フレーム６Ｂによって投影光学系３を支持するコラム７
に懸架され、このコラム７がキャッチパレット５上に防
振パッド１４を介して設置されている点が相違する。

【００８２】すなわち、上述した第１実施形態では、ベ
ース６上にレチクルステージ１及びウェハステージ２が
設置されるとともに、当該ベース６上にコラム７を介し
て投影光学系３が設置されているが、本実施形態では、
この支持構造が逆に構成されている。ただし、レチクル
ステージ１及びウェハステージ２の±Ｙ方向の力を減衰
させるアクチュエータ９Ａ，９Ｂは、キャッチパレット
５上に別途設けられたフレーム８Ａ，８Ｂと、レチクル
ステージ１及びウェハステージ２とのそれぞれの間に設
けられている点は同じである。

【００８３】この場合、キャッチパレット５とコラム７
（またはベース６）との間に、第２実施形態で付加した
アクチュエータ１５をさらに設けることもできる。

【００８４】このようにベース６とコラム７との支持構
造を逆にした本実施形態においても、露光中において、
加速度センサ１２，１３により検出されたそれぞれのス
テージ１，２の加速度ａ、換言すれば振動源となる力Ｆ
に相当する電気信号を制御装置１１に送出し、制御装置
１１では、検出された力Ｆを相殺する力Ｆが生じるよう
に、それぞれのアクチュエータ９Ａ，９Ｂのコイルに電
流を流す。これにより、レチクルステージ１及びウェハ
ステージ２のそれぞれには、±Ｙ方向に、それぞれのス
テージ１，２で生じた反力を相殺する力が加えられるの
で、こうした振動を減衰させることができ、ウェハＷに
おける結像特性の劣化を防止することができる。

【００８５】なお、第２実施形態で開示したアクチュエ
ータ１５を防振パッド１４に組み込む、またはキャッチ
パレット５とベース６との間に少なくとも２つ配置すれ
ば、特にアクチュエータ９Ａ，９Ｂを設けなくても良
い。

【００８６】第４実施形態 図７は本発明の投影露光装置の第４実施形態を示す断面
図であり、上述した第１実施形態と共通する部材には同
一の符号が付されている。本実施形態の投影露光装置
は、第１実施形態の投影露光装置に比べて、アクチュエ
ータ９Ａ，９Ｂの取付位置が相違している。

【００８７】すなわち、本実施形態では、レチクルステ
ージ１及びウェハステージ２そのものではなく、これら
のステージ１，２が設置されたベース６と、キャッチパ
レット５に設けられたフレーム８Ａ，８Ｂとの間に、そ
れぞれのアクチュエータ９Ａ，９Ｂが設けられている。
ここで用いられるアクチュエータ９Ａ，９Ｂは、第１実
施形態と同様に、ボイスコイルアクチュエータ、リニア
モータアクチュエータ、空気式ダンパ若しくは機械式ダ
ンパまたはこれらを並列或いは直列に組み合わせたもの
を用いることができる。

【００８８】また、キャッチパレット５とベース６との
間に、第２実施形態で付加したアクチュエータ１５をさ
らに設けることもできる。

【００８９】このようにベース６とフレーム８Ａ，８Ｂ
との間にアクチュエータ９Ａ，９Ｂを設けた本実施形態
においても、露光中において、加速度センサ１２，１３
により検出されたそれぞれのステージ１，２の加速度
ａ、換言すれば振動源となる力Ｆに相当する電気信号を
制御装置１１に送出し、制御装置１１では、検出された
力Ｆを相殺する力Ｆが生じるように、それぞれのアクチ
ュエータ９Ａ，９Ｂのコイルに電流を流す。これによ
り、レチクルステージ１及びウェハステージ２のそれぞ
れ自体ではないが、これらを支持するベース６に、それ
ぞれのステージ１，２で生じた反力を相殺する力が±Ｙ
方向に加えられるので、こうした振動を減衰させること
ができ、ウェハＷにおける結像特性の劣化を防止するこ
とができる。なお、架台６Ａとフレーム８Ｂとの間にア
クチュエータ９Ｂを設けても良い。

【００９０】前述した各実施形態（図１、図５〜図７）
では、投影光学系３を保持するコラム７とベース６とを
機械的に接続したが、コラム７とベース６とを別々の防
振パッドで支持するように構成しても良い。すなわち、
図６に示した投影露光装置において、フレーム６Ｂを介
してコラム７にベース６を懸架する代わりに、コラム７
を支持する防振パッド１４とは別にベース６を支持する
防振パッドを設けるようにしても良い。

【００９１】また、前述した各実施形態では鉛直方向
（重力方向）と直交する面（水平面）内でレチクルＭと
ウェハＷとをそれぞれ移動するものとしたが、投影光学
系３を横置きとし、かつレチクルＭとウェハＷとをそれ
ぞれ縦置きとして水平面と直交する面内で移動させるよ
うにしても良い。あるいは、レチクルＭとウェハＷとの
一方を水平面内で移動し、レチクルＭとウェハＷとの他
方を水平面と直交する面内で移動するようにしても良
い。すなわち、レチクルＭの移動面とウェハＷの移動面
との関係は任意で良く、要はレチクルステージ１が配置
されるベース（架台）とウェハステージ２が配置される
ベース（架台）とが同一または別々であっても両者が物
理的に接続されていればよい。

【００９２】さらに、図１、図５〜図７に示した照明光
学系４を、キャッチパレット５上に配置される防振パッ
ドで支持するように構成しても良い。これにより、投影
露光装置が設置されるクリーンルームの床の振動が照明
光学系４に伝わるのを防止することができる。また、投
影光学系３は縮小光学系でなくても良く、等倍系または
拡大系であっても良い。

【００９３】また、前述の各実施形態では、加減速時に
その移動方向に発生する反力を相殺するために、レチク
ルステージ１とウェハステージ２との質量比が投影光学
系３の倍率と一致していることが望ましいが、現実には
その質量比と倍率とを正確に一致させることは難しい。
そこで、その質量比と投影光学系３の倍率とが一致して
いないときは、走査露光前後のレチクルステージ１とウ
ェハステージ２の少なくとも一方の加減速度をそれぞれ
調整し、その移動方向（Ｙ方向）に関する反力をほぼ相
殺するようにしても良い。

【００９４】さらに、前述した各実施形態ではレチクル
ステージ１及びウェハステージ２とフレーム８Ａ，８Ｂ
との間にそれぞれ１つずつアクチュエータ９Ａ，９Ｂを
設けるものとしたが、その数は任意でよい。たとえば、
アクチュエータ９Ａ，９Ｂをそれぞれ２つずつ設け、加
減速時に直交座標系ＸＹ内で±Ｙ軸方向の捩れとして現
れる振動を相殺する力を発生させるようにしても良い。
このとき、たとえば図１の投影露光装置において、ウェ
ハステージ２に対してアクチュエータ９Ａ側に第２のア
クチュエータ９Ａを配置しても良いし、あるいはウェハ
ステージ２を挟んでアクチュエータ９Ａと対向して第２
のアクチュエータ９Ａを配置しても良い。なお、２つの
アクチュエータ９Ａによって発生される力の向きは同一
であっても或いは逆向きであっても良いが、特に逆向き
である場合にはその２つの力が相殺し合わない、すなわ
ち同一直線上で作用し合わないようにしておく。

【００９５】また、図１、図５〜図７には示していない
が、ウェハステージ２（またはベース６）とキャッチパ
レット５（またはクリーンルームの床）との間に、たと
えばアクチュエータ９Ａと同一の構成の、Ｘ方向に力を
発生する少なくとも１つのアクチュエータが設けられて
いる。このＸ軸用アクチュエータは、キャッチパレット
５またはクリーンルームの床上に、ウェハステージ２が
配置されるベース６とは別に設けられるフレームと、ウ
ェハステージ２（またはベース６）との間に配置されて
いる。

【００９６】ここでたとえばステップアンドスキャン方
式でウェハＷの露光を行うとき、ウェハＷは、１つのシ
ョット領域の走査露光終了後に、その走査方向（Ｙ方
向）と直交する方向（Ｘ方向）にステッピングされる
が、Ｘ軸用アクチュエータによってステッピング動作前
後のウェハステージ２の加減速時にそれぞれ発生する反
力を相殺する力を発生させることにより、装置本体の振
動を低減することができる。

【００９７】なお、同一レチクルまたは複数のレチクル
に描かれた複数のレチクルパターンをそれぞれ照明光に
対して相対移動し、ウェハＷ上にその複数のレチクルパ
ターンの像をつなぎ合わせて転写して１つの大きなデバ
イスパターンを形成する、いわゆるスティッチング露光
を行う場合、第１レチクルパターンを照明光に対して相
対移動した後で、第２レチクルパターンを照明光に対し
て相対移動するために、レチクルステージ１をその走査
方向と直交する方向（Ｘ方向）にステッピングさせる。
したがって、スティッチング露光を実行する露光装置で
は、レチクルステージ１（またはベース６）とキャッチ
パレット５（または床）との間に、ウェハステージ２と
同様に、Ｘ方向に力を発生させる少なくとも１つのＸ軸
用アクチュエータを設けることが望ましい。

【００９８】また、本発明が適用される投影露光装置
（スキャニングステッパーなど）に用いられる露光用照
明光は、水銀ランプから射出される輝線（たとえばｇ
線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２
エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）、またはＹＡＧレ
ーザなどの高調波の何れであっても良い。

【００９９】なお、Ｆ２ エキシマレーザを使用する投
影露光装置では、照明光学系や投影光学系を構成する複
数の屈折光学素子（レンズなど）の大部分及びレチクル
が蛍石で構成され、照明光学系及び投影光学系の光路内
の空気は全てヘリウムに置換される。

【０１００】さらに、露光用照明光として、たとえば５
〜１５ｎｍ（軟Ｘ線領域）に発振スペクトルを有するＥ
ＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光
を用いても良い。なお、ＥＵＶ光を使用する投影露光装
置は、反射マスク上での照明領域を円弧スリット状に規
定するとともに、複数の反射光学素子（ミラー）のみか
らなる縮小投影光学系を有し、縮小投影光学系の倍率に
応じた速度比で反射マスクとウェハとを同期移動して反
射マスクのパターンを受けは上に転写する。

【０１０１】以上説明した実施形態は、本発明の理解を
容易にするために記載されたものであって、本発明を限
定するために記載されたものではない。したがって、上
記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範
囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。

【０１０２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、マス
ク及び／又は感光基板の移動にともなって振動が生じて
も、こうした振動を減衰させることができ、結像特性の
劣化を防止することができる。

【０１０３】また、本発明によれば、露光装置の本体部
の重心位置が、従来の直線的投影光学系を用いた露光装
置に比べて鉛直方向に低くできるので、装置本体部の安
定性を高めることができ、マスク及び／又は感光基板の
移動により生じる振動自体を抑制することができる。

【０１０４】さらに、本発明によれば、第１ステージ
（マスク）及び第２ステージ（感光基板）が第１方向に
対して異なる位置に配置されているので、マスクの搬入
出を行う搬送装置の可動領域と感光基板の搬入出を行う
搬送装置の可動領域とを、両搬送装置が干渉することな
く、第１方向に重畳して設定することができる。その結
果、無理のない動作で、しかもマスクと感光基板それぞ
れの搬入や搬出動作を同時に実行できることとなり、露
光工程のスループットを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投影露光装置の第１実施形態を示す断
面図である。

【図２】本発明に係るアクチュエータの実施形態を示す
断面図である。

【図３】本発明に係るアクチュエータの他の実施形態を
示す断面図である。

【図４】第１実施形態の平面図である。

【図５】本発明の投影露光装置の第２実施形態を示す断
面図である。

【図６】本発明の投影露光装置の第３実施形態を示す断
面図である。

【図７】本発明の投影露光装置の第４実施形態を示す断
面図である。

【符号の説明】

Ｍ…レチクル（マスク） Ｗ…ウェハ（感光基板） ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３…光軸 １…レチクルステージ（第１ステージ） ２…ウェハステージ（第２ステージ） ３…投影光学系 ３３…凹面鏡 ３４…小型ミラー（ミラー） ３６…ビームスプリッタ ４…照明光学系 ５…キャッチパレット（設置面） ６…ベース ７…コラム ８Ａ，８Ｂ…フレーム ９Ａ，９Ｂ…アクチュエータ（第２アクチュエータ） １０…ステージ駆動装置 １１…制御装置 １２，１３…加速度センサ（振動検出装置） １４…防振パッド（除振機構） １５…アクチュエータ（第１アクチュエータ） １６…加速度センサ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスクのパターンを感光基板上に転写する
   投影露光装置において、 前記マスクのパターンの像を前記感光基板上に投影する
   投影光学系と、 前記マスクを保持する第１ステージと、 前記投影光学系に対して前記第１ステージ側に配置さ
   れ、前記投影光学系の光軸に沿った第１方向の位置が前
   記マスクと異なるように前記感光基板を保持する第２ス
   テージと、 前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前記マスクと前
   記感光基板とを同期移動するように前記第１及び第２ス
   テージをそれぞれ駆動する駆動装置と、 前記第１及び第２ステージの駆動によって生じる振動を
   減衰させる防振装置とを備えたことを特徴とする投影露
   光装置。
2. 【請求項２】前記マスクと前記感光基板とは、それぞれ
   前記第１方向と直交する第２方向に沿って移動され、 前記防振装置は、前記同期移動時に前記マスクと前記感
   光基板との前記第１方向の位置の差によって前記第２方
   向と直交する方向に発生する力を低減することを特徴と
   する請求項１記載の投影露光装置。
3. 【請求項３】前記防振装置は、前記同期移動時に前記第
   ２方向に発生する反力をほぼ相殺することを特徴とする
   請求項２記載の投影露光装置。
4. 【請求項４】前記防振装置は、前記投影光学系と前記第
   １及び第２ステージとを含む装置本体部とその設置面と
   の間に配設されるアクチュエータを有することを特徴と
   する請求項２又は３記載の投影露光装置。
5. 【請求項５】前記装置本体部と分離して前記設置面上に
   設けられ、かつ前記アクチュエータが固定されるフレー
   ムをさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の投影
   露光装置。
6. 【請求項６】前記アクチュエータは、リニアモータアク
   チュエータ、ボイスコイルアクチュエータ、空気式ダン
   パ及び機械式ダンパの何れか一つ或いはこれらの組み合
   わせであることを特徴とする請求項４又は５記載の投影
   露光装置。
7. 【請求項７】前記第１及び第２ステージの少なくとも一
   方の振動又はこれと等価な物理量を検出する振動検出装
   置と、 前記振動検出装置の出力に基づいて前記防振装置を駆動
   制御する制御装置とをさらに備えたことを特徴とする請
   求項１〜６の何れか一項に記載の投影露光装置。
8. 【請求項８】前記投影光学系は、前記マスクのパターン
   の部分倒立像を前記感光基板上に縮小投影し、 前記マスクと前記感光基板とは、前記第１方向と直交す
   る第２方向に沿って逆向きに移動されることを特徴とす
   る請求項１記載の投影露光装置。
9. 【請求項９】前記第１ステージと前記第２ステージとの
   質量比は、前記投影光学系の倍率とほぼ一致することを
   特徴とする請求項８記載の投影露光装置。
10. 【請求項１０】前記投影光学系は、凹面鏡と、複数のミ
    ラーとを含むことを特徴とする請求項１〜９の何れか一
    項に記載の投影露光装置。
11. 【請求項１１】前記投影光学系は、凹面鏡と、ビームス
    プリッタと、少なくとも一つのミラーとを含むことを特
    徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の投影露光装
    置。
12. 【請求項１２】前記防振装置は、前記第１及び第２ステ
    ージが配設されるベースに対して前記第１方向に沿った
    力を与える第１アクチュエータを含むことを特徴とする
    請求項１又は２記載の投影露光装置。
13. 【請求項１３】前記投影光学系を支持する架台と、 前記ベースと前記架台とが載置される除振機構とをさら
    に備え、 前記第１アクチュエータは前記除振機構に組み込まれて
    いることを特徴とする請求項１２記載の投影露光装置。
14. 【請求項１４】前記第１及び第２ステージが配置される
    ベースを載置する除振機構と、 前記除振機構の設置面上に設けられるフレームとをさら
    に備え、 前記防振装置は、前記フレームに設けられ、前記第１ス
    テージ、前記第２ステージ及び前記ベースの少なくとも
    一つに対して前記第２方向に沿った力を与える第２アク
    チュエータを含むことを特徴とする請求項１，２，３及
    び１２の何れか一項に記載の投影露光装置。
15. 【請求項１５】前記投影光学系を支持する架台をさらに
    備え、 前記第１及び第２ステージが配置されるベースは前記架
    台に懸架され、 前記防振装置は、前記第１ステージ、前記第２ステー
    ジ、前記ベース及び前記架台の少なくとも一つに対して
    前記第２方向に沿った力を与える第２アクチュエータを
    含むことを特徴とする請求項１，２，３及び１２の何れ
    か一項に記載の投影露光装置。
16. 【請求項１６】前記架台が載置される除振機構と、 前記除振機構の設置面上に設けられるフレームとをさら
    に備え、 前記第２アクチュエータは前記フレームに設けられるこ
    とを特徴とする請求項１５記載の投影露光装置。
17. 【請求項１７】前記ベースに対して前記投影光学系と反
    対側に配置され、前記マスクの一部に照明光を照射する
    照明光学系をさらに備えたことを特徴とする請求項１２
    〜１６の何れか一項に記載の投影露光装置。
18. 【請求項１８】マスクのパターンを感光基板上に転写す
    る投影露光装置において、 前記マスクのパターンの像を前記感光基板上に投影する
    投影光学系と、 前記マスクを保持する第１ステージと、 前記投影光学系に対して前記第１ステージ側に配置さ
    れ、前記投影光学系の光軸に沿った第１方向の位置が前
    記マスクと異なるように前記感光基板を保持する第２ス
    テージと、 前記投影光学系と第１及び第２ステージとを含む装置本
    体部とその設置面との間に配置される防振装置とを備え
    たことを特徴とする投影露光装置。
19. 【請求項１９】マスクのパターンを投影光学系を介して
    感光基板上に転写する投影露光方法において、 前記投影光学系の物体面に前記マスクを配置し、前記投
    影光学系に対して前記物体面側に設定され、かつ前記投
    影光学系の光軸に沿った第１方向の位置が前記物体面と
    異なる像面に前記感光基板を配置する段階と、 前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前記マスクと前
    記感光基板とを前記第１方向と直交する第２方向に沿っ
    て移動する段階と、 前記マスク及び感光基板の移動によって生じる振動を減
    衰させる段階とを有することを特徴とする投影露光方
    法。