JPH11243052A - Aligner - Google Patents

Aligner

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JPH11243052A
JPH11243052A JP10324802A JP32480298A JPH11243052A JP H11243052 A JPH11243052 A JP H11243052A JP 10324802 A JP10324802 A JP 10324802A JP 32480298 A JP32480298 A JP 32480298A JP H11243052 A JPH11243052 A JP H11243052A
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mirror
exposure apparatus
reticle
projection optical
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JP10324802A
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Kazuya Ota
和哉 太田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively suppress the deterioration of image forming characteristics caused by the irradiation of illuminating light. SOLUTION: This device has a heat pipe HP, which is arranged in a non- irradiated region of illuminating light on the reflecting surface of a mirror M1, formed of material (low-expansion glass) having low thermal conductivity in a plurality of mirrors constituting a projecting optical system PO, and a cooling jacket 52 connected to the heat pipe HP. As a result, the advantage of the low-expansion glass, which does not deteriorate the image forming characteristics through deformation for considerable temperature change, is utilized. At the same time, the reflecting surface is cooled directly so that the temperature change exceeding the limit is not generated. Thus, the deterioration of the image forming characteristics of the projecting optical system caused by the irradiation of the illuminating light can be prevented. As a result, the deterioration of the image forming characteristics caused by the irradiation of the illuminating light can be suppressed.

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置に係り、
更に詳しくは、例えば半導体素子や液晶表示素子等の回
路デバイスをリソグラフィ工程で製造する際に用いられ
る露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus,
More specifically, the present invention relates to an exposure apparatus used when a circuit device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element is manufactured by a lithography process.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在、半導体デバイスの製造現場では、
波長３６５ｎｍの水銀ランプのｉ線を照明光とした縮小
投影露光装置、所謂ステッパを使って最小線幅が０．３
〜０．３５μｍ程度の回路デバイス（６４Ｍ（メガ）ビ
ットのＤ−ＲＡＭ等）を量産製造している。同時に、２
５６Ｍビット、１Ｇ（ギガ）ビットＤ−ＲＡＭクラスの
集積度を有し、最小線幅が０．２５μｍ以下の次世代の
回路デバイスを量産製造するための露光装置の導入が始
まっている。2. Description of the Related Art At present, at a semiconductor device manufacturing site,
The minimum line width is 0.3 using a reduction projection exposure apparatus, i.e., a so-called stepper, using i-line of a mercury lamp having a wavelength of 365 nm as illumination light.
Circuit devices of about 0.35 μm (64 M (mega) bit D-RAM and the like) are mass-produced. At the same time, 2
An exposure apparatus for mass-producing a next-generation circuit device having a 56-Mbit, 1-G (giga) -bit D-RAM class density and a minimum line width of 0.25 μm or less has been introduced.

【０００３】その次世代の回路デバイス製造用の露光装
置として、ＫｒＦエキシマレーザ光源からの波長２４８
ｎｍの紫外パルスレーザ光、或いはＡｒＦエキシマレー
ザ光源からの波長１９３ｎｍの紫外パルスレーザ光を照
明光とし、回路パターンが描画されたマスク又はレチク
ル（以下、「レチクル」と総称する）と感応基板として
のウエハを縮小投影光学系の投影視野に対して相対的に
１次元走査することで、ウエハ上の１つのショット領域
内にレチクルの回路パターン全体を転写する走査露光動
作とショット間ステッピング動作とを繰り返す、ステッ
プアンドスキャン方式の走査型露光装置の開発が行われ
ている。As an exposure apparatus for manufacturing the next generation of circuit devices, a wavelength 248 from a KrF excimer laser light source is used.
An ultraviolet pulse laser beam having a wavelength of 193 nm or an ultraviolet pulse laser beam having a wavelength of 193 nm from an ArF excimer laser light source is used as illumination light. By scanning the wafer one-dimensionally relative to the projection field of view of the reduction projection optical system, a scanning exposure operation for transferring the entire reticle circuit pattern into one shot area on the wafer and an inter-shot stepping operation are repeated. A step-and-scan type scanning exposure apparatus has been developed.

【０００４】ところで、半導体デバイスの集積度は、将
来的に更に高集積化し、１Ｇビットから４Ｇビットに移
行することは間違いがなく、その場合のデバイスルール
は０．１μｍすなわち１００ｎｍＬ／Ｓ程度となり、上
記の波長１９３ｎｍの紫外パルスレーザ光を照明光とし
て用いる露光装置により、これに対応するには技術的な
課題が山積している。デバイスルール（実用最小線幅）
を表す露光装置の解像度は、一般的に露光波長λと、投
影光学系の開口数Ｎ．Ａ．を用いて次式（１）で表され
る。There is no doubt that the degree of integration of semiconductor devices will be further increased in the future and will shift from 1 Gbit to 4 Gbit. In that case, the device rule will be about 0.1 μm, that is, about 100 nm L / S. With the exposure apparatus using the above-mentioned ultraviolet pulse laser light having a wavelength of 193 nm as illumination light, there are many technical problems to cope with this. Device rule (practical minimum line width)
The resolution of an exposure apparatus that represents the exposure wavelength λ and the numerical aperture N. A. Is represented by the following equation (1).

【０００５】 （解像度）＝ｋ・λ／Ｎ．Ａ． ……（１） ここで、ｋはケイファクタと呼ばれる１以下の正の定数
で、使用されるレジストの特性などにより異なる。(Resolution) = k · λ / N. A. (1) Here, k is a positive constant called a “key factor” of 1 or less, and varies depending on characteristics of a used resist.

【０００６】上記式（１）から明らかなように解像度を
高くするには、波長λを小さくすることが極めて有効で
あるため、最近になって波長５〜１５ｎｍの軟Ｘ線領域
の光（本明細書では、この光を「ＥＵＶ（Extreme Ultr
aviolet）光」とも呼ぶ）を露光光として用いるＥＵＶ
露光装置の開発が開始されるに至っており、かかるＥＵ
Ｖ露光装置が最小線幅１００ｎｍの次次世代の露光装置
の有力な候補として注目されている。As is apparent from the above equation (1), it is extremely effective to reduce the wavelength λ to increase the resolution. In the description, this light is referred to as “EUV (Extreme Ultr
EUV using “aviolet) light” as exposure light
Exposure equipment development has begun, and such EU
V-exposure apparatuses have attracted attention as promising candidates for next-generation exposure apparatuses having a minimum line width of 100 nm.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ＥＵＶ露光装置では、
一般的に反射型レチクルを用い、この反射型レチクルに
照明光を斜めから照射し、そのレチクル面からの反射光
を反射光学系から成る投影光学系を介してウエハ上に投
射することによって、レチクル上の照明領域のパターン
がウエハ上に転写されるようになっている。また、この
ＥＵＶ露光装置では、投影光学系の結像性能の良好な部
分のみを利用してパターンの転写を行うべく、レチクル
上には円弧状の照明領域が設定され、レチクルとウエハ
とを投影光学系に対して相対走査することによりレチク
ル上のパターンの全面を投影光学系を介してウエハ上に
逐次転写する走査露光方法が採用されている。SUMMARY OF THE INVENTION In an EUV exposure apparatus,
In general, a reflective reticle is used, and the reflective reticle is irradiated with illumination light obliquely, and the reflected light from the reticle surface is projected onto a wafer via a projection optical system including a reflective optical system, thereby forming a reticle. The pattern of the upper illumination area is transferred onto the wafer. In addition, in this EUV exposure apparatus, an arc-shaped illumination area is set on the reticle to transfer a pattern by using only a portion having good imaging performance of the projection optical system, and the reticle and the wafer are projected. A scanning exposure method of sequentially transferring the entire surface of a pattern on a reticle onto a wafer via a projection optical system by performing relative scanning with respect to an optical system is employed.

【０００８】反射型レチクルを用いる理由は、ＥＵＶ露
光装置に使用される光の波長（５〜１５ｎｍ）において
は、吸収なく効率的に光を透過する物質が存在しないか
らである。但し、その反射型レチクルのパターン面に形
成される反射膜として現在開発されているのはせいぜい
７０％前後の反射率しかない。そのため残りの３０％が
吸収されて熱に交換され、反射光学系を構成するミラー
（反射光学素子）の温度上昇を招く。この温度上昇によ
り最悪ミラーが大きく変形し、十分な結像特性を維持す
ることができなくなってしまう。このため、これまでの
ＥＵＶ露光装置ではミラーの背面に強制冷却手段、例え
ば液体冷却とか、ペルチェ素子による冷却を施すことに
よりミラーの熱を逃がしていた。The reason for using a reflection type reticle is that there is no substance that efficiently transmits light without absorption at the wavelength of light (5 to 15 nm) used in an EUV exposure apparatus. However, a reflective film formed on the pattern surface of the reflective reticle is currently only developed with a reflectivity of around 70% at most. Therefore, the remaining 30% is absorbed and exchanged for heat, causing an increase in the temperature of the mirror (reflection optical element) constituting the reflection optical system. In the worst case, the temperature rise causes a large deformation of the mirror, which makes it impossible to maintain a sufficient imaging characteristic. For this reason, in the conventional EUV exposure apparatus, the heat of the mirror is released by performing forced cooling means such as liquid cooling or Peltier element cooling on the back surface of the mirror.

【０００９】この場合、ミラーの材質として考えられて
いるのは、低膨張ガラスや金属である。低膨張ガラスは
温度変化に対する線膨張率が極めて小さいため、かなり
の温度変化に対してはその変形量が結像性能を悪化させ
ることは無いが、それにも限度があるため冷却すること
が望ましい。In this case, low expansion glass or metal is considered as a material of the mirror. Since the low expansion glass has a very small linear expansion coefficient with respect to a temperature change, the deformation amount does not deteriorate the imaging performance with a considerable temperature change.

【００１０】しかしながら、低膨張ガラスは熱伝導率が
極めて低いことから、上記の如く、ミラー背面側を単に
冷却するという手法では、ミラー表面で発生した熱が裏
面に伝わるまでに多大な時間を要し、結果的にミラー表
面から裏面に掛けて温度勾配が生じ、最も重要なミラー
表面、すなわち反射面を十分に冷却することができず、
この結果反射面に変形が生じて投影光学系の結像特性が
悪化し、これにより基板上に転写されるパターンの像
（以下、「転写像」ともいう）が劣化するおそれがある
という不都合があった。However, since the low-expansion glass has a very low thermal conductivity, the method of simply cooling the rear surface of the mirror as described above requires a large amount of time before the heat generated on the mirror surface is transmitted to the rear surface. As a result, a temperature gradient is generated from the mirror surface to the back surface, and the most important mirror surface, that is, the reflecting surface cannot be sufficiently cooled,
As a result, the reflection surface is deformed, and the imaging characteristics of the projection optical system are deteriorated. As a result, the pattern image transferred onto the substrate (hereinafter, also referred to as “transfer image”) may be disadvantageously deteriorated. there were.

【００１１】また、転写像の劣化は、パターンが形成さ
れたマスクの照明光吸収による熱変動（照射変動）によ
っても生じ得る。Deterioration of the transferred image can also be caused by heat fluctuation (irradiation fluctuation) due to absorption of illumination light of the mask on which the pattern is formed.

【００１２】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、照明光の照射によるマスク又は投影光
学系の照射変動（以下、「照射変動」という）に起因す
る転写像の劣化を効果的に抑制することができる露光装
置を提供することにある。The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to degrade a transferred image caused by irradiation fluctuation of a mask or a projection optical system due to irradiation of illumination light (hereinafter referred to as “irradiation fluctuation”). It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of effectively suppressing the exposure.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】ＥＵＶ露光装置のように
投影光学系として反射光学系を用いる露光装置、あるい
は反射屈折光学系を用いる露光装置では、照明光は反射
光学素子の一部にのみ当たるので、照明光が当たらない
領域であればその反射面を冷却する冷却装置を配置する
ことが可能であると考えられる。本発明は、かかる点に
着目し、以下のような構成を採用する。すなわち、In an exposure apparatus using a reflection optical system as a projection optical system, such as an EUV exposure apparatus, or an exposure apparatus using a catadioptric system, illumination light impinges only on a part of the reflection optical element. Therefore, it is considered that it is possible to arrange a cooling device for cooling the reflection surface in a region where the illumination light does not fall. The present invention focuses on this point and employs the following configuration. That is,

【００１４】請求項１に記載の発明は、照明光（ＥＬ）
によりマスク（Ｒ）を照射し、該マスクに形成されたパ
ターンを投影光学系（ＰＯ）を介して基板（Ｗ）上に転
写する露光装置であって、前記投影光学系として複数の
ミラー（Ｍ１〜Ｍ４）から成る反射光学系が用いられ、
前記複数のミラーの内の少なくとも１つのミラーが熱伝
導率が小さい材料により形成され、前記熱伝導率が小さ
い材料から成るミラーの前記照明光が照射される反射面
上の前記照明光の非照射領域に配置された冷却装置（Ｈ
Ｐ、５２）を備える。According to the first aspect of the present invention, illumination light (EL)
An exposure apparatus that irradiates a mask (R) with a mask and transfers a pattern formed on the mask onto a substrate (W) via a projection optical system (PO). To M4) are used.
At least one of the plurality of mirrors is formed of a material having a low thermal conductivity, and the non-irradiation of the illumination light on a reflection surface of the mirror made of the material having a low thermal conductivity is irradiated with the illumination light. Cooling device (H
P, 52).

【００１５】これによれば、投影光学系を構成する複数
のミラーの内の熱伝導率が小さい材料により形成された
ミラーの反射面上の照明光の非照射領域に配置された冷
却装置を備えることから、かなりの温度変化に対しては
その変形が結像特性を悪化させることがないという熱伝
導率が小さい材料の長所を生かすとともに、限界を超え
る温度変化が生じないように反射面を直接冷却すること
により、照明光の照射に起因する投影光学系の結像特性
の悪化を防止することができ、結果的に照射変動に起因
する転写像の劣化を抑制することが可能になる。この場
合において、熱伝導率が大きい材料により形成された他
のミラーについては、従来と同様に裏面側から冷却して
も勿論良い。According to this, the cooling device is provided in the non-irradiation area of the illumination light on the reflection surface of the mirror formed of a material having a low thermal conductivity among the plurality of mirrors constituting the projection optical system. Therefore, while taking advantage of the low thermal conductivity of the material that the deformation does not deteriorate the imaging characteristics for a considerable temperature change, the reflecting surface must be directly positioned so that the temperature change beyond the limit does not occur. By cooling, deterioration of the imaging characteristics of the projection optical system due to irradiation of the illumination light can be prevented, and as a result, deterioration of the transferred image due to irradiation fluctuation can be suppressed. In this case, other mirrors formed of a material having a high thermal conductivity may be cooled from the back side as in the conventional case.

【００１６】また、この場合、請求項２に記載の発明の
如く、前記反射面上に前記冷却装置が配置された前記ミ
ラーの裏面側にも冷却装置が配置されていても構わな
い。In this case, as in the second aspect of the present invention, a cooling device may be arranged on the back side of the mirror on which the cooling device is arranged on the reflection surface.

【００１７】請求項３に記載の発明は、照明光（ＥＬ）
によりマスク（Ｒ）を照射し、該マスクに形成されたパ
ターンを投影光学系（ＰＯ）を介して基板（Ｗ）上に転
写する露光装置であって、前記投影光学系として前記照
明光が順次照射される第１ミラー（Ｍ１）と第２ミラー
（Ｍ２）とを含む複数のミラー（Ｍ１〜Ｍ４）から成る
反射光学系が用いられ、前記複数のミラーを保持する鏡
筒（ＰＰ）を冷却する鏡筒冷却装置（５２）と；前記複
数のミラーの内の少なくとも１つのミラーと前記鏡筒と
の間に設けられた熱交換器（ＨＰ）とを備える。According to a third aspect of the present invention, there is provided illumination light (EL).
An exposure apparatus that irradiates a mask (R) with a mask and transfers a pattern formed on the mask onto a substrate (W) via a projection optical system (PO). A reflection optical system including a plurality of mirrors (M1 to M4) including a first mirror (M1) and a second mirror (M2) to be irradiated is used, and a lens barrel (PP) holding the plurality of mirrors is cooled. A lens barrel cooling device (52); and a heat exchanger (HP) provided between at least one of the plurality of mirrors and the lens barrel.

【００１８】これによれば、鏡筒冷却装置により複数の
ミラーを保持する鏡筒が冷却される。また、照明光の照
射により前記複数のミラーに温度上昇が生じると、熱交
換器により複数のミラーの内の少なくとも１つのミラー
と鏡筒との間で熱交換が行われ、該ミラーが強制的に冷
却される。この熱交換器による熱交換は、該ミラーに対
する照明光の照射中は連続的に行われる。従って、熱交
換器が接続されたミラーの変形を防止することができ、
投影光学系の結像特性が悪化するのを防止することがで
き、結果的に照射変動に起因する転写像の劣化を抑制す
ることが可能になる。この意味からは、鏡筒に保持され
た全てのミラーと鏡筒との間に熱交換器を設け、全ての
ミラーの熱変形を防止するようにしても勿論良い。ある
いは、照明光が最初に照射される第１ミラーにのみ熱交
換器を接続しても良い。あるいは第１ミラーに加え、第
２ミラーに熱交換器を接続してもよい。照明光の熱エネ
ルギは第１ミラーの位置で最も高いので少なくとも第１
ミラーと鏡筒との間に熱交換器を設け、第１ミラーを強
制冷却することが望ましい。According to this, the lens barrel holding a plurality of mirrors is cooled by the lens barrel cooling device. When the temperature of the plurality of mirrors rises due to the irradiation of the illumination light, heat exchange is performed between at least one of the plurality of mirrors and the lens barrel by the heat exchanger, and the mirrors are forcibly moved. Is cooled. The heat exchange by the heat exchanger is performed continuously during the irradiation of the mirror with the illumination light. Therefore, the deformation of the mirror connected to the heat exchanger can be prevented,
It is possible to prevent the imaging characteristics of the projection optical system from deteriorating, and as a result, it is possible to suppress the deterioration of the transferred image due to the irradiation variation. In this sense, it is of course possible to provide a heat exchanger between all mirrors held in the lens barrel and the lens barrel to prevent thermal deformation of all mirrors. Alternatively, the heat exchanger may be connected only to the first mirror to which the illumination light is applied first. Alternatively, a heat exchanger may be connected to the second mirror in addition to the first mirror. Since the thermal energy of the illumination light is highest at the position of the first mirror, at least the first
It is desirable to provide a heat exchanger between the mirror and the lens barrel to forcibly cool the first mirror.

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の露光装置において、前記鏡筒が少なくとも１つのミラ
ーをそれぞれ保持する複数の分割鏡筒（ＰＰ、ＰＰ’）
から成り、前記鏡筒冷却装置が、前記各分割鏡筒を独立
して冷却し、前記熱交換器（ＨＰ）は、前記各分割鏡筒
と該分割鏡筒によって保持される少なくとも１つのミラ
ーとの間に少なくとも各１つ設けられていることを特徴
とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the exposure apparatus according to the third aspect, a plurality of divided barrels (PP, PP ') each of which holds at least one mirror.
Wherein the lens barrel cooling device cools each of the split lens barrels independently, and the heat exchanger (HP) includes a plurality of split lens barrels and at least one mirror held by the split lens barrels. And at least one of them is provided between them.

【００２０】これによれば、鏡筒冷却装置が各分割鏡筒
を独立して冷却するので、分割鏡筒毎に異なる温度で冷
却することが可能となり、結果的に各分割鏡筒とそれに
よって保持されたミラーとの間に設けられた熱交換器に
より、各分割鏡筒毎にミラーを異なる温度まで強制冷却
することが可能になる。According to this, since the lens barrel cooling device cools each of the divided lens barrels independently, it is possible to cool at a different temperature for each of the divided lens barrels. The heat exchanger provided between the held mirrors enables the mirrors to be forcibly cooled to different temperatures for each of the divided lens barrels.

【００２１】かかる意味からすれば、請求項５に記載の
発明の如く、前記複数の分割鏡筒の１つは、前記照明光
（ＥＬ）が最初に照射される前記第１ミラー（Ｍ１）を
保持する分割鏡筒（ＰＰ’）であり、前記熱交換器の内
の１つは、前記第１ミラーと該第１ミラーを保持する分
割鏡筒との間に設けられ、前記鏡筒冷却装置は、前記第
１ミラーを保持する分割鏡筒を他の分割鏡筒より低温で
冷却することが望ましい。このようにすれば、最も熱吸
収が多く、結像特性の悪化を招き易い第１ミラーを他の
ミラーより効率よく冷却できるので、結果的に照射変動
に起因する転写像の劣化を効率的に抑制することが可能
になる。In this sense, as in the invention according to claim 5, one of the plurality of split lens barrels is configured to control the first mirror (M1) to which the illumination light (EL) is first irradiated. A holding barrel (PP '), one of the heat exchangers being provided between the first mirror and the split barrel holding the first mirror, wherein the barrel cooling device is provided. Preferably, the divided lens barrel holding the first mirror is cooled at a lower temperature than the other divided lens barrels. By doing so, the first mirror, which has the largest amount of heat absorption and is likely to cause deterioration of the imaging characteristics, can be cooled more efficiently than the other mirrors. It becomes possible to suppress.

【００２２】上記請求項３〜５に記載の各発明におい
て、熱交換器は鏡筒（又は分割鏡筒）とミラーとの間で
熱交換を行うものであれば何でも良いが、例えば請求項
６に記載の発明の如く、前記熱交換器がヒートパイプ
（ＨＰ）であっても良い。In each of the third to fifth aspects of the present invention, the heat exchanger may be any as long as it performs heat exchange between the lens barrel (or the split lens barrel) and the mirror. The heat exchanger may be a heat pipe (HP).

【００２３】上記請求項１又は３に記載の露光装置にお
いて、請求項７に記載の発明の如く、前記マスク（Ｒ）
は反射型マスクであり、前記マスクの前記照明光の入射
側と反対側に配置される第２冷却装置（３６）を更に備
えていても良い。かかる場合には、マスクの照射変動を
も抑制することができるので、より効果的に照射変動に
起因する転写像の劣化を抑制することが可能になる。[0023] In the exposure apparatus according to the first or third aspect, as in the seventh aspect, the mask (R)
Is a reflection type mask, and may further include a second cooling device (36) disposed on a side of the mask opposite to the side on which the illumination light is incident. In such a case, the fluctuation of the irradiation of the mask can be suppressed, so that the deterioration of the transferred image due to the fluctuation of the irradiation can be suppressed more effectively.

【００２４】請求項８に記載の発明は、マスク（Ｒ）に
照明光（ＥＬ）を照射する照明光学系（ＰＲＭ、ＩＭ、
３０、Ｍ、４２）を有し、前記マスクに形成されたパタ
ーンを基板（Ｗ）上に転写する露光装置であって、反射
光学素子（Ｍ１〜Ｍ４）を有し、前記マスクから出射さ
れる照明光を前記基板上に投射する投影光学系（ＰＯ）
と；前記反射光学素子とそれを保持する鏡筒（ＰＰ）と
の間に設けられる熱交換器（ＨＰ）とを備える。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an illumination optical system for irradiating a mask (R) with illumination light (EL).
30, M, 42) for transferring a pattern formed on the mask onto a substrate (W), comprising a reflective optical element (M1 to M4), and emitted from the mask. Projection optical system (PO) for projecting illumination light onto the substrate
And a heat exchanger (HP) provided between the reflective optical element and a barrel (PP) holding the reflective optical element.

【００２５】これによれば、投影光学系を構成する反射
光学素子とそれを保持する鏡筒との間に設けられる熱交
換器を備えていることから、マスクから出射される照明
光が前記反射光学素子に照射され、該反射光学素子に温
度上昇が生じると、熱交換器によりその反射光学素子と
鏡筒との間で熱交換が行われ、その反射光学素子が冷却
される。この熱交換器による熱交換は、反射光学素子と
鏡筒との温度が一致するまで行われる。従って、予め鏡
筒を冷却しておくことにより、照明光の照射に起因する
投影光学系の結像特性の悪化をある程度防止することが
でき、結果的に照射変動に起因する転写像の劣化を抑制
することが可能になる。According to this configuration, since the heat exchanger provided between the reflection optical element constituting the projection optical system and the lens barrel holding the same is provided, the illumination light emitted from the mask is reflected by the reflection optical element. When the optical element is irradiated and the temperature of the reflective optical element rises, heat is exchanged between the reflective optical element and the lens barrel by the heat exchanger, and the reflective optical element is cooled. The heat exchange by the heat exchanger is performed until the temperatures of the reflective optical element and the lens barrel match. Therefore, by pre-cooling the lens barrel, it is possible to prevent the imaging characteristics of the projection optical system from deteriorating due to the irradiation of the illumination light to some extent. It becomes possible to suppress.

【００２６】この場合において、請求項９に記載の発明
の如く、前記熱交換器は、前記反射光学素子の反射面の
一部とその裏面との少なくとも一方に接続されていても
良い。In this case, the heat exchanger may be connected to at least one of a part of the reflection surface of the reflection optical element and a back surface thereof.

【００２７】上記請求項８又は９に記載の発明におい
て、請求項１０に記載の発明の如く、前記投影光学系は
複数の反射光学素子のみから成り、前記複数の反射光学
素子の少なくとも１つが前記熱交換器と接続されていて
も良い。[0027] In the invention according to claim 8 or 9, as in the invention according to claim 10, the projection optical system comprises only a plurality of reflection optical elements, and at least one of the plurality of reflection optical elements includes the reflection optical element. It may be connected to a heat exchanger.

【００２８】この場合において、請求項１１に記載の発
明の如く、前記複数の反射光学素子のうち、前記マスク
に対する光学的距離が最も短い反射光学素子（Ｍ１）が
前記熱交換器（ＨＰ）と接続されていることが望まし
い。かかる場合には、マスクに対する光学的距離が最も
短いため最も熱吸収が多く、結像特性の悪化を招き易い
反射光学素子を冷却できるので、結果的に照射変動に起
因する転写像の劣化を効率的に抑制することが可能にな
る。In this case, the reflection optical element (M1) having the shortest optical distance to the mask among the plurality of reflection optical elements is connected to the heat exchanger (HP). It is desirable to be connected. In such a case, since the optical distance to the mask is the shortest, the heat absorption is the largest, and the reflective optical element that easily causes the deterioration of the imaging characteristics can be cooled. It is possible to suppress it.

【００２９】上記請求項１０又は１１に記載の発明にお
いて、請求項１２に記載の発明の如く、前記投影光学系
は、リング・イメージ・フィールドを有し、かつ物体面
側が非テレセントリックで、像面側がテレセントリック
な光学系であっても良い。According to the tenth or eleventh aspect of the present invention, as in the twelfth aspect, the projection optical system has a ring image field, is non-telecentric on the object plane side, and has an image plane. The side may be a telecentric optical system.

【００３０】上記請求項８〜１２に記載の各発明におい
て、前記マスクは透過型マスクであっても良いが、請求
項１３に記載の発明の如く、前記マスク（Ｒ）は反射型
マスクであり、前記照明光学系（ＰＲＭ、ＩＭ、３０、
Ｍ、４２）は、前記マスクのパターン面に対して前記照
明光をその主光線を傾けて照射しても良い。In each of the above-mentioned inventions, the mask may be a transmissive mask, but as in the invention of claim 13, the mask (R) is a reflective mask. , The illumination optical system (PRM, IM, 30,
M, 42) may irradiate the illumination light onto the pattern surface of the mask with its principal ray inclined.

【００３１】また、上記請求項１〜１３に記載の各発明
において、請求項１４に記載の発明の如く、前記照明光
は、波長５〜１５ｎｍの間のＥＵＶ光であっても良い。
ＥＵＶ光のように波長が短い照明光は、その照射エネル
ギが大きく、ミラー又は反射光学素子を冷却する必要性
が高いからである。In each of the first to thirteenth aspects of the present invention, as in the fourteenth aspect, the illumination light may be EUV light having a wavelength of 5 to 15 nm.
This is because illumination light having a short wavelength, such as EUV light, has a large irradiation energy, and it is highly necessary to cool a mirror or a reflection optical element.

【００３２】この場合において、請求項１５に記載の発
明の如く、前記投影光学系（ＰＯ）の視野内で前記照明
光の照射領域を円弧スリット状に規定する絞り部材（４
４）を更に備えていても良い。かかる場合には、絞り部
材によってマスク上での前記照明光の照射領域が円弧ス
リット状に規定されるので、絞り部材のない場合に比べ
て照明光学系からマスクに向かって照射される照明光の
断面形状の自由度が増大し、これに応じて照明光学系を
構成する光学素子の設計の自由度が向上する。In this case, as in the invention according to claim 15, an aperture member (4) for defining an irradiation area of the illumination light in an arc slit shape within a field of view of the projection optical system (PO).
4) may be further provided. In such a case, the irradiation area of the illumination light on the mask is defined in the shape of an arc slit by the aperture member, so that the illumination light emitted from the illumination optical system toward the mask is compared with the case without the aperture member. The degree of freedom of the cross-sectional shape is increased, and accordingly, the degree of freedom in designing the optical elements constituting the illumination optical system is improved.

【００３３】上記請求項８及び９に記載の各発明におい
て、請求項１６に記載の発明の如く、前記投影光学系は
前記反射光学素子と屈折光学素子とを有する縮小系であ
っても良い。かかる場合であっても、熱交換器により反
射光学素子とそれを保持する鏡筒との間で熱交換が行わ
れ、例えば予め鏡筒を冷却しておくことにより、照明光
の照射に起因する投影光学系の結像特性の悪化をある程
度防止することができ、結果的に照射変動に起因する転
写像の劣化を抑制することが可能になる。In each of the eighth and ninth aspects of the present invention, as in the sixteenth aspect, the projection optical system may be a reduction system having the reflective optical element and the refractive optical element. Even in such a case, heat is exchanged between the reflective optical element and the lens barrel holding the same by the heat exchanger. For example, by cooling the lens barrel in advance, it is caused by illumination light irradiation. It is possible to prevent the imaging characteristics of the projection optical system from deteriorating to some extent, and as a result, it is possible to suppress the deterioration of the transferred image due to the irradiation variation.

【００３４】この場合において、請求項１７に記載の発
明の如く、前記投影光学系は円形イメージフィールドを
有し、かつ物体面側、及び像面側が共にテレセントリッ
クな光学系であっても良い。かかる場合には、例えば波
長１５７ｎｍのＦ2レーザ光を露光用照明光として露光
を行うことにより、基板（ウエハ）上で約１００ｎｍＬ
／Ｓパターン程度の微細パターンの転写を達成すること
ができる。In this case, the projection optical system may be an optical system having a circular image field, and both the object plane side and the image plane side are telecentric. In such a case, for example, by performing exposure to F 2 laser beam having a wavelength of 157nm as exposure illumination light, about on the substrate (wafer) 100 Nml
The transfer of a fine pattern of about / S pattern can be achieved.

【００３５】また、上記請求項１６及び１７に記載の各
発明において、請求項１８に記載の発明の如く、前記照
明光は波長２００ｎｍ程度以下の真空紫外光であっても
良い。In each of the sixteenth and seventeenth aspects, as in the eighteenth aspect, the illumination light may be vacuum ultraviolet light having a wavelength of about 200 nm or less.

【００３６】この場合において、照明光学系は、投影光
学系の視野内で照明光の照射領域を円弧状若しくは六角
形状に規定するものであっても良いが、請求項１９に記
載の発明の如く、前記照明光学系は、前記投影光学系の
視野内で前記照明光の照射領域を矩形スリット状に規定
するものであっても良い。In this case, the illumination optical system may define an irradiation area of the illumination light in an arc shape or a hexagon shape in the field of view of the projection optical system. The illumination optical system may define an irradiation area of the illumination light in a rectangular slit shape within a field of view of the projection optical system.

【００３７】上記請求項１〜１９に記載の各発明に係る
露光装置において、請求項２０に記載の発明の如く、前
記照明光に対して前記マスク（Ｒ）と前記基板（Ｗ）と
をそれぞれ相対移動するステージシステム（ＲＳＴ、Ｗ
ＳＴ、８０、３４、６２）を更に備えている場合には、
前記投影光学系（ＰＯ）の倍率に応じた速度比で前記マ
スクと前記基板とを同期移動して、前記マスク及び前記
投影光学系を介して前記照明光で前記基板を走査露光す
るようにしても良い。In the exposure apparatus according to any one of the first to nineteenth aspects, as in the twentieth aspect, the mask (R) and the substrate (W) are respectively exposed to the illumination light. Stage system (RST, W
ST, 80, 34, 62),
The mask and the substrate are synchronously moved at a speed ratio corresponding to the magnification of the projection optical system (PO), and the substrate is scanned and exposed with the illumination light via the mask and the projection optical system. Is also good.

【００３８】この場合において、請求項２１に記載の発
明の如く、前記同期移動中、前記投影光学系（ＰＯ）の
光軸方向に関する前記マスクの位置情報を検出する第１
位置検出系（ＲＩＦＺ）と、前記光軸方向に関する前記
基板の位置情報を検出する第２位置検出系（１４）とを
更に備えることが望ましい。かかる場合には、走査露光
中のマスク、基板の光軸方向位置を第１、第２位置検出
系によりそれぞれ検出し、マスク、基板の光軸方向位置
を調整することにより、マスク及び基板の光軸方向変位
に起因して基板上のパターンの転写像に倍率誤差や位置
ずれが生ずるのを効果的に抑制することができ、結果的
に重ね合わせ精度の向上を図ることが可能となる。In this case, as in the invention according to claim 21, during the synchronous movement, the first position information of the mask in the optical axis direction of the projection optical system (PO) is detected.
It is preferable to further include a position detection system (RIFZ) and a second position detection system (14) for detecting position information of the substrate in the optical axis direction. In such a case, the positions of the mask and the substrate in the optical axis direction during the scanning exposure are detected by the first and second position detection systems, respectively, and the positions of the mask and the substrate in the optical axis direction are adjusted. It is possible to effectively suppress the occurrence of a magnification error or a position shift in a transferred image of a pattern on a substrate due to the axial displacement, and as a result, it is possible to improve the overlay accuracy.

【００３９】[0039]

【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【００４０】図１には、第１の実施形態に係る露光装置
１０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置
１０は、露光用の照明光ＥＬとして波長５〜１５ｎｍの
軟Ｘ線領域の光（ＥＵＶ光）を用いて、ステップアンド
スキャン方式により露光動作を行う投影露光装置であ
る。本実施形態では、後述するように、マスクとしての
レチクルＲからの反射光束をウエハＷ上に垂直に投射す
る投影光学系ＰＯが使用されているので、以下において
は、この投影光学系ＰＯからウエハＷへの照明光ＥＬの
投射方向を投影光学系ＰＯの光軸方向と呼ぶとともに、
この光軸方向をＺ軸方向、これに直交する面内で図１に
おける紙面内の方向をＹ軸方向、紙面に直交する方向を
Ｘ軸方向として説明するものとする。FIG. 1 schematically shows the entire configuration of an exposure apparatus 10 according to the first embodiment. The exposure apparatus 10 is a projection exposure apparatus that performs an exposure operation by a step-and-scan method using light in a soft X-ray region (EUV light) having a wavelength of 5 to 15 nm as illumination light EL for exposure. In the present embodiment, as will be described later, a projection optical system PO that vertically projects a reflected light beam from a reticle R as a mask onto a wafer W is used. The projection direction of the illumination light EL onto W is referred to as the optical axis direction of the projection optical system PO.
The optical axis direction will be described as a Z-axis direction, a direction perpendicular to the optical axis direction in FIG. 1 as a Y-axis direction, and a direction perpendicular to the paper plane as an X-axis direction.

【００４１】この露光装置１０は、マスクとしての反射
型レチクルＲに描画された回路パターンの一部の像を投
影光学系ＰＯを介して基板としてのウエハＷ上に投影し
つつ、レチクルＲとウエハＷとを投影光学系ＰＯに対し
て１次元方向（ここではＹ軸方向）に相対走査すること
によって、レチクルＲの回路パターンの全体をウエハＷ
上の複数のショット領域の各々にステップアンドスキャ
ン方式で転写するものである。The exposure apparatus 10 projects a partial image of a circuit pattern drawn on a reflective reticle R as a mask onto a wafer W as a substrate via a projection optical system PO, and Is relatively scanned with respect to the projection optical system PO in a one-dimensional direction (here, the Y-axis direction), so that the entire circuit pattern of the reticle R is transferred to the wafer W.
The image is transferred to each of the plurality of upper shot areas by a step-and-scan method.

【００４２】露光装置１０は、ＥＵＶ光ＥＬをＹ方向に
沿って水平に射出する光源装置１２、この光源装置１２
からのＥＵＶ光ＥＬを反射して所定の入射角θ（θはこ
こでは約５０ｍｒａｄとする）でレチクルＲのパターン
面（図１における下面）に入射するように折り曲げる折
り返しミラーＭ（照明光学系の一部）、レチクルＲを保
持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲのパターン
面で反射されたＥＵＶ光ＥＬをウエハＷの被露光面に対
して垂直に投射する反射光学系から成る投影光学系Ｐ
Ｏ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、フォー
カスセンサ（１４ａ，１４ｂ）及びアライメント光学系
ＡＬＧ等を備えている。The exposure device 10 includes a light source device 12 that emits the EUV light EL horizontally along the Y direction.
A mirror M (reflecting the illumination optical system) that reflects the EUV light EL from A reticle stage RST for holding the reticle R, and a projection optical system P including a reflection optical system for projecting the EUV light EL reflected on the pattern surface of the reticle R perpendicularly to the surface to be exposed of the wafer W.
O, a wafer stage WST for holding the wafer W, focus sensors (14a, 14b), an alignment optical system ALG, and the like.

【００４３】前記光源装置１２は、図２に示されるよう
に光源１６と照明光学系の一部（ＰＲＭ、ＩＭ、３０）
とから構成される。光源１６は、例えば半導体レーザ励
起によるＹＡＧレーザやエキシマレーザ等の高出力レー
ザ２０と、この高出力レーザ２０からのレーザ光Ｌを所
定の集光点に集光する集光レンズ２２と、この集光点に
配置された銅テープ等のＥＵＶ光発生物質２４とを備え
ている。As shown in FIG. 2, the light source device 12 includes a light source 16 and a part of an illumination optical system (PRM, IM, 30).
It is composed of The light source 16 includes, for example, a high-power laser 20 such as a YAG laser or an excimer laser excited by a semiconductor laser, a condensing lens 22 for condensing a laser beam L from the high-power laser 20 at a predetermined converging point, And an EUV light generating substance 24 such as a copper tape disposed at the light spot.

【００４４】ここで、ＥＵＶ光の発生のしくみについて
簡単に説明すると、高出力レーザ２０からのレーザ光Ｌ
が集光レンズ２２の集光点に配置されたＥＵＶ光発生物
質２４に照射されると、このＥＵＶ光発生物質２４がレ
ーザ光のエネルギで高温になり、プラズマ状態に励起さ
れ、低ポテンシャル状態に遷移する際にＥＵＶ光ＥＬを
放出する。Here, the mechanism of generation of EUV light will be briefly described.
Is irradiated on the EUV light generating substance 24 disposed at the converging point of the condensing lens 22, the EUV light generating substance 24 becomes high temperature by the energy of the laser light, is excited into a plasma state, and is brought into a low potential state. The EUV light EL is emitted during the transition.

【００４５】このようにして発生したＥＵＶ光ＥＬは全
方位に発散するため、これを集光する目的で、光源装置
１２内には放物面鏡ＰＲＭが設けられており、この放物
面鏡ＰＲＭによってＥＵＶ光ＥＬは集光されて平行光束
に変換されるようになっている。この放物面鏡ＰＲＭの
内表面にはＥＵＶ光を反射するためのＥＵＶ光反射層が
形成されており、その裏面には冷却装置２６が取り付け
られている。冷却装置２６としては冷却液体を用いるも
のが冷却効率の点からは好ましいが、これに限定される
ものではない。放物面鏡ＰＲＭの素材は熱伝導の点から
金属が適している。放物面鏡ＰＲＭの表面に形成されて
いるＥＵＶ光反射層として、２種類の物質を交互に積層
した多層膜を用いることにより、特定の波長の光のみを
反射することが知られている。例えば、モリブデンＭｏ
と珪素Ｓｉを数十層コーティングすると波長約１３ｎｍ
のＥＵＶ光を選択的に反射することが知られている。反
射されない波長の光は多層膜等により吸収されて熱に変
わるため、放物面鏡ＰＲＭの温度が上昇する。この放物
面鏡ＰＲＭを冷却するために、前記冷却装置２６が必要
となるのである。放物面鏡ＰＲＭによって平行光に変換
されたＥＵＶ光ＥＬは、その光軸に垂直な断面形状が円
形で、強度分布が一様な平行光である。The EUV light EL generated in this way diverges in all directions, and a parabolic mirror PRM is provided in the light source device 12 for the purpose of condensing the light. The EUV light EL is collected by the PRM and converted into a parallel light flux. An EUV light reflection layer for reflecting EUV light is formed on the inner surface of the parabolic mirror PRM, and a cooling device 26 is attached to the back surface. As the cooling device 26, a device using a cooling liquid is preferable from the viewpoint of cooling efficiency, but is not limited to this. Metal is suitable for the material of the parabolic mirror PRM in terms of heat conduction. It is known that, as a EUV light reflecting layer formed on the surface of a parabolic mirror PRM, a multilayer film in which two types of substances are alternately laminated is used to reflect only light of a specific wavelength. For example, molybdenum Mo
Dozens of layers of Si
It is known that EUV light is selectively reflected. Light of a wavelength not reflected is absorbed by the multilayer film or the like and converted into heat, so that the temperature of the parabolic mirror PRM increases. In order to cool the parabolic mirror PRM, the cooling device 26 is required. The EUV light EL converted into parallel light by the parabolic mirror PRM is a parallel light having a circular cross section perpendicular to the optical axis and a uniform intensity distribution.

【００４６】光源装置１２内には、更に、上記の平行光
に変換されたＥＵＶ光ＥＬを反射して図１の折り返しミ
ラーＭの方向に向けて偏向する照明ミラーＩＭと、この
照明ミラーＩＭのＥＵＶ光ＥＬの進行方向後方側（図２
における紙面右側）に配置された波長選択窓３０とが設
けられている。照明ミラーＩＭは、図２に示されるよう
に、ＥＵＶ光ＥＬが照射される側の面が曲面とされ、そ
の曲面の表面には、二種類の物質を交互に積層（例え
ば、モリブデンＭｏと珪素Ｓｉを数十層コーティング）
した多層膜から成る反射層が形成され、この反射層で反
射されたＥＵＶ光がレチクルＲ上で丁度細長いスリット
状になるよう設計されている。The light source device 12 further includes an illumination mirror IM that reflects the EUV light EL converted into the parallel light and deflects it toward the folding mirror M in FIG. The rear side in the traveling direction of the EUV light EL (FIG. 2)
And a wavelength selection window 30 disposed on the right side of the drawing in FIG. As shown in FIG. 2, the illumination mirror IM has a curved surface on the side irradiated with the EUV light EL, and two kinds of materials are alternately laminated on the curved surface (for example, molybdenum Mo and silicon). Dozens of layers of Si coating)
A reflective layer made of a multilayer film is formed, and the EUV light reflected by the reflective layer is designed to be just a narrow slit on the reticle R.

【００４７】図２の紙面内上下方向が後述するレチクル
Ｒのパターン面を照明する後述する所定面積を有する円
弧状の照明領域（リング状照明領域の一部を取り出した
ような形状の照明領域）の長手方向に直交する方向に対
応し、レチクルＲのパターン面が丁度焦点面となってい
る。この場合、ＥＵＶ光ＥＬの発光源が有限の大きさを
持つため、レチクルＲのパターン面が焦点面になってい
るといってもその焦点面上ではＥＵＶ光ＥＬは１ｍｍ〜
１０ｍｍ程度の幅を有する。従って、円弧状の照明領域
を照明するのに細すぎるということは無い。照明ミラー
ＩＭの反射面の裏面側には、前述した冷却装置２６と同
様の冷却装置２８が設けられている。An arc-shaped illumination area having a predetermined area to be described later (illumination area shaped like a part of a ring-shaped illumination area) is used to illuminate a pattern surface of a reticle R described later in the vertical direction in the plane of FIG. And the pattern surface of the reticle R is just the focal plane. In this case, since the emission source of the EUV light EL has a finite size, even if the pattern surface of the reticle R is a focal plane, the EUV light EL is 1 mm to less on the focal plane.
It has a width of about 10 mm. Therefore, it is not too thin to illuminate the arc-shaped illumination area. On the back side of the reflection surface of the illumination mirror IM, a cooling device 28 similar to the cooling device 26 described above is provided.

【００４８】前記波長選択窓３０は、ここでは、可視光
をカットする目的で設けられている。これは、多層膜か
ら成るＥＵＶ反射膜は、ＥＵＶ光近辺の波長に対しては
かなり鋭い波長選択性を持ち、露光に用いる特定の波長
のみを選択的に反射するが、可視光や紫外光なども同様
に反射してしまう。これをレチクルＲや投影光学系ＰＯ
に導いたりすると、余計なエネルギーのためにレチクル
Ｒや投影光学系ＰＯを構成するミラー（これらについて
は後述する）が発熱したり、最悪の場合にはウエハＷ上
に不要な光が転写されて像の劣化を招くおそれもあるた
め、かかる事態の発生を防止しようとするものである。Here, the wavelength selection window 30 is provided for the purpose of cutting visible light. This is because EUV reflective films composed of multilayer films have a very sharp wavelength selectivity for wavelengths near EUV light and selectively reflect only specific wavelengths used for exposure. Will be similarly reflected. This is called reticle R or projection optical system PO
The mirror (which will be described later) forming the reticle R and the projection optical system PO due to unnecessary energy, or unnecessary light is transferred onto the wafer W in the worst case. Since the image may be deteriorated, an attempt is made to prevent such a situation from occurring.

【００４９】図３には、図２に示される光源装置１２を
Ｙ方向一側（図２における左側）から見た状態が示され
ている。この図３においては、紙面の奥側に図１の折り
返しミラーＭがある。照明ミラーＩＭの反射面は図３に
は表れていないが、図３の紙面奥側からみた場合に長方
形状をしている。すなわち、図２では凹曲面、この左側
面図である図３では長方形であるから、照明ミラーＩＭ
の反射面は、円筒の内周面の一部と同様の形状をしてい
ることになる。この場合、ＥＵＶ光ＥＬは、図２の紙面
内では収束されるが、図３の紙面内では平行光のままで
あるから、図３中の左右方向の長さが後述する円弧状照
明領域の長手方向の長さとなる。なお、平行と言っても
前述の通り光源の大きさが有限であるため、空間的コヒ
ーレンシーがゼロと言うわけではない。FIG. 3 shows the light source device 12 shown in FIG. 2 as viewed from one side in the Y direction (left side in FIG. 2). In FIG. 3, the folding mirror M of FIG. The reflection surface of the illumination mirror IM is not shown in FIG. 3, but has a rectangular shape when viewed from the back side of the paper of FIG. That is, the illumination mirror IM has a concave curved surface in FIG. 2 and a rectangular shape in FIG.
Has the same shape as a part of the inner peripheral surface of the cylinder. In this case, the EUV light EL is converged in the plane of FIG. 2 but remains parallel in the plane of FIG. 3, so that the length in the left-right direction in FIG. It is the length in the longitudinal direction. It should be noted that even though the light source is parallel, the spatial coherency is not necessarily zero because the size of the light source is finite as described above.

【００５０】図１に戻り、前記レチクルステージＲＳＴ
は、図１では図示が省略されているが、実際には図４に
示されるように、ＸＹ平面に沿って配置されたレチクル
ステージベース３２上に配置され、磁気浮上型２次元リ
ニアアクチュエータ３４によって該レチクルステージベ
ース３２上に浮上支持されている。このレチクルステー
ジＲＳＴは、該磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ
３４によってＹ方向に所定ストロークで駆動されるとと
もに、Ｘ方向及びθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微
小量駆動されるようになっている。また、このレチクル
ステージＲＳＴは、磁気浮上型２次元リニアアクチュエ
ータ３４によってＺ方向及びＸＹ面に対する傾斜方向に
も微小量だけ駆動可能に構成されている。Returning to FIG. 1, the reticle stage RST
Although not shown in FIG. 1, is actually arranged on a reticle stage base 32 arranged along the XY plane as shown in FIG. The reticle stage base 32 is supported by floating. The reticle stage RST is driven by the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 34 at a predetermined stroke in the Y direction, and is also driven by a small amount in the X direction and the θ direction (rotation direction around the Z axis). ing. The reticle stage RST is configured to be driven by a minute amount in the Z direction and the tilt direction with respect to the XY plane by the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 34.

【００５１】レチクルステージＲＳＴの周辺部の底部に
は、永久磁石（図示省略）が設けられており、この永久
磁石とレチクルステージベース３２上にＸＹ２次元方向
に張り巡らされたコイル３４ａとによって前記磁気浮上
型２次元リニアアクチュエータ３４が構成されており、
後述する主制御装置８０によりコイル３４ａに流す電流
を制御することによってレチクルステージＲＳＴの６次
元方向の位置及び姿勢制御が行われるようになってい
る。A permanent magnet (not shown) is provided at the bottom of the peripheral portion of the reticle stage RST. The permanent magnet and the coil 34a stretched on the reticle stage base 32 in the XY two-dimensional directions provide the magnetic field. A floating type two-dimensional linear actuator 34 is configured,
The position and orientation of the reticle stage RST in the six-dimensional direction are controlled by controlling a current flowing through the coil 34a by a main controller 80 described later.

【００５２】レチクルステージＲＳＴは、図４に拡大し
て示されるように、レチクルＲをレチクルステージベー
ス３２に対向して保持するレチクルホルダＲＨと、レチ
クルホルダＲＨの周辺部を保持するステージ本体３５
と、ステージ本体３５の内部でレチクルホルダＲＨの背
面側（上面側）に設けられ該レチクルホルダＲＨの温度
をコントロールするための温度制御部３６とを備えてい
る。前記レチクルホルダＲＨとしては、静電チャック式
のレチクルホルダが用いられている。これは、ＥＵＶ光
ＥＬを露光用の照明光として用いる関係から、本実施形
態の露光装置１０は、実際には、不図示の真空チャンバ
内に収容されており、このため真空チャック式のレチク
ルホルダは使用できないからである。レチクルホルダＲ
Ｈの素材は低膨張ガラスやセラミックなど従来のＤＵＶ
露光装置で使用されている物で差し支えない。The reticle stage RST includes a reticle holder RH for holding the reticle R facing the reticle stage base 32 and a stage body 35 for holding a peripheral portion of the reticle holder RH, as shown in FIG.
And a temperature control unit 36 provided inside the stage main body 35 on the back side (upper side) of the reticle holder RH to control the temperature of the reticle holder RH. As the reticle holder RH, a reticle holder of an electrostatic chuck type is used. This is because the EUV light EL is used as illumination light for exposure, and therefore, the exposure apparatus 10 of the present embodiment is actually housed in a vacuum chamber (not shown). Cannot be used. Reticle holder R
Material of H is conventional DUV such as low expansion glass and ceramic
Objects used in the exposure apparatus may be used.

【００５３】レチクルホルダＲＨのレチクル吸着面に
は、複数の温度センサ３８が所定間隔で配置されてお
り、これらの温度センサ３８によってレチクルＲの温度
が正確に測定され、この測定温度に基づいて温度制御部
３６でレチクルＲの温度を所定の目標温度に保つような
温度制御を行う。この温度制御部３６を構成する冷却装
置としては、外部からフレキシブルなチューブを介して
冷却液体を引き込む形の液冷式や、ペルチェ素子のよう
な電子素子を用いる方式、さらにはヒートパイプ等の熱
交換器を用いる方式などが採用できる。A plurality of temperature sensors 38 are arranged at predetermined intervals on the reticle suction surface of the reticle holder RH, and the temperature of the reticle R is accurately measured by these temperature sensors 38. The controller 36 performs temperature control so as to maintain the temperature of the reticle R at a predetermined target temperature. As a cooling device constituting the temperature control unit 36, a liquid cooling type in which a cooling liquid is drawn in from outside through a flexible tube, a method using an electronic element such as a Peltier element, and a heat pipe such as a heat pipe. A method using an exchanger can be adopted.

【００５４】レチクルステージＲＳＴのＹ方向一側の側
面には、鏡面加工が施され、可視領域の光に対する反射
面４０ａが形成されている。図４では図示が省略されて
いるが、図６に示されるように、レチクルステージＲＳ
ＴのＸ方向一側の側面にも鏡面加工が施され、可視領域
の光に対する反射面４０ｂが形成されている。そして、
この露光装置１０では、従来のＤＵＶ光源の露光装置と
同様に、前記反射面４０ａ、４０ｂに測定ビームを照射
する干渉計システムによってレチクルステージＲＳＴの
ＸＹ面内の位置が管理されている。この干渉計システム
については、後に詳述する。The side surface of the reticle stage RST on one side in the Y direction is mirror-finished to form a reflection surface 40a for light in the visible region. Although not shown in FIG. 4, as shown in FIG. 6, reticle stage RS
The side surface on one side in the X direction of T is also mirror-finished to form a reflection surface 40b for light in the visible region. And
In this exposure apparatus 10, the position of the reticle stage RST in the XY plane is managed by an interferometer system that irradiates the reflection surfaces 40a and 40b with a measurement beam, similarly to the exposure apparatus using a conventional DUV light source. This interferometer system will be described later in detail.

【００５５】レチクルＲの表面（パターン面）には、Ｅ
ＵＶ光を反射する反射膜が形成されている。この反射膜
は、例えば２種類の物質を交互に積層させた多層膜であ
る。ここでは、モリブデンＭｏと珪素Ｓｉの多層膜を用
いて波長１３ｎｍのＥＵＶ光に対して反射率約７０％の
反射膜を形成している。かかる反射膜の上にＥＵＶ光を
吸収する物質を一面に塗布し、パタニングする。多層膜
のような反射物体をパタニングすると失敗した時の修復
が不可能であるのに対し、吸収層を設けてパタニングす
る方法だとやり直しが可能になるのでパターン修復が可
能になる。実在する大部分の物質がＥＵＶ光を反射しな
いため、吸収層に用いることができる。本実施形態で
は、後述するように、レチクルＲのＺ方向位置を計測す
るために、レーザ干渉計（ＲＩＦＺ１〜ＲＩＦＺ３）が
用いられるため、これらのレーザ干渉計からの測定ビー
ム（可視領域の光）に対して前記反射層と同程度の反射
率が得られるような物質により吸収層が形成されてい
る。この他、この吸収層形成材料の選択の基準としてパ
タニングのし易さ、反射層への密着性、酸化などによる
経年変化が小さいなどが挙げられる。On the surface (pattern surface) of reticle R, E
A reflection film that reflects UV light is formed. This reflection film is, for example, a multilayer film in which two kinds of substances are alternately laminated. Here, a reflective film having a reflectance of about 70% for EUV light having a wavelength of 13 nm is formed using a multilayer film of molybdenum Mo and silicon Si. A material that absorbs EUV light is applied on one surface of the reflective film, and patterning is performed. When a reflective object such as a multilayer film is patterned, it is impossible to repair the failure when it fails. On the other hand, when the patterning is performed by providing an absorbing layer, the pattern can be repaired because the process can be redone. Since most existing substances do not reflect EUV light, they can be used for absorbing layers. In the present embodiment, as described later, laser interferometers (RIFZ1 to RIFZ3) are used to measure the position of the reticle R in the Z direction. Therefore, measurement beams (light in the visible region) from these laser interferometers are used. The absorption layer is formed of a substance that can provide the same reflectance as that of the reflection layer. In addition, the criteria for selecting the material for forming the absorbing layer include ease of patterning, adhesion to the reflective layer, and small changes over time due to oxidation and the like.

【００５６】図５には、レチクルＲの一例が示されてい
る。図中の中央にある長方形の領域がパターン領域ＰＡ
である。斜線が施された円弧状の領域が露光用照明光で
あるＥＵＶ光ＥＬが照射される円弧状照明領域ＩＡであ
る。ここで、円弧状の照明領域を用いて露光を行うの
は、後述する投影光学系ＰＯの諸収差が最も小さい領域
のみを使用できるようにするためである。また、レチク
ルＲのパターン領域ＰＡのＸ方向両端部には、Ｙ方向に
沿って所定間隔で位置合わせマークとしてのレチクルア
ライメントマークＲＭ１〜ＲＭ６が形成されている。レ
チクルアライメントマークＲＭ１とＲＭ４、ＲＭ２とＲ
Ｍ５、ＲＭ３とＲＭ６は、それぞれほぼＸ方向に沿って
配置されている。FIG. 5 shows an example of the reticle R. The rectangular area at the center in the figure is the pattern area PA.
It is. The hatched arc-shaped area is the arc-shaped illumination area IA irradiated with the EUV light EL as the illumination light for exposure. Here, the reason why the exposure is performed using the arc-shaped illumination area is that only the area where the various aberrations of the projection optical system PO described later are the smallest can be used. At both ends in the X direction of the pattern area PA of the reticle R, reticle alignment marks RM1 to RM6 as alignment marks are formed at predetermined intervals along the Y direction. Reticle alignment marks RM1 and RM4, RM2 and R
M5, RM3, and RM6 are respectively arranged substantially along the X direction.

【００５７】図５から明らかなように円弧状の照明領域
ＩＡを用いる場合には、一括露光（静止露光）を行うの
は現実的でないため、本実施形態では後述するようにし
て走査露光が行われる。As is clear from FIG. 5, when the arc-shaped illumination area IA is used, it is not practical to perform the batch exposure (still exposure), and in this embodiment, the scanning exposure is performed as described later. Will be

【００５８】レチクルＲは、前述したようにその表面に
反射層が形成されるため、レチクルＲそのものの素材は
特に問わない。レチクルＲの素材としては、例えば低膨
張ガラス、石英ガラス（例えば、ショット社のゼロデュ
ア（商品名）、コーニング社のＵＬＥ（商品名）なども
含む）、セラミックス、シリコンウエハなどが考えられ
る。この素材の選択の基準として、例えばレチクルホル
ダＲＨの素材と同一の素材をレチクルＲの素材として用
いることが挙げられる。かかる場合には、照明光ＥＬの
照射等による温度上昇に起因してレチクルＲやレチクル
ホルダＲＨに熱膨張が生じるが、両素材が同一であれば
同一量だけ膨張するので、両者の間にずれようとする力
（熱応力）が働かないというメリットがある。これに限
らず、異なる物質であっても同じ線膨張率を持った物質
をレチクルＲ及びレチクルホルダＲＨの素材として用い
れば、同じ効果が得られる。例えば、レチクルＲにシリ
コンウエハ、レチクルホルダＲＨにＳｉＣ（炭化珪素）
を用いることが考えられる。レチクルＲの素材としてシ
リコンウエハを用いると、パターン描画装置やレジスト
塗布装置、エッチング装置などのプロセス装置などがそ
のまま使用できると言う利点もある。本実施形態では、
かかる理由により、レチクルＲの素材としてシリコンウ
エハを用い、レチクルホルダをＳｉＣによって形成して
いる。Since the reflective layer is formed on the surface of the reticle R as described above, the material of the reticle R itself is not particularly limited. As a material of the reticle R, for example, low expansion glass, quartz glass (including, for example, Zerodur (trade name) of Schott Co., and ULE (trade name) of Corning Co., Ltd.), ceramics, and silicon wafer can be considered. As a criterion for selecting this material, for example, the same material as the material of the reticle holder RH may be used as the material of the reticle R. In such a case, thermal expansion occurs in the reticle R and the reticle holder RH due to a temperature rise due to the irradiation of the illumination light EL or the like. There is an advantage that the desired force (thermal stress) does not work. However, the same effect can be obtained by using different materials having the same linear expansion coefficient as the material of the reticle R and the reticle holder RH. For example, a silicon wafer is used for the reticle R, and SiC (silicon carbide) is used for the reticle holder RH.
It is conceivable to use. When a silicon wafer is used as the material of the reticle R, there is also an advantage that a process device such as a pattern drawing device, a resist coating device, and an etching device can be used as it is. In this embodiment,
For this reason, a silicon wafer is used as a material of the reticle R, and the reticle holder is formed of SiC.

【００５９】図１に戻り、レチクルＲの下方には可動式
ブラインド４２、視野絞りとしてのスリット板４４とが
レチクルＲに近接して配置されている。より具体的に
は、これら可動式ブラインド４２、スリット板４４は、
実際には、図４に示されるようにレチクルステージベー
ス３２の内部に配置されている。Returning to FIG. 1, below the reticle R, a movable blind 42 and a slit plate 44 as a field stop are arranged close to the reticle R. More specifically, these movable blinds 42 and slit plates 44
Actually, as shown in FIG. 4, it is arranged inside the reticle stage base 32.

【００６０】スリット板４４は、円弧状の照明領域ＩＡ
を規定するもので、投影光学系ＰＯに対して固定されて
いても勿論良いが、本実施形態においては、このスリッ
ト板４４は、モータ等を含む切替機構としての駆動機構
４６によって駆動可能に構成されている。図７には、こ
のスリット板４４及びその駆動機構４６の平面図が示さ
れている。スリット板４４には、露光用の照明光として
のＥＵＶ光ＥＬが照射されるレチクルＲ上の円弧状の照
明領域（第１照明領域）ＩＡを規定する第１開口として
の第１スリット４４ａと、レチクルＲのパターン領域Ｐ
Ａの両側に形成されたアライメントマークＲＭ１とＲＭ
４（あるいは、ＲＭ２とＲＭ５、ＲＭ３とＲＭ６）部分
に露光用照明光ＥＬが照射される第２照明領域を規定す
る第２開口としての第２スリット４４ｂとを有する。駆
動機構４６は、モータ４６Ａとこのモータの出力軸に継
ぎ手４６Ｂを介して連結された送りねじ４６Ｃと、前記
モータ４６Ａの制御部４６Ｄとを備えている。スリット
板４４の図７における紙面裏側に突設されたナット部
（図示省略）に送りねじ４６Ｃが螺合している。このた
め、モータ４６Ａの回転によって送りねじ４６Ｃが回転
駆動され、これによって送りねじ４６Ｃの軸方向（Ｙ方
向）にスリット板４４が駆動されるようになっている。
駆動機構４６の制御部４６Ｄは、後述する主制御装置８
０（図１１参照）からの指示に従って、露光時には、ス
リット板４４を、露光用照明光ＥＬが第１スリット４４
ａに照射される第１位置に切り替え、レチクルＲの位置
合わせ（アライメント）時には、スリット板４４を、露
光用照明光ＥＬが第２スリット４４ｂに照射される第２
位置に切り替えるようになっている。なお、送りねじ機
構の代わりに、例えばリニアモータを用いてスリット板
４４を駆動しても良い。The slit plate 44 has an arc-shaped illumination area IA.
The slit plate 44 may be fixed to the projection optical system PO. However, in the present embodiment, the slit plate 44 is configured to be drivable by a driving mechanism 46 as a switching mechanism including a motor and the like. Have been. FIG. 7 is a plan view of the slit plate 44 and the driving mechanism 46 thereof. The slit plate 44 includes a first slit 44a as a first opening that defines an arc-shaped illumination area (first illumination area) IA on the reticle R on which the EUV light EL as illumination light for exposure is irradiated. Pattern area P of reticle R
A. Alignment marks RM1 and RM formed on both sides of A
4 (or RM2 and RM5, RM3 and RM6) have a second slit 44b as a second opening that defines a second illumination area where the exposure illumination light EL is irradiated. The drive mechanism 46 includes a motor 46A, a feed screw 46C connected to an output shaft of the motor via a joint 46B, and a control unit 46D for the motor 46A. A feed screw 46C is screwed into a nut portion (not shown) projecting from the slit plate 44 on the back side of the paper surface in FIG. For this reason, the feed screw 46C is rotationally driven by the rotation of the motor 46A, whereby the slit plate 44 is driven in the axial direction (Y direction) of the feed screw 46C.
The control unit 46D of the drive mechanism 46 includes a main control device 8 described later.
0 (see FIG. 11), the slit plate 44 is exposed to the illumination light EL for exposure by the first slit 44 during exposure.
When the reticle R is positioned (aligned), the slit plate 44 is irradiated with the illumination light EL for exposure to the second slit 44b.
Switch to the position. The slit plate 44 may be driven using, for example, a linear motor instead of the feed screw mechanism.

【００６１】図４に戻り、前記可動式ブラインド４２
は、同一レチクルＲ内に描かれた冗長回路パターンをウ
エハＷに転写したくない場合、その冗長回路部分が照明
領域ＩＡ内に含まれるのを防止するためのもので、本実
施形態では、後述する主制御装置８０（図１１参照）か
らの指示に応じ、駆動機構４６を構成する前記制御部４
６ＤによってレチクルステージＲＳＴのＹ方向の移動と
同期してそのＹ方向の移動が制御されるようになってい
る。この場合において、可動式ブラインド４２の始動
は、レチクルＲが走査し始めてからレチクルＲと同じよ
うに走査し始めても良いし、目標の隠すべきパターンが
差し掛かるのに合わせて動き始めても良い。Returning to FIG. 4, the movable blind 42
Is to prevent the redundant circuit pattern drawn in the same reticle R from being included in the illumination area IA when it is not desired to transfer the pattern to the wafer W. In the present embodiment, In response to an instruction from the main controller 80 (see FIG. 11), the controller 4 constituting the drive mechanism 46
6D controls the movement of the reticle stage RST in the Y direction in synchronization with the movement in the Y direction. In this case, the starting of the movable blind 42 may start scanning in the same manner as the reticle R after the reticle R starts scanning, or may start moving in accordance with the arrival of a target pattern to be hidden.

【００６２】図１に戻り、前記投影光学系ＰＯは、前記
の如く、反射光学素子としてのミラーのみから成る反射
光学系が使用されており、ここでは、投影倍率１／４倍
のものが使用されている。従って、レチクルＲによって
反射され、レチクルＲに描かれたパターン情報を含むＥ
ＵＶ光ＥＬは、投影光学系ＰＯによって４分の１に縮小
されてウエハＷ上に照射される。Referring back to FIG. 1, as the projection optical system PO, as described above, a reflection optical system including only a mirror as a reflection optical element is used. Have been. Therefore, E including the pattern information reflected by the reticle R and drawn on the reticle R
The UV light EL is irradiated onto the wafer W after being reduced to a quarter by the projection optical system PO.

【００６３】ここで、投影光学系ＰＯについて図８を用
いてより詳細に説明する。この図８に示されるように、
投影光学系ＰＯは、レチクルＲで反射されたＥＵＶ光Ｅ
Ｌを順次反射する第１ミラーＭ１、第２ミラーＭ２、第
３ミラーＭ３、第４ミラーＭ４の合計４枚のミラー（反
射光学素子）と、これらのミラーＭ１〜Ｍ４を保持する
鏡筒ＰＰとから構成されている。前記第１ミラーＭ１及
び第４ミラーＭ４の反射面は非球面の形状を有し、第２
ミラーＭ２の反射面は平面であり、第３ミラーＭ３の反
射面は球面形状となっている。各反射面は設計値に対し
て露光波長の約５０分の１から６０分の１以下の加工精
度が実現され、ＲＭＳ値（標準偏差）で０．２ｎｍから
０．３ｎｍ以下の誤差しかない。この場合、第１ミラー
Ｍ１、第２ミラーＭ２の素材は、熱膨張率が小さい低膨
張ガラスであり、第３ミラーＭ３、第４ミラーＭ４の素
材は金属である。各ミラーＭ１〜Ｍ４の表面にはレチク
ルＲと同様の２種類の物質を交互に重ねた多層膜により
ＥＵＶ光に対する反射層が形成されている。投影光学系
ＰＯを構成するミラーに用いられる低膨張ガラスとして
は、例えばショット社製のゼロデュア（商品名）があ
る。ゼロデュアは、ハイクォーツ構造をした結晶化相を
７０〜８０重量パーセント含んでいるため、その線膨張
係数は０±０．０５×１０-6である。また、ゼロデュア
の熱伝導率は１．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。なお、ゼロ
デュアなどの低膨張ガラスの代わりに、例えばアルミナ
系（Ａｌ2Ｏ3）、又はコーデライト系（２ＭｇＯ2・２
Ａｌ2Ｏ3・６ＳｉＯ2）の低膨張セラミックスを用いる
ようにしても良い。Here, the projection optical system PO will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG.
The projection optical system PO includes the EUV light E reflected by the reticle R.
A total of four mirrors (reflection optical elements) of a first mirror M1, a second mirror M2, a third mirror M3, and a fourth mirror M4, which sequentially reflect L, and a lens barrel PP holding these mirrors M1 to M4. It is composed of The reflecting surfaces of the first mirror M1 and the fourth mirror M4 have an aspherical shape,
The reflection surface of the mirror M2 is flat, and the reflection surface of the third mirror M3 is spherical. Each reflecting surface achieves a processing accuracy of about 1/50 to 1/60 or less of the exposure wavelength with respect to the design value, and has an error of 0.2 to 0.3 nm or less in RMS value (standard deviation). In this case, the material of the first mirror M1 and the second mirror M2 is low expansion glass having a small coefficient of thermal expansion, and the material of the third mirror M3 and the fourth mirror M4 is metal. On the surface of each of the mirrors M1 to M4, a reflective layer for EUV light is formed by a multilayer film in which two kinds of substances similar to the reticle R are alternately stacked. As the low expansion glass used for the mirror constituting the projection optical system PO, there is, for example, Zerodur (trade name) manufactured by Schott. Zerodur contains 70 to 80 weight percent of a crystallized phase having a high quartz structure, and thus has a linear expansion coefficient of 0 ± 0.05 × 10 −6 . The thermal conductivity of Zerodur is 1.6 W / (m · K). Instead of a low expansion glass such as Zerodur, for example, alumina (Al 2 O 3 ) or cordierite (2MgO 2 .2)
Al 2 O 3 .6SiO 2 ) low expansion ceramics may be used.

【００６４】この場合、図８に示されるように、第１ミ
ラーＭ１で反射された光が第２ミラーＭ２に到達できる
ように、第４ミラーＭ４には穴が空けられている。同様
に第４ミラーＭ４で反射された光がウエハＷに到達でき
るよう第１ミラーＭ１には穴が設けられている。勿論、
穴を空けるのでなく、ミラーの外形を光束が通過可能な
切り欠きを有する形状としても良い。In this case, as shown in FIG. 8, a hole is formed in the fourth mirror M4 so that the light reflected by the first mirror M1 can reach the second mirror M2. Similarly, the first mirror M1 is provided with a hole so that the light reflected by the fourth mirror M4 can reach the wafer W. Of course,
Instead of making a hole, the outer shape of the mirror may have a cutout through which a light beam can pass.

【００６５】投影光学系ＰＯが置かれている環境も真空
であるため、照明光ＥＬの照射による熱の逃げ場がな
い。そこで、本実施形態では、ミラーＭ１〜Ｍ４と当該
ミラーＭ１〜Ｍ４を保持する鏡筒ＰＰの間を熱交換器と
してのヒートパイプＨＰで連結するとともに、鏡筒ＰＰ
を冷却する冷却装置を設けている。すなわち、鏡筒ＰＰ
を内側のインナー部材５０と、その外周部に装着された
冷却装置としての冷却ジャケット５２との２重構造と
し、冷却ジャケット５２の内部には、冷却液を流入チュ
ーブ５４側から流出チューブ５６側に流すための螺旋状
のパイプ５８が設けられている。ここでは、冷却液とし
て冷却水が用いられている。冷却ジャケット５２から流
出チューブ５６を介して流出した冷却水は、不図示の冷
凍装置内で冷媒との間で熱交換を行い、所定温度まで冷
却された後、流入チューブ５４を介して冷却ジャケット
５２内に流入するようになっており、このようにして冷
却水が循環されるようになっている。Since the environment in which the projection optical system PO is placed is also a vacuum, there is no escape for heat due to the irradiation of the illumination light EL. Therefore, in the present embodiment, the mirrors M1 to M4 and the lens barrel PP holding the mirrors M1 to M4 are connected by a heat pipe HP as a heat exchanger, and the lens barrel PP
The cooling device which cools is provided. That is, the lens barrel PP
Has a double structure of an inner inner member 50 and a cooling jacket 52 as a cooling device mounted on the outer peripheral portion thereof. A helical pipe 58 for flowing is provided. Here, cooling water is used as the cooling liquid. The cooling water flowing out of the cooling jacket 52 through the outflow tube 56 exchanges heat with the refrigerant in a refrigeration apparatus (not shown), and is cooled to a predetermined temperature. The cooling water is circulated in this manner.

【００６６】図９には、一例として図８の第２ミラーＭ
２の支持構造が概略的に示されている。図９（Ａ）に示
されるように、ミラーＭ２は、通常と同様、その裏面
（図９（Ａ）における上面）側の周辺部が円筒状のミラ
ー枠９０の３箇所に内側に突設された不図示の３点座の
下面に支持され、その表面（反射面）側の周辺部３箇所
が不図示の押え板によって固定されている。また、ミラ
ーＭ２がずれたり、外れたりしないようにするため、ミ
ラー枠９０とミラーＭ２の側面との間には、パッキン
（図示省略）が介装されている。また、本実施形態で
は、ミラー枠９０には、所定間隔で複数の孔が形成さ
れ、これらの孔にそれぞれヒートパイプＨＰが挿入され
ている。各ヒートパイプＨＰは、その放熱部（凝縮部）
が鏡筒ＰＰに接続され、その入熱部（蒸発部）がミラー
Ｍ２の裏面又は表面に接触されている。但し、実際に
は、ミラーＭ２の表面側に設けられたヒートパイプＨＰ
の先端は、図９（Ｂ）に示されるように、シリコン等の
緩衝部材９２を介してミラーＭ２の表面に当接されてい
る。これによって、ミラーＭ２の反射面に歪み等が生ず
るのを防止している。FIG. 9 shows an example of the second mirror M shown in FIG.
Two support structures are shown schematically. As shown in FIG. 9A, the mirror M2 has a peripheral portion on the back surface (the upper surface in FIG. 9A) side protruding inward at three places of a cylindrical mirror frame 90, similarly to the usual case. The lower surface of a three-point seat (not shown) is supported, and three peripheral portions on the surface (reflection surface) side thereof are fixed by pressing plates (not shown). Further, a packing (not shown) is interposed between the mirror frame 90 and a side surface of the mirror M2 so that the mirror M2 does not shift or come off. In the present embodiment, a plurality of holes are formed at predetermined intervals in the mirror frame 90, and the heat pipe HP is inserted into each of these holes. Each heat pipe HP has its heat radiating part (condensing part)
Is connected to the lens barrel PP, and the heat input portion (evaporation portion) thereof is in contact with the back surface or the front surface of the mirror M2. However, actually, the heat pipe HP provided on the front side of the mirror M2 is used.
9B is in contact with the surface of the mirror M2 via a buffer member 92 such as silicon, as shown in FIG. 9B. This prevents distortion or the like from occurring on the reflection surface of the mirror M2.

【００６７】残りのミラーＭ１、Ｍ３、Ｍ４も上記と同
様の支持構造によって支持され、同様にして各ヒートパ
イプＨＰの入熱部が当接されている。The remaining mirrors M1, M3, M4 are also supported by the same support structure as described above, and the heat input sections of each heat pipe HP are similarly brought into contact.

【００６８】上述のようにして、ミラーＭ１〜Ｍ４がそ
れぞれの支持構造によって支持され、ヒートパイプＨＰ
によって鏡筒ＰＰのインナー部材５０に連結されている
ため、本実施形態の投影光学系ＰＯでは、露光用の照明
光（ＥＵＶ光）ＥＬの照射によりミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ
３、Ｍ４に熱エネルギが与えられても、ヒートパイプＨ
Ｐにより一定温度に温度調整された鏡筒ＰＰとの間で熱
交換が行われて、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が前記
一定温度に冷却されるようになっている。この場合にお
いて、本実施形態では、図８に示されるように、ミラー
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ４等については、その裏面側のみでなく
表面側（反射面側）の露光用照明光が照射されない部分
にもヒートパイプＨＰが貼り付けられているので、裏面
側のみを冷却する場合に比べてより効果的に前記各ミラ
ーの冷却が行われる。なお、第３ミラーＭ３の裏面側や
第１ミラーＭ１の表面側のヒートパイプＨＰは、紙面の
奥行き方向において鏡筒ＰＰの内周面に達していること
は言うまでもない。なお、鏡筒ＰＰの外観は、図９
（Ａ）に示されるように、四角柱状をしている。As described above, the mirrors M1 to M4 are supported by the respective support structures, and the heat pipe HP
Is connected to the inner member 50 of the lens barrel PP, the projection optical system PO of the present embodiment irradiates the exposure light (EUV light) EL with the mirrors M1, M2, and M.
3. Even if heat energy is given to M4, heat pipe H
Heat exchange is performed between the lens barrel PP whose temperature has been adjusted to a constant temperature by P, and the mirrors M1, M2, M3, and M4 are cooled to the constant temperature. In this case, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the mirrors M1, M2, M4, etc. are not only on the back side but also on the front side (reflection side) where the illumination light for exposure is not irradiated. Also, since the heat pipe HP is attached, the cooling of each mirror is performed more effectively than when only the back side is cooled. Needless to say, the heat pipe HP on the back surface side of the third mirror M3 and the front surface side of the first mirror M1 reaches the inner peripheral surface of the lens barrel PP in the depth direction of the drawing. The appearance of the lens barrel PP is shown in FIG.
As shown in (A), it has a quadrangular prism shape.

【００６９】図１に戻り、前記ウエハステージＷＳＴ
は、ＸＹ平面に沿って配置されたウエハステージベース
６０上に配置され、磁気浮上型２次元リニアアクチュエ
ータ６２によって該ウエハステージベース６０上に浮上
支持されている。このウエハステージＷＳＴは、前記磁
気浮上型２次元リニアアクチュエータ６２によってＸ方
向及びＹ方向に所定ストロークで駆動されるとともに、
θ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微小量駆動されるよ
うになっている。また、このウエハステージＷＳＴは、
磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ６２によってＺ
方向及びＸＹ面に対する傾斜方向にも微小量だけ駆動可
能に構成されている。Referring back to FIG. 1, wafer stage WST
Are arranged on a wafer stage base 60 arranged along the XY plane, and are levitated and supported on the wafer stage base 60 by a magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 62. The wafer stage WST is driven at a predetermined stroke in the X direction and the Y direction by the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 62,
It is also driven in a minute amount in the θ direction (the rotation direction around the Z axis). Also, this wafer stage WST
Z by the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 62
It is configured such that it can be driven by a very small amount in the direction and the tilt direction with respect to the XY plane.

【００７０】ウエハステージＷＳＴの底面には、永久磁
石（図示省略）が設けられており、この永久磁石とウエ
ハステージベース６０上にＸＹ２次元方向に張り巡らさ
れたコイル（図示省略）とによって前記磁気浮上型２次
元リニアアクチュエータ６２が構成されており、後述す
る主制御装置８０により前記コイルに流す電流を制御す
ることによってウエハステージＷＳＴの６次元方向の位
置及び姿勢制御が行われるようになっている。A permanent magnet (not shown) is provided on the bottom surface of wafer stage WST. The magnet is formed by this permanent magnet and a coil (not shown) stretched on wafer stage base 60 in the XY two-dimensional directions. A floating type two-dimensional linear actuator 62 is formed, and the position and orientation of the wafer stage WST in the six-dimensional direction are controlled by controlling a current flowing through the coil by a main controller 80 described later. .

【００７１】ウエハステージＷＳＴの上面には、静電チ
ャック方式の不図示のウエハホルダが載置され、該ウエ
ハホルダによってウエハＷが吸着保持されている。ま
た、このウエハステージＷＳＴの図１におけるＹ方向他
側の側面には鏡面加工が施され、可視領域の光に対する
反射面７４ａが形成されている。また、図１では図示が
省略されているが、図６に示されるように、ウエハステ
ージＷＳＴのＸ方向一側の側面にも鏡面加工が施され、
可視領域の光に対する反射面７４ｂが形成されている。
そして、この露光装置１０では、前記反射面７４ａ、７
４ｂに測定ビームを照射する干渉計システムによって投
影光学系ＰＯに対するその位置が正確に測定されるよう
になっている。この干渉計システムについては後述す
る。On the upper surface of wafer stage WST, a wafer holder (not shown) of the electrostatic chuck type is mounted, and wafer W is held by suction by the wafer holder. Further, the side surface of wafer stage WST on the other side in the Y direction in FIG. 1 is mirror-finished, and a reflection surface 74a for light in the visible region is formed. Although not shown in FIG. 1, as shown in FIG. 6, the side surface on one side in the X direction of the wafer stage WST is also mirror-finished,
A reflection surface 74b for light in the visible region is formed.
In the exposure apparatus 10, the reflection surfaces 74a, 7a
The position of the projection optical system PO with respect to the projection optical system PO is accurately measured by an interferometer system which irradiates the measurement beam 4b. This interferometer system will be described later.

【００７２】ウエハステージＷＳＴ上面の一端部には、
レチクルＲに描画されたパターンがウエハＷ面上に投影
される位置と、アライメント光学系（アライメント顕微
鏡）ＡＬＧの相対位置関係の計測（いわゆるベースライ
ン計測）等を行うための空間像計測器ＦＭが設けられて
いる。この空間像計測器ＦＭは、従来のＤＵＶ露光装置
の基準マーク板に相当するものである。At one end of the upper surface of wafer stage WST,
An aerial image measuring instrument FM for measuring the relative positional relationship between the position where the pattern drawn on the reticle R is projected on the surface of the wafer W and the alignment optical system (alignment microscope) ALG (so-called baseline measurement), etc. Is provided. This aerial image measuring instrument FM corresponds to a reference mark plate of a conventional DUV exposure apparatus.

【００７３】図１０（Ａ）、（Ｂ）には、この空間像計
測器ＦＭの平面図、縦断面図がそれぞれ示されている。
これらの図に示されるように、空間像計測器ＦＭの上面
には、スリットＳＬＴが形成されている。このスリット
ＳＬＴは、ウエハステージＷＳＴの上面に固定された所
定厚さの蛍光発生物質６３の表面に形成されたＥＵＶ光
の反射層６４にパターンニングされたものである。な
お、反射層６４に代えてＥＵＶ光の吸収層を設け、この
吸収層に開口を形成してもよい。FIGS. 10A and 10B show a plan view and a longitudinal sectional view of the aerial image measuring instrument FM, respectively.
As shown in these figures, a slit SLT is formed on the upper surface of the aerial image measuring instrument FM. The slit SLT is patterned on the EUV light reflecting layer 64 formed on the surface of the fluorescent substance 63 having a predetermined thickness fixed on the upper surface of the wafer stage WST. Note that an EUV light absorption layer may be provided instead of the reflection layer 64, and an opening may be formed in this absorption layer.

【００７４】前記スリットＳＬＴの下方のウエハステー
ジＷＳＴの上面板には、開口６６が形成されており、こ
の開口６６に対向するウエハステージＷＳＴの内部に
は、フォトマルチプライヤ等の光電変換素子ＰＭが配置
されている。従って、投影光学系ＰＯを介して上方から
空間像計測器ＦＭにＥＵＶ光ＥＬが照射されると、スリ
ットＳＬＴを透過したＥＵＶ光が蛍光発生物質６３に到
達し、該蛍光発生物質６３がＥＵＶ光に比べて波長の長
い光を発する。この光が光電変換素子ＰＭによって受光
されその光の強度に応じた電気信号に変換される。この
光電変換素子ＰＭの出力信号も主制御装置８０に供給さ
れるようになっている。An opening 66 is formed in the upper surface plate of the wafer stage WST below the slit SLT. Inside the wafer stage WST opposed to the opening 66, a photoelectric conversion element PM such as a photomultiplier is provided. Are located. Accordingly, when the aerial image measuring instrument FM is irradiated with the EUV light EL from above via the projection optical system PO, the EUV light transmitted through the slit SLT reaches the fluorescent substance 63, and the fluorescent substance 63 It emits light with a longer wavelength than. This light is received by the photoelectric conversion element PM and converted into an electric signal corresponding to the intensity of the light. The output signal of the photoelectric conversion element PM is also supplied to the main controller 80.

【００７５】次に、図６を用いて、レチクルステージＲ
ＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置を計測する干渉計
システム７０（図１１参照）の構成等について詳述す
る。なお、図６においては、各レーザ干渉計の測長軸を
用いて該当するレーザ干渉計を代表的に示している。Next, referring to FIG. 6, reticle stage R
The configuration of the interferometer system 70 (see FIG. 11) for measuring the positions of the ST and the wafer stage WST will be described in detail. In FIG. 6, the corresponding laser interferometer is typically shown using the length measurement axis of each laser interferometer.

【００７６】この干渉計システム７０は、レチクルステ
ージＲＳＴのＸＹ面内の位置を計測する４つのレーザ干
渉計ＲＩＦＸ１、ＲＩＦＸ２、ＲＩＦＹ１、ＲＩＦＹ２
と、ウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置を計測する
４つのレーザ干渉計ＷＩＦＸ１、ＷＩＦＸ２、ＷＩＦＹ
１、ＷＩＦＹ２とを含んで構成されている。The interferometer system 70 includes four laser interferometers RIFX1, RIFX2, RIFY1, and RIFY2 for measuring the position of the reticle stage RST in the XY plane.
And four laser interferometers WIFX1, WIFX2, WIY for measuring the position of the wafer stage WST in the XY plane
1 and WIFY2.

【００７７】干渉計ＲＩＦＹ１は、レチクルステージＲ
ＳＴの反射面４０ａに計測ビームＲＩＦＹ１Ｍを投射す
るとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付けられ
た固定鏡（参照鏡）７２ａ（図１参照）に参照ビームＲ
ＩＦＹ１Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光すること
により、その計測ビームＲＩＦＹ１Ｍの投射位置での固
定鏡７２ａに対するレチクルステージＲＳＴのＹ方向の
相対位置を計測する。The interferometer RIFY1 has a reticle stage R
The measurement beam RIFY1M is projected onto the reflection surface 40a of the ST, and the reference beam R is applied to a fixed mirror (reference mirror) 72a (see FIG. 1) attached to the barrel PP of the projection optical system PO.
By projecting IFY1R and receiving each reflected light, the relative position of the reticle stage RST in the Y direction with respect to the fixed mirror 72a at the projection position of the measurement beam RIFY1M is measured.

【００７８】同様に、干渉計ＲＩＦＹ２は、レチクルス
テージＲＳＴの反射面４０ａに計測ビームＲＩＦＹ２Ｍ
を投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り
付けられた固定鏡（参照鏡）７２ａ（図１参照）に参照
ビームＲＩＦＹ２Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光
することにより、その計測ビームＲＩＦＹ２Ｍの投射位
置での固定鏡７２ａに対するレチクルステージＲＳＴの
Ｙ方向の相対位置を計測する。Similarly, the interferometer RIFY2 applies the measurement beam RIFY2M to the reflection surface 40a of the reticle stage RST.
Is projected, a reference beam RIFY2R is projected onto a fixed mirror (reference mirror) 72a (see FIG. 1) attached to the barrel PP of the projection optical system PO, and the respective reflected light is received, thereby measuring the measurement beam. The relative position of the reticle stage RST in the Y direction with respect to the fixed mirror 72a at the projection position of RIFY2M is measured.

【００７９】上記２つの干渉計ＲＩＦＹ１、ＲＩＦＹ２
の計測ビームＲＩＦＹ１Ｍ、ＲＩＦＹ２Ｍの照射位置の
中心が照明領域ＩＡの中心（レチクルＲのＸ方向の中
心）と一致するようになっている。従って、これら２つ
の干渉計の計測値の平均値がレチクルステージＲＳＴの
Ｙ方向位置を、両計測値の差を干渉計軸間隔で割ったも
のがレチクルステージＲＳＴの回転角（ここではα１と
する）を与える。これらの干渉計ＲＩＦＹ１、ＲＩＦＹ
２の計測値は、主制御装置８０に供給されており、主制
御装置８０では上記平均値、及び回転角α１を算出す
る。The above two interferometers RIFY1, RIFY2
The center of the irradiation position of the measurement beams RIFY1M and RIFY2M is aligned with the center of the illumination area IA (the center of the reticle R in the X direction). Therefore, the average of the measured values of these two interferometers is the Y direction position of reticle stage RST, and the difference between the two measured values divided by the interferometer axis interval is the rotation angle of reticle stage RST (here α1). )give. These interferometers RIFY1, RIFY
The measured value of 2 is supplied to the main controller 80, and the main controller 80 calculates the average value and the rotation angle α1.

【００８０】また、干渉計ＲＩＦＸ１は、レチクルステ
ージＲＳＴの反射面４０ｂに計測ビームＲＩＦＸ１Ｍを
投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付
けられた固定鏡（参照鏡）７２ｂに参照ビームＲＩＦＸ
１Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することによ
り、その計測ビームＲＩＦＸ１Ｍの投射位置での固定鏡
７２ｂに対するレチクルステージＲＳＴのＸ方向の相対
位置を計測する。The interferometer RIFX1 projects the measurement beam RIFX1M onto the reflection surface 40b of the reticle stage RST, and simultaneously applies the reference beam RIFX to a fixed mirror (reference mirror) 72b attached to the barrel PP of the projection optical system PO.
By projecting 1R and receiving each reflected light, the relative position of the reticle stage RST in the X direction with respect to the fixed mirror 72b at the projection position of the measurement beam RIFX1M is measured.

【００８１】同様に、干渉計ＲＩＦＸ２は、レチクルス
テージＲＳＴの反射面４０ｂに計測ビームＲＩＦＸ２Ｍ
を投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り
付けられた固定鏡（参照鏡）７２ｂに参照ビームＲＩＦ
Ｘ２Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することによ
り、その計測ビームＲＩＦＸ２Ｍの投射位置での固定鏡
７２ｂに対するレチクルステージＲＳＴのＸ方向の相対
位置を計測する。Similarly, the interferometer RIFX2 uses the measurement beam RIFX2M on the reflection surface 40b of the reticle stage RST.
And a reference beam RIF is applied to a fixed mirror (reference mirror) 72b attached to the barrel PP of the projection optical system PO.
By projecting X2R and receiving each reflected light, the relative position of the reticle stage RST in the X direction with respect to the fixed mirror 72b at the projection position of the measurement beam RIFX2M is measured.

【００８２】上記２つの干渉計ＲＩＦＸ１、ＲＩＦＸ２
の計測ビームＲＩＦＸ１Ｍ、ＲＩＦＸ２Ｍの照射位置の
中心が照明領域ＩＡの中心（図５中の点Ｐ２参照）と一
致するようになっている。従って、これら２つの干渉計
の計測値の平均値がレチクルステージＲＳＴのＸ方向位
置を、両計測値の差を干渉計軸間隔で割ったものがレチ
クルステージＲＳＴの回転角（ここではα２とする）を
与える。これらの干渉計ＲＩＦＸ１、ＲＩＦＸ２の計測
値は、主制御装置８０に供給されており、主制御装置８
０では上記平均値、及び回転角α２を算出する。この場
合、主制御装置８０では上記の回転角α１、α２のいず
れか一方、又はその平均値（α１＋α２）／２をレチク
ルステージＲＳＴのθ方向の回転角として算出する。The above two interferometers RIFX1 and RIFX2
The center of the irradiation position of the measurement beams RIFX1M and RIFX2M is aligned with the center of the illumination area IA (see point P2 in FIG. 5). Accordingly, the average of the measured values of these two interferometers is the X-direction position of the reticle stage RST, and the difference between the two measured values divided by the interferometer axis interval is the rotation angle of the reticle stage RST (here α2). )give. The measurement values of these interferometers RIFX1 and RIFX2 are supplied to the main control device 80, and the main control device 8
At 0, the average value and the rotation angle α2 are calculated. In this case, main controller 80 calculates one of rotation angles α1 and α2 or an average value (α1 + α2) / 2 as the rotation angle of reticle stage RST in the θ direction.

【００８３】干渉計ＷＩＦＹ１は、ウエハステージＷＳ
Ｔの反射面７４ａに計測ビームＷＩＦＹ１Ｍを投射する
とともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付けられた
固定鏡（参照鏡）７６ａに参照ビームＷＩＦＹ１Ｒを投
射し、それぞれの反射光を受光することにより、その計
測ビームＷＩＦＹ１Ｍの投射位置での固定鏡７６ａに対
するウエハステージＷＳＴのＹ方向の相対位置を計測す
る。The interferometer WIFY1 is connected to the wafer stage WS
By projecting the measurement beam WIFY1M on the reflection surface 74a of T and projecting the reference beam WIFY1R on a fixed mirror (reference mirror) 76a attached to the barrel PP of the projection optical system PO, and receiving each reflected light. The relative position in the Y direction of wafer stage WST with respect to fixed mirror 76a at the projection position of measurement beam WIFY1M is measured.

【００８４】同様に、干渉計ＷＩＦＹ２は、ウエハステ
ージＷＳＴの反射面７４ａに計測ビームＷＩＦＹ２Ｍを
投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付
けられた固定鏡（参照鏡）７６ａに参照ビームＷＩＦＹ
２Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することによ
り、その計測ビームＷＩＦＹ２Ｍの投射位置での固定鏡
７６ａに対するウエハステージＷＳＴのＹ方向の相対位
置を計測する。Similarly, interferometer WIFY2 projects measurement beam WIFY2M on reflection surface 74a of wafer stage WST, and also transmits reference beam WIFY to fixed mirror (reference mirror) 76a attached to barrel PP of projection optical system PO.
By projecting 2R and receiving each reflected light, the relative position in the Y direction of wafer stage WST with respect to fixed mirror 76a at the projection position of measurement beam WIFY2M is measured.

【００８５】上記２つの干渉計ＷＩＦＹ１、ＷＩＦＹ２
の計測ビームＷＩＦＹ１Ｍ、ＷＩＦＹ２Ｍの照射位置の
中心が照明領域ＩＡに対応するウエハ上の円弧状の露光
領域ＳＡ（図１１参照）の中心と一致するようになって
いる。従って、これら２つの干渉計の計測値の平均値が
ウエハステージＷＳＴのＹ方向位置を、両計測値の差を
干渉計軸間隔で割ったものがウエハステージＷＳＴの回
転角（ここではβ１とする）を与える。これらの干渉計
ＷＩＦＹ１、ＷＩＦＹ２の計測値は、主制御装置８０に
供給されており、主制御装置８０では上記平均値、及び
回転角β１を算出する。The above two interferometers WIFY1, WIFY2
The center of the irradiation position of the measurement beams WIFY1M and WIFY2M corresponds to the center of the arc-shaped exposure area SA (see FIG. 11) on the wafer corresponding to the illumination area IA. Therefore, the average value of the measured values of these two interferometers is the Y-direction position of wafer stage WST, and the difference between the two measured values divided by the interferometer axis interval is the rotation angle of wafer stage WST (here, β1). )give. The measured values of these interferometers WIFY1 and WIFY2 are supplied to the main controller 80, and the main controller 80 calculates the average value and the rotation angle β1.

【００８６】また、干渉計ＷＩＦＸ１は、ウエハステー
ジＷＳＴの反射面７４ｂに計測ビームＷＩＦＸ１Ｍを投
射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付け
られた固定鏡（参照鏡）７６ｂに参照ビームＷＩＦＸ１
Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することにより、
その計測ビームＷＩＦＸ１Ｍの投射位置での固定鏡７６
ｂに対するウエハステージＷＳＴのＸ方向の相対位置を
計測する。The interferometer WIFX1 projects the measurement beam WIFX1M on the reflection surface 74b of the wafer stage WST, and also applies the reference beam WIFX1 to the fixed mirror (reference mirror) 76b attached to the barrel PP of the projection optical system PO.
By projecting R and receiving each reflected light,
Fixed mirror 76 at the projection position of the measurement beam WIFX1M
The relative position of wafer stage WST in the X direction with respect to b is measured.

【００８７】同様に、干渉計ＷＩＦＸ２は、ウエハステ
ージＷＳＴの反射面７４ｂに計測ビームＷＩＦＸ２Ｍを
投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付
けられた固定鏡（参照鏡）７６ｂに参照ビームＷＩＦＸ
２Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することによ
り、その計測ビームＷＩＦＸ２Ｍの投射位置での固定鏡
７６ｂに対するウエハステージＷＳＴのＸ方向の相対位
置を計測する。Similarly, interferometer WIFX2 projects measurement beam WIFX2M on reflection surface 74b of wafer stage WST, and also applies reference beam WIFX to fixed mirror (reference mirror) 76b attached to barrel PP of projection optical system PO.
By projecting 2R and receiving each reflected light, the relative position of wafer stage WST in the X direction with respect to fixed mirror 76b at the projection position of measurement beam WIFX2M is measured.

【００８８】上記２つの干渉計ＷＩＦＸ１、ＷＩＦＸ２
の計測ビームＷＩＦＸ１Ｍ、ＷＩＦＸ２Ｍの照射位置の
中心が照明領域ＩＡに対応する露光領域ＳＡの中心と一
致するようになっている。従って、これら２つの干渉計
の計測値の平均値がウエハステージＷＳＴのＸ方向位置
を、両計測値の差を干渉計軸間隔で割ったものがウエハ
ステージＷＳＴの回転角（ここではβ２とする）を与え
る。これらの干渉計ＷＩＦＸ１、ＷＩＦＸ２の計測値
は、主制御装置８０に供給されており、主制御装置８０
では上記平均値、及び回転角β２を算出する。この場
合、主制御装置８０では上記の回転角β１、β２のいず
れか一方、又はその平均値（β１＋β２）／２をウエハ
ステージＷＳＴのθ方向の回転角として算出する。The above two interferometers WIFX1 and WIFX2
The center of the irradiation position of the measurement beams WIFX1M and WIFX2M corresponds to the center of the exposure area SA corresponding to the illumination area IA. Therefore, the average value of the measured values of these two interferometers is the X direction position of wafer stage WST, and the difference between the two measured values divided by the interferometer axis interval is the rotation angle of wafer stage WST (here, β2). )give. The measurement values of these interferometers WIFX1 and WIFX2 are supplied to the main controller 80, and the main controller 80
Then, the average value and the rotation angle β2 are calculated. In this case, main controller 80 calculates one of rotation angles β1 and β2 or an average value (β1 + β2) / 2 as the rotation angle of wafer stage WST in the θ direction.

【００８９】図１に戻り、上記８つの干渉計の全ての計
測の基準となる投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰには、レチク
ルＲのＺ方向（第１軸方向）の位置を計測する計測装置
としてのレチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩＦＺが設け
られている。このレーザ干渉計ＲＩＦＺは、実際には、
図６に示されるように、レーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩ
ＦＺ２、ＲＩＦＺ３の３つが所定間隔で配置され、鏡筒
ＰＰに固定されているが、図１（及び図４）では、これ
らが代表的にレーザ干渉計ＲＩＦＺとして示されてい
る。Returning to FIG. 1, a measuring apparatus for measuring the position of the reticle R in the Z direction (first axis direction) is provided on the lens barrel PP of the projection optical system PO, which is the reference for all the measurements of the eight interferometers. As a reticle surface measurement laser interferometer RIFZ. This laser interferometer RIFZ is actually
As shown in FIG. 6, laser interferometers RIFZ1, RI
Three of FZ2 and RIFZ3 are arranged at a predetermined interval and fixed to the lens barrel PP. In FIG. 1 (and FIG. 4), these are typically shown as a laser interferometer RIFZ.

【００９０】これらのレーザ干渉計ＲＩＦＺ１〜ＲＩＦ
Ｚ３からの測定ビームは、折り返しミラーＭを介して所
定の入射角θでレチクルＲのパターン面に投射される照
明光ＥＬの照射領域、すなわち円弧状の照明領域ＩＡ内
の異なる３点に露光用照明光ＥＬの入射光路と出射光路
（反射光路）の中心のＺ方向の光路を通ってレチクルＲ
のパターン面に投射されるようになっている（図１及び
図４参照）。このため、レーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩ
ＦＺ２、ＲＩＦＺ３は、レチクルＲのパターン面に所定
の入射角θで斜めから入射し、入射角と同一の出射角で
反射される照明光ＥＬに影響を及ぼすことなく、かつ露
光用照明光ＥＬによって干渉計測定ビームが影響を及ぼ
されることなく、高精度（例えば、数ｎｍ〜１ｎｍ以下
の精度）でレチクルＲのＺ方向位置を計測することが可
能になっている。These laser interferometers RIFZ1 to RIFZ1
The measurement beam from Z3 is used for exposure to three different points in the illumination area of the illumination light EL projected on the pattern surface of the reticle R at a predetermined incident angle θ via the turning mirror M, that is, the arc-shaped illumination area IA. The reticle R passes through the optical path in the Z direction at the center of the incident light path and the output light path (reflected light path) of the illumination light EL.
(See FIGS. 1 and 4). Therefore, the laser interferometers RIFZ1, RI
The FZ2 and RIFZ3 are obliquely incident on the pattern surface of the reticle R at a predetermined incident angle θ, do not affect the illumination light EL reflected at the same exit angle as the incident angle, and are not affected by the exposure illumination light EL. It is possible to measure the position of the reticle R in the Z direction with high accuracy (for example, an accuracy of several nm to 1 nm or less) without being affected by the interferometer measurement beam.

【００９１】レーザ干渉計ＲＩＦＺ１〜ＲＩＦＺ３とし
ては、ここでは、本体内に不図示の参照鏡が内蔵された
参照鏡内蔵タイプのものが用いられ、その参照鏡の位置
を基準としてレチクルＲ上の測定ビームの照射位置のＺ
方向位置を、それぞれ計測する。この場合、図５に示さ
れる照明領域ＩＡ内の点Ｐ１の位置にレーザ干渉計ＲＩ
ＦＺ１からの測定ビームが投射され、点Ｐ２の位置にレ
ーザ干渉計ＲＩＦＺ２からの測定ビームが投射され、点
Ｐ３の位置にレーザ干渉計ＲＩＦＺ３からの測定ビーム
が投射されるようになっている。点Ｐ２は、照明領域Ｉ
Ａの中心、即ちパターン領域ＰＡのＸ方向の中心軸上の
点でかつ照明領域のＹ方向の中心点であり、点Ｐ１、Ｐ
３は前記中心軸に関して対称の位置にある。Here, as the laser interferometers RIFZ1 to RIFZ3, those having a built-in reference mirror having a built-in reference mirror (not shown) in the main body are used. Z of beam irradiation position
The directional position is measured. In this case, the laser interferometer RI is located at the position of the point P1 in the illumination area IA shown in FIG.
The measurement beam from FZ1 is projected, the measurement beam from laser interferometer RIFZ2 is projected at the position of point P2, and the measurement beam from laser interferometer RIFZ3 is projected at the position of point P3. Point P2 is the illumination area I
The center of A, that is, the point on the central axis in the X direction of the pattern area PA and the center point in the Y direction of the illumination area, the points P1, P
3 is located symmetrically with respect to the central axis.

【００９２】これら３つのレーザ干渉計ＲＩＦＺ１〜Ｒ
ＩＦＺ３の計測値は、主制御装置８０に入力されるよう
になっており（図１１参照）、主制御装置８０ではこれ
ら３つの計測値に基づいて後述するようにして磁気浮上
型２次元リニアアクチュエータ３４を介してレチクルス
テージＲＳＴ、すなわちレチクルＲのＺ位置及び傾斜を
補正するようになっている。The three laser interferometers RIFZ1 to RIFZ-R
The measured value of IFZ3 is input to main controller 80 (see FIG. 11), and main controller 80 uses the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator based on these three measured values as described later. The reticle stage RST, that is, the Z position and the tilt of the reticle R are corrected via.

【００９３】この一方、鏡筒ＰＰを基準とするウエハＷ
のＺ方向位置は、投影光学系ＰＯに固定された斜入射光
式のフォーカスセンサ１４によって計測されるようにな
っている。このフォーカスセンサ１４は、図１に示され
るように、鏡筒ＰＰを保持する不図示のコラムに固定さ
れ、ウエハＷ面に対し斜め方向から検出ビームＦＢを照
射する送光系１４ａと、同じく不図示のコラムに固定さ
れ、ウエハＷ面で反射された検出ビームＦＢを受光する
受光系１４ｂとから構成される。このフォーカスセンサ
としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報等に開
示される多点焦点位置検出系が用いられている。このフ
ォーカスセンサ１４（１４ａ、１４ｂ）は鏡筒ＰＰと一
体的に固定されることが重要である。On the other hand, the wafer W based on the lens barrel PP
Is measured by an obliquely incident light type focus sensor 14 fixed to the projection optical system PO. As shown in FIG. 1, the focus sensor 14 is fixed to a column (not shown) that holds the lens barrel PP, and is similar to the light transmitting system 14a that irradiates the detection beam FB obliquely to the wafer W surface. And a light receiving system 14b fixed to the illustrated column and receiving the detection beam FB reflected by the surface of the wafer W. As this focus sensor, for example, a multipoint focal position detection system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403 or the like is used. It is important that the focus sensors 14 (14a, 14b) are fixed integrally with the lens barrel PP.

【００９４】これまでの説明から明らかなように、本実
施形態では、レチクルＲのＸＹＺ３次元方向の位置が投
影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰを基準として計測され、また、
ウエハＷのＸＹＺ３次元方向の位置が投影光学系ＰＯの
鏡筒ＰＰを基準として計測されるので、投影光学系ＰＯ
とレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴの３
者は同一の支持部材で支えられる必要は無く、それぞれ
が別々の支持部材によって支えられても差し支えない。
すなわち、投影光学系ＰＯ、レチクルステージＲＳＴ及
びウエハステージＷＳＴの３者間に機械的接触は全くな
くても差し支えない。また、前述した干渉計システム７
０を構成する各干渉計の本体も、鏡筒ＰＰに取り付けら
れたそれぞれの固定鏡を参照して計測を行っているの
で、投影光学系ＰＯ、レチクルステージＲＳＴ、ウエハ
ステージＷＳＴと機械的接触は必要無い。As is clear from the above description, in this embodiment, the position of the reticle R in the XYZ three-dimensional directions is measured with reference to the lens barrel PP of the projection optical system PO.
Since the position in the XYZ three-dimensional direction of the wafer W is measured with reference to the barrel PP of the projection optical system PO, the projection optical system PO
Reticle stage RST and wafer stage WST
The persons need not be supported by the same support member, and each may be supported by a separate support member.
That is, there is no problem if there is no mechanical contact between the projection optical system PO, the reticle stage RST, and the wafer stage WST. Further, the interferometer system 7 described above is used.
Also, since the main body of each interferometer composing 0 performs measurement with reference to each fixed mirror attached to the barrel PP, the mechanical contact with the projection optical system PO, the reticle stage RST, and the wafer stage WST No need.

【００９５】さらに、本実施形態では、投影光学系ＰＯ
の側面に、図１に示されるように、前記アライメント光
学系ＡＬＧが固定されている。このアライメント光学系
ＡＬＧとしては、ブロードバンド光をウエハＷ上のアラ
イメントマーク（または空間像計測器ＦＭ）に照射し、
その反射光を受光して画像処理方式によりマーク検出を
行う結像式アライメントセンサ、レーザ光を格子マーク
に照射して回折光を検出するＬＩＡ（Laser Interferom
etric Alignment ）方式のアライメントセンサやＡＦＭ
（原子間力顕微鏡）のような走査型プローブ顕微鏡等種
々のものを用いることができる。Further, in this embodiment, the projection optical system PO
As shown in FIG. 1, the alignment optical system ALG is fixed to the side surface of. The alignment optical system ALG irradiates the alignment mark (or the aerial image measuring instrument FM) on the wafer W with broadband light,
An image-forming alignment sensor that receives the reflected light and detects the mark by an image processing method, and an LIA (Laser Interferom) that irradiates a laser beam to the grating mark and detects diffracted light.
etric Alignment) type alignment sensor and AFM
Various types such as a scanning probe microscope such as (atomic force microscope) can be used.

【００９６】図１１には、これまでに各所で説明した、
ウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）及びレチクルＲ（レ
チクルステージＷＳＴ）の位置及び姿勢制御に関連する
制御系の構成が概略的にブロック図にて示されている。
この図１１に示される制御系の内の主制御装置８０（マ
イクロコンピュータ又はミニコンピュータから成る）及
び磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ３４、６２に
よって、ステージ制御系が構成されている。FIG. 11 shows the various parts described so far.
The configuration of a control system related to position and orientation control of wafer W (wafer stage WST) and reticle R (reticle stage WST) is schematically shown in a block diagram.
The main control device 80 (comprising a microcomputer or minicomputer) and the magnetic levitation type two-dimensional linear actuators 34 and 62 in the control system shown in FIG. 11 constitute a stage control system.

【００９７】次に、上述のようにして構成された本第１
の実施形態に係る露光装置１０による露光工程の動作に
ついて説明する。Next, the first book constructed as described above is used.
The operation of the exposure process by the exposure apparatus 10 according to the embodiment will be described.

【００９８】まず、不図示のレチクル搬送系によりレチ
クルＲが搬送され、ローディングポジションにあるレチ
クルステージＲＳＴのレチクルホルダＲＨに吸着保持さ
れる。次に、主制御装置８０からの指令に基づいて駆動
機構４６によりスリット板４４が照明光ＥＬが第２スリ
ット４４ｂを照射可能な位置（第２位置）へ切り替えら
れる。次いで、主制御装置８０では磁気浮上型２次元リ
ニアアクチュエータ６２、３４を介してウエハステージ
ＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの位置を制御して、
レチクルＲ上に描画されたレチクルアライメントマーク
ＲＭ１，ＲＭ４、ＲＭ２，ＲＭ５、ＲＭ３，ＲＭ６を順
次各２つ露光用照明光ＥＬで照射するとともに、レチク
ルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ４、ＲＭ２，ＲＭ
５、ＲＭ３，ＲＭ６のウエハＷ面上への投影像を空間像
計測器ＦＭで検出することにより、レチクルパターン像
のウエハＷ面上への投影位置を求める。すなわち、レチ
クルアライメントを行う。First, the reticle R is transported by a reticle transport system (not shown), and is suction-held by the reticle holder RH of the reticle stage RST at the loading position. Next, based on a command from main controller 80, slit plate 44 is switched by drive mechanism 46 to a position (second position) where illumination light EL can irradiate second slit 44b. Next, main controller 80 controls the positions of wafer stage WST and reticle stage RST via magnetic levitation type two-dimensional linear actuators 62 and 34,
The reticle alignment marks RM1, RM4, RM2, RM5, RM3, and RM6 drawn on the reticle R are sequentially irradiated with two pieces of exposure illumination light EL, and the reticle alignment marks RM1, RM4, RM2, and RM.
5. The projection position of the reticle pattern image on the wafer W surface is determined by detecting the projected images of the RM3 and RM6 on the wafer W surface with the aerial image measuring device FM. That is, reticle alignment is performed.

【００９９】次に、主制御装置８０では、空間像計測器
ＦＭのスリットＳＬＴがアライメント光学系ＡＬＧの直
下へ位置するように、磁気浮上型２次元リニアアクチュ
エータ６２を介してウエハステージＷＳＴを移動し、ア
ライメント光学系ＡＬＧの検出信号及びそのときの干渉
計システム７０の計測値に基づいて、間接的にレチクル
Ｒのパターン像のウエハＷ面上への結像位置とアライメ
ント光学系ＡＬＧの相対位置、すなわちベースライン量
を求める。Next, main controller 80 moves wafer stage WST via magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 62 such that slit SLT of aerial image measuring instrument FM is located immediately below alignment optical system ALG. Based on the detection signal of the alignment optical system ALG and the measurement value of the interferometer system 70 at that time, the image forming position of the pattern image of the reticle R on the wafer W surface and the relative position of the alignment optical system ALG; That is, a baseline amount is obtained.

【０１００】かかるベースライン計測が終了すると、主
制御装置８０ではウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの
各ショット領域に付設されたウエハアライメントマーク
の内の予め定めたサンプル対象となっているウエハアラ
イメントマークの位置検出を、ウエハステージＷＳＴを
順次移動させつつ、アライメント光学系ＡＬＧを用いて
行う。このようにして、サンプルショットのウエハアラ
イメントマークの位置検出が終了すると、それらのデー
タを用いて最小２乗法を利用した統計学的手法を用いて
ウエハＷ上の全てのショット領域の位置を求める。この
ようにして、アライメント計測が終了すると、主制御装
置８０では駆動機構４６を介してスリット板４４を、第
１スリット４４ａに照明光ＥＬが照射される位置（第１
位置）へ切り替える。When the baseline measurement is completed, main controller 80 sets a predetermined sample alignment target wafer alignment mark among wafer alignment marks attached to each shot area of wafer W on wafer stage WST. Position detection is performed using alignment optical system ALG while sequentially moving wafer stage WST. In this manner, when the position detection of the wafer alignment mark of the sample shot is completed, the positions of all the shot areas on the wafer W are obtained by using the data and by using the statistical method using the least squares method. In this way, when the alignment measurement is completed, the main controller 80 sets the slit plate 44 via the driving mechanism 46 to the position (first position) at which the first slit 44a is irradiated with the illumination light EL.
Switch to position).

【０１０１】そして、主制御装置８０では次のようにし
てステップアンドスキャン方式の露光をＥＵＶ光を露光
用の照明光ＥＬとして用いて行う。すなわち、上で求め
たウエハＷ上びの各ショット領域の位置情報に従って、
干渉計システム７０からの位置情報をモニタしつつ、磁
気浮上型２次元リニアアクチュエータ６２を介してウエ
ハステージＷＳＴを第１ショットの走査開始位置に位置
決めするとともに、磁気浮上型２次元リニアアクチュエ
ータ３４を介してレチクルステージＲＳＴを走査開始位
置に位置決めして、その第１ショットの走査露光を行
う。この走査露光に際し、主制御装置８０では磁気浮上
型２次元リニアアクチュエータ３４、６２を介してレチ
クルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの速度比
が投影光学系ＰＯの投影倍率に正確に一致するように両
ステージの速度を制御し、両ステージのかかる速度比の
等速同期状態にて露光（レチクルパターンの転写）が行
われる。こうして第１ショットの走査露光が終了する
と、ウエハステージＷＳＴを第２ショットの走査開始位
置へ移動させるショット間のステッピング動作を行う。
そして、その第２ショットの走査露光を上述と同様にし
て行う。この場合、レチクルステージＲＳＴを戻す動作
を省略してスループットの向上を図るべく、第１ショッ
トと第２ショットとの走査露光の方向は反対向きで、す
なわち第１ショットの露光がＹ軸上の一側から他側の向
きで行われた場合には第２ショットの露光は他側から一
側の向きで行われる。すなわち交互スキャンが行われ
る。このようにして、ショット間のステッピング動作と
ショットの走査露光動作とが繰り返され、ステップアン
ドスキャン方式でウエハＷ上の全てのショット領域にレ
チクルＲのパターンが転写される。図１２には、このよ
うにして、レチクルパターンがウエハＷ上の複数ショッ
ト領域Ｓに転写される様子が示されている。図１２の場
合は、１枚のウエハから効率良く完全な形のショットが
得られるよう、一行内に収めるショット数を適宜偶数、
奇数としている。The main controller 80 performs the step-and-scan exposure using the EUV light as the illumination light EL for exposure as follows. That is, according to the position information of each shot area above the wafer W obtained above,
While monitoring the position information from the interferometer system 70, the wafer stage WST is positioned at the scan start position of the first shot via the magnetically levitated two-dimensional linear actuator 62, and is also detected via the magnetically levitated two-dimensional linear actuator 34. Then, reticle stage RST is positioned at the scanning start position, and scanning exposure of the first shot is performed. At the time of this scanning exposure, the main controller 80 controls the reticle stage RST and the wafer stage WST via the magnetic levitation type two-dimensional linear actuators 34 and 62 so that the speed ratio between the reticle stage RST and the wafer stage WST exactly matches the projection magnification of the projection optical system PO. The exposure (transfer of the reticle pattern) is performed in a state where the speed of the stage is controlled and the speed ratio of the two stages is synchronized at a constant speed. When the scanning exposure of the first shot is completed in this way, a stepping operation between shots for moving wafer stage WST to the scanning start position of the second shot is performed.
Then, the scanning exposure of the second shot is performed in the same manner as described above. In this case, in order to improve the throughput by omitting the operation of returning the reticle stage RST, the directions of the scanning exposure of the first shot and the second shot are opposite, that is, the exposure of the first shot is one direction on the Y axis. When the exposure is performed from the side to the other side, the exposure of the second shot is performed from the other side to the one side. That is, alternate scanning is performed. In this manner, the stepping operation between shots and the scanning exposure operation for shots are repeated, and the pattern of the reticle R is transferred to all shot regions on the wafer W by the step-and-scan method. FIG. 12 shows how the reticle pattern is transferred to the plurality of shot areas S on the wafer W in this manner. In the case of FIG. 12, the number of shots contained in one row is appropriately set to an even number so that a complete shot can be efficiently obtained from one wafer.
It is odd.

【０１０２】ここで、上記の走査露光中やアライメント
中には、投影光学系ＰＯに一体的に取付けられたフォー
カスセンサ（１４ａ、１４ｂ）によってウエハＷ表面と
投影光学系ＰＯの間隔、ＸＹ平面に対する傾斜が計測さ
れ、主制御装置８０によって磁気浮上型２次元リニアア
クチュエータ６２を介してウエハＷ表面と投影光学系Ｐ
Ｏとの間隔、平行度が常に一定になるようにウエハステ
ージＷＳＴが制御される。Here, during the above-mentioned scanning exposure and alignment, the distance between the surface of the wafer W and the projection optical system PO and the XY plane are determined by focus sensors (14a, 14b) integrally attached to the projection optical system PO. The tilt is measured, and the main controller 80 and the projection optical system P
Wafer stage WST is controlled such that the distance from O and the parallelism are always constant.

【０１０３】また、主制御装置８０では、レチクル面測
定用レーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３
の少なくとも１つにより計測された所定の調整用位置情
報に基づいて、露光中（レチクルパターンの転写中）の
投影光学系ＰＯとレチクルＲのパターン面との間隔が常
に一定に保たれるように、磁気浮上型２次元リニアアク
チュエータ３４を制御してレチクルＲの投影光学系ＰＯ
の光軸方向（Ｚ方向）の位置を調整しつつ、レチクルス
テージＲＳＴと基板ステージＷＳＴとをＹ軸方向に沿っ
て同期移動させる。この場合、主制御装置８０では、レ
チクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期
移動時に、レチクルステージＲＳＴの移動方向毎、例え
ば第１ショットと第２ショットとで、レチクル面測定用
レーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３の少
なくとも１つによって計測された第１の調整用位置情報
及び第２の調整用位置情報の内の移動方向に対応する方
の調整用位置情報を用いてレチクルステージＲＳＴのＺ
方向位置を調整するようになっている。In main controller 80, reticle surface measuring laser interferometers RIFZ1, RIFZ2, RIFZ3 are provided.
The distance between the projection optical system PO and the pattern surface of the reticle R during exposure (during transfer of the reticle pattern) is always kept constant based on the predetermined adjustment position information measured by at least one of the above. Controlling the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 34 to project the projection optical system PO of the reticle R.
The reticle stage RST and the substrate stage WST are synchronously moved along the Y-axis direction while adjusting the position in the optical axis direction (Z-direction). In this case, main controller 80 performs reticle surface measurement laser interferometer RIFZ1 in each of reticle stage RST movement directions, for example, the first shot and the second shot, during synchronous movement of reticle stage RST and wafer stage WST. The Z of the reticle stage RST is determined using the adjustment position information corresponding to the moving direction of the first adjustment position information and the second adjustment position information measured by at least one of RIFZ2 and RIFZ3.
The direction position is adjusted.

【０１０４】従って、本実施形態によると、走査露光に
よりレチクルＲのパターンの全面がウエハＷ上に逐次転
写され、この際調整用位置情報に基づいてレチクルＲの
投影光学系の光軸方向の位置が調整されるので、投影光
学系ＰＯのレチクル側が非テレセントリックであるにも
かかわらず、レチクルＲの光軸方向変位に起因してウエ
ハＷ上のパターンの転写像に倍率誤差や位置ずれが生ず
るのを効果的に抑制することができ、結果的に重ね合わ
せ精度の向上を図ることが可能となる。また、レチクル
ステージＲＳＴがＹ軸に沿って一側から他側に移動する
ときと、他側から一側に移動するときとで、同期移動中
のレチクルＲのＺ方向の位置変位がメカ的要因（ステー
ジの移動特性）や制御特性等で異なる場合であっても、
その影響を受けることなく、高精度にレチクルＲのＺ位
置調整を行うことができ、レチクルＲのＺ方向変位に起
因してウエハＷ上のパターンの転写像に倍率誤差や位置
ずれが生ずるのをより効果的に抑制することができる。Therefore, according to the present embodiment, the entire surface of the reticle R pattern is sequentially transferred onto the wafer W by scanning exposure, and at this time, the position of the reticle R in the optical axis direction of the projection optical system is adjusted based on the adjustment position information. Is adjusted, a magnification error and a positional shift occur in the transfer image of the pattern on the wafer W due to the displacement of the reticle R in the optical axis direction even though the reticle side of the projection optical system PO is non-telecentric. Can be effectively suppressed, and as a result, the overlay accuracy can be improved. Further, when the reticle stage RST moves from one side to the other side along the Y-axis and when the reticle stage RST moves from the other side to the one side, the positional displacement of the reticle R in the Z direction during the synchronous movement is a mechanical factor. (Movement characteristics of the stage), control characteristics, etc.
The Z position of the reticle R can be adjusted with high accuracy without being affected by the influence of the reticle R, and a magnification error or a position shift occurs in the transfer image of the pattern on the wafer W due to the displacement of the reticle R in the Z direction. It can be suppressed more effectively.

【０１０５】ここで、主制御装置８０では露光中のレチ
クルＲのＺ方向の位置調整を、予めレチクル面測定用レ
ーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３の少な
くとも１つによって計測して得た調整用位置情報（第１
の調整用位置情報、第２の調整用位置情報）に基づいて
磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ３４をフィード
フォワード制御することにより行っても良く、あるいは
実際の走査露光中にレチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩ
ＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３の少なくとも１つによ
ってリアルタイムに計測して得た調整用位置情報（第１
の調整用位置情報、第２の調整用位置情報）に基づいて
磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ３４をフィード
バック制御することにより行っても良い。前者の場合に
は、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴと
の同期移動中に、レチクルＲのＺ変位を計測することな
く、予め計測された情報に基づいてフィードフォワード
制御により調整が行われるので、その調整に際して制御
遅れに起因する調整誤差が発生し難い。後者の場合に
は、前者の場合に比べて制御遅れが発生しないような制
御系の工夫が必要であるが、より高精度にレチクルＲの
Ｚ方向の位置を調整できるという利点がある。Here, main controller 80 adjusts the position of reticle R during exposure in the Z direction by adjusting at least one of laser interferometers RIFZ1, RIFZ2, and RIFZ3 for measuring reticle surface in advance. Information (first
May be performed by feed-forward controlling the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 34 based on the position information for adjustment and the second position information for adjustment), or the laser interference for reticle surface measurement during actual scanning exposure. Total RI
Adjustment position information obtained by real-time measurement using at least one of FZ1, RIFZ2, and RIFZ3 (first
Of the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator 34 based on the adjustment position information and the second adjustment position information). In the former case, during the synchronous movement between the reticle stage RST and the wafer stage WST, the adjustment is performed by feedforward control based on information measured in advance without measuring the Z displacement of the reticle R. During the adjustment, an adjustment error due to a control delay hardly occurs. In the latter case, it is necessary to devise a control system that does not cause a control delay as compared with the former case, but there is an advantage that the position of the reticle R in the Z direction can be adjusted with higher accuracy.

【０１０６】また、レチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩ
ＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３は、レチクルＲの円弧
状の照明領域ＩＡ内の異なる位置にそれぞれの測定ビー
ムを照射し、各測定ビームの照射位置でレチクルＲのＺ
方向位置を計測するので、これらのレチクル面測定用レ
ーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３の全て
を用いることにより、最も正確な測定データに基づいて
時々刻々のレチクルＲ上のパターン転写の対象領域内の
Ｚ位置のみでなくその傾斜をも調整することが可能にな
り、結果的に重ね合せ精度を一層向上させることが可能
になる。Also, a reticle surface measuring laser interferometer RI
The FZ1, RIFZ2, and RIFZ3 irradiate different positions in the arc-shaped illumination area IA of the reticle R with respective measurement beams, and the Z of the reticle R is irradiated at the irradiation position of each measurement beam.
Since the directional position is measured, by using all of these reticle surface measurement laser interferometers RIFZ1, RIFZ2, and RIFZ3, the pattern transfer area on the reticle R at every moment is determined based on the most accurate measurement data. It is possible to adjust not only the Z position but also the inclination, and as a result, it is possible to further improve the overlay accuracy.

【０１０７】以上詳細に説明したように、本第１の実施
形態に係る露光装置１０によると、照明光ＥＬの吸収に
より投影光学系ＰＯを構成する前記複数のミラーＭ１〜
Ｍ４に温度上昇が生じると、熱交換器としてのヒートパ
イプＨＰによってミラーＭ１〜Ｍ４と鏡筒ＰＰとの間で
熱交換が行われ、該ミラーＭ１〜Ｍ４が鏡筒ＰＰの温度
まで強制的に冷却される。この場合、鏡筒冷却装置とし
ての冷却ジャケット５２によりミラーＭ１〜Ｍ４を保持
する鏡筒ＰＰが冷却されており、ヒートパイプＨＰによ
る熱交換は、ミラーＭ１〜Ｍ４に対する照明光ＥＬの照
射中は連続的に行われる。従って、ヒートパイプＨＰが
接続されたミラーＭ１〜Ｍ４の変形を防止することがで
き、投影光学系ＰＯの結像特性が悪化するのを防止する
ことができ、結果的に照射変動に起因する転写像の劣化
を抑制することが可能になる。As described above in detail, according to the exposure apparatus 10 according to the first embodiment, the plurality of mirrors M1 to M1 constituting the projection optical system PO by absorbing the illumination light EL.
When a temperature rise occurs in M4, heat is exchanged between the mirrors M1 to M4 and the lens barrel PP by a heat pipe HP as a heat exchanger, and the mirrors M1 to M4 are forcibly brought to the temperature of the lens barrel PP. Cooled. In this case, the lens barrel PP holding the mirrors M1 to M4 is cooled by the cooling jacket 52 as a lens barrel cooling device, and the heat exchange by the heat pipe HP is continuous during the irradiation of the illumination light EL to the mirrors M1 to M4. It is done on a regular basis. Therefore, the deformation of the mirrors M1 to M4 to which the heat pipe HP is connected can be prevented, and the imaging characteristics of the projection optical system PO can be prevented from deteriorating. Image degradation can be suppressed.

【０１０８】この場合、鏡筒ＰＰに保持された全てのミ
ラーＭ１〜Ｍ４と鏡筒ＰＰとの間にヒートパイプＨＰを
設け、全てのミラーＭ１〜Ｍ４の熱変形を防止するよう
にしているが、これに限らず、レチクルＲとの光学的距
離が最も短く、従って照明光ＥＬが最初に照射される第
１ミラーＭ１にのみヒートパイプＨＰ等の熱交換器を接
続しても良い。あるいは第１ミラーＭ１に加え、第２ミ
ラーＭ２にヒートパイプＨＰを接続してもよい。照明光
ＥＬの熱エネルギはミラーＭ１の位置で最も高いので少
なくともミラーＭ１と鏡筒ＰＰとの間にヒートパイプ等
の熱交換器を設け、ミラーＭ１を強制冷却することが望
ましい。かかる場合には、レチクルＲに対する光学的距
離が最も短いため最も熱吸収が多く、結像特性の悪化を
招き易いミラーＭ１を冷却できるので、結果的に照射変
動に起因する転写像の劣化を効率的に抑制することが可
能になるからである。In this case, a heat pipe HP is provided between all the mirrors M1 to M4 held in the lens barrel PP and the lens barrel PP to prevent thermal deformation of all the mirrors M1 to M4. However, the present invention is not limited to this, and a heat exchanger such as a heat pipe HP may be connected only to the first mirror M1 which has the shortest optical distance to the reticle R and is irradiated first with the illumination light EL. Alternatively, a heat pipe HP may be connected to the second mirror M2 in addition to the first mirror M1. Since the heat energy of the illumination light EL is the highest at the position of the mirror M1, it is desirable to provide a heat exchanger such as a heat pipe at least between the mirror M1 and the lens barrel PP to forcibly cool the mirror M1. In such a case, since the optical distance to the reticle R is the shortest, the heat absorption is the largest, and the mirror M1 that easily causes the deterioration of the imaging characteristics can be cooled. This is because it becomes possible to suppress it.

【０１０９】また、本第１の実施形態では、鏡筒ＰＰを
冷却するとともに、この鏡筒ＰＰにヒートパイプを介し
てミラーＭ１〜Ｍ４を連結することにより、ヒートパイ
プの熱交換によってミラーを冷却する構成、すなわち、
低膨張ガラスから成るミラーＭ１の表面側（反射面）及
び裏面側を冷却する冷却装置を、ヒートパイプＨＰと冷
却ジャケット５２との組み合わせにより構成するので、
かなりの温度変化に対してはその変形が結像特性を悪化
させることがないという低膨張ガラス等の熱伝導率が小
さい材料の長所を生かすとともに、限界を超える温度変
化が生じないように反射面を直接冷却することにより、
照明光の照射に起因する投影光学系の結像特性の悪化を
防止することができ、結果的に照射変動に起因する転写
像の劣化を抑制することが可能になる。但し、本発明が
かかる構成に限定されないことは勿論である。例えば、
投影光学系ＰＯとして複数のミラーから成る反射光学系
が用いられ、複数のミラーの内の少なくとも１つのミラ
ーが熱伝導率が小さい材料（例えば低膨張ガラス）によ
り形成されている場合には、該低膨張ガラスから成るミ
ラーの反射面上の照明光の非照射領域に冷却装置（例え
ばペルチェ素子）を直接配置して、そのミラーの反射面
を直接冷却するようにしても良い。なお、ミラーの熱伝
導率に関係なく表面冷却は有効であるが、特に熱伝導率
が小さいミラーでは裏面を冷却した場合に温度勾配が生
じ易いので、表面（反射面）を直接冷却する効果（表面
冷却の効果）が大きい。In the first embodiment, the lens barrel PP is cooled, and the mirrors M1 to M4 are connected to the lens barrel PP via a heat pipe to cool the mirror by heat exchange of the heat pipe. Configuration, that is,
Since the cooling device for cooling the front side (reflection surface) and the back side of the mirror M1 made of low expansion glass is configured by a combination of the heat pipe HP and the cooling jacket 52,
In addition to taking advantage of materials with low thermal conductivity, such as low expansion glass, the deformation does not deteriorate the imaging characteristics for a considerable temperature change, and a reflective surface so that the temperature change beyond the limit does not occur. By directly cooling the
It is possible to prevent the deterioration of the imaging characteristic of the projection optical system due to the irradiation of the illumination light, and as a result, it is possible to suppress the deterioration of the transferred image due to the fluctuation of the irradiation. However, it goes without saying that the present invention is not limited to such a configuration. For example,
When a reflection optical system including a plurality of mirrors is used as the projection optical system PO, and at least one of the plurality of mirrors is formed of a material having low thermal conductivity (for example, low expansion glass), the reflection A cooling device (for example, a Peltier element) may be directly disposed in the non-irradiation area of the illumination light on the reflection surface of the mirror made of low expansion glass, and the reflection surface of the mirror may be directly cooled. Although surface cooling is effective irrespective of the thermal conductivity of the mirror, the effect of directly cooling the surface (reflective surface) is particularly effective for a mirror having a small thermal conductivity because a temperature gradient is likely to occur when the back surface is cooled. The effect of surface cooling) is large.

【０１１０】また、本実施形態に係る露光装置１０で
は、レチクルＲとして反射型レチクルが使用され、レチ
クルＲの照明光ＥＬの入射側（パターン面側）と反対側
に配置された第２冷却装置を含む温度制御部３６を備え
ていることから、レチクルＲの照射変動をも抑制するこ
とができ、より効果的に照射変動に起因する転写像の劣
化を抑制することが可能になっている。In the exposure apparatus 10 according to the present embodiment, a reflection type reticle is used as the reticle R, and the second cooling device disposed on the side of the reticle R opposite to the side of incidence of the illumination light EL (pattern surface side). Is provided, the irradiation fluctuation of the reticle R can be suppressed, and the deterioration of the transferred image due to the irradiation fluctuation can be suppressed more effectively.

【０１１１】また、本実施形態では、熱交換器としてヒ
ートパイプＨＰを使用するので、機器の軽量・コンパク
ト化に貢献することができるが、これに限らず、他の熱
交換器を用いても良い。In this embodiment, since the heat pipe HP is used as the heat exchanger, it is possible to contribute to the reduction in weight and size of the equipment. However, the present invention is not limited to this, and other heat exchangers may be used. good.

【０１１２】また、本実施形態によると、レチクルパタ
ーンの転写に際して、ステージ制御系（８０、３４、６
２）では投影光学系ＰＯの倍率に応じた速度比でレチク
ルＲとウエハＷとを同期移動する。この同期移動中に、
主制御装置８０ではパターンの像倍率誤差を補正するた
めに干渉計ＲＩＦＺの出力に基づいて投影光学系ＰＯに
対してレチクルＲをＺ方向に相対移動させるので、レチ
クルＲの光軸方向変位に起因してウエハＷ上のパターン
の転写像に倍率誤差が生ずるのを効果的に抑制すること
ができ、結果的に重ね合わせ精度の向上を図ることが可
能となる。Further, according to the present embodiment, when transferring the reticle pattern, the stage control system (80, 34, 6) is used.
In 2), the reticle R and the wafer W are synchronously moved at a speed ratio according to the magnification of the projection optical system PO. During this synchronous move,
The main controller 80 moves the reticle R relative to the projection optical system PO in the Z direction based on the output of the interferometer RIFZ in order to correct the image magnification error of the pattern. As a result, the occurrence of a magnification error in the transferred image of the pattern on the wafer W can be effectively suppressed, and as a result, the overlay accuracy can be improved.

【０１１３】また、本実施形態によると、照明系（１
２、ＰＲＭ、ＩＭ、３０、Ｍ、４４）は、照明光ＥＬと
して波長５〜１５ｎｍの間のＥＵＶ光をレチクルＲに照
射し、投影光学系ＰＯとして複数の反射光学素子（Ｍ１
〜Ｍ４）のみからなる反射光学系が用いられているた
め、ＥＵＶ光を用いてレチクルパターンが投影光学系Ｐ
Ｏを介してウエハＷに転写されるので、非常に微細なパ
ターン、例えば１００ｎｍＬ／Ｓパターンの高精度な転
写が可能である。また、ＥＵＶ光のように波長が短い照
明光は、その照射エネルギが大きいので、本実施形態で
は投影光学系ＰＯを構成するミラーを冷却する重要性を
考慮して、上記の如くミラーを冷却している。Further, according to the present embodiment, the illumination system (1
2, PRM, IM, 30, M, 44) irradiate the reticle R with EUV light having a wavelength of 5 to 15 nm as illumination light EL, and a plurality of reflection optical elements (M1) as projection optical system PO.
To M4), the reticle pattern is projected onto the projection optical system P using EUV light.
Since it is transferred to the wafer W via O, a very fine pattern, for example, a 100 nm L / S pattern can be transferred with high accuracy. In addition, since illumination light having a short wavelength such as EUV light has a large irradiation energy, in this embodiment, the mirror is cooled as described above in consideration of the importance of cooling the mirror constituting the projection optical system PO. ing.

【０１１４】また、本実施形態によると、干渉計システ
ム７０がレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳ
Ｔとの投影光学系ＰＯに対するＸＹ面内の相対位置を計
測し、レチクルＲの投影光学系ＰＯに対するＺ方向の相
対位置がレーザ干渉計ＲＩＦＺにより計測され、かつウ
エハＷの投影光学系ＰＯに対するＺ方向の相対位置がフ
ォーカスセンサ１４により計測されるようになっている
ので、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ
と投影光学系ＰＯとが別々の支持部材に支持されていて
も何らの支障がない。このため、レチクルステージＲＳ
ＴとウエハステージＷＳＴと投影光学系ＰＯとが機械的
に連結される必要がないので、レチクルステージＲＳ
Ｔ、ウエハステージＷＳＴの移動時の加減速度による反
力やそれぞれのステージの支持部材の振動が、投影光学
系ＰＯの結像特性に悪影響を及ぼしたり、一方のステー
ジの移動時の加減速度による反力が支持部材を介して他
方のステージの挙動に悪影響を与えることもない。Further, according to the present embodiment, interferometer system 70 includes reticle stage RST and wafer stage WS.
The relative position of the reticle R with respect to the projection optical system PO in the Z direction is measured by a laser interferometer RIFZ with respect to the projection optical system PO with respect to the projection optical system PO. Since the relative position in the direction is measured by the focus sensor 14, the reticle stage RST and the wafer stage WST
Even if the and the projection optical system PO are supported by separate support members, there is no problem. For this reason, reticle stage RS
T, wafer stage WST, and projection optical system PO need not be mechanically connected, so that reticle stage RS
T, the reaction force due to the acceleration / deceleration during the movement of the wafer stage WST and the vibration of the support member of each stage adversely affect the imaging characteristics of the projection optical system PO, or the reaction due to the acceleration / deceleration during the movement of one of the stages. The force does not adversely affect the behavior of the other stage via the support member.

【０１１５】また、本実施形態によると、照明光学系内
のスリット板４４は、レチクルパターンの一部に照明光
ＥＬを照射する第１スリット４４ａと、レチクルアライ
メントマークに照明光ＥＬを照射する第２スリット４４
ｂとを有し、照明光ＥＬに対し第１スリット４４ａと第
２スリット４４ｂとを切り替える駆動機構４６が設けら
れていることから、同一のスリット板４４により露光時
及びアライメント時のそれぞれに適切な照明領域の設定
が可能になる。また、この場合、スリット板４４のない
場合に比べて照明光学系からレチクルＲに向かって照射
される照明光の断面形状の自由度が増大し、これに応じ
て照明光学系を構成する光学素子の設計の自由度が向上
する。Further, according to the present embodiment, the slit plate 44 in the illumination optical system has the first slit 44a for irradiating a part of the reticle pattern with the illumination light EL and the second slit 44a for irradiating the reticle alignment mark with the illumination light EL. 2 slits 44
b, and a driving mechanism 46 for switching the first slit 44a and the second slit 44b with respect to the illumination light EL is provided, so that the same slit plate 44 is suitable for exposure and alignment. It is possible to set an illumination area. Also, in this case, the degree of freedom of the cross-sectional shape of the illumination light irradiated from the illumination optical system toward the reticle R is increased as compared with the case where the slit plate 44 is not provided, and the optical element constituting the illumination optical system accordingly. The degree of freedom of design is improved.

【０１１６】また、本実施形態では、露光用の照明光Ｅ
Ｌが軟Ｘ線領域の光であり、ウエハステージＷＳＴ上
に、蛍光発生物質６３と、この表面に露光用照明光ＥＬ
の反射層６２の薄膜により形成されたスリットＳＬＴ
と、該スリットＳＬＴを介して露光用照明光ＥＬが蛍光
発生物質６３に到達した際に蛍光発生物質６３が発する
光を光電変換する光電変換素子ＰＭとを有する空間像計
測器ＦＭを備えることから、通常軟Ｘ線領域の光を透過
する物質は存在しないにもかかわらず、かかる光を露光
用照明光として用いる場合にもその露光用照明光を用い
て空間像の計測が可能となり、この空間像計測器ＦＭを
用いてレチクルパターンのウエハステージＷＳＴ上での
投影位置を容易に求めること等が可能になる。In this embodiment, the illumination light E for exposure is used.
L is light in a soft X-ray region, and a fluorescence generating substance 63 is provided on a wafer stage WST and an illumination light EL for exposure is provided on the surface thereof.
SLT formed by the thin film of the reflective layer 62
And a photoelectric conversion element PM that photoelectrically converts light emitted from the fluorescent substance 63 when the illumination light for exposure EL reaches the fluorescent substance 63 via the slit SLT. In spite of the fact that there is no substance that normally transmits light in the soft X-ray region, even when such light is used as illumination light for exposure, an aerial image can be measured using the illumination light for exposure. It is possible to easily obtain the projection position of the reticle pattern on wafer stage WST using image measuring instrument FM.

【０１１７】また、本実施形態では、レチクルＲのパタ
ーンが、ＥＵＶ光ＥＬの反射層上に成膜されたＥＵＶ光
（露光用照明光）ＥＬの吸収物質によって形成されてい
ることから、露光用照明光である軟Ｘ線領域の光の反射
物質として多層膜をパタニングする場合と異なり、失敗
した場合のパターン修復が可能となる。また、上記吸収
物質の材料を適当に選択することにより、上記の露光用
照明光の反射層と吸収物質とを干渉計ＲＩＦＺの測長ビ
ーム（例えば可視領域の光）に対してほぼ同一反射率に
設定することができ、レチクルＲ上の全面でほぼ同一精
度でレチクルＲのＺ軸方向位置を計測することが可能と
なる。In this embodiment, since the pattern of the reticle R is formed by the EUV light (exposure illumination light) EL absorbing material formed on the reflection layer of the EUV light EL, Unlike the case where the multilayer film is patterned as a reflection material of light in the soft X-ray region, which is the illumination light, the pattern can be repaired in the case of failure. In addition, by appropriately selecting the material of the absorbing substance, the reflecting layer of the exposure illumination light and the absorbing substance can be made to have substantially the same reflectance with respect to the measurement beam (for example, light in the visible region) of the interferometer RIFZ. And the Z-axis position of the reticle R can be measured with almost the same accuracy over the entire surface of the reticle R.

【０１１８】なお、上記実施形態では、投影光学系ＰＯ
の鏡筒ＰＰを照明光ＥＬの照射中ずっと冷却する場合を
例示したが、これに限らず、予め鏡筒を冷却しておくよ
うにしても良い。かかる場合であっても、レチクルＲか
ら出射される照明光ＥＬがミラー（反射光学素子）Ｍ１
〜Ｍ４に照射され、該ミラーＭ１〜Ｍ４がその照明光Ｅ
Ｌの熱エネルギにより温度上昇すると、ヒートパイプ等
の熱交換器によりそのミラーと鏡筒との間で熱交換が行
われ、そのミラーが冷却される。この熱交換器による熱
交換は、反射光学素子と鏡筒との温度が一致するまで行
われる。従って、照明光ＥＬの照射に起因する投影光学
系ＰＯの結像特性の悪化をある程度防止することがで
き、結果的に照射変動に起因する転写像の劣化を抑制す
ることが可能になる。In the above embodiment, the projection optical system PO
Although the case where the lens barrel PP is cooled during the irradiation of the illumination light EL is illustrated, the invention is not limited thereto, and the lens barrel may be cooled in advance. Even in such a case, the illumination light EL emitted from the reticle R is reflected by the mirror (reflection optical element) M1.
To the mirrors M1 to M4, and the mirrors M1 to M4
When the temperature rises due to the heat energy of L, heat exchange is performed between the mirror and the lens barrel by a heat exchanger such as a heat pipe, and the mirror is cooled. The heat exchange by the heat exchanger is performed until the temperatures of the reflective optical element and the lens barrel match. Therefore, it is possible to prevent the imaging characteristics of the projection optical system PO from deteriorating due to the irradiation of the illumination light EL to some extent, and as a result, it is possible to suppress the deterioration of the transfer image due to the irradiation fluctuation.

【０１１９】また、上記実施形態では、ヒートパイプＨ
Ｐが、ミラーＭ１〜Ｍ４の反射面の一部とその裏面との
両方に接続された場合について説明したが、これに限ら
ず、ミラーＭ１〜Ｍ４の反射面の一部とその裏面の少な
くとも一方に接続されていても良い。In the above embodiment, the heat pipe H
A case has been described where P is connected to both a part of the reflecting surface of the mirrors M1 to M4 and the back surface thereof. However, the present invention is not limited to this. It may be connected to.

【０１２０】なお、上記実施形態では、レチクル面計測
用レーザ干渉計ＲＩＦＺとして、参照鏡一体型のタイプ
を使用する場合を例示したが、これに限らず、レチクル
のＺ位置を計測する干渉計は、投影光学系に固定された
参照鏡と、投影光学系から離れた位置に配置された干渉
計本体とを有していても良い。かかる場合には、干渉計
本体の発熱に起因して投影光学系、あるいはそれに固定
されたアライメントセンサやフォーカスセンサ等の各種
のセンサの光学特性に悪影響を与えるのを回避すること
ができる。また、上記実施形態では、レーザ干渉計ＲＩ
ＦＺからの３つの測定ビームがレチクルＲ上の照明領域
ＩＡ内に照射される場合について説明したが、これに限
らず、例えば干渉計ＲＩＦＺは、レチクルＲのＹ方向の
異なる位置に測定ビームを照射し、各測定ビームの照射
位置毎にレチクルＲのＺ方向の位置を計測するようにし
ても良い。かかる場合には、少なくともＹ方向（同期移
動方向）については、レチクルＲとウエハＷとの同期移
動中にレチクルＲの光軸方向位置ずれ傾斜ずれを調整す
ることが可能になる。この場合において、干渉計ＲＩＦ
Ｚから少なくとも２本の測定ビームをレチクル上の照明
領域ＩＡのＹ方向の両側にそれぞれ照射する場合には、
レチクルＲとウエハＷとの同期移動中に、いわゆる先読
み制御を行うことにより、フィードフォワードにてレチ
クルＲのＺ位置の調整が可能になる。In the above embodiment, the case where the reference mirror integrated type is used as the reticle surface measuring laser interferometer RIFZ is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and the interferometer for measuring the reticle Z position is not limited to this. And a reference mirror fixed to the projection optical system, and an interferometer body disposed at a position distant from the projection optical system. In such a case, it is possible to avoid adversely affecting the optical characteristics of the projection optical system or various sensors fixed to the projection optical system, such as an alignment sensor and a focus sensor, due to the heat generated by the interferometer body. In the above embodiment, the laser interferometer RI
The case where three measurement beams from the FZ are irradiated into the illumination area IA on the reticle R has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the interferometer RIFZ irradiates different positions of the reticle R in the Y direction with the measurement beams. Then, the position of the reticle R in the Z direction may be measured for each irradiation position of each measurement beam. In such a case, at least in the Y direction (synchronous movement direction), it is possible to adjust the positional shift and the tilt shift of the reticle R in the optical axis direction during the synchronous movement between the reticle R and the wafer W. In this case, the interferometer RIF
When irradiating at least two measurement beams from Z to both sides in the Y direction of the illumination area IA on the reticle,
By performing so-called pre-read control during the synchronous movement between the reticle R and the wafer W, the Z position of the reticle R can be adjusted by feed forward.

【０１２１】また、上記実施形態では、同期移動中に投
影光学系ＰＯの物体面側でレチクルＲをＺ方向に移動さ
せる駆動部材が、レチクルＲを保持するレチクルステー
ジＷＳＴとこれを駆動する磁気浮上型２次元リニアアク
チュエータ３４とで構成される場合について説明した
が、これに限らず、レチクルステージＲＳＴ上にレチク
ルＲを保持するレチクルホルダＲＨを複数点でＺ方向に
駆動するピエゾ素子等の別のアクチュエータを設け、こ
れによって駆動部材を構成してもよい。いずれにして
も、駆動部材は、投影光学系ＰＯの物体面に対してレチ
クルＲを相対的に傾けるものであることが望ましい。か
かる場合には、同期移動中、駆動部材によって、投影光
学系ＰＯの物体面側でレチクルＲがＺ方向に移動される
のに加え、投影光学系ＰＯの物体面に対する傾斜調整も
可能になるので、投影光学系の物体面側が非テレセトリ
ックであるにもかかわらず、レチクルＲの光軸方向変位
に起因してウエハＷ上のパターンの転写像に倍率誤差や
位置ずれが生ずるのを効果的に抑制することができ、結
果的に重ね合わせ精度の向上を図ることが可能となる。In the above embodiment, the driving member for moving the reticle R in the Z direction on the object plane side of the projection optical system PO during the synchronous movement is the reticle stage WST for holding the reticle R and the magnetic levitation for driving the reticle stage WST. However, the present invention is not limited to this, and another type such as a piezo element that drives a reticle holder RH holding a reticle R on a reticle stage RST in a Z direction at a plurality of points is described. An actuator may be provided to form the driving member. In any case, it is desirable that the driving member is to tilt the reticle R relatively to the object plane of the projection optical system PO. In such a case, during the synchronous movement, in addition to the reticle R being moved in the Z direction on the object plane side of the projection optical system PO by the driving member, the inclination of the projection optical system PO with respect to the object plane can be adjusted. In spite of the fact that the object plane side of the projection optical system is non-telecentric, it is possible to effectively prevent a transfer error of the pattern on the wafer W from being caused by a magnification error or a displacement due to the displacement of the reticle R in the optical axis direction. As a result, the overlay accuracy can be improved.

【０１２２】また、上記実施形態では、スリット板４４
を用いて円弧状の照明領域ＩＡを規定する場合について
説明したが、これに限らず、照明光学系を構成する各光
学部材が照明光ＥＬが円弧状の形になるように設計され
ていればレチクルＲ直下のスリット板４４は必ずしも設
ける必要はない。In the above embodiment, the slit plate 44
The case where the arc-shaped illumination area IA is defined by using is described. However, the present invention is not limited to this. If each optical member constituting the illumination optical system is designed so that the illumination light EL has an arc shape. It is not always necessary to provide the slit plate 44 immediately below the reticle R.

【０１２３】また、レチクルアライメントマークはＲＭ
１〜ＲＭ６の位置ではなく、図５中のＲＭ７〜ＲＭ１２
の位置にしても良い。かかる場合には、スリット板４４
として、第１スリット４４ａのみを有するスリット板が
あれば良く、また、駆動機構４６は不要である。あるい
は、レチクルアライメントマークをＲＭ１〜ＲＭ１２の
全ての位置に形成し、これら全てを利用しても良い。The reticle alignment mark is RM
Instead of the positions of 1 to RM6, RM7 to RM12 in FIG.
Position. In such a case, the slit plate 44
As long as there is a slit plate having only the first slit 44a, the driving mechanism 46 is unnecessary. Alternatively, reticle alignment marks may be formed at all positions of RM1 to RM12, and all of them may be used.

【０１２４】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態について図１３に基づいて説明する。ここで、
前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分
については、同一の符号を用いるとともにその詳細な説
明は省略するものとする。<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. here,
The same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first embodiment, and the detailed description is omitted.

【０１２５】図１３には、第２の実施形態の露光装置１
００の全体構成が概略的に示されている。この露光装置
１００も、前述した露光装置１０と同様に、露光用の照
明光ＥＬとして波長５〜１５ｎｍの軟Ｘ線領域の光（Ｅ
ＵＶ光）を用いて、ステップアンドスキャン方式により
露光動作を行う投影露光装置である。FIG. 13 shows an exposure apparatus 1 according to the second embodiment.
00 is schematically shown. Similarly to the above-described exposure apparatus 10, this exposure apparatus 100 also includes light (E) in the soft X-ray region having a wavelength of
This is a projection exposure apparatus that performs an exposure operation by a step-and-scan method using UV light.

【０１２６】この露光装置１００は、前述した投影光学
系ＰＯに代えて投影光学系ＰＯ’が設けられている点が
前述した露光装置１０と異なり、この点に特徴を有す
る。The exposure apparatus 100 differs from the above-described exposure apparatus 10 in that a projection optical system PO 'is provided instead of the above-described projection optical system PO, and is characterized in this point.

【０１２７】この投影光学系ＰＯ’は、Ｚ方向に沿って
配置され相互に連結された第１の分割鏡筒ＰＰと第２の
分割鏡筒ＰＰ’との２部分から構成されており、各分割
鏡筒ＰＰ、ＰＰ’のそれぞれが別々の冷却装置によって
独立して冷却されている。すなわち、第１の分割鏡筒Ｐ
Ｐは、前述した第１の実施形態の鏡筒ＰＰと同様に、内
側のインナー部材５０と、その外周部に装着された鏡筒
冷却装置としての冷却ジャケット５２との２重構造と
し、冷却ジャケット５２の内部には、冷却液を流入チュ
ーブ５４側から流出チューブ５６側に流すための螺旋状
のパイプ５８が設けられている。ここでは、冷却液とし
て冷却水（又は住友スリーエム社のフロリナート（フッ
素系不活性液体））が用いられている。冷却ジャケット
５２から流出チューブ５６を介して流出した冷却水は、
不図示の冷凍装置内で冷媒との間で熱交換を行い、所定
温度まで冷却された後、流入チューブ５４を介して冷却
ジャケット５２内に流入するようになっており、このよ
うにして冷却水が循環されるようになっている。The projection optical system PO ′ is composed of two parts, a first divided lens barrel PP and a second divided lens barrel PP ′ which are arranged along the Z direction and are connected to each other. Each of the split lens barrels PP and PP ′ is independently cooled by a separate cooling device. That is, the first split lens barrel P
P has a double structure of the inner inner member 50 and the cooling jacket 52 as a lens barrel cooling device mounted on the outer peripheral portion, similarly to the lens barrel PP of the first embodiment described above. A spiral pipe 58 for flowing the cooling liquid from the inflow tube 54 side to the outflow tube 56 side is provided inside 52. Here, cooling water (or Fluorinert (fluorinated inert liquid) manufactured by Sumitomo 3M Limited) is used as the cooling liquid. The cooling water flowing out of the cooling jacket 52 via the outflow tube 56 is
Heat exchange is performed between the refrigerant and the refrigerant in a refrigeration apparatus (not shown), and after cooling to a predetermined temperature, the refrigerant flows into the cooling jacket 52 via the inflow tube 54, and thus the cooling water Is circulated.

【０１２８】これと同様に、第２の分割鏡筒ＰＰ’は、
内側のインナー部材５１と、その外周部に装着された鏡
筒冷却装置としての冷却ジャケット５３との２重構造と
し、冷却ジャケット５３の内部には、冷却液を流入チュ
ーブ５５側から流出チューブ５７側に流すための螺旋状
のパイプ５９が設けられている。ここでは、冷却液とし
て、冷却水が用いられている。冷却ジャケット５３から
流出チューブ５７を介して流出した冷却水は、不図示の
冷凍装置内で冷媒との間で熱交換を行い、所定温度まで
冷却された後、流入チューブ５５を介して冷却ジャケッ
ト５３内に流入するようになっており、このようにして
冷却水が循環されるようになっている。Similarly, the second split barrel PP ′ is
It has a double structure of an inner inner member 51 and a cooling jacket 53 as a lens barrel cooling device mounted on the outer peripheral portion thereof. A helical pipe 59 is provided for flowing through the pipe. Here, cooling water is used as the cooling liquid. The cooling water flowing out of the cooling jacket 53 via the outflow tube 57 exchanges heat with the refrigerant in a refrigeration device (not shown), and is cooled to a predetermined temperature. The cooling water is circulated in this manner.

【０１２９】ここで、本第２の実施形態では、ミラーＭ
２、Ｍ４が分割鏡筒ＰＰ内に保持され、ミラーＭ１、Ｍ
３が分割鏡筒ＰＰ’内に保持されている。ミラーＭ２、
Ｍ４とこれらを保持する分割鏡筒ＰＰとの間が熱交換器
としてのヒートパイプＨＰで連結されている。同様に、
ミラーＭ１、Ｍ３とこれらを保持する分割鏡筒ＰＰ’と
の間が熱交換器としてのヒートパイプＨＰで連結されて
いる。Here, in the second embodiment, the mirror M
2, M4 are held in the split lens barrel PP, and the mirrors M1, M
3 is held in the split lens barrel PP '. Mirror M2,
M4 and the split lens barrel PP holding these are connected by a heat pipe HP as a heat exchanger. Similarly,
The mirrors M1 and M3 and the split barrel PP 'holding these are connected by a heat pipe HP as a heat exchanger.

【０１３０】以上のようにして、構成された本第２の実
施形態に係る露光装置１００では、前述した第１の実施
形態と同等の効果を得られる他、各分割鏡筒ＰＰ、Ｐ
Ｐ’の冷却ジャケット５２、５３内に異なる温度の冷却
水を流すことにより、それぞれの分割鏡筒を異なる温度
まで強制冷却することが可能であり、ここでは、レチク
ルＲからの反射光が最初に照射されるミラーＭ１（及び
Ｍ３）を保持する分割鏡筒ＰＰ’をミラーＭ２（及びＭ
４）を保持する分割鏡筒ＰＰより低温で冷却するように
なっている。これにより、最も熱吸収が多く、結像特性
の悪化を招き易いミラーＭ１を他のミラーより効率よく
冷却し、結果的に照射変動に起因する転写像の劣化を効
率的に抑制している。In the exposure apparatus 100 according to the second embodiment configured as described above, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained, and each of the divided barrels PP and P can be obtained.
By flowing cooling water of different temperatures into the cooling jackets 52 and 53 of P ′, it is possible to forcibly cool each of the divided lens barrels to different temperatures. Here, the reflected light from the reticle R first The split barrel PP ′ holding the irradiated mirror M1 (and M3) is moved to the mirror M2 (and M
Cooling is performed at a lower temperature than the divided lens barrel PP holding 4). As a result, the mirror M1 having the largest heat absorption and easily causing the deterioration of the imaging characteristics is cooled more efficiently than the other mirrors, and as a result, the deterioration of the transferred image due to the irradiation variation is efficiently suppressed.

【０１３１】なお、上記第１、第２の実施形態で示した
投影光学系や、照明光学系はほんの一例であって、本発
明がこれに限定されないことは勿論である。The projection optical system and the illumination optical system shown in the first and second embodiments are merely examples, and it goes without saying that the present invention is not limited to these.

【０１３２】また、上記各実施形態において、照明光Ｅ
Ｌとして、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に限らず、波長
１１．５ｎｍのＥＵＶ光を用いても良い。この波長域で
はモリブデンとベリリウムとを交互に積層させた多層膜
が光学素子の表面に形成されることになる。なお、７０
ｎｍＬ／Ｓパターン、又は５０ｎｍ孤立パターンを転写
するためには、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光では開口数
が０．１〜０．１２程度の投影光学系が用いられ、波長
１１．５ｎｍのＥＵＶ光では開口数が０．０８〜０．１
程度の投影光学系が用いられる。In each of the above embodiments, the illumination light E
L is not limited to EUV light having a wavelength of 13.4 nm, and EUV light having a wavelength of 11.5 nm may be used. In this wavelength region, a multilayer film in which molybdenum and beryllium are alternately laminated is formed on the surface of the optical element. Note that 70
To transfer an nm L / S pattern or a 50 nm isolated pattern, a projection optical system having a numerical aperture of about 0.1 to 0.12 is used for EUV light having a wavelength of 13.4 nm, and EUV light having a wavelength of 11.5 nm is used. The numerical aperture is 0.08 to 0.1
A degree of projection optics is used.

【０１３３】さらに、上記実施形態の光源装置１２で
は、銅テープなどのテ一プターゲットを用いるものとし
たが、その代わりにガスジェットターゲット、又はクラ
イオターゲットなどを用いても良い。Further, in the light source device 12 of the above embodiment, a tape target such as a copper tape is used, but a gas jet target or a cryo target may be used instead.

【０１３４】なお、上記第１及び第２実施形態におい
て、レチクルＲのパターン面に近接して可動式ブライン
ド４２及び視野絞り（スリット板）４４を配置したが、
ブラインド４２と視野絞り４４との少なくとも一方を照
明光学系内でレチクルＲのパターン面とほぼ共役な面に
配置してもよい。In the first and second embodiments, the movable blind 42 and the field stop (slit plate) 44 are arranged close to the pattern surface of the reticle R.
At least one of the blind 42 and the field stop 44 may be arranged on a surface substantially conjugate with the pattern surface of the reticle R in the illumination optical system.

【０１３５】また、前述の上記各実施形態では本発明が
露光用照明光としてＥＵＶ光を用いる露光装置に適用さ
れた場合について説明したが、これに限らず、例えば紫
外光を用いる露光装置であっても、投影光学系として反
射光学素子のみからなる反射系、又は反射光学素子と屈
折光学素子とを有する反射屈折系（カタッディオプトリ
ック系）を採用した装置であれば、本発明を適用して同
様の効果を得ることができる。例えば、波長２００ｎｍ
程度以下の真空紫外光（ＶＵＶ光）を用いる露光装置で
は、投影光学系として反射屈折系を用いることが考えら
れる。この場合、反射光学素子（凹面鏡、ミラーなど）
を熱伝導率が小さい材料で構成し、かつその裏面に、必
要な場合には更に表面（反射面）上の照明光の非照射領
域にもヒートパイプなどの熱交換器を接続すれば良い。Further, in each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the exposure apparatus using EUV light as the illumination light for exposure has been described. However, the present invention is not limited to this. However, the present invention is applicable to any apparatus that employs a reflection system consisting of only a reflection optical element or a catadioptric system (catadioptric system) having a reflection optical element and a refractive optical element as a projection optical system. The same effect can be obtained. For example, a wavelength of 200 nm
In an exposure apparatus that uses vacuum ultraviolet light (VUV light) of a degree or less, a catadioptric system may be used as the projection optical system. In this case, a reflective optical element (concave mirror, mirror, etc.)
May be made of a material having a low thermal conductivity, and a heat exchanger such as a heat pipe may be connected to the back surface and, if necessary, to the non-irradiation area of the illumination light on the front surface (reflection surface).

【０１３６】ここで、反射屈折型の投影光学系として
は、例えば特開平８―１７１０５４号公報、特開平１０
−２０１９５号公報などに開示される、反射光学素子と
してビームスプリッタと凹面鏡とを有する反射屈折系、
又は特開平８−３３４６９５号公報、特開平１０−３０
３９号公報に開示される、反射光学素子としてビームス
プリッタを用いずに凹面鏡などを有する反射屈折系を用
いることができる。Here, as a catadioptric projection optical system, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
A catadioptric system having a beam splitter and a concave mirror as reflective optical elements, as disclosed in, for example,
Or JP-A-8-334695, JP-A-10-30
No. 39, a catadioptric system having a concave mirror or the like can be used as a reflective optical element without using a beam splitter.

【０１３７】この他、米国特許第５，０３１，９７６
号、第５，４８８，２２９号、及び第５，７１７，５１
８号こ開示される、複数の屈折光学素子と２枚のミラー
（凹面鏡である主鏡と、屈折素子又は平行平面板の入射
面と反対側に反射面が形成される裏面鏡である副鏡）と
を同一軸上に配置し、その複数の屈折光学素子によって
形成されるレチクルパターンの中間像を、主鏡と副鏡と
によってウエハ上に再結像させる反射屈折系を用いても
良い。この反射屈折系では、複数の屈折光学素子に続け
て主鏡と副鏡とが配置され、照明光が主鏡の一部を通っ
て副鏡、主鏡の順に反射され、さらに副鏡の一部を通っ
てウエハ上に達することになる。In addition, US Pat. No. 5,031,976
No. 5,488,229 and 5,717,51
No. 8 discloses a plurality of refractive optical elements and two mirrors (a primary mirror that is a concave mirror, and a sub-mirror that is a back mirror in which a reflective surface is formed on a side opposite to the incident surface of a refractive element or a parallel flat plate). ) May be arranged on the same axis, and a catadioptric system may be used in which an intermediate image of the reticle pattern formed by the plurality of refractive optical elements is re-imaged on the wafer by the primary mirror and the secondary mirror. In this catadioptric system, a primary mirror and a secondary mirror are arranged following a plurality of refractive optical elements, and illumination light is reflected through a part of the primary mirror in the order of a secondary mirror and a primary mirror. Part to reach the wafer.

【０１３８】なお、反射屈折型の投影光学系を用いる場
合も、少なくとも１つの光学素子をそれぞれ保持する複
数の分割鏡筒を用い、さらに複数の分割鏡筒に当該各分
割鏡筒をそれぞれ冷却する温調装置を接続しても良い。
あるいは、投影光学系（例えばフランジ部）と、投影光
学系を保持する架台との間に断熱材を設け、その架台を
通して熱が投影光学系に伝わるのを防止しても良い。When a catadioptric projection optical system is used, a plurality of divided barrels each holding at least one optical element are used, and each of the plurality of divided barrels is cooled. A temperature controller may be connected.
Alternatively, a heat insulating material may be provided between the projection optical system (for example, a flange portion) and a mount that holds the projection optical system to prevent heat from being transmitted to the projection optical system through the mount.

【０１３９】さらに、反射屈折型の投影光学系として
は、例えば円形イメージフィールドを有し、かつ物体面
側、及び像面側が共にテレセントリックであるととも
に、その投影倍率が１／４倍又は１／５倍となる縮小系
を用いても良い。また、この反射屈折型の投影光学系を
備えた走査型露光装置の場合、照明光の照射領域が投影
光学系の視野内でその光軸をほぼ中心とし、かつレチク
ル又はウエハの走査方向とほぼ直交する方向に沿つて延
びる矩形スリット状に規定されるタイプであっても良
い。かかる反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光
装置によれば、例えば波長１５７ｎｍのＦ2レーザ光を
露光用照明光として用いても１００ｎｍＬ／Ｓパターン
程度の微細パターンをウエハ上に高精度に転写すること
が可能である。The catadioptric projection optical system has, for example, a circular image field, is telecentric on both the object side and the image side, and has a projection magnification of 1/4 or 1/5. A double reduction system may be used. Further, in the case of a scanning exposure apparatus having this catadioptric projection optical system, the irradiation area of the illumination light is substantially centered on its optical axis within the field of view of the projection optical system, and is substantially in the scanning direction of the reticle or wafer. It may be of a type defined in a rectangular slit shape extending along the orthogonal direction. According to a scanning exposure apparatus provided with such a catadioptric projection optical system, for example, a high accuracy 100 Nml / S pattern about fine patterns using a F 2 laser beam having a wavelength of 157nm as exposure illumination light on the wafer Can be transferred to

【０１４０】また、真空紫外光としてＡｒＦエキシマレ
ーザ光やＦ2レーザ光などが用いられるが、ＤＦＢ半導
体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、
又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム
（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープさ
れたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用い
て紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。Further, ArF excimer laser light, F 2 laser light or the like is used as the vacuum ultraviolet light, but the infrared region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser,
Alternatively, a single-wavelength laser beam in the visible region may be amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and a harmonic converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used. .

【０１４１】例えば、単一波長レーザの発振波長を１．
５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８
９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波
長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が
出力される。特に発振波長を１．５４４〜１．５５３μ
ｍの範囲内とすると、発生波長が１９３〜１９４ｎｍの
範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザ光とほ
ぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７
〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜
１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ2レ−ザ光
とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。For example, the oscillation wavelength of a single-wavelength laser is set to 1.
When the wavelength is in the range of 51 to 1.59 μm, the generated wavelength is 18
An eighth harmonic having a wavelength in the range of 9 to 199 nm or a tenth harmonic having a generation wavelength in the range of 151 to 159 nm is output. In particular, the oscillation wavelength is 1.544 to 1.553 μm.
m, an 8th harmonic whose generation wavelength is in the range of 193 to 194 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser light is obtained, and the oscillation wavelength is 1.57.
When it is within the range of 1.58 μm, the generated wavelength is 157 to
The 10th harmonic within the range of 158 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F 2 laser light is obtained.

【０１４２】また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍ
の範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範
囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．
０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が
１５７〜１５８μｍの範囲内の７倍高調波、即ちＦ2レ
ーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場
合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム
・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。The oscillation wavelength is set to 1.03 to 1.12 μm.
, A 7th harmonic whose output wavelength is in the range of 147 to 160 nm is output.
When the wavelength is in the range of 099 to 1.106 μm, a seventh harmonic having a generation wavelength in the range of 157 to 158 μm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F 2 laser beam is obtained. In this case, as the single-wavelength oscillation laser, for example, an ytterbium-doped fiber laser can be used.

【０１４３】さらに、半導体素子の製造に用いられる露
光装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレ
イの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレ
ート上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用
いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転
写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に
用いられる露光装置などにも本発明を適用することがで
きる。Further, not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element but also an exposure apparatus used for manufacturing a display including a liquid crystal display element for transferring a device pattern onto a glass plate, and manufacturing a thin film magnetic head The present invention can also be applied to an exposure apparatus used to transfer a device pattern onto a ceramic wafer, an exposure apparatus used to manufacture an imaging device (such as a CCD), and the like.

【０１４４】また、半導体素子などのマイクロデバイス
だけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装
置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又は
マスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエ
ハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を
適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真
空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レ
チクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、
フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネ
シウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミ
ティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは
透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）
が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが
用いられる。In addition to a micro device such as a semiconductor device, a glass substrate or a mask for manufacturing a reticle or a mask used in an optical exposure apparatus, an EUV exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, or the like. The present invention is also applicable to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a silicon wafer or the like. Here, a transmissive reticle is generally used in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light or VUV (vacuum ultraviolet) light, and quartz glass is used as a reticle substrate.
Quartz glass, fluorite, magnesium fluoride, quartz, or the like doped with fluorine is used. In a proximity type X-ray exposure apparatus or an electron beam exposure apparatus, a transmission mask (stencil mask, membrane mask) is used.
And a silicon wafer or the like is used as a mask substrate.

【０１４５】[0145]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜２１に
記載の各発明に係る露光装置によれば、照射変動に起因
する転写像の劣化を効果的に抑制することができるとい
う従来にない優れた効果がある。As described above, according to the exposure apparatus according to each of the first to twenty-first aspects of the present invention, it is possible to effectively suppress the deterioration of the transferred image due to the irradiation fluctuation. There is no excellent effect.

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

【図１】第１の実施形態の露光装置の構成を概略的に示
す図である。FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment.

【図２】図１の光源装置の内部を構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the inside of the light source device of FIG. 1;

【図３】図２の光源装置の左側面図である。FIG. 3 is a left side view of the light source device of FIG. 2;

【図４】図１のレチクルステージ近傍の構成各部を詳細
に示す図である。FIG. 4 is a diagram showing in detail each component of the configuration near the reticle stage in FIG. 1;

【図５】レチクルの概略平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of a reticle.

【図６】レチクルステージとウエハステージのＸＹ平面
内の位置を計測する干渉計システムの構成を説明するた
めの図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an interferometer system that measures the positions of a reticle stage and a wafer stage in an XY plane.

【図７】図１のスリット板及びその駆動機構の一例を示
す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing an example of the slit plate of FIG. 1 and a driving mechanism thereof.

【図８】図１の投影光学系の内部構成を概略的に示す図
である。8 is a diagram schematically showing an internal configuration of the projection optical system of FIG.

【図９】（Ａ）は図８の各ミラーの支持構造を説明する
ための概略斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。9A is a schematic perspective view for explaining a support structure of each mirror in FIG. 8, and FIG. 9B is a side view of FIG.

【図１０】（Ａ）は空間像計測器を示す平面図、（Ｂ）
は（Ａ）の空間像計測器を示す側面図である。10A is a plan view showing an aerial image measuring device, and FIG.
FIG. 2 is a side view showing the aerial image measuring device of FIG.

【図１１】ウエハ（ウエハステージ）及びレチクル（レ
チクルステージ）の位置及び姿勢制御に関連する制御系
の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram schematically showing a configuration of a control system related to position and orientation control of a wafer (wafer stage) and a reticle (reticle stage).

【図１２】レチクルパターンがウエハ上の複数ショット
領域に転写される様子を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing how a reticle pattern is transferred to a plurality of shot areas on a wafer.

【図１３】第２の実施形態に係る露光装置の全体構成を
概略的に示す図である。FIG. 13 is a view schematically showing an overall configuration of an exposure apparatus according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…露光装置、３６…温度制御部（第２冷却装置）、
５２…水冷ジャケット（鏡筒冷却装置、冷却装置の一
部）、５３…水冷ジャケット、Ｒ…レチクル（マス
ク）、ＰＯ…投影光学系、Ｗ…ウエハ（基板）、Ｍ１…
第１ミラー（反射光学素子）、Ｍ２…第２ミラー（反射
光学素子）、Ｍ３…第３ミラー（反射光学素子）、Ｍ４
…第４ミラー（反射光学素子）、ＨＰ…ヒートパイプ
（熱交換器、冷却装置の一部）、ＰＰ…鏡筒（第１の分
割鏡筒）、ＰＰ’…第２の分割鏡筒、ＥＬ…照明光。10 Exposure device, 36 Temperature control unit (second cooling device),
52: water cooling jacket (a part of the lens barrel cooling device, cooling device), 53: water cooling jacket, R: reticle (mask), PO: projection optical system, W: wafer (substrate), M1 ...
First mirror (reflective optical element), M2: second mirror (reflective optical element), M3: third mirror (reflective optical element), M4
... 4th mirror (reflection optical element), HP ... heat pipe (heat exchanger, part of cooling device), PP ... barrel (first split barrel), PP '... second split barrel, EL ... lighting light.

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 照明光によりマスクを照射し、該マスク
に形成されたパターンを投影光学系を介して基板上に転
写する露光装置であって、 前記投影光学系として複数のミラーから成る反射光学系
が用いられ、 前記複数のミラーの内の少なくとも１つのミラーが熱伝
導率が小さい材料により形成され、 前記熱伝導率が小さい材料から成るミラーの前記照明光
が照射される反射面上の前記照明光の非照射領域に配置
された冷却装置を備える露光装置。1. An exposure apparatus that irradiates a mask with illumination light and transfers a pattern formed on the mask onto a substrate via a projection optical system, wherein the projection optical system includes a plurality of mirrors. A system is used, at least one of the plurality of mirrors is formed of a material having a low thermal conductivity, and the mirror formed of the material having a low thermal conductivity has a mirror on a reflecting surface to which the illumination light is irradiated. An exposure apparatus including a cooling device arranged in a non-irradiation area of illumination light. 【請求項２】 前記反射面上に前記冷却装置が配置され
た前記ミラーの裏面側にも冷却装置が配置されたことを
特徴とする請求項１に記載の露光装置。2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a cooling device is also arranged on a back side of the mirror on which the cooling device is arranged on the reflection surface. 【請求項３】 照明光によりマスクを照射し、該マスク
に形成されたパターンを投影光学系を介して基板上に転
写する露光装置であって、 前記投影光学系として前記照明光が順次に照射される第
１ミラーと第２ミラーとを含む複数のミラーから成る反
射光学系が用いられ、 前記複数のミラーを保持する鏡筒を冷却する鏡筒冷却装
置と；前記複数のミラーの内の少なくとも１つのミラー
と前記鏡筒との間に設けられた熱交換器とを備える露光
装置。3. An exposure apparatus for irradiating a mask with illumination light and transferring a pattern formed on the mask onto a substrate via a projection optical system, wherein the illumination light is sequentially applied as the projection optical system. A reflection optical system including a plurality of mirrors including a first mirror and a second mirror to be used, and a lens barrel cooling device for cooling a lens barrel holding the plurality of mirrors; and at least one of the plurality of mirrors An exposure apparatus comprising: a mirror; and a heat exchanger provided between the mirror and the lens barrel. 【請求項４】 前記鏡筒が少なくとも１つのミラーをそ
れぞれ保持する複数の分割鏡筒から成り、 前記鏡筒冷却装置が、前記各分割鏡筒を独立して冷却
し、 前記熱交換器は、前記各分割鏡筒と該分割鏡筒によって
保持される少なくとも１つのミラーとの間に少なくとも
各１つ設けられていることを特徴とする請求項３に記載
の露光装置。4. The lens barrel comprises a plurality of divided lens barrels each holding at least one mirror, the lens barrel cooling device independently cools each of the divided lens barrels, and the heat exchanger comprises: The exposure apparatus according to claim 3, wherein at least one each is provided between each of the divided barrels and at least one mirror held by the divided barrel. 【請求項５】 前記複数の分割鏡筒の１つは、前記照明
光が最初に照射される前記第１ミラーを保持する分割鏡
筒であり、 前記熱交換器の内の１つは、前記第１ミラーと該第１ミ
ラーを保持する分割鏡筒との間に設けられ、 前記鏡筒冷却装置は、前記第１ミラーを保持する分割鏡
筒を他の分割鏡筒より低温で冷却することを特徴とする
請求項４に記載の露光装置。5. One of the plurality of split barrels is a split barrel that holds the first mirror to which the illumination light is first irradiated, and one of the heat exchangers is The lens barrel cooling device is provided between a first mirror and a split barrel that holds the first mirror, and cools the split barrel that holds the first mirror at a lower temperature than the other split barrels. The exposure apparatus according to claim 4, wherein: 【請求項６】 前記熱交換器がヒートパイプであること
を特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の露光
装置。6. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the heat exchanger is a heat pipe. 【請求項７】 前記マスクは反射型マスクであり、 前記マスクの前記照明光の入射側と反対側に配置される
第２冷却装置を更に備えたことを特徴とする請求項１又
は３に記載の露光装置。7. The mask according to claim 1, wherein the mask is a reflective mask, and further includes a second cooling device disposed on a side of the mask opposite to a side on which the illumination light is incident. Exposure equipment. 【請求項８】 マスクに照明光を照射する照明光学系を
有し、前記マスクに形成されたパターンを基板上に転写
する露光装置であって、 反射光学素子を有し、前記マスクから出射される照明光
を前記基板上に投射する投影光学系と；前記反射光学素
子とそれを保持する鏡筒との間に設けられる熱交換器と
を備える露光装置。8. An exposure apparatus having an illumination optical system for irradiating a mask with illumination light, and transferring a pattern formed on the mask onto a substrate, the exposure apparatus having a reflection optical element and being emitted from the mask. An exposure apparatus comprising: a projection optical system that projects illumination light onto the substrate; and a heat exchanger provided between the reflective optical element and a lens barrel that holds the reflective optical element. 【請求項９】 前記熱交換器は、前記反射光学素子の反
射面の一部とその裏面との少なくとも一方に接続されて
いることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the heat exchanger is connected to at least one of a part of a reflection surface of the reflection optical element and a back surface thereof. 【請求項１０】 前記投影光学系は複数の反射光学素子
のみから成り、前記複数の反射光学素子の少なくとも１
つが前記熱交換器と接続されることを特徴とする請求項
８又は９に記載の露光装置。10. The projection optical system includes only a plurality of reflection optical elements, and at least one of the plurality of reflection optical elements.
10. An exposure apparatus according to claim 8, wherein one of the exposure apparatuses is connected to the heat exchanger. 【請求項１１】 前記複数の反射光学素子のうち、前記
マスクに対する光学的距離が最も短い反射光学素子が前
記熱交換器と接続されることを特徴とする請求項１０に
記載の露光装置。11. The exposure apparatus according to claim 10, wherein a reflection optical element having the shortest optical distance to the mask among the plurality of reflection optical elements is connected to the heat exchanger. 【請求項１２】 前記投影光学系は、リング・イメージ
・フィールドを有し、かつ物体面側が非テレセントリッ
クで、像面側がテレセントリックな光学系であることを
特徴とする請求項１０又は１１に記載の露光装置。12. The projection optical system according to claim 10, wherein the projection optical system has a ring image field, and is an optical system that is non-telecentric on the object plane side and telecentric on the image plane side. Exposure equipment. 【請求項１３】 前記マスクは反射型マスクであり、前
記照明光学系は、前記マスクのパターン面に対して前記
照明光をその主光線を傾けて照射することを特徴とする
請求項８〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。13. The illumination optical system according to claim 8, wherein the mask is a reflection type mask, and the illumination optical system irradiates the illumination light with a principal ray inclined to a pattern surface of the mask. The exposure apparatus according to any one of the above. 【請求項１４】 前記照明光は、波長５〜１５ｎｍの間
のＥＵＶ光であることを特徴とする請求項１〜１３のい
ずれか一項に記載の露光装置。14. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the illumination light is EUV light having a wavelength of 5 to 15 nm. 【請求項１５】 前記投影光学系の視野内で前記照明光
の照射領域を円弧スリット状に規定する絞り部材を更に
備えることを特徴とする請求項１４に記載のの露光装
置。15. The exposure apparatus according to claim 14, further comprising an aperture member that defines an illumination area of the illumination light in an arc slit shape within a field of view of the projection optical system. 【請求項１６】 前記投影光学系は前記反射光学素子と
屈折光学素子とを有する縮小系であることを特徴とする
請求項８又は９に記載の露光装置。16. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the projection optical system is a reduction system having the reflection optical element and the refraction optical element. 【請求項１７】 前記投影光学系は円形イメージフィー
ルドを有し、かつ物体面側、及び像面側が共にテレセン
トリックな光学系であることを特徴とする請求項１６に
記載の露光装置。17. An exposure apparatus according to claim 16, wherein said projection optical system has a circular image field, and both the object plane side and the image plane side are telecentric optical systems. 【請求項１８】 前記照明光は波長２００ｎｍ程度以下
の真空紫外光であることを特徴とする請求項１６又は１
７に記載の露光装置。18. The illumination light according to claim 16, wherein the illumination light is vacuum ultraviolet light having a wavelength of about 200 nm or less.
8. The exposure apparatus according to 7. 【請求項１９】 前記照明光学系は、前記投影光学系の
視野内で前記照明光の照射領域を矩形スリット状に規定
することを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。19. The exposure apparatus according to claim 18, wherein the illumination optical system defines an irradiation area of the illumination light in a rectangular slit shape within a field of view of the projection optical system. 【請求項２０】 前記照明光に対して前記マスクと前記
基板とをそれぞれ相対移動するステージシステムを更に
備え、前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前記マス
クと前記基板とを同期移動して、前記マスク及び前記投
影光学系を介して前記照明光で前記基板を走査露光する
ことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか―項に記載
の露光装置。20. A stage system for relatively moving the mask and the substrate relative to the illumination light, respectively, wherein the mask and the substrate are synchronously moved at a speed ratio according to a magnification of the projection optical system. 20. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the substrate is scanned and exposed with the illumination light via the mask and the projection optical system. 【請求項２１】 前記同期移動中、前記投影光学系の光
軸方向に関する前記マスクの位置情報を検出する第１位
置検出系と、前記光軸方向に関する前記基板の位置情報
を検出する第２位置検出系とを更に備えることを特徴す
る請求項２０に記載の露光装置。21. A first position detecting system for detecting position information of the mask in the optical axis direction of the projection optical system during the synchronous movement, and a second position for detecting position information of the substrate in the optical axis direction. The exposure apparatus according to claim 20, further comprising a detection system.
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