移動体装置及び露光装置
【課題】電機子コイルの熱を効率よく排熱する。
【解決手段】 定盤吸引装置を備えることにより、基板ステージＷＳＴの位置に応じて定盤２１を挟んで基板ステージＷＳＴの逆側に設けられた第１空間３５ａが負圧にされ、定盤２１に設けられた複数の孔部３９ａを介して基板ステージＷＳＴの近傍の気体が吸引される。これにより、電機子コイル３８の発熱による定盤２１上の基板ステージＷＳＴの周辺の気体の温度変動を抑えることが可能となる。そして、干渉計を用いて構成されるウエハ干渉計の高い位置計測精度を維持することができ、ウエハＷ（基板ステージＷＳＴ）の位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【解決手段】 定盤吸引装置を備えることにより、基板ステージＷＳＴの位置に応じて定盤２１を挟んで基板ステージＷＳＴの逆側に設けられた第１空間３５ａが負圧にされ、定盤２１に設けられた複数の孔部３９ａを介して基板ステージＷＳＴの近傍の気体が吸引される。これにより、電機子コイル３８の発熱による定盤２１上の基板ステージＷＳＴの周辺の気体の温度変動を抑えることが可能となる。そして、干渉計を用いて構成されるウエハ干渉計の高い位置計測精度を維持することができ、ウエハＷ（基板ステージＷＳＴ）の位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体装置及び露光装置に係り、特に、ベース上で移動する移動体を駆動する移動体装置、及び該移動体装置を有し、半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）と、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））と、が用いられている。これらの露光装置では、照明光を、レチクル（又はマスク）及び投影光学系を介して、感光剤（レジスト）が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に投射することによって、レチクルに形成されたパターン（の縮小像）がウエハ上の複数のショット領域に逐次転写される。
【０００３】
ウエハの位置決め精度を向上するとともにスループットを改善するために、ウエハを保持して移動するウエハステージを２次元方向に駆動する平面モータ、例えば、非接触でウエハステージを駆動可能な可変磁気抵抗駆動方式のリニアパルスモータを２軸分結合させた構造のもの、或いはリニアモータを２次元方向に展開したローレンツ電磁力駆動による平面モータが開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかし、いずれの平面モータにおいても、大きな駆動力を得るためにコイルユニット（に含まれる電機子コイル）に大きな電流を流すことにより、コイルユニットの発熱が問題となる。コイルユニットの発熱は、例えば、ウエハステージの周辺の気体の温度変動を生じ、干渉計を用いて構成されるウエハステージの位置計測系の計測誤差の原因となり、ウエハ（ウエハステージ）の位置決め精度、さらにスループットの低下を招くこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５１９６７４５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の事情の下でなされたものであり、第１の観点からすると、定盤上で移動する第１移動体と、前記定盤内に配列された複数のコイルユニットを含む固定子と前記第１移動体内に設けられた少なくとも１つの磁石ユニットを含む可動子とから構成される駆動装置と、前記第１移動体の位置に応じて前記定盤を挟んで前記第１移動体の逆側に設けられた空間の一部を負圧にし、前記定盤に設けられた複数の孔部を介して前記第１移動体の近傍の気体を吸引する定盤吸引装置と、を備える移動体装置である。
【０００７】
これによれば、定盤吸引装置により、第１移動体の位置に応じて定盤を挟んで第１移動体の逆側に設けられた空間の一部が負圧にされ、定盤に設けられた複数の孔部を介して第１移動体の近傍の気体が吸引される。これにより、複数のコイルユニットの発熱によるベース上の第１移動体の周辺の気体の温度変動を抑えることが可能となる。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持する前記第１移動体を駆動する、本発明の移動体装置を備える露光装置である。
【０００９】
これによれば、本発明の移動体装置を備えることによりベース上の移動体の周辺の気体の温度変動が抑えられるため、移動体の位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】基板ステージ装置を示す平面図である。
【図３】図３（Ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図３（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１の露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図４を用いて説明する。
【００１２】
図１には、本実施形態に係る露光装置１００の全体的な構成が概略的に示されている。露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキャン露光方式の走査型露光装置である。
【００１３】
露光装置１００は、照明系１０、レチクル（マスク）Ｒを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系１１、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷを保持する基板ステージＷＳＴ及び基板ステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系（平面モータ）５０等を含む基板ステージ装置３０、並びにこれらの制御系等を備えている。
【００１４】
照明系１０は、例えば特開平９−３２０９５６号公報に開示されるように、光源ユニット、シャッタ、２次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（いずれも不図示）から構成され、照度分布のほぼ均一な露光用照明光を射出する。この照明光により、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲが均一な照度で照明される。
【００１５】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により、固定されている。また、レチクルステージＲＳＴは、レチクルベース（不図示）上をリニアモータ等で構成されたレチクルステージ駆動系１１（図４参照）により、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００１６】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６からのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定されており、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置はレチクル干渉計１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて、レチクルステージ駆動系１１（図４参照）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００１７】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの下方に配置され、その光軸ＡＸ（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とされ、ここでは両側テレセントリックな光学配置となるように光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。投影光学系ＰＬは所定の投影倍率、例えば１／５（あるいは１／４）を有する縮小光学系である。このため、照明系１０からの照明光によってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、このレチクルＲを通過した照明光により、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲの照明領域ＩＡＲ内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域ＩＡに形成される。
【００１８】
基板ステージ装置３０は、図１に示されるように、ベース盤１２、ベース盤１２上に配置された定盤２１、ベース盤１２上で定盤２１を駆動する定盤駆動系６８（図４参照）、定盤２１上に配置された基板ステージＷＳＴ、定盤２１上で基板ステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系（平面モータ）５０（図４参照）、基板ステージＷＳＴに配管・配線系（以下、チューブと呼ぶ）Ｔｂ１（図１では不図示、図３（Ａ）参照）を介して接続されたチューブキャリアＴＣ（図１では不図示、図３（Ａ）参照）、定盤２１上でチューブキャリアＴＣを駆動するチューブキャリア駆動系９０（図４参照）、基板ステージＷＳＴの周囲の気体を吸引する定盤吸引装置９１（図４参照）等を備えている。
【００１９】
ベース盤１２は、床面Ｆ上に防振機構（不図示）を介してほぼ水平に（ＸＹ平面に平行に）支持されている。ベース盤１２の上面側には、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイルを含むコイルユニット（不図示）が収容されている。
【００２０】
定盤２１は、図３（Ａ）に一部が示されるように、その本体部３５の４つの角部のそれぞれに脚部３７０が固定され、脚部３７０と間のエアベアリング（不図示）を介してベース盤１２上に支持されている。本体部３５とベース盤１２との間には、後述するチューブキャリアＴＣが配置される空間が形成されている。脚部３７０には、ベース盤１２の上面側に収容されたコイルユニットに対応して、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数の永久磁石及びヨークから成る磁石ユニット（不図示）が収容されている。また、定盤２１の上部には、後述する固定子６０が収容されている。
【００２１】
上述のベース盤１２内のコイルユニット（不図示）と定盤２１（脚部３７０）内の磁石ユニット（不図示）とから、例えば米国特許出願公開第２００３／００８５６７６号明細書などに開示されるローレンツ電磁力駆動方式の平面モータから成る定盤駆動系６８（図４参照）が構成される。定盤駆動系６８は、ベース盤１２上で定盤２１をＸＹ平面内の３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）に駆動する。
【００２２】
定盤２１の３自由度方向の位置情報は、例えば干渉計又はエンコーダから構成される定盤位置計測系６９（図４参照）によって計測される。定盤位置計測系６９の出力は、主制御装置２０（図４参照）に供給される。主制御装置２０は、定盤位置計測系６９の出力に基づいて、定盤駆動系６８のコイルユニットを構成する各コイルに供給する電流の大きさ及び方向を制御し、定盤２１のＸＹ平面内の３自由度方向の位置を制御する。主制御装置２０は、定盤２１が、カウンタマスとして機能した際に、定盤２１の基準位置からの移動量が所定範囲に収まるように定盤２１を駆動する。すなわち、定盤駆動系６８は、トリムモータとして使用される。
【００２３】
基板ステージＷＳＴは、後述するように、可動子５１、支持機構３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、基板テーブル１８等から構成されている。定盤２１の上部に収容された固定子６０と、基板ステージＷＳＴの底部（ベース対向面側）に固定された可動子５１とから成る平面モータが、ステージ駆動系５０として使用される。以下においては、ステージ駆動系５０を、便宜上、平面モータ５０と呼ぶものとする。
【００２４】
基板テーブル１８上に、ウエハＷが、例えば真空吸着によって固定されている。また、基板テーブル１８上にはウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）３１からのレーザビームを反射する移動鏡２７が固定され、外部に配置されたウエハ干渉計３１により、基板テーブル１８のＸＹ面内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、基板テーブル１８上には走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｙと非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｘとが設けられ、ウエハ干渉計３１は走査方向に１軸、非走査方向には２軸設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡２７、ウエハ干渉計３１として示されている。基板テーブル１８の位置情報（又は速度情報）は、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、その位置情報（又は速度情報）に基づいて平面モータ５０を介して基板ステージＷＳＴのＸＹ面内の移動を制御する。
【００２５】
チューブキャリアＴＣは、図３（Ａ）に示されるように、定盤２１の底部とベース盤１２との間に形成された空間内に配置されている。チューブキャリアＴＣは、ベース盤１２上に、エアベアリング（不図示）を介して支持されている。
【００２６】
チューブキャリアＴＣの底部には、ベース盤１２の上面側に収容されたコイルユニット（不図示）に対応して、Ｙ軸方向に配列された複数の永久磁石及びヨークから成る磁石ユニット（不図示）が収容されている。これらのコイルユニット（不図示）と磁石ユニット（不図示）とからリニアモータから成るチューブキャリア駆動系９０（図４参照）が構成される。チューブキャリア駆動系９０は、ベース盤１２上でチューブキャリアＴＣを基板ステージＷＳＴに追従してＹ軸方向に駆動する。
【００２７】
チューブキャリアＴＣは、チューブＴｂ１を介して、基板ステージＷＳＴ内の配管部材及び配線部材に接続されている。また、チューブキャリアＴＣは、チューブ（不図示）を介して、外部に設置された各種センサ類、平面モータ、又は静電チャック機構等の電源、エアベアリング用のガスタンク、コンプレッサ、バキュームポンプ等の用力供給装置（不図示）に接続されている。用力供給装置から電源電力（電流）、加圧気体等の用力が、チューブキャリアＴＣ及びチューブＴｂ１を介して、基板ステージＷＳＴに供給される。なお、真空吸引力が必要な場合には、これも用力に含まれる。
【００２８】
基板ステージＷＳＴの構成各部、特に平面モータ５０について詳述する。
【００２９】
図２には、基板ステージ装置３０の平面図が示されている。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、それぞれ、図２のＡ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線断面図が一部省略して拡大して示されている。図２、図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）に示されるように、基板テーブル１８は、平面モータ５０を構成する可動子５１の上面（定盤２１対向面と反対側の面）にボイスコイルモータ等を含む支持機構３２ａ、３２ｂ、３２ｃによって異なる３点で支持されており、ＸＹ面に対して傾斜及びＺ軸方向の駆動が可能になっている。支持機構３２ａ〜３２ｃは、主制御装置２０によって独立に制御される（図４参照）。
【００３０】
可動子５１は、一種の空気静圧軸受け装置であるエアスライダ５７と、エアスライダ５７にその一部が上方から嵌合して一体化される平板状発磁体５３と、平板状発磁体５３に上方から係合する磁性体材料から成る磁性体部材５２とを備えている。平板状発磁体５３は、隣り合う磁極面の極性が互いに異なるようにマトリクス状に配列された複数の平板磁石から構成され、磁性体部材５２とともに磁石ユニットを構成する。また、エアスライダ５７によって、基板ステージＷＳＴが定盤２１の上面上に、例えば５μｍ程度のクリアランスを介して、浮上支持されている（図１参照）。
【００３１】
定盤２１は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、上面が開口した中空の本体部３５と、本体部３５の開口部を閉塞するセラミック板３６とを備えている。セラミック板３６の可動子５１に対向する面（上面）には、可動子５１の移動面２１ａが形成されている。移動面２１ａは、僅かな間隙を設けて多数の孔部を有する断熱カバー２１ｂ（図２では省略）で覆われている。
【００３２】
本体部３５とセラミック板３６とにより形成される定盤２１の内部空間４１には、移動面２１ａに沿ってＸＹ２次元方向に９行９列のマトリクス状に９×９＝８１個の電機子コイル３８が配置されている（図２参照）。電機子コイル３８としては、図２に示されるように、正方形状コイルが用いられている。これらの電機子コイル３８から、平面モータ５０の固定子６０が構成されている。なお、電機子コイル３８それぞれに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０（図４参照）によって制御される。
【００３３】
セラミック板３６の移動面２１ａと反対側（下面側）には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、所定間隔で断面円形の多数の突起部３６ａが形成されている。突起部３６ａは、図２に示されるように、セラミック板３６を本体部３５に組み付けた場合に、隣接する４つの電機子コイル３８相互間の空間に対応する位置に８×８＝６４個それぞれ設けられている。また、セラミック板３６の変形を防止するための円柱状の変形防止部材３９が、各電機子コイル３８の中空部の中央に対応する位置に９×９＝８１個それぞれ設けられている。変形防止部材３９の中心には、後述するようにセラミック板３６と本体部３５とのそれぞれの孔部と連通する孔部が形成されている。なお、変形防止部材３９は、突起部３６ａと同様に、セラミック板３６と一体的に構成することとしても良い。
【００３４】
定盤吸引装置９１について説明する。
【００３５】
本体部３５の内部は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向に一定間隔で段部３５ｂが形成され、それぞれの段部３５ｂによりＸ軸方向に延びる５つの第１空間３５ａが形成されている。ここでは、段部３５ｂの間隔は電機子コイル３８のＹ軸方向の配列間隔に等しい。さらに、本体部３５の底板３７のＸ軸方向の中央は、−Ｚ方向に突出している。突出部３７ｂの内部に、Ｙ軸方向に延びる１つの第２空間３５ｂが形成される。５つの第１空間３５ａは、１つの第２空間３５ｂを介して繋がっている。
【００３６】
定盤２１の本体部３５及びセラミック板３６には、電機子コイル３８（及び変形防止部材３９）と同じ数の孔部が形成されている。これらの孔部は先述の変形防止部材３９の孔部と連通して、移動面２１ａと後述する第１空間３５ａとを貫通する孔部３９ａを形成する。ここで、孔部３９ａは、５つの第１空間３５ａの±Ｙ端に配置されている。これにより、Ｙ軸方向の両端に位置する２つの第１空間３５ａのそれぞれにはＹ軸方向に１、Ｘ軸方向に９、計９の孔部３９ａが、残りの３つの第１空間３５ａのそれぞれにはＹ軸方向に２、Ｘ軸方向に９、計１８の孔部３９ａが、設けられている。
【００３７】
第２空間３５ｂを形成する底板３７の突出部３７ｂの−Ｘ壁には、ガイドＴＧが、Ｙ軸方向に延接されている。ガイドＴＧには、Ｙ軸方向に移動可能な接続部３５ｂ０が、その一部を突出部３７ｂの−Ｘ側に突出して設けられている。接続部３５ｂ０の突出端には、チューブキャリアＴＣに接続するチューブＴｂ２の一端が固定されている。チューブＴｂ２を介して、外部に設置された用力供給装置（バキュームポンプ）から真空吸引力が第２空間３５ｂに供給される。それにより、第２空間３５ｂ内、特に接続部３５ｂ０の周囲の気体が排気される。
【００３８】
先述の通り、チューブキャリアＴＣは、基板ステージＷＳＴがベース盤１２上で移動すると、例えば図２においてＹ軸方向（黒塗り矢印の方向）に移動すると、これに追従してＹ軸方向に移動する。これと同時に、チューブＴｂ２の一端が固定された接続部３５ｂ０が、基板ステージＷＳＴに追従して、図３（Ｂ）に示されるようにＹ軸方向（黒塗り矢印の方向）にガイドＴＧ上をスライドする。
【００３９】
チューブＴｂ２を介して、第２空間３５ｂ内の接続部３５ｂ０の周囲の気体が排気され、気体が排気された第２空間３５ｂ内の一部の空間に近接する第１空間３５ａ内の気体も排気され、第１及び第２空間３５ａ，３５ｂ内に負圧空間が形成される。チューブキャリアＴＣ（接続部３５ｂ０）の移動により、負圧空間もＹ軸方向（黒塗り矢印の方向）に移動する。第１空間３５ａ内に負圧空間が形成されることにより、孔部３９ａを介して、定盤２１上の基板ステージＷＳＴの近傍（負圧空間の直上）のＸ軸方向に延びる領域９１ａ（図２参照）の気体が吸引される。領域９１ａは、第１空間３５ａ内の負圧空間がＹ軸方向に移動することにより、Ｙ軸方向（黒塗り矢印の方向）に追従移動する。従って、チューブキャリアＴＣの基板ステージＷＳＴに対する追従移動により、領域９１ａは、図２に示されるように、基板ステージＷＳＴの移動に追従してＹ軸方向（黒塗り矢印の方向）に移動する。
【００４０】
先述の通り、定盤２１の移動面２１ａは、僅かな間隙を設けて断熱カバー２１ｂ（図２では省略）で覆われている。ここで、断熱カバー２１ｂの孔部は、移動面２１ａと第１空間３５ａとを貫通する孔部３９ａの位置と異なる位置に配置されている。例えば、隣接する４つの孔部３９ａの中央に配置されている。なお、断熱カバー２１ｂの孔部の数は、孔部３９ａの数より多くても良い。これにより、孔部３９ａの近傍に限らず領域９１ａ内の広範の気体が吸引され、移動面２１ａの表面の広範を流れ、そして、断熱カバー２１ｂの孔部、定盤２１の孔部３９ａ、第１及び第２空間３５ａ，３５ｂ、及びチューブＴｂ２を介して排気される。なお、十分に基板ステージＷＳＴの周囲の気体を吸引できる場合には、断熱カバー２１ｂは必ずしも設ける必要はない。
【００４１】
基板ステージＷＳＴを駆動するために、基板ステージＷＳＴの直下の定盤２１内の電機子コイル３８のそれぞれに電流が供給される。そのため電機子コイル３８が発熱し、定盤２１上の基板ステージＷＳＴの周囲の雰囲気が加熱される。しかし、定盤吸引装置９１により、基板ステージＷＳＴの周囲の気体、特に領域９１ａ内の気体が排気されることにより、電機子コイル３８の熱が排熱され、定盤２１上の周辺の気体の温度変動が抑えられることとなる。
【００４２】
図４には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、装置全体を統括制御するマイクロコンピュータ（あるいはワークステーション）などを含む主制御装置２０を中心として構成されている。
【００４３】
次に、前述した基板ステージ装置３０を含む露光装置１００における露光動作の流れについて簡単に説明する。
【００４４】
まず、主制御装置２０の管理の下、レチクルローダ及びウエハローダ（いずれも不図示）によってそれぞれレチクルロード及びウエハロードが行われ、また、レチクルアライメント検出系１３、基板テーブル１８上の基準マーク板（不図示）、アライメント検出系ＡＳを用いてレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業が所定の手順に従って行われる。
【００４５】
その後、主制御装置２０により、アライメント検出系ＡＳを用いてＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のアライメント計測が実行される。
【００４６】
アライメント計測の終了後、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。露光動作にあたって、まず、ウエハＷのＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置となるように、基板テーブル１８が移動される。同時に、レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、主制御装置２０が、レチクル干渉計１６によって計測されたレチクルＲのＸＹ位置情報、ウエハ干渉計３１によって計測されたウエハＷのＸＹ位置情報に基づき、レチクル駆動部（不図示）及び平面モータ５０を介してレチクルＲとウエハＷとを同期移動させることにより、走査露光が行われる。このウエハＷの移動は、主制御装置２０により、電機子コイル３８に供給する電流値及び電流方向の少なくとも一方を制御することにより行われる。
【００４７】
このようにして、１つのショット領域に対するレチクルパターンの転写が終了すると、基板テーブル１８が１ショット領域分だけステッピングされて、次のショット領域に対する走査露光が行われる。このようにして、ステッピングと走査露光とが順次繰り返され、ウエハＷ上に必要なショット数のパターンが転写される。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の定盤吸引装置９１を備えることにより、基板ステージＷＳＴの位置に応じて定盤２１を挟んで基板ステージＷＳＴの逆側に設けられた第１空間３５ａが負圧にされ、定盤２１に設けられた複数の孔部３９ａを介して基板ステージＷＳＴの近傍の気体が吸引される。これにより、電機子コイル３８の発熱による定盤２１上の基板ステージＷＳＴの周辺の気体の温度変動を抑えることが可能となる。そして、干渉計を用いて構成されるウエハ干渉計３１の高い位置計測精度を維持することができ、ウエハＷ（基板ステージＷＳＴ）の位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【００４９】
なお、本実施形態では、チューブキャリアＴＣを定盤２１の底部とベース盤１２との間に形成された空間内に配置することとしたが、定盤２１の−Ｘ側（または＋Ｘ側）に配置することとしても良い。
【００５０】
また、チューブキャリアＴＣをベース盤１２上でＸ軸方向及びＹ軸方向の両方向に駆動可能にチューブキャリア駆動系９０を構成しても良い。これとともに、接続部３５ｂ０をＸＹ方向に移動可能に構成する。これにより、基板ステージＷＳＴに追従して第１及び第２空間３５ａ，３５ｂ内の負圧空間がＸＹ方向に移動可能となるため、基板ステージＷＳＴのより近傍の気体を吸引することが可能となる。
【００５１】
また、チューブキャリアＴＣに代えて、孔部３９ａのそれぞれに電磁弁を設けることとしても良い。基板ステージＷＳＴに追従して、その近傍の孔部３９ａの電磁弁を開くことで、基板ステージＷＳＴのより近傍の気体を吸引することが可能となる。
【００５２】
また、セラミック板３６の強度が十分な場合には、必ずしも変形防止部材３９を設ける必要はない。この場合、定盤２１の内部空間４１を介して定盤２１の本体部３５及びセラミック板３６の孔部が連通する構成となる。これにより、電機子コイル３８が配列された内部空間４１内の気体もあわせて吸引して、各電機子コイル３８の発熱を排熱することができる。
【００５３】
なお、上述の実施形態では、本発明が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの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、例えば国際公開第９９／４９５０４号、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。また、例えば国際公開第２００７／０９７３７９号（対応米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書）に開示される、液浸露光装置などにも、本発明を適用することができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも本発明は適用が可能である。
【００５５】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
【００５６】
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光として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テルビウムの両方）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。
【００５７】
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。
【００５８】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
【００６０】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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。
【００６１】
半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１２…ベース盤、２１…定盤、３０…基板ステージ装置、３８…電機子コイル、４１…内部空間、５０…ステージ駆動系（平面モータ）、９０…チューブキャリア駆動系、９１…定盤吸引装置、１００…露光装置、Ｗ…ウエハ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体装置及び露光装置に係り、特に、ベース上で移動する移動体を駆動する移動体装置、及び該移動体装置を有し、半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）と、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））と、が用いられている。これらの露光装置では、照明光を、レチクル（又はマスク）及び投影光学系を介して、感光剤（レジスト）が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に投射することによって、レチクルに形成されたパターン（の縮小像）がウエハ上の複数のショット領域に逐次転写される。
【０００３】
ウエハの位置決め精度を向上するとともにスループットを改善するために、ウエハを保持して移動するウエハステージを２次元方向に駆動する平面モータ、例えば、非接触でウエハステージを駆動可能な可変磁気抵抗駆動方式のリニアパルスモータを２軸分結合させた構造のもの、或いはリニアモータを２次元方向に展開したローレンツ電磁力駆動による平面モータが開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかし、いずれの平面モータにおいても、大きな駆動力を得るためにコイルユニット（に含まれる電機子コイル）に大きな電流を流すことにより、コイルユニットの発熱が問題となる。コイルユニットの発熱は、例えば、ウエハステージの周辺の気体の温度変動を生じ、干渉計を用いて構成されるウエハステージの位置計測系の計測誤差の原因となり、ウエハ（ウエハステージ）の位置決め精度、さらにスループットの低下を招くこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５１９６７４５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の事情の下でなされたものであり、第１の観点からすると、定盤上で移動する第１移動体と、前記定盤内に配列された複数のコイルユニットを含む固定子と前記第１移動体内に設けられた少なくとも１つの磁石ユニットを含む可動子とから構成される駆動装置と、前記第１移動体の位置に応じて前記定盤を挟んで前記第１移動体の逆側に設けられた空間の一部を負圧にし、前記定盤に設けられた複数の孔部を介して前記第１移動体の近傍の気体を吸引する定盤吸引装置と、を備える移動体装置である。
【０００７】
これによれば、定盤吸引装置により、第１移動体の位置に応じて定盤を挟んで第１移動体の逆側に設けられた空間の一部が負圧にされ、定盤に設けられた複数の孔部を介して第１移動体の近傍の気体が吸引される。これにより、複数のコイルユニットの発熱によるベース上の第１移動体の周辺の気体の温度変動を抑えることが可能となる。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持する前記第１移動体を駆動する、本発明の移動体装置を備える露光装置である。
【０００９】
これによれば、本発明の移動体装置を備えることによりベース上の移動体の周辺の気体の温度変動が抑えられるため、移動体の位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】基板ステージ装置を示す平面図である。
【図３】図３（Ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図３（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１の露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図４を用いて説明する。
【００１２】
図１には、本実施形態に係る露光装置１００の全体的な構成が概略的に示されている。露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキャン露光方式の走査型露光装置である。
【００１３】
露光装置１００は、照明系１０、レチクル（マスク）Ｒを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系１１、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷを保持する基板ステージＷＳＴ及び基板ステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系（平面モータ）５０等を含む基板ステージ装置３０、並びにこれらの制御系等を備えている。
【００１４】
照明系１０は、例えば特開平９−３２０９５６号公報に開示されるように、光源ユニット、シャッタ、２次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（いずれも不図示）から構成され、照度分布のほぼ均一な露光用照明光を射出する。この照明光により、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲが均一な照度で照明される。
【００１５】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により、固定されている。また、レチクルステージＲＳＴは、レチクルベース（不図示）上をリニアモータ等で構成されたレチクルステージ駆動系１１（図４参照）により、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００１６】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６からのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定されており、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置はレチクル干渉計１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて、レチクルステージ駆動系１１（図４参照）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００１７】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの下方に配置され、その光軸ＡＸ（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とされ、ここでは両側テレセントリックな光学配置となるように光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。投影光学系ＰＬは所定の投影倍率、例えば１／５（あるいは１／４）を有する縮小光学系である。このため、照明系１０からの照明光によってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、このレチクルＲを通過した照明光により、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲの照明領域ＩＡＲ内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域ＩＡに形成される。
【００１８】
基板ステージ装置３０は、図１に示されるように、ベース盤１２、ベース盤１２上に配置された定盤２１、ベース盤１２上で定盤２１を駆動する定盤駆動系６８（図４参照）、定盤２１上に配置された基板ステージＷＳＴ、定盤２１上で基板ステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系（平面モータ）５０（図４参照）、基板ステージＷＳＴに配管・配線系（以下、チューブと呼ぶ）Ｔｂ１（図１では不図示、図３（Ａ）参照）を介して接続されたチューブキャリアＴＣ（図１では不図示、図３（Ａ）参照）、定盤２１上でチューブキャリアＴＣを駆動するチューブキャリア駆動系９０（図４参照）、基板ステージＷＳＴの周囲の気体を吸引する定盤吸引装置９１（図４参照）等を備えている。
【００１９】
ベース盤１２は、床面Ｆ上に防振機構（不図示）を介してほぼ水平に（ＸＹ平面に平行に）支持されている。ベース盤１２の上面側には、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイルを含むコイルユニット（不図示）が収容されている。
【００２０】
定盤２１は、図３（Ａ）に一部が示されるように、その本体部３５の４つの角部のそれぞれに脚部３７０が固定され、脚部３７０と間のエアベアリング（不図示）を介してベース盤１２上に支持されている。本体部３５とベース盤１２との間には、後述するチューブキャリアＴＣが配置される空間が形成されている。脚部３７０には、ベース盤１２の上面側に収容されたコイルユニットに対応して、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数の永久磁石及びヨークから成る磁石ユニット（不図示）が収容されている。また、定盤２１の上部には、後述する固定子６０が収容されている。
【００２１】
上述のベース盤１２内のコイルユニット（不図示）と定盤２１（脚部３７０）内の磁石ユニット（不図示）とから、例えば米国特許出願公開第２００３／００８５６７６号明細書などに開示されるローレンツ電磁力駆動方式の平面モータから成る定盤駆動系６８（図４参照）が構成される。定盤駆動系６８は、ベース盤１２上で定盤２１をＸＹ平面内の３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）に駆動する。
【００２２】
定盤２１の３自由度方向の位置情報は、例えば干渉計又はエンコーダから構成される定盤位置計測系６９（図４参照）によって計測される。定盤位置計測系６９の出力は、主制御装置２０（図４参照）に供給される。主制御装置２０は、定盤位置計測系６９の出力に基づいて、定盤駆動系６８のコイルユニットを構成する各コイルに供給する電流の大きさ及び方向を制御し、定盤２１のＸＹ平面内の３自由度方向の位置を制御する。主制御装置２０は、定盤２１が、カウンタマスとして機能した際に、定盤２１の基準位置からの移動量が所定範囲に収まるように定盤２１を駆動する。すなわち、定盤駆動系６８は、トリムモータとして使用される。
【００２３】
基板ステージＷＳＴは、後述するように、可動子５１、支持機構３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、基板テーブル１８等から構成されている。定盤２１の上部に収容された固定子６０と、基板ステージＷＳＴの底部（ベース対向面側）に固定された可動子５１とから成る平面モータが、ステージ駆動系５０として使用される。以下においては、ステージ駆動系５０を、便宜上、平面モータ５０と呼ぶものとする。
【００２４】
基板テーブル１８上に、ウエハＷが、例えば真空吸着によって固定されている。また、基板テーブル１８上にはウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）３１からのレーザビームを反射する移動鏡２７が固定され、外部に配置されたウエハ干渉計３１により、基板テーブル１８のＸＹ面内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、基板テーブル１８上には走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｙと非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｘとが設けられ、ウエハ干渉計３１は走査方向に１軸、非走査方向には２軸設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡２７、ウエハ干渉計３１として示されている。基板テーブル１８の位置情報（又は速度情報）は、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、その位置情報（又は速度情報）に基づいて平面モータ５０を介して基板ステージＷＳＴのＸＹ面内の移動を制御する。
【００２５】
チューブキャリアＴＣは、図３（Ａ）に示されるように、定盤２１の底部とベース盤１２との間に形成された空間内に配置されている。チューブキャリアＴＣは、ベース盤１２上に、エアベアリング（不図示）を介して支持されている。
【００２６】
チューブキャリアＴＣの底部には、ベース盤１２の上面側に収容されたコイルユニット（不図示）に対応して、Ｙ軸方向に配列された複数の永久磁石及びヨークから成る磁石ユニット（不図示）が収容されている。これらのコイルユニット（不図示）と磁石ユニット（不図示）とからリニアモータから成るチューブキャリア駆動系９０（図４参照）が構成される。チューブキャリア駆動系９０は、ベース盤１２上でチューブキャリアＴＣを基板ステージＷＳＴに追従してＹ軸方向に駆動する。
【００２７】
チューブキャリアＴＣは、チューブＴｂ１を介して、基板ステージＷＳＴ内の配管部材及び配線部材に接続されている。また、チューブキャリアＴＣは、チューブ（不図示）を介して、外部に設置された各種センサ類、平面モータ、又は静電チャック機構等の電源、エアベアリング用のガスタンク、コンプレッサ、バキュームポンプ等の用力供給装置（不図示）に接続されている。用力供給装置から電源電力（電流）、加圧気体等の用力が、チューブキャリアＴＣ及びチューブＴｂ１を介して、基板ステージＷＳＴに供給される。なお、真空吸引力が必要な場合には、これも用力に含まれる。
【００２８】
基板ステージＷＳＴの構成各部、特に平面モータ５０について詳述する。
【００２９】
図２には、基板ステージ装置３０の平面図が示されている。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、それぞれ、図２のＡ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線断面図が一部省略して拡大して示されている。図２、図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）に示されるように、基板テーブル１８は、平面モータ５０を構成する可動子５１の上面（定盤２１対向面と反対側の面）にボイスコイルモータ等を含む支持機構３２ａ、３２ｂ、３２ｃによって異なる３点で支持されており、ＸＹ面に対して傾斜及びＺ軸方向の駆動が可能になっている。支持機構３２ａ〜３２ｃは、主制御装置２０によって独立に制御される（図４参照）。
【００３０】
可動子５１は、一種の空気静圧軸受け装置であるエアスライダ５７と、エアスライダ５７にその一部が上方から嵌合して一体化される平板状発磁体５３と、平板状発磁体５３に上方から係合する磁性体材料から成る磁性体部材５２とを備えている。平板状発磁体５３は、隣り合う磁極面の極性が互いに異なるようにマトリクス状に配列された複数の平板磁石から構成され、磁性体部材５２とともに磁石ユニットを構成する。また、エアスライダ５７によって、基板ステージＷＳＴが定盤２１の上面上に、例えば５μｍ程度のクリアランスを介して、浮上支持されている（図１参照）。
【００３１】
定盤２１は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、上面が開口した中空の本体部３５と、本体部３５の開口部を閉塞するセラミック板３６とを備えている。セラミック板３６の可動子５１に対向する面（上面）には、可動子５１の移動面２１ａが形成されている。移動面２１ａは、僅かな間隙を設けて多数の孔部を有する断熱カバー２１ｂ（図２では省略）で覆われている。
【００３２】
本体部３５とセラミック板３６とにより形成される定盤２１の内部空間４１には、移動面２１ａに沿ってＸＹ２次元方向に９行９列のマトリクス状に９×９＝８１個の電機子コイル３８が配置されている（図２参照）。電機子コイル３８としては、図２に示されるように、正方形状コイルが用いられている。これらの電機子コイル３８から、平面モータ５０の固定子６０が構成されている。なお、電機子コイル３８それぞれに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０（図４参照）によって制御される。
【００３３】
セラミック板３６の移動面２１ａと反対側（下面側）には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、所定間隔で断面円形の多数の突起部３６ａが形成されている。突起部３６ａは、図２に示されるように、セラミック板３６を本体部３５に組み付けた場合に、隣接する４つの電機子コイル３８相互間の空間に対応する位置に８×８＝６４個それぞれ設けられている。また、セラミック板３６の変形を防止するための円柱状の変形防止部材３９が、各電機子コイル３８の中空部の中央に対応する位置に９×９＝８１個それぞれ設けられている。変形防止部材３９の中心には、後述するようにセラミック板３６と本体部３５とのそれぞれの孔部と連通する孔部が形成されている。なお、変形防止部材３９は、突起部３６ａと同様に、セラミック板３６と一体的に構成することとしても良い。
【００３４】
定盤吸引装置９１について説明する。
【００３５】
本体部３５の内部は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向に一定間隔で段部３５ｂが形成され、それぞれの段部３５ｂによりＸ軸方向に延びる５つの第１空間３５ａが形成されている。ここでは、段部３５ｂの間隔は電機子コイル３８のＹ軸方向の配列間隔に等しい。さらに、本体部３５の底板３７のＸ軸方向の中央は、−Ｚ方向に突出している。突出部３７ｂの内部に、Ｙ軸方向に延びる１つの第２空間３５ｂが形成される。５つの第１空間３５ａは、１つの第２空間３５ｂを介して繋がっている。
【００３６】
定盤２１の本体部３５及びセラミック板３６には、電機子コイル３８（及び変形防止部材３９）と同じ数の孔部が形成されている。これらの孔部は先述の変形防止部材３９の孔部と連通して、移動面２１ａと後述する第１空間３５ａとを貫通する孔部３９ａを形成する。ここで、孔部３９ａは、５つの第１空間３５ａの±Ｙ端に配置されている。これにより、Ｙ軸方向の両端に位置する２つの第１空間３５ａのそれぞれにはＹ軸方向に１、Ｘ軸方向に９、計９の孔部３９ａが、残りの３つの第１空間３５ａのそれぞれにはＹ軸方向に２、Ｘ軸方向に９、計１８の孔部３９ａが、設けられている。
【００３７】
第２空間３５ｂを形成する底板３７の突出部３７ｂの−Ｘ壁には、ガイドＴＧが、Ｙ軸方向に延接されている。ガイドＴＧには、Ｙ軸方向に移動可能な接続部３５ｂ０が、その一部を突出部３７ｂの−Ｘ側に突出して設けられている。接続部３５ｂ０の突出端には、チューブキャリアＴＣに接続するチューブＴｂ２の一端が固定されている。チューブＴｂ２を介して、外部に設置された用力供給装置（バキュームポンプ）から真空吸引力が第２空間３５ｂに供給される。それにより、第２空間３５ｂ内、特に接続部３５ｂ０の周囲の気体が排気される。
【００３８】
先述の通り、チューブキャリアＴＣは、基板ステージＷＳＴがベース盤１２上で移動すると、例えば図２においてＹ軸方向（黒塗り矢印の方向）に移動すると、これに追従してＹ軸方向に移動する。これと同時に、チューブＴｂ２の一端が固定された接続部３５ｂ０が、基板ステージＷＳＴに追従して、図３（Ｂ）に示されるようにＹ軸方向（黒塗り矢印の方向）にガイドＴＧ上をスライドする。
【００３９】
チューブＴｂ２を介して、第２空間３５ｂ内の接続部３５ｂ０の周囲の気体が排気され、気体が排気された第２空間３５ｂ内の一部の空間に近接する第１空間３５ａ内の気体も排気され、第１及び第２空間３５ａ，３５ｂ内に負圧空間が形成される。チューブキャリアＴＣ（接続部３５ｂ０）の移動により、負圧空間もＹ軸方向（黒塗り矢印の方向）に移動する。第１空間３５ａ内に負圧空間が形成されることにより、孔部３９ａを介して、定盤２１上の基板ステージＷＳＴの近傍（負圧空間の直上）のＸ軸方向に延びる領域９１ａ（図２参照）の気体が吸引される。領域９１ａは、第１空間３５ａ内の負圧空間がＹ軸方向に移動することにより、Ｙ軸方向（黒塗り矢印の方向）に追従移動する。従って、チューブキャリアＴＣの基板ステージＷＳＴに対する追従移動により、領域９１ａは、図２に示されるように、基板ステージＷＳＴの移動に追従してＹ軸方向（黒塗り矢印の方向）に移動する。
【００４０】
先述の通り、定盤２１の移動面２１ａは、僅かな間隙を設けて断熱カバー２１ｂ（図２では省略）で覆われている。ここで、断熱カバー２１ｂの孔部は、移動面２１ａと第１空間３５ａとを貫通する孔部３９ａの位置と異なる位置に配置されている。例えば、隣接する４つの孔部３９ａの中央に配置されている。なお、断熱カバー２１ｂの孔部の数は、孔部３９ａの数より多くても良い。これにより、孔部３９ａの近傍に限らず領域９１ａ内の広範の気体が吸引され、移動面２１ａの表面の広範を流れ、そして、断熱カバー２１ｂの孔部、定盤２１の孔部３９ａ、第１及び第２空間３５ａ，３５ｂ、及びチューブＴｂ２を介して排気される。なお、十分に基板ステージＷＳＴの周囲の気体を吸引できる場合には、断熱カバー２１ｂは必ずしも設ける必要はない。
【００４１】
基板ステージＷＳＴを駆動するために、基板ステージＷＳＴの直下の定盤２１内の電機子コイル３８のそれぞれに電流が供給される。そのため電機子コイル３８が発熱し、定盤２１上の基板ステージＷＳＴの周囲の雰囲気が加熱される。しかし、定盤吸引装置９１により、基板ステージＷＳＴの周囲の気体、特に領域９１ａ内の気体が排気されることにより、電機子コイル３８の熱が排熱され、定盤２１上の周辺の気体の温度変動が抑えられることとなる。
【００４２】
図４には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、装置全体を統括制御するマイクロコンピュータ（あるいはワークステーション）などを含む主制御装置２０を中心として構成されている。
【００４３】
次に、前述した基板ステージ装置３０を含む露光装置１００における露光動作の流れについて簡単に説明する。
【００４４】
まず、主制御装置２０の管理の下、レチクルローダ及びウエハローダ（いずれも不図示）によってそれぞれレチクルロード及びウエハロードが行われ、また、レチクルアライメント検出系１３、基板テーブル１８上の基準マーク板（不図示）、アライメント検出系ＡＳを用いてレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業が所定の手順に従って行われる。
【００４５】
その後、主制御装置２０により、アライメント検出系ＡＳを用いてＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のアライメント計測が実行される。
【００４６】
アライメント計測の終了後、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。露光動作にあたって、まず、ウエハＷのＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置となるように、基板テーブル１８が移動される。同時に、レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、主制御装置２０が、レチクル干渉計１６によって計測されたレチクルＲのＸＹ位置情報、ウエハ干渉計３１によって計測されたウエハＷのＸＹ位置情報に基づき、レチクル駆動部（不図示）及び平面モータ５０を介してレチクルＲとウエハＷとを同期移動させることにより、走査露光が行われる。このウエハＷの移動は、主制御装置２０により、電機子コイル３８に供給する電流値及び電流方向の少なくとも一方を制御することにより行われる。
【００４７】
このようにして、１つのショット領域に対するレチクルパターンの転写が終了すると、基板テーブル１８が１ショット領域分だけステッピングされて、次のショット領域に対する走査露光が行われる。このようにして、ステッピングと走査露光とが順次繰り返され、ウエハＷ上に必要なショット数のパターンが転写される。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の定盤吸引装置９１を備えることにより、基板ステージＷＳＴの位置に応じて定盤２１を挟んで基板ステージＷＳＴの逆側に設けられた第１空間３５ａが負圧にされ、定盤２１に設けられた複数の孔部３９ａを介して基板ステージＷＳＴの近傍の気体が吸引される。これにより、電機子コイル３８の発熱による定盤２１上の基板ステージＷＳＴの周辺の気体の温度変動を抑えることが可能となる。そして、干渉計を用いて構成されるウエハ干渉計３１の高い位置計測精度を維持することができ、ウエハＷ（基板ステージＷＳＴ）の位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【００４９】
なお、本実施形態では、チューブキャリアＴＣを定盤２１の底部とベース盤１２との間に形成された空間内に配置することとしたが、定盤２１の−Ｘ側（または＋Ｘ側）に配置することとしても良い。
【００５０】
また、チューブキャリアＴＣをベース盤１２上でＸ軸方向及びＹ軸方向の両方向に駆動可能にチューブキャリア駆動系９０を構成しても良い。これとともに、接続部３５ｂ０をＸＹ方向に移動可能に構成する。これにより、基板ステージＷＳＴに追従して第１及び第２空間３５ａ，３５ｂ内の負圧空間がＸＹ方向に移動可能となるため、基板ステージＷＳＴのより近傍の気体を吸引することが可能となる。
【００５１】
また、チューブキャリアＴＣに代えて、孔部３９ａのそれぞれに電磁弁を設けることとしても良い。基板ステージＷＳＴに追従して、その近傍の孔部３９ａの電磁弁を開くことで、基板ステージＷＳＴのより近傍の気体を吸引することが可能となる。
【００５２】
また、セラミック板３６の強度が十分な場合には、必ずしも変形防止部材３９を設ける必要はない。この場合、定盤２１の内部空間４１を介して定盤２１の本体部３５及びセラミック板３６の孔部が連通する構成となる。これにより、電機子コイル３８が配列された内部空間４１内の気体もあわせて吸引して、各電機子コイル３８の発熱を排熱することができる。
【００５３】
なお、上述の実施形態では、本発明が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの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、例えば国際公開第９９／４９５０４号、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。また、例えば国際公開第２００７／０９７３７９号（対応米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書）に開示される、液浸露光装置などにも、本発明を適用することができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも本発明は適用が可能である。
【００５５】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
【００５６】
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光として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テルビウムの両方）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。
【００５７】
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。
【００５８】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
【００６０】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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。
【００６１】
半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１２…ベース盤、２１…定盤、３０…基板ステージ装置、３８…電機子コイル、４１…内部空間、５０…ステージ駆動系（平面モータ）、９０…チューブキャリア駆動系、９１…定盤吸引装置、１００…露光装置、Ｗ…ウエハ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤上で移動する第１移動体と、
前記定盤内に配列された複数のコイルユニットを含む固定子と前記第１移動体内に設けられた少なくとも１つの磁石ユニットを含む可動子とから構成される駆動装置と、
前記第１移動体の位置に応じて前記定盤を挟んで前記第１移動体の逆側に設けられた空間の一部を負圧にし、前記定盤に設けられた複数の孔部を介して前記第１移動体の近傍の気体を吸引する定盤吸引装置と、を備える移動体装置。
【請求項２】
前記一部の空間から前記気体を吸引するための配管が接続され、前記第１移動体の動きに同期して移動する第２移動体をさらに備える、請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記第１移動体は、互いに直交する二軸方向に移動し、
前記第２移動体は、前記二軸方向のうちの少なくとも一方に移動する、請求項２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第２移動体には、前記第１移動体から該第１移動体に用力を供給するための配管がさらに接続されている、請求項２又は３に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記第２移動体は、前記定盤の前記第１移動体に対する裏面と側面との一方に配置される、請求項４に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記定盤は、該定盤の前記第１移動体に対向する面上に間隙を挟んで配置され、前記複数の孔部と位置が異なる複数の孔部が形成されたカバーを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項７】
エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、
前記物体を保持する前記第１移動体を駆動する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体装置を備える露光装置。
【請求項１】
定盤上で移動する第１移動体と、
前記定盤内に配列された複数のコイルユニットを含む固定子と前記第１移動体内に設けられた少なくとも１つの磁石ユニットを含む可動子とから構成される駆動装置と、
前記第１移動体の位置に応じて前記定盤を挟んで前記第１移動体の逆側に設けられた空間の一部を負圧にし、前記定盤に設けられた複数の孔部を介して前記第１移動体の近傍の気体を吸引する定盤吸引装置と、を備える移動体装置。
【請求項２】
前記一部の空間から前記気体を吸引するための配管が接続され、前記第１移動体の動きに同期して移動する第２移動体をさらに備える、請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記第１移動体は、互いに直交する二軸方向に移動し、
前記第２移動体は、前記二軸方向のうちの少なくとも一方に移動する、請求項２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第２移動体には、前記第１移動体から該第１移動体に用力を供給するための配管がさらに接続されている、請求項２又は３に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記第２移動体は、前記定盤の前記第１移動体に対する裏面と側面との一方に配置される、請求項４に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記定盤は、該定盤の前記第１移動体に対向する面上に間隙を挟んで配置され、前記複数の孔部と位置が異なる複数の孔部が形成されたカバーを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項７】
エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、
前記物体を保持する前記第１移動体を駆動する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体装置を備える露光装置。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９８３５４（Ｐ２０１３−９８３５４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９８７１（Ｐ２０１１−２３９８７１）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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