專利名稱：驅(qū)動裝置及曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用于驅(qū)動物體的驅(qū)動裝置，適合當(dāng)制造例如半導(dǎo)體元件、CCD攝像元件、液晶顯示器或薄膜磁頭等各種元件時，在為了將設(shè)定圖案轉(zhuǎn)印到基片上而使用的曝光裝置中的用于規(guī)定曝光光束的照明區(qū)域的可動遮蔽機構(gòu)中使用。另外，本發(fā)明關(guān)于一種具有該驅(qū)動裝置的曝光裝置。
背景技術(shù)：
在例如半導(dǎo)體元件的一個制造工程即刻蝕工程中，為了使在作為掩膜的光柵(或光掩膜等)上所形成的圖案，在作為基片(感應(yīng)基片)的涂敷有光刻膠的晶圓(或玻璃板等)上進行轉(zhuǎn)印曝光，使用曝光裝置。作為曝光裝置，使用逐次移動式曝光裝置等一體曝光型(靜止曝光型)的投影曝光裝置和掃描逐次移動式曝光裝置等掃描曝光型的投影曝光裝置(掃描型曝光裝置)等。在這些曝光裝置的照明光學(xué)系統(tǒng)中，為了規(guī)定曝光光束在光柵上的照明區(qū)域，而配備有作為視場光闌的遮蔽機構(gòu)。
而且，在掃描型曝光裝置中，在掃描曝光時為了防止不需要的圖案的曝光，需要在向晶圓上的各拍攝區(qū)域的掃描曝光時，在與光柵的掃描方向?qū)?yīng)的方向上使該照明區(qū)域依次進行開關(guān)。因此，在掃描型曝光裝置的遮蔽機構(gòu)中，可組入將該照明區(qū)域進行開關(guān)的可動遮蔽機構(gòu)。習(xí)知的可動遮蔽機構(gòu)包括沿平行的1對導(dǎo)向裝置移動自如配置的2片遮蔽裝置(遮光板)、用于將這2片遮蔽裝置沿該導(dǎo)向裝置進行驅(qū)動的線性電動機等驅(qū)動部。
最近。為了進一步提高圖像分辨率，曝光光束正在從KrF激態(tài)復(fù)合物激光(波長248nm)向ArF激態(tài)復(fù)合物激光(波長193nm)這種實質(zhì)上的真空紫外區(qū)進行短波長化。在利用這種真空紫外區(qū)的曝光光束的情況下，為了維持高利用效率，最好對含有該遮蔽機構(gòu)的開口部的光路上供給氮氣和惰性氣體等高透過率的氣體。因此，已知還有一種利用該高透過率的氣體，作為為了將這2片遮蔽裝置沿其導(dǎo)軌順利地進行移動而使用的氣體軸承的潤滑氣體的可動遮蔽機構(gòu)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
日本專利的特許第3387809號公報如上所述，習(xí)知的可動遮蔽機構(gòu)為一種將2片遮蔽裝置沿導(dǎo)向裝置進行驅(qū)動的方式。關(guān)于該情況，在掃描型曝光裝置的通常的照明光學(xué)系統(tǒng)中，其可動遮蔽機構(gòu)最好以此2片遮蔽裝置的移動方向形成垂直方向的配置即縱向置放方式進行設(shè)置。但是，當(dāng)將習(xí)知的可動遮蔽機構(gòu)以縱向置放進行設(shè)置時，這2片遮蔽裝置會因自重而下落，所以為了防止該下落，需要由驅(qū)動部不斷產(chǎn)生向上方的推力。因此，在該驅(qū)動部的發(fā)熱量增大，該熱的影響有可能也會波及到照明光學(xué)系統(tǒng)中的其它光學(xué)構(gòu)件和光柵等。
另外，在由該驅(qū)動部總是產(chǎn)生向上方的推力的狀態(tài)下，為了在掃描曝光時提高開關(guān)這2片遮蔽裝置時的響應(yīng)速度，需要使驅(qū)動部更加大型化而提高推力，另外也存在發(fā)熱量增大的問題。
而且，在習(xí)知的可動遮蔽機構(gòu)中，在掃描曝光時因驅(qū)動這2片遮蔽裝置時的反作用力而產(chǎn)生振動，且該振動傳播到光柵載物臺等，有可能使同步精度和重合精度等曝光精度下降。該問題在將此可動遮蔽機構(gòu)橫向置放設(shè)置的情況下也會產(chǎn)生。另外，在利用線性電動機驅(qū)動例如光柵載物臺等載物臺的情況下，為了抵消其反作用力，有時使用可將驅(qū)動部的導(dǎo)向軸沿反方向進行移動的平衡機構(gòu)。但是，如將這種平衡機構(gòu)直接設(shè)置在可動遮蔽機構(gòu)中，則使可動遮蔽機構(gòu)大型化，難以組入到照明光學(xué)系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的是提供一種鑒于上述問題的，在對物體進行驅(qū)動的情況下，可利用比較小型的機構(gòu)降低驅(qū)動部的發(fā)熱量，且降低驅(qū)動時的反作用力的驅(qū)動技術(shù)。
而且，本發(fā)明的第2目的是提供一種在使物體大致沿垂直線縱向置放并驅(qū)動的情況下，可利用比較小型且發(fā)熱量少的機構(gòu)防止該物體的自由下落，且可降低驅(qū)動時的反作用力的驅(qū)動技術(shù)。
而且，本發(fā)明的目的是還提供一種將該驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用在可動遮蔽機構(gòu)中，并可得到高曝光精度的曝光技術(shù)。
利用本發(fā)明的第1驅(qū)動裝置為使第1物體(21、53A、54A)實質(zhì)上沿垂直線進行驅(qū)動的驅(qū)動裝置，包括具有該第1物體的M倍(M為大于1的實數(shù))的質(zhì)量的第2物體(58A、59A、60A)、使該第1物體和該第2物體實質(zhì)上以M∶1的速度比沿該垂直線相對地向相反方向進行驅(qū)動的相對驅(qū)動裝置(51A、61A、62A、63A)。
如利用該發(fā)明，該第1物體及該第2物體的質(zhì)量比和速度比實質(zhì)上為相反的關(guān)系，且該第1物體和該第2物體以驅(qū)動反作用力大致抵消的形態(tài)而大致沿垂直線向相反方向被驅(qū)動。因此，在該相對驅(qū)動裝置中，可以輕負(fù)載驅(qū)動該第1物體(及第2物體)，所以能夠降低發(fā)熱量。而且，該第2物體作為平衡機構(gòu)進行作用，且該第2物體的移動量縮小為該第1物體的移動量的大致1/M，所以可不使機構(gòu)部大型化，并降低驅(qū)動時的反作用力(反作用力向外部的泄漏量)。
在本發(fā)明中，也可具有以使該第1物體和該第2物體保持靜態(tài)勻衡的形態(tài)將該第1物體和該第2物體進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)(51A、62A、63A)。利用該連結(jié)機構(gòu)，可防止該第1物體的自由下落。
而且，作為一個例子，該相對驅(qū)動裝置具有將該第1物體和該第2物體以實質(zhì)上可利用M∶1的速度比沿其垂直線相對地向相反方向進行移動的形態(tài)進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)(51A、62A、63A)、將該第1物體和該第2物體在受該連結(jié)機構(gòu)限制的狀態(tài)下沿其垂直線相對地向相反方向進行驅(qū)動的驅(qū)動部(61A)。藉由象這樣分離為連結(jié)機構(gòu)和驅(qū)動部，可使機構(gòu)部的構(gòu)造單純化，維護也變得容易。
而且，利用本發(fā)明的第2驅(qū)動裝置為驅(qū)動第1物體(21、53A、54A)的驅(qū)動裝置，包括具有該第1物體的M倍(M為大于1的實數(shù))的質(zhì)量的第2物體(58A、59A、60A)、將該第1物體和該第2物體以實質(zhì)上可利用M∶1的速度比相對地沿相反方向進行移動的形態(tài)進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)(51A、62A、63A)、將該第1物體和該第2物體在受該連結(jié)機構(gòu)限制的狀態(tài)下相對地沿相反方向進行驅(qū)動的驅(qū)動部(61A)。
如利用本發(fā)明，該第1物體及該第2物體的質(zhì)量比和速度比實質(zhì)上為相反關(guān)系，且該第1物體和該第2物體以驅(qū)動反作用力大致抵消的形態(tài)而沿相反方向被驅(qū)動。因此，在該驅(qū)動部中，可以輕負(fù)載驅(qū)動該第1物體(及第2物體)，所以能夠降低發(fā)熱量。而且，該第2物體作為平衡機構(gòu)進行作用，且該第2物體的移動量縮小為該第1物體的移動量的大致1/M，所以可不使機構(gòu)部大型化，并降低驅(qū)動時的反作用力(反作用力向外部的泄漏量)。
在上述的本發(fā)明中，該連結(jié)機構(gòu)具有作為1個例子其半徑比為M∶1且沿同軸進行旋轉(zhuǎn)的2個滑輪(48A、49A)、纏繞這2個滑輪的外周并與該第1物體及該第2物體進行連結(jié)的連結(jié)構(gòu)件(62A、63A)。藉由象這樣利用滑輪機構(gòu)，特別可使構(gòu)成簡單化。
而且，該連結(jié)機構(gòu)具有作為另一例子在外周部沿半徑方向形成復(fù)數(shù)個溝(69a、69b)并使旋轉(zhuǎn)軸與該第2物體進行連結(jié)的滾輪部(69)、沿該復(fù)數(shù)個溝移動自如地進行配置的復(fù)數(shù)個隨動機構(gòu)(74A、74B)、受該復(fù)數(shù)個隨動機構(gòu)的限制并沿該滾輪部的旋轉(zhuǎn)軸的周圍進行旋轉(zhuǎn)且使旋轉(zhuǎn)軸與該第1物體連結(jié)的固定部(73)。利用該構(gòu)成，可縮短該第1物體的驅(qū)動軸和該第2物體的驅(qū)動軸之間隔，所以能夠減小力矩的產(chǎn)生量。
而且，作為一個例子，該驅(qū)動部為具有與該第1物體進行連結(jié)的可動元件(54A)、與該第2物體進行連結(jié)的固定元件(60A)的線性電動機。藉此，該驅(qū)動部可使該第1物體和該第2物體非接觸地進行驅(qū)動。
在這種情況下，也可使該可動元件包含線圈，該固定元件包含復(fù)數(shù)個磁石。藉由象這樣使該線性電動機為動磁方式，而使與該第2物體連結(jié)的固定元件一方變重，所以可輕松地使該第1物體和該第2物體的質(zhì)量比為1∶M。
而且，也可還具有對該第1物體及該第2物體中的至少一方的位置信息進行計測的位置檢測裝置(66A)、將該位置檢測裝置的檢測結(jié)果進行反饋，且將該第1物體或該第2物體的目標(biāo)位置的信息進行前饋而驅(qū)動該驅(qū)動部的控制部(20)。藉此，可高精度且高速地進行該第1物體的移動。
而且，利用本發(fā)明的曝光裝置為在利用來自照明系統(tǒng)(13)的曝光光束而對圖案的一部分進行照明，并利用該曝光光束而通過該圖案及投影系統(tǒng)(PL)對基片(W)進行曝光的狀態(tài)下，將該圖案和該基片相對地進行移動，并將該圖案在該基片上進行轉(zhuǎn)印的曝光裝置，該照明系統(tǒng)包括規(guī)定利用該曝光光束的照明區(qū)域的固定視場光闌(9)、還對利用該固定視野光闌所規(guī)定的照明區(qū)域進行限制的可動視場光闌(21、22、23A、23B)、本發(fā)明的驅(qū)動裝置，且利用該驅(qū)動機構(gòu)對該可動視場光闌進行驅(qū)動。
本發(fā)明的驅(qū)動裝置因為發(fā)熱量少，產(chǎn)生的振動也少，所以可得到高曝光精度(同步精度、重合精度等)。而且，即使在將該可變視場光闌縱向置放配置的情況下，也可降低發(fā)熱量及振動量。
在這種情況下，也可包含將形成有該圖案的掩膜(R)進行移動的掩膜載物臺(RST)、具有該掩膜載物臺的導(dǎo)向面的掩膜基座(27)，并將該驅(qū)動裝置設(shè)置在該掩膜基座上。藉此，可使曝光裝置全體小型化。
而且，也可包含將形成有該圖案的掩膜(R)進行移動的掩膜載物臺(RST)、具有該掩膜載物臺的導(dǎo)向面的掩膜基座(27A)、與該掩膜基座通過防振裝置(43B)被分離的柱機構(gòu)(CLB)，且由該柱機構(gòu)支持該驅(qū)動裝置。藉此，可進一步降低從該驅(qū)動裝置所漏出的振動的影響。
而且，也可包含2個該驅(qū)動裝置，且該可動視場光闌具有沿與該圖案和該基片的相對移動方向?qū)?yīng)的方向彼此獨立地移動自如的2片遮蔽構(gòu)件(21、22)，并分別利用另外的該驅(qū)動裝置對這2片遮蔽構(gòu)件進行驅(qū)動。藉由象這樣獨立地驅(qū)動2片遮蔽構(gòu)件，可使該可動視場光闌的驅(qū)動機構(gòu)(可動視場機構(gòu))小型化。
如利用本發(fā)明的驅(qū)動裝置，藉由使第1物體和第2物體以設(shè)定的速度比相對地沿相反方向進行驅(qū)動，從而在驅(qū)動第1物體的情況下，可利用比較小型的機構(gòu)降低驅(qū)動部的發(fā)熱量，且降低驅(qū)動時的反作用力。
而且，在本發(fā)明中，在具有將該第1物體和該第2物體實質(zhì)上沿垂直線相對地沿相反方向進行驅(qū)動，且以使該第1物體和該第2物體保持靜態(tài)均衡的形態(tài)將該第1物體和該第2物體進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)的情況下，可將該第1物體沿垂直線縱向置放驅(qū)動，且防止該第1物體的自由下落。
而且，如利用本發(fā)明的曝光裝置，藉由將本發(fā)明的驅(qū)動裝置應(yīng)用于可動遮蔽機構(gòu)中，可得到高曝光精度。


圖1所示為本發(fā)明的實施形態(tài)的投影曝光裝置的概略構(gòu)成的斜視圖。
圖2所示為本發(fā)明的第1實施形態(tài)的投影曝光裝置的柱構(gòu)造的部分缺口圖。
圖3所示為圖1中的可動遮蔽機構(gòu)10的斜視圖。
圖4為從+Y方向觀察圖3的可動遮蔽機構(gòu)10的正面圖。
圖5所示為圖3的可動遮蔽機構(gòu)10中的遮蔽裝置21的驅(qū)動機構(gòu)的部分缺口側(cè)面圖。
圖6所示為圖3的第1平衡輪機構(gòu)51A及利用其進行連結(jié)的構(gòu)件的單純化圖。
圖7所示為掃描曝光時的圖1的光柵掩膜RST上的光柵R和照明區(qū)域26R的位置關(guān)系的變化圖。
圖8所示為掃描曝光時的圖4的掃描方向用的遮蔽裝置21及g22的位置的變化圖。
圖9所示為掃描曝光時的圖4的掃描方向用的遮蔽裝置21及22的接續(xù)圖8的位置的變化圖。
圖10所示為含有圖4的可動遮蔽機構(gòu)10的遮蔽裝置21的第1移動體的響應(yīng)特性的模擬結(jié)果的一個例子。
圖11所示為掃描曝光時的圖4的鋼帶62A的張力變化的一個例子。
圖12所示為掃描曝光時的圖4的遮蔽裝置21的定位誤差的一個例子。
圖13所示為進行了前饋控制的情況下的，掃描曝光時的圖4的遮蔽裝置21的定位誤差的一個例子。
圖14所示為本發(fā)明的第2實施形態(tài)的投影曝光裝置的柱構(gòu)造的部分缺口圖。
圖15所示為本發(fā)明的第3實施形態(tài)的可動遮蔽裝置10A。
圖16(A)所示為本發(fā)明的第4實施形態(tài)的可動遮蔽機構(gòu)的要部，(B)所示為從圖16(A)的狀態(tài)使?jié)L輪69進行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，(C)所示為從圖16(B)的狀態(tài)再使?jié)L輪69進行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
1曝光光源2反射鏡3A第1透鏡系統(tǒng)3B第2透鏡系統(tǒng)4反射鏡 5復(fù)眼透鏡6照明系統(tǒng)孔徑光闌構(gòu)件7分光器8A中繼透鏡 8B子聚光鏡系統(tǒng)9固定遮蔽裝置9a孔徑10可動遮蔽機構(gòu) 11反射鏡12主聚光鏡系統(tǒng) 13照明光學(xué)系統(tǒng)14A、14B、14C、14D孔徑光闌 15驅(qū)動電動機
16聚光鏡 17積分傳感器18主控制系統(tǒng) 19曝光量控制系統(tǒng)20載物臺驅(qū)動系統(tǒng) 21、22、23A、23B遮蔽裝置24遮光帶 21R、22R像26R照明區(qū)域 26W曝光區(qū)域27、27A光柵基座 28X、28Y激光干涉儀29A、、29B光柵對準(zhǔn)顯微鏡 30晶圓支持器31Z傾斜載物臺32XY載物臺33晶圓基座 34基準(zhǔn)標(biāo)志構(gòu)件35X、35Y激光干涉儀 36對準(zhǔn)傳感器41支架 42、43、43A、43B防振裝置44、44A支持板45照明系統(tǒng)支持柱46子容器 47基板47a孔徑 48A、49A、50A、48B、49B、50B滑輪51A第1平衡輪機構(gòu) 51B第2平衡輪機構(gòu)52A、52B旋轉(zhuǎn)軸承 53A、53B第1滑塊54A、54B可動元件 55A、55BZ軸導(dǎo)向裝置56A、56B、57A、57B襯墊 58A、58B第2滑塊59A、59B支持構(gòu)件 60A固定元件60Aa連結(jié)部 60B固定元件60Ba連結(jié)部 61A第1線性電動機61B第2線性電動機 62A、63A、64A、62B、63B鋼帶65A、65B度盤 66A、66B檢測器67A螺母 68遮蔽裝置68a、68b遮光部 69滾輪69a、69b、69c、69d溝 70、71旋轉(zhuǎn)軸72子輪 73隨動裝置固定部74A、74B隨動裝置 CLA柱CLB照明系統(tǒng)支持柱IL曝光光PL投影光學(xué)系統(tǒng) R光柵RST光柵載物臺SA拍攝區(qū)域W晶圓WST晶圓載物臺具體實施方式
以下參照圖1～圖13對本發(fā)明的較佳的第1實施形態(tài)進行說明。圖1所示為利用本發(fā)明的掃描逐次移動式曝光裝置所構(gòu)成的掃描曝光型的投影曝光裝置(曝光裝置)的概略構(gòu)成，在該圖1中，該投影曝光裝置包括曝光光源1、照明光學(xué)系統(tǒng)13(照明系統(tǒng))、光柵載物臺系統(tǒng)、投影光學(xué)系統(tǒng)PL(投影系統(tǒng))、晶圓載物臺系統(tǒng)及對這些機構(gòu)進行支持的柱機構(gòu)(未圖示)。首先，作為產(chǎn)生用作曝光光束的曝光光IL(曝光用的照明光)的曝光光源1，使用ArF激態(tài)復(fù)合物激光(波長193nm)。另外，作為曝光光源，也可使用KrF激態(tài)復(fù)合物激光(波長248nm)、F2激光(波長157nm)、YAG激光的諧波產(chǎn)生光源、固體激光(半導(dǎo)體激光等)的諧波產(chǎn)生裝置或水銀燈等。
曝光時從曝光光源1所輸出的曝光光IL，經(jīng)過將光路向上方彎曲的反射鏡2、未圖示的光束整形光學(xué)系統(tǒng)、第1透鏡系統(tǒng)3A、將光路向大致水平方向彎曲的反射鏡4及第2透鏡系統(tǒng)3B，使其斷面形狀被整形為設(shè)定形狀，并入射作為光積分儀(unifornizer或homogenizer(均質(zhì)器))的復(fù)眼透鏡5，使照度分布均勻化。在復(fù)眼透鏡5的射出面(照明光學(xué)系統(tǒng)13的瞳面)，具有用于將曝光光的光量分布設(shè)定為圓形(通常照明)、復(fù)數(shù)個偏心區(qū)域(2極、4極照明等的變形照明)、環(huán)帶(環(huán)帶照明)或小圓形(相干因數(shù)(σ值)小的小σ照明)等而決定照明條件的孔徑光闌(σ可變光闌)14A、14B、14C、14D等的照明系統(tǒng)孔徑光闌構(gòu)件6，利用驅(qū)動電動機15可旋轉(zhuǎn)自如地進行配置。由對裝置全體的動作進行統(tǒng)一控制的計算機等形成的主控制系統(tǒng)18，通過驅(qū)動電動機15使照明系統(tǒng)孔徑光闌構(gòu)件6旋轉(zhuǎn)，而設(shè)定照明條件。
通過照明系統(tǒng)孔徑光闌構(gòu)件6中的一個孔徑光闌的曝光光IL，經(jīng)過反射率小的分光器7及中繼透鏡8A，依次通過由作為固定視野光闌的固定遮蔽裝置9的孔徑9a及作為可變視野光闌的遮蔽設(shè)備21、22、23A、23B所設(shè)定的孔徑。本例的遮蔽設(shè)備21、22、23A、23B為可動遮蔽機構(gòu)10(驅(qū)動裝置)的一部分。固定遮蔽裝置9用于將作為掩膜的光柵R的圖案面(光柵面)的照明區(qū)域26R，沿與光柵R的掃描方向直交的非掃描方向規(guī)定為細(xì)長的矩形或縫隙狀的區(qū)域。作為一個例子，固定遮蔽裝置9的孔徑9a為在平板狀構(gòu)件上所形成的沿與非掃描方向?qū)?yīng)的方向的細(xì)長的矩形孔徑。
另一方面，可動遮蔽機構(gòu)10中的1對掃描方向用的遮蔽裝置21及22(遮蔽構(gòu)件)，作為1個例子，為沿與光柵R的掃描方向?qū)?yīng)的方向彼此獨立移動自如的1對矩形的遮光板，而非掃描方向用的遮光板23A及23B，作為1個例子，為沿與光柵R的非掃描方向?qū)?yīng)的方向彼此獨立移動自如的1對矩形的遮光板?？蓜诱诒螜C構(gòu)10具有驅(qū)動遮蔽裝置21、22、23A、23B的機構(gòu)(在圖1中未圖示)。
在該構(gòu)成中，以利用前者的掃描方向用的遮蔽裝置21及22的驅(qū)動，而在向晶圓上的曝光對象的各拍攝區(qū)域的掃描曝光的開始時及結(jié)束時，不向不必要的部分進行曝光的形態(tài)，使照明區(qū)域26R沿掃描方向被開關(guān)。而且，利用后者的非掃描方向用的遮蔽裝置23A及23B的位置控制，可規(guī)定照明區(qū)域26R的非掃描方向的中心及寬度。
在這種情況下，作為一個例子，利用遮蔽裝置21、22、23A、23B規(guī)定的孔徑(以下也稱作[可動遮蔽機構(gòu)10的孔徑])，配置在與光柵面大致共軛的面上，且固定遮蔽裝置9的孔徑9a配置在從與該光柵面的共軛面稍稍被散焦的面上。另外，也可將固定遮蔽裝置9配置在例如光柵R的附近。而且，在本例中，可動遮蔽機構(gòu)10中的掃描方向用的遮蔽裝置21及23的移動方向，為后述那樣沿垂直線的方向(與重力進行作用的方向平行)。換言的，可動遮蔽機構(gòu)10以[縱向置放方式]進行設(shè)置。
通過了固定遮蔽裝置9的孔徑及可動遮蔽機構(gòu)10的孔徑的曝光光IL，經(jīng)過子聚光鏡系統(tǒng)8B、將光路大致向下方彎曲的反射鏡11及主聚光鏡系統(tǒng)12，對作為掩膜的光柵R的照明區(qū)域26R(更準(zhǔn)確地說，是利用可動遮蔽機構(gòu)10的孔徑被限制的區(qū)域)以均勻的照度分布進行照明。照明光學(xué)系統(tǒng)13(照明系統(tǒng))的構(gòu)成包括反射鏡2、第1透鏡系統(tǒng)3A、反射鏡4、第2透鏡系統(tǒng)3B、復(fù)眼透鏡5、照明系統(tǒng)孔徑光闌構(gòu)件6、分光器7、中繼透鏡系統(tǒng)8A、固定遮蔽裝置9、可動遮蔽裝置10、子聚光鏡8B、反射鏡11及主聚光鏡系統(tǒng)12。
本例的照明光學(xué)系統(tǒng)13藉由利用用于使光路分別彎曲90°的反射鏡4及11，而簡潔地構(gòu)成。另外，作為用于減小投影曝光裝置的設(shè)置面積(投影面積)的配置之一，可與反射鏡4和反射鏡11之間的照明光學(xué)系統(tǒng)13的光軸平行地設(shè)定光柵R的掃描方向。在本例中，還可使光柵R移動時的導(dǎo)向面與水平面平行，并使入射光柵R時的曝光光IL的光軸與光柵面(與導(dǎo)向面平行)垂直。此時，如考慮利用反射鏡11的曝光光IL的反射，則用于將光柵R的照明區(qū)域26R沿掃描方向進行開關(guān)的1對掃描方向用的遮蔽裝置21及22的移動方向，形成與光柵R的導(dǎo)向面垂直的方向，即實質(zhì)上沿垂直線的方向(與重力進行作用的方向平行)。因此，本例的掃描方向用的遮蔽裝置21及23的移動方向，設(shè)定為沿垂直線的方向。藉此，可簡潔地配置照明光學(xué)系統(tǒng)13，而且，也可使投影曝光裝置的設(shè)置面積縮小。
而且，由分光器7被反射的曝光光，通過聚光鏡16而由光電傳感器所構(gòu)成的積分傳感器17受光。積分傳感器17的檢測信號被供給到曝光量控制系統(tǒng)19，且曝光量控制系統(tǒng)19利用該檢測信號和從預(yù)先所計測的分光器7到作為基片(感應(yīng)基片或感光體)的晶圓W的光學(xué)系統(tǒng)的透過率，間接計算在晶圓W上的曝光能量。曝光量控制系統(tǒng)19根據(jù)該計算結(jié)果的積算值及來自主控制系統(tǒng)18的控制信息，以在晶圓W上可得到適當(dāng)曝光量的形態(tài)，控制曝光光源1的發(fā)光動作(發(fā)光期間、發(fā)光頻率、輸出(每脈沖的能量)、波長、波長的半幅值等)。
在曝光光IL的照射下，光柵R的照明區(qū)域26R內(nèi)的圖案通過投影光學(xué)系統(tǒng)PL(投影系統(tǒng))，以投影倍率β(β為1/4、1/5等)在涂敷有光刻膠的晶圓W上的一個拍攝區(qū)域SA上的非掃描方向上，投影到細(xì)長縫隙狀的曝光區(qū)域26W上。晶圓W為例如半導(dǎo)體(硅等)或SOI(silicon on insulator，絕緣體)等直徑為200～300mm左右的圓板形的基片。光柵R的圖案面(光柵面)及晶圓W的表面(晶圓面)分別與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的物體面及像面對應(yīng)。以下，在圖1中，與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX平行地取Z軸，并在與Z軸垂直的平面內(nèi)沿與掃描曝光時的光柵R及晶圓W的掃描方向直交的非掃描方向取X軸，且沿其掃描方向取Y軸而進行說明。在該座標(biāo)系統(tǒng)中，與Z軸平行的方向為沿垂直線的方向，-Z方向為重力進行作用的方向，且含有X軸及Y軸的平面(XY面)與水平面平行。
此時，光柵R在光柵載物臺(掩膜載物臺)RST上被吸附保持，且掩膜載物臺RST在光柵載物臺27(掩膜基座)的導(dǎo)向面上沿Y方向以一定速度進行移動，且為了校正同步誤差而沿X方向、Y方向及Z軸的周圍的旋轉(zhuǎn)方向進行微動，進行光柵R的掃描。光柵載物臺RST的X方向的位置，由X軸的激光干涉儀28X進行計測，且光柵載物臺RST的Y方向的位置及旋轉(zhuǎn)角，由Y軸的激光干涉儀28Y(實際上由離開X方向的2軸的激光干涉儀構(gòu)成)進行計測。根據(jù)該計測值及來自主控制系統(tǒng)18的控制信息，載物臺驅(qū)動系統(tǒng)20通過未圖示的驅(qū)動機構(gòu)(線性電動機等)控制光柵載物臺RST的位置及速度。由光柵載物臺RST、光柵基座27及該未圖示的驅(qū)動機構(gòu)等，構(gòu)成光柵載物臺系統(tǒng)。
而且，在光柵載物臺RST的周邊部的上方，配置有用于通過反射鏡等而檢測光柵R的對準(zhǔn)標(biāo)記的位置的光柵對準(zhǔn)顯微鏡29A、29B。由此可進行光柵R的對準(zhǔn)。
另一方面，晶圓W通過晶圓支持器30在晶圓載物臺WST(基板載物臺)上被吸附保持，且晶圓載物臺WST具有在晶圓基座33的導(dǎo)向面上沿Y方向以一定速度進行移動，且沿X方向及Y方向進行步進移動的XY載物臺32、Z傾斜載物臺31。Z傾斜載物臺31根據(jù)利用未圖示的自動聚焦傳感器的晶圓W的Z方向的位置計測值，進行晶圓W的聚焦及調(diào)整。晶圓載物臺WST的X方向、Y方向的位置以及X軸、Y軸、Z軸的周圍的旋轉(zhuǎn)角可利用激光干涉儀35X及35Y進行計測，且根據(jù)該計測值及來自主控制系統(tǒng)18的控制信息，載物臺驅(qū)動系統(tǒng)20通過未圖示的驅(qū)動機構(gòu)(線性電動機等)對晶圓載物臺WST的動作進行控制。晶圓載物臺系統(tǒng)的構(gòu)成包括晶圓載物臺WST、晶圓基座33及該未圖示的驅(qū)動機構(gòu)等。
另外，在晶圓載物臺WST上的晶圓W的附近，固定有形成了對準(zhǔn)用的基準(zhǔn)標(biāo)志的基準(zhǔn)標(biāo)志構(gòu)件34，且在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的側(cè)面，配置有晶圓對準(zhǔn)用的離軸方式的對準(zhǔn)傳感器36。根據(jù)該檢測結(jié)果，主控制系統(tǒng)18進行晶圓W的對準(zhǔn)。
在曝光時，反復(fù)進行驅(qū)動光柵載物臺RST及晶圓載物臺WST，并在照射曝光光IL的狀態(tài)下使光柵R和晶圓W上的一個拍攝區(qū)域沿Y方向進行同步掃描的動作，和驅(qū)動晶圓載物臺WST并使晶圓W沿X方向、Y方向進行步進移動的動作。而且，在其同步掃描時，載物臺驅(qū)動系統(tǒng)20與光柵載物臺RST的Y方向的動作同步，對可動遮蔽機構(gòu)10的掃描方向的遮蔽裝置21及23的動作進行控制(后面將作詳細(xì)說明)。藉此，可由步進掃描方式在晶圓W上的各拍攝區(qū)域上使光柵R的圖案像曝光。
下面，關(guān)于本例的投影曝光裝置的柱機構(gòu)的一個例子，參照圖2進行說明。
在圖2中，在例如半導(dǎo)體元件制造工廠內(nèi)的地面(設(shè)置面)上設(shè)置平板狀的支架(基座)41，并在支架41上通過3處或4處的防振裝置42而設(shè)置晶圓基座33，且在晶圓基座33上通過空氣軸承移動自如地載置用于保持晶圓W的晶圓載物臺WST。而且，在支架41上以包圍晶圓基座33的形態(tài)設(shè)置3處或4處防振裝置43，并在防振裝置43上設(shè)置平板狀的支持板44，且在支持板44的中央的開口部設(shè)置投影光學(xué)系統(tǒng)PL。防振裝置42及43為分別包括空氣風(fēng)門等無源型的風(fēng)門和音圈電動機等響應(yīng)性優(yōu)良的傳動裝置的有源型的防振裝置。另外，在晶圓載物臺WST以6自由度被驅(qū)動的情況下，也可省略防振裝置42。
而且，在支持板44上，通過以包圍投影光學(xué)系統(tǒng)PL的形態(tài)被固定的3根柱部而設(shè)置有光柵基座27，且在光柵基座27的導(dǎo)向面上，通過空氣軸承移動自如地載置有用于保持光柵R的光柵載物臺RST。另外，在光柵基座27的上面固定有照明系統(tǒng)支持柱45，并在照明系統(tǒng)支持柱45上設(shè)置收納有圖1的照明光學(xué)系統(tǒng)13的子容器46，且在照明光學(xué)系統(tǒng)13內(nèi)配置有圖1的可動遮蔽機構(gòu)10。在照明系統(tǒng)支持柱45的中央部形成有用于通過曝光光IL的孔徑。柱結(jié)構(gòu)體CL的構(gòu)成包括支持板44、光柵基座27及照明系統(tǒng)支持柱45。而且，本例的投影裝置還收納在未圖示的容器內(nèi)，且對該容器內(nèi)供給對曝光光IL為高透過性的氣體(干燥氣體、氮氣、惰性氣體等)。
在本例中，在光柵基座27上通過照明系統(tǒng)支持柱45，支持含有可動遮蔽機構(gòu)10的照明光學(xué)系統(tǒng)13，所以可使投影曝光裝置的構(gòu)成簡潔化，且使投影曝光裝置緊湊地構(gòu)成。另外，在該構(gòu)成中，藉由在掃描曝光時與光柵載物臺RST同步地驅(qū)動可動遮蔽機構(gòu)10而產(chǎn)生的振動，容易傳播到光柵載物臺RST。但是，因為本例的可動遮蔽機構(gòu)10為如后述那樣幾乎不產(chǎn)生振動的構(gòu)成，所以可動遮蔽機構(gòu)10的振動的影響極少。
下面，對圖1中的可動遮蔽機構(gòu)10的構(gòu)成及動作進行詳細(xì)的說明。但是，圖1中的非掃描方向用的遮蔽裝置23A及23B沒有必要特別高速地進行驅(qū)動，另外，在本例中是沿水平方向進行移動而配置，有可能產(chǎn)生自由下落，所以能夠利用將滾珠螺絲和旋轉(zhuǎn)電動機進行組合的驅(qū)動機構(gòu)或含有線性電動機的驅(qū)動機構(gòu)，而輕松地進行驅(qū)動。因此，以下省略關(guān)于驅(qū)動非掃描方向用的遮蔽機構(gòu)23A及23B的機構(gòu)的說明。
圖3所示為圖1中的縱向置放方式的可動遮蔽機構(gòu)10(驅(qū)動裝置)的構(gòu)成的斜視圖，在該圖3中，Z軸與垂直線平行，-Z方向為重力進行作用的方向，1對掃描方向用的遮蔽裝置21及22(遮蔽構(gòu)件)的移動方向為沿垂直線的方向(與Z軸平行)。首先，相當(dāng)于裝置全體的基底構(gòu)件的方形的平板狀的基板47，以與含有Z軸和X軸的平面(ZX平面)平行的形態(tài)，由未圖示的柱部進行支持。在基板47的中央部，沿X方向(與光柵R的非掃描方向?qū)?yīng)的方向)形成有細(xì)長的矩形孔徑47a。在本例中，基板47兼用圖1的固定遮蔽裝置9，且基板47中的孔徑47a與固定遮蔽構(gòu)件9的孔徑9a對應(yīng)。但是，也可使孔徑47a形成得較大，并與基板47分別配置固定遮蔽裝置9。
以沿X方向夾持該孔徑47a的形態(tài)，分別與Z軸平行地配置2個方形柱狀的Z軸導(dǎo)向裝置55A及55B，且右側(cè)(+X方向)的Z軸導(dǎo)向裝置55A以兩末端通過襯墊56A及57A固定在基板47上，左側(cè)(-X方向)的Z軸導(dǎo)向裝置55B以兩末端通過襯墊56B及57B固定在基板47上。而且，在右側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55A上，分別沿Z方向移動自如地安裝有框形的第1滑塊53A及第2滑塊58A。同樣，在左側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55B上，也沿Z方向移動自如地安裝有與滑塊53A及58A分別相同形狀的第1滑塊53B及第2滑塊58B。在這種情況下，第2滑塊58A、58B分別配置在第1滑塊53A、53B的下方(-Z方向)。而且，在右側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55A的外面和滑塊53A及58A的內(nèi)面之間，分別配置有空氣軸承，且滑塊53A及58A可沿Z軸導(dǎo)向裝置55A在Z方向順利地進行移動。同樣，在左側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55B和滑塊53B及58B之間，也配置有空氣軸承。
圖4為在+Y方向觀察圖3的可動遮蔽機構(gòu)10的正面圖，如該圖4所示，1對掃描方向用的遮蔽裝置21及22為分別沿X方向可覆蓋細(xì)長孔徑47a(孔徑9a)的大小的平板，且遮蔽裝置21及22以可橫切孔徑47a的前面而彼此獨立地沿Z方向(與光柵R的掃描方向?qū)?yīng)的方向)進行移動的形態(tài)進行配置。而且，右側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55A的Z方向的位置，在-Z方向上較左側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55B低。這是為了將Z軸導(dǎo)向裝置55A、55B的長度作為必要最小限度，并沿右側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55A驅(qū)動下方(-Z方向)的遮蔽裝置21，沿左側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55B驅(qū)動上方(+Z方向)的遮蔽裝置22。
返回圖3，下方的遮蔽裝置21的+X方向的末端，被固定在第1滑塊53A上，且在第1滑塊53A的外側(cè)(+X方向)的側(cè)面，固定有包含線圈的可動元件54A。而且，在第2滑塊58A的外側(cè)，通過支持構(gòu)件59A固定有斷面形狀為內(nèi)側(cè)開放的U字型且沿Z方向細(xì)長的固定元件60A，且在固定元件60A的內(nèi)面，可動元件54A非接觸地被收納。在固定元件60A的內(nèi)面沿Z方向以設(shè)定間距固定有復(fù)數(shù)個永久磁石，且由可動元件54A和固定元件60A，構(gòu)成用于沿Z軸導(dǎo)向裝置55A通過第1滑塊53A沿Z方向驅(qū)動下方的遮蔽裝置21的可動線圈式的第1線性電動機61A(驅(qū)動部)。另外，在本例中，因為固定元件60A也通過第2滑塊58A沿Z軸導(dǎo)向裝置55A進行移動，所以當(dāng)利用第1線性電動機61A沿Z方向驅(qū)動第1滑塊53A(可動元件54A及遮蔽裝置21)時，為了抵消其反作用力而使第2滑塊58A(固定元件60A)沿相反方向進行移動。此時，如后所述，第2滑塊58A的移動量較第1滑塊53A的移動量少，所以將移動量相對較少的構(gòu)件稱作固定元件60A，將移動量相對較多的構(gòu)件稱作可動元件54A。
而且，在本例中，在固定元件60A的上方(+Z方向)，第1平衡輪機構(gòu)51A通過旋轉(zhuǎn)軸承52A沿與Y軸平行的旋轉(zhuǎn)軸的周圍旋轉(zhuǎn)自如地被固定在基板47上。第1平衡輪機構(gòu)51A采用分別以2個小的相同半徑的滑輪49A及50A夾入大半徑的滑輪48A的構(gòu)成。另外，大半徑滑輪48A的外周部的一部分欠缺，但這是為了使裝置構(gòu)成小型輕量化。而且，在大滑輪48A的外周面纏繞有作為連結(jié)構(gòu)件的不銹鋼制的薄鋼帶62A，且鋼帶62A的一端被固定在其外周面上，鋼帶62A的另一端(開放端)與第1滑塊53A連結(jié)。而且，在小滑輪49A的外周面同樣地纏繞有作為連結(jié)構(gòu)件的不銹鋼制的薄鋼帶63A，且鋼帶63A的一端被固定在其外周面上，鋼帶63A的另一端(開放端)被固定在固定元件60A上端的連結(jié)部60Aa的一端上。
圖5為從-X方向觀察驅(qū)動圖3的下方的遮蔽裝置21的機構(gòu)的側(cè)面圖，在該圖5中，在內(nèi)側(cè)的小滑輪50A的外周面同樣地纏繞有作為連結(jié)構(gòu)件的不銹鋼制的薄鋼帶64A，且鋼帶64A的一端被固定在其外周面上，鋼帶64A的另一端(開放端)被固定在固定元件60A的連結(jié)部60Aa的另一端上。藉由象這樣利用2根鋼帶63A及64A，可將滑輪49A及50A和固定元件60A穩(wěn)定地進行連結(jié)。而且，為了將滑輪48A、49A、50A的旋轉(zhuǎn)軸固定在基板47上，而在其旋轉(zhuǎn)軸上安裝螺母67A。另外，為了說明上的便利，在以下的說明中利用滑輪49A代表2個滑輪49A及50A，并利用鋼帶63A代表2個鋼帶63A及64A。而且，也可取代鋼帶62A、63A，而利用不銹鋼制的鋼線等。
返回圖3，在本例中，由遮蔽裝置21、第1滑塊53A及可動元件54A所構(gòu)成的部分(以下稱作[第1移動體]。)對應(yīng)驅(qū)動對象的第1物體，由第2滑塊58A、支持構(gòu)件59A及固定元件60A所構(gòu)成的部分(以下稱作[第2移動體]。)對應(yīng)第2物體。而且，由平衡輪機構(gòu)51A、鋼帶62A及鋼帶63A，構(gòu)成以使該第1物體和該第2物體靜態(tài)均衡的形態(tài)進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)，并由該連結(jié)機構(gòu)和第1線性電動機61A(驅(qū)動部)，構(gòu)成將該第1物體和該第2物體相對地沿相反方向進行驅(qū)動的相對驅(qū)動裝置。
而且，驅(qū)動上方的遮蔽裝置22的機構(gòu)與驅(qū)動下方的遮蔽裝置21的機構(gòu)對稱地構(gòu)成。即，上方的遮蔽裝置22的-X方向的末端，被固定在第1滑塊53B上，且在第1滑塊53B的外側(cè)(-X方向)的側(cè)面，固定有包含線圈的可動元件54B。而且，在第2滑塊58B的外側(cè)，通過支持構(gòu)件59B固定有采用與固定元件60A對稱的構(gòu)造的含有永久磁石的固定元件60B，且在固定元件60B的內(nèi)面，可動元件54B非接觸地被收納。由可動元件54B和固定元件60B，構(gòu)成用于沿左側(cè)的Z軸導(dǎo)向裝置55B，通過第1滑塊53B將上方的遮蔽裝置22沿Z方向進行驅(qū)動的可動線圈式的第2線性電動機61B(驅(qū)動部)。在這種情況下，也是當(dāng)由第2線性電動機61B將第1滑塊53B沿Z方向進行驅(qū)動時，為了抵消其反作用力而使第2滑塊58B(固定元件60B)沿相反方向進行移動。另外，第2滑塊58B的前面的高度較第1滑塊53B的前面的高度低。藉此，可防止下方的遮蔽裝置21和第2滑塊58B的機械性干涉。
而且，在固定元件60B的上方，采用與第1平衡輪機構(gòu)51A對稱的構(gòu)造的第2均勻輪機構(gòu)51B(由小的相同半徑的滑輪49B及50B夾入大半徑的滑輪48B的構(gòu)造)，通過旋轉(zhuǎn)軸承52B沿平行于Y軸的旋轉(zhuǎn)軸的周圍旋轉(zhuǎn)自如地被固定在基板47上。而且，大滑輪48B的外周面和第1滑塊53B利用不銹鋼制的鋼帶62B進行連結(jié)，且小滑輪49B及50B的外周面和固定元件60B的上端的連結(jié)部60Ba，通過不銹鋼制的鋼帶63B及未圖示的鋼帶進行連結(jié)。
在驅(qū)動該上方的遮蔽裝置22的機構(gòu)中，由遮蔽裝置22、第1滑塊53B及可動元件54B所構(gòu)成的第1移動體對應(yīng)驅(qū)動對象的第1物體，由第2滑塊58B、支持構(gòu)件59B及固定元件60B所構(gòu)成的第2移動體對應(yīng)第2物體。而且，由平衡輪機構(gòu)51B、鋼帶62B等，構(gòu)成使該第1物體和該第2物體進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)，并由該連結(jié)機構(gòu)和第2線性電動機61B(驅(qū)動部)，構(gòu)成將該第1物體和該第2物體相對地沿相反方向進行驅(qū)動的相對驅(qū)動裝置。
而且，在Z軸導(dǎo)向裝置55A及55B的一側(cè)面的一部分上，分別固定有線性編碼器用的度盤65A及65B，并與它們對向而在第1滑塊53A及53B的內(nèi)面分別固定有檢測器66A及66B(位置檢測裝置)，且檢測器66A及66B的檢測信號被供給到載物臺驅(qū)動系統(tǒng)20(控制裝置)。檢測器66A及66B為例如靜電容量式或光學(xué)式等的分解能為1μm左右的編碼器。與此相對，圖1的光柵載物臺RST用的激光干涉儀28X、28Y為分解能1nm左右的位置檢測裝置，與光柵載物臺RST相比，遮蔽裝置21及22的定位精度可很粗。而且，可預(yù)先進行補償修正，以在下方的遮蔽裝置21的上部邊緣處于孔徑47a的中央時，及上方的遮蔽裝置22的下部邊緣處于孔徑47a的中央時，使檢測器66A及66B的檢測結(jié)果分別例如為0。屆時，也可使用用于特定第1滑塊53A及53B的原點位置的非接觸方式的限制開關(guān)(未圖示)。另外，因為第2滑塊58A及58B分別通過平衡輪機構(gòu)51A及51B，與第1滑塊53A及53B進行連結(jié)，所以第2滑塊58A及58B的位置，可由第1滑塊53A及53B的位置利用計算求取。
因此，載物臺驅(qū)動系統(tǒng)20藉由處理檢測器66A及66B的檢測信號，可以孔徑47a的中心位置為基準(zhǔn)，求取掃描方向用的遮蔽裝置21及22(第1滑塊53A及53B)的Z方向的位置，以及第2滑塊58A及58B的Z方向的位置。根據(jù)這樣所求得的位置，載物臺驅(qū)動系統(tǒng)20藉由控制在可動元件54A及54B的線圈中所流過的電流，并控制線性電動機61A及61B的推力，而控制掃描方向用的2個遮蔽裝置21及22的Z方向的位置及速度。此時，在載物臺驅(qū)動系統(tǒng)20內(nèi)部的線性電動機61A及61B的驅(qū)動部中，藉由將實際的遮蔽裝置21及22被計測的Z方向的位置和它們的目標(biāo)位置的差分信息進行反饋，且將該遮蔽裝置21及22的目標(biāo)位置的信息進行前饋，而控制該線圈中流過的電流。本例的遮蔽裝置21及22因為周期性地向+Z方向及-Z方向進行位移，且其動作可正確地進行預(yù)測，所以可利用其前饋控制，提高遮蔽裝置21及22的位置精度。
另外，為了進行遮蔽裝置21及22的位置檢測，也可檢測第2滑塊58A及58B(第2移動體的一部分)的Z方向的位置。在本例中，第2滑塊58A及58B的移動量較第1滑塊53A及53N的移動量少，所以可縮短編碼器的度盤。而且，作為遮蔽裝置21及22用的位置檢測裝置，也可取代包含檢測器66A及66B的線性編碼器，而使用對例如平衡輪機構(gòu)51A及51B的旋轉(zhuǎn)角進行檢測的旋轉(zhuǎn)編碼器。
下面，對圖3的第1平衡輪機構(gòu)51A的作用進行說明。該情況對第2平衡輪機構(gòu)51B也是同樣的。
圖6所示為圖3的第1平衡輪機構(gòu)51A及利用其進行連結(jié)的構(gòu)件的單純化圖，在該圖6中，使大滑輪48A的半徑為R1，小滑輪49A的半徑為R2(＜R1)。而且，設(shè)與大滑輪48A通過鋼帶62A進行連結(jié)的第1移動體(遮蔽裝置21、第1滑塊53A、可動元件54A)的質(zhì)量為M1，與小滑輪49A通過鋼帶63A進行連結(jié)的第2移動體(第2滑塊58A、支持構(gòu)件59A、固定元件60A)的質(zhì)量為M2(＞M1)，且無視鋼帶62A及63A的質(zhì)量進行考慮。
此時，對質(zhì)量M1、M2及半徑R1、R2進行設(shè)定，以使其質(zhì)量比與其滑輪的半徑比如下所示形成相反的關(guān)系，M1∶M2＝R2∶R1…(1)利用該(1)式，對第1移動體的質(zhì)量M1的第2移動體的質(zhì)量M2的倍率M如下所示，形成大于1的實數(shù)。
M＝M2/M1＝R1/R2＞1…(1)作為一個例子，含有該遮蔽裝置21的第1移動體的質(zhì)量在1kg左右以下，倍率在5倍左右，即半徑R1被設(shè)定為半徑R2的5倍左右。而且，該倍率M的實用范圍，作為一個例子為2倍～10倍左右。
在本例中，在第2移動體中包括含有永久磁石的固定元件60A，且因固定元件60A較含有線圈的可動元件54A重數(shù)倍，所以可輕松地滿足(2)式的條件。藉由滿足(2)式的條件，使第1移動體和第2移動體保持靜態(tài)均衡，所以即使在不由含有可動元件54A和固定元件60A的線性電動機產(chǎn)生推力的狀態(tài)下，遮蔽裝置21也不會沿-Z方向自由下落，能夠?qū)⒃摼€性電動機的發(fā)熱量抑制在最小限度。在這種保持靜態(tài)均衡的狀態(tài)下，可以小推力驅(qū)動遮蔽裝置21，所以即使例如將含有遮蔽裝置21的第1移動體以8G左右的加速度進行驅(qū)動，該線性電動機的發(fā)熱量也可抑制得較低。
在這種情況下，當(dāng)驅(qū)動該線性電動機并使平衡輪機構(gòu)51A沿順時針方向進行旋轉(zhuǎn)，且如圖6中的雙點劃線所示，使遮蔽裝置21(第1移動體)沿+Z方向只移位Z1而到達(dá)位置P1時，固定元件60A(第2移動體)沿-Z方向只移位Z2而到達(dá)位置P2。此時，位移Z1、Z2的比如下所示，與滑輪48A、49A的半徑R1、R2的比相同。
Z1∶Z2＝R1∶R2…(3)如利用(2)式的倍率M，則(3)式如下所示。
Z2＝Z1(R2/R1)＝Z1/M …(4)這意味著，質(zhì)量較大的第2移動體(含有第2滑塊58A的部分)的位移Z2與第1移動體(含有第1滑塊53A的部分)的位移Z1相比，縮小為1/M。而且，位移與速度成比例，所以也可將平衡輪機構(gòu)51A視作以設(shè)定(M2M1)的減速比設(shè)定2個物體的速度比的減速機構(gòu)。藉此，即使為了使構(gòu)成簡潔化而串聯(lián)配置第1滑塊53A和第2滑塊58A，也可使兩者的Z方向的移動沖程的合計為第1滑塊53A的移動沖程的(1+M)/M倍左右，與2倍相比變得很小，所以可使驅(qū)動機構(gòu)小型化。
而且，在該線性電動機中，如對可動元件54A作用以+Z方向(或-Z方向)的推力，則在固定元件60A上，作為其反作用力，產(chǎn)生相反方向即-Z方向(或+Z方向)的推力作用。此時，因為含有可動元件54A的第1移動體和含有固定元件60A的第2移動體的質(zhì)量比為M1∶M2，所以如外力完全不進行作用，則因該推力所形成的可動元件54A的移動量(假設(shè)大致與加速度或速度成比例)Z1’，與向固定元件60A的反方向的移動量Z2’的比，如下所述形成質(zhì)量比的反比。
Z1’∶Z2’＝M2∶M1…(5)根據(jù)(1)式、(3)式、(5)式，因第1平衡輪機構(gòu)51A進行旋轉(zhuǎn)所形成的可動元件54A及固定元件60A的位移的比(Z1∶Z2)，和只使該線性電動機進行作用的情況下的可動元件54A及固定元件60A的位移的比(Z1’∶Z2’)，如下所述變得相等。
Z1∶Z2＝Z1’∶Z2’…(6)藉由象這樣利用本例的平衡輪機構(gòu)51A，可使含有遮蔽裝置21的第1移動體和含有固定元件60A的第2移動體保持靜態(tài)均衡，同時大致完全抵消對由可動元件54A及固定元件60A所構(gòu)成的線性電動機進行驅(qū)動的反作用力。因此，可使因線性電動機的驅(qū)動所產(chǎn)生的反作用力向外部的泄漏量極其減少。
返回圖4，鋼帶62A通過第1移動體(遮蔽裝置21、第1滑塊53A、可動元件54A)的重心，并位于與Z軸平行的直線上，且鋼帶63A通過第2移動體(第2滑塊58A、支持構(gòu)件59A、固定元件60A)的重心，并位于與Z軸平行的直線上。藉此，在該第1移動體及第2移動體上并不分別作用有因鋼帶62A及63A所產(chǎn)生的力矩，而在穩(wěn)定的狀態(tài)下沿Z方向進行移動。但是，在本例中，牽引第1滑塊53A的鋼帶62A和牽引固定元件60A的鋼帶63A之間隔(X方向之間隔)Δ1，利用滑輪48A及49A的半徑R1、R2，形成(R1+R2)。而且，在例如將第1滑塊53A沿+Z方向進行驅(qū)動時，鋼帶62A的張力變大，另一方面，固定元件60A沿-Z方向落下，且鋼帶63A的張力變小，所以在平衡輪機構(gòu)51A上作用以與該間隔Δ1大致成比例的力矩。在該驅(qū)動裝置內(nèi)部所產(chǎn)生的力矩有可能通過平衡輪機構(gòu)51A的旋轉(zhuǎn)軸，引起基板47的振動等。因此，為了降低在內(nèi)部所產(chǎn)生的力矩，最好使該間隔Δ1盡可能地縮小。所以，在滿足(1)式的條件的范圍內(nèi)，可使滑輪48A及49A小型化。
接著，對掃描曝光時的圖1及圖4的掃描方向用的2個遮蔽裝置21及22的動作的一個例子進行說明。為了說明上的便利，使在配置有遮蔽裝置21及22的面上的+Z方向，在光柵R的配置面上與-Y方向?qū)?yīng)，且使光柵R最初沿-Y方向進行掃描。
圖7(A)所示為在掃描開始時刻的圖1的光柵R及照明區(qū)域26R，且在該圖7(A)中，分別以像21R及22R表示圖1的掃描方向用的遮蔽裝置21及22的投影像。形成有光柵R的應(yīng)轉(zhuǎn)印的圖案的圖案區(qū)域PA，由例如100μm左右以上的設(shè)定寬度的框形遮光帶24被包圍，且遮蔽裝置21及22的像21R、22R的定位精度，為較該遮光帶24的寬度小的值。在該時刻，由上方的遮蔽裝置22的像22R使照明區(qū)域26R(圖1的固定遮蔽裝置9的孔徑9a的像)被遮光，并使光柵R沿-Y方向開始移動。
圖8(A)所示為與圖7(A)的狀態(tài)對應(yīng)的圖4的可動遮蔽機構(gòu)10的狀態(tài)，且在該圖8(A)中，上方的遮蔽裝置22覆蓋孔徑47a(與圖1的孔徑9a對應(yīng))。
接著，當(dāng)從圖7(A)的狀態(tài)使光柵R的遮光帶24的右邊到達(dá)遮蔽22的像22R的左側(cè)邊緣時，與光柵R同步，在圖8(A)中遮蔽裝置22沿箭形符號A1所示的+Z方向開始移動，與此對應(yīng)，圖7(A)的像22R沿-Y方向進行移動。在該狀態(tài)下，如圖7(B)所示，光柵R和像22R同步地進行移動。在像22R完全橫切照明區(qū)域26R后，經(jīng)過設(shè)定的減速期間，像22R停止。接著，如圖7(C)所示，在利用完全打開的照明區(qū)域26R被照明的狀態(tài)下，只是光柵R沿-Y方向進行移動。
圖8(B)所示為象這樣使上方的遮蔽裝置22停止的狀態(tài)，且在圖8(B)中，設(shè)遮蔽裝置22向Z方向的移動沖程為LS。而且，如設(shè)用于開始遮蔽裝置22的移動并達(dá)到一定速度的助走距離為L1，設(shè)孔徑47a的掃描方向的寬度(在圖7(A)的照明區(qū)域26R的掃描方向的寬度(曝光幅面)上乘以投影倍率的倒數(shù)的值)為L2，設(shè)到使遮蔽裝置22停止的減速距離為L3，則如下所述移動沖程LS為L1～L3的和。另外，為了簡單化，可將減速距離L3視作大致與助走距離L1相等。該移動沖程LS與下方的遮蔽裝置21的移動沖程為相同的長度。
LS＝L1+L2+L3＝2·L1+L2…(7)該移動沖程LS作為一個例子，形成曝光幅面L2的3倍左右的短長度。
然后，當(dāng)從圖7(C)的狀態(tài)，光柵R的遮光帶24的左邊到達(dá)遮蔽裝置21的像21R的右側(cè)的邊緣時，與光柵R同步，在圖8(B)中遮蔽裝置21沿箭形符號A2所示的+Z方向開始移動，與此對應(yīng)，如圖7(D)所示，光柵R和遮蔽裝置21的像21R同步，沿-Y方向進行移動。在像21R完全覆蓋照明區(qū)域26R的狀態(tài)下，像21R及光柵R停止。藉此，在晶圓上的一個拍攝區(qū)域上，光柵R的圖案像被曝光。
圖9(A)所示為與象這樣使像21R停止的狀態(tài)對應(yīng)的圖4的可動遮蔽機構(gòu)10的狀態(tài)，且在圖9(A)中，下方的遮蔽裝置21覆蓋孔徑47a(與圖1的孔徑9a對應(yīng))。然后，使此前的動作相反進行，將光柵R沿+Y方向進行掃描，且與其同步，下方的遮蔽裝置21開始向-Z方向的移動，且遮蔽裝置21橫切孔徑47a的前面后停止。然后，如圖9(B)中箭形符號A4所示，上方的遮蔽裝置22向-Z方向進行移動，且可動遮蔽機構(gòu)10返回圖8(A)的狀態(tài)。藉此，進行向晶圓上的下一拍攝區(qū)域的曝光。此后，反復(fù)進行以上的掃描曝光動作。
藉由象這樣獨立地驅(qū)動2個掃描方向用的遮蔽裝置21及22，并開關(guān)對光柵R的照明區(qū)域26R，可縮短遮蔽裝置21及22的移動沖程，并可使可動遮蔽機構(gòu)10小型化。
以下所示為圖4的可動遮蔽機構(gòu)10的驅(qū)動特性的模擬結(jié)果的一個例子。首先，圖10所示為設(shè)包含下方的遮蔽裝置21、第1滑塊53A及可動元件54A的第1移動體的質(zhì)量為1kg，該第1移動體的掃描曝光時的一定速度為2.4m/sec，加速度為8G，頻帶約為70Hz，并如圖8(B)或圖9(A)所示那樣進行驅(qū)動的情況下的，該第1移動體的響應(yīng)特性(振幅(dB)及相位(degree))。在圖10中，橫軸為頻率(Hz)。
以下，圖11所示為連結(jié)第1滑塊53A和滑輪48A的鋼帶62A的張力變化的一個例子。在圖11中，橫軸為時間(sec)，縱軸為張力(N)，折線B1所示為將遮蔽裝置21沿+Z方向進行驅(qū)動時的張力變化，折射B2所示為將遮蔽裝置21沿-Z方向進行驅(qū)動時的張力變化。而且，時間大致為0.045～0.059sec的期間，為遮蔽裝置21大致與光柵R同步進行移動的期間。由圖11的結(jié)果可知，鋼帶62A的張力變化幅度大致為1N左右，在鋼帶62A上不會出現(xiàn)松弛等。另外，鋼帶62A的張力的變化幅度根據(jù)平衡輪機構(gòu)51A的滑輪48A的半徑(進而為平衡輪機構(gòu)51A的慣性)進行變化。
另外，圖12所示為與圖11對應(yīng)地，求對圖4的遮蔽裝置21的時間(sec)的位置誤差(μm)的結(jié)果。在該模擬時，不為了驅(qū)動線性電動機61A而進行目標(biāo)值的前饋。即使在這種情況下，也可使位置誤差在20μm以內(nèi)，可在將遮蔽裝置21的像的邊緣部正確地收納在圖7(A)的光柵R的遮光帶24的幅面內(nèi)的狀態(tài)下，驅(qū)動遮蔽裝置21。
而且，圖13所示為對圖12，在還為了驅(qū)動線性電動機61A而進行目標(biāo)值的前饋的情況下，求遮蔽裝置21的位置誤差的結(jié)果。藉由該前饋，可使位置誤差改善為0.02μm左右。在象這樣使位置誤差為0.1μm以下的情況下，需要取代圖3的檢測器66A、66B，而使用激光干涉儀那種更高精度且分解能高的計測裝置。而且，在將遮蔽裝置21及22的位置精度象這樣高精度進行的情況下，也可由可動遮蔽機構(gòu)10兼用圖1的固定遮蔽裝置9。
這里，將本例的圖3的縱向置放方式的可動遮蔽機構(gòu)10的構(gòu)成及動作匯總?cè)缦?。下面對?qū)動下方的遮蔽裝置21的機構(gòu)進行說明，而該情況也同樣適用于驅(qū)動上方的遮蔽裝置22的機構(gòu)。
1)平衡輪機構(gòu)51A藉由利用半徑比形成質(zhì)量比的相反關(guān)系的2個滑輪，而以對重力保持靜態(tài)均衡的形態(tài)，支持含有遮蔽裝置21的第1移動體和含有固定元件60A的第2移動體。即，因為含有固定元件60A的第2移動體兼具第1移動體的重力補償機能，所以即使在線性電動機61A不產(chǎn)生推力的狀態(tài)下，遮蔽裝置21也不會落下。因此，線性電動機61A的發(fā)熱量少，并可以小推力(進而為小反作用力)驅(qū)動遮蔽裝置21，且驅(qū)動時的響應(yīng)速度高。
2)含有固定元件60A的第2移動體形成含有遮蔽裝置21的第1移動體的平衡物。即，當(dāng)?shù)?移動體和第1移動體彼此承受作用、反作用的力并加減速時，鋼帶62A及63A的張力幾乎不發(fā)生變化，在平衡輪機構(gòu)51A的旋轉(zhuǎn)軸的徑向方向上不施加力。即，反力幾乎不向外部漏出。
3)含有固定元件60A的第2移動體(平衡物)和含有遮蔽裝置21的第1移動體，從平衡輪機構(gòu)51A沿通過鋼帶63A及62A使重力進行作用的方向垂下，所以總是使彼此的位置唯一確定。因此，在沿水平方向配置平衡物的情況下所必需的調(diào)整電動機(用于對平衡物的位置進行調(diào)整的電動機)不再需要，可使構(gòu)造簡單化，并可謀求低成本化。
4)含有遮蔽裝置21的第1移動體可小型且輕量化(例如在1kg左右以下)，且在本例中遮蔽裝置21可只在掃描曝光的開始和結(jié)束的期間進行驅(qū)動，所以線性電動機61A的工作(在全體的時間中產(chǎn)生推力的時間的比例)少，即使以8G的加速度使遮蔽裝置21加減速，線性電動機61A的發(fā)熱量也少。因此，可得到高曝光精度(同步精度、重合精度等)。
下面，參照圖14對本發(fā)明的第2實施形態(tài)進行說明。本例的投影曝光裝置的基本構(gòu)成與圖1的第1實施形態(tài)相同，但其柱機構(gòu)與圖2不同。以下在圖14中，對與圖1及圖2對應(yīng)的部分付以相同符號并省略其詳細(xì)說明。
圖14所示為本例的投影曝光裝置的柱機構(gòu)，在該圖14中，在支架41上以包圍晶圓基座33的形態(tài)設(shè)置有柱CLA，且在柱CLA的內(nèi)側(cè)的高度差部通過3處或4處的防振裝置43A，設(shè)置有對投影光學(xué)系統(tǒng)PL進行保持的支持板44A。而且，在柱CLA的上末端通過3處或4處的防振裝置43B設(shè)置有光柵基座27A，且在光柵基座27A上的導(dǎo)向面上，通過空氣軸承移動自如地載置有將光柵R進行保持的光柵載物臺RST。防振裝置43A及43B為分別與圖2的防振裝置43同樣的主動式防振裝置。
另外，在柱CLA的側(cè)面上固定有L字型的照明系統(tǒng)支持柱CLB，且在照明系統(tǒng)支持柱CLB上設(shè)置有用于收納圖1的照明光學(xué)系統(tǒng)13的子容器46，并在照明光學(xué)系統(tǒng)13內(nèi)配置圖1的可動遮蔽機構(gòu)10。除此以外的構(gòu)成與圖1的投影曝光裝置相同。
在本例中，光柵基座27A和含有可動遮蔽機構(gòu)10的照明光學(xué)系統(tǒng)13，通過防振裝置43B獨立地被支持。因此，可更加減輕可動遮蔽機構(gòu)10的振動的影響。而且，由可動遮蔽機構(gòu)10的驅(qū)動部所產(chǎn)生的熱的影響也降低。
下面，參照圖15對本發(fā)明的第3實施形態(tài)進行說明。本例的投影曝光裝置的基本構(gòu)成與圖1的第1實施形態(tài)相同，但其中的可動遮蔽機構(gòu)10(參照圖4)的構(gòu)成不同。以下在圖15中，對與圖4對應(yīng)的部分付以相同符號并省略其詳細(xì)說明。
圖15所示為本例的縱向置放方式的可動遮蔽機構(gòu)10A(驅(qū)動裝置)的構(gòu)成，且該可動遮蔽機構(gòu)10A取代圖1中的可動遮蔽機構(gòu)10，被安裝在照明光學(xué)系統(tǒng)13中。在圖15中，Z軸與垂直線平行，且-Z方向為重力進行作用的方向，掃描方向用的遮蔽裝置68(遮蔽構(gòu)件)的移動方向為沿垂直線的方向。本例的遮蔽裝置68具有在與掃描方向?qū)?yīng)的方向(Z方向)上只分離間隔L4的2處沿X方向為細(xì)長矩形的遮光部68a及68b。該間隔L4作為一個例子，為與圖7(A)的光柵R的圖案區(qū)域PA的掃描方向的長度(更正確地說是遮光帶24的左邊中央和右邊中央之間的長度)對應(yīng)的長度。
在圖15中，于基板47的孔徑47a(與圖1的孔徑9a對應(yīng))的右側(cè)(+X方向)與Z軸平行地配置Z軸導(dǎo)向裝置55A，且Z軸導(dǎo)向裝置55A在兩末端通過襯墊(未圖示)被固定在基板47上。而且，在Z軸導(dǎo)向裝置55A上，沿Z方向移動自如地安裝有第1滑塊53A及第2滑塊58A，且在第1滑塊53A上取代圖4的遮蔽裝置21而固定有遮蔽裝置68。在本例中，不存在圖4上方的遮蔽裝置22的驅(qū)動機構(gòu)，而其它的構(gòu)成與圖4相同。
即，由第1滑塊53A上所固定的可動元件54A和第2滑塊58A上所固定的固定元件60A構(gòu)成線性電動機61A(驅(qū)動部)，且由遮蔽裝置68、第1滑塊53A及可動元件54A所構(gòu)成的第1移動體(第1物體)，和由第2滑塊58A、支持構(gòu)件59A及固定元件60A所構(gòu)成的第2移動體(第2物體)，利用由平衡輪機構(gòu)51A、鋼帶62A及鋼帶63A構(gòu)成的連結(jié)機構(gòu)，以保持靜態(tài)均衡的形態(tài)進行連結(jié)。
在本例中，在例如將圖7(A)的光柵R沿-Y方向進行掃描并曝光其圖案的情況下，與光柵R的移動同步，使圖15的遮蔽裝置68沿+Z方向移動到位置P3。接著，當(dāng)光柵R沿反方向被掃描時，遮蔽裝置68沿-Z方向進行移動，且遮蔽裝置68在此后交互沿+Z方向、-Z方向進行移動。因此，雖然遮蔽裝置68的Z方向的移動沖程與圖4的遮蔽裝置21相比變長，但控制簡單。
下面，參照圖16對本發(fā)明的第4實施形態(tài)進行說明。本例的投影曝光裝置的基本構(gòu)成與圖1的第1實施形態(tài)相同，但其中的可動遮蔽機構(gòu)10(參照圖4)的構(gòu)成不同。以下在圖16中，對與圖4對應(yīng)的部分付以相同符號并省略其詳細(xì)說明。
圖16所示為本例的縱向置放方式的可動遮蔽機構(gòu)(驅(qū)動裝置)的要部構(gòu)成，且該可動遮蔽機構(gòu)可作為圖4的可動遮蔽機構(gòu)10中的遮蔽裝置21的驅(qū)動機構(gòu)使用。在圖16中，Z軸與垂直線平行，且-Z方向為重力進行作用的方向，掃描方向用的遮蔽裝置21(遮蔽構(gòu)件)的移動方向為沿垂直線的方向。
在圖16中，遮蔽裝置21和與此連結(jié)的可動元件54A沿未圖示的Z軸導(dǎo)向裝置在Z方向上移動自如，且與可動元件54A一起，構(gòu)成第1線性電動機61A的固定元件60A也沿未圖示的Z軸導(dǎo)向裝置在Z方向上移動自如。
而且，在第1線性電動機61A的上方(+Z方向)，沿旋轉(zhuǎn)軸71的周圍旋轉(zhuǎn)自如地固定有大半徑的作為凸輪機構(gòu)的滾輪69(滾輪部)，且在滾輪69的半徑方向上以90°間隔形成有4個溝69a、69b、69c、69d，并在滾輪69的背面固定有半徑為滾輪69的1/2的子輪72，且該旋轉(zhuǎn)軸71和固定元件60A由鋼帶63A連結(jié)。而且，在滾輪69的溝69a～69d中，沿半徑方向移動自如地收納有2個隨動裝置74A、74B(隨動裝置部)，且該隨動裝置74A、74B的底面?zhèn)鹊妮S與隨動裝置固定部73(固定部)的外周面接觸。隨動裝置固定部73在滾輪69的底面上沿旋轉(zhuǎn)軸70的周圍旋轉(zhuǎn)自如地配置，且該旋轉(zhuǎn)軸70沿子輪72的外周面移動，并使該旋轉(zhuǎn)軸70和可動元件54A(遮蔽裝置21)通過鋼帶62A連結(jié)。
在這種凸輪機構(gòu)中，如圖16(B)及圖16(C)所示，當(dāng)滾輪69進行旋轉(zhuǎn)時，利用隨動裝置74A、74B的運動而使隨動裝置固定部73在子輪72(半徑為滾輪69的1/2)的周圍進行移動，但2個旋轉(zhuǎn)軸70及71的位置被維持在大致與Z軸平行的直線上。因此，滾輪69和隨動裝置固定部73的旋轉(zhuǎn)比即減速比為1∶2。換言的，如使旋轉(zhuǎn)軸70及71的半徑相同，則對遮蔽裝置21(第1移動體)向Z方向的移動速度，固定元件60A向Z方向的移動速度為相反方向且為1/2，所以連結(jié)機構(gòu)(或相對驅(qū)動裝置)的減速比為2∶1。因此，藉由對含有遮蔽裝置21及可動元件54A的第1移動體的質(zhì)量，使含有固定元件60A的第2移動體的質(zhì)量為2倍，可使靜態(tài)均衡和抵消驅(qū)動的反作用力的驅(qū)動并存。
而且，在本例中，也是使鋼帶62A通過含有遮蔽裝置21的第1移動體的重心位置，并配置在與Z軸平行的直線上，且使鋼帶63A通過含有固定元件60A的第2移動體的重心位置，并配置在與Z軸平行的直線上。另外，可使2個鋼帶62A及63A之間隔Δ2與圖4的情況的Δ1相比縮小，并可縮小內(nèi)部的力矩，所以可更加減輕振動。
而且，在圖16(A)中，間隔Δ2與旋轉(zhuǎn)軸70及71的直徑相等，但藉由例如使隨動裝置支架73的旋轉(zhuǎn)軸70再向右偏離，也可使2個鋼帶62A及63A實質(zhì)上同軸，并使間隔Δ2大致為0。利用這種配置，使大致完全的重心支持和重心驅(qū)動成為可能，能夠大致消除因內(nèi)部的力矩所引起的振動。
另外，在本例中，沒有必要使?jié)L輪69為完全的圓形，且為了使慣性盡可能地小，只要有必要的凸輪部分(相當(dāng)于溝69a～69d及子輪72的部分)即可。而且，滾輪69的溝69a～69d的寬度和隨動裝置74A、74B的直徑的某種程度的誤差(間隙)，有可能產(chǎn)生可動元件54A和固定元件60A的橫方向的位置偏離。但是，因為本例的可動元件54A及固定元件60A沿未圖示的Z軸導(dǎo)向裝置進行移動，所以不會產(chǎn)生橫方向的位置偏離。
另外，在上述的實施形態(tài)中，雖然可動遮蔽機構(gòu)10或10A等以縱向置放方式設(shè)置，但也可將可動遮蔽機構(gòu)10或10A等以橫向置放方式，即以使遮蔽裝置21及22(或遮蔽裝置68)的移動方向形成水平方向的形態(tài)進行設(shè)置。在這種情況下，也可例如在圖4中，于第1滑塊53A及固定元件60A的-Z方向上，與平衡輪機構(gòu)51A對稱地配置另外的平衡輪機構(gòu)，并將該平衡輪機構(gòu)和第1滑塊53A及固定元件60A分別以鋼帶進行連結(jié)?；蛘?，也可取代利用該另外的平衡輪機構(gòu)，而設(shè)置將第1滑塊53A及第2滑塊58A沿-Z方向進行施力的機構(gòu)(利用磁石的吸引力和推斥力的機構(gòu)等)。
而且，與可動遮蔽機構(gòu)10或10A等同樣的驅(qū)動裝置，不只是可動遮蔽機構(gòu)，也可在例如圖1的投影曝光裝置的光柵載物臺RST(第1物體)的驅(qū)動機構(gòu)等中使用。
另外，上述實施形態(tài)的投影曝光裝置藉由將復(fù)數(shù)個透鏡所構(gòu)成的照明光學(xué)系統(tǒng)、投影光學(xué)系統(tǒng)組入曝光裝置主體并進行光學(xué)調(diào)整，且將多個機械構(gòu)件所構(gòu)成的光柵載物臺和晶圓載物臺安裝在曝光裝置主體上并連接配線和配管，且進行統(tǒng)一調(diào)整(電氣調(diào)整、動作確認(rèn)等)而進行制造。另外，該投影曝光裝置的制造最好在溫度及清潔度等受到控制的凈室中進行。
而且，在利用上述實施形態(tài)的投影曝光裝置制造半導(dǎo)體元件的情況下，該半導(dǎo)體元件經(jīng)過進行元件的機能·性能設(shè)計的步聚、根據(jù)該步驟制造光柵的步驟、由硅材料形成晶圓的步驟、利用上述實施形態(tài)的投影曝光裝置進行對準(zhǔn)并將光柵的圖案在晶圓上進行曝光的步驟、蝕刻等形成電路圖案的步驟、元件組裝步驟(包括切割工程、焊接工程、封裝工程)及檢查步驟等而制造。
另外，本發(fā)明不只是掃描型曝光裝置，也可作為逐次移動式曝光裝置這種一體曝光型(靜止曝光型)的投影曝光裝置的驅(qū)動裝置應(yīng)用。而且，本發(fā)明也可應(yīng)用于例如國際公開(WO)第99/49504號等所揭示的浸液型曝光裝置中。而且，本發(fā)明也可應(yīng)用于將波長數(shù)nm～100nm左右的遠(yuǎn)紫外線(EUV光)用作曝光光束的投影曝光裝置的可變視場光闌等中。
而且，本發(fā)明并不限定于向半導(dǎo)體元件制造用的曝光裝置的應(yīng)用，也可廣泛應(yīng)用于例如在角型的玻璃板上所形成的液晶顯示元件或等離子顯示器等顯示裝置用的曝光裝置，和用于制造攝像元件(CCD等)、微型機、薄膜磁頭及DNA芯片等各種元件的曝光裝置中。另外，本發(fā)明也可應(yīng)用于利用光刻蝕工程制造形成有各種元件的掩膜圖案的掩膜(光掩膜、光柵等)時的曝光工程(曝光裝置)中。
而且，本發(fā)明并不限定于上述的實施形態(tài)，當(dāng)然可在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)采用各種各樣的構(gòu)成。
如利用本發(fā)明的曝光裝置，則藉由利用本發(fā)明的驅(qū)動裝置驅(qū)動可變視場光闌，從而即使在將該可變視場光闌縱向置放設(shè)置的情況下，也可減少由該驅(qū)動裝置所產(chǎn)生的發(fā)熱量及振動量，所以能夠得到高曝光精度。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動裝置，為一種使第1物體實質(zhì)上沿垂直線進行驅(qū)動的驅(qū)動裝置，其特征在于，包括具有前述第1物體的M倍的質(zhì)量的第2物體，其中M為大于1的實數(shù)、使前述第1物體和前述第2物體實質(zhì)上以M∶1的速度比沿前述垂直線相對地向相反方向進行驅(qū)動的相對驅(qū)動裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于具有以使前述第1物體和前述第2物體保持靜態(tài)勻衡的形態(tài)將前述第1物體和前述第2物體進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于前述相對驅(qū)動裝置具有將前述第1物體和前述第2物體以實質(zhì)上可利用M∶1的速度比沿前述垂直線相對地向相反方向進行移動的形態(tài)進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)、將前述第1物體和前述第2物體在受前述連結(jié)機構(gòu)限制的狀態(tài)下沿前述垂直線相對地向相反方向進行驅(qū)動的驅(qū)動部。
4.一種驅(qū)動裝置，為一種驅(qū)動第1物體的驅(qū)動裝置，其特征在于，包括具有前述第1物體的M倍的質(zhì)量的第2物體，其中M為大于1的實數(shù)、將前述第1物體和前述第2物體以實質(zhì)上可利用M∶1的速度比相對地沿相反方向進行移動的形態(tài)進行連結(jié)的連結(jié)機構(gòu)、將前述第1物體和前述第2物體在受前述連結(jié)機構(gòu)限制的狀態(tài)下相對地沿相反方向進行驅(qū)動的驅(qū)動部。
5.如權(quán)利要求3或4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于前述連結(jié)機構(gòu)具有半徑比為M∶1且沿同軸進行旋轉(zhuǎn)的2個滑輪、纏繞前述2個滑輪的外周并與前述第1物體及前述第2物體進行連結(jié)的連結(jié)構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求3或4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于前述連結(jié)機構(gòu)具有在外周部沿半徑方向形成復(fù)數(shù)個溝并使旋轉(zhuǎn)軸與前述第2物體進行連結(jié)的滾輪部、沿前述復(fù)數(shù)個溝移動自如地進行配置的復(fù)數(shù)個隨動機構(gòu)、受前述復(fù)數(shù)個隨動機構(gòu)的限制并沿前述滾輪部的旋轉(zhuǎn)軸的周圍進行旋轉(zhuǎn)，且使旋轉(zhuǎn)軸與前述第1物體連結(jié)的固定部。
7.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于前述驅(qū)動部為具有與前述第1物體進行連結(jié)的可動元件、與前述第2物體進行連結(jié)的固定元件的線性電動機。
8.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于前述可動元件包含線圈，且前述固定元件包含復(fù)數(shù)個磁石。
9.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，還具有對前述第1物體及前述第2物體中的至少一方的位置信息進行計測的位置檢測裝置、將前述位置檢測裝置的檢測結(jié)果進行反饋，且將前述第1物體或前述第2物體的目標(biāo)位置的信息進行前饋而驅(qū)動前述驅(qū)動部的控制部。
10.一種曝光裝置，為一種在利用來自照明系統(tǒng)的曝光光束而對圖案的一部分進行照明，并利用前述曝光光束而通過前述圖案及投影系統(tǒng)對基片進行曝光的狀態(tài)下，將前述圖案和前述基片相對地進行移動，并將前述圖案在前述基片上進行轉(zhuǎn)印的曝光裝置，其特征在于該照明系統(tǒng)包括規(guī)定利用前述曝光光束的照明區(qū)域的固定視場光闌、還對利用前述固定視野光闌所規(guī)定的照明區(qū)域進行限制的可動視場光闌、權(quán)利要求1至9中的任一項所述的驅(qū)動裝置，且利用前述驅(qū)動機構(gòu)對前述可動視場光闌進行驅(qū)動。
11.如權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于包含將形成有前述圖案的掩膜進行移動的掩膜載物臺、具有前述掩膜載物臺的導(dǎo)向面的掩膜基座，且將前述驅(qū)動裝置設(shè)置在前述掩膜基座上。
12.如權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于包含將形成有前述圖案的掩膜進行移動的掩膜載物臺、具有前述掩膜載物臺的導(dǎo)向面的掩膜基座、與前述掩膜基座通過防振裝置被分離的柱機構(gòu)，且由前述柱結(jié)構(gòu)支持前述驅(qū)動裝置。
13.如權(quán)利要求10至12中的任一項所述的曝光裝置，其特征在于包含2個前述驅(qū)動裝置，且前述可動視場光闌具有沿與前述圖案和前述基片的相對移動方向?qū)?yīng)的方向彼此獨立地移動自如的2片遮蔽構(gòu)件，并分別利用另外的前述驅(qū)動裝置對前述2片遮蔽構(gòu)件進行驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可利用比較小型的機構(gòu)降低驅(qū)動部的發(fā)熱量，且降低驅(qū)動時的反作用力的驅(qū)動裝置。沿Z軸導(dǎo)向裝置55A移動自如地安裝滑塊53A及58A，并在滑塊53A上固定遮蔽裝置21及可動元件54A，且利用滑塊58A支持固定元件60A，并在含有半徑比不同的滑輪48A及49A的平衡輪機構(gòu)51A上，分別通過鋼帶62A及63A連結(jié)滑塊53A及固定元件60A。利用可動元件54A及固定元件60A所構(gòu)成的線性電動機61A，將遮蔽裝置21沿垂直線進行驅(qū)動。
文檔編號H01L21/02GK1773380SQ20051010915
公開日2006年5月17日 申請日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者蛯原明光 申請人:株式會社尼康