CN1636268A - 曝光装置、基片处理系统和器件制造方法 - Google Patents

Abstract

用于支撑基片台(WST1)的第一主体单元(ST1)由震动隔离器(如16A和16B)在四个点处支撑，并且第二主体单元(ST2)由第二震动隔离器(如24A和24B)在三个点处支撑在第一主体单元上。这使得第一主体单元和基片台可以以稳定的方式被高刚性地支撑，并且例如允许从装置的背面(－X侧)对台面部分进行维护操作，这在第一主体单元被支撑在三点时是不可能的。另外，因为装置包括串连连接到两个平台的震动隔离单元，所以此布局对抑制来自地面的背景震动非常有效。因此，可以进行高精度的曝光，提高器件的产量，并且可以减少维护操作所需的时间从而提高装置的工作率，由此带来作为最终产品的器件的生产率提高。

Description

曝光装置、基片处理系统和器件制造方法

技术领域

本发明涉及曝光装置、基片处理系统和器件制造方法，并尤其涉及一种在制造诸如半导体器件、液晶显示器、等离子体显示器或薄膜磁头等器件时用在光刻工艺中的曝光装置、具有此曝光装置的基片处理系统和与曝光装置联机的基片处理器以及一种利用此曝光装置的器件制造方法。

背景技术

在用于制造半导体这样的器件的常规光刻工艺中，采用了各种曝光装置。近年来，主要使用的一种是以步进的方式移动的投影曝光设备，如基于连拍法的缩放投影曝光装置、即所谓的步进机，或基于步进扫描法的扫描投影曝光装置，即所谓的扫描步进机。

虽然半导体器件中的集成度提高，但器件的尺度(实际上最小的线条宽度)下降，并且为了与这种状况相符，要求曝光装置有更高的曝光精度。另外，因为用这些类型的曝光装置大批量生产器件，所以除了曝光精度之外自然还要求有高的产量。

常规的通过这些措施来提高曝光精度，如增大投影光学系统中的数值孔径(N.A.)以提高分辨率，并提高晶片台(在步进机的情形中)或晶片台与十字丝台(在扫描步进机的情形中)的位置可控度。另外，主要通过增大上述台面等的速度来提高产量。

但是，近来更强烈地希望增大半导体器件的集成度，并且对于这种状况，曝光装置也面临着改进其性能的进一步需求。但是要通过上述常规的方法或类似的方法实现近来更高的要求已很困难。这是因为投影光学系统的数值孔径不能增大太多，因为会导致焦深变小。另外，曝光波长变短，使用波长为193nm的ArF准分子激光器做为其光源的曝光装置已进入实用阶段。但是使用这种波长或具有短波长的光出现了新问题；即它们被空气(氧气)、水蒸气、碳氢气体等极大的吸收。

另外，增大晶片台或十字丝台的速度会导致产量或曝光精度的降低。即增大这些台面的速度导致位置设置调整时间的增加，或扫描曝光时两台面的同步调整时间增加。另外，增大速度也增大了震动，这样会使台面的位置可控度恶化。

在这种情况下，提出了一种双台面型曝光装置的建议以从不同观点看来实现产量的提高，其中装置包括两个晶片台。对于这种装置，通过在执行晶片交换或与其它晶片台对齐的同时对一个晶片台上的晶片曝光、并再通过台面切换来继续上述操作可以几乎连续地曝光。由此通过此装置极大地增大产量。

但是，对于双晶片台型曝光装置，由进行对准等操作的晶片台的移动产生的作用力可能是在其它进行曝光的晶片台中产生震动的原因。这会导致曝光精度的下降，降低最终产品或其它器件的产量。因此，从全面的观点来看，器件的生长率总是不能得到提高。

另外，即使采用双晶片台法，仍然存在曝光光线透射率低下的问题，这是由于前面指出的曝光光线被吸收。另外，如果简单地采用双晶片台，则由于较大的台面支撑床而增大占地面积。这将限制可以安装在半导体工厂清洁室内的曝光装置设备的数量。因为清洁室的运行成本非常昂贵，所以总的来说，器件的生产率总是得不到提高。

在上述情况下制定了本发明，并且本发明的目的是提供一种对提高作为最终产品的器件生产率提高做出贡献的曝光装置和基片处理系统。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供了一种通过投影光学系统把形成在掩膜上的图案转印到基片上的第一曝光装置，曝光装置包括：一个固定掩膜的掩膜台；一个固定基片的基片台；一个至少支撑掩膜台或基片台其中之一的第一主体单元；在四个点处支撑第一主体单元并在第一主体单元中隔离震动的四个第一震动隔离器；支撑投影光学系统的第二主体单元；和在第一主体单元上不同直线上的三个点处支撑第二主体单元并在第二主体单元中隔离震动的三个第二震动隔离器。

对于该装置，第一主体单元由四个第一震动隔离器在四个点处支撑，而该第一主体单元至少支撑固定掩膜的掩膜台或固定基片的基片台之一，固定投影光学系统的第二主体单元由三个第二震动隔离器在第一主体单元上位于不同直线的三个点处支撑。因此，从地面传向第一主体单元的细微震动受到每个第一震动隔离器的抑制，而由于被第一主体单元支撑的台面的移动所致的震动通过每个第二震动隔离器受到抑制或避免传向第二主体单元。因此，可以有效地抑制发生在由第二主体单元固定的投影光学系统中的震动。在此情况下，因为本装置包括串连分布在两个台板中的震动隔离器，所以这表明对抑制来自地面的背景震动(细微震动)有很大的作用，尤其当装置很容易受地面刚性影响时更是如此。另外，因为第二主体单元由三个第二震动隔离器在三个点处支撑在第一主体单元上，所以第二主体单元很可能变形。因此，在投影光学系统中几乎不会发生震动或倾斜，并且几乎不会失败地避免由于这些因素所致的投影图象的退化。另外，因为第一主体单元由第一震动隔离器在四个点处支撑，所以，第一主体单元、或进一步的由第一主体单元支撑的台面可以被以稳定的方式高刚性地支撑。结果，高精度地曝光成为可能，这带来作为最终产品的器件的产量提高，并且可以提高器件的生产率。

在此情况下，四个第一震动隔离器可以在正方形的每个角处支撑第一主体单元。在此情形中，当对分布在四个第一震动隔离器(部分第一主体单元，或由此部分支撑的一个元件)之间的空间中的元件进行维护时，与例如第一主体单元在三个点处被支撑的情形相比，可以进行维护的方向增加至少一个方向。因此，维护期间的自由度和可操作性增大，这使得维护所需的时间减少，也即装置停机的时间减少，装置的工作率提高。结果，充当最终产品的器件生产率得以提高。

对于本发明的第一曝光装置，每个第二震动隔离器可以是一种包括致动器的有源震动隔离器。

在此情况下，可以在第二主体单元中至少设置干涉仪、位置探测器、标记探测系统和震动传感器中的一个，其中干涉仪用于测量至少一个台面的位置，位置探测器至少测量基片在投影光学系统光轴方向的位置和倾斜，标记探测系统探测标记在基片上的位置，震动传感器探测第二主体单元中的震动，并且曝光装置还可以进一步包括一个控制器，通过根据震动传感器的输出控制致动器而进行第二主体单元的姿态控制。

在此情况下，控制器可以在三个自由度方向、在投影光学系统的光轴方向以及在垂直于光轴的平面内绕两个正交轴旋转的方向上进行姿态控制。

对于本发明的第一曝光装置，第二主体单元可以通过动态支撑机构在三个点支撑投影光学系统。

对于本发明的第一曝光装置，第一主体单元可以固定掩膜台。

对于本发明的第一曝光装置，曝光装置可以有作为基片台的一个固定第一基片的第一基片台和固定第二基片的第二基片台，并且第一主体单元可以固定第一基片台和第二基片台。

根据本发明的第二方面，提供了一种通过投影光学系统把形成在掩模上的图案转印到基片上的第二曝光装置，曝光装置包括：一个固定投影光学系统的光学系统固定单元；一个台面腔，在腔的内部形成一个基片腔和一个第一开口，基片腔内装着一个用于固定基片的基片台，而经第一开口可以在投影光学系统的象平面一侧插入元件；和一个第一连接元件，该元件把台面腔第一开口的周围部分连接到投影光学系统的圆周部分，同时以密封状态将基片腔的内部与外部空气隔绝，第一连接元件具有挠性。

对于本装置，可以在由光学系统固定单元固定的投影光学系统象平面一侧上插入元件的第一开口形成在台面腔中，在台面腔的内部形成装有固定基片的基片台的基片腔。另外，具有挠性的第一连接元件把台面腔第一开口的周围部分连接到投影光学系统的圆周部分，同时以密封状态将基片腔的内部与外部空气隔绝。因此，投影光学系统和台面腔可以以简单的方法连接，投影光学系统的内部和基片腔与外界空气隔绝，处于密封状态。对于此配置，可以避免外界空气和尘埃等进入用于曝光的照明光从投影光学系统到基片的光路中，并且可以维持密封腔内部的清洁度(在某些情况下包括化学清洁度)。因此，可以抑制曝光光线由于曝光用的照明光被杂质吸收所致的透射率降低，使得曝光可以长时间地保持高精度。另外，台面腔由于基片台的移动所致的震动也几乎被第一连接元件的伸长/收缩、和变形所吸收，因而几乎不影响由光学系统固定单元固定的投影光学系统。因此，可以长时间地高精度曝光(掩模图案向基片的转印)，这提高了做为最终产品的器件的产量，也提高了器件的生产率。

在此情况下，第一连接元件可以是一个挠性波纹管。

对于本发明的第二曝光装置，基片腔的内部可以用惰性气体和氮气中的至少一种填充，这种气体只吸收少量的F₂激光束或ArF激光束。

对于本发明的第二曝光装置，还可以在台面腔中形成第二开口，光学系统固定单元可以有一个形成在与第二开口相对位置处的第三开口和一个固定投影光学系统的固定元件，曝光装置还可以包括：一个第二连接元件，在第二开口和与第二开口相对的第三开口的周围部分将台面腔和固定元件以与外界空气隔绝的密封状态连接，第二连接元件具有挠性；一个探测系统，探测基片和基片上的标记中的至少一个的位置信息，探测系统有一个插在由第二开口、第三开口和第二连接元件形成的空间中的圆筒部分，和与圆筒部分分开的传感头部分；和一个玻璃片，将所述空间的内部与外部隔开，玻璃片固定到台面腔反面上的固定元件表面。

在此情况下，第二连接元件可以是一个挠性波纹管。

对于本发明的第二曝光装置，在装置包括第二开口、第三开口和将由第二连接元件形成的空间内部与外界空气隔开的玻璃片的情况下，密封元件可以密封玻璃片与固定元件之间的空间。

在此情况下，密封元件可以是一种符合化学清洁要求的O形环或粘性元件。

对于本发明的第二曝光装置，投影光学系统可以有一个倾斜驱动部分和一个整体固定到光学系统固定单元的固定部分，其中倾斜驱动部分包括一个最接近象平面一侧放置的可驱动的倾斜透镜，倾斜驱动部分和固定部分可以用一个连接元件连接，连接元件具有挠性。

在此情况下，倾斜部分可以具有透镜和固定透镜的固定框架，密封元件可以密封透镜和固定框架之间的空间。

在此情况下，密封元件可以是一种符合化学清洁要求的O形环或粘性元件。

对于本发明的第二曝光装置，曝光装置还可以包括一个吹气部分，吹动台面腔内基片腔中的惰性气体，吹气部分可拆卸地连接到台面腔。

对于本发明的第二曝光装置，曝光装置还可以包括一个经震动隔离器支撑光学固定单元的支撑单元，由此支撑单元可以悬置支撑台面腔。

根据本发明的第三方面，提供了通过投影光学系统把形成在掩模上的图案转印到基片上的第三曝光装置，曝光装置包括：一个台面腔，该处在投影光学系统的象平面一侧可插入元件，并且在其内部形成一个装基片台的密封腔，基片台用于固定基片；悬置支撑台面腔的第一主体单元；和反作用杆，用于吸收驱动基片台时产生的反作用力，反作用杆的一端连接到台面腔。

对于本装置，第一主体单元支撑台面腔，台面腔处投影光学系统的象平面一侧上可插入元件，并在台面腔的内部形成一个装基片台的密封腔，基片台用于固定基片。并且，用于把驱动基片台时产生的反作用力释放到地面的反作用杆连接到台面腔。即，台面腔由第一主体单元悬置支撑，并且，随着基片台的移动在台面腔内产生的反作用力几乎被反作用杆完全吸收。因此，台面腔内几乎不会剩有震动，这样通过台面腔抑制了震动传向投影光学系统。即，即使把投影光学系统的一部分安置在密封腔中，也可以减小由于震动所致的对曝光精度的不利影响。因此，可以提高曝光精度，提高做为最终产品的器件的产量，从而提高器件的生产率。

在此情况下，曝光装置还可以包括一个固定到地面的反作用框架，反作用框架连接到反作用杆的另一端。在此情况下，即使剩有不能被反作用杆吸收的震动，震动(剩留的震动)也经反作用框架转移(释放)到地面。

对于本发明的第三曝光装置，台面腔可以有一个装基片台的腔主体，在腔主体侧面的至少一侧上形成一个开口部分，台面腔还有一个覆盖开口部分的盖，盖伸出到腔主体的外部，测量基片台位置的干涉仪的至少一部分布置在盖的内部空间中。

在此情况下，用作基片台的第一基片台和第二基片台可以装在腔主体内，在腔主体侧面的一侧及另一侧上分别形成开口部分，盖可以对应于两个开口部分分布为二，分别用于测量第一和第二基片台位置的两个干涉仪的至少一部分可以分别布置在每个盖的内部。

对于本发明的第三曝光装置，当把用于测量基片台位置的干涉仪的至少一部分放置在盖的内部空间中时，曝光装置可以还包括：一个固定投影光学系统的第二主体单元，该第二主体单元经震动隔离器安置在第一主体单元上；和一个传感柱，悬置支撑第二主体单元，同时至少固定布置于台面腔内部的干涉仪，传感柱在垂直于腔主体形成有开口部分的侧面的方向上的长度可以设置得大于腔主体。

根据本发明的第四方面，提供了一种通过投影光学系统把形成在掩膜上的图案转印到基片上的第四曝光装置，该曝光装置包括：一个台面腔，在其内部形成一个装基片台的基片腔和一个第一开口，其中基片台固定基片，在第一开口中可以插入投影光学系统象平面一侧上的元件；和光学系统固定单元，其中第二开口形成在与第一开口相对的位置，光学系统固定单元具有一个用于固定投影光学系统的固定元件；一个连接元件，把台面腔第一开口的周围部分连接到固定元件的第二开口；一个盖，覆盖投影光学系统物体表面一侧上的圆周部分，盖的一端连接到与台面腔相对的固定元件的表面；一个平面玻璃，通过双层结构的O形环安置在盖的开口边缘表面；和一个排气管，排出由双层结构的O形环、平面玻璃和盖围合的环形空间内部的气体，排气管经盖连接到该空间。

对于本装置，连接元件、固定元件和平面玻璃形成一个连接到台面腔内部的基片腔的空间并围合投影光学系统。在此情况下，如果投影光学系统的内部被注入与基片腔内部一样类型的气体，则用于曝光的照明光束从投影光学系统到基片的光路的气体环境可以相同。另外，通过在环形空间内产生负压(真空)状态，可以把平面玻璃固定到盖。在此情况下，因为可以不用螺丝把平面玻璃固定到盖，所以可以抑制玻璃表面的变形，抑制对曝光精度的影响。结果，可以提高曝光精度，提高作为最终产品的器件产量，这样也提高了器件的生产率。

根据本发明的第五方面，提供了一种对基片进行预处理的基片处理系统，基片处理系统包括：一个曝光装置，该装置包括一个通过曝光而在基片上形成预定图案的曝光装置主体和一个几乎整个装着曝光装置主体的总腔，曝光装置主体有一个装基片台的台面腔和一个可拆卸地悬置支撑台面腔的主体单元，其中基片台固定基片；一个基片处理器，对基片至少执行抗蚀剂涂覆和显影中的一项操作；和一个用于串连连接总腔和基片处理器的界面部分，界面部分可以自由的与总腔和基片处理器拆开，基片载运系统装在内部。

对于本系统，构成基片处理系统的曝光装置包括一个曝光装置主体和一个几乎装着整个曝光装置主体的总腔，而曝光装置主体有一个装着基片台的台面腔和一个可拆卸地悬置支撑台面腔的主体单元，其中基片台固定基片。另外，构成曝光装置的总腔和基片处理系统与内部装着基片载运系统的界面部分串连连接。即，在维护操作期间，位于曝光装置和基片处理系统之间的界面部分可以移动，并且还可以把台面腔从构成总腔内曝光装置主体的主体单元拉到曝光装置和基片处理系统之间的空间中。这样允许利用曝光装置和基片处理系统之间的空间进行台面腔内的维护操作。即，例如在有多个基片处理系统的工厂中，可以在不用停止相邻的基片处理器的操作的情况下对基片处理系统进行维护操作。通过这一操作，可以提高作为最终产品的器件的生产率。

另外，在光刻工艺中，通过利用前述本发明第一至第四曝光装置中的任何一款进行曝光，可以在基片上精确地形成图案，这使得能够高产量地生产高集成微器件。因此，本发明从另一个方面提供了一种利用本发明第一至第四曝光装置中的任何一款的器件制造方法。

附图简述

图1是根据本发明第一实施例的基片处理系统的示意性结构平面图；

图2是图1所示曝光装置的示意性整体结构图；

图3是图2所示曝光装置的投影光学系统下半部分的分解状态透视图；

图4是下半腔内部的平面图；

图5是沿图4中F-F线的截面图；

图6A～6D是用于描述台面腔的组装法视图；

图7是晶片负载腔的平面截面图；

图8是快门机构的透视图；

图9是台面腔内部空间的相邻区域的示意性截面图；

图10A是投影光学系统下端上的密封机构视图，图10B是沿图10A中I-I线的截面图；

图11A-11D是密封元件的具体实例；

图12是有源震动隔离系统的结构视图；

图13A是沿图12中G-G线的截面图，图13B是沿图12中H-H线的截面图；

图14是有源震动隔离器的控制系统视图；

图15A和15B是用于描述晶片台面腔内部维护方法的视图(部分1)；

图16是用于描述晶片台面腔内部维护方法的视图(部分2)；

图17A是第二实施例涉及的密封机构截面图，图17B是第三实施例涉及的密封机构截面图；

图18是图17A中耦合器的放大透视图；

图19是台面腔内部空间的相邻区域的改进例截面图；

图20是根据本发明的器件制造方法实施例的流程图；

图21是图20中步骤304过程的流程图。

执行本发明的最佳方式

《第一实施例》

下面参见图1～16对本发明的第一实施例进行描述。图1表示包括本发明曝光装置的第一实施例所涉及的整个基片处理系统的平面图。

图1所示的基片处理系统200布置在清洁度水平大约在100～1000的清洁室中。基片处理系统200包括：一个曝光装置10；一个用作基片处理器的涂布机显影机33(以下称作“C/D”)；和一个界面部分31，用于串连连接曝光装置10和C/D 33的界面部分31，以预定的间隔分布在清洁室地面F的X轴(图1纸面的横向)方向。

在曝光装置10内部，包括：一个用作总腔的主体腔152，容纳曝光装置主体(后面描述)；一个用作曝光光源的光源206，以预定的间隔布置在地面F上主体腔152(-X侧)的后表面侧(背面)；十字丝载体腔57，相邻于主体腔152(+X侧)的前表面侧布置；晶片载体腔61，布置在十字丝载体腔57之下，与主体腔152的前表面侧相邻；氦气供给装置132A和132B，沿Y轴方向与主体腔152的-X侧相邻，分别位于Y轴方向的一端和另一端；和光导向光学系统，连接组成曝光装置主体的光源206和照明光学系统等。在光导向光学系统中，因为装有一个用于控制被称作光束调协单元(BMU)的光轴的光学系统，所以光导向光学系统以下被称作“光导向光学系统BMU”。

作为光源206，例如采用一个发射脉冲紫外光的脉冲激光光源，如KrF准分子激光器(波长：248nm)，ArF准分子激光器(波长：193nm)，或F₂激光器(波长：157nm)。把一个光源控制器(未示出)连接到光源，从而控制发射的脉冲紫外光的振荡中心波长和谱线宽度(半带宽)、脉冲振荡的触发计时和激光腔中的气体等。

氦气供给装置132A和132B把控制在预定的目标温度的清洁氦气经氦气供给管道(后面描述)提供给台面腔(后面描述)。在本实施例中，氦气供给装置132A和132B与氦气供给管道可以很容易的卸开。供给台面腔的气体不限于氦气，可以使用除氦气以外的其它惰性气体。也可以采用氮气(N₂气)，该气体只吸收少量的F₂激光束和ArF激光束。

在本实施例中，从图1明显看出，光导向光学系统BMU布置在地板上。但是，该系统的大部分布置在地面F之下地板下。正常来说，清洁室的地板部分由大量的以预定间隔设置在地面上的基柱和以矩阵形状分布在基柱上的网状矩形地板件构成。因此，光导向光学系统BMU可以通过去除一些下面的地板件和基柱而很容易地布置在地板以下。

C/D 33用于给晶片涂覆充当光敏剂的抗蚀剂并对已经曝光的晶片显影。C/D 33包括：一个腔体154；装在腔体154中的一个涂布机(抗蚀剂涂覆系统)和一个显影机(显影系统)；和晶片负载系统(未示出)等。在曝光装置10(+X侧)的反面，下边缘部分的一部分伸出，并且在凸伸部分的上表面上形成一个安置平台147，用于安置多个前敞口的统一槽(以下称作“FOUP”)145，该槽是晶片载体的一种。在几乎位于安置平台147之上的清洁室的顶板部分上，布置一个沿Y轴方向延伸的第一导杆Hw。沿着第一导杆Hw，做为高架载体系统的OHV(高架器具)137承载装着晶片的FOUP145。FOUP145是一个开/关型容器，装有大量以预定间隔垂直分布的晶片(一种密封型晶片盒)，类似于日本专利申请JP08-279546中描述的车架容器。

在本实施例中，OHV 137在安置平台147上负载装着晶片的FOUP145，并且还从安置平台147上卸载FOUP145。

界面部分31包括：一个外壳156；和一个装在外壳156中的晶片车架系统(未示出)。晶片车架系统在C/D 33和布置在晶片负载腔61内部的晶片负载系统(后面描述)之间运载晶片，晶片负载腔61连接到主体腔152。另外，FOUP附加外壳141整体连接到界面部分31的外壳156，并且在FOUP附加外壳141的-Y轴的一个侧面上布置一个FOUP附加口(未示出)。此种配置允许操作者通过测量例如PGV(人力导向器具)手工运载FOUP并将其放置在FOUP附加口或恢复FOUP。当把FOUP设置在FOUP附加口141的内部时，界面部分31的外壳156内部的晶片车架系统(未示出)取出FOUP内的晶片并将其装载到晶片负载系统中。同时，已经曝光的晶片通过晶片负载系统由晶片车架系统运载，并且再通过晶片车架系统被适当地装载到FOUP。在FOUP的内部与外界空气隔绝的状态下在FOUP中装入或从FOUP中取出晶片(参见日本专利申请JP08-279546)。

在本实施例中，界面部分31和FOUP附加口141的结构与晶片负载腔61可以拆卸(即，易于卸除)。

图2表示图1中曝光装置的整体结构(曝光装置主体10A，不包括主体腔152)，图中还有一个光源。曝光装置主体10A是一个基于步进扫描法的扫描曝光装置，即所谓的扫描步进仪，它可以在线性方向(在此情况下，为X轴方向，是图2中纸面的横向)同步移动当作掩模的十字丝R1(或十字丝R2)和当作基片的晶片W1(或晶片W2)，同时通过投影光学系统PL把形成在十字丝R1(或R2)上的电路图案转印到晶片W1(或W2)上的每个瞄准区。

曝光装置主体10A包括的部件如：用光源206发出的照明光对十字丝R照明的照明光学系统IOP；充当固定十字丝R1和R2的掩模台的十字丝台RST把从十字丝R发出的照明光投影到晶片W1和W2上的投影光学系统PL；分别充当固定晶片W1和W2的基片台的晶片台WST1和WST2(但图2中没有示出晶片台WST2，参见其它的附图，如图4)；和活动支撑十字丝台RST、晶片台WST1和晶片台WST2并固定投影光学系统PL的主体柱BD。

照明光学系统IOP包括：由照明系统支撑部分158支撑的第一照明单元44，它有在Z轴方向(垂直方向)延伸的预定长度，并固定在框架脚轮FC的-X侧的上表面上，其中框架脚轮FC当作布置在地板表面上的基础件；和几乎水平分布在第一照明单元44之上的第二照明单元46。

第一照明单元44包括：第一照明外壳160；和一个第一局部照明系统，由光束整形光学系统、用于均匀照明分布的光学积分器(均匀器或匀化器)、光量监视器、可变孔径光阑、中继透镜系统等(均未示出)组成，在第一照明外壳160中以预定的位置关系分布。第一局部照明系统的发射面布置得几乎与十字丝R1或R2(以下也统称为“十字丝R”)的图案表面(以下称作“十字丝表面”)共轭。在发射面上，布置一个当作活动视场光阑的活动十字盲丝48，在入射面侧上活动十字盲丝48附近的表面上(与十字丝表面共轭的表面稍稍散焦的表面)布置一个照明分布校正滤光片50，用于校正照明区中的照明分布。

在对晶片上每个瞄准区扫描曝光的开始和结尾，通过主控制器(未示出)控制活动十字盲丝48的状态。还通过进一步限制照明区，可以避免照明光(曝光光束)对形成有电路图案的图案区以外的无用区域照射。另外，主控制器(未示出)控制活动十字盲丝48，使得照明场在非扫描方向的宽度对应于扫描曝光之前非扫描方向电路图案经受曝光的宽度。

第二照明单元46包括：第二照明外壳162；和第二局部照明系统，由中继透镜系统、光路偏转反射镜、聚光透镜系统等组成，在第二照明外壳162中以预定的位置关系分布。第二照明单元46由一个照明系统支撑元件54支撑，该元件在垂直方向延伸，固定到构成主体柱BD的投影光学系统支撑元件26(后面描述)的上表面上。

分别组成第一和第二照明单元44和46的第一和第二照明系统外壳160和162用具有几个ppm、最好是小于1ppm的空气(氧气)浓度的清洁的干燥氮气(N₂)或氦气(He)填充。

在本实施例中，如图2所示，当作固定视场光阑的固定十字盲丝52固定到十字丝校准部分62的底面，用于校准十字丝R1和R2的十字丝校准显微镜(未示出)布置在该处。即，固定十字盲丝52分布在十字丝R1和R2稍上的表面上，换言之，分布在与十字丝表面散开预定量的一个面上。固定十字盲丝52有一个开口，通过该开口在十字丝表面上制定照明区，照明区具有在非扫描方向延伸的狭缝形状，狭缝垂直于扫描方向。顺便说一下，固定十字盲丝52也可以分布在与十字丝表面共轭的表面附近，例如分布在接近设置活动十字盲丝48的表面上。

下面简要地描述由光源206、照明光学系统IOP和固定十字盲丝52组成的照明系统的操作。从光源206发出的激光束经光导向光学系统BMU进入第一照明单元44。当激光束穿过第一照明单元44内部的第一局部照明光学系统时，其截面形状被整形并变成具有均匀亮度分布的照明光(曝光光束)IL，并通过活动十字盲丝48的开口。然后，穿过活动十字盲丝48的照明光IL进入第二照明单元46，穿过第二照明单元46内部的第二局部照明光学系统，以几乎均匀的亮度分布对固定十字盲丝52照明。然后，已通过固定十字盲丝52的开口的照明光IL以几乎均匀的亮度分布对由固定十字盲丝52安置的十字丝R上的照明区照明。

十字丝台RST通过浮力被支撑在十字丝台基座30(后面描述)的上表面上，该基座通过一个非接触性轴承如气动静液压轴承构成主体柱BD。十字丝台RST包括：十字丝细调台58，该台通过真空抽吸等固定两个十字丝R1和R2；和十字丝粗调台164，该台与十字丝细调台58一起在当作扫描方向的X轴方向以预定的行程移动。

十字丝细调台58沿充当扫描方向的X轴方向形成有两个矩形开口(未示出)，并且在开口的周围设置一个十字丝抽吸机构以通过真空吸力等固定两个十字丝R1和R2。

在十字丝粗调台164中，设置电磁体以在沿十字丝细调台58设置的金属片之间产生一个向上的磁吸引力，向上拉十字丝细调台58。在十字丝粗调台164的一个部位上设置组成十字丝粗调机构的推进器(未示出)。当推进器沿图2中的定片166由洛伦兹力等驱动时，十字丝粗调台164以预定的速度在X轴方向移动。在此情况下，十字丝粗调台164在X轴方向被驱动，以非接触的方式固定十字丝细调台58。

实际上，细调机构(未示出)布置在十字丝细调台58和十字丝粗调台164中，用于细微地移动十字丝细调台58。细调机构例如由设置在十字丝细调台58中的金属片和两个线圈组成，其中金属片有一个平行于与X轴方向垂直的YZ平面的宽敞表面，线圈布置在十字丝粗调台164上，从而从X轴方向的两侧对金属片钳位。并且通过对两个线圈提供不同的电流(或换言之，改变磁吸引力)，可以在X轴方向细微的驱动十字丝细调台。这样允许十字丝R同步精确度的提高。

在十字丝台基座30上布置一个激光干涉仪(未示出)以高精度地测量十字丝细调台58的二维位置和旋转角，以及其在X轴方向的位置。并且，根据测量结果控制十字丝细调台58的位置和速度。

另外，虽然未示出，但在图2所示的十字丝粗调台基座60上布置了一个在与十字丝粗调台164相反的方向上沿X轴方向移动的对立块，以便消除在驱动十字丝粗调台164时产生的反作用力。

在本实施例中，根据双固定法沿扫描方向把两个十字丝R1和R2固定在十字丝细调台58上。因此，可以有效的执行双重曝光这样的操作。另外，如上所述，因为由于十字丝粗调台164的磁吸引力而使十字丝细调台58被向上拉，所以十字丝细调台58的重量几乎不在十字丝台基座30上，并且只有来自分布于十字丝细调台58中的非接触轴承的很小的力作用到十字丝细调台基座30上。为此，十字丝细调台基座30几乎不变形。

十字丝台RST不限于基于双固定法的本实施例中的这一种，其它的类型如双十字丝台也可以采用，其中在双十字丝台上两个十字丝单独地安置在独立的活动台面上。或者，可以采用基于使用一个十字丝的单固定法的单十字丝台。

作为投影光学系统PL，例如可以使用折射光学系统，该系统在物平面侧(十字丝侧)和象平面侧(晶片W侧)上有双重远心，具有缩小的放大率1/4(或1/5)。因此，当作为照明光IL的从照明光学系统IOP发出的脉冲紫外光照射到十字丝R1(或R2)上时，从十字丝R1(或R2)上电路图案区中的被脉冲紫外光照射的部分发出的象光束进入投影光学系统PL，在投影光学系统PL象平面侧上圆形视场的中心形成电路图案的部分倒立图象，对于每个脉冲紫外光辐射，图象的形状限于狭缝形或矩形(多边形)。通过这种操作，投影的电路图案的部分倒立图象被缩小并转印到施于瞄准区表面上的抗蚀剂层上，其中该瞄准区是布置于投影光学系统PL成像表面的晶片W1(或W2)上的多个瞄准区中的一个。

对于投影光学系统PL，当把ArF准分子激光器用作光源时，主要使用只由一个折射光学元件(透镜元件)构成的折射光学系统。但是在把F₂准分子激光器等用作光源的情况下，主要使用所谓的反折射系统(反射折射光学系统)，该系统是折射光学元件和反射光学元件(如凹反射镜或分束器)的组合，或是只由反射光学元件组成的反射光学系统。在日本专利申请JP03-282527、JP08-171054以及它相应的美国申请US5,668,672、日本专利申请JP10-20195及其相应的美国专利申请US5,835,275中公开了此种光学系统的详细情况。只要该国际申请的指定国或选定国的国家法允许，则以上的公开在此全部引为参考。但是当把F₂激光器用作光源时，可以使用一个折射系统。

另外，构成投影光学系统PL的透镜的材料(玻璃材料)需要依据光源而不同。当使用ArF准分子光源或KrF准分子光源时，合成石英和氟石都可以用作透镜，但当使用真空紫外波段的光源如F₂激光光源时，所有的透镜都必须是由氟石制成。

在台面腔32内部布置晶片台WST1和WST2(图2中未示出纸表面深度方向的晶片台WST2，参见图4)，晶片台通过构成主体柱BD的第一框架ST1悬置支撑。晶片台WST1和WST2每个通过例如导轨电机在X轴方向连续移动，并且在X轴方向和Y轴方向以步进操作而移动。另外，在晶片台WST1的内部组合一个样品支架(未示出)，从而以三个自由度、即在Z轴方向、θx方向(绕X轴的旋转方向)和θy方向(绕Y轴的旋转方向)细微地驱动晶片W1，并且使晶片W1水平和聚焦。类似地，在晶片台WST2内部，组合一个样品支架(未示出)，从而以三个自由度、即在Z轴方向、θx方向(绕X轴的旋转方向)和θy方向(绕Y轴的旋转方向)细微地驱动晶片W1，并且使晶片W1水平和聚焦。后面将对晶片台WST1和WST2以及它们的驱动系统做详细的描述。

对于本实施例的曝光装置10，十字丝R1(或R2)照明区内的图案图象通过投影光学系统PL以β投影放大率(β为放大率，如1/4倍或1/5倍)用照明光IL投影到狭缝状曝光区(与照明区共轭的区域)中涂覆有抗蚀剂的晶片W1(或W2)表面。并且在此状态下，通过在预定的扫描方向(X轴方向)同步移动十字丝R1(或R2)和晶片W1(或W2)，把十字丝R1(或R2)的图案转移到晶片W1(或W2)的瞄准区。

下面对主体柱BD进行说明。主体柱BD包括：当作第一主体的第一框架ST1，它分别经分布在四个第一支杆14A、14B、14C和14D(图中未示出布置在图2中深度方向的第一支杆14C和14D，参见图3)上的第一震动隔离器16A、16B、16C和16D(图中未示出布置在图2深度方向的第一震动隔离器16C和16D，参见图3)被支撑在四个点处，四个支杆在矩形片状框架脚轮FC上表面上的四个角上在垂直方向延伸预定的长度，脚轮水平布置在清洁室的地板表面F上；当作光学支架的第二框架ST2，由第二震动隔离器24A、24B和24C(图中未示出分布在图2中深度方向的第二震动隔离器24C，参见图3)在三点支撑，该震动隔离器分布在第一框架ST1的顶部。

如图2所示，第一框架ST1是一个侧视图几乎为等腰梯形的框架结构。第一框架ST1包括：基础框架18，它有一个矩形板形状并构成第一框架ST1的底板部分；两个第二支杆20A和20B，它们每个的一端固定在基础框架18上表面的四个角部，每个的另一端以向内的倾斜向上延伸；和十字丝粗调台基座60，它有一个矩形板状形状，被两个第二支杆20A和20B的另一端几乎水平地支撑，两个第二支杆每个连接到十字丝粗调台基座60的底面。

如图3所示，基础框架18由一个具有形成在其中心的矩形开口18a的矩形框状板件组成。接近基础框架18底面的四个角的区域被第一震动隔离器16A～16D几乎水平地支撑。第一震动隔离器16A～16D由包括机械阻尼器和电磁阻尼器的部件构成，其中机械阻尼器确保在第一支杆14A～14D的上端分别有很重的重量，如串连(或并联)分布的空气阻尼器或油压控制的阻尼器，电磁阻尼器由电磁致动器如音圈电机组成。位移传感器探测与基础框架18上表面上水平面的倾斜角，并且根据位移传感器的探测值，主控制器(未示出)驱动构成第一震动隔离器16A～16D的电磁阻尼器，使得倾斜角处于允许的范围，并且在需要时控制机械阻尼器的气压或油压。在此情况下，机械阻尼器对来自地板的高频震动在其到达包括基础框架18的曝光装置主体之前进行衰减，并且电磁阻尼器衰减具有低频的剩余震动。作为位移传感器，例如可以使用电的水平探测器或光学倾斜探测器或连接到基础框架18的探测器。

在图3中，组成第一震动隔离器16A～16D的机械阻尼器表示成第一震动隔离器16A～16D。下面对包括第一震动隔离器16A～16D的有源震动隔离系统做进一步详细的描述。

在平面图中，十字丝粗调台基座60由一个矩形板件构成，在其上表面上布置有定片166，从而在X轴方向即扫描方向驱动十字丝细调台。另外，在十字丝粗调台基座60的上表面上布置一个隔离壁22，从而形成一个覆盖整个十字丝台RST的十字丝腔。并且，构成照明光学系统IOP的第二照明单元46与形成在隔离壁22部分上端上的开口紧密相连。

第二框架ST2包括：当作固定元件的投影光学系统支撑元件(圆筒支撑床)26，固定元件由固定在基础框架18上表面上的第二震动隔离器24A、24B和24C(参见图3)在三个点处支撑；三个第三支杆28A、28B和28C(图中未示出布置在图2深度方向的第三支杆28C，参见图3)，它们在投影光学系统支撑元件26上表面上的垂直方向分别延伸预定的长度，固定在面对第二震动隔离器24A、24B和24C的位置；十字丝细调台基座30，由三个第三支杆28A～28C几乎水平地支撑。

从图3中可以看出，投影光学系统支撑元件26由一个在平面图(从上面看去)中大致为三角形的板件构成。并且，在其中心，形成一个在平面图(从上面看去)中为圆形的阶梯状开口26a(参见图9)。如图9所示，投影光学系统PL从上面插入阶梯状开口26a，并且由投影光学系统支撑元件26通过凸缘FLG支撑，凸缘FLG分布在投影光学系统的圆筒部分上。实际上，三个支撑元件151分布在凸缘FLG的下部，在三个点处支撑投影光学系统PL。

在此情况下，可以形成一个动态支撑机构以便易于将投影光学系统PL与投影光学系统支撑元件26相结合，并且有效地减小了由于震动、温度变化、姿势改变等所致的应力。在动态支撑机构中，对每个支撑元件151进行预定的处理，使得可以通过点、V形槽和面在三个点处支撑投影光学系统PL。

另外，从图3可以看出，分布在基础框架18上的第二震动隔离器24A、24B和24C分别支撑接近三角形三个顶点的底面。第二震动隔离器24A、24B和24C每个的结构类似于第一震动隔离器16A至16D(但是，负载轴承设置得比第一震动隔离器16A～16D低)。然后通过位移传感器(未示出)探测投影光学系统支撑元件26的上表面或十字丝细调台基座30的上表面与水平面的倾斜角。并且根据位移传感器的探测值，控制器(图3中未示出，参见图14)控制三个第二震动隔离器24A～24C的移动，使得倾斜角处于允许的范围内。作为位移传感器。例如可以使用连接到投影光学系统支撑元件26或十字丝细调台基座30的电的水平探测器或光学倾斜探测器。

回过来参见图2，在平面图(从上面看去)中十字丝细调台基座30由一个矩形板件构成。十字丝细调台基座30的上表面加工成一个具有极好的平坦度的导向平面，并且在其中心(未示出)形成一个开口，照明光从中穿过。

在基础框架18的下表面，以悬置状态连接台面腔32。在台面腔32的内部装着晶片台WST1、晶片台WST2和晶片台装置56(后面描述)，晶片台装置56具有一种包括这些台面的驱动系统的结构。

台面腔32包括：当作腔主体的台面腔主体32’，有一个大致的立方体形状；和分布在台面腔主体32’±Y轴侧的表面上的盖子53A和53B(图2中未示出分布在+Y侧的盖子53B，参见图3)。如图2所示，台面腔主体32’在边框表面被分成两部分，其中边框表面相对于水平表面在垂直方向绕中心倾斜预定的角度。上半部分是上半腔32A，下半部分是下半腔32B；换言之，台面腔主体32’通过上半腔32A和下半腔32B的结合而构成。

如图3所示，在上半腔32A顶板的四个角上分布四个具有立方体形状的固定部分42A～42D。并且例如通过螺丝把固定部分42A～42D固定到基础框架18，上半腔32A被固定到基础框架18的下表面。另外，例如通过螺丝把悬置支撑元件142A～142D固定到下半腔32B侧面的外部。例如通过螺丝把悬置支撑元件142A～142D固定到基础框架18的下表面，并且通过紧固机构(未示出)把下半腔32B也连接到上半腔32A。因此，台面腔32以悬置状态连接到基础框架18。还可以把悬置支撑元件142A～142D的下端部固定到下半腔32B的底面内部，形成上半腔32A中的开口，使得悬置支撑元件142A～142D的上端部从上半腔的上表面伸出，并且把上端部固定到基础框架18。

在Y轴方向两端的上半腔32A和下半腔32B的侧壁中，分别以图3所示的形状形成切口。在上半腔32A和下半腔32B结合的状态中，如图2所示，分别在Y轴方向两端的侧壁上形成具有矩形开口的窗部32Wa和32Wb(参见图4)。另外，具有盒状的、在一个表面中有一个开口的盖子53A和53B(图2中未示出分布在纸面深度方向的盖子53B，参见图4)连接到位于Y轴方向两端的台面腔主体32’的侧壁。盖子53A和53B封闭窗部32Wa和32Wb并且通过密封元件如密封垫(未示出)连接到侧壁。

晶片台装置56布置在下半腔32B内部。下面将参见图4详细描述晶片台装置56，图4是下半腔32及其相邻元件的平面图。

如图4所示，晶片台装置56包括：水平分布在下半腔32B内部底面上的台面基座64；通过非接触轴承如气动静液压轴承由浮力支撑在台面基座64上表面上方、并能够在Y轴方向(图4中纸面的横向)和X轴方向(图4中纸面的垂直方向)二维方向上独立移动的两个晶片台WST1和WST2；台面驱动系统，分别用于驱动晶片台WST1和WST2。

更具体的说，在晶片台WST1和WST2的底面上分布多个气动静液压轴承(未示出)，并且通过这些气动静液压轴承，由浮力把晶片台WST1和WST2支撑在台面基座64上表面上方，维持例如大约几微米的间隙。

在下半腔32B内部台面基座64的X轴方向的一侧和另一侧上，分别布置在Y轴方向延伸并具有字母U形截面的Y轴线性导轨(例如由组合有永磁体的磁极单元制成)66a和66b。在Y轴线性导轨的内部空间，以非接触的方式彼此相对地布置各具有两个推进器68a和70a以及68b和70b的Y轴推进器，Y轴推进器由组合有电枢单元的电枢线圈制成。Y轴推进器由于产生在Y轴线性导轨66a和66b之间的洛伦兹力而能够沿Y轴方向移动。即，在本实施例中，分别由电枢单元组成的Y轴推进器68a和70a及Y轴线性导轨66a构成可动线圈型Y轴线性电机。同样，分别由电枢单元组成的Y轴推进器68b和70b及Y轴线性导轨66b构成移动线圈型Y轴线性电机。以后上面的四个Y轴线性电机利用与构成各个推进器的Y轴推进器68a、68b、70a和70b相同的标号表示，并且将被称作Y轴线性电机68a、Y轴线性电机68b，Y轴线性电机70a和Y轴线性电机70b。

Y轴推进器68a在纵向通过滑块74A固定到X轴线性导轨(例如由组合有电枢线圈的电枢单元组成)72A的一端(-X侧)，滑块74A在Y轴方向延伸预定的长度。在纵向的X轴线性导轨72A另一端(+X侧)，固定Y轴推进器68b。类似地，Y轴推进器70a通过滑块74B在纵向固定到X轴线性导轨(例如由组合有电枢线圈的电枢单元组成)72B的一端，滑块74B在Y轴方向延伸预定的长度。并且在纵向的X轴线性导轨72B的另一端(+X侧)上，固定Y轴推进器70b。

滑块74A和74B以非接触的方式由气动静液压轴承(未示出)支撑在X轴方向的两侧及导轨76的上表面上(在+Z侧的表面)，与导轨76的表面保持预定的间隙，导轨76布置成在台面基座64上表面上的Y轴方向延伸。在此情况下，导轨76起偏转导轨的作用，防止X轴线性导轨72A和72B中发生θz旋转(偏转)。因此Y轴线性电机对68a和68b以及70a和70b分别沿Y轴精确的驱动X轴线性导轨72A和72B。

在一个晶片台WST1的底部布置一个具有永磁体的磁极单元(未示出)。此磁极单元和一个X轴线性导轨72A组成一个在X轴方向驱动晶片台WST1的可动磁体式X轴线性电机。另外，在另一个晶片台WST2的底部布置一个具有永磁体的磁极单元(未示出)，该磁极单元和另一个X轴线性导轨72B组成一个在X轴方向驱动晶片台WST2的可动磁体式X轴线性电机。以下利用与构成各个定子的线性导轨72A和72B相同的标号称谓这些X轴线性电机，并且它们称作X轴线性电机72A和X轴线性电机70B。

在本实施例中，Y轴线性电机68a和68b及X轴线性电机72A构成台面驱动系统，在XY方向二维驱动晶片台WST1，Y轴线性电机70a和70b及X轴线性电机72B构成台面驱动系统，在XY方向二维驱动晶片台WST2。

在本实施例中，从上面的描述可以看出，在X轴方向驱动晶片台WST1和WST2时在X轴线性导轨72A和72B中产生的反作用力传递到导轨76和线性导轨66a和66b。因此，为了尽可能地减小反作用力的影响，最好利用电磁在导轨76和滑块74A及74B之间布置一个反作用消除机构，并且最好根据台面的移动状态通过主控制器(未示出)控制反作用消除机构。或者，主控制器(未示出)可以根据台面的移动状态控制从设置在滑块74A和74B中的气动静液压轴承中排出加压气体的排气压力。

在晶片台WST1上，通过吸力如真空抽吸(或静电吸引)由晶片支架(未示出)固定晶片W1。另外，在晶片台WST1的上表面，在Y轴方向的一端(-Y侧的一端)上沿X轴方向延伸地布置一个Y活动反射镜78Y，该反射镜具有垂直于Y轴的反射面，并且在X轴方向的一端(-X侧的一端)上沿Y轴方向延伸地布置一个X活动反射镜78X，该反射镜具有垂直于X轴的反射面。在活动反射镜78Y和78X每个的反射面上，通过构成一个干涉系统(后面描述)的干涉仪(82和86)的每个长度测量轴投射干涉光束(长度测量光束)。并且通过用每个干涉仪分别光电探测反射光束，测量每个活动反射镜的反射表面与参考位置的错位(即，固定反射镜布置在投影光学系统的一个侧面上或校准光学系统的一个侧面上，从而设置参考位置)，由此测量晶片台WST1的二维位置。

与上述类似，在晶片台WST2上，通过晶片支架(未示出)真空抽吸晶片W2，并且在晶片台WST2的上表面上，在Y轴方向的一端(+Y侧的一端)上沿X轴方向延伸地布置Y活动反射镜80Y，该反射镜有一个垂直于Y轴的反射面，并且在X轴方向的一端(-X侧的一端)上沿Y轴方向延伸地布置一个X活动反射镜80X，该反射镜有一个垂直于X轴的反射面。在活动反射镜80Y和80X的每个反射面上，通过构成干涉系统(后面描述)的干涉仪(84和86)的每个长度测量轴投射干涉光束，并且与上述晶片台WST1同样地测量晶片台WST2的二维位置。

接下来描述用于测量晶片台WST1和WST2位置的干涉仪系统，重点放在长度测量轴等的布置上。

如图4所示，干涉仪系统的结构包括两个Y轴激光干涉仪(以下称作“Y轴干涉仪”或“干涉仪”)82和84及一个X轴激光干涉仪(以下称作“X轴干涉仪”或“干涉仪”)86。

更具体的说，Y轴干涉仪82有一个穿过投影光学系统PL的光轴以及当作标记探测系统的校准系统ALG1的光轴(与探测中心重合)的长度测量轴BI1Y，并且平行于Y轴。Y轴干涉仪82辐射干涉光束，该光束表示成长度测量光束BI1Y，几乎与晶片台WST1上Y活动反射镜78Y的反射面垂直。并且通过接收其反射光束，Y轴干涉仪82测量反射面(或者更精确的说是干涉光束在反射面的辐射点)相对于参考面的相对位移，并且向主控制器(未示出)输出测量值。Y轴干涉仪82是一个具有多个光轴的多轴干涉仪，并且根据Y轴干涉仪82的输出，主控制器不仅测量晶片台WST1在Y轴方向的位置(Y位置)，而且还测量旋转量(绕X轴(滚动)的旋转量和绕Z轴(摆动)的旋转量)。

类似地，Y轴干涉仪84有一个穿过投影光学系统PL的光轴以及校准系统ALG2的光轴(与探测中心重合)的长度测量轴BI2Y，并且平行于Y轴。Y轴干涉仪84辐射干涉光束，该光束表示成长度测量光束BI2Y，几乎与晶片台WST2上Y活动反射镜80Y的反射面垂直。并且通过接收其反射光束，Y轴干涉仪84测量反射面(或者更精确的说是干涉光束在反射面的辐射点)相对于参考面的相对位移，并且向主控制器(未示出)输出测量值。Y轴干涉仪84是一个具有多个光轴的多轴干涉仪，并且根据Y轴干涉仪84的输出，主控制器不仅测量晶片台WST2的Y位置，而且还测量旋转量(滚动和摆动)。

顺便说一下，因为表示成长度测量光束BI1Y和BI2Y的每个干涉光束在晶片台WST1和WST2的整个活动范围内于所有时间照射Y活动反射镜78Y和80Y，所以根据干涉仪82和84的测量值控制晶片台WST1和WST2在Y轴方向的位置，甚至在利用投影光学系统PL曝光以及利用校准系统ALG1和ALG2等进行晶片校准时也是如此。

另外，X轴干涉仪86有一个长度测量轴BI2X、长度测量轴BI1X和长度测量轴BI3X，长度测量轴BI2X是投影光学系统PL的光轴并垂直于长度测量轴BI1Y和BI2Y，长度测量轴BI1X是校准系统ALG1的光轴并垂直于长度测量轴BI1Y，长度测量轴BI3X是校准系统ALG2的光轴(与探测中心重合)并垂直于长度测量轴BI2Y。X轴干涉仪86向主控制器(未示出)输出这些长度测量轴的测量值。

本实施例中，主控制器采用长度测量轴BI2X的测量值，这些测量值是在利用投影光学系统PL对晶片台W1曝光时晶片台WST1在X轴方向上的位置(X位置)以及在利用投影光学系统PL对晶片W2曝光时晶片台WST2的X位置。另外，主控制器采用长度测量轴BI1X的测量值，此测量值是在使用校准系统ALG1时晶片台WST1在X轴方向上的位置，同时主控制器还采用长度测量轴BI3X的测量值，此测量值是在使用校准系统ALG2时晶片台WST2在X轴方向上的位置。长度测量轴BI1X、BI2X和BI3X每个都有多个轴，主控制器不仅测量晶片台WST1和WST2的Y位置，而且还测量旋转量(摆动和绕Y轴的旋转量(前后震动))。

虽然未示出，但晶片台WST1和WST2每个分布有一个线性编码器。

即，在上述的干涉仪系统中，出现这样的状态，即X轴方向的干涉光束不照射到晶片台WST1和WST2上的活动反射镜，并且需要切换用于控制的干涉仪，如台面从校准位置移动到曝光位置或从曝光位置移动到晶片更换位置时。在此移动期间，只用干涉仪系统精确控制晶片台WST1和WST2的位置变得困难。对这种情形布置线性编码器以监视晶片台的X位置。

即，在运动时主控制器根据干涉仪系统测得的晶片台WST1和WST2的Y位置信息以及线性编码器测得的晶片台WST1和WST2的X位置信息以预定的抽样间隔获得两个晶片台WST1和WST2的Y位置、X位置和旋转量。然后利用获得的关于晶片台的位置信息，主控制器通过控制Y轴线性电机68a和68b以及X轴线性电机72A的驱动来控制晶片台WST1的运动，并通过控制Y轴线性电机70a和70b以及X轴线性电机72B的驱动来控制晶片台WST2的运动。

事实上，当从干涉仪86发出的干涉光束又照射到晶片台WST1和WST2上的活动反射镜时，主控制器(未示出)利用Y轴干涉仪、线性编码器等测量值把晶片台WST1和WST2移到预定的参考位置，并再重置(或预置)没有使用的长度测量轴，并且只根据干涉仪系统的测量值控制晶片台WST1和WST2的移动。在本实施例中，主控制器(未示出)通过此种方式不会彼此机械干扰地在X轴方向和Y轴方向独立地驱动晶片台WST1和WST2。

实际上，如图5所示，该图是图4中沿F-F线的截面图，Y轴干涉仪84由干涉仪主体单元170、干涉光束中继部分101、激光头部分144和分束单元BU等组成。

激光头部分144有一个在内部发射激光束的激光光源，激光头部分144布置在投影光学系统支撑元件26的上表面。

干涉光束中继部分101有一个分别通过投影光学系统支撑元件26和传感柱34(后面描述)固定上端和下端的圆筒以及一个布置在圆筒内的中继光学系统。

分束单元BU有多个分束器并且布置在与干涉光束中继部分101的下端面面对的传感柱34内。

干涉仪主体单元170有一个反射镜、一个分束器BM、一个探测器172等，并且被固定到传感柱34(后面描述)。

下面简要描述干涉仪84的操作。从激光头部分144发出的干涉光束(激光束)经干涉光束中继部分101进入分束单元BU。此干涉光束被分束单元BU分成三束光，一束(干涉光束)通过形成在传感柱34中的激光路径34h并进入干涉仪主体单元170。进入干涉仪主体单元170中的干涉光束然后被分成两束光，其中一个激光束(已通过分束器BS的光束)入射到晶片台WST2上的Y轴活动反射镜80Y作为长度测量光束。另外，另一个激光束(被分束器BS反射的激光束)入射到布置在投影光学系统PL镜筒下端上的固定反射镜My2上作为参考光束。并且，分别从活动反射镜80Y及固定反射镜My2反射的长度测量光束和参考光束共轴合成并作为干涉光进入探测器172。一旦探测器172接收到干涉光，其即输出对应于干涉条纹数的信号作为输出信号。顺便说一下，偏振分束器用作分束器BS，偏转元件如四分之一波片(λ/4片)布置在光路上的预定位置，为简化叙述，省去这些细节。

其它干涉仪82和86具有类似于上述干涉仪84的结构。在本实施例中，对于三个干涉仪82、84和86，激光头部分144、干涉光束中继部分101以及分束单元BU是共有的，分别用分束单元BU分成三束的干涉光束变成每个干涉仪的干涉光束。

在晶片台腔32内部布置传感柱，用于固定干涉仪82、84和86的干涉主体单元以及各种传感器，如自动聚焦传感器(后面描述)和校准系统AGL1和AGL2。如图4中的双点划线(虚线)所示，传感柱34包括：在平面图中(从上面看)大致具有八边形的柱状主体部分；和一对延伸部分(顶部边缘表面位于开口32Wa和32b内)，向着-Y方向和+Y方向延伸预定的长度。

在柱状主体部分的-X侧的边缘部分上，布置X轴干涉仪86的干涉仪主体单元，X轴干涉仪测量晶片台WST1和WST2在X轴方向的位置。另外，在延伸部分的-Y侧，在与柱状主体部分侧的边缘部分相对的边缘部分上布置Y轴干涉仪82的干涉仪主体单元，Y轴干涉仪82用于测量晶片台WST1在Y轴方向的位置。另外，在延伸部分的+Y侧，在与柱状主体部分一侧的边缘部分相对的边缘部分上布置Y轴干涉仪84的主体单元，其中Y轴干涉仪84用于测量晶片台WST2在Y轴方向的位置(参见图4和图3)。

下面参见图3所示的分解透视图说明具有上述结构的传感柱组件(即传感柱34、干涉仪82、84和86的干涉仪主体单元以及固定到传感柱34的传感器)与主体BD的连接结构和方法。

如3所示，在上半腔32A的顶板中形成一共九个圆形开口。形成在中心的当作第一开口的圆形最大开口32Aa是用于插入投影光学系统PL的镜筒的开口。当将传感柱34连接到主体柱BD时，分别形成在圆形开口32Aa外部上的三角形顶点位置处的三个圆形开口38a、38b和38c是用于插入三个柱状支撑元件40A、40B和40C的开口，其中三个柱状支撑元件从投影光学系统支撑元件26的下表面垂直向下延伸。当作第二开口的其余五个圆形开口32Ab、32Ac、32Ad、32Ae和32Af中，最接近圆形开口32Aa的一对圆形开口32Ad和32Ae是用于插入圆柱状部分11A和11B的开口，其中圆柱状部分11A和11B用作自动聚焦传感器的光传递和光接收镜筒部分。位于开口32Ad和32Ae外侧的一对圆形开口32Ab和32Ac是用于插入圆筒55A和55B的开口，其中圆筒55A和55B用作组成校准系统ALG1和ALG2的圆筒部分。并且，其余圆形开口32Af是一个用于插入干涉光束中继部分101的开口，而干涉光束中继部分101构成前述的干涉仪系统。

在传感柱34中，在中心部位形成一个直径与圆形开口32Aa相同的圆形开口34a，并且在相对于圆形开口34a的纵向形成五个开口34b～34g。五个圆形开口34b～34f和圆形开口34a之间的位置关系与设置在上半腔32A中的五个开口32Ab～32Af和圆形开口32Aa之间的位置关系相同。

下面说明传感柱组件等与主体柱BD的连接方法。

在连接之前，通过螺丝等把上半腔32A固定到基础框架18的下表面。当连接上半腔32A时，柱状支撑元件40A、40B和40C分别插入到三个圆形开口38a、38b和38c中。另外，将投影光学系统PL的镜筒插入到形成在投影光学系统支撑元件26中的圆形开口26a和形成在上半腔32A中的圆形开口32Aa中。图6A表示上半腔32A固定成与基础框架18呈悬置状态的平面图。在此情况下，因为上半腔32A在纵向L3上的宽度L3设置得小于第一支杆14B和14D之间的长度L2(L2＞L3)，所以上半腔32A可以直线向上地插入到组件上框架脚轮FC的中心部位。

接下来，以下列方式通过投影光学系统支撑元件26悬置支撑传感柱34，其中在传感柱34上固定了干涉仪82、84和86的干涉仪主体单元(以下称作“传感柱单元34”)。

在此状态下，传感柱单元34在纵向的宽度L1大于上半腔32A在纵向的宽度L3，并且还宽于第一支杆14A～14D的两个相邻支杆14B和14D之间的长度L2。因此，首先，如图6A所示，传感柱单元34从两个第一支杆14B和14D之间的旁侧插入到上半腔32A和框架脚轮FC之间的空间中。然后，如图6B所示，传感柱单元34旋转，其中以围绕已经插入到上半腔32A和框架脚轮FC之间的一端的区域为中心，因而还插入上半腔32A和框架脚轮FC之间的另一端。

传感柱34以上述方式插入到上半腔32A以下的空间中后，如图3所示，自动聚焦传感器的圆柱状部分11A和11B、组成校准系统ALG1和ALG2的圆筒55A和55B以及干涉光束中继部分101分别从上插入到传感柱34的圆形开口34b～34f中。然后传感柱34通过它们的凸缘部分支撑圆柱状部分11A和11B、圆筒55A和55B以及干涉光束中继部分101，完成传感柱部分的组装。接下来，将传感柱组件的位置调节到上半腔32A以下在六个自由度方向的预定位置，然后向上拉传感柱单元34。在此过程中，圆柱状部分11A和11B的上端、圆筒55A和55B以及干涉光束中继部分101分别插入到前面所述的形成在上半腔32A的圆形开口32Ab、32Ac、32Ad、32Ae和32Af中。另外，同时，投影光学系统PL的镜筒插入到传感柱34的圆形开口34a(参见图5)。然后，向上移动传感柱组件预定的量，并且传感柱34连接到每个柱状支撑元件40A、40B和40C的下端部分。通过这种方式，传感柱单元34经柱状支撑元件40A、40B和40C由投影光学系统支撑元件26悬置支撑(参见图5)。

接下来，通过旋转两个棱镜(未示出)进行光轴调节，使得从布置在投影光学系统支撑元件26前面的激光头部分144发出的光束照射到固定反射镜Mx、My1和My2(但固定反射镜Mx在图5中未示出，参见图4)然后分别返回到干涉仪82、84和86的干涉仪主体单元，如图5所示。另外，分别对校准系统ALG1和ALG2、通过传感头部分67A、67B和163A对自动聚焦传感器等进行类似的调节。

完成上述操作时，下半腔32B以类似于插入上半腔32A的方式线性插入到由四个第一支杆14A～14D围成的区域中，并且再对基础框架18和上半腔32A组装下半腔32B，如图6C所示。

同样在此情况下，光从干涉仪激光头144发出，并且通过旋转两个棱镜(未示出)进行类似的光学调节，使得照射分布在晶片台WST1和WST2上的每个活动反射镜的光返回到每个干涉仪。

接下来，在连接布管系统和布线系统之后，将晶片负载腔61(后面描述)、氦气供应管89A和89B、布线/布管系统盖93A和93B(参见图4)、盖53A和53B等连接到台面腔32。

参见图4，在下半腔32B±Y侧的侧表面上离地面几乎同样高度布置有反作用杆88和90。反作用杆88和90的一端分别固定到反作用框架94A和94B，而反作用框架94A和94B固定在清洁室的地面F上，并且在沿X轴方向驱动的台面腔32内由晶片台WST1或WST2引起的在台面基座64中产生的反作用力经下半腔32B由设置有减震器的反作用杆88和90吸收。另外，不能被吸收的剩余反作用力经反作用框架94A和94B释放到地面F。因此，台面腔32中由于在X轴方向被驱动的晶片台WST1或WST2的反作用力而产生的震动非常小。

另外，反作用杆96和98布置在±X方向两侧上的下半腔32B+Y侧的侧壁附近。反作用杆96和98的一端经形成在侧壁中的穿孔(未示出)分别连接到Y轴线性导轨66a和66b在+Y侧边缘部分。反作用杆96和98的另一端分别连接到固定在清洁室地面F的反作用框架94C，如同与前述的反作用杆88和90一样连接。因此，由在Y轴方向被驱动的晶片台WST1或WST2导致的在Y轴线性导轨66a和66b中产生的反作用力由设置有减震器的反作用杆96和98吸收。另外，不能被吸收的剩余反作用力经反作用框架94C释放到地面F。因此，台面腔32中由于在Y轴方向被驱动的晶片台WST1或WST2的反作用力而产生的震动非常小。

另外，在下半腔32B的-X侧上的侧壁中形成矩形开口95A和95B。并且布线/布管系统盖93A和93B分别对应于开口95A和95B连接，装有没有装配在台面腔32中的台面布线/布管。布线/布管等的内盖93A和93B连接到每个晶片台或它们的驱动系统。

虽然图4中省略，但在上半腔32A-X侧上的侧壁中形成开口91A和91B(参见图16)。氦气供应管89A和89B连接到开口91A和91B，其中氦气供应管89A和89B把形成于台面腔32中的作为气密腔(基片腔)的空间SS(参见图2)经开口91A和91B连接到氦气供给装置132A和132B(参见图1)。在本实施例中，氦气供给装置132A和132B以及氦气供应管89A和89B构成一个吹气部分。

另外，如图4所示，矩形开口99A和99B形成在(参见图3)下半腔32B+X侧的侧壁中。并且，在从外部堵塞开口99A和99B的状态中，具有形成在内部的晶片负载腔的晶片负载腔61布置在下半腔的+X侧(装置的正面)。另外，界面部分31结合到晶片负载腔61的+X侧(参见图1)。

下面根据图7的平面截面图对晶片负载腔61做详细的描述。

如图7所示，晶片负载腔61的内部被分成三个在Y轴方向相邻的室，即位于两侧的等候室RO1和RO3以及位于中间的备用室RO2。在备用室RO2+X侧的侧壁上，形成一个用于从连接到备用室RO2外部的界面部分31装载/卸载晶片的装载/卸载开口149a。另外，在备用室RO2的中心布置有由水平关节臂机器人(标量机器人)构成的车架机构148。而且，备用室RO2位于Y轴方向两侧的侧壁上，在预定高度的位置处设置有开口部分149b和149c。

开口部分149b中的一个通过设置在等候室RO1内部-Y侧的垂直方向上的滑动门150b打开/关闭。晶片负载系统WLD1设置在等候室RO1内部。晶片负载系统WLD1构成为包括第一滑动臂174A和载运器等(未示出)，其中第一滑动臂174A在平面图(从上面)中具有字母U形，载运器沿X轴方向驱动滑动臂174A并在垂直方向(Z轴方向)细微地驱动滑动臂174A。在等候室RO1和下半腔32B之间的隔离壁中布置一个快门机构130A(后面描述)。

类似的，通过布置在等候室RO3内部+Y侧垂直方向中的滑动门150c打开/闭合其他的开口部分149c。晶片负载系统WLD2布置在等候室RO3的内部。晶片负载系统WLD2的结构包括一个第二滑动臂174B和一个载运器等(未示出)，其中第二滑动臂在平面图(从上面)中具有字母U的形状，载运器沿X轴方向驱动滑动臂174B并在垂直方向(Z轴方向)细微地驱动滑动臂174B。另外，快门机构130B(后面描述)布置在等候室RO3和下半腔32B之间的隔离壁中。

在本实施例中，车架机构148在备用室RO2和等候室RO1之间以及在备用室RO2和等候室RO3之间运载晶片。另外，晶片负载系统WLD1在等候室RO1和晶片台中之一WST1之间运载晶片。同样，晶片负载系统WLD2在等候室RO3和其他晶片台WST2之间运载晶片。用于装多个晶片的晶片载运器至少可以布置在等候室RO1和RO3或备用室RO2中。

下面根据图8的透视图详细描述布置在+X侧下半腔32B壁的边界区上的快门机构130A和晶片负载腔61。

如图8所示，快门机构130A包括：一个块状通道形成元件124，从+X方向插入到形成在下半腔32B侧壁中的开口99A中；和一个通道打开/闭合装置112，布置在+X侧下半腔32B壁的内表面侧(-X侧)，与-X侧通道形成元件124的表面面对。

在通道形成元件124中，形成一个截面为字母π形的通道124a(象一个木质木底鞋)，该通道在X轴方向延伸。设置在通道124a下半段中的凹陷部分是滑动臂174A顶部插入的地方，凹陷部分之上的狭缝状通道部分是晶片和滑动臂174A的基部插入的地方。

通道打开/闭合装置112包括：第一片状元件114；固定到第一片状元件114的第二片状元件116；固定到第二片状元件116的吸力装置118；和吸力装置118的一端与其连接的排气管120。

更具体地说，形成一个形状与形成在通道形成元件124中的通道124a相同的通道122，该通道穿过第一片状元件114和第二片状元件116的下半部。另外，虽然未示出，但在通道122中的第一片状元件114和第二片状元件116的边界区域，沿通道122的内壁形成沟槽，并且还形成一个吸力通道(未示出)，使得沟槽与吸力装置118连接。

吸力装置118固定到第二片状元件116-X侧的表面，并且能够经过上述沟槽、吸力通道和连接到吸力装置118的排气管120把通道122内的气体排出到台面腔32外部。

下面简要描述快门机构130A的操作。在没有从晶片负载腔61(或更确切的说是从等候室RO1)运载晶片的状态下，通道124a不与通道122重合，如图8所示的状态，而例如在从等候室RO1把晶片运载到台面腔32时，主控制器(未示出)根据传感器(未示出)的输出感测晶片负载系统WLD1的滑动臂174A已经接近预定的位置，并且将通道打开/闭合装置112向上滑动到片状元件114和116中的通道122与形成在通道形成元件124中的通道124a重合的位置。并且，随着打开/闭合装置112的运动，在通道形成并连接晶片负载腔61内的等候室RO1和台面腔32内的空间SS的点处，晶片控制器(未示出)经运载器(未示出)驱动滑动臂174A，使得滑动臂174A经通道进入晶片台面腔32，其中滑动臂将晶片W固定在-X方向。在打开/闭合装置112向上移动形成通道之前，主控制器开始操纵吸力装置118。

对于这种操作，当以上述方式装载晶片时，等候室RO1内部的气体可以保持不经通道124a和122与台面腔32的空间SS内部净化的低吸收气体(以下也称作“净化气体”)混合，其中该气体对曝光光束有低吸收率，如具有高纯度的氦气，其光吸收材料(杂质)如氧气、水蒸气、碳氢气体或有机材料的浓度大约或低于10～100ppm。因此，即使把杂质浓度高于空间SS中净化气体的杂质浓度的气体用作等候室RO1的净化气体，如杂质浓度约为100～1000ppm的氦气，空间SS内的氦气的纯净水平几乎不降低。

其它的快门机构130B具有类似于上述快门机构130A的结构。

或者，当通道处于打开状态时可以使用一个气帘，该气帘垂直向下排出与台面腔32内的净化气体相同的气体，以此代替本实施例的快门机构130A和130B中采用的吸力装置118。

现参见图2，十字丝负载腔57几乎布置在晶片负载腔61的正上方。在十字丝负载腔57内部布置十字丝负载系统(未示出)，并且十字丝负载系统在十字丝交换部分59中执行十字丝负载腔57和十字丝台面RST之间的十字丝交换。

在十字丝负载腔57的内顶面上布置一个如图1所示的输送口143。输送口143是装十字丝R的十字丝容器的负载/卸载口。几乎位于输送口143之上的清洁室的顶部上沿Y轴方向延伸布置一个充当OHV 135轨道的第二导轨Hr，运载十字丝容器。做为十字丝容器，例如采用密封型容器，如SMIF(标准机械界面)Pod。

在台面腔32内部的快门机构130A和130B的-X侧，布置预校准机构63A(参见图2)和63B，如图5所示。这些预校准机构用于探测晶片的位置(中心位置的移动和旋转)并执行校准。

图9表示台面腔32的内部空间SS及其相邻区域的示意性截面图。如图9所示，空间SS由台面腔32和其它的元件分隔。在图9中，为了简洁，省去部分元件，如焦点传感器的圆柱状部分11A。

如图9所示，在投影光学系统PL的下端部分上设置一个密封机构85，用于将投影光学系统PL的内部与外界隔开。在投影光学系统PL圆筒部分上的密封机构85稍上方，形成一个环形凸伸部分71。并且在环形凸伸部分71的上表面上，经密封元件如O形环由螺丝固定一个当作第一连接元件的圆柱状挠性波纹管131的下端。另外，挠性波纹管131的上端经密封元件如O形环由螺丝从下方固定到上半腔32A圆形开口32Aa的周边。通过这种配置，气体从投影光学系统PL周围到空间SS的流动以及从空间SS到投影光学系统PL周围的空间的流通几乎完全被阻塞。

如图10A所示，密封机构85在中心有一个圆形开口79a，并且其包括：一个阻挡环，由环形元件制成，在环形元件底面的整个周边上以预定的间隔形成多个小圆孔；第一透镜(最接近像平面)，布置在阻挡环79之上，大致为盘状，由阻挡环79向上推动。在此情况下，阻挡环79被固定，由插入到多个小圆孔中每个的螺丝81拧到投影光学系统PL的下端部。

更具体地说，第一透镜77通过三个支撑元件75A，75B和75C在三个点处经密封元件73A如O形环固定到环形元件79的上表面(参见图10B)，三个支撑元件几乎布置在等边三角形的顶点位置。类似地，密封元件73B如O形环也布置在投影光学系统PL的圆筒下端面和第一透镜77之间。

在使用用于密封元件73A和73B的O形环情况下，O形环可以只夹在两个表面之间。或者，例如如图11A所示，在一个表面上可以形成一个截面形状为波形的不均匀部分，并且可以在每个波的底部布置通常采用的O形环73。在此情况下，因为在同心环中布置多个O形环73，所以与只用一个O形环的情形相比，作用到O形环上的力可以被发散，并且作用到每个O形环上的力减小。这样可以抑制第一透镜77的变形，使得可以抑制投影光学系统PL产生象差。另外，还可以充分地获得密封效果。或者如图11B所示，一个表面可以是截面为波形的不均匀状，并且可以用大型O形环73’做为密封元件73A和73B，该大型O形环73’与波的多个顶部成直线接触。另外，在此情况下可以提高密封效果。或者如图11C所示，可以用大于以往的O形环73’做为密封元件73A和73B，并且可以只夹在两个表面之间。在这些情况下，因为可以减小第一透镜77上的局部压力，所以可以抑制第一透镜77的变形。另外，做为O形环，可以采用由较软材料制成的中空O形环。

顺便说一下，代替上述的O形环，可以把可用在化学清洁状态的带有小除气的粘性元件(如氟油脂)用作密封元件73A和73B，如图11D所示。

在任何情况下，投影光学系统PL在第一透镜77以上的内部空间和空间SS之间的气体流动都几乎被完全截止。

在阻挡环79的±Y侧上固定由直角反射镜组成的固定反射镜My1和My2。当用Y轴干涉仪82和84进行测量时，固定反射镜My1和My2是校准器。另外，如图10B所示，该图是沿图10A中I-I线的截面图，在阻挡环79-X方向的边缘部分上固定一个由直角反射镜组成的固定反射镜Mx。当用X轴干涉仪86进行测量时固定反射镜Mx是校准器。

如前所述，传感柱34经形成在上半腔32A上表面上的开口38a～38c(参见图3)由柱状支撑元件40A～40C(参见图3)从投影光学系统支撑元件26的下表面悬置支撑。在此情况下，如图9中主要表示的柱状支撑元件40A，投影光学系统支撑元件26和上半腔32A之间的部分柱状支撑元件40A被挠性波纹管87A覆盖。挠性波纹管87A经密封元件如O形环拧到投影光学系统支撑元件26和上半腔32A，并且这样防止了气体在密封空间SS的内部和外部之间流动。

另外，如图2所示，柱状支撑元件40B也被波纹管87B覆盖，并且虽然示出，但柱状支撑元件40C同样被波纹管覆盖。

参见图9，在插入到充当第三开口的开口26b、开口32Ab和形成在传感柱34中的开口34b中的状态下，构成校准系统ALG1的圆筒55A由传感柱34经设置得比圆筒55A的中心低的凸缘FLGa支撑。另外，如图9所示，设置圆筒55A的上端面，使得其几乎与投影光学系统支撑元件26的上端面重合。三点支撑和动态结构也可以用于凸缘FLGa，类似于投影光学系统PL的凸缘FLG。

另外，投影光学系统支撑元件26和上半腔32A之间的部分圆筒55A被当作第二连接元件的挠性波纹管133A覆盖。类似于覆盖柱状支撑元件40A～40C的挠性波纹管，挠性波纹管133A经O形环被拧到投影光学系统支撑元件26a和上半腔32A。

另外，在接近圆筒55A上表面的投影光学系统支撑元件26之上，布置一个隔离机构83。隔离机构83包括一个平行的片状玻璃69，该玻璃充当由诸如玻璃材料制成的透光玻璃片。如图9所示，平行片状玻璃69经密封元件190如O形环拧到投影光学系统支撑元件26的上表面。因此，在平行片状玻璃69的上侧和下侧来回流动的气体几乎没有例外地被阻挡。

对于校准系统ALG1，在空间SS中只布置不需要调节的圆筒55A，并且在与平行片状玻璃69有预定间隔的状态下，通过隔片元件65A具有部分部件如光源需要调节的传感头部分67A被固定在投影光学系统支撑元件26上。

其它的校准系统ALG2(参见图5)也具有类似于校准系统ALG1的结构。

如前所述，投影光学系统支撑元件26和传感柱34固定焦点传感器的圆柱状部分11A和11B，如图5所示。类似于校准系统ALG1和ALG2，对于这些焦点传感器，在空间SS中只布置圆柱状部分11A和11B，并且在空间SS的外部布置需要调节的传感头163A和163B。另外，类似于校准系统ALG1的圆筒55A，焦点传感器的圆柱状部分11A和11B也通过波纹管、隔离机构和密封元件如O形环与外界隔开。

另外，由投影光学系统支撑元件26和传感柱34固定的干涉光束中继部分101也具有类似的布置。

在实施例中，从图4、5和9等中明显看出，从空间SS的气密性角度看，因为部分传感柱34和干涉仪82(和干涉仪84)经台面腔32的窗口部分32Wa(和32Wb)布置在台面腔以外，所以盖53A和53B(对于盖53B，参见图4和5)通过密封垫(未示出)等从台面腔32的外部固定到台面腔。

从前面的描述明确知道，空间SS(当作基片腔的晶片腔)由台面腔32(台面腔主体32’和盖53A及53B)、设置在投影光学系统PL中的密封机构85、分布在每个传感器中的隔离机构83、设置在不同部分的挠性波纹管、当作密封元件的O形环等形成。

接下来，参见图12、13A、13B和14描述包括第一震动隔离器和第二震动隔离器的有源震动隔离系统。

例如，如图2所示，虽然图中省去以免复杂，但实际上，在主体柱BD之外的框架脚轮FC上布置了一个如图12所示的音圈电机支撑框架51。

音圈电机支撑框架51包括：四个第四支杆49A，49B，49C和49D(图12中未示出在深度方向布置的第四支杆49C和49D，参见图13A)；一对第一桥接元件47A和47B；第二桥接元件45等。

更具体地说，如图13A所示，该图是沿图12中G-G线的截面图，第四支杆49A，49B，49C和49D布置在框架脚轮FC上四个角的附近、第一支杆14A～14D的外部。并且在第四支杆中，在两个支杆49A和49C高度方向的中心稍上位置水平布置第一桥接元件47A，从而桥接第四支杆49A和第四支杆49C。另外，在其余两个支杆49B和49D高度方向的中心稍上位置水平布置第一桥接元件47B，从而桥接第四支杆49B和第四支杆49D。

如图12和13A所示，第一桥接元件47A由纵向为Y轴方向的片状元件制成。震动控制单元43A和震动控制单元43C分别固定到Y轴方向两端附近第一桥接元件47A的下表面，其中震动控制单元43A包括一个当作探测基础框架18在Z轴方向震动的震动传感器的加速度传感器43A₁(图12、13A和13B中未示出，参见图14)和一个当作致动器的Z轴方向驱动音圈电机43A₂(参见图14)，震动控制单元43C包括一个当作探测基础框架18在Z轴方向震动的震动传感器的加速度传感器43C₁(参见图14)和一个当作致动器的Z轴方向驱动音圈电机43C₂(参见图14)。

分别构成震动控制单元43A和43C的音圈电机43A₂和43C₂也是构成前述第一震动隔离器16A和16B电磁阻尼器的音圈电机。即，在本实施例中，构成的有源震动隔离器(图2和3中的第一震动隔离器16A)包括震动控制单元43A和由空气阻尼器176A(参见图12)组成的机械阻尼器。类似的，构成的有源震动隔离单元(图3中的第一震动隔离器16C)包括震动控制单元43C和由空气阻尼器176C(参见图12)组成的机械阻尼器。

如图12和13A所示，另一个第一桥接元件47B由纵向为Y轴方向的片状元件组成。震动控制单元43B和震动控制单元43D分别固定到Y轴方向两端附近第一桥接元件47B的下表面，其中震动控制单元43B包括一个当作探测基础框架18在Z轴方向震动的震动传感器的加速度传感器43B₁(参见图14)和一个当作致动器的Z轴方向驱动音圈电机43B₂(参见图14)，震动控制单元43D包括一个当作探测基础框架18在Z轴方向震动的震动传感器的加速度传感器43D₁(参见图14)和一个当作致动器的Z轴方向驱动音圈电机43D₂(参见图14)。

分别构成震动控制单元43B和43D的音圈电机43B₂和43D₂也是构成前述第一震动隔离器16B和16D电磁阻尼器的音圈电机。即，在本实施例中，有源震动隔离单元(图2和3中的第一震动隔离器16B)的结构包括震动控制单元43B和由空气阻尼器176B(参见图12)组成的机械阻尼器。类似的，有源震动隔离单元(图3中的第一震动隔离器16D)的结构包括震动控制单元43D和由空气阻尼器176D(参见图12)组成的机械阻尼器。

震动控制单元41A固定到处于纵向中心区的第一桥接元件47A的下表面，其中震动控制单元41A包括一个当作探测基础框架18在X轴方向和Y轴方向震动的震动传感器的加速度传感器41A₁(参见图14)和一个当作致动器的X/Y轴方向驱动音圈电机41A₂(参见图14)。类似地，震动控制单元41B固定到处于纵向中心区的第一桥接元件47B的下表面，其中震动控制单元41B包括一个当作探测基础框架18在X轴方向和Y轴方向震动的震动传感器的加速度传感器41B₁(参见图14)和一个当作致动器的X/Y轴方向驱动音圈电机41B₂(参见图14)。

另外，震动控制单元37A固定到处于纵向中心区的第一桥接元件47A的上表面，其中震动控制单元37A包括一个当作探测投影光学系统支撑元件26在Y轴方向震动的震动传感器的加速度传感器37A₁(参见图14)和一个当作致动器的Y轴方向驱动音圈电机37A₂(参见图14)。类似地，震动控制单元37B固定到处于纵向中心区的第一桥接元件47B的上表面，其中震动控制单元37B包括一个当作探测投影光学系统支撑元件26在Y轴方向震动的震动传感器的加速度传感器37B₁(参见图14)和一个当作致动器的Y轴方向驱动音圈电机37B₂(参见图14)。

如图12和图13B所示，该图是沿图12中H-H线的截面图，从上面看去，第二桥接元件45由一个具有大致正方形的框架元件组成，并且水平布置成相互连接四个第四支杆49A～49D的上端部分的状态。在第二桥接元件45下表面上的三个预定位置处，分别固定震动控制单元39A、39B和39C，其中震动控制单元39A、39B和39C分别包括充当探测第三支杆28A、28B和28C在Z方向上震动的震动传感器的加速度传感器(39A₁、39B₁和39C₁(参见图14))和充当致动器的Z轴方向驱动音圈电机(39A₂、39B₂和39C₂(参见图14))。从图12和13B可以明显看出，这些震动控制单元39A、39B和39C经每个第三支杆28A、28B和28C下端的凸出部分连接到投影光学系统支撑元件26，并且不仅可以控制投影光学系统支撑元件26的震动，而且可以控制十字丝细调台基座30在Z方向的震动。

构成震动控制单元39A、39B和39C的音圈电机39A₂、39B₂和39C₂也分别是构成前述第二震动隔离器24A、24B和24C的电磁阻尼器的音圈电机。即，在本实施例中，构成的有源震动隔离单元(图2中的第二震动隔离器24A)包括震动控制单元39A和由空气阻尼器178A(参见图12)组成的机械阻尼器。类似的，构成的有源震动隔离单元(图2中的第二震动隔离器24B)包括震动控制单元39B和由空气阻尼器178B(参见图12)组成的机械阻尼器。同样，构成的有源震动隔离单元(图3中的第二震动隔离器24C)包括震动控制单元39C和由空气阻尼器178C(参见图12)组成的机械阻尼器。

在本实施例中，图14中所示的控制器250根据加速度传感器43A₁～43D₁、41A₁和41B₁的输出计算基础框架18(第一框架ST1)在六个自由度方向上的震动，其中加速度传感器43A₁～43D₁、41A₁和41B₁分别构成震动控制单元43A～43D、41A和41B。并且，通过控制分别构成震动控制单元43A～43D、41A和41B的音圈电机43A₂～43D₂、41A₂和41B₂以及空气阻尼器176A～176D，控制器250用音圈电机支撑框架51作为基准控制基础框架18(第一框架ST1)在六个自由度方向的震动。另外，控制器250根据加速度传感器39A₁～39C₁、37A₁和37B₁的输出计算投影光学系统支撑元件26(第二框架ST2)在六个自由度方向上的震动，其中加速度传感器39A₁～39C₁、37A₁和37B₁分别构成震动控制单元39A～39C、37A和37B。并且，通过控制分别构成震动控制单元39A～39C、37A和37B的音圈电机39A₂～39C₂、37A₂和37B₂以及空气阻尼器178A～178C，控制器250用音圈电机支撑框架51作为基准控制投影光学系统支撑元件26(第二框架ST2)在六个自由度方向的震动。

为了简化说明，下面解释本实施例中有源震动隔离系统产生的震动控制效果，重点放在一个轴上，如Z轴方向的轴上。

在此情况下，音圈电机(VCM)的主要延迟控制响应传递函数G(S)由下列方程(1)确定：

G(S)＝2πv/(2πv+2πFj)            (1)

其中F是震动数，v是响应频率。

另外，当假设空气阻尼器为弹簧时，传递函数Q(S)可以表达成下列方程(2)：

Q(S)＝1/{-(2πF)²/(2πv)²+ζ×(2πF)j+1)    (2)

此处ζ是阻尼率。

因此，当对数减量为δ时，阻尼率ζ可以表达成下列方程(3)：

$\mathrm{\ζ}=\mathrm{\δ}/\sqrt{\{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(2\mathrm{\π}\right)}^2\}}---\left(3\right)$

对数减量δ可以表达成下列方程(4)：

δ＝LN(1/X)                   (4)

此处X是每个震动的阻尼因子。

当空气阻尼器与音圈电机(VCB)平行放置、并且根据空气阻尼器之上的加速度传感器的探测结果控制VCM时，可以考虑下列这些点(a～e)。实际上，根据位移传感器(位置传感器)的探测值控制DC量，但在这种情况下假设根据加速度传感器的探测值控制所有的量。

a.地面震动不影响空气阻尼器之上的加速度传感器；因此，探测由空气阻尼特性决定的震动值。

b.空气阻尼器为弹簧类型；因此有一个谐振点。当阻尼率ζ下降时谐振增强。

c.阻尼率ζ是阻尼因子(对数减量δ)的函数；因此，可以通过由VCM控制增大每次震动的阻尼因子X来抑制谐振。

d.用控制响应传递函数控制决定的阻尼因子(对数减量δ)重新计算阻尼率ζ，并且以进行主要延迟控制响应的控制为前提计算控制误差。

e.然后，以此方法比较当只用空气阻尼器(震动隔离器)的一个平台进行震动控制和用如本实施例中串联的空气阻尼器(震动隔离器)的两个平台进行震动控制时地面震动的效果。在此情况下，虽然出现由于耦合震动所致的谐振，但因为空气阻尼器去除高频震动的效果增强，所以可以获得抑制来自地面的背景震动的很好效果。这种效果尤其在地面刚度较低的地方更显著。

因此，如本实施例中，当晶片台被驱动时采用反作用框架向地面释放反作用力并且地面刚度的影响很大时，空气阻尼器(震动隔离器)的两个平台串连配置很有利。

接下来，参见图15A、15B和16简要描述维护以上述方式建立在主体柱BD中的晶片台面腔32内部的方法。

例如，在执行简单的维护如清洁晶片支架或取出晶片的情形中，服务工程师或操作者(以下统称“操作者”)首先在装置的侧向、即分别在+Y方向和-Y方向移动氦气供给装置132A和132B，如图15A所示。接下来，操作者从曝光装置10的背面卸下氦气供应管89A和89B，如图16中箭头J所示，然后在台面腔32内部执行维护操作，如清洁晶片支架，同时目视检查步骤。

另外，例如当对晶片台装置56上不能从开口91A和91B一侧(装置的后侧)到达的地方进行维护时，如调节晶片干涉仪的光轴时，卸下盖53A和53B，如图13中的箭头K所示。并且然后，操作者对晶片干涉仪进行光轴调节。

另外，当进行更重要的维护、如不能以上述方式处理的更换线性电机或卸下预校准机构时，操作者首先在-Y轴方向移动界面部分31和FOUP附加外壳141，如图15B所示。接下来，操作者卸下晶片负载腔61并将其移到+X侧(装置的前面)。然后，操作者从台面腔32上卸下用于释放反作用力的反作用杆88、90、96和98(参见图4)。在本实施例中，从整个装置的紧凑设计出发，在台面腔32建立于主体柱BD中之后把反作用杆连接到用于从台面腔32(和被遮挡的台面腔)的外部驱动晶片台的线性电机，并且把接收反作用杆的反作用力的反作用框架布置在装置的外部。因此，当对台面腔32中的台面支撑床等进行维护时，还卸下反作用框架以确保移动下半腔32B的空间。

然后操作者从装置的前侧(+X侧)卸下下半腔32B，并且进行重要的维护，如更换线性电机和卸下预校准机构。

如上所述，在本实施例中，可以不停止基片处理系统的工作而进行对曝光装置的维护，其中基片处理系统布置成与曝光装置相邻。

可以以上述方式执行维护的原因在于曝光装置10采用了这样一种结构，即基础框架18用四个支杆14A～14D支撑，与第一框架ST1的结构一样，固定台面腔32。即，特别是从防止基础框架中出现变形的观点出发，通常采用用三个支杆支撑基础框架的三点支撑结构。但是，当采用三点支撑结构时，支杆位于装置的后端(背面)。因此，从后端维护变得困难，并且可以进行维护的方向受到限制。另一方面，在本实施例中，四个支杆支撑基础框架18，使得能够对台面腔32进行线性操作。即，如前所述，可以通过简单地从装置的后侧卸下氦气供给装置132A和132B而容易地进行对晶片台装置56的维护。

另外，通过采用上述的四点支撑结构，可以把具有大立方体形状并装着晶片台WST1和WST2的台面腔32以高刚性的稳定方式固定。在此情况下，通过控制分布在四个地点的空气阻尼器的压强，在基础框架18中会发生扭曲，该扭曲大于发生在采用三点支撑结构时的扭曲。但是在本实施例中，把要求精确度的传感器(如校准系统ALG1和ALG2)都连接到具有三点支撑结构的投影光学系统支撑元件26和被投影光学系统支撑元件26的三点悬置支撑的传感柱34。因此，曝光精确度不会由于扭曲而降低，除非扭曲大到足以使构成晶片台56的晶片台基座64和晶片台WST1和WST2之间的间隙超过基础框架18中产生的允许值。

从到目前为止所作的说明明显看出，在本实施例中，投影光学系统支撑元件26、传感柱34和柱状支撑元件40A～40C构成一个第二主体。另外，基础框架18、第一震动隔离器16A～16D和第一支杆14A～14D构成一个支撑单元。

如前所述，对于本实施例所述的曝光装置10，支撑十字丝台RST和晶片台WST的第一框架ST1被第一震动隔离器16A～16D支撑在四个点处，并且固定投影光学系统PL的投影光学系统支撑元件26被三点支撑在基础框架18上，该三点与三个第二震动隔离器24A～24C不共线。因此，由第一震动隔离器16A～16C抑制从地面F传递到第一框架ST1的细微震动，而由第一框架ST1固定的台面的移动所致的震动受到抑制并且由于第二震动隔离器24A～24C而不会传递到投影光学系统支撑元件26。因此，可以有效地抑制在由投影光学系统支撑元件26支撑的投影光学系统PL中发生的震动。另外，因为投影光学系统支撑元件26被第二震动隔离器在三点支撑在第一框架ST1上，所以此结构不会导致被支撑的投影光学系统支撑元件26发生变形。因此，投影光学系统PL中几乎不会发生震动和倾斜，由此可以避免由于这些因素所致的投影图象的变坏，几乎没有失误。因此，高精度曝光成为可能，这反过来提高了作为最终产品的器件的产量。

另外，因为由第一震动隔离器16A～16D在四点支撑第一框架ST1，所以第一框架ST1和由第一框架ST1支撑的台面可以以高刚性的稳定方式支撑。另外，例如四个第一震动隔离器16A～16D可以分布在一个正方形的四个角上，与在三个点支撑第一框架ST1时相比，这样至少增加了一个可以对布置在第一框架ST1之下的空间中的元件进行维护操作的方向。因此，维护时的自由度增大，提高了可操作性，这反过来又可以减少维护所需的时间并提高装置的工作效率。结果，提高作为最终产品的器件的生产率成为可能。

另外，在本实施例中，因为干涉仪、自动聚焦传感器的圆柱状部分以及固定校准系统圆柱状部分的传感柱34由震动受到抑制的投影光学系统支撑元件26悬置支撑，所以可以最大限度地抑制震动对晶片位置探测精确度的影响、对标记探测精确度的影响以及曝光精确度的影响。

另外，在构成台面腔32的上半腔32A中形成圆形开口32Aa，其中在台面腔32中形成有一个装着晶片台WST1的空间，由第二框架ST2固定在象平面一侧上的投影光学系统PL的元件可以从圆形开口32Aa插入。另外，挠性波纹管131连接上半腔32A中圆形开口32Aa的周边部分和投影光学系统PL的圆周部分，并且将气密状态的空间SS的内部与外界空气隔开。因此，可以以简单的方式连接投影光学系统PL和台面腔32，同时可以使投影光学系统和晶片腔(空间SS)二者的内部做成与外界密封的状态。这避免了外界空气和尘埃等混入到照明光IL的光路中或从投影光学系统PL进入晶片，并且允许在空间SS中维护清洁度(在某些情况下包括化学清洁度)。因此，可以抑制由于杂质对照明光IL的吸收所致的透射率下降，并且可以长时间以高精度曝光。另外，由于晶片台WST的移动而产生的台面腔的震动几乎全被挠性波纹管131的膨胀/收缩和变形吸收，因此震动几乎不影响由第二框架ST2固定的投影光学系统PL。因此，可以长时间的以高精度曝光(把十字丝图案转印到晶片上)，这也提高了作为最终产品的器件的产量。

另外，在本实施例中，构成各类探测系统的圆筒部分布置在空间SS中，它由诸如台面腔32这类元件形成，而传感头部分布置在空间SS的外部，在隔离空间SS的内部与外部的玻璃片另一侧。因此，因为只把需要调节的传感头部分布置在空间的外部，所以可以很容易的进行各类探测系统的调节。

另外，第一框架ST1悬置支撑台面腔32，象平面上投影光学系统PL的元件插入在该腔中，并且在腔32中形成装晶片台WST的空间SS。用于把驱动晶片台WST1所致的反作用力传递到地面的反作用杆88、90、96和98也连接到台面腔32。即，台面腔32由第一框架ST1悬置支撑，并且由驱动台面腔32内的晶片台WST1和WST2所致的反作用力经反作用杆传递到地面。因此，震动等几乎根本传递不到台面腔32，因此，经台面腔32传递到投影光学系统PL的震动得到抑制。即，即使投影光学系统PL的一部分位于密封腔内，也可以减小因震动产生的对曝光精度的不利影响。结果，曝光精度可以提高，这使得可以提高作为最终产品的器件的产量，并且可以提高生产率。

另外，在本实施例中，因为至少把用于测量晶片台WST1和WST2位置的一部分干涉仪82和84布置成伸到台面腔32外部的状态，并且周围用盖53A和53B覆盖，所以台面腔主体32’的大小可以最大限度的减小，同时维持台面腔32内的气密性。因此，可以减小整个曝光装置的占地面积。

另外，对于本实施例中的基片处理系统200，可以移动位于曝光装置10和基片处理器33之间的界面部分31，并且在维护操作期间还可以把台面腔32从构成主体腔152内的曝光装置主体10A的第一框架ST1拉入到曝光装置10和基片处理器33之间的空间中。因此，当在台面腔32内执行维护操作时可以利用曝光装置10和基片处理器33之间的空间。即，因为在布置有多个基片处理系统的工厂中可以不必停止相邻基片处理器的工作而执行对单个基片处理系统的维护操作，所以可以提高作为最终产品的器件的生产率。

在上述实施例中，布置晶片台装置的台面腔32从基础框架18悬置支撑，但本发明并不局限于这种结构，例如，台面腔可以经震动隔离器安置在地面F上，代替悬置支撑。

在上述实施例中，因为采用这样的布局，即投影光学系统PL的内部完全与台面腔32的内部隔开，所以可以用不同的气体净化投影光学系统PL的内部和台面腔32的内部(换言之，内部气体用纯净气体替换)，但是事实上，可以用相同的气体净化每个内部空间。

《第二实施例》

接下来，参见图17A和18描述本发明的第二实施例。对与第一实施例中相同或等同的结构和部件采用相同的标号表示，并且在此简化或完全省去对它们的描述。

在第二实施例中，取代在第一实施例中所述的设置在投影光学系统PL下端上的密封机构85，将图17A所示的密封机构85’设置为密封机构。其它部分与第一实施例相同。

在密封机构85’中，阻挡环79经耦合器23A～23C(图中未示出布置在纸面深度方向的耦合器23C)连接到凸伸部分21A、21B和21C(图中未示出分布在纸面深度方向的凸伸部分21C)，其中阻挡环79在接近其圆周部分成大约120度角度的三点从下面支撑一个当作透镜的第一透镜，凸伸部分21A，21B和21C以大约120度的角度设置在投影光学系统PL的筒部的下端，三个耦合器在Z方向有较低的刚度，在XY平面方向有较高的刚度。

更具体的说，如图17A所示，第一透镜77经充当密封元件的O形环191安置在阻挡环79的上表面，并且由阻挡器17A、17B和17C在三点从上施压(图中未示出布置在纸面深度方向的阻挡器17C)，与上述实施例类似。

如图18的放大透视图所示，耦合器23A有一个矩形安置元件180和一个经连接元件182连接到垂直于安置元件180纵向方向的一端的畸变防止弯曲部分184。在安置元件180纵向两端周围的区域上分别形成圆孔180a和180b。畸变防止弯曲部分184由具有图18所示形状的金属元件制成，它具有在Z轴方向刚度较低、而在XY平面方向刚度较高的特性。另外，在畸变防止弯曲部分184纵向的两端周围的区域上分别形成用于连接的圆孔184a和184b。其它的耦合器23B和23C也具有与耦合器23A类似的结构。

在图17A中，分别形成耦合器23A～23C的安置元件180分布在阻挡器17A、17B和17C的外侧。整个形状为环形并且截面为字母S形的第一波纹管固定元件15A位于安置元件180的上侧，用阻挡环79卡紧耦合器23A～23C。并且，第一波纹管固定元件15和安置元件180经形成在第一波纹管固定元件15中的圆孔(未示出)和圆孔180a和180b拧到阻挡环79。在此情况下，形成在挠性波纹管13下端外围上的用作第三连接元件的凸缘部分经垂直分布的O形环卡在第一波纹管固定元件15A和第一透镜77之间。

分别构成耦合器23A～23C的畸变防止弯曲部分184用垂直移动驱动螺钉19经用于连接的圆孔184a和184b从下面固定到以大约120度的角度设置于投影光学系统下端的凸伸部分21A、21B和21C。

在第一波纹管固定元件15A之上，垂直倒转地布置一个第二波纹管固定元件15B，该元件具有与第一波纹管固定元件15A类似的形状但尺寸小于第一波纹管固定元件15A。第二波纹管固定元件15B布置在投影光学系统PL的圆筒的下表面。在此情况下，形成在挠性波纹管13上端周边的凸缘部分经垂直布置的O形环191卡在第二波纹管固定元件15B和投影光学系统PL之间。

如前所述，阻挡环79和第一波纹管固定元件15A构成一个固定框架，而阻挡环79、第一波纹管固定元件15A和第一透镜77构成一个倾斜驱动部分。

通过采用以上述方式构成的密封机构85’，可以通过轻度紧固或放松垂直移动驱动螺钉19驱动第一透镜77的倾斜，这样固定包括畸变防止弯曲部分的耦合器23A～23C。通过使第一透镜77倾斜驱动，可以校正投影光学系统PL的象散。另外，即使以此方式驱动第一透镜77的倾斜，也由于诸如挠性波纹管13的部件而得以维持投影光学系统PL内部的气密性。因此，例如即使投影光学系统PL的内部用氮气净化，并且投影光学系统PL的外部、即台面腔32内部的空间SS用氦气净化，也可以避免两个空间之间的气体流动，几乎没有失误。在此情况下，把作为测量晶片台位置的测量基准的固定反射镜固定到布置在氦气环境的空间SS中的阻挡环79，因此，气体波动量很低，允许以很高的精度执行晶片台的位置测量。

《第三实施例》

接下来，参见图17B描述本发明的第三实施例。与第一和第二实施例中相同或等同的结构和部件采用相同的标号表示，并且在此简化或完全省去对它们的描述。

在第三实施例中，取代在第一实施例中所述的设置在投影光学系统PL下端上的密封机构85，将图17B所示的密封机构85”设置为密封机构。其它部分与第一实施例相同。

在密封机构85”中，如前所述，第一透镜77(最接近象平面)布置在投影光学系统PL的下面。并且类似于密封机构85’，第一透镜77由连接到凸伸部分21A、21B和21C(图中未示出布置在纸面深度方向的凸伸部分21C)的阻挡环79从下面支撑，而阻挡环79经耦合器23A～23C(图中未示出布置在纸面深度方向的耦合器23C)连接到设置在投影光学系统PL圆筒部分的下端上的凸伸部分21A、21B和21C。

在此情况下，第一透镜77放置在三个支撑件13A、13B和13C(图中未示出分布在纸面深度方向的支撑件13C)上，而三个支撑件以大约120度的角度设置在阻挡环79开口的周边，并且在三个点处用具有片弹簧的紧固件102A、102B和102C从上面对第一透镜77施压，而三个紧固件分布在对应于支撑件13A、13B和13C的位置。另外，在阻挡环79的支撑件13A、13B和13C内部(接近开口)的一个位置上形成一个环形凸伸104，并且在凸伸104和第一透镜77之间的空间中使用一个可以用在化学清洁状态中的前述粘性元件(如氟油脂)。

另外，通过一个O形环把第一阶梯形圆环106A安置到阻挡环79的上表面，并将第一阶梯形圆环106A从下固定到阻挡环79。另外，与第一阶梯形圆环106A相对地布置一个第二阶梯形圆环106B并经O形环将其用螺丝固定到投影光学系统PL的圆筒，该第二阶梯形圆环的整体形状是一个圆环，并且与第一阶梯形圆环106A垂直对称。

另外，从第一阶梯形圆环106A和第二阶梯形圆环106B的外侧把环形波纹管固定元件108A和108B拧到每个阶梯形圆环106A和106B，并且经O形环把波纹管110卡在第一阶梯形圆环106A和波纹管固定元件108A之间以及卡在第二阶梯形圆环106B和波纹管固定元件108B之间。

在第三实施例中通过采用这种密封机构85”，可以获得与上述第二实施例相同的效果。

在第一、第二和第三实施例中，为了在晶片台装置56的周边形成一个氦气净化空间SS，采用用挠性波纹管131结合投影光学系统PL的第一透镜77(更精确的说，位于第一透镜77之上的环形凸伸部分71)与上半腔32A的方法，如图9所示。但是，本发明并不局限于此，并且例如可以采用如图19所示的布局。在此布局中，投影光学系统PL’的内部也用氦气净化，象台面腔32的内部一样。类似于上述实施例中的投影光学系统PL，把投影光学系统PL’组装到主体柱BD中，处于分别插入到形成于投影光学系统支撑元件26、上半腔32A和传感柱34中的开口26a、32Aa和34Aa中的状态。另外，在投影光学系统PL’中，挠性波纹管57’设置成围绕其周边并连接投影光学系统支撑元件26和上半腔32A的状态。另外，净化盖29布置在投影光学系统PL’的凸缘FLG’之上，处于覆盖投影光学系统PL’上半部的状态。净化盖29经O形环通过螺钉固定到投影光学系统支撑元件26。另外，净化玻璃片27经双O形环安置到净化盖29的上端部。在此情况下，由双O形环、净化玻璃片27和净化盖29封闭的空间中的气体被真空泵经排气管25抽真空。这样在该空间的内部形成一个真空状态，并且净化玻璃片27固定到净化盖29上，因此，气体(氦气)不会从净化玻璃片27和净化盖29之间流出。

通过采用这种布局，可以不用螺钉而把净化玻璃片27固定到净化盖29，因此，可以抑制玻璃表面的变形，并且可以抑制对曝光精度的影响。另外，在此情况下，因为投影光学系统PL’的内部也被具有高导热性和高冷却效果的氦气净化，所以可以抑制投影光学系统的透镜组中的透镜由于激光束辐射所致的温度升高，这在使用ArF准分子激光器或F₂激光器作为光源时尤其有效。

在调节投影光学系统PL’的情况下，通过打开设置在净化盖29中的调节窗(未示出)进行调节。

可以用挠性波纹管代替净化盖29。

在上述每个实施例中，描述了把双台面型晶片台装置用作装在台面腔中的晶片台装置的情形，但是本发明不局限于此，采用的晶片台装置可以上一种单台面型。

另外，在上述每个实施例中，描述了本发明应用在基于步进扫描法的扫描曝光装置的情形，但是事实上，本发明的范围不限于此。即，本发明也适用于基于连拍法的缩放投影曝光装置。

本发明曝光装置的用途不仅限于用于制造半导体器件的曝光装置。例如本发明可以广泛地应用到在制造液晶显示器时把液晶显示器图案转印到正方形玻璃片的曝光装置，或是制造薄膜磁头、微型机器和DNA芯片等时使用的曝光装置。另外，本发明不仅限于用于制造微器件如半导体的曝光装置，而且在制造用于电子束曝光装置中的十字丝或掩膜时，还可以应用到光学曝光装置、EUV曝光装置、X射线曝光装置和用于把电路图案转印到玻璃基片和硅片上的曝光装置。

另外，上述实施例中的曝光装置的光源不限于紫外光源，如F2激光光源、ArF准分子光源或KrF准分子光源，而且也可以采用发射如g线(波长：436nm)或i线(波长：365nm)的射线的超高压汞灯。

另外，可以把一个谐波用作曝光的照明光，该谐波通过用掺有铒(或铒和镱)的光纤放大器放大一个从DFB半导体激光器或光纤激光器发出的红外或可见范围的单波长激光束并利用非线性光学晶体把该波长转变呈紫外光而获得。另外，投影光学系统的放大率不仅限于缩放系统，而且也可以是一个等同的放大或扩大的放大。

半导体器件通过下列步骤制造：设计器件的功能和性能的步骤；根据设计步骤制造十字丝的步骤；由硅材料制造晶片的步骤；利用上述实施例的曝光装置把十字丝图案转印到晶片上的步骤；组装器件(包括切割、粘结及封装过程)的步骤；检验步骤等。下面是对器件制造方法的详细描述。

《器件制造方法》

图20是制造器件(半导体芯片，如IC或LSI，液晶板，CCD，薄磁头，微型机器等)实例的流程图。如图20所示，在步骤301(设计步骤)中，设计器件(如半导体器件的电路设计)的功能/性能并设计实施该功能的图案。在步骤302(掩膜制造步骤)中，制造其上形成设计的电路图案的掩膜。在步骤303(晶片制造步骤)中，利用硅材料等制造晶片。

在步骤304(晶片处理步骤)中，通过使用在步骤301～303中制备的掩膜和晶片进行光刻而在晶片上形成实际电路等，如前所述。接下来，在步骤305(器件组装步骤)中，利用在步骤304中处理的晶片组装一个器件。如果需要，步骤305包括切割、粘结和封装(芯片封装)。

最后，在步骤306(检验步骤)，对在步骤305制备的器件进行操作、耐用性等测试。这些步骤之后，器件即完工并装运。

图21是在制造半导体器件的情况下上述步骤304详细实例的流程图。参见图21，在步骤311(氧化步骤)中氧化晶片的表面。在步骤312(CVD步骤)中，在晶片的表面上形成一个绝缘膜。在步骤313(电极形成步骤)中，通过蒸发沉积在晶片上形成一个电极。在步骤314(离子置入步骤)中，把离子置入到晶片中。上述的步骤311～314构成晶片处理中各个步骤的预处理，并且是根据各个步骤中所需的处理选择执行的。

当在晶片过程中的各个步骤中完成以上预处理时，以下列方式执行后处理。在后处理中，首先在步骤315(抗蚀剂形成步骤)中，用光敏剂涂覆晶片。接下来，在步骤316中，通过上述实施例中所述的曝光装置把掩膜上的电路图案转印到晶片上。然后，在步骤317(显影步骤)中，对曝光的晶片显影。在步骤318(蚀刻步骤)中，通过蚀刻去除保留抗蚀剂的区域以外的其它区域的曝光元件。最后，在步骤319(抗蚀剂去除步骤)中，当蚀刻完成时，去除不再需要的抗蚀剂。

通过反复执行这些预处理和后处理步骤，在晶片上形成多个电路图案。

在使用本实施例中所述的器件制造方法时，因为上述实施例中的曝光装置10被用于曝光过程(步骤316)，所以可以精确的把一个图案转印到晶片上，这产生具有高生产率(包括产量)的高集成度微器件。

工业实用性

如上所述，本发明涉及的曝光装置、基片处理系统和器件制造方法适于制造微器件。

Claims (28)

1.一种通过投影光学系统把形成在掩膜上的图案转印到基片上的曝光装置，所述曝光装置包括：

一个固定掩膜的掩膜台；

一个固定基片的基片台；

一个至少支撑掩膜台和基片台其中之一的第一主体单元；

四个第一震动隔离器，在四个点处支撑第一主体单元并在第一主体单元中隔离震动；

支撑投影光学系统的第二主体单元；和

三个第二震动隔离器，在第一主体单元上不同直线上的三个点处支撑第二主体单元并在第二主体单元中隔离震动。

2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于四个第一震动隔离器在正方形的每个角处支撑第一主体单元。

3.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于每个第二震动隔离器是一种包括致动器的有源震动隔离器。

4.如权利要求3所述的曝光装置，其特征在于设置在第二主体单元中的是

干涉仪、位置探测器和标记探测系统中的至少一个，其中干涉仪用于测量至少一个台面的位置，位置探测器至少测量基片在投影光学系统光轴方向的位置和倾斜，标记探测系统探测标记在基片上的位置，和

探测第二主体单元中的震动的震动传感器，并且曝光装置还包括：

一个控制器，通过根据震动传感器的输出控制致动器而进行第二主体单元的姿态控制。

5.如权利要求4所述的曝光装置，其特征在于控制器在三个自由度方向、在投影光学系统的光轴方向以及在垂直于光轴的平面内绕两个正交轴旋转的方向上进行姿态控制。

6.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于第二主体单元通过动态支撑机构在三个点支撑投影光学系统。

7.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于第一主体单元固定掩膜台。

8.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于

曝光装置有做为基片台的固定第一基片的第一基片台和固定第二基片的第二基片台，和

第一主体单元固定第一基片台和第二基片台。

9.一种通过投影光学系统把形成在掩模上的图案转印到基片上的曝光装置，所述曝光装置包括：

一个固定投影光学系统的光学系统固定单元；

一个台面腔，在腔的内部形成一个基片腔和一个第一开口，基片腔内装着一个用于固定基片的基片台，在第一开口中可以插入投影光学系统的象平面一侧的元件；和

一个第一连接元件，该元件把台面腔第一开口的周围部分连接到投影光学系统的圆周部分，同时以密封状态将基片腔的内部与外部空气隔绝，第一连接元件具有挠性。

10.如权利要求9所述的曝光装置，其特征在于第一连接元件是一个挠性波纹管。

11.如权利要求9所述的曝光装置，其特征在于基片腔的内部至少用惰性气体和氮气中的一种填充。

12.如权利要求9所述的曝光装置，其特征在于

在台面腔中还形成第二开口，和

光学系统固定单元有一个形成在与第二开口相对位置处的第三开口和一个固定投影光学系统的固定元件，并且曝光装置还包括：

一个第二连接元件，在第二开口和与第二开口相对的第三开口的周围部分将台面腔和固定元件以与外界空气隔绝的密封状态连接，第二连接元件具有挠性；

一个探测系统，探测基片和基片上的标记中的至少一个的位置信息，探测系统有一个插在由第二开口、第三开口和第二连接元件形成的空间中的圆筒部分和与圆筒部分分开的传感头部分；和

一个玻璃片，将所述空间的内部与外部隔开，玻璃片固定到台面腔反面上的固定元件表面。

13.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于第二连接元件是一个挠性波纹管。

14.如权利要求12所述的曝光装置，其特征在于密封元件密封玻璃片和固定元件之间的空间。

15.如权利要求14所述的曝光装置，其特征在于密封元件是一种符合化学清洁要求的O形环或粘性元件。

16.如权利要求9所述的曝光装置，其特征在于

投影光学系统有一个倾斜驱动部分和一个固定部分，其中倾斜驱动部分包括一个最接近象平面一侧放置的可驱动的倾斜透镜，固定部分整体地固定到光学系统固定单元，和

倾斜驱动部分和固定部分用一个连接元件连接，连接元件具有挠性。

17.如权利要求16所述的曝光装置，其特征在于

倾斜部分具有透镜和固定透镜的固定框架，和

密封元件密封透镜和固定框架之间的空间。

18.如权利要求17所述的曝光装置，其特征在于密封元件是一种符合化学清洁要求的O形环或粘性元件。

19.如权利要求9所述的曝光装置，其特征在于曝光装置还包括一个吹气部分，吹动台面腔内基片腔中的惰性气体，吹气部分可拆卸地连接到台面腔。

20.如权利要求9所述的曝光装置，其特征在于

曝光装置还包括一个经震动隔离器支撑光学固定单元的支撑单元，由此

支撑单元悬置支撑台面腔。

21.一种通过投影光学系统把形成在掩模上的图案转印到基片上的曝光装置，曝光装置包括：

一个台面腔，其中可插入在投影光学系统的象平面一侧的元件，并且在其内部形成一个装基片台的密封腔，基片台用于固定基片；

悬置支撑台面腔的第一主体单元；和

反作用杆，用于吸收驱动基片台时产生的反作用力，反作用杆的一端连接到台面腔。

22.如权利要求21所述的曝光装置，其特征在于曝光装置还包括一个固定到地面的反作用框架，反作用框架连接到反作用杆的另一端。

23.如权利要求21所述的曝光装置，其特征在于

台面腔有一个装基片台的腔主体，其中在腔主体侧面的至少一侧上形成一个开口部分，台面腔还有一个覆盖开口部分的盖，盖伸出到腔主体的外部，和

测量基片台位置的干涉仪的至少一部分布置在盖的内部空间。

24.如权利要求23所述的曝光装置，其特征在于

用作基片台的第一基片台和第二基片台装在腔主体内，其中在腔主体侧面的一侧及另一侧上分别形成开口部分，

盖对应于两个开口部分分布为二，和

分别用于测量第一和第二基片台位置的两个干涉仪的至少一部分分别布置在每个盖的内部。

25.如权利要求23所述的曝光装置，其特征在于曝光装置还包括：

一个固定投影光学系统的第二主体单元，该第二主体单元经震动隔离器安置在第一主体单元上；和

一个传感柱，悬置支撑第二主体单元，同时至少固定布置于台面腔内部的干涉仪，和

传感柱在垂直于腔主体形成有开口部分的侧面的方向上的长度可以设置得大于腔主体。

26.一种通过投影光学系统把形成在掩膜上的图案转印到基片上的曝光装置，该曝光装置包括：

一个台面腔，在其内部形成一个装基片台的基片腔和一个第一开口，其中基片台固定基片，在第一开口中可以插入投影光学系统的象平面一侧上的元件；和

光学系统固定单元，其中第二开口形成在与第一开口相对的位置，光学系统固定单元具有一个用于固定投影光学系统的固定元件；

一个连接元件，把台面腔第一开口的周围部分连接到固定元件的第二开口；

一个盖，覆盖投影光学系统物体表面一侧上的圆周部分，盖的一端连接到与台面腔相对的固定元件的表面；

一个平面玻璃，通过双层结构的O形环安置在盖的开口边缘表面；和

一个排气管，排出由双层结构的O形环、平面玻璃和盖围合的环形空间内部的气体，排气管经盖连接到该空间。

27.一种包括光刻过程的器件制造方法，其特征在于在光刻过程中，利用权利要求1～26中任一所述的曝光装置进行曝光。

28.一种对基片进行预处理的基片处理系统，基片处理系统包括：

一个曝光装置，该曝光装置包括一个通过曝光而在基片上形成预定图案的曝光装置主体和一个几乎整个装着曝光装置主体的总腔，其中曝光装置主体具有一个装有固定基片的基片台的台面腔和一个可拆卸地悬置支撑台面腔的主体单元；

一个基片处理器，对基片至少执行抗蚀剂涂覆和显影中的一项操作；和

一个串连连接总腔和基片处理器的界面部分，界面部分可以自由地与总腔和基片处理器拆开，基片载运系统装在内部。

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