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JP2003133204A - Stage apparatus and exposure apparatus - Google Patents

Stage apparatus and exposure apparatus

Info

Publication number
JP2003133204A
JP2003133204A JP2001325416A JP2001325416A JP2003133204A JP 2003133204 A JP2003133204 A JP 2003133204A JP 2001325416 A JP2001325416 A JP 2001325416A JP 2001325416 A JP2001325416 A JP 2001325416A JP 2003133204 A JP2003133204 A JP 2003133204A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
stator
movement
exposure
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001325416A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Tanaka
慶一 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2001325416A priority Critical patent/JP2003133204A/en
Publication of JP2003133204A publication Critical patent/JP2003133204A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the position controllability of a stage body by eliminating an effect of a reaction force brought by movement even when the stage body moves in a plurality of directions. SOLUTION: First and second stators are disposed such that the first stator is moved by a reaction force caused by movements of the stage bodies 14A and 14B in a first direction, and the first and second stators are moved by a reaction force caused by the movements of the stage bodies 14A and 14B in a second direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板を保持するス
テージ本体が複数の方向に移動するステージ装置、およ
びこのステージ装置に保持されたマスクと基板とを用い
て露光処理を行う露光装置に関し、特に半導体集積回路
や液晶ディスプレイ等のデバイスを製造する際に、リソ
グラフィ工程で用いて好適なステージ装置および露光装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage apparatus in which a stage main body holding a substrate moves in a plurality of directions, and an exposure apparatus which performs an exposure process using a mask and a substrate held by the stage apparatus. In particular, the present invention relates to a stage apparatus and an exposure apparatus suitable for use in a lithography process when manufacturing devices such as semiconductor integrated circuits and liquid crystal displays.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体デバイスの製造工程の
1つであるリソグラフィ工程においては、マスク又はレ
チクル(以下、レチクルと称する)に形成された回路パ
ターンをレジスト(感光剤)が塗布されたウエハ又はガ
ラスプレート等の基板上に転写する種々の露光装置が用
いられている。例えば、半導体デバイス用の露光装置と
しては、近年における集積回路の高集積化に伴うパター
ンの最小線幅(デバイスルール)の微細化に応じて、レ
チクルのパターンを投影光学系を用いてウエハ上に縮小
転写する縮小投影露光装置が主として用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process, which is one of manufacturing processes of semiconductor devices, a wafer to which a circuit pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter referred to as a reticle) is coated with a resist (photosensitive agent). Alternatively, various exposure apparatuses that transfer onto a substrate such as a glass plate are used. For example, as an exposure apparatus for a semiconductor device, a reticle pattern is formed on a wafer by using a projection optical system according to the miniaturization of the minimum line width (device rule) of the pattern accompanying the recent high integration of integrated circuits. A reduction projection exposure apparatus that performs reduction transfer is mainly used.

【0003】この縮小投影露光装置としては、レチクル
のパターンをウエハ上の複数のショット領域(露光領
域)に順次転写するステップ・アンド・リピート方式の
静止露光型の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)
や、このステッパを改良したもので、特開平8−166
043号公報等に開示されるようなレチクルとウエハと
を一次元方向に同期移動してレチクルパターンをウエハ
上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキ
ャン方式の走査露光型の露光装置(いわゆるスキャニン
グ・ステッパ)が知られている。
This reduction projection exposure apparatus is a step-and-repeat static exposure reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) for sequentially transferring a reticle pattern onto a plurality of shot areas (exposure areas) on a wafer.
Or an improved version of this stepper.
No. 043 publication and the like, a reticle and a wafer are synchronously moved in a one-dimensional direction to transfer a reticle pattern to each shot area on the wafer. A step-and-scan type scanning exposure type exposure apparatus (so-called Scanning stepper) is known.

【0004】これらの縮小投影露光装置においては、ス
テージ装置として、床面に先ず装置の基準になるベース
プレートが設置され、その上に床振動を遮断するための
防振台を介してレチクルステージ、ウエハステージおよ
び投影光学系(投影レンズ)等を支持する本体コラムが
載置されたものが多く用いられている。最近のステージ
装置では、前記防振台として、内圧が制御可能なエアマ
ウント、ボイスコイルモータ等のアクチュエータを備
え、本体コラム(メインフレーム)に取り付けられた、
例えば6個の加速度計の計測値に基づいて前記ボイスコ
イルモータ等を制御することにより本体コラムの振動を
制御するアクティブ防振台が採用されている。
In these reduction projection exposure apparatuses, as a stage device, a base plate serving as a reference of the device is first installed on the floor surface, and a reticle stage and a wafer are mounted on the base plate via a vibration isolation table for blocking floor vibration. A main body column that supports a stage, a projection optical system (projection lens), and the like is often used. In a recent stage device, an air mount whose internal pressure is controllable, an actuator such as a voice coil motor, and the like are attached to the main body column (main frame) as the vibration isolation table.
For example, an active anti-vibration stand is used that controls the vibration of the main body column by controlling the voice coil motor and the like based on the measured values of six accelerometers.

【0005】ところが、上記のステッパ等では、ウエハ
上のあるショット領域に対する露光の後、他のショット
領域に対して順次露光を繰り返すものであるから、ウエ
ハステージ(ステッパの場合)、あるいはレチクルステ
ージおよびウエハステージ(スキャニング・ステッパの
場合)の加速、減速運動によって生じる反力が本体コラ
ムの振動要因となって、投影光学系とウエハ等との相対
位置誤差を生じさせるという不都合があった。
However, in the above stepper or the like, after exposing a certain shot area on the wafer, the other shot areas are successively exposed, so that the wafer stage (in the case of a stepper) or the reticle stage and The reaction force generated by the acceleration and deceleration movements of the wafer stage (in the case of a scanning stepper) causes a vibration of the main body column, which causes a relative position error between the projection optical system and the wafer.

【0006】アライメント時や露光時における上記相対
位置誤差は、結果的にウエハ上で設計値と異なる位置に
パターンが転写されたり、その位置誤差に振動成分を含
む場合には像ボケ(パターン線幅の増大)を招いたりす
る原因になるという不都合があった。
The above-mentioned relative position error at the time of alignment or exposure causes image blur (pattern line width) when a pattern is transferred to a position different from the design value on the wafer or the position error includes a vibration component. However, there is an inconvenience that it may cause an increase in

【0007】従って、係る不都合を抑制するためには、
上記のアクティブ防振台等により本体コラムの振動を十
分に減衰させる必要がある。例えばステッパの場合に
は、ウエハステージが所望の位置に位置決めされ十分に
整定されるのを待ってアライメント動作や露光動作を開
始する必要がある。また、スキャニング・ステッパの場
合には、レチクルステージとウエハステージとの同期整
定を十分に確保した状態で露光を行う必要があった。こ
のため、スループット(生産性)を悪化させる要因とな
っていた。
Therefore, in order to suppress such inconvenience,
It is necessary to sufficiently damp the vibration of the main body column using the above-mentioned active vibration isolation table or the like. For example, in the case of a stepper, it is necessary to wait for the wafer stage to be positioned at a desired position and be sufficiently settled before starting the alignment operation and the exposure operation. Further, in the case of a scanning stepper, it is necessary to perform exposure with a sufficient synchronization settling between the reticle stage and the wafer stage being ensured. Therefore, it has been a factor of deteriorating the throughput (productivity).

【0008】そこで、このような不都合を改善するもの
として、例えば特開平8−166475号公報等に記載
されるように、ウエハステージの移動により発生する反
力をフレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がす
発明や、例えば特開平8−330224号公報等に記載
されるように、レチクルステージの移動により発生する
反力をフレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃が
す発明が知られている。
In order to improve such inconvenience, the reaction force generated by the movement of the wafer stage is mechanically floored by using a frame member, as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-166475. There is an invention of releasing to the ground (ground) or an invention of mechanically releasing the reaction force generated by the movement of the reticle stage to the floor (ground) by using a frame member, as described in, for example, JP-A-8-330224. Are known.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のステージ装置および露光装置には、以下
のような問題が存在する。近年におけるレチクルやウエ
ハの大型化に伴い、両ステージが大型化し、上記特開平
8−166475号公報や特開平8−330224号公
報に記載された発明を用いても、フレーム部材を伝わっ
て床側に逃げる反力に起因してフレーム部材自身が振動
したり、床に逃げた反力が防振台を介して投影光学系を
保持する本体コラム(メインボディ)に伝わってこれを
加振する、いわゆる揺れ返しが生じる虞がある。そのた
め、スループットをある程度確保しつつ高精度な露光を
行うことは困難になっている。
However, the conventional stage apparatus and exposure apparatus as described above have the following problems. With the recent increase in the size of reticles and wafers, both stages have increased in size, and even when the inventions described in JP-A-8-166475 and JP-A-8-330224 are used, the floor side is transmitted through the frame member. The frame member itself vibrates due to the reaction force that escapes to, or the reaction force that escapes to the floor is transmitted to the main body column (main body) that holds the projection optical system via the vibration isolation table and vibrates it. So-called swinging back may occur. Therefore, it is difficult to perform high-precision exposure while ensuring throughput to some extent.

【0010】そこで、例えば特開平8−63231号公
報には、ベース上に浮揚支持されるステージ本体と駆動
フレームとを設け、ステージ本体の前進移動に伴う反力
で駆動フレームが後退する技術が開示されている。この
技術によれば、ステージ本体と駆動フレームとの間に運
動量保存の法則が働き、ベース上における装置の重心の
位置が維持されるため、フレーム部材への振動の影響を
小さくすることができる。ところが、上記のステッパや
スキャニング・ステッパはステージがX方向およびY方
向の二方向に移動するため、一方向の移動に関しては駆
動フレームが移動して反力の影響を除去できても、他の
一方向の移動に関しては反力の影響を排除することがで
きない。
Therefore, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-63231 discloses a technique in which a stage main body which is floated and supported on a base and a drive frame are provided, and the drive frame is retracted by a reaction force accompanying the forward movement of the stage main body. Has been done. According to this technique, the law of conservation of momentum acts between the stage body and the drive frame, and the position of the center of gravity of the device on the base is maintained, so that the influence of vibration on the frame member can be reduced. However, in the above stepper and scanning stepper, the stage moves in two directions of the X direction and the Y direction. Therefore, with respect to the movement in one direction, even if the drive frame moves and the influence of the reaction force can be removed, The influence of the reaction force cannot be excluded with respect to the movement in the direction.

【0011】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、ステージ本体が複数の方向に移動する場合
であっても、移動に伴う反力の影響を排除してステージ
本体の位置制御性を向上させるステージ装置、および位
置制御性に優れたステージ装置により高精度な露光を行
うことができる露光装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above points, and even when the stage body moves in a plurality of directions, the influence of the reaction force due to the movement is eliminated to eliminate the influence of the stage body. It is an object of the present invention to provide a stage device that improves position controllability, and an exposure device that can perform highly accurate exposure using a stage device that has excellent position controllability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図1ないし図5に対応
付けした以下の構成を採用している。本発明のステージ
装置は、第1方向(X軸方向)および第1方向(X軸方
向)とは異なる第2方向(Y軸方向)に移動するステー
ジ本体(14A、14B)を有するステージ装置(WS
T)において、第1可動子(24A、24B)と第1固
定子(25)とを有し、ステージ本体(14A、14
B)を第1方向(X軸方向)に駆動する第1駆動装置
(22A、22B)と、第2可動子(21b)と第2固
定子(21a)とを有し、ステージ本体(14A、14
B)を第2方向(Y軸方向)に駆動する第2駆動装置
(21A、21B)とを備え、ステージ本体(14A、
14B)の第1方向(X軸方向)への移動により発生す
る反力により第1固定子(25)を移動させるととも
に、ステージ本体(14A、14B)の第2方向(Y軸
方向)への移動により発生する反力により第1固定子
(25)と第2固定子(21a)とを移動させるよう
に、第1固定子(25)と第2固定子(21a)とを配
置したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations associated with FIGS. 1 to 5 showing an embodiment. The stage device of the present invention has a stage device (14A, 14B) that moves in a first direction (X axis direction) and a second direction (Y axis direction) different from the first direction (X axis direction) ( WS
In (T), the stage main body (14A, 14) has the first mover (24A, 24B) and the first stator (25).
B) has a first drive device (22A, 22B) for driving in the first direction (X-axis direction), a second mover (21b) and a second stator (21a), and has a stage body (14A, 14
B) is driven in the second direction (Y-axis direction) with a second drive device (21A, 21B), and the stage body (14A,
14B) moves the first stator (25) by the reaction force generated by the movement of the stage main body (14A, 14B) in the second direction (Y-axis direction). Arranging the first stator (25) and the second stator (21a) so that the first stator (25) and the second stator (21a) are moved by the reaction force generated by the movement. It is a feature.

【0013】従って、本発明のステージ装置では、第1
駆動装置(22A、22B)が作動して第1可動子(2
4A、24B)がステージ本体(14A、14B)とと
もに第1方向(X軸方向)へ移動すると、この移動に伴
う反力により第1固定子(25)が第1方向(X軸方
向)に沿ってステージ本体(14A、14B)と逆方向
に移動する。また、第2駆動装置(21A、21B)が
作動して第2可動子がステージ本体(14A、14B)
とともに第2方向(Y軸方向)へ移動すると、この移動
に伴う反力により第2固定子(21a)および第1固定
子(25)が第2方向(Y軸方向)に沿ってステージ本
体(14A、14B)と逆方向に移動する。そのため、
ステージ本体(14A、14B)が第1方向または第2
方向のいずれの方向に移動しても、移動に伴う反力の影
響を排除することができる。
Therefore, in the stage device of the present invention, the first
The drive devices (22A, 22B) are activated to operate the first mover (2
4A, 24B) moves in the first direction (X-axis direction) together with the stage body (14A, 14B), the first stator (25) moves along the first direction (X-axis direction) due to the reaction force associated with this movement. Move in the opposite direction to the stage body (14A, 14B). In addition, the second drive device (21A, 21B) is activated and the second mover moves to the stage body (14A, 14B).
When the second stator (21a) and the first stator (25) are moved in the second direction (Y-axis direction) along with the second main body (21a) and the first stator (25) by the reaction force caused by the movement, 14A, 14B). for that reason,
The stage body (14A, 14B) is in the first direction or the second
In any of the directions, the influence of the reaction force due to the movement can be eliminated.

【0014】また、本発明の露光装置は、マスクステー
ジ(RST)に保持されたマスク(R1)のパターンを
基板ステージ(WST)に保持された基板(W1、W
2)に露光する露光装置において、マスクステージ(R
ST)と基板ステージ(WST)との少なくとも一方の
ステージとして、請求項1から6のいずれかに記載され
たステージ装置(WST)が用いられることを特徴とす
るものである。
Further, in the exposure apparatus of the present invention, the pattern of the mask (R1) held on the mask stage (RST) is set on the substrate (W1, W1) held on the substrate stage (WST).
2) in an exposure apparatus for exposing the mask stage (R
The stage device (WST) according to any one of claims 1 to 6 is used as at least one of the ST) and the substrate stage (WST).

【0015】従って、本発明の露光装置では、マスクス
テージ(RST)または基板ステージ(WST)が第1
方向(X軸方向)または第2方向(Y軸方向)のいずれ
の方向に移動しても、移動に伴う反力の影響を排除する
ことができ、マスク(R1)または基板(W1、W2)
に対する位置制御性が向上する。そのため、マスク(R
1)と基板(W1、W2)との位置合わせ精度が向上
し、高精度の露光を実施することができる。
Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, the mask stage (RST) or the substrate stage (WST) is the first.
In either direction (X-axis direction) or second direction (Y-axis direction), the influence of the reaction force due to the movement can be eliminated, and the mask (R1) or the substrate (W1, W2) can be eliminated.
The position controllability with respect to is improved. Therefore, the mask (R
The alignment accuracy between 1) and the substrates (W1, W2) is improved, and highly accurate exposure can be performed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明のステージ装置およ
び露光装置の実施の形態を、図1ないし図4を参照して
説明する。ここでは、露光装置として、レチクルとウエ
ハとを同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デ
バイスの回路パターンをウエハ上に転写する、ステップ
・アンド・スキャン方式、またはステップ・アンド・ス
ティッチ方式からなる走査露光方式の露光装置を使用す
る場合の例を用いて説明する。また、この露光装置にお
いては、本発明のステージ装置をウエハステージに適用
するものとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a stage apparatus and an exposure apparatus of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, as the exposure apparatus, a step-and-scan method or a step-and-stitch method is used in which the circuit pattern of the semiconductor device formed on the reticle is transferred onto the wafer while the reticle and the wafer are moved synchronously. An example of using a scanning exposure type exposure apparatus will be described. Further, in this exposure apparatus, the stage device of the present invention is applied to the wafer stage.

【0017】図1は、露光装置の概略構成図である。こ
の図に示す露光装置の大部分は、例えば半導体製造工場
の床1上のクリーンルーム内に設置され、その階下の機
械室の準クリーンルーム内の床2上に露光光源3が設置
されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus. Most of the exposure apparatus shown in this figure is installed, for example, in a clean room on a floor 1 of a semiconductor manufacturing factory, and an exposure light source 3 is installed on a floor 2 in a semi-clean room of a machine room below that floor.

【0018】露光時に露光光源3から射出された露光ビ
ームとしての露光光ILは、ビームマッチングユニット
(BMU)4を経て床1上に導かれる。BMU4から射
出された露光光ILは、床1上に設置されるとともに、
ビーム整形光学系、照度分布均一化用のオプティカルイ
ンテグレータ(ユニフォマイザ、またはホモジナイ
ザ)、光量モニタ、可変開口絞り、およびリレーレンズ
系等を含む第1照明系5に入射する。
The exposure light IL as an exposure beam emitted from the exposure light source 3 at the time of exposure is guided to the floor 1 through the beam matching unit (BMU) 4. The exposure light IL emitted from the BMU 4 is set on the floor 1 and
It is incident on the first illumination system 5 including a beam shaping optical system, an optical integrator (uniformizer or homogenizer) for uniforming the illuminance distribution, a light quantity monitor, a variable aperture stop, a relay lens system and the like.

【0019】第1照明系5の射出面は、被照明体として
のレチクルのパターン面とほぼ共役であり、この射出面
に可動視野絞り6Aが配置されている。この可動視野絞
り6Aは、被露光基板としてのウエハの各ショット領域
への走査露光の開始時および終了時に、本来の回路パタ
ーン以外のパターンが露光されないように視野を開閉す
る役割を果たす。視野の開閉時に振動を発生する虞のあ
る可動視野絞り6Aが配置された第1照明系5は、露光
本体部とは別体として支持されているため、露光本体部
での露光精度(重ね合わせ精度、転写精度等)が向上す
る。
The exit surface of the first illumination system 5 is almost conjugate with the pattern surface of the reticle as the object to be illuminated, and the movable field diaphragm 6A is arranged on this exit surface. The movable field stop 6A plays a role of opening and closing the field of view so that a pattern other than the original circuit pattern is not exposed at the start and end of the scanning exposure for each shot area of the wafer as the substrate to be exposed. Since the first illumination system 5 in which the movable field diaphragm 6A that may generate vibration when opening and closing the field of view is arranged is supported separately from the exposure main body, the exposure accuracy (superposition) in the exposure main body Accuracy, transfer accuracy, etc.) are improved.

【0020】なお、可動視野絞り6Aは、走査露光の開
始時および終了時にその視野を開閉する、すなわち走査
方向に関する視野の幅を変更するだけでなく、走査露光
に先立ち、転写対象の回路パターンの非走査方向に関す
る大きさに応じて、その視野の非走査方向の幅を変更で
きるようにも構成されている。
The movable field stop 6A not only opens and closes the field of view at the start and end of the scanning exposure, that is, changes the width of the field of view in the scanning direction, but also prior to the scanning exposure, changes the circuit pattern of the transfer target. The width of the field of view in the non-scanning direction can be changed according to the size in the non-scanning direction.

【0021】可動視野絞り6Aを通過した露光光IL
は、露光本体部のコラムに取り付けられた第2照明系7
の入射面、すなわちレチクルのパターン面から所定量だ
けデフォーカスした面に配置された固定視野絞り6Bに
入射する。固定視野絞り6Bには、レチクルのパターン
面での照明領域を走査方向と直交する非走査方向に細長
いスリット状の領域に規定するための開口が形成されて
いる。固定視野絞り6Bを通過した露光光ILは、第2
照明系7内のリレーレンズ系、光路折り曲げ用のミラ
ー、およびコンデンサレンズ系等を経てマスクとしての
レチクルR1のパターン面の照明領域を照明する。
Exposure light IL which has passed through the movable field stop 6A
Is the second illumination system 7 attached to the column of the exposure main body.
Light incident surface, that is, the fixed field stop 6B arranged on the surface defocused by a predetermined amount from the reticle pattern surface. The fixed field stop 6B has an opening for defining an illumination area on the pattern surface of the reticle as an elongated slit-shaped area in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction. The exposure light IL that has passed through the fixed field stop 6B is
The illumination area on the pattern surface of the reticle R1 as a mask is illuminated through the relay lens system, the mirror for bending the optical path, the condenser lens system, and the like in the illumination system 7.

【0022】その露光光ILのもとで、レチクルR1の
照明領域内のパターン像は、投影光学系PLを介して投
影倍率β(βは、1/4倍または1/5倍等)で、フォ
トレジストが塗布された基板としてのウエハW1(また
はW2)上のスリット状の露光領域に投影される。この
状態でレチクルR1およびウエハW1を投影倍率βを速
度比として所定の走査方向に同期移動することで、ウエ
ハW1上の一つのショット領域にレチクルR1のパター
ン像が転写される。ここで、ウエハW1、W2は、例え
ば半導体(シリコン等)またはSOI(Silicon On Ins
ulator)等の円板状の基板である。
Under the exposure light IL, the pattern image in the illumination area of the reticle R1 is projected through the projection optical system PL at a projection magnification β (β is 1/4 times or 1/5 times), It is projected onto a slit-shaped exposure region on the wafer W1 (or W2) as a substrate coated with the photoresist. In this state, the pattern image of the reticle R1 is transferred to one shot area on the wafer W1 by synchronously moving the reticle R1 and the wafer W1 in the predetermined scanning direction with the projection magnification β as the speed ratio. Here, the wafers W1 and W2 are, for example, semiconductors (such as silicon) or SOI (Silicon On Ins).
It is a disk-shaped substrate such as an ulator).

【0023】投影光学系PLとしては、例えば特願平1
0−370143号、または特願平11−66769号
に開示されているように、1本の光軸に沿って複数の屈
折レンズと、それぞれ光軸の近傍に開口を有する2つの
凹面鏡とを配置して構成される直筒型の反射屈折系や、
1本の光軸に沿って屈折レンズを配置して構成される直
筒型の屈折系等を使用することができる。さらに、投影
光学系PLとして双筒型の反射屈折型を使用してもよ
い。以下、投影光学系PLの光軸AXに平行にZ軸を取
り、Z軸に垂直な平面(本実施の形態では、ほぼ水平面
に合致している)内で走査露光時のレチクルR1および
ウエハW1の走査方向に直交する非走査方向(図1の紙
面左右方向)に沿ってX軸を取り、その走査方向(図1
の紙面に垂直な方向)に沿ってY軸を取って説明する。
すなわち、本発明における第1方向をX軸方向とし、第
2方向をY軸方向とする。
As the projection optical system PL, for example, Japanese Patent Application No.
No. 0-370143 or Japanese Patent Application No. 11-66769, a plurality of refracting lenses are arranged along one optical axis, and two concave mirrors each having an opening near the optical axis are arranged. Straight tube type catadioptric system configured by
It is possible to use a straight-tube type refracting system or the like configured by disposing refracting lenses along one optical axis. Further, a twin-tube type catadioptric type may be used as the projection optical system PL. Hereinafter, the Z axis is taken parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, and the reticle R1 and the wafer W1 at the time of scanning exposure in a plane perpendicular to the Z axis (which substantially coincides with the horizontal plane in this embodiment). The X-axis is taken along the non-scanning direction (the left-right direction of the paper surface of FIG. 1) orthogonal to the scanning direction of FIG.
The Y-axis will be taken along the direction (perpendicular to the paper surface) of FIG.
That is, in the present invention, the first direction is the X-axis direction and the second direction is the Y-axis direction.

【0024】先ず、レチクルR1を支持するレチクルス
テージ(マスクステージ)RST、投影光学系PL、お
よびウエハW1、W2を支持するウエハステージ(基板
ステージ、ステージ装置)WSTを含む露光本体部の全
体構成について説明する。
First, the overall structure of the exposure main body including the reticle stage (mask stage) RST that supports the reticle R1, the projection optical system PL, and the wafer stage (substrate stage, stage device) WST that supports the wafers W1 and W2. explain.

【0025】床1上にほぼ正三角形の頂点に位置する3
箇所の防振台11A、11B、11Cを介して剛性の高
いベースプレート12が設置され、ベースプレート12
上には電気式の水準器9Aが設置されている。防振台1
1A〜11Cは、それぞれエアーダンパまたは油圧式の
ダンパ等の大重量に耐える機械式のダンパと、ボイスコ
イルモータ等の電磁式のアクチュエータよりなる電磁式
のダンパとを含む能動型(アクティブ型)の防振装置で
ある。一例として水準器9Aで検出されるベースプレー
ト12の上面の水平面に対する傾斜角(2軸の回りの傾
斜角)が許容範囲に収まるように、3個の防振台11A
〜11C中の電磁式のダンパが駆動され、必要に応じて
機械式のダンパの空気圧または油圧等が制御される。こ
の場合、機械的なダンパによって、床からの高い周波数
の振動は露光本体部に伝わる前に減衰され、残存してい
る低い周波数の振動は電磁的なダンパによって減衰され
る。なお、その水準器9A(その他の水準器も同様)の
代わりに、例えば光学的に対応する部材の傾きを検出す
る検出器等を使用してもよい。
Located on the floor 1 at the apex of a substantially equilateral triangle 3
The base plate 12 having high rigidity is installed via the vibration-isolating bases 11A, 11B, and 11C at some locations.
An electric level 9A is installed above. Vibration isolation table 1
Each of 1A to 11C is an active type that includes a mechanical damper such as an air damper or a hydraulic damper that withstands a large weight and an electromagnetic damper including an electromagnetic actuator such as a voice coil motor. It is a vibration isolation device. As an example, three vibration-isolating bases 11A are provided so that the inclination angle (the inclination angle around two axes) of the upper surface of the base plate 12 detected by the level 9A falls within an allowable range.
The electromagnetic dampers in 11C are driven, and the air pressure or hydraulic pressure of the mechanical dampers is controlled as necessary. In this case, the mechanical damper damps high-frequency vibrations from the floor before they are transmitted to the exposure body, and the remaining low-frequency vibrations are damped by the electromagnetic dampers. Instead of the spirit level 9A (similarly for other spirit levels), for example, a detector or the like for detecting the inclination of an optically corresponding member may be used.

【0026】ベースプレート12の上面には、ほぼ正三
角形の頂点に位置するように3本の第1コラム59A、
59B、59C(59Cは不図示)が固定され、第1コ
ラム59A〜59Cの上面には中央部に露光光ILを通
過させる開口が設けられた支持板66が固定されてい
る。支持板66の上には、スペーサ67を介して支持板
68が固定され、支持板68には第2照明系7が取り付
けられている。また、第1コラム59A〜59Cの内面
に固定された凸部60A、60B、60C(60Cは不
図示)には、それぞれ姿勢制御部材としての可変マウン
ト部61A、61B、61C(61Cは不図示)が固定
されている。可変マウント部61A〜61Cとしては、
ピエゾ素子のような圧電素子、または磁歪素子のように
大きい剛性を持ち高い応答速度(例えば振幅が数μm程
度で、周波数が10Hz〜1kHz程度)でZ方向に伸
縮自在の駆動素子が使用可能である。また、可変マウン
ト部61A〜61Cとしては、その他に小さいカム機構
によってZ方向への変位を行う駆動機構も使用できる。
On the upper surface of the base plate 12, three first columns 59A are arranged so as to be located at the vertices of a substantially equilateral triangle.
59B and 59C (59C is not shown) are fixed, and a support plate 66 having an opening for passing the exposure light IL in the center is fixed to the upper surfaces of the first columns 59A to 59C. A support plate 68 is fixed on the support plate 66 via a spacer 67, and the second illumination system 7 is attached to the support plate 68. Further, in the convex portions 60A, 60B, 60C (60C not shown) fixed to the inner surfaces of the first columns 59A to 59C, variable mount portions 61A, 61B, 61C (61C not shown) as attitude control members, respectively. Is fixed. As the variable mount portions 61A to 61C,
It is possible to use a piezoelectric element such as a piezo element, or a drive element that has a large rigidity and can be expanded and contracted in the Z direction at a high response speed (eg, an amplitude of about several μm and a frequency of about 10 Hz to 1 kHz) like a magnetostrictive element. is there. In addition, as the variable mount portions 61A to 61C, a drive mechanism that performs displacement in the Z direction by a small cam mechanism can also be used.

【0027】可変マウント部61A〜61C上には、ベ
ース部材としてのレチクルベース62が固定され、レチ
クルベース62の中央部には露光光ILを通過させるた
めの開口が形成されている。レチクルベース62の上面
は、平面度の極めて良好なガイド面に加工され、このガ
イド面にレチクル側の可動ステージとしての微動ステー
ジ63がエアーベアリングを介して円滑に2次元的に摺
動自在に載置される。そして、微動ステージ63上に
は、レチクルR1が真空吸着等によって保持されてい
る。微動ステージ63上のレチクルR1の走査方向に隣
接する領域には、別のレチクルR2(不図示)が保持さ
れており、例えば二重露光などが効率的に実行できる構
成になっている。
A reticle base 62 as a base member is fixed on the variable mount portions 61A to 61C, and an opening for passing the exposure light IL is formed in the central portion of the reticle base 62. The upper surface of the reticle base 62 is processed into a guide surface having extremely good flatness, and a fine movement stage 63 as a movable stage on the reticle side is smoothly and two-dimensionally slidably mounted on the guide surface via an air bearing. Placed. The reticle R1 is held on the fine movement stage 63 by vacuum suction or the like. Another reticle R2 (not shown) is held in a region adjacent to the reticle R1 on the fine movement stage 63 in the scanning direction, and is configured such that double exposure or the like can be efficiently performed.

【0028】また、レチクルベース62のガイド面の端
部には電気式の水準器9Dが設置されており、一例とし
て水準器9Dで検出されるそのガイド面の水平面に対す
る傾斜角(2軸の回り、すなわちX軸およびY軸の回り
の傾斜角)が許容範囲に収まるように、3個の可変マウ
ント部61A〜61Cの伸縮量(または変位量)が制御
される。この際に、最低限で2軸の回りの傾斜角の制御
ができればよいため、例えば3個の可変マウント部61
A〜61Cの中の一つを、高さが固定されたスペーサと
してもよい。
Further, an electric level 9D is installed at the end of the guide surface of the reticle base 62. As an example, the inclination angle of the guide surface detected by the level 9D with respect to the horizontal plane (around two axes). That is, the expansion / contraction amounts (or displacement amounts) of the three variable mount portions 61A to 61C are controlled so that the inclination angles around the X-axis and the Y-axis) fall within the allowable range. At this time, since it is sufficient to control the tilt angle around the two axes at a minimum, for example, three variable mount portions 61 are provided.
One of A to 61C may be a spacer whose height is fixed.

【0029】また、微動ステージ63の周囲を囲むよう
に矩形枠状の粗動ステージ64が配置されており、その
上方の支持板66の底面にはY方向に沿って平行に1対
のY軸駆動装置65YA、65YBが取り付けられてい
る。そして、これらY軸駆動装置65YA、65YBに
は、粗動ステージ64が連結されている。粗動ステージ
64はレチクルベース62には非接触であり、粗動ステ
ージ64と微動ステージ63とは、粗動ステージ64に
対して微動ステージ63を所定の狭い範囲でX方向、Y
方向および回転方向に微小量駆動するアクチュエータを
介して連結されている。そして、Y軸駆動装置65Y
A、65YBは、リニアモータ方式で粗動ステージ64
を+Y方向、および−Y方向に交互に一定速度で移動す
る。
Further, a rectangular frame-shaped coarse movement stage 64 is arranged so as to surround the fine movement stage 63, and a pair of Y axes are arranged in parallel along the Y direction on the bottom surface of the support plate 66 above it. Drive devices 65YA and 65YB are attached. A coarse movement stage 64 is connected to the Y-axis drive devices 65YA and 65YB. The coarse movement stage 64 is not in contact with the reticle base 62, and the coarse movement stage 64 and the fine movement stage 63 move the fine movement stage 63 with respect to the coarse movement stage 64 in a predetermined narrow range in the X direction and the Y direction.
They are connected via an actuator that drives a minute amount in the rotational and rotational directions. Then, the Y-axis drive device 65Y
A and 65YB are the coarse movement stage 64 by the linear motor method.
Is moved in the + Y direction and the −Y direction alternately at a constant speed.

【0030】すなわち、粗動ステージ64は、支持板6
6から吊り下げられるように保持された状態で、微動ス
テージ63をY方向に一定速度で駆動するとともに、残
存する同期誤差を補正するように粗動ステージ64に対
して微動ステージ63が相対的に駆動される。微動ステ
ージ63の2次元的な位置および回転角、並びに粗動ス
テージ64のY方向の位置は、それぞれ不図示のレーザ
干渉計によって高精度に計測され、この計測結果に基づ
いて微動ステージ63の位置および速度が制御される。
本実施の形態では、レチクルベース62、微動ステージ
63、および粗動ステージ64等とからレチクルステー
ジ装置RSTが構成されている。
That is, the coarse movement stage 64 includes the support plate 6
While being held so as to be suspended from 6, the fine movement stage 63 is driven at a constant speed in the Y direction, and the fine movement stage 63 is relatively moved with respect to the coarse movement stage 64 so as to correct the remaining synchronization error. Driven. The two-dimensional position and rotation angle of the fine movement stage 63, and the position of the coarse movement stage 64 in the Y direction are measured with high accuracy by a laser interferometer (not shown), and the position of the fine movement stage 63 is measured based on this measurement result. And the speed is controlled.
In the present embodiment, reticle stage device RST is composed of reticle base 62, fine movement stage 63, coarse movement stage 64 and the like.

【0031】次に、ベースプレート12の上面で第1コ
ラム59A、59B、59C(59Cは不図示)の内側
には、ほぼ正三角形の頂点の位置に3本の第2コラム5
1A、51B、51C(51Cは不図示)が固定され、
第2コラム51A〜51Cの上面には、それぞれ姿勢制
御部材としての可変マウント部52A、52B、52C
(52Cは不図示)が固定されている。可変マウント部
52A〜52Cとしては、上記の可変マウント部61A
と同様の圧電素子等を用いた駆動素子、またはカム方式
の駆動機構等を使用できる。
Next, on the upper surface of the base plate 12, inside the first columns 59A, 59B and 59C (59C is not shown), three second columns 5 are provided at the positions of the vertices of a substantially equilateral triangle.
1A, 51B, 51C (51C is not shown) is fixed,
On the upper surfaces of the second columns 51A to 51C, variable mount parts 52A, 52B, 52C as attitude control members are respectively provided.
(52C is not shown) is fixed. The variable mount portions 52A to 52C are the variable mount portions 61A described above.
A drive element using a piezoelectric element or the like similar to the above, or a cam type drive mechanism can be used.

【0032】可変マウント部52A〜52C上には、ベ
ース部材としての支持板53が固定されている。そし
て、支持板53に設けられたU字型の切欠部に投影光学
系PLがフランジ部54を介して設置され、その切欠部
の開放端がカバー55によって閉じられている。また、
支持板53の上面の端部には、電気式の水準器9Bが設
置されており、一例として水準器9Bで検出されるその
上面の水平面に対する傾斜角(2軸回りの傾斜角)が許
容範囲に収まるように、3個の可変マウント部52A〜
52Cの伸縮量(または変位量)が制御される。この際
にも、最低限で2軸の回りの傾斜角を制御できればよい
ため、3個の可変マウント部52A〜52Cの中の一つ
を、高さが固定されたスペーサとしてもよい。
A support plate 53 as a base member is fixed on the variable mount portions 52A to 52C. The projection optical system PL is installed in the U-shaped cutout portion provided in the support plate 53 via the flange portion 54, and the open end of the cutout portion is closed by the cover 55. Also,
An electric level 9B is installed at the end of the upper surface of the support plate 53, and as an example, the inclination angle (inclination around two axes) of the upper surface detected by the level 9B with respect to the horizontal plane is within an allowable range. 3 variable mount parts 52A-
The expansion / contraction amount (or displacement amount) of 52C is controlled. Also in this case, since it is only necessary to control the tilt angles around the two axes at a minimum, one of the three variable mount portions 52A to 52C may be a spacer having a fixed height.

【0033】さらに、投影光学系PLを保持するフラン
ジ部54と支持板53との間には、ほぼ等角度間隔で3
箇所に、姿勢制御部材としてのピエゾ素子等の圧電素子
または磁歪素子等からなり剛性が高くZ方向(光軸AX
の方向)に伸縮自在の駆動素子56が装着されている。
そして、フランジ部54の上面の端部には、電気式の水
準器9Cが設置されており、一例として水準器9Cで検
出されるその上面の水平面に対する傾斜角(2軸回りの
傾斜角)が許容範囲に収まるように、3個の駆動素子5
6の伸縮量が制御される。この際にも、最低限で2軸の
回りの傾斜角を制御できればよいため、3個の駆動素子
56の中の一つを、高さが固定されたスペーサとしても
よい。このように、支持板53の振動を抑制するための
可変マウント部52A〜52Cに加えて、投影光学系P
L自体の振動を抑制するための駆動素子56が設けられ
ているため、円筒状の投影光学系PLの振動が高度に抑
制されて、結像特性が良好に維持される。
Further, between the flange portion 54 which holds the projection optical system PL and the support plate 53, there are three substantially equal angular intervals.
A piezoelectric element such as a piezo element or a magnetostrictive element as an attitude control member is provided at a location and has high rigidity in the Z direction (optical axis AX
A drive element 56 that is expandable and contractible is attached in the direction (1).
An electric level 9C is installed at the end of the upper surface of the flange 54, and as an example, the inclination angle (inclination angle around two axes) of the upper surface detected by the level 9C with respect to the horizontal plane is 3 drive elements 5 to fit within the allowable range
The expansion / contraction amount of 6 is controlled. Also in this case, since it is only necessary to control the tilt angles around the two axes at a minimum, one of the three driving elements 56 may be a spacer whose height is fixed. Thus, in addition to the variable mount parts 52A to 52C for suppressing the vibration of the support plate 53, the projection optical system P
Since the drive element 56 for suppressing the vibration of L itself is provided, the vibration of the cylindrical projection optical system PL is highly suppressed, and the imaging characteristics are maintained well.

【0034】また、ウエハのアライメントを行うため
に、投影光学系PLの下端部の−X方向および+X方向
の側面には、オフ・アクシスで結像方式のアライメント
センサ38A、38Bが固定されている。不図示である
が、レチクルR1の上方に位置する支持板66の底面部
には、レチクルのアライメントを行うために、レチクル
アライメント顕微鏡が配置されている。
Further, in order to perform wafer alignment, alignment sensors 38A and 38B of off-axis imaging type are fixed to the side surfaces of the lower end of the projection optical system PL in the −X direction and the + X direction. . Although not shown, a reticle alignment microscope is arranged on the bottom surface of the support plate 66 located above the reticle R1 for aligning the reticle.

【0035】また、ベースプレート12の上面で3本の
第2コラム51A、51B、51C(51Cは不図示)
によってほぼ囲まれた領域には、ウエハステージWST
が設置されている。このウエハステージWSTは、定盤
13、可動ステージ(ステージ本体)14A、14B、
試料台(ウエハホルダ)15A、15B、および図2に
示すスキャンリニアモータ(第2駆動装置)21A、2
1B、ステップリニアモータ(第1駆動装置)22A、
22Bを主体として構成されたダブル・ステージ方式で
あり、例えば可動ステージ14A側でウエハW1に対す
る走査露光中に、可動ステージ14B側でウエハW2の
交換およびアライメントが実施可能になっている。
Further, three second columns 51A, 51B, 51C (51C is not shown) are provided on the upper surface of the base plate 12.
The wafer stage WST is
Is installed. The wafer stage WST includes a surface plate 13, movable stages (stage bodies) 14A and 14B,
Sample stands (wafer holders) 15A and 15B, and scan linear motors (second drive devices) 21A and 2 shown in FIG.
1B, step linear motor (first drive device) 22A,
This is a double stage system mainly composed of 22B. For example, the wafer W2 can be exchanged and aligned on the movable stage 14B side during scanning exposure of the wafer W1 on the movable stage 14A side.

【0036】定盤13は、ベースプレート12上に固定
され、その上面が平面度の極めて良好なガイド面に加工
されている。このガイド面には、可動ステージ14Aが
エアーベアリングを介して円滑に摺動自在に、且つY方
向に延在するガイドバー23Aに沿って移動自在に浮上
支持されている。可動ステージ14A上には、第1の試
料台(ウエハホルダ)15Aが載置され、この試料台1
5A上には第1のウエハW1が真空吸着等によって保持
される。
The surface plate 13 is fixed on the base plate 12, and the upper surface thereof is processed into a guide surface having extremely good flatness. On this guide surface, a movable stage 14A is levitationally supported so as to be smoothly slidable via an air bearing and movable along a guide bar 23A extending in the Y direction. A first sample table (wafer holder) 15A is placed on the movable stage 14A.
The first wafer W1 is held on 5A by vacuum suction or the like.

【0037】試料台15Aは、可動ステージ14Aに対
してX方向、Y方向およびZ軸回りの回転方向に微動可
能であるとともに、レベリングおよびフォーカシングを
行うためにZ方向の変位、および2軸の回り(すなわ
ち、X軸およびY軸回り)の傾斜が可能な構成になって
いる。
The sample stage 15A can be finely moved in the X-direction, the Y-direction, and the rotation directions around the Z-axis with respect to the movable stage 14A, and the displacement in the Z-direction and the rotation around the two-axes for performing the leveling and focusing. It is configured so that it can be tilted (that is, around the X axis and the Y axis).

【0038】また、定盤13上には、可動ステージ14
Aとともに可動ステージ14Bがエアーベアリングを介
して摺動自在に、且つY方向に延在するガイドバー23
Bに沿って移動自在に浮上支持されている。可動ステー
ジ14B上には、レベリングおよびフォーカシング用の
試料台15Bを介してウエハW2が真空吸着等によって
保持される。
A movable stage 14 is mounted on the surface plate 13.
A movable stage 14B together with A is slidable via an air bearing, and a guide bar 23 extends in the Y direction.
It is floatably supported along B. The wafer W2 is held on the movable stage 14B by vacuum suction or the like via a sample stage 15B for leveling and focusing.

【0039】スキャンリニアモータ21Aは、可動ステ
ージ14Aをスキャン方向(走査方向)であるY方向に
駆動するものであって、図3に示してあるように、ガイ
ドバー23Aに埋設された固定子(第2固定子)21a
と、可動ステージ14Aに設けられ、固定子21aとの
間の電磁気的相互作用によりY方向に駆動される可動子
(第2可動子)21bとから構成されている。同様に、
スキャンリニアモータ21Bは、可動ステージ14Bを
Y方向に駆動するものであって、ガイドバー23Bに埋
設された固定子(第2固定子;不図示)と、可動ステー
ジ14Bに設けられ、固定子との間の電磁気的相互作用
によりY方向に駆動される可動子(第2可動子;不図
示)とから構成されている。
The scan linear motor 21A drives the movable stage 14A in the Y direction which is the scanning direction (scanning direction), and as shown in FIG. 3, the stator (embedded in the guide bar 23A ( 2nd stator) 21a
And a movable element (second movable element) 21b provided on the movable stage 14A and driven in the Y direction by electromagnetic interaction with the stator 21a. Similarly,
The scan linear motor 21B drives the movable stage 14B in the Y direction, and includes a stator (second stator; not shown) embedded in the guide bar 23B and a stator provided on the movable stage 14B. And a mover (second mover; not shown) driven in the Y direction by an electromagnetic interaction between the two.

【0040】ステップリニアモータ22Aは、可動ステ
ージ14Aをステップ移動方向であるX方向に駆動する
ものであって、図3に示すように、ガイドバー23Aの
両端に設けられた可動子(第1可動子)24A、24A
と、カウンタマス26、26の一側面にX方向に延在
し、且つ可動子24Aに対向して突設され、可動子24
A、24Aとの間の電磁気的相互作用により当該可動子
24A、24AをX方向に駆動させる固定子(第1固定
子)25、25とから構成されている。同様に、ステッ
プリニアモータ22Bは、可動ステージ14BをX方向
に駆動するものであって、ガイドバー23Bの両端に設
けられた可動子(第1可動子)24B、24Bと、カウ
ンタマス26、26に突設され可動子24B、24Bと
の間の電磁気的相互作用により当該可動子24B、24
BをX方向に駆動させる上記固定子25、25とから構
成されている。すなわち、固定子25、25は、可動子
24A、24Bの双方に対する固定子として機能する。
なお、−Y側のカウンタマス26には、−Y側の可動子
24A、24Bを挟み込むようにEIコア(電磁石)3
4A、34Bが設けられている。
The step linear motor 22A drives the movable stage 14A in the X direction, which is the step movement direction, and as shown in FIG. 3, a mover (first movable member) provided at both ends of the guide bar 23A. Child) 24A, 24A
And extending in the X direction on one side surface of the counter masses 26, and protrudingly provided so as to face the mover 24A.
It is composed of stators (first stators) 25, 25 for driving the movers 24A, 24A in the X direction by electromagnetic interaction with A, 24A. Similarly, the step linear motor 22B drives the movable stage 14B in the X direction, and includes movers (first movers) 24B and 24B provided at both ends of the guide bar 23B and counter masses 26 and 26. And the movable elements 24B, 24B by electromagnetic interaction with the movable elements 24B, 24B.
It is composed of the stators 25 and 25 for driving B in the X direction. That is, the stators 25, 25 function as stators for both the movers 24A, 24B.
The EI core (electromagnet) 3 is sandwiched between the -Y side counter mass 26 and the -Y side movers 24A and 24B.
4A and 34B are provided.

【0041】カウンタマス26、26は、ベースプレー
ト12上のY方向両側に設置された定盤27、27上に
エアパッド等のエアベアリング(不図示)を介してXY
平面に沿ってそれぞれ移動自在に浮上支持されている。
また、各カウンタマス26には、X方向に沿って矩形の
ガイド孔28が貫通して形成されている。このガイド孔
28には、カウンタマス26、26のX方向への移動を
ガイドする断面矩形のフレーム部材29が挿通されてい
る。
The counter masses 26, 26 are mounted on both sides of the base plate 12 in the Y direction on the surface plates 27, 27 via air bearings (not shown) such as air pads, and XY.
It is levitationally supported so as to be movable along a plane.
A rectangular guide hole 28 is formed through each counter mass 26 along the X direction. A frame member 29 having a rectangular cross section is inserted through the guide hole 28 to guide the movement of the counter masses 26, 26 in the X direction.

【0042】フレーム部材29は、可動ステージ14
A、14BのY方向への移動時にカウンタマスとして作
動するものであって、X方向に沿って延設されたガイド
部29X、29Xと、Y方向に沿って延設されたガイド
部29Y、29Yとが矩形に連結された平面視ロ字状に
形成されており(図2参照)、カウンタマス26、26
のガイド孔28にはガイド部29X、29Xが移動自在
に挿通されている。
The frame member 29 is used for the movable stage 14
Guides 29X and 29X extending along the X direction and guides 29Y and 29Y extending along the Y direction are operated as counter masses when A and 14B move in the Y direction. And are formed in a rectangular shape in a plan view connected to each other in a rectangular shape (see FIG. 2).
Guide portions 29X, 29X are movably inserted in the guide holes 28 of the.

【0043】また、フレーム部材29のガイド部29
Y、29Yは、保持部材30、30に挿通されている。
保持部材30、30は、ベースプレート12上のX方向
両側に固定されており、カウンタマス26、26と同様
に、Y方向に沿って矩形のガイド孔31、31がそれぞ
れ形成されている。そして、このガイド孔31、31に
は、上記ガイド部29Y、29Yが移動自在に保持され
る。
Further, the guide portion 29 of the frame member 29
Y and 29Y are inserted into the holding members 30 and 30.
The holding members 30, 30 are fixed to both sides in the X direction on the base plate 12, and like the counter masses 26, 26, rectangular guide holes 31, 31 are formed along the Y direction, respectively. The guide portions 29Y, 29Y are movably held in the guide holes 31, 31.

【0044】一方、このフレーム部材29には、ステッ
プトリムモータ(運動量補正装置)32およびスキャン
トリムモータ(第2の運動量補正装置、回転補正装置)
33が設けられている。ステップトリムモータ32は、
ガイド部29Xに対してカウンタマス26をX方向に駆
動して、カウンタマス26の移動量(運動量)を補正す
るものであって、フレーム部材29のガイド部29X、
29Xにそれぞれ独立駆動可能に設けられている。
On the other hand, the frame member 29 includes a step trim motor (motion amount correction device) 32 and a scan trim motor (second motion amount correction device, rotation correction device).
33 is provided. The step trim motor 32 is
The counter mass 26 is driven in the X direction with respect to the guide part 29X to correct the movement amount (momentum) of the counter mass 26, and the guide part 29X of the frame member 29,
29X are provided so that they can be independently driven.

【0045】スキャントリムモータ33は、保持部材3
0に対してフレーム部材29をY方向に駆動して、フレ
ーム部材29(およびカウンタマス26)の移動量(運
動量)を補正するものであって、フレーム部材29のガ
イド部29Y、29Yにそれぞれ独立駆動可能に設けら
れている。
The scan trim motor 33 has the holding member 3
The frame member 29 is driven in the Y direction with respect to 0 to correct the movement amount (momentum amount) of the frame member 29 (and the counter mass 26). The guide portions 29Y and 29Y of the frame member 29 are independent of each other. It is provided so that it can be driven.

【0046】試料台15A上の側縁には、Y方向に延設
された移動鏡35とX方向に延設された移動鏡36とが
固定されている。そして、移動鏡35の反射面に向けて
レーザ干渉計37が測長ビームを照射するとともに、そ
の反射光を受光して基準面に対する相対変位を計測する
ことにより、可動ステージ14A(ひいてはウエハW
1)のX方向の位置が高精度に計測される。また、移動
鏡36の反射面に対しては、X方向に所定間隔をあけて
配置されたレーザ干渉計39A、39Bがそれぞれ測長
ビームを照射するとともに、その反射光を受光して基準
面に対する相対変位を計測することにより、可動ステー
ジ14A(ひいてはウエハW1)のY方向の位置および
θZ(Z軸周りの回転)方向の位置が高精度に計測され
る。なお、図示していないものの、可動ステージ14B
(ひいてはウエハW2)のX方向、Y方向の位置、およ
びθZ方向の位置を計測するためのレーザ干渉計が別途
配設されている。
A movable mirror 35 extending in the Y direction and a movable mirror 36 extending in the X direction are fixed to the side edges of the sample table 15A. Then, the laser interferometer 37 irradiates the measuring beam toward the reflecting surface of the movable mirror 35, and the reflected light is received to measure the relative displacement with respect to the reference surface, whereby the movable stage 14A (and thus the wafer W).
The position in the X direction of 1) is measured with high accuracy. Further, laser interferometers 39A and 39B, which are arranged at a predetermined interval in the X direction, respectively irradiate the measuring surface with respect to the reflecting surface of the movable mirror 36, and at the same time, receive the reflected light to the reference surface. By measuring the relative displacement, the position of the movable stage 14A (and thus the wafer W1) in the Y direction and the position in the θZ (rotation around the Z axis) direction are measured with high accuracy. Although not shown, the movable stage 14B
A laser interferometer for measuring the X-direction position, the Y-direction position, and the θZ-direction position of (the wafer W2) is separately provided.

【0047】また、カウンタマス26、26の−X側端
面には、レーザ干渉計40A、40Bがそれぞれ測長ビ
ームを照射するとともに、その反射光を受光して基準面
に対する相対変位を計測することにより、カウンタマス
26、26毎にX方向の位置が高精度に計測される。さ
らに、フレーム部材29の−Y側のガイド部29Yに対
しては、X方向に所定間隔をあけて配置されたレーザ干
渉計41A、41Bがそれぞれ測長ビームを照射すると
ともに、その反射光を受光して基準面に対する相対変位
を計測することにより、フレーム部材29のY方向の位
置およびθZ方向の位置が高精度に計測される。
Further, the laser interferometers 40A and 40B irradiate the measurement beams on the -X side end faces of the counter masses 26 and 26, respectively, and the reflected light is received to measure the relative displacement with respect to the reference plane. Thus, the position in the X direction is measured with high accuracy for each counter mass 26. Further, laser interferometers 41A and 41B, which are arranged at a predetermined interval in the X direction, respectively irradiate a measurement beam to the -Y side guide portion 29Y of the frame member 29 and receive the reflected light thereof. By measuring the relative displacement with respect to the reference surface, the position of the frame member 29 in the Y direction and the position of the θZ direction are measured with high accuracy.

【0048】図4は、本露光装置の制御ブロック図であ
る。この図に示すように、レーザ干渉計37、39A、
39B、40A、40B、41A、41Bの計測結果
は、制御部42に出力される。制御部42は、入力した
計測結果に基づいて、可動ステージ14A、14Bを駆
動するスキャンリニアモータ21A、21B、ステップ
リニアモータ22A、22Bを制御するとともに、カウ
ンタマス26、26を駆動するステップトリムモータ3
2、フレーム部材29を駆動するスキャントリムモータ
33を制御する。
FIG. 4 is a control block diagram of the present exposure apparatus. As shown in this figure, laser interferometers 37, 39A,
The measurement results of 39B, 40A, 40B, 41A, and 41B are output to the control unit 42. The control unit 42 controls the scan linear motors 21A and 21B that drive the movable stages 14A and 14B and the step linear motors 22A and 22B based on the input measurement results, and the step trim motor that drives the counter masses 26 and 26. Three
2. Control the scan trim motor 33 that drives the frame member 29.

【0049】次に、上記の構成の露光装置のうち、まず
ウエハステージWSTの動作について説明する。例え
ば、ステップリニアモータ22Aが作動して可動子24
Aが固定子25に対して相対移動することにより、可動
ステージ14Aが試料台15A(およびウエハW1)と
ともに+X方向に移動すると、この移動による反力でカ
ウンタマス26、26がフレーム部材29のガイド部2
9Xをガイドにして−X方向に相対移動する。
Next, of the exposure apparatus having the above structure, the operation of wafer stage WST will be described first. For example, the step linear motor 22A operates to move the mover 24.
When the movable stage 14A moves in the + X direction together with the sample stage 15A (and the wafer W1) due to the relative movement of A with respect to the stator 25, the counter masses 26, 26 are guided by the frame member 29 by the reaction force due to this movement. Part 2
Using 9X as a guide, move relative to the -X direction.

【0050】ここで、可動ステージ14Aと定盤13と
の間、ガイド部29Xとカウンタマス26との間、およ
びカウンタマス26と定盤27との間の摩擦が零である
場合には運動量保存の法則が働くため、本来、カウンタ
マス26、26は可動ステージ14A側(試料台15
A、ウエハW1、移動鏡35、36、ガイドバー23A
等を含む)との重量比に応じた量移動する。
Here, when the friction between the movable stage 14A and the surface plate 13, between the guide portion 29X and the counter mass 26, and between the counter mass 26 and the surface plate 27 is zero, the momentum is saved. In principle, the counter masses 26, 26 are movable on the movable stage 14A side (sample table 15).
A, wafer W1, movable mirrors 35 and 36, guide bar 23A
(Including etc.) and move according to the weight ratio.

【0051】ところが、可動子24Aと固定子25とは
カップリングされているため、これらが相対移動した際
には、元の位置に止まろうとする力が作用する。可動子
24Aは、レーザ干渉計37が可動ステージ14Aの位
置を計測して、リニアモータ22Aのコイルに所定の電
圧が印加されるため、所定位置に移動するが、固定子2
5(すなわちカウンタマス26)は移動すべき位置に到
達する前に停止することになる。そのため、本実施の形
態では、制御部42がレーザ干渉計40A、40Bの計
測結果に基づいてステップトリムモータ32、32を駆
動することで、カウンタマス26、26が所定の位置に
到達するように、カウンタマス26、26の移動量(運
動量)を補正する。
However, since the mover 24A and the stator 25 are coupled to each other, when they move relative to each other, a force to stop them at the original position acts. The mover 24A moves to a predetermined position because the laser interferometer 37 measures the position of the movable stage 14A and a predetermined voltage is applied to the coil of the linear motor 22A.
5 (ie counter mass 26) will stop before reaching the position to be moved. Therefore, in the present embodiment, the control unit 42 drives the step trim motors 32, 32 based on the measurement results of the laser interferometers 40A, 40B so that the counter masses 26, 26 reach a predetermined position. , The movement amount (movement amount) of the counter masses 26, 26 is corrected.

【0052】この結果、可動ステージ14AのX方向の
加減速時の反力はカウンタマス26、26の移動により
吸収され、ベースプレート12に与える運動量は理論的
にゼロとなり、ウエハステージWSTにおける重心の位
置がX方向において実質的に固定される。なお、ステッ
プリニアモータ22Bが作動して、可動ステージ14B
がX方向に移動する際にも同様の動作になる。
As a result, the reaction force of the movable stage 14A during acceleration and deceleration in the X direction is absorbed by the movement of the counter masses 26, 26, and the momentum given to the base plate 12 theoretically becomes zero, and the position of the center of gravity of the wafer stage WST is determined. Are substantially fixed in the X direction. The step linear motor 22B operates to move the movable stage 14B.
Also moves in the X direction.

【0053】一方、スキャンリニアモータ21Aが作動
して可動ステージ14Aが試料台15A(およびウエハ
W1)とともに、例えば+Y方向に移動すると、この移
動による反力で固定子21aを有するガイドバー23
A、カウンタマス26、26とともに、フレーム部材2
9が保持部材30のガイド孔31に沿って−Y方向に相
対移動する。この場合も、制御部42がレーザ干渉計4
1A、41Bの計測結果に基づいてスキャントリムモー
タ33、33を駆動することで、フレーム部材29(お
よびガイドバー23A、カウンタマス26、26)が所
定の位置に到達するようにフレーム部材29の移動量を
補正する。
On the other hand, when the scan linear motor 21A operates to move the movable stage 14A together with the sample stage 15A (and the wafer W1) in the + Y direction, for example, the reaction bar due to this movement causes the guide bar 23 having the stator 21a.
A, the counter masses 26, 26, and the frame member 2
9 relatively moves in the −Y direction along the guide hole 31 of the holding member 30. In this case as well, the control unit 42 controls the laser interferometer 4
By driving the scan trim motors 33 and 33 based on the measurement results of 1A and 41B, the frame member 29 is moved so that the frame member 29 (and the guide bar 23A and the counter masses 26 and 26) reaches a predetermined position. Correct the amount.

【0054】さらに、図2に示すように、可動ステージ
14Aがフレーム部材29(すなわちベースプレート1
2)の中心に対して偏心している場合、可動ステージ1
4Aの移動に伴ってフレーム部材29にはZ軸回りの回
転モーメントが加わる。そのため、制御部42は、可動
ステージ14Aの位置に応じて、スキャントリムモータ
33、33の駆動を個別に制御して、このモーメントを
補正する。具体的には、図2のように、可動ステージ1
4Aがフレーム部材29の中心よりも−X側に位置して
いる場合、フレーム部材29の−X側により大きな反力
が加わる。そこで、制御部42は、可動ステージ14A
の位置に応じて、−X側のトリムモータ33を+X側の
トリムモータ33よりも大きな力で駆動してフレーム部
材29に加わるモーメントを補正する。
Further, as shown in FIG. 2, the movable stage 14A is connected to the frame member 29 (that is, the base plate 1).
If it is eccentric to the center of 2), the movable stage 1
A rotational moment about the Z axis is applied to the frame member 29 with the movement of 4A. Therefore, the control unit 42 individually controls the drive of the scan trim motors 33, 33 according to the position of the movable stage 14A to correct this moment. Specifically, as shown in FIG. 2, the movable stage 1
When 4A is located on the −X side of the center of the frame member 29, a larger reaction force is applied to the −X side of the frame member 29. Therefore, the control unit 42 controls the movable stage 14A.
Depending on the position of, the −X side trim motor 33 is driven with a larger force than the + X side trim motor 33 to correct the moment applied to the frame member 29.

【0055】この結果、可動ステージ14AのY方向の
加減速時の反力は、フレーム部材29(およびガイドバ
ー23A、カウンタマス26、26)の移動により吸収
され、ベースプレート12に与える運動量は理論的にゼ
ロとなり、ウエハステージWSTにおける重心の位置が
Y方向においても実質的に固定される。また、ベースプ
レート12に対してZ軸回りのモーメントが加わること
も回避される。なお、スキャンリニアモータ21Bが作
動して、可動ステージ14BがY方向に移動する際にも
同様の動作になる。
As a result, the reaction force of the movable stage 14A during acceleration / deceleration in the Y direction is absorbed by the movement of the frame member 29 (and the guide bar 23A and the counter masses 26, 26), and the momentum given to the base plate 12 is theoretical. Becomes zero, and the position of the center of gravity on wafer stage WST is substantially fixed also in the Y direction. Further, it is possible to avoid applying a moment about the Z axis to the base plate 12. The same operation is performed when the scan linear motor 21B operates and the movable stage 14B moves in the Y direction.

【0056】このように、ウエハステージWSTにおい
ては、可動ステージ14A、14Bがスキャン移動方向
およびステップ移動方向のいずれの方向に移動しても、
移動に伴う反力を吸収して振動の発生を抑制することが
できる。
As described above, in wafer stage WST, even if movable stages 14A and 14B move in either the scan movement direction or the step movement direction,
It is possible to absorb the reaction force caused by the movement and suppress the occurrence of vibration.

【0057】続いて、2つの可動ステージ14A、14
Bによる並行処理について説明する。本実施の形態で
は、例えば可動ステージ14A(すなわち試料台15
A)上のウエハW1を投影光学系PLを介して露光動作
を行っている間に、可動ステージ14Bにおいてウエハ
交換が行われ、ウエハ交換に引き続いてアライメント動
作およびオートフォーカス/オートレベリングが行われ
る。
Subsequently, the two movable stages 14A, 14
The parallel processing by B will be described. In the present embodiment, for example, the movable stage 14A (that is, the sample table 15)
During the exposure operation of the upper wafer W1 via the projection optical system PL, the wafer is exchanged on the movable stage 14B, and the alignment operation and the auto focus / auto leveling are performed subsequent to the wafer exchange.

【0058】可動ステージ14B側で、上記のウエハ交
換、アライメント動作が行われている間に、可動ステー
ジ14A側では、2枚のレチクルR1、R2(R2は不
図示)を使い、露光条件を変えながら連続してステップ
・アンド・スキャン方式により二重露光が行われる。2
つの可動ステージ14A、14B上で並行して行われる
露光シーケンスとウエハ交換・アライメントシーケンス
とは、先に終了したウエハステージの方が待ち状態とな
り、両方の動作が終了した時点で可動ステージ14A、
14Bが移動制御される。そして、露光シーケンスが終
了した可動ステージ14A上のウエハW1は、ローディ
ングポジションでウエハ交換がなされ、アライメントシ
ーケンスが終了した可動ステージ14B(すなわち試料
台15B)上のウエハW2は、投影光学系PLの下で露
光シーケンスが行われる。
While the above-mentioned wafer exchange and alignment operations are being performed on the movable stage 14B side, on the movable stage 14A side, two reticles R1 and R2 (R2 is not shown) are used to change the exposure conditions. However, double exposure is continuously performed by the step-and-scan method. Two
In the exposure sequence and the wafer exchange / alignment sequence which are performed in parallel on the two movable stages 14A and 14B, the wafer stage that has been completed first is in a waiting state, and when both operations are completed, the movable stage 14A and
14B is controlled to move. The wafer W1 on the movable stage 14A for which the exposure sequence has been completed is subjected to wafer exchange at the loading position, and the wafer W2 on the movable stage 14B (that is, the sample table 15B) for which the alignment sequence has been completed is under the projection optical system PL. The exposure sequence is performed.

【0059】このように、一方の可動ステージ側でウエ
ハ交換とアライメント動作を実行する間に、他方の可動
ステージ側で露光動作を実行することとし、両方の動作
が終了した時点でお互いの動作を切り換えるようにする
ことで、スループットを大幅に向上させることが可能に
なる。
As described above, while the wafer exchange and the alignment operation are performed on one movable stage side, the exposure operation is performed on the other movable stage side, and when both operations are completed, the mutual operation is performed. By switching, the throughput can be significantly improved.

【0060】本実施の形態のステージ装置および露光装
置では、可動ステージ14A、14BがX方向に移動す
る際にはカウンタマス26、26がその反力で移動し、
可動ステージ14A、14BがY方向に移動する際には
固定子21aを有するガイドバー23A、23B、カウ
ンタマス26、26、フレーム部材29がその反力で移
動するので、いずれの方向への移動に関しても、振動の
発生等、可動ステージ14A、14Bの移動に伴う反力
の悪影響がベースプレート12や定盤13等に及ぶこと
を防止できる。そのため、可動ステージ14A、14B
の位置制御性が向上し、高精度な露光処理を実行するこ
とが可能になる。
In the stage apparatus and the exposure apparatus of this embodiment, when the movable stages 14A and 14B move in the X direction, the counter masses 26 and 26 move by their reaction force,
When the movable stages 14A and 14B move in the Y direction, the guide bars 23A and 23B having the stator 21a, the counter masses 26 and 26, and the frame member 29 move due to the reaction force thereof. Also, it is possible to prevent the adverse effects of the reaction force due to the movement of the movable stages 14A and 14B, such as the occurrence of vibration, from reaching the base plate 12, the surface plate 13, and the like. Therefore, the movable stages 14A and 14B
Position controllability is improved, and it is possible to perform highly accurate exposure processing.

【0061】また、従来では、固定子と可動子とのカッ
プリングによりカウンタマス26、26やフレーム部材
29が反力移動における所定位置に到達しない可能性が
あるものの、本実施の形態では制御部42がステップト
リムモータ32、スキャントリムモータ33を介してこ
れらの運動量を補正するため、運動量保存の関係が維持
され、ウエハステージWSTにおける重心移動を阻止す
ることができる。
Further, in the prior art, although the counter masses 26, 26 and the frame member 29 may not reach a predetermined position in the reaction force movement due to the coupling between the stator and the mover, in the present embodiment, the control unit is used. Since 42 corrects these momentums via the step trim motor 32 and the scan trim motor 33, the relation of conservation of momentum is maintained and movement of the center of gravity in wafer stage WST can be prevented.

【0062】さらに、本実施の形態では、スキャントリ
ムモータ33、33の駆動を個別に制御することで、可
動ステージ14A、14Bの位置に応じてフレーム部材
29に発生する回転モーメントを補正できるので、ベー
スプレート12や定盤13に対してZ軸回りのモーメン
トが加わることも回避することができる。
Further, in the present embodiment, by controlling the driving of the scan trim motors 33, 33 individually, it is possible to correct the rotational moment generated in the frame member 29 according to the positions of the movable stages 14A, 14B. It is possible to avoid applying a moment about the Z axis to the base plate 12 and the surface plate 13.

【0063】また、本実施の形態の露光装置では、可動
ステージが二基設けられた、ダブルステージ方式を採用
しているので、一方の可動ステージ側でウエハ交換とア
ライメント動作を実行する間に、他方の可動ステージ側
で露光動作を実行する等、待機時間を削減することがで
き、スループットを大幅に向上させることが可能にな
る。
Further, since the exposure apparatus of the present embodiment adopts the double stage system in which two movable stages are provided, while performing the wafer exchange and the alignment operation on one movable stage side, The waiting time can be reduced by performing the exposure operation on the other movable stage side, and the throughput can be greatly improved.

【0064】なお、上記実施の形態では、カウンタマス
26、26を断面ロ字状とし、フレーム部材29を断面
矩形とする構成としたが、これに限定されるものではな
く、例えば図5に示すように、断面視E字状のカウンタ
マス26と、断面視コ字状のフレーム部材29とが組み
合わされる構成であってもよい。なお、この図において
は、図2および図3に示した実施の形態の構成要素と同
一の要素については同一符号を付してある。
In the above embodiment, the counter masses 26, 26 have a square cross section and the frame member 29 has a rectangular cross section. However, the present invention is not limited to this, and is shown in FIG. 5, for example. As described above, the counter mass 26 having an E-shaped cross section and the frame member 29 having a U-shaped cross section may be combined. In this figure, the same components as those of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals.

【0065】また、上記実施の形態においては、可動ス
テージが2基設けられた、ダブルステージ型の例を用い
たが、これに限定されるものではなく、可動ステージが
1基や3基以上設けられる構成であってもよい。また、
上記実施の形態では、本発明のステージ装置をウエハス
テージWSTに適用する構成としたが、これに限られ
ず、レチクルステージRSTにも適用可能である。
Further, in the above embodiment, the example of the double stage type in which two movable stages are provided is used, but the present invention is not limited to this, and one movable stage or three or more movable stages are provided. It may be configured to be. Also,
In the above-described embodiment, the stage device of the present invention is applied to wafer stage WST, but the present invention is not limited to this and can be applied to reticle stage RST.

【0066】さらに、上記実施の形態では、本発明のス
テージ装置を露光装置のウエハステージに適用した構成
としたが、露光装置以外にも転写マスクの描画装置、マ
スクパターンの位置座標測定装置等の精密測定機器にも
適用可能である。
Further, in the above embodiment, the stage device of the present invention is applied to the wafer stage of the exposure apparatus. However, in addition to the exposure apparatus, a transfer mask drawing apparatus, a mask pattern position coordinate measuring apparatus, etc. It can also be applied to precision measuring equipment.

【0067】なお、本実施の形態の基板としては、半導
体デバイス用の半導体ウエハW1、W2のみならず、液
晶ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘ
ッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いら
れるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコン
ウエハ)等が適用される。
As the substrate of this embodiment, not only the semiconductor wafers W1 and W2 for semiconductor devices but also glass substrates for liquid crystal display devices, ceramic wafers for thin film magnetic heads, or exposure apparatuses are used. A mask or reticle master plate (synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.

【0068】露光装置としては、レチクルR1、R2と
ウエハW1、W2とを同期移動してレチクルR1、R2
のパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン
方式の走査型露光装置(スキャニング・ステッパー;US
P5,473,410)の他に、レチクルRとウエハW1、W2と
を静止した状態でレチクルR1、R2のパターンを露光
し、ウエハWを順次ステップ移動させるステップ・アン
ド・リピート方式の投影露光装置(ステッパー)にも適
用することができる。
As the exposure apparatus, the reticles R1 and R2 and the wafers W1 and W2 are moved synchronously to move the reticles R1 and R2.
Step-and-scan type scanning exposure device that scans and exposes the pattern (scanning stepper; US
P5,473,410), a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) that exposes the patterns of the reticles R1 and R2 while the reticle R and the wafers W1 and W2 are stationary, and sequentially moves the wafer W in steps. ) Can also be applied to.

【0069】露光装置の種類としては、ウエハW1、W
2に半導体デバイスパターンを露光する半導体デバイス
製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用の露
光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるい
はレチクルなどを製造するための露光装置などにも広く
適用できる。
The types of exposure apparatus are wafers W1 and W.
2 is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device that exposes a semiconductor device pattern to an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element, an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head, an image sensor (CCD), a reticle, or the like. Is also widely applicable.

【0070】また、露光用照明光の光源として、超高圧
水銀ランプから発生する輝線(g線(436nm)、h
線(404.7nm)、i線(365nm))、KrF
エキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ
(193nm)、F2レーザ(157nm)のみなら
ず、X線や電子線などの荷電粒子線を用いることができ
る。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱
電子放射型のランタンヘキサボライト(LaB6)、タ
ンタル(Ta)を用いることができる。さらに、電子線
を用いる場合は、レチクルRを用いる構成としてもよい
し、レチクルRを用いずに直接ウエハ上にパターンを形
成する構成としてもよい。また、YAGレーザや半導体
レーザ等の高周波などを用いてもよい。
Further, as a light source of exposure illumination light, a bright line (g line (436 nm), h
Line (404.7 nm), i line (365 nm)), KrF
Not only excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm) and F 2 laser (157 nm), but also charged particle beams such as X-rays and electron beams can be used. For example, when an electron beam is used, thermionic emission type lanthanum hexaboride (LaB 6 ) or tantalum (Ta) can be used as the electron gun. Further, when the electron beam is used, the reticle R may be used, or the pattern may be directly formed on the wafer without using the reticle R. Alternatively, a high frequency wave such as a YAG laser or a semiconductor laser may be used.

【0071】投影光学系PLの倍率は、縮小系のみなら
ず等倍系および拡大系のいずれでもよい。また、投影光
学系PLとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用
いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過
する材料を用い、F2レーザやX線を用いる場合は反射
屈折系または屈折系の光学系にし(レチクルRも反射型
タイプのものを用いる)、また電子線を用いる場合には
光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学
系を用いればよい。なお、電子線が通過する光路は、真
空状態にすることはいうまでもない。
The magnification of the projection optical system PL may be not only a reduction system but also a unity magnification system or an enlargement system. As the projection optical system PL, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material when using deep ultraviolet rays such as an excimer laser, and a catadioptric system when using F 2 laser or X-rays. A refraction-type optical system is used (a reticle R also uses a reflection type), and when an electron beam is used, an electron optical system including an electron lens and a deflector may be used as the optical system. Needless to say, the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state.

【0072】ウエハステージWSTやレチクルステージ
RSTにリニアモータ(USP5,623,853またはUSP5,528,1
18参照)を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア
浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用い
た磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステー
ジWST、RSTは、ガイドに沿って移動するタイプで
もよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであっても
よい。また、ステップトリムモータ32やスキャントリ
ムモータ33においても、ガイドを設けても設けなくと
も、どちらでもよい。
A linear motor (USP5,623,853 or USP5,528,1) is used for wafer stage WST and reticle stage RST.
18)), either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force may be used. Further, each stage WST, RST may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide. Further, the step trim motor 32 and the scan trim motor 33 may be provided with or without a guide.

【0073】各ステージWST、RSTの駆動機構とし
ては、二次元に磁石を配置した磁石ユニット(永久磁
石)と、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを
対向させ電磁力により各ステージWST、RSTを駆動
する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニッ
トと電機子ユニットとのいずれか一方をステージWS
T、RSTに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットと
の他方をステージWST、RSTの移動面側(ベース)
に設ければよい。
As a driving mechanism of each stage WST, RST, a magnet unit (permanent magnet) having a two-dimensionally arranged magnet and an armature unit having a two-dimensionally arranged coil are opposed to each other, and each stage WST, A planar motor that drives the RST may be used. In this case, one of the magnet unit and the armature unit is connected to the stage WS.
It is connected to T and RST, and the other side of the magnet unit and armature unit is the moving surface side (base) of the stages WST and RST.
Should be provided in.

【0074】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
As described above, the exposure apparatus according to the embodiment of the present application has various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application, with predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and
It is manufactured by assembling so as to maintain optical accuracy. Before and after this assembly, adjustments to achieve optical precision for various optical systems, adjustments to achieve mechanical precision for various mechanical systems, and various electrical systems to ensure these various types of precision are made. Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the exposure apparatus from the various subsystems includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, air pressure circuit pipe connection, and the like between the various subsystems. It goes without saying that there is an individual assembly process for each subsystem before the assembly process from these various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies of the exposure apparatus as a whole. It is desirable that the exposure apparatus be manufactured in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.

【0075】半導体デバイス等のマイクロデバイスは、
図6に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計
を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマ
スク(レチクル)を製作するステップ202、シリコン
材料からウエハを製造するステップ203、前述した実
施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに
露光する露光処理ステップ204、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)205、検査ステップ206等を経て製
造される。
Microdevices such as semiconductor devices are
As shown in FIG. 6, step 201 of designing the function / performance of the microdevice, step 202 of manufacturing a mask (reticle) based on this design step, step 203 of manufacturing a wafer from a silicon material, and the step of the above-described embodiment. It is manufactured through an exposure processing step 204 of exposing a reticle pattern onto a wafer by an exposure apparatus, a device assembly step (including a dicing step, a bonding step, a packaging step) 205, an inspection step 206, and the like.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係るス
テージ装置は、ステージ本体の第1方向への移動により
発生する反力により第1固定子を移動させるとともに、
ステージ本体の第2方向への移動により発生する反力に
より第1固定子と第2固定子とを移動させるように、第
1固定子と第2固定子とを配置した構成となっている。
これにより、このステージ装置では、ステージ本体が第
1方向、または第2方向のいずれの方向に移動した場合
でも、移動に伴う反力の悪影響が排除されステージ本体
の位置制御性が向上するという効果が得られる。
As described above, in the stage device according to the first aspect, the first stator is moved by the reaction force generated by the movement of the stage body in the first direction, and
The first stator and the second stator are arranged so that the first stator and the second stator are moved by the reaction force generated by the movement of the stage main body in the second direction.
As a result, in this stage device, even if the stage body moves in either the first direction or the second direction, the adverse effect of the reaction force due to the movement is eliminated, and the position controllability of the stage body is improved. Is obtained.

【0077】請求項2に係るステージ装置は、運動量補
正装置がステージ本体の移動時の運動量に基づいて、第
1固定子の移動時の運動量を補正する構成となってい
る。これにより、このステージ装置では、ステージ本体
が第1方向へ移動した際にも運動量保存の関係が維持さ
れ重心移動を阻止できるという効果が得られる。
In the stage apparatus according to the second aspect, the momentum correcting device corrects the momentum of the first stator during movement based on the momentum of the stage body during movement. As a result, in this stage device, even when the stage body moves in the first direction, the effect of preserving the momentum is maintained and the movement of the center of gravity can be prevented.

【0078】請求項3に係るステージ装置は、ステージ
本体の第1方向への移動による反力で移動する第1固定
子をガイドし、且つステージ本体の第2方向への移動に
よる反力で第1固定子および第2固定子とともに移動す
るフレーム部材を有する構成となっている。これによ
り、このステージ装置では、フレーム部材が第1固定子
をガイドするとともに、第1固定子および第2固定子を
伴って第2方向へ移動することで、移動に伴う反力の悪
影響が排除されステージ本体の位置制御性が向上すると
いう効果が得られる。
According to the third aspect of the present invention, the stage device guides the first stator which is moved by the reaction force generated by the movement of the stage body in the first direction, and is guided by the reaction force generated by the movement of the stage body in the second direction. It is configured to have a frame member that moves together with the first stator and the second stator. As a result, in this stage device, the frame member guides the first stator and moves in the second direction along with the first stator and the second stator, thereby eliminating the adverse effect of the reaction force due to the movement. The effect that the position controllability of the stage body is improved is obtained.

【0079】請求項4に係るステージ装置は、第2の運
動量補正装置がステージ本体の移動時の運動量に基づい
て、フレーム部材の移動時の運動量を補正する構成とな
っている。これにより、このステージ装置では、ステー
ジ本体が第2方向へ移動した際にも運動量保存の関係が
維持され重心移動を阻止できるという効果が得られる。
In the stage device according to the fourth aspect, the second momentum correction device is configured to correct the momentum when the frame member moves based on the momentum when the stage body moves. As a result, in this stage apparatus, even when the stage main body moves in the second direction, the effect of preserving the momentum is maintained and the movement of the center of gravity can be prevented.

【0080】請求項5に係るステージ装置は、第2の運
動量補正装置がステージ本体の位置に基づいて、第1方
向および第2方向と略直交する方向に延びる軸線周りの
フレーム部材の回転を補正する構成となっている。これ
により、このステージ装置では、ベースプレートや定盤
に対して回転モーメントが加わることを回避できるとい
う効果が得られる。
In the stage device according to the fifth aspect, the second momentum correction device corrects the rotation of the frame member around the axis extending in the direction substantially orthogonal to the first direction and the second direction based on the position of the stage body. It is configured to do. As a result, in this stage device, it is possible to obtain the effect that it is possible to avoid applying a rotational moment to the base plate and the surface plate.

【0081】請求項6に係るステージ装置は、ステージ
本体が互いに独立移動自在に複数設けられる構成となっ
ている。これにより、このステージ装置では、スループ
ットを大幅に向上させることができるという効果が得ら
れる。
In the stage apparatus according to the sixth aspect, a plurality of stage bodies are provided so as to be movable independently of each other. As a result, this stage device has the effect of significantly improving throughput.

【0082】請求項7に係るステージ装置は、マスクス
テージと基板ステージとの少なくとも一方のステージと
して、請求項1から6のいずれかに記載されたステージ
装置が用いられる構成となっている。これにより、この
ステージ装置では、ステージ本体が第1方向、または第
2方向のいずれの方向に移動した場合でも、移動に伴う
反力の悪影響が排除され、マスクまたは基板の少なくと
も一方の位置制御性が向上することで、高精度な露光処
理が実現するという効果が得られる。
According to a seventh aspect of the present invention, the stage device according to any one of the first to sixth aspects is used as at least one of the mask stage and the substrate stage. As a result, in this stage apparatus, even if the stage body moves in either the first direction or the second direction, the adverse effect of the reaction force due to the movement is eliminated, and the position controllability of at least one of the mask and the substrate is eliminated. As a result, the effect that a highly accurate exposure process is realized can be obtained.

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

【図1】 本発明の実施の形態を示す図であって、露
光装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, which is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus.

【図2】 同露光装置を構成するウエハステージの平
面図である。
FIG. 2 is a plan view of a wafer stage that constitutes the exposure apparatus.

【図3】 図2における断面図である。FIG. 3 is a sectional view of FIG.

【図4】 露光装置の制御ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram of the exposure apparatus.

【図5】 ウエハステージの別の実施の形態を示す部
分断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the wafer stage.

【図6】 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフ
ローチャート図である。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a semiconductor device manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R1 レチクル(マスク) W1、W2 ウエハ(基板) RST レチクルステージ(マスクステージ) WST ウエハステージ(基板ステージ、ステージ装
置) 14A、14B 可動ステージ(ステージ本体) 21A、21B スキャンリニアモータ(第2駆動装
置) 22A、22B ステップリニアモータ(第1駆動装
置) 24A、24B 可動子(第1可動子) 25 固定子(第1固定子) 29 フレーム部材 32 ステップトリムモータ(運動量補正装置) 33 スキャントリムモータ(第2の運動量補正装置、
回転補正装置)
R1 reticle (mask) W1, W2 wafer (substrate) RST reticle stage (mask stage) WST wafer stage (substrate stage, stage device) 14A, 14B movable stage (stage body) 21A, 21B scan linear motor (second drive device) 22A, 22B step linear motor (first drive device) 24A, 24B mover (first mover) 25 stator (first stator) 29 frame member 32 step trim motor (momentum correction device) 33 scan trim motor (first 2 momentum correction device,
Rotation correction device)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F078 CA02 CA08 CB09 CB12 CB13 CC11 5F031 CA02 CA05 HA13 HA55 HA57 JA02 JA06 KA06 LA08 MA27 PA18 PA30 5F046 BA04 BA05 CC01 CC02 CC19   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2F078 CA02 CA08 CB09 CB12 CB13                       CC11                 5F031 CA02 CA05 HA13 HA55 HA57                       JA02 JA06 KA06 LA08 MA27                       PA18 PA30                 5F046 BA04 BA05 CC01 CC02 CC19

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1方向および該第1方向とは異なる
第2方向に移動するステージ本体を有するステージ装置
において、 第1可動子と第1固定子とを有し、前記ステージ本体を
前記第1方向に駆動する第1駆動装置と、 第2可動子と第2固定子とを有し、前記ステージ本体を
前記第2方向に駆動する第2駆動装置とを備え、 前記ステージ本体の前記第1方向への移動により発生す
る反力により前記第1固定子を移動させるとともに、前
記ステージ本体の前記第2方向への移動により発生する
反力により前記第1固定子と前記第2固定子とを移動さ
せるように、前記第1固定子と前記第2固定子とを配置
したことを特徴とするステージ装置。
1. A stage device having a stage body that moves in a first direction and a second direction different from the first direction, the stage device having a first mover and a first stator, A first drive device that drives in one direction, a second drive device that includes a second mover and a second stator, and drives the stage body in the second direction, The first stator is moved by the reaction force generated by the movement in one direction, and the first stator and the second stator are moved by the reaction force generated by the movement of the stage body in the second direction. The first stator and the second stator are arranged so as to move the stage device.
【請求項2】 請求項1記載のステージ装置におい
て、前記ステージ本体の移動時の運動量に基づいて、前
記第1固定子の移動時の運動量を補正する運動量補正装
置を有することを特徴とするステージ装置。
2. The stage apparatus according to claim 1, further comprising a momentum correction device that corrects the momentum of the first stator during movement based on the momentum of the stage body during movement. apparatus.
【請求項3】 請求項1または2記載のステージ装置
において、 前記ステージ本体の前記第1方向への移動による反力で
移動する前記第1固定子をガイドし、且つ前記ステージ
本体の前記第2方向への移動による反力で前記第1固定
子および前記第2固定子とともに移動するフレーム部材
を有することを特徴とするステージ装置。
3. The stage apparatus according to claim 1, wherein the first stator is moved by a reaction force generated by the movement of the stage main body in the first direction, and the second stator of the stage main body is guided. A stage device comprising: a frame member that moves together with the first stator and the second stator by a reaction force generated by movement in a direction.
【請求項4】 請求項3記載のステージ装置におい
て、 前記ステージ本体の移動時の運動量に基づいて、前記フ
レーム部材の移動時の運動量を補正する第2の運動量補
正装置を有することを特徴とするステージ装置。
4. The stage device according to claim 3, further comprising a second momentum correction device that corrects the momentum of the frame member during movement based on the momentum of the stage body during movement. Stage device.
【請求項5】 請求項4記載のステージ装置におい
て、 前記第2の運動量補正装置は、前記ステージ本体の位置
に基づいて、前記第1方向および前記第2方向と略直交
する方向に延びる軸線周りの前記フレーム部材の回転を
補正することを特徴とするステージ装置。
5. The stage device according to claim 4, wherein the second momentum correction device is based on a position of the stage main body and is configured around an axis extending in a direction substantially orthogonal to the first direction and the second direction. A stage device for correcting the rotation of the frame member.
【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載のス
テージ装置において、 前記ステージ本体は、互いに独立移動自在に複数設けら
れることを特徴とするステージ装置。
6. The stage device according to claim 1, wherein a plurality of the stage bodies are provided so as to be movable independently of each other.
【請求項7】 マスクステージに保持されたマスクの
パターンを基板ステージに保持された基板に露光する露
光装置において、 前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも
一方のステージとして、請求項1から6のいずれかに記
載されたステージ装置が用いられることを特徴とする露
光装置。
7. An exposure apparatus for exposing a pattern of a mask held by a mask stage onto a substrate held by a substrate stage, wherein at least one of the mask stage and the substrate stage is used as a stage. An exposure apparatus, wherein the stage device described in any one of the above is used.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004105105A1 (en) * 2003-05-21 2004-12-02 Nikon Corporation Stage apparatus, exposure apparatus, and method of producing device

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