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JP2005005295A - Stage apparatus and exposure device - Google Patents

Stage apparatus and exposure device Download PDF

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JP2005005295A
JP2005005295A JP2003163708A JP2003163708A JP2005005295A JP 2005005295 A JP2005005295 A JP 2005005295A JP 2003163708 A JP2003163708 A JP 2003163708A JP 2003163708 A JP2003163708 A JP 2003163708A JP 2005005295 A JP2005005295 A JP 2005005295A
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JP
Japan
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stage
wafer
moving
wst2
reticle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2003163708A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Hara
英明 原
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the safety of a constituting apparatus even if an unexpected situation arises when a plurality of stages are moved independently. <P>SOLUTION: A stage apparatus includes a first moving unit 65A having a first movable element 62A connected to a first stage WST1, and a second moving unit 65B having a second movable element 62B connected to a second stage WST2. The stage apparatus also includes a plurality of regulators 104A, 104B each for regulating at least one of the first stage WST1 and the second stage WST2, and a plurality of evacuating units 108A, 108B for evacuating at least one of the plurality of the evacuation units in a second direction different from a first direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、複数のステージを備えたステージ装置及び該ステージ装置を備えた露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子（集積回路）又は液晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する場合に、種々の露光装置が用いられている。近年では、半導体素子の高集積化に伴い、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパなどの逐次移動型の投影露光装置が、主流となっている。
【０００３】
この種の投影露光装置は、主として半導体素子等の量産機として使用されるものであることから、一定時間内にどれだけの枚数のウエハを露光処理できるかという処理能力、すなわちスループットを向上させることが必然的に要請される。
【０００４】
この種の投影露光装置では、ウエハ交換→アライメント（サーチアライメント，ファインアライメント）→露光→ウエハ交換……のように、大きく３つの動作が１つのウエハステージを用いて繰り返し行なわれている。従って、前述した３つの動作、すなわちウエハ交換、アライメント、及び露光動作の内の複数動作同士を部分的にでも同時並行的に処理できれば、これらの動作をシーケンシャルに行なう場合に比べて、スループットを向上させることができる。しかるに、ウエハ交換とアライメン卜中には露光は行われず、工程時間の短縮つまりスループッ卜の向上のためには、例えばウエハ交換とアライメン卜をするステージと露光をするステージとを同時に独立して制御する方法が考えられる。
【０００５】
これに関して、例えば特許文献１には、Ｘ軸方向に延びるＸ駆動リニアモータの固定子の両端に一対のＹ駆動リニアモータの可動子を設け、このＹ駆動リニアモータの駆動力によって、Ｘ駆動リニアモータをＹ軸方向に駆動する駆動機構を１組み対称に配置し、それぞれの駆動機構を構成するＸ駆動リニアモータの可動子のステージ対向面側にステージ（物体保持器）に連結可能なリジッドな接続機構（連結機構）をそれぞれ設けて、２つのステージをそれぞれ接続機構により各駆動機構に連結して、２つのステージを独立してＸＹ２次元方向に並行して駆動するステージ装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
国際公開第９８／４０７９１号公報
【０００７】
【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技術には、以下のような問題が存在する。
２つのステージが独立して移動可能な構成であるため、ステージ移動時に何らかのトラブルによりステージが他のステージやリニアモータの固定子等と干渉（衝突）して損傷する可能性がある。精密機器からなるステージやリニアモータ等の損傷は、多大なコストアップを招くばかりでなく、露光装置を用いた生産計画にも重大な影響を与える虞がある。
通常、ステージの移動は、レーザ干渉計等の計測機器による位置計測結果に基づいて厳密に制御されているが、リニアモータの暴走等、ステージ装置を構成する機器に不測の事態が生じた場合を想定すると、安全性が十分に確保されているとは言えなかった。
【０００８】
また、上記の従来技術では、ステージを交換して駆動機構に接続する際に、ステージの位置や姿勢にずれが生じている可能性があり、この場合、交換時に駆動機構との接続を円滑に実施することができない。そのため、交換前にステージの位置情報を迅速に検出する必要がある。
【０００９】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、複数のステージを独立して移動させる際に不測の事態が生じた場合であっても、構成機器の安全性を高めることができるステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、ステージを交換する際に迅速にステージの位置情報を検出できるステージ装置及び露光装置を提供することである。
【００１１】
【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２０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ステージ（ＷＳＴ１）に接続された第１可動子（６２Ａ）を備え第１ステージ（ＷＳＴ１）を第１方向（Ｙ軸方向）へ移動させる第１移動装置（６５Ａ）と、第２ステージ（ＷＳＴ２）に接続された第２可動子（６２Ｂ）を備え第２ステージ（ＷＳＴ２）を第１方向へ移動させる第２移動装置（６５Ｂ）と、を備えるステージ装置（１２）であって、第１方向に沿って複数設けられ、第１ステージ（ＷＳＴ１）と第２ステージ（ＷＳＴ２）との少なくとも一方の移動を規制する規制装置（１０３Ａ、１０３Ｂ、１０４Ａ、１０４Ｂ）と、複数の規制装置のうち少なくとも一つの規制装置（１０４Ａ、１０４Ｂ）を第１方向とは異なる第２方向（Ｘ軸方向）に退避させる退避装置（１０８Ａ、１０８Ｂ）と、を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明のステージ装置では、規制装置（１０４Ａ、１０４Ｂ）を第２方向（Ｘ軸方向）に退避させることにより、第１ステージ（ＷＳＴ１）又は第２ステージ（ＷＳＴ２）をそれぞれ移動させることができる一方、規制装置（１０４Ａ、１０４Ｂ）により第１ステージ（ＷＳＴ１）又は第２ステージ（ＷＳＴ２）の第１方向への移動を規制することができる。そのため、規制装置（１０４Ａ、１０４Ｂ）を第１ステージ（ＷＳＴ１）及び第２ステージ（ＷＳＴ２）のそれぞれに対して設置することで、ステージ移動を規制している間に不測の事態が生じても、第１ステージ（ＷＳＴ１）又は第２ステージ（ＷＳＴ２）が他の構成機器に衝突して損傷することを防止でき、ステージ装置の安全性を高めることが可能になる。
【００１３】
また、本発明のステージ装置は、第１方向に移動可能なステージ（ＷＳＴ１、ＷＳＴ２）と、ステージ（ＷＳＴ１、ＷＳＴ２）を第１方向に移動させる移動装置（６５Ａ、６５Ｂ）と、第１方向に沿って検出光（Ｂ）を照射する照射装置（７９）と、第１方向に沿ってステージ（ＷＳＴ１、ＷＳＴ２）に設けられた貫通孔部（８１ａ）と、検出光（Ｂ）が貫通孔部（８１ａ）を通過したときに検出光（Ｂ）を受光する受光装置（８０）とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
従って、本発明のステージ装置では、ステージ（ＷＳＴ１、ＷＳＴ２）が所定の位置、姿勢にあるときに貫通孔部（８１ａ）が第１方向に沿うため、貫通孔部（８１ａ）を通過した検出光（Ｂ）を受光することができる。そのため、ステージを交換する前に検出光（Ｂ）を受光可能か否かを検知することにより、ステージ（ＷＳＴ１、ＷＳＴ２）の位置・姿勢等の位置情報を迅速、且つ容易に検出することができ、移動装置（６５Ａ、６５Ｂ）に対するステージの交換作業を円滑に実施することができる。
【００１５】
そして、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（Ｒ）のパターンを基板ステージ（１２）に保持された基板（Ｗ１、Ｗ２）に露光する露光装置（１０）であって、マスクステージ（ＲＳＴ）と基板ステージ（１２）との少なくとも一方のステージとして、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられることを特徴とするものである。
【００１６】
従って、本発明の露光装置では、マスク（Ｒ）又は基板（Ｗ１、Ｗ２）を複数用いて露光に関する処理を実施する際に不測の事態が生じても、マスクステージ（ＲＳＴ）又は基板ステージ（１２）が他の構成機器に衝突して損傷することを防止でき、露光装置（１０）の安全性を高めることが可能になるとともに、マスクステージ（ＲＳＴ）又は基板ステージ（１２）の位置・姿勢等の位置情報を迅速、且つ容易に検出することができ、マスクステージ（ＲＳＴ）又は基板ステージ（１２）の交換作業を円滑に実施することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のステージ装置及び露光装置の実施の形態を、図１ないし図２１を参照して説明する。
ここでは、例えば露光装置として、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、スキャニング・ステッパ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して説明する。
【００１８】
図１には、一実施形態に係る露光装置１０の概略構成が示されている。
この露光装置１０は、不図示の光源及び照明ユニットＩＬＵを含み、露光用照明光によりマスクとしてのレチクルＲを上方から照明する照明系、レチクルＲを主として所定の走査方向、ここでは第１方向としてのＹ軸方向（図１における紙面左右方向）に駆動するレチクル駆動系、レチクルＲの下方に配置された投影光学系ＰＬ、投影光学系ＰＬの下方に配置され、基板としてのウエハＷ１、Ｗ２をそれぞれ保持して独立してＸＹ２次元面内で移動する第１、第２のステージとしてのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を含むステージ装置１２、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側に配置されたアライメント光学系ＡＬＧ等を備えている。この内、不図示の光源を除く上記各部は、超クリーンルームの床面上に設置され、温度、湿度等が精度良く管理された環境制御チャンバ（以下、「チャンバ」という）１４内に収納されている。
【００１９】
なお、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、ステージ定盤４４の−Ｙ側の位置に配置され、アライメント光学系ＡＬＧの光軸ＳＸはステージ定盤４４の＋Ｙ側の位置に配置される。従って、ステージ定盤４４の−Ｙ側が露光エリアとされ、このエリアに位置するウエハステージに対して露光処理が行われ、ステージ定盤４４の＋Ｙ側がアライメントエリアとされ、このエリアに位置するウエハステージに対してアライメントが行われる。
【００２０】
ステージ装置１２は、図１に示されるように、内部にウエハ室４０を形成するチャンバ４２の内部に設置されている。このチャンバ４２の上壁には、投影光学系ＰＬの鏡筒の下端部近傍が隙間無く接合されている。
ステージ装置１２は、ウエハ室４０内に収納されたステージ定盤４４、このステージ定盤４４の上方に非接触ベアリングである不図示の真空予圧型気体静圧軸受け装置を介して浮上支持され、Ｙ軸方向（図１における紙面内左右方向）及びＸ軸方向（図１における紙面直交方向）に独立して２次元移動可能な２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２、これらのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を駆動するステージ駆動系、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置を計測するウエハ干渉計システム、及びウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動を規制する規制装置等から主に構成される。
【００２１】
なお、前記ウエハ室４０内には、空気（酸素）の含有濃度が数ｐｐｍ程度とされたクリーンなヘリウムガス（Ｈｅ）あるいは乾燥窒素ガス（Ｎ２）が充填されている。また、このウエハ室４０を形成するチャンバ４２の−Ｘ側（図１における紙面手前側）の＋Ｙ側半部（図１における右半部）の位置には、ウエハをロード・アンロードする不図示のウエハローダが設けられている。
【００２２】
図２には、チャンバ４２内に収納されたステージ装置１２の概略平面図が示されている。この図２及び図１に示されるように、ステージ装置１２は、チャンバ４２の内部底面に水平に設置されたベースプレートＢＰと、該ベースプレートＢＰ上に不図示の防振ユニットを介して３点あるいは４点でベースプレートＢＰに対して平行に支持されたステージ定盤４４と、ステージ定盤４４のＸ軸方向両側外側にそれぞれＹ軸方向に沿って配置された固定子５８、５８と、Ｘガイドステージ６１Ａを介してウエハステージＷＳＴ１に接続され固定子５８、５８に沿って移動することでウエハステージＷＳＴ１をＹ軸方向へ移動させる可動子（第１可動子）６２Ａ、６２Ａと、Ｘガイドステージ６１Ｂを介してウエハステージＷＳＴ２に接続され固定子５８、５８に沿って移動することでウエハステージＷＳＴ２をＹ軸方向へ移動させる可動子（第２可動子）６２Ｂ、６２Ｂと、可動子６２Ａ、６２Ａ間にＸ方向に沿って架設された上記Ｘガイドステージ６１Ａと、可動子６２Ｂ、６２Ｂ間にＸ方向に沿って架設された上記Ｘガイドステージ６１Ｂと、ウエハステージＷＳＴ１に接続されＸガイドステージ６１Ａに沿って移動するＸ粗動ステージ６３Ａ、ウエハステージＷＳＴ２に接続されＸガイドステージ６１Ｂに沿って移動するＸ粗動ステージ６３Ｂとを備えている。
【００２３】
固定子５８と可動子６２Ａとにより、Ｙリニアモータ（第１移動装置）６５Ａが構成されており、可動子６２Ａが固定子５８との間の電磁気的相互作用により駆動することでウエハステージＷＳＴ１がＹ軸方向に移動する。同様に、固定子５８と可動子６２Ｂとにより、Ｙリニアモータ（第２移動装置）６５Ｂが構成されており、可動子６２Ｂが固定子５８との間の電磁気的相互作用により駆動することでウエハステージＷＳＴ２がＹ軸方向に移動する。
すなわち、本実施の形態では、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂにおいて固定子５８を共用する構成となっている。
【００２４】
また、Ｘガイドステージ６１Ａ、６１Ｂには、それぞれＸ方向に沿って固定子８７Ａ、８７Ｂ（図２では不図示、図８参照）が埋設され、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂのそれぞれには各固定子８７Ａ、８７Ｂに沿って移動する可動子８８Ａ、８８Ｂ（図２では不図示、図８参照）が設けられている。これらＸガイドステージ６１Ａ、６１Ｂに設けられた固定子８７Ａ、８７Ｂと、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂに設けられた可動子８８Ａ、８８Ｂとにより、Ｘリニアモータ（第３移動装置）６７Ａ及びＸリニアモータ（第４移動装置）６７Ｂが構成され、可動子が固定子との間の電磁気的相互作用により駆動することでウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２がそれぞれＸ軸方向（第３方向）に移動する。なお、Ｘガイドステージ６１Ａ、６１Ｂ（固定子８７Ａ、８７Ｂ）には、それぞれエンコーダスケールが形成されており、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂ（可動子８８Ａ、８８Ｂ）には各エンコーダスケールを計測するエンコーダヘッド８９Ａ、８９Ｂ（図２では不図示、図８参照）が設けられ、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３ＢとＸガイドステージ６１Ａ、６１Ｂとの相対位置関係を検出可能となっており、検出した結果は制御装置ＣＯＮＴ（図８参照）に出力される。
【００２５】
図３（ａ）は、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の平面図であり、図３（ｂ）は正面図である。
なお、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の構成は同様であるので、以下においてはウエハステージＷＳＴ１についてのみ説明し、ウエハステージＷＳＴ２については図において符号（主に添字Ｂを付記）のみ記載する。
【００２６】
図３に示すように、ウエハステージＷＳＴ１は、上述のＸ粗動ステージ６３Ａと、このＸ粗動ステージ６３Ａに対して交換自在に設けられるテーブル部７０Ａとから構成されている。粗動ステージ６３Ａの底面には非接触ベアリングである真空予圧型の複数のエアベアリング７２が設けられており、エアベアリング７２の軸受け面から吹き出される加圧気体（例えばヘリウム、あるいは窒素ガスなど）の静圧と、粗動ステージ６３Ａ全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、粗動ステージ６３Ａがステージ定盤４４の上面である移動面の上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。この固定子７４としては、多数の偏平型の電機子コイルが配置された電機子ユニットが用いられている。
【００２７】
テーブル部７０Ａは、ウエハ（基板）Ｗを保持するウエハテーブルＷＴと、該ウエハテーブルＷＴを、Ｚ・チルト駆動機構を介して支持する微動ステージ１００とを備えている。Ｚ・チルト駆動機構は、例えば微動ステージ１００にほぼ正三角形の頂点の位置に配置されたボイスコイルモータの固定子と、これらの固定子に対応してウエハテーブルＷＴの底面に配置された３つのボイスコイルモータの可動子とから構成され、これら３つのボイスコイルモータによって、ウエハテーブルＷＴをＺ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、及びθｙ方向（Ｘ軸回りの回転方向）の３自由度方向について微少駆動することができる。
【００２８】
微動ステージ１００の底面には非接触ベアリングである真空予圧型の複数のエアベアリング７１が設けられており、エアベアリング７１の軸受け面から吹き出される加圧気体（例えばヘリウム、あるいは窒素ガスなど）の静圧と、テーブル部７０Ａ全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、テーブル部７０Ａがステージ定盤４４の上面である移動面の上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。
【００２９】
ウエハテーブルＷＴの上面には、Ｘ軸方向の一端にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡７３Ｘが設けられ、Ｙ軸方向の一端（−Ｙ側の端部）には、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡７３Ｙが設けられている。また、ウエハテーブルＷＴの上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷが静電吸着又は真空吸着により固定されている。さらに、ウエハテーブルＷＴの上面には、その表面がウエハＷの高さとほぼ同一高さに設定された基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭには、後述する各種基準マークが形成されている。この基準マーク板ＦＭは、例えばウエハステージＷＳＴ１の基準位置を検出する際に用いられる。
【００３０】
微動ステージ１００のＹ軸方向両側には、Ｚ方向に間隔をあけて対向する磁石７５ａ、７５ａ及び７５ｂ、７５ｂが互いにＺ方向の位置が同一で配置されている。これら磁石７５ａ、７５ａ間の隙間及び磁石７５ｂ、７５ｂ間の隙間は、Ｚ方向の位置が上記固定子７４と同一に設定され、且つ固定子７４に対向する側が開口し、Ｙ方向に関して対称（図３（ｂ）では左右対称）となっている。そして、磁石７５ａ、７５ｂを備えた微動ステージ１００は、可動子として固定子７４とともにＸリニアモータ７６Ａを構成し、固定子７４との間の電磁気的相互作用により駆動することでＸ軸方向に微少移動する。なお、図示していないものの、微動ステージ１００は、ボイスコイルモータ等の駆動装置により、Ｘ軸方向に関して所定の移動範囲内でのみ移動可能に拘束され、且つＹ軸方向に関しては、Ｘ粗動ステージ６３Ａに対して離間する方向には拘束されない状態で移動する構成となっている。すなわち、微動ステージ１００は、Ｘ粗動ステージ６３Ａに対して少なくともＸ方向及びＹ方向について微少移動するとともに、Ｙ方向のＸ粗動ステージ６３Ａから離間する方向に移動することで当該Ｘ粗動ステージ６３Ａから離脱し、逆に接近する方向に移動することでＸ粗動ステージ６３Ａに接続する構成となっている。これらＸ粗動ステージ６３Ａとテーブル部７０Ａとが接続された際の位置は、フォトセンサ１１６（図３では不図示、図８参照）により検出される。
【００３１】
また、微動ステージ１００にはＹ軸方向両端部に位置して、Ｙ軸方向の位置指標となるエンコーダスケール７７ａと、ＸＹの２次元の位置指標となるエンコーダスケール７７ｂとがそれぞれ対で設けられている。そして、Ｘ粗動ステージ６３Ａには、各エンコーダスケール７７ａ、７７ｂに対向する位置にエンコーダヘッド７８ａ、７８ｂが突設されている。これら各エンコーダヘッド７８ａ、７８ｂによりエンコーダスケール７７ａ、７７ｂを計測することにより、Ｘ粗動ステージ６３Ａと微動ステージ１００との相対位置関係を検出可能となっており、検出した結果は制御装置ＣＯＮＴ（図８参照）に出力される。
【００３２】
さらに、このステージ装置１２には、微動ステージ１００（テーブル部７０Ａ）をＸ粗動ステージ６３Ａに接続する際に、ステージ座標系に対する微動ステージ１００の位置・姿勢を計測するための計測装置が設けられている。この計測装置は、図２に示すように、ステージ定盤４４のＹ軸方向一端側（−Ｙ側）に所定間隔をもって配置されＹ軸方向に沿ってそれぞれ平行な一対の検出光Ｂ、Ｂを照射する照射装置７９、７９と、ステージ定盤４４のＹ軸方向他端側（＋Ｙ側）に照射装置７９、７９と対向して設けられ、照射された検出光Ｂ、Ｂを受光する受光装置８０、８０と、図４に示すように、微動ステージ１００にＹ軸方向に沿って設けられ、微動ステージ１００が後述する交換時において所定の位置・姿勢にあるときに検出光Ｂ、Ｂを通過させる位置に配置された貫通孔部８１ａ、８１ａを有する筒体８１、８１（図３（ｂ）及び図４参照）とから構成されており、受光装置８０による受光状態は制御装置ＣＯＮＴ（図８参照）によりモニタされている。
【００３３】
また、ウエハステージＷＳＴ１（及びＷＳＴ２）には、Ｘ粗動ステージ６３Ａと微動ステージ１００（テーブル部７０Ａ）との相対移動を所定範囲に解除自在に制限する制限機構が設けられている。この制限機構は、微動ステージ１００のＸ軸方向両端側からＹ軸方向両側にそれぞれ突出する軸体８２に吊設された円板状の金物８３と、Ｘ粗動ステージ６３Ａに金物８３と対向して配置され、制御装置ＣＯＮＴの制御により倒立自在な係合部材８４とから構成される。係合部材８４は、図３（ａ）に示すように、金物８３の直径よりも僅かに大きな幅で、且つＸ軸方向を長手方向とする長円状の開口部８４ａを有しており、図３（ｂ）に実線で示すように、微動ステージ１００に向けて起きあがった際には金物８３に係合して金物８３が開口部８４ａ内で移動可能な範囲で微動ステージ１００の移動を制限し、倒れて微動ステージ１００から離間した際には金物８３に対する係合を解除する構成になっている。
【００３４】
なお、微動ステージ１００のＸ軸方向両側には、テーブル部７０Ａの交換時（後述）に移動を拘束する際に用いられる孔部８５、８５を有するブラケット８６、８６が突設されている。
【００３５】
露光エリアに位置するウエハステージのＹ軸方向の位置は、ステージ定盤４４の＋Ｙ側端部に設けられ移動鏡７３Ｙに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計３２（図１、２及び５参照）により計測され、Ｘ軸方向の位置はステージ定盤４４の−Ｘ側端部に設けられ移動鏡７３Ｘに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計３３（図１乃至図３では不図示、図８参照）により計測され、その結果が制御装置ＣＯＮＴに出力される。また、アライメントエリアに位置するウエハステージのＹ軸方向の位置は、ステージ定盤４４の略中央に吊設され（図１参照）移動鏡７３Ｙに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計３４（図１乃至図３参照）により計測され、Ｘ軸方向の位置はステージ定盤４４の−Ｘ側端部に設けられ移動鏡７３Ｘに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計３５（図１乃至図３では不図示、図８参照）により計測され、その結果が制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【００３６】
レーザ干渉計３４のボディには、図６に示すように、Ｘ軸方向の両側にテーブル部７０Ａ、７０Ｂ（微動ステージ１００）をロック（保持）するロック機構９０が設けられている。ロック機構９０は、Ｚ軸方向に沿って配置された軸部材９０ａと、制御装置ＣＯＮＴの制御下でこの軸部材９０ａをＺ軸方向に駆動する、例えば電磁ソレノイド式のアクチュエータ９０ｂとから構成される。各側において軸部材９０ａは、テーブル部７０Ａ、７０Ｂ（微動ステージ１００）に設けられたブラケット８６の二つの孔部８５、８５と同じピッチで配置され、下降したときに孔部８５、８５に嵌合してテーブル部７０Ａ、７０Ｂを後述する交換位置に位置決め（固定）する。
【００３７】
次に、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の移動を規制する規制装置と、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の安全を検出・監視する装置について説明する。
図２に示すように、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂの各可動子６２Ａ、６２Ｂの外側（ステージ定盤４４と逆側）には、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂがそれぞれ設けられている。なお、以下の説明においては、便宜上、一方の可動子（例えば６２Ａ）が他方の可動子（例えば６２Ｂ）に向く方向を前進方向（前方）、逆の方向を後退方向（後方）と称する。
【００３８】
接触部材１０１Ａ、１０１Ｂは、可動子６２Ａ、６２Ｂに突設された支持板１０６Ａ、１０６Ｂと、支持板１０６Ａ、１０６Ｂの前方側に設けられたショックアブソーバ１０２Ａ、１０２Ｂと、ショックアブソーバ１０２Ａ、１０２ＢにＹ軸方向に移動自在に保持された突起部材１０７Ａ、１０７Ｂとから構成される。ショックアブソーバ１０２Ａ、１０２Ｂはスプリング及びオイルダンパを内蔵しており、突起部材１０７Ａ、１０７Ｂを前進状態で支持するとともに、突起部材１０７Ａ、１０７Ｂに力が加わった際には後退させて衝撃を吸収する構成となっている。
【００３９】
そして、可動子６２Ａ、６２Ｂ（すなわちウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２）のＹ軸方向の移動に伴う接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上の所定位置には、可動子６２Ａ、６２Ｂの移動を規制する規制部材（規制装置）１０３Ａ、１０３Ｂ及び１０４Ａ、１０４Ｂがそれぞれ配設されている。規制部材１０３Ａは、可動子６２Ａが前進して突起部材１０７Ａがショックアブソーバ１０２Ａに対して後退した状態で接触した際にも、当該可動子６２Ａに接続されたウエハステージ（図２ではＷＳＴ１）がＸガイドステージ６１Ｂに接触しない位置に固定配置されている。同様に、規制部材１０３Ｂは、可動子６２Ｂが前進して突起部材１０７Ｂがショックアブソーバ１０２Ｂに対して後退した状態で接触した際にも、当該可動子６２Ｂに接続されたウエハステージ（図２ではＷＳＴ２）がＸガイドステージ６１Ａに接触しない位置に固定配置されている。
【００４０】
なお、規制部材１０３Ａ、１０３Ｂの近傍には、可動子６２Ａ、６２Ｂの移動により検出光が遮光されたときに、テーブル部７０Ａ、７０Ｂの交換位置に可動子６２Ａ、６２Ｂが到達したことを検出する光電センサ１０５が設置されており、その検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【００４１】
規制部材１０４Ａは、可動子６２Ａが前進して突起部材１０７Ａがショックアブソーバ１０２Ａに対して後退した状態で接触した際にも、当該可動子６２Ａに接続されレーザ干渉計３４とＹ軸方向で対向状態にあるウエハステージ（図２ではＷＳＴ１）がレーザ干渉計３４に接触せず（図９参照）、且つテーブル部７０Ａ（又は７０Ｂ）の交換時に支持板１０６Ａの後方側で可動子６２Ａの後方移動を規制する（図１２参照）位置に配置されている。同様に、規制部材１０４Ｂは、可動子６２Ｂが前進して、突起部材１０７Ｂがショックアブソーバ１０２Ｂに対して後退した状態で接触した際にも、当該可動子６２Ｂに接続されレーザ干渉計３４とＹ軸方向で対向状態にあるウエハステージ（図２ではＷＳＴ２）がレーザ干渉計３４に接触せず（図９参照）、且つテーブル部７０Ｂ（又は７０Ａ）の交換時に支持板１０６Ｂの後方側で可動子６２Ｂの後方移動を規制する（図１２参照）位置に配置されている。これら規制部材１０４Ａ、１０４Ｂは、制御装置ＣＯＮＴの制御下で、例えば電磁ソレノイド式のアクチュエータ（退避装置）１０８Ａ、１０８Ｂの駆動により第２方向であるＸ軸方向に移動して、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路から退避する構成となっている。
【００４２】
また、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂが接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上に位置するときに、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂが規制部材１０４Ａ、１０４Ｂよりも後方側に退避する安全位置にあることを可動子６２Ａ、６２Ｂの位置により検出する光電センサ１１２Ａ、１１２Ｂが配置されている。この安全位置は、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂがテーブル部７０Ａ、７０Ｂと離脱して、テーブル部７０Ａ、７０Ｂが交換位置にあるときにＸ粗動ステージ６３Ａ、６３ＢがＸ軸方向に移動した際にもテーブル部７０Ａ、７０Ｂと干渉しない位置に設定されている。これら光電センサ１１２Ａ、１１２Ｂの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される（図８参照）。
【００４３】
また、各可動子６２Ａ、６２Ｂには、当該可動子６２Ａ、６２ＢにＸ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂを一体的に固定するための固定装置１０９Ａ、１０９Ｂと、これら可動子６２Ａ、６２ＢとＸ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂとの固定位置を検出するフォトセンサ１１０Ａ、１１０Ｂとがそれぞれ設けられている。固定装置１０９Ａ、１０９Ｂは、例えば電磁ソレノイド式のアクチュエータ１１１ａ（図８参照）から構成されており、ロック機構９０と同様に、図示しない軸部材がＸ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂに形成された凹部（孔部等）に嵌合することで、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂを可動子６２Ａ、６２Ｂにそれぞれ固定する。固定装置１０９Ａ、１０９Ｂのアクチュエータ１１１ａの駆動は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、またフォトセンサ１１０Ａ、１１０Ｂの検出結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力される（図８参照）。
【００４４】
また、ステージ定盤４４の下部には、図７に示すように、Ｙ方向に延設された固定子１１３Ａ、１１３Ｂと、固定子１１３Ａ、１１３Ｂに沿ってそれぞれ移動する可動子としてのチューブキャリア１１４Ａ、１１４Ｂとからなるリニアモータが設けられている。なお、図７においては、理解を容易にするためにステージ装置１２の構成部材（ステージ定盤４４、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２等）を簡略化及び省略して図示してある。チューブキャリア１１４Ａ、１１４Ｂは、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２（テーブル部７０Ａ、７０Ｂ）に接続されるエア配管、電気（信号）配線等の用力供給用のチューブ（ケーブル）１１５Ａ、１１５Ｂをそれぞれ中継、支持するものであって、制御装置ＣＯＮＴから出力されたウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置に基づいて、エンコーダ（不図示）を用いてウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２と同期移動する構成となっている。
【００４５】
図１に戻り、前記光源としては、ここではＦ２レーザ光源（出力波長１５７ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレーザ光源（出力波長１９３ｎｍ）などの、真空紫外域のパルス紫外光を出力するパルスレーザ光源が用いられている。この光源は、チャンバ１４が設置される超クリーンルームとは別のクリーン度が低いサービスルーム、あるいはクリーンルーム床下のユーティリティスペースなどに設置され、不図示の引き回し光学系を介してチャンバ１４内の照明ユニットＩＬＵに接続されている。光源は、そのパルス発光の繰り返し周波数（発振周波数）やパルスエネルギなどが、制御装置ＣＯＮＴの管理下にあるレーザ制御装置１８（図１では図示せず、図８参照）によって制御されるようになっている。
【００４６】
前記照明ユニットＩＬＵは、内部を外気に対して気密状態にする照明系ハウジング２０と、この照明系ハウジング２０内に所定の位置関係で収納された、２次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系（いずれも図示省略）等から成る照明光学系とによって構成され、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲ（図５参照）を均一な照度で照明する。照明光学系としては、例えば特開平９−３２０９５６号公報などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。照明系ハウジング２０内には、空気（酸素）の含有濃度が数ｐｐｍ未満とされたクリーンなヘリウムガス（Ｈｅ）あるいは乾燥窒素ガス（Ｎ２）などが充填されている。
【００４７】
前記レチクル駆動系は、図１に示されるレチクルチャンバ２２内に収容されている。レチクルチャンバ２２と照明系ハウジング２０との接続部分には、ホタル石などから成る光透過窓が形成されている。レチクルチャンバ２２内には、空気（酸素）の含有濃度が数ｐｐｍ程度とされたクリーンなヘリウムガス（Ｈｅ）あるいは乾燥窒素ガス（Ｎ２）などが充填されている。前記レチクル駆動系は、図１に示されるレチクルベース盤２４上をレチクルＲを保持してＸＹ２次元面内で移動可能なレチクルステージ（マスクステージ）ＲＳＴと、このレチクルステージＲＳＴを駆動する不図示のリニアモータ等を含む駆動部２６（図１では図示せず、図８参照）と、このレチクルステージＲＳＴの位置を管理するレチクル干渉計システム２８とを備えている。
【００４８】
これを更に詳述すると、レチクルステージＲＳＴは、実際には、不図示の非接触ベアリング、例えば真空予圧型気体静圧軸受け装置を介してレチクルベース盤２４上に浮上支持され、不図示のリニアモータによって、走査方向であるＹ軸方向に所定ストローク範囲で駆動されるレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対しボイスコイルモータ等からなる駆動機構によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微少駆動されるレチクル微動ステージとから構成される。このレチクル微動ステージ上に不図示の静電チャック又は真空チャックを介してレチクルＲが吸着保持されている。上述のように、レチクルステージＲＳＴは、実際には、２つのステージから構成されるが、以下においては、便宜上、レチクルステージＲＳＴは、駆動部２６によりＸ軸、Ｙ軸方向の微小駆動、θｚ方向の微小回転、及びＹ軸方向の走査駆動がなされる単一のステージであるものとして説明する。なお、駆動部２６は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図８では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。
【００４９】
レチクルステージＲＳＴ上には、図５に示されるように、Ｘ軸方向の一側の端部に、レチクルステージＲＳＴと同じ素材（例えばセラミック等）から成る移動鏡３０がＹ軸方向に延設されており、この移動鏡３０のＸ軸方向の一側の面には鏡面加工により反射面が形成されている。この移動鏡３０の反射面に向けて干渉計システム２８からの干渉計ビームが照射され、その干渉計では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、レチクルステージＲＳＴの位置を計測している。ここで、この干渉計２８は、実際には独立に計測可能な２本の干渉計光軸を有しており、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の位置計測と、ヨーイング量の計測が可能となっている。この干渉計２８は、上述したウエハステージ側の干渉計３２、３４からのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のヨーイング情報やＹ位置情報に基づいてレチクルとウエハの相対回転（回転誤差）をキャンセルする方向にレチクルステージＲＳＴを回転制御したり、Ｘ方向同期制御（位置合わせ）を行なうために用いられる。
【００５０】
一方、レチクルステージＲＳＴの走査方向（スキャン方向）であるＹ軸方向の一側には、一対のコーナーキューブミラー３６Ａ、３６Ｂが設置されている。そして、ダブルパス干渉計３７から、これらのコーナーキューブミラー３６Ａ、３６Ｂに対して干渉計ビームが照射され、レチクルベース盤２４上に設けられた不図示の反射面にコーナーキューブミラー３６Ａ、３６Ｂより戻され、そこで反射したそれぞれの反射光が同一光路を戻り、それぞれのダブルパス干渉計３７で受光され、それぞれのコーナーキューブミラー３６Ａ、３６Ｂの基準位置（レファレンス位置で前記レチクルベース盤２４上の反射面）からの相対変位が計測される。そして、これらのダブルパス干渉計３７の計測値が制御装置ＣＯＮＴ（図１では図示せず、図８参照）に供給され、その平均値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置が計測される。このＹ軸方向位置の情報は、ウエハ側の干渉計の計測値に基づくレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２との相対位置の算出、及びこれに基づく走査露光時の走査方向（Ｙ軸方向）のレチクルＲとウエハＷの同期制御に用いられる。
【００５１】
なお、レチクルＲを構成するガラス基板の素材は、使用する光源によって使い分ける必要がある。例えば、光源としてＦ２レーザ光源等の真空紫外光源を用いる場合には、ホタル石やフッ化マグネシウム、フッ化リチウム等のフッ化物結晶、あるいは水酸基濃度が１００ｐｐｍ以下で、かつフッ素を含有する合成石英（フッ素ドープ石英）などを用いる必要があり、ＡｒＦエキシマレーザ光源あるいはＫｒＦエキシマレーザ光源を用いる場合には、上記各物質の他、合成石英を用いることも可能である。
【００５２】
図１に戻り、前記投影光学系ＰＬは、その鏡筒の上端部近傍がレチクルチャンバ２２に隙間無く接合されている。投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで１／４（又は１／５）縮小倍率の縮小系が用いられている。このため、レチクルＲに照明ユニットＩＬＵから照明光（紫外パルス光）が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の視野の中央にスリット状または矩形状（多角形）に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００５３】
前記投影光学系ＰＬの光軸中心（レチクルパターン像の投影中心と一致）より＋Ｙ側に所定距離離れた位置にオフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）方式のアライメント光学系ＡＬＧが設置されている。このアライメント光学系ＡＬＧは、ＬＳＡ（Ｌａｓｅｒ Ｓｔｅｐ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系、ＦＩＡ（ Ｆｉｌｅｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系、ＬＩＡ（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ）系の３種類のアライメントセンサを有しており、基準マーク板上の基準マーク及びウエハ上のアライメントマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置計測を行なうことが可能である。
【００５４】
ここで、ＬＳＡ系は、レーザ光をマークに照射して、回折・散乱された光を利用してマーク位置を計測する最も汎用性のあるセンサであり、従来から幅広いプロセスウエハに使用される。ＦＩＡ系は、ハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測するセンサであり、アルミ層やウエハ表面の非対称マークに有効に使用される。また、ＬＩＡ系は、回折格子状のマークに周波数をわずかに変えたレーザ光を２方向から照射し、発生した２つの回折光を干渉させて、その位相からマークの位置情報を検出するセンサであり、低段差や表面荒れウエハに有効に使用される。本実施形態では、これら３種類のアライメントセンサを、適宜目的に応じて使い分け、ウエハ上の３点の一次元マークの位置を検出してウエハの概略位置計測を行なういわゆるサーチアライメントや、ウエハ上の各ショット領域の正確な位置計測を行なうファインアライメント等を行なうようになっている。
【００５５】
さらに、本実施形態の露光装置１０では、図１では図示が省略されているが、レチクルＲの上方に、例えば特開平７−１７６４６８号公報等に開示される、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマーク（図示省略）と基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２（図５参照）上のマークとを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｒｅｔｉｃｌｅ ）アライメント光学系から成る一対のレチクルアライメント顕微鏡１３８Ａ、１３８Ｂ（図８参照）が設けられている。これらのレチクルアライメント顕微鏡１３８Ａ、１３８Ｂの検出信号は、制御装置ＣＯＮＴに供給される。
【００５６】
また、図１では図示が省略されているが、投影光学系ＰＬ、アライメント光学系ＡＬＧのそれぞれには、合焦位置を調べるためのオートフォーカス／オートレベリング計測機構（以下、「ＡＦ／ＡＬ系」という）がそれぞれ設けられている。このように、投影光学系ＰＬ及びアライメント光学系ＡＬＧのそれぞれに、オートフォーカス／オートレベリング計測機構を設けた露光装置の構成は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報に詳細に開示されており、公知であるから、ここではこれ以上の説明を省略する。従って、本実施形態では、上記特開平１０−２１４７８３号公報に記載の露光装置と同様に、アライメント光学系ＡＬＧによるアライメントセンサの計測時に、露光時と同様のＡＦ／ＡＬ系の計測、制御によるオートフォーカス／オートレベリングを実行しつつアライメントマークの位置計測を行なうことにより、高精度なアライメント計測が可能になる。換言すれば、露光時とアライメント時との間で、ステージの姿勢によるオフセット（誤差）が発生しなくなる。
【００５７】
図８には、本実施形態に係る露光装置１０の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御する制御装置ＣＯＮＴ及び、この制御装置ＣＯＮＴに計測結果を出力する各種計測機器及び、これらの計測結果に基づいて駆動される各種駆動装置から構成される。
なお、以下の説明では、制御装置ＣＯＮＴの制御により各種駆動装置が駆動される点については記載を省略する。
【００５８】
続いて、本実施形態に係る露光装置１０におけるステージ装置１２の動作の中、テーブル部の入れ替え（交換）について図９乃至図２０を参照して説明する。
なお、これらの図においては、各図を用いて説明する動作に関係のあるものについてのみ符号を付す。
【００５９】
（露光処理中＆アライメント処理中）
図９は、露光エリア（図中、左側）に位置するウエハステージＷＳＴ１に対して露光処理が行われ、アライメントエリアに位置するウエハステージＷＳＴ２に対してアライメント処理が行われる図である。
このとき、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂとテーブル部７０Ａ、７０Ｂとは、図３に示した金物８３と係合部材８４とが係合することで、相対移動が制限された状態で一体的に移動する。また、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂの駆動により規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上に位置させることで可動子６２Ａ、６２Ｂの移動が規制されるため、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂが暴走してもウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２がステージ定盤４４の略中央に位置する干渉計３４に接触することを防止できる。また、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂが規制部材１０４Ａ、１０４Ｂに接触した場合でも、ショックアブソーバ１０２Ａ、１０２Ｂにより突起部材１０７Ａ、１０７Ｂに加わる衝撃を緩和することができる。
なお、ウエハステージＷＳＴ２においては、アライメント処理によりウエハ上のアライメントマーク（ウエハマーク）と基準マーク板ＦＭの基準マークとの相対位置関係が計測される。
【００６０】
（アライメント処理終了＆露光処理中）
次に、ウエハステージＷＳＴ２に対するアライメント処理が終了すると、ウエハステージＷＳＴ２を＋Ｘ方向に移動させるが、干渉計３４の計測可能範囲からウエハステージＷＳＴ２が外れるため、制御装置ＣＯＮＴはウエハステージＷＳＴ２の位置制御をエンコーダヘッド８９Ｂ（図８参照）を用いたエンコーダサーボに切り替える。そして、図１０に示すように、Ｘ粗動ステージ６３ＢがＸガイドステージ６１Ｂに沿って＋Ｘ軸側の端部へ移動し、Ｘ粗動ステージ６３Ｂが固定位置に達したことをフォトセンサ１１０Ｂが検出すると、固定装置１０９Ｂのアクチュエータ１１１ａが駆動され、Ｘ粗動ステージ６３Ｂを可動子６２Ｂに固定する。これにより、Ｘ粗動ステージ６３Ｂ（ウエハステージＷＳＴ２）のＸ方向の移動が規制される。
【００６１】
（露光処理終了）
ウエハステージＷＳＴ１に対する露光処理が終了すると、ウエハステージＷＳＴ２を−Ｘ方向に移動させるが、干渉計３２の計測可能範囲からウエハステージＷＳＴ１が外れるため、制御装置ＣＯＮＴはウエハステージＷＳＴ１の位置制御をエンコーダヘッド８９Ａ（図８参照）を用いたエンコーダサーボに切り替える。そして、図１１に示すように、Ｘ粗動ステージ６３ＡがＸガイドステージ６１Ａに沿って−Ｘ軸側の端部へ移動し、Ｘ粗動ステージ６３Ａが固定位置に達したことをフォトセンサ１１０Ａが検出すると、固定装置１０９Ａのアクチュエータ１１１ａが駆動され、Ｘ粗動ステージ６３Ａを可動子６２Ａに固定する。これにより、Ｘ粗動ステージ６３Ａ（ウエハステージＷＳＴ１）のＸ方向の移動が規制される。
なお、ウエハステージＷＳＴ１が可動子６３Ａとの固定位置に向けて移動する際にＹ方向の移動も伴うときには、Ｘ方向の移動に要する時間を超えない範囲で移動する。
【００６２】
続いて、固定装置１０９Ａ、１０９Ｂのアクチュエータ１１１ａが駆動状態（Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂと可動子６２Ａ、６２Ｂとが固定状態）であることを確認後、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂを駆動して、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上から退避させる。このとき、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂは、Ｘ方向の移動を制限されており、またＹ軸方向で対向しない位置で固定されるため、可動子６２Ａ、６２Ｂが暴走した場合でも、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が相互に衝突したり、干渉計３４に衝突しない。また、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂが規制部材１０３Ａ、１０３Ｂにより前方への移動を規制されるため、可動子６２Ａと可動子６２Ｂ、ウエハステージＷＳＴ１とＸガイドステージ６１Ｂ、ウエハステージＷＳＴ２とＸガイドステージ６１Ａが衝突することもない。接触部材１０１Ａ、１０１Ｂが規制部材１０３Ａ、１０３Ｂに衝突した場合でも、ショックアブソーバ１０２Ａ、１０２Ｂにより突起部材１０７Ａ、１０７Ｂに加わる衝撃を緩和することができる。
【００６３】
（交換位置へ移動＆テーブル部固定）
次に、可動子６２Ａ、６２Ｂを固定子５８に沿ってそれぞれ前方へ移動させ、図１２に示すように、テーブル部７０Ａ、７０Ｂが干渉計３４の側方（Ｘ方向両側）に位置するテーブル交換位置にウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を移動させる。そして、光電センサ１０５が可動子６２Ａ、６２Ｂの位置を検出することにより、テーブル部７０Ａ、７０ＢがＹ方向についてテーブル交換位置にあることを確認すると、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂを駆動して、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上の後方に位置させる。これにより、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂが暴走した場合でも、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の移動を前進、後退の双方で制限でき、後述するように、テーブル部７０Ａ、７０Ｂをテーブル交換位置にロックした場合でも、当該テーブル部７０Ａ、７０Ｂの破損を防ぐことができる。なお、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂが可動子６２Ａ、６２Ｂに固定されることで、テーブル部７０Ａ、７０ＢのＸ方向についての位置は既にテーブル交換位置にあるため、上記光電センサ１０５の検出結果と併せて、テーブル部７０Ａ、７０ＢをＸＹ平面内でテーブル交換位置に位置決めすることができる。
【００６４】
次に、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂによって可動子６２Ａ、６２Ｂの移動が規制されていることを確認後、図６に示すように、ロック機構９０のアクチュエータ９０ｂを駆動して軸部材９０ａを下降させる。これにより、二点鎖線で示すように、軸部材９０ａがブラケット８６の孔部８５に嵌合し、テーブル部７０Ａ、７０Ｂがテーブル交換位置でロックされる。
【００６５】
（Ｘ粗動ステージ退避準備）
ロック機構９０によりテーブル部７０Ａ、７０Ｂをテーブル交換位置にロックしていることを確認すると、続いて図３（ｂ）に二点鎖線で示すように、係合部材８４を倒して金物８３との係合を解除させる。これにより、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂとテーブル部７０Ａ、７０Ｂとの間の移動制限が解放される。係合部材８４の倒伏を確認すると、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂを駆動して、図１３に示すように、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上から退避させる。
【００６６】
（Ｘ粗動ステージ退避）
規制部材１０４Ａ、１０４Ｂが接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上から退避していることを確認後、図１４に示すように、固定子５８に沿って可動子６２Ａ、６２Ｂを後方へ移動させ、テーブル部７０Ａに設けられた磁石７５ａ、７５ａ（図３（ｂ）参照）間の隙間（テーブル７０Ｂでは磁石７５ｂ、７５ｂ間の隙間）から固定子７４を引き抜く。このとき、可動子６２Ａ、６２Ｂを、固定子７４が磁石７５ａ、７５ａ（または７５ｂ、７５ｂ）間の隙間に位置する当初の数十ｍｍは安全性を高めるために低速で移動させ、そして固定子７４が磁石７５ａ、７５ａ（または７５ｂ、７５ｂ）から抜けた後はスループットを向上させるために中速で移動させる。
【００６７】
この後、光電センサ１１２Ａ、１１２Ｂによって可動子６２Ａ、６２Ｂの位置を検出して、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂが規制部材１０４Ａ、１０４ＢよりもＹ方向で後方の安全位置にあることを確認すると、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂを駆動して、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上に位置させて、可動子６２Ａ、６２Ｂの前進によるＸ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂとテーブル部７０Ａ、７０Ｂとの衝突を防止する。そして、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂの駆動による可動子６２Ａ、６２Ｂの移動規制を確認した後に、固定装置１０９Ａ、１０９ＢによるＸ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂと可動子６２Ａ、６２Ｂとの固定を解除する。
【００６８】
（Ｘ粗動ステージ移動＆固定）
次に、図１５に示すように、Ｘガイドステージ６１Ａに沿ってＸ粗動ステージ６３Ａを＋Ｘ方向へ移動させテーブル部７０Ｂに対向させるとともに、Ｘガイドステージ６１Ｂに沿ってＸ粗動ステージ６３Ｂを−Ｘ方向へ移動させテーブル部７０Ａに対向させる。そして、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂが固定位置に達したことをフォトセンサ１１０Ａ（＋Ｘ側）、１１０Ｂ（−Ｘ側）がそれぞれ検出すると、固定装置１０９Ａ（＋Ｘ側）、１０９Ｂ（−Ｘ側）のアクチュエータ１１１ａが駆動され、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂを可動子６２Ａ、６２Ｂにそれぞれ固定する。
【００６９】
続いて、固定装置１０９Ａ、１０９Ｂのアクチュエータ１１１ａが駆動状態（Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂと可動子６２Ａ、６２Ｂとが固定状態）であることを確認後、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂを駆動して、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上から退避させる。そして、この後に照射装置７９から検出光Ｂ、ＢをＹ方向に沿って照射する。照射された検出光Ｂは、テーブル部７０Ａ、７０Ｂが交換時の所定の位置・姿勢であれば、各テーブル部７０Ａ、７０Ｂに設けられた筒体８１の貫通孔部８１ａ（図３及び図４参照）をそれぞれ通過して受光装置８０により受光され、テーブル部７０Ａ、７０Ｂの位置・姿勢が所定の状態からずれている場合には筒体８１を通過することができず受光装置８０で受光されない。従って、受光装置８０が検出光Ｂを受光したか否かにより、テーブル部７０Ａ、７０Ｂが交換可能な状態がどうかを各々判断することができ、交換不可であれば、例えばオペレータコールを実行する。
【００７０】
（Ｘ粗動ステージの接続）
次に、図１６に示すように、固定子５８に沿って可動子６２Ａ、６２Ｂを前進させ、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂに設けられた固定子７４をテーブル部７０Ａ、７０Ｂの磁石間の隙間に挿入する。この場合、テーブル部７０Ａの固定子７４は、磁石７５ｂ、７５ｂ間の隙間に挿入され、テーブル部７０Ｂの固定子７４は、磁石７５ａ、７５ａ間の隙間に挿入される。なお、このときもスループットを向上させるために固定子７４が磁石間の隙間に達するまでは可動子６２Ａ、６２Ｂを中速で移動させ、固定子７４が磁石間の隙間に達した後の数十ｍｍは安全性を高めるために可動子６２Ａ、６２Ｂを低速で移動させる。
【００７１】
（テーブル部のロック解除）
この後、光電センサ１０５により可動子６２Ａ、６２Ｂの位置を検出することにより、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂが接続位置（結合位置）にあることを確認すると、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂを駆動して、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上の後方に位置させて、可動子６２Ａ、６２Ｂの前進、後退を規制する。また、フォトセンサ１１６の検出結果によりＸ粗動ステージ６３Ａとテーブル部７０Ｂ、及び粗動ステージ６３Ｂとテーブル部７０Ａが接続位置にあることを確認した後に、係合部材８４を起こして金物８３に係合させる。これにより、Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂとテーブル部７０Ｂ、７０Ａとの移動が制限（拘束）される。Ｘ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂとテーブル部７０Ｂ、７０Ａとの移動を制限したことを確認すると、ロック機構９０のアクチュエータ９０ｂを駆動して軸部材９０ａを上昇させる。これにより、図６に実線で示すように、軸部材９０ａがブラケット８６の孔部８５から外れて、テーブル部７０Ａ、７０Ｂに対するロックが解除される。テーブル部７０Ａ、７０Ｂへのロックが解除されたことを確認すると、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂを駆動して、図１７に示すように、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上から退避させる。
【００７２】
（ウエハステージの後退＆固定解除）
続いて、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂが接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上から退避していることを確認後、図１８に示すように、固定子５８に沿って可動子６２Ａ、６２Ｂを後方へ移動させる。そして、光電センサ１１２Ａ、１１２Ｂによって可動子６２Ａ、６２Ｂの位置を検出して、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂが規制部材１０４Ａ、１０４ＢよりもＹ方向で後方の安全位置にあることを確認すると、アクチュエータ１０８Ａ、１０８Ｂを駆動して、規制部材１０４Ａ、１０４Ｂを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路上に位置させて、可動子６２Ａ、６２Ｂの前進を規制する。可動子６２Ａ、６２Ｂの移動規制を確認すると、固定装置１０９Ａ、１０９ＢによるＸ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂと可動子６２Ａ、６２Ｂとの固定を解除する。固定解除されたＸ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂは、図１９に示すように、ベースラインチェック位置に移動する。そして、制御装置ＣＯＮＴはウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置制御をエンコーダサーボから干渉計３２、３４を用いた干渉計サーボに切り替える。
以上の動作により、ウエハステージ（テーブル部）の入れ替え（交換）が完了する。
【００７３】
なお、上述したテーブル部７０Ａ、７０ＢのＹ軸方向への移動の際には、テーブル部７０Ａ、７０Ｂと同期して、図７に示したチューブキャリア１１４Ａ、１１４Ｂが固定子１１３Ａ、１１３Ｂに沿って移動することで、チューブ１１５Ａ、１１５Ｂにたるみが生じることを防止している。一方、テーブル部７０Ａ、７０ＢがＸ軸方向に移動した際、例えば図２０（ａ）に示すように、テーブル部７０Ａがチューブキャリア１１４Ａに接近する−Ｘ方向へ移動した際には、図２０（ｂ）に二点鎖線で示すように、チューブ１１５Ａがたるむ虞があり、逆にテーブル部７０Ａがチューブキャリア１１４Ａから離間する＋Ｘ方向へ移動した際にはチューブ１１５Ａに大きな張力が加わる虞がある。そのため、本実施の形態では、テーブル部７０Ａがチューブキャリア１１４Ａに接近した場合には、チューブキャリア１１４Ａがテーブル部７０Ａから離間する方向（＋Ｙ方向）に移動し、逆にテーブル部７０Ａがチューブキャリア１１４Ａから離間する場合には、チューブキャリア１１４Ａがテーブル部７０Ａに接近する方向（−Ｙ方向）に移動することで、チューブ１１５Ａのたわみ分を吸収（図２０（ｂ）に実線で図示）、またはチューブ１１５Ａに大きな張力が加わることを防止している。
この場合、テーブル部７０Ａ、７０Ｂを干渉計３４を中心としたＺ軸周りの同一方向に沿って入れ替えを行うとチューブ１１５Ａ、１１５Ｂ同士が絡まる虞があるため、入れ替え方向を交互に変更すればよい。
【００７４】
次に、２つのウエハステージを用いた並行処理について説明する。
例えば、露光エリアにおいてウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対し投影光学系ＰＬを介して後述のようにして露光動作を行なっている間に、アライメントエリアでは所定のローディングポジションにてウエハローダ及びウエハステージＷＳＴ２上の不図示の受け渡し機構によりウエハ交換が行われ、ウエハステージＷＳＴ２上にウエハＷ２がロードされる。次いで、制御装置ＣＯＮＴでは、上記干渉計３４、３５の計測値をモニタしつつ、Ｙリニアモータ６５Ｂ及びＸリニアモータ６７Ｂを制御して、ウエハステージＷＳＴ２をアライメント基準位置に位置決めする。このウエハステージＷＳＴ２の移動の間も、ウエハステージＷＳＴ１側では露光動作が続行されている。なお、上記アライメント基準位置とは、アライメント光学系ＡＬＧの真下にウエハステージＷＳＴ２の基準マーク板ＦＭ２上の第１基準マーク（図示省略）が来るような位置である。
【００７５】
続いて、ウエハステージＷＳＴ２側では、サーチアライメントを実施した後、ウエハＷ２上の各ショット領域の配列を、例えばＥＧＡを使って求めるファインアライメントが行なわれる。すなわち、干渉計３４、３５の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ２の位置を管理しつつ、設計上のショット配列データ（アライメントマーク位置データ）をもとに、ウエハＷ２上の所定のサンプルショットのアライメントマーク位置をアライメント光学系ＡＬＧのＦＩＡ系のセンサ等で計測し、この計測結果とショット配列の設計座標データとに基づいて最小自乗法による統計演算により、全てのショット配列データを演算する。これにより、上記のアライメント時ステージ座標系上で各ショットの座標位置が算出される。そして、制御装置ＣＯＮＴでは、各ショットの座標位置から前述した第１基準マークの座標位置を減算することで、第１基準マークに対する各ショットの相対位置関係を算出する。
【００７６】
一方、露光エリアにおいては、ウエハステージＷＳＴ１を、露光時ステージ座標系上で位置制御しながら、ウエハステージＷＳＴ１上の基準マーク板ＦＭ１がレチクルパターン像の投影位置に位置決めされる露光基準位置に位置決めする。この露光基準位置にウエハステージＷＳＴ１が位置決めされると、制御装置ＣＯＮＴでは、一対のレチクルアライメント顕微鏡（図示省略）により露光光を用いて基準マーク板ＦＭ１上の一対の第２基準マークとそれに対応するレチクル上マークのウエハ面上投影像の相対位置検出、すなわちレチクルアライメント顕微鏡による前記各マーク像の画像信号の取り込みを行なう。これにより、露光時ステージ座標系における基準マーク板ＦＭ１上の一対の第２基準マークの座標位置と、レチクルＲ上マークのウエハ面上投影像座標位置が検出されることとなり、両者の差により露光位置（投影光学系ＰＬの投影中心）と基準マーク板ＦＭ１上の一対の第２基準マークの座標位置の相対位置関係が求められる。
【００７７】
そして、主制御装置ＣＯＮＴでは、先にアライメント処理で求めた基準マーク板ＦＭ１上の第１基準マークに対するウエハＷ１上の各ショットの相対位置関係、及び露光位置と基準マーク板ＦＭ１上の一対の第２基準マークの座標位置との相対位置関係より、最終的に露光位置と各ショットの相対位置関係を算出する。そして、その算出結果に基づいて、ウエハＷ１上のショット領域の露光のための走査開始位置にウエハステージＷＳＴ１を順次位置決めしつつ、各ショット領域の露光の都度、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１とを同期して走査方向に相対走査することにより、走査露光が行なわれることとなる。勿論、このウエハＷ１側の露光動作と並行して、ウエハステージＷＳＴ２側では、ウエハ交換、これに続き、前述と同様にアライメント基準位置へのウエハステージＷＳＴ２の移動、サーチアライメント、ファインアライメントが行われる。そして、その後、上述と同様に、２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を独立して２次元方向に移動させながら入れ替え（交換）、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光シーケンスと、他方のウエハに対するウエハ交換及びアライメントシーケンスとの並行処理が繰り返し行われる。
【００７８】
以上のように、本実施の形態では、規制部材１０３Ａ、１０３ＢによってウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の前進移動を規制するとともに、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂの移動経路から退避自在な規制部材１０４Ａ、１０４ＢによってウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の前進及び後退移動の双方を規制するので、万一Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂの暴走等、不測の事態が生じても、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が干渉計３４やＸガイドステージ６１Ａ、６２Ｂ等に衝突することを防止して安全性を高めることができる。そのため、本実施の形態では、これら機器の損傷に伴う多大なコストアップや、生産計画に悪影響を及ぼす事態を回避できる。
【００７９】
また、本実施の形態では、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂにショックアブソーバ１０２Ａ、１０２Ｂを設けているので、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の移動規制時に、接触部材１０１Ａ、１０１Ｂと規制部材１０４Ａ、１０４Ｂとが衝突した場合には、衝突に伴う衝撃を吸収することができ、これら機器の損傷を抑制することができる。また、本実施の形態では、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂの一部を構成する固定子５８がステージ定盤４４の外側に設けられているので、可動子６２Ａ、６２Ｂの移動に伴う振動がステージ定盤４４を介してウエハステージに伝わることがなく、振動に起因する露光精度の低下を防ぐことも可能になるとともに、ステージ定盤４４の小型化も実現することができる。
【００８０】
一方、本実施の形態では、テーブル部７０Ａ、７０Ｂの入れ替え時に、検出光Ｂ、Ｂが貫通孔部８１ａを通過するか否かで、テーブル部７０Ａ、７０Ｂが所定の位置・姿勢であるかを個別に確認できるので、テーブル部７０Ａ、７０ＢとＸ粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂ（の固定子７４）との接続（結合）を円滑且つ迅速に実施することも可能になる。
【００８１】
なお、上記実施の形態では、ロック機構９０によりテーブル部７０Ａ、７０Ｂをステージ定盤４４上にロックする構成としたが、これに限られるものではなく、例えばテーブル部７０Ａ、７０Ｂをステージ定盤４４上に浮上させているエアベアリング７１に対するエアの供給を停止して、テーブル７０Ａ、７０Ｂをステージ定盤４４上の所定位置に載置する構成としてもよい。また、上記実施の形態では、ショックアブソーバを接触部材１０１Ａ、１０１Ｂに設ける構成として説明したが、規制部材１０３Ａ、１０３Ｂ、１０４Ａ、１０４Ｂに設ける構成としてもよい。
【００８２】
また、上記実施の形態では、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂで固定子５８を共用する構成としたが、個別に固定子を設ける構成としても差し支えない。
さらに、上記実施の形態では、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２（テーブル部７０Ａ、７０Ｂ）が共通のステージ定盤４４により移動可能に支持される構成としたが、それぞれ個別の定盤に支持される２枚定盤形式を採用することも可能である。
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に適用する構成としたが、レチクルステージＲＳＴに適用することも可能である。
【００８３】
なお、上記実施形態では、照明ユニットＩＬＵがハウジング２０を有し、レチクルステージＲＳＴがレチクルチャンバ２２に収納され、ステージ装置１２がチャンバ４２内に設置され、これらハウジング１４、チャンバ２２、チャンバ４２及び投影光学系ＰＬの鏡筒内にヘリウムガス等の不活性ガスがそれぞれ充填されている場合について説明したが、これに限らず、露光装置の構成各部の全体が単一のチャンバ内に収納されていても構わない。
【００８４】
また、上記実施形態では、一方のウエハステージ上で１枚のレチクルのパターンを用いて露光を行っている間に、他方のウエハステージ上でウエハ交換、アライメント等を行う場合について説明したが、これに限らず、例えば特開平１０−２１４７８３号に開示されるように、２枚のレチクルを搭載可能なレチクルステージを用いて、一方のウエハステージ上で２枚のレチクルのパターンを用いて二重露光を行っている間に、他方のウエハステージ上でウエハ交換、アライメント等を並行して行うようにしても良い。このようにすると、同時並行処理によりスループットをあまり低下させることなく、二重露光により高解像度とＤＯＦ（焦点深度）の向上効果とを得ることができる。
【００８５】
なお、上記実施形態では、本発明に係るステージ装置が、スキャニング・ステッパに適用された場合について例示したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、本発明に係るステージ装置は、マスクと基板とを静止した状態で露光を行うステッパ等の静止型の露光装置にも好適に適用できるものである。このような場合であっても、ステージ装置により、基板を保持する基板ステージの位置制御性を向上することができるので、ステージに保持された基板の位置決め精度の向上及び位置決め整定時間の短縮化が可能となり、これにより露光精度及びスループットの向上が可能となる。
【００８６】
また、本発明に係るステージ装置は、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを基板に転写するプロキシミティ露光装置にも好適に適用できる。
【００８７】
勿論、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。
【００８８】
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、ＥＵＶ露光装置では反射型マスクが用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【００８９】
さらに、本発明に係るステージ装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置にも広く適用できる。
【００９０】
投影光学系ＰＬとしては、光源としてＡｒＦエキシマレーザ光源あるいはＫｒＦエキシマレーザ光源を用いる場合には、屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る屈折系が主として用いられるが、Ｆ２レーザ光源、Ａｒ２レーザ光源等を用いる場合には、例えば特開平３−２８２５２７号公報に開示されているような、屈折光学素子と反射光学素子（凹面鏡やビームスプリッタ等）とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系（反射屈折系）、あるいは反射光学素子のみから成る反射光学系が主として用いられる。但し、Ｆ２レーザ光源を用いる場合に、屈折系を用いることは可能である。
【００９１】
また、上記実施形態では、投影光学系として縮小系を用いる場合について説明したが、投影光学系は等倍系および拡大系のいずれでも良い。さらに、反射屈折型の投影光学系としては、前述したものに限らず、例えば円形イメージフィールドを有し、かつ物体面側、及び像面側が共にテレセントリックであるとともに、その投影倍率が１／４倍又は１／５倍となる縮小系を用いても良い。また、この反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光装置の場合、照明光の照射領域が投影光学系の視野内でその光軸をほぼ中心とし、かつレチクル又はウエハの走査方向とほぼ直交する方向に沿つて延びる矩形スリット状に規定されるタイプであっても良い。かかる反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光装置によれば、例えば波長１５７ｎｍのＦ２レーザ光を露光用照明光として用いても１００ｎｍＬ／Ｓパターン程度の微細パターンをウエハ上に高精度に転写することが可能である。
【００９２】
また、本発明に係る露光装置における露光用光学系としては、投影光学系に限らず、Ｘ線光学系、電子光学系等の荷電粒子線光学系を用いることもできる。例えば、電子光学系を用いる場合には、光学系は電子レンズ及び偏向器を含んで構成することができ、電子銃として、熱電子放射型のランタンへキサボライト（ＬａＢ６）、夕ンタル（Ｔａ）を用いることができる。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。
【００９３】
更に、電子光学系を用いる露光装置に本発明を適用する場合、マスクを用いる構成としても良いし、マスクを用いずに電子線による直接描画により基板上にパターンを形成する構成としても良い。すなわち、本発明は、露光用光学系として電子光学系を用いる電子ビーム露光装置であれば、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ方式、及びＥＢＰＳのいずれのタイプであっても、適用が可能である。
【００９４】
また、本発明に係る露光装置では、露光用照明光として、前述した遠紫外域、真空紫外域の光に限らず、波長５〜３０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域のＥＵＶ光を用いても良い。また、例えば真空紫外光としては、ＡｒＦエキシマレーザ光やＦ２レーザ光などが用いられるが、これに限らず、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【００９５】
例えば、単一波長レーザの発振波長を１．５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が出力される。特に発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、発生波長が１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ２レ−ザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【００９６】
また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍの範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８μｍの範囲内の７倍高調波、即ちＦ２レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。
【００９７】
上記実施形態のように基板ステージやレチクルステージにリニアモータを用いる場合においてエアベアリングを用いたエア浮上型に限られず、ローレンツ力を用いた磁気浮上型を用いてもよい。また、各ステージは、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。
【００９８】
基板ステージの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。また、レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【００９９】
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及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。
【０１００】
半導体デバイスは、図２１に示すように、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、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ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。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、移動装置の暴走等、不測の事態が生じた場合でも、構成機器に衝突することを防止して安全性を高めることができ、これら機器の損傷に伴う多大なコストアップや、生産計画に悪影響を及ぼす事態を回避できる。また、本発明では、ステージの接続・交換を円滑且つ迅速に実施することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】ステージ装置の概略平面図である。
【図３】（ａ）は、ウエハステージの平面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】レチクルステージ、２つのウエハステージ、投影光学系及びアライメント系の位置関係を示す斜視図である。
【図６】テーブル部をロックするロック機構を示す図である。
【図７】ウエハステージとチューブキャリアとの位置関係を示す図である。
【図８】露光装置の制御系の主要構成を示す図である。
【図９】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１０】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１１】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１２】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１３】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１４】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１５】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１６】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１７】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１８】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図１９】テーブル部の入れ替え手順を示す図である。
【図２０】（ａ）、（ｂ）はチューブキャリアの動作を説明する図である。
【図２１】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。
【符号の説明】
Ｒ レチクル（マスク）
Ｗ ウエハ（基板）
ＲＳＴ レチクルステージ（マスクステージ）
ＷＳＴ１ ウエハステージ（第１ステージ、ステージ）
ＷＳＴ２ ウエハステージ（第２ステージ、ステージ）
ＣＯＮＴ 制御装置
１０ 露光装置
１２ ステージ装置（基板ステージ）
６２Ａ 可動子（第１可動子）
６２Ｂ 可動子（第２可動子）
６３Ａ Ｘ粗動ステージ（第１移動体）
６３Ｂ Ｘ粗動ステージ（第２移動体）
６５Ａ Ｙリニアモータ（第１移動装置、移動装置）
６５Ｂ Ｙリニアモータ（第２移動装置、移動装置）
６７Ａ Ｘリニアモータ（第３移動装置）
６７Ｂ Ｘリニアモータ（第４移動装置）
７０Ａ、７０Ｂ テーブル部
７９ 照射装置
８０ 受光装置
８１ａ 貫通孔部
１０１Ａ、１０１Ｂ 接触部材
１０２Ａ、１０２Ｂ ショックアブソーバ（衝撃吸収装置）
１０３Ａ、１０３Ｂ、１０４Ａ、１０４Ｂ 規制部材（規制装置）
１０８Ａ、１０８Ｂ アクチュエータ（退避装置）
１０９Ａ、１０９Ｂ 固定装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stage apparatus and an exposure apparatus, and more particularly to a stage apparatus including a plurality of stages and an exposure apparatus including the stage apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various exposure apparatuses have been used when manufacturing semiconductor elements (integrated circuits), liquid crystal display elements, and the like in a lithography process. In recent years, along with the high integration of semiconductor elements, a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) and a step-and-scan scanning projection exposure apparatus (so-called stepper) in which this stepper has been improved. Sequentially moving projection exposure apparatuses such as scanning steppers are the mainstream.
[0003]
Since this type of projection exposure apparatus is mainly used as a mass-production machine for semiconductor elements and the like, it is possible to improve the throughput, that is, the throughput of how many wafers can be exposed within a certain period of time. Is inevitably required.
[0004]
In this type of projection exposure apparatus, three main operations are repeatedly performed using one wafer stage as follows: wafer exchange → alignment (search alignment, fine alignment) → exposure → wafer exchange. Therefore, if the above three operations, ie, wafer exchange, alignment, and exposure operations, can be processed partially or simultaneously in parallel, the throughput is improved compared to the case where these operations are performed sequentially. Can be made. However, no exposure is performed during wafer exchange and alignment. To shorten the process time, that is, to improve throughput, for example, the wafer exchange and alignment stage and the exposure stage are controlled independently at the same time. A way to do this is conceivable.
[0005]
In this regard, for example, in Patent Document 1, a pair of Y drive linear motor movers are provided at both ends of a stator of an X drive linear motor extending in the X-axis direction, and the X drive linear motor is driven by the driving force of the Y drive linear motor. One set of drive mechanisms for driving the motor in the Y-axis direction is arranged symmetrically, and a rigid unit that can be connected to a stage (object holder) on the stage facing surface side of the mover of the X drive linear motor constituting each drive mechanism. A stage device is disclosed in which a connection mechanism (a coupling mechanism) is provided, two stages are coupled to each drive mechanism by a connection mechanism, and the two stages are independently driven in parallel in the XY two-dimensional direction. .
[0006]
[Patent Document 1]
International Publication No. 98/40791
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
Since the two stages can move independently, the stage may be damaged due to interference (collision) with other stages, the stator of the linear motor, or the like due to some trouble when moving the stage. Damage to a stage or linear motor made of precision equipment not only causes a significant increase in cost, but may also have a significant impact on a production plan using an exposure apparatus.
Normally, the movement of the stage is strictly controlled based on the position measurement result of a measuring instrument such as a laser interferometer, but in the event that an unexpected situation occurs in the equipment constituting the stage device, such as a linear motor runaway. Assuming that safety was not sufficiently secured.
[0008]
Further, in the above-described conventional technology, when the stage is replaced and connected to the drive mechanism, there is a possibility that the position and posture of the stage are displaced. In this case, the connection with the drive mechanism is smoothly performed at the time of replacement. Cannot be implemented. Therefore, it is necessary to quickly detect the position information of the stage before replacement.
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above points, and can improve the safety of component devices even when an unexpected situation occurs when a plurality of stages are moved independently. An object of the present invention is to provide a stage device and an exposure apparatus that can perform the above.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a stage apparatus and an exposure apparatus that can quickly detect position information of a stage when the stage is exchanged.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 20 showing the embodiment.
The stage device of the present invention includes a first moving device (65A) that includes a first movable element (62A) connected to the first stage (WST1) and moves the first stage (WST1) in a first direction (Y-axis direction). ) And a second moving device (65B) that includes the second movable element (62B) connected to the second stage (WST2) and moves the second stage (WST2) in the first direction (12B). And a plurality of restriction devices (103A, 103B, 104A, 104B) that are provided along the first direction and restrict movement of at least one of the first stage (WST1) and the second stage (WST2); A retraction device (108A, 108B) for retreating at least one of the plurality of restriction devices (104A, 104B) in a second direction (X-axis direction) different from the first direction. And it is characterized in Rukoto.
[0012]
Therefore, in the stage apparatus of the present invention, the first stage (WST1) or the second stage (WST2) can be moved by retracting the regulating devices (104A, 104B) in the second direction (X-axis direction). On the other hand, the movement of the first stage (WST1) or the second stage (WST2) in the first direction can be restricted by the restriction devices (104A, 104B). Therefore, by installing the restriction devices (104A, 104B) for each of the first stage (WST1) and the second stage (WST2), even if an unexpected situation occurs while the stage movement is restricted, The first stage (WST1) or the second stage (WST2) can be prevented from colliding with other components and being damaged, and the safety of the stage apparatus can be improved.
[0013]
Further, the stage apparatus of the present invention includes a stage (WST1, WST2) movable in the first direction, a moving apparatus (65A, 65B) for moving the stage (WST1, WST2) in the first direction, and a stage in the first direction. An irradiation device (79) that irradiates detection light (B) along the through-hole portion (81a) provided in the stage (WST1, WST2) along the first direction, and the detection light (B) is a through-hole portion. And a light receiving device (80) for receiving the detection light (B) when passing through (81a).
[0014]
Therefore, in the stage apparatus of the present invention, when the stage (WST1, WST2) is in a predetermined position and posture, the through-hole portion (81a) is along the first direction, so that the detection light that has passed through the through-hole portion (81a). (B) can be received. Therefore, by detecting whether or not the detection light (B) can be received before exchanging the stage, it is possible to quickly and easily detect position information such as the position and posture of the stage (WST1, WST2). The stage can be exchanged smoothly with respect to the moving device (65A, 65B).
[0015]
The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus (10) that exposes a pattern of a mask (R) held on a mask stage (RST) onto a substrate (W1, W2) held on a substrate stage (12). The stage apparatus according to any one of claims 1 to 14 is used as at least one of the mask stage (RST) and the substrate stage (12).
[0016]
Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, even if an unexpected situation occurs when performing processing related to exposure using a plurality of masks (R) or substrates (W1, W2), the mask stage (RST) or substrate stage (12 ) Can be prevented from colliding with other components and being damaged, the safety of the exposure apparatus (10) can be improved, and the position / posture of the mask stage (RST) or the substrate stage (12), etc. Can be detected quickly and easily, and the mask stage (RST) or substrate stage (12) can be exchanged smoothly.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a stage apparatus and an exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
Here, as an exposure apparatus, for example, a description will be given using an example in which a scanning stepper is used that transfers a circuit pattern of a semiconductor device formed on a reticle onto a wafer while moving the reticle and the wafer synchronously. In this exposure apparatus, the stage apparatus of the present invention will be described as applied to a wafer stage.
[0018]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 10 according to an embodiment.
The exposure apparatus 10 includes a light source (not shown) and an illumination unit ILU. The illumination system illuminates a reticle R as a mask from above with exposure illumination light. The reticle R is mainly set in a predetermined scanning direction, here a first direction. A reticle drive system for driving in the Y-axis direction (left and right direction in FIG. 1), a projection optical system PL disposed below the reticle R, and a wafer W1, W2 as substrates are disposed below the projection optical system PL. Stage device 12 including wafer stages WST1 and WST2 as first and second stages that are respectively held and moved independently in an XY two-dimensional plane, alignment optical system ALG arranged on the + Y side of projection optical system PL, and the like It has. Among these components, the above-described parts other than the light source (not shown) are housed in an environmental control chamber (hereinafter referred to as “chamber”) 14 that is installed on the floor surface of an ultra-clean room and in which temperature, humidity, etc. are accurately controlled. Yes.
[0019]
The optical axis AX of the projection optical system PL is arranged at the position on the −Y side of the stage surface plate 44, and the optical axis SX of the alignment optical system ALG is arranged at the position on the + Y side of the stage surface plate 44. Accordingly, the −Y side of the stage surface plate 44 is used as an exposure area, and the wafer stage located in this area is subjected to exposure processing, and the + Y side of the stage surface plate 44 is used as an alignment area, and the wafer stage located in this area. Is aligned.
[0020]
As shown in FIG. 1, the stage apparatus 12 is installed inside a chamber 42 that forms a wafer chamber 40 therein. On the upper wall of the chamber 42, the vicinity of the lower end of the lens barrel of the projection optical system PL is joined without a gap.
The stage apparatus 12 is levitated and supported via a stage surface plate 44 accommodated in the wafer chamber 40, and a vacuum preload type gas static pressure bearing device (not shown) that is a non-contact bearing above the stage surface plate 44, and Y Two wafer stages WST1 and WST2 that can be moved two-dimensionally independently in the axial direction (left-right direction in the plane of FIG. 1) and the X-axis direction (direction perpendicular to the plane of FIG. 1), and drive these wafer stages WST1 and WST2. It mainly comprises a stage drive system, a wafer interferometer system that measures the positions of wafer stages WST1 and WST2, and a regulating device that regulates the movement of wafer stages WST1 and WST2.
[0021]
In the wafer chamber 40, clean helium gas (He) or dry nitrogen gas (N) whose concentration of air (oxygen) is about several ppm is used. 2 ) Is filled. A wafer is loaded / unloaded at the position of the + Y side half (right half in FIG. 1) on the −X side (front side in FIG. 1) of the chamber 42 forming the wafer chamber 40. The wafer loader is provided.
[0022]
FIG. 2 shows a schematic plan view of the stage device 12 accommodated in the chamber 42. As shown in FIGS. 2 and 1, the stage device 12 includes a base plate BP installed horizontally on the inner bottom surface of the chamber 42, and three or four on the base plate BP via a vibration isolation unit (not shown). A stage surface plate 44 supported parallel to the base plate BP at the point, stators 58 and 58 arranged along the Y axis direction on both sides of the stage surface plate 44 in the X axis direction, and an X guide stage 61A. Is connected to the wafer stage WST1 through the stators 58 and 58, and moves along the stators 58 and 58, thereby moving the wafer stage WST1 in the Y-axis direction, and via the X guide stage 61B. The wafer stage WST2 can be moved in the Y-axis direction by being connected to the wafer stage WST2 and moving along the stators 58, 58. The child (second mover) 62B, 62B, the X guide stage 61A installed between the movers 62A, 62A along the X direction, and the above-described member installed along the X direction between the movers 62B, 62B. An X guide stage 61B, an X coarse movement stage 63A connected to wafer stage WST1 and moving along X guide stage 61A, and an X coarse movement stage 63B connected to wafer stage WST2 and moving along X guide stage 61B are provided. ing.
[0023]
The stator 58 and the mover 62A constitute a Y linear motor (first moving device) 65A, and the mover 62A is driven by electromagnetic interaction with the stator 58, whereby the wafer stage WST1 is Move in the Y-axis direction. Similarly, a Y linear motor (second moving device) 65B is configured by the stator 58 and the mover 62B, and the mover 62B is driven by electromagnetic interaction with the stator 58, thereby causing the wafer. Stage WST2 moves in the Y-axis direction.
That is, in the present embodiment, the Y linear motors 65A and 65B share the stator 58.
[0024]
In addition, stators 87A and 87B (not shown in FIG. 2, refer to FIG. 8) are embedded in the X guide stages 61A and 61B, respectively, along the X direction, and fixed to the X coarse movement stages 63A and 63B, respectively. Movable elements 88A and 88B (not shown in FIG. 2, refer to FIG. 8) that move along the elements 87A and 87B are provided. The X linear motor (third moving device) 67A and the X linear are constituted by the stators 87A and 87B provided on the X guide stages 61A and 61B and the movers 88A and 88B provided on the X coarse movement stages 63A and 63B. A motor (fourth moving device) 67B is configured, and the wafer stage WST1 and WST2 move in the X-axis direction (third direction) by driving the mover by electromagnetic interaction with the stator. An encoder scale is formed on each of the X guide stages 61A and 61B (stator 87A and 87B), and each encoder scale is measured on each of the X coarse movement stages 63A and 63B (mover 88A and 88B). Heads 89A and 89B (not shown in FIG. 2, refer to FIG. 8) are provided, and the relative positional relationship between the X coarse movement stages 63A and 63B and the X guide stages 61A and 61B can be detected. It is output to the control device CONT (see FIG. 8).
[0025]
FIG. 3A is a plan view of wafer stage WST1 (WST2), and FIG. 3B is a front view.
Since wafer stages WST1 and WST2 have the same configuration, only wafer stage WST1 will be described below, and wafer stage WST2 will be described only with reference numerals (mainly suffixed with B).
[0026]
As shown in FIG. 3, wafer stage WST1 includes X coarse movement stage 63A described above, and table portion 70A provided to be exchangeable with respect to X coarse movement stage 63A. A plurality of vacuum preload type air bearings 72 which are non-contact bearings are provided on the bottom surface of the coarse movement stage 63A, and pressurized gas (for example, helium or nitrogen gas) blown from the bearing surface of the air bearing 72 is provided. The balance between the static pressure of the coarse movement stage 63A and the weight of the entire coarse movement stage 63A and the vacuum suction force makes the coarse movement stage 63A non-contact through a clearance of several microns above the moving surface, which is the upper surface of the stage surface plate 44. It has come to be supported. As the stator 74, an armature unit in which a large number of flat armature coils are arranged is used.
[0027]
The table section 70A includes a wafer table WT that holds a wafer (substrate) W, and a fine movement stage 100 that supports the wafer table WT via a Z / tilt drive mechanism. The Z / tilt driving mechanism includes, for example, a stator of a voice coil motor arranged at the position of the apex of a regular triangle on the fine movement stage 100, and three pieces arranged on the bottom surface of the wafer table WT corresponding to these stators. These three voice coil motors move the wafer table WT in the Z-axis direction, θx direction (rotation direction around the X axis), and θy direction (rotation direction around the X axis) by these three voice coil motors. It can be slightly driven in the direction of three degrees of freedom.
[0028]
A plurality of vacuum preload type air bearings 71 which are non-contact bearings are provided on the bottom surface of fine movement stage 100, and pressurized gas (for example, helium or nitrogen gas) blown out from the bearing surface of air bearing 71 is provided. Due to the balance between the static pressure, the total weight of the table portion 70A and the vacuum suction force, the table portion 70A is supported in a non-contact manner above the moving surface, which is the upper surface of the stage surface plate 44, with a clearance of about several microns. It is like that.
[0029]
An X moving mirror 73X extending in the Y axis direction is provided at one end in the X axis direction on the upper surface of the wafer table WT, and Y movement extending in the X axis direction is provided at one end in the Y axis direction (the end on the −Y side). A mirror 73Y is provided. Further, the wafer W is fixed to the upper surface of the wafer table WT by electrostatic chucking or vacuum chucking via a wafer holder (not shown). Furthermore, a reference mark plate FM whose surface is set to be substantially the same as the height of the wafer W is fixed to the upper surface of the wafer table WT. Various reference marks described later are formed on the reference mark plate FM. This reference mark plate FM is used, for example, when detecting the reference position of wafer stage WST1.
[0030]
On both sides of fine movement stage 100 in the Y-axis direction, magnets 75a, 75a and 75b, 75b facing each other at an interval in the Z direction are arranged at the same position in the Z direction. The gaps between the magnets 75a and 75a and the gaps between the magnets 75b and 75b are set to the same position in the Z direction as the stator 74 and open on the side facing the stator 74, and are symmetrical with respect to the Y direction (see FIG. 3 (b) is symmetrical). The fine movement stage 100 provided with the magnets 75a and 75b constitutes an X linear motor 76A as a mover together with a stator 74, and is driven by electromagnetic interaction with the stator 74 so that the fine movement stage 100 is minute in the X-axis direction. Moving. Although not shown, fine movement stage 100 is constrained to be movable only within a predetermined movement range in the X-axis direction by a driving device such as a voice coil motor, and X coarse movement stage in the Y-axis direction. It is configured to move without being restricted in a direction away from 63A. That is, the fine movement stage 100 moves slightly in at least the X direction and the Y direction with respect to the X coarse movement stage 63A, and moves in a direction away from the X coarse movement stage 63A in the Y direction, whereby the X coarse movement stage 63A. It is configured to be connected to the X coarse movement stage 63A by moving away from and moving in the opposite direction. The position when the X coarse movement stage 63A and the table unit 70A are connected is detected by a photo sensor 116 (not shown in FIG. 3, refer to FIG. 8).
[0031]
Fine movement stage 100 is provided with an encoder scale 77a serving as a position index in the Y-axis direction and an encoder scale 77b serving as a two-dimensional position index of XY in pairs, located at both ends in the Y-axis direction. Yes. Encoder heads 78a and 78b project from the X coarse movement stage 63A at positions facing the encoder scales 77a and 77b. By measuring the encoder scales 77a and 77b with these encoder heads 78a and 78b, the relative positional relationship between the X coarse movement stage 63A and the fine movement stage 100 can be detected, and the detected result is the control device CONT (FIG. 8).
[0032]
Further, the stage device 12 is provided with a measuring device for measuring the position / posture of the fine movement stage 100 with respect to the stage coordinate system when the fine movement stage 100 (table unit 70A) is connected to the X coarse movement stage 63A. ing. As shown in FIG. 2, this measuring device is arranged with a pair of detection lights B and B arranged at predetermined intervals on one end side (−Y side) of the stage surface plate 44 in the Y axis direction and parallel to each other along the Y axis direction. Irradiation devices 79 and 79 for irradiating, and a light receiving device provided on the other end side (+ Y side) in the Y-axis direction of the stage surface plate 44 so as to oppose the irradiation devices 79 and 79 and receive the detected detection lights B and B As shown in FIG. 4, the fine movement stage 100 is provided along the Y-axis direction, and passes through the detection lights B and B when the fine movement stage 100 is in a predetermined position and posture during replacement described later. And cylinders 81 and 81 (see FIGS. 3B and 4) having through-hole portions 81a and 81a arranged at positions to be received, and the light receiving state by the light receiving device 80 is the control device CONT (FIG. 8). See).
[0033]
Wafer stage WST1 (and WST2) is provided with a limiting mechanism that restricts the relative movement of coarse movement stage 63A and fine movement stage 100 (table part 70A) to a predetermined range. This restricting mechanism is such that a disk-shaped hardware 83 suspended from a shaft body 82 projecting from both ends in the X-axis direction of the fine movement stage 100 to both sides in the Y-axis direction and the hardware 83 is opposed to the X coarse movement stage 63A. And an engaging member 84 that can be inverted by the control of the control device CONT. As shown in FIG. 3A, the engaging member 84 has an oval opening 84a having a slightly larger width than the diameter of the metal piece 83 and having the X-axis direction as the longitudinal direction. As shown by the solid line in FIG. 3 (b), when it rises toward the fine movement stage 100, the movement of the fine movement stage 100 is limited within a range in which the hardware 83 can move within the opening 84a by engaging with the hardware 83. However, when it falls down and separates from the fine movement stage 100, the engagement with the hardware 83 is released.
[0034]
Note that brackets 86 and 86 having holes 85 and 85 used for restraining movement when replacing the table portion 70A (described later) are provided on both sides of the fine movement stage 100 in the X-axis direction.
[0035]
The position of the wafer stage located in the exposure area in the Y-axis direction is a laser interferometer 32 (see FIGS. 1, 2, and 5) that is provided at the + Y side end of the stage surface plate 44 and irradiates the moving mirror 73Y with laser light. ), And the position in the X-axis direction is provided at the −X side end of the stage surface plate 44 and irradiates the moving mirror 73X with laser light (not shown in FIGS. 1 to 3). 8), and the result is output to the control device CONT. The position of the wafer stage located in the alignment area in the Y-axis direction is suspended substantially at the center of the stage surface plate 44 (see FIG. 1), and a laser interferometer 34 (FIG. 1) irradiates the moving mirror 73Y with laser light. 1 to 3), and the position in the X-axis direction is provided at the −X side end of the stage surface plate 44, and irradiates the movable mirror 73X with laser light (see FIGS. 1 to 3). Then, not shown (see FIG. 8), and the result is output to the control device CONT.
[0036]
As shown in FIG. 6, the laser interferometer 34 is provided with a lock mechanism 90 that locks (holds) the table portions 70 </ b> A and 70 </ b> B (fine movement stage 100) on both sides in the X-axis direction. The lock mechanism 90 includes a shaft member 90a disposed along the Z-axis direction, and, for example, an electromagnetic solenoid actuator 90b that drives the shaft member 90a in the Z-axis direction under the control of the control device CONT. . On each side, the shaft member 90a is arranged at the same pitch as the two holes 85 and 85 of the bracket 86 provided on the table portions 70A and 70B (fine movement stage 100), and fits into the holes 85 and 85 when lowered. In combination, the table portions 70A and 70B are positioned (fixed) at an exchange position described later.
[0037]
Next, a regulating device that regulates the movement of wafer stages WST1 and WST2 and a device that detects and monitors the safety of wafer stages WST1 and WST2 will be described.
As shown in FIG. 2, contact members 101A and 101B are provided on the outer sides (opposite to the stage surface plate 44) of the movers 62A and 62B of the Y linear motors 65A and 65B, respectively. In the following description, for the sake of convenience, the direction in which one movable element (for example, 62A) faces the other movable element (for example, 62B) is referred to as a forward direction (front), and the opposite direction is referred to as a backward direction (rear).
[0038]
The contact members 101A and 101B are provided with support plates 106A and 106B protruding from the movers 62A and 62B, shock absorbers 102A and 102B provided on the front side of the support plates 106A and 106B, and shock absorbers 102A and 102B. The projection members 107A and 107B are movably held in the axial direction. The shock absorbers 102A and 102B have built-in springs and oil dampers, support the projecting members 107A and 107B in a forward state, and retreat when a force is applied to the projecting members 107A and 107B to absorb the impact. It has become.
[0039]
A restricting member that restricts the movement of the movers 62A and 62B at a predetermined position on the movement path of the contact members 101A and 101B accompanying the movement of the movers 62A and 62B (that is, the wafer stages WST1 and WST2) in the Y-axis direction. (Regulatory devices) 103A, 103B and 104A, 104B are provided, respectively. Even when the movable element 62A moves forward and the protruding member 107A comes into contact with the shock absorber 102A in the restricting member 103A, the wafer stage (WST1 in FIG. 2) connected to the movable element 62A is X It is fixedly arranged at a position not in contact with the guide stage 61B. Similarly, when the movable element 62B moves forward and the protruding member 107B contacts the shock absorber 102B in a state where the movable element 62B moves forward, the regulating member 103B is connected to the wafer stage (WST2 in FIG. 2) connected to the movable element 62B. ) Is fixedly disposed at a position where it does not contact the X guide stage 61A.
[0040]
In the vicinity of the regulating members 103A and 103B, it is detected that the movers 62A and 62B have reached the replacement positions of the table portions 70A and 70B when the detection light is blocked by the movement of the movers 62A and 62B. The photoelectric sensor 105 is installed, and the detection result is output to the control device CONT.
[0041]
The restricting member 104A is connected to the movable element 62A and faces the laser interferometer 34 in the Y-axis direction even when the movable element 62A moves forward and the protruding member 107A contacts the shock absorber 102A in a retracted state. The wafer stage (WST1 in FIG. 2) does not come into contact with the laser interferometer 34 (see FIG. 9), and the movable element 62A is moved backward on the rear side of the support plate 106A when the table portion 70A (or 70B) is replaced. It arrange | positions in the position which controls (refer FIG. 12). Similarly, the restricting member 104B is connected to the movable element 62B and connected to the laser interferometer 34 and the Y-axis when the movable element 62B moves forward and the protruding member 107B contacts the shock absorber 102B in a retracted state. The wafer stage (WST2 in FIG. 2) facing in the direction does not contact the laser interferometer 34 (see FIG. 9), and the mover 62B is located behind the support plate 106B when the table unit 70B (or 70A) is replaced. Is disposed at a position that restricts rearward movement (see FIG. 12). Under the control of the control device CONT, these regulating members 104A and 104B move in the X-axis direction, which is the second direction, by driving, for example, electromagnetic solenoid actuators (retraction devices) 108A and 108B, and contact members 101A and 101B. It is configured to retreat from the movement route.
[0042]
Further, when the restricting members 104A and 104B are positioned on the movement path of the contact members 101A and 101B, the movable element 62A indicates that the contact members 101A and 101B are in a safe position for retracting to the rear side of the restricting members 104A and 104B. , 62B, photoelectric sensors 112A, 112B that detect the positions are arranged. This safe position is determined when the X coarse movement stages 63A and 63B are separated from the table portions 70A and 70B, and the X coarse movement stages 63A and 63B are moved in the X-axis direction when the table portions 70A and 70B are at the exchange positions. Also, the position is set so as not to interfere with the table portions 70A and 70B. The detection results of these photoelectric sensors 112A and 112B are output to the control device CONT (see FIG. 8).
[0043]
Further, the movable elements 62A and 62B include fixing devices 109A and 109B for integrally fixing the X coarse movement stages 63A and 63B to the movable elements 62A and 62B, and the movable elements 62A and 62B and the X coarse movements. Photosensors 110A and 110B that detect positions fixed to the stages 63A and 63B are provided, respectively. The fixing devices 109A and 109B are composed of, for example, an electromagnetic solenoid actuator 111a (see FIG. 8). Like the locking mechanism 90, the fixing devices 109A and 109B are concave portions (not shown) formed in the X coarse movement stages 63A and 63B. And the X coarse movement stages 63A and 63B are fixed to the movers 62A and 62B, respectively. The driving of the actuators 111a of the fixing devices 109A and 109B is controlled by the control device CONT, and the detection results of the photosensors 110A and 110B are output to the control device CONT (see FIG. 8).
[0044]
Further, at the lower part of the stage surface plate 44, as shown in FIG. 7, a stator 113A, 113B extending in the Y direction, and a tube carrier 114A as a mover respectively moving along the stator 113A, 113B. , 114B are provided. In FIG. 7, constituent members (stage surface plate 44, wafer stages WST1, WST2, etc.) of stage device 12 are simplified and omitted for easy understanding. The tube carriers 114A and 114B relay and support tubes (cables) 115A and 115B for supplying power such as air piping and electric (signal) wiring connected to the wafer stages WST1 and WST2 (table portions 70A and 70B), respectively. Based on the positions of the wafer stages WST1 and WST2 output from the control device CONT, the encoder stage (not shown) is used to move in synchronization with the wafer stages WST1 and WST2.
[0045]
Returning to FIG. 1, the light source is F here. 2 A pulse laser light source that outputs pulsed ultraviolet light in the vacuum ultraviolet region, such as a laser light source (output wavelength 157 nm) or an ArF excimer laser light source (output wavelength 193 nm), is used. This light source is installed in a service room having a low degree of cleanness different from the ultra-clean room in which the chamber 14 is installed, or in a utility space under the clean room floor, and the illumination unit ILU in the chamber 14 through a routing optical system (not shown). It is connected to the. In the light source, the repetition frequency (oscillation frequency) of the pulse emission, the pulse energy, and the like are controlled by a laser control device 18 (not shown in FIG. 1, see FIG. 8) under the control of the control device CONT. ing.
[0046]
The illumination unit ILU includes an illumination system housing 20 that is hermetically sealed with respect to outside air, and a secondary light source forming optical system, a beam splitter, and a light collecting unit that are housed in the illumination system housing 20 in a predetermined positional relationship. The illumination optical system includes a lens system, a reticle blind, an imaging lens system (all not shown), and the like, and a rectangular (or arc-shaped) illumination area IAR (see FIG. 5) on the reticle R is uniformly formed. Illuminate with illuminance. As the illumination optical system, one having the same configuration as that disclosed in, for example, JP-A-9-320956 is used. In the illumination system housing 20, clean helium gas (He) or dry nitrogen gas (N 2 ) Etc. are filled.
[0047]
The reticle drive system is accommodated in a reticle chamber 22 shown in FIG. A light transmission window made of fluorite or the like is formed at a connection portion between the reticle chamber 22 and the illumination system housing 20. In the reticle chamber 22, clean helium gas (He) or dry nitrogen gas (N 2 ) Etc. are filled. The reticle drive system includes a reticle stage (mask stage) RST that can move in an XY two-dimensional plane while holding the reticle R on the reticle base board 24 shown in FIG. 1, and a reticle stage RST (not shown) that drives the reticle stage RST. A drive unit 26 (not shown in FIG. 1, see FIG. 8) including a linear motor and the like, and a reticle interferometer system 28 for managing the position of the reticle stage RST are provided.
[0048]
More specifically, the reticle stage RST is actually levitated and supported on the reticle base board 24 via a non-contact bearing (not shown), for example, a vacuum preload type gas static pressure bearing device, and a linear motor (not shown). Accordingly, a coarse movement stage of the reticle that is driven in a predetermined stroke range in the Y-axis direction that is the scanning direction, and a drive mechanism that includes a voice coil motor or the like with respect to the coarse movement stage of the reticle, in the X-axis direction, Y-axis direction, and θz direction ( And a reticle fine movement stage that is slightly driven in the rotation direction around the Z-axis). The reticle R is attracted and held on the reticle fine movement stage via an electrostatic chuck or a vacuum chuck (not shown). As described above, reticle stage RST is actually composed of two stages. In the following, for convenience, reticle stage RST is driven by drive unit 26 in the X-axis and Y-axis directions, and in the θz direction. In the following description, it is assumed that the stage is a single stage that can be finely rotated and scanned in the Y-axis direction. The drive unit 26 is a mechanism that uses a linear motor, a voice coil motor, or the like as a drive source, but is shown as a simple block in FIG. 8 for convenience of illustration.
[0049]
On the reticle stage RST, as shown in FIG. 5, a movable mirror 30 made of the same material (for example, ceramic) as the reticle stage RST is extended in the Y-axis direction at one end of the X-axis direction. A reflecting surface is formed on one surface of the movable mirror 30 in the X-axis direction by mirror finishing. The interferometer beam from the interferometer system 28 is irradiated toward the reflecting surface of the movable mirror 30, and the interferometer receives the reflected light and measures the relative displacement with respect to the reference surface to thereby position the reticle stage RST. Is measured. Here, the interferometer 28 actually has two interferometer optical axes that can be measured independently, and can measure the position of the reticle stage RST in the X-axis direction and the yawing amount. ing. The interferometer 28 is configured to cancel the relative rotation (rotation error) of the reticle and the wafer based on the yawing information and Y position information of the wafer stages WST1 and WST2 from the interferometers 32 and 34 on the wafer stage side. It is used for controlling rotation of the stage RST and performing X-direction synchronization control (position alignment).
[0050]
On the other hand, a pair of corner cube mirrors 36A and 36B are installed on one side in the Y-axis direction, which is the scanning direction (scanning direction) of reticle stage RST. Then, an interferometer beam is irradiated from the double-pass interferometer 37 to the corner cube mirrors 36A and 36B, and is returned from the corner cube mirrors 36A and 36B to a reflecting surface (not shown) provided on the reticle base board 24. Then, the reflected lights reflected there return on the same optical path, and are received by the respective double-pass interferometers 37, from the reference positions (reflecting surfaces on the reticle base board 24 at the reference positions) of the respective corner cube mirrors 36A and 36B. Relative displacement is measured. Then, the measurement values of these double path interferometers 37 are supplied to the control device CONT (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 8), and the position of the reticle stage RST in the Y-axis direction is measured based on the average value. . This Y-axis direction position information is obtained by calculating the relative position between reticle stage RST and wafer stage WST1 or WST2 based on the measurement value of the interferometer on the wafer side, and the scanning direction (Y-axis direction) during scanning exposure based on this. The reticle R and the wafer W are used for synchronous control.
[0051]
In addition, it is necessary to use the material of the glass substrate which comprises the reticle R properly by the light source to be used. For example, F as a light source 2 When using a vacuum ultraviolet light source such as a laser light source, fluoride crystals such as fluorite, magnesium fluoride and lithium fluoride, or synthetic quartz (fluorine-doped quartz) having a hydroxyl group concentration of 100 ppm or less and containing fluorine In the case of using an ArF excimer laser light source or a KrF excimer laser light source, it is possible to use synthetic quartz in addition to the above materials.
[0052]
Returning to FIG. 1, the projection optical system PL is joined to the reticle chamber 22 with no gap near the upper end of the lens barrel. Here, as the projection optical system PL, a reduction system having a 1/4 (or 1/5) reduction magnification in which both the object plane (reticle R) side and the image plane (wafer W) side are telecentric is used. For this reason, when the reticle R is irradiated with illumination light (ultraviolet pulse light) from the illumination unit ILU, an imaging light beam from a portion illuminated by the ultraviolet pulse light in the circuit pattern area on the reticle R is projected into the projection optical system. A partial inverted image of the circuit pattern is incident on the PL and is confined to a slit shape or a rectangular shape (polygonal shape) at the center of the field on the image plane side of the projection optical system PL for each pulse irradiation of ultraviolet pulsed light. Imaged. Thereby, the partially inverted image of the projected circuit pattern is reduced and transferred to the resist layer on the surface of one of the plurality of shot areas on the wafer W arranged on the imaging plane of the projection optical system PL. .
[0053]
An off-axis type alignment optical system ALG is installed at a position a predetermined distance away from the center of the optical axis of the projection optical system PL (which coincides with the projection center of the reticle pattern image) on the + Y side. This alignment optical system ALG has three types of alignment sensors, an LSA (Laser Step Alignment) system, an FIA (Filed Image Alignment) system, and an LIA (Laser Interferometric Alignment) system. It is possible to measure the position of the alignment mark on the wafer in the X and Y two-dimensional directions.
[0054]
Here, the LSA system is the most versatile sensor that irradiates a mark with a laser beam and measures the mark position using diffracted / scattered light, and has been conventionally used for a wide variety of process wafers. The FIA system is a sensor that measures the mark position by illuminating the mark with broadband light such as a halogen lamp and processing the image of the mark, and is effectively used for asymmetric marks on the aluminum layer and wafer surface. The In addition, the LIA system is a sensor that irradiates a diffraction grating mark with laser light having a slightly different frequency from two directions, causes the generated two diffracted lights to interfere, and detects the position information of the mark from the phase. Yes, it can be used effectively for low step and rough wafers. In the present embodiment, these three types of alignment sensors are properly used according to the purpose, so-called search alignment in which the approximate position of the wafer is measured by detecting the position of three-dimensional marks on the wafer, or on the wafer. Fine alignment or the like for performing accurate position measurement of each shot area is performed.
[0055]
Further, in the exposure apparatus 10 of the present embodiment, although not shown in FIG. 1, the reticle is provided above the reticle R via the projection optical system PL disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468. A pair of reticles comprising a TTR (Through The Reticle) alignment optical system using an exposure wavelength for simultaneously observing a reticle mark (not shown) on R and a mark on reference mark plates FM1 and FM2 (see FIG. 5). Alignment microscopes 138A and 138B (see FIG. 8) are provided. Detection signals from these reticle alignment microscopes 138A and 138B are supplied to the control device CONT.
[0056]
Although not shown in FIG. 1, each of the projection optical system PL and the alignment optical system ALG has an autofocus / autoleveling measurement mechanism (hereinafter referred to as “AF / AL system”) for checking the in-focus position. Each). As described above, the configuration of the exposure apparatus provided with the auto focus / auto leveling measurement mechanism in each of the projection optical system PL and the alignment optical system ALG is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-214783, and is publicly known. Therefore, further explanation is omitted here. Therefore, in the present embodiment, as in the exposure apparatus described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783, when the alignment sensor is measured by the alignment optical system ALG, auto / automatic AF / AL measurement and control similar to those during exposure are performed. By measuring the position of the alignment mark while performing focus / auto-leveling, highly accurate alignment measurement is possible. In other words, an offset (error) due to the posture of the stage does not occur between exposure and alignment.
[0057]
FIG. 8 shows the main configuration of the control system of the exposure apparatus 10 according to this embodiment. This control system is composed of a control device CONT that controls the entire device in an integrated manner, various measuring devices that output measurement results to the control device CONT, and various drive devices that are driven based on these measurement results. .
In the following description, the description of the point that the various drive devices are driven by the control of the control device CONT is omitted.
[0058]
Subsequently, the replacement (exchange) of the table unit in the operation of the stage apparatus 12 in the exposure apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 20.
In these drawings, only those related to the operations described with reference to each drawing are denoted by reference numerals.
[0059]
(During exposure processing & alignment processing)
FIG. 9 is a diagram in which exposure processing is performed on wafer stage WST1 located in the exposure area (left side in the figure), and alignment processing is performed on wafer stage WST2 located in the alignment area.
At this time, the X coarse movement stages 63A and 63B and the table portions 70A and 70B are integrally formed in a state where the relative movement is limited by the engagement of the hardware 83 and the engagement member 84 shown in FIG. Moving. In addition, since the movement of the movers 62A and 62B is regulated by positioning the regulating members 104A and 104B on the movement path of the contact members 101A and 101B by driving the actuators 108A and 108B, the Y linear motors 65A and 65B run away. Even in this case, it is possible to prevent the wafer stages WST1 and WST2 from coming into contact with the interferometer 34 located substantially at the center of the stage surface plate 44. Even when the contact members 101A and 101B come into contact with the regulating members 104A and 104B, the shock applied to the projecting members 107A and 107B by the shock absorbers 102A and 102B can be reduced.
At wafer stage WST2, the relative positional relationship between the alignment mark (wafer mark) on the wafer and the reference mark on reference mark plate FM is measured by the alignment process.
[0060]
(Alignment process completed & exposure process in progress)
Next, when the alignment process for wafer stage WST2 is completed, wafer stage WST2 is moved in the + X direction. However, since wafer stage WST2 deviates from the measurable range of interferometer 34, controller CONT controls the position of wafer stage WST2. Switching to the encoder servo using the encoder head 89B (see FIG. 8). Then, as shown in FIG. 10, the X coarse movement stage 63B moves to the + X axis side end along the X guide stage 61B, and the photosensor 110B detects that the X coarse movement stage 63B has reached the fixed position. Then, the actuator 111a of the fixing device 109B is driven to fix the X coarse movement stage 63B to the mover 62B. Thereby, the movement of X coarse movement stage 63B (wafer stage WST2) in the X direction is restricted.
[0061]
(Exposure process completed)
When the exposure process for wafer stage WST1 is completed, wafer stage WST2 is moved in the -X direction. However, since wafer stage WST1 is out of the measurable range of interferometer 32, control unit CONT controls the position of wafer stage WST1 as an encoder head. Switch to encoder servo using 89A (see FIG. 8). Then, as shown in FIG. 11, the X coarse movement stage 63A moves along the X guide stage 61A to the end on the −X axis side, and the photosensor 110A indicates that the X coarse movement stage 63A has reached the fixed position. When detected, the actuator 111a of the fixing device 109A is driven to fix the X coarse movement stage 63A to the mover 62A. Thereby, the movement of X coarse movement stage 63A (wafer stage WST1) in the X direction is restricted.
When wafer stage WST1 moves toward the fixed position with respect to mover 63A, it also moves in a range not exceeding the time required for movement in X direction when accompanied by movement in Y direction.
[0062]
Subsequently, after confirming that the actuator 111a of the fixing devices 109A and 109B is in a driving state (the X coarse movement stages 63A and 63B and the movers 62A and 62B are in a fixing state), the actuators 108A and 108B are driven to control the actuators. The members 104A and 104B are retracted from the movement path of the contact members 101A and 101B. At this time, the X coarse movement stages 63A and 63B are restricted in movement in the X direction and are fixed at positions that do not face each other in the Y axis direction, so that even if the movers 62A and 62B run away, the wafer stage WST1. , WST2 do not collide with each other or do not collide with interferometer 34. Further, since the contact members 101A and 101B are restricted from moving forward by the regulating members 103A and 103B, the movable element 62A and the movable element 62B, the wafer stage WST1 and the X guide stage 61B, and the wafer stage WST2 and the X guide stage 61A There is no collision. Even when the contact members 101A and 101B collide with the regulating members 103A and 103B, the shock applied to the protruding members 107A and 107B by the shock absorbers 102A and 102B can be reduced.
[0063]
(Move to replacement position and fix table)
Next, the movers 62A and 62B are respectively moved forward along the stator 58, and as shown in FIG. 12, the table portions 70A and 70B are located on the sides of the interferometer 34 (on both sides in the X direction). Wafer stages WST1 and WST2 are moved to positions. When the photoelectric sensor 105 detects the positions of the movers 62A and 62B and confirms that the table portions 70A and 70B are at the table replacement position in the Y direction, the actuators 108A and 108B are driven, and the regulating member 104A is driven. , 104B are positioned rearward on the movement path of the contact members 101A, 101B. As a result, even when the Y linear motors 65A and 65B run away, the movement of the wafer stages WST1 and WST2 can be restricted both forward and backward. As will be described later, the table portions 70A and 70B are locked at the table exchange position. However, breakage of the table portions 70A and 70B can be prevented. Since the X coarse movement stages 63A and 63B are fixed to the movers 62A and 62B, the positions of the table portions 70A and 70B in the X direction are already at the table replacement position. In addition, the table portions 70A and 70B can be positioned at the table exchange position in the XY plane.
[0064]
Next, after confirming that the movement of the movers 62A and 62B is restricted by the restriction members 104A and 104B, as shown in FIG. 6, the actuator 90b of the lock mechanism 90 is driven to lower the shaft member 90a. Thereby, as shown with a dashed-two dotted line, the shaft member 90a fits into the hole 85 of the bracket 86, and the table portions 70A and 70B are locked at the table replacement position.
[0065]
(X coarse movement stage evacuation preparation)
When it is confirmed that the table portions 70A and 70B are locked at the table exchange position by the lock mechanism 90, the engagement member 84 is then tilted as shown by a two-dot chain line in FIG. Release the engagement. Thereby, the movement limitation between the X coarse movement stages 63A and 63B and the table portions 70A and 70B is released. When it is confirmed that the engaging member 84 has fallen, the actuators 108A and 108B are driven to retract the regulating members 104A and 104B from the moving paths of the contact members 101A and 101B as shown in FIG.
[0066]
(X coarse movement stage evacuation)
After confirming that the regulating members 104A and 104B are retracted from the movement paths of the contact members 101A and 101B, as shown in FIG. 14, the movers 62A and 62B are moved rearward along the stator 58, and the table is moved. The stator 74 is pulled out from a gap (a gap between the magnets 75b and 75b in the table 70B) between the magnets 75a and 75a (see FIG. 3B) provided in the portion 70A. At this time, the movers 62A and 62B are moved at a low speed in order to increase the safety of the initial several tens of millimeters where the stator 74 is located in the gap between the magnets 75a and 75a (or 75b and 75b), and the stator After 74 is removed from the magnets 75a and 75a (or 75b and 75b), the magnet 74 is moved at a medium speed in order to improve the throughput.
[0067]
Thereafter, when the positions of the movers 62A and 62B are detected by the photoelectric sensors 112A and 112B, and it is confirmed that the contact members 101A and 101B are at a safe position behind the regulating members 104A and 104B in the Y direction, the actuator 108A , 108B, the regulating members 104A, 104B are positioned on the movement path of the contact members 101A, 101B, and the X coarse movement stages 63A, 63B and the table portions 70A, 70B are moved by the advancement of the movers 62A, 62B. Prevent collisions. Then, after confirming the movement restriction of the movers 62A and 62B by driving the actuators 108A and 108B, the fixing of the X coarse movement stages 63A and 63B and the movers 62A and 62B by the fixing devices 109A and 109B is released.
[0068]
(X coarse movement stage movement & fixation)
Next, as shown in FIG. 15, the X coarse movement stage 63A is moved in the + X direction along the X guide stage 61A to face the table portion 70B, and the X coarse movement stage 63B is moved along the X guide stage 61B. It is moved in the X direction to face the table portion 70A. When the photosensors 110A (+ X side) and 110B (−X side) respectively detect that the X coarse movement stages 63A and 63B have reached the fixed position, the fixing devices 109A (+ X side) and 109B (−X side) are detected. Actuator 111a is driven to fix the X coarse movement stages 63A and 63B to the movers 62A and 62B, respectively.
[0069]
Subsequently, after confirming that the actuator 111a of the fixing devices 109A and 109B is in a driving state (the X coarse movement stages 63A and 63B and the movers 62A and 62B are in a fixing state), the actuators 108A and 108B are driven to control the actuators. The members 104A and 104B are retracted from the movement path of the contact members 101A and 101B. After that, the detection light B, B is irradiated from the irradiation device 79 along the Y direction. When the table portions 70A and 70B are in a predetermined position and posture at the time of replacement, the irradiated detection light B is a through-hole portion 81a (FIGS. 3 and 4) of the cylinder 81 provided in each table portion 70A and 70B. If the positions and postures of the table portions 70A and 70B deviate from a predetermined state, they cannot pass through the cylinder 81 and are not received by the light receiving device 80. . Therefore, whether or not the table portions 70A and 70B are replaceable can be determined based on whether or not the light receiving device 80 has received the detection light B. If the table portions 70A and 70B are not replaceable, for example, an operator call is executed.
[0070]
(Connection of X coarse movement stage)
Next, as shown in FIG. 16, the movers 62A and 62B are moved forward along the stator 58, and the stator 74 provided on the X coarse movement stages 63A and 63B is moved between the magnets of the table portions 70A and 70B. Insert into. In this case, the stator 74 of the table portion 70A is inserted into the gap between the magnets 75b and 75b, and the stator 74 of the table portion 70B is inserted into the gap between the magnets 75a and 75a. At this time, in order to improve the throughput, the movers 62A and 62B are moved at a medium speed until the stator 74 reaches the gap between the magnets, and several tens of times after the stator 74 reaches the gap between the magnets. mm moves the movers 62A and 62B at a low speed in order to increase safety.
[0071]
(Unlocking the table section)
Thereafter, by detecting the positions of the movers 62A and 62B by the photoelectric sensor 105 and confirming that the X coarse movement stages 63A and 63B are at the connection position (coupling position), the actuators 108A and 108B are driven, The restricting members 104A and 104B are positioned on the rear side of the movement path of the contact members 101A and 101B to restrict the advance and retreat of the movers 62A and 62B. Further, after confirming that the X coarse movement stage 63A and the table portion 70B, and the coarse movement stage 63B and the table portion 70A are in the connection position based on the detection result of the photosensor 116, the engagement member 84 is raised to engage with the hardware 83. Combine. As a result, the movement between the X coarse movement stages 63A and 63B and the table portions 70B and 70A is restricted (constrained). When it is confirmed that the movement between the X coarse movement stages 63A and 63B and the table portions 70B and 70A is restricted, the actuator 90b of the lock mechanism 90 is driven to raise the shaft member 90a. As a result, as shown by the solid line in FIG. 6, the shaft member 90a is removed from the hole 85 of the bracket 86, and the locks on the table portions 70A and 70B are released. When it is confirmed that the locks on the table portions 70A and 70B are released, the actuators 108A and 108B are driven to retract the regulating members 104A and 104B from the moving paths of the contact members 101A and 101B as shown in FIG. Let
[0072]
(Wafer stage retreat & unlocking)
Subsequently, after confirming that the regulating members 104A and 104B are retracted from the movement path of the contact members 101A and 101B, the movers 62A and 62B are moved rearward along the stator 58 as shown in FIG. Let Then, when the positions of the movers 62A and 62B are detected by the photoelectric sensors 112A and 112B, and it is confirmed that the contact members 101A and 101B are in a safe position behind the restricting members 104A and 104B in the Y direction, the actuators 108A, By driving 108B, the restricting members 104A and 104B are positioned on the movement path of the contact members 101A and 101B, and the advancement of the movers 62A and 62B is restricted. When the movement restriction of the movers 62A and 62B is confirmed, the fixation of the X coarse movement stages 63A and 63B and the movers 62A and 62B by the fixing devices 109A and 109B is released. The unlocked X coarse movement stages 63A and 63B move to the baseline check position as shown in FIG. Then, the control device CONT switches the position control of the wafer stages WST1 and WST2 from the encoder servo to the interferometer servo using the interferometers 32 and 34.
With the above operation, the replacement (exchange) of the wafer stage (table unit) is completed.
[0073]
When the table portions 70A and 70B described above are moved in the Y-axis direction, the tube carriers 114A and 114B shown in FIG. 7 are moved along the stators 113A and 113B in synchronization with the table portions 70A and 70B. The movement prevents the tubes 115A and 115B from sagging. On the other hand, when the table portions 70A and 70B move in the X-axis direction, as shown in FIG. 20A, for example, when the table portion 70A moves in the −X direction approaching the tube carrier 114A, FIG. As indicated by a two-dot chain line in b), the tube 115A may sag, and conversely, when the table portion 70A moves in the + X direction away from the tube carrier 114A, a large tension may be applied to the tube 115A. Therefore, in the present embodiment, when the table portion 70A approaches the tube carrier 114A, the tube carrier 114A moves in a direction away from the table portion 70A (+ Y direction), and conversely, the table portion 70A moves to the tube carrier 114A. When moving away from the tube carrier 114A, the tube carrier 114A moves in the direction approaching the table portion 70A (the -Y direction) to absorb the deflection of the tube 115A (shown by a solid line in FIG. 20B), or the tube 115A is prevented from applying a large tension.
In this case, if the table portions 70A and 70B are exchanged along the same direction around the Z axis with the interferometer 34 as the center, the tubes 115A and 115B may be entangled with each other, so the exchange direction may be changed alternately. .
[0074]
Next, parallel processing using two wafer stages will be described.
For example, while performing an exposure operation as described later on the wafer W1 on the wafer stage WST1 in the exposure area via the projection optical system PL in the exposure area, the wafer loader and the wafer stage WST2 on the wafer stage WST2 at a predetermined loading position in the alignment area. The wafer is exchanged by a delivery mechanism (not shown), and the wafer W2 is loaded on the wafer stage WST2. Next, the control device CONT controls the Y linear motor 65B and the X linear motor 67B while monitoring the measurement values of the interferometers 34 and 35, thereby positioning the wafer stage WST2 at the alignment reference position. During the movement of wafer stage WST2, the exposure operation is continued on wafer stage WST1 side. The alignment reference position is a position where the first reference mark (not shown) on the reference mark plate FM2 of the wafer stage WST2 comes directly under the alignment optical system ALG.
[0075]
Subsequently, on the wafer stage WST2 side, after performing the search alignment, fine alignment is performed in which the arrangement of each shot area on the wafer W2 is obtained using, for example, EGA. That is, while aligning the position of wafer stage WST2 based on the measurement values of interferometers 34 and 35, alignment of a predetermined sample shot on wafer W2 is performed based on design shot arrangement data (alignment mark position data). The mark position is measured by an FIA sensor or the like of the alignment optical system ALG, and all shot arrangement data is calculated by statistical calculation by the least square method based on the measurement result and shot arrangement design coordinate data. Thereby, the coordinate position of each shot is calculated on the alignment stage coordinate system. Then, the control device CONT calculates the relative positional relationship of each shot with respect to the first reference mark by subtracting the above-described coordinate position of the first reference mark from the coordinate position of each shot.
[0076]
On the other hand, in the exposure area, the position of wafer stage WST1 is controlled on the stage coordinate system during exposure, and the reference mark plate FM1 on wafer stage WST1 is positioned at the exposure reference position at which the reticle pattern image is projected. . When wafer stage WST1 is positioned at this exposure reference position, control unit CONT uses a pair of reticle alignment microscopes (not shown) to expose a pair of second reference marks on reference mark plate FM1 and corresponding to them. The relative position of the projected image on the wafer surface of the mark on the reticle is detected, that is, the image signal of each mark image is captured by the reticle alignment microscope. As a result, the coordinate position of the pair of second reference marks on the reference mark plate FM1 in the stage coordinate system during exposure and the projected image coordinate position of the mark on the reticle R on the wafer surface are detected. A relative positional relationship between the position (projection center of the projection optical system PL) and the coordinate position of the pair of second reference marks on the reference mark plate FM1 is obtained.
[0077]
In the main control unit CONT, the relative positional relationship of each shot on the wafer W1 with respect to the first reference mark on the reference mark plate FM1 obtained in the alignment process, and the exposure position and a pair of first marks on the reference mark plate FM1. The relative position relationship between the exposure position and each shot is finally calculated from the relative position relationship with the coordinate position of the two reference marks. Then, based on the calculation result, the wafer stage WST1 is sequentially positioned at the scanning start position for exposure of the shot area on the wafer W1, and the reticle stage RST and wafer stage WST1 are moved each time the shot area is exposed. By performing relative scanning in the scanning direction synchronously, scanning exposure is performed. Of course, in parallel with the exposure operation on the wafer W1 side, on the wafer stage WST2 side, the wafer is replaced, and subsequently, the wafer stage WST2 is moved to the alignment reference position, search alignment, and fine alignment are performed as described above. . Thereafter, as described above, the two wafer stages WST1 and WST2 are replaced (exchanged) while moving independently in the two-dimensional direction, the exposure sequence for the wafer on one wafer stage, and the wafer exchange for the other wafer. And the parallel processing with the alignment sequence is repeatedly performed.
[0078]
As described above, in the present embodiment, the forward movement of wafer stages WST1 and WST2 is regulated by regulating members 103A and 103B, and the wafer stage is regulated by regulating members 104A and 104B that can be retracted from the movement path of contact members 101A and 101B. Since both the forward and backward movements of WST1 and WST2 are regulated, even if an unexpected situation such as the runaway of Y linear motors 65A and 65B occurs, wafer stages WST1 and WST2 are interferometer 34 and X guide stage 61A, It is possible to improve safety by preventing collision with 62B and the like. Therefore, in this embodiment, it is possible to avoid a large cost increase due to damage of these devices and a situation that adversely affects the production plan.
[0079]
In the present embodiment, the contact members 101A and 101B are provided with the shock absorbers 102A and 102B, so that the contact members 101A and 101B collide with the restriction members 104A and 104B when the movement of the wafer stages WST1 and WST2 is restricted. In some cases, the impact associated with the collision can be absorbed, and damage to these devices can be suppressed. In the present embodiment, since the stator 58 that constitutes a part of the Y linear motors 65A and 65B is provided outside the stage surface plate 44, the vibration accompanying the movement of the movers 62A and 62B is subjected to stage fixing. It is not transmitted to the wafer stage via the board 44, and it is possible to prevent a reduction in exposure accuracy due to vibrations, and it is possible to reduce the size of the stage surface plate 44.
[0080]
On the other hand, in the present embodiment, when the table portions 70A and 70B are exchanged, whether or not the table portions 70A and 70B are in a predetermined position / posture is determined by whether or not the detection lights B and B pass through the through-hole portion 81a. Since it can be confirmed individually, it is possible to smoothly and quickly connect (couple) the table portions 70A and 70B and the X coarse movement stages 63A and 63B (stator 74).
[0081]
In the above embodiment, the table portions 70A and 70B are locked onto the stage surface plate 44 by the lock mechanism 90. However, the present invention is not limited to this. For example, the table portions 70A and 70B are connected to the stage surface plate 44. The air supply to the air bearing 71 floating above may be stopped, and the tables 70A and 70B may be placed at predetermined positions on the stage surface plate 44. In the above embodiment, the shock absorber is provided on the contact members 101A and 101B. However, the shock absorber may be provided on the regulating members 103A, 103B, 104A, and 104B.
[0082]
In the above embodiment, the Y linear motors 65A and 65B share the stator 58. However, the stator may be provided separately.
Further, in the above-described embodiment, the wafer stages WST1 and WST2 (table units 70A and 70B) are supported by the common stage surface plate 44 so as to be movable. It is also possible to adopt a surface plate format.
In the above embodiment, the stage apparatus of the present invention is applied to the wafer stage, but it can also be applied to the reticle stage RST.
[0083]
In the above embodiment, the illumination unit ILU has the housing 20, the reticle stage RST is accommodated in the reticle chamber 22, the stage device 12 is installed in the chamber 42, the housing 14, the chamber 22, the chamber 42, and the projection. The case where an inert gas such as helium gas is filled in the lens barrel of the optical system PL has been described. However, the present invention is not limited to this, and the entire components of the exposure apparatus are accommodated in a single chamber. It doesn't matter.
[0084]
In the above embodiment, the case where the wafer is exchanged, aligned, etc. on the other wafer stage while the exposure is performed using the pattern of one reticle on one wafer stage has been described. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783, double exposure is performed by using a reticle stage on which two reticles can be mounted and using a pattern of two reticles on one wafer stage. During the process, wafer exchange, alignment, etc. may be performed in parallel on the other wafer stage. In this way, high resolution and an improved DOF (depth of focus) can be obtained by double exposure without significantly reducing the throughput by simultaneous parallel processing.
[0085]
In the above embodiment, the stage apparatus according to the present invention is illustrated as being applied to a scanning stepper. However, the scope of the present invention is not limited to this, and the stage apparatus according to the present invention is The present invention can also be suitably applied to a stationary exposure apparatus such as a stepper that performs exposure while the mask and the substrate are stationary. Even in such a case, since the position controllability of the substrate stage holding the substrate can be improved by the stage device, the positioning accuracy of the substrate held on the stage is improved and the positioning settling time is shortened. This makes it possible to improve exposure accuracy and throughput.
[0086]
The stage apparatus according to the present invention can also be suitably applied to a proximity exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a substrate by closely contacting the mask and the substrate without using a projection optical system.
[0087]
Of course, the present invention is not limited to an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, but also used for manufacturing a display including a liquid crystal display element, a plasma display, and the like. The present invention can also be applied to an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a ceramic wafer, an exposure apparatus used for manufacturing an image pickup device (CCD, etc.), etc.
[0088]
In addition to a micro device such as a semiconductor element, a glass substrate is used to manufacture a reticle or mask used in an optical exposure apparatus, an EUV (Extreme Ultraviolet) exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, and the like. Alternatively, the present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a silicon wafer or the like. Here, in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, Magnesium fluoride or quartz is used. A proximity type X-ray exposure apparatus or electron beam exposure apparatus uses a transmission mask (stencil mask, membrane mask), an EUV exposure apparatus uses a reflection mask, and the mask substrate is a silicon wafer or the like. Is used.
[0089]
Further, the stage apparatus according to the present invention is not limited to the exposure apparatus, but can be widely applied to other substrate processing apparatuses (for example, a laser repair apparatus, a substrate inspection apparatus, etc.), or a sample positioning apparatus in other precision machines. .
[0090]
As the projection optical system PL, when an ArF excimer laser light source or a KrF excimer laser light source is used as a light source, a refraction system consisting only of a refractive optical element (lens element) is mainly used. 2 Laser light source, Ar 2 When a laser light source or the like is used, for example, a so-called catadioptric system (reflection) in which a refractive optical element and a reflective optical element (concave mirror, beam splitter, etc.) are combined as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-282527. Refractive system) or a reflective optical system consisting only of a reflective optical element is mainly used. However, F 2 In the case of using a laser light source, it is possible to use a refractive system.
[0091]
In the above-described embodiment, the case where the reduction system is used as the projection optical system has been described. However, the projection optical system may be either a unity magnification system or an enlargement system. Further, the catadioptric projection optical system is not limited to the one described above. For example, it has a circular image field, and both the object plane side and the image plane side are telecentric, and the projection magnification is 1/4. Alternatively, a reduction system that is 1/5 times may be used. Further, in the case of a scanning exposure apparatus provided with this catadioptric projection optical system, the illumination light irradiation area is substantially centered on the optical axis in the field of view of the projection optical system, and substantially in the scanning direction of the reticle or wafer. It may be a type defined as a rectangular slit extending along a direction orthogonal to each other. According to the scanning type exposure apparatus provided with such a catadioptric projection optical system, for example, F of wavelength 157 nm 2 Even when laser light is used as illumination light for exposure, a fine pattern of about 100 nm L / S pattern can be transferred onto the wafer with high accuracy.
[0092]
The exposure optical system in the exposure apparatus according to the present invention is not limited to the projection optical system, and a charged particle beam optical system such as an X-ray optical system or an electron optical system can also be used. For example, when an electron optical system is used, the optical system can be configured to include an electron lens and a deflector, and a thermoelectron emission type lanthanum hexabolite (LaB) is used as an electron gun. 6 ), Yunthal (Ta) can be used. Needless to say, the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state.
[0093]
Furthermore, when the present invention is applied to an exposure apparatus that uses an electron optical system, a configuration using a mask may be used, or a pattern may be formed on a substrate by direct drawing using an electron beam without using a mask. That is, the present invention is an electron beam exposure apparatus that uses an electron optical system as an exposure optical system, and is any of a pencil beam method, a variable shaped beam method, a cell projection method, a blanking / aperture method, and an EBPS type. Even if it is, it can be applied.
[0094]
In the exposure apparatus according to the present invention, EUV light in a soft X-ray region having a wavelength of about 5 to 30 nm may be used as exposure illumination light, not limited to the above-described far ultraviolet light and vacuum ultraviolet light. For example, as vacuum ultraviolet light, ArF excimer laser light or F 2 For example, erbium (or both erbium and yttrium) is doped with a single wavelength laser beam in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser. Alternatively, harmonics amplified with a fiber amplifier and converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
[0095]
For example, if the oscillation wavelength of a single wavelength laser is in the range of 1.51 to 1.59 μm, the generated wavelength is in the range of 189 to 199 nm, the eighth harmonic, or the generated wavelength is in the range of 151 to 159 nm. A 10th harmonic is output. In particular, when the oscillation wavelength is in the range of 1.544 to 1.553 μm, an 8th harmonic wave having a generated wavelength in the range of 193 to 194 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser light is obtained. If the wavelength is within the range of 1.57 to 1.58 μm, the generated wavelength is the 10th harmonic within the range of 157 to 158 nm, ie F 2 Ultraviolet light having substantially the same wavelength as the laser light can be obtained.
[0096]
Further, if the oscillation wavelength is in the range of 1.03 to 1.12 μm, the seventh harmonic whose output wavelength is in the range of 147 to 160 nm is output, and in particular, the oscillation wavelength is in the range of 1.099 to 1.106 μm. If it is within, the 7th harmonic within the range of the generated wavelength of 157 to 158 μm, that is, F 2 Ultraviolet light having substantially the same wavelength as the laser light can be obtained. In this case, for example, an yttrium-doped fiber laser can be used as the single wavelength oscillation laser.
[0097]
When a linear motor is used for the substrate stage or reticle stage as in the above embodiment, it is not limited to an air levitation type using an air bearing, but a magnetic levitation type using Lorentz force may be used. Each stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.
[0098]
The reaction force generated by the movement of the substrate stage may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475. The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224.
[0099]
As described above, the exposure apparatus of the embodiment of the present application maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. To ensure these various accuracies, before and after this assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection, and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
[0100]
As shown in FIG. 21, the semiconductor device has a step 201 for designing a function / performance of the device, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a step 203 for producing a substrate as a base material of the device. The substrate is manufactured through the substrate processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, the device assembly step (including the dicing process, bonding process, and package process) 205, the inspection step 206, and the like.
[0101]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when an unexpected situation such as a runaway of a mobile device occurs, it is possible to prevent collision with constituent devices and improve safety. Cost increase and situation that adversely affects production plan can be avoided. Further, according to the present invention, it is possible to smoothly and quickly connect and exchange stages.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a stage device.
3A is a plan view of a wafer stage, and FIG. 3B is a front view.
4 is a side view of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a positional relationship between a reticle stage, two wafer stages, a projection optical system, and an alignment system.
FIG. 6 is a view showing a lock mechanism for locking the table unit.
FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between a wafer stage and a tube carrier.
FIG. 8 is a view showing a main configuration of a control system of the exposure apparatus.
FIG. 9 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIG. 10 is a diagram showing a procedure for replacing a table unit.
FIG. 11 is a diagram showing a procedure for replacing table parts;
FIG. 12 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIG. 13 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIG. 14 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIG. 15 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIG. 16 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIG. 17 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIG. 18 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIG. 19 is a diagram showing a procedure for exchanging table parts;
FIGS. 20A and 20B are diagrams illustrating the operation of the tube carrier.
FIG. 21 is a flowchart showing an example of a semiconductor device manufacturing process.
[Explanation of symbols]
R reticle (mask)
W Wafer (Substrate)
RST reticle stage (mask stage)
WST1 wafer stage (first stage, stage)
WST2 wafer stage (second stage, stage)
CONT control device
10 Exposure equipment
12 Stage device (substrate stage)
62A mover (first mover)
62B mover (second mover)
63A X coarse movement stage (first moving body)
63B X coarse movement stage (second movable body)
65A Y linear motor (first moving device, moving device)
65B Y linear motor (second moving device, moving device)
67A X linear motor (third moving device)
67B X linear motor (4th moving device)
70A, 70B Table section
79 Irradiation equipment
80 Photodetector
81a Through hole
101A, 101B Contact member
102A, 102B Shock absorber (Shock absorber)
103A, 103B, 104A, 104B Restriction member (regulation device)
108A, 108B Actuator (Evacuation device)
109A, 109B fixing device

Claims (15)

第１ステージに接続された第１可動子を備え前記第１ステージを第１方向へ移動させる第１移動装置と、第２ステージに接続された第２可動子を備え前記第２ステージを第１方向へ移動させる第２移動装置と、を備えるステージ装置であって、
前記第１方向に沿って複数設けられ、前記第１ステージと前記第２ステージとの少なくとも一方の移動を規制する規制装置と、
前記複数の規制装置のうち少なくとも一つの規制装置を前記第１方向とは異なる第２方向に退避させる退避装置と、を備えることを特徴とするステージ装置。A first moving device having a first movable element connected to the first stage and moving the first stage in the first direction; and a second moving element connected to the second stage, wherein the second stage has the first A second moving device that moves in a direction, and a stage device comprising:
A plurality of restriction devices provided along the first direction, the restriction device for restricting movement of at least one of the first stage and the second stage;
A stage device comprising: a retracting device for retracting at least one of the plurality of restricting devices in a second direction different from the first direction. 請求項１記載のステージ装置において、
前記複数の規制装置は、前記第１ステージ及び前記第２ステージの前記第１方向への前進及び後退のそれぞれを規制することを特徴とするステージ装置。The stage apparatus according to claim 1, wherein
The plurality of regulating devices regulate each of forward movement and backward movement of the first stage and the second stage in the first direction. 請求項２記載のステージ装置において、
前記退避装置は、前記第１可動子及び前記第２可動子の位置に基づいて、前記少なくとも一つの規制装置を前記第２方向に退避させることを特徴とするステージ装置。The stage apparatus according to claim 2, wherein
The retracting device retracts the at least one restricting device in the second direction based on positions of the first movable element and the second movable element. 請求項１から３のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１可動子及び前記第２可動子のそれぞれには、前記複数の規制装置に接触可能な接触部材が設けられていることを特徴とするステージ装置。In the stage apparatus as described in any one of Claim 1 to 3,
Each of the first movable element and the second movable element is provided with a contact member capable of contacting the plurality of regulating devices. 請求項４記載のステージ装置において、
前記接触部材と前記複数の規制装置との少なくとも一方には、前記接触部材が前記複数の規制装置に接触した際の衝撃を吸収する衝撃吸収装置が設けられていることを特徴とするステージ装置。The stage apparatus according to claim 4, wherein
At least one of the contact member and the plurality of regulating devices is provided with an impact absorbing device that absorbs an impact when the contact member comes into contact with the plurality of regulating devices. 請求項１から５のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１移動装置の固定子と前記第２移動装置の固定子とを共用することを特徴とするステージ装置。In the stage apparatus as described in any one of Claim 1 to 5,
A stage apparatus characterized by sharing a stator of the first moving device and a stator of the second moving device. 請求項１から６のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１ステージを前記第１可動子に対して前記第１方向とは異なる第３方向に移動させる第３移動装置と、
前記第２ステージを前記第２可動子に対して前記第３方向に移動させる第４移動装置と、
前記第１ステージと前記第１可動子、及び前記第２ステージと前記第２可動子をそれぞれ一体的に固定する固定装置と、
を有することを特徴とするステージ装置。In the stage apparatus as described in any one of Claim 1 to 6,
A third moving device that moves the first stage in a third direction different from the first direction with respect to the first mover;
A fourth moving device for moving the second stage in the third direction with respect to the second mover;
A fixing device that integrally fixes the first stage and the first movable element, and the second stage and the second movable element, respectively;
A stage apparatus characterized by comprising: 請求項７記載のステージ装置において、
前記第１ステージと前記第２ステージとを前記第１方向で対向しない位置で固定させるように、前記第３移動装置、第４移動装置及び固定装置を制御する制御装置を有することを特徴とするステージ装置。The stage apparatus according to claim 7, wherein
And a control device for controlling the third moving device, the fourth moving device, and the fixing device so as to fix the first stage and the second stage at positions that do not face each other in the first direction. Stage device. 請求項１から８のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１ステージと前期第２ステージのそれぞれは、前記第１、第２可動子がそれぞれ接続された第１、第２移動体と、前記第１、第２移動体に対して交換自在に設けられるテーブル部とを有することを特徴とするステージ装置。In the stage device according to any one of claims 1 to 8,
Each of the first stage and the second stage is provided so as to be exchangeable with respect to the first and second movable bodies, to which the first and second movable elements are respectively connected, and the first and second movable bodies. And a table unit. 請求項１から９のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１ステージと前記第２ステージとは共通の定盤により移動可能に支持されていることを特徴とするステージ装置。In the stage device according to any one of claims 1 to 9,
The stage device characterized in that the first stage and the second stage are movably supported by a common surface plate. 請求項１０記載のステージ装置において、
前記第１移動装置の少なくとも一部と前記第２移動装置の少なくとも一部とは、前記定盤の外側に設けられていることを特徴とするステージ装置。The stage apparatus according to claim 10, wherein
At least a part of the first moving device and at least a part of the second moving device are provided outside the surface plate. 第１方向に移動可能なステージと、
前記ステージを前記第１方向に移動させる移動装置と、
前記第１方向に沿って検出光を照射する照射装置と、
前記第１方向に沿って前記ステージに設けられた貫通孔部と、
前記検出光が前記貫通孔部を通過したときに前記検出光を受光する受光装置とを備えたことを特徴とするステージ装置。A stage movable in a first direction;
A moving device for moving the stage in the first direction;
An irradiation device for irradiating detection light along the first direction;
A through hole provided in the stage along the first direction;
A stage device comprising: a light receiving device that receives the detection light when the detection light passes through the through-hole portion. 請求項１２記載のステージ装置において、
前記ステージは、前記移動装置の一部が接続された移動体と、該移動体に対して交換自在に設けられるテーブル部とを有し、
前記貫通孔部が前記テーブル部に設けられていることを特徴とするステージ装置。The stage apparatus according to claim 12, wherein
The stage includes a moving body to which a part of the moving device is connected, and a table unit provided to be exchangeable with respect to the moving body,
The stage apparatus, wherein the through-hole portion is provided in the table portion. 請求項１２または１３記載のステージ装置において、
前記ステージは独立移動可能に複数設けられ、
前記照射装置、前記貫通孔部、及び前記受光装置は、前記複数のステージ毎に設けられることを特徴とするステージ装置。The stage apparatus according to claim 12 or 13,
A plurality of the stages are provided so as to be independently movable,
The irradiation apparatus, the through-hole portion, and the light receiving device are provided for each of the plurality of stages. 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であって、
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から請求項１４のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられることを特徴とする露光装置。An exposure apparatus that exposes a mask pattern held on a mask stage onto a substrate held on a substrate stage,
An exposure apparatus using the stage apparatus according to any one of claims 1 to 14, as at least one of the mask stage and the substrate stage.
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