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JP2006190832A - Control method, exposure method, method of manufacturing device, stage and exposure device - Google Patents

Control method, exposure method, method of manufacturing device, stage and exposure device Download PDF

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JP2006190832A
JP2006190832A JP2005001720A JP2005001720A JP2006190832A JP 2006190832 A JP2006190832 A JP 2006190832A JP 2005001720 A JP2005001720 A JP 2005001720A JP 2005001720 A JP2005001720 A JP 2005001720A JP 2006190832 A JP2006190832 A JP 2006190832A
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JP
Japan
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axis
counter mass
stage
mass
command value
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2005001720A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Hayashida
宣宏 林田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the controlling jump at switching of a command value for controlling a counter mass and a vibration from occurring. <P>SOLUTION: The method of controlling a counter mass moving according to the momentum preservation law due to the action of a reaction caused by driving a controlled object on a reference plane, on the basis of a command value, comprises a first step of controlling the counter mass on the basis of a first command value obtained from the mass ratio of the controlled object to the counter mass when driving the controlled object at a first operating accuracy; and a second step of controlling the counter mass on the basis of a second command value when driving the controlled object at a second operating accuracy different from the first one. At switching over the first and second steps, the first command value continues the second one. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、制御方法、露光方法、デバイスの製造方法、ステージ装置及び露光に関するものである。   The present invention relates to a control method, an exposure method, a device manufacturing method, a stage apparatus, and exposure.

従来より、半導体素子、液晶表示素子等の製造におけるリソグラフィ工程では、種々の露光装置が用いられている。近年においては、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)などが比較的多く用いられている。   Conventionally, various exposure apparatuses have been used in lithography processes in the manufacture of semiconductor elements, liquid crystal display elements, and the like. In recent years, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper), a step-and-scan type scanning projection exposure apparatus (so-called scanning stepper), and the like are used relatively frequently.

この種の露光装置では、ウエハ上の複数のショット領域にマスクとしてのレチクルのパターンを転写する必要がある。このため、ウエハステージはXY2次元方向に例えばリニアモータ等を含む駆動装置により駆動されるが、このウエハステージの駆動によって生じる反力は、例えばステージと振動絶縁された基準(例えば床面又は装置の基準となるベースプレートなど)に設けられたフレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がすことで処理していた(例えば、特許文献1参照)。   In this type of exposure apparatus, it is necessary to transfer a reticle pattern as a mask to a plurality of shot areas on a wafer. For this reason, the wafer stage is driven in a XY two-dimensional direction by a driving device including, for example, a linear motor. The reaction force generated by the driving of the wafer stage is, for example, a reference (for example, a floor surface or an apparatus) Processing is performed by mechanically escaping to a floor (ground) using a frame member provided on a base plate or the like (for example, see Patent Document 1).

また、例えば、スキャニング・ステッパの場合、ウエハステージのみならず、レチクルステージも所定の走査方向についてはリニアモータ等で駆動する必要があるが、このレチクルステージの駆動によって生じる反力の吸収のためには、主として運動量保存の法則を利用した走査方向一軸に関するカウンタマス機構が採用されている(例えば、特許文献2参照)。また、ウエハステージにカウンタマス(カウンタマス)及びそのカウンタマスの位置を補正する補正装置(トリムモータなど)を備えた走査型露光装置も知られている(例えば、特許文献3参照)。この他、レチクルステージの移動により発生する反力を、フレーム部材を用いて機械的に基準、すなわち床(大地)に逃がすものもある(例えば、特許文献4参照)。   Further, for example, in the case of a scanning stepper, not only the wafer stage but also the reticle stage needs to be driven by a linear motor or the like in a predetermined scanning direction. In order to absorb the reaction force generated by driving the reticle stage, Employs a counter mass mechanism with respect to one axis in the scanning direction mainly using the law of conservation of momentum (see, for example, Patent Document 2). There is also known a scanning exposure apparatus provided with a counter mass (counter mass) and a correction device (such as a trim motor) for correcting the position of the counter mass on the wafer stage (see, for example, Patent Document 3). In addition, there is also a type in which a reaction force generated by the movement of the reticle stage is mechanically released to a reference, that is, a floor (ground) using a frame member (see, for example, Patent Document 4).

従来の投影露光装置では、基準に逃がされるステージの反力を防振台(除振台)等の振動絶縁装置で減衰させ、これによりその反力に起因する投影光学系(投影レンズ)の振動や基準を介した回り込みによるステージの振動が低減されていた。しかしながら、基準に逃がされたステージの反力は減衰させられたとはいえども、現状の微細加工において求められているレベルからみると、少なからず投影光学系や、ステージに振動を与えることになる。このため、ステージ(ひいては、ウエハ又はレチクル)を走査しつつ露光を行うスキャニング・ステッパにおいてはその反力に起因する振動が、露光精度を低下させる要因となる。   In a conventional projection exposure apparatus, the reaction force of the stage that is released to the reference is attenuated by a vibration isolator such as a vibration isolation table (vibration isolation table), thereby causing the vibration of the projection optical system (projection lens) due to the reaction force. And stage vibration due to sneaking through the reference. However, although the reaction force of the stage that was released to the standard was attenuated, from the viewpoint of the level required in the current micromachining, it would give vibration to the projection optical system and the stage. . For this reason, in a scanning stepper that performs exposure while scanning a stage (and thus a wafer or a reticle), vibration caused by the reaction force causes a reduction in exposure accuracy.

これに対し、カウンタマスを用いて反力吸収を行う場合には反力の伝達をほぼ完全に防止することができるのであるが、従来のカウンタマスでは、ステージの駆動方向と反対の方向にステージの駆動距離に比例した距離だけ移動するカウンタマスが用いられていた。このため、ステージの全ストロークに応じた(比例した)ストロークをカウンタマスについても用意しなければならず、露光装置の大型化を招く傾向があった。   In contrast, when the counter mass is used to absorb the reaction force, the transmission of the reaction force can be almost completely prevented. However, with the conventional counter mass, the stage is moved in the direction opposite to the stage driving direction. A counter mass that moves by a distance proportional to the driving distance is used. For this reason, a stroke corresponding to (proportional to) the entire stroke of the stage must be prepared for the counter mass, which tends to increase the size of the exposure apparatus.

また、上記特許文献3に記載の露光装置のように、カウンタマス及びそのカウンタマスの位置を補正する補正装置を備えた露光装置にあっては、補正装置によりカウンタマスの位置を補正できるので、カウンタマスのストロークを、補正装置を備えていない場合に比べて短くすることができる。また、上記特許文献3に記載の走査型露光装置では、振動の発生を防止することを主眼とし、いずれの動作に際してもカウンタマスの運動量保存則に従った移動を許容して、カウンタマスの移動により反力の完全吸収を図っている。また、上記特許文献3に記載の走査型露光装置では、カウンタマスの位置の補正は、もっぱら次の動作に際してカウンタマスのストロークを確保することを目的として行われている。しかしながら、例えば、ウエハに対する露光が終了してウエハステージがウエハ交換位置まで移動する場合などにおいて、カウンタマスの運動量保存則に従った移動を許容すると、その移動距離、すなわち露光終了時の位置からウエハ交換位置までの距離に応じたカウンタマスの大きなストロークを確保する必要があった。これでは、装置の大型化を効果的に抑制することは困難である。   Further, in the exposure apparatus including the counter mass and the correction device that corrects the position of the counter mass like the exposure device described in Patent Document 3, the position of the counter mass can be corrected by the correction device. The stroke of the counter mass can be shortened compared to the case where the correction device is not provided. Further, in the scanning exposure apparatus described in Patent Document 3, the main purpose is to prevent the occurrence of vibration, and the movement of the counter mass is allowed in any operation while allowing the movement of the counter mass according to the law of conservation of momentum. By trying to absorb the reaction force completely. In the scanning exposure apparatus described in Patent Document 3, the correction of the position of the counter mass is performed for the purpose of securing the stroke of the counter mass exclusively in the next operation. However, for example, when the exposure to the wafer is completed and the wafer stage is moved to the wafer exchange position, if the counter mass is allowed to move according to the law of conservation of momentum, the wafer is moved from the movement distance, that is, the position at the end of exposure. It was necessary to ensure a large stroke of the counter mass according to the distance to the exchange position. With this, it is difficult to effectively suppress the increase in size of the apparatus.

そこで、特許文献5には、ステージを高い動作精度で駆動する必要がある領域(以下、高精度領域と称する)においてカウンタマスに対して運動量保存則に従った移動を許容し、その他の領域(以下、低精度領域と称する)においてカウンタマスに対して運動量保存則に従った移動方向と反対方向に推力を加える技術が開示されている。この技術によれば、ステージが露光領域等の高精度領域に位置している場合にはカウンタマスに対して運動量保存則に従った移動が許容されているため、ステージの反力を完全吸収することができ、ステージの反力による振動に起因した露光精度の低下を防止することができる。また、ステージが低精度領域に位置している場合にはカウンタマスに対して運動量保存則に従った移動方向と反対方向に推力が加えられるため、若干の振動が発生するもののカウンタマスのストロークを小さくすることができる。このように、一部の領域(高精度領域)のみでステージの反力を完全吸収し、その他の領域(低精度領域)でカウンタマスのストロークを小さくすることによって、露光精度の低下を防止しかつ装置の大型化を効果的に抑止することが可能となる。
特開平8−166475号公報 特開平8−63231号公報 特開2002−208562号公報 特開平8−330224号公報 特開2004−140145号公報
Therefore, in Patent Document 5, the counter mass is allowed to move according to the momentum conservation law in an area where the stage needs to be driven with high operation accuracy (hereinafter referred to as a high accuracy area), and other areas ( In the following, a technique for applying a thrust to the counter mass in the direction opposite to the moving direction according to the momentum conservation law is disclosed. According to this technique, when the stage is positioned in a high-precision area such as an exposure area, the counter mass is allowed to move in accordance with the momentum conservation law, so that the reaction force of the stage is completely absorbed. It is possible to prevent a reduction in exposure accuracy due to vibration due to the reaction force of the stage. In addition, when the stage is located in the low accuracy area, thrust is applied to the counter mass in the direction opposite to the moving direction according to the law of conservation of momentum. Can be small. In this way, the reaction force of the stage is completely absorbed only in some areas (high-precision areas), and the counter mass stroke is reduced in other areas (low-precision areas), thereby preventing a reduction in exposure accuracy. And it becomes possible to suppress the enlargement of an apparatus effectively.
JP-A-8-166475 JP-A-8-63231 JP 2002-208562 A JP-A-8-330224 JP 2004-140145 A

ところで、特許文献5に開示された技術のように、高精度領域においてカウンタマスに対して運動量保存則に従った移動を許容し、低精度領域においてカウンタマスに対して運動量保存則に従った移動方向と反対方向に推力を加える場合には、カウンタマスをステージの位置する領域に応じて異なる指令値に基づいて制御する必要がある。   By the way, like the technique disclosed in Patent Document 5, the counter mass is allowed to move according to the momentum conservation law in the high accuracy region, and the counter mass is moved according to the momentum conservation law in the low accuracy region. When thrust is applied in the direction opposite to the direction, the counter mass needs to be controlled based on different command values depending on the region where the stage is located.

このため、ステージが高精度領域から低精度領域に移動する場合及びステージが低精度領域から高精度領域に移動する場合には、カウンタマスを制御するための指令値が切り替えられる。そして、このような指令値の切り替え部分においては制御的な飛びが生じ易く、制御的な飛びが生じた場合には、振動が発生するおそれがある。   For this reason, when the stage moves from the high accuracy region to the low accuracy region and when the stage moves from the low accuracy region to the high accuracy region, the command value for controlling the counter mass is switched. In such a command value switching portion, a control jump is likely to occur, and if a control jump occurs, vibration may occur.

本発明は、かかる事情の下でなされたもので、カウンタマス(カウンタマス駆動系)を制御するための指令値が切り替えられる際の制御的な飛びが生じることを防止し、振動が発生することを防止する。   The present invention has been made under such circumstances, and prevents occurrence of a control jump when a command value for controlling a counter mass (counter mass drive system) is switched, and vibration is generated. To prevent.

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〜図10に対応付けした以下の構成を採用している。(但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。)   In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 10 showing the embodiment. (However, the reference numerals in parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.)

本発明の制御方法は、基準平面上において制御対象物(1)が駆動されることによって生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンタマス(2)を指令値に基づいて制御する制御方法であって、上記制御対象物を第1の動作精度で駆動する場合に上記制御対象物と上記カウンタマスとの質量比によって求められる第1指令値に基づいて上記カウンタマスを制御する第1ステップと、上記制御対象物を上記第1の動作精度と異なる第2の動作精度で駆動する場合に第2指令値に基づいて上記カウンタマスを制御する第2ステップとを有し、上記第1ステップと上記第2ステップとの切り替え時において上記第1指令値と上記第2指令値とを連続とすることを特徴とする。   The control method of the present invention controls the counter mass (2) that moves according to the momentum conservation law by the action of the reaction force generated by driving the control object (1) on the reference plane based on the command value. A first step of controlling the counter mass based on a first command value obtained by a mass ratio between the control object and the counter mass when the control object is driven with a first operation accuracy. And a second step of controlling the counter mass based on a second command value when the control object is driven with a second operation accuracy different from the first operation accuracy, and the first step And the second step, the first command value and the second command value are made continuous.

本発明の制御方法においては、カウンタマスが、制御対象物を第1の動作精度で駆動する第1ステップにおいて制御対象物とカウンタマスとの質量比によって求められる第1指令値に基づいて制御され、制御対象物を第1の動作精度と異なる第2の動作精度で駆動する第2ステップにおいて第2指令値に基づいて制御される。そして、第1指令値と第2指令値とが、第1ステップと第2ステップとの切り替え時において連続とされている。
従って、第1ステップにおいては、カウンタマスに対して運動量保存則に従った移動が許容される。また、第2ステップにおいては、第1指令値と異なる第2指令値に基づいてカウンタマスが制御されるため、カウンタマスに対して運動量保存則に従った移動方向あるいはその反対方向の推力が加えられ、カウンタマスのストロークが変化する。そして、本発明の制御方法においては、第1指令値と第2指令値とが、第1ステップと第2ステップとの切り替え時において連続とされているため、制御対象物が第1の動作精度で駆動される状態から第2の動作精度で駆動される状態に切り替わる際、あるいは、制御対象物が第2の動作精度で駆動される状態から第1の動作精度で駆動される状態に切り替わる際に制御的な飛びが生じることを防止することができ、振動が発生することを防止することができる。
In the control method of the present invention, the counter mass is controlled based on the first command value obtained by the mass ratio between the control object and the counter mass in the first step of driving the control object with the first operation accuracy. In the second step of driving the controlled object with a second operation accuracy different from the first operation accuracy, the control object is controlled based on the second command value. The first command value and the second command value are continuous when switching between the first step and the second step.
Therefore, in the first step, the counter mass is allowed to move in accordance with the momentum conservation law. In the second step, since the counter mass is controlled based on a second command value different from the first command value, thrust in the moving direction according to the momentum conservation law or the opposite direction is applied to the counter mass. The counter mass stroke changes. In the control method of the present invention, the first command value and the second command value are continuous at the time of switching between the first step and the second step. When switching from the state driven by the second driving accuracy to the state driven by the second operation accuracy, or when switching the controlled object from the state driven by the second operation accuracy to the state driven by the first operation accuracy It is possible to prevent the occurrence of control jumps and to prevent vibrations from occurring.

また、本発明の制御方法においては、上記第2指令値が、上記カウンタマスの見かけ上の質量を変化させることによって算出される擬似的な上記質量比によって求められるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、第1指令値が線形関数である場合には、第2指令値も線形関数とされる。
なお、カウンタマスの見かけ上の質量を変化させる場合には、カウンタマスの見かけ上の質量を増加させることが好ましい。このようにすることによって、カウンタマスのストロークを小さくすることができる。
また、本発明の制御方法においては、上記カウンタマスのストローク許容範囲に基づいて上記カウンタマスの見かけ上の質量を変化させるという構成を採用することもできる。
このような構成を採用することによって、カウンタマスのストロークをストローク許容範囲内とすることができる。
In the control method of the present invention, it is possible to employ a configuration in which the second command value is obtained by the pseudo mass ratio calculated by changing the apparent mass of the counter mass. .
By adopting such a configuration, when the first command value is a linear function, the second command value is also a linear function.
In addition, when changing the apparent mass of the counter mass, it is preferable to increase the apparent mass of the counter mass. By doing so, the stroke of the counter mass can be reduced.
Moreover, in the control method of this invention, the structure of changing the apparent mass of the said counter mass based on the stroke allowable range of the said counter mass can also be employ | adopted.
By adopting such a configuration, the stroke of the counter mass can be within the stroke allowable range.

また、本発明の制御方法においては、上記第1の動作精度が相対的に高い動作精度であり、上記第2の動作精度が相対的に低い動作精度であるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、制御対象物が相対的に高い動作精度で駆動される場合に上記第1ステップを行われ、制御対象物が相対的に低い動作精度で駆動される場合に上記第2ステップが行われる。このため、制御対象物が相対的に高い動作精度で駆動される場合に、カウンタマスに対して運動量保存則に従った移動が許容されるため、振動が生じず、高い動作精度を確保することが可能となる。
In the control method of the present invention, a configuration in which the first operation accuracy is relatively high and the second operation accuracy is relatively low can be employed.
By adopting such a configuration, when the control object is driven with relatively high operation accuracy, the first step is performed, and when the control object is driven with relatively low operation accuracy. The second step is performed. For this reason, when the controlled object is driven with relatively high operation accuracy, the counter mass is allowed to move in accordance with the law of conservation of momentum, so that vibration does not occur and high operation accuracy is ensured. Is possible.

次に、本発明の露光方法は、マスク(M)に形成されたパターンを感光物体(W)上の領域に転写する露光方法であって、上記マスクが載置されるマスクステージ(RST)あるいは/及び上記感光物体が載置される感光物体ステージ(WST)を上記制御対象物の少なくとも一部とし、上記マスクステージあるいは/及び上記感光物体ステージが駆動されることによって生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンタマスを本発明の制御方法によって制御することを特徴とする。
このような本発明の露光方法によれば、カウンタマスを本発明の制御方法によって制御するため、カウンタマスを制御するための指令値が切り替えられる際の制御的な飛びが生じることが防止され、振動が発生することが防止された露光方法となる。
Next, an exposure method of the present invention is an exposure method for transferring a pattern formed on a mask (M) to an area on a photosensitive object (W), and is a mask stage (RST) on which the mask is placed or And / or a photosensitive object stage (WST) on which the photosensitive object is placed is at least a part of the control target, and the momentum is generated by the reaction force generated by driving the mask stage and / or the photosensitive object stage. The counter mass that moves according to the conservation law is controlled by the control method of the present invention.
According to such an exposure method of the present invention, since the counter mass is controlled by the control method of the present invention, it is possible to prevent occurrence of a control jump when the command value for controlling the counter mass is switched, The exposure method prevents the occurrence of vibration.

次に、本発明のデバイスの製造方法は、本発明の露光方法を用いることを特徴とする。
このような本発明のデバイスの製造方法によれば、本発明の露光方法を用いるため、デバイス製造のスループットが向上される。
Next, the device manufacturing method of the present invention is characterized by using the exposure method of the present invention.
According to such a device manufacturing method of the present invention, since the exposure method of the present invention is used, the throughput of device manufacturing is improved.

次に、本発明のステージ装置は、ステージ(RST,WST)と、上記ステージを基準平面上において駆動する駆動系(15,20,34)と、上記駆動系による上記ステージの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンタマス(42A,42B,110)と、上記カウンタマスを駆動するカウンタマス駆動系(106A,108A,106B,108B)と、上記ステージを第1の動作精度で駆動する場合に上記ステージと上記カウンタマスとの質量比によって求められる上記第1指令値に基づいて上記カウンタマス駆動系を制御し、上記ステージを上記第1の動作精度と異なる第2の動作精度で駆動する場合に上記第1指令値と切り替え時において連続とされる第2指令値に基づいて上記カウンタマス駆動系を制御する制御装置(22)とを備えることを特徴とする。   Next, the stage apparatus of the present invention includes a stage (RST, WST), a drive system (15, 20, 34) for driving the stage on a reference plane, and a reaction force generated when the stage is driven by the drive system. The counter mass (42A, 42B, 110) that moves according to the law of conservation of momentum by the action of the above, the counter mass drive system (106A, 108A, 106B, 108B) that drives the counter mass, and the stage with the first operation accuracy. When driving, the counter mass drive system is controlled based on the first command value obtained by the mass ratio between the stage and the counter mass, and the stage is operated with a second operation accuracy different from the first operation accuracy. The counter mass drive system based on the first command value and the second command value that is continuous at the time of switching And a controlling controlling device (22).

このような特徴を有する本発明のステージ装置においては、ステージを第1の動作精度で駆動する場合に、制御装置によってカウンタマス駆動系がステージとカウンタマスとの質量比によって求められる第1指令値に基づいて制御され、ステージを第2の動作精度で駆動する場合に制御装置によってカウンタマス駆動系が第2指令値に基づいて制御される。そして、本発明のステージ装置においては、第2指令値が第1指令値と切り替え時において連続とされている。
従って、ステージを第1の動作精度で駆動する場合には、カウンタマスに対して運動量保存則に従った移動が許容される。また、ステージを第2の動作精度で駆動する場合には、第1指令値と異なる第2指令値に基づいてカウンタマス駆動系が制御されるため、カウンタマスに対して運動量保存則に従った移動方向あるいはその反対方向の垂直が加えられカウンタマスのストロークが変化する。そして、本発明のステージ装置においては、第2指令値が第1指令値と切り替え時において連続とされているため、ステージが第1の動作精度で駆動される状態から第2の動作精度で駆動される状態に切り替わる際、あるいは、ステージが第2の動作精度で駆動される状態から第1の動作精度で駆動される状態に切り替わる際に制御的な飛びが生じることを防止することができ、振動が発生することを防止することができる。
In the stage apparatus of the present invention having such a feature, when the stage is driven with the first operation accuracy, the first command value obtained by the counter mass driving system by the mass ratio between the stage and the counter mass by the control device. The counter mass drive system is controlled by the control device based on the second command value when the stage is driven with the second operation accuracy. In the stage device of the present invention, the second command value is continuous with the first command value at the time of switching.
Therefore, when the stage is driven with the first operation accuracy, the counter mass is allowed to move according to the law of conservation of momentum. Further, when the stage is driven with the second operation accuracy, the counter mass drive system is controlled based on the second command value different from the first command value. The counter mass stroke is changed by adding the vertical direction of movement or the opposite direction. In the stage apparatus of the present invention, since the second command value is continuous with the first command value at the time of switching, the stage is driven with the second operation accuracy from the state where the stage is driven with the first operation accuracy. Or when the stage is switched from the state where the stage is driven with the second operation accuracy to the state where the stage is driven with the first operation accuracy. Generation of vibration can be prevented.

また、本発明のステージ装置においては、上記第2指令値が、上記カウンタマスの見かけ上の質量を変化させることによって算出される擬似的な上記質量比によって求められる値であり、上記制御装置が、上記第2指令値に基づいて、上記カウンタマスに推力が加わるように上記カウンタマス駆動系を制御するという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、第1指令値が線形関数である場合には、第2指令値も線形関数とされる。
In the stage device of the present invention, the second command value is a value obtained by the pseudo mass ratio calculated by changing the apparent mass of the counter mass, and the control device Based on the second command value, it is possible to adopt a configuration in which the counter mass drive system is controlled so that thrust is applied to the counter mass.
By adopting such a configuration, when the first command value is a linear function, the second command value is also a linear function.

また、本発明のステージ装置においては、上記第2指令値が上記カウンタマスの見かけ上の質量を増加させることによって算出される値であり、上記制御装置が、上記第2指令値に基づいて、上記運動量保存則に従った運動の方向と反対方向に上記カウンタマスに推力が加わるように上記カウンタマス駆動系を制御するという構成を採用することもできる。
このような構成を採用することによって、ステージを第2の動作精度で駆動する場合におけるカウンタマスに対して運動量保存則に従った運動の方向と反対方向に推力が加わるためカウンタマスのストロークを小さくすることができる。
In the stage device of the present invention, the second command value is a value calculated by increasing the apparent mass of the counter mass, and the control device is based on the second command value, A configuration in which the counter mass drive system is controlled so that thrust is applied to the counter mass in a direction opposite to the direction of motion according to the law of conservation of momentum may be employed.
By adopting such a configuration, the thrust of the counter mass when the stage is driven with the second operation accuracy is applied to the counter mass in the direction opposite to the direction of motion according to the momentum conservation law, so that the counter mass stroke is reduced. can do.

また、本発明のステージ装置においては、上記第2指令値が、上記カウンタマスのストローク許容範囲に基づいて上記カウンタマスの見かけ上の質量を変化させることによって算出される擬似的な上記質量比によって求められる値であるという構成を採用することもできる。
このような構成を採用することによって、カウンタマスのストロークをストローク許容範囲内とすることができる。
Further, in the stage apparatus of the present invention, the second command value is based on the pseudo mass ratio calculated by changing the apparent mass of the counter mass based on the stroke allowable range of the counter mass. It is also possible to adopt a configuration that is a required value.
By adopting such a configuration, the stroke of the counter mass can be within the stroke allowable range.

また、本発明のステージ装置においては、上記第1の動作精度が相対的に高い動作精度であり、上記第2の動作精度が相対的に低い動作精度であるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、ステージが相対的に高い動作精度で駆動される場合に、カウンタマスに対して運動量保存則に従った移動が許容されるため、振動が生じず、高い動作精度を確保することが可能となる。
In the stage apparatus of the present invention, a configuration in which the first operation accuracy is a relatively high operation accuracy and the second operation accuracy is a relatively low operation accuracy can be employed.
By adopting such a configuration, when the stage is driven with relatively high operation accuracy, the counter mass is allowed to move in accordance with the law of conservation of momentum, so that vibration does not occur and high operation is achieved. It is possible to ensure accuracy.

次に、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを感光物体上の領域に転写する露光装置(100)であって、上記マスクが載置されるマスクステージ装置と、上記感光物体が載置される感光物体ステージ装置(11)とを備え、上記マスクステージ装置あるいは/及び上記感光物体ステージ装置として本発明のステージ装置を用いることを特徴とする。
このような本発明の露光装置によれば、マスクステージ装置あるいは/及び上記感光物体ステージ装置として本発明のステージ装置が用いられるため、カウンタマス駆動系を制御するための指令値が切り替えられる際の制御的な飛びが生じることが防止され、振動が発生することが防止された露光装置となる。
Next, an exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus (100) for transferring a pattern formed on a mask to an area on a photosensitive object, the mask stage apparatus on which the mask is placed, and the photosensitive object being And a photosensitive object stage device (11) mounted thereon, and the stage device of the present invention is used as the mask stage device and / or the photosensitive object stage device.
According to the exposure apparatus of the present invention, since the stage apparatus of the present invention is used as the mask stage apparatus and / or the photosensitive object stage apparatus, the command value for controlling the counter mass drive system is switched. An exposure apparatus is obtained in which occurrence of control jumps is prevented and vibration is prevented.

本発明によれば、カウンタマス(カウンタマス駆動系)を制御するための指令値が切り替えられる際の制御的な飛びが生じることを防止し、振動が発生することを防止することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to prevent that the control jump occurs when the command value for controlling the counter mass (counter mass drive system) is switched, and to prevent vibration. .

以下、図面を参照して、本発明に係る制御方法、露光方法、デバイスの製造方法、ステージ装置及び露光装置の一実施形態について説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a control method, an exposure method, a device manufacturing method, a stage apparatus, and an exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態の制御方法を説明するための模式図である。なお、図1において、符号1が基準平面上において駆動される制御対象物であり、2が制御対象物1の駆動によって生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンタマスである。そして、本実施形態の制御方法は、上記カウンタマス2を指令値に基づいて制御するための方法である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the control method of the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a control object that is driven on the reference plane, and reference numeral 2 denotes a counter mass that moves according to the law of conservation of momentum by the action of a reaction force generated by driving the control object 1. The control method of the present embodiment is a method for controlling the counter mass 2 based on a command value.

制御対象物1は、不図示の駆動系によって紙面左右方向に駆動される。そして、制御対象物1の駆動によって生じる反力の作用によって、カウンタマス2は、制御対象物1の駆動方向と反対方向に移動される。
ここで、制御対象物1を駆動するために、制御対象物1に加えられる推力をFとすると、推力Fは、運動方程式に基づいて、下式(1)のように表される。なお、下式(1)において、M1が制御対象物1の質量を示し、a1が制御対象物1の加速度を示している。
The controlled object 1 is driven in the left-right direction on the paper surface by a drive system (not shown). Then, the counter mass 2 is moved in the direction opposite to the drive direction of the control object 1 by the action of the reaction force generated by the drive of the control object 1.
Here, in order to drive the control object 1, if the thrust applied to the control object 1 is F, the thrust F is expressed by the following equation (1) based on the equation of motion. In the following equation (1), M1 represents the mass of the control object 1, and a1 represents the acceleration of the control object 1.

Figure 2006190832
Figure 2006190832

また、この場合、カウンタマス2には、推力−Fが加わる。この推力−Fは、下式(2)のように表される。なお、下式(2)において、M2がカウンタマス2の質量を示し、a2がカウンタマス2の加速度示している。   In this case, a thrust -F is applied to the counter mass 2. This thrust -F is expressed by the following equation (2). In the following formula (2), M2 represents the mass of the counter mass 2, and a2 represents the acceleration of the counter mass 2.

Figure 2006190832
Figure 2006190832

式(1)及び式(2)から、制御対象物1の加速度とカウンタマス2の加速度の比は、2つの質量比から求めることができることが分かる(下式(3)参照)。そして、式(3)を位置次元に変換することによって、下式(4)が得られる。なお、下式(4)において、x1が制御対象物1の位置を示し、x2がカウンタマス2の位置を示している。   From the equations (1) and (2), it can be seen that the ratio of the acceleration of the control object 1 and the acceleration of the counter mass 2 can be obtained from the two mass ratios (see the following equation (3)). And the following Formula (4) is obtained by converting Formula (3) into a position dimension. In the following formula (4), x1 indicates the position of the control object 1, and x2 indicates the position of the counter mass 2.

Figure 2006190832
Figure 2006190832

Figure 2006190832
Figure 2006190832

ここで、制御対象物1に必要なストロークをL1とすると、式(4)からカウンタマス2に必要なストロークL2は下式(5)で与えられる。   Here, if the stroke required for the control object 1 is L1, the stroke L2 required for the counter mass 2 is given by the following equation (5) from the equation (4).

Figure 2006190832
Figure 2006190832

この式(5)から分かるように、例えば、カウンタマス2の質量を増加させることによってカウンタマス2のストロークL2を小さくすることができる。しかしながら、実際に露光装置等においてカウンタマス2の質量を増加させることは難しい。そこで、下式(6)に示すように、カウンタマス2に対して運動量保存則に従った運動方向と反対方向に推力Fcompを加えることによって、カウンタマス2の見かけ上の質量を増加させ、カウンタマス2のストロークL2を小さくすることができる。 As can be seen from the equation (5), for example, the stroke L2 of the counter mass 2 can be reduced by increasing the mass of the counter mass 2. However, it is difficult to actually increase the mass of the counter mass 2 in an exposure apparatus or the like. Therefore, as shown in the following equation (6), the apparent mass of the counter mass 2 is increased by applying a thrust F comp to the counter mass 2 in the direction opposite to the motion direction according to the momentum conservation law, The stroke L2 of the counter mass 2 can be reduced.

Figure 2006190832
Figure 2006190832

そして、式(6)から分かるように、推力Fcompを変化させることによって、カウンタマス2のストロークL2すなわち、カウンタマス2の位置x2を任意の値にすることができる。 As can be seen from the equation (6), the stroke L2 of the counter mass 2, that is, the position x2 of the counter mass 2 can be set to an arbitrary value by changing the thrust F comp .

ところで、カウンタマス2に対して推力Fcompを加えるという言うことは、外部環境に対して推力を逃がすことにつながり、若干の振動が生じることとなる。すなわち、カウンタマス2に対して推力Fcompを加えない場合(カウンタマス2に対して、制御対象物1とカウンタマス2との質量比とに基づく移動を許容する場合)には、制御対象物1が駆動されることによって生じる反力がカウンタマス2の移動によってほぼ完全に吸収されるが、カウンタマス2に対して大きなストロークを用意する必要が生じる。一方、カウンタマス2に対して推力Fcompを加える場合(カウンタマス2の見かけ上の質量を変化させることによって得られる擬似的な質量比に基づいてカウンタマス2の移動量を規定する場合)には、カウンタマス2のストロークを小さくすることができるが、若干の振動が生じることとなる。 By the way, applying the thrust F comp to the counter mass 2 leads to the thrust being released to the external environment, resulting in a slight vibration. That is, when the thrust F comp is not applied to the counter mass 2 (when movement based on the mass ratio between the control object 1 and the counter mass 2 is allowed with respect to the counter mass 2), the control object Although the reaction force generated by driving 1 is almost completely absorbed by the movement of the counter mass 2, it is necessary to prepare a large stroke for the counter mass 2. On the other hand, when thrust F comp is applied to the counter mass 2 (when the movement amount of the counter mass 2 is defined based on a pseudo mass ratio obtained by changing the apparent mass of the counter mass 2). Although the stroke of the counter mass 2 can be reduced, a slight vibration is generated.

露光装置等においては、制御対象物1が駆動される全領域において制御対象物1に対して高い動作精度が要求されるわけではない。そこで、制御対象物1に対して相対的に高い動作精度が要求される領域(以下、高精度領域(制御対象物を第1の動作精度で駆動する領域)と称する)においてはカウンタマス2に対して推力Fcompを加えず、制御対象物1に対して相対的に低い動作精度での駆動が許容される領域(以下、低精度領域(制御対象物を第1の動作精度と異なる第2の動作精度で駆動する領域)と称する)においてはカウンタマス2に対して推力Fcompを加えることによって、高精度領域において振動が生じることを防止しつつ、全体としてカウンタマス2のストロークを小さくすることが可能となる。 In an exposure apparatus or the like, high operation accuracy is not required for the control object 1 in the entire region where the control object 1 is driven. Therefore, in a region where a relatively high operation accuracy is required with respect to the control object 1 (hereinafter referred to as a high accuracy region (a region where the control object is driven with the first operation accuracy)), the counter mass 2 On the other hand, the thrust F comp is not applied, and the control object 1 is allowed to be driven with a relatively low operation accuracy (hereinafter referred to as a low accuracy region (the second control object is different from the first operation accuracy). In this case, the stroke of the counter mass 2 is reduced as a whole while preventing the occurrence of vibration in the high accuracy region by applying a thrust F comp to the counter mass 2. It becomes possible.

なお、具体的には、カウンタマス2は、制御対象物1が高精度領域に位置している場合には、下式(7)によって表される第1指令値Xcmd1によって制御される(第1ステップ)。なお、下式(7)において、xoffset1は、カウンタマス2の基準位置と制御対象物1の基準位置と合わせるためのオフセットである。露光装置等においては、カウンタマス2の0位置が制御対象物2の0位置と必ずしも1対1対応していない。このため、指令値にxoffset1を加えることによって調整を図っている。 Specifically, the counter mass 2 is controlled by the first command value X cmd1 represented by the following equation (7) when the controlled object 1 is located in the high accuracy region (first 1 step). In the following formula (7), x offset1 is an offset for matching the reference position of the counter mass 2 and the reference position of the control target 1. In an exposure apparatus or the like, the 0 position of the counter mass 2 does not necessarily correspond one-to-one with the 0 position of the control object 2. For this reason, adjustment is made by adding x offset1 to the command value.

Figure 2006190832
Figure 2006190832

この式(7)から分かるように、制御対象物1が高精度領域に位置している場合には、カウンタマス2は、制御対象物1とカウンタマス2との質量比(Ma/Mb)によって求められる第1指令値cmd1に基づいて制御される。このため、カウンタマス2に対して運動量保存則に従った移動が許容され、制御対象物1の駆動によって生じる反力がほぼ完全に吸収される。したがって、カウンタマス2を第1指令値に基づいて制御する場合には、振動が生じることを防止することができる。なお、本第1指令値cmd1を、横軸が制御対象物1の位置であり縦軸がカウンタマス2の位置である座標系において示すと、図2に示すグラフAとして表される。また、図2において、縦軸の変化量がカウンタマス2に対して必要なストロークとなる。 As can be seen from this equation (7), when the control object 1 is located in the high accuracy region, the counter mass 2 is determined by the mass ratio (Ma / Mb) between the control object 1 and the counter mass 2. Control is based on the first command value cmd1 that is obtained. For this reason, the counter mass 2 is allowed to move in accordance with the law of conservation of momentum, and the reaction force generated by driving the control target 1 is almost completely absorbed. Therefore, when the counter mass 2 is controlled based on the first command value, it is possible to prevent vibrations from occurring. When the first command value cmd1 is shown in a coordinate system in which the horizontal axis is the position of the controlled object 1 and the vertical axis is the position of the counter mass 2, it is represented as a graph A shown in FIG. In FIG. 2, the amount of change on the vertical axis is a stroke required for the counter mass 2.

一方、制御対象物1が低精度領域に位置している場合には、カウンタマス2は、下式(8)によって表される第2指令値cmd2によって制御される(第2ステップ)。なお、下式(8)において、αは、式(7)におけるMbの値を変化することによって得られる値であり、すなわちカウンタマス2に対して推力Fcompを加えることによってカウンタマス2の見かけ上の質量を変化させることによって得られる擬似的な質量比である。そして、図2に示すように、擬似的な質量比αを0に近づける(すなわちカウンタマス2に対して運動量保存則に従った運動方向と反対方向に推力Fcompを加える)ことによって、グラフBの傾きを小さくすることができ、カウンタマス2のストロークを小さくすることができる。また、露光装置等におけるカウンタマスのストローク許容範囲に基づいて下式(8)のαを調整することによって、カウンタマスのストロークを所望の値に合わせることが可能となる。 On the other hand, when the control object 1 is located in the low accuracy region, the counter mass 2 is controlled by the second command value cmd2 expressed by the following equation (8) (second step). In the following equation (8), α is a value obtained by changing the value of Mb in the equation (7), that is, the apparent mass of the counter mass 2 by adding a thrust F comp to the counter mass 2. It is a pseudo mass ratio obtained by changing the upper mass. Then, as shown in FIG. 2, the pseudo mass ratio α is brought close to 0 (that is, a thrust F comp is applied to the counter mass 2 in the direction opposite to the motion direction according to the law of conservation of momentum). And the stroke of the counter mass 2 can be reduced. Further, by adjusting α in the following equation (8) based on the allowable stroke range of the counter mass in the exposure apparatus or the like, the counter mass stroke can be adjusted to a desired value.

Figure 2006190832
Figure 2006190832

そして、本実施形態の制御方法においては、図2に示すように、第1指令値cmd1(グラフA)と第2指令値cmd2(グラフB)とが、高精度領域と低精度領域との境において連続とされている。すなわち、制御対象物1を高い動作精度で駆動する場合に第1指令値cmd1に基づいてカウンタマス2が制御され、制御対象物1を低い動作精度で駆動する場合に第2指令値cmd2に基づいてカウンタマス2が制御され、制御対象物1の動作精度の切り替え時において第1指令値cmd1と第2指令値cmd2とが連続とされている。よって、本実施形態の制御方法によれば、カウンタマス2を制御するための指令値が切り替えられる際の制御的な飛びが生じることを防止し、振動が発生することを防止することが可能となる。 In the control method of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first command value cmd1 (graph A) and the second command value cmd2 (graph B) are the boundary between the high accuracy region and the low accuracy region. It is considered to be continuous. That is, the counter mass 2 is controlled based on the first command value cmd1 when the controlled object 1 is driven with high operating accuracy, and based on the second command value cmd2 when the controlled object 1 is driven with low operating accuracy. Thus, the counter mass 2 is controlled, and the first command value cmd1 and the second command value cmd2 are continuous when the operation accuracy of the control target 1 is switched. Therefore, according to the control method of the present embodiment, it is possible to prevent a control jump when the command value for controlling the counter mass 2 is switched and to prevent vibrations from occurring. Become.

なお、第1指令値cmd1と第2指令値cmd2とを高精度領域と低精度領域との境において連続とするためには、式(8)のxoffset2を調整することによって可能となる。具体的には、図2に示す、グラフAとグラフBとが、高精度領域と低精度領域との境において交わるように、xoffset2を設定すれば良い。 In order to make the first command value cmd1 and the second command value cmd2 continuous at the boundary between the high accuracy region and the low accuracy region, it is possible to adjust x offset2 in Expression (8). Specifically, x offset2 may be set so that the graph A and the graph B shown in FIG. 2 intersect at the boundary between the high accuracy region and the low accuracy region.

また、本実施形態においては、第1指令値cmd1及び第2指令値cmd2が線形関数とされている。しかしながら、本発明の制御方法は、これに限定されるものではなく、例えば、第2指令値を非線形関数とすることもできる。このような場合であっても、第1指令値と第2指令値とを切り替え時に連続とすることによって制御的な飛びが生じることを防止し、振動が発生することを防止することが可能となる。
また、低精度領域をさらに複数の領域に分割し、各々の領域において異なる指令値に基づいてカウンタマス2を制御しても良い。この場合であっても、各指令値が切り替え時に連続とされることによって、切り替え時に制御的な飛びが生じることを防止し、振動が発生することを防止することが可能となる。
In the present embodiment, the first command value cmd1 and the second command value cmd2 are linear functions. However, the control method of the present invention is not limited to this. For example, the second command value can be a non-linear function. Even in such a case, by making the first command value and the second command value continuous at the time of switching, it is possible to prevent the occurrence of a control jump and to prevent the occurrence of vibration. Become.
Further, the low accuracy area may be further divided into a plurality of areas, and the counter mass 2 may be controlled based on different command values in each area. Even in this case, by making each command value continuous at the time of switching, it is possible to prevent a control jump from occurring at the time of switching and to prevent vibrations from occurring.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態として、上記第1実施形態の制御方法によって制御されるカウンタマスを備えるステージ装置及び露光装置について説明する。図3には、本第2実施形態の露光装置100の概略構成が示されている。この露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパである。後述するように本実施形態では、投影光学系PLが設けられており、以下においては、この投影光学系PLの光軸AX方向をZ軸方向、これに直交する面内でマスクとしてのレチクルRと感光物体としてのウエハWとが相対走査される方向をY軸方向、これらZ軸及びY軸に直交する方向をX軸方向として説明を行う。
(Second Embodiment)
Next, as a second embodiment of the present invention, a stage apparatus and an exposure apparatus provided with a counter mass controlled by the control method of the first embodiment will be described. FIG. 3 shows a schematic configuration of the exposure apparatus 100 of the second embodiment. The exposure apparatus 100 is a step-and-scan type scanning exposure apparatus, that is, a so-called scanning stepper. As will be described later, in the present embodiment, a projection optical system PL is provided. In the following, the optical axis AX direction of the projection optical system PL is the Z-axis direction, and a reticle R as a mask in a plane perpendicular to the Z-axis direction. The direction in which the wafer W as the photosensitive object is relatively scanned will be described as the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the Z-axis and the Y-axis will be described as the X-axis direction.

この露光装置100は、照明系IOP、レチクルRが載置されるマスクステージとしてのレチクルステージRST、投影光学系PL、ウエハW(感光物体)が載置された状態でXY2次元方向に移動する感光物体ステージとしてのウエハステージWSTを有するウエハステージ装置11(ステージ装置,感光物体ステージ装置)、及びこれらの制御系等を備えている。   The exposure apparatus 100 is a photosensitive device that moves in an XY two-dimensional direction with an illumination system IOP, a reticle stage RST as a mask stage on which the reticle R is mounted, a projection optical system PL, and a wafer W (photosensitive object) mounted thereon. A wafer stage apparatus 11 (stage apparatus, photosensitive object stage apparatus) having a wafer stage WST as an object stage, a control system thereof, and the like are provided.

上記照明系IOPは、例えば、特開平9−320956号公報、特開平4−196513号公報などに開示されるように、光源ユニット、照度均一化光学系(オプティカルインテグレータを含む)、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等(いずれも不図示)から構成され、照度分布のほぼ均一な露光用照明光(以下、単に「露光光」と呼ぶ)ELにより、レチクルR上の矩形(あるいは円弧状)の照明領域IARを均一な照度で照明する。ここで、露光光ELとしては、例えば、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(g線、i線)や、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)、Fレーザ光(波長157nm)などの遠紫外域、又は真空紫外域の光が用いられる。 The illumination system IOP includes, for example, a light source unit, an illuminance uniformizing optical system (including an optical integrator), a beam splitter, a collector, as disclosed in, for example, JP-A-9-320956 and JP-A-4-196513. An optical lens system, a reticle blind, an imaging lens system, etc. (all of which are not shown) are arranged on the reticle R by exposure illumination light (hereinafter simply referred to as “exposure light”) EL having a substantially uniform illuminance distribution. A rectangular (or arc-shaped) illumination area IAR is illuminated with uniform illuminance. Here, as the exposure light EL, for example, an ultraviolet emission line (g-line, i-line) from an ultra-high pressure mercury lamp, KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), F 2 Far ultraviolet light such as laser light (wavelength 157 nm) or vacuum ultraviolet light is used.

上記レチクルステージRSTは、後述する本体コラム10を構成する第2コラム12の天板14上に載置されている。この天板14は、レチクルベースとしての役割も果たしている。以下では、天板14を「レチクルベース14」とも記すものとする。   The reticle stage RST is placed on the top plate 14 of the second column 12 constituting the main body column 10 described later. The top plate 14 also serves as a reticle base. Hereinafter, the top plate 14 is also referred to as “reticle base 14”.

レチクルステージRST上にはレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、Z軸に垂直な平面内で2次元的に(X軸方向及びこれに直交するY軸方向及びXY平面に直交するZ軸回りの回転方向(θz方向)に)微少駆動可能に構成されている。   On reticle stage RST, reticle R is fixed, for example, by vacuum suction. Reticle stage RST can be finely driven two-dimensionally in a plane perpendicular to the Z-axis (in the X-axis direction and the Y-axis direction perpendicular to the X-axis and the rotation direction around the Z-axis perpendicular to the XY plane (θz direction)). It is configured.

また、このレチクルステージRSTは、レチクルベース14上をリニアモータ等で構成された駆動装置としてのレチクル駆動部15により、所定の走査方向(ここではY軸方向とする)に指定された走査速度で移動可能となっている。このレチクルステージRSTは、レチクルRの全面が少なくとも照明系IOPの光軸を横切ることができるだけの移動ストロークを有している。   In addition, the reticle stage RST is scanned at a scanning speed designated in a predetermined scanning direction (here, the Y-axis direction) by a reticle driving unit 15 as a driving device configured on a reticle base 14 by a linear motor or the like. It is movable. The reticle stage RST has a moving stroke that allows the entire surface of the reticle R to cross at least the optical axis of the illumination system IOP.

レチクルステージRST上にはレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16からのレーザビームを反射する移動鏡18が固定されており、レチクルステージRSTの移動面内の位置はレチクル干渉計16によって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージRST上には走査方向(Y軸方向)に直交する反射面を有する移動鏡と非走査方向(X軸方向)に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、これに対応してレチクル干渉計もレチクルX干渉計とレチクルY干渉計とが設けられているが、図3ではこれらが代表的に移動鏡18、レチクル干渉計16として示されている。なお、例えば、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡18の反射面に相当)を形成しても良い。また、レチクルステージRSTの走査方向(本実施形態ではY軸方向)の位置検出に用いられるX軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも1つのレトロリフレクタを用いても良い。ここで、レチクルY干渉計とレチクルX干渉計の一方、例えばレチクルY干渉計は、測長軸を2軸有する2軸干渉計であり、このレチクルY干渉計の計測値に基づきレチクルステージRSTのY位置に加え、θz方向の回転も計測できるようになっている。   A movable mirror 18 that reflects a laser beam from a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 is fixed on the reticle stage RST, and the position of the reticle stage RST in the moving plane is determined by the reticle interferometer. 16 is always detected with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example. Here, actually, on the reticle stage RST, a moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the scanning direction (Y-axis direction) and a moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the non-scanning direction (X-axis direction) are provided. Corresponding to this, the reticle interferometer is also provided with a reticle X interferometer and a reticle Y interferometer, which are typically shown as the movable mirror 18 and the reticle interferometer 16 in FIG. For example, the end surface of reticle stage RST may be mirror-finished to form a reflecting surface (corresponding to the reflecting surface of movable mirror 18). Further, at least one retro-reflector may be used instead of the reflecting surface extending in the X-axis direction used for detecting the position of the reticle stage RST in the scanning direction (Y-axis direction in the present embodiment). Here, one of the reticle Y interferometer and the reticle X interferometer, for example, the reticle Y interferometer is a two-axis interferometer having two measurement axes, and the reticle stage RST is based on the measurement value of the reticle Y interferometer. In addition to the Y position, rotation in the θz direction can also be measured.

レチクル干渉計16からのレチクルステージRSTの位置情報(又は速度情報)はステージ制御系20及びこれを介して主制御系22に送られ、ステージ制御系20では主制御系22からの指示に応じてレチクルステージRSTの位置情報に基づいてレチクル駆動部15を介してレチクルステージRSTを駆動する。   Position information (or velocity information) of reticle stage RST from reticle interferometer 16 is sent to stage control system 20 and main control system 22 via this, and stage control system 20 responds to an instruction from main control system 22. Based on the position information of reticle stage RST, reticle stage RST is driven via reticle drive unit 15.

上記本体コラム10は、クリーンルームの床面F上に複数(例えば3個)の防振ユニット24を介して設置された第1コラム26と、この第1コラム26上に設けられた第2コラム12とを備えている。   The main body column 10 includes a first column 26 installed on the floor F of the clean room via a plurality of (for example, three) vibration isolation units 24 and a second column 12 provided on the first column 26. And.

第1コラム26は、各防振ユニット24の上部にそれぞれ直列に配置された複数本(例えば3本)の支柱28と、これらの支柱28によって水平に支持された鏡筒定盤30とから構成されている。この場合、上記防振ユニット24によって、床面Fから鏡筒定盤30を含む本体コラム10に伝達される微振動がマイクロGレベルで絶縁されるようになっている。   The first column 26 is composed of a plurality of (for example, three) columns 28 arranged in series on the top of each vibration isolation unit 24 and a lens barrel base plate 30 supported horizontally by these columns 28. Has been. In this case, the vibration isolation unit 24 insulates the micro vibration transmitted from the floor F to the main body column 10 including the lens barrel surface plate 30 at the micro G level.

上記第2コラム12は、第1コラム26の上面に固定された複数本(例えば3本)の脚部32と、これらの脚部32によって水平に支持された上記天板(レチクルベース)14とによって構成されている。   The second column 12 includes a plurality of (for example, three) leg portions 32 fixed to the upper surface of the first column 26, and the top plate (reticle base) 14 horizontally supported by the leg portions 32. It is constituted by.

上記投影光学系PLは、鏡筒定盤30の中央部に形成された不図示の開口内に上方から挿入され、その鏡筒部に設けられた不図示のフランジを介して鏡筒定盤30によって支持されている。投影光学系PLとしては、ここでは両側テレセントリックな縮小系であり、光軸AX方向(Z軸方向)に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。この投影光学系PLの投影倍率は、例えば1/4、1/5あるいは1/6である。このため、照明系IOPからの露光光ELによってレチクルR上の照明領域IAR部分が照明されると、このレチクルRを通過した露光光ELにより、投影光学系PLを介してレチクルRの照明領域IAR内の回路パターンの縮小像(部分倒立像)が表面にフォトレジストが塗布されたウエハW上の照明領域IARに共役な露光領域IAに形成される。   The projection optical system PL is inserted from above into an opening (not shown) formed in the central portion of the lens barrel base plate 30 and through a flange (not shown) provided in the lens barrel portion. Is supported by. Here, the projection optical system PL is a double-sided telecentric reduction system, and a refractive optical system comprising a plurality of lens elements arranged at a predetermined interval along the optical axis AX direction (Z-axis direction) is used. . The projection magnification of the projection optical system PL is, for example, 1/4, 1/5, or 1/6. For this reason, when the illumination area IAR portion on the reticle R is illuminated by the exposure light EL from the illumination system IOP, the illumination area IAR of the reticle R is passed through the projection optical system PL by the exposure light EL that has passed through the reticle R. A reduced image (partially inverted image) of the inner circuit pattern is formed in an exposure area IA that is conjugate to the illumination area IAR on the wafer W whose surface is coated with a photoresist.

また、投影光学系PLの近傍には、オフアクシス(off−axis)方式のアライメント検出系ALGが設置されている。このアライメント検出系ALGとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子(CCD)等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Filed Image Alignment)系のアライメントセンサが用いられている。このアライメント検出系ALGの出力に基づき、後述する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。なお、FIA系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出したり、その対象マークから発生する2つの回折光(例えば同次数)を干渉させて検出したりするアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。   Further, an off-axis type alignment detection system ALG is installed in the vicinity of the projection optical system PL. As this alignment detection system ALG, for example, a target detection mark image formed on a light receiving surface by irradiating a target mark with a broadband detection light beam that does not sensitize a resist on a wafer and reflected from the target mark is not shown. An image processing type FIA (Filled Image Alignment) type alignment sensor that captures an image of each index using an imaging device (CCD) or the like and outputs the imaged signals is used. Based on the output of the alignment detection system ALG, it is possible to measure the positions of a reference mark on a reference mark plate, which will be described later, and an alignment mark on the wafer in the X and Y two-dimensional directions. In addition to the FIA system, the target mark is irradiated with coherent detection light to detect scattered light or diffracted light generated from the target mark, or two diffracted lights (for example, of the same order) generated from the target mark. Of course, it is possible to use an alignment sensor that detects the interference by interfering with each other singly or in an appropriate combination.

このアライメント検出系ALGからの情報は、不図示のアライメント制御装置によりA/D変換され、デジタル化された波形信号を演算処理してマーク位置が検出される。この結果が主制御系22に送られるようになっている。   Information from the alignment detection system ALG is A / D converted by an alignment control device (not shown), and a digitized waveform signal is processed to detect a mark position. This result is sent to the main control system 22.

上記ウエハステージ装置11は、投影光学系PLの下方に配置されている。このウエハステージ装置11は、ウエハWを保持するウエハステージWST及び駆動装置としてのウエハ駆動装置34から構成されている。   The wafer stage device 11 is disposed below the projection optical system PL. The wafer stage device 11 is composed of a wafer stage WST for holding the wafer W and a wafer drive device 34 as a drive device.

ウエハステージWSTは、図4に示されるX軸可動子112と、該X軸可動子112上に搭載された不図示のZ・チルト駆動機構と、該Z・チルト駆動機構によってZ軸方向及びXY面に対する傾斜方向に微小駆動可能に保持されたウエハテーブルTBとを含んで構成されている。なお、X軸可動子112及びZ・チルト駆動機構については更に後述する。   Wafer stage WST includes an X-axis mover 112 shown in FIG. 4, a Z / tilt drive mechanism (not shown) mounted on X-axis mover 112, and the Z-axis direction and XY by Z / tilt drive mechanism. And a wafer table TB held so as to be capable of being finely driven in an inclined direction with respect to the surface. The X-axis movable element 112 and the Z / tilt driving mechanism will be further described later.

上記ウエハテーブルTB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。また、ウエハテーブルTB上には、前述のアライメント検出系ALGの検出中心から投影光学系PLの光軸までの距離を計測するベースライン計測のための基準マークを含む各種基準マークが形成された基準マーク板FMが固定されている。   A wafer W is fixed to the upper surface of the wafer table TB by electrostatic chucking or vacuum chucking via a wafer holder (not shown). Further, on the wafer table TB, various reference marks including reference marks for baseline measurement for measuring the distance from the detection center of the alignment detection system ALG to the optical axis of the projection optical system PL are formed. The mark plate FM is fixed.

また、ウエハテーブルTBの上面には、図4に示されるように、X軸方向の一端(−X側端)にY軸方向に延びるX移動鏡36Xが設けられ、Y軸方向の一端(−Y側端)には、X軸方向に延びるY移動鏡36Yが設けられている。これらの移動鏡36X,36Yの外面側は、鏡面仕上げがなされた反射面となっている。なお、図3では、移動鏡36X,36Yが代表的に移動鏡36として示されている。なお、移動鏡36の代わりに、例えばウエハテーブルTBの端面を鏡面加工して反射面として用いても良い。   Further, as shown in FIG. 4, an X moving mirror 36X extending in the Y axis direction is provided on one end in the X axis direction (−X side end) on the upper surface of the wafer table TB, and one end in the Y axis direction (− A Y moving mirror 36Y extending in the X-axis direction is provided at the (Y side end). The outer surface side of these movable mirrors 36X and 36Y is a reflecting surface having a mirror finish. In FIG. 3, the movable mirrors 36 </ b> X and 36 </ b> Y are typically shown as the movable mirror 36. Instead of the movable mirror 36, for example, the end surface of the wafer table TB may be mirror-finished and used as a reflecting surface.

これらの移動鏡36X,36Yの反射面と対向する位置には、X軸干渉計、Y軸干渉計(いずれも図示を省略)が設けられており、これらX軸干渉計、Y軸干渉計からのレーザビームが移動鏡36X,36Yの反射面に投射され、その反射光をそれぞれの干渉計が受光するようになっている。これにより、移動鏡36X,36Yそれぞれの反射面の基準位置からの変位を計測し、ウエハテーブルTB(ステージWST)の2次元位置が計測されるようになっている。なお、図3においては、X軸干渉計及びY軸干渉計が代表的にウエハ干渉計38として示されている。   An X-axis interferometer and a Y-axis interferometer (both not shown) are provided at positions facing the reflecting surfaces of the movable mirrors 36X and 36Y. From these X-axis interferometer and Y-axis interferometer, Are projected onto the reflecting surfaces of the movable mirrors 36X and 36Y, and the respective interferometers receive the reflected light. Thereby, the displacement from the reference position of each reflecting surface of the movable mirrors 36X and 36Y is measured, and the two-dimensional position of the wafer table TB (stage WST) is measured. In FIG. 3, an X-axis interferometer and a Y-axis interferometer are typically shown as a wafer interferometer 38.

次に、上記ウエハ駆動装置34について、図4〜図8に基づいて、詳述する。   Next, the wafer drive device 34 will be described in detail with reference to FIGS.

このウエハ駆動装置34は、図4に示されるように、ウエハステージWSTをウエハ定盤40の上方でX軸方向に駆動するX軸リニアモータ装置(以下、「X軸モータ装置」と略す)XM、並びにウエハステージWST及びX軸モータ装置XMを駆動する第1Y軸リニアモータ装置(以下、「第1Y軸モータ装置」と略す)YMA及び第2Y軸リニアモータ装置(以下、「第2Y軸モータ装置」と略す)YMB等を備えている。   As shown in FIG. 4, this wafer drive device 34 is an X-axis linear motor device (hereinafter abbreviated as “X-axis motor device”) XM that drives wafer stage WST in the X-axis direction above wafer surface plate 40. , And a first Y-axis linear motor device (hereinafter abbreviated as “first Y-axis motor device”) YMA and a second Y-axis linear motor device (hereinafter referred to as “second Y-axis motor device”) that drive wafer stage WST and X-axis motor device XM. ") And YMB.

ここで、第1Y軸モータ装置YMA(より詳しくは、後述するY軸固定子42A)は、ウエハベースBS上面の+X側のY軸方向一側(+Y側)及び他側(−Y側)の端部にそれぞれ固定された枠体44A及び46Aによって、Z軸方向及びX軸方向の動きが拘束された状態で非接触にて支持されている。また、第2Y軸モータ装置YMB(より詳しくは、後述するY軸固定子42B)は、ウエハベースBS上面の−X側のY軸方向一側(+Y側)及び他側(−Y側)の端部にそれぞれ固定された枠体46B及び44Bによって、Z軸方向及びX軸方向の動きが拘束された状態で非接触にて支持されている。   Here, the first Y-axis motor device YMA (more specifically, a Y-axis stator 42A to be described later) is arranged on one side (+ Y side) on the + X side on the upper surface of the wafer base BS (+ Y side) and on the other side (−Y side). The frame bodies 44A and 46A fixed to the end portions are supported in a non-contact manner in a state where movement in the Z-axis direction and the X-axis direction is restricted. Further, the second Y-axis motor device YMB (more specifically, a Y-axis stator 42B described later) is provided on one side (+ Y side) on the −X side of the upper surface of the wafer base BS (+ Y side) and on the other side (−Y side). The frames 46B and 44B fixed to the end portions are supported in a non-contact manner in a state where movement in the Z-axis direction and the X-axis direction is restricted.

上記第1Y軸モータ装置YMAは、図4及び図4中のウエハステージWST及びその駆動装置の一部を取り出し、その一部を破断して示す図5に示されるように、Y軸固定子42A(カウンタマス)と、該Y軸固定子42Aに係合しつつ、Y軸固定子42Aに沿ってY軸方向に移動するY軸可動子48Aとを備えている。   The first Y-axis motor device YMA takes out a part of wafer stage WST and its driving device in FIGS. 4 and 4 and cuts a part thereof, as shown in FIG. (Counter mass) and a Y-axis movable element 48A that moves in the Y-axis direction along the Y-axis stator 42A while engaging with the Y-axis stator 42A.

上記Y軸固定子42Aは、Y軸方向をその長手方向とし、XZ断面がコ字状(U字状)をした磁極ユニット50A、該磁極ユニット50Aの−Z側(下側)に設けられ、磁極ユニット50Aと同様の構造を有する磁極ユニット52A、磁極ユニット50A,52Aそれぞれの−X側に設けられ、Y軸方向をその長手方向とする板状のYガイド部材54A,56A、及び磁極ユニット50A,52A、Yガイド部材54A,56Aを所定の位置関係で保持する保持部材30A1,30A2を備えている。   The Y-axis stator 42A is provided on the -Z side (lower side) of the magnetic pole unit 50A having the longitudinal direction in the Y-axis direction and the U-shaped XZ cross section, and the magnetic pole unit 50A, Plate-shaped Y guide members 54A and 56A provided on the −X side of each of the magnetic pole unit 52A and the magnetic pole units 50A and 52A having the same structure as the magnetic pole unit 50A, and having the Y-axis direction as the longitudinal direction, and the magnetic pole unit 50A , 52A and holding members 30A1 and 30A2 for holding the Y guide members 54A and 56A in a predetermined positional relationship.

上記磁極ユニット50Aは、図5に示されるように、断面コ字状(U字状)のヨーク62と、このヨーク62の上下対向面にY軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石64とを有している。なお、Z軸方向で向かい合う界磁石64同士の磁極面は、互いに逆極性となっている。このため、Z軸方向で向かい合う界磁石64間には、主にZ軸方向の磁束が発生している。また、Y軸方向で隣り合う界磁石34の磁極面は互いに逆極性とされている。このため、ヨーク62の内部空間には、X軸方向に沿って交番磁界が形成されている。   As shown in FIG. 5, the magnetic pole unit 50 </ b> A is disposed at a predetermined interval along the Y-axis direction on a yoke 62 having a U-shaped cross section (U-shape) and the upper and lower opposing surfaces of the yoke 62. And a plurality of field magnets 64. The magnetic pole surfaces of the field magnets 64 facing each other in the Z-axis direction have opposite polarities. For this reason, a magnetic flux mainly in the Z-axis direction is generated between the field magnets 64 facing each other in the Z-axis direction. Moreover, the magnetic pole surfaces of the field magnets 34 adjacent in the Y-axis direction have opposite polarities. For this reason, an alternating magnetic field is formed in the internal space of the yoke 62 along the X-axis direction.

上記磁極ユニット52Aは、上記の磁極ユニット50Aと同様に構成されている。   The magnetic pole unit 52A is configured similarly to the magnetic pole unit 50A.

上記保持部材58Aは、図5に示されるように、磁極ユニット50A,52A及びYガイド部材54A,56Aを所定の位置関係で固定する固定部材66Aと、この固定部材66AをZ軸方向の両側(上下)から挟持する上面部材68A及び下面部材70Aとを備えている。上面部材68Aの上側の面には、図5及び図4のD−D線断面図である図6(A)に示されるように、Y軸方向に沿って所定の間隔で配列された電機子コイルを有する電機子ユニット72Aが埋め込まれており、下面部材70Aの下側の面には、上記電機子ユニット72Aと同様の電機子ユニット74Aが埋め込まれている。   As shown in FIG. 5, the holding member 58A includes a fixing member 66A that fixes the magnetic pole units 50A and 52A and the Y guide members 54A and 56A in a predetermined positional relationship, and the fixing members 66A on both sides in the Z-axis direction ( An upper surface member 68A and a lower surface member 70A are sandwiched from above and below. On the upper surface of the upper surface member 68A, as shown in FIG. 6A, which is a sectional view taken along the line DD in FIGS. 5 and 4, the armatures are arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction. An armature unit 72A having a coil is embedded, and an armature unit 74A similar to the armature unit 72A is embedded in the lower surface of the lower surface member 70A.

上記保持部材60Aは、図5に示されるように固定部材76Aと、この固定部材76Aを上下方向から挟持する上面部材78A及び下面部材80Aとを備えている。   As shown in FIG. 5, the holding member 60A includes a fixing member 76A, and an upper surface member 78A and a lower surface member 80A that sandwich the fixing member 76A in the vertical direction.

以上のように構成されたY軸固定子42Aは、図4に示される上記枠体44A,46Aの内面側(X軸方向両内面側及びZ軸方向両内面側)に設けられた真空予圧型気体静圧軸受け装置(以下、便宜上、単に「軸受け装置」と呼ぶ)82(図6(A)参照、但し枠体46Aに設けられた軸受け装置については不図示)によって非接触で支持されている。すなわち、Y軸固定子42Aは、X軸方向及びZ軸方向に拘束されているが、Y軸方向には一切拘束されていないので、Y軸固定子42AにY軸方向の力が作用すれば、その力に応じて、Y軸固定子42AはY軸方向に沿って移動するようになっている。   The Y-axis stator 42A configured as described above is a vacuum preload type provided on the inner surface side (both inner surface side in the X-axis direction and both inner surface sides in the Z-axis direction) of the frame bodies 44A and 46A shown in FIG. It is supported in a non-contact manner by a static gas bearing device (hereinafter simply referred to as a “bearing device”) 82 (see FIG. 6A, but the bearing device provided on the frame 46A is not shown). . In other words, the Y-axis stator 42A is constrained in the X-axis direction and the Z-axis direction, but is not constrained in the Y-axis direction at all, so if a force in the Y-axis direction acts on the Y-axis stator 42A. According to the force, the Y-axis stator 42A moves along the Y-axis direction.

上記Y軸可動子48Aは、図4及び図5に総合的に示されるように、Y軸ガイド部材54A,56Aに対して+X側で対向する面を有する平板部材から成るスライド部材84Aと、該スライド部材84Aの+X側面のほぼ中央位置に設けられ、磁極ユニット50A,52Aの間の空間に配置される、YZ断面が矩形の枠状部材86Aと、該枠状部材86Aから±Z方向にほぼ等距離の位置(磁極ユニット50A,52Aそれぞれの内部空間に対応する位置)に配置された電機子ユニット88A,90Aとを備えている。電機子ユニット88A,90Aそれぞれの内部には、X軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイルがそれぞれ配列されている。   The Y-axis movable element 48A includes a slide member 84A made of a flat plate member having a surface facing the Y-axis guide members 54A and 56A on the + X side, as comprehensively shown in FIGS. A frame-shaped member 86A having a rectangular YZ section, which is provided in a substantially central position on the + X side surface of the slide member 84A and is disposed in the space between the magnetic pole units 50A and 52A, and approximately ± Z directions from the frame-shaped member 86A Armature units 88A and 90A disposed at equidistant positions (positions corresponding to the internal spaces of the magnetic pole units 50A and 52A). In each of the armature units 88A and 90A, a plurality of armature coils are arranged at predetermined intervals along the X-axis direction.

上記スライド部材84Aの−X側の面には、後述する第2Y軸モータ装置YMBのY軸可動子48Bを構成するスライド部材84Bに設けられた軸受け装置92B(図5参照)と同様の軸受け装置(図示省略)が設けられている。この軸受け装置から、前述のY軸固定子42Aを構成するYガイド部材54A,56Aに対してそれぞれ噴き出される加圧気体(例えばヘリウム又は窒素ガス(あるいはクリーンな空気)など)の静圧により、Y軸可動子48AはY軸固定子42Aに対してX軸方向に数μm程度のクリアランスを介して非接触とされている。   On the surface on the −X side of the slide member 84A, a bearing device similar to the bearing device 92B (see FIG. 5) provided on the slide member 84B constituting the Y-axis movable element 48B of the second Y-axis motor device YMB described later. (Not shown) is provided. By the static pressure of pressurized gas (for example, helium or nitrogen gas (or clean air), etc.) ejected from the bearing device to the Y guide members 54A and 56A constituting the Y-axis stator 42A described above, The Y-axis movable element 48A is not in contact with the Y-axis stator 42A through a clearance of about several μm in the X-axis direction.

また、枠状部材86Aの上面と下面にも同様の軸受け装置94A及び不図示の軸受け装置がそれぞれ設けられており、これらの軸受け装置から、上記Y軸固定子42Aを構成する磁極ユニット50Aの下面及び磁極ユニット52Aの上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、Y軸可動子48AがY軸固定子42Aに対してZ軸方向に数μm程度のクリアランスを介して非接触とされている。   Also, a similar bearing device 94A and a bearing device (not shown) are respectively provided on the upper surface and the lower surface of the frame-shaped member 86A, and the lower surface of the magnetic pole unit 50A constituting the Y-axis stator 42A is provided from these bearing devices. In addition, due to the static pressure of the pressurized gas ejected to the upper surface of the magnetic pole unit 52A, the Y-axis movable element 48A is brought into non-contact with the Y-axis stator 42A through a clearance of about several μm in the Z-axis direction. ing.

また、スライド部材84Aの中央部には、図5において示される、第2Y軸モータ装置YMBのY軸可動子48Bを構成するスライド部材84Bにおける開口部96Bと同様の開口部96A(図8参照)が形成されており、この開口部96Aが上記枠状部材86Aの中空部98Aと連通するようになっている。   Further, in the center of the slide member 84A, an opening 96A similar to the opening 96B in the slide member 84B constituting the Y-axis movable element 48B of the second Y-axis motor device YMB shown in FIG. 5 (see FIG. 8). The opening 96A communicates with the hollow portion 98A of the frame-shaped member 86A.

以上のように構成された第1Y軸モータ装置YMAでは、電機子ユニット88A,90Aをそれぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、Y軸固定子42Aを構成する磁極ユニット50A,52Aをそれぞれ構成する界磁石の発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、Y軸可動子48AがY軸方向に駆動され、Yガイド部材54A,56Aに沿ってX軸方向に移動する。このとき、Y軸可動子48Aに作用するY軸方向の駆動力の作用点の位置は、Y軸固定子42Aの重心点の位置に一致するようになっている。また、Y軸可動子48Aの駆動に伴ってY軸固定子42Aに作用するY軸方向の反力の作用点のX軸方向位置及びZ軸方向位置は、Y軸固定子42Aの重心点のX軸方向位置及びZ軸方向位置に一致するようになっている。   In the first Y-axis motor device YMA configured as described above, the current flowing through the armature coils constituting the armature units 88A and 90A and the magnetic pole units 50A and 52A constituting the Y-axis stator 42A are constituted. The Y-axis movable element 48A is driven in the Y-axis direction by the Lorentz force generated by the electromagnetic interaction with the magnetic field generated by the field magnet, and moves in the X-axis direction along the Y guide members 54A and 56A. At this time, the position of the acting point of the driving force in the Y-axis direction that acts on the Y-axis movable element 48A coincides with the position of the center of gravity of the Y-axis stator 42A. Further, the position of the X-axis direction and the Z-axis direction of the reaction point of the reaction force in the Y-axis direction that acts on the Y-axis stator 42A as the Y-axis mover 48A is driven is the center of gravity of the Y-axis stator 42A. It corresponds to the X-axis direction position and the Z-axis direction position.

なお、Y軸可動子48Aに作用するY軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系22がステージ制御系20を介して電機子ユニット88A,90Aの電機子コイルに供給する電流の波形(振幅及び位相)によって制御されるようになっている。   The magnitude and direction of the driving force in the Y-axis direction acting on the Y-axis mover 48A is determined by the current supplied to the armature coils of the armature units 88A and 90A by the main control system 22 via the stage control system 20. It is controlled by the waveform (amplitude and phase).

また、電機子ユニット88A,90Aには、電機子コイルを冷却するための冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系22によって行なわれる。   The armature units 88A and 90A are supplied with a refrigerant for cooling the armature coils. The flow rate control of the refrigerant is also performed by the main control system 22.

上記第2Y軸モータ装置YMBは、図4に示されるように、上述した第1Y軸モータ装置YMAと回転対称な配置ではあるが同様に構成されている。すなわち、第2Y軸モータ装置YMBは、第1Y軸モータ装置YMAを構成するY軸固定子42Aと同様の構成であるY軸固定子42B(カウンタマス
)と、Y軸可動子48Aと同様の構成であるY軸可動子48Bとを備えている。
As shown in FIG. 4, the second Y-axis motor device YMB has the same configuration as the first Y-axis motor device YMA described above, although it is rotationally symmetric. That is, the second Y-axis motor device YMB has the same configuration as the Y-axis stator 42B (counter mass), which is the same configuration as the Y-axis stator 42A constituting the first Y-axis motor device YMA, and the Y-axis mover 48A. Y-axis movable element 48B.

すなわち、上記Y軸固定子42Bは、上記磁極ユニット50A、52Aと同様の磁極ユニット50B,52B、上記Yガイド部材54A,56Aと同様のYガイド部材54B,56B、及び磁極ユニット50B,52B、Yガイド部材54B,56Bを所定の位置関係で保持する保持部材58B,60B等を備えている。   That is, the Y-axis stator 42B includes magnetic pole units 50B and 52B similar to the magnetic pole units 50A and 52A, Y guide members 54B and 56B similar to the Y guide members 54A and 56A, and magnetic pole units 50B and 52B, Y Holding members 58B, 60B and the like for holding the guide members 54B, 56B in a predetermined positional relationship are provided.

Y軸固定子42Bの−Y側端部に設けられた上記保持部材58Bは、上記固定部材66Aと同様の固定部材66Bと、該固定部材66BをZ軸方向両側(上下)から挟持する上面部材68B及び下面部材70Bとを備えている。上面部材68Bの上側の面には、前述の電機子ユニット72Aと同様の電機子ユニット72Bが埋め込まれており、下面部材70Bの下側の面には、前述の電機子ユニット74Aと同様の電機子ユニット74Bが埋め込まれている。   The holding member 58B provided at the −Y side end of the Y-axis stator 42B includes a fixing member 66B similar to the fixing member 66A, and an upper surface member that holds the fixing member 66B from both sides (up and down) in the Z-axis direction. 68B and a lower surface member 70B. An armature unit 72B similar to the aforementioned armature unit 72A is embedded in the upper surface of the upper surface member 68B, and an electric machine similar to the aforementioned armature unit 74A is embedded in the lower surface of the lower surface member 70B. The child unit 74B is embedded.

Y軸固定子18Bの+Y側端部に設けられた保持部材60Bは、前述した保持部材60Aと同様の構成となっている。すなわち、固定部材76Bと、該固定部材76Bを上下から挟持する上面部材78B及び下面部材80Bとを備えている。   The holding member 60B provided at the + Y side end of the Y-axis stator 18B has the same configuration as the holding member 60A described above. That is, a fixing member 76B and an upper surface member 78B and a lower surface member 80B that sandwich the fixing member 76B from above and below are provided.

なお、枠体44B,46Bにおいては、前述の枠体44A,46Aと同様に、その内面側に軸受け装置82が設けられている(図6(B)参照)。   In addition, in the frame bodies 44B and 46B, a bearing device 82 is provided on the inner surface side in the same manner as the above-described frame bodies 44A and 46A (see FIG. 6B).

上記Y軸可動子48Bは、図5に示されるように、前述のスライド部材84Aと同様に構成されたスライド部材84Bと、該スライド部材84Bの−X側面のほぼ中央位置に設けられた前述の枠状部材86Aと同様の構成の枠状部材86Bと、該枠状部材86Bから±Z方向にほぼ等距離の位置に設けられた前述の電機子ユニット88A,90Aと同様の構成の電機子ユニット88B,90Bとを備えている。   As shown in FIG. 5, the Y-axis movable element 48B includes the slide member 84B configured in the same manner as the above-described slide member 84A, and the above-described Y-axis movable element 48B provided at a substantially central position on the −X side surface of the slide member 84B. A frame-shaped member 86B having the same configuration as the frame-shaped member 86A, and an armature unit having the same configuration as the above-described armature units 88A and 90A provided at substantially equal distances in the ± Z direction from the frame-shaped member 86B. 88B and 90B.

上記スライド部材84Bの+X側の面には、軸受け装置92Bが設けられており、枠状部材86Bの上面及び下面には、前述の軸受け装置94Aと同様の軸受け装置(不図示)が設けられている。   A bearing device 92B is provided on the surface of the slide member 84B on the + X side, and a bearing device (not shown) similar to the above-described bearing device 94A is provided on the upper and lower surfaces of the frame-like member 86B. Yes.

また、スライド部材84Bの中央部には、図5に示されるように開口部96Bが形成されており、この開口部96Bが上記枠状部材86Bの中空部と連通するようになっている。   Further, as shown in FIG. 5, an opening 96B is formed at the center of the slide member 84B, and the opening 96B communicates with the hollow portion of the frame-shaped member 86B.

また、第2Y軸モータ装置YMBでは、第1Y軸モータ装置YMAの場合と同様に、電機子ユニット88B,90Bをそれぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、Y軸固定子42Bを構成する磁極ユニット50B,52Bをそれぞれ構成する界磁石の発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、Y軸可動子48BがY軸方向に駆動され、Yガイド部材54B,56Bに沿ってY軸方向に移動する。このとき、Y軸可動子48Bに作用するY軸方向の駆動力の作用点の位置は、Y軸可動子48Bの重心点の位置に一致するようになっている。また、Y軸可動子48Bの駆動に伴ってY軸固定子42Bに作用するY軸方向の反力の作用点のX軸方向位置及びZ軸方向位置は、Y軸固定子42Bの重心点のX軸方向位置及びZ軸方向位置に一致するようになっている。   Further, in the second Y-axis motor device YMB, as in the case of the first Y-axis motor device YMA, the current flowing through the armature coils constituting the armature units 88B and 90B and the magnetic pole unit constituting the Y-axis stator 42B, respectively. The Y-axis movable element 48B is driven in the Y-axis direction by the Lorentz force generated by the electromagnetic interaction between the magnetic fields generated by the field magnets constituting the respective 50B and 52B, and Y along the Y guide members 54B and 56B. Move in the axial direction. At this time, the position of the acting point of the driving force in the Y-axis direction acting on the Y-axis movable element 48B coincides with the position of the center of gravity of the Y-axis movable element 48B. Further, the position of the X-axis direction and the Z-axis direction of the reaction point of the reaction force in the Y-axis direction that acts on the Y-axis stator 42B as the Y-axis mover 48B is driven is the center of gravity of the Y-axis stator 42B. It corresponds to the X-axis direction position and the Z-axis direction position.

また、第1Y軸モータ装置YMAの場合と同様に、Y軸可動子48Bに作用するY軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系22がステージ制御系20を介して電機子ユニット88B,90Bの電機子コイルに供給する電流の波形(振幅及び位相)によって制御されるようになっている。   Similarly to the case of the first Y-axis motor device YMA, the magnitude and direction of the driving force in the Y-axis direction acting on the Y-axis movable element 48B are determined by the main control system 22 via the stage control system 20 and the armature unit. It is controlled by the waveform (amplitude and phase) of the current supplied to the 88B and 90B armature coils.

また、第2Y軸モータ装置YMBを構成する電機子ユニット88B,90Bにも前述の電機子ユニット88A,90Aと同様に、電機子コイルを冷却するための冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系22によって行なわれる。   The armature units 88B and 90B constituting the second Y-axis motor device YMB are also supplied with a refrigerant for cooling the armature coils, similarly to the armature units 88A and 90A. The flow rate control of the refrigerant is also performed by the main control system 22.

前述の保持部材58Aに対応する枠体44Aにおいては、図6(A)に示されるように、前述の上面部材68A,下面部材70Aに設けられた電機子ユニット72A,74Aに対向する位置(すなわち枠体44Aの上下対向面)に磁性体部材及びY軸方向に所定間隔で配列された複数の界磁石から成る磁極ユニット102A,104Aが設けられている。ここで、磁極ユニット102A,104Aでは、Y軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。   In the frame 44A corresponding to the above-described holding member 58A, as shown in FIG. 6A, positions facing the armature units 72A and 74A provided on the above-described upper surface member 68A and lower surface member 70A (that is, Magnetic pole units 102A and 104A comprising a magnetic member and a plurality of field magnets arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction are provided on the upper and lower opposing surfaces of the frame 44A. Here, in the magnetic pole units 102A and 104A, the magnetic pole surfaces of the field magnets adjacent in the Y-axis direction have opposite polarities.

このため、磁極ユニット102A,104Aに対向する電機子ユニット72A,74Aの配置される空間には、Y軸方向に沿って交番磁界が形成されている。   Therefore, an alternating magnetic field is formed along the Y-axis direction in the space where the armature units 72A and 74A facing the magnetic pole units 102A and 104A are arranged.

この結果、図6(A)に示される、電機子ユニット72Aを可動子とし、磁極ユニット102Aを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ(以下、「Y軸トリムモータ(カウンタマス駆動系)」と呼ぶ)106A、及び電機子ユニット74Aを可動子とし、磁極ユニット104Aを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ(以下、「Y軸トリムモータ(カウンタマス駆動系)」と呼ぶ)108Aが構成されている。   As a result, as shown in FIG. 6A, the armature unit 72A is a mover, and the magnetic force drive type moving coil linear motor (hereinafter referred to as “Y-axis trim motor (counter)” is used. 106A) and armature unit 74A as a mover, and magnetic force drive type moving coil type linear motor (hereinafter referred to as “Y-axis trim motor (counter mass)”. 108A) is configured.

前述の保持部材58Bに対応する枠体44Bにおいては、保持部材58B及び枠体44Bを+X方向から見た図6(B)に示されるように、上面部材68B,下面部材70Bに設けられた電機子ユニット72B,74Bに対向する位置(すなわち枠体44Bの上下対向面)に磁性体部材及びY軸方向に所定間隔で配列された複数の界磁石から成る磁極ユニット102B,104Bが設けられている。ここで、磁極ユニット102B,104Bでは、Y軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。従って、磁極ユニット102B,104Bに対向する電機子ユニット72B,74Bの配置される空間には、Y軸方向に沿って周期的な磁界が形成されている。この結果、図6(B)に示される、電機子ユニット72Bを可動子とし、磁極ユニット102Bを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ(以下、「Y軸トリムモータ(カウンタマス駆動系)」と呼ぶ)106B、及び電機子ユニット74Bを可動子とし、磁極ユニット104Bを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ(以下、「Y軸トリムモータ(カウンタマス駆動系)」と呼ぶ)108Bが構成されている。   In the frame body 44B corresponding to the above-described holding member 58B, as shown in FIG. 6B when the holding member 58B and the frame body 44B are viewed from the + X direction, the electric machine provided on the upper surface member 68B and the lower surface member 70B. Magnetic pole units 102B and 104B comprising magnetic members and a plurality of field magnets arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction are provided at positions facing the child units 72B and 74B (that is, the upper and lower opposing surfaces of the frame 44B). . Here, in the magnetic pole units 102B and 104B, the magnetic pole surfaces of the field magnets adjacent in the Y-axis direction have opposite polarities. Therefore, a periodic magnetic field is formed along the Y-axis direction in the space where the armature units 72B and 74B facing the magnetic pole units 102B and 104B are arranged. As a result, an electromagnetic force driven moving coil linear motor (hereinafter referred to as “Y-axis trim motor (counter)” is shown in FIG. 6B, in which the armature unit 72B is a mover and the magnetic pole unit 102B is a stator. 106B) and the armature unit 74B as a mover and a magnetic pole drive 104B as a moving coil type linear motor (hereinafter referred to as “Y-axis trim motor (counter mass)”. 108B) is configured.

Y軸トリムモータ106A、108AがY軸固定子42Aに与えるY軸方向の駆動力の作用点のX軸方向位置及びZ軸方向位置は、Y軸固定子42Aの重心点のX軸方向位置及びZ軸方向位置に一致するようになっている。また、Y軸トリムモータ106B、108BがY軸固定子42Bに与えるY軸方向の駆動力の作用点のX軸方向位置及びZ軸方向位置は、Y軸固定子42Bの重心点のX軸方向位置及びZ軸方向位置に一致するようになっている。   The X-axis direction position and the Z-axis direction position of the Y-axis direction driving force applied to the Y-axis stator 42A by the Y-axis trim motors 106A, 108A are the X-axis direction position of the center of gravity of the Y-axis stator 42A, and It corresponds to the position in the Z-axis direction. The X-axis direction position and the Z-axis direction position of the Y-axis direction driving force applied to the Y-axis stator 42B by the Y-axis trim motors 106B and 108B are the X-axis direction of the center of gravity of the Y-axis stator 42B. It corresponds to the position and the Z-axis direction position.

また、Y軸トリムモータ106A、108A、106B、108BによりY軸固定子42A,42Bに与えられるY軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系22がステージ制御系20を介して電機子ユニット72A,74A,72B,74Bの電機子コイルに供給する電流の波形(振幅及び位相)によって制御されるようになっている。   The magnitude and direction of the driving force in the Y-axis direction applied to the Y-axis stators 42A and 42B by the Y-axis trim motors 106A, 108A, 106B, and 108B are determined by the main control system 22 via the stage control system 20. It is controlled by the waveform (amplitude and phase) of the current supplied to the armature coils of the slave units 72A, 74A, 72B, and 74B.

図4に戻り、上記X軸モータ装置XMは、X軸固定子110と、X軸可動子112とを備えている。   Returning to FIG. 4, the X-axis motor device XM includes an X-axis stator 110 and an X-axis movable element 112.

上記X軸固定子110(カウンタマス)は、図7に示されるように、X軸方向に長手方向を有し、その内部にX軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイルが配列された電機子ユニット114が内蔵されたコイルプレート116と、該コイルプレート116のY軸方向の一側と他側にそれぞれ設けられた一対のXガイド部材118,120とを備えている。ここで、+X側においては、Xガイド部材118,120の+X側の端部付近にまで電機子コイルが並べられているが、−X側においては、Xガイド部材118,120の端部が−X方向に突出した状態とされている。   As shown in FIG. 7, the X-axis stator 110 (counter mass) has a longitudinal direction in the X-axis direction, and a plurality of armature coils are arranged at predetermined intervals along the X-axis direction. And a pair of X guide members 118 and 120 provided on one side and the other side in the Y-axis direction of the coil plate 116, respectively. Here, on the + X side, the armature coils are arranged up to the vicinity of the + X side ends of the X guide members 118 and 120. On the −X side, the end portions of the X guide members 118 and 120 are − It is in a state of protruding in the X direction.

また、図7に示されるように、Xガイド部材118は、長手方向の一側及び他側の端部に、上下方向(Z軸方向)の寸法が幾分狭く形成された鉄板保持部122A,122Bが設けられている。これらの鉄板保持部122A,122Bの−Y側の面には、鉄板124A,124Bがそれぞれ埋め込まれている。   Further, as shown in FIG. 7, the X guide member 118 includes an iron plate holding portion 122 </ b> A in which the dimension in the vertical direction (Z-axis direction) is somewhat narrowed at one end and the other end in the longitudinal direction. 122B is provided. Iron plates 124A and 124B are embedded in the surfaces on the −Y side of these iron plate holding portions 122A and 122B, respectively.

また、Xガイド部材120は、長手方向の一側及び他側の端部に、上下方向(Z軸方向)の寸法が幾分狭く形成された鉄板保持部126A,126Bが設けられている。これらの鉄板保持部126A,126Bの+Y側の面には、鉄板124C,124D(鉄板保持部材126Bにおける鉄板124Dについては図7では不図示、図8参照)がそれぞれ埋め込まれている。   In addition, the X guide member 120 is provided with iron plate holding portions 126A and 126B, each of which has a narrower vertical dimension (Z-axis direction) at one end and the other end in the longitudinal direction. Iron plates 124C and 124D (the iron plate 124D in the iron plate holding member 126B is not shown in FIG. 7, refer to FIG. 8) are embedded in the surfaces on the + Y side of these iron plate holding portions 126A and 126B, respectively.

また、X軸固定子110の長手方向一側及び他側の端部は、図5に示されるように、前述したY軸可動子48A,48Bを構成するスライド部材84A,84Bにそれぞれ形成された開口部96A(図8参照)、96Bを介して枠状部材86A,86Bの内部に挿入されている。   In addition, as shown in FIG. 5, the ends on the one side and the other side in the longitudinal direction of the X-axis stator 110 are respectively formed on the slide members 84A and 84B constituting the Y-axis movers 48A and 48B. It is inserted into the frame-shaped members 86A and 86B through the openings 96A (see FIG. 8) and 96B.

図8は、X軸モータ装置XM及びY軸可動子48A,48Bを高さ方向中央やや上方の位置でXY面に平行な面に沿って断面し、その一部を省略して示す図である。この図8から分かるように、Y軸可動子48A,48Bをそれぞれ構成する枠状部材86A及び枠状部材86Bの内部側壁には、電磁石群126A,126C,126B,126Dが固定されている。これらの電磁石群126A,126C,126B,126Dは、X軸固定子110のX軸方向端部に埋め込まれた鉄板124A,124C,124B,124Dそれぞれに対向するようになっており、鉄板124A,124C,124B,124Dとそれぞれ対向する電磁石群126A,126C,126B,126Dとの間に発生する磁気力によって、X軸固定子110がY軸方向に非接触で拘束されるようになっている。一方、X軸固定子110はX軸方向には一切拘束されていないので、X軸固定子110にX軸方向の力が作用すれば、その力に応じて、X軸固定子110はX軸方向に沿って移動するようになっている。なお、電磁石群126A,126C,126B,126Dにおける個々の磁気力の制御は、主制御系22がステージ制御系20を介して電磁石群126A,126C,126B,126Dそれぞれに供給する電流を制御することによって行われる。   FIG. 8 is a view showing the X-axis motor device XM and the Y-axis movers 48A and 48B along a plane parallel to the XY plane at a position slightly above the center in the height direction, with a part thereof omitted. . As can be seen from FIG. 8, electromagnet groups 126A, 126C, 126B, and 126D are fixed to the inner side walls of the frame-shaped member 86A and the frame-shaped member 86B that respectively constitute the Y-axis movable elements 48A and 48B. These electromagnet groups 126A, 126C, 126B, and 126D face the iron plates 124A, 124C, 124B, and 124D embedded in the X-axis direction end portion of the X-axis stator 110, and the iron plates 124A and 124C. , 124B, 124D and the opposing electromagnet groups 126A, 126C, 126B, 126D, the X-axis stator 110 is restrained in a non-contact manner in the Y-axis direction. On the other hand, since the X-axis stator 110 is not restrained at all in the X-axis direction, if a force in the X-axis direction acts on the X-axis stator 110, the X-axis stator 110 is changed according to the force. It moves along the direction. The individual magnetic forces in the electromagnet groups 126A, 126C, 126B, and 126D are controlled by the main control system 22 controlling currents supplied to the electromagnet groups 126A, 126C, 126B, and 126D via the stage control system 20, respectively. Is done by.

なお、鉄板124A,124C,124B,124Dとそれぞれ対向する電磁石群126A,126C,126B,126Dとの間における磁気力を個別に制御することにより、X軸固定子110ひいてはウエハW(ウエハステージWST)のθz方向に関する微少駆動が可能となっている。   In addition, by individually controlling the magnetic force between the iron plates 124A, 124C, 124B, and 124D and the opposing electromagnet groups 126A, 126C, 126B, and 126D, the X-axis stator 110 and the wafer W (wafer stage WST) are controlled. Can be finely driven in the θz direction.

また、図7に示されるように、枠状部材86Aの内部には、電機子ユニット114の上面に対向する位置に、X軸方向に沿って所定の間隔で配列された複数の界磁石からなる磁石群128Aと、電機子ユニット114の下面に対向する位置に、X軸方向に沿って所定の間隔で配列された複数の界磁石からなる磁石群(不図示)とが配置されている。なお、磁石群128Aと電機子ユニット114の下面に対向する不図示の磁石群とにおいて、対向する界磁石の磁極面の極性は互いに逆極性となっている。この結果、電機子ユニット114と磁石群128A等からなる磁極ユニットとによってX軸固定子110をX軸方向に駆動する電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ(以下、便宜上「X軸トリムモータ(カウンタマス駆動系)」と呼ぶ)が構成されることになる。   As shown in FIG. 7, the frame-shaped member 86A includes a plurality of field magnets arranged at predetermined intervals along the X-axis direction at positions facing the upper surface of the armature unit 114. A magnet group 128A and a magnet group (not shown) made up of a plurality of field magnets arranged at predetermined intervals along the X-axis direction are arranged at positions facing the lower surface of the armature unit 114. In addition, in the magnet group 128A and the magnet group (not shown) facing the lower surface of the armature unit 114, the polarities of the magnetic pole surfaces of the opposing field magnets are opposite to each other. As a result, an electromagnetic force-driven moving coil linear motor (hereinafter referred to as “X-axis trim motor” for convenience) that drives the X-axis stator 110 in the X-axis direction by the armature unit 114 and the magnetic pole unit composed of the magnet group 128A and the like. (Referred to as “counter mass drive system”).

そして、X軸トリムモータがX軸固定子110に与えるX軸方向の駆動力の作用点のY軸方向位置及びZ軸方向位置は、X軸固定子110の重心点のY軸方向位置及びZ軸方向位置に一致するようになっている。また、X軸トリムモータによるX軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系22がステージ制御系20を介して電機子ユニット114の一部を構成する電機子コイルに供給する電流の波形(振幅及び位相)によって制御されるようになっている。   The Y-axis position and the Z-axis position of the X-axis direction driving force applied to the X-axis stator 110 by the X-axis trim motor are the Y-axis position and the Z-axis position of the center of gravity of the X-axis stator 110. It matches the axial position. The magnitude and direction of the driving force in the X-axis direction by the X-axis trim motor is determined by the current supplied from the main control system 22 to the armature coil that forms part of the armature unit 114 via the stage control system 20. It is controlled by the waveform (amplitude and phase).

また、Xガイド部材118,120のX軸方向の両端部近傍の下側には、ウエハ定盤40に対するクリアランスを維持するための不図示の軸受け装置をその底部に有する浮上部材130A,130Bが設けられている。そして、これらの浮上部材130A,130Bに設けられた軸受け装置からウエハ定盤40の上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、浮上部材130A,130B、ひいてはX軸固定子110が、ウエハベースBSに対して数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されるようになっている。   Further, floating members 130A and 130B each having a bearing device (not shown) for maintaining a clearance with respect to the wafer surface plate 40 are provided below the X guide members 118 and 120 near both ends in the X-axis direction. It has been. The floating members 130A and 130B, and hence the X-axis stator 110, by the static pressure of the pressurized gas ejected from the bearing devices provided on the floating members 130A and 130B to the upper surface of the wafer surface plate 40, The wafer base BS is levitated and supported through a clearance of about several μm.

なお、X軸固定子110では、電機子ユニット114はXガイド部材118,120のZ軸方向中央よりやや下側に固定されており、X軸固定子110の重心点のZ軸方向位置が、前述したY軸固定子42Aの重心点のZ軸方向位置と一致するようになっている。   In the X-axis stator 110, the armature unit 114 is fixed slightly below the center in the Z-axis direction of the X guide members 118 and 120, and the position of the center of gravity of the X-axis stator 110 in the Z-axis direction is It matches the position of the center of gravity of the Y-axis stator 42A described above in the Z-axis direction.

図7に戻り、上記X軸可動子70は、YZ断面が矩形枠状の磁石保持部材132と、該磁石保持部材132の内側上面に配置され、X軸方向に所定間隔で界磁石が配列された磁極ユニット134、及び磁石保持部材132の内側下面に配置された磁極ユニット134と同様の磁極ユニット(不図示)と、該磁石保持部材132の上側に設けられた平面視略正方形状の上板136と、磁石保持部材132の下側に設けられた重心点位置調整部材138とを備えている。そして、磁石保持部材132の内部空間に、前述したX軸固定子110が挿入されるようになっている。   Returning to FIG. 7, the X-axis movable element 70 is arranged on the magnet holding member 132 having a rectangular frame shape in the YZ section and the inner upper surface of the magnet holding member 132, and field magnets are arranged at predetermined intervals in the X-axis direction. A magnetic pole unit (not shown) similar to the magnetic pole unit 134 disposed on the inner lower surface of the magnetic holding member 132, and an upper plate having a substantially square shape in plan view provided on the upper side of the magnet holding member 132 136 and a center-of-gravity point position adjusting member 138 provided on the lower side of the magnet holding member 132. The X-axis stator 110 described above is inserted into the internal space of the magnet holding member 132.

上記磁極ユニット134は、磁石保持部材132の内側上面に固定された磁性体部材と、該磁性体部材の下面にX軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の界磁石(いずれも図示せず)とから構成されている。このとき、各界磁石の磁極面は、電機子ユニット114の上面に対向するようになっている。また、X軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。   The magnetic pole unit 134 includes a magnetic member fixed on the inner upper surface of the magnet holding member 132, and a plurality of field magnets (all shown) arranged at predetermined intervals along the X-axis direction on the lower surface of the magnetic member. Z)). At this time, the magnetic pole surface of each field magnet faces the upper surface of the armature unit 114. The magnetic pole surfaces of the field magnets adjacent in the X-axis direction have opposite polarities.

上記磁石保持部材132の内側下面に固定された磁極ユニット(不図示)は、上述の磁極ユニット134と同様に構成され、この磁極ユニットと前述の磁極ユニット134において、Z軸方向で互いに対向する界磁石同士の磁極面は逆極性とされている。このため、磁極ユニット134とコイルプレート116を介して磁極ユニット134に対向する不図示の磁極ユニットとの間の空間には、X軸方向に沿って交番磁界が形成されている。   A magnetic pole unit (not shown) fixed to the inner lower surface of the magnet holding member 132 is configured in the same manner as the magnetic pole unit 134 described above, and in this magnetic pole unit and the magnetic pole unit 134, the fields facing each other in the Z-axis direction. The magnetic pole surfaces between the magnets have opposite polarities. For this reason, an alternating magnetic field is formed along the X-axis direction in the space between the magnetic pole unit 134 and a magnetic pole unit (not shown) facing the magnetic pole unit 134 via the coil plate 116.

上記重心点位置調整部材138の底面には不図示の軸受け装置が複数配置されており、ウエハ定盤40の上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、ウエハ定盤40に対して数μm程度のクリアランスを介してX軸可動子112が浮上支持されるようになっている。   A plurality of bearing devices (not shown) are arranged on the bottom surface of the center-of-gravity point position adjusting member 138, and the static pressure of the pressurized gas ejected to the upper surface of the wafer surface plate 40 causes the wafer surface plate 40 to move. The X-axis movable element 112 is levitated and supported through a clearance of about several μm.

また、磁石保持部材132の内部におけるY軸方向に対向する面にも同様に不図示の軸受け装置が設けられており、X軸固定子110を構成するXガイド部材118,120の外面に対して数μm程度のクリアランスを介して非接触保持されるようになっている。このクリアランスを一定に維持することにより、X軸可動子112がX軸リニアモータによってX軸方向に駆動される際のX軸可動子112ひいては後述するウエハステージWSTのθz回転(ヨーイング)の発生を防止できるようになっている。   Similarly, a bearing device (not shown) is also provided on the surface facing the Y-axis direction inside the magnet holding member 132, and with respect to the outer surfaces of the X guide members 118 and 120 constituting the X-axis stator 110. It is held in a non-contact manner through a clearance of about several μm. By maintaining this clearance constant, the X-axis movable element 112 and the later-described θz rotation (yawing) of the wafer stage WST when the X-axis movable element 112 is driven in the X-axis direction by the X-axis linear motor are prevented. It can be prevented.

なお、X軸可動子112に設けられた軸受け装置からの加圧気体の噴き出し圧力及び噴き出し流量は、主制御系22からの指示に応じて図3のステージ制御系20が行うようになっている。また、これまでに説明した各軸受け装置についても同様の制御が行われるようになっている。   The stage control system 20 in FIG. 3 performs the pressure and flow rate of the pressurized gas from the bearing device provided on the X-axis movable element 112 in accordance with an instruction from the main control system 22. . The same control is performed for the bearing devices described so far.

上記X軸可動子112の上面には、不図示のZ・チルト駆動機構を介して前述のウエハテーブルTBが搭載されている。   The wafer table TB is mounted on the upper surface of the X-axis movable element 112 via a Z / tilt drive mechanism (not shown).

上記Z・チルト駆動機構は、X軸可動子112を構成する上板136上にほぼ正三角形の頂点となる位置に配置され、ウエハテーブルTBをそれぞれ支持するとともに、独立してZ軸方向に微少駆動する3つのアクチュエータ(例えば、ボイスコイルモータなど)を含んで構成されている。したがって、Z・チルト駆動機構によって、ウエハテーブルTBは、Z軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、及びθy方向(Y軸回りの回転方向)の3自由度方向について微少駆動されるようになっている。このZ・チルト駆動機構の駆動は、主制御系22の指示に基づいてステージ制御系20により制御される。なお、X軸方向、Y軸方向、及びθz方向(Z軸回りの回転方向)を加えた6自由度にウエハテーブルTBを微動可能としても良い。   The Z / tilt driving mechanism is disposed on the upper plate 136 constituting the X-axis movable element 112 at a position that is substantially the apex of an equilateral triangle, supports the wafer table TB, and is independently small in the Z-axis direction. It is configured to include three actuators (for example, a voice coil motor) to be driven. Accordingly, the wafer table TB is slightly driven by the Z / tilt driving mechanism in the three-degree-of-freedom directions of the Z-axis direction, the θx direction (the rotation direction around the X axis), and the θy direction (the rotation direction around the Y axis). It is like that. The driving of the Z / tilt driving mechanism is controlled by the stage control system 20 based on an instruction from the main control system 22. The wafer table TB may be finely movable in six degrees of freedom including the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz direction (rotation direction around the Z-axis).

本実施形態では、X軸可動子112、ウエハテーブルTBなどを含んで構成されるウエハステージWSTの重心点のY軸方向位置及びZ軸方向位置は、X軸固定子110の重心点のY軸方向位置及びZ軸方向位置と一致するようになっている。   In this embodiment, the Y-axis direction position and the Z-axis direction position of the center of gravity of wafer stage WST including X-axis movable element 112, wafer table TB, and the like are the Y-axis of the center of gravity of X-axis stator 110. It coincides with the direction position and the Z-axis direction position.

以上のように構成されたX軸モータ装置XMでは、電機子ユニット114を構成する電機子コイルを流れる電流と、X軸可動子112を構成する磁極ユニット134等を構成する界磁石が発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、X軸可動子112がX軸方向に駆動され、Xガイド部材118,120に沿ってX軸方向に移動する。このとき、X軸可動子112に作用するX軸方向の駆動力の作用点の位置は、X軸可動子112の重心点の位置に一致するようになっている。また、X軸可動子112の駆動に伴ってX軸固定子110に作用するX軸方向の反力の作用点のY軸方向位置及びZ軸方向位置は、X軸固定子110の重心点のY軸方向位置及びZ軸方向位置に一致するようになっている。   In the X-axis motor device XM configured as described above, the current flowing through the armature coil constituting the armature unit 114 and the magnetic field generated by the field magnet constituting the magnetic pole unit 134 constituting the X-axis mover 112 and the like. The X-axis movable element 112 is driven in the X-axis direction by the Lorentz force generated by electromagnetic interaction with the X-axis, and moves in the X-axis direction along the X guide members 118 and 120. At this time, the position of the acting point of the driving force in the X-axis direction that acts on the X-axis movable element 112 coincides with the position of the center of gravity of the X-axis movable element 112. In addition, the Y-axis direction position and the Z-axis direction position of the reaction point of the X-axis direction reaction force acting on the X-axis stator 110 as the X-axis mover 112 is driven are the center of gravity of the X-axis stator 110. It corresponds to the Y-axis direction position and the Z-axis direction position.

なお、X軸可動子112に作用するX軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系22がステージ制御系20を介して電機子ユニット114の電機子コイルに供給する電流の波形(振幅及び位相)によって制御されるようになっている。   The magnitude and direction of the driving force in the X-axis direction acting on the X-axis movable element 112 is determined by the waveform of the current supplied from the main control system 22 to the armature coil of the armature unit 114 via the stage control system 20 ( (Amplitude and phase).

また、電機子ユニット114には、電機子コイルの冷却用の冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系22によって行なわれる。   The armature unit 114 is supplied with a cooling refrigerant for cooling the armature coil. The flow rate control of the refrigerant is also performed by the main control system 22.

次に、上述のようにして構成された本実施形態の露光装置100による動作(露光方法)を、ウエハWに対して第2層目(セカンドレイヤ)以降の層の露光処理を行う際を例にとって、説明する。   Next, the operation (exposure method) by the exposure apparatus 100 of the present embodiment configured as described above is an example when the wafer W is subjected to exposure processing of the second layer (second layer) and subsequent layers. Let me explain.

まず、不図示のレチクルローダにより、レチクルステージRST上にレチクルRがロードされ、引き続き、レチクルアライメント及びベースライン計測が行われる。かかるレチクルアライメント及びベースライン計測にあたっては、主制御系22が、ステージ制御系20を介してウエハ駆動装置34を制御し、ウエハステージWSTを2次元移動させる。こうしたウエハステージWSTの2次元移動にあたって、ステージ制御系20では、主制御系22からの指示に応じ、ウエハ干渉計38からのウエハステージWSTの位置情報(又は速度情報)に基づいて、ウエハ駆動装置34の第1及び第2Y軸モータ装置YMA,YMBのY軸駆動用の電機子ユニット88A,90A,88B,90Bに供給される電流の波形、及び、X軸モータ装置XMの電機子ユニット114の電機子コイルに供給される電流の波形を制御する。   First, reticle R is loaded on reticle stage RST by a reticle loader (not shown), and then reticle alignment and baseline measurement are performed. In such reticle alignment and baseline measurement, the main control system 22 controls the wafer driving device 34 via the stage control system 20 to move the wafer stage WST two-dimensionally. In such a two-dimensional movement of wafer stage WST, stage control system 20 responds to an instruction from main control system 22 based on position information (or speed information) of wafer stage WST from wafer interferometer 38. The waveform of the current supplied to the Y-axis drive armature units 88A, 90A, 88B, 90B of 34 first and second Y-axis motor devices YMA, YMB, and the armature unit 114 of the X-axis motor device XM Controls the waveform of the current supplied to the armature coil.

上記のレチクルアライメント及びベースライン計測が終了すると、引き続き、不図示のウエハローダにより、ウエハWがウエハステージWSTにロードされる。かかるウエハWのロードにあたっては、ロード位置までウエハステージWSTが移動するが、このウエハステージWSTの移動の制御は、上記のレチクルアライメント等の場合と同様に行われる。   When the above reticle alignment and baseline measurement are completed, wafer W is subsequently loaded onto wafer stage WST by a wafer loader (not shown). When loading the wafer W, the wafer stage WST moves to the loading position. The movement control of the wafer stage WST is performed in the same manner as in the reticle alignment described above.

なお、ロードされたウエハW上には、図9に示されるように、被露光領域(区画領域)としての複数のショット領域Si,jがマトリクス状に配列され、各ショット領域Si,jには前層の工程における露光及び現像等によりそれぞれチップパターンが形成されるとともに、ウエハアライメント用のファインアライメントマークが付設されているものとする。 On the loaded wafer W, as shown in FIG. 9, a plurality of shot areas S i, j as exposure areas (partition areas) are arranged in a matrix, and each shot area S i, j It is assumed that a chip pattern is formed by exposure and development in the process of the previous layer, and a fine alignment mark for wafer alignment is attached.

次に、最小二乗法等の統計演算により、ウエハW上のショット領域の配列座標を算出するエンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)方式によるファインアライメントを行う。ファインアライメント工程では、ファインアライメントマークの撮像にあたって、所定のファインアライメントマークをアライメント検出系ALGの撮像範囲に入れるために、ウエハステージWSTの移動が行われるが、このウエハステージWSTの移動の制御も、上記のレチクルアライメント等の場合と同様に行われる。このEGA方式によるファインアライメントについては、例えば、特開昭61−44429号公報に開示されている。   Next, fine alignment is performed by an enhanced global alignment (EGA) method that calculates the array coordinates of shot areas on the wafer W by statistical calculation such as a least square method. In the fine alignment process, when the fine alignment mark is imaged, the wafer stage WST is moved in order to put a predetermined fine alignment mark in the imaging range of the alignment detection system ALG. This is performed in the same manner as in the above-described reticle alignment or the like. The fine alignment by the EGA method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429.

次いで、ウエハW上の各ショット領域のステップ・アンド・スキャン方式による露光が行われる。なお、ショット領域Si,jの露光順序は、図9に示される通りであり、ショット領域S1,1から始まり、行方向(+X方向)に順次進む。そして、第1行の最後のショット領域S1,7の露光が終了すると、第2行の最初のショット領域S2,9へ進む。そして、第1行の行方向とは逆の行方向(−X方向)に順次進む。以後、行を変更する度に、前の行における進行方向とは逆の行方向へ進行しながら、最終のショット領域まで順次露光を行う。 Next, each shot area on the wafer W is exposed by the step-and-scan method. Note that the exposure order of the shot areas S i, j is as shown in FIG. 9 and starts from the shot areas S 1,1 and proceeds in the row direction (+ X direction) sequentially. When the exposure of the last shot area S1,7 in the first row is completed, the process proceeds to the first shot area S2,9 in the second row. And it progresses sequentially in the row direction (-X direction) opposite to the row direction of the first row. Thereafter, each time a row is changed, exposure is sequentially performed up to the final shot area while proceeding in a row direction opposite to the advance direction in the previous row.

なお、図9における実線矢印は、各ショット領域における露光領域IAによるウエハWの走査方向を示している。すなわち、本実施形態では、露光順が進む度に、順次走査方向を逆転するいわゆる交互スキャン方式を採用しているものとする。なお、実際には、露光領域IAが固定でウエハWが移動するので、ショット領域の露光順が進むに従って、実際にはウエハWは、図9における実線(点線を含む)矢印と反対方向に移動する。   9 indicate the scanning direction of the wafer W by the exposure area IA in each shot area. In other words, in the present embodiment, it is assumed that a so-called alternate scanning method is employed in which the scanning direction is reversed every time the exposure order advances. Actually, since the exposure area IA is fixed and the wafer W moves, the wafer W actually moves in the direction opposite to the solid line (including dotted line) arrow in FIG. 9 as the exposure order of the shot areas advances. To do.

かかる露光処理にあたって、まず、主制御系22は、上記のファインアライメント結果及びウエハ干渉計38からの位置情報(又は速度情報)に基づき、ステージ制御系20を介してウエハ駆動装置34を制御して、ウエハステージWSTを移動させ、ウエハWの第1ショット領域S1,1の露光のための走査開始位置(加速開始位置)にウエハWを移動させる。 In the exposure process, first, the main control system 22 controls the wafer drive device 34 via the stage control system 20 based on the fine alignment result and the position information (or velocity information) from the wafer interferometer 38. Then, the wafer stage WST is moved, and the wafer W is moved to a scanning start position (acceleration start position) for exposure of the first shot areas S1,1 of the wafer W.

次に、ステージ制御系20は、主制御系22の指示に応じてレチクルRとウエハW、すなわちレチクルステージRSTとウエハステージWSTとのY軸方向の相対移動を開始する。両ステージRST,WSTがそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明系IOPからの照明光によってレチクルRのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。上記の相対走査は、ステージ制御系20が、前述したウエハ干渉計38及びレチクル干渉計16の計測値をモニタしつつ、不図示のレチクル駆動部及びウエハ駆動装置34を制御することにより行われる。   Next, stage control system 20 starts relative movement of reticle R and wafer W, that is, reticle stage RST and wafer stage WST, in the Y-axis direction in response to an instruction from main control system 22. When both stages RST and WST reach their respective target scanning speeds and reach a constant speed synchronization state, the pattern area of the reticle R starts to be illuminated by illumination light from the illumination system IOP, and scanning exposure is started. The relative scanning is performed by the stage control system 20 controlling the reticle driving unit and the wafer driving device 34 (not shown) while monitoring the measurement values of the wafer interferometer 38 and the reticle interferometer 16 described above.

そして、ステージ制御系20は、レチクル駆動部及びウエハ駆動装置34を介してレチクルステージRST及びウエハステージWSTを同期制御する。その際、特に上記の走査露光時には、レチクルステージRSTのY軸方向の移動速度VとウエハステージWSTのY軸方向の移動速度Vとが、投影光学系PLの投影倍率(1/4倍あるいは1/5倍)に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。 The stage control system 20 synchronously controls the reticle stage RST and the wafer stage WST via the reticle driving unit and the wafer driving device 34. At this time, particularly at the time of the scanning exposure described above, the moving speed V W of the Y-axis direction of the moving velocity V R and the wafer stage WST in the Y-axis direction of the reticle stage RST, projection magnification (1/4 of the projection optical system PL Alternatively, the synchronization control is performed so that the speed ratio is maintained according to 1/5 times.

そして、レチクルRのパターン領域の異なる領域が照明光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハW上の第1ショット領域S1,1の走査露光が終了する。これにより、レチクルRのパターンが投影光学系PLを介して第1ショット領域S1,1に縮小転写される。なお、走査露光の終了後には、照明光によるレチクルRのパターン領域の照射を止める。 Then, different areas of the pattern area of the reticle R are sequentially illuminated with illumination light, and the illumination of the entire pattern area is completed, thereby completing the scanning exposure of the first shot areas S 1 , 1 on the wafer W. Thereby, the pattern of the reticle R is reduced and transferred to the first shot region S1,1 via the projection optical system PL. After the scanning exposure is finished, irradiation of the pattern area of the reticle R with illumination light is stopped.

以上のような走査露光における同期移動の際には、ウエハステージWST(ひいてはウエハW)の移動は、ウエハ駆動装置34の第1、第2のY軸モータ装置YMA、YMBによるY軸可動子48A、48Bの駆動によって行われる。   During the synchronous movement in the scanning exposure as described above, the movement of wafer stage WST (and thus wafer W) is performed by a Y-axis movable element 48A by first and second Y-axis motor apparatuses YMA and YMB of wafer drive unit 34. , 48B.

以上のようにして、第1ショット領域S1,1の走査露光が終了すると、主制御系22からの指示に基づき、ステージ制御系20がウエハ駆動装置34を制御してウエハステージWSTを、例えば図9に点線で示されるようなU字状の経路(あるいはコ字状若しくはV字状の経路)に従って、ウエハWを次のショット領域(ここでは、第2ショットS1,2)の走査露光の開始位置まで移動するショット領域間のステッピング動作を行う。このステッピング動作が終了した時点では、ウエハW(ウエハステージWST)の加速動作は終了しており、ウエハWはY軸方向に関してのみ速度を有する。なお、ショット領域間のステッピング動作については、更に後述する。 As described above, when the scanning exposure of the first shot region S1,1 is completed, the stage control system 20 controls the wafer driving device 34 based on an instruction from the main control system 22 to change the wafer stage WST, for example, accordance U-shaped path as indicated by the dotted line (or U-shaped or V-shaped paths) 9, a wafer W (in this case, the second shot S 1, 2) next shot area scanning exposure A stepping operation is performed between shot areas that move to the start position. At the time when this stepping operation is completed, the acceleration operation of wafer W (wafer stage WST) has been completed, and wafer W has a velocity only in the Y-axis direction. The stepping operation between shot areas will be further described later.

そして、ウエハW、レチクルRの移動方向が反対であることを除いて、第1ショット領域S1,1の場合と同様にして、第2ショット領域S1,2の走査露光を行う。 Then, scanning exposure of the second shot areas S 1 and 2 is performed in the same manner as in the case of the first shot areas S 1 and 1 except that the moving directions of the wafer W and the reticle R are opposite.

以後、上記のステップ動作と走査露光動作とを繰り返して、第1行のショット領域の走査露光を順次実行する。   Thereafter, the above-described step operation and scanning exposure operation are repeated, and scanning exposure of the shot area in the first row is sequentially executed.

そして、第1行の最後のショット領域S1,7の走査露光を終了すると、主制御系22からの指示に基づき、ステージ制御系20がウエハ駆動装置34を制御してウエハステージWSTを移動し、第2行の最初のショット領域S2,9の露光のための走査開始位置(加速開始位置)まで移動する、行間の移動動作を行う。 When the scanning exposure of the last shot areas S 1 and 7 in the first row is completed, the stage control system 20 controls the wafer drive unit 34 based on an instruction from the main control system 22 to move the wafer stage WST. Then, the movement operation between the lines is performed to move to the scanning start position (acceleration start position) for exposure of the first shot areas S 2 and 9 in the second line.

引き続き、第2行においても、ショット領域の露光順序が−X方向に進行することを除いて、第1行の場合と同様にして、各ショット領域の走査露光が実行される。以後、第1行及び第2行の場合と同様にして、最終行(第7行)までの各ショット領域の走査露光が実行される。   Subsequently, also in the second row, scanning exposure of each shot region is executed in the same manner as in the first row, except that the exposure order of the shot regions proceeds in the −X direction. Thereafter, scanning exposure of each shot area up to the last row (seventh row) is executed in the same manner as in the first and second rows.

以上のようにして、ウエハW上の最終ショット領域S8,1に対する走査露光が完了すると、ウエハWが不図示のアンローダによって、ウエハステージWSTからアンロードされる。かかるウエハWのアンロードにあたっては、アンロード位置までウエハステージWSTが移動する。こうして、1枚のウエハWに関する一連の露光処理が終了する。なお、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式によるウエハの露光動作時に、各ショット領域の走査開始位置でウエハステージWSTを停止させることなく移動している。 As described above, when the scanning exposure for the final shot areas S8, 1 on the wafer W is completed, the wafer W is unloaded from the wafer stage WST by an unloader (not shown). When unloading wafer W, wafer stage WST moves to the unload position. In this way, a series of exposure processes relating to one wafer W is completed. In the present embodiment, the wafer stage WST moves without stopping at the scanning start position of each shot area during the wafer exposure operation by the step-and-scan method.

上記の露光処理中の各動作に伴い、ウエハステージWSTのY軸方向への駆動にあたっては、主制御系22からの指示に応じ、ステージ制御系20により、第1及び第2Y軸モータ装置YMA,YMBによるY軸可動子48A,48Bに与えられる駆動力が、互いに同一の大きさ及び同一の方向となるように、電流制御がなされる。この場合、第1及び第2Y軸モータ装置YMA,YMBのY軸可動子48A,48Bが、前述のように、X軸方向及びZ軸方向について非接触で拘束されているので、第1及び第2Y軸モータ装置YMA,YMBによるY軸可動子48A,48Bの駆動が安定して行われる。   In accordance with each operation during the exposure process, when the wafer stage WST is driven in the Y-axis direction, the first and second Y-axis motor devices YMA, YMA, Y are controlled by the stage control system 20 in accordance with an instruction from the main control system 22. Current control is performed so that the driving forces applied to the Y-axis movable elements 48A and 48B by YMB have the same magnitude and the same direction. In this case, since the Y-axis movers 48A and 48B of the first and second Y-axis motor devices YMA and YMB are restrained in a non-contact manner in the X-axis direction and the Z-axis direction as described above, the first and second The Y-axis movable elements 48A and 48B are stably driven by the 2Y-axis motor devices YMA and YMB.

ここで、本実施形態においては、主制御系22がステージ制御系20からウエハステージWSTの2次元位置を得ている。そして、ウエハステージWSTが露光領域(露光処理中にウエハステージWSTが存在し得る領域)に位置している場合には、主制御系22(制御装置)が、ウエハステージWST、X軸固定子110及びY軸可動子48A,48Bと、Y軸固定子42A,42Bと、の質量比によって求められる、指令値(第1指令値)に基づいてY軸トリムモータ106A,108A,106B,108Bを制御する。すなわち、本実施形態の露光装置100のY軸固定子42A,42Bを上記第1実施形態におけるカウンタマス2と対応させた場合には、本実施形態の露光装置100のウエハステージWST、X軸固定子110及びY軸可動子48A,48Bが上記第1実施形態の制御対象物1と対応する。   Here, in the present embodiment, the main control system 22 obtains the two-dimensional position of the wafer stage WST from the stage control system 20. When wafer stage WST is located in the exposure area (area where wafer stage WST can exist during the exposure process), main control system 22 (control device) performs wafer stage WST and X-axis stator 110. The Y-axis trim motors 106A, 108A, 106B, and 108B are controlled based on a command value (first command value) obtained from the mass ratio of the Y-axis movers 48A and 48B and the Y-axis stators 42A and 42B. To do. That is, when the Y axis stators 42A and 42B of the exposure apparatus 100 of the present embodiment are made to correspond to the counter mass 2 in the first embodiment, the wafer stage WST and the X axis fixed of the exposure apparatus 100 of the present embodiment. The child 110 and the Y-axis movers 48A and 48B correspond to the control object 1 of the first embodiment.

この場合、第1及び第2Y軸モータ装置YMA,YMBによるY軸可動子48A,48Bの駆動の結果、Y軸固定子42A,42BにはY軸可動子48A,48Bの駆動方向とは反対方向の反力が発生し、かかる反力の作用により、Y軸固定子42A,42Bが移動する。そして、本実施形態の露光装置100においては、主制御系22(制御装置)が、ウエハステージWST、X軸固定子110及びY軸可動子48A,48Bと、Y軸固定子42A,42Bと、の質量比によって求められる指令値(第1指令値)に基づいてY軸トリムモータ106A,108A,106B,108Bを制御するため、カウンタマスとしてのY軸固定子42A,42Bに対して運動量保存則に従った移動が許容される。この結果、Y軸固定子42A,42Bに作用する反力はほぼ完全に吸収される。従って、Y軸可動子48A,48B、すなわちウエハステージWSTのY軸方向の駆動による反力に起因する振動の発生が露光領域(高精度領域)においてほぼ完全に防止される。   In this case, as a result of driving the Y-axis movers 48A and 48B by the first and second Y-axis motor devices YMA and YMB, the Y-axis stators 42A and 42B are directed in the direction opposite to the drive direction of the Y-axis movers 48A and 48B. The Y-axis stators 42A and 42B move due to the reaction force. In the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the main control system 22 (control apparatus) includes wafer stage WST, X-axis stator 110 and Y-axis movers 48A and 48B, Y-axis stators 42A and 42B, In order to control the Y-axis trim motors 106A, 108A, 106B, and 108B based on the command value (first command value) obtained by the mass ratio of the two, the momentum conservation law for the Y-axis stators 42A and 42B as the counter mass Movement is allowed. As a result, the reaction force acting on the Y-axis stators 42A and 42B is almost completely absorbed. Therefore, the occurrence of vibration due to the reaction force caused by driving the Y-axis movable elements 48A and 48B, that is, the wafer stage WST in the Y-axis direction, is almost completely prevented in the exposure region (high accuracy region).

また、ウエハステージWSTのX軸方向への駆動にあたっては、主制御系22からの指示に応じ、ステージ制御系20によりX軸モータXMによるX軸可動子112に与えられる駆動力が、所望の大きさ方向となるように、電流制御がなされる。   In driving the wafer stage WST in the X-axis direction, the driving force applied to the X-axis movable element 112 by the X-axis motor XM by the stage control system 20 in accordance with an instruction from the main control system 22 is a desired magnitude. Current control is performed so as to be in the right direction.

そして、ウエハステージWSTが露光領域に位置している場合には、主制御系22が、ウエハステージWSTとX軸固定子110との質量比によって求められる、指令値(第1指令値)に基づいて上述のX軸トリムモータを制御する。すなわち、本実施形態の露光装置100のX軸固定子110を上記第1実施形態におけるカウンタマス2と対応させた場合には、本実施形態の露光装置100のウエハステージWSTが上記第1実施形態の制御対象物1と対応する。   When wafer stage WST is located in the exposure area, main control system 22 is based on a command value (first command value) obtained by a mass ratio between wafer stage WST and X-axis stator 110. To control the above-mentioned X-axis trim motor. That is, when the X-axis stator 110 of the exposure apparatus 100 of the present embodiment is made to correspond to the counter mass 2 in the first embodiment, the wafer stage WST of the exposure apparatus 100 of the present embodiment is the first embodiment. This corresponds to the control object 1.

この場合、X軸モータ装置XMによるX軸可動子112の駆動の結果、X軸固定子110にはX軸可動子112の駆動方向とは反対方向の反力が発生し、かかる反力の作用により、X軸固定子110が移動する。そして、本実施形態の露光装置100においては、主制御系22が、ウエハステージWSTとX軸固定子110との質量比によって求められる指令値(第1指令値)に基づいて上述のX軸トリムモータを制御するため、X軸固定子110に対して運動量保存則に従った移動が許容される。この結果、X軸固定子110に作用する反力はほぼ完全に吸収される。従って、X軸可動子112、すなわちウエハステージWSTのX軸方向の駆動による反力に起因する振動の発生が露光領域(高精度領域)においてほぼ完全に防止される。   In this case, as a result of driving the X-axis movable element 112 by the X-axis motor device XM, a reaction force in the direction opposite to the driving direction of the X-axis movable element 112 is generated in the X-axis stator 110, and the reaction force is applied. As a result, the X-axis stator 110 moves. In the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the main control system 22 performs the above-described X-axis trim based on the command value (first command value) obtained from the mass ratio between the wafer stage WST and the X-axis stator 110. In order to control the motor, the X-axis stator 110 is allowed to move according to the momentum conservation law. As a result, the reaction force acting on the X-axis stator 110 is almost completely absorbed. Therefore, the occurrence of vibration due to the reaction force caused by driving the X-axis movable element 112, that is, the wafer stage WST, in the X-axis direction is almost completely prevented in the exposure region (high accuracy region).

ところで、上述した一連の動作に際し、例えばウエハステージWSTに対するウエハのロード、あるいはアンロードの際などには、ウエハのロード位置とウエハアライメントの開始位置(アライメント検出系ALGによるウエハのマーク又は基準マークの検出位置)との間、あるいはウエハのアンロード位置と露光終了位置との間では、ウエハステージWSTに対して露光領域ほど高い動作精度が要求されない。   By the way, during the series of operations described above, for example, when loading or unloading the wafer with respect to the wafer stage WST, the wafer loading position and the wafer alignment start position (of the wafer mark or reference mark by the alignment detection system ALG). As for the wafer stage WST, the operation accuracy as high as that of the exposure region is not required between the detection position and the wafer unload position and the exposure end position.

そこで、本実施形態の露光装置100では、ウエハステージWSTに対して露光領域ほど高い動作精度が要求されない領域(低精度領域)においては、主制御系22が、ウエハステージWST、X軸固定子110及びY軸可動子48A,48Bと、見かけ上の質量を増加させたY軸固定子42A,42Bと、の質量比(擬似的な質量比)によって求められる、指令値(第2指令値)に基づいてY軸トリムモータ106A,108A,106B,108Bを制御する。これによって、ウエハステージWSTに対して露光領域ほど高い動作精度が要求されない領域においてY軸固定子42A,42Bのストロークを小さくすることができる。なお、上記第1実施形態において説明したように、Y軸固定子42A,42Bの見かけ上の質量を増加させる場合には、Y軸トリムモータ106A,108A,106B,108Bによって、運動量保存則に従って移動する方向と反対方向にY軸固定子42A,42Bに対して推力を加えれば良い。
また、本実施形態の露光装置100では、ウエハステージWSTに対して露光領域ほど高い動作精度が要求されない領域においては、主制御系22が、ウエハステージWSTと、見かけ上の質量を増加させたX軸固定子110と、の質量比(擬似的な質量比)によって求められる、指令値(第2指令値)に基づいて上述のX軸トリムモータを制御する。これによって、ウエハステージWSTに対して露光領域ほど高い動作精度が要求されない領域においてX軸固定子110のストロークを小さくすることができる。なお、上記第1実施形態において説明したように、X軸固定子110の見かけ上の質量を増加させる場合には、X軸トリムモータによって、運動量保存則に従って移動する方向と反対方向にX軸固定子110に対して推力を加えれば良い。
このように、本実施形態の露光装置100によれば、Y軸固定子42A,42Bのストローク及びX軸固定子110のストロークを小さくすることができるため、露光装置100を小型化することが可能となる。
Therefore, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the main control system 22 performs the wafer stage WST and the X-axis stator 110 in a region (low accuracy region) where the operation accuracy as high as the exposure region is not required for the wafer stage WST. And a command value (second command value) obtained by a mass ratio (pseudo mass ratio) between the Y-axis movers 48A and 48B and the Y-axis stators 42A and 42B having an increased apparent mass. Based on this, the Y-axis trim motors 106A, 108A, 106B, and 108B are controlled. This makes it possible to reduce the strokes of the Y-axis stators 42A and 42B in a region where the operation accuracy is not as high as that of the exposure region with respect to wafer stage WST. As described in the first embodiment, when the apparent mass of the Y-axis stators 42A and 42B is increased, the Y-axis trim motors 106A, 108A, 106B, and 108B are moved according to the momentum conservation law. What is necessary is just to apply a thrust with respect to the Y-axis stators 42A and 42B in the opposite direction.
Further, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, in the region where the operation accuracy as high as the exposure region is not required for the wafer stage WST, the main control system 22 increases the apparent mass with the wafer stage WST. The above-described X-axis trim motor is controlled based on a command value (second command value) obtained by a mass ratio (pseudo mass ratio) between the shaft stator 110 and the shaft stator 110. As a result, the stroke of the X-axis stator 110 can be reduced in a region where the operation accuracy as high as the exposure region is not required with respect to wafer stage WST. As described in the first embodiment, when the apparent mass of the X-axis stator 110 is increased, the X-axis is fixed in the direction opposite to the direction of movement according to the momentum conservation law by the X-axis trim motor. What is necessary is just to apply a thrust with respect to the child 110.
As described above, according to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the strokes of the Y-axis stators 42A and 42B and the stroke of the X-axis stator 110 can be reduced, so that the exposure apparatus 100 can be downsized. It becomes.

そして、本実施形態の露光装置100においては、上記第1実施形態のように、露光領域から当該露光領域ほどウエハステージWSTに対して高い動作精度が要求されない領域にウエハステージWSTが移動する際、あるいは、露光領域ほどウエハステージWSTに対して高い動作精度が要求されない領域から露光領域にウエハステージWSTが移動する際において、Y軸トリムモータ106A,108A,106B,108Bを制御するための指令値同士が連続とされている。また、同様に、X軸トリムモータを制御するための指令値同士も連続とされている。
このため、露光領域から当該露光領域ほどウエハステージWSTに対して高い動作精度が要求されない領域にウエハステージWSTが移動する際、あるいは、露光領域ほどウエハステージWSTに対して高い動作精度が要求されない領域から露光領域にウエハステージWSTが移動する際に制御的な飛びが生じることを防止することができ、振動が発生することを防止することが可能となる。
In the exposure apparatus 100 of the present embodiment, when the wafer stage WST moves from the exposure area to an area where high operation accuracy is not required for the wafer stage WST from the exposure area as in the first embodiment, Alternatively, when wafer stage WST moves from an area where higher operation accuracy is not required for wafer stage WST to the exposure area, the command values for controlling Y-axis trim motors 106A, 108A, 106B, 108B Is continuous. Similarly, command values for controlling the X-axis trim motor are also continuous.
For this reason, when wafer stage WST moves from an exposure area to an area where higher operation accuracy is not required for wafer stage WST, or an area where exposure operation is not required for wafer stage WST. As a result, it is possible to prevent a control jump from occurring when the wafer stage WST moves from the exposure area to the exposure area, and it is possible to prevent vibrations from occurring.

また、本実施形態では、X軸固定子及びY軸固定子がウエハステージの反力を吸収するカウンタマスとされているので、ウエハステージとは別個にカウンタマスを用意しなくても、ウエハステージの駆動により生じる反力に起因する振動を吸収することができる。このため、露光装置全体のフットプリントの狭小化を図ることが可能となる。   In this embodiment, since the X-axis stator and the Y-axis stator are counter masses that absorb the reaction force of the wafer stage, the wafer stage can be obtained without preparing a counter mass separately from the wafer stage. It is possible to absorb the vibration caused by the reaction force generated by the driving of. For this reason, it is possible to reduce the footprint of the entire exposure apparatus.

なお、上記実施形態では、ウエハに対して第2層目(セカンドレイヤ)以降の層の露光処理を行う場合について説明したが、これに限らず、ウエハの位置合わせ(サーチアライメント、ファインアライメント)が行なわれないことを除いて第2層目(セカンドレイヤ)以降の層の露光処理と同様に行なわれるウエハの第1層目(ファーストレイヤ)の露光処理についても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the case where the second layer (second layer) and subsequent layers are exposed to the wafer has been described. However, the present invention is not limited to this, and wafer alignment (search alignment, fine alignment) is performed. The same effect as that of the above-described embodiment is also obtained for the exposure processing of the first layer (first layer) of the wafer, which is performed in the same manner as the exposure processing of the second layer (second layer) and the subsequent layers except that it is not performed. Obtainable.

なお、ウエハステージWSTが第1指令値によって第1の動作精度で駆動されるか、あるいは第2指令値によって第2の動作精度で駆動されるかは、ウエハステージWSTの位置(現在位置や目標位置)に応じて切り替えるようにしても良いが、これに限定されるものではない。露光装置100で設定される露光シーケンスや、測定シーケンス等の各種シーケンスに応じて適宜設定することが可能である。例えば、ウエハステージWSTが上記露光領域に位置している場合でも、その領域内で第1の動作精度と第2の動作精度とを切り替えるように設定しても良い。また、ウエハステージWSTの目標位置が予め各種シーケンスにおける経過時間(時間軸)に応じて設定されているような場合には、主制御系22は、その経過時間に応じてウエハステージWSTを第1の動作精度で駆動するか、第2の動作精度で駆動するかを切り替え、その際に第1指令値と第2指令値とが連続となるように設定すれば良い。   Whether wafer stage WST is driven with the first command value with the first operation accuracy or the second command value with the second operation accuracy depends on the position of wafer stage WST (current position or target). However, the present invention is not limited to this. It can be set as appropriate according to various sequences such as an exposure sequence set by the exposure apparatus 100 and a measurement sequence. For example, even when wafer stage WST is located in the exposure region, the first operation accuracy and the second operation accuracy may be switched within the region. If the target position of wafer stage WST is set in advance according to the elapsed time (time axis) in various sequences, main control system 22 moves wafer stage WST to the first position according to the elapsed time. It is only necessary to switch between driving with the above operating accuracy or driving with the second operating accuracy, and setting the first command value and the second command value to be continuous at that time.

なお、上記の説明では、説明の簡略化のため特に触れなかったが、ウエハ駆動装置が、ウエハステージWSTをY軸方向に駆動する左右一組のモータとしてのY軸モータ装置YMA、YMBを含み、かつカウンタマスとしてのY軸固定子42A、42Bは、各Y軸モータ装置YMA、YMBに個別に対応して設けられている。ただし、そのようなこう性に限るものではなく、例えば、Y軸固定子42A、42Bを共通の部材上に設置して両者を一体化し、1つのカウンタマスとして構成しても良い。また、ウエハステージWSTのX軸方向の位置に応じてウエハステージWSTを含む前述の可動部の重心位置が異なるので、ウエハステージWSTをY軸方向に正確に駆動する際には、主制御系22は、ウエハステージWSTのX軸方向の位置に応じてY軸モータ装置YMA、YMBにそれぞれに対する推力配分を考慮して、上記転写動作シーケンス中、上記Y軸固定子42A、42Bを個別に制御することとしても良い。かかる場合には、露光時間中のY軸固定子42A、42Bそれぞれの変位を時間軸を横軸とする直交座標系上でプロットし、これを最小二乗近似した速度に応じた速度をY軸固定子42A、42Bに与えることとすることが望ましい。   Although not particularly mentioned in the above description for simplification of description, the wafer driving device includes Y-axis motor devices YMA and YMB as a pair of left and right motors for driving wafer stage WST in the Y-axis direction. The Y-axis stators 42A and 42B as counter masses are provided individually corresponding to the Y-axis motor devices YMA and YMB. However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, the Y-axis stators 42A and 42B may be installed on a common member, and both may be integrated to constitute a single counter mass. Further, since the position of the center of gravity of the above-mentioned movable part including wafer stage WST differs according to the position of wafer stage WST in the X-axis direction, main drive system 22 is used when driving wafer stage WST in the Y-axis direction accurately. Controls the Y-axis stators 42A and 42B individually during the transfer operation sequence in consideration of thrust distribution to the Y-axis motor devices YMA and YMB according to the position of the wafer stage WST in the X-axis direction. It's also good. In such a case, the displacements of the Y-axis stators 42A and 42B during the exposure time are plotted on an orthogonal coordinate system with the time axis as the horizontal axis, and the speed corresponding to the speed obtained by approximating the least squares is fixed to the Y-axis. It is desirable to give to the children 42A and 42B.

なお、本実施形態では、ウエハステージWSTの反力を吸収する機構として、ウエハステージWSTを移動させる各モータ装置の固定子を用いる構成としたが、これに限らず、各モータ装置とは別にカウンタマスを設けることも可能である。   In the present embodiment, the mechanism for absorbing the reaction force of wafer stage WST is configured to use the stator of each motor device that moves wafer stage WST. However, the present invention is not limited to this, and a counter is provided separately from each motor device. It is also possible to provide a mass.

また、本実施形態では、ウエハステージWSTを1つだけ備える構成としたが、これに限らず、互いに独立して2次元移動が可能な2つのウエハステージを備える構成とすることができる。この場合、二つのアライメント検出系を持つタイプ(すなわち、一方のウエハステージが一方のアライメント検出系と投影光学系PLとの間で移動し、他方のウエハステージが他方のアライメント検出系と投影光学系PLとの間で移動するタイプ)のダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパにも、一つのアライメント検出系のみを持つタイプ(すなわち、2つのウエハステージが投影光学系とアライメント検出系との間で交互に入れ替わるタイプ)のダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパにも本発明は好適に適用することができる。また、ダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパ(露光装置)では、2つのウエハステージにそれぞれ対応して別々のカウンタマスを設けても良いし、あるいは2つのウエハステージで共通のカウンタマスを設けるだけでも良い。特に後者では、例えば国際公開WO01/47001号パンフレットに開示されているように、2つのウエハステージが載置される可動定盤をカウンタマスとして用いても良い。   In the present embodiment, the configuration includes only one wafer stage WST. However, the configuration is not limited thereto, and the configuration may include two wafer stages that can be two-dimensionally moved independently of each other. In this case, a type having two alignment detection systems (that is, one wafer stage moves between one alignment detection system and projection optical system PL, and the other wafer stage moves to the other alignment detection system and projection optical system. The type that has only one alignment detection system (ie, two wafer stages alternate between the projection optical system and the alignment detection system). The present invention can also be suitably applied to a scanning stepper of a double wafer stage type. In addition, in a double wafer stage type scanning stepper (exposure apparatus), a separate counter mass may be provided for each of the two wafer stages, or a common counter mass may be provided only for the two wafer stages. good. Particularly in the latter case, a movable surface plate on which two wafer stages are placed may be used as a counter mass, as disclosed in, for example, pamphlet of International Publication No. WO01 / 47001.

また、レチクルステージの駆動によって生じる反力を吸収するためのカウンタマスを設置し、当該カウンタマスを上記第1実施形態の制御方法によって制御することも可能である。   It is also possible to install a counter mass for absorbing a reaction force generated by driving the reticle stage, and to control the counter mass by the control method of the first embodiment.

また、本実施形態の露光装置は床面(又はベース)F上で防振ユニットに支持されるベースにウエハステージWSTが載置されるものとしたが、例えば上記ウエハステージWSTが載置されるベースを鏡筒定盤30に吊り下げる構造としても良く、要は本発明が適用される露光装置のボディ構造は上記各実施形態に限られるものではなく任意で構わない。   In the exposure apparatus according to the present embodiment, the wafer stage WST is mounted on the base (or base) F supported by the vibration isolation unit. For example, the wafer stage WST is mounted. A structure in which the base is suspended from the lens barrel base plate 30 may be used. In short, the body structure of the exposure apparatus to which the present invention is applied is not limited to the above embodiments, and may be arbitrary.

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)、有機EL、マイクロマシン、DNAチップ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。   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 used to manufacture a device pattern, which transfers a device pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus used to manufacture an image sensor (CCD, etc.), organic EL, micromachine, DNA chip, etc. it can.

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。   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 onto 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.

また、本発明に係る露光装置では、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(LaB)、タンタル(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。また、本発明に係る露光装置では、露光光として、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。 In the exposure apparatus according to the present invention, not only the projection optical system but also a charged particle beam optical system such as an X-ray optical system or an electron optical system can 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 thermionic emission type lanthanum hexabolite (LaB 6 ) and tantalum (Ta) are used as an electron gun. Can be used. Needless to say, the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state. In the exposure apparatus according to the present invention, the exposure light is not limited to the light in the far ultraviolet region and the vacuum ultraviolet region described above, and EUV light in a soft X-ray region having a wavelength of about 5 to 30 nm may be used.

また、例えば真空紫外光としては、ArFエキシマレーザ光やF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テルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 For example, ArF excimer laser light, F 2 laser light, or the like is used as vacuum ultraviolet light. However, the present invention is not limited to this, and a single wavelength laser in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is used. For example, harmonics obtained by amplifying light with a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium) and converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.

また、本実施形態では、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。   In the present 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.

なお、複数のレンズ等から構成される照明ユニット、投影光学系などを露光装置本体に組み込み、光学調整をする。そして、上記のX軸固定子、X軸可動子、Y軸固定子、ウエハステージ、レチクルステージ、並びにその他の様々な部品を機械的及び電気的に組み合わせて調整し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより、本実施形態の露光装置100等の本発明に係る露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。   An illumination unit composed of a plurality of lenses and the like, a projection optical system, and the like are incorporated in the exposure apparatus body, and optical adjustment is performed. Then, the above-mentioned X-axis stator, X-axis mover, Y-axis stator, wafer stage, reticle stage, and various other parts are adjusted in combination mechanically and electrically, and further integrated adjustment (electric adjustment, By performing the operation check or the like, the exposure apparatus according to the present invention such as the exposure apparatus 100 of the present embodiment can be manufactured. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

また、半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図10に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、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露光処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。   In addition, as shown in FIG. 10, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate of the device. Step 203 for manufacturing a substrate, exposure processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, and packaging process) 205, inspection step 206 And so on.

本発明の一実施形態である制御方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the control method which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である制御方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the control method which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である露光装置100の構成を概略的に示す図である。1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus 100 that is an embodiment of the present invention. FIG. 図3のウエハステージ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the wafer stage apparatus of FIG. 図4のウエハステージ及びその駆動装置を一部破断して示す図である。FIG. 5 is a partially cutaway view of the wafer stage and its driving device in FIG. 4. (A)が図4のD−D線断面図であり、(B)が図4のY軸固定子42B及び枠体44Bを+X方向から見た図である。(A) is the DD sectional view taken on the line of FIG. 4, (B) is the figure which looked at the Y-axis stator 42B and the frame 44B of FIG. 4 from + X direction. 図5からX軸固定子を取り去り、X軸可動子の一部を破断して示す図である。It is a figure which removes an X axis stator from Drawing 5, and shows a part of X axis mover fractured. X軸モータ装置XM及びY軸可動子48A,48Bを高さ方向中央やや上方の位置でXY面に平行な面に沿って断面し、その一部を省略して示す図である。FIG. 5 is a view showing a cross section of the X-axis motor device XM and Y-axis movers 48A and 48B along a plane parallel to the XY plane at a position slightly above the center in the height direction, with a part thereof omitted. ウエハ上の複数のショット領域に対する照明光の移動軌跡の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the movement locus | trajectory of the illumination light with respect to the several shot area | region on a wafer. 本発明の一実施形態であるデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing method of the device which is one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

R…レチクル(マスク)、W…ウエハ(感光物体)、RST…レチクルステージ(マスクステージ)、WST…ウエハステージ(感光物体ステージ)、1……制御対象物、2……カウンタマス、15…レチクル駆動部(駆動系の一部)、20…ステージ制御系(駆動系の一部)、22…主制御系(制御装置)、34…ウエハ駆動装置(駆動系の一部)、42A,42B…Y軸固定子(カウンタマス)、106A,108A,106B,108B…Y軸トリムモータ(カウンタマス駆動系の一部)、100…露光装置、110…X軸固定子(カウンタマス)。



R ... reticle (mask), W ... wafer (photosensitive object), RST ... reticle stage (mask stage), WST ... wafer stage (photosensitive object stage), 1 ... controlled object, 2 ... counter mass, 15 ... reticle Drive unit (part of drive system), 20 ... Stage control system (part of drive system), 22 ... Main control system (control device), 34 ... Wafer drive unit (part of drive system), 42A, 42B ... Y axis stator (counter mass), 106A, 108A, 106B, 108B... Y axis trim motor (part of the counter mass drive system), 100... Exposure apparatus, 110.



Claims (13)

基準平面上において制御対象物が駆動されることによって生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンタマスを指令値に基づいて制御する制御方法であって、
前記制御対象物を第1の動作精度で駆動する場合に前記制御対象物と前記カウンタマスとの質量比によって求められる第1指令値に基づいて前記カウンタマスを制御する第1ステップと、
前記制御対象物を前記第1の動作精度と異なる第2の動作精度で駆動する場合に第2指令値に基づいて前記カウンタマスを制御する第2ステップと
を有し、
前記第1ステップと前記第2ステップとの切り替え時において前記第1指令値と前記第2指令値とを連続とする
ことを特徴とする制御方法。
A control method for controlling a counter mass that moves according to a law of conservation of momentum based on a command value by an action of a reaction force generated by driving a control object on a reference plane,
A first step of controlling the counter mass based on a first command value obtained by a mass ratio between the control object and the counter mass when the control object is driven with a first operation accuracy;
A second step of controlling the counter mass based on a second command value when the control target is driven with a second operation accuracy different from the first operation accuracy;
The control method characterized in that the first command value and the second command value are made continuous at the time of switching between the first step and the second step.
前記第2指令値は、前記カウンタマスの見かけ上の質量を変化させることによって算出される擬似的な前記質量比によって求められることを特徴とする請求項1記載の制御方法。 The control method according to claim 1, wherein the second command value is obtained by the pseudo mass ratio calculated by changing an apparent mass of the counter mass. 前記カウンタマスの見かけ上の質量を増加させることを特徴とする請求項2記載の制御方法。 The control method according to claim 2, wherein an apparent mass of the counter mass is increased. 前記カウンタマスのストローク許容範囲に基づいて前記カウンタマスの見かけ上の質量を変化させることを特徴とする請求項2記載の制御方法。 The control method according to claim 2, wherein an apparent mass of the counter mass is changed based on a stroke allowable range of the counter mass. 前記第1の動作精度が相対的に高い動作精度であり、前記第2の動作精度が相対的に低い動作精度であることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の制御方法。 The control method according to claim 1, wherein the first operation accuracy is a relatively high operation accuracy, and the second operation accuracy is a relatively low operation accuracy. マスクに形成されたパターンを感光物体上の領域に転写する露光方法であって、
前記マスクが載置されるマスクステージあるいは/及び前記感光物体が載置される感光物体ステージを前記制御対象物の少なくとも一部とし、前記マスクステージあるいは/及び前記感光物体ステージが駆動されることによって生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンタマスを請求項1〜5いずれかに記載の制御方法によって制御することを特徴とする露光方法。
An exposure method for transferring a pattern formed on a mask to an area on a photosensitive object,
A mask stage on which the mask is placed and / or a photosensitive object stage on which the photosensitive object is placed is at least a part of the control target, and the mask stage and / or the photosensitive object stage is driven. 6. An exposure method comprising: controlling a counter mass that moves according to a law of conservation of momentum by the action of a reaction force generated by the control method according to claim 1.
請求項6記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。 A device manufacturing method using the exposure method according to claim 6. ステージと、
前記ステージを基準平面上において駆動する駆動系と、
前記駆動系による前記ステージの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンタマスと、
前記カウンタマスを駆動するカウンタマス駆動系と、
前記ステージを第1の動作精度で駆動する場合に前記ステージと前記カウンタマスとの質量比によって求められる前記第1指令値に基づいて前記カウンタマス駆動系を制御し、前記ステージを前記第1の動作精度と異なる第2の動作精度で駆動する場合に前記第1指令値と切り替え時において連続とされる第2指令値に基づいて前記カウンタマス駆動系を制御する制御装置と
を備えることを特徴とするステージ装置。
Stage,
A drive system for driving the stage on a reference plane;
A counter mass that moves according to a law of conservation of momentum by the action of a reaction force generated when the stage is driven by the drive system;
A counter mass drive system for driving the counter mass;
When the stage is driven with a first operation accuracy, the counter mass drive system is controlled based on the first command value obtained by the mass ratio between the stage and the counter mass, and the stage is moved to the first stage. A control device that controls the counter mass drive system based on the first command value and a second command value that is continuous at the time of switching when driving with a second operation accuracy different from the operation accuracy. A stage device.
前記第2指令値が、前記カウンタマスの見かけ上の質量を変化させることによって算出される擬似的な前記質量比によって求められる値であり、
前記制御装置は、前記第2指令値に基づいて、前記カウンタマスに推力が加わるように前記カウンタマス駆動系を制御することを特徴とする請求項8記載のステージ装置。
The second command value is a value determined by the pseudo mass ratio calculated by changing the apparent mass of the counter mass;
9. The stage device according to claim 8, wherein the control device controls the counter mass drive system so that a thrust is applied to the counter mass based on the second command value.
前記第2指令値が前記カウンタマスの見かけ上の質量を増加させることによって算出される擬似的な前記質量比によって求められる値であり、
前記制御装置は、前記第2指令値に基づいて、前記運動量保存則に従った運動の方向と反対方向に前記カウンタマスに推力が加わるように前記カウンタマス駆動系を制御することを特徴とする請求項8記載のステージ装置。
The second command value is a value obtained by the pseudo mass ratio calculated by increasing the apparent mass of the counter mass;
The control device controls the counter mass drive system based on the second command value so that thrust is applied to the counter mass in a direction opposite to the direction of motion according to the law of conservation of momentum. The stage apparatus according to claim 8.
前記第2指令値が、前記カウンタマスのストローク許容範囲に基づいて前記カウンタマスの見かけ上の質量を変化させることによって算出される擬似的な前記質量比によって求められる値であることを特徴とする請求項8記載のステージ装置。 The second command value is a value obtained by a pseudo mass ratio calculated by changing an apparent mass of the counter mass based on a stroke allowable range of the counter mass. The stage apparatus according to claim 8. 前記第1の動作精度が相対的に高い動作精度であり、前記第2の動作精度が相対的に低い動作精度であることを特徴とする請求項8〜11いずれかに記載のステージ装置。 12. The stage apparatus according to claim 8, wherein the first operation accuracy is a relatively high operation accuracy, and the second operation accuracy is a relatively low operation accuracy. マスクに形成されたパターンを感光物体上の領域に転写する露光装置であって、
前記マスクが載置されるマスクステージ装置と、前記感光物体が載置される感光物体ステージ装置とを備え、前記マスクステージ装置あるいは/及び前記感光物体ステージ装置として請求項8〜12いずれかに記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。



An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask to an area on a photosensitive object,
13. A mask stage device on which the mask is placed and a photosensitive object stage device on which the photosensitive object is placed, the mask stage device and / or the photosensitive object stage device as claimed in any one of claims 8 to 12. An exposure apparatus using the stage apparatus.



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