JP2006190832A - Control method, exposure method, method of manufacturing device, stage and exposure device - Google Patents
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Abstract
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。
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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
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
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）、Ｆ２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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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-
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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-
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
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-
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-
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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-
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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ＶＲとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶＷ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
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
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
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
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
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
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-
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
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,
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
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
Further, in the
As described above, according to the
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
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
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-
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
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（ＬａＢ６）、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Ｆ２レーザ光などが用いられるが、これに限らず、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）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
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
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)
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.
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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