JPH11317350A - Stage equipment, aligner and manufacture of device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the deformation or inclination of a stage, by locating the place, at which driving means substantially actuates a driving force on the stage, between the center of gravity of the stage and a guiding surface as viewed in the direction parallel with the guiding surface. SOLUTION: The weight of a Y-stage 101 is reduced by performing a so- called 'lightening process' while providing a plurality of longitudinally extending grooves or through holes in the stage 101. At this time, the lightening process is performed in larger amounts on the lower side of the stage 101 than on the upper side, so that the center of gravity of the stage 101 is located at a higher position than driving power points 102 and 103. As a result, a rotation moment attributable to driving power is canceled out by a rotation moment attributable to resistance force. Therefore, rotation moment obtained by combining these moments is decreased, and thus the inclination of an object to be driven can be decreased. As a result, the machining tolerance of the object to be driven, e.g. a wafer or the like mounted on the stage can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスや
液晶デバイスのリソグラフィ工程等で用いる露光装置や
この露光装置に好適なステージ装置、ならびにデバイス
生産方法に関する。The present invention relates to an exposure apparatus used in a lithography process of a semiconductor device or a liquid crystal device, a stage apparatus suitable for the exposure apparatus, and a device production method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、半導体デバイス等の製造に用いら
れる露光装置としては、基板（ウエハやガラス基板）を
ステップ移動させながら基板上の複数の露光領域に原版
（レチクルやマスク）のパターンを投影光学系を介して
順次露光するステップ・アンド・リピート型の露光装置
（ステッパと称することもある）や、ステップ移動と走
査露光とを繰り返すことにより、基板上の複数の領域に
露光転写を繰り返すステップ・アンド・スキャン型の露
光装置（スキャナまたは走査型露光装置と称することも
ある）が代表的である。特にステップ・アンド・スキャ
ン型は、スリットにより制限して投影光学系の比較的光
軸に近い部分のみを使用しているため、より高精度且つ
広画角な微細パターンの露光が可能となっており、今後
の主流となると見られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device or the like, a pattern of an original (reticle or mask) is projected onto a plurality of exposure regions on a substrate while stepping a substrate (wafer or glass substrate). A step-and-repeat type exposure apparatus (also referred to as a stepper) for sequentially exposing through an optical system, or a step of repeating exposure and transfer to a plurality of regions on a substrate by repeating step movement and scanning exposure An and scan type exposure apparatus (also referred to as a scanner or a scanning type exposure apparatus) is typical. In particular, since the step-and-scan type uses only a portion relatively close to the optical axis of the projection optical system limited by a slit, it is possible to expose a fine pattern with higher precision and a wider angle of view. It is expected to become the mainstream in the future.

【０００３】これらの露光装置では、レチクルやウエハ
をスキャンしたり、ステップ移動させるためのステージ
が用いられている。従来、このようなステージでは、重
心と概略一致する面上を駆動力点とすることが良いとさ
れてきた。また、実際には、レーザ干渉計等を使用して
位置計測する場合では、計測点と近い点を駆動力点とす
ることのメリットと、干渉計を丈夫に配置した方が構成
が容易になることから、重心より上部を駆動力点とする
場合が多かった。[0003] In these exposure apparatuses, a stage for scanning a reticle or a wafer or moving the step is used. Conventionally, in such a stage, it has been considered that a driving force point should be set on a plane substantially coincident with the center of gravity. In addition, in actuality, when measuring the position using a laser interferometer, etc., the merit of setting the point close to the measurement point as the driving force point and the fact that the interferometer is ruggedly arranged makes the configuration easier Therefore, the driving force point is often located above the center of gravity.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らは鋭意検討の結果、重心より上部を駆動力点とした
場合、駆動物体であるステージに変形や傾きが生じ、ス
テージに搭載されたウエハ等、被加工物の加工精度が低
下することを見出した。本発明は、ステージの変形や傾
きを少なくしたステージ装置の提供を目的とする。However, as a result of intensive studies, the present inventors have found that when the driving force point is located above the center of gravity, the stage as a driving object is deformed or tilted, and the wafer or the like mounted on the stage is damaged. It has been found that the processing accuracy of the workpiece decreases. An object of the present invention is to provide a stage device in which deformation and inclination of a stage are reduced.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、案内面を有する案内手段と、該案内面上
に沿って滑動可能なステージと、該案内面とほぼ平行な
駆動力を発生して該ステージを駆動する駆動手段とを有
し、該駆動手段が該ステージに駆動力を与える実質的な
場所は、該案内面と平行な方向から見て、該ステージの
重心と該案内面との間に位置することを特徴とする。According to the present invention, a guide means having a guide surface, a stage slidable along the guide surface, and a driving force substantially parallel to the guide surface are provided. And a driving means for driving the stage by generating a driving force, and a substantial place where the driving means applies a driving force to the stage is, when viewed from a direction parallel to the guide surface, a center of gravity of the stage and It is characterized by being located between the guide surface.

【０００６】本発明の好ましい実施例において、前記案
内面から前記ステージを支持するための静圧軸受けを該
ステージに設けている。前記ステージに駆動力を与える
場所ｄは、ｄをステージの重心から下向きに見た駆動力
点の高さ、Ｄを重心と案内面との距離、μを静圧軸受と
案内面の間の摩擦係数、Ｎを静圧軸受と案内面の間の垂
直抗力、ｆ₂ を駆動力としたとき、ｄ≦μＮＤ／ｆ₂
（但し、０≦ｄ≦Ｄ）の式により算出される。または、
さらに、Ｃを静圧軸受と案内面の粘性係数、ｄｘ／ｄｔ
をステージの速度としたとき、ｄ≦（μＮＤ＋ＣＤ（ｄ
ｘ／ｄｔ））／ｆ₂ （但し、０≦ｄ≦Ｄ）の式により算
出される。特に後者の式は、前記ステージが加速、定
速、減速の台形状の時間速度曲線に沿って駆動されるス
テージ装置に好適に用いられ、ｄｘ／ｄｔを該定速時の
速度としたとき、等号が成り立つようにしている。In a preferred embodiment of the present invention, the stage is provided with a static pressure bearing for supporting the stage from the guide surface. The place d for applying a driving force to the stage is as follows: d is the height of the driving force point as viewed downward from the center of gravity of the stage, D is the distance between the center of gravity and the guide surface, and μ is the coefficient of friction between the hydrostatic bearing and the guide surface. , N where d is the normal force between the hydrostatic bearing and the guide surface and f ₂ is the driving force, d ≦ μND / f ₂
(Where 0 ≦ d ≦ D). Or
Further, C is the viscosity coefficient of the hydrostatic bearing and the guide surface, dx / dt.
Is the stage speed, d ≦ (μND + CD (d
x / dt)) / f ₂ (where 0 ≦ d ≦ D). In particular, the latter formula is suitably used for a stage device in which the stage is driven along a trapezoidal time-speed curve of acceleration, constant speed, and deceleration, where dx / dt is the speed at the constant speed. The equal sign is satisfied.

【０００７】[0007]

【作用】従来のステージ装置においては、重心と概略一
致する面上を駆動力点とすることが良いとされており、
一方、実際には、レーザ干渉計の計測点と近い点を駆動
力点とする方が得策である等の理由で、重心より上部を
駆動力点とする場合が多かった。In a conventional stage device, it is considered that a point substantially coincident with the center of gravity should be set as a driving force point.
On the other hand, in practice, it is often the case that the driving force point is located above the center of gravity because it is better to use a point near the measurement point of the laser interferometer as the driving force point.

【０００８】しかしながら、物体が移動する際には、軸
受面と案内面などに存在する摩擦、粘性、磁気ヒステリ
シスなどによる抵抗力を受け、その結果回転モーメント
が発生する。エアーガイドステージのように抵抗力を減
らしたものでも、程度の差はあるが回転モーメントが発
生している。However, when an object moves, it receives a resistance force due to friction, viscosity, magnetic hysteresis, and the like existing on the bearing surface and the guide surface, and as a result, a rotational moment is generated. Even though the resistance is reduced as in an air guide stage, a rotational moment is generated to varying degrees.

【０００９】そのため、ウエハや液晶基板のように、被
加工物の平面度が要求される物体を搭載して、高速で移
動するステージの場合には、駆動によって発生する回転
モーメントによって、ウエハ等の被加工物の傾きが発生
する。この傾きがあると、結像が一部でデフォーカスす
るために、被加工物の欠陥が生じる。For this reason, in the case of a stage that moves at a high speed, such as a wafer or a liquid crystal substrate, on which an object requiring flatness of a workpiece is mounted, the rotational moment generated by the driving causes The workpiece is tilted. If there is such an inclination, a part of the image is defocused, so that a defect of the workpiece occurs.

【００１０】駆動物体の重心と、案内面との中間点を駆
動点とすると、発生する回転モーメント成分を小さくす
ることができる。その結果、回転方向の振動特性が改善
され、結像性能も向上する。When the midpoint between the center of gravity of the driving object and the guide surface is set as the driving point, the generated rotational moment component can be reduced. As a result, the vibration characteristics in the rotation direction are improved, and the imaging performance is also improved.

【００１１】図２は、本発明を説明する模式図である。
図２において、駆動物体の重心をＧ、抵抗力をＦ_r、駆
動力をｆ₀ ，ｆ₁ ，ｆ₂ とする。ｆ₀ は、駆動力点がち
ょうど駆動物体の重心にある場合、ｆ₁ は、駆動力点が
駆動物体の重心より距離ｄだけ上部にある場合、ｆ₂
は、駆動力点が駆動物体の重心より距離ｄだけ下部にあ
る場合にそれぞれ対応している。それぞれの場合の運動
方程式を表１にまとめる。表１において、Ｄは重心から
案内面までの距離、Ｍは駆動物体の質量、Ｊは駆動物体
の慣性モーメント、Ｋは軸受の剛性、Ｌは軸受による支
持スパン、ｘは並進方向の移動距離である。ｆ₂ の場合
には回転を表わす運動方程式の右辺は、抵抗力によるモ
ーメントＦ_rＤと駆動力によるモーメントｆ₂ ｄとが相
殺することがわかる。したがってｆ₂ の場合が最も有利
となる。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the present invention.
In FIG. 2, the center of gravity of the driving object is G, the resistance is F _r , and the driving forces are f ₀ , f ₁ , and f ₂ . f ₀ is when the driving force point is exactly at the center of gravity of the driving object, f ₁ is when the driving force point is above the center of gravity of the driving object by distance d, f ₂
Respectively correspond to the case where the driving force point is below the center of gravity of the driving object by the distance d. Table 1 summarizes the equations of motion in each case. In Table 1, D is the distance from the center of gravity to the guide surface, M is the mass of the driven object, J is the moment of inertia of the driven object, K is the stiffness of the bearing, L is the support span of the bearing, and x is the translation distance in the translation direction. is there. In the case of f ₂ , it can be seen that the moment F _r D due to the resistance force and the moment f ₂ d due to the driving force cancel out on the right side of the equation of motion representing rotation. Therefore, the case of f ₂ is most advantageous.

【００１２】[0012]

【表１】 [Table 1]

【００１３】上記は、駆動物体が完全剛体の場合で考察
している。しかし実際の半導体露光装置の場合は複雑な
構造体の組み合わせから構成されていて、弾性変形が存
在する。また一般に、上部構造と比較して下部構造の方
を高い剛性を持たせて駆動物体を形成する。したがって
重心より下部を駆動力点としたほうが、駆動物体の変形
を小さく抑えることができる。The above discussion is based on the case where the driving object is a completely rigid body. However, an actual semiconductor exposure apparatus is composed of a combination of complicated structures, and has an elastic deformation. In general, the lower structure has higher rigidity than the upper structure to form the driving object. Therefore, when the driving force point is lower than the center of gravity, the deformation of the driving object can be reduced.

【００１４】なお、上記の構成をとると、レーザ干渉計
の計測点との距離が大きくなるため、制御の点で不利と
なる場合がある。その際には、例えば２軸の干渉計を用
いて、傾き成分を計測することを併用すれば、良好な精
度で制御することができる。In the above configuration, the distance from the measurement point of the laser interferometer increases, which may be disadvantageous in terms of control. In this case, the control can be performed with good accuracy by using the measurement of the tilt component using, for example, a two-axis interferometer.

【００１５】[0015]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る半導体デバイス製造
用露光装置の概略図である。本実施例は、レチクルとウ
エハを共に同期走査しながら露光を行ってウエハの１つ
のショット領域にレチクルパターンの露光転写を行い、
ウエハをステップ移動させることで複数のショット領域
にパターンを並べて転写する、いわゆるステップ・アン
ド・スキャン型の走査型露光装置に本発明を適用したも
のである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention. In the present embodiment, exposure is performed while simultaneously scanning the reticle and the wafer together, and exposure and transfer of the reticle pattern is performed on one shot area of the wafer.
The present invention is applied to a so-called step-and-scan type scanning exposure apparatus in which patterns are arranged and transferred onto a plurality of shot areas by moving a wafer stepwise.

【００１６】図１の装置は大きくは、露光装置本体の基
礎となるベースフレーム２、原版であるレチクル４を搭
載して移動可能なレチクルステージ５、被露光基板であ
るウエハ６（またはガラス基板）を搭載して移動可能な
ウエハステージ７、レチクル４を照明光で照明する照明
光学系８、レチクル４のパターンをウエハ６に所定の倍
率（例えば４：１）で縮小投影する投影光学系９、投影
光学系９を保持する鏡筒定盤１０、温度調節されたクリ
ーンな空気を供給する空調機械室１１を備えている。The apparatus shown in FIG. 1 is roughly divided into a base frame 2 serving as a basis of an exposure apparatus main body, a reticle stage 5 on which a reticle 4 as an original is mounted and movable, and a wafer 6 (or a glass substrate) as a substrate to be exposed. A reticle 4 with illumination light, a projection optical system 9 for reducing and projecting the pattern of the reticle 4 onto the wafer 6 at a predetermined magnification (for example, 4: 1), A lens barrel base 10 for holding the projection optical system 9 and an air-conditioning machine room 11 for supplying clean temperature-controlled air are provided.

【００１７】照明光学系８は光源（超高圧水銀ランプな
どの放電灯）を内蔵するか、あるいは露光装置とは別に
床に置かれた不図示の光源装置（エキシマレーザ装置）
からビームラインを経て照明光を導入する。そして各種
レンズや絞りによってスリット光を生成して、レチクル
ステージ５に保持された原版であるレチクル４を上方か
らスリット照明する。The illumination optical system 8 has a built-in light source (discharge lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp) or a light source device (not shown) (excimer laser device) placed on the floor separately from the exposure device.
Illumination light is introduced from through the beam line. Then, slit light is generated by various lenses and apertures, and the reticle 4 as the original held on the reticle stage 5 is slit-illuminated from above.

【００１８】ベースフレーム２は半導体製造工場のクリ
ーンルームの設置床１の上に設置している。ベースフレ
ーム２は床１に対して高い剛性で固定されており、実質
的に床１と一体もしくは床１の延長と見なすことができ
る。ベースフレーム２は、３本あるいは４本の高剛性の
支柱３を含み、各々のベースフレーム支柱３の上部でア
クティブマウント１２（３つまたは４つ）を介して鏡筒
定盤１０を鉛直方向に支えている。アクティブマウント
１２は空気ばねとダンパとアクチュエータを内蔵し、床
１からの振動が鏡筒定盤１０に伝わらないようにすると
共に、鏡筒定盤１０の傾きや揺れをアクティブに補償す
るものである。The base frame 2 is installed on an installation floor 1 of a clean room of a semiconductor manufacturing factory. The base frame 2 is fixed to the floor 1 with high rigidity, and can be regarded as substantially integral with the floor 1 or as an extension of the floor 1. The base frame 2 includes three or four high rigid supports 3, and the lens barrel base 10 is vertically mounted on the upper part of each base frame support 3 via an active mount 12 (three or four). Supporting. The active mount 12 incorporates an air spring, a damper, and an actuator to prevent vibration from the floor 1 from being transmitted to the lens barrel base 10 and to actively compensate for the tilt and swing of the lens barrel base 10. .

【００１９】投影光学系９を保持する鏡筒定盤１０はさ
らにレチクル支持フレーム１３を介してレチクルステー
ジ定盤１４も支持している。また、鏡筒定盤１０にはレ
チクル４とウエハ６のアライメント状態を検出するため
のアライメント検出器１５を取付けて、鏡筒定盤１０を
基準にしてアライメントを行う。さらに、鏡筒定盤１０
を基準にしてウエハステージ７の位置を検出するため
に、レーザ干渉計も鏡筒定盤１０に取付けている。これ
はＺ方向のウエハステージ７位置を計測するＺ干渉計１
６と、ＸＹ方向のウエハステージ７位置を計測するＸＹ
干渉計１７を有する。干渉計の参照ミラーがＺ干渉計ミ
ラー１８はウエハステージ定盤３１に、ＸＹ干渉計ミラ
ー１９はウエハステージ７に固定している。ここで、Ｚ
干渉計ミラー１８をステージベース部材３３にではなく
ウエハステージ定盤３１に取付けた理由は、ステージ定
盤３１が最終位置決めすべきステージに近く、またステ
ージベース部材３３は力アクチュエータ３８，３９を作
動させた際に僅かに変形する可能性があるが、ステージ
定盤３１はその影響が小さいから正確な測定ができるた
めである。The lens barrel base 10 holding the projection optical system 9 further supports a reticle stage base 14 via a reticle support frame 13. Further, an alignment detector 15 for detecting an alignment state between the reticle 4 and the wafer 6 is attached to the lens barrel base 10, and alignment is performed based on the lens barrel base 10. Further, the lens barrel surface plate 10
In order to detect the position of the wafer stage 7 with reference to the above, a laser interferometer is also attached to the lens barrel base 10. This is a Z interferometer 1 that measures the position of the wafer stage 7 in the Z direction.
6 and XY for measuring the position of the wafer stage 7 in the XY directions
It has an interferometer 17. As a reference mirror of the interferometer, the Z interferometer mirror 18 is fixed to the wafer stage base 31, and the XY interferometer mirror 19 is fixed to the wafer stage 7. Where Z
The reason for mounting the interferometer mirror 18 on the wafer stage base 31 instead of the stage base member 33 is that the stage base 31 is close to the stage to be finally positioned, and the stage base member 33 operates the force actuators 38 and 39. Although there is a possibility that the stage base 31 will be slightly deformed when it is moved, the influence of the stage base 31 is small, so that accurate measurement can be performed.

【００２０】レチクルステージ５はレチクルステージ定
盤１４の上に設置しており、駆動源２０（リニアモー
タ）および静圧軸受けを含む駆動機構によって、走査露
光時には図中左右方向（Ｙ方向）に加速、一定速、減速
の順で移動する。また後述するように、レチクルステー
ジ５の駆動源２０（リニアモータ）の固定子は、走査方
向に沿って、連結部材２１および力アクチュエータ２２
（リニアモータ）を介してレチクルステージ用の反力受
け構造体である空調機械室１１に接続している。力アク
チュエータ２２が発生する可変の推力を駆動源２０と空
調機械室１１の両者の間で伝達することができる。The reticle stage 5 is mounted on a reticle stage base 14 and accelerates in the horizontal direction (Y direction) in the drawing during scanning exposure by a drive mechanism including a drive source 20 (linear motor) and a static pressure bearing. It moves in the order of constant speed and deceleration. As will be described later, the stator of the drive source 20 (linear motor) of the reticle stage 5 includes a connecting member 21 and a force actuator 22 along the scanning direction.
It is connected via a (linear motor) to an air conditioning machine room 11 which is a reaction force receiving structure for a reticle stage. The variable thrust generated by the force actuator 22 can be transmitted between both the drive source 20 and the air-conditioning machine room 11.

【００２１】次に、本実施例のウエハステージ周辺につ
いて説明する。ウエハステージ７はその上に基板である
ウエハ６を搭載し、搭載するウエハ６を水平面（ＸＹ方
向）、鉛直方向（Ｚ方向）への移動と、各方向周りの回
転（ωｘ、ωｙ、ωｚ）の計６軸方向に位置決めするこ
とができる。位置決めのための駆動源としてはリニアモ
ータを採用している。基本的にはＸ方向に直進移動する
ＸステージとＸリニアモータ、Ｘ方向と直交するＹ方向
に移動するＹステージとＹリニアモータによる二次元ス
テージを有し、この上にＺ方向、チルト（ωｘ、ωｙ）
方向、回転方向に移動可能なステージが載っている構造
となっている。各方向のガイドには静圧軸受けを用いて
いる。なお、ウエハステージ７のさらに詳細な構成につ
いては、例えば特開平１−１８８２４１号公報、特開平
３−２４５９３２号公報、特開平６−２６７８２３号公
報などを参照されたい。Next, the periphery of the wafer stage of this embodiment will be described. The wafer stage 7 has a wafer 6 as a substrate mounted thereon, and moves the mounted wafer 6 in a horizontal plane (XY directions) and a vertical direction (Z direction), and rotates around each direction (ωx, ωy, ωz). Can be positioned in a total of six axial directions. A linear motor is used as a driving source for positioning. Basically, it has an X stage and an X linear motor that move straight in the X direction, and a two-dimensional stage that has a Y stage and a Y linear motor that moves in the Y direction orthogonal to the X direction, and has a Z direction and a tilt (ωx , Ωy)
It has a structure in which a stage that can move in the direction and rotation direction is mounted. Static pressure bearings are used for the guides in each direction. For a more detailed configuration of the wafer stage 7, refer to, for example, JP-A-1-188241, JP-A-3-245593, and JP-A-6-267823.

【００２２】図３はウエハステージ７の断面を示す。同
図において、１０１はＹステージ、１０２，１０３はＹ
リニアモータによる駆動力点、１０５は溝または貫通孔
である。図３（ｂ）は従来通りの無垢材を用いたＹステ
ージ重心位置を示す。重心はＹステージ１０１のほぼ中
心にあり、駆動力点１０２，１０３よりも下側にある。
これに対し、本実施例では図３（ａ）に示すように、Ｙ
ステージ１０１に長手方向の溝または貫通孔１０５を複
数設けていわゆる肉抜きを施し、その重量を軽減すると
共に、Ｙステージ１０１の下側で肉抜きを多く、上側は
少なくしてＹステージ１０１の重心を駆動力点１０２，
１０３よりも上側に持ってきている。FIG. 3 shows a cross section of the wafer stage 7. In the figure, 101 is a Y stage, and 102 and 103 are Y stages.
A driving force point by the linear motor, 105 is a groove or a through hole. FIG. 3B shows the center of gravity of the Y stage using a conventional solid material. The center of gravity is substantially at the center of the Y stage 101, and is below the driving force points 102 and 103.
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG.
The stage 101 is provided with a plurality of grooves or through holes 105 in the longitudinal direction, so-called lightening is performed, so that the weight is reduced, the lightening is increased below the Y stage 101, and the center of gravity of the Y stage 101 is reduced as the upper side is reduced. The driving force point 102,
It is brought above 103.

【００２３】したがって、本実施例によれば、図２を用
いて上述したように、図２および表１のｆ₂ の状態とな
り、駆動力ｆ₂ による回転モーメントｆ₂ ｄと抵抗力Ｆ
_rによる回転モーメントＦ_rＤとが相殺することになる。
抵抗力として、摩擦力のみを考慮した場合、ｄ＝μＮＤ
／ｆ₂ （０≦ｄ≦Ｄ）が最も好ましいことになる。な
お、駆動力ｆ₂ による回転モーメントｆ₂ ｄによって相
殺する回転モーメントとしては、摩擦力μＮによるμＮ
Ｄの他、静圧を発生するための流体（例えばエアー）に
起因する粘性力によるものＣＤ（ｄｘ／ｄｔ）（但し、
Ｃは粘性係数）や静圧軸受けの剛性を上げるためステー
ジを案内面に向かって吸引する磁石に起因する粘性力に
よるものＥＤ（ｄｘ／ｄｔ）（但し、Ｅは等価粘性係
数）もある。流体に起因する粘性力による回転モーメン
トを相殺するためには、ｄ＝ＣＤ（ｄｘ／ｄｔ）／ｆ₂
（０≦ｄ≦Ｄ）、磁石に起因する粘性力による回転モー
メントを相殺するためには、ｄ＝ＥＤ（ｄｘ／ｄｔ）／
ｆ₂ （０≦ｄ≦Ｄ）とする。また、上述の３つの要素全
部を考慮する場合には、ｄ＝μＮＤ／ｆ₂ ＋ＣＤ（ｄｘ
／ｄｔ）／ｆ₂ ＋ＥＤ（ｄｘ／ｄｔ）／ｆ₂ とするのが
好ましい。但し、粘性力による回転モーメントは、いず
れもステージ速度ｄｘ／ｄｔに依存する。したがって、
ステージを加速、定速、減速の台形状の時間速度曲線に
沿って駆動する本実施例の走査型露光装置においては、
露光を行う定速時の回転モーメントが最小となるよう
に、ｄｘ／ｄｔ＝＜定速時の速度ｖ_c ＞を上式に代入し
てｄ＝（μＮＤ＋ＣＤｖ_c ＋ＥＤｖ_c ）／ｆ₂ とするの
が好ましい。Therefore, according to this embodiment, as described above with reference to FIG. ₂ , the state of f ₂ shown in FIG. 2 and Table 1 is obtained, and the rotational moment f ₂ d and the resistance F F due to the driving force f _{2 are obtained.
The} rotational moment F _r D due to _r cancels out.
When only the frictional force is considered as the resistance, d = μND
/ F ₂ (0 ≦ d ≦ D) is most preferable. The rotational moment offset by the rotational moment f ₂ d due to the driving force f ₂ is μN due to the frictional force μN.
D (dx / dt) due to viscous force caused by a fluid (for example, air) for generating a static pressure.
C is a viscosity coefficient) and ED (dx / dt) (where E is an equivalent viscosity coefficient) due to a viscous force caused by a magnet that attracts the stage toward the guide surface to increase the rigidity of the hydrostatic bearing. In order to cancel the rotational moment due to the viscous force caused by the fluid, d = CD (dx / dt) / f ₂
(0 ≦ d ≦ D), to cancel the rotational moment due to the viscous force caused by the magnet, d = ED (dx / dt) /
f ₂ (0 ≦ d ≦ D). When considering all three factors, d = μND / f ₂ + CD (dx
/ Dt) / f ₂ + ED (dx / dt) / f ₂ . However, the rotational moment due to the viscous force depends on the stage speed dx / dt. Therefore,
In the scanning exposure apparatus of the present embodiment, the stage is driven along a trapezoidal time-speed curve of acceleration, constant speed, and deceleration.
As torque at a constant speed to be exposed is minimized, for a _{d = (μND + CDv c +} EDv c) / f 2 is substituted dx / dt = a <speed during the constant speed v _c> in the above formula Is preferred.

【００２４】図１に戻って、ウエハステージ７はウエハ
ステージ定盤３１によって支えており、ウエハステージ
定盤３１が有するＸＹ水平案内面（ガイド面）上を移動
する。ウエハステージ定盤３１は３本（または４本）の
支持足３２によってステージベース部材３３上に支持し
ている。この支持足３２は高剛性でありダンピング作用
は持っていない。ステージベース部材３３は３つのマウ
ント３４を介して３ヶ所でベースフレーム２によって鉛
直方向に支持している。ステージベース部材３３および
それに搭載された部材の荷重は、基本的には３つのマウ
ント３４で大半を支えており、マウント３４で受けた荷
重は床１と実質一体のベースフレーム２で受けているた
め、実質的にはウエハステージ７の基本的な荷重は床１
で支えているのに等しい。マウント３４には大きな荷重
を支えることができる空気ばねを用いている。Returning to FIG. 1, the wafer stage 7 is supported by a wafer stage base 31 and moves on an XY horizontal guide surface (guide surface) of the wafer stage base 31. The wafer stage base 31 is supported on a stage base member 33 by three (or four) support feet 32. The support feet 32 have high rigidity and do not have a damping action. The stage base member 33 is vertically supported by the base frame 2 at three places via three mounts 34. Most of the load of the stage base member 33 and the members mounted thereon is basically supported by the three mounts 34, and the load received by the mount 34 is received by the base frame 2 which is substantially integrated with the floor 1. Basically, the basic load of the wafer stage 7 is the floor 1
It is equivalent to supporting with. An air spring capable of supporting a large load is used for the mount 34.

【００２５】一方、ステージベース部材３３の真下に
は、大きな質量の反力受け構造体３５（反力受けパレッ
ト）が位置している。反力受け構造体３５はステージベ
ース部材３３の下方に位置しているため、床１への装置
の設置占有面積を小さくすることができる。On the other hand, a reaction force receiving structure 35 (reaction force receiving pallet) having a large mass is located directly below the stage base member 33. Since the reaction force receiving structure 35 is located below the stage base member 33, the installation area occupied by the apparatus on the floor 1 can be reduced.

【００２６】反力受け構造体３５の支持は、鉛直方向に
関しては床１に対して４つの鉛直弾性支持体３６で行っ
ている。また、水平方向に関してはステージベース部材
３３を支柱３の側面（もしくは床１に固定した部材の側
面）に対して、ＸＹの２方向に対応してそれぞれ設けた
水平弾性支持体３７で支持している（図１ではＹ方向の
水平弾性支持体３７のみを図示している）。これら鉛直
弾性支持体３６や水平弾性支持体３７は、ともにばね要
素とダンパ要素を有しており、例えば防振ゴム、空気ば
ね、あるいはばね要素としてスプリングや板ばね、ダン
パ要素としてオイル粘性や電磁流体などが好適である。
ばね要素とダンピング要素を有しているということは、
見方を変えれば、所定の周波数範囲の振動伝達を遮断す
る機械的フィルタ機能を有しているということである。
本実施例では、少なくとも床の固有振動数および装置の
固有振動数を含む高周波振動の伝達を遮断する。なお、
図１では水平弾性支持体３７は反力受け構造体３５とベ
ースフレーム２の支柱３との間に設けているが、床１に
固定した固定部材と反力受け構造体３５との間に設ける
ようにしても良い。The reaction force receiving structure 35 is supported by four vertical elastic supports 36 with respect to the floor 1 in the vertical direction. Further, in the horizontal direction, the stage base member 33 is supported on the side surface of the column 3 (or the side surface of the member fixed to the floor 1) by the horizontal elastic support members 37 provided corresponding to the two directions of XY. (Only the horizontal elastic support 37 in the Y direction is shown in FIG. 1). Each of the vertical elastic support 36 and the horizontal elastic support 37 has a spring element and a damper element. For example, a vibration-proof rubber, an air spring, or a spring or a leaf spring as a spring element, and oil viscosity or electromagnetic force as a damper element. Fluids and the like are preferred.
Having a spring element and a damping element means that
In other words, it has a mechanical filter function of blocking transmission of vibration in a predetermined frequency range.
In the present embodiment, transmission of high-frequency vibration including at least the natural frequency of the floor and the natural frequency of the device is cut off. In addition,
In FIG. 1, the horizontal elastic support 37 is provided between the reaction force receiving structure 35 and the column 3 of the base frame 2, but is provided between the fixing member fixed to the floor 1 and the reaction force receiving structure 35. You may do it.

【００２７】また、ステージベース部材３３と反力受け
構造体３５の間には、鉛直および水平方向のそれぞれの
方向に推力を発生する力アクチュエータが介在してい
る。鉛直方向に関しては複数（４つ）の鉛直力アクチュ
エータ３８を有し、水平方向に関しては走査露光の方向
（Ｙ方向）に対応して複数（２つ）設けている。上方か
ら見たとき、４つの鉛直力アクチュエータ３８は４つの
鉛直弾性支持体３６とにほぼ同位置に設けている。これ
ら力アクチュエータが発生する可変の推力によって両者
の間での力伝達を制御可能となっている。ここで、ウエ
ハステージ７の重心高さ（図１の重心記号４５で示す）
と水平力アクチュエータ３９の力作用位置の高さとはほ
ぼ等しくなっている。このため、反力と同一高さに補償
力を与えることができるので効果的に反力をキャンセル
することができる。Between the stage base member 33 and the reaction force receiving structure 35, force actuators for generating thrusts in the vertical and horizontal directions are interposed. A plurality of (four) vertical force actuators 38 are provided in the vertical direction, and a plurality (two) are provided in the horizontal direction corresponding to the scanning exposure direction (Y direction). When viewed from above, the four vertical force actuators 38 are provided at substantially the same positions as the four vertical elastic supports 36. The transmission of force between the two can be controlled by the variable thrust generated by these force actuators. Here, the height of the center of gravity of the wafer stage 7 (indicated by the center of gravity symbol 45 in FIG. 1)
And the height of the force acting position of the horizontal force actuator 39 are substantially equal. Therefore, a compensating force can be given to the same height as the reaction force, so that the reaction force can be effectively canceled.

【００２８】さらに、ステージベース部材３３の上には
加速度センサ４０を取付け、鉛直ならびに水平（Ｙ方
向）の加速度を測定することができる。なお、加速度セ
ンサ４０はウエハステージ定盤３１上に取付けてもよ
い。力アクチュエータ２２，３７，３８としては微小ス
トロークタイプのリニアモータが制御応答性が高く、固
定子と可動子が非接触であるため機械的振動の遮断能が
高い点などから好ましいが、電磁マグネット力を利用し
た電磁アクチュエータ、空気圧や油圧等の流体圧による
流体アクチュエータ、あるいはピエゾ素子を用いた機械
的アクチュエータなどを用いることもできる。Further, an acceleration sensor 40 is mounted on the stage base member 33 to measure vertical and horizontal (Y-direction) acceleration. The acceleration sensor 40 may be mounted on the wafer stage base 31. As the force actuators 22, 37, and 38, a linear motor of a small stroke type is preferable in terms of high control response and a high ability to cut off mechanical vibration because the stator and the mover are not in contact with each other. , A fluid actuator using fluid pressure such as air pressure or hydraulic pressure, or a mechanical actuator using a piezo element can also be used.

【００２９】本実施例においては、鏡筒定盤１０で実質
一体化されたレチクルステージ５と投影光学系９は、ア
クティブマウント１２によってベースフレーム２の支柱
３を介して実質的に床１に対して鉛直方向に支持してい
る。一方、ウエハステージ７およびステージベース部材
３３はマウント３４によってベースフレームを介して実
質的に床１に対して鉛直方向に支持している。このマウ
ント３４を第１マウント、アクティブマウント１２を第
２マウントと考えると、第１マウントと第２マウントに
よって、ウエハステージ７とレチクルステージ５とは床
１に対して互いに独立に支持された構成となっており、
振動や揺れに対して相互干渉が起きないような系になっ
ている。In this embodiment, the reticle stage 5 and the projection optical system 9 which are substantially integrated by the lens barrel base 10 are substantially mounted on the floor 1 via the columns 3 of the base frame 2 by the active mount 12. It is supported vertically. On the other hand, the wafer stage 7 and the stage base member 33 are supported by the mount 34 substantially vertically with respect to the floor 1 via a base frame. Assuming that the mount 34 is a first mount and the active mount 12 is a second mount, the wafer mount 7 and the reticle stage 5 are independently supported on the floor 1 by the first mount and the second mount. Has become
The system is designed so that mutual interference does not occur against vibration and shaking.

【００３０】また、ステージベース部材３３はマウント
３４で鉛直方向に床に対して鉛直方向に支持し、反力受
け構造体３５は弾性鉛直支持体３６によって実質的に床
に対して鉛直方向に支持しており、両者は力アクチュエ
ータ（３８，３９）を除けば独立して床に支持された構
成となっている。The stage base member 33 is vertically supported by the mount 34 in the vertical direction with respect to the floor, and the reaction force receiving structure 35 is substantially supported by the elastic vertical support 36 in the vertical direction with respect to the floor. Both of them are independently supported on the floor except for the force actuators (38, 39).

【００３１】レチクルステージの反力受け構造体である
空調機械室１１は、ダンピング作用を持った弾性支持体
２３を介して床１の上に支持している。弾性支持体２３
は機械的フィルタとして捉えることもでき、少なくとも
床の固有振動数（例えば２０〜４０Ｈｚ）および露光装
置の固有振動数（例えば１０〜３０Ｈｚ）とそれ以上の
周波数成分を含む振動の伝達を遮断する。The air-conditioning machine room 11, which is a reaction force receiving structure of the reticle stage, is supported on the floor 1 via an elastic support 23 having a damping action. Elastic support 23
Can be regarded as a mechanical filter, and blocks transmission of vibration including at least the natural frequency of the floor (for example, 20 to 40 Hz) and the natural frequency of the exposure apparatus (for example, 10 to 30 Hz) and higher.

【００３２】空調機械室１１内には送風ファン、温調装
置（加熱器や冷凍器）、ケミカルフィルタなどを内蔵し
ており、露光装置チャンバ内に温度調節された気体を循
環させる。基本的には上方からダウンフローによって温
調気体を供給するが、投影光学系９ならびにウエハステ
ージ７（特にレーザ干渉計光路付近）に向けても局所的
に温調気体を吹出す。このための吹出口を設けて、吹出
口には気体中の微粒子をトラップする気体フィルタを取
付けている。The air-conditioning machine room 11 contains a blower fan, a temperature controller (a heater or a refrigerator), a chemical filter, and the like, and circulates a temperature-controlled gas in the exposure apparatus chamber. Basically, the temperature-controlled gas is supplied from above by a downflow, but the temperature-controlled gas is also locally blown toward the projection optical system 9 and the wafer stage 7 (especially near the laser interferometer optical path). An outlet for this purpose is provided, and a gas filter for trapping fine particles in gas is attached to the outlet.

【００３３】空調機械室１１内の下方の空間には露光装
置の制御装置３０を内蔵している。制御装置３０は露光
装置の動作シーケンス制御、力アクチュエータの駆動制
御、アクティブマウントの駆動制御などを行う。A control device 30 of the exposure apparatus is built in a lower space in the air conditioning machine room 11. The control device 30 performs operation sequence control of the exposure apparatus, drive control of the force actuator, drive control of the active mount, and the like.

【００３４】次に、上記構成の装置の動作について説明
する。ステップ・アンド・スキャンの基本的な動作シー
ケンスは、ウエハステージをＸ方向もしくはＹ方向にス
テップ移動させて転写すべきショット領域を位置決めす
るステップ動作と、レチクルステージとウエハステージ
をＹ方向に同期移動させながら走査露光を行うスキャン
動作とを繰り返すものである。スキャン動作において
は、スリット形状の照明光に対して、レチクルステージ
５とウエハステージ７を共に同期的に所定の速度比（本
実施例では４：１）で定速で移動させることによって、
レチクル４のパターン全体をウエハ６の１つのショット
領域に走査露光転写する。Next, the operation of the apparatus having the above configuration will be described. The basic operation sequence of the step-and-scan includes a step operation of moving the wafer stage in the X direction or the Y direction to position a shot area to be transferred, and a synchronous operation of moving the reticle stage and the wafer stage in the Y direction. The scanning operation for performing the scanning exposure is repeated. In the scanning operation, the reticle stage 5 and the wafer stage 7 are both synchronously moved at a constant speed at a predetermined speed ratio (4: 1 in this embodiment) with respect to the slit-shaped illumination light,
The entire pattern of the reticle 4 is transferred to one shot area of the wafer 6 by scanning exposure.

【００３５】レチクルステージ５ならびにウエハステー
ジ７の駆動に際しては、走査開始時には加速、終了時に
は減速によってそれぞれ加速度が生じ、ステージを移動
させる駆動源であるリニアモータは、＜ステージ移動体
の質量＞×＜加速度＞だけの駆動力を発生する必要があ
る。そして、この駆動力の反力がリニアモータ固定子に
水平方向に作用し、固定子からこれを支持するステージ
定盤を介してステージベース部材３３に伝わる。反力は
本来は水平方向（Ｙ方向）にのみ生ずるが、ステージの
駆動源とステージベース部材３３の重心位置高さが異な
ることでモーメントを生じ、これによりステージベース
部材３３には水平方向のみならず鉛直方向にも反力の影
響が作用する。この反力によって露光装置の機構系の固
有振動が励起されると大きな振動となる。When the reticle stage 5 and the wafer stage 7 are driven, acceleration is caused by acceleration at the start of scanning and deceleration at the end of scanning, and the linear motor as a driving source for moving the stage is <mass of stage moving body> × < It is necessary to generate a driving force of only acceleration>. Then, the reaction force of this driving force acts on the linear motor stator in the horizontal direction, and is transmitted from the stator to the stage base member 33 via the stage base supporting the stage. Although the reaction force originally occurs only in the horizontal direction (Y direction), a moment is generated due to the difference in the height of the center of gravity between the stage driving source and the stage base member 33. In addition, the effect of the reaction force acts in the vertical direction. When the natural vibration of the mechanical system of the exposure apparatus is excited by the reaction force, the vibration becomes large.

【００３６】この反力の影響による振動や揺れを軽減す
るための反力受けシステムの基本的な技術思想は、ステ
ージの駆動に伴う反力を、所定範囲の振動周波数に関し
て床からアイソレーションされた反力受け構造体に逃が
すというものである。この所定範囲の振動周波数とは、
少なくとも床の固有振動数である２０〜４０Ｈｚをカバ
ーする、例えば１０Ｈｚ以上の振動である。つまり、床
の加振を軽減するために反力受け構造体それ自体は振動
しても構わないという考え方をとっている。なお、上記
所定範囲の下限値は１０Ｈｚに限らず、１０〜４０Ｈｚ
程度の範囲で、床の固有振動数以下であれば良い。The basic technical idea of the reaction force receiving system for reducing the vibration and the sway due to the influence of the reaction force is that the reaction force accompanying the driving of the stage is isolated from the floor with respect to a predetermined range of vibration frequency. It escapes to the reaction receiving structure. The vibration frequency in this predetermined range is
The vibration covers at least the natural frequency of the floor of 20 to 40 Hz, for example, 10 Hz or more. In other words, the idea is that the reaction force receiving structure itself may vibrate in order to reduce the vibration of the floor. In addition, the lower limit of the above-mentioned predetermined range is not limited to 10 Hz, but is 10 to 40 Hz.
It is sufficient that the frequency is within the range of the natural frequency of the floor.

【００３７】これを実現するために本実施例では、被露
光基板を搭載して移動可能なステージと、該ステージを
支持するステージベース部材と、該ステージを駆動した
際の反力を受ける前記ステージベース部材とは異なる反
力受け構造体とを有し、該反力受け構造体と床との間で
所定周波数以上の振動伝達が遮断されている。In order to realize this, in the present embodiment, a stage on which a substrate to be exposed is mounted and movable, a stage base member for supporting the stage, and the stage which receives a reaction force when the stage is driven A reaction force receiving structure different from the base member is provided, and transmission of vibration at a predetermined frequency or more between the reaction force receiving structure and the floor is interrupted.

【００３８】ここで、制御手段３０は、ステージの駆動
に応じてフィードフォワード制御（予測制御）によって
前記力アクチュエータの駆動を制御する。これには以下
の２種類がある。Here, the control means 30 controls the driving of the force actuator by feedforward control (prediction control) according to the driving of the stage. There are the following two types.

【００３９】第１に、ステージの加速または減速に対応
して力アクチュエータをフィードフォワード制御して、
加減速時の反力によるステージベース部材３３の振動や
揺れを軽減する。具体的には、反力によって各アクチュ
エータに作用する力に相当する力を予測して、各力アク
チュエータで同等の力を発生することで、反力をキャン
セルする。力アクチュエータが発生した力はステージベ
ース部材３３と共に反力受け構造体３５にも作用する
が、反力受け構造体３５は弾性支持体３６、３７（機械
的フィルタ手段に相当）で床１またはベースフレーム２
に支持されているため、床１への高周波振動伝達がフィ
ルタリングされる。First, the force actuator is feed-forward controlled in response to the acceleration or deceleration of the stage,
Vibration and shaking of the stage base member 33 due to the reaction force during acceleration / deceleration are reduced. Specifically, the reaction force is predicted by predicting a force corresponding to the force acting on each actuator by the reaction force, and the force is generated by each force actuator, thereby canceling the reaction force. The force generated by the force actuator also acts on the reaction force receiving structure 35 together with the stage base member 33, and the reaction force receiving structure 35 is supported by the elastic supports 36 and 37 (corresponding to mechanical filter means) on the floor 1 or the base. Frame 2
, The high-frequency vibration transmission to the floor 1 is filtered.

【００４０】第２に、ステージの移動に伴う荷重移動に
対応して力アクチュエータをフィードフォワード制御す
る。これはステージの移動に伴ってステージの重心位置
が水平方向で変化するために、ステージベース部材３３
が傾く力がステージからステージベース部材３３に作用
する。これを軽減するためにステージの移動に伴って偏
荷重を予測して、複数の鉛直力アクチュエータ３８の発
生力を個別に変化させる。ステージベース部材３３なら
びにその上の移動部材の荷重は基本的には３つのマウン
ト３４で支えているが、移動に伴う荷重の変化分だけを
力アクチュエータによってアクティブに補償している。Second, feedforward control of the force actuator is performed in response to the load movement accompanying the movement of the stage. This is because the position of the center of gravity of the stage changes in the horizontal direction with the movement of the stage.
Is applied from the stage to the stage base member 33. In order to reduce this, an eccentric load is predicted according to the movement of the stage, and the generated forces of the plurality of vertical force actuators 38 are individually changed. Although the load of the stage base member 33 and the moving member thereon is basically supported by three mounts 34, only the change in the load accompanying the movement is actively compensated by the force actuator.

【００４１】また、制御手段３０はフィードフォワード
制御だけでなく、フィードバック制御も行っている。こ
れはステージベース部材３３上に取付けた加速度センサ
４０の検出加速度（鉛直方向、水平方向）を、鉛直力ア
クチュエータ３８ならびに水平力アクチュエータ３９の
制御にフィードバックすることで、予期しない外乱振動
の影響を軽減しウエハステージ７の揺れをより小さくす
るものである。The control means 30 performs not only feedforward control but also feedback control. This reduces the influence of unexpected disturbance vibration by feeding back the detected acceleration (vertical direction, horizontal direction) of the acceleration sensor 40 mounted on the stage base member 33 to the control of the vertical force actuator 38 and the horizontal force actuator 39. The swing of the wafer stage 7 is further reduced.

【００４２】ところで、マウント３４はステージベース
部材３３を実質的に床１またはベースフレーム２に弾性
支持するものであるが、マウント３４は一種の機械的フ
ィルタ手段となっており、床１からの振動がステージベ
ース部材３３に伝わらないようになっている。これによ
り本実施例の装置は、（１）ステージの駆動反力による
振動を床に伝えない、（２）床の振動をステージに伝え
ない、の両方を満たす優れたものとなっている。The mount 34 substantially supports the stage base member 33 elastically on the floor 1 or the base frame 2, but the mount 34 is a kind of mechanical filter means, and the vibration from the floor 1 is provided. Is not transmitted to the stage base member 33. Thus, the apparatus of the present embodiment is excellent in satisfying both (1) not transmitting vibration due to the driving reaction force of the stage to the floor, and (2) not transmitting vibration of the floor to the stage.

【００４３】なお、以上はウエハステージ側の反力受け
システムについて詳細に説明してきたが、レチクルステ
ージ側も同様の思想の反力受けシステムとなっている。
すなわち、レチクルステージ５を支持する鏡筒定盤１０
と、鏡筒定盤１０を実質的に床１またはベースフレーム
２に鉛直方向に弾性支持するマウント（アクティブマウ
ント１２）と、該レチクルステージ５を駆動した際の反
力を受ける力アクチュエータ２２を含む反力受け構造体
（空調機械室１１）と、反力受け構造体を実質的に床１
もしくはベースフレーム２に弾性支持する弾性支持体２
３とを備えた構成になっており、制御手段３０は力アク
チュエータ２２をフィードフォワード制御することによ
って、レチクルステージ５の移動に伴う反力の影響を補
償している。これにより、同期移動するウエハステージ
ならびにレチクルステージをともに反力受けを行なうた
め、床の加振が極めて小さい優れたステップ・アンド・
スキャン型の露光装置を提供することができる。Although the reaction force receiving system on the wafer stage side has been described in detail above, the reaction force receiving system on the reticle stage side has a similar concept.
That is, the lens barrel base 10 supporting the reticle stage 5
A mount (active mount 12) for elastically supporting the lens barrel base 10 on the floor 1 or the base frame 2 in the vertical direction, and a force actuator 22 for receiving a reaction force when the reticle stage 5 is driven. The reaction force receiving structure (air conditioning machine room 11) and the reaction force receiving structure
Alternatively, an elastic support 2 elastically supported by the base frame 2
The control means 30 compensates for the influence of the reaction force accompanying the movement of the reticle stage 5 by feed-forward controlling the force actuator 22. As a result, since the wafer stage and the reticle stage that move synchronously receive a reaction force, an excellent step-and-step operation with extremely small vibration of the floor is achieved.
A scan type exposure apparatus can be provided.

【００４４】[0044]

【微小デバイス製造の実施例】次に上記説明した露光装
置を利用したデバイス製造方法の例を説明する。図４は
微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パ
ネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の
製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバ
イスのパターン設計を行なう。ステップ２（レチクル製
作）では設計したパターンを形成したレチクルを製作す
る。一方、ステップ３（基板製造）ではシリコンやガラ
ス等の材料を用いて基板を製造する。ステップ４（基板
プロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したレチクルと
基板を用いて、リソグラフィ技術によって基板上に実際
の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工
程と呼ばれ、ステップ４によって作製された基板を用い
て半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程
（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ
７）される。Next, an example of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described. FIG. 4 shows a flow of manufacturing micro devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.). In step 1 (circuit design), a device pattern is designed. In step 2 (reticle fabrication), a reticle having a designed pattern is fabricated. On the other hand, in step 3 (substrate manufacture), a substrate is manufactured using a material such as silicon or glass. Step 4 (substrate process) is referred to as a preprocess, and an actual circuit is formed on the substrate by lithography using the prepared reticle and substrate. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the substrate manufactured in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【００４５】図５は上記基板プロセスの詳細なフローを
示す。ステップ１１（酸化）では基板の表面を酸化させ
る。ステップ１２（ＣＶＤ）では基板表面に絶縁膜を形
成する。ステップ１３（電極形成）では基板上に電極を
蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）
では基板にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト
処理）では基板にレジストを塗布する。ステップ１６
（露光）では上記説明した露光装置によってレチクルの
回路パターンを基板の複数のショット領域に並べて焼付
露光する。ステップ１７（現像）では露光した基板を現
像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジ
スト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト
剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを
取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによ
って、基板上に多重に回路パターンが形成される。本実
施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった高
精度デバイスを高い生産性すなわち低コストで製造する
ことができる。FIG. 5 shows a detailed flow of the above substrate process. Step 11 (oxidation) oxidizes the surface of the substrate. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the substrate surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the substrate by vapor deposition. Step 14 (ion implantation)
Then, ions are implanted into the substrate. In step 15 (resist processing), a resist is applied to the substrate. Step 16
In (exposure), the circuit pattern of the reticle is arranged in a plurality of shot areas on the substrate and printed by the exposure apparatus described above. Step 17 (development) develops the exposed substrate. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the substrate. By using the production method of this embodiment, a high-precision device, which was conventionally difficult to produce, can be produced with high productivity, that is, at low cost.

【００４６】[0046]

【発明の適用範囲】なお、上述においては主に本発明を
ステップ・アンド・スキャン型の露光装置におけるウエ
ハステージに適用する例について説明したが、本発明
は、これに限定されるものではなく、レチクルステージ
に適用してもよい。また、ウエハステージが高速ステッ
プ移動するステップ・アンド・リピート型の露光装置の
ウエハステージにおいても有効であり、さらには、駆動
される物体一般についても適用可能である。In the above description, an example in which the present invention is mainly applied to a wafer stage in a step-and-scan type exposure apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. It may be applied to a reticle stage. The present invention is also effective for a wafer stage of a step-and-repeat type exposure apparatus in which the wafer stage moves at a high speed step, and is applicable to general driven objects.

【００４７】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動力点を被駆動物体の重心よりも下側に設定すること
により、駆動力による回転モーメントと摩擦力や粘性力
等、ベアリングの抵抗力による回転モーメントとを相殺
することができ、これらを合成した回転モーメントを小
さくして被駆動物体の傾きを小さくすることができる。
これにより、被駆動物体、例えばステージの搭載された
ウエハ等の加工精度を高めることができる。As described above, according to the present invention,
By setting the driving force point below the center of gravity of the driven object, the rotational moment due to the driving force and the rotational moment due to the resistance force of the bearing, such as frictional force and viscous force, can be canceled out. The rotation moment can be reduced to reduce the inclination of the driven object.
Thereby, the processing accuracy of a driven object, for example, a wafer on which a stage is mounted can be improved.

【００４８】また、本発明を露光装置のウエハステージ
に適用した場合、ステージをステップ移動またはスキャ
ンする時の傾きやピッチングを抑えることができ、ステ
ップ移動後のステージの整定時間を短縮したり、スキャ
ン中先読みフォーカス計測制度を向上させることがで
き、装置のスループット向上に役立つ。また、本発明の
露光装置を用いれば優れた生産性のデバイス生産方法を
提供することができる。Further, when the present invention is applied to a wafer stage of an exposure apparatus, inclination and pitching at the time of stepping or scanning the stage can be suppressed, so that the settling time of the stage after the stepping can be reduced, or the scanning can be performed. It is possible to improve the medium prefetching focus measurement system, which is useful for improving the throughput of the apparatus. Further, by using the exposure apparatus of the present invention, a device production method with excellent productivity can be provided.

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

【図１】 本発明の一実施例に係る露光装置の概略構成
図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図２】 本発明を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the present invention.

【図３】 図１の装置のＹステージの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a Y stage of the apparatus of FIG.

【図４】 半導体デバイスの製造フローを示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a flow of manufacturing a semiconductor device.

【図５】 基板プロセスの詳細なフローを示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a detailed flow of a substrate process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：製造工場の設置床、２：ベースフレーム、３：支
柱、４：レチクル、５：レチクルステージ、６：ウエ
ハ、７：ウエハステージ、８：照明光学系、９：投影光
学系、１０：鏡筒定盤、１１：空調機械室、１２：アク
ティブマウント、１３：レチクルステージ支持フレー
ム、１４：レチクルステージ定盤、１５：アライメント
検出器、１６：Ｚ干渉計、１７：ＸＹ干渉計、１７ _x1，
１７_x2：Ｘ干渉計、１７_y1，１７_y2：Ｙ干渉計、：１
８：Ｚ干渉計ミラー、１９：ＸＹ干渉計ミラー、１９
_x ：Ｘ干渉計ミラー、１９_y ：Ｙ干渉計ミラー、２０：
レチクルステージ駆動源（リニアモータ）、２１：連結
部材、２２：力アクチュエータ（リニアモータ）、２
３：弾性支持体、３０：制御装置、３１：ウエハステー
ジ定盤、３２：支持足、３３：ステージベース部材、３
４：マウント、３５：反力受け構造体、３６：鉛直弾性
支持体、３７：水平弾性支持体、３８：鉛直力アクチュ
エータ、３９：水平力アクチュエータ、４０：加速度セ
ンサ、支持体、１０１：Ｙステージ、１０２，１０３：
駆動力点、１０５：肉抜き部、Ｇ：重心。 1: Installation floor of manufacturing plant, 2: Base frame, 3: Support
Pillar, 4: reticle, 5: reticle stage, 6: wafer
C, 7: wafer stage, 8: illumination optical system, 9: projection light
Academic, 10: Barrel base plate, 11: Air conditioning machine room, 12: Access
Tive mount, 13: reticle stage support frame
14: reticle stage surface plate, 15: alignment
Detector, 16: Z interferometer, 17: XY interferometer, 17 _x1,
17_x2: X interferometer, 17_y1, 17_y2: Y interferometer: 1
8: Z interferometer mirror, 19: XY interferometer mirror, 19
_x : X interferometer mirror, 19_y : Y interferometer mirror, 20:
Reticle stage drive source (linear motor), 21: connection
Member, 22: force actuator (linear motor), 2
3: elastic support, 30: control device, 31: wafer stay
Surface plate, 32: support feet, 33: stage base member, 3
4: Mount, 35: Reaction force receiving structure, 36: Vertical elasticity
Support, 37: horizontal elastic support, 38: vertical force actuator
Eta, 39: horizontal force actuator, 40: acceleration sensor
Sensor, support, 101: Y stage, 102, 103:
Driving force point, 105: lightened portion, G: center of gravity.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ｆ ５１８ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification code FI H01L 21/30 503F 518

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 案内面を有する案内手段と、該案内面上
に沿って滑動可能なステージと、該案内面とほぼ平行な
駆動力を発生して該ステージを駆動する駆動手段とを有
し、該駆動手段が該ステージに駆動力を与える実質的な
場所は、該案内面と平行な方向から見て、該ステージの
重心と該案内面との間に位置することを特徴とするステ
ージ装置。A guide means having a guide surface, a stage slidable along the guide surface, and a drive means for generating a driving force substantially parallel to the guide surface to drive the stage. A stage device, wherein a substantial place where the driving means applies a driving force to the stage is located between a center of gravity of the stage and the guide surface when viewed from a direction parallel to the guide surface. . 【請求項２】 前記ステージに駆動力を与える場所ｄ
が、ｄをステージの重心から下向きに見た駆動力点の高
さ、Ｄを重心と案内面との距離、μを前記ステージを支
持するため該ステージに設けられた静圧軸受けと案内面
の間の摩擦係数、Ｎを静圧軸受けと案内面の間の垂直抗
力、ｆ₂ を駆動力としたとき、ｄ≦μＮＤ／ｆ₂ かつ０
≦ｄ≦Ｄであることを特徴とする請求項３記載のステー
ジ装置。2. A place d for applying a driving force to the stage.
Is the height of the driving force point when d is viewed downward from the center of gravity of the stage, D is the distance between the center of gravity and the guide surface, and μ is the distance between the static pressure bearing and the guide surface provided on the stage to support the stage. Where N is the normal force between the hydrostatic bearing and the guide surface, and f ₂ is the driving force, d ≦ μND / f ₂ and 0
The stage device according to claim 3, wherein ≤d≤D. 【請求項３】 前記ステージに駆動力を与える場所ｄ
が、ｄをステージの重心から下向きに見た駆動力点の高
さ、Ｄを重心と案内面との距離、μを静圧軸受けと案内
面の間の摩擦係数、Ｎを静圧軸受けと案内面の間の垂直
抗力、ｆ₂ を駆動力、Ｃを静圧軸受と案内面の間の粘性
係数、Ｅを磁石の等価粘性係数、ｄｘ／ｄｔをステージ
の速度としたとき、ｄ≦（μＮＤ＋（Ｃ＋Ｅ）Ｄ（ｄｘ
／ｄｔ））／ｆ₂ かつ０≦ｄ≦Ｄであることを特徴とす
る請求項２記載のステージ装置。3. A place d for applying a driving force to the stage.
Where, d is the height of the driving force point viewed from the center of gravity of the stage downward, D is the distance between the center of gravity and the guide surface, μ is the coefficient of friction between the static pressure bearing and the guide surface, and N is the static pressure bearing and the guide surface. normal force, the f ₂ driving force between, when the C and hydrostatic bearings viscosity coefficient between the guide surface, the equivalent coefficient of viscosity E magnets, the dx / dt and the stage of the speed, d ≦ (μND + ( C + E) D (dx
3. The stage device according to claim 2, wherein / dt)) / f ₂ and 0 ≦ d ≦ D. 【請求項４】 前記ステージが加速、定速、減速の台形
状の時間速度曲線に沿って駆動されるステージ装置であ
って、該ステージの速度ｄｘ／ｄｔが該定速における速
度であるときの前記駆動力を与える場所ｄが実質的にｄ
＝（μＮＤ＋（Ｃ＋Ｅ）Ｄ（ｄｘ／ｄｔ））／ｆ₂ であ
ることを特徴とする請求項３記載のステージ装置。4. A stage apparatus wherein the stage is driven along a trapezoidal time-speed curve of acceleration, constant speed, and deceleration, wherein the speed dx / dt of the stage is the speed at the constant speed. The place d for applying the driving force is substantially d
4. The stage apparatus according to claim 3, wherein = (μND + (C + E) D (dx / dt)) / f ₂ . 【請求項５】 前記ステージを支持するステージベース
部材と、該ステージを駆動した際の反力を受けるための
該ステージベースとは異なる反力受け構造体とを有し、
該反力受け構造体と床との間で所定周波数以上の振動伝
達が遮断されていることを特徴とする請求項１〜４いず
れか記載のステージ装置。5. A stage base member for supporting the stage, and a reaction force receiving structure different from the stage base for receiving a reaction force when the stage is driven,
The stage device according to any one of claims 1 to 4, wherein vibration transmission at a predetermined frequency or higher is blocked between the reaction force receiving structure and the floor. 【請求項６】 前記反力受け構造体を床もしくはベース
フレームに対して弾性支持する弾性支持体を有し、該弾
性支持体によって振動伝達が遮断されることを特徴とす
る請求項５記載の装置。6. The apparatus according to claim 5, further comprising: an elastic support for elastically supporting the reaction force receiving structure with respect to a floor or a base frame, wherein vibration transmission is interrupted by the elastic support. apparatus. 【請求項７】 前記ステージベース部材と前記反力受け
構造体の間で力を発生する力アクチュエータを有するこ
とを特徴とする請求項５または６記載の装置。7. The apparatus according to claim 5, further comprising a force actuator for generating a force between the stage base member and the reaction force receiving structure. 【請求項８】 前記弾性支持体もしくは前記力アクチュ
エータは鉛直方向と水平方向の少なくとも一方の方向に
対応して設けられていることを特徴とする請求項６また
は７記載の装置。8. The apparatus according to claim 6, wherein the elastic support or the force actuator is provided corresponding to at least one of a vertical direction and a horizontal direction. 【請求項９】 前記力アクチュエータはリニアモータで
あることを特徴とする請求項７記載の装置。9. The apparatus according to claim 7, wherein said force actuator is a linear motor. 【請求項１０】 前記ステージの重心高さと前記力アク
チュエータの力作用位置の高さとがほぼ等しいことを特
徴とする請求項７乃至９のいずれか記載の装置。10. The apparatus according to claim 7, wherein the height of the center of gravity of the stage is substantially equal to the height of the force acting position of the force actuator. 【請求項１１】 前記ステージベース部材を実質的に床
またはベースフレームに弾性支持するマウントをさらに
有することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか記
載の装置。11. The apparatus according to claim 5, further comprising a mount for elastically supporting the stage base member on a floor or a base frame. 【請求項１２】 前記反力受け構造体は前記ステージベ
ース部材の下方に位置することを特徴とする請求項５乃
至１１のいずれか記載の露光装置。12. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the reaction force receiving structure is located below the stage base member. 【請求項１３】 前記所定周波数は床の固有振動数以下
であることを特徴とする請求項５乃至１２のいずれか記
載の装置。13. The apparatus according to claim 5, wherein the predetermined frequency is equal to or lower than the natural frequency of the floor. 【請求項１４】 前記所定周波数は１０Ｈｚよりも大き
いことを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか記載の
装置。14. The device according to claim 5, wherein the predetermined frequency is higher than 10 Hz. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれかに記載のス
テージ装置を備えたことを特徴とする露光装置。15. An exposure apparatus comprising the stage device according to claim 1. Description: 【請求項１６】 前記露光装置は、走査型露光装置であ
ることを特徴とする請求項１５記載の露光装置。16. An exposure apparatus according to claim 15, wherein said exposure apparatus is a scanning type exposure apparatus. 【請求項１７】 請求項１５または１６記載の露光装置
を用意する工程と、該露光装置を用いて基板に露光を行
う工程を含む製造工程によってデバイスを製造すること
を特徴とするデバイス製造方法。17. A device manufacturing method, wherein a device is manufactured by a manufacturing process including a step of preparing the exposure apparatus according to claim 15 and a step of exposing a substrate using the exposure apparatus. 【請求項１８】 露光前に基板にレジストを塗布する工
程と、露光後に現像を行う工程をさらに有することを特
徴とする請求項１７記載のデバイス製造方法。18. The device manufacturing method according to claim 17, further comprising a step of applying a resist to the substrate before exposure and a step of performing development after exposure.