JP2001242269A - Stage device, stage driving method, exposure device and exposure method - Google Patents

Stage device, stage driving method, exposure device and exposure method

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JP2001242269A
JP2001242269A JP2000056449A JP2000056449A JP2001242269A JP 2001242269 A JP2001242269 A JP 2001242269A JP 2000056449 A JP2000056449 A JP 2000056449A JP 2000056449 A JP2000056449 A JP 2000056449A JP 2001242269 A JP2001242269 A JP 2001242269A
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commutation
measurement
laser interferometer
driving
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Yutaka Kanazumi
豊 金究
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stage device, an exposure device, a stage driving method and an exposure method, simplifying device constitution by making a stage small and lightweight in the stage device, and dispensing with an encoder or the like exclusively used for the commutation of an electromagnetic force motor for driving the stage. SOLUTION: This stage device 100 is provided with the stage ST movable in a first direction (X-direction), the electromagnetic force motor 40 for driving the stage ST in the first direction, a laser interferometer system 20 for measuring the position of the stage ST, and a control means 50 for controlling the electromagnetic force motor 40. The control means 50 uses the measured value of the laser interferometer system 20 for the commutation of the electromagnetic force motor 40.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、ステージの位置を測定
し、測定結果に基づいてステージを駆動するステージ装
置及びステージ駆動方法に関する。また、半導体及び液
晶等の製造に用いられる露光装置のステージに用いて好
適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage device for measuring a position of a stage and driving the stage based on the measurement result, and a stage driving method. Further, it is suitable for use as a stage of an exposure apparatus used for manufacturing semiconductors and liquid crystals.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば半導体素子、液晶表示
素子、撮像素子(CCD、Charge Couple
d Device)及び薄膜磁気ヘッド等の製造工程に
おけるフォトリソグラフィー工程では、半導体層や金属
配線層に回路パターンを形成させるために露光装置が用
いられる。この露光装置では、回路パターンの形成され
たレチクルやフォトマスク等(以下、レチクルと総称す
る)を用いる。露光装置のレチクルステージにレチクル
を載置し、フォトレジスト等の感光剤が塗布された半導
体ウエハや液晶基板等(以下、基板と総称する)を基板
ステージに載置する。そして、レチクルに形成された回
路パターンを基板に転写する。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a semiconductor device, a liquid crystal display device, and an image pickup device (CCD, Charge Couple)
In the photolithography process in the manufacturing process of the d device and the thin-film magnetic head, an exposure apparatus is used to form a circuit pattern on a semiconductor layer or a metal wiring layer. In this exposure apparatus, a reticle or a photomask on which a circuit pattern is formed (hereinafter, collectively referred to as a reticle) is used. A reticle is placed on a reticle stage of an exposure apparatus, and a semiconductor wafer, a liquid crystal substrate, or the like (hereinafter, collectively referred to as a substrate) coated with a photosensitive agent such as a photoresist is placed on the substrate stage. Then, the circuit pattern formed on the reticle is transferred to the substrate.

【0003】露光装置において、基板の所定の位置にレ
チクル上に形成されたパターンを露光するために、レチ
クルステージあるいは基板ステージの位置を測定し、そ
の測定結果に基づいて各ステージを駆動させて位置決め
を行なっている。
In an exposure apparatus, in order to expose a pattern formed on a reticle to a predetermined position on a substrate, the position of a reticle stage or a substrate stage is measured, and each stage is driven and positioned based on the measurement result. Are doing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図8は従来の露光装置
におけるステージを示す図である。図8は平面図であ
り、XY面内で移動可能なステージSTのY方向にそっ
た一側面には移動鏡MXが設けられ、X方向にそった一
側面には移動鏡MYが設けられている。移動鏡MX及び
MYは概略直交して設置されている。ステージSTのX
方向の位置は、移動鏡MXにほぼ垂直に入射する測定レ
ーザを有するレーザ干渉計システムの測定軸X1及びX
2によって、またステージSTのY方向の位置は、移動
鏡MYにほぼ垂直に入射する測定レーザを有するレーザ
干渉計の測定軸Yによって測定される。測定軸X1及び
X2の光路の間隔はY方向に距離DXだけ離れており、
測定軸X1及びX2の測定値の差分からXY面に垂直な
Z軸回りの回転量を求めることもできるようになってい
る。従って、このステージ測定においては、ステージS
TのX方向、Y方向及びθZ方向の回転成分という3自
由度の測定を3つの測定軸により実現している。
FIG. 8 is a diagram showing a stage in a conventional exposure apparatus. FIG. 8 is a plan view. A movable mirror MX is provided on one side of the stage ST movable in the XY plane along the Y direction, and a movable mirror MY is provided on one side along the X direction. I have. The movable mirrors MX and MY are installed substantially orthogonally. X of stage ST
The position in the direction is determined by the measurement axes X1 and X1 of the laser interferometer system with the measurement laser incident almost perpendicularly on the moving mirror MX.
2 and the position of the stage ST in the Y direction are measured by the measuring axis Y of a laser interferometer having a measuring laser which is incident almost perpendicularly on the moving mirror MY. The distance between the optical paths of the measurement axes X1 and X2 is a distance DX in the Y direction,
From the difference between the measured values of the measurement axes X1 and X2, the amount of rotation about the Z axis perpendicular to the XY plane can be obtained. Therefore, in this stage measurement, the stage S
Measurement of three degrees of freedom, that is, rotation components of the X in the X direction, the Y direction, and the θZ direction is realized by three measurement axes.

【0005】このような構成において、ステージSTの
X方向及びY方向それぞれの最大移動範囲の全ての領域
で各測定軸X1、X2及びYの測定レーザが常に移動鏡
MX及びMYにそれぞれ照射されている必要がある。そ
のため、ステージSTがXY面内で移動してもレーザ干
渉計システムの各測定軸X1、X2及びYの測定レーザ
を反射し続けるように、移動鏡MX及びMYの寸法はス
テージSTの可動範囲より大きくしておく必要があっ
た。
In such a configuration, the measuring mirrors X1, X2, and Y are always irradiated to the movable mirrors MX and MY, respectively, in all the areas of the maximum movement range of the stage ST in the X and Y directions. Need to be. Therefore, even if the stage ST moves in the XY plane, the dimensions of the movable mirrors MX and MY are set to be smaller than the movable range of the stage ST so that the measurement lasers of the measurement axes X1, X2, and Y of the laser interferometer system are continuously reflected. I needed to keep it big.

【0006】このため、ステージSTの可動範囲を広げ
ようとすると、大型の移動鏡MX及びMYが必要にな
り、それに伴なってステージST全体の形状も大きくな
らざるをえず、そのため、ステージSTが重くなってし
まい、ステージSTを高速で移動させることが困難とな
るという問題が生じていた。
[0006] Therefore, in order to extend the movable range of the stage ST, large movable mirrors MX and MY are required, and the whole shape of the stage ST must be enlarged accordingly. Has become heavy, making it difficult to move the stage ST at high speed.

【0007】このような問題を解決するために、ステー
ジの位置の自由度(例えば、X方向、Y方向及びθZ方
向の3自由度)よりも多い数の測定軸(例えば4個)を
レーザ干渉計システムに設けることによって、第一の方
向についての第一の測定軸の測定レーザが移動鏡の測定
範囲から外れても、第一の方向についての第二の測定軸
の測定レーザが移動鏡の測定範囲に入るようにし、常に
測定軸のいずれかの測定レーザが移動鏡の測定範囲に入
るようにしている。そして、第一の測定軸の測定範囲か
ら、第二の測定軸の測定範囲に移動鏡が移動した場合、
当該第一の測定軸での測定値を当該第二の測定軸の初期
値として設定することにより、移動鏡の大きさをステー
ジの可動範囲よりも小さくすることを可能としていた。
In order to solve such a problem, the number of measurement axes (for example, four) larger than the number of degrees of freedom of the position of the stage (for example, three degrees of freedom in the X, Y, and θZ directions) is changed by laser interference. The measurement laser of the second measurement axis in the first direction is provided on the movable mirror even if the measurement laser of the first measurement axis in the first direction is out of the measurement range of the movable mirror. The measurement range is set so that one of the measurement lasers on the measurement axis always enters the measurement range of the movable mirror. Then, when the movable mirror moves from the measurement range of the first measurement axis to the measurement range of the second measurement axis,
By setting the measurement value on the first measurement axis as the initial value of the second measurement axis, it has been possible to make the size of the movable mirror smaller than the movable range of the stage.

【0008】また、上述のような露光装置において、ス
テージの位置決めのためにステージ位置を測定するレー
ザ干渉計システムの他に、ステージを駆動させる電磁力
モータのコミュテーション専用に、ステージ位置を測定
するリニアエンコーダ等のセンサーが設けられていた。
In the above exposure apparatus, in addition to the laser interferometer system for measuring the stage position for positioning the stage, the stage position is measured exclusively for the commutation of the electromagnetic force motor for driving the stage. Sensors such as linear encoders were provided.

【0009】これらのセンサーは、ステージの全可動範
囲についてステージの位置を測定可能であり、電磁力モ
ータの内部又は近傍に備えられる必要があった。以下
に、従来における、ステージを駆動する電磁力モータの
コミュテーションについて説明する。従来におけるステ
ージを駆動する電磁力モータのコミュテーションに関す
る技術として、例えば、特開平6−187042号公報
に開示されているものがある。
These sensors can measure the position of the stage over the entire movable range of the stage, and need to be provided inside or near the electromagnetic force motor. Hereinafter, conventional commutation of an electromagnetic motor that drives a stage will be described. As a conventional technique relating to commutation of an electromagnetic motor for driving a stage, for example, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-187042.

【0010】図9は、従来のステージを駆動する電磁力
モータ近傍の装置構成を示す図である。図9において、
ステージSTを駆動する電磁力モータである駆動装置4
0の近傍に、光学式リニアエンコーダ91及び92、原
点検出器93及び駆動制御装置80が備えられている。
駆動制御装置80は、通信インターフェース部81、エ
ンコーダ信号処理部82、推力算出部83及びコミュテ
ーション処理部84を備える。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a device in the vicinity of a conventional electromagnetic motor for driving a stage. In FIG.
A driving device 4 which is an electromagnetic force motor for driving the stage ST
In the vicinity of 0, optical linear encoders 91 and 92, an origin detector 93, and a drive control device 80 are provided.
The drive control device 80 includes a communication interface unit 81, an encoder signal processing unit 82, a thrust calculation unit 83, and a commutation processing unit 84.

【0011】ステージSTは、矢印94の方向にガイド
95にそって移動可能である。光学式リニアエンコーダ
91及び92はステージSTの位置を測定し、91が移
動側、92が固定側である。光学式リニアエンコーダ9
1及び92の測定範囲は、ガイド95にそったステージ
STの全可動範囲である。また、原点検出器93はステ
ージSTの原点を検出する。駆動装置40はステージS
Tを駆動させる。駆動装置40として、この説明では2
相コイルCL1及びCL2を備えるムービングコイル製
リニアモータを用いている。
The stage ST is movable along a guide 95 in the direction of arrow 94. The optical linear encoders 91 and 92 measure the position of the stage ST, where 91 is the moving side and 92 is the fixed side. Optical linear encoder 9
The measurement ranges 1 and 92 are the entire movable range of the stage ST along the guide 95. The origin detector 93 detects the origin of the stage ST. The driving device 40 is a stage S
T is driven. In this description, the driving device 40 is 2
A moving coil linear motor having phase coils CL1 and CL2 is used.

【0012】光学式リニアエンコーダ92は、2つの信
号SG1及びSG2を出力する。信号SG1及びSG2
は、ステージSTの移動量に対する出力電圧を示す正弦
波信号及び余弦波信号である。原点検出器93は、原点
信号SG3を出力する。
The optical linear encoder 92 outputs two signals SG1 and SG2. Signals SG1 and SG2
Are a sine wave signal and a cosine wave signal indicating an output voltage with respect to the movement amount of the stage ST. The origin detector 93 outputs an origin signal SG3.

【0013】通信インターフェース部81は、不図示の
露光装置の制御装置から、上述のレーザ干渉計システム
によって測定されたステージSTの位置に基づく命令、
例えば、所定の位置にステージSTを駆動させるように
というような命令を受信する。
The communication interface unit 81 receives a command based on the position of the stage ST measured by the above-described laser interferometer system from a control device of an exposure apparatus (not shown).
For example, a command to drive the stage ST to a predetermined position is received.

【0014】エンコーダ信号処理部82は、信号SG
1、SG2及びSG3を処理し、ステージ位置の測定値
を算出する。エンコーダ信号処理部81は、算出した測
定値を推力算出部83に出力する。
The encoder signal processing section 82 outputs the signal SG
1, SG2 and SG3 are processed to calculate a measured value of the stage position. The encoder signal processing unit 81 outputs the calculated measurement value to the thrust calculation unit 83.

【0015】推力算出部83は、通信インターフェース
部81を介して受信した不図示の制御装置からの命令及
びエンコーダによって測定されたステージSTの位置の
測定値に基づいて、命令された所定の位置にステージS
Tを駆動するための推力を算出し、算出した推力をコミ
ュテーション処理部84に出力する。
The thrust calculation unit 83 sets a predetermined position instructed based on a command received from the control device (not shown) received via the communication interface unit 81 and a measured value of the position of the stage ST measured by the encoder. Stage S
The thrust for driving T is calculated, and the calculated thrust is output to the commutation processing unit 84.

【0016】コミュテーション処理部84は、ステージ
位置の測定値及び推力に基づいて駆動装置40のコミュ
テーションを行なう。コミュテーションについては、知
られているので詳しい説明は省略する。言い換えると、
コミュテーション処理部84は、推力が得られるように
電流の大きさと向きを決定し、駆動装置40を構成する
二相の各々のコイルCL1及びCL2へ決定された電流
を分配する。この電流により、コイルによる駆動力が生
じ、ステージSTは駆動される。
The commutation processing unit 84 performs commutation of the driving device 40 based on the measured value of the stage position and the thrust. Since commutation is known, detailed description is omitted. In other words,
The commutation processing unit 84 determines the magnitude and direction of the current so as to obtain a thrust, and distributes the determined current to each of the two-phase coils CL1 and CL2 constituting the driving device 40. Due to this current, a driving force is generated by the coil, and the stage ST is driven.

【0017】従来において、上述のように、ステージの
位置決めのためにステージの位置を測定するレーザ干渉
計システムの他に、ステージを駆動する駆動装置の内部
又は近傍にコミュテーション専用のエンコーダ等を備え
る必要があり、装置構成が冗長となるという問題があっ
た。
Conventionally, as described above, in addition to the laser interferometer system for measuring the position of the stage for positioning the stage, an encoder dedicated to commutation or the like is provided inside or near a driving device for driving the stage. However, there is a problem that the device configuration becomes redundant.

【0018】本発明は、移動鏡を短くすることによりス
テージを小さく且つ軽くするとともに、コミュテーショ
ン専用のエンコーダ等を不要にすることにより装置構成
を簡略化したステージ装置及び露光装置並びにそれらに
係わるステージ駆動方法及び露光方法を提供することを
目的とする。
According to the present invention, a stage apparatus, an exposure apparatus, and a stage relating thereto are provided in which the moving mirror is shortened to reduce the size and weight of the stage, and the apparatus configuration is simplified by eliminating the need for an encoder or the like dedicated to commutation. It is an object to provide a driving method and an exposure method.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、一実施形態を示す図1、図2、図4及び図7に対応
づけて説明すると、請求項1記載のステージ装置(10
0)によれば、第一の方向(X方向)に移動可能なステ
ージ(ST)と、ステージ(ST)を駆動する電磁力モ
ータ(40)と、ステージ(ST)の位置を測定するレ
ーザ干渉計システム(20)と、電磁力モータ(40)
を制御する制御手段(50)とを備え、制御手段(5
0)はレーザ干渉計システム(20)の測定値を電磁力
モータ(40)のコミュテーションに用いることを特徴
とする。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, a description will be given with reference to FIGS. 1, 2, 4 and 7 showing one embodiment.
According to 0), a stage (ST) movable in a first direction (X direction), an electromagnetic force motor (40) for driving the stage (ST), and laser interference for measuring the position of the stage (ST) Meter system (20) and electromagnetic force motor (40)
Control means (50) for controlling the
0) is characterized in that the measured values of the laser interferometer system (20) are used for commutation of the electromagnetic motor (40).

【0020】電磁力モータ(40)は第一の方向(X方
向)にステージSTを駆動し、レーザ干渉計システム
(20)は、ステージ(ST)の位置を測定し、制御手
段(50)は電磁力モータ(40)を制御する。ここ
で、制御手段(50)はレーザ干渉計システム(20)
の測定値を電磁力モータ(40)のコミュテーションに
用いる。
The electromagnetic force motor (40) drives the stage ST in the first direction (X direction), the laser interferometer system (20) measures the position of the stage (ST), and the control means (50) The electromagnetic force motor (40) is controlled. Here, the control means (50) is a laser interferometer system (20)
Are used for commutation of the electromagnetic force motor (40).

【0021】ステージ(ST)の位置決めのためにステ
ージ(ST)の位置を測定するレーザ干渉計システムの
測定値をコミュテーションに用いる。従って、電磁力モ
ータ(40)のコミュテーションのためにステージの全
可動領域を測定領域とし、ステージ(ST)の位置を測
定するエンコーダ等をステージ装置に備える必要がなく
なる。
For the positioning of the stage (ST), the measured values of the laser interferometer system for measuring the position of the stage (ST) are used for the commutation. Therefore, the entire movable area of the stage is used as a measurement area for commutation of the electromagnetic force motor (40), and there is no need to provide an encoder or the like for measuring the position of the stage (ST) in the stage device.

【0022】請求項2記載のステージ装置(100)に
よれば、ステージ(ST)は、第一の方向に垂直な第二
の方向(Y方向)に移動可能であり、レーザ干渉計シス
テム(20)は、第二の方向(Y方向)に関して互いに
重複した測定可能領域を持つ複数のレーザ干渉計(Y
1、Y2)を備え、制御手段(50)は複数のレーザ干
渉計(Y1、Y2)の測定可能領域が重複する領域内
(71)にステージ(ST)がある場合に、コミュテー
ションに用いるレーザ干渉計を切り替えることを特徴と
する。
According to the stage apparatus (100) of the second aspect, the stage (ST) is movable in a second direction (Y direction) perpendicular to the first direction, and is provided with a laser interferometer system (20). ) Are a plurality of laser interferometers (Y) having measurable regions overlapping each other in the second direction (Y direction).
1, Y2), and the control means (50) controls the laser used for commutation when the stage (ST) is in the area (71) where the measurable areas of the plurality of laser interferometers (Y1, Y2) overlap. It is characterized in that the interferometer is switched.

【0023】第二の方向(Y方向)に関して、互いに重
複した測定可能領域(71)を持つ複数のレーザ干渉計
(Y1、Y2)によってステージ(ST)の位置を測定
する場合に、制御手段(50)は、複数のレーザ干渉計
(Y1、Y2)の測定可能領域が重複する領域内(7
1)にステージ(ST)がある時に、コミュテーション
に用いるレーザ干渉計を、現在用いている第一のレーザ
干渉計から第二のレーザ干渉計に切り替える。
When the position of the stage (ST) is measured by a plurality of laser interferometers (Y1, Y2) having a measurable area (71) overlapping each other in the second direction (Y direction), the control means ( 50) is an area (7) in which the measurable areas of the plurality of laser interferometers (Y1, Y2) overlap.
When there is a stage (ST) in 1), the laser interferometer used for commutation is switched from the currently used first laser interferometer to the second laser interferometer.

【0024】これにより、現在測定に用いている第一の
レーザ干渉計の測定領域からステージ(ST)が外れる
前にコミュテーションに用いるレーザ干渉計を第二のレ
ーザ干渉計に切り替える。従って、ステージ(ST)の
移動により、第一のレーザ干渉計の測定領域からステー
ジが外れたためにレーザ干渉計の測定値をコミュテーシ
ョンに用いることができなくなることを防ぐことが可能
となる。
Thus, the laser interferometer used for commutation is switched to the second laser interferometer before the stage (ST) deviates from the measurement area of the first laser interferometer currently used for measurement. Accordingly, it is possible to prevent the measurement value of the laser interferometer from being used for commutation due to the movement of the stage (ST) and the displacement of the stage from the measurement area of the first laser interferometer.

【0025】請求項3記載のステージ装置(100)に
よれば、さらに、上記制御手段(50)はステージ(S
T)の移動方向に応じて、コミュテーションに用いるレ
ーザ干渉計を切り替えることを特徴とする。
According to the stage device (100) of the third aspect, the control means (50) further comprises a stage (S)
The laser interferometer used for commutation is switched according to the moving direction of T).

【0026】これにより、制御手段(50)は、ステー
ジ(ST)の位置及びステージ(ST)の移動方向に応
じて、切り替える必要があるかどうか判定し、切り替え
る必要があると判定したときに、コミュテーションに用
いるレーザ干渉計を切り替えることが可能となる。
Thus, the control means (50) determines whether or not it is necessary to switch according to the position of the stage (ST) and the moving direction of the stage (ST). It is possible to switch the laser interferometer used for commutation.

【0027】請求項4記載のステージ装置(100)に
よれば、制御手段(50)はステージ(ST)の位置の
測定値に基づいて、電磁力モータ(40)を駆動させる
ための推力を算出し、コミュテーションは推力と測定値
とに基づいて行われることを特徴とする。
According to the stage device (100), the control means (50) calculates the thrust for driving the electromagnetic force motor (40) based on the measured value of the position of the stage (ST). However, the commutation is performed based on the thrust and the measured value.

【0028】制御手段(50)によって算出された推力
と、レーザ干渉計システム(20)による測定値に基づ
いてコミュテーションを行うことにより、所望の位置に
ステージ(ST)を駆動させることが可能となる。
By performing commutation based on the thrust calculated by the control means (50) and the measured value by the laser interferometer system (20), the stage (ST) can be driven to a desired position. Become.

【0029】請求項5記載のステージ装置(100)に
よれば、複数のレーザ干渉計(X1、X2、Y1、Y
2)の測定値は同期して取り込まれ、制御手段(50)
に送られることを特徴とする。
According to the stage apparatus (100), a plurality of laser interferometers (X1, X2, Y1, Y) are provided.
The measured value of 2) is taken in synchronously, and the control means (50)
It is sent to

【0030】複数のレーザ干渉計(X1、X2、Y1、
Y2)の測定値を同期して取り込んで制御手段(50)
に送信することにより、制御手段(50)への測定値の
入力を周期的に行なうことが可能となる。
A plurality of laser interferometers (X1, X2, Y1,
Control means (50) for synchronously taking in the measured value of Y2)
, It is possible to periodically input the measured value to the control means (50).

【0031】請求項6記載の露光装置によれば、レチク
ルに形成されたパターンを基板(5)に投影することに
よって基板(5)を露光する露光装置(1000)であ
って、レチクルまたは基板(5)を載置するステージ
(2、4)に請求項1乃至請求項5いずれかに記載のス
テージ装置(100)を用いることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an exposure apparatus (1000) for exposing a substrate (5) by projecting a pattern formed on a reticle onto the substrate (5), wherein the reticle or the substrate ( The stage device (100) according to any one of claims 1 to 5 is used for a stage (2, 4) on which the stage (5) is mounted.

【0032】請求項1乃至請求項5いずれか記載のステ
ージ装置(100)を露光装置(1000)のレチクル
ステージ(2)及び基板ステージ(4)のいずれか又は
両方に用いることが可能である。これにより、レチクル
ステージ駆動装置(8)及び基板ステージ駆動装置
(9)のいずれか又は両方に、駆動装置(8、9)を構
成する電磁力モータのコミュテーション専用のエンコー
ダ等を設ける必要がなくなる。延いては、露光装置(1
000)の装置構成を簡略化することが可能となる。
The stage apparatus (100) according to any one of claims 1 to 5 can be used for one or both of the reticle stage (2) and the substrate stage (4) of the exposure apparatus (1000). This eliminates the need to provide an encoder or the like dedicated to the commutation of the electromagnetic force motors constituting the driving devices (8, 9) in one or both of the reticle stage driving device (8) and the substrate stage driving device (9). . The exposure system (1
000) can be simplified.

【0033】請求項7記載の駆動方法によれば、電磁力
モータ(40)を用いてステージ(ST)を駆動する駆
動方法であって、レーザ干渉計(X1、X2、Y1、Y
2)を用いて、ステージ(ST)の位置を測定するステ
ップ(S1)と、レーザ干渉計(X1、X2、Y1、Y
2)の測定値を用いて電磁力モータ(40)のコミュテ
ーションを行うステップ(S6)とを含むことを特徴と
する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a driving method for driving the stage (ST) using the electromagnetic force motor (40), wherein the laser interferometer (X1, X2, Y1, Y) is used.
Step (S1) of measuring the position of the stage (ST) using 2) and a laser interferometer (X1, X2, Y1, Y)
And (2) performing commutation of the electromagnetic force motor (40) using the measured value of (2).

【0034】レーザ干渉計(X1、X2、Y1、Y2)
を用いてステージ(ST)の位置を測定し、その測定値
を用いて電磁力モータ(40)のコミュテーションを行
なう。これにより、電磁力モータ(40)のコミュテー
ション専用のエンコーダ等による測定値を用いてコミュ
テーションを行なうことを不要とすることが可能とな
る。
Laser interferometer (X1, X2, Y1, Y2)
Is used to measure the position of the stage (ST), and the electromagnetic force motor (40) is commutated using the measured value. This makes it unnecessary to perform commutation using a measurement value obtained by an encoder or the like dedicated to commutation of the electromagnetic force motor (40).

【0035】請求項8記載の駆動方法によれば、ステー
ジ(ST)が複数のレーザ干渉計(X1、X2、Y1、
Y2)で測定可能な領域内(71)にある場合に(S
3、Yes)、コミュテーションに用いるレーザ干渉計
(X1、X2、Y1、Y2)を切り替えるステップ(S
5)をさらに含むことを特徴とする。
According to the driving method of the eighth aspect, the stage (ST) includes a plurality of laser interferometers (X1, X2, Y1, Y1).
(S2) when it is within the measurable area (71) in (Y2).
3, Yes), the step of switching the laser interferometers (X1, X2, Y1, Y2) used for commutation (S
5) is further included.

【0036】複数のレーザ干渉計(X1、X2、Y1、
Y2)で測定可能な領域内(71)にステージ(ST)
がある場合に、コミュテーションに用いるレーザ干渉計
(X1、X2、Y1、Y2)を切り替えることにより、
現在コミュテーションに用いている第一のレーザ干渉計
の測定領域から第二のレーザ干渉計の測定領域にステー
ジ(ST)が移動する場合でも、第一のレーザ干渉計の
測定領域からステージが外れる前にコミュテーションに
用いるレーザ干渉計を切り替えることが可能となる。
A plurality of laser interferometers (X1, X2, Y1,
Stage (ST) in area (71) that can be measured in Y2)
When there is, by switching the laser interferometer (X1, X2, Y1, Y2) used for commutation,
Even when the stage (ST) moves from the measurement area of the first laser interferometer currently used for commutation to the measurement area of the second laser interferometer, the stage deviates from the measurement area of the first laser interferometer. It is possible to switch the laser interferometer used for commutation before.

【0037】請求項9記載の駆動方法によれば、ステー
ジ(ST)の移動方向に応じて(S4)、コミュテーシ
ョンに用いるレーザ干渉計を切り替えるステップ(S
5)をさらに含むことを特徴とする。
According to the driving method of the ninth aspect, the step (S4) of switching the laser interferometer used for commutation according to the moving direction of the stage (ST).
5) is further included.

【0038】互いに重複した測定可能領域(71)を持
つ複数のレーザ干渉計(X1、X2、Y1、Y2)によ
ってステージ(ST)の位置を測定する場合であって、
かつ、測定可能領域が重複する領域内(71)にステー
ジ(ST)がある場合、制御手段(50)は、ステージ
(ST)の移動方向に応じて、コミュテーションに用い
るレーザ干渉計を切り替える必要があるかどうか判定
し、切り替える必要があると判定したときに、コミュテ
ーションに用いるレーザ干渉計を切り替えることが可能
となる。
In the case where the position of the stage (ST) is measured by a plurality of laser interferometers (X1, X2, Y1, Y2) having mutually overlapping measurable areas (71),
In addition, when the stage (ST) is in the area (71) where the measurable area overlaps, the control means (50) needs to switch the laser interferometer used for commutation according to the moving direction of the stage (ST). It is possible to switch between laser interferometers used for commutation when it is determined whether or not there is, and when it is determined that switching is necessary.

【0039】請求項10記載の駆動方法によれば、レー
ザ干渉計(X1、X2、Y1、Y2)の測定値に基づい
て、電磁力モータ(40)を駆動させるための推力を算
出するステップ(S2)と、推力と測定値とに基づいて
コミュテーションを行うステップ(S6)とをさらに含
むことを特徴とする。
According to the driving method of the tenth aspect, the step of calculating the thrust for driving the electromagnetic force motor (40) based on the measured value of the laser interferometer (X1, X2, Y1, Y2) ( S2) and a step of performing commutation based on the thrust and the measured value (S6).

【0040】算出した推力と、レーザ干渉計(X1、X
2、Y1、Y2)による測定値に基づいてコミュテーシ
ョンを行うことにより、所望の位置にステージ(ST)
を駆動させることが可能となる。
The calculated thrust and laser interferometer (X1, X
(2, Y1, Y2), by performing commutation based on the measured values, the stage (ST) is moved to a desired position.
Can be driven.

【0041】請求項11記載の駆動方法によれば、複数
のレーザ干渉計(X1、X2、Y1、Y2)の測定値を
同期して取り込むステップをさらに含むことを特徴とす
る。複数のレーザ干渉計(X1、X2、Y1、Y2)の
測定値を同期して取り込むことにより、測定値を用いて
行なう処理を周期的に行なうことが可能となる。
According to the driving method of the eleventh aspect, the method further comprises the step of synchronously taking in the measured values of the plurality of laser interferometers (X1, X2, Y1, Y2). By synchronously capturing the measured values of the plurality of laser interferometers (X1, X2, Y1, Y2), it is possible to periodically perform processing using the measured values.

【0042】請求項12記載の露光方法によれば、レチ
クルに形成されたパターンを基板(5)に投影すること
によって基板(5)を露光する露光方法であって、請求
項7乃至請求項11のいずれかに記載のステージ駆動方
法により、レチクルまたは基板を載置するステージ
(2、4)を駆動することを特徴とする。
According to the twelfth aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing a substrate (5) by projecting a pattern formed on a reticle onto the substrate (5). The stage (2, 4) on which a reticle or a substrate is mounted is driven by the stage driving method according to any one of (1) to (4).

【0043】請求項7乃至請求項11いずれか記載のス
テージ駆動方法をレチクルステージ(2)及び基板ステ
ージ(4)のいずれか又は両方の駆動に用いることによ
り、レチクルステージ駆動装置(8)及び基板ステージ
駆動装置(9)を構成する電磁力モータのコミュテーシ
ョン専用にステージ(ST)の位置を測定する必要がな
くなる。
A reticle stage driving device (8) and a substrate are provided by using the stage driving method according to any one of claims 7 to 11 for driving one or both of the reticle stage (2) and the substrate stage (4). It is not necessary to measure the position of the stage (ST) exclusively for commutation of the electromagnetic force motor constituting the stage driving device (9).

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、本発明の1実施形態に係わ
るステージ装置及びそれを用いた露光装置並びにそれら
に係わるステージ駆動方法及び露光方法について図を参
照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a stage apparatus according to an embodiment of the present invention, an exposure apparatus using the same, and a stage driving method and an exposure method related thereto will be described with reference to the drawings.

【0045】図1は、本発明の1実施形態に係わる露光
装置の概略構成を示す図である。露光装置1000は、
照明系1と、不図示のレチクルを載置するレチクルステ
ージ2と、投影光学系3と、基板5を載置する基板ステ
ージ4とを主として構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. The exposure apparatus 1000
It mainly comprises an illumination system 1, a reticle stage 2 on which a reticle (not shown) is mounted, a projection optical system 3, and a substrate stage 4 on which a substrate 5 is mounted.

【0046】照明系1は、不図示の露光光源、楕円鏡、
シャッター、フライアイレンズ、コンデンサーレンズ等
を備える。これら一連の装置を用いて露光光の平均化等
を行なう。
The illumination system 1 includes an exposure light source (not shown), an elliptical mirror,
A shutter, fly-eye lens, condenser lens, etc. are provided. Using such a series of devices, averaging of exposure light and the like are performed.

【0047】レチクルステージ2は、不図示のレチクル
を載置する。レチクル上には回路パターンが形成されて
いる。照明系1からの露光光は、レチクルステージ2上
に載置されたレチクル上に形成されたパターン面上に照
射する。投影光学系3は露光光により照明された不図示
のレチクル上のパターンを所定の倍率で基板ステージ4
上の基板5に投影する。
The reticle stage 2 mounts a reticle (not shown). A circuit pattern is formed on the reticle. Exposure light from the illumination system 1 irradiates a pattern surface formed on a reticle mounted on a reticle stage 2. The projection optical system 3 converts a pattern on a reticle (not shown) illuminated by exposure light into a substrate stage 4 at a predetermined magnification.
The image is projected on the upper substrate 5.

【0048】基板ステージ4は、基板5を載置する。基
板5には感光剤が塗布されている。投影されたパターン
は、基板5に露光される。レチクルステージ干渉計シス
テム6はレチクルステージ2の位置を測定する。レチク
ルステージ2の側面のX方向及びY方向には不図示の反
射鏡が設けられている。レチクルステージ干渉計システ
ム6は、レチクルステージ側面に測定レーザを照射し、
反射鏡によって反射された光を検出することにより、レ
チクルステージ2の位置を測定する。基板ステージ干渉
計システム7は基板ステージ4の位置を測定する。基板
ステージ干渉計システム7の動作はレチクルステージ干
渉計システム6と同様である。
The substrate stage 4 places the substrate 5 thereon. The substrate 5 is coated with a photosensitive agent. The projected pattern is exposed on the substrate 5. Reticle stage interferometer system 6 measures the position of reticle stage 2. Reflectors (not shown) are provided in the X and Y directions on the side surface of the reticle stage 2. The reticle stage interferometer system 6 irradiates a measurement laser to the side surface of the reticle stage,
By detecting the light reflected by the reflecting mirror, the position of the reticle stage 2 is measured. The substrate stage interferometer system 7 measures the position of the substrate stage 4. The operation of the substrate stage interferometer system 7 is the same as that of the reticle stage interferometer system 6.

【0049】レチクルステージ駆動装置8及び基板ステ
ージ駆動装置9は、それぞれレチクルステージ2及び基
板ステージ4を駆動させる。制御装置10は、照明系
1、レチクルステージ2及び基板ステージ4等、露光装
置1000を構成する構成要素を制御する。本実施形態
に係わるステージ装置は、上述の露光装置1000のレ
チクルステージ2及び基板ステージ4に好適である。以
下、ステージ装置について説明する。
The reticle stage driving device 8 and the substrate stage driving device 9 drive the reticle stage 2 and the substrate stage 4, respectively. The control device 10 controls components constituting the exposure apparatus 1000, such as the illumination system 1, the reticle stage 2, and the substrate stage 4. The stage device according to the present embodiment is suitable for the reticle stage 2 and the substrate stage 4 of the exposure apparatus 1000 described above. Hereinafter, the stage device will be described.

【0050】図2は本実施形態に係わるステージ装置の
概略構成を示す図である。本実施形態のステージ装置1
00は、ステージST、レーザ干渉計システム20、干
渉計制御装置30、駆動装置40及び制御装置50を備
える。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a stage device according to the present embodiment. Stage device 1 of the present embodiment
Reference numeral 00 includes a stage ST, a laser interferometer system 20, an interferometer control device 30, a drive device 40, and a control device 50.

【0051】ステージSTは、ステージ面上に試料台T
を備え、X及びY方向の側面に不図示の移動鏡を備え
る。試料台Tには、レチクルや基板を載置する。ステー
ジSTは駆動装置40により、X及びY方向に駆動可能
である。駆動装置40は、ステージSTをX方向に駆動
させるX方向駆動装置40X及びY方向に駆動させるY
方向駆動装置40Yを備える。駆動装置40は電磁力モ
ータであり、例えば、ACリニアモータ及びDCブラシ
レスリニアモータ等が考えられる。
The stage ST has a sample stage T on the stage surface.
And a movable mirror (not shown) on the side surface in the X and Y directions. A reticle and a substrate are placed on the sample table T. The stage ST can be driven by the driving device 40 in the X and Y directions. The driving device 40 includes an X direction driving device 40X that drives the stage ST in the X direction and a Y direction driving device that drives the stage ST in the Y direction.
A direction driving device 40Y is provided. The driving device 40 is an electromagnetic motor, for example, an AC linear motor, a DC brushless linear motor, or the like can be considered.

【0052】レーザ干渉計システム20は、ステージS
Tの位置を測定する。レーザ干渉計システム20は、ス
テージSTのX方向の位置を測定するレーザ干渉計シス
テム20X及びステージSTのY方向の位置を測定する
レーザ干渉計システム20Yを備える。レーザ干渉計シ
ステム20X及び20Yは、それぞれ不図示のレーザ光
源、ビームスプリッタ、ビームベンダ、干渉ユニット等
を備えるが、ここでは説明を省略する。図2において、
レーザ干渉計システム20Xは2つのレーザ干渉計を備
え、レーザ干渉計システム20Yは2つのレーザ干渉計
を備える。各レーザ干渉計は、各々ステージSTの位置
を測定する測定軸X1、X2、Y1及びY2と対応して
備えられている。各測定軸X1、X2、Y1及びY2に
おいて、それぞれの測定軸に設けられた不図示の干渉ユ
ニットからの測定レーザが不図示の移動鏡に反射された
反射光を検出する。
The laser interferometer system 20 includes a stage S
Measure the position of T. The laser interferometer system 20 includes a laser interferometer system 20X that measures the position of the stage ST in the X direction and a laser interferometer system 20Y that measures the position of the stage ST in the Y direction. Each of the laser interferometer systems 20X and 20Y includes a laser light source, a beam splitter, a beam bender, an interference unit, and the like (not shown), but the description is omitted here. In FIG.
The laser interferometer system 20X includes two laser interferometers, and the laser interferometer system 20Y includes two laser interferometers. Each laser interferometer is provided corresponding to each of the measurement axes X1, X2, Y1, and Y2 for measuring the position of the stage ST. In each of the measurement axes X1, X2, Y1, and Y2, a measurement laser from an interference unit (not shown) provided on each measurement axis detects reflected light reflected by a moving mirror (not shown).

【0053】干渉計制御装置30は、レーザ干渉計シス
テム20の各測定軸X1、X2、Y1及びY2の検出結
果(信号)を測定値(カウント)に変換し、その測定値
を回線60を介して制御装置50に送信する。干渉計制
御装置30は、干渉計カウンタ30X1、30X2、3
0Y1及び30Y2並びに通信インターフェース部31
を備える。干渉計カウンタ30X1、30X2、30Y
1及び30Y2は、それぞれ測定軸X1、X2、Y1及
びY2で検出した反射光の干渉縞の次数をカウントする
ことにより、ステージSTの位置の測定値を算出する。
通信インターフェース部31は、回線60を介してステ
ージSTの位置の測定値を制御装置50に送信する。こ
こで、通信インターフェース部31は、干渉計カウンタ
30X1、30X2、30Y1及び30Y2から同期し
て測定値を取り込んで、制御手段50に送信することと
してもよい。
The interferometer controller 30 converts the detection results (signals) of the measurement axes X1, X2, Y1 and Y2 of the laser interferometer system 20 into measured values (counts), and converts the measured values via the line 60. To the control device 50. The interferometer control device 30 includes interferometer counters 30X1, 30X2, 3
0Y1 and 30Y2 and communication interface unit 31
Is provided. Interferometer counters 30X1, 30X2, 30Y
1 and 30Y2 calculate the measured value of the position of the stage ST by counting the order of the interference fringes of the reflected light detected on the measurement axes X1, X2, Y1 and Y2, respectively.
The communication interface unit 31 transmits the measured value of the position of the stage ST to the control device 50 via the line 60. Here, the communication interface unit 31 may acquire the measurement values from the interferometer counters 30X1, 30X2, 30Y1, and 30Y2 in synchronization with each other and transmit the measurement values to the control unit 50.

【0054】制御装置50は、干渉計制御装置30から
受信した測定値を用いて駆動装置40を制御する。以
下、制御装置50の装置構成について説明する。図3
は、制御装置50の装置構成を示す図である。図3
(a)は駆動装置40がコミュテーション機能を持たな
い場合の制御装置50の構成を、図3(b)は駆動装置
40がコミュテーション機能を持つ場合の制御装置50
の構成を示す。
The control device 50 controls the driving device 40 using the measured values received from the interferometer control device 30. Hereinafter, the device configuration of the control device 50 will be described. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a device configuration of a control device 50. FIG.
3A illustrates the configuration of the control device 50 when the driving device 40 does not have a commutation function, and FIG. 3B illustrates the configuration of the control device 50 when the driving device 40 has a commutation function.
Is shown.

【0055】図3(a)に示すように、制御装置50
は、通信インターフェース部51、切替処理部52、駆
動制御部53及びコミュテーション処理部54を備え
る。通信インターフェース部51は、回線60を介して
干渉計制御装置30からステージSTの位置の測定値を
受信する。
As shown in FIG. 3A, the control device 50
Includes a communication interface unit 51, a switching processing unit 52, a drive control unit 53, and a commutation processing unit 54. The communication interface unit 51 receives a measurement value of the position of the stage ST from the interferometer control device 30 via the line 60.

【0056】切替処理部52は受信した測定値及び後述
の推力等に基づいて、コミュテーションに用いる測定軸
を切り替える必要があるか否かを判定し、切り替える必
要があると判定した場合、コミュテーションに用いる測
定軸を切り替えて、ステージSTの位置の測定値をコミ
ュテーション処理部に出力する。切り替える必要がない
と判定した場合は、測定軸を切り替えずに、測定値をコ
ミュテーション処理部54に出力する。
The switching processing unit 52 determines whether or not it is necessary to switch the measurement axis used for commutation based on the received measurement value and the thrust described later. Is switched, and the measured value of the position of the stage ST is output to the commutation processing unit. If it is determined that there is no need to switch, the measurement value is output to the commutation processing unit 54 without switching the measurement axis.

【0057】なお、切替処理部52は、測定軸を切り替
える際に、それまで測定に用いていなかった干渉計カウ
ンタを復帰する。干渉計カウンタの復帰及び切替手順に
ついては後述する。
When switching the measurement axis, the switching processing section 52 returns the interferometer counter that has not been used for the measurement. The procedure for resetting and switching the interferometer counter will be described later.

【0058】駆動制御部53は、受信した測定値及び予
め備えられたステージSTの制御アルゴリズムに基づい
て、ステージSTを位置決めすべき目標位置に駆動する
ための推力等を算出し、切替制御部52及びコミュテー
ション処理部54に出力する。
The drive control unit 53 calculates a thrust for driving the stage ST to a target position to be positioned based on the received measurement values and a control algorithm of the stage ST provided in advance, and the switching control unit 52 And outputs it to the commutation processing unit 54.

【0059】コミュテーション処理部54は、入力され
たステージSTの位置の測定値及びステージSTを駆動
するための推力等に基づいて、駆動装置40を構成する
各コイルに電流を分配する。
The commutation processing unit 54 distributes the current to each coil constituting the driving device 40 based on the input measured value of the position of the stage ST and the thrust for driving the stage ST.

【0060】次に、図3(b)について説明する。図3
(b)において、駆動装置40はコミュテーション処理
部41を備えている。機能は、上述のコミュテーション
処理部54と同様である。この場合、制御装置50はコ
ミュテーション処理部53を備える必要はない。従っ
て、制御装置50はステージSTの位置の測定値と駆動
制御部53によって算出された推力の計算結果を駆動装
置40に出力する。駆動装置40のコミュテーション処
理部41は、測定値と推力とに基づいて、各コイルに電
流を分配する。このようにコミュテーション処理部41
を駆動装置40に備えたものも、本発明の範囲内であ
る。
Next, FIG. 3B will be described. FIG.
In (b), the driving device 40 includes a commutation processing unit 41. The function is the same as that of the commutation processing unit 54 described above. In this case, the control device 50 does not need to include the commutation processing unit 53. Therefore, the control device 50 outputs the measured value of the position of the stage ST and the calculation result of the thrust calculated by the drive control unit 53 to the drive device 40. The commutation processing unit 41 of the driving device 40 distributes current to each coil based on the measured value and the thrust. Thus, the commutation processing unit 41
Provided in the drive device 40 is also within the scope of the present invention.

【0061】図4は、レーザ干渉計システムの測定軸の
配置を示す図である。図4において、ステージSTのY
方向にそった一側面には、移動鏡MXが備えられ、ステ
ージSTのX方向にそった一側面には、移動鏡MYが備
えられている。移動鏡MX及びMYは概略直交してい
る。ステージSTのX方向の位置はレーザ干渉計システ
ム20Xの測定軸X1及びX2によって測定され、ステ
ージSTのY方向の位置はレーザ干渉計システム20Y
の測定軸Y1及びY2によって測定される。レーザ干渉
計システム20Xの測定軸X1及びX2は間隔DXだけ
離れて配置され、レーザ干渉計システム20Yの測定軸
Y1及びY2は間隔DYだけ離れて配置されている。
FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the measurement axes of the laser interferometer system. In FIG. 4, Y of stage ST
A movable mirror MX is provided on one side along the direction, and a movable mirror MY is provided on one side along the X direction of the stage ST. The moving mirrors MX and MY are substantially orthogonal. The position of stage ST in the X direction is measured by measurement axes X1 and X2 of laser interferometer system 20X, and the position of stage ST in the Y direction is laser interferometer system 20Y.
Are measured by the measurement axes Y1 and Y2. The measurement axes X1 and X2 of the laser interferometer system 20X are arranged at a distance DX, and the measurement axes Y1 and Y2 of the laser interferometer system 20Y are arranged at a distance DY.

【0062】移動鏡MXは、レーザ干渉計システム20
Xの各測定軸X1及びX2から入射する測定レーザを反
射する。移動鏡MYは、レーザ干渉計システム20Yの
各測定軸Y1及びY2から入射する測定レーザを反射す
る。反射光は各測定軸X1、X2、Y1及びY2で検出
される。また、X方向の位置を測定する測定軸X1及び
X2の測定値の差分から、あるいはY方向の位置を測定
する測定軸Y1及びY2の測定値の差分から、XY面に
垂直なZ軸回りの回転量θZを求めることもできる。
The moving mirror MX is provided for the laser interferometer system 20.
It reflects the measurement laser that enters from each of the X measurement axes X1 and X2. The moving mirror MY reflects the measurement laser incident from each of the measurement axes Y1 and Y2 of the laser interferometer system 20Y. The reflected light is detected on each of the measurement axes X1, X2, Y1, and Y2. Further, from the difference between the measurement values of the measurement axes X1 and X2 for measuring the position in the X direction, or from the difference between the measurement values of the measurement axes Y1 and Y2 for measuring the position in the Y direction, the rotation around the Z axis perpendicular to the XY plane is obtained. The rotation amount θZ can also be obtained.

【0063】移動鏡MX及びMYの長さをそれぞれLX
及びLYとすると、ステージSTの位置を測定可能な領
域70は、X方向にLY+DYの長さ、Y方向にLX+
DXの長さをもつ斜線で示される領域70となる。この
斜線で示される領域70内に試料台Tの中心があれば、
ステージSTの位置は測定可能である。
The length of each of the movable mirrors MX and MY is set to LX
And LY, the area 70 where the position of the stage ST can be measured has a length of LY + DY in the X direction and LX +
A region 70 indicated by oblique lines having the length of DX is obtained. If the center of the sample table T is within the area 70 indicated by the oblique lines,
The position of the stage ST can be measured.

【0064】上記領域70の網掛線で示される十字型の
領域71は、この領域内に試料台Tの中心がある時に、
ステージSTのX方向の位置及びY方向の位置のうち一
方又は両方をそれぞれ複数の測定軸で測定可能な領域
(以下、オーバーラップ領域と称する)である。
A cross-shaped area 71 indicated by a shaded line of the area 70 has a center of the sample table T in this area.
One or both of the position in the X direction and the position in the Y direction of the stage ST are regions (hereinafter, referred to as overlap regions) that can be measured by a plurality of measurement axes.

【0065】以下、コミュテーションに用いる測定軸の
復帰及び切替手順について説明する。なお、この説明に
おいて、レーザ干渉計システムをヘテロダイン方式であ
るとする。ヘテロダイン方式では参照信号に対する測定
干渉信号の絶対位相の変化分を積算することにより、ス
テージSTの位置を測定する。図5は、コミュテーショ
ンに用いる測定軸の復帰及び切替を説明する図である。
図5は、ステージSTをXY平面に垂直なZ方向から見
た図である。図5(a)のステージSTがY方向に移動
して、図5(b)に示す位置に達したとする。図5
(a)では、各測定軸X1、X2、Y1及びY2の測定
レーザが移動鏡MX及びMYに入射している。従って、
図4におけるオーバーラップ領域71にステージST
(試料台Tの中心)があることになる。ステージSTが
矢印75の方向に移動した結果、図5(b)に示すよう
に、測定軸X1の測定軸が移動鏡MXから外れたとす
る。つまり、図4において斜線で示された領域70にス
テージST(試料台Tの中心)があることになる。この
場合、測定軸X2の測定値を用いて駆動装置40のコミ
ュテーションを行なうことになる。その後、さらにステ
ージSTが矢印75の逆方向に移動した結果、再び図5
(a)の状態に戻り、X1の測定レーザが移動鏡MXに
入射するようになったとする。更に矢印75の逆方向に
ステージSTが進み、測定軸をX1でしか測定できない
領域にステージST(試料台Tの中心)が移動しつつあ
るとする。一旦測定レーザが移動鏡から外れると、測定
軸の信号から変換された測定値は正しい値とならなくな
る。従って、一旦測定レーザが移動鏡から外れた測定軸
X1に切り替える前に、測定レーザが移動鏡から外れて
いない他の測定軸X2の測定値から初期値を算出して測
定軸X1を復帰することが必要になる。
The procedure for returning and switching the measuring axis used for commutation will be described below. In this description, it is assumed that the laser interferometer system is a heterodyne system. In the heterodyne method, the position of the stage ST is measured by integrating the change in the absolute phase of the measured interference signal with respect to the reference signal. FIG. 5 is a diagram illustrating the return and switching of the measurement axis used for commutation.
FIG. 5 is a diagram of the stage ST viewed from a Z direction perpendicular to the XY plane. Assume that the stage ST in FIG. 5A moves in the Y direction and reaches the position shown in FIG. 5B. FIG.
In (a), measurement lasers of measurement axes X1, X2, Y1, and Y2 are incident on movable mirrors MX and MY. Therefore,
The stage ST is placed in the overlap area 71 in FIG.
(The center of the sample stage T). As a result of the movement of the stage ST in the direction of the arrow 75, as shown in FIG. 5B, it is assumed that the measurement axis of the measurement axis X1 has deviated from the movable mirror MX. That is, the stage ST (the center of the sample stage T) is located in the region 70 indicated by oblique lines in FIG. In this case, the commutation of the driving device 40 is performed using the measurement value of the measurement axis X2. Then, as a result of the stage ST further moving in the direction opposite to the arrow 75, FIG.
Returning to the state of (a), it is assumed that the measurement laser of X1 is incident on the moving mirror MX. Further, it is assumed that the stage ST advances in the direction opposite to the arrow 75, and the stage ST (the center of the sample table T) is moving to a region where the measurement axis can be measured only at X1. Once the measuring laser is disengaged from the moving mirror, the measured value converted from the signal of the measuring axis will not be correct. Therefore, before the measurement laser is switched to the measurement axis X1 that has deviated from the movable mirror, the initial value is calculated from the measurement value of the other measurement axis X2 that has not deviated from the movable mirror, and the measurement axis X1 is returned. Is required.

【0066】以下、測定軸X1の初期値を求める方法を
説明する。測定軸X1の測定値L(X1)は、(1)式
で求められる。 L(X1)=L(X2)−DX・θZ+d ・・・(1) ここで、L(X2)は測定軸X2の測定値である。DX
は測定軸X2とX1の間隔である。θZはZ軸回りのス
テージSTの回転角度である。dは移動鏡MXとMYの
直交度によるオフセット項で、一定値である。ここで、
θZは測定軸Y2とY1の測定値から(2)式で求めら
れる。
Hereinafter, a method for obtaining the initial value of the measurement axis X1 will be described. The measurement value L (X1) of the measurement axis X1 is obtained by Expression (1). L (X1) = L (X2) −DX · θZ + d (1) Here, L (X2) is a measured value of the measurement axis X2. DX
Is the distance between the measurement axes X2 and X1. θZ is the rotation angle of the stage ST about the Z axis. d is an offset term due to the orthogonality between the moving mirrors MX and MY, and is a constant value. here,
θZ is obtained from the measured values of the measurement axes Y2 and Y1 according to equation (2).

【0067】 θZ={L(Y2)−L(Y1)}/DY ・・・(2) ここで、L(Y2)は測定軸Y2の測定値、L(Y1)
は測定軸Y1の測定値である。また、DYは測定軸Y1
とY2の間隔である。θZは、ステージST(試料台T
の中心)が測定軸Y1とY2の測定領域が重複するオー
バーラップ領域にある場合に測定される。ステージST
がZ軸回りに回転されないかぎり、θZは一定値であ
る。ステージSTがZ軸回りに全く回転していない場
合、L(Y2)とL(Y1)の差分は0(ゼロ)である
ため、θZは0(ゼロ)となる。(2)式を(1)式に
代入すると(3)式が得られる。
ΘZ = {L (Y2) −L (Y1)} / DY (2) where L (Y2) is a measured value of the measurement axis Y2, and L (Y1)
Is a measured value of the measurement axis Y1. DY is the measurement axis Y1
And Y2. θZ is the value of stage ST (sample stage T
Is measured when the measurement area of the measurement axes Y1 and Y2 is in the overlap area where the measurement axes overlap. Stage ST
ΘZ is a constant value unless is rotated about the Z axis. When the stage ST is not rotating at all around the Z axis, the difference between L (Y2) and L (Y1) is 0 (zero), and thus θZ is 0 (zero). By substituting equation (2) into equation (1), equation (3) is obtained.

【0068】 L(X1)=L(X2)−(DX/DY)・{L(Y2)−L(Y1)}+d ・・・(3) この(3)式から、測定軸X1の測定値L(X1)を算
出する。次に、算出されたL(X1)から次の(4)及
び(5)式に基づいて、測定軸X1の干渉の次数Nと端
数である位相差εの推定値を求める。
L (X1) = L (X2) − (DX / DY) · {L (Y2) −L (Y1)} + d (3) From the expression (3), the measured value of the measurement axis X1 is obtained. Calculate L (X1). Next, based on the calculated L (X1), based on the following equations (4) and (5), an estimated value of the order N and the phase difference ε which is a fraction of the interference of the measurement axis X1 is obtained.

【0069】 N(X1)=g{L(X1)/(λ/m)} ・・・(4) ε=L(X1)/(λ/m)−N(X1) ・・・(5) ここで、g{X}はXを越えない最大の整数を与える関
数である。λは測定ビームの波長である。mは測定ビー
ムの光路の折り返し回数である。
N (X1) = g {L (X1) / (λ / m)} (4) ε = L (X1) / (λ / m) −N (X1) (5) Here, g {X} is a function that gives the largest integer not exceeding X. λ is the wavelength of the measurement beam. m is the number of turns of the optical path of the measurement beam.

【0070】続いて、このN及びεの推定値と測定軸X
1の絶対位相φとから初期値を決定する。ここで、絶対
位相φとは、測定軸において実際に検出した、参照信号
と測定信号の位相差である。
Subsequently, the estimated values of N and ε and the measurement axis X
The initial value is determined from the absolute phase φ of 1. Here, the absolute phase φ is the phase difference between the reference signal and the measurement signal actually detected on the measurement axis.

【0071】まず、位相差の推定値εと絶対位相差φを
比較することにより、N' を算出する。この比較は位相
差εが0(ゼロ)または2πに近い場合、推定した次数
が±1の範囲でずれている可能性があるため、その検証
のために行なう。
First, N ′ is calculated by comparing the estimated value ε of the phase difference with the absolute phase difference φ. This comparison is performed for verification when the phase difference ε is close to 0 (zero) or 2π, because the estimated order may be shifted within a range of ± 1.

【0072】図6は、位相差の推定値εと絶対位相差φ
との比較を説明する図である。この比較について図6を
参照しつつ説明する。図6(a)から(c)において、
横軸は干渉の次数k=N−1、k=N、k=N+1の範
囲の位相を示す。1次数内で位相は2π変化する。図6
(a)は実際の絶対位相差φと位相差の推定値εとの差
の絶対値がπより小さい場合(|φ−ε|<πの場合)
を示す。この場合、絶対位相差は次数N内にあるので干
渉の次数は推定値通りNであり、設定値N' =Nとす
る。図6(b)は実際の絶対位相差φから位相差の推定
値εを減じた値がπより大きい場合(φ−ε>πの場
合)を示す。この場合は、絶対位相差φは次数N−1内
にあるので設定値N' は、N' =N−1とする。図6
(c)は実際の絶対位相差φから位相差の推定値εを減
じた値が−πより小さい場合(φ−ε<−πの場合)を
示す。この場合、絶対位相差φは次数N+1内にあるの
で、設定値N' は、N' =N+1とする。
FIG. 6 shows the estimated phase difference ε and the absolute phase difference φ.
It is a figure explaining comparison with. This comparison will be described with reference to FIG. 6 (a) to 6 (c),
The horizontal axis indicates the phase in the range of interference orders k = N-1, k = N, and k = N + 1. The phase changes by 2π within the first order. FIG.
(A) when the absolute value of the difference between the actual absolute phase difference φ and the estimated phase difference ε is smaller than π (when | φ−ε | <π)
Is shown. In this case, since the absolute phase difference is within the order N, the order of the interference is N as the estimated value, and the set value N ′ = N. FIG. 6B shows a case where the value obtained by subtracting the estimated value ε of the phase difference from the actual absolute phase difference φ is larger than π (when φ−ε> π). In this case, since the absolute phase difference φ is within the order N−1, the set value N ′ is N ′ = N−1. FIG.
(C) shows a case where the value obtained by subtracting the estimated value ε of the phase difference from the actual absolute phase difference φ is smaller than −π (when φ−ε <−π). In this case, since the absolute phase difference φ is within the order N + 1, the set value N ′ is N ′ = N + 1.

【0073】上述のようにして求めたN' を(6)式に
代入することにより初期値Rを算出する。 R=M×N' +M(φ/2π) ・・・(6) ここで、Mは測定分解能を示す。
The initial value R is calculated by substituting N ′ obtained as described above into the equation (6). R = M × N ′ + M (φ / 2π) (6) where M indicates the measurement resolution.

【0074】上述のようにして初期値Rを求め、求めら
れた初期値Rを用いることにより測定軸X1を復帰し、
駆動装置40のコミュテーションに用いる測定軸を切り
替える。
The initial value R is obtained as described above, and the measurement axis X1 is returned by using the obtained initial value R.
The measurement axis used for commutation of the driving device 40 is switched.

【0075】以下、本実施形態に係わるステージ駆動方
法のコミュテーションの手順について説明する。図7は
制御装置50が行なうコミュテーションの手順を説明す
るフローチャートである。この説明では、図3(a)に
示すように、制御装置50がコミュテーション処理部5
4を備える場合について述べる。しかし、制御装置50
ではなく、駆動装置40がコミュテーション処理部41
を備える場合も同様である。
The procedure of commutation of the stage driving method according to the present embodiment will be described below. FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of commutation performed by control device 50. In this description, as shown in FIG. 3A, the control device 50
4 will be described. However, the control device 50
Instead, the driving device 40 is
The same applies to the case of having.

【0076】まず、制御装置50はレーザ干渉計システ
ム20を用いて測定したステージSTの位置の測定値
を、通信インターフェース部51を介して受信する(ス
テップS1)。制御装置50の駆動制御部53は、受信
した測定値及び予め備えられたステージSTの制御アル
ゴリズムに基づいて、ステージSTの目標位置を決定
し、さらにその目標位置にステージSTを駆動するため
の推力を算出する。さらに駆動制御部53は、決定した
目標位置と算出した推力を切替制御部52及びコミュテ
ーション処理部54に出力する(ステップS2)。
First, the control device 50 receives a measurement value of the position of the stage ST measured using the laser interferometer system 20 via the communication interface unit 51 (step S1). The drive control unit 53 of the control device 50 determines a target position of the stage ST based on the received measurement value and a control algorithm of the stage ST provided in advance, and furthermore, a thrust for driving the stage ST to the target position. Is calculated. Further, the drive control unit 53 outputs the determined target position and the calculated thrust to the switching control unit 52 and the commutation processing unit 54 (Step S2).

【0077】制御装置50の切替制御部52は、X方向
及びY方向の各方向毎について、ステージST(試料台
Tの中心)がオーバーラップ領域71にあるか否かを判
定する(ステップS3)。ここで、切替制御部52は、
測定可能領域70内のどの領域がオーバーラップ領域7
1に該当するのかを示す情報を予め備える。切替制御部
52は、そのオーバーラップ領域71に関する情報及び
受信したステージSTの位置の測定値に基づいてステッ
プS3の判定を行なう。
The switching control unit 52 of the control device 50 determines whether or not the stage ST (the center of the sample table T) is in the overlap area 71 for each of the X direction and the Y direction (step S3). . Here, the switching control unit 52
Which area in the measurable area 70 is the overlap area 7
1 is provided in advance. The switching control unit 52 makes the determination in step S3 based on the information regarding the overlap area 71 and the received measurement value of the position of the stage ST.

【0078】ステージST(試料台Tの中心)がオーバ
ーラップ領域71内にないと判定する場合に(ステップ
S3、No)、切替制御部52はコミュテーションに用
いる測定軸を切り替える必要はない。従って、切替制御
部52は切替処理は行なわないでステージSTの位置の
測定値をコミュテーション処理部54に出力する。コミ
ュテーション処理部54は、駆動制御部53が算出した
推力等とステージSTの位置の測定値に基づいてコミュ
テーションを行なう(ステップS6)。
When it is determined that the stage ST (the center of the sample stage T) is not within the overlap area 71 (No at Step S3), the switching control unit 52 does not need to switch the measurement axis used for commutation. Therefore, the switching control unit 52 outputs the measured value of the position of the stage ST to the commutation processing unit 54 without performing the switching process. The commutation processing unit 54 performs commutation based on the thrust and the like calculated by the drive control unit 53 and the measured value of the position of the stage ST (step S6).

【0079】ステージST(試料台Tの中心)がオーバ
ーラップ領域71内にあると判定する場合に(ステップ
S3、Yes)、切替制御部52はさらに、X方向及び
Y方向の各方向毎について、ステージST(試料台Tの
中心)が現在測定に用いている第一の測定軸の測定領域
から外れ、第二の測定軸の測定領域に移動しつつあるか
否か判定する(ステップS4)。切替制御部52は、駆
動制御部53から出力される推力が示すステージSTの
移動方向等及びステージSTの位置の測定値に基づい
て、ステップS4の判定を行なう。例えば、図4におい
て、ステージSTが測定軸X1の測定領域からY方向の
正の方向に移動した結果、X方向についてのオーバーラ
ップ領域(測定軸X1と測定軸X2の間)にステージS
T(試料台Tの中心)がある場合について説明する。こ
の場合、現在ステージSTの位置の測定に用いられてい
る測定軸はX1であるが、ステージST(試料台Tの中
心)がY方向の正方向にさらに所定の距離だけ移動すれ
ば、測定軸X1の測定領域から外れ、測定軸X2の測定
領域に移ることになる。切替制御部52は、ステージS
Tの位置の測定値が示す現在のステージSTの位置及び
駆動制御部53が出力する推力の示すステージSTの移
動方向及び移動距離に基づいて、推力によって示された
方向に示された距離だけステージSTを現在の位置から
駆動させた場合に、ステージST(試料台Tの中心)が
測定軸X1の測定領域から外れ、測定軸X2の測定領域
に移動するのか否かを判定することができる。
When it is determined that the stage ST (the center of the sample stage T) is within the overlap area 71 (Step S3, Yes), the switching control unit 52 further performs the following for each of the X direction and the Y direction. It is determined whether or not the stage ST (the center of the sample stage T) is out of the measurement area of the first measurement axis currently used for measurement and is moving to the measurement area of the second measurement axis (step S4). The switching control unit 52 makes the determination in step S4 based on the measured value of the position of the stage ST and the moving direction of the stage ST indicated by the thrust output from the drive control unit 53. For example, in FIG. 4, as a result of the stage ST moving in the positive direction in the Y direction from the measurement area of the measurement axis X1, the stage S moves to the overlap area in the X direction (between the measurement axis X1 and the measurement axis X2).
The case where there is T (the center of the sample stage T) will be described. In this case, the measurement axis currently used for measuring the position of the stage ST is X1, but if the stage ST (the center of the sample stage T) moves further by a predetermined distance in the positive Y direction, the measurement axis It deviates from the measurement area of X1 and moves to the measurement area of the measurement axis X2. The switching control unit 52 includes a stage S
Based on the current position of the stage ST indicated by the measured value of the position T and the moving direction and moving distance of the stage ST indicated by the thrust outputted by the drive control unit 53, the stage is moved by the distance indicated in the direction indicated by the thrust. When ST is driven from the current position, it can be determined whether or not the stage ST (the center of the sample stage T) moves out of the measurement area of the measurement axis X1 and moves to the measurement area of the measurement axis X2.

【0080】ステージSTが現在測定に用いている第一
の測定軸の測定領域から外れないと判定する場合に(ス
テップS4、No)、切替制御部52はコミュテーショ
ンに用いる測定軸を切り替える必要はない。従って、切
替処理は行なわないでステージSTの位置の測定値をコ
ミュテーション処理部54に出力する。コミュテーショ
ン処理部54は、駆動制御部53が算出した推力等とス
テージSTの位置の測定値に基づいてコミュテーション
を行なう(ステップS6)。なお、本発明において行な
うコミュテーションは従来と同様にして行なうため説明
を省略する。
If it is determined that the stage ST does not deviate from the measurement area of the first measurement axis currently used for measurement (step S4, No), the switching control unit 52 does not need to switch the measurement axis used for commutation. Absent. Therefore, the measurement value of the position of the stage ST is output to the commutation processing unit 54 without performing the switching process. The commutation processing unit 54 performs commutation based on the thrust and the like calculated by the drive control unit 53 and the measured value of the position of the stage ST (step S6). Note that the commutation performed in the present invention is performed in the same manner as in the related art, and thus the description is omitted.

【0081】ステージSTが現在測定に用いている第一
の測定軸の測定領域から外れ、第二の測定軸の測定領域
に移動しつつあると判定する場合に(ステップS4、Y
es)、切替制御部52は、上述のようにして第二の測
定軸を復帰し、コミュテーションに用いる測定軸を第一
の測定軸から第二の測定軸に切り替える(ステップS
5)。切替以後は第二の測定軸をコミュテーションに用
いることになる。更に、切替制御部52は、ステージS
Tの位置の測定値をコミュテーション処理部54に出力
する。
When it is determined that the stage ST has deviated from the measurement area of the first measurement axis currently used for measurement and is moving to the measurement area of the second measurement axis (step S4, Y
es), the switching control unit 52 returns the second measurement axis as described above, and switches the measurement axis used for commutation from the first measurement axis to the second measurement axis (Step S).
5). After the switching, the second measurement axis is used for commutation. Further, the switching control unit 52 controls the stage S
The measured value of the position of T is output to the commutation processing unit 54.

【0082】コミュテーション処理部54は、ステージ
STの位置の測定値、ステージSTの位置決め目標位置
及びステージSTを目標位置に駆動するための推力に基
づいてコミュテーションを行なう(ステップS6)。上
述の手順はステージSTの位置決めが終了するまで一定
周期で繰り返される。
The commutation processing unit 54 performs commutation based on the measured value of the position of the stage ST, the target position for positioning the stage ST, and the thrust for driving the stage ST to the target position (step S6). The above procedure is repeated at a constant cycle until the positioning of the stage ST is completed.

【0083】なお、制御装置50の機能は、電子回路に
よっても、ソフトウェアによっても実現可能である。制
御装置50の機能をソフトウェアによって実現する場
合、プログラムの記録媒体として、例えばRAM(Ra
ndom Access Memory)、ROM(R
ead Only Memory)等の内部記憶装置、
HD(Hard Disk)及びFD(Floppy
Disk)等のMD(Magnetic Disk)、
CD(Compact Disk)及びMO(Magn
eto Optical disk)等の光ディスク及
び磁気テープ等の外部記憶装置が考えられる。また、制
御装置50がネットワークに接続されている場合に、制
御装置50はネットワークを介してホストコンピュータ
等から上記プログラムを受信することとしてもよい。
The function of control device 50 can be realized by an electronic circuit or by software. When the function of the control device 50 is realized by software, for example, a RAM (Ra
ndom Access Memory), ROM (R
internal storage devices such as e.g.
HD (Hard Disk) and FD (Floppy)
Disk (MD) (Magnetic Disk);
CD (Compact Disk) and MO (Magn)
An external storage device such as an optical disk such as an ETO (optical disc) and a magnetic tape is conceivable. When the control device 50 is connected to a network, the control device 50 may receive the program from a host computer or the like via the network.

【0084】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上述した実施形態に限定されるものではな
く、他の様々な変更が可能である。例えば、上記実施形
態において、ヘテロダイン方式のレーザ干渉計システム
で絶対位相差と位相差の推定値を比較することにより干
渉の次数を決定し、測定軸の初期値を算出することによ
り、コミュテーションに用いる測定軸を切り替える手順
について説明した。しかし、他の測定軸の測定値を初期
値として用いる場合にも本実施形態は適用可能である。
また、ホモダイン方式のレーザ干渉計システムでも適用
可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications are possible. For example, in the above embodiment, the order of interference is determined by comparing the absolute phase difference and the estimated value of the phase difference in the heterodyne laser interferometer system, and the initial value of the measurement axis is calculated. The procedure for switching the measurement axis to be used has been described. However, the present embodiment is also applicable to a case where a measured value of another measuring axis is used as an initial value.
Further, the present invention is also applicable to a homodyne type laser interferometer system.

【0085】また、例えば、上記実施形態において、X
方向レーザ干渉計システムとY方向レーザ干渉計システ
ムはレーザ光源を別個に備えるとして説明したが、各測
定軸に入射する測定レーザの光量が各測定軸の受光レン
ジ内に維持できるのであれば、1台のレーザ光源からの
射出光を全軸に分割して用いるようにすることも可能で
ある。
For example, in the above embodiment, X
Although the directional laser interferometer system and the Y-directional laser interferometer system have been described as having separate laser light sources, if the amount of measurement laser incident on each measurement axis can be maintained within the light receiving range of each measurement axis, 1 It is also possible to use the light emitted from one of the laser light sources by dividing the light into all axes.

【0086】また、例えば、上記実施形態では、X方向
の測定軸の1つが移動鏡から外れた際における当該測定
軸の初期値の設定について説明したが、Y方向の測定軸
において1つの測定軸が移動鏡から外れた場合にも同様
にして適用可能である。さらに、上記実施形態において
X方向及びY方向に各々2つの測定軸を用意したが、よ
り多数軸であっても適用可能である。
Further, for example, in the above embodiment, the setting of the initial value of one of the measurement axes in the X direction when one of the measurement axes in the X direction comes off the movable mirror has been described. Can be applied in the same manner even when is displaced from the movable mirror. Further, in the above-described embodiment, two measurement axes are prepared in the X direction and the Y direction, but the present invention can be applied to more axes.

【0087】また、例えば、露光装置としては、LC
D、半導体素子、撮像素子(CCD等)、原板用レチク
ル及び薄膜磁気ヘッド等用の露光装置にも適用可能であ
る。また、例えば、上記実施形態に係わるステージ装置
を適用した露光装置はステップ・アンド・リピート方式
及び走査方式のいずれでも適用可能である。ステップ・
アンド・リピート方式投影露光装置では、Xステージ及
びYステージが所定の距離だけ移動して、パターンが露
光領域に露光される。一方、走査方式投影露光装置で
は、レチクルとXステージ及びYステージが同期移動し
てパターンが露光領域に露光される。走査方式露光装置
の投影光学系には、倒立縮小系と等倍正立正像系とがあ
るが、いずれの投影光学系にも適応可能である。
For example, as an exposure apparatus, LC
The present invention can also be applied to an exposure apparatus for D, a semiconductor element, an image pickup element (CCD or the like), a reticle for an original plate, a thin film magnetic head, and the like. Further, for example, an exposure apparatus to which the stage device according to the above embodiment is applied can be applied by any of a step-and-repeat method and a scanning method. Step
In the AND repeat type projection exposure apparatus, the X stage and the Y stage move by a predetermined distance, and the pattern is exposed on the exposure area. On the other hand, in the scanning projection exposure apparatus, the reticle and the X stage and the Y stage move synchronously, and the pattern is exposed on the exposure area. The projection optical system of the scanning type exposure apparatus includes an inverted reduction system and an equal size erect erect image system, and can be applied to any of the projection optical systems.

【0088】また、例えば、上記実施形態に係わるステ
ージ装置を適用する露光装置として、高温高圧水銀ラン
プ露光装置、ArF露光装置、EB露光装置、F2 レー
ザー光(波長157nm)等の真空紫外域光を露光用照
明光として用いるVUV露光装置や、波長5から15n
mの光を露光用照明光とするEUV露光装置、X線露光
装置やイオンビーム露光装置などの荷電粒子線を用いる
露光装置等が考えられる。
Further, for example, as an exposure apparatus to which the stage apparatus according to the above-described embodiment is applied, a high-pressure / high-pressure mercury lamp exposure apparatus, an ArF exposure apparatus, an EB exposure apparatus, vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like. VUV exposure apparatus that uses as illumination light for exposure, wavelength 5 to 15n
An exposure apparatus using a charged particle beam, such as an EUV exposure apparatus using m light as exposure illumination light, an X-ray exposure apparatus, an ion beam exposure apparatus, and the like can be considered.

【0089】更に、複数のレンズから構成される照明光
学系及び投影光学系(または電子光学系)を露光装置本
体に組み込み光学調整するとともに、本実施形態に係わ
るステージ装置を適用したレチクルステージ(レチクル
交換機構)及び基板ステージを露光装置本体に取付けて
配線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確
認等)をすることにより上記各実施形態の露光装置を製
造することができる。なお、露光装置の製造は温度及び
クリーン度等が管理されたクリーンルームで行なうこと
が望ましい。
Further, an illumination optical system and a projection optical system (or an electronic optical system) composed of a plurality of lenses are incorporated in the exposure apparatus main body to perform optical adjustment, and a reticle stage (reticle) to which the stage apparatus according to the present embodiment is applied. The exposure apparatus of each of the above embodiments can be manufactured by attaching the exchange mechanism) and the substrate stage to the exposure apparatus main body, connecting wirings and pipes, and further performing overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, and the like). It is desirable that the manufacture of the exposure apparatus be performed in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明によれば、移動鏡の大きさがステ
ージの移動範囲よりも小さく、且つ、装置構成が簡略な
ステージ装置を実現することができる。
According to the present invention, it is possible to realize a stage device in which the size of the movable mirror is smaller than the moving range of the stage and the device configuration is simple.

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

【図1】露光装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of an exposure apparatus.

【図2】ステージ装置の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a stage device.

【図3】制御装置の装置構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a device configuration of a control device.

【図4】レーザ干渉計システムの測定軸の配置を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of measurement axes of the laser interferometer system.

【図5】コミュテーションに用いる測定軸の復帰及び切
替を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating return and switching of a measurement axis used for commutation.

【図6】位相差の推定値εと絶対位相差φとの比較を説
明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a comparison between an estimated phase difference value ε and an absolute phase difference φ.

【図7】コミュテーション手順を説明するフローチャー
トである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a commutation procedure.

【図8】従来の露光装置におけるステージを示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a stage in a conventional exposure apparatus.

【図9】従来のステージを駆動する電磁力モータ近傍の
装置構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a device configuration in the vicinity of an electromagnetic motor driving a conventional stage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 照明系 2 レチクルステージ 3 投影光学系 4 基板ステージ 5 基板 6 レチクルステージ干渉計システム 7 基板ステージ干渉計システム 8 レチクルステージ駆動装置 9 基板ステージ駆動装置 10 制御装置 20、20X、20Y レーザ干渉計システム 30 干渉計制御装置 31、51 通信インターフェース部 30X1、30X2、30Y1、30Y2 干渉計カウ
ンタ 40、40X、40Y 駆動装置 41、54 コミュテーション処理部 50 制御装置 52 切替制御部 53 駆動制御部 60 回線 70 測定可能領域 71 オーバーラップ領域 75 矢印 100 ステージ装置 1000 露光装置 DX、DY 距離 MX、MY 移動鏡 ST ステージ T 試料台 X1、X2、Y1、Y2 測定軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illumination system 2 Reticle stage 3 Projection optical system 4 Substrate stage 5 Substrate 6 Reticle stage interferometer system 7 Substrate stage interferometer system 8 Reticle stage drive 9 Substrate stage drive 10 Control device 20, 20X, 20Y Laser interferometer system 30 Interferometer control device 31, 51 Communication interface unit 30X1, 30X2, 30Y1, 30Y2 Interferometer counter 40, 40X, 40Y Drive device 41, 54 Commutation processing unit 50 Control device 52 Switching control unit 53 Drive control unit 60 Line 70 Measurement possible Area 71 Overlap area 75 Arrow 100 Stage device 1000 Exposure device DX, DY Distance MX, MY Moving mirror ST Stage T Sample table X1, X2, Y1, Y2 Measurement axes

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Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一の方向に移動可能なステージと、 前記ステージを前記第一の方向に駆動する電磁力モータ
と、 前記ステージの位置を測定するレーザ干渉計システム
と、 前記電磁力モータを制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記レーザ干渉計システムの測定値を
前記電磁力モータのコミュテーションに用いることを特
徴とするステージ装置。
A stage movable in a first direction; an electromagnetic motor for driving the stage in the first direction; a laser interferometer system for measuring a position of the stage; Control means for controlling, wherein the control means uses the measured value of the laser interferometer system for commutation of the electromagnetic force motor.
【請求項2】 前記ステージは前記第一の方向に垂直な
第二の方向に移動可能であり、 前記レーザ干渉計システムは、前記第二の方向に関して
互いに重複した測定可能領域を持つ複数のレーザ干渉計
を備え、 前記制御手段は、前記複数のレーザ干渉計の前記測定可
能領域が重複する領域内に前記ステージがある場合に、
前記コミュテーションに用いるレーザ干渉計を切り替え
ることを特徴とする請求項1記載のステージ装置。
2. The method according to claim 1, wherein the stage is movable in a second direction perpendicular to the first direction, and wherein the laser interferometer system includes a plurality of lasers having mutually overlapping measurable regions in the second direction. An interferometer, the control means, when the stage is in an area where the measurable areas of the plurality of laser interferometers overlap,
The stage apparatus according to claim 1, wherein a laser interferometer used for the commutation is switched.
【請求項3】 前記制御手段は前記ステージの移動方向
に応じて、前記コミュテーションに用いるレーザ干渉計
を切り替えることを特徴とする請求項2記載のステージ
装置。
3. The stage apparatus according to claim 2, wherein said control means switches a laser interferometer used for said commutation according to a moving direction of said stage.
【請求項4】 前記制御手段は前記測定値に基づいて、
前記電磁力モータを駆動させるための推力を算出し、 前記コミュテーションは前記推力と前記測定値とに基づ
いて行われることを特徴とする請求項1乃至請求項3の
いずれかに記載のステージ装置。
4. The control means according to the measurement value,
The stage apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a thrust for driving the electromagnetic force motor is calculated, and the commutation is performed based on the thrust and the measured value. .
【請求項5】 前記複数のレーザ干渉計の測定値は同期
して取り込まれ、前記制御手段に送られることを特徴と
する請求項2または請求項3記載のステージ装置。
5. The stage apparatus according to claim 2, wherein the measured values of the plurality of laser interferometers are taken in synchronously and sent to the control means.
【請求項6】 レチクルに形成されたパターンを基板に
投影することによって前記基板を露光する露光装置であ
って、前記レチクルまたは前記基板を載置するステージ
に請求項1乃至請求項5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。
6. An exposure apparatus for exposing a substrate by projecting a pattern formed on a reticle onto the substrate, wherein the stage on which the reticle or the substrate is placed is mounted on the exposure apparatus. An exposure apparatus using the stage apparatus described in the above.
【請求項7】 電磁力モータを用いてステージを駆動す
る駆動方法であって、 レーザ干渉計を用いて、前記ステージの位置を測定する
ステップと、 前記レーザ干渉計の測定値を用いて前記電磁力モータの
コミュテーションを行うステップとを含むことを特徴と
するステージ駆動方法。
7. A method for driving a stage using an electromagnetic force motor, the method comprising: measuring a position of the stage using a laser interferometer; Performing commutation of the force motor.
【請求項8】 前記ステージが複数のレーザ干渉計で測
定可能な領域内にある場合に、前記コミュテーションに
用いるレーザ干渉計を切り替えるステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項7記載のステージ駆動方法。
8. The stage drive according to claim 7, further comprising a step of switching a laser interferometer to be used for the commutation when the stage is within an area that can be measured by a plurality of laser interferometers. Method.
【請求項9】 前記ステージの移動方向に応じて、前記
コミュテーションに用いるレーザ干渉計を切り替えるス
テップをさらに含むことを特徴とする請求項7または請
求項8記載のステージ駆動方法。
9. The stage driving method according to claim 7, further comprising a step of switching a laser interferometer used for the commutation according to a moving direction of the stage.
【請求項10】 前記測定値に基づいて、前記電磁力モ
ータを駆動させるための推力を算出するステップと、 前記推力と前記測定値とに基づいて前記コミュテーショ
ンを行うステップとをさらに含むことを特徴とする請求
項7乃至請求項9いずれかに記載のステージ駆動方法。
10. The method further comprising: calculating a thrust for driving the electromagnetic force motor based on the measured value; and performing the commutation based on the thrust and the measured value. The stage driving method according to claim 7, wherein:
【請求項11】 前記複数のレーザ干渉計の測定値を同
期して取り込むステップをさらに含むことを特徴とする
請求項8または請求項9記載のステージ駆動方法。
11. The stage driving method according to claim 8, further comprising the step of synchronously capturing the measured values of the plurality of laser interferometers.
【請求項12】 レチクルに形成されたパターンを基板
に投影することによって前記基板を露光する露光方法で
あって、請求項7乃至請求項11のいずれかに記載のス
テージ駆動方法により前記レチクルまたは前記基板を載
置するステージを駆動することを特徴とする露光方法。
12. An exposure method for exposing the substrate by projecting a pattern formed on the reticle onto the substrate, wherein the reticle or the reticle is formed by the stage driving method according to claim 7. An exposure method comprising driving a stage on which a substrate is mounted.
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