JP2000133573A

JP2000133573A - ステージ装置および露光装置

Info

Publication number: JP2000133573A
Application number: JP10305360A
Authority: JP
Inventors: Seibun Ri; 世文李; Yukio Kakizaki; 幸雄柿崎
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】ステージの駆動により生じる振動を抑制するこ
とにより結像特性を高め得る露光装置を提供する。【解決手段】マスクＭのパターンを基板Ｗに露光する露
光装置であり、第１基盤６上に移動可能に支持されマス
クを保持して第１方向に移動するマスクステージ１０
と、第２基盤３上に移動可能に支持され基板を保持して
少なくとも第１方向に移動する基板ステージ９と、マス
クステージと基板ステージとは振動に関して絶縁された
所定の設置面１Ａ上に回転可能に支持され、マスクステ
ージと基板ステージとの少なくとも一方のステージを駆
動した際に発生する反力が伝達されるフレーム部材１２
とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、撮像
素子、液晶表示素子または薄膜磁気ヘッドなどの各種マ
イクロデバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工
程などで好適に用いられ、特にマスク及び感光基板のス
テージの移動にともなう振動を防止するためのステージ
装置および露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスのフォトリソグラフィ工
程では、フォトレジストが塗布されたウェハやガラスプ
レート（以下、感光基板ともいう。）にマスク又はレチ
クルのパターンを転写することが行われるが、この種の
露光装置として、従来よりステップアンドリピート式露
光装置（ステッパー）が広く用いられている。このステ
ップアンドリピート式露光装置は、レチクルのパターン
をウェハの各ショット領域に一括して縮小投影すること
により露光するもので、一つのショット領域の露光を終
了すると、ウェハを移動して次のショット領域の露光を
行い、これを順次繰り返す方式である。

【０００３】また、レチクルパターンの露光範囲を拡大
するために、照明系からの露光光をスリット状に制限
し、このスリット光を用いてレチクルパターンの一部を
ウェハ上に縮小投影した状態で、レチクルとウェハとを
投影光学系に対して同期走査させるステップアンドスキ
ャン式露光装置も開発されている。このステップアンド
スキャン式露光装置（スキャニングステッパ）は、一回
の走査露光でレチクル全面のパターンを等倍でウェハの
全面に転写するアライナーの転写方式の長所と、上述し
たステッパーの転写方式の長所とを兼ね備えたものであ
る。

【０００４】前者のステッパのような一括露光方式の露
光装置では、レチクルのパターンを感光基板の各ショッ
ト領域に転写する際に、レチクルと感光基板とをほぼ完
全に静止させておく必要があるため、床からの振動が露
光装置本体部にそのまま伝わらないように、装置本体部
のベースは防振台を介して床面に設置されている。

【０００５】また、後者のステップアンドスキャン式露
光装置では、露光中にレチクルと感光基板とをそれぞれ
一定の速度比で安定に移動させる必要があるため、やは
り露光装置本体部のベースは防振台を介して床面に設置
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レチク
ルから感光基板に至る光軸が直線的に構成された投影光
学系を用いた投影露光装置においては、一般的に、レチ
クルが保持されるレチクルステージは投影光学系の上部
に配置され、感光基板を保持する基板ステージは投影光
学系の下部に配置され、これらレチクルステージと基板
ステージとは鉛直方向に８０ｃｍ〜１５０ｃｍ離れてい
るので、特にステップアンドスキャン式露光装置では、
レチクルステージと基板ステージとの同期移動にともな
って生じた反力および反力のモーメントの作用により装
置全体が傾いたり、装置本体部を構成するコラムやベー
スが振動してしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ステージの駆動により生じ
る振動、特にステージの加速時に生じる反力のモーメン
トによる振動を抑制することにより振動の少ないステー
ジ装置および結像特性を高め得る露光装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成
するために、本発明の第１の観点によれば、基盤上に移
動可能に支持され、少なくとも第１方向に移動するステ
ージ（１０）を備えたステージ装置において、前記ステ
ージとは振動に関して絶縁された所定の設置面上に回転
可能に支持され、前記ステージを駆動した際に発生する
反力が伝達されるフレーム部材（１２）を設けたことを
特徴とするステージ装置が提供される。

【０００９】この場合、フレーム部材に、当該フレーム
部材に作用する回動エネルギを吸収するエネルギ吸収体
（１３）、たとえば重りが設けられていることがより好
ましい。

【００１０】また、フレーム部材の回転中心が当該フレ
ーム部材の重心に設けられていることがより好ましい。

【００１１】（２）上記目的を達成するために、本発
明の第２の観点によれば、マスクのパターンを基板に露
光する露光装置において、第１基盤上に移動可能に支持
され、前記マスクを保持して第１方向に移動するマスク
ステージ（１０）と、第２基盤上に移動可能に支持さ
れ、前記基板を保持して少なくとも前記第１方向に移動
する基板ステージ（９）と、前記マスクステージと前記
基板ステージとは振動に関して絶縁された所定の設置面
上に回転可能に支持され、前記マスクステージと前記基
板ステージとの少なくとも一方のステージを駆動した際
に発生する反力が伝達されるフレーム部材（１２）とを
設けたことを特徴とする露光装置が提供される。

【００１２】この場合、フレーム部材に、当該フレーム
部材に作用する回動エネルギを吸収するエネルギ吸収体
（１３）、たとえば重りが設けられていることがより好
ましい。

【００１３】また、基板ステージの駆動の際に発生する
反力が、前記フレーム部材の回転支点（１２Ｐ）または
前記フレーム部材を支持する支持部材（１１）に対して
実質的に入力されることがより好ましい。

【００１４】また、フレーム部材が、前記マスクステー
ジの前記第１方向の両側に設けられていることがより好
ましい。

【００１５】さらに、前記マスクステージと前記基板ス
テージとは互いに逆方向に移動し、前記マスクステージ
の駆動により発生する反力と前記基板ステージの駆動に
より発生する反力とは前記フレーム部材を介して相殺さ
れることがより好ましい。

【００１６】

【作用】ステージが第１方向に移動するとその反力が発
生するが、本発明ではこうした反力および反力のモーメ
ントをフレーム部材に伝達し、この反力のモーメントを
当該フレーム部材の回転運動に変換することでステージ
に生じようとする振動エネルギをフレーム部材が設けら
れた所定の設置面へ逃がす。

【００１７】このフレーム部材の回転エネルギは、フレ
ーム部材に重りなどのエネルギ吸収体を設けることによ
り、より適切に吸収除去することができる。また、フレ
ーム部材の回転中心と重心とを一致させれば、ステージ
からの振動エネルギの吸収除去性能がより向上すること
になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態図１は本発明の露光装置の第１実施形態を示す正面図で
あり、いわゆるステップアンドスキャン式投影露光装置
である。この本実施形態では、実質的な設置面としての
キャッチパレット１の上には、４つの防振パッド２Ａ，
２Ｂ（図１では２つのみ図示）を介してベース３が設置
されている。防振パッド２Ａ，２Ｂは、第１ベース３の
四隅付近にそれぞれ配置されており、限定はされない
が、たとえば空気式ダンパやダンピング液中に圧縮コイ
ルバネを入れた機械式ダンパなどが用いられる。空気式
ダンパを用いた場合には、空気圧によって防振パッド２
Ａ，２Ｂの高さも調節できるので、防振機能に加えて上
下動機構としても兼用することができる。また、電磁ア
クチュエータ、油圧アクチュエータなどを空気式ダンパ
と並列して防振パッド２Ａ，２Ｂに用いても良い。

【００１９】第１ベース３の上には、感光基板としての
ウェハＷを保持する基板ステージ９が設置され、第１ベ
ース３上に固定された第１コラム４に投影光学系７が設
けられている。さらに、第１コラム４に設けられた第２
コラム５上に第２ベース６が設けられ、この第２ベース
６上にマスク（レチクル）Ｍを保持するマスクステージ
１０が設けられている。

【００２０】詳細な図示は省略するが、マスクステージ
１０は、第２ベース６上のＹ方向に延在したガイドにエ
アベアリングを介して載置されており、リニアモータに
よって第２ベース６上をＹ方向に一定速度で移動（走
査）でき、さらにＸ方向、Ｙ方向および回転方向（θ方
向）にマスクＭの位置が調節できる機構を備えている。

【００２１】これは、マスクステージ１０側に取り付け
られた移動鏡と、図外のコラムに固定されたレーザ干渉
計とによってマスクステージ１０のＸ方向およびＹ方向
の位置を常時０．００１μｍ程度の分解能で計測し、ま
たマスクステージ１０の回転角も計測し、これらの計測
値をステージ駆動装置の制御部へ送出して、この計測値
に応じて第２ベース６上のリニアモータを制御すること
により、マスクステージ１０の定速移動や位置決めなど
が実行される。

【００２２】一方、マスクパターンが転写されるウェハ
Ｗは、その詳細な図示は省略するが、ウェハホルダを介
して試料台上に保持されており、この試料台は基板ステ
ージ９上に載置され、この基板ステージ９は第１ベース
３上のガイドにエアベアリングを介して載置されてい
る。そして、基板ステージ９は、第１ベース３上におい
てリニアモータにより−Ｙ方向に一定速度で走査移動お
よびステッピング移動でき、またＸ方向へのステッピン
グ移動ができるように構成されている。また、基板ステ
ージ９内には、試料台をＺ方向に所定の範囲で移動する
Ｚステージ機構、および試料台の傾斜角を調整するチル
ト機構（レベリング機構）が組み込まれている。

【００２３】これらは、試料台に固定された移動鏡と、
図外のコラムに固定されたレーザ干渉計とによって、試
料台のＸ方向およびＹ方向の位置を常時０．００１μｍ
程度の分解能で計測するとともに、試料台の回転角も計
測し、これらの計測値をステージ駆動装置の制御部へ送
出して、この計測値に応じて基板ステージ９の駆動用リ
ニアモータを制御することにより、基板ステージ９の定
速移動、ステッピング及び位置決めなどが実行される。

【００２４】ちなみに、走査露光時においては、図外の
主制御装置からステージ駆動装置へ露光開始のコマンド
が送出され、投影光学系７が倒立系の場合、これに応じ
てステージ駆動装置では、マスクステージ１０を介して
マスクＭをＹ方向に速度Ｖｍで走査移動させるととも
に、これと同期して、基板ステージ９を介してウェハＷ
を−Ｙ方向に速度Ｖｗで走査移動させる。このとき、マ
スクＭからウェハＷへの投影倍率がβ、すなわち投影光
学系７の投影倍率がβであるときは、ウェハＷの走査速
度Ｖｗは、β・Ｖｍに設定される。

【００２５】なお、本発明の投影露光装置では、レチク
ルＭ側をＹ方向に移動させるとともにウェハＷ側を−Ｙ
方向に移動させても良く、或いは投影光学系７が正立系
の場合、レチクルＭとウェハＷとを同じＹ方向若しくは
−Ｙ方向に移動させても良い。

【００２６】照明光学系８は、図外のコラムを介してマ
スクステージ１０の上方に設けられている。この照明光
学系８は、マスクＭの矩形パターン領域を、走査露光時
の走査方向（−Ｙ方向）と直交した方向（±Ｘ方向）に
スリット状（矩形状）に延びた強度分布を有する照明光
で照射する。この±Ｘ方向に直線的なスリット状照明光
のマスクＭ上での照射領域は、投影光学系７の光軸と垂
直な物体面側の円形視野の中央に位置し、所定の縮小倍
率β（たとえば、１／４）の投影光学系７を通して、そ
の照射領域内のマスクＭのパターンの一部の像が、たと
えば０．３５μｍ以下の解像度でウェハＷ上に投影され
る。

【００２７】本実施形態の投影露光装置においては、キ
ャッチパレット１とは別のキャッチパレット１Ａに、曲
げ剛性の高い支持体１１が設けられており、この支持体
１１にフレーム部材１２が支点１２Ｐを中心に回転可能
に設けられている。このフレーム部材１２は、マスクス
テージ１０や基板ステージ９の駆動により生じる反力お
よび反力のモーメントを吸収するためのものであること
から、マスクステージ１０や基板ステージ９が設けられ
た第１ベース３や第２ベース６とは振動工学的に絶縁さ
れた基盤上に設けることが望ましい。本実施形態ではキ
ャッチパレット１とは振動工学的に絶縁されたキャッチ
パレット１Ａ上に設けることでその絶縁性をより高めて
いるが、フレーム部材１２に生じる振動がキャッチパレ
ット１に伝達されても防振パッド２Ａ，２Ｂによって充
分にその振動を吸収でき第１ベース３や第２ベース６に
伝達されなければ、同じキャッチパレット１上に支持体
１１およびフレーム部材１２を設けても良い。

【００２８】フレーム部材１２の下端には、エネルギ吸
収体としての重り１３が固定されており、またこの重り
１３に対して支点１２Ｐを挟んだ位置にバランサ１４が
移動可能に設けられている。このバランサ１４は、フレ
ーム部材１２の重心を変動可能とさせるべく当該フレー
ム部材１２に対して可動に設けられた重りであって、特
に本実施形態では、フレーム部材１２の重心を支点１２
Ｐにできる限り一致させるために用いられる。なお、バ
ランサ１４の固定位置をフレーム部材１２に対して変更
可能とすれば、露光装置を設置したあとに重心の微調整
が可能となるのでより好ましいが、当初から位置固定と
しても良い。

【００２９】また、フレーム部材１２の上端とマスクス
テージ１０との間にはアクチュエータ１５が設けられて
いる。このアクチュエータ１５は、図８にその細部を示
すように（同図では後述するスライダ機構１６を省略す
る。）、フレーム部材１２に固定された固定子１５１
と、マスクステージ１０に固定された可動子１５２とか
ら構成されたいわゆるボイスコイルアクチュエータであ
り、図外の制御装置からの指令信号に応じて、マスクス
テージ１０の±Ｙ方向に生じる振動を吸収する。なお、
ボイスコイルアクチュエータに代えて他のアクチュエー
タを使用しても差し支えない。

【００３０】同図に示すように、アクチュエータ１５の
固定子１５１は、Ｎ極の軸１５１１の周囲にＳ極の筒状
軸１５１２が形成された発磁体からなる。また、可動子
１５２は、固定子１５１の軸１５１１にギャップをもっ
て遊嵌する内筒１５２１と、この内筒の外周に巻回され
たコイル１５２３と、このコイル１５２３を覆う外筒１
５２２とからなり、コイル１５２３を流れる電流を図外
の制御装置により調整することで、固定子１５１と可動
子１５２との間に軸に平行な方向（投影露光装置でいえ
ば±Ｙ方向）への力が発生する。

【００３１】このアクチュエータ１５への指令信号につ
いては、マスクステージ１０に加速度センサ（図示を省
略する）を設け、この加速度センサにより検出されたマ
スクステージ１０の加速度ａ、換言すれば振動源となる
力Ｆに相当する電気信号を制御装置に送出し、制御装置
では、検出された力Ｆを相殺する力Ｆが生じるように、
アクチュエータ１５のコイル１５２３に電流を流す。こ
れ以外の場合には、アクチュエータ１５のコイル１５２
３には電流を流さないので、フレーム部材１２側の振動
がマスクステージ１０側に伝わるおそれがない。

【００３２】また、マスクステージ１０とフレーム部材
１２との間にアクチュエータ１５を設ける場合、アクチ
ュエータ１５とフレーム部材１２との取り付け部分を固
定すると、フレーム部材１２が支点１２Ｐを中心にして
回転したときにこの固定部分に±Ｚ軸方向成分の力が生
じる。このように回転方向に垂直な成分の力が生じると
フレーム部材１２によってマスクステージ１０からの反
力を充分に吸収できないので、本実施形態ではアクチュ
エータ１５とフレーム部材１２との取り付け部分にスラ
イダ機構１６を設けている。このスライダ機構１６の具
体的構造は特に限定されないが、図９に模式的に示した
ように、フレーム部材１２が回転運動をしたときに当該
フレーム部材１２の軸方向に沿ってスライドするととも
に、その関節１６ａが自在に揺動する機能を有すること
が必要とされる。

【００３３】ちなみに、マスクステージ１０とフレーム
部材１２との間にアクチュエータ１５を設けるのは、フ
レーム部材１２側からマスクステージ１０側への振動の
伝達を防止するためである。したがって、必要に応じて
適宜アクチュエータ１５を省略しても良い。

【００３４】さらに、フレーム部材１２には、アクチュ
エータ１７が設けられており、フレーム部材１２による
反力吸収機能を補助するために駆動する。また支持体１
１にもアクチュエータ１８が設けられており、フレーム
部材１２を介して当該支持体１１に伝達された振動を吸
収するために駆動する。これらのアクチュエータ１７，
１８は、たとえば図８に示したボイスコイルモータを用
いることができ、また他のアクチュエータであっても良
い。これらのアクチュエータ１７，１８の他端は、キャ
ッチパレット１やキャッチパレット１Ａとは振動工学的
に絶縁されたベースに固定され、フレーム部材１２や支
持体１１の振動を当該ベースに逃がすことにより、マス
クステージ１０の反力をより吸収することができるが、
必要に応じて適宜省略することもできる。また、アクチ
ュエータ１７，１８の位置にアクチュエータ１７，１８
に代えてフレーム部材１２および支持体１１の振動を吸
収できる動吸振器（マスタダンパおよびダイナミックダ
ンパ）を用いても良い。

【００３５】次に作用を説明する。まず、基板ステージ
９を駆動してウェハＷ上の第１ショット領域を所定の助
走（加速）開始位置に位置決めするとともに、マスクス
テージ１０を所定のリセット位置（加速開始位置）に戻
す。次に、図外のステージ駆動装置に指令を与えてマス
クステージ１０及び基板ステージ９を駆動し、同時に照
明光学系８から照明光を照射して当該ショット領域の露
光を開始する。本実施形態の場合には、マスクステージ
１０が＋Ｙ方向に移動し、基板ステージ９が−Ｙ方向に
移動する。このときの移動速度比に関しては、投影光学
系７の投影倍率が１／４であれば、マスクステージ１０
の移動速度１に対して基板ステージ９の移動速度を１／
４倍に設定する。

【００３６】このようにして、ウェハＷ上の一つのショ
ット領域の露光が終了すると、図外のステージ駆動装置
に指令を与えて基板ステージ９を駆動し、ウェハＷの当
該露光済みのショット領域の隣の第２ショット領域を加
速開始位置に位置決めする。そして、たとえばマスクス
テージ１０を前の露光とは反対方向（−Ｙ方向）に移動
させて当該ショット領域の露光を開始する。この場合、
基板ステージ９は＋Ｙ方向にマスクステージ１０の速度
の１／４の速度で移動される。以後は同様にしてステッ
プアンドスキャン方式でウェハＷのショット領域の露光
が行われる。

【００３７】こうした露光工程においては、特に露光中
に、マスクステージ１０と基板ステージ９とが±Ｙ方向
に走査移動するので、この走査移動の加減速時の反力が
原因の振動が発生する。この振動は、特に本実施形態の
ようにマスクステージ１０が基板ステージ９の上に設定
されている場合に顕著となる。

【００３８】しかしながら、本実施形態の投影露光装置
では、マスクステージ１０に加速度センサを設け、この
加速度センサにより検出されたマスクステージ１０の加
速度ａ、換言すれば振動源となる力Ｆに相当する電気信
号を制御装置に送出し、制御装置では、検出された力Ｆ
を相殺する力Ｆが生じるように、アクチュエータ１５の
コイル１５２３に電流を流す。またこれと同時にアクチ
ュエータ１７，１８のコイルにも電流を流す。これによ
り、マスクステージ１０には、±Ｙ方向に当該マスクス
テージ１０で生じた反力を相殺する力が加えられ、さら
にこのときの反力がスライダー機構１６を介してフレー
ム部材１２に伝達されることになる。

【００３９】フレーム部材１２では、スライダー機構１
６を介して伝達された反力が、支点１２Ｐを中心とした
回転運動に変換され、この反力は重り１３の回転エネル
ギに消費されるとともにアクチュエータ１７を介して系
外へ伝達される。またこのとき、支点１２Ｐから支持体
１１へ伝達される振動エネルギは、アクチュエータ１８
の駆動により系外へ伝達される。或いは、この反力は重
り１３の回転エネルギに消費されるとともに、アクチュ
エータ１７，１８の位置に設けた前述の動吸振器により
さらに消費される。

【００４０】特に本実施形態では、バランサ１４の固定
位置を調節することでフレーム部材１２の重心を支点１
２Ｐに一致させているので、マスクステージ１０から伝
達された反力の吸収性がより向上する。図１０（Ａ）、
図１１および図１２はフレーム部材１２の重心と支点１
２Ｐとが一致しない場合、同図（Ｂ）、図１３および図
１４はバランサ１４を設けることでフレーム部材１２の
重心と支点とが一致した場合についてシミュレーション
した結果を示すものである。

【００４１】図１０（Ａ）に示すフレーム部材１２は、
下端に９５０ｋｇの重り１３が取り付けられて支点１２
Ｐにて支持され、ａ１＝１４５５ｍｍとされている。こ
のフレーム部材１２の上端にＦ１の外力をサイン関数状
に入力し（図１１参照）、そのときのフレーム部材１２
の上端の変位をＸ１、支点１２Ｐに作用する力をＦ２、
重り１３の重心の変位をＸ２とすると、支点１２Ｐに作
用する力Ｆ２は図１１に示すように入力Ｆ１に対してベ
クトルが逆の力となり、重り１３の変位Ｘ２は図１２に
示すように入力側の変位Ｘ１に対して逆の変位となる
が、力Ｆ２のスカラー量は力Ｆ１のスカラー量よりかな
り大きくなり、一方、変位Ｘ１，Ｘ２は時間とともに収
束しない。これは反力の吸収性が悪いためである。

【００４２】これに対して、図１０（Ｂ）に示すフレー
ム部材１２は、下端に４３０ｋｇの重り１３が取り付け
られて支点１２Ｐにて支持され、ａ１＝１１０５ｍｍと
され、さらに２１０ｋｇのバランサ１４が取り付けられ
てフレーム部材１２の重心が支点１２Ｐに一致してい
る。このフレーム部材１２の上端にＦ１の外力をサイン
関数状に入力し（図１３参照）、そのときのフレーム部
材１２の上端の変位をＸ１、支点１２Ｐに作用する力を
Ｆ２、重り１３の重心の変位をＸ２とすると、支点１２
Ｐに作用する力Ｆ２は図１３に示すように入力Ｆ１に対
してベクトルが逆の力となり、またスカラー量もほぼ等
しくなる。また重り１３の変位Ｘ２は、図１４に示すよ
うに入力側の変位Ｘ１に対して逆の変位となり、変位Ｘ
１とともに収束している。

【００４３】このように、本実施形態の露光装置では、
マスクステージ１０の駆動により生じた反力を、フレー
ム部材１２の回転エネルギに変換し、これを系外へ逃が
すことで、マスクステージ１０の振動を抑制することが
でき、ウェハＷにおける結像特性の劣化を防止すること
ができる。

【００４４】第２実施形態図２は本発明の投影露光装置の第２実施形態を示す正面
図であり、上述した第１実施形態と共通する部材には同
一の符号が付されている。本実施形態の投影露光装置
は、第１実施形態の投影露光装置に比べ、基板ステージ
９と支持体１１との間に、当該基板ステージ９の駆動に
ともない発生する反力を支持体１１へ伝達するアクチュ
エータ１９を付加した点が相違している。

【００４５】このアクチュエータ１９としては、図８に
示したボイスコイルモータなどを採用することができ、
基板ステージ９の駆動時に当該ボイスコイルモータのコ
イルへ電流を流すことにより、基板ステージ９の駆動時
に生じる反力を支持体１１（ひいては支点１２Ｐ）へ伝
達する。

【００４６】このようにすれば、マスクステージ１０の
駆動時の反力はフレーム部材１２の回転エネルギに変換
されて消費されるとともに、マスクステージ１０の振動
時の反力は回転支点１２Ｐを介して支持体１１に伝達さ
れ、一方基板ステージ９の駆動時の反力も支持体１１に
伝達される。基板ステージ９とマスクステージ１０との
移動方向は互いに逆方向になっており、マスクステージ
１０の反力の大きさは基板ステージ９の反力の大きさの
ほぼ４倍である。このため、基板ステージ９とマスクス
テージ１０との移動により相殺されなかった反力が支持
台１１からアクチュエータ１８などを介して系外へ逃が
されることになる。したがって、マスクステージ１０の
みならず基板ステージ９の振動をも抑制することがで
き、ウェハＷにおける結像特性の劣化をさらに防止する
ことができる。

【００４７】また、本実施形態の露光装置では、重り１
３にボイスコイルモータなどで構成することができるア
クチュエータ２０が設けられており、これにより重りが
振り子運動したときのエネルギが系外へ伝達され、重り
１３の変位がかなり小さく抑えられ、マスクステージ１
０から伝達される反力の吸収収束性がさらに向上する。
また重り１３の配置もしやすくなる。なお、基板ステー
ジ９と支持体１１との間にアクチュエータ１９を設ける
構成と、重り１３にアクチュエータ２０を設ける構成と
は、それぞれ独立して採用することができるの。

【００４８】第３実施形態図３は本発明の投影露光装置の第３実施形態を示す正面
図であり、上述した第１および第２実施形態と共通する
部材には同一の符号が付されている。本実施形態の投影
露光装置は、第１および第２実施形態の投影露光装置に
比べ、露光装置本体の両側にフレーム部材１２等を配置
した点が相違している。この場合、第１実施形態の態様
のものを両側に配置しても良い。

【００４９】この実施形態によれば、たとえばマスクス
テージ１０が図において右側に駆動すると、右側のフレ
ーム部材１２も左側のフレーム部材１２の何れにも、右
方向の反力が伝達され、これら２つのフレーム部材１２
は同じ方向に回転することになる。つまり、マスクステ
ージ１０などの反力は２つのフレーム部材１２，１２で
吸収することになるので、重り１３の変位が小さくなり
反力による振動の吸収性がより向上することになる。

【００５０】第４実施形態図４は本発明の投影露光装置の第４実施形態を示す正面
図であり、上述した第１〜第３実施形態と共通する部材
には同一の符号が付されている。本実施形態の投影露光
装置は、第１〜第３実施形態の投影露光装置に比べ、基
板ステージ９の駆動時に生じる反力をアクチュエータ１
９を介してフレーム部材１２の回転支点１２Ｐより上の
部分に伝達され、またフレーム部材１２の下端に設けら
れる重り１３の代わりに、それぞれのフレーム部材１２
の下端を剛体で連結し、これをエネルギ吸収体１３とし
ている。また、支持体１１の剛性をより高めるために、
両サイドの支持体１１も剛体で互いに連結されている。
なお、フレーム部材１２，１２はそれぞれ支点１２Ｐを
中心に回転するので、エネルギ吸収体１３との連結部分
に関節機構２１が設けられている。

【００５１】この実施形態によっても、たとえばマスク
ステージ１０が図において右側に駆動すると、右側のフ
レーム部材１２も左側のフレーム部材１２の何れにも、
右方向の反力が伝達され、エネルギ吸収体１３を介して
これら２つのフレーム部材１２は同じ方向に回転するこ
とになる。つまり、マスクステージ１０などの反力およ
び反力のモーメントは２つのフレーム部材１２，１２で
吸収することになるので、重り１３の配置もしやすくな
り、反力による振動も吸収性がより向上することにな
る。

【００５２】また、基板ステージ９の駆動時に生じる反
力をフレーム部材１２に伝達する際に、この反力方向が
マスクステージ１０の駆動時に生じる反力と逆向きであ
るため、マスクステージ１０の反力のモーメントがある
程度相殺される。このため反力の吸収性もより向上す
る。

【００５３】その他の実施形態図５〜図７はそれぞれ本発明の投影露光装置の第５〜第
７実施形態を示す正面図であり、上述した第１〜第４実
施形態と共通する部材には同一の符号が付されている。

【００５４】図５に示す実施形態は、マスクステージ１
０や基板ステージ９から伝達される反力を、露光装置の
設置床のみならず、天井面２２にも逃がす構成を採用し
たもので、アクチュエータ１５を介して伝達される反力
および反力モーメントは、天井面２２から垂下して設け
られた支持体２３に伝達され、この支持体２３からスラ
イダ機構１６を介してフレーム部材１２の回転運動に変
換されるとともに、その一部は天井面２２に逃がされ
る。

【００５５】また図６に示す実施形態は、フレーム部材
１２の下端に重り１３を設ける代わりに当該フレーム部
材１２の下端をキャッチパレット１Ａに固定するととも
に当該キャッチパレット１Ａにアクチュエータ２４を設
けたものである。こうすることで、フレーム部材１２は
支点１２Ｐを中心にして視覚的には回転しないが、マス
クステージ１０からの反力は、当該支点１２Ｐを中心と
した回転方向の力に変換される。したがって、この回転
方向に変換された反力は、アクチュエータ２４および１
８により系外へ逃がされることになる。

【００５６】図７に示す実施形態は、フレーム部材１２
の下端に設けられた重り１３と、キャッチパレット１と
の間にダンパ２５を設けたもので、フレーム部材１２の
上端に入力されたマスクステージ１０の反力および反力
モーメントは、フレーム部材１２の回転運動に変換さ
れ、この回転運動はダンパ２５にて吸収されるととも
に、一方がキャッチパレット１にて吸収されることにな
る。

【００５７】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ステ
ージの駆動により発生する反力および反力モーメントを
回転可能なフレーム部材に伝達し、このフレーム部材に
より吸収除去することができるので、振動のきわめて少
ないステージ装置および結像特性に優れた露光装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光装置の実施形態を示す正面図であ
る。

【図２】本発明の露光装置の他の実施形態を示す正面図
である。

【図３】本発明の露光装置のさらに他の実施形態を示す
正面図である。

【図４】本発明の露光装置のさらに他の実施形態を示す
正面図である。

【図５】本発明の露光装置のさらに他の実施形態を示す
正面図である。

【図６】本発明の露光装置のさらに他の実施形態を示す
正面図である。

【図７】本発明の露光装置のさらに他の実施形態を示す
正面図である。

【図８】本発明の露光装置で用いられるアクチュエータ
の一例を示す断面図である。

【図９】本発明の露光装置で用いられるスライダ機構の
一例を示す模式図である。

【図１０】本発明に係るフレーム部材の２つの実施形態
を示す模式図である。

【図１１】図１０（Ａ）のフレーム部材への入力に対す
る出力の関係を示すグラフである。

【図１２】図１０（Ａ）のフレーム部材への入力に対す
る変位の関係を示すグラフである。

【図１３】図１０（Ｂ）のフレーム部材への入力に対す
る出力の関係を示すグラフである。

【図１４】図１０（Ｂ）のフレーム部材への入力に対す
る変位の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１，１Ａ…キャッチパレット３…第１ベース４…第１コラム５…第２コラム６…第２ベース７…投影光学系９…基板ステージ１０…マスクステージ１１…支持体１２…フレーム部材１２Ｐ…支点１３…重り（エネルギ吸収体）１４…バランサ１５，１７，１８…アクチュエータ１６…スライダ機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１２Ｂ 5/00 Ｇ１２Ｂ 5/00 ＴＨ０１Ｌ 21/30 ５１５ＢＦターム(参考） 2F078 CA02 CA08 CB13 CC11 3J048 AA02 AC08 BC01 BE01 BE09 BF10 CB09 CB17 DA01 DA04 EA07 EA13 5F046 AA23 BA05 CC01 CC02 CC03 CC05 CC06 CC16 CC18 DA04 DA05 DB14 DC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基盤上に移動可能に支持され、少なくとも
第１方向に移動するステージを備えたステージ装置にお
いて、前記ステージとは振動に関して絶縁された所定の
設置面上に回転可能に支持され、前記ステージを駆動し
た際に発生する反力が伝達されるフレーム部材を設けた
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】前記フレーム部材に、当該フレーム部材に
作用する回動エネルギを吸収するエネルギ吸収体が設け
られていることを特徴とする請求項１記載のステージ装
置。
【請求項３】前記エネルギ吸収体が重りであることを特
徴とする請求項２記載のステージ装置。
【請求項４】前記フレーム部材の回転中心が当該フレー
ム部材の重心に設けられていることを特徴とする請求項
１〜３の何れかに記載のステージ装置。
【請求項５】マスクのパターンを基板に露光する露光装
置において、第１基盤上に移動可能に支持され、前記マスクを保持し
て第１方向に移動するマスクステージと、第２基盤上に移動可能に支持され、前記基板を保持して
少なくとも前記第１方向に移動する基板ステージと、前記マスクステージと前記基板ステージとは振動に関し
て絶縁された所定の設置面上に回転可能に支持され、前
記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一
方のステージを駆動した際に発生する反力が伝達される
フレーム部材とを設けたことを特徴とする露光装置。
【請求項６】前記フレーム部材に、当該フレーム部材に
作用する回動エネルギを吸収するエネルギ吸収体が設け
られていることを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】前記基板ステージの駆動の際に発生する反
力が、前記フレーム部材の回転支点または前記フレーム
部材を支持する支持部材に対して実質的に入力されるこ
とを特徴とする請求項５または６記載の露光装置。
【請求項８】前記フレーム部材が、前記マスクステージ
の前記第１方向の両側に設けられていることを特徴とす
る請求項５〜７の何れかに記載の露光装置。
【請求項９】前記マスクステージと前記基板ステージと
は互いに逆方向に移動し、前記マスクステージの駆動に
より発生する反力と前記基板ステージの駆動により発生
する反力とは前記フレーム部材を介して相殺されること
を特徴とする請求項５〜８の何れかに記載の露光装置。