JP2001135561A - Stage system, aligner and method of fabrication for device - Google Patents

Stage system, aligner and method of fabrication for device

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JP2001135561A
JP2001135561A JP31471799A JP31471799A JP2001135561A JP 2001135561 A JP2001135561 A JP 2001135561A JP 31471799 A JP31471799 A JP 31471799A JP 31471799 A JP31471799 A JP 31471799A JP 2001135561 A JP2001135561 A JP 2001135561A
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stage
movement stage
fine movement
mirror
coarse movement
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JP31471799A
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Koji Ito
浩司 伊藤
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Canon Inc
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform highly accurate positional control of a fine motion stage over a wide control band. SOLUTION: The stage system comprises a fine motion stage 3 for moving a position control object while holding, a rough motion stage 4 for moving the fine motion stage while mounting, first means for measuring the position of a mirror 2 fixed to the rough motion stage by irradiating the mirror with laser light, a second means for measuring the relative position between the fine motion stage and the rough motion stage or the mirror, and means for controlling the position of the fine and rough motion stages based on the positions measured the first and second position measuring means.

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、半導体露光装置等
において高速かつ高精度で基板等の位置を制御するため
に用いられるステージ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage device used for controlling the position of a substrate or the like at high speed and with high accuracy in a semiconductor exposure apparatus or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は従来の半導体露光装置における
ウエハステージの構造を示す。なお、以下では、基準座
標系に対する並進3軸(X、Y、Z)方向と並進3軸周
りの回転3軸(Θx、Θy、Θz)方向の位置を合わせ
て6自由度位置と呼ぶことにする。同図において、41
は定盤であり、床Fによりダンパを介して支持されてい
る。43はYステージであり、定盤41に固定された固
定ガイド42に沿ってY方向に推力を発生するYリニア
モータ46により、定盤41の基準面上をY方向に移動
可能である。定盤41とYステージの間および固定ガイ
ド42とYステージ43の間は、静圧軸受であるエアパ
ッド44a〜44cを介してエアで結合されており、非
接触である。Yステージ43はX方向のガイドを備えて
おり、これにより、Yステージ43に搭載されたXステ
ージ45をX方向に案内する。また、Yステージ43に
はX方向に力を発生するXリニアモータ固定子が設けら
れており、Xステージ45に設けられたXリニアモータ
可動子と協働して、Xステージ45をYステージに対し
てX方向に駆動させる。定盤41およびXガイドとXス
テージ45との間は静圧軸受であるエアパッドを介して
エアで結合されており、非接触である。
2. Description of the Related Art FIG. 10 shows a structure of a wafer stage in a conventional semiconductor exposure apparatus. In the following, the position in the three translational axes (X, Y, Z) directions with respect to the reference coordinate system and the positions in the three rotational axes (Θx, Θy, Θz) directions around the three translational axes will be referred to as a six-degree-of-freedom position. I do. In the figure, 41
Is a surface plate, which is supported by a floor F via a damper. Reference numeral 43 denotes a Y stage, which can be moved in the Y direction on the reference surface of the surface plate 41 by a Y linear motor 46 that generates a thrust in the Y direction along a fixed guide 42 fixed to the surface plate 41. The space between the surface plate 41 and the Y stage and the space between the fixed guide 42 and the Y stage 43 are connected by air via air pads 44a to 44c, which are static pressure bearings, and are non-contact. The Y stage 43 has a guide in the X direction, and thereby guides the X stage 45 mounted on the Y stage 43 in the X direction. The Y stage 43 is provided with an X linear motor stator that generates a force in the X direction, and cooperates with the X linear motor mover provided on the X stage 45 to convert the X stage 45 to the Y stage. Then, it is driven in the X direction. The platen 41, the X guide, and the X stage 45 are connected by air via an air pad, which is a static pressure bearing, and are non-contact.

【0003】Xステージ45にはチルトステージ48が
搭載されている。ウエハチャックを備えたステージ基板
51は、被露光体であるウエハ53を保持する。ステー
ジ基板51は、チルトステージ48上に載置される。チ
ルトステージ48は不図示のリニアモータによる推力に
よってステージ基板51のZ方向の移動と回転3軸(Θ
x、Θy、Θz)方向の回転を行う。ステージ基板51
上にはX方向およびY方向の位置計測に用いる計測用ミ
ラー49aおよび49bが設けられている。計測用ミラ
ー49aおよび49bはステージ基板51と一体である
ことが理想であるが、製作上の制約から別々に製作さ
れ、何らかの接続手段により接合される場合もある。
[0003] A tilt stage 48 is mounted on the X stage 45. A stage substrate 51 provided with a wafer chuck holds a wafer 53 as an object to be exposed. The stage substrate 51 is mounted on the tilt stage 48. The tilt stage 48 moves the stage substrate 51 in the Z direction and rotates three axes (Θ) by the thrust of a linear motor (not shown).
(x, Θy, Θz) direction rotation. Stage substrate 51
Above are provided measurement mirrors 49a and 49b used for position measurement in the X and Y directions. Ideally, measurement mirrors 49a and 49b are integrated with stage substrate 51, but may be separately manufactured due to manufacturing restrictions and joined by some connection means.

【0004】図8は図10のステージ基板51部分を上
から見た図であり、位置計測用のミラーがX方向位置計
測のミラー49aと、Y方向位置計測用の49bの2つ
により構成されている様子を示している。図9は図10
のステージ基板51の側面を詳細に示したものである。
位置計測用のミラー49aおよび49bは、支持部材5
4によりステージ基板上で支持されている。
FIG. 8 is a top view of the stage substrate 51 shown in FIG. 10. The position measuring mirror is composed of two mirrors 49a for measuring the position in the X direction and 49b for measuring the position in the Y direction. Is shown. FIG. 9 shows FIG.
3 shows the side surface of the stage substrate 51 in detail.
The position measuring mirrors 49a and 49b are
4 is supported on the stage substrate.

【0005】この半導体露光装置のステージ装置によ
り、定盤41の基準面に対して面内方向(X、Y、Θ
z)および垂直方向(Z、Θx、Θy)の6自由度の位
置決めを行い、1チップ分の露光が行われる。面内方向
の位置の計測は不図示のレンズ鏡筒と一体であるレーザ
干渉計50を用いて行われ、チルト方向の計測として
は、レンズ鏡筒と一体のアライメント計測系(不図示)
により、Z方向の位置と回転成分の角度が計測される。
図10では、レンズ鏡筒と定盤41は一体であると仮定
して、便宜上、レーザ干渉計50を定盤41に設けるよ
うに描いている。また、Z方向の計測器は図示を省略し
たが、ステージ基板51もしくはウエハ53上の3点を
レンズ鏡筒から計測することにより、Z方向(Z)とチ
ルト方向(Θx、Θy)の計測が可能である。
[0005] With the stage device of this semiconductor exposure apparatus, an in-plane direction (X, Y,.
z) and positioning in six degrees of freedom in the vertical direction (Z, Θx, Θy), and exposure for one chip is performed. The position in the in-plane direction is measured by using a laser interferometer 50 integrated with a lens barrel (not shown), and the tilt direction is measured by an alignment measurement system (not shown) integrated with the lens barrel.
Thus, the position in the Z direction and the angle of the rotation component are measured.
In FIG. 10, it is assumed that the lens barrel and the surface plate 41 are integral, and for convenience, a laser interferometer 50 is provided on the surface plate 41. Although a measuring device in the Z direction is not shown, by measuring three points on the stage substrate 51 or the wafer 53 from the lens barrel, the measurement in the Z direction (Z) and the tilt direction (Δx, Δy) can be performed. It is possible.

【0006】これら6軸方向への位置決めは、各軸につ
いてサーボ系を構成することにより達成される。レーザ
干渉計からの位置情報に基づいて、補償器によりステー
ジのX方向およびY方向のアクチュエータであるX方向
のリニアモータとY方向のリニアモータヘの駆動指令を
演算し、XステージおよびYステージを駆動する。ま
た、Z方向の位置と回転方向の角度と前記Z方向の計測
値に応じて、補償器でチルトステージ48のアクチュエ
ータヘの駆動指令値を演算し、チルトステージ48を駆
動する。
The positioning in these six axes is achieved by forming a servo system for each axis. Based on the position information from the laser interferometer, the compensator calculates a drive command for an X-direction linear motor and a Y-direction linear motor, which are actuators for the X and Y directions of the stage, and drives the X and Y stages. . In addition, a compensator calculates a drive command value for the actuator of the tilt stage 48 in accordance with the position in the Z direction, the angle in the rotation direction, and the measured value in the Z direction, and drives the tilt stage 48.

【0007】このように、ウエハステージは、基準位置
であるレンズ鏡筒に対し、並進3軸と回転3軸の6自由
度の位置が任意に制御可能であり、精密な位置決めを行
うことができる。
As described above, the wafer stage can arbitrarily control the positions of six degrees of freedom of three translational axes and three rotational axes with respect to the lens barrel as the reference position, and can perform precise positioning. .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ステ
ージの高精度な位置計測は、レーザ干渉計とミラーを組
み合わせて用いることにより行われる。最終的な位置制
御を行いたい対象はウエハ自体であるから、ウエハに近
いウエハ基板上にミラーを搭載することは、精度の観点
からは当然といえる。しかし、振動的な観点からはミラ
ーを搭載することは不利な要因となる。
As described above, highly accurate position measurement of the stage is performed by using a laser interferometer and a mirror in combination. Since the final position control is performed on the wafer itself, mounting the mirror on the wafer substrate close to the wafer is natural from the viewpoint of accuracy. However, mounting a mirror is a disadvantageous factor from a vibrational point of view.

【0009】高精度な位置制御系を実現するためには、
位置制御ループのゲインが高い必要がある。そのために
は、制御ループ内に含まれる機械系の共振周波数は高く
設計する必要がある。チルトステージの位置制御系にお
いて、ミラーをチルトステージ上に搭載した構成の場
合、ミラーとチルトステージの結合剛性、すなわち図9
の支持部材54の剛性により作られる共振点はチルトス
テージの位置制御ループに直接入る構成になる。したが
って、この共振点の周波数が低いと、チルトステージの
位置制御ループの制御ループゲインは高くすることがで
きない。したがって高精度な位置制御系が構成できなく
なる。
In order to realize a highly accurate position control system,
The gain of the position control loop needs to be high. For that purpose, it is necessary to design the resonance frequency of the mechanical system included in the control loop to be high. In the position control system of the tilt stage, when the mirror is mounted on the tilt stage, the coupling rigidity between the mirror and the tilt stage, that is, FIG.
The resonance point formed by the rigidity of the support member 54 directly enters the position control loop of the tilt stage. Therefore, if the frequency of the resonance point is low, the control loop gain of the position control loop of the tilt stage cannot be increased. Therefore, a highly accurate position control system cannot be configured.

【0010】また、図8から分かるように、ミラー49
aおよび49bを搭載するステージ基板51の面積は広
くすることが要求される。このことはチルトステージの
重量を増大させる。ミラー自身の重量もチルトステージ
の重量を増大させる。このように計測用のミラーをチル
トステージに搭載することは、チルトステージの面積と
重量を増大させることになる。これらの要因はチルトス
テージの振動モードの周波数を低下させ、最終的にチル
トステージのサーボ帯域を低下させることにつながる。
[0010] As can be seen from FIG.
It is required that the area of stage substrate 51 on which a and 49b are mounted be made large. This increases the weight of the tilt stage. The weight of the mirror itself also increases the weight of the tilt stage. Mounting the measurement mirror on the tilt stage in this way increases the area and weight of the tilt stage. These factors lower the frequency of the vibration mode of the tilt stage, and ultimately lower the servo band of the tilt stage.

【0011】そこで本発明は、ステージ装置において、
微動ステージについての制御帯域の広い高精度な位置制
御が行えるようにすることを課題とする。なお、以上の
説明では、ウエハを搭載するステージをチルトステージ
と称したが、以後の説明では、チルトステージに相当す
る最終位置精度を求められるステージを微動ステージ、
そのステージを搭載するステージを粗動ステージと呼ぶ
ことにする。
Therefore, the present invention provides a stage device comprising:
It is an object to perform high-precision position control with a wide control band for a fine movement stage. In the above description, the stage on which the wafer is mounted is referred to as a tilt stage. However, in the following description, the stage for which the final position accuracy equivalent to the tilt stage is required is the fine movement stage.
The stage on which the stage is mounted is called a coarse movement stage.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1のステージ装置は、位置制御の対象物
を保持して移動する微動ステージと、この微動ステージ
を搭載して移動する粗動ステージと、前記粗動ステージ
に取り付けられたミラーにレーザ光を照射して前記ミラ
ーの位置を計測する第1の位置計測手段と、前記微動ス
テージおよび粗動ステージ間の相対位置を計測する第2
の位置計測手段と、前記第1および第2の位置計測手段
による計測位置に基づいて前記微動ステージおよび粗動
ステージの位置を制御する位置制御手段とを具備するこ
とを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a first stage device of the present invention comprises a fine movement stage which moves while holding an object to be position-controlled, and moves by mounting the fine movement stage. A coarse movement stage, first position measurement means for irradiating a mirror mounted on the coarse movement stage with laser light to measure the position of the mirror, and measuring a relative position between the fine movement stage and the coarse movement stage Second
And position control means for controlling the positions of the fine movement stage and the coarse movement stage based on the positions measured by the first and second position measurement means.

【0013】第2のステージ装置は、位置制御の対象物
を保持して移動する微動ステージと、この微動ステージ
を搭載して移動する粗動ステージと、前記粗動ステージ
に取り付けられたミラーにレーザ光を照射して前記ミラ
ーの位置を計測する第1の位置計測手段と、前記微動ス
テージおよびミラー間の相対位置を計測する第2の位置
計測手段と、前記第1および第2の位置計測手段による
計測位置に基づいて前記微動ステージおよび粗動ステー
ジの位置を制御する位置制御手段とを具備することを特
徴とする。
The second stage device includes a fine moving stage that holds and moves the object to be position-controlled, a coarse moving stage that carries the fine moving stage, and a laser mounted on a mirror attached to the coarse moving stage. First position measuring means for irradiating light to measure the position of the mirror, second position measuring means for measuring a relative position between the fine movement stage and the mirror, and the first and second position measuring means And a position control means for controlling the positions of the fine movement stage and the coarse movement stage based on the measurement positions of the fine movement stage and the coarse movement stage.

【0014】第3のステージ装置は、第2のステージ装
置において、前記ミラーおよび粗動ステージ間の相対位
置を計測する第3の位置計測手段を備え、前記位置制御
手段は、前記第1、第2および第3の位置計測手段によ
る計測位置に基づいて前記微動ステージおよび粗動ステ
ージの位置を制御するものであることを特徴とする。
The third stage device is similar to the second stage device, and further includes third position measuring means for measuring a relative position between the mirror and the coarse movement stage, and the position control means includes a first position measuring device and a second position measuring device. The position of the fine movement stage and the coarse movement stage are controlled based on the positions measured by the second and third position measurement means.

【0015】第4のステージ装置は、第1〜第3のいず
れかのステージ装置において、各位置計測手段はそれぞ
れ6自由度の位置を計測するものであり、前記位置制御
手段は、前記微動ステージの6自由度の位置および前記
粗動ステージの位置を制御するものであることを特徴と
する。
In a fourth stage apparatus, in any one of the first to third stage apparatuses, each position measuring means measures a position having six degrees of freedom, and the position control means comprises the fine movement stage. And the position of the coarse movement stage is controlled.

【0016】そして、第5のステージ装置は、第1〜第
4のいずれかのステージ装置において、前記微動ステー
ジを駆動する電磁方式で非接触のアクチュエータを備え
ることを特徴とする。
The fifth stage apparatus is characterized in that in any one of the first to fourth stage apparatuses, an electromagnetic non-contact actuator for driving the fine movement stage is provided.

【0017】また、本発明の露光装置は、本発明の第1
〜第5のいずれかのステージ装置を備えたことを特徴と
する。また、本発明のデバイス製造方法は、本発明の露
光装置を用意するステップと、ウエハに感光材を塗布す
るステップと、該露光装置によりウエハを露光するステ
ップと、露光したウエハを現像するステップを有するこ
とを特徴とする。
Further, the exposure apparatus of the present invention provides the first apparatus of the present invention.
To any of the fifth to fifth stage devices. Further, the device manufacturing method of the present invention includes the steps of preparing the exposure apparatus of the present invention, applying a photosensitive material to the wafer, exposing the wafer with the exposure apparatus, and developing the exposed wafer. It is characterized by having.

【0018】これら本発明の構成において、微動ステー
ジ(チルトステージ)の制御特性を悪化させるミラーは
粗動ステージ上に配置し、そして、微動ステージの位置
は、粗動ステージまたはその上に配置したミラーと微動
ステージとの間の相対位置を測定することにより得られ
るようにしている。これによれば、ミラーの取り付け剛
性に起因する共振周波数は、微動ステージの制御系の外
に構成できるため、微動ステージについては制御帯域の
広い高精度な位置制御系が実現されることになる。ま
た、ミラーを微動ステージから取り外すことにより、微
動ステージの小型化および軽量化が図られ、微動ステー
ジの振動モードの周波数を高周波側に設計できるように
なる。このことも、微動ステージの制御系のサーボ帯域
を高くする作用を有する。
In the configuration of the present invention, the mirror which deteriorates the control characteristics of the fine movement stage (tilt stage) is arranged on the coarse movement stage, and the position of the fine movement stage is adjusted by the coarse movement stage or the mirror arranged thereon. The position is obtained by measuring the relative position between the micromotion stage and the fine movement stage. According to this, since the resonance frequency caused by the rigidity of the mirror can be configured outside the control system of the fine movement stage, a high-precision position control system with a wide control band is realized for the fine movement stage. Further, by removing the mirror from the fine movement stage, the size and weight of the fine movement stage can be reduced, and the frequency of the vibration mode of the fine movement stage can be designed on the high frequency side. This also has the effect of increasing the servo band of the control system of the fine movement stage.

【0019】[0019]

【実施例】[実施例1]図1は本発明の第1の実施例に
係るステージ装置の機械系の構成図である。粗動ステー
ジ4の駆動機構と微動ステージ3の駆動機構は前述のウ
エハステージと同様の構成であるので説明は省略する。
同図に示すように、この装置は、位置制御の対象物を保
持して微動する微動ステージ3と、微動ステージ3を搭
載して粗動する粗動ステージ4と、粗動ステージ4に取
り付けられたミラー2に鏡筒支持体1(基準構造)から
レーザ光を照射してミラー2の位置を計測するレーザ干
渉計と、微動ステージ3および粗動ステージ4間の相対
位置7を計測する検出器とを備え、レーザ干渉計および
検出器による計測結果に基づいて微動ステージ3および
粗動ステージ4の位置が制御される。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a configuration diagram of a mechanical system of a stage device according to a first embodiment of the present invention. The drive mechanism of the coarse movement stage 4 and the drive mechanism of the fine movement stage 3 have the same configuration as that of the above-described wafer stage, and thus the description is omitted.
As shown in the figure, this device is mounted on a fine movement stage 3 that holds a target object for position control and performs fine movement, a coarse movement stage 4 that mounts the fine movement stage 3 and performs coarse movement, and a coarse movement stage 4. A laser interferometer for measuring the position of the mirror 2 by irradiating the mirror 2 with laser light from the lens barrel support 1 (reference structure), and a detector for measuring a relative position 7 between the fine movement stage 3 and the coarse movement stage 4 The positions of the fine movement stage 3 and the coarse movement stage 4 are controlled based on the measurement results obtained by the laser interferometer and the detector.

【0020】この構成は、粗動ステージ4とミラー2間
の接合5が十分な剛性を有する場合に有効である。この
構成は、次の実施例2で述べる構成に比べ、粗動ステー
ジ4と微動ステージ3間の相対位置を検出する場所の自
由度が大きく、設計が容易である。
This configuration is effective when the joint 5 between the coarse movement stage 4 and the mirror 2 has sufficient rigidity. This configuration has a greater degree of freedom in the location for detecting the relative position between the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 3 and is easier to design than the configuration described in the second embodiment.

【0021】図6は、図1の機械系に位置制御手段10
を組み込んだブロック図である。これを用いて動作を説
明する。レーザ干渉計11は、粗動ステージ4に剛に取
り付けられたミラー2の空間上の位置14と、鏡筒1
(基準構造)の空間上の位置17との間の相対位置18
を計測し、計測値6を出力する。一方、位置検出器12
は、微動ステージ3の空間上の位置15とミラー2の空
間上の位置14との間の相対位置7aを計測し、その計
測結果を相対位置7として出力する。この位置7とレー
ザ干渉計11からの位置6とにより、微動ステージ3の
鏡筒1に対する位置19が計算される。
FIG. 6 shows a position control means 10 in the mechanical system shown in FIG.
FIG. The operation will be described using this. The laser interferometer 11 has a position 14 in the space of the mirror 2 rigidly attached to the coarse movement stage 4 and a lens barrel 1.
Relative position 18 between position 17 in space of (reference structure)
Is measured, and a measured value 6 is output. On the other hand, the position detector 12
Measures the relative position 7a between the position 15 of the fine movement stage 3 in the space and the position 14 of the mirror 2 in the space, and outputs the measurement result as the relative position 7. The position 19 of the fine movement stage 3 with respect to the lens barrel 1 is calculated from the position 7 and the position 6 from the laser interferometer 11.

【0022】粗動ステージ4への位置指令値22と粗動
ステージ4の位置6との差分に基づいて、位置補償器2
4は粗動ステージ4を駆動する不図示の粗動ステージ駆
動手段により推力26を発生し、粗動ステージ4を駆動
する。また、微動ステージ3への位置指令値21と位置
19との差分に基づいて、微動ステージ3の位置補償器
23は、不図示の微動ステージ駆動手段により微動ステ
ージ3の駆動推力25を発生する。この力により微動ス
テージ3は駆動され、位置が制御される。
Based on the difference between the position command value 22 to the coarse movement stage 4 and the position 6 of the coarse movement stage 4, the position compensator 2
Reference numeral 4 denotes a coarse movement stage drive unit (not shown) that drives the coarse movement stage 4 to generate a thrust 26 to drive the coarse movement stage 4. Further, based on the difference between the position command value 21 to the fine movement stage 3 and the position 19, the position compensator 23 of the fine movement stage 3 generates a driving thrust 25 of the fine movement stage 3 by the fine movement stage driving means (not shown). The fine movement stage 3 is driven by this force to control the position.

【0023】以上説明したように本実施例によれば、微
動ステージの制御特性を悪化させるミラーを粗動ステー
ジ上に配置し、微動ステージの位置は、粗動ステージま
たはその上のミラーと微動ステージとの相対位置を測定
して得られるようにしたため、微動ステージについての
制御帯域の広い高精度な位置制御を行うことができる。
また、微動ステージの小型化および軽量化を図り、微動
ステージの振動モードの周波数を高周波側にシフトさせ
て、微動ステージの制御系のサーボ帯域を高くすること
ができる。
As described above, according to the present embodiment, the mirror for deteriorating the control characteristics of the fine movement stage is arranged on the coarse movement stage, and the position of the fine movement stage or the mirror on the coarse movement stage and the fine movement stage Is obtained by measuring the relative position of the fine movement stage, it is possible to perform high-precision position control with a wide control band for the fine movement stage.
Further, the size and weight of the fine movement stage can be reduced, and the frequency of the vibration mode of the fine movement stage can be shifted to the high frequency side, so that the servo band of the control system of the fine movement stage can be increased.

【0024】[実施例2]実施例1においてはミラー2
と粗動ステージ4との結合剛性が十分高く、ミラー2と
粗動ステージ4は1つの剛体であるとみなせることを前
提とした。しかし実際にはミラー2と粗動ステージ4間
の結合剛性は有限の値であり、ある共振周波数をもつ。
したがって、この共振周波数が十分高くないと、ミラー
2と粗動ステージ4の作る共振点の振動が微動ステージ
3の位置制御ループに入り、微動ステージ3のサーボ帯
域を制限することになる。
[Second Embodiment] In the first embodiment, the mirror 2 is used.
It is assumed that the coupling rigidity between the mirror 2 and the coarse movement stage 4 is sufficiently high and the mirror 2 and the coarse movement stage 4 can be regarded as one rigid body. However, actually, the coupling rigidity between the mirror 2 and the coarse movement stage 4 has a finite value, and has a certain resonance frequency.
Therefore, if the resonance frequency is not sufficiently high, the vibration at the resonance point created by the mirror 2 and the coarse movement stage 4 enters the position control loop of the fine movement stage 3 and limits the servo band of the fine movement stage 3.

【0025】そこで本実施例においては、図2に示すよ
うに、微動ステージ3とミラー2との相対位置8を計測
する構成としている。この構成によれば、ミラー2本体
の剛性が十分高ければ、微動ステージ3のサーボループ
の中にミラー2と粗動ステージ4の接合による共振点が
入らないため、微動ステージ3のサーボ帯域を高く設定
することが可能になる。したがって微動ステージ3の高
精度の位置制御が可能となる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the relative position 8 between the fine movement stage 3 and the mirror 2 is measured. According to this configuration, if the rigidity of the mirror 2 main body is sufficiently high, a resonance point due to the joining of the mirror 2 and the coarse movement stage 4 does not enter the servo loop of the fine movement stage 3, so that the servo band of the fine movement stage 3 is increased. It becomes possible to set. Therefore, high-precision position control of fine movement stage 3 becomes possible.

【0026】一方、粗動ステージ4の位置計測値には前
記共振点が入るため、この共振周波数が低い場合には粗
動ステージ4のサーボ帯域が制限される。したがって本
構成は、微動ステージ3のサーボ帯域を高くしたいが、
粗動ステージ4のサーボ帯域は低くてもよい場合の応用
例として有効である。
On the other hand, since the resonance point is included in the position measurement value of the coarse movement stage 4, when the resonance frequency is low, the servo band of the coarse movement stage 4 is limited. Therefore, in this configuration, although it is desired to increase the servo band of the fine movement stage 3,
This is effective as an application example where the servo band of the coarse movement stage 4 may be low.

【0027】[実施例3]実施例2の構成では、微動ス
テージ3のサーボループは、粗動ステージ4とミラー2
との共振点とは無関係になるため、サーボ帯域を高く設
定することができる。一方、粗動ステージ4のサーボル
ープには、この共振点が入り込むため、粗動ステージ4
のサーボ帯域は、この共振周波数に制限される。
[Embodiment 3] In the configuration of Embodiment 2, the servo loop of the fine movement stage 3 is composed of the coarse movement stage 4 and the mirror 2.
Since this becomes irrelevant to the resonance point, the servo band can be set high. On the other hand, since this resonance point enters the servo loop of the coarse movement stage 4, the coarse movement stage 4
Is limited to this resonance frequency.

【0028】そこで本実施例では、図3に示すように、
実施例2の構成に対してさらに、ミラー2と粗動ステー
ジ4の相対位置9を計測する手段を設ける。そして、ミ
ラー2と粗動ステージ4の相対位置を計測し、この位置
情報を用いて粗動ステージ4の位置制御系を構成するこ
とにより、粗動ステージ4のサーボループに、粗動ステ
ージ4とミラー2の共振点が入らなくなるようにしてい
る。したがって本構成により、粗動ステージ4の位置制
御系のサーボ帯域を高く設定することが可能になる。本
構成は微動ステージ3のサーボ帯域と、粗動ステージ4
のサーボ帯域の両方を高くしたい場合に有効である。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG.
A means for measuring the relative position 9 between the mirror 2 and the coarse movement stage 4 is further provided in the configuration of the second embodiment. Then, the relative position between the mirror 2 and the coarse movement stage 4 is measured, and a position control system of the coarse movement stage 4 is configured using this position information. The resonance point of the mirror 2 is prevented from entering. Therefore, with this configuration, it is possible to set the servo band of the position control system of coarse movement stage 4 high. In this configuration, the servo band of the fine movement stage 3 and the coarse movement stage 4
This is effective when it is desired to increase both of the servo bands.

【0029】図7は、図3の機械系に位置制御手段10
を組み込んだ構成のブロック図である。これを用いて本
実施例の動作を説明する。レーザ干渉計11は、ミラー
2の空間上の位置14と鏡筒支持体1(基準構造)の空
間上の位置17との相対位置18を計測し、計測値6を
出力する。また、計測器13は、粗動ステージ4の空間
上の位置16とミラー2の空間上の位置14との差分で
あるミラー2と粗動ステージとの相対位置9aを測定
し、相対位置9を出力する。この位置9とレーザ干渉計
11からの位置6に基づいて、粗動ステージ4の鏡筒1
に対する位置20が計算される。
FIG. 7 shows a position control means 10 in the mechanical system shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram of a configuration in which is incorporated. The operation of the present embodiment will be described using this. The laser interferometer 11 measures a relative position 18 between a position 14 in the space of the mirror 2 and a position 17 in the space of the lens barrel support 1 (reference structure), and outputs a measured value 6. The measuring device 13 measures the relative position 9a between the mirror 2 and the coarse movement stage, which is the difference between the position 16 in the space of the coarse movement stage 4 and the position 14 in the space of the mirror 2, and determines the relative position 9 Output. Based on this position 9 and the position 6 from the laser interferometer 11, the lens barrel 1 of the coarse movement stage 4
Is calculated.

【0030】一方、位置検出器12は、微動ステージ3
の空間上の位置15とミラー2の空間上の位置14との
相対変位7aを計測し、その計測結果を相対位置8とし
て出力する。この位置8とレーザ干渉計11からの位置
6に基づいて微動ステージ3の鏡筒支持体1に対する位
置19が計算される。
On the other hand, the position detector 12 is
The relative displacement 7a between the position 15 in the space of the mirror 2 and the position 14 in the space of the mirror 2 is measured, and the measurement result is output as the relative position 8. Based on the position 8 and the position 6 from the laser interferometer 11, the position 19 of the fine movement stage 3 with respect to the lens barrel support 1 is calculated.

【0031】位置補償器24は、粗動ステージ4への位
置指令値22と位置20との差分に基づいて粗動ステー
ジ4を駆動する不図示の粗動ステージ駆動手段により推
力26を発生し、粗動ステージ4を駆動する。また、位
置補償器23は、微動ステージ3ヘの位置指令値21と
位置19との差分に基づいて不図示の微動ステージ駆動
手段により微動ステージ3に駆動推力25を付与する。
この力により微動ステージ3は駆動され、位置が制御さ
れる。
The position compensator 24 generates a thrust 26 by coarse movement stage driving means (not shown) for driving the coarse movement stage 4 based on the difference between the position command value 22 and the position 20 to the coarse movement stage 4, The coarse movement stage 4 is driven. Further, the position compensator 23 applies a driving thrust 25 to the fine movement stage 3 by a fine movement stage driving means (not shown) based on a difference between the position command value 21 to the fine movement stage 3 and the position 19.
The fine movement stage 3 is driven by this force to control the position.

【0032】[実施例4]上述した実施例1〜3におい
ては計測の方向(X、Y、Z、Θx、Θy、Θz)、軸
数に関してはなんら言及しなかった。これらの構成は必
要な制御軸と精度の関係から定まるものである。ここで
は、図1の構成において、粗動ステージ4と微動ステー
ジ3を6軸制御で構成する場合を考える。図4のよう
に、レーザ干渉計を6個用いることにより、ミラー2の
鏡筒1に対する6軸位置を計測することができる。ま
た、粗動ステージ4と微動ステージ3との相対位置を6
個のリニアエンコーダ等の相対位置計測器で計測するこ
とにより、粗動ステージ4と微動ステージ3間の6軸の
相対位置を計測することができる。これらの2つの6軸
位置情報を用いて、図6の構成により、粗動ステージ4
と微動ステージ3の6軸位置制御系を実現することがで
きる。
[Embodiment 4] In Embodiments 1 to 3 described above, no mention was made of the measurement directions (X, Y, Z, Θx, Θy, Θz) and the number of axes. These configurations are determined from the relationship between the required control axes and the accuracy. Here, a case is considered where the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 3 are configured by six-axis control in the configuration of FIG. As shown in FIG. 4, by using six laser interferometers, the six-axis position of the mirror 2 with respect to the lens barrel 1 can be measured. Also, the relative position between the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 3 is set to 6
By measuring with relative position measuring devices such as linear encoders, the relative positions of six axes between the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 3 can be measured. Using these two 6-axis position information, the coarse movement stage 4
And a six-axis position control system of the fine movement stage 3 can be realized.

【0033】図4(a)は本実施例のステージ装置を上
から見た図であり、図4(b)は側面から見た図であ
る。レーザ干渉計からの測定光30a〜30cは同一平
面内に配置されており、これらによりX方向の位置とY
軸周りの回転位置Θyを計測する。また、測定光30c
が三角ミラーで反射し、さらに、鏡筒支持体1に取り付
けられた不図示のミラーで反射することにより、Z方向
の位置を計測することができる。レーザ干渉計からの測
定光30dおよび30eは同一平面内にあり、これらに
よりY方向の位置とX軸周りの回転位置Θxを計測す
る。測定光30fは測定光30dとの組み合せによりΘ
zを計測する。このようにして、粗動ステージ4の鏡筒
1に対する6軸位置を計測することができる。
FIG. 4A is a view of the stage device of this embodiment as viewed from above, and FIG. 4B is a view of the stage device as viewed from the side. The measuring beams 30a to 30c from the laser interferometer are arranged on the same plane, and the positions thereof in the X direction and Y
The rotational position Θy around the axis is measured. In addition, measurement light 30c
Is reflected by a triangular mirror and further reflected by a mirror (not shown) attached to the lens barrel support 1, whereby the position in the Z direction can be measured. The measuring beams 30d and 30e from the laser interferometer are in the same plane, and measure the position in the Y direction and the rotational position Δx around the X axis. The measuring light 30f can be combined with the measuring light 30d.
Measure z. Thus, the six-axis position of the coarse movement stage 4 with respect to the lens barrel 1 can be measured.

【0034】また、相対位置計測器31a〜31fは粗
動ステージ4と微動ステージ3との相対位置を計測す
る。相対位置計測器31aはX方向の位置を計測し、相
対位置計測器31cはY方向の位置を計測する。相対位
置計測器31aと31bによりZ軸周りの回転位置Θz
が計測できる。また、相対位置計測器31d〜31fに
よりZ方向位置とΘxおよびΘyが計測できる。上述の
レーザ干渉計とこれらの相対位置検出器の出力する信号
を用いて、図1および図6の構成に従い、6軸位置の制
御系を構成することができる。
The relative position measuring devices 31a to 31f measure the relative positions of the coarse moving stage 4 and the fine moving stage 3. The relative position measuring device 31a measures the position in the X direction, and the relative position measuring device 31c measures the position in the Y direction. Rotational position Θz around the Z axis by relative position measuring devices 31a and 31b
Can be measured. Further, the relative position measuring devices 31d to 31f can measure the position in the Z direction and Δx and Δy. Using the above-mentioned laser interferometer and signals output from these relative position detectors, a control system for six-axis position can be configured according to the configuration of FIGS.

【0035】[実施例5]実施例1では力の発生機構に
関しては言及しなかった。本実施例では推力の発生機構
として電磁式のアクチュエータを用いる方法を示す。微
動ステージ3の制御精度を高めるためには、粗動ステー
ジ4の振動を微動ステージ3に伝達しないことが望まし
い。したがって、微動ステージは粗動ステージに対して
非接触で支持されることが望ましく、微動ステージ3を
駆動するアクチュエータとしては、非接触で力を付与す
ることができるリニアモータを用いることが望ましい。
リニアモータの可動子側は、微動ステージ3である。一
方、固定子側としては粗動ステージ4を用いることが望
ましい。固定子を粗動ステージ4とすることにより、微
動ステージ3のアクチュエータの可動範囲を短く構成す
ることができる。固定子を、例えば粗動ステージ4を支
える定盤等に設けることも可能であるが、その場合、ア
クチュエータの可動範囲を長く構成する必要がある。
[Embodiment 5] The embodiment 1 did not refer to the force generation mechanism. In this embodiment, a method using an electromagnetic actuator as a thrust generating mechanism will be described. In order to increase the control accuracy of the fine movement stage 3, it is desirable that the vibration of the coarse movement stage 4 is not transmitted to the fine movement stage 3. Therefore, it is desirable that the fine movement stage is supported in a non-contact manner with respect to the coarse movement stage, and it is desirable to use a linear motor capable of applying a force in a non-contact manner as an actuator for driving the fine movement stage 3.
The mover side of the linear motor is the fine movement stage 3. On the other hand, it is desirable to use the coarse movement stage 4 on the stator side. By using the stator as the coarse movement stage 4, the movable range of the actuator of the fine movement stage 3 can be shortened. The stator can be provided, for example, on a surface plate or the like that supports the coarse movement stage 4, but in this case, the movable range of the actuator needs to be long.

【0036】そこで本実施例では、図1で示した構成に
対し、粗動ステージ4および微動ステージ3間にアクチ
ュエータ32を付加した、図5のような構成としてい
る。6軸分のアクチュエータを用意すれば、微動ステー
ジは粗動ステージに対して6軸方向に移動可能となる。
Therefore, in the present embodiment, an actuator 32 is added between the coarse movement stage 4 and the fine movement stage 3 to the structure shown in FIG. If actuators for six axes are prepared, the fine movement stage can be moved in six axes directions with respect to the coarse movement stage.

【0037】[露光装置の実施形態]次に、前述した実
施形態のステージ装置をウエハステージとして搭載した
走査型露光装置の実施形態を、図11を用いて説明す
る。鏡筒定盤96は床または基盤91からダンパ98を
介して支持されている。また、鏡筒定盤96は、レチク
ルステージ定盤94を支持すると共に、レチクルステー
ジ95とウエハステージ93の間に位置する投影光学系
97を支持している。ウエハステージ93は、床または
基盤91で支持されたステージ定盤92上に支持され、
ウエハを載置して位置決めを行なう。また、レチクルス
テージ95は、鏡筒定盤96に支持されたレチクルステ
ージ定盤94上に支持され、回路パターンが形成された
レチクルを搭載して移動可能である。レチクルステージ
95上に搭載されたレチクルをウエハステージ93上の
ウエハに露光する露光光は、照明光学系99から発生さ
れる。
[Embodiment of Exposure Apparatus] Next, an embodiment of a scanning exposure apparatus in which the stage apparatus of the above-described embodiment is mounted as a wafer stage will be described with reference to FIG. The lens barrel base 96 is supported from a floor or a base 91 via a damper 98. The lens barrel base 96 supports the reticle stage base 94 and also supports a projection optical system 97 located between the reticle stage 95 and the wafer stage 93. The wafer stage 93 is supported on a stage base 92 supported by a floor or a base 91,
The wafer is placed and positioned. The reticle stage 95 is supported on a reticle stage base 94 supported by a lens barrel base 96, and is movable with a reticle on which a circuit pattern is formed. Exposure light for exposing the reticle mounted on the reticle stage 95 to the wafer on the wafer stage 93 is generated from an illumination optical system 99.

【0038】なお、ウエハステージ93は、レチクルス
テージ95と同期して走査される。レチクルステージ9
5とウエハステージ93の走査中、両者の位置はそれぞ
れ継続的に検出され、レチクルステージ95とウエハス
テージ93の駆動部にそれぞれフィードバックされる。
なお、ウエハステージ93の位置計測は、前述の位置計
測方法により行なわれる。これによって、両者の走査移
動開始位置を正確に同期させるとともに、定速走査領域
の走査速度を高精度で制御することができる。投影光学
系97に対して両者が走査移動している間に、ウエハ上
にレチクルパターンが露光され、回路パターンが転写さ
れる。本実施形態によれば、前述の実施形態のステージ
装置をウエハステージとして用いているため高速・高精
度な露光が可能となる。
The wafer stage 93 is scanned in synchronization with the reticle stage 95. Reticle stage 9
During the scanning of the wafer 5 and the wafer stage 93, the positions of the two are continuously detected, and are fed back to the driving units of the reticle stage 95 and the wafer stage 93, respectively.
The position measurement of wafer stage 93 is performed by the above-described position measurement method. As a result, both the scanning movement start positions can be accurately synchronized, and the scanning speed of the constant-speed scanning region can be controlled with high accuracy. The reticle pattern is exposed on the wafer while both are scanningly moved with respect to the projection optical system 97, and the circuit pattern is transferred. According to the present embodiment, high-speed and high-precision exposure can be performed because the stage apparatus of the above-described embodiment is used as a wafer stage.

【0039】[デバイス製造方法の実施例]次に上記説
明した露光装置を利用した半導体デバイスの製造方法の
実施例を説明する。図12は半導体デバイス(IC、L
SI等の半導体チップや、液晶パネル、CCD等)の製
造フローを示す。ステップS1(回路設計)では半導体
デバイスの回路設計を行なう。ステップS2(マスク製
作)では設計した回路パターンを形成したマスクを製作
する。ステップS3(ウエハ製造)ではシリコン等の材
料を用いてウエハを製造する。ステップS4(ウエハプ
ロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエ
ハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際
の回路を形成する。ステップS5(組み立て)は後工程
と呼ばれ、ステップS4によって作製されたウエハを用
いて半導体チップ化を行なう工程であり、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S6(検
査)ではステップS5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S7)される。
[Embodiment of Device Manufacturing Method] Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device using the above-described exposure apparatus will be described. FIG. 12 shows a semiconductor device (IC, L
1 shows a manufacturing flow of a semiconductor chip such as an SI, a liquid crystal panel, a CCD, and the like. In step S1 (circuit design), a circuit of a semiconductor device is designed. In step S2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step S3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step S4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. Step S5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer prepared in step S4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). Including. In step S6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step S5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step S7).

【0040】図13は上記ウエハプロセス(ステップS
4)の詳細なフローを示す。ステップS11(酸化)で
はウエハの表面を酸化させる。ステップS12(CV
D)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップS1
3(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成
する。ステップS14(イオン打込み)ではウエハにイ
オンを打ち込む。ステップS15(レジスト処理)では
ウエハに感光剤を塗布する。ステップS16(露光)で
は上記説明した露光装置によってマスクの回路パターン
をウエハに焼付露光する。ステップS17(現像)では
露光したウエハを現像する。ステップS18(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S19(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、ウエハ上に多重に回路パ
ターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、
従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製
造することができる。
FIG. 13 shows the wafer process (step S).
The detailed flow of 4) is shown. In step S11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. Step S12 (CV
In D), an insulating film is formed on the wafer surface. Step S1
In 3 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step S14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step S15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step S16 (exposure), the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by the exposure apparatus described above. In step S17 (developing), the exposed wafer is developed. In step S18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step S19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. By using the manufacturing method of this embodiment,
A highly integrated semiconductor device, which was conventionally difficult to manufacture, can be manufactured.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、微
動ステージの制御特性を悪化させるミラーを粗動ステー
ジ上に配置し、微動ステージの位置は、粗動ステージま
たはその上のミラーと微動ステージとの相対位置を測定
して得られるようにしたため、微動ステージについての
制御帯域の広い高精度な位置制御を行うことができる。
また、微動ステージの小型化および軽量化を図り、微動
ステージの振動モードの周波数を高周波側にシフトさせ
て、微動ステージの制御系のサーボ帯域を高くすること
ができる。
As described above, according to the present invention, the mirror for deteriorating the control characteristics of the fine moving stage is arranged on the coarse moving stage, and the position of the fine moving stage is set to the fine moving stage or the mirror on the coarse moving stage. Since the position can be obtained by measuring the relative position with respect to the stage, high-precision position control with a wide control band for the fine movement stage can be performed.
Further, the size and weight of the fine movement stage can be reduced, and the frequency of the vibration mode of the fine movement stage can be shifted to the high frequency side, so that the servo band of the control system of the fine movement stage can be increased.

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

【図1】 本発明の第1の実施例に係るステージ装置の
機械系の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a mechanical system of a stage device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施例に係るステージ装置の
機械系の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a mechanical system of a stage device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3の実施例に係るステージ装置の
機械系の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a mechanical system of a stage device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第4の実施例に係るステージ装置の
上面図および側面図である。
FIG. 4 is a top view and a side view of a stage device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第5の実施例に係るステージ装置の
機械系の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a mechanical system of a stage device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】 図1の機械系に位置制御手段を組み込んだ構
成のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a configuration in which position control means is incorporated in the mechanical system of FIG.

【図7】 図3の機械系に位置制御手段を組み込んだ構
成のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a configuration in which position control means is incorporated in the mechanical system of FIG.

【図8】 従来技術に係る微動ステージの上面図であ
る。
FIG. 8 is a top view of a fine movement stage according to the related art.

【図9】 従来技術に係る微動ステージの側面図であ
る。
FIG. 9 is a side view of a fine movement stage according to the related art.

【図10】 従来技術に係るステージ装置の構成を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a stage device according to a conventional technique.

【図11】 本発明のステージ装置を搭載した走査型露
光装置の実施形態を示す立面図である。
FIG. 11 is an elevational view showing an embodiment of a scanning exposure apparatus equipped with the stage device of the present invention.

【図12】 本発明の露光装置を利用した半導体デバイ
スの製造方法の実施例を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device using the exposure apparatus of the present invention.

【図13】 図12中のウエハプロセスの詳細なフロー
を示すフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart showing a detailed flow of a wafer process in FIG. 12;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基準構造、2:ミラー、3:微動ステージ、4:粗
動ステージ、5:支持部材、6:レーザ干渉計測定位
置、7:粗動ステージと微動ステージ間の相対位置測定
値、7a:粗動ステージと微動ステージ間の相対位置、
8:ミラーと微動ステージ間の相対位置測定値、9:ミ
ラーと粗動ステージ間の相対位置測定値、9a:ミラー
と粗動ステージ間の相対位置、10:位置制御手段、1
1:レーザ干渉計、12:粗動ステージと微動ステージ
間の相対位置測定器、13:ミラーと粗動ステージ間の
相対位置測定器、14:ミラー空間位置、15:微動ス
テージ空間位置、16:粗動ステージ空間位置、17:
基準構造空間位置、18:基準構造とミラー間の相対位
置、19:微動ステージ計算位置、20:粗動ステージ
計算位置、21:微動ステージ位置指令値、22:粗動
ステージ位置指令値、23:微動ステージ位置補償手
段、24:粗動ステージ位置補償手段、25:微動ステ
ージ駆動推力、26:粗動ステージ駆動推力、30a〜
30f:レーザ干渉計測定値、31a〜31f:相対位
置測定値、32:電磁アクチュエータ、41:定盤、4
2:固定ガイド、43:Yステージ、44a〜44c:
エアパッド、45:Xステージ、46:Yリニアモー
タ、48:チルトステージ、49a,49b:ミラー、
50:レーザ干渉計、51:ステージ基板、53:ウエ
ハ、54:支持部材、91:基盤、92:ステージ定
盤、93:ウエハステージ、94:レチクルステージ定
盤、95:レチクルステージ、96:鏡筒定盤、97:
投影光学系、98:ダンパ、99:照明光学系。
1: reference structure, 2: mirror, 3: fine movement stage, 4: coarse movement stage, 5: support member, 6: laser interferometer measurement position, 7: relative position measurement value between coarse movement stage and fine movement stage, 7a: Relative position between the coarse and fine stages,
8: measured relative position between mirror and fine movement stage, 9: measured relative position between mirror and coarse movement stage, 9a: relative position between mirror and coarse movement stage, 10: position control means, 1
1: laser interferometer, 12: relative position measuring device between coarse moving stage and fine moving stage, 13: relative position measuring device between mirror and coarse moving stage, 14: mirror spatial position, 15: fine moving stage spatial position, 16: Coarse stage position, 17:
Reference structure space position, 18: Relative position between reference structure and mirror, 19: Fine movement stage calculation position, 20: Coarse movement stage calculation position, 21: Fine movement stage position command value, 22: Coarse movement stage position command value, 23: Fine movement stage position compensation means, 24: coarse movement stage position compensation means, 25: fine movement stage drive thrust, 26: coarse movement stage drive thrust, 30a-
30f: laser interferometer measurement value, 31a to 31f: relative position measurement value, 32: electromagnetic actuator, 41: surface plate, 4
2: fixed guide, 43: Y stage, 44a to 44c:
Air pad, 45: X stage, 46: Y linear motor, 48: tilt stage, 49a, 49b: mirror,
50: laser interferometer, 51: stage substrate, 53: wafer, 54: support member, 91: base, 92: stage base, 93: wafer stage, 94: reticle stage base, 95: reticle stage, 96: mirror Tube surface plate, 97:
Projection optical system, 98: damper, 99: illumination optical system.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 位置制御の対象物を保持して移動する微
動ステージと、この微動ステージを搭載して移動する粗
動ステージと、前記粗動ステージに取り付けられたミラ
ーにレーザ光を照射して前記ミラーの位置を計測する第
1の位置計測手段と、前記微動ステージおよび粗動ステ
ージ間の相対位置を計測する第2の位置計測手段と、前
記第1および第2の位置計測手段による計測位置に基づ
いて前記微動ステージおよび粗動ステージの位置を制御
する位置制御手段とを具備することを特徴とするステー
ジ装置。
A fine movement stage for holding and moving an object to be position-controlled; a coarse movement stage for mounting and moving the fine movement stage; and irradiating a mirror attached to the coarse movement stage with laser light. First position measuring means for measuring the position of the mirror, second position measuring means for measuring a relative position between the fine movement stage and coarse movement stage, and measurement positions by the first and second position measurement means And a position control means for controlling the positions of the fine movement stage and the coarse movement stage based on the condition.
【請求項2】 位置制御の対象物を保持して移動する微
動ステージと、この微動ステージを搭載して移動する粗
動ステージと、前記粗動ステージに取り付けられたミラ
ーにレーザ光を照射して前記ミラーの位置を計測する第
1の位置計測手段と、前記微動ステージおよびミラー間
の相対位置を計測する第2の位置計測手段と、前記第1
および第2の位置計測手段による計測位置に基づいて前
記微動ステージおよび粗動ステージの位置を制御する位
置制御手段とを具備することを特徴とするステージ装
置。
2. A fine movement stage that holds and moves an object to be position-controlled, a coarse movement stage that mounts and moves the fine movement stage, and irradiates a mirror attached to the coarse movement stage with laser light. First position measuring means for measuring the position of the mirror, second position measuring means for measuring a relative position between the fine movement stage and the mirror,
And a position control means for controlling the positions of the fine movement stage and the coarse movement stage based on the positions measured by the second position measurement means.
【請求項3】 前記ミラーおよび粗動ステージ間の相対
位置を計測する第3の位置計測手段を備え、前記位置制
御手段は、前記第1、第2および第3の位置計測手段に
よる計測位置に基づいて前記微動ステージおよび粗動ス
テージの位置を制御するものであることを特徴とする請
求項2に記載のステージ装置。
And a third position measuring means for measuring a relative position between the mirror and the coarse movement stage, wherein the position control means sets a position measured by the first, second and third position measuring means. 3. The stage apparatus according to claim 2, wherein the positions of the fine movement stage and the coarse movement stage are controlled based on the movement.
【請求項4】 各位置計測手段はそれぞれ6自由度の位
置を計測するものであり、前記位置制御手段は、前記微
動ステージの6自由度の位置および前記粗動ステージの
位置を制御するものであることを特徴とする請求項1〜
3のいずれか1項に記載のステージ装置。
4. Each position measuring means measures a position having six degrees of freedom, and the position control means controls a position having six degrees of freedom of the fine movement stage and a position of the coarse movement stage. Claim 1 characterized by the fact that
4. The stage device according to any one of items 3.
【請求項5】 前記微動ステージを駆動する電磁方式で
非接触のアクチュエータを備えることを特徴とする請求
項1〜4のいずれか1項に記載のステージ装置。
5. The stage apparatus according to claim 1, further comprising an electromagnetic non-contact actuator for driving the fine movement stage.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のス
テージ装置を備えた露光装置。
6. An exposure apparatus comprising the stage device according to claim 1.
【請求項7】 請求項6記載の露光装置を用意するステ
ップと、ウエハに感光材を塗布するステップと、該露光
装置によりウエハを露光するステップと、露光したウエ
ハを現像するステップを有することを特徴とするデバイ
ス製造方法。
7. The method according to claim 6, further comprising the steps of: preparing the exposure apparatus according to claim 6; applying a photosensitive material to the wafer; exposing the wafer with the exposure apparatus; and developing the exposed wafer. Characteristic device manufacturing method.
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