JP2001297965A - Stage device, projection aligner using stage device, and device manufacturing method - Google Patents

Stage device, projection aligner using stage device, and device manufacturing method

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JP2001297965A
JP2001297965A JP2000111166A JP2000111166A JP2001297965A JP 2001297965 A JP2001297965 A JP 2001297965A JP 2000111166 A JP2000111166 A JP 2000111166A JP 2000111166 A JP2000111166 A JP 2000111166A JP 2001297965 A JP2001297965 A JP 2001297965A
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stage
counter mass
work stage
manufacturing
exposure apparatus
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Japanese (ja)
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Shinji Oishi
伸司 大石
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of a vertical stage device, and to drastically, quickly, and accurately carry out positioning without increasing the size of the device. SOLUTION: A Y linear motor 40, a counter mass 61, a pulley 63, and linear motor 80 are provided. The Y linear motor has a stage drive mechanism that moves work stages 20 and 30 that can be freely moved along a reference surface two-dimensionally in a Y direction in the vertical direction. The counter mass 61 is balanced to the weight of the work stages. The pulley 63 winds and supports each belt 62 for interlocking the counter mass 61 to the work stages. The linear motor 80 has a drive mechanism of the counter mass 61. A means for giving a command to the work stages, and a means for giving a command to the counter mass 61 are independently provided. Also, a means is provided, where the means multiplies the speed command of the counter mass 61 by a synchronous error coefficient when the work stages are to be driven in a vertical direction.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス等
を製造するためのリソグラフィ工程で使用する露光装置
や各種精密加工機、あるいは各種精密測定器等に搭載さ
れるステージ装置及びこれを用いた露光装置並びにデバ
イス製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing semiconductor devices and the like, various precision processing machines, and a stage apparatus mounted on various precision measuring instruments and the like, and an exposure apparatus using the same. The present invention relates to an apparatus and a device manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体デバイス等の製造に用いら
れる露光装置として一般的にステッパと呼ばれる装置が
知られている。これは、レチクルやマスク等原版のパタ
ーンをウエハ等基板に投影する投影光学系に対して、基
板を2次元的にステップ移動させ、一枚の基板に原版の
パターン複数個分を焼き付けるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus generally called a stepper is known as an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device or the like. In this method, a substrate is two-dimensionally moved stepwise with respect to a projection optical system for projecting an original pattern such as a reticle or a mask onto a substrate such as a wafer, and a plurality of original patterns are printed on one substrate. .

【0003】ステッパの投影光学系に対してウエハ等基
板をステップ移動させて位置決めするステージ装置は、
半導体デバイス等の高集積化に伴なってより高精度のも
のが要求される。
A stage device for positioning a substrate such as a wafer by moving it stepwise with respect to a projection optical system of a stepper includes:
As semiconductor devices and the like become more highly integrated, higher accuracy is required.

【0004】また、近年では、1枚のウエハから得られ
るデバイス製品の数、すなわち取り個数を増大させるた
めにウエハが大型化する傾向にあり、これに伴なってス
テッパ等のステージ装置は大型化かつ高重量化する。こ
のような状態で必要な精度を得るにはステージの動特性
をより一層向上させなければならず、ガイド等の剛性強
化が望まれるが、このためにステージ全体がさらに高重
量化する結果となる。加えて、半導体デバイス等の低価
格化のために露光サイクルタイムを短縮してスループッ
トを向上させることが要求されており、ウエハ等を移動
させるステージも高速駆動することが望まれる。ところ
が、大型でしかも高重量なステージを高速化するには、
ステージを支える構造体の剛性をより一層強化しなけれ
ばならず、このために装置全体が著しく大型化かつ高重
量化し、コスト高になるおそれがある。
In recent years, the size of wafers has tended to increase in order to increase the number of device products obtained from one wafer, that is, the number of devices to be obtained, and accordingly stage devices such as steppers have increased in size. And increase the weight. In order to obtain the required accuracy in such a state, it is necessary to further improve the dynamic characteristics of the stage, and it is desired to increase the rigidity of the guide and the like, but this results in a further increase in the weight of the entire stage. . In addition, in order to reduce the cost of semiconductor devices and the like, it is required to shorten the exposure cycle time and improve the throughput, and it is desired that the stage for moving the wafer and the like be driven at high speed. However, to speed up a large and heavy stage,
The rigidity of the structure supporting the stage must be further strengthened, which may significantly increase the size and weight of the entire apparatus and increase the cost.

【0005】他方、最近開発の進んでいる軟X線(荷電
粒子蓄積リング放射光)等を露光光とするX線露光装置
では、ウエハ等基板を垂直に保持し、鉛直またはこれに
近似する基準面内で2次元的にステップ移動させる縦型
ステージが用いられる。このような縦型ステージにおい
ては、上記の大型化や高速化等に伴なう問題に加えて、
ステージを重力方向に移動させるものであるためにステ
ージの自重補償を行うカウンタマス機構等を必要とする
が、カウンタマス等に振動が発生すればウエハ等の位置
決め精度を劣化させる外乱となり、ステージの動特性等
も著しく劣化する。また、カウンタマスとワークステー
ジは滑車を介してベルトで連結される場合が多く、滑車
の軸受けの耐久性が問題になる。
On the other hand, recently developed X-ray exposure apparatuses using soft X-rays (charged particle storage ring radiation) as exposure light hold substrates such as wafers in a vertical direction, and maintain a vertical or similar standard. A vertical stage that moves two-dimensionally in a plane is used. In such a vertical stage, in addition to the problems associated with the above-mentioned enlargement and speeding up,
Since the stage is moved in the direction of gravity, a counter mass mechanism or the like for compensating the weight of the stage is required.However, if vibration occurs in the counter mass or the like, a disturbance that degrades the positioning accuracy of the wafer or the like is caused. The dynamic characteristics and the like also deteriorate significantly. In addition, the counter mass and the work stage are often connected by a belt via a pulley, and there is a problem in durability of a bearing of the pulley.

【0006】図18及び図19は一従来例による縦型ス
テージ装置を示す図である。このステージ装置は、合板
1110a上に立設された定盤1110に沿ってY軸方
向(鉛直方向)に往復移動自在であるYステージ112
0と、Yステージ1120上をX軸方向に往復移動自在
であるXステージ1130と、Yステージ1120をY
軸方向に移動させるシリンダ1140と、Xステージ1
130をX軸方向に移動させる図示しないリニアモータ
等を有するXYステージである。
FIGS. 18 and 19 show a vertical stage device according to a conventional example. This stage device is a Y stage 112 that can reciprocate in the Y-axis direction (vertical direction) along a surface plate 1110 erected on a plywood 1110a.
0, an X stage 1130 that is reciprocally movable on the Y stage 1120 in the X axis direction, and a Y stage 1120
Cylinder 1140 to move in the axial direction and X stage 1
This is an XY stage having a linear motor (not shown) for moving 130 in the X-axis direction.

【0007】定盤1110は、Yステージ1120の裏
面をエアパッド等を介して非接触で支持するガイド面を
有する。また、定盤1110の一端には、Yステージ1
120をY軸方向に案内するための図示しないYガイド
(ヨーガイド)が設けられ、このYガイドとYステージ
1120の間も、エアパッド等によって非接触に保たれ
る。
The surface plate 1110 has a guide surface for supporting the rear surface of the Y stage 1120 in a non-contact manner via an air pad or the like. Also, one end of the surface plate 1110 has a Y stage 1
An unillustrated Y guide (yaw guide) for guiding the H.120 in the Y-axis direction is provided, and the space between the Y guide and the Y stage 1120 is kept in a non-contact state by an air pad or the like.

【0008】Yステージ1120とXステージ1130
及びこれに保持された図示しないウエハ等の重さを相殺
(キャンセル)する自重補償機構1160は、一端にY
ステージ1120、他端にカウンタマス1161を吊り
下げるベルト1162と、これを巻掛け支持する滑車1
163を有し、カウンタマス1161の重量は、Yステ
ージ1120及びXステージ1130とこれに保持され
たウエハ等を含むステージ可動部の重量にバランスする
ように設定されている。
[0008] Y stage 1120 and X stage 1130
A self-weight compensation mechanism 1160 for canceling (cancelling) the weight of a wafer or the like (not shown) held therein has a Y end at one end.
A stage 1120, a belt 1162 for hanging a counter mass 1161 on the other end, and a pulley 1 around which the belt 1162 is supported.
163, and the weight of the counter mass 1161 is set so as to balance the weight of the stage movable section including the Y stage 1120 and the X stage 1130 and the wafers and the like held thereon.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、Yステージ1120が高速で移動する
際には同様に滑車1163も高速で回転駆動され、その
軸受けにも大きな負荷がかかる。また、ステージ112
0,1130とカウンタマス1161は定盤1110を
挟んで離れた位置に配置されているため、両者を連結す
るベルト1162を支持する滑車1163の外径は大き
なものとなってしまう。その結果、Yステージ1120
が下端から上端までフルストローク移動しても滑車11
63が一回転することはなく、その結果、ステージ11
20が繰り返しステップ駆動をした際には、軸受けの同
じ箇所に繰り返し負荷がかかることになる。こうした状
況が続けば、軸受けの偏磨耗などを誘発しやすく著しく
耐久性が下がりステージ1120,1130の位置決め
精度が劣化したり、軸受け交換等のメンテナンスに多大
な労力を必要とするなど大きな問題があった。
However, according to the above prior art, when the Y stage 1120 moves at a high speed, the pulley 1163 is also driven to rotate at a high speed, and a large load is applied to its bearing. Also, the stage 112
Since 0, 1130 and the counter mass 1161 are arranged at positions separated from each other with the platen 1110 interposed therebetween, the outer diameter of the pulley 1163 that supports the belt 1162 that connects the two is large. As a result, Y stage 1120
Pulley 11 even if it moves a full stroke from the lower end to the upper end
63 does not make one revolution, and as a result, the stage 11
When the stepping drive 20 is repeatedly performed, a load is repeatedly applied to the same portion of the bearing. If such a situation continues, there is a serious problem that bearings are apt to be worn out, etc., and the durability is remarkably reduced, the positioning accuracy of the stages 1120 and 1130 is deteriorated, and maintenance such as replacement of the bearing requires a large amount of labor. Was.

【0010】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、カウンタマス等の自
重補償機構を備えた縦型ステージの耐久性を改善し、装
置の大型化などを招くことなく位置決めの高速化や高精
度化を大幅に促進できる高性能なステージ装置及びこれ
を用いた露光装置並びにデバイス製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and has been made to improve the durability of a vertical stage provided with a self-weight compensation mechanism such as a counter mass, and to increase the size of the apparatus. It is an object of the present invention to provide a high-performance stage apparatus capable of greatly promoting high-speed and high-accuracy positioning without causing the problem, an exposure apparatus using the same, and a device manufacturing method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明は、基準面に沿って移動自在であ
るワークステージと、該ワークステージを上下方向に沿
って移動させるステージ駆動機構と、該ワークステージ
の重さにバランスするカウンタマスを含むカウンタステ
ージと、該ワークステージと該カウンタマスとを連結す
る連結部材と、該連結部材を支持する滑車と、該カウン
タマスを上下方向に沿って移動させるカウンタマス駆動
機構と、該ステージ駆動機構へ指令値を与える第1指令
発生手段と、該第1指令発生手段とは独立して該カウン
タマス駆動機構へ指令値を与える第2指令発生手段と、
該ワークステージが、該上下方向に沿って駆動されると
きに、該カウンタマスの速度指令値に同期誤差係数を乗
算する手段とを有することを特徴とする。この同期誤差
係数は、ワークステージが上下方向に駆動される際にワ
ークステージとカウンタステージの同期をずらし、滑車
にワークステージの移動量に見合う以上の回転駆動量を
与えることができるように決定される。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a work stage movable along a reference plane, and a stage drive for moving the work stage vertically. A mechanism, a counter stage including a counter mass that balances the weight of the work stage, a connecting member that connects the work stage and the counter mass, a pulley that supports the connecting member, and a vertically moving counter mass. A counter mass drive mechanism for moving along the axis, a first command generation means for giving a command value to the stage drive mechanism, and a second command for giving a command value to the counter mass drive mechanism independently of the first command generation means. Command generation means;
Means for multiplying a speed command value of the counter mass by a synchronization error coefficient when the work stage is driven along the vertical direction. The synchronization error coefficient is determined so as to shift the synchronization between the work stage and the counter stage when the work stage is driven in the up and down direction, and to provide the pulley with a rotational drive amount larger than the moving amount of the work stage. You.

【0012】その結果、目標値までの到達時間をワーク
ステージとカウンタステージで別個に制御することが可
能となり、ワークステージが上下方向に駆動される際に
ワークステージと滑車の位置関係を少しずつずらすこと
ができ、滑車を回転させることができる。
As a result, the time required to reach the target value can be separately controlled by the work stage and the counter stage, and the positional relationship between the work stage and the pulley is slightly shifted when the work stage is driven in the vertical direction. Can rotate the pulley.

【0013】また、本発明は、基準面に沿って移動自在
であるワークステージと、該ワークステージを上下方向
に沿って移動させるステージ駆動機構と、該ワークステ
ージの重さにバランスするカウンタマスを含むカウンタ
ステージと、該ワークステージと該カウンタマスとを連
結する連結部材と、該連結部材を支持する滑車と、該カ
ウンタマスを該上下方向に沿って移動させるカウンタマ
ス駆動機構と、該ワークステージと該カウンタマスが移
動するときに、前記連結部材の張力を緩める手段とを有
することを特徴としてもよい。
Further, the present invention provides a work stage movable along a reference plane, a stage driving mechanism for moving the work stage along a vertical direction, and a counter mass which balances the weight of the work stage. A counter stage that includes the work stage and the counter mass; a pulley that supports the connection member; a counter mass drive mechanism that moves the counter mass along the vertical direction; And means for loosening the tension of the connecting member when the counter mass moves.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る
ステージ装置を示す斜視図である。このステージ装置
は、図示しない合板上に立設された定盤10に沿って上
下方向であるY軸方向(鉛直またはこれに近似する上下
に沿った方向)に往復移動自在であるYステージ20
と、Yステージ20上をX軸方向に往復移動自在である
Xステージ30と、Yステージ20をY軸方向に移動さ
せるステージ駆動機構を構成する一対のYリニアモータ
40と、Xステージ30をX軸方向に移動させる駆動機
構を構成するXリニアモータ50を有するXYステージ
とを備えている。図1においては、後述するYガイド1
1を説明するために、左側のYリニアモータ40の図示
を省略している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a stage device according to the first embodiment of the present invention. This stage device is a Y stage 20 that is reciprocally movable in a Y-axis direction (vertical direction or a vertical direction similar thereto) that is a vertical direction along a surface plate 10 erected on a plywood (not shown).
An X stage 30 reciprocally movable on the Y stage 20 in the X axis direction; a pair of Y linear motors 40 constituting a stage driving mechanism for moving the Y stage 20 in the Y axis direction; And an XY stage having an X linear motor 50 constituting a drive mechanism for moving in the axial direction. In FIG. 1, a Y guide 1 described later is used.
1, the illustration of the left Y linear motor 40 is omitted.

【0015】定盤10は、Yステージ20とXステージ
30の裏面を図示しない静圧軸受装置であるエアパッド
等を介して非接触で支持する基準面であるYガイド面1
0aを有する。
The base 10 has a Y guide surface 1 which is a reference surface for supporting the back surfaces of the Y stage 20 and the X stage 30 in a non-contact manner through an air pad or the like which is a hydrostatic bearing device (not shown).
0a.

【0016】定盤10のX軸方向の一端には、Yステー
ジ20をY軸方向に案内するヨーガイドであるYガイド
11(破線で示す)が立設され、Yガイド11のYガイ
ド面1laとYステージ20の間は、ヨーガイド静圧軸
受装置であるエアパッド20a等によって非接触に保た
れている。両Yリニアモータ40が駆動されると、Yス
テージ20が定盤10のXYガイド面10a上をYガイ
ド11に沿って移動する。
A Y guide 11 (shown by a broken line), which is a yaw guide for guiding the Y stage 20 in the Y axis direction, is provided upright at one end of the surface plate 10 in the X axis direction. The space between the Y stages 20 is kept in a non-contact state by an air pad 20a or the like which is a yaw guide static pressure bearing device. When both Y linear motors 40 are driven, the Y stage 20 moves on the XY guide surface 10 a of the base 10 along the Y guide 11.

【0017】Yステージ20は、一対のYスライダ2
1,22とこれらによって両端を支持されたXリニアモ
ータ固定子52からなる枠体によって構成されている。
両Yスライダ21,22の裏面が定盤10のXYガイド
面10aに面しており、前述のようにエアパッド等を介
して非接触に支持される。また、図示左側のYスライダ
22は他方より長尺であり、その側面22aがYガイド
11のYガイド面1laに面しており、前述のようにエ
アパッド20a等を介して非接触に案内される(図2の
(b)参照)。両Yスライダ21,22はそれぞれ、連
結板23によってYリニアモータ可動子41に一体的に
結合されている。
The Y stage 20 includes a pair of Y sliders 2.
1 and 22 and an X linear motor stator 52 supported at both ends thereof.
The back surfaces of the Y sliders 21 and 22 face the XY guide surface 10a of the surface plate 10, and are supported in a non-contact manner through the air pads and the like as described above. The Y slider 22 on the left side in the figure is longer than the other, and the side surface 22a faces the Y guide surface 1la of the Y guide 11, and is guided in a non-contact manner through the air pad 20a and the like as described above. (See FIG. 2B). The Y sliders 21 and 22 are integrally connected to the Y linear motor mover 41 by the connecting plate 23.

【0018】Xステージ30は、天板31を有する中空
枠体であり、その中空部をXリニアモータ固定子52が
貫通している。天板31の表面は図示しないワークであ
るウエハを吸着保持し、ワークステージの一部を形成し
ている。ここで、ワークステージは、Yステージ20と
Xステージ30とを含んで構成され、ワークであるウエ
ハを保持して、基準面10aに沿って2次元的に移動自
在である。
The X stage 30 is a hollow frame having a top plate 31, and an X linear motor stator 52 penetrates the hollow portion. The surface of the top plate 31 holds a wafer, which is a work (not shown), by suction, and forms a part of a work stage. Here, the work stage includes the Y stage 20 and the X stage 30, and is capable of two-dimensionally moving along the reference plane 10a while holding a wafer as a work.

【0019】両Yリニアモータ40は、前述のように連
結板23を介してYステージ20のYスライダ21,2
2と一体的に結合されたYリニアモータ可動子41と、
その開口部を貫通するYリニアモータ固定子42を有す
る。
The two Y linear motors 40 are connected to the Y sliders 21 and 21 of the Y stage 20 via the connecting plate 23 as described above.
A Y linear motor mover 41 integrally connected to
There is a Y linear motor stator 42 penetrating the opening.

【0020】各Yリニアモータ固定子42に供給される
電流によって、各Yリニアモータ可動子41にY軸方向
の推力が発生し、Yステージ20とXステージ30をY
軸方向に移動させる。Xステージ30をYステージ20
上でX軸方向に移動させるXリニアモータ可動子は、X
ステージ30の天板31の内側に固着されている。
The current supplied to each Y linear motor stator 42 generates a thrust in the Y axis direction on each Y linear motor mover 41, causing the Y stage 20 and X stage 30
Move in the axial direction. X stage 30 to Y stage 20
The X linear motor mover moved in the X-axis direction
It is fixed inside the top plate 31 of the stage 30.

【0021】Xリニアモータ固定子52に供給される電
流によって、Xリニアモータ可動子にX軸方向の推力が
発生し、Xステージ30をYリニアモータ固定子52に
沿ってX軸方向に移動させる。
The current supplied to the X linear motor stator 52 generates a thrust in the X axis direction on the X linear motor mover, and moves the X stage 30 along the Y linear motor stator 52 in the X axis direction. .

【0022】Yステージ20とXステージ30等の重さ
を相殺(キャンセル)する自重補償機構であるカウンタ
マス機構60は、一端にYスライダ21,22を含むY
ステージ20を吊り下げ、他端にカウンタマス61を吊
り下げる複数の連結部材であるベルト62と、これを巻
掛け支持する滑車63とをX軸方向に間隔を置いて2箇
所に有し、カウンタマス61の重量は、Yステージ20
とXステージ30及びこれに保持されたウエハ等を含む
ステージ可動部全体の重量にバランスするように設定さ
れている。
A counter mass mechanism 60, which is a self-weight compensation mechanism for canceling (cancelling) the weights of the Y stage 20 and the X stage 30, etc., includes a Y slider 21 and 22 at one end.
A belt 62, which is a plurality of connecting members that suspends the stage 20 and suspends the counter mass 61 at the other end, and pulleys 63 around which the belt 62 is wound and supported at two locations spaced apart in the X-axis direction. The mass of the mass 61 is
And the X stage 30 and the weight of the entire stage movable section including the wafer and the like held thereon.

【0023】Xステージ30がX軸方向に移動すると、
Yステージ20とXステージ30を含むステージ可動部
の重心位置が変わるため、Z軸のまわり(ωZ軸方向)
の回転モーメントの釣り合いバランスが損なわれる。と
ころが、カウンタマス機構60のみではこのモーメント
を受けることができず、Yステージ20を案内するYガ
イド(ヨーガイド)11に過大な負荷がかかる。
When the X stage 30 moves in the X axis direction,
Because the position of the center of gravity of the stage movable part including the Y stage 20 and the X stage 30 changes, around the Z axis (in the ωZ axis direction)
The balance of the rotational moments is lost. However, this moment cannot be received only by the countermass mechanism 60, and an excessive load is applied to the Y guide (yaw guide) 11 for guiding the Y stage 20.

【0024】このような大きな負荷を支えるためには、
Yガイド11の剛性を著しく増大させる必要があるが、
Yガイド11の剛性強化にはYガイド11等の大型化を
伴なうため、ステージ全体がさらに大型化、高重量化
し、ステージの動特性も悪化して、位置決めの高精度化
や高速化を大きく妨げる結果となる。
In order to support such a large load,
It is necessary to significantly increase the rigidity of the Y guide 11,
Since the rigidity of the Y guide 11 is accompanied by an increase in the size of the Y guide 11 and the like, the entire stage is further increased in size and weight, and the dynamic characteristics of the stage are deteriorated. The result is a great hindrance.

【0025】また、Yステージ20とカウンタマス61
を連結するベルト62には一般的にスチールベルトやワ
イヤー等が用いられるが、Yステージ20を移動させる
時にスチールベルトの剛性不足等に起因する振動が発生
する。このような振動は、ステージの位置決め精度を著
しく悪化させ、位置決め制御系の周波数応答特性を向上
させる際の大きな障害となる。
The Y stage 20 and the counter mass 61
In general, a steel belt, a wire, or the like is used as the belt 62 that connects the Y and Y. However, when the Y stage 20 is moved, vibration occurs due to insufficient rigidity of the steel belt. Such vibration significantly deteriorates the positioning accuracy of the stage, and becomes a major obstacle in improving the frequency response characteristics of the positioning control system.

【0026】そこでYステージ20と各ベルト62の連
結部に、Xステージ30の変位に応じてベルト62の張
力または有効長さを調節するためのアクチュエータ70
を設ける。アクチュエータ70としては、図4に示すよ
うにベルト62の張力を制御するためのベロフラム(空
気バネ)71、図5に示すエアシリンダ72、図6に示
すリニアモータ73、あるいは図7に示すようにベルト
62の有効長さを変化させるための圧電素子74等を用
いる。両Yスライダ21,22を吊り下げるベルト62
のそれぞれのアクチュエータ70の駆動量を、後述する
ように、Xステージ30の位置情報に基づいて個別に制
御することで、各ベルト62の張力または有効長さを調
節する。このようにして、Xステージ30の移動に伴な
って発生する回転モーメントを打ち消す(補償する)こ
とで、Yステージ20がYガイド11に与える負荷を低
減する。
Therefore, an actuator 70 for adjusting the tension or the effective length of the belt 62 in accordance with the displacement of the X stage 30 is provided at the connection between the Y stage 20 and each belt 62.
Is provided. As the actuator 70, a bellofram (air spring) 71 for controlling the tension of the belt 62 as shown in FIG. 4, an air cylinder 72 shown in FIG. 5, a linear motor 73 shown in FIG. 6, or as shown in FIG. A piezoelectric element 74 for changing the effective length of the belt 62 is used. Belt 62 for suspending both Y sliders 21 and 22
The tension or the effective length of each belt 62 is adjusted by individually controlling the drive amounts of the respective actuators 70 based on the position information of the X stage 30 as described later. In this way, by canceling (compensating) the rotational moment generated with the movement of the X stage 30, the load applied to the Y guide 11 by the Y stage 20 is reduced.

【0027】加えて、ベロフラム71、エアシリンダ7
2及びリニアモータ73は、ベルト62の剛性不足によ
って発生する固有振動や、カウンタマス61自体の固有
振動を吸収して減衰させる吸振効果を有する。すなわ
ち、アクチュエータ70によって、ベルト62からYス
テージ20に伝播する振動を低減し、位置決め精度や、
位置決め制御系の周波数応答特性を大幅に向上できると
いう利点もある。
In addition, the bellofram 71, the air cylinder 7
The linear motor 73 and the linear motor 73 have a vibration absorbing effect of absorbing and attenuating natural vibration generated due to insufficient rigidity of the belt 62 and natural vibration of the counter mass 61 itself. That is, the vibration transmitted from the belt 62 to the Y stage 20 is reduced by the actuator 70, and the positioning accuracy and
There is also an advantage that the frequency response characteristics of the positioning control system can be greatly improved.

【0028】Yガイド11のガイド面11aとこれに対
向するYステージ20(Yスライダ22)の間は、前述
のようにエアパッド20aによって非接触に保たれてい
る。Yステージ20は、エアパッド20aに加えて磁気
パッド20bを有し、これは、エアパッド20aと逆向
きの予圧を与えて、図2の(a)に示す軸受剛性k1を
得るためのものである。
The space between the guide surface 11a of the Y guide 11 and the Y stage 20 (Y slider 22) opposed thereto is kept in a non-contact state by the air pad 20a as described above. The Y stage 20 has a magnetic pad 20b in addition to the air pad 20a. The magnetic pad 20b is for applying a preload in a direction opposite to that of the air pad 20a to obtain a bearing rigidity k1 shown in FIG.

【0029】また、図3に示すように、Yガイド11と
平行して定盤10の裏面側にカウンタマスヨーガイド6
4が配設されており、カウンタマスヨーガイド64は、
カウンタマス61の一端に設けられたカウンタマスヨー
ガイド静圧軸受装置であるエアパッド61a及び磁気パ
ッド61bに対向し、これらによって、カウンタマス6
1をY軸方向に非接触で案内する。カウンタマス61の
磁気パッド61bは、エアパッド61aと逆向きの予圧
を与えて、図2に示すようにYステージ20側の軸受剛
性klより大である軸受剛性k2を得るように構成され
ている。
As shown in FIG. 3, a counter mass yaw guide 6 is provided on the back side of the surface plate 10 in parallel with the Y guide 11.
4 are provided, and the counter ma- syo guide 64 is
The counter mass 61 is opposed to an air pad 61a and a magnetic pad 61b which are counter mass yaw guide static pressure bearing devices provided at one end of the counter mass 61.
1 is guided in the Y-axis direction without contact. The magnetic pad 61b of the counter mass 61 is configured to apply a preload in a direction opposite to that of the air pad 61a to obtain a bearing stiffness k2 greater than the bearing stiffness kl of the Y stage 20 as shown in FIG.

【0030】このようにカウンタマスヨーガイド64の
軸受剛性k2をYガイド11の軸受剛性klより大きく
するのは、Xステージ30のX軸方向の移動に伴なって
Yステージ20の重心位置が変化した場合に発生する回
転モーメントの影響を、カウンタマスヨーガイド64で
受けて、Yステージ20にかかる回転モーメントを小さ
くするためである。
The reason why the bearing rigidity k2 of the counter mass yaw guide 64 is made larger than the bearing rigidity kl of the Y guide 11 is that the position of the center of gravity of the Y stage 20 changes as the X stage 30 moves in the X-axis direction. In this case, the counter moment yaw guide 64 receives the influence of the rotating moment generated in the above case, so that the rotating moment applied to the Y stage 20 is reduced.

【0031】Xステージ30のY軸方向とX軸方向の位
置は、それぞれ、Xステージ30と一体であるY測長用
ミラー30a、X測長用ミラー30bの反射光を受光す
る位置センサ30c,30dによって計測される。
The positions of the X stage 30 in the Y-axis direction and the X-axis direction are respectively determined by position sensors 30c and 30c which receive the reflected light from the Y length measuring mirror 30a and the X length measuring mirror 30b integrated with the X stage 30, respectively. It is measured by 30d.

【0032】次に、各アクチュエータ70として、図4
に示すベロフラム71を用いた場合を説明する。ベロフ
ラム71は、給気口71aを備えたベローズ71bを有
し、ベローズ71bの上端は、Yステージ20と一体で
ある第1のハウジング71cに連結され、ベローズ71
bの下端は、ベルト62の下端に結合された第2のハウ
ジング71dに連結されている。給気口71aに供給さ
れる空気の圧力を変えることで、ベローズ71b内の空
気圧を変化させ、これによってベルト62の張力を変化
させる。
Next, FIG.
The case where the bellofram 71 shown in FIG. The bellow ram 71 has a bellows 71b provided with an air supply port 71a, and the upper end of the bellows 71b is connected to a first housing 71c integral with the Y stage 20.
The lower end of b is connected to a second housing 71d connected to the lower end of the belt 62. By changing the pressure of the air supplied to the air supply port 71a, the air pressure in the bellows 71b is changed, thereby changing the tension of the belt 62.

【0033】図8は、Xステージ30のX軸方向の位置
情報に基づいてベローズ71bの空気圧を制御する制御
系を示すブロック図である。Xリニアモータ50の制御
を行うサーボ系は、図示しないコンピュータから送られ
る位置指令値と位置センサ30dからフィードバックさ
れるXステージ30のX軸方向の位置情報に基づいてX
リニアモータ50の駆動量を制御する。また、上記の位
置指令値は、変換係数kpにて変換されてベロフラム制
御系の圧力指令値とともに制御手段であるコントローラ
70aに送信され、ベロフラム71の給気口71aに接
続されたサーボバルブを調節してベローズ71b内の空
気圧を制御する。
FIG. 8 is a block diagram showing a control system for controlling the air pressure of the bellows 71b based on the position information of the X stage 30 in the X axis direction. A servo system that controls the X linear motor 50 performs X-axis control based on a position command value sent from a computer (not shown) and position information in the X-axis direction of the X stage 30 fed back from the position sensor 30d.
The driving amount of the linear motor 50 is controlled. The position command value is converted by a conversion coefficient kp and transmitted to the controller 70a as control means together with the pressure command value of the bellofram control system, and the servo valve connected to the air supply port 71a of the bellofram 71 is adjusted. Thus, the air pressure in the bellows 71b is controlled.

【0034】Xステージ30の位置指令値に変換係数k
pを乗じてベロフラム制御系の圧力指令値を加算してお
くことで、ステージ可動部の重心位置が変わるときに各
ベロフラム71内の空気圧を変化させ、各ベルト62の
張力を調節する。このようにして各ベルト62の張力を
個別に調節することで、Xステージ30の移動によって
発生する回転モーメントと逆向きの回転モーメントを発
生させ、Yガイド11にかかる負荷を低減する。
The position command value of the X stage 30 is converted into a conversion coefficient k.
By multiplying by p and adding the pressure command value of the bellofram control system, the air pressure in each bellofram 71 is changed when the position of the center of gravity of the stage movable section changes, and the tension of each belt 62 is adjusted. By individually adjusting the tension of each belt 62 in this manner, a rotational moment opposite to the rotational moment generated by the movement of the X stage 30 is generated, and the load on the Y guide 11 is reduced.

【0035】上記のモーメント補正を行うことでYガイ
ド11にかかる負荷が大幅に低減されるため、Yガイド
11を大型かつ高重量にすることなく、ステージの動特
性を大幅に向上させ、ステップ移動や位置決めの高速化
と高精度化に対応できる。
Since the load applied to the Y guide 11 is greatly reduced by performing the above-described moment correction, the dynamic characteristics of the stage can be greatly improved without increasing the size and weight of the Y guide 11, and the step movement can be achieved. And high-speed and high-precision positioning.

【0036】このようにアクチュエータ70によってY
ステージ20の回転モーメントを補正し、かつ、ベルト
62を介してYステージ20に伝播する振動を低減して
も、なおカウンタマス61からYステージ20に伝播す
る振動を完全に除去するのは難しい。このような振動は
数Hzと低周波数ではあるが、位置決め精度をより一層
向上させかつ高速化を促進するためには無視することが
できない。
In this manner, Y
Even if the rotational moment of the stage 20 is corrected and the vibration propagating to the Y stage 20 via the belt 62 is reduced, it is still difficult to completely eliminate the vibration propagating from the counter mass 61 to the Y stage 20. Such vibrations are as low as several Hz, but cannot be neglected in order to further improve the positioning accuracy and promote the speeding up.

【0037】そこで、本実施例では、図3に示すよう
に、カウンタマス61にカウンタマス測長用ミラー61
cと反射光を受光する位置センサー61dを配置し、Y
ステージ20と逆向きに加速してカウンタマス61の固
有振動を抑制するためのカウンタマス駆動機構である一
対のリニアモータ80を設ける。両リニアモータ80
は、カウンタマス61の両端に配設され、それぞれ、Y
ステージ20をY軸方向に駆動するYリニアモータ40
の裏側に位置する。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG.
c and a position sensor 61d for receiving the reflected light are arranged.
A pair of linear motors 80 as a counter mass driving mechanism for accelerating in the opposite direction to the stage 20 and suppressing the natural vibration of the counter mass 61 is provided. Double linear motor 80
Are disposed at both ends of the counter mass 61, respectively.
Y linear motor 40 for driving stage 20 in the Y-axis direction
Located on the back side of.

【0038】各リニアモータ80は、カウンタマス61
と一体であるリニアモータ可動子81を有し、該リニア
モータ可動子81は、定盤10の側縁に設けられたリニ
アモータ固定子82に沿って移動する。すなわち、各リ
ニアモータ80は、カウンタマス61をY軸方向に沿っ
て駆動する。そして、リニアモータ80は、リニアモー
タ固定子82に供給される電流を制御することで、カウ
ンタマス61のY軸方向の加速度が、Yリニアモータ4
0からYステージ20に与えられる加速度と逆向きで絶
対値が同じになるように調節し、更に滑車63の慣性モ
ーメントに比例した値とYステージ20の加速度指令値
を乗算した値が、カウンタマス61の制御系にフィード
フォワード制御される制御系を設けて制御される。カウ
ンタマス61を駆動するリニアモータ80の制御系につ
いては図9に示すブロック図に基づいて後述する。
Each linear motor 80 has a counter mass 61
The linear motor mover 81 is integrated with the linear motor mover 81, and moves along a linear motor stator 82 provided on a side edge of the surface plate 10. That is, each linear motor 80 drives the counter mass 61 along the Y-axis direction. The linear motor 80 controls the current supplied to the linear motor stator 82 so that the acceleration of the counter mass 61 in the Y-axis direction
The value obtained by adjusting the absolute value in the opposite direction from 0 to the acceleration given to the Y stage 20 and further multiplying the value proportional to the inertia moment of the pulley 63 by the acceleration command value of the Y stage 20 is the counter mass. The control is performed by providing a feed-forward control system in the control system 61. The control system of the linear motor 80 that drives the counter mass 61 will be described later with reference to the block diagram shown in FIG.

【0039】ベルト62を含むカウンタマス機構60か
らYステージ20に伝播する振動をアクチュエータ70
によって減衰させ、かつ、カウンタマス61の固有振動
自体を低減することで、Yステージ20の制御系の外乱
を極めて効果的に除去し、より一層の位置決め精度の向
上と位置決めの高速化に貢献できる。
The vibration transmitted from the counter mass mechanism 60 including the belt 62 to the Y stage 20
By reducing the natural vibration of the counter mass 61 by itself, the disturbance of the control system of the Y stage 20 can be removed very effectively, which contributes to further improvement of positioning accuracy and speeding up of positioning. .

【0040】このように小型かつ高性能で高速化に適し
たステージ装置を用いることで、半導体デバイス等を製
造するための露光装置の小型化及び高性能化と生産性の
向上に大きく貢献できる。
The use of such a small, high-performance, high-speed stage apparatus can greatly contribute to miniaturization, high performance, and improvement in productivity of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device or the like.

【0041】各アクチュエータ70として、ベロフラム
71の替わりに図5に示すエアシリンダ72を用いた場
合は、以下の通りである。給気口72aを備えたシリン
ダ72bはYステージ20と一体であり、ベルト62の
下端にはピストン72cに上向きに突設したロッドが連
結されている。給気口72aに供給される空気の圧力を
変えることで、ベルト62の張力を変化させる。シリン
ダ72bの空気圧を制御する制御系は図8に示したもの
と同様である。
In the case where an air cylinder 72 shown in FIG. 5 is used as each actuator 70 instead of the bellofram 71, the operation is as follows. A cylinder 72b having an air supply port 72a is integral with the Y stage 20, and a rod projecting upward from a piston 72c is connected to a lower end of the belt 62. By changing the pressure of the air supplied to the air supply port 72a, the tension of the belt 62 is changed. The control system for controlling the air pressure of the cylinder 72b is the same as that shown in FIG.

【0042】各アクチュエータ70として、図6に示し
たリニアモータ73を用いた場合には、以下の通りであ
る。リニアモータ73のコイル73aはYステージ20
と一体であり、ベルト62の下端には駆動用のマグネッ
ト73bが連結されている。コイル73aに供給される
電流を変えることで、ベルト62の張力を変化させる。
コイル73aに供給される電流を制御する制御系は図8
に示したものと同様である。
The case where the linear motor 73 shown in FIG. 6 is used as each actuator 70 is as follows. The coil 73a of the linear motor 73 is the Y stage 20
A driving magnet 73b is connected to the lower end of the belt 62. The tension of the belt 62 is changed by changing the current supplied to the coil 73a.
The control system for controlling the current supplied to the coil 73a is shown in FIG.
Is the same as that shown in FIG.

【0043】各アクチュエータ70として、図7に示す
圧電素子74を用いた場合は、以下の通りである。圧電
素子74の上端を支持するハウジング74aはYステー
ジ20と一体であり、ベルト62の下端には圧電素子7
4の下端を支持するハウジング74bが連結されてい
る。圧電素子74の電圧を変えることで、その厚さを変
化させ、ベルト62の有効長さを変化させる。圧電素子
74の電圧を制御する制御系は図8に示したものと同様
である。
The case where the piezoelectric element 74 shown in FIG. 7 is used as each actuator 70 is as follows. A housing 74 a supporting the upper end of the piezoelectric element 74 is integral with the Y stage 20, and a piezoelectric element 7
4 is connected to a housing 74b that supports the lower end. By changing the voltage of the piezoelectric element 74, its thickness is changed, and the effective length of the belt 62 is changed. The control system for controlling the voltage of the piezoelectric element 74 is the same as that shown in FIG.

【0044】図9は,カウンタマス61及びYステージ
20の制御系を示すブロック図である。以下の説明にお
いて、重さのバランス上、ワークステージには、Yステ
ージ20、Xステージ30、ミラー30a,30b、Y
リニアモータ40の可動子41、Xリニアモータ50、
アクチュエータ70、ワークであるウエハ、及びこれら
と一体的に上下動する物全体が含まれる。また、カウン
タステージには、カウンタマス61、リニアモータ80
の可動子81、及びこれらと一体的に上下動する物全体
が含まれる。
FIG. 9 is a block diagram showing a control system of the counter mass 61 and the Y stage 20. In the following description, the work stage includes a Y stage 20, an X stage 30, mirrors 30a and 30b, and Y
The mover 41 of the linear motor 40, the X linear motor 50,
The actuator 70, the wafer as the work, and the whole thing that moves up and down integrally therewith are included. The counter stage has a counter mass 61 and a linear motor 80.
Mover 81 and the whole thing which moves up and down integrally therewith are included.

【0045】Yリニアモータ40の制御を行うサーボ系
は、Yステージ位置指令発生手段70bからの位置指令
値と位置センサ30cからフィードバックされるYステ
ージ20のY軸方向の位置情報を、Yステージコントロ
ーラ、D/A変換器、電流増幅器を介して送り、これに
基づいてYリニアモータ40の駆動量を制御する。カウ
ンタステージの制御系も同様に位置センサ61cの情報
に基づいて、カウンタステージ位置指令発生手段70c
からの指令値を、カウンタステージコントローラ、D/
A変換器、電流増幅器を介して送り、これによりリニア
モータ80が制御される。これらの位置指令は、目標値
設定、速度設定などから演算される。
A servo system for controlling the Y linear motor 40 uses a position command value from the Y stage position command generating means 70b and position information in the Y axis direction of the Y stage 20 fed back from the position sensor 30c to a Y stage controller. , A D / A converter, and a current amplifier, and controls the driving amount of the Y linear motor 40 based on the signal. Similarly, the control system of the counter stage also uses the counter stage position command generating means 70c based on the information of the position sensor 61c.
From the counter stage controller, D /
The signal is sent through an A converter and a current amplifier, whereby the linear motor 80 is controlled. These position commands are calculated from target value settings, speed settings, and the like.

【0046】カウンタステージ位置指令発生手段70c
では、Yステージ位置指令発生手段70b内の速度設定
値に同期誤差係数70dを乗算器70eにより乗算し、
カウンタステージ位置指令発生手段70cの速度設定と
して与える。同期誤差係数70dは、ワークステージが
鉛直方向に駆動される際にワークステージとカウンタス
テージの同期をずらし、滑車63にワークステージの移
動量に見合う以上の駆動量(回転角度)を与えることが
できるように決定される。
Counter stage position command generating means 70c
Then, the speed set value in the Y stage position command generation means 70b is multiplied by a synchronization error coefficient 70d by a multiplier 70e,
This is given as the speed setting of the counter stage position command generating means 70c. The synchronization error coefficient 70d shifts the synchronization between the work stage and the counter stage when the work stage is driven in the vertical direction, and can provide the pulley 63 with a drive amount (rotation angle) larger than the movement amount of the work stage. Is determined as follows.

【0047】同期誤差係数を乗算することで、各位置指
令曲線は図9における位置指令発生手段ブロック図内の
グラフに図示したように、目標値Y0までの各駆動時間
を制御できる。カウンタステージの駆動完了時間t0を
Yステージ駆動完了時間t1よりも早く完了するように
(t0<t1)設定しておけば、ワークステージ及びカ
ウンタステージの両者を連結したベルト62のテンショ
ンを鉛直方向に駆動中に緩めることができる。その結
果、滑車63とベルト62間で滑りが生じ、ワークステ
ージと滑車63の位置関係を少しずつずらすことが可能
となって、滑車63を回転させることができ、軸受けの
同じ箇所を繰り返し使うことがなくなり軸受けの耐久性
の向上が図れる。
By multiplying the synchronous error coefficient, each position command curve can control each drive time up to the target value Y0 as shown in the graph in the position command generating means block diagram in FIG. If the drive completion time t0 of the counter stage is set so as to be completed earlier than the drive completion time t1 of the Y stage (t0 <t1), the tension of the belt 62 connecting both the work stage and the counter stage is set in the vertical direction. Can be loosened during operation. As a result, slippage occurs between the pulley 63 and the belt 62, and the positional relationship between the work stage and the pulley 63 can be shifted little by little, so that the pulley 63 can be rotated and the same portion of the bearing can be used repeatedly. And the durability of the bearing can be improved.

【0048】図10は、本発明の第2の実施の形態に係
るステージ装置を示す斜視図である。このステージ装置
は、ベルト62とYステージ20の連結部にアクチュエ
ータ70を設ける替わりに、定盤10の上端に配設され
た滑車63の軸受部(支持部)にアクチュエータ90を
設けたものである。アクチュエータ90は、図11に示
すように、滑車63を回転支持するころがり軸受63a
を載置した軸受ベース63bと定盤10の間に配設され
たベロフラム91である。ベロフラム91は、軸受ベー
ス63bを定盤10に対してY方向に駆動する。該ベロ
フラム91の内部構成は、図4に示したベロフラム71
と同様であり、図8に示したものと同様の制御系によっ
て制御される。ベロフラム91の替わりに、図5乃至図
7に示したものと同様のエアシリンダ、リニアモータ、
または圧電素子等を用いてもよい。
FIG. 10 is a perspective view showing a stage device according to the second embodiment of the present invention. In this stage device, an actuator 90 is provided on a bearing portion (support portion) of a pulley 63 disposed on the upper end of the surface plate 10 instead of providing an actuator 70 on a connecting portion between the belt 62 and the Y stage 20. . As shown in FIG. 11, the actuator 90 includes a rolling bearing 63a for rotatably supporting the pulley 63.
Is a belofram 91 disposed between the bearing base 63b on which the is mounted and the surface plate 10. The bellofram 91 drives the bearing base 63b relative to the surface plate 10 in the Y direction. The internal configuration of the bellofram 91 is the same as that of the bellofram 71 shown in FIG.
And is controlled by a control system similar to that shown in FIG. Instead of the bellofram 91, an air cylinder, linear motor, and the like similar to those shown in FIGS.
Alternatively, a piezoelectric element or the like may be used.

【0049】定盤10、Yガイド11、Yステージ2
0、Xステージ30、Yリニアモータ40、Xリニアモ
ータ50、カウンタマス機構60等については第1の実
施の形態と同様であるから同一符号で表わし、説明は省
略する。
Surface plate 10, Y guide 11, Y stage 2
Since 0, X stage 30, Y linear motor 40, X linear motor 50, counter mass mechanism 60, and the like are the same as in the first embodiment, they are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0050】本実施形態では、ワークステージおよびカ
ウンタステージの両者が鉛直方向に駆動中のとき、両者
を連結するベルト62のテンションを緩めるように、ア
クチュエータ90を制御する。その結果、滑車63とベ
ルト62間で滑りが生じ、ワークステージと滑車63の
位置関係を少しずつずらすことが可能となって、滑車6
3を回転させることができ、軸受けの同じ箇所を繰り返
し使うことがなくなり軸受けの耐久性の向上が図れる。
In this embodiment, when both the work stage and the counter stage are being driven in the vertical direction, the actuator 90 is controlled so as to loosen the tension of the belt 62 connecting the work stage and the counter stage. As a result, slippage occurs between the pulley 63 and the belt 62, and the positional relationship between the work stage and the pulley 63 can be shifted little by little.
3 can be rotated, and the same portion of the bearing is not used repeatedly, so that the durability of the bearing can be improved.

【0051】このように、ベルトの張力や有効長さを調
節するアクチュエータを滑車の支持部に用いてもよい。
また、同様のアクチュエータを定盤の裏側のベルトとカ
ウンタマスの連結部に設けても、上記と同様の回転モー
メントの補償を効果的に行うことができることは言うま
でもない。
As described above, the actuator for adjusting the tension and the effective length of the belt may be used for the support of the pulley.
It is needless to say that the same torque compensation as described above can be effectively performed even if a similar actuator is provided at the connection between the belt and the counter mass on the back side of the surface plate.

【0052】次に、本発明に係るステージ装置を用いた
X線露光装置の露光光学系について説明する。図12に
示すように、X線源であるSR発生装置(荷電粒子蓄積
リング)1から放射されたX線であるSR光(荷電粒子
蓄積リング放射光)はシートビーム状であるため、発光
点から所定の距離に設置されたミラー2によりY軸方向
に走査される。ミラー2は1枚に限らず、複数枚のミラ
ーを用いてもよい。
Next, an exposure optical system of an X-ray exposure apparatus using the stage device according to the present invention will be described. As shown in FIG. 12, the SR light (charged particle storage ring radiation) as the X-rays emitted from the SR generator (charged particle storage ring) 1 as the X-ray source is in the form of a sheet beam. Is scanned in the Y-axis direction by a mirror 2 installed at a predetermined distance from the camera. The number of mirrors 2 is not limited to one, and a plurality of mirrors may be used.

【0053】次に、ミラー2によって反射されたSR光
は、X線透過膜上にX線吸収体からなるパターンが形成
されたマスク等原版Mを透過し、感光材としてのレジス
トが塗布されたウエハWに照射される。ウエハWは、前
述のステージ装置上のウエハチャック(ワークステー
ジ)に保持され、ステージ装置によってステップ移動及
び位置決めが行われる。
Next, the SR light reflected by the mirror 2 passes through an original M such as a mask in which a pattern made of an X-ray absorber is formed on an X-ray transmitting film, and a resist as a photosensitive material is applied. The wafer W is irradiated. The wafer W is held on the wafer chuck (work stage) on the stage device described above, and the stage device performs step movement and positioning.

【0054】原版Mの上流側には露光時間を制御するた
めのシャッタ4が配設され、シャッタ4の駆動装置4a
はシャッタコントローラ4bによって制御される。次
に、ミラー2とシャッタ4の間には図示しないベリリウ
ム膜が設けられており、ミラー2側は超高真空、シャッ
タ4側はヘリウムガスの減圧雰囲気に制御される。
A shutter 4 for controlling the exposure time is provided upstream of the original M, and a driving device 4a for the shutter 4 is provided.
Is controlled by the shutter controller 4b. Next, a beryllium film (not shown) is provided between the mirror 2 and the shutter 4. The mirror 2 is controlled to an ultra-high vacuum, and the shutter 4 is controlled to a reduced pressure atmosphere of helium gas.

【0055】(半導体生産システムの実施例)次に、上
記説明した本発明に係る露光装置を利用した半導体デバ
イス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、C
CD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の生産シス
テムの例について説明する。これは半導体製造工場に設
置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、
あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、製造
工場外のコンピュータネットワークを利用して行うもの
である。
(Embodiment of Semiconductor Production System) Next, a semiconductor device (semiconductor chip such as IC or LSI, liquid crystal panel, C
An example of a production system for a CD, a thin-film magnetic head, a micromachine, and the like will be described. This is for troubleshooting and periodic maintenance of manufacturing equipment installed in semiconductor manufacturing plants,
Alternatively, maintenance services such as software provision are performed using a computer network outside the manufacturing factory.

【0056】図13は全体システムをある角度から切り
出して表現したものである。図中、101は半導体デバ
イスの製造装置を提供するベンダ(装置供給メーカ)の
事業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工
場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例え
ば、前工程用機器(露光装置、レジスト処理装置、エッ
チング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装
置、平坦化装置等)や後工程用機器(組立て装置、検査
装置等)を想定している。事業所101内には、製造装
置の保守データベースを提供するホスト管理システム1
08、複数の操作端末コンピュータ110、これらを結
んでイントラネット等を構築するローカルエリアネット
ワーク(LAN)109を備える。ホスト管理システム
108は、LAN109を事業所の外部ネットワークで
あるインターネット105に接続するためのゲートウェ
イと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能
を備える。
FIG. 13 shows the whole system cut out from a certain angle. In the figure, reference numeral 101 denotes a business establishment of a vendor (apparatus supply maker) that provides a semiconductor device manufacturing apparatus. Examples of manufacturing equipment include semiconductor manufacturing equipment for various processes used in a semiconductor manufacturing plant, such as pre-processing equipment (lithography equipment such as exposure equipment, resist processing equipment, etching equipment, heat treatment equipment, film formation equipment, flattening equipment, etc.). Equipment and post-process equipment (assembly equipment, inspection equipment, etc.). A host management system 1 that provides a maintenance database for manufacturing equipment in the business office 101
08, a plurality of operation terminal computers 110, and a local area network (LAN) 109 connecting these to construct an intranet or the like. The host management system 108 has a gateway for connecting the LAN 109 to the Internet 105, which is an external network of the office, and a security function for restricting external access.

【0057】一方、102〜104は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場102〜104は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場(例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等)であっても良
い。各工場102〜104内には、夫々、複数の製造装
置106と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク(LAN)111と、各
製造装置106の稼動状況を監視する監視装置としてホ
スト管理システム107とが設けられている。各工場1
02〜104に設けられたホスト管理システム107
は、各工場内のLAN111を工場の外部ネットワーク
であるインターネット105に接続するためのゲートウ
ェイを備える。これにより各工場のLAN111からイ
ンターネット105を介してベンダ101側のホスト管
理システム108にアクセスが可能となり、ホスト管理
システム108のセキュリティ機能によって限られたユ
ーザだけにアクセスが許可となっている。具体的には、
インターネット105を介して、各製造装置106の稼
動状況を示すステータス情報(例えば、トラブルが発生
した製造装置の症状)を工場側からベンダ側に通知する
他、その通知に対応する応答情報(例えば、トラブルに
対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェア
やデータ)や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの
保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場
102〜104とベンダ101との間のデータ通信およ
び各工場内のLAN111でのデータ通信には、インタ
ーネットで一般的に使用されている通信プロトコル(T
CP/IP)が使用される。なお、工場外の外部ネット
ワークとしてインターネットを利用する代わりに、第三
者からのアクセスができずにセキュリティの高い専用線
ネットワーク(ISDNなど)を利用することもでき
る。また、ホスト管理システムはベンダが提供するもの
に限らずユーザがデータベースを構築して外部ネットワ
ーク上に置き、ユーザの複数の工場から該データベース
へのアクセスを許可するようにしてもよい。
On the other hand, reference numerals 102 to 104 denote manufacturing factories of semiconductor manufacturers as users of the manufacturing apparatus. The manufacturing factories 102 to 104 may be factories belonging to different manufacturers or factories belonging to the same manufacturer (for example, a factory for a pre-process, a factory for a post-process, etc.). In each of the factories 102 to 104, a plurality of manufacturing apparatuses 106, a local area network (LAN) 111 connecting them to construct an intranet or the like, and a host as a monitoring apparatus for monitoring the operation status of each manufacturing apparatus 106 are provided. A management system 107 is provided. Each factory 1
Host management system 107 provided in the storage system 02 to 104
Has a gateway for connecting the LAN 111 in each factory to the Internet 105 which is an external network of the factory. As a result, access to the host management system 108 on the vendor 101 side from the LAN 111 of each factory via the Internet 105 is possible, and access is allowed only to limited users by the security function of the host management system 108. In particular,
Via the Internet 105, status information indicating the operation status of each manufacturing apparatus 106 (for example, the symptom of the manufacturing apparatus in which a trouble has occurred) is notified from the factory side to the vendor side, and response information corresponding to the notification (for example, (Information indicating how to cope with a trouble, software and data for coping), and maintenance information such as the latest software and help information can be received from the vendor. For data communication between each of the factories 102 to 104 and the vendor 101 and data communication with the LAN 111 in each of the factories, a communication protocol (T
CP / IP) is used. Instead of using the Internet as an external network outside the factory, it is also possible to use a dedicated line network (such as ISDN) that cannot be accessed by a third party and has high security. Further, the host management system is not limited to the one provided by the vendor, and a user may construct a database and place it on an external network, and permit access from a plurality of factories of the user to the database.

【0058】さて、図14は本実施形態の全体システム
を図13とは別の角度から切り出して表現した概念図で
ある。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外
部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介し
て各工場の生産管理や少なくとも1台の製造装置の情報
をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複
数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装
置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部
ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデー
タ通信するものである。図中、201は製造装置ユーザ
(半導体デバイス製造メーカ)の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置202、レジスト処理装置203、
成膜処理装置204が導入されている。なお図14では
製造工場201は1つだけ描いているが、実際は複数の
工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装
置はLAN206で接続されてイントラネット等を構成
し、ホスト管理システム205で製造ラインの稼動管理
がされている。
FIG. 14 is a conceptual diagram showing the whole system of the present embodiment cut out from another angle than that of FIG. In the above example, a plurality of user factories each having a manufacturing device and a management system of a vendor of the manufacturing device are connected via an external network, and the production management of each factory and at least one device are connected via the external network. The data of the manufacturing apparatus was communicated. On the other hand, in this example, a factory equipped with manufacturing equipment of a plurality of vendors is connected to a management system of each of the plurality of manufacturing equipments via an external network outside the factory, and maintenance information of each manufacturing equipment is stored. It is for data communication. In the figure, reference numeral 201 denotes a manufacturing plant of a manufacturing apparatus user (semiconductor device manufacturer), and a manufacturing line for performing various processes, for example, an exposure apparatus 202, a resist processing apparatus 203;
A film forming apparatus 204 is introduced. Although only one manufacturing factory 201 is illustrated in FIG. 14, a plurality of factories are actually networked similarly. Each device in the factory is connected by a LAN 206 to form an intranet or the like, and a host management system 205 manages the operation of the production line.

【0059】一方、露光装置メーカ210、レジスト処
理装置メーカ220、成膜装置メーカ230などベンダ
(装置供給メーカ)の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム21
1,221,231を備え、これらは上述したように保
守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備
える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム205と、各装置のベンダの管理システム2
11,221,231とは、外部ネットワーク200で
あるインターネットもしくは専用線ネットワークによっ
て接続されている。このシステムにおいて、製造ライン
の一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、
製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起き
た機器のベンダからインターネット200を介した遠隔
保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ラインの
休止を最小限に抑えることができる。
On the other hand, each business establishment of a vendor (apparatus maker) such as an exposure apparatus maker 210, a resist processing apparatus maker 220, and a film forming apparatus maker 230 has a host management system 21 for remote maintenance of the supplied equipment.
1, 211, and 231 which include a maintenance database and an external network gateway as described above. A host management system 205 for managing each device in the user's manufacturing plant, and a vendor management system 2 for each device
11, 221, and 231 are connected by the Internet or a dedicated line network which is the external network 200. In this system, if a trouble occurs in any of a series of manufacturing equipment on the manufacturing line,
Although the operation of the production line is suspended, quick response is possible by receiving remote maintenance via the Internet 200 from the vendor of the troubled device, and the suspension of the production line can be minimized.

【0060】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェー
スと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用
ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行
するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモ
リやハードディスク、あるいはネットワークファイルサ
ーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフト
ウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例え
ば図15に一例を示す様な画面のユーザインタフェース
をディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理
するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機
種401、シリアルナンバー402、トラブルの件名4
03、発生日404、緊急度405、症状406、対処
法407、経過408等の情報を画面上の入力項目に入
力する。入力された情報はインターネットを介して保守
データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が
保守データベースから返信されディスプレイ上に提示さ
れる。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェ
ースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能410〜
412を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報
にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライ
ブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフト
ウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する
操作ガイド(ヘルプ情報)を引出したりすることができ
る。ここで、保守データベースが提供する保守情報に
は、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前
記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最
新のソフトウェアも提供する。
Each of the manufacturing apparatuses installed in the semiconductor manufacturing factory has a display, a network interface, and a computer that executes network access software and apparatus operation software stored in a storage device. The storage device is a built-in memory, a hard disk, a network file server, or the like. The network access software includes a dedicated or general-purpose web browser, and provides, for example, a user interface having a screen as shown in FIG. 15 on a display. The operator who manages the manufacturing equipment at each factory refers to the screen and refers to the manufacturing equipment model 401, the serial number 402, the trouble subject 4
03, date of occurrence 404, degree of urgency 405, symptom 406, coping method 407, progress 408, and other information are input to input items on the screen. The input information is transmitted to the maintenance database via the Internet, and the resulting appropriate maintenance information is returned from the maintenance database and presented on the display. Further, the user interface provided by the web browser further includes a hyperlink function 410 as shown in the figure.
412, the operator can access more detailed information of each item, extract the latest version of software used for manufacturing equipment from the software library provided by the vendor, and operate the operation guide (help Information). Here, the maintenance information provided by the maintenance database includes the information on the present invention described above, and the software library also provides the latest software for realizing the present invention.

【0061】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図16は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計
を行う。ステップ2(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。一方、ステップ3
(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4(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。次
のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ
4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化す
る工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンデ
ィング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組立
て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作
製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テス
ト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これを出荷(ステップ7)する。前工程と後
工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎
に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされ
る。また前工程工場と後工程工場との間でも、インター
ネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装
置保守のための情報がデータ通信される。
Next, a manufacturing process of a semiconductor device using the above-described production system will be described. FIG. 16 shows a flow of the entire semiconductor device manufacturing process.
In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design. Step 3
In (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and assembly such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). Process. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7). The pre-process and the post-process are performed in separate dedicated factories, and maintenance is performed for each of these factories by the above-described remote maintenance system. Further, information for production management and apparatus maintenance is also communicated between the pre-process factory and the post-process factory via the Internet or a dedicated line network.

【0062】図17は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を成膜する。ステップ13(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14(イオ
ン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ1
5(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(露光)では上記説明した露光装置によって
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17(現像)では露光したウエハを現像する。ステッ
プ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造
機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
されているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしト
ラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比
べて半導体デバイスの生産性を向上させることができ
る。
FIG. 17 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 1
In 5 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. Since the manufacturing equipment used in each process is maintained by the remote maintenance system described above, troubles can be prevented beforehand, and if troubles occur, quick recovery is possible. Can be improved in productivity.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。ワークステー
ジが上下方向に駆動される際に、ワークステージとカウ
ンタマスを連結するベルト等の結合部材の張力を緩める
ことができる。その結果、ワークステージと滑車の位置
関係を少しずつずらすことが可能となり、滑車を回転さ
せることができるため、軸受けの同じ箇所を繰り返し使
うことがなく、軸受けの耐久性の向上が図れ、位置決め
精度の向上及びメンテナンス性に多大な効果がある。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. When the work stage is driven in the vertical direction, the tension of a connecting member such as a belt connecting the work stage and the counter mass can be reduced. As a result, the positional relationship between the work stage and the pulley can be shifted slightly, and the pulley can be rotated, so that the same part of the bearing is not used repeatedly, so that the durability of the bearing can be improved and the positioning accuracy can be improved. This has a great effect on improvement of the maintenance and maintainability.

【0064】このステージ装置を露光装置に用いること
で、半導体デバイス等の高精細化や低価格化を大幅に促
進できる。
By using this stage apparatus for an exposure apparatus, it is possible to greatly promote higher definition and lower cost of semiconductor devices and the like.

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

【図1】 本発明の第1の実施の形態に係るステージ装
置を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a stage device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1のステージ装置のYガイド等を説明する
ための図であって、(a)はYガイドの軸受剛性を説明
する図、(b)はYガイドの断面を示す図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining a Y guide and the like of the stage device of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a diagram illustrating the bearing rigidity of the Y guide, and FIG. 2B is a diagram illustrating a cross section of the Y guide; .

【図3】 図1の装置を裏側からみた斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the apparatus of FIG. 1 as viewed from the back side.

【図4】 本発明の実施の形態に係るアクチュエータと
して用いるベロフラムを説明する断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a bellofram used as an actuator according to the embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態に係るアクチュエータと
して用いるエアーシリンダを説明する断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an air cylinder used as an actuator according to an embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態に係るアクチュエータと
して用いるリニアモータを説明する断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a linear motor used as an actuator according to an embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態に係るアクチュエータと
して用いる圧電素子を説明する断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric element used as an actuator according to an embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態に係るアクチュエータの
制御系を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a control system of the actuator according to the embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態に係るカウンタマス及び
ワークステージを駆動する制御系を示すブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a control system for driving a counter mass and a work stage according to the embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の第2の実施の形態に係るステージ
装置を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a stage device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 図10中のアクチュエータを説明するため
の断面図である。
11 is a cross-sectional view for explaining the actuator in FIG.

【図12】 本発明に係るステージ装置を用いたX線露
光装置の一例を説明するための要部構成図である。
FIG. 12 is a main part configuration diagram for explaining an example of an X-ray exposure apparatus using a stage device according to the present invention.

【図13】 本発明に係る露光装置を用いた半導体デバ
イスの生産システムをある角度から見た概念図である。
FIG. 13 is a conceptual view of a semiconductor device production system using an exposure apparatus according to the present invention, as viewed from a certain angle.

【図14】 本発明に係る露光装置を用いた半導体デバ
イスの生産システムを別の角度から見た概念図である。
FIG. 14 is a conceptual diagram of a semiconductor device production system using the exposure apparatus according to the present invention, as viewed from another angle.

【図15】 ユーザインタフェースの具体例である。FIG. 15 is a specific example of a user interface.

【図16】 デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a flow of a device manufacturing process.

【図17】 ウエハプロセスを説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a wafer process.

【図18】 一従来例に係る縦型ステージ装置を示す側
面図である。
FIG. 18 is a side view showing a vertical stage device according to one conventional example.

【図19】 図18の装置を示す立面図である。19 is an elevational view showing the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:定盤、10a:Yガイド面(基準面)、1l:Y
ガイド、20:Yステージ、23:連結板、30:Xス
テージ、40:Yリニアモータ(ステージ駆動機構)、
50:Xリニアモータ、60:カウンタマス機構、6
1:カウンタマス、62:ベルト(連結部材)、63:
滑車、70,90:アクチュエータ、70a:コントロ
ーラ、70b:Yステージ位置指令発生手段、70c:
カウンタステージ位置指令発生手段、70d:同期誤差
係数、70e:乗算器、71,91:ベロフラム、7
2:エアーシリンダ、73,80:リニアモータ(カウ
ンタマス駆動機構)、74:圧電素子、81:リニアモ
ータ可動子、82:リニアモータ固定子。
10: Surface plate, 10a: Y guide surface (reference surface), 1l: Y
Guide, 20: Y stage, 23: Connecting plate, 30: X stage, 40: Y linear motor (stage driving mechanism),
50: X linear motor, 60: counter mass mechanism, 6
1: counter mass, 62: belt (connecting member), 63:
Pulley, 70, 90: actuator, 70a: controller, 70b: Y stage position command generating means, 70c:
Counter stage position command generating means, 70d: synchronization error coefficient, 70e: multiplier, 71, 91: bellofram, 7
2: air cylinder, 73, 80: linear motor (counter mass drive mechanism), 74: piezoelectric element, 81: linear motor movable element, 82: linear motor stator.

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) H01L 21/68 H01L 21/30 531J 503A Fターム(参考) 2F078 CA02 CA10 CB05 CB10 CB12 CB14 CB16 CC07 CC11 2H097 AB05 BA10 CA15 GA45 LA10 5F031 CA02 CA05 HA13 HA45 HA53 HA55 JA06 JA17 JA27 JA32 JA51 KA06 LA03 LA04 LA08 LA10 LA13 LA15 MA27 PA01 5F046 CC01 CC13 CC18 GA11 GA14Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (Reference) H01L 21/68 H01L 21/30 531J 503A F term (Reference) 2F078 CA02 CA10 CB05 CB10 CB12 CB14 CB16 CC07 CC11 2H097 AB05 BA10 CA15 GA45 LA10 5F031 CA02 CA05 HA13 HA45 HA53 HA55 JA06 JA17 JA27 JA32 JA51 KA06 LA03 LA04 LA08 LA10 LA13 LA15 MA27 PA01 5F046 CC01 CC13 CC18 GA11 GA14

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準面に沿って移動自在であるワークス
テージと、 該ワークステージを上下方向に沿って移動させるステー
ジ駆動機構と、 該ワークステージの重さにバランスするカウンタマスを
含むカウンタステージと、 該ワークステージと該カウンタマスとを連結する連結部
材と、 該連結部材を支持する滑車と、 該カウンタマスを上下方向に沿って移動させるカウンタ
マス駆動機構と、 該ステージ駆動機構へ指令値を与える第1指令発生手段
と、 該第1指令発生手段とは独立して該カウンタマス駆動機
構へ指令値を与える第2指令発生手段と、 該ワークステージが、該上下方向に沿って駆動されると
きに、該カウンタマスの速度指令値に同期誤差係数を乗
算する手段とを有することを特徴とするステージ装置。
1. A work stage movable along a reference plane, a stage drive mechanism for moving the work stage along a vertical direction, and a counter stage including a counter mass balanced with the weight of the work stage. A connecting member that connects the work stage and the counter mass; a pulley that supports the connecting member; a counter mass driving mechanism that moves the counter mass along the vertical direction; and a command value to the stage driving mechanism. First command generating means for giving; a second command generating means for giving a command value to the counter mass drive mechanism independently of the first command generating means; and the work stage is driven along the vertical direction. Means for multiplying the speed command value of the counter mass by a synchronization error coefficient.
【請求項2】 前記ワークステージは、前記上下方向に
沿って移動する第1ステージと、前記基準面に沿って2
次元的に移動自在な第2ステージとを有することを特徴
とする請求項1に記載のステージ装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the work stage includes a first stage that moves along the vertical direction, and a second stage that moves along the reference plane.
The stage apparatus according to claim 1, further comprising a second stage that is dimensionally movable.
【請求項3】 前記同期誤差係数は、前記ワークステー
ジが上下方向に駆動される際に該ワークステージと前記
カウンタステージの同期をずらし、前記滑車に該ワーク
ステージの移動量に見合う以上の回転駆動量を与えるも
のであることを特徴とする請求項1または2に記載のス
テージ装置。
3. The synchronous error coefficient is such that, when the work stage is driven in the vertical direction, the work stage and the counter stage are desynchronized, and the pulley is driven to rotate more than the amount of movement of the work stage. 3. The stage device according to claim 1, wherein the stage device is provided with an amount.
【請求項4】 前記ステージ駆動機構及びカウンタマス
駆動機構がリニアモータであることを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載のステージ装置。
4. The stage apparatus according to claim 1, wherein the stage driving mechanism and the counter mass driving mechanism are linear motors.
【請求項5】 前記ワークステージを基準面に対して非
接触に保つ静圧軸受装置が設けられていることを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載のステージ装置。
5. The stage device according to claim 1, further comprising a hydrostatic bearing device for keeping the work stage out of contact with a reference surface.
【請求項6】 前記ワークステージを上下方向に案内す
るヨーガイドと、前記ワークステージを前記ヨーガイド
に対して非接触に保つヨーガイド静圧軸受装置が設けら
れていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記
載のステージ装置。
6. A yaw guide for vertically guiding the work stage, and a yaw guide hydrostatic bearing device for keeping the work stage out of contact with the yaw guide. The stage device according to any one of the above.
【請求項7】 前記カウンタマスを上下方向に案内する
カウンタマスヨーガイドと、前記カウンタマスを前記カ
ウンタマスヨーガイドに対して非接触に保つカウンタマ
スヨーガイド静圧軸受装置が設けられていることを特徴
とする請求項1〜6のいずれかに記載のステージ装置。
7. A counter mass yaw guide for guiding the counter mass in the vertical direction, and a counter mass yaw guide hydrostatic bearing device for keeping the counter mass in non-contact with the counter mass yaw guide. The stage device according to claim 1, wherein:
【請求項8】 前記ワークステージの変位に応じて前記
連結部材の張力および有効長さのうちの少なくとも一方
を調節するためのアクチュエータが設けられ、該アクチ
ュエータとして、空気バネ、エアシリンダ、リニアモー
タおよび圧電素子のうちのいずれかが用いられることを
特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のステージ装
置。
8. An actuator for adjusting at least one of the tension and the effective length of the connecting member according to the displacement of the work stage, wherein the actuator includes an air spring, an air cylinder, a linear motor, The stage device according to claim 1, wherein one of the piezoelectric elements is used.
【請求項9】 基準面に沿って移動自在であるワークス
テージと、 該ワークステージを上下方向に沿って移動させるステー
ジ駆動機構と、 該ワークステージの重さにバランスするカウンタマスを
含むカウンタステージと、 該ワークステージと該カウンタマスとを連結する連結部
材と、 該連結部材を支持する滑車と、 該カウンタマスを該上下方向に沿って移動させるカウン
タマス駆動機構と、 該ワークステージと該カウンタマスが移動するときに、
前記連結部材の張力を緩める手段とを有することを特徴
とするステージ装置。
9. A work stage movable along a reference plane, a stage drive mechanism for moving the work stage along a vertical direction, and a counter stage including a counter mass balanced with the weight of the work stage. A connecting member for connecting the work stage and the counter mass; a pulley for supporting the connecting member; a counter mass driving mechanism for moving the counter mass along the vertical direction; When moves
Means for reducing the tension of the connecting member.
【請求項10】 前記連結部材の張力を緩める手段は、
該ワークステージと該カウンタマスの移動の同期をずら
して該ステージ駆動機構と該カウンタマス駆動機構とを
制御する制御手段であることを特徴とする請求項9に記
載のステージ装置。
10. The means for relaxing the tension of the connecting member,
10. The stage device according to claim 9, wherein the stage device is control means for controlling the stage driving mechanism and the counter mass driving mechanism by shifting the synchronization of the movement of the work stage and the counter mass.
【請求項11】 前記ワークステージの移動量に見合う
回転駆動量とは異なる回転駆動量を前記滑車に与えるこ
とを特徴とする請求項9または10に記載のステージ装
置。
11. The stage apparatus according to claim 9, wherein a rotation drive amount different from a rotation drive amount corresponding to the movement amount of the work stage is applied to the pulley.
【請求項12】 前記連結部材の張力を緩める手段は、
前記滑車を前記上下方向に駆動するアクチュエータであ
ることを特徴とする請求項9に記載のステージ装置。
12. The means for relaxing the tension of the connecting member,
The stage device according to claim 9, wherein the stage device is an actuator that drives the pulley in the vertical direction.
【請求項13】 前記ステージ駆動機構及びカウンタマ
ス駆動機構がリニアモータであることを特徴とする請求
項9〜12のいずれかに記載のステージ装置。
13. The stage device according to claim 9, wherein said stage driving mechanism and said counter mass driving mechanism are linear motors.
【請求項14】 前記ワークステージを基準面に対して
非接触に保つ静圧軸受装置が設けられていることを特徴
とする請求項9〜13のいずれかに記載のステージ装
置。
14. The stage device according to claim 9, further comprising a hydrostatic bearing device for keeping the work stage out of contact with a reference plane.
【請求項15】 前記ワークステージを上下方向に案内
するヨーガイドと、前記ワークステージを前記ヨーガイ
ドに対して非接触に保つヨーガイド静圧軸受装置が設け
られていることを特徴とする請求項9〜14のいずれか
に記載のステージ装置。
15. A yaw guide for vertically guiding the work stage and a yaw guide hydrostatic bearing device for keeping the work stage out of contact with the yaw guide. The stage device according to any one of the above.
【請求項16】 前記カウンタマスを上下方向に案内す
るカウンタマスヨーガイドと、前記カウンタマスを前記
カウンタマスヨーガイドに対して非接触に保つカウンタ
マスヨーガイド静圧軸受装置が設けられていることを特
徴とする請求項9〜15のいずれかに記載のステージ装
置。
16. A counter mass yaw guide for vertically guiding the counter mass and a counter mass yaw guide hydrostatic bearing device for keeping the counter mass out of contact with the counter mass yaw guide. The stage device according to claim 9, wherein:
【請求項17】 前記ワークステージの変位に応じて前
記連結部材の張力および有効長さのうちの少なくとも一
方を調節するためのアクチュエータが設けられ、該アク
チュエータとして、空気バネ、エアシリンダ、リニアモ
ータおよび圧電素子のうちのいずれかが用いられること
を特徴とする請求項9〜16のいずれかに記載のステー
ジ装置。
17. An actuator for adjusting at least one of a tension and an effective length of the connecting member according to a displacement of the work stage, wherein the actuator includes an air spring, an air cylinder, a linear motor, 17. The stage device according to claim 9, wherein any one of the piezoelectric elements is used.
【請求項18】 請求項1〜17のいずれかに記載のス
テージ装置と、これに保持されたワークを露光する露光
光学系を有することを特徴とする露光装置。
18. An exposure apparatus comprising: the stage device according to claim 1; and an exposure optical system for exposing a work held by the stage device.
【請求項19】 露光光がX線であることを特徴とする
請求項18に記載の露光装置。
19. The exposure apparatus according to claim 18, wherein the exposure light is an X-ray.
【請求項20】 請求項18または19に記載の露光装
置によってウエハを露光する工程を有するデバイス製造
方法。
20. A device manufacturing method comprising a step of exposing a wafer by the exposure apparatus according to claim 18.
【請求項21】 請求項18または19に記載の露光装
置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造工場
に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプロセ
スによって半導体デバイスを製造する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体デバイス製造方法。
21. A step of installing a manufacturing apparatus group for various processes including the exposure apparatus according to claim 18 or 19 in a semiconductor manufacturing plant, and manufacturing a semiconductor device by a plurality of processes using the manufacturing apparatus group. And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項22】 前記製造装置群をローカルエリアネッ
トワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネット
ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
間で、前記製造装置群の少なくとも1台に関する情報を
データ通信する工程とをさらに有することを特徴とする
請求項21に記載の半導体デバイス製造方法。
22. A step of connecting the manufacturing equipment group via a local area network, and data communication between at least one of the manufacturing equipment group between the local area network and an external network outside the semiconductor manufacturing factory. 22. The method according to claim 21, further comprising the step of:
【請求項23】 前記露光装置のベンダもしくはユーザ
が提供するデータベースに前記外部ネットワークを介し
てアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の保守
情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導
体製造工場との間で前記外部ネットワークを介してデー
タ通信して生産管理を行うことを特徴とする請求項22
に記載の半導体デバイス製造方法。
23. Access to a database provided by a vendor or a user of the exposure apparatus via the external network to obtain maintenance information of the manufacturing apparatus by data communication, or a semiconductor manufacturing factory different from the semiconductor manufacturing factory 23. The production control is performed by performing data communication between the control unit and the external network.
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項24】 請求項18または19に記載の露光装
置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該製造装置群
を接続するローカルエリアネットワークと、該ローカル
エリアネットワークから工場外の外部ネットワークにア
クセス可能にするゲートウェイを有し、前記製造装置群
の少なくとも1台に関する情報をデータ通信することを
可能にしたことを特徴とする半導体製造工場。
24. A manufacturing apparatus group for various processes including the exposure apparatus according to claim 18 or 19, a local area network connecting the manufacturing apparatus group, and an external network outside the factory from the local area network. A semiconductor manufacturing plant having a gateway for enabling the data communication of information on at least one of the manufacturing apparatus groups.
【請求項25】 半導体製造工場に設置された請求項1
8または19に記載の露光装置の保守方法であって、前
記露光装置のベンダもしくはユーザが、半導体製造工場
の外部ネットワークに接続された保守データベースを提
供する工程と、前記半導体製造工場内から前記外部ネッ
トワークを介して前記保守データベースへのアクセスを
許可する工程と、前記保守データベースに蓄積される保
守情報を前記外部ネットワークを介して半導体製造工場
側に送信する工程とを有することを特徴とする露光装置
の保守方法。
25. The semiconductor device according to claim 1, which is installed in a semiconductor manufacturing plant.
20. The maintenance method of an exposure apparatus according to 8 or 19, wherein a vendor or a user of the exposure apparatus provides a maintenance database connected to an external network of a semiconductor manufacturing plant; An exposure apparatus, comprising: a step of permitting access to the maintenance database via a network; and a step of transmitting maintenance information stored in the maintenance database to a semiconductor manufacturing factory via the external network. Maintenance method.
【請求項26】 請求項18または19に記載の露光装
置において、ディスプレイと、ネットワークインタフェ
ースと、ネットワーク用ソフトウェアを実行するコンピ
ュータとをさらに有し、露光装置の保守情報をコンピュ
ータネットワークを介してデータ通信することを可能に
したことを特徴とする露光装置。
26. The exposure apparatus according to claim 18, further comprising a display, a network interface, and a computer executing network software, and performing maintenance communication of the exposure apparatus by data communication via a computer network. An exposure apparatus characterized in that it is possible to perform
【請求項27】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にすることを特徴とする請求項26に記載の露光装
置。
27. The network software,
Provided on the display is a user interface for accessing a maintenance database provided by a vendor or a user of the exposure apparatus connected to an external network of a factory where the exposure apparatus is installed, and from the database via the external network. The exposure apparatus according to claim 26, wherein information can be obtained.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009018394A (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Kuroda Precision Ind Ltd Pressurizing device
JP2011051051A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Kuraki Co Ltd Work support device and lateral machine tool

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