JP2002134387A

JP2002134387A - ステージ装置および露光装置

Info

Publication number: JP2002134387A
Application number: JP2000321756A
Authority: JP
Inventors: Susumu Makinouchi; 進牧野内; Takeyuki Hashimoto; 豪之橋本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】振動に起因する悪影響を排除して、基板に対
する優れた位置制御性を持たせる。【解決手段】基板を保持して移動する第１可動体ＳＴ
と、第１可動体ＳＴを相対移動自在に支持して移動する
第２可動体ＸＧとを有する。第１可動体ＳＴの位置情報
を検出する第１検出装置と、第１検出装置の検出結果に
基づいて第１可動体ＳＴを駆動制御する第１制御装置３
８と、第２可動体ＸＧの位置情報を検出する第２検出装
置と、第２検出装置の検出結果に基づいて第２可動体Ｘ
Ｇを第１可動体ＳＴに対して独立して駆動制御する第２
制御装置３９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクやウエハ、
ガラス基板等の基板を保持する可動体が移動するステー
ジ装置、およびこのステージ装置に保持されたマスクと
感光基板とを用いて露光処理を行う露光装置に関し、特
に半導体集積回路や液晶ディスプレイ等のデバイスを製
造する際に、リソグラフィ工程で用いて好適なステージ
装置および露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体デバイスの製造工程の
１つであるリソグラフィ工程においては、マスク又はレ
チクル（以下、レチクルと称する）に形成された回路パ
ターンをレジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガ
ラスプレート等の基板上に転写する種々の露光装置が用
いられている。

【０００３】例えば、半導体デバイス用の露光装置とし
ては、近年における集積回路の高集積化に伴うパターン
の最小線幅（デバイスルール）の微細化に応じて、レチ
クルのパターンを投影光学系を用いてウエハ上に縮小転
写する縮小投影露光装置が主として用いられている。

【０００４】この縮小投影露光装置としては、レチクル
のパターンをウエハ上の複数のショット領域（露光領
域）に順次転写するステップ・アンド・リピート方式の
静止露光型の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）
や、このステッパを改良したもので、特開平８−１６６
０４３号公報等に開示されるようなレチクルとウエハと
を一次元方向に同期移動してレチクルパターンをウエハ
上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキ
ャン方式の走査露光型の露光装置（いわゆるスキャニン
グ・ステッパ）が知られている。

【０００５】これらの縮小投影露光装置においては、ス
テージ装置として、床面に先ず装置の基準になるベース
プレートが設置され、その上に床振動を遮断するための
防振台を介してレチクルステージ、ウエハステージおよ
び投影光学系（投影レンズ）等を支持する本体コラムが
載置されたものが多く用いられている。最近のステージ
装置では、前記防振台として、内圧が制御可能なエアマ
ウント、ボイスコイルモータ等のアクチュエータを備
え、本体コラム（メインフレーム）に取り付けられた、
例えば６個の加速度計の計測値に基づいて前記ボイスコ
イルモータ等を制御することにより本体コラムの振動を
制御するアクティブ防振台が採用されている。

【０００６】図１２に、従来のステージ装置の一例を簡
略的に示す。この図に示すステージ装置は、Ｘ方向に延
在し、その両端がそれぞれリニアモータの可動子として
駆動されてＹ方向に移動自在なＸガイドバーＸＧと、Ｘ
ガイドバーＸＧとの間に介装されたエアベアリング等の
エアガイドによって、Ｙ方向に微少量のエアギャップを
もってＸガイドバーＸＧに対してＸ方向に相対移動自在
に支持・拘束された試料台ＳＴとを主体として構成され
ている。

【０００７】試料台ＳＴは、基板としてのウエハを真空
吸着等により吸着保持しており、ＸガイドバーＸＧに設
けられたリニアモータの固定子との間の電磁気的相互作
用により駆動される可動子としてＸ方向に移動する。試
料台ＳＴの上面端縁にはＹ方向に延びる移動鏡Ｍ１とＸ
方向に延びる移動鏡Ｍ２とが固定されている。移動鏡Ｍ
１の反射面に対しては、レーザ干渉計Ｌ１が測長ビーム
を照射して移動鏡Ｍ１との間の距離を計測することによ
り、試料台ＳＴのＸ方向の位置を高精度に計測すること
ができる。また、移動鏡Ｍ２の反射面に対しては、レー
ザ干渉計Ｌ２、Ｌ３が測長ビームを照射して移動鏡Ｍ２
との間の距離を計測することにより、試料台ＳＴのＹ方
向およびθＺ（Ｚ軸回りの回転）方向の位置を高精度に
計測することができる。なお、ＸガイドバーＸＧには、
試料台ＳＴとのＸ方向の相対位置を計測するエンコーダ
Ｅが配設されており、試料台ＳＴのＸ方向の位置とエン
コーダＥの計測結果とを用いることでＸガイドバーＸＧ
のＸ方向の位置を間接的に検出できる構成になってい
る。

【０００８】従って、このステージ装置では、これらレ
ーザ干渉計Ｌ１〜Ｌ３の計測結果に基づいて、試料台Ｓ
ＴをＸ方向にサーボ駆動することで試料台ＳＴのＸ方向
の位置を制御し、ＸガイドバーＸＧをＹ方向にサーボ駆
動することで試料台ＳＴのＹ方向の位置を制御すること
ができる。また、試料台ＳＴのθＺ方向の回転は、Ｘガ
イドバーＸＧの両端の可動子に対して各駆動量を調整す
ることで制御することができる。このように、試料台Ｓ
ＴをＸ方向、Ｙ方向およびθＺ方向に関してそれぞれ高
精度にサーボ制御することで、ウエハを所定の露光位置
に位置決めできるとともに、所定の走査速度で同期移動
させることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のステージ装置および露光装置には、以下
のような問題が存在する。エアベアリング等のエアガイ
ドは剛性を有しているため、剛性が不足している場合に
は、試料台ＳＴやＸガイドバーＸＧの移動に伴ってその
バネ性により、図１３に示すように、試料台ＳＴの重量
および上記バネ性に応じた固有振動数ｆで共振する虞が
ある。この共振は、Ｙ方向のみならず、θＺ方向の剛性
の影響によりθＺ方向にも発生して、試料台ＳＴのヨー
イングの原因になることもある。

【００１０】このように、共振が発生すると、試料台Ｓ
Ｔの位置制御におけるサーボ系に悪影響を及ぼし、応答
性が悪化する等の不具合を生じさせてしまう。特に、試
料台ＳＴのＹ方向およびθＺ方向の位置はＸガイドバー
ＸＧの駆動により制御しているので、試料台ＳＴとＸガ
イドバーＸＧとの間で共振が発生すると、試料台ＳＴに
対する位置計測結果に基づいてＸガイドバーＸＧを駆動
しても、安定した高精度の位置制御が困難になるという
問題があった。

【００１１】また、発生した振動を抑制するように、Ｘ
ガイドバーＸＧを駆動することも考えられるが、上述し
たように、試料台ＳＴを計測した結果のみでは、Ｘガイ
ドバーＸＧの振動状態を把握するのに充分ではなく、確
実な制振駆動を実行できないという問題があった。この
ように、試料台ＳＴに対する位置制御を安定して実施で
きないと、ウエハの位置決めや速度制御に支障を来し、
結果として露光精度にも悪影響を及ぼす可能性があっ
た。

【００１２】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、振動に起因する悪影響を排除して、基板に
対する優れた位置制御性を有するステージ装置および露
光装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図１ないし図１０に対
応付けした以下の構成を採用している。本発明のステー
ジ装置は、基板（Ｗ）を保持して移動する第１可動体
（ＳＴ）と、第１可動体（ＳＴ）を相対移動自在に支持
して移動する第２可動体（ＸＧ）とを有するステージ装
置（７）であって、第１可動体（ＳＴ）の位置情報を検
出する第１検出装置（４６）と、第１検出装置（４６）
の検出結果に基づいて第１可動体（ＳＴ）を駆動制御す
る第１制御装置（３８）と、第２可動体（ＸＧ）の位置
情報を検出する第２検出装置（４７）と、第２検出装置
（４７）の検出結果に基づいて第２可動体（ＸＧ）を第
１可動体（ＳＴ）に対して独立して駆動制御する第２制
御装置（３９）とを備えることを特徴とするものであ
る。

【００１４】従って、本発明のステージ装置では、検出
した第１可動体（ＳＴ）の位置情報に基づいて第１可動
体（ＳＴ）の駆動をサーボ制御するとともに、検出した
第２可動体（ＸＧ）の位置情報に基づいて第２可動体
（ＸＧ）の駆動を独立してサーボ制御することで、第２
可動体（ＸＧ）の駆動を介して第１可動体（ＳＴ）を駆
動する場合でも、応答性よく共振の影響を抑制できる。

【００１５】また、本発明のステージ装置は、基板
（Ｗ）を保持して移動する第１可動体（ＳＴ）と、第１
可動体（ＳＴ）を相対移動自在に支持して移動する第２
可動体（ＸＧ）とを有するステージ装置（７）であっ
て、第１可動体（ＳＴ）または第２可動体（ＸＧ）の移
動に伴って第２可動体（ＸＧ）に加わる力を検出する検
出装置（５５）と、検出装置（５５）の検出結果に基づ
いて第２可動体（ＸＧ）を第１可動体（ＳＴ）に対して
独立して駆動制御する制御装置（３９）とを備えること
を特徴とするものである。

【００１６】従って、本発明のステージ装置では、検出
した第１可動体（ＳＴ）の位置情報に基づいて第１可動
体（ＳＴ）の駆動をサーボ制御するとともに、検出した
第２可動体（ＸＧ）に加わる力を相殺するように第２可
動体（ＸＧ）の駆動を独立してサーボ制御することで、
応答性よく共振の影響を抑制できる。

【００１７】そして、本発明の露光装置は、マスクステ
ージ（２）に保持されたマスク（Ｒ）のパターンを基板
ステージ（５）に保持された感光基板（Ｗ）に露光する
露光装置（１）において、マスクステージ（２）と基板
ステージ（５）との少なくとも一方のステージとして、
請求項１から９のいずれか１項に記載されたステージ装
置（７）が用いられることを特徴とするものである。

【００１８】従って、本発明の露光装置では、マスク
（Ｒ）や感光基板（Ｗ）に対する位置決め制御や、走査
露光時の速度制御を効果的に実行することが可能にな
り、重ね合わせ精度等、露光処理に係る精度を維持でき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のステージ装置およ
び露光装置の第１の実施の形態を、図１ないし図５を参
照して説明する。ここでは、例えば露光装置として、レ
チクルとウエハとを同期移動しつつ、レチクルに形成さ
れた半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写す
る、スキャニング・ステッパを使用する場合の例を用い
て説明する。また、この露光装置においては、本発明の
ステージ装置をウエハステージに適用するものとする。
なお、これらの図において、従来例として示した図１２
と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略
する。

【００２０】図１に示す露光装置１は、光源（不図示）
からの露光用照明光によりレチクル（マスク）Ｒ上の矩
形状（あるいは円弧状）の照明領域を均一な照度で照明
する照明光学系ＩＵと、レチクルＲを保持して移動する
レチクルステージ（マスクステージ）２および該レチク
ルステージ２を支持するレチクル定盤３を含むステージ
装置４と、レチクルＲから射出される照明光をウエハ
（基板、感光基板）Ｗ上に投影する投影光学系ＰＬと、
試料であるウエハＷを保持して移動するウエハステージ
（基板ステージ）５および該ウエハステージ５を保持す
るウエハ定盤６を含むステージ装置７と、上記ステージ
装置４および投影光学系ＰＬを支持するリアクションフ
レーム８とから概略構成されている。なお、ここで投影
光学系ＰＬの光軸方向をＺ方向とし、このＺ方向と直交
する方向でレチクルＲとウエハＷの同期移動方向をＹ方
向とし、非同期移動方向をＸ方向とする。また、それぞ
れの軸周りの回転方向をθＺ、θＹ、θＸとする。

【００２１】照明光学系ＩＵは、リアクションフレーム
８の上面に固定された支持コラム９によって支持され
る。なお、露光用照明光としては、例えば超高圧水銀ラ
ンプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線）および
ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外
光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９
３ｎｍ）およびＦ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真
空紫外光（ＶＵＶ）などが用いられる。

【００２２】リアクションフレーム８は、床面に水平に
載置されたベースプレート１０上に設置されており、そ
の上部側および下部側には、内側に向けて突出する段部
８ａおよび８ｂがそれぞれ形成されている。

【００２３】ステージ装置４の中、レチクル定盤３は、
各コーナーにおいてリアクションフレーム８の段部８ａ
に防振ユニット１１を介してほぼ水平に支持されており
（なお、紙面奥側の防振ユニットについては図示せ
ず）、その中央部にはレチクルＲに形成されたパターン
像が通過する開口３ａが形成されている。なお、レチク
ル定盤３の材料として金属やセラミックスを用いること
ができる。防振ユニット１１は、内圧が調整可能なエア
マウント１２とボイスコイルモータ１３とが段部８ａ上
に直列に配置された構成になっている。これら防振ユニ
ット１１によって、ベースプレート１０およびリアクシ
ョンフレーム８を介してレチクル定盤３に伝わる微振動
がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている（Ｇ
は重力加速度）。

【００２４】レチクル定盤３上には、レチクルステージ
２が該レチクル定盤３に沿って２次元的に移動可能に支
持されている。レチクルステージ２の底面には、複数の
エアベアリング（エアパッド）１４が固定されており、
これらのエアベアリング１４によってレチクルステージ
２がレチクル定盤３上に数ミクロン程度のクリアランス
を介して浮上支持されている。また、レチクルステージ
２の中央部には、レチクル定盤３の開口３ａと連通し、
レチクルＲのパターン像が通過する開口２ａが形成され
ている。

【００２５】レチクルステージ２について詳述すると、
図２に示すように、レチクルステージ２は、レチクル定
盤３上を一対のＹリニアモータ１５、１５によってＹ軸
方向に所定ストロークで駆動されるレチクル粗動ステー
ジ１６と、このレチクル粗動ステージ１６上を一対のＸ
ボイスコイルモータ１７Ｘと一対のＹボイスコイルモー
タ１７ＹとによってＸ、Ｙ、θＺ方向に微小駆動される
レチクル微動ステージ１８とを備えた構成になっている
（なお、図１では、これらを１つのステージとして図示
している）。

【００２６】各Ｙリニアモータ１５は、レチクル定盤３
上に非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エ
アパッド）１９によって浮上支持されＹ軸方向に延びる
固定子２０と、この固定子２０に対応して設けられ、連
結部材２２を介してレチクル粗動ステージ１６に固定さ
れた可動子２１とから構成されている。このため、運動
量保存の法則により、レチクル粗動ステージ１６の＋Ｙ
方向の移動に応じて、固定子２０は−Ｙ方向に移動す
る。この固定子２０の移動によりレチクル粗動ステージ
１６の移動に伴う反力を相殺するとともに、重心位置の
変化を防ぐことができる。また、固定子２０は、レチク
ル定盤３上に代えて、リアクションフレーム８に設けて
もよい。固定子２０をリアクションフレーム８に設ける
場合には、エアベアリング１９を省略し、固定子２０を
リアクションフレーム８に固定して、レチクル粗動ステ
ージ１６の移動により固定子２０に作用する反力をリア
クションフレーム８を介して床に逃がしてもよい。

【００２７】レチクル粗動ステージ１６は、レチクル定
盤３の中央部に形成された上部突出部３ｂの上面に固定
されＹ軸方向に延びる一対のＹガイド５１、５１によっ
てＹ軸方向に案内されるようになっている。また、レチ
クル粗動ステージ１６は、これらＹガイド５１、５１に
対して不図示のエアベアリングによって非接触で支持さ
れている。

【００２８】レチクル微動ステージ１８には、不図示の
バキュームチャックを介してレチクルＲが吸着保持され
るようになっている。レチクル微動ステージ１８の−Ｙ
方向の端部には、コーナキューブからなる一対のＹ移動
鏡５２ａ、５２ｂが固定され、また、レチクル微動ステ
ージ１８の＋Ｘ方向の端部には、Ｙ軸方向に延びる平面
ミラーからなるＸ移動鏡５３が固定されている。そし
て、これら移動鏡５２ａ、５２ｂ、５３に対して測長ビ
ームを照射する３つのレーザ干渉計（いずれも不図示）
が各移動鏡との距離を計測することにより、レチクルス
テージ２のＸ、Ｙ、θＺ（Ｚ軸回りの回転）方向の位置
が高精度に計測される。なお、レチクル微動ステージ１
８の材質として金属やコージェライトまたはＳｉＣから
なるセラミックスを用いることができる。

【００２９】図１に戻り、投影光学系ＰＬとして、ここ
では物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両
方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や
蛍石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）から
なる１／４（または１／５）縮小倍率の屈折光学系が使
用されている。このため、レチクルＲに照明光が照射さ
れると、レチクルＲ上の回路パターンのうち、照明光で
照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射
し、その回路パターンの部分倒立像が投影光学系ＰＬの
像面側の円形視野の中央にスリット状に制限されて結像
される。これにより、投影された回路パターンの部分倒
立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ
上の複数のショット領域のうち、１つのショット領域表
面のレジスト層に縮小転写される。

【００３０】投影光学系ＰＬの鏡筒部の外周には、該鏡
筒部に一体化されたフランジ２３が設けられている。そ
して、投影光学系ＰＬは、リアクションフレーム８の段
部８ｂに防振ユニット２４を介してほぼ水平に支持され
た鋳物等で構成された鏡筒定盤２５に、光軸方向をＺ方
向として上方から挿入されるとともに、フランジ２３が
係合している。なお、鏡筒定盤２５として、高剛性・低
熱膨張のセラミックス材を用いてもよい。

【００３１】フランジ２３の素材としては、低熱膨張の
材質、例えばインバー（Ｉｎｖｅｒ；ニッケル３６％、
マンガン０．２５％、および微量の炭素と他の元素を含
む鉄からなる低膨張の合金）が用いられている。このフ
ランジ２３は、投影光学系ＰＬを鏡筒定盤２５に対して
点と面とＶ溝とを介して３点で支持する、いわゆるキネ
マティック支持マウントを構成している。このようなキ
ネマティック支持構造を採用すると、投影光学系ＰＬの
鏡筒定盤２５に対する組み付けが容易で、しかも組み付
け後の鏡筒定盤２５および投影光学系ＰＬの振動、温度
変化等に起因する応力を最も効果的に軽減できるという
利点がある。

【００３２】防振ユニット２４は、鏡筒定盤２５の各コ
ーナーに配置され（なお、紙面奥側の防振ユニットにつ
いては図示せず）、内圧が調整可能なエアマウント２６
とボイスコイルモータ２７とが段部８ｂ上に直列に配置
された構成になっている。これら防振ユニット２４によ
って、ベースプレート１０およびリアクションフレーム
８を介して鏡筒定盤２５（ひいては投影光学系ＰＬ）に
伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようにな
っている。

【００３３】ステージ装置７は、ウエハステージ５、こ
のウエハステージ５をＸＹ平面に沿った２次元方向に移
動可能に支持するウエハ定盤６、ウエハステージ５と一
体的に設けられウエハＷを吸着保持する試料台（第１可
動体）ＳＴ、これらウエハステージ５および試料台ＳＴ
を相対移動自在に支持するＸガイドバー（第２可動体）
ＸＧを主体に構成されている。ウエハステージ５の底面
には、非接触ベアリングである複数のエアベアリング
（エアパッド）２８が固定されており、これらのエアベ
アリング２８によってウエハステージ５がウエハ定盤６
上に、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮
上支持されている。

【００３４】ウエハ定盤６は、ベースプレート１０の上
方に、防振ユニット２９を介してほぼ水平に支持されて
いる。防振ユニット２９は、ウエハ定盤６の各コーナー
に配置され（なお、紙面奥側の防振ユニットについては
図示せず）、内圧が調整可能なエアマウント３０とボイ
スコイルモータ３１とがベースプレート１０上に並列に
配置された構成になっている。これら防振ユニット２９
によって、ベースプレート１０を介してウエハ定盤６に
伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようにな
っている。

【００３５】図３に示すように、ＸガイドバーＸＧは、
Ｘ方向に沿った長尺形状を呈しており、その長さ方向両
端には電機子ユニットからなる可動子３６，３６がそれ
ぞれ設けられている。これらの可動子３６，３６に対応
する磁石ユニットを有する固定子３７，３７は、ベース
プレート１０に突設された支持部３２、３２に設けられ
ている（図１参照、なお図１では可動子３６および固定
子３７を簡略して図示している）。そして、これら可動
子３６および固定子３７によってムービングコイル型の
リニアモータ３３、３３が構成されており、可動子３６
が固定子３７との間の電磁気的相互作用により駆動され
ることで、ＸガイドバーＸＧはＹ方向に移動するととも
に、リニアモータ３３、３３の駆動を調整することでθ
Ｚ方向に回転移動する。すなわち、このリニアモータ３
３によってＸガイドバーＸＧとほぼ一体的にウエハステ
ージ５（および試料台ＳＴ、以下単に試料台ＳＴと称す
る）がＹ方向およびθＺ方向に駆動されるようになって
いる。

【００３６】また、ＸガイドバーＸＧの−Ｘ方向側に
は、Ｘトリムモータ３４の可動子が取り付けられてい
る。Ｘトリムモータ３４は、Ｘ方向に推力を発生するこ
とでＸガイドバーＸＧのＸ方向の位置を調整するもので
あって、その固定子（不図示）はリアクションフレーム
８に設けられている。このため、ウエハステージ５をＸ
方向に駆動する際の反力は、リアクションフレーム８を
介してベースプレート１０に伝達される。

【００３７】試料台ＳＴは、ＸガイドバーＸＧとの間に
Ｚ方向に所定量のギャップを維持する磁石およびアクチ
ュエータからなる磁気ガイドを介して、ＸガイドバーＸ
ＧにＸ方向に相対移動自在に非接触で支持・保持されて
いる。また、試料台ＳＴは、ＸガイドバーＸＧに埋設さ
れたＸリニアモータ３５による電磁気的相互作用により
Ｘ方向に駆動される。なお、試料台ＳＴの上面には、ウ
エハホルダ４１を介してウエハＷが真空吸着等によって
固定される（図１参照、図３以降では図示略）。

【００３８】また、ステージ装置７には、図４に示すよ
うに、試料台ＳＴの位置情報を検出するための試料台検
出装置（第１検出装置）４６と、ＸガイドバーＸＧの位
置情報を検出するためのガイドバー検出装置（第２検出
装置）４７とが配設されている。

【００３９】試料台検出装置４６は、試料台ＳＴ上の側
縁にＹ方向に沿って延設された移動鏡４３と、移動鏡４
３に対向配置されたレーザ干渉計（干渉計）４４と、試
料台ＳＴ上の側縁にＸ方向に沿って延設された移動鏡４
８と、移動鏡４８に対してＸ方向に間隔をあけて対向配
置されたレーザ干渉計（干渉計）４９ａ、４９ｂとを主
体として構成されている。

【００４０】レーザ干渉計４４は、移動鏡４３の反射面
と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に固定された参照鏡４２と
に向けてそれぞれレーザ光（検知光）を照射するととも
に、その反射光と入射光との干渉に基づいて、移動鏡４
３と参照鏡４２との相対変位を計測することにより、試
料台ＳＴ（ひいてはウエハＷ）のＸ方向の位置を所定の
分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタ
イムに検出する。

【００４１】レーザ干渉計４９ａ、４９ｂは、移動鏡４
８の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に固定された参
照鏡（不図示）とに向けてそれぞれレーザ光（検知光）
を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基
づいて、移動鏡４８と参照鏡との相対変位を計測するこ
とにより、試料台ＳＴ（ひいてはウエハＷ）のＹ方向の
位置、およびθＺ方向（相対移動方向と直交する軸線回
り）の位置（Ｚ軸回りの回転）を所定の分解能、例えば
０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに検出す
る。これらレーザ干渉計４４、４９ａ、４９ｂの検出結
果は、後述する試料台制御系（第１制御装置）３８（図
５参照）に出力される。

【００４２】ガイドバー検出装置４７は、Ｘガイドバー
ＸＧの＋Ｘ側に対向配置されたレーザ干渉計（干渉計）
４０と、ＸガイドバーＸＧの＋Ｙ側にそれぞれ対向配置
されたレーザ干渉計（干渉計）５０ａ、５０ｂとを主体
として構成されている。

【００４３】レーザ干渉計４０は、ＸガイドバーＸＧの
＋Ｘ側に位置する反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に
固定された参照鏡４２とに向けてそれぞれレーザ光（検
知光）を照射するとともに、その反射光と入射光との干
渉に基づいて、ＸガイドバーＸＧと参照鏡４２との相対
変位を計測することにより、ＸガイドバーＸＧのＸ方向
の位置を所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分
解能でリアルタイムに検出する。

【００４４】レーザ干渉計５０ａ、５０ｂは、Ｘガイド
バーＸＧ＋Ｙ側に位置する反射面と投影光学系ＰＬの鏡
筒下端に固定された参照鏡（不図示）とに向けてそれぞ
れレーザ光（検知光）を照射するとともに、その反射光
と入射光との干渉に基づいて、ＸガイドバーＸＧと参照
鏡との相対変位を計測することにより、ＸガイドバーＸ
ＧのＹ方向の位置、およびθＺ方向（相対移動方向と直
交する軸線回り）の位置（Ｚ軸回りの回転）を所定の分
解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイ
ムに検出する。これらレーザ干渉計４０、５０ａ、５０
ｂの検出結果は、後述するガイドバー制御系（第２制御
装置）３８（図５参照）に対して出力される。

【００４５】さらに、投影光学系ＰＬのフランジ２３に
は、異なる３カ所に３つのレーザ干渉計４５が固定され
ている（ただし、図１においてはこれらのレーザ干渉計
のうち１つが代表的に示されている）。各レーザ干渉計
４５に対向する鏡筒定盤２５の部分には、開口２５ａが
それぞれ形成されており、これらの開口２５ａを介して
各レーザ干渉計４５からＺ方向のレーザビーム（測長ビ
ーム）がウエハ定盤６に向けて照射される。ウエハ定盤
６の上面の各測長ビームの対向位置には、反射面がそれ
ぞれ形成されている。このため、上記３つのレーザ干渉
計４５によってウエハ定盤６の異なる３点のＺ位置がフ
ランジ２３を基準としてそれぞれ計測される（ただし、
図１においては、ウエハステージ５上のウエハＷの中央
のショット領域が投影光学系ＰＬの光軸の直下にある状
態が示されているため、測長ビームがウエハステージ５
で遮られた状態になっている）。なお、試料台ＳＴの上
面に反射面を形成して、この反射面上の異なる３点のＺ
方向位置を投影光学系ＰＬまたはフランジ２３を基準と
して計測する干渉計を設けてもよい。

【００４６】また、本実施の形態では、上記試料台ＳＴ
とＸガイドバーＸＧとは、それぞれ異なる独立したサー
ボ制御系で位置制御される。すなわち、図５の制御ブロ
ック図に示されるように、試料台ＳＴは、試料台制御系
３８がＸリニアモータ３５の駆動を制御することで、Ｘ
方向の位置が制御される。同様に、ＸガイドバーＸＧ
は、ガイドバー制御系３９がリニアモータ３３の駆動を
制御することで、Ｙ方向の位置およびθＺ方向の位置が
試料台ＳＴとは独立して制御される。そして、これら試
料台制御系３８およびガイドバー制御系３９に対して
は、主制御系（不図示）からショット領域の配列位置や
露光順序等の露光データ（レシピ）が試料台ＳＴ、Ｘガ
イドバーＸＧのそれぞれに関し指示される。

【００４７】次に、上記のように構成されたステージ装
置および露光装置の中、まずステージ装置７の動作につ
いて説明する。図５に示すように、主制御系から試料台
制御系３８に対しては、試料台ＳＴの目標値（目標位
置）が指示される。同時に、主制御系からガイドバー制
御系３９に対しては、ＸガイドバーＸＧの目標値（目標
位置）が指示される。

【００４８】試料台制御系３８に指示される目標値は、
移動前の試料台ＳＴの位置と目標位置との差分の中、Ｘ
方向に関する差分として設定される。また、ガイドバー
制御系３９に指示される目標値は、移動前の試料台ＳＴ
の位置と目標位置との差分の中、Ｙ方向およびθＺ方向
に関する差分として設定される。

【００４９】ガイドバー制御系３９は、レーザ干渉計４
０が検出したＸガイドバーＸＧのＸ方向の位置と、レー
ザ干渉計５０ａ、５０ｂが検出したＸガイドバーＸＧの
Ｙ方向の位置およびθＺ方向の位置とをモニターしなが
らリニアモータ３３、３３を駆動することによって、Ｘ
ガイドバーＸＧを指示された位置または速度に駆動制御
することができる。ＸガイドバーＸＧの移動と並行し
て、試料台制御系３８は、レーザ干渉計４４が検出した
試料台ＳＴのＸ方向の位置をモニターしながらＸリニア
モータ３５を駆動することによって、試料台ＳＴを指示
された位置または速度に駆動制御することができる。

【００５０】ここで、ＸガイドバーＸＧと試料台ＳＴと
のＹ方向およびθＺ方向の相対位置関係は、磁気ガイド
により維持されているため、試料台制御系３８が試料台
ＳＴのＸ方向の位置を制御し、ガイドバー制御系３９が
ＸガイドバーＸＧのＹ方向の位置およびθＺ方向の位置
を制御することで、試料台ＳＴをＸ方向、Ｙ方向および
θＺ方向のいずれの方向についても位置制御できる。

【００５１】このように位置制御された試料台ＳＴ上の
ウエハＷに対して、上記露光装置１では、露光時に照明
光学系ＩＵからの露光用照明光により、レチクルＲ上の
所定の矩形状の照明領域が均一な照度で照明される。こ
の照明領域に対してレチクルＲがＹ方向に走査されるの
に同期して、この照明領域と投影光学系ＰＬに関して共
役な露光領域に対してウエハＷを走査する。これによ
り、レチクルＲのパターン領域を透過した照明光が投影
光学系ＰＬにより１／４倍に縮小され、レジストが塗布
されたウエハＷ上に照射される。そして、ウエハＷ上の
露光領域には、レチクルＲのパターンが逐次転写され、
１回の走査でレチクルＲ上のパターン領域の全面がウエ
ハＷ上のショット領域に転写される。

【００５２】本実施の形態のステージ装置では、レーザ
干渉計４４、４９ａ、４９ｂで試料台ＳＴの位置情報を
検出するのみならず、レーザ干渉計４０、５０ａ、５０
ｂでＸガイドバーＸＧの位置情報を直接検出しているの
で、試料台ＳＴとＸガイドバーＸＧとの間で振動が発生
した場合でも、双方の検出結果に基づいて試料台ＳＴお
よびＸガイドバーＸＧをそれぞれ駆動制御することで、
優れた応答性で共振の影響を抑制でき、安定した位置制
御を実施することができる。特に、Ｙ方向またはθＺ方
向に関して共振が発生した場合でも、これら共振を減衰
させるよう、リニアモータ３３、３３を駆動すること
で、試料台ＳＴにおける共振の影響を大幅に低減でき
る。

【００５３】従って、本実施の形態の露光装置では、ウ
エハＷに対する位置決め制御や、走査露光時の速度制御
を、効果的に制振した状態で実行することが可能にな
り、重ね合わせ精度等、露光処理に係る精度を確実に維
持することができる。

【００５４】図６および図７は、本発明のステージ装置
および露光装置の第２の実施の形態を示す図である。こ
れらの図において、図１ないし図５に示す第１の実施の
形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付
し、その説明を省略する。第２の実施の形態と上記の第
１の実施の形態とが異なる点は、試料台ＳＴとＸガイド
バーＸＧとの間の支持構造、および制御形態である。

【００５５】すなわち、本実施の形態において、試料台
ＳＴはＸガイドバーＸＧとの間に介装されたエアベアリ
ング等のエアガイド（流体軸受；不図示）によって、Ｙ
方向に微少量のエアギャップをもってＸガイドバーＸＧ
に対してＸ方向に相対移動自在に支持・拘束されてい
る。また、図６の制御ブロック図に示されるように、ガ
イドバー制御系３９は、試料台ＳＴの位置情報に基づい
て、ＸガイドバーＸＧを駆動制御する。

【００５６】本実施の形態のステージ装置では、試料台
制御系３８が試料台検出装置４６の検出結果に応じて試
料台ＳＴを目標値に向けて駆動制御するとともに、ガイ
ドバー制御系３９がガイドバー検出装置４７の検出結果
に応じてＸガイドバーＸＧを目標値に向けてそれぞれ駆
動制御するが、例えば試料台ＳＴが目標値近傍に達する
と、スイッチによりその位置情報がガイドバー制御系３
９に出力される。ガイドバー制御系３９は、さらにこの
位置情報をモニターしながらＸガイドバーＸＧの駆動を
独立制御する。この場合、試料台ＳＴまたはＸガイドバ
ーＸＧの移動に伴って発生する振動は、図７に示す特性
を有するものであり、図１３に示した振動特性に比較し
て固有振動数ｆにおいても急激に発生することなく、安
定した状態になる。そのため、本実施の形態のステージ
装置においても、上記第１の実施の形態と同様に、共振
の影響を応答性よく抑制して、安定した位置制御を実施
することができる。

【００５７】図８は、本発明のステージ装置および露光
装置の第３の実施の形態を示す図である。この図におい
て、図６および図７に示す第２の実施の形態の構成要素
と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省
略する。第３の実施の形態と上記の第２の実施の形態と
が異なる点は、試料台ＳＴおよびＸガイドバーＸＧに対
する制御形態を振動制御としたことである。

【００５８】図８は、振動制御を含む制御ブロック図で
ある。なお、この図においては、試料台制御系３８およ
びガイドバー制御系３９の図示を省略している。この図
に示すように、目標値に対する試料台ＳＴの差分（誤
差）は、アンプ５４で増幅され、その差分に応じてリニ
アモータ３３を駆動することでＸガイドバーＸＧの位置
が制御される。

【００５９】一方、試料台検出装置４６が検出した試料
台ＳＴの位置情報と、ガイドバー検出装置４７が検出し
たＸガイドバーＸＧの位置情報とはガイドバー制御系３
９に出力される。そして、ガイドバー制御系３９は、入
力した位置情報に基づいて、エアガイドのバネ性による
振動、すなわちバネ外乱を推定し、この振動を減衰させ
るようにリニアモータ３３、３３を駆動してＸガイドバ
ーＸＧをサーボ制御する。

【００６０】このように、試料台ＳＴまたはＸガイドバ
ーＸＧの移動に伴って発生する振動を、試料台ＳＴおよ
びＸガイドバーＸＧの位置情報に基づいて制振すること
で、いわゆる状態フィードバックが行われ、上記第２の
実施の形態と同様に、共振の影響を抑制して、安定した
位置制御を応答性よく実施することができる。

【００６１】なお、上記バネ外乱の推定は、ガイドバー
制御系３９で実施せずに主制御系で実施してもよい。こ
の場合、主制御系からガイドバー制御系３９に対して、
振動を減衰させるための駆動信号が出力され、ガイドバ
ー制御系３９は、この駆動信号に基づいてリニアモータ
３３を駆動制御すればよい。

【００６２】図９および図１０は、本発明のステージ装
置および露光装置の第４の実施の形態を示す図である。
これらの図において、図６および図７に示す第２の実施
の形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付
し、その説明を省略する。第４の実施の形態と上記の第
２の実施の形態とが異なる点は、ガイドバー検出装置と
して加速度計を設けたことである。

【００６３】すなわち、図９に示されるように、Ｘガイ
ドバーＸＧ（可動子３６）の両端には、ＸガイドバーＸ
Ｇの加速度を計測する加速度計５５、５５がそれぞれ設
けられている。そして、図１０に示すように、加速度計
５５の計測結果はバンドパスフィルターＢＰＦに出力さ
れる。本実施の形態では、これら加速度計５５、バンド
パスフィルターＢＰＦ等によりガイドバー検出装置４７
が構成される。

【００６４】ここで、加速度計５５が計測した加速度を
積分することで、ＸガイドバーＸＧの位置情報を得るこ
とができるが、この場合、得られた位置情報にはドリフ
ト（オフセット）が乗りやすい。そのため、本実施の形
態では、バンドパスフィルターＢＰＦにより、加速度計
５５が計測した加速度の中、特定の周波数、具体的には
試料台ＳＴの重量およびエアガイドのバネ性に応じた共
振周波数成分を取り出して積分（および位相シフト）す
ることで、ＸガイドバーＸＧの位置情報を検出する。そ
して、検出された位置情報を試料台ＳＴに対するサーボ
制御系に供給することにより、フィードフォワード制御
で共振の影響を除去することができ、上記第２の実施の
形態と同様に、安定した位置制御を実施することができ
る。

【００６５】なお、上記第４の実施の形態では、加速度
計５５を用いてＸガイドバーＸＧの位置情報を検出する
構成としたが、加速度計５５の計測結果とＸガイドバー
ＸＧに係る質量とから、ＸガイドバーＸＧに加わる力を
検出する構成としてもよい。この場合、検出された力を
ガイドバー制御系３９に供給することにより、ガイドバ
ー制御系３９はこの力を相殺する（打ち消す）ようにリ
ニアモータ３３、３３を駆動させれば、ＸガイドバーＸ
Ｇに加わる力に起因して発生する共振の影響を除去する
ことができ、上記実施の形態と同様に安定した位置制御
を実施することができる。

【００６６】さらに、加速度計５５を用いた構成とし
て、検出した加速度に基づいて、例えば加速度の増減周
期に基づき、ＸガイドバーＸＧに加わる振動を検出して
もよい。この場合、検出された振動を相殺（減衰）する
ようにリニアモータ３３、３３を駆動させれば、Ｘガイ
ドバーＸＧに加わる共振の影響を除去することができ、
上記実施の形態と同様に安定した位置制御を実施するこ
とができる。

【００６７】また、上記実施の形態では、流体軸受とし
てエアガイドを設ける構成としたが、これに限られず、
他の流体を用いてもよい。例えば、露光装置内を光化学
的に不活性なガス雰囲気にした場合には、この不活性ガ
スの噴出により、試料台ＳＴを移動自在に支持する構成
としてもよい。

【００６８】また、上記実施の形態では、試料台ＳＴが
Ｘ方向、Ｙ方向、θＺ方向の３自由度を有する構成とし
たが、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θＸ（Ｘ軸回りの回
転）方向、θＹ（Ｙ軸回りの回転）方向、θＺ方向に移
動自在な６自由度を有する場合にも適用可能である。

【００６９】また、上記実施の形態では、本発明のステ
ージ装置をウエハステージとして用いる構成としたが、
レチクルステージに対しても、レチクル微動ステージ、
レチクル粗動ステージの各位置情報を検出する検出装置
をそれぞれ設けるとともに、各ステージの駆動を独立し
て制御する構成としてもよい。この場合は、レチクルス
テージの移動に伴って発生する共振の影響を除去するこ
とができ、レチクルに対して安定した位置制御を実施す
ることができる。

【００７０】さらに、上記実施の形態では、本発明のス
テージ装置を露光装置１に適用する構成としたが、これ
に限定されるものではなく、露光装置１以外にも転写マ
スクの描画装置、マスクパターンの位置座標測定装置等
の精密測定機器にも適用可能である。

【００７１】なお、本実施の形態の基板としては、半導
体デバイス用の半導体ウエハＷのみならず、液晶ディス
プレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用の
セラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマス
クまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）
等が適用される。

【００７２】露光装置１としては、レチクルＲとウエハ
Ｗとを同期移動してレチクルＲのパターンを走査露光す
るステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置
（スキャニング・ステッパー；USP5,473,410）の他に、
レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲの
パターンを露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させる
ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステ
ッパー）にも適用することができる。

【００７３】露光装置１の種類としては、ウエハＷに半
導体デバイスパターンを露光する半導体デバイス製造用
の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用の露光装置
や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチ
クルなどを製造するための露光装置などにも広く適用で
きる。

【００７４】また、露光用照明光の光源として、超高圧
水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ
線（４０４．７ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦ
エキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ
（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）のみなら
ず、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることができ
る。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱
電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ₆）、タ
ンタル（Ｔａ）を用いることができる。さらに、電子線
を用いる場合は、レチクルＲを用いる構成としてもよい
し、レチクルＲを用いずに直接ウエハ上にパターンを形
成する構成としてもよい。また、ＹＡＧレーザや半導体
レーザ等の高周波などを用いてもよい。

【００７５】投影光学系ＰＬの倍率は、縮小系のみなら
ず等倍系および拡大系のいずれでもよい。また、投影光
学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用
いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過
する材料を用い、Ｆ₂レーザやＸ線を用いる場合は反射
屈折系または屈折系の光学系にし（レチクルＲも反射型
タイプのものを用いる）、また電子線を用いる場合には
光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学
系を用いればよい。なお、電子線が通過する光路は、真
空状態にすることはいうまでもない。また、投影光学系
ＰＬを用いることなく、レチクルＲとウエハＷとを密接
させてレチクルＲのパターンを露光するプロキシミティ
露光装置にも適用可能である。

【００７６】ウエハステージ５やレチクルステージ２に
リニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）
を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型お
よびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮
上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージ２、５
は、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを
設けないガイドレスタイプであってもよい。

【００７７】各ステージ２、５の駆動機構としては、二
次元に磁石を配置した磁石ユニット（永久磁石）と、二
次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電
磁力により各ステージ２、５を駆動する平面モータを用
いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニット
とのいずれか一方をステージ２、５に接続し、磁石ユニ
ットと電機子ユニットとの他方をステージ２、５の移動
面側（ベース）に設ければよい。

【００７８】以上のように、本願実施形態の露光装置１
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００７９】半導体デバイスは、図１１に示すように、
デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この
設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作する
ステップ２０２、シリコン材料からウエハを製造するス
テップ２０３、前述した実施形態の露光装置１によりレ
チクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理ステッ
プ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工
程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０
５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るス
テージ装置は、第２検出装置が第２可動体の位置情報を
検出し、第２制御装置が第２検出装置の検出結果に基づ
いて第２可動体を第１可動体とは独立して駆動制御する
構成となっている。これにより、このステージ装置で
は、優れた応答性で共振の影響を抑制でき、基板に対し
て安定した位置制御を実施できるという効果が得られ
る。

【００８１】請求項２に係るステージ装置は、第２検出
装置が少なくとも第２可動体の相対移動方向と直交する
軸線回りの位置情報を検出する構成となっている。これ
により、このステージ装置では、ヨーイング方向に共振
した場合でも、その悪影響を応答性よく抑制でき、基板
に対して安定した位置制御を実施できるという効果が得
られる。

【００８２】請求項３に係るステージ装置は、第１検出
装置および第２検出装置が干渉計を有する構成となって
いる。これにより、このステージ装置では、干渉が計測
した位置情報に基づいて共振の影響を抑制でき、安定し
た位置制御を実施できるという効果が得られる。

【００８３】請求項４に係るステージ装置は、第１検出
装置が干渉計を有し、第２検出装置が加速度計を有する
構成となっている。これにより、このステージ装置で
は、計測した加速度から求めた位置情報に基づいて共振
の影響を抑制でき、安定した位置制御を実施できるとい
う効果が得られる。

【００８４】請求項５に係るステージ装置は、検出装置
が第１可動体または第２可動体の移動に伴って第２可動
体に加わる力を検出し、制御装置が検出装置の検出結果
に基づいて、第２可動体を第１可動体とは独立して駆動
制御する構成となっている。これにより、このステージ
装置では、第２可動体に加わる力に起因して発生する共
振の影響を応答性よく除去することができ、基板に対し
て安定した位置制御を実施できるという効果が得られ
る。

【００８５】請求項６に係るステージ装置は、検出装置
が第２可動体の加速度を計測する加速度計を有する構成
となっている。これにより、このステージ装置では、計
測した加速度から求めた力に基づいて共振の影響を抑制
でき、基板に対して安定した位置制御を実施できるとい
う効果が得られる。

【００８６】請求項７に係るステージ装置は、第１可動
体と第２可動体とがそれぞれ電磁気的相互作用で駆動さ
れる構成となっている。これにより、このステージ装置
では、電磁気的相互作用を用いて基板を駆動する場合で
も、共振の影響を抑制でき、基板に対して安定した位置
制御を実施できるという効果が得られる。

【００８７】請求項８に係るステージ装置は、第１可動
体が前記第２可動体に流体軸受を介して保持されて相対
移動する構成となっている。これにより、このステージ
装置では、第１可動体が流体軸受を介して保持された場
合でも、共振の影響を抑制でき、基板に対して安定した
位置制御を実施できるという効果が得られる。

【００８８】請求項９に係るステージ装置は、第１可動
体が前記第２可動体に磁気ガイドを介して保持されて相
対移動する構成となっている。これにより、このステー
ジ装置では、第１可動体が磁気ガイドを介して保持され
た場合でも、共振の影響を抑制でき、基板に対して安定
した位置制御を実施できるという効果が得られる。

【００８９】請求項１０に係る露光装置は、マスクステ
ージと基板ステージとの少なくとも一方のステージとし
て、請求項１から９のいずれか１項に記載されたステー
ジ装置が用いられる構成となっている。これにより、こ
の露光装置では、マスクや感光基板に対する位置決め制
御や、走査露光時の速度制御を、効果的に制振した状態
で実行することが可能になり、重ね合わせ精度等、露光
処理に係る精度を確実に維持できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】レチクルステージ、ウエハステージおよび
投影光学系が振動に関して独立して配置された露光装置
の概略構成図である。

【図２】同露光装置を構成するレチクルステージの
外観斜視図である。

【図３】同露光装置を構成するウエハ側ステージ装
置の外観斜視図である。

【図４】同ウエハ側ステージ装置の概略平面図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施の形態における制御ブ
ロック図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態における制御ブ
ロック図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態における振動特
性図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態における制御ブ
ロック図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態を示す図であっ
て、加速度計が設けられたステージ装置の概略平面図で
ある。

【図１０】本発明の第４の実施の形態における制御
ブロック図である。

【図１１】半導体デバイスの製造工程の一例を示す
フローチャート図である。

【図１２】従来技術によるウエハ側ステージ装置の
概略平面図である。

【図１３】従来技術によるステージ装置の振動特性
図である。

【符号の説明】

Ｒレチクル（マスク）ＳＴ試料台（第１可動体）ＸＧＸガイドバー（第２可動体）Ｗウエハ（基板、感光基板）１露光装置２レチクルステージ（マスクステージ）５ウエハステージ（基板ステージ）７ステージ装置３８試料台制御系（第１制御装置）３９ガイドバー制御系（第２制御装置、制御装置）４６試料台検出装置（第１検出装置）４７ガイドバー検出装置（第２検出装置）４０、４４、４９ａ、４９ｂ、５０ａ、５０ｂレーザ
干渉計（干渉計）５５加速度計（検出装置）

フロントページの続きＦターム(参考） 2F078 CA02 CA08 CB02 CB05 CB09 CB12 CB13 CB16 CC07 CC15 5F031 CA02 CA05 CA07 HA55 JA22 JA51 KA06 MA27 5F046 CC01 CC02 CC16 CC18 DB04 DB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持して移動する第１可動体
と、該第１可動体を相対移動自在に支持して移動する第
２可動体とを有するステージ装置であって、前記第１可動体の位置情報を検出する第１検出装置と、前記第１検出装置の検出結果に基づいて前記第１可動体
を駆動制御する第１制御装置と、前記第２可動体の位置情報を検出する第２検出装置と、前記第２検出装置の検出結果に基づいて前記第２可動体
を前記第１可動体に対して独立して駆動制御する第２制
御装置とを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】請求項１記載のステージ装置におい
て、前記第２検出装置は、少なくとも前記第２可動体の前記
相対移動方向と直交する軸線回りの位置情報を検出する
ことを特徴とするステージ装置。
【請求項３】請求項１または２記載のステージ装置
において、前記第１検出装置および前記第２検出装置は、検知光の
干渉により前記位置情報をそれぞれ検出する干渉計を有
することを特徴とするステージ装置。
【請求項４】請求項１または２記載のステージ装置
において、前記第１検出装置は、検知光の干渉により前記位置情報
を検出する干渉計を有し、前記第２検出装置は、前記第２可動体の加速度を計測す
る加速度計を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項５】基板を保持して移動する第１可動体
と、該第１可動体を相対移動自在に支持して移動する第
２可動体とを有するステージ装置であって、前記第１可動体または前記第２可動体の移動に伴って該
第２可動体に加わる力を検出する検出装置と、該検出装置の検出結果に基づいて前記第２可動体を前記
第１可動体に対して独立して駆動制御する制御装置とを
備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】請求項５記載のステージ装置におい
て、前記検出装置は、前記第２可動体の加速度を計測する加
速度計を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載のス
テージ装置において、前記第１可動体と前記第２可動体とは、それぞれ電磁気
的相互作用で駆動されることを特徴とするステージ装
置。
【請求項８】請求項１から７のいずれかに記載のス
テージ装置において、前記第１可動体は、前記第２可動体に流体軸受を介して
保持されて相対移動することを特徴とするステージ装
置。
【請求項９】請求項１から７のいずれかに記載のス
テージ装置において、前記第１可動体は、前記第２可動体に磁気ガイドを介し
て保持されて相対移動することを特徴とするステージ装
置。
【請求項１０】マスクステージに保持されたマスク
のパターンを基板ステージに保持された感光基板に露光
する露光装置において、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも
一方のステージとして、請求項１から９のいずれか１項
に記載されたステージ装置が用いられることを特徴とす
る露光装置。