JP2004260117A

JP2004260117A - Stage unit, aligner, and method for manufacturing device

Info

Publication number: JP2004260117A
Application number: JP2003052028A
Authority: JP
Inventors: Akimitsu Ebihara; 明光蛯原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To move or carry a table efficiently by a simple device constitution when a stage body and the table for supporting a wafer on the stage body are arranged separably. <P>SOLUTION: A movable table TB1 for holding a wafer W1 is moved from another stage body to a wafer stage ST1 through a station 61A. The station 61A is held displaceably up and down on a slider 65A by a rod 61A, a stopper 73 is secured to the slider 65A, and a leg 74 capable of switching a height among a plurality of stages, e.g. a gas cylinder, is secured at three points to the bottom face of the station 61A. The station 61A is mounted on the stopper 73 by shortening the leg 74 when the movable table TB1 is carried, and the station 61A is made flush with the slide surface of the wafer stage ST1 by stretching the leg 74 when the movable table TB1 is moved to the wafer stage ST1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクや基板等の物体を移動するために使用できるステージ装置に関し、更に詳しくはテーブルとステージ本体とが分離可能なステージ装置に関する。更に本発明は、そのステージ装置を用いる露光技術及びその露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子（又は液晶表示素子等）を製造するためのリソグラフィ工程で、マスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）のパターンを被露光基板としてのウエハ（又はガラスプレート等）上に転写するために、ステップ・アンド・リピート方式のような一括露光方式、又はステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光方式の投影露光装置が使用されている。この種の投影露光装置では、一定時間内にどれだけのウエハを露光処理できるかという処理能力、即ちスループットをできるだけ高めることが要請されている。
【０００３】
この種の投影露光装置における処理の流れは、概略以下の通りである。
ａ．先ず、ウエハローダ系を使ってウエハがウエハステージ上にロードされる（ウエハロード工程）。
ｂ．次に、例えばサーチアライメントマークの位置を検出し、この結果に基づいてウエハの大まかな位置合わせが行われる（サーチアライメント工程）。
【０００４】
ｃ．次に、例えば所定のファインアライメントマーク（ウエハマーク）の位置を検出し、この結果に基づいて例えばＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式（例えば特開昭６１−４４４２９号公報参照）で、ウエハ上の各ショット領域の座標位置が高精度に計算される（ファインアライメント工程）。
ｄ．次に、計算された座標位置に基づいてウエハを移動することによって、ウエハ上の各ショット領域に順次レチクルのパターンの投影像が露光される（露光工程）。
【０００５】
ｅ．その後、ウエハローダ系によってウエハステージ上の露光済みのウエハが次のウエハと交換される（ウエハ交換工程）。
以下、１ロットのウエハへの露光が終わるまで、工程ｂ〜工程ｅが繰り返される。
この処理工程において、工程ｂ，ｃ（アライメント工程）、工程ｄ（露光工程）、及び工程ｅ（ウエハ交換工程）の一部でも同時並行的に処理できれば、これらの動作をシーケンシャルに行う場合に比べて、スループットを向上させることができる。そこで、ウエハステージを複数台用意し、１台のウエハステージ上のウエハの露光中に、他のウエハステージ上でウエハ交換又はウエハのアライメントを行うという複数ステージ技術が種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
これに関して、例えばアライメント位置と露光位置との間を複数のウエハステージがそれぞれ移動するように構成すると、ステージ機構が複雑化し、且つ露光装置の設置面積（フットプリント）が増加してしまう。そこで、複数ステージ技術の内でも、最近は複数のウエハステージの本体部（ステージ本体）とその上のウエハを保持するテーブルとをそれぞれ分離可能に構成し、所定のステージ本体上でアライメントの終了したウエハをテーブルと一体的に搬送機構によって露光用のステージ本体上に搬送する方式（以下では、説明の便宜上「テーブル交換方式」と呼ぶ。）が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−５１０６９号公報
【特許文献２】
国際公開（ＷＯ）第９８／２４１１５号パンフレット
【特許文献３】
特開２００１−２０３１４０号公報（第８−１０頁、図３、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、複数ステージ技術の内のテーブル交換方式を採用することによって、露光装置のウエハステージ系の設置面積をあまり大きくすることなく、スループットを高めることが可能である。
しかしながら、従来のテーブル交換方式におけるテーブルの搬送機構は、一例として複数のステージ本体の一方の側面に設置されたガイド部材と、このガイド部材に沿って移動するアーム部材とを備え、このアーム部材の先端部をテーブル側に伸縮することによってテーブルの受け渡しを行っていた。そのため、搬送機構の設置面積をあまり小さくできないと共に、或るステージ本体から別のステージ本体上にテーブルを移動するときの搬送時間をあまり短縮できないという不都合があった。
【０００９】
本発明は斯かる点に鑑み、ステージ本体とその上のウエハ等の物体を保持するテーブルとを分離可能に構成した場合に、簡単な装置構成でそのテーブルを効率的に移動又は搬送できるステージ技術を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、複数ステージ技術において、各ステージをそれぞれステージ本体とその上の物体を保持するテーブルとを分離可能に構成した場合に、そのテーブルを異なるステージ本体間で効率的に移動又は搬送できるステージ技術を提供することを第２の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、そのステージ技術を用いた高スループットの露光技術及びデバイス製造技術を提供することをも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１のステージ装置は、物体（Ｗ１，Ｗ２）を駆動するステージ装置であって、第１ガイド面（１１Ａ）上を移動可能な第１ステージ本体（ＳＴ１）と、前記物体を保持し前記第１ステージ本体に着脱自在に支持される第１テーブル（ＴＢ１；ＴＢ３）と、前記第１ガイド面と同一か又は異なる第２ガイド面（１１Ｂ）上を移動可能で、前記第１テーブルを着脱自在に支持する第２ステージ本体（ＳＴ２）と、前記第１及び第２ステージ本体との間で前記第１テーブルを受け渡すために、前記第１テーブルを着脱自在に支持する第１搬送ベース（６１Ａ）と、前記第１ステージ本体と前記第２ステージ本体との少なくとも一方の前記第１テーブルが支持される面の高さに前記第１搬送ベースの高さを合わせる第１高さ制御機構（６５Ａ，７３，７４）とを有するものである。
【００１２】
斯かる本発明の複数ステージ構成によれば、例えばその第２ステージ本体上からその第１ステージ本体上にその第１テーブルを受け渡す際には、先ず、その第１テーブルをその第２ステージ本体上からその第１搬送ベース上に移動した後、その第１テーブルをその第１搬送ベースからその第１ステージ本体上に移動すればよい。その際に、その第１高さ制御機構によって、その第１搬送ベースの高さを順次その第２及び第１ステージ本体の高さに合わせるのみで、高速にその第１テーブルを移動することができる。これによって、簡単な装置構成でその第１テーブルを効率的に移動又は搬送できる。
【００１３】
この場合、前記第１高さ制御機構は、前記第１搬送ベースの高さを複数の段階で切り替え可能であることが望ましい。その第１搬送ベースを例えば最も高い高さに設定した状態で、その第１又は第２ステージ本体とその第１搬送ベースとの高さがほぼ合致して、その第１テーブルの移動が可能になる。複数の段階で切り替え可能な構成は、安価に構成できると共に、高速駆動が可能である。
【００１４】
また、前記第１高さ制御機構は、前記第１搬送ベースの高さを最も低く設定した際に、前記第１搬送ベースと当接する当接部材（７３）を有していることが望ましい。これによって、例えばその第１搬送ベースを移動する際に、簡単な構成でその第１搬送ベースがその第１及び第２ガイド面等と機械的に干渉することを防止できる。
【００１５】
また、前記第１高さ制御機構は、一例として複数の気体式、油圧式、又は電磁式のシリンダを有しているものである。気体式等のシリンダによって簡単な構成で記第１搬送ベースの高さを複数の段階で切り替えることができる。特に気体式のシリンダは、安価であると共に取り扱いが容易である。
また、本発明において、前記第１テーブル（ＴＢ３）は、前記物体が載置される面上の吸着孔（１５２）と前記物体が載置される面から外れた位置にある排気孔（１４８）及び給気孔（１４９）との間を連通する通気孔（１５０）と、前記吸着孔と前記排気孔との間に配置されて前記排気孔からの気体の流入を防止するための第１の弁（１５４）と、前記吸着孔と前記給気孔との間に配置されて前記給気孔からの気体の流出を防止するための第２の弁（１５５）とを備え、前記排気孔から気体を排気するための排気機構（１６４，１６６；１５８，１６０）と、前記給気孔に気体を供給するための給気機構（１６５，１６７；１５９，１６１）とを更に有することが望ましい。
【００１６】
この場合、予めその排気機構を用いてその第１テーブル中の通気孔（１５０）内部を負圧にしておくことで、その第１テーブルに排気管などを装着することなく、その第１テーブルをその第１及び第２ステージ本体の間で移動している際にも、その第１テーブル上にその物体を安定に保持しておくことができる。また、その第１テーブルからその物体を搬出（アンロード）する際には、その給気機構からその第１テーブル中の通気孔に気体を供給すればよい。
【００１７】
また、前記第１テーブルの前記吸着孔と前記排気孔との間に設けられた真空室（１５３）を更に有することが望ましい。これによって、その第１テーブル上にその物体を保持している期間を長くすることができる。
また、本発明において、前記第１及び第２ステージ本体にそれぞれ設けられた第１及び第２固定子（１７Ａ，１７Ｂ）と、前記第１搬送ベース上に設けられた第１受け渡し用固定子（６２Ａ）と、前記第１及び第２ステージ本体と前記第１搬送ベースとの間で前記第１テーブルを移動するために、前記第１及び第２固定子並びに前記第１受け渡し用固定子と協働可能に前記第１テーブルに設けられた第１移動子（２０Ａ９とを更に有することが望ましい。
【００１８】
この場合、その第１ステージ本体上にその第１テーブルを搬入する際には、例えばその第１ステージ本体の第１固定子と実質的に同一直線上にその第１受け渡し用固定子を配置した状態で、その第１テーブルの第１移動子を順次その第１受け渡し用固定子及び第１固定子と協働させて、その第１移動子をその第１受け渡し用固定子からその第１固定子側に移動させればよい。これによって、簡単な装置構成でその第１テーブルを効率的に移動又は搬送できる。
【００１９】
なお、本明細書において、「協働」とは、固定子と移動子とを相対的に駆動するための何らかの物理的相互作用（例えば電磁気的相互作用）をその固定子とその移動子との間で行うことを意味する。
また、前記物体を保持し、前記第１テーブルと交互に前記第１及び第２ステージ本体に着脱自在に支持される第２テーブル（ＴＢ２）と、前記第１及び第２ステージ本体との間で前記第２テーブルを受け渡すために、前記第２テーブルを着脱自在に支持する第２搬送ベース（６１Ｂ）と、前記第１ステージ本体と前記第２ステージ本体との少なくとも一方の前記第２テーブルが支持される面の高さに前記第２搬送ベースの高さを合わせる第２高さ制御機構（６５Ｂ）とを更に有することが望ましい。
【００２０】
この複数ステージ及び複数テーブルを備える構成によれば、例えば第２ステージ本体上のテーブルで物体としての基板の交換やアライメント等の前処理を行うのと並行して、第１ステージ本体上のテーブルで露光を行うことによって、テーブル交換方式で１ロットの基板の露光処理を高いスループットで行うことができる。しかも、その第１及び第２搬送ベース、並びにその第１及び第２高さ制御機構を用いてその第１及び第２ステージ本体間で効率的にその第２テーブルを交換することができる。
【００２１】
次に、本発明の第２のステージ装置は、本発明の第１のステージ装置において、その第１及び第２テーブルには、それぞれ所定の反射面（２９Ａ，２９Ｂ）が設けられ、その第１ステージ本体上に支持されたテーブルのその反射面からの反射光を受光してその第１ステージ本体上のテーブルの位置を計測する第１干渉計システム（５２ＸＡ，５２ＹＡ）と、その第２ステージ本体上に支持されたテーブルのその反射面からの反射光を受光してその第２ステージ本体上のテーブルの位置を計測する第２干渉計システム（５２ＸＢ，５２ＹＢ）とを更に備えるものである。
【００２２】
この構成によれば、その第１及び第２テーブルを交換した場合でも、その第１及び第２干渉計システムを用いて、その第１及び第２ステージ本体上のテーブルの位置を高精度に計測することができる。
次に、本発明による露光装置は、基板（Ｗ１，Ｗ２）を露光してその基板上に所定のパターン（Ｒ）を形成する露光装置であって、本発明の第２のステージ装置と、その第１ステージ本体に支持されたその第１テーブル又は第２テーブル上のその物体としてのその基板を露光する露光用光学系（ＰＬ）と、その第２ステージ本体に支持されたその第１テーブル又は第２テーブル上のマークを検出するマーク検出系（ＡＬＧ）とを有するものである。
【００２３】
この露光装置によれば、その第１のステージ本体上で露光を行うのと並行してその第２のステージ本体上でアライメントを行うことができると共に、その第１及び第２ステージ本体上のテーブルの交換を効率的に行うことができるため、高いスループットが得られる。
また、本発明のデバイス製造方法は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、そのリソグラフィ工程で本発明の露光装置を用いて露光を行うものである。本発明の露光装置を用いることによって、高いスループットで各種デバイスを高精度に量産することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態につき図１〜図８を参照して説明する。本例は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置で露光を行う場合に本発明を適用したものである。
【００２５】
図１は、本例の投影露光装置のウエハステージ系を示す斜視図、図２は、本例の投影露光装置を示す一部を切り欠いた正面図、図６は本例の投影露光装置の制御系を示すブロック図である。図２に示すように、露光時には露光光源（不図示）からの露光ビームとしての露光光ＩＬが、照明光学系１を介してマスクとしてのレチクルＲ上の矩形（又は円弧状等）の照明領域を上方から均一な照度分布で照明する。
【００２６】
その露光光源として、本例ではＦ_２レーザ光源（波長１５７ｎｍ）或いはＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）などの、真空紫外域のパルス紫外光を出力するパルスレーザ光源が用いられている。なお、露光光源として、ＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）などの紫外光源、Ａｒ_２レーザ光源（波長１２６ｎｍ）やＫｒ_２レーザ（波長１４６ｎｍ）などの他の真空紫外光源、又はＹＡＧレーザの高調波発生光源や半導体レーザの高調波発生装置なども使用することができる。
【００２７】
本例の投影露光装置の露光光源以外の部分は、クリーン度が高度に管理された箱状のチャンバ（不図示）内に収納されているが、その露光光源は、例えば別のクリーン度が低いサービスルーム、或いはそのチャンバの床下のユーティリティスペースなどに設置されている。その露光光源からの露光光は、不図示の引き回し光学系を介して照明光学系１に導かれている。
【００２８】
照明光学系１は、一例として可変減光器、ビーム整形光学系、オプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ又はホモジナイザ）、可変開口絞り、レチクルブラインド機構、及びコンデンサレンズ系等より構成されている。照明光学系１としては、例えば特開平９−３２０９５６号公報などに開示されるものと同様の光学系を使用できる。また、照明光学系１は、気密室としてのサブチャンバで覆われている。
【００２９】
露光光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域内の回路パターンの像が、露光用光学系としての両側テレセントリックの投影光学系ＰＬを介して所定の縮小倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で、投影光学系ＰＬの結像面に配置された物体又は基板としてのウエハＷ１（又はＷ２）上の複数のショット領域の一つのショット領域のレジスト層に転写される。なお、レチクルＲ及びウエハＷ１，Ｗ２はそれぞれ第１物体及び第２物体とも見なすことができ、投影光学系ＰＬは投影系とも見なすことができる。また、被露光用の基板としてのウエハＷ１，Ｗ２は、例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎｏｎｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等の直径が２００ｍｍ又は３００ｍｍ等の円板状の基板である。
【００３０】
本例の投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、ほぼ露光中心（レチクルパターンの投影像の中心）に合致している。また、本例の投影光学系ＰＬとしては、例えば特開２０００−４７１１４号公報に開示されているように、互いに交差する光軸を持つ複数の光学系を持つ反射屈折投影光学系、又は例えば特願２０００−５９２６８号明細書に開示されているように、レチクルからウエハに向かう光軸を持つ光学系と、その光軸に対してほぼ直交する光軸を持つ反射屈折系とを有し、内部で中間像を２回形成する反射屈折投影光学系を使用できる。更に、投影光学系ＰＬとしては、例えば米国特許第５，０３１，９７６号、第５，４８８，２２９号及び第５，７１７，５１８号、並びに国際公開（ＷＯ）第００／３９６２３号パンフレットに開示されているように、１本の光軸に沿って複数の屈折レンズと、それぞれ光軸の近傍に開口を有する２つの凹面鏡とを配置して構成される直筒型の反射屈折投影光学系などを使用することができる。また、投影光学系ＰＬの鏡筒内部は気密化されている。
【００３１】
なお、レチクルＲを構成するガラス基板、及び投影光学系ＰＬを構成するレンズ等の屈折部材の光学材料としては、露光ビームがＦ_２レーザ等の真空紫外光である場合には、蛍石（ＣａＦ_２）、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム等のフッ化物結晶、又は水酸基濃度が１００ｐｐｍ以下で、かつフッ素を含有する合成石英（フッ素ドープ石英）などが使用できる。一方、露光ビームとしてＡｒＦエキシマレーザ光又はＫｒＦエキシマレーザ光などを用いる場合には、その光学材料として上記各物質の他、合成石英を用いることも可能であると共に、投影光学系ＰＬを屈折系から構成することも可能である。
【００３２】
以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内でレチクルＲ及びウエハＷ１，Ｗ２の走査方向に直交する非走査方向（ここでは図２の紙面に垂直な方向）にＸ軸を取り、その走査方向（ここでは図２の紙面に平行な方向）にＹ軸を取って説明する。
先ずレチクルＲは、レチクルステージ２上に吸着保持され、レチクルステージ２は、例えば真空予圧型気体静圧軸受け装置を介してレチクルベース３上にＹ方向に等速移動できると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ軸の周りの回転方向に微動できるように浮上して載置されている。レチクルステージ２、その駆動装置、及びレチクルベース３より構成されるレチクルステージ系は、気密室としてのレチクル室（不図示）内に収納されている。
【００３３】
そして、ダブルパス方式のレーザ干渉計よりなるレチクル干渉計５からの計測用レーザビームが、レチクルステージ２上の移動鏡４に照射されている。レチクル干渉計５は、例えば投影光学系ＰＬの側面に固定された参照鏡（不図示）を基準としてレチクルステージ２（レチクルＲ）のＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転角）を計測し、計測値を図６に示すレチクルステージ駆動系５８及び装置全体を統轄制御する主制御系５６に供給する。そのレチクルステージ駆動系５８は、供給された計測値及び主制御系５６からの制御情報に基づいて不図示のリニアモータ等の駆動装置を介して、レチクルステージ２の走査速度、Ｘ方向及びＹ方向の位置、並びに回転角の制御を行う。
【００３４】
なお、レチクルの交換時間を短縮してスループットを高めるために、図２のレチクルステージ２を２つのステージから構成してもよい。また、レチクルステージ２を走査用の粗動ステージと、同期誤差等の調整用の微動ステージとから構成し、その粗動ステージの移動により発生する反力を、例えば特開平８−６３２３１号公報に開示されるように、その粗動ステージを駆動するためのリニアモータの移動子（可動子）と固定子とをレチクルベース３に対して互いに逆向きに相対移動させることによって排除することが望ましい。
【００３５】
また、本例のように露光ビームとして真空紫外光を使用する場合、真空紫外光は空気中の酸素、二酸化炭素、水蒸気、微量な有機系気体等の吸光物質によって吸収される。この吸収を避けるため、本例では上記の照明光学系１を囲むサブチャンバ、レチクルステージ系を囲むレチクル室、及び投影光学系ＰＬの鏡筒の内部には、それらの吸光物質の濃度が数ｐｐｍ程度以下に管理されて露光ビームを透過する高純度のパージガスが供給されている。そのパージガスとしては、窒素ガス（Ｎ_２）、又はヘリウムガス（Ｈｅ）やネオンガス（Ｎｅ）等の希ガスを使用することができる。更に、投影光学系ＰＬとその像面の基板（図２ではウエハＷ１）との間には、例えば局所的に気体を所定流量で送風する装置によってそのパージガスが供給されている。なお、後述のウエハステージ系の全体を気密室（ウエハ室）で覆い、この内部全体にパージガスを供給するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図２において、本例のレチクルＲのパターン面には、回路パターンをＸ方向（非走査方向）に挟むように１対又は複数対の図示省略した２次元の位置合わせ用マーク（レチクルマーク）が形成されている。レチクルＲの回路パターンとレチクルマークとの位置関係の情報は、図６の主制御系５６に記憶されている。また、そのレチクルマークと投影光学系ＰＬの像面側の基準マークとの位置関係を、露光光ＩＬと同じ波長の照明光を用いて、かつレチクルＲ及び投影光学系ＰＬを介してＴＴＲ（ＴｈｒｏｕｇｈＴｈｅＲｅｔｉｃｌｅ）方式で検出するための１対のレチクルアライメント顕微鏡（不図示）が設置されており、その検出情報が図６のアライメント信号処理系８２に供給されている。レチクルアライメント顕微鏡の詳細な構成は、例えば特開平７−１７６４６８号公報等に開示されている。アライメント信号処理系８２は、その検出情報に基づいてレチクルマークの投影像とその基準マークとの位置関係を求め、その位置関係の情報を主制御系５６に供給する。主制御系５６は、その位置関係の情報と後述のウエハ上の各ショット領域の配列座標の情報とを用いて、ウエハ上の各ショット領域とレチクルＲのパターン像との位置合わせを行う。主制御系５６は、上記の露光光源の出力や発光タイミングの制御も行う。
【００３７】
また、図２において、投影光学系ＰＬに対して−Ｙ方向側に所定間隔離れた位置にオフ・アクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）方式のマーク検出系としてのアライメントセンサＡＬＧが設置されている。このアライメントセンサＡＬＧは、広帯域の光を照明光とするＦＩＡ（Ｆｉ１ｅｄＩｍａｇｅＡ１ｉｇｍｅｎｔ）方式等の撮像方式でウエハ上のサーチアライメントマーク及びファインアライメントマーク（ウエハマーク）又は所定の基準マークを検出するセンサであり、アライメントセンサＡＬＧの撮像信号は、図６のアライメント信号処理系８２に供給される。アライメントセンサＡＬＧの光軸ＳＸはＺ軸に平行であり、アライメントセンサＡＬＧの検出中心はほぼ光軸ＳＸ上に位置している。アライメント信号処理系８２は、その撮像信号を画像処理して検出対象のマークの座標位置を求め、求めた座標位置を主制御系５６に供給する。主制御系５６は、供給された座標位置に基づいて、ウエハの大まかな位置合わせ（サーチアライメント）を行うと共に、例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式で、その基準マークを基準として、ウエハ上の全部のショット領域の配列座標の算出（ファインアライメント）を行う。
【００３８】
なお、アライメントセンサＡＬＧとしては、レーザビームとドット列状のマークとを相対走査してそのマークから発生する回折光を検出するＬＳＡ（ＬａｓｅｒＳｔｅｐＡ１ｉｇｎｍｅｎｔ）方式のセンサ、又は回折格子状のマークに２方向からレーザビームを照射してそのマークから発生する２つの回折光の干渉光を検出するＬＩＡ（ＬａｓｅｒＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃＡ１ｉｇｎｍｅｎｔ）方式のセンサなども使用できる。
【００３９】
本例の投影光学系ＰＬ及びアライメントセンサＡＬＧは、それぞれ支持板６及び８に支持され、支持板６及び８はそれぞれ３本（又は４本）の防振台を含むコラム７及び９によって床面から所定高さに支持されている。図１に２点鎖線で示すように、支持板６及び８はそれぞれほぼ正三角形の平板であり、そのほぼ正三角形の頂点付近にそれぞれコラム７及び９が設置されている。図２において、投影光学系ＰＬの下方の床面に、３本（又は４本）の防振台を含むコラム１２Ａを介して定盤よりなるウエハ露光用の第１ベース１１Ａが水平に設置され、アライメントセンサＡＬＧの下方の床面に、３本（又は４本）の防振台を含むコラム１２Ｂを介して定盤よりなるウエハアライメント用の第２ベース１１Ｂが水平に設置されている。３本のコラム１２Ａ及び１２Ｂはそれぞれ３本のコラム７及び９の近くに配置されている。図１及び図２に示すように、第１ベース１１Ａと第２ベース１１Ｂとの間のＹ方向の隙間の中央部に、支持板６及び８をそれぞれ支持する１本のコラム７及び９が配置されている。また、ベース１１Ａ及び１１Ｂの−Ｘ方向の側面にウエハのロード及びアンロードを行うためのウエハローダ系ＷＬが設置されている。ウエハローダ系ＷＬは、一例としてＺ方向に昇降自在のベース部材と、このベース部材に順次連結された複数の回転アームとを備えている。
【００４０】
ベース１１Ａ及び１１Ｂの上面は、極めて平面度の良好なステージガイド面に仕上げられている。本例では後述のようにベース１１Ａ及び１１Ｂ上にそれぞれウエハステージが２次元的に移動自在に載置されるが、それとは異なり２つのウエハステージを１つの大型ベース（ベース１１Ａのほぼ２倍以上の面積で、かつより厚いベース）上に載置するものとすると、その大型ベースの上面を極めて良好な平面度に仕上げるために、製造コストが高くなると共に、その大型ベースの搬送コストの上昇なども生じる。即ち、本例のように２台のベース１１Ａ，１１Ｂを併設することによって、製造コストが低くなり、投影露光装置の搬送や組み立ても容易になる利点がある。
【００４１】
先ず、ウエハ露光用のステージ系について説明する。図２において、投影光学系ＰＬの下方の第１ベース１１Ａ上に第１ステージ本体としての第１ウエハステージＳＴ１が、例えば真空予圧型気体静圧軸受け装置を介して数μｍ程度のギャップ（エアーフィルム）をもって非接触でＸ方向及びＹ方向に移動自在に載置されている。即ち、第１ウエハステージＳＴ１の底面には、実際には拡大図である図４に示すように、エアーパッド５５が設けられている。図２において、第１ウエハステージＳＴ１はＸ方向から見てＵ字型であるが、＋Ｙ方向の側面が高く設定されている。第１ウエハステージＳＴ１の中央の平板部上に、ほぼ正三角形の頂点の位置に設けられた３個のそれぞれＺ方向の高さが可変のＺアクチュエータ１３Ａ，１４Ａ，１５Ａを介して四角形の平板よりなるフォーカス・レベリングプレート１６Ａが支持されている。このフォーカス・レベリングプレート１６Ａの上面（スライド面）にウエハＷ１を保持するための第１テーブルとしての第１可動テーブルＴＢ１が、エアーパッド３０Ａを介して非接触状態でＸ方向及びＹ方向に移動自在に載置されている。エアーパッド３０Ａは、一例としてフォーカス・レベリングプレート１６Ａ側から第１可動テーブルＴＢ１側に浮上支持用のエアーを吹き出すために使用されており、エアーパッド３０Ａと第１可動テーブルＴＢ１の底面との間には５〜１０μｍ程度のギャップ（エアーフィルム）が生じている。
【００４２】
Ｚアクチュエータ１３Ａ〜１５Ａとしては、一例として永久磁石と電磁石との反発力又は吸引力を利用する方式、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）方式、又はピエゾ素子等の圧電素子や磁歪素子などの伸縮自在の素子を用いる方式のアクチュエータ（又は駆動機構）などが使用できる。３個のＺアクチュエータ１３Ａ〜１５Ａの先端部は、互いに独立にＺ方向の高さが可変であり、これによってフォーカス・レベリングプレート１６Ａ及び第１可動テーブルＴＢ１のＺ方向の位置、Ｘ軸の周りの傾斜角、及びＹ軸の周りの傾斜角を所定範囲内で制御できるように構成されている。
【００４３】
図１に示すように、第１可動テーブルＴＢ１は、ほぼＸＹ平面に平行な四角形の平板部に対して＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に側壁部を設けた構成である。図２において、第１可動テーブルＴＢ１の平板部上に３個のそれぞれＺ方向には変形しないフレキシャよりなるロッド２６Ａを介して、ほぼＸＹ平面に平行な四角形の平板よりなるウエハホルダ２７Ａが支持され、ウエハホルダ２７Ａ上にウエハＷ１が例えば真空吸着によって保持されている。なお、フレキシャとは、例えば図３のロッド４９Ａで示すように、円柱状のロッドの先端部及び下端部にそれぞれ直交する２方向から切り欠き部（すり割り部）を設けることによって、ロッドの軸方向には変形しないが、その軸に直交する方向には或る程度変形できるようにした部材である。このように３個のフレキシャよりなるロッド２６Ａでウエハホルダ２７ＡをＺ方向に支持することによって、ウエハホルダ２７ＡがＺ方向には変位しないと共に、ウエハホルダ２７Ａにロッド２６Ａからの応力が殆ど加わらないという利点がある。
【００４４】
また、ウエハホルダ２７Ａと第１可動テーブルＴＢ１との間には、真空吸着のための配管（不図示）が設置されており、その配管は第１可動テーブルＴＢ１から外部の真空ポンプ（不図示）に連結されている。更に、実際には、第１ウエハステージＳＴ１の中央部にはウエハをロード又はアンロードするためのピン（不図示）を昇降する機構が組み込まれており、フォーカス・レベリングプレート１６Ａ、第１可動テーブルＴＢ１、及びウエハホルダ２７Ａの中央部にはそのピンを通すための貫通孔もそれぞれ形成されている。なお、第１可動テーブルＴＢ１を移動する場合には、そのウエハ昇降用のピンは、第１可動テーブルＴＢ１の底面より低い位置に収納されている。
【００４５】
図５は、図２の第１可動テーブルＴＢ１を含む部分を示す平面図であり、この図５において、３個のロッド２６Ａは、ウエハホルダ２７Ａの底面でほぼ正三角形の頂点の位置に配置されている。これによって、ウエハホルダ２７ＡはＺ方向に変位しないように安定に保持される。但し、これだけでは、第１可動テーブルＴＢ１に対してウエハホルダ２７ＡがＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸の周りの回転方向に変位する。これを防止するため、第１可動テーブルＴＢ１の＋Ｙ方向の側壁部とウエハホルダ２７Ａの側面とが、Ｘ方向に所定間隔で配置されてそれぞれＹ方向には変形しないフレキシャよりなる２個のロッド２５Ａ１及び２５Ａ２で連結され、第１可動テーブルＴＢ１の＋Ｘ方向の側壁部とウエハホルダ２７Ａの側面とが、Ｘ方向には変形しないフレキシャよりなるロッド２５Ａ３で連結されている。この場合にも、ロッド２５Ａ１〜２５Ａ３がフレキシャであるため、ウエハホルダ２７Ａには応力が殆ど作用しない。このように本例のウエハホルダ２７Ａは、６個のロッド２５Ａ１〜２５Ａ３，２６Ａを介して第１可動テーブルＴＢ１に対して完全に（６自由度で）静止状態で、即ちキネマティック支持された状態で、かつ応力が殆ど加わらない状態で保持されている。なお、３個のロッド２５Ａ１〜２５Ａ３は、図２ではまとめてロッド２５Ａとして表されている。
【００４６】
また、図５において、ウエハホルダ２７Ａの−Ｙ方向及び−Ｘ方向の側面に、それぞれＹＺ平面にほぼ平行な２枚の板ばね８０及びＸＺ平面にほぼ平行な２枚の板ばね８１を介して、反射面としての細長い四角柱状のＹ軸の移動鏡２９ＹＡ及びＸ軸の移動鏡２９ＸＡが保持されている。移動鏡２９ＹＡ及び２９ＸＡはそれぞれＹ軸及びＸ軸に平行なレーザビームをほぼその入射方向に反射するための反射面を備えている。このように移動鏡２９ＹＡ，２９ＸＡを板ばね８０及び８１を介して支持することによって、ウエハホルダ２７Ａには移動鏡２９ＹＡ，２９ＸＡによる応力が殆ど加わらない利点がある。なお、移動鏡２９ＹＡ，２９ＸＡは、ウエハホルダ２７Ａの側面に直接固定してもよく、移動鏡２９ＹＡ，２９ＸＡの代わりにウエハホルダ２７Ａの側面を鏡面加工して形成した反射面を使用してもよい。更に、２軸の移動鏡２９ＹＡ，２９ＸＡが図１ではまとめて移動鏡２９Ａとして表されている。
【００４７】
また、図５において、ウエハホルダ２７Ａの上面のウエハＷ１の近くに、所定のそれぞれＸ方向及びＹ方向の位置を示す２つの２次元の基準マーク（不図示）が形成された基準マーク部材ＦＭ１が設置されている。基準マーク部材ＦＭ１の表面の高さ（Ｚ方向の位置）は、ウエハＷ１の表面の高さと同一になるように設定されている。本例の第１可動テーブルＴＢ１は、後述のように第１ウエハステージＳＴ１から分離可能であり、別のウエハステージ上でウエハＷ１のアライメントが行われている。この場合、基準マーク部材ＦＭ１上の基準マークを基準（原点）としてウエハＷ１の各ショット領域の配列座標が求められているため、第１ウエハステージＳＴ１側では例えば上記のレチクルアライメント顕微鏡を用いて、その基準マーク部材ＦＭ１上の基準マークの位置を検出するのみで、ウエハＷ１上の各ショット領域の配列座標を認識することができる。なお、基準マーク部材ＦＭ１は、ウエハホルダ２７Ａの上面に複数（２つ又は３つ）設けてもよい。
【００４８】
図２に戻り、第１ウエハステージＳＴ１の＋Ｙ方向の側壁部の内面に、第１固定子としての、Ｘ方向に所定ピッチで配列された永久磁石（発磁体）を含むＸ方向に長い固定子１７Ａと、Ｚ方向に磁場を生成するための永久磁石を含むＸ方向に長い固定子１９ＡとがＺ方向に隣接して設けられている。また、第１ウエハステージＳＴ１の−Ｙ方向の側壁部の内面に、固定子１７Ａと同様の構成のＸ方向に長い固定子１８Ａが、固定子１７Ａに対向するように、かつ固定子１７Ａよりも低い高さで設けられている。固定子１７Ａ〜１９Ａは、それぞれ断面がＵ字型で解放端が内側を向くように配置されている。
【００４９】
一方、第１可動テーブルＴＢ１の＋Ｙ方向の側壁部の外面に、固定子１７Ａ及び１９Ａの内部にそれぞれ非接触で先端部が収まるように、コイルを含みＸ方向に長い移動子（可動子）２０Ａ及び２２Ａが設けられている。移動子２０Ａが第１移動子に対応している。また、第１可動テーブルＴＢ１の−Ｙ方向の側面（外面）に、固定子１８Ａの内部に非接触で先端部が収まるように、コイルを含みＸ方向に長い移動子（可動子）２１Ａが設けられている。即ち、第１可動テーブルＴＢ１は、第１ウエハステージＳＴ１からＸ方向に非接触で引き抜くことによって、第１ウエハステージＳＴ１から容易に分離できるように構成されている。この場合、固定子１７Ａと移動子２０Ａとより、及び固定子１８Ａと移動子２１Ａとより、それぞれ第１ウエハステージＳＴ１に対して第１可動テーブルＴＢ１をＸ方向及びＺ軸の周りの回転方向に非接触で駆動するための第１のＸ軸微動リニアモータ２３ＸＡ及び第２のＸ軸微動リニアモータ２４ＸＡが構成されている。即ち、固定子１７Ａ，１８Ａと移動子２０Ａ，２１Ａとは互いに協働してそれぞれＸ軸のリニアモータを構成している。Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡは、第１ウエハステージＳＴ１に対して第１可動テーブルＴＢ１を着脱する場合の駆動機構としても使用される。
【００５０】
なお、固定子１７Ａ，１８Ａも完全に静止している訳ではなく、駆動する際の反力によって移動子２０Ａ，２１Ａと逆方向に僅かに移動することがある。そこで、本明細書では、説明の便宜上、リニアモータ又はアクチュエータ等の駆動装置を構成する２つの相対変位する駆動部材の内で、移動量が大きいと想定される部材を「移動子」と呼び、移動量がより少ないと想定される部材を「固定子」と呼ぶこととする。また、Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡは、一例としてそれぞれ３相リニアモータであり、移動子２０Ａ，２１Ａにはそれぞれ固定子１７Ａ，１８ＡとのＸ方向の相対位置（第１ウエハステージＳＴ１に対する第１可動テーブルＴＢ１のＸ方向への相対位置）を大まかにモニタするための検出器（例えばホール素子）が組み込まれている。
【００５１】
また、固定子１９Ａと移動子２２Ａとより、第１ウエハステージＳＴ１に対して第１可動テーブルＴＢ１をＹ方向に非接触で駆動するためのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）方式のＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＡが構成されている。更に、移動子２２Ａにも、移動子２２Ａと固定子１９ＡとのＹ方向への相対的な変位（第１ウエハステージＳＴ１に対する第１可動テーブルＴＢ１のＹ方向への相対位置）を大まかに検出するための検出器（例えばホール素子）が組み込まれている。移動子２０Ａ，２１Ａに組み込まれたＸ方向の検出器、及び移動子２２Ａに組み込まれたＹ方向の検出器による相対位置の検出情報が、図６の第１ステージ制御系８３に供給されている。第１ステージ制御系８３は、その検出情報及び後述のレーザ干渉計の計測情報に基づいて、Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＡの動作を制御する。なお、図６におけるＸ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＡは、第１ウエハステージＳＴ１とこの上の可動テーブル（図２では第１可動テーブルＴＢ１）との間で形成される駆動装置を意味している。通常は、第１ウエハステージＳＴ１に対してその上の可動テーブルがＸ方向、Ｙ方向の移動ストローク内のほぼ中央に位置するように、Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＡの動作が制御される。２軸のＸ軸微動リニアモータ２３ＸＡ及び２４ＸＡによるＸ方向への移動ストロークは、例えば図５において、第１ウエハステージＳＴ１に対して第１可動テーブルＴＢ１をこのＸ方向の幅の２／３程度まで＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に移動できる程度である。また、Ｙ軸微動アクチュエータ２３ＹＡによるＹ方向への移動ストロークは、固定子１９Ａと移動子２２Ａとが重なっている範囲、例えば数ｍｍ程度である。
【００５２】
この場合、固定子１７Ａの解放端の中心と固定子１８Ａの解放端の中心とを結ぶ直線は、ほぼ第１可動テーブルＴＢ１及びこれによって支持される部材（ウエハホルダ２７Ａ等）よりなる可動部材の重心の位置を斜めに通過している。このため、Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＡ及び２４ＸＡによって第１可動テーブルＴＢ１を駆動する際に、不要なモーメント等が発生することを防止できる。また、Ｚアクチュエータ１３Ａ〜１５Ａによるフォーカス・レベリングプレート１６ＡのＺ方向への移動ストロークは、固定子１７Ａ〜１９Ａと移動子２０Ａ〜２２ＡとのＺ方向のギャップより小さくなるように設定されている。
【００５３】
更に、図２において、投影光学系ＰＬの下部側面に、被検面上の複数の計測点にスリット像を投影する投射光学系５３Ａと、その被検面からの反射光を受光してそのスリット像を再結像してその横ずれ量から対応する計測点のＺ方向の位置を検出する受光光学系５３Ｂとを有する斜入射光学方式のオートフォーカスセンサが配置されている。受光光学系５３Ｂの検出情報は図６の第１ステージ制御系８３に供給されている。第１ステージ制御系８３は、その検出情報に基づいて走査露光中にウエハＷ１の表面が投影光学系ＰＬの像面に合致するように、Ｚアクチュエータ１３Ａ〜１５Ａを介してフォーカス・レベリングプレート１６Ａ及び第１可動テーブルＴＢ１（ひいてはウエハＷ１）のＺ方向の位置及び傾斜角を制御する。
【００５４】
また、図１において、第１ベース１１Ａと第２ベース１１Ｂとの間の中央部、及び第１ベース１１Ａの−Ｘ方向の側面の中央部の上方に、それぞれ例えばダブルパス方式で分解能が０．０１μｍ（１０ｎｍ）程度のレーザ干渉計よりなるＹ軸のウエハ干渉計５２ＹＡ、及びＸ軸のウエハ干渉計５２ＸＡ（第１干渉計システム）が設置されている。図２に示すように、ウエハ干渉計５２ＹＡは、支持板６の底面に支持部材５４Ａを介して保持されている（ウエハ干渉計５２ＸＡも同様）。Ｙ軸のウエハ干渉計５２ＹＡは、Ｙ軸に平行な複数のレーザビームを第１ウエハステージＳＴ１上の可動テーブル（図１では第１可動テーブルＴＢ１）の移動鏡（図１では移動鏡２９Ａ）に照射することによって、投影光学系ＰＬの参照鏡（不図示）を基準としてその可動テーブルのＹ方向（走査方向）の位置、Ｚ軸の周りの回転角（ヨーイング量）、及びＸ軸の周りの回転角（ピッチング量）を計測する。一方、Ｘ軸のウエハ干渉計５２ＸＡは、その移動鏡にＸ軸に平行な複数のレーザビームを照射することによって、投影光学系ＰＬの参照鏡（不図示）を基準としてその可動テーブルのＸ方向（走査方向に直交する非走査方向）の位置、及びＹ軸の周りの回転角（ローリング量）を計測する。ウエハ干渉計５２ＹＡ及び５２ＸＡからのレーザビームの中心は、それぞれ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通過しており、いわゆるアッベ誤差が生じないようにされている。ウエハ干渉計５２ＹＡ及び５２ＸＡの計測値は図６の第１ステージ制御系８３及び主制御系５６に供給される。
【００５５】
図１において、第１ウエハステージＳＴ１は、＋Ｙ方向側のＸ軸スライダ３２Ａに連結され、Ｘ軸スライダ３２Ａは、Ｘ軸に平行に設置されたＸ軸ガイド部材３３Ａにエアーパッドを介してＸ方向に円滑に移動できるように連結されている。また、Ｘ軸ガイド部材３３Ａに平行に、Ｘ方向に所定ピッチで配列された永久磁石を含むＸ方向に長い固定子３５Ａが配置され、Ｘ軸ガイド部材３３Ａ及び固定子３５Ａの＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の端部はそれぞれ第１Ｙ軸スライダ３７Ａ及び第２Ｙ軸スライダ３８Ａに連結されている。第１Ｙ軸スライダ３７Ａは、Ｙ軸に平行に設置されたＹ軸ガイド部材３９Ａにエアーパッドを介してＹ方向に円滑に移動できるように連結され、第２Ｙ軸スライダ３８Ａは、第１ベース１１Ａ上面にエアーパッドを介してＹ方向に円滑に移動できるように載置されている。Ｙ軸ガイド部材３９Ａの両端は支持部材４８Ａを介して第１ベース１１Ａ上に固定されている。
【００５６】
図５に示すように、第１ウエハステージＳＴ１の＋Ｙ方向の側面とＸ軸スライダ３２Ａとは、それぞれＹ方向には変形しないフレキシャよりなり、Ｘ方向に離れて配置された２個のロッド３１Ａ１及び３１Ａ２と、連結部材７８及び７９を介して配置されたＸ方向には変形しないフレキシャよりなるロッド３１Ａ３とを介して連結されている。この場合にも、ロッド３１Ａ１〜３１Ａ３がフレキシャであるため、第１ウエハステージＳＴ１はＸ軸スライダ３２Ａに対してＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸の周りの回転方向には相対変位しないように、かつＺ方向には或る程度相対変位できるように連結されると共に、その連結に伴う応力が第１ウエハステージＳＴ１には殆ど作用しないという利点がある。
【００５７】
図２に戻り、図５の３個のロッド３１Ａ１〜３１Ａ３がまとめてロッド３１Ａとして表されている。また、Ｘ軸スライダ３２Ａの内側にコイルを含むＸ方向に長い移動子３４Ａが設けられ、移動子３４Ａの先端部が固定子３５Ａの内側に非接触で収納されている。移動子３４Ａと固定子３５Ａとから、Ｘ軸ガイド部材３３Ａに対してＸ軸スライダ３２Ａ及び第１ウエハステージＳＴ１をＸ方向に広い範囲で駆動するためのＸ軸粗動リニアモータ３６ＸＡが構成されている。
【００５８】
図３は、図１において第１ウエハステージＳＴ１を＋Ｙ方向に見た一部を切り欠いた図であり、この図３において、第１ベース１１Ａの上面の＋Ｘ方向の端部付近のＹ方向に沿った溝部５１Ａに、エアーパッドを介してＹ方向に非接触状態で移動できるように、断面形状がＵ字型のＹ軸バランサ４６Ａが載置されている。このＹ軸バランサ４６Ａ内部に、Ｙ方向に所定ピッチで配列された永久磁石を含むＹ方向に長い固定子４２Ａが設置され、第１Ｙ軸スライダ３７Ａの内部に、先端部が固定子４２Ａ内に収まるようにコイルを含む移動子４０Ａが設けられている。移動子４０Ａと固定子４２Ａとから、Ｙ軸バランサ４６Ａに対して第１Ｙ軸スライダ３７Ａ（ひいては第１ウエハステージＳＴ１）をＹ方向に広い範囲で駆動するための第１のＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＡが構成されている。
【００５９】
同様に、第１ベース１１Ａの上面の−Ｘ方向の端部に、断面形状がＵ字型のＹ方向に長い保持枠４７Ａがエアーパッドを介してＹ方向に非接触状態で移動できるように配置され、この保持枠４７Ａ内部に、Ｙ方向に所定ピッチで配列された永久磁石を含むＹ方向に長い固定子４３Ａが配置され、第２Ｙ軸スライダ３８Ａの外側に、先端部が固定子４３Ａ内に収まるようにコイルを含む移動子４１Ａが設けられている。移動子４１Ａと固定子４３Ａとから、保持枠４７Ａに対して第２Ｙ軸スライダ３８Ａ（ひいては第１ウエハステージＳＴ１）をＹ方向に広い範囲で駆動するための第２のＹ軸粗動リニアモータ４５ＹＡが構成されている。なお、保持枠４７Ａと固定子４３Ａとの重量は、Ｙ軸バランサ４６Ａと固定子４２Ａとの重量と同じである。この場合、第１ウエハステージＳＴ１が回転することなくＹ方向に駆動されるように、２つのＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＡ及び４５ＹＡは同期して駆動される。また、Ｙ軸ガイド部材３９Ａに隣接しているＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＡでは、移動子４０Ａが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に移動する際に移動子４０Ａが担う運動量を相殺するように、固定子４２Ａ及びＹ軸バランサ４６Ａ並びに固定子４３Ａ及び保持枠４７Ａが−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に移動する。これは、移動子４０ＡをＹ方向へ駆動する際の反作用によって、固定子４２Ａ及びＹ軸バランサ４６Ａ等が逆方向に移動することを意味する。これによって、第１ウエハステージＳＴ１をＹ方向（走査方向）に駆動する際の振動の発生が抑制される利点がある。
【００６０】
また、図３において、Ｙ軸ガイド部材３９Ａを支持する支持部材４８Ａが、Ｘ方向に変形しないフレキシャよりなるロッド４９Ａを介してフレーム５０Ａの先端部に連結され、フレーム５０Ａの底面は床上に固定されている。なお、ロッド４９Ａの代わりに、ユニバーサルジョイントを使用してもよい。この構成によって、図２のＸ軸粗動リニアモータ３６ＸＡを介して第１ウエハステージＳＴ１をＸ方向に駆動する際に、固定子３５Ａから第１Ｙ軸スライダ３７Ａに加わる反作用が床面側に逃がされている。従って、第１ウエハステージＳＴ１をＸ方向（非走査方向）に駆動する際の振動の発生も抑制される利点がある。非走査方向への移動は、ウエハ上の一連のショット領域への走査露光の間のステップ移動時に行われるため、走査方向に比べて振動の抑制は厳密には行われていない。但し、より振動の発生量を低減したい場合には、Ｘ軸粗動リニアモータ３６ＸＡを駆動する際にも、例えば移動子３４Ａが担う運動量を相殺するように固定子３５Ａが逆方向に移動できるようにしてもよい。
【００６１】
Ｘ軸粗動リニアモータ３６ＸＡ、及びＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＡ，４５ＹＡはそれぞれ例えば３相リニアモータであり、移動子３４Ａ，４０Ａ，４１Ａにも、対応する固定子に対する大まかな位置を検出するための検出器（例えばホール素子）が組み込まれている。それらの検出器で検出される位置情報は図６の第１ステージ制御系８３に供給されている。第１ステージ制御系８３は、それらの位置情報、ウエハ干渉計５２ＹＡ及び５２ＸＡの計測値、及び主制御系５６の制御情報に基づいて、Ｘ軸粗動リニアモータ３６ＸＡ及びＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＡ，４５ＹＡの動作を制御する。
【００６２】
図１の第１可動テーブルＴＢ１上のウエハＷ１を露光する場合の基本的な動作として、先ず図６の主制御系５６及び第１ステージ制御系８３の制御のもとで、基準マーク部材ＦＭ１上の２つの２次元の基準マークの中心がほぼ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上に来るように、第１ウエハステージＳＴ１を駆動する。その後、レチクルステージ駆動系５８の制御のもとで、図２のレチクルステージ２を駆動して、レチクルＲ上の所定の１対の２次元のレチクルマークを、その２つの基準マークとほぼ共役な位置に移動する。この状態で、上述のレチクルアライメント顕微鏡及び図６のアライメント信号処理系８２を介して、露光波長の照明光のもとで、その２つのレチクルマークの投影像に対するその２つの基準マークの位置ずれ量を計測し、計測値を主制御系５６に供給する。主制御系５６は、２つのレチクルマークの投影像の中心（露光中心）にその２つの基準マークの中心が合致しているときにウエハ干渉計５２ＹＡ及び５２ＸＡの計測値が共に０になるようにステージ座標系のオフセットを設定する。
【００６３】
更に、主制御系５６は、その２つの基準マーク（ほぼＸ軸に平行に配列されているものとする）の中心を結ぶ直線が、Ｘ軸に高精度に平行になるように、即ちその２つの基準マークの中心を順次所定のレチクルマークの像の中心に合致させたときにウエハ干渉計５２ＹＡで計測されるＹ座標が同じ値になるように、第１ウエハステージＳＴ１に対する第１可動テーブルＴＢ１の回転角を調整する。これによって、ステージ座標系は、基準マーク部材ＦＭ１上の２つの基準マークの中心を原点とする座標系に設定される。その後、一例としてその２つの基準マークの中心を結ぶ直線と、２つのレチクルマークの像の中心を結ぶ直線とが平行になるように、レチクルステージ２の回転角を調整する。これ以降は、第１ウエハステージＳＴ１に対して第１可動テーブルＴＢ１の相対回転角が変化しないように、図２のＸ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡが駆動される。
【００６４】
また、第１可動テーブルＴＢ１上で基準マーク部材ＦＭ１の基準マークを基準とするウエハＷ１上の各ショット領域の配列座標は、後述のようにアライメントセンサＡＬＧを用いて計測されているため、そのステージ座標系上でその各ショット領域の配列座標に基づいて第１ウエハステージＳＴ１（第１可動テーブルＴＢ１）を駆動することによって、ウエハＷ１上の各ショット領域にレチクルＲのパターン像を高精度に重ね合わせることができる。
【００６５】
走査露光時には、図６の主制御系５６、レチクルステージ駆動系５８、及び第１ステージ制御系８３の制御のもとで、レチクルステージ２を介してレチクルＲをＹ方向に速度ＶＲで走査するのに同期して、図３のＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＡ，４５ＹＡを介して第１ウエハステージＳＴ１を駆動することによって、スリット状の露光領域に対してウエハＷ１上の一つのショット領域が対応する方向（＋Ｙ方向又は−Ｙ方向）に速度β・ＶＲ（βは投影倍率）で走査される。この際に、第１ウエハステージＳＴ１に対して第１可動テーブルＴＢ１が相対的に静止しているように、又は必要に応じて移動速度の残存誤差又は同期誤差を補正するために、Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＡが駆動される。
【００６６】
そして、ウエハＷ１のステップ移動時には、図２のＸ軸粗動リニアモータ３６ＸＡ及び図３のＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＡ，４５ＹＡを介して第１ウエハステージＳＴ１がＸ方向、Ｙ方向に駆動される。この際に、第１ウエハステージＳＴ１に対して第１可動テーブルＴＢ１が相対的に静止しているように、Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＡが駆動される。また、その走査露光とステップ移動とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ１上の全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。
【００６７】
次に、ウエハアライメント用のステージ系について説明する。図２において、アライメントセンサＡＬＧの下方の第２ベース１１Ｂ上に、第２ステージ本体としての第２ウエハステージＳＴ２が、例えば真空予圧型気体静圧軸受け装置を介して数μｍ程度のギャップをもって非接触でＸ方向及びＹ方向に移動自在に載置されている。なお、ウエハ上の各ショット領域にレチクルパターンの像を実際に露光する工程を「実露光工程」、それ以外のウエハアライメント等の工程を「前処理工程」と呼ぶものとすると、第１ウエハステージＳＴ１は「実露光用ステージ」、第２ウエハステージＳＴ２は「前処理工程用ステージ」とも呼ぶことができる。第２ウエハステージＳＴ２上に、フォーカス・レベリングプレート１６Ｂ及びエアーパッド３０Ｂを介して非接触でＸ方向及びＹ方向に移動自在に、第２テーブルとしての第２可動テーブルＴＢ２が載置され、第２可動テーブルＴＢ２上にウエハホルダ２７Ｂを介してウエハＷ２が吸着保持され、ウエハホルダ２７Ｂの側面にＹ軸の移動鏡２９ＹＢ及びＸ軸の移動鏡（不図示）が保持されている。そのＹ軸の移動鏡２９ＹＢ及びＸ軸の移動鏡が、図１ではまとめて移動鏡２９Ｂとして表されている。
【００６８】
本例において、第２ウエハステージＳＴ２、フォーカス・レベリングプレート１６Ｂ、第２可動テーブルＴＢ２、ウエハホルダ２７Ｂ、及びこれらの支持駆動機構は、第１ウエハステージＳＴ１、フォーカス・レベリングプレート１６Ａ、第１可動テーブルＴＢ１、ウエハホルダ２７Ａ、及びこれらの支持駆動機構と同じ構成である。即ち、フォーカス・レベリングプレート１６Ｂは３個のＺアクチュエータ１３Ｂ，１４Ｂ，１５Ｂを介して、Ｚ方向、Ｘ軸の周りの回転方向、及びＹ軸の周りの回転方向に変位できるように第２ウエハステージＳＴ２上に支持され、ウエハホルダ２７Ｂは第２可動テーブルＴＢ２に対して、Ｚ方向の変位を抑制するための３個のフレキシャよりなるロッド２６Ｂ、及びＸＹ平面内の変位を抑制するための３個のフレキシャよりなるロッド２５Ｂを介してキネマティック支持されている。また、第２ウエハステージＳＴ２に設けられた固定子１７Ｂ，１８Ｂ，及び１９Ｂと、第２可動テーブルＴＢ２に設けられた移動子２０Ｂ，２１Ｂ，及び２２ＢとからそれぞれＸ軸微動リニアモータ２３ＸＢ，２４ＸＢ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＢが構成されている。固定子１７Ｂ及び移動子２０Ｂがそれぞれ第２固定子及び第２移動子に対応している。
【００６９】
この場合、固定子１７Ａ（第１固定子）、移動子２０Ａ（第１移動子）、固定子１７Ｂ（第２固定子）、及び移動子２０Ｂ（第２移動子）は、互いに平行な状態で配置され、かつ移動している。
Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＢ，２４ＸＢは、第２ウエハステージＳＴ２に対して第２可動テーブルＴＢ２をＸ方向及びＺ軸の周りの回転方向に駆動し、Ｙ軸微動アクチュエータ２３ＹＢは第２ウエハステージＳＴ２に対して第２可動テーブルＴＢ２をＹ方向に駆動する。Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＢ，２４ＸＢは更に、第２ウエハステージＳＴ２から第２可動テーブルＴＢ２をＸ方向に非接触で引き抜いて分離する際にも駆動機構として使用される。Ｘ軸微動リニアモータ２３ＸＢ，２４ＸＢ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＢは、図６の第２ステージ制御系８４によって駆動される。なお、本例では、第１可動テーブルＴＢ１と第２可動テーブルＴＢ２とは、第１ウエハステージＳＴ１及び第２ウエハステージＳＴ２に対して交互に入れ替えるように着脱される。そのため、図６のＸ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＡは、第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａ，１８Ａ，１９Ａと、その上の可動テーブル（ＴＢ１又はＴＢ２）の移動子とから構成されるリニアモータ及びアクチュエータを意味している。同様に、図６のＸ軸微動リニアモータ２３ＸＢ，２４ＸＢ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＢは、第２ウエハステージＳＴ２の固定子１７Ｂ，１８Ｂ，１９Ｂと、その上の可動テーブル（ＴＢ２又はＴＢ１）の移動子とから構成されるリニアモータ及びアクチュエータを意味している。即ち、第１ステージ制御系８３は、第１ウエハステージＳＴ１及びこの上の可動テーブル（ＴＢ１又はＴＢ２）を駆動するための制御系であり、第２ステージ制御系８４は、第２ウエハステージＳＴ２及びこの上の可動テーブル（ＴＢ２又はＴＢ１）を駆動するための制御系である。
【００７０】
また、図１において、ウエハホルダ２７Ｂの上面のウエハＷ２の近くに、それぞれＸ方向、Ｙ方向の位置を示す２つの基準マーク（不図示）が形成された基準マーク部材ＦＭ２が設置されている。
更に、第２ベース１１Ｂの−Ｙ方向の側面の中央部、及び−Ｘ方向の側面の中央部の上方にそれぞれ例えばダブルパス方式で分解能が０．０１μｍ（１０ｎｍ）程度のレーザ干渉計よりなるＹ軸のウエハ干渉計５２ＹＢ、及びＸ軸のウエハ干渉計５２ＸＢ（第２干渉計システム）が設置されている。図２に示すように、ウエハ干渉計５２ＹＢは、支持板８の底面に支持部材５４Ｂを介して保持されている（ウエハ干渉計５２ＸＢも同様）。Ｙ軸のウエハ干渉計５２ＹＢは、Ｙ軸に平行な複数のレーザビームを第２ウエハステージＳＴ２上の可動テーブル（図１では第２可動テーブルＴＢ２）の移動鏡（図１では移動鏡２９Ｂ）に照射することによって、アライメントセンサＡＬＧの参照鏡（不図示）を基準としてその可動テーブルのＹ方向の位置、Ｚ軸の周りの回転角（ヨーイング量）、及びＸ軸の周りの回転角（ピッチング量）を計測する。一方、Ｘ軸のウエハ干渉計５２ＸＢは、その移動鏡にＸ軸に平行な複数のレーザビームを照射することによって、アライメントセンサＡＬＧの参照鏡（不図示）を基準としてその可動テーブルのＸ方向の位置、及びＹ軸の周りの回転角（ローリング量）を計測する。ウエハ干渉計５２ＹＢ及び５２ＸＢからのレーザビームの中心は、それぞれアライメントセンサＡＬＧの光軸ＳＸを通過しており、いわゆるアッベ誤差が生じないようにされている。ウエハ干渉計５２ＹＢ及び５２ＸＢの計測値は図６の第２ステージ制御系８４及び主制御系５６に供給される。
【００７１】
図２において、第２ウエハステージＳＴ２は、ロッド３１Ａと同様のフレキシャよりなる３個のロッド３１Ｂを介して−Ｙ方向側のＸ軸スライダ３２Ｂに連結され、Ｘ軸スライダ３２Ｂは、Ｘ軸に平行に設置されたＸ軸ガイド部材３３Ｂにエアーパッドを介してＸ方向に円滑に移動できるように連結されている。また、Ｘ軸ガイド部材３３Ｂに平行に永久磁石を含むＸ方向に長い固定子３５Ｂが配置され、固定子３５ＢとＸ軸スライダ３２Ｂの内側に固定されたコイルを含むＸ方向に長い移動子３４Ｂとから、Ｘ軸ガイド部材３３Ｂに対してＸ軸スライダ３２Ｂ及び第２ウエハステージＳＴ２をＸ方向に広い範囲で駆動するためのＸ軸粗動リニアモータ３６ＸＢが構成されている。
【００７２】
図１において、第２ベース１１Ｂ上でＸ軸スライダ３２Ｂ（第２ウエハステージＳＴ２）をＸ方向及びＹ方向に駆動する機構は、第１ベース１１Ａ上でＸ軸スライダ３２Ａ（第１ウエハステージＳＴ１）をＸ方向及びＹ方向に駆動する機構とほぼ対称に構成されている。即ち、Ｘ軸ガイド部材３３Ｂ及び固定子３５Ｂの＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の端部はそれぞれＹ軸スライダ３７Ｂ及び３８Ｂに連結されている。第１のＹ軸スライダ３７Ｂは、第２ベース１１Ｂ上に支持部材４８Ｂを介して設置されたＹ軸ガイド部材３９Ｂにエアーパッドを介してＹ方向に円滑に移動できるように連結され、第２のＹ軸スライダ３８Ｂは、第２ベース１１Ｂ上面にエアーパッドを介してＹ方向に円滑に移動できるように載置されている。
【００７３】
また、第２ベース１１Ｂ上のＹ軸ガイド部材３９Ｂに平行な溝部５１Ｂに、Ｙ軸バランサ４６Ｂがエアーパッドを介して非接触でＹ方向に移動できるように載置されている。Ｙ軸バランサ４６Ｂ内に図３のＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＡと同様に、Ｙ軸ガイド部材３９Ｂに対してＹ軸スライダ３７Ｂ（第２ウエハステージＳＴ２）をＹ方向に広い範囲で駆動するための第１のＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＢが収納されている。また、第２ベース１１Ｂ上の−Ｘ方向の端部上にＹ軸に平行にエアーパッドを介して保持枠４７Ｂ及び固定子４３Ｂが配置され、固定子４３ＢとＹ軸スライダ３８Ｂの先端部の移動子（不図示）とから、図３のＹ軸粗動リニアモータ４５ＹＡと同様に、固定子４３Ｂに対してＹ軸スライダ３８Ｂ（第２ウエハステージＳＴ２）をＹ方向に広い範囲で駆動するための第２のＹ軸粗動リニアモータ４５ＹＢが構成されている。なお、保持枠４７Ｂと固定子４３Ｂとの重量は、Ｙ軸バランサ４６Ｂと固定子４２Ａに対応する固定子との重量と同じである。図６の第２ステージ制御系８４が、移動子に組み込まれた検出器の位置情報、ウエハ干渉計５２ＹＢ及び５２ＸＢの計測値、及び主制御系５６の制御情報に基づいて、Ｘ軸粗動リニアモータ３６ＸＢ及びＹ軸粗動リニアモータ４４ＹＢ，４５ＹＢの動作を制御する。
【００７４】
この場合も、Ｙ軸粗動リニアモータ４４ＹＢでは、移動子がＹ方向に移動する際にその移動子が担う運動量を相殺するように、固定子及びＹ軸バランサ４６Ｂ並びに固定子４３Ｂ及び保持枠４７Ｂが逆方向に移動する。また、図２のＸ軸粗動リニアモータ３６ＸＢを駆動する際の反力を床面に逃がすために、図３のロッド４９Ａ及びフレーム５０Ａと同様の機構が図１の支持部材４８Ｂに連結されている。これによって、第２ウエハステージＳＴ２をＸ方向及びＹ方向に駆動する際の振動の発生が抑制されている。なお、第２ウエハステージＳＴ２は、アライメント用のステージであると共に、本例では露光用の第１ベース１１Ａとアライメント用の第２ベース１１Ｂとが独立であるため、第２ウエハステージＳＴ２の防振機構は、第１ウエハステージＳＴ１の防振機構よりも簡素化してもよい。
なお、本実施の形態では、Ｘ軸粗動リニアモータ３６ＸＡ，３６ＸＢ、Ｙ軸粗動リニアモータ４４ＹＡ，４４ＹＢ，４５ＹＡ，４５ＹＢを所謂ムービングコイルタイプとしたが、これらをムービングマグネットタイプとしても良い。ムービングコイルタイプの場合は、ウエハステージＳＴを軽量化することができ、ムービングマグネットタイプの場合はウエハステージＳＴへの配線を減らすことができると共に、コイルの発熱の影響がウエハステージＳＴ１，ＳＴ２に伝わりにくいという効果がある。
【００７５】
図１の第２可動テーブルＴＢ２上のウエハＷ２のアライメントを行う場合の基本的な動作として、図６の主制御系５６、アライメント信号処理系８２、及び第２ステージ制御系８４の制御のもとで、先ず第２ウエハステージＳＴ２（第２可動テーブルＴＢ２）を駆動して、基準マーク部材ＦＭ２の所定の２つの２次元の基準マークを順次アライメントセンサＡＬＧの検出領域内に移動する。そして、アライメントセンサＡＬＧ及びアライメント信号処理系８２によってその２つの２次元の基準マークの座標を順次計測し、計測結果を主制御系５６に供給する。主制御系５６は、その座標にウエハ干渉計５２ＹＢ及び５２ＸＢの計測値を加算することによってステージ座標系での座標を算出する。そして、主制御系５６は、その２つの基準マークの中心がアライメントセンサＡＬＧの検出中心に合致しているときに、ウエハ干渉計５２ＹＢ及び５２ＸＢの計測値が共に０になるようにステージ座標系のオフセットを設定する。更に、主制御系５６は、その２つの基準マーク（ほぼＸ軸に平行に配列されているものとする）の中心を結ぶ直線が、Ｘ軸に高精度に平行になるように、即ちその２つの基準マークの中心を順次アライメントセンサＡＬＧの検出中心に合致させたときにウエハ干渉計５２ＹＢで計測されるＹ座標が同じ値になるように、第２ウエハステージＳＴ２に対する第２可動テーブルＴＢ２の回転角を調整する。これによって、ステージ座標系は、基準マーク部材ＦＭ２上の２つの基準マークの中心を原点とする座標系に設定される。
【００７６】
これ以降は、第２ウエハステージＳＴ２に対して第２可動テーブルＴＢ２が相対的に静止しているように、特に相対回転角が変化しないように、図２のＸ軸微動リニアモータ２３ＸＢ，２４ＸＢ及びＹ軸微動アクチュエータ２３ＹＢが駆動される。次に、第２ウエハステージＳＴ２を駆動して、アライメントセンサＡＬＧによってウエハＷ２上の所定の複数のサーチアライメントマークの座標を順次検出し、その座標を主制御系５６に供給する。主制御系５６は、その供給された座標に基づいて、ウエハＷ２上の計測対象のファインアライメントマーク（ウエハマーク）のステージ座標系上での計算上の座標を求める（サーチアライメント）。次に、その計算上の座標に基づいて第２ウエハステージＳＴ２を駆動することによって、計測対象のウエハマークを順次アライメントセンサＡＬＧの検出領域に移動して、各ウエハマークの座標を求める。主制御系５６は、その各ウエハマークの座標をステージ座標系の座標に変換した後、例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式でウエハＷ２上の全部のショット領域のステージ座標系上での配列座標を算出する（ファインアライメント）。このように算出された各ショット領域の配列座標が、第１ウエハステージＳＴ１上でウエハＷ２を露光する際のアライメントデータとして使用される。
【００７７】
次に、露光の終了したウエハＷ１を保持する第１可動テーブルＴＢ１を第１ウエハステージＳＴ１から分離して、アライメント用の第２ウエハステージＳＴ２側に搬送すると共に、アライメントの終了したウエハＷ２を保持する第２可動テーブルＴＢ２を第２ウエハステージＳＴ２から分離して、露光用の第１ウエハステージＳＴ１側に搬送するためのテーブル搬送機構について説明する。
【００７８】
図１において、ベース１１Ａ及び１１Ｂの＋Ｘ方向の隙間領域の上方にＹ方向に移動自在に、第１搬送ベースとしての第１ステーション６１Ａが配置されている。ステーション６１Ａは、ウエハステージＳＴ１，ＳＴ２と同様にＸ方向に見た場合にＵ字型で＋Ｙ方向の側壁部が高く設定されている。また、ステーション６１Ａの中央の平面部の上面は、ウエハステージＳＴ１，ＳＴ２に設けられているフォーカス・レベリングプレート１６Ａ，１６Ｂの上面（スライド面）とほぼ高さである。ステーション６１Ａの平面部には交互に可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２が載置されるため、その平面部に可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２を５〜１０μｍ程度の高さで浮上支持するためのエアーパッド（不図示）が設けられている。なお、例えば移動中にその可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２を静止状態で保持するために、ステーション６１Ａの平面部に真空吸着用の孔又は電磁吸着用の電極などの吸着機構を設けてもよい。
【００７９】
また、ステーション６１Ａの＋Ｙ方向の側壁部の内側に、図２の第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａ及び１９Ａとそれぞれ同一で、かつ同じ位置関係で固定子６２Ａ及び６４ＡがＸ軸に平行に配置されている。固定子６２Ａが第１受け渡し用固定子に対応する。そして、ステーション６１Ａの−Ｙ方向の側壁部の内側に、図２の第１ウエハステージＳＴ１の固定子１８Ａと同一で、かつ同じ位置関係で固定子６３ＡがＸ軸に平行に設けられている。従って、第１ステーション６１Ａの固定子６２Ａ〜６３Ａは、第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａ〜１９Ａ、及び第２ウエハステージＳＴ２の固定子１７Ｂ〜１９Ｂとそれぞれ平行な状態で保持されて、かつ移動する。この場合、ステーション６１Ａの平面部上に第１可動テーブルＴＢ１が移動したときには、固定子６２Ａ，６３Ａと図２の移動子２０Ａ，２１Ａとから、ステーション６１Ａに対して第１可動テーブルＴＢ１をＸ方向に駆動する２軸のＸ軸微動リニアモータが構成され、固定子６４Ａと移動子２２Ａとから、ステーション６１Ａに対して第１可動テーブルＴＢ１をＹ方向に駆動するためのＹ軸微動アクチュエータが構成される。
【００８０】
一方、ステーション６１Ａの平面部上に第２可動テーブルＴＢ２が移動したときには、固定子６２Ａ，６３Ａと図２の移動子２０Ｂ，２１Ｂとから、ステーション６１Ａに対して第２可動テーブルＴＢ２をＸ方向に駆動する２軸のＸ軸微動リニアモータが構成され、固定子６４Ａと移動子２２Ｂとから、ステーション６１Ａに対して第２可動テーブルＴＢ２をＹ方向に駆動するためのＹ軸微動アクチュエータが構成される。この場合の３軸の駆動機構の駆動は、例えば図６のステージ制御系８３及び８４の内で他の駆動機構のために使用されていない側のステージ制御系によって行われる。なお、ステーション６１Ａ上では可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２をＹ方向に駆動する必要性は低いため、ステーション６１ＡからＹ方向への駆動用の固定子６４Ａを省略することも可能である。
【００８１】
また、図１において、ステーション６１Ａはスライダ６５Ａの−Ｘ方向に突き出たアーム部に連結され、スライダ６５Ａは、ベース１１Ａ，１１Ｂの＋Ｘ方向の側面の凹部内にＹ軸に平行に配置されたガイド部材６６Ａに、エアーパッドを介して非接触でＹ方向に移動自在に支持されている。ガイド部材６６Ａの両端部はフレーム６７Ａを介して床面上に設置されている。また、ガイド部材６６Ａに永久磁石を所定ピッチで配列して設けられた固定子６９Ａと、これに対向するようにスライダ６５Ａの内面に設けられたコイルを含む移動子６８Ａとから、ガイド部材６６Ａに対してスライダ６５Ａ（ステーション６１Ａ）をＹ方向に駆動するための搬送用リニアモータ７０Ａが構成されている。また、スライダ６５Ａには、スライダ６５ＡのＹ方向の位置を例えば１μｍ程度の分解能でモニタするためのリニアエンコーダ（不図示）が組み込まれており、図６のテーブル搬送制御系５７がそのリニアエンコーダの計測値及び主制御系５６からの制御情報に基づいて、その搬送用リニアモータ７０Ａの動作を制御する。スライダ６５Ａ（ステーション６１Ａ）のＹ方向への移動ストロークは、ウエハステージＳＴ１及びＳＴ２をそれぞれ第１ベース１１Ａの−Ｙ方向の端部及び第２ベース１１Ｂの＋Ｙ方向の端部に移動したときに、ステーション６１Ａの固定子６２Ａ〜６４Ａを順次第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａ〜１９Ａ、及び第２ウエハステージＳＴ２の固定子１７Ｂ〜１９Ｂに対してＸ軸に平行な同一直線上に配置して、可動テーブルＴＢ１又はＴＢ２の受け渡しができる範囲に設定されている。
【００８２】
そして、ステーション６１Ａの固定子６２Ａ，６３Ａを例えば第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａ，１８Ａに対してそれぞれＸ軸に平行な同一直線上に配置した状態で、第１可動テーブルＴＢ１の移動子２０Ａ，２１Ａと固定子６２Ａ，６３Ａ及び固定子１７Ａ，１８Ａとの間で順次構成されるＸ軸微動リニアモータによって、第１可動テーブルＴＢ１をＸ方向に駆動することによって、第１可動テーブルＴＢ１を能動的に極めて高速にステーション６１Ａから第１ウエハステージＳＴ１に移動することができる。更に、ステーション６１Ａは、ウエハステージＳＴ２及びＳＴ１の間を搬送用リニアモータ７０Ａによって極めて高速に移動できるため、第２ウエハステージＳＴ２と第１ウエハステージＳＴ１との間でステーション６１Ａを介して第１可動テーブルＴＢ１（又はＴＢ２）を能動的に極めて高速に移動することができる。
【００８３】
次に、図１において、ベース１１Ａ及び１１Ｂの−Ｘ方向の隙間領域の上方にＹ方向に移動自在に、第２搬送ベースとしての第２ステーション６１Ｂが配置され、第２ステーション６１Ｂの内側にも固定子６２Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂが設けられている。第２ステーション６１Ｂ及び固定子６２Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂの構成は、第１ステーション６１Ａ及び固定子６２Ａ，６３Ａ，６４Ａの構成と同一であり、固定子６２Ｂが第２受け渡し用固定子に対応する。ステーション６１Ｂの固定子６２Ｂ〜６４Ｂも、第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａ〜１９Ａ、及び第２ウエハステージＳＴ２の固定子１７Ｂ〜１９Ｂとそれぞれ平行な状態で保持されて、かつ移動する。
【００８４】
また、ステーション６１Ｂの平面部上にも交互に可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２が載置される。この場合、ステーション６１Ｂの平面部上に第１可動テーブルＴＢ１が移動したときには、固定子６２Ｂ，６３Ｂと図２の移動子２０Ａ，２１Ａとから、ステーション６１Ｂに対して第１可動テーブルＴＢ１をＸ方向に駆動する２軸のＸ軸微動リニアモータが構成され、固定子６４Ｂと移動子２２Ａとから、ステーション６１Ｂに対して第１可動テーブルＴＢ１をＹ方向に駆動するためのＹ軸微動アクチュエータが構成される。一方、ステーション６１Ｂの平面部上に第２可動テーブルＴＢ２が移動したときには、固定子６２Ｂ，６３Ｂと図２の移動子２０Ｂ，２１Ｂとから、ステーション６１Ｂに対して第２可動テーブルＴＢ２をＸ方向に駆動する２軸のＸ軸微動リニアモータが構成され、固定子６４Ｂと移動子２２Ｂとから、ステーション６１Ｂに対して第２可動テーブルＴＢ２をＹ方向に駆動するためのＹ軸微動アクチュエータが構成される。この場合の３軸の駆動機構の駆動も、例えば図６のステージ制御系８３及び８４の内で他の駆動機構のために使用されていない側のステージ制御系によって行われる。
【００８５】
また、ベース１１Ａ及び１１Ｂの−Ｘ方向の側面に、スライダ６５Ａ及びこの駆動機構と対称に、スライダ６５Ｂ及びこの駆動機構が配置されている。即ち、ガイド部材６６Ｂに沿ってＹ方向に移動自在に配置されたスライダ６５Ｂの＋Ｘ方向に突き出たアーム部に第２ステーション６１Ｂが連結されている。また、ガイド部材６６Ｂの両端部もフレーム６７Ｂを介して床面上に設置され、ガイド部材６６Ｂに設けられた固定子６９Ｂとスライダ６５Ｂに設けられた移動子６８Ｂとから、ガイド部材６６Ｂに対してスライダ６５Ｂ（ステーション６１Ｂ）をＹ方向に駆動するための搬送用リニアモータ７０Ｂが構成されている。図６のテーブル搬送制御系５７が、スライダ６５Ｂに組み込まれたリニアエンコーダ（不図示）の計測値及び主制御系５６からの制御情報に基づいて、その搬送用リニアモータ７０Ｂの動作を制御する。スライダ６５Ｂ（ステーション６１Ｂ）のＹ方向への移動ストロークも、ウエハステージＳＴ１及びＳＴ２をそれぞれ第１ベース１１Ａの−Ｙ方向の端部及び第２ベース１１Ｂの＋Ｙ方向の端部に移動したときに、ステーション６１Ｂの固定子６２Ｂ〜６４Ｂを順次第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａ〜１９Ａ、及び第２ウエハステージＳＴ２の固定子１７Ｂ〜１９Ｂに対してＸ軸に平行な同一直線上に配置して、可動テーブルＴＢ１又はＴＢ２の受け渡しができる範囲に設定されている。従って、ステーション６１Ａの場合と同様に、第１ウエハステージＳＴ１と第２ウエハステージＳＴ２との間でステーション６１Ｂを介して第２可動テーブルＴＢ２（又はＴＢ１）を能動的に極めて高速に移動することができる。
【００８６】
次に、ステーション６１Ａ，６１Ｂの高さをウエハステージＳＴ１，ＳＴ２の高さに合わせ込むための簡便な高さ制御機構の一例につき、図４を参照して説明する。
図４は、図１において、第１ベース１１Ａ上の第１ウエハステージＳＴ１の＋Ｘ方向の側面に第１ステーション６１Ａを移動して、ステーション６１Ａ上から第１ウエハステージＳＴ１上に第１可動テーブルＴＢ１を移動する直前の状態を示し、この図４において、スライダ６５Ａに設けられた光学式又は磁気式等のリニアエンコーダ７７Ａがガイド部材６６Ａに設けられたスケール７６Ａを読み取り、読み取ったスライダ６５ＡのＹ方向の位置情報をテーブル搬送制御系５７に供給している。また、スライダ６５Ａ上に突き出るように設けられた支持部７１に、フレキシャよりなるロッド７２を介してステーション６１Ａの＋Ｘ方向の端部が連結されている。ロッド７２は、実際には図５の３個のロッド３１Ａ１，３１Ａ２，３１Ａ３と同様に、Ｘ方向に変形しない２個のフレキシャとＹ方向に変形しない１個のフレキシャとから構成されている。従って、図４において、ステーション６１Ａは、スライダ６５Ａに対してＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸の周りの回転方向への動きには追従すると共に、Ｚ方向へは応力が殆ど加わらない状態で変位できるように支持されている。
【００８７】
また、スライダ６５Ａのアーム部６５Ａａ上のほぼ正三角形の頂点の位置に、３個の突部よりなる当接部材としてのストッパ７３が設けられている。
図８は、図４の状態に対して第１可動テーブルＴＢ１を載置して第１ステーション６１Ａが移動する状態を示し、この図８の状態では、３個のストッパ７３上に第１可動テーブルＴＢ１の底面が載置される。アーム部６５Ａａ上の３個のストッパ７３の近くには、それぞれ第１ステーション６１Ａの底面をストッパ７３上に低速で載置（当接）するための緩衝部材としての圧縮コイルばねＣＳ１が設けられている。
【００８８】
図４に戻り、第１ステーション６１Ａの底面のほぼ正三角形の頂点の位置に、３個のそれぞれＺ方向に伸縮自在の脚部７４が設けられている。脚部７４と機械的に干渉するアーム部６５Ａａの位置には、その脚部７４を通すための貫通孔が形成されている。脚部７４として、本例では高さを２段階で例えば２〜３μｍ程度の精度で切り換えることができる簡単で安価な伸縮機構である気体シリンダが使用されている。気体シリンダの駆動用の気体としては、除塵処理が行われた空気又は上記のパージガスなどを使用することができる。脚部７４としては、それ以外に、油圧式のシリンダ、電磁式のシリンダ、又は電磁式のアクチュエータなどを使用することができる。また、例えば第１ウエハステージＳＴ１と第２ウエハステージＳＴ２との高さが異なるような場合には、脚部７４として、高さを３段階で切り替えることができる伸縮機構を用いてもよい。また、脚部７４の伸縮する下端部７４ａは、ベース１１Ａの上面を傷つけないように、球面に加工されている。その脚部７４の伸縮動作は、テーブル搬送制御系５７によって制御される。スライダ６５Ａ、ストッパ７３、及び伸縮自在の脚部７４より、第１ステーション６１Ａ用の第１の高さ制御機構が構成されている。
【００８９】
この場合、３個の脚部７４の長さを短い方の第１の長さに設定した場合には、図８に示すように、第１ステーション６１Ａの底面がストッパ７３上に載置され、脚部７４の下端部７４ａがベース１１Ａの上面よりも高い位置に保持されて、ベース１１Ａ上で第１ステーション６１Ａを自由に移動できるようになる。一方、図１の第１ステーション６１Ａの固定子６２Ａ，６３Ａと図２の第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａ，１８Ａとを近接させて、かつＸ軸に平行な直線に沿って配置した状態で、図４に示すように、３個の脚部７４の長さを長い方の第２の長さに設定した場合には、脚部７４の下端部７４ａがベース１１Ａの上面に接触し、第１ステーション６１Ａの上面の高さが、第１ウエハステージＳＴ１のフォーカス・レベリングプレート１６Ａの上面（スライド面）の高さにほぼ設定される。この状態で、図１の固定子６２Ａ，６３Ａ及び図２の移動子２０Ａ，２１Ａより構成されるＸ軸微動リニアモータを駆動することによって、第１ステーション６１Ａ上から第１ウエハステージＳＴ１上に−Ｘ方向に第１可動テーブルＴＢ１を移動することができる。そして、第１可動テーブルＴＢ１の１／２以上の部分が第１ウエハステージＳＴ１上に移動してからは、ほぼ図１のＸ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡによって第１可動テーブルＴＢ１が完全に第１ウエハステージＳＴ１上に移動する。また、上記の説明と逆の動作によって、第１ウエハステージＳＴ１から第１ステーション６１Ａ上に第１可動テーブルＴＢ１を移動することもできる。
【００９０】
なお、２段階で高さを切り換えることができる脚部７４による高さの設定精度は２〜３μｍ程度であるため、第１ウエハステージＳＴ１のスライド面と第１ステーション６１Ａの上面との間には２〜３μｍ程度の高さの差が生じる恐れがある。しかしながら、本例ではエアーベアリング方式によってそのスライド面と第１可動テーブルＴＢ１の底面との間、及び第１ステーション６１Ａの上面と第１可動テーブルＴＢ１の底面との間にはそれぞれ５〜１０μｍ程度のギャップが生じている。従って、簡単で安価な伸縮機構（脚部７４）を用いた構成でも、第１ステーション６１Ａと第１ウエハステージＳＴ１との間で第１可動テーブルＴＢ１を非接触状態で確実に移動できる利点がある。これに対して、脚部７４の代わりに、高さを１μｍ程度の精度で制御できる高さ制御機構を用いて、第１ステーション６１Ａの高さを制御することも可能であるが、本例では製造コストを低減するために２段階で高さを設定できる安価な脚部７４を用いている。
【００９１】
また、別の方法として、ステーション６１Ａから第１ウエハステージＳＴ１上に第１可動テーブルＴＢ１を移動する際には、ステーション６１Ａの高さを第１ウエハステージＳＴ１のスライド面よりも設計値で１０〜２０μｍ程度高く設定し、逆に第１ウエハステージＳＴ１（又は第２ウエハステージＳＴ２）からステーション６１Ａ上に第１可動テーブルＴＢ１を移動する際には、ステーション６１Ａの高さを第１ウエハステージＳＴ１のスライド面よりも設計値で１０〜２０μｍ程度低く設定してもよい。この方法では、脚部７４として高さを第１段階、この第１段階よりも２０〜４０μｍ程度低い第２段階、及び搬送時の第３段階に設定できる伸縮機構が使用される。この際に、伸縮機構の高さ設定精度が数μｍ程度であっても、ステーション６１Ａと第１ウエハステージＳＴ１との間で、機械的な干渉の恐れなく第１可動テーブルＴＢ１を受け渡すことができる。
【００９２】
また、図４の例では、脚部７４の下端部７４ａによってベース１１Ａの表面に傷が付いて第１ウエハステージＳＴ１の移動に支障が生じないように、脚部７４の下端部７４ａが接触するベース１１Ａの上面にそれぞれ直径が１０〜２０ｍｍで深さが５０μｍ程度の凹部７５が形成されている。この場合には、凹部７５の深さ分だけ脚部７４が高く設定されている。凹部７５と同様の凹部が、図１の第２ベース１１Ｂ上にも形成されている。なお、例えば脚部７４の下端部７４ａの球面の半径を大きくすることによって、凹部７５を省略することも可能である。
【００９３】
本例において、図２の第１及び第２のウエハステージＳＴ１，ＳＴ２は同じ構成であるため、第１ウエハステージＳＴ１のフォーカス・レベリングプレート１６Ａの上面（スライド面）の高さは、第２ウエハステージＳＴ２のフォーカス・レベリングプレート１６Ｂの上面（スライド面）の高さと例えば１μｍ程度の誤差で合致している。従って、図４の第１ステーション６１Ａ用の第１の高さ制御機構を用いることによって、第２ベース１１Ｂ上で第１ステーション６１Ａの高さを第２ウエハステージＳＴ２のスライド面の高さに正確に合わせ込むことができる。
【００９４】
また、図１において、第２ステーション６１Ｂの高さをそれぞれウエハステージＳＴ１及びＳＴ２のスライド面の高さに合わせ込むための第２の高さ制御機構（不図示）も、図４のスライダ６５Ａ、ストッパ７３、及び伸縮自在の脚部７４を備える第１の高さ制御機構と同様に構成されている。更に、図４に示すように、ステーション６１Ａ用の凹部７５を第１ベース１１Ａ上に設ける場合には、第２ベース１１Ｂ上にもステーション６１Ａ用の凹部が形成されると共に、第２ステーション６１Ｂを支持するための凹部もベース１１Ａ及び１１Ｂ上に形成される。
【００９５】
次に、本例の投影露光装置においては、図１に示すように、ベース１１Ａとベース１１Ｂとの間の領域のＸ方向の中央部には、支持板６，８を支持するコラム７，９及びウエハ干渉計５２ＹＡなどが配置されているため、その中央部の領域では可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２の受け渡しを行うことができない。そこで、本例では、可動テーブルＴＢ１及びＴＢ２は、順次第２ウエハステージＳＴ２→第１ステーション６１Ａ→第１ウエハステージＳＴ１→第２ステーション６１Ｂ→第２ウエハステージＳＴ２の順に、移動経路に沿って反時計回りに巡回するように移動する。なお、可動テーブルＴＢ１及びＴＢ２を、第２ウエハステージＳＴ２→第２ステーション６１Ｂ→第１ウエハステージＳＴ１→第１ステーション６１Ａ→第２ウエハステージＳＴ２の順に、移動経路に沿って時計回りに巡回するように移動させることも可能である。そのため、本例の可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２の移動方法は、巡回移動方式とも呼ぶことができ、可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２は巡回テーブルとも呼ぶことができる。
【００９６】
以下、図７を参照して、巡回移動方式でステーション６１Ａ，６１Ｂを介して可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２を移動する方法の一例につき説明する。
図７（Ａ）〜（Ｄ）は図１のウエハステージＳＴ１，ＳＴ２、可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２、及びステーション６１Ａ，６１Ｂを簡略化して示し、先ず図７（Ａ）において、第１ウエハステージＳＴ１上に第２可動テーブルＴＢ２が載置され、第２ステーション６１Ｂ上にロット先頭の未露光のウエハＷ１を保持する第１可動テーブルＴＢ１が載置されている。なお、ウエハＷ１は、図１のウエハローダ系ＷＬによって第１可動テーブルＴＢ１上にロードされたものである。なお、ウエハのロード及びウエハの交換は、可動テーブルＴＢ１又はＴＢ２が例えばアライメントセンサＡＬＧの下方の第２ウエハステージＳＴ２上に載置されている状態で行うようにしてもよい。次に、図７（Ｂ）に示すように、第２ステーション６１Ｂの固定子６２Ｂと第２ウエハステージＳＴ２の固定子１７Ｂとを近接させて、かつ同一直線上に配置して、第２ステーション６１Ｂから第２ウエハステージＳＴ２上に第１可動テーブルＴＢ１を移動する。この際に、図２の第２ステーション６１Ｂの固定子６３Ｂと第２ウエハステージＳＴ２の固定子１８Ｂとも同一直線上に配置されており、固定子６２Ｂ，６３Ｂと第２可動テーブルＴＢ２の移動子２０Ｂ，２１Ｂとの間、及び固定子１７Ｂ，１８Ｂとその移動子２０Ｂ，２１Ｂとの間で順次構成されるＸ軸微動リニアモータによって第１可動テーブルＴＢ１がＸ方向に駆動される（以下同様）。
【００９７】
次に、図７（Ｃ）に示すように、第２ウエハステージＳＴ２上の第１可動テーブルＴＢ１に保持されたウエハＷ１に対して、アライメントセンサＡＬＧを用いてサーチアライメント及びファインアライメント（以下、単に「アライメント」と言う。）が実行される。これと並行して、第２ステーション６１Ｂの固定子６２Ｂと第１ウエハステージＳＴ１の固定子１７Ａとを近接させて、かつ同一直線上に配置して、第１ウエハステージＳＴ１から第２ステーション６１Ｂ上に第２可動テーブルＴＢ２を移動する。次に、図７（Ｄ）に示すように、ステーション６１Ｂ上の第２可動テーブルＴＢ２に図１のウエハローダ系ＷＬによって未露光の２枚目のウエハＷ２をロードする。これと並行して、第１ステーション６１Ａの固定子６２Ａと第２ウエハステージＳＴ２の固定子１７Ｂとを近接させて、かつ同一直線上に配置して、第２ウエハステージＳＴ２から第１ステーション６１Ａ上に第１可動テーブルＴＢ１を移動する。
【００９８】
次に、図４に示すように、第１ステーション６１Ａと第１ウエハステージＳＴ１とを近接させて、第１ステーション６１Ａから第１ウエハステージＳＴ１に第１可動テーブルＴＢ１を移動する。その後、第１ウエハステージＳＴ１上の第１可動テーブルＴＢ１に保持されたウエハＷ１に対して、図２に示すように、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパターン像が露光される。
【００９９】
この際に本例では、ステーション６１Ａ及び６１Ｂの高さをウエハステージＳＴ１，ＳＴ２のスライド面の高さに迅速に合わせ込むことができるため、ステーション６１Ａ，６１ＢとウエハステージＳＴ１，ＳＴ２との間で可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２を高速に受け渡すことができる。従って、ウエハステージＳＴ１，ＳＴ２間での可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２の交換を高速に行うことができ、露光工程のスループットを高めることができる。
【０１００】
なお、上記の実施形態では、スライダ６５Ａ，６５Ｂに沿ってステーション６１Ａ，６１Ｂを搬送しているが、それ以外に図１において、例えばウエハステージＳＴ１，ＳＴ２及びステーション６１Ａ，６１ＢをＺ軸に平行な軸の周りに９０°回転して配置する構成として、ステーション６１Ａ，６１Ｂ及び固定子６２Ａ，６３Ａ，６２Ｂ，６３Ｂを長く構成してもよい。この場合、ステーション６１Ａ，６１Ｂ自体を搬送する代わりに、ステーション６１Ａ，６１Ｂ上で固定子６２Ａ，６２Ｂ等を用いて可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２をＹ方向に駆動することによって、可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２をより高速に、例えば３ｍ／ｓｅｃ程度以上で搬送できる。従って、スループットを更に高めることができる。
【０１０１】
また、上記の実施形態において、第１ウエハステージＳＴ１の固定子１８Ａ、第２ウエハステージＳＴ２の固定子１８Ｂ、第１可動テーブルＴＢ１の移動子２１Ａ、第２可動テーブルＴＢ２の移動子１８Ｂ、第１ステーション６１Ａの固定子６３Ａ、及び第２ステーション６１Ｂの固定子６３Ｂをそれぞれ第１固定子、第２固定子、第１移動子、第２移動子、第１受け渡し用固定子、及び第２受け渡し用固定子とみなすこともできる。また、例えば図１の第１ウエハステージＳＴ１において、２軸のＸ軸微動リニアモータ２３ＸＡ，２４ＸＡの代わりに１軸のＸ軸微動リニアモータを設け、Ｙ軸微動アクチュエータ２３ＹＡをＸ方向に所定間隔で配置された２軸のアクチュエータとしてもよい。
【０１０２】
また、上記の実施形態においては、可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２をウエハステージＳＴ１，ＳＴ２とステーション６１Ａ，６１Ｂとの間で移動するためにリニアモータ（２３ＸＡ，２３ＸＢ等）が使用されているが、そのリニアモータの代わりにボイスコイルモータ方式などの駆動装置を使用してもよいことは明らかである。
【０１０３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態につき図９を参照して説明する。本例の投影露光装置は、図１〜図７の第１の実施形態とほぼ同様であるが、本例の可動テーブルには配管等を接続することなくウエハを連続的に保持できる機構が組み込まれている点が異なっている。以下、図９において図１、図２及び図４に対応する部分には同一又は類似の符号を付してその詳細説明を省略する。
【０１０４】
図９は、図４と同様に図１において、第１ベース１１Ａ上の第１ウエハステージＳＴ１（第１ステージ本体）の＋Ｘ方向の側面に第１ステーション６１Ａ（第１搬送ベース）を移動して、ステーション６１Ａ上から第１ウエハステージＳＴ１上に第１可動テーブルＴＢ３（図１の第１可動テーブルＴＢ１に対応する）を移動する直前の状態を示している。図９において、本例の第１テーブルとしての第１可動テーブルＴＢ３は、基本的な形状は図１の第１可動テーブルＴＢ１と同様に、平板部に＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の側壁部を設けた形状である。そして、可動テーブルＴＢ３の平板部上に、図５と同様に３箇所のロッド２６Ａを介して四角の平板状のウエハホルダ２７Ｃが支持され、可動テーブルＴＢ３の側壁部とウエハホルダ２７Ｃの側面とが、図５のロッド２５Ａ１〜２５Ａ３と同様に３箇所のロッド２５Ａで連結されている。即ち、ウエハホルダ２７Ｃも可動テーブルＴＢ３に対してＺ方向、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向に変位しないようにキネマティックに支持されている。
【０１０５】
図９において、ウエハホルダ２７Ｃの中央にはウエハを吸着保持するための吸着孔１５２が形成され、ウエハホルダ２７Ｃの上面には吸着孔１５２を中心として同心円状の複数の凸部１５１が形成され、凸部１５１上にウエハＷ１が載置されている。この構成によって、吸着孔１５２の下方の空間を負圧にすることによって、凸部１５１上にウエハＷ１を安定に保持することができる。また、可動テーブルＴＢ３の平板部の中央部に排気孔１４８及び給気孔１４９が形成され、ウエハホルダ２７Ｃの吸着孔１５２と排気孔１４８及び給気孔１４９とが、或る程度の可撓性を有する例えば金属製の配管１５０（内部が通気孔に相当する）によって連結されている。
【０１０６】
また、吸着孔１５２に通じる配管１５０の途中に、或る程度の可撓性を有する金属製の中空容器からなる真空室１５３が配置され、真空室１５３と排気孔１４８との間に、排気孔１４８から気体が流入するのを防止するための第１の弁としての真空排気弁１５４が配置され、真空室１５３と給気孔１４９との間に、気体が流出するのを防止するための第２の弁としての真空開放弁１５５が配置されている。真空排気弁１５４は、排気孔１４８側から圧縮コイルばねによってボールを吸着孔１５２側に付勢する構成であり、真空開放弁１５５は、吸着孔１５２側から圧縮コイルばねによってボールを給気孔１４９側に付勢する構成であり、真空排気弁１５４及び真空開放弁１５５は通常は閉じている。
【０１０７】
また、ステーション６１Ａ側で、可動テーブルＴＢ３の排気孔１４８及び給気孔１４９に対向する位置に、それぞれ中空のパイプよりなる排気ポート１５６及び給気ポート１５７が設置されている。そして、排気ポート１５６及び給気ポート１５７は、それぞれ可撓性を有する合成樹脂等からなる配管１５８及び１５９を介して気体を吸引する真空ポンプ１６０及び大気圧より高圧の気体を発生する加圧ポンプ１６１に連結されている。配管１５８及び真空ポンプ１６０より、排気孔１４８から気体を吸引（排気）する排気機構が構成され、配管１５９及び加圧ポンプ１６１より、給気孔１４９に気体を供給する給気機構が構成され、真空ポンプ１６０及び加圧ポンプ１６１の動作は主制御系５６によって制御されている。
【０１０８】
本例では、第１ウエハステージＳＴ１のフォーカス・レベリングプレート１６Ａ（第１可動テーブルＴＢ３が載置される部材）にも、れぞれ中空のパイプよりなる排気ポート１６２及び給気ポート１６３が設置されている。そして、排気ポート１６２及び給気ポート１６３は、それぞれ可撓性を有する配管１６４及び１６５を介して真空ポンプ１６６及び加圧ポンプ１６７に連結されている。可動テーブルＴＢ３を第１ウエハステージＳＴ１上に移動した状態では、可動テーブルＴＢ３の排気孔１４８及び給気孔１４９に対向する位置にそれぞれ排気ポート１６２及び給気ポート１６３が配置され、配管１６４及び真空ポンプ１６６より、排気孔１４８から気体を吸引する排気機構が構成され、配管１６５及び加圧ポンプ１６７より、給気孔１４９に気体を供給する給気機構が構成される。真空ポンプ１６６及び加圧ポンプ１６７の動作も主制御系５６によって制御されている。本例では、同様の排気機構及び給気機構が図１の第２ウエハステージＳＴ２及び第２ステーション６１Ｂにも設けられ、図１の第２可動テーブルＴＢ２の代わりに図９の可動テーブルＴＢ３と同様の吸着機構を備えた可動テーブルが用いられる。これ以外の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１０９】
本例においては、一例として、可動テーブルＴＢ３が図１の第２ウエハステージＳＴ２上にある状態で、かつアライメントセンサＡＬＧによるアライメントの前にウエハＷ１の着脱が行われる。そして、可動テーブルＴＢ３を第１ステーション６１Ａで搬送する際には、ウエハＷ１を吸着保持しておくだけでよい。しかしながら、説明の便宜上、図９の第１ステーション６１Ａ上の可動テーブルＴＢ３でウエハＷ１の着脱を行うものとして、その動作を説明する。
【０１１０】
図９において、先ずウエハＷ１をウエハホルダ２７Ｃ上にロードした直後には、加圧ポンプ１６１を停止させた状態で、真空ポンプ１６０を動作させて真空排気弁１５４を開いて、吸着孔１５２の底面の真空室１５３及び配管１５０内の気体を吸引する。この際に、真空室１５３の体積が数％程度小さくなるまで吸引を行って、真空室１５３及び配管１５０の内部を負圧にして、真空ポンプ１６０の吸引動作を停止する。この負圧は、真空開放弁１５５が開かない程度に設定されている。これによって、ウエハＷ１はウエハホルダ２７Ｃ上に吸着保持される。
【０１１１】
この状態で、仮に吸着孔１５２及び真空開放弁１５５から僅かに外部の気体が真空室１５３側に流入して来ても、真空室１５３が元の大きさに戻るように膨張することによって、真空室１５３内の負圧はほぼ一定値に維持される。従って、ウエハＷ１は、例えばアライメント、搬送、及び露光が終わるまでの期間程度は、ほぼ一定の負圧でウエハホルダ２７Ｃ上に吸着保持される。但し、途中で負圧が大気圧に近づく恐れがあるような場合には、例えば定期的に真空ポンプ１６０を動作させて、真空室１５３内の気体の吸引を行えばよい。
【０１１２】
一方、ウエハＷ１をウエハホルダ２７Ｃからアンロードする際には、加圧ポンプ１６１を動作させて真空開放弁１５５を開いて、吸着孔１５２の底面の真空室１５３及び配管１５０内に気体を供給すればよい。これによって、ウエハＷ１は容易にウエハホルダ２７Ｃからアンロードすることができる。そのアンロードは、例えばウエハホルダ２７Ｃの外周部に設けた複数の貫通孔を通して、ウエハ昇降用の複数のピン（不図示）を上昇させて、ウエハＷ１をウエハホルダ２７Ｃから上昇させることによって行うことができる。なお、加圧ポンプ１６１から給気孔１４９に加圧された気体を供給する際に、可動テーブルＴＢ３が浮上する恐れがある場合には、例えばステーション６１Ａに可動テーブルＴＢ３の底面を吸着保持するための吸引機構（不図示）を設けておき、この吸引機構で可動テーブルＴＢ３を吸着保持しておけばよい。
【０１１３】
また、可動テーブルＴＢ３を第１ウエハステージＳＴ１上に移動した後でも、真空ポンプ１６６及び加圧ポンプ１６７を用いてウエハＷ１の吸着及び吸着解除を行うことができる。このように本例によれば、可動テーブルＴＢ３に吸引用の配管等を接続することなく、ウエハＷ１を或る程度の時間に亘って吸着保持することができるため、ウエハステージＳＴ１，ＳＴ２間で可動テーブルＴＢ３を高速に移動することができ、スループットを更に高めることができる。
【０１１４】
なお、本例ではウエハを吸着保持する時間を長くするために真空室１５３を設けたが、吸着保持する時間が或る程度短くともよい場合には、真空室１５３を省略することも可能である。
なお、上記の実施形態の投影露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の投影露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、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）、及び検査ステップ等を経て製造される。
【０１１５】
また、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をすると共に、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより上記の実施形態の投影露光装置を製造することができる。なお、投影露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１１６】
また、本発明は、走査露光型の投影露光装置で露光を行う場合のみならず、ステッパー等の一括露光型の投影露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置などで露光を行う場合にも同様に適用できることは言うまでもない。
これらの場合、ウエハステージ系やレチクルステージ系にリニアモータを用いる場合は、エアーベアリングを用いたエアー浮上型の他に、磁気浮上型等の方式でウエハステージ又は可動ステージを保持してもよい。
【０１１７】
また、ウエハステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
また、ウエハステージ又はレチクルステージのステップ移動時や走査露光時等の加減速時に発生する反力は、それぞれ例えば米国特許（ＵＳＰ）第５，５２８，１１８号、又は米国特許（ＵＳＰ）第６，０２０，７１０号（特開平８−３３０２２号公報）に開示されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【０１１８】
なお、上記の実施形態の投影露光装置の用途としては、半導体素子製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド、又はＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのレチクルパターンが形成されたレチクル（フォトマスク等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【０１１９】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によれば、２台のステージ本体の少なくとも一方のテーブルが支持される面の高さに搬送ベースの高さを合わせる高さ制御機構が設けられているため、ステージ本体とその上のテーブルとを分離可能に構成した場合に、簡単な装置構成でそのテーブルを効率的に移動又は搬送することができる。
【０１２１】
また、高さ制御機構が、搬送ベースの高さを複数の段階で切り替え可能である場合には、簡単な構成で、かつ高速に搬送ベースの高さを２台のステージ本体の少なくとも一方の高さに合わせることができる。
また、テーブルが、吸着孔、排気孔、給気孔、通気孔等の吸着保持機構を備える場合には、例えば外部の排気機構によってその物体を吸着保持した後は、或る程度の期間はそのテーブル上でその物体を吸着保持することができる。従って、そのテーブルに吸引用の配管等を連結する必要がないため、そのテーブルを更に高速に移動することができる。
【０１２２】
また、本発明において、２台のステージ本体と２台のテーブルとを用いる場合には、複数ステージ技術において、各ステージをそれぞれステージ本体とその上の物体を保持するテーブルとを分離可能に構成した場合に、そのテーブルを異なるステージ本体間で効率的に移動又は搬送することができる。
また、本発明のステージ装置及び露光装置を用いることによって、高い露光精度と高スループットとを両立できるデバイス製造技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の投影露光装置のウエハステージ系を示す斜視図である。
【図２】図１の投影露光装置をＸ方向に見た一部を切り欠いた正面図である。
【図３】図１の投影露光装置の第１ウエハステージＳＴ１及びこの駆動機構を示す一部を切り欠いた図である。
【図４】図１のステーション６１Ａの高さ調整機構を示す一部を切り欠いた拡大図である。
【図５】図１の第１ウエハステージＳＴ１及び第１可動テーブルＴＢ１を示す平面図である。
【図６】第１の実施形態の制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】第１の実施形態において可動テーブルＴＢ１，ＴＢ２を巡回移動方式で移動する場合の動作説明に供する図である。
【図８】第１の実施形態において、スライダ６５Ａ上でステーション６１Ａの高さを最も低く設定した状態を示す一部を切り欠いた図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の投影露光装置において、可動テーブルＴＢ３及びステーション６１Ａを示す一部を切り欠いた図である。
【符号の説明】
Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ１，Ｗ２…ウエハ、ＡＬＧ…アライメントセンサ、１１Ａ…第１ベース、１１Ｂ…第２ベース、ＳＴ１…第１ウエハステージ、ＳＴ２…第２ウエハステージ、ＴＢ１，ＴＢ３…第１可動テーブル、ＴＢ２…第２可動テーブル、１７Ａ，１８Ａ，１７Ｂ，１８Ｂ…固定子、２０Ａ，２１Ａ，２０Ｂ，２１Ｂ…移動子、２３ＸＡ，２４ＸＡ，２３ＸＢ，２４ＸＢ…Ｘ軸微動リニアモータ、６１Ａ…第１ステーション、６１Ｂ…第２ステーション、６２Ａ，６３Ａ，６２Ｂ，６３Ｂ…固定子、６５Ａ，６５Ｂ…スライダ、７３…ストッパ、７４…脚部、１５３…真空室、１５４…真空排気弁、１５５…真空開放弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stage device that can be used to move an object such as a mask or a substrate in a lithography process for manufacturing various devices such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, or a thin-film magnetic head, and more particularly, to a table and the like. The present invention relates to a stage device that can be separated from a stage body. Further, the present invention relates to an exposure technique using the stage apparatus and a device manufacturing technique using the exposure technique.
[0002]
[Prior art]
In a lithography process for manufacturing a semiconductor element (or a liquid crystal display element or the like), in order to transfer a pattern of a reticle (or a photomask or the like) as a mask onto a wafer (or a glass plate or the like) as a substrate to be exposed, A projection exposure apparatus of a batch exposure method such as a step-and-repeat method or a scanning exposure method such as a step-and-scan method is used. In this type of projection exposure apparatus, it is required to increase the throughput, ie, the throughput, of how many wafers can be exposed within a certain period of time.
[0003]
The flow of processing in this type of projection exposure apparatus is roughly as follows.
a. First, a wafer is loaded on a wafer stage using a wafer loader system (wafer loading step).
b. Next, for example, the position of a search alignment mark is detected, and rough alignment of the wafer is performed based on the result (search alignment step).
[0004]
c. Next, for example, the position of a predetermined fine alignment mark (wafer mark) is detected, and based on the result, for example, an EGA (Enhanced Global Alignment) method (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429) is used. Are calculated with high accuracy (fine alignment step).
d. Next, the projected image of the reticle pattern is sequentially exposed on each shot area on the wafer by moving the wafer based on the calculated coordinate position (exposure step).
[0005]
e. Thereafter, the exposed wafer on the wafer stage is replaced with the next wafer by the wafer loader system (wafer replacement step).
Thereafter, steps b to e are repeated until the exposure of one lot of wafers is completed.
In this processing step, if part of steps b and c (alignment step), step d (exposure step), and step e (wafer replacement step) can be performed simultaneously and in parallel, compared to the case where these operations are performed sequentially. Thus, the throughput can be improved. Accordingly, various multi-stage techniques have been proposed in which a plurality of wafer stages are prepared, and while exposing a wafer on one wafer stage, wafer exchange or wafer alignment is performed on another wafer stage. Reference 1, Patent Document 2).
[0006]
In this regard, for example, if a plurality of wafer stages are configured to move between the alignment position and the exposure position, the stage mechanism becomes complicated and the installation area (footprint) of the exposure apparatus increases. In view of the above, among the multi-stage technologies, recently, a main body (stage main body) of a plurality of wafer stages and a table holding wafers thereon are configured to be separable, and alignment is completed on a predetermined stage main body. A method has been proposed in which a wafer is transferred integrally with a table onto a stage body for exposure by a transfer mechanism (hereinafter, referred to as a “table exchange method” for convenience of description) (for example, see Patent Document 3).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-51069
[Patent Document 2]
International Publication (WO) No. 98/24115 pamphlet
[Patent Document 3]
JP-A-2001-203140 (pages 8 to 10, FIGS. 3 and 4)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, by adopting the table exchange method of the multiple stage technology, it is possible to increase the throughput without increasing the installation area of the wafer stage system of the exposure apparatus.
However, the table transfer mechanism in the conventional table exchange method includes, as an example, a guide member installed on one side surface of a plurality of stage bodies, and an arm member that moves along the guide member. The delivery of the table has been performed by extending and contracting the tip portion to the table side. Therefore, there is a problem that the installation area of the transfer mechanism cannot be reduced so much, and the transfer time when the table is moved from one stage main body to another stage main body cannot be reduced so much.
[0009]
In view of the foregoing, the present invention provides a stage technology capable of efficiently moving or transporting a table with a simple apparatus configuration when a stage main body and a table holding an object such as a wafer thereon can be separated. The first object is to provide
Further, according to the present invention, in the multi-stage technology, when each stage is configured so that a stage body and a table holding an object thereon can be separated, the table is efficiently moved or transported between different stage bodies. A second object is to provide a stage technology that can be used.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a high-throughput exposure technique and a device manufacturing technique using the stage technique.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A first stage device according to the present invention is a stage device for driving an object (W1, W2), and holds a first stage main body (ST1) movable on a first guide surface (11A) and the object. A first table (TB1; TB3) removably supported by the first stage main body; and a first table (11B) which is the same as or different from the first guide surface, and is movable on the first table. A first stage for detachably supporting the first table for transferring the first table between a second stage body (ST2) for detachably supporting the first table and the first and second stage bodies. A first height control that adjusts the height of the first transport base to the height of a surface of the base (61A) and at least one of the first stage main body and the second stage main body on which the first table is supported; mechanism( 5A, and has a 73, 74) and.
[0012]
According to such a multi-stage configuration of the present invention, for example, when transferring the first table from the second stage main body to the first stage main body, first the first table is transferred to the second stage main body. After moving from above to the first transfer base, the first table may be moved from the first transfer base to the first stage body. At that time, the first table can be moved at a high speed only by sequentially adjusting the height of the first transport base to the height of the second and first stage bodies by the first height control mechanism. it can. Thus, the first table can be efficiently moved or transported with a simple device configuration.
[0013]
In this case, it is desirable that the first height control mechanism can switch the height of the first transport base in a plurality of stages. With the first transfer base set at, for example, the highest height, the height of the first or second stage main body and the first transfer base substantially match, and the first table can be moved. Become. A configuration that can be switched in a plurality of stages can be configured at low cost and can be driven at high speed.
[0014]
Further, it is preferable that the first height control mechanism has a contact member (73) that comes into contact with the first transport base when the height of the first transport base is set to the lowest. Thus, for example, when the first transport base is moved, it is possible to prevent the first transport base from mechanically interfering with the first and second guide surfaces with a simple configuration.
[0015]
Further, the first height control mechanism has a plurality of pneumatic, hydraulic, or electromagnetic cylinders, for example. The height of the first transfer base can be switched in a plurality of stages with a simple configuration using a gas cylinder or the like. In particular, gas cylinders are inexpensive and easy to handle.
In the present invention, the first table (TB3) includes suction holes (152) on the surface on which the object is placed and exhaust holes (148) at positions off the surface on which the object is placed. And a first valve disposed between the suction hole and the exhaust hole to prevent gas from flowing in from the exhaust hole. (154), and a second valve (155) disposed between the suction hole and the air supply hole for preventing gas from flowing out from the air supply hole, and exhausting the gas from the exhaust hole. It is preferable to further include an exhaust mechanism (164, 166; 158, 160) for supplying the gas to the air supply hole (165, 167; 159, 161).
[0016]
In this case, the inside of the ventilation hole (150) in the first table is previously set to a negative pressure by using the exhaust mechanism, so that the first table can be attached without attaching an exhaust pipe or the like to the first table. The object can be stably held on the first table even when moving between the first and second stage bodies. Further, when the object is carried out (unloaded) from the first table, gas may be supplied from the air supply mechanism to the ventilation hole in the first table.
[0017]
Further, it is preferable that the apparatus further comprises a vacuum chamber (153) provided between the suction hole and the exhaust hole of the first table. This makes it possible to lengthen the period during which the object is held on the first table.
In the present invention, the first and second stators (17A, 17B) provided on the first and second stage bodies, respectively, and the first delivery stator ( 62A) cooperating with the first and second stators and the first delivery stator to move the first table between the first and second stage bodies and the first transport base. It is desirable to further include a first mover (20A9) operably provided on the first table.
[0018]
In this case, when loading the first table onto the first stage main body, for example, the first delivery stator is arranged substantially on the same straight line as the first stator of the first stage main body. In the state, the first mover of the first table is sequentially cooperated with the first delivery stator and the first stator to move the first mover from the first delivery stator to the first stator. What is necessary is just to move to a child side. Thus, the first table can be efficiently moved or transported with a simple device configuration.
[0019]
In this specification, “cooperation” means that some physical interaction (for example, electromagnetic interaction) for relatively driving the stator and the moving element is performed between the stator and the moving element. Means to do between.
Further, a second table (TB2) holding the object and being detachably supported on the first and second stage bodies alternately with the first table, and between the first and second stage bodies. In order to transfer the second table, a second transport base (61B) that detachably supports the second table, and the second table of at least one of the first stage body and the second stage body is It is desirable to further have a second height control mechanism (65B) for adjusting the height of the second transport base to the height of the surface to be supported.
[0020]
According to the configuration including the plurality of stages and the plurality of tables, for example, in parallel with performing the pre-processing such as the exchange of the substrate as an object and the alignment on the table on the second stage body, the table on the first stage body is used. By performing the exposure, exposure processing of one lot of substrates can be performed at a high throughput by a table exchange method. Moreover, the second table can be efficiently exchanged between the first and second stage bodies by using the first and second transport bases and the first and second height control mechanisms.
[0021]
Next, a second stage device according to the present invention is the first stage device according to the present invention, wherein the first and second tables are provided with predetermined reflecting surfaces (29A, 29B), respectively. A first interferometer system (52XA, 52YA) for receiving reflected light from a reflection surface of a table supported on a stage body and measuring a position of the table on the first stage body, and a second stage body A second interferometer system (52XB, 52YB) for receiving reflected light from the reflection surface of the table supported above and measuring the position of the table on the second stage body.
[0022]
According to this configuration, even when the first and second tables are exchanged, the positions of the tables on the first and second stage bodies are measured with high accuracy using the first and second interferometer systems. can do.
Next, an exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate (W1, W2) to form a predetermined pattern (R) on the substrate, and a second stage apparatus according to the present invention, An exposure optical system (PL) for exposing the substrate as the object on the first table or the second table supported by the first stage body, and the first table or the second table supported by the second stage body. And a mark detection system (ALG) for detecting a mark on the second table.
[0023]
According to this exposure apparatus, alignment can be performed on the second stage main body in parallel with performing exposure on the first stage main body, and the table on the first and second stage main bodies can be aligned. Can be efficiently exchanged, so that a high throughput can be obtained.
Further, the device manufacturing method of the present invention is a device manufacturing method including a lithography step, in which exposure is performed using the exposure apparatus of the present invention in the lithography step. By using the exposure apparatus of the present invention, various devices can be mass-produced with high throughput and high accuracy.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to the case where exposure is performed by a step-and-scan type scanning exposure type projection exposure apparatus.
[0025]
FIG. 1 is a perspective view showing a wafer stage system of the projection exposure apparatus of this embodiment, FIG. 2 is a partially cutaway front view showing the projection exposure apparatus of this embodiment, and FIG. It is a block diagram showing a control system. As shown in FIG. 2, at the time of exposure, an exposure light IL as an exposure beam from an exposure light source (not shown) passes through an illumination optical system 1 to a rectangular (or arc-shaped or the like) illumination area on a reticle R as a mask. From above with a uniform illuminance distribution.
[0026]
In this example, the exposure light source is F ₂ A pulse laser light source that outputs pulsed ultraviolet light in a vacuum ultraviolet region, such as a laser light source (wavelength 157 nm) or an ArF excimer laser light source (wavelength 193 nm), is used. As an exposure light source, an ultraviolet light source such as a KrF excimer laser light source (wavelength 248 nm), ₂ Laser light source (wavelength 126nm) or Kr ₂ Other vacuum ultraviolet light sources such as a laser (wavelength 146 nm), a harmonic generation light source of a YAG laser, a harmonic generation device of a semiconductor laser, and the like can also be used.
[0027]
The portions other than the exposure light source of the projection exposure apparatus of this example are housed in a box-shaped chamber (not shown) whose cleanness is controlled to a high degree. It is installed in a service room or a utility space below the floor of the chamber. The exposure light from the exposure light source is guided to the illumination optical system 1 via a drawing optical system (not shown).
[0028]
The illumination optical system 1 includes, for example, a variable dimmer, a beam shaping optical system, an optical integrator (uniformizer or homogenizer), a variable aperture stop, a reticle blind mechanism, a condenser lens system, and the like. As the illumination optical system 1, for example, an optical system similar to that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-320956 can be used. The illumination optical system 1 is covered by a sub-chamber as an airtight chamber.
[0029]
Under the exposure light IL, an image of the circuit pattern in the illumination area of the reticle R is converted into a predetermined reduction magnification β (β is, for example, 1/4, via a double-sided telecentric projection optical system PL as an exposure optical system). 1/5) is transferred to a resist layer in one of a plurality of shot areas on a wafer W1 (or W2) as an object or a substrate arranged on the image plane of the projection optical system PL. The reticle R and the wafers W1 and W2 can be regarded as a first object and a second object, respectively, and the projection optical system PL can be regarded as a projection system. The wafers W1 and W2 as substrates to be exposed are disc-shaped substrates such as semiconductors (silicon or the like) or SOIs (silicon on insulator) having a diameter of 200 mm or 300 mm.
[0030]
The optical axis AX of the projection optical system PL of this example substantially matches the center of exposure (the center of the projected image of the reticle pattern). Further, as the projection optical system PL of this example, as disclosed in, for example, JP-A-2000-47114, a catadioptric projection optical system having a plurality of optical systems having optical axes that intersect each other, As disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-59268, the optical system has an optical system having an optical axis directed from the reticle to the wafer, and a catadioptric system having an optical axis substantially orthogonal to the optical axis. Can form a catadioptric projection optical system that forms an intermediate image twice. Further, the projection optical system PL is disclosed in, for example, US Pat. Nos. 5,031,976, 5,488,229 and 5,717,518, and International Publication (WO) 00/39623 pamphlet. As described above, a straight-tube type catadioptric projection optical system and the like configured by arranging a plurality of refractive lenses along one optical axis and two concave mirrors each having an opening near the optical axis are provided. Can be used. Further, the inside of the lens barrel of the projection optical system PL is airtight.
[0031]
Note that as an optical material of a glass substrate forming the reticle R and a refraction member such as a lens forming the projection optical system PL, the exposure beam is F ₂ In the case of vacuum ultraviolet light such as laser, fluorite (CaF ₂ ), Fluoride crystals such as magnesium fluoride and lithium fluoride, or synthetic quartz (fluorine-doped quartz) having a hydroxyl group concentration of 100 ppm or less and containing fluorine. On the other hand, when an ArF excimer laser beam or a KrF excimer laser beam is used as the exposure beam, in addition to the above substances, synthetic quartz can be used as the optical material, and the projection optical system PL can be changed from a refraction system. It is also possible to configure.
[0032]
Hereinafter, the Z axis is taken in parallel with the optical axis AX of the projection optical system PL, and a non-scanning direction (here, in the plane of FIG. 2) perpendicular to the scanning direction of the reticle R and the wafers W1 and W2 in a plane perpendicular to the Z axis. The description will be made with the X axis taken in the vertical direction and the Y axis taken in the scanning direction (in this case, the direction parallel to the plane of FIG. 2).
First, the reticle R is sucked and held on the reticle stage 2. The reticle stage 2 can move at a constant speed in the Y direction onto the reticle base 3 via, for example, a vacuum preload-type gas static pressure bearing device, and also moves in the X and Y directions. , And floated so as to be finely movable in a rotation direction about the Z axis. A reticle stage system including the reticle stage 2, its driving device, and the reticle base 3 is housed in a reticle chamber (not shown) as an airtight chamber.
[0033]
A moving laser beam on a reticle stage 2 is irradiated with a measurement laser beam from a reticle interferometer 5 composed of a double-pass laser interferometer. The reticle interferometer 5 is, for example, a position in the X and Y directions and a rotation angle (X axis, Y) of the reticle stage 2 (reticle R) with reference to a reference mirror (not shown) fixed to a side surface of the projection optical system PL. The rotation angle around the axis and the Z-axis) is measured, and the measured values are supplied to a reticle stage drive system 58 shown in FIG. 6 and a main control system 56 that controls and controls the entire apparatus. The reticle stage driving system 58 scans the reticle stage 2 in the X and Y directions via a driving device such as a linear motor (not shown) based on the supplied measured values and control information from the main control system 56. And the rotation angle are controlled.
[0034]
Note that the reticle stage 2 in FIG. 2 may be composed of two stages in order to shorten the reticle exchange time and increase the throughput. The reticle stage 2 is composed of a coarse movement stage for scanning and a fine movement stage for adjusting a synchronization error or the like, and the reaction force generated by the movement of the coarse movement stage is disclosed in, for example, JP-A-8-63231. As disclosed, it is desirable to eliminate the mover (movable element) and the stator of the linear motor for driving the coarse movement stage by moving them relative to the reticle base 3 in opposite directions.
[0035]
When vacuum ultraviolet light is used as the exposure beam as in this example, the vacuum ultraviolet light is absorbed by light-absorbing substances such as oxygen, carbon dioxide, water vapor, and trace amounts of organic gases in the air. In order to avoid this absorption, in this example, the subchamber surrounding the illumination optical system 1, the reticle chamber surrounding the reticle stage system, and the inside of the lens barrel of the projection optical system PL have a concentration of several ppm of the light absorbing substance. A high-purity purge gas which is controlled to a degree or less and transmits an exposure beam is supplied. Nitrogen gas (N ₂ ) Or a rare gas such as helium gas (He) or neon gas (Ne). Further, a purge gas is supplied between the projection optical system PL and a substrate (wafer W1 in FIG. 2) on its image plane, for example, by a device that locally blows gas at a predetermined flow rate. Note that the entirety of a later-described wafer stage system may be covered with an airtight chamber (wafer chamber), and a purge gas may be supplied to the entire interior.
[0036]
Next, in FIG. 2, on the pattern surface of the reticle R of the present example, one or more pairs of two-dimensional alignment marks (not shown) (not shown) are provided so as to sandwich the circuit pattern in the X direction (non-scanning direction). Mark) is formed. Information on the positional relationship between the circuit pattern of the reticle R and the reticle mark is stored in the main control system 56 in FIG. Further, the positional relationship between the reticle mark and the reference mark on the image plane side of the projection optical system PL is determined using a TTR (Through) using illumination light having the same wavelength as the exposure light IL and via the reticle R and the projection optical system PL. A pair of reticle alignment microscopes (not shown) for detection by a The Reticle method is installed, and the detection information is supplied to an alignment signal processing system 82 in FIG. The detailed configuration of the reticle alignment microscope is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176468. The alignment signal processing system 82 obtains the positional relationship between the projected image of the reticle mark and the reference mark based on the detected information, and supplies information on the positional relationship to the main control system 56. The main control system 56 performs alignment between each shot area on the wafer and the pattern image of the reticle R using information on the positional relationship and information on array coordinates of each shot area on the wafer, which will be described later. The main control system 56 also controls the output and the light emission timing of the exposure light source.
[0037]
In FIG. 2, an alignment sensor ALG as an off-axis type mark detection system is provided at a position separated by a predetermined distance from the projection optical system PL in the −Y direction side. This alignment sensor ALG is a sensor that detects a search alignment mark and a fine alignment mark (wafer mark) or a predetermined reference mark on a wafer by an imaging method such as a FIA (Filmed Image Aigment) method using broadband light as illumination light. In addition, the imaging signal of the alignment sensor ALG is supplied to the alignment signal processing system 82 in FIG. The optical axis SX of the alignment sensor ALG is parallel to the Z axis, and the detection center of the alignment sensor ALG is located substantially on the optical axis SX. The alignment signal processing system 82 performs image processing on the imaging signal to obtain the coordinate position of the mark to be detected, and supplies the obtained coordinate position to the main control system 56. The main control system 56 performs rough position alignment (search alignment) of the wafer based on the supplied coordinate position, and also uses, for example, an enhanced global alignment (EGA) method on the wafer based on the reference mark. Is calculated (fine alignment) for all shot areas.
[0038]
As the alignment sensor ALG, an LSA (Laser Step Alignment) sensor that detects a diffracted light generated from the laser beam by relatively scanning the laser beam and the dot row mark, or a diffraction grating mark is used as the alignment sensor ALG. A laser interferometric A1 (LIA) sensor that irradiates a laser beam from the direction and detects interference light of two diffracted lights generated from the mark can also be used.
[0039]
The projection optical system PL and the alignment sensor ALG of this example are supported by support plates 6 and 8, respectively, and the support plates 6 and 8 are floored by columns 7 and 9 each including three (or four) vibration isolation tables. From a predetermined height. As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, each of the support plates 6 and 8 is a substantially equilateral triangular flat plate, and columns 7 and 9 are respectively installed near the vertexes of the approximately equilateral triangle. In FIG. 2, a first base 11A for wafer exposure composed of a surface plate is horizontally installed on a floor surface below the projection optical system PL via columns 12A including three (or four) vibration isolation tables. On the floor below the alignment sensor ALG, a second base 11B for wafer alignment consisting of a surface plate is horizontally disposed via a column 12B including three (or four) vibration isolation tables. The three columns 12A and 12B are located near the three columns 7 and 9, respectively. As shown in FIGS. 1 and 2, one column 7 and 9 for supporting the support plates 6 and 8, respectively, are arranged at the center of the gap in the Y direction between the first base 11A and the second base 11B. Have been. Further, a wafer loader system WL for loading and unloading a wafer is installed on the side surface in the −X direction of the bases 11A and 11B. The wafer loader system WL includes, for example, a base member that can move up and down in the Z direction, and a plurality of rotating arms sequentially connected to the base member.
[0040]
The upper surfaces of the bases 11A and 11B are finished as stage guide surfaces having extremely good flatness. In this example, as will be described later, the wafer stages are respectively mounted on the bases 11A and 11B so as to be freely movable two-dimensionally. However, two wafer stages are differently mounted on one large base (almost twice as large as the base 11A). If the substrate is placed on a thicker base), the upper surface of the large base is finished to an extremely good flatness, so that the manufacturing cost increases and the transportation cost of the large base increases. Also occurs. That is, by providing two bases 11A and 11B side by side as in this example, there is an advantage that the manufacturing cost is reduced and the transport and assembly of the projection exposure apparatus are facilitated.
[0041]
First, a stage system for wafer exposure will be described. In FIG. 2, a first wafer stage ST1 as a first stage main body is provided on a first base 11A below a projection optical system PL with a gap (air film) of about several μm via a vacuum preload gas static pressure bearing device, for example. ) And is movably mounted in the X and Y directions without contact. That is, an air pad 55 is provided on the bottom surface of the first wafer stage ST1 as shown in FIG. 4 which is actually an enlarged view. In FIG. 2, the first wafer stage ST1 is U-shaped when viewed from the X direction, but the side surface in the + Y direction is set high. On the central flat plate portion of the first wafer stage ST1, a rectangular flat plate is passed through three Z actuators 13A, 14A, and 15A, each of which has a variable height in the Z direction and is provided at the position of a vertex of a substantially equilateral triangle. The focus / leveling plate 16A is supported. A first movable table TB1 as a first table for holding the wafer W1 on the upper surface (sliding surface) of the focus / leveling plate 16A is movable in the X and Y directions in a non-contact state via the air pad 30A. It is placed on. The air pad 30A is used, for example, to blow air for floating support from the focus / leveling plate 16A side to the first movable table TB1 side, and between the air pad 30A and the bottom surface of the first movable table TB1. Has a gap (air film) of about 5 to 10 μm.
[0042]
Examples of the Z actuators 13A to 15A include a system using a repulsive force or an attractive force of a permanent magnet and an electromagnet, a voice coil motor (VCM) system, or a telescopic element such as a piezoelectric element such as a piezo element or a magnetostrictive element. An actuator (or drive mechanism) using a method such as the above can be used. The tip portions of the three Z actuators 13A to 15A are variable in height in the Z direction independently of each other, whereby the positions of the focus / leveling plate 16A and the first movable table TB1 in the Z direction, around the X axis The tilt angle and the tilt angle around the Y axis can be controlled within a predetermined range.
[0043]
As shown in FIG. 1, the first movable table TB1 has a configuration in which side walls are provided in the + X direction and the + Y direction with respect to a rectangular flat plate substantially parallel to the XY plane. In FIG. 2, a wafer holder 27A made of a rectangular flat plate substantially parallel to the XY plane is supported on three flat plate portions of the first movable table TB1 via three rods 26A each made of a flexure that does not deform in the Z direction. Wafer W1 is held on wafer holder 27A by, for example, vacuum suction. Note that the flexure is, for example, as shown by a rod 49A in FIG. 3, by providing a notch (slit) from two directions orthogonal to each other at the distal end and the lower end of a columnar rod, and It is a member that does not deform in the direction, but can be deformed to some extent in the direction perpendicular to its axis. By supporting the wafer holder 27A in the Z direction with the rod 26A including the three flexures as described above, there is an advantage that the wafer holder 27A is not displaced in the Z direction and that the stress from the rod 26A is hardly applied to the wafer holder 27A. .
[0044]
Further, a pipe (not shown) for vacuum suction is provided between the wafer holder 27A and the first movable table TB1, and the pipe is connected from the first movable table TB1 to an external vacuum pump (not shown). Are linked. Further, actually, a mechanism for lifting and lowering pins (not shown) for loading or unloading a wafer is incorporated in the center of the first wafer stage ST1, and the focus / leveling plate 16A, the first movable table Through holes for passing the pins thereof are also formed in the central portions of the TB1 and the wafer holder 27A. When moving the first movable table TB1, the pins for raising and lowering the wafer are stored at a position lower than the bottom surface of the first movable table TB1.
[0045]
FIG. 5 is a plan view showing a portion including the first movable table TB1 of FIG. 2. In FIG. 5, three rods 26A are arranged at the vertices of a substantially equilateral triangle on the bottom surface of the wafer holder 27A. I have. Thereby, the wafer holder 27A is stably held so as not to be displaced in the Z direction. However, with this alone, the wafer holder 27A is displaced in the X direction, the Y direction, and the rotation direction around the Z axis with respect to the first movable table TB1. In order to prevent this, the two rods 25A1 and the two flexures 25A1 made of a flexure that are arranged at predetermined intervals in the X direction and the side walls of the first movable table TB1 in the + Y direction and the side surfaces of the wafer holder 27A are not deformed in the Y direction. The side wall of the first movable table TB1 in the + X direction and the side surface of the wafer holder 27A are connected by a rod 25A3 made of a flexure that does not deform in the X direction. Also in this case, since the rods 25A1 to 25A3 are flexures, almost no stress acts on the wafer holder 27A. As described above, the wafer holder 27A of the present example is completely stationary (with six degrees of freedom) with respect to the first movable table TB1 via the six rods 25A1 to 25A3 and 26A, that is, in a state of being kinematically supported. , And is held in a state where almost no stress is applied. Note that the three rods 25A1 to 25A3 are collectively represented as a rod 25A in FIG.
[0046]
In FIG. 5, two leaf springs 80 substantially parallel to the YZ plane and two leaf springs 81 substantially parallel to the XZ plane are provided on the side surfaces of the wafer holder 27A in the −Y direction and the −X direction, respectively. An elongated quadrangular prism-shaped movable mirror 29YA and an X-axis movable mirror 29XA are held as reflecting surfaces. Each of the movable mirrors 29YA and 29XA has a reflecting surface for reflecting a laser beam parallel to the Y-axis and the X-axis substantially in the incident direction. By supporting the movable mirrors 29YA and 29XA via the leaf springs 80 and 81 in this manner, there is an advantage that almost no stress is applied to the wafer holder 27A by the movable mirrors 29YA and 29XA. The movable mirrors 29YA and 29XA may be directly fixed to the side surface of the wafer holder 27A, or a reflecting surface formed by mirror-finishing the side surface of the wafer holder 27A may be used instead of the movable mirrors 29YA and 29XA. Further, the two-axis movable mirrors 29YA and 29XA are collectively represented as a movable mirror 29A in FIG.
[0047]
In FIG. 5, a reference mark member FM1 on which two two-dimensional reference marks (not shown) indicating predetermined positions in the X direction and the Y direction are formed near the wafer W1 on the upper surface of the wafer holder 27A. Have been. The height of the surface of the reference mark member FM1 (position in the Z direction) is set to be the same as the height of the surface of the wafer W1. The first movable table TB1 of this example can be separated from the first wafer stage ST1 as described later, and the alignment of the wafer W1 is performed on another wafer stage. In this case, since the arrangement coordinates of each shot area of the wafer W1 are determined using the reference mark on the reference mark member FM1 as a reference (origin), the first wafer stage ST1 side uses, for example, the above-described reticle alignment microscope. The array coordinates of each shot area on the wafer W1 can be recognized only by detecting the position of the reference mark on the reference mark member FM1. Note that a plurality (two or three) of the reference mark members FM1 may be provided on the upper surface of the wafer holder 27A.
[0048]
Returning to FIG. 2, on the inner surface of the side wall portion of the first wafer stage ST1 in the + Y direction, a long stator in the X direction including permanent magnets (magnetizers) arranged at a predetermined pitch in the X direction as a first stator. 17A and a stator 19A that is long in the X direction and includes a permanent magnet for generating a magnetic field in the Z direction are provided adjacent to each other in the Z direction. Further, on the inner surface of the side wall portion of the first wafer stage ST1 in the −Y direction, a stator 18A having a configuration similar to that of the stator 17A and extending in the X direction is opposed to the stator 17A. It is provided at a low height. The stators 17A to 19A are arranged such that their cross-sections are U-shaped and their open ends face inward.
[0049]
On the other hand, a movable element (movable element) 20A including a coil and long in the X direction is provided on the outer surface of the side wall in the + Y direction of the first movable table TB1 so as to fit in a non-contact manner inside the stators 17A and 19A. And 22A. The mover 20A corresponds to the first mover. A movable element (movable element) 21A including a coil and long in the X direction is provided on a side surface (external surface) of the first movable table TB1 in the −Y direction so as to fit in a non-contact manner inside the stator 18A. Has been. That is, the first movable table TB1 is configured to be easily separated from the first wafer stage ST1 by being pulled out of the first wafer stage ST1 in the X direction without contact. In this case, the first movable table TB1 with respect to the first wafer stage ST1 in the X direction and the rotation direction around the Z axis is provided by the stator 17A and the mover 20A, and by the stator 18A and the mover 21A. A first X-axis fine movement linear motor 23XA and a second X-axis fine movement linear motor 24XA for non-contact driving are configured. That is, the stators 17A and 18A and the movers 20A and 21A cooperate with each other to form an X-axis linear motor. X-axis fine-movement linear motors 23XA and 24XA are also used as a drive mechanism when attaching / detaching first movable table TB1 to / from first wafer stage ST1.
[0050]
In addition, the stators 17A and 18A are not always completely stationary, and may slightly move in the opposite direction to the movers 20A and 21A due to a reaction force at the time of driving. Therefore, in this specification, for convenience of description, of two relatively displaceable driving members constituting a driving device such as a linear motor or an actuator, a member that is assumed to have a large moving amount is referred to as a “moving element”, A member whose movement amount is assumed to be smaller is referred to as a “stator”. The X-axis fine movement linear motors 23XA and 24XA are, for example, three-phase linear motors, respectively, and the movers 20A and 21A have relative positions in the X direction with respect to the stators 17A and 18A (the first position relative to the first wafer stage ST1). A detector (for example, a Hall element) for roughly monitoring (the relative position of one movable table TB1 in the X direction) is incorporated.
[0051]
Further, a Y-axis fine movement actuator 23YA of a voice coil motor (VCM) type for driving the first movable table TB1 in the Y direction in a non-contact manner with respect to the first wafer stage ST1 is provided by the stator 19A and the movable element 22A. It is configured. Further, the relative displacement of the movable element 22A and the stator 19A in the Y direction (the relative position of the first movable table TB1 in the Y direction with respect to the first wafer stage ST1) is also roughly detected by the movable element 22A. (E.g., a Hall element) is incorporated. The detection information of the relative position by the X-direction detector incorporated in the movers 20A and 21A and the Y-direction detector incorporated in the mover 22A is supplied to the first stage control system 83 in FIG. . The first stage control system 83 controls the operations of the X-axis fine movement linear motors 23XA and 24XA and the Y-axis fine movement actuator 23YA based on the detection information and measurement information of a laser interferometer described later. The X-axis fine-movement linear motors 23XA and 24XA and the Y-axis fine-movement actuator 23YA in FIG. 6 are driven between the first wafer stage ST1 and a movable table thereon (the first movable table TB1 in FIG. 2). Means device. Normally, the X-axis fine-movement linear motors 23XA and 24XA and the Y-axis fine-movement actuator 23YA are arranged such that the movable table on the first wafer stage ST1 is located substantially at the center of the movement stroke in the X and Y directions. Operation is controlled. The moving stroke in the X direction by the two X-axis fine-movement linear motors 23XA and 24XA is, for example, as shown in FIG. 5, by moving the first movable table TB1 with respect to the first wafer stage ST1 to about ／ of the width in the X direction. It can move in the + X direction or the -X direction. Further, the movement stroke in the Y direction by the Y-axis fine movement actuator 23YA is in a range where the stator 19A and the mover 22A overlap, for example, about several mm.
[0052]
In this case, the straight line connecting the center of the open end of the stator 17A and the center of the open end of the stator 18A is substantially the center of gravity of the movable member composed of the first movable table TB1 and the members (such as the wafer holder 27A) supported by the first movable table TB1. Passes diagonally. Therefore, when the first movable table TB1 is driven by the X-axis fine movement linear motors 23XA and 24XA, it is possible to prevent an unnecessary moment or the like from being generated. Further, the movement stroke of the focus / leveling plate 16A in the Z direction by the Z actuators 13A to 15A is set to be smaller than the gap in the Z direction between the stators 17A to 19A and the movers 20A to 22A.
[0053]
Further, in FIG. 2, a projection optical system 53A for projecting a slit image on a plurality of measurement points on the surface to be inspected on the lower side surface of the projection optical system PL, and receiving the reflected light from the surface to be inspected to form the slit. An oblique incidence optical type autofocus sensor having a light receiving optical system 53B for re-imaging an image and detecting the position of the corresponding measurement point in the Z direction from the lateral shift amount is provided. The detection information of the light receiving optical system 53B is supplied to the first stage control system 83 in FIG. The first stage control system 83 controls the focus / leveling plate 16A via the Z actuators 13A to 15A based on the detection information so that the surface of the wafer W1 coincides with the image plane of the projection optical system PL during scanning exposure. The position and tilt angle of the first movable table TB1 (and thus the wafer W1) in the Z direction are controlled.
[0054]
In FIG. 1, for example, a double pass method has a resolution of 0.01 μm above a central portion between the first base 11A and the second base 11B and above a central portion of a side surface in the −X direction of the first base 11A. A Y-axis wafer interferometer 52YA and a X-axis wafer interferometer 52XA (first interferometer system) composed of a laser interferometer of about (10 nm) are provided. As shown in FIG. 2, the wafer interferometer 52YA is held on the bottom surface of the support plate 6 via a support member 54A (the same applies to the wafer interferometer 52XA). The Y-axis wafer interferometer 52YA applies a plurality of laser beams parallel to the Y-axis to a movable mirror (movable mirror 29A in FIG. 1) of a movable table (first movable table TB1 in FIG. 1) on the first wafer stage ST1. By irradiating, the position of the movable table in the Y direction (scanning direction) with respect to a reference mirror (not shown) of the projection optical system PL, the rotation angle around the Z axis (the amount of yawing), and around the X axis The rotation angle (pitching amount) is measured. On the other hand, the X-axis wafer interferometer 52XA irradiates the movable mirror with a plurality of laser beams parallel to the X-axis, thereby setting the movable table in the X direction with respect to a reference mirror (not shown) of the projection optical system PL. The position in the (non-scanning direction perpendicular to the scanning direction) and the rotation angle (rolling amount) around the Y axis are measured. The centers of the laser beams from the wafer interferometers 52YA and 52XA respectively pass through the optical axis AX of the projection optical system PL so that a so-called Abbe error does not occur. The measurement values of wafer interferometers 52YA and 52XA are supplied to first stage control system 83 and main control system 56 in FIG.
[0055]
In FIG. 1, the first wafer stage ST1 is connected to an X-axis slider 32A on the + Y direction side, and the X-axis slider 32A is connected to an X-axis guide member 33A installed in parallel with the X-axis via an air pad. It is connected so that it can move smoothly. In addition, a long stator 35A in the X direction including permanent magnets arranged at a predetermined pitch in the X direction is arranged in parallel with the X-axis guide member 33A, and the + X direction and -X of the X-axis guide member 33A and the stator 35A are arranged. The ends in the directions are connected to a first Y-axis slider 37A and a second Y-axis slider 38A, respectively. The first Y-axis slider 37A is connected to a Y-axis guide member 39A installed in parallel with the Y-axis via an air pad so as to be able to move smoothly in the Y-direction. The second Y-axis slider 38A is connected to the upper surface of the first base 11A. Is mounted so as to be able to move smoothly in the Y direction via an air pad. Both ends of the Y-axis guide member 39A are fixed on the first base 11A via a support member 48A.
[0056]
As shown in FIG. 5, the side surface of the first wafer stage ST1 in the + Y direction and the X-axis slider 32A are each formed of a flexure that is not deformed in the Y direction, and include two rods 31A1 and the two rods 31A1 that are spaced apart in the X direction. The connecting member 31A2 is connected to a rod 31A3 formed of a flexure that is not deformed in the X direction and is disposed via connecting members 78 and 79. Also in this case, since the rods 31A1 to 31A3 are flexures, the first wafer stage ST1 is not displaced relative to the X-axis slider 32A in the X direction, the Y direction, and the rotation direction around the Z axis. In addition, there is an advantage that the connection is performed so as to be able to be relatively displaced to some extent in the Z direction, and that the stress accompanying the connection hardly acts on the first wafer stage ST1.
[0057]
Returning to FIG. 2, the three rods 31A1 to 31A3 of FIG. 5 are collectively represented as a rod 31A. Further, a mover 34A that is long in the X direction and includes a coil is provided inside the X-axis slider 32A, and the tip of the mover 34A is housed in a non-contact manner inside the stator 35A. The mover 34A and the stator 35A constitute an X-axis coarse movement linear motor 36XA for driving the X-axis slider 32A and the first wafer stage ST1 over a wide range in the X direction with respect to the X-axis guide member 33A. I have.
[0058]
FIG. 3 is a partially cutaway view of the first wafer stage ST1 viewed in the + Y direction in FIG. 1. In FIG. 3, in the Y direction near the + X direction end of the upper surface of the first base 11A. A U-shaped Y-axis balancer 46A having a U-shaped cross section is placed in the groove 51A along the direction so as to be able to move in a non-contact state in the Y direction via an air pad. Inside the Y-axis balancer 46A, a stator 42A long in the Y-direction including permanent magnets arranged at a predetermined pitch in the Y-direction is installed, and the tip of the stator 42A fits inside the stator 42A inside the first Y-axis slider 37A. Mover 40A including a coil is provided. A first Y-axis coarse movement linear motor for driving the first Y-axis slider 37A (and thus the first wafer stage ST1) in a wide range in the Y direction with respect to the Y-axis balancer 46A from the moving element 40A and the stator 42A. 44YA are configured.
[0059]
Similarly, a holding frame 47A having a U-shaped cross section, which is long in the Y direction, is arranged at the end of the upper surface of the first base 11A in the -X direction so that the holding frame 47A can be moved in a non-contact state in the Y direction via an air pad. Inside the holding frame 47A, a stator 43A long in the Y direction including permanent magnets arranged at a predetermined pitch in the Y direction is disposed, and the distal end is placed inside the stator 43A outside the second Y-axis slider 38A. A mover 41A including a coil is provided so as to fit. A second Y-axis coarse movement linear motor 45YA for driving the second Y-axis slider 38A (and thus the first wafer stage ST1) in a wide range in the Y direction with respect to the holding frame 47A from the moving element 41A and the stator 43A. Is configured. The weight of the holding frame 47A and the stator 43A is the same as the weight of the Y-axis balancer 46A and the stator 42A. In this case, the two Y-axis coarse movement linear motors 44YA and 45YA are driven synchronously so that the first wafer stage ST1 is driven in the Y direction without rotating. Further, in the Y-axis coarse movement linear motor 44YA adjacent to the Y-axis guide member 39A, the momentum carried by the mover 40A when the mover 40A moves in the + Y direction (or -Y direction) is offset. The stator 42A and the Y-axis balancer 46A, and the stator 43A and the holding frame 47A move in the -Y direction (or the + Y direction). This means that the stator 42A, the Y-axis balancer 46A, and the like move in the opposite direction due to the reaction when the mover 40A is driven in the Y direction. Thereby, there is an advantage that generation of vibration when driving the first wafer stage ST1 in the Y direction (scanning direction) is suppressed.
[0060]
In FIG. 3, a support member 48A that supports the Y-axis guide member 39A is connected to the distal end of the frame 50A via a rod 49A made of a flexure that does not deform in the X direction, and the bottom surface of the frame 50A is fixed on the floor. ing. Note that a universal joint may be used instead of the rod 49A. With this configuration, when the first wafer stage ST1 is driven in the X direction via the X-axis coarse movement linear motor 36XA in FIG. 2, the reaction applied to the first Y-axis slider 37A from the stator 35A escapes to the floor side. Have been. Therefore, there is an advantage that generation of vibration when driving the first wafer stage ST1 in the X direction (non-scanning direction) is suppressed. Since the movement in the non-scanning direction is performed during the step movement during the scanning exposure to a series of shot areas on the wafer, the vibration is not strictly suppressed as compared with the scanning direction. However, if it is desired to further reduce the amount of generation of vibration, the stator 35A can be moved in the opposite direction even when the X-axis coarse movement linear motor 36XA is driven, for example, so as to offset the momentum carried by the mover 34A. It may be.
[0061]
The X-axis coarse movement linear motor 36XA and the Y-axis coarse movement linear motors 44YA and 45YA are, for example, three-phase linear motors, respectively, and are used to detect the approximate positions of the moving members 34A, 40A and 41A with respect to the corresponding stators. (For example, a Hall element). Position information detected by those detectors is supplied to the first stage control system 83 in FIG. The first stage control system 83, based on the position information, the measured values of the wafer interferometers 52YA and 52XA, and the control information of the main control system 56, controls the X-axis coarse movement linear motor 36XA and the Y-axis coarse movement linear motor 44YA. , 45YA.
[0062]
As a basic operation when exposing the wafer W1 on the first movable table TB1 of FIG. 1, first, under the control of the main control system 56 and the first stage control system 83 of FIG. The first wafer stage ST1 is driven such that the centers of the two two-dimensional reference marks are substantially on the optical axis AX of the projection optical system PL. Thereafter, the reticle stage 2 of FIG. 2 is driven under the control of the reticle stage drive system 58 so that a predetermined pair of two-dimensional reticle marks on the reticle R are substantially conjugate with the two reference marks. Move to position. In this state, the positional shift amount of the two reference marks with respect to the projected images of the two reticle marks under illumination light of the exposure wavelength via the reticle alignment microscope and the alignment signal processing system 82 of FIG. And supplies the measured value to the main control system 56. The main control system 56 operates so that the measured values of the wafer interferometers 52YA and 52XA are both 0 when the centers of the two reference marks match the centers (exposure centers) of the projected images of the two reticle marks. Set the offset of the stage coordinate system.
[0063]
Further, the main control system 56 sets the straight line connecting the centers of the two fiducial marks (substantially arranged in parallel to the X axis) to be highly parallel to the X axis, that is, First movable table TB1 with respect to first wafer stage ST1 such that the Y coordinate measured by wafer interferometer 52YA has the same value when the centers of the two reference marks sequentially match the center of the image of the predetermined reticle mark. Adjust the rotation angle of. Thus, the stage coordinate system is set to a coordinate system having the origin at the center of the two reference marks on the reference mark member FM1. Then, as an example, the rotation angle of the reticle stage 2 is adjusted so that the straight line connecting the centers of the two reference marks and the straight line connecting the centers of the images of the two reticle marks are parallel. Thereafter, the X-axis fine movement linear motors 23XA and 24XA of FIG. 2 are driven so that the relative rotation angle of the first movable table TB1 with respect to the first wafer stage ST1 does not change.
[0064]
The array coordinates of each shot area on the wafer W1 on the first movable table TB1 with respect to the reference mark of the reference mark member FM1 are measured using the alignment sensor ALG as described later. By driving the first wafer stage ST1 (first movable table TB1) on the coordinate system based on the array coordinates of each shot area, the pattern image of the reticle R is overlaid on each shot area on the wafer W1 with high accuracy. Can be matched.
[0065]
At the time of scanning exposure, the reticle R is scanned through the reticle stage 2 in the Y direction at the speed VR under the control of the main control system 56, the reticle stage drive system 58, and the first stage control system 83 in FIG. By driving the first wafer stage ST1 via the Y-axis coarse-movement linear motors 44YA and 45YA in FIG. 3, one shot area on the wafer W1 corresponds to the slit-shaped exposure area. Scanning is performed in the direction (+ Y direction or −Y direction) at a speed β · VR (β is a projection magnification). At this time, the X-axis fine movement is performed so that the first movable table TB1 is relatively stationary with respect to the first wafer stage ST1 or, if necessary, corrects a remaining error or a synchronization error of the moving speed. The linear motors 23XA and 24XA and the Y-axis fine movement actuator 23YA are driven.
[0066]
Then, when the wafer W1 moves stepwise, the first wafer stage ST1 is driven in the X and Y directions via the X-axis coarse movement linear motor 36XA in FIG. 2 and the Y-axis coarse movement linear motors 44YA and 45YA in FIG. . At this time, the X-axis fine movement linear motors 23XA and 24XA and the Y-axis fine movement actuator 23YA are driven such that the first movable table TB1 is relatively stationary with respect to the first wafer stage ST1. Further, by repeating the scanning exposure and the step movement, the pattern image of the reticle R is transferred to all the shot areas on the wafer W1 by the step-and-scan method.
[0067]
Next, a stage system for wafer alignment will be described. In FIG. 2, a second wafer stage ST2 as a second stage body is brought into non-contact with a gap of about several μm via a vacuum preload gas static pressure bearing device on a second base 11B below the alignment sensor ALG. And is movably mounted in the X and Y directions. A step of actually exposing a reticle pattern image to each shot area on a wafer is referred to as an “actual exposure step”, and other steps such as wafer alignment are referred to as a “pre-processing step”. ST1 can also be called an "actual exposure stage", and the second wafer stage ST2 can be called a "pre-processing step". A second movable table TB2 as a second table is placed on the second wafer stage ST2 so as to be movable in the X and Y directions without contact via the focus / leveling plate 16B and the air pad 30B. A wafer W2 is suction-held on a movable table TB2 via a wafer holder 27B, and a Y-axis movable mirror 29YB and an X-axis movable mirror (not shown) are held on side surfaces of the wafer holder 27B. The Y-axis movable mirror 29YB and the X-axis movable mirror are collectively represented as a movable mirror 29B in FIG.
[0068]
In the present example, the second wafer stage ST2, the focus / leveling plate 16B, the second movable table TB2, the wafer holder 27B, and the supporting and driving mechanism thereof include the first wafer stage ST1, the focus / leveling plate 16A, and the first movable table TB1. , The wafer holder 27A, and their supporting and driving mechanisms. That is, the focus / leveling plate 16B can be displaced via the three Z actuators 13B, 14B, and 15B in the Z direction, the rotation direction around the X axis, and the rotation direction around the Y axis. Supported on ST2, the wafer holder 27B is provided with respect to the second movable table TB2 by a rod 26B composed of three flexures for suppressing displacement in the Z direction and three rods for suppressing displacement in the XY plane. It is kinematically supported via a rod 25B made of a flexure. Further, X-axis fine-movement linear motors 23XB, 24XB and X-axis fine movement motors 17B, 18B, and 19B provided on second wafer stage ST2 and movers 20B, 21B, and 22B provided on second movable table TB2, respectively. A Y-axis fine movement actuator 23YB is configured. The stator 17B and the mover 20B correspond to the second stator and the second mover, respectively.
[0069]
In this case, the stator 17A (first stator), the mover 20A (first mover), the stator 17B (second stator), and the mover 20B (second mover) are parallel to each other. Placed and moving.
The X-axis fine movement linear motors 23XB and 24XB drive the second movable table TB2 in the X direction and the rotation direction around the Z axis with respect to the second wafer stage ST2, and the Y-axis fine movement actuator 23YB moves to the second wafer stage ST2. On the other hand, the second movable table TB2 is driven in the Y direction. The X-axis fine movement linear motors 23XB and 24XB are also used as a drive mechanism when the second movable table TB2 is pulled out of the second wafer stage ST2 in a non-contact manner in the X direction and separated therefrom. The X-axis fine movement linear motors 23XB and 24XB and the Y-axis fine movement actuator 23YB are driven by the second stage control system 84 in FIG. Note that, in this example, the first movable table TB1 and the second movable table TB2 are attached and detached so as to be alternately replaced with the first wafer stage ST1 and the second wafer stage ST2. Therefore, the X-axis fine-movement linear motors 23XA and 24XA and the Y-axis fine-movement actuator 23YA of FIG. 6 include the stators 17A, 18A and 19A of the first wafer stage ST1 and the mover of the movable table (TB1 or TB2) thereon. Means a linear motor and an actuator. Similarly, X-axis fine-movement linear motors 23XB, 24XB and Y-axis fine-movement actuator 23YB in FIG. 6 include stators 17B, 18B, 19B of second wafer stage ST2 and movers of movable table (TB2 or TB1) thereon. And a linear motor and an actuator composed of That is, the first stage control system 83 is a control system for driving the first wafer stage ST1 and the movable table (TB1 or TB2) thereon, and the second stage control system 84 is configured to drive the second wafer stage ST2 and the second wafer stage ST2. This is a control system for driving the above movable table (TB2 or TB1).
[0070]
In FIG. 1, a reference mark member FM2 on which two reference marks (not shown) indicating positions in the X direction and the Y direction are formed near the wafer W2 on the upper surface of the wafer holder 27B.
Further, a Y-axis composed of, for example, a laser interferometer having a resolution of about 0.01 μm (10 nm) by a double-pass method above the central part of the side surface in the −Y direction and the central part of the side surface in the −X direction of the second base 11B. And an X-axis wafer interferometer 52XB (second interferometer system). As shown in FIG. 2, the wafer interferometer 52YB is held on the bottom surface of the support plate 8 via a support member 54B (the same applies to the wafer interferometer 52XB). The Y-axis wafer interferometer 52YB applies a plurality of laser beams parallel to the Y-axis to a movable mirror (movable mirror 29B in FIG. 1) of a movable table (second movable table TB2 in FIG. 1) on the second wafer stage ST2. By irradiation, the position of the movable table in the Y direction, the rotation angle around the Z axis (the amount of yawing), and the rotation angle around the X axis (the amount of pitching) with respect to a reference mirror (not shown) of the alignment sensor ALG. ) Is measured. On the other hand, the X-axis wafer interferometer 52XB irradiates the movable mirror with a plurality of laser beams parallel to the X-axis, thereby moving the movable table in the X direction with respect to the reference mirror (not shown) of the alignment sensor ALG. The position and the rotation angle (rolling amount) around the Y axis are measured. The centers of the laser beams from the wafer interferometers 52YB and 52XB respectively pass through the optical axis SX of the alignment sensor ALG so that a so-called Abbe error does not occur. The measurement values of wafer interferometers 52YB and 52XB are supplied to second stage control system 84 and main control system 56 in FIG.
[0071]
In FIG. 2, the second wafer stage ST2 is connected to an X-axis slider 32B on the −Y direction side via three rods 31B having the same flexure as the rod 31A, and the X-axis slider 32B is parallel to the X-axis. Is connected via an air pad to the X-axis guide member 33B installed in the X-axis guide member 33B so as to be able to move smoothly in the X direction. In addition, a stator 35B long in the X direction including a permanent magnet is arranged in parallel with the X-axis guide member 33B, and a movable member 34B long in the X direction including a coil fixed inside the stator 35B and the X-axis slider 32B. Thus, an X-axis coarse movement linear motor 36XB for driving the X-axis slider 32B and the second wafer stage ST2 in a wide range in the X direction with respect to the X-axis guide member 33B is configured.
[0072]
In FIG. 1, the mechanism for driving the X-axis slider 32B (second wafer stage ST2) in the X direction and the Y direction on the second base 11B is an X-axis slider 32A (first wafer stage ST1) on the first base 11A. Are driven substantially in the X direction and the Y direction. That is, the ends of the X-axis guide member 33B and the stator 35B in the + X direction and the -X direction are connected to the Y-axis sliders 37B and 38B, respectively. The first Y-axis slider 37B is connected to a Y-axis guide member 39B installed on the second base 11B via a support member 48B via an air pad so as to be able to move smoothly in the Y direction. The Y-axis slider 38B is mounted on the upper surface of the second base 11B via an air pad so as to be able to move smoothly in the Y direction.
[0073]
The Y-axis balancer 46B is mounted on the second base 11B in a groove 51B parallel to the Y-axis guide member 39B such that the Y-axis balancer 46B can move in the Y direction without contact via an air pad. As in the Y-axis coarse movement linear motor 44YA of FIG. 3, the Y-axis slider 37B (the second wafer stage ST2) is driven in the Y-axis balancer 46B in a wide range in the Y direction with respect to the Y-axis guide member 39B. The first Y-axis coarse movement linear motor 44YB is housed therein. Further, a holding frame 47B and a stator 43B are arranged via an air pad on an end in the -X direction on the second base 11B in parallel with the Y-axis, and the movement of the tip of the stator 43B and the Y-axis slider 38B is moved. 3 to drive the Y-axis slider 38B (second wafer stage ST2) with respect to the stator 43B in a wide range in the Y direction, similarly to the Y-axis coarse movement linear motor 45YA in FIG. A second Y-axis coarse movement linear motor 45YB is configured. The weight of the holding frame 47B and the stator 43B is the same as the weight of the Y-axis balancer 46B and the stator corresponding to the stator 42A. The second stage control system 84 shown in FIG. 6 performs an X-axis coarse movement linear movement based on the position information of the detector incorporated in the moving element, the measurement values of the wafer interferometers 52YB and 52XB, and the control information of the main control system 56. The operation of the motor 36XB and the Y-axis coarse movement linear motors 44YB, 45YB is controlled.
[0074]
Also in this case, in the Y-axis coarse-movement linear motor 44YB, the stator and the Y-axis balancer 46B, the stator 43B, and the holding frame 47B are set so as to cancel the momentum carried by the mover when the mover moves in the Y direction. Moves in the opposite direction. In order to release the reaction force when driving the X-axis coarse movement linear motor 36XB of FIG. 2 to the floor, a mechanism similar to the rod 49A and the frame 50A of FIG. 3 is connected to the support member 48B of FIG. I have. This suppresses the occurrence of vibration when driving the second wafer stage ST2 in the X and Y directions. The second wafer stage ST2 is an alignment stage. In this example, the first base 11A for exposure and the second base 11B for alignment are independent from each other. The mechanism may be simpler than the anti-vibration mechanism of the first wafer stage ST1.
In the present embodiment, the X-axis coarse movement linear motors 36XA and 36XB and the Y-axis coarse movement linear motors 44YA, 44YB, 45YA and 45YB are so-called moving coil types, but they may be moving magnet types. In the case of the moving coil type, the weight of the wafer stage ST can be reduced. In the case of the moving magnet type, the wiring to the wafer stage ST can be reduced, and the effect of the heat generated by the coil is transmitted to the wafer stages ST1 and ST2. It has the effect of being difficult.
[0075]
As a basic operation for performing alignment of the wafer W2 on the second movable table TB2 in FIG. 1, as a basic operation under the control of the main control system 56, the alignment signal processing system 82, and the second stage control system 84 in FIG. First, the second wafer stage ST2 (the second movable table TB2) is driven to sequentially move two predetermined two-dimensional reference marks of the reference mark member FM2 into the detection area of the alignment sensor ALG. Then, the coordinates of the two two-dimensional reference marks are sequentially measured by the alignment sensor ALG and the alignment signal processing system 82, and the measurement results are supplied to the main control system 56. The main control system 56 calculates the coordinates in the stage coordinate system by adding the measured values of the wafer interferometers 52YB and 52XB to the coordinates. Then, when the centers of the two reference marks coincide with the detection centers of the alignment sensor ALG, the main control system 56 controls the stage coordinate system so that both the measured values of the wafer interferometers 52YB and 52XB become 0. Set the offset. Further, the main control system 56 sets the straight line connecting the centers of the two fiducial marks (substantially arranged in parallel to the X axis) to be highly parallel to the X axis, that is, The rotation of the second movable table TB2 with respect to the second wafer stage ST2 such that the Y coordinate measured by the wafer interferometer 52YB has the same value when the centers of the two reference marks sequentially match the detection center of the alignment sensor ALG. Adjust the corner. As a result, the stage coordinate system is set to a coordinate system having the origin at the center of the two reference marks on the reference mark member FM2.
[0076]
Thereafter, the X-axis fine movement linear motors 23XB and 24XB and the X-axis fine movement linear motors 23XB and 24XB in FIG. The Y-axis fine movement actuator 23YB is driven. Next, the second wafer stage ST2 is driven, the coordinates of a plurality of predetermined search alignment marks on the wafer W2 are sequentially detected by the alignment sensor ALG, and the coordinates are supplied to the main control system 56. The main control system 56 obtains the calculated coordinates of the fine alignment mark (wafer mark) to be measured on the wafer W2 on the stage coordinate system based on the supplied coordinates (search alignment). Next, by driving the second wafer stage ST2 based on the calculated coordinates, the wafer marks to be measured are sequentially moved to the detection area of the alignment sensor ALG, and the coordinates of each wafer mark are obtained. After converting the coordinates of each wafer mark into the coordinates of the stage coordinate system, the main control system 56 arranges all shot areas on the wafer W2 on the stage coordinate system by, for example, an enhanced global alignment (EGA) method. Calculate coordinates (fine alignment). The array coordinates of each shot area calculated in this way are used as alignment data when exposing wafer W2 on first wafer stage ST1.
[0077]
Next, the first movable table TB1 holding the exposed wafer W1 is separated from the first wafer stage ST1 and transferred to the second wafer stage ST2 for alignment, and holds the aligned wafer W2. A table transfer mechanism for separating the second movable table TB2 to be separated from the second wafer stage ST2 and transferring it to the first wafer stage ST1 for exposure will be described.
[0078]
In FIG. 1, a first station 61A as a first transport base is disposed movably in the Y direction above a gap region in the + X direction between the bases 11A and 11B. The station 61A is U-shaped when viewed in the X direction and has a high side wall in the + Y direction when viewed in the X direction, similarly to the wafer stages ST1 and ST2. The upper surface of the central flat portion of the station 61A is almost as high as the upper surfaces (slide surfaces) of the focus / leveling plates 16A and 16B provided on the wafer stages ST1 and ST2. Since the movable tables TB1 and TB2 are alternately placed on the flat portion of the station 61A, an air pad (not shown) for floatingly supporting the movable tables TB1 and TB2 at a height of about 5 to 10 μm on the flat portion. Is provided. For example, in order to hold the movable tables TB1 and TB2 in a stationary state during the movement, a suction mechanism such as a hole for vacuum suction or an electrode for electromagnetic suction may be provided on the plane portion of the station 61A.
[0079]
Further, the stators 62A and 64A are arranged in parallel with the X axis in the same positional relationship as the stators 17A and 19A of the first wafer stage ST1 of FIG. 2 inside the side wall in the + Y direction of the station 61A. Have been. The stator 62A corresponds to the first delivery stator. A stator 63A is provided in parallel with the X axis in the same positional relationship as the stator 18A of the first wafer stage ST1 in FIG. 2 inside the side wall in the −Y direction of the station 61A. Therefore, the stators 62A to 63A of the first station 61A are held and moved in parallel with the stators 17A to 19A of the first wafer stage ST1 and the stators 17B to 19B of the second wafer stage ST2. I do. In this case, when the first movable table TB1 moves on the plane portion of the station 61A, the first movable table TB1 is moved from the stators 62A and 63A and the movable members 20A and 21A in FIG. A two-axis X-axis fine-movement linear motor that drives the first movable table TB1 with respect to the station 61A in the Y-direction with respect to the station 61A is constituted by the stator 64A and the mover 22A. You.
[0080]
On the other hand, when the second movable table TB2 moves on the plane portion of the station 61A, the second movable table TB2 is moved from the stators 62A and 63A and the movable members 20B and 21B in FIG. A two-axis X-axis fine movement linear motor to be driven is configured, and a Y-axis fine movement actuator for driving the second movable table TB2 in the Y direction with respect to the station 61A is configured by the stator 64A and the moving member 22B. . In this case, the drive of the three-axis drive mechanism is performed by, for example, the stage control system that is not used for another drive mechanism in the stage control systems 83 and 84 in FIG. Since it is not necessary to drive the movable tables TB1 and TB2 in the Y direction on the station 61A, the stator 64A for driving in the Y direction from the station 61A can be omitted.
[0081]
In FIG. 1, the station 61A is connected to an arm portion of the slider 65A that protrudes in the -X direction, and the slider 65A is provided in a recess on the side surface in the + X direction of the bases 11A and 11B in parallel with the Y axis. It is supported by the member 66A via an air pad so as to be movable in the Y direction without contact. Both ends of the guide member 66A are installed on the floor via a frame 67A. Further, a guide 69A includes a stator 69A in which permanent magnets are arranged at a predetermined pitch on a guide member 66A and a mover 68A including a coil provided on the inner surface of the slider 65A so as to face the stator 69A. On the other hand, a transport linear motor 70A for driving the slider 65A (station 61A) in the Y direction is configured. The slider 65A incorporates a linear encoder (not shown) for monitoring the position of the slider 65A in the Y direction at a resolution of, for example, about 1 μm, and the table transfer control system 57 shown in FIG. The operation of the transport linear motor 70A is controlled based on the measured values and the control information from the main control system 56. The movement stroke of the slider 65A (station 61A) in the Y direction is such that when the wafer stages ST1 and ST2 are moved to the -Y direction end of the first base 11A and the + Y direction end of the second base 11B, respectively. The stators 62A to 64A of the station 61A are sequentially arranged on the same straight line parallel to the X axis with respect to the stators 17A to 19A of the first wafer stage ST1 and the stators 17B to 19B of the second wafer stage ST2, The movable table TB1 or TB2 is set within a range in which the table can be delivered.
[0082]
Then, in a state where the stators 62A and 63A of the station 61A are arranged on the same straight line parallel to the X-axis with respect to the stators 17A and 18A of the first wafer stage ST1, for example, the mover 20A of the first movable table TB1. , 21A, the stators 62A, 63A, and the stators 17A, 18A are sequentially driven to drive the first movable table TB1 in the X direction by driving the first movable table TB1 in the X direction. It is possible to move from station 61A to first wafer stage ST1 at extremely high speed. Further, since the station 61A can be moved between the wafer stages ST2 and ST1 at a very high speed by the transfer linear motor 70A, the first movable stage 61A is provided between the second wafer stage ST2 and the first wafer stage ST1 via the station 61A. The table TB1 (or TB2) can be actively moved at a very high speed.
[0083]
Next, in FIG. 1, a second station 61B as a second transport base is disposed movably in the Y direction above the gap area in the −X direction between the bases 11A and 11B, and also inside the second station 61B. The stators 62B, 63B, 64B are provided. The configuration of the second station 61B and the stators 62B, 63B, 64B is the same as the configuration of the first station 61A and the stators 62A, 63A, 64A, and the stator 62B corresponds to the second delivery stator. The stators 62B to 64B of the station 61B are also held and moved in parallel with the stators 17A to 19A of the first wafer stage ST1 and the stators 17B to 19B of the second wafer stage ST2.
[0084]
Further, the movable tables TB1 and TB2 are alternately placed on the flat portion of the station 61B. In this case, when the first movable table TB1 moves on the plane portion of the station 61B, the first movable table TB1 is moved from the stators 62B and 63B and the movable members 20A and 21A of FIG. , And a Y-axis fine-movement actuator for driving the first movable table TB1 in the Y-direction with respect to the station 61B from the stator 64B and the moving member 22A. You. On the other hand, when the second movable table TB2 moves on the plane portion of the station 61B, the second movable table TB2 is moved from the stators 62B and 63B and the movable members 20B and 21B in FIG. A two-axis X-axis fine-movement linear motor to be driven is configured, and a Y-axis fine-movement actuator for driving the second movable table TB2 in the Y direction with respect to the station 61B is configured by the stator 64B and the moving member 22B. . In this case, the drive of the three-axis drive mechanism is also performed by, for example, the stage control system that is not used for another drive mechanism in the stage control systems 83 and 84 in FIG.
[0085]
The slider 65B and the driving mechanism are disposed on the side surfaces of the bases 11A and 11B in the −X direction in symmetry with the slider 65A and the driving mechanism. That is, the second station 61B is connected to an arm portion protruding in the + X direction of the slider 65B movably arranged in the Y direction along the guide member 66B. Further, both ends of the guide member 66B are also installed on the floor via the frame 67B, and the stator 69B provided on the guide member 66B and the movable member 68B provided on the slider 65B are used for the guide member 66B. A transport linear motor 70B for driving the slider 65B (station 61B) in the Y direction is configured. The table transfer control system 57 of FIG. 6 controls the operation of the transfer linear motor 70B based on the measurement values of the linear encoder (not shown) incorporated in the slider 65B and the control information from the main control system 56. The movement stroke of the slider 65B (station 61B) in the Y direction is also determined when the wafer stages ST1 and ST2 are moved to the -Y direction end of the first base 11A and the + Y direction end of the second base 11B, respectively. The stators 62B to 64B of the station 61B are sequentially arranged on the same straight line parallel to the X axis with respect to the stators 17A to 19A of the first wafer stage ST1 and the stators 17B to 19B of the second wafer stage ST2, The movable table TB1 or TB2 is set within a range in which the table can be delivered. Therefore, similarly to the case of the station 61A, it is possible to actively move the second movable table TB2 (or TB1) between the first wafer stage ST1 and the second wafer stage ST2 via the station 61B at an extremely high speed. it can.
[0086]
Next, an example of a simple height control mechanism for adjusting the heights of the stations 61A and 61B to the heights of the wafer stages ST1 and ST2 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows a state in which the first station 61A is moved to the + X direction side surface of the first wafer stage ST1 on the first base 11A in FIG. 1, and the first movable table TB1 is moved from the station 61A to the first wafer stage ST1. In FIG. 4, a linear encoder 77A such as an optical or magnetic type provided on a slider 65A reads a scale 76A provided on a guide member 66A, and the read Y direction of the slider 65A is shown in FIG. Is supplied to the table transfer control system 57. The end of the station 61A in the + X direction is connected to a support 71 provided so as to protrude above the slider 65A via a rod 72 made of a flexure. The rod 72 is actually composed of two flexures that do not deform in the X direction and one flexure that does not deform in the Y direction, similarly to the three rods 31A1, 31A2, and 31A3 in FIG. Accordingly, in FIG. 4, the station 61A follows the movement of the slider 65A in the X direction, the Y direction, and the rotation direction around the Z axis, and displaces with little stress applied in the Z direction. It is supported to be able to.
[0087]
Further, a stopper 73 as an abutting member composed of three protrusions is provided at a position of a vertex of a substantially equilateral triangle on the arm 65Aa of the slider 65A.
8 shows a state in which the first movable table TB1 is placed and the first station 61A moves with respect to the state of FIG. 4, and in this state of FIG. The bottom surface of TB1 is placed. A compression coil spring CS1 is provided near the three stoppers 73 on the arm portion 65Aa as a buffer member for placing (contacting) the bottom surface of the first station 61A on the stopper 73 at a low speed. I have.
[0088]
Returning to FIG. 4, three leg portions 74 are provided at the vertexes of substantially equilateral triangles on the bottom surface of the first station 61 </ b> A, each of which is capable of extending and contracting in the Z direction. At a position of the arm portion 65Aa that mechanically interferes with the leg portion 74, a through hole for passing the leg portion 74 is formed. In this example, a gas cylinder that is a simple and inexpensive telescopic mechanism that can switch the height in two steps with an accuracy of about 2 to 3 μm is used as the leg 74. As the gas for driving the gas cylinder, air subjected to dust removal processing or the above-described purge gas can be used. In addition, a hydraulic cylinder, an electromagnetic cylinder, an electromagnetic actuator, or the like can be used as the leg 74. Further, for example, when the height of the first wafer stage ST1 and the height of the second wafer stage ST2 are different from each other, an extensible mechanism capable of switching the height in three stages may be used as the leg 74. The lower end portion 74a of the leg portion 74 that expands and contracts is formed into a spherical surface so as not to damage the upper surface of the base 11A. The extension / contraction operation of the leg 74 is controlled by the table transfer control system 57. The slider 65A, the stopper 73, and the extendable leg 74 constitute a first height control mechanism for the first station 61A.
[0089]
In this case, when the length of the three legs 74 is set to the shorter first length, the bottom surface of the first station 61A is placed on the stopper 73 as shown in FIG. The lower end 74a of the leg 74 is held at a position higher than the upper surface of the base 11A, so that the first station 61A can be freely moved on the base 11A. On the other hand, the stators 62A and 63A of the first station 61A of FIG. 1 and the stators 17A and 18A of the first wafer stage ST1 of FIG. 2 are arranged close to each other and along a straight line parallel to the X axis. As shown in FIG. 4, when the length of the three legs 74 is set to the longer second length, the lower end 74a of the leg 74 contacts the upper surface of the base 11A, The height of the upper surface of one station 61A is substantially set to the height of the upper surface (slide surface) of focus / leveling plate 16A of first wafer stage ST1. In this state, the X-axis fine-movement linear motor composed of the stators 62A and 63A of FIG. 1 and the movers 20A and 21A of FIG. 2 is driven to move the first wafer stage ST1 from the first station 61A onto the first wafer stage ST1. The first movable table TB1 can be moved in the X direction. Then, after a half or more of the first movable table TB1 moves onto the first wafer stage ST1, the first movable table TB1 is completely completely moved by the X-axis fine movement linear motors 23XA and 24XA in FIG. It moves on one wafer stage ST1. In addition, the first movable table TB1 can be moved from the first wafer stage ST1 to the first station 61A by an operation reverse to the above description.
[0090]
Since the height setting accuracy of the legs 74, which can switch the height in two stages, is about 2 to 3 μm, the height between the slide surface of the first wafer stage ST1 and the upper surface of the first station 61A is limited. A height difference of about 2 to 3 μm may occur. However, in this example, the distance between the sliding surface and the bottom surface of the first movable table TB1 and between the top surface of the first station 61A and the bottom surface of the first movable table TB1 are about 5 to 10 μm by the air bearing method. There is a gap. Therefore, there is an advantage that the first movable table TB1 can be reliably moved in a non-contact state between the first station 61A and the first wafer stage ST1 even with a configuration using a simple and inexpensive extension mechanism (leg 74). . On the other hand, the height of the first station 61A can be controlled using a height control mechanism capable of controlling the height with an accuracy of about 1 μm instead of the leg 74, but in this example, In order to reduce the manufacturing cost, an inexpensive leg 74 whose height can be set in two stages is used.
[0091]
As another method, when the first movable table TB1 is moved from the station 61A onto the first wafer stage ST1, the height of the station 61A is set to be 10 to 10 times the design value of the slide surface of the first wafer stage ST1. When moving the first movable table TB1 from the first wafer stage ST1 (or the second wafer stage ST2) to the station 61A on the contrary, the height of the station 61A is set to be higher than that of the first wafer stage ST1. It may be set lower than the slide surface by about 10 to 20 μm in design value. In this method, as the leg 74, a telescopic mechanism capable of setting the height to a first stage, a second stage lower by about 20 to 40 μm than the first stage, and a third stage during transport is used. At this time, even if the height setting accuracy of the extension mechanism is about several μm, the first movable table TB1 can be transferred between the station 61A and the first wafer stage ST1 without fear of mechanical interference. it can.
[0092]
Further, in the example of FIG. 4, the lower end 74a of the leg 74 comes in contact with the lower end 74a of the leg 74 so that the surface of the base 11A is not damaged by the lower end 74a and hinders the movement of the first wafer stage ST1. A concave portion 75 having a diameter of 10 to 20 mm and a depth of about 50 μm is formed on the upper surface of the base 11A. In this case, the leg 74 is set higher by the depth of the recess 75. A recess similar to the recess 75 is also formed on the second base 11B in FIG. The concave portion 75 can be omitted by increasing the radius of the spherical surface of the lower end portion 74a of the leg portion 74, for example.
[0093]
In this example, since the first and second wafer stages ST1 and ST2 of FIG. 2 have the same configuration, the height of the upper surface (slide surface) of the focus / leveling plate 16A of the first wafer stage ST1 is The height matches the height of the upper surface (slide surface) of the focus / leveling plate 16B of the stage ST2 with, for example, an error of about 1 μm. Therefore, by using the first height control mechanism for the first station 61A in FIG. 4, the height of the first station 61A on the second base 11B is accurately adjusted to the height of the slide surface of the second wafer stage ST2. Can be adjusted to
[0094]
In FIG. 1, a second height control mechanism (not shown) for adjusting the height of the second station 61B to the height of the slide surface of each of the wafer stages ST1 and ST2 also includes the slider 65A of FIG. The configuration is the same as that of the first height control mechanism including the stopper 73 and the extendable leg 74. Further, as shown in FIG. 4, when the recess 75 for the station 61A is provided on the first base 11A, a recess for the station 61A is also formed on the second base 11B, and the second station 61B is formed. Depressions for supporting are also formed on the bases 11A and 11B.
[0095]
Next, in the projection exposure apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 1, columns 7, 9 for supporting the support plates 6, 8 are provided at the center of the region between the base 11A and the base 11B in the X direction. In addition, since the wafer interferometer 52YA and the like are arranged, the movable tables TB1 and TB2 cannot be transferred in the central area. Therefore, in this example, the movable tables TB1 and TB2 are sequentially moved along the moving path in the order of the second wafer stage ST2 → the first station 61A → the first wafer stage ST1 → the second station 61B → the second wafer stage ST2. Move clockwise. Note that the movable tables TB1 and TB2 are circulated clockwise along the movement path in the order of the second wafer stage ST2 → the second station 61B → the first wafer stage ST1 → the first station 61A → the second wafer stage ST2. It is also possible to move to. Therefore, the method of moving the movable tables TB1 and TB2 in this example can be called a cyclic movement method, and the movable tables TB1 and TB2 can also be called a cyclic table.
[0096]
Hereinafter, an example of a method of moving the movable tables TB1 and TB2 via the stations 61A and 61B by the traveling movement method will be described with reference to FIG.
FIGS. 7A to 7D schematically show the wafer stages ST1 and ST2, the movable tables TB1 and TB2, and the stations 61A and 61B in FIG. 1. First, in FIG. A second movable table TB2 is placed on the second station 61B, and a first movable table TB1 holding an unexposed wafer W1 at the head of the lot is placed on the second station 61B. The wafer W1 has been loaded onto the first movable table TB1 by the wafer loader system WL in FIG. The loading of the wafer and the replacement of the wafer may be performed while the movable table TB1 or TB2 is placed on the second wafer stage ST2 below the alignment sensor ALG, for example. Next, as shown in FIG. 7B, the stator 62B of the second station 61B and the stator 17B of the second wafer stage ST2 are arranged close to each other and on the same straight line, and the second station 61B Moves the first movable table TB1 onto the second wafer stage ST2. At this time, the stator 63B of the second station 61B and the stator 18B of the second wafer stage ST2 in FIG. 2 are also arranged on the same straight line, and the stators 62B, 63B and the mover 20B of the second movable table TB2. , 21B, and between the stators 17B, 18B and their movers 20B, 21B, the first movable table TB1 is driven in the X direction by the X-axis fine movement linear motor (the same applies hereinafter).
[0097]
Next, as shown in FIG. 7C, a search alignment and a fine alignment (hereinafter simply referred to as “the alignment”) are performed on the wafer W1 held on the first movable table TB1 on the second wafer stage ST2 using the alignment sensor ALG. "Alignment" is performed. In parallel with this, the stator 62B of the second station 61B and the stator 17A of the first wafer stage ST1 are arranged close to each other and on the same straight line, and are placed on the second station 61B from the first wafer stage ST1. Then, the second movable table TB2 is moved. Next, as shown in FIG. 7D, an unexposed second wafer W2 is loaded onto the second movable table TB2 on the station 61B by the wafer loader system WL of FIG. In parallel with this, the stator 62A of the first station 61A and the stator 17B of the second wafer stage ST2 are arranged close to each other and on the same straight line, so that the first wafer 61A is moved from the second wafer stage ST2 to the first station 61A. Is moved to the first movable table TB1.
[0098]
Next, as shown in FIG. 4, the first movable table TB1 is moved from the first station 61A to the first wafer stage ST1 by bringing the first station 61A close to the first wafer stage ST1. Thereafter, the pattern image of reticle R is exposed on wafer W1 held on first movable table TB1 on first wafer stage ST1 via projection optical system PL, as shown in FIG.
[0099]
At this time, in this example, the height of the stations 61A and 61B can be quickly adjusted to the height of the slide surface of the wafer stages ST1 and ST2. The movable tables TB1 and TB2 can be transferred at high speed. Therefore, the exchange of the movable tables TB1 and TB2 between the wafer stages ST1 and ST2 can be performed at high speed, and the throughput of the exposure process can be increased.
[0100]
In the above embodiment, the stations 61A and 61B are transported along the sliders 65A and 65B. However, in FIG. 1, for example, the wafer stages ST1 and ST2 and the stations 61A and 61B are parallel to the Z axis. The stations 61A and 61B and the stators 62A, 63A, 62B and 63B may be configured to be long as the arrangement of being rotated by 90 ° around the axis. In this case, instead of transporting the stations 61A, 61B themselves, the movable tables TB1, TB2 are driven in the Y direction using the stators 62A, 62B, etc., on the stations 61A, 61B, so that the movable tables TB1, TB2 can be further moved. It can be conveyed at high speed, for example, at about 3 m / sec or more. Therefore, the throughput can be further increased.
[0101]
In the above embodiment, the stator 18A of the first wafer stage ST1, the stator 18B of the second wafer stage ST2, the movable member 21A of the first movable table TB1, the movable member 18B of the second movable table TB2, the first The stator 63A of the station 61A and the stator 63B of the second station 61B are respectively connected to a first stator, a second stator, a first mover, a second mover, a first transfer stator, and a second transfer stator. It can also be considered a stator. Also, for example, in the first wafer stage ST1 of FIG. 1, a single-axis X-axis fine movement linear motor is provided instead of the two-axis X-axis fine movement linear motors 23XA, 24XA, and the Y-axis fine movement actuator 23YA is arranged at predetermined intervals in the X direction. It may be a two-axis actuator arranged.
[0102]
In the above embodiment, a linear motor (23XA, 23XB, etc.) is used to move the movable tables TB1, TB2 between the wafer stages ST1, ST2 and the stations 61A, 61B. Obviously, a driving device such as a voice coil motor system may be used instead of the motor.
[0103]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The projection exposure apparatus of the present example is almost the same as the first embodiment of FIGS. 1 to 7, but a mechanism capable of continuously holding a wafer without connecting a pipe or the like is incorporated in the movable table of the present example. Is different. Hereinafter, in FIG. 9, the same or similar reference numerals are given to portions corresponding to FIGS.
[0104]
FIG. 9 is similar to FIG. 4 except that the first station 61A (first transfer base) is moved to the side in the + X direction of the first wafer stage ST1 (first stage main body) on the first base 11A in FIG. 1 shows a state immediately before moving the first movable table TB3 (corresponding to the first movable table TB1 in FIG. 1) from the station 61A to the first wafer stage ST1. In FIG. 9, the first movable table TB3 as the first table of the present example has a basic shape similar to the first movable table TB1 of FIG. 1, in which flat plate portions are provided with side walls in the + X direction and the + Y direction. Shape. Then, a rectangular flat wafer holder 27C is supported on the flat plate portion of the movable table TB3 via three rods 26A in the same manner as in FIG. Similarly to the five rods 25A1 to 25A3, they are connected by three rods 25A. That is, the wafer holder 27C is also kinematically supported with respect to the movable table TB3 so as not to be displaced in the Z direction, the X direction, the Y direction, and the rotation directions around the X, Y, and Z axes.
[0105]
In FIG. 9, a suction hole 152 for suction-holding a wafer is formed at the center of the wafer holder 27C, and a plurality of concentric convex portions 151 are formed on the upper surface of the wafer holder 27C with the suction hole 152 as a center. The wafer W1 is placed on the surface 151. With this configuration, a negative pressure is applied to the space below the suction hole 152, so that the wafer W1 can be stably held on the projection 151. An exhaust hole 148 and an air supply hole 149 are formed in the center of the flat plate portion of the movable table TB3, and the suction hole 152 and the exhaust hole 148 and the air supply hole 149 of the wafer holder 27C have a certain degree of flexibility. They are connected by a metal pipe 150 (the inside corresponds to a vent).
[0106]
Further, a vacuum chamber 153 made of a metal hollow container having a certain degree of flexibility is arranged in the middle of the pipe 150 communicating with the suction hole 152, and an exhaust hole is provided between the vacuum chamber 153 and the exhaust hole 148. A vacuum exhaust valve 154 as a first valve for preventing gas from flowing in from 148 is disposed, and a second valve for preventing gas from flowing out between vacuum chamber 153 and air supply hole 149. 155 is disposed. The vacuum exhaust valve 154 is configured to urge the ball from the exhaust hole 148 side to the suction hole 152 side by a compression coil spring, and the vacuum release valve 155 is configured to push the ball from the suction hole 152 side by the compression coil spring to the air supply hole 149 side. , And the vacuum exhaust valve 154 and the vacuum release valve 155 are normally closed.
[0107]
Further, on the station 61A side, an exhaust port 156 and an air supply port 157 made of hollow pipes are respectively installed at positions facing the exhaust hole 148 and the air supply hole 149 of the movable table TB3. The exhaust port 156 and the air supply port 157 are respectively a vacuum pump 160 that sucks gas through pipes 158 and 159 made of a flexible synthetic resin or the like, and a pressure pump that generates gas higher than atmospheric pressure. 161. The pipe 158 and the vacuum pump 160 constitute an exhaust mechanism for sucking (exhausting) gas from the exhaust hole 148, and the pipe 159 and the pressurizing pump 161 constitute an air supply mechanism for supplying gas to the air supply hole 149. The operations of the pump 160 and the pressure pump 161 are controlled by the main control system 56.
[0108]
In the present example, an exhaust port 162 and an air supply port 163 formed of hollow pipes are also provided on the focus / leveling plate 16A (the member on which the first movable table TB3 is placed) of the first wafer stage ST1. ing. The exhaust port 162 and the air supply port 163 are connected to a vacuum pump 166 and a pressure pump 167 via flexible pipes 164 and 165, respectively. When the movable table TB3 is moved above the first wafer stage ST1, the exhaust port 162 and the air supply port 163 are disposed at positions facing the exhaust hole 148 and the air supply hole 149 of the movable table TB3, respectively, and the pipe 164 and the vacuum pump An exhaust mechanism for sucking gas from the exhaust hole 148 is configured by the air supply hole 166, and an air supply mechanism for supplying gas to the air supply hole 149 by the pipe 165 and the pressurizing pump 167 is configured. The operations of the vacuum pump 166 and the pressure pump 167 are also controlled by the main control system 56. In this example, the same exhaust mechanism and air supply mechanism are also provided in the second wafer stage ST2 and the second station 61B in FIG. 1, and are the same as the movable table TB3 in FIG. 9 instead of the second movable table TB2 in FIG. The movable table provided with the suction mechanism is used. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0109]
In the present example, as an example, the wafer W1 is attached / detached while the movable table TB3 is on the second wafer stage ST2 in FIG. 1 and before the alignment by the alignment sensor ALG. Then, when the movable table TB3 is transferred at the first station 61A, it is only necessary to hold the wafer W1 by suction. However, for convenience of explanation, the operation will be described on the assumption that the wafer W1 is attached to and detached from the movable table TB3 on the first station 61A in FIG.
[0110]
In FIG. 9, immediately after the wafer W1 is first loaded on the wafer holder 27C, the vacuum pump 160 is operated to open the vacuum exhaust valve 154 while the pressurizing pump 161 is stopped, and the bottom surface of the suction hole 152 is opened. The gas in the vacuum chamber 153 and the pipe 150 is sucked. At this time, suction is performed until the volume of the vacuum chamber 153 is reduced by about several percent, and the inside of the vacuum chamber 153 and the pipe 150 is set to a negative pressure, and the suction operation of the vacuum pump 160 is stopped. This negative pressure is set so that the vacuum release valve 155 does not open. Thus, the wafer W1 is suction-held on the wafer holder 27C.
[0111]
In this state, even if a small amount of external gas flows into the vacuum chamber 153 through the suction hole 152 and the vacuum release valve 155, the vacuum chamber 153 expands to return to the original size. The negative pressure in the chamber 153 is maintained at a substantially constant value. Therefore, the wafer W1 is suction-held on the wafer holder 27C at a substantially constant negative pressure for a period until the alignment, transfer, and exposure are completed, for example. However, when there is a possibility that the negative pressure approaches the atmospheric pressure in the middle, for example, the vacuum pump 160 may be operated periodically to suck the gas in the vacuum chamber 153.
[0112]
On the other hand, when unloading the wafer W1 from the wafer holder 27C, the pressure pump 161 is operated to open the vacuum release valve 155 and supply gas into the vacuum chamber 153 and the pipe 150 on the bottom surface of the suction hole 152. Good. Thus, the wafer W1 can be easily unloaded from the wafer holder 27C. The unloading can be performed, for example, by raising a plurality of pins (not shown) for raising and lowering the wafer through a plurality of through holes provided in an outer peripheral portion of the wafer holder 27C, and raising the wafer W1 from the wafer holder 27C. . When the pressurized pump 161 supplies the pressurized gas to the air supply holes 149, if there is a possibility that the movable table TB3 may float, for example, the station 61A may be used to suck and hold the bottom surface of the movable table TB3. A suction mechanism (not shown) may be provided, and the movable table TB3 may be suction-held by the suction mechanism.
[0113]
Further, even after moving the movable table TB3 onto the first wafer stage ST1, the suction and release of the wafer W1 can be performed using the vacuum pump 166 and the pressure pump 167. As described above, according to the present embodiment, the wafer W1 can be suction-held for a certain period of time without connecting a suction pipe or the like to the movable table TB3, so that the wafer stage ST1 can be held between the wafer stages ST1 and ST2. The movable table TB3 can be moved at high speed, and the throughput can be further increased.
[0114]
In this example, the vacuum chamber 153 is provided to increase the time for holding the wafer by suction. However, if the time for holding the wafer by suction can be reduced to some extent, the vacuum chamber 153 can be omitted. .
In the case of manufacturing a semiconductor device using the projection exposure apparatus of the above embodiment, the semiconductor device includes a step of designing the function and performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on this step, and a step of manufacturing a wafer from a silicon material. It is manufactured through a manufacturing step, a step of exposing a reticle pattern to a wafer by the projection exposure apparatus of the above-described embodiment, a device assembling step (including a dicing step, a bonding step, and a package step), and an inspection step.
[0115]
In addition, the illumination optical system and projection optical system composed of multiple lenses are incorporated into the exposure apparatus main body to perform optical adjustment, and a reticle stage and wafer stage consisting of a large number of mechanical parts are attached to the exposure apparatus main body to perform wiring and piping. The projection exposure apparatus according to the above-described embodiment can be manufactured by connecting and performing overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, and the like). It is desirable that the projection exposure apparatus be manufactured in a clean room in which temperature, cleanliness, and the like are controlled.
[0116]
In addition, the present invention is applicable not only to the case where exposure is performed by a scanning exposure type projection exposure apparatus, but also to the case where exposure is performed by a batch exposure type projection exposure apparatus such as a stepper or a proximity type exposure apparatus. It goes without saying that it can be applied.
In these cases, when a linear motor is used for the wafer stage system or the reticle stage system, the wafer stage or the movable stage may be held by a method such as a magnetic levitation type in addition to an air levitation type using an air bearing.
[0117]
Further, the wafer stage may be of a type that moves along a guide, or may be of a guideless type without a guide.
Further, the reaction force generated at the time of acceleration / deceleration such as when the wafer stage or the reticle stage is moved stepwise or during scanning exposure is, for example, U.S. Pat. No. 5,528,118 or U.S. Pat. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 020,710 (JP-A-8-33022), a frame member may be used to mechanically escape to the floor (ground).
[0118]
The application of the projection exposure apparatus of the above embodiment is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, but may be, for example, a display apparatus such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display. The present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing, an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an imaging device (CCD or the like), a micromachine, a thin-film magnetic head, and a DNA chip. Further, the present invention can be applied to an exposure step (exposure apparatus) when a reticle (photomask or the like) on which a reticle pattern of various devices is formed by using a photolithography step.
[0119]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0120]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the height control mechanism for adjusting the height of the transfer base to the height of the surface on which at least one table of the two stage bodies is supported is provided, the stage body and the table thereon When the table is configured to be separable, the table can be efficiently moved or transported with a simple device configuration.
[0121]
Further, when the height control mechanism can switch the height of the transfer base in a plurality of stages, the height of the transfer base can be easily changed at a high speed by at least one of the two stage bodies. You can adjust to it.
Further, when the table is provided with a suction holding mechanism such as a suction hole, an exhaust hole, an air supply hole, a ventilation hole, for example, after the object is sucked and held by an external exhaust mechanism, the table is held for a certain period of time. The object can be suction-held on the above. Therefore, there is no need to connect a suction pipe or the like to the table, and the table can be moved at a higher speed.
[0122]
Further, in the present invention, when two stage bodies and two tables are used, in the multi-stage technology, each stage is configured so that the stage body and the table holding an object thereon can be separated. In this case, the table can be efficiently moved or transported between different stage bodies.
Further, by using the stage apparatus and the exposure apparatus of the present invention, it is possible to provide a device manufacturing technique capable of achieving both high exposure accuracy and high throughput.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a wafer stage system of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway front view of the projection exposure apparatus of FIG. 1 as viewed in an X direction.
FIG. 3 is a partially cutaway view showing a first wafer stage ST1 of the projection exposure apparatus of FIG. 1 and a driving mechanism thereof.
FIG. 4 is an enlarged view, partially cut away, showing a height adjusting mechanism of a station 61A in FIG. 1;
FIG. 5 is a plan view showing a first wafer stage ST1 and a first movable table TB1 of FIG.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a control system according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining an operation when the movable tables TB1 and TB2 are moved in a cyclic manner in the first embodiment.
FIG. 8 is a partially cutaway view showing a state in which the height of a station 61A is set to be the lowest on a slider 65A in the first embodiment.
FIG. 9 is a partially cutaway view showing a movable table TB3 and a station 61A in the projection exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
R: reticle, PL: projection optical system, W1, W2: wafer, ALG: alignment sensor, 11A: first base, 11B: second base, ST1: first wafer stage, ST2: second wafer stage, TB1, TB3 .. 1st movable table, TB2 2nd movable table, 17A, 18A, 17B, 18B ... stator, 20A, 21A, 20B, 21B ... mover, 23XA, 24XA, 23XB, 24XB ... X-axis fine movement linear motor, 61A 1st station, 61B 2nd station, 62A, 63A, 62B, 63B ... stator, 65A, 65B ... slider, 73 ... stopper, 74 ... leg, 153 ... vacuum chamber, 154 ... vacuum exhaust valve, 155 ... Vacuum release valve

Claims

A stage device for driving an object,
A first stage main body movable on a first guide surface;
A first table that holds the object and is detachably supported by the first stage body;
A second stage body that is movable on a second guide surface that is the same as or different from the first guide surface, and that detachably supports the first table;
A first transfer base for detachably supporting the first table for transferring the first table between the first and second stage bodies;
A first height control mechanism that adjusts the height of the first transport base to the height of a surface of the first stage main body and the second stage main body on which the first table is supported. Characteristic stage device.

The stage apparatus according to claim 1, wherein the first height control mechanism can switch the height of the first transport base in a plurality of stages.

The said 1st height control mechanism has the contact member which contacts the said 1st conveyance base when the height of the said 1st conveyance base is set to the lowest, The Claim 2 characterized by the above-mentioned. The described stage device.

The stage device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first height control mechanism has a plurality of pneumatic, hydraulic, or electromagnetic cylinders.

The first table includes a suction hole on a surface on which the object is placed, and a ventilation hole communicating between an exhaust hole and an air supply hole at a position deviated from the surface on which the object is placed; A first valve disposed between the hole and the exhaust hole to prevent the inflow of gas from the exhaust hole; and a first valve disposed between the suction hole and the air supply hole and disposed between the suction hole and the air supply hole. A second valve for preventing outflow of gas,
An exhaust mechanism for exhausting gas from the exhaust hole,
The stage device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an air supply mechanism for supplying gas to the air supply hole.

The stage device according to claim 5, further comprising a vacuum chamber provided between the suction hole and the exhaust hole of the first table.

First and second stators respectively provided on the first and second stage bodies,
A first delivery stator provided on the first transport base,
In order to move the first table between the first and second stage bodies and the first transport base, the first and second stators and the first delivery stator are cooperably operated with the first table. The stage device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a first movable element provided on the first table.

A second table that holds the object and is detachably supported on the first and second stage bodies alternately with the first table;
A second transport base for detachably supporting the second table for transferring the second table between the first and second stage bodies;
A second height control mechanism that adjusts the height of the second transport base to the height of a surface of the first stage main body and the second stage main body on which the second table is supported. The stage device according to claim 1, wherein:

The stage device according to any one of claims 1 to 8, wherein the first and second guide surfaces are surfaces of first and second base members different from each other.

The first and second tables are each provided with a predetermined reflecting surface,
A first interferometer system that receives light reflected from the reflection surface of the table supported on the first stage main body and measures the position of the table on the first stage main body;
A second interferometer system configured to receive light reflected from the reflection surface of the table supported on the second stage main body and measure a position of the table on the second stage main body. The stage device according to claim 8.

An exposure apparatus for exposing a substrate to form a predetermined pattern on the substrate,
A stage device according to claim 10,
An exposure optical system that exposes the substrate as the object on the first table or the second table supported by the first stage main body;
An exposure apparatus comprising: a mark detection system that detects a mark on the first table or the second table supported by the second stage body.

A device manufacturing method including a lithography step,
A device manufacturing method, comprising: performing exposure using the exposure apparatus according to claim 11 in the lithography step.