JP2005038926A

JP2005038926A - 除振支持装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2005038926A
Application number: JP2003197835A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ishikawa; 光男石川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】ボディの大型化・高重量化に容易に対応できる、あるいは、ボディの平衡状態維持の制御性を向上できる等の利点を有する除振支持装置等を提供する。
【解決手段】露光装置の鏡筒（ボディ）３０は、防振台４１上に搭載されて支持されている。ボディ３０のフランジ部３１の上下と防振台４１の突部４３との間の平面内３箇所には、それぞれ空気バネ５１Ａ、５１Ｂが介装されている。上空気バネ５１Ａ上面の平板５２とボディ３０のフランジ部３１とは、回転節点５５Ａ、５５Ｂを介して連結棒５７で連結されている。このようなボディ３０は、上下の空気バネ５１Ａ、５１Ｂの合力により支持されるので、各空気バネ５１Ａ、５１Ｂの容量を極端に大きくすることなく、ボディ３０を平衡状態に支持できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密機械等のボディを除振支持する装置、及び、そのような装置を備える露光装置に関する。特には、ボディの大型化・高重量化に容易に対応できる、あるいは、ボディの平衡状態維持の制御性を向上できる等の利点を有する除振支持装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３及び図４を参照しつつ、露光装置を例に採って従来の技術を説明する。
まず、図３を参照しつつ、露光装置の典型的な機械構造例について説明する。
図３は、露光装置の機械構造例を模式的に示す図である。（Ａ）は一体型（ウェハステージ・レチクルステージ非分離型）の構造例を示す図であり、（Ｂ）は分離型の構造例を示す図である。
図３（Ａ）に示す露光装置の鏡筒（一体型ボディ）１１は、上部１１Ａ、中間部１１Ｂ、下部１１Ｃが一体成形されているものである。ボディ中間部１１Ｂは、ボディ上部１１Ａやボディ下部１１Ｃよりも外側に張り出している。
【０００３】
この一体型ボディ１１は、基盤１上に立ち上げられた防振台１３上に搭載されて支持されている。一体型ボディ１１のボディ中間部１１Ｂ下面と防振台１３上面との間には、空気バネ等の弾性素子１５が介装されている。この空気バネ１５は、図において２つのみ描かれているが、実際には平面内の３箇所に分散配置されている。各空気バネ１５は、一体型ボディ１１全体を弾性支持して平衡状態を保つ役割を果たす。なお、弾性素子１５は空気バネに限定されない。
【０００４】
ボディ上部１１Ａの上端には、照明光学系鏡筒２１が取り付けられている。この照明光学系鏡筒２１の内部には、エネルギ線源等（図示されず）が配置されている。ボディ上部１１Ａの内部において、照明光学系鏡筒２１の下方には、レチクルステージ装置２３が配置されている。このレチクルステージ装置２３の下方において、ボディ中間部１１Ｂには、投影光学系鏡筒２５が取り付けられている。この投影光学系鏡筒２５の内部には、レンズあるいはミラー等（図示されず）が配置されている。この投影光学系鏡筒２５の下方において、ボディ１１の下部１１Ｃには、ウェハステージ装置２７が配置されている。
【０００５】
一方、図３（Ｂ）に示す露光装置の鏡筒１１′は、上部１１Ａ′、中間部１１Ｂ′、下部１１Ｃ′を備えているが、前述の一体型ボディ１１とは異なり、ボディ上部１１Ａ′とボディ中間部１１Ｂ′とは一体であるが、ボディ下部１１Ｃ′は分離した構成となっている。分離したボディ下部１１Ｃ′は、基盤１上に複数の空気バネ等の弾性素子１６を介して載置されている。その他の防振台１３や空気バネ１５、両鏡筒２１、２５、両ステージ装置２３、２７の構成は、前述の図３（Ａ）と同様である。
【０００６】
次に、図４を参照しつつ、露光装置の除振支持装置について説明する。
図４は、従来の露光装置のボディの除振支持装置を模式的に示す図である。（Ａ）は標準型の図であり、（Ｂ）は大型化・高重量化型の図である。
図４（Ａ）には、標準的な形・重量のボディ１００が描かれている。このボディ１００の内部には、露光装置のステージ装置や光学鏡筒等の精密機械が内蔵されている。ボディ１００の側面には、外側に張り出したフランジ部（ボディ中間部）１０１が形成されている。
【０００７】
このボディ１００は、空気バネ等の弾性素子１０３を介して、防振台１０５に支持されている。防振台１０５は、ボディ１００のフランジ部１０１を支える支持点となる突部１０６を備えている。防振台１０５において、突部１０６の内側には凹部１０７が形成されている。ボディ１００のフランジ部１０１よりも下側は、防振台１０５の凹部１０７内側に配置されている。
【０００８】
なお、図４（Ａ）において、防振台１０５の突部１０６と空気バネ１０３は２つのみ描かれているが、これらは平面内の３箇所に分散配置されている。したがって、ボディ１００は、防振台１０５上に空気バネ１０３を介して３点支持されている。各空気バネ１０３は、ボディ１００を弾性支持して、ボディ１００の平衡状態を保つ役割を果たす。
【０００９】
図４（Ａ）と比較して、ボディが大型化・高重量化されたものが図４（Ｂ）である。この図４（Ｂ）に示すボディ１１０は、本体及びフランジ部１１１の幅が前述のボディ１００よりも大きくなっており、且つ、重量も増えている。この場合は、当然のことながら、ボディ１１０を支持する空気バネ１１３や防振台１１５の荷重負担も大きくなる。
【００１０】
図４（Ｂ）の防振台１１５は、ボディ１１０の大型化に対応して、突部１１６や凹部１１７が幅広に形成されている。さらに、ボディ１１０を弾性支持する空気バネ１１３は、前述の空気バネ１０３に比べて単体有効面積を大きくする、あるいは、内圧を大きくする（一例で５〜６ｋｇｆ／ｃｍ^２増）こと等により、ボディ１１０の大型化・高重量化に対応させている。
【００１１】
【特許文献１】
（関連する自社出願等）
特開平０９−２３６１５０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の露光装置においては、径大ウェハ対応や光学系の大型化に対応するため、ステージ装置や光学系鏡筒等を内蔵するボディの大型化が顕著になっている。つまり、図４（Ａ）の標準的なボディ１００に比べて、図４（Ｂ）の大型化・高重量化されたボディ１１０が増えつつある。これに対し、前述の通り、例えば弾性素子１０３が空気バネであれば、その単体有効面積を大きくしたり、内圧を大きくしたりすること等でのみ、ボディ１１０の大型化・高重量化に対応させようとすると、工場内ユーティリティの対応や制御技術面で、実機への適用が困難であった。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ボディの大型化・高重量化に容易に対応できる、あるいは、ボディの平衡状態維持の制御性を向上できる等の利点を有する除振支持装置を提供することを目的とする。
さらに、そのような装置を備える露光装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の除振支持装置は、除振支持対象物のボディを複数の支持点を介して支持する防振台と、前記各支持点における前記ボディの上下それぞれに配置された除振素子と、を具備し、前記除振素子の合力で前記ボディを支えることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、ボディが上下除振素子（空気バネやアクチュエータ等）の合力により支持される。つまり、従来の２倍の台数の除振素子を装備できる。そのため、各除振素子を極端に大型化することなく、大型化・高重量化されたボディを平衡状態に支持できる。例えば、各除振素子が空気バネの場合は、容量を大きくしたりせずに済むので、各除振素子の応答性の速さも期待できる。
【００１６】
本発明の除振支持装置においては、前記各支持点における上下それぞれの除振素子の力線が同一垂直線上にあるものとすることができる。
この場合、ボディにかかるモーメントを低減できるので、一層正確にボディを平衡支持できる。
【００１７】
本発明の除振支持装置においては、前記除振素子と前記ボディとが回転節点を介して接続されているものとすることができる。
この場合、回転節点によって、除振素子を３組配置した場合のボディの力学的な不静定を低減できる。
【００１８】
本発明の露光装置は、感応基板にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を移動・位置決めするためのステージ装置や光学鏡筒等を支えるボディを備え、該ボディが、前記請求項１〜３いずれか１項記載の除振支持装置に支えられていることを特徴とする。
なお、前記エネルギ線は特に限定されず、光、紫外線、Ｘ線（軟Ｘ線、ＥＵＶ等）、電子線、イオンビーム等である。また、露光の方式は特に限定されず、縮小投影露光や等倍近接転写、描画等であってよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
本実施の形態では、露光装置の鏡筒を例に採って説明する。この除振支持装置は、前述した図３（Ａ）の一体型ボディ１１あるいは図３（Ｂ）の分離型ボディ１１′のいずれにも適用することができるが、以下の説明では、図３（Ａ）の一体型ボディ１１に適用した場合について説明する。また、除振素子は空気バネを例とする。
【００２０】
図１は、本発明に係る除振支持装置を適用した露光装置の鏡筒（ボディ）の機械構造例を模式的に示す図である。除振素子は空気バネを例とする。
図２は、図１の露光装置の除振支持装置を詳細に示す断面拡大図である。
図１及び図２に示す露光装置の鏡筒（ボディ）３０は、図３（Ａ）を用いて前述した一体型ボディと同様の構成を有する。このボディ３０の側面には、外側に張り出したフランジ部（ボディ中間部に相当する）３１が形成されている。ボディ３０は、防振台４１上に搭載されて支持されている。ボディ３０のフランジ部３１の上下と防振台４１の突部４３との間の平面内３箇所には、それぞれ空気バネ５１Ａ、５１Ｂが介装されている。これら上下の空気バネ５１Ａ、５１Ｂは、同一垂直線上に配置されている。
【００２１】
図２に詳細に示すように、防振台４１の突部４３上からは、鉤状のボディ支持部４４が立ち上がっている。このボディ支持部４４は、防振台４１側面に固定されて突部４３上方に延びる鉛直部４５と、この鉛直部４５上端からボディ内側に向けて水平に延びる水平部４７とを有する。防振台４１の突部４３とボディ支持部４４の水平部４７との間のスペースには、ボディ３０のフランジ部３１が配置される。なお、このボディ支持部４４は、防振台４１に固定せずに基盤１（図３参照）上に直接立ち上げてもよい。
【００２２】
ボディ支持部４４の水平部４７の上面には、上空気バネ５１Ａの下端が固定されている。この上空気バネ５１Ａの上端には、平板５２が設けられている。一方、防振台４１の突部４３上面とボディ３０のフランジ部３１下面との間には、下空気バネ５１Ｂが介装されている。ボディ３０のフランジ部３１と、ボディ支持部４４の水平部４７には、同一垂直線上に貫通孔３１ａ、４７ａがそれぞれ形成されている。これらの貫通孔３１ａ、４７ａ内には、連結棒５７が挿通されている。
【００２３】
この連結棒５７の上下端部には、例えばボールジョイントのような回転節点５５Ａ、５５Ｂが設けられている。連結棒５７上端側の回転節点５５Ａは、上空気バネ５１Ａ内を通って平板５２に接続されている。一方、連結棒５７下端側の回転節点５５Ｂは、ボディ３０のフランジ部３１下面側に接続されている。連結棒５７により、上空気バネ５１Ａ上面の平板５２とボディ３０のフランジ部３１とが回転節点５５Ａ、５５Ｂを介して連結される。
【００２４】
上下の空気バネ５１Ａ、５１Ｂには、空気供給管の分岐管５９Ａ、５９Ｂがそれぞれ接続されている。各分岐管５９Ａ、５９Ｂの先側（上流側）は１本化されて空気源６１に繋がっており、中途にはサーボ弁６０が組み込まれている。このサーボ弁６０は、図示せぬ制御装置に接続されており、空気源６１から平面内３箇所の各空気バネ５１Ａ、５１Ｂに供給される空気量をコントロールする。なお、各空気バネ５１Ａ、５１Ｂへの空気圧供給系統は、独立でも共通でもよい。
【００２５】
このような除振支持装置によれば、ボディ３０が上下の空気バネ５１Ａ、５１Ｂの合力により支持されるので、各空気バネ５１Ａ、５１Ｂの容量を極端に大きくすることなく、ボディ３０を平衡状態に支持できる。また、各空気バネ５１Ａ、５１Ｂの容量を大きくせずに済むため、空気圧供給に対する応答性の速さも期待できる。
【００２６】
さらに、上空気バネ５１Ａ上面の平板５２とボディ３０のフランジ部３１とは回転節点５５Ａ、５５Ｂを介して連結されており、上下空気バネ５１Ａ、５１Ｂが同一力線上に配置されているので、ボディ３０にかかるモーメントを低減できる。また、空気バネ５１Ａ、５１Ｂを平面内に３組配置することに伴う、ボディ３０の力学的な不静定も低減できる。
【００２７】
なお、本実施の形態に係る露光装置に付随する他の構成要素、例えば、ボディの除振のためのアクチュエータや、ボディの変位を検出する変位センサ等は、本出願人と同一出願人による特開平１１−１５００６２号公報の図１に開示されているものと同様のものを用いることができる。また、本実施の形態に係る除振方式は、アクティブ方式であってもパッシブ方式であってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボディの大型化・高重量化に容易に対応できる、あるいは、ボディの平衡状態維持の制御性を向上できる等の利点を有する除振支持装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除振支持装置を適用した露光装置の鏡筒（ボディ）の機械構造例を模式的に示す図である。
【図２】図１の露光装置の除振支持装置を詳細に示す断面拡大図である。
【図３】露光装置の機械構造例を模式的に示す図である。（Ａ）は一体型（ウェハステージ・レチクルステージ非分離型）の構造例を示す図であり、（Ｂ）は分離型の構造例を示す図である。
【図４】従来の露光装置のボディの除振支持装置を模式的に示す図である。（Ａ）は標準型の図であり、（Ｂ）は大型化・高重量化型の図である。
【符号の説明】
３０露光装置の鏡筒（ボディ）３１フランジ部
４１防振台４３突部
４４ボディ支持部
４５鉛直部４７水平部
５１Ａ、５１Ｂ空気バネ（除振素子）５２平板
５５Ａ、５５Ｂ回転節点５７連結棒
５９Ａ、５９Ｂ分岐管
６０サーボ弁６１空気源

Claims

除振支持対象物のボディを複数の支持点を介して支持する防振台と、
前記各支持点における前記ボディの上下それぞれに配置された除振素子と、
を具備し、
前記除振素子の合力で前記ボディを支えることを特徴とする除振支持装置。
前記各支持点における上下それぞれの除振素子の力線が同一垂直線上にあることを特徴とする請求項１記載の除振支持装置。
前記除振素子と前記ボディとが回転節点を介して接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の除振支持装置。
感応基板にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を移動・位置決めするためのステージ装置や光学鏡筒等を支えるボディを備え、
該ボディが、前記請求項１〜３いずれか１項記載の除振支持装置に支えられていることを特徴とする露光装置。