JP2005079373A - ステージ装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度の走査・位置決めを行うことのできるステージ装置等を提供する。
【解決手段】 本発明では、レチクルステージ本体１３７、ウェハステージ本体１６７の移動に伴う偏荷重や振動、ねじり等により生じる、ステージガイドベース１４１、１７１の変形（全体の平面度や全体の傾き、ガイド機構の傾き等）を、各座支持機構１３１（センサ一体型ピエゾアクチュエータ１４３）等で修正できる。そのため、ステージ支持面・ガイド支持面の要求精度を確保でき、ステージ本体１３７、１６７の走査性の悪化等を回避できる。これにより、露光精度の低下を抑制でき、高スループット化を実現できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ウェハ（感応基板）やレチクル・マスク（パターン原版）等を移動・位置決めするステージ装置、並びに、それを有する露光装置に関する。

最初に、図８を参照しつつ、真空下で露光を行う電子線露光装置全体の構成例と結像関係の概要について説明する。
図８は、分割転写方式の電子線露光装置の構成を模式的に示す図である。
光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には、コンデンサレンズ２及び照明レンズ３が備えられており、電子線は、これらのレンズ２、３を通って、レチクル１０を照明する。

これらのレンズ２、３を主な構成要素とする照明光学系中には、図示されていないが、照明ビーム成形開口やブランキング偏向器、ブランキング開口、照明ビーム偏向器等が配置されている。照明光学系において成形された照明ビームＩＢは、レチクル１０上で順次走査され、照明光学系の視野内にあるレチクル１０の各サブフィールドの照明を行う。

レチクル１０は多数のサブフィールドを有し、移動可能なレチクルステージ１１に載置されている。レチクルステージ１１を光軸垂直面内で移動させることにより、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるレチクル上の各サブフィールドを照明する。

レチクル１０の下方には第１投影レンズ１５、第２投影レンズ１９、及び、収差補正や像位置調整に用いられる偏向器１６（１６−１〜１６−６）が設けられている。レチクル１０の一つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ（感応基板）２３上の所定の位置に結像される。ウェハ２３上には適当なレジストが塗布されており、レジスト上に電子線のドーズが与えられ、レチクル１０上のパターンが縮小（一例で１／４）されてウェハ２３上に転写される。

レチクル１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、同クロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられている。同開口１８は、レチクル１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に達しないように遮断する。

ウェハ２３は、静電チャックを介してＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。レチクルステージ１１とウェハステージ２４とを互いに逆方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるデバイスパターンの各部を順次露光することができる。

次に、図８の電子線露光装置全体の機械的構成例について説明する。
図９は、電子線露光装置全体の機械的構成例を示す図である。
図９に示す露光装置５０は、ボディ５３を備えている。このボディ５３は、防振台（エアマウント等）５１を介して、床面５２上に固定されている。この例のボディ５３は門型の構造体であって、両側に立ち上がった柱部５３ｂと、これら柱部５３ｂ上に架設された梁部５３ａとからなる。梁部５３ａの下面側には、ボックス状のウェハチャンバ５５が接続されている。このウェハチャンバ５５は、防振台５８（エアマウント等）を介して、床面５２上に固定されている。ウェハチャンバ５５には、内部を真空引きするための真空ポンプ５５Ｐが付設されている。

ウェハチャンバ５５の底面５５ａ上には、図示せぬ３点以上の脚部（支持点）を介して、ウェハステージ装置５６のステージベース７０が支持されている。ウェハステージ装置５６のステージベース７０上には、ガイド７１が固定されている（図９中には簡単のために１軸分のみを示す）。このガイド７１は、ウェハを載置して移動・位置決めを行うウェハステージ（移動子）５７の運動を案内している。このウェハステージ５７の両側面には、リニアモータ７３が取り付けられている。このリニアモータ７３は、ウェハステージ５７側面に固定された移動子７３Ａと、ステージベース７０上に固定された固定子７３Ｂとが組み合わされてなる。ウェハステージ５７は、リニアモータ７３の駆動に伴い、ガイド７１の軸方向にスライドする。

ウェハステージ５７の下面（ステージベース７０上面と対向する面）には、複数のエアパッド７５が設けられている。これらのエアパッド７５は、多孔オリフィス材からなる。ウェハステージ５７下面の中央において、エアパッド７５の間には吸引口７７が設けられている。図示せぬ給気系統からエアパッド７５にエアが供給されると、多孔オリフィス部分からエアが噴出される。このエアにより、ウェハステージ５７がステージベース７０に対して非接触支持される。このとき噴出されたエアは、吸引口７７から図示せぬ排気系統を介して大気に放出される。このような仕組みにより、ウェハステージ５７は、ステージベース７０上で高剛性で案内される。

ボディ５３の梁部５３ａ上面には、大きなボックス状のレチクルチャンバ６３が固定されている。このレチクルチャンバ６３には、内部を真空引きするための真空ポンプ６３Ｐが付設されている。レチクルチャンバ６３の上部中央には、照明光学系鏡筒６４が固定されている。レチクルチャンバ６３内部において、照明光学系鏡筒６４の下方にはレチクルステージ装置６１が配置されている。このレチクルステージ装置６１は、レチクルを載置して移動・位置決めを行うレチクルステージ６２を備えている。

レチクルステージ装置６１は、図示せぬ３点以上の脚部（支持点）を介して、固定台６０上に支持されている。この固定台６０の上部中央には、電子を通過させるための開口６０ａが形成されている。固定台６０の下方において、ボディ５３の梁部５３ａの中央には、投影光学系鏡筒５８が設置されている。この投影光学系鏡筒５８の下方には、前述のウェハステージ装置５６が配置されている。

図９の電子線露光装置において、ステージ装置５６、６１が移動すると、ステージベース７０や固定台６０の各脚部（支持点）が受ける力（ステージ重力による力）に偏りが生じることがある。すると、ステージベース７０や固定台６０の支持面の平坦度（全体の平面度や全体の傾き、ガイド７１相互間の傾き等）が充分確保できず、要求精度を越えてしまうおそれがある。そして、ステージベース７０あるいは固定台６０支持面の平坦度の要求精度を満足できない場合は、ステージ装置５６、６１全体が変形し、走査性が悪化するおそれがある。このように、ステージの走査性が悪化すると、露光精度の低下を招き、スループットも低下する。

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、高精度の走査・位置決めを行うことのできるステージ装置を提供することを目的とする。また、そのようなステージ装置を有する露光装置を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため、本発明の第１のステージ装置は、移動・位置決めされるステージと、 該ステージを駆動する駆動機構と、 前記ステージを案内するガイド機構が搭載されたステージベースと、 前記ステージを重力方向に非接触支持する非接触支持機構と、を含むステージ装置であって、 前記ステージベースの変形又は／及び前記非接触支持機構の変形を検出するセンサ、及び、該センサの検出に基づき前記ステージベースの変形を修正するアクチュエータを具備することを特徴とする。

このステージ装置は、駆動機構によりステージが移動する際に、重力方向に生じる力の偏り等に伴うステージベースの変形を、センサで検出してアクチュエータで修正することができる。そのため、ステージベース支持面の平坦度（全体の平面度や全体の傾き、ガイド機構の傾き等）の要求精度を確保できる。したがって、ステージの走査性の悪化等を回避できる。

本発明の第２のステージ装置は、移動・位置決めされるステージと、 該ステージを駆動する駆動機構と、 前記ステージを案内するガイド機構が搭載されたステージベースと、 該ステージベース上で前記ステージを重力方向に非接触支持する非接触支持機構と、 前記ステージベースを支持する支持構造体と、 該支持構造体と前記ステージベース間に設けられた座支持機構と、を含むステージ装置であって、 前記座支持機構に、前記ステージベースの変形又は／及び前記非接触支持機構の変形を検出するセンサ、及び、該センサの検出に基づき前記ステージベースの変形を修正するアクチュエータが設けられていることを特徴とする。

本発明の第３のステージ装置は、移動・位置決めされるステージと、 該ステージを駆動する駆動機構と、 前記ステージを支持する支持構造体と、 該支持構造体上で前記ステージを重力方向に非接触支持する非接触支持機構と、 該非接触支持機構と前記支持構造体間に設けられた座支持機構と、を含むステージ装置であって、 前記座支持機構に、前記支持構造体の変形又は／及び前記非接触支持機構の変形を検出するセンサ、及び、該センサの検出に基づき前記支持構造体の変形を修正するアクチュエータが設けられていることを特徴とする。

これらのステージ装置も、前述の第１のステージ装置と同様に、ステージベースあるいは支持構造体の変形を、センサで検出してアクチュエータで修正することができる。そのため、ステージベースあるいは支持構造体支持面の平坦度の要求精度を確保でき、ステージの走査性の悪化等を回避できる。

本発明のステージ装置においては、前記センサが前記ステージを前記駆動機構で駆動する際の偏荷重に伴う変形を検出し、この変形を前記アクチュエータで修正することができる。
また、前記センサが前記ステージを前記駆動機構で駆動する際の振動を検出し、この振動に伴う変形を前記アクチュエータで修正することができる。
さらに、前記センサが前記ステージを前記駆動機構で駆動する際のねじれ変形を検出し、このねじれ変形を前記アクチュエータで修正することができる。
本発明のこれらの態様によれば、偏荷重や振動、ねじれ等の変形を、センサで検出してアクチュエータで修正する。そのため、ステージベースあるいは支持構造体支持面の様々な変形にも対応することができ、平坦度の要求精度も確保を広汎に実現することができる。

本発明のステージ装置においては、ピエゾ歪センサ、変位センサ又は力センサからなり、 前記アクチュエータが、電磁アクチュエータ、磁気シールド式電磁アクチュエータ又はピエゾアクチュエータからなるものとすることができる。
ピエゾアクチュエータとしては、積層・環状素子やバイモルフ等を複合的に使用することができる。あるいは、センサ一体型のピエゾアクチュエータを用いると、ステージベースあるいは支持構造体の変形をセンサで検出し、この検出結果をピエゾアクチュエータにフィードバックあるいはフィードフォワードして変形を修正することができる。
電磁的アクチュエータが磁気シールド式である場合は、アクチュエータから生じる磁気を遮蔽できるので、本ステージ装置を例えば電子ビーム露光装置のステージ装置として用いる場合に適している。

本発明のステージ装置においては、前記座支持機構が、３点以上の支持点に分散して配置されており、 前記センサが、前記３点以上の支持点の相対的な位置及び／又は傾きを検出し、 前記駆動機構が、前記センサの検出結果に基づき、前記ステージの位置精度を調整することができる。
この場合、３点以上の支持点の相対的な位置・傾きを検出して修正することで、特に、ステージベースあるいは支持構造体のねじれ変形を修正し易くなる利点がある。

本発明のステージ装置においては、前記３つの支持点の位置及び／又は傾きと、前記ステージの位置及び／又は傾きとの相関関係を、実測あるいはシミュレーション等により予め求めておき、この相関関係に基づき、前記駆動機構が前記ステージ位置を調整することができる。
この場合、予め各支持点の変形量を求めておき、この変形量と実際のステージの位置や傾きとの相関関係を用いて予見制御を行うことが可能となる。こうすることにより、駆動機構をより有効に活用することができる。

本発明のステージ装置においては、前記センサが、前記ガイド機構のガイド面の隙間を検出する隙間センサからなり、 前記駆動機構が、該隙間センサの検出結果に基づき、前記ステージの位置精度を調整することができる。
また、本発明のステージ装置においては、前記ガイド機構が、気体軸受けを有するエアガイド機構を有し、 前記センサが、前記気体軸受けの固定子と移動子の間の隙間を検知する隙間センサからなり、 前記駆動機構が、該隙間センサの検出結果に基づき、前記ステージの位置精度を調整することができる。
これらの場合、隙間センサの検知信号に基づき駆動機構をフィードバック又はフィードフォワード制御して、ステージ支持面の平面度を調整することができる。

本発明のステージ装置においては、前記アクチュエータが、前記ステージベース又は前記支持構造体の剛性変形に影響するキーとなる部位に設置されているものとすることができる。
この場合、キーとなる部位の剛性を補強して、ステージベースや支持構造体、ガイド機構の支持面の平面度や傾き等を調整できる。

本発明の露光装置は、感応基板上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、 前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするステージ装置を備え、 該ステージ装置が、前記請求項１〜１２いずれか１項記載のステージ装置からなることを特徴とする。
この露光装置は、ステージを支持するステージベースや支持構造体の変形を抑制できるので、ステージの走査性の悪化等を回避できる。したがって、露光精度の低下を抑制でき、高スループット化を実現できる。
なお、前記エネルギ線の種類は、電子線に限られるものではなく、紫外光、ＥＵＶ光、イオンビーム等であってもよい。また、露光の方式も特に限定されず、縮小投影露光や等倍近接転写であってよい。

本発明によれば、高精度の走査・位置決めを行うことのできるステージ装置、及び、それを有する露光装置を提供できる。

発明を実施するための形態

以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。
図２（Ａ）は同露光装置のレチクルステージの構成を詳細に示す断面図であり、図２（Ｂ）、（Ｃ）は座支持機構（センサ・アクチュエータ）の模式的構成例を示す図である。
図３は、同露光装置のウェハステージの構成を詳細に示す断面図である。

図１に示す露光装置１０１は、第１コラム（支持構造体）１０３を備えている。この第１コラム１０３は、フレームキャスター１０５上に防振台１０７を介して設置されている。防振台１０７は、防振機能を備えたエアマウント等である。フレームキャスター１０５上には、リブ１０６が立ち上げられている。このリブ１０６上端は、第１コラム１０３側面を支えている。第１コラム１０３上には、門型の第２コラム（支持構造体）１０４が設けられている。この第２コラム１０４の図中右上には、照明光学系ユニット（電子照明ユニット）１１３が設けられている。この照明光学系ユニット１１３内には、電子銃やコンデンサレンズ、偏向器等（前述した図８参照）が配置されている。

第１コラム１０３の中央には、上下に貫通するように第１支持構造体１２１が設けられている。この第１支持構造体１２１は、上端にフランジ部１２１ａを備える筒状体である。第１コラム１０３上面と第１支持構造体１２１のフランジ部１２１ａ下面との間には、スペーサ１２６が介装されている。第１支持構造体１２１内には、投影光学系鏡筒（電子投影鏡筒）１１１が配置されている。この投影光学系鏡筒１１１は、中央側面にフランジ部１１１ａを有し、このフランジ部１１１ａよりも下端側が第１支持構造体１２１内に挿入されている。第１支持構造体１２１のフランジ部１２１ａ上面と、投影光学系鏡筒１１１のフランジ部１１１ａ下面との間には、スペーサ１２９が介装されている。投影光学系鏡筒１１１内には、投影レンズや偏向器等（前述した図８参照）が配置されている。

第２コラム１０４の内側において、第１支持構造体１２１のフランジ部１２１ａ上には、門型の第２支持構造体１２７が設けられている。この第２支持構造体１２７は、投影光学系鏡筒１１１の上端側を囲っている。この第２支持構造体１２７の上面（ステージベース）１２８上には、レチクルステージ装置１３０が配置されている。この例では、ステージベース１２８が、レチクル定盤を兼ねている。

図２に詳細に示すように、レチクルステージ装置１３０は、ステージベース１２８に設けられたガイド機構１３１を備えている。ガイド機構１３１は、両端上部にＹリニアモータ（ステージ駆動機構）１３３を備えている。このＹリニアモータ１３３は、ステージベース１２８に固定された断面コ字状の固定子１３３Ｂと、この固定子１３３Ｂの溝内にスライド可能に組み付けられた移動子１３３Ａからなる。Ｙリニアモータ１３３の固定子１３３Ｂの溝内には、エアガイド（非接触支持機構）１３４が設けられている。
なお、Ｙリニアモータ（ステージ駆動機構）は、後述する図６と同様の形態のものであってもよい。

Ｙリニアモータ１３３の両移動子１３３Ａ間には、Ｙ移動軸１３５が架設されている。このＹ移動軸１３５には、レチクルステージ本体１３７がＸ方向にスライド可能に外嵌している。このレチクルステージ本体１３７上にレチクル（パターン原版）が載置される。レチクルステージ本体１３７の下面側には、エアガイド（非接触支持機構）１３８を介して、ステージガイドベース１４１が配置されている。このステージガイドベース１４１は、３点に分散配置された座支持機構１４３（図２では２つのみを示す）を介して、ステージベース１２８上に配置されている。なお、エアガイド１３４、１３８により、レチクルステージ本体１３７は重力方向（Ｚ方向）に非接触支持される。これらエアガイド１３４、１３８により、ステージガイドベース１４１上面（ステージ支持面）に対するレチクルステージ本体１３７及びガイド機構１３１の傾き（ギャップ）が修正される。

図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、各座支持機構１４３は、ステージガイドベース１４１の変形（レチクルステージ本体１３７の移動により生じる偏荷重に伴う変形等）を検出するセンサ１４３ａ、及び、このセンサ１４３ａの検出に基づきステージガイドベース１４１の変形を修正するアクチュエータ１４３ｂの組からなる。センサ１４３ａとアクチュエータ１４３ｂは、図２（Ｂ）のように上下に重ねて組み合わせることもできるし、図２（Ｃ）のように縦に並べて組み合わせることもできる。

このようなセンサ１４３ａとしては、ピエゾ歪センサ、変位センサ又は力センサを用いることができ、アクチュエータ１４３ｂとしては、電磁アクチュエータ、磁気シールド式電磁アクチュエータ又はピエゾアクチュエータ（積層・環状素子やバイモルフ等）を用いることができる。本実施の形態では、各座支持機構１４３は、センサ一体型のピエゾアクチュエータを用いるものとする。センサ一体型ピエゾアクチュエータを用いることで、ステージガイドベース１４１の変形をセンサで検出し、この検出結果をピエゾアクチュエータにフィードバックあるいはフィードフォワードして変形を修正することができる。

座支持機構１４３と同様のセンサ一体型ピエゾアクチュエータは、ステージガイドベース１４１の上下面（符号１４５、１４６）、ステージベース１２８の上面側中央部（符号１４７）にも設けられている。センサ一体型ピエゾアクチュエータ１４５、１４６は、ステージガイドベース１４１の上下面それぞれの変形を修正し、レチクルステージ本体１３７の支持面（ステージ支持面）の平坦度調整を補助する。一方、センサ一体型ピエゾアクチュエータ１４７は、ステージベース１２８の変形を修正し、ステージガイドベース１４１の支持面（ガイド支持面）の平坦度調整を補助する。

図１に戻って、第１コラム１０３の下面には、下方に垂下する支柱１５１が取り付けられている。これら支柱１５１の下端には、ステージベース（ウェハ定盤）１５５が取り付けられている。ステージベース１５５は、フレームキャスター１０５中央部上面側の凹部１０５ａ内側に収容されている。ステージベース１５５の上面側中央には、ウェハステージ装置１６０が搭載されている。各支柱１５１上端と第１コラム１０３間、ならびに、各支柱１５１下端とステージベース１５５間には、それぞれ座支持機構１５７、１５８が設けられている。各座支持機構１５７、１５８は、前述と同様に、センサ一体型ピエゾアクチュエータからなる。これら座支持機構１５７、１５８は、第１コラム１０３に対するステージベース１５５支持面（上面）の平坦度を調整する役割を果たす。

図３に詳細に示すように、ウェハステージ装置１６０は、ステージベース１５５に設けられたガイド機構１６１を備えている。このガイド機構１６１は、前述のレチクルステージ装置１３０のガイド機構１３１と同様であって、移動子１６３Ａ及び固定子１６３ＢからなるＹリニアモータ（ステージ駆動機構）１６３を備えている。このＹリニアモータ１６３の固定子１６３Ｂの溝内にも、エアガイド（非接触支持機構）１６４が設けられている。

Ｙリニアモータ１６３の両移動子１６３Ａ間には、Ｙ移動軸１６５が架設されている。このＹ移動軸１６５には、ウェハステージ本体１６７がＸ方向にスライド可能に外嵌している。ウェハステージ本体１６７上面は、第１支持構造体１２１内の投影光学系鏡筒１１１下端直下に位置している。このウェハステージ本体１６７上にウェハ（感応基板）が載置される。

ウェハステージ本体１６７の下面側には、エアガイド（非接触支持機構）１６８を介して、ステージガイドベース１７１が配置されている。このステージガイドベース１７１は、３点に分散配置された座支持機構１７３（図３では２つのみを示す）を介して、ステージベース１５５上に配置されている。各座支持機構１７３は、前述と同様にセンサ一体型ピエゾアクチュエータからなり、ステージガイドベース１７１の変形（ウェハステージ本体１６７の移動により生じる偏荷重に伴う変形等）を検出して修正する。なお、エアガイド１６４、１６８により、ウェハステージ本体１６７は重力方向（Ｚ方向）に非接触支持される。これらエアガイド１６４、１６８により、ステージガイドベース１７１上面（ステージ支持面）に対するウェハステージ本体１６７及びガイド機構１６１の傾き（ギャップ）が修正される。

座支持機構１４３と同様のセンサ一体型ピエゾアクチュエータは、ガイド機構１６１下端とステージベース１５５間（符号１７４）、ステージベース１５５上面側中央部（符号１７７）にも設けられている。センサ一体型ピエゾアクチュエータ１７４は、ガイド機構１６１の傾きを修正し、ウェハステージ本体１６７の傾き調整を補助する。一方、センサ一体型ピエゾアクチュエータ１７７は、ステージベース１５５の変形を修正し、ステージガイドベース１７１の支持面（ガイド支持面）の平坦度調整を補助する。

本発明に係る露光装置１０１は、レチクルステージ本体１３７、ウェハステージ本体１６７の移動に伴う偏荷重や振動、ねじり等により生じる、ステージガイドベース１４１、１７１の変形やステージベース１５５の変形（全体の平面度や全体の傾き、ガイド機構の傾き等）を、各座支持機構（センサ一体型ピエゾアクチュエータ）で修正できる。そのため、ステージ支持面・ガイド支持面の要求精度を確保でき、ステージ本体１３７、１６７の走査性の悪化等を回避できる。これにより、露光精度の低下を抑制でき、高スループット化を実現できる。

以下、本発明に係る他の実施の形態について述べる。
図４は、図１の露光装置において、ステージガイドベースを３点支持する座支持機構周囲のセンサユニットの配置例を示す模式的平面図である。
この例においては、図４中仮想線で示すように、各座支持機構１４３（１７３）ごとの変位や傾きを検出する一対のセンサ２３１Ｃ・２３１Ｃ´、２３２Ｃ・２３２Ｃ´、２３３Ｃ・２３３Ｃ´が設けられている。これらにより、ステージベース１２８（あるいは１５５）又はステージガイドベース１４１における、各座支持機構１４３（１７３）ごとの変位や傾きを検出でき、さらに各支持点（例えば図４の符号１７４等）における相対的な変位や傾きをも検出できる。

センサ２３１Ａ、２３１Ａ´は光線軌道Ｌ１上でセンサ２３２Ｂ、２３２Ｂ´に対応しており、センサ２３２Ａ、２３２Ａ´は光線軌道Ｌ２上でセンサ２３３Ｂ、２３３Ｂ´に対応しており、センサ２３３Ａ、２３３Ａ´は光線軌道Ｌ３上でセンサ２３１Ｂ、２３１Ｂ´に対応している。これら各一対のセンサにより、ステージベース１２８（あるいは１５５）又はステージガイドベース１４１における、各座支持機構１４３（１７３）ごとの変位や傾きを検出できる。

さらに、隣り合うセンサの光線軌道上でのずれを検出することにより、３点の各支持点の相対的な変位や傾きを検出することもできる。そして、この検出結果に基づき、各センサに対応する座支持機構１４３（１７３）を作動させて、変位や傾きを調整する。この際、各支持点の位置及び／又は傾きと、ステージベース１２８（あるいは１５５）又はステージガイドベース１４１の位置及び／又は傾きとの相関関係を、実測あるいはシミュレーション等により予め求めておき、この相関関係に基づき、座支持機構１４３（１７３）の予見制御を行うことも可能である。こうすることにより、座支持機構１４３（１７３）をより有効に活用することができる。

なお、センサの配置は、図４に示す例に限らない。センサは、場合によっては少なくとも１つ設置すればよく、必ずしも全ての座支持機構１４３（１７３）に対応して設置する必要はない。例えば、ステージベース１２８（あるいは１５５）又はステージガイドベース１４１の剛性分布や座支持機構１４３（１７３）の荷重分布等を測定し、変位や傾きが問題とならない箇所がある場合には設置しなくてもよい。図４のようなセンサ配置は、ステージベース１２８（あるいは１５５）又はステージガイドベース１４１のねじり変形を調整し易い利点がある。

図５は、本実施の形態の露光装置にかかるガイド機構（ガイドバー及びスライダ）の一例を示す断面図である。
図６は、本実施の形態の露光装置に係る露光装置において、ステージガイドベースを４点支持する座支持機構とその周囲のガイド機構の配置例を示す模式的平面図である。
図７は、本実施の形態の露光装置に係る露光装置において、ステージガイドベースを４点支持する座支持機構周囲のセンサユニットの配置例を示す模式的平面図である。

図６には、いわゆる十字型のガイド機構を備えるステージ装置のステージベース３０１が示されている。この例において、ステージベース３０１は、前述のステージガイドベース１４１（１７１）に相当する。ステージベース３０１は、下面側四隅の脚部（支持点）３０１ａで４点支持される。これら脚部３０１ａには、前述の各実施の形態で述べたような座支持機構（センサ＋アクチュエータ）が設けられている。ステージベース３０１上には、Ｘ方向に延びる一対のＸ軸ガイド３１１Ａ、３１１Ｂ（図６中左右のガイド）と、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸ガイド３１３Ａ、３１３Ｂ（図６中上下のガイド）とが設けられている。これらのガイドの間に、十字型に交差する移動ガイド（図示されず）が互いにスライド可能に設けられる。

各ガイド３１１Ａ・３１１Ｂ、３１３Ａ・３１３Ｂは、図５に示すように、ガイドバー３２１にスライダ３２３が外嵌している。スライダ３２３の内面４面（上下及び左右側面）には、エアパッド３２５がそれぞれ設けられており、ガイドバー３２１外面の間に隙間ｔを確保しつつ非接触に外嵌している。スライダ３２３は、内側４面を拘束されつつ、ガイドバー３２１に沿ってスライドする。
なお、十字型のガイド機構のより詳細な説明は、例えば特開２００２−９３６８６号公報に述べられている。

図５及び図６に示すように、各ガイドのうちの少なくとも１つ（図６の例では左側のＸガイド３１１Ａ）には、スライダ３２３内上面に４個の傾きセンサ３３１が設置されている。これらセンサ３３１は、ガイドバー３２１の傾きを検出するセンサである。さらに、このスライダ３２３の内側面にも、４個のセンサ３３３が設置されている。これらセンサ３３３は、ガイドバー３２１とスライダ３２３間の隙間ｔを検出するセンサである。ステージベース３０１に変形や傾きが生じて要求精度を満たさない場合は、ガイド機構の真直度が悪化して無理な力が加わり、ガイドバー３２１とスライダ３２３の隙間ｔが不均一になる。センサ３３３による隙間ｔの検出結果が均一ならば、ガイドの組み付け状態は良好であると判定できる。

さらに、図７に示すように、ステージベース３０１上にはセンサ付きのバイモルフ等のアクチュエータユニット３４１ａ〜３４１ｈが設置されている。内側の４個のアクチュエータユニット３４１ａ〜３４１ｄは、対向する脚部３０１ａを結ぶ対角線上に２個ずつ設置されている。このように対角線上に配置することで、ステージベース３０１のねじり変形が的確に検出できる。一方、外側の４個のアクチュエータユニット３４１ｅ〜３４１ｈは、隣り合う脚部３０１ａを結ぶ線上のほぼ中央に１個ずつ設置されている。

これらのセンサ３３１、３３３によりガイドバー３２１の傾きやガイドバー３２１−スライダ３２３間の隙間ｔの変化を検出できる。さらに、アクチュエータユニット３４１ａ〜３４１ｈのセンサにより、ステージベース３０１の傾きやねじりを検出できる。そして、各センサの検出結果に基づいて脚部３０１ａの調整機構を調整したり、さらに前述の各実施の形態で述べた露光装置内の座支持機構（センサ＋アクチュエータ）を組み合わせて調整したりすることにより、ガイド機構の傾きやステージベース３０１全体の傾きを調整できる。

なお、図５〜図６における各センサやアクチュエータユニットの個数・配置箇所等は一例である。例えば、ガイドに設置されるセンサ３３１、３３３は、ステージベース上の全てのガイドに設置してもよいし、あるいは、１つのガイドに設置される個数を少なくしたり、配置位置を変えたりすることもできる。図５に示す例と図６に示す例は、それぞれ個別に用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。

さらに、本明細書中で述べた事項・例は、各種ステージ装置や露光装置に応じて選択的に組み合わせて使用することができる。これらを適切に組み合わせて使用することで、変形や傾きの調整自由度・測定可能範囲を一層向上することができる。

本発明の第１実施の形態に係る露光装置の構造を示す断面図である。 図２（Ａ）は同露光装置のレチクルステージの構成を詳細に示す断面図であり、図２（Ｂ）、（Ｃ）は座支持機構（センサ・アクチュエータ）の模式的構成例を示す図である。 同露光装置のウェハステージの構成を詳細に示す断面図である。 図１の露光装置において、ステージガイドベースを３点支持する座支持機構周囲のセンサユニットの配置例を示す模式的平面図である。 本実施の形態の露光装置にかかるガイド機構（ガイドバー及びスライダ）の一例を示す断面図である。 本実施の形態の露光装置に係る露光装置において、ステージガイドベースを４点支持する座支持機構とその周囲のガイド機構の配置例を示す模式的平面図である。 本実施の形態の露光装置に係る露光装置において、ステージガイドベースを４点支持する座支持機構周囲のセンサユニットの配置例を示す模式的平面図である。 分割転写方式の電子線露光装置の構成を模式的に示す図である。 電子線露光装置全体の機械的構成例を示す図である。

符号の説明

１０１ 露光装置
１０３ 第１コラム（支持構造体） １０４ 第２コラム（支持構造体）
１０５ フレームキャスター １０７ 防振台
１１１ 投影光学系鏡筒 １１３ 照明光学系ユニット
１２１ 第１支持構造体 １２７ 第２支持構造体
１２８ ステージベース（第２支持構造体上面）
１３０ レチクルステージ装置
１３１、１６１ ガイド機構
１３３、１６３ Ｙリニアモータ（ステージ駆動機構）
１３４、１３８、１６４、１６８ エアガイド（非接触支持機構）
１３５、１６５ Ｙ移動軸 １３７ レチクルステージ本体
１４１、１７１ ステージガイドベース
１４３、１５７、１５８、１７３ 座支持機構
１４３ａ センサ １４３ｂ アクチュエータ
１４５、１４６、１４７、１７４、１７７ センサ一体型ピエゾアクチュエータ
１５１ 支柱 １５５ ステージベース（ウェハ定盤）
１６０ ウェハステージ装置 １６７ ウェハステージ本体
２３１、３３１、３３３ センサ
３０１ ステージベース ３０１ａ 脚部（支持点）
３４１ａ〜３４１ｈ アクチュエータユニット

Claims (13)

1. 移動・位置決めされるステージと、
   該ステージを駆動する駆動機構と、
   前記ステージを案内するガイド機構が搭載されたステージベースと、
   前記ステージを重力方向に非接触支持する非接触支持機構と、
   を含むステージ装置であって、
   前記ステージベースの変形又は／及び前記非接触支持機構の変形を検出するセンサ、及び、該センサの検出に基づき前記ステージベースの変形を修正するアクチュエータを具備することを特徴とするステージ装置。
2. 移動・位置決めされるステージと、
   該ステージを駆動する駆動機構と、
   前記ステージを案内するガイド機構が搭載されたステージベースと、
   該ステージベース上で前記ステージを重力方向に非接触支持する非接触支持機構と、
   前記ステージベースを支持する支持構造体と、
   該支持構造体と前記ステージベース間に設けられた座支持機構と、
   を含むステージ装置であって、
   前記座支持機構に、前記ステージベースの変形又は／及び前記非接触支持機構の変形を検出するセンサ、及び、該センサの検出に基づき前記ステージベースの変形を修正するアクチュエータが設けられていることを特徴とするステージ装置。
3. 移動・位置決めされるステージと、
   該ステージを駆動する駆動機構と、
   前記ステージを支持する支持構造体と、
   該支持構造体上で前記ステージを重力方向に非接触支持する非接触支持機構と、
   該非接触支持機構と前記支持構造体間に設けられた座支持機構と、
   を含むステージ装置であって、
   前記座支持機構に、前記支持構造体の変形又は／及び前記非接触支持機構の変形を検出するセンサ、及び、該センサの検出に基づき前記支持構造体の変形を修正するアクチュエータが設けられていることを特徴とするステージ装置。
4. 前記センサが前記ステージを前記駆動機構で駆動する際の偏荷重に伴う変形を検出し、この変形を前記アクチュエータで修正することを特徴とする請求項１、２又は３記載のステージ装置。
5. 前記センサが前記ステージを前記駆動機構で駆動する際の振動を検出し、この振動に伴う変形を前記アクチュエータで修正することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のステージ装置。
6. 前記センサが前記ステージを前記駆動機構で駆動する際のねじれ変形を検出し、このねじれ変形を前記アクチュエータで修正することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のステージ装置。
7. 前記センサが、ピエゾ歪センサ、変位センサ又は力センサからなり、
   前記アクチュエータが、電磁アクチュエータ、磁気シールド式電磁アクチュエータ又はピエゾアクチュエータからなることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のステージ装置。
8. 前記座支持機構が、３点以上の支持点に分散して配置されており、
   前記センサが、前記３点以上の支持点の相対的な位置及び／又は傾きを検出し、
   前記駆動機構が、前記センサの検出結果に基づき、前記ステージの位置精度を調整することを特徴とする請求項２〜７いずれか１項記載のステージ装置。
9. 前記３つの支持点の位置及び／又は傾きと、前記ステージの位置及び／又は傾きとの相関関係を、実測あるいはシミュレーション等により予め求めておき、この相関関係に基づき、前記駆動機構が前記ステージ位置を調整することを特徴とする請求項８記載のステージ装置。
10. 前記センサが、前記ガイド機構のガイド面の隙間を検出する隙間センサからなり、
    前記駆動機構が、該隙間センサの検出結果に基づき、前記ステージの位置精度を調整することを特徴とする請求項１、２、４〜９いずれか１項記載のステージ装置。
11. 前記ガイド機構が、気体軸受けを有するエアガイド機構を有し、
    前記センサが、前記気体軸受けの固定子と移動子の間の隙間を検知する隙間センサからなり、
    前記駆動機構が、該隙間センサの検出結果に基づき、前記ステージの位置精度を調整することを特徴とする請求項１、２、４〜９いずれか１項記載のステージ装置。
12. 前記アクチュエータが、前記ステージベース又は前記支持構造体の剛性変形に影響するキーとなる部位に設置されていることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項記載のステージ装置。
13. 感応基板上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、
    前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするステージ装置を備え、
    該ステージ装置が、前記請求項１〜１２いずれか１項記載のステージ装置からなることを特徴とする露光装置。

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