JP2005106166A - Active vibration cancellation device and exposing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空領域中での除振を実現し得るアクティブ除振装置、及び、原版上に形成したパターンをEUV光(Extreme Ultra Violet光:極端紫外光)等のエネルギ線を用いて感応基板に転写する露光装置に関する。 The present invention relates to an active vibration isolator capable of realizing vibration isolation in a vacuum region, and a sensitive substrate using an energy ray such as EUV light (Extreme Ultra Violet light: extreme ultraviolet light) as a pattern formed on an original plate. The present invention relates to an exposure apparatus that transfers to the surface.
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、13nm程度の波長を有するEUV光を使用した投影リソグラフィー技術が開発されている。このEUV光を用いる投影露光装置は、原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒や、原版を移動・位置決めする原版ステージ、感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージ等を備えている。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, a projection lithography technique using EUV light having a wavelength of about 13 nm has been developed in order to improve the resolution of an optical system limited by the diffraction limit of light. This projection exposure apparatus using EUV light includes a lens barrel that houses a projection optical system that projects a pattern on an original onto a sensitive substrate, an original stage that moves and positions the original, and a sensitive substrate stage that moves and positions the sensitive substrate. Etc.
EUV露光装置の投影光学系鏡筒は、EUV光の空気による吸収を防ぐために、真空チャンバ内に配置されるのが一般的である。あるいは、EUV露光装置以外に、電子ビームを用いる電子ビーム露光装置(EP露光装置)の投影光学系鏡筒も、真空チャンバ内等に配置されるのが一般的である。このような真空領域を形成する真空チャンバには、真空引きのための真空ポンプや、電気ケーブルや排気管等を収容するための配管等が接続される。 The projection optical system column of the EUV exposure apparatus is generally arranged in a vacuum chamber in order to prevent the EUV light from being absorbed by air. Alternatively, in addition to the EUV exposure apparatus, the projection optical system column of an electron beam exposure apparatus (EP exposure apparatus) that uses an electron beam is also generally arranged in a vacuum chamber or the like. The vacuum chamber that forms such a vacuum region is connected to a vacuum pump for evacuation, piping for accommodating an electric cable, an exhaust pipe, and the like.
鏡筒や真空チャンバは、建物床上に、支柱やボディ等と呼ばれる構造体を介して支持される。この場合、比較的低周波のフロア振動や高周波のステージ残留振動等が、ボディを介して真空チャンバ内の投影光学系鏡筒へと伝わり、この振動の影響で露光性能が悪化するおそれがある。そこで、投影光学系鏡筒の支持部には、振動を遮断する除振装置が設けられる。このような除振装置としては、エアマウントとアクチュエータ(駆動系)を並行に配置したアクティブ除振装置が知られている。この種のアクティブ除振装置は、エアマウントによる広域フィルタ除振と、アクチュエータによる低域動的除振とを行なうものである。 The lens barrel and the vacuum chamber are supported on a building floor via a structure called a support or a body. In this case, relatively low-frequency floor vibration, high-frequency stage residual vibration, and the like are transmitted to the projection optical system barrel in the vacuum chamber through the body, and the exposure performance may deteriorate due to the influence of this vibration. Therefore, a vibration isolator that blocks vibration is provided in the support portion of the projection optical system barrel. As such a vibration isolator, an active vibration isolator having an air mount and an actuator (drive system) arranged in parallel is known. This type of active vibration isolator performs wide-area filter vibration isolation using an air mount and low-frequency dynamic vibration isolation using an actuator.
除振装置のアクチュエータは、ガス放出の比較的多い部品(コイル等)を有している。このため、アクティブ除振装置を真空中に設置することは、投影光学系の光学性能に悪影響を与えるために好ましくない。そこで、ガスが真空中に放出されないようにするため、真空チャンバ内において除振装置の設置スペースを隔てる真空隔壁が必要となる。ところが、このような真空隔壁を設けるとなると、装置構成が複雑化し、真空チャンバ内の真空領域中に除振装置を含む比較的広めのスペースを確保しなければならないので所望の装置仕様を実現しにくくなる。 The actuator of the vibration isolator has components (coils and the like) that emit a relatively large amount of gas. For this reason, it is not preferable to install the active vibration isolator in a vacuum because it adversely affects the optical performance of the projection optical system. Therefore, in order to prevent the gas from being released into the vacuum, a vacuum partition that separates the installation space of the vibration isolator in the vacuum chamber is required. However, when such a vacuum partition is provided, the configuration of the apparatus becomes complicated, and a relatively wide space including the vibration isolator must be secured in the vacuum region in the vacuum chamber, so that a desired apparatus specification is realized. It becomes difficult.
さらに、アクティブ除振装置のエアマウントや、それに接続されるホース等は、ガスリークを防止するため、比較的厚みのある硬質のゴム製のものや、金属製の蛇腹管が多い。ところが、エアマウントやそれに繋がっているホースが硬質の素材製であると、エアマウントの各軸方向の剛性が高くなるため、広域フィルタ除振機能が制限されてしまうこととなる。 Furthermore, the air mount of the active vibration isolator, the hose connected to the air mount, etc. are often made of hard rubber made of a relatively thick material or a metal bellows tube in order to prevent gas leakage. However, if the air mount or the hose connected thereto is made of a hard material, the rigidity of the air mount in each axial direction is increased, and thus the wide-area filter vibration isolation function is limited.
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、真空領域中へのガス放出を抑えることができ、広域除振性能の低下を抑制できるアクティブ除振装置を提供することを目的とする。
さらに、そのようなアクティブ除振装置を有する露光装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide an active vibration isolation device that can suppress gas discharge into a vacuum region and suppress a decrease in wide-area vibration isolation performance. And
Furthermore, it aims at providing the exposure apparatus which has such an active vibration isolator.
本発明のアクティブ除振装置は、被支持物を支える加圧ガスが内部に溜められたベローズと、 該ベローズ内に配置された、前記被支持物の位置を制御するアクチュエータと、を具備することを特徴とする。
なお、被支持物の「位置」とは、被支持物の「姿勢」をも含む意味である。
The active vibration isolator of the present invention comprises a bellows in which a pressurized gas that supports a supported object is stored, and an actuator that is disposed in the bellows and controls the position of the supported object. It is characterized by.
The “position” of the supported object includes the “posture” of the supported object.
このアクティブ除振装置によれば、被支持物の荷重はベローズ内の加圧ガスの圧力で支えられるとともに、高周波成分の除振(被支持物の位置・姿勢の微調整)はアクチュエータで行なわれる。アクチュエータは、加圧ガスの溜められるベローズ内に配置されており、アクチュエータの駆動に伴い発生するガスはベローズで遮断されるので、真空領域中に別途に真空隔壁を設けることなく、真空領域中へのガス放出を抑えることができる。そのため、装置単体を真空領域中に設置しても、アクチュエータの駆動に伴うガス放出で真空環境が悪化することがない。また、真空隔壁が不要であると、装置構成がコンパクトになり、所望の装置仕様を実現し易くなる。 According to this active vibration isolator, the load of the supported object is supported by the pressure of the pressurized gas in the bellows, and the vibration isolation of the high frequency component (fine adjustment of the position and orientation of the supported object) is performed by the actuator. . The actuator is arranged in a bellows where pressurized gas is stored, and the gas generated when the actuator is driven is blocked by the bellows, so that a vacuum partition is not provided in the vacuum region. Gas release can be suppressed. Therefore, even if the device is installed in the vacuum region, the vacuum environment is not deteriorated due to gas discharge accompanying the driving of the actuator. Further, when the vacuum partition is not required, the apparatus configuration becomes compact and it becomes easy to realize a desired apparatus specification.
本発明のアクティブ除振装置においては、前記ベローズの剛性を打ち消す剛性キャンセル機構をさらに具備することが好ましい。
なお、「ベローズの剛性」は、それに付設されているホースやケーブル等の剛性をも含む意味である。
ベローズの剛性は反発型(例えば、伸ばせば縮む方向への力が生じ、逆に縮めれば伸びようとする方向に力が生じる)である。そこで、剛性キャンセル機構を反発型の逆の吸引型とし、ベローズの反発力と剛性キャンセル機構の吸引力を釣り合わせてキャンセルすることで、ベローズの剛性(バネ定数)をほぼゼロとすることができる。したがって、除振装置の取り付けられるベース(建物床等)側が揺れて変位しても、被支持物側にその変位が伝わらないようにすることができ、支持性能を向上することができる。特に、真空用のベローズやホース等は、ガスリーク防止のために厚みのある硬い素材から形成されることが多く、剛性が高くなって除振性能が低下し易いが、本形態の剛性キャンセル機構によれば除振性能の低下を防止できる。
In the active vibration isolator of the present invention, it is preferable to further include a rigidity cancellation mechanism that cancels the rigidity of the bellows.
Note that “the rigidity of the bellows” is meant to include the rigidity of the hose and cable attached thereto.
The bellows has a repulsive type (for example, if it is stretched, a force is generated in the direction of contraction, and if it is contracted, a force is generated in a direction of expansion). Therefore, the rigidity cancellation mechanism is changed to a suction type opposite to the repulsion type, and the bellows repulsion force and the suction force of the rigidity cancellation mechanism are balanced to cancel the bellows rigidity (spring constant). . Therefore, even if the base (building floor or the like) side to which the vibration isolator is attached is shaken and displaced, the displacement can be prevented from being transmitted to the supported object side, and the support performance can be improved. In particular, vacuum bellows, hoses, etc. are often formed of a thick, hard material to prevent gas leaks, and the rigidity becomes high and the vibration isolation performance tends to decrease. Accordingly, it is possible to prevent the vibration isolation performance from being lowered.
本発明のアクティブ除振装置においては、前記剛性キャンセル機構が、磁極間の吸引力により前記ベローズの剛性を打ち消すことができる。
剛性キャンセル機構としては、ローレンツ電磁力原理に基づくボイルコイルモータ(VCM)等を用いることができる。このVCMにより、前述の吸引力(ベローズの反発力の逆の力)を実現することができる。
In the active vibration isolator of the present invention, the rigidity cancellation mechanism can cancel the rigidity of the bellows by the attractive force between the magnetic poles.
As the rigidity canceling mechanism, a boil coil motor (VCM) based on the Lorentz electromagnetic force principle can be used. With this VCM, the aforementioned suction force (a force opposite to the repulsive force of the bellows) can be realized.
本発明のアクティブ除振装置においては、前記剛性キャンセル機構が有鉄心型ボイスコイルモータを有し、該有鉄心型ボイスコイルモータの鉄心と磁石との間の吸引力により前記ベローズの剛性を打ち消すことができる。
この場合、有鉄心型ボイスコイルモータの駆動方向と垂直方向において、永久磁石が対抗する方向に吸引力(負の剛性)を生じさせ、ベローズ及びその内部の加圧ガスの剛性(正の剛性)を打ち消すことができる。
In the active vibration isolator of the present invention, the rigidity canceling mechanism includes a cored voice coil motor, and cancels the rigidity of the bellows by the attractive force between the core and the magnet of the cored voice coil motor. Can do.
In this case, in the direction perpendicular to the driving direction of the iron core type voice coil motor, an attractive force (negative rigidity) is generated in a direction opposed to the permanent magnet, and the rigidity of the bellows and the pressurized gas therein (positive rigidity). Can be countered.
本発明のアクティブ除振装置においては、前記ベローズ内の加圧ガスを、圧力帰還による空気圧サーボで圧力制御することができる。
この場合、ベローズ内の加圧ガスの圧力を適切にコントロールすることができる。
In the active vibration isolator of the present invention, the pressure of the pressurized gas in the bellows can be controlled by a pneumatic servo by pressure feedback.
In this case, the pressure of the pressurized gas in the bellows can be appropriately controlled.
本発明の露光装置は、原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、 前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、 前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、 前記鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持するボディと、 該ボディと前記鏡筒間に真空領域を形成するチャンバと、 該チャンバ内の真空領域中で前記ボディと前記鏡筒との間に設けられた除振装置と、を具備し、 前記除振装置が、前記請求項1〜5いずれか1項記載のアクティブ除振装置からなることを特徴とする。
The exposure apparatus of the present invention includes a lens barrel containing a projection optical system that projects a pattern on an original onto a sensitive substrate, an original stage that moves and positions the original, and a sensitive substrate stage that moves and positions the sensitive substrate A body that supports the lens barrel, the original plate stage, and the sensitive substrate stage on a building floor, a chamber that forms a vacuum region between the body and the lens barrel, and the body in the vacuum region in the chamber A vibration isolator provided between the lens barrel and the lens barrel, wherein the vibration isolator comprises the active vibration isolator according to any one of
この露光装置によれば、真空領域中へのガス放出を抑えることができ、広域除振性能の低下を抑制できるアクティブ除振装置を備えることで、露光性能を向上させることが可能となる。 According to this exposure apparatus, it is possible to improve the exposure performance by providing the active vibration isolation device that can suppress the gas release into the vacuum region and suppress the deterioration of the wide-area vibration isolation performance.
本発明によれば、真空領域中へのガス放出を抑えることができ、広域除振性能の低下を抑制できるアクティブ除振装置等を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the active vibration isolator etc. which can suppress the gas discharge | release in a vacuum area | region and can suppress the fall of wide region vibration isolation performance can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図3を参照しつつ、本発明の一実施例に係る露光装置の機械構造例を、EUVL投影露光装置の場合について説明する。このEUV露光装置は、図3中には図示されていないが、EUV光を放射するEUV源を含む照明光学系を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an example of the mechanical structure of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in the case of an EUVL projection exposure apparatus with reference to FIG. Although not shown in FIG. 3, the EUV exposure apparatus includes an illumination optical system including an EUV source that emits EUV light.
図3は、本発明の一実施例に係るEUV露光装置の機械構造例を示す断面図である。
図3に示す露光装置100は、装置の中段部において、水平方向に延びる構造体であるボディ101を備えている。このボディ101は、その両端部において、支柱103を介して建物床(底盤)105上に配置されている。ボディ101下面と支柱103上面間には、防振台(エアマウント等)107が介装されている。ボディ101は中空状の部材であって、中央に空洞101aが形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the mechanical structure of an EUV exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
The
ボディ101の空洞101a周縁上には、後述するアクティブ除振装置111を介して、円盤状の鏡筒ベース113が配置されている。アクティブ除振装置111は、鏡筒ベース113の周方向3箇所に配置されている。この鏡筒ベース113の側部と建物床105間には、支脚115が配置されている。鏡筒ベース113側部と支脚115上端間には、防振台(エアマウント等)119が介装されている。
A disc-shaped
ボディ101の空洞101a内には、投影光学系鏡筒120下部が配置されている。この鏡筒120は、中央部側面に張り出したフランジ部120aを備えている。鏡筒120は、フランジ部120aが鏡筒ベース113上に載置された状態で、全体がボディ101・支柱103に支持されている。鏡筒120のフランジ部120aと鏡筒ベース113間には、マウント121が介装されている。
In the
この鏡筒120には、直列接続されたターボ分子ポンプTMP・ドライポンプDP(有振動型真空ポンプ)が連結されている。ターボ分子ポンプTMPは、薄い金属の羽(ローター)を分子の運動速度程度となるように高速で回転させ、吸気側から通り抜ける分子の数よりも排気側から通り抜ける分子の数を多くすることで排気する機械ポンプである。ドライポンプDPは、水や油を使用せず蒸気のない低真空を得るためのポンプである。このターボ分子ポンプTMP・ドライポンプDPにより、鏡筒120内部が所定圧に減圧される。
A turbo molecular pump TMP / dry pump DP (vibration type vacuum pump) connected in series is connected to the
ボディ101上面には、ボックス状の支持台130が固定されている。この支持台130は、鏡筒ベース113と鏡筒120との上部に立ち上がっている。支持台130の内部は、10−2〜10−1Pa程度に減圧されている。支持台130上面には、レチクルチャンバ135(内チャンバ)下端がボルトで固定されている。このレチクルチャンバ135内には、レチクルRを静電吸引して移動・位置決めするレチクルステージ装置137が配置されている。このレチクルステージ装置137は、マウント139を介して支持台130上面に配置されている。レチクルチャンバ135の内側において、支持台130上端はベローズ162を介して鏡筒120の上端に接続されている。レチクルステージ装置137の下面には、ブラインド装置138が設けられている。このブラインド装置138は、レチクルRの露光領域を制限するためのものである。
A box-shaped
レチクルチャンバ135には、クライオポンプCP(無振動型真空ポンプ)と、ターボ分子ポンプTMP・ドライポンプDP(有振動型真空ポンプ)とが並列接続されている。クライオポンプCPは、気体分子を極低温面に凝縮させて捕捉するためこみ式真空ポンプである。このクライオポンプCPにより、レチクルチャンバ135内部の気体分子が凝縮されて捕捉される。このクライオポンプは、Pulse Tube方式のものを用いることが好ましい。一方、ターボ分子ポンプTMP・ドライポンプDPは前述と同様のものであって、レチクルチャンバ135内部が10−4Pa程度に減圧される。レチクルチャンバ135内において、クライオポンプCPの対向位置には、ヒートパネルHPが立ち上げられている。このヒートパネルHPは、レチクルステージ装置137側の面が鏡面金属面となっている。ヒートパネルHPにより、クライオポンプCPからレチクルステージ装置137への冷熱輻射を遮蔽することができる。
A cryopump CP (non-vibration type vacuum pump) and a turbo molecular pump TMP / dry pump DP (vibration type vacuum pump) are connected in parallel to the
レチクルチャンバ135内側において、支持台130上面には孔130aが開けられている。このチャンバ孔130a内側には、鏡筒120の上端が配置されている。鏡筒120の上端は、レチクルチャンバ135内のブラインド装置138直下に位置している。支持台130及びレチクルチャンバ135の外側は、さらに上真空チャンバ(外チャンバ)140で覆われている。この上真空チャンバ140はボックス状をしており、ボディ101上面に固定されている。上真空チャンバ140には、ターボ分子ポンプTMP・ドライポンプDPが連結されている。このターボ分子ポンプTMP・ドライポンプDPも前述と同様のものであって、上真空チャンバ140内部が所定圧に減圧される。
Inside the
ボディ101下面には、ボックス状の支持台150が固定されている。この支持台150の内側には、さらにウェハチャンバ155(内チャンバ)が配置されている。ウェハチャンバ155下端は、支持台150内側底面にボルトで固定されている。このウェハチャンバ155の内側には、ウェハWを載置して移動・位置決めするウェハステージ装置157が配置されている。このウェハステージ装置157は、マウント159を介して支持台150上面に配置されている。
A box-shaped
ウェハチャンバ155には、クライオポンプCPと、ターボ分子ポンプTMP・ドライポンプDPとが並列接続されている。クライオポンプCPは前述と同様のものであって、ウェハチャンバ155内部の気体分子が極低温面に凝縮されて捕捉される。ターボ分子ポンプTMP・ドライポンプDPも前述と同様のものであって、ウェハチャンバ155内部が10−4Pa程度に減圧される。ウェハチャンバ155内において、クライオポンプCPの対向位置には、ヒートパネルHPが立ち上げられている。このヒートパネルHPも前述と同様のものであって、クライオポンプCPからの冷熱輻射が遮蔽される。
In the
支持台150の内側において、ウェハチャンバ155上端はベローズ161を介して鏡筒120の下端に接続されている。鏡筒120の下端は、ウェハチャンバ155内のウェハステージ装置157に載置されたウェハW直上に位置している。支持台150及びウェハチャンバ155の外側は、さらに下真空チャンバ160(外チャンバ)で覆われている。この下真空チャンバ160はボックス状をしており、ボディ101下面に固定されている。この下真空チャンバ160内も、前述の上真空チャンバ140と同様に所定圧に減圧されている。
Inside the
支持台130内の鏡筒120上端近傍、ならびに、ボディ101の孔101a内の鏡筒120下端近傍には、それぞれステージメトロロジーリング171、172が配置されている。これらのリング171、172は、それぞれ鏡筒ベース113から延びる脚171a、172aにより支持されている。リング171、172は、鏡筒120とレチクルステージ装置137、ウェハステージ装置157との相対位置を測定する測定器が取り付けられるフレーム部材である。
Stage metrology rings 171 and 172 are arranged in the vicinity of the upper end of the
この実施例の投影光学系鏡筒120は、6枚のミラーM1〜M6を備える6枚投影系である。なお、実際には、各ミラーM1〜M6はミラーホルダーとミラー本体からなるが、図示は省略してある。各ミラーM1〜M6は、上流側から順に番号が付されている。照明光学系(図示されず)から放射されたEUV光(図3中一点鎖線で示す)は、レチクルRで反射した後、鏡筒120内の第1〜第6ミラーM1〜M6で順次反射し、ウェハW上に至る。鏡筒120内において、第5ミラーM5と第6ミラーM6との間には、イオンポンプIPが配置されている。イオンポンプIPは、内面にアブソーバを有する筒状の磁石を有するものであって、気体をイオン化して磁石内側のアブソーバにインプラントするとともに、イオン化した気体を収着して排気するものである。このイオンポンプIPの下端には、イオン化装置が付設されている。
The projection
ウェハWのレジストにEUV光が照射されると、化学反応によってコンタミネーションが発生する。このコンタミネーションが投影光学系鏡筒120内に放出されてミラーに付着すると、ミラーの反射率の低下等が起こる。本実施例では、イオン化装置によりコンタミネーションをイオン化し、このイオン化されたコンタミネーションをイオンポンプIPで収着することにより、ミラーへのコンタミネーションの付着を低減することができる。なお、コンタミネーションが既に電荷を帯びている場合には、イオンポンプIPの代わりに前述したクライオポンプを用い、コンタミネーションを磁場で収着させることも可能である。
When the resist on the wafer W is irradiated with EUV light, contamination occurs due to a chemical reaction. When this contamination is emitted into the projection
さらに、露光装置100は、装置内から外部に延び出る複数の配管191〜196を有している。なお、これら各配管191〜196をフレキシブル管とすると、配管からチャンバ135、155へと加わる力や振動を少なくすることができる。
配管191は、鏡筒120上部の図中左方から装置外部に延び出ている。この配管191は、鏡筒120内を排気する際の真空排気管である。
配管192は、ブラインド装置138から装置外部に延び出ている。この配管192は、ブラインド装置138の電気ケーブル等を収容する管である。
配管193(195)は、レチクルステージ装置137(ウェハステージ装置157)からチャンバ外に延び出ている。この配管193(195)は、ステージ装置の電気ケーブル等を収容する管である。
配管194(196)は、レチクルチャンバ135(ウェハチャンバ155)のクライオポンプCPからチャンバ外に延び出ている。この配管194(196)は、チャンバ内を排気する際の真空排気管である。
Furthermore, the
The
The
The pipe 193 (195) extends out of the chamber from the reticle stage device 137 (wafer stage device 157). The pipe 193 (195) is a pipe that accommodates an electric cable or the like of the stage apparatus.
The pipe 194 (196) extends out of the chamber from the cryopump CP of the reticle chamber 135 (wafer chamber 155). This pipe 194 (196) is a vacuum exhaust pipe for exhausting the inside of the chamber.
次に、図1及び図2を参照しつつ、前述したアクティブ除振装置111について詳細に説明する。なお、以下の説明において、X、Y、Z方向は、図1及び図2に示す矢印方向を指すものとする。
図1(A)は本発明の一実施例に係るアクティブ除振装置の構成を示す断面図であり、図1(B)はY駆動有鉄心型ボイスコイルモータの拡大図である。
図2(A)は図1(A)のII−II線断面図であり、図2(B)はX駆動有鉄心型ボイスコイルモータの拡大図である。
これらの図に示すアクティブ除振装置111は、前述の通り、ボディ101の空洞101a周縁上と鏡筒ベース113との間において、鏡筒120の周方向3箇所に配置されている。
Next, the above-described active
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a configuration of an active vibration isolator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view of a Y drive iron core voice coil motor.
2A is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1A, and FIG. 2B is an enlarged view of an X-driven iron core type voice coil motor.
As described above, the
図1及び図2に示すように、アクティブ除振装置111は、ボディ101上面に固定される支持部材1を備えている。この支持部材1は、内側に張り出したフランジ部1aを有している。支持部材1の固定状態において、ボディ101上面とフランジ部1a下面間には内凹部5が形成される。支持部材1の内側には、基台10が配置されている。この基台10の下端には、外側に張り出したフランジ部10aが形成されている。基台10のフランジ部10aは、支持部材1の内凹部5内に配置されており、基台10上端は支持部材1よりも上側に突出している。支持部材1のフランジ部1aと基台10のフランジ部10a間にはOリング(図示されず)が介装されており、両フランジ部1a、10aはボルト(図示されず)で結合されている。なお、支持部材1とボディ101上面との間にもOリング(図示されず)が介装されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the active
基台10上端の周囲において、支持部材1上面にはベローズ20が取り付けられている。このベローズ20は、真空対応用の比較的厚めの硬質ゴム等から形成されており、支持部材1上面に取り付けられるジャバラ部21と、このジャバラ部21の上側のバレル部22とを備えている。ベローズ20は、伸ばせば縮む方向への力が生じ、逆に縮めれば伸びようとする方向に力が生じる反発特性(バネ定数:正の剛性)を有する。ベローズ20のバレル部22の上端には、天板25が取り付けられている。この天板25の上面には、鏡筒ベース113が取り付けられる(図3参照)。
A bellows 20 is attached to the upper surface of the
ベローズ20内部には、加圧ガスが充填されている。ベローズ20内の加圧ガスは、後述する圧力センサ85の検出結果に基づき、ホース31を介して、圧力帰還による空気圧サーボで圧力制御されるようになっている。このホース31は、基台10内部を貫通してボディ101内側へと延び出ている。このホース31には、サーボバルブ33が組み込まれている。このサーボバルブ33には、装置外部へと延びる排気管35と、圧力源へと繋がる接続管37が連結されている。ベローズ20内部の加圧ガスの圧力により、鏡筒ベース113及び鏡筒120の荷重が支えられる。
The bellows 20 is filled with pressurized gas. The pressure of the pressurized gas in the
ベローズ20内において、基台10と天板25間には、一対のY駆動有鉄心型ボイスコイルモータ(略してY−VCM:図1(B)参照)40と、一対のX駆動有鉄心型ボイスコイルモータ(略してX−VCM:図2(B)参照)50と、これらY−VCM40とX−VCM50との間のZ駆動ボイスコイルモータ(略してZ−VCM:図1(A)及び図2(A)参照)とが設けられている。これらVCM40、50、60の駆動により、高周波成分の除振(鏡筒ベース113及び鏡筒120の位置の微調整)が行なわれる。
In the
Y−VCM40は、Y方向(X方向と直交する方向)に沿って配置されている。図1に示すように、Y−VCM40は、基台10上面から立ち上がった鉄心41を備えている。この鉄心41の両側には、コイル43が固定されている。コイル43が固定された鉄心41の外側には、断面コ字状のヨーク45が配置されている。このヨーク45の両内側面には、S極部47aとN極部47bとが積層された永久磁石47が設けられている。ヨーク45の永久磁石47と鉄心41のコイル43との間にはスキマが存在し、これら両者間にはX方向の吸引力(負の剛性)が生じる。ヨーク45の上端は、天板25下面に固定されたブロック44に取り付けられている。
The Y-
X−VCM50は、X方向(Y方向と直交する方向)に沿って配置されている。図2に示すように、X−VCM50は、基本的には前述のY−VCM40と同様の構成を有する。すなわち、X−VCM50は、コイル50が固定された鉄心51を備えている。鉄心51の外側には断面コ字状のヨーク55が配置されており、ヨーク55の両内側面にはS極部57aとN極部57bとが積層された永久磁石57が設けられている。ヨーク55の永久磁石57と鉄心51のコイル53との間にはスキマが存在し、これら両者間にはY方向の吸引力(負の剛性)が生じる。ヨーク55の上端は、天板25下面に固定されたブロック54に取り付けられている。
The X-VCM 50 is arranged along the X direction (direction orthogonal to the Y direction). As shown in FIG. 2, the X-VCM 50 basically has the same configuration as the Y-
Z−VCM60は、基台10上の中央ブロック61に支持されたコイル63を備えている。図2に示すように、コイル63はループ状をしている。図1に示すように、コイル63の外側には、断面コ字状のヨーク69が配置されている。このヨーク69の両内側面には、S極部65aとN極部65bとが積層された永久磁石65が設けられている。ヨーク69の上端は、天板25下面に固定されたブロック67に取り付けられている。ヨーク69の永久磁石65とコイル63との間にはスキマが存在する。しかし、このコイル63は鉄心を備えておらず、これら両者間にはX方向及びY方向の吸引力(負の剛性)は生じない。これら永久磁石65とコイル63は、Z方向への駆動部の役割を果たす。
The Z-
Z−VCM60は、Z方向の吸引力(負の剛性)を生じさせるZ剛性発生部70を備えている。図1に示すように、Z剛性発生部70は、ヨーク69の上端両側部に固定された鉄心71を備えている。各鉄心71は、Y方向に沿って延びる帯状をしている。各鉄心71の外側には、断面コ字状のヨーク73が配置されている。両ヨーク73は、開口部が互いに対向するように配置されている。各ヨーク73の上下内側面には、S極部75aとN極部75bとが積層された永久磁石75が設けられている。各ヨーク73の下端は、基台10上面に固定されたブロック62にそれぞれ取り付けられている。鉄心71とヨーク73の永久磁石75との間にはスキマが存在し、これら両者間にはZ方向の吸引力(負の剛性)が生じる。
The Z-
図1に示すように、ベローズ20内にはX方向兼Z方向変位センサ81が設けられている。このセンサ81は、Y−VCM40のヨーク45下端に取り付けられた変動部81aと、基台10側部に取り付けられた固定部81bとを有する。一方、図2に示すように、ベローズ20内にはY方向変位センサ83が設けられている。このセンサ83は、X−VCM50のヨーク55下端に取り付けられた変動部83aと、基台10側部に取り付けられた固定部83bとを有する。これらセンサ81、83により、基台10に対する天板25のX、Y、Z方向の変位が検出される。これらセンサ81、83の検出結果に基づき、前述の各VCM40、50、60のX、Y、Z各方向への駆動量が制御される。
As shown in FIG. 1, an X direction / Z
図1及び図2に示すように、ベローズ20内において、基台10の側面には圧力センサ85が設けられている。この圧力センサ85は、ベローズ20内の圧力を検出するものである。圧力センサ85の検出結果に基づき、前述のホース31に組み込まれたサーボバルブ33が開閉作動し、加圧ガスが圧力帰還による空気圧サーボで圧力制御される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
このアクティブ除振装置111は、鏡筒ベース113及び鏡筒120(図3参照)の荷重をベローズ20内の加圧ガスの圧力で支え、低周波成分の除振(位置の微調整)をベローズ20内の各VCM40、50、60の駆動で行なう。各VCM40、50、60は加圧ガスの溜められるベローズ20内に配置されており、各VCM40、50、60の駆動に伴い発生するガスはベローズ20で遮断されて外チャンバ140(図3参照)内部には漏れ出ない。したがって、別途に真空隔壁を設けることなく、アクティブ除振装置111単体で設置しても外チャンバ140内へのガス放出を抑えることができる。また、真空隔壁が不要であると、装置構成がコンパクトになり、所望の装置仕様を実現し易くなる。
The active
このアクティブ除振装置111では、Y方向の位置制御を行なうY−VCM40でX方向の吸引力(負の剛性)を生じさせ、X方向の位置制御を行なうX−VCM50でY方向の吸引力を生じさせ、さらにZ方向の位置制御を行なうZ−VCM60のZ剛性発生部70でZ方向の吸引力を生じさせることができる。そして、これら各VCM40、50、60の吸引力で、ベローズ20のX、Y、Z方向の反発特性(バネ定数:正の剛性)がほとんどゼロとなるようにキャンセルできるので、除振装置の広域除振性能の低下を抑制することができる。したがって、アクティブ除振装置111の取り付けられるボディ103側が揺れて変位しても、鏡筒120側にその変位が伝わらないようにすることができ、支持性能を向上することができる。そして、このようなアクティブ除振装置111を備える露光装置100(図3参照)は、振動の悪影響が低減されるので、露光性能を向上させることが可能となる。
In this
1 支持部材 10 基台
20 ベローズ 21 ジャバラ部
22 バレル部 25 天板
31 ホース 33 サーボバルブ
40 Y−VCM
41 鉄心 43 コイル
45 ヨーク 47 永久磁石
50 X−VCM
51 鉄心 53 コイル
55 ヨーク 57 永久磁石
60 Z−VCM
63 コイル 65 永久磁石
69 ヨーク 70 Z剛性発生部
71 鉄心 73 ヨーク
75 永久磁石 81 X方向兼Z方向変位センサ
83 Y方向変位センサ 85 圧力センサ
100 露光装置 101 ボディ
103 支柱 105 建物床(底盤)
107、119 防振台 111 アクティブ除振装置
113 鏡筒ベース 120 投影光学系鏡筒
135 レチクルチャンバ 137 レチクルステージ装置
140 上真空チャンバ 155 ウェハチャンバ
157 ウェハステージ装置 160 下真空チャンバ
M1〜M6 ミラー HP ヒートパネル
IP イオンポンプ CP クライオポンプ
TMP ターボ分子ポンプ DP ドライポンプ
DESCRIPTION OF
41
51
63
107, 119 Anti-vibration table 111
Claims (6)
該ベローズ内に配置された、前記被支持物の位置を制御するアクチュエータと、
を具備することを特徴とするアクティブ除振装置。 A bellows in which pressurized gas for supporting the object to be supported is stored;
An actuator disposed in the bellows for controlling the position of the supported object;
An active vibration isolation device comprising:
前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、
前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持するボディと、
該ボディと前記鏡筒間に真空領域を形成するチャンバと、
該チャンバ内の真空領域中で前記ボディと前記鏡筒との間に設けられた除振装置と、
を具備し、
前記除振装置が、前記請求項1〜5いずれか1項記載のアクティブ除振装置からなることを特徴とする露光装置。
A lens barrel containing a projection optical system that projects the pattern on the original plate onto the sensitive substrate;
An original stage for moving and positioning the original; and
A sensitive substrate stage for moving and positioning the sensitive substrate;
A body that supports the lens barrel, the original stage and the sensitive substrate stage on a building floor;
A chamber for forming a vacuum region between the body and the lens barrel;
A vibration isolator provided between the body and the lens barrel in a vacuum region in the chamber;
Comprising
6. An exposure apparatus, wherein the vibration isolator comprises the active vibration isolator according to any one of claims 1 to 5.
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