JP2005285881A - Stage device and exposure apparatus - Google Patents

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Yasufumi Nishii
康文 西井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stage device capable of reducing the heat produced when driving a coarse motion stage and of replacing a fine motion stage, and to provide an exposure apparatus. <P>SOLUTION: The stage device comprises a first stage 63A that moves in a first direction, and a second stage 83A that moves in the first direction and a second direction different from the first direction. It further comprises a first stator 112A provided on the first stage 63A along the first direction, a first movable unit 111A which is provided on the second stage 83A and is opened along the first direction, a first driving device for transferring the first stage 83A to the first direction, a second stator 102A provided on the first stage 63A along the first direction, a second movable unit 101A which is provided on the second stage 83A and is opened along the first direction, and a second driving device for transferring the second stage 83A to the second direction. When the first stage 63A is transferred along the first direction, the first stage 63A can be separated from the second stage 83A. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ステージ装置及び露光装置に関するものである。 The present invention relates to a stage device and an exposure device.

従来より、半導体素子(集積回路)又は液晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する場合に、種々の露光装置が用いられている。 Conventionally, when manufacturing a lithography process of a semiconductor device (integrated circuit) or a liquid crystal display element or the like, various exposure apparatus it has been used. 近年では、半導体素子の高集積化に伴い、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパなどの逐次移動型の投影露光装置が、主流となっている。 In recent years, with high integration of semiconductor devices, a reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) of the step-and-repeat method or a scanning projection exposure apparatus by a step-and-scan method in which an improvement over the stepper (so-called sequential movement type of projection exposure apparatus such as a scanning stepper, has become the mainstream.

この種の投影露光装置は、主として半導体素子等の量産機として使用されるものであることから、一定時間内にどれだけの枚数のウエハを露光処理できるかという処理能力、すなわちスループットを向上させることが必然的に要請されている。 This type of projection exposure apparatus, primarily because it is intended to be used as a mass-production of semiconductor devices, the processing ability of how many the number of wafers can be exposed processing within a predetermined time, namely to improve the throughput There has been inevitably request.

この種の投影露光装置では、ウエハ交換→アライメント(サーチアライメント,ファインアライメント)→露光→ウエハ交換……のように、大きく3つの動作が1つのウエハステージを用いて繰り返し行なわれている。 In this type of projection exposure apparatus, the wafer exchange → alignment (search alignment, fine alignment) as in the → exposure → wafer exchange ......, three operations are repeatedly performed by using one wafer stage increase. 従って、前述した3つの動作、すなわちウエハ交換、アライメント、及び露光動作の内の複数動作同士を部分的に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なう場合に比べて、スループットを向上させることができる。 Thus, the three operations described above, i.e. wafer exchange, alignment, and if concurrently process multiple operations together even partially of the exposure operation, as compared with the case of performing these operations sequentially, improve throughput it can be. しかるに、ウエハ交換とアライメン卜中には露光は行われず、工程時間の短縮つまりスループッ卜の向上のためには、例えばウエハ交換とアライメン卜をするステージと露光をするステージとを同時に独立して制御する方法が考えられる。 However, the exposure the wafer exchange and the Alignment in Bok is not performed, for the processing time shortened i.e. throughput Bok improvement in, for example, a stage for the stage and the exposure to the wafer exchange and Alignment Bok simultaneously controlled independently how to can be considered.

これに関して、例えば特許文献1には、Y軸リニアモータによってY軸方向に移動可能な第1ガイドバー、第2ガイドバー、これら第1ガイドバー、第2ガイドバーにそれぞれ沿ってX軸方向に移動可能な第1、第2ウエハステージを設け、X軸方向に沿って配置された投影光学系とアライメント光学系の直下の露光位置及びアライメント位置に、2つのウエハステージをそれぞれ独立してXY2次元方向に並行して駆動するステージ装置が開示されている。 In this regard, for example, Patent Document 1, the first guide bar movable in the Y-axis direction by the Y axis linear motor, a second guide bar, these first guide bar, the X-axis direction respectively along the second guide bar movable first, a second wafer stage provided, the exposure position and the alignment position directly below the X-axis direction is arranged along the projection optical system and the alignment optical system, XY two-dimensional two wafer stages independently stage device for driving in parallel direction is disclosed.
このステージ装置においては、各ウエハステージは、エアパッド(気体静圧軸受)が設けられ、加圧気体の静圧によりガイドバーに微小ギャップをもって非接触で支持される粗動ステージ(第1ステージ)と、ウエハ等の基板を保持し、粗動ステージに対して片持ち状態で支持される微動ステージ(第2ステージ)をそれぞれ有する構成となっている。 In this stage apparatus, the wafer stage is provided with an air pad (static gas bearing), pressurized gas coarse movement stage which is supported with a minute gap to the guide bar without contact by static pressure of the (first stage) holds a substrate such as a wafer has a configuration having respectively a fine movement stage which is supported in a cantilever state (second stage) with respect to coarse movement stage.
特開2003−17404号公報 JP 2003-17404 JP

上記の技術では、粗動ステージに対する微動ステージの相対的な可動範囲はX微動機構及びY微動機構における可動子と固定子とのクリアランス範囲内に制限されている。 In the above technique, the relative movable range of the fine movement stage with respect to coarse movement stage is limited within the clearance range of the movable element and the stator in the X fine movement mechanism and the Y fine movement mechanism. 具体的には、粗動ステージに対する微動ステージのX方向の可動範囲はX微動機構における可動子と固定子とのクリアランス範囲内に制限され、Y方向の可動範囲はY微動機構における可動子と固定子とのクリアランス範囲内に制限される。 Specifically, X-direction movable range of the fine movement stage with respect to coarse movement stage is limited within the clearance range of the movable element and the stator in the X fine movement mechanism, the movable range of the Y-direction fixed mover in the Y fine movement mechanism It is limited to within the clearance range of the child. 通常、これらのクリアランスは1mm程度に設定されるため、粗動ステージは微動ステージとほぼ同一の加速プロファイルで駆動する必要があり、重量の大きい粗動ステージ用の駆動装置の発熱が大きくなるという問題が生じる。 Usually, since these clearances is set to about 1 mm, the coarse movement stage must be driven at substantially the same acceleration profile and fine movement stage, a problem that heat generation of the drive for greater coarse movement stage weight is increased It occurs. また、粗動ステージと微動ステージとの相対位置変動も微動機構における可動子と固定子とのクリアランス範囲内に制限されるため、粗動ステージには粗動ステージには相応の制御応答特性が要求される。 Further, since the relative positional change between the coarse movement stage and the fine movement stage is limited within the clearance range of the movable element and the stator in the fine movement mechanism, the coarse movement stage is the control response characteristics corresponding to the coarse movement stage request It is. 従って、微動ステージのみならず粗動ステージに対しても駆動プロファイルに応じた軽量化が必要となり、設計上の自由度が制限されるという問題が生じる。 Accordingly, even lighter is required in accordance with the driving profile with respect to coarse movement stage not fine movement stage only, a problem that freedom in design is limited occurs.

また、近年では露光処理とアライメント処理等を併行して実施することで生産効率を高めることが検討されている。 In recent years it has been considered to improve the production efficiency by performing in parallel the exposure process and alignment process or the like. さらに、この併行処理を実現する手段の一つとして、複数のステージ間で微動ステージを交換する構成も検討されているが、この場合も微動機構における可動子と固定子とのクリアランスによる制限が粗動ステージと微動ステージとの交換の障害となってしまう。 Further, as one means to achieve this parallel processing, although configuration has been studied to replace the fine movement stage among a plurality of stages, this case also limited by the clearance between the mover and the stator in the fine movement mechanism crude become an obstacle to the exchange of a moving stage and the fine movement stage.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、粗動ステージの駆動に伴う発熱を低減し、また設計上の自由度を大きくすることができ、さらに微動ステージの交換を可能とするステージ装置及び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 the above, to reduce the heat generated by the driving of the coarse movement stage, also it is possible to increase the degree of design freedom, enables the exchange of further fine movement stage and to provide a stage device and an exposure device according to.

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。 To accomplish the above object, it adopts the following configuration.
本発明のステージ装置は、定盤(44)の表面(44a)に沿って第1方向に移動する第1ステージ(63A、63B)と、第1ステージ(63A、63B)に対して第1方向及び第1方向とは異なる第2方向とに移動する第2ステージ(83A、83B)とを有するステージ装置(12)であって、第1方向に沿って第1ステージ(63A、63B)に設けられた第1固定子(112A、112B)と、第2ステージ(83A、83B)に設けられ第1方向に沿って開放された第1可動子(111A、111B)とを有し、第2ステージ(83A、83B)を第1方向に移動させる第1駆動装置(110A、110B)と、第1方向に沿って第1ステージ(63A、63B)に設けられた第2固定子(102A、102B)と、第2ステー Stage device of the present invention, the first stage (63A, 63B) that moves in a first direction along the surface (44a) of the plate (44) and the first direction with respect to the first stage (63A, 63B) and the second stage (83A, 83B) to move to a second direction different from the first direction a and a stage apparatus having a (12), provided on the first stage along a first direction (63A, 63B) a first stator which is (112A, 112B), the second stage (83A, 83B) the first movable element (111A, 111B) which is opened along a first direction provided in the have a second stage (83A, 83B) the first drive unit (110A, 110B) to move to the first direction, a second stator provided in the first stage along a first direction (63A, 63B) (102A, 102B) and, second stay (83A、83B)に設けられ第1方向に沿って開放された第2可動子(101A、101B)とを有し、第2ステージ(83A、83B)を第2方向に移動させる第2駆動装置(100A、100B)とを備え、第1ステージ(63A、63B)を第1方向に沿って移動させた際に第1ステージ(63A、63B)と第2ステージ(83A、83B)とが分離可能であることを特徴とするものである。 (83A, 83B) the second movable element (101A, 101B) which is opened along a first direction provided in the having a second stage (83A, 83B) a second driving device for moving the second direction (100A, 100B) and includes a first stage (63A, 63B) when the first stage (63A, 63B) and is moved along the first direction and the second stage (83A, 83B) and is separable it is characterized in that it.

従って、本発明のステージ装置では、第1駆動装置(110A、110B)により第2ステージ(83A、83B)を第1方向に移動させる際、及び第2駆動装置(100A、100B)により第2ステージ(83A、83B)を第2方向に移動させる際に、それぞれ第1可動子(111A、111B)及び第2可動子(101A、101B)が各方向で開放されているので、移動に制限を受けない。 Accordingly, the stage device of the present invention, the first driving device (110A, 110B) by a second stage (83A, 83B) when moving to the first direction, and a second driving device (100A, 100B) by a second stage (83A, 83B) when moving to the second direction, the first movable element (111A, 111B), respectively, and the second movable element (101A, 101B) so is open in each direction, restricted to movement Absent. そのため、第2ステージ(83A、83B)の移動時に第1ステージ(63A、63B)を同一の加速プロファイルで駆動する必要がなくなり、発熱量を抑制することができるとともに、設計上の自由度に対する制限も緩和することができる。 Therefore, the second stage (83A, 83B) first stage (63A, 63B) when moving it is not necessary to drive the same acceleration profile, it is possible to suppress the heat generation quantity, restrictions on freedom of design it can also be relaxed.
また、本発明では、第2ステージ(83A、83B)を第1方向に移動させて第1ステージ(63A、63B)から分離させることで、第2ステージ(83A、83B)を交換することが可能になる。 Further, in the present invention, the second stage (83A, 83B) that is separated from the first stage is moved to the first direction (63A, 63B), you can exchange the second stage (83A, 83B) become.

また、本発明の露光装置は、マスクステージ(RST)に保持されたマスク(R)のパターンを基板ステージ(12)に保持された基板(W、W1、W2)に露光する露光装置(10)であって、マスクステージと基板ステージとの少なくとも一方のステージ(12)として、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられることを特徴とするものである。 The exposure apparatus of the present invention, an exposure apparatus for exposing a substrate held the pattern of mask held by the mask stage (RST) (R) on the substrate stage (12) (W, W1, W2) (10) a is, as at least one stage of the mask stage and the substrate stage (12), it is characterized in that the stage device is used as claimed in any one of claims 9.

従って、本発明の露光装置では、マスク(R)や基板(W、W1、W2)を移動させる際の発熱量を抑制することができ、発熱による空気揺らぎ等を抑えることでパターンの転写精度の低下を防ぐことが可能になる。 Accordingly, the exposure apparatus of the present invention, the mask (R) and the substrate (W, W1, W2) can be suppressed amount of heat generated when moving the, the transfer accuracy of the pattern by suppressing air fluctuation or the like due to heat generation it is possible to prevent degradation. また、マスクステージや基板ステージを交換可能とすることで、併行処理が可能になり生産性を高めることができる。 Further, by making it possible to replace the mask stage and the substrate stage, it is possible to improve the productivity enabling the parallel processing.

本発明では、ステージの駆動に伴う発熱を抑えることが可能になり、露光装置に適用した場合には、空気揺らぎ等、発熱に起因する露光精度(パターン転写精度)への悪影響を低減することが可能になる。 In the present invention, it is possible to suppress heat generation due to the driving of the stage, when applied to the exposure apparatus, it is possible to reduce the adverse effect on the exposure accuracy (pattern transfer accuracy) due air fluctuation or the like, the heating possible to become. また、本発明では、ステージの交換を容易に行うことができ、生産効率の向上に寄与できる。 Further, in the present invention, it is possible to exchange stage easily, it can contribute to improved production efficiency.

以下、本発明のステージ装置及び露光装置の実施の形態を、図1ないし図16を参照して説明する。 Hereinafter, the embodiments of the stage device and the exposure device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 16.
ここでは、例えば露光装置として、レチクルとウエハとを同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、スキャニング・ステッパを使用する場合の例を用いて説明する。 Here, as for example an exposure device, while synchronously moving the reticle and the wafer, to transfer the circuit pattern of a semiconductor device formed on a reticle on a wafer will be described with reference to the example of using a scanning stepper. また、この露光装置においては、本発明のステージ装置をウエハステージに適用するものとして説明する。 Further, in the exposure apparatus will be described as applied to the stage apparatus of the present invention to the wafer stage.

図1には、一実施形態に係る露光装置10の概略構成が示されている。 1 is a schematic arrangement of an exposure apparatus 10 according to an embodiment.
この露光装置10は、不図示の光源及び照明ユニットILUを含み、露光用照明光によりマスクとしてのレチクルRを上方から照明する照明系、レチクルRを主として所定の走査方向、ここでは第1方向としてのY軸方向(図1における紙面左右方向)に駆動するレチクル駆動系、レチクルRの下方に配置された投影光学系PL、投影光学系PLの下方に配置され、基板としてのウエハW1、W2(適宜、代表的にWと称する)をそれぞれ保持して独立してXY2次元面内で移動するウエハステージWST1、WST2を含む基板ステージとしてのステージ装置12、投影光学系PLの−Y側に配置されたアライメント光学系ALG等を備えている。 The exposure device 10 includes a light source and an illumination unit ILU (not shown), an illumination system that illuminates a reticle R as a mask from above the exposure illumination light, primarily a predetermined scanning direction of the reticle R, where a first direction the Y-axis direction reticle drive system that drives the (left-to-right direction in FIG. 1), the projection optical system is disposed below the reticle R PL, is arranged below of the projection optical system PL, and the wafer as a substrate W1, W2 ( appropriate, typically the stage device 12 as a substrate stage which includes a wafer stage WST1, WST2 moving W referred to as) with holding XY2 dimensional plane independently each placed on the -Y side of projection optical system PL and a alignment optical system ALG and the like have. この内、不図示の光源を除く上記各部は、超クリーンルームの床面上に設置され、温度、湿度等が精度良く管理された環境制御チャンバ(以下、「チャンバ」という)14内に収納されている。 Among them, the units except the light source (not shown) is placed on the floor of the ultra-clean room, temperature, humidity and the like precisely controlled environment control chamber (hereinafter, referred to as "chamber") housed in a 14 there.

なお、投影光学系PLの光軸AX(図11参照)は、ステージ定盤44の+Y側の位置に配置され、アライメント光学系ALGの光軸SX(図11参照)はステージ定盤44の−Y側の位置に配置される。 The optical axis AX of the projection optical system PL (see FIG. 11) is arranged on the + Y side position of the stage surface plate 44, the alignment optical system ALG optical axis SX (see Fig. 11) is the stage surface plate 44 - It is arranged in the Y-side position. 従って、ステージ定盤44の+Y側が露光エリアとされ、このエリアに位置するウエハステージに対して露光処理が行われ、ステージ定盤44の−Y側がアライメントエリアとされ、このエリアに位置するウエハステージに対してアライメントが行われる。 Accordingly, + Y side of the stage surface plate 44 is set to the exposure area, exposure processing for the wafer stage located in this area is carried out, -Y side of the stage surface plate 44 is an alignment area, the wafer stage located in this area alignment is performed with respect.

ステージ装置12は、図1に示されるように、内部にウエハ室40を形成するチャンバ42の内部に設置されている。 Stage device 12, as shown in FIG. 1, is installed inside the chamber 42 to form the wafer chamber 40 therein. このチャンバ42の上壁には、投影光学系PLの鏡筒の下端部近傍が隙間無く接合されている。 This upper wall of the chamber 42, near a lower end portion of the barrel of the projection optical system PL is no gap junction.
ステージ装置12は、ウエハ室40内に収納されたステージ定盤44、このステージ定盤44の上方に非接触ベアリングである不図示の真空予圧型気体静圧軸受け装置を介して浮上支持され、Y軸方向(図1における紙面内左右方向)及び第2方向であるX軸方向(図1における紙面直交方向)に独立して2次元移動可能な2つのウエハステージWST1、WST2、これらのウエハステージWST1、WST2を駆動するステージ駆動系、及びウエハステージWST1、WST2の位置を計測するウエハ干渉計システム等から主に構成される。 Stage device 12 includes a stage surface plate 44 housed in the wafer chamber 40, it is floatingly supported through the receiving vacuum preload hydrostatic bearing (not shown) which is a non-contact bearing device above the stage surface plate 44, Y axial (the lateral direction of the page surface in FIG. 1) and the second direction in which the X-axis direction independently of two-dimensional movable two wafer stages (a direction orthogonal to a surface in FIG. 1) WST1, WST2, these wafer stage WST1 , stage drive system that drives the WST2, and mainly composed of a wafer interferometer system or the like for measuring the position of wafer stage WST1, WST2.

なお、前記ウエハ室40内には、空気(酸素)の含有濃度が数ppm程度とされたクリーンなヘリウムガス(He)あるいは乾燥窒素ガス(N )が充填されている。 Note that the wafer chamber 40, the air cleaner helium gas containing concentrations is approximately several ppm of (oxygen) (the He) or dry nitrogen gas (N 2) is filled. また、このウエハ室40を形成するチャンバ42の−X側(図1における紙面手前側)の−Y側半部(図1における右半部)の位置には、ウエハをロード・アンロードする不図示のウエハローダが設けられている。 In addition, the position of the -Y side half of the -X side of the chamber 42 to form the wafer chamber 40 (front side in FIG. 1) (right half portion in FIG. 1), for loading and unloading the wafer not the illustrated wafer loader is provided.

図2には、チャンバ42内に収納されたステージ装置12の概略的な斜視図が示されている。 In FIG. 2, a schematic perspective view of the stage device 12 housed in the chamber 42 is shown. この図2及び図1に示されるように、ステージ装置12は、チャンバ42の内部底面に設置されたベースプレートBP上に不図示の防振ユニットを介して3点あるいは4点で水平に支持されたステージ定盤(定盤)44、ウエハステージWST1に接続されX方向に延在するXガイドステージ61Aに沿って移動する粗動ステージ(第1ステージ)63A、ウエハステージWST2に接続されX方向に延在するXガイドステージ61Bに沿って移動する粗動ステージ(第1ステージ)63B、粗動ステージ63A、63B及びXガイドステージ61A、61Bを介してウエハステージWST1、WST2をそれぞれY軸方向に駆動するYリニアモータ65A、65B、粗動ステージ63A、63Bを介してウエハステージWST1、WST2 As shown in FIG. 2 and FIG. 1, the stage apparatus 12, which is supported horizontally by three points or four points via a vibration isolation unit (not shown) on the base plate BP disposed on the inner bottom surface of the chamber 42 stage base (surface plate) 44, coarse movement stage that moves along the X guide stage 61A which is connected to the wafer stage WST1 extending in the X direction (first stage) 63A, extending in the X-direction is connected to the wafer stage WST2 coarse movement stage that moves along the X guide stage 61B to standing (first stage) 63B, coarse movement stage 63A, and drives 63B and X guide stage 61A, the wafer stage through 61B WST1, WST2 to the Y-axis direction, respectively Y linear motors 65A, 65B, coarse movement stage 63A, the wafer through 63B stages WST1, WST2 それぞれX軸方向に駆動するXリニアモータ67A、67Bを有している。 X linear motors 67A for driving the X-axis direction each have a 67B.

Xガイドステージ61A、61Bの両端下側には、非接触ベアリングである真空予圧型の複数のエアベアリング60A、60Bがそれぞれ設けられており、エアベアリング60A、60Bの軸受け面から吹き出される加圧気体(例えば空気、ヘリウム、あるいは窒素ガスなど)の静圧と、Xガイドステージ61A、61B全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、Xガイドステージ60A、60Bがステージ定盤44の上面である移動面44aの上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。 X guide stage 61A, across the lower side of the 61B, a plurality of air bearings 60A of the vacuum preload is a contactless bearing, 60B are provided respectively, pressurization blown out from the bearing surface of the air bearing 60A, 60B the static pressure of the gas (e.g., air, helium, or nitrogen gas, etc.), X guide stage 61A, the balance between the own weight and the vacuum suction force of the whole 61B, X guide stage 60A, 60B is a top surface of stage base 44 via a clearance of around several microns above the moving surface 44a adapted to be supported in a non-contact manner.

Yリニアモータ65Aは、ステージ定盤44のX軸方向両外側にそれぞれY軸方向に沿って配置された固定子58Aと、Xガイドステージ61Aの両端に設けられ、それぞれ固定子58Aとの間の電磁気的相互作用により固定子58Aに沿ってY軸方向に駆動される可動子62Aとから構成されている。 Y linear motors 65A includes a stator 58A which X-axis direction on both outer sides are arranged along the Y-axis direction of the stage surface plate 44, provided at both ends of the X guide stage 61A, between each stator 58A and a mover 62A is driven in the Y-axis direction along the stator 58A by electromagnetic interaction. これら固定子58Aは、ステージ定盤44のX軸方向に分離して設けられた支持ブロック64Aにそれぞれ支持される。 These stators 58A are respectively supported by the support block 64A which is provided separately in the X-axis direction of the stage surface plate 44.
同様に、Yリニアモータ65Bは、ステージ定盤44のY軸方向両外側にそれぞれY軸方向に沿って配置された固定子58Bと、それぞれ固定子58Bとの間の電磁気的相互作用により固定子58Bに沿ってY軸方向に駆動される可動子62Bとから構成されている。 The stator Similarly, Y linear motors 65B includes a stator 58B arranged along the Y-axis direction in the Y-axis direction both outer sides of the stage base 44 by electromagnetic interaction with the respective stator 58B and a mover 62B which is driven in the Y-axis direction along the 58B. これら固定子58Bは、支持ブロック64Bにそれぞれ支持される。 These stator 58B are respectively supported on the support block 64B.

また、+X側に位置する支持ブロック64A、64Bには、Y方向に沿ってYガイド68A、68Bがそれぞれ設けられており、+X側に位置する可動子62A、62BにはYガイド68A、68Bに嵌合してガイドされるYガイドステージ69A、69Bが設けられている。 Also, + X support block located on the side 64A, the 64B, Y guides 68A along the Y direction, 68B are provided respectively, + X movers 62A located on the side, Y guides 68A to 62B, the 68B Y guide stage 69A which is fitted guide, 69B are provided.

固定子58A、58Bはそれぞれエアパッド等のエアベアリングを有しており、支持ブロック64A、64Bに対してY方向に非接触で移動自在に支持されている。 The stator 58A, 58B has an air bearing, such as air pads respectively, the support block 64A, is movably supported in a non-contact in the Y direction relative to 64B. 従って、可動子62A、62B(ウエハステージWST1、WST2)のY軸方向の移動に伴う反力は、固定子58A、58Bが移動することにより吸収されるため、ベースプレートBPに与える運動量は理論的にゼロとなり、ステージ装置12における重心の位置がY方向において実質的に固定される。 Therefore, the reaction force accompanying the movement of the Y-axis direction of the movable element 62A, 62B (wafer stage WST1, WST2), since the stator 58A, 58B is absorbed by moving the momentum given to the base plate BP is theoretically becomes zero, the position of the center of gravity in the stage device 12 is substantially fixed in the Y direction.

なお、可動子62A、62Bは、固定子58A、58Bと対向する面にそれぞれ電磁石81A、81B(図2では不図示、図12参照)が設けられており、固定子58A、58Bは電磁石81A、81Bと対向する面に不図示の鉄板が設けられている。 Incidentally, the movable element 62A, 62B is, stator 58A, 58B opposite to each surface electromagnets 81A, 81B (not shown in FIG. 2, see FIG. 12) is provided, the stator 58A, 58B are electromagnets 81A, iron (not shown) is provided to 81B which faces. そして、制御装置CONT(図12参照)の制御下で電磁石81A、81Bの磁気的吸引力を適宜調整することにより、粗動ステージ63A、63B及びウエハステージWST1、WST2のX方向への移動に伴う反力を相殺することができる。 Then, accompanied by electromagnets 81A under the control of the control unit CONT (see Fig. 12), the magnetic attractive force of 81B by appropriately adjusting, coarse movement stage 63A, the movement of the X direction 63B and the wafer stage WST1, WST2 it is possible to offset the reaction force.

次に、図3乃至図10を参照して粗動ステージ63A、63B及びウエハステージWST1、WST2について説明する。 Then, the coarse movement stage 63A with reference to FIGS. 3 to 10, 63B and the wafer stages WST1, WST2 will be explained. なお、ウエハステージWST1、WST2の構成は同様であるので、以下においては代表的にウエハステージWST1及び粗動ステージ63Aについてのみ説明し、ウエハステージWST2及び粗動ステージ63Bについては図において符号(主に添字Bを付記)のみ記載する。 Note that the configuration of the wafer stages WST1, WST2 are similar, typically describes wafer stages WST1 and coarse movement stage 63A only in the following, in figure the wafer stage WST2 and coarse movement stage 63B code (mainly describes subscript B Appendix) only.

図3に示すように、ウエハステージWST1は、上述の粗動ステージ63Aと、この粗動ステージ63Aの−Y側(粗動ステージ63Bの場合は+Y側)に交換自在に接続される微動ステージ(第2ステージ)83Aとを主体に構成されている。 As shown in FIG. 3, the wafer stage WST1 has a coarse movement stage 63A described above, fine movement stage this -Y side of the coarse movement stage 63A (in the case of coarse movement stage 63B to the + Y side) are exchanged freely connected to ( It is mainly composed of the second stage) 83A. 微動ステージ83Aは、ウエハW1を吸着保持するウエハホルダWHAを有するテーブルユニット70Aと、エアシリンダ82Aによりテーブルユニット70Aを下方から3カ所(図3では+Y側のエアシリンダは不図示)で支持する支持ユニット84Aとから構成されている。 Fine movement stage 83A includes a table unit 70A having a wafer holder WHA for attracting and holding the wafer W1, 3 places the table unit 70A from below by the air cylinder 82A (air cylinder in Fig. 3 + Y side is not shown) support unit for supporting at It is composed of a 84A. エアシリンダ82Aは、制御装置CONTによる制御下でテーブルユニット70Aの自重をキャンセルするように、ほぼゼロの空気バネ剛性でテーブルユニット70Aを支持している。 Air cylinder 82A so as to cancel the weight of the table unit 70A under the control of the control unit CONT, and supports the table unit 70A in the air spring stiffness of approximately zero.

支持ユニット84Aは、底面に非接触ベアリングである真空予圧型のエアベアリング73A(図4及び図5参照)が複数設けられたベアリング板71A、ベアリング板71A上に立設された上記エアシリンダ82A、ベアリング板71A上に立設されてエアシリンダ82Aを支持する支持板72Aを備えている。 Support unit 84A is a bearing plate 71A of the vacuum preload type air bearing 73A is a non-contact bearing (see FIGS. 4 and 5) is provided with a plurality on the bottom, the air cylinder 82A that are disposed on the bearing plate 71A, It is erected on a bearing plate 71A and has a support plate 72A that supports the air cylinder 82A. そして、エアベアリング73Aの軸受け面から吹き出される加圧気体(例えば空気、ヘリウム、あるいは窒素ガスなど)の静圧と、微動ステージ83A全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、微動ステージ83Aがステージ定盤44の上面である移動面44aの上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。 Then, pressurized gas blown out from the bearing surface of the air bearing 73A (e.g., air, helium or nitrogen gas, etc.,) and the static pressure, the balance between the fine movement stage 83A entire own weight and the vacuum suction force, fine movement stage 83A It has become above the moving surface 44a which is the upper surface of stage base 44 to be supported in a non-contact manner via a clearance of several microns.
また、ベアリング板71Aの上面には、粗動ステージ63Aに対する微動ステージ83Aの相対変位を計測する際に用いられるリニアエンコーダのスケール(位置指標部)74A、75Aが設けられている。 On the upper surface of the bearing plate 71A, the linear encoder which is used to measure the relative displacement of the fine movement stage 83A for coarse movement stage 63A scale (position indicator unit) 74A, 75A are provided. なお、スケール74A、75Aを含むリニアエンコーダの詳細については後述する。 Incidentally, the scale 74A, will be described in detail later linear encoder including 75A.

テーブルユニット70Aは、テーブル体76Aの上面に真空吸着等の吸着手段によりウエハ(基板)Wを保持する上述したウエハホルダWHAと、X軸方向の一端(−X側端部)にY軸方向に延びるX移動鏡77Xと、Y軸方向の一端(+Y側の端部)にX軸方向に延びるY移動鏡77Yとが設けられる構成になっている。 Table unit 70A extends in the Y-axis direction in the wafer by suction means such as vacuum suction and holder WHA described above holds the (substrate) W, in the X-axis direction end (-X side end) to the upper surface of the table body 76A and X movable mirror 77X, and a Y movable mirror 77Y extending in the X-axis direction has a structure that is provided at one end of the Y-axis direction (the end portion on the + Y side). さらに、テーブル体76Aの上面には、その表面がウエハWの高さとほぼ同一高さに設定された基準マーク板FMが固定されている。 Moreover, on the upper surface of the table body 76A, the height and the reference mark plate FM that is set to substantially the same height of the surface of the wafer W is fixed. この基準マーク板FMは、例えばウエハステージWST1(微動ステージ83A)の基準位置を検出する際に用いられる。 The reference mark plate FM is used, for example, when detecting the reference position of the wafer stage WST1 (fine movement stage 83A).

また、テーブル体76Aの下方のボディ85Aには、粗動ステージ63Aに対して微動ステージ83Aを6自由度で移動させるリニアモータの可動子が設けられている。 Further, the body 85A below the table body 76A, the linear motor movable element which moves the fine movement stage 83A in 6 degrees of freedom is provided with respect to coarse movement stage 63A.
より詳細には、図4に示すように、ボディ85AのX軸方向中央部には、微動ステージ83Aを第2方向であるX軸方向に駆動するXモータ(第2駆動装置)100Aの可動子(第2可動子)101Aが設けられている。 More specifically, as shown in FIG. 4, the X-axis direction central portion of the body 85A, the movable element of the X motor (second drive unit) 100A that drives the fine movement stage 83A in the X axis direction is a second direction It is provided (the second movable element) 101A. 可動子101Aは、Y軸方向に沿って開放されるようにZ方向に隙間をあけてX軸方向に延設された一対の発磁体(磁石)で構成されている。 Mover 101A is composed of a Z direction with a gap extending in the X-axis direction a pair of magnetism generation body (magnet) as opened along the Y-axis direction.

可動子101Aを挟んだX軸方向両側には、微動ステージ83Aを第1方向であるY軸方向及びZθ方向(Z軸周りの回転方向)に駆動するYモータ(第1駆動装置)110Aの可動子(第1可動子)111Aが設けられている。 The X-axis direction both sides of the mover 101A, movable in the Y-motor (first driving unit) 110A that drives the fine movement stage 83A in a first direction Y-axis direction and Zθ direction (rotation direction around the Z-axis) children (first movable element) 111A is provided. 可動子111Aは、Y軸方向に沿って開放されるように、各側においてZ方向に隙間をあけて、且つ図5に示すように、Y軸方向に延設された一対の発磁体で構成されている。 Mover 111A, as will be opened along the Y-axis direction, a gap in the Z direction on each side, and as shown in FIG. 5, a pair of magnetism generation body which extends in the Y-axis direction It is.

また、可動子111Aの下方には、微動ステージ83Aを第3方向であるZ軸方向、Xθ方向(X軸周りの回転方向)、及びYθ方向(Y軸周りの回転方向)に駆動するZモータ(第3駆動装置)120Aの可動子(第3可動子)121Aが設けられている。 Further, Z motor below the movable element 111A, which drives the fine movement stage 83A Z-axis direction is a third direction, X.theta direction (rotation direction around the X axis), and Yθ directions (rotation direction around the Y-axis) moving element (third drive unit) 120A (third movable member) 121A is provided. 可動子121Aは、Y軸方向に沿って開放されるように、各側においてZ方向に隙間をあけて延設された一対の発磁体で構成されている。 Mover 121A, as will be opened along the Y-axis direction, and a pair of magnetism generation body which extends with a gap in the Z direction at each side. これら可動子121Aは、−X側ではY軸方向中央部の一カ所(図3及び図5では不図示)、+X側では隙間をあけてY軸方向の両側に二カ所の合計三カ所設けられている(図5参照)。 These mover 121A is one place (Fig. 3 and not shown in FIG. 5) in the Y-axis direction central portion at the -X side, provided the total three positions of two places on each side of the Y-axis direction with a gap in the + X side and are (see Figure 5).

そして、粗動ステージ63Aには、図3に示してあるように、Xモータ100Aの固定子(第2固定子)102A、Yモータ110Aの固定子(第1固定子)112A、Zモータ120Aの固定子(第3固定子)122AがY軸方向(−Y側、粗動ステージ63Bの固定子102B、112B、122Bは+Y側)に沿って突設されている。 Then, the coarse movement stage 63A, as is shown in FIG. 3, the X motor 100A stator (second stator) 102A, the Y motor 110A stator (first stator) 112A, the Z motor 120A the stator (third stator) 122A is Y-axis direction (-Y side, the stator 102B of coarse movement stage 63B, 112B, 122B is + Y side) is protruded along. 固定子102Aはコイルユニットを内蔵しており、微動ステージ83AをY軸方向に沿って粗動ステージ63Aに装着したときに一対の可動子101Aの隙間に挿入される位置に設けられている。 The stator 102A is provided at a position to be inserted into the gap of the pair of movers 101A when mounted on coarse movement stage 63A along incorporates a coil unit, a fine movement stage 83A in the Y axis direction. また、固定子112Aもコイルユニットを内蔵しており、微動ステージ83AをY軸方向に沿って粗動ステージ63Aに装着したときに一対の可動子111Aの隙間に挿入される位置に設けられている。 Further, stator 112A also incorporates a coil unit, is provided at a position to be inserted into the gap of the pair of movable elements 111A when the fine movement stage 83A is mounted on the coarse movement stage 63A along the Y-axis direction . 同様に、固定子122Aはコイルユニットを内蔵しており、微動ステージ83AをY軸方向に沿って粗動ステージ63Aに装着したときに一対の可動子111Aの隙間に挿入される位置に設けられている。 Similarly, the stator 122A incorporates a coil unit, provided at a position to be inserted into the gap of the pair of movers 111A when mounted on coarse movement stage 63A along fine movement stage 83A in the Y-axis direction there. なお、固定子122Aは三カ所設けられた可動子121Aに対応して、−X側には一カ所、+X側にはY軸方向に隙間をあけて二カ所設けられている。 Incidentally, the stator 122A is corresponding to the movable member 121A provided three places, one place on the -X side, + the X side is provided two positions with a gap in the Y-axis direction. これら固定子102A、112A、122A(におけるコイルユニット)によるモータ100A、110A、120Aの駆動は、制御装置CONTによって制御される(図3では不図示、図12参照)。 These stators 102A, 112A, motor 100A by 122A (coil unit in), 110A, 120A of the drive is controlled by a control device CONT (not shown in FIG. 3, see FIG. 12).

従って、制御装置CONTにより、Xモータ100Aの駆動を制御することで、微動ステージ83Aを粗動ステージ63Aに対してX軸方向に相対移動させることができる。 Accordingly, the control unit CONT, by controlling the drive of the X motor 100A, the fine movement stage 83A can be moved relative to the X-axis direction with respect to coarse movement stage 63A. また、制御装置CONTにより、Yモータ110Aの駆動を制御して両側の可動子111Aを同一の大きさ・方向に駆動することで、微動ステージ83Aを粗動ステージ63Aに対してY軸方向に相対移動させることができ、また両側の可動子111Aの駆動量を異ならせることで、微動ステージ83Aを粗動ステージ63Aに対してZθ方向に相対移動させることができる。 Further, the control unit CONT, Y drive motors 110A controlled to by driving both sides of the mover 111A in the same magnitude and direction, relative to the Y-axis direction fine movement stage 83A with respect to coarse movement stage 63A can be moved, also by varying the drive amount of each side of the movable member 111A, the fine movement stage 83A can be moved relative to the Zθ direction with respect to coarse movement stage 63A.

さらに、制御装置CONTにより、Zモータ120Aの駆動を制御して3つの可動子121Aを同一の大きさ・方向に駆動することで、微動ステージ83Aを粗動ステージ63Aに対してZ軸方向に相対移動させることができる。 Further, the control unit CONT, by driving the three mover 121A controls the driving of the Z motor 120A to the same magnitude and direction, relative to the Z-axis direction fine movement stage 83A with respect to coarse movement stage 63A it can be moved. また、+X側の2つの可動子121Aを同一の大きさ・方向に駆動し、且つ−X側の可動子121Aの駆動量を異ならせることで、微動ステージ83Aを粗動ステージ63Aに対してYθ方向に相対移動させることができる。 Further, the same two movable elements 121A on the + X side is driven in the size and direction, and by varying the drive amount of the -X side of the movable element 121A, Y.theta fine movement stage 83A with respect to coarse movement stage 63A it can be moved relative to the direction. さらに、+X側の2つの可動子121Aの駆動量を異ならせることで、微動ステージ83Aを粗動ステージ63Aに対してXθ方向に相対移動させることができる。 Furthermore, + X side of the by varying the drive amount of the two movable elements 121A, fine movement stage 83A can be moved relative to the Xθ direction with respect to coarse movement stage 63A. 従って、Xモータ100A、Yモータ110A、Zモータ120Aの駆動により、微動ステージ83Aを粗動ステージ63Aに対してX軸方向、Y軸方向、Z軸方向、Xθ方向、Yθ方向、Zθ方向の6自由度で移動させることができる。 Thus, X motor 100A, Y motors 110A, by driving the Z motor 120A, X-axis direction fine movement stage 83A with respect to coarse movement stage 63A, Y-axis, Z-axis direction, X.theta direction, Y.theta direction, the Zθ direction 6 it can be moved in the degree of freedom.

なお、Zモータ120Aの構成について、図6を用いてその駆動原理を説明する。 The configuration of the Z motor 120A, illustrating a driving principle with reference to FIG.
この図に示すように、発磁体からなる可動子121Aは、上下のヨーク123に対してそれぞれ隣り合う磁石で磁極が逆となるように、且つ上下で対向する磁石同士の磁極が同一となるように配置されている。 As shown in this figure, the mover 121A consisting of magnetism generation body, as the magnetic poles in the magnet adjacent each to the upper and lower yokes 123 are reversed, and so that the magnetic poles of the magnets facing each other in vertically the same It is located in.
この構成のZモータ120Aでは、可動子121Aの隙間に固定子(コイルユニット)122Aが配置され、例えば図6中、+Y側に位置するコイルに紙面手前側に向かう方向の電流を流し、−Y側に位置するコイルに紙面奥側に向かう方向の電流を流すことで、可動子121A(すなわち微動ステージ83A)を+Z側へ移動させる推力を生じさせることができる。 In Z motor 120A of this configuration, the stator into the gap of the mover 121A (coil unit) 122A is arranged, for example, in FIG. 6, flowing direction of the current towards the front side in the coils positioned on the + Y side, -Y by passing a current direction towards the depth of the page surface in coils positioned on the side, it is possible to produce a thrust force for moving the movable element 121A (i.e., fine movement stage 83A) to the + Z side. また、電流の流れる方向を逆とすることで、可動子121A(すなわち微動ステージ83A)を−Z側へ移動させる推力を生じさせることができる。 Further, by reverse the direction of current flow, it is possible to produce a thrust force for moving the movable element 121A (i.e. fine movement stage 83A) to the -Z side. つまり、固定子122Aに流れる電流の向き及び大きさを調整することで、可動子121A(微動ステージ83A)をZ方向に任意の向き及び大きさで移動させることができる。 That is, by adjusting the direction and magnitude of current flowing through the stator 122A, the mover 121A (fine movement stage 83A) can be moved in any direction and magnitude in the Z direction.

また、ウエハステージWST1には、微動ステージ83Aと粗動ステージ63AとのX軸方向、Y軸方向及びZθ方向の相対位置関係を計測するためのリニアエンコーダが設けられている。 Further, the wafer stage WST1, X-axis direction of the fine moving stage 83A and coarse movement stage 63A, the linear encoder for measuring a relative positional relation between the Y-axis direction and Zθ direction are provided. 図7は、微動ステージ83Aと粗動ステージ63Aとが接続状態にあり、且つエアシリンダ82Aの一部と支持板72Aを取り除いた状態を示す図である。 Figure 7 is a fine movement stage 83A and coarse movement stage 63A is in the connected state, a diagram and shows the condition of removing a portion between the supporting plate 72A of the air cylinder 82A. この図に示すように、リニアエンコーダは、支持ユニット84Aにおけるベアリング板71Aの上面に設けられた上述したスケール74A、75Aと、各スケール74A、75Aを計測する計測ヘッド(計測部)94A、95Aとから構成されている。 As shown in this figure, the linear encoder scale 74A, and 75A described above provided on the upper surface of the bearing plate 71A of the support unit 84A, the scale 74A, 75A measures the measuring head (measuring unit) 94A, and 95A It is constructed from. スケール74A、75Aは、対をなしてベアリング板71Aの+Y側縁部及び−Y側縁部にそれぞれ設けられている。 Scale 74A, 75A are respectively provided on the + Y side edge section and the -Y side edge portion of the bearing plate 71A in pairs.

図8(a)に示すように、スケール74Aには、X軸方向に所定ピッチでライン・アンド・スペースのマークが形成されている。 As shown in FIG. 8 (a), the scale 74A, mark line and space at a predetermined pitch in the X-axis direction is formed. また、スケール75Aには、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに所定ピッチでライン・アンド・スペース(すなわち格子状)のマークが形成されている。 In addition, the scale 75A, the mark of the X-axis and Y-axis directions of the line-and-space at a predetermined pitch in each (i.e. lattice) are formed. 図8(b)に示すように、計測ヘッド94A、95A(図8(b)では便宜上、符号94、95で図示している)は、スケール74A、75Bの上方にZ方向に所定間隔をあけて対向するように突設されている。 As shown in FIG. 8 (b), the measurement head 94A, 95A (for convenience in FIG. 8 (b), illustrated by reference numeral 94, 95) are spaced a predetermined distance in the Z-direction scale 74A, above the 75B It is protruded to face Te.
このリニアエンコーダでは、計測ヘッド94Aによりスケール74Aを計測することでX軸方向の変位を計測でき、計測ヘッド95Aによりスケール75Aを計測することでX軸方向及びY軸方向の変位を計測できる。 This linear encoder, the measuring head 94A can measure the displacement of the X-axis direction by measuring the scale 74A, can measure the displacement of the X-axis and Y-axis directions by measuring the scale 75A by the measuring head 95A. 従って、計測ヘッド94A、95Aの計測結果から微動ステージ83Aと粗動ステージ63AとのX軸方向、Y軸方向及びZθ方向の相対変位を計測できる。 Therefore, the measuring head 94A, X-axis direction of the fine moving stage 83A and coarse movement stage 63A from the measurement results of 95A, the relative displacement in the Y-axis direction and Zθ directions can be measured. リニアエンコーダ(計測ヘッド94A、95A)による計測結果は制御装置CONTに出力される(図12参照)。 Linear encoder (measurement head 94A, 95A) by the measurement result is outputted to the control unit CONT (see Fig. 12).

粗動ステージ63Aの底面には、非接触ベアリングである真空予圧型のエアベアリング78A(図8(b)参照)が複数設けられている。 The bottom surface of the coarse movement stage 63A, the vacuum preload type air bearing 78A is a non-contact bearing (see FIG. 8 (b)) is provided with a plurality. そして、エアベアリング78Aの軸受け面から吹き出される加圧気体の静圧と、粗動ステージ63A全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、粗動ステージ63Aがステージ定盤44の上面である移動面44aの上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。 Then, the static pressure of the pressurized gas blown out from the bearing surface of the air bearing 78A, the balance between the own weight and the vacuum suction force of the entire coarse movement stage 63A, coarse movement stage 63A is an upper surface of stage base 44 moves It is adapted to be supported in a non-contact manner via a clearance of several microns above the surface 44a. 従って、粗動ステージ63Aと微動ステージ83Aとは、エアベアリング78A、73Aにより同一の支持面44aで支持されることになる。 Thus, the coarse movement stage 63A and the fine movement stage 83A, an air bearing 78A, will be supported by the same supporting surface 44a by 73A. 通常、リニアエンコーダに対して1μm程度の計測精度を得るためには、スケール74A、75Aと計測ヘッド94A、95Aとの間のクリアランスを数μm〜数十μm以下に制限する必要があるが、スケール74A、75Aが設けられたベアリング板71A(微動ステージ83A)と粗動ステージ63Aとが上記のように、エアベアリング78A、73Aにより同一の支持面44aにてZ軸方向に支持・拘束されるため、スケール74A、75Aと計測ヘッド94A、95Aとの間のクリアランスを数μm(例えば2〜3μm)程度に管理することができる。 Usually, in order to obtain a 1μm about measurement accuracy for the linear encoder scale 74A, 75A and the measuring head 94A, it is necessary to limit the following several μm~ several tens μm clearance between 95A, the scale 74A, so 75A is bearings plate 71A (the fine movement stage 83A) and the coarse movement stage 63A which is provided in the air bearing 78A, since it is supported and restrained in the Z-axis direction by the same supporting surface 44a by 73A scale 74A, 75A and the measuring head 94A, it is possible to manage several [mu] m (e.g., 2 to 3 [mu] m) degree clearance between 95A.

図1及び図2に戻り、露光エリアに位置するウエハステージのY軸方向の位置は、ステージ定盤44の+Y側外部に設けられ移動鏡77Yに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計32(図1及び図2参照)により計測され、X軸方向の位置はステージ定盤44の−X側外部に設けられ移動鏡77Xに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計33(図2参照)により計測され、その結果が制御装置CONTに出力される(図12参照)。 1 and 2, the position in the Y-axis direction of the wafer stage is located in the exposure area, the laser interferometer 32 for irradiating a laser beam to the moving mirror 77Y is provided on the + Y side outside of the stage surface plate 44 ( measured by reference to FIGS. 1 and 2), the position of the X-axis direction by the laser interferometer 33 is irradiated with a laser beam to the moving mirror 77X is provided on the -X side outside of the stage surface plate 44 (see FIG. 2) It is measured, and the result is outputted to the control unit CONT (see Fig. 12). また、アライメントエリアに位置するウエハステージのY軸方向の位置は、ステージ定盤44の略中央に吊設され(図1参照)移動鏡77Yに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計34(図1乃び図2参照)により計測され、X軸方向の位置はステージ定盤44の−X側外部に設けられ移動鏡77Xに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計35(図2参照)により計測され、その結果が制御装置CONTに出力される(図12参照)。 The position of the Y-axis direction of the wafer stage is located in the alignment area, the laser interferometer 34 (FIG irradiating a laser beam to substantially the center in the suspended (see FIG. 1) moving mirror 77Y of the stage surface plate 44 measured by the first reference 乃 beauty Figure 2), the position of the X-axis direction by the laser interferometer 35 is irradiated with a laser beam to the moving mirror 77X is provided on the -X side outside of the stage surface plate 44 (see FIG. 2) It is measured, and the result is outputted to the control unit CONT (see Fig. 12).

一方、レーザ干渉計34直下のステージ定盤44上には、粗動ステージ63A、63Bと分離した微動ステージ83A、83Bをステージ定盤44に対して固定するための固定装置が設けられている。 On the other hand, on the stage surface plate 44 immediately below the laser interferometer 34, the coarse stage 63A, fine movement stage 83A separated and 63B, the fixing device for fixing the 83B with respect to the stage surface plate 44 is provided. 図9は、固定装置の要部を示す部分拡大図である。 Figure 9 is a partially enlarged view showing a main portion of the fixing device. この図に示すように、ステージ定盤44上のほぼ中央には台座86が設けられ、台座86上には固定装置87が設けられている。 As shown in this figure, the pedestal 86 is provided at substantially the center on the stage surface plate 44, fixing device 87 is provided on the base 86. 固定装置87は、微動ステージ83Aの固定位置近傍の台座86の+X側端部に、Y軸方向に沿って固設された板状の保持部88、保持部88に対してX軸方向に沿って進退自在、且つ保持部88に向けて進出したときに保持部88との間で微動ステージ83Aに設けられたカムフォロワ91を挟持・保持するガイド部89を有するエアシリンダやソレノイドなどの電磁アクチュエータからなる駆動部90から概略構成されている。 Fixing device 87, the + X side end portion of the pedestal 86 of the fixed position near the fine movement stage 83A, Y-axis fixedly provided is a plate-shaped holding portion 88 along the, along the X-axis direction relative to the holding portion 88 retractably, and an electromagnetic actuator such as an air cylinder or a solenoid having a guide portion 89 a cam follower 91 provided to sandwich and hold the fine movement stage 83A between the holding portion 88 when advanced toward the holding portion 88 Te It is schematically configured from a drive unit 90 comprising. 駆動部90の駆動は、駆動制御装置としての制御装置CONTにより制御される。 Driving of the driving unit 90 is controlled by the controller CONT as a drive control device.

図3乃至図5に示すように、カムフォロア91は、微動ステージ83Aのボディ85AのX軸方向両端に、Y軸方向に間隔をあけてそれぞれ対で(合計4つ)下方に向けて垂設されている。 As shown in FIGS. 3 to 5, the cam follower 91 is in the X axis direction end of the body 85A of the fine movement stage 83A, (total of four) in each pair spaced apart in the Y-axis direction is perpendicularly provided downward ing. 図10は、台座86上の固定装置87を示す概略的な平面図である。 Figure 10 is a schematic plan view showing a fixing device 87 on the pedestal 86. この図に示すように、ガイド部89には、微動ステージ83Aが固定位置にあるときにカムフォロア91に対向する位置に、当該カムフォロア91と嵌合するV溝92が形成されている。 As shown in this figure, the guide unit 89, the fine movement stage 83A is at a position opposed to the cam follower 91 when in the locked position, V grooves 92 for mating with the cam follower 91 is formed. なお、図9及び図10では、図示を省略しているが、固定装置87は、Y軸を挟んだ逆側にも設置されており、2基の微動ステージ83A、83Bを同時に固定できる構成となっている。 In FIG. 9 and FIG. 10, although not shown, the fixing device 87 is installed in sandwiched opposite the Y-axis, 2 groups of fine movement stage 83A, a configuration in which can be fixed simultaneously 83B going on.

図1に戻り、前記光源としては、ここではF レーザ光源(出力波長157nm)あるいはArFエキシマレーザ光源(出力波長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。 Returning to Figure 1, as the light source, wherein used is a pulsed laser light source for outputting an F 2 laser light source (output wavelength 157 nm) or ArF excimer laser light source such as (output wavelength 193 nm), pulsed ultraviolet light in the vacuum ultraviolet region ing. この光源は、チャンバ14が設置される超クリーンルームとは別のクリーン度が低いサービスルーム、あるいはクリーンルーム床下のユーティリティスペースなどに設置され、不図示の引き回し光学系を介してチャンバ14内の照明ユニットILUに接続されている。 The light source, the ultra-clean room chamber 14 is installed is provided another cleanness low service rooms, or the like clean room floor utility space, the illumination unit ILU of the chamber 14 through the routing optical system (not shown) It is connected to the. 光源は、そのパルス発光の繰り返し周波数(発振周波数)やパルスエネルギなどが、制御装置CONTの管理下にあるレーザ制御装置18(図1では図示せず、図12参照)によって制御される構成となっている。 The light source, such as the repetition frequency (oscillation frequency) and pulse energy of the pulse light emission, (not in Figure 1 shown, see FIG. 12) the laser control device 18 under the control of the control unit CONT and controlled by ing.

前記照明ユニットILUは、内部を外気に対して気密状態にする照明系ハウジング20と、この照明系ハウジング20内に所定の位置関係で収納された、2次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系(いずれも図示省略)等から成る照明光学系とによって構成され、レチクルR上の矩形(あるいは円弧状)の照明領域IAR(図11参照)を均一な照度で照明する。 The illumination unit ILU is an illumination system housing 20 for airtight internal against the outside air, it is accommodated in a predetermined positional relationship to the illumination system housing 20, the secondary light source forming optical system, a beam splitter, condenser lens system, a reticle blind, and an imaging lens system (both not shown) is constituted by an illumination optical system consisting of such, a lighting area IAR rectangle on the reticle R (or arcuate) (see FIG. 11) uniformly illuminated with illumination. 照明光学系としては、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構成のものが用いられている。 The illumination optical system shown uses the same structure as for example those disclosed in, JP-A 9-320956 JP. 照明系ハウジング20内には、空気(酸素)の含有濃度が数ppm未満とされたクリーンなヘリウムガス(He)あるいは乾燥窒素ガス(N )などが充填されている。 The illumination system housing 20, such as air clean helium gas containing concentrations are less than several ppm of (oxygen) (the He) or dry nitrogen gas (N 2) is filled.

前記レチクル駆動系は、図1に示されるレチクルチャンバ22内に収容されている。 The reticle drive system is housed in the reticle chamber 22 shown in FIG. レチクルチャンバ22と照明系ハウジング20との接続部分には、ホタル石などから成る光透過窓が形成されている。 The connecting portion between the reticle chamber 22 and the illumination system housing 20, light transmitting window made of a fluorite are formed. レチクルチャンバ22内には、空気(酸素)の含有濃度が数ppm程度とされたクリーンなヘリウムガス(He)あるいは乾燥窒素ガス(N )などが充填されている。 In the reticle chamber 22, such as air clean helium gas containing concentrations is approximately several ppm of (oxygen) (the He) or dry nitrogen gas (N 2) is filled. 前記レチクル駆動系は、図1に示されるレチクルベース盤24上をレチクルRを保持してXY2次元面内で移動可能なレチクルステージ(マスクステージ)RSTと、このレチクルステージRSTを駆動する不図示のリニアモータ等を含む駆動部26(図1では図示せず、図12参照)と、このレチクルステージRSTの位置を管理するレチクル干渉計システム28とを備えている。 The reticle drive system includes a reticle stage (mask stage) RST which is movable reticle base plate 24 up in the XY2-dimensional plane while holding the reticle R as shown in FIG. 1, not shown for driving the reticle stage RST (not shown in FIG. 1, see FIG. 12) driving unit 26 including a linear motor or the like includes a, the reticle interferometer system 28 for managing the position of the reticle stage RST.

これを更に詳述すると、レチクルステージRSTは、実際には、不図示の非接触ベアリング、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盤24上に浮上支持され、不図示のリニアモータによって、走査方向であるY軸方向に所定ストローク範囲で駆動されるレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対しボイスコイルモータ等からなる駆動機構によってX軸方向、Y軸方向及びθZ方向(Z軸回りの回転方向)に微少駆動されるレチクル微動ステージとから構成される。 If this further detail, the reticle stage RST, in fact, non-contact bearings (not shown), for example supported by levitation on reticle base plate 24 via a vacuum preload hydrostatic bearing apparatus, not shown linear motor by a reticle coarse motion stage which is driven at a predetermined stroke range in the Y axis direction is the scanning direction, X-axis direction by a drive mechanism relative to the reticle coarse motion stage consists voice coil motor or the like, Y axis direction and the θZ direction ( composed of the reticle micro-moving stage that is finely driven in the rotation direction) around the Z-axis. このレチクル微動ステージ上に不図示の静電チャック又は真空チャックを介してレチクルRが吸着保持されている。 Reticle R is held by suction through the electrostatic chuck or a vacuum chuck (not shown) on the reticle fine movement on the stage. 上述のように、レチクルステージRSTは、実際には、2つのステージから構成されるが、以下においては、便宜上、レチクルステージRSTは、駆動部26によりX軸、Y軸方向の微小駆動、θZ方向の微小回転、及びY軸方向の走査駆動がなされる単一のステージであるものとして説明する。 As described above, the reticle stage RST, in fact, consists of two stages, in the following, for convenience, the reticle stage RST, X-axis by the driving unit 26, Y-axis direction of the fine drive, .theta.Z direction rotation of the minute, and the scan drive of the Y-axis direction is described as a single stage to be made. なお、駆動部26は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図12では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。 The driving unit 26, a linear motor, is a mechanism whose drive source is a voice coil motor or the like, shown as a mere block from the convenience of illustration in FIG. 12.

レチクルステージRST上には、図11に示されるように、X軸方向の一側の端部に、レチクルステージRSTと同じ素材(例えばセラミック等)から成る移動鏡30がY軸方向に延設されており、この移動鏡30のX軸方向の一側の面には鏡面加工により反射面が形成されている。 On reticle stage RST, as illustrated in FIG. 11, the end portion of one side of the X-axis direction, the movable mirror 30 made of the same material as the reticle stage RST (e.g. ceramic, etc.) are extended in the Y-axis direction and has the reflection surface is formed by mirror-finishing the surface of one side of the X-axis direction of the movable mirror 30. この移動鏡30の反射面に向けて干渉計システム28からの干渉計ビームが照射され、その干渉計ではその反射光を受光して基準面に対する相対変位を計測することにより、レチクルステージRSTの位置を計測している。 The interferometer beam from the interferometer system 28 toward the reflecting surface of the movable mirror 30 is irradiated, in the interferometer by measuring the relative displacement with respect to the reference plane and receiving the reflected light, the position of the reticle stage RST a is measured. ここで、この干渉計28は、実際には独立に計測可能な2本の干渉計光軸を有しており、レチクルステージRSTのX軸方向の位置計測と、ヨーイング量の計測が可能となっている。 Wherein the interferometer 28 is turned actually has two interferometer optical axes capable of measuring independently, a position measurement of the X-axis direction of the reticle stage RST, and can measure the yawing amount ing. この干渉計28は、上述したウエハステージ側の干渉計32、34からのウエハステージWST1、WST2のヨーイング情報やY位置情報に基づいてレチクルとウエハの相対回転(回転誤差)をキャンセルする方向にレチクルステージRSTを回転制御したり、X方向同期制御(位置合わせ)を行なうために用いられる。 The interferometer 28, the reticle in the direction of canceling the relative rotation of the reticle and the wafer (rotation error) based on the wafer stage WST1, WST2 yawing information and Y-position information from the wafer stage side of the interferometer 32 described above or rotating control stage RST, it is used to perform X-direction synchronization control (alignment). なお、図11においては、ウエハステージWST1、WST2における粗動ステージ63A、63Bの図示を省略している。 In FIG. 11, coarse movement stage 63A in the wafer stages WST1, WST2, are omitted 63B.

一方、レチクルステージRSTの走査方向(スキャン方向)であるY軸方向の一側には、一対のコーナーキューブミラー36A、36Bが設置されている。 On the other hand, at one side of the Y-axis direction is the scanning direction of the reticle stage RST (scanning direction), a pair of corner cube mirrors 36A, 36B are installed. そして、ダブルパス干渉計37から、これらのコーナーキューブミラー36A、36Bに対して干渉計ビームが照射され、レチクルベース盤24上に設けられた不図示の反射面にコーナーキューブミラー36A、36Bより戻され、そこで反射したそれぞれの反射光が同一光路を戻り、それぞれのダブルパス干渉計37で受光され、それぞれのコーナーキューブミラー36A、36Bの基準位置(レファレンス位置で前記レチクルベース盤24上の反射面)からの相対変位が計測される。 Then, the double pass interferometer 37, these corner cube mirrors 36A, the interferometer beam is irradiated to 36B, the corner cube mirror 36A to the reflection surface (not shown) provided on the reticle base plate 24, it is returned from 36B , where each of the light reflected return the same optical path, it is received by the respective double-path interferometers 37, each of the corner cube mirrors 36A, from a reference position 36B (the reflecting surface on the reticle base plate 24 at the reference position) relative displacement is measured. そして、これらのダブルパス干渉計37の計測値が制御装置CONT(図1では図示せず、図12参照)に供給され、その平均値に基づいてレチクルステージRSTのY軸方向の位置が計測される。 Then, (not shown in FIG. 1, see FIG. 12) These double pass interferometer 37 measurements the control unit CONT is supplied to the position of the Y-axis direction of the reticle stage RST is measured on the basis of the average value . このY軸方向位置の情報は、ウエハ側の干渉計の計測値に基づくレチクルステージRSTとウエハステージWST1又はWST2との相対位置の算出、及びこれに基づく走査露光時の走査方向(Y軸方向)のレチクルとウエハの同期制御に用いられる。 Information of this Y-axis direction position is, the calculation of the relative position between the reticle stage RST and wafer stage WST1 or WST2 based on measurement values ​​of the wafer side of the interferometer, and the scanning direction during scanning exposure based thereon (Y axis direction) used for the synchronous control of the reticle and the wafer.

なお、レチクルRを構成するガラス基板の素材は、使用する光源によって使い分ける必要がある。 The glass substrate of the material constituting the reticle R, it is necessary to selectively use the light source to be used. 例えば、光源としてF レーザ光源等の真空紫外光源を用いる場合には、ホタル石やフッ化マグネシウム、フッ化リチウム等のフッ化物結晶、あるいは水酸基濃度が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)などを用いる必要があり、ArFエキシマレーザ光源あるいはKrFエキシマレーザ光源を用いる場合には、上記各物質の他、合成石英を用いることも可能である。 For example, synthetic quartz in the case of using a vacuum ultraviolet light source such as F 2 laser light source as a light source, magnesium fluorspar and fluoride, the fluoride crystal such as lithium fluoride, or a hydroxyl group concentration of 100ppm or less, and containing fluorine (fluorine-doped silica) should the like, in the case of using an ArF excimer laser light source or KrF excimer laser light source, in addition to the above materials, it is also possible to use synthetic quartz.

図1に戻り、前記投影光学系PLは、その鏡筒の上端部近傍がレチクルチャンバ22に隙間無く接合されている。 Returning to Figure 1, the projection optical system PL is, the vicinity of the upper end portion of the barrel is no gap joined to the reticle chamber 22. 投影光学系PLとしては、ここでは、物体面(レチクルR)側と像面(ウエハW)側の両方がテレセントリックで1/4(又は1/5)縮小倍率の縮小系が用いられている。 As projection optical system PL, here, 1/4 both the object plane (reticle R) side and the image plane (wafer W) side telecentric (or 1/5) reduction system reduction ratio is used. このため、レチクルRに照明ユニットILUから照明光(紫外パルス光)が照射されると、レチクルR上の回路パターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系PLに入射し、その回路パターンの部分倒立像が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系PLの像面側の視野の中央にスリット状または矩形状(多角形)に制限されて結像される。 Therefore, when illumination light from the illumination unit ILU onto the reticle R (ultraviolet pulse light) is irradiated, the imaging light beam is a projection optical system from the illuminated portion by ultraviolet pulsed light of the circuit pattern area on the reticle R enters the PL, forming part inverted image of the circuit pattern is restricted to ultraviolet pulse light each pulse irradiation time to the projection optical system PL slit-shaped or rectangular at the center of the visual field of the image plane side of the (polygonal) is image. これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系PLの結像面に配置されたウエハW上の複数のショット領域のうちの1つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。 Thus, part inverted image of the projected circuit pattern is reduced and transferred to the resist layer of one shot area surface among the plurality of shot areas on the wafer W arranged on the image plane of the projection optical system PL .

前記投影光学系PLの光軸中心(レチクルパターン像の投影中心と一致)より+Y側に所定距離離れた位置にオフアクシス(off-axis)方式のアライメント光学系ALGが設置されている。 The off-axis (off-axis) method of the alignment optical system ALG in a position separated by a predetermined distance from the + Y side optical axis (coincident with the projection center of the reticle pattern image) of the projection optical system PL is installed. このアライメント光学系ALGは、LSA(Laser Step Alignment)系、FIA( Filed Image Alignment)系、LIA(Laser Interferometric Alignment )系の3種類のアライメントセンサを有しており、基準マーク板上の基準マーク及びウエハ上のアライメントマークのX、Y2次元方向の位置計測を行なうことが可能である。 The alignment optical system ALG is, LSA (Laser Step Alignment) system, FIA (Filed Image Alignment) system, LIA (Laser Interferometric Alignment) has three alignment sensor system, reference marks on the reference mark plate and the position measurement of the X, Y2-dimensional direction of the alignment marks on the wafer it is possible to carry out.

ここで、LSA系は、レーザ光をマークに照射して、回折・散乱された光を利用してマーク位置を計測する最も汎用性のあるセンサであり、従来から幅広いプロセスウエハに使用される。 Here, LSA system, by irradiating a laser beam to mark a sensor the most versatile to measure the mark position by utilizing a diffracted and scattered light is conventionally used in a wide range of process wafers. FIA系は、ハロゲンランプ等のブロードバンド(広帯域)光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測するセンサであり、アルミ層やウエハ表面の非対称マークに有効に使用される。 FIA system illuminates a mark with a broadband (wideband) light such as a halogen lamp, a sensor for measuring the mark position by performing image processing on the mark image, effectively used in an asymmetric mark aluminum layer and the wafer surface that. また、LIA系は、回折格子状のマークに周波数をわずかに変えたレーザ光を2方向から照射し、発生した2つの回折光を干渉させて、その位相からマークの位置情報を検出するセンサであり、低段差や表面荒れウエハに有効に使用される。 Further, LIA system, the laser light slightly changed frequency to the diffraction grating-shaped mark is irradiated from two directions, thereby interfering two diffracted light generated in the sensor for detecting the position information of the mark from the phase There is effectively used for low level difference and the surface roughness wafer. 本実施形態では、これら3種類のアライメントセンサを、適宜目的に応じて使い分け、ウエハ上の3点の一次元マークの位置を検出してウエハの概略位置計測を行なういわゆるサーチアライメントや、ウエハ上の各ショット領域の正確な位置計測を行なうファインアライメント等を行なうようになっている。 In the present embodiment, these three types of alignment sensors, used according to the appropriate purposes, to detect the position of the one-dimensional marks at three points on the wafer and the so-called search alignment for performing rough position measurement of wafer, on the wafer thereby performing the fine alignment for performing an accurate position measurement of each shot area.

さらに、本実施形態の露光装置10では、図1では図示が省略されているが、レチクルRの上方に、例えば特開平7−176468号公報等に開示される、投影光学系PLを介してレチクルR上のレチクルマーク(図示省略)と基準マーク板FM1、FM2(図11参照)上のマークとを同時に観察するための露光波長を用いたTTR(Through The Reticle )アライメント光学系から成る一対のレチクルアライメント顕微鏡138A、138B(図12参照)が設けられている。 Further, in exposure apparatus 10 of this embodiment, illustrated in FIG. 1 is omitted, above the reticle R, is disclosed, for example, in JP-A 7-176468 discloses such, via the projection optical system PL the reticle reticle marks on R (not shown) and the reference mark plate FM1, FM2 TTR using an exposure wavelength to observe a mark on (see FIG. 11) at the same time (Through the reticle) a pair of reticle made of the alignment optical system alignment microscopes 138A, 138B (see FIG. 12) is provided. これらのレチクルアライメント顕微鏡138A、138Bの検出信号は、制御装置CONTに供給される。 These reticle alignment microscopes 138A, the detection signal of 138B are supplied to the control unit CONT.

また、図1では図示が省略されているが、投影光学系PL、アライメント光学系ALGのそれぞれには、合焦位置を調べるためのオートフォーカス/オートレベリング計測機構(以下、「AF/AL系」という)がそれぞれ設けられている。 Although shown in FIG. 1 is omitted, a projection optical system PL, a to each of the alignment optical system ALG is autofocus / autoleveling measuring mechanism for examining focus position (hereinafter, "AF / AL system" ), respectively called. このように、投影光学系PL及びアライメント光学系ALGのそれぞれに、オートフォーカス/オートレベリング計測機構を設けた露光装置の構成は、例えば特開平10−214783号公報に詳細に開示されており、公知であるから、ここではこれ以上の説明を省略する。 Thus, each of the projection optical system PL and the alignment optical system ALG, configuration of the autofocus / autoleveling measuring mechanisms provided an exposure apparatus is disclosed in detail in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-214783, known since it is omitted here further description. 従って、本実施形態では、上記特開平10−214783号公報に記載の露光装置と同様に、アライメント光学系ALGによるアライメントセンサの計測時に、露光時と同様のAF/AL系の計測、制御によるオートフォーカス/オートレベリングを実行しつつアライメントマークの位置計測を行なうことにより、高精度なアライメント計測が可能になる。 Thus, in this embodiment, as in the exposure apparatus according to JP-A Hei 10-214783, when the measurement of the alignment sensor by the alignment optical system ALG, measurement of the same AF / AL system and the time of exposure, the auto by the control by performing position measurement of the alignment mark while executing the focus / auto-leveling allows highly accurate alignment measurement. 換言すれば、露光時とアライメント時との間で、ステージの姿勢によるオフセット(誤差)が発生しなくなる。 In other words, between the time of exposure during the alignment, offset (error) is not generated by the attitude of the stage.

図12には、本実施形態に係る露光装置10の制御系の主要な構成が示されている。 FIG 12 is a main configuration of a control system of an exposure apparatus 10 according to this embodiment. この制御系は、装置全体を統括的に制御する制御装置CONT及び、この制御装置CONTに計測結果を出力する各種計測機器及び、これらの計測結果に基づいて駆動される各種駆動装置から構成される。 The control system includes a control unit CONT which collectively controls the entire apparatus and various measuring instruments and outputs the measurement result to the control unit CONT and composed of various driving device driven on the basis of these measurement results .
なお、以下の説明では、制御装置CONTの制御により各種駆動装置が駆動される点については記載を省略する。 In the following description, it is omitted describe that various drive devices are driven by the control of the control unit CONT.

続いて、本実施形態に係る露光装置10におけるステージ装置12の動作について説明する。 Next, the operation of the stage device 12 in the exposure apparatus 10 according to the present embodiment. なお、ウエハステージWST1、WST2の動作が同様であるため、ここでは、一方のウエハステージWST1の例を用いて説明する。 Since the operation of the wafer stage WST1, WST2 are similar, that description is made here using one example of the wafer stage WST1.
露光動作やアライメント動作により、ウエハステージWST1をY軸方向に移動させる際、制御装置CONTはYリニアモータ65Aをガイド部68Aに沿って長ストロークで駆動するとともに、Yモータ110Aを微小駆動する。 The exposure operation and the alignment operation, when moving the wafer stage WST1 in the Y-axis direction, the control unit CONT to drive a long stroke along the Y linear motors 65A to the guide portion 68A, finely drives the Y motors 110A.
また、ステップ移動等によりウエハステージWST1をX軸方向に移動させる際、制御装置CONTは、Xリニアモータ67AをXガイドステージ61Aに沿って長ストロークで駆動するとともに、Xモータ100Aを微小駆動する。 Also, when moving the wafer stage WST1 by step motion, and the like in the X-axis direction, the control unit CONT, the X linear motors 67A to drive a long stroke along the X guide stage 61A, the X motor 100A finely drives.

このウエハステージWST1の移動にあたっては、微動ステージ83Aと粗動ステージ63Aとを接続する各モータ100A、110A、120Aの可動子101A、111A、121AがZ軸方向にクリアランスをもった配置となっているので、微動ステージ83Aを粗動ステージ63Aに対してX軸方向またはY軸方向に移動させる場合の可動範囲は、可動子101A、111A、121Aと固定子102A、112A、122Aとのクリアランス量に拘束されず、X軸方向に関してはリニアモータとしての推力保証範囲、あるいは固定子102A、112A、122Aとボディ85Aとが機械的に干渉しない範囲となり、Y軸方向に関しては可動子101A、111A、121AがそれぞれY軸方向に沿って開放されていることからリ When the movement of the wafer stage WST1, each motor 100A which connects the fine movement stage 83A and coarse movement stage 63A, 110A, the mover 101A of 120A, 111A, 121A is a configuration having a clearance in the Z axis direction since the movable range when moving the fine movement stage 83A in the X-axis or Y-axis direction with respect to coarse movement stage 63A is restrained mover 101A, 111A, 121A and the stator 102A, 112A, the amount of clearance between 122A Sarezu thrust guaranteed range of the linear motor with respect to the X-axis direction or the stator 102A, 112A, 122A and the body 85A is in a range which does not mechanically interfere mover 101A with respect to the Y-axis direction,, 111A, 121A is Li because it is open along the Y-axis direction, respectively アモータとしての推力保証範囲となり、モータにおけるクリアランス量に拘束されている場合と比較して大幅に大きくなる。 Becomes thrust guarantee range as Amota, it becomes considerably large as compared with the case that is bound to the amount of clearance in the motor.
従って、本実施の形態では、粗動ステージ63Aを微動ステージ83Aと同一の加速プロファイルで駆動する必要がなくなり、制御装置CONTの制御の下、互いに異なる加速度で両ステージ63A、83Aを駆動することができる。 Thus, in this embodiment, it is not necessary to drive the coarse movement stage 63A in the fine movement stage 83A the same acceleration profile and, under the control of the control unit CONT, the stages 63A at different acceleration together to drive the 83A it can. 具体的には、微動ステージ83に対して粗動ステージ63Aをより小さな加速度で駆動することが可能になり、粗動ステージ63Aの駆動(加速)に伴う発熱を抑えることができる。 More specifically, it is possible to drive the coarse movement stage 63A with a smaller acceleration relative to the fine motion stage 83, it is possible to suppress heat generation due to the driving of the coarse movement stage 63A (acceleration).

次に、本実施形態に係る露光装置10におけるステージ装置12の動作の中、露光エリアとアライメントエリアとの間でウエハステージWST1、WST2を入れ替える(スイッチする)動作について図13乃至図15を参照して説明する。 Next, among the operations of the stage device 12 in the exposure apparatus 10 according to the present embodiment, (switching) exchanging the wafer stages WST1, WST2 between the exposure area and the alignment area with reference to FIGS. 13 to 15, the operation It described Te. なお、図13乃至図15においては、ステージ構成部材を簡略化して図示しており、また各図を用いて説明する動作に特に関係のあるものについてのみ符号を付している。 Note that, in FIGS. 13 to 15 are shown in a simplified stage components, also it is designated by the reference numerals only that are particularly relevant to the operation described with reference to the drawings.

図13(a)は、露光エリア(図中、上側)において露光処理が施されたウエハステージWST1と、アライメントエリア(図中、下側)においてアライメント処理が施されたウエハステージWST2とを、Xリニアモータ67A、67Bの駆動によりX軸方向について交換位置へ移動させた状態を示す図である。 13 (a) is (in the figure, upper) exposure area and the wafer stage WST1 that has been subjected to the exposure processing in, (in the figure, the lower side) alignment area and a wafer stage WST2 to the alignment process in has been performed, X linear motors 67A, is a diagram showing a state of moving the X-axis direction to the exchange position by the driving of 67B. なお、ウエハステージWST1、WST2は、X軸方向に移動した場合でも互いに干渉しないY軸方向の位置に予めYリニアモータ65A、65Bの駆動により移動している。 Incidentally, wafer stage WST1, WST2 are moved beforehand Y linear motors 65A, by driving the 65B in the Y-axis direction position not interfering with each other even when moved in the X-axis direction.

次に、図13(b)に示すように、ウエハステージWST1、WST2が互いに接近するようにYリニアモータ65A、65Bを駆動して、微動ステージ83A、83Bが固定装置87を挟んでX軸方向に並ぶ交換位置に移動させる。 Next, as shown in FIG. 13 (b), Y linear motors 65A to wafer stage WST1, WST2 approach each other, by driving the 65B, fine movement stage 83A, X-axis direction 83B is across the fixing device 87 moving to the replacement position arranged in. この微動ステージ83A、83BのY軸方向の移動により、図9に示すように、微動ステージ83A、83Bに設けられたカムフォロワ91が固定装置87における保持部88とガイド部89との間に進入する。 The fine movement stage 83A, by moving the Y-axis direction 83B, as shown in FIG. 9, the fine movement stage 83A, the cam follower 91 provided on the 83B enters between the holding portion 88 and the guide portion 89 of the fixed apparatus 87 .

このとき制御装置CONTは、カムフォロワ91が円滑に進入できるように、駆動部90を制御して、図10に二点鎖線で示すように、カムフォロワ91と干渉しない位置にガイド部89を後退させておく。 At this time, the control unit CONT, as the cam follower 91 can smoothly enter, and controls the driving unit 90, as shown in FIG. 10 by a two-dot chain line, by retracting the guide portion 89 in a position that does not interfere with the cam follower 91 deep. また制御装置CONTは、微動ステージ83A、83Bが交換位置に達したときにガイド部89を保持部88に向けて進出させ、V溝92により保持部88との間でカムフォロワ91を保持するとともにエアシリンダ82A、82Bの駆動を停止させる。 The control unit CONT, the fine movement stage 83A, the air together 83B so that is advanced toward the holding portion 88 of the guide portion 89 when reaching the exchange position, to hold the cam follower 91 between the holding portion 88 by the V grooves 92 cylinders 82A, stops the driving of 82B. これにより微動ステージ83A、83Bは、固定装置87の固定によりX軸方向及びY軸方向に関してステージ定盤44に位置決め固定され、微動ステージ83A、83Bの中、テーブルユニット70A、70Bが自重によりZ軸方向の位置が固定される。 Thus fine movement stage 83A, 83B is the X-axis direction and the Y-axis direction is positioned and fixed to the stage base 44 by a fixing of the fixing device 87, the fine movement stage 83A, among 83B, Z-axis table unit 70A, 70B is by its own weight direction position is fixed. すなわち、微動ステージ83A、83Bは、粗動ステージ63A、63Bによるサーボ制御が行われない場合でも、X、Y、Zの各軸方向について固定され、姿勢が保持される。 That is, the fine movement stage 83A, 83B is coarse movement stage 63A, even if the servo control is not performed by 63B, X, Y, is fixed for each axial Z, posture is maintained.

微動ステージ83A、83Bの位置が固定されると、制御装置CONTはXモータ100A、100B、Yモータ110A、110B、Zモータ120A、120Bの駆動を停止させるとともに、粗動ステージ63A、63Bが微動ステージ83A、83Bに対してX軸方向へ相対移動した場合でも、固定子102A、102B、112A、112B、122A、122B(以下、これらを固定子群132A、132Bとして図示、説明する)のいずれもがボディ85A、85B(図3参照)と干渉しない位置へ、図14(a)に示すように、Yリニアモータ65A、65Bを駆動して粗動ステージ63A、63BをY軸方向に移動させる。 Fine movement stage 83A, the position of the 83B is fixed, the control unit CONT X motor 100A, 100B, Y motors 110A, 110B, Z motor 120A, stops the driving of 120B, coarse movement stage 63A, 63B is fine movement stage 83A, even when the relative movement in the X axis direction with respect to 83B, the stator 102A, 102B, 112A, 112B, 122A, 122B (hereinafter, these fixed element group 132A, shown as 132B, described to) any of body 85A, to a position that does not interfere with 85B (see FIG. 3), as shown in FIG. 14 (a), Y linear motors 65A, coarse movement stage 63A drives the 65B, moves the 63B in the Y-axis direction. これにより、粗動ステージ63A、63Bと微動ステージ83A、83Bとが分離される。 Thus, the coarse movement stage 63A, 63B and the fine movement stage 83A, and the 83B are separated.

続いて、制御装置CONTは、Xリニアモータ67A、67Bを駆動して、図14(b)に示すように、粗動ステージ63Aが微動ステージ83Bと対向し、粗動ステージ63Bが微動ステージ83Aと対向する位置、より詳細には、X軸方向に関して固定子群132Aと微動ステージ83Bの可動子101B、111B、121B(以下、可動子群131Bとして図示、説明する)とが接続され、固定子群132Bと微動ステージ83Aの可動子101A、111A、121A(以下、可動子群131Aとして図示、説明する)とが接続される位置に粗動ステージ63A、63Bを移動させる。 Subsequently, the control unit CONT, X linear motors 67A, drives the 67B, as shown in FIG. 14 (b), coarse movement stage 63A faces the fine movement stage 83B, the coarse movement stage 63B is fine movement stage 83A opposing positions, and more particularly, the mover 101B of the stator group 132A and the fine moving stage 83B in the X-axis direction, 111B, 121B (hereinafter, shown as movable element group 131B, it will be described) and are connected, the stator group 132B and the fine movement stage 83A of the mover 101A, 111A, 121A (hereinafter, shown as movable element group 131A, described in) coarse movement stage 63A at the position and is connected to move the 63B.

この後、制御装置CONTは、Yリニアモータ65A、65Bを駆動して粗動ステージ63A、63Bを微動ステージ83B、83Aに接近させる方向に移動させ、固定子群132Aと可動子群131B、及び固定子群132Bと可動子群131Aとをそれぞれ接続させる(図15(a)参照)。 Thereafter, the control unit CONT, Y linear motors 65A, coarse movement stage 63A drives the 65B, fine movement to 63B stage 83B, is moved in a direction of approaching to 83A, the stator group 132A and the mover group 131B, and the fixed the element group 132B and the movable element group 131A is connected (see FIG. 15 (a)). 粗動ステージ63A、63Bにそれぞれ微動ステージ83B、83Aが装着されると、制御装置CONTは駆動部90を駆動して保持部88及びガイド部89によるカムフォロア91への保持を解除させるとともに、エアシリンダ82A、82Bを駆動してテーブルユニット70A、70Bへの支持を再開させる。 Coarse movement stage 63A, respectively fine movement stage 83B to 63B, when 83A is mounted, the control unit CONT together to release the retention of the cam follower 91 by the holding portion 88 and the guide portion 89 by driving the driving unit 90, the air cylinder 82A, the table unit 70A drives the 82B, restarts the support to 70B. そして、制御装置CONTは、図7に示した計測ヘッド94A、95A及び94B、95Bによりスケール74B、75B及び74A、75Aを計測させることにより、粗動ステージ63Aと微動ステージ83BとのX、Y、Zθの各方向の相対位置、及び粗動ステージ63Bと微動ステージ83AとのX、Y、Zθの各方向の相対位置を検出し、この検出結果に基づいてXモータ100A、Yモータ110A及びZモータ120Aを駆動することで、粗動ステージ63Aと微動ステージ83Bとの相対位置及び、粗動ステージ63Bと微動ステージ83Aとの相対位置を調整する。 Then, the control unit CONT, the measurement head 94A shown in FIG. 7, 95A and 94B, the scale 74B by 95B, 75B and 74A, by measuring 75A, X and coarse movement stage 63A and the fine moving stage 83B, Y, each direction of the relative positions of Z.theta, and X of the coarse movement stage 63B and the fine moving stage 83A, Y, detects each direction of relative positions of Z.theta, X motor 100A, based on the detection result, Y motors 110A and Z motor by driving the 120A, the relative position between coarse movement stage 63A and the fine moving stage 83B and to adjust the relative position between coarse movement stage 63B and the fine movement stage 83A.

そして、制御装置CONTは、Yリニアモータ65A、65を駆動して、図15(b)に示すように、粗動ステージ63Aと微動ステージ83Bとを露光処理準備位置に、粗動ステージ63Bと微動ステージ83Aとをアライメント処理準備位置に移動させる。 The control unit CONT drives the Y linear motors 65A, 65, as shown in FIG. 15 (b), and the coarse movement stage 63A fine stage 83B to the exposure processing ready position, the coarse movement stage 63B micromotion moving the stage 83A to the alignment process ready position.
このようにして、微動ステージ83A、83Bの交換処理が完了する。 In this way, the fine movement stage 83A, exchange processing 83B is completed.

次に、2つのウエハステージを用いた並行処理について説明する。 Next, a parallel processing using the two wafer stages will be described.
例えば、露光エリアにおいてウエハホルダーWHA上のウエハW1に対し投影光学系PLを介して後述のようにして露光動作を行なっている間に、アライメントエリアでは所定のローディングポジションにてウエハローダ及びウエハステージWST2上の不図示の受け渡し機構によりウエハ交換が行われ、ウエハホルダーWHB上にウエハW2がロードされる。 For example, while the relative wafer W1 on the wafer holder WHA in the exposure area is performed an exposure operation in the manner described below through the projection optical system PL, the wafer loader and the upper wafer stage WST2 in alignment area in a predetermined loading position wafer exchange is performed by the delivery mechanism (not shown), the wafer W2 is loaded on the wafer holder WHB. 次いで、制御装置CONTは、上記干渉計34、35の計測値をモニタしつつ、Yリニアモータ65B及びXリニアモータ67Bを制御して、ウエハステージWST2をアライメント基準位置に位置決めする。 Then, the control unit CONT, while monitoring the measurement values ​​of the interferometers 34 and 35, and controls the Y linear motors 65B and the X linear motor 67B, to position the wafer stage WST2 to the alignment reference position. このウエハステージWST2の移動の間も、ウエハステージWST1側では露光動作が続行されている。 During the movement of the wafer stage WST2 also exposure operation at the wafer stage WST1 side is continued. なお、上記アライメント基準位置とは、アライメント光学系ALGの真下にウエハステージWST2の基準マーク板FM2上の第1基準マーク(図示省略)が来るような位置である。 Note that the above-mentioned alignment reference position, a first reference mark (not shown) on the reference mark plate FM2 on the wafer stage WST2 in beneath the alignment optical system ALG is positioned as come.

続いて、ウエハステージWST2側では、サーチアライメントを実施した後、ウエハW2上の各ショット領域の配列を、例えばEGAを使って求めるファインアライメントが行なわれる。 Subsequently, the wafer stage WST2 side, after performing the search alignment, the sequence of each shot area on wafer W2, fine alignment is performed, for example, found using EGA. すなわち、干渉計34、35の計測値に基づいてウエハステージWST2の位置を管理しつつ、設計上のショット配列データ(アライメントマーク位置データ)をもとに、ウエハW2上の所定のサンプルショットのアライメントマーク位置をアライメント光学系ALGのFIA系のセンサ等で計測し、この計測結果とショット配列の設計座標データとに基づいて最小自乗法による統計演算により、全てのショット配列データを演算する。 That is, while controlling the position of wafer stage WST2 based on the measurement values ​​of interferometers 34 and 35, based on the shot array data on the design (alignment mark position data), the alignment of the predetermined sample shots on the wafer W2 measured mark position sensor or the like of the FIA ​​system of the alignment optical system ALG, by statistical calculation using the least squares method based on the design coordinate data of the measurement result and shot sequences, calculates all shot array data. これにより、上記のアライメント時ステージ座標系上で各ショットの座標位置が算出される。 Accordingly, the coordinate position of each shot on the above alignment during the stage coordinate system is calculated. そして、制御装置CONTでは、各ショットの座標位置から前述した第1基準マークの座標位置を減算することで、第1基準マークに対する各ショットの相対位置関係を算出する。 Then, the control device CONT, by subtracting the coordinate position of the first reference mark mentioned above from the coordinate position of each shot, to calculate the relative positional relationship of each shot with respect to the first reference mark.

一方、露光エリアにおいては、ウエハステージWST1を、露光時ステージ座標系上で位置制御しながら、ウエハステージWST1上の基準マーク板FM1がレチクルパターン像の投影位置に位置決めされる露光基準位置に位置決めする。 On the other hand, in the exposure area, the wafer stage WST1, while the position control on the exposure time of the stage coordinate system, the reference mark plate FM1 on the wafer stage WST1 is positioned in the exposure reference position that is positioned to the projection position of the reticle pattern image . この露光基準位置にウエハステージWST1が位置決めされると、制御装置CONTでは、一対のレチクルアライメント顕微鏡(図示省略)により露光光を用いて基準マーク板FM1上の一対の第2基準マークとそれに対応するレチクル上マークのウエハ面上投影像の相対位置検出、すなわちレチクルアライメント顕微鏡による前記各マーク像の画像信号の取り込みを行なう。 When the wafer stage WST1 in the exposure reference position is positioned, the control unit CONT, and their corresponding pair of second fiducial marks on fiducial mark plate FM1 using the exposure light by the pair of reticle alignment microscopes (not shown) relative position detection of a wafer surface on the projection image of the reticle on the mark, i.e. performs image capture signals of the respective mark images by the reticle alignment microscopes. これにより、露光時ステージ座標系における基準マーク板FM1上の一対の第2基準マークの座標位置と、レチクルR上マークのウエハ面上投影像座標位置が検出されることとなり、両者の差により露光位置(投影光学系PLの投影中心)と基準マーク板FM1上の一対の第2基準マークの座標位置の相対位置関係が求められる。 Accordingly, the coordinate position of the pair of second fiducial marks on fiducial mark plate FM1 in the exposure time of the stage coordinate system, the wafer surface on the projection image coordinate position of the mark on the reticle R becomes to be detected, the exposure by the difference between position relative positional relationship of the coordinate positions of the pair of the second fiducial marks on the fiducial mark plate FM1 (projection center of the projection optical system PL) is obtained.

そして、主制御装置CONTでは、先にアライメント処理で求めた基準マーク板FM1上の第1基準マークに対するウエハW1上の各ショットの相対位置関係、及び露光位置と基準マーク板FM1上の一対の第2基準マークの座標位置との相対位置関係より、最終的に露光位置と各ショットの相対位置関係を算出する。 Then, the main controller CONT, the previously each shot of the relative positional relationship on the wafer W1 with respect to the first reference mark on the fiducial mark plate FM1 determined by the alignment process, and a pair of the exposure position and the reference mark plate FM1 from the relative positional relationship between the coordinate position of the second reference mark to calculate the final exposure position relative positional relationship between each shot. そして、その算出結果に基づいてEIコア84a〜84c及びボイスコイルモータ85a〜85cを駆動してウエハホルダーWHAをファインに位置決めするとともに、ウエハW1上のショット領域の露光のための走査開始位置にウエハステージWST1を順次位置決めしつつ、各ショット領域の露光の都度、レチクルステージRSTとウエハステージWST1とを同期して走査方向に相対走査することにより、走査露光が行なわれることとなる。 The wafer with and drives the EI core 84a~84c and a voice coil motor 85a~85c to position the wafer holder WHA to the fine on the basis of the calculation result, the scanning start position for exposure of shot areas on the wafer W1 while successively positioning the stage WST1, each time exposure of each shot area, by relative scanning in a scanning direction in synchronism with the reticle stage RST and wafer stage WST1, so that the scanning exposure is performed. 勿論、このウエハW1側の露光動作と並行して、ウエハステージWST2側では、ウエハ交換、これに続き、前述と同様にアライメント基準位置へのウエハステージWST2の移動、サーチアライメント、ファインアライメントが行われる。 Of course, in parallel with the exposure operation of the wafer W1 side, the wafer stage WST2 side, wafer exchange, Following this, the movement of wafer stage WST2, search alignment, the fine alignment is performed to the same manner as described above the alignment reference position . そして、その後、上述と同様に、2つのウエハステージWST1、WST2を独立して2次元方向に移動させながら入れ替え(スイッチング)、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光シーケンスと、他方のウエハに対するウエハ交換及びアライメントシーケンスとの並行処理が繰り返し行われる。 Thereafter, in the same manner as described above, two wafer stages WST1, WST2 independently are moved in two-dimensional directions while swapping (switching), an exposure sequence for the wafer on one wafer stage, wafer exchange for the other wafer and parallel processing of the alignment sequence is repeated.

以上のように、本実施の形態では、微動ステージ83A、83BをX軸方向またはY軸方向に移動させる場合の可動範囲がモータにおける固定子と可動子との間のクリアランス量に拘束されている場合と比較して大幅に大きくなるため、粗動ステージ63A、63Bを微動ステージ83A、83Bよりも小さな加速で駆動する等、粗動ステージ63A、63Bを微動ステージ83A、83Bと同一の加速プロファイルで駆動する必要がなくなり、粗動ステージ63A、63Bの駆動(加速)に伴う発熱を抑えることができ、空気揺らぎ等、発熱に起因する露光精度(パターン転写精度)への悪影響を低減することが可能になる。 As described above, in this embodiment, fine movement stage 83A, the movable range when moving the 83B in the X-axis direction or the Y-axis direction is constrained to the amount of clearance between the stator and the mover in the motor If it becomes significantly large compared to the coarse movement stage 63A, 63B of the fine movement stage 83A, etc. to drive a smaller acceleration than 83B, coarse movement stage 63A, fine movement to 63B stage 83A, at the same acceleration profile and 83B it is not necessary to drive, coarse movement stage 63A, it is possible to suppress heat generation due to the driving (acceleration) of 63B, it is possible to reduce the adverse effect to air fluctuation or the like, the exposure accuracy due to heat generation (pattern transfer accuracy) become. また、本実施の形態では、粗動ステージ63A、63Bと微動ステージ83A、83Bとの相対位置変動もクリアランス量に制限されないことから、制御応答特性の設計自由度も大きくすることができる。 Further, in this embodiment, coarse movement stage 63A, 63B and fine movement stage 83A, since the relative positional change between the 83B not limited to the amount of clearance, can also be increased design flexibility of the control response characteristic.

また、本実施の形態では、Xモータ100A、100B、Yモータ110A、110B、Zモータ120A、120Bの可動子101A、101B、111A、111B、121A、121BがそれぞれY軸方向に沿って開放されているため、微動ステージ83A、83BをY軸方向に移動させることにより、容易に交換することができる。 In this exemplary aspect, X motor 100A, 100B, Y motors 110A, 110B, Z motor 120A, the mover 101A of 120B, 101B, 111A, 111B, 121A, 121B is opened along the Y-axis direction, respectively because you are fine movement stage 83A, by moving the 83B in the Y-axis direction, it can be easily replaced. そのため、露光処理とアライメント処理との併行処理を容易に実行することが可能になり、生産効率の向上に寄与することができる。 Therefore, the parallel processing of the exposure process and the alignment process it is possible to easily perform, can contribute to the improvement of production efficiency.

さらに、本実施の形態では、リニアエンコーダにより粗動ステージ63A、63Bと微動ステージ83A、83Bとの相対位置関係を検出するので、微動ステージ83A、83Bの交換動作時にレーザ干渉計32〜35の計測可能範囲から外れた場合でも、微動ステージ83A、83Bの位置をモニターすることが可能である。 Further, in this embodiment, coarse movement stage 63A by the linear encoder, 63B and fine movement stage 83A, and detects the relative positional relationship between 83B, fine movement stage 83A, the measurement of the laser interferometer 32 to 35 during replacement operation of 83B even if the out of the range, the fine movement stage 83A, it is possible to monitor the position of 83B. また、本実施の形態では、このリニアエンコーダのスケール74A、75Aが設けられたベアリング板71A、71Bと計測ヘッド94A、95Aが設けられた粗動ステージ63A、63Bとがエアベアリング73A、78Aにより同一の支持面44aで支持されているため、スケール74A、75Aと計測ヘッド94A、95Aとの間のクリアランスを微小量に維持することができ、微動ステージ83A、83Bの位置情報を高精度に計測することが可能になる。 Same also in the present embodiment, the scale 74A of the linear encoder, bearing plate 71A which 75A is provided, 71B and the measuring head 94A, coarse movement stage 63A that 95A is provided, 63B and the air bearing 73A, the 78A because it is supported by the support surface 44a, scales 74A, 75A and the measuring head 94A, it can be maintained at a very small amount of clearance between the 95A, measured fine movement stage 83A, the position information of 83B with high precision it becomes possible.

また、本実施の形態では、微動ステージ83A、83Bの交換時に、固定装置87により当該微動ステージ83A、83Bをステージ定盤44上に固定するので、微動ステージ83A、83Bを所定の姿勢に保持することが可能となり、安定した交換処理が可能になる。 Further, in this embodiment, fine movement stage 83A, when replacing the 83B, the fine movement stage 83A by fixing device 87, since the fixing on the stage surface plate 44 83B, holding fine movement stage 83A, the 83B in the predetermined posture it becomes possible, it is possible to stable exchange process.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。 Having described the preferred embodiments according to the present invention with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment. 上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The shapes and combinations of the components described in the embodiments are merely examples, and various modifications are possible based on design requirements without departing from the scope of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、固定装置87により微動ステージ83A、83Bをステージ定盤44上に固定する構成としたが、これ以外にも、微動ステージ83A、83Bに設けられたエアベアリング73A、73Bの駆動を停止させることにより、微動ステージ83A、83Bをステージ定盤44上に載置・固定する構成としてもよい。 For example, in the above embodiment, the fine movement stage 83A by fixing device 87, a configuration for fixing the above stage base 44 83B, in addition to this, fine adjustment stage 83A, the air bearing 73A provided in 83B, 73B by stopping the drive, the fine movement stage 83A, 83B may be configured to be placed and fixed on a stage surface plate 44 a.
また、上記実施の形態では、スケール74A、75Aが微動ステージ83A、83Bに設けられ、計測ヘッド94A、95Aが粗動ステージ63A、63Bに設けられる構成としたが、スケール74A、75Aが粗動ステージ63A、63Bに設けられ、計測ヘッド94A、95Aが微動ステージ83A、83Bに設けられる構成であってもよい。 In the above embodiment, the scale 74A, 75A are provided fine stage 83A, to 83B, the measurement head 94A, 95A is coarse movement stage 63A, it is configured provided 63B, scales 74A, 75A is coarse movement stage 63A, provided 63B, the measuring head 94A, 95A are fine movement stage 83A, it may be configured to be provided to 83B.

また、上記実施の形態では、ウエハステージを2基設け、それぞれが独立して移動する構成(ダブルステージ方式)としたが、これに限定されるものではなく、3基以上のウエハステージが設けられる構成や1基のウエハステージが設けられる構成(シングルステージ方式)であってもよい。 In the above embodiment, provided the wafer stage 2 group, a configuration, each of which moves independently (double stage mode), it is not limited thereto, the wafer stage is provided above 3 groups configuration wafer stage configuration or 1 group is provided may be a (single stage method).
さらに、上記実施の形態では、本発明のステージ装置をウエハステージに適用する構成としたが、レチクルステージRSTに適用することも可能である。 Furthermore, in the above embodiment, a configuration of applying the stage device of the present invention to the wafer stage, it is also possible to apply to the reticle stage RST.

なお、上記実施形態では、照明ユニットILUがハウジング20を有し、レチクルステージRSTがレチクルチャンバ22に収納され、ステージ装置12がチャンバ42内に設置され、これらハウジング14、チャンバ22、チャンバ42及び投影光学系PLの鏡筒内にヘリウムガス等の不活性ガスがそれぞれ充填されている場合について説明したが、これに限らず、露光装置の構成各部の全体が単一のチャンバ内に収納されていても構わない。 In the above embodiment, the illumination unit ILU has a housing 20, a reticle stage RST is housed in the reticle chamber 22, the stage device 12 is installed in the chamber 42, these housing 14, chamber 22, chamber 42 and the projection Although the inert gas helium gas or the like in a lens barrel of the optical system PL has been described the case that fills respectively, not limited to this, the entire structure each part of the exposure apparatus have been housed in a single chamber it may be.

また、上記実施形態では、一方のウエハステージ上で1枚のレチクルのパターンを用いて露光を行っている間に、他方のウエハステージ上でウエハ交換、アライメント等を行う場合について説明したが、これに限らず、例えば特開平10−214783号に開示されるように、2枚のレチクルを搭載可能なレチクルステージを用いて、一方のウエハステージ上で2枚のレチクルのパターンを用いて二重露光を行っている間に、他方のウエハステージ上でウエハ交換、アライメント等を並行して行うようにしても良い。 In the above embodiment, while performing an exposure by using a pattern of one reticle on one of the wafer stages, wafer replacement on the other wafer stage, there has been described a case where the alignment or the like, which without limited, for example, as disclosed in JP-a-10-214783, the two reticles using loadable reticle stage, double exposure with a pattern of two reticles on one of the wafer stages while performing the wafer exchange on the other wafer stage it may be performed in parallel alignment and the like. このようにすると、同時並行処理によりスループットをあまり低下させることなく、二重露光により高解像度とDOF(焦点深度)の向上効果とを得ることができる。 In this manner, without too much reducing throughput by concurrently processing, it is possible to obtain the effect of improving the high-resolution and DOF (depth of focus) by double exposure.

なお、上記実施形態では、本発明に係るステージ装置が、スキャニング・ステッパに適用された場合について例示したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、本発明に係るステージ装置は、マスクと基板とを静止した状態で露光を行うステッパ等の静止型の露光装置にも好適に適用できるものである。 In the above embodiment, the stage device of the present invention have been illustrated for the case applied to a scanning stepper, not intended scope of the present invention is not limited thereto, the stage apparatus according to the present invention , in which can be suitably applied to a static exposure apparatus such as a stepper performing exposure while still the mask and the substrate. このような場合であっても、ステージ装置により、基板を保持する基板ステージの位置制御性を向上することができるので、ステージに保持された基板の位置決め精度の向上及び位置決め整定時間の短縮化が可能となり、これにより露光精度及びスループットの向上が可能となる。 Even in such a case, the stage device, it is possible to improve the positional control of the substrate stage which holds the substrate, improve and shorten the positioning settling time in the positioning accuracy of the substrate held on the stage is possible and it becomes thereby possible to improve the exposure accuracy and throughput.

また、本発明に係るステージ装置は、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを基板に転写するプロキシミティ露光装置にも好適に適用できる。 The stage apparatus according to the present invention can be suitably applied to a proximity exposure apparatus by close contact between the mask and the substrate without using a projection optical system for transferring a pattern of a mask onto a substrate.

勿論、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子(CCDなど)の製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。 Of course, the invention is not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, used in the manufacture of displays, including a plasma display, an exposure apparatus that transfers a device pattern onto a glass plate, the thin film magnetic used in the manufacture of head, an exposure apparatus that transfers a device pattern onto a ceramic wafer, and can be applied to an exposure apparatus used for manufacturing imaging devices (such as CCD).

また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV(Extreme Ultraviolet)露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 In addition to micro devices such as semiconductor devices, to an exposure apparatus, EUV (Extreme Ultraviolet) exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, and in order to produce a reticle or mask used in an electron beam exposure device, a glass substrate or the present invention can also be applied to an exposure apparatus for transferring a circuit pattern such as a silicon wafer. ここで、DUV(遠紫外)光やVUV(真空紫外)光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。 Here, DUV (far ultraviolet) at light or VUV (vacuum ultraviolet) exposure apparatus that uses such light generally transmissive reticle is used, a quartz glass as the reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped, fluorite, magnesium fluoride, or crystal are used. また、プロキシミティ方式のX線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、EUV露光装置では反射型マスクが用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。 Further, X-ray proximity type exposure apparatus, or a transmission mask (a stencil mask, a membrane mask) is an electron beam exposure apparatus is used, in the EUV exposure apparatus used is reflective mask, the mask substrate a silicon wafer, etc. It is used.

さらに、本発明に係るステージ装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置(例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他)、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置にも広く適用できる。 Furthermore, the stage apparatus according to the present invention is not limited to the exposure apparatus, the processing apparatus other substrate (e.g., a laser repair apparatus, a substrate inspection apparatus and the like), or can be applied widely to other positioning device of the sample in a precision machine .

投影光学系PLとしては、光源としてArFエキシマレーザ光源あるいはKrFエキシマレーザ光源を用いる場合には、屈折光学素子(レンズ素子)のみから成る屈折系が主として用いられるが、F レーザ光源、Ar レーザ光源等を用いる場合には、例えば特開平3−282527号公報に開示されているような、屈折光学素子と反射光学素子(凹面鏡やビームスプリッタ等)とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系(反射屈折系)、あるいは反射光学素子のみから成る反射光学系が主として用いられる。 As projection optical system PL, in the case of using an ArF excimer laser light source or KrF excimer laser light source as a light source, the refractive system consisting only refractive optical element (lens elements) is mainly used, F 2 laser light source, Ar 2 laser in the case of using a light source such as, for example, as disclosed in JP-a-3-282527, the refractive optical element and the reflective optical element (concave mirror or a beam splitter, etc.) and a combination of so-called catadioptric system (catadioptric system), or a reflective optical system composed of only reflection optical elements is mainly used. 但し、F レーザ光源を用いる場合に、屈折系を用いることは可能である。 However, in the case of using the F 2 laser light source, it is possible to use a refracting system.

また、上記実施形態では、投影光学系として縮小系を用いる場合について説明したが、投影光学系は等倍系および拡大系のいずれでも良い。 In the above embodiment has described the case of using a reduction system as the projection optical system, the projection optical system can be either a unity magnification system and the magnifying system. さらに、反射屈折型の投影光学系としては、前述したものに限らず、例えば円形イメージフィールドを有し、かつ物体面側、及び像面側が共にテレセントリックであるとともに、その投影倍率が1/4倍又は1/5倍となる縮小系を用いても良い。 Further, as the catadioptric projection optical system is not limited to those described above, for example, a circular image field, and the object plane side, and together with the image plane side are both telecentric and the projection magnification is 1/4 or it may be used 1/5 become reduction system. また、この反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光装置の場合、照明光の照射領域が投影光学系の視野内でその光軸をほぼ中心とし、かつレチクル又はウエハの走査方向とほぼ直交する方向に沿つて延びる矩形スリット状に規定されるタイプであっても良い。 In addition, in the case of scanning type exposure apparatus having a projection optical system of the catadioptric type, the irradiation region of the illumination light is substantially around the optical axis in the field of the projection optical system, and substantially the scanning direction of the reticle or wafer in the direction orthogonal it may be a type that is defined in along connexion extending rectangular slit shape. かかる反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光装置によれば、例えば波長157nmのF レーザ光を露光用照明光として用いても100nmL/Sパターン程度の微細パターンをウエハ上に高精度に転写することが可能である。 According to a scanning exposure apparatus provided with such a catadioptric projection optical system, for example, a high accuracy 100 Nml / S pattern about fine patterns using a F 2 laser beam having a wavelength of 157nm as exposure illumination light on the wafer It can be transferred to.

また、本発明に係る露光装置における露光用光学系としては、投影光学系に限らず、X線光学系、電子光学系等の荷電粒子線光学系を用いることもできる。 Further, as the exposure optical system in the exposure apparatus according to the present invention, it is not limited to the projection optical system, X-rays optics, also be used a charged particle beam optical system of the electron optical system and the like. 例えば、電子光学系を用いる場合には、光学系は電子レンズ及び偏向器を含んで構成することができ、電子銃として、熱電子放射型のランタンへキサボライト(LaB )、夕ンタル(Ta)を用いることができる。 For example, in the case of using the electron optical system, the optical system can be configured to include an electronic lens and a deflector, an electron gun, heat to electron emission type lanthanum Kisaboraito (LaB 6), evening tantalum (Ta) it can be used. なお、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもない。 The optical path through which an electron beam passes is naturally a vacuum state.

更に、電子光学系を用いる露光装置に本発明を適用する場合、マスクを用いる構成としても良いし、マスクを用いずに電子線による直接描画により基板上にパターンを形成する構成としても良い。 Furthermore, when applying the present invention to an exposure apparatus using the electron optical system, it may be configured to use a mask may be provided with a pattern on a substrate by direct writing by an electron beam without using a mask. すなわち、本発明は、露光用光学系として電子光学系を用いる電子ビーム露光装置であれば、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ方式、及びEBPSのいずれのタイプであっても、適用が可能である。 That is, the present invention can, if electron beam exposure apparatus using the electron optical system as an exposure optical system, a pencil beam method, a variable-shaped beam method, a cell projection method, a blanking aperture system, and any type of EBPS even, it is applicable.

また、本発明に係る露光装置では、露光用照明光として、前述した遠紫外域、真空紫外域の光に限らず、波長5〜30nm程度の軟X線領域のEUV光を用いても良い。 Further, in the exposure apparatus according to the present invention, as the exposure illumination light, far ultraviolet region described above, not only the light in the vacuum ultraviolet region, may be used EUV light in a soft X-ray region having a wavelength of about 5 to 30 nm. また、例えば真空紫外光としては、ArFエキシマレーザ光やF レーザ光などが用いられるが、これに限らず、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイットリビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 Further, for example, as a vacuum ultraviolet light, although an ArF excimer laser light or F 2 laser light is used, not limited to this, the infrared region, which is oscillated from the DFB semiconductor laser or fiber laser, or a single wavelength laser in the visible region light, for example, erbium (or both erbium and ytterbium) is a fiber amplifier doped with, may be used harmonic by converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.

例えば、単一波長レーザの発振波長を1.51〜1.59μmの範囲内とすると、発生波長が189〜199nmの範囲内である8倍高調波、又は発生波長が151〜159nmの範囲内である10倍高調波が出力される。 For example, the oscillation wavelength of the single wavelength laser when in the range of 1.51~1.59Myuemu, 8 harmonic generation wavelength in the range of 189~199Nm, or generation wavelength within the range of 151~159nm the 10-fold higher harmonic is outputted. 特に発振波長を1.544〜1.553μmの範囲内とすると、発生波長が193〜194nmの範囲内の8倍高調波、即ちArFエキシマレーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を1.57〜1.58μmの範囲内とすると、発生波長が157〜158nmの範囲内の10倍高調波、即ちF レ−ザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。 In particular, when the oscillation wavelength is in the range of 1.544~1.553Myuemu, 8 harmonic in the range generation wavelength of 193~194Nm, i.e., ultraviolet light having almost the same wavelength as ArF excimer laser light is obtained, the oscillation When a wavelength in the range of 1.57~1.58Myuemu, generation wavelength 10 harmonic in the range of 157~158Nm, i.e. F 2 Les - the light and ultraviolet light having almost the same wavelength can be obtained.

また、発振波長を1.03〜1.12μmの範囲内とすると、発生波長が147〜160nmの範囲内である7倍高調波が出力され、特に発振波長を1.099〜1.106μmの範囲内とすると、発生波長が157〜158μmの範囲内の7倍高調波、即ちF レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。 Further, when the oscillation wavelength is in the range of 1.03~1.12Myuemu, generation wavelength is output 7 harmonic in the range of 147~160Nm, in particular in the range of oscillation wavelength of 1.099~1.106μm When the inner, generation wavelength 7 harmonic in the range of 157~158Myuemu, i.e. F 2 laser light and ultraviolet light having almost the same wavelength can be obtained. この場合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。 In this case, as the single wavelength oscillating laser can be used ytterbium-doped fiber laser, for example.

上記実施形態のように基板ステージやレチクルステージにリニアモータを用いる場合においてエアベアリングを用いたエア浮上型に限られず、ローレンツ力を用いた磁気浮上型を用いてもよい。 Not limited to an air levitation type employing air bearings when the linear motor is used for the substrate stage or a reticle stage as in the above embodiment and may use a magnetic levitation type using Lorentz force. また、各ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。 Further, each stage may be the types that move along a guide or may be the guideless type in which no guide is provided.

基板ステージの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報に記載されているように、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。 The reaction force generated by the movement of the substrate stage, as described in JP-A-8-166475, may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member. また、レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に記載されているように、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。 Further, reaction force generated by the movement of the reticle stage, as described in JP-A-8-330224, may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member.

以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。 As described above, the exposure apparatus of the present embodiment is manufactured by assembling various subsystems, including each constituent element recited in the claims of the present application so that the predetermined mechanical accuracy, the optical accuracy, It is manufactured by assembling. これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。 To ensure these respective precisions, performed before and after the assembling include the adjustment for achieving the optical accuracy for various optical systems, an adjustment to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, the various electrical systems adjustment for achieving the electrical accuracy is performed. 各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。 The steps of assembling the various subsystems into the exposure apparatus includes various subsystems, the mechanical interconnection, electrical circuit wiring connections, and the piping connection of the air pressure circuit. この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。 Before the process of assembling the exposure apparatus from the various subsystems, there are also the processes of assembling each individual subsystem. 各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。 After completion of the assembling the various subsystems into the exposure apparatus, overall adjustment is performed and various kinds of accuracy as the entire exposure apparatus are secured. なお、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。 The exposure apparatus is preferably performed in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.

半導体デバイスは、図16に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置EXによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。 The semiconductor device, as shown in FIG. 16, step 201 that designs the functions and performance of the device, a step 202 of manufacturing a mask (reticle) based on this design step, a step 203 of producing a substrate as a base material for the device the substrate processing step 204 of exposing a pattern of a mask onto a substrate by the exposure apparatus EX of the embodiment described above, a device assembly step (dicing, bonding, including packaging step) 205, and an inspection step 206, and the like.

本発明に係る露光装置の概略構成図である。 It is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus according to the present invention. ステージ装置の外観斜視図である。 It is an external perspective view of the stage device. ウエハステージの概略的な構成を示す斜視図である。 It is a perspective view showing a schematic configuration of a wafer stage. 微動ステージの正面図である。 It is a front view of the fine moving stage. 微動ステージの右側面図である。 It is a right side view of the fine movement stage. Zモータの駆動原理を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the drive principle of the Z-motor. 微動ステージと粗動ステージとが接続状態にあり、且つエアシリンダの一部と支持板を取り除いた状態を示す図である。 A fine movement stage and coarse movement stage is in the connected state, a diagram and shows the condition of removing a portion of the air cylinder supporting plate. リニアエンコーダの構成を示す(a)は平面図、(b)は正面図である。 It shows the configuration of a linear encoder (a) is a plan view, (b) is a front view. 微動ステージと固定装置との構成を示す部分拡大図である。 It is a partially enlarged view showing the configuration of a fine movement stage and the fixed device. 固定装置の要部を示す平面図である。 Is a plan view showing a main part of the fixing device. レチクルステージ、2つのウエハステージ、投影光学系及びアライメント系の位置関係を示す斜視図である。 A reticle stage, two wafer stages, which is a perspective view showing the positional relationship between the projection optical system and alignment system. 露光装置の制御系の主要構成を示す制御ブロック図である。 It is a control block diagram showing a main configuration of a control system of the exposure apparatus. 微動ステージを交換する手順を示す図である。 It is a diagram illustrating a procedure for exchanging the fine movement stage. 微動ステージを交換する手順を示す図である。 It is a diagram illustrating a procedure for exchanging the fine movement stage. 微動ステージを交換する手順を示す図である。 It is a diagram illustrating a procedure for exchanging the fine movement stage. 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。 Is a flow chart showing an example of a manufacturing process of semiconductor devices.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

CONT 制御装置(駆動制御装置) CONT controller (drive control device)
R レチクル(マスク) R reticle (mask)
RST レチクルステージ(マスクステージ) RST reticle stage (mask stage)
W、W1、W2 ウエハ(基板) W, W1, W2 wafer (substrate)
10 露光装置 12 ステージ装置(基板ステージ) 10 exposure device 12 stage device (substrate stage)
44 ステージ定盤(定盤) 44 stage surface plate (platen)
44a 表面 63A、63B 粗動ステージ(第1ステージ) 44a surface 63A, 63B coarse stage (the first stage)
73A、73B エアベアリング(非接触ベアリング) 73A, 73B air bearing (non-contact bearings)
74A、74B、75A、75B スケール(位置指標部) 74A, 74B, 75A, 75B scale (position indicator unit)
83A、83B 微動ステージ(第2ステージ) 83A, 83B fine movement stage (the second stage)
87 固定装置 88 保持部 90 駆動部 94A、94B、95A、95B 計測ヘッド(計測部) 87 fixing device 88 holding portion 90 driving portion 94A, 94B, 95A, 95B measuring head (measurement portion)
100A、100B Xモータ(第2駆動装置) 100A, 100B X motor (second drive unit)
101A、101B 可動子(第2可動子) 101A, 101B movable element (the second movable element)
102A、102B 固定子(第2固定子) 102A, 102B stator (second stator)
110A、110B Yモータ(第1駆動装置) 110A, 110B Y motor (first driving unit)
111A、111B 可動子(第1可動子) 111A, 111B movable element (first mover)
112A、112B 固定子(第1固定子) 112A, 112B stator (first stator)
120A、120B Zモータ(第3駆動装置) 120A, 120B Z motor (third drive unit)
121A、121B 可動子(第3可動子) 121A, 121B movable element (third mover)
122A、122B 固定子(第3固定子) 122A, 122B stator (3 stator)

Claims (10)

  1. 定盤の表面に沿って第1方向に移動する第1ステージと、該第1ステージに対して前記第1方向及び前記第1方向とは異なる第2方向とに移動する第2ステージとを有するステージ装置であって、 It has a first stage which moves in the first direction along the surface of the platen, and a second stage which moves into a second direction different from the first direction and the first direction relative to the first stage a stage apparatus,
    前記第1方向に沿って前記第1ステージに設けられた第1固定子と、前記第2ステージに設けられ前記第1方向に沿って開放された第1可動子とを有し、前記第2ステージを前記第1方向に移動させる第1駆動装置と、 It has a first stator provided on the first stage in the first direction, and a first movable element which is open along the first direction is provided in the second stage, the second a first driving device for moving the stage in the first direction,
    前記第1方向に沿って前記第1ステージに設けられた第2固定子と、前記第2ステージに設けられ前記第1方向に沿って開放された第2可動子とを有し、前記第2ステージを前記第2方向に移動させる第2駆動装置とを備え、 And a second stator provided on the first stage in the first direction and a second movable element which is open along the first direction is provided in the second stage, the second a second drive unit and moving the stage in the second direction,
    前記第1ステージを前記第1方向に沿って移動させた際に前記第1ステージと前記第2ステージとが分離可能であることを特徴とするステージ装置。 Stage and wherein the said second stage and said first stage when the first stage is moved along the first direction is separable.
  2. 請求項1記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 1,
    前記第1方向に沿って前記第1ステージに設けられた第3固定子と、前記第2ステージに設けられ前記第1方向に沿って開放された第3可動子とを有し、前記第2ステージを前記定盤の表面とほぼ直交する第3方向に移動させる第3駆動装置を有することを特徴とするステージ装置。 A third stator provided on the first stage in the first direction, and a third movable element which is open along the first direction is provided in the second stage, the second stage apparatus characterized by having a third driving device for moving the stage in a third direction substantially perpendicular to the surface of the platen.
  3. 請求項2記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 2,
    前記第1、第2、第3駆動装置は、前記第2ステージを前記第1ステージに対して6自由度で移動させることを特徴とするステージ装置。 It said first, second, third drive stage apparatus characterized by moving in six degrees of freedom of the second stage to the first stage.
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to any one of claims 1 to 3,
    前記第1ステージと前記第2ステージとの一方は、前記第1方向及び前記第2方向に関する前記第1ステージと前記第2ステージとの位置指標部を有し、 Wherein the one of the first stage and the second stage has a position indicator unit of the first direction and the said first stage about the second direction the second stage,
    前記第1ステージと前記第2ステージとの他方は、前記定盤の表面とほぼ直交する第3方向に所定間隔をあけて前記位置指標部を計測する計測部を有することを特徴とするステージ装置。 The other of the first stage and the second stage, a stage apparatus characterized by having a measuring unit for measuring the position indicator unit at predetermined intervals in the third direction substantially perpendicular to the surface of the plate .
  5. 請求項4記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 4,
    前記第1ステージと前記第2ステージとは、それぞれ非接触ベアリングを介して前記定盤の表面に支持されることを特徴とするステージ装置。 Wherein the first stage and the second stage, a stage apparatus characterized by being supported on the surface of the surface plate, respectively through the non-contact bearing.
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to any one of claims 1 to 5,
    前記第1方向と前記第2方向との少なくとも一方の方向に関して、前記第1ステージと前記第2ステージとを異なる加速度で移動させる制御装置を備えることを特徴とするステージ装置。 At least with respect to one direction, the stage device characterized by comprising a control device for moving said second stage and said first stage at a different acceleration of the first direction and the second direction.
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to any one of claims 1 to 6,
    前記第1ステージから分離した前記第2ステージを前記定盤に固定する固定装置を有することを特徴とするステージ装置。 Stage device characterized in that it comprises a fixing device for fixing the second stage separated from the first stage to the surface plate.
  8. 請求項7記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 7,
    前記固定装置は、前記第2ステージの固定位置近傍に固設された保持部と、該保持部に対して進退自在、且つ前記保持部に向けて進出したときに該保持部との間で前記第2ステージを保持する駆動部と、前記第2ステージの位置に基づいて前記駆動部を制御する駆動制御装置とを有することを特徴とするステージ装置。 The fixing device includes a second stage fixed position holding portion which is fixed in the vicinity of the between the holding portion when advanced toward the retractably, and the holding portion with respect to the holding portion a driving unit for holding a second stage, a stage apparatus characterized by comprising a drive control unit for controlling the driving unit based on the position of the second stage.
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to any one of claims 1 to 8,
    前記第1ステージと前記第2ステージとは複数設けられていることを特徴とするステージ装置。 Stage apparatus, characterized in that provided in plurality and the second stage and the first stage.
  10. マスクステージに保持されたマスクのパターンを基板ステージに保持された基板に露光する露光装置であって、 The pattern of mask held by the mask stage there is provided an exposure apparatus for exposing a substrate held on a substrate stage,
    前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方のステージとして、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられることを特徴とする露光装置。 At least as one stage, the exposure apparatus characterized by the stage device is used according to any one of claims 1 to 9 and the substrate stage and the mask stage.
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