JP2006165345A - Stage apparatus, exposure apparatus, and method for manufacturing device - Google Patents

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JP2006165345A JP2004355833A JP2004355833A JP2006165345A JP 2006165345 A JP2006165345 A JP 2006165345A JP 2004355833 A JP2004355833 A JP 2004355833A JP 2004355833 A JP2004355833 A JP 2004355833A JP 2006165345 A JP2006165345 A JP 2006165345A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stage apparatus capable of achieving speeding-up of a stage, and also, capable of suppressing heat generation. <P>SOLUTION: The stage apparatus 20 is provided with the stage 202 movable in a prescribed direction; first driving apparatuses 220, 260, and 270 for imparting force in the prescribed direction to the stage; and second driving apparatuses 230, 240, and 250 which are provided separately from the first driving apparatuses 220, 260, and 270 and impart force in the prescribed direction to the stage 202. The second driving apparatuses 230, 240, and 250 generate the force in the prescribed direction by magnetic attraction force generated between two objects whose opposite faces are respectively nearly in parallel with the prescribed direction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他の微細なデバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置、及びその露光装置に好適に用いられるステージ装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus used in a photolithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, an imaging element, a thin film magnetic head, and other fine devices, and a stage apparatus suitably used for the exposure apparatus.

露光装置(マイクロリソグラフィ装置)では、回路パターンが描画されたマスク等に照明光(紫外線、X線、電子線等のエネルギー線)を照射し、等倍、所定の縮小倍率あるいは拡大倍率を有する投影結像系を介して感応基板(レジスト層が塗布された半導体ウエハやガラスプレート等)上に投影露光することにより、半導体デバイスや液晶表示デバイス等の回路パターンを形成する。このような露光装置では、マスクや感応基板を載置してレーザ干渉計による位置サーボ制御の下で平面(XY平面)内で精密に1次元あるいは2次元移動するためのステージ装置が設けられる。   In an exposure apparatus (microlithography apparatus), illumination light (energy rays such as ultraviolet rays, X-rays, and electron beams) is irradiated onto a mask or the like on which a circuit pattern is drawn, so that the projection has the same magnification, a predetermined reduction magnification or enlargement magnification. Projection exposure is performed on a sensitive substrate (such as a semiconductor wafer or a glass plate coated with a resist layer) through an imaging system to form a circuit pattern of a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like. In such an exposure apparatus, a stage device is provided for placing a mask and a sensitive substrate and precisely moving in one or two dimensions within a plane (XY plane) under position servo control by a laser interferometer.

ステージ装置では、スループット向上等を目的として、基板(マスクや感応基板)が載置されるステージの高速化(高加速度化)が求められる。一方、ステージの高速化は駆動部の発熱量の増大を招きやすい。こうした発熱量の増大は、ステージの熱変形や空気ゆらぎを発生させるなど、ステージの精密な位置決めの妨げとなる。   The stage apparatus is required to increase the speed (high acceleration) of the stage on which the substrate (mask or sensitive substrate) is placed for the purpose of improving throughput or the like. On the other hand, increasing the speed of the stage tends to increase the amount of heat generated by the drive unit. Such an increase in the amount of heat generation hinders accurate positioning of the stage, such as thermal deformation of the stage and air fluctuation.

高速化に伴う発熱量軽減等を目的として、一定速度移動時に用いるモータとは別に、加減速用のモータを備えるステージ装置がある(例えば、特許文献1参照)。   For the purpose of reducing the amount of heat generated due to speeding up, there is a stage device provided with a motor for acceleration / deceleration in addition to a motor used when moving at a constant speed (see, for example, Patent Document 1).

このステージ装置では、ステージに固定された磁性体を挟むように一対の電磁石が対向して配置されており、ステージの加減速時に電磁石の吸引力によりステージに移動方向の力を与えるとともに、ステージの一定速度移動時には電磁石の電流をゼロに制御する。そして、電磁石と磁性体との間に発生する吸引力を利用することにより、非接触かつ低い発熱でステージを駆動する。
特開2000−106344号公報(第1図)
In this stage apparatus, a pair of electromagnets are arranged to face each other so as to sandwich a magnetic body fixed to the stage. When the stage is accelerated or decelerated, a force in the moving direction is applied to the stage by the attractive force of the electromagnet. When moving at a constant speed, the current of the electromagnet is controlled to zero. Then, the stage is driven in a non-contact and low heat generation by utilizing an attractive force generated between the electromagnet and the magnetic body.
JP 2000-106344 A (FIG. 1)

電磁石は小さい発熱で大きな吸引力を発生できる利点を有するものの、相手の磁性体との間隙を小さい寸法に保つ必要がある。上記従来技術では、磁性体と電磁石とがステージの移動方向に並べて配置されていることから、磁性体と電磁石との小さい間隙を常に一定に保つ駆動制御を必要とし、ステージの高速化や発熱量の軽減が限定的なものとなっていた。   Although an electromagnet has an advantage that a large attractive force can be generated with a small amount of heat generation, it is necessary to keep a gap between the electromagnet and a counterpart magnetic body small. In the above prior art, since the magnetic body and the electromagnet are arranged side by side in the moving direction of the stage, it is necessary to drive control that always keeps a small gap between the magnetic body and the electromagnet constant, thereby increasing the speed of the stage and the amount of heat generated. The reduction of was limited.

本発明は、ステージの高速化を達成するとともに発熱を抑えることができるステージ装置、及びこれを備えた露光装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a stage apparatus that can increase the speed of the stage and suppress heat generation, and an exposure apparatus including the stage apparatus.

本発明は、実施の形態に示す図1〜図7に対応付けした以下の構成を採用している。(但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。)   The present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 7 shown in the embodiment. (However, the reference numerals in parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.)

本発明のステージ装置は、所定方向に移動可能なステージ(202)と、前記ステージに前記所定方向の力を与える第1駆動装置(220,260,270)と、前記第1駆動装置とは別に設けられ、前記ステージに前記所定方向の力を与える第2駆動装置(230,240,250)と、を備え、前記第2駆動装置は、対向面がそれぞれ前記所定方向と略平行である2つの物体間に生じる磁気吸引力によって前記所定方向の力を発生させることを特徴とする。   The stage device of the present invention is separate from the stage (202) movable in a predetermined direction, the first drive device (220, 260, 270) that applies the force in the predetermined direction to the stage, and the first drive device. And a second driving device (230, 240, 250) that applies a force in the predetermined direction to the stage, and the second driving device has two opposing surfaces each substantially parallel to the predetermined direction. The force in the predetermined direction is generated by a magnetic attractive force generated between objects.

このステージ装置では、第1駆動装置とは別に、磁気吸引力を用いた第2駆動装置によってステージに力を与えることにより、ステージの高速化並びに発熱量の軽減が達成される。また、このステージ装置では、磁気吸引力を発生する2つの物体の対向面がそれぞれステージの移動方向と略平行であることから、ステージ移動に関する制約が比較的少なく、駆動制御の簡素化が図られるとともに高速化や発熱量軽減に有利である。   In this stage apparatus, in addition to the first driving apparatus, the stage is applied with a force by a second driving apparatus using a magnetic attraction force, so that the speed of the stage is increased and the amount of heat generation is reduced. Further, in this stage apparatus, since the opposing surfaces of the two objects that generate the magnetic attractive force are substantially parallel to the moving direction of the stage, there are relatively few restrictions on the stage movement, and the drive control can be simplified. At the same time, it is advantageous for speeding up and reducing heat generation.

この場合、前記磁気吸引力は、例えば、前記所定方向と略直交する磁束により発生するように構成することができる。   In this case, the magnetic attraction force can be configured to be generated by a magnetic flux substantially orthogonal to the predetermined direction, for example.

また、前記ステージ(202)の一定速度移動時または位置決め時に、前記第1駆動装置(220,260,270)を用い、前記ステージの加速時及び/又は減速時に、前記第2駆動装置(230,240,250)を用いる構成とすることができる。   Further, when the stage (202) is moved at a constant speed or positioned, the first driving device (220, 260, 270) is used, and when the stage is accelerated and / or decelerated, the second driving device (230, 240, 250).

この場合、前記ステージの一定速度移動時における前記2つの物体間に存在する磁束を略ゼロとなるように構成してもよい。   In this case, the magnetic flux existing between the two objects when the stage moves at a constant speed may be configured to be substantially zero.

また、上記のステージ装置において、前記2つの物体は、磁性体(242)と電磁石(241)とを含み、前記磁性体は、前記所定方向に所定ピッチで並ぶ複数の歯面(243)を有し、前記電磁石は、前記磁性体の前記複数の歯面に対して多相的にずれたピッチで並ぶ複数の歯面(244)を有する構成とすることができる。   In the stage apparatus, the two objects include a magnetic body (242) and an electromagnet (241), and the magnetic body has a plurality of tooth surfaces (243) arranged at a predetermined pitch in the predetermined direction. The electromagnet may have a plurality of tooth surfaces (244) arranged at a multiphasely shifted pitch with respect to the plurality of tooth surfaces of the magnetic body.

また、前記第1駆動装置(220,260,270)は、ローレンツ力により前記所定方向の力を発生させる構成とすることができる。   The first driving device (220, 260, 270) may be configured to generate the force in the predetermined direction by Lorentz force.

本発明の露光装置は、マスク(R)を保持するマスクステージ(20)と、基板(W)を保持する基板ステージ(40)とを有し、前記マスクに形成されたパターンを前記基板に露光する露光装置(EX)であって、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に、上記のステージ装置を用いることを特徴とする。
また、本発明の他の露光装置では、基板ステージ(40)に保持された基板(W)上に所定のパターンを形成する露光装置(EX)であって、前記基板ステージに上記ステージ装置を用いることを特徴とする。
The exposure apparatus of the present invention has a mask stage (20) that holds a mask (R) and a substrate stage (40) that holds a substrate (W), and exposes the pattern formed on the mask onto the substrate. An exposure apparatus (EX) that performs the above-described stage apparatus is used for at least one of the mask stage and the substrate stage.
In another exposure apparatus of the present invention, the exposure apparatus (EX) forms a predetermined pattern on a substrate (W) held on a substrate stage (40), and the stage apparatus is used for the substrate stage. It is characterized by that.

本発明のデバイス製造方法は、上記の露光装置(EX)を用いて所定のパターンを物体上に形成するリソグラフィ工程を含むことを特徴とする。   The device manufacturing method of the present invention includes a lithography step of forming a predetermined pattern on an object using the above exposure apparatus (EX).

本発明のステージ装置によれば、ステージの高速化並びに発熱量の軽減化を確実に達成することができる。   According to the stage apparatus of the present invention, it is possible to reliably achieve an increase in the speed of the stage and a reduction in the amount of heat generation.

本発明の露光装置及びデバイス製造方法によれば、ステージ装置の高速化によりスループットの向上が図られる。   According to the exposure apparatus and the device manufacturing method of the present invention, the throughput can be improved by increasing the speed of the stage apparatus.

以下、本発明のステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of a stage apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の露光装置EXの一実施形態を示す概略構成図である。
露光装置EXは、レチクル(マスク)Rとウエハ(基板)Wとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルRに形成されたパターンPAを投影光学系30を介してウエハW上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。
そして、露光装置EXは、露光光ELによりレチクルRを照明する照明光学系10、レチクルRを保持するレチクルステージ20、レチクルRから射出される露光光ELをウエハW上に投射する投影光学系30、ウエハWを保持するウエハステージ40、露光装置EXを統括的に制御する制御装置50等を備える。
そして、これらの各装置は、本体フレーム100或いは基礎フレーム150上に防振ユニット60,70等を介して支持される。
なお、以下の説明において、投影光学系30の光軸AXと一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でレチクルRとウエハWとの同期移動方向(走査方向)をY軸方向、Z軸方向及びY軸方向に垂直な方向(非走査方向)をX軸方向とする。更に、X軸、Y軸、及びZ軸まわり方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the exposure apparatus EX of the present invention.
The exposure apparatus EX moves a reticle (mask) R and a wafer (substrate) W synchronously in a one-dimensional direction, and applies a pattern PA formed on the reticle R to each shot area on the wafer W via the projection optical system 30. This is a step-and-scan type scanning exposure apparatus, that is, a so-called scanning stepper.
The exposure apparatus EX includes an illumination optical system 10 that illuminates the reticle R with the exposure light EL, a reticle stage 20 that holds the reticle R, and a projection optical system 30 that projects the exposure light EL emitted from the reticle R onto the wafer W. , A wafer stage 40 for holding the wafer W, a control device 50 for comprehensively controlling the exposure apparatus EX, and the like.
Each of these devices is supported on the main body frame 100 or the base frame 150 via the vibration isolation units 60, 70 and the like.
In the following description, the direction that coincides with the optical axis AX of the projection optical system 30 is the Z-axis direction, and the synchronous movement direction (scanning direction) between the reticle R and the wafer W in the plane perpendicular to the Z-axis direction is the Y-axis. The direction perpendicular to the direction, the Z-axis direction, and the Y-axis direction (non-scanning direction) is taken as the X-axis direction. Further, the directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

照明光学系10は、レチクルステージ20に支持されているレチクルRを露光光ELで照明するものであり、露光用光源5、露光用光源5から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ELを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ELによるレチクルR上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等(いずれ不図示)を有している。
照明光学系10から射出される露光光ELとしては、水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)等の真空紫外光(VUV光)が用いられる。
そして、光源5から射出されたレーザビームは、照明光学系10に入射され、レーザビームの断面形状がスリット状又は矩形状(多角形)に整形されるとともに照度分布がほぼ均一な照明光(露光光)ELとなってレチクルR上に照射される。
そして、この照明光学系10は、本体フレーム100を構成する第2支持盤120の上面に固定された照明系支持部材12によって支持される。
The illumination optical system 10 illuminates the reticle R supported by the reticle stage 20 with the exposure light EL, an exposure light source 5, an optical integrator that equalizes the illuminance of the light beam emitted from the exposure light source 5, It has a condenser lens for condensing the exposure light EL from the optical integrator, a relay lens system, a variable field stop for setting the illumination area on the reticle R by the exposure light EL in a slit shape (not shown).
The exposure light EL emitted from the illumination optical system 10 includes far ultraviolet light (DUV) such as ultraviolet emission lines (g-line, h-line, i-line), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp. Light) and vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm).
The laser beam emitted from the light source 5 is incident on the illumination optical system 10, and the cross-sectional shape of the laser beam is shaped into a slit shape or a rectangular shape (polygon), and the illumination light (exposure) has a substantially uniform illuminance distribution. Light) EL is irradiated onto the reticle R.
The illumination optical system 10 is supported by an illumination system support member 12 fixed to the upper surface of the second support plate 120 that constitutes the main body frame 100.

レチクルステージ(マスクステージ)20は、レチクルRを支持しつつ、投影光学系30の光軸AXに垂直な平面内、すなわちXY平面内の2次元移動及びθZ方向の微小回転を行うものであって、レチクルRを保持するレチクル微動ステージと、レチクル微動ステージと一体に走査方向であるY軸方向に所定ストロークで移動するレチクル粗動ステージと、これらを移動させるリニアモータ等(図2参照)を備える。そして、レチクル微動ステージには、矩形開口が形成されており、開口周辺部に設けられたレチクル吸着機構によりレチクルが真空吸着等により保持される。
レチクルステージ20上には移動鏡21が設けられ。また、移動鏡21に対向する位置にはレーザ干渉計22が設けられる。そして、レチクルステージ20上のレチクルRの2次元方向の位置及び回転角は、レーザ干渉計22によりリアルタイムで計測され、その計測結果は制御装置50に出力される。そして、制御装置50がレーザ干渉計22の計測結果に基づいてリニアモータ等を駆動することで、レチクルステージ20に支持されているレチクルRの位置決め等が行われる。
このレチクルステージ20は、本体フレーム100を構成する第2支持盤120の上面に不図示の非接触ベアリング(例えば気体静圧軸受)を介して浮上支持される。
The reticle stage (mask stage) 20 supports the reticle R and performs two-dimensional movement in the plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system 30, that is, the XY plane, and minute rotation in the θZ direction. A reticle fine movement stage that holds the reticle R, a reticle coarse movement stage that moves together with the reticle fine movement stage in the Y-axis direction, which is the scanning direction, with a predetermined stroke, a linear motor that moves these, and the like (see FIG. 2). . The reticle fine movement stage is formed with a rectangular opening, and the reticle is held by vacuum suction or the like by a reticle suction mechanism provided around the opening.
A movable mirror 21 is provided on the reticle stage 20. A laser interferometer 22 is provided at a position facing the moving mirror 21. Then, the position and rotation angle of the reticle R on the reticle stage 20 in the two-dimensional direction are measured in real time by the laser interferometer 22, and the measurement result is output to the control device 50. Then, the control device 50 drives a linear motor or the like based on the measurement result of the laser interferometer 22, thereby positioning the reticle R supported by the reticle stage 20.
The reticle stage 20 is levitated and supported on the upper surface of the second support plate 120 constituting the main body frame 100 via a non-contact bearing (not shown) (for example, a hydrostatic bearing).

投影光学系30は、レチクルRのパターンPAを所定の投影倍率βでウエハWに投影露光するものであって、ウエハW側の先端(下端)部に設けられた光学素子32を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒31で支持される。本実施形態において、投影光学系30は、投影倍率βが例えば1/4あるいは1/5の縮小系である。なお、投影光学系30は等倍系及び拡大系のいずれでもよい。
そして、鏡筒31の外壁にはフランジ33が設けられ、フランジを有する円筒形のセンサ支持架台35に挿入される。更に、鏡筒31及びセンサ支持架台35は、本体フレーム100を構成する第1支持盤110に設けられた穴部113に挿入、支持される。そして、第1支持盤110は、防振ユニット60を介して、基礎フレーム150上にほぼ水平に支持される。
なお、センサ支持架台35は、オートフォーカスセンサ等のセンサ類を支持する部材である。また、第1支持盤110とセンサ支持架台35との間には、不図示のキネマティックマウントが設けられ、投影光学系30のあおり角を調整することが可能である。
The projection optical system 30 projects and exposes the pattern PA of the reticle R onto the wafer W at a predetermined projection magnification β, and includes a plurality of optical elements including an optical element 32 provided at the tip (lower end) portion on the wafer W side. These optical elements are supported by a lens barrel 31. In the present embodiment, the projection optical system 30 is a reduction system having a projection magnification β of, for example, 1/4 or 1/5. Note that the projection optical system 30 may be either an equal magnification system or an enlargement system.
A flange 33 is provided on the outer wall of the lens barrel 31, and is inserted into a cylindrical sensor support frame 35 having a flange. Further, the lens barrel 31 and the sensor support frame 35 are inserted and supported in a hole 113 provided in the first support plate 110 constituting the main body frame 100. The first support board 110 is supported substantially horizontally on the base frame 150 via the vibration isolation unit 60.
The sensor support base 35 is a member that supports sensors such as an autofocus sensor. Further, a kinematic mount (not shown) is provided between the first support board 110 and the sensor support frame 35, and the tilt angle of the projection optical system 30 can be adjusted.

ウエハステージ(基板ステージ)40は、ウエハWを支持しつつ、XY平面内の2次元移動及びθZ方向の微小回転を行うものであって、ウエハWを保持するウエハホルダ41、ウエハWのレベリング及びフォーカシングを行うためにウエハホルダ41をZ軸方向、θX方向、及びθY方向の3自由度方向に微小駆動するZテーブル42、Zテーブル42のX方向及びY方向の位置決めを行うXYテーブル43、XYテーブル43をX軸、Y軸、θz方向に移動させるベースプレート(粗動ステージ)301、ベースプレート301をXY平面内で移動可能に支持するウエハ定盤44等を備える。XYテーブル43は、粗動ステージとして機能するベースプレート301に対して微動ステージとして機能する。
また、Zテーブル42上には移動鏡47が設けられ、これに対向する位置にはレーザ干渉計(位置計測部)48が設けられる。ウエハステージ40上のウエハWの2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計48によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置50に出力される。そして、制御装置50がレーザ干渉計48の計測結果に基づいてリニアモータ等を駆動することでウエハステージ40に支持されているウエハWの位置決めを行う。
ベースプレート301の底面には、非接触ベアリングである複数のエアパッド45が固定されており、これらのエアパッド45によってXYテーブル43がウエハ定盤44上に、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持される。また、ウエハ定盤44は、基礎フレーム150の支持盤160上に、防振ユニット70を介してほぼ水平に支持されている。
The wafer stage (substrate stage) 40 supports the wafer W and performs two-dimensional movement in the XY plane and minute rotation in the θZ direction. The wafer holder 41 that holds the wafer W, leveling and focusing of the wafer W In order to perform this, the wafer holder 41 is finely driven in three degrees of freedom in the Z-axis direction, θX direction, and θY direction, the XY table 43 that positions the Z table 42 in the X direction and the Y direction, and the XY table 43. Includes a base plate (coarse movement stage) 301 that moves the base plate 301 in the X axis, Y axis, and θz directions, a wafer surface plate 44 that supports the base plate 301 so as to be movable in the XY plane, and the like. The XY table 43 functions as a fine movement stage with respect to the base plate 301 functioning as a coarse movement stage.
A movable mirror 47 is provided on the Z table 42, and a laser interferometer (position measuring unit) 48 is provided at a position facing the movable mirror 47. The two-dimensional position and rotation angle of the wafer W on the wafer stage 40 are measured in real time by the laser interferometer 48, and the measurement result is output to the control device 50. Then, the controller 50 positions the wafer W supported on the wafer stage 40 by driving a linear motor or the like based on the measurement result of the laser interferometer 48.
A plurality of air pads 45, which are non-contact bearings, are fixed to the bottom surface of the base plate 301, and the XY table 43 is levitated and supported on the wafer surface plate 44 by a clearance of about several microns, for example, by these air pads 45. The Further, the wafer surface plate 44 is supported substantially horizontally on the support plate 160 of the basic frame 150 via the vibration isolation unit 70.

本体フレーム100は、投影光学系30を支持する第1支持盤110と、投影光学系30の上方に配置されるレチクルステージ20等を支持する第2支持盤120と、第1支持盤110と第2支持盤120との間に立設する複数の支柱130とから構成される。第1支持盤110は、上述したように、円筒状の投影光学系30の外径よりもやや大きく形成された穴部113が形成される。なお、第1支持盤110或いは第2支持盤120と複数の支柱130とは、締結手段等で連結される構造としてもよいし、これらを一体に形成した構造としてもよい。
そして、上述したように、本体フレーム100は、防振ユニット60を介して基礎フレーム150上に支持される。
The main body frame 100 includes a first support plate 110 that supports the projection optical system 30, a second support plate 120 that supports the reticle stage 20 disposed above the projection optical system 30, the first support plate 110, and the first support plate 110. 2 It is comprised from several support | pillar 130 standingly arranged between the support boards 120. FIG. As described above, the first support plate 110 is formed with the hole 113 formed to be slightly larger than the outer diameter of the cylindrical projection optical system 30. In addition, the 1st support board 110 or the 2nd support board 120, and the some support | pillar 130 are good also as a structure connected with a fastening means etc., and good also as a structure which formed these integrally.
As described above, the main body frame 100 is supported on the base frame 150 via the vibration isolation unit 60.

基礎フレーム150は、その上面に防振ユニット70を介してウエハステージ40を支持する支持盤160と、支持盤160上に立設するとともに防振ユニット60を介して本体フレーム100を支持する複数の支柱170とから構成される。支持盤160と支柱170とは、締結手段等で連結される構造であっても、一体に形成される構造であってもよい。
そして、基礎フレーム150は、クリーンルームの床面上に足部165を介して略水平に設置される。
The base frame 150 has a support plate 160 that supports the wafer stage 40 via the vibration isolation unit 70 on its upper surface, and a plurality of frames that stand on the support plate 160 and support the main body frame 100 via the vibration isolation unit 60. It is comprised from the support | pillar 170. FIG. The support board 160 and the support column 170 may be structured to be connected by fastening means or the like, or may be a structure formed integrally.
And the foundation frame 150 is installed substantially horizontally via the foot | leg part 165 on the floor surface of a clean room.

制御装置50は、露光装置EXを統括的に制御するものであり、各種演算及び制御を行う演算部の他、各種情報を記録する記憶部や入出力部等を備える。
そして、例えば、レーザ干渉計22,48の検出結果に基づいてレチクルR及びウエハWの位置を制御して、レチクルRに形成されたパターンPAの像をウエハW上のショット領域に転写する露光動作を繰り返し行う。
The control device 50 controls the exposure apparatus EX in an integrated manner, and includes a calculation unit that performs various calculations and controls, a storage unit that records various types of information, an input / output unit, and the like.
Then, for example, an exposure operation for controlling the positions of the reticle R and the wafer W based on the detection results of the laser interferometers 22 and 48 and transferring an image of the pattern PA formed on the reticle R to a shot area on the wafer W. Repeat.

図2は、レチクルステージ20を示す概略斜視図である。
図2に示すように、レチクルステージ20は、レチクル定盤203上に設けられたレチクル粗動ステージ201と、レチクル粗動ステージ201上に設けられたレチクル微動ステージ202と、レチクル定盤203上において粗動ステージ201をY軸方向に所定ストロークで移動可能な一対のYリニアモータ210、210と、レチクル定盤203の中央部の上部突出部203bの上面に設けられ、Y軸方向に移動する粗動ステージ201を案内する一対のYガイド部215、215と、粗動ステージ201上において微動ステージ202をX軸、Y軸、及びθZ方向に微小移動させるXボイスコイルモータ220及び一対のYボイスコイルモータ260,270と、微動ステージ202の移動を補助する補助モータ230,240,250等を備えている。なお、先の図1では、粗動ステージ201及び微動ステージ202を簡略化して1つのステージとして図示している。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the reticle stage 20.
As shown in FIG. 2, reticle stage 20 includes reticle coarse movement stage 201 provided on reticle surface plate 203, reticle fine movement stage 202 provided on reticle coarse movement stage 201, and reticle surface plate 203. A coarse movement stage 201 is provided on the upper surface of a pair of Y linear motors 210 and 210 capable of moving the coarse movement stage 201 in the Y-axis direction with a predetermined stroke and an upper protrusion 203b at the center of the reticle surface plate 203 and moves in the Y-axis direction. A pair of Y guide portions 215 and 215 for guiding the moving stage 201, an X voice coil motor 220 and a pair of Y voice coils for finely moving the fine moving stage 202 in the X axis, Y axis, and θZ directions on the coarse moving stage 201 Auxiliary motors 230, 240, 25 for assisting the movement of the motors 260, 270 and the fine movement stage 202 It has a like. In FIG. 1, the coarse movement stage 201 and the fine movement stage 202 are simplified and shown as one stage.

Yリニアモータ210のそれぞれは、レチクル定盤203上においてY軸方向に延びるように設けられたコイルユニット(電機子ユニット)からなる一対の固定子211と、この固定子211に対応して設けられ、連結部材213を介して粗動ステージ201に固定された磁石ユニットからなる可動子212とを備えている。そして、これら固定子211及び可動子212によりムービングマグネット型のリニアモータ210が構成されており、可動子212が固定子211との間の電磁気的相互作用により駆動することで粗動ステージ201(レチクルステージ20)がY軸方向に移動する。固定子211のそれぞれは非接触ベアリングである複数のエアベアリング214によりレチクル定盤203に対して浮上支持されている。このため、運動量保存の法則により粗動ステージ201の+Y方向の移動に応じて固定子211が−Y方向に移動する。この固定子211の移動により粗動ステージ201の移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を防ぐことができる。   Each of the Y linear motors 210 is provided corresponding to a pair of stators 211 formed of a coil unit (armature unit) provided on the reticle surface plate 203 so as to extend in the Y-axis direction. And a mover 212 made of a magnet unit fixed to the coarse movement stage 201 via a connecting member 213. The stator 211 and the mover 212 constitute a moving magnet type linear motor 210. The mover 212 is driven by electromagnetic interaction with the stator 211, whereby the coarse motion stage 201 (reticle) is driven. The stage 20) moves in the Y-axis direction. Each of the stators 211 is levitated and supported with respect to the reticle surface plate 203 by a plurality of air bearings 214 which are non-contact bearings. For this reason, the stator 211 moves in the −Y direction according to the movement of the coarse movement stage 201 in the + Y direction according to the law of conservation of momentum. The movement of the stator 211 cancels the reaction force accompanying the movement of the coarse movement stage 201 and can prevent the change in the position of the center of gravity.

Yガイド部215のそれぞれは、Y軸方向に移動する粗動ステージ201を案内するものであって、レチクル定盤203の中央部に形成された上部突出部203bの上面においてY軸方向に延びるように固定されている。また、粗動ステージ201とYガイド部215、215との間には非接触ベアリングである不図示のエアベアリングが設けられており、粗動ステージ201はYガイド部215に対して非接触で支持されている。   Each of the Y guide portions 215 guides the coarse movement stage 201 that moves in the Y-axis direction, and extends in the Y-axis direction on the upper surface of the upper protruding portion 203b formed at the center of the reticle surface plate 203. It is fixed to. An air bearing (not shown) that is a non-contact bearing is provided between the coarse movement stage 201 and the Y guide portions 215 and 215, and the coarse movement stage 201 is supported in a non-contact manner with respect to the Y guide portion 215. Has been.

微動ステージ202は不図示のバキュームチャックを介してレチクルRを吸着保持する。微動ステージ202の−Y方向の端部にはコーナーキューブからなる一対のY移動鏡21a,21bが固定され、微動ステージ202の+X方向の端部にはY軸方向に延びる平面ミラーからなるX移動鏡21cが固定されている。そして、これら移動鏡21a,21b,21cに対して測長ビームを照射する3つのレーザ干渉計22(図1参照)が各移動鏡との距離を計測することにより、微動ステージ202のX軸、Y軸、及びθZ方向の位置が高精度で検出される。制御装置50(図1参照)はレーザ干渉計22(図1参照)の検出結果に基づいて、Yリニアモータ210、Xボイスコイルモータ220、Yボイスコイルモータ260,270、及び補助モータ230,240,250を含む各モータを駆動し、微動ステージ202に支持されているレチクルRの位置制御(及び/または速度制御)を行う。   Fine movement stage 202 sucks and holds reticle R via a vacuum chuck (not shown). A pair of Y moving mirrors 21a and 21b made of a corner cube is fixed to the end of the fine movement stage 202 in the -Y direction, and an X movement made of a plane mirror extending in the Y axis direction is attached to the end of the fine movement stage 202 in the + X direction. The mirror 21c is fixed. Then, the three laser interferometers 22 (see FIG. 1) that irradiate the measuring beams to the movable mirrors 21a, 21b, and 21c measure the distances from the respective movable mirrors, whereby the X axis of the fine movement stage 202, The Y axis and the position in the θZ direction are detected with high accuracy. Based on the detection result of the laser interferometer 22 (see FIG. 1), the control device 50 (see FIG. 1) performs the Y linear motor 210, the X voice coil motor 220, the Y voice coil motors 260 and 270, and the auxiliary motors 230 and 240. , 250 are driven, and position control (and / or speed control) of reticle R supported by fine movement stage 202 is performed.

図3は、微動ステージ202の駆動系の説明図である。
図3に示すように、微動ステージ202と粗動ステージ201との間には、ボイスコイルモータ(Xボイスコイルモータ220、Yボイスコイルモータ260,270)と、補助モータ230,240,250とが配設されている。具体的には、微動ステージ202の+Y方向の一辺に、Xボイスコイルモータ220が配設されるとともに、そのXボイスコイルモータ220の両外側(±X方向)に分けて補助モータ240と補助モータ250とが配設されている。また、微動ステージ202の−X方向の一辺に、Yボイスコイルモータ260と270とが離間して配設されるとともに、Yボイスコイルモータ260と270との間に補助モータ230が配設されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the drive system of fine movement stage 202.
As shown in FIG. 3, a voice coil motor (X voice coil motor 220, Y voice coil motor 260, 270) and auxiliary motors 230, 240, 250 are disposed between fine movement stage 202 and coarse movement stage 201. It is arranged. Specifically, an X voice coil motor 220 is disposed on one side of the fine movement stage 202 in the + Y direction, and the auxiliary motor 240 and the auxiliary motor are separately provided on both outer sides (± X direction) of the X voice coil motor 220. 250 is arranged. In addition, Y voice coil motors 260 and 270 are disposed apart from each other on the −X direction side of fine movement stage 202, and auxiliary motor 230 is disposed between Y voice coil motors 260 and 270. Yes.

ボイスコイルモータ220(260,270)は、コイルを含む固定子221(261,271)と永久磁石を含む可動子222(262,272)とを含み、コイルに電流が流れるとローレンツ力を発生し、粗動ステージ201と微動ステージ202との間で駆動力(推力)を発生する。Xボイスコイルモータ220は、微動ステージ202にX方向の力を与えることで粗動ステージ201に対して微動ステージ202をX方向に相対移動させる。Yボイスコイルモータ260,270は、微動ステージ202にY方向の力を与えることで粗動ステージ201に対して微動ステージ202をY方向に相対移動させる。   The voice coil motor 220 (260, 270) includes a stator 221 (261, 271) including a coil and a mover 222 (262, 272) including a permanent magnet, and generates a Lorentz force when a current flows through the coil. A driving force (thrust) is generated between the coarse movement stage 201 and the fine movement stage 202. The X voice coil motor 220 applies a force in the X direction to the fine movement stage 202 to move the fine movement stage 202 relative to the coarse movement stage 201 in the X direction. Y voice coil motors 260 and 270 move fine movement stage 202 relative to coarse movement stage 201 in the Y direction by applying a force in the Y direction to fine movement stage 202.

補助モータ230,240,250は、粗動ステージ201に固定される固定子231,241,251と、微動ステージ202に固定される可動子232,242,252とを含む。そして、固定子231,241,251と可動子232,242,252との間の磁気吸引力により粗動ステージ201と微動ステージ202との間で駆動力(推力)を発生する。補助モータ240,250は、微動ステージ202にX方向の力を与えることで粗動ステージ201に対して微動ステージ202をX方向に相対移動させる。補助モータ230は、微動ステージ202にY方向の力を与えることで粗動ステージ201に対して微動ステージ202をY方向に相対移動させる。   Auxiliary motors 230, 240, 250 include stators 231, 241, 251 fixed to coarse movement stage 201, and movers 232, 242, 252 fixed to fine movement stage 202. Then, a driving force (thrust force) is generated between the coarse movement stage 201 and the fine movement stage 202 by the magnetic attraction force between the stators 231, 241, 251 and the movable elements 232, 242, 252. The auxiliary motors 240 and 250 move the fine movement stage 202 relative to the coarse movement stage 201 in the X direction by applying a force in the X direction to the fine movement stage 202. The auxiliary motor 230 moves the fine movement stage 202 relative to the coarse movement stage 201 in the Y direction by applying a force in the Y direction to the fine movement stage 202.

図4は、補助モータ240の構造を代表的に示しており、図3に示すA−A断面図である。
図4に示すように、可動子242は、櫛状の断面を有する磁性体(強磁性体)からなり、+Z側(上側)においてX方向に所定ピッチで並ぶ複数の歯面243と、−Z側(下側)においてX方向に所定ピッチで並ぶ複数の歯面244とを含む。複数の歯面243,244はいずれもXY平面(水平面)に略平行に配される。
4 representatively shows the structure of the auxiliary motor 240, and is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the mover 242 is made of a magnetic material (ferromagnetic material) having a comb-like cross section, and has a plurality of tooth surfaces 243 arranged at a predetermined pitch in the X direction on the + Z side (upper side), and −Z And a plurality of tooth surfaces 244 arranged at a predetermined pitch in the X direction on the side (lower side). The plurality of tooth surfaces 243 and 244 are all arranged substantially parallel to the XY plane (horizontal plane).

固定子241は、櫛状の断面を有する磁性体245(鉄心)の各相にコイル246が巻かれた電磁石からなる。コイル246は駆動方向であるX方向に3組ずつ複数並べられた3相6極構成(U、V、W、U’、V’、W’…)からなり、コイル246には三相交流が印加される。磁性体245(鉄心)は、可動子242の複数の歯面243に対向して配される複数の歯面247と、可動子242の複数の歯面244に対向して配される複数の歯面248とを含む。複数の歯面247,248はいずれもXY平面(水平面)に略平行に配される。そして、三相交流により固定子241の各コイル246(及び磁性体245)が励磁されると各コイル246(及び磁性体245)にZ方向の磁束が発生するとともに、その磁束の変化に伴ってX方向に進行磁界が生じる。   The stator 241 is composed of an electromagnet in which a coil 246 is wound around each phase of a magnetic body 245 (iron core) having a comb-like cross section. The coil 246 has a three-phase six-pole configuration (U, V, W, U ′, V ′, W ′...) Arranged in groups of three in the X direction, which is the driving direction, and the coil 246 has a three-phase alternating current. Applied. The magnetic body 245 (iron core) includes a plurality of tooth surfaces 247 arranged to face a plurality of tooth surfaces 243 of the mover 242 and a plurality of teeth arranged to face a plurality of tooth surfaces 244 of the mover 242. Surface 248. The plurality of tooth surfaces 247 and 248 are all disposed substantially parallel to the XY plane (horizontal plane). When each coil 246 (and magnetic body 245) of the stator 241 is excited by three-phase alternating current, a magnetic flux in the Z direction is generated in each coil 246 (and magnetic body 245), and along with the change in the magnetic flux. A traveling magnetic field is generated in the X direction.

固定子241の各歯面247(248)と可動子242の各歯面243(244)とはZ方向にわずかに間隙が設けられて非接触が保たれ、また、固定子241の複数の歯面247(248)と可動子242の複数の歯面243(244)とは、X方向の配列ピッチが多相的にずれている。固定子241のコイル246(及び磁性体245)が励磁されると、固定子241及び可動子242の各歯間に磁気吸引力が発生する。コイル246に流す電流を調整することにより、上記磁気吸引力を調整することができる。そして、上記進行磁界により、可動子242の磁性体と固定子241の電磁石(コイル及び磁性体)との歯間に相対的なX方向の直線運動を与える推力Fxが生じる。三相交流の周波数制御により、推力Fxの方向等が制御される。
ここでは補助モータ240の構造について説明したが他の補助モータ230,250(図3参照)についても同様である。
Each tooth surface 247 (248) of the stator 241 and each tooth surface 243 (244) of the mover 242 are kept in a slight contact with each other in the Z direction, and a plurality of teeth of the stator 241 are maintained. The arrangement pitch in the X direction of the surface 247 (248) and the plurality of tooth surfaces 243 (244) of the mover 242 are shifted in a polyphase manner. When the coil 246 (and the magnetic body 245) of the stator 241 is excited, a magnetic attractive force is generated between the teeth of the stator 241 and the movable element 242. By adjusting the current flowing through the coil 246, the magnetic attractive force can be adjusted. The traveling magnetic field generates a thrust Fx that gives a relative linear motion in the X direction between the teeth of the magnetic body of the mover 242 and the electromagnet (coil and magnetic body) of the stator 241. The direction of the thrust Fx and the like are controlled by the three-phase AC frequency control.
Although the structure of the auxiliary motor 240 has been described here, the same applies to the other auxiliary motors 230 and 250 (see FIG. 3).

図3に戻り、レチクルステージ20では、粗動ステージ201の粗動後、ボイスコイルモータ220,260,270の駆動力により粗動ステージ201に対して微動ステージ202を駆動し、微動ステージ202の位置決めを行う。   Returning to FIG. 3, in the reticle stage 20, after the coarse movement of the coarse movement stage 201, the fine movement stage 202 is driven with respect to the coarse movement stage 201 by the driving force of the voice coil motors 220, 260, and 270. I do.

ここで、微動ステージ202のX方向の加速時及び/又は減速時(粗動ステージ201の加減速に追従する場合を含む)には、補助モータ240,250を用い、また、微動ステージ202のY方向の加速時及び/又は減速時に補助モータ230を用いる。すなわち、磁気吸引力による駆動力(推力)により、微動ステージ202の加速及び/又は減速が行われる。磁気吸引力は、ボイスコイルモータ220,260,270のローレンツ力と比べて小さいアンペアリターンで大きな駆動力(推力)を得ることができる。したがって、補助モータ230,240,250の推力を用いることにより、微動ステージ202の高速化並びに発熱量の軽減化が達成される。なお、微動ステージ202の加速時及び/又は減速時に、ボイスコイルモータ220,260,270による駆動力を併用してもよくしなくてもよい。   Here, when the fine movement stage 202 is accelerated and / or decelerated in the X direction (including the case of following the acceleration / deceleration of the coarse movement stage 201), the auxiliary motors 240 and 250 are used. The auxiliary motor 230 is used during direction acceleration and / or deceleration. That is, the fine movement stage 202 is accelerated and / or decelerated by the driving force (thrust) by the magnetic attractive force. The magnetic attraction force can obtain a large driving force (thrust) with a smaller ampere return than the Lorentz force of the voice coil motors 220, 260, and 270. Therefore, by using the thrust of the auxiliary motors 230, 240, and 250, the speed of the fine movement stage 202 and the reduction of the heat generation are achieved. When the fine movement stage 202 is accelerated and / or decelerated, the driving force by the voice coil motors 220, 260, and 270 may or may not be used together.

また、本例では、磁気吸引力を発生する2つの物体の対向面である固定子241の歯面243,244(図4参照)と可動子242の歯面247,248とが、微動ステージ202の移動方向(X方向またはY方向)と略平行であるから、微動ステージ202の移動に関する制約が比較的少ない。つまり、磁気吸引力を利用して推力を得るには磁気吸引力を発生する2つの物体の間隙を小さい寸法に保つ必要があり、従来例のように、磁性体と電磁石とがステージの移動方向に並べて配置される(磁性体と電磁石の対向面がステージの移動方向と交差する)形態では、電磁石に対する磁性体の相対的な移動可能範囲がその間隙の範囲内に限られ、駆動制御が複雑になったりステージの加速化や発熱量の軽減が限定的なものとなる。これに比べて、本例のように、固定子241及び可動子242の各対向面(磁気歯面)が微動ステージ202の移動方向と略平行である形態では、微動ステージ202が移動しても上記対向面の間隔が一定に保たれる。そのため、固定子241(電磁石)に対する可動子242(磁性体)の相対的な移動可能範囲が広く、駆動制御の簡素化が図られるとともに、微動ステージ202の高速化や発熱量軽減化がより確実に図られる。   Further, in this example, the tooth surfaces 243 and 244 (see FIG. 4) of the stator 241 and the tooth surfaces 247 and 248 of the mover 242 which are opposing surfaces of two objects that generate a magnetic attractive force are the fine movement stage 202. Since the movement direction (X direction or Y direction) is substantially parallel, there are relatively few restrictions on the movement of the fine movement stage 202. In other words, in order to obtain a thrust using the magnetic attraction force, it is necessary to keep the gap between the two objects that generate the magnetic attraction force small, and the magnetic body and the electromagnet are moved in the direction of movement of the stage as in the conventional example. Are arranged side by side (the facing surface of the magnetic body and the electromagnet intersects the moving direction of the stage), the movable range of the magnetic body relative to the electromagnet is limited to the gap, and the drive control is complicated. The acceleration of the stage and the reduction of heat generation are limited. Compared to this, in the embodiment in which the opposing surfaces (magnetic tooth surfaces) of the stator 241 and the mover 242 are substantially parallel to the movement direction of the fine movement stage 202 as in this example, even if the fine movement stage 202 moves. The distance between the facing surfaces is kept constant. Therefore, the movable range of the mover 242 (magnetic body) relative to the stator 241 (electromagnet) is wide, the drive control can be simplified, and the speed of the fine movement stage 202 and the reduction in heat generation are more sure. Is envisioned.

一方、微動ステージ202の一定速度移動時または精密な位置決め時には、ボイスコイルモータ220,260,270による推力のみを用い、補助モータ230,240,250のコイルを非励磁状態にする。補助モータ230,240,250の固定子231,241,251は、永久磁石を含まないことから、上記非励磁状態により補助モータ230,240,250の固定子231,241,251に存在する磁束はゼロとなる。その結果、補助モータ230,240,250の影響を受けることなく、ボイスコイルモータ220,260,270によって微動ステージ202を高精度に位置決めすることができる。   On the other hand, when the fine movement stage 202 is moved at a constant speed or precisely positioned, only the thrust by the voice coil motors 220, 260, and 270 is used, and the coils of the auxiliary motors 230, 240, and 250 are brought into a non-excited state. Since the stators 231, 241, and 251 of the auxiliary motors 230, 240, and 250 do not include permanent magnets, the magnetic flux that is present in the stators 231, 241, and 251 of the auxiliary motors 230, 240, and 250 due to the non-excited state is It becomes zero. As a result, the fine movement stage 202 can be positioned with high accuracy by the voice coil motors 220, 260, and 270 without being affected by the auxiliary motors 230, 240, and 250.

図5は、ウエハステージ40を示す概略平面図である。
図5に示すように、ベースプレート301(粗動ステージ)は、ウエハ定盤44上に設けられたXガイド部302とYガイド部303によってY軸方向(スキャン方向)とX軸方向とに移動する。XYテーブル43は、ベースプレート301上にXY方向に移動自在に支持されている。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the wafer stage 40.
As shown in FIG. 5, the base plate 301 (coarse movement stage) is moved in the Y-axis direction (scan direction) and the X-axis direction by the X guide unit 302 and the Y guide unit 303 provided on the wafer surface plate 44. . The XY table 43 is supported on the base plate 301 so as to be movable in the XY directions.

XYテーブル43とベースプレート301との間には、ボイスコイルモータ(Xボイスコイルモータ320、Yボイスコイルモータ330,340)と、補助モータ350〜370とが配設されている。具体的には、XYテーブル43の−Y方向の一辺に、Xボイスコイルモータ320が配設されるとともに、そのXボイスコイルモータ320の両外側(±X方向)に分けて補助モータ350と補助モータ360とが配設されている。また、XYテーブル43の−X方向の一辺に、2つのYボイスコイルモータ330,340が離間して配設されるとともに、2つのYボイスコイルモータ330,340の間に補助モータ370が配設されている。   A voice coil motor (X voice coil motor 320, Y voice coil motors 330 and 340) and auxiliary motors 350 to 370 are disposed between the XY table 43 and the base plate 301. Specifically, an X voice coil motor 320 is disposed on one side of the XY table 43 in the −Y direction, and the auxiliary motor 350 and the auxiliary are separately provided on both outer sides (± X direction) of the X voice coil motor 320. A motor 360 is provided. In addition, two Y voice coil motors 330 and 340 are disposed on one side of the XY table 43 in the −X direction, and an auxiliary motor 370 is disposed between the two Y voice coil motors 330 and 340. Has been.

ボイスコイルモータ320,330,340は、コイルを含む固定子321,331,341と永久磁石を含む可動子322,332,342とを含み、コイルに電流が流れるとローレンツ力を発生し、XYテーブル43とベースプレート301との間で駆動力(推力)を発生する。ボイスコイルモータ320は、XYテーブル43にX方向の力を与えることでベースプレート301に対してXYテーブル43をX方向に相対移動させる。ボイスコイルモータ330,340は、XYテーブル43にY方向の力を与えることでベースプレート301に対してXYテーブル43をY方向、及びθz方向に相対移動させる。   Voice coil motors 320, 330, and 340 include stators 321, 331, and 341 including coils, and movers 322, 332, and 342 including permanent magnets. When a current flows through the coils, a Lorentz force is generated, and an XY table. A driving force (thrust force) is generated between 43 and the base plate 301. The voice coil motor 320 moves the XY table 43 relative to the base plate 301 in the X direction by applying a force in the X direction to the XY table 43. The voice coil motors 330 and 340 move the XY table 43 relative to the base plate 301 in the Y direction and the θz direction by applying a force in the Y direction to the XY table 43.

補助モータ350,360,370は、ベースプレート301に固定される固定子351,361,371と、XYテーブル43に固定される可動子352,362,372とを含む。そして、固定子351,361,371と可動子352,362,372との間の磁気吸引力によりベースプレート301とXYテーブル43との間で駆動力を発生する。補助モータ350,360は、XYテーブル43にX方向の力を与えることでベースプレート301に対してXYテーブル43をX方向に相対移動させる。補助モータ370は、XYテーブル43にY方向の力を与えることでベースプレート301に対してXYテーブル43をY方向に相対移動させる。   The auxiliary motors 350, 360, and 370 include stators 351, 361, and 371 that are fixed to the base plate 301 and movers 352, 362, and 372 that are fixed to the XY table 43. A driving force is generated between the base plate 301 and the XY table 43 by the magnetic attraction between the stators 351, 361, 371 and the movers 352, 362, 372. The auxiliary motors 350 and 360 move the XY table 43 in the X direction relative to the base plate 301 by applying a force in the X direction to the XY table 43. The auxiliary motor 370 moves the XY table 43 relative to the base plate 301 in the Y direction by applying a force in the Y direction to the XY table 43.

補助モータ350,360,370の構造は、先の図4に示した補助モータ240と同様である。
すなわち、可動子352(362,372)は、櫛状の断面を有する磁性体(強磁性体)からなり、+Z側(上側)においてX方向に所定ピッチで並ぶ複数の歯面と、−Z側(下側)においてX方向に所定ピッチで並ぶ複数の歯面とを含む。複数の歯面はいずれもXY平面(水平面)に略平行に配される。
固定子351(361,371)は、櫛状の断面を有する磁性体(鉄心)の各相にコイルが巻かれた電磁石からなる。コイルには三相交流が印加される。磁性体(鉄心)は、可動子352(362,372)の複数の歯面に対向して配される複数の歯面を含む。複数の歯面はいずれもXY平面(水平面)に略平行に配される。そして、三相交流により固定子351(361,371)の各コイル(及び磁性体)が励磁されると各コイル(及び磁性体)にZ方向の磁束が発生するとともに、その磁束の変化に伴ってX方向に進行磁界が生じる。
The structure of the auxiliary motors 350, 360, and 370 is the same as that of the auxiliary motor 240 shown in FIG.
That is, the mover 352 (362, 372) is made of a magnetic material (ferromagnetic material) having a comb-like cross section, and has a plurality of tooth surfaces arranged at a predetermined pitch in the X direction on the + Z side (upper side), and the −Z side. (Lower side) and a plurality of tooth surfaces arranged at a predetermined pitch in the X direction. The plurality of tooth surfaces are all arranged substantially parallel to the XY plane (horizontal plane).
The stator 351 (361, 371) is composed of an electromagnet in which a coil is wound around each phase of a magnetic body (iron core) having a comb-like cross section. Three-phase alternating current is applied to the coil. The magnetic body (iron core) includes a plurality of tooth surfaces arranged to face a plurality of tooth surfaces of the mover 352 (362, 372). The plurality of tooth surfaces are all arranged substantially parallel to the XY plane (horizontal plane). When each coil (and magnetic body) of the stator 351 (361, 371) is excited by three-phase alternating current, a magnetic flux in the Z direction is generated in each coil (and magnetic body), and along with the change in the magnetic flux. A traveling magnetic field is generated in the X direction.

固定子351(361,371)の歯面と可動子352(362,372)の歯面とはZ方向にわずかに間隙が設けられて非接触が保たれ、また、固定子351(361,371)の複数の歯面と可動子352(362,372)の複数の歯面とは、配列ピッチが多相的にずれている。固定子351(361,371)のコイル(及び磁性体)が励磁されると、固定子351(361,371)及び可動子352(362,372)の各歯間に磁気吸引力が発生する。コイルに流す電流を調整することにより、上記磁気吸引力を調整することができる。そして、上記進行磁界により、可動子352(362,372)の磁性体と固定子351(361,371)の電磁石(コイル及び磁性体)との歯間に相対的なX方向またはY方向の直線運動を与える推力が生じる。三相交流の周波数制御により、この推力の方向等が制御される。   The tooth surface of the stator 351 (361, 371) and the tooth surface of the movable element 352 (362, 372) are kept in a non-contact state by providing a slight gap in the Z direction, and the stator 351 (361, 371). ) And the plurality of tooth surfaces of the mover 352 (362, 372) are shifted in polyphase. When the coil (and magnetic body) of the stator 351 (361, 371) is excited, a magnetic attractive force is generated between the teeth of the stator 351 (361, 371) and the mover 352 (362, 372). The magnetic attraction force can be adjusted by adjusting the current flowing through the coil. Then, due to the traveling magnetic field, a relative straight line in the X or Y direction between the teeth of the magnetic body of the mover 352 (362, 372) and the electromagnet (coil and magnetic body) of the stator 351 (361, 371). Thrust that gives motion is generated. The direction of this thrust is controlled by the frequency control of the three-phase alternating current.

ウエハステージ40では、ベースプレート301の粗動後、ボイスコイルモータ320,330,340の駆動力によりベースプレート301に対してXYテーブル43を駆動し、XYテーブル43の位置決めを行う。
そして、XYテーブル43の加速時及び/又は減速時(ベースプレート301の加減速に追従する場合を含む)には、補助モータ350,360,370を用いる。すなわち、磁気吸引力による推力により、XYテーブル43の加速及び/又は減速が行われる。補助モータ350〜370の推力を用いることにより、XYテーブル43の高速化並びに発熱量の軽減化が達成される。また、補助モータ350〜370の固定子351〜371及び可動子352〜372の各対向面(磁気歯面)がXYテーブル43の移動方向と略平行である形態であることから、固定子351〜371に対する可動子352〜372(XYテーブル43)の相対的な移動可能範囲が広く、その結果、駆動制御の簡素化が図られるとともに、XYテーブル43の高速化や発熱量軽減化がより確実に図られる。なお、XYテーブル43の加速時及び/又は減速時に、ボイスコイルモータ320,330,340による推力を併用してもよくしなくてもよい。
In the wafer stage 40, after the base plate 301 is coarsely moved, the XY table 43 is driven by the driving force of the voice coil motors 320, 330, and 340 to position the XY table 43.
When the XY table 43 is accelerated and / or decelerated (including the case of following the acceleration / deceleration of the base plate 301), auxiliary motors 350, 360, and 370 are used. That is, the XY table 43 is accelerated and / or decelerated by the thrust generated by the magnetic attractive force. By using the thrust of the auxiliary motors 350 to 370, the XY table 43 can be speeded up and the amount of heat generated can be reduced. Further, since the opposing surfaces (magnetic tooth surfaces) of the stators 351 to 371 and the movers 352 to 372 of the auxiliary motors 350 to 370 are substantially parallel to the moving direction of the XY table 43, the stators 351 to 351 The movable range of the movers 352 to 372 (XY table 43) relative to 371 is wide, and as a result, the drive control is simplified, and the XY table 43 is more reliably increased in speed and reduced in heat generation. Figured. When the XY table 43 is accelerated and / or decelerated, the thrust generated by the voice coil motors 320, 330, and 340 may or may not be used together.

また、XYテーブル43の一定速度移動時または精密な位置決め時には、ボイスコイルモータ320,330,340による推力のみを用い、補助モータ350,360,370のコイルを非励磁状態にする。補助モータ350〜370の固定子351〜371は、永久磁石を含まないことから、上記非励磁状態により補助モータ350〜370の固定子351〜371に存在する磁束はゼロとなる。その結果、補助モータ350〜370の影響を受けることなく、ボイスコイルモータ320〜340によってXYテーブル43を高精度に位置決めすることができる。   In addition, when the XY table 43 is moved at a constant speed or precisely positioned, only the thrust generated by the voice coil motors 320, 330, and 340 is used, and the coils of the auxiliary motors 350, 360, and 370 are brought into a non-excited state. Since the stators 351 to 371 of the auxiliary motors 350 to 370 do not include permanent magnets, the magnetic flux existing in the stators 351 to 371 of the auxiliary motors 350 to 370 becomes zero due to the non-excitation state. As a result, the XY table 43 can be positioned with high accuracy by the voice coil motors 320 to 340 without being affected by the auxiliary motors 350 to 370.

このように、本実施形態によれば、レチクルステージ20及びウエハステージ40のそれぞれにおいて、磁気吸引力の利用によりステージの高速化や発熱量軽減化が図られる。そのため、スループットの向上や露光精度の向上を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, in each of the reticle stage 20 and the wafer stage 40, the speed of the stage can be increased and the amount of generated heat can be reduced by using the magnetic attractive force. Therefore, it is possible to improve throughput and exposure accuracy.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態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。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

上記実施形態では、本発明に係るステージ装置をレチクルステージ20及びウエハステージ40の双方に適用した例について説明したが、いずれか一方のみに適用してもよい。   In the above embodiment, the example in which the stage apparatus according to the present invention is applied to both the reticle stage 20 and the wafer stage 40 has been described, but the present invention may be applied to only one of them.

また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報、特表2000−505958号公報等に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を別々に載置してXY方向に独立に移動可能な2つのステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。   Further, according to the present invention, as disclosed in JP-A-10-163099, JP-A-10-214783, JP-T 2000-505958, etc., substrates to be processed such as wafers are separately placed. The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having two stages that can move independently in the XY directions.

レチクルステージ20やウエハステージ40にリニアモータ(USP5,623,853またはUSP5,528,118参照)を用いる場合、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。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。   When a linear motor (see USP 5,623,853 or USP 5,528,118) is used for reticle stage 20 or wafer stage 40, either an air levitation type using air bearings or a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force is used. Good. Each stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.

ウエハステージ40の移動により発生する反力は、投影光学系30に伝わらないように、特開平8−166475号公報(USP 5,528,118)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。
レチクルステージ20の移動により発生する反力は、投影光学系30に伝わらないように、特開平8−330224号公報(USP 5,874,820)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。また、特開平8−63231号公報(USP 6,255,796)に記載されているように運動量保存則を用いて反力を処理してもよい。
As described in JP-A-8-166475 (USP 5,528,118), the reaction force generated by the movement of the wafer stage 40 is not transmitted to the projection optical system 30, and is mechanically floored using a frame member. You may escape to (earth).
As described in JP-A-8-330224 (USP 5,874,820), the reaction force generated by the movement of the reticle stage 20 is not mechanically transmitted to the projection optical system 30 by using a frame member. You may escape to (earth). Further, as described in JP-A-8-63231 (USP 6,255,796), the reaction force may be processed using a momentum conservation law.

また、上記実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、本発明はステップ・アンド・リピート方式の露光装置にも適用可能である。また、本実施形態の露光装置の照明光学系10が備える光源は、超高圧水銀ランプ、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ、又はF2レーザ(157nm)のみならず、X線や電子線などの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト(LaB6)、タンタル(Ta)を用いることができる。   In the above embodiment, the step-and-scan type exposure apparatus has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus. The light source provided in the illumination optical system 10 of the exposure apparatus of the present embodiment is not limited to an ultrahigh pressure mercury lamp, KrF excimer laser, ArF excimer laser, or F2 laser (157 nm), but also charged particles such as X-rays and electron beams. Lines can be used. For example, when using an electron beam, thermionic emission type lanthanum hexabolite (LaB6) and tantalum (Ta) can be used as the electron gun.

更に、光源として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。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。   Furthermore, a single wavelength laser beam in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser as a light source is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and yttrium), and nonlinear optics You may use the harmonic which wavelength-converted into the ultraviolet light using the crystal | crystallization. For example, if the oscillation wavelength of a single wavelength laser is in the range of 1.51 to 1.59 μm, the generated wavelength is in the range of 189 to 199 nm, the eighth harmonic, or the generated wavelength is in the range of 151 to 159 nm. A 10th harmonic is output.

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F2レ−ザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。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F2レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。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 particular, when the oscillation wavelength is in the range of 1.544 to 1.553 μm, the 8th harmonic in the range of 193 to 194 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser light is obtained. When the oscillation wavelength is in the range of 1.57 to 1.58 μm, the tenth harmonic wave in the range of 157 to 158 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F2 laser light is obtained. Further, if the oscillation wavelength is in the range of 1.03 to 1.12 μm, the seventh harmonic whose output wavelength is in the range of 147 to 160 nm is output, and in particular, the oscillation wavelength is in the range of 1.099 to 1.106 μm. If it is inside, the 7th harmonic within the range of 157 to 158 μm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F2 laser light is obtained. In this case, for example, an yttrium-doped fiber laser can be used as the single wavelength oscillation laser.

また、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はなく、液晶表示素子(LCD)等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。更には、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置等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。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。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、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。なお、このような露光装置は、WO99/34255号、WO99/50712号、WO99/66370号、特開平11−194479号、特開2000−12453号、特開2000−29202号等に開示されている。   Further, the present invention is not limited to an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, but also used for manufacturing a display including a liquid crystal display element (LCD) and the like, an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate, and a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that is used for manufacturing and transfers a device pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor such as a CCD. Furthermore, in an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a glass substrate or a silicon wafer in order to manufacture a reticle or mask used in an optical exposure apparatus, EUV exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, electron beam exposure apparatus, or the like. The present invention can also be applied. Here, in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, Magnesium fluoride or quartz is used. Further, in a proximity type X-ray exposure apparatus or an electron beam exposure apparatus, a transmission mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate. Such an exposure apparatus is disclosed in WO99 / 34255, WO99 / 50712, WO99 / 66370, JP-A-11-194479, JP-A2000-12453, JP-A-2000-29202, and the like. .

また、例えば、特開平10−154659号に開示されているように、基板上の液体を介してその基板に像を形成する液浸露光装置に本発明を適用してもよい。   Further, for example, as disclosed in JP-A-10-154659, the present invention may be applied to an immersion exposure apparatus that forms an image on a substrate via a liquid on the substrate.

また、本発明のステージ装置は、露光装置に設けられるレチクルステージ及びウエハステージのみならず、物体を載置した状態で移動させる(1次元的な移動又は2次元的な移動に制限されない)ステージ装置を制御する場合一般について適用することが可能である。   Further, the stage apparatus of the present invention is not limited to the reticle stage and wafer stage provided in the exposure apparatus, but is also a stage apparatus that moves in a state where an object is placed (not limited to one-dimensional movement or two-dimensional movement). It is possible to apply to the general case when controlling.

また、本発明が適用される露光装置は、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。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。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。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。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。尚、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。   An exposure apparatus to which the present invention is applied assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room in which the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

次に、上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図6は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。図6に示すように、まず、ステップS10(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS11(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクル)を製作する。一方、ステップS12(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。   Next, an embodiment of a microdevice manufacturing method using the above-described exposure apparatus in a lithography process will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a manufacturing example of a micro device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micro machine, or the like). As shown in FIG. 6, first, in step S10 (design step), a function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and a pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S11 (mask manufacturing step), a mask (reticle) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S12 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.

次に、ステップS13(ウエハ処理ステップ)において、ステップS10〜ステップS12で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS14(デバイス組立ステップ)において、ステップS13で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップS14には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS15(検査ステップ)において、ステップS14で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。   Next, in step S13 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in steps S10 to S12, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S14 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step S13. This step S14 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S15 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S14 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.

図7は、半導体デバイスの場合における、図7のステップS13の詳細なフローの一例を示す図である。図7において、ステップS21(酸化ステップ)においてはウエハの表面を酸化させる。ステップS22(CVDステップ)においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップS23(電極形成ステップ)においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS24(イオン打込みステップ)においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップS21〜ステップS24のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。   FIG. 7 is a diagram showing an example of a detailed flow of step S13 of FIG. 7 in the case of a semiconductor device. In FIG. 7, in step S21 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step S22 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step S23 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step S24 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps S21 to S24 constitutes a pre-processing process at each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS25(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップS26(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置)及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップS27(現像ステップ)においては露光されたウエハを現像し、ステップS28(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS29(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。   At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S25 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step S26 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step S27 (development step), the exposed wafer is developed, and in step S28 (etching step), exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. In step S29 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the exposure apparatus of this invention. レチクルステージを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows a reticle stage. レチクル微動ステージの駆動系の説明図である。It is explanatory drawing of the drive system of a reticle fine movement stage. 補助モータの構造を代表的に示しており、図3に示すA−A断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 3, representatively showing the structure of the auxiliary motor. ウエハステージを示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows a wafer stage. マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of a microdevice. 半導体デバイスの場合における、図6のステップS13の詳細なフローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detailed flow of step S13 of FIG. 6 in the case of a semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

EX…露光装置、R…レチクル(マスク)、W…ウエハ(基板)、20…レチクルステージ(マスクステージ)、30…投影光学系、40…ウエハステージ、41…ウエハホルダ、42…Zテーブル、43…XYテーブル、44…ウエハ定盤、50…制御装置、201…レチクル粗動ステージ、202…レチクル微動ステージ、203…レチクル定盤、210…Yリニアモータ、211,221,231,241,251,261,271,321,331,341,351,361,371…固定子、212,222,232,242,252,262,272,322,332,342,352,362,372…可動子、220…Xボイスコイルモータ(第1駆動装置)、260,270…Yボイスコイルモータ(第1駆動装置)、230,240,250,350,360,370…補助モータ(第2駆動装置)、243,244…歯面(対向面)、245…磁性体、246…コイル、301…ベースプレート、302…Xガイド部、303…Yガイド部、320,330,340…ボイスコイルモータ(第1駆動装置)。   EX ... exposure apparatus, R ... reticle (mask), W ... wafer (substrate), 20 ... reticle stage (mask stage), 30 ... projection optical system, 40 ... wafer stage, 41 ... wafer holder, 42 ... Z table, 43 ... XY table, 44 ... wafer surface plate, 50 ... control device, 201 ... reticle coarse movement stage, 202 ... reticle fine movement stage, 203 ... reticle surface plate, 210 ... Y linear motor, 211, 221, 231, 241, 251, 261 , 271, 321, 331, 341, 351, 361, 371 ... stator, 212, 222, 232, 242, 252, 262, 272, 322, 332, 342, 352, 362, 372 ... mover, 220 ... X Voice coil motor (first driving device), 260, 270... Y voice coil motor (first driving device), 2 0, 240, 250, 350, 360, 370 ... auxiliary motor (second drive device), 243, 244 ... tooth surface (opposing surface), 245 ... magnetic body, 246 ... coil, 301 ... base plate, 302 ... X guide part , 303... Y guide section, 320, 330, 340... Voice coil motor (first driving device).

Claims (9)

所定方向に移動可能なステージと、
前記ステージに前記所定方向の力を与える第1駆動装置と、
前記第1駆動装置とは別に設けられ、前記ステージに前記所定方向の力を与える第2駆動装置と、を備え、
前記第2駆動装置は、対向面がそれぞれ前記所定方向と略平行である2つの物体間に生じる磁気吸引力によって前記所定方向の力を発生させることを特徴とするステージ装置。
A stage movable in a predetermined direction;
A first driving device for applying a force in the predetermined direction to the stage;
A second drive device provided separately from the first drive device, and applying a force in the predetermined direction to the stage;
The stage device characterized in that the second driving device generates a force in the predetermined direction by a magnetic attraction force generated between two objects each having an opposing surface substantially parallel to the predetermined direction.
前記所定方向と略直交する磁束により前記磁気吸引力が生じることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。   The stage apparatus according to claim 1, wherein the magnetic attractive force is generated by a magnetic flux substantially orthogonal to the predetermined direction. 前記ステージの一定速度移動時または位置決め時に、前記第1駆動装置を用い、
前記ステージの加速時及び/又は減速時に、前記第2駆動装置を用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステージ装置。
When moving the stage at a constant speed or positioning, using the first driving device,
The stage device according to claim 1 or 2, wherein the second driving device is used when the stage is accelerated and / or decelerated.
前記ステージの位置決め時における前記2つの物体間に存在する磁束がほぼゼロであることを特徴とする請求項3に記載のステージ装置。   The stage apparatus according to claim 3, wherein a magnetic flux existing between the two objects at the time of positioning the stage is substantially zero. 前記2つの物体は、磁性体と電磁石とを含み、
前記磁性体は、前記所定方向に所定ピッチで並ぶ複数の歯面を有し、
前記電磁石は、前記磁性体の前記複数の歯面に対して多相的にずれたピッチで並ぶ複数の歯面を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のステージ装置。
The two objects include a magnetic body and an electromagnet,
The magnetic body has a plurality of tooth surfaces arranged at a predetermined pitch in the predetermined direction,
The stage according to any one of claims 1 to 4, wherein the electromagnet has a plurality of tooth surfaces arranged at a pitch shifted in a polyphase manner with respect to the plurality of tooth surfaces of the magnetic body. apparatus.
前記第1駆動装置は、ローレンツ力により前記所定方向の力を発生させることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のステージ装置。   The stage device according to claim 1, wherein the first driving device generates a force in the predetermined direction by a Lorentz force. マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを前記基板に露光する露光装置であって、
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に、請求項1から請求項6のいずれかに記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus having a mask stage for holding a mask and a substrate stage for holding a substrate, and exposing the pattern formed on the mask onto the substrate,
An exposure apparatus using the stage apparatus according to any one of claims 1 to 6 as at least one of the mask stage and the substrate stage.
基板ステージに保持された基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、
前記基板ステージに請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that forms a predetermined pattern on a substrate held on a substrate stage,
An exposure apparatus using the stage apparatus according to any one of claims 1 to 6 as the substrate stage.
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程で請求項7または請求項8に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
A device manufacturing method including a lithography process, wherein the exposure apparatus according to claim 7 or 8 is used in the lithography process.
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