JP2007311597A - Interferometer system, stage apparatus, and exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は干渉計システム、ステージ装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、物体の位置計測を行う干渉計システム、マスクに形成されたパターンの像を、基板上に形成する露光装置及び該露光装置に用いて好適なステージ装置に関する。 The present invention relates to an interferometer system, a stage apparatus, and an exposure apparatus. More specifically, the present invention relates to an interferometer system that measures the position of an object, an exposure apparatus that forms an image of a pattern formed on a mask on a substrate, and the exposure apparatus. The present invention relates to a stage device suitable for use.
近年、半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程においては、マスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)とウエハ又はガラスプレート等の感光物体(以下、「ウエハ」と総称する)とを所定の走査方向(スキャン方向)に沿って同期移動しつつ、レチクルのパターンを投影光学系を介してウエハ上に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)などが比較的多く用いられるようになってきた。 In recent years, in a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, and the like, a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as “reticle”) and a photosensitive object such as a wafer or a glass plate (hereinafter collectively referred to as “wafer”). Is a step-and-scan type scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that transfers a reticle pattern onto a wafer via a projection optical system while synchronously moving in a predetermined scanning direction (scanning direction). Etc. have come to be used relatively frequently.
この走査型露光装置では、ウエハ側に加え、レチクル側にも、レチクルを駆動する駆動装置が必要である。最近の走査型露光装置では、レチクル側の駆動装置として、レチクル定盤上にエアベアリング等により浮上支持されたレチクルステージを、例えば一対のリニアモータによって走査方向に所定ストローク範囲で駆動するとともに、走査方向及び非走査方向に微小駆動するレチクルステージ装置が採用されている。また、レチクルステージ装置としては、走査方向に直交する非走査方向(非スキャン方向)の両側に配置された一対のリニアモータによって、走査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て、スキャン方向及び非スキャン方向及びヨーイング方向にボイスコイルモータ等によって微少駆動されるレチクル微動ステージとを有する粗微動構造のステージ装置も用いられている。 In this scanning exposure apparatus, a drive device for driving the reticle is required on the reticle side in addition to the wafer side. In a recent scanning type exposure apparatus, as a reticle side drive device, a reticle stage that is levitated and supported on a reticle surface plate by an air bearing or the like is driven in a predetermined stroke range in a scanning direction by a pair of linear motors, for example. A reticle stage device that is finely driven in a direction and a non-scanning direction is employed. Further, the reticle stage device includes a reticle coarse movement stage that is driven in a predetermined stroke range in the scanning direction by a pair of linear motors arranged on both sides of the non-scanning direction (non-scanning direction) orthogonal to the scanning direction, A coarse / fine movement stage device having a reticle fine movement stage that is finely driven by a voice coil motor or the like in the scanning direction, the non-scanning direction, and the yawing direction is also used for the reticle coarse movement stage.
また、レチクルステージの駆動に応じてリニアモータの固定子に生じる反力がレチクル定盤の振動要因や姿勢変化の要因となるのを極力抑制するため、前記反力を受けて、運動量保存則に従って、レチクルステージとは反対方向に移動するカウンタマス(錘部材)を有するカウンタマス機構が設けられたレチクルステージ装置もある(例えば、特許文献1参照)。 In addition, in order to suppress the reaction force generated in the stator of the linear motor according to the driving of the reticle stage from being a factor of vibration of the reticle surface plate and a factor of posture change as much as possible, in response to the reaction force, the law of conservation of momentum is applied. There is also a reticle stage device provided with a counter mass mechanism having a counter mass (weight member) that moves in a direction opposite to the reticle stage (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、走査型露光装置が採用するレチクルステージ装置においては、カウンタマス機構を効果的に機能させるための構成・配置を採用するとともに、カウンタマス機構では抑制できない振動成分のレチクルへの伝達を極力抑制する必要があり、また、レチクルステージ装置の簡素化、小型化を図ることにより、露光装置全体のフットプリントを狭小化することも必要となっている。この装置の簡素化の観点からは、レチクルステージの位置を計測する位置計測装置(干渉計システムなど)の簡素化も重要である。 However, in the reticle stage apparatus employed by the scanning exposure apparatus, a configuration / arrangement for effectively functioning the counter mass mechanism is adopted, and transmission of vibration components that cannot be suppressed by the counter mass mechanism to the reticle is minimized. It is also necessary to reduce the overall footprint of the exposure apparatus by simplifying and downsizing the reticle stage apparatus. From the viewpoint of simplification of this apparatus, it is also important to simplify a position measuring apparatus (such as an interferometer system) that measures the position of the reticle stage.
本発明は、上述した事情の下になされたもので、第1の観点からすると、第1軸方向に移動する物体の、前記第1軸に垂直な第2、第3軸方向の位置計測を行う干渉計システムであって、前記第1軸方向に伸び、前記第2軸に垂直な第1反射面と、前記第1軸方向に伸び、前記第3軸に垂直な第2反射面とを有する柱状の固定鏡部材と;前記物体に設けられ、前記固定鏡部材の前記第1反射面に向けて、前記物体の前記第2軸方向に関する位置を計測するための第1ビームをほぼ垂直に照射する第1光学部材と;前記物体に設けられ、前記固定鏡部材の前記第2反射面に向けて、前記物体の第3軸方向に関する位置を計測するための第2ビームをほぼ垂直に照射する第2光学部材と;前記固定鏡部材の各反射面で反射されたビームを受光する受光系と;を備える干渉計システムである。 The present invention has been made under the circumstances described above. From the first viewpoint, the position measurement of the object moving in the first axis direction in the second and third axis directions perpendicular to the first axis is performed. An interferometer system for performing a first reflecting surface extending in the first axis direction and perpendicular to the second axis, and a second reflecting surface extending in the first axis direction and perpendicular to the third axis. A columnar fixed mirror member having a first beam which is provided on the object and measures a position of the object in the second axis direction substantially perpendicularly toward the first reflecting surface of the fixed mirror member; A first optical member that irradiates; a second beam that is provided on the object and that measures the position of the object in the third axis direction is irradiated substantially perpendicularly toward the second reflecting surface of the fixed mirror member. A second optical member that receives the beam reflected by each reflecting surface of the fixed mirror member; Is an interferometer system comprising: an optical system.
これによれば、柱状の固定鏡部材の第1反射面(第1軸方向に伸び第2軸に垂直な反射面)に向けて、第1ビームをほぼ垂直に照射する第1部材と、固定鏡部材の第2反射面(第1軸方向に伸び第3軸に垂直な反射面)に向けて、第2ビームをほぼ垂直に照射する第2部材と、が物体に設けられているので、受光系において固定鏡部材の各反射面で反射したビームを受光することにより、物体の第2軸及び第3軸方向に関する位置を一つの固定鏡部材を基準として計測することができる。これにより、各反射面を別々の固定鏡部材に設ける場合と比べ部品点数を少なくすることが可能である。 According to this, the first member that irradiates the first beam substantially perpendicularly to the first reflecting surface (the reflecting surface extending in the first axis direction and perpendicular to the second axis) of the columnar fixed mirror member, and the fixed member Since the object is provided with the second member that irradiates the second beam substantially perpendicularly to the second reflecting surface (the reflecting surface extending in the first axis direction and perpendicular to the third axis) of the mirror member, By receiving the beam reflected by each reflecting surface of the fixed mirror member in the light receiving system, the position of the object in the second axis direction and the third axis direction can be measured with reference to one fixed mirror member. Thereby, compared with the case where each reflective surface is provided in a separate fixed mirror member, it is possible to reduce a number of parts.
本発明は、第2の観点からすると、水平面内の第1軸方向及び前記第1軸に前記水平面内で直交する第2軸方向に移動する粗動ステージと;前記粗動ステージに対して、少なくとも前記第2軸方向に微小に移動する微動ステージと;を備え、前記粗動ステージは、前記微動ステージの前記第2軸方向への微小移動によって生じる反力を受けた際、前記微動ステージとは反対方向に移動することを特徴とする第1のステージ装置である。 From a second aspect, the present invention provides a coarse movement stage that moves in a first axial direction in a horizontal plane and a second axial direction that is orthogonal to the first axis in the horizontal plane; A fine movement stage that moves minutely in the second axis direction, and the coarse movement stage receives the reaction force generated by the minute movement of the fine movement stage in the second axis direction, Is a first stage device characterized by moving in the opposite direction.
これによれば、微動ステージは、粗動ステージに対して、少なくとも第2軸方向に微小に移動し、粗動ステージは、微動ステージの第2軸方向への微小移動によって生じる反力を受けた際に前記微動ステージとは反対方向に移動することから、微動ステージの移動により生じる第2軸方向に関する反力がキャンセルされ、振動の発生が抑制される。 According to this, the fine movement stage moves minutely at least in the second axis direction with respect to the coarse movement stage, and the coarse movement stage receives a reaction force generated by the fine movement of the fine movement stage in the second axis direction. At this time, since it moves in the direction opposite to the fine movement stage, the reaction force in the second axial direction caused by the movement of the fine movement stage is canceled, and the generation of vibration is suppressed.
本発明は、第3の観点からすると、所定の支持部材上に配置され、パターン形成部材を駆動するステージ装置であって、前記支持部材上方に設けられた定盤と;前記定盤上で前記パターン形成部材を6自由度方向に駆動するステージ機構と;前記定盤と前記支持部材との間に設けられた防振機構と;を備える第2のステージ装置である。 From a third aspect, the present invention is a stage device that is disposed on a predetermined support member and drives a pattern forming member, and a surface plate provided above the support member; It is a 2nd stage apparatus provided with the stage mechanism which drives a pattern formation member to a 6 degrees-of-freedom direction; and the anti-vibration mechanism provided between the said surface plate and the said supporting member.
これによれば、ステージ機構が支持部材上方に防振機構を介して設けられた定盤上でパターン形成部材を6自由度方向に移動することから、支持部材及び定盤を経由したステージ機構への振動の伝達を抑制することができ、高精度なステージ機構の移動を実現することが可能となる。 According to this, since the stage mechanism moves the pattern forming member in the direction of six degrees of freedom on the surface plate provided above the support member via the vibration isolation mechanism, the stage mechanism passes through the support member and the surface plate. Therefore, the movement of the stage mechanism can be realized with high accuracy.
本発明は、第4の観点からすると、所定方向に移動する粗動ステージと、前記粗動ステージと前記所定方向に関して間隙をもって配置されて前記粗動ステージに対して前記所定方向に微小に移動する微動ステージと、前記微動ステージの前記所定方向に関する位置を計測するために前記微動ステージから前記所定方向に沿って照射されたビームを反射する固定鏡部材と、を備えるステージ装置において、前記固定鏡部材は、前記粗動ステージ及び前記微動ステージとは機械的に分離した状態で、前記粗動ステージと前記微動ステージとの前記間隙に配置されていることを特徴とする第3のステージ装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, a coarse movement stage that moves in a predetermined direction, and a coarse movement stage that is arranged with a gap with respect to the coarse movement stage and the predetermined direction and moves slightly in the predetermined direction with respect to the coarse movement stage. The fixed mirror member, comprising: a fine movement stage; and a fixed mirror member that reflects a beam irradiated from the fine movement stage along the predetermined direction in order to measure a position of the fine movement stage in the predetermined direction. Is a third stage apparatus characterized in that the coarse movement stage and the fine movement stage are mechanically separated from each other and are arranged in the gap between the coarse movement stage and the fine movement stage.
これによれば、微動ステージの所定方向に関する位置を計測するために微動ステージから照射されるビームを反射する固定鏡部材が、粗動ステージ及び微動ステージとは機械的に分離した状態で、粗動ステージと微動ステージとの間隙に配置されていることから、微動ステージの所定方向に関する位置を、微動ステージ近傍に設けられた固定鏡部材を用いて計測することで、周辺雰囲気の揺らぎ等による影響を極力抑制することができる。これにより、高精度な微動ステージの位置計測を実現することが可能となる。 According to this, in order to measure the position of the fine movement stage in a predetermined direction, the fixed mirror member that reflects the beam irradiated from the fine movement stage is mechanically separated from the coarse movement stage and the fine movement stage. Since it is arranged in the gap between the stage and the fine movement stage, the position of the fine movement stage in a predetermined direction is measured using a fixed mirror member provided in the vicinity of the fine movement stage. It can be suppressed as much as possible. As a result, it is possible to realize highly accurate position measurement of the fine movement stage.
本発明は、第5の観点からすると、マスクに形成されたパターンの像を、基板上に形成する露光装置であって、前記マスク及び前記基板のいずれかを微動ステージで保持する本発明の第1のステージ装置を具備することを特徴とする第1の露光装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for forming an image of a pattern formed on a mask on a substrate, wherein either the mask or the substrate is held by a fine movement stage. 1 is a first exposure apparatus including a first stage apparatus.
これによれば、マスク及び基板のいずれかを高精度に移動することが可能であるので、マスクに形成されたパターンの像を基板上に高精度に形成することが可能となる。 According to this, since either the mask or the substrate can be moved with high accuracy, an image of the pattern formed on the mask can be formed on the substrate with high accuracy.
本発明は、第6の観点からすると、マスクに形成されたパターンの像を、パターン形成部材上に形成する露光装置であって、本発明の第2のステージ装置を具備することを特徴とする第2の露光装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for forming an image of a pattern formed on a mask on a pattern forming member, comprising the second stage apparatus of the present invention. This is a second exposure apparatus.
これによれば、高精度な移動が可能なステージ機構を具備しているので、パターン形成部材を高精度に移動することが可能であり、マスクに形成されたパターンの像を基板上に高精度に形成することが可能となる。 According to this, since the stage mechanism capable of high-precision movement is provided, the pattern forming member can be moved with high precision, and the pattern image formed on the mask can be accurately printed on the substrate. Can be formed.
本発明は第7の観点からすると、マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して基板上に投影する露光装置であって、本発明の第3のステージ装置を備え、前記固定鏡部材は、前記投影光学系に接続されていることを特徴とする第3の露光装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for projecting a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system, comprising the third stage apparatus of the present invention, wherein the fixed mirror member Is a third exposure apparatus connected to the projection optical system.
これによれば、微動ステージによりマスク又は基板が移動され、固定鏡部材が投影光学系に接続されていることから、マスク又は基板の位置を投影光学系基準で高精度に計測することが可能である。したがって、マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して基板上に高精度に投影することが可能となる。 According to this, since the mask or the substrate is moved by the fine movement stage and the fixed mirror member is connected to the projection optical system, it is possible to measure the position of the mask or the substrate with high accuracy based on the projection optical system. is there. Therefore, the pattern formed on the mask can be projected onto the substrate with high accuracy via the projection optical system.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、一実施形態に係る露光装置10の概略的な構成が示されている。この露光装置10は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 10 according to an embodiment. The exposure apparatus 10 is a step-and-scan type scanning projection exposure apparatus, that is, a so-called scanning stepper.
この露光装置10は、照明ユニットIOP、レチクルR1及びR2を保持するレチクルステージRSTを含むレチクルステージ装置20、投影光学系PL、ウエハWを保持してXY平面内でXY2次元方向に移動するウエハステージWST、及びこれらの制御系、並びにレチクルステージ装置20及び投影光学系PLを保持するコラム34等を備えている。
The exposure apparatus 10 includes an illumination unit IOP, a
前記照明ユニットIOPは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り(マスクキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる)で規定される矩形又は円弧状の照明領域にエネルギビームとしての照明光ILを照射し、回路パターンが形成されたレチクルR1(又はR2)を均一な照度で照明する。ここでは、照明光ILとしては、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの遠紫外光、又はArFエキシマレーザ光(波長193nm)あるいはF2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光が用いられるものとする。ただし、それらに代えて、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(波長436nmのg線、波長365nmのi線等)を用いることとしても良い。 The illumination unit IOP includes a light source and an illumination optical system, and illumination light as an energy beam in a rectangular or arcuate illumination region defined by a field stop (also referred to as a mask king blade or a reticle blind) disposed therein. Illumination is performed to illuminate reticle R1 (or R2) on which a circuit pattern is formed with uniform illuminance. Here, as the illumination light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), or vacuum ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) or F 2 laser light (wavelength 157 nm) is used. And However, in place of them, an ultraviolet emission line (wavelength 436 nm g-line, wavelength 365 nm i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp may be used.
前記レチクルステージ装置20は、照明ユニットIOPの下方に配置され、2枚のレチクルR1、R2をY軸方向に並んだ状態で保持することが可能な前記レチクルステージRSTを含んでいる。このレチクルステージRSTは、図1に示されるように、コラム34の天板部32a上方に設けられた、レチクルステージ定盤RBSの上方に配置されている。なお、レチクルステージ装置20の具体的な構成等については後に更に詳述する。
The
前記投影光学系PLとしては、例えば、Z軸方向の共通の光軸を有する複数のレンズ(レンズエレメント)から成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系PLは、例えば、両側テレセントリックで所定の投影倍率(例えば1/4あるいは1/5)を有する。このため、照明ユニットIOPからの照明光ILによって照明領域が照明されると、投影光学系PLの第1面(物体面)とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクル(R1又はR2)を通過した照明光ILにより、投影光学系PLを介してその照明領域内のレチクルの回路パターンの縮小像(回路パターンの一部の投影像)が、その第2面(像面)側に配置され、表面にレジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上の前記照明領域に共役な領域(露光領域)に形成される。 As the projection optical system PL, for example, a refractive optical system including a plurality of lenses (lens elements) having a common optical axis in the Z-axis direction is used. The projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 or 1/5). For this reason, when the illumination area is illuminated by the illumination light IL from the illumination unit IOP, the reticle (R1 or R2) in which the first surface (object surface) and the pattern surface of the projection optical system PL are substantially aligned is arranged. The reduced illumination image (a projection image of a part of the circuit pattern) of the reticle in the illumination area is arranged on the second surface (image surface) side by the passing illumination light IL through the projection optical system PL. , A region (exposure region) conjugate to the illumination region on the wafer W having a resist (photosensitive agent) coated on the surface thereof is formed.
そして、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとの同期駆動によって、照明領域(照明光IL)に対してレチクルを走査方向(Y軸方向)に相対移動するとともに、露光領域(照明光IL)に対してウエハWを走査方向(Y軸方向)に相対移動することで、ウエハW上の1つのショット領域(区画領域)の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では、照明ユニットIOP、レチクル及び投影光学系PLによって、ウエハW上にパターンが生成され、照明光ILによるウエハW上の感応層(レジスト層)の露光によってウエハW上にそのパターンが形成される。 The reticle stage RST and wafer stage WST are driven synchronously to move the reticle relative to the illumination area (illumination light IL) in the scanning direction (Y-axis direction) and to the exposure area (illumination light IL). By relatively moving the wafer W in the scanning direction (Y-axis direction), scanning exposure of one shot area (partition area) on the wafer W is performed, and a reticle pattern is transferred to the shot area. That is, in the present embodiment, a pattern is generated on the wafer W by the illumination unit IOP, the reticle, and the projection optical system PL, and the sensitive layer (resist layer) on the wafer W is exposed on the wafer W by the illumination light IL. A pattern is formed.
投影光学系PLの鏡筒の高さ方向のほぼ中央部には、フランジFLGが設けられている。 A flange FLG is provided at substantially the center in the height direction of the lens barrel of the projection optical system PL.
前記コラム34は、床面Fにその下端部が固定された複数(ここでは、例えば3本)の脚部32b(紙面奥側の脚部は不図示)と、該脚部32bにより床面F上方で支持された天板部32aとを備えている。天板部32aの中央部には、上下方向(Z軸方向)に貫通した状態で平面視(上方から見て)矩形の開口34aが形成されている。
The
投影光学系PLは、前記天板部32aの下面側に一端が固定された3つの吊り下げ支持機構37(ただし紙面奥側の吊り下げ支持機構は不図示)を介して、そのフランジFLG部分にて吊り下げ支持されている。これら吊り下げ支持機構37のそれぞれは、柔構造の連結部材であるコイルばね36とワイヤ35とを含む。前記コイルばね36は、投影光学系PLの光軸(Z軸)に垂直な方向には振り子のように振動するため、投影光学系PLの光軸に垂直な方向の除振性能(床の振動が投影光学系PLに伝達するのを防止する性能)を有している。また、光軸に平行な方向に関しても、高い除振性能を有している。
The projection optical system PL is connected to the flange FLG portion via three suspension support mechanisms 37 (one suspension support mechanism on the back side of the drawing is not shown) whose one end is fixed to the lower surface side of the
また、コラム34の脚部32bそれぞれのZ軸方向に関する中央部近傍には凸部134aが形成され、凸部134aそれぞれと投影光学系PLのフランジの外周部との間には、駆動機構40が設けられている。この駆動機構は、投影光学系PLを鏡筒の半径方向に駆動するボイスコイルモータと、投影光学系PLを光軸方向(Z軸方向)に駆動するボイスコイルモータとを含んでいる。これら駆動機構により、投影光学系PLを6自由度方向に移動できる構成となっている。
Further, a
投影光学系PLのフランジFLGには、投影光学系PLの6自由度方向の加速度を検出するための加速度センサ234(図1では不図示、図10参照)が設けられており、該加速度センサ234で検出される加速度情報に基づいて、主制御装置50(図1では不図示、図10参照)が、投影光学系PLがコラム34及び床面Fに対して静止した状態となるように駆動機構40のボイスコイルモータの駆動を制御する。
The flange FLG of the projection optical system PL is provided with an acceleration sensor 234 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 10) for detecting the acceleration of the projection optical system PL in the direction of 6 degrees of freedom. The main controller 50 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 10) drives the drive mechanism so that the projection optical system PL is stationary with respect to the
投影光学系PLのフランジFLGの下面からは、リング状の計測マウント51が複数(ここでは例えば3本)の支持部材53(ただし、紙面奥側の支持部材は不図示)を介して吊り下げ支持されている。3本の支持部材53は、実際には、その両端部に支持部材53の長手方向以外の5自由度の変位が可能なフレクシャー部を有するリンク部材を含んで構成され、計測マウント51とフランジFLGとの間に応力がほとんど生じることなく計測マウント51を支持することができるようになっている。
From the lower surface of the flange FLG of the projection optical system PL, a ring-shaped
計測マウント51には、ウエハ干渉計58や、アライメント系ALG(図1では不図示、図10参照)、不図示の多点焦点位置検出系などが保持されている。アライメント系としては、画像処理方式のセンサを用いることができ、この、画像処理方式のセンサは、例えば特開平4−65603号公報に開示されている。また、多点焦点位置検出系としては、例えば特開平6−283403号公報(対応米国特許第5,448,332号明細書)等に開示される多点焦点位置検出系を用いることができる。
The
前記ウエハステージWSTは、投影光学系PLの下方に水平に配置されたステージ定盤BSの上面に、その底面に設けられたエアベアリングなどを介して浮上支持されている。 Wafer stage WST is levitated and supported on the upper surface of stage surface plate BS arranged horizontally below projection optical system PL via an air bearing or the like provided on the bottom surface thereof.
ここで、ステージ定盤BSは、直接的に床面F上に据え付けられており、その+Z側の面(上面)は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、ウエハステージWSTの移動基準面(ガイド面)とされている。 Here, the stage surface plate BS is directly installed on the floor surface F, and the surface (upper surface) on the + Z side is processed so as to have a very high flatness, and the wafer stage WST. The movement reference plane (guide plane).
ウエハステージWSTは、ウエハホルダ25を介してウエハWを真空吸着等により保持し、主制御装置50により、ウエハステージ駆動系122(図1では不図示、図10参照)を介して、ステージ定盤BSの上面に沿ってXY2次元方向に自在に駆動されるようになっている。
Wafer stage WST holds wafer W by vacuum suction or the like via
次に、前記レチクルステージ装置20について図2〜図9等に基づいて説明する。
Next, the
図2にはレチクルステージ装置20が斜視図にて示されている。この図2及び図1から分かるように、レチクルステージ装置20は、コラム34の天板部32a上に設けられた平板状部材12と、該平板状部材12上に複数(ここでは、例えば3つ)の防振ユニット14(図2では不図示、図1参照)を介して支持されたレチクルステージ定盤RBSと、レチクルステージ定盤RBS上方に配置されたレチクルステージRSTと、該レチクルステージRSTをY軸方向に長ストロークで駆動するYリニアモータYLM1、YLM2(図1では不図示、図2参照)と、を含んでいる。
FIG. 2 shows the
前記平板状部材12は、図2からレチクルステージRSTを取り除いた状態の斜視図である図8から分かるように、その中央部に上下方向(Z軸方向)に貫通した矩形の開口12aが形成されている。この平板状部材12は、図1に示されるように、コラム34の天板部32a上面に固定されており、開口12aが前述した天板部32aの開口34aと連通した状態となっている。
As shown in FIG. 8, which is a perspective view of the
前記レチクルステージ定盤RBSは、平面視(上方から見て)略長方形の板状部材から成り、その中央部には、図1及び図8に示されるように、矩形の開口RBSaが形成されている。この矩形の開口RBSaは、前述した平板状部材12の開口12a及び天板部32aの開口34aとZ軸方向に連通した状態となっている。また、レチクルステージ定盤RBSの上面の、中心から+X方向及び−X方向に等距離離れた位置には、凸状部分RBSb、RBScがY軸方向に沿って延設されている。この凸状部分RBSb,RBScの上面(+Z側の面)は、平坦度が非常に高くなるように加工されている。
The reticle stage surface plate RBS is composed of a substantially rectangular plate-like member in plan view (viewed from above), and a rectangular opening RBSa is formed at the center thereof as shown in FIGS. Yes. This rectangular opening RBSa is in a state communicating with the
レチクルステージ定盤RBSと平板状部材12との間に設けられた図1に示される複数(ここでは例えば3つ)の防振ユニット14は、それぞれがエアダンパ又は油圧式のダンパ等の機械式のダンパとボイスコイルモータ等の電磁式のアクチュエータとを含んでいる。レチクルステージ定盤RBSの上面の投影光学系PLを基準とする傾斜角が変位センサ55(図1、図2では不図示、図10参照)により検出されると、図10の主制御装置50は、その傾斜角が許容範囲内に収まるように、各防振ユニット14を構成する電磁式ダンパを駆動し、必要に応じて機械式のダンパの空気圧又は油圧等を制御する。この防振ユニット14では、エアダンパ又は油圧式のダンパによって比較的高周波の振動がレチクルステージRSTへ伝達するのを回避することができるようになっている。なお、本実施形態では、変位センサに限らず、レチクルステージ定盤RBSの傾斜角以外の位置、速度、及び加速度の少なくとも一つを計測するセンサの検出結果に基づいて、防振ユニット14を制御することとしても良い。
A plurality of (for example, three in this case)
前記レチクルステージRSTは、図2に示されるように、平面視(上方から見て)略台形状の微動ステージFSと、該微動ステージFSを取り囲む状態で設けられた平面視(上方から見て)矩形枠状の粗動ステージRSと、を含んでいる。 As shown in FIG. 2, the reticle stage RST includes a fine trapezoidal fine movement stage FS in plan view (viewed from above) and a plan view (viewed from above) provided in a state surrounding the fine movement stage FS. And a rectangular frame-shaped coarse movement stage RS.
前記微動ステージFSの中央部には、平面視(上方から見て)長方形の凹部11aが形成され、該凹部11aの内部底面には、図3に平面図にて示されるように、照明光ILの通路となる2つの矩形開口19a,19bがY軸方向に関して所定間隔あけた状態で形成されている。これら開口19a,19bそれぞれの周辺部には、レチクルR1、R2を下側から複数点(例えば3点)で支持する複数(例えば3つ)のレチクル支持部材54が設けられている。このレチクル支持部材54は、真空吸着あるいは静電吸着等により、レチクルR1又はレチクルR2を吸着保持する。また、凹部11aの内部底面の−Y側端部近傍(レチクルR1の−Y側の近傍)には、長方形状のレチクル基準板FM1が設けられ、凹部11aの内部底面の+Y側端部近傍(レチクルR2の+Y側の近傍)には、レチクル基準板FM1と同様のレチクル基準板FM2が設けられている。これらレチクル基準板FM1、FM2は、例えば、干渉計や焦点位置検出系などにより構成される光学式のセンサ56(図1、図2等では不図示、図10参照)からの計測ビームが照射されかつ反射するものであり、この光学式のセンサ56によって、レチクル基準板FM1、FM2それぞれのZ軸方向に関する位置情報が計測される。したがって、センサ56によって反射されたビームを受光することにより、微動ステージFS(ひいては、レチクルR1,R2)のZ軸方向に関する位置情報、及びX軸回りの回転(θx)方向に関する情報を取得することが可能となっている。
A
図4には、レチクルステージRSTの分解斜視図が示されている。この図4から分かるように、微動ステージFSの−X側端面には、微動ステージFSをX軸方向に微小駆動するためのXボイスコイルモータ66Xを構成する磁極ユニットから成る可動子62Xが設けられ、−Y側端面には、微動ステージFSをY軸方向及びZ軸回りの回転方向(θz)に微小駆動するためのYボイスコイルモータ66Yを構成する磁極ユニットから成る可動子62Yが設けられている。前記可動子62Xは、XZ断面略T字状の形状を有する本体部と、該本体部に設けられた複数の永久磁石とを有している。また、可動子62Yは、X軸方向を長手方向とし、YZ断面が略T字状とされた本体部と、該本体部に設けられた複数の永久磁石とを有している。
FIG. 4 shows an exploded perspective view of reticle stage RST. As can be seen from FIG. 4, on the −X side end surface of the fine movement stage FS, a
前記粗動ステージRSは、図4に示されるように、平面視(上方から見て)略L字状の第1部分58aと、直方体状の第2部分58bと、Xボイスコイルモータ66Xを構成する電機子ユニットから成る固定子64Xと、Yボイスコイルモータ66Yを構成する電機子ユニットから成る固定子64Yとを有し、それぞれが組み合うことにより全体的に矩形枠状の形状をなしている。
As shown in FIG. 4, the coarse movement stage RS constitutes a
前記固定子64Xは、XZ断面がU字状(コ字状)の筐体と、該筐体の内部に設けられた電機子コイルと、を有し、可動子62Xの永久磁石が発生するZ軸方向に関する磁界と固定子64X内の電機子コイルに供給される電流との間の電磁相互作用により、微動ステージFSを粗動ステージRSに対してX軸方向に微小駆動することが可能である(図5の矢印A参照)。また、固定子64Yは、YZ断面がU字状(コ字状)の筐体と該筐体の内部に設けられた複数の電機子コイルと、を有し、固定子64Yの複数の電機子コイルそれぞれに供給される電流と可動子62Yの発生する磁界との間の電磁相互作用により、例えば、図5に矢印B1、B2で示されるY軸方向の駆動力を微動ステージFSに作用させることが可能となっている。したがって、これら可動子62Yと固定子64Yとから構成されるYボイスコイルモータ66Yでは、矢印B1、B2で示される駆動力を同一にすることで、微動ステージFSを粗動ステージRSに対してY軸方向に微小駆動可能であり、また、矢印B1、B2で示される駆動力を異ならせることにより、Z軸回りの回転方向(θz方向)に回転することが可能となっている。
The
図2に戻り、微動ステージFSと粗動ステージRSとの間には、3つの自重キャンセル機構60が設けられている。この自重キャンセル機構60によって、微動ステージFSが粗動ステージRSにより非接触で保持されるとともに、粗動ステージRSに対する微動ステージFSのZ軸方向及びX軸回りの回転方向(θx方向)、Y軸回りの回転方向(θy方向)の微小駆動が行われる。以下、この自重キャンセル機構60の構成等について、図6(A)及び図6(B)に基づいて説明する。
Returning to FIG. 2, three self-
図6(A)には、自重キャンセル機構60(ここでは、図2における最も+Y側に位置する自重キャンセル機構60)の縦断面図が示され、図6(B)には、図6(A)の斜視図が示されている。
6A shows a longitudinal sectional view of the self-weight canceling mechanism 60 (here, the self-
自重キャンセル機構60は、図6(B)に示されるように、微動ステージFSの上側に設けられた固定子ユニット72と、微動ステージFSの下側に設けられたパッド部材74、ピストン部材76、シリンダ部材78、及び支持部材82と、を含んでいる。
As shown in FIG. 6B, the self-
前記固定子ユニット72は、平面視(上方から見て)半円と長方形とを組み合わせたような形状を有し(図2参照)、粗動ステージRS上面にて片持ち支持されている。この固定子ユニット72の−Y側半部には、円形の開口72bがZ軸方向に貫通した状態で形成されており、該開口72bの周壁部分は、下側に突出した状態の円環状の凸部72aとされている。この凸部72a内に形成された断面矩形の内部空間内には、円形に巻回された電機子コイル84aが収容されている。
The
微動ステージFSの、固定子ユニット72の円環状の凸部72aに対応した部分には、平面視(上方から見て)円形のU字溝FSaが形成されている。このU字溝FSaの内周面及び外周面には複数の永久磁石を含む磁極ユニット84bが設けられている。このU字溝FSa内には、固定子ユニット72の円環状の凸部72a部分が挿入された状態となっており、凸部72a内の電機子コイル84aと磁極ユニット84bとによりZ軸方向の駆動力を発生するZボイスコイルモータ86が構成されている。
A circular U-shaped groove FSa in plan view (viewed from above) is formed in a portion of fine movement stage FS corresponding to annular
前記パッド部材74は、微動ステージFSの下面に近接した状態とされ、その上面が平面で、その下面が曲面(球面)とされた略半球状の形状を有している。このパッド部材74の上面の中央部からはZ軸方向に貫通する貫通孔74aが形成されている。
The
前記ピストン部材76は、XY断面円形で、かつ所定深さの凹部76aを有する部材から成り、前記パッド部材74の下側(−Z側)に設けられている。このピストン部材76の上面は、パッド部材74の下面に対応して曲面加工(球面加工)されており、その中央部からは、Z軸方向に貫通する貫通孔76bが形成されている。
The
前記シリンダ部材78は、略円筒状の部材から成り、その周壁は、断面逆U字状で内側の足部分が外側の足部分よりも短く設定された形状を有している。シリンダ部材78の内部空間に挿入されたピストン部材76は、Z軸方向に摺動自在とされている。
The
前記支持部材82は、板状部材から成り、粗動ステージRS下面にて片持ち支持されている。この支持部材82は、その上面にてシリンダ部材78を保持しており、該支持部材82と、シリンダ部材78と、ピストン部材76とによって、囲まれた空間がほぼ密閉された空間(空気室90)とされている。したがって、この空気室90内に、気体供給装置92(図6(A),図6(B)では不図示、図10参照)から気体が供給されることにより、空気室90内がレチクルステージRSTが設置される周辺雰囲気よりも高圧に設定されている。
The
ここで、空気室90内の気体は、貫通孔76bを通ってピストン部材76の上面とパッド部材74の下面との間に供給される。このため、ピストン部材76の上面とパッド部材74の下面との間に入り込んだ気体の静圧によりピストン部材76とパッド部材74との間に微小な隙間が形成されるようになっている。さらに、貫通孔76bを通った気体の一部は、パッド部材74に形成された貫通孔74aを通って、パッド部材74の上面と微動ステージFSの下面との間に供給される。これにより、パッド部材74の上面と微動ステージFSの下面との間に入り込んだ気体の静圧により、パッド部材74と微動ステージFSとの間に微小な隙間が形成されるようになっている。
Here, the gas in the
その他の自重キャンセル機構60についても、同様に構成されている。
Other
このように構成される、3つの自重キャンセル機構60によると、空気室90内の気体により微動ステージFSの自重が支持されるとともに、前述した防振ユニット14が除振する比較的高周波な振動よりも低周波な振動の微動ステージFSへの伝達を極力抑制することができるようになっている。また、各自重キャンセル機構60を構成するボイスコイルモータ86それぞれにおいてZ軸方向の駆動力を発生することが可能であるので(図5の矢印C1、C2、C3参照)、各ボイスコイルモータの駆動力を同一にすることで、微動ステージFSを粗動ステージRSに対してZ軸方向に駆動することが可能であるとともに、各ボイスコイルモータの駆動力を異ならせることにより、微動ステージFSをX軸回りの回転方向(θx)及びY軸回りの回転方向(θy)に駆動することが可能となっている。
According to the three self-
また、空気室90内の気圧により、パッド部74の上面と微動ステージFSの下面、パッド部74の下面とピストン部材76の上面とが非接触に維持されているので、微動ステージFSのXY面内の微小移動及びXY面に対する傾斜方向への傾きを許容した状態で自重を支持することが可能である。
Further, since the upper surface of the
本実施形態の自重キャンセル機構60では、ボイスコイルモータ86が上部に配置されているため、メンテナンス及び組立てを比較的容易に行うことが可能となっている。また、ボイスコイルモータを上部に配置することで、全体の大きさの割に空気室90の容積を大きく取ることができるので、スペースの有効活用、ひいては装置の小型化を図ることが可能となる。更に、本実施形態では、ボイスコイルモータとして微動ステージFS側に永久磁石が配置されるムービングマグネット型のボイスコイルモータを採用していることから、微動ステージFS側への配線の接続が無い。したがって、微動ステージFSは、他の部材との間が完全に非接触とされているので、他の部材を経由した振動の伝達を排除することができるとともに、配線の引きずりがないので、高精度な微動ステージの移動を実現することが可能である。
In the self-
図2に戻り、粗動ステージRSの下面の一部は、レチクルステージ定盤RBSの上面に設けられた凸状部分RBSb,RBScに対向しており、その対向部分には、エアベアリング136(図2等では不図示、図10参照)が設けられている。このエアベアリング136により、粗動ステージRSが凸状部分RBSb、RBScに対して微小間隔あけた状態でXY面内を二次元移動可能なように浮上支持されている。
Returning to FIG. 2, a part of the lower surface of coarse movement stage RS faces convex portions RBSb and RBSc provided on the upper surface of reticle stage surface plate RBS, and an air bearing 136 (FIG. 2 and the like are not shown (see FIG. 10). The
更に、粗動ステージRSの+X側の側面には、図4に示されるように、可動子94a、94b、及び可動子95が設けられている。また、−X側の側面には、可動子94c,94dが設けられている。可動子94a、94b、94c,94dのそれぞれは、XZ断面T字状の筐体と、該筐体内に設けられた電機子コイルと、を含む電機子ユニットであり、また、可動子95は、XZ断面T字状の筐体(可動子94a〜94dよりもY軸方向に関する長さが短く設定されている)と、該筐体内に設けられた電機子コイルと、を含む電機子ユニットである。
Furthermore, as shown in FIG. 4,
可動子94a,94b及び可動子95は、図2に示されるように、Y軸方向を長手方向とする固定子98Aと係合した状態となっており、可動子94c,94dは、Y軸方向を長手方向とする固定子98Bと係合した状態となっている。
As shown in FIG. 2, the
前記固定子98Aは、XZ断面U字状(コ字状)の本体部材99を含み、本体部材99の内部の上下対向面には、図7に示されるように、X軸方向を長手方向とする永久磁石109a,109bがY軸方向に複数配列されている。これら永久磁石109a,109bはZ軸方向に対向する磁石同士及びY軸方向に隣接する磁石同士が逆極性とされている。また、Y軸方向を長手方向とする永久磁石110a,110bが本体部材99の内部上面及び下面に設けられている。永久磁石110aと永久磁石110bとは逆極性とされている。
The
本実施形態では、複数の永久磁石109a,109bにより形成される磁界と可動子94a,94b内の電機子コイルを流れる電流との間の電磁相互作用により、Y軸方向の駆動力を発生させることが可能となっている(図5の矢印D1,D2参照)。すなわち、本実施形態では、固定子98A(永久磁石109a,109b)と可動子94a,94bとにより、図2に示されるY軸リニアモータYLM1が構成されている。
In the present embodiment, the driving force in the Y-axis direction is generated by electromagnetic interaction between the magnetic field formed by the plurality of
更に、本実施形態では、永久磁石110a,110bにより形成される磁界と可動子95内の電機子コイルを流れる電流との間の電磁相互作用により、X軸に沿った微小な駆動力を発生させることが可能となっている(図5の矢印E参照)。すなわち、本実施形態では、固定子98A(永久磁石110a、110b)と可動子95とにより、X軸ボイスコイルモータXVM(図10参照)が構成されている。
Furthermore, in this embodiment, a minute driving force along the X axis is generated by electromagnetic interaction between the magnetic field formed by the
ここで、固定子98Aについて更に詳述すると、図7及び図8に示されるように、本体部材99には、該本体部材99とY軸方向長さを同一とする、XZ断面が略L字状のパッド支持部材101が固定されている。
Here, the
このパッド支持部材101には、Y軸方向に所定距離隔てた2箇所に、+X方向に突出した状態でL字状部分108a,108bが形成されており、該L字状部分108a,108bのそれぞれには、エアパッド103A,103Bが設けられている。また、図7に示されるように、パッド支持部材101の下面のY軸方向に所定距離隔てた2箇所(2つのL字状部分と対応したY位置)には、エアパッド105A,105Bが設けられている。これらエアパッド103A,103B,105A,105Bからは所定圧力で気体が噴出される。
The
前記エアパッド103A,103Bは、図7から分かるように、レチクルベースRBS上に固定されたXZ断面略L字状の固定部材107A,107Bそれぞれの第1斜面207aに対向した状態とされ、前記エアパッド105A,105Bは、図7に示されるように、固定部材107A,107Bの第2斜面207bに対向した状態とされている。この場合、エアパッド103A(又は103B)の発生する力FaのX軸方向に関する分力Faxとエアパッド105A(又は105B)の発生する力FbのX軸方向に関する分力Fbxとが、逆向きかつ同一の大きさとなるように設定されており、エアパッド103A(又は103B)の発生する力FaのZ軸方向に関する分力Fazと、エアパッド105A(又は105B)の発生する力FbのZ軸方向に関する分力Fbzの合計により、固定子98Aを固定部材107A及び107Bに対して非接触で支持することができるように設定されている。
As can be seen from FIG. 7, the
この場合、これらエアパッド103A,103B,105A,105Bにより、固定部材107A,107Bに対する、固定子98AのX軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向、及びθz方向の5自由度方向の動きが拘束されることとなるので、固定子98Aは、Y軸方向にのみ動くことが可能となっている。
In this case, the
他方の固定子98Bも左右対称ではあるが、固定子98Aとほぼ同様に構成されている(ただし、永久磁石110a,110bが設けられていない点が異なっている)。すなわち、本実施形態では、固定子98Bと、これに係合する可動子94c,94dとによりY軸リニアモータYLM2が構成されており、可動子94c,94d内の電機子コイルを流れる電流と、固定子98Bを構成する永久磁石の形成する磁界との間の電磁相互作用により、Y軸方向(図5の矢印D3,D4で示される方向)の駆動力を作用させることが可能となっている。
The
したがって、このY軸リニアモータYLM2と前述したY軸リニアモータYLM1とにより、粗動ステージRSがY軸方向に駆動されるとともに、各Y軸リニアモータの駆動力を異ならせることにより、Z軸周りの回転方向(θz方向)にも駆動することが可能となっている。また、固定子98Bは、固定部材107C,107D(固定部材107Dについては、図8参照)に対して、固定子98Aと同様にエアパッドによって、Y軸方向にのみ動くことが可能となっている。
Accordingly, the coarse movement stage RS is driven in the Y-axis direction by the Y-axis linear motor YLM2 and the Y-axis linear motor YLM1 described above, and the driving force of each Y-axis linear motor is made different, so that It is also possible to drive in the rotation direction (θz direction). Further, the
ここで、固定子98A,98Bは、粗動ステージRSがY軸リニアモータYLM1、YLM2によりY軸方向に駆動され、その駆動によって生じる反力を受けた際にY軸方向(粗動ステージRSとは反対側)に移動する、反力キャンセル機構としての機能を果たしている。このため、固定子98A及び固定子98BがY軸方向に所定範囲を超えて移動しないように、レチクルステージ定盤RBSと固定子98A,98Bの間には、固定子98A,98Bの位置を調整するためのトリムモータTM1、TM2が設けられている。これらトリムモータTM1,TM2は、固定子98A(98B)に固定された可動子と、レチクルステージ定盤RBS上に固定された固定子とを有するリニアモータから成り、主制御装置50(図10参照)の指示の下、Y軸方向の駆動力を発生することにより、固定子98A,98BのY軸方向に関する位置を調整する。
Here, the
なお、トリムモータTM1、TM2とあわせて、固定子98A、98Bが所定範囲を超えるのを阻止するためのダンパ部材を、固定子98A、98Bそれぞれの+Y端部から所定距離の位置及び−Y端部から所定距離の位置に設けることとしても良い。
In addition, together with the trim motors TM1 and TM2, a damper member for preventing the
更に、本実施形態では、粗動ステージRSは、微動ステージFSのX軸方向への移動(図5の矢印A方向への移動)によって生じる反力を受けた際に、微動ステージFSとは反対側に移動するようになっている。すなわち、粗動ステージRSは微動ステージFSのX軸方向への移動による反力をキャンセルする反力キャンセル機構としての機能も果たしている。 Furthermore, in this embodiment, the coarse movement stage RS is opposite to the fine movement stage FS when it receives a reaction force caused by movement of the fine movement stage FS in the X-axis direction (movement in the direction of arrow A in FIG. 5). Move to the side. That is, the coarse movement stage RS also functions as a reaction force cancellation mechanism that cancels the reaction force caused by the movement of the fine movement stage FS in the X-axis direction.
次に、微動ステージFSの位置を計測する干渉計システム140(図10参照)について図9(A),図9(B)等に基づいて説明する。 Next, an interferometer system 140 (see FIG. 10) that measures the position of fine movement stage FS will be described with reference to FIGS. 9 (A), 9 (B), and the like.
本実施形態の干渉計システム140としては、ダブルパス方式を採用しており、図2に示される干渉計21A及び干渉計21Bと、図9(A)、図9(B)に示される、微動ステージFSの+X側の側面部分に設けられた4つの光学ユニット111,112,113,114と、微動ステージFSの+Y側側面に設けられた移動鏡115(図4参照)と、図9(A)に示されるように、その一部が微動ステージFSと粗動ステージRSとの間の間隙に配置された柱状の固定鏡116とを含んでいる。干渉計21A,21Bは、投影光学系PLに不図示のフレーム(メトロロジーフレーム)を介して固定されている。
The
前記固定鏡116は、直方体状の部材から成り、その+Z側の面(116b)及び−X側の面(116a)が鏡面加工されて反射面とされている(以下、これらの面を反射面116b,反射面116aと呼ぶものとする)。この固定鏡116は、図8に示されるように、板状部材12に形成された開口12aおよびレチクルステージ定盤RBSに形成された開口RBSaに挿入された状態とされており、不図示ではあるが、その下端部が投影光学系PLに対して不図示のフレーム(メトロロジーフレーム)を介して固定されている。なお、粗動ステージRSには、固定鏡116との機械的な干渉を避けるための切り欠き158aが形成されている(図4等参照)。
The fixed
前記干渉計21Aは、図2に示されるように、3本のビームを、粗動ステージRSに形成された丸穴201a,201b,201cを介して粗動ステージRSと干渉することなく、微動ステージFSに設けられた光学ユニット111,112,113,114に向けて出射する。そのうちの一本のビームIZは、図9(B)に示されるように、光学ユニット111に入射し、内部に設けられた不図示のミラー等を介して固定鏡116の反射面116bに向けてほぼ垂直に照射される。そして、反射面116bで反射されたビームは、再度光学ユニット111に戻り、内部のビームスプリッタや四分の一波長板(λ/4板)などを介して、固定鏡116の上面に向けて再度出射し、再び反射面116bで反射された後、光学ユニット111を介して、干渉計21Aに戻る。
As shown in FIG. 2, the interferometer 21 </ b> A has three beams that do not interfere with the coarse movement stage RS via the round holes 201 a, 201 b, 201 c formed in the coarse movement stage RS. The light is emitted toward the
また、ビームIX1は、光学ユニット112に入射し、内部に設けられた不図示のミラー等を介して反射面116aに向けてほぼ垂直に照射される。そして、固定鏡116の反射面116aで反射されたビームは、再度光学ユニット112に戻り、内部のビームスプリッタやλ/4板などを介して、固定鏡116の反射面116aに向けて再度出射し、反射面116aで反射された後、光学ユニット112を介して、干渉計21Aに戻る。
In addition, the beam IX1 enters the
更に、ビームIX2は、光学ユニット113に入射し、内部に設けられた不図示のミラー等を介して2本のビームIX21、IX22に分岐されている。このうちの一方のビームIX21は、光学ユニット113から反射面116aに向けてほぼ垂直に出射され、該反射面116aで反射されたビームIX21は、再度光学ユニット113に戻り、内部のビームスプリッタやλ/4板などを介して、反射面116aの上面に向けて再度出射しする。そして、反射面116aで反射された後、光学ユニット113を介して、干渉計21Aに戻る。
Further, the beam IX2 is incident on the
一方、光学ユニット113内部で分岐した他方のビームIX22は、光学ユニット114に入射し、その内部に設けられた不図示のミラー等を介して固定鏡116の反射面116aに向けてほぼ垂直に照射される。そして、反射面116aで反射されたビームは、再度光学ユニット114に戻り、内部のビームスプリッタやλ/4板などを介して、反射面116aに向けて再度出射し、反射面116aで反射された後、光学ユニット114に戻る。そして光学ユニット114及び112を経由して、干渉計21Aに戻る。
On the other hand, the other beam IX2 2 branched inside the
なお、干渉計21Aに戻る各ビームは、各光学ユニット内で得られた参照ビーム(不図示)と同軸に合成された状態で干渉計21A内に設けられた不図示の検光子を通過する。そして、その検光子から各ビームと各参照ビームとの干渉光が出力され、該干渉光が不図示の光電変換素子で受光され、固定鏡116を基準とした微動ステージFSの位置情報が主制御装置50に送られる。ここで、ビームIZからは、微動ステージFSのZ軸方向に関する位置情報を得ることができ、ビームIX1、IX21、IX22からは、微動ステージFSのX軸方向に関する位置情報、及びZ軸回りの回転情報(ヨーイング)、Y軸回りの回転情報(ローリング)を計測することが可能である。
Each beam returning to the
図2に戻り、干渉計21Bからは、粗動ステージRSに形成された丸穴201d、201eを介して微動ステージFSに設けられた移動鏡115にZ軸方向に離間した2本のビームを照射している。したがって、干渉計21Bでは、移動鏡115の反射面で反射したビームを受光することにより、微動ステージFSのY軸方向に関する位置情報及びX軸回りの回転情報(ピッチング)を計測することが可能となっている。
Returning to FIG. 2, the interferometer 21B irradiates two beams separated in the Z-axis direction to the
したがって、本実施形態では干渉計21A,21Bを含む干渉計ユニット140により、微動ステージのX,Y,Z軸方向の位置情報及びX,Y,Z軸回りの回転情報を高精度に計測することが可能である。
Therefore, in the present embodiment, the
なお、粗動ステージRSのY軸方向の位置等については、図10に示されるエンコーダENCを用いて計測されるようになっている。 Note that the position or the like of the coarse movement stage RS in the Y-axis direction is measured using the encoder ENC shown in FIG.
図10には、本実施形態の露光装置10の制御系がブロック図にて示されている。この図10の制御系は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含み、装置全体を統括して制御する主制御装置50を中心として構成されている。
FIG. 10 is a block diagram showing a control system of the exposure apparatus 10 of the present embodiment. The control system of FIG. 10 includes a so-called microcomputer (or workstation) composed of a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc. The
次に、上述のようにして構成された露光装置10による露光動作の流れについて簡単に説明する。 Next, the flow of the exposure operation by the exposure apparatus 10 configured as described above will be briefly described.
まず、主制御装置50の管理の下、不図示のレチクルローダによって、レチクルステージRST上へのレチクルR1、R2のロード、及び不図示のウエハローダによって、ウエハステージWST上へのウエハWのロードが行なわれ、また、アライメント系ALG(図10参照)やウエハステージ上に設けられた空間像計測器(不図示)等を用いて、レチクルアライメント、ベースライン計測(アライメント系ALGの検出中心から投影光学系PLの光軸までの距離の計測)等の準備作業が所定の手順で行なわれる。
First, under the control of
その後、主制御装置50により、アライメント検出系ALGを用いて例えば特開昭61−44429号公報に開示されているEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)等のアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式と同様であるのでその説明は省略するものとする。
After that, the
この露光動作にあたって、主制御装置50の管理の下、ウエハステージWSTとレチクルステージRSTとがY軸方向に相対駆動されるが、その際には、主制御装置50は、干渉計システム140やエンコーダENCによる計測結果に基づいて、上述したY軸リニアモータYLM1、YLM2による粗動と、Xボイスコイルモータ66X、Yボイスコイルモータ66Y、Zボイスコイルモータ86、X軸ボイスコイルモータXVMの微動と、により、レチクルステージRSTを駆動する。この際、微動ステージFSのX軸方向の移動に応じて粗動ステージRSが微動ステージFSと逆方向に移動可能なように、主制御装置50は、X軸ボイスコイルモータXVMの発生推力を制御する。
In this exposure operation, wafer stage WST and reticle stage RST are relatively driven in the Y-axis direction under the control of
なお、本実施形態では、レチクルステージRST上にレチクルR1とレチクルR2とを同時に載置可能なので、主制御装置50は、レチクルR1とレチクルR2とについて、レチクルアライメントを行っておくことで、レチクルステージRSTに対するレチクル交換の動作を行うことなく、干渉計システム140の計測値に基づいてレチクルステージRSTを移動させるだけで、レチクルR1とレチクルR2とを切り換えて、例えば特開平4−273245号公報に開示されているような、いわゆる二重露光を行うことができる。
In the present embodiment, since reticle R1 and reticle R2 can be simultaneously placed on reticle stage RST,
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、微動ステージFSが、Y軸方向に長ストロークで駆動する粗動ステージRSに対して、少なくともX軸方向に微小に移動し、粗動ステージRSが、微動ステージFSのX軸方向への微小移動によって生じる反力を受けた際に微動ステージFSとは反対方向に移動することから、微動ステージFSの移動により生じるX軸方向に関する反力がキャンセルされ、振動の発生が抑制されるので、高精度な微動ステージFSの移動を行うことが可能である。なお、本実施形態では、粗動ステージRSが微動ステージFSのX軸方向の移動反力により移動可能なようにX軸ボイスコイルモータXVMを制御することとしたが、これに限られず、微動ステージFSのX軸方向目標位置に応じて能動的に粗動ステージRSのX軸方向位置を制御しても良い。 As described above in detail, according to the present embodiment, the fine movement stage FS moves slightly in at least the X-axis direction relative to the coarse movement stage RS that is driven with a long stroke in the Y-axis direction. When the RS receives a reaction force generated by a minute movement of the fine movement stage FS in the X-axis direction, the RS moves in a direction opposite to the fine movement stage FS, and therefore, a reaction force in the X-axis direction generated by the movement of the fine movement stage FS is generated. Canceled and the occurrence of vibration is suppressed, so that the fine movement stage FS can be moved with high accuracy. In this embodiment, the X-axis voice coil motor XVM is controlled so that the coarse movement stage RS can be moved by the movement reaction force in the X-axis direction of the fine movement stage FS. However, the present invention is not limited to this. The X-axis direction position of the coarse movement stage RS may be actively controlled according to the target position of the FS in the X-axis direction.
また、本実施形態では、レチクルステージRST及びこれを駆動する駆動機構(YLM1,YLM2、XVM,66X,66Y,86)が板状部材12の上方に防振機構14を介して設けられたレチクルステージ定盤RBS上でレチクルR1、R2を6自由度方向に駆動することから、板状部材12及びレチクルステージ定盤RBSを経由したレチクルステージRSTへの振動の伝達を回避することができ、高精度なレチクルステージRSTの移動ひいてはレチクルR1、R2の移動を実現することが可能である。
In this embodiment, the reticle stage RST and the drive mechanism (YLM1, YLM2, XVM, 66X, 66Y, 86) for driving the reticle stage RST are provided above the plate-
また、本実施形態の露光装置10によると、上記のような高精度なレチクルの駆動が可能なレチクルステージ装置20を備えていることから、レチクルを高精度に移動することが可能であり、レチクルR1(R2)に形成されたパターンの像をウエハW上に高精度に形成することが可能である。
Further, according to the exposure apparatus 10 of the present embodiment, since the
また、本実施形態の干渉計システムによると、柱状の固定鏡116の反射面116bに向けて、測長ビームをほぼ垂直に照射するための光学ユニット111と、固定鏡116の反射面116aに向けて、ビームをほぼ垂直に照射する光学ユニット112,113,114と、が微動ステージFSに設けられていることから、レーザ干渉計21Aにおいて固定鏡116の各反射面116a,116bで反射したビームを受光することにより、微動ステージFSのX軸及びZ軸に関する位置を計測することができる。これにより、各反射面116a,116bを別々の固定鏡に設ける場合と比べ部品点数を少なくすることができ、干渉計システムの構成を簡素化することが可能である。
Further, according to the interferometer system of the present embodiment, the
また、本実施形態の干渉計システムによると、微動ステージFSの位置を計測するために微動ステージFSに設けられた光学ユニット111〜114から照射されるビームを反射する固定鏡116が、粗動ステージRS及び微動ステージFSとは機械的に分離した状態で、かつ、粗動ステージRSと微動ステージFSとの間隙に配置されていることから、微動ステージFSの位置を、微動ステージFS近傍に設けられた固定鏡116を用いて計測することで、周辺雰囲気の揺らぎ等による影響を極力抑制することができる。これにより、高精度な微動ステージFSの位置計測を実現することが可能である。
Further, according to the interferometer system of the present embodiment, the fixed
また、本実施形態では、上記固定鏡116が投影光学系PLに不図示のフレームを介して接続されていることから、レチクルの位置を投影光学系PL基準で高精度に計測することが可能である。したがって、レチクルに形成されたパターンを、投影光学系PLを介してウエハW上に高精度に投影することが可能である。
In the present embodiment, since the fixed
なお、上記実施形態では、レチクルステージRST(微動ステージFS)上に2枚のレチクルR1,R2を載置する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、レチクルを1枚又は3枚以上載置することとしても良い。 In the above-described embodiment, the case where two reticles R1 and R2 are placed on reticle stage RST (fine movement stage FS) has been described. However, the present invention is not limited to this, and one reticle or one reticle is used. Three or more may be placed.
なお、上記実施形態では、本発明のステージ装置をレチクルステージ装置20に採用した場合について説明したが、これに代えて又はこれと併せて、本発明のステージ装置をウエハステージ装置に採用することとしても良い。
In the above embodiment, the case where the stage apparatus of the present invention is employed in the
なお、上記実施形態では、図6(A)、図6(B)に示される自重キャンセル機構60のボイスコイルモータとして、断面円形のボイスコイルモータを採用した場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、例えば、上記実施形態のように、レチクルステージRS(粗動ステージRS)の粗動方向(スキャン方向)がY軸方向である場合には、Y軸方向に関する暴走や衝突に備えて、Y軸方向に関して大きなストロークをとっておくことが望ましく、例えば、図11に示されるようなボイスコイルモータVCMを採用することが可能である。
In the above embodiment, the case where a voice coil motor having a circular cross section is employed as the voice coil motor of the self-
図11に示されるボイスコイルモータVCMは、長方形枠状の固定子251と、該長方形枠状の固定子251が挿入される長方形状の溝253aが形成された可動子253とを含んでいる。
The voice coil motor VCM shown in FIG. 11 includes a rectangular frame-shaped
このボイスコイルモータVCMでは、可動子253の溝253aについて、長方形のX軸方向に伸びる辺の幅Lyを広く設定することにより、Y軸方向に関する暴走や衝突を回避することが可能であるとともに、長方形のX軸方向に伸びる辺の幅Lxを小さくすることにより、幅Lyを広くしたことによるZ軸方向に関する駆動力のロスを極力小さくすることが可能となっている。
In this voice coil motor VCM, by setting the width Ly of the side extending in the X-axis direction of the rectangular shape about the
なお、上記実施形態では、固定鏡の反射面116a,116bを用いて、微動ステージFSの位置を計測すること、固定鏡が微動ステージFSと粗動ステージRSとの間の間隙に配置されたこと、粗動ステージRSが微動ステージFSのX軸方向への移動によって生じる反力を受けた際に、微動ステージとは反対側に移動すること、レチクルステージが6自由度で、かつレチクルステージ定盤RBSが防振ユニット14を介して板状部材12上方で支持されること、の各特徴を含んだレチクルステージ装置について説明したが、これに限られるものではなく、そのうちの少なくとも1つの特徴を含んでいれば良い。
In the above embodiment, the position of the fine movement stage FS is measured using the reflecting
すなわち、例えば、その他の少なくとも1つの特徴を含んでいれば、固定鏡としては、XY面に平行な反射面を有する固定鏡部材と、YZ面に平行な反射面を有する固定鏡部材を別々に設けることとしても良い。もちろん、固定鏡を用いる場合に限らず、従来と同様、微動ステージに固定され、該微動ステージとともに移動する移動鏡を設け、該移動鏡に対して干渉計からのビームを照射することにより、微動ステージのX軸方向に関する位置上方及びZ軸方向に関する位置情報を検出することとしても良い。 That is, for example, if at least one other feature is included, as the fixed mirror, a fixed mirror member having a reflective surface parallel to the XY plane and a fixed mirror member having a reflective surface parallel to the YZ plane are separately provided. It may be provided. Of course, not limited to the case of using a fixed mirror, as in the past, a movable mirror that is fixed to the fine movement stage and moves with the fine movement stage is provided, and fine movement is performed by irradiating the movable mirror with a beam from an interferometer. Position information related to the upper position of the stage in the X-axis direction and in the Z-axis direction may be detected.
また、その他の少なくとも1つの特徴を含んでいれば、固定鏡116を微動ステージFSと粗動ステージRSとの間の間隙に配置せずに、粗動ステージRSの更に外側に固定鏡116を設けることとしても良い。
If at least one other feature is included, the fixed
また、その他の少なくとも1つの特徴を含んでいれば、粗動ステージRSがカウンタマスとしての機能を果たさなくても良いし、あるいは防振ユニット14を設けなくても良い。
In addition, as long as at least one other feature is included, the coarse movement stage RS may not function as a counter mass, or the
なお、上記実施形態では、粗動ステージRSが微動ステージを取り囲む矩形枠状の形状を有する場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、平面視(上方から見て)U字状(コ字状)であったり、L字状であったりしても良い。この場合でも粗動ステージRSと微動ステージFSとの間には間隙が形成されるので、該間隙に、固定鏡116を配置することが可能である。
In the above embodiment, the case where the coarse movement stage RS has a rectangular frame shape surrounding the fine movement stage has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, in plan view (viewed from above). It may be U-shaped (U-shaped) or L-shaped. Even in this case, since a gap is formed between the coarse movement stage RS and the fine movement stage FS, the fixed
なお、上記実施形態では、微動ステージFSと粗動ステージRSとを含む粗微動構造のレチクルステージRSTを採用した場合について説明したが、必ずしも粗微動構造のレチクルステージを採用する場合に限られるものではない。 In the above embodiment, the case where the reticle stage RST having the coarse / fine movement structure including the fine movement stage FS and the coarse movement stage RS has been described. However, the present invention is not necessarily limited to the case where the reticle stage having the coarse / fine movement structure is adopted. Absent.
なお、上記実施形態では、+Z側の面と−X側の面とが反射面とされた柱状の固定鏡116が投影光学系PLに不図示のフレームを介して接続されている場合について説明したが、これに限らず、+Z側の面と−X側の面とが反射面とされた柱状の固定鏡116を投影光学系に接続しないようにしても良いし、あるいは、従来と同様−X側の面のみが反射面とされた固定鏡を投影光学系PLに不図示のフレームを介して接続することとしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the columnar fixed
また、上記実施形態では、微動ステージFSのX軸回りの回転情報をレチクル基準板FM1、FM2を用いて計測したが、これに限らず、例えば、多点焦点位置検出系などの計測装置(レチクルAFとも呼ばれる)を用いてレチクルのパターン面の傾きを計測することとしても良い。 In the above embodiment, rotation information about the X axis of fine movement stage FS is measured using reticle reference plates FM1 and FM2. However, the present invention is not limited to this, and for example, a measurement device (reticle) such as a multipoint focal position detection system is used. The tilt of the pattern surface of the reticle may be measured using a method called AF.
なお、上記実施形態では、ウエハステージWSTを1つのみ備える場合について説明したが、これに限らず、ウエハステージを2つ備えるツインステージタイプのステージ装置を採用することも可能であるし、例えば国際公開第2005/074014号パンフレットなどに開示されているようなウエハステージと計測ステージとを備えるステージ装置を採用することも可能である。 In the above embodiment, the case where only one wafer stage WST is provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and a twin stage type stage device including two wafer stages can be adopted. It is also possible to employ a stage apparatus including a wafer stage and a measurement stage as disclosed in the publication No. 2005/074014 pamphlet.
なお、国際公開第2004/53955号パンフレットに開示される液浸露光装置に本発明を適用することも可能である。 Note that the present invention can also be applied to an immersion exposure apparatus disclosed in International Publication No. 2004/53955 pamphlet.
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described, but it is needless to say that the scope of the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be suitably applied to a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus.
なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記実施形態の露光装置を用いて、レチクルに形成されたパターンをウエハ等の物体上に転写するリソグラフィステップ、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)、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用い、物体上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスの生産性を向上することが可能である。 The semiconductor device is formed on the reticle using the step of designing the function and performance of the device, the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus of the above embodiment. It is manufactured through a lithography step, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like that transfer the formed pattern onto an object such as a wafer. In this case, since the device pattern is formed on the object using the exposure apparatus of the above embodiment in the lithography step, it is possible to improve the productivity of a highly integrated device.
以上説明したように、本発明の干渉計システムは、物体の位置を計測するのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンの像を、基板上に形成するのに適している。また、本発明のステージ装置は、露光装置に用いるのに適している。 As described above, the interferometer system of the present invention is suitable for measuring the position of an object. The exposure apparatus of the present invention is suitable for forming an image of a pattern formed on a mask on a substrate. The stage apparatus of the present invention is suitable for use in an exposure apparatus.
10…露光装置、12…板状部材(支持部材)、14…防振機構、20…レチクルステージ装置(ステージ装置)、21A…干渉計(受光系)、56…光学式センサ(計測装置)、60…自重キャンセル機構(支持機構)、66X…Xボイスコイルモータ(第2の駆動装置)、66Y…Yボイスコイルモータ(第2の駆動装置)、76…ピストン部材(ピストン)、78…シリンダ部材(シリンダ)、86…Zボイスコイルモータ(第2の駆動装置)、94a〜94d…可動子、90…空気室、98A,98B…固定子、111…光学ユニット(第2光学部材)、112,113,114…光学ユニット(第1光学部材)、116…固定鏡(固定鏡部材)、116a…反射面(第1反射面)、116b…反射面(第2反射面)、140…干渉計システム、FM1、FM2…レチクル基準板、FS…微動ステージ(物体)、PL…投影光学系、R1、R2…レチクル(マスク、パターン形成部材)、RBS…レチクルステージ定盤(定盤)、RS…粗動ステージ、RST…レチクルステージ(ステージ機構)、TM1、TM2…トリムモータ(調整装置)、W…ウエハ(基板)、YLM1,YLM2…Y軸リニアモータ(第1の駆動装置)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exposure apparatus, 12 ... Plate-shaped member (support member), 14 ... Anti-vibration mechanism, 20 ... Reticle stage apparatus (stage apparatus), 21A ... Interferometer (light receiving system), 56 ... Optical sensor (measurement apparatus), 60 ... Self-weight cancel mechanism (support mechanism), 66X ... X voice coil motor (second drive device), 66Y ... Y voice coil motor (second drive device), 76 ... Piston member (piston), 78 ... Cylinder member (Cylinder), 86 ... Z voice coil motor (second drive device), 94a to 94d ... mover, 90 ... air chamber, 98A, 98B ... stator, 111 ... optical unit (second optical member), 112, 113, 114 ... Optical unit (first optical member), 116 ... Fixed mirror (fixed mirror member), 116a ... Reflecting surface (first reflecting surface), 116b ... Reflecting surface (second reflecting surface), 140 ... Interference System, FM1, FM2 ... reticle reference plate, FS ... fine movement stage (object), PL ... projection optical system, R1, R2 ... reticle (mask, pattern forming member), RBS ... reticle stage surface plate (surface plate), RS ... Coarse movement stage, RST ... reticle stage (stage mechanism), TM1, TM2 ... trim motor (adjustment device), W ... wafer (substrate), YLM1, YLM2, ... Y-axis linear motor (first drive device).
Claims (20)
前記第1軸方向に伸び、前記第2軸に垂直な第1反射面と、前記第1軸方向に伸び、前記第3軸に垂直な第2反射面とを有する柱状の固定鏡部材と;
前記物体に設けられ、前記固定鏡部材の前記第1反射面に向けて、前記物体の前記第2軸方向に関する位置を計測するための第1ビームをほぼ垂直に照射する第1光学部材と;
前記物体に設けられ、前記固定鏡部材の前記第2反射面に向けて、前記物体の第3軸方向に関する位置を計測するための第2ビームをほぼ垂直に照射する第2光学部材と;
前記固定鏡部材の各反射面で反射されたビームを受光する受光系と;を備える干渉計システム。 An interferometer system for measuring a position of an object moving in a first axis direction in the second and third axis directions perpendicular to the first axis,
A columnar fixed mirror member having a first reflecting surface extending in the first axis direction and perpendicular to the second axis, and a second reflecting surface extending in the first axis direction and perpendicular to the third axis;
A first optical member which is provided on the object and irradiates a first beam for measuring a position of the object in the second axis direction substantially perpendicularly toward the first reflecting surface of the fixed mirror member;
A second optical member provided on the object and irradiating a second beam for measuring a position of the object in the third axis direction substantially perpendicularly toward the second reflecting surface of the fixed mirror member;
An interferometer system comprising: a light receiving system that receives a beam reflected by each reflecting surface of the fixed mirror member.
前記粗動ステージに対して、少なくとも前記第2軸方向に微小に移動する微動ステージと;を備え、
前記粗動ステージは、前記微動ステージの前記第2軸方向への微小移動によって生じる反力を受けた際、前記微動ステージとは反対方向に移動することを特徴とするステージ装置。 A coarse movement stage that moves in a first axial direction in a horizontal plane and in a second axial direction orthogonal to the first axis in the horizontal plane;
A fine movement stage that moves at least in the second axis direction with respect to the coarse movement stage;
The coarse movement stage moves in a direction opposite to the fine movement stage when receiving a reaction force generated by a fine movement of the fine movement stage in the second axis direction.
前記固定子は、前記粗動ステージの前記第1軸方向への移動によって生じる反力を受けた際、前記粗動ステージとは反対方向に移動することを特徴とする請求項2に記載のステージ装置。 A first drive having a mover connected to the coarse movement stage and a stator for generating a drive force for driving the coarse movement stage in the first axial direction by electromagnetic interaction with the mover. Further comprising a device,
3. The stage according to claim 2, wherein the stator moves in a direction opposite to the coarse movement stage when receiving a reaction force generated by the movement of the coarse movement stage in the first axial direction. apparatus.
前記第2の駆動装置は、前記微動ステージを前記粗動ステージに対して6自由度で微小駆動することを特徴とする請求項2又は3に記載のステージ装置。 A second driving device that finely drives the fine movement stage with respect to the coarse movement stage;
4. The stage device according to claim 2, wherein the second driving device finely drives the fine movement stage with six degrees of freedom with respect to the coarse movement stage. 5.
前記2つの基準板の前記水平面に直交する第3軸方向に関する位置を計測する計測装置と;を更に備える請求項2〜4のいずれか一項に記載のステージ装置。 Two reference plates provided on the fine movement stage at a predetermined interval in the first axis direction;
The stage device according to any one of claims 2 to 4, further comprising: a measuring device that measures a position of the two reference plates in a third axis direction orthogonal to the horizontal plane.
該干渉計システムを用いて、前記微動ステージ又は前記粗動ステージの位置を計測することを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載のステージ装置。 The interferometer system according to claim 1, further comprising:
The stage apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the interferometer system is used to measure the position of the fine movement stage or the coarse movement stage.
前記支持部材上方に設けられた定盤と;
前記定盤上で前記パターン形成部材を6自由度方向に駆動するステージ機構と;
前記定盤と前記支持部材との間に設けられた防振機構と;を備えるステージ装置。 A stage device disposed on a predetermined support member and driving a pattern forming member,
A surface plate provided above the support member;
A stage mechanism that drives the pattern forming member in a direction of six degrees of freedom on the surface plate;
And a vibration isolation mechanism provided between the surface plate and the support member.
前記定盤上面を移動ガイド面として第1軸方向に長ストロークで移動可能な粗動ステージと;
前記粗動ステージ上に配置され、前記パターン形成部材を保持する微動ステージと;
前記粗動ステージと前記微動ステージとの間に設けられ、前記微動ステージを前記移動ガイド面と直交する第3軸方向に沿って支持する支持機構と;を含むことを特徴とする請求項7に記載のステージ装置。 The stage mechanism is
A coarse movement stage that can move with a long stroke in the first axial direction using the upper surface of the surface plate as a movement guide surface;
A fine movement stage disposed on the coarse movement stage and holding the pattern forming member;
8. A support mechanism provided between the coarse movement stage and the fine movement stage, and supporting the fine movement stage along a third axis direction orthogonal to the movement guide surface. The stage apparatus as described.
前記固定子は、前記粗動ステージの前記第1軸方向への移動によって生じる反力を受けた際、前記粗動ステージとは反対方向に移動することを特徴とする請求項9に記載のステージ装置。 The coarse movement stage is driven in the first axial direction by a drive device including a stator movably provided on the surface plate and a mover connected to the coarse movement stage,
The stage according to claim 9, wherein the stator moves in a direction opposite to the coarse movement stage when receiving a reaction force generated by the movement of the coarse movement stage in the first axial direction. apparatus.
該調整装置は、前記定盤上に設けられていることを特徴とする請求項10に記載のステージ装置。 An adjustment device for adjusting the position of the stator in the first axial direction;
The stage device according to claim 10, wherein the adjustment device is provided on the surface plate.
前記シリンダが前記粗動ステージに固定されていることを特徴とする請求項8〜11のいずれか一項に記載のステージ装置。 The support mechanism includes a cylinder and a piston that forms an air chamber between the cylinder and the cylinder.
The stage apparatus according to any one of claims 8 to 11, wherein the cylinder is fixed to the coarse movement stage.
前記2つの基準板の、前記定盤の表面に対して垂直な方向に関する位置を計測する計測装置と;を更に備える請求項7〜14のいずれか一項に記載のステージ装置。 Two reference plates provided on the stage mechanism at predetermined intervals in a predetermined direction in a plane parallel to the surface of the surface plate;
The stage device according to any one of claims 7 to 14, further comprising: a measuring device that measures positions of the two reference plates in a direction perpendicular to the surface of the surface plate.
該干渉計システムを用いて、前記ステージ機構の少なくとも一部の位置を計測することを特徴とする請求項7〜15のいずれか一項に記載のステージ装置。 The interferometer system according to claim 1, further comprising:
The stage apparatus according to any one of claims 7 to 15, wherein the interferometer system is used to measure a position of at least a part of the stage mechanism.
前記固定鏡部材は、前記粗動ステージ及び前記微動ステージとは機械的に分離した状態で、前記粗動ステージと前記微動ステージとの前記間隙に配置されていることを特徴とするステージ装置。 A coarse movement stage that moves in a predetermined direction, a fine movement stage that is arranged with a gap with respect to the coarse movement stage and in the predetermined direction and moves in a predetermined direction with respect to the coarse movement stage, and the predetermined direction of the fine movement stage In a stage apparatus comprising: a fixed mirror member that reflects a beam irradiated along the predetermined direction from the fine movement stage in order to measure a position with respect to
The stage device characterized in that the fixed mirror member is disposed in the gap between the coarse movement stage and the fine movement stage in a state of being mechanically separated from the coarse movement stage and the fine movement stage.
前記マスク及び前記基板のいずれかを微動ステージで保持する請求項2〜6のいずれか一項に記載のステージ装置を具備することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus for forming an image of a pattern formed on a mask on a substrate,
An exposure apparatus comprising the stage device according to any one of claims 2 to 6, wherein either the mask or the substrate is held by a fine movement stage.
請求項7〜15のいずれか一項に記載のステージ装置を具備することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus for forming an image of a pattern formed on a mask on a substrate,
An exposure apparatus comprising the stage apparatus according to any one of claims 7 to 15.
請求項16又は17に記載のステージ装置を備え、
前記固定鏡部材は、前記投影光学系に接続されていることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system,
A stage apparatus according to claim 16 or 17,
The exposure apparatus characterized in that the fixed mirror member is connected to the projection optical system.
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