JP2008306099A - ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各ステージの初期位置によらずに初期化動作における衝突の可能性を低減するステージ装置を提供する。
【解決手段】
複数のステージと、各ステージを駆動する平面モータと、各ステージの位置を計測する相対位置センサと、前記相対位置センサの出力に基づいて前記平面モータを制御する制御器とを備えるステージ装置であって、電源投入後またはリセット後の初期状態において前記複数のステージの位置関係を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された位置関係にもとづいて、前記複数のステージが互いに衝突しないように、前記複数のステージが前記初期状態から移動すべき方向を設定する設定部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、露光装置等のステージ装置に関する。

一般に、作業の効率を上げるため、平面モータを用いて２つのステージ（可動子）を位置決めするステージ装置が知られている。
各々のステージの位置はレーザ干渉計により高精度に計測され、公知の位置サーボ系により制御することにより管理されているため、通常の動作であれば二つのステージの衝突は発生しない。
装置の電源投入直後やリセット直後（以下、この状態を初期状態と呼ぶことにする）においては、レーザ干渉計は絶対位置の計測は出来ないため、二つのステージの位置は把握できない。したがって、初期状態におけるステージの位置（初期位置）から原点センサ（Ｘ軸用、Ｙ軸用）が配置される位置まで移動させる必要がある。そして、ステージ装置のサーボ制御を復帰させる。これら一連の動作は初期化動作とよばれる。
特開２００６−２０３９７９号公報（特許文献１）には、原点センサまでステージを移動させるときに２つのステージが衝突することを防ぐために、物理的な障害手段を設けることが記載されている。
特開２００６−２０３９７９号公報

しかし、特開２００６−２０３９７９号公報（特許文献１）の従来例の方法において、初期位置が障害手段から見て同方向に二つのステージが並んだ場合、ステージの並び方向に最初の駆動をすると衝突する場合がある。
また、障害手段とステージとの衝突も、ステージ同士の衝突と同様に避ける必要がある。なぜなら、ステージの衝突は、初期化動作が出来ないばかりでなく、ステージの破損や故障を引き起こすためである。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、各ステージの初期位置によらずに初期化動作における衝突の可能性を低減するステージ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、複数のステージと、各ステージを駆動する平面モータと、各ステージの位置を計測する相対位置センサと、前記相対位置の出力に基づいて前記平面モータを制御する制御器とを備えるステージ装置であって、電源投入後またはリセット後の初期状態における前記複数のステージの位置関係を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された位置関係にもとづいて、前記複数のステージが互いに衝突しないように、前記複数のステージが前記初期状態から移動すべき方向を設定する設定部とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、各ステージの初期位置によらずに初期化動作における衝突の可能性を低減することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

以下、本発明のステージ装置が適用される例示的な露光装置を説明する。
露光装置は図１５に示すように、照明装置２０１、レチクルを搭載したレチクルステージ２０２、投影光学系２０３、ウエハを搭載したウエハステージ２０４とを有する。
露光装置は、レチクルに形成された回路パターンをウエハに投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式またはステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。
照明装置２０１は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。
光源部は、例えば、光源としてレーザを使用する。
レーザは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長約１５３ｎｍのＦ２エキシマレーザなどを使用することができる。
しかし、レーザの種類はエキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、そのレーザの個数も限定されない。
光源にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。
また、光源部に使用可能な光源はレーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。
投影光学系２０３は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子を少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）を使用することができる。
さらに、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。
レチクルステージ２０２およびウエハステージ２０４は、たとえばリニアモータによって移動可能である。ステップアンドスキャン投影露光方式の場合には、それぞれのステージは同期して移動する。
また、レチクルのパターンをウエハ上に位置合わせするためにウエハステージおよびレチクルステージの少なくともいずれかに別途アクチュエータを備える。
このような露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用されうる。

まず、図２（ａ）（ｂ）を参照して、本発明の実施例１のステージ装置を説明する。
図２（ａ）はステージ装置の平面図、図２（ｂ）、図２（ｂ）は、ステージ装置の制御系の構成図である。
図において、直交する２軸をX軸及びY軸とし、紙面に垂直な方向をＺ軸としている。
ステージ装置は、第１ステージ１及び第２ステージ２を備え、これらのステージは平面モータのステータを含むステージ定盤３の上面に沿って移動可能に支持される。
例えば、ステージとステージ定盤との間に静圧軸受や磁気軸受などを設けることによってステージを非接触に支持することができる。また、電磁アクチュエータによってステージを非接触に支持してもよく、これらの支持・案内機構は公知のものを適用しうる。なお、以下の説明では２つのステージを備えるステージ装置について説明するが、３つ以上のステージを備えていてもよい。

第１ステージ１及び第２ステージ２は、平面モータ２０、３０、４０によってX軸方向及びY軸方向に駆動される。平面モータは第１ステージ１に設けられた可動子３０と、第２ステージ２に設けられた可動子４０と、ステージ定盤３に設けられた固定子２０とを備える。
固定子２０は、X軸方向及びY軸方向に沿って等ピッチに形成された櫛歯状の極歯を有する。これらの極歯は磁性体からなり、ステージ定盤３に一体として設けてもよい。
可動子３０は第１ステージ１の下面（ステージ定盤３と対向する面）に設けられ、極歯のピッチに対応したピッチで配置される歯と、歯を通過する磁束の向き及び大きさを変化させるためのコイルとを有する。可動子４０も可動子３０と同様の構成を有する。
コイルに流す電流を制御することによって、可動子３０、４０の歯と固定子２０の歯との間で磁気吸引力を発生させて各ステージを駆動することができる。
なお、平面モータの構成については上述の例にかぎるものではなく、例えば、固定子２０として二次元的に並べた複数のコイルを設け、可動子３０、４０として二次元的に並べた永久磁石を設け、これらの間でローレンツ力を発生させて駆動してもよい。駆動方向についても、X軸方向及びY軸方向以外にさらに駆動軸をもっていてもよい。

各々の第１ステージ１、第２ステージ２の端面には不図示の反射鏡が設けられ、レーザ干渉計５１Ｘ、５２Ｘ、５３Ｘ、５４Ｘ、５５Ｘ、５６Ｘ、５１Ｙ、５２Ｙ、５３Ｙ、５４Ｙからのレーザ光を反射する。レーザ干渉計からの出力を不図示のレーザ干渉計計測装置に入力し、各々のステージのX,Y軸方向の位置を計測できる。なおレーザ干渉計による位置計測は、上述の構成に限るものではなく公知の技術を適用しうる。また、本実施例では好適な例としてレーザ干渉計を用いた例を挙げるが、そのほかの相対位置センサを用いてもよい。
ステージの位置指令値とレーザ干渉計の出力とに基づいて平面モータを制御することによって、ステージを所望の位置に位置決めすることができる。
しかしながら上述のレーザ干渉計は絶対位置の計測ができないため、装置の電源投入直後やリセット時といった初期状態にはステージの位置を正確に把握することができない。そこで、ステージ装置は、レーザ干渉計に基準位置を与えるための原点センサを備える。
原点センサとして例えば、平面モータのステータを含むステージ定盤３の四辺端部に、発光部Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と受光部Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４から成るラインセンサが設けられる。
第１ステージ１、第２ステージ２が、Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と受光部Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４とを結ぶ線に位置すると受光部Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４からの出力が変化する。
この出力値を計測することにより第１ステージ１、第２ステージ２が、発光部Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２と受光部Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４から成るラインセンサを横切った瞬間を検知する。この検知に合わせてレーザ干渉計をリセットすることによって、レーザ干渉計を初期化することができる。
また、本発明では、レーザ干渉計を初期化するシーケンスにおいて複数のステージが衝突することを防止するために以下のような構成を備える。

次に、図２（ｂ）を参照して、ステージ装置の制御系を説明する。
上述の説明のように制御器６０は、レーザ干渉計６１の出力にもとづいて平面モータ６２をサーボ制御する。
また、電源投入後またはリセット後の初期状態初期状態において２つのステージである第１ステージ１、第２ステージ２の位置関係を特定する特定手段６３を備える。
さらに、特定手段６３によって特定された位置関係にもとづいて、２つのステージが互いに衝突しないように、電源投入後またはリセット後の初期状態における位置から２つのステージが移動すべき方向を設定する設定部６４を備える。

ここで、上述の特定手段として２つの手段を例示的に挙げる。１つは、レーザ干渉計によって計測される第１ステージ及び第２ステージの位置計測値を記憶する不揮発性メモリである。レーザ干渉計の位置計測値は、各ステージをサーボ制御している間に不揮発性メモリに刻々記憶される。そして、各ステージのサーボ制御が停止されたときに、そのときの位置が不揮発性メモリに記憶される。したがって、電源投入時あるいはリセット時に、この値を呼び出すことによって、各ステージの位置関係を特定することができる。
しかしながら、各ステージが暴走したときなどの非常事態においては、必ずしも不揮発性メモリに正確な位置が記憶されない場合がありえる。
この問題を解決するもう１つの手段は、レーザ干渉計とは異なるセンサ（以下、初期位置センサと呼ぶ）である。以下、本実施例ではこの初期位置センサを用いて２つのステージの位置関係を特定する場合について詳細に説明する。

図３は上述の初期位置センサを用いた特定手段の構成を示す図である。特定手段は、受光部と発光部とを有する初期位置センサとしてのラインセンサと、受光部と発光部を一軸方向に駆動する駆動部とを備える。
初期位置センサはＸ方向における２つのステージの位置関係を検知するＸ初期位置センサと、Ｙ方向における２つのステージの位置関係を検知するＹ初期位置センサとを備える。各初期位置センサはステージに対して一方の側（図３では＋Ｙ側、＋Ｘ側）から光を発する発光部と、他方の側（−Ｙ側、−Ｘ側）で発光部からの光を受ける受光部を備える。いいかえると、対応する受光部と発光部はステージ定盤を挟んだ両側に設けられる。
具体的には、Ｘ方向用発光部１２およびＸ方向用受光部１４と、それぞれをＸ方向に駆動する駆動部１１、１３と、Ｙ方向用発光部１６及びＹ方向用受光部１８と、それぞれをＹ方向に駆動する駆動部１５、１７を備える。ここで、駆動部によって駆動されるステージ等に発光部及び受光部が搭載されていてもよい。
また、発光部及び受光部の位置は位置計測手段によって計測される。位置計測手段として電源投入時であっても絶対位置が計測できるエンコーダ等が好適に用いられる。
このような構成で、発光部１２と受光部１４はＸ方向に同期して走査され、発光部１２から出た光を受光部１４で受け取る。
発光部１２と受光部１４の間に第１ステージ１あるいは第２ステージ２が位置すると光を遮ることになり、受光部１４からの出力信号が変化する。
よって発光部と受光部をＸ−端（座標０とする）からＸ＋端（座標Ｘｅとする）まで走査し、Ｘ方向位置に応じて出力信号を記録することにより、ステージのＸ軸方向の存在位置を測定することができる。Ｙ方向についてもＸ方向と同様である。これにより、Ｙ軸方向のステージの存在位置を座標０〜Ｙｅの区間において測定することができる。
なお、上記構成では発光部及び受光部を走査してステージの駆動領域全面において存在位置の測定をするようにしたが、別の手段として発光部及び受光部をアレイ状に複数並べてもよい。
また、特定手段として上述の不揮発性メモリと初期位置センサのうちいずれか一方の情報を用いてもよく両方の情報を用いてもよい。しかしながら、上述した理由により初期位置センサを用いることが好ましい。

次に、図１を参照して、装置の電源投入時あるいはリセット時の初期化シーケンスについて説明をする。
まず、装置の電源投入時あるいはリセット時の初期化シーケンスが開始される。（ステップ１０１）次に、初期化順序・方向の仕様がメモリから読み込まれる。（ステップ１０２）これは、X軸とY軸のどちらを先に初期化するか、発光部Ｘ１、Ｘ２あるいは発光部Ｙ１、Ｙ２のどちらのラインセンサにて初期化を行うかの情報である。
本実施例では特に順序、方向の特定は無いものとし、X,Y軸のどちらを先に初期化してもよく、発光部Ｘ１、Ｘ２あるいは発光部Ｙ１、Ｙ２のどちらのラインセンサを用いて初期化しても良い。
次に、上述の各ステージの位置関係の特定が行われる。以下の説明では、初期位置センサを用いた例について説明する。
まず、初期位置センサによりステージ初期位置計測データが取得される。（ステップ１０３）図４(a),(b)は２つのステージがある位置に存在するときの、Ｘ初期位置センサ及びＹ初期位置センサの出力である。

次に、計測データをもとにステージ初期位置の算出がされる。（ステップ１０４）
図４に示されるY初期位置センサ出力によると、連続した遮光領域が二箇所あり、二つのステージがY軸方向には距離Lyだけ隔てて位置している。
これに対して図４に示されるX初期位置センサ出力によると、連続した遮光領域は一箇所のみなのでX軸方向に二つのステージが重なっている。
よって、図４のX,Y初期位置センサ出力から二つの第１ステージ１、第２ステージ２の初期位置を特定すると図５(a)あるいは図５(b)の様になる。図５(a)あるいは図５(b)であるかは判断は出来ないが、後述の方法を用いて対処する。

次に、初期位置センサの出力にもとづいて、初期状態における位置から各ステージが移動すべき方向を判断して、その方向を設定する。（ステップ１０５）
第１ステージ１と第２ステージ２の初期位置は図５に示されるように特定されているものとする。図５(a),(b)のどちらの場合でも各第１ステージ１、第２ステージ２をX軸方向には動かさず、Y軸方向のみに移動した場合、衝突の危険があることがわかる。いいかえると、Y軸方向には動かさず、X軸方向のみに移動した場合には衝突が無いことがわかる。よって、駆動方向としてX軸方向を設定する。なお、ステージ初期位置算出をしなくても２つのステージの位置関係が特定できる場合には、初期位置計測データにもとづいて駆動方向を設定してもよい。
次に、「ステージ再計測必要判断」の機能を説明する。（ステップ１０６）
この例では「初期化順序・方向の仕様」（ステップ１０２）が非常に単純であり、初期化時に再計測は不要である。再計測が必要な例は後述する。
次に、第１駆動方向における初期化を行う。ここで、ステップ１０５で設定されたX軸方向が第１方向となる。
平面モータであるステージの構成ではコイルが可動側にある場合と固定側にある場合のどちらでも、固定側と可動側の位置関係に応じて定まる位相を乗じた電流をコイルに流す必要がある。
固定側と可動側の位置関係は「ステージ初期位置算出」（ステップ１０４）によって概略の値がわかる。

しかし、図５に示されるように第１ステージ１と第２ステージ２がある方向に重なっている場合では位相の特定までは難しい。そこで公知の位相角特定の技術を用いる。
コイルに所定の電流を流し、そのときの第１ステージ１、第２ステージ２の動き方を観察することにより位相角を確定する。
位相角が定まれば、第１ステージ１と第２ステージ２を所望方向に移動させる。
このとき、不図示のレーザ干渉計を仮リセットしておきステージの位置を計測できるようにしておく。
測定方向に複数のレーザ干渉計がある場合は、第１ステージ１、第２ステージ２を僅かに駆動した時にレーザ干渉計の計測値を見て使用するレーザ干渉計を選択すればよい。
ステージ位置計測値を時間微分することによりステージ速度が得られる。
第１ステージ１が可動側にコイルがある場合、第１ステージ１に配線されたコイルを駆動することにより第１ステージ１をある方向に移動可能である。
ここでは第１ステージ１をX+方向に移動させる。このとき、第１ステージ１にはある所定のX軸方向目標速度を指令し、前述したレーザ干渉計計測値から演算したステージ速度検出により速度サーボ系を構成する。この速度サーボ系は前述のステージ制御系の一つの機能である。

X+方向に移動しラインセンサX１を第１ステージ１の端部が切った瞬間に速度サーボ指令を速度０の状態にし、レーザ干渉計を所望の値にリセットする。
これと同時に第２ステージ２をX−方向に同様に速度サーボで移動し、発光部X２と受光部Ｘ４の間を切ると同時に速度指令を０とし、計測しているレーザ干渉計を所望の値にリセットする。
第１ステージ１および第２ステージ２は、X方向を計測している少なくとも一つずつのレーザ干渉計をリセットすることにより「第１駆動方向の初期化」（ステップ１０７）を終了する。このときの状態は図６に示されるようになる。
次に、「第２駆動方向初期化」の機能を説明する。（ステップ１０８）
第１ステージ１および第２ステージ２は、図６に示されるように第１駆動方向初期化（ステップ１０７）によりX軸の各反対方向に位置し、この状態でX方向には移動させずY方向にのみ移動すれば第１ステージ１および第２ステージ２が衝突することはない。
X軸方向に初期化した場合と全く同様の手順により、例えば第１ステージ１を発光部Y１、受光部Y３で、第２ステージ２を発光部Y２、受光部Y４で初期化する。

第２駆動方向初期化（ステップ１０８）が終了した時点（ステップ１０９）での状態を図７に示す。
第１ステージ１および第２ステージ２の初期位置状態が図２とは異なり、「駆動方向判断」（ステップ１０５）によりY軸が選択された場合は、Y軸の初期化から行い、次にX軸の初期化を行う。
前述のように可動側にコイルがある場合は、特定のステージを特定方向に駆動することができる。固定側コイルの場合では必ずしも、そうはならない。
固定側にコイルがある場合は「ステージ初期位置算出」（ステップ１０４）で得たステージ位置情報に基づき、第１ステージ１、第２ステージ２が位置している部分のコイルに通電する。
例えば図５の場合、第１ステージ１、第２ステージ２の個体識別が出来ないので、X+側に駆動したステージが第１ステージ１でも第２ステージ２でもあり得る。
よって最終的に図７に示される状態に初期化されても、どちらが第１ステージ１であるかはわからない。
但し、二つの第１ステージ１、第２ステージ２が全く同一のものであり、個体識別が必要ない場合は問題ない。

次に、図８を参照して、本発明の実施例２について説明する。特に言及しない箇所については実施例１と同様であるものとする。
本実施例２は、第１ステージ１、第２ステージ２の個体識別を行う個体識別手段を有する。
この個体識別手段は、発光部Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２、受光部Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４及び第１ステージ１、第２ステージ２に設けられた遮光板２０、透過孔から成る。
本発明の実施例２は、図１に示される「初期化順序・方向の仕様」（ステップ１０２）に特定の条件がある場合、あるいは、二つの第１ステージ１、第２ステージ２の個体識別が必要な場合に適用される。個体識別が必要な場合として例えば、第１ステージと第２ステージで異なる補正パラメータを与えて制御する場合が挙げられる。一般に干渉用のミラー表面形状はステージごとに異なり、補正をしなければ計測誤差となってしまう。本実施例の個体識別によって、各ステージに対応した補正パラメータを用いて適切に計測誤差の補正を行うことができる。
二つの第１ステージ１、第２ステージ２の個体識別を行う手段を有しているので、二つのステージの初期化時の順序や位置を特定した初期化動作を行うことができる。
図８には、第１ステージ１に設けられる個体識別用の遮光板２０が示される。
第１ステージ１および第２ステージ２は、ステージ本体の大きさはX,Y軸方向ともLであるとする。
第１ステージ１のみは図８(a)に示されるように遮光板２０を設ける。
遮光板２０を設けることにより第１ステージ１の遮光長さはL１となる。
また、遮光板２０には図８（ｂ）のように中央にX初期位置センサの光を透過するための透過孔２１が空いている。
第１ステージ１および第２ステージ２の初期位置を図９(a),(b)に示される各状態であるとする。
このとき、Y初期位置センサの出力は図１０に示されるようになる。
遮光領域の長さの違いL、L１を判別することで、第１ステージ１および第２ステージ２のY方向位置関係を個体識別も含めて特定可能となる。

X初期位置センサの出力は図１１(a),(b)示されるようになる。図１１(a),(b)は図9の状態に対応している。
第１ステージ１の遮光板２０に空いている透過孔２１のため、図１１(a)では遮光領域が不連続となる。
図9(b)では第１ステージ１の遮光板２０は第２ステージ２の本体により遮られているため図１１(b)の遮光領域に不連続は現れない。
このようにして第１ステージ１、第２ステージ２のX方向の初期位置関係を、個体識別も含めて特定可能となる。第１ステージ１と第２ステージ２の全体を画像撮影し、画像処理にて位置関係を特定する方法を用いても良い。
このとき第１ステージ１と第２ステージ２が全く同じ形状であると識別は出来ないので、片側のステージの外形に特徴を設ければよい。このように識別手段が、初期位置センサの発光部からの光を遮る部分の形状を各ステージで異ならせることによって識別するものであるため、別途識別のためのセンサを設ける必要がなく、コストやスペースの観点で有利である。
付設する特徴として、物理的な外形を変えても良いし、LEDなどの発光素子を用いても良い。

次に、図１に示される「ステージ初期値計測データ」（ステップ１０３）において、
図9(a)を初期状態として、「初期化順序・方向の仕様」（ステップ１０２）の種々の態様において初期化方法を説明する。
「ステージ初期位置算出」（ステップ１０４）では、前述のように第１ステージ１と第２ステージ２の個体識別も含めて位置が特定されており、図9(a)の状態を認識できている。

場合１：X方向を先に初期化。第１ステージ１はX+、第２ステージ２はX−にて初期化する。
この場合は実施例１で説明したのとほぼ同じであり、「駆動方向判断」（ステップ１０５）ではX軸が選択される。
違いは、固定側にコイルがある場合である。先の例では第１ステージ１を特定方向に移動することは出来なかった。
この場合では第１ステージ１の初期位置を特定できているので、第１ステージ１に対応するコイルに通電して駆動できるので、第１ステージ１をX+側に移動させてX軸方向を初期化させることができる。
同様に第２ステージ２もX−側に移動させてX軸方向を初期化され、「第１駆動方向初期化」（ステップ１０７）が終了する。
第１ステージ１の初期化位置がX−であっても全く同じように初期化できる。
「第２駆動方向初期化」（ステップ１０８）にて、Y軸方向が初期化され、終了する。（ステップ１０９）
X方向と同様に、第１ステージ１の初期化位置がY+、Y−のどちらであっても初期化できる。

場合２：Y方向を先に初期化。
第１ステージ１はY+、第２ステージ２はY−にて初期化する。
まず、図１に示される「駆動方向判断」（ステップ１０５）での動作を説明する。
この状態から第１ステージ１をY＋に、第２ステージ２をY−に移動すれば二つの第１ステージ１および第２ステージ２の衝突は起こらない。
しかし、前述した位相角特定の動作により二つの第１ステージ１および第２ステージ２が衝突する方向に動く場合がある。
位相角特定でのステージ移動量の最大値はコイルのピッチなどから見積もることができる。
この値から、二つの第１ステージ１および第２ステージ２の間隔Lyが、位相角特定での動きにより衝突の危険があるかないかを判定する。
衝突の危険がないと判定された場合はY方向を選択する。
後はこれまでと同様に「第１駆動方向初期化」（ステップ１０７）にてY軸を、「第２駆動方向初期化」（ステップ１０８）にてX軸を初期化して終了する。
Y方向に衝突の危険があると判定された場合にはX方向を選択する。
X軸方向にこれまでと同様に速度サーボにて二つの第１ステージ１および第２ステージ２を互いに逆方向、例えば第１ステージ１をX+に第２ステージ２をX−方向に移動する。
これとともに「ステージ再計測必要判断」（ステップ１０６）をYESとする。
「ステージ初期値計測データ」（ステップ１０３）を再測定する。「ステージ初期位置算出」（ステップ１０４）にて二つの第１ステージ１および第２ステージ２のX方向に所定の間隔Xiが生じた時点で第１ステージ１および第２ステージ２とも速度指令を0として停止する。
この状態を図１２に示す。
この状態ではY方向に移動しても第１ステージ１および第２ステージ２の衝突が発生しないので、「駆動方向判断」（ステップ１０５）にて改めてY方向を選択する。
後はこれまでと同様の手法により、「第１駆動方向初期化」（ステップ１０７）にて第１ステージ１をY+に、第２ステージ２をY−に移動してY方向を初期化する。
続いて「第２駆動方向初期化」（ステップ１０８）にてX軸の初期化を行い、終了する。（ステップ１０９）

場合３：Y方向を先に初期化。
第１ステージ１はY−、第２ステージ２はY+にて初期化する。
この状態から第１ステージ１をY−に、第２ステージ２をY+に移動すると衝突するので、「駆動方向判断」（ステップ１０５）にてX方向を選択する。
場合２の後者と全く同様の手法により図１２の状態にする。
後はこれまでと同様の手法により、「第１駆動方向初期化」（ステップ１０７）にて第１ステージ１をY−に、第２ステージ２をY＋に移動してY方向を初期化する。
続いて「第２駆動方向初期化」（ステップ１０８）にてX軸の初期化を行い、終了する。（ステップ１０９）
他に考えうる初期状態は、ステージがXYのどちらに移動しても衝突の可能性のない簡単な場合、X方向には重なりY方向には重ならない場合である。
前者は単に「初期化順序・方向の仕様」（ステップ１０２）により「駆動方向判断」（ステップ１０５）を行えば何の問題もない。
後者の場合は、XとYの方向を入れ替えたものであるので、場合１、２、３でXとYを読み替えれば良く、詳細説明は省略する。

次に、図１３及び図１４を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。 露光装置は、上記の本実施例のステージ装置を有する。
図１３は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
露光装置を用いて基板であるウェハを露光する工程と、前記ウェハを現像する工程とを備え、具体的には、以下の工程から成る。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。
ステップ３（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップ５（組立）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。
ステップ６（検査）では、ステップ５で作製された半導体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。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。

図１４は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。
ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）では、ウェハに電極を形成する。
ステップ１４（イオン打込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。
ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。
ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。
ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。
ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。

本発明の実施例のフロー図である。 本発明の実施例１のステージ装置の平面図である。 本発明の実施例１のステージ装置の制御系の構成図である。 本発明の実施例１のステージ初期位置計測系の概念図である。 本発明の実施例１のステージ初期位置センサの出力の例を示す図である。 本発明の実施例１の推定されたステージ初期状態を示す図である。 本発明の実施例１のX方向初期化を終了した状態を示す図である。 本発明の実施例１のY方向初期化を終了した状態を示す図である。 本発明の実施例２の第１ステージに設けた遮光板の例を示す図である。 本発明の実施例２のステージ初期位置の例を示す図である。 本発明の実施例２のY初期位置センサの出力の例を示す図である。 本発明の実施例２のX初期位置センサの出力の例を示す図である。 本発明の実施例２のX方向に所定間隔を設けた状態を示す図である。 露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。 図１３に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。 本発明の露光装置の全体構成図である。

符号の説明

１ 第１ステージ ２ 第２ステージ
３ ステージ定盤
Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２ 発光部
Ｘ３，Ｘ４，Ｙ３，Ｙ４ 受光部
２０ 遮光板 ２１ 透過孔
２０１：照明系ユニット
２０２：レチクルステージ
２０３：投影光学系
２０４：ウエハステージ

Claims (7)

1. 複数のステージと、各ステージを駆動する平面モータと、各ステージの位置を計測する相対位置センサと、前記相対位置センサの出力に基づいて前記平面モータを制御する制御器とを備えるステージ装置であって、
   電源投入後またはリセット後の初期状態において前記複数のステージの位置関係を特定する特定手段と、
   前記特定手段によって特定された位置関係にもとづいて、前記複数のステージが互いに衝突しないように、前記複数のステージが前記初期状態から移動すべき方向を設定する設定部とを備えることを特徴とするステージ装置。
2. 前記特定手段は、前記相対位置センサとは異なる初期位置センサを含み、
   前記設定部は、前記初期位置センサの出力に基づいて方向を設定することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記複数のステージを識別する識別手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
4. 前記初期位置センサは、前記複数のステージに対して一方の側から光を発する発光部と、他方の側で該発光部からの光を受ける受光部とを有するラインセンサであり、
   前記識別手段は、前記発光部からの光を遮る部分の形状を各ステージで異ならせることによって識別することを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
5. 前記初期位置センサは発光部および受光部を有するラインセンサであり、前記平面モータのステータを含む定盤の四辺に対応する位置に発光部または受光部が設けられることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のステージ装置を用いて基板を位置決めすることを特徴とする露光装置。
7. 請求項６記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   前記基板を現像する工程と、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。

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