JP2011233778A - Mobile device, exposure device, device manufacturing method, and method of manufacturing flat panel display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体装置、露光装置、デバイス製造方法、及びフラットパネルディスプレイの製造方法に係り、更に詳しくは、所定の一軸方向に移動可能な移動体を含む移動体装置、該移動体装置を含む露光装置、該露光装置を用いたデバイス製造方法、該露光装置を用いたフラットパネルディスプレイの製造方法に関する。 The present invention relates to a moving body apparatus, an exposure apparatus, a device manufacturing method, and a flat panel display manufacturing method, and more specifically, a moving body apparatus including a moving body movable in a predetermined uniaxial direction, and the moving body apparatus. The present invention relates to an exposure apparatus, a device manufacturing method using the exposure apparatus, and a flat panel display manufacturing method using the exposure apparatus.
従来、液晶表示素子、半導体素子(集積回路等)等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「マスク」と総称する)と、ガラスプレート又はウエハ(以下、「基板」と総称する)とを所定の走査方向(スキャン方向)に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing an electronic device (microdevice) such as a liquid crystal display element, a semiconductor element (such as an integrated circuit), a mask or reticle (hereinafter collectively referred to as “mask”), a glass plate or a wafer (hereinafter referred to as “mask”). Step-and-scan exposure in which the pattern formed on the mask is transferred onto the substrate using an energy beam while the substrate is collectively moved along a predetermined scanning direction (scanning direction). An apparatus (so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is used (for example, see Patent Document 1).
この種の露光装置は、露光対象物である基板を保持するステージ装置を備えている。ステージ装置は、例えばリニアモータなどの電磁アクチュエータによりスキャン方向の所定範囲内で駆動される。また、ステージ装置は、ガイド部材により機械的にスキャン方向に直進案内されている。そして、ガイド部材は、ステージ装置のスキャン方向への移動を機械的に制限するストッパ装置を有している。ストッパ装置は、ショックアブソーバなどを含み、例えばステージ駆動系(又はステージ計測系)に何らかのトラブルが生じて、ステージ装置がリニアモータによる位置制御が可能な範囲を超えて走行した場合などにステージ装置に衝突してそのステージ装置の走行を機械的に停止させる。 This type of exposure apparatus includes a stage apparatus that holds a substrate that is an exposure target. The stage device is driven within a predetermined range in the scanning direction by an electromagnetic actuator such as a linear motor. Further, the stage device is mechanically guided straight in the scanning direction by a guide member. The guide member has a stopper device that mechanically limits the movement of the stage device in the scanning direction. The stopper device includes a shock absorber. For example, when the stage drive system (or stage measurement system) has some trouble and the stage device travels beyond the range that can be controlled by the linear motor, It collides and mechanically stops the travel of the stage device.
ここで、ストッパ装置は、リニアモータによるステージ装置の位置制御が可能な範囲の外側に設けられており、ステージ装置がストッパ装置に衝突して停止した後、そのステージ装置をリニアモータによる位置制御が可能な範囲内に復帰させる必要がある。しかし、ステージ装置は、近年の基板の大型化に伴い大型化し、その重量が非常に重くなっており、ステージ装置とガイド部材との間に発生する摩擦力により、ステージ装置をリニアモータによる位置制御が可能な範囲内に戻すことが困難であった。 Here, the stopper device is provided outside the range in which the position control of the stage device by the linear motor is possible. After the stage device collides with the stopper device and stops, the position control of the stage device by the linear motor is performed. It must be restored to within the possible range. However, the stage device has become larger with the recent increase in size of the substrate, and its weight has become very heavy. Position control of the stage device by a linear motor is performed by the frictional force generated between the stage device and the guide member. However, it was difficult to return to within the possible range.
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第1の観点からすると、所定の二次元平面内の一軸方向に移動可能な移動体と;前記移動体の前記一軸方向の一側への移動を機械的に制限する制限装置と;前記制限装置により移動が制限された前記移動体を前記制限装置から離間する方向に駆動する駆動装置と;前記移動体に設けられた第1係合部材と、所定の固定部材に設けられ前記第1係合部材に機械的に係合可能な第2係合部材とを含み、前記制限装置により前記移動体の移動が制限される際に前記第1及び第2係合部材を機械的に係合させることにより前記第1及び第2係合部材の少なくとも一方を駆動して前記駆動装置を作動させる作動機構と;を備える移動体装置である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the present invention is a movable body that is movable in a uniaxial direction within a predetermined two-dimensional plane; and to one side in the uniaxial direction of the movable body. A restriction device that mechanically restricts the movement of the moving body; a drive device that drives the moving body, the movement of which is restricted by the restriction device, in a direction away from the restriction device; and a first engagement provided on the moving body And a second engaging member that is provided on a predetermined fixing member and mechanically engageable with the first engaging member, and the movement of the moving body is restricted by the restriction device. An actuating mechanism that mechanically engages the first and second engaging members to drive at least one of the first and second engaging members to actuate the driving device.
これによれば、所定の二次元平面内の一軸方向に移動する移動体は、制限装置により移動が機械的に制限される。また、移動が制限された移動体は、駆動装置により制限装置から離間する方向に駆動される。ここで、駆動装置は、作動機構により作動する。作動機構は、制限装置により移動体の移動が制限される際に第1及び第2係合部材を機械的に係合させ、その第1及び第2係合部材の少なくとも一方を駆動させる構成であるので、例えば移動体の位置を検出するための電気的なセンサ類、駆動装置を操作するための電動アクチュエータ、上記センサ類、電動アクチュエータなどを制御するための制御系などを必要とせずに、駆動装置を作動させて移動体を制限装置から離間させることができる。従って、構成が簡単であり、低コストである。また、装置の信頼性も向上する。 According to this, the movement of the moving body that moves in one axial direction within a predetermined two-dimensional plane is mechanically restricted by the restriction device. In addition, the moving body whose movement is restricted is driven in a direction away from the restriction device by the driving device. Here, the drive device is operated by an operation mechanism. The operating mechanism is configured to mechanically engage the first and second engaging members when the movement of the moving body is restricted by the restriction device, and to drive at least one of the first and second engaging members. Therefore, for example, without requiring an electrical sensor for detecting the position of the moving body, an electric actuator for operating the driving device, a control system for controlling the sensors, the electric actuator, etc. The moving device can be moved away from the restricting device by operating the driving device. Therefore, the configuration is simple and the cost is low. In addition, the reliability of the apparatus is improved.
本発明は、第2の観点からすると、エネルギビームにより物体を露光する露光装置であって、前記物体が前記移動体に保持される本発明の移動体装置と;前記物体にエネルギビームを照射して前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と;を備える露光装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for exposing an object with an energy beam, wherein the object is held by the moving body; and the object is irradiated with an energy beam. A pattern generating device for generating a pattern on the object.
本発明は、第3の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと;前記露光された前記物体を現像することと;を含むデバイス製造方法である。 From a third aspect, the present invention is a device manufacturing method including: exposing the object using the exposure apparatus of the present invention; and developing the exposed object.
本発明は、第4の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記基板を露光することと;前記露光された前記基板を現像することと;を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a flat panel display manufacturing method comprising: exposing the substrate using the exposure apparatus of the present invention; and developing the exposed substrate.
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図9(C)に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9C.
図1には、一実施形態に係る液晶露光装置10の概略構成が示されている。液晶露光装置10は、例えば液晶表示装置(フラットパネルディスプレイ)などに用いられる矩形(角型)のガラス基板P(以下、単に基板Pと称する)を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a liquid
液晶露光装置10は、照明系IOP、マスクMを保持するマスクステージMST、投影光学系PL、上記マスクステージMST及び投影光学系PLなどが搭載されたボディ30、基板Pを保持する基板ステージ装置PST、及びこれらの制御系等を含んでいる。以下においては、露光時にマスクMと基板Pとが投影光学系PLに対してそれぞれ相対走査される方向をX軸方向とし、水平面内でこれに直交する方向をY軸方向、X軸及びY軸に直交する方向をZ軸方向とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転(傾斜)方向をそれぞれθx、θy、及びθz方向として説明を行う。
The liquid
照明系IOPは、例えば米国特許第5,729,331号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系IOPは、図示しない光源(例えば、水銀ランプ)から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光(照明光)ILとしてマスクMに照射する。照明光ILとしては、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)などの光(あるいは、上記i線、g線、h線の合成光)が用いられる。また、照明光ILの波長は、波長選択フィルタにより、例えば要求される解像度に応じて適宜切り替えることが可能になっている。 The illumination system IOP is configured similarly to the illumination system disclosed in, for example, US Pat. No. 5,729,331. That is, the illumination system IOP emits light emitted from a light source (not shown) (for example, a mercury lamp) through exposure mirrors (not shown), dichroic mirrors, shutters, wavelength selection filters, various lenses, and the like. Irradiation light) is applied to the mask M as IL. As the illumination light IL, for example, light such as i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or the combined light of the i-line, g-line, and h-line is used. Further, the wavelength of the illumination light IL can be appropriately switched by a wavelength selection filter, for example, according to the required resolution.
マスクステージMSTには、回路パターンなどがそのパターン面(図1における下面)に形成されたマスクMが、例えば真空吸着(あるいは静電吸着)により固定されている。マスクステージMSTは、後述するボディ30の一部である鏡筒定盤33の上面に固定されたマスクステージガイド35上に不図示のエアベアリングを介して非接触状態(浮上した状態)で搭載されている。マスクステージMSTは、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系(図示省略)により、マスクステージガイド35上で、走査方向(X軸方向)に所定のストロークで駆動されるとともに、Y軸方向、及びθz方向にそれぞれ適宜微少駆動される。マスクステージMSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、不図示のレーザ干渉計を含むマスク干渉計システムにより計測される。
A mask M having a circuit pattern or the like formed on its pattern surface (the lower surface in FIG. 1) is fixed to the mask stage MST by, for example, vacuum suction (or electrostatic suction). The mask stage MST is mounted in a non-contact state (floating state) via an air bearing (not shown) on a
投影光学系PLは、マスクステージMSTの図1における下方において、ボディ30の一部である鏡筒定盤33に支持されている。投影光学系PLは、例えば米国特許第5,729,331号明細書に開示された投影光学系と同様に構成されている。すなわち、投影光学系PLは、レンズモジュールなどを含む光学系(鏡筒)を複数有し、その複数の光学系は、Y軸方向に沿って、いわゆる千鳥状に配列されている(マルチレンズ投影光学系とも称される)。複数の光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられている。前述の照明系IOPは、複数の光学系に対応した複数の照明光ILをそれぞれマスクMに照射するように構成されている。このため、マスクM上には、千鳥状に配置された複数の照明光ILの照明領域が形成されるとともに、投影光学系PLの下方に配置された基板P上には、複数の光学系それぞれに対応して、千鳥状に配置された複数の照明光ILの照射領域が形成される。液晶露光装置10では、基板P上に形成される複数の照射領域が合成されることにより、千鳥状に配置された複数の光学系から成る投影光学系PLが、Y軸方向を長手方向とする単一の長方形状(帯状)のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。
Projection optical system PL is supported by lens barrel surface plate 33 which is a part of
このため、照明系IOPからの照明光ILによってマスクM上の照明領域が照明されると、マスクM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マスクMの回路パターンの投影像(部分正立像)が、投影光学系PLの像面側に配置される、表面にレジスト(感応剤)が塗布された基板P上の照明領域に共役な照明光ILの照射領域(露光領域)に形成される。そして、マスクステージMSTと基板ステージ装置PSTとの同期駆動によって、照明領域(照明光IL)に対してマスクMを走査方向(X軸方向)に相対移動させるとともに、露光領域(照明光IL)に対して基板Pを走査方向(X軸方向)に相対移動させることで、基板P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マスクMのパターンが転写される。すなわち、液晶露光装置10では、照明系IOP及び投影光学系PLによって基板P上にマスクMのパターンが生成され、照明光ILによる基板P上の感応層(レジスト層)の露光によって基板P上にそのパターンが形成される。
For this reason, when the illumination area on the mask M is illuminated by the illumination light IL from the illumination system IOP, the illumination light IL that has passed through the mask M causes the circuit of the mask M in the illumination area to pass through the projection optical system PL. Irradiation region of illumination light IL conjugate to an illumination region on a substrate P on which a resist (sensitive agent) is coated, on which a projection image (partial upright image) of a pattern is arranged on the image plane side of projection optical system PL It is formed in (exposure area). Then, by synchronous driving of the mask stage MST and the substrate stage apparatus PST, the mask M is moved relative to the illumination area (illumination light IL) in the scanning direction (X-axis direction), and at the exposure area (illumination light IL). On the other hand, when the substrate P is relatively moved in the scanning direction (X-axis direction), scanning exposure of one shot region (partition region) on the substrate P is performed, and the pattern of the mask M is transferred to the shot region. . That is, in the liquid
ボディ30は、基板ステージ架台31、一対のサイドコラム32、及び鏡筒定盤33を有している。基板ステージ架台31は、Y軸方向に延びる部材から成り、X軸方向に所定間隔で例えば2つ設けられている(図2参照。図1では、−X側の基板ステージ架台31は+X側の基板ステージ架台31に対し紙面奥側に隠れている)。2つの基板ステージ架台31それぞれは、Y軸方向の両端部が床面11上に設置された防振装置34により下方から支持されており、床面11に対して振動的に分離されている。一対のサイドコラム32は、X軸方向に延びる部材から成り、2つの基板ステージ架台31の+Y側の端部、及び−Y側の端部それぞれに架け渡された状態で搭載されている。鏡筒定盤33は、XY平面に平行な平板状の部材から成り、前述したように投影光学系PLを支持している。鏡筒定盤33は、一対のサイドコラム32によりY軸方向の両端部が下方から支持されている。これにより、ボディ30、及びボディ30に支持された投影光学系PLなどが、床面11に対して振動的に分離される。
The
基板ステージ装置PSTは、定盤12、一対のベースフレーム14、及び基板ステージ20などを備えている。
The substrate stage apparatus PST includes a
定盤12は、例えば石材により形成された平面視で(+Z側から見て)矩形の板状部材から成り、その上面は、平面度が非常に高く仕上げられている。定盤12は、2つの基板ステージ架台31上に架け渡された状態で搭載されている(図2参照)。
The
一対のベースフレーム14は、一方が定盤12の+Y側に、他方が定盤12の−Y側に配置されている。ベースフレーム14は、図2に示されるように、X軸方向に延びるXZ平面に平行な板状部材から成る本体部14aと、本体部14aの両端部、及び中央部をそれぞれ下方から支持する3つの脚部14bを含み、2つの基板ステージ架台31を跨いだ状態で床面11に固定されている。図1に示されるように、本体部14aの両側面、及び上端面には、それぞれX軸方向に平行に延びるXリニアガイド部材16が固定されている。また、本体部14aの両側面には、X軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石を含む成る磁石ユニット15aがそれぞれ固定されている。
One of the pair of base frames 14 is disposed on the + Y side of the
基板ステージ20は、X粗動ステージ23X、X粗動ステージ23X上に搭載されX粗動ステージ23Xと共に、いわゆるガントリー式のXY二軸ステージ装置を構成するY粗動ステージ23Y、Y粗動ステージ23Yの+Z側(上方)に配置された微動ステージ25、微動ステージ25上に固定された基板ホルダ26,及び定盤12上で微動ステージ25を下方から支持する重量キャンセル装置40などを有している。
The
X粗動ステージ23Xは、Y軸方向を長手方向とする平面視矩形の枠状部材から成り、その中央部に開口部(図示省略)が形成されている。X粗動ステージ23Xの下面には、一対のXスライダ21が一対のベースフレーム14に対応する間隔で固定されている。Xスライダ21は、YZ断面逆U字状の部材から成り、その一対の対向面間にベースフレーム14が挿入されている。Xスライダ21は、その一対の対向面、及び天井面にXリニアガイド部材16にスライド可能に係合するスライダ19が固定されている。
The X
また、Xスライダ21の一対の対向面それぞれには、不図示のコイルを含むコイルユニット15bが固定されている。コイルユニット15bは、ベースフレーム14に固定された磁石ユニット15aに対向して配置されている。磁石ユニット15aとコイルユニット15bとは、X粗動ステージ23XをX軸方向に所定のストロークで駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のXリニアモータ15を構成している。従って、本実施形態において、X粗動ステージ23Xは、4つのXリニアモータ15によりX軸方向に駆動される。4つのXリニアモータ15は、X粗動ステージ23Xの位置情報を計測する不図示の計測系(例えば、リニアエンコーダシステム(あるいは光干渉計システム)を含む)の出力に基づいて不図示の主制御装置により同期制御される。これにより、X粗動ステージ23Xは、複数のXリニアガイド部材16に案内されてX軸方向に所定のストロークで直進移動が可能となる。また、図2に示されるように、X粗動ステージ23Xの上面におけるY軸方向の両端部には、Y軸方向に延びる一対のYリニアガイド部材28が固定されている。また、不図示であるが、X粗動ステージ23Xの上面には、Y軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石から成る磁石ユニットが固定されている。
A
Y粗動ステージ23Yは、X軸方向を長手方向とする平面視矩形の枠状部材から成り、その中央部に開口部(不図示)が形成されている。Y粗動ステージ23Yの下面の、例えば四隅近傍には、Yリニアガイド部材28にスライド可能に係合するスライダ29が固定されている。また、不図示ではあるが、Y粗動ステージ23Yの下面には、コイルを含み、X粗動ステージ23Xの上面に固定された不図示の磁石ユニットに対向するコイルユニットが固定されている。それぞれ不図示の磁石ユニットとコイルユニットとは、Y粗動ステージ23YをX粗動ステージ23X上でY軸方向に所定のストロークで駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のYリニアモータを構成している。Yリニアモータは、Y粗動ステージ23Yの位置情報を計測する不図示の計測系(例えば、リニアエンコーダシステム(あるいは光干渉計システム)を含む)の出力に基づいて不図示の主制御装置により制御される。
The Y
微動ステージ25は、平面視ほぼ正方形の高さの低い直方体状の部材から成り、Y粗動ステージ23Yの上方に配置されている。微動ステージ25は、それぞれ不図示であるがY粗動ステージ23Yに固定された固定子と、微動ステージ25に固定された可動子とから成る複数のボイスコイルモータ(あるいはリニアモータ)を含む微動ステージ駆動系により、Y粗動ステージ23Y上で6自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θx、θy、θz方向)に微少駆動される。また、微動ステージ25は、上記ボイスコイルモータを介してY粗動ステージ23Yに誘導されることにより、該Y粗動ステージ23Yと共にX軸方向、及び/又はY軸方向にXY平面に沿って所定のストロークで移動する。微動ステージ25のXY平面内の位置情報は、微動ステージ25に固定された不図示の移動鏡(Y軸に直交する反射面を有するY移動鏡と、X軸に直交する反射面を有するX移動鏡とを含む)に測長ビームを照射する不図示の干渉計(Y移動鏡を用いて微動ステージ25のY位置を計測するY干渉計と、X移動鏡を用いて微動ステージ25のX位置を計測するX干渉計とを含む)を含む干渉計システムにより、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。微動ステージ駆動系、及び干渉計システムの構成については、例えば米国特許出願公開第2010/0018950号明細書に開示されている。
The
基板ホルダ26は、平面視ほぼ正方形の高さの低い直方体状の部材から成り、微動ステージ25の上面上に固定されている。基板ホルダ26は、その上面に不図示の吸着保持装置(例えば、真空吸着装置)を有しており、基板Pを吸着保持する。
The
重量キャンセル装置40は、Z軸方向に延びる一本の柱状の部材から成り、レベリング装置42と称される装置を介して、微動ステージ25を水平面に対してチルト可能(XY平面に平行な軸線周りに微少角度回転可能)な状態で下方から支持している。重量キャンセル装置40は、X粗動ステージ23X、及びY粗動ステージ23Yそれぞれの開口部内に挿入されている。重量キャンセル装置40は、その下面に複数のエアベアリング(ベースパッド)41を有しており、定盤12上に微少なクリアランスを介して浮上支持されている。重量キャンセル装置40は、そのZ軸方向に関する重心高さ位置で複数の連結装置(図示省略)を介してY粗動ステージ23Yに接続されており、Y粗動ステージ23Yと一体的にY軸方向、及び/又はX軸方向に定盤12上を移動する。
The
重量キャンセル装置40は、不図示の空気ばねを有しており、空気ばねが発生する鉛直方向上向きの力により、微動ステージ25、レベリング装置42,基板ホルダ26などの重量(鉛直方向下向きの力)をキャンセルし、これにより微動ステージ駆動系が有するボイスコイルモータの負荷を軽減する。レベリング装置42、及び不図示の連結装置を含み、重量キャンセル装置40の詳細な構成、及び動作については、例えば米国特許出願公開第2010/0018950号明細書などに開示されている。
The
以上説明した構成により、基板ステージ20(X粗動ステージ23X、Y粗動ステージ23Y、微動ステージ25、基板ホルダ26,及び重量キャンセル装置40)は、Xリニアモータ15により駆動されることにより、ベースフレーム14が有する複数のXリニアガイド部材16に案内されて、一体的にX軸方向に所定のストローク(以下、有効ストロークと称する)で移動する。基板ステージ20の、例えば露光動作、基板交換などの通常使用状態でのX軸方向に関する移動ストローク(以下、有効ストロークと称する)は、Xリニアモータ15(図1参照)を制御する主制御装置のプログラム(ソフトウエア)により規定される。
With the configuration described above, the substrate stage 20 (the X
ここで、図2に示されるように、ベースフレーム14の側面には、一対のリミットスイッチ60が取り付けられている(図1では図示省略)。一対のリミットスイッチ60は、それぞれ基板ステージ20の有効ストロークの外側、具体的には磁石ユニット15aよりも+Xの領域、及び−X側の領域に配置されている。以下、ベースフレーム14の+X側に配置されたリミットスイッチ60について説明する。
Here, as shown in FIG. 2, a pair of
リミットスイッチ60は、図3に示されるように、ベース61、プランジャ62、レバー63などを含む。プランジャ62は、ベース61の上面から上方に突き出した状態で該上面に対し上下動可能であり、例えば図示しない弾性部材などにより+Z方向に付勢されている。そして、例えば図3に示される、ベース61の上面に対するプランジャ62の突き出し量が所定量以上のときは、Xリニアモータ15のコイルユニット15b(図3では不図示。図1参照)へ電力が供給され、該突き出し量が、図6に示される所定量未満のときは、Xリニアモータ15のコイルユニット15bへの電力供給が停止されるようになっている。レバー63は、その一端部が、ベース61上におけるプランジャ62の−X側の箇所でY軸周り(θy方向)に回動自在に支持されており、その中間部が上方からプランジャ62に当接している。レバー63の他端には、ローラ64がθy方向に回転自在に支持されている。なお、図3〜図8では、図面の錯綜を避けるため、微動ステージ25、Y粗動ステージ23Y、ベースフレーム14などの図示が省略されている(それぞれ図1又は図2参照)。また、図3〜図8は、リミットスイッチ60、及び後述するステージ復帰装置70の配置関係を説明するための概略図であり、X粗動ステージ23X(Xスライダ21を含む)、リミットスイッチ60、ステージ復帰装置70などの位置関係は、実際とは異なる部分を含む。
As shown in FIG. 3, the
これに対し、Xスライダ21の下端部には、リミットスイッチ60のローラ64とほぼ同じZ位置に当接部材68が固定されている。当接部材68は、XZ断面形状が略等脚台形状の部材から成り、その互いに平行な対向辺部のうちの長いほうの辺部がXスライダ21に固定されている。当接部材68の+X端面(傾斜面)は、ローラ64の外周面と当接する高さにある。そして、図3に示される状態(Xリニアモータ15へ電力が供給されている状態)からX粗動ステージ23Xが+X方向に移動すると、図6に示されるようにローラ64が当接部材68の+X端面(傾斜面)に当接して下方に押し下げられる。これにより、プランジャ62のベース61上面に対する突き出し量が所定量未満となり、Xリニアモータ15(図6では不図示。図2参照)への電力供給が停止される。また、図6に示される状態から、X粗動ステージ23Xが−X方向に移動すると、レバー63が図3に示される位置に復帰し、Xリニアモータ15(図3では不図示。図1参照)への電力供給が可能な状態となる。従って、例えば計測系のトラブルなどにより基板ステージ20が前述の有効ストローク(ソフトウエアにより規定される移動可能範囲)を超えて移動した場合であっても、基板ステージ20を停止させることができる。このように、リミットスイッチ60は、基板ステージ20のX軸方向に関するXリニアモータ15による移動可能範囲を電気的に規定している。以下、一対のリミットスイッチ60により規定される基板ステージ20の移動可能範囲を電気的移動可能範囲と称して説明する。
On the other hand, a
さらに、基板ステージ装置PSTでは、図2に示されるように、ベースフレーム14の上端面には、Xリニアガイド部材16の長手方向の両端部近傍に一対のストッパ50(図1では図示省略)が取り付けられている。以下、ベースフレーム14の+X側に配置されたストッパ50について説明する。ストッパ50は、図3に示されるように、YZ断面逆U字状の部材から成り、Xリニアガイド部材16(図3では図示省略。図2参照)を跨いでベースフレーム14(図3では図示省略。図2参照)に取り付けられたベース51、ベース51の一対の対向面間に挿入されたショックアブソーバ52、ショックアブソーバ52に装着されたコイルスプリング53などを含む。ショックアブソーバ52は、ベース51に固定された筒状部材から成るシリンダ54と、コイルスプリング53に挿通され、かつシリンダ54内に一端側が挿入されたピストンロッド55と、ピストンロッド55の他端(−X端)に固定されたパッド56とを有する。ピストンロッド55がシリンダ54内に最も入り込んだとき、パッド56はベース51の一対の対向面間に収容されるようになっている(図10参照)。ショックアブソーバ52は、Xスライダ21に衝突した場合に基板ステージ20の運動エネルギを熱エネルギに変換して衝撃を吸収することにより、基板ステージ20を機械的に停止させる。図2に示されるように、一対のストッパ50それぞれは、基板ステージ20に対し、X軸方向に関して一対のリミットスイッチ60よりも外側に配置されており、ストッパ50は、Xリニアモータ15への電力供給が停止された後の基板ステージ20の慣性による移動を機械的に制限する。このように、ストッパ50は、基板ステージ20のX軸方向に関する機械的な移動可能範囲を規定している。
Further, in the substrate stage apparatus PST, as shown in FIG. 2, a pair of stoppers 50 (not shown in FIG. 1) are provided on the upper end surface of the
また、図2に示されるように、基板ステージ装置PSTは、基板ステージ20の移動が一対のストッパ50により機械的に制限された後、その基板ステージ20を電気的移動可能範囲内に復帰させる一対のステージ復帰装置70を有している。
As shown in FIG. 2, the substrate stage apparatus PST is configured to return the
一対のステージ復帰装置70は、一対のストッパ50それぞれの近傍に配置されている。以下、ベースフレーム14の+X側に配置されたステージ復帰装置70について説明する。ステージ復帰装置70は、図3に示されるように、支持フレーム71、エアジャッキ72、メカニカルバルブ73、及びバルブ操作機構74などを含む。
The pair of
支持フレーム71は、エアジャッキ72、メカニカルバルブ73、バルブ操作機構74などを支持するものであり、図示しない支持部材を介してベースフレーム14に支持されている。支持フレーム71は、XY平面に平行な板状部材から成る底部材71aと、底部材71aの+X端部に固定されたYZ平面に平行な板状部材から成る壁部材71bとを含む。底部材71aは、その上面がX粗動ステージ23Xの下面よりも低くなるように配置されている。底部材71aの下面には、ストッパ50のベース51の上面が固定されている。ベース51の−X側端部のX位置は、底部材71aの−X側端部とX位置と概ね同じとなっており、ショックアブソーバ52のピストンロッド55は、底部材71aの−X側端部よりも−X側に突き出している。壁部材71bの−X端面には、後述するレバー86の回動を阻止する阻止部材71cが突設されている。
The
エアジャッキ72は、空気ばねを含む蛇腹状の部材(ベローズ)から成る。エアジャッキ72は、X軸方向に伸縮可能に底部材71aの上面に載置されている。エアジャッキ72の−X側の端部はX粗動ステージ23Xの+X側の側面に対向しており、エアジャッキ72の+X側の端部は、底部材71a上に固定されたYZ平面に平行な板状部材から成る押さえ部材75に当接している。エアジャッキ72には、スピードコントローラ(気体流速制御装置)76をその中間部に有する配管77の一端部が、押さえ部材75に形成された開口75aに挿通された状態で接続されている。なお、エアジャッキ72が発生する力、エアジャッキ72の伸縮ストローク、押さえ部材75のX位置は、X粗動ステージ23Xがストッパ50に衝突したときに、X粗動ステージ23Xを一対のリミットスイッチ60により規定される電気的移動可能範囲の内側まで戻すことができるように設定されている。
The
メカニカルバルブ73は、いわゆる3方弁であり、ボディ78a、スプール78b、弁体78cなどを含む。ボディ78aは、その下面が、底部材71aの上面におけるエアジャッキ72の+X側に固定されている。ボディ78aには、後述するレバー86を支持する支持部材79が固定されている。
The
ここで、メカニカルバルブ73の構成、及び動作について説明する。図9(A)〜図9(C)に示されるように、ボディ78aには、配管77、気体排出管80、気体供給管81(図3参照)に連通する内部空間82が形成されている。内部空間82の上部には、スプール78bがボディ78aの上面から突出した状態、かつ圧縮コイルばね83により上方に付勢される状態でボディ78aに対し上下動可能に挿入されている。内部空間82におけるスプール78bの直下には、弁体78cが圧縮コイルばね84により上方に付勢された状態でボディ78aに対し上下動可能に収容されている。弁体78cは、下方に押圧されていないときには、ストッパ84dにより規定される移動上限位置にあり、配管77と気体供給管81との連通を遮断する(このときの弁体78cの位置を遮断位置と称する)。
Here, the configuration and operation of the
図9(B)に示される状態では、スプール78bと弁体78cとが離間しており、スプール78bに形成された貫通孔85を介して配管77と気体排出管80とが連通し(このときのスプール78bの位置を連通位置と称する)、エアジャッキ72内の気体は、配管77、内部空間82、気体排出管80を介して、液晶露光装置10(図1参照)内におけるパーティクル(塵)を舞い上げたりしない場所(例えば、液晶露光装置10の外部)に排出される。ここで、スピードコントローラ76(図9(A)では不図示。図3参照)が作業者等により適宜操作・設定されることにより、気体排出管80から排出される気体の流速が調整され、これによりエアジャッキ72が縮む速度が所望の速度に調整されている。
In the state shown in FIG. 9B, the
図9(A)に示される状態から、スプール78bが下方に所定量移動して図9(B)に示される状態に移行すると、スプール78bと弁体78cとが当接して貫通孔85が塞がれており、これにより、配管77と気体排出管80との連通が遮断されている(このときのスプール78bの位置を遮断位置と称する)。このとき、弁体78cは、依然として遮断位置にあり、配管77と気体供給管81との連通が遮断されている。
When the
図9(B)に示される状態から、スプール78bが更に下方に移動して図9(C)に示される状態に移行すると、弁体78cがスプール78bとの当接状態を保った状態で遮断位置から下方に移動し、配管77と気体供給管81とが連通し、気体供給管81、内部空間82、配管77を介してエアジャッキ72内に圧縮気体が供給される(このときの、弁体78cの位置を連通位置と称する)。気体供給管81は、図1に示される重量キャンセル装置40が有するベースパッド41、空気ばね(図示省略)などに圧縮気体を供給する供給管(不図示)に分岐接続されており、その内部には常時圧縮流体が充満している。ここで、図3に示されるように、気体供給管81の中間部には、スピードコントローラ81a(気体流速制御装置)が接続されており、このスピードコントローラ81aが作業者等により適宜操作・設定されることにより、内部空間82に供給される圧縮気体の流速が調整され、これによりエアジャッキ72が膨らむ(伸びる)速度が所望の速度に調整されている。
When the
以上のように、メカニカルバルブ73は、スプール78b及び弁体78cの位置に応じて、エアジャッキ72内を気体排出管80と連通させる状態(図9(A)に示される状態)、エアジャッキ72内を気体供給管81と連通させる状態(図9(C)に示される状態)、並びにエアジャッキ72内を気体排出管80及び気体供給管81のいずれにも連通させない状態(図9(B)に示される状態)の3つの状態のうちのいずれかの状態にすることができる。
As described above, the
図3に戻り、バルブ操作機構74は、X粗動ステージ23Xに機械的に係合して、メカニカルバルブ73を操作する機構であり、スプール78bに当接するレバー86と、レバー86をスプール78b側に付勢可能な付勢装置87とを有する。なお、レバー86、付勢装置87,前述したメカニカルバルブ73は、X粗動ステージ23Xの−Y側の端面よりも−Y側に配置されている。
Returning to FIG. 3, the
レバー86は、本体部材88、一対のカム89a、89bなどを含む。本体部材88は、細長い部材から成り、その長手方向の中間部が支持部材79にY軸に平行な軸79aを介して回動自在に支持されている。以下、説明の便宜上、本体部材88の軸79aに対し−X側の部分を−X側部分88aと称し、本体部材88の軸79aに対し+X側の部分を+X側部分88bと称する。−X側部分88aは、その長手方向の寸法が、+X側部分88bに比べ、長く(例えば、1.5倍程度に)設定されている。図3に示される状態では、+X側部分88bは、その中間部が上方からスプール78bの上端に圧接しており、その+X端部が該+X端部の上面に固定された当接部材91を介して後述するクランピングボルト93により上方から−Z側に付勢されている。本体部材88は、スプール78bによる軸79a周りのモーメントとクランピングボルト93による軸79a周りのモーメントが釣り合っており、水平に保たれている。この状態では、スプール78bは、図9(B)に示されるボディ78aに対し所定量押し下げられた遮断位置にあり、弁体78cも遮断位置にある。以下、図3に示される本体部材88の姿勢を基準姿勢と称する。
The
また、X粗動ステージ23Xの−Y側の側面における+Xの端部には、一対のカム89a、89bそれぞれに機械的に係合する一対のカムフォロア90a、90bが上下に間隔をおいてY軸周りに回転自在に取り付けられている。一対のカムフォロア90a、90bの外周面は、例えばゴムなどの摩擦係数が高く、かつ緩衝性のある材料により形成されている。なお、図3では、X粗動ステージ23Xの−Y側の側面の+X端に配置された一対のカムフォロア90a、90bが代表的に図示されているが、X粗動ステージ23Xは、−Y側の側面の−X端、+Y側の側面の+X端、及び−X端にもそれぞれ同様に一対のカムフォロア90a、90bを有している(それぞれ図示省略)。以下、説明の便宜上、一対のカムフォロア90a、90bそれぞれを上側カムフォロア90a、下側カムフォロア90bとも称する。
In addition, a pair of
カム89aは、XZ断面略等脚台形状の部材から成り、その互いに平行な一対の辺部のうちの長いほうの辺部が−X側部分88aの−X端部上面に固定されている。カム89aの−X端面は、パッド56よりも−X側に位置している。カム89bは、XZ断面略等脚台形状の部材から成り、その互いに平行な一対の辺部のうちの長いほうの辺部が、−X側部分88aの下面におけるカム89aの+X側の箇所に固定されている。以下、説明の便宜上、一対のカム89a、89bそれぞれを上側カム89a、下側カム89bとも称する。また、上側カム89aの上面と−X側部分88aの下面との距離、並びに下側カム89bの下面と−X側部分88aの上面との距離は、一対のカムフォロア90a、90b間の間隔よりも僅かに短く設定されている。また、本体部材88が基準姿勢のとき、上側カム89aは、その−X端面が上側カムフォロア90aに当接可能な高さに位置し、下側カム89bは、その−X端面が下側カムフォロア90bに当接可能な高さに位置する。
The
付勢装置87は、保持部材92、クランピングボルト93、圧縮コイルばね94などを含む。保持部材92は、XY平面に平行な板状部材から成り、その+X端部が壁部材71bに固定されている。保持部材92には、Z軸方向に貫通する貫通孔92aが形成されている。クランピングボルト93は、外周にねじ山が形成されたZ軸方向に延びる軸部材93aと、該軸部材93aの下端に回転自在に設けられたボール93bとを有する。軸部材93aは、貫通孔92aに挿通されており、軸部材93aにおける貫通孔92aから上方に突き出た部分には、保持部材92に係止される上側ナット96が螺合している。これにより、ボール93bの下端の下限位置が規定されている。また、軸部材93aは、保持部材92の下方で圧縮コイルばね94に挿通されている。軸部材93aの下端部(ボール93bの上方の部位)には、下側ナット95が螺合しており、圧縮コイルばね94に下方から圧接している。すなわち、圧縮コイルばね94は、下側ナット95と保持部材92との間に縮められた状態で狭持されている。そして、ボール93bは、+X側部分88bの+X端部に固定された当接部材91に上方から点接触している。ここで、軸部材93aに対する上側ナット96の位置(ねじ込み量)を調整することにより、軸部材93aの保持部材92に対する下方への繰り出し量、すなわちボール93bの下端の下限位置を調整することができ、また、軸部材93aに対する下側ナット95の位置(ねじ込み量)を調整することにより圧縮コイルばね94の弾性力を変更することができ、クランピングボルト93の下方への付勢力を調整できる。これにより、本体部材88の水平面に対する傾き、すなわち本体部材88の基準姿勢を調整できる。
The biasing
以上の構成により、図3に示される状態から本体部材88に矢印L方向(−Y方向から見て左回り)の外力のモーメントが作用すると、図4に示されるように本体部材88が矢印L方向に回動し、スプール78bが圧縮コイルばね84(図9(A)参照)の作用により+X側部分88bに追従して上昇し、遮断位置から図9(A)に示される連通位置へ移動する。これと同時に、クランピングボルト93は、その下端部(ボール93b)が+X側部分88bにより圧縮コイルばね94の弾性力に抗して上方に押圧され、保持部材92に対し上方に移動する。一方、図3に示される状態から本体部材88に矢印R方向の外力のモーメントが作用すると、図6に示されるように、本体部材88が矢印R方向に回動し、スプール78b及び弁体78cが+X側部分88bにより圧縮コイルばね83、84(図9(C)参照)の弾性力に抗して下方に押圧されて下降し、弁体78cが図9(B)に示される遮断位置から、図9(C)に示される連通位置へ移動する。このとき、図6に示されるように、クランピングボルト93と当接部材91とが離間し、本体部材88へのクランピングボルト93による付勢が解除される。そして、本体部材88が矢印R方向に所定量回動したときに、その+X側部分88bが阻止部材71cに当接してその矢印R方向の回動が阻止される。
With the above configuration, when a moment of external force in the direction of arrow L (counterclockwise when viewed from the −Y direction) acts on the
以上のように、バルブ操作機構74では、レバー86をカム機構を用いて回動させるとともに、そのレバー86を用いて、てこの原理によりメカニカルバルブ73のスプール78bを操作することにより、弁体78cの位置を調整する。
As described above, in the
上述のようにして構成された液晶露光装置10(図1参照)では、不図示の主制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージMST上へのマスクMのロード、及び不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置PST上への基板Pのロードが行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いて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。なお、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詳細な説明は省略するものとする。 In the liquid crystal exposure apparatus 10 (see FIG. 1) configured as described above, the mask M is loaded onto the mask stage MST by the mask loader (not shown) and is not controlled under the control of the main controller (not shown). The substrate P is loaded onto the substrate stage device PST by the illustrated substrate loader. Thereafter, the main controller performs alignment measurement using an alignment detection system (not shown), and after the alignment measurement is completed, a step-and-scan exposure operation is performed. Since this exposure operation is the same as the conventional step-and-scan method, its detailed description is omitted.
上記露光動作時、アライメント動作時、基板交換動作時などの通常動作時において、基板ステージ20は、有効ストローク(ソフトウエアにより規定される基板ステージ20の移動可能範囲)内でX軸方向に移動する。この際、X粗動ステージ23XをX軸方向に案内するXリニアガイド部材16には、X粗動ステージ23Xの重量に加えてY粗動ステージ23Yの重量などが掛かる。
During a normal operation such as the exposure operation, the alignment operation, or the substrate replacement operation, the
ここで、X粗動ステージ23Xが、例えば、Xリニアモータ15の制御不能などにより暴走して、有効ストロークを超えて+X方向に移動した場合(図4参照)、先ず、上側カムフォロア90aの外周面と上側カム89aの−X端面(傾斜面)とが当接してレバー86に矢印L方向(−Y方向から見て左回り)のモーメントが作用し、レバー86が矢印L方向に回動する。このとき、上側カムフォロア90aが矢印R方向(−Y方向から見て右回り)に回転しつつ上側カム89aとの当接状態を保つ。一方、これと同時に、スプール78bが遮断位置から連通位置に移動し、エアジャッキ72内の気体が気体排出管80から排出され始め、エアジャッキ72がX軸方向に徐々に縮む。そして、上側カムフォロア90aの外周面と上側カム89aの上面とが当接し、上側カム89a及び−X側部分88aが上側カムフォロア90aと下側カムフォロア90bとの間に導かれる。
Here, when the X
図5に示されるように、X粗動ステージ23Xが更に+X方向に移動すると、上側カムフォロア90aと上側カム89aとが離間し、レバー86が矢印R方向に回動して水平になる。これに伴い、スプール78bが連通位置から遮断位置に移動し、エアジャッキ72内からの気体の排出が終了する。
As shown in FIG. 5, when the X
X粗動ステージ23Xが更に+X方向に移動すると、図6に示されるように下側カムフォロア90bの外周面と下側カム89bの−X端面(傾斜面)とが当接してレバー86に矢印R方向のモーメントが作用し、レバー86が矢印R方向に回動する。このとき、下側カムフォロア90bが矢印L方向に回転しつつ下側カム89bとの当接状態を保つ。一方、これと同時に、弁体78cが遮断位置から連通位置に移動する。これにより、気体供給管81からエアジャッキ72内に圧縮気体の供給が開始され、エアジャッキ72がX軸方向に徐々に伸びる(図6参照)。そして、下側カムフォロア90bの外周面と下側カム89bの下面とが当接し、下側カム89b及び−X側部分88aが上側カムフォロア90aと下側カムフォロア90bとの間に導かれる。
When the X
これとほぼ時を同じくして、Xスライダ21がショックアブソーバ52のパッド56に衝突し、コイルスプリング53の−X方向の弾性力とショックアブソーバ52の−X方向の減衰力とによりX粗動ステージ23Xが減速される。また、当接部材68とローラ64とが当接し、Xリニアモータへの電流供給が停止される。そして、X粗動ステージ23Xが、その慣性により更に+X方向に移動すると、X粗動ステージ23Xがエアジャッキ72に衝突した後(このとき、エアジャッキ72は、X粗動ステージ23Xと押さえ部材75との間で圧接状態となる)、コイルスプリング53が縮みきってXスライダ21がベース51に衝突する。これにより、X粗動ステージ23Xの移動が機械的に制限される(以下、このときのX粗動ステージ23Xの位置を機械的制限位置と称する)。そして、X粗動ステージ23Xは、図7に示されるように、コイルスプリング53の−X方向の弾性力及びショックアブソーバ52の−X方向の減衰力に加えて、ベース51から−X方向の反力(衝撃力)を受けるとともにエアジャッキ72から−X方向の押圧力を受けることにより、+X方向に作用する摩擦力(図1に示されるXリニアガイド部材16とこれに係合するスライダ19との間で発生する摩擦力)に抗して−X方向へ移動を開始する。ここで、エアジャッキ72が発生する押圧力は、X粗動ステージ23Xに作用する摩擦抵抗を上回る大きさになるように予め設定されている。なお、エアジャッキ72が発生する力は、空気ばねの有効断面積(受圧面積)と、エアジャッキ72の内圧と大気圧との差との積によって求められ、これに基づき、上記押圧力が算出されている。
At about the same time, the
そして、エアジャッキ72のX軸方向の長さが所定長さになったときに、X粗動ステージ23Xが、機械的制限位置から−X方向に所定距離移動し、ローラ64が当接部材68から離れ、Xリニアモータへの電力供給が開始される(X粗動ステージ23Xが電気的移動可能範囲内に到達する)。このとき、下側カムフォロア90bと下側カム90bとが離間し、レバー86が矢印L方向に回動して本体部材88が水平になり、弁体78cが連通位置から遮断位置に移動する。これにより、エアジャッキ72内への圧縮気体の供給が停止され、エアジャッキ72のX軸方向への伸びが止まる。なお、エアジャッキ72のX軸方向の伸縮ストローク、押さえ部材75のX位置は、X粗動ステージ23Xを機械的制限位置から電気的移動可能範囲の+X端まで戻すことができるように予め設定されている。
When the length of the
次いで、図8に示されるように、X粗動ステージ23Xは、Xリニアモータ15(図8では不図示。図2参照)により−X方向に駆動され、ソフト的移動可能範囲に戻る。この際、上側カムフォロア90aと上側カム89aの+X端面(傾斜面)とが当接してレバー86に矢印L方向のモーメントが作用し、レバー86が矢印L方向に回動する。このとき、上側カムフォロア90aが矢印L方向に回転しつつ上側カム89aとの当接状態を保つ。これと同時に、スプール78bが遮断位置から連通位置に移動し、エアジャッキ72内に残留した気体が気体排出管80から排出され始める。これにより、エアジャッキ72の内圧を下げることができるので、X粗動ステージ23Xが、再度、エアジャッキ72に衝突する際、エアジャッキ72の内圧によりX粗動ステージ23Xに過度の衝撃が掛かることが抑制される。そして、上側カムフォロア90aの外周面と上側カム89aの上面とが当接し、上側カム89a及び本体部材88の−X側部分88aが上側カムフォロア90aと下側カムフォロア90bとの間に導かれる。X粗動ステージ23Xが更に−X方向に移動すると、上側カムフォロア90aと上側カム89aとが離間し、レバー86が矢印R方向に回動して水平になるとともに、スプール78bが連通位置から遮断位置に移動し、気体排出管80からの気体の排出が終了する。以後、X粗動ステージ23Xは、ソフト的移動可能範囲内で、露光動作などの通常動作を行う。
Next, as shown in FIG. 8, the X
以上のように、本実施形態の基板ステージ装置PSTでは、露光動作などの通常動作を行っているX粗動ステージ23Xが、例えば制御不能などのトラブルにより、その電気的移動可能範囲を超えてストッパ50に衝突する際、ステージ復帰装置70がX粗動ステージ23Xをストッパ50から離れる方向(図3〜図8において−X方向)に押圧して電気的移動可能範囲まで押し戻す。これにより、X粗動ステージ23Xを、露光動作などの通常動作に復帰させることができる。
As described above, in the substrate stage apparatus PST of the present embodiment, the X
また、本実施形態では、エアジャッキ72内と気体供給管81及び気体排出管80それぞれとを連通及び遮断するために、機械的に作動するメカニカルバルブ73を用いている。したがって、例えば電磁弁などの電気的に作動するバルブを用いる場合(電気系統を用いてバルブを動作させる場合)に比べ、バルブ動作に関する信頼性が高い。すなわち、電磁弁などを用いる場合は、電気系統のトラブル、停電などによりバルブが作動不能になる可能性があるが、本実施形態では、常時、バルブを確実に動作させることができる。また、本実施形態では、電磁弁などを用いる場合に比べ、専用の電源系統及び制御系統などを設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。
Further, in the present embodiment, a
また、本実施形態では、レバー86をX粗動ステージ23Xに機械的に係合させて、カム機構、及びてこの原理を用いてメカニカルバルブ73を操作するので、例えばX粗動ステージ23Xの位置情報を光センサなどを含む計測系で計測し、その計測値に基づいて電磁弁などを駆動する場合に比べ、計測系にトラブルが発生する可能性がないのでメカニカルバルブ73を確実に動作させることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、重量キャンセル装置40の空気ばね(図示省略)又はベースパッド41に圧縮空気を供給する気体供給装置から、ステージ復帰装置70のエアジャッキ72に圧縮気体を供給するので、エアジャッキ72に圧縮気体を供給する専用の気体供給装置を必要とせず、この点でも、コストアップの抑制を図れる。
In this embodiment, compressed air is supplied from the air spring (not shown) of the
X粗動ステージ23Xが電気的移動範囲を超えてストッパ50に衝突する前に、エアジャッキ72内から気体を排出して、エアジャッキ72をX軸方向に縮めているので、X粗動ステージ23Xを押圧するためのエアジャッキ72の伸び方向のストロークを稼ぐことができる。
Before the X
X粗動ステージ23Xが電気的移動範囲を超えてショックアブソーバ52に衝突して減速された後、X粗動ステージ23Xをエアジャッキ72に衝突させているので、この衝突時の衝撃を緩和することができる。
After the X
なお、上記実施形態に係る基板ステージ装置PSTの構成は、一例であって、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、Xスライダ21がベース51に衝突する前に、エアジャッキ72によりX粗動ステージ23Xを押圧するようにしているが、これに替えて、図10に示されるステージ復帰装置170のように、Xスライダ21がベース51に衝突した後に、エアジャッキ72によりX粗動ステージ23Xを押圧するようにしても良い。これにより、X粗動ステージ23Xが+X方向(エアジャッキ72に向かう方向)の運動量を有しない状態でエアジャッキ72により押圧されるので、エアジャッキ72の内圧により基板ステージ20にダメージを与えることを防止できる。これにより、例えば、微動ステージ25に設けられた移動鏡、基板ホルダ26などの位置ずれを抑制できる。具体的には、例えば、以下のa〜cの少なくとも1つを行うと良い。
a、エアジャッキ72及び押さえ部材75を上記実施形態よりも+X方向(X粗動ステージ23Xから離れる方向)にずらして配置する。
b、スピードコントローラ81aによりエアジャッキ72がX軸方向に膨らむ(伸びる)スピードを上記実施形態よりも遅くなるように設定する。
c、スピードコントローラ76によりエアジャッキ72がX軸方向に縮むスピードを上記実施形態よりも速くしてエアジャッキ72がX粗動ステージ23Xと衝突する前にエアジャッキ72を極力縮ませる。
なお、スピードコントローラ76、81aによる気体流速の設定は、Xリニアモータへの電流供給が停止されてから、X粗動ステージ23Xがストッパ50により停止されるまでの時間を考慮して行われる。
The configuration of the substrate stage apparatus PST according to the above embodiment is an example, and the present invention is not limited to this. For example, in the above embodiment, the X
a, The
b. The speed at which the
c. The speed at which the
The gas flow velocity is set by the
上記実施形態では、ステージ復帰装置70をベースフレーム14に支持させ、かつ一対のカムフォロア90a、90bそれぞれをX粗動ステージ23Xに設けているが、これに替えて、例えば、ステージ復帰装置70をX粗動ステージ23Xに設け、かつ一対のカムフォロア90a、90bそれぞれをベースフレーム14に固定された固定部材に設けても良い。そして、この場合、エアジャッキ72を押さえ部材75と上記固定部材とに圧接させてX粗動ステージ23Xを押圧するようにする。なお、この場合、ストッパ50とステージ復帰装置70とは、別体に構成される。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、エアジャッキ72を例えば支持フレーム71上に設置しているが、これに替えて、例えば、エアジャッキ72をX粗動ステージ23Xの端面に押さえ部材75に対向するように取り付けても良い。この場合、エアジャッキ72とメカニカルバルブ73とを接続する配管として、例えば、フレキシブルチューブなどの可撓性配管を用いれば、配管をX粗動ステージ23Xの移動に追従させることができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、本体部材88に一対のカム89a、89bを固定し、かつX粗動ステージ23Xに一対のカムフォロア90a、90bを設けているが、これに替えて、本体部材106に一対のカムフォロア90a、90bを設け、かつX粗動ステージ23Xに一対のカム89a、89bを固定しても良い。
In the above embodiment, the pair of
上記実施形態では、X粗動ステージ23Xを押圧する部材としてエアジャッキ72を用いているが、これに限らず、例えば、災害時の瓦礫や車の下敷きになった人を救出するために用いられるような救出用空気マット、あるいはエアシリンダなどを用いても良い。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、X粗動ステージ23Xを押圧する部材としてエアジャッキ72を用い、これに圧縮気体を供給しているが、これに替えて、例えば、オイルシリンダを用い、これに圧縮液体(オイル)を供給しても良い。但し、この場合、オイルを排出するためのオイルタンク又はオイルを循環させるための循環器を設ける必要がある。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、クランピングボルト93を用いてレバー86をスプール78b側に付勢しているが、これに限らず、例えば、レバー86の端に錘を取り付けたり、レバー86の端に引っ張りばね、圧縮ばねなどを取り付けたりして、レバー86をスプール78b側に付勢するようにしても良い。
In the above embodiment, the clamping
メカニカルバルブは、上記実施形態で説明した構成に限らず、X粗動ステージ23Xの移動に機械的に連動して、エアジャッキ72への圧縮気体の供給と、エアジャッキ72からの気体の排出とを切り替えられる構成であればいかなる構成であっても良い。例えば、メカニカルバルブは、気体供給管及び気体排出管のいずれにも連通しない中立状態がなくても良い。具体的には、カムとカムフォロアとが係合していないときには、エアジャッキ内を気体排出管に連通させて、カムとカムフォロアとが係合したときに、エアジャッキ内を気体供給管に連通させるように構成しても良い。この場合、レバーには、カム及びこれに係合するカムフォロアを各1つ設ければ足りる。
The mechanical valve is not limited to the configuration described in the above embodiment, and mechanically interlocks with the movement of the X
上記実施形態では、レバー86を水平方向の軸79a周りに回動可能としているが、これに替えて、例えば、鉛直軸周りに回動可能としても良い。この場合、一対のカムフォロア90a、90bそれぞれを鉛直軸周りに回転自在にするとともに、スプール78b、弁体78c、クランピングボルト93などが水平方向に移動可能になるようにメカニカルバルブ73、付勢装置87などを配置する必要がある。
In the above-described embodiment, the
上記実施形態では、一対のカムフォロア90a、90bをX粗動ステージ23Xに回転自在に設けているが、これに替えて、一対のカムフォロア90a、90bをX粗動ステージ23Xに固定しても良い。この場合、一対のカム89a、89bの斜辺部の傾斜角を小さくすること、及び一対のカムフォロア90a、90bそれぞれと一対のカム89a、89bとの当接時の摩擦抵抗が小さくなるように摩擦接触する両者の少なくとも一方の材質を滑らかなものにすること、の少なくとも一方を行うことが望ましい。
In the above embodiment, the pair of
上記実施形態では、ステージ復帰装置70及び一対のカムフォロア90a、90bをX粗動ステージ23Xが機械的なストロークエンドに達したときに押圧するために用いているが、これに限らず、ステージ復帰装置及び一対のカムフォロアを、例えば、Y粗動ステージ23Y、マスクステージMSTなどが機械的なストロークエンドに達したときに押圧するために用いても良い。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、Xリニアモータの制御不能の場合にX粗動ステージ23Xがストッパ50に衝突する場合を一例として説明したが、これに限らず、例えば、微動ステージ25の位置情報を計測する干渉計システムなどのエラー発生時における主制御装置からの緊急停止指令により、Xリニアモータへの電流供給がカットされた後、X粗動ステージ23Xが慣性運動によりストッパ50に衝突するような場合にも、本発明は適用できる。
In the above embodiment, the case where the X
また、上記実施形態では、カム機構により駆動され、てこの原理を利用するレバー86を用いてメカニカルバルブ73を操作したが、メカニカルバルブ73を操作するための機構は、これに限らず、例えば歯車機構(ラック・アンド・ピニオンなど)、送りねじ機構、リンク機構、ベルト、チェーン、ワイヤなどを用いた力の伝達機構など、その他の機構を用いても良い。
Further, in the above embodiment, the
また、露光装置で使用される照明光は、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの紫外光、あるいはF2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、例えば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テルビウムの両方)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。また、固体レーザ(波長:355nm、266nm)などを使用しても良い。 The illumination light used in the exposure apparatus is ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). May be. As the illumination light, for example, a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium). In addition, harmonics converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used. A solid laser (wavelength: 355 nm, 266 nm) or the like may be used.
また、上記実施形態及びその変形例では、投影光学系PLが、複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系の本数はこれに限らず、1本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、投影倍率が等倍系のものを用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系は拡大系及び縮小系のいずれでも良い。 In the above-described embodiment and its modification, the case where the projection optical system PL is a multi-lens projection optical system including a plurality of optical systems has been described. However, the number of projection optical systems is not limited thereto. One or more is enough. The projection optical system is not limited to a multi-lens projection optical system, and may be a projection optical system using an Offner type large mirror. Further, although the case where the projection magnification of the same magnification system is used has been described, the present invention is not limited to this, and the projection optical system may be either an enlargement system or a reduction system.
また、上記実施形態及びその変形例では、プレートのステップ・アンド・スキャン動作を伴う走査型露光を行う投影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、これに限らず、本発明は、投影光学系を用いない、プロキシミティ方式の露光装置にも適用することができる。また、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(いわゆるステッパ)あるいはステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用することができる。また、移動体装置としては、露光装置以外の装置、例えばインクジェット式の機能性液体付与装置を備えた素子製造装置、基板の検査に用いる基板検査装置などであっても良い。 In the above-described embodiment and its modifications, the case where the present invention is applied to a projection exposure apparatus that performs scanning-type exposure with a step-and-scan operation of a plate has been described. The present invention can also be applied to a proximity type exposure apparatus that does not use a projection optical system. The present invention can also be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus (so-called stepper) or a step-and-stitch type exposure apparatus. In addition, the mobile device may be a device other than the exposure device, for example, an element manufacturing device provided with an ink jet type functional liquid application device, a substrate inspection device used for substrate inspection, or the like.
また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、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。なお、露光対象となる物体はガラスプレートに限られるものでなく、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。 Further, the use of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate. For example, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, a thin film magnetic head, a micromachine, a DNA chip, etc. The present invention can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing. Moreover, in order to manufacture not only microdevices such as semiconductor elements but also masks or reticles used in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. The object to be exposed is not limited to the glass plate, and may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, a film member, or mask blanks.
また、露光対象物体がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の大きさ、及び厚さは特に限定されず、基板には、例えばフィルム状(可撓性を有するシート状の部材)のものも含まれる。なお、本発明は、一辺が500mm以上の矩形の基板が搬送対象物(あるいは露光対象物)である場合に特に有効である。 In addition, when the object to be exposed is a substrate for a flat panel display, the size and thickness of the substrate are not particularly limited, and the substrate may be, for example, a film (a flexible sheet-like member). Also included. The present invention is particularly effective when a rectangular substrate having a side of 500 mm or more is a conveyance object (or an exposure object).
液晶表示素子(あるいは半導体素子)などの電子デバイスは、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マスク(あるいはレチクル)を製作するステップ、ガラス基板(あるいはウエハ)を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、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エッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、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て前述の露光方法が実行され、ガラス基板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を生産性良く製造することができる。 For electronic devices such as liquid crystal display elements (or semiconductor elements), the step of designing the function and performance of the device, the step of producing a mask (or reticle) based on this design step, and the step of producing a glass substrate (or wafer) A lithography step for transferring a mask (reticle) pattern to a glass substrate by the exposure apparatus and the exposure method of each embodiment described above, a development step for developing the exposed glass substrate, and a portion where the resist remains. It is manufactured through an etching step for removing the exposed member of the portion by etching, a resist removing step for removing a resist that has become unnecessary after etching, a device assembly step, an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the above-described exposure method is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the glass substrate. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity. .
以上説明したように、本発明の移動体装置は、移動体を所定の一軸方向に移動させるのに適している。また、本発明の露光装置は、物体に高精度でパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。 As described above, the mobile device of the present invention is suitable for moving a mobile body in a predetermined uniaxial direction. The exposure apparatus of the present invention is suitable for forming a pattern on an object with high accuracy. The device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of micro devices. The manufacturing method of the flat panel display of this invention is suitable for manufacture of a flat panel display.
10…液晶露光装置、12…定盤、14…ベースフレーム、15…Xリニアモータ、20…基板ステージ、23X…X粗動ステージ、23Y…Y粗動ステージ、50…ストッパ、60…リミットスイッチ、70…ステージ復帰装置、72…エアジャッキ、73…メカニカルバルブ、89a…上側カム、89b…下側カム、90a…上側カムフォロア、90b…下側カムフォロア、P…基板、PST…基板ステージ装置。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記移動体の前記一軸方向の一側への移動を機械的に制限する制限装置と;
前記制限装置により移動が制限された前記移動体を前記制限装置から離間する方向に駆動する駆動装置と;
前記移動体に設けられた第1係合部材と、所定の固定部材に設けられ前記第1係合部材に機械的に係合可能な第2係合部材とを含み、前記制限装置により前記移動体の移動が制限される際に前記第1及び第2係合部材を機械的に係合させることにより前記第1及び第2係合部材の少なくとも一方を駆動して前記駆動装置を作動させる作動機構と;を備える移動体装置。 A movable body movable in one axial direction within a predetermined two-dimensional plane;
A limiting device that mechanically limits movement of the movable body to one side in the uniaxial direction;
A driving device that drives the moving body, the movement of which is restricted by the restriction device, in a direction away from the restriction device;
A first engagement member provided on the movable body; and a second engagement member provided on a predetermined fixing member and mechanically engageable with the first engagement member, wherein the movement is performed by the restriction device. When the movement of the body is restricted, the first and second engaging members are mechanically engaged to drive at least one of the first and second engaging members to operate the driving device. A mobile device comprising: a mechanism;
前記駆動装置は、前記移動体を前記制限装置から離間させることにより前記電動アクチュエータによる位置制御が可能な領域内に復帰させる請求項1に記載の移動体装置。 The movable body is driven by an electric actuator to control the position in the uniaxial direction, and in a state restricted by the restriction device, the movable body leaves a region where position control by the electric actuator is possible,
The moving body device according to claim 1, wherein the driving device returns the moving body to an area in which position control by the electric actuator is possible by separating the moving body from the limiting device.
前記第2係合部材は、前記カムフォロアに機械的に係合可能なカムを含み、前記移動体から前記カムフォロアを介して伝達される前記一軸方向の力により前記一軸方向に交差する方向に駆動されるカム部材であり、
前記作動機構は、前記カム部材を用いて前記駆動装置を作動させる請求項1又は2に記載の移動体装置。 The first engagement member is a cam follower;
The second engagement member includes a cam mechanically engageable with the cam follower, and is driven in a direction intersecting the uniaxial direction by the uniaxial force transmitted from the movable body via the cam follower. Cam member,
The moving body device according to claim 1, wherein the operating mechanism operates the driving device using the cam member.
前記作動機構は、前記流体の流れを制御するメカニカルバルブ装置を含み、前記移動体の移動が制限される際に前記カム部材を用いて前記メカニカルバルブ装置を操作する請求項3に記載の移動体装置。 The driving device includes a fluid actuator that generates a driving force for moving the moving body using a fluid,
The movable body according to claim 3, wherein the operating mechanism includes a mechanical valve device that controls a flow of the fluid, and operates the mechanical valve device using the cam member when movement of the movable body is restricted. apparatus.
前記物体が前記移動体に保持される請求項1〜7のいずれか一項に記載の移動体装置と;
前記物体にエネルギビームを照射して前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と;を備える露光装置。 An exposure apparatus that exposes an object with an energy beam,
The moving body device according to claim 1, wherein the object is held by the moving body;
An exposure apparatus comprising: a pattern generation device configured to generate a pattern on the object by irradiating the object with an energy beam.
前記露光された前記物体を現像することと;を含むデバイス製造方法。 Exposing the object using the exposure apparatus according to claim 8;
Developing the exposed object. A device manufacturing method comprising:
前記露光された前記基板を現像することと;を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。 Using the exposure apparatus according to claim 10 or 11, exposing the substrate;
Developing the exposed substrate. A method of manufacturing a flat panel display.
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