JP2017151171A - Stage device - Google Patents
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Abstract
Description
この出願の発明は、物品が配置されるステージを備えたステージ装置に関するものであり、ステージの移動機構を備えたステージ装置に関するものである。 The invention of this application relates to a stage apparatus including a stage on which articles are arranged, and relates to a stage apparatus including a stage moving mechanism.
物品をステージ上に配置することは、物品に対して各種処理を施したり、物品を検査したりする際にしばしば行われる。この際、物品の位置を適宜変更しながら処理を施したり、又は検査したりするため、ステージを移動させる機構を備えた装置(ステージ装置)が使われることも多い。
例えば、各種電子部品の製造の際には、微細回路をウエハ上に形成するため、フォトリソグラフィ工程において露光装置が使用される。露光装置は、ウエハが配置されるステージを有するステージ装置を備えており、ステージ上のウエハに対して回路パターンの光を照射してウエハを露光する。この種のステージ装置における移動機構は、少なくともXY方向(互いに直交する二つの方向)にステージを移動させる機構となっている。
The placement of the article on the stage is often performed when various processes are performed on the article or when the article is inspected. At this time, in order to perform processing or inspect while appropriately changing the position of the article, an apparatus (stage apparatus) having a mechanism for moving the stage is often used.
For example, when manufacturing various electronic components, an exposure apparatus is used in a photolithography process in order to form a fine circuit on a wafer. The exposure apparatus includes a stage device having a stage on which a wafer is arranged, and exposes the wafer by irradiating the wafer on the stage with light of a circuit pattern. The moving mechanism in this type of stage apparatus is a mechanism that moves the stage in at least the XY directions (two directions orthogonal to each other).
図13は、従来のステージ装置について概略的に示した斜視図である。上記のようなXY方向の移動機構を備えたステージ装置は、スタック型とH型とに大別される。
スタック型は、図13(1)に示すように、Y方向移動機構3上にX方向移動機構2が搭載され(スタックされ)、X方向移動機構2の上にステージ1が搭載された構造となっている。X方向移動機構2はX方向ベース盤201を有しており、この上にX方向への移動のための機構部分が固定されている。
Y方向移動機構3はX方向ベース盤201をY方向に移動させることでX方向移動機構2全体をY方向に移動させる機構となっている。X方向移動機構2が動作すると、その上のステージ1がX方向に移動し、Y方向移動機構3が動作すると、X方向移動機構2とステージ3とが一体にY方向に移動するようになっている。尚、本明細書において、「X方向」、「Y方向」は、便宜上であって、逆であっても良いことは言うまでもない。
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a conventional stage apparatus. Stage devices having the above-described XY-direction moving mechanisms are roughly classified into a stack type and an H type.
As shown in FIG. 13A, the stack type has a structure in which the
The Y
スタック型に対してH型は、図13(2)に示すように、平行してY方向に延びる二本のY方向ガイド31,32にまたがるようにして一本のX方向ガイド21が設けられている。X方向ガイド21のX方向の両端には不図示のY方向スライダが取り付けられており、各Y方向スライダはY方向ガイド31,32に案内されることが可能な状態で各Y方向ガイド31,32に載っている。そして、X方向ガイド21に案内されることが可能な状態でステージ1がX方向ガイド21に載っている。図13(2)において、不図示のY方向駆動源が動作すると、X方向ガイド21がY方向ガイド31,32上でY方向に移動する。そして、不図示のX方向駆動源が動作すると、X方向ガイド21上でステージ1がX方向に移動する。
As shown in FIG. 13B, the stack type is provided with a
上記二つのタイプのステージ装置を比較すると、移動量の制御や移動後の位置の制御の点では、スタック型に比べてH型の方が優れている。スタック型は、X方向、Y方向の各機構を単純に積層した構造であるため、必然的に重心が高くなる。この場合の重心とは、移動の対象物であるステージ1の重心である。スタック型の場合、X方向移動機構2とY方向移動機構3との締結箇所の剛性が十分に確保できないため、ステージ1の位置決め精度を十分に高くすることが難しい。また、重心が高いということは、Y方向移動機構3の駆動源から見た場合、対象物の重心が離れた場所に位置しているということであり、比較的大きなモーメントが発生する。このため、移動に際しての加速、減速の際に動作が不安定になり易く、移動停止後に振動が残留するといった問題が生じ易い。
Comparing the above two types of stage apparatuses, the H type is superior to the stack type in terms of controlling the amount of movement and controlling the position after movement. Since the stack type has a structure in which the mechanisms in the X direction and the Y direction are simply stacked, the center of gravity inevitably increases. The center of gravity in this case is the center of gravity of the
また、スタック型の場合、重心が高いことに起因して、いわゆるアッベ誤差の問題も顕在化し易い。アッベ誤差とは、駆動源とステージ1の重心とが離れていることから、移動時にステージにおいてピッチング、ローリング、ヨーイングといった揺動が生じることで発生する誤差である。
H型の場合、スタック型に比べると、締結箇所が少なく低重心であることから、上記各問題は小さい。
Further, in the case of the stack type, the problem of so-called Abbe error is easily manifested due to the high center of gravity. The Abbe error is an error that occurs due to the swinging of the stage such as pitching, rolling, and yawing during the movement because the driving source and the center of gravity of the
In the case of the H type, each of the above problems is small because the number of fastening points is small and the center of gravity is low as compared with the stack type.
上述したステージ装置において、XY方向に加え、θ方向にステージを移動させることが必要になる場合がある。θ方向の移動とは、XY方向が属する平面に対して垂直な軸の回りにステージを回転させる動作である。例えば上述した露光装置の例でいうと、ステージ上に配置したウエハを露光光学系に対して所定の姿勢とするため、ステージをθ方向移動させることが必要になる場合がある。 In the stage apparatus described above, it may be necessary to move the stage in the θ direction in addition to the XY direction. The movement in the θ direction is an operation of rotating the stage around an axis perpendicular to the plane to which the XY direction belongs. For example, in the example of the exposure apparatus described above, it may be necessary to move the stage in the θ direction in order to place the wafer placed on the stage in a predetermined posture with respect to the exposure optical system.
従来のステージ装置においてθ方向移動機構を搭載する場合には、図13(1)のスタック型については、X方向移動機構2とステージ1との間にθ方向ベース盤を設け、θ方向ベース盤上にモータを含む回転機構をθ方向移動機構として設け、θ方向移動機構の上にステージ1を搭載する。図13(2)に示すH型については、X方向ガイド21に案内されることが可能な状態でX方向ガイド21にθ方向ベース盤を取り付け、θ方向ベース盤上にθ方向移動機構を設け、その上にステージ1を搭載する。
When the θ-direction moving mechanism is mounted on the conventional stage apparatus, the θ-direction base board is provided between the
しかしながら、上記のようにθ方向移動機構を追加すると、その分だけ重心が高くなるから、上記問題がより深刻となる。H型の場合、スタック型に比べて深刻化の度合いは小さいものの、高重心化によるモーメント発生やアッベ誤差の問題は避けることができない。
本願の発明は、このような課題を解決するために為されたものであり、高重心化を招かずにθ方向移動機構が追加された構造のステージ装置を提供し、θ方向の姿勢調節が可能であって且つ高い精度でステージの位置制御を行うことができるようにすることを目的としている。
However, if the θ-direction moving mechanism is added as described above, the center of gravity increases by that amount, so the above problem becomes more serious. In the case of the H type, although the degree of seriousness is small compared to the stack type, problems of moment generation and Abbe error due to the high center of gravity cannot be avoided.
The invention of the present application has been made to solve such a problem, and provides a stage apparatus having a structure in which a θ-direction moving mechanism is added without causing an increase in the center of gravity. It is possible to control the position of the stage with high accuracy.
上記課題を解決するため、この出願の請求項1記載の発明は、
ステージと、
ステージをX方向に移動させるX方向移動機構と、
X方向に対して垂直なY方向にステージを移動させるY方向移動機構と
を備えたステージ装置であって、
Y方向移動機構は、平行してY方向に延びる一対のY方向ガイドを備えており、
X方向移動機構は、X方向に延びるとともに一対のY方向ガイドにまたがったX方向ガイドを備えており、
X方向ガイドの両端にはY方向スライダを設けられて、各Y方向スライダは各Y方向ガイドに案内されることが可能な状態で各Y方向ガイドに載っており、
ステージは、X方向ガイドに案内されることが可能な状態でX方向ガイドに載っており、
Y方向移動機構において、少なくとも一方のY方向スライダはヒンジを介してX方向ガイドに連結されており、
当該少なくとも一方のY方向スライダは、X方向の変位が許容される状態でY方向ガイドに載っているか、又は当該少なくとも一方のY方向スライダとX方向ガイドとの間にX方向変位吸収部材が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、前記請求項1の構成において、前記ヒンジは、前記X方向及び前記Y方向が属する面に対して垂直な軸の回りの回転方向であるθ方向への前記X方向スライダの移動に抗する状態で弾性を作用させる弾性ヒンジであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、前記請求項1又は2の構成において、前記一方のY方向スライダが載っているY方向ガイドは、平坦面で当該Y方向スライダをガイドする平ガイドであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、前記請求項1又は2の構成において、前記方向変位吸収部材は、蛇腹であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項5記載の発明は、前記請求項1乃至4いずれかの構成において、前記Y方向移動機構は、前記一方のY方向スライダをY方向に移動させる駆動源としてシャフトモーターを備えており、このシャフトモーターは、シャフト状磁石と、シャフト状磁石を挿通させたモータースライダとを有しており、シャフト状磁石とモータースライダとの間にはクリアランスが存在しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、前記請求項1乃至5いずれかの構成において、前記X方向移動機構は、前記X方向ガイドにガイドされるX方向スライダを備えており、前記ステージはX方向スライダに搭載されており、
前記X方向移動機構及び前記Y方向移動機構は、定盤の上に搭載されており、
X方向スライダは、空気噴射又は磁気の作用により定盤に対して浮上する浮上体を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項7記載の発明は、前記請求項1乃至6いずれかの構成において、前記X方向におけるステージの位置を検出するX方向位置センサと、前記Y方向におけるステージの位置を検出するY方向位置センサと、X方向位置センサからの出力に従ってX方向移動機構をフィードバック制御するとともにY方向位置センサからの出力に従ってY方向移動機構をフィードバック制御するコントローラとが設けられており、
X方向位置センサ及びY方向位置センサのうちの少なくとも一方の位置センサは、ステージに取り付けられた反射鏡にレーザー光を照射してその反射光を捉えることでステージの位置を検出するレーザー干渉計であり、
コントローラは、反射鏡の湾曲形状を記憶した記憶部を有しており、反射鏡の湾曲形状に従って補正した制御信号によりフィードバック制御を行うものであるという構成を有する。
In order to solve the above problems, the invention according to
Stage,
An X-direction moving mechanism for moving the stage in the X direction;
A stage device including a Y-direction moving mechanism for moving the stage in the Y direction perpendicular to the X direction,
The Y-direction moving mechanism includes a pair of Y-direction guides extending in the Y direction in parallel.
The X direction moving mechanism includes an X direction guide extending in the X direction and straddling a pair of Y direction guides.
Y direction sliders are provided at both ends of the X direction guide, and each Y direction slider is placed on each Y direction guide in a state where it can be guided by each Y direction guide,
The stage is placed on the X direction guide in a state where it can be guided by the X direction guide,
In the Y-direction moving mechanism, at least one Y-direction slider is connected to the X-direction guide via a hinge.
The at least one Y-direction slider is placed on the Y-direction guide in a state where displacement in the X-direction is allowed, or an X-direction displacement absorbing member is provided between the at least one Y-direction slider and the X-direction guide. It has a configuration that is.
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
In order to solve the above problem, the invention according to
In order to solve the above-mentioned problem, according to a sixth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fifth aspects, the X-direction moving mechanism includes an X-direction slider guided by the X-direction guide. And the stage is mounted on an X-direction slider,
The X direction moving mechanism and the Y direction moving mechanism are mounted on a surface plate,
The X-direction slider has a configuration that includes a floating body that floats on the surface plate by air injection or magnetic action.
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 7 is the configuration according to any one of
At least one of the X-direction position sensor and the Y-direction position sensor is a laser interferometer that detects the position of the stage by irradiating a reflecting mirror attached to the stage and capturing the reflected light. Yes,
The controller has a storage unit that stores the curved shape of the reflecting mirror, and has a configuration in which feedback control is performed by a control signal corrected according to the curved shape of the reflecting mirror.
以下に説明する通り、この出願の請求項1記載の発明によれば、一対のY方向スライダの一方を他方に対して相対的に移動させることでX方向ガイドをθ方向に移動させることができる。このため、θ方向移動のための特別な機構をX方向スライダとステージとの間に介在させる必要はなく、θ方向移動を可能にしつつもステージの重心は低く抑えられる。従って、高重心化によるモーメント発生やアッベ誤差の問題とは無縁であり、θ方向の姿勢調節が可能であって且つ高い精度でステージの位置制御を行うことができるステージ装置が提供される。
また、請求項2記載の発明によれば、上記効果に加え、ヒンジとして弾性ヒンジが使用されているので、ガタが生じにくく、位置制御の精度をより高くできる。
また、請求項6記載の発明によれば、上記効果に加え、X方向スライダ及びX方向スライダ上の部材による大きな荷重がX方向ガイドにかかるのが防止されるので、X方向ガイドの撓みの問題が生じない。
また、請求項7記載の発明によれば、上記効果に加え、反射鏡の湾曲が補正された状態でステージの位置のフィードバック制御が行われるので、より高い精度で位置決めを行うことができる。
As described below, according to the first aspect of the present invention, the X-direction guide can be moved in the θ direction by moving one of the pair of Y-direction sliders relative to the other. . For this reason, it is not necessary to interpose a special mechanism for moving in the θ direction between the X direction slider and the stage, and the center of gravity of the stage can be kept low while allowing the movement in the θ direction. Accordingly, there is provided a stage apparatus that is free from the problems of moment generation and Abbe error due to the high center of gravity, can adjust the orientation in the θ direction, and can control the position of the stage with high accuracy.
According to the invention described in
According to the invention of
According to the seventh aspect of the invention, in addition to the above effect, the feedback control of the stage position is performed in a state where the curvature of the reflecting mirror is corrected, so that the positioning can be performed with higher accuracy.
次に、この出願発明を実施するための形態(以下、実施形態)について説明する。
図1から図3は、第一の実施形態のステージ装置の概略図であり、図1は斜視概略図、図2は正面断面概略図、図3は平面概略図である。図1から図3に示す実施形態のステージ移動装置は、ステージ1と、ステージ1をX方向に移動させるX方向移動機構2と、X方向に対して垂直なY方向にステージ1を移動させるY方向移動機構3とを備えている。
図1及び図3に示すように、この実施形態のステージ装置は基本的にはH型であり、Y方向移動機構3は平行してY方向に延びる一対のY方向ガイド31,32を備え、X方向移動機構2は、X方向に延びるとともに一対のY方向ガイド31,32にまたがったX方向ガイド21を備えている。ステージ装置において、各移動機構2,3は定盤4に搭載されている。
Next, modes for carrying out the invention of the present application (hereinafter referred to as embodiments) will be described.
1 to 3 are schematic views of a stage apparatus according to the first embodiment. FIG. 1 is a schematic perspective view, FIG. 2 is a schematic front sectional view, and FIG. 3 is a schematic plan view. 1 to 3 includes a
As shown in FIGS. 1 and 3, the stage apparatus of this embodiment is basically H-shaped, and the Y-
まず、Y方向移動機構3について説明する。図2に示すように、一対のY方向ガイドのうちの一方31はVガイドとなっており、他方のY方向ガイド32は平ガイドとなっている。より具体的には、図2の紙面上右側のY方向ガイド(以下、第一Y方向ガイドという)31は、Y方向に延びる長尺な棒状の部材である。図2に示すように、第一Y方向ガイド31は、上面の断面形状が逆V字状となっている。断面形状は、長さ方向のどの位置でも同じであり、逆V字の頂点はY方向に沿って直線状に連なっている。
First, the Y
そして、第一Y方向ガイド31の上には、第一Y方向スライダ33が載っている。第一Y方向スライダ33は、Y方向に長い棒状の部材である。第一Y方向スライダ33の下面は、図2に示すように断面V字状の溝となっている。逆V溝の断面形状は、第一Y方向ガイド31の逆V字状の断面形状に適合しており、第一Y方向ガイド31の上面が第一Y方向スライダ33の下面に嵌り込んだ状態となっている。
A first Y-
一方、図2の紙面上左側のY方向ガイド(以下、第二Y方向ガイドという)32は、第一Y方向ガイド31とは異なり、上面が平坦面となっている角棒状の部材である。第二Y方向ガイド32は、Y方向に延びるととともに平坦な上面が水平な姿勢となるよう精度良く配置されている。
第二Y方向ガイド32には、第二Y方向スライダ34が載っている。第二Y方向スライダ34は、下面が平坦面となっている角棒状の部材であり、同様にY方向に延びた姿勢で配置されている。第二Y方向スライダ34の平坦な下面は水平な姿勢となっており、第二Y方向ガイド32の上面に接触している。
On the other hand, unlike the first Y-
A second Y-
第一Y方向スライダ33の内側には、第一Y方向駆動源35が配置されている。第一Y方向スライダ33と第一Y方向駆動源35とは、第一Y方向連結板37によって連結されている。同様に、第二Y方向スライダ34の内側には、第二Y方向駆動源36が配置されている。第二Y方向スライダ34と第二Y方向駆動源36とは、第二Y方向連結板38によって連結されている。
各Y方向駆動源35,36には、この実施形態では、円筒シャフト状の磁石により直線駆動を行うシャフトモーターが使用されている。シャフトモーターである各Y方向駆動源35,36は、シャフト状磁石351,361と、コイルを内蔵したモータースライダ352,362とから構成されている。
A first Y-
In each of the Y-
Y方向移動機構3は、各Y方向駆動源35,36を同期して動作させる(即ち、同じ向きに同じ距離だけ動作させる)。この結果、各連結板37,38によって保持されている各Y方向スライダ33,34がY方向に移動する。この際、第一Y方向スライダ33は、V嵌合をしながら第一Y方向ガイド31に案内される。第二Y方向スライダ34は、平坦面同士の接触をしながら第二Y方向ガイド32に案内される。
The Y-
次に、X方向移動機構2について説明する。図4は、第一の実施形態のステージ装置のY方向での断面概略図である。X方向ガイド21は、X方向に延びる長尺な部材である。図1及び図4から解るように、この実施形態では、X方向ガイド21は、開口部を上方に向けた断面コ状の部材となっており、底板部211と両側の側板部212とからなっている。
X方向ガイド21の一端は第一Y方向連結板37に連結されており、他端は第二Y方向連結板38に固定されている。従って、上記のように各Y方向駆動源35,36が動作すると、X方向ガイド21も一体にY方向に移動する。
Next, the X
One end of the X direction guide 21 is connected to the first Y
図4に示すように、X方向ガイド21内には、X方向駆動源22が設けられている。X方向駆動源22についてもシャフトモーターが採用されており、シャフト状磁石221とモータースライダ222とを備えている。図1に示すように、X方向駆動源22のシャフト状磁石221は、X方向に延び、底板部211に固定されたリテーナ223によって両端が保持されている。
X方向移動機構2は、X方向スライダ23を備えており、X方向スライダ23は、図4に示すようにX方向駆動源22のモータースライダ222に固定されている。そして、X方向スライダ23の上面にステージ1が固定されている。従って、X方向駆動源22が動作すると、モータースライダ222とともにX方向スライダ23及びステージ1が一体にX方向に移動する。
As shown in FIG. 4, an
The
X方向スライダ23は、水平な姿勢の平面視長方形の板状の部材である。図4に示すように、X方向スライダ23の下面には、一対の係合板231が固定されている。係合板231は、X方向に長い帯板状の部材であり、幅方向を垂直な姿勢にしてX方向スライダ23に固定されている。
一対の係合板231が向かい合う側を内側、反対側を外側とすると、一対の係合板231の外側面の距離は、X方向ガイド21の両側板部212の内側面の離間距離よりも僅かに小さいものとなっている。従って、一方の側の係合板231は、一方の側の側板部212に対して僅かなクリアランスで接近しているか又は接触しており、他方の側の係合板231は他方の側の側板部212に僅かなクリアランスで接近しているか又は接触している。X方向スライダ23は、上記のようにX方向駆動源22が動作した際、各係合板231を介してX方向ガイド21によって案内される。
The
If the side where the pair of
このようなX方向スライダ23は、X方向ガイド21に対する荷重を小さくするため、浮上機構5を備えている。X方向スライダ23は、下側に脚部232を備えている。浮上機構5は、各脚部232の下端に設けられたエア浮上体51と、各エア浮上体51に圧縮空気を供給する不図示の圧縮空気供給系とから構成されている。各エア浮上体51は、内部が空洞になっていて下面に空気孔が多数形成されている。圧縮空気供給系は、エア浮上体51内に圧縮空気を供給し、空気孔から放出させることで各エア浮上体51を定盤4から浮上させる。このため、X方向スライダ23及びX方向スライダ23の上に搭載された部材の大きな荷重がX方向ガイド21にかかるのが防止される。X方向ガイド21に大きな荷重がかかると、X方向ガイド21が撓む問題があるが、この実施形態ではこのような問題はない。
尚、各エア浮上体51が浮上した状態において、X方向スライダ23は、不図示の軸受(転がり軸受又はリニア軸受)を介して接触している。また、エア浮上機構ではなく、磁気浮上機構が採用されることもあり得る。磁気浮上の場合、浮上体内に磁石を設け、定盤内に磁石を埋設し、お互いの磁極を異なるものとした構成が採用される。
Such an
In addition, in the state where each
図3に示すように、実施形態のステージ装置は、コントローラ6を備えている。コントローラ6は、各駆動源22,35,36に制御信号を送り、動作量を指示する。より具体的には、各駆動源22,35,36におけるモータースライダ222,352,362に信号を送り、モーターシャフト221,351,361に沿って移動する際の向きと移動量を指示するようになっている。
As shown in FIG. 3, the stage apparatus of the embodiment includes a
また、移動後のステージ1の位置を監視するため、実施形態のステージ装置は位置センサを備えている。位置センサとしては、レーザー干渉計71,72,73が使用されている。図1に示すように、ステージ1には、二つの反射板74,75が設けられている。一方はX方向に沿っており、他方はY方向に沿っている。Y方向に沿った反射板74はX方向の位置を計測するためのものであり(以下、X方向反射板という)、X方向に沿った反射板75はY方向の距離を計測するためのものである(以下、Y方向反射板という)。そして、Y方向反射板75に対しては二つのレーザー干渉計72,73が並設されており、X方向反射板74に対しては一つのレーザー干渉計71が設けられている。各レーザー干渉計71〜73の出力線は、コントローラ6に接続されている。
Moreover, in order to monitor the position of the
コントローラ6及び各レーザー干渉計71〜73は、ステージ1の位置のフィードバック制御系を構成している。即ち、コントローラ6は、上記のように制御信号を各駆動源22,35,36に送ってステージ1を移動させた際、各レーザー干渉計71〜73の出力信号に従ってステージ1が正しい位置に位置しているか判断し、正しい位置に位置していなければその差分を算出して差分をゼロにする制御信号を各駆動源22,35,36に送るよう構成されている。
尚、Y方向については、二つのレーザー干渉計72,73の出力の平均値に基づいてY方向の位置が特定される。また、二つのレーザー干渉計72,73からの出力は、θ方向のステージ1の位置(ステージ1の姿勢)を検出するのに使用される。この点については後述する。
The
For the Y direction, the position in the Y direction is specified based on the average value of the outputs of the two
このような第一の実施形態のステージ装置は、ステージ1のθ方向移動を可能にした構造を備えている。以下、この点について説明する。
図1から図3に示すように、X方向ガイド21は、一端においてヒンジ81を介して第一Y方向ガイド31に連結されている。ヒンジ81は、XY平面に垂直な軸の回りにX方向ガイド21が回転することを可能にするものである。図5は、第一の実施形態のステージ装置におけるヒンジ81の斜視概略図である。
The stage apparatus of the first embodiment has a structure that enables the
As shown in FIGS. 1 to 3, the X direction guide 21 is connected to the first Y direction guide 31 via a
このヒンジ81は、第一第二の二枚のプレート811,812で構成されている。図5中の(1)は、二枚のプレート811,812を組み合わせてヒンジ81を構成した状態を示し、(2)はヒンジ81を分解して構造を解り易く図示した状態を示す。
図5(2)に示すように、各プレート811,812は、角部を面取りした横長のほぼ長方形状である。ヒンジ81が取り付けられた際、各プレート811,812はY方向に沿った姿勢となる。第一プレート811は、第一Y方向スライダ33の側に位置しており、第二プレート812は、X方向ガイド21の側に位置している。
The
As shown in FIG. 5 (2), each of the
第一プレート811には、二つの方形の開口813,814がけられている。一方の開口813は、第一プレート811の中心に対してY方向の一方側に寄った位置の上側に形成され、他方の開口814は、Y方向の他方側の下側に形成されている。
第二プレート812には、第一のプレート811の二つの開口813,814にそれぞれ嵌り込む位置に板バネ815,816が取り付けられている。一方の板バネ815は上側に位置し(以下、上板バネ)、他方の板バネ816は下側に位置する(以下、下板バネ)。
The
Leaf springs 815 and 816 are attached to the
上板バネ815は、Y方向の他方側で端部が固定されて一方側に向けて延びるとともに第一プレート811に近づく向きに斜めに延びている。下板バネ816はY方向の一方側で端部が固定されて他方側に延びるとともに第一プレート811に近づく向きに斜めに延びている。即ち、図5(2)に示すように、上下の板バネ815,816が平面視で斜めに交差するように延びている。そして、各板バネ815,816の先端は、第一プレート811の開口813,814にそれぞれ嵌り込んでいる。このような連結構造により二枚のプレート811,812が連結されている。
The
上記説明から解るように、姿勢が固定された第一プレート811に対して、第二プレート812は、姿勢変化が可能である。即ち、各板バネ815,816は、第一プレート811の開口813に嵌り込んだ状態を維持しつつ、弾性を作用させて第二プレート812を第一プレート811から遠ざけたり、弾性に反して押し込まれることで第二プレート812を第一プレート811に近づけたりすることが可能である。このため、図5(1)に矢印R1で示すように、第二プレート812は、一方の側の縁が第一プレート811に近づく向きに回転することが可能であり、また逆に、矢印R2で示すように他方の側の縁が第二プレート812に近づく向きに回転することが可能である。この回転の軸Aは、XY平面に対して垂直である。
As can be understood from the above description, the posture of the
図2に示すように、第一プレート811は第一背板817により第一Y方向連結板37に固定され、第二プレート812は第二背板818によりX方向ガイド21に固定されている。X方向ガイド21は、他端で第二Y方向スライダ34に連結されている。従って、第一Y方向駆動源35が動作しない状態で第二Y方向駆動源36が動作すると、図3に矢印Rで示すようにX方向ガイド21がヒンジ81を支点として回転する。この回転は、ヒンジ81を構成する各板バネ815,816の弾性が作用する範囲内であるから、それほど大きな角度ではない。この角度(図3にθで示す)は、例えば、±100μラジアン程度とされる。
尚、上記ヒンジ81は弾性ヒンジ81の一種であるが、ヒンジ81を構成する各板バネ815,816は、がたつきを無くしたり回転位置の精度を高めたりする必要性からある程度剛性の高いものが使用される。第二Y方向駆動源36は、この剛性に抗して各板バネ815,816を変形させる。
As shown in FIG. 2, the
The
また、第二Y方向駆動源36は、この実施形態ではシャフトモーターであり、そのモータースライダ362は第二Y方向連結板38で第二Y方向スライダ34に連結されているが、シャフトモーターは、非接触の直線駆動源であり、シャフト状磁石とモータースライダとの間にはクリアランスが存在している。この実施形態ではシャフト状磁石361は両端が固定されているため、モータースライダ362は、このクリアランスの範囲内で第二Y方向連結板38及び第二Y方向スライダ34と一体にθ方向移動する。
The second Y-
上記のようなθ方向移動における移動角度は、各Y方向駆動源35,36の動作量により制御される。この点について、図6を使用して説明する。図6は、θ方向移動における角度の制御について示した概略図である。
上記説明では、第一Y方向スライダ33が静止した状態で第二Y方向スライダ34が移動することでθ移動されると説明したが、回転にかかわらずほぼ移動しない点がX方向スライダ21の中央の位置になるようにするためと、短いY方向移動で大きなθ方向移動にするため、第一Y方向スライダ33と第二Y方向スライダ34とを互いに逆向きに移動することでθ移動が行われる。図6には、この様子が概念的に示されている。
The movement angle in the θ direction movement as described above is controlled by the operation amount of each Y direction drive
In the above description, the first Y-
図6において、第一Y方向ガイド31が直線Y1で示され、第二Y方向ガイド32が直線Y2で示されている。回転中心(ヒンジ81の中心)はX軸上に位置しており、X軸(Cを通りX方向に延びる直線)がY1と交わる点をPとする。この場合、点Pと回転中心Cとの距離Lは、回転するX方向ガイド21の長さにほぼ相当している。
θ方向移動を行う際、上記のように第一Y方向駆動源35と第二Y方向駆動源36はY方向の互いに逆向きの移動が行われるよう駆動する。図6の紙面上の上側を+とし、下側を−とすると、例えば第一Y方向駆動源35は−方向に駆動し、第二Y方向駆動源36は+方向に駆動する。
In FIG. 6, the first Y direction guide 31 is indicated by a straight line Y1, and the second Y direction guide 32 is indicated by a straight line Y2. The center of rotation (the center of the hinge 81) is located on the X axis, and P is a point where the X axis (a straight line passing through C and extending in the X direction) intersects Y1. In this case, the distance L between the point P and the rotation center C substantially corresponds to the length of the rotating
When moving in the θ direction, as described above, the first Y-
説明を簡単にするため二つのY方向駆動源35,36による移動距離は同じδであるとし(+δ,−δ)、回転角度がそれぞれθdとすると、δとθdの関係は以下の式1で表される。
上述したように、実施形態におけるθ方向の移動の量は、数百μラジアン程度の小さいものである。この程度の小さい角度の移動であっても、θ方向に移動できることは大きな意味を持つ。例えば、ワークWがロボットによりステージ1に載置される場合、当該ロボットが高性能のロボットであるものの、数百μラジアン程度のθ方向の配置誤差が生じてしまうとする。この場合、ワークWに設けられたマークを検出してこのθ方向の誤差を計測し、この誤差を補償するよう上記θ方向の移動を行わせることができる。
As described above, the amount of movement in the θ direction in the embodiment is as small as several hundred μradians. Even if it is such a small angle of movement, it is significant to be able to move in the θ direction. For example, when the workpiece W is placed on the
また、機構精度上の問題から、X方向又はY方向に移動した際、本来生じてはならないθ方向移動が生じてしまう場合、これを補正する目的でもθ方向移動は行われ得る。このような直線移動に伴うθ方向移動はヨーイング(Yawing)と呼ばれるが、ヨーイングの発生は、図1に示す二つのレーザー干渉計の出力差(光路差)を監視することで検出することができる。従って、ヨーイングが検出された際、それとは逆向きの同じ角度のθ方向移動を行わせることでヨーイングを補正し、ステージ1を常に正しいθ方向の姿勢に保つことができる。
Further, when the movement in the X direction or the Y direction causes a movement in the θ direction that should not occur originally due to a problem in mechanism accuracy, the movement in the θ direction can be performed for the purpose of correcting this. The θ-direction movement accompanying such linear movement is called yawing, but the occurrence of yawing can be detected by monitoring the output difference (optical path difference) between the two laser interferometers shown in FIG. . Accordingly, when yawing is detected, the yawing is corrected by moving the same direction in the opposite direction to the yawing, so that the
上記のように、実施形態のステージ装置は、一対のY方向スライダ33,34をY方向に互いに逆向きに移動させることでX方向ガイド21をθ方向移動させ、それによってX方向スライダ23及びステージ1を一体にθ方向移動させるものである。このため、θ方向移動のための特別な機構をX方向スライダ23とステージ1との間に介在させる必要はなく、θ方向移動を可能にしつつもステージ1の重心は低く抑えられる。従って、低重心であるH型のメリットが阻害されることはなく、高重心化によるモーメント発生やアッベ誤差の問題とは無縁である。このため、θ方向の姿勢調節が可能であって且つ高い精度でステージ1の位置制御を行うことができるステージ装置が提供される。尚、θ方向移動の際、X方向ガイドに対してX方向スライダが係合していた方が望ましい場合もあり、この場合には、θ方向移動の際には浮上機構5の動作は停止される。
As described above, the stage apparatus according to the embodiment moves the
また、上記のようなθ方向移動は、レーザー干渉計とともに用いられる反射板の面精度を補償する目的でも好適に行われ得る。以下、この点について説明する。
上述したように、各反射鏡74,75は、レーザー干渉計71〜73からのレーザー光を反射させて戻すことで距離の計測を可能にするものである。ステージ1は、X方向及びY方向に移動するので、各反射鏡74,75は長尺なものであり、それぞれX方向及びY方向に沿って配置される。この場合、例えばY方向反射鏡75の反射面は、X方向に沿って平坦な面を形成している必要があるが、加工精度上の問題から平坦性を確保することが難しく、サブミクロンレベルの微細な位置決めを行う際には問題となり得る。図7は、この反射鏡の面精度の問題を示した概略図である。
Moreover, the above-mentioned movement in the θ direction can be suitably performed for the purpose of compensating the surface accuracy of the reflector used together with the laser interferometer. Hereinafter, this point will be described.
As described above, each of the reflecting mirrors 74 and 75 enables distance measurement by reflecting and returning the laser light from the
図7に示すように、反射鏡75がレーザー干渉計72に対して例えば凹状に湾曲して形成されているとする(図7は、理解のため誇張して描かれている)。この場合、X方向又はY方向にステージ1が移動して停止した際、Y方向についてステージ1が正しい位置に位置しているにもかかわらず、反射鏡75が湾曲しているため、レーザー干渉計72は本来の距離Lよりも短い距離L’を計測してしまう。このため、コントローラ6は、Y方向について誤った位置に位置していると判断し、差分のΔLを解消するよう−ΔLだけステージ1をY方向に移動させる制御信号を発してしまう。この結果、正しい位置に位置していたステージ1が−ΔLだけ変位してしまう。
As shown in FIG. 7, it is assumed that the reflecting
この問題を防止するには、予め反射鏡75の湾曲を調べておき、そのデータを利用して補正をかけるようにすれば良い。図8は、反射鏡の湾曲を予め調べる好適な方法について示した概略図である。
前述したように、実施形態のステージ装置は、X方向に二つのレーザー干渉計72,73が並設されている。この構造は、X方向に沿って配置された反射鏡(Y方向反射鏡)75の反射面の湾曲を調べるのに好適となっている。
In order to prevent this problem, the curvature of the reflecting
As described above, the stage apparatus of the embodiment has the two
Y方向反射鏡75を図1に示すようにステージ1に取り付けた後、図8(1)に示すようにステージ1をX方向に逐次移動させる。この際、二つのレーザー干渉計72,73の出力の差分を算出する。反射鏡75が湾曲していなければ差分はゼロになる。一方、湾曲していれば、差分はゼロにならずΔdが発生する。Δdは、図8(2)に示すように、二つのレーザー干渉計72,73の光軸間における反射面の傾き角θtを示しており、光軸間の距離をGとすると、θt=tan−(Δd/G)となる。従って、例えば光軸間の中点Mについてθtの値を取得し、θtの値を各中点Mについてプロットしていけば、図7に示すような反射面の湾曲形状(プロファイル)が得られることになる。
After the Y-
上記のようにステージ1を光軸間距離Gのストロークでステージ1を逐次移動させながら、各計測点での傾き角θtが取得される。取得されたθtは、Y方向の位置のデータとともにコントローラ6内のメモリ等の記憶部に記憶される。例えば、逐次移動の数がn番目に計測された傾き角θtは、n番目の位置(Yn)からn+1番目の位置(Yn+1)の間での傾き角として記憶される。つまり、光軸間距離G毎の傾き角θtのデータとして記憶される。
このように記憶された各点のθtのデータは、Y方向の位置制御データの補正用に使用される。図9に、この点が示されている。図9は、予め調べられた反射鏡の湾曲形状に従ってY方向の位置制御データが補正される様子を示した概略図である。
As described above, the tilt angle θt at each measurement point is acquired while sequentially moving the
The data of θt of each point stored in this way is used for correcting the position control data in the Y direction. This point is illustrated in FIG. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating how the position control data in the Y direction is corrected in accordance with the curved shape of the reflecting mirror examined in advance.
ワークをある位置に位置決めさせるため、ステージ1がX方向に移動してある位置で停止するとする。図9(1)に示すように、この停止位置は、ある点QがY方向干渉計72の光軸上に位置する位置であるとする。そして、この点Qは、補正用のデータにおいてYnとYn+1の間に位置し、そこでの傾き角がθtであるとする。
この場合、点Qでステージ1が停止するようX方向の移動距離の信号がコントローラ6からX方向駆動源22に送られるが、これとともに、θ方向にθtだけ移動するよう第一Y方向駆動源35及び第二Y方向駆動源36に制御信号が送られる。つまり、X方向移動が行われた際、Y方向反射鏡75の面精度補正用のY方向移動信号が併せて各Y方向駆動源35,36に送られる。この結果、図9(2)に示すようにθtの角度でθ移動が行われ、面精度低下(湾曲)が補正された状態でY方向の位置検出が行われてフィードバック制御される。コントローラ6は、X方向移動後のステージ1の位置に従って記憶部から上記θtの値を読み出し、θtとなるように+δ、−δの制御信号を送る。従って、X方向のどの位置で停止した場合でも面精度低下が補正され、Y方向の位置検出を誤ってしまうことがなく高い精度でステージ1はY方向に位置決めされる。
In order to position the workpiece at a certain position, it is assumed that the
In this case, the X direction moving distance signal is sent from the
尚、このようなθ方向移動を行う際、レーザー干渉計72による計測点が回転中心からずれているので、θ方向移動によって本来の位置からシフトしてしまう。しかしながら、このシフトは、各レーザー干渉計72,73によるフィードバック制御によって自動的に補正される。この点について、図10を参照して説明する。図10は、θ方向移動に伴うXY方向の位置ずれの自動補正について示した概念図である。
Note that, when such a movement in the θ direction is performed, the measurement point by the
図10は、図6と同様の図であるが、レーザー干渉計71〜73による計測点を観念する。例えば、Y方向用の二つのレーザー干渉計72,73のうちの一方72がY方向の位置検出に使用されるとし、このレーザー干渉計72の光軸とX方向レーザー干渉計71の光軸とが交わる点をαとする。αは、ステージ1において各レーザー干渉計71,72によって位置が計測されている点である(以下、計測点という)。説明を簡単にするため、点αは、回転中心Cを通りX方向に延びる線上にあるとし、回転中心Cまでの距離をXaとする。
前述したように、第一Y方向スライダ33と第二Y方向スライダ34は、互いに逆向きに|δ|だけ移動する。従って、回転中心Cはヒンジ81であるものの、X方向ガイド21のある点は、回転にかかわらず殆ど変位しない。この点は、X方向ガイド21のほぼ中央である。図10(1)に示すように、ステージ1上の計測点αは、この点にない場合、θ方向移動に伴って位置がずれる。この位置ずれの量をΔX、ΔYとし、不動点がX方向ガイド21の中央であるとすると、ΔX、ΔYは、以下の式2で表される。
As described above, the first Y-
θ方向移動に伴うこのような計測点αのずれは、レーザー干渉計71,72によって検出される。従って、上記のようにコントローラ6によってフィードバック制御がされる実施形態の構成では、上記ずれは自動的に補正される。即ち、図10(2)に示すように、X方向又はY方向に移動して所定位置で停止した後、ステージ1が上記のようにθ方向移動した際、X方向用のレーザー干渉計71では、−ΔXだけ位置ずれがしたと判断されるから、+ΔXだけ移動するようコントローラ6はX方向駆動源22に制御信号を出力する。また、Y方向用のレーザー干渉計72では−ΔYだけ位置ずれしたと判断されるから、+ΔYだけ移動するようコントローラ6は各Y方向駆動源35,36に制御信号を出力する。この結果、X方向ガイド21は図10(2)中に矢印で示すように回転角度を維持した状態で斜めにシフトし、点αは当初の正しい位置に戻される。
Such a shift of the measurement point α accompanying the movement in the θ direction is detected by the
つまり、X方向に移動した際、X方向移動後のX方向位置に応じてθtの回転が行われて反射鏡75の面精度低下を補償しつつ計測点αのシフトを補正するためにX方向及びY方向の移動が行われることになる。即ち、Y方向の移動量については、+δ、−δの各移動を各Y方向駆動源35,36に指示しつつ、計測される−ΔYのシフトをフィードバック補正すべく+ΔYの移動が加重的に指示される。つまり、上記の例では、第一Y方向駆動源35には−δ+ΔYが指示され、第二Y方向駆動源36には+δ+ΔYが指示される。この結果、計測点αが反射鏡75の面精度によらずY方向で正しい位置に位置決めされる。
That is, when moving in the X direction, the rotation of θt is performed in accordance with the X direction position after moving in the X direction, and the shift in the measurement point α is corrected while compensating for the decrease in surface accuracy of the reflecting
上記の例はフィードバック制御が行われることを前提にしたが、オープンループの制御を行う系であっても回転に伴うシフトの補正可能である。即ち、回転中心Cの位置は固定であり、従って点Pとの距離Lは定数である。また、XαはX方向移動後の計測点αと回転中心との距離であるから、これもX方向の移動距離の制御信号によって定まる。θdの回転のために±δの移動を行った場合にどの程度のΔX及びΔYが生じるかは上記式1及び式2によって求まるから、ある計測点αにステージ1が位置した際に±δの移動を各Y方向駆動源35,36に指示するとともにオープンループの制御量としてΔX及びΔYも併せて指示すれば良い。
いずれにしても、実施形態のステージ装置は、一対のY方向スライダ33,34をY方向に互いに逆向きに移動させることでθ方向移動を行うので、高重心化を招くことなく上記反射鏡75の面精度低下の問題が解消される。
Although the above example is based on the assumption that feedback control is performed, even a system that performs open loop control can correct a shift accompanying rotation. That is, the position of the rotation center C is fixed, and therefore the distance L from the point P is a constant. Further, since Xα is the distance between the measurement point α after movement in the X direction and the rotation center, this is also determined by the control signal for the movement distance in the X direction. Since how much ΔX and ΔY are generated when ± δ is moved due to the rotation of θd is obtained by the
In any case, the stage apparatus according to the embodiment moves in the θ direction by moving the pair of
図2には、実施形態のステージ装置の使用例が併せて示されている。この例は、ステージ装置が露光装置に搭載されて使用される例となっている。露光装置は、露光装置は、露光光学系9と、実施形態のステージ装置とを備えている。ステージ装置は、露光光学系9により所定のパターンの光が照射されている位置にワークWを位置決めする機能を担っている。
FIG. 2 also shows a usage example of the stage apparatus of the embodiment. In this example, the stage apparatus is used by being mounted on an exposure apparatus. The exposure apparatus includes the exposure
露光光学系9の詳細は省略するが、マスクを介して投影露光を行うタイプの装置の場合、光源、光源からの光が照射される位置に配置されたマスク、マスクの像をステージ1上のワーク(不図示)に結像する結像レンズ等を含んでいる。また、実施形態のステージ装置は、二つのレーザー光束をワークW上で干渉させて露光する二光束レーザー干渉露光装置にも好適に使用することができる。二光束レーザー干渉露光装置における露光光学系の構成は、特許第4514317号公報や特開2015−170780号公報に開示されている。
Although details of the exposure
次に、第二の実施形態のステージ装置について説明する。図11及び図12は、第二の実施形態のステージ装置の概略図であり、図11はX方向での断面概略図、図12は平面概略図である。
第二の実施形態のステージ装置は、一対のY方向ガイド31,32の構造が第一の実施形態と異なっている。即ち、図11に示すように、一対のY方向ガイド31,32は、双方ともVガイドの構造となっている。各Y方向ガイド31,32は、第一の実施形態の第一Y方向ガイド31と同様、上側に凸の断面逆V字状の表面形状となっている。そして、各Y方向スライダ33,34の下面は、断面V字状の溝となっており、各Y方向ガイド31,32の上面が各方向スライダ33,34の下面に嵌り込んだ状態となっている。
Next, the stage apparatus of 2nd embodiment is demonstrated. 11 and 12 are schematic views of the stage apparatus according to the second embodiment. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view in the X direction, and FIG. 12 is a schematic plan view.
The stage device of the second embodiment is different from the first embodiment in the structure of the pair of Y-direction guides 31 and 32. That is, as shown in FIG. 11, the pair of Y-direction guides 31 and 32 both have a V-guide structure. Each Y-
このような第二の実施形態のステージ装置も、第一の実施形態と同様、X方向ガイド21は一端においてヒンジ81を介して第一Y方向ガイド31に連結されている。そして、θ方向移動を可能にするため、X方向ガイド21の他端は、X方向変位吸収部材82を介して第二Y方向ガイド32に連結されている。
X方向変位吸収部材82としては、この実施形態では蛇腹(ベローズ)が使用されている。蛇腹は、ある程度剛性のあるゴム材で形成されたものであることが好ましい。
In the stage apparatus of the second embodiment as well, the X direction guide 21 is connected to the first Y direction guide 31 via a
As the X-direction
第二の実施形態においても、第一Y方向駆動源35と第二Y方向駆動源36を互いに逆向きに駆動することで所定角度のθ方向移動が行われる。この際、いずれのY方向ガイド31,32もVガイドであるのでX方向には本質的に変位できないが、蛇腹であるX方向吸収変位部材82が伸縮をしてX方向ガイド21のX方向の変位を吸収する。ここでの伸縮とは、蛇腹のY方向の例えば+側の部位では伸び、−側の部位では収縮するということである。
Also in the second embodiment, the first Y-
この実施形態においても、ステージ装置は、一対のY方向スライダ33,34をY方向に互いに逆向きに移動させることでステージ1のθ方向移動を行うので、ステージ1は高重心化せず、重心は低く抑えられる。従って、低重心であるH型のメリットが阻害されることはなく、高重心化によるモーメント発生やアッベ誤差の問題とは無縁である。このため、ステージ1のθ方向の姿勢調節が可能であるとともに高い精度の位置制御が可能なステージ装置が提供される。
Also in this embodiment, the stage apparatus moves the
この実施形態では、両側のY方向ガイド31,32ともVガイドを採用しているので、第一の実施形態に比べると、X方向の位置制御の信頼性が高いという効果がある。即ち、第一の実施形態では第二Y方向ガイド32は平ガイドであるので、Y方向移動時のX方向の変位に対する規制は一方の側のみということになる。第二の実施形態では、両側でX方向の変位に対して規制をしているので、直線移動に対するガイドの信頼性はその分だけ高くなる。
In this embodiment, since the V guides are adopted for the Y direction guides 31 and 32 on both sides, there is an effect that the reliability of the position control in the X direction is higher than that in the first embodiment. That is, in the first embodiment, since the second Y-
尚、X方向変位吸収部材82としては、蛇腹の他、適宜の弾性を有する円筒状の弾性体でも良く、円筒状の弾性体の内部に流体を充填した構造のものが採用されることもある。また、一対のコイルスプリングをX方向変位吸収部材82として採用しても良く、この場合は、各コイルスプリングの軸がX方向に向くようにし、X軸(X方向ガイド21の中央を通りX方向に延びる線)から互いに等距離の位置に配置する。
In addition to the bellows, the X-direction
上記各実施形態において、図5に示すヒンジ81を用いることは必須条件ではなく、他の構造のヒンジが使用されることもある。例えば、ピボット構造即ちすり鉢状の凹部に対して円錐状の突起が嵌り込んだ構造が採用されることもあり得る。但し、前述したような弾性ヒンジ81を使用すると、弾性の作用によりX方向ガイド21の一端が第一Y方向スライダ33に押しつけられた状態となるので、ガタが生じにくく、位置制御の精度がより高くできるので好適である。
図4に示すヒンジ81の構造においても、板バネ815、816は弾性体の一例であり、コイルスプリングのような他の一対の弾性体を使用した構造が採用されることもある。
In each of the above embodiments, the use of the
Also in the structure of the
また、θ方向移動は反射鏡の面精度補償の目的で行われ得ると説明したが、反射鏡の面精度はX方向反射鏡74についても悪い場合があり得るので、X方向反射鏡74の面精度を補償するためにθ移動が行われることがあり得る。この場合、Y方向に沿って二つのレーザー干渉計が並設され、同じように予めX方向反射鏡74の反射面の湾曲形状が調べられ、記憶部に記憶される。そして、Y方向に移動した際、Y方向の位置に応じて補正量が選択され、θ移動によって面精度補償が行われる。尚、この場合、X方向反射鏡74を回転させる必要があるので、X方向反射鏡74が設けられたのとは反対側(図1の例では、第二Y方向ガイド32とX方向ガイド21との間)にヒンジが設けられる。
In addition, it has been described that the θ-direction movement can be performed for the purpose of compensating the surface accuracy of the reflecting mirror. However, the surface accuracy of the reflecting mirror may be poor for the
尚、各駆動源22,35,36としては、前述したシャフトモーター以外の駆動源が使用されることもあり得る。例えば、フラットタイプのリニアモーターアクチュエーターについても非接触駆動であるので、採用することができる。但し、リニアガイドについては附属のものではなく、上述したような平ガイドが適宜採用される。
また、Vガイドが採用される場合、図2等に示されているような上に凸のガイドではなく、ガイドの方が断面V字状であり、スライダが下に凸の断面V字状のものであっても良い。さらに、水平方向に凸及び凹である断面V字構造のガイド−スライダの組合せが採用されることもある。
尚、ステージ装置の用途としては、前述した露光装置以外にもあり得る。例えば、ウエハを貼り合わせて積層構造を得る貼り合わせ装置についても、高精度の位置決めが必要とされるので好適に使用することができる。
In addition, as each
In addition, when the V guide is adopted, the guide is not a convex guide as shown in FIG. 2 or the like, but the guide has a V-shaped cross section and the slider has a convex V-shaped cross section. It may be a thing. Further, a guide-slider combination having a V-shaped cross section that is convex and concave in the horizontal direction may be employed.
The stage apparatus can be used in addition to the exposure apparatus described above. For example, a bonding apparatus for bonding wafers to obtain a laminated structure can be preferably used because high-precision positioning is required.
また、上記各実施形態において、尚、θ方向の移動は、一対のY方向スライダ33,34を互いに逆向きに等距離に移動させたが、この構成は、X方向ガイド21上の位置がほぼ変化しない点がX方向ガイド21の中央になるようにして演算を簡単にするためである。θ方向の移動について、必ずしもこのようにする必要はなく、一対のY方向スライダについて逆向きではあるが等距離ではない移動をさせたり、一方のY方向スライダを静止させておいて他方のY方向スライダを移動させたりすることで、θ方向移動を行うことも可能である。
Further, in each of the above embodiments, the movement in the θ direction has moved the pair of
1 ステージ
2 X方向移動機構
21 X方向ガイド
22 X方向駆動源
3 Y方向移動機構
31 第一Y方向ガイド
32 第二Y方向ガイド
33 第一Y方向スライダ
34 第二Y方向スライダ
35 第一Y方向駆動源
36 第二Y方向駆動源
37 第一Y方向連結板
38 第二Y方向連結板
4 定盤
5 浮上機構
6 コントローラ
71〜73 レーザー干渉計
74,75 反射鏡
81 ヒンジ
82 X方向変位吸収部材
9 露光光学系
DESCRIPTION OF
Claims (7)
ステージをX方向に移動させるX方向移動機構と、
X方向に対して垂直なY方向にステージを移動させるY方向移動機構と
を備えたステージ装置であって、
Y方向移動機構は、平行してY方向に延びる一対のY方向ガイドを備えており、
X方向移動機構は、X方向に延びるとともに一対のY方向ガイドにまたがったX方向ガイドを備えており、
X方向ガイドの両端にはY方向スライダを設けられて、各Y方向スライダは各Y方向ガイドに案内されることが可能な状態で各Y方向ガイドに載っており、
ステージは、X方向ガイドに案内されることが可能な状態でX方向ガイドに載っており、
Y方向移動機構において、少なくとも一方のY方向スライダはヒンジを介してX方向ガイドに連結されており、
当該少なくとも一方のY方向スライダは、X方向の変位が許容される状態でY方向ガイドに載っているか、又は当該少なくとも一方のY方向スライダとX方向ガイドとの間にX方向変位吸収部材が設けられていることを特徴とするステージ装置。 Stage,
An X-direction moving mechanism for moving the stage in the X direction;
A stage device including a Y-direction moving mechanism for moving the stage in the Y direction perpendicular to the X direction,
The Y-direction moving mechanism includes a pair of Y-direction guides extending in the Y direction in parallel.
The X direction moving mechanism includes an X direction guide extending in the X direction and straddling a pair of Y direction guides.
Y direction sliders are provided at both ends of the X direction guide, and each Y direction slider is placed on each Y direction guide in a state where it can be guided by each Y direction guide,
The stage is placed on the X direction guide in a state where it can be guided by the X direction guide,
In the Y-direction moving mechanism, at least one Y-direction slider is connected to the X-direction guide via a hinge.
The at least one Y-direction slider is placed on the Y-direction guide in a state where displacement in the X-direction is allowed, or an X-direction displacement absorbing member is provided between the at least one Y-direction slider and the X-direction guide. A stage apparatus characterized by being provided.
前記X方向移動機構及び前記Y方向移動機構は、定盤の上に搭載されており、
X方向スライダは、空気噴射又は磁気の作用により定盤に対して浮上する浮上体を備えていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載のステージ装置。 The X-direction moving mechanism includes an X-direction slider guided by the X-direction guide, and the stage is mounted on the X-direction slider.
The X direction moving mechanism and the Y direction moving mechanism are mounted on a surface plate,
6. The stage apparatus according to claim 1, wherein the X-direction slider includes a floating body that floats on the surface plate by air injection or magnetic action.
X方向位置センサ及びY方向位置センサのうちの少なくとも一方の位置センサは、ステージに取り付けられた反射鏡にレーザー光を照射してその反射光を捉えることでステージの位置を検出するレーザー干渉計であり、
コントローラは、反射鏡の湾曲形状を記憶した記憶部を有しており、反射鏡の湾曲形状に従って補正した制御信号によりフィードバック制御を行うものであることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載のステージ装置。
The X-direction position sensor that detects the position of the stage in the X direction, the Y-direction position sensor that detects the position of the stage in the Y direction, and feedback control of the X-direction moving mechanism according to the output from the X-direction position sensor and Y A controller that feedback-controls the Y-direction moving mechanism in accordance with the output from the direction position sensor,
At least one of the X-direction position sensor and the Y-direction position sensor is a laser interferometer that detects the position of the stage by irradiating a reflecting mirror attached to the stage and capturing the reflected light. Yes,
7. The controller according to claim 1, wherein the controller includes a storage unit that stores a curved shape of the reflecting mirror, and performs feedback control using a control signal corrected according to the curved shape of the reflecting mirror. The stage apparatus as described.
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