JP2018124464A - Exposure device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device capable of rapidly attenuating a fine vibration of a stage surface plate.SOLUTION: One aspect of an exposure device includes: a frame; a stage surface plate elevatable to the frame and expanding to a plane direction intersecting with a vertical direction; a movable state mounted on the stage surface plate and movable in the plane direction; an exposure part for exposing by irradiating light to an exposure target mounted on the movable stage; a mover for moving the movable stage in the plane direction to the stage surface plate; an elevator for elevating the stage surface plate on which the movable stage is mounted relative to the frame; and a vibration control damper that is connected to both of the frame and the stage surface plate and suppresses vibration of the stage surface plate to the frame, in which the vibration control damper includes a vessel fastened to one of the frame and the stage surface plate and accommodates the viscous fluid inside thereof and an insertion body that is fastened to the other to the one and a part is inserted in the viscous fluid in the vessel in a state of non-contact with an inner wall of the vessel.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は露光装置に関し、さらに詳細には、可動ステージをステージ定盤に対して移動させる際に生ずるステージ定盤の振動を素早く減衰させることのできる露光装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to an exposure apparatus that can quickly attenuate the vibration of a stage surface plate that occurs when a movable stage is moved relative to the stage surface plate.

露光装置は、プリント基板や液晶パネルなどといった、ワークとも称される製造物の製造工程において配線等のパターン形成に用いられる。このような露光装置は、典型的な構成例としては、主に、光照射部、ワークに露光(転写)されるパターンが形成されたマスク、このマスクを保持するマスクステージ、露光処理が行われるプリント基板や液晶パネルなどのワークを保持するワークステージ、マスクに形成されたパターンをワーク上に投影する投影レンズを備える。   The exposure apparatus is used for forming a pattern such as a wiring in a manufacturing process of a product called a workpiece such as a printed board or a liquid crystal panel. As a typical configuration example of such an exposure apparatus, mainly, a light irradiation unit, a mask on which a pattern to be exposed (transferred) to a workpiece is formed, a mask stage that holds the mask, and an exposure process are performed. A work stage for holding a work such as a printed circuit board or a liquid crystal panel, and a projection lens for projecting a pattern formed on the mask onto the work are provided.

特許文献1には、上述した典型的な構成を有した露光装置が開示されている。ワークステージは通常、ワークを載せて移動できる可動ステージと、その可動ステージの可動領域を規定するステージ定盤を備えている。
また、このようなワークステージは、露光装置全体の外骨格となる光学フレーム(あるいは光学ベンチ)内に配備されていることも一般的である。そして、ステージ定盤と光学フレームの間にはZ軸駆動機構がある。可動ステージは、このようなZ軸駆動機構によるZ方向移動とステージ定盤上での平面的な移動とを合わせて、XYZθ方向に移動可能となっている。
Patent Document 1 discloses an exposure apparatus having the typical configuration described above. The work stage usually includes a movable stage on which a workpiece can be placed and moved, and a stage surface plate that defines a movable area of the movable stage.
Such a work stage is generally provided in an optical frame (or an optical bench) which is an exoskeleton of the entire exposure apparatus. There is a Z-axis drive mechanism between the stage surface plate and the optical frame. The movable stage can move in the XYZθ directions by combining the movement in the Z direction by such a Z-axis drive mechanism and the planar movement on the stage surface plate.

特許第5556774号公報Japanese Patent No. 5556774

しかしながらZ軸駆動機構は、ステージ定盤や光学フレームと比較すると剛性が低く、パターンの微細化に伴って可動ステージの動きが素早くなっていくと、ステージ定盤に微細な振動が発生するようになってきた。
一方で可動ステージの位置精度もパターンの微細化に伴って精密化しており、可動ステージが動くたびに発生するステージ定盤の振動が所定のレベルまで減衰するまで待たなければ露光装置は露光が行えなくなってきている。
この結果、タクトタイムが短縮されないという問題が発生した。この問題はステップ&リピート方式の露光装置において特に顕著であるが、露光装置において一般的に生じている問題である。
以上に鑑み、本発明はステージ定盤の微細な振動を素早く減衰させることができる露光装置を提供することを課題とする。
However, the Z-axis drive mechanism is less rigid than the stage surface plate and optical frame, and if the movement of the movable stage becomes faster as the pattern becomes finer, fine vibrations will be generated on the stage surface plate. It has become.
On the other hand, the position accuracy of the movable stage has been refined as the pattern becomes finer, and the exposure apparatus can perform exposure unless it waits until the vibration of the stage surface plate that occurs each time the movable stage moves to a predetermined level. It is gone.
As a result, there is a problem that the tact time is not shortened. This problem is particularly noticeable in step-and-repeat type exposure apparatuses, but is a problem that generally occurs in exposure apparatuses.
In view of the above, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can quickly attenuate minute vibrations of a stage surface plate.

上記課題を解決するために、本発明に係る露光装置の一態様は、フレームと、上記フレームに対して昇降自在な、昇降方向に対して交わる面内方向に広がったステージ定盤と、上記ステージ定盤に搭載され、上記面内方向に移動自在な可動ステージと、上記可動ステージに載置される露光対象に対して光を照射して露光する露光部と、上記ステージ定盤に対して上記可動ステージを上記面内方向に移動させる移動機と、上記可動ステージを搭載した上記ステージ定盤を上記フレームに対して昇降させる昇降機と、上記フレームと上記ステージ定盤との双方に繋がり、上記フレームに対する上記ステージ定盤の振動を抑制する制振ダンパと、を備え、上記制振ダンパが、上記フレームと上記ステージ定盤との一方に固定されて内部に上記粘性流体を収容した容器と、上記一方に対する他方に固定され、一部が上記容器内の上記粘性流体に、その容器の内壁とは非接触の状態で挿入された挿入体と、を備える。
このような露光装置によれば、ステージ定盤の微細な振動を、粘性流体と挿入体との抵抗力で素早く減衰させることができる。
In order to solve the above-described problems, an aspect of the exposure apparatus according to the present invention includes a frame, a stage surface plate that is movable up and down with respect to the frame and that extends in an in-plane direction intersecting with the up and down direction, and the stage. A movable stage mounted on a surface plate and movable in the in-plane direction, an exposure unit that irradiates and exposes an exposure target placed on the movable stage, and the stage surface plate The frame is connected to both the frame and the stage surface plate, the moving device for moving the movable stage in the in-plane direction, the elevator for moving the stage surface plate mounted with the movable stage relative to the frame, and the frame and the stage surface plate. A vibration damper that suppresses vibration of the stage surface plate with respect to the frame, and the vibration damper is fixed to one of the frame and the stage surface plate and has the viscous flow therein. A housing with a container, fixed to the other with respect to one described above, the viscous fluid partially above the container, comprising inserting a member which is inserted in a non-contact state with the inner wall of the container, the.
According to such an exposure apparatus, minute vibrations of the stage surface plate can be quickly attenuated by the resistance force between the viscous fluid and the insert.

上記露光装置において、上記移動機が、上記面内方向に含まれた互いに交わる2つの方向成分それぞれについて互いに独立に上記可動ステージを移動させる複数の移動部を有するものであり、上記挿入体は、上記粘性流体に挿入された部分が、上記2つの方向成分のうちの一方に沿って延びた板部であることが好ましい。
このような露光装置によれば、板部は、上記一方の方向成分における可動ステージの移動でステージ定盤に生じる振動を素早く減衰させることができる。
In the exposure apparatus, the moving device has a plurality of moving parts that move the movable stage independently of each other in two directional components included in the in-plane direction, and the insert is The portion inserted into the viscous fluid is preferably a plate portion that extends along one of the two directional components.
According to such an exposure apparatus, the plate portion can quickly attenuate the vibration generated in the stage surface plate due to the movement of the movable stage in the one direction component.

また、上記板部を有した上記挿入体は、上記板部が、上記2つの方向成分のうちの一方と上記昇降方向との双方に沿って延びたものであることが更に好ましい。板部がこのような方向に沿って延びていることで、充分な制振能力を有した制振ダンパがステージ定盤とフレームとの隙間に容易に設置される。
更に、上記板部を有した上記挿入体は、上記容器が、各々に上記粘性流体を収容し、上記2つの方向成分のうち上記一方に対する他方に沿って並んだ複数の収容槽を有するものであり、上記挿入体が、上記複数の収容槽に個別に挿入された複数の上記板部を有するものであることも好ましい。このような複数の板部により、省スペースで高い制振能力が実現される。
Further, in the insert body having the plate portion, it is more preferable that the plate portion extends along both one of the two directional components and the ascending / descending direction. Since the plate portion extends in such a direction, a vibration damper having a sufficient vibration damping capability is easily installed in the gap between the stage surface plate and the frame.
Furthermore, the insertion body having the plate portion includes a plurality of storage tanks in which the container stores the viscous fluid in each of the containers and is arranged along the other of the two directional components with respect to the one. In addition, it is also preferable that the insert has a plurality of the plate portions individually inserted into the plurality of storage tanks. By such a plurality of plate portions, a high vibration damping capacity is realized in a space-saving manner.

また、上記露光装置において、上記挿入体は、上記粘性流体に挿入された部分が、上記制振ダンパによって抑制される上記ステージ定盤の振動の方向に沿って延びた板部であってもよい。このような板部は、振動方向に沿って延びた側面で粘性流体から抵抗力を受けて振動を素早く減衰させる。
また、上記露光装置において、上記粘性流体が、1000Pa・s以上の粘度を有するものであってもよい。このような高い粘度の粘性流体が用いられることによって振動が素早く減衰される。
Further, in the exposure apparatus, the insertion body may be a plate portion in which a portion inserted into the viscous fluid extends along a direction of vibration of the stage surface plate that is suppressed by the vibration damping damper. . Such a plate portion receives a resistance force from the viscous fluid at a side surface extending along the vibration direction and quickly attenuates the vibration.
In the exposure apparatus, the viscous fluid may have a viscosity of 1000 Pa · s or more. By using such a viscous fluid having a high viscosity, vibration is quickly damped.

本発明の露光装置によれば、ステージ定盤の微細な振動を素早く減衰させることができる。   According to the exposure apparatus of the present invention, it is possible to quickly attenuate minute vibrations of the stage surface plate.

本発明の露光装置の一実施形態における内部構造を露光装置の側方から透視した構造図である。FIG. 3 is a structural view of an internal structure in an embodiment of the exposure apparatus of the present invention seen through from the side of the exposure apparatus. ワークステージ周辺の構造を上方から見た上面図である。It is the top view which looked at the structure around a work stage from the upper part. 制振ダンパの構造を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the structure of a damping damper 粘性抵抗力の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of viscous resistance force. 制振ダンパが外された比較例での振動減衰を示すグラフである。It is a graph which shows the vibration attenuation | damping in the comparative example with which the damping damper was removed. 制振ダンパが備えられた実施例での振動減衰を示すグラフである。It is a graph which shows the vibration attenuation | damping in the Example provided with the damping damper.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の露光装置の一実施形態における内部構造を露光装置の側方から透視した構造図である。
本明細書では、装置の向きなどを説明するため、各図に共通の座標系を用いるものとする。図1の紙面に垂直な方向がこの共通座標系のX軸方向であり、図1の左右方向がY軸方向であり、図1の上下方向がZ軸方向である。
図1に示す露光装置1は、いわゆるステップ&リピート処理を行う露光装置である。
露光装置1は、露光装置1の外形を規定するとともに露光装置1全体を支える光学フレーム10を備えている。この光学フレーム10が、本発明にいうフレームの一例に相当する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a structural view of an internal structure in an embodiment of the exposure apparatus of the present invention as seen through from the side of the exposure apparatus.
In this specification, in order to explain the orientation of the apparatus, a common coordinate system is used for each drawing. The direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 is the X-axis direction of this common coordinate system, the horizontal direction of FIG. 1 is the Y-axis direction, and the vertical direction of FIG. 1 is the Z-axis direction.
An exposure apparatus 1 shown in FIG. 1 is an exposure apparatus that performs a so-called step and repeat process.
The exposure apparatus 1 includes an optical frame 10 that defines the outer shape of the exposure apparatus 1 and supports the entire exposure apparatus 1. The optical frame 10 corresponds to an example of a frame according to the present invention.

露光装置1は、光学フレーム10の上方に光源部20を備えている。光源部20はランプ21とミラー22とシャッタ23を有し、ランプ21は、ランプ点灯装置24から電力が供給されて点灯する。ランプ21から発せられた光はミラー22で図1の下方に向けて反射される。シャッタ23は、ミラー22から下方へと向かう光の透過と遮断を切り換えて露光をオンオフさせる。
光学フレーム10の内部には、マスク30と投影レンズ40が設置されている。マスク30には露光のパターンが形成されており、光源部20からの光がマスク30に照射される。マスク30を透過した露光光は投影レンズ40によってワークW上に投影される。
The exposure apparatus 1 includes a light source unit 20 above the optical frame 10. The light source unit 20 includes a lamp 21, a mirror 22, and a shutter 23, and the lamp 21 is turned on when power is supplied from a lamp lighting device 24. The light emitted from the lamp 21 is reflected by the mirror 22 downward in FIG. The shutter 23 switches on and off the exposure by switching between transmission and blocking of light downward from the mirror 22.
Inside the optical frame 10, a mask 30 and a projection lens 40 are installed. An exposure pattern is formed on the mask 30, and light from the light source unit 20 is irradiated onto the mask 30. The exposure light that has passed through the mask 30 is projected onto the workpiece W by the projection lens 40.

光源部20とマスク30と投影レンズ40とを併せたものが、本発明にいう露光部の一例に相当する。
光学フレーム10の内には、ワークWを保持してXYZθ方向に移動させるワークステージ50が備えられている。
露光装置1には、ランプ21の点灯、シャッタ23による露光のオンオフ、および、ワークステージ50におけるXYZθ方向の移動を制御する制御部60も備えられている。
図2は、ワークステージ50周辺の構造を上方から見た上面図である。
図2の紙面に垂直な方向が、上述した共通座標系におけるZ軸方向であり、図2の左右方向がY軸方向であり、図2の上下方向がX軸方向である。
A combination of the light source unit 20, the mask 30, and the projection lens 40 corresponds to an example of an exposure unit in the present invention.
A work stage 50 that holds the work W and moves it in the XYZθ directions is provided in the optical frame 10.
The exposure apparatus 1 also includes a controller 60 that controls lighting of the lamp 21, on / off of exposure by the shutter 23, and movement of the work stage 50 in the XYZθ directions.
FIG. 2 is a top view of the structure around the work stage 50 as viewed from above.
2 is the Z-axis direction in the common coordinate system described above, the left-right direction in FIG. 2 is the Y-axis direction, and the up-down direction in FIG. 2 is the X-axis direction.

以下、図1と図2の双方を参照してワークステージ50の構造について説明する。
本実施形態では、ワークステージ50として、いわゆるH型ステージが採用されている。このワークステージ50には、XY平面に沿って広がったステージ定盤51と、ステージ定盤51を光学フレーム10上に支持したZ軸駆動機構52と、ステージ定盤51の上をXYθ方向に移動可能な可動ステージ53が設けられている。Z軸駆動機構52はステージ定盤51をZ軸方向に駆動(昇降)して任意の高さで支持する。ワークステージ50に保持されているワークWはこのZ軸駆動機構52によって、投影レンズ40による露光パターンのピントが合う位置に移動されて保持される。
Hereinafter, the structure of the work stage 50 will be described with reference to both FIG. 1 and FIG.
In the present embodiment, a so-called H-type stage is employed as the work stage 50. The work stage 50 includes a stage surface plate 51 that extends along the XY plane, a Z-axis drive mechanism 52 that supports the stage surface plate 51 on the optical frame 10, and moves on the stage surface plate 51 in the XYθ direction. A possible movable stage 53 is provided. The Z-axis drive mechanism 52 drives (lifts) the stage surface plate 51 in the Z-axis direction and supports it at an arbitrary height. The workpiece W held on the workpiece stage 50 is moved and held by the Z-axis drive mechanism 52 to a position where the exposure pattern is focused by the projection lens 40.

ステージ定盤51は、本発明にいうステージ定盤の一例に相当し、可動ステージ53は、本発明にいう可動ステージの一例に相当し、Z軸駆動機構52は、本発明にいう昇降機の一例に相当する。
ステージ定盤51の上面には、Y軸方向に延びた2本の固定ガイド54が固定されている。この2本の固定ガイド54の間には、移動ガイド55が掛け渡され、その移動ガイド55上に可動ステージ53が載っている。
The stage surface plate 51 corresponds to an example of a stage surface plate according to the present invention, the movable stage 53 corresponds to an example of a movable stage according to the present invention, and the Z-axis drive mechanism 52 is an example of an elevator according to the present invention. It corresponds to.
Two fixed guides 54 extending in the Y-axis direction are fixed to the upper surface of the stage surface plate 51. A moving guide 55 is stretched between the two fixed guides 54, and the movable stage 53 is placed on the moving guide 55.

移動ガイド55は、例えばリニアモータによるアクチュエータであるY軸駆動機構54aによって固定ガイド54上で駆動されてY軸方向に移動する。また、可動ステージ53は、例えばリニアモータによるアクチュエータであるX軸駆動機構55aによって移動ガイド55上で駆動されてX軸方向に移動する。これにより、XY面内方向における可動ステージ53およびワークWの移動が実現される。
固定ガイド54、Y軸駆動機構54a、移動ガイド55、およびX軸駆動機構55aを併せたものが、本発明にいう移動機の一例に相当し、Y軸駆動機構54aおよびX軸駆動機構55aが、本発明にいう複数の移動部の一例に相当する。
The movement guide 55 is driven on the fixed guide 54 by the Y-axis drive mechanism 54a which is an actuator by a linear motor, for example, and moves in the Y-axis direction. Further, the movable stage 53 is driven on the movement guide 55 by the X-axis drive mechanism 55a which is an actuator by a linear motor, for example, and moves in the X-axis direction. Thereby, the movement of the movable stage 53 and the workpiece | work W in an XY in-plane direction is implement | achieved.
A combination of the fixed guide 54, the Y-axis drive mechanism 54a, the movement guide 55, and the X-axis drive mechanism 55a corresponds to an example of a mobile device according to the present invention, and the Y-axis drive mechanism 54a and the X-axis drive mechanism 55a are included. This corresponds to an example of a plurality of moving units according to the present invention.

また、2つの固定ガイド54上に設けられた2つのY軸駆動機構54aは、互いに逆向きの駆動が可能となっており、このような駆動により移動ガイド55はXY面内で回転する。このXY面内での回転により、可動ステージ53およびワークWのθ方向回転が実現される。
可動ステージ53の側面にはバーミラー53aが固定され、光学フレーム10の内壁にはレーザ測長器11が設置されている。可動ステージ53の位置は、レーザ測長器11から出射されてバーミラー53aによって反射されるレーザ光によって精密に測定される。可動ステージ53およびワークWの位置精度としては、露光パターンの微細化に伴って近年ますます高い精度が求められるようになってきている。
The two Y-axis drive mechanisms 54a provided on the two fixed guides 54 can be driven in opposite directions, and the movement guide 55 rotates in the XY plane by such drive. The rotation in the XY plane realizes the rotation of the movable stage 53 and the workpiece W in the θ direction.
A bar mirror 53 a is fixed to the side surface of the movable stage 53, and the laser length measuring device 11 is installed on the inner wall of the optical frame 10. The position of the movable stage 53 is precisely measured by the laser light emitted from the laser length measuring device 11 and reflected by the bar mirror 53a. As the positional accuracy of the movable stage 53 and the workpiece W, higher accuracy has been required in recent years with the miniaturization of the exposure pattern.

ところで、上述した構成において可動ステージ53がXY平面方向(ワークWの表面に沿った方向)に移動すると、それに対する反力が発生してステージ定盤51を押す。
ステージ定盤51自体は露光パターンのピント合わせなどのために昇降移動の必要があるため、光学フレーム10に直接固定されてはおらずZ軸駆動機構52に支持されている。このため、光学フレーム10に直接不動に固定されている他の部材と比較すると若干剛性が劣り、可動ステージ53の駆動に対する反力がステージ定盤51に微細なXY平面方向の振動をもたらす。
By the way, when the movable stage 53 moves in the XY plane direction (direction along the surface of the workpiece W) in the configuration described above, a reaction force is generated to push the stage surface plate 51.
Since the stage surface plate 51 itself needs to be moved up and down to focus the exposure pattern, it is not directly fixed to the optical frame 10 but supported by the Z-axis drive mechanism 52. For this reason, the rigidity is slightly inferior to that of other members fixed directly to the optical frame 10, and the reaction force against the driving of the movable stage 53 causes the stage surface plate 51 to vibrate in the XY plane direction.

この振動はいずれ減衰するが、振動している時点においてはこの振動が、高い位置精度による露光の弊害となる。そのため、本実施形態の露光装置1がステップ&リピート方式により各露光領域でパターンを形成する場合には、ある領域から次の領域に可動ステージ53が移動した後に微細な振動が収まるまでに一定の時間待たなければならなくなる。
このような待機時間はタスクタイムのロスになるので、本実施形態では、光学フレーム10に対するステージ定盤51の振動を抑制する制振ダンパ70が設けられ、振動の素早い減衰が図られている。この制振ダンパ70が、本発明にいう制振ダンパの一例に相当する。
This vibration eventually attenuates, but at the time of vibration, this vibration becomes an adverse effect of exposure with high positional accuracy. Therefore, when the exposure apparatus 1 of the present embodiment forms a pattern in each exposure region by the step & repeat method, a certain amount of vibration is settled after the movable stage 53 is moved from one region to the next region. You will have to wait.
Since such a waiting time results in a loss of task time, in this embodiment, a vibration damper 70 that suppresses the vibration of the stage surface plate 51 with respect to the optical frame 10 is provided, so that the vibration is quickly attenuated. The vibration damper 70 corresponds to an example of a vibration damper according to the present invention.

本実施形態では一例として4つの制振ダンパ70が設けられている。また、本実施形態の場合は、Y軸方向の振動については、図示を省略したカウンターマスを有した抑制機構によって抑制されるものとして、各制振ダンパ70は、一例としてX軸方向の振動を抑制するものとなっている。
以下、制振ダンパ70の構造の詳細について説明する。
図3は、制振ダンパの構造を示す断面図である。
図3の紙面に垂直な方向が、上述した共通座標系のX軸方向であり、図3の左右方向がY軸方向であり、図3の上下方向がZ軸方向である。
制振ダンパ70は容器71と挿入体72を備えており、一例として、容器71が光学フレーム10に固定され、挿入体72がステージ定盤51に固定されている。この容器71が、本発明にいう容器の一例に相当し、挿入体72が、本発明にいう挿入体の一例に相当する。容器71には、上面側が開口し下面側に底部を有してX軸方向に延びた収容槽73が設けられており、収容槽73の内部空間には粘性流体74が充填(収容)されている。
In the present embodiment, four damping dampers 70 are provided as an example. In the case of the present embodiment, the vibration in the Y-axis direction is suppressed by a suppression mechanism having a counter mass (not shown). It is to suppress.
Hereinafter, the details of the structure of the vibration damper 70 will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the vibration damper.
3 is the X-axis direction of the common coordinate system described above, the left-right direction in FIG. 3 is the Y-axis direction, and the up-down direction in FIG. 3 is the Z-axis direction.
The vibration damper 70 includes a container 71 and an insert 72. As an example, the container 71 is fixed to the optical frame 10, and the insert 72 is fixed to the stage surface plate 51. The container 71 corresponds to an example of the container according to the present invention, and the insert 72 corresponds to an example of the insert according to the present invention. The container 71 is provided with a storage tank 73 that is open on the upper surface side and has a bottom on the lower surface side and extends in the X-axis direction. The internal space of the storage tank 73 is filled (accommodated) with a viscous fluid 74. Yes.

挿入体72の一部はX軸方向に延びた板部75となっている。板部75は、収容槽73の上面側の開口から粘性流体74中に挿入されていて、収容槽73の内壁から離間した状態で保持されている。この板部75が、本発明にいう複数の板部の一例に相当する。
板部75が収容槽73の内壁から離間しているので、この制振ダンパ70は、ステージ定盤51のZ方向を支持しているわけではなく、純粋にワーク面方向(実際にはX軸方向)の振動を減衰するだけの機能を有している。
A part of the insert 72 is a plate portion 75 extending in the X-axis direction. The plate portion 75 is inserted into the viscous fluid 74 from the opening on the upper surface side of the storage tank 73 and is held in a state of being separated from the inner wall of the storage tank 73. The plate portion 75 corresponds to an example of a plurality of plate portions referred to in the present invention.
Since the plate portion 75 is separated from the inner wall of the storage tank 73, the damping damper 70 does not support the Z direction of the stage surface plate 51, but is purely the workpiece surface direction (actually the X axis). Direction)).

粘性流体74は、室温で例えば6000Pa・s(パスカル秒)といった高い粘度を有しており、挿入体72と容器71との間に高い抵抗力を生じさせる。
このように収容槽73や板部75がX軸方向に延びた構造の制振ダンパ70は、光学フレーム10とステージ定盤51との間の限られたスペースに、ステージ定盤51に沿って設置することができ、装置の小型化に寄与する。
The viscous fluid 74 has a high viscosity of, for example, 6000 Pa · s (Pascal second) at room temperature, and generates a high resistance force between the insert 72 and the container 71.
Thus, the vibration damper 70 having a structure in which the storage tank 73 and the plate portion 75 extend in the X-axis direction is provided along the stage surface plate 51 in a limited space between the optical frame 10 and the stage surface plate 51. It can be installed and contributes to downsizing of the device.

図4は、粘性抵抗力の原理を示す図である。
容器の壁101と移動物体102との間に間隔hの隙間があり、その隙間が粘度μの粘性流体103で満たされているものとする。移動物体102は、主に、図の下方側の面102aで粘性流体103と接触しており、この面102aを以下では抵抗面102aと称する。移動物体102が壁101に対して平行に移動した場合、移動物体102と壁101との隙間に充填された粘性流体103によって、移動物体102の移動の向きとは逆向きの粘性抵抗が生じる。抵抗面102aの面積がA、移動物体102の速度がVである場合、抵抗面102aに生じる粘性抵抗の抵抗力FはF=μAv/hで求められる。
FIG. 4 is a diagram showing the principle of viscous resistance force.
It is assumed that there is a gap h between the container wall 101 and the moving object 102 and the gap is filled with a viscous fluid 103 having a viscosity μ. The moving object 102 is mainly in contact with the viscous fluid 103 on a lower surface 102a in the figure, and this surface 102a is hereinafter referred to as a resistance surface 102a. When the moving object 102 moves parallel to the wall 101, the viscous fluid 103 filled in the gap between the moving object 102 and the wall 101 generates a viscous resistance opposite to the moving direction of the moving object 102. When the area of the resistance surface 102a is A and the speed of the moving object 102 is V, the resistance force F of the viscous resistance generated on the resistance surface 102a is obtained by F = μAv / h.

露光装置1のステージ定盤51に生じる振動は、サブミリ秒の減衰時間でもタスクタイム短縮の妨げとなるので、より素早い減衰が望ましい。そのような素早い減衰の実現には、より高い粘性抵抗が必要となるので、面積Aの増加と間隔hの減少が望まれる。また、粘性抵抗が振動の減衰に効率よく働くように、抵抗面102aおよび移動体102は、抑制される振動の方向(図3の例ではX軸方向)に沿って延びていることが望ましい。しかし、制振ダンパ70自体における剛性の確保や設置スペースの制限などにより面積Aの増加や間隔hの減少には限界がある。   Since the vibration generated in the stage surface plate 51 of the exposure apparatus 1 hinders the task time from being reduced even in the sub-millisecond decay time, faster decay is desirable. In order to realize such a quick damping, a higher viscous resistance is required, so an increase in area A and a decrease in interval h are desired. Further, it is desirable that the resistance surface 102a and the moving body 102 extend along the direction of vibration to be suppressed (X-axis direction in the example of FIG. 3) so that the viscous resistance efficiently works to attenuate the vibration. However, there is a limit to the increase in the area A and the decrease in the interval h due to securing rigidity in the vibration damping damper 70 itself and limiting the installation space.

これに対して粘性流体103の粘度μについては特に上限がなく、高い粘度μを有する粘性流体103の利用が望ましい。現実的な装置サイズでも充分に大きな抵抗力が得られる粘度μとしては、室温で5000Pa・s以上であることがさらに望ましい。なお、設置スペースの確保ができれば、1000Pa・s以上の粘性流体も好適に用いられる。そのような好適な粘性流体は、具体的には例えば高粘度シリコンオイルである。
図3に戻って説明を続ける。
挿入体72の板部75は、X軸方向に延びているとともにZ軸方向にも延びており、板部75が粘性流体74から粘性抵抗を主に受ける抵抗面75aは、XZ面内方向に広がっていることになる。また、板部75の表裏両面が抵抗面75aとなっているとともに、板部75が有する各面のうちで最大面積の面が抵抗面75aとなっている。
In contrast, the viscosity μ of the viscous fluid 103 has no particular upper limit, and it is desirable to use the viscous fluid 103 having a high viscosity μ. The viscosity μ at which a sufficiently large resistance can be obtained even with a practical apparatus size is more preferably 5000 Pa · s or more at room temperature. In addition, if the installation space can be secured, a viscous fluid of 1000 Pa · s or more is also preferably used. Such a suitable viscous fluid is specifically high viscosity silicone oil, for example.
Returning to FIG. 3, the description will be continued.
The plate portion 75 of the insertion body 72 extends in the X-axis direction and also in the Z-axis direction, and the resistance surface 75a on which the plate portion 75 mainly receives viscous resistance from the viscous fluid 74 is in the XZ plane direction. Will spread. Further, both the front and back surfaces of the plate portion 75 are resistance surfaces 75a, and the surface of the maximum area among the surfaces of the plate portion 75 is the resistance surface 75a.

X軸駆動機構55aによる可動ステージ53の駆動の反力でステージ定盤51に生じる振動はX軸方向の振動である。X軸方向に延びた板部75による粘性抵抗は、このようなX軸方向の振動を効率よく減衰させる。また、駆動の反力でステージ定盤51に生じる振動に伴って板部75および抵抗面75aは粘性流体74および収容槽73に対して十分に高い速度でX軸方向に移動して高い粘性抵抗が生じる。このような高い粘性抵抗によってX軸方向の振動は素早く減衰することになる。
XZ面内方向に板部75が広がった構造は、省スペースで広い抵抗面75aが得られる構造であるとともにX軸方向の動きに対して大きな剛性を有する構造である。このため、大きな抵抗力が生じていてもステージ定盤51の振動が抵抗面75aまで確実に伝わり、粘性抵抗によって確実に減衰されることになる。
The vibration generated in the stage surface plate 51 by the reaction force of the movable stage 53 driven by the X-axis drive mechanism 55a is the vibration in the X-axis direction. The viscous resistance due to the plate portion 75 extending in the X-axis direction effectively attenuates the vibration in the X-axis direction. Further, the plate portion 75 and the resistance surface 75a move in the X-axis direction at a sufficiently high speed with respect to the viscous fluid 74 and the storage tank 73 in accordance with the vibration generated in the stage surface plate 51 by the reaction force of the drive, and the high viscous resistance. Occurs. The vibration in the X-axis direction is quickly damped by such a high viscous resistance.
The structure in which the plate portion 75 extends in the XZ in-plane direction is a structure in which a large resistance surface 75a can be obtained in a space-saving manner and has a large rigidity with respect to movement in the X-axis direction. For this reason, even if a large resistance force is generated, the vibration of the stage surface plate 51 is reliably transmitted to the resistance surface 75a and is surely attenuated by the viscous resistance.

一方、Z軸駆動機構52によるステージ定盤51の駆動はステージ定盤51の振動に較べれば十分に小さいので粘性抵抗も小さく、Z軸駆動機構52によるステージ定盤51の駆動は制振ダンパ70に妨げられない。また、板部75がZ軸方向にも延びているので、ステージ定盤51がZ軸方向に駆動されても抵抗面75aと収容槽73の内壁との距離が変化せず、制振ダンパ70の基本的な性能が維持される。収容槽73にはある程度の深さがあり、充填されている粘性流体74もある程度の嵩があるので、ステージ定盤51の上下動に伴って板部75が上下しても、収容槽73及び粘性流体74から板部75が離脱することは無い。   On the other hand, the driving of the stage surface plate 51 by the Z-axis drive mechanism 52 is sufficiently smaller than the vibration of the stage surface plate 51 and therefore has a low viscous resistance. Unimpeded. Further, since the plate portion 75 extends also in the Z-axis direction, even if the stage surface plate 51 is driven in the Z-axis direction, the distance between the resistance surface 75a and the inner wall of the storage tank 73 does not change, and the damping damper 70 The basic performance of is maintained. Since the storage tank 73 has a certain depth and the filled viscous fluid 74 has a certain volume, even if the plate part 75 moves up and down as the stage surface plate 51 moves up and down, the storage tank 73 and The plate portion 75 never leaves the viscous fluid 74.

更に、本実施形態では、制振ダンパ70の容器71には複数(一例として2つ)の収容槽73が設けられている。これら複数の収容槽73は、互いに、抵抗面75aに交わる方向(一例としてY軸方向)に並んでいるので省スペースな構造となっている。これらの収容槽73が、本発明にいう複数の収容槽の一例に相当する。また、これら複数の収容槽73には、複数の板部75が個別に挿入されている。これにより、抵抗面75aの数が増え、総面積も増えて、抵抗力が増す。   Furthermore, in the present embodiment, the container 71 of the vibration damper 70 is provided with a plurality (for example, two) of storage tanks 73. The plurality of storage tanks 73 are arranged in a space-saving structure because they are arranged in a direction intersecting the resistance surface 75a (Y-axis direction as an example). These storage tanks 73 correspond to an example of a plurality of storage tanks referred to in the present invention. In addition, a plurality of plate portions 75 are individually inserted into the plurality of storage tanks 73. This increases the number of resistance surfaces 75a, increases the total area, and increases the resistance.

次に、このような制振ダンパ70の性能を検証した実験結果について説明する。
図5は、制振ダンパが外された比較例での振動減衰を示すグラフである。
図6は、制振ダンパが備えられた実施例での振動減衰を示すグラフである。
図5および図6の縦軸は任意単位で振動の変位を表しており、横軸は時間を表している。また、図5および図6に示す細線のグラフG1,G2は振動の実測値を表しており、太線のグラフG3,G4は3点移動平均値を表している。更に、図5および図6には、3点移動平均値のグラフG3,G4に対するエンベロープのフィッティングによって得られた減衰曲線T1,T2が示されており、これらの減衰曲線T1,T2は、振幅の減衰状態を表している。
Next, experimental results for verifying the performance of the vibration damper 70 will be described.
FIG. 5 is a graph showing vibration damping in a comparative example in which the damping damper is removed.
FIG. 6 is a graph showing vibration attenuation in an embodiment provided with a vibration damper.
5 and 6, the vertical axis represents vibration displacement in arbitrary units, and the horizontal axis represents time. Further, thin line graphs G1 and G2 shown in FIG. 5 and FIG. 6 represent actual measurement values of vibration, and thick line graphs G3 and G4 represent three-point moving average values. Further, FIGS. 5 and 6 show attenuation curves T1 and T2 obtained by fitting the envelopes to the graphs G3 and G4 of the three-point moving average values. The attenuation state is shown.

この実験では、上述した実施形態の構造と同様に、ステージ定盤51の周囲に4つの制振ダンパ70を有し、各制振ダンパ70には2つの収容槽73と板部75を有した装置が用いられた。抵抗面の面積は、制振ダンパ70毎に数百平方cm程度であり、収容槽73と板部75との隙間は1cm以下である。
ステージ定盤51に対して衝撃力を与えて振動させたところ、ステージ定盤51は約70Hzで振動した。この振動は、比較例ではζ=0.03の減衰率で減衰したのに対し、実施例ではζ=0.065の減衰率で減衰し、例えば200msの経過で振動波はほぼゼロとなった。
なお、上記実施形態では、いわゆるH型ステージが備えられた例が示されているが、本発明にいうステージ定盤と可動ステージは、いわゆる平面ステージを構成してもよい。また、H型ステージの場合には、本発明にいうステージ定盤は平面状の上面を有する必要はなく、固定ガイドが固定できる程度に平面方向の広がりを有した骨組み構造のものであってもよい。
In this experiment, similarly to the structure of the above-described embodiment, there are four vibration dampers 70 around the stage surface plate 51, and each vibration damper 70 has two storage tanks 73 and a plate portion 75. A device was used. The area of the resistance surface is about several hundreds square cm for each vibration damper 70, and the gap between the storage tank 73 and the plate portion 75 is 1 cm or less.
When the stage surface plate 51 was vibrated by applying an impact force, the stage surface plate 51 vibrated at about 70 Hz. This vibration was attenuated at a damping rate of ζ = 0.03 in the comparative example, whereas it was attenuated at a damping rate of ζ = 0.065 in the example. For example, the vibration wave became almost zero after 200 ms. .
In addition, although the example provided with what is called an H-type stage is shown in the said embodiment, the stage surface plate and movable stage said to this invention may comprise what is called a plane stage. In the case of an H-type stage, the stage surface plate according to the present invention does not need to have a flat upper surface, and may have a framework structure having a spread in the plane direction to the extent that the fixing guide can be fixed. Good.

また、上記実施形態では、容器71が光学フレーム10に固定され、挿入体72がステージ定盤51に固定された例が示されているが、本発明にいう挿入体および容器は、挿入体が光学フレーム10に固定され、容器がステージ定盤51に固定されてもよい。
また、上記実施形態では、粘性抵抗によって振動を減衰させる制振ダンパが例示されているが、本発明にいう制振ダンパは、圧力抵抗によって振動を減衰させるものであってもよい。
また、上記実施形態では、X軸方向の振動を抑制する制振ダンパ70が例示されているが、本発明にいう制振ダンパは、Y軸方向の振動を抑制するものであってもよいし、X軸方向とY軸方向との双方に交わる方向の振動を抑制するものであってもよい。更に、本発明の露光装置は、振動を抑制する方向が異なる複数の制振ダンパを備えてもよい。
In the above embodiment, an example in which the container 71 is fixed to the optical frame 10 and the insert 72 is fixed to the stage surface plate 51 is shown. However, the insert and container referred to in the present invention are the inserts. The container may be fixed to the stage surface plate 51 while being fixed to the optical frame 10.
Moreover, in the said embodiment, although the damping damper which attenuates a vibration with viscous resistance is illustrated, the damping damper said to this invention may attenuate a vibration with a pressure resistance.
Moreover, in the said embodiment, although the damping damper 70 which suppresses the vibration of a X-axis direction is illustrated, the damping damper said to this invention may suppress the vibration of a Y-axis direction. The vibration in the direction intersecting both the X-axis direction and the Y-axis direction may be suppressed. Furthermore, the exposure apparatus of the present invention may include a plurality of vibration dampers having different directions for suppressing vibration.

1…露光装置、10…光学フレーム、20…光源部、30…マスク、40…投影レンズ、
50…ワークステージ、60…制御部、51…ステージ定盤、52…Z軸駆動機構、
53…可動ステージ、54…固定ガイド、55…移動ガイド、54a…Y軸駆動機構、
55a…X軸駆動機構、70…制振ダンパ、71…容器、72…挿入体、73…収容槽、
74…粘性流体、75…板部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure apparatus, 10 ... Optical frame, 20 ... Light source part, 30 ... Mask, 40 ... Projection lens,
50 ... Work stage, 60 ... Control unit, 51 ... Stage platen, 52 ... Z-axis drive mechanism,
53 ... movable stage, 54 ... fixed guide, 55 ... moving guide, 54a ... Y-axis drive mechanism,
55a ... X-axis drive mechanism, 70 ... damping damper, 71 ... container, 72 ... insert, 73 ... storage tank,
74: viscous fluid, 75: plate

Claims (6)

フレームと、
前記フレームに対して昇降自在な、昇降方向に対して交わる面内方向に広がったステージ定盤と、
前記ステージ定盤に搭載され、前記面内方向に移動自在な可動ステージと、
前記可動ステージに載置される露光対象に対して光を照射して露光する露光部と、
前記ステージ定盤に対して前記可動ステージを前記面内方向に移動させる移動機と、
前記可動ステージを搭載した前記ステージ定盤を前記フレームに対して昇降させる昇降機と、
前記フレームと前記ステージ定盤との双方に繋がり、前記フレームに対する前記ステージ定盤の振動を抑制する制振ダンパと、を備え、
前記制振ダンパが、
前記フレームと前記ステージ定盤との一方に固定されて内部に粘性流体を収容した容器と、
前記一方に対する他方に固定され、一部が前記粘性流体に、前記容器の内壁とは非接触の状態で挿入された挿入体と、
を備えたものであることを特徴とする露光装置。
Frame,
A stage surface plate which is movable up and down with respect to the frame and which spreads in an in-plane direction intersecting the up and down direction;
A movable stage mounted on the stage surface plate and movable in the in-plane direction;
An exposure unit that irradiates and exposes an exposure target placed on the movable stage; and
A moving machine for moving the movable stage in the in-plane direction with respect to the stage surface plate;
An elevator that raises and lowers the stage surface plate mounted with the movable stage with respect to the frame;
A vibration damper that is connected to both the frame and the stage surface plate and suppresses vibration of the stage surface plate with respect to the frame; and
The damping damper is
A container that is fixed to one of the frame and the stage surface plate and contains a viscous fluid therein;
An insert that is fixed to the other of the one and partially inserted into the viscous fluid in a non-contact state with the inner wall of the container;
An exposure apparatus comprising:
前記移動機が、前記面内方向に含まれた互いに交わる2つの方向成分それぞれについて互いに独立に前記可動ステージを移動させる複数の移動部を有するものであり、
前記挿入体は、前記粘性流体に挿入された部分が、前記2つの方向成分のうちの一方に沿って延びた板部であることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
The moving machine has a plurality of moving units that move the movable stage independently of each other for each of two directional components that intersect each other included in the in-plane direction,
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a portion of the insertion body inserted into the viscous fluid is a plate portion extending along one of the two directional components.
前記挿入体は、前記板部が、前記2つの方向成分のうちの一方と前記昇降方向との双方に沿って延びたものであることを特徴とする請求項2に記載の露光装置。   3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein in the insert, the plate portion extends along both one of the two directional components and the up-and-down direction. 前記容器が、各々に前記粘性流体を収容し、前記2つの方向成分のうち前記一方に対する他方に沿って並んだ複数の収容槽を有するものであり、
前記挿入体が、前記複数の収容槽に個別に挿入された複数の前記板部を有するものであることを特徴とする請求項2に記載の露光装置。
The container contains the viscous fluid in each of them, and has a plurality of storage tanks arranged along the other of the two directional components with respect to the one;
The exposure apparatus according to claim 2, wherein the insert has a plurality of the plate portions individually inserted into the plurality of storage tanks.
前記挿入体は、前記粘性流体に挿入された部分が、前記制振ダンパによって抑制される前記ステージ定盤の振動の方向に沿って延びた板部であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の露光装置。   5. The insert body is a plate portion that extends along a direction of vibration of the stage surface plate that is suppressed by the vibration damper, wherein the portion inserted into the viscous fluid is a portion of the insert body. The exposure apparatus according to any one of the above. 前記粘性流体が、1000Pa・s以上の粘度を有するものであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the viscous fluid has a viscosity of 1000 Pa · s or more.
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