JP3797670B2 - Static pressure stage and scanning exposure apparatus - Google Patents

Static pressure stage and scanning exposure apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP3797670B2
JP3797670B2 JP2004226044A JP2004226044A JP3797670B2 JP 3797670 B2 JP3797670 B2 JP 3797670B2 JP 2004226044 A JP2004226044 A JP 2004226044A JP 2004226044 A JP2004226044 A JP 2004226044A JP 3797670 B2 JP3797670 B2 JP 3797670B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
surface plate
magnet
scanning
static pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004226044A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005033214A (en
Inventor
伸茂 是永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004226044A priority Critical patent/JP3797670B2/en
Publication of JP2005033214A publication Critical patent/JP2005033214A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3797670B2 publication Critical patent/JP3797670B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

本発明は、移動ステージを定盤に対して静圧で浮上して支持するとともに、その支持剛性を高めるために移動ステージを定盤に向けて吸引する磁石を用いた静圧ステージに関し、特に走査型露光装置用として好適な静圧ステージ及び走査型露光装置に関する。 The present invention relates to a static pressure stage using a magnet that lifts and supports a moving stage with respect to a surface plate with static pressure and attracts the moving stage toward the surface plate in order to increase its supporting rigidity, and more particularly to scanning. The present invention relates to a static pressure stage and a scanning exposure apparatus suitable for use in a type exposure apparatus.

従来の露光装置として、ウエハ等の被露光基板を逐次移動、停止して露光を繰り返すいわゆるステッパが知られている。 As a conventional exposure apparatus, a so-called stepper is known in which a substrate to be exposed such as a wafer is sequentially moved and stopped to repeat exposure.

図11にステッパのウエハステージの詳細を、図12にそのウエハステージの分解図を示す。図において、ベース定盤1上にYヨーガイド2が固定され、Yヨーガイド2の側面とベース定盤1の上面でガイドされるYステージ3がベース定盤1の上にY方向に不図示エアスライドにより滑動自在に支持されている。Yステージ3は主に2本のXヨーガイド3aと、Yスライダ大3bおよびYスライダ小3cとの4部材から構成され、Yスライダ大3bはその側面および下面に設けた不図示エアパッドを介してYヨーガイド2側面およびベース定盤1上面と対面し、Yスライダ小3cはその側面に設けた不図示エアパッドを介してベース定盤1上面と対面している。この結果Yステージ3全体としては前述のようにYヨーガイド2の側面とベース定盤1の上面でY方向に滑動自在に支持されることになる。 FIG. 11 shows details of the wafer stage of the stepper, and FIG. 12 shows an exploded view of the wafer stage. In the figure, a Y yaw guide 2 is fixed on a base surface plate 1, and a Y stage 3 guided by the side surface of the Y yaw guide 2 and the upper surface of the base surface plate 1 is an air slide (not shown) on the base surface plate 1 in the Y direction. It is slidably supported by. The Y stage 3 is mainly composed of four members, ie, two X yaw guides 3a and a large Y slider 3b and a small Y slider 3c. The large Y slider 3b is connected to the Y stage 3 via air pads (not shown) provided on the side and lower surfaces thereof. The side surface of the yaw guide 2 and the upper surface of the base surface plate 1 face each other, and the small Y slider 3c faces the upper surface of the base surface plate 1 through an air pad (not shown) provided on the side surface. As a result, the Y stage 3 as a whole is slidably supported in the Y direction on the side surface of the Y yaw guide 2 and the upper surface of the base surface plate 1 as described above.

一方、Yステージ3の構成部品である2本のXヨーガイド3aの側面とベース定盤1の上面とでガイドされるXステージ4がX軸まわりにYステージ3を囲むように設けられ、X方向に不図示エアスライドにより滑動自在に支持されている。Xステージ4は主に2枚のXステージ側板4aと、上下のXステージ天板4bおよびXステージ底板4cとの4部材から構成され、Xステージ底板4cはその下面に設けたエアパッド4dを介してベース定盤1上面と対面し、2枚のXステージ側板4aはその側面に設けた不図示エアパッドを介してYステージ3の構成部材である2本のXヨーガイド3aの側面と対面している。Xステージ天板4b下面とXヨーガイド3aの上面、およびXステージ底板4c上面とXヨーガイド3aの下面は非接触になっている。この結果Xステージ4全体としては前述のように2本のXヨーガイド3aの側面とベース定盤1の上面でX方向に滑動自在に支持されることになる。Xステージ天板4bの上部には不図示工作物保持機構が設けられウエハ等の工作物を保持できるようになっており、またここには不図示スコヤミラーが設けられ、XおよびYステージ4,3の位置をレーザ干渉計で精密に計測できるようになっている。 On the other hand, an X stage 4 guided by the side surfaces of two X yaw guides 3a that are components of the Y stage 3 and the upper surface of the base surface plate 1 is provided so as to surround the Y stage 3 around the X axis. Are slidably supported by an air slide (not shown). The X stage 4 is mainly composed of four members, that is, two X stage side plates 4a, an upper and lower X stage top plate 4b, and an X stage bottom plate 4c. The X stage bottom plate 4c is interposed via an air pad 4d provided on the lower surface thereof. The two X stage side plates 4a face the upper surface of the base surface plate 1 and face the side surfaces of the two X yaw guides 3a, which are constituent members of the Y stage 3, through air pads (not shown) provided on the side surfaces. The lower surface of the X stage top plate 4b and the upper surface of the X yaw guide 3a, and the upper surface of the X stage bottom plate 4c and the lower surface of the X yaw guide 3a are not in contact with each other. As a result, the X stage 4 as a whole is slidably supported in the X direction on the side surfaces of the two X yaw guides 3a and the upper surface of the base surface plate 1 as described above. A workpiece holding mechanism (not shown) is provided on the top of the X stage top plate 4b so as to hold a workpiece such as a wafer. A not-shown square mirror is provided here, and the X and Y stages 4, 3 are provided. The position of can be measured accurately with a laser interferometer.

駆動機構は、X駆動用に1本、Y駆動用に2本の多相コイル切り替え方式のリニアモータが用いられている。固定子6a,7aはストローク方向に並べた複数個のコイル6c,7cを枠に挿入したもので、可動子6b,7bは箱形の磁石ユニットで構成される。7dは磁石連結板、8はY固定子固定部材である。可動子6b,7bの位置によって固定子6a,7aのコイル6c,7cに選択的に電流を流すことにより推力を発生する。 As the driving mechanism, one multi-phase coil switching type linear motor is used for X driving and two for Y driving. The stators 6a and 7a are obtained by inserting a plurality of coils 6c and 7c arranged in the stroke direction into a frame, and the movers 6b and 7b are constituted by box-shaped magnet units. 7d is a magnet coupling plate, and 8 is a Y stator fixing member. Thrust is generated by selectively passing a current through the coils 6c and 7c of the stators 6a and 7a according to the positions of the movers 6b and 7b.

エアスライドの剛性を上げるにはギャップを5μm程度に保つことが必要でこのため、分解図に示すようにXステージ4はエアパッド4dの間に設けた2個の予圧磁石4eでベース定盤1に吸引されるようになっている。Yステージ3も同様にYスライダ大3b側面において不図示予圧磁石でYヨーガイド2に吸引されるように、Yスライダ大3b下面とYスライダ小3c下面において不図示予圧磁石でベース定盤1に吸引されるようになっている。 In order to increase the rigidity of the air slide, it is necessary to keep the gap at about 5 μm. For this reason, as shown in the exploded view, the X stage 4 is attached to the base surface plate 1 by two preloading magnets 4e provided between the air pads 4d. It comes to be sucked. Y stage 3 as well is sucked Similarly, in not shown preload magnet in the Y slider atmospheric 3b side to the Y yaw guides 2, suction to the base plate 1 by unshown preload magnet in the Y slider atmospheric 3b underside and Y sliders small 3c underside It has come to be.

これらの予圧磁石は図13に示すような矩形状の磁石片9を複数個並べて配置したものが用いられている。ベース定盤1およびYヨーガイド2は磁石の被吸引材である必要とエアスライドのガイド面を構成する必要からSKSに焼き入れ研磨したものが用いられている。 As these preload magnets, a plurality of rectangular magnet pieces 9 as shown in FIG. 13 are used. The base surface plate 1 and the Y yaw guide 2 are hardened and polished in SKS because they need to be attracted by magnets and the guide surface of the air slide.

ところで、エアギャップ保持のために設けた予圧磁石はエアスライドの浮力方向と逆向きの吸引力のみを発揮してくれるのが望ましいのであるが、実際はそれ以外にエアスライドの滑動方向の抵抗力も発生するという問題がある。 By the way, it is desirable that the preload magnet provided to hold the air gap should only exert an attractive force in the direction opposite to the buoyancy direction of the air slide, but in reality, a resistance force in the sliding direction of the air slide is also generated. There is a problem of doing.

現状のステージ構成の特徴として、Xステージ4のチルト姿勢はベース定盤1で直接ガイドされる。よってXステージ4はベース定盤1と対面しながら2次元に動き、XY両方向に上記予圧磁石4eの抵抗を受ける。Yステージ3はY方向にのみ予圧磁石の抵抗を受ける。 As a feature of the current stage configuration, the tilt posture of the X stage 4 is directly guided by the base surface plate 1. Therefore, the X stage 4 moves two-dimensionally while facing the base surface plate 1, and receives the resistance of the preload magnet 4e in both XY directions. The Y stage 3 receives the resistance of the preload magnet only in the Y direction.

一方、予圧磁石は図13に示すような複数の矩形磁石片9を1次元に並べて構成されるものが用いられている。このような予圧磁石のスラスト力と変位の関係を図2に示す。予圧磁石のスラスト力の第1の特徴として、定盤とステージとの相対速度が小さいときは変位とともにスラスト力が変化し、相対速度が大きくかつその向きが変わらないとき、すなわち大変位時には変位によらずほぼ一定になる。つまり定盤との相対速度が小さいときは予圧磁石は定盤に対するばねとして作用し床振動をステージに伝達する。相対速度が大きいとばねとして作用しなくなり、床振動をほとんど伝達しない。 On the other hand, as the preload magnet, a configuration in which a plurality of rectangular magnet pieces 9 as shown in FIG. 13 are arranged one-dimensionally is used. FIG. 2 shows the relationship between the thrust force and displacement of such a preload magnet. The first characteristic of the thrust force of the preload magnet is that when the relative speed between the surface plate and the stage is small, the thrust force changes with the displacement, and when the relative speed is large and the direction does not change, that is, when the displacement is large, the displacement is changed. It becomes almost constant regardless. That is, when the relative speed with the surface plate is small, the preload magnet acts as a spring for the surface plate and transmits the floor vibration to the stage. When the relative speed is high, it does not act as a spring and hardly transmits floor vibration.

予圧磁石のスラスト力の第2の特徴として、磁石片9の並びに沿う方向(磁石片9の短辺方向)と磁石片9の並びに垂直な方向(長辺方向)とで顕著な異方性を示す。 As a second feature of the thrust force of the preload magnet, there is a remarkable anisotropy between the direction along which the magnet pieces 9 are arranged (the short side direction of the magnet pieces 9) and the direction perpendicular to the magnet piece 9 (the long side direction). Show.

ステッパは停止状態で露光するのでステージに設けた予圧磁石と定盤との相対速度は常に小さく、予圧磁石は定盤に対するばねとして作用し、床振動をステージに伝達してサーボの外乱になっていた。つまり、ステッパではばねとして作用しなくなる領域が使えなかった。また、ステッパにおいてはX方向、Y方向とも同等の停止精度が要求されるため、異方性を利用した最適な外乱低減ができなかった。 Since the stepper is exposed in a stopped state, the relative speed between the preload magnet provided on the stage and the surface plate is always small, and the preload magnet acts as a spring for the surface plate, transmitting floor vibrations to the stage and causing a servo disturbance. It was. In other words, the region where the stepper does not act as a spring could not be used. Further, since the stepper is required to have the same stop accuracy in both the X direction and the Y direction, the optimum disturbance reduction using anisotropy cannot be performed.

次に次世代の露光装置の1つである、走査型露光装置全体図を図14に示す。図14において、床(または地面)30から除振手段31を介して定盤1が支持されている。定盤1上にはXY平面内に移動可能なウエハステージ33が設けられ、また鏡筒支持部材34を介して縮小投影光学系35が固定されている。支持部材34の上方にはレチクルステージベース36が設けられ、レチクルステージベース36上をガイドに沿って1軸方向に走査可能なレチクルステージ37が設けられている。レチクルを通してウエハに露光エネルギを与えるための照明系38が破線で示されている。41は光学系35の外筒、42,43は干渉計基準である。 Next, FIG. 14 shows an overall view of a scanning exposure apparatus, which is one of the next generation exposure apparatuses. In FIG. 14, the surface plate 1 is supported from a floor (or ground) 30 through vibration isolation means 31. On the surface plate 1, a wafer stage 33 that is movable in the XY plane is provided, and a reduction projection optical system 35 is fixed via a lens barrel support member 34. A reticle stage base 36 is provided above the support member 34, and a reticle stage 37 that can scan the reticle stage base 36 along the guide in one axial direction is provided. Illumination system 38 for applying exposure energy to the wafer through the reticle is shown in broken lines. 41 is an outer cylinder of the optical system 35, and 42 and 43 are interferometer standards.

この装置ではレチクルパターンの矩形の一部領域のみが照明される。このため全体を露光するにはウエハステージ33とレチクルステージ37を光学系35の縮小倍率に等しい速度比で同期スキャンし、スキャン中に露光する。ウエハステージ33はXYステージであるが露光中はレチクルステージ37の軸に平行な軸をスキャンしもう1つの軸は静止するように制御する。 In this apparatus, only a rectangular partial area of the reticle pattern is illuminated. Therefore, in order to expose the whole, the wafer stage 33 and the reticle stage 37 are synchronously scanned at a speed ratio equal to the reduction magnification of the optical system 35 and exposed during scanning. The wafer stage 33 is an XY stage. During exposure, the wafer stage 33 is controlled so that an axis parallel to the axis of the reticle stage 37 is scanned and the other axis is stationary.

この改良型として図15に示すシステムもある。鏡筒定盤45に支持される投影光学系35がウエハステージ定盤46とは機械的に分離されて直接床30から除振手段31で支持されている。このため投影光学系35や干渉計基準にはウエハステージ33からの振動が伝わらず光学系35や干渉計基準42,43の機械的変形および振動を極めて小さくできるという利点がある。また、ウエハステージ定盤46は除振手段31を介さず床30から直接支持されている。このためウエハステージ33を加減速したときの反力による定盤46の揺り戻しがきわめて小さく停止精度が向上したり制定時間が短縮されたりするという利点がある。 There is also a system shown in FIG. 15 as an improved type. The projection optical system 35 supported by the lens barrel surface plate 45 is mechanically separated from the wafer stage surface plate 46 and directly supported by the vibration isolation means 31 from the floor 30. For this reason, the projection optical system 35 and the interferometer reference have an advantage that the vibration from the wafer stage 33 is not transmitted and the mechanical deformation and vibration of the optical system 35 and the interferometer references 42 and 43 can be extremely reduced. Further, the wafer stage surface plate 46 is directly supported from the floor 30 without the vibration isolation means 31 interposed therebetween. For this reason, there is an advantage that the swinging back of the surface plate 46 due to the reaction force when the wafer stage 33 is accelerated / decelerated is extremely small and the stopping accuracy is improved and the establishment time is shortened.

このようなシステムではスキャン方向においてはスキャン中に発生する走行抵抗のむらおよび絶対値が新たな問題となる。走査露光装置ではスキャン中に露光するのでスキャン中の走行抵抗にむらがあると床振動とはまた別の推力外乱となってステージに作用しスキャン露光のスキャン方向の重ね合わせ精度を低下させる。 In such a system, the running resistance unevenness and the absolute value generated during scanning become new problems in the scanning direction. In the scanning exposure apparatus, since exposure is performed during scanning, if the running resistance during scanning is uneven, a thrust disturbance different from floor vibration acts on the stage to reduce the overlay accuracy in the scanning direction of scanning exposure.

走行抵抗のむらは、磁石と定盤が相対的に大変位するときの磁気ヒステリシスに起因する抵抗それ自体のむらによるものと、仮に磁気ヒステリシス抵抗自体のむらがゼロだとしても駆動系との組み合わせで結果的に発生するものとに大別できる。 The running resistance unevenness is the result of the resistance itself due to the magnetic hysteresis when the magnet and the platen are relatively displaced, and the combination with the drive system even if the magnetic hysteresis resistance unevenness is zero. It can be broadly divided into those that occur.

まず、磁気ヒステリシス抵抗自体のむらについて、図7においては磁石と定盤が相対的に大変位したときの抵抗むらがゼロとして図示してあるが、実際には何らかのむらが存在する。問題はその量であって定盤材料によって図7のようにゼロとみなしてよい材料と、露光精度を低下させるほどむらの大きい材料とがある。例えば、図2において、定盤材料がSKSでは磁石と定盤が相対的に大変位したときの抵抗むらがゼロとみなせるが、定盤材料がNi系鋳物では磁石を構成する矩形磁石片の並びに沿う方向(矩形磁石片の短辺方向)に走査したとき磁極ピッチに同期した顕著なむらが発生する。 First, regarding the unevenness of the magnetic hysteresis resistance itself, in FIG. 7, the resistance unevenness when the magnet and the surface plate are relatively displaced is illustrated as zero, but there is actually some unevenness. The problem is the amount of the material which can be regarded as zero as shown in FIG. 7 depending on the surface plate material, and the material which is so uneven that the exposure accuracy is lowered. For example, in FIG. 2, when the platen material is SKS, the resistance unevenness when the magnet and the platen are relatively displaced can be regarded as zero, but when the platen material is Ni-based casting, the arrangement of rectangular magnet pieces constituting the magnet When scanning is performed in the direction along the short side of the rectangular magnet piece, noticeable unevenness synchronized with the magnetic pole pitch occurs.

次に駆動系との組み合わせによるむらであるが、これは駆動系に複数個のコイルを切り替えるタイプのリニアモータを用いたときに発生する。このタイプのモータは位置によって周期的に推力定数が変化する。したがって定電流駆動した場合、仮に磁石からの抵抗が一定だったとしても推力定数の周期的むらがそのまま抵抗むらとなって作用しスキャン方向の露光精度を低下させる。このむらの大きさは磁石が発生する抵抗の絶対値に比例するのでこれを減らすには磁石の抵抗の絶対値を減らす必要がある。 Next, unevenness due to the combination with the drive system occurs when a linear motor of a type that switches a plurality of coils is used for the drive system. In this type of motor, the thrust constant changes periodically depending on the position. Therefore, when driving at a constant current, even if the resistance from the magnet is constant, the periodic unevenness of the thrust constant acts as the resistance unevenness as it is, and the exposure accuracy in the scanning direction is lowered. Since the magnitude of this unevenness is proportional to the absolute value of the resistance generated by the magnet, it is necessary to reduce the absolute value of the resistance of the magnet in order to reduce this.

また、走行抵抗の絶対値が大きいとこれに打ち勝つための余分な推力が必要になり、駆動系の発熱が増加したり、発熱を除去する冷却系が大型化したりする。 Further, if the absolute value of the running resistance is large, extra thrust is required to overcome this, and the heat generation of the drive system increases or the cooling system for removing the heat generation becomes large.

一方スキャン中静止している方向(以下、ステップ方向という)では、事情はステッパと全く同じで上記予圧磁石抵抗は床振動の水平成分を伝達する役割をはたす。通常はウエハステージ定盤は図14のシステムのように除振手段で支持され床振動を伝達しにくくしているがその残差が予圧磁石を介してステージに伝わる。これはサーボ性能を低下させ、スキャンと直角方向の像性能低下、つまり露光パターンのコントラスト低下を招く。これを防ぐためには床振動レベル自身をさらに低下させなければならずトータルコストが増加する。図15のようにウエハステージ定盤を床から直接支持するシステムにおいては床振動はもろに伝わるのでより深刻な問題となる。 On the other hand, in the direction of rest during scanning (hereinafter referred to as the step direction), the situation is exactly the same as that of the stepper, and the preload magnet resistance plays a role of transmitting the horizontal component of floor vibration. Normally, the wafer stage surface plate is supported by vibration isolation means as in the system of FIG. 14 to make it difficult to transmit floor vibration, but the residual is transmitted to the stage via a preload magnet. This lowers the servo performance and causes a reduction in image performance in a direction perpendicular to the scan, that is, a reduction in the contrast of the exposure pattern. In order to prevent this, the floor vibration level itself must be further reduced, which increases the total cost. In the system that directly supports the wafer stage surface plate from the floor as shown in FIG. 15, the floor vibration is transmitted to various places, which is a more serious problem.

ステッパとの違いは、走査露光装置ではスキャン方向、非スキャン方向(ステップ方向)という概念が現れたので、磁石のばね性の異方性を利用できる可能性がでたことである。 The difference from the stepper is that the concept of the scanning direction and the non-scanning direction (step direction) has appeared in the scanning exposure apparatus, so that the anisotropy of the spring property of the magnet could be used.

本発明は、上記の従来例における問題点に鑑みてなされたもので、予圧磁石のスラスト抵抗の少ない静圧ステージ及び走査型露光装置を提供することを目的とする。
また、予圧磁石によるスラスト外乱の少ない静圧ステージ及び走査型露光装置を提供することをさらなる目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems in the conventional example, and an object of the present invention is to provide a static pressure stage and a scanning exposure apparatus in which the preload magnet has a small thrust resistance.
It is another object of the present invention to provide a static pressure stage and a scanning exposure apparatus with little thrust disturbance caused by a preload magnet.

上記の目的を達成するため本発明は、定盤上に設けられた第1のガイドに沿って該定盤上を第1の方向に移動可能な第1のステージと、第1のステージ上に設けられた第2のガイドに沿って該定盤上を第1の方向と交差する第2の方向に移動可能な第2のステージと、前記第1および第2のステージに設けられ該第1および第2のステージをそれぞれ前記定盤上に浮上させる第1および第2の流体静圧付与手段と、前記第1および第2のステージに設けられ該第1および第2のステージをそれぞれ前記定盤へ向けて吸引する第1および第2の予圧磁石とを具備する走査型露光装置に用いられる静圧ステージにおいて、前記定盤が低炭素鉄系材料であり、前記第1および第2の予圧磁石がそれぞれ複数の矩形磁石片をそれらの辺を接して一次元に配列したものであり、前記第2の予圧磁石を構成する磁石片の一次元の磁石並びに沿う方向がステップ方向と直交することを特徴とする静圧ステージである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first stage movable on a surface plate in a first direction along a first guide provided on the surface plate, and the first stage. A second stage movable along a second guide provided on the surface plate in a second direction intersecting the first direction; and the first stage provided on the first stage and the second stage. First and second hydrostatic pressure applying means for levitating the second stage and the second stage, respectively, and the first and second stages provided on the first and second stages, respectively. In a static pressure stage used in a scanning exposure apparatus including first and second preload magnets that attracts toward a board, the surface plate is a low-carbon iron-based material, and the first and second preloads Magnets are one-dimensional by touching the sides of each rectangular magnet piece Is obtained by sequence, the second one-dimensional magnets and along the direction of the magnet pieces constituting the preloading magnets are static pressure stage, characterized in that perpendicular to the step direction.

さらに、本発明は、前記第1の方向と第2の方向が直交しており、これらの方向の一方をスキャン方向、他方をステップ方向とする走査型露光装置にウエハステージとして配設されていることを特徴とする上記記載の静圧ステージである。
さらに、本発明は、前記第1の方向がスキャン方向であり、前記第1の予圧磁石を構成する磁石片の一次元の磁石並びに沿う方向と該スキャン方向が直交することを特徴とする上記記載の静圧ステージである。
Further, the present invention is arranged as a wafer stage in a scanning exposure apparatus in which the first direction and the second direction are orthogonal to each other, and one of these directions is a scanning direction and the other is a step direction. This is a static pressure stage described above.
Furthermore, in the present invention, the first direction is a scan direction, and the scan direction is orthogonal to a direction along a one-dimensional magnet of the magnet piece constituting the first preload magnet. The static pressure stage.

さらに、本発明は、 前記第2の方向がスキャン方向であり、前記第1の予圧磁石を構成する磁石片の一次元の磁石並びに沿う方向と該スキャン方向が直交することを特徴とする上記記載の静圧ステージである。
さらに、本発明は、前記定盤が、床に除振手段を介して設置され、該定盤上に前記走査型露光装置を構成する投影光学系およびレチクルステージが搭載されていることを特徴とする上記記載の静圧ステージである。
Furthermore, the present invention is characterized in that the second direction is a scanning direction, and the scanning direction is orthogonal to the one-dimensional magnets along the one-dimensional magnets constituting the first preload magnet. The static pressure stage.
Further, the present invention is characterized in that the surface plate is installed on a floor via vibration isolation means, and a projection optical system and a reticle stage constituting the scanning exposure apparatus are mounted on the surface plate. The above-described static pressure stage.

さらに、本発明は、前記定盤が、除振手段を介さず床と直結され、前記走査型露光装置を構成する投影光学系およびレチクルステージは除振手段を介して床に設置された他の定盤上に搭載されていることを特徴とする上記記載の静圧ステージである。
さらに、本発明は、前記静圧を発生するための流体が空気であることを特徴とする上記記載の静圧ステージである。
Further, according to the present invention, the surface plate is directly connected to the floor without the vibration isolation means, and the projection optical system and the reticle stage constituting the scanning exposure apparatus are installed on the floor via the vibration isolation means. The static pressure stage described above, which is mounted on a surface plate.
Furthermore, the present invention is the above-described static pressure stage, wherein the fluid for generating the static pressure is air.

さらに、本発明の走査型露光装置は、定盤上に設けられた第1のガイドに沿って該定盤上を第1の方向に移動可能な第1のステージと、第1のステージ上に設けられた第2のガイドに沿って該定盤上を第1の方向と交差する第2の方向に移動可能な第2のステージと、前記第1および第2のステージに設けられ該第1および第2のステージをそれぞれ前記定盤上に浮上させる第1および第2の流体静圧付与手段と、前記第1および第2のステージに設けられ該第1および第2のステージをそれぞれ前記定盤へ向けて吸引する第1および第2の予圧磁石とを具備する走査型露光装置に用いられる静圧ステージにおいて、前記定盤が低炭素鉄系材料であり、前記第1および第2の予圧磁石がそれぞれ複数の矩形磁石片をそれらの辺を接して一次元に配列したものであり、前記第2の予圧磁石を構成する磁石片の一次元の磁石並びに沿う方向がステップ方向と直交することを特徴とする走査型露光装置である。 Further, the scanning exposure apparatus of the present invention includes a first stage that is movable in a first direction on the surface plate along a first guide provided on the surface plate, and on the first stage. A second stage movable along a second guide provided on the surface plate in a second direction intersecting the first direction; and the first stage provided on the first stage and the second stage. First and second hydrostatic pressure applying means for levitating the second stage and the second stage, respectively, and the first and second stages provided on the first and second stages, respectively. In a static pressure stage used in a scanning exposure apparatus including first and second preload magnets that attracts toward a board, the surface plate is a low-carbon iron-based material, and the first and second preloads Magnets are one-dimensional by touching the sides of each rectangular magnet piece Is obtained by sequence, the second one-dimensional magnets and along the direction of the magnet pieces constituting the preloading magnet is a scanning exposure apparatus characterized by orthogonal to the step direction.

本発明によれば、走査型露光装置用静圧ステージにおいて予圧磁石を構成する矩形磁石片の磁石並びに沿う方向(短辺方向)がスキャン軸と直角になるように、すなわち矩形磁石片の長手方向がスキャン軸と平行になるように配置することにより、予圧磁石のスラスト抵抗を減少させることができる。また、走査型露光装置用静圧ステージにおいて予圧磁石を構成する矩形磁石片の磁石並びに沿う方向(短辺方向)がステップ方向と直角になるように、すなわち矩形磁石片の長手方向がステップ方向と平行になるように配置することにより、予圧磁石によるスラスト外乱を減少させることができる。また、定盤材料を選択することにより、スラスト抵抗またはスラスト外乱をさらに減少させることができる。
本発明によれば、予圧磁石のスラスト力に起因するスキャン抵抗を低減することにより、発熱を低減することができるとともに、多相モータと組み合わせたときの重ね合わせ精度を向上させることができる。また、予圧磁石のスラスト力に起因するサーボ外乱を低減することによりスキャンと直角方向の像性能を向上させることができる。
さらに、定盤直置きのシステムを成立させることもできる。
According to the present invention, in the static pressure stage for a scanning exposure apparatus, the magnets of the rectangular magnet pieces constituting the preload magnet and the direction along the short side direction (short side direction) are perpendicular to the scan axis, that is, the longitudinal direction of the rectangular magnet pieces. By arranging so that is parallel to the scan axis, the thrust resistance of the preload magnet can be reduced. Further, in the static pressure stage for a scanning exposure apparatus, the magnets of the rectangular magnet pieces constituting the preload magnet and the direction along the short side direction (short side direction) are perpendicular to the step direction, that is, the longitudinal direction of the rectangular magnet pieces is the step direction. By arranging them in parallel, the thrust disturbance due to the preload magnet can be reduced. Further, by selecting the surface plate material, the thrust resistance or the thrust disturbance can be further reduced.
According to the present invention, by reducing the scan resistance caused by the thrust force of the preload magnet, it is possible to reduce heat generation and improve overlay accuracy when combined with a multiphase motor. Further, it is possible to improve the image performance in the direction perpendicular to the scan by reducing the servo disturbance caused by the thrust force of the preload magnet.
Furthermore, it is possible to establish a system for placing the surface plate directly.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例において、ステージの構成要素は図11および図12のものと同じである。但し、ベース定盤1の材質は従来例ではSKSであったが、本実施例および第2実施例ではNi系鋳物材料にしてある。上記予圧磁石の抵抗は予圧磁石が或る位置から別の位置に移動するとき、もともと磁石のあった位置のSKSの磁化が磁石がいなくなっても完全になくならず一部残り、これが磁石の移動を妨げようとするために生ずる。つまり材料の磁気的ヒステリシスに起因して生ずる。この磁気ヒステリシスに起因する抵抗は材料のBH曲線の囲む面積に比例する。そこで定盤やヨーガイドの材料としてはBH曲線の囲む面積の小さい材料が望ましい。 In this embodiment, the components of the stage are the same as those in FIGS. However, although the material of the base surface plate 1 is SKS in the conventional example, it is made of a Ni-based casting material in the present example and the second example. When the preload magnet moves from one position to another, the resistance of the preload magnet is not completely lost even if the SKS magnetization at the position where the magnet originally existed is lost. It is caused by trying to prevent. That is, it is caused by the magnetic hysteresis of the material. The resistance resulting from this magnetic hysteresis is proportional to the area enclosed by the BH curve of the material. Therefore, as the material for the surface plate and the yaw guide, a material having a small area surrounded by the BH curve is desirable.

一方、定盤1やヨーガイド2は磁石の被吸引材としての機能を果たさなければならないので磁束を十分に通すこと、つまり飽和磁束密度が大きいことが望ましい。 On the other hand, since the surface plate 1 and the yaw guide 2 must fulfill the function of the magnet as a material to be attracted, it is desirable that the magnetic flux is sufficiently passed, that is, the saturation magnetic flux density is large.

これらの両方の要求を満たす材料としてNi系鋳物があり、代表的な組成は、 There is a Ni-based casting as a material that satisfies both of these requirements.


である。

It is.

SKSとNi系鋳物とのBH曲線の比較を図2に示す。Ni系鋳物ではBH曲線の面積がSKSに比べて格段に小さい。一方、飽和磁束密度は約0.8T程度以上が期待できかなりの吸引力が望めることがわかる。 A comparison of BH curves between SKS and Ni castings is shown in FIG. In the Ni-based casting, the area of the BH curve is much smaller than that of SKS. On the other hand, the saturation magnetic flux density can be expected to be about 0.8 T or more, and it can be seen that a considerable attractive force can be expected.

図1は本発明の第1実施例を説明するための図で、Yをスキャン方向、Xをステップ方向とするXステージ4およびYステージ3を下から眺めたものである。Xステージ4においても、Yステージ3においても予圧磁石4e,3eを構成する矩形状の磁石片の磁石並びに沿う方向(磁石片の短辺方向)がスキャン軸(Y軸)と直角になるよう、すなわち磁石片の長手方向がスキャン軸と平行になるよう配置されている。このように配置する理由はNi系鋳物において、矩形磁石片の長辺(長手方向)と直角に走査すると、磁極ピッチに同期する抵抗むらがあるためである。以下この辺りの事情について説明する。 FIG. 1 is a view for explaining a first embodiment of the present invention, and is an X stage 4 and a Y stage 3 with Y as a scanning direction and X as a step direction as viewed from below. In both the X stage 4 and the Y stage 3, the magnets of the rectangular magnet pieces constituting the preload magnets 4 e and 3 e and the direction along the magnet pieces (the short side direction of the magnet pieces) are perpendicular to the scan axis (Y axis). That is, the magnet pieces are arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the scan axis. The reason for this arrangement is that in Ni-based castings, when scanning is performed at right angles to the long side (longitudinal direction) of the rectangular magnet piece, there is uneven resistance synchronized with the magnetic pole pitch. The circumstances around this will be described below.

図3は予圧磁石2個(Xステージ4についてる分相当)を矩形磁石の長辺に直角に走査した場合と、平行に走査した場合の位置と抵抗力の関係をSKSとNi系鋳物の各々について示した図である。VS、PS、VN、PNは走査抵抗の2倍に相当する量であるが、実測値は FIG. 3 shows the relationship between the position and resistance force when two preload magnets (corresponding to X stage 4) are scanned perpendicularly to the long side of the rectangular magnet and when they are scanned in parallel. It is the figure shown about. VS, PS, VN, and PN are amounts equivalent to twice the scanning resistance, but the measured values are


である。Ni系材料にすることで走査抵抗は期待通り小さくなる。またNi系直角の場合には磁極ピッチ(例えば7.5mm)に同期して約30gピークツーピークのむらが発生する。

It is. By using a Ni-based material, the scanning resistance is reduced as expected. Further, in the case of a Ni-based right angle, about 30 g peak-to-peak unevenness is generated in synchronization with the magnetic pole pitch (for example, 7.5 mm).

図4は予圧磁石2個(Xステージ4についてる分相当)を矩形磁石の長辺に直角に微小(1μm程度)移動した場合と、平行に微小移動した場合の位置と抵抗力の関係をSKSとNi系鋳物の各々について示したものである。各直線の傾きは予圧磁石が発生するスラスト方向のばね定数に相当するが実測値は FIG. 4 shows the relationship between the position and resistance force when two preload magnets (corresponding to X stage 4) are moved minutely (about 1 μm) perpendicularly to the long side of the rectangular magnet and when they are moved minutely in parallel. And Ni castings. The slope of each straight line corresponds to the spring constant in the thrust direction generated by the preload magnet, but the measured value is


である。この値は床振動の水平成分の伝達のしやすさの指標となる。これもNi系材料にすることで期待通り小さくなる。

It is. This value is an indicator of ease of transmission of the horizontal component of floor vibration. This is also reduced as expected by using a Ni-based material.

Ni系平行方向は走査のむらもなく値も小さく微小変位のばね定数も小さいので走査においても微小移動においても採用するのが好ましい。Yステージ3はベース定盤1に対してY方向にのみ1次元に相対運動するから、このような配置が可能である。 The Ni-based parallel direction has no unevenness in scanning, has a small value, and has a small spring constant for minute displacement. Therefore, it is preferable to adopt it for both scanning and minute movement. Since the Y stage 3 moves relative to the base surface plate 1 in one dimension only in the Y direction, such an arrangement is possible.

一方、現行のXステージ4はベース定盤1に対して2次元に相対運動しXY両方向に磁石4eからのスラスト抵抗を受ける。したがって、XYのどちらかしか磁石長辺の平行方向が採用できない。この最も好ましい方向をどのように配置するかが問題となる。 On the other hand, the current X stage 4 moves two-dimensionally relative to the base surface plate 1 and receives thrust resistance from the magnet 4e in both XY directions. Therefore, only one of XY can adopt the parallel direction of the long side of the magnet. The problem is how to arrange this most preferred direction.

そこで、本実施例のようにYがスキャン方向のステージで矩形磁石片の短辺方向をスキャン軸と直角(磁石片の長手方向を平行)に配置すれば、スキャン時の走行抵抗にむらがなくなり、むらに起因する推力外乱がなくなる。 Therefore, if the short side direction of the rectangular magnet piece is arranged at a right angle to the scan axis (the longitudinal direction of the magnet piece is parallel) with a stage in which Y is in the scan direction as in the present embodiment, there is no uneven running resistance during scanning. , Thrust disturbance caused by unevenness is eliminated.

また床振動伝達の指標となるスキャン方向のばね定数は、表3に示す20g/mmではなくほぼゼロである。何故ならスキャン中サーボ誤差で目標値に対して正または負の値をとったとしても位置の絶対値自身は増え続けつつ常に大変位の領域にあるからほぼ一定の力がかかるためである。 Further, the spring constant in the scanning direction, which is an index of floor vibration transmission, is not zero as shown in Table 3, but almost zero. This is because even if the servo error during scanning takes a positive or negative value with respect to the target value, the absolute value of the position continues to increase and is always in a large displacement region, so a substantially constant force is applied.

一方、スキャンと直角方向は床からの振動伝達だけを考えればよいが、ばね定数が表3に示すように223g/mmとなり、SKSの場合に比べて約1/8となる。 On the other hand, in the direction perpendicular to the scan, only vibration transmission from the floor may be considered, but as shown in Table 3, the spring constant is 223 g / mm, which is about 1/8 that of SKS.

Yがスキャン方向の場合、スキャン時のスラスト抵抗むらを最小にするためには本実施例に示すようにXステージ4においてもYステージ3においても矩形磁石片の長手方向がスキャン軸と平行になるように配置しなければならない。Yスキャンのスキャン動作においてはYリニアモータでXステージ4とYステージ3の一体物をスキャンするのでどちらか一方でも矩形磁石片の短辺方向がスキャン軸と平行になっているとスキャン抵抗にむらがでるからである。またこのようにすると、スキャンと直角方向の振動伝達はXステージ4からの分しか伝達されない。Yステージ3からの分はXステージ4とYステージ3の間のエアスライドで絶縁されるからである。 When Y is in the scan direction, the longitudinal direction of the rectangular magnet piece is parallel to the scan axis in both the X stage 4 and the Y stage 3 as shown in this embodiment in order to minimize the uneven thrust resistance during the scan. Must be arranged as follows. In the scan operation of Y scan, the integrated body of the X stage 4 and the Y stage 3 is scanned by the Y linear motor. Therefore, if either one of the rectangular magnet pieces is parallel to the scan axis, the scan resistance is uneven. Because it comes out. In this case, vibration transmission in the direction perpendicular to the scan is transmitted only from the X stage 4. This is because the portion from the Y stage 3 is insulated by the air slide between the X stage 4 and the Y stage 3.

図5は本発明の第2実施例を説明するための図で、Xをスキャン方向、Yをステップ方向とするXステージ4とYステージ3を下から眺めたものである。Xステージ4においては予圧磁石4eを構成する矩形状の磁石片の磁石並びに沿う方向(短辺方向)がスキャン軸と直角になるよう配置されており、Yステージ3においては予圧磁石3eを構成する矩形状の磁石片の磁石並びに沿う方向(短辺方向)がスキャン軸と平行になるよう配置されている。 FIG. 5 is a view for explaining a second embodiment of the present invention, and shows the X stage 4 and the Y stage 3 as viewed from below, where X is the scanning direction and Y is the step direction. The X stage 4 is arranged such that the magnets of the rectangular magnet pieces constituting the preload magnet 4e and the direction along which the preload magnet 4e is aligned (the short side direction) are perpendicular to the scan axis, and the Y stage 3 constitutes the preload magnet 3e. The magnets of the rectangular magnet piece and the direction along the short side (short side direction) are arranged in parallel with the scan axis.

この配置も基本はスキャン方向に抵抗のムラを発生させないようにしたことにある。この観点だけから言うと、Yステージ3の矩形磁石片の長辺はXYどちらを向いてもよいように見える。なぜならXスキャンはXリニアモータでXステージ4のみをスキャンするのでYステージ3の矩形磁石片の向きによらずYステージ3からは抵抗むらは発生しないからである。 This arrangement is also based on the fact that resistance unevenness is not generated in the scanning direction. From this point of view alone, it seems that the long side of the rectangular magnet piece of the Y stage 3 may face either direction XY. This is because, in the X scan, only the X stage 4 is scanned by the X linear motor, so that resistance unevenness does not occur from the Y stage 3 regardless of the orientation of the rectangular magnet piece of the Y stage 3.

一方、床からの振動伝達を考えるとYステージ3の矩形磁石片の短辺方向は本実施例のようにスキャン方向に平行にするのが望ましい。このようにするとYステージ3にはスキャンと直角方向の床振動は伝わりにくく、スキャン方向の床振動は伝わりやすくなる。Yステージ3に伝わったスキャンと直角方向の振動はヨーガイドを介してXステージ4に伝わる。一方、Yステージ3に伝わったスキャン方向の振動はヨーガイドで絶縁されてXステージ4には伝わらない。この結果トータルとして最もYステージ3経由の床振動がXステージ4に伝わりにくいシステムとなる。 On the other hand, considering vibration transmission from the floor, it is desirable that the short side direction of the rectangular magnet piece of the Y stage 3 be parallel to the scanning direction as in this embodiment. In this way, the floor vibration in the direction perpendicular to the scan is not easily transmitted to the Y stage 3, and the floor vibration in the scan direction is easily transmitted. The vibration in the direction perpendicular to the scan transmitted to the Y stage 3 is transmitted to the X stage 4 through the yaw guide. On the other hand, the vibration in the scanning direction transmitted to the Y stage 3 is insulated by the yaw guide and is not transmitted to the X stage 4. As a result, the total floor vibration via the Y stage 3 is hardly transmitted to the X stage 4 in total.

本実施例において、ステージの構成要素は図11および図12のものと同じである。但し、ベース定盤1の材質は従来例ではSKSであったが、第3および第4実施例では低炭素鉄系材料にしてある。上記予圧磁石の抵抗は予圧磁石がある位置から別の位置に移動するとき、もともと磁石のあった位置のSKSの磁化が磁石がいなくなっても完全に無くならず一部残り、これが磁石の移動を妨げようとするために生ずる。つまり材料の磁気的ヒステリシスに起因して生ずる。この磁気ヒステリシスに起因する抵抗は材料のBH曲線の囲む面積に比例する。そこで定盤1やヨーガイド2の材料としてはBH曲線の囲む面積の小さい材料が望ましい。 In this embodiment, the components of the stage are the same as those in FIGS. However, the material of the base surface plate 1 is SKS in the conventional example, but in the third and fourth embodiments, it is a low carbon iron-based material. When the resistance of the preload magnet to move from one location to another preload magnet originally remaining portion not eliminated completely even magnetization of SKS position for which the magnets are gone magnet, which prevents the movement of the magnet It occurs because of trying. That is, it is caused by the magnetic hysteresis of the material. The resistance resulting from this magnetic hysteresis is proportional to the area enclosed by the BH curve of the material. Therefore, as the material for the surface plate 1 and the yaw guide 2, a material having a small area surrounded by the BH curve is desirable.

一方、定盤やヨーガイドは磁石の被吸引材としての機能をはたさなければならないので磁束を十分に通すこと、つまり飽和磁束密度が大きいことが望ましい。 On the other hand, since the surface plate and the yaw guide must function as a magnet attractant, it is desirable that the magnetic flux be sufficiently passed, that is, the saturation magnetic flux density is large.

これらの両方の要求を満たす材料として低炭素鉄系材料があり、具体的には純鉄またはS10Cを用いる。純鉄の場合、加工性を向上させるために炭素以外の不純物を添加することが望ましい。 As a material that satisfies both of these requirements, there is a low-carbon iron-based material. Specifically, pure iron or S10C is used. In the case of pure iron, it is desirable to add impurities other than carbon in order to improve workability.

SKSと純鉄とのBH曲線の比較を図7に示す。純鉄ではBH曲線の面積がSKSに比べて格段に小さく、一方、飽和磁束密度は約1.6T程度以上であり、吸引力においても問題ない。 A comparison of BH curves between SKS and pure iron is shown in FIG. With pure iron, the area of the BH curve is much smaller than that of SKS, while the saturation magnetic flux density is about 1.6 T or more, and there is no problem with the attractive force.

図6は本発明の第3実施例を説明するための図で、Yをスキャン方向、Xをステップ方向とするXステージ4およびYステージ3を下から眺めたものである。Yステージ3においては予圧磁石3eを構成する矩形状の磁石片の磁石並びに直角な方向(磁石片の長手方向)がスキャン方向(Y軸)と平行になるよう配置され、Xステージ4においては予圧磁石4eを構成する矩形状の磁石片の磁石並びに直角な方向(磁石片の長手方向)がスキャン方向(Y軸)と直角に、ステップ方向(X軸)とは平行になるよう配置されている。 FIG. 6 is a view for explaining a third embodiment of the present invention, and shows the X stage 4 and the Y stage 3 as viewed from below, where Y is the scanning direction and X is the step direction. In Y stage 3 it is disposed so that the magnet and a direction perpendicular rectangular magnet pieces which constitute the preloading magnet 3e (longitudinal direction of the magnet piece) is parallel to the scan direction (Y-axis), the preload in the X stage 4 The magnets of the rectangular magnet pieces constituting the magnet 4e and the perpendicular direction (longitudinal direction of the magnet pieces) are arranged perpendicular to the scan direction (Y axis) and parallel to the step direction (X axis). .

以下、この辺りの事情について説明する。図8は予圧磁石2個(Xステージ4についてる分相当)を矩形磁石片の長手方向に直角に走査した場合と、平行に走査した場合の位置と抵抗力の関係をSKSと純鉄の各々について示した図である。VS、PS、VJ、PJは走査抵抗の2倍に相当する量であるが、実測値は The circumstances around this will be described below. FIG. 8 shows the relationship between the position and resistance force when two preload magnets (corresponding to X stage 4) are scanned perpendicularly to the longitudinal direction of the rectangular magnet piece and when they are scanned in parallel. It is the figure shown about. VS, PS, VJ, and PJ are amounts corresponding to twice the scanning resistance.


である。低炭素鉄系材料にすることで走査抵抗は期待通り小さくなる。図9は予圧磁石2個(Xステージ4についてる分相当)を矩形磁石片の短辺方向に直角に微小(1μm程度)移動した場合と、平行に微小移動した場合の位置と抵抗力の関係をSKSと純鉄の各々について示したものである。各直線の傾きは予圧磁石が発生するスラスト方向のばね定数に相当するが実測値は

It is. By using a low-carbon iron-based material, the scanning resistance is reduced as expected. FIG. 9 shows the relationship between the position and resistance force when two preload magnets (corresponding to X stage 4) are moved minutely (about 1 μm) perpendicularly to the short side direction of the rectangular magnet piece and when they are moved minutely in parallel. Is shown for each of SKS and pure iron. The slope of each straight line corresponds to the spring constant in the thrust direction generated by the preload magnet, but the measured value is


である。この値は同一位置に保持されるステージに対する床振動の水平成分の伝達のしやすさの指標となる。これも低炭素鉄系材料にすることで期待通り小さくなる。

It is. This value is an index of the ease of transmitting the horizontal component of floor vibration to the stage held at the same position. This is also reduced as expected by using a low-carbon iron-based material.

純鉄平行方向は走査のむらもなく値も小さく微小変位のばね定数も小さいので走査においても微小移動においても採用するのが好ましい。Yステージ3はベース定盤1に対してY方向にのみ1次元に相対運動するから、このような配置が可能である。 Since the pure iron parallel direction has no unevenness in scanning and a small value and a small spring constant of minute displacement, it is preferable to adopt it in both scanning and minute movement. Since the Y stage 3 moves relative to the base surface plate 1 in one dimension only in the Y direction, such an arrangement is possible.

一方、現行のXステージ4はベース定盤1に対して2次元に相対運動しXY両方向に磁石4eからのスラスト抵抗を受ける。したがって、XYのどちらかしか磁石長辺の平行方向が採用できない。この最も好ましい方向をどのように配置するかが問題となる。 On the other hand, the current X stage 4 moves two-dimensionally relative to the base surface plate 1 and receives thrust resistance from the magnet 4e in both XY directions. Therefore, only one of XY can adopt the parallel direction of the long side of the magnet. The problem is how to arrange this most preferred direction.

そこで、本実施例のようにYがスキャン方向のステージで短冊磁石片の長手方向をスキャン方向と直角に配置すれば、スキャンと直角方向(ステップ時)のばね定数を25g/mmと最も小さくすることができる。このときスキャン方向のばね定数は、260g/mmと大きくなるが、これは静止時の話であって、スキャン時はほぼゼロとなる。何故ならスキャン中サーボ誤差で目標値に対して正または負の値をとったとしてもスキャンによる移動の方が支配的なので磁石と定盤の相対変位は時間に対して単調増加であり、この結果、磁石から受ける抵抗はほぼ一定になるからである。このようにすることにより、床からの水平方向の振動伝達を最小にすることができる。一方、スキャン抵抗は表4に示すように60gとなり、磁石片の長手方向をスキャン方向と平行にした場合の10gよりは大きいが、SKSに比べれば充分小さくなっている。 Therefore, if the longitudinal direction of the strip magnet piece is arranged at right angles to the scanning direction on the stage where Y is in the scanning direction as in this embodiment, the spring constant in the direction perpendicular to the scanning (during step) is minimized to 25 g / mm. be able to. At this time, the spring constant in the scanning direction is as large as 260 g / mm, but this is a stationary story, and is almost zero during scanning. This is because even if the servo error during scanning takes a positive or negative value relative to the target value, the movement by scanning is dominant, so the relative displacement between the magnet and the surface plate increases monotonically with time. This is because the resistance received from the magnet is almost constant. In this way, horizontal vibration transmission from the floor can be minimized. On the other hand, the scan resistance is 60 g as shown in Table 4, which is larger than 10 g when the longitudinal direction of the magnet piece is parallel to the scan direction, but is sufficiently smaller than SKS.

Yがスキャン方向の場合、本実施例に示すように、Yステージ3においては矩形磁石片の長手方向がスキャン方向と平行になるように配置するのが良い。Yスキャンのスキャン動作においてはYリニアモータでXステージ4とYステージ3の一体物をスキャンするので、このようにするとスキャンの走査抵抗を減らすことができるからである。換言すると、こうしなければYステージ3から無用の走査抵抗をもらい、駆動系との組み合わせの推力むらを招くことになる。 When Y is the scanning direction, as shown in the present embodiment, the Y stage 3 is preferably arranged so that the longitudinal direction of the rectangular magnet pieces is parallel to the scanning direction. This is because in the scanning operation of the Y scan, the integrated body of the X stage 4 and the Y stage 3 is scanned by the Y linear motor, so that the scanning resistance of scanning can be reduced in this way. In other words, if this is not done, an unnecessary scanning resistance is obtained from the Y stage 3, resulting in uneven thrust in combination with the drive system.

一方、床振動伝達面から考えると、スキャン中のスキャン方向のばね定数はYステージ3においてもほぼゼロである。スキャンと直角方向のばね定数はYステージ3において260g/mmと大きい方の値となりYステージ3には床振動がそれなりに伝わるのであるが、Xステージ4、すなわちウエハが搭載されたステージとはヨーガイド2にてスキャンと直角方向の振動は絶縁されるのでYステージ3にある程度の床振動が伝わっても問題は無い。 On the other hand, when considering from the floor vibration transmission surface, the spring constant in the scanning direction during scanning is almost zero in the Y stage 3 as well. The spring constant in the direction perpendicular to the scan is a larger value of 260 g / mm in the Y stage 3, and floor vibration is transmitted to the Y stage 3 as it is, but the X stage 4, that is, the stage on which the wafer is mounted, is a yaw guide. Since the vibration in the direction perpendicular to the scan at 2 is insulated, there is no problem even if a certain amount of floor vibration is transmitted to the Y stage 3.

図10は本発明の第4実施例を説明するための図で、Xをスキャン方向、Yをステップ方向とするXステージ4とYステージ3を下から眺めたものである。Xステージ4においては予圧磁石4eを構成する矩形状の磁石片の磁石並びに沿う方向(短辺方向)がスキャン方向になるよう配置されており、Yステージ3においても予圧磁石3eを構成する矩形状の磁石片の磁石並びに沿う方向(短辺方向)がスキャン方向になるよう配置されている。 FIG. 10 is a view for explaining a fourth embodiment of the present invention, and is a view of the X stage 4 and the Y stage 3 with X as the scanning direction and Y as the step direction as viewed from below. In the X stage 4, the magnets of the rectangular magnet pieces constituting the preload magnet 4 e and the direction along the short side direction (short side direction) are arranged in the scanning direction, and the Y stage 3 also forms a rectangular shape constituting the preload magnet 3 e. These magnet pieces are arranged so that the magnet and the direction along the magnet piece (short side direction) are the scanning direction.

この配置も基本はXステージ4に伝わる床振動を最小にしたことである。第3実施例と同様、スキャンと直角方向(ステップ時)のばね定数は25g/mm、スキャン方向(スキャン時)のばね定数はほぼゼロである。 This arrangement is also based on minimizing floor vibration transmitted to the X stage 4. As in the third embodiment, the spring constant in the direction perpendicular to the scan (during step) is 25 g / mm, and the spring constant in the scan direction (during scan) is almost zero.

この例では、スキャンはXステージ4のみで行なわれYステージ3は静止しているのでスキャン抵抗という観点からはYステージ3の磁石3eの向きはXYどちらでもよいように見える。 In this example, scanning is performed only by the X stage 4 and the Y stage 3 is stationary, so that the direction of the magnet 3e of the Y stage 3 seems to be either XY from the viewpoint of scanning resistance.

しかし一方、床30からの振動伝達を考えるとYステージ3の矩形磁石片の長手方向も本実施例のようにスキャン方向に直角にするのが望ましい。このようにするとYステージ3にはスキャンと直角方向の床振動は伝わりにくく、スキャン方向の床振動は伝わりやすくなる。Yステージ3に伝わった振動のうちXステージ4に伝わるのはスキャンと直角方向の振動のみである。スキャン方向の振動はヨーガイド2で絶縁されるからである。この結果トータルとして最もYステージ3経由の床振動がXステージ4に伝わりにくいシステムとなる。 However, considering vibration transmission from the floor 30, it is desirable that the longitudinal direction of the rectangular magnet piece of the Y stage 3 is also perpendicular to the scanning direction as in this embodiment. In this way, the floor vibration in the direction perpendicular to the scan is not easily transmitted to the Y stage 3, and the floor vibration in the scan direction is easily transmitted. Of the vibrations transmitted to the Y stage 3, only vibrations in the direction perpendicular to the scan are transmitted to the X stage 4. This is because the vibration in the scanning direction is insulated by the yaw guide 2. As a result, the total floor vibration via the Y stage 3 is hardly transmitted to the X stage 4 in total.

本発明の第1実施例に係るウエハステージの底面図である。It is a bottom view of the wafer stage which concerns on 1st Example of this invention. 図1のステージに用いられる定盤材料のBH曲線比較図である。It is a BH curve comparison figure of the surface plate material used for the stage of FIG. 図1のステージに用いられる定盤材料および予圧磁石の方向による走査抵抗比較図である。It is a scanning resistance comparison figure by the direction of the surface plate material and pre-load magnet used for the stage of FIG. 図1のステージに用いられる定盤材料および予圧磁石の方向によるばね定数比較図である。It is a spring constant comparison figure by the direction of the surface plate material and preload magnet used for the stage of FIG. 本発明の第2実施例に係るウエハステージの底面図である。It is a bottom view of the wafer stage which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例に係るウエハステージの底面図である。It is a bottom view of the wafer stage which concerns on 3rd Example of this invention. 図6のステージに用いられる定盤材料のBH曲線比較図である。It is a BH curve comparison figure of the surface plate material used for the stage of FIG. 図6のステージに用いられる定盤材料および予圧磁石の方向による走査抵抗比較図である。It is a scanning resistance comparison figure by the direction of the surface plate material and preload magnet used for the stage of FIG. 図6のステージに用いられる定盤材料および予圧磁石の方向によるばね定数比較図である。It is a spring constant comparison figure by the direction of the surface plate material and preload magnet used for the stage of FIG. 本発明の第4実施例に係るウエハステージの底面図である。It is a bottom view of the wafer stage which concerns on 4th Example of this invention. 従来例であり本発明の適用対象であるウエハステージの全体図である。It is a whole view of the wafer stage which is a prior art example and is an application object of this invention. 図11のウエハステージの分解図である。FIG. 12 is an exploded view of the wafer stage of FIG. 11. 予圧磁石としての磁石ユニット図である。It is a magnet unit figure as a preload magnet. 本発明のステージの適用対象例としての走査型露光装置の全体図である。1 is an overall view of a scanning exposure apparatus as an application target example of a stage of the present invention. 本発明のステージの適用対象例としての他の走査型露光装置の全体図である。FIG. 10 is an overall view of another scanning exposure apparatus as an example to which the stage of the present invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1:ベース定盤、2:Yヨーガイド、3:Yステージ、3a:Xヨーガイド、3b:Yスライダ大、3c:Yスライダ小、3e:予圧磁石、4:Xステージ、4a:Xステージ側板、4b:Xステージ天板、4c:Xステージ底板、4d:エアパッド、4e:予圧磁石、6a,7a:固定子、6b,7b:可動子、6c,7c:コイル、7d:磁石連結板、8:Y固定子固定部材、30:床(または地面)、31:除振手段、33:ウエハステージ、34:鏡筒支持部材、35:縮小投影光学系、36:レチクルステージベース、37:レチクルステージ、38:照明系、41:外筒、42,43:干渉計基準、45:鏡筒定盤。


1: Base surface plate, 2: Y yaw guide, 3: Y stage, 3a: X yaw guide, 3b: Y slider large, 3c: Y slider small, 3e: Preload magnet, 4: X stage, 4a: X stage side plate, 4b : X stage top plate, 4c: X stage bottom plate, 4d: Air pad, 4e: Preload magnet, 6a, 7a: Stator, 6b, 7b: Mover, 6c, 7c: Coil, 7d: Magnet coupling plate, 8: Y Stator fixing member, 30: floor (or ground), 31: vibration isolation means, 33: wafer stage, 34: lens barrel support member, 35: reduction projection optical system, 36: reticle stage base, 37: reticle stage, 38 : Illumination system, 41: outer cylinder, 42, 43: interferometer reference, 45: lens barrel surface plate.


Claims (8)

定盤上に設けられた第1のガイドに沿って該定盤上を第1の方向に移動可能な第1のステージと、第1のステージ上に設けられた第2のガイドに沿って該定盤上を第1の方向と交差する第2の方向に移動可能な第2のステージと、前記第1および第2のステージに設けられ該第1および第2のステージをそれぞれ前記定盤上に浮上させる第1および第2の流体静圧付与手段と、前記第1および第2のステージに設けられ該第1および第2のステージをそれぞれ前記定盤へ向けて吸引する第1および第2の予圧磁石とを具備する走査型露光装置に用いられる静圧ステージにおいて、前記定盤が低炭素鉄系材料であり、前記第1および第2の予圧磁石がそれぞれ複数の矩形磁石片をそれらの辺を接して一次元に配列したものであり、前記第2の予圧磁石を構成する磁石片の一次元の磁石並びに沿う方向がステップ方向と直交することを特徴とする静圧ステージ。 A first stage that is movable in the first direction on the surface plate along a first guide provided on the surface plate, and a second guide provided on the first stage. A second stage movable in a second direction intersecting the first direction on the surface plate, and the first and second stages provided on the first and second stages respectively on the surface plate First and second hydrostatic pressure applying means for floating and first and second provided on the first and second stages for sucking the first and second stages toward the surface plate, respectively. In the static pressure stage used in a scanning exposure apparatus having a preload magnet, the surface plate is made of a low-carbon iron-based material, and the first and second preload magnets each include a plurality of rectangular magnet pieces. It is arranged in a one-dimensional manner with its sides in contact with each other, Static pressure stage, characterized in that the one-dimensional magnets and along the direction of the magnet pieces constituting the magnet is orthogonal to the step direction. 前記第1の方向と第2の方向が直交しており、これらの方向の一方をスキャン方向、他方をステップ方向とする走査型露光装置にウエハステージとして配設されていることを特徴とする請求項1記載の静圧ステージ。 The first direction and the second direction are orthogonal to each other, and the wafer is disposed as a wafer stage in a scanning exposure apparatus in which one of these directions is a scanning direction and the other is a step direction. Item 1. The static pressure stage according to Item 1. 前記第1の方向がスキャン方向であり、前記第1の予圧磁石を構成する磁石片の一次元の磁石並びに沿う方向と該スキャン方向が直交することを特徴とする請求項2記載の静圧ステージ。 3. The hydrostatic stage according to claim 2, wherein the first direction is a scanning direction, and the scanning direction is orthogonal to a direction along a one-dimensional magnet of the magnet piece constituting the first preloading magnet. . 前記第2の方向がスキャン方向であり、前記第1の予圧磁石を構成する磁石片の一次元の磁石並びに沿う方向と該スキャン方向が直交することを特徴とする請求項2記載の静圧ステージ。 3. The hydrostatic stage according to claim 2, wherein the second direction is a scan direction, and the scan direction is orthogonal to a direction along which the one-dimensional magnets constituting the first preload magnet are aligned. . 前記定盤が、床に除振手段を介して設置され、該定盤上に前記走査型露光装置を構成する投影光学系およびレチクルステージが搭載されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の静圧ステージ。 5. The surface plate is installed on a floor via vibration isolation means, and a projection optical system and a reticle stage constituting the scanning exposure apparatus are mounted on the surface plate. The static pressure stage according to any one of the above. 前記定盤が、除振手段を介さず床と直結され、前記走査型露光装置を構成する投影光学系およびレチクルステージは除振手段を介して床に設置された他の定盤上に搭載されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の静圧ステージ。 The surface plate is directly connected to the floor without the vibration isolation means, and the projection optical system and the reticle stage constituting the scanning exposure apparatus are mounted on another surface plate installed on the floor via the vibration isolation means. The static pressure stage according to claim 1, wherein the static pressure stage is provided. 前記静圧を発生するための流体が空気であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の静圧ステージ。 The static pressure stage according to claim 1, wherein the fluid for generating the static pressure is air. 定盤上に設けられた第1のガイドに沿って該定盤上を第1の方向に移動可能な第1のステージと、第1のステージ上に設けられた第2のガイドに沿って該定盤上を第1の方向と交差する第2の方向に移動可能な第2のステージと、前記第1および第2のステージに設けられ該第1および第2のステージをそれぞれ前記定盤上に浮上させる第1および第2の流体静圧付与手段と、前記第1および第2のステージに設けられ該第1および第2のステージをそれぞれ前記定盤へ向けて吸引する第1および第2の予圧磁石とを具備する走査型露光装置に用いられる静圧ステージにおいて、前記定盤が低炭素鉄系材料であり、前記第1および第2の予圧磁石がそれぞれ複数の矩形磁石片をそれらの辺を接して一次元に配列したものであり、前記第2の予圧磁石を構成する磁石片の一次元の磁石並びに沿う方向がステップ方向と直交することを特徴とする走査型露光装置。 A first stage that is movable in the first direction on the surface plate along a first guide provided on the surface plate, and a second guide that is provided on the first stage. A second stage movable in a second direction intersecting the first direction on the surface plate, and the first and second stages provided on the first and second stages respectively on the surface plate First and second hydrostatic pressure applying means for floating and first and second provided on the first and second stages for sucking the first and second stages toward the surface plate, respectively. In the static pressure stage used in a scanning exposure apparatus having a preload magnet, the surface plate is made of a low-carbon iron-based material, and the first and second preload magnets each include a plurality of rectangular magnet pieces. It is arranged in a one-dimensional manner with its sides in contact with each other, Scanning exposure apparatus in which one-dimensional magnets and along the direction of the magnet pieces constituting the magnet is equal to or orthogonal to the step direction.
JP2004226044A 2004-08-02 2004-08-02 Static pressure stage and scanning exposure apparatus Expired - Fee Related JP3797670B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004226044A JP3797670B2 (en) 2004-08-02 2004-08-02 Static pressure stage and scanning exposure apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004226044A JP3797670B2 (en) 2004-08-02 2004-08-02 Static pressure stage and scanning exposure apparatus

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7667197A Division JP3729430B2 (en) 1997-03-13 1997-03-13 Static pressure stage and scanning exposure apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005033214A JP2005033214A (en) 2005-02-03
JP3797670B2 true JP3797670B2 (en) 2006-07-19

Family

ID=34214348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004226044A Expired - Fee Related JP3797670B2 (en) 2004-08-02 2004-08-02 Static pressure stage and scanning exposure apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3797670B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7978307B2 (en) * 2006-05-04 2011-07-12 Asml Netherlands B.V. Gas bearing, and lithographic apparatus provided with such a bearing
US7880864B2 (en) 2006-12-27 2011-02-01 Canon Kabusiki Kaisha Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN104049472B (en) * 2014-06-30 2016-03-30 清华大学 A kind of electromagnetic launch starts formula reticle stage system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005033214A (en) 2005-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4639517B2 (en) Stage apparatus, lithography system, positioning method, and stage apparatus driving method
US6952254B2 (en) Supporting system in exposure apparatus
US6570645B2 (en) Stage system and stage driving method for use in exposure apparatus
US6873404B2 (en) Stage apparatus and method of driving the same
JP4545697B2 (en) Stage equipment
US6724466B2 (en) Stage assembly including a damping assembly
US7508098B2 (en) Transfer apparatus
KR20120091160A (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP3797670B2 (en) Static pressure stage and scanning exposure apparatus
JP3729430B2 (en) Static pressure stage and scanning exposure apparatus
JP2015073083A (en) Stage device and driving method of the same
JP3732763B2 (en) Stage equipment
EP2051141B1 (en) Driving apparatus, exposure apparatus, and device fabrication method
JP2018142405A (en) Stage device and charged particle beam apparatus
JP3715742B2 (en) Static pressure stage
JP2008125285A (en) Positioning device
JP2002119038A (en) Stage equipment and aligner
JP2007184193A (en) Charged particle beam device
US20230352225A1 (en) Electromagnetic device, alignment apparatus, and article manufacturing method
JP2005310808A (en) Electron beam projection aligner
JP2010239082A (en) Stage device, aligner, and device manufacturing method
JP5068494B2 (en) Linear motor and stage device
JPH1012538A (en) Scanning stage unit and aligner using the same
CN116974147A (en) Stage device, transfer device, and article manufacturing method
JP2015012288A (en) Two-stage correction device and exposure machine stage

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060317

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060412

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060417

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees