JP4962780B2 - STAGE DEVICE, FLOAT CONTROL METHOD, AND EXPOSURE DEVICE USING STAGE DEVICE - Google Patents

STAGE DEVICE, FLOAT CONTROL METHOD, AND EXPOSURE DEVICE USING STAGE DEVICE Download PDF

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Description

本発明は、可動台が非接触に支持され、リニアモータで駆動され、任意の位置に位置決めされるステージ装置およびその駆動方法に関する。また、このステージ装置が備えられた露光装置に関するものである。   The present invention relates to a stage apparatus in which a movable base is supported in a non-contact manner, driven by a linear motor, and positioned at an arbitrary position, and a driving method thereof. The present invention also relates to an exposure apparatus provided with this stage apparatus.

半導体集積回路や液晶基板の回路基板を感光基板に転写するために、投影露光装置が使用されており、2つの方式が提案されている。
第1の投影露光装置のステージはサポートプラットフォームを備えたものである(例えば、特許文献1)。
ステージ装置100は、図4に示すように、固定フレーム101と、固定フレーム101に対してX方向に可動なスライダ102と、半導体ウェハWを保持するサポートプラットフォーム103とからなっている。サポートプラットフォーム103は、Y方向に沿って動くようにスライダ102に取り付けられている。ステージ装置100は、さらに、X方向にスライダ102を動かす2つのXリニアモータ105と、サポートプラットフォーム104がY方向に動かされるYリニアモータ106を備えている。サポートプラットフォーム104が非接触支持される場合、前記サポートプラットフォーム104と固定フレーム101間の間隙を計測するために、静電容量型などの高精度変位センサが用いられている。ステージ装置100は、サポートプラットフォーム104を正規の姿勢に保ち、X方向およびY方向に正確に位置決めしている。
第2の投影露光装置のステージは、磁気浮上装置を備えたものである(例えば、特許文献2)。
ステージ装置は、図5(a)、図5(b)に示すように、ステージ1は、浮上用電磁石4と、Y軸リニアモータ5と、X軸リニアモータ6と、2次元リニアセンサ8等を具備した固定台2と、Y軸リニアモータおよびX軸リニアモータ6から位置決めされる可動台3から構成されている。
固定台2は、Y軸方向の両端が開口するとともに、下面にY軸方向に伸びる溝状の開口を備えた略矩形の形状をしており、穴9が天板に設けられている、穴9は可動台3または被搬送物15の位置を計測する光学式計測器の光軸を通すために光軸に沿って貫通している。光軸が被搬送物15に当たるように可動台3と交わる箇所に穴16が設けられている。また固定台2は、互いに平行に配置された2組のY軸リニアモータ5と1組のX軸リニアモータ6を備えている。また、固定台2の天板と底板には、浮上用電磁石4、Y軸リニアモータ5およびX軸リニアモータ6の固定子51が上下対称に配置され、浮上用電磁石4は、4分割して図1(a)に示すように互いに間隔を開けて光軸を避けて配置されている。
可動台3は固定台2に取り付けられた浮上用電磁石4で支持され、X軸およびY軸方向に自在に移動できる。また、可動台3の上面および下面に、浮上用磁性片17 、Y軸リニアモータ5およびX軸リニアモータ6の可動子61が配置されている。可動台3はX軸リニアモータ6とY軸リニアモータ5によって駆動されて、X軸およびY軸方向に自在に移動する。ただし、本実施例ではX軸方向のストロークはY軸方向に比べて小さい。
2次元リニアスケール7は、可動台3の中央、2組のY軸リニアモータ5の中間にY軸リニアモータ5と平行に固定されている。2次元リニアスケール7はX軸方向およびY軸方向の位置を検出する目盛を刻んだリニアスケールであり、例えば独ハイデンハイン社の2軸座標測長システム(PP271R、PP281R)などが用いられる。
2次元リニアセンサ8は、固定台2にY軸方向に間隔を開けて2台取り付けられている。2次元リニアセンサ8は2次元リニアスケール7の目盛を読んで、X軸方向およびY軸方向の位置を求めるセンサであり、例えば、前述の独ハイデンハイン社のPP271R、PP281Rの2次元リニアエンコーダセンサなどが用いられる。
高精度ギャップセンサ10は可動台3の上面に設けられ、対向する固定台2にターゲット11が配置されている。
低精度ギャップセンサ12は固定台2に設置され、対向する可動台3にターゲット13が配置されている。
回転検出ギャップセンサ14は固定台2に距離を設けて2個配置されており、対向する可動台3上にY軸ストローク分の長さをもつターゲット13が配置されている。ターゲット13は低精度ギャップセンサ12用と兼用されている。
次に浮上用電磁石4および浮上用磁性片17の詳細な構造について説明する。浮上用電磁石4および浮上用磁性片17は、図6に示すように配置されている。浮上用電磁石4および浮上用磁性片17の一方または両方は、PTFEのような樹脂材料やステンレスのような金属材料等からなる非磁性材料20で覆われており、対向する空隙は、高精度ギャップセンサ10とターゲット11の間隔よりも小さくなるように形成されている。
特開2002−261000号公報(第10頁、第1図) 特開2006−287033号公報
In order to transfer a circuit board of a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal substrate to a photosensitive substrate, a projection exposure apparatus is used, and two methods have been proposed.
The stage of the first projection exposure apparatus includes a support platform (for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 4, the stage apparatus 100 includes a fixed frame 101, a slider 102 that is movable in the X direction with respect to the fixed frame 101, and a support platform 103 that holds the semiconductor wafer W. The support platform 103 is attached to the slider 102 so as to move along the Y direction. The stage apparatus 100 further includes two X linear motors 105 that move the slider 102 in the X direction, and a Y linear motor 106 that moves the support platform 104 in the Y direction. When the support platform 104 is supported in a non-contact manner, a high-precision displacement sensor such as a capacitance type is used to measure the gap between the support platform 104 and the fixed frame 101. The stage apparatus 100 maintains the support platform 104 in a normal posture and accurately positions the support platform 104 in the X direction and the Y direction.
The stage of the second projection exposure apparatus includes a magnetic levitation device (for example, Patent Document 2).
As shown in FIGS. 5A and 5B, the stage apparatus includes a levitation electromagnet 4, a Y-axis linear motor 5, an X-axis linear motor 6, a two-dimensional linear sensor 8, and the like. And a movable base 3 positioned from the Y-axis linear motor and the X-axis linear motor 6.
The fixing base 2 has a substantially rectangular shape with both ends in the Y-axis direction open and a groove-like opening extending in the Y-axis direction on the lower surface, and a hole 9 is provided in the top plate. 9 penetrates along the optical axis in order to pass the optical axis of the optical measuring instrument which measures the position of the movable table 3 or the transported object 15. A hole 16 is provided at a place where the movable axis 3 intersects so that the optical axis hits the object to be conveyed 15. The fixed base 2 includes two sets of Y-axis linear motors 5 and one set of X-axis linear motors 6 arranged in parallel to each other. In addition, the levitation electromagnet 4, the Y-axis linear motor 5 and the stator 51 of the X-axis linear motor 6 are arranged vertically symmetrically on the top and bottom plates of the fixed base 2, and the levitation electromagnet 4 is divided into four parts. As shown to Fig.1 (a), it arrange | positions at intervals and avoiding an optical axis.
The movable table 3 is supported by a levitating electromagnet 4 attached to the fixed table 2 and can move freely in the X-axis and Y-axis directions. In addition, the levitating magnetic piece 17, the Y-axis linear motor 5, and the mover 61 of the X-axis linear motor 6 are disposed on the upper and lower surfaces of the movable table 3. The movable table 3 is driven by the X-axis linear motor 6 and the Y-axis linear motor 5 and moves freely in the X-axis and Y-axis directions. However, in this embodiment, the stroke in the X-axis direction is smaller than that in the Y-axis direction.
The two-dimensional linear scale 7 is fixed in parallel with the Y-axis linear motor 5 in the middle of the movable table 3 and between the two sets of Y-axis linear motors 5. The two-dimensional linear scale 7 is a linear scale inscribed with scales for detecting positions in the X-axis direction and the Y-axis direction. For example, a two-axis coordinate measuring system (PP271R, PP281R) manufactured by HEIDENHAIN is used.
Two two-dimensional linear sensors 8 are attached to the fixed base 2 at intervals in the Y-axis direction. The two-dimensional linear sensor 8 is a sensor that reads the scale of the two-dimensional linear scale 7 and obtains the position in the X-axis direction and the Y-axis direction. For example, the two-dimensional linear encoder sensor of the aforementioned PP271R and PP281R of HEIDENHAIN, Germany Etc. are used.
The high-precision gap sensor 10 is provided on the upper surface of the movable table 3, and the target 11 is disposed on the fixed table 2 facing the high-precision gap sensor 10.
The low-accuracy gap sensor 12 is installed on the fixed base 2, and the target 13 is disposed on the movable base 3 that faces the low-precision gap sensor 12.
Two rotation detection gap sensors 14 are arranged at a distance from the fixed base 2, and a target 13 having a length corresponding to the Y-axis stroke is arranged on the opposed movable base 3. The target 13 is also used for the low precision gap sensor 12.
Next, the detailed structure of the levitating electromagnet 4 and the levitating magnetic piece 17 will be described. The levitation electromagnet 4 and the levitation magnetic piece 17 are arranged as shown in FIG. One or both of the levitation electromagnet 4 and the levitation magnetic piece 17 are covered with a nonmagnetic material 20 made of a resin material such as PTFE, a metal material such as stainless steel, and the like, and the opposing gap has a high-precision gap. It is formed to be smaller than the distance between the sensor 10 and the target 11.
JP 2002-261000 A (page 10, FIG. 1) JP 2006-287033 A

従来の投影露光装置に用いられる精密ステージには、半導体集積回路や液晶基板の回路基板を感光基板に転写するために、高精度な位置決めが要求されている。転写される線幅が細密化されるにしたがって、ステージに要求される精度も、位置決めのみならず、姿勢制御についても高精度な位置決めが要求されるようになってきている。このような状況になると、搬送される搬送物の近傍を位置検出部で検出するようにすることで、正確な位置や姿勢を制御することが必要となってくる。
ところが、従来のステージ装置では、小型化と精密な位置決め性能が要求されるが、精密な位置決めを実現するために、被搬送物の位置計測用としてレーザ式干渉計等が用いられると、その光軸を通す空間を確保するために、ステージ装置が大型化するという問題が生じていた。さらに、ステージ装置が大型化することにより、駆動電流が増大するために、発熱による熱膨張が機構部品に生じ、走行性能や姿勢精度が低下するという問題も生じていた。
また、可動台の重心位置を直接検出していないので、たとえば、可動台の形状誤差や撓みおよび歪みを含んだ値を計測することになるために、正確な可動台の位置や姿勢を計測することができないために位置および姿勢制御しても、可動台を正確に制御できないという問題が生じていた。
そこで、本発明は、走行性能や姿勢精度が低下することなく、ステージ装置が小型化でき、安定した浮上制御が可能なステージ装置およびその駆動方法と、ステージ装置を用いた露光装置を提供することを目的とするものである。
A precision stage used in a conventional projection exposure apparatus is required to be positioned with high accuracy in order to transfer a circuit board of a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal substrate onto a photosensitive substrate. As the line width to be transferred becomes finer, not only the accuracy required for the stage but also the positioning is required for the attitude control as well as the positioning. In such a situation, it is necessary to control the exact position and orientation by detecting the vicinity of the conveyed object with the position detection unit.
However, in the conventional stage apparatus, miniaturization and precise positioning performance are required. However, if a laser interferometer or the like is used for measuring the position of the object to be conveyed in order to realize precise positioning, the light will be lost. In order to secure a space through which the shaft passes, there has been a problem that the stage device is enlarged. Furthermore, since the stage device is increased in size, the drive current is increased, so that thermal expansion due to heat generation occurs in the mechanical components, resulting in a problem that traveling performance and posture accuracy are deteriorated.
In addition, since the position of the center of gravity of the movable table is not directly detected, for example, the value including the shape error, deflection and distortion of the movable table is measured, so that the accurate position and posture of the movable table are measured. Therefore, even if the position and orientation are controlled, there is a problem that the movable base cannot be controlled accurately.
Therefore, the present invention provides a stage device that can be downsized and capable of stable levitation control without lowering the running performance and posture accuracy, a driving method thereof, and an exposure apparatus using the stage device. It is intended.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1記載の発明は、少なくとも3個づつ可動台に対向するように配置された浮上用電磁石を具備した固定台と、前記浮上用電磁石により非接触磁気浮上方式により支持される可動台と、前記可動台に具備された浮上制御用のギャップセンサと、前記可動台の中央に配置された2次元リニアセンサと、前記可動台を駆動するリニアモータとを備え、前記可動台の重心位置近傍の位置を検出する複数の光学式計測手段と低精度ギャップセンサを備え、前記可動台の一方向の変位を計測するように前記固定台に前記光学式計測手段の光源の光軸が通る程度の大きさに相当する開口を備えるとともに前記可動台に計測する方向に直交する方向の変位量に相当する開口を重心位置近傍に備えられた反射ミラーに通じるように形成されたものである。
また、請求項2記載の発明は、前記可動台のX軸方向の変位を計測するために、前記可動台のY軸方向の移動方向に平行な前記固定台および前記可動台の一面に開口部を備えたものである。
請求項3に記載の発明は、前記可動台の開口部は、前記固定台の開口部よりも前記可動台のY軸方向の移動方向について大きく形成されたものである
請求項4に記載の発明は、前記可動台の前記開口部は、前記可動部の前記重心位置に対して対称構造に形成されたものである。
請求項5に記載の発明は、前記可動台の前記重心位置近傍に、前記光学式計測手段の反射ミラーが備えられたものである。
請求項6に記載の発明は、前記ステージ装置であって、前記ステージ装置によって被搬送物を位置決めするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a fixed base having a levitation electromagnet arranged so as to face the movable base at least three by three, a movable base supported by the non-contact magnetic levitation method by the levitation electromagnet, A floating sensor gap sensor provided in the movable table; a two-dimensional linear sensor disposed in the center of the movable table; and a linear motor that drives the movable table; A plurality of optical measuring means for detecting the position and a low-accuracy gap sensor are provided so that the optical axis of the light source of the optical measuring means passes through the fixed base so as to measure the displacement in one direction of the movable base. And an opening corresponding to the amount of displacement in a direction orthogonal to the direction measured by the movable table is formed so as to communicate with a reflection mirror provided near the center of gravity .
According to a second aspect of the present invention, in order to measure the displacement of the movable table in the X-axis direction, an opening is formed on one surface of the fixed table and the movable table parallel to the moving direction of the movable table in the Y-axis direction. It is equipped with.
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 4, wherein the opening of the movable table is formed larger in the moving direction in the Y-axis direction of the movable table than the opening of the fixed table. The said opening part of the said movable stand is formed in the symmetrical structure with respect to the said gravity center position of the said movable part.
According to a fifth aspect of the present invention, a reflection mirror of the optical measuring means is provided in the vicinity of the center of gravity of the movable table.
The invention according to claim 6 is the stage apparatus, wherein the object to be conveyed is positioned by the stage apparatus.

発明によれば、光学式計測器の光路が通じる穴が固定台に具備されたことで、別途に光路が設けられることがないので、ステージ装置は小型化される。小型化されることにより、駆動用リニアモータの発熱量は低減され、熱膨張が抑制されることにより、走行性能や姿勢精度は向上する。
また、可動台に作用する浮上力の作用点と可動台の重心位置の相対関係および発生する浮上力が、可動台の移動位置に係わらず一定となるように浮上用電磁石および浮上用磁性片の形状が形成されたことにより、可動台の位置が変化しても可動台の浮上量は常に一定となることから制御性が向上する。また、浮上量に応じて、ギャップセンサを切り替えることで広範囲な領域で浮上制御ができるとともに、高精度な浮上制御が可能となる。
また、可動台に作用する駆動力の作用点と可動台の重心位置の相対関係および発生する駆動力が、可動台の移動位置に係わらず一定となるように制御されることから制御性が向上する。また、位置決め時のリニアセンサを切り替えることで、広範囲な領域で移動量が制御できるとともに、高精度な位置決め制御が可能となる。
また、可動台が非接触に支持されたステージ装置により、露光作業が可能である。
According to the present invention, since the fixing base is provided with the hole through which the optical path of the optical measuring instrument is communicated, the optical path is not separately provided, so that the stage apparatus is miniaturized. By reducing the size, the amount of heat generated by the linear motor for driving is reduced, and the thermal performance is suppressed by suppressing thermal expansion.
In addition, the levitation electromagnet and the levitation magnetic piece of the levitation force are applied so that the relative relationship between the point of application of the levitation force acting on the movable table and the center of gravity of the movable table and the generated levitation force are constant regardless of the movement position of the movable table. Since the shape is formed, controllability is improved because the flying height of the movable table is always constant even if the position of the movable table changes. Further, by switching the gap sensor according to the flying height, the flying control can be performed in a wide range, and the flying control with high accuracy can be performed.
In addition, the controllability is improved because the relative relationship between the operating point of the driving force acting on the movable table and the center of gravity of the movable table and the generated driving force are controlled to be constant regardless of the moving position of the movable table. To do. Further, by switching the linear sensor at the time of positioning, the movement amount can be controlled in a wide range, and highly accurate positioning control can be performed.
Further , an exposure operation can be performed by a stage apparatus in which the movable table is supported in a non-contact manner.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施例は特許文献2についての改良発明であるので、特許文献2で説明した従来技術と符号が同じものについては構成説明を省略する。図1(a)は、本発明のステージ装置の上面図であり、図1(b)は、同じくY軸方向から見た側面図である。
ステージ1は、浮上用電磁石4と、Y軸リニアモータ5と、X軸リニアモータ6と、2次元リニアセンサ8等を具備した固定台2と、Y軸リニアモータ5およびX軸リニアモータ6から位置決めされる可動台3から構成されている。
固定台2は、Y軸方向の両端が開口するとともに、下面にY軸方向に伸びる溝状の開口を備えた略矩形の形状をしており、穴9が天板に設けられている。穴9は可動台3または被搬送物15の位置を計測するZ軸用光学式計測器51の光軸を通すために光軸に沿って貫通している。
また、固定台2は、X方向の可動台3の位置を計測するように、開口56はY軸進行方向に平行な固定台2の一辺の側面に備えられ、その開口56はX軸光学式計測器52の光軸が通る程度の大きさで形成されている。可動台3の重心位置近傍を計測するために、可動台3にも開口57が固定台2の開口56が設けられた一辺と同じ方向に備えられ、その開口57はY軸方向について可動台2の移動量に相当する大きさで形成されている。可動台3の重心位置近傍には光学式計測器の反射ミラー54が備えられている。可動台3は、X方向の位置を計測するために固定台2の開口56が設けられた1辺と同じ方向に開口57を設ければよいが、可動台3の重心位置を可動台3の中央にするために、可動台3の進行方向に対して対称構造としても良い。
また、可動台3のY方向には、反射ミラー55が備えられ、Y軸光学式計測器53からの光を反射してY軸方向の位置を計測している。
また固定台2は、互いに平行に配置された2組のY軸リニアモータ5と1組のX軸リニアモータ6を備えている。また、固定台2の天板と底板には、浮上用電磁石4、Y軸リニアモータ5およびX軸リニアモータ6の固定子51が上下対称に配置され、浮上用電磁石4は、4分割して図1(a)に示すように互いに間隔を開けて光軸を避けて配置されている。
ここで用いられている光学式計測器には、レーザ測長器のような波長の短いものが用いられている。
Since the embodiment of the present invention is an improved invention with respect to Patent Document 2, description of the configuration of the same reference numerals as those of the prior art described in Patent Document 2 is omitted. FIG. 1A is a top view of the stage apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a side view as seen from the Y-axis direction.
The stage 1 includes a levitation electromagnet 4, a Y-axis linear motor 5, an X-axis linear motor 6, a fixed base 2 including a two-dimensional linear sensor 8, the Y-axis linear motor 5 and the X-axis linear motor 6. The movable table 3 is positioned.
The fixing base 2 has a substantially rectangular shape with both ends in the Y-axis direction open and a groove-like opening extending in the Y-axis direction on the lower surface, and a hole 9 is provided in the top plate. The hole 9 penetrates along the optical axis in order to pass the optical axis of the Z-axis optical measuring instrument 51 that measures the position of the movable table 3 or the transported object 15.
Further, the fixed base 2 is provided with a side surface of one side of the fixed base 2 parallel to the Y-axis traveling direction so that the position of the movable base 3 in the X direction is measured, and the opening 56 is an X-axis optical type. The measuring instrument 52 is formed with a size that allows the optical axis of the measuring instrument 52 to pass. In order to measure the vicinity of the center of gravity of the movable table 3, the movable table 3 is also provided with an opening 57 in the same direction as the side where the opening 56 of the fixed table 2 is provided, and the opening 57 is movable table 2 in the Y-axis direction. It is formed in a size corresponding to the amount of movement. A reflection mirror 54 of an optical measuring instrument is provided near the center of gravity of the movable table 3. The movable table 3 may be provided with the opening 57 in the same direction as one side where the opening 56 of the fixed table 2 is provided in order to measure the position in the X direction. In order to make it the center, it is good also as a symmetrical structure with respect to the advancing direction of the movable stand 3. FIG.
In addition, a reflection mirror 55 is provided in the Y direction of the movable table 3 and reflects the light from the Y axis optical measuring instrument 53 to measure the position in the Y axis direction.
The fixed base 2 includes two sets of Y-axis linear motors 5 and one set of X-axis linear motors 6 arranged in parallel to each other. In addition, the levitation electromagnet 4, the Y-axis linear motor 5 and the stator 51 of the X-axis linear motor 6 are arranged vertically symmetrically on the top and bottom plates of the fixed base 2, and the levitation electromagnet 4 is divided into four parts. As shown to Fig.1 (a), it arrange | positions at intervals and avoiding an optical axis.
The optical measuring instrument used here has a short wavelength such as a laser length measuring instrument.

次に動作について説明する。回転検出ギャップセンサ14は可動台3のX方向位置を計測し、2つのセンサ14信号の差分値から、固定台2に対する可動台3の傾きが求められる。可動台3の傾きが、図2(a)に示すように可動台3が2次元リニアセンサ8の許容相対角度以上の傾きを持っていた場合には、図2(b)に示すように固定台2に距離を設けて2個配置したボールねじ機構などからなる直動のアクチュエータ18で可動台3を押し、固定台2の反対方向に設けた2個の位置決めブロック19に押し付けることによって、可動台3を固定台2と平行にする。
次に可動台3は、低精度ギャップセンサ12の検出信号をもとに着地位置からZ軸用光学式計測器51の計測範囲まで浮上される。次に可動台3は、Z軸用光学式計測器51の検出信号に基づいて浮上制御される。
次に可動台3は、2次元リニアセンサ8の位置信号に基づいてX軸リニアモータ6とY軸リニアモータ5によって駆動され、X軸用光学式計測器52およびY軸光学式計測器53の計測範囲に入った時点で、図示しない制御装置へのセンサ信号が切り替えられ、被搬送物15は目標位置に位置決めされる。
Next, the operation will be described. The rotation detection gap sensor 14 measures the position of the movable table 3 in the X direction, and the inclination of the movable table 3 with respect to the fixed table 2 is obtained from the difference value between the two sensor 14 signals. When the movable table 3 has an inclination greater than the allowable relative angle of the two-dimensional linear sensor 8 as shown in FIG. 2A, the movable table 3 is fixed as shown in FIG. Movable by pressing the movable base 3 with a linear motion actuator 18 composed of a ball screw mechanism or the like arranged at a distance from the base 2 and pressing against two positioning blocks 19 provided in the opposite direction of the fixed base 2 The base 3 is made parallel to the fixed base 2.
Next, the movable table 3 is lifted from the landing position to the measurement range of the Z-axis optical measuring instrument 51 based on the detection signal of the low precision gap sensor 12. Next, the movable table 3 is controlled to float based on the detection signal of the optical measuring instrument 51 for the Z axis.
Next, the movable base 3 is driven by the X-axis linear motor 6 and the Y-axis linear motor 5 based on the position signal of the two-dimensional linear sensor 8, and the X-axis optical measuring instrument 52 and the Y-axis optical measuring instrument 53 When entering the measurement range, the sensor signal to the control device (not shown) is switched, and the conveyed object 15 is positioned at the target position.

本発明が特許文献1および2と異なる部分は、固定台および可動台のY軸方向への移動方向に平行な一辺に開口部を備え、光学式計測器の光軸が可動台の重心位置近傍に導入された点である。このような構成にすることで、ステージ装置が小型化されることにより、発熱量が低減され、熱膨張が抑制されることにより、走行性能や姿勢精度が向上する。
また、可動台の重心位置近傍をX、Y、Zの3軸ともに計測することで制御性が向上し、走行性能や姿勢精度が向上する。
The present invention differs from Patent Documents 1 and 2 in that an opening is provided on one side parallel to the movement direction of the fixed base and the movable base in the Y-axis direction, and the optical axis of the optical measuring instrument is in the vicinity of the center of gravity of the movable base. It is a point introduced in. With such a configuration, the stage device is reduced in size, the amount of heat generation is reduced, and the thermal expansion is suppressed, so that traveling performance and posture accuracy are improved.
Moreover, controllability is improved by measuring the vicinity of the center of gravity of the movable table along all three axes of X, Y, and Z, and traveling performance and posture accuracy are improved.

図3は、本発明のステージ装置を備えた露光装置の図である。31は露光装置であり、32は露光装置31を収納する真空チャンバーである。33は光源であり、波長0.1〜400nmのEUV光を発する。34はステージ装置であり、前記第1から3の実施例で説明したいずれかの2軸位置決め装置である。ステージ装置34の下面にはマスク35が取り付けられている。マスク35にはウェハ36に形成される回路のパターンが描かれている。ウェハ36はウェハステージ37に載置されている。
光源33を発したEUV光は集光ミラー38で集光され、マスク35で反射され、凹面ミラー39、凹面ミラー40、41、凹面ミラー37の順に反射を繰り返して、ウェハ36に達する。また、ステージ装置34およびウェハステージ37は、ウェハ36の表面にマスク35上に描かれた回路パターンの縮小像をウェハ36上に形成するように、相対的に位相を合せて移動する。
FIG. 3 is a view of an exposure apparatus provided with the stage apparatus of the present invention. Reference numeral 31 denotes an exposure apparatus, and reference numeral 32 denotes a vacuum chamber that houses the exposure apparatus 31. A light source 33 emits EUV light having a wavelength of 0.1 to 400 nm. Reference numeral 34 denotes a stage device, which is one of the two-axis positioning devices described in the first to third embodiments. A mask 35 is attached to the lower surface of the stage device 34. A pattern of a circuit formed on the wafer 36 is drawn on the mask 35. The wafer 36 is placed on the wafer stage 37.
The EUV light emitted from the light source 33 is collected by the condenser mirror 38, reflected by the mask 35, and repeatedly reflected in the order of the concave mirror 39, the concave mirrors 40 and 41, and the concave mirror 37, and reaches the wafer 36. In addition, the stage device 34 and the wafer stage 37 move in phase with each other so that a reduced image of the circuit pattern drawn on the mask 35 is formed on the surface of the wafer 36.

本発明は、半導体製造等の分野で、対象物を平面内で自在に位置決めするステージ装置として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a stage device that freely positions an object in a plane in the field of semiconductor manufacturing or the like.

本発明の実施例を示すステージ装置の上面図と側断面図The top view and side sectional view of the stage apparatus which show the Example of this invention 可動台回転角度調整機構の動作を示す上面図Top view showing the operation of the movable table rotation angle adjustment mechanism 本発明のステージ装置を備えた露光装置の図The figure of the exposure apparatus provided with the stage apparatus of this invention 従来の第1の発明を示すステージ装置の斜視図である。It is a perspective view of the stage apparatus which shows the conventional 1st invention. 従来の第2の発明を示すステージ装置の上面図と側断面図である。It is the top view and side sectional view of the stage apparatus which show the conventional 2nd invention. 従来の第2の発明の浮上用電磁石および浮上用磁性片の構造を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the electromagnet for levitation | floating of the conventional 2nd invention, and the magnetic piece for levitation | floating

符号の説明Explanation of symbols

1 ステージ装置
2 固定台
3 可動台
4 浮上用電磁石
5 Y軸リニアモータ
6 X軸リニアモータ
7 2次元リニアスケール
8 2次元リニアセンサ
9 光軸用穴
10 高精度ギャップセンサ
11 ターゲット
12 低精度ギャップセンサ
13 ターゲット
14 回転検出ギャップセンサ
15 被搬送物
16 光軸用穴
17 浮上用磁性片
18 直動アクチュエータ
19 位置決めブロック
20 非磁性材料
21 ピエゾアクチュエータ
22 ロッド
23 支持点
24 ピエゾアクチュエータ
25 ロッド
26 昇降機構
27 昇降機構
28 ローラ
29 ローラサポート
30 支持台
31 露光装置
32 真空チャンバー
33 光源
34 ステージ装置
35 マスク
36 ウェハ
37 ウェハステージ
38 集光ミラー
39 凹面ミラー
40 凸面ミラー
41 凸面ミラー
42 凹面ミラー
100 ステージ装置
101 固定フレーム
102 スライダ
103 サポートプラットフォーム
104 サポートプラットフォーム
105 Xリニアモータ
106 Yリニアモータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stage device 2 Fixed base 3 Movable base 4 Levitation electromagnet 5 Y-axis linear motor 6 X-axis linear motor 7 Two-dimensional linear scale 8 Two-dimensional linear sensor 9 Optical axis hole 10 High-precision gap sensor 11 Target 12 Low-precision gap sensor 13 Target 14 Rotation detection gap sensor 15 Object 16 Optical axis hole 17 Levitation magnetic piece 18 Linear actuator 19 Positioning block 20 Nonmagnetic material 21 Piezo actuator 22 Rod 23 Support point 24 Piezo actuator 25 Rod 26 Elevating mechanism 27 Elevating mechanism Mechanism 28 Roller 29 Roller support 30 Support base 31 Exposure device 32 Vacuum chamber 33 Light source 34 Stage device 35 Mask 36 Wafer 37 Wafer stage 38 Condensing mirror 39 Concave mirror 40 Convex mirror 41 Convex mirror 42 Concave mirror 100 Stage device 101 Fixed frame 102 Slider 103 Support platform 104 Support platform 105 X linear motor 106 Y linear motor

Claims (6)

少なくとも3個づつ可動台に対向するように配置された浮上用電磁石を具備した固定台と、前記浮上用電磁石により非接触磁気浮上方式により支持される可動台と、前記可動台に具備された浮上制御用のギャップセンサと、前記可動台の中央に配置された2次元リニアセンサと、前記可動台を駆動するリニアモータとを備え、前記可動台の重心位置近傍の位置を検出する複数の光学式計測手段と低精度ギャップセンサを備え、前記可動台の一方向の変位を計測するように前記固定台に前記光学式計測手段の光源の光軸が通る程度の大きさに相当する開口を備えるとともに前記可動台に計測する方向に直交する方向の変位量に相当する開口を重心位置近傍に備えられた反射ミラーに通じるように形成されたことを特徴とするステージ装置。 A fixed base provided with at least three levitation electromagnets arranged to face the movable base, a movable base supported by the non-contact magnetic levitation method with the levitation electromagnet, and a levitation provided in the movable base A plurality of optical systems that include a gap sensor for control, a two-dimensional linear sensor disposed in the center of the movable table, and a linear motor that drives the movable table, and detects a position near the center of gravity of the movable table. A measuring means and a low-accuracy gap sensor, and an opening corresponding to the size of the optical axis of the light source of the optical measuring means passing through the fixed base so as to measure the displacement in one direction of the movable base; A stage device characterized in that an opening corresponding to a displacement amount in a direction orthogonal to a direction measured by the movable table is formed so as to communicate with a reflection mirror provided in the vicinity of the center of gravity . 前記可動台のX軸方向の変位を計測するために、前記可動台のY軸方向の移動方向に平行な前記固定台および前記可動台の一面に開口部を備えたことを特徴とする請求項1記載のステージ装置。 The opening is provided on one surface of the fixed base and the movable base parallel to the moving direction of the movable base in the Y-axis direction in order to measure the displacement of the movable base in the X-axis direction. The stage apparatus according to 1. 前記可動台の前記開口部は、前記固定台の前記開口部よりも前記可動台のY軸方向の移動方向について大きく形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のステージ装置。 3. The stage device according to claim 1, wherein the opening of the movable table is formed larger in the movement direction of the movable table in the Y-axis direction than the opening of the fixed table. 前記可動台の前記開口部は、前記可動部の前記重心位置に対して対称構造に形成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のステージ装置。 The stage apparatus according to claim 1, wherein the opening of the movable base is formed in a symmetric structure with respect to the position of the center of gravity of the movable part. 前記可動台の前記重心位置近傍に、前記光学式計測手段の反射ミラーが備えられたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のステージ装置。 The stage apparatus according to claim 1, wherein a reflection mirror of the optical measuring unit is provided in the vicinity of the center of gravity of the movable table. 請求項1から5のいずれか1つに記載の前記ステージ装置であって、前記ステージ装置によって被搬送物を位置決めすることを特徴とする露光装置。6. The exposure apparatus according to claim 1, wherein an object to be conveyed is positioned by the stage apparatus.
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