JP5316820B2 - Mobile device, exposure apparatus, device manufacturing method, and exposure apparatus maintenance method - Google Patents
Mobile device, exposure apparatus, device manufacturing method, and exposure apparatus maintenance method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5316820B2 JP5316820B2 JP2010533831A JP2010533831A JP5316820B2 JP 5316820 B2 JP5316820 B2 JP 5316820B2 JP 2010533831 A JP2010533831 A JP 2010533831A JP 2010533831 A JP2010533831 A JP 2010533831A JP 5316820 B2 JP5316820 B2 JP 5316820B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movement stage
- moving body
- stage
- leveling
- fine movement
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/3085—Imagewise removal using liquid means from plates or webs transported vertically; from plates suspended or immersed vertically in the processing unit
-
- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B3/00—Details of movements not otherwise provided for
- G12B3/08—Damping of movements, e.g. to promote rapid non-oscillatory movement to a final reading
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
Description
本発明は、移動体装置、露光装置、デバイス製造方法、移動体装置の組み立て方法及びメンテナンス方法、並びに露光装置の調整方法、メンテナンス方法及び組立て方法に係り、更に詳しくは、所定の2次元平面に沿って移動する移動体を備える移動体装置、該移動体装置を備える露光装置、該露光装置を用いるデバイス製造方法、前記移動体装置の組み立て方法及びメンテナンス方法、並びに前記露光装置の調整方法、メンテナンス方法及び組立て方法に関する。 The present invention relates to a mobile device, an exposure apparatus, a device manufacturing method, a mobile device assembly method and a maintenance method, and an exposure apparatus adjustment method, a maintenance method and an assembly method, and more particularly, to a predetermined two-dimensional plane. Mobile device including moving body moving along, exposure apparatus including the mobile device, device manufacturing method using the exposure device, assembly method and maintenance method of the mobile device, adjustment method of the exposure device, and maintenance The present invention relates to a method and an assembly method.
従来、液晶表示素子、半導体素子(集積回路等)等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(いわゆるステッパ)、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as liquid crystal display elements, semiconductor elements (integrated circuits, etc.), a step-and-repeat type projection exposure apparatus (so-called stepper) or step-and- A scanning projection exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is used.
しかるに、近年、露光装置の露光対象物である基板(特にディスプレイ装置の表示パネルに用いられるガラス基板)は、より大型化される傾向にあり、この種の露光装置においても、基板を保持する基板ステージが大型化し、重量増により基板の位置制御が困難となってきている。このような問題を解決する露光装置として、基板ステージの自重を一本の柱状の部材から成る自重キャンセル装置で支持する露光装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 However, in recent years, substrates that are exposure objects of exposure apparatuses (particularly glass substrates used for display panels of display devices) tend to be larger, and even in this type of exposure apparatus, a substrate that holds the substrate. As the stage becomes larger and the weight increases, it is difficult to control the position of the substrate. As an exposure apparatus that solves such a problem, an exposure apparatus that supports the self-weight of a substrate stage with a self-weight canceling apparatus that is formed of a single columnar member has been developed (for example, see Patent Document 1).
一方、特許文献1に開示される露光装置は、基板ステージを一本の自重キャンセル装置を用いて揺動自在に支持する構成であるため、基板ステージの位置を制御するのに有利である反面、露光装置のメンテナンス時などには、基板ステージの姿勢が安定しない。
On the other hand, the exposure apparatus disclosed in
また、特許文献1に開示される露光装置では、基板ステージは、自重キャンセル装置を介して定盤上で非接触支持されているため、例えば基板ステージの駆動中に露光装置が緊急停止された場合、基板ステージは、慣性によってさらに移動を続ける。従って、露光装置では、基板ステージの移動限界位置を機械的に定めるストッパ装置を設けることが望ましい。しかし、ストッパ装置で基板ステージの移動を機械的に制限する場合には、移動を停止されたときに衝撃によって基板ステージの姿勢が変化する可能性がある。
Further, in the exposure apparatus disclosed in
また、特許文献1に開示された露光装置では、自重キャンセル装置は、ステージ装置の内部に形成された空間部内に収容されているため、自重キャンセル装置のメンテナンスを行う際には、ステージ装置全体を分解しなければならず、作業が煩雑である。
Further, in the exposure apparatus disclosed in
さらに、最近では、より精度よく基板の位置制御を行うことができる露光装置の開発が望まれている。 Furthermore, recently, it has been desired to develop an exposure apparatus that can control the position of the substrate with higher accuracy.
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第1の観点からすると、水平面に平行な所定の2次元平面に沿って移動する移動体と;前記移動体を下方から揺動自在に支持するレベリング装置と;前記レベリング装置を介して、前記移動体の自重を支持する自重支持装置と;前記移動体及び前記レベリング装置の一方に設けられた可動部材を含み、該可動部材を前記移動体及びレベリング装置の他方に当接させることによって、前記移動体の揺動を機械的に制限するロック装置と;を備える第1の移動体装置である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the present invention is a movable body that moves along a predetermined two-dimensional plane parallel to the horizontal plane; and the movable body is swingable from below. A leveling device to support; a self-weight support device for supporting the weight of the movable body via the leveling device; and a movable member provided on one of the movable body and the leveling device, the movable member being moved And a locking device that mechanically restricts swinging of the moving body by being brought into contact with the other of the body and the leveling device.
これによれば、レベリング装置によって揺動自在に支持された移動体は、レベリング装置を介して自重支持装置によってその自重が支持されると共に、ロック装置によって揺動が機械的に制限される。このロック装置は、移動体及びレベリング装置の一方に設けられた可動部材を、移動体及びレベリング装置の他方に当接させてレベリング装置の機能自体を制限するので、確実に移動体の揺動を制限できる。 According to this, the movable body supported to be swingable by the leveling device is supported by the self-weight support device through the leveling device, and the swinging is mechanically limited by the lock device. In this locking device, the movable member provided in one of the moving body and the leveling device is brought into contact with the other of the moving body and the leveling device to limit the function of the leveling device, so that the moving body can be reliably swung. Can be limited.
本発明は、第2の観点からすると、水平面に平行な所定の2次元平面に沿って移動する移動体と;前記移動体を下方から揺動自在に支持するレベリング装置と;前記レベリング装置を介して、前記移動体の自重を支持する自重支持装置と;前記移動体に固定され、第1係合部を含む第1部材と、前記移動体の下面に対向して配置された対向部材に固定され、前記第1係合部に係合可能な第2係合部を含む第2部材と、を有し、前記第1及び第2係合部を係合させて、前記移動体と前記対向部材との少なくとも互いに接近する方向への相対移動を機械的に制限するストッパ装置と;を備える第2の移動体装置である。 From a second aspect, the present invention provides a moving body that moves along a predetermined two-dimensional plane parallel to a horizontal plane; a leveling device that supports the moving body in a swingable manner from below; and via the leveling device. A weight supporting device that supports the weight of the moving body; a first member that is fixed to the moving body and includes a first engaging portion; and a facing member that is disposed to face the lower surface of the moving body. And a second member including a second engagement portion engageable with the first engagement portion, and engaging the first and second engagement portions to face the movable body. And a stopper device that mechanically restricts relative movement of the member in a direction approaching each other at least.
これによれば、レベリング装置によって揺動自在に支持された移動体は、レベリング装置を介して自重支持装置によってその自重が支持されると共に、ストッパ装置によって少なくとも対向部材に対して接近する方向への相対移動が制限されることによって、その揺動が制限される。ここで、ストッパ装置は、移動体に固定された第1部材と対向部材に固定された第2部材とを係合させる構成であるので、自重支持装置によって移動体を支持しなくても移動体を対向部材に安定して支持させることができる。 According to this, the movable body that is swingably supported by the leveling device is supported by the self-weight support device via the leveling device, and at least approaches the opposing member by the stopper device. By restricting the relative movement, the swinging is restricted. Here, since the stopper device is configured to engage the first member fixed to the moving body and the second member fixed to the facing member, the moving body does not support the moving body by the self-weight support device. Can be stably supported by the opposing member.
本発明は、第3の観点からすると、物体が前記移動体上に載置される本発明の第1及び第2の移動体装置のいずれかと;前記物体にエネルギビームを照射することによって所定のパターンを形成するパターン形成装置と;を備える第1の露光装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided either of the first and second moving body devices of the present invention in which an object is placed on the moving body; A pattern forming apparatus for forming a pattern; and a first exposure apparatus.
本発明は、第4の観点からすると、少なくとも、互いに直交する第1及び第2軸を含み水平面に平行な所定の2次元平面に沿って移動する第1移動体と;前記第1移動体の上方で前記第1移動体に対して少なくとも前記2次元平面に平行な平面内で移動可能な第2移動体と;前記第2移動体の自重を下方から支持し、前記第1移動体と共に前記2次元平面に沿って移動する自重支持装置と;前記第2移動体の重心位置を含む前記2次元平面に平行な平面上で、前記第2移動体の一部を前記第1移動体の一部に当接させて、前記第1及び第2軸方向の少なくとも一方に関する、前記第2移動体の前記第1移動体に対する移動限界位置を機械的に設定する設定装置と;を備える第3の移動体装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first moving body that moves along a predetermined two-dimensional plane that includes at least first and second axes orthogonal to each other and is parallel to a horizontal plane; A second moving body that is movable upward in a plane parallel to at least the two-dimensional plane with respect to the first moving body; supporting the weight of the second moving body from below; and together with the first moving body, A self-weight support device that moves along a two-dimensional plane; and a part of the second movable body is part of the first movable body on a plane parallel to the two-dimensional plane including the center of gravity of the second movable body. And a setting device that mechanically sets a movement limit position of the second moving body with respect to the first moving body with respect to at least one of the first and second axial directions. It is a mobile device.
これによれば、自重支持装置に自重を支持された第2移動体は、第1移動体に対して所定の2次元平面に平行な平面内で移動可能であり、その移動限界位置が、設定装置によって機械的に設定される。また、設定装置は、第2移動体の重心位置を含む2次元平面に平行な平面上で、第2移動体の一部を第1移動体の一部に当接させるので、第2移動体の移動を制限したときに、第2移動体に第1軸及び第2軸回りのモーメントが発生することがない。従って、移動体の姿勢が安定する。 According to this, the second moving body whose own weight is supported by the own weight support device can move in a plane parallel to the predetermined two-dimensional plane with respect to the first moving body, and the movement limit position is set. Set mechanically by the device. Further, since the setting device causes a part of the second moving body to abut on a part of the first moving body on a plane parallel to the two-dimensional plane including the position of the center of gravity of the second moving body, the second moving body When the movement is restricted, moments around the first axis and the second axis are not generated in the second moving body. Therefore, the posture of the moving body is stabilized.
本発明は、第5の観点からすると、物体が前記第2移動体上に載置される本発明の第3の移動体装置と;前記物体にエネルギビームを照射することによって所定のパターンを形成するパターン形成装置と;を備える第2の露光装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a third moving body device according to the present invention in which an object is placed on the second moving body; and a predetermined pattern is formed by irradiating the object with an energy beam. A second exposure apparatus comprising: a pattern forming apparatus that performs:
本発明は、第6の観点からすると、水平面に平行な所定の2次元平面に沿って移動する第1移動体と;前記第1移動体の自重を下方から支持する自重支持装置と;前記2次元平面に平行な平面に沿って移動可能で、その外周縁部の少なくとも一部に切り欠きが形成され、該切り欠き内に前記自重支持装置が配置される第2移動体と;を備える第4の移動体装置である。 From a sixth aspect, the present invention provides a first moving body that moves along a predetermined two-dimensional plane parallel to a horizontal plane; a self-weight support device that supports the weight of the first moving body from below; A second moving body that is movable along a plane parallel to the dimension plane, has a notch formed in at least a part of the outer peripheral edge thereof, and has the self-weight support device disposed in the notch. 4 is a mobile device.
これによれば、自重支持装置が第2移動体の外周縁部に形成された切り欠き内に配置されているので、切り欠きを介して容易にメンテナンスを行うことができる。 According to this, since the own weight support apparatus is arrange | positioned in the notch formed in the outer periphery part of the 2nd moving body, a maintenance can be easily performed through a notch.
本発明は、第7の観点からすると、水平面に平行な所定の2次元平面に沿って移動可能な第1移動体と;前記第1移動体に固定された固定部材を含み、前記第1移動体の自重を下方から前記2次元平面に平行な土台上で支持する自重支持装置と;前記第1移動体と前記固定部材との前記2次元平面に直交する方向に関する合成重心位置を含む前記2次元平面に平行な面内で駆動力を発生するアクチュエータを含み、前記第1移動体を前記2次元平面に平行な面内で駆動する駆動系と;を備える第5の移動体装置である。 From a seventh aspect, the present invention includes: a first moving body movable along a predetermined two-dimensional plane parallel to a horizontal plane; and a fixing member fixed to the first moving body, wherein the first movement A self-weight support device that supports the self-weight of the body from below on a base parallel to the two-dimensional plane; and the combined gravity center position in the direction perpendicular to the two-dimensional plane of the first moving body and the fixed member. And a drive system that includes an actuator that generates a driving force in a plane parallel to the two-dimensional plane, and that drives the first moving body in a plane parallel to the two-dimensional plane.
これによれば、自重支持装置によってその自重が土台上で支持された第1移動体が駆動系によって所定の2次元平面に沿って駆動される。そして、自重支持装置の一部である固定部材と第1移動体との合成重心位置は、第1移動体単体の重心位置よりも、土台側となる。従って、駆動系による第1移動体の重心駆動を行い易くなり、第1移動体の位置制御を高精度で行うことができる。 According to this, the 1st moving body by which the dead weight was supported on the base by the dead weight support apparatus is driven along a predetermined two-dimensional plane by the drive system. And the synthetic | combination gravity center position of the fixing member which is a part of self-weight support apparatus, and a 1st mobile body becomes a base side rather than the gravity center position of a 1st mobile body single-piece | unit. Therefore, the center of gravity of the first moving body can be easily driven by the drive system, and the position control of the first moving body can be performed with high accuracy.
本発明は、第8の観点からすると、物体が前記移動体上に載置される本発明の第4及び第5移動体装置のいずれかと;前記移動体上に載置された前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と;を備える第3の露光装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, any of the fourth and fifth movable body devices of the present invention in which an object is placed on the movable body; the object placed on the movable body; And a patterning device that irradiates the energy beam.
本発明は、第9の観点からすると、本発明の第1〜第3の露光装置のいずれかを用いて物体を露光することと、前記露光された物体を現像することと;を含むデバイス製造方法である。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing an object using any one of the first to third exposure apparatuses of the present invention; and developing the exposed object. Is the method.
本発明は、第10の観点からすると、水平面に平行な所定の2次元平面に平行な方向及び交差する方向に移動可能な移動体を、所定の計測位置に位置決めすることと;前記移動体に固定される第1部材と、前記移動体の下面に対向して配置された対向部材に固定される第2部材と、を係合させることにより前記移動体の移動を機械的に制限するストッパ装置のうち、前記第1及び第2部材の少なくとも一方を、前記移動体が前記計測位置に位置決めされた状態で、対応する前記移動体又は前記対向部材に固定することと;を含む移動体装置の組み立て方法である。 According to a tenth aspect of the present invention, a movable body movable in a direction parallel to and intersecting a predetermined two-dimensional plane parallel to a horizontal plane is positioned at a predetermined measurement position; A stopper device that mechanically restricts the movement of the moving body by engaging a first member that is fixed and a second member that is fixed to the facing member that is disposed to face the lower surface of the moving body. And fixing the at least one of the first and second members to the corresponding moving body or the opposing member in a state where the moving body is positioned at the measurement position. It is an assembly method.
これによれば、ストッパ装置の第1部材と第2部材とを係合させると、移動体の水平面に平行な所定の2次元平面に平行な方向及び交差する方向への移動が機械的に制限される。ここで、第1及び第2部材は、移動体が計測位置に位置決めされた状態で固定されるので、第1部材と第2部材とを係合させることにより、移動体を容易に計測位置に位置させることができる。 According to this, when the first member and the second member of the stopper device are engaged, the movement of the moving body in the direction parallel to and intersecting the predetermined two-dimensional plane parallel to the horizontal plane is mechanically limited. Is done. Here, since the first and second members are fixed in a state where the moving body is positioned at the measurement position, the moving body can be easily brought into the measurement position by engaging the first member and the second member. Can be positioned.
本発明は、第11の観点からすると、外周縁部の少なくとも一部に、水平面に平行な所定の2次元平面内の第1軸方向に伸び、該第1軸方向の一側が開口した切り欠きが形成され、該切り欠き内に第1移動体の自重を下方から支持する自重支持装置が配置される第2移動体を、前記第1軸方向の他側の所定位置近傍まで駆動することと;前記切り欠きを区画する、一対の対向面間に架設された連結部材を、前記第2移動体から取り外すことと;前記第1移動体に設けられた第1部材と、前記第2移動体に設けられた第2部材と、を係合させることにより前記第1移動体の移動を機械的に制限するストッパ装置によって前記第1移動体を、前記第2移動体上に支持させることと;前記自重支持装置を前記第1移動体から離すことと;前記自重支持装置と前記第2移動体の接続を解除して両者を分離させることと;前記自重支持装置を、前記第1軸方向の一側に移動させて、前記第2移動体の切り欠き内を通過させることによって、前記第2移動体の外部に離脱させることと;を含む移動体装置のメンテナンス方法である。 According to an eleventh aspect of the present invention, a cutout in which at least a part of the outer peripheral edge extends in the first axial direction in a predetermined two-dimensional plane parallel to the horizontal plane and opens on one side in the first axial direction. And driving the second moving body in which the own weight supporting device for supporting the own weight of the first moving body from below is disposed in the notch to the vicinity of a predetermined position on the other side in the first axial direction. Removing a connecting member provided between a pair of opposing surfaces that divides the notch from the second moving body; a first member provided on the first moving body; and the second moving body Supporting the first moving body on the second moving body by a stopper device that mechanically restricts the movement of the first moving body by engaging the second member provided on the second member; Separating the weight supporting device from the first moving body; Disconnecting the device and the second moving body and separating them; moving the self-weight support device to one side in the first axial direction and passing through the notch of the second moving body; And detaching the second moving body from the second moving body.
これによれば、自重支持装置を第1移動体及び第2移動体から簡単に離脱させることができるので、メンテナンス作業の効率化が可能となる。 According to this, since the own weight support device can be easily detached from the first moving body and the second moving body, the efficiency of the maintenance work can be improved.
本発明は、第12の観点からすると、物体を保持して水平面に平行な所定の2次元平面に沿って移動する第1移動体と、該第1移動体を下方から揺動自在に支持するレベリング装置と、前記第1移動体の下面に対向して配置された第2移動体上に設けられ、前記レベリング装置を介して、前記移動体の自重を支持する自重支持装置と、を備える露光装置のメンテナンス方法であって、前記移動体の揺動をロック装置により機械的に制限することを含む露光装置のメンテナンス方法である。 According to a twelfth aspect of the present invention, a first moving body that holds an object and moves along a predetermined two-dimensional plane parallel to a horizontal plane, and supports the first moving body so as to be swingable from below. An exposure comprising: a leveling device; and a self-weight support device that is provided on a second moving body arranged to face the lower surface of the first moving body and supports the weight of the moving body via the leveling device. An apparatus maintenance method, wherein the swinging of the movable body is mechanically limited by a lock device.
これによれば、レベリング装置によって揺動自在に支持された移動体は、ロック装置によって揺動が機械的に制限されるので、確実に移動体の揺動を制限でき、これによりメンテナンス時の作業性の向上を図ることが可能となる。 According to this, since the swinging of the moving body supported by the leveling device is mechanically limited by the locking device, the swinging of the moving body can be surely limited, and thus the maintenance work can be performed. It is possible to improve the performance.
本発明は、第13の観点からすると、物体を保持して水平面に平行な所定の2次元平面に沿って移動する第1移動体と、該第1移動体を下方から揺動自在に支持するレベリング装置と、前記第1移動体の下面に対向して配置された第2移動体上に設けられ、前記レベリング装置を介して、前記第1移動体の自重を支持する自重支持装置と、を備える露光装置の調整方法であって、前記第1移動体と前記第2移動体との少なくとも互いに接近する方向への相対移動をストッパ装置により機械的に制限することを含む露光装置の調整方法である。 From a thirteenth aspect, the present invention supports a first moving body that holds an object and moves along a predetermined two-dimensional plane parallel to a horizontal plane, and supports the first moving body in a freely swingable manner from below. A leveling device, and a self-weight support device that is provided on a second moving body arranged to face the lower surface of the first moving body and supports the self-weight of the first moving body via the leveling device. A method for adjusting an exposure apparatus, comprising: mechanically limiting a relative movement of at least the first moving body and the second moving body in a direction approaching each other by a stopper device. is there.
これによれば、ストッパ装置によって第1移動体と前記第2移動体との少なくとも互いに接近する方向への相対移動が機械的に制限され、自重支持装置によって第1移動体を支持しなくても第1移動体を第2移動体に安定して支持させることができる。従って、調整時の作業性の向上を図ることが可能となる。 According to this, the relative movement in the direction in which the first moving body and the second moving body are close to each other is mechanically limited by the stopper device, and the first moving body is not supported by the self-weight support device. The first moving body can be stably supported by the second moving body. Therefore, it is possible to improve workability during adjustment.
ここで、露光装置の調整は、露光装置のメンテナンス時、露光装置の組立て時(初回組み立て時及び再組み立て時を含む)のいずれの時においても行われる。 Here, adjustment of the exposure apparatus is performed at any time during maintenance of the exposure apparatus and when the exposure apparatus is assembled (including initial assembly and reassembly).
従って、本発明はさらに別の観点からすると、本発明の露光装置の調整方法を実行することを含む露光装置のメンテナンス方法、又は本発明の露光装置の調整方法を実行することを含む露光装置の組立て方法であるとも言える。 Therefore, from another viewpoint, the present invention provides an exposure apparatus maintenance method that includes executing the exposure apparatus adjustment method of the present invention or an exposure apparatus that includes executing the exposure apparatus adjustment method of the present invention. It can be said that it is an assembly method.
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態について、図1〜図15(C)に基づいて説明する。<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、第1の実施形態に係る液晶露光装置10の概略構成が示されている。この液晶露光装置10は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a liquid crystal exposure apparatus 10 according to the first embodiment. The liquid crystal exposure apparatus 10 is a step-and-scan projection exposure apparatus, a so-called scanner.
液晶露光装置10は、図1に示されるように、照明系IOP、マスクMを保持するマスクステージMST、投影光学系PL、基板PをXY平面に沿って移動可能に保持するステージ装置11、及びマスクステージMST、投影光学系PL、ステージ装置11などが搭載されたボディBD、並びにこれらの制御系等を含んでいる。以下においては、マスクMと基板Pとが投影光学系PLに対して相対走査される方向をY軸方向とし、水平面内でこれに直交する方向をX軸方向、X軸及びY軸方向に直交する方向をZ軸方向とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転(傾斜)方向をそれぞれθx、θy、及びθz方向として説明を行う。
As shown in FIG. 1, the liquid crystal exposure apparatus 10 includes an illumination system IOP, a mask stage MST that holds a mask M, a projection optical system PL, a
照明系IOPは、例えば米国特許第5,729,331号明細書、米国特許第6,288,772号明細書、及び米国特許出願公開第2001/0033490号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系IOPは、レーザ光などのコヒーレントな露光用照明光(照明光)ILを、マスクMに向けて射出する。この照明光ILの波長は、例えば365nm(i線)である。 The illumination system IOP includes an illumination system disclosed in, for example, US Pat. No. 5,729,331, US Pat. No. 6,288,772, and US Patent Application Publication No. 2001/0033490. It is constituted similarly. That is, the illumination system IOP emits coherent exposure illumination light (illumination light) IL such as laser light toward the mask M. The wavelength of the illumination light IL is, for example, 365 nm (i line).
ボディBDは、床面F上に設置された複数(例えば4つ)の防振機構34(但し、紙面奥側の防振機構は図示せず)によって複数点(例えば4点)で支持された基板ステージ架台33と、該基板ステージ架台33上で複数本(例えば4本)の支持部材32(但し、紙面奥側の支持部材32は図示せず)を介して水平に支持された鏡筒定盤31と、を含んでいる。基板ステージ架台33の上面には、ステージベース12が設置されている。
The body BD is supported at a plurality of points (for example, four points) by a plurality of (for example, four) vibration isolation mechanisms 34 (for example, a vibration isolation mechanism on the back side of the paper is not shown) installed on the floor surface F. A lens barrel fixed horizontally supported on the substrate stage frame 33 and a plurality of (for example, four) support members 32 (however, the
マスクステージMSTには、回路パターンなどがそのパターン面(図1における下面)に形成されたマスクMが、例えば真空吸着により固定されている。マスクステージMSTは、鏡筒定盤31の上面にX軸方向に関して所定間隔で配置されたY軸方向を長手方向とする一対の凸部31a上で不図示のエアパッドを介して非接触状態で支持されている。一対の凸部31aは、鏡筒定盤31に一体的に設けられている。マスクステージMSTは、凸部31aの上面を基準として、例えばリニアモータ等を含むマスクステージ駆動系(不図示)によって、所定の走査方向(ここでは図1における紙面に直交するY軸方向とする)に指定された走査速度で駆動可能であるとともに、XY平面内で微少駆動可能となっている。
A mask M having a circuit pattern or the like formed on its pattern surface (the lower surface in FIG. 1) is fixed to the mask stage MST, for example, by vacuum suction. The mask stage MST is supported on the upper surface of the lens
マスクステージMSTのXY平面内の位置(θz方向の位置(θz回転)を含む)は、マスクレーザ干渉計(以下、「マスク干渉計」という)41によって、マスクステージMST上に固定され(あるいは形成された)不図示の反射面を介して、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出される。マスク干渉計41の計測値は、不図示の制御装置に送られ、制御装置では、マスク干渉計41の計測値に基づいてマスクステージ駆動系を介してマスクステージMSTのX軸方向、Y軸方向及びθz方向の位置(及び速度)を制御する。
The position (including the position in the θz direction (θz rotation)) of the mask stage MST in the XY plane is fixed (or formed) on the mask stage MST by a mask laser interferometer (hereinafter referred to as “mask interferometer”) 41. It is always detected with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm through a reflecting surface (not shown). The measurement value of the
投影光学系PLは、マスクステージMSTの図1における下方に配置されている。本実施形態の投影光学系PLは、例えば米国特許第6,552,775号明細書に開示された投影光学系と同様の構成を有している。すなわち、投影光学系PLは、千鳥状に配置された複数の投影光学モジュールを含み、X軸方向を長手方向とする長方形状の単一のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。本実施形態では、複数の投影光学モジュールそれぞれとしては、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられている。 Projection optical system PL is arranged below mask stage MST in FIG. The projection optical system PL of this embodiment has the same configuration as the projection optical system disclosed in, for example, US Pat. No. 6,552,775. That is, the projection optical system PL includes a plurality of projection optical modules arranged in a staggered manner, and functions in the same manner as a projection optical system having a single rectangular image field whose longitudinal direction is the X-axis direction. In the present embodiment, as each of the plurality of projection optical modules, for example, one that forms an erect image with a double-sided telecentric equal magnification system is used.
このため、照明系IOPからの照明光ILによってマスクM上の複数の照明領域が照明されると、マスクMを通過した照明光ILにより、投影光学系PLを介して各照明領域内のマスクMの回路パターンの投影像(部分正立像)が、投影光学系PLの像面側に配置される、表面にレジスト(感応剤)が塗布された基板P上の前記照明領域に共役な照明光ILの照射領域(露光領域)に形成される。そして、マスクステージMSTと基板ステージPSTとの同期駆動によって、複数の照明領域(照明光IL)に対してマスクMを走査方向(Y軸方向)に相対移動させるとともに、複数の露光領域(照明光IL)に対して基板Pを走査方向(Y軸方向)に相対移動させることで、基板P上の1つのショット領域(区画領域)の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクMのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系IOP、及び投影光学系PLによって基板P上にマスクMのパターンが生成され、照明光ILによる基板上の感光層(レジスト層)の露光によって基板P上にそのパターンが形成される。 For this reason, when a plurality of illumination areas on the mask M are illuminated by the illumination light IL from the illumination system IOP, the illumination light IL that has passed through the mask M causes the mask M in each illumination area to pass through the projection optical system PL. Illuminated light IL conjugated to the illumination area on the substrate P on which a resist (sensitive agent) is applied is disposed on the image plane side of the projection optical system PL. Are formed in the irradiation region (exposure region). Then, by synchronous driving of the mask stage MST and the substrate stage PST, the mask M is relatively moved in the scanning direction (Y-axis direction) with respect to the plurality of illumination regions (illumination light IL), and the plurality of exposure regions (illumination light). IL), the substrate P is moved relative to the scanning direction (Y-axis direction), thereby performing scanning exposure of one shot area (partition area) on the substrate P, and the pattern of the mask M is formed in the shot area. Transcribed. That is, in this embodiment, the pattern of the mask M is generated on the substrate P by the illumination system IOP and the projection optical system PL, and the pattern is formed on the substrate P by exposure of the photosensitive layer (resist layer) on the substrate by the illumination light IL. Is formed.
ステージ装置11は、基板ステージ架台33上に配置され、基板Pを保持して、XY平面内を移動する基板ステージPST、基板ステージPSTの一部である微動ステージ21の自重をステージベース12上方で非接触支持する自重キャンセル装置(「心柱」とも呼ばれる)27、及び自重キャンセル装置27上で微動ステージ21を水平面(XY平面)に対して揺動自在に支持するレベリング装置76(図1では不図示。図4参照)等を、備えている。
The
基板ステージPSTは、ステージベース12上方に配置されたX粗動ステージ23Xと、X粗動ステージ23X上に配置されたY粗動ステージ23Yと、Y粗動ステージ23Y上方に配置され、基板Pを保持する基板テーブル22Aを一部に有する微動ステージ21と、を含む。
The substrate stage PST is arranged above the X
以下、基板ステージPSTを構成する各部について具体的に説明する。図2には、基板テーブル22A、自重キャンセル装置27、及びレベリング装置76を取り除いた基板ステージPSTの分解斜視図が示されている。また、図3には、基板ステージPSTの一部をそれぞれ構成するX粗動ステージ23XとY粗動ステージ23Yとを+Z方向から見た平面図が示されている。
Hereinafter, each part which comprises the substrate stage PST is demonstrated concretely. FIG. 2 is an exploded perspective view of the substrate stage PST from which the substrate table 22A, the self-
X粗動ステージ23Xは、図2に示されるように、平面視(Z軸方向から見て)でY軸方向を長手方向とする長方形の外形形状を有する枠状の部材から成り、その中央部には、Y軸方向を長手方向とする長方形の開口部23XaがZ軸方向に貫通して形成されている。X粗動ステージ23Xは、Y軸方向に所定間隔で相互に平行に配置され、X軸方向を長手方向とする一組(一対)のXガイド61Xに不図示の転がりガイドを含むガイド部材135を介して支持されている。一組のXガイド61Xそれぞれは、複数本の支持脚137を介して、床面F上に支持されている(図1参照)。X粗動ステージ23Xは、不図示のリニアモータを含むX駆動系によって、一組のXガイド61X上をX軸方向に駆動される。
As shown in FIG. 2, the X coarse movement stage 23 </ b> X is composed of a frame-shaped member having a rectangular outer shape whose longitudinal direction is the Y-axis direction when viewed in plan (viewed from the Z-axis direction). The rectangular opening 23Xa having the longitudinal direction in the Y-axis direction is formed so as to penetrate in the Z-axis direction. The X
Y粗動ステージ23Yは、図2に示されるように、X粗動ステージ23Xの上方に配置された直方体状の部材から成る。Y粗動ステージ23Yは、X粗動ステージ23Xの上面の+X、−X側それぞれの端部に固定されたY軸方向に延びる一組(一対)のYガイド61Yに不図示の転がりガイドを含むガイド部材133を介して支持されている。Y粗動ステージ23Yは、不図示のリニアモータを含むY駆動系によって、一組のYガイド61Y上をY軸方向に駆動される。なお、X粗動ステージ23X,Y粗動ステージ23YをそれぞれX軸方向、Y軸方向に駆動する駆動方式は、例えば送りねじによる駆動方式、あるいはベルト駆動方式などの他の方式であっても良い。
As shown in FIG. 2, the Y
Y粗動ステージ23Yは、図2及び図3に示されるように、+Y側の端部からその中央部にかけてY軸に平行な切り欠き23Yaが形成され、平面視でほぼU字状の外形形状を有する本体部24と、切り欠き23Yaを区画する(切り欠き23Yaの一部を形成する)一対の対向面間に架設された第1連結部材25と、第1連結部材25よりも−Y側(Y粗動ステージ23Yの中央側)で、第1連結部材25と同様に切り欠き23Yaを区画する一対の対向面間に架設された第2連結部材26と、を備えている。第1及び第2連結部材25、26は、例えば図示しないボルトなどを介して本体部24に着脱可能に取り付けられている。第1連結部材25の+Y側の端面は、本体部24の+Y側の端面とほぼ同一面となっている。なお、第1連結部材25は、本体部24の剛性を確保するための補剛部材として機能する部材であり、第2連結部材26は、後述するフレクシャ89(図3参照)を介してY粗動ステージ23Yと自重キャンセル装置27とを接続するための部材である。また、図3に示されるように、切り欠き23Ya内部のうち、第2連結部材26よりも−Y側の空間(Y粗動ステージ23Yのほぼ中央)に、自重キャンセル装置27が配置されている。切り欠き23Yaは、この自重キャンセル装置27が通過可能な(通過を許容する)幅で形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the Y
Y粗動ステージ23Yの上方(+Z側)には、図1に示されるように、微動ステージ21が配置されている。微動ステージ21は、基板テーブル22Aと、該基板テーブル22Aを下側から支持するステージ本体部22Bとを含む。基板テーブル22Aは、矩形の板状部材から成り、その上面には、基板Pを吸着保持するための不図示の真空吸着機構(又は基板ホルダ)が設けられている。
As shown in FIG. 1,
ステージ本体部22Bは、図2に示されるように、平面視で矩形の直方体状の部材から成り、その−X側、+Y側の側面それぞれには、移動鏡(バーミラー)17X、17Yが、取り付け部材24X,24Yを介して取り付けられている。微動ステージ21のXY平面内の位置情報は、移動鏡17X、17Yに測長ビームを照射する基板レーザ干渉計(以下、「基板干渉計」という)19(図1参照)によって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。なお、本実施形態のステージ装置11では、実際には、X移動鏡17XとY移動鏡17Yのそれぞれに対応して、それぞれ図示しないXレーザ干渉計とYレーザ干渉計とが設けられているが、これらXレーザ干渉計及びYレーザ干渉計は、図1では、代表的に基板干渉計19として図示されている。なお、X粗動ステージ23X及びY粗動ステージ23Yの位置は、上記干渉計19によらず、別のセンサ(例えば、リニアエンコーダ)の計測値に基づいて制御されても良い。リニアエンコーダを用いる場合、各ステージにスケールを配置し、各ステージの外部に配置されたヘッドで各ステージの位置情報を計測しても良いし、各ステージにヘッドを配置し、外部に配置されたスケールを用いて各ステージの位置情報を計測しても良い。
As shown in FIG. 2, the stage
ステージ本体部22Bは、図2に示されるように、その+X側の側面に固定された複数(図2では2本)のXホルダサポート28X、及び−Y側の側面に固定された複数(図2では2本)のYホルダサポート28Yを備えている。各Xホルダサポート28Xは、ステージ本体部22Bの+X側の側面から、+X方向に付き出して設けられたアーム状部材である。各Yホルダサポート28Yは、ステージ本体部22Bの−Y側の側面から、−Y方向に付き出して設けられたアーム状部材である。Xホルダサポート28X、Yホルダサポート28Yそれぞれは、その先端部に設けられた不図示のパッド部材を介して基板テーブル22Aの下面を支持する。なお、図2では、Xホルダサポート28X、Yホルダサポート28Yが、それぞれ2本ずつ図示されているが、Xホルダサポート28X、Yホルダサポート28Yの数は、これに限らず適宜変更が可能であり、例えば3本以上設けられても良い。また、Xホルダサポート28X、Yホルダサポート28Yの本数は、同数でなくても良い。
As shown in FIG. 2, the stage main body portion 22 </ b> B has a plurality (two in FIG. 2) of X holder supports 28 </ b> X fixed to the + X side surface and a plurality of ( 2 is provided with two Y holder supports 28Y. Each
基板ステージPSTは、微動ステージ21をX軸、Y軸、及びZ軸方向それぞれに微少駆動する、不図示のXボイスコイルモータ(以下、XVCMと呼ぶ)、Yボイスコイルモータ(以下、YVCMと呼ぶ)、Zボイスコイルモータ(以下、ZVCMと呼ぶ)を備えている。すなわち、XVCMは、Y粗動ステージ23Yの上面に固定されたX固定子支持部材29Xに支持されたX固定子49(図9参照)と、ステージ本体部22Bの+X側の側面に固定された不図示のX可動子とから成る。また、YVCMは、Y粗動ステージ23Yの上面に固定されたY固定子支持部材29Yに支持された不図示のY固定子と、ステージ本体部22Bの−Y側の側面に固定された不図示のY可動子とから成る。ZVCMは、Y粗動ステージ23Yの上面の4隅部(又は同一直線上に無い3点箇所)に固定された不図示のZ固定子と、ステージ本体部22Bの下面に固定された不図示のZ可動子とから成る。本実施形態の基板ステージPSTは、上述したXVCM、YVCM、ZVCMを用いて微動ステージ21(ステージ本体部22B)をY粗動ステージ23Yに対して、合計6自由度方向(X,Y,Z,θx,θy,θz)に微少駆動可能に構成されている。
The substrate stage PST slightly drives the
次に、自重キャンセル装置27について、図3及び4に基づいて説明する。自重キャンセル装置27は、図4に示されるように筐体70、該筐体70の内部に収容された空気バネ71、及びZ軸方向に上下動可能なスライド部73を有する本体部74と、本体部74の底面の外部に取り付けられた3つのベースパッド75と、を備え、微動ステージ21の自重をステージベース12上で非接触支持している。
Next, the self-
筐体70は、Z軸に直交する断面が8角形状の有底の筒状部材である(図3参照)。筐体70の側壁の内側には、複数(図4では4つ)のエアパッド78が配置され、各エアパッド78が、ボールジョイント72を介して、筐体70に取り付けられている。また、筐体70の+X側、−X側、+Y側、−Y側の側面のそれぞれには、図3に示されるように、4つのフレクシャ89それぞれの一端が固定されている。各フレクシャ89の他端は、Y粗動ステージ23Yに設けられた4本の支持部材90それぞれに接続されている(図4参照)。各フレクシャ89は、図4に示されるように、自重キャンセル装置27の重心Gとほぼ同一の高さ位置(Z位置)において、筐体70と支持部材90とを接続している。なお、本実施形態では、図3に示されるように、4本の支持部材90のうち、3本は、Y粗動ステージ23Yの本体部24に設けられ、他の一本は、第2連結部材26に設けられている。なお、4つのフレクシャ89の構成は、実質的に同じである。
The
図5には、4つのフレクシャ89のうち、筐体70の+X側の側面に接続されたフレクシャ89が代表的に示されている。図5に示されるように、フレクシャ89は、例えば鋼材によって形成された薄板86を備えており、薄板86は、ボールジョイント87,88をそれぞれ介して自重キャンセル装置27の本体部74、支持部材90に接続されている。なお、フレクシャ89は、薄板86が破損した場合に備え、補助的にボールジョイント87,88間にワイヤロープ85が渡されている。フレクシャ89は、薄板86の剛性(薄板86が破損した場合には、ワイヤロープ85の剛性)によって、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに関して、自重キャンセル装置27とY粗動ステージ23Yとを連動させる。一方、フレクシャ89は、ボールジョイント87,88の作用により、自重キャンセル装置27のZ軸方向、θx、θy、θz方向に関する位置をY粗動ステージ23Yで拘束しないようになっている。
FIG. 5 representatively shows the
ここで、本実施形態の支持部材90には、フレクシャ89の薄板86の張力を調整する張力調整機構が設けられている。支持部材90は、図5に示されるように、Y粗動ステージ23Yに固定された固定部材66に支持軸67を介して回転(回動)可能に支持されたレバー部材68を備えている。レバー部材68は、一端がボールジョイント88を介して薄板86に接続されている。また、レバー部材68の他端における+X側の側面には、固定部材66に凸設された板状凸部に形成されたねじ穴に螺号された調整ねじ65の先端部が接触している。従って、支持部材90では、調整ねじ65が締め込まれると、レバー部材68の一端が自重キャンセル装置27から離れる方向(図5の黒塗り矢印参照)に移動し、これによって薄板86の張力が増大する。また、逆に調整ねじ65が緩められた場合には、薄板86は、その張力が低下する。なお、本実施形態では、レバー部材68の他端と支持軸67との距離と、レバー部材68の一端と支持軸67との距離の比は、1:3程度となっており、レバー部材68は、てことして機能する。従って、調整ねじ65を少量ねじ込むだけでも、容易に薄板86に大きな張力を容易に作用させることができる。また、フレクシャ89は、薄板86が破損したり、延びたりして自重キャンセル装置27と支持部材90との間隔が所定距離以上離れた場合に、これを検出する間隔センサ84を備えている。間隔センサ84は、自重キャンセル装置27側に固定されたアーム部材84aと、Y粗動ステージ23Y側に固定され、アーム部材84aの先端部の位置を検出するフォトセンサ84bとを含む。
Here, the
図4に戻って、空気バネ71は、筐体70の内部の最下部に収容されている。空気バネ71には、不図示の気体供給装置から気体(例えば空気)が供給されており、これにより、その内部が外部に比べて気圧の高い陽圧空間に設定されている。自重キャンセル装置27は、空気バネ71により鉛直方向上向きの力を発生して微動ステージ21の自重を吸収することによって、不図示のZVCMへの負荷を軽減する。また、空気バネ71は、その内圧によってスライド部73をZ軸方向に駆動するエアアクチュエータとしても機能する。
Returning to FIG. 4, the
各ベースパッド75は、図4に示されるように、ボールジョイント82を介して筐体70の底面(下面)に接続されている。各ベースパッド75は、ステージベース12の上面に対して気体を噴出し、その静圧によりステージベース12の上面との間に所定のクリアランスを形成する気体静圧軸受として機能する。また、各ベースパッド75は、ボールジョイント82により、XY平面に対する傾斜方向の姿勢を変更することが可能となっている。
As shown in FIG. 4, each
スライド部73は、筐体70の内部に収容された筒状の部材であり、その外周面が前述した筐体70の側壁の内側に配置された複数のエアパッド78それぞれと所定のクリアランスを介して対向している。また、スライド部73の上面には、平面視(+Z方向から見て)略菱形(図3参照)の板状部材から成る3つのパッド部材81が設けられている。各パッド部材81は、ボールジョイント80を介してスライド部73に支持され、XY平面に対する傾斜方向の姿勢を変更することが可能となっている。各パッド部材81の上面(+Z側の面)からは、レベリング装置76の下面に対して気体を噴出することが可能であり、図4に示されるように、レベリング装置76の下面と各パッド部材81との間には、この気体の静圧により所定のクリアランスが形成されている。
The
本実施形態の自重キャンセル装置27には、スライド部73のZ軸方向に関する移動上限位置、移動下限位置を規定するZストッパ63が設けられている。Zストッパ63は、スライド部73と空気バネ71との間に配置された板状部材64に接続され、筐体70に形成された開口70aを介して、筐体70の外部に先端部(板状部材64とは反対側の端部)が筐体70の外部に露出した状態となっている。Zストッパ63の先端には、Z軸方向を周期方向とする回折格子61が配置されている。従って、空気バネ71を介してスライド部73がZ軸方向にスライドすると、回折格子61もZ軸方向に移動する。一方、筐体70の底部近傍には、回折格子61に対向するエンコーダヘッド62が取り付けられており、エンコーダヘッド62と回折格子61とによってZリニアエンコーダシステムが構成されている。エンコーダヘッド62の出力は、図示しない制御装置に供給され、制御装置は、エンコーダヘッド62の出力に基づいてスライド部73のZ位置を制御する。
The self-
筐体70の側壁の上端部近傍には、図3及び図4からわかるように、その外面に4本のアーム部材91が固定されている。4本のアーム部材91それぞれは、図3に示されるように、X軸及びY軸それぞれに対して45°を成す角度で放射状に延設されている。各アーム部材91の先端部には、図4に示されるように、その上面にプローブ部92が固定され、該プローブ部92に対向して、微動ステージ21のステージ本体部22B下面には、ターゲット部93が設けられている。本実施形態のステージ装置11では、相互に対向するプローブ部92とターゲット部93との組を含んで、プローブ部92とターゲット部93との間の距離を計測する静電容量センサ94(以下、Zセンサ94と呼ぶ)が構成されている。微動ステージ21のステージベース12上面を基準としたZ位置、及びXY平面に対する傾斜角度は、4つのZセンサ94の計測結果を用いることによって算出される。なお、アーム部材91は、4本でなく3本でも良く、すなわちZセンサ94は3つでも良い。また、Zセンサ94のプローブ部92とターゲット部93の位置関係は、逆であっても良い。また、Zセンサ94は、微動ステージ21のステージベース12上面を基準としたZ位置を計測できれば良く、静電容量センサに限らず、その他のセンサ、例えば干渉計などを用いることもできる。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, four
また、各アーム部材91の先端部上面には、プローブ部92に隣接してプローブ部95が固定され、該プローブ部95に対向して、ステージ本体部22B下面には、ターゲット部96が設けられている。本実施形態では、相互に対向するプローブ部95とターゲット部96との組を含んで、静電容量センサ(以下、レベリング原点センサ97と呼ぶ)が構成されている。レベリング原点センサ97の機能については、後に詳しく説明する。なお、レベリング原点センサ97としては、静電容量センサに限らず、その他のセンサ、例えばレーザ変位計等を用いることもできる。
Further, a
レベリング装置76は、図4に示されるように、ステージ本体部22Bの下面に固定された多面体部材50と、スライド部73(より詳しくは、3つのパッド部材81)との間に設けられている。図6(A)には、レベリング装置76を+Z側から見た平面図が示されている。また、図6(B)には、図6(A)のB−B線断面図が示されている。多面体部材50は、正三角錐状の部材の各先端部を平坦にしたような外形形状を有し、その底面がステージ本体部22Bの下面に一体的に固定されている。より具体的には、多面体部材50は、正三角錐を所定高さの位置で底面に平行な面で切り取るとともに、底面を形成する三角形の頂点を含む3つの先端部を、底面に垂直な面で切り取ったような外形形状を有する8面体である。
As shown in FIG. 4, the leveling
レベリング装置76は、図6(B)に示されるように、底面が平坦であるカップ状に形成されたセラミックス製のレベリングカップ51と、レベリングカップ51の周壁の内側に設けられた複数(本実施形態では3つ)のボールジョイント52(図6(A)参照)と、各ボールジョイント52それぞれに支持された円盤状のパッド部53とを含む。レベリングカップ51は、図4に示されるように、3つのパッド部材81により自重キャンセル装置27に対して非接触で、支持されている。ボールジョイント52及びパッド部53のそれぞれは、図6(A)に示されるように、多面体部材50の各傾斜面に対向してそれぞれ3つ設けられている。なお、ボールジョイントに代えて、ヒンジジョイントなどを用いることもできる。摩擦抵抗を無視できる程度に抑制できるからである。
As shown in FIG. 6B, the leveling
3つのパッド部53は、多面体部材50の各傾斜面それぞれに対して、図示しない気体供給装置から供給された気体を噴出する。このため、多面体部材50は、各パッド部53から噴出される気体の静圧により、各パッド部53との間に所定のクリアランスが形成された状態でレベリングカップ51に対して非接触で支持される。また、各パッド部53は、レベリングカップ51に対してボールジョイント52を介して取り付けられていることから、多面体部材50(すなわち微動ステージ21)は、レベリング装置76によって、XY平面に対して揺動自在に(θx及びθy方向の移動(チルト)が許容された状態で)支持されている。すなわち、本実施形態のレベリング装置76は、3つのパッド部53(エアパッド)を用いることによって、全体として、球面軸受け(例えば、ボールジョイント)と同様に機能する。
The three
ここで、本実施形態のステージ装置11では、上述のように微動ステージ21は、レベリング装置76を介して揺動自在に支持されているので、微動ステージ21(及び微動ステージ21上の基板P)の位置制御を行う際は有利であるが、例えば液晶露光装置10のメンテナンスなどを行う際には、微動ステージ21の位置が不安定になる。そこで、本実施形態のステージ装置11には、レベリング装置76の機能を制限する、すなわち微動ステージ21のチルト動作を機械的にロックするレベリングロック装置60が設けられている(なお、図4では、レベリングロック装置60は図示が省略されている)。
Here, in the
以下、レベリングロック装置60について、図6(A)〜図7(C)に基づいて説明する。レベリングロック装置60は、図6(A)及び図6(B)に示されるように、一端(シリンダの底面側の端)がそれぞれ多面体部材50の側面に固定部材39を介して固定された3本のエアシリンダ54と、3本のエアシリンダ54それぞれの他端(ピストンロッドの先端)の被駆動部材の下面に固定された押圧部材55a〜55c(以下、適宜纏めて押圧部材55と呼ぶ)と、3本のエアシリンダ54に対応してレベリングカップ51に取り付けられた3つのローラ56(図6(A)では不図示。図6(B)参照)と、を備えている。前述のように、多面体部材50は、前述のような形状の8面体であり、3本のエアシリンダ54は、多面体部材50の底面(微動ステージ21に対する接合面)に垂直な3つの平坦面それぞれに固定されている。従って、3本のエアシリンダ54それぞれは、XY平面に平行に、且つ均等な間隔(120°間隔)で配置されている。
Hereinafter, the leveling
各押圧部材55a〜55cは、エアシリンダ54のピストンロッドの先端の被駆動部材の下面に固定された部材であり、各エアシリンダ54の伸縮動作に連動してXY平面に平行な所定の軸に沿って往復移動し、多面体部材50の底面の中心に対して接近・離間する。ここで、各エアシリンダ54では、ピストンロッドが上記の軸に沿って往復移動するのであって、エアシリンダそのものが伸縮する訳ではないが、ピストンロッドの先端の被駆動部材を含めたエアシリンダの全長は、ピストンロッドの往復移動によって、変化するので、以下では、エアシリンダの全長が延びるようにピストンロッドが移動する場合(ピストンロッドの先端の被駆動部材が多面体部材50の底面の中心から離間する場合)を、エアシリンダ54が延びると表現し、ピストンロッドが反対に移動する場合を、エアシリンダが縮むと表現することとする。
Each of the
各押圧部材55a〜55cには、エアシリンダ54が伸びる時の移動方向先端部の下面に、XY平面に対して傾斜した傾斜面が形成されている。また、押圧部材55a〜55cの下面のその他の部分は、XY平面に平行に形成されている。ここで、3つの押圧部材55a〜55cのうち、1つの押圧部55aの傾斜面は、他の2つの押圧部材55b、55cの傾斜面よりも傾斜角が緩く設定されている(図6(B)参照)。また、押圧部材55a〜55cは、その長さがほぼ同じであるため、図6(B)に示されるように、押圧部材55aに比べて傾斜角が大きく設定された押圧部材55b、55cは、フラットな部分が押圧部材55aよりも長くなっている。
In each of the
3つのローラ56それぞれは、後述する保護装置69を介してレベリングカップ51に支持されている。
Each of the three
次に、図7(A)〜図7(C)に基づいて、レベリングロック装置60を用いて微動ステージ21のチルト動作をロックする際の手順を説明する。なお、押圧部材55b及び押圧部材55cは、同様に機能することから、図7(A)〜図7(C)では、代表して押圧部材55bのみが図示されている。図7(A)に示されるように、微動ステージ21のチルト動作をロックする前の状態、すなわち微動ステージ21がレベリング装置76を介してXY平面に対して揺動自在とされた状態では、3本のエアシリンダ54それぞれは、全て縮んだ状態とされる。微動ステージ21のチルト動作をロックする際は、まず、図7(B)に示されるように、傾斜面の角度が同じである2つの押圧部材55b、55cが接続された2本のエアシリンダ54を同時に伸ばす。これにより、この押圧部材55b、55cそれぞれは、ローラ56に案内されてフラットな部分がローラ56に乗り上げる。
Next, a procedure for locking the tilt operation of the
次に、図7(C)に示されるように、残りの1本のエアシリンダ54が伸ばされる。このとき、エアシリンダ54に接続された押圧部材55aの先端部(傾斜面部分)は、微動ステージ21とローラ56との間に挿入されるくさびとして機能し、微動ステージ21は、図7(A)に示されるレベリングカップ51に対して非接触の状態から、多面体部材50、エアシリンダ54、押圧部材55a〜55c、ローラ56などを介して、レベリングカップ51に3点で接触支持された状態となり、チルト動作が制限される。なお、微動ステージ21の重量は、例えば数トンにも及ぶので、図7(C)に示されるように、押圧部材55aをローラ56に押し当てても、エアシリンダ54の反力によって微動ステージ21が浮き上がったり、XY平面内で移動したりすることはない。
Next, as shown in FIG. 7C, the remaining one
なお、レベリングロック装置60は、図7(A)に示されるエアシリンダ54を縮めた状態、すなわち、微動ステージ21のチルト動作を制限しない状態でも、微動ステージ21のチルト量が所定の量を超えた場合には、3つの押圧部材55a〜55cのいずれかがローラ56に接触するようになっており、微動ステージ21のチルト可能量を機械的に制限するストッパ装置として機能する。一方、レベリングロック装置60では、押圧部材55a〜55cとローラ56とが当接した状態で、さらに微動ステージ21がチルト方向(θx、θy方向)に移動しようとすると、微動ステージ21の自重(大荷重)が押圧部材55a〜55c及びローラ56を介してレベリングカップ51に直接作用する。そこで、本実施形態のレベリングロック装置60には、レベリングカップ51に所定値よりも大きな荷重が作用した場合に、この荷重を吸収してレベリングカップ51を保護する保護装置69(図6(A)及び図6(B)参照)が設けられている。
In the leveling
図8(A)及び図8(B)は、レベリングカップ51の保護装置69の構成及び機能を説明するための図である。なお、保護装置69は、図6(A)に示されるように、3つのローラ56に対応してレベリングカップ51の外周縁部の3箇所に設けられているが、3つの保護装置69の構成、機能は同じであるので、図8(A)及び図8(B)には、代表してひとつの保護装置69のみが示されている。保護装置69は、図8(A)及び図8(B)に示されるように、レベリングカップ51に固定されたベース部材57と、ローラ56を支持し、且つベース部材57に支持軸57aを介して回転可能に支持されたローラ支持部材58と、ベース部材57とローラ支持部材58との間に配置された圧縮コイルバネ59とを備えている。
FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining the configuration and function of the
支持軸57aは、図8(A)に示されるように、ベース部材57の+Z側の端部に設けられており、支持軸57aによって、ローラ支持部材58の+Z側の端部が支持されている。ベース部材57のローラ支持部材58側の面には、凹部57dが形成されている。該凹部57dに対向するローラ支持部材58の部分には、開口が形成され、該開口のベース部材57と反対側には、開口を閉塞する蓋部材58Aが固定されている。ローラ支持部材58の上記開口の内部に圧縮コイルバネ59が挿入され、該圧縮コイルバネ59は、ベース部材57の凹部57dと上記蓋部材58Aとによって挟持されている。すなわち、蓋部材58Aは、ばね押え板の役目も果たしている。この場合、ローラ支持部材58の−Z側の端部が、圧縮コイルバネ59によって。ベース部材57から離間させる方向に押圧(付勢)されている。
As shown in FIG. 8A, the
ベース部材57には、−Z側の端部のレベリングカップ51とは反対側(例えば図8(A)における+X側)にストッパ部材57bが固定されている。ローラ支持部材58は、圧縮コイルバネ59の押圧力によって、ストッパ部材57bに押し付けられることによって、図8(A)に示される状態が維持される。そして、押圧部材55とローラ56とが当接した状態で、さらにローラ56に−Z方向の所定の大きさ以上の荷重が加わると、図8(B)に示されるように、ローラ支持部材58が圧縮コイルバネ59の付勢力に抗して支持軸57a回りに回転する。このとき、ローラ56の傾き(ローラ支持部材58の回転)と連動して微動ステージ21も傾き、別のストッパ(例えば後述する重心ストッパ装置40など)に当たることによって、所定の大きさ以上の荷重がレベリングカップ51に作用するのが防止され、レベリングカップ51が保護される。
A
なお、図8(A)に示されるように、前述の多面体部材50には、固定部材39を介してほぼL字状に形成された部材から成る落下防止部材83が固定されている。落下防止部材83は、例えば自重キャンセル装置27を交換する際など、自重キャンセル装置27がレベリング装置76(レベリングカップ51)の下方から退避した場合、すなわちレベリング装置76が自重キャンセル装置27によって支持されなくなった場合に、レベリング装置76の落下を防止するための部材である。落下防止部材83は、一端部が固定部材39を介して多面体部材50(すなわち微動ステージ21)に固定され、その中間部分がベース部材57に形成された貫通孔57cに非接触状態で挿入されている。レベリング装置76は、自重キャンセル装置27によって支持されなくなった場合には、ベース部材57がこの落下防止部材83に引っ掛かることによって落下が防止される。
As shown in FIG. 8A, a
また、本実施形態のステージ装置11には、微動ステージ21のY粗動ステージ23Yに対するX軸方向及びY軸方向の移動可能量(範囲)を、微動ステージ21の重心を含むXY平面上で機械的に制限する重心ストッパ装置40が設けられている。すなわち、前述したように、微動ステージ21は、自重キャンセル装置27に非接触支持されている。従って、例えば微動ステージ21の駆動中に液晶露光装置10が緊急停止された場合には、微動ステージ21は、慣性によって当初の停止位置よりもさらにXY平面内で移動しようとする。一方、Y粗動ステージ23Yの駆動が停止されると、自重キャンセル装置27のXY平面内の位置は固定となるので、微動ステージ21が慣性によって自重キャンセル装置27に対して移動して、自重キャンセル装置27による微動ステージ21の支持位置が、所定位置(通常は微動ステージ21の重心位置の直下)からずれる。本実施形態の重心ストッパ装置40は、上記のような場合であっても、自重キャンセル装置27による微動ステージ21の支持位置が、所定位置から大きくずれることがないようにするための装置である。以下、重心ストッパ装置40の構成、機能について図9〜図11に基づいて、説明する。
Further, in the
前述したように、Y粗動ステージ23Yには、図2に示されるように、微動ステージ21をXY平面内で駆動するXVCM、YVCMを構成するX固定子49(図9参照)、Y固定子(不図示)のそれぞれを支持する複数(図2では各2つ)のX固定子支持部材29X、Y固定子支持部材29Yが固定されている。図9には、複数のX固定子支持部材29X、29Yを代表して一つのX固定子支持部材29Xが斜視図にて示されている。X固定子支持部材29Xは、Y粗動ステージ23Yに固定されたベース部43と、ベース部43の上面の+Y側、−Y側それぞれの端部に固定された一組(一対)の固定子支持部44と、を備えている。一組の固定子支持部44それぞれに、一組のX固定子49が支持されている。一組の固定子支持部44の間には、前述した複数のXホルダサポート28Xのうちの一本が非接触状態で挿入されている。
As described above, the Y
重心ストッパ装置40は、図10(A)及び図10(B)に示されるように、Xホルダサポート28Xの上面(+Z側の面)に固定されたストッパブロック45(図9では、ストッパブレード36の構成を説明するため、ストッパブロック45は、Xホルダサポート28Xから取り外された状態で示されている)と、X固定子支持部材29Xに設けられたストッパブレード36とを備えている。ストッパブロック45は、図10(B)に示されるように、Xホルダサポート28Xの上面に固定された直方体の部材である固定部46、固定部46の+X側、−X側それぞれの側面に固定された一組(一対)のXパッド部材47a、47b、及び固定部46の+Y側、−Y側それぞれの側面に固定された一組(一対)のYパッド部材48a、48bから成る。なお、図10(B)において、Yパッド部材48aは、Yパッド部材48bの紙面奥側に隠れている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the center-of-
ストッパブレード36は、図9に示されるように、固定子支持部44の上端部近傍における+X側の側面に固定されたXY平面にほぼ平行な板状部材である。Xホルダサポート28Xは、図10(B)に示されるように、このストッパブレード36の下方(−Z側)に非接触状態で配置されている。ストッパブレード36は、図9に示されるように、その中央部にZ軸方向に貫通する開口36aが形成されている。図10(A)及び図10(B)からわかるように、ストッパブロック45は、Yパッド部材48a、48b部分を除き、この開口36a内に配置されている。ストッパブレード36は、ストッパブロック45の一組のXパッド部材47a、47bそれぞれに対し、例えば3mmのクリアランスを介して対向して配置された、X軸に直交する壁面をそれぞれ有する一組(一対)のストッパ部37a、37bを備えている。従って、微動ステージ21のY粗動ステージ23Yに対するX軸方向の移動可能量(距離)は、図10(A)に示される状態から、+X方向、−X方向にそれぞれ3mm(合計6mm)である。
As shown in FIG. 9, the
ここで、図11に示されるように、一組のXパッド部材47a、47bと、これらに対向する一組のストッパ部37a、37bとは、微動ステージ21のZ軸方向の重心位置CGを含むXY平面に平行な面上に配置されている。従って、本実施形態の重心ストッパ装置40では、微動ステージ21がXY平面内を移動して、Xパッド部材47a(又は47b)がストッパ部37a(又は37b)に接触したときに、微動ステージ21にY軸回りのモーメントが作用することを抑制できる。従って、微動ステージ21がY軸回りに回転して、レベリング装置76のレベリングカップ51やパッド部53に荷重が作用することを防止でき、レベリング装置76を保護することができる。
Here, as shown in FIG. 11, the set of
また、図9〜図11に示される重心ストッパ装置40は、微動ステージ21のZ軸方向への移動可能量、及びθx方向への移動可能量(回転量)も機械的に制限する。図10(B)に示されるように、ストッパブロック45に設けられたYパッド部材48b、及び図10(B)ではYパッド部材48bの紙面奥側に隠れているYパッド部材48aの下面それぞれは、所定のクリアランスを介してストッパブレード36の上面に対向している。また、Xホルダサポート28Xの上面は、所定のクリアランスを介してストッパブレード36の下面に対向している。従って、微動ステージ21がZ軸方向に移動、あるいはX軸回りに回転(チルト)した場合には、Yパッド部材48a、48b及びXホルダサポート28Xの少なくともひとつがストッパブレード36に当接し、微動ステージ21のZ軸方向、及びθx方向の移動を機械的に制限する。これによって、同様に、レベリング装置76のレベリングカップ51やパッド部53を保護することができる。なお、本実施形態のステージ装置11は、以上説明した微動ステージ21のX軸方向、θx方向、Z軸方向の移動を制限する重心ストッパ装置40を、2つ備えている。すなわち、図2に示されるようにX固定子支持部材29Xは、Y粗動ステージ23Y上に2つ固定され、これら複数のX固定子支持部材29Xの固定子支持部44の間には、それぞれXホルダサポート28Xが挿入されている。そして、本実施形態のステージ装置11では、2つのX固定子支持部材29Xに図9〜図11に示されるストッパブレード36と同様の構成のストッパブレード(図示省略)が設けられ、これらストッパブレードに対応するXホルダサポート28Xに、上述したストッパブロック45と同様の構成のストッパブロック(図示省略)が固定されている。
The center-of-
また、上記で説明した図9〜図11に示される重心ストッパ装置40(以下、適宜、X重心ストッパ装置40Xと呼ぶ)は、微動ステージ21のX軸方向、θx方向、Z軸方向への移動可能範囲を制限するものであったが、本実施形態のステージ装置11は、微動ステージ21のY軸方向、θy方向、Z軸方向への移動可能範囲を制限する同様の構成の重心ストッパ装置(図示省略。以下、適宜、Y重心ストッパ装置40Yと呼ぶ)も2つ備えている。このY重心ストッパ装置40Yでは、図9〜図11に示されるストッパブロック45と同様の構成のストッパブロックがYホルダサポート28Y(図2参照)に固定され、図9〜図11に示されるストッパブレード36と同様の構成のストッパブレードがY固定子支持部材29Y(図2参照)に固定される。
9 to 11 described above (hereinafter referred to as X center of gravity stopper device 40X as appropriate) moves
ここで、本実施形態のステージ装置11には、図12に示されるように、Y粗動ステージ23Yと微動ステージ21のステージ本体部22Bとの間に、ジャッキストッパ装置100及び位置決め装置120が設けられている。なお、この図12は、ジャッキストッパ装置100及び位置決め装置120の全体構成、及びY粗動ステージ23Y、微動ステージ21、自重キャンセル装置27などに対する位置関係を説明するための図であり、ジャッキストッパ装置100及び位置決め装置120の実際の配置は、この図12の図中と同様であるとは限らない(ジャッキストッパ装置100及び位置決め装置120の具体的な配置に関しては、以下、適宜説明する)。
Here, in the
ジャッキストッパ装置100は、図12に示されるように、Y粗動ステージ23Y上で微動ステージ21を直接支持する装置である。本実施形態のステージ装置11では、例えば微動ステージ21の4隅部に対応する位置を支持するように、図12に示されるジャッキストッパ装置100と同様な構成のジャッキストッパ装置が、合計4本(図示省略)設けられている。なお、ジャッキストッパ装置100の数は、これに限らず、例えば3本でも良い。また、ジャッキストッパ装置100は、微動ステージ21の4隅部に対応して配置されていなくても良く、少なくとも同一直線上に無い3点で微動ステージ21を支持できれば良い。
As shown in FIG. 12, the
ジャッキストッパ装置100は、Y粗動ステージ23Yに固定されたジャッキ部101と、微動ステージ21(ステージ本体部22Bの下面)に固定されたジャッキ受け部106とを有するスクリュー式のジャッキ装置である。ジャッキ部101は、図13(A)に示されるように、円筒形状に形成され、その内周面に雌ねじが形成されたジャッキベース102と、ジャッキベース102の雌ねじに螺号してZ軸方向に移動(昇降)可能な昇降部103とを備えている。昇降部103は、ジャッキベース102の雌ねじに螺号する雄ねじがその外周面に形成されたスクリュー部103aと、該スクリュー部103aの+Z側に一体的に設けられた操作部103bとを有し、操作部103bが、例えば液晶露光装置10のユーザによって回転操作されることによって、Z軸方向に移動(上下動)する。操作部103bの上面中央部には、円錐状の凹部104が形成され、この凹部104には、例えば鋼材によって形成されたボール105(鋼球)が嵌合している。
The
一方、ジャッキ受け部106は、微動ステージ21に固定された筒状の部材である本体部107を有しており、この本体部107の−Z方向の端部には、円錐状の凹部108が形成されている。また、ジャッキ受け部106は、円筒形状に形成され、その内周面に雌ねじが形成されたストッパリング109を備えている。本体部107の外周面には、雄ねじが形成されており、ストッパリング109の雌ねじは、この雄ねじと螺号している。従って、ストッパリング109は、本体部107に対して上下動可能になっている。
On the other hand, the
ジャッキストッパ装置100では、図13(B)に示されるように、ストッパリング109が上昇した状態で、昇降部103が+Z方向に上昇されることによって、ボール105が凹部108に嵌合し、これによって、微動ステージ21がY粗動ステージ23Yに支持される。前述のように、ジャッキストッパ装置100は、微動ステージ21の4隅部に対応して計4本設けられているため、各ジャッキストッパ装置100の長さ(ボール105のZ位置)を適宜調整することによって、微動ステージ21の表面のZ位置や、XY平面に対する傾き角を微調整できる。また、4本のジャッキストッパ装置100で微動ステージ21を支持するので、仮に自重キャンセル装置27がステージ装置11から分離されても、微動ステージ21を安定して支持することができる。従って、ステージ装置11の組み立てや、メンテナンス作業を行う際に便利である。
In the
図12に戻って、位置決め装置120は、Y粗動ステージ23Yに固定された伸縮部121と、微動ステージ21のステージ本体部22Bに固定された位置決めブロック123とを含む。図14(A)に示されるように、伸縮部121は、Z軸方向に伸縮するエアシリンダを備え、そのピストンロッドの先端部は、球面部122となっている。また、位置決めブロック123には、円錐状の凹部124が形成され、この凹部124には、伸縮部121の球面部122が嵌合可能になっている。位置決め装置120は、例えば微動ステージ21の4隅部に対応する位置それぞれに、ジャッキストッパ装置100に隣接して配置され、合計4本(図示省略)設けられている。なお、位置決め装置120の数は、これに限らず、例えば3本でも良い。また、位置決め装置120は、微動ステージ21の4隅部に対応して配置されていなくても良く、少なくともXY平面内の同一直線上に無い3箇所に配置されていれば良い。
Returning to FIG. 12, the
以下、ジャッキストッパ装置100、及び位置決め装置120の動作について説明する。ステージ装置11の初回組み立て時(又はメンテナンス後の再組み立て時)において、微動ステージ21とY粗動ステージ23Yとを結合(ドッキング)させる際には、図13(A)に示されるように、ジャッキストッパ装置100のジャッキ部101は、Y粗動ステージ23Yに固定されず、Y粗動ステージ23Yの上面に沿って移動可能とされている。また、この図13(A)に示される微動ステージ21(ステージ本体部22B)とY粗動ステージ23Yとの結合前の状態では、自重キャンセル装置27の空気バネ71には、空気が供給されていないものとする。
Hereinafter, operations of the
そして、ボール105が凹部108に嵌合されることによって、微動ステージ21がY粗動ステージ23Y上に搭載される(図示省略)。ただし、前述のように、ジャッキストッパ装置100は、ジャッキ部101が固定されていないので、ジャッキ部101の位置を動かすことによって、微動ステージ21のXY平面内の位置(θz位置も含む)の調整を行うことができる。
The
次いで、ステージ装置11では、基板干渉計19の測長ビームと、移動鏡17X、17Yの反射面とが直交するように、微動ステージ21のθz方向の位置が調整される。また、微動ステージ21は、図10(A)に示されるように、重心ストッパ装置40(X重心ストッパ装置40X及びY重心ストッパ装置40Y)の各パッド部材とストッパ部とのクリアランスが、それぞれ同じ(例えば、それぞれ3mm)となるようにX軸及びY軸方向の位置が調整される。
Next, in the
また、ステージ装置11では、基板P(図1参照)の表面のZ位置が所定の位置となるように、ステージベース12の上面を基準とする微動ステージ21のZ位置の調整が行われる。微動ステージ21のZ位置の調整は、4本のジャッキストッパ装置100の各昇降部103のスクリュー部103aのねじ込み量によって適宜調整される。なお、この微動ステージ21のZ位置が調整される際、すなわち昇降部103の操作部103bが操作されて微動ステージ21がZ軸方向に移動される際、自重キャンセル装置27には、空気バネ71に空気が供給され、微動ステージ21の自重の一部を支持することによって作業者の昇降部103の操作をアシストする。なお、このときの微動ステージ21のZ位置調整は、図12に示されるZ位置計測工具110を用いて行われる。Z位置計測工具110は、ダイヤルゲージ311を備え、ステージベース12上に配置された図示しない高さ基準器のZ位置を基準として、微動ステージ21のZ位置をステージベース12上の複数箇所で計測する。本実施形態では、Z位置計測工具110は、微動ステージ21の上面のZ位置を4箇所で同時計測できるように、4本用いられ(図12では、4本のZ位置計測工具のうちの一本のみを図示し、他の3本の図示は、省略されている)、これら4本のZ位置計測工具110の値が同じとなるように、4つのジャッキストッパ装置100の昇降部103が操作される。
In the
微動ステージ21のXY平面内の位置調整、及びZ位置調整が終了した後、各ジャッキストッパ装置100では、図13(B)に示されるように、ジャッキ部101がボルト101aを介してY粗動ステージ23Yに固定される。このときの微動ステージ21のY粗動ステージに対するXY位置(θz位置を含む)は、図12に示されるX固定子支持部材29Xに固定されたギャップセンサ30、及びY固定子支持部材29Yに固定された図示しないギャップセンサ(以下、纏めてギャップセンサ30と呼ぶ)により計測され、その計測値(計測結果)が制御装置に送られ、該制御装置が備えるメモリ装置に記憶される。また、微動ステージ21のZ位置(θx、θy位置を含む)は、図4に示されるレベリング原点センサ97により計測され、その計測値(計測結果)が制御装置に送られ、該制御装置が備えるメモリ装置に記憶される。すなわち、本実施形態のステージ装置11では、微動ステージ21の位置決めを行った後にジャッキストッパ装置100のジャッキ部101をY粗動ステージ23Yに固定し(図13(B)参照)、このときの微動ステージ21の位置をギャップセンサ30及びレベリング原点センサ97で計測し、その計測値を制御装置のメモリ装置に記憶させることによって、これらギャップセンサ30及びレベリング原点センサ97の計測原点(位置)設定(計測位置設定又は基準位置設定)が行われる。
After the position adjustment of the
ここで、ステージ装置11では、初回組み立て時、図13(B)に示される、ジャッキストッパ装置100を介して微動ステージ21が位置決めされた状態(ギャップセンサ30及びレベリング原点センサ97の計測原点(位置)設定が行われた状態)で、各位置決め装置120の伸縮部121及び位置決めブロック123の一方が、図14(B)に示される状態(すなわち、球面部122と凹部124とが嵌合した状態)で、Y粗動ステージ23Y及びステージ本体部22Bの一方にボルト121aあるいは123aを介して固定される。その後、各位置決め装置120の伸縮部121及び位置決めブロック123の他方が、Y粗動ステージ23Y及びステージ本体部22Bの他方にボルトを介して固定される。
Here, in the
伸縮部121及び位置決めブロック123の固定後に、図14(A)に示されるように伸縮部121が縮められる。従って、微動ステージ21の位置が拘束されていない状態(ジャッキストッパ装置100のボール105と凹部108とが嵌合しておらず、且つレベリングロック装置60がオフの状態)から、各位置決め装置120の球面部122と凹部124とを嵌合させると、微動ステージ21のXY平面内の位置が、図13(B)に示されるジャッキストッパ装置100のボール105と凹部108とが嵌合したときの位置、すなわち基板干渉計19の測長ビームの調整、及びギャップセンサ30の計測原点(位置)の設定を行った際の位置と同じ位置に自動的に位置決めされる。位置決め装置120は、液晶露光装置10を用いて基板Pに露光処理を行う際に、微動ステージ21の位置がジャッキストッパ装置100やレベリングロック装置60によって拘束されない状態で使用される。従って、露光開始の度に、微動ステージ21をギャップセンサ30の計測原点位置(計測位置、又は基準位置)に容易且つ迅速に位置決めできる。本実施形態の位置決め装置120は、球面部122と円錐状の凹部124とを嵌合させる構造であるため、球面部122の軸心と位置決めブロック123の軸心とを容易に一致させることができ、高精度で微動ステージ21を所定の位置に位置決めすることができる。なお、露光前の微動ステージ21のZ軸方向の位置決めは、空気バネ71に空気を供給して行う。
After the expansion /
図13(B)に戻って、ステージ装置11は、初回組み立て時にはジャッキ部101のY粗動ステージ23Yに対する固定後、メンテナンス時には微動ステージ21をY粗動ステージ23Yに結合させ、ボール105を凹部108に嵌合させた後、すなわちボール105が凹部108に嵌合した状態で、自重キャンセル装置27の空気バネ71に空気が供給される。これにより、微動ステージ21が+Z方向に移動し、ジャッキストッパ装置100では、ボール105が凹部108から離脱する。なお、このとき位置決め装置120は、伸縮部121のエアシリンダが縮んだ状態とされ、球面部122は凹部124に嵌合していない。この状態では、微動ステージ21は、自重キャンセル装置27のみによって支持されるので、微動ステージ21のバランスがとれているか否かを確認することができる。そして、微動ステージ21のバランスがとれていることが確認された場合には、図13(C)に示されるように、昇降部103の操作部103bが操作されてボール105が−Z方向に移動される。
Referring back to FIG. 13B, the
ここで、本実施形態のジャッキストッパ装置100は、上述した微動ステージ21の位置調整装置としての機能の他に、露光時などに微動ステージ21の6自由度方向の移動可能量を制限するストッパ装置としての機能をも有している。図13(D)に示されるように、昇降部103の操作部103bの上面は、円筒形状に形成されている。そして、ジャッキ受け部106に設けられたストッパリング109は、−Z方向に移動されることによって、図13(D)に示されるように、操作部103bに対し、X、Y、Z軸方向それぞれに、所定のクリアランスを介して機械的に係合するようになっている。なお、ストッパリング109は、Z軸方向に移動(上下動)可能になっているので、ジャッキ部101に対するZ軸方向のクリアランスが調整可能になっている。
Here, in addition to the function as the position adjusting device of the
ジャッキストッパ装置100では、図13(C)に示される状態で、自重キャンセル装置27によってバランス良く微動ステージ21を支持できていることが確認された後、図13(D)に示されるようにストッパリング109が−Z方向に移動される。この図13(D)に示される状態では、ストッパリング109と昇降部103の上面との間には、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向のそれぞれに、所定のクリアランスが形成され、微動ステージ21のY粗動ステージ23Yに対する±X方向,±Y方向、−Z方向、θx方向、θy方向の移動可能量がこのクリアランスによって定められる。また、ジャッキストッパ装置100は、微動ステージ21の4隅部に対応して(すなわち同一直線上にない4箇所に)設けられているので、微動ステージ21のθz方向の移動可能量も、このクリアランスによって定められる。
In the
なお、本実施形態のステージ装置11は、微動ステージ21の移動可能量を制限する機構として、前述した重心ストッパ装置40(図9〜図11参照)を備えている。本実施形態のステージ装置11では、露光時における微動ステージ21のY粗動ステージ23Yに対する移動可能量は、主に重心ストッパ装置40によって規定され、ジャッキストッパ装置100は、予備的に微動ステージ21のY粗動ステージ23Yに対する移動可能量を規定する。すなわち、図13(D)に示される状態では、ジャッキストッパ装置100のストッパリング109と昇降部103との間に形成されるクリアランスは、重心ストッパ装置40X,40Yの各ストッパ部材(パッド部材47a、47b、48a、48b)とストッパブレード36(又はホルダサポート)との間に形成されるクリアランス(図10(A)及び図10(B)参照)よりも大きく設定(例えば、X軸、Y軸方向に関しては、±3.5mm)されている。従って、本実施形態のステージ装置11では、微動ステージ21は、Y粗動ステージ23Yに対して所定の許容量を超えて移動する可能性がある場合には、まず、重心ストッパ装置40によってその移動が制限され、例えば重心ストッパ装置40のストッパブロック45がXホルダサポート28X(又はYホルダサポート28Y)から外れるなどした場合には、ジャッキストッパ装置100によって移動が制限される。従って、本実施形態のステージ装置11では、微動ステージ21がY粗動ステージ23Yに対して許容量を超えて移動することが確実に防止される。
The
次に、本実施形態のステージ装置11からの自重キャンセル装置27の取り外し手順について、図15(A)〜図15(C)を用いて説明する。自重キャンセル装置27がステージ装置11から取り外される際、ステージ装置11では、まず、図15(A)に示されるように、Y粗動ステージ23Yが所定位置までX粗動ステージ23Xに対して−Y方向に駆動される。ここで、所定位置は、Y粗動ステージ23Yの−Y方向の移動限界位置(メカリミット又はソフトリミットによって決定される)又はその近傍(移動限界位置の手前)の所定位置である。
Next, a procedure for removing the self-weight cancel
次いで、図15(B)に示されるように、Y粗動ステージ23Yの第1及び第2連結部材25,26のそれぞれが取り外される。なお、図15(A)及び図15(B)に示される手順は逆(先に連結部材を取り外す)であっても良い。
Next, as shown in FIG. 15B, each of the first and second connecting
第1及び第2連結部材25,26が取り外された後、微動ステージ21がジャッキストッパ装置100(図12参照)によってY粗動ステージ23Y上に支持される。これによって微動ステージ21及びレベリング装置76(図4参照)のZ位置が固定される。次いで、空気バネ71の内圧が低下され、スライド部73(ぞれぞれ図4参照)が下降する。前述のように、微動ステージ21のZ位置は固定であるので、これによって自重キャンセル装置27とレベリング装置76とが切り離される。
After the first and second connecting
次いで、ステージ装置11では、フレクシャ89とY粗動ステージ23Yとの接続が切り離されることによって、自重キャンセル装置27がY粗動ステージ23Yから分離される。なお、図15(C)では、フレクシャ89は、Y粗動ステージ23Yとの接続部分で切り離されているが、フレクシャ89と自重キャンセル装置27との接続部分を切り離して、自重キャンセル装置27をY粗動ステージ23Yから分離させても良い。
Next, in the
次いで、図15(C)に示されるように、自重キャンセル装置27を+Y方向に移動させて、Y粗動ステージ23Yの切り欠き23Ya内を通過させることによって、自重キャンセル装置27を切り欠き23Yaを介してY粗動ステージ23Yの外部に離脱させる。このとき自重キャンセル装置27は、ステージベース12上に非接触支持されているので、容易にY粗動ステージ23Yの外部に離脱させることができる。そして、この後、自重キャンセル装置27を+Z軸方向に吊り上げることによって、自重キャンセル装置27をステージ装置11から離脱させる。なお、自重キャンセル装置27をステージ装置11に組み込む作業は、上述した手順とは逆の手順で行われる。
Next, as shown in FIG. 15C, the self-
なお、連結部材25,26の取り外し位置、微動ステージ21(第1移動体)のY粗動ステージ23Y(第2移動体)による支持位置(ジャッキストッパ装置100によって微動ステージ21がY粗動ステージ23Y上に支持される位置)、自重キャンセル装置27の微動ステージ21からの離脱位置(自重キャンセル装置27とレベリング装置76とが切り離される位置)、自重キャンセル装置27とY粗動ステージ23Yとの接続解除位置(フレクシャ89とY粗動ステージ23Yとの接続が切り離される位置)、及び自重キャンセル装置27のY粗動ステージ23Yからの離脱位置の少なくとも1つを、上で説明した位置と異ならせても良い。
It should be noted that the connecting
図1に戻り、以上のようにして構成された液晶露光装置10では、不図示の制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージMST上へのマスクMのロード、及び不図示の基板ローダによって、微動ステージ21上への基板Pのロードが行なわれる。その後、制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式と同様であるのでその説明は省略するものとする。
Returning to FIG. 1, in the liquid crystal exposure apparatus 10 configured as described above, the mask M is loaded onto the mask stage MST by the mask loader (not shown) and is not shown under the control of the control apparatus (not shown). The substrate P is loaded onto the
以上説明したように、本実施形態のステージ装置11は、微動ステージ21と、微動ステージ21を揺動自在に支持するレベリング装置76と、レベリング装置76を介して微動ステージ21の自重をステージベース12上で支持する自重キャンセル装置27とを備えている(図4参照)。そして、本実施形態のステージ装置11には、微動ステージ21の揺動を機械的に制限するレベリングロック装置60(図8参照)がさらに設けられているので、例えば液晶露光装置10のメンテナンスなどを行う際(液晶露光装置10の非稼働時)、微動ステージ21をロックすることで、微動ステージ21の姿勢を安定させることができる。また、このレベリングロック装置60には、レベリング装置76を保護する保護装置69(図8参照)が設けられているので、レベリング装置76の損傷などを防止できる。
As described above, the
また、本実施形態のステージ装置11は、Y粗動ステージ23Y上で微動ステージ21を直接支持可能な複数のジャッキストッパ装置100(図12参照)をさらに備えているので、ステージ装置11を組み立てる際、確実に微動ステージ21を所定の目標位置に配置させることができ、且つ微動ステージ21の配置位置の微調整を容易に行うことができる。また、ジャッキストッパ装置100は、基板Pに対して露光処理を行う際には、重心ストッパ装置40(図9参照)と併せて、微動ステージ21の6自由度方向の移動可能量を制限するストッパ装置としても機能するので、微動ステージ21がY粗動ステージ23Yに対して許容量を超えて移動することが確実に防止される。
Further, the
また、本実施形態のステージ装置11は、複数の位置決め装置120(図12参照)をさらに備えているので、露光開始時などに、容易に微動ステージ21を各計測装置(ギャップセンサ30(図12参照)、レベリング原点センサ97(図4参照))の計測原点位置(計測位置、又は基準位置)に配置させることができる。
In addition, since the
また、本実施形態のステージ装置11は、微動ステージ21の重心CGを含むXY平面に平行な平面上で、微動ステージ21の移動可能量を制限する重心ストッパ装置40(図11参照)をさらに備えているので、微動ステージ21の移動を制限した際であっても、レベリング装置76に負荷がかかることを防止できる。
In addition, the
また、Y粗動ステージ23Yに切り欠き23Yaが形成され、この切り欠き23Ya内に自重キャンセル装置27が配置されるので、自重キャンセル装置27の取り外し作業(及び交換作業)を容易に行うことができる。
Further, the notch 23Ya is formed in the Y
なお、本第1の実施形態のレベリングロック装置60は、エアシリンダ54が多面体部材50に、ローラ56がレベリングカップ51にそれぞれ設けられたが、これに限らず、エアシリンダをレベリングカップに、ローラを多面体部材(又は微動ステージ21)にそれぞれ配置しても良い。また、レベリングロック装置60において、押圧部材55を駆動するアクチュエータは、エアシリンダ54に限らず、例えば油圧シリンダや、送りねじ機構などであっても良い。また、本第1の実施形態のレベリングロック装置60において、押圧部材55は、XY平面に平行に駆動され、傾斜面を介してローラ56を−Z方向に押圧したが、これに限らず、Z軸方向に伸縮可能なエアシリンダを設け、直接レベリングカップを−Z方向に押圧しても良い。
In the leveling
また、本第1の実施形態において、ジャッキストッパ装置100は、作業者が手動で操作するスクリュー式ジャッキであったが、これに限らずアクチュエータ、例えば油圧シリンダを備える油圧ジャッキ、エアシリンダを備えるエアジャッキなどを用いても良い。また、本第1の実施形態のステージ装置11が、いわゆる粗微動構成のステージ装置であったため、ジャッキストッパ装置100は、微動ステージ21をY粗動ステージ23Y上で支持したが、ステージ装置の構成によっては、これに限らず、例えば単一の可動テーブル部材をテーブルベース(定盤)上で支持しても良い。また本第1の実施形態のジャッキストッパ装置100は、微動ステージ21をY粗動ステージ23Y上で支持するジャッキ機能と、露光中などに微動ステージ21の移動可能量を制限するストッパ機能を備えていたが、必ずしもストッパ機能を備えていなくても良い。
In the first embodiment, the
また、本第1の実施形態において、位置決め装置120は、エアシリンダを備えていたが、球面部122を駆動するアクチュエータはこれに限らず、例えば油圧シリンダや、送りねじ機構などであっても良い。また、エアシリンダは、Y粗動ステージ23Y側に設けられたが、これとは逆に微動ステージ21側に設けられていても良い。
In the first embodiment, the
また、本第1の実施形態のステージ装置11には、微動ステージ21の+X側で、微動ステージ21の+X方向、−X方向それぞれの移動可能量を制限する重心ストッパ装置40(図9参照)が設けられたが、重心ストッパ装置は、これに限らず、例えば+X方向(又は−X方向)のみの移動可能量(微動ステージの移動可能限界位置)を定めるものであっても良い。ただし、この場合、微動ステージ21の−X側に、さらに同様の構造の重心ストッパ装置を設け、この重心ストッパ装置で微動ステージの−X方向(又は+X方向)の移動可能限界位置を定める。
Further, the
また、本第1の実施形態では、自重キャンセル装置27を収容する切り欠き23Yaは、自重キャンセル装置27の通過を許容する幅で形成されたが、切り欠きの幅はこれに限らず、自重キャンセル装置27の幅よりも狭くても良い。この場合であっても、作業者は、連結部材25,26を取り外し、切り欠き23Yaの内部に手を挿入することによって自重キャンセル装置27を取り外すことなく修理や清掃等のメンテナンス作業を行うことができる。また、本第1の実施形態では、Y粗動ステージ23Yに連結部材が2つ(連結部材25,26)設けられたが、連結部材の数は1つでも良く、また、3つ以上でも良い。また、Y粗動ステージの剛性が充分に確保されていれば、必ずしも連結部材を設けなくても良い。
In the first embodiment, the notch 23Ya that accommodates the self-
また、本第1の実施形態では、Y粗動ステージ23Yは、その+Y側の端部に切り欠き23Yaが形成されたが、これに限らず切り欠きがY軸方向に貫通していても良い。この場合、Y粗動ステージは、2つの部材によって構成される本体部と、この本体部を構成する2つの部材同士を連結する連結部材によって構成される。この場合、自重キャンセル装置27の交換作業を、Y粗動ステージの+Y側からも−Y側も行えるので便利である。
In the first embodiment, the Y
なお、上記実施形態では、ステージ装置11が、レベリングロック装置60、ジャッキストッパ装置100、及び位置決め装置120を備えている場合について説明したが、本発明の移動体装置は、これらのうちの1つ又は2つを備えていなくても良い。また、レベリングロック装置60、ジャッキストッパ装置100、及び位置決め装置120は、露光装置の組立て時(初回組立て時及び再組立て時を含む)は勿論、メンテナンス時においても使用される。
In the above embodiment, the case where the
《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態に係る液晶露光装置について、図16〜図21(B)に基づいて説明する。なお、第2の実施形態に係る液晶露光装置は、ステージ装置の構成が異なる以外は上記第1の実施形態と同じであるので、以下、相違点についてのみ説明する。また、第2の実施形態に係るステージ装置において、前述の第1の実施形態に係るステージ装置と同様の構成、機能を有する部分については、その図示、あるいは説明を適宜省略する。<< Second Embodiment >>
Next, a liquid crystal exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid crystal exposure apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the configuration of the stage apparatus is different. Therefore, only the differences will be described below. Further, in the stage apparatus according to the second embodiment, illustration or description of parts having the same configuration and function as those of the stage apparatus according to the first embodiment described above is omitted as appropriate.
図16には、微動ステージ221(図17参照)のステージ本体部122Bを、Y粗動ステージ123Y上でX軸方向、Y軸方向、あるいはZ軸方向にそれぞれ微少駆動するための複数のボイスコイルモータの構成が示されている。
FIG. 16 shows a plurality of voice coils for finely driving the stage
図16に示されるように、Y粗動ステージ123Yの上には、合計8つの固定子(X固定子16X1、16X2、Y固定子16Y1、16Y2、Z固定子16Z1、16Z2、16Z3、16Z4)が配置されている。X固定子16X1,16X2は、Y粗動ステージ123Yの上面の+X側端部近傍にY軸方向に所定間隔離れて配置され、支持部材13によりそれぞれ支持されている。Y固定子16Y1,16Y2は、Y粗動ステージ123Yの上面の−Y側端部近傍にX軸方向に所定間隔離れて配置され、支持部材13によりそれぞれ支持されている。Z固定子16Z1〜16Z4それぞれは、Y粗動ステージ123Yの4隅部近傍に固定されている。X固定子16X1,16X2、Y固定子16Y1,16Y2、及びZ固定子16Z1〜16Z4は、それぞれその内部に複数の電機子コイルを含む電機子ユニットを有している。As shown in FIG. 16, a total of eight stators (X stators 16X 1 and 16X 2 , Y stators 16Y 1 and 16Y 2 , Z stators 16Z 1 and 16Z 2 are placed on the Y
また、ステージ本体部122Bの+X側の側面には、断面U字状のX可動子14X1,14X2が固定されている。X可動子14X1,14X2は、それぞれの一対の対向面に、不図示ではあるが、X軸方向に沿って配列された複数の永久磁石(又は単一の永久磁石)を含む磁石ユニットを有している。X可動子14X1,14X2は、ステージ本体部122BとY粗動ステージ123Yとが組み合った状態(図17参照)では、X固定子16X1、16X2のそれぞれと係合する。このため、X固定子16X1、16X2の有する電機子ユニット(電機子コイル)に供給される電流と、X可動子14X1,14X2の有する磁石ユニットの内部空間に形成される磁界との間の電磁相互作用により、X可動子14X1,14X2にX軸方向の駆動力を作用させることが可能である。すなわち、X可動子14X1とX固定子16X1とにより、X軸ボイスコイルモータ18X1(以下、X軸VCM18X1と略述する)が構成され、X可動子14X2とX固定子16X2とにより、X軸ボイスコイルモータ18X2(以下、X軸VCM18X2と略述する)が構成されている。Further, X movers 14X 1 and 14X 2 having a U-shaped cross section are fixed to the side surface on the + X side of the stage
また、ステージ本体部22Bの−Y側の側面には、Y可動子14Y1,14Y2が固定されている。Y可動子14Y1,14Y2は、それぞれの一対の対向面に、不図示ではあるが、Y軸方向に沿って配列された複数の永久磁石(又は単一の永久磁石)を含む磁石ユニットを有している。Y可動子14Y1,14Y2は、ステージ本体部122BとY粗動ステージ123Yとが組み合った状態(図17参照)では、Y固定子16Y1、16Y2のそれぞれと係合する。このため、Y固定子16Y1、16Y2の電機子ユニット(電機子コイル)に供給される電流と、Y可動子14Y1,14Y2の磁石ユニットの内部空間に形成される磁界との間の電磁相互作用により、Y可動子14Y1,14Y2のそれぞれにY軸方向の駆動力を作用させることができる。すなわち、本実施形態では、Y可動子14Y1とY固定子16Y1とにより、Y軸ボイスコイルモータ18Y1(以下、Y軸VCM18Y1と略述する)が構成され、Y可動子14Y2とY固定子16Y2とにより、Y軸ボイスコイルモータ18Y2(以下、Y軸VCM18Y2と略述する)が構成されている。Further, Y movers 14Y 1 and 14Y 2 are fixed to the side surface on the −Y side of the stage
また、X軸VCM18X1、18X2、及びY軸VCM18Y1、18Y2(以下、これら4つのボイスコイルモータを纏めてXY駆動用VCM18と称して説明する)それぞれは、ステージ本体部122Bの外部に配置されている。従って、ステージ本体部122Bの構造がシンプルで、且つ小型・軽量化され、さらに、各ボイスコイルモータのメンテナンス性にも優れている。Each of the X-axis VCMs 18X 1 and 18X 2 and the Y-axis VCMs 18Y 1 and 18Y 2 (hereinafter, these four voice coil motors will be collectively referred to as the XY driving VCM 18) are provided outside the stage
ここで、XY駆動用VCM18を構成する4つのボイスコイルモータX軸VCM18X1、18X2、Y軸VCM18Y1、18Y2それぞれの固定子及び可動子は、Z軸方向に関する位置(ステージベース12(図17参照)からの高さ)が同じとなっている。そして、図17に示されるように、X軸VCM18X1、18X2(及び図17では図示されていないY軸VCM18Y1、18Y2)は、それぞれXY平面に平行な単一の平面内、具体的には、微動ステージ221と、後述する自重キャンセル装置127のスライド部173と、の合成重心位置CGを含む水平面内で、微動ステージ221を駆動するための駆動力(推力)を発生する。なお、実際には微動ステージ221には基板Pが載置されるが、基板Pの重量は微動ステージ221の重量に比べてはるかに軽いので基板Pによる合成重心位置CGの変化は実質的に無視できる。以下、このようにXY駆動用VCM18が、駆動対象物(微動ステージ21など)の重心位置CGを含む平面内で駆動力を発生させて当該駆動対象物を駆動することを重心駆動と称して説明する。Here, the stators and movers of the four voice coil motors X-axis VCMs 18X 1 and 18X 2 and Y-axis VCMs 18Y 1 and 18Y 2 constituting the XY driving VCM 18 are positioned in the Z-axis direction (stage base 12 (FIG. 17)) is the same. As shown in FIG. 17, the X-axis VCMs 18X 1 and 18X 2 (and Y-axis VCMs 18Y 1 and 18Y 2 not shown in FIG. 17) are respectively in a single plane parallel to the XY plane. In this case, a driving force (thrust force) for driving the
図16に戻って、ステージ本体部122Bの下面(−Z側の面)の4隅部近傍には、断面逆U字状のZ可動子14Z1,14Z2,14Z3,14Z4が固定されている。Z可動子14Z1〜14Z4は、一対の対向面にZ軸方向に沿って配列された複数の永久磁石(又は単一の永久磁石)を含む磁石ユニットをそれぞれ有している。Z可動子14Z1〜14Z4は、微動ステージ21とY粗動ステージ123Yとが組み合った状態(図17参照)では、Z固定子16Z1〜16Z4のそれぞれと係合する。このため、Z固定子16Z1〜16Z4の電機子コイルに供給される電流と、Z可動子14Z1〜14Z4の内部空間に形成される磁界との間の電磁相互作用により、Z可動子14Z1〜14Z4のそれぞれにZ軸方向の駆動力を作用させることができる。すなわち、本実施形態では、Z可動子14Z1とZ固定子16Z1とにより、Z軸ボイスコイルモータ18Z1(以下、Z軸VCM18Z1と略述する)が構成され、Z可動子14Z2とZ固定子16Z2とにより、Z軸ボイスコイルモータ18Z2(以下、Z軸VCM18Z2と略述する)が構成され、更に、Z可動子14Z3とZ固定子16Z3とにより、Z軸ボイスコイルモータ18Z3(以下、Z軸VCM18Z3と略述する)が構成され、Z可動子14Z4とZ固定子16Z4とにより、Z軸ボイスコイルモータ18Z4(以下、Z軸VCM18Z4と略述する)が構成されている。Returning to FIG. 16, Z movers 14Z 1 , 14Z 2 , 14Z 3 , 14Z 4 having an inverted U-shaped cross section are fixed in the vicinity of the four corners of the lower surface (the −Z side surface) of the stage
ステージ装置111では、上記のように、ステージ本体部122BとY粗動ステージ123Yとの間に、X軸VCM18X1、18X2、Y軸VCM18Y1、18Y2、Z軸VCM18Z1〜18Z4が配置されているので、ステージ本体部122BをY粗動ステージ123Yに対して、X軸、Y軸、Z軸方向それぞれに微小駆動することが可能である。また、X軸VCM18X1、18X2それぞれの駆動力(又はY軸VCM18Y1、18Y2それぞれの駆動力)を異ならせることにより、ステージ本体部122BをY粗動ステージ123Yに対して、Z軸回りの回転方向(θz方向)に微小駆動することが可能であり、また、Z軸VCM18Z1〜18Z4それぞれの駆動力を異ならせることにより、ステージ本体部122BをY粗動ステージ123Yに対して、X軸回りの回転方向(θx方向)、及び/又はY軸回りの回転方向(θy方向)に微小駆動することが可能である。なお、図16には、ステージ本体部122Bの+X側、−Y側の側面にX軸VCM、Y軸VCMが配置されたものが示されているが、ステージ本体部122Bの3辺又は4辺にボイスコイルモータを分散させて配置しても良い。また、各ボイスコイルモータは、磁石ユニットと電機子ユニットとが、少なくとも一部上記と逆の位置関係になっていても良い。また、Z軸VCMは、微動ステージ21をZ軸方向、θx方向、及び/又はθy方向に駆動できれば良く、従って、同一直線上に無い3点でZ方向に駆動力を発生できるように、少なくとも3つが設けられていれば良い。In the
次に、自重キャンセル装置127と、自重キャンセル装置127を揺動自在に支持するレベリング装置180について、図17〜図19に基づいて説明する。
Next, the self-
自重キャンセル装置127は、図17に示されるように、Y粗動ステージ123Yに形成された貫通孔123Ya内に挿入されている。また、自重キャンセル装置127は、図18に示されるように、筐体170、空気バネ71、及びスライド部173を含む。
As shown in FIG. 17, the self-weight cancel
ここで、第2の実施形態の微動ステージ221のステージ本体部122Bは、図17に示されるように、内部に空間部を有する(中空の)箱形の部材から成り、その下面中央部に開口部が形成されている。筐体170は、Z軸方向に平行に延設された有底の筒状部材から成り、その上端部(+Z側の端部)は、図17に示されるように、微動ステージ221のステージ本体部122Bの下面に形成された開口部を介して、ステージ本体部122Bの内部に挿入されている。筐体170の周壁の内側には、図18に示されるように、複数(図18では4つ)のエアパッド78が配置され、これらのエアパッド78のそれぞれは、ボールジョイント72を介して筐体170の周壁に取り付けられている。
Here, as shown in FIG. 17, the stage
筐体170の下面には、図18に示されるように、多面体部材175(図19参照)が固定されている。多面体部材175は、図19に示されるように三角錐状部材の各先端部を平坦にしたような外形形状、すなわち前述した第1の実施形態の多面体部材50と同様の形状を有している。多面体部材175は、その底面が筐体170の下面に対向している。自重キャンセル装置127は、この多面体部材175を介して、ステージベース12上で後述するレベリング装置180に揺動自在に(θx方向及びθy方向に所定量回転自在に)に支持される。空気バネ71は、上記第1の実施形態の空気バネ71(図4参照)と実質的に同じ物である。
A polyhedral member 175 (see FIG. 19) is fixed to the lower surface of the
スライド部173は、筐体170の内部に収容された筒状の部材であり、その外周面が前述した複数のエアパッド78それぞれと所定のクリアランスを介して対向している。スライド部173の上端部には、図18に示されるように、円盤状の取付部材173aが固定されており、取付部材173aは、円盤状のスペーサ129を介して微動ステージ221のステージ本体部122Bに固定されている(図17参照)。従って、前述のXY駆動用VCM18によって微動ステージ221がXY平面内で駆動されると、自重キャンセル装置127は、これに追従して微動ステージ221と一体にXY平面内を移動する。なお、スペーサ129は、必ずしも設けなくても良い。
The
ここで、本第2の実施形態のステージ装置111では、自重キャンセル装置127のスライド部173が微動ステージ221に固定されているので、図17に示されるように、XY駆動用VCM18の駆動対象物である微動ステージ221とスライド部173とのZ軸方向に関する合成重心位置CGは、微動ステージ221の単体でのZ軸方向に関する重心位置CG´よりもステージベース12側(−Z側)に下がっている。そして、前述したように、XY駆動用VCM18は、合成重心位置CGを含むXY平面に平行な面上で、X軸及びY軸方向に駆動力(図17の黒塗りの矢印参照)を発生する。
Here, in the
レベリング装置180は、図18に示されるように、前述の自重キャンセル装置127の一部(概ね下半分)を収容するケーシング181を備えている。ケーシング181は、有底の筒状に形成され、その内径寸法は、自重キャンセル装置127の筐体170の外径寸法よりも大きく設定されている。ケーシング181の内周面と自重キャンセル装置127の外周面との間には、所定のすきまが形成されている。ケーシング181は、Y粗動ステージ123Yの開口123Ya及びX粗動ステージ23Xの開口23Xa(図18では不図示。図17参照)内に挿入されている。ケーシング181の上端部近傍の外周面には、+X方向、−X方向それぞれに延びる2本のXアーム状部材184と、図17及び図18では図示が省略されているが、+Y方向、−Y方向それぞれに延びる2本のYアーム状部材(以下、4本のアーム状部材を併せて単にアーム状部材184と呼ぶ)とが固定されている。図17に示されるように、これら4本のアーム状部材184それぞれの先端部上面には、プローブ部92が固定されている。このプローブ部92に対向して、微動ステージ221の本体部122Bには、図17に示されるように、ターゲット部93が配置されている。本第2の実施形態では、これらプローブ部92とターゲット部93とを含んで、上記第1の実施形態と同様の静電容量センサから成るZセンサ94(図4参照)が構成されている。なお、例えば、ケーシング181を平板形状とし、4本のアーム状部材をL字型形状とする構成でも良い。また、アーム状部材をY粗動ステージ23Yの下方に配置しても良く、この場合、Y粗動ステージY23YにZ軸方向に貫通する孔部を形成し、この孔部を介して(Y粗動ステージ23Yに邪魔されないように)Zセンサ94を構成しても良い。Zセンサ94は、静電容量センサに限らず、その他のセンサ、例えばレーザ干渉計、レーザ変位計などによって構成することもできる。
As shown in FIG. 18, the
ケーシング181の下面には、ボールジョイント185を介して、複数、例えば3つのエアパッド186(ただし図17及び図18では3つのうちの一つのエアパッドが省略されている)が取り付けられている。エアパッド186は、ステージベース12の上面に図示しない気体供給装置から供給された加圧気体を噴出することによって、所定のクリアランスを介してケーシング181をステージベース12上面から浮上させる気体静圧軸受を構成する。
A plurality of, for example, three air pads 186 (however, one of the three air pads is omitted in FIGS. 17 and 18) are attached to the lower surface of the casing 181 via a ball joint 185. The
ケーシング181の内部における最下部には、自重キャンセル装置127の筐体170の下面に固定された多面体部材175(図19参照)の各側面に対向して配置された、3つのエアパッド182(ただし、図18では、3つのエアパッド182のうち、一つの図示が省略されている)が配置されている。以下、前述したエアパッド186と区別するため、エアパッド182をレベリングパッド182とも称して説明する。3つのレベリングパッド182それぞれは、ボールジョイント(又はヒンジジョイント)183を介してケーシング181に揺動可能に取り付けられている。各レベリングパッド182は、図示しない気体供給装置から供給される加圧気体を多面体部材175の各側面に噴出することによって、所定のクリアランスを介して、自重キャンセル装置127を所定のレベリング中心点を中心に揺動可能に非接触支持する気体静圧軸受を構成する。ここで、図18に示されるように、レベリング装置180のレベリング中心点は、前述した微動ステージ221とスライド部173との合成重心位置CGの近傍(又は合成重心位置CGに一致する位置)に配置されている。なお、図18に示される自重キャンセル装置127を垂直に支持した状態では、各レベリングパッド182の仰角(軸受面の法線とXY平面(水平面)とが成す角度)は、例えば70°程度に設定されている。ただし、3つのレベリングパッド182それぞれは、ケーシング181にボールジョイント183を介して接続されており、その仰角は、微少範囲で可変である。従って、Z軸VCM18Zを介して、例えば微動ステージ221をθx方向(及び/又はθy方向)に駆動した場合であっても、3つのレベリングパッド182と多面体部材175の各側面とのクリアランスは、略平行な状態が保たれる。
In the lowermost part of the casing 181, there are three air pads 182 (provided that face each side surface of a polyhedral member 175 (see FIG. 19) fixed to the lower surface of the
本第2の実施形態のステージ装置111では、微動ステージ221がXY平面に沿って移動すると、自重キャンセル装置127のスライド部173が、微動ステージ221と一体にXY平面に平行に移動する。このとき、自重キャンセル装置127では、スライド部173と筐体170との間隔がエアパッド78によって一定に保たれるので、スライド部173がXY平面に平行に移動すると、これに追従して筐体170もXY平面に平行に移動する。そして、筐体170の下面に固定された多面体部材175の各側面部と、レベリング装置180のエアパッド182とのクリアランスが略一定に保たれることから、レベリング装置180のケーシング181は、自重キャンセル装置127に追従してXY平面に平行に移動する。すなわち、本実施形態のステージ装置111では、微動ステージ221、自重キャンセル装置127、及びレベリング装置180は、XY平面に平行な方向に関して、一体的に移動するように構成されている。
In the
ここで、液晶露光装置では、仮に露光対象である基板が大型化すると、これに伴って基板を保持する基板テーブル22A(図17参照)を大型化する必要がある。一方、基板テーブル22Aが大型化すると、それに伴う重量増によって、微動ステージ221の重心位置が高くなる(場合によっては重心位置が基板テーブル22A内となる)。しかし、上述のように微動ステージ221の重心位置が高くなると、微動ステージ221を重心駆動するためにXY駆動用VCM18をステージ本体部122Bの外部(側方)に配置することが困難になる。これに対し、本第2の実施形態のステージ装置111では、図18に示されるように、ステージ本体部122Bに自重キャンセル装置127のスライド部173が固定されており、XY駆動用VCM18の駆動対象物(微動ステージ221及びスライド部173)の重心位置CGが、微動ステージ221単体の重心位置CG´よりも低くなっている。従って、基板が大型化しても、XY駆動用VCM18をステージ本体部122Bの側方に配置することができ、すなわち微動ステージ221を容易に重心駆動することができる。従って、微動ステージ221の位置制御を高精度で行うことができる。
Here, in the liquid crystal exposure apparatus, if the substrate to be exposed is enlarged, the substrate table 22A (see FIG. 17) that holds the substrate needs to be enlarged accordingly. On the other hand, when the substrate table 22A is enlarged, the center of gravity position of the
また、本第2の実施形態のステージ装置11では、自重キャンセル装置127の一部(スライド部73)がステージ本体部122Bに固定され、微動ステージ221と自重キャンセル装置127とがステージベース12上を一体的に移動する構成であるので、自重キャンセル装置127を微動ステージ221に連動させるための部材(例えば、Y粗動ステージ123Yと自重キャンセル装置127の筐体170とを接続する部材)が不要となり、ステージ装置111の構成をシンプルにすることができる。また、自重キャンセル装置127に対してY粗動ステージ123Yなどから振動(外乱)が伝わらないので、自重キャンセル装置127の動作が安定する。
Further, in the
また、本第2の実施形態のレベリング装置180は、自重キャンセル装置127の下端部を支持する構成であるので、レベリング中心点(微動ステージ221とスライド部73との合成重心位置CGの近傍)と、レベリングパット182(自重キャンセル装置127の支持位置)とが離間している。そして、レベリングパット182は、レベリング中心点から離れるほど仰角を大きく設定でき、これによって、レベリング装置180の支持力(自重キャンセル装置127及び微動ステージ221を持ち上げる力)を大きくすることができる。図20は、レベリング装置180の支持力の大きさを説明するための図であり、レベリングパット、多面体部材、微動ステージなどの配置は、本実施形態のステージ装置111とは異なっているが、ここでは、便宜上、本実施形態のステージ装置111と同じ符号を付して説明する。図20に示されるように、3つのレベリングパッド182(図20では3つのレベリングパット182のうちのひとつは図示を省略する)が微動ステージ221を浮上させる力Fは、F=3(N・sinθ−f・cosθ)、ただし、θはレベリングパッド182の仰角、fはレベリングパッド182と多面体部材175との間の摩擦力、Nはレベリングパット182のパッド面(軸受面)に垂直な方向の力である。
Further, since the
ここで、本第2の実施形態では、レベリングパット182は、多面体部材175を空気(摩擦係数≒0)を介して非接触支持するので、F=3・N・sinθとなる。従って、レベリングパッド182の仰角が大きくなる程、微動ステージ221及び自重キャンセル装置127を持ち上げる力が大きくなる。前述のように、本実施形態のレベリング装置180は、自重キャンセル装置127の下方に配置され、且つそのレベリング中心点が微動ステージ221とスライド部73との合成重心位置CGの近傍に配置されているので、レベリングパッド182の仰角を大きく設定できる。従って、微動ステージ221が大型化してその重量が増大しても、確実にステージベース12上で微動ステージ221及び自重キャンセル装置127を支持できる。
Here, in the second embodiment, the
なお、本実施形態のレベリング装置180では、レベリングパッド182の仰角(本実施形態では、例えば70°)が大きい分、例えば微動ステージ221が急加速、急減速した場合(例えば緊急停止時)などに慣性力によってレベリングパッド182が多面体部材175から外れる可能性がある。図21(A)及び図21(B)は、レベリングパッド182が多面体部材175から外れない条件を説明するための図である。図21(A)を用いて説明すると、レベリング装置180による支持対象物(微動ステージ221,自重キャンセル装置127など)の総重量P(例えば、10000N)のうち、レベリングパット182の軸受面に垂直に作用する分力P1は、2・P1・cosτ=Pより、P1=P/(2・cosτ)となる。また、図21(B)に示されるように、微動ステージ221が水平方向に(XY平面内で)移動した際に、多面体部材175を介してレベリングパット182に作用する水平方向の力(例えば急加減速時の慣性力)をFxとすると、レベリングパッド182が多面体部材175から外れない条件は、(P1+Fx・sinτ)×μ>Fx・cosτ−P・sinτとなる。
In the
ここで、空気の摩擦係数μを0とすると、上式はFx<P・sinτ/cosτとなる。本実施形態では、P=10000N、τ=20°であるので、これを代入すると、Fx<約3640Nとなる。すなわち、水平荷重Fxが3640N未満であれば、レベリングパッド182が多面体部材175から外れることがない。なお、本実施形態では、レベリング装置180(ケーシング181、アーム状部材184、ボールジョイント185、エアパッド186など)の質量mは、例えば200kg程度となっている。従って、Fx=3640Nの場合、Fx=m・αより、α=1820m/s2となり、微動ステージ221が水平方向に移動する際、その加減速度が約1.8Gまでであれば、レベリング装置180は、自重キャンセル装置127を支持できる。なお、レベリングパット182の仰角θ、レベリング装置180の質量mなどは、例えば微動ステージ221が急停止した場合に想定される慣性力(加減速度)などを考慮して適宜設定すると良い。Here, when the friction coefficient μ of air is 0, the above equation becomes Fx <P · sinτ / cosτ. In this embodiment, P = 10000N and τ = 20 °, so if this is substituted, Fx <about 3640N. That is, if the horizontal load Fx is less than 3640 N, the
また、上記第1及び第2の実施形態では、自重キャンセル装置27、127は、心柱とも呼ばれる一本の柱状部材であったが、自重キャンセル装置27、127の形状は、これに限定されない。また、心柱型の自重キャンセル装置を用いる場合、その数は、一本に限定されず、複数本であっても良い。また、上記第1の実施形態において、自重キャンセル装置27は、ステージベース12上に非接触支持されたが、これに限らず接触支持されても良い。また、自重キャンセル装置27は、レベリング装置76を非接触支持したが、これに限らず接触支持しても良い。また、自重キャンセル装置は、レベリング装置を介さず、微動ステージを直接支持しても良く、その支持方法も接触支持、非接触支持のいずれでも良い。また、上記第2の実施形態において、自重キャンセル装置127は、レベリング装置180に非接触支持されたが、これに限らず接触支持されても良い。また、レベリング装置180は、ステージベース12上に非接触支持されたが、これに限らず接触支持されても良い。
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the self-
なお、上記第1及び第2の実施形態において、照明光として、例えばDFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、固体レーザ(波長:355nm、266nm)などを使用しても良い。 In the first and second embodiments, as the illumination light, for example, infrared or visible single wavelength laser light oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is used, for example, erbium (or erbium and ytterbium Both of them may be amplified with a fiber amplifier doped and then a harmonic wave converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used. A solid laser (wavelength: 355 nm, 266 nm) or the like may be used.
また、上記第1及び第2の実施形態では、投影光学系PLが、複数本の投影光学ユニット(モジュール)を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学ユニットの本数はこれに限らず、1本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。 In the first and second embodiments, the case where the projection optical system PL is a multi-lens projection optical system including a plurality of projection optical units (modules) has been described. The number is not limited to this and may be one or more. The projection optical system is not limited to a multi-lens projection optical system, and may be a projection optical system using an Offner type large mirror.
また、上記第1及び第2の実施形態では投影光学系PLとして、投影倍率が等倍のものを用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系は縮小系及び拡大系のいずれでも良い。 In the first and second embodiments, the case where the projection optical system PL has the same projection magnification has been described. However, the present invention is not limited to this, and the projection optical system may be either a reduction system or an enlargement system. good.
なお、上記第1及び第2の実施形態においては、光透過性のマスク基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第6,778,257号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク(可変成形マスク)、例えば、非発光型画像表示素子(空間光変調器とも呼ばれる)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)を用いる可変成形マスクを用いても良い。 In the first and second embodiments, a light transmissive mask in which a predetermined light shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light transmissive mask substrate is used. Instead, for example, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257, an electronic mask (variable) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed. For example, a variable shaping mask using a DMD (Digital Micro-mirror Device) which is a kind of non-light-emitting image display element (also called a spatial light modulator) may be used.
なお、上記各実施形態のステージ装置(11)は、サイズ(外径、対角線、一辺の少なくとも1つを含む)が500mm以上の基板、例えば液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ(FPD)用の大型基板を露光する露光装置に対して適用することが特に有効である。これは、上記各実施形態のステージ装置は、基板の大型化に対応すべく、レベリング装置、自重キャンセル装置、レベリングロック装置、保護装置、ジャッキストッパ装置、重心ストッパ装置等を備えているからである。 The stage device (11) of each of the embodiments described above is a large substrate for a flat panel display (FPD) such as a substrate having a size (including at least one of an outer diameter, a diagonal line, and one side) of 500 mm or more, for example, a liquid crystal display element. It is particularly effective to apply to an exposure apparatus that exposes a substrate. This is because the stage device of each of the above embodiments includes a leveling device, a self-weight cancel device, a leveling lock device, a protection device, a jack stopper device, a gravity center stopper device, and the like in order to cope with an increase in the size of the substrate. .
なお、上記第1及び第2の実施形態では、プレートのステップ・アンド・スキャン動作を伴う走査型露光を行う投影露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明は、投影光学系を用いない、プロキシミティ方式の露光装置にも適用することができる。また、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(いわゆるステッパ)あるいはステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用することができる。 In the first and second embodiments described above, the case where the present invention is applied to a projection exposure apparatus that performs scanning exposure with a step-and-scan operation of a plate has been described. The present invention can also be applied to a proximity type exposure apparatus that does not use a projection optical system. The present invention can also be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus (so-called stepper) or a step-and-stitch type exposure apparatus.
また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。なお、露光対象となる物体はガラスプレートに限られるものでなく、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、シリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置として、例えば米国特許出願公開第2005/0259234号明細書などに開示される、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などに本発明を適用しても良い。 Further, the use of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate. For example, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, a thin film magnetic head, a micromachine, a DNA chip, etc. The present invention can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing. Moreover, in order to manufacture not only microdevices such as semiconductor elements but also masks or reticles used in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. The object to be exposed is not limited to the glass plate, and may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, a film member, or mask blanks. Further, as an exposure apparatus for transferring a circuit pattern onto a silicon wafer or the like, for example, an immersion type exposure in which a liquid is filled between a projection optical system and a wafer as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2005/0259234. The present invention may be applied to an apparatus or the like.
また、例えば国際公開第2001/035168号に開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置(リソグラフィシステム)にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, International Publication No. 2001/035168, the present invention is also applied to an exposure apparatus (lithography system) that forms line and space patterns on a wafer by forming interference fringes on the wafer. The invention can be applied.
なお、本発明は、露光装置に限らず、例えばインクジェット式の機能性液体付与装置を備えた素子製造装置にも適用しても良い。 The present invention is not limited to the exposure apparatus, and may be applied to an element manufacturing apparatus provided with, for example, an ink jet type functional liquid application apparatus.
なお、これまでの説明で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。 It should be noted that all publications relating to the exposure apparatus and the like cited in the above description, international publication, US patent application specification and US patent specification disclosure are incorporated herein by reference.
《デバイス製造方法》
次に、上記第1、第2の実施形態の液晶露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法について説明する。上記第1、第2の実施形態の液晶露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることができる。図14は、上記第1、第2の実施形態の液晶露光装置を用いてプレート上に所定のパターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を説明するためのフローチャートである。<Device manufacturing method>
Next, a microdevice manufacturing method using the liquid crystal exposure apparatus according to the first and second embodiments in a lithography process will be described. In the liquid crystal exposure apparatuses of the first and second embodiments, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). it can. FIG. 14 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display element as a micro device by forming a predetermined pattern on a plate using the liquid crystal exposure apparatus of the first and second embodiments. is there.
図14のステップ202のパターン形成工程では、上述した液晶露光装置を用いて、パターン像を感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に形成する、いわゆる光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成される。
In the pattern forming process in
次に、ステップ204のカラーフィルタ形成工程において、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、又はR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程(ステップ204)の後に、ステップ206のセル組み立て工程が実行される。ステップ206のセル組み立て工程では、パターン形成工程にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。
Next, in the color filter forming process in
ステップ206のセル組み立て工程では、例えば、パターン形成工程にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。その後、ステップ208のモジュール組立工程にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。
In the cell assembly process of
この場合、パターン形成工程において、上記第1,第2の実施形態の液晶露光装置を用いて高スループットでプレートの露光が行われるので、結果的に、液晶表示素子の生産性を向上させることができる。 In this case, since the plate is exposed at a high throughput using the liquid crystal exposure apparatuses of the first and second embodiments in the pattern forming step, as a result, the productivity of the liquid crystal display element can be improved. it can.
以上説明したように、本発明の移動体装置は、移動体を制御するのに適している。また、本発明の露光装置は、物体にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、液晶表示素子又は半導体素子などのマイクロデバイスを製造するのに適している。 As described above, the mobile device of the present invention is suitable for controlling a mobile body. The exposure apparatus of the present invention is suitable for forming a pattern on an object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing a micro device such as a liquid crystal display element or a semiconductor element.
Claims (15)
前記移動体を下方から揺動自在に支持するレベリング装置と;
前記レベリング装置を介して、前記移動体の自重を支持する自重支持装置と;
前記移動体及び前記レベリング装置の一方に設けられた可動部材を含み、該可動部材を前記移動体及びレベリング装置の他方に当接させることによって、前記移動体の揺動を機械的に制限するロック装置と;を備える移動体装置。 A moving body that moves along a predetermined two-dimensional plane parallel to the horizontal plane;
A leveling device for swingably supporting the movable body from below;
A self-weight support device that supports the self-weight of the movable body via the leveling device;
A lock that includes a movable member provided on one of the movable body and the leveling device, and mechanically restricts swinging of the movable body by bringing the movable member into contact with the other of the movable body and the leveling device. A mobile device comprising: a device;
前記可動部材は、その先端部に前記2次元平面に対して傾斜する傾斜面を有し、前記2次元平面に平行に移動して前記傾斜面を前記移動体及びレベリング装置の他方に押し当てることにより前記移動体の揺動を制限する移動体装置。 The mobile device according to claim 1,
The movable member has an inclined surface that is inclined with respect to the two-dimensional plane at a tip portion thereof, and moves in parallel with the two-dimensional plane to press the inclined surface against the other of the moving body and the leveling device. A moving body device that restricts swinging of the moving body.
前記ロック装置は、前記2次元平面内の同一直線上に無い少なくとも3点で前記移動体の揺動を制限する移動体装置。 The mobile device according to claim 1 or 2,
The locking device is a moving body device that restricts swinging of the moving body at at least three points that are not on the same straight line in the two-dimensional plane.
前記ロック装置により前記移動体の揺動が制限された状態で、前記レベリング装置に対し、前記可動部材を介して前記2次元平面に交差する方向に所定の荷重以上の荷重が作用した場合に、該荷重を吸収する保護装置をさらに備える移動体装置。 In the mobile device as described in any one of Claims 1-3,
When a load more than a predetermined load acts on the leveling device in a direction intersecting the two-dimensional plane via the movable member in a state where the swing of the moving body is limited by the locking device, A mobile device further comprising a protection device for absorbing the load.
前記保護装置は、その一部の構成部材の位置又は形状が変化することで前記荷重を吸収する移動体装置。 The mobile device according to claim 4,
The protection device is a mobile device that absorbs the load by changing the position or shape of some of the constituent members.
前記レベリング装置は、前記移動体を非接触支持する移動体装置。 In the mobile device as described in any one of Claims 1-5,
The leveling device is a moving body device that supports the moving body in a non-contact manner.
前記レベリング装置は、前記自重支持装置に非接触支持される移動体装置。 In the mobile device according to any one of claims 1 to 6,
The leveling device is a mobile device that is supported in a non-contact manner by the self-weight support device.
前記移動体に固定され、第1係合部を含む第1部材と、前記移動体の下面に対向して配置された対向部材に固定され、前記第1係合部に係合可能な第2係合部を含む第2部材と、を有し、前記第1及び第2係合部を係合させて、前記移動体と前記対向部材との少なくとも互いに接近する方向への相対移動を機械的に制限するストッパ装置を、さらに備える移動体装置。 In the moving body device according to any one of claims 1 to 7,
A second member fixed to the moving body and including a first engaging portion, and a second member fixed to an opposing member disposed to face the lower surface of the moving body and engageable with the first engaging portion. A second member including an engaging portion, and engaging the first and second engaging portions to mechanically move the movable body and the opposing member in a direction approaching each other at least. A mobile device further provided with a stopper device limited to
前記自重支持装置は、前記2次元平面に平行なベース上に非接触支持される移動体装置。 In the mobile device according to any one of claims 1 to 8 ,
The self-weight support device is a mobile device that is supported in a non-contact manner on a base parallel to the two-dimensional plane.
前記物体にエネルギビームを照射することによって所定のパターンを形成するパターン形成装置と;を備える露光装置。 The moving body device according to any one of claims 1 to 9 , wherein an object is placed on the moving body;
An exposure apparatus comprising: a pattern forming apparatus that forms a predetermined pattern by irradiating the object with an energy beam.
前記物体は、サイズが500mm以上の基板を含む露光装置。 The exposure apparatus according to claim 10 , wherein
The object is an exposure apparatus including a substrate having a size of 500 mm or more.
前記物体は、フラットパネルディスプレイ用の基板を含む露光装置。 The exposure apparatus according to claim 10 , wherein
The object is an exposure apparatus including a substrate for a flat panel display.
前記露光された物体を現像することと;を含むデバイス製造方法。 Exposing an object using the exposure apparatus according to any one of claims 10 to 12 ,
Developing the exposed object. A device manufacturing method comprising:
前記移動体の揺動をロック装置により機械的に制限することを含む露光装置のメンテナンス方法。 A first moving body that holds an object and moves along a predetermined two-dimensional plane parallel to the horizontal plane, a leveling device that supports the first moving body so as to be swingable from below, and a lower surface of the first moving body A self-weight support device that is provided on a second moving body that is disposed opposite to and supports the self-weight of the moving body via the leveling device.
An exposure apparatus maintenance method comprising mechanically limiting swinging of the movable body by a lock device.
前記第1移動体と前記第2移動体との少なくとも互いに接近する方向への相対移動をストッパ装置により機械的に制限することをさらに含む露光装置のメンテナンス方法。 The exposure apparatus maintenance method according to claim 14 ,
An exposure apparatus maintenance method, further comprising mechanically restricting relative movement between the first moving body and the second moving body in a direction in which the first moving body and the second moving body are close to each other by a stopper device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010533831A JP5316820B2 (en) | 2008-10-15 | 2009-10-15 | Mobile device, exposure apparatus, device manufacturing method, and exposure apparatus maintenance method |
Applications Claiming Priority (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008266121 | 2008-10-15 | ||
JP2008266135 | 2008-10-15 | ||
JP2008266133 | 2008-10-15 | ||
JP2008266135 | 2008-10-15 | ||
JP2008266121 | 2008-10-15 | ||
JP2008266133 | 2008-10-15 | ||
JP2008325268 | 2008-12-22 | ||
JP2008325268 | 2008-12-22 | ||
PCT/JP2009/005376 WO2010044267A1 (en) | 2008-10-15 | 2009-10-15 | Moving body apparatus, exposure apparatus, device manufacturing method, assembling method and maintaining method for moving body apparatus, and adjusting method, maintaining method, and assembling method for exposure apparatus |
JP2010533831A JP5316820B2 (en) | 2008-10-15 | 2009-10-15 | Mobile device, exposure apparatus, device manufacturing method, and exposure apparatus maintenance method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2010044267A1 JPWO2010044267A1 (en) | 2012-03-15 |
JP5316820B2 true JP5316820B2 (en) | 2013-10-16 |
Family
ID=42106437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010533831A Active JP5316820B2 (en) | 2008-10-15 | 2009-10-15 | Mobile device, exposure apparatus, device manufacturing method, and exposure apparatus maintenance method |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5316820B2 (en) |
KR (1) | KR101670673B1 (en) |
TW (1) | TWI521311B (en) |
WO (1) | WO2010044267A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102181614B1 (en) * | 2010-09-07 | 2020-11-23 | 가부시키가이샤 니콘 | Exposure apparatus, movable body apparatus, flat-panel display manufacturing method, and device manufacturing method |
JP5772196B2 (en) * | 2011-05-09 | 2015-09-02 | 株式会社ニコン | Mobile device, exposure apparatus, flat panel display manufacturing method, device manufacturing method, and mobile device assembly method. |
JP5991823B2 (en) * | 2012-02-14 | 2016-09-14 | 株式会社日本マイクロニクス | Electrical connection device and method of assembling the same |
KR101228622B1 (en) * | 2012-10-15 | 2013-02-01 | 마이다스시스템주식회사 | Stage leveling device for mask aligner |
CN111352312B (en) | 2020-04-29 | 2021-09-07 | 中国科学院光电技术研究所 | Multifunctional photoetching device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004363259A (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Canon Inc | Positioning apparatus and exposure system |
JP2006086442A (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nikon Corp | Stage device and exposure device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006253572A (en) | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Nikon Corp | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
-
2009
- 2009-10-15 WO PCT/JP2009/005376 patent/WO2010044267A1/en active Application Filing
- 2009-10-15 TW TW098134890A patent/TWI521311B/en active
- 2009-10-15 JP JP2010533831A patent/JP5316820B2/en active Active
- 2009-10-15 KR KR1020117010676A patent/KR101670673B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004363259A (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Canon Inc | Positioning apparatus and exposure system |
JP2006086442A (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nikon Corp | Stage device and exposure device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201019052A (en) | 2010-05-16 |
KR101670673B1 (en) | 2016-10-31 |
KR20110084913A (en) | 2011-07-26 |
WO2010044267A1 (en) | 2010-04-22 |
TWI521311B (en) | 2016-02-11 |
JPWO2010044267A1 (en) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6016198B2 (en) | Moving body apparatus, exposure apparatus, and moving method | |
JP5854336B2 (en) | Exposure equipment | |
JP6304509B2 (en) | Moving body apparatus, moving method, exposure apparatus, flat panel display manufacturing method, and device manufacturing method | |
WO2010122788A1 (en) | Moving-object apparatus, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP2017021361A (en) | Exposure apparatus, flat panel display manufacturing method, device manufacturing method, and exposure method | |
KR102228708B1 (en) | Moving body device, exposure device, flat panel display manufacturing method, and device manufacturing method | |
JP5316820B2 (en) | Mobile device, exposure apparatus, device manufacturing method, and exposure apparatus maintenance method | |
KR102126664B1 (en) | Mobile body device, exposure device, and device-manufacturing method | |
JP2013221961A (en) | Exposure method, manufacturing method of flat panel display, device manufacturing method and exposure device | |
JP2011232628A (en) | Movable body apparatus, exposure apparatus, device manufacturing method and manufacturing method of flat panel display | |
JP2011244608A (en) | Linear motor, mobile device, exposure device, device manufacturing method, and flat panel display manufacturing method | |
JP5578485B2 (en) | MOBILE DEVICE, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD | |
TWI693481B (en) | Exposure device, exposure method, flat panel display manufacturing method, and device manufacturing method | |
JP6197909B2 (en) | Mobile device | |
JP6774038B2 (en) | Exposure equipment and exposure method, flat panel display manufacturing method, and device manufacturing method | |
JP6508268B2 (en) | Mobile body apparatus, exposure apparatus, method of manufacturing flat panel display, and method of manufacturing device | |
JP2011242621A (en) | Support equipment, mobile device, exposure device, and device manufacturing method | |
JP2011133735A (en) | Maintenance method of moving object device, moving object device, exposure apparatus, and method for manufacturing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121012 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121012 |
|
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: 20130612 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130625 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5316820 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |