JP6774038B2 - Exposure equipment and exposure method, flat panel display manufacturing method, and device manufacturing method - Google Patents

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JP6774038B2 JP2019071246A JP2019071246A JP6774038B2 JP 6774038 B2 JP6774038 B2 JP 6774038B2 JP 2019071246 A JP2019071246 A JP 2019071246A JP 2019071246 A JP2019071246 A JP 2019071246A JP 6774038 B2 JP6774038 B2 JP 6774038B2
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本発明は、露光装置及び露光方法、並びにフラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、物体を第1方向へ移動させながら物体に対して照明光を照射し、物体を走査露光する露光装置及び露光方法、並びに露光装置を用いたフラットパネルディスプレイの製造方法、及び露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method, a method for manufacturing a flat panel display, and a method for manufacturing a device. More specifically, the object is irradiated with illumination light while moving the object in the first direction to obtain the object. The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method for scanning exposure, a method for manufacturing a flat panel display using the exposure apparatus, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.

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、マスク又はレチクル(以下、「マスク」と総称する)と、ガラスプレート又はウエハ(以下、「基板」と総称する)とを走査方向(スキャン方向)に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as liquid crystal display elements and semiconductor elements (integrated circuits, etc.), masks or reticle (hereinafter collectively referred to as "masks") and glass plates or wafers (hereinafter, hereinafter, "masks") are used. A step-and-scan type exposure apparatus that transfers a pattern formed on a mask onto a substrate using an energy beam while synchronously moving the “substrate”) along the scanning direction (scanning direction). It is used.

この種の露光装置としては、基板を保持する微動ステージが重量キャンセル装置により下方から支持されるとともに、該重量キャンセル装置のクロススキャン方向への移動をガイドするガイド部材が、重量キャンセル装置と共にスキャン方向に移動可能な基板ステージ装置を有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In this type of exposure device, a fine movement stage that holds the substrate is supported from below by the weight canceling device, and a guide member that guides the movement of the weight canceling device in the cross scan direction is provided together with the weight canceling device in the scanning direction. It is known to have a substrate stage device that can be moved to (see, for example, Patent Document 1).

ここで、近年の基板の大型化に伴い、基板ステージ装置は、大型化し、重量が増大する傾向にある。 Here, with the recent increase in the size of the substrate, the substrate stage device tends to increase in size and weight.

米国特許出願公開第2010/0266961号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2010/0266961

本発明の第1の態様によれば、物体を第1方向へ移動させながら前記物体に対して照明光を照射し、前記物体を走査露光する露光装置において、前記物体を保持する物体保持部と、前記物体保持部を支持する支持部と、前記支持部を非接触支持する第1ベースと、前記第1方向に交差する第2方向に関して、前記支持部及び前記第1ベースの両側に配置され、前記物体保持部を前記第1方向へ移動させる駆動部と、前記第2方向に関して、前記第1ベースの両側に配置された前記駆動部と前記第1ベースとの間にそれぞれ配置された一対の第2ベースと、前記第2ベースに非接触支持され、前記第1方向と前記第2方向とに交差する第3方向に関する前記物体保持部の位置を計測する計測部と、を備え、前記駆動部は、前記物体保持部に保持された前記物体に対する前記走査露光が行われるよう、前記物体保持部を支持する前記支持部を前記第1ベースに対して前記第1方向に相対移動させ、前記計測部は、前記走査露光中に、前記駆動部により前記第2ベースに対して前記第1方向へ相対移動され前記第3方向に関する前記物体保持部の位置を計測する露光装置が、提供される。 According to the first aspect of the present invention, in an exposure apparatus that irradiates an object with illumination light while moving the object in the first direction and scans and exposes the object, an object holding portion that holds the object. , A support portion that supports the object holding portion, a first base that non-contactly supports the support portion, and a second direction that intersects the first direction are arranged on both sides of the support portion and the first base. A pair of a driving unit that moves the object holding unit in the first direction and a pair of driving units arranged on both sides of the first base and the first base in the second direction. includes a second base, a non-contact supported by said second base, and a measuring unit for measuring the position of the object-holding portion about a third direction crossing the first direction and the second direction, wherein drive unit, so that the scanning exposure for the object held in front Symbol object-holding portion is performed, the relative movement in the first direction the support portion for supporting the object-holding portion relative to said first base is allowed, the measuring unit, in the scanning exposure, an exposure apparatus by the drive unit is relatively moved to said first direction with respect to the second base for measuring the position of the object-holding portion about the third direction, Provided.

本発明の第2の態様によれば、第1の態様に係る露光装置を用いて前記物体としてのフラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が、提供される。 According to the second aspect of the present invention, the exposure device according to the first aspect is used to expose the substrate used for the flat panel display device as the object, and to develop the exposed object. A method of manufacturing a flat panel display including, is provided.

本発明の第3の態様によれば、第1の態様に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including exposing the object using the exposure apparatus according to the first aspect and developing the exposed object. To.

本発明の第4の態様によれば、物体を第1方向へ移動させながら、前記物体に対して照明光を照射し、前記物体を走査露光する露光方法において、前記物体を保持する物体保持部を支持部に支持させることと、前記支持部を、前記第1ベースに非接触支持させることと、前記物体保持部を支持する前記支持部を、前記第1ベースに対して前記第1方向へ相対移動させ、前記物体保持部上の前記物体を前記走査露光することと、前記走査露光中に、前記第1方向に交差する第2方向に関して前記第1ベースの両側に配置された一対の第2ベースに対して、該第2ベースに非接触支持された計測部を前記第1方向へ相対移動させ、前記計測部により前記第1方向と前記第2方向とに交差する第3方向に関する前記物体保持部の位置を計測することと、を含む露光方法が、提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, in an exposure method in which an object is moved in a first direction, the object is irradiated with illumination light, and the object is scanned and exposed, an object holding unit that holds the object. The support portion is supported by the support portion, the support portion is non-contactly supported by the first base, and the support portion that supports the object holding portion is moved in the first direction with respect to the first base. A pair of firsts arranged on both sides of the first base with respect to a second direction intersecting the first direction during the scan exposure and the scanning exposure of the object on the object holding portion by relative movement. for two base, a non-contact supported measuring unit to the second base are relatively moved to said first direction, the about third direction intersecting to said first direction and the second direction by said measuring unit An exposure method including measuring the position of an object holding portion is provided.

第1の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematic the structure of the liquid crystal exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1の液晶露光装置が有する基板ステージ装置の側面図である。It is a side view of the substrate stage apparatus which the liquid crystal exposure apparatus of FIG. 1 has. 図1の液晶露光装置が有する基板ステージ装置の平面図である。It is a top view of the substrate stage apparatus which the liquid crystal exposure apparatus of FIG. 1 has. 図4(A)は、図3の基板ステージ装置のB−B線断面図、図4(B)は、図4(A)の基板ステージ装置から一部の要素を取り除いた図である。FIG. 4A is a sectional view taken along line BB of the substrate stage apparatus of FIG. 3, and FIG. 4B is a diagram in which some elements are removed from the substrate stage apparatus of FIG. 4A. 第1の実施形態の変形例(その1)に係る基板ステージ装置の平面図である。It is a top view of the substrate stage apparatus which concerns on the modification (the 1) of 1st Embodiment. 図6(A)は、図5のC−C線断面図、図6(B)は、図6(A)の基板ステージ装置から一部の要素を取り除いた図である。6 (A) is a sectional view taken along line CC of FIG. 5, and FIG. 6 (B) is a view in which some elements are removed from the substrate stage device of FIG. 6 (A). 第1の実施形態の変形例(その2)に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on the modification (the 2) of 1st Embodiment. 図7の基板ステージ装置のD−D線断面図である。It is a DD line sectional view of the substrate stage apparatus of FIG. 第1の実施形態の変形例(その3)に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on the modification (3) of the 1st Embodiment. 図9の基板ステージ装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation of the substrate stage apparatus of FIG. 第1の実施形態の変形例(その4)に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on the modification (the 4) of 1st Embodiment. 第1の実施形態の変形例(その5)に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on the modification (No. 5) of 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図13の基板ステージ装置のE−E線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line EE of the substrate stage apparatus of FIG. 図13の基板ステージ装置の平面図である。It is a top view of the substrate stage apparatus of FIG. 図15の基板ステージ装置のF−F線断面図である。FIG. 15 is a sectional view taken along line FF of the substrate stage apparatus of FIG. 図13の基板ステージ装置におけるZセンサの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the Z sensor in the substrate stage apparatus of FIG. 第2の実施形態の変形例(その1)に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on the modification (the 1) of the 2nd Embodiment. 図18のG−G線断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line GG of FIG. 第2の実施形態の変形例(その2)に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on the modification (the 2) of the 2nd Embodiment. 第2の実施形態の変形例(その3)に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on the modification (the 3) of the 2nd Embodiment. 図21のH−H線断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line HH of FIG. 第2の実施形態の変形例(その4)に係る基板ステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on the modification (the 4) of the 2nd Embodiment. 図23のI−I線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.

《第1の実施形態》
以下、第1の実施形態について、図1〜図4(B)に基づいて説明する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4 (B).

図1には、第1の実施形態に係る液晶露光装置10の構成が概略的に示されている。液晶露光装置10は、例えば液晶表示装置(フラットパネルディスプレイ)などに用いられる矩形(角型)のガラス基板P(以下、単に基板Pと称する)を露光対象物とするステップ・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 schematically shows the configuration of the liquid crystal exposure apparatus 10 according to the first embodiment. The liquid crystal exposure apparatus 10 is a step-and-scan system in which a rectangular (square) glass substrate P (hereinafter, simply referred to as a substrate P) used in, for example, a liquid crystal display device (flat panel display) is used as an exposure object. It is a projection exposure device, a so-called scanner.

液晶露光装置10は、照明系12、回路パターンなどが形成されたマスクMを保持するマスクステージ装置14、投影光学系16、装置本体18、表面(図1で+Z側を向いた面)にレジスト(感応剤)が塗布された基板Pを保持する基板ステージ装置20A、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクMと基板Pとが投影光学系16に対してそれぞれ相対走査される方向をX軸方向とし、水平面内でX軸に直交する方向をY軸方向、X軸及びY軸に直交する方向をZ軸方向とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転方向をそれぞれθx、θy、及びθz方向として説明を行う。 The liquid crystal exposure apparatus 10 resists the illumination system 12, the mask stage apparatus 14 holding the mask M on which the circuit pattern and the like are formed, the projection optical system 16, the apparatus main body 18, and the surface (the surface facing the + Z side in FIG. 1). It has a substrate stage device 20A for holding the substrate P coated with (sensitizer), a control system for these, and the like. Hereinafter, the direction in which the mask M and the substrate P are relatively scanned with respect to the projection optical system 16 during exposure is defined as the X-axis direction, and the directions orthogonal to the X-axis in the horizontal plane are defined as the Y-axis direction, the X-axis, and the Y-axis. The orthogonal directions will be the Z-axis direction, and the rotation directions around the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis will be the θx, θy, and θz directions, respectively.

照明系12は、例えば米国特許第5,729,331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。照明系12は、露光用の照明光ILをマスクMに照射する。照明光ILとしては、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)などの光(あるいは、上記i線、g線、h線の合成光)が用いられる。 The lighting system 12 is configured in the same manner as the lighting system disclosed in, for example, US Pat. No. 5,729,331. The illumination system 12 irradiates the mask M with the illumination light IL for exposure. As the illumination light IL, for example, light such as i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm) (or the composite light of the i-line, g-line, and h-line) is used.

マスクステージ装置14は、中央部に開口部が形成された板状の部材から成るマスクステージ14aを有している。マスクステージ14aは、上記開口部内に挿入されたマスクMの外周縁部を支持ハンド14bにより吸着保持する。マスクステージ14aは、装置本体18の一部である鏡筒定盤18aに固定された一対のステージガイド14c上に搭載され、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系(不図示)により走査方向(X軸方向)に所定の長ストロークで駆動されるとともに、Y軸方向、及びθz方向に適宜微少駆動される。マスクステージ14aのXY平面内の位置情報(θz方向の回転量情報を含む)は、鏡筒定盤18aに固定されたマスク干渉計14dにより、マスクステージ14aに固定されたバーミラー14eを用いて求められる。マスク干渉計14dには、Xマスク干渉計とYマスク干渉計とがそれぞれ複数含まれ、バーミラー14eには、Xマスク干渉計に対応するXバーミラーと、Yマスク干渉計に対応するYバーミラーとがそれぞれ含まれるが、図1では代表的にYマスク干渉計、及びYバーミラーのみが示されている。 The mask stage device 14 has a mask stage 14a made of a plate-shaped member having an opening formed in the central portion. The mask stage 14a attracts and holds the outer peripheral edge of the mask M inserted into the opening by the support hand 14b. The mask stage 14a is mounted on a pair of stage guides 14c fixed to a lens barrel platen 18a which is a part of the apparatus main body 18, and is mounted in a scanning direction (X) by, for example, a mask stage drive system (not shown) including a linear motor. It is driven with a predetermined long stroke in the axial direction), and is appropriately slightly driven in the Y-axis direction and the θz direction. The position information (including the rotation amount information in the θz direction) of the mask stage 14a in the XY plane is obtained by using the mask interferometer 14d fixed to the lens barrel surface plate 18a and using the bar mirror 14e fixed to the mask stage 14a. Be done. The mask interferometer 14d includes a plurality of X mask interferometers and a plurality of Y mask interferometers, and the bar mirror 14e includes an X bar mirror corresponding to the X mask interferometer and a Y bar mirror corresponding to the Y mask interferometer. Although included respectively, FIG. 1 typically shows only the Y-mask interferometer and the Y-bar mirror.

投影光学系16は、マスクステージ14aの下方に配置され、鏡筒定盤18aに支持されている。投影光学系16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に構成されている。すなわち、投影光学系16は、マスクMのパターン像の投影領域が千鳥状に配置された複数の投影光学系(マルチレンズ投影光学系)を含み、Y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、複数の投影光学系それぞれとしては、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。 The projection optical system 16 is arranged below the mask stage 14a and is supported by the lens barrel surface plate 18a. The projection optical system 16 is configured in the same manner as the projection optical system disclosed in, for example, US Pat. No. 6,552,775. That is, the projection optical system 16 includes a plurality of projection optical systems (multi-lens projection optical systems) in which the projection regions of the pattern image of the mask M are arranged in a staggered pattern, and is a single rectangular shape having the Y-axis direction as the longitudinal direction. It functions in the same way as a projection optical system with one image field. In the present embodiment, as each of the plurality of projection optical systems, for example, a system that forms an erect image with a telecentric equal-magnification system on both sides is used.

このため、照明系12からの照明光ILによってマスクM上の照明領域が照明されると、マスクMを通過した照明光により、投影光学系16を介してその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、基板P上の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、マスクステージ装置14と基板ステージ装置20Aとの同期駆動によって、照明領域(照明光IL)に対してマスクMを走査方向に相対移動させるとともに、露光領域(照明光IL)に対して基板Pを走査方向に相対移動させることで、基板P上の1つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクMに形成されたパターンが転写される。すなわち、液晶露光装置10では、照明系12及び投影光学系16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P上の感応層(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。 Therefore, when the illumination region on the mask M is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 12, the illumination light passing through the mask M causes the circuit pattern of the mask M in the illumination region via the projection optical system 16. The projected image (partially upright image) of is formed in the irradiation region (exposure region) of the illumination light IL conjugated to the illumination region on the substrate P. Then, by synchronously driving the mask stage device 14 and the substrate stage device 20A, the mask M is moved relative to the illumination region (illumination light IL) in the scanning direction, and the substrate P is relative to the exposure region (illumination light IL). By moving the light relative to the scanning direction, scanning exposure of one shot region on the substrate P is performed, and the pattern formed on the mask M is transferred to the shot region. That is, in the liquid crystal exposure apparatus 10, a pattern of the mask M is generated on the substrate P by the illumination system 12 and the projection optical system 16, and the sensitive layer (resist layer) on the substrate P is exposed by the illumination light IL on the substrate P. The pattern is formed.

装置本体18は、鏡筒定盤18a、一対のサイドコラム18b、基板ステージ架台18cを備えている。鏡筒定盤18aは、XY平面に平行な板状の部材から成り、上記マスクステージ装置14、及び投影光学系16を支持している。一対のサイドコラム18bは、一方が鏡筒定盤18aの+Y側の端部近傍を下方から支持し、他方が鏡筒定盤18aの−Y側の端部近傍を下方から支持している。サイドコラム18bは、XZ平面に平行な板状の部材から成り、クリーンルームの床11上に防振装置18dを介して設置されている。これにより、装置本体18(及びマスクステージ装置14、投影光学系16)が、床11に対して振動的に分離される。 The apparatus main body 18 includes a lens barrel surface plate 18a, a pair of side columns 18b, and a substrate stage mount 18c. The lens barrel surface plate 18a is composed of a plate-shaped member parallel to the XY plane, and supports the mask stage device 14 and the projection optical system 16. One of the pair of side columns 18b supports the vicinity of the + Y side end of the lens barrel surface plate 18a from below, and the other supports the vicinity of the −Y side end of the lens barrel surface plate 18a from below. The side column 18b is made of a plate-shaped member parallel to the XZ plane, and is installed on the floor 11 of the clean room via the vibration isolator 18d. As a result, the apparatus main body 18 (and the mask stage apparatus 14, the projection optical system 16) is oscillatedly separated from the floor 11.

基板ステージ架台18cは、XY平面に平行な板状の部材から成り、一対のサイドコラム18bの下端部近傍間に架設されている。図2に示されるように、基板ステージ架台18cは、Y軸方向に所定間隔で複数(本第1の実施形態では、例えば2つ)設けられている。基板ステージ架台18cの上面には、図3に示されるように、Y軸方向に延びるYリニアガイド19aがX軸方向に所定間隔で複数本(例えば2本)固定されている。 The substrate stage pedestal 18c is made of a plate-shaped member parallel to the XY plane, and is erected between the vicinity of the lower ends of the pair of side columns 18b. As shown in FIG. 2, a plurality of substrate stage mounts 18c are provided at predetermined intervals in the Y-axis direction (for example, two in the first embodiment). As shown in FIG. 3, a plurality of Y linear guides 19a extending in the Y-axis direction (for example, two) are fixed to the upper surface of the substrate stage mount 18c at predetermined intervals in the X-axis direction.

基板ステージ装置20Aは、複数(例えば3つ)のベースフレーム22、一対のXビーム24、粗動ステージ28、微動ステージ30(図3では不図示。図1参照)、重量キャンセル装置40、第1ステップガイド50、一対の第2ステップガイド54、及びターゲット用ステージ60を有している。 The substrate stage device 20A includes a plurality of (for example, three) base frames 22, a pair of X beams 24, a coarse movement stage 28, a fine movement stage 30 (not shown in FIG. 3, see FIG. 1), a weight canceling device 40, and a first. It has a step guide 50, a pair of second step guides 54, and a target stage 60.

例えば3つのベースフレーム22は、それぞれY軸方向に延びるYZ平面に平行な板状の部材から成り、X軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。なお、図1は、図2のA−A線断面図に相当するが、図面の錯綜を避ける観点から、ベースフレーム22の図示が省略されている。例えば3つのベースフレーム22のうち、第1のベースフレーム22は、+X側の基板ステージ架台18cの+X側に、第2のベースフレーム22は、−X側の基板ステージ架台18cの−X側に、第3のベースフレーム22は、例えば2つの基板ステージ架台18cの間に、それぞれ基板ステージ架台18cに対して所定のクリアランスを介した状態で床11(図2参照)上に設置されている。複数のベースフレーム22それぞれの上端面(+Z側の端部)には、Y軸方向に延びるYリニアガイド23aが固定されている。 For example, the three base frames 22 are each composed of plate-shaped members parallel to the YZ plane extending in the Y-axis direction, and are arranged parallel to each other at predetermined intervals in the X-axis direction. Note that FIG. 1 corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, but the base frame 22 is omitted from the viewpoint of avoiding confusion in the drawings. For example, of the three base frames 22, the first base frame 22 is on the + X side of the board stage mount 18c on the + X side, and the second base frame 22 is on the -X side of the substrate stage mount 18c on the -X side. The third base frame 22 is installed on the floor 11 (see FIG. 2), for example, between two substrate stage mounts 18c, with a predetermined clearance for each of the substrate stage mounts 18c. A Y linear guide 23a extending in the Y-axis direction is fixed to the upper end surface (+ Z side end) of each of the plurality of base frames 22.

一対のXビーム24は、それぞれX軸方向に延びるYZ断面矩形の部材から成り、Y軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。一対のXビーム24は、長手方向の両端部近傍、及び中央部それぞれがベースフレーム22に下方から支持されている。一対のXビーム24は、図2に示されるように、その下面における長手方向の両端部近傍それぞれにおいて、Y軸方向に延びる板状部材から成る接続部材24aにより互いに接続されている。また、Xビーム24の下面における長手方向の中央部には、スペーサ24bが取り付けられている。接続部材24a及びスペーサ24bの下面には、上記Yリニアガイド23aにスライド自在に係合するYスライド部材23bが固定されている。これにより、一対のXビーム24は、複数のベースフレーム22上でY軸方向に直進案内される。また、一対のXビーム24は、不図示のYアクチュエータ(例えばリニアモータ、送りねじ装置など)により、複数のベースフレーム22上で所定のストロークでY軸方向に駆動される。ここで、一対のXビーム24の下面のZ位置は、上記基板ステージ架台18cの上面に固定されたYリニアガイド19aの上端部のZ位置よりも+Z側に位置しており、一対のXビーム24は、基板ステージ架台18c(すなわち、装置本体18)に対して振動的に分離されている。 The pair of X-beams 24 are each composed of members having a rectangular cross section in YZ extending in the X-axis direction, and are arranged parallel to each other at predetermined intervals in the Y-axis direction. The pair of X beams 24 are supported by the base frame 22 from below in the vicinity of both ends in the longitudinal direction and in the center. As shown in FIG. 2, the pair of X beams 24 are connected to each other by connecting members 24a made of plate-shaped members extending in the Y-axis direction near both ends in the longitudinal direction on the lower surface thereof. Further, a spacer 24b is attached to the central portion in the longitudinal direction on the lower surface of the X beam 24. A Y slide member 23b that slidably engages with the Y linear guide 23a is fixed to the lower surfaces of the connecting member 24a and the spacer 24b. As a result, the pair of X beams 24 are guided straight in the Y-axis direction on the plurality of base frames 22. Further, the pair of X beams 24 are driven in the Y-axis direction by a Y actuator (for example, a linear motor, a feed screw device, etc.) (not shown) on a plurality of base frames 22 with a predetermined stroke. Here, the Z position of the lower surface of the pair of X beams 24 is located on the + Z side of the Z position of the upper end portion of the Y linear guide 19a fixed to the upper surface of the substrate stage mount 18c, and the pair of X beams The 24 is oscillated with respect to the substrate stage mount 18c (that is, the apparatus main body 18).

一対のXビーム24それぞれの上面には、図3に示されるように、X軸方向に延びるXリニアガイド25aが固定されている。また、一対のXビーム24それぞれの両側面は、X軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石を含むX固定子26aが固定されている。 As shown in FIG. 3, an X linear guide 25a extending in the X-axis direction is fixed to the upper surface of each of the pair of X beams 24. Further, on both side surfaces of each of the pair of X beams 24, X stators 26a including a plurality of permanent magnets arranged at predetermined intervals in the X-axis direction are fixed.

粗動ステージ28は、平面視(+Z方向から見て)矩形の板状部材から成り、上記一対のXビーム24上に搭載されている。粗動ステージ28の中央部には、開口部28aが形成されている。粗動ステージ28の下面には、図4(A)に示されるように、上記Xリニアガイド25aにスライド自在に係合し、該Xリニアガイド25aと共にXリニアガイド装置25を構成するXスライド部材25bが複数(ひとつのXリニアガイド25aにつき、例えば4つ)固定されている。これにより、粗動ステージ28は、一対のXビーム24上でX軸方向に直進案内される。 The coarse movement stage 28 is formed of a rectangular plate-shaped member in a plan view (viewed from the + Z direction), and is mounted on the pair of X beams 24. An opening 28a is formed in the central portion of the coarse movement stage 28. As shown in FIG. 4A, the lower surface of the coarse motion stage 28 is slidably engaged with the X linear guide 25a, and together with the X linear guide 25a, an X slide member constituting the X linear guide device 25. A plurality of 25b (for example, four for one X linear guide 25a) are fixed. As a result, the coarse motion stage 28 is guided straight in the X-axis direction on the pair of X beams 24.

また、粗動ステージ28の下面であって、上記開口部28a+Y側の領域、及び−Y側の領域それぞれには、一対のX可動子26bが固定板27を介して上記X固定子26aに対向して取り付けられている。X可動子26bは、コイルユニットを有し、対応するX固定子26aとともに粗動ステージ28を一対のXビーム24上でX軸方向に駆動するためのXリニアモータ26を構成している。また、粗動ステージ28は、上記Xリニアガイド装置25の作用により、一対のXビーム24に対するY軸方向への相対移動が制限されており、一対のXビーム24と一体的にY軸方向へ移動する。すなわち、一対のXビーム24と粗動ステージ28とは、いわゆるガントリ式の2軸ステージ装置を構成している。 Further, in the lower surface of the coarse movement stage 28, the region on the opening 28a + Y side and the region on the −Y side, a pair of X movers 26b face the X stator 26a via the fixing plate 27. It is attached. The X mover 26b has a coil unit, and together with the corresponding X stator 26a, constitutes an X linear motor 26 for driving the coarse movement stage 28 on the pair of X beams 24 in the X-axis direction. Further, the coarse movement stage 28 is restricted from moving relative to the pair of X beams 24 in the Y-axis direction by the action of the X linear guide device 25, and is integrated with the pair of X beams 24 in the Y-axis direction. Moving. That is, the pair of X-beams 24 and the coarse-moving stage 28 form a so-called gantry-type two-axis stage device.

図1に戻り、微動ステージ30は、高さの低い直方体状の部材から成り、粗動ステージ28の上方に配置されている。微動ステージ30の上面には、基板ホルダ32が固定されている。基板ホルダ32は、その上面に載置された基板Pを、例えば真空吸着により吸着保持する。なお、図3では、図面の錯綜を避ける観点から、微動ステージ30、及び基板ホルダ32の図示が省略されている。微動ステージ30の−Y側の側面には、ミラーベース33を介してY軸に直交する反射面を有するYバーミラー34yが固定されている。また、微動ステージ30の−X側の側面には、図2に示されるように、ミラーベース33を介してX軸に直交する反射面を有するXバーミラー34xが固定されている。 Returning to FIG. 1, the fine movement stage 30 is composed of a rectangular parallelepiped member having a low height, and is arranged above the coarse movement stage 28. A substrate holder 32 is fixed to the upper surface of the fine movement stage 30. The substrate holder 32 sucks and holds the substrate P placed on the upper surface thereof, for example, by vacuum suction. In FIG. 3, the fine movement stage 30 and the substrate holder 32 are not shown from the viewpoint of avoiding the complexity of the drawings. A Y bar mirror 34y having a reflecting surface orthogonal to the Y axis is fixed to the side surface of the fine movement stage 30 on the −Y side via a mirror base 33. Further, as shown in FIG. 2, an X bar mirror 34x having a reflecting surface orthogonal to the X axis is fixed to the side surface of the fine movement stage 30 on the −X side via a mirror base 33.

微動ステージ30は、粗動ステージ28に固定された固定子と、微動ステージ30に固定された可動子とから成る複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系により、粗動ステージ28上で3自由度方向(X軸、Y軸、θz方向)に微少駆動される。複数のボイスコイルモータには、例えば2つのXボイスコイルモータ36x(図1では不図示)、及び、例えば2つのYボイスコイルモータ36y(図2では不図示。図1参照)が含まれる。なお、図2において、例えば2つのXボイスコイルモータ36xは、紙面奥行き方向に重なっている。また、図1において、例えば2つのYボイスコイルモータ36yは、紙面奥行き方向に重なっている。 The fine movement stage 30 is 3 free on the coarse movement stage 28 by a fine movement stage drive system including a plurality of voice coil motors including a stator fixed to the coarse movement stage 28 and a mover fixed to the fine movement stage 30. It is slightly driven in the degree direction (X-axis, Y-axis, θz direction). The plurality of voice coil motors include, for example, two X voice coil motors 36x (not shown in FIG. 1) and, for example, two Y voice coil motors 36y (not shown in FIG. 2, see FIG. 1). In FIG. 2, for example, two X voice coil motors 36x overlap each other in the depth direction of the paper surface. Further, in FIG. 1, for example, two Y voice coil motors 36y overlap each other in the depth direction of the paper surface.

微動ステージ30は、上記複数のボイスコイルモータが発生する推力(電磁力)によって、粗動ステージ28に非接触で誘導され、これにより、その粗動ステージ28と共にX軸方向、及び/又はY軸方向に所定のストロークで移動する。また、微動ステージ30は、複数のボイスコイルモータにより粗動ステージ28に対して上記3自由度方向に適宜微少駆動される。 The fine movement stage 30 is guided to the coarse movement stage 28 in a non-contact manner by the thrust (electromagnetic force) generated by the plurality of voice coil motors, whereby the coarse movement stage 28 and the X-axis direction and / or the Y-axis are induced. It moves in a predetermined stroke in a direction. Further, the fine movement stage 30 is appropriately slightly driven in the three degrees of freedom direction with respect to the coarse movement stage 28 by a plurality of voice coil motors.

また、微動ステージ駆動系は、図1に示されるように、微動ステージ30をθx、θy、及びZ軸方向の3自由度方向に微少駆動するための複数のZボイスコイルモータ36zを有している。複数のZボイスコイルモータ36zは、例えば微動ステージ30の四隅部に対応する箇所に配置されている(図1では、4つのZボイスコイルモータ36zのうち2つのみが示され、他の2つは紙面奥側に隠れている)。複数のボイスコイルモータを含み、微動ステージ駆動系の構成については、例えば米国特許出願公開第2010/0018950号明細書に開示されている。 Further, as shown in FIG. 1, the fine movement stage drive system has a plurality of Z voice coil motors 36z for finely driving the fine movement stage 30 in the directions of θx, θy, and three degrees of freedom in the Z-axis direction. There is. The plurality of Z voice coil motors 36z are arranged at locations corresponding to, for example, the four corners of the fine movement stage 30 (in FIG. 1, only two of the four Z voice coil motors 36z are shown, and the other two are shown. Is hidden behind the page). A configuration of a fine movement stage drive system that includes a plurality of voice coil motors is disclosed, for example, in US Patent Application Publication No. 2010/0018950.

微動ステージ30のX位置情報は、図2に示されるように、装置本体18に干渉計コラム18eと称される部材を介して固定されたXレーザ干渉計38xにより、Xバーミラー34xを用いて求められる。また、微動ステージ30のY位置情報は、図1に示されるように、装置本体18に固定されたYレーザ干渉計38yにより、Yバーミラー34yを用いて求められる。Xレーザ干渉計38x、及びYレーザ干渉計38yは、それぞれ複数設けられており(図1及び図2ではそれぞれ紙面奥行き方向に重なっている)、微動ステージ30のθz位置情報を求めることができるようになっている。 As shown in FIG. 2, the X position information of the fine movement stage 30 is obtained by using an X bar mirror 34x with an X laser interferometer 38x fixed to the apparatus main body 18 via a member called an interferometer column 18e. Be done. Further, the Y position information of the fine movement stage 30 is obtained by using the Y bar mirror 34y by the Y laser interferometer 38y fixed to the apparatus main body 18 as shown in FIG. A plurality of X laser interferometers 38x and Y laser interferometers 38y are provided (in FIGS. 1 and 2, they overlap in the depth direction of the paper surface), so that the θz position information of the fine movement stage 30 can be obtained. It has become.

微動ステージ30のZ軸、θx、及びθy方向の位置(以下、Z・チルト位置と称する)情報は、図4(A)に示されるように、微動ステージ30の下面に取り付けられた複数(例えば、4つ)のZセンサ38zにより、後述するターゲット用ステージ60を用いて求められる。例えば4つのZセンサ38zは、Z軸回りに所定間隔で配置されている。基板ステージ装置20Aでは、上記複数のZセンサ38zの出力の平均値に基づいて微動ステージ30のZ位置情報が、上記複数のZセンサ38zの出力差に基づいて、微動ステージ30のθx及びθy方向の回転量情報が求められる。Zセンサ38zの種類は、特に限定されないが、例えばレーザ変位計、レーザ干渉計などを用いることができる。 As shown in FIG. 4A, a plurality of (for example, for example) information on the positions of the fine movement stage 30 in the Z-axis, θx, and θy directions (hereinafter referred to as Z / tilt positions) are attached to the lower surface of the fine movement stage 30. It is obtained by the Z sensor 38z of 4) using the target stage 60 described later. For example, the four Z sensors 38z are arranged around the Z axis at predetermined intervals. In the substrate stage device 20A, the Z position information of the fine movement stage 30 is based on the average value of the outputs of the plurality of Z sensors 38z, and the θx and θy directions of the fine movement stage 30 are based on the output difference of the plurality of Z sensors 38z. Rotation amount information is required. The type of the Z sensor 38z is not particularly limited, but for example, a laser displacement meter, a laser interferometer, or the like can be used.

重量キャンセル装置40は、図4(A)に示されるように、後述するレベリング装置46を介して微動ステージ30を下方から支持している。重量キャンセル装置40は、粗動ステージ28の開口部28a内に挿入されており、後述する第1ステップガイド50に下方から支持されている。重量キャンセル装置40は、その下端部にエアベアリング42を有しており、該エアベアリング42から第1ステップガイド50の上面に対して噴出される加圧気体(例えば空気)の静圧により、第1ステップガイド50上に所定のクリアランスを介して浮上している。なお、図4(A)は、図3のB−B線断面図に相当するが、図面の錯綜を避ける観点から、ベースフレーム22の図示が省略されている。 As shown in FIG. 4A, the weight canceling device 40 supports the fine movement stage 30 from below via a leveling device 46 described later. The weight canceling device 40 is inserted into the opening 28a of the coarse movement stage 28, and is supported from below by the first step guide 50 described later. The weight canceling device 40 has an air bearing 42 at the lower end thereof, and the static pressure of a pressurized gas (for example, air) ejected from the air bearing 42 to the upper surface of the first step guide 50 causes the first step. It floats on the 1-step guide 50 through a predetermined clearance. Note that FIG. 4A corresponds to a sectional view taken along line BB in FIG. 3, but the base frame 22 is omitted from the viewpoint of avoiding complication of the drawings.

本実施形態の重量キャンセル装置40は、例えば米国特許出願公開第2010/0018950号明細書に開示される重量キャンセル装置と同様の構成、及び機能を有している。すなわち、重量キャンセル装置40は、例えば不図示の空気ばねを有しており、該空気ばねが発生する重力方向上向き(+Z方向)の力により、微動ステージ30、基板ホルダ32などを含む系の重量(重量加速度による下向き(−Z方向)の力)を打ち消し、これにより、微動ステージのZ・チルト位置制御が行われる際に上記複数のZボイスコイルモータ36zの負荷を低減する。 The weight canceling device 40 of the present embodiment has, for example, the same configuration and function as the weight canceling device disclosed in US Patent Application Publication No. 2010/0018950. That is, the weight canceling device 40 has, for example, an air spring (not shown), and the weight of the system including the fine movement stage 30, the substrate holder 32, etc. due to the upward (+ Z direction) force generated by the air spring. (The downward (−Z direction) force due to the weight acceleration) is canceled, thereby reducing the load of the plurality of Z voice coil motors 36z when the Z / tilt position control of the fine movement stage is performed.

重量キャンセル装置40は、その重心のZ位置とほぼ同じZ位置(重心高さ)で、粗動ステージ28に対して複数、例えば4つのフレクシャ装置44を介して機械的に接続されている。本実施形態のフレクシャ装置44は、例えば米国特許出願公開第2010/0018950号明細書に開示されるフレクシャ装置と同様の構成、及び機能を有している。すなわち、フレクシャ装置44は、例えばXY平面に平行に配置された厚さの薄い帯状の鋼板と、その鋼板の両端部に設けられた滑節装置(例えばボールジョイント)とを含み、上記鋼板が滑節装置を介して重量キャンセル装置40と粗動ステージ28との間に架設されている。 The weight canceling device 40 is mechanically connected to the coarse movement stage 28 via a plurality of, for example, four flexure devices 44 at a Z position (center of gravity height) substantially the same as the Z position of the center of gravity. The flexure device 44 of the present embodiment has, for example, the same configuration and function as the flexure device disclosed in US Patent Application Publication No. 2010/0018950. That is, the flexure device 44 includes, for example, a thin strip-shaped steel plate arranged parallel to the XY plane and sliding devices (for example, ball joints) provided at both ends of the steel plate, and the steel plate slides. It is erected between the weight canceling device 40 and the coarse movement stage 28 via a knot device.

フレクシャ装置44は、図3に示されるように、重量キャンセル装置40の+X側、−X側、+Y側、及び−Y側それぞれで重量キャンセル装置40と粗動ステージ28とを連結している。これにより、粗動ステージ28がX軸方向、及び/又はY軸方向に移動すると、重量キャンセル装置40は、複数のフレクシャ装置44の少なくともひとつを介して粗動ステージ28に牽引されることにより、その粗動ステージ28と一体的にX軸方向、及び/又はY軸方向に移動する。 As shown in FIG. 3, the flexure device 44 connects the weight canceling device 40 and the coarse movement stage 28 on the + X side, the −X side, the + Y side, and the −Y side of the weight canceling device 40, respectively. As a result, when the coarse movement stage 28 moves in the X-axis direction and / or the Y-axis direction, the weight canceling device 40 is pulled by the coarse movement stage 28 via at least one of the plurality of flexure devices 44. It moves integrally with the coarse movement stage 28 in the X-axis direction and / or the Y-axis direction.

図4(A)に戻り、レベリング装置46は、ベース46aと、ボール46bとを含む球面軸受け装置であり、微動ステージ30をθx及びθy方向に揺動(チルト動作)自在に下方から支持するとともに、微動ステージ30と一体的にXY平面に沿って移動する。レベリング装置46は、重量キャンセル装置40に取り付けられた不図示のエアベアリングを介して重量キャンセル装置40に下方から非接触支持されており、重量キャンセル装置40に対する水平面に沿った方向の相対移動が許容されている。なお、微動ステージ30をチルト動作自在に下方から支持することが可能であれば、レベリング装置として、例えば米国特許出願公開第2010/0018950号明細書に開示されるような疑似球面軸受け装置を用いても良い。 Returning to FIG. 4A, the leveling device 46 is a spherical bearing device including a base 46a and a ball 46b, and supports the fine movement stage 30 from below while freely swinging (tilting) in the θx and θy directions. , Moves along the XY plane integrally with the fine movement stage 30. The leveling device 46 is non-contactly supported by the weight canceling device 40 from below via an air bearing (not shown) attached to the weight canceling device 40, and is allowed to move relative to the weight canceling device 40 in a direction along a horizontal plane. Has been done. If the fine movement stage 30 can be tilted and supported from below, a pseudo-spherical bearing device as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2010/0018950 is used as a leveling device. Is also good.

第1ステップガイド50は、図3に示されるように、X軸方向に延びるXY平面に平行な板状部材から成り、例えば2つの基板ステージ架台18cの上に配置されている。第1ステップガイド50の長手方向の寸法は、微動ステージ30のX軸方向に関する移動ストロークよりも幾分長めに設定されている。また、第1ステップガイド50の幅方向(Y軸方向)寸法は、重量キャンセル装置40のフットプリントよりも幾分広幅に設定されている。第1ステップガイド50の上面は、XY平面(水平面)と平行になるように平面度が非常に高く仕上げられており、上記重量キャンセル装置40(及び微動ステージ30)がX軸方向に移動する際のガイド面として機能する。第1ステップガイド50の材料は、特に限定されないが、例えば石材(例えば斑レイ岩などの緻密な石材)、あるいはセラミックス、鋳鉄などを用いて形成することが好ましい。 As shown in FIG. 3, the first step guide 50 is composed of a plate-shaped member parallel to the XY plane extending in the X-axis direction, and is arranged on, for example, two substrate stage mounts 18c. The longitudinal dimension of the first step guide 50 is set to be slightly longer than the movement stroke of the fine movement stage 30 in the X-axis direction. Further, the width direction (Y-axis direction) dimension of the first step guide 50 is set to be slightly wider than the footprint of the weight canceling device 40. The upper surface of the first step guide 50 is finished with a very high flatness so as to be parallel to the XY plane (horizontal plane), and when the weight canceling device 40 (and the fine movement stage 30) moves in the X-axis direction. It functions as a guide surface for. The material of the first step guide 50 is not particularly limited, but is preferably formed by using, for example, a stone material (for example, a fine stone material such as gabbro), ceramics, cast iron, or the like.

第1ステップガイド50の下面には、図4(B)に示されるように、上記Yリニアガイド19aにスライド自在に係合するYスライド部材19bが複数(ひとつのYリニアガイド19aにつき、例えば2つ)固定されている。これにより、第1ステップガイド50は、複数のYリニアガイド19aに沿ってY軸方向に直進案内される。 As shown in FIG. 4B, a plurality of Y slide members 19b slidably engaged with the Y linear guide 19a are provided on the lower surface of the first step guide 50 (for example, 2 for each Y linear guide 19a). One) It is fixed. As a result, the first step guide 50 is guided straight in the Y-axis direction along the plurality of Y linear guides 19a.

第1ステップガイド50の+Xの端部には、図3に示されるように、一対の接続部材50aがY軸方向に所定間隔で固定されている。第1ステップガイド50は、+Y側の接続部材50aがフレクシャ装置52を介して+Y側のXビーム24に接続され、−Y側の接続部材50aがフレクシャ装置52を介して−Y側のXビーム24に接続されている。第1ステップガイド50の−X側の端部にも、同様に一対の接続部材52aが固定され、該一対の接続部材52aを介して第1ステップガイド50がフレクシャ装置52により一対のXビーム24それぞれに接続されている。フレクシャ装置52は、図4(A)に示されるように、第1ステップガイド50の重心のZ位置とほぼ同じZ位置(重心高さ)で、第1ステップガイド50とXビーム24とを接続している。 As shown in FIG. 3, a pair of connecting members 50a are fixed to the + X ends of the first step guide 50 at predetermined intervals in the Y-axis direction. In the first step guide 50, the connecting member 50a on the + Y side is connected to the X beam 24 on the + Y side via the flexure device 52, and the connecting member 50a on the −Y side is connected to the X beam 24 on the −Y side via the flexure device 52. It is connected to 24. Similarly, a pair of connecting members 52a are also fixed to the −X side end of the first step guide 50, and the first step guide 50 is connected to the pair of X beams 24 by the flexure device 52 via the pair of connecting members 52a. It is connected to each. As shown in FIG. 4A, the flexure device 52 connects the first step guide 50 and the X beam 24 at a Z position (center of gravity height) substantially the same as the Z position of the center of gravity of the first step guide 50. are doing.

フレクシャ装置52の構成は、上記重量キャンセル装置40と粗動ステージ28とを接続するフレクシャ装置44と概ね同じである。すなわち、フレクシャ装置52は、Y軸方向に延びるXY平面に平行な厚さの薄い鋼板と、その鋼板の両端部に設けられた滑節装置(例えばボールジョイント)とを含み、上記鋼板が滑節装置を介して第1ステップガイド50とXビーム24との間に架設されている。従って、第1ステップガイド50とXビーム24とは、Y軸方向に関しては一体的(高剛性)に接続されるのに対し、他の5自由度方向(X、Z、θx、θy、θz)に関しては、振動的に分離される。 The configuration of the flexure device 52 is substantially the same as that of the flexure device 44 that connects the weight canceling device 40 and the coarse movement stage 28. That is, the flexure device 52 includes a thin steel plate having a thickness parallel to the XY plane extending in the Y-axis direction and slipping devices (for example, ball joints) provided at both ends of the steel plate, and the steel plate is slipped. It is erected between the first step guide 50 and the X beam 24 via an apparatus. Therefore, the first step guide 50 and the X beam 24 are integrally (highly rigid) connected in the Y-axis direction, whereas the other five degrees of freedom directions (X, Z, θx, θy, θz). Is vibrationally separated.

基板ステージ装置20Aでは、基板PをX軸方向に所定のストロークで駆動するために、粗動ステージ28がX軸方向に駆動されると、重量キャンセル装置40が粗動ステージ28に牽引されて第1ステップガイド50上をX軸方向に移動する。また、基板PをY軸方向に所定のストロークで駆動するために、一対のXビーム24がY軸方向に駆動されると、重量キャンセル装置40が粗動ステージ28に牽引されてY軸方向に移動する。この際、一対のXビーム24と第1ステップガイド50が一体的にY軸方向に移動する(重量キャンセル装置40と第1ステップガイド50とがY軸方向に相対移動しない)ので、重量キャンセル装置40が第1ステップガイド50から脱落することがない。したがって、第1ステップガイド50の幅方向(Y軸方向)寸法は、重量キャンセル装置40のX軸方向への移動をガイドできる程度の最低限の寸法で良く、軽量に形成することができる。 In the substrate stage device 20A, in order to drive the substrate P in the X-axis direction with a predetermined stroke, when the coarse movement stage 28 is driven in the X-axis direction, the weight canceling device 40 is pulled by the coarse movement stage 28 to the second position. 1 Move on the step guide 50 in the X-axis direction. Further, when the pair of X beams 24 are driven in the Y-axis direction in order to drive the substrate P in the Y-axis direction with a predetermined stroke, the weight canceling device 40 is pulled by the coarse movement stage 28 and is driven in the Y-axis direction. Moving. At this time, since the pair of X beams 24 and the first step guide 50 move integrally in the Y-axis direction (the weight canceling device 40 and the first step guide 50 do not move relative to each other in the Y-axis direction), the weight canceling device 40 does not fall out of the first step guide 50. Therefore, the width direction (Y-axis direction) of the first step guide 50 may be the minimum size that can guide the movement of the weight canceling device 40 in the X-axis direction, and can be formed lightweight.

一対の第2ステップガイド54は、それぞれX軸方向に延びるYZ断面矩形の板状部材から成り、例えば2つの基板ステージ架台18cの上に配置されている。一対の第2ステップガイド54は、一方が第1ステップガイド50の+Y側に、他方が第1ステップガイド50の−Y側に、それぞれ第1ステップガイド50に対して所定のクリアランスを介して互いに平行に配置されている。 The pair of second step guides 54 are each composed of plate-shaped members having a rectangular cross section in YZ extending in the X-axis direction, and are arranged on, for example, two substrate stage mounts 18c. One of the pair of second step guides 54 is on the + Y side of the first step guide 50, and the other is on the −Y side of the first step guide 50, respectively, with respect to the first step guide 50 via a predetermined clearance. They are arranged in parallel.

第2ステップガイド54の長手方向寸法は、図3に示されるように、第1ステップガイド50とほぼ同じに設定されているが、幅方向(Y軸方向)寸法は、第1ステップガイド50よりも狭く設定されている。また、図4(B)に示されるように、第2ステップガイド54の厚さ方向寸法は、第1ステップガイド50とほぼ同じに設定されている。第2ステップガイド54の下面には、上記Yリニアガイド19aにスライド自在に係合するYスライド部材19cが固定されている。これにより、第2ステップガイド54は、複数のYリニアガイド19aに沿ってY軸方向に直進案内される。 As shown in FIG. 3, the longitudinal dimension of the second step guide 54 is set to be substantially the same as that of the first step guide 50, but the width direction (Y-axis direction) dimension is from the first step guide 50. Is also set narrowly. Further, as shown in FIG. 4B, the thickness direction dimension of the second step guide 54 is set to be substantially the same as that of the first step guide 50. A Y slide member 19c that slidably engages with the Y linear guide 19a is fixed to the lower surface of the second step guide 54. As a result, the second step guide 54 is guided straight in the Y-axis direction along the plurality of Y linear guides 19a.

第2ステップガイド54の上面は、XY平面(水平面)と平行になるように平面度が非常に高く仕上げられており、後述するターゲット用ステージ60がX軸方向に移動する際にガイド面として機能する。第2ステップガイド54の材料は、特に限定されないが、例えば石材(例えば斑レイ岩などの緻密な石材)、あるいはセラミックス、鋳鉄、アルミ合金などを用いて形成することが好ましい。 The upper surface of the second step guide 54 is finished with a very high flatness so as to be parallel to the XY plane (horizontal plane), and functions as a guide surface when the target stage 60, which will be described later, moves in the X-axis direction. To do. The material of the second step guide 54 is not particularly limited, but is preferably formed by using, for example, a stone material (for example, a dense stone material such as gabbro), ceramics, cast iron, an aluminum alloy, or the like.

一対の第2ステップガイド54は、図4(A)に示されるように、YZ断面U字状の部材から成る連結部材56により一体的に連結されている。第1ステップガイド50は、連結部材56の一対の対向面間に所定のクリアランスを介して挿入されている。連結部材56は、図2に示されるように、X軸方向に所定間隔で複数(本第1の実施形態では、例えば4つ)設けられている。 As shown in FIG. 4A, the pair of second step guides 54 are integrally connected by a connecting member 56 made of a member having a U-shaped cross section of YZ. The first step guide 50 is inserted between the pair of facing surfaces of the connecting member 56 via a predetermined clearance. As shown in FIG. 2, a plurality of connecting members 56 are provided at predetermined intervals in the X-axis direction (for example, four in the first embodiment).

第2ステップガイド54の長手方向(+X側及び−X側)の両端部それぞれには、図3に示されるように、接続部材54aが固定されている。+Y側の第2ステップガイド54は、上記接続部材54aがフレクシャ装置58を介して+Y側のXビーム24に接続され、−Y側の第2ステップガイド54は、上記接続部材54aがフレクシャ装置58を介して−Y側のXビーム24に接続されている。フレクシャ装置58の構成は、上記第1ステップガイド50とXビーム24とを接続するフレクシャ装置52と概ね同じである。これにより、一対のXビーム24がY軸方向に移動すると、第1ステップガイド50、及び一対の第2ステップガイド54が一対のXビーム24と一体的にY軸方向に移動する。 As shown in FIG. 3, connecting members 54a are fixed to both ends of the second step guide 54 in the longitudinal direction (+ X side and −X side). In the second step guide 54 on the + Y side, the connecting member 54a is connected to the X beam 24 on the + Y side via the flexure device 58, and in the second step guide 54 on the −Y side, the connecting member 54a is the flexure device 58. It is connected to the X beam 24 on the −Y side via. The configuration of the flexure device 58 is substantially the same as that of the flexure device 52 that connects the first step guide 50 and the X beam 24. As a result, when the pair of X beams 24 move in the Y-axis direction, the first step guide 50 and the pair of second step guides 54 move integrally with the pair of X beams 24 in the Y-axis direction.

ターゲット用ステージ60は、一対のXビーム24間に配置され、一対の第2ステップガイド54上に搭載されている。ターゲット用ステージ60は、図4(B)に示されるように、上部リング61、下部リング62、接続部材63、複数のターゲット64、及び複数のエアベアリング65を有している。 The target stages 60 are arranged between the pair of X beams 24 and mounted on the pair of second step guides 54. As shown in FIG. 4B, the target stage 60 has an upper ring 61, a lower ring 62, a connecting member 63, a plurality of targets 64, and a plurality of air bearings 65.

上部リング61は、図3に示されるように、中央に開口部が形成された円板状の部材から成る。下部リング62は、上記上部リング61とほぼ同じ外径寸法及び内径寸法で形成された(ただし厚みは上部リング61よりも薄い)円板状の部材から成り、図4(B)に示されるように、上部リング61の下方に配置されている(図3では上部リング61に対して紙面奥側に隠れている)。上記重量キャンセル装置40は、上部リング61及び下部リング62それぞれの開口部内に挿入されている。接続部材63は、上部リング61の下面と下部リング62の上面との間に挿入されており、上部リング61と下部リング62とを一体的に接続している。なお、下部リング62は、上部リング61よりも径が小さくても良いし、上部リング61は、粗動ステージ28よりも+Z側にあって、粗動ステージ28の開口部よりも径が大きくても良い。 As shown in FIG. 3, the upper ring 61 is composed of a disc-shaped member having an opening formed in the center. The lower ring 62 is made of a disc-shaped member formed with substantially the same outer diameter and inner diameter as the upper ring 61 (however, the thickness is thinner than that of the upper ring 61), as shown in FIG. 4 (B). It is arranged below the upper ring 61 (in FIG. 3, it is hidden behind the upper ring 61). The weight canceling device 40 is inserted into the openings of the upper ring 61 and the lower ring 62, respectively. The connecting member 63 is inserted between the lower surface of the upper ring 61 and the upper surface of the lower ring 62, and integrally connects the upper ring 61 and the lower ring 62. The lower ring 62 may have a smaller diameter than the upper ring 61, and the upper ring 61 is on the + Z side of the roughing stage 28 and has a larger diameter than the opening of the roughing stage 28. Is also good.

本第1の実施形態では、上記複数のZセンサ38zに対応して、例えば4つのターゲット64は、図3に示されるように、θz方向(Z軸回り)に所定間隔で、対応するZセンサ38zの直下に位置するように上部リング61の上面に固定されている。ターゲット64の種類は、Zセンサ38zの種類に応じて選択することが望ましい。Zセンサ38zとして、例えば三角測量方式の反射型レーザ変位センサが用いられる場合には、ターゲット64に白色セラミックスを用いることが望ましく、Zセンサ38zとして、例えば垂直反射方式の反射型レーザ変位センサが用いられる場合には、ターゲット64に鏡を用いることが望ましい(上部リング61の上面を鏡面加工しターゲット64を省略しても良い)。ターゲット64は、微動ステージ30が粗動ステージ28に対して微少駆動される際の移動量を考慮して(計測ビームがターゲットから外れないように)面積が設定されている。 In the first embodiment, corresponding to the plurality of Z sensors 38z, for example, the four targets 64 correspond to the Z sensors in the θz direction (around the Z axis) at predetermined intervals as shown in FIG. It is fixed to the upper surface of the upper ring 61 so as to be located directly below 38z. The type of the target 64 is preferably selected according to the type of the Z sensor 38z. When, for example, a triangular survey type reflective laser displacement sensor is used as the Z sensor 38z, it is desirable to use white ceramics for the target 64, and for example, a vertical reflection type reflective laser displacement sensor is used as the Z sensor 38z. If this is the case, it is desirable to use a mirror for the target 64 (the upper surface of the upper ring 61 may be mirror-finished and the target 64 may be omitted). The area of the target 64 is set in consideration of the amount of movement when the fine movement stage 30 is slightly driven with respect to the coarse movement stage 28 (so that the measurement beam does not deviate from the target).

複数(本第1の実施形態では、例えば4つ)のエアベアリング65は、θz方向(Z軸回り)に所定間隔で下部リング62の下面に固定されている。例えば4つのエアベアリング65のうち、2つのエアベアリング65の気体噴出面(軸受け面)は、一方(+Y側)の第2ステップガイド54の上面に対向し、他の2つのエアベアリング65の気体噴出面は、他方(−Y側)の第2ステップガイド54の上面に対向している。ターゲット用ステージ60は、図4(B)に示されるように、上記複数のエアベアリング65から対応する第2ステップガイド54に対して噴出される加圧気体(例えば空気)の静圧により、一対の第2ステップガイド54上に所定のクリアランスを介して浮上している。 A plurality of (for example, four in the first embodiment) air bearings 65 are fixed to the lower surface of the lower ring 62 at predetermined intervals in the θz direction (around the Z axis). For example, of the four air bearings 65, the gas ejection surface (bearing surface) of the two air bearings 65 faces the upper surface of the second step guide 54 on one side (+ Y side), and the gas of the other two air bearings 65. The ejection surface faces the upper surface of the other (−Y side) second step guide 54. As shown in FIG. 4B, the target stage 60 is paired by the static pressure of the pressurized gas (for example, air) ejected from the plurality of air bearings 65 to the corresponding second step guide 54. It floats on the second step guide 54 of the above through a predetermined clearance.

ターゲット用ステージ60は、図3に示されるように、複数のフレクシャ装置66により、粗動ステージ28に連結されている。フレクシャ装置66の構成は、上記重量キャンセル装置40と粗動ステージ28とを接続するフレクシャ装置44と概ね同じである(ただし、複数のフレクシャ装置44がX軸又はY軸に平行に(平面視で+字状に)配置されるのに対し、複数のフレクシャ装置66は、X軸又はY軸に、例えば45°の角度を成す方向に延びている)。 As shown in FIG. 3, the target stage 60 is connected to the coarse movement stage 28 by a plurality of flexure devices 66. The configuration of the flexure device 66 is substantially the same as that of the flexure device 44 that connects the weight canceling device 40 and the coarse movement stage 28 (however, a plurality of flexure devices 44 are parallel to the X-axis or the Y-axis (in a plan view). While arranged (in a + shape), the plurality of flexure devices 66 extend along the X-axis or the Y-axis, for example, in a direction forming an angle of 45 °).

基板ステージ装置20Aでは、基板PをX軸方向に所定のストロークで駆動するために、粗動ステージ28がX軸方向に駆動されると、ターゲット用ステージ60が粗動ステージ28に牽引されて一対の第2ステップガイド54上をX軸方向に移動する。また、基板PをY軸方向に所定のストロークで駆動するために、一対のXビーム24がY軸方向に駆動されると、ターゲット用ステージ60が粗動ステージ28に牽引されてY軸方向に移動する。この際、一対のXビーム24と一対の第2ステップガイド54が一体的にY軸方向に移動する(ターゲット用ステージ60と一対の第2ステップガイド54とがY軸方向に相対移動しない)ので、ターゲット用ステージ60が一対の第2ステップガイド54から脱落することがない。 In the substrate stage device 20A, in order to drive the substrate P in the X-axis direction with a predetermined stroke, when the coarse movement stage 28 is driven in the X-axis direction, the target stage 60 is pulled by the coarse movement stage 28 to form a pair. The second step guide 54 is moved in the X-axis direction. Further, when the pair of X beams 24 are driven in the Y-axis direction in order to drive the substrate P in the Y-axis direction with a predetermined stroke, the target stage 60 is pulled by the coarse movement stage 28 and is driven in the Y-axis direction. Moving. At this time, the pair of X beams 24 and the pair of second step guides 54 move integrally in the Y-axis direction (the target stage 60 and the pair of second step guides 54 do not move relative to each other in the Y-axis direction). The target stage 60 does not fall off from the pair of second step guides 54.

また、微動ステージ30は、粗動ステージ28に誘導されてX軸、及び/又はY軸方向に移動することから、ターゲット用ステージ60と微動ステージ30とは、一体的にX軸、及び/又はY軸方向に移動する。したがって、Zセンサ38zは、微動ステージ30のXY平面内の位置に関わらず、対応するターゲット64を用いて微動ステージ30のZ位置情報を求めることができる。 Further, since the fine movement stage 30 is guided by the coarse movement stage 28 and moves in the X-axis and / or Y-axis directions, the target stage 60 and the fine movement stage 30 are integrally X-axis and / or Move in the Y-axis direction. Therefore, the Z sensor 38z can obtain the Z position information of the fine movement stage 30 by using the corresponding target 64 regardless of the position of the fine movement stage 30 in the XY plane.

上述のようにして構成された液晶露光装置10(図1参照)では、不図示の主制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ装置14へのマスクMのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって基板ホルダ32上への基板Pのロードが行なわれる。その後、主制御装置により、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、そのアライメント計測の終了後、基板P上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。なお、この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式の露光動作と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。 In the liquid crystal exposure apparatus 10 (see FIG. 1) configured as described above, the mask M is loaded into the mask stage apparatus 14 by the mask loader (not shown) under the control of the main control apparatus (not shown). At the same time, the substrate P is loaded onto the substrate holder 32 by a substrate loader (not shown). After that, the main control device executes alignment measurement using an alignment detection system (not shown), and after the alignment measurement is completed, a plurality of shot regions set on the substrate P are sequentially exposed by a step-and-scan method. The operation is performed. Since this exposure operation is the same as the conventional step-and-scan exposure operation, detailed description thereof will be omitted here.

上記露光動作時、アライメント動作時において、基板ステージ装置20Aでは、鏡筒定盤18aの下面であって、投影光学系16の近傍に固定された複数のセンサ15(オートフォーカスセンサ)により、基板Pの表面のZ位置情報が求められ、該複数のセンサ15の出力に基づいて、基板P上の露光領域のZ位置が投影光学系16の焦点深度内に位置するように、微動ステージ30のZ・チルト位置制御が複数のZボイスコイルモータ36zを用いて行われる。 During the exposure operation and the alignment operation, in the substrate stage device 20A, the substrate P is formed by a plurality of sensors 15 (autofocus sensors) fixed in the vicinity of the projection optical system 16 on the lower surface of the lens barrel platen 18a. The Z position information of the surface of the surface is obtained, and based on the outputs of the plurality of sensors 15, the Z position of the exposure region on the substrate P is located within the depth of focus of the projection optical system 16. -Tilt position control is performed using a plurality of Z voice coil motors 36z.

以上説明した本実施形態に係る基板ステージ装置20Aによれば、微動ステージ30のZ位置情報を求める際に使用されるターゲット64が、重量キャンセル装置40とは別部材であるターゲット用ステージ60に取り付けられているので、仮にターゲット64を重量キャンセル装置40に取り付ける場合に比べて、重量キャンセル装置40を小型化、軽量化できる。また、仮にターゲット64を重量キャンセル装置40に取り付ける場合、第1ステップガイド50の上面の平面度が低くなっている場合、微動ステージ30のZ・チルト位置情報の計測精度が低下する可能性があるのに対し、基板ステージ装置20Aでは、微動ステージ30のZ・チルト位置情報を求める際に、一対の第2ステップガイド54上に搭載されたターゲット用ステージ60が用いられるので、仮に第1ステップガイド50の上面の平面度が低くなっていても、第2ステップガイド54の上面が計測基準面として機能するので、微動ステージ30のZ・チルト位置情報の計測精度には何ら問題ない。 According to the substrate stage device 20A according to the present embodiment described above, the target 64 used for obtaining the Z position information of the fine movement stage 30 is attached to the target stage 60 which is a separate member from the weight canceling device 40. Therefore, the weight canceling device 40 can be made smaller and lighter than the case where the target 64 is attached to the weight canceling device 40. Further, when the target 64 is attached to the weight canceling device 40, if the flatness of the upper surface of the first step guide 50 is low, the measurement accuracy of the Z / tilt position information of the fine movement stage 30 may decrease. On the other hand, in the substrate stage device 20A, when the Z / tilt position information of the fine movement stage 30 is obtained, the target stage 60 mounted on the pair of second step guides 54 is used, so that the first step guide is tentatively used. Even if the flatness of the upper surface of the 50 is low, since the upper surface of the second step guide 54 functions as a measurement reference surface, there is no problem in the measurement accuracy of the Z / tilt position information of the fine movement stage 30.

また、微動ステージ30のZ・チルト位置は、複数のZボイスコイルモータ36zにより高精度で制御可能であるので、仮に第1ステップガイド50の上面の平面度が低下しても、微動ステージ30のZ・チルト位置情報の計測精度が確保できれば微動ステージ30のZ・チルト位置制御は高精度で行うことができる。したがって、第1ステップガイド50の上面の平面度を確保するために第1ステップガイド50の剛性を高めるなどの措置を施す必要がない。したがって、第1ステップガイド50を小型化(薄型化)、軽量化することができる。 Further, since the Z / tilt position of the fine movement stage 30 can be controlled with high accuracy by a plurality of Z voice coil motors 36z, even if the flatness of the upper surface of the first step guide 50 is lowered, the fine movement stage 30 If the measurement accuracy of the Z / tilt position information can be ensured, the Z / tilt position control of the fine movement stage 30 can be performed with high accuracy. Therefore, it is not necessary to take measures such as increasing the rigidity of the first step guide 50 in order to secure the flatness of the upper surface of the first step guide 50. Therefore, the first step guide 50 can be made smaller (thinner) and lighter.

なお、上記第1の実施形態に係る基板ステージ装置20Aの構成は、適宜変形が可能である。以下、上記第1の実施形態の変形例について説明する。なお、以下説明する第1の実施形態の変形例において、上記第1の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、同一の符号を付してその詳細な説明を適宜省略する。 The configuration of the substrate stage device 20A according to the first embodiment can be appropriately modified. Hereinafter, a modified example of the first embodiment will be described. In the modified example of the first embodiment described below, elements having the same configuration and function as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

《第1の実施形態の変形例(その1)》
図5〜図6(B)には、上記第1の実施形態の変形例(その1)に係る基板ステージ装置20Bが示されている(なお、図5では微動ステージ30(図6(A)参照)は不図示)。
<< Modified Example of First Embodiment (Part 1) >>
5 to 6 (B) show the substrate stage device 20B according to the modified example (No. 1) of the first embodiment (note that in FIG. 5, the fine movement stage 30 (FIG. 6 (A)) is shown. See) is not shown).

上記第1の実施形態の基板ステージ装置20A(図4(B)参照)において、微動ステージ30のZ・チルト位置情報は、複数のZセンサ38zにより、ターゲット用ステージ60に取り付けられたターゲット64を用いて求められたのに対し、図6(B)に示される基板ステージ装置20Bでは、複数のZセンサ38zにより、一対の第2ステップガイド54それぞれの上面を用いて求められる点が異なる。なお、一対の第2ステップガイド54の駆動方式を含み、他の要素については、図5及び図6(A)に示されるように、上記第1の実施形態と同じである。 In the substrate stage device 20A (see FIG. 4B) of the first embodiment, the Z / tilt position information of the fine movement stage 30 is the target 64 attached to the target stage 60 by a plurality of Z sensors 38z. In contrast to the substrate stage apparatus 20B shown in FIG. 6B, the substrate stage apparatus 20B is different in that it is determined by using the upper surfaces of the pair of second step guides 54 by the plurality of Z sensors 38z. The drive system of the pair of second step guides 54 is included, and the other elements are the same as those of the first embodiment as shown in FIGS. 5 and 6 (A).

Zセンサ38zに、例えば三角測量方式の反射型レーザ変位センサが用いられる場合、白色セラミックスで形成された帯状の部材をターゲット(Z・チルト位置情報計測用の基準面)として第2ステップガイド54の上面に取り付けると良い(第2ステップガイド54そのものをターゲットとして機能させるために、第2ステップガイド54自体をセラミックスで形成しても良いし、セラミックスなどを金属表面に溶射によって形成しても良い)。また、Zセンサ38zに、例えば垂直反射方式の反射型レーザ変位センサが用いられる場合には、第2ステップガイド54の上面のほぼ全体を覆う帯状の鏡を第2ステップガイド54に取り付けると良い(あるいは第2ステップガイド54の上面のほぼ全体に鏡面加工を施しても良い)。 When, for example, a triangulation type reflection type laser displacement sensor is used for the Z sensor 38z, a strip-shaped member made of white ceramics is used as a target (reference surface for measuring Z / tilt position information) of the second step guide 54. It is preferable to attach it to the upper surface (in order to make the second step guide 54 itself function as a target, the second step guide 54 itself may be formed of ceramics, or ceramics or the like may be formed by thermal spraying on the metal surface). .. When, for example, a vertical reflection type reflection type laser displacement sensor is used for the Z sensor 38z, a band-shaped mirror that covers almost the entire upper surface of the second step guide 54 may be attached to the second step guide 54 ( Alternatively, almost the entire upper surface of the second step guide 54 may be mirror-finished).

基板ステージ装置20Bによれば、上記第1の実施形態の基板ステージ装置20Aに比べ、ターゲット用ステージ60(図3参照)を有していないので、構成が簡単である。また、慣性質量が小さくなるので、粗動ステージ28(すなわち基板P)の位置制御性が向上する。また、粗動ステージ28を駆動するためのリニアモータも小型化できる。また、第2ステップガイド54上にターゲット用ステージ60が搭載されないので、第2ステップガイド54の剛性を高めるなどの措置を施す必要がない。したがって、第2ステップガイド54を小型化(薄型化)、軽量化することができる。 According to the substrate stage apparatus 20B, the configuration is simple as compared with the substrate stage apparatus 20A of the first embodiment because it does not have the target stage 60 (see FIG. 3). Further, since the inertial mass is reduced, the position controllability of the coarse movement stage 28 (that is, the substrate P) is improved. Further, the linear motor for driving the coarse movement stage 28 can also be miniaturized. Further, since the target stage 60 is not mounted on the second step guide 54, it is not necessary to take measures such as increasing the rigidity of the second step guide 54. Therefore, the second step guide 54 can be made smaller (thinner) and lighter.

《第1の実施形態の変形例(その2)》
図7及び図8には、上記第1の実施形態の変形例(その2)に係る基板ステージ装置20Cが示されている。上記第1の実施形態の基板ステージ装置20Aは、図4(A)に示されるように、第1ステップガイド50上で重量キャンセル装置40がレベリング装置46を介して微動ステージ30を下方から支持する構成であったのに対し、図8に示されるように、基板ステージ装置20Cでは、第1ステップガイド70A上にレベリング装置78が直接搭載されている点が異なる。なお、不図示であるが、第1ステップガイド70Aは、上記第1の実施形態と同様に、一対のXビーム24(図7及び図8では不図示。図1など参照)に対して機械的に連結されており、一対のXビーム24と一体的にY軸方向に移動する。また、粗動ステージ28は、一対のXビーム24上に搭載され、該一対のXビーム24上でX軸方向に駆動されると共に、一対のXビーム24と共にY軸方向に移動する。
<< Modified Example of First Embodiment (Part 2) >>
7 and 8 show the substrate stage device 20C according to the modified example (No. 2) of the first embodiment. In the substrate stage device 20A of the first embodiment, as shown in FIG. 4A, the weight canceling device 40 supports the fine movement stage 30 from below via the leveling device 46 on the first step guide 50. In contrast to the configuration, as shown in FIG. 8, the substrate stage device 20C is different in that the leveling device 78 is directly mounted on the first step guide 70A. Although not shown, the first step guide 70A is mechanical with respect to the pair of X beams 24 (not shown in FIGS. 7 and 8; see FIG. 1 and the like) as in the first embodiment. It is connected to and moves in the Y-axis direction integrally with the pair of X beams 24. Further, the coarse motion stage 28 is mounted on the pair of X beams 24, is driven in the X-axis direction on the pair of X beams 24, and moves in the Y-axis direction together with the pair of X beams 24.

第1ステップガイド70Aは、図7に示されるように、ガイド本体71、空気ばね72、及び一対のZボイスコイルモータ73を有しており、重量キャンセル装置、及びZアクチュエータとしても機能する。ガイド本体71は、図8に示されるように、下板部71a、上板部71b、及び一対のガイド板71cを有している。下板部71a、及び上板部71bは、それぞれX軸方向に延びるXY平面に平行な矩形の板状部材から成り、Z軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。上板部71bは、下板部71aに固定された一対のガイド板71c(あるいは不図示のリニアガイド装置)に案内されて下板部71aに対してZ軸方向に移動可能となっている。 As shown in FIG. 7, the first step guide 70A has a guide main body 71, an air spring 72, and a pair of Z voice coil motors 73, and also functions as a weight canceling device and a Z actuator. As shown in FIG. 8, the guide main body 71 has a lower plate portion 71a, an upper plate portion 71b, and a pair of guide plates 71c. The lower plate portion 71a and the upper plate portion 71b are each composed of rectangular plate-shaped members parallel to the XY plane extending in the X-axis direction, and are arranged parallel to each other at predetermined intervals in the Z-axis direction. The upper plate portion 71b is guided by a pair of guide plates 71c (or a linear guide device (not shown) fixed to the lower plate portion 71a and can move in the Z-axis direction with respect to the lower plate portion 71a.

空気ばね72は、下板部71aと上板部71bとの間に挿入されており、上板部71bの中央部を下方から支持している。空気ばね72には、外部から加圧気体が供給され、微動ステージ30(レベリング装置78を含む)を含む系の重量と釣り合う重力方向上向きの力を上板部71bに対して作用させる。なお、空気ばね72は、X軸方向に所定の間隔で複数配置しても良い。 The air spring 72 is inserted between the lower plate portion 71a and the upper plate portion 71b, and supports the central portion of the upper plate portion 71b from below. A pressurized gas is supplied to the air spring 72 from the outside, and an upward force in the direction of gravity that balances the weight of the system including the fine movement stage 30 (including the leveling device 78) is applied to the upper plate portion 71b. A plurality of air springs 72 may be arranged at predetermined intervals in the X-axis direction.

一対のZボイスコイルモータ73は、一方が第1ステップガイド70Aの+X側の端部近傍に、他方が第1ステップガイド70Aの−X側の端部近傍それぞれに配置されている。Zボイスコイルモータ73は、下板部71aに固定された固定子73aと、上板部71bに固定された可動子73bとを含み、微動ステージ30のZ位置制御が行われる際、上板部71bをZ軸方向に駆動する(微動ステージ30のθx、及びθy方向の位置制御は、上記実施形態と同様に微動ステージ駆動系を介して行われる)。 One of the pair of Z voice coil motors 73 is arranged near the + X side end of the first step guide 70A, and the other is arranged near the −X side end of the first step guide 70A. The Z voice coil motor 73 includes a stator 73a fixed to the lower plate portion 71a and a mover 73b fixed to the upper plate portion 71b, and when the Z position control of the fine movement stage 30 is performed, the upper plate portion The 71b is driven in the Z-axis direction (position control in the θx and θy directions of the fine movement stage 30 is performed via the fine movement stage drive system as in the above embodiment).

レベリング装置78は、ベース78aと、ボール78bとを含む球面軸受け装置であり、微動ステージ30をθx及びθy方向に揺動(チルト動作)自在に下方から支持するとともに、微動ステージ30と一体的にXY平面に沿って移動する。ベース78aは、粗動ステージ28の開口部28a内に挿入されており、気体噴出面(軸受け面)が−Z側(下側)を向いた不図示のエアベアリングを有している。レベリング装置78は、ベース78aから上板部71bの上面に対して噴出される加圧気体(例えば、空気)の静圧により、所定のクリアランスを介して第1ステップガイド70A上に浮上している。 The leveling device 78 is a spherical bearing device including a base 78a and a ball 78b, and supports the fine movement stage 30 from below so as to swing (tilt operation) in the θx and θy directions, and is integrally with the fine movement stage 30. It moves along the XY plane. The base 78a is inserted into the opening 28a of the roughing stage 28, and has an air bearing (not shown) whose gas ejection surface (bearing surface) faces the −Z side (lower side). The leveling device 78 floats on the first step guide 70A through a predetermined clearance due to the static pressure of the pressurized gas (for example, air) ejected from the base 78a to the upper surface of the upper plate portion 71b. ..

微動ステージ30のZ・チルト位置情報は、図8に示されるように、上記基板ステージ装置20B(図5〜図6(B))参照と同様に、複数のZセンサ38zにより第2ステップガイド54の上面を用いて求められる(上記第1の実施形態と同様にターゲット用ステージ60(図3参照)を用いても良い)。 As shown in FIG. 8, the Z / tilt position information of the fine movement stage 30 is the second step guide 54 by the plurality of Z sensors 38z, as in the case of the substrate stage device 20B (FIGS. 5 to 6 (B)). (The target stage 60 (see FIG. 3) may be used as in the first embodiment above).

基板ステージ装置20Cでは、粗動ステージ28の上面と微動ステージ30の下面との間隔を短くすることができるので、基板ステージ装置20Cの全体的な高さ方向寸法が低くなる。また、慣性質量が小さくなるので、粗動ステージ28(すなわち基板P)の位置制御性が向上する。また、粗動ステージ28を駆動するためのリニアモータも小型化できる。 In the substrate stage device 20C, the distance between the upper surface of the coarse movement stage 28 and the lower surface of the fine movement stage 30 can be shortened, so that the overall height dimension of the substrate stage device 20C is lowered. Further, since the inertial mass is reduced, the position controllability of the coarse movement stage 28 (that is, the substrate P) is improved. Further, the linear motor for driving the coarse movement stage 28 can also be miniaturized.

《第1の実施形態の変形例(その3)》
図9には、上記第1の実施形態の変形例(その3)に係る基板ステージ装置20Dが示されている。基板ステージ装置20Dは、上記基板ステージ装置20C(図7及び図8参照)に比べて、第1ステップガイド70Bの構成が異なる。以下、相違点についてのみ説明する。
<< Modified Example of First Embodiment (Part 3) >>
FIG. 9 shows the substrate stage device 20D according to the modified example (No. 3) of the first embodiment. The board stage device 20D has a different configuration of the first step guide 70B as compared with the board stage device 20C (see FIGS. 7 and 8). Hereinafter, only the differences will be described.

第1ステップガイド70Bは、X軸方向に延びる中空の直方体状(箱形)の部材から成るガイド本体74と、ガイド本体74内に収容された複数のZアクチュエータ75とを含む。ガイド本体74は、例えば厚みが薄くされることにより、上面部の剛性が下面部に比べて低く設定されている。複数のZアクチュエータ75は、X軸方向に所定間隔で配列されており、ガイド本体74の上面部を+Z側に押圧する。なお、Zアクチュエータ75の種類は特に限定されないが、上面部の駆動量が微少であることから、例えばエアシリンダ、ピエゾ素子などを用いることができる。 The first step guide 70B includes a guide main body 74 made of a hollow rectangular parallelepiped (box-shaped) member extending in the X-axis direction, and a plurality of Z actuators 75 housed in the guide main body 74. The rigidity of the upper surface portion of the guide main body 74 is set to be lower than that of the lower surface portion, for example, by reducing the thickness. The plurality of Z actuators 75 are arranged at predetermined intervals in the X-axis direction, and press the upper surface portion of the guide main body 74 toward the + Z side. The type of the Z actuator 75 is not particularly limited, but since the driving amount of the upper surface portion is very small, for example, an air cylinder, a piezo element, or the like can be used.

基板ステージ装置20Dでは、図10に模式的に示されるように、複数のZアクチュエータ75(図10では不図示。図9参照)により、微動ステージ30がZ軸方向に駆動される。ここで、ガイド本体74の上面部は、複数のZアクチュエータ75に押圧されることにより変形し、水平面に対して傾斜するが、微動ステージ30がレベリング装置78を介して支持されているため、微動ステージ30のZ・チルト制御には支障がない。また、図10は、理解を容易にするためにガイド本体74の上面部の変形(撓み)が実際よりも誇張して示されている。基板ステージ装置20Dも、上記基板ステージ装置20Cと同様の効果を得ることができる。 In the substrate stage device 20D, as schematically shown in FIG. 10, the fine movement stage 30 is driven in the Z-axis direction by a plurality of Z actuators 75 (not shown in FIG. 10, see FIG. 9). Here, the upper surface portion of the guide main body 74 is deformed by being pressed by the plurality of Z actuators 75 and is inclined with respect to the horizontal plane, but since the fine movement stage 30 is supported via the leveling device 78, fine movement is performed. There is no problem with the Z / tilt control of the stage 30. Further, in FIG. 10, the deformation (deflection) of the upper surface portion of the guide main body 74 is exaggerated more than it actually is in order to facilitate understanding. The board stage device 20D can also obtain the same effect as the board stage device 20C.

《第1の実施形態の変形例(その4)》
図11には、上記第1の実施形態の変形例(その4)に係る基板ステージ装置20Eが示されている。基板ステージ装置20Eは、上記基板ステージ装置20D(図9参照)に比べて、第1ステップガイド70Cの構成が異なる。以下、相違点についてのみ説明する。
<< Modified Example of First Embodiment (Part 4) >>
FIG. 11 shows the substrate stage device 20E according to the modified example (No. 4) of the first embodiment. The board stage device 20E has a different configuration of the first step guide 70C as compared with the board stage device 20D (see FIG. 9). Hereinafter, only the differences will be described.

上記基板ステージ装置20Dの第1ステップガイド70B(図9参照)は、X軸方向に配列された複数のZアクチュエータ75を用いて微動ステージ30をZ軸方向に駆動したのに対し、図11に示されるように、第1ステップガイド70Cは、一対のカム装置76が微動ステージ30をZ軸方向に駆動する点が異なる。 The first step guide 70B (see FIG. 9) of the substrate stage device 20D drives the fine movement stage 30 in the Z-axis direction by using a plurality of Z actuators 75 arranged in the X-axis direction, whereas FIG. 11 shows. As shown, the first step guide 70C is different in that the pair of cam devices 76 drives the fine movement stage 30 in the Z-axis direction.

一対のカム装置76は、一方が第1ステップガイド70Cの+X側の端部近傍、他方が第1ステップガイド70Cの−X側の端部近傍において、それぞれ下板部71aと上板部71bとの間に挿入されている。カム装置76は、下板部71aに固定されたベース板76a上にXリニアガイド装置76bを介してX軸方向に移動可能に搭載された下部くさび76cと、上板部71bに固定され、下部くさび76cに対向して配置された上部くさび76dと、下部くさび76cをX軸方向に駆動するアクチュエータ76eと、を含む。基板ステージ装置20Eも、上記基板ステージ装置20Dと同様の効果を得ることができる。 The pair of cam devices 76 have a lower plate portion 71a and an upper plate portion 71b, one in the vicinity of the + X side end of the first step guide 70C and the other in the vicinity of the −X side end of the first step guide 70C, respectively. It is inserted between. The cam device 76 has a lower wedge 76c mounted on a base plate 76a fixed to the lower plate portion 71a so as to be movable in the X-axis direction via an X linear guide device 76b, and a lower wedge 76c fixed to the upper plate portion 71b. It includes an upper wedge 76d arranged to face the wedge 76c and an actuator 76e that drives the lower wedge 76c in the X-axis direction. The substrate stage device 20E can also obtain the same effect as the substrate stage apparatus 20D.

《第1の実施形態の変形例(その5)》
図12には、上記第1の実施形態の変形例(その5)に係る基板ステージ装置20Fが示されている。基板ステージ装置20Fは、上記基板ステージ装置20C(図7及び図8参照)に比べて、レベリング装置78(図7及び図8参照)、及び複数のZボイスコイルモータ36z(図7参照)を有していない点、並びに第1ステップガイド70Dの構成が異なる。以下、相違点についてのみ説明する。
<< Modified Example of First Embodiment (Part 5) >>
FIG. 12 shows the substrate stage device 20F according to the modified example (No. 5) of the first embodiment. The board stage device 20F has a leveling device 78 (see FIGS. 7 and 8) and a plurality of Z voice coil motors 36z (see FIG. 7) as compared with the board stage device 20C (see FIGS. 7 and 8). The points that are not provided and the configuration of the first step guide 70D are different. Hereinafter, only the differences will be described.

第1ステップガイド70Dは、上記第1ステップガイド70A(図7及び図8参照)と同様に下板部71aと上板部71bとの間に空気ばね72が挿入され、複数のZボイスコイルモータ73により上板部71bが駆動される。なお、第1ステップガイド70Dは、上記第1ステップガイド70Aのようなガイド板71c(図8参照)を有していない。また、複数のZボイスコイルモータ73は、例えば第1ステップガイド70Dの+X側(あるいは−X側)の端部近傍にY軸方向に所定間隔で、例えば2つ配置されている(図12では紙面奥行き方向に重なっている)。すなわち、複数のZボイスコイルモータ73は、同一直線上にない3箇所に配置されている。 In the first step guide 70D, an air spring 72 is inserted between the lower plate portion 71a and the upper plate portion 71b in the same manner as in the first step guide 70A (see FIGS. 7 and 8), and a plurality of Z voice coil motors are provided. The upper plate portion 71b is driven by the 73. The first step guide 70D does not have a guide plate 71c (see FIG. 8) like the first step guide 70A. Further, for example, two Z voice coil motors 73 are arranged in the vicinity of the end of the first step guide 70D on the + X side (or −X side) at predetermined intervals in the Y-axis direction (in FIG. 12). It overlaps in the depth direction of the paper). That is, the plurality of Z voice coil motors 73 are arranged at three locations that are not on the same straight line.

微動ステージ30の下面の中央部には、軸受け面が−Z側を向いたエアベアリング79が取り付けられている。微動ステージ30は、エアベアリング79から第1ステップガイド70Dの上面に対して噴出される加圧気体(例えば空気)の静圧により、第1ステップガイド70D上に所定のクリアランスを介して(非接触状態で)浮上している。 An air bearing 79 with the bearing surface facing the −Z side is attached to the central portion of the lower surface of the fine movement stage 30. The fine movement stage 30 is formed on the first step guide 70D through a predetermined clearance (non-contact) by the static pressure of the pressurized gas (for example, air) ejected from the air bearing 79 onto the upper surface of the first step guide 70D. Ascending (in state).

基板ステージ装置20Fでは、複数のZボイスコイルモータ73が上板部71bをZ軸方向、及び/又は水平面に対して傾動する方向(θx、及びθy方向)に適宜駆動することにより、微動ステージ30のZ・チルト制御が行われる。基板ステージ装置20Fによれば、上記基板ステージ装置20C(図7及び図8参照)に比べて、さらに構成が簡単である。なお、上記基板ステージ装置20D(図9参照)と同様に、複数のZアクチュエータ75(ただしY軸方向にも所定間隔で複数配置する)を用いて上板部71bを傾動させても良いし、上記基板ステージ装置20E(図11参照)と同様に。複数のカム装置76(ただし同一直線上にない3箇所に配置する)を用いて上板部71bを傾動させても良い。 In the substrate stage device 20F, a plurality of Z voice coil motors 73 appropriately drive the upper plate portion 71b in the Z-axis direction and / or in the direction of tilting with respect to the horizontal plane (θx and θy directions), whereby the fine movement stage 30 Z. Tilt control is performed. According to the substrate stage apparatus 20F, the configuration is further simpler than that of the substrate stage apparatus 20C (see FIGS. 7 and 8). Similar to the substrate stage device 20D (see FIG. 9), the upper plate portion 71b may be tilted by using a plurality of Z actuators 75 (however, a plurality of Z actuators 75 are arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction). Similar to the substrate stage device 20E (see FIG. 11). The upper plate portion 71b may be tilted by using a plurality of cam devices 76 (provided that they are arranged at three locations that are not on the same straight line).

《第2の実施形態》
次に第2の実施形態について図13〜図17を用いて説明する。第2の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置20Gの構成を除き、上記第1の実施形態と同じであるので、上記第1の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、同一の符号を付してその詳細な説明を適宜省略する。
<< Second Embodiment >>
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 17. The configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the configuration of the substrate stage apparatus 20G, and therefore has the same configuration and functions as those of the first embodiment. The elements are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図4(B)に示されるように、上記第1の実施形態の基板ステージ装置20Aでは、第1ステップガイド50が基板ステージ架台18c上に機械的なリニアガイド装置(Yリニアガイド19a、Yスライド部材19b)を介して搭載されたのに対し、図13に示されるように、本第2の実施形態の基板ステージ装置20Gは、第1ステップガイド55が、一対のベースフレーム80上に搭載されている点が異なる。また、上記第1の実施形態では、図2に示されるように、基板ステージ架台18cが、例えば2つ設けられたのに対し、本第2の実施形態の基板ステージ架台18fは、図13に示されるように、ひとつの板状の部材から成る。したがって、基板ステージ装置20Gは、Xビーム24の長手方向中央部を支持するベースフレーム22(図2参照)を有さない。 As shown in FIG. 4B, in the substrate stage apparatus 20A of the first embodiment, the first step guide 50 is a mechanical linear guide apparatus (Y linear guide 19a, Y slide) on the substrate stage pedestal 18c. As shown in FIG. 13, in the substrate stage apparatus 20G of the second embodiment, the first step guide 55 is mounted on the pair of base frames 80, while the first step guide 55 is mounted via the member 19b). The point is different. Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, for example, two substrate stage mounts 18c are provided, whereas the substrate stage mount 18f of the second embodiment is shown in FIG. As shown, it consists of a single plate-like member. Therefore, the substrate stage device 20G does not have a base frame 22 (see FIG. 2) that supports the central portion of the X beam 24 in the longitudinal direction.

一対のベースフレーム80は、一方が基板ステージ架台18fの+X側であって基板ステージ架台18fとベースフレーム22との間に、他方が基板ステージ架台18fの−X側であって基板ステージ架台18fとベースフレーム22との間に、それぞれ基板ステージ架台18f、及びベースフレーム22に対して所定のクリアランスを介して配置されている。なお、図14及び図16は、図面の錯綜を避ける観点からベースフレーム22の図示が(図16ではXビーム24の図示も)省略されている。 One of the pair of base frames 80 is the + X side of the board stage pedestal 18f and is between the board stage pedestal 18f and the base frame 22, and the other is the −X side of the board stage pedestal 18f and is the board stage pedestal 18f. It is arranged between the base frame 22 and the substrate stage pedestal 18f and the base frame 22 with a predetermined clearance, respectively. Note that in FIGS. 14 and 16, the base frame 22 is not shown (and the X beam 24 is also shown in FIG. 16) from the viewpoint of avoiding confusion in the drawings.

ベースフレーム80は、Y軸方向に延びるXZ平面に平行な板状の部材から成り(図15参照)、支持板81及び防振装置82を介して床11上に設置されている。第1ステップガイド55は、ベースフレーム80に固定されたYリニアガイド84と、第1ステップガイド55の下面に固定されたYスライド部材19bとから成るYリニアガイド装置を介して一対のベースフレーム80上に搭載されており、Y軸方向に所定のストロークで移動可能となっている。したがって、第1ステップガイド55は、装置本体18、及び一対のベースフレーム22に対して振動的に分離されている。第1ステップガイド55は、図15に示されるように、上記第1の実施形態と同様に、一対のXビーム24に対して複数のフレクシャ装置52を介して機械的に連結されており、一対のXビーム24と一体的にY軸方向に移動する。なお、第1ステップガイド55は、自重による撓みを抑制するために上記第1の実施形態と比べて幾分厚さ方向寸法が大きく設定されている。 The base frame 80 is composed of a plate-shaped member parallel to the XZ plane extending in the Y-axis direction (see FIG. 15), and is installed on the floor 11 via a support plate 81 and a vibration isolator 82. The first step guide 55 is a pair of base frames 80 via a Y linear guide device including a Y linear guide 84 fixed to the base frame 80 and a Y slide member 19b fixed to the lower surface of the first step guide 55. It is mounted on the top and can move in the Y-axis direction with a predetermined stroke. Therefore, the first step guide 55 is oscillated with respect to the apparatus main body 18 and the pair of base frames 22. As shown in FIG. 15, the first step guide 55 is mechanically connected to the pair of X beams 24 via a plurality of flexure devices 52 as in the first embodiment, and the pair It moves in the Y-axis direction integrally with the X beam 24 of. The first step guide 55 is set to have a slightly larger thickness direction than that of the first embodiment in order to suppress bending due to its own weight.

第2ステップガイド54は、図14に示されるように、上記第1の実施形態と同様、基板ステージ架台18fに固定されたYリニアガイド19aと、第2ステップガイド54の下面に固定されたYスライド部材19cとから成るYリニアガイド装置を介して基板ステージ架台18f上に搭載されており、Y軸方向に所定のストロークで移動可能になっている。また、一対の第2ステップガイド54は、図15に示されるように、長手方向の両端部が連結部材54bにより一体的に連結されている。一対の第2ステップガイド54は、上記第1の実施形態と同様、一対のXビーム24に対して複数のフレクシャ装置58(図13及び図14では不図示)を介して機械的に連結されており、一対のXビーム24と一体的にY軸方向に移動する。 As shown in FIG. 14, the second step guide 54 includes a Y linear guide 19a fixed to the substrate stage mount 18f and a Y fixed to the lower surface of the second step guide 54, as in the first embodiment. It is mounted on the substrate stage pedestal 18f via a Y linear guide device including a slide member 19c, and can be moved in a predetermined stroke in the Y-axis direction. Further, as shown in FIG. 15, both ends of the pair of second step guides 54 in the longitudinal direction are integrally connected by a connecting member 54b. Similar to the first embodiment, the pair of second step guides 54 are mechanically connected to the pair of X beams 24 via a plurality of flexure devices 58 (not shown in FIGS. 13 and 14). It moves integrally with the pair of X beams 24 in the Y-axis direction.

本第2の実施形態も、図16及び図17に示されるように、上記第1の実施形態と同様、微動ステージ30に取り付けられた複数のZセンサ38zにより、第2ステップガイド54を用いて微動ステージ30のZ・チルト位置情報が求められる。 Also in the second embodiment, as shown in FIGS. 16 and 17, similarly to the first embodiment, the second step guide 54 is used by the plurality of Z sensors 38z attached to the fine movement stage 30. The Z / tilt position information of the fine movement stage 30 is required.

本第2の実施形態の基板ステージ装置20Gによれば、重量キャンセル装置40を支持する第1ステップガイド55がベースフレーム80により支持されるので、上記第1の実施形態に比べて基板ステージ架台18fの重力方向の剛性が要求されない。したがって、基板ステージ架台18fの薄型化、軽量化が可能となる。 According to the board stage device 20G of the second embodiment, since the first step guide 55 supporting the weight canceling device 40 is supported by the base frame 80, the board stage pedestal 18f is compared with the first embodiment. Rigidity in the direction of gravity is not required. Therefore, the substrate stage mount 18f can be made thinner and lighter.

また、微動ステージ30(及び重量キャンセル装置40)の位置に応じて基板ステージ架台18fには、偏荷重が作用するが、本第2の実施形態では、基板ステージ架台18f上に搭載されている部材が一対の第2ステップガイド54のみなので、上記第1の実施形態に比べ、上記偏荷重の影響が少ない。なお、微動ステージ30のZ・チルト位置情報は、第2ステップガイド54を用いず、上記第1の実施形態と同様にターゲット用ステージ60(図4(A)参照)を用いて求めても良い。 Further, an eccentric load acts on the substrate stage pedestal 18f according to the position of the fine movement stage 30 (and the weight canceling device 40), but in the second embodiment, the member mounted on the substrate stage pedestal 18f. Is only a pair of second step guides 54, so that the influence of the eccentric load is smaller than that of the first embodiment. The Z / tilt position information of the fine movement stage 30 may be obtained by using the target stage 60 (see FIG. 4A) as in the first embodiment, without using the second step guide 54. ..

なお、上記第2の実施形態に係る基板ステージ装置20Gの構成は、適宜変形が可能である。以下、上記第2の実施形態に係る基板ステージ装置20Gの変形例について説明する。なお、以下説明する第2の実施形態の変形例において、上記第2の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、同一の符号を付してその詳細な説明を適宜省略する。 The configuration of the substrate stage device 20G according to the second embodiment can be appropriately modified. Hereinafter, a modified example of the substrate stage device 20G according to the second embodiment will be described. In the modified example of the second embodiment described below, the elements having the same configuration and function as those of the second embodiment are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

《第2の実施形態の変形例(その1)》
図18及び図19には、上記第2の実施形態の変形例(その1)に係る基板ステージ装置20Hが示されている。微動ステージ30のZ・チルト位置情報は、上記第2の実施形態では、図17に示されるように、複数のZセンサ38zにより、第2ステップガイド54を用いて求められたのに対し、図18及び図19に示される基板ステージ装置20Hでは、複数のZセンサ38zにより、基板ステージ架台18gの上面を用いて求められる点が異なる。
<< Modified Example of the Second Embodiment (Part 1) >>
18 and 19 show the substrate stage device 20H according to the modified example (No. 1) of the second embodiment. In the second embodiment, the Z / tilt position information of the fine movement stage 30 was obtained by a plurality of Z sensors 38z using the second step guide 54, as shown in FIG. 17, whereas FIG. In the substrate stage apparatus 20H shown in 18 and FIG. 19, the difference is that the plurality of Z sensors 38z are obtained by using the upper surface of the substrate stage pedestal 18g.

基板ステージ装置20Hでは、Zセンサ38zとして、例えば三角測量方式の反射型レーザ変位センサが用いられており、基板ステージ架台18gの上面には、微動ステージ30のXY平面内の移動領域をカバーできる程度の面積を有する、例えば白色セラミックスにより形成された板状の部材から成るターゲット69が取り付けられている。なお、Zセンサ38zとして、例えば垂直反射方式の反射型レーザ変位センサが用いられる場合には、基板ステージ架台18gの上面を鏡面加工する(あるいは基板ステージ架台18gの上面にミラーを取り付ける)と良い。 In the substrate stage device 20H, for example, a triangulation type reflection type laser displacement sensor is used as the Z sensor 38z, and the upper surface of the substrate stage mount 18g can cover the moving region of the fine movement stage 30 in the XY plane. A target 69 having an area of, for example, made of a plate-shaped member made of white ceramics is attached. When, for example, a vertical reflection type reflection type laser displacement sensor is used as the Z sensor 38z, it is preferable to mirror-process the upper surface of the substrate stage mount 18g (or attach a mirror to the upper surface of the substrate stage mount 18g).

基板ステージ装置20Hによれば、基板ステージ架台18g上に第1ステップガイド55をY軸方向に案内するためのYリニアガイドが設けられていないので、基板ステージ架台18gの上面をターゲットとして直接的に用いることができる。このように、基板ステージ装置20Hでは、図13などに示される上記第2の実施形態の基板ステージ装置20Gに比べて、第2ステップガイド54が設けられておらず、したがって、上記基板ステージ装置20Gに比べて基板ステージ架台18gをより薄型化、軽量化できる。また、第2ステップガイド54を有しないため、基板ステージ架台18gに偏荷重が作用することもない。 According to the board stage device 20H, since the Y linear guide for guiding the first step guide 55 in the Y-axis direction is not provided on the board stage stand 18g, the upper surface of the board stage stand 18g is directly targeted as a target. Can be used. As described above, the substrate stage apparatus 20H is not provided with the second step guide 54 as compared with the substrate stage apparatus 20G of the second embodiment shown in FIG. 13 and the like, and therefore, the substrate stage apparatus 20G is not provided. The substrate stage stand 18g can be made thinner and lighter than the above. Further, since the second step guide 54 is not provided, an unbalanced load does not act on the substrate stage mount 18g.

《第2の実施形態の変形例(その2)》
図20には、上記第2の実施形態の変形例(その2)に係る基板ステージ装置20Iが示されている。基板ステージ装置20Iは、上記第2の実施形態に係る基板ステージ装置20G(図13〜図17参照)と、上記第1の実施形態の変形例(その2)に係る基板ステージ装置20C(図7及び図8参照)とを組み合わせたような構成を有している。
<< Modified Example of Second Embodiment (Part 2) >>
FIG. 20 shows the substrate stage device 20I according to the modified example (No. 2) of the second embodiment. The substrate stage apparatus 20I includes the substrate stage apparatus 20G (see FIGS. 13 to 17) according to the second embodiment and the substrate stage apparatus 20C (FIG. 7) according to a modification (No. 2) of the first embodiment. And FIG. 8).

すなわち、図20に示されるように、基板ステージ装置20Iは、上記基板ステージ装置20Cと同様に、第1ステップガイド70AがZアクチュエータ、及び重量キャンセル装置としての機能を有している。また、第1ステップガイド70Aは、上記基板ステージ装置20Gと同様に、一対のベースフレーム80上に搭載されており、基板ステージ架台18f、及びXビーム24に対して振動的に分離されている。基板ステージ装置20Iによれば、上記第2の実施形態の効果と併せて上記第1の実施形態の変形例(その2)の効果を得ることができる。すなわち、基板ステージ装置20Iでは、基板ステージ架台18fの軽量化を図ることができると共に、粗動ステージ28(すなわち基板P)の位置制御性が向上する。 That is, as shown in FIG. 20, in the substrate stage apparatus 20I, the first step guide 70A has a function as a Z actuator and a weight canceling apparatus, similarly to the substrate stage apparatus 20C. Further, the first step guide 70A is mounted on the pair of base frames 80 like the substrate stage device 20G, and is oscillatedly separated from the substrate stage pedestal 18f and the X beam 24. According to the substrate stage device 20I, the effect of the modified example (No. 2) of the first embodiment can be obtained together with the effect of the second embodiment. That is, in the substrate stage device 20I, the weight of the substrate stage pedestal 18f can be reduced, and the position controllability of the coarse movement stage 28 (that is, the substrate P) is improved.

《第2の実施形態の変形例(その3)》
図21及び図22には、上記第2の実施形態の変形例(その3)に係る基板ステージ装置20Jが示されている。上記第1の実施形態に係る基板ステージ装置20A(図1など参照)、及び上記第2の実施形態に係る基板ステージ装置20G(図13など参照)では、一対のXビーム24と粗動ステージ28とにより、いわゆるガントリ式の2軸ステージ装置が構成されたのに対し、基板ステージ装置20Jでは、重量キャンセル装置40を支持する第1ステップガイド57と粗動ステージ28とにより、いわゆるガントリ式の2軸ステージ装置が構成される点が異なる。
<< Modified Example of Second Embodiment (Part 3) >>
21 and 22 show a substrate stage device 20J according to a modification (No. 3) of the second embodiment. In the substrate stage apparatus 20A (see FIG. 1 and the like) according to the first embodiment and the substrate stage apparatus 20G (see FIG. 13 and the like) according to the second embodiment, the pair of X beams 24 and the coarse motion stage 28 As a result, the so-called gantry type 2-axis stage device was configured, whereas in the substrate stage device 20J, the so-called gantry type 2 was formed by the first step guide 57 supporting the weight canceling device 40 and the coarse movement stage 28. The difference is that the shaft stage device is configured.

第1ステップガイド57は、X軸方向に延びるYZ断面矩形の板状部材から成り、上記第2の実施形態に係る基板ステージ装置20G(図13など参照)と同様に、長手方向の両端部それぞれが床11上に設置されたベースフレーム80に下方から支持され、装置本体18に対して振動的に分離されている。第1ステップガイド57は、図21及び図22では不図示であるが、例えばリニアモータ(あるいは送りねじ装置)などのアクチュエータにより、Y軸方向に所定のストロークで駆動される。第1ステップガイド57は、粗動ステージ28を安定して支持することができるように、上記第2の実施形態の基板ステージ装置20G(図14参照)が有する第1ステップガイド50に比べ広幅に形成(Y軸方向の寸法が大きく設定)されている。 The first step guide 57 is composed of a plate-shaped member having a rectangular YZ cross section extending in the X-axis direction, and both ends in the longitudinal direction are similar to the substrate stage device 20G (see FIG. 13 and the like) according to the second embodiment. Is supported from below by the base frame 80 installed on the floor 11, and is oscillatedly separated from the apparatus main body 18. Although not shown in FIGS. 21 and 22, the first step guide 57 is driven by an actuator such as a linear motor (or a feed screw device) with a predetermined stroke in the Y-axis direction. The first step guide 57 is wider than the first step guide 50 included in the substrate stage device 20G (see FIG. 14) of the second embodiment so that the coarse motion stage 28 can be stably supported. It is formed (the dimension in the Y-axis direction is set large).

粗動ステージ28の下面には、第1ステップガイド57の上面に軸受け面が対向して配置された複数(例えば4つ)のエアベアリング53が取り付けられている。また、粗動ステージ28の下面には、図22に示されるように、一対の取付板29が取り付けられ、上記第1ステップガイド57は、一対の取付板29間に挿入されている。一対の取付板29の第1ステップガイド57の側面に対向する面それぞれには、複数(例えば2つ)のエアベアリング53が取り付けられている。これにより、粗動ステージ28は、第1ステップガイド57に沿って低摩擦でX軸方向に所定のストロークで移動可能とされると共に、第1ステップガイド57に対するY軸方向の相対移動が制限される。粗動ステージ28は、第1ステップガイド57に固定されたX固定子(不図示)と、粗動ステージ28に固定されたX可動子(不図示)とから成るXリニアモータにより、第1ステップガイド57上でX軸方向に所定のストロークで駆動される。 On the lower surface of the roughing stage 28, a plurality of (for example, four) air bearings 53 whose bearing surfaces are arranged so as to face each other on the upper surface of the first step guide 57 are attached. Further, as shown in FIG. 22, a pair of mounting plates 29 are mounted on the lower surface of the roughing stage 28, and the first step guide 57 is inserted between the pair of mounting plates 29. A plurality (for example, two) of air bearings 53 are attached to each of the surfaces of the pair of attachment plates 29 facing the side surfaces of the first step guide 57. As a result, the coarse movement stage 28 can be moved along the first step guide 57 with a predetermined stroke in the X-axis direction with low friction, and the relative movement in the Y-axis direction with respect to the first step guide 57 is restricted. To. The coarse movement stage 28 is set in the first step by an X linear motor including an X stator (not shown) fixed to the first step guide 57 and an X mover (not shown) fixed to the coarse movement stage 28. The guide 57 is driven with a predetermined stroke in the X-axis direction.

微動ステージ30のZ・チルト位置情報は、上記基板ステージ装置20B(図5〜図6(B)参照)と同様に、複数のZセンサ38zにより一対の第2ステップガイド54の上面を用いて求められる。一対の第2ステップガイド54は、第1ステップガイド57に不図示のフレクシャ装置を介して連結されており、第1ステップガイド57に牽引されることにより、Y軸方向に第1ステップガイド57と一体的に移動する。なお、第1ステップガイド57が上記第2の実施形態の基板ステージ装置20G(図14参照)が有する第1ステップガイド50に比べ広幅であることから、一対の第2ステップガイド54の間隔も基板ステージ装置20Gよりも広くなっている。 The Z / tilt position information of the fine movement stage 30 is obtained by using the upper surfaces of the pair of second step guides 54 by a plurality of Z sensors 38z, similarly to the substrate stage device 20B (see FIGS. 5 to 6B). Be done. The pair of second step guides 54 are connected to the first step guide 57 via a flexure device (not shown), and are pulled by the first step guide 57 to connect with the first step guide 57 in the Y-axis direction. Move in one piece. Since the first step guide 57 is wider than the first step guide 50 included in the substrate stage device 20G (see FIG. 14) of the second embodiment, the distance between the pair of second step guides 54 is also the substrate. It is wider than the stage device 20G.

基板ステージ装置20Jによれば、上記第2の実施形態に係る基板ステージ装置20G(図13など参照)に比べ、一対のXビーム24(図13〜図17参照)を有さない分、構成が簡単である。また、第1ステップガイド57が装置本体18に対して振動的に分離されているので、粗動ステージ28を駆動する際の反力が装置本体18に作用しない。なお、微動ステージ30のZ・チルト位置情報を求める際に用いられるターゲットは、重量キャンセル装置40に取り付けられても良い。 According to the substrate stage apparatus 20J, as compared with the substrate stage apparatus 20G (see FIG. 13 and the like) according to the second embodiment, the configuration is larger because it does not have a pair of X beams 24 (see FIGS. 13 to 17). It's easy. Further, since the first step guide 57 is oscillated with respect to the apparatus main body 18, the reaction force when driving the coarse motion stage 28 does not act on the apparatus main body 18. The target used for obtaining the Z / tilt position information of the fine movement stage 30 may be attached to the weight canceling device 40.

《第2の実施形態の変形例(その4)》
図23及び図24には、上記第2の実施形態の変形例(その4)に係る基板ステージ装置20Kが示されている。基板ステージ装置20Kは、上記第2の実施形態の変形例(その3)に係る基板ステージ装置20J(図21及び図22参照)と、上記第1の実施形態の変形例(その2)に係る基板ステージ装置20C(図7及び図8参照)とを組み合わせたような構成を有している。
<< Modified Example of the Second Embodiment (Part 4) >>
23 and 24 show the substrate stage device 20K according to the modified example (No. 4) of the second embodiment. The substrate stage device 20K relates to the substrate stage device 20J (see FIGS. 21 and 22) according to the modified example (No. 3) of the second embodiment and the modified example (No. 2) of the first embodiment. It has a configuration similar to that in combination with the substrate stage device 20C (see FIGS. 7 and 8).

すなわち、図23に示されるように、基板ステージ装置20Kの第1ステップガイド70Eは、本体部77を構成する下板部77aと上板部77bとの間に、例えば2つのZボイスコイルモータ73、及び空気ばね72が挿入され、上記基板ステージ装置20Cの第1ステップガイド70A(図7参照)と同様にZアクチュエータ、及び重量キャンセル装置としても機能する。図24に示されるように、第1ステップガイド70Eの下板部77a、及び上板部77bは、それぞれ上記基板ステージ装置20Cの第1ステップガイド70A(図8参照)に比べて幾分広幅に形成されている。 That is, as shown in FIG. 23, the first step guide 70E of the substrate stage device 20K has, for example, two Z voice coil motors 73 between the lower plate portion 77a and the upper plate portion 77b constituting the main body portion 77. , And the air spring 72 is inserted, and it also functions as a Z actuator and a weight canceling device in the same manner as the first step guide 70A (see FIG. 7) of the substrate stage device 20C. As shown in FIG. 24, the lower plate portion 77a and the upper plate portion 77b of the first step guide 70E are slightly wider than the first step guide 70A (see FIG. 8) of the substrate stage apparatus 20C, respectively. It is formed.

また、粗動ステージ28の下面には、上板部77bの上面に軸受け面が対向して配置された複数(例えば4つ)のエアベアリング53が取り付けられている。また、粗動ステージ28の下面には、図24に示されるように、一対の取付板29が取り付けられ、上記第1ステップガイド70Eは、一対の取付板29間に挿入されている。一対の取付板29の上板部77bの側面に対向する面それぞれには、複数(例えば2つ)のエアベアリング53が取り付けられている。これにより、粗動ステージ28は、第1ステップガイド70Eに沿って低摩擦でX軸方向に所定のストロークで移動可能とされると共に、第1ステップガイド70Eに対するY軸方向の相対移動が制限される。粗動ステージ28は、上板部77bの上面に固定されたX固定子88aと、粗動ステージ28の下面に固定されたX可動子88bとから成るXリニアモータにより、第1ステップガイド70Eに沿ってX軸方向に所定のストロークで駆動される。なお、図24には不図示であるが、上板部77bは下板部77aに対してX軸方向及びY軸方向の移動が制限されている。また、前記一対の取付板29に取付けられたエアベアリング53は下板部77aの側面に対向するように構成しても良い。 Further, on the lower surface of the roughing stage 28, a plurality of (for example, four) air bearings 53 whose bearing surfaces are arranged so as to face each other on the upper surface of the upper plate portion 77b are attached. Further, as shown in FIG. 24, a pair of mounting plates 29 are mounted on the lower surface of the roughing stage 28, and the first step guide 70E is inserted between the pair of mounting plates 29. A plurality (for example, two) of air bearings 53 are attached to each of the surfaces of the pair of attachment plates 29 facing the side surfaces of the upper plate portions 77b. As a result, the coarse movement stage 28 can be moved along the first step guide 70E with a predetermined stroke in the X-axis direction with low friction, and the relative movement in the Y-axis direction with respect to the first step guide 70E is restricted. To. The coarse movement stage 28 is attached to the first step guide 70E by an X linear motor including an X stator 88a fixed to the upper surface of the upper plate portion 77b and an X mover 88b fixed to the lower surface of the rough movement stage 28. It is driven along the X-axis direction with a predetermined stroke. Although not shown in FIG. 24, the upper plate portion 77b is restricted from moving in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the lower plate portion 77a. Further, the air bearing 53 attached to the pair of attachment plates 29 may be configured to face the side surface of the lower plate portion 77a.

また、粗動ステージ28の上面中央部には、軸受け面が+Z側を向いたエアベアリング48が取り付けられており、レベリング装置46を下方から非接触支持している。微動ステージ30のZ・チルト位置情報は、上記基板ステージ装置20B(図5〜図6(B))参照と同様に、複数のZセンサ38zにより第2ステップガイド54の上面を用いて求められる。第1ステップガイド70Eでは、空気ばね72により粗動ステージ28、及び微動ステージ30を含む系の重量がキャンセルされることにより、粗動ステージ28、及び微動ステージ30をZ軸方向に駆動するためのZボイスコイルモータ73への負荷が低減される。なお、第1ステップガイド70Eは、Zボイスコイルモータ73により粗動ステージ28、及び微動ステージ30をZ軸方向に駆動したが、これに替えて、図9に示される第1ステップガイド70Bのように複数のZアクチュエータ75を用いても良いし、あるいは図11に示される第1ステップガイド70Cのように一対のカム装置76を用いても良い。 Further, an air bearing 48 whose bearing surface faces the + Z side is attached to the central portion of the upper surface of the roughing stage 28, and the leveling device 46 is non-contactly supported from below. The Z / tilt position information of the fine movement stage 30 is obtained by using the upper surface of the second step guide 54 by a plurality of Z sensors 38z, as in the case of referring to the substrate stage device 20B (FIGS. 5 to 6 (B)). In the first step guide 70E, the weight of the system including the coarse movement stage 28 and the fine movement stage 30 is canceled by the air spring 72, so that the coarse movement stage 28 and the fine movement stage 30 are driven in the Z-axis direction. The load on the Z voice coil motor 73 is reduced. In the first step guide 70E, the coarse movement stage 28 and the fine movement stage 30 were driven in the Z-axis direction by the Z voice coil motor 73, but instead of this, as in the first step guide 70B shown in FIG. A plurality of Z actuators 75 may be used, or a pair of cam devices 76 may be used as in the first step guide 70C shown in FIG.

また、以上説明した第1及び第2の実施形態(その変形例も含む。以下同じ)の構成は、適宜変更が可能である。例えば、上記第1及び第2の実施形態において、第1ステップガイド50、及び一対の第2ステップガイド54それぞれは、一対のXビーム24に牽引されることによりY軸方向に移動する構成であったが、例えばリニアモータなどのアクチュエータにより一対のXビーム24と独立にX位置が制御されても良い。 Further, the configurations of the first and second embodiments described above (including modified examples thereof; the same applies hereinafter) can be appropriately changed. For example, in the first and second embodiments, the first step guide 50 and the pair of second step guides 54 are each moved in the Y-axis direction by being pulled by the pair of X beams 24. However, the X position may be controlled independently of the pair of X beams 24 by an actuator such as a linear motor.

また、照明光は、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、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。 Further, the illumination light may be ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) or KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), or vacuum ultraviolet light such as F2 laser light (wavelength 157 nm). As the illumination light, for example, infrared region or visible region single wavelength laser light oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and itterbium), for example. However, a harmonic whose wavelength is converted to infrared light using a non-linear optical crystal may be used. Further, a solid-state laser (wavelength: 355 nm, 266 nm) or the like may be used.

また、投影光学系16は、複数本の投影光学ユニットを備えたマルチレンズ方式の投影光学系であったが、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、例えば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。また、上記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。 Further, the projection optical system 16 is a multi-lens type projection optical system including a plurality of projection optical units, but the number of projection optical units is not limited to this, and one or more projection optical units may be used. Further, the projection optical system is not limited to the multi-lens type, and may be, for example, a projection optical system using a large mirror of the Offner type. Further, in the above embodiment, the case where the projection optical system PL is used with the same projection magnification has been described, but the present invention is not limited to this, and the projection optical system may be either a reduction system or an enlargement system.

なお、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が用いられたが、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。 A light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting mask substrate was used, and is disclosed in, for example, US Pat. No. 6,778,257. As shown above, an electronic mask (variable molding mask) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on the electronic data of the pattern to be exposed, for example, a non-light emitting image display element (spatial light modulator). A variable molding mask using a DMD (Digital Micro-mirror Device), which is a kind of (also called), may be used.

また、物体を所定の二次元平面に沿って移動させる移動体装置(ステージ装置)としては、露光装置に限らず、例えば物体の検査に用いられる物体検査装置など、物体に関して所定の処理を行う物体処置装置に用いても良い。また、露光装置としては、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置、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。 Further, the moving body device (stage device) for moving an object along a predetermined two-dimensional plane is not limited to an exposure device, but is an object that performs a predetermined process on the object, such as an object inspection device used for inspecting an object. It may be used as a treatment device. Further, as the exposure apparatus, it can be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus and a step-and-stitch type exposure apparatus.

なお、露光装置としては、サイズ(外径、対角線の長さ、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。 As an exposure apparatus, an exposure apparatus that exposes a substrate having a size (including outer diameter, diagonal length, and at least one of one side) of 500 mm or more, for example, a large substrate for a flat panel display such as a liquid crystal display element. It is especially effective to apply it.

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、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状(可撓性を有するシート状の部材)のものも含まれる。 The application of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for liquid crystal that transfers the liquid crystal display element pattern to a square glass plate, for example, an exposure apparatus for semiconductor manufacturing, a thin film magnetic head, a micromachine, and a DNA chip. It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing such as. Further, in order to manufacture masks or reticle used not only in microdevices such as semiconductor elements but also in optical exposure equipment, EUV exposure equipment, X-ray exposure equipment, electron beam exposure equipment and the like, glass substrates or silicon wafers and the like are used. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a cathode ray. 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 a mask blank. When the object to be exposed is a substrate for a flat panel display, the thickness of the substrate is not particularly limited, and for example, a film-like (flexible sheet-like member) is also included.

液晶表示素子(あるいは半導体素子)などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク(あるいはレチクル)を製作するステップ、ガラス基板(あるいはウエハ)を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。 For electronic devices such as liquid crystal display elements (or semiconductor elements), a step of designing the function and performance of the device, a step of manufacturing a mask (or reticle) based on this design step, and a step of manufacturing a glass substrate (or wafer). Except for the etching apparatus of each of the above-described embodiments, the lithography step of transferring the mask (reticle) pattern to the glass substrate by the exposure method, the development step of developing the exposed glass substrate, and the portion where the resist remains. It is manufactured through an etching step of removing an exposed member of a portion by etching, a resist removing step of removing a resist that is no longer needed after etching, a device assembly step, an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the above-mentioned exposure method is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and the device pattern is formed on the glass substrate, so that a device having a high degree of integration can be manufactured with high productivity. ..

以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法は、物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。 As described above, the exposure apparatus and exposure method of the present invention are suitable for exposing an object. Further, the method for manufacturing a flat panel display of the present invention is suitable for manufacturing a flat panel display. Moreover, the device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of microdevices.

10…液晶露光装置、20A…基板ステージ装置、24…Xビーム、28…粗動ステージ、30…微動ステージ、38z…Zセンサ、40…重量キャンセル装置、50…第1ステップガイド、54…第2ステップガイド、60…ターゲット用ステージ、64…ターゲット。 10 ... Liquid crystal exposure device, 20A ... Substrate stage device, 24 ... X beam, 28 ... Coarse movement stage, 30 ... Fine movement stage, 38z ... Z sensor, 40 ... Weight canceling device, 50 ... First step guide, 54 ... Second Step guide, 60 ... target stage, 64 ... target.

Claims (15)

物体を第1方向へ移動させながら前記物体に対して照明光を照射し、前記物体を走査露光する露光装置において、
前記物体を保持する物体保持部と、
前記物体保持部を支持する支持部と、
前記支持部を非接触支持する第1ベースと、
前記第1方向に交差する第2方向に関して、前記支持部及び前記第1ベースの両側に配置され、前記物体保持部を前記第1方向へ移動させる駆動部と、
前記第2方向に関して、前記第1ベースの両側に配置された前記駆動部と前記第1ベースとの間にそれぞれ配置された一対の第2ベースと、
前記第2ベースに非接触支持され、前記第1方向と前記第2方向とに交差する第3方向に関する前記物体保持部の位置を計測する計測部と、
を備え、
前記駆動部は、前記物体保持部に保持された前記物体に対する前記走査露光が行われるよう、前記物体保持部を支持する前記支持部を前記第1ベースに対して前記第1方向に相対移動させ、
前記計測部は、前記走査露光中に、前記駆動部により前記第2ベースに対して前記第1方向へ相対移動され前記第3方向に関する前記物体保持部の位置を計測する露光装置。
In an exposure apparatus that irradiates an object with illumination light while moving the object in the first direction and scans and exposes the object.
An object holding unit that holds the object and
A support portion that supports the object holding portion and
A first base that non-contactly supports the support portion and
With respect to the second direction intersecting the first direction, a drive unit arranged on both sides of the support portion and the first base and moving the object holding portion in the first direction,
With respect to the second direction, a pair of second bases arranged between the drive unit arranged on both sides of the first base and the first base, respectively.
A measuring unit that is non-contact supported by the second base and measures the position of the object holding unit in a third direction that intersects the first direction and the second direction.
With
The drive unit, so that the scanning exposure for the object held in front Symbol object-holding portion is made, relative to said first direction said support portion for supporting the object-holding portion relative to said first base Move,
The measuring unit is an exposure device that is moved relative to the second base in the first direction by the driving unit during the scanning exposure to measure the position of the object holding unit in the third direction.
前記計測部の計測結果に基づいて、前記物体保持部の前記第3方向の位置を調整する調整部を備える請求項1に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1, further comprising an adjusting unit that adjusts the position of the object holding unit in the third direction based on the measurement result of the measuring unit. 前記計測部は、レーザ光を出射するセンサ部と前記レーザ光が照射されるターゲット部とを有し、
前記センサ部は、前記物体保持部に設けられ、
記ターゲット部は、前記第2ベースに支持される請求項1又は2に記載の露光装置。
The measuring unit has a sensor unit that emits laser light and a target unit that is irradiated with the laser light.
The sensor unit is provided on the object holding unit and is provided.
Before SL target unit, the exposure apparatus according to claim 1 or 2 is supported on the second base.
記第1ベースと前記第2ベースとを支持する第1支持装置と、
前記第1方向に関して前記第1支持装置と離間して配置され、前記駆動部を支持する第2支持装置と、を備える請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光装置。
A first supporting device for supporting the the previous SL first base and said second base,
The exposure device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second support device that is arranged apart from the first support device in the first direction and supports the drive unit.
前記駆動部は、前記物体保持部を支持する前記支持部を前記第1ベースに対して前記第1方向へ移動させる第1駆動部と、前記第1駆動部を支持し、前記第1ベースと前記第2ベースとを、前記第2支持装置に対して前記第2方向へ移動させる第2駆動部と、を有する請求項4に記載の露光装置。 The drive unit includes a first drive unit that moves the support unit that supports the object holding unit in the first direction with respect to the first base, and the first drive unit that supports the first drive unit and the first base. The exposure apparatus according to claim 4, further comprising a second drive unit that moves the second base in the second direction with respect to the second support device. 前記支持部と前記駆動部とを接続する第1接続部と、
前記計測部と前記駆動部とを接続する第2接続部と、を備え、
前記駆動部は、前記第1接続部と前記第2接続部とを介して、前記物体保持部を支持する前記支持部と前記計測部とを前記第1方向へ移動させる請求項4又は5に記載の露光装置。
A first connection portion that connects the support portion and the drive portion,
A second connecting unit for connecting the measuring unit and the driving unit is provided.
According to claim 4 or 5, the drive unit moves the support unit that supports the object holding unit and the measurement unit in the first direction via the first connection unit and the second connection unit. The exposure apparatus according to the description.
前記第1ベースと前記駆動部とを接続する第1接続装置と、
前記第2ベースと前記駆動部とを接続する第2接続装置と、を備え、
前記駆動部は、前記第1接続装置と前記第2接続装置とを介して、前記第1ベースと前記第2ベースとを前記第2方向へ移動させる請求項4〜6の何れか一項に記載の露光装置。
A first connection device that connects the first base and the drive unit,
A second connection device for connecting the second base and the drive unit is provided.
The driving unit according to any one of claims 4 to 6 for moving the first base and the second base in the second direction via the first connecting device and the second connecting device. The exposure apparatus according to the description.
前記第1ベースは、前記支持部が前記第1ベース上を前記第1方向と前記第2方向とへ相対移動できるよう、前記支持部を非接触支持する請求項1〜7のいずれか一項に記載の露光装置。 The first base is any one of claims 1 to 7, which supports the support portion in a non-contact manner so that the support portion can move relative to the first direction and the second direction on the first base. The exposure apparatus according to. 前記第2方向に離間して設けられた前記複数の第2ベース同士を連結する連結部材を備える請求項1〜8のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising a connecting member for connecting the plurality of second bases provided apart from each other in the second direction. 前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項1〜9のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the object is a substrate used for a flat panel display apparatus. 前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が500mm以上である請求項10に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 10, wherein the substrate has at least one side length or a diagonal length of 500 mm or more. 請求項10又は11に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
To expose the object using the exposure apparatus according to claim 10 or 11.
A method of manufacturing a flat panel display, comprising developing the exposed object.
請求項1〜9のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
To expose the object using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 9.
A device manufacturing method comprising developing the exposed object.
物体を第1方向へ移動させながら、前記物体に対して照明光を照射し、前記物体を走査露光する露光方法において、
前記物体を保持する物体保持部を支持部に支持させることと、
前記支持部を、前記第1ベースに非接触支持させることと、
前記物体保持部を支持する前記支持部を、前記第1ベースに対して前記第1方向へ相対移動させ、前記物体保持部上の前記物体を前記走査露光することと、
前記走査露光中に、前記第1方向に交差する第2方向に関して前記第1ベースの両側に配置された一対の第2ベースに対して、該第2ベースに非接触支持された計測部を前記第1方向へ相対移動させ、前記計測部により前記第1方向と前記第2方向とに交差する第3方向に関する前記物体保持部の位置を計測することと、
を含む露光方法。
In an exposure method in which an object is irradiated with illumination light while being moved in the first direction and the object is scanned and exposed.
To support the object holding portion that holds the object by the supporting portion ,
The support portion is non-contactly supported by the first base, and
The support portion that supports the object holding portion is moved relative to the first base in the first direction, and the object on the object holding portion is subjected to scanning exposure.
During the scanning exposure, the measuring unit is non-contact supported by the second base with respect to the pair of second bases arranged on both sides of the first base with respect to the second direction intersecting the first direction . and the first direction by relatively moving, measuring the position of the object-holding portion about a third direction intersecting to said first direction and the second direction by said measuring unit,
Exposure method including.
前記計測部の計測結果に基づいて、前記物体保持部の前記第3方向の位置を調整することを含む請求項14に記載の露光方法。 The exposure method according to claim 14, further comprising adjusting the position of the object holding unit in the third direction based on the measurement result of the measuring unit.
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