JPH07335538A - Stage device - Google Patents

Stage device

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JPH07335538A
JPH07335538A JP14558194A JP14558194A JPH07335538A JP H07335538 A JPH07335538 A JP H07335538A JP 14558194 A JP14558194 A JP 14558194A JP 14558194 A JP14558194 A JP 14558194A JP H07335538 A JPH07335538 A JP H07335538A
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JP
Japan
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acceleration
base
driving
driving means
stage device
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Application number
JP14558194A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Saeki
和明 佐伯
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH07335538A publication Critical patent/JPH07335538A/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/709Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation

Abstract

PURPOSE:To improve the throughput of a stage device as a whole by preventing the positional deviation between a table and base supported by a vibration isolator even when the base shakes caused by the driving of the table. CONSTITUTION:The relative positional deviation between a base 3 and table 7 caused by the shaking of the base 3 when the table 7 is driven by means of a first driving means 4Y is corrected by driving second driving means 22Y and 23Y which move the table 7 in the direction along the driving shaft 5Y of the table 7 with the driving force corresponding to the acceleration of the table 7 when the table 7 is driven by means of the first driving means 4Y so that the acceleration corresponding to the shaking of the base 3 can be applied to the table 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はステージ装置に関し、特
に半導体素子、液晶基板や薄膜磁気ヘツド等の製造用の
露光装置に用いられるものに適用し得る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage device, and is particularly applicable to an exposure device used for manufacturing semiconductor elements, liquid crystal substrates, thin film magnetic heads and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体素子又は液晶基板等を製造
するためのリソグラフイ工程においては、レチクル(フ
オトマスク等)のパターン像を投影光学系を介して感光
基板上に露光する投影露光装置が使用される。この投影
露光装置では、感光基板(ウエハ)を載置すると共に、
この感光基板を2次元的に移動し得るようになされたス
テージ装置を有している。そしてステージ装置を制御し
て、所定の位置に位置決めすることによりレチクルとウ
エハとを位置決めして露光を行う。また、この種の投影
露光装置は大地(装置外部)からの振動により、レチク
ルとウエハとの位置決め精度等に悪影響を及ぼすことを
防止するために防振台上に設けられている。防振台は弾
性体や緩衡体等により装置外部からの振動を減衰する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection exposure apparatus for exposing a pattern image of a reticle (photomask, etc.) onto a photosensitive substrate via a projection optical system has been used in a lithographic process for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal substrate. To be done. In this projection exposure apparatus, a photosensitive substrate (wafer) is placed and
It has a stage device that can move the photosensitive substrate two-dimensionally. Then, the stage device is controlled and positioned at a predetermined position to position the reticle and the wafer for exposure. Further, this type of projection exposure apparatus is provided on a vibration isolation table in order to prevent the positioning accuracy between the reticle and the wafer from being adversely affected by vibration from the ground (outside the apparatus). The anti-vibration table damps vibrations from the outside of the device by means of elastic bodies and elastic bodies.

【0003】ここで図7に、この投影露光装置1の概略
構成を示す。従来の半導体製造用の投影露光装置1に使
用されるステージ装置2では、基盤を構成する防振台3
上に設けられたモータ4をステージ制御部(図示せず)
が駆動することにより、送りねじ(駆動軸)5を介して
ガイド機構6にガイドされるテーブル7が所定位置に駆
動される。テーブル7上には感光基板であるウエハWが
載置され、このウエハ面上の所望の露光領域に光源8を
発した光がフライアイレンズ、コンデンサレンズ等のレ
ンズ系よりなる照明光学系9、レチクル10及び投影レ
ンズ11を介して絞り込まれ、マスクパターンがウエハ
W上に結像される。露光領域の投影露光終了後、投影レ
ンズ11の投影視野内の所定位置に次の露光領域が位置
決めされるように、テーブル7が適宜駆動される。干渉
計12は、テーブル7上に設けられた移動鏡13からの
反射光に基づいてテーブル7の位置を計測する。
FIG. 7 shows a schematic structure of the projection exposure apparatus 1. In the stage device 2 used in the conventional projection exposure apparatus 1 for manufacturing semiconductors, the vibration isolation table 3 that constitutes the substrate is used.
The motor 4 installed on the stage is controlled by a stage controller (not shown).
Is driven, the table 7 guided by the guide mechanism 6 via the feed screw (drive shaft) 5 is driven to a predetermined position. A wafer W, which is a photosensitive substrate, is placed on the table 7, and light emitted from a light source 8 is emitted to a desired exposure area on the wafer surface. An illumination optical system 9 including a lens system such as a fly-eye lens and a condenser lens, The mask pattern is focused through the reticle 10 and the projection lens 11, and the mask pattern is imaged on the wafer W. After the projection exposure of the exposure area is completed, the table 7 is appropriately driven so that the next exposure area is positioned at a predetermined position within the projection field of the projection lens 11. The interferometer 12 measures the position of the table 7 based on the reflected light from the movable mirror 13 provided on the table 7.

【0004】このような投影露光装置1におけるステー
ジ装置2では、テーブル7を除く装置全体が剛体として
防振台3上に固定され、テーブル7は送りねじ5とテー
ブル7のガイド機構6により、装置本体にほぼ剛体とし
て固定されている。換言すれば、マクロ的にはテーブル
7と装置とは一体であるが、装置全体の剛性とテーブル
7の支持剛性とを比較するとミクロ的にはテーブル7が
基盤上でばね支持されているような構造モデルと等価で
ある。これは、ここで要求される精度においては、接合
部の遊びや摩擦により送りねじ5が完全な剛体とは見な
されないためである。
In the stage apparatus 2 of the projection exposure apparatus 1 as described above, the entire apparatus except the table 7 is fixed as a rigid body on the anti-vibration table 3, and the table 7 is provided by the feed screw 5 and the guide mechanism 6 of the table 7. It is fixed to the body as a rigid body. In other words, although the table 7 and the device are macroscopically integrated, comparing the rigidity of the entire device with the supporting rigidity of the table 7 shows that microscopically, the table 7 is spring-supported on the base. It is equivalent to a structural model. This is because the feed screw 5 is not regarded as a perfect rigid body due to the play and friction of the joint portion in the accuracy required here.

【0005】このため、テーブル7の駆動(減速、停
止)に伴いテーブル7を除く装置全体に揺れ(振動)が
発生する。すなわち、テーブル7に作用する駆動力の反
力が防振台3に作用して、テーブル7を除く装置全体に
揺れが発生する。しかしながら、テーブル7だけは慣性
力により元の位置に留まろうとするため、装置全体とテ
ーブル7との間に、すなわち基盤である防振台3とテー
ブル7との間に、いわゆる揺れに起因した位置ずれが発
生する。
Therefore, as the table 7 is driven (decelerated or stopped), the entire apparatus except the table 7 is shaken (vibrated). That is, the reaction force of the driving force that acts on the table 7 acts on the anti-vibration table 3, and the entire device except the table 7 shakes. However, since only the table 7 tries to stay in the original position due to the inertial force, it is caused by so-called shaking between the entire apparatus and the table 7, that is, between the vibration isolating table 3 which is the base and the table 7. Misalignment occurs.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の半導
体製造用の投影露光装置1に使用されるステージ装置2
では、テーブル7を駆動して所定位置に移動させる際、
装置全体に揺れが発生し、防振台3とテーブル7との間
にこの揺れに起因する位置ずれが発生した。上述したよ
うに投影露光のための光学系は、基盤に対して剛体とし
て固定されているので、投影光学系とテーブル7に載置
されたウエハWとの間の位置ずれは投影露光装置1とし
ての性能に悪影響を及ぼす。このため振動が自然減衰し
揺れが十分小さくなるのを持つて投影露光を行う必要が
あり、露光処理全体としてスループツトが著しく低下す
る問題があつた。
As described above, the stage device 2 used in the conventional projection exposure apparatus 1 for manufacturing semiconductors.
Then, when driving the table 7 to move it to a predetermined position,
Shaking occurred in the entire apparatus, and a positional deviation caused by the shaking occurred between the vibration isolation table 3 and the table 7. As described above, since the optical system for projection exposure is fixed to the substrate as a rigid body, the positional deviation between the projection optical system and the wafer W placed on the table 7 is the projection exposure apparatus 1. Adversely affect the performance of. For this reason, it is necessary to perform projection exposure while the vibration is naturally attenuated and the shake is sufficiently reduced, which causes a problem that the throughput is significantly reduced in the entire exposure process.

【0007】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、防振装置によつて支持された基盤上でテーブルの駆
動による揺れが発生しても、テーブルと基盤との間の位
置ずれを未然に防止して、全体としてスループツトを向
上し得るステージ装置を実現しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and even if the table is shaken by the driving of the table on the base supported by the vibration isolator, the positional deviation between the table and the base is caused. It is intended to realize a stage device capable of improving the throughput as a whole by preventing the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、防振装置によつて支持された基盤
(3)と、その基盤(3)に駆動軸(5)を介してほぼ
剛に支持されたテーブル(7)と、そのテーブル(7)
を基盤(3)上で所定の位置に位置決めする第1の駆動
手段(4)とを有するステージ装置(21)において、
テーブル(7)をそのテーブル(7)の駆動軸(5)に
沿つた方向に移動させる第2の駆動手段(22、23)
と、第1の駆動手段(4)でテーブル(7)を駆動する
ときのテーブル(7)の加速度を計測する加速度計測手
段(12、13、24)と、その加速度計測手段(1
2、13、24)で計測したテーブル(7)の加速度に
応じて第2の駆動手段(22、23)の駆動力を生成す
る駆動力生成手段(24)とを設け、第1の駆動手段
(4)でテーブル(7)を駆動するときに発生する基盤
(3)の揺れに起因する基盤(3)及びテーブル(7)
間の相対的な位置ずれを補正するため、第2の駆動手段
(22、23)を駆動力によつて駆動し、基盤(3)の
揺れに対応する加速度をテーブル(7)に与えるように
した。
In order to solve such a problem, according to the present invention, a base (3) supported by an anti-vibration device and a base (3) via a drive shaft (5) are provided. A rigidly supported table (7) and its table (7)
A stage device (21) having a first driving means (4) for positioning the substrate at a predetermined position on the base (3),
Second drive means (22, 23) for moving the table (7) in a direction along the drive shaft (5) of the table (7)
And acceleration measuring means (12, 13, 24) for measuring the acceleration of the table (7) when the table (7) is driven by the first driving means (4), and the acceleration measuring means (1
A driving force generating means (24) for generating the driving force of the second driving means (22, 23) in accordance with the acceleration of the table (7) measured in 2, 13, 24), and the first driving means. The base (3) and the table (7) caused by the shaking of the base (3) that occurs when driving the table (7) in (4)
In order to correct the relative positional deviation between the second driving means (22, 23), the second driving means (22, 23) is driven by the driving force so that the table (7) is provided with an acceleration corresponding to the shaking of the base (3). did.

【0009】[0009]

【作用】テーブル(7)をそのテーブル(7)の駆動軸
(5)に沿つた方向に移動させる第2の駆動手段(2
2、23)を、第1の駆動手段(4)でテーブル(7)
を駆動するときのテーブル(7)の加速度に応じた駆動
力によつて駆動し、基盤(3)の揺れに対応する加速度
をテーブル(7)に与えるようにしたことにより、第1
の駆動手段(4)でテーブル(7)を駆動するときに発
生する基盤(3)の揺れに起因する基盤(3)及びテー
ブル(7)間の相対的な位置ずれを補正でき、かくし
て、防振装置によつて支持された基盤(3)上でテーブ
ル(7)の駆動による揺れが発生しても、テーブル
(7)と基盤(3)との間に位置ずれを未然に防止し
て、全体としてスループツトを向上し得る。
The second drive means (2) for moving the table (7) in the direction along the drive shaft (5) of the table (7).
2, 23) by the first drive means (4) on the table (7)
It is driven by a driving force corresponding to the acceleration of the table (7) when driving the table (7), and the acceleration corresponding to the shaking of the board (3) is given to the table (7).
The relative displacement between the base (3) and the table (7) due to the shaking of the base (3) that occurs when the table (7) is driven by the driving means (4) of FIG. Even if the table (7) is shaken by the drive of the table (7) on the base (3) supported by the shaking device, the positional displacement between the table (7) and the base (3) is prevented in advance. The overall throughput can be improved.

【0010】[0010]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0011】図7との対応部分に同一符号を付した図1
において、20は全体として本発明によるステージ装置
21が使用される投影露光装置の概略構成を示す。この
実施例の場合、テーブル7と防振台3との間に、テーブ
ル7を送りねじ5に沿つた方向に移動させるための第2
の駆動手段として、リニアモータ機構22、23が配置
されている。
FIG. 1 in which parts corresponding to those in FIG.
In FIG. 1, reference numeral 20 generally indicates a schematic configuration of a projection exposure apparatus in which a stage device 21 according to the present invention is used. In the case of this embodiment, a second unit for moving the table 7 in the direction along the feed screw 5 is provided between the table 7 and the vibration isolation table 3.
The linear motor mechanisms 22 and 23 are arranged as the driving means.

【0012】図2は、このステージ装置21の斜視図で
あり、X方向に移動可能なステージ装置とY方向に移動
可能なステージ装置とが組み合わされ、水平面内でテー
ブル7が自在に移動し得るようになされている。実際上
テーブル7はX方向に移動可能なXテーブル7Xと、Y
方向に移動可能なYテーブル7Yとを有している。Xテ
ーブル7XはYテーブル7Y上に設けられている。Xテ
ーブル7XはX方向に延びた非接触方式のガイド機構
(エアベアリング等)6Xによつて、Yテーブル7Yに
支持されている。またXテーブル7Xを支持するYテー
ブル7Yは、防振台3上に設けられている。Yテーブル
7YはY方向に延びた非接触方式のガイド機構(エアベ
アリング等)6Yによつて、防振台3に支持されてい
る。
FIG. 2 is a perspective view of the stage device 21, in which a stage device movable in the X direction and a stage device movable in the Y direction are combined so that the table 7 can move freely in a horizontal plane. It is done like this. Actually, the table 7 is an X table 7X movable in the X direction, and a Y table.
It has a Y table 7Y that can move in any direction. The X table 7X is provided on the Y table 7Y. The X table 7X is supported on the Y table 7Y by a non-contact type guide mechanism (air bearing or the like) 6X extending in the X direction. The Y table 7Y that supports the X table 7X is provided on the vibration isolation table 3. The Y table 7Y is supported on the vibration isolation table 3 by a non-contact type guide mechanism (air bearing or the like) 6Y extending in the Y direction.

【0013】Yテーブル7Yは、ガイド機構6Yと平行
に設けられた送りねじ5YによつてY方向に駆動され
る。送りねじ5Yは防振台3上の取り付けられたモータ
4Yによつて駆動される。Yテーブル7Yと防振台3と
の間には、リニアモータ機構22Y、23Yが設けられ
ている。またXテーブル7Xは、ガイド機構6Xと平行
に設けられた送りねじ5XによつてX方向に駆動され
る。送りねじ5Xは、Yテーブル7Y上に取り付けられ
たモータ4Xによつて駆動される。Xテーブル7XとY
テーブル7Yとの間には、リニアモータ機構22X、2
3Xが設けられている。
The Y table 7Y is driven in the Y direction by a feed screw 5Y provided in parallel with the guide mechanism 6Y. The feed screw 5Y is driven by a motor 4Y attached on the vibration isolation table 3. Linear motor mechanisms 22Y and 23Y are provided between the Y table 7Y and the vibration isolation table 3. Further, the X table 7X is driven in the X direction by the feed screw 5X provided in parallel with the guide mechanism 6X. The feed screw 5X is driven by a motor 4X mounted on the Y table 7Y. X table 7X and Y
Between the table 7Y, the linear motor mechanism 22X, 2
3X is provided.

【0014】レーザ干渉計12Yは、Yテーブル7Yの
位置を高精度に検出し得るようになされ、実際上Xテー
ブル7X上に設けられた反射鏡13Yにレーザ光を照射
し、その戻り光に基づいて非接触にYテーブル7Yの位
置を計測する。またレーザ干渉計12XはXテーブル7
Xの位置を高精度に検出し得るようになされ、レーザ干
渉計12Yと同様にXテーブル7X上に設けられた反射
鏡13Xにレーザ光を照射し、その戻り光に基づいて非
接触にXテーブル7Xの位置を計測する。図2では簡略
化して示してあるが、レーザ干渉計12Yは防振台3上
に固定され、レーザ干渉計12XはYテーブル7Y上に
固定されている。
The laser interferometer 12Y is adapted to detect the position of the Y table 7Y with high precision, and actually irradiates the reflecting mirror 13Y provided on the X table 7X with laser light, and based on the return light thereof. The position of the Y table 7Y is measured without contact. The laser interferometer 12X is an X table 7
The position of X can be detected with high accuracy, and the reflecting mirror 13X provided on the X table 7X is irradiated with laser light similarly to the laser interferometer 12Y, and the X table is non-contact based on the returned light. Measure the 7X position. 2, the laser interferometer 12Y is fixed on the vibration isolation table 3, and the laser interferometer 12X is fixed on the Y table 7Y.

【0015】ここで、Xテーブル7XをX方向に駆動す
るリニアモータ機構22X、23XとYテーブル7Yを
Y方向に駆動するリニアモータ機構22Y、23Yの基
本的な構成が一致することに着目し、図3にXテーブル
7XをX方向に駆動するリニアモータ機構22X、23
Xを説明する。Xテーブル7XとYテーブル7Yとの間
に設けられたリニアモータ機構22X、23Xは、Yテ
ーブル7Y側に取り付けられた固定子22XとXテーブ
ル7XのYテーブル7Y側に取り付けられた可動子23
Xとから構成されている。またY方向についても同様に
Yテーブル7Yと防振台3との間に、リニアモータ機構
22Y、23Yが設けられている(図1)。
Here, paying attention to the fact that the linear motor mechanisms 22X and 23X for driving the X table 7X in the X direction and the linear motor mechanisms 22Y and 23Y for driving the Y table 7Y in the Y direction have the same basic structure, FIG. 3 shows linear motor mechanisms 22X and 23 for driving the X table 7X in the X direction.
X will be described. The linear motor mechanisms 22X and 23X provided between the X table 7X and the Y table 7Y include a stator 22X attached to the Y table 7Y side and a mover 23 attached to the Y table 7Y side of the X table 7X.
It is composed of X and. Also in the Y direction, linear motor mechanisms 22Y and 23Y are similarly provided between the Y table 7Y and the vibration isolation table 3 (FIG. 1).

【0016】このステージ装置21はさらに制御器24
を有している。制御器24は、反射鏡13X、13Yと
協働してレーザ干渉計12X、12Yが計測したテーブ
ル位置情報を受け、モータ4X、4Y及び送りねじ5
X、5Yを介して、またはリニアモータ機構22X、2
3X及び22Y、23Yを介してテーブル7X、7Yを
適宜駆動させる。制御器24はこれらの他装置全体を制
御する。
The stage device 21 further includes a controller 24.
have. The controller 24 receives the table position information measured by the laser interferometers 12X and 12Y in cooperation with the reflecting mirrors 13X and 13Y, and receives the motors 4X and 4Y and the feed screw 5.
X, 5Y or linear motor mechanism 22X, 2
The tables 7X and 7Y are appropriately driven via 3X and 22Y and 23Y. The controller 24 controls all of these other devices.

【0017】以上の構成において、この実施例にかかる
ステージ装置21が半導体製造用の投影露光装置20に
使用される場合、感光基板であるウエハWが載置された
テーブル7は、投影露光後次の露光領域が投影光学系の
投影視野の所定位置に位置決めされるように駆動され
る。具体的には、制御器24が現在位置情報及び目標位
置情報を受け、モータ4X、4Y及び送りねじ5X、5
Yを介してテーブル7X、7Yを迅速に目標位置に移動
させる。このときテーブル7X、7Yは、正の加速度運
動、等速度運動そして負の加速度運動を受ける。以下、
便宜上このステージ装置21におけるX方向についての
振動、防振について説明する。
In the above structure, when the stage device 21 according to this embodiment is used in the projection exposure apparatus 20 for semiconductor manufacturing, the table 7 on which the wafer W, which is a photosensitive substrate, is placed is exposed after the projection exposure. The exposure area is driven so that it is positioned at a predetermined position in the projection field of the projection optical system. Specifically, the controller 24 receives the current position information and the target position information, and the motors 4X, 4Y and the feed screws 5X, 5
The tables 7X and 7Y are quickly moved to the target position via Y. At this time, the tables 7X and 7Y receive a positive acceleration motion, a constant velocity motion, and a negative acceleration motion. Less than,
For convenience, the vibration and vibration isolation in the X direction in the stage device 21 will be described.

【0018】Xテーブル7Xにはモータ4X及び送りね
じ5Xを介して加速度が作用するので、その反作用とし
てモータ4X及び送りねじ5Xが取り付けられたYテー
ブル7Yに反力が伝わる。この結果、Xテーブル7Xを
除く装置全体が振動し揺れが発生する。Xテーブル7X
はYテーブル7Y上で非接触方式のガイド機構6X及び
送りねじ5Xによつて支持されているので、Xテーブル
7Xには装置全体の揺動運動とは独立して元の位置に留
まろうとする慣性力が働くことになる。
Since acceleration acts on the X table 7X via the motor 4X and the feed screw 5X, as a reaction thereof, the reaction force is transmitted to the Y table 7Y to which the motor 4X and the feed screw 5X are attached. As a result, the entire apparatus except the X table 7X vibrates and shakes. X table 7X
Is supported by the non-contact type guide mechanism 6X and the feed screw 5X on the Y table 7Y, so that the X table 7X tries to stay in the original position independently of the swinging motion of the entire apparatus. Inertial force will work.

【0019】これはXテーブル7Xはガイド機構6X、
送りねじ5Xを介して装置全体と一体に運動しようとす
るが、送りねじ5X等が完全な剛体ではないため、Xテ
ーブル7Xが装置全体に完全には追従しない。従つて、
この実施例の制御器24では、内部にリニアモータ機構
22X、23Xの推力指令を生成するための推力生成器
(後述のハイパスフイルタ)を設け、テーブル7Xにも
Yテーブル7YのX方向の加速度と同じ加速度をリニア
モータ機構22X、23Xを介してリアルタイムに作用
させる。この結果、Xテーブル7Xの移動中、揺れによ
るXテーブル7XとYテーブル7Yとの相対的な位置ず
れは発生しない。このため、あたかもテーブル7Xがモ
ータ4X及び送りねじ5Xを介して駆動され目標位置に
停止したかのようになり、装置の振動が収まるのを待た
ずに次の露光を行うことができる。
The X table 7X is a guide mechanism 6X,
Although it tries to move integrally with the entire apparatus via the feed screw 5X, the X table 7X does not completely follow the entire apparatus because the feed screw 5X and the like are not a completely rigid body. Therefore,
In the controller 24 of this embodiment, a thrust generator (a high-pass filter described later) for generating thrust commands for the linear motor mechanisms 22X and 23X is provided inside, and the table 7X and the acceleration in the X direction of the Y table 7Y are also provided. The same acceleration is applied in real time via the linear motor mechanisms 22X and 23X. As a result, during the movement of the X table 7X, relative displacement between the X table 7X and the Y table 7Y due to shaking does not occur. Therefore, it is as if the table 7X is driven by the motor 4X and the feed screw 5X and stopped at the target position, and the next exposure can be performed without waiting for the vibration of the apparatus to subside.

【0020】なお実際にはテーブル7の駆動に対する反
力により、防振台3とテーブル7との間の揺れに起因し
た位置ずれが発生するという事実を観察し、この位置ず
れを補正して解消するには、テーブル7を基盤の揺動運
動に追随させればよいこと、従つてテーブル7に基盤の
加速度と同じ加速度をリアルタイムに作用させれば、基
盤及びテーブル7間の相対的な位置ずれを補正できるこ
とが分かつた。
It should be noted that, in reality, the fact that the reaction force against the drive of the table 7 causes a positional deviation due to the shaking between the vibration isolation table 3 and the table 7 is corrected, and the positional deviation is corrected and eliminated. In order to achieve this, the table 7 can be made to follow the swinging motion of the base. Therefore, if the same acceleration as that of the base is applied to the table 7 in real time, the relative displacement between the base and the table 7 will occur. I found that I can correct

【0021】ここでテーブル7の加速度a1 から、リニ
アモータ機構22、23の推力Fまでの関係は、テーブ
ル7の質量をmとし、テーブル7を除く装置全体の質量
をM、粘性抵抗係数をB、ばね定数をkとして、ほぼ図
4に示すようなブロツク図として表わすことができ、こ
れは次式
Here, the relationship from the acceleration a 1 of the table 7 to the thrust F of the linear motor mechanisms 22 and 23 is that the mass of the table 7 is m, the mass of the entire device excluding the table 7 is M, and the viscous drag coefficient is B and the spring constant can be expressed as a block diagram as shown in FIG. 4, where k is the following equation.

【数1】 で表される2次のハイパスフイルタのうち、特定の周波
数に高い尖鋭度(Q)を持つものと等価になる。従つて
この実施例ではこのハイパスフイルタを電気回路(後述
の図6に示す)で実現する。但し、(1)式において、
A、B、Cは、それぞれテーブル7の質量m、装置全体
の質量M、粘性抵抗係数B、ばね定数kによつて決定さ
れる定数であり、sはラプラス演算子である。
[Equation 1] Of the secondary high-pass filters represented by, it is equivalent to one having a high sharpness (Q) at a specific frequency. Therefore, in this embodiment, this high-pass filter is realized by an electric circuit (shown in FIG. 6 described later). However, in equation (1),
A, B, and C are constants determined by the mass m of the table 7, the mass M of the entire apparatus, the viscous drag coefficient B, and the spring constant k, and s is a Laplace operator.

【0022】この結果生成された推力F(t)をリニア
モータ機構22、23によつて発生し、テーブル7に作
用させ、テーブル7に基盤の加速度a(t)と同じ加速
度を強制的に作用させ、テーブル7を基盤の揺れに完全
に追随させることができる。例えば、直流式リニアモー
タでは、発生推力FL はリニアモータ固有の推力定数k
と電流iとの積、すなわちFL =k×iで表される。従
つて、電流iを適宜制御することによつて、容易に所望
の推力をテーブル7に作用させることができる。
The thrust F (t) generated as a result is generated by the linear motor mechanisms 22 and 23 and applied to the table 7, and the table 7 is forcibly applied with the same acceleration as the base acceleration a (t). Therefore, the table 7 can be made to completely follow the shaking of the base. For example, in a DC linear motor, the generated thrust FL is the thrust constant k peculiar to the linear motor.
And the current i, that is, FL = k × i. Therefore, by appropriately controlling the current i, it is possible to easily apply a desired thrust to the table 7.

【0023】実際上制御部24内に設ける推力生成器
は、上述した(図6に示す)2次のハイパスフイルタと
して実現できる。例えば図4において、テーブルの質量
mを 165〔kg〕とし、テーブルを除く装置全体の質量M
を1390〔kg〕とし、粘性抵抗係数Bを2×104 〔N/(m
/SEC) 〕、ばね定数kを1.37×106 〔N/m〕とする
と、2次のハイパスフイルタの伝達関数HPF(s)
は、次式
In practice, the thrust generator provided in the control unit 24 can be realized as the secondary high-pass filter (shown in FIG. 6) described above. For example, in FIG. 4, the mass m of the table is 165 [kg], and the mass M of the entire device excluding the table is M.
Is 1390 [kg], and the viscous resistance coefficient B is 2 × 10 4 [N / (m
/ SEC)], and the spring constant k is 1.37 × 10 6 [N / m], the transfer function HPF (s) of the secondary high-pass filter
Is the expression

【数2】 となり、G(s)は図5に示す周波数特性となる。これ
よりHPF(s)は、ゲイン=19.6、Q=2.18、fc
5〔Hz〕とほぼ等価とみなせるので、図6に示すよう
な回路構成で実現できる。因に図6の場合、例えばコン
デンサC1 は1〔μF〕、抵抗R1 、R2 、Rin、Rf
は、それぞれ7.32、 140、10、 196〔kΩ〕に選定され
ている。
[Equation 2] And G (s) has the frequency characteristic shown in FIG. From this HPF (s) is a gain = 19.6, Q = 2.18, f c =
Since it can be regarded as substantially equivalent to 5 [Hz], it can be realized by the circuit configuration as shown in FIG. In the case of FIG. 6, for example, the capacitor C 1 is 1 [μF] and the resistors R 1 , R 2 , R in , and R f.
Are selected as 7.32, 140, 10, and 196 [kΩ], respectively.

【0024】またハイパスフイルタ回路に入力されるテ
ーブル7の加速度a1 (t)は、前記レーザ干渉計が計
測したテーブル7の位置情報を制御器10内に一定サン
プリング間隔Δtで取込み、次式
The acceleration a 1 (t) of the table 7 input to the high-pass filter circuit is obtained by taking the positional information of the table 7 measured by the laser interferometer into the controller 10 at a constant sampling interval Δt,

【数3】 で表される演算結果を、D/Aコンバータを介して出力
することにより得られる。但し、(3)式において、x
k 、xk-1 、xk-2 は、それぞれk、k−1、k−2番
目のサンプリングで取込んだ位置情報を示す。
[Equation 3] It is obtained by outputting the calculation result represented by the following through the D / A converter. However, in the equation (3), x
k , x k-1 , and x k-2 indicate the position information acquired at the kth, k-1, and k-2th samplings, respectively.

【0025】またリニアモータ機構22X、23Xの発
生推力FL が前記推力生成器の推力指令F(t)と常に
等しくなるように、リニアモータ機構22X、23Xに
かかる電流iは制御器24によつて適宜制御される(図
3)。Y方向についてもX方向の場合と同様に制御器2
4はリニアモータ機構22Y、23Yを制御する。ただ
し、Yテーブル7YはXテーブル7Xと一体に移動する
ので、ここでいうYテーブル7Yの質量はXテーブル7
Xの質量m1 とYテーブル7Yの質量m2 の和となる。
従つて、Yテーブル7Yに作用させる力F(t)は、防
振台3の加速度をa2 (t)とすると、次式
[0025] the linear motor mechanism 22X, as generated thrust F L of 23X is always equal to the thrust command F of the thrust generator (t), a linear motor mechanism 22X, the current i according to the 23X to the controller 24 This is appropriately controlled (Fig. 3). Also in the Y direction, as in the case of the X direction, the controller 2
Reference numeral 4 controls the linear motor mechanisms 22Y and 23Y. However, since the Y table 7Y moves integrally with the X table 7X, the mass of the Y table 7Y here is the X table 7Y.
The sum of the mass m 2 of the X mass m 1 and Y table 7Y.
Therefore, the force F (t) applied to the Y table 7Y is given by the following equation, where the acceleration of the vibration isolation table 3 is a 2 (t).

【数4】 となる。[Equation 4] Becomes

【0026】以上の構成によれば、テーブルに基盤の加
速度と同じ加速度を強制的に作用させ、テーブルを基盤
の揺れに完全に追随させるようにしたことにより、テー
ブルの駆動による揺れが発生してもテーブルと基盤との
間に位置ずれが起こらないので、次の露光領域に停止し
た後従来のように揺れの減衰を待つことなく投影露光を
行うことができ、かくして露光処理のスループツトを格
段的に向上する。
According to the above construction, the same acceleration as the acceleration of the base is forcibly applied to the table so that the table completely follows the shake of the base. Since there is no misalignment between the table and the substrate, it is possible to perform projection exposure after stopping in the next exposure area without waiting for the attenuation of the shake as in the conventional case, thus dramatically improving the throughput of exposure processing. Improve to.

【0027】さらに上述の構成によれば、ハードウエア
構成のハイパスフイルタを通じて、基盤の加速度よりテ
ーブルに与える加速度を得るようにしたことにより、ソ
フトウエアで加速度を求める場合に比較して、構成を格
段的に簡略化し得ると共に、ソフトウエア演算が不要な
ことにより応答性を向上して、スループツトを向上し得
る。
Further, according to the above-mentioned configuration, since the acceleration given to the table is obtained from the acceleration of the board through the high-pass filter having the hardware configuration, the configuration is remarkably compared with the case where the acceleration is obtained by software. In addition, the responsiveness can be improved and the throughput can be improved by not requiring software calculation.

【0028】なお上述の実施例においては、揺れに起因
するテーブルと防振台との位置ずれを補正する手段とし
てリニアモータ機構を用いた場合について述べたが、テ
ーブルの停止位置と目標位置が一致しないときテーブル
を微小移動させるための微動手段として、あるいは揺れ
の整定を促進するための減速手段(ダンパ)としても併
用することができる。
In the above embodiment, the linear motor mechanism is used as a means for correcting the positional deviation between the table and the vibration isolation table due to the shaking, but the stop position of the table and the target position are the same. When not in use, it can be used as a fine movement means for finely moving the table, or as a deceleration means (damper) for promoting settling of shaking.

【0029】さらに上述の実施例においては、本発明を
半導体製造用の投影露光装置に使用されるステージ装置
に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えば液晶製造用の投影露光装置や精密工作機械等
の他の一般のステージ装置にも広く適用して好適なもの
である。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the present invention is applied to the stage device used in the projection exposure apparatus for semiconductor manufacturing has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, projection for liquid crystal manufacturing. It is suitable for wide application to other general stage devices such as exposure devices and precision machine tools.

【0030】[0030]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、テーブル
をそのテーブルの駆動軸に沿つた方向に移動させる第2
の駆動手段を、第1の駆動手段でテーブルを駆動すると
きのテーブルの加速度に応じた駆動力によつて駆動し、
基盤の揺れに対応する加速度をテーブルに与えるように
したことにより、第1の駆動手段でテーブルを駆動する
ときに発生する基盤の揺れに起因する基盤及びテーブル
間の相対的な位置ずれを補正でき、かくして、防振装置
によつて支持された基盤上でテーブルの駆動による揺れ
が発生しても、テーブルと基盤との間に位置ずれを未然
に防止して、全体としてスループツトを向上し得るステ
ージ装置を実現できる。
As described above, according to the present invention, the table is moved in the direction along the drive shaft of the table.
Driving means for driving the table by a driving force corresponding to the acceleration of the table when the table is driven by the first driving means,
By providing the table with an acceleration corresponding to the shake of the base, it is possible to correct the relative positional deviation between the base and the table due to the shake of the base that occurs when the table is driven by the first drive means. Thus, even if the table is shaken by the driving of the table on the base supported by the vibration isolator, the displacement between the table and the base is prevented in advance, and the stage in which the throughput is improved as a whole. The device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用したステージ装置が用いられる投
影露光装置の概略構成を示す略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus in which a stage device to which the present invention is applied is used.

【図2】図1のステージ装置の構成を示す略線的斜視図
である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the configuration of the stage device shown in FIG.

【図3】図1のステージ装置におけるリニアモータの動
作の説明に供する略線図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the linear motor in the stage device of FIG.

【図4】テーブルの加速度とリニアモータの推力の関係
を伝達特性で示すブロツク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing the relationship between the acceleration of the table and the thrust of the linear motor as a transfer characteristic.

【図5】図4の伝達特性に応じたハイパスフイルタ中の
G(S)の特性を示す特性曲線図である。
5 is a characteristic curve diagram showing characteristics of G (S) in a high-pass filter according to the transfer characteristics of FIG.

【図6】(2)式のハイパスフイルタの特性を実現する
回路構成を示す接続図である。
FIG. 6 is a connection diagram showing a circuit configuration for realizing the characteristics of the high-pass filter of the formula (2).

【図7】従来の半導体製造用の投影露光装置に用いられ
るステージ装置の概略構成を示す略線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a stage device used in a conventional projection exposure apparatus for semiconductor manufacturing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、20……投影露光装置、2、21……ステージ装
置、3……防振台、4X、4Y……モータ、5X、5Y
……送りねじ、6X、6Y……ガイド機構、7X、7Y
……テーブル、8……光源、9……照明光学系、10…
…レチクル、11……投影レンズ、12X、12Y……
レーザ干渉計、13X、13Y……反射鏡、22X、2
2Y……固定子、23X、23Y……可動子、24……
制御器。
1, 20 ... Projection exposure apparatus, 2, 21 ... Stage apparatus, 3 ... Vibration isolation table, 4X, 4Y ... Motor, 5X, 5Y
...... Feed screw, 6X, 6Y …… Guide mechanism, 7X, 7Y
... table, 8 ... light source, 9 ... illumination optical system, 10 ...
… Reticle, 11 …… Projection lens, 12X, 12Y ……
Laser interferometer, 13X, 13Y ... Reflector, 22X, 2
2Y ... Stator, 23X, 23Y ... Mover, 24 ...
Controller.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 21/68 K

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】防振装置によつて支持された基盤と、該基
盤に駆動軸を介してほぼ剛に支持されたテーブルと、該
テーブルを前記基盤上で所定の位置に位置決めする第1
の駆動手段とを有するステージ装置において、 前記テーブルを該テーブルの前記駆動軸に沿つた方向に
移動させる第2の駆動手段と、 前記第1の駆動手段で前記テーブルを駆動するときの前
記テーブルの加速度を計測する加速度計測手段と、 該加速度計測手段で計測した前記テーブルの加速度に応
じて前記第2の駆動手段の駆動力を生成する駆動力生成
手段とを具え、前記第1の駆動手段で前記テーブルを駆
動するときに発生する前記基盤の揺れに起因する前記基
盤及び前記テーブル間の相対的な位置ずれを補正するた
め、前記第2の駆動手段を前記駆動力によつて駆動し、
前記基盤の揺れに対応する加速度を前記テーブルに与え
るようにしたことを特徴とするステージ装置。
1. A base supported by an anti-vibration device, a table substantially rigidly supported by the base via a drive shaft, and a first for positioning the table at a predetermined position on the base.
And a second driving means for moving the table in a direction along the drive axis of the table, and a table for driving the table by the first driving means. The first driving means includes an acceleration measuring means for measuring acceleration, and a driving force generating means for generating a driving force of the second driving means according to the acceleration of the table measured by the acceleration measuring means. In order to correct the relative displacement between the base and the table due to the shaking of the base that occurs when driving the table, the second driving means is driven by the driving force,
A stage device, wherein an acceleration corresponding to the shaking of the base is applied to the table.
【請求項2】前記第2の駆動手段は、前記基盤と前記テ
ーブルとの間に設けられたリニアモータ機構でなること
を特徴とする請求項1に記載のステージ装置。
2. The stage apparatus according to claim 1, wherein the second driving means is a linear motor mechanism provided between the base and the table.
【請求項3】前記加速度計測手段は、前記テーブルの位
置を検出する位置検出センサの検出値を所定間隔毎に取
り込み、該検出値を2階差分演算して前記テーブルの加
速度を計測して加速度信号を送出するようにしたことを
特徴とする請求項1に記載のステージ装置。
3. The acceleration measuring means fetches a detection value of a position detection sensor for detecting the position of the table at predetermined intervals, calculates a second-order difference of the detection value, measures the acceleration of the table, and accelerates the acceleration. The stage device according to claim 1, wherein a signal is transmitted.
【請求項4】前記駆動力生成手段は、前記加速度計測手
段より入力される前記加速度信号を特定の周波数に高い
尖鋭度を有するハイパスフイルタでフイルタリングし
て、前記テーブルの加速度に基づく前記第2の駆動手段
の駆動力を生成するようにしたことを特徴とする請求項
3に記載のステージ装置。
4. The driving force generating means filters the acceleration signal input from the acceleration measuring means with a high-pass filter having a high sharpness at a specific frequency, and the second acceleration based on the acceleration of the table. The stage device according to claim 3, wherein the driving force of the driving means is generated.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6028376A (en) * 1997-04-22 2000-02-22 Canon Kabushiki Kaisha Positioning apparatus and exposure apparatus using the same
JP2015105711A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 キヤノン株式会社 Vibration reduction device, lithography device, and manufacturing method of article

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