JPH08111374A - ステージ装置 - Google Patents
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Abstract
装置の駆動アクチユエータによる加減速駆動時に生じる
反作用力によつて定盤に発生する揺れを抑えると共に、
等速運動時に床からの振動による外乱に対しても対抗力
を有する。 【構成】加減速駆動手段(20、21)を除振台(2)
と独立して設置することにより、移動ステージ(17)
を加減速駆動する際、加速推力(Fa )の作用力に対し
て発生する反作用力による揺れを除振台(2)に与える
ことなく移動ステージ(17)を移動し得ると共に、移
動ステージ(17)に加減速駆動手段(20、21)と
独立した等速駆動手段(18)を設置したことにより、
移動ステージ(17)が加減速駆動手段(20、21)
の影響を受けずに等速移動し得る。
Description
例えば液晶表示基板等の製造用の走査型露光装置のステ
ージ装置に適用し得る。
板を走査露光する場合、マスクと感光基板とを可動ステ
ージに載置し、この可動ステージを定盤上で等速度移動
させる構成のステージ装置が用いられている。図5に示
すように、ステージ装置1では、定盤2上に設置された
駆動アクチユエータ3によつて可動ステージ4が駆動さ
れる。可動ステージ4は、駆動アクチユエータ3の加速
推力Fa によつて加速され移動開始し、定盤2上を等速
移動しながら感光基板を走査露光した後、駆動アクチユ
エータ3の減速推力によつて減速され停止する。このス
テージ装置1には防振装置5が設けられ、床6からの振
動が可動ステージ4に伝わらないようになつている。
テージ装置1の構成では、可動ステージ4を駆動する
際、駆動アクチユエータ3によつて可動ステージ4に加
えられる作用力Fa に対して発生する反作用力Fa ´が
定盤2に伝わり定盤2に揺れが発生するという問題があ
つた。駆動アクチユエータ3の駆動により定盤2に揺れ
が発生すると、可動ステージ4に揺れ成分に相当する外
乱が働き、可動ステージ4の走査速度の安定性や位置決
め精度等の走査精度が悪くなるという問題があつた。こ
のため定盤2の揺れが減衰して小さくなるまでの間、ス
テージの加減速のための移動距離を長くして、この間は
露光を行わないようにしていた。
の立ち上がり及び立ち下がり時間を短縮するように駆動
アクチユエータの駆動力を強めて加速又は減速をするこ
とが難しくなり、スループツトが悪くなるという問題が
あつた。さらに、可動ステージ4を等速度で走査できる
ようになるまでのストロークが長くなるため装置全体が
大型化して装置コストが高くなるという問題があつた。
れを小さくするために、除振装置5の特性を変更(例え
ば剛性を上げる粘性減衰率を高める等)すると、逆に床
6からの振動が除去しにくくなるといつた問題があつ
た。このように、反作用力による定盤2の揺れを小さく
するためには可動ステージ4に対して加える加減速時の
作用力(即ち、加速度)を低く抑える以外には有効な手
だてがなかつた。
を定盤から独立した支持部により支持することによつ
て、加減速駆動によつて発生する反作用力が定盤に直接
伝わらない構成にすることも考えられる。しかし、この
ような構成では加減速駆動時の反作用力が定盤に伝わる
のは防ぐことができるが、例えば床からの振動等による
外乱が駆動アクチユエータを通じて等速移動中の可動ス
テージに伝わるという問題があつた。さらに駆動制御ル
ープ内には定盤を支持している除振装置の特性が入るた
め、制御による走査中の振動除去の能力が除振装置の特
性によつて制限され制御性能を上げるのに限界があると
いう問題があつた。
で、加減速駆動時に駆動アクチユエータによつて定盤に
発生する振動を抑えると共に床からの振動による外乱に
対しても影響されないステージ装置を提案しようとする
ものである。
構を有する除振台(2)と、除振台(2)上を所定の方
向に移動する移動ステージ(17)と、除振台(2)と
独立して設置され、停止している移動ステージ(17)
に対して加速推力(Fa )を与えて移動ステージ(1
7)を所定の移動方向へ加速し移動させると共に移動し
ている移動ステージ(17)に対して減速推力(Fb )
を与えて移動ステージ(17)を減速し停止させる加減
速駆動手段(20、21)と、移動ステージ(17)に
設置され、移動ステージ(17)を等速度で駆動する等
速駆動手段(18)とを備える。
(20、21)は、移動ステージ(17)の移動方向に
おける検出位置に応じて移動ステージ(17)に対して
加減速推力(Fb )を与える。
と独立して設置することにより、移動ステージ(17)
を加減速駆動する際、加速推力(Fa )の作用力に対し
て発生する反作用力による揺れを除振台(2)に与える
ことなく移動ステージ(17)を移動することができ、
移動ステージ(17)に加減速駆動手段(20、21)
と独立した等速駆動手段(18)を設置したことによ
り、移動ステージ(17)が加減速駆動手段(20、2
1)の影響を受けずに等速移動し得る。
動ステージ(17)の移動方向における位置検出するレ
ーザ干渉計(31)の出力に応じて移動ステージ(1
7)に対して減速推力(Fb )を与えることにより、露
光中に不要な減速力をステージに加えることがなくな
る。
する。
光装置を示し、振動発生を抑制する定盤2上には照明光
学系11が架台12により支持されている。定盤2は床
6からの振動を取り除く除振装置5を介して床6上に支
持されている。照明光学系11の照射部13からマスク
14に対して露光光が出射され、マスク14の描画パタ
ーンを投射光学系15によつて感光基板16に投射す
る。
字型の走査ステージ17の上部17Aと下部17Bとに
それぞれ配置され、投射レンズ15に対して図のY方向
に走査ステージ17を走査することによつてマスク14
上のパターンを感光基板16上に露光する。走査ステー
ジ17は、定盤2上に走査方向に沿つて敷設されたリニ
アモータ18のレール上に静圧空気軸受け(共に図示せ
ず)によつて支持案内されている。
間に走査方向(Y軸方向)上に対向して設置されるボイ
スコイルモータ20及び21によつて移動及び停止の際
の加減速の駆動力を与えられる。ボイスコイルモータ2
0及び21は定盤2と独立してそれぞれ支持部22及び
23によつて床6上に設置されている。ここで走査ステ
ージ17を加減速する際、ボイスコイルモータ20又は
21は加速推力又は減速推力を加速時又は減速時の短い
間だけ走査ステージ17のほぼ重心位置に対して与え
る。これにより、加減速時に走査ステージ17に揺れが
発生するような要因(反作用力)を小さく抑えることが
でき、走査時の安定を保つことができる。
て与える加速推力又は減速推力の作用力によつて発生す
る反作用力は、支持部22及び23を伝つて床6に逃げ
直接、定盤2には伝達されない。これにより定盤2を支
持する除振装置5の特性を主に床6面から定盤2に伝わ
る振動を除振対象として設定すればよくなり、除振装置
5の特性設定が容易になると共に高い除振性能を得るこ
とができる。
よる定盤2上の走査ステージ17の駆動を示し、図3は
そのときの駆動電流による速度制御を示す。先ず、定盤
2上の走査ステージ17は一方のボイスコイルモータ2
0に流す駆動電流Ia (図3(B))によつて可動子2
0Aが駆動され走査ステージ17に対して加速推力Fa
が与えられる。走査ステージ17は加速推力Fa によつ
て加速領域(図3(A))に入り、加速推力Fa に応じ
た所定速度に達する。ここで所定速度に達した走査ステ
ージ17はリニアモータ18によつて移動制御される。
に入つた走査ステージ17には、外乱により変動する移
動速度に対して制御系30による速度フイードバツクが
かけられ、等速度に制御される(図3(C))。ここで
走査ステージ17の位置及び移動速度の検出には、定盤
2上に配置されたレーザ干渉計31が用いられる。レー
ザ干渉計31では、レーザ発振器32から出射されるレ
ーザ光はビームスプリツタ33によつて参照光L1と測
定光L2に分けられる。参照光L1は架台12に設置さ
れた固定ミラー34に照射され、一方測定光L2は固定
ミラー35によつて反射されて移動ミラー36に照射さ
れる。この参照光L1と測定光L2の戻り光を干渉計レ
シーバ37によつて検出することで投射光学系15と走
査ステージ17との相対位置及び相対移動速度を検出す
る。このようにして測定した走査ステージ17の位置及
び移動速度は制御系30にフイードバツクされ、ボイス
コイルモータ20、21の駆動タイミング及びリニアモ
ータ18の等速度駆動に応用される。
ステージ17がレールの一方の終端に近づくと、検出系
31の検出結果に基づいて制御系30は駆動電流Ib に
よつてボイスコイルモータ21を駆動制御し(図3
(D))、可動子21Aを介して減速推力Fb を走査ス
テージ17に対して加える。これによつて、走査ステー
ジ17は減速領域(図3(A))に入り減速され停止す
る。
せる際のタイミングが制御系30によつて制御される。
走査ステージ17が走査軸のレール他端手前の位置に達
すると、制御系30は干渉計レシーバによる測定結果か
ら得られるステージの相対位置及び相対移動速度に基づ
いて、ボイスコイルモータ21を駆動する。走査ステー
ジ17がボイスコイルモータ21に接触するところによ
り、減速推力Fb をボイスコイルモータに与える電流を
制御して発生させ、その推力で走査ステージ17を減速
停止させる。ここでボイスコイルモータ21の可動子2
1Aに若干のストローク余裕を持たせておき、可動子2
1Aを走査ステージ17とほぼ同等の速度で駆動するこ
とによつて衝突の際の衝撃を軽減する。これにより走査
ステージ17は停止時に定盤2に対して大きな外乱を与
えずに済む。
のマスク14と感光基板10を走査露光する場合、図2
に示すように、走査ステージ17はボイスコイルモータ
20の可動子20Aによつて推しだされ、加速推力Fa
を受けて移動を開始する。このとき加速推力Fa の作用
力に対して発生する反作用力Fa ´は、支持部22又は
23から床6を伝わつて大地に逃げ、直接定盤2に影響
を及ぼすことがなくなる。
所定速度に達した後、リニアモータ18によつて等速度
に制御されレール上を移動する。走査ステージ17が走
査方向に等速移動を開始すると、投射光によつて照射さ
れるマスクの投射パターンが投射光学系15を介して感
光基板16上に露光走査される。走査ステージ17は1
回の露光走査を終了してレールの終端に近づくと、レー
ザ干渉計31によつて測定されたステージの移動速度に
基づいて、対向するもう一方のボイスコイルモータ21
からの減速推力Fb を可動子21Aを介してタイミング
を合わせて受け減速され停止される。これにより走査ス
テージ17は露光走査終了後にあまり大きな衝撃を受け
ずに停止させられるので、定盤に対して大きな揺れを発
生させることがない。
査ステージを駆動するボイスコイルモータを設けたこと
により、走査露光の際、走査ステージ17の加減速時に
ボイスコイルモータ20及び21によつて発生される反
作用力が直接、定盤に伝えられることなく走査ステージ
17を加減速制御できる。これにより走査ステージ17
の加減速時に定盤に対してボイスコイルモータの推力
(反作用)による揺れが発生することなく、走査時の速
度ムラ等が大幅に軽減され、走査精度及び露光精度を高
めることができる。
タ20及び21と独立して設置されていることにより、
重量の大きいものを制御する場合や急峻な加減速を要す
る場合にはボイスコイルモータのみの推力を大きくすれ
ば良く、走査ステージ17の構造を変更することなく従
つて走査ステージ17の重量を増やすことなく高スルー
プツト化等の走査性能を向上し得る。
クチユエータを用いていたときには、加減速に合わせる
ために露光走査の全ストロークに亘り、高推力のアクチ
ユエータを用いることになつていたが、駆動アクチユエ
ータを加減速用のボイスコイルモータと等速用のリニア
モータとに分けることによつて必要最小限の推力を必要
最小限の期間だけ発生させるだけで良くなつた。これに
より、それぞれのアクチユエータを小型化することがで
きるので、可動部の重量を軽減し、可動部を効率良く動
かすことができ、装置の運用面で全体でのコスト低減が
実現し得る。
は高推力を発生させると熱が発生するが、除振台と独立
して設置されたボイスコイルモータではこの熱を床へ逃
すことができ、定盤及び走査ステージ17に熱変形が生
じるのを未然に防止し得る。さらに除振装置は床からの
振動のみを減衰させれば良いので、除振装置の特性を床
振動の減衰のみに限定させて除振装置の性能を向上させ
ることができる。またこのとき除振装置の性能を所定の
ものとして、コスト低減を選択するようにしても良い。
御のアクチユエータに小ストロークで高推力の得られる
ボイスコイルモータを用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えばアクチユエータとして油圧
又は空圧シリンダやカムを用いても良く、これにより更
に装置コストを削減することができる。さらに上述の実
施例においては、等倍投影する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、縮小投影の走査露光にも適用し
得る。この場合、レチクル等の駆動位置は除振装置支持
部より離れた高い位置になることが多い。このように除
振装置から離れた部分を加減速しなければならない場合
でも本方式であれば、装置全体を揺らす原因となる反作
用力を外部に逃すことができるため、露光精度を悪化さ
せるのを未然に防止し得る。
ジの等速制御用にリニアモータを用いた場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、例えばボールネジ、キ
ヤプスタンドライブ又はベルトドライブ等のアクチユエ
ータを用いるようにしても上述の実施例の効果と同様の
効果が得られる。さらに上述の実施例においては、走査
ステージの減速時にボイスコイルモータの駆動タイミン
グを制御して走査ステージがボイスコイルモータに接触
する際の衝撃を緩和する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、ボイスコイルモータの可動子の慣性モ
ーメントを小さくしたり、可動子側にシヨツクアブソー
バーを付加するようにしても良い。
ジの走査装置の場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、図4に示すように、例えば2軸ステージの走査
方向の軸に対して用いるようにしても良い。すなわち2
軸ステージ40は、定盤2平面上のX軸方向への移動軸
に対して直交するY軸方向に走査方向が設定されてい
る。この2軸ステージ40において、走査ステージ41
のX軸方向への移動は、定盤2と独立して設置されたボ
イスコイルモータ42及び対になるボイスコイルモータ
(図示せず)により加減速駆動され、定盤2上に敷設さ
れたリニアモータ44に沿つて等速度で移動される。さ
らに走査ステージ41はX軸方向へレール45A及び4
5B上を移動する。このように、ステージが多軸化して
も、走査ステージを走査する軸に対して直接、定盤の外
部にボイスコイルモータ等のアクチユエータを設置する
ことにより上述の実施例と同様にの効果が得られる。
動手段を移動ステージを間に移動ステージの移動方向上
に対向して除振台と独立して設置することにより、移動
ステージを加減速駆動する際、加速推力の作用力に対し
て発生する反作用力による揺れを定盤に与えることなく
移動ステージを移動することができ、移動ステージに加
減速駆動手段と独立した等速駆動手段を設置したことに
より、移動ステージが加減速駆動手段の影響を受けずに
等速移動し得る走査型露光装置を実現し得る。
側面図である。
を示す略線的側面図である。
ある。
略線的側面図である。
置、10……走査型露光装置、11……照明光学系、1
2……架台、13……照射部、14……マスク、15…
…投射光学系、16……感光基板、17、41……走査
ステージ、18……リニアモータ、20、21、42…
…ボイスコイルモータ、20A、21A……可動子、2
2、23……支持部、30……制御系、31……レーザ
干渉計、32……レーザ発振器、33……ビームスプリ
ツタ、34、35……固定ミラー、36……移動ミラ
ー、37……干渉計レシーバ。
Claims (2)
- 【請求項1】振動の伝播を抑制する機構を有する除振台
と、 前記除振台上を所定の方向に移動する移動ステージと、 前記除振台と独立して設置され、停止している前記移動
ステージに対して加速推力を与えて前記移動ステージを
所定の移動方向へ加速し移動させると共に移動している
前記移動ステージに対して減速推力を与えて前記移動ス
テージを減速し停止させる加減速駆動手段と、 前記移動ステージに設置され、前記移動ステージを等速
度で駆動する等速駆動手段とを具えることを特徴とする
ステージ装置。 - 【請求項2】前記加減速駆動手段は前記移動ステージの
前記移動方向における位置を検出し、当該位置に応じて
前記移動ステージに対して前記減速推力を与えることを
特徴とする請求項1に記載のステージ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27065494A JP3536382B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | ステージ装置および走査型露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27065494A JP3536382B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | ステージ装置および走査型露光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08111374A true JPH08111374A (ja) | 1996-04-30 |
JP3536382B2 JP3536382B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=17489105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27065494A Expired - Fee Related JP3536382B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | ステージ装置および走査型露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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---|---|---|---|---|
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WO1999066542A1 (fr) * | 1998-06-17 | 1999-12-23 | Nikon Corporation | Procede et dispositif d'exposition |
JP2002365026A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Sigma Technos Kk | 基板検査装置 |
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JP2010109376A (ja) * | 2005-06-08 | 2010-05-13 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及び基板ステージ補償を利用したデバイス製造方法 |
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1994
- 1994-10-07 JP JP27065494A patent/JP3536382B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3536382B2 (ja) | 2004-06-07 |
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