JPH0837151A - 走査ステージ装置およびこれを用いた露光装置 - Google Patents
走査ステージ装置およびこれを用いた露光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 走査型の露光装置のレチクルステージやウエ
ハステージの駆動部を小形、軽量化する。 【構成】 ウエハＷ1 を載せた走査ステージ３はガイド
２に沿って所定の走行路を走行し、該走行路の両端部分
のみにおいてリニアモータＡ1 ，Ａ2 の推力によって加
速減速され、中央部においては、サブリニアモータＡ3
によって走査ステージ３の走査速度を一定に保つための
わずかな推力が発生されるだけである。従って、サブリ
ニアモータＡ3 は小形、軽量のものですみ、駆動部全体
の小形化、軽量化および低コスト化を促進できる。
ハステージの駆動部を小形、軽量化する。 【構成】 ウエハＷ1 を載せた走査ステージ３はガイド
２に沿って所定の走行路を走行し、該走行路の両端部分
のみにおいてリニアモータＡ1 ，Ａ2 の推力によって加
速減速され、中央部においては、サブリニアモータＡ3
によって走査ステージ３の走査速度を一定に保つための
わずかな推力が発生されるだけである。従って、サブリ
ニアモータＡ3 は小形、軽量のものですみ、駆動部全体
の小形化、軽量化および低コスト化を促進できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置のなか
で、特に、レチクルパターンを円弧状あるいは矩形状の
帯状領域に限定してウエハ等基板（以下、「基板」とい
う。）に結像させ、レチクルと基板の双方を走査させる
ことによってレチクルパターン全体を露光し、基板に転
写するいわゆる走査型の露光装置に好適な走査ステージ
装置およびこれを用いた露光装置に関するものである。
で、特に、レチクルパターンを円弧状あるいは矩形状の
帯状領域に限定してウエハ等基板（以下、「基板」とい
う。）に結像させ、レチクルと基板の双方を走査させる
ことによってレチクルパターン全体を露光し、基板に転
写するいわゆる走査型の露光装置に好適な走査ステージ
装置およびこれを用いた露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原版であるレチクルと基板の双方を走査
させてレチクルパターン全体を基板に転写するいわゆる
走査型の露光装置においては、レチクルや基板の走査速
度を極めて高精度で安定して制御することが要求され
る。そこで、走査型の露光装置においてレチクルや基板
を保持しこれを走査させる走査ステージ装置の駆動部
に、図１４に示すようにリニアモータを用いるのが一般
的である。これは、ベース１０１上に固定された断面Ｕ
字型のガイド１０２と、ガイド１０２に沿って所定の方
向（以下、「走査方向」という。）に往復移動自在であ
るウエハステージ１０３と、ガイド１０２に沿って走行
するウエハステージ１０３の走行路に沿ってその両側に
ベース１０１と一体的に配設された一対のリニアモータ
固定子１０４，１０５と、ウエハステージ１０３の両側
面１０３ａ，１０３ｂとそれぞれ一体的に設けられた一
対のリニアモータ可動子１０６，１０７を有し、リニア
モータ固定子１０４，１０５とリニアモータ可動子１０
６，１０７はそれぞれウエハステージ１０３を走査方向
に加速減速する一対のリニアモータＥ1 ，Ｅ2 を構成す
る。なお、ウエハステージ１０３は図示しない静圧軸受
パッド等によってガイド１０２に非接触で案内される。
させてレチクルパターン全体を基板に転写するいわゆる
走査型の露光装置においては、レチクルや基板の走査速
度を極めて高精度で安定して制御することが要求され
る。そこで、走査型の露光装置においてレチクルや基板
を保持しこれを走査させる走査ステージ装置の駆動部
に、図１４に示すようにリニアモータを用いるのが一般
的である。これは、ベース１０１上に固定された断面Ｕ
字型のガイド１０２と、ガイド１０２に沿って所定の方
向（以下、「走査方向」という。）に往復移動自在であ
るウエハステージ１０３と、ガイド１０２に沿って走行
するウエハステージ１０３の走行路に沿ってその両側に
ベース１０１と一体的に配設された一対のリニアモータ
固定子１０４，１０５と、ウエハステージ１０３の両側
面１０３ａ，１０３ｂとそれぞれ一体的に設けられた一
対のリニアモータ可動子１０６，１０７を有し、リニア
モータ固定子１０４，１０５とリニアモータ可動子１０
６，１０７はそれぞれウエハステージ１０３を走査方向
に加速減速する一対のリニアモータＥ1 ，Ｅ2 を構成す
る。なお、ウエハステージ１０３は図示しない静圧軸受
パッド等によってガイド１０２に非接触で案内される。
【０００３】各リニアモータ固定子１０４，１０５は、
ガイド１０２のほぼ全長に沿って配設された長尺のルー
プ状のヨーク１０４ａ，１０５ａとその内側に固着され
た長尺の磁石１０４ｂ，１０５ｂからなり、各磁石１０
４ｂ，１０５ｂはリニアモータ可動子１０６，１０７の
コイル開口１０６ａ，１０７ａを貫通する。各リニアモ
ータ可動子１０６，１０７に図示しない電源から駆動電
流が供給されてこれらが励磁されると、磁石１０４ｂ，
１０５ｂに沿って推力が発生し、これによってウエハス
テージ１０３が加速あるいは減速される。
ガイド１０２のほぼ全長に沿って配設された長尺のルー
プ状のヨーク１０４ａ，１０５ａとその内側に固着され
た長尺の磁石１０４ｂ，１０５ｂからなり、各磁石１０
４ｂ，１０５ｂはリニアモータ可動子１０６，１０７の
コイル開口１０６ａ，１０７ａを貫通する。各リニアモ
ータ可動子１０６，１０７に図示しない電源から駆動電
流が供給されてこれらが励磁されると、磁石１０４ｂ，
１０５ｂに沿って推力が発生し、これによってウエハス
テージ１０３が加速あるいは減速される。
【０００４】ウエハステージ１０３上にはウエハＷ0 が
吸着され、その上方にはレチクルステージ２０３（図１
７参照）によってレチクルが保持されており、レチクル
の一部分に照射された帯状の露光光Ｌ0 （断面を破線で
示す）によってウエハＷ0 の帯状領域が露光され、レチ
クルパターンの一部分が転写される。走査型の露光装置
の各露光サイクルは、帯状の露光光Ｌ0 に対してウエハ
ステージ１０３とレチクルステージ２０３の双方を走行
させることでレチクルパターン全体をウエハＷ0 に転写
するものであり、ウエハＷ0 を保持するウエハステージ
１０３の走行中はその位置をレーザ干渉計１０８（図１
７参照）によって検出する。レチクルステージ２０３も
上記と同様の駆動部を有し、同様に制御される。リニア
モータＥ1 ，Ｅ2 によるウエハステージ１０３の加速減
速および露光中の速度制御は以下のように行なわれる。
吸着され、その上方にはレチクルステージ２０３（図１
７参照）によってレチクルが保持されており、レチクル
の一部分に照射された帯状の露光光Ｌ0 （断面を破線で
示す）によってウエハＷ0 の帯状領域が露光され、レチ
クルパターンの一部分が転写される。走査型の露光装置
の各露光サイクルは、帯状の露光光Ｌ0 に対してウエハ
ステージ１０３とレチクルステージ２０３の双方を走行
させることでレチクルパターン全体をウエハＷ0 に転写
するものであり、ウエハＷ0 を保持するウエハステージ
１０３の走行中はその位置をレーザ干渉計１０８（図１
７参照）によって検出する。レチクルステージ２０３も
上記と同様の駆動部を有し、同様に制御される。リニア
モータＥ1 ，Ｅ2 によるウエハステージ１０３の加速減
速および露光中の速度制御は以下のように行なわれる。
【０００５】図１５は図１４の走査ステージ装置を平面
図で示すもので、例えば、ウエハステージ１０３が走査
方向の図示左端にあり、ウエハＷ0 の走査方向の幅の中
心Ｏ0 が加速開始位置Ｐ1 に位置しているときにリニア
モータＥ1 ，Ｅ2 の図示右向きの推力による加速が開始
され、ウエハＷ0 の前記中心Ｏ0 が加速終了位置Ｐ2に
到達したときに加速が停止され、以後はリニアモータＥ
1 ，Ｅ2 がウエハステージ１０３の走査速度を一定に制
御する働きのみをする。ウエハＷ0 の中心Ｏ0が減速開
始位置Ｐ3 に到達するとリニアモータＥ1 ，Ｅ2 の図示
左向きの推力による減速が開始され、ウエハＷ0 の中心
Ｏ0 が減速終了位置Ｐ4 に到達したときにウエハステー
ジ１０３の走行が停止され、同時に図示左向きの加速が
開始される。ウエハステージ１０３の図示左向きの走行
はリニアモータＥ1 ，Ｅ2 を前記と逆の方向に同じ手順
で制御することで行なわれる。
図で示すもので、例えば、ウエハステージ１０３が走査
方向の図示左端にあり、ウエハＷ0 の走査方向の幅の中
心Ｏ0 が加速開始位置Ｐ1 に位置しているときにリニア
モータＥ1 ，Ｅ2 の図示右向きの推力による加速が開始
され、ウエハＷ0 の前記中心Ｏ0 が加速終了位置Ｐ2に
到達したときに加速が停止され、以後はリニアモータＥ
1 ，Ｅ2 がウエハステージ１０３の走査速度を一定に制
御する働きのみをする。ウエハＷ0 の中心Ｏ0が減速開
始位置Ｐ3 に到達するとリニアモータＥ1 ，Ｅ2 の図示
左向きの推力による減速が開始され、ウエハＷ0 の中心
Ｏ0 が減速終了位置Ｐ4 に到達したときにウエハステー
ジ１０３の走行が停止され、同時に図示左向きの加速が
開始される。ウエハステージ１０３の図示左向きの走行
はリニアモータＥ1 ，Ｅ2 を前記と逆の方向に同じ手順
で制御することで行なわれる。
【０００６】このような加速減速サイクルにおいて、例
えば、ウエハステージ１０３が図示右向きに走行すると
き、ウエハＷ0 の中心Ｏ0 が加速終了位置Ｐ2 に到達す
ると同時に露光が開始され、露光光Ｌ0 がウエハＷ0 の
図示右端の帯状領域に入射し、ウエハＷ0 の中心Ｏ0 が
減速開始位置Ｐ3 に到達したときにウエハＷ0 の全面の
露光が完了する。従って、ウエハＷ0 の露光中はウエハ
ステージ１０３が一定の走査速度で走行し、また、図示
しないレチクルもこれと同様に走行される。なお、露光
開始時のウエハＷ0 とレチクルの相対位置は厳密に管理
され、露光中のウエハＷ0 とレチクルの速度比は、両者
の間の投影光学系の縮小倍率に正確に一致するように制
御され、露光終了後は両者を適当に減速させる。
えば、ウエハステージ１０３が図示右向きに走行すると
き、ウエハＷ0 の中心Ｏ0 が加速終了位置Ｐ2 に到達す
ると同時に露光が開始され、露光光Ｌ0 がウエハＷ0 の
図示右端の帯状領域に入射し、ウエハＷ0 の中心Ｏ0 が
減速開始位置Ｐ3 に到達したときにウエハＷ0 の全面の
露光が完了する。従って、ウエハＷ0 の露光中はウエハ
ステージ１０３が一定の走査速度で走行し、また、図示
しないレチクルもこれと同様に走行される。なお、露光
開始時のウエハＷ0 とレチクルの相対位置は厳密に管理
され、露光中のウエハＷ0 とレチクルの速度比は、両者
の間の投影光学系の縮小倍率に正確に一致するように制
御され、露光終了後は両者を適当に減速させる。
【０００７】走査型の露光装置の生産性を向上させるに
は、リニアモータＥ1 ，Ｅ2 の加速および減速に消費す
る時間をできるだけ短縮するのが望ましい。また、省ス
ペースの観点からはリニアモータＥ1 ，Ｅ2 の加速減速
中のウエハステージ１０３の走行距離もできるだけ短い
方がよい。その結果、リニアモータＥ1 ，Ｅ2 に大きな
推力が要求され、リニアモータ固定子１０４，１０５の
磁場の強さを、例えば、５，０００ガウス程度の強磁場
に設計することが要求される。そこで、各ヨーク１０４
ａ，１０５ａは鉄等の飽和磁束密度の高い材質のものを
用いるが、それでも、上記のような強磁場の磁束が集中
する各ヨーク１０４ａ，１０５ａの両端部分１０４ｃ，
１０５ｃ（図１６に示す）は、集中した磁束を飽和させ
ないために極めて大きな断面積を必要とする。
は、リニアモータＥ1 ，Ｅ2 の加速および減速に消費す
る時間をできるだけ短縮するのが望ましい。また、省ス
ペースの観点からはリニアモータＥ1 ，Ｅ2 の加速減速
中のウエハステージ１０３の走行距離もできるだけ短い
方がよい。その結果、リニアモータＥ1 ，Ｅ2 に大きな
推力が要求され、リニアモータ固定子１０４，１０５の
磁場の強さを、例えば、５，０００ガウス程度の強磁場
に設計することが要求される。そこで、各ヨーク１０４
ａ，１０５ａは鉄等の飽和磁束密度の高い材質のものを
用いるが、それでも、上記のような強磁場の磁束が集中
する各ヨーク１０４ａ，１０５ａの両端部分１０４ｃ，
１０５ｃ（図１６に示す）は、集中した磁束を飽和させ
ないために極めて大きな断面積を必要とする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、前述のように、各リニアモータ固定子のヨークの両
端部分に磁束を飽和させないために極めて大きな断面積
を必要とし、加えて、ウエハステージ等の加速減速を必
要としないヨークの中央部分も両端部分と同じ断面寸法
であるためにヨーク全体が極めて大きく高重量であり、
その結果、装置全体が大型化、かつ、高重量化する。ま
た、前述のように強磁場を発生するためにはリニアモー
タ固定子の磁石を厚肉にするとともにその材料に極めて
高価な希土類磁石を用いる必要があり、走査ステージの
走行路全体に厚肉でしかも高価な磁石を一様に配設した
のではリニアモータのコストが著しく上昇する。
ば、前述のように、各リニアモータ固定子のヨークの両
端部分に磁束を飽和させないために極めて大きな断面積
を必要とし、加えて、ウエハステージ等の加速減速を必
要としないヨークの中央部分も両端部分と同じ断面寸法
であるためにヨーク全体が極めて大きく高重量であり、
その結果、装置全体が大型化、かつ、高重量化する。ま
た、前述のように強磁場を発生するためにはリニアモー
タ固定子の磁石を厚肉にするとともにその材料に極めて
高価な希土類磁石を用いる必要があり、走査ステージの
走行路全体に厚肉でしかも高価な磁石を一様に配設した
のではリニアモータのコストが著しく上昇する。
【０００９】さらに、図１７に示すように、レチクルス
テージ２０３についてはそのベース２０１が、ウエハス
テージ１０３のベース１０１と一体であるフレーム２０
４に支持され、しかもウエハステージ１０３の４〜５倍
の速度まで加速する必要があるため、レチクルステージ
２０３のリニアモータの反力による振動が大きな問題と
なる。すなわち、レチクルステージ２０３は露光装置の
上方部に位置するために構造的に振動を発生しやすいう
えに、ウエハステージ１０３のリニアモータよりはるか
に大きな駆動力で駆動されるため、露光装置全体を大き
く揺動させ、露光装置のサーボ系の大きな外乱となる。
このような外乱は次回の露光サイクルにおいてレチクル
ステージ２０３とウエハステージ１０３の走査を同期さ
せるうえでの障害となるため、外乱が静まるのを待って
次回の露光サイクルを開始しなければならず、スループ
ットの低下を招く。
テージ２０３についてはそのベース２０１が、ウエハス
テージ１０３のベース１０１と一体であるフレーム２０
４に支持され、しかもウエハステージ１０３の４〜５倍
の速度まで加速する必要があるため、レチクルステージ
２０３のリニアモータの反力による振動が大きな問題と
なる。すなわち、レチクルステージ２０３は露光装置の
上方部に位置するために構造的に振動を発生しやすいう
えに、ウエハステージ１０３のリニアモータよりはるか
に大きな駆動力で駆動されるため、露光装置全体を大き
く揺動させ、露光装置のサーボ系の大きな外乱となる。
このような外乱は次回の露光サイクルにおいてレチクル
ステージ２０３とウエハステージ１０３の走査を同期さ
せるうえでの障害となるため、外乱が静まるのを待って
次回の露光サイクルを開始しなければならず、スループ
ットの低下を招く。
【００１０】加えて、露光装置全体が大きく揺れると、
レチクルステージ２０３や投影光学系２０５を支持する
フレーム２０４等が変形し、ウエハステージ１０３やレ
チクルステージ２０３の位置を検出するレーザ干渉計１
０８，２０８等の検出値に著しい誤差を発生する結果と
なる。
レチクルステージ２０３や投影光学系２０５を支持する
フレーム２０４等が変形し、ウエハステージ１０３やレ
チクルステージ２０３の位置を検出するレーザ干渉計１
０８，２０８等の検出値に著しい誤差を発生する結果と
なる。
【００１１】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、走査型のウエハステージ
やレチクルステージ等の走査ステージの駆動部の小形
化、軽量化および低コスト化を促進するとともに、前記
走査ステージの駆動による振動を大幅に低減できる走査
ステージ装置およびこれを用いた露光装置を提供するこ
とを目的とするものである。
に鑑みてなされたものであり、走査型のウエハステージ
やレチクルステージ等の走査ステージの駆動部の小形
化、軽量化および低コスト化を促進するとともに、前記
走査ステージの駆動による振動を大幅に低減できる走査
ステージ装置およびこれを用いた露光装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の走査ステージ装置は、所定の長さの定速走査
領域とこれに続く加速領域を有する走行路に沿って走行
自在である走査ステージと、前記走行路の前記加速領域
において前記走査ステージを前記定速走査領域に向かっ
て加速するための第１の推力を発生する第１の推力発生
手段と、前記走行路の前記定速走査領域において前記走
査ステージの走査速度を制御するための第２の推力を発
生する第２の推力発生手段を有することを特徴とする。
め本発明の走査ステージ装置は、所定の長さの定速走査
領域とこれに続く加速領域を有する走行路に沿って走行
自在である走査ステージと、前記走行路の前記加速領域
において前記走査ステージを前記定速走査領域に向かっ
て加速するための第１の推力を発生する第１の推力発生
手段と、前記走行路の前記定速走査領域において前記走
査ステージの走査速度を制御するための第２の推力を発
生する第２の推力発生手段を有することを特徴とする。
【００１３】第１の推力発生手段が、それぞれ走行路の
両端に配設された一対のリニアモータを有するとよい。
両端に配設された一対のリニアモータを有するとよい。
【００１４】また、第１の推力発生手段が、それぞれ走
行路の両端に配設された一対のバネによる推力発生装置
であってもよい。
行路の両端に配設された一対のバネによる推力発生装置
であってもよい。
【００１５】走査ステージを走行路に沿って走行自在に
支持する走査ステージ支持手段が、第１および第２の推
力発生手段の少なくとも一方を支持する推力発生手段支
持手段から独立しているとよい。
支持する走査ステージ支持手段が、第１および第２の推
力発生手段の少なくとも一方を支持する推力発生手段支
持手段から独立しているとよい。
【００１６】また、第１の推力によって走査ステージに
発生するモーメントを相殺するための第３の推力を発生
する第３の推力発生手段が設けられているとよい。
発生するモーメントを相殺するための第３の推力を発生
する第３の推力発生手段が設けられているとよい。
【００１７】
【作用】走査ステージを加速するための第１の推力発生
手段に比べて、走査ステージの走査速度を制御するため
の第２の推力発生手段ははるかに軽量、かつ、小形のも
のでよい。その結果、第１の推力発生手段が第２の推力
発生手段を兼ねたリニアモータである場合のように長
尺、かつ、高重量のリニアモータ等を必要とせず、走査
ステージ装置の駆動部の小形化、軽量化を促進できる。
また、第１および第２の推力発生手段の少なくとも一方
がリニアモータである場合には、リニアモータの磁石の
使用量が少ないために装置の低コスト化を大きく促進で
きる。
手段に比べて、走査ステージの走査速度を制御するため
の第２の推力発生手段ははるかに軽量、かつ、小形のも
のでよい。その結果、第１の推力発生手段が第２の推力
発生手段を兼ねたリニアモータである場合のように長
尺、かつ、高重量のリニアモータ等を必要とせず、走査
ステージ装置の駆動部の小形化、軽量化を促進できる。
また、第１および第２の推力発生手段の少なくとも一方
がリニアモータである場合には、リニアモータの磁石の
使用量が少ないために装置の低コスト化を大きく促進で
きる。
【００１８】また、走査ステージを走行路に沿って走行
自在に支持する走査ステージ支持手段が、第１および第
２の推力発生手段の少なくとも一方を支持する推力発生
手段支持手段から分離独立していれば、第１の推力の反
力のために走査ステージ支持手段やこれと一体である露
光装置のフレーム等に振動を発生し、同時に走査するレ
チクルステージとウエハステージの同期を妨げる等のト
ラブルを回避できる。
自在に支持する走査ステージ支持手段が、第１および第
２の推力発生手段の少なくとも一方を支持する推力発生
手段支持手段から分離独立していれば、第１の推力の反
力のために走査ステージ支持手段やこれと一体である露
光装置のフレーム等に振動を発生し、同時に走査するレ
チクルステージとウエハステージの同期を妨げる等のト
ラブルを回避できる。
【００１９】また、第１の推力によって走査ステージに
発生するモーメントを相殺するための第３の推力発生手
段が設けられていれば、前記モーメントに起因する露光
装置のフレーム等の揺動を防ぐことができる。
発生するモーメントを相殺するための第３の推力発生手
段が設けられていれば、前記モーメントに起因する露光
装置のフレーム等の揺動を防ぐことができる。
【００２０】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２１】図１は第１実施例による走査ステージ装置
を示す斜視図であって、これは、防振ベース１上に固定
された一対の案内レール２ａ，２ｂからなるガイド２
と、ガイド２に沿って所定の方向に往復走行自在である
走査ステージ３と、走査ステージ３の走行路に沿ってそ
の両側にそれぞれ一対ずつ配設されたリニアモータ固定
子４，５と、走査ステージ３の両側面３ａ，３ｂとそれ
ぞれ一体的に設けられたリニアモータ可動子６，７を有
し、各対のリニアモータ固定子４，５は、従来例と同様
の長尺のリニアモータ固定子を走査ステージ３の走行路
の全長に沿って固定したうえでその中央部分を切除した
ときの残りの両端部分に等しい構成でこれらと同じ位置
に配設され、走査ステージ３と一体であるリニアモータ
可動子６，７とともに、走行路の加速領域である両端部
分のそれぞれにおいて定速走査領域である中央部分に向
かって走査ステージ３を加速するための第１の推力を発
生する第１の推力発生手段であるリニアモータＡ1 ，Ａ
2 を構成する。なお、走査ステージ３は図示しない静圧
軸受パッド等によってガイド２上を非接触で案内され、
走査ステージ３が走行路の両端部分を走行するときは各
リニアモータ可動子６，７の開口６ａ，７ａをリニアモ
ータ固定子４，５のヨーク４ａ、５ａの一部分とこれに
保持された磁石４ｂ，５ｂが貫通し、各リニアモータ可
動子６，７がこれに供給される駆動電流によって励磁さ
れて走査ステージ３を走行路の中央部分に向かって加速
する推力を発生するように構成されている。なお、この
推力は、走査ステージ３が走行路の中央部分へ向かって
走行するときは走査ステージ３を加速し、該走査ステー
ジ３が逆向きに走行するときはこれを減速させる働きを
する。
を示す斜視図であって、これは、防振ベース１上に固定
された一対の案内レール２ａ，２ｂからなるガイド２
と、ガイド２に沿って所定の方向に往復走行自在である
走査ステージ３と、走査ステージ３の走行路に沿ってそ
の両側にそれぞれ一対ずつ配設されたリニアモータ固定
子４，５と、走査ステージ３の両側面３ａ，３ｂとそれ
ぞれ一体的に設けられたリニアモータ可動子６，７を有
し、各対のリニアモータ固定子４，５は、従来例と同様
の長尺のリニアモータ固定子を走査ステージ３の走行路
の全長に沿って固定したうえでその中央部分を切除した
ときの残りの両端部分に等しい構成でこれらと同じ位置
に配設され、走査ステージ３と一体であるリニアモータ
可動子６，７とともに、走行路の加速領域である両端部
分のそれぞれにおいて定速走査領域である中央部分に向
かって走査ステージ３を加速するための第１の推力を発
生する第１の推力発生手段であるリニアモータＡ1 ，Ａ
2 を構成する。なお、走査ステージ３は図示しない静圧
軸受パッド等によってガイド２上を非接触で案内され、
走査ステージ３が走行路の両端部分を走行するときは各
リニアモータ可動子６，７の開口６ａ，７ａをリニアモ
ータ固定子４，５のヨーク４ａ、５ａの一部分とこれに
保持された磁石４ｂ，５ｂが貫通し、各リニアモータ可
動子６，７がこれに供給される駆動電流によって励磁さ
れて走査ステージ３を走行路の中央部分に向かって加速
する推力を発生するように構成されている。なお、この
推力は、走査ステージ３が走行路の中央部分へ向かって
走行するときは走査ステージ３を加速し、該走査ステー
ジ３が逆向きに走行するときはこれを減速させる働きを
する。
【００２２】また、ガイド２上の案内レール２ａ，２ｂ
の間には、図２に拡大して示すように小形のループ状の
サブヨーク８ａとその内側に固着されたサブ磁石８ｂか
らなるサブリニアモータ固定子８と、これとともに第２
の推力発生手段であるサブリニアモータＡ3 を構成する
サブリニアモータ可動子９が配設され、サブリニアモー
タ固定子８は防振ベース１に固定され、サブリニアモー
タ可動子９は走査ステージ３の図示下面に固着されてい
る。サブリニアモータＡ3 は、走査ステージ３がリニア
モータＡ1 ，Ａ2 によって所定の速度まで加速されたの
ちに励磁され、走査ステージ３の走査速度を一定に保つ
ための第２の推力を発生する。このように、サブリニア
モータＡ3 の役目は走査ステージ３がその走行路の定速
走査領域である中央部分を走行するときにのみ推力を発
生して走査ステージ３の走査速度を一定値に維持するも
のであるため、走査ステージ３の加速または減速を行な
うリニアモータＡ1 ，Ａ2 のように大きな推力を発生さ
せる必要がない。従って、サブリニアモータＡ3 はリニ
アモータＡ1 ，Ａ2 に比べて極めて小形、かつ、軽量の
ものでよい。
の間には、図２に拡大して示すように小形のループ状の
サブヨーク８ａとその内側に固着されたサブ磁石８ｂか
らなるサブリニアモータ固定子８と、これとともに第２
の推力発生手段であるサブリニアモータＡ3 を構成する
サブリニアモータ可動子９が配設され、サブリニアモー
タ固定子８は防振ベース１に固定され、サブリニアモー
タ可動子９は走査ステージ３の図示下面に固着されてい
る。サブリニアモータＡ3 は、走査ステージ３がリニア
モータＡ1 ，Ａ2 によって所定の速度まで加速されたの
ちに励磁され、走査ステージ３の走査速度を一定に保つ
ための第２の推力を発生する。このように、サブリニア
モータＡ3 の役目は走査ステージ３がその走行路の定速
走査領域である中央部分を走行するときにのみ推力を発
生して走査ステージ３の走査速度を一定値に維持するも
のであるため、走査ステージ３の加速または減速を行な
うリニアモータＡ1 ，Ａ2 のように大きな推力を発生さ
せる必要がない。従って、サブリニアモータＡ3 はリニ
アモータＡ1 ，Ａ2 に比べて極めて小形、かつ、軽量の
ものでよい。
【００２３】走査ステージ３上には図示しない吸着チャ
ックによってウエハＷ1 が吸着され、その上方には図示
しないレチクルステージによってレチクルが保持されて
おり、レチクルの一部分に照射された帯状の露光光Ｌ1
（図３に破線で示す）によってウエハＷ1 の帯状領域が
露光され、レチクルパターンの一部分が転写され、従来
例と同様に走査ステージ３とレチクルステージの双方を
走査させることでウエハＷ1 の全面にレチクルパターン
全体を転写する。なお、ウエハＷ1 の露光は従来例と同
様に走査ステージ３がその走行路の中央部分を等速度で
走行している間に行なわれることは言うまでもない。
ックによってウエハＷ1 が吸着され、その上方には図示
しないレチクルステージによってレチクルが保持されて
おり、レチクルの一部分に照射された帯状の露光光Ｌ1
（図３に破線で示す）によってウエハＷ1 の帯状領域が
露光され、レチクルパターンの一部分が転写され、従来
例と同様に走査ステージ３とレチクルステージの双方を
走査させることでウエハＷ1 の全面にレチクルパターン
全体を転写する。なお、ウエハＷ1 の露光は従来例と同
様に走査ステージ３がその走行路の中央部分を等速度で
走行している間に行なわれることは言うまでもない。
【００２４】本実施例は、走査ステージの加速および減
速を行なうリニアモータのリニアモータ固定子が走査ス
テージの走行路の両端部分のみに設けられているため、
リニアモータ固定子が前記走行路の全長にわたって設け
られている場合のように長尺の磁石やヨークを必要とせ
ず、末端に集中する磁束を飽和させないために必要なヨ
ークの厚さも小さくてすむ。加えて、サブリニアモータ
は走査ステージの走査速度の低下を防ぐだけであるか
ら、サブリニアモータ固定子の磁束は数十から百数十ガ
ウス程度を必要とするだけであり、従って、サブリニア
モータ全体を極めて小型に設計することができる。その
結果、装置の小形化や軽量化を大きく促進するととも
に、高価な希土類磁石を用いる場合には材料コストを大
幅に削減できる。さらに、走査ステージが走行路の中央
部分を走行するときは、小型のサブリニアモータによっ
て走査ステージの走査速度を高精度で制御できるという
利点を有する。
速を行なうリニアモータのリニアモータ固定子が走査ス
テージの走行路の両端部分のみに設けられているため、
リニアモータ固定子が前記走行路の全長にわたって設け
られている場合のように長尺の磁石やヨークを必要とせ
ず、末端に集中する磁束を飽和させないために必要なヨ
ークの厚さも小さくてすむ。加えて、サブリニアモータ
は走査ステージの走査速度の低下を防ぐだけであるか
ら、サブリニアモータ固定子の磁束は数十から百数十ガ
ウス程度を必要とするだけであり、従って、サブリニア
モータ全体を極めて小型に設計することができる。その
結果、装置の小形化や軽量化を大きく促進するととも
に、高価な希土類磁石を用いる場合には材料コストを大
幅に削減できる。さらに、走査ステージが走行路の中央
部分を走行するときは、小型のサブリニアモータによっ
て走査ステージの走査速度を高精度で制御できるという
利点を有する。
【００２５】一例として、本実施例における両リニアモ
ータのリニアモータ固定子による磁束の総量が、従来例
における両リニアモータの磁束の総量の略半分ですめ
ば、本実施例によるリニアモータ固定子のヨークの厚さ
を従来例の略半分にするとともに高価な磁石やヨークの
必要量も略半分ですむため、装置の小型化や軽量化とと
もに装置の低コスト化を大きく促進できる。この点は、
走査ステージの走査領域の大きいものほど有利である。
ータのリニアモータ固定子による磁束の総量が、従来例
における両リニアモータの磁束の総量の略半分ですめ
ば、本実施例によるリニアモータ固定子のヨークの厚さ
を従来例の略半分にするとともに高価な磁石やヨークの
必要量も略半分ですむため、装置の小型化や軽量化とと
もに装置の低コスト化を大きく促進できる。この点は、
走査ステージの走査領域の大きいものほど有利である。
【００２６】図４は第２実施例による走査ステージ装置
を示す斜視図であって、第１実施例の走査ステージ３と
同様に一対の案内レール２２ａ，２２ｂからなるガイド
２２に沿って往復移動自在である走査ステージ２３の両
側に第１実施例のサブリニアモータＡ3 と同様の第２の
推力発生手段である小形のサブリニアモータＢ1 ，Ｂ2
をそれぞれ設けるとともに、走査ステージ２３の加速お
よび減速を第１の推力発生手段である一対のバネによる
推力発生装置Ｃ1 ，Ｃ2 によって行なうように構成した
ものである。
を示す斜視図であって、第１実施例の走査ステージ３と
同様に一対の案内レール２２ａ，２２ｂからなるガイド
２２に沿って往復移動自在である走査ステージ２３の両
側に第１実施例のサブリニアモータＡ3 と同様の第２の
推力発生手段である小形のサブリニアモータＢ1 ，Ｂ2
をそれぞれ設けるとともに、走査ステージ２３の加速お
よび減速を第１の推力発生手段である一対のバネによる
推力発生装置Ｃ1 ，Ｃ2 によって行なうように構成した
ものである。
【００２７】推力発生装置Ｃ1 ，Ｃ2 は、それぞれ一端
を走査ステージ２３の両端面２３ｃ，２３ｄのそれぞれ
に当接自在なコイルバネ２４，２５と、コイルバネ２
４，２５の他端を保持するバネベース２４ａ，２５ａ
と、バネベース２４ａ，２５ａを案内する案内面２６
ａ，２７ａを有するとともにバネベース２４ａ，２５ａ
を案内面２６ａ，２７ａに沿った任意の位置に固定する
ことの自在な図示しないクランプを内蔵するバネベース
ガイド２６ｂ，２７ｂと、ねじ２６ｃ，２７ｃを回転さ
せることでバネベース２４ａ，２５ａをバネベースガイ
ド２６ｂ，２７ｂの案内面２６ａ，２７ａに沿って移動
させるモータ２６ｄ，２７ｄからなり、走査ステージ２
３を例えば図示右向きに走行させるときは、まず、走査
ステージ２３を図示しないクランプによってその走行路
の左端にクランプしてモータ２６ｄ，２７ｄを駆動し、
バネベース２４ａ，２５ａを走査ステージ２３に向かっ
て等距離だけ接近させて、左側のコイルバネ２４を走査
ステージ２３との間で所定量だけ圧縮したうえでバネベ
ース２４ａ，２５ａをバネベースガイド２４ｂ，２５ｂ
にクランプし、次いで走査ステージ２３のクランプを解
除する。
を走査ステージ２３の両端面２３ｃ，２３ｄのそれぞれ
に当接自在なコイルバネ２４，２５と、コイルバネ２
４，２５の他端を保持するバネベース２４ａ，２５ａ
と、バネベース２４ａ，２５ａを案内する案内面２６
ａ，２７ａを有するとともにバネベース２４ａ，２５ａ
を案内面２６ａ，２７ａに沿った任意の位置に固定する
ことの自在な図示しないクランプを内蔵するバネベース
ガイド２６ｂ，２７ｂと、ねじ２６ｃ，２７ｃを回転さ
せることでバネベース２４ａ，２５ａをバネベースガイ
ド２６ｂ，２７ｂの案内面２６ａ，２７ａに沿って移動
させるモータ２６ｄ，２７ｄからなり、走査ステージ２
３を例えば図示右向きに走行させるときは、まず、走査
ステージ２３を図示しないクランプによってその走行路
の左端にクランプしてモータ２６ｄ，２７ｄを駆動し、
バネベース２４ａ，２５ａを走査ステージ２３に向かっ
て等距離だけ接近させて、左側のコイルバネ２４を走査
ステージ２３との間で所定量だけ圧縮したうえでバネベ
ース２４ａ，２５ａをバネベースガイド２４ｂ，２５ｂ
にクランプし、次いで走査ステージ２３のクランプを解
除する。
【００２８】走査ステージ２３は左側のコイルバネ２４
が圧縮前の長さに戻るまで加速されながら右向きに走行
し、続いて等速運動をしたのちに右側のコイルバネ２５
に当接され、これによって減速されながら走行路の右端
へ到達する。逆に走査ステージ２３が左向きへ走行する
ときは右側のコイルバネ２５の復元力を利用する。
が圧縮前の長さに戻るまで加速されながら右向きに走行
し、続いて等速運動をしたのちに右側のコイルバネ２５
に当接され、これによって減速されながら走行路の右端
へ到達する。逆に走査ステージ２３が左向きへ走行する
ときは右側のコイルバネ２５の復元力を利用する。
【００２９】本実施例によれば、走査ステージの加速減
速をリニアモータより軽量で安価なバネによる推力発生
装置によって行なうものであるため、装置の軽量化や低
コスト化をより一層促進できる。
速をリニアモータより軽量で安価なバネによる推力発生
装置によって行なうものであるため、装置の軽量化や低
コスト化をより一層促進できる。
【００３０】図５は、第１または第２実施例による走査
ステージ装置を用いた走査型の露光装置の一例を示すも
ので、これは、防振ベース５１に支持された走査ステー
ジ５３と、光源５０から走査ステージ５３に支持された
レチクルＬ2 を経て照射される露光光を同じく走査ステ
ージ５３に支持されたウエハＷ2 に結像させる露光手段
である等倍結像光学系５２を有し、走査ステージ５３
は、第１または第２の実施例による走査ステージ装置の
走査ステージ３，２３と同様に図示しない第１および第
２の推力発生手段を有し、これらによって所定の走行路
に沿って往復移動し、レチクルＬ2 とウエハＷ2 を同時
に同じ速度で走行させ、これらが走行路の中央部分を走
行するときに前記露光光による露光が行なわれる。な
お、走査ステージ５３はこれと一体であるミラー５３ａ
を有し、その反射光を受光する干渉計５４によって走査
ステージ５３の位置をモニタできるように構成されてい
る。
ステージ装置を用いた走査型の露光装置の一例を示すも
ので、これは、防振ベース５１に支持された走査ステー
ジ５３と、光源５０から走査ステージ５３に支持された
レチクルＬ2 を経て照射される露光光を同じく走査ステ
ージ５３に支持されたウエハＷ2 に結像させる露光手段
である等倍結像光学系５２を有し、走査ステージ５３
は、第１または第２の実施例による走査ステージ装置の
走査ステージ３，２３と同様に図示しない第１および第
２の推力発生手段を有し、これらによって所定の走行路
に沿って往復移動し、レチクルＬ2 とウエハＷ2 を同時
に同じ速度で走行させ、これらが走行路の中央部分を走
行するときに前記露光光による露光が行なわれる。な
お、走査ステージ５３はこれと一体であるミラー５３ａ
を有し、その反射光を受光する干渉計５４によって走査
ステージ５３の位置をモニタできるように構成されてい
る。
【００３１】図６は走査型の露光装置の別の例を示すも
ので、これは、第１の防振ベース６１ａに支持されたウ
エハステージ６１にウエハＷ3 を保持させ、第２の防振
ベース６２ａに支持されたレチクルステージ６２にレチ
クルＲ3 を保持させて、ウエハステージ６１、レチクル
ステージ６２を個別に駆動するように構成したものであ
る。ウエハステージ６１、レチクルステージ６２はそれ
ぞれ図示しない第１および第２の推力発生手段を有し、
両者の間には露光手段である縮小結像レンズ系６３が配
設され、光源６４から発せられた露光光はレチクルＲ3
を透過したうえで縮小結像レンズ系６３によって所定の
縮小倍率Ｎに縮小されてウエハＷ3 に照射される。図５
の装置と同様に、ウエハステージ６１、レチクルステー
ジ６２がその走行路の中央部分を走行するときにウエハ
Ｗ3 の露光が行なわれるが、このとき、レチクルステー
ジ６２の走査速度Ｖ1 とウエハステージ６１の走査速度
Ｖ2 は両者の間に以下の関係が成立するように制御され
る。
ので、これは、第１の防振ベース６１ａに支持されたウ
エハステージ６１にウエハＷ3 を保持させ、第２の防振
ベース６２ａに支持されたレチクルステージ６２にレチ
クルＲ3 を保持させて、ウエハステージ６１、レチクル
ステージ６２を個別に駆動するように構成したものであ
る。ウエハステージ６１、レチクルステージ６２はそれ
ぞれ図示しない第１および第２の推力発生手段を有し、
両者の間には露光手段である縮小結像レンズ系６３が配
設され、光源６４から発せられた露光光はレチクルＲ3
を透過したうえで縮小結像レンズ系６３によって所定の
縮小倍率Ｎに縮小されてウエハＷ3 に照射される。図５
の装置と同様に、ウエハステージ６１、レチクルステー
ジ６２がその走行路の中央部分を走行するときにウエハ
Ｗ3 の露光が行なわれるが、このとき、レチクルステー
ジ６２の走査速度Ｖ1 とウエハステージ６１の走査速度
Ｖ2 は両者の間に以下の関係が成立するように制御され
る。
【００３２】Ｖ2 ／Ｖ1 ＝Ｎ 図７は第３実施例による走査ステージ装置を示す斜視図
であって、これは、走査ステージ支持手段であるレチク
ルステージベース７１ａ上に固定された一対の案内レー
ル７２ａ，７２ｂからなるガイド７２と、ガイド７２に
沿って所定の方向に往復走行自在な走査ステージである
レチクルステージ７３と、レチクルステージ７３の走行
路に沿ってその両側にそれぞれ一対ずつ配設されたリニ
アモータ固定子７４，７５と、レチクルステージ７３の
両側面とそれぞれ一体的に設けられたリニアモータ可動
子７６，７７を有し、各対のリニアモータ固定子７４，
７５は、従来例と同様の長尺のリニアモータ固定子をレ
チクルステージ７３の走行路の全長に沿って固定したう
えでその中央部分を切除したときの残りの両端部分に等
しい構成でこれらと同じ位置に配設され、レチクルステ
ージ７３と一体であるリニアモータ可動子７６，７７と
ともに走行路の加速領域である両端部分のそれぞれにお
いて定速走査領域である中央部分に向かってレチクルス
テージ７３を加速する第１の推力発生手段であるリニア
モータＡ4 ，Ａ5 を構成する。なお、レチクルステージ
７３は図示しない静圧軸受パッド等によってガイド７２
上を非接触で案内され、レチクルステージ７３が走行路
の両端部分を走行するときは各リニアモータ可動子７
６，７７の開口７６ａ，７７ａをリニアモータ固定子７
４，７５のヨーク７４ａ、７５ａの一部分とこれに保持
された磁石７４ｂ，７５ｂが貫通し、各リニアモータ可
動子７６，７７がこれに供給される駆動電流によって励
磁されてレチクルステージ７３を前述のように加速する
第１の推力を発生するように構成されている。
であって、これは、走査ステージ支持手段であるレチク
ルステージベース７１ａ上に固定された一対の案内レー
ル７２ａ，７２ｂからなるガイド７２と、ガイド７２に
沿って所定の方向に往復走行自在な走査ステージである
レチクルステージ７３と、レチクルステージ７３の走行
路に沿ってその両側にそれぞれ一対ずつ配設されたリニ
アモータ固定子７４，７５と、レチクルステージ７３の
両側面とそれぞれ一体的に設けられたリニアモータ可動
子７６，７７を有し、各対のリニアモータ固定子７４，
７５は、従来例と同様の長尺のリニアモータ固定子をレ
チクルステージ７３の走行路の全長に沿って固定したう
えでその中央部分を切除したときの残りの両端部分に等
しい構成でこれらと同じ位置に配設され、レチクルステ
ージ７３と一体であるリニアモータ可動子７６，７７と
ともに走行路の加速領域である両端部分のそれぞれにお
いて定速走査領域である中央部分に向かってレチクルス
テージ７３を加速する第１の推力発生手段であるリニア
モータＡ4 ，Ａ5 を構成する。なお、レチクルステージ
７３は図示しない静圧軸受パッド等によってガイド７２
上を非接触で案内され、レチクルステージ７３が走行路
の両端部分を走行するときは各リニアモータ可動子７
６，７７の開口７６ａ，７７ａをリニアモータ固定子７
４，７５のヨーク７４ａ、７５ａの一部分とこれに保持
された磁石７４ｂ，７５ｂが貫通し、各リニアモータ可
動子７６，７７がこれに供給される駆動電流によって励
磁されてレチクルステージ７３を前述のように加速する
第１の推力を発生するように構成されている。
【００３３】リニアモータＡ4 ，Ａ5 のリニアモータ固
定子７４，７５は、レチクルステージベース７１ａから
分離独立した推力発生手段支持手段であるリニアモータ
ベース７１ｂによって支持され、リニアモータＡ4 ，Ａ
5 の駆動力（推力）の反力が、露光装置のウエハステー
ジ９３（図１１参照）等に振動を発生させることのない
ように構成されている。
定子７４，７５は、レチクルステージベース７１ａから
分離独立した推力発生手段支持手段であるリニアモータ
ベース７１ｂによって支持され、リニアモータＡ4 ，Ａ
5 の駆動力（推力）の反力が、露光装置のウエハステー
ジ９３（図１１参照）等に振動を発生させることのない
ように構成されている。
【００３４】また、ガイド７２の案内レール７２ａ，７
２ｂの間には、図８に拡大して示すように小形のループ
状のサブヨーク７８ａとその内側に固着されたサブ磁石
７８ｂからなるサブリニアモータ固定子７８と、これと
ともに第２の推力発生手段であるサブリニアモータＡ6
を構成するサブリニアモータ可動子７９が配設され、サ
ブリニアモータ固定子７８はレチクルステージベース７
１ａに固定され、サブリニアモータ可動子７９はレチク
ルステージ７３の図示下面から突出する支持体７９ａに
固着されている。サブリニアモータＡ6 は、主にレチク
ルステージ７３がリニアモータＡ4 またはＡ5 によって
所定の速度まで加速されたのちに励磁され、レチクルス
テージ７３の走査速度の変化を補償する第２の推力を発
生する。このように、サブリニアモータＡ6 の役目はレ
チクルステージ７３がその走行路の定速走査領域である
中央部分を走行するときにのみ推力を発生してレチクル
ステージ７３の走査速度を一定値に維持するものである
ため、レチクルステージ７３の加速および減速を行なう
リニアモータＡ4 ，Ａ5 のように大きな推力を発生させ
る必要がない。従って、サブリニアモータＡ6 はリニア
モータＡ4 ，Ａ5 に比べて極めて小形、かつ、軽量のも
のでよい。
２ｂの間には、図８に拡大して示すように小形のループ
状のサブヨーク７８ａとその内側に固着されたサブ磁石
７８ｂからなるサブリニアモータ固定子７８と、これと
ともに第２の推力発生手段であるサブリニアモータＡ6
を構成するサブリニアモータ可動子７９が配設され、サ
ブリニアモータ固定子７８はレチクルステージベース７
１ａに固定され、サブリニアモータ可動子７９はレチク
ルステージ７３の図示下面から突出する支持体７９ａに
固着されている。サブリニアモータＡ6 は、主にレチク
ルステージ７３がリニアモータＡ4 またはＡ5 によって
所定の速度まで加速されたのちに励磁され、レチクルス
テージ７３の走査速度の変化を補償する第２の推力を発
生する。このように、サブリニアモータＡ6 の役目はレ
チクルステージ７３がその走行路の定速走査領域である
中央部分を走行するときにのみ推力を発生してレチクル
ステージ７３の走査速度を一定値に維持するものである
ため、レチクルステージ７３の加速および減速を行なう
リニアモータＡ4 ，Ａ5 のように大きな推力を発生させ
る必要がない。従って、サブリニアモータＡ6 はリニア
モータＡ4 ，Ａ5 に比べて極めて小形、かつ、軽量のも
のでよい。
【００３５】本実施例は、レチクルステージ７３の加速
および減速を行なうリニアモータＡ4 ，Ａ5 のリニアモ
ータ固定子７４，７５がレチクルステージ７３の走行路
の両端部分のみに設けられているため、リニアモータ固
定子７４，７５が前記走行路の全長にわたって設けられ
ている場合のように長尺の磁石やヨークを必要とせず、
従って、末端に集中する磁束を飽和させないために必要
なヨークの厚さも小さくてすみ、装置の小形化や軽量化
を大きく促進できる。加えて、高価な希土類磁石を用い
る場合には材料コストを大幅に削減できる。また、レチ
クルステージ７３が走行路の中央部分を走行するとき
は、前述のように、サブリニアモータＡ6によってレチ
クルステージ７３の走査速度を高精度で制御できる。
および減速を行なうリニアモータＡ4 ，Ａ5 のリニアモ
ータ固定子７４，７５がレチクルステージ７３の走行路
の両端部分のみに設けられているため、リニアモータ固
定子７４，７５が前記走行路の全長にわたって設けられ
ている場合のように長尺の磁石やヨークを必要とせず、
従って、末端に集中する磁束を飽和させないために必要
なヨークの厚さも小さくてすみ、装置の小形化や軽量化
を大きく促進できる。加えて、高価な希土類磁石を用い
る場合には材料コストを大幅に削減できる。また、レチ
クルステージ７３が走行路の中央部分を走行するとき
は、前述のように、サブリニアモータＡ6によってレチ
クルステージ７３の走査速度を高精度で制御できる。
【００３６】なお、レチクルステージ７３に作用する配
線や配管抵抗等による外乱が小さいときは、サブリニア
モータＡ6 の必要駆動量が比較的小さいため、サブリニ
アモータ固定子７８をレチクルステージベース７１ａあ
るいはリニアモータベース７１ｂのいずれに固定しても
よい。他方、レチクルステージに作用する上記のような
外乱が大きいときには、サブリニアモータ固定子７８は
リニアモータベースに固定し、サブリニアモータが外乱
に対抗する力の反力をレチクルステージベースが受けな
いように構成するのが望ましい。
線や配管抵抗等による外乱が小さいときは、サブリニア
モータＡ6 の必要駆動量が比較的小さいため、サブリニ
アモータ固定子７８をレチクルステージベース７１ａあ
るいはリニアモータベース７１ｂのいずれに固定しても
よい。他方、レチクルステージに作用する上記のような
外乱が大きいときには、サブリニアモータ固定子７８は
リニアモータベースに固定し、サブリニアモータが外乱
に対抗する力の反力をレチクルステージベースが受けな
いように構成するのが望ましい。
【００３７】ところで、両リニアモータＡ4 ，Ａ5 によ
る推力がレチクルステージ７３に作用する位置とレチク
ルステージ７３の重心位置とを垂直方向に厳密に一致さ
せることは困難で、一般的には多少のずれがあるのが普
通である。従って、リニアモータＡ4 ，Ａ5 を駆動する
ときにはその駆動力によってレチクルステージ７３を回
転させるモーメントが発生し、このためにレチクルステ
ージベース７１ａが揺動し、その結果、露光装置全体が
大きく揺れたり、フレーム９４（図１１参照）等が変形
したりする可能性がある。
る推力がレチクルステージ７３に作用する位置とレチク
ルステージ７３の重心位置とを垂直方向に厳密に一致さ
せることは困難で、一般的には多少のずれがあるのが普
通である。従って、リニアモータＡ4 ，Ａ5 を駆動する
ときにはその駆動力によってレチクルステージ７３を回
転させるモーメントが発生し、このためにレチクルステ
ージベース７１ａが揺動し、その結果、露光装置全体が
大きく揺れたり、フレーム９４（図１１参照）等が変形
したりする可能性がある。
【００３８】このようなトラブルを防ぐために、図９に
示すように、第３の推力発生手段である揺動防止装置を
付加するとよい。これは、レチクルステージベース７１
ａと一体であるガイド７２の案内レール７２ａ，７２ｂ
に図示左右にそれぞれ一対ずつ一体的に設けられた２対
の偏平コイル８１ａ，８１ｂと、リニアモータベース７
１ｂに支持された図示左右２対の揺動防止磁石ユニット
８２ａ，８２ｂを有する。
示すように、第３の推力発生手段である揺動防止装置を
付加するとよい。これは、レチクルステージベース７１
ａと一体であるガイド７２の案内レール７２ａ，７２ｂ
に図示左右にそれぞれ一対ずつ一体的に設けられた２対
の偏平コイル８１ａ，８１ｂと、リニアモータベース７
１ｂに支持された図示左右２対の揺動防止磁石ユニット
８２ａ，８２ｂを有する。
【００３９】図１０に拡大して示すように、各偏平コイ
ル８１ａ，８１ｂは垂直に保持された縦型のコイルであ
り、各揺動防止磁石ユニット８２ａ，８２ｂは互いに異
なる特性を有する２枚の磁石８３ａと、両者を垂直方向
に重ねた状態で保持するヨーク８３ｂからなり、リニア
モータＡ4 ，Ａ5 の駆動中は左右いずれかの偏平コイル
８２ａ，８１ｂが揺動防止磁石ユニット８２ａ，８２ｂ
の開口部に侵入した状態となり、偏平コイル８１ａ，８
１ｂに供給される電流によって垂直方向の第３の推力が
発生し該推力によるモーメントが、リニアモータＡ4 ，
Ａ5 の駆動力によってレチクルステージベース７１ａに
発生する回転モーメントを相殺するように構成される。
ル８１ａ，８１ｂは垂直に保持された縦型のコイルであ
り、各揺動防止磁石ユニット８２ａ，８２ｂは互いに異
なる特性を有する２枚の磁石８３ａと、両者を垂直方向
に重ねた状態で保持するヨーク８３ｂからなり、リニア
モータＡ4 ，Ａ5 の駆動中は左右いずれかの偏平コイル
８２ａ，８１ｂが揺動防止磁石ユニット８２ａ，８２ｂ
の開口部に侵入した状態となり、偏平コイル８１ａ，８
１ｂに供給される電流によって垂直方向の第３の推力が
発生し該推力によるモーメントが、リニアモータＡ4 ，
Ａ5 の駆動力によってレチクルステージベース７１ａに
発生する回転モーメントを相殺するように構成される。
【００４０】偏平コイル８１ａ，８１ｂに供給される電
流の制御は、レチクルステージ７３等の加速度を測定し
これに基づいて算出されたレチクルステージ７３等の揺
動量をフィードバックしてもよいし、あるいは、予め、
リニアモータＡ4 ，Ａ5 に供給する電流に同期させてプ
ログラムされた電流パターンを用いてもよい。
流の制御は、レチクルステージ７３等の加速度を測定し
これに基づいて算出されたレチクルステージ７３等の揺
動量をフィードバックしてもよいし、あるいは、予め、
リニアモータＡ4 ，Ａ5 に供給する電流に同期させてプ
ログラムされた電流パターンを用いてもよい。
【００４１】図１１は、第３実施例によるレチクルステ
ージ７３を搭載した露光装置全体を示すもので、前述の
ように、レチクルステージ７３を支持するレチクルステ
ージベース７１ａは、露光装置のウエハステージ９３を
支持する台盤９２に立設されたフレーム９４と一体であ
り、他方リニアモータベース７１ｂは台盤９２と別に床
面Ｆに直接固定された支持枠９０に支持される。また、
レチクルステージ７３上のレチクルＲ4 を経てウエハス
テージ９３上のウエハＷ4 を露光する露光光は、破線で
示す光源装置９５から発生される。
ージ７３を搭載した露光装置全体を示すもので、前述の
ように、レチクルステージ７３を支持するレチクルステ
ージベース７１ａは、露光装置のウエハステージ９３を
支持する台盤９２に立設されたフレーム９４と一体であ
り、他方リニアモータベース７１ｂは台盤９２と別に床
面Ｆに直接固定された支持枠９０に支持される。また、
レチクルステージ７３上のレチクルＲ4 を経てウエハス
テージ９３上のウエハＷ4 を露光する露光光は、破線で
示す光源装置９５から発生される。
【００４２】フレーム９４は、レチクルステージベース
７１ａを支持するとともにレチクルステージ７３とウエ
ハステージ９３の間に投影光学系９６を支持する。前述
のように、レチクルステージ７３を加速および減速する
リニアモータＡ4 ，Ａ5 のリニアモータ固定子７４，７
５がフレーム９４と別体である支持枠９０によって支持
されているため、レチクルステージ７３のリニアモータ
Ａ4 ，Ａ5 の駆動力の反力がウエハステージ９３に伝わ
ってその駆動部の外乱となったり、あるいは投影光学系
９６を振動させるおそれはない。
７１ａを支持するとともにレチクルステージ７３とウエ
ハステージ９３の間に投影光学系９６を支持する。前述
のように、レチクルステージ７３を加速および減速する
リニアモータＡ4 ，Ａ5 のリニアモータ固定子７４，７
５がフレーム９４と別体である支持枠９０によって支持
されているため、レチクルステージ７３のリニアモータ
Ａ4 ，Ａ5 の駆動力の反力がウエハステージ９３に伝わ
ってその駆動部の外乱となったり、あるいは投影光学系
９６を振動させるおそれはない。
【００４３】このように、レチクルステージ７３のリニ
アモータＡ4 ，Ａ5 の駆動力の反力によるトラブルを回
避することで、次回の露光サイクルを開始するまでの待
機時間を短縮し、露光装置のスループットを向上させる
ことができる。
アモータＡ4 ，Ａ5 の駆動力の反力によるトラブルを回
避することで、次回の露光サイクルを開始するまでの待
機時間を短縮し、露光装置のスループットを向上させる
ことができる。
【００４４】なお、ウエハステージ９３は、レチクルス
テージ７３と同様の図示しない駆動部によってレチクル
ステージ７３と同期して走査される。レチクルステージ
７３とウエハステージ９３の走査中、両者の位置はそれ
ぞれ干渉計９７，９８によって継続的に検出され、レチ
クルステージ７３とウエハステージ９３の駆動部にそれ
ぞれフィードバックされる。これによって両者の走査開
始位置を正確に同期させるとともに、定速走査領域の走
査速度を高精度で制御することができる。
テージ７３と同様の図示しない駆動部によってレチクル
ステージ７３と同期して走査される。レチクルステージ
７３とウエハステージ９３の走査中、両者の位置はそれ
ぞれ干渉計９７，９８によって継続的に検出され、レチ
クルステージ７３とウエハステージ９３の駆動部にそれ
ぞれフィードバックされる。これによって両者の走査開
始位置を正確に同期させるとともに、定速走査領域の走
査速度を高精度で制御することができる。
【００４５】また、レチクルステージ７３に前述の揺動
防止装置を付加すれば、レチクルステージ７３のリニア
モータＡ4 ，Ａ5 の駆動力による回転モーメントを相殺
し、レチクルステージ７３が加速または減速されるとき
の露光装置全体の揺動を防ぎ、露光装置が大きく揺れて
フレーム９４等が変形しこのために干渉計９７，９８に
対するレチクルステージ７３、ウエハステージ９３の相
対位置がずれたりするトラブルを回避できる。
防止装置を付加すれば、レチクルステージ７３のリニア
モータＡ4 ，Ａ5 の駆動力による回転モーメントを相殺
し、レチクルステージ７３が加速または減速されるとき
の露光装置全体の揺動を防ぎ、露光装置が大きく揺れて
フレーム９４等が変形しこのために干渉計９７，９８に
対するレチクルステージ７３、ウエハステージ９３の相
対位置がずれたりするトラブルを回避できる。
【００４６】次に上述した露光装置を利用した半導体デ
バイスの製造方法の実施例を説明する。図１２は半導体
デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネ
ル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製
造のフローを示す。ステップＳ１１（回路設計）では半
導体デバイスの回路設計を行なう。ステップＳ１２（マ
スク製作）では設計した回路パターンを形成したマスク
を製作する。一方、ステップＳ１３（ウエハ製造）では
シリコン等の材料を用いて基板であるウエハを製造す
る。ステップＳ１４（ウエハプロセス）は前工程と呼ば
れ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップＳ１５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップＳ
１４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化
する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボン
ディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工
程を含む。ステップＳ１６（検査）ではステップＳ１５
で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性
テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デ
バイスが完成し、これが出荷（ステップＳ１７）され
る。
バイスの製造方法の実施例を説明する。図１２は半導体
デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネ
ル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製
造のフローを示す。ステップＳ１１（回路設計）では半
導体デバイスの回路設計を行なう。ステップＳ１２（マ
スク製作）では設計した回路パターンを形成したマスク
を製作する。一方、ステップＳ１３（ウエハ製造）では
シリコン等の材料を用いて基板であるウエハを製造す
る。ステップＳ１４（ウエハプロセス）は前工程と呼ば
れ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップＳ１５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップＳ
１４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化
する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボン
ディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工
程を含む。ステップＳ１６（検査）ではステップＳ１５
で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性
テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デ
バイスが完成し、これが出荷（ステップＳ１７）され
る。
【００４７】図１３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップＳ２１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤ）ではウエハ表面
に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成）では
ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２
４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップＳ２５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップＳ２６（露光）では上記説明した露光
装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光
する。ステップＳ２７（現像）では露光したウエハを現
像する。ステップＳ２８（エッチング）では現像したレ
ジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ２９（レジ
スト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成され
る。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難し
かった高集積度の半導体デバイスを製造することができ
る。
ーを示す。ステップＳ２１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤ）ではウエハ表面
に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成）では
ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２
４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップＳ２５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップＳ２６（露光）では上記説明した露光
装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光
する。ステップＳ２７（現像）では露光したウエハを現
像する。ステップＳ２８（エッチング）では現像したレ
ジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ２９（レジ
スト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成され
る。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難し
かった高集積度の半導体デバイスを製造することができ
る。
【００４８】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
で、以下に記載するような効果を奏する。
【００４９】走査ステージ装置の駆動部に長尺、かつ、
高重量で高価なリニアモータを必要とせず、前記駆動部
の小形化、軽量化および低コスト化を促進できる。
高重量で高価なリニアモータを必要とせず、前記駆動部
の小形化、軽量化および低コスト化を促進できる。
【００５０】また、走査ステージ装置の駆動力に起因す
る振動や揺動を防ぐことで、走査ステージ装置やこれと
連動する装置の制御を妨げる外乱を低減できる。
る振動や揺動を防ぐことで、走査ステージ装置やこれと
連動する装置の制御を妨げる外乱を低減できる。
【００５１】このような走査ステージ装置をレチクルス
テージやウエハステージに用いることで、小形、軽量か
つ安価でしかも高性能な走査型の露光装置を実現でき
る。
テージやウエハステージに用いることで、小形、軽量か
つ安価でしかも高性能な走査型の露光装置を実現でき
る。
【図１】第１実施例による走査ステージ装置を示す斜視
図である。
図である。
【図２】図１の装置の円Ｔで囲んだ部分を拡大して示す
部分拡大斜視図である。
部分拡大斜視図である。
【図３】図１の装置を示す平面図である。
【図４】第２実施例による走査ステージ装置を示す斜視
図である。
図である。
【図５】第１または第２の実施例による走査ステージ装
置を用いた走査型露光装置の一例を説明する説明図であ
る。
置を用いた走査型露光装置の一例を説明する説明図であ
る。
【図６】第１または第２の実施例による走査ステージ装
置を用いた走査型の露光装置の別の例を説明する説明図
である。
置を用いた走査型の露光装置の別の例を説明する説明図
である。
【図７】第３実施例による走査ステージ装置を示す斜視
図である。
図である。
【図８】図７の装置のサブリニアモータのみを示す斜視
図である。
図である。
【図９】第３実施例による走査ステージ装置の一変形例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１０】図９の装置の偏平コイルと揺動防止磁石ユニ
ットを説明する図である。
ットを説明する図である。
【図１１】第３実施例による露光装置全体を示す立面図
である。
である。
【図１２】半導体などのデバイスの生産フローを示す図
である。
である。
【図１３】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。
る。
【図１４】一従来例による走査ステージ装置を示す斜視
図である。
図である。
【図１５】図１４の装置を示す平面図である。
【図１６】図１４の装置のリニアモータ固定子の磁場を
説明する図である。
説明する図である。
【図１７】従来例による露光装置を示す立面図である。
Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ4 ，Ａ5 リニアモータ Ａ3 ，Ａ6 ，Ｂ1 ，Ｂ2 サブリニアモータ Ｃ1 ，Ｃ2 推力発生装置 １，５１，６１ａ，６２ａ 防振ベース ２，２２，７２ ガイド ３，２３，５３ 走査ステージ ４，５，７４，７５ リニアモータ固定子 ６，７，７６，７７ リニアモータ可動子 ８，７８ サブリニアモータ固定子 ９，７９ サブリニアモータ可動子 ２４，２５ コイルバネ ５０，６０ 光源 ６１，７３ レチクルステージ ６２，９３ ウエハステージ ７１ａ レチクルステージベース ７１ｂ リニアモータベース ８１ａ，８１ｂ 偏平コイル ８２ａ，８２ｂ 揺動防止磁石ユニット
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｈ Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｋ // Ｂ６５Ｇ 54/02
Claims (8)
- 【請求項１】 所定の長さの定速走査領域とこれに続く
加速領域を有する走行路に沿って走行自在である走査ス
テージと、前記走行路の前記加速領域において前記走査
ステージを前記定速走査領域に向かって加速するための
第１の推力を発生する第１の推力発生手段と、前記走行
路の前記定速走査領域において前記走査ステージの走査
速度を制御するための第２の推力を発生する第２の推力
発生手段を有する走査ステージ装置。 - 【請求項２】 第１の推力発生手段が、それぞれ走行路
の両端に配設された一対のリニアモータを有することを
特徴とする請求項１記載の走査ステージ装置。 - 【請求項３】 第１の推力発生手段が、それぞれ走行路
の両端に配設された一対のバネによる推力発生装置であ
ることを特徴とする請求項１記載の走査ステージ装置。 - 【請求項４】 第２の推力発生手段が、リニアモータで
あることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記
載の走査ステージ装置。 - 【請求項５】 走査ステージを走行路に沿って走行自在
に支持する走査ステージ支持手段が、第１および第２の
推力発生手段の少なくとも一方を支持する推力発生手段
支持手段から独立していることを特徴とする請求項１な
いし４いずれか１項記載の走査ステージ装置。 - 【請求項６】 第１の推力によって走査ステージに発生
するモーメントを相殺するための第３の推力を発生する
第３の推力発生手段が設けられていることを特徴とする
請求項１ないし５いずれか１項記載の走査ステージ装
置。 - 【請求項７】 レチクルおよびウエハの少なくとも一方
を保持する走査ステージ装置と、前記レチクルを通して
前記ウエハを露光する露光手段を有し、前記走査ステー
ジ装置が請求項１ないし６いずれか１項記載のものであ
ることを特徴とする露光装置。 - 【請求項８】 レチクルおよびウエハを保持する走査ス
テージ装置と、前記レチクルを通して前記ウエハを露光
する露光手段を有し、前記走査ステージ装置が請求項１
ないし６いずれか１項記載のものであることを特徴とす
る露光装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13474495A JP3363662B2 (ja) | 1994-05-19 | 1995-05-08 | 走査ステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
| EP95303287A EP0684523B1 (en) | 1994-05-19 | 1995-05-17 | Stage device and exposure apparatus using the same |
| DE69512132T DE69512132T2 (de) | 1994-05-19 | 1995-05-17 | Trägerplattevorrichtung und Belichtungsapparat unter Verwendung derselben |
| KR1019950012553A KR0167850B1 (ko) | 1994-05-19 | 1995-05-19 | 스테이지장치 및 이를 사용한 노광장치 |
| US08/901,792 US6177978B1 (en) | 1994-05-19 | 1997-07-28 | Stage device and exposure apparatus using the same |
| US09/667,240 US6426788B1 (en) | 1994-05-19 | 2000-09-21 | Stage device and exposure apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12978594 | 1994-05-19 | ||
| JP6-129785 | 1994-05-19 | ||
| JP13474495A JP3363662B2 (ja) | 1994-05-19 | 1995-05-08 | 走査ステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002256287A Division JP3913150B2 (ja) | 1994-05-19 | 2002-09-02 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837151A true JPH0837151A (ja) | 1996-02-06 |
| JP3363662B2 JP3363662B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=26465072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13474495A Expired - Fee Related JP3363662B2 (ja) | 1994-05-19 | 1995-05-08 | 走査ステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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