JPH11190786A

JPH11190786A - ステージ装置、およびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法

Info

Publication number: JPH11190786A
Application number: JP9359832A
Authority: JP
Inventors: Nobushige Korenaga; 伸茂是永; Shuichi Yabu; 修一薮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-13
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: JP3630964B2; US6414742B1; US20020021423A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ステージの移動に伴って発生する反力による
床振動を軽減させる。【解決手段】ステージを支持する定盤に回転可能なロ
ータを設け、ロータの回転によりモーメント力を発生さ
せ、ステージの移動時の反力やモーメント力を床に伝え
ないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は精密な位置決めを行
うのに適したステージ装置に関する。特に、半導体露光
装置に使用され、ウエハ等を搭載するステージ装置に関
する。また、このようなステージ装置を用いた露光装
置、ならびにこの露光装置を用いた半導体デバイス等の
デバイスを製造するデバイス製造方法の技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１４に従来の露光装置の概略を示す。

【０００３】床６８から除振手段６２を介して本体支持
部材６６が支持されている。本体支持部材６６の下半分
には定盤６１が固定され、定盤上には２次元方向（ＸＹ
方向）に移動可能なウエハステージ６０が支持されてい
る。本体支持部材６６の上半分には投影光学系６５、ウ
エハステージ６０の位置を計測するための干渉計基準６
７、原版であるレチクル６４が設けられる。さらにその
上には露光光を供給するための照明系６３が設けられ
る。

【０００４】以上の構成においてウエハステージ６０は
不図示のウエハ搬送系で供給されたウエハを不図示のア
ライメント系によりレチクル６４に対する目標位置を干
渉計データに変換し、この干渉計データを目標にして不
図示のＸＹ駆動機構によりウエハステージを所定位置に
移動させ、レチクルの像を焼き付けて、次の位置に移動
するということを繰り返して一枚のウエハ全体にレチク
ルの像を焼き付けるようになっている。

【０００５】露光装置の生産性を高めるためにステージ
の移動時間や露光時間を短くする必要がある。ステージ
の移動時間を短くするために移動時の加減速度を増加さ
せなければならない。一方、後処理工程の生産性を高め
るためにウエハの径も大きくする必要があり、これに伴
ってウエハチャック、ウエハステージの質量が増加の一
途をたどっている。

【０００６】ステージの駆動機構にはウエハステージの
質量と加速度の積の推力が要求されるので、駆動機構が
発生する推力はウエハサイズと加速度の相乗効果で極め
て大きいものが要求されるようになっている。そのた
め、ステージを駆動する際に、大きな反力が発生し、露
光装置本体を変形させ、露光転写の位置精度の悪化や転
写パターンの歪みをもたらす。その対策として反力受け
装置（特開平６−１６３３５３、特開平９−４６７７）
が考案されている。

【０００７】図１５は反力受け装置の従来例の概略を示
す。

【０００８】図中において、５１はレチクルステージ、
５２はステージを支持する定盤、５３は定盤を載置し、
床面からの振動を軽減する防振ばね、５４は床面に固定
された基盤である。５５は反力受け部材である。定盤に
固定された固定子５７と反力受け部材に設けられた可動
子５８からアクチュエータ５６が構成され、推力を発生
することが可能である。

【０００９】図１６は図１５の装置に作用する力を示し
ている。

【００１０】図１６の構成において、アクチュエータ５
６を作動させない場合、質量ｍのステージ５１が加速度
ａで動くと、反力ｍａが定盤に作用する。その反力ｍａ
により本体が変形し、また、防振ばね５３が変位して定
盤５２が揺動する。この変形や揺動を防ぐために、定盤
５２とは独立に配置された反力受け部材５５からアクチ
ュエータによって力ｆを付与し、反力ｍａを相殺させ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の反力受
け装置では床面への反力の伝達が避けられない。図１６
に示すように床面には平面内力ｍａとモーメント力Ｍ＝
Ｌｍａが作用する。ここで、Ｌは移動ステージの重心位
置と床面との距離である。

【００１２】一般に、床面は平面内力に対する剛性は大
きいが、モーメント力に対する剛性が小さいため、上述
したモーメント力Ｍ＝Ｌｍａによって床振動が引き起こ
される。この床振動がその装置自体や周りの装置の動作
に悪影響を及ぼすという解決すべき課題があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明のステージ装置は、移動可能なステージと、該
ステージを支持する定盤と、該ステージを駆動する駆動
手段と、該ステージの移動に伴って発生する反力を軽減
するようにモーメントを発生するロータとを備えたこと
を特徴とする。

【００１４】このとき、前記ステージの移動に伴って発
生する反力を受ける部材に前記ロータを設けることが望
ましく、前記反力を受ける部材は、前記ステージを支持
する定盤でも、ステージと独立に配置された反力受けで
あっても良い。

【００１５】また、本発明の別のステージ装置は、移動
可能なステージと、該ステージを駆動する駆動手段と、
該ステージを支持し、移動可能な定盤とを備え、ステー
ジの移動に伴って発生する反力を軽減するように定盤が
移動することを特徴とする。このとき、ステージの移動
に伴って発生する反力によって前記定盤が移動すると良
い。

【００１６】また、前記移動可能な定盤の回転を拘束す
るため回転拘束手段を設けると好ましい。また、前記移
動可能な定盤は、前記ステージ移動に伴って発生する反
力を軽減するようにモーメントを発生するロータを備え
ることが望ましい。

【００１７】さらに、前記ステージは前記定盤に設けら
れたガイドを有するＸＹステージでも良い。また、前記
駆動手段はガイドレスモータでも良い。前記ガイドレス
モータはパルスモータでも誘導モータでも良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】＜実施形態１＞図１に本発明の第
１実施形態のステージ装置の概略斜視図を示す。

【００１９】床１６の上に基盤３が固定され、基盤３の
上にエアスライドを介して定盤２が基盤３に上面に沿っ
て移動自在に支持されている。

【００２０】座標は図１に示すように定盤の上面の水平
面内にＸＹ軸を、ＸＹ軸と直交するＺ軸を定義する。

【００２１】基盤３と定盤２の間には特にアクチュエー
タは介在せず、単にエアスライドでガイドされるのみな
ので、定盤はＸＹ面内で移動および回転自在である。

【００２２】定盤２の４つの側面には各面の法線まわり
に回転自在なロータ４が設けられている。また、定盤２
の内部にはＺ軸まわりに回転自在なロータ４が設けられ
ており、計５つのロータが設けられる。Ｘ軸を法線とす
るロータをω_xロータ４ｘ、Ｙ軸を法線とするロータを
ω_yロータ４ｙ、Ｚ軸を法線とするロータをω_zロータ４
ｚと呼ぶ。

【００２３】各ロータ４の詳細構造を図２に示す。

【００２４】定盤２に固定される固定側ヨーク５、固定
側ヨーク５に固定される６個の扇形コイル６、固定側ヨ
ーク５と軸受を介して回転自在に支持される可動側ヨー
ク８、可動側ヨーク８に固定されコイルと微小空隙をも
って対面する回転軸に平行に着磁された８極磁石７とか
らなる。

【００２５】図２のロータ４は３相コイル２組と８極磁
石からＡＣモータを構成している。この中にはコイル６
と磁石７の相対的電気角を検出するセンサ（不図示）が
設けられ、電気角に応じて３相のコイルに供給する電流
を制御するようになっている。

【００２６】定盤２の上面にはウエハステージ１が設け
られる。ウエハステージ１は定盤２の上面つまりＸＹ平
面に沿ってエアスライドを介して移動および回転自在に
支持されている。ウエハステージ１も概ね直方体形状を
しており、４つの側面にウエハステージ１を移動するた
めの駆動機構（駆動手段）９を持っている。Ｘ方向に移
動するための駆動機構をＸ駆動機構９ｘ、Ｙ方向に移動
するための駆動機構をＹ駆動機構９ｙとする。

【００２７】駆動機構の原理を図３に示す。図３は一般
的なリニアパルスモータの駆動原理である。各駆動機構
は図３に示すように永久磁石１０、可動歯１１ａ、可動
歯１１ｂ、各歯に巻き回された４つのコイル１２からな
る。まず、ピッチＰの固定歯１３が設けられる。これは
本実施形態では定盤２の上面に設けられる。可動歯１１
ａ、１１ｂは各々１．５Ｐはなれた（ピッチＰを基準と
する電気角で１８０度はなれた）一対の小歯で構成され
る。また、可動歯１１ａと可動歯１１ｂは図３のように
着磁された永久磁石１０により結合される。可動歯１１
ａと可動歯１１ｂの位置関係は互いに４．２５Ｐ（電気
角で９０度）ずれている。また、可動歯１１ａ、可動歯
１１ｂの各々において、コイル１２は２個の小歯に対し
て逆相になるように巻かれ、２個の小歯の一方を鉛直上
向きに、他方を鉛直下向きに磁化するようになってい
る。この構成において図３に示す順にコイルａ、ｂを順
に励磁し、永久磁石の磁束の流れが順次振り分けられて
一方向に駆動機構全体が移動する。

【００２８】図３では電流変化を４段階とするモータの
原理を示したが、実際は電流波形を正弦波状にして４つ
のステップを連続的に推移させることにより同期モータ
として動作させ、連続的な移動を行うようになってい
る。また、図３では１次元の動作を示したが、実際は定
盤２に設けられた固定歯はくし状ではなく、格子状に設
けられており、ＸＹ方向に図３に示した動作が可能であ
る。

【００２９】さらに固定歯１３と駆動機構９の間には不
図示のエア吹き出しが設けられ、永久磁石とコイルの磁
束による吸引力とエア圧をバランスさせ、エアスライド
を形成するようになっている。エアの流れを安定させる
ために固定歯１３の凹部には樹脂が埋め込まれて機械的
には平坦で、磁気的には格子状の凹凸がある状態になっ
ている。

【００３０】ウエハステージ１にはミラー１４が設けら
れ、不図示の干渉計基準からの距離が測定できるように
なっている。

【００３１】以上の構成におけるウエハステージ移動動
作は以下の通りである。

【００３２】図４にウエハステージ１の重心が定盤２の
Ｙ方向重心に沿ってＸ方向に移動する場合の動作を示
す。

【００３３】Ｘ方向に移動するにはＸ駆動機構のコイル
に図３の手順で連続的に電流を流す。このとき両側のＸ
駆動機構の電流を適当な比にすると合力の作用線はウエ
ハステージの重心を通るようにできる。したがってウエ
ハステージ１には回転力は発生しない。逆に、干渉計で
回転角を検出しながら両側のＸ駆動機構の電流の比を逐
次制御すればウエハステージ１の回転を制御できる。

【００３４】ウエハステージ１の移動に伴って発生する
反力は、ウエハステージ１のＸ駆動機構が移動する際に
定盤の固定歯にも駆動力が作用することで定盤２に伝達
される。ウエハステージ１が＋Ｘ方向に移動した時、こ
の反力は定盤２に−Ｘ方向に働く。前述したように、定
盤２は基盤３にエアスライドで支持されているため、こ
の反力により定盤２は−Ｘ方向に移動する。

【００３５】図４ではウエハステージ１の重心は定盤２
のＹ方向の重心に沿って移動するので、上記−Ｘ方向の
力のＹ方向の作用点は定盤２の重心のＹ座標と等しい。
したがって、反力によるＺ軸回りのモーメントは発生し
ない。

【００３６】ウエハステージ１がＸ方向にΔＸｗ移動す
ると、定盤２は−Ｘ方向にΔＸｂだけ移動する。ΔＸｗ
とΔＸｂとの移動比はウエハステージ１と定盤２の質量
比の逆数に等しい。

【００３７】ステージ１の並進移動による駆動反力の並
進成分は定盤２の並進移動により吸収され、基盤３ひい
ては床１６には並進力は伝わらない。

【００３８】次に同様の動作をＹ方向から見たものを図
５に示す。

【００３９】ウエハステージ１の駆動力、およびその反
力はほぼウエハステージ１と定盤２とのエアスライドの
位置に働く。ところがウエハステージ１と定盤２の重心
のＺ座標はエアスライドからずれた所にあるので、上記
駆動力や反力はウエハステージ１や定盤２にＹ軸まわり
のモーメントを発生する。

【００４０】図５のように駆動力作用線とウエハステー
ジ重心のＺ座標の偏差をΔＺｗ、反力作用線と定盤重心
のＺ座標の偏差をΔＺｂ、定盤上面からウエハステージ
に作用するモーメントをＭｗｂ、基盤上面から定盤下面
に作用するモーメントをＭｂｇ、ウエハステージに作用
する駆動力および反力をｆとする。

【００４１】ウエハステージ１および定盤２に角加速度
を生じさせないためには、Ｙ軸右回りを＋として、Ｍｗｂ−ｆΔＺｗ＝０Ｍｂｇ−ｆΔＺｂ−Ｍｗｂ＝０これをとくとＭｂｇ＝ｆ（ΔＺｂ＋ΔＺｗ）となって、定盤２は基盤３ひいては床１６とＭｂｇだけ
のモーメントを伝達することになる。そこでω_yロータ
４ｙを構成するＡＣモータのトルク定数をＫ_yとすると
き、３相コイルの電流のベクトル和がｆ（ΔＺｂ＋ΔＺ
ｗ）／２Ｋ_yとなるように電流を制御してやれば良い。
この結果、定盤２に関するモーメントの釣り合い式は、Ｍｂｇ＋ｆ（ΔＺｂ＋ΔＺｗ）−ｆΔＺｂ−Ｍｗｂ＝０となり、Ｍｂｇ＝０つまり、定盤２と基盤３はモーメントの伝達がゼロにな
り、床１６にもモーメントの伝達がゼロになる。

【００４２】ここではＸ方向に移動する場合を示した
が、Ｙ方向に移動する場合はＸ軸まわりのモーメントが
発生するので、これをω_xロータ４ｘで相殺すれば良
い。また、Ｘ方向とＹ方向の移動が同時に起る場合は各
々のモーメントをω_y、ω_xロータで相殺すれば良い。

【００４３】次に図６にΔＹだけウエハステージと定盤
がＹ方向に変移した状態でＸ方向に移動する場合を示
す。

【００４４】ウエハステージ１の動作方法は前述の場合
と同様であり、駆動反力の並進成分は定盤の並進移動に
より吸収され、基盤３ひいては床１６には並進力は伝わ
らない。しかし、今回はウエハの重心と定盤の重心がΔ
Ｙずれているため、定盤２には反力によって並進力ｆ以
外にモーメントｆΔＹがかかる。

【００４５】定盤２と基盤３は並進回転自在にエアスラ
イドで支持されているだけなので、何もしなければ、ｆ
ΔＹのモーメントで回転してしまう。そこでω_zロータ
４ｘを図６のように回転させてモーメントｆΔＹを発生
させる。この為にはω_zロータ４ｘを構成するＡＣモー
タのトルク定数をＫ_zとするとき、３相コイルの電流の
ベクトル和がｆΔＹ／Ｋ_zとなるように電流を制御すれ
ば良い。

【００４６】この結果、定盤２はウエハステージ１の駆
動反力でＺ軸まわりのモーメントが発生しても姿勢を保
持することができる。

【００４７】また、この場合のＹ軸まわりのモーメント
の処理は前述の方法と同様である。

【００４８】本実施形態ではＸＹ方向に関する駆動機構
９にガイドレスモータとしてパルスモータを用いたが、
これに限るものではなく、例えば誘導モータをガイドレ
スモータとして用いても良い。誘導モータを用いた場
合、定盤２の上面の格子状凹凸は不要となるが、この場
合、定盤２の表面は電流の抵抗が小さいアルミニウム等
の伝導性の層を有することが望ましい。

【００４９】以上のように定盤２を水平面内で移動自在
に支持し、定盤２に回転可能でモーメントを発生するロ
ータ４を設けることで、ウエハステージ１を移動した時
の反力やモーメントを床１６に伝えないようにすること
ができる。

【００５０】また、ウエハステージ１と定盤２の移動量
比が質量比の逆数に等しくなっているため、装置全体と
しての重心が移動しないという効果もある。

【００５１】また、ガイドレスモータを用いることで、
ステージ装置の軽量化を図ることができるほか、反力が
固定子である定盤に直接伝わり定盤が駆動されるため、
従来の装置と比べ発生する振動が大幅に軽減される。

【００５２】＜実施形態２＞図７は本発明の第２実施形
態のステージ装置の概略を示している。

【００５３】前述の第１実施形態と同様の構成部材には
同一の番号をつけている。また、同一部材についての説
明は省略する。

【００５４】第２実施形態では、第１実施形態の構成に
加えてロの字形のガイド枠２０が設けられている。ロの
字形ガイド枠２０は２本のＸビーム２１と２本のＹビー
ム２３で構成され、２本のＹビーム２３の内側面と基盤
３の側面とでＹ方向のエアスライドを形成し、ロの字形
ガイド枠２０は、基盤３に対してY方向に滑動自在に拘
束される。また、２本のＸビーム２１の内側面と定盤２
の側面とでＸ方向のエアスライドを形成し、定盤２はロ
の字形ガイド枠２０に対してＸ方向に滑動自在に拘束さ
れる。この結果、定盤２は基盤３に対してＸＹ平面内に
並進のみ可能に支持されることになる。

【００５５】以上の構成におけるステージの駆動動作は
第１実施例と同様であり、第１実施形態と同様の効果が
得られるほか、本実施形態では不慮の誤動作による定盤
のＺ軸まわりの回転が起らなくなるという効果が見込め
る。正常に動作していれば定盤の回転運動は結果的に生
じないので、ロの字形枠は必要ないが、実際には不慮の
誤動作が懸念され、また電気が入っていない時の定盤の
姿勢補償手段も必要である。この点でロの字形枠２０の
ような回転拘束手段は実際上必要である。しかし、回転
拘束手段はロの字形枠２０の形状に限るものではない。
このような拘束を設けてもＺ軸まわりのモーメントは図
７に示す手順で相殺されるので、反力は床には伝達され
ない。

【００５６】本実施形態では、定盤の回転を拘束する手
段を設けているので、モーメントを発生するロータ４を
定盤ではなく、床の上に固定された基盤上に設けても床
の振動を軽減させることが可能である。

【００５７】＜実施形態３＞図８に本発明のステージ装
置の第３実施形態を示す。

【００５８】前述の実施形態では定盤上にガイドレスの
ウエハステージを設けたが、本実施形態では定盤上にガ
イドを有するＸＹステージを設けた例である。前述の実
施形態と本実施形態とでは定盤より上の構成が異なって
いる。前述の第１実施形態と同様の構成部材には同一の
番号をつけている。また、同一部材についての説明は省
略する。

【００５９】定盤上面の一辺にはヨーガイド３６が設け
られ、Ｙステージ３３の側部スライダの側面との間にエ
アスライドを形成し、Ｙステージ３３をＹ方向に案内す
るようになっている。また、Ｙステージ３３には２つの
Ｘガイドと側部スライダの部材で概ね構成されるが、側
部スライダの下面と定盤２の上面との間でエアスライド
を形成している。この結果、Ｙステージ３３はヨーガイ
ド３６と定盤上面にガイドされてＹ方向に滑動自在に支
持される。Ｘステージ３０は天板、底板、２枚の側板で
構成される。Ｘステージ３０の２枚の側板の内側とＹス
テージ３３の２本のＸガイドとの間でエアスライドを形
成し、Ｘステージ３０をＸ方向に案内する。また、Ｘス
テージ３０の底板と定盤上面の間でエアスライドを形成
し、Ｘステージ３０のＺ方向の位置を拘束する。この結
果、Ｘステージ３０は定盤上面とＹステージ３３のＸガ
イドによって案内され、定盤上面に沿ってＸＹ方向の並
進が可能に支持される。

【００６０】このＸＹステージの駆動機構としてＹ方向
に関して２つ、Ｘ方向に関して１つのリニアモータが設
けられる。リニアモータは４極磁石を内蔵する可動子と
６相コイルからなる固定子で構成され、磁石の位置によ
り６相コイルから駆動すべきコイル、電流方向を選択し
て可動子に力が働くようになっている。Ｙリニアモータ
の固定子３５は定盤２に固定され、Ｙリニアモータ可動
子３４はＹステージ３３に固定される。また、Ｘリニア
モータの固定子３２はＹステージ３３に固定され、Ｘリ
ニアモータの可動子３１はＸステージ３０に固定され
る。この結果、Ｘ方向の駆動力の反力はＸ固定子３２か
らＹステージ３３、ヨーガイド３６を経て定盤２に伝達
される。また、Ｙ方向の駆動力の反力はＹ固定子３５か
ら定盤２に伝わる。この駆動反力の伝わりかたは、本実
施形態のステージ装置も前述の実施形態のステージ装置
と同様である。

【００６１】定盤上面より下のロータ４の構成は前述の
実施形態のステージ装置と同様であるので、駆動時の反
力を床に伝えないようにするためのロータ４の動作も前
述の実施形態のステージ装置と同様である。そのため、
前述のステージ装置の実施形態と同様の効果が見込め
る。また、前述の実施形態のステージ装置ではウエハス
テージの駆動力はウエハステージ下面に作用するため、
ウエハステージの重心のＺ座標と駆動力の作用線のＺ座
標を一致させることができないが、本実施形態のステー
ジ装置ではＸリニアモータ、Ｙリニアモータとも駆動作
用線のＺ座標とＸステージ３０、Ｙステージ３３の重心
のＺ座標を一致させる設計が可能である。このため、図
５におけるΔＺｗを零とすることができ、ロータの発生
する回転モーメントを軽減することができる。

【００６２】また、本実施形態においても第２実施形態
と同様に定盤の回転拘束手段を設けることが望ましい。

【００６３】本実施形態においてＸＹ方向に関する駆動
機構にリニアモータを用いたが、駆動機構はこれに限る
ものではない。例えば、送りネジ等の一般的な直線駆動
機構を用いても良い。また、ＸＹステージも積層された
２段ステージを適用しても良い。

【００６４】また、第２実施形態のように定盤のＺ軸ま
わりの回転を拘束する手段を持つ場合は、ω_xロータ、
ω_yロータ、ω_zロータを基盤あるいは床の一部に設けて
も良い。

【００６５】＜実施形態４＞図９は本発明の第４実施形
態のステージ装置の概略図である。

【００６６】図中において、４１はレチクルステージで
ある。４２はレチクル定盤で、レチクルステージ４１を
支持する。４３はレチクル定盤を載置し、床面からの振
動を防ぐ防振ばね。４４は床５０に固定された基盤４４
である。４５は反力受け部材で、ステージ４１と独立に
配置され、床５０と一体に固定されている。４７はレチ
クル定盤に固定された固定子と、反力受け部材４５に設
けられた可動子４８からアクチュエータ４６が構成さ
れ、推力を発生することができる。また、４９は反力受
け部材に設けられた回転自在なロータで、前述のロータ
と同様の構造を持ち、モーメントを発生することができ
る。

【００６７】図１０は図９のステージ装置に作用する力
を示している。

【００６８】図１０において、ｍはステージ４１の質
量、Ｌはステージ４１の重心位置と床面との距離であ
る。また、Ｉはロータ４９の慣性モーメントである。

【００６９】図の構成において、ステージ４１を加速度
ａで動かすとき、定盤４２はステージ４１から反力ｍａ
を受ける。この反力を相殺するように、反力受け部材４
５から定盤４２へアクチュエータ４６を介して力ｆ＝ｍ
ａを付与する。同時にロータ４９を回転加速度βで回転
させ、Ｉβ＝Ｌｍａとなるようにβを制御することによ
り、前記反力ｍａが床におよぼすモーメント力Ｍ＝Ｌｍ
ａが相殺される。

【００７０】本実施形態により、反力受け部材がステー
ジの移動に伴って発生する反力を受けるが、反力受け部
材に設けたロータによってモーメント力を発生させるこ
とで、反力を軽減させることができる。これにより、反
力受け部材から発生される床振動を抑えることができ、
周囲の他の装置への振動による外乱等の影響を軽減させ
ることができる。

【００７１】＜実施形態５＞次に前述した実施形態のい
ずれかのステージ装置をレチクルステージまたはウエハ
ステージとして搭載した走査型露光装置の実施形態を、
図１１を用いて説明する。

【００７２】レチクルステージ７３を支持するレチクル
定盤７１ａは基盤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
のレチクルを経てウエハステージ９３上のウエハＷ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。

【００７３】フレーム９４はレチクルステージ７３とウ
エハステージ９３の間に投影光学系９６を支持する。７
５はレチクルステージ７３を加速および減速するリニア
モータの固定子である。

【００７４】なお、ウエハステージ９３は、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。

【００７５】＜実施形態６＞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形態を説明す
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Ｓ１４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。

【００７６】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。本実施形態の製造方法を用いれば、高集積度の半導
体デバイスを製造することができる。

【００７７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のステージ装置に
よれば、モーメント力を発生するロータによって反力を
軽減することができる。特に請求項２記載のごとく、発
生する反力を受ける部材にロータを設ければ、反力を有
効に軽減できる。さらに、反力を受ける部材を請求項３
記載のように定盤、または請求項４記載のように反力受
け部材とすれば、ステージ装置またはステージ装置を設
置した基盤や床の振動を軽減することができる。これに
より、高速、高精度な位置決めが可能になるほか、周囲
の他の装置に床振動による外乱等の影響を軽減させるこ
とができる。

【００７８】また、本発明の請求項６記載のステージ装
置によれば、定盤が移動することにより、ステージの移
動に伴う反力を軽減させることができる。これによって
反力が軽減することで、ステージ装置またはステージ装
置を設置した基盤や床の振動を軽減することができる。
さらに、請求項７記載のように反力によって定盤が移動
すれば、反力を軽減させる効果のほかに、ステージ装置
の重心が移動しないといった特別の効果が得られる。ま
た、定盤の回転を拘束する回転拘束手段を設けること
で、定盤の無用な回転を抑えることができるほか、誤動
作時や停電時等の非常時の姿勢補償が行える。

【００７９】また、請求項１０のステージ装置によれ
ば、ステージをＸＹステージとすることで、駆動の作用
線のＺ座標とステージの重心のＺ座標を一致させること
ができるため、発生するモーメント力を軽減させること
ができる。

【００８０】また、本発明の請求項１１の発明によれ
ば、上述したステージ装置の駆動手段をガイドレスモー
タとし、ガイドレスモータとして請求項１２によればパ
ルスモータ、請求項１３によれば誘導モータを用いた。
これにより、ステージ装置の軽量化を図ることができる
ほか、反力を固定子に速やかに伝えることができ、反力
を軽減させる手段とを併用すれば、従来の装置と比べ、
反力や振動の軽減が改善される。

【００８１】本発明の請求項１４の露光装置によれば、
上述のステージ装置を用いているため、ウエハ、レチク
ルの高速、高精度な位置決めが期待でき、高スループッ
ト化を図れるほか、装置自身の低振動化により、周囲の
他の装置への振動による外乱等の影響を軽減させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のステージ装置の概略斜視図

【図２】本発明に用いられるロータの構成図

【図３】本発明に用いられるパルスモータの駆動原理図

【図４】第１実施形態のステージ装置の説明図

【図５】第１実施形態のステージ装置の説明図

【図６】第１実施形態のステージ装置の説明図

【図７】第２実施形態のステージ装置の概略図

【図８】第３実施形態のステージ装置の概略斜視図

【図９】第４実施形態のステージ装置の概略図

【図１０】第４実施形態のステージ装置の説明図

【図１１】第５実施形態の露光装置の概略図

【図１２】半導体デバイス製造方法のフロー図

【図１３】ウエハプロセスのフロー図

【図１４】従来の露光装置の概略図

【図１５】従来のステージ装置の概略図

【図１６】従来のステージ装置の説明図

【符号の説明】

１ステージ２定盤３基盤４ロータ５固定側ヨーク６コイル７磁石８可動側ヨーク９駆動機構１０磁石１１可動歯１２コイル１３固定歯１４ミラー１５ウエハ１６床２０ロの字形枠２１Ｘビーム２３Ｙビーム３０Ｘステージ３１Ｘリニアモータ可動子３２Ｘリニアモータ固定子３３Ｙステージ３４Ｙリニアモータ可動子３５Ｙリニアモータ固定子３６ヨーガイド４３防振ばね４５反力受け部材４６アクチュエータ４７固定子４８可動子４９ロータ５０床５１ステージ５２定盤５３防振ばね５４基盤５５反力受け部材５６アクチュエータ５７固定子５８可動子５９ロータ６０ステージ６１定盤６２除振手段６３照明系６４レチクル６５投影光学系６６本体支持部材６７干渉計基準７３レチクルステージ９０支持枠９２定盤９３ウエハステージ９４フレーム９５光源装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能なステージと、該ステージを支
持する定盤と、該ステージを駆動する駆動手段と、該ス
テージの移動に伴って発生する反力を軽減するようにモ
ーメントを発生するロータとを備えたことを特徴とする
ステージ装置。
【請求項２】前記ステージの移動に伴って発生する反
力を受ける部材に前記ロータを設けたことを特徴とする
請求項１記載のステージ装置。
【請求項３】前記反力を受ける部材は、前記ステージ
を支持する定盤であることを特徴とする請求項２記載の
ステージ装置。
【請求項４】前記反力を受ける部材は、前記ステージ
と独立に配置された反力受けであることを特徴とする請
求項２記載のステージ装置。
【請求項５】前記反力受けは、床と一体に固定された
部材であることを特徴とする請求項４記載のステージ装
置。
【請求項６】移動可能なステージと、該ステージを駆
動する駆動手段と、該ステージを支持し、移動可能な定
盤とを備え、ステージの移動に伴って発生する反力を軽
減するように定盤が移動することを特徴とするステージ
装置。
【請求項７】前記ステージの移動に伴って発生する反
力によって前記定盤が移動することを特徴とする請求項
６記載のステージ装置。
【請求項８】前記移動可能な定盤の回転を拘束するた
め回転拘束手段を設けたことを特徴とする請求項６また
は７記載のステージ装置。
【請求項９】前記移動可能な定盤は、前記ステージ移
動に伴って発生する反力を軽減するようにモーメントを
発生するロータを備えたことを特徴とする請求項６〜８
いずれか記載のステージ装置。
【請求項１０】前記ステージは前記定盤に設けられた
ガイドを有するＸＹステージであることを特徴とする請
求項１〜９いずれか記載のステージ装置。
【請求項１１】前記駆動手段は前記ステージに取付け
られたガイドレスモータであることを特徴とする請求項
１〜９いずれか記載のステージ装置。
【請求項１２】前記ガイドレスモータはパルスモータ
であることを特徴とする請求項１１記載のステージ装
置。
【請求項１３】前記ガイドレスモータは誘導モータで
あることを特徴とする請求項１１記載のステージ装置。
【請求項１４】請求項１〜１３いずれか記載のステー
ジ装置を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１５】請求項１４記載の露光装置を用いてデ
バイスを製造するデバイス製造方法。