JPH11297616A - Stage equipment, aligner using the equipment and device-manufacturing method - Google Patents

Stage equipment, aligner using the equipment and device-manufacturing method

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Publication number
JPH11297616A
JPH11297616A JP10114219A JP11421998A JPH11297616A JP H11297616 A JPH11297616 A JP H11297616A JP 10114219 A JP10114219 A JP 10114219A JP 11421998 A JP11421998 A JP 11421998A JP H11297616 A JPH11297616 A JP H11297616A
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JP
Japan
Prior art keywords
stage
counter mass
actuator
linear motor
stage device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10114219A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shin Matsui
紳 松井
Eiji Osanai
英司 小山内
Shinji Oishi
伸司 大石
Tadayuki Kubo
忠之 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US09/187,408 priority patent/US6408045B1/en
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Priority to KR1019980048200A priority patent/KR100278263B1/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
    • G03F7/70716Stages

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve dynamic characteristics of a vertical stage. SOLUTION: A Y-stage 20 driven in the Y-axis direction (vertical direction) by a Y-linear motor 40 is linked with a counter mass 61 for self-weight compensation by using a belt 62. The Y-stage 20 is coupled with the belt 62 via an actuator 70 such as a fellowfram and an air cylinder which can control air pressure. On the basis of position information of the X-stage 30, the actuator 70 is controlled. Thereby angular moment is corrected, and a load applied to a Y-guide 11 is reduced. A linear motor accelerating the counter mass 61 in the direction opposite to the Y-linear motor 40 is installed on the back side of a surface plate 10. Thereby natural vibration of the counter mass 61 is eliminated, and vibration removing property is improved, together with the actuator 70.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス等
を製造するためのリソグラフィ工程で使用する露光装置
や各種精密加工機あるいは各種精密測定器等に搭載され
るステージ装置およびこれを用いた露光装置ならびにデ
バイス製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing semiconductor devices and the like, a stage apparatus mounted on various precision processing machines or various precision measuring instruments, and an exposure apparatus using the same. And a device manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体デバイス等の製造に用いら
れる露光装置として一般的にステッパと呼ばれる装置が
知られている。これは、レチクルやマスク等原版のパタ
ーンをウエハ等基板に投影する投影光学系に対して、基
板を2次元的にステップ移動させ、一枚の基板に原版の
パターン複数個分を焼き付けるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus generally called a stepper is known as an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device or the like. In this method, a substrate is two-dimensionally moved stepwise with respect to a projection optical system for projecting an original pattern such as a reticle or a mask onto a substrate such as a wafer, and a plurality of original patterns are printed on one substrate. .

【0003】ステッパの投影光学系に対してウエハ等基
板をステップ移動させて位置決めするステージ装置は、
半導体デバイス等の高集積化に伴なってより高精度のも
のが要求される。
A stage device for positioning a substrate such as a wafer by moving it stepwise with respect to a projection optical system of a stepper includes:
As semiconductor devices and the like become more highly integrated, higher accuracy is required.

【0004】また、近年では、1枚のウエハから得られ
るデバイス製品の数すなわち取り個数を増大させるため
にウエハが大型化する傾向にあり、これに伴なってステ
ッパ等のステージ装置は大型化かつ高重量化する。この
ような状態で必要な精度を得るにはステージの動特性を
より一層向上させなければならず、ガイド等の剛性強化
が望まれるが、このためにステージ全体がさらに高重量
化する結果となる。
In recent years, the size of wafers has tended to increase in order to increase the number of device products obtained from one wafer, that is, the number of devices to be obtained, and accordingly stage devices such as steppers have become larger and larger. Increase weight. In order to obtain the required accuracy in such a state, it is necessary to further improve the dynamic characteristics of the stage, and it is desired to increase the rigidity of the guide and the like, but this results in a further increase in the weight of the entire stage. .

【0005】加えて、半導体デバイス等の低価格化のた
めに露光サイクルタイムを短縮してスループットを向上
させることが要求されており、ウエハ等を移動させるス
テージも高速駆動することが望まれる。ところが、大型
でしかも高重量なステージを高速化するには、ステージ
を支える構造体の剛性をより一層強化しなければなら
ず、このために装置全体が著しく大型化かつ高重量化
し、コスト高になるおそれがある。
In addition, in order to reduce the cost of a semiconductor device or the like, it is required to shorten the exposure cycle time and improve the throughput, and it is desired that a stage for moving a wafer or the like be driven at a high speed. However, in order to increase the speed of a large and heavy stage, the rigidity of the structure supporting the stage must be further strengthened. As a result, the entire apparatus becomes significantly larger, heavier, and more expensive. Could be.

【0006】他方、最近開発の進んでいる軟X線(荷電
粒子蓄積リング放射光)等を露光光とするX線露光装置
では、ウエハ等基板を垂直に保持し、鉛直またはこれに
近似する基準面内で2次元的にステップ移動させる縦型
ステージが用いられる。このような縦型ステージにおい
ては、上記の大型化や高速化等に伴なう問題に加えて、
ステージを重力方向に移動させるものであるためにステ
ージの自重補償を行なうカウンターマス機構等を必要と
するが、カウンターマス等に振動が発生すればウエハ等
の位置決め精度を劣化させる外乱となり、ステージの動
特性等も著しく劣化する。
On the other hand, recently developed X-ray exposure apparatuses using soft X-rays (radiated light from a charged particle storage ring) as exposure light hold substrates such as wafers in a vertical direction, and use a standard such as a vertical or similar one. A vertical stage that moves two-dimensionally in a plane is used. In such a vertical stage, in addition to the problems associated with the above-mentioned enlargement and speeding up,
Since the stage is moved in the direction of gravity, a counter mass mechanism or the like that compensates for the weight of the stage is required.However, if vibration occurs in the counter mass or the like, a disturbance that degrades the positioning accuracy of the wafer or the like is caused. The dynamic characteristics and the like also deteriorate significantly.

【0007】図15および図16は一従来例による縦型
ステージを示すものでこれは、台板1110a上に立設
された定盤1110に沿ってY軸方向(鉛直方向)に往
復移動自在であるYステージ1120と、Yステージ1
120上をX軸方向に往復移動自在であるXステージ1
130と、Yステージ1120をY軸方向に移動させる
シリンダ1140と、Xステージ1130をX軸方向に
移動させる図示しないリニアモータ等を有するXYステ
ージである。
FIGS. 15 and 16 show a conventional vertical stage, which is reciprocally movable in the Y-axis direction (vertical direction) along a surface plate 1110 erected on a base plate 1110a. A certain Y stage 1120 and a Y stage 1
X stage 1 that can reciprocate in the X-axis direction on the X-axis 120
130, a cylinder 1140 for moving the Y stage 1120 in the Y axis direction, and an XY stage having a linear motor (not shown) for moving the X stage 1130 in the X axis direction.

【0008】定盤1110は、Yステージ1120の裏
面をエアパッド等を介して非接触で支持するガイド面を
有する。また、定盤1110の一端には、Yステージ1
120をY軸方向に案内するための図示しないYガイド
(ヨーガイド)が設けられ、このYガイドとYステージ
1120の間も、エアパッド等によって非接触に保たれ
る。
The surface plate 1110 has a guide surface for supporting the back surface of the Y stage 1120 in a non-contact manner via an air pad or the like. Also, one end of the surface plate 1110 has a Y stage 1
An unillustrated Y guide (yaw guide) for guiding the Y-axis 120 in the Y-axis direction is provided.

【0009】Yステージ1120とXステージ1130
およびこれに保持された図示しないウエハ等の重さを相
殺(キャンセル)する自重補償機構1160は、一端に
Yステージ1120、他端にカウンターマス1161を
吊り下げるベルト1162と、これを巻回支持する滑車
1163を有し、カウンターマス1161の重量は、Y
ステージ1120およびXステージ1130とこれに保
持されたウエハ等を含むステージ可動部の重量にバラン
スするように設定されている。
[0009] Y stage 1120 and X stage 1130
A self-weight compensating mechanism 1160 for canceling (cancelling) the weight of a wafer or the like (not shown) held by the Y-stage 1120 at one end, and a belt 1162 for suspending a counter mass 1161 at the other end, and winds and supports this. It has a pulley 1163 and the weight of the counter mass 1161 is Y
The stage 1120 and the X stage 1130 are set so as to balance the weight of the stage movable portion including the wafer and the like held thereon.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、Yステージ上でXステージがX軸方向
に移動すると、YステージとXステージを含むステージ
可動部の重心位置が変わるため、Z軸のまわり(ωZ軸
方向)の回転モーメントの釣り合いバランスが変化す
る。ところが、カウンターマスのみではこのモーメント
を支えきれず、YステージのYガイド(ヨーガイド)に
過大な負荷がかかる。
However, according to the above prior art, when the X stage moves in the X-axis direction on the Y stage, the position of the center of gravity of the stage movable section including the Y stage and the X stage changes. The balance of the rotational moment about the axis (in the ωZ axis direction) changes. However, the counter mass alone cannot support this moment, and an excessive load is applied to the Y guide (yaw guide) of the Y stage.

【0011】このような大きな負荷を支えるためにはY
ガイドの剛性を増大させる必要があるが、Yガイドの剛
性強化にはYガイド等の大型化を伴なうため、ステージ
全体が大型化、高重量化し、ステージの動特性も悪化す
る。その結果、位置決めの高精度化や高速化が妨げられ
るという未解決の課題がある。
In order to support such a large load, Y
Although it is necessary to increase the rigidity of the guide, increasing the rigidity of the Y guide involves increasing the size of the Y guide and the like, so that the entire stage becomes larger, heavier, and the dynamic characteristics of the stage deteriorate. As a result, there is an unsolved problem that high precision and high speed positioning are hindered.

【0012】また、ステージとカウンターマスを連結す
るベルトには一般的にスチールベルトやワイヤー等が用
いられるが、ステージを移動させるときにスチールベル
ト等の剛性不足に起因する数十Hzの固有振動を発生す
る。加えてカウンターマス自体がもつ例えば50Hz以
上の固有振動がベルトを介して表側のステージに伝播す
る。これらの振動は、ステージの位置決め精度を著しく
悪化させ、位置決め制御系の周波数応答特性を向上させ
る際の大きな障害となる。
In general, a steel belt or a wire is used as a belt connecting the stage and the counter mass. When the stage is moved, natural vibration of several tens Hz due to insufficient rigidity of the steel belt or the like is generated. Occur. In addition, the natural vibration of, for example, 50 Hz or more of the counter mass itself propagates to the front stage via the belt. These vibrations significantly deteriorate the positioning accuracy of the stage, and become a major obstacle in improving the frequency response characteristics of the positioning control system.

【0013】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、カウンターマス等の
自重補償機構を備えた縦型ステージの動特性を改善し、
装置の大型化等を招くことなく位置決めの高速化や高精
度化を大幅に促進できる高性能な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を提供す
ることを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and has been made to improve the dynamic characteristics of a vertical stage having a self-weight compensation mechanism such as a counter mass.
It is an object of the present invention to provide a high-performance stage apparatus capable of greatly promoting high-speed positioning and high-accuracy positioning without increasing the size of the apparatus, an exposure apparatus using the same, and a device manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のステージ装置は、基準面に沿って2次元
的に移動自在であるワークステージと、該ワークステー
ジを鉛直またはこれに近似する第1の方向に移動させる
第1の駆動手段と、前記ワークステージを第2の方向に
移動させる第2の駆動手段と、前記ワークステージの重
さにバランスするカウンターマスと、該カウンターマス
を前記ワークステージに連結する連結部材と、前記カウ
ンターマスを前記第1の方向と逆向きに移動させる第3
の駆動手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a stage apparatus according to the present invention comprises: a work stage which is movable two-dimensionally along a reference plane; First driving means for moving the work stage in an approximate first direction, second driving means for moving the work stage in a second direction, a counter mass balanced with the weight of the work stage, and the counter mass A connecting member for connecting the counter mass to the work stage; and a third member for moving the counter mass in a direction opposite to the first direction.
Characterized in that it has the following driving means.

【0015】ワークステージの第1の方向の加速度とカ
ウンターマスの加速度の絶対値が等しくなるように第3
の駆動手段を制御する制御系が設けられているとよい。
The third step is performed such that the acceleration of the work stage in the first direction is equal to the absolute value of the acceleration of the counter mass.
It is preferable that a control system for controlling the driving means is provided.

【0016】複数の連結部材が設けられており、各連結
部材の張力または有効長さを調節するためのアクチュエ
ータと、ワークステージの位置情報に基づいて前記アク
チュエータを制御する制御手段を有するとよい。
It is preferable that a plurality of connecting members are provided, and an actuator for adjusting the tension or the effective length of each connecting member and a control means for controlling the actuator based on positional information of the work stage be provided.

【0017】アクチュエータが、各連結部材とワークス
テージの連結部に配設されているとよい。
[0017] It is preferable that an actuator is provided at a connecting portion between each connecting member and the work stage.

【0018】アクチュエータが、各連結部材とカウンタ
ーマスの連結部に配設されていてもよい。
[0018] An actuator may be provided at a connecting portion between each connecting member and the counter mass.

【0019】アクチュエータが、各連結部材を巻回支持
する滑車の支持部に配設されていてもよい。
[0019] The actuator may be provided on a support portion of the pulley that winds and supports each connecting member.

【0020】[0020]

【作用】ワークステージの重さにバランスする自重補償
用のカウンターマスは、ベルト等によってワークステー
ジに連結される。第2の駆動手段の駆動によってワーク
ステージの重心位置が変わり、このために回転モーメン
トのバランスが損われると、ワークステージの姿勢が変
化してヨーガイドに過大な負荷がかかる。そこで、ワー
クステージの位置情報に基づいて各ベルト等の張力また
は有効長さを変化させるアクチュエータを設けて、前記
回転モーメントを補正する。
The counter mass for self-weight compensation, which balances with the weight of the work stage, is connected to the work stage by a belt or the like. When the position of the center of gravity of the work stage changes due to the driving of the second driving means, and the balance of the rotational moment is impaired, the posture of the work stage changes and an excessive load is applied to the yaw guide. Therefore, an actuator for changing the tension or the effective length of each belt or the like based on the position information of the work stage is provided to correct the rotational moment.

【0021】これによって、ウエハ等をステップ移動さ
せるときにヨーガイドにかかる負荷を低減し、かつ、ス
テージ装置の動特性を大幅に改善できる。
Thus, the load on the yaw guide when the wafer or the like is moved stepwise can be reduced, and the dynamic characteristics of the stage device can be greatly improved.

【0022】また、アクチュエータに空気バネ、エアー
シリンダ、リニアモータ等を用いた場合は、これらが吸
振性を有するため、連結部材の剛性不足等によって発生
する振動を減衰させ、ステージの動特性をより一層改善
する効果が期待できる。
When an air spring, an air cylinder, a linear motor, or the like is used for the actuator, since these have a vibration absorbing property, vibrations generated due to insufficient rigidity of the connecting member are attenuated, and the dynamic characteristics of the stage are improved. The effect of further improvement can be expected.

【0023】このように、カウンターマスを用いた自重
補償機構によってワークステージの重さをキャンセル
し、かつ、カウンターマスやベルト等からワークステー
ジに伝播する振動等を低減しても、なお、カウンターマ
スの固有振動を充分に除去することができず、ステージ
の動特性に悪影響を与えるおそれがある。このような振
動の周波数は数Hzと低いものの、露光装置のより一層
の高精度化や高速化に対応するためには無視することが
できない。
As described above, even if the weight of the work stage is canceled by the self-weight compensating mechanism using the counter mass and the vibration or the like propagating from the counter mass or belt to the work stage is reduced, the counter mass still remains. Cannot sufficiently remove the natural vibration of the stage, which may adversely affect the dynamic characteristics of the stage. Although the frequency of such vibration is as low as several Hz, it cannot be ignored in order to cope with higher precision and higher speed of the exposure apparatus.

【0024】そこで、カウンターマスをワークステージ
と逆向きに加速してカウンターマスの固有振動をアクテ
ィブに抑制するための第3の駆動手段を設ける。第1の
駆動手段の制御系に与える指令値に基づいて第3の駆動
手段を制御することで、カウンターマスとワークステー
ジの加速度差をゼロにすれば、カウンターマスによる外
乱をほぼ完全に除去して、より一層位置決め精度を向上
させ、高速化を促進できる。
Therefore, third driving means is provided for accelerating the counter mass in the direction opposite to the work stage to actively suppress the natural vibration of the counter mass. By controlling the third driving means based on a command value given to the control system of the first driving means to make the acceleration difference between the counter mass and the work stage zero, disturbance caused by the counter mass can be almost completely eliminated. Thus, the positioning accuracy can be further improved, and the speeding up can be promoted.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図1は第1の実施の形態によるステージ装
置を示すもので、これは、図示しない台板上に立設され
た定盤10に沿ってY軸方向(鉛直またはこれに近似す
る方向)に往復移動自在であるYステージ20と、Yス
テージ20上をX軸方向に往復移動自在であるXステー
ジ30と、Yステージ20をY軸方向に移動させる第1
の駆動手段である一対のYリニアモータ40と、Xステ
ージ30をX軸方向に移動させる第2の駆動手段である
Xリニアモータ50を有するXYステージである。図1
においては、後述するYガイド11を説明するために図
示左側のYリニアモータ40を省略する。
FIG. 1 shows a stage device according to a first embodiment, which is mounted on a base plate (not shown) in a Y-axis direction (vertical or approximate direction). ), A first stage for moving the Y stage 20 in the Y-axis direction, and a first stage for moving the Y stage 20 in the Y-axis direction.
An XY stage having a pair of Y linear motors 40 as driving means and an X linear motor 50 as second driving means for moving the X stage 30 in the X-axis direction. FIG.
In the figure, the Y linear motor 40 on the left side in the figure is omitted to explain a Y guide 11 described later.

【0027】定盤10は、Yステージ20とXステージ
30の裏面を図示しない静圧軸受装置であるエアパッド
等を介して非接触で支持する基準面であるXYガイド面
10aを有する。
The surface plate 10 has an XY guide surface 10a as a reference surface for supporting the back surfaces of the Y stage 20 and the X stage 30 in a non-contact manner via an air pad or the like which is a hydrostatic bearing device (not shown).

【0028】定盤10のX軸方向の一端には、Yステー
ジ20をY軸方向に案内するヨーガイドであるYガイド
11(破線で示す)が立設され、Yガイド11のYガイ
ド面11aとYステージ20の間は、ヨーガイド静圧軸
受装置であるエアパッド20a等によって非接触に保た
れている。両Yリニアモータ40が駆動されると、Yス
テージ20が定盤10のXYガイド面10a上をYガイ
ド11に沿って移動する。
A Y guide 11 (shown by a broken line), which is a yaw guide for guiding the Y stage 20 in the Y axis direction, is provided upright at one end of the surface plate 10 in the X axis direction. The space between the Y stages 20 is kept in a non-contact state by an air pad 20a or the like which is a yaw guide static pressure bearing device. When both Y linear motors 40 are driven, the Y stage 20 moves on the XY guide surface 10 a of the base 10 along the Y guide 11.

【0029】Yステージ20は、一対のYスライダ2
1,22とこれらによって両端を支持されたXリニアモ
ータ固定子52からなる枠体によって構成されている。
両Yスライダ21,22の裏面が定盤10のXYガイド
面10aに面しており、前述のようにエアパッド等を介
して非接触に支持される。また、図示左側のYスライダ
22は他方より長尺であり、その側面22aがYガイド
11のYガイド面11aに面しており、前述のようにエ
アパッド20a等を介して非接触に案内される(図2の
(b)参照)。両Yスライダ21,22はそれぞれ、連
結板23によってYリニアモータ可動子41に一体的に
結合されている。
The Y stage 20 includes a pair of Y sliders 2
1 and 22 and an X linear motor stator 52 supported at both ends thereof.
The back surfaces of the Y sliders 21 and 22 face the XY guide surface 10a of the surface plate 10, and are supported in a non-contact manner through the air pads and the like as described above. The Y slider 22 on the left side in the figure is longer than the other, and the side surface 22a faces the Y guide surface 11a of the Y guide 11, and is guided in a non-contact manner through the air pad 20a and the like as described above. (See FIG. 2B). The Y sliders 21 and 22 are integrally connected to the Y linear motor mover 41 by the connecting plate 23.

【0030】Xステージ30は、天板31を有する中空
枠体であり、その中空部をXリニアモータ固定子52が
貫通している。天板31の表面は図示しないワークであ
るウエハを吸着保持するワークステージを形成してい
る。
The X stage 30 is a hollow frame having a top plate 31, and an X linear motor stator 52 penetrates the hollow portion. The surface of the top plate 31 forms a work stage for sucking and holding a wafer, which is a work (not shown).

【0031】両Yリニアモータ40は、前述のように連
結板23を介してYステージ20のYスライダ21,2
2と一体的に結合されたYリニアモータ可動子41と、
その開口部を貫通するYリニアモータ固定子42を有す
る。
The Y linear motors 40 are connected to the Y sliders 21 and 21 of the Y stage 20 via the connecting plate 23 as described above.
A Y linear motor mover 41 integrally connected to
There is a Y linear motor stator 42 penetrating the opening.

【0032】各Yリニアモータ固定子42に供給される
電流によって、各Yリニアモータ可動子41にY軸方向
の推力が発生し、Yステージ20とXステージ30をY
軸方向に移動させる。可Xステージ30をYステージ2
0上でX軸方向に移動させるXリニアモータ可動子は、
Xステージ30の天板31の内側に固着されている。
The current supplied to each Y linear motor stator 42 generates a thrust in the Y axis direction on each Y linear motor movable element 41, causing the Y stage 20 and the X stage 30 to move in the Y direction.
Move in the axial direction. Possible X stage 30 to Y stage 2
The X linear motor mover that moves in the X-axis direction on 0 is
The X stage 30 is fixed inside the top plate 31.

【0033】Xリニアモータ固定子52に供給される電
流によって、Xリニアモータ可動子にX軸方向の推力が
発生し、Xステージ30をYリニアモータ固定子52に
沿ってX軸方向に移動させる。
The X-axis motor thrust is generated in the X-axis direction by the current supplied to the X-linear motor stator 52, and the X-stage 30 is moved in the X-axis direction along the Y-linear motor stator 52. .

【0034】Yステージ20とXステージ30等の重さ
を相殺(キャンセル)する自重補償機構であるカウンタ
ーマス機構60は、一端にYスライダ21,22すなわ
ちYステージ20、他端にカウンターマス61を吊り下
げる複数の連結部材であるベルト62と、これを巻回支
持する滑車63を有し、カウンターマス61の重量は、
Yステージ20とXステージ30およびこれに保持され
たウエハ等を含むステージ可動部全体の重量にバランス
するように設定されている。
The counter mass mechanism 60, which is a self-weight compensation mechanism for canceling (cancelling) the weight of the Y stage 20 and the X stage 30, etc., has Y sliders 21 and 22, ie, the Y stage 20, at one end and a counter mass 61 at the other end. A belt 62, which is a plurality of connecting members to be suspended, and a pulley 63 for winding and supporting the belt 62, the weight of the counter mass 61 is
The balance is set so as to balance the weight of the entire stage movable portion including the Y stage 20 and the X stage 30 and the wafers held thereon.

【0035】Xステージ30がX軸方向に移動すると、
Yステージ20とXステージ30を含むステージ可動部
の重心位置が変わるため、Z軸のまわり(ωZ軸方向)
の回転モーメントの釣り合いバランスが損われる。とこ
ろが、カウンターマス機構60のみではこのモーメント
を受けることができず、Yステージ20を案内するYガ
イド(ヨーガイド)11に過大な負荷がかかる。
When the X stage 30 moves in the X axis direction,
Because the position of the center of gravity of the stage movable part including the Y stage 20 and the X stage 30 changes, around the Z axis (in the ωZ axis direction)
The balance of the rotational moment of the motor is lost. However, this moment cannot be received only by the counter mass mechanism 60, and an excessive load is applied to the Y guide (yaw guide) 11 for guiding the Y stage 20.

【0036】このような大きな負荷を支えるためには、
Yガイド11の剛性を著しく増大させる必要があるが、
Yガイド11の剛性強化にはYガイド11等の大型化を
伴なうため、ステージ全体がさらに大型化、高重量化
し、ステージの動特性も悪化して、位置決めの高精度化
や高速化を大きく妨げる結果となる。
In order to support such a large load,
It is necessary to significantly increase the rigidity of the Y guide 11,
Since the rigidity of the Y guide 11 is accompanied by an increase in the size of the Y guide 11 and the like, the entire stage is further increased in size and weight, and the dynamic characteristics of the stage are deteriorated. The result is a great hindrance.

【0037】また、Yステージ20とカウンターマス6
1を連結するベルト62には一般的にスチールベルトや
ワイヤー等が用いられるが、Yステージ20を移動させ
るときにスチールベルトの剛性不足等に起因する振動を
発生する。このような振動は、ステージの位置決め精度
を著しく悪化させ、位置決め制御系の周波数応答特性を
向上させる際の大きな障害となる。
The Y stage 20 and the counter mass 6
Generally, a steel belt, a wire, or the like is used as the belt 62 connecting the first and second belts 1. However, when the Y stage 20 is moved, vibration occurs due to insufficient rigidity of the steel belt. Such vibration significantly deteriorates the positioning accuracy of the stage, and becomes a major obstacle in improving the frequency response characteristics of the positioning control system.

【0038】そこでYステージ20と各ベルト62の連
結部に、Xステージ30の変位に応じてベルト62の張
力または有効長さを調節するためのアクチュエータ70
を設ける。アクチュエータ70は、図4ないし図6にそ
れぞれ示すようなベルト62の張力を制御するためのベ
ロフラム(空気バネ)71、エアーシリンダ72、リニ
アモータ73、あるいは図7に示すようにベルト62の
有効長さを変化させるための圧電素子74等を用いる。
両Yスライダ21,22を吊り下げるベルト62のそれ
ぞれのアクチュエータ70の駆動量を、後述するよう
に、Xステージ30の位置情報に基づいて個別に制御す
ることで、各ベルト62の張力または有効長さを調節す
る。このようにして、Xステージ30の移動に伴なって
発生する回転モーメントを打ち消す(補償する)こと
で、Yステージ20がYガイド11に与える負荷を低減
する。
Therefore, an actuator 70 for adjusting the tension or the effective length of the belt 62 according to the displacement of the X stage 30 is provided at the connection between the Y stage 20 and each belt 62.
Is provided. The actuator 70 is a bellowsram (air spring) 71, an air cylinder 72, a linear motor 73 for controlling the tension of the belt 62 as shown in FIGS. 4 to 6, respectively, or the effective length of the belt 62 as shown in FIG. A piezoelectric element 74 for changing the height is used.
The drive amount of each actuator 70 of the belt 62 that suspends both Y sliders 21 and 22 is individually controlled based on the position information of the X stage 30 as described later, so that the tension or the effective length of each belt 62 is controlled. Adjust the length. In this way, by canceling (compensating) the rotational moment generated with the movement of the X stage 30, the load applied to the Y guide 11 by the Y stage 20 is reduced.

【0039】加えて、ベロフラム71、エアーシリンダ
72およびリニアモータ73は、ベルト62の剛性不足
によって発生する固有振動や、カウンターマス61自体
の固有振動を吸収して減衰させる吸振効果を有する。す
なわち、アクチュエータ70によって、ベルト62から
Yステージ20に伝播する振動を低減し、位置決め精度
や、位置決め制御系の周波数応答特性を大幅に向上でき
るという利点もある。
In addition, the bellofram 71, the air cylinder 72, and the linear motor 73 have a vibration absorbing effect of absorbing and attenuating natural vibration generated due to insufficient rigidity of the belt 62 and natural vibration of the counter mass 61 itself. That is, the actuator 70 has the advantage that the vibration transmitted from the belt 62 to the Y stage 20 can be reduced, and the positioning accuracy and the frequency response characteristic of the positioning control system can be greatly improved.

【0040】Yガイド11のガイド面11aとこれに対
向するYステージ20(Yスライダ22)の間は、前述
のようにエアパッド20aによって非接触に保たれてい
る。Yステージ20は、エアパッド20aに加えて磁気
パッド20bを有し、これは、エアパッド20aと逆向
きの予圧を与えて、図2の(a)に示す軸受剛性k1
得るためのものである。
The space between the guide surface 11a of the Y guide 11 and the Y stage 20 (Y slider 22) opposed thereto is kept in a non-contact state by the air pad 20a as described above. Y stage 20 has a magnetic pad 20b in addition to the air pad 20a, which is a preload of the air pads 20a and opposite, is for obtaining a bearing stiffness k 1 shown in FIG. 2 (a) .

【0041】また、図3に示すように、Yガイド11と
平行して定盤10の裏面側にカウンターマスヨーガイド
64が配設されており、カウンターマスヨーガイド64
は、カウンターマス61の一端に設けられたカウンター
マスヨーガイド静圧軸受装置であるエアパッド61aお
よび磁気パッド61bに対向し、これらによって、カウ
ンターマス61をY軸方向に非接触で案内する。カウン
ターマス61の磁気パッド61bは、エアパッド61a
と逆向きの予圧を与えて、図2に示すようにYステージ
20側の軸受剛性k1 より大である軸受剛性k2 を得る
ように構成されている。
As shown in FIG. 3, a counter mass yaw guide 64 is provided on the back side of the surface plate 10 in parallel with the Y guide 11.
Opposes an air pad 61a and a magnetic pad 61b, which are counter mass yaw guide static pressure bearing devices provided at one end of the counter mass 61, and guide the counter mass 61 in the Y-axis direction without contact. The magnetic pad 61b of the counter mass 61 is an air pad 61a.
And a preload opposite, is configured to obtain the bearing stiffness k 2 is greater than the bearing rigidity k 1 of the Y stage 20 side as shown in FIG.

【0042】このようにカウンターマスヨーガイド64
の軸受剛性k2 をYガイド11の軸受剛性k1 より大き
くするのは、Xステージ30のX軸方向の移動に伴なっ
てYステージ20の重心位置が変化した場合に発生する
回転モーメントの影響を、カウンターマスヨーガイド6
4で受けて、Yステージ20にかかる回転モーメントを
小さくするためである。
As described above, the counter-mayo guide 64
The of the bearing stiffness k 2 is greater than the bearing rigidity k 1 of Y guide 11, the influence of the rotation moment generated when the center of gravity of the Y stage 20 is accompanied with the movement of the X-axis direction of the X stage 30 has changed , Counter Masyo Guide 6
4 to reduce the rotational moment applied to the Y stage 20.

【0043】Xステージ30のY軸方向とX軸方向の位
置は、それぞれ、Xステージ30と一体であるY測長用
ミラー30a、X測長用ミラー30bの反射光を受光す
る位置センサ30c,30dによって計測される。
The positions of the X stage 30 in the Y-axis direction and the X-axis direction are respectively determined by position sensors 30c and 30c which receive the reflected light from the Y length measuring mirror 30a and the X length measuring mirror 30b integrated with the X stage 30, respectively. It is measured by 30d.

【0044】次に、各アクチュエータ70として、図4
に示すベロフラム71を用いた場合を説明する。ベロフ
ラム71は、給気口71aを備えたベローズ71bを有
し、ベローズ71bの上端は、Yステージ20と一体で
ある第1のハウジング71cに連結され、ベローズ71
bの下端は、ベルト62の下端に結合された第2のハウ
ジング71dに連結されている。給気口71aに供給さ
れる空気の圧力を変えることで、ベローズ71b内の空
気圧を変化させ、これによってベルト62の張力を変化
させる。
Next, as each actuator 70, FIG.
The case where the bellofram 71 shown in FIG. The bellow ram 71 has a bellows 71b provided with an air supply port 71a, and the upper end of the bellows 71b is connected to a first housing 71c integral with the Y stage 20.
The lower end of b is connected to a second housing 71d connected to the lower end of the belt 62. By changing the pressure of the air supplied to the air supply port 71a, the air pressure in the bellows 71b is changed, thereby changing the tension of the belt 62.

【0045】図8は、Xステージ30のX軸方向の位置
情報に基づいてベローズ71bの空気圧を制御する制御
系を示すブロック図である。Xリニアモータ50の制御
を行なうサーボ系は、図示しないコンピュータから送ら
れる位置指令値と位置センサ30dからフィードバック
されるXステージ30のX軸方向の位置情報に基づいて
Xリニアモータ50の駆動量を制御する。また、上記の
位置指令値は、kp変換されてベロフラム制御系の圧力
指令値とともに制御手段であるコントローラ70aに送
信され、ベロフラム71の給気口71aに接続されたサ
ーボバルブを調節してベローズ71b内の空気圧を制御
する。
FIG. 8 is a block diagram showing a control system for controlling the air pressure of the bellows 71b based on the position information of the X stage 30 in the X axis direction. The servo system for controlling the X linear motor 50 controls the drive amount of the X linear motor 50 based on the position command value sent from a computer (not shown) and the position information in the X axis direction of the X stage 30 fed back from the position sensor 30d. Control. The position command value is converted to kp and transmitted to the controller 70a as a control means together with the pressure command value of the bellofram control system, and the bellows 71b is adjusted by controlling the servo valve connected to the air supply port 71a of the bellofram 71. Control the air pressure inside.

【0046】Xステージ30の位置指令値に変換係数k
pを乗じてベロフラム制御系の圧力指令値を加算してお
くことで、ステージ可動部の重心位置が変わるときに各
ベロフラム71内の空気圧を変化させ、各ベルト62の
張力を調節する。このようにして各ベルト62の張力を
個別に調節することで、Xステージ30の移動によって
発生する回転モーメントと逆向きの回転モーメントを発
生させ、Yガイド11にかかる負荷を低減する。
The conversion coefficient k is converted into the position command value of the X stage 30.
By multiplying by p and adding the pressure command value of the bellofram control system, the air pressure in each bellofram 71 is changed when the position of the center of gravity of the stage movable section changes, and the tension of each belt 62 is adjusted. By individually adjusting the tension of each belt 62 in this manner, a rotational moment opposite to the rotational moment generated by the movement of the X stage 30 is generated, and the load on the Y guide 11 is reduced.

【0047】上記のモーメント補正を行なうことでYガ
イド11にかかる負荷が大幅に低減されるため、Yガイ
ド11を大型かつ高重量にすることなく、ステージの動
特性を大幅に向上させ、ステップ移動や位置決めの高速
化と高精度化に対応できる。
Since the load applied to the Y guide 11 is greatly reduced by performing the above-described moment correction, the dynamic characteristics of the stage can be significantly improved without increasing the size and weight of the Y guide 11, and the step movement can be achieved. And high-speed and high-precision positioning.

【0048】このようにアクチュエータ70によってY
ステージ20の回転モーメントを補正し、かつ、ベルト
62を介してYステージ20に伝播する振動を低減して
も、なおカウンターマス61からYステージ20に伝播
する振動を完全に除去するのは難しい。このような振動
は数Hzと低周波数ではあるが、位置決め精度をより一
層向上させかつ高速化を促進するためには無視すること
ができない。
As described above, Y is controlled by the actuator 70.
Even if the rotational moment of the stage 20 is corrected and the vibration propagating to the Y stage 20 via the belt 62 is reduced, it is still difficult to completely eliminate the vibration propagating from the counter mass 61 to the Y stage 20. Such vibrations are as low as several Hz, but cannot be neglected in order to further improve the positioning accuracy and promote the speeding up.

【0049】そこで、図3に示すように、カウンターマ
ス61をYステージ20と逆向きに加速してカウンター
マス61の固有振動を抑制するための第3の駆動手段で
ある一対のリニアモータ80を設ける。両リニアモータ
80は、カウンターマス61の両端に配設され、それぞ
れ、Yステージ20をY軸方向に駆動するYリニアモー
タ40の裏側に位置する。
Therefore, as shown in FIG. 3, a pair of linear motors 80 as third driving means for suppressing the natural vibration of the counter mass 61 by accelerating the counter mass 61 in the opposite direction to the Y stage 20 is provided. Provide. The two linear motors 80 are provided at both ends of the counter mass 61, and are respectively located behind the Y linear motor 40 that drives the Y stage 20 in the Y-axis direction.

【0050】各リニアモータ80は、カウンターマス6
1と一体であるリニアモータ可動子81を有し、該リニ
アモータ可動子81は、定盤10の側縁に設けられたリ
ニアモータ固定子82に沿って移動する。リニアモータ
固定子82に供給される電流を制御することで、カウン
ターマス61のY軸方向の加速度が、Yリニアモータ4
0からYステージ20に与えられる加速度と逆向きで絶
対値が同じになるように調節すれば、カウンターマス6
1の固有振動による外乱をほぼ完全に除去することがで
きる。カウンターマス61を駆動するリニアモータ80
の制御系については図9に示すブロック図に基づいて後
述する。
Each linear motor 80 has a counter mass 6
1 has a linear motor mover 81 which moves along a linear motor stator 82 provided on a side edge of the surface plate 10. By controlling the current supplied to the linear motor stator 82, the acceleration of the counter mass 61 in the Y-axis direction
If the absolute value is adjusted in the opposite direction to the acceleration given to the Y stage 20 from 0, the counter mass 6
Disturbance due to one natural vibration can be almost completely removed. Linear motor 80 for driving counter mass 61
This control system will be described later with reference to the block diagram shown in FIG.

【0051】ベルト62を含むカウンターマス機構60
からYステージ20に伝播する振動をアクチュエータ7
0によって減衰させ、かつ、カウンターマス61の固有
振動自体を低減することで、Yステージ20の制御系の
外乱を極めて効果的に除去し、より一層の位置決め精度
の向上と位置決めの高速化に貢献できる。
The counter mass mechanism 60 including the belt 62
Vibration propagating from the actuator to the Y stage 20
By attenuating by 0 and reducing the natural vibration itself of the counter mass 61, disturbance of the control system of the Y stage 20 is extremely effectively removed, contributing to further improvement of positioning accuracy and speeding up of positioning. it can.

【0052】このように小型かつ高性能で高速化に適し
たステージ装置を用いることで、半導体デバイス等を製
造するための露光装置の小型化および高性能化と生産性
の向上に大きく貢献できる。
The use of such a small and high-performance stage apparatus suitable for high-speed operation can greatly contribute to the miniaturization, high-performance, and improvement in productivity of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device or the like.

【0053】各アクチュエータ70として、ベロフラム
71の替わりに図5に示すエアーシリンダ72を用いた
場合は、以下の通りである。給気口72aを備えたシリ
ンダ72bはYステージ20と一体であり、ベルト62
の下端にはピストン72cが連結されている。給気口7
2aに供給される空気の圧力を変えることで、ベルト6
2の張力を変化させる。シリンダ72bの空気圧を制御
する制御系は図8と同様である。
When an air cylinder 72 shown in FIG. 5 is used as each actuator 70 instead of the bellofram 71, the operation is as follows. A cylinder 72b having an air supply port 72a is integral with the Y stage 20 and a belt 62
A piston 72c is connected to the lower end of the piston 72c. Air supply port 7
By changing the pressure of the air supplied to 2a, the belt 6
2. Change the tension of 2. The control system for controlling the air pressure of the cylinder 72b is the same as in FIG.

【0054】各アクチュエータ70として、図6に示す
リニアモータ73を用いた場合は、以下の通りである。
リニアモータ73のコイル73aはYステージ20と一
体であり、ベルト62の下端には駆動用のマグネット7
3bが連結されている。コイル73aに供給される電流
を変えることで、ベルト62の張力を変化させる。コイ
ル73aに供給される電流を制御する制御系は図8と同
様である。
The case where the linear motor 73 shown in FIG. 6 is used as each actuator 70 is as follows.
The coil 73 a of the linear motor 73 is integrated with the Y stage 20, and a driving magnet 7 is provided at the lower end of the belt 62.
3b are connected. The tension of the belt 62 is changed by changing the current supplied to the coil 73a. The control system for controlling the current supplied to the coil 73a is the same as in FIG.

【0055】各アクチュエータ70として、図7に示す
圧電素子74を用いた場合は、以下の通りである。圧電
素子74の上端を支持するハウジング74aはYステー
ジ20と一体であり、ベルト62の下端には圧電素子7
4の下端を支持するハウジング74bが連結されてい
る。圧電素子74の電圧を変えることで、その厚さを変
化させ、ベルト62の有効長さを変化させる。圧電素子
74の電圧を制御する制御系は図8と同様である。
The case where the piezoelectric element 74 shown in FIG. 7 is used as each actuator 70 is as follows. A housing 74 a supporting the upper end of the piezoelectric element 74 is integral with the Y stage 20, and a piezoelectric element 7
4 is connected to a housing 74b that supports the lower end. By changing the voltage of the piezoelectric element 74, its thickness is changed, and the effective length of the belt 62 is changed. The control system for controlling the voltage of the piezoelectric element 74 is the same as in FIG.

【0056】図9は、カウンターマス61をY軸方向に
駆動するリニアモータ80の制御系を示すものである。
Yリニアモータ40の制御を行なうサーボ系は、図示し
ないコンピュータから送られる位置指令値と位置センサ
30cからフィードバックされるYステージ20のY軸
方向の位置情報に基づいてYリニアモータ40の駆動量
を制御する。また、上記の位置指令値は、2回微分して
kp変換された加速度指令値としてカウンターマス61
のリニアモータ80に送られる。このような簡単な制御
系を付加するだけで、Yステージ20とカウンターマス
61の駆動量を同期的に制御できる。
FIG. 9 shows a control system of a linear motor 80 for driving the counter mass 61 in the Y-axis direction.
The servo system that controls the Y linear motor 40 adjusts the drive amount of the Y linear motor 40 based on a position command value sent from a computer (not shown) and position information in the Y axis direction of the Y stage 20 fed back from the position sensor 30c. Control. The above-mentioned position command value is differentiated twice and converted into a kp-converted acceleration command value.
Is sent to the linear motor 80. The drive amount of the Y stage 20 and the counter mass 61 can be controlled synchronously only by adding such a simple control system.

【0057】図10は、第2の実施の形態を示すもの
で、これは、ベルト62とYステージ20の連結部にア
クチュエータ70を設ける替わりに、定盤10の上端に
配設された滑車63の軸受部(支持部)にアクチュエー
タ90を設けたものである。アクチュエータ90は、図
11に示すように、滑車63を回転支持するころがり軸
受63aを載置した軸受ベース63bと定盤10の間に
配設されたベロフラム91であり、該ベロフラム91の
内部構成は、図4のベロフラム71と同様であり、図8
と同様の制御系によって制御される。
FIG. 10 shows a second embodiment, in which a pulley 63 provided at the upper end of the base 10 instead of providing an actuator 70 at the connection between the belt 62 and the Y stage 20. The actuator 90 is provided on the bearing portion (supporting portion) of (1). As shown in FIG. 11, the actuator 90 is a belofram 91 disposed between the bearing base 63b on which the rolling bearing 63a is mounted to support the pulley 63 and the surface plate 10, and the internal configuration of the belofram 91 is as follows. 8 is similar to Velofram 71 of FIG.
Is controlled by the same control system as.

【0058】ベロフラム91の替わりに、図5ないし図
7と同様のエアーシリンダ、リニアモータ、圧電素子等
を用いてもよい。
Instead of the bellofram 91, an air cylinder, a linear motor, a piezoelectric element, etc. similar to those shown in FIGS. 5 to 7 may be used.

【0059】定盤10、Yガイド11、Yステージ2
0、Xステージ30、Yリニアモータ40、Xリニアモ
ータ50、カウンターマス機構60等については第1の
実施の形態と同様であるから同一符号で表わし、説明は
省略する。
Surface plate 10, Y guide 11, Y stage 2
0, the X stage 30, the Y linear motor 40, the X linear motor 50, the countermass mechanism 60, and the like are the same as those in the first embodiment, and are represented by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0060】このように、ベルトの張力や有効長さを調
節するアクチュエータを滑車の支持部に用いてもよい。
また、同様のアクチュエータを定盤の裏側のベルトとカ
ウンターマスの連結部に設けても、上記と同様の回転モ
ーメントの補償を効果的に行なうことができることは言
うまでもない。
As described above, the actuator for adjusting the tension and the effective length of the belt may be used for the support of the pulley.
Further, it is needless to say that the same compensation of the rotational moment as described above can be effectively performed even if the same actuator is provided at the connecting portion between the belt and the counter mass on the back side of the surface plate.

【0061】次に、本発明によるステージ装置を用いた
X線露光装置の露光光学系について説明する。図12に
示すように、X線源であるSR発生装置(荷電粒子蓄積
リング)1から放射されたX線であるSR光(荷電粒子
蓄積リング放射光)はシートビーム状であるため、発光
点から所定の距離に設置されたミラー2によってY軸方
向に走査される。ミラー2は1枚に限らず、複数枚のミ
ラーを用いてもよい。
Next, an exposure optical system of an X-ray exposure apparatus using the stage device according to the present invention will be described. As shown in FIG. 12, the SR light (charged particle storage ring radiation) as the X-rays emitted from the SR generator (charged particle storage ring) 1 as the X-ray source is in the form of a sheet beam. Is scanned in the Y-axis direction by a mirror 2 installed at a predetermined distance from the camera. The number of mirrors 2 is not limited to one, and a plurality of mirrors may be used.

【0062】ミラー2によって反射されたSR光は、X
線透過膜上にX線吸収体からなるパターンが形成された
マスク等原版Mを透過し、感光材としてのレジストが塗
布されたウエハWに照射される。ウエハWは、前述のス
テージ装置上のウエハチャック(ワークステージ)に保
持され、ステージ装置によってステップ移動および位置
決めが行なわれる。
The SR light reflected by the mirror 2 is X
The light passes through an original M such as a mask in which a pattern made of an X-ray absorber is formed on a radiation transmitting film, and is irradiated onto a wafer W coated with a resist as a photosensitive material. The wafer W is held on a wafer chuck (work stage) on the stage device described above, and the stage device performs step movement and positioning.

【0063】原版Mの上流側には露光時間を制御するた
めのシャッタ4が配設され、シャッタ4の駆動装置4a
はシャッタコントローラ4bによって制御される。ミラ
ー2とシャッタ4の間には図示しないベリリウム膜が設
けられており、ミラー側は超高真空、シャッタ側はヘリ
ウムガスの減圧雰囲気に制御される。
A shutter 4 for controlling the exposure time is provided upstream of the original M, and a driving device 4a for the shutter 4 is provided.
Is controlled by the shutter controller 4b. A beryllium film (not shown) is provided between the mirror 2 and the shutter 4, and the mirror side is controlled to an ultra-high vacuum, and the shutter side is controlled to a reduced pressure atmosphere of helium gas.

【0064】次に上記説明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13は半
導体デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、あるい
は液晶パネルやCCD等)の製造フローを示す。ステッ
プ1(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2(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。ステップ3(ウエハ製
造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
ステップ4(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。ステップ5
(組立)は後工程と呼ばれ、ステップ4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
6(検査)ではステップ5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7)される。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device using the above-described exposure apparatus will be described. FIG. 13 shows a flow of manufacturing a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, or a liquid crystal panel or a CCD). In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. Step 5
(Assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in Step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0065】図14は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ13(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14(イオ
ン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ1
5(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(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17(現像)では露光したウエハを現像する。ステッ
プ18(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19(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。
FIG. 14 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 1
In 5 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which has been conventionally difficult to manufacture.

【0066】[0066]

【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。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0067】ワークステージを移動させるときに、自重
補償用のカウンターマスの固有振動を効果的に抑制し、
カウンターマスの振動がステージに伝播して動特性等を
悪化させるのを防ぐ。
When the work stage is moved, the natural vibration of the counterweight for self-weight compensation is effectively suppressed,
It prevents the vibration of the counter mass from propagating to the stage and deteriorating the dynamic characteristics and the like.

【0068】このようにしてステージの動特性を改善す
ることで、位置決め精度を向上させ、かつステージの高
速化を促進できる。
By improving the dynamic characteristics of the stage in this manner, it is possible to improve the positioning accuracy and promote the speeding up of the stage.

【0069】このステージ装置を露光装置に用いること
で、半導体デバイス等の高精細化や低価格化を大幅に促
進できる。
By using this stage apparatus for an exposure apparatus, it is possible to greatly promote higher definition and lower cost of semiconductor devices and the like.

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

【図1】第1の実施の形態によるステージ装置を示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a stage device according to a first embodiment.

【図2】図1の装置のYガイド等を説明するもので、
(a)はYガイド等の軸受剛性を説明する図、(b)は
Yガイドの断面を示す図である。
FIG. 2 is a view for explaining a Y guide and the like of the apparatus of FIG. 1;
(A) is a figure explaining the bearing rigidity of a Y guide etc., (b) is a figure which shows the cross section of a Y guide.

【図3】図1の装置を裏側からみた斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the apparatus of FIG. 1 as viewed from the back side.

【図4】アクチュエータとして用いるベロフラムを説明
する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a bellofram used as an actuator.

【図5】アクチュエータとして用いるエアーシリンダを
説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an air cylinder used as an actuator.

【図6】アクチュエータとして用いるリニアモータを説
明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a linear motor used as an actuator.

【図7】アクチュエータとして用いる圧電素子を説明す
る図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a piezoelectric element used as an actuator.

【図8】アクチュエータの制御系を示すブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram showing a control system of the actuator.

【図9】カウンターマスを駆動するリニアモータの制御
系を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a control system of a linear motor that drives a counter mass.

【図10】第2の実施の形態を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a second embodiment.

【図11】図10のアクチュエータを説明する図であ
る。
FIG. 11 is a diagram illustrating the actuator of FIG. 10;

【図12】X線露光装置を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an X-ray exposure apparatus.

【図13】半導体製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 13 is a flowchart showing a semiconductor manufacturing process.

【図14】ウエハプロセスを示すフローチャートであ
る。
FIG. 14 is a flowchart showing a wafer process.

【図15】一従来例による縦型ステージを示す側面図で
ある。
FIG. 15 is a side view showing a vertical stage according to a conventional example.

【図16】図15の装置を示す立面図である。FIG. 16 is an elevational view showing the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 定盤 11 Yガイド 20 Yステージ 23 連結板 30 Xステージ 40 Yリニアモータ 50 Xリニアモータ 60 カウンターマス機構 61 カウンターマス 62 ベルト 63 滑車 70,90 アクチュエータ 70a コントローラ 71,91 ベロフラム 72 エアーシリンダ 73,80 リニアモータ 74 圧電素子 81 リニアモータ可動子 82 リニアモータ固定子 10 Surface Plate 11 Y Guide 20 Y Stage 23 Connecting Plate 30 X Stage 40 Y Linear Motor 50 X Linear Motor 60 Counter Mass Mechanism 61 Counter Mass 62 Belt 63 Pulley 70,90 Actuator 70a Controller 71,91 Belofram 72 Air Cylinder 73,80 Linear motor 74 Piezoelectric element 81 Linear motor mover 82 Linear motor stator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 515G B23Q 1/14 B (72)発明者 久保 忠之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/30 515G B23Q 1/14 B (72) Inventor Tadayuki Kubo 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. Inside

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準面に沿って2次元的に移動自在であ
るワークステージと、該ワークステージを鉛直またはこ
れに近似する第1の方向に移動させる第1の駆動手段
と、前記ワークステージを第2の方向に移動させる第2
の駆動手段と、前記ワークステージの重さにバランスす
るカウンターマスと、該カウンターマスを前記ワークス
テージに連結する連結部材と、前記カウンターマスを前
記第1の方向と逆向きに移動させる第3の駆動手段を有
するステージ装置。
1. A work stage which is movable two-dimensionally along a reference plane, first driving means for moving the work stage in a vertical direction or a first direction close to the work stage, and The second to move in the second direction
A driving means, a counter mass that balances the weight of the work stage, a connecting member that connects the counter mass to the work stage, and a third member that moves the counter mass in a direction opposite to the first direction. A stage device having a driving unit.
【請求項2】 ワークステージの第1の方向の加速度と
カウンターマスの加速度の絶対値が等しくなるように第
3の駆動手段を制御する制御系が設けられていることを
特徴とする請求項1記載のステージ装置。
2. A control system for controlling a third drive unit such that an absolute value of an acceleration of a work stage in a first direction is equal to an absolute value of an acceleration of a counter mass. The described stage device.
【請求項3】 複数の連結部材が設けられており、各連
結部材の張力または有効長さを調節するためのアクチュ
エータと、ワークステージの位置情報に基づいて前記ア
クチュエータを制御する制御手段を有することを特徴と
する請求項1または2記載のステージ装置。
3. A plurality of connecting members are provided, and an actuator for adjusting a tension or an effective length of each connecting member, and control means for controlling the actuator based on position information of a work stage are provided. The stage device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 各駆動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項記載のステー
ジ装置。
4. The stage apparatus according to claim 1, wherein each drive means is a linear motor.
【請求項5】 アクチュエータが、各連結部材とワーク
ステージの連結部に配設されていることを特徴とする請
求項3または4記載のステージ装置。
5. The stage device according to claim 3, wherein the actuator is provided at a connecting portion between each connecting member and the work stage.
【請求項6】 アクチュエータが、各連結部材とカウン
ターマスの連結部に配設されていることを特徴とする請
求項3または4記載のステージ装置。
6. The stage device according to claim 3, wherein the actuator is provided at a connecting portion between each connecting member and the counter mass.
【請求項7】 アクチュエータが、各連結部材を巻回支
持する滑車の支持部に配設されていることを特徴とする
請求項3または4記載のステージ装置。
7. The stage device according to claim 3, wherein the actuator is provided on a support portion of a pulley that winds and supports each connecting member.
【請求項8】 アクチュエータが空気バネを有すること
を特徴とする請求項3ないし7いずれか1項記載のステ
ージ装置。
8. The stage device according to claim 3, wherein the actuator has an air spring.
【請求項9】 アクチュエータがエアーシリンダを有す
ることを特徴とする請求項3ないし7いずれか1項記載
のステージ装置。
9. The stage device according to claim 3, wherein the actuator has an air cylinder.
【請求項10】 アクチュエータがリニアモータを有す
ることを特徴とする請求項3ないし7いずれか1項記載
のステージ装置。
10. The stage device according to claim 3, wherein the actuator has a linear motor.
【請求項11】 アクチュエータが圧電素子を有するこ
とを特徴とする請求項3ないし7いずれか1項記載のス
テージ装置。
11. The stage device according to claim 3, wherein the actuator has a piezoelectric element.
【請求項12】 ワークステージを基準面に対して非接
触に保つ静圧軸受装置が設けられていることを特徴とす
る請求項1ないし11いずれか1項記載のステージ装
置。
12. The stage device according to claim 1, further comprising a hydrostatic bearing device for keeping the work stage out of contact with the reference plane.
【請求項13】 ワークステージを第1の方向に案内す
るヨーガイドと、前記ワークステージを前記ヨーガイド
に対して非接触に保つヨーガイド静圧軸受装置が設けら
れていることを特徴とする請求項1ないし12いずれか
1項記載のステージ装置。
13. A yaw guide for guiding a work stage in a first direction, and a yaw guide hydrostatic bearing device for keeping the work stage out of contact with the yaw guide are provided. 13. The stage device according to any one of 12.
【請求項14】 カウンターマスを第1の方向に案内す
るカウンターマスヨーガイドと、前記カウンターマスを
前記カウンターマスヨーガイドに対して非接触に保つカ
ウンターマスヨーガイド静圧軸受装置が設けられている
ことを特徴とする請求項1ないし13いずれか1項記載
のステージ装置。
14. A counter mass yaw guide for guiding the counter mass in a first direction, and a counter mass yaw guide hydrostatic bearing device for keeping the counter mass in non-contact with the counter mass yaw guide. The stage device according to any one of claims 1 to 13, wherein:
【請求項15】 請求項1ないし14いずれか1項記載
のステージ装置と、これに保持されたワークを露光する
露光光学系を有する露光装置。
15. An exposure apparatus comprising: the stage device according to claim 1; and an exposure optical system for exposing a work held by the stage device.
【請求項16】 露光光がX線であることを特徴とする
請求項15記載の露光装置。
16. The exposure apparatus according to claim 15, wherein the exposure light is an X-ray.
【請求項17】 請求項15または16記載の露光装置
によってウエハを露光する工程を有するデバイス製造方
法。
17. A device manufacturing method comprising a step of exposing a wafer by the exposure apparatus according to claim 15.
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