JPWO2004105105A1 - Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

ステージ(WST)は、第1定盤(44)のガイド面(44a)に案内され、可動子ユニットと一体で、X軸方向駆動、及びY軸方向及びZ軸回りの回転方向に微小駆動される。また、ステージは、固定子ユニットと一体的に、Y軸方向に駆動される。この場合において、固定子ユニットを、ステージのガイド面が形成された第1定盤とは振動的に分離された第2定盤(46A,46B)に形成された支持面によりZ軸方向に関して支持する。これにより、ステージのY軸方向駆動に起因して、Y軸固定子に振動が発生した場合であっても、振動は、Y軸固定子を支持する第2定盤に伝達するのみで、第1定盤に伝達されることはない。従って、振動が第1定盤を介してステージに伝達するのを回避することができるので、ステージの位置制御精度を高く維持することができる。The stage (WST) is guided by the guide surface (44a) of the first surface plate (44), and is finely driven in the X-axis direction drive and the Y-axis direction and the rotation directions around the Z-axis together with the mover unit. The Further, the stage is driven in the Y-axis direction integrally with the stator unit. In this case, the stator unit is supported in the Z-axis direction by the support surface formed on the second surface plate (46A, 46B) that is vibrationally separated from the first surface plate on which the guide surface of the stage is formed. To do. As a result, even if vibration occurs in the Y-axis stator due to the Y-axis direction drive of the stage, the vibration is only transmitted to the second surface plate that supports the Y-axis stator. It is not transmitted to one surface plate. Therefore, vibrations can be avoided from being transmitted to the stage via the first surface plate, so that the position control accuracy of the stage can be maintained high.

Description

本発明は、ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、物体が載置され2次元面内で移動可能なステージを有するステージ装置及び該ステージ装置を具備する露光装置、並びに前記露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。  The present invention relates to a stage apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method, and more specifically, a stage apparatus having a stage on which an object is placed and movable in a two-dimensional plane, an exposure apparatus including the stage apparatus, and The present invention relates to a device manufacturing method using the exposure apparatus.

半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下「レチクル」と総称する)に形成されたパターンを投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の感光物体(以下、「ウエハ」と総称する)上に転写するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)などが主として用いられている。  In a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, etc., a wafer or a glass plate on which a resist or the like is applied via a projection optical system with a pattern formed on a mask or reticle (hereinafter collectively referred to as “reticle”) A step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) that transfers onto a photosensitive object such as a wafer (hereinafter referred to as a “wafer”), or a step-and-scan type scan that is an improvement of this stepper. A mold projection exposure apparatus (so-called scanning stepper) is mainly used.

ステッパなどの投影露光装置では、被露光物体であるウエハを保持して2次元移動するステージと、このステージを駆動する駆動機構とを備えたステージ装置が用いられている。近年、ステージ装置としては、リニアモータを駆動源として有するリニアモータ方式のステージ装置が主流となっている。このリニアモータ方式のステージ装置としては、ステージを第1軸方向に駆動する第1軸リニアモータと、該第1軸リニアモータとステージとを一体的に、第1軸に直交する第2軸方向に駆動する一対の第2軸リニアモータとを備えた、2軸駆動リニアモータ方式のステージ装置が比較的多く用いられている。この場合、第1軸リニアモータの固定子とステージとの第2軸方向に関する位置関係は、両者間に設けられた気体静圧軸受けあるいは磁気軸受けにより略一定に維持される。  In a projection exposure apparatus such as a stepper, a stage apparatus including a stage that holds a wafer that is an object to be exposed and moves two-dimensionally and a drive mechanism that drives the stage is used. In recent years, as a stage device, a linear motor type stage device having a linear motor as a drive source has become mainstream. The linear motor type stage device includes a first axis linear motor that drives the stage in the first axis direction, and a first axis linear motor and the stage that are integrally formed with the second axis direction that is orthogonal to the first axis. A two-axis linear motor type stage device including a pair of second-axis linear motors that are driven in a relatively large number is used. In this case, the positional relationship in the second axis direction between the stator of the first axis linear motor and the stage is maintained substantially constant by a gas static pressure bearing or a magnetic bearing provided therebetween.

従来の2軸駆動リニアモータ方式のステージ装置では、各第2軸リニアモータとして、例えば、床面上に設置された支持部材あるいは防振台などによりその両端部を支持された固定子としてのリニアガイドと、該リニアガイドとの間の電磁相互作用によって発生する電磁力によりリニアガイドの長手方向に移動する可動子としてのスライダとを有するものが用いられている。この場合、各スライダは、第1軸リニアモータの固定子を構成するリニアガイドの長手方向の一側、他側の端部にそれぞれ設けられ、ステージを案内するガイド面が形成された定盤に沿って移動するようになっている。また、一対の第2軸リニアモータがそれぞれ発生する駆動力を僅かに異ならせることにより、第1軸リニアモータと一体的にステージを微小回転させることができる。最近では、ステージは定盤表面のガイド面に対して非接触ベアリング、例えばエアベアリングを介して浮上支持される構成が採用されていることが多い(例えば、特許文献1、2等参照)。  In a conventional two-axis drive linear motor type stage device, each second-axis linear motor is, for example, a linear as a stator whose both ends are supported by a support member or a vibration isolator installed on the floor surface. One having a guide and a slider as a mover that moves in the longitudinal direction of the linear guide by an electromagnetic force generated by electromagnetic interaction between the guide and the linear guide is used. In this case, each slider is provided on one end and the other end in the longitudinal direction of the linear guide constituting the stator of the first axis linear motor, and on a surface plate on which a guide surface for guiding the stage is formed. It is designed to move along. Further, the stage can be slightly rotated integrally with the first axis linear motor by slightly varying the driving forces generated by the pair of second axis linear motors. In recent years, the stage is often supported so as to be levitated and supported via a non-contact bearing, such as an air bearing, with respect to the guide surface on the surface of the surface plate (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、上記特許文献1に記載の2軸駆動リニアモータ方式のステージ装置では、一対の第2軸リニアモータの固定子(リニアガイド)が梁構造となっているため、ステージを第2軸方向にある程度以上の駆動力で駆動するとそのリニアガイドに振動が生じ易く、その振動が生じた場合には、その振動が可動子であるスライダ(及び第1軸リニアモータの固定子をガイド面上で浮上支持するエアベアリング)等を介して定盤に伝達され、さらに、その定盤の振動がステージを浮上支持するエアベアリングを介してステージに伝達されるおそれがあった。これは、エアベアリングとして、ガイド面との間のクリアランス(いわゆる軸受け隙間)を略一定に維持できる程度に剛性が高いものが通常用いられているからである。  However, in the stage device of the two-axis drive linear motor system described in Patent Document 1, the pair of second-axis linear motor stators (linear guides) has a beam structure. When driven with a driving force exceeding a certain level, the linear guide is likely to vibrate. When the vibration occurs, the slider floats as a mover (and the stator of the first axis linear motor floats on the guide surface). There is a risk that the vibration of the surface plate may be transmitted to the stage via the air bearing that floats and supports the stage. This is because air bearings that are so rigid that a clearance between the guide surfaces (so-called bearing gaps) can be maintained substantially constant are usually used.

また、最近では、半導体素子の高集積化に伴い、ステッパに比べて精度の高い露光が可能なスキャニング・ステッパが主流となっており、このスキャニング・ステッパの場合、レチクルが搭載されたレチクルステージと、被露光物体であるウエハを保持するステージとの走査方向(同期移動方向)に関する同期精度を向上する必要があるが、上記特許文献1又は特許文献2に記載のステージ装置では、ステージは、微小回転のみが可能な構造となっているため、同期精度は、専らレチクルステージ側のステージに対する追従精度に依存していた。  In recent years, with the integration of semiconductor elements, scanning steppers that can perform exposure with higher precision than steppers have become the mainstream. In the case of this scanning stepper, a reticle stage with a reticle mounted thereon is used. Although it is necessary to improve the synchronization accuracy with respect to the scanning direction (synchronous movement direction) with the stage that holds the wafer that is the object to be exposed, in the stage apparatus described in Patent Document 1 or Patent Document 2, the stage is very small. Since the structure can only rotate, the synchronization accuracy depends exclusively on the tracking accuracy with respect to the stage on the reticle stage side.

しかるに、将来の半導体素子の更なる高集積化に伴い、スキャニング・ステッパに要求されるレチクルとウエハとの同期精度は一層厳しくなることは確実であり、このような要求を実現するために、ウエハを保持するステージの位置制御性の向上が期待されている。  However, as the integration of semiconductor devices in the future increases, it is certain that the precision of reticle and wafer synchronization required for scanning steppers will become even stricter. Improvement of the position controllability of the stage that holds the lens is expected.

特開平11−352266号公報JP 11-352266 A 特開平8−233964号公報JP-A-8-233964

本発明は、かかる事情の下になされたものであり、その第1の目的は、物体が載置されるステージの位置制御性の向上を図ることが可能なステージ装置を提供することにある。  The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the invention is to provide a stage apparatus capable of improving the position controllability of a stage on which an object is placed.

本発明の第2の目的は、感光物体上へのパターンの転写精度の向上を図ることが可能な露光装置を提供することにある。  A second object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of improving the accuracy of pattern transfer onto a photosensitive object.

また、本発明の第3の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができるデバイス製造方法を提供することにある。  A third object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving the productivity of a highly integrated device.

本発明は、第1の観点からすると、物体が載置されるステージと;前記ステージに設けられた可動子ユニットと、該可動子ユニットとの間の電磁相互作用により前記ステージを、第1軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、前記ステージの移動面と平行な面内で前記第1軸に直交する第2軸方向並びに前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸回りに微小駆動する、前記第1軸方向に延びる固定子ユニットとを有する第1駆動機構と;前記固定子ユニットの前記第1軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第1可動子と、該各第1可動子との間の電磁相互作用により対応する第1可動子と一体的に前記固定子ユニットを前記第2軸方向に駆動する駆動力を発生する一対の第1固定子とを有する第2駆動機構と;前記ステージを案内するガイド面が形成された第1定盤と;前記第1定盤とは振動的に分離され、前記固定子ユニットを前記第3軸方向に関して支持する支持面が形成され、前記一対の第1固定子のそれぞれを支持する少なくとも1つの第2定盤と;を備える第1のステージ装置である。  According to a first aspect of the present invention, a stage on which an object is placed; a mover unit provided on the stage; and an electromagnetic interaction between the mover unit, the stage is moved to a first axis. And a small amount around the second axis direction orthogonal to the first axis and the third axis orthogonal to the first axis and the second axis in a plane parallel to the moving surface of the stage. A first drive mechanism having a stator unit extending in the first axial direction for driving; a pair of first movable parts respectively provided at one end and the other end in the first axial direction of the stator unit; A pair of first fixed members for generating a driving force for driving the stator unit in the second axial direction integrally with the corresponding first movable member by electromagnetic interaction between the child and each first movable member. A second drive mechanism having a child; A first surface plate on which a guide surface for guiding a guide is formed; and a vibration-isolated from the first surface plate, and a support surface for supporting the stator unit in the third axial direction is formed, And a second stage plate supporting each of the pair of first stators.

これによれば、ステージは、第1定盤に形成されたガイド面に案内され、第1駆動機構を構成する可動子ユニットと一体で、該可動子ユニットと固定子ユニットとの間の電磁相互作用により発生する駆動力により、第1軸方向に駆動されるとともに、第2軸方向及び第3軸回りの回転方向に微小駆動される。また、ステージは、第1定盤に形成されたガイド面に案内され、第2駆動機構を構成する一対の第1固定子とこれに対応する一対の第1可動子との間の電磁相互作用により発生する駆動力により、前記一対の第1可動子が長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた固定子ユニットと一体的に、第2軸方向に駆動される。この場合、第1駆動機構を構成する固定子ユニットは、第1定盤とは振動的に分離された第2定盤に形成された支持面により第3軸方向に関して支持されている。  According to this, the stage is guided by the guide surface formed on the first surface plate, is integral with the mover unit constituting the first drive mechanism, and electromagnetically moves between the mover unit and the stator unit. The driving force generated by the action drives in the first axis direction and finely drives in the second axis direction and the rotation direction around the third axis. The stage is guided by a guide surface formed on the first surface plate, and electromagnetic interaction between a pair of first stators constituting the second drive mechanism and a pair of first movers corresponding thereto. The pair of first movers are driven in the second axial direction integrally with the stator units provided at the one end and the other end in the longitudinal direction by the driving force generated by, respectively. In this case, the stator unit constituting the first drive mechanism is supported in the third axial direction by the support surface formed on the second surface plate that is vibrationally separated from the first surface plate.

従って、ステージが固定子ユニットとともに第2の駆動機構により第2軸方向に駆動される際に、一対の第1固定子に振動が仮に発生した場合にも、その振動は、一対の第1固定子のそれぞれを支持する第2定盤に伝達するのみで、第1定盤に伝達されることはない。また、各第1固定子の振動が対応する各第1可動子に伝達されたとしても、各第1可動子がその両端に設けられた固定子ユニットは、第2定盤の支持面によって第3軸方向に関して支持されているので、第2定盤に振動が伝達されることはあっても、該第2定盤と振動的に分離された第1定盤に伝達されることはない。また、各第1可動子の振動が固定子ユニットに影響を与えることも殆どない。また、可動子ユニットと固定子ユニットとの間の電磁相互作用により発生する駆動力によりステージを第2軸方向へ微小駆動することができるので、ステージ(可動子ユニット)と固定子ユニットとの第2軸方向の位置関係を維持するためにエアベアリング等を設ける必要がないとともに、ステージを第2軸方向に関して所望の位置に精度良く移動させることが可能となる。この場合、固定子ユニットの第2軸方向への移動が直接的にステージに影響を与えることもない。これにより、ステージの第2軸方向への駆動がステージの振動要因となることがなく、第2軸方向への駆動に際してステージの位置制御精度を高く維持することができる。  Therefore, even when vibration occurs in the pair of first stators when the stage is driven in the second axial direction by the second drive mechanism together with the stator unit, the vibrations are also generated by the pair of first fixed members. It is transmitted only to the second surface plate that supports each of the children, and is not transmitted to the first surface plate. Even if the vibration of each first stator is transmitted to the corresponding first mover, the stator unit provided with each first mover at both ends thereof is supported by the support surface of the second surface plate. Since it is supported in three axial directions, vibrations are transmitted to the second surface plate, but are not transmitted to the first surface plate that is vibrationally separated from the second surface plate. Further, the vibration of each first mover hardly affects the stator unit. In addition, since the stage can be finely driven in the second axis direction by the driving force generated by the electromagnetic interaction between the mover unit and the stator unit, the first of the stage (mover unit) and the stator unit can be It is not necessary to provide an air bearing or the like in order to maintain the positional relationship in the biaxial direction, and the stage can be accurately moved to a desired position in the second axial direction. In this case, the movement of the stator unit in the second axial direction does not directly affect the stage. Thereby, the drive of the stage in the second axis direction does not become a vibration factor of the stage, and the position control accuracy of the stage can be kept high when driving in the second axis direction.

また、ステージは、可動子ユニットと固定子ユニットの間の電磁相互作用によって生じる駆動力によってガイド面に案内された状態で、固定子ユニットに沿って第1軸方向へ駆動されるので、この駆動の際にステージに振動が生じることもない。また、この駆動による反力が、固定子ユニットを介して各第1固定子を支持する第2定盤に伝達されても、この振動が第1定盤に伝達されることはない。  The stage is driven in the first axial direction along the stator unit while being guided by the guide surface by the driving force generated by the electromagnetic interaction between the mover unit and the stator unit. In this case, the stage does not vibrate. Further, even if the reaction force due to this driving is transmitted to the second surface plate supporting each first stator via the stator unit, this vibration is not transmitted to the first surface plate.

この場合において、前記固定子ユニットと前記可動子ユニットとは、前記ステージ走査中における前記第1定盤と前記第2定盤との前記第3軸方向の相対位置の変化を許容するように、前記第3軸方向の間隔が設定されていることとすることができる。  In this case, the stator unit and the mover unit allow the relative position change in the third axis direction between the first surface plate and the second surface plate during the stage scanning, The interval in the third axis direction can be set.

本発明の第1のステージ装置では、前記固定子ユニットは、前記第1軸方向に延びる第2固定子と、該第2固定子を中心として前記第2軸方向の一側と他側にそれぞれ配置された前記第1軸方向に延びる一対の第3固定子とを含み、前記可動子ユニットは、前記第2固定子との間の電磁相互作用により前記ステージを前記第2軸方向に微小駆動する駆動力を発生する第2可動子と、前記一対の第3固定子との間で個別に電磁相互作用を行い、前記ステージを前記第1軸方向に駆動する駆動力をそれぞれ発生する一対の第3可動子とを含むこととすることができる。  In the first stage apparatus of the present invention, the stator unit includes a second stator extending in the first axial direction, and one side and the other side in the second axial direction centering on the second stator. A pair of third stators extending in the first axial direction and the mover unit minutely drives the stage in the second axial direction by electromagnetic interaction with the second stator. A pair of second movable elements that generate a driving force and a pair of third stators that individually perform electromagnetic interaction and generate a driving force that drives the stage in the first axial direction. A third mover can be included.

本発明の第1のステージ装置では、前記ステージは、前記可動子ユニットが設けられたステージ本体と、該ステージ本体上で前記物体を保持して少なくとも前記第3軸方向に微小駆動可能なテーブルとを有することとすることができる。  In the first stage apparatus of the present invention, the stage includes a stage main body provided with the mover unit, and a table that holds the object on the stage main body and can be micro-driven at least in the third axis direction. Can be included.

本発明の第1のステージ装置では、前記第2駆動機構は、前記各第1可動子が電機子ユニットから成り、前記各第1固定子が磁極ユニットから成る、一対のムービングコイル型のリニアモータによって構成されていることとすることができる。  In the first stage device of the present invention, the second drive mechanism includes a pair of moving coil linear motors in which each of the first movers includes an armature unit, and each of the first stators includes a magnetic pole unit. It can be made up of.

本発明の第1のステージ装置では、前記ステージに前記ガイド面に対向して設けられ、前記ステージを前記ガイド面に対して非接触で支持する第1の軸受け機構と;前記固定子ユニットに前記第2定盤の支持面に対向して設けられ、前記固定子ユニットを前記支持面に対して非接触で支持する第2の軸受け機構と;を更に備えることとすることができる。  In the first stage device of the present invention, a first bearing mechanism provided on the stage so as to face the guide surface and supporting the stage in a non-contact manner with respect to the guide surface; A second bearing mechanism that is provided facing the support surface of the second surface plate and supports the stator unit in a non-contact manner with respect to the support surface.

本発明の第1のステージ装置では、前記各第1固定子は、前記第2定盤との間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくとも前記第2軸方向に関する相対移動が許容されていることとすることができる。  In the first stage device of the present invention, each first stator is allowed to move relative to at least the second axial direction in a state where the frictional force between the first stator and the second surface plate is substantially zero. Can be.

この場合において、前記各第1固定子の前記第2軸方向の位置を調整する2つの位置調整機構を更に備えることとすることができる。  In this case, it is possible to further include two position adjusting mechanisms for adjusting the positions of the first stators in the second axial direction.

この場合において、前記第2駆動機構が、固定子として磁極ユニットをそれぞれ有する一対のムービングコイル型のリニアモータを含み、前記各位置調整機構は、前記磁極ユニットの一部を可動子とすることとすることができる。  In this case, the second drive mechanism includes a pair of moving coil type linear motors each having a magnetic pole unit as a stator, and each of the position adjusting mechanisms has a part of the magnetic pole unit as a mover. can do.

本発明の第1のステージ装置では、前記固定子ユニットは、前記ステージ及び前記ガイド面との間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくとも前記第1軸方向に関する相対移動が許容されていることとすることができる。  In the first stage apparatus of the present invention, the stator unit is allowed to move at least in the first axial direction in a state where the frictional force between the stage and the guide surface is substantially zero. It can be.

この場合において、前記第2定盤は、前記一対の第1固定子に対応して一対設けられ、該一対の第2定盤の少なくとも一方の特定定盤は、床面に対して移動可能とされ、前記可動子ユニットの前記第1軸方向への駆動時に生じる反力を前記固定子ユニットを介して前記特定定盤に伝達する伝達機構を更に備えることとすることができる。  In this case, a pair of the second surface plates are provided corresponding to the pair of first stators, and at least one specific surface plate of the pair of second surface plates is movable with respect to the floor surface. And a transmission mechanism that transmits a reaction force generated when the mover unit is driven in the first axial direction to the specific surface plate via the stator unit.

この場合において、前記特定定盤上に設けられ、前記反力の作用に起因して前記特定定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えることとすることができる。  In this case, it is possible to further include a canceling mechanism that is provided on the specific surface plate and cancels a rotational moment generated on the specific surface plate due to the action of the reaction force.

この場合において、相殺機構としては種々の構成が考えられるが、例えば、前記相殺機構は、前記特定定盤上に固定された固定子と、該固定子との間の電磁相互作用により駆動され、前記回転モーメントによる前記特定定盤の回転を相殺する方向の反力を発生する可動子とを有することとすることができる。  In this case, various configurations can be considered as the canceling mechanism. For example, the canceling mechanism is driven by a stator fixed on the specific surface plate and electromagnetic interaction between the stator, And a mover that generates a reaction force in a direction to cancel the rotation of the specific surface plate due to the rotational moment.

この場合において、前記相殺機構は、前記第1可動子の前記第2軸方向の位置と、前記ステージの前記第1軸方向への駆動量とに応じた所定量だけ、前記可動子を所定方向に駆動することとすることができる。  In this case, the cancellation mechanism moves the mover in a predetermined direction by a predetermined amount according to the position of the first mover in the second axis direction and the amount of driving of the stage in the first axis direction. It can be driven to.

本発明は、第2の観点からすると、物体が載置されるステージと;前記ステージに設けられた可動子ユニットと、該可動子ユニットとの間の電磁相互作用により前記ステージを、第1軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、前記ステージの移動面と平行な面内で前記第1軸に直交する第2軸方向並びに前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸回りに微小駆動する、前記第1軸方向に延びる固定子ユニットとを有する第1駆動機構と;前記固定子ユニットの前記第1軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第1可動子と、該各第1可動子との間の電磁相互作用により対応する第1可動子と一体的に前記固定子ユニットを前記第2軸方向に駆動する駆動力を発生する一対の第1固定子とを有する第2駆動機構と;を備え、前記各第1固定子が、少なくとも前記第2軸方向に関する移動を許容された状態で支持されていることを特徴とする第2のステージ装置である。  According to a second aspect of the present invention, a stage on which an object is placed; a mover unit provided on the stage; and an electromagnetic interaction between the mover unit, And a small amount around the second axis direction orthogonal to the first axis and the third axis orthogonal to the first axis and the second axis in a plane parallel to the moving surface of the stage. A first drive mechanism having a stator unit extending in the first axial direction for driving; a pair of first movable parts respectively provided at one end and the other end in the first axial direction of the stator unit; A pair of first fixed members for generating a driving force for driving the stator unit in the second axial direction integrally with the corresponding first movable member by electromagnetic interaction between the child and each first movable member. A second drive mechanism having a child; Wherein each of the first stator, a second stage apparatus characterized by being supported in a state of being allowed to move about at least said second axial direction.

これによれば、第1駆動機構は、ステージに設けられた可動子ユニットと第1軸方向に延びる固定子ユニットとの間の電磁相互作用により、ステージを、第1軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、ステージの移動面と平行な面内で第1軸に直交する第2軸方向並びに第1軸及び第2軸に直交する第3軸回りに微小駆動し、第2駆動機構は、固定子ユニットの第1軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第1可動子と、一対の第1固定子との間の電磁相互作用により対応する第1可動子と一体的に固定子ユニットを第2軸方向に駆動する。すなわち、第1駆動機構と第2駆動機構とにより、ステージが第1、第2軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、第2軸方向及び第3軸回りに微小駆動されるようになっている。また、前記一対の第1固定子が少なくとも第2軸方向に関する移動が許容された状態で支持されていることから、第1可動子の第2軸方向への駆動時に発生する反力を受けて、第1固定子が運動量保存則に従う所定距離だけ第2軸方向に移動することで、前記反力が吸収される(キャンセルされる)。従って、固定子ユニット(一対の第1可動子)の第2軸方向への駆動がステージの振動要因となることがないので、ステージの位置制御精度を高く維持することができる。  According to this, the first drive mechanism drives the stage with a predetermined stroke in the first axial direction by electromagnetic interaction between the mover unit provided on the stage and the stator unit extending in the first axial direction. In addition, the second drive mechanism is fixedly driven in the second axis direction orthogonal to the first axis and the third axis orthogonal to the first axis and the second axis in a plane parallel to the moving surface of the stage. Integrated with the corresponding first movable element by electromagnetic interaction between the pair of first movable elements respectively provided at one end and the other end in the first axial direction of the child unit, and the pair of first stators Thus, the stator unit is driven in the second axial direction. That is, the stage is driven with a predetermined stroke in the first and second axial directions by the first driving mechanism and the second driving mechanism, and is finely driven around the second and third axes. Yes. Further, since the pair of first stators are supported in a state in which movement in at least the second axial direction is allowed, the reaction force generated when the first movable element is driven in the second axial direction is received. The reaction force is absorbed (cancelled) when the first stator moves in the second axial direction by a predetermined distance according to the law of conservation of momentum. Accordingly, since the driving of the stator unit (the pair of first movable elements) in the second axis direction does not become a factor of the stage vibration, the position control accuracy of the stage can be maintained high.

この場合において、前記固定子ユニットは、前記ステージに対し、互いの間の摩擦力がほぼゼロの状態で少なくとも前記第1軸方向に関する相対移動が許容されていることとすることができる。  In this case, the stator unit may be allowed to move relative to the stage at least in the first axial direction with a frictional force between them being substantially zero.

本発明の第2のステージ装置では、前記各第1固定子の少なくとも一方の、前記第1軸方向の位置を調整する第1の位置調整機構を更に備えることとすることができる。  The second stage device of the present invention may further include a first position adjusting mechanism that adjusts the position of at least one of the first stators in the first axial direction.

本発明の第2のステージ装置では、前記各第1固定子の前記第2軸方向の位置を調整する第2の位置調整機構を更に備えることとすることができる。  The second stage device of the present invention may further include a second position adjusting mechanism that adjusts the position of each first stator in the second axial direction.

本発明の第2のステージ装置では、前記各第1固定子の少なくとも一方は、前記固定子ユニットの前記第1軸方向への駆動時に生じる反力によって前記第1軸方向に移動可能に支持されていることとすることができる。  In the second stage apparatus of the present invention, at least one of the first stators is supported so as to be movable in the first axial direction by a reaction force generated when the stator unit is driven in the first axial direction. Can be.

この場合において、前記反力の作用に起因して前記各第1固定子の少なくとも一方に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えることとすることができる。あるいは、前記ステージを支持する第1定盤と;前記一対の第1固定子のそれぞれを支持し、少なくとも1つが床面に対して移動可能な第2定盤と;前記可動子ユニットとの前記第1軸方向への駆動時に生じる反力を、前記固定子ユニットを介して前記少なくとも1つの第2定盤に伝達する伝達機構と、を更に備えることとすることができる。  In this case, it is possible to further include a canceling mechanism that cancels a rotational moment generated in at least one of the first stators due to the action of the reaction force. Alternatively, a first surface plate that supports the stage; a second surface plate that supports each of the pair of first stators and at least one of which is movable with respect to a floor surface; It is possible to further include a transmission mechanism that transmits a reaction force generated during driving in the first axial direction to the at least one second surface plate via the stator unit.

この場合において、前記反力の作用に起因して前記少なくとも1つの第2定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えることとすることができる。  In this case, it is possible to further include a canceling mechanism that cancels a rotational moment generated in the at least one second surface plate due to the action of the reaction force.

この場合において、前記相殺機構は、前記少なくとも1つの第2定盤上に固定された固定子と;該固定子との間の電磁相互作用により駆動され、前記回転モーメントによる前記少なくとも1つの第2定盤の回転を相殺する方向の反力を発生する可動子とを有することとすることができる。  In this case, the canceling mechanism is driven by electromagnetic interaction between the stator fixed on the at least one second surface plate; and the at least one second surface due to the rotational moment. And a mover that generates a reaction force in a direction that cancels out the rotation of the surface plate.

本発明は、第3の観点からすると、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、前記感光物体が前記物体として前記ステージ上に載置される本発明の第1、第2のステージ装置のいずれかを具備することを特徴とする露光装置である。  According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a photosensitive object, wherein the photosensitive object is placed on the stage as the object. An exposure apparatus comprising any one of the second stage apparatuses.

これによれば、感光物体が物体としてステージ上に載置される本発明の第1、第2のステージ装置のいずれかを具備するので、感光物体の位置制御性の向上が可能となり、これにより感光物体上に精度良くマスクに形成されたパターンを転写することが可能となる。  According to this, since either of the first and second stage devices of the present invention in which the photosensitive object is placed on the stage as an object is provided, it becomes possible to improve the position controllability of the photosensitive object. The pattern formed on the mask can be accurately transferred onto the photosensitive object.

この場合において、前記パターンを前記感光物体上に投影する投影光学系と;前記マスクが載置されるマスクステージと;前記マスクステージと前記ステージとを同期して、前記第2軸方向に関して、前記投影光学系に対して相対移動する同期移動装置と;を更に備えることとすることができる。  In this case, a projection optical system that projects the pattern onto the photosensitive object; a mask stage on which the mask is placed; and the mask stage and the stage are synchronized with respect to the second axis direction. And a synchronous movement device that moves relative to the projection optical system.

また、リソグラフィ工程において、本発明の露光装置を用いて基板上にデバイスパターンを転写することにより、高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することが可能である。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の露光装置を用いるデバイス製造方法であるとも言える。  Further, in the lithography process, by transferring the device pattern onto the substrate using the exposure apparatus of the present invention, the productivity of highly integrated microdevices can be improved. Therefore, it can be said that this invention is a device manufacturing method using the exposure apparatus of this invention from another viewpoint.

[図1]一実施形態に係る露光装置を概略的に示す図である。
[図2]図1のウエハステージ装置を示す斜視図である。
[図3(A)]ウエハステージを−X側から見た図である。
[図3(B)]ウエハステージ及び固定子ユニットを示す平面図である。
[図4]取り付け部材65Bに設けられたエアベアリング51Bの構成を説明するための図である。
[図5(A)]一対のX軸リニアモータの駆動制御方法を説明するための図(その1)である。
[図5(B)]一対のX軸リニアモータの駆動制御方法を説明するための図(その2)である。
[図6]位置調整機構とY軸固定子との関係を説明するための図である。
[図7(A)]相殺機構の構成を説明するための図(その1)である。
[図7(B)]相殺機構の構成を説明するための図(その2)である。
[図8]相殺機構の駆動方法及び作用を説明するための図である。
[図9]第1の変形例に係るステージ装置の構成を示す斜視図である。
[図10(A)]第1の変形例のステージ装置における相殺機構の制御方法を説明するための図(その1)である。
[図10(B)]第1の変形例のステージ装置における相殺機構の制御方法を説明するための図(その2)である。
[図11]第2の変形例に係るステージ装置の構成を示す斜視図である。
[図12]第3の変形例に係るステージ装置の構成を示す斜視図である。
[図13]本発明に係るデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
[図14]図13のステップ204の具体例を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a drawing schematically showing an exposure apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing the wafer stage device of FIG.
FIG. 3A is a view of the wafer stage as viewed from the −X side.
FIG. 3B is a plan view showing the wafer stage and the stator unit.
FIG. 4 is a view for explaining the configuration of an air bearing 51B provided on the attachment member 65B.
FIG. 5A is a diagram (No. 1) for explaining a drive control method for a pair of X-axis linear motors.
FIG. 5B is a diagram (No. 2) for explaining the drive control method for the pair of X-axis linear motors.
FIG. 6 is a view for explaining the relationship between the position adjusting mechanism and the Y-axis stator.
FIG. 7A is a diagram (No. 1) for explaining the configuration of a canceling mechanism.
FIG. 7B is a diagram (No. 2) for explaining the configuration of the canceling mechanism.
FIG. 8 is a view for explaining a driving method and an operation of the canceling mechanism.
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a stage apparatus according to a first modification.
[FIG. 10A] FIG. 10A is a diagram (part 1) for explaining a control method of the canceling mechanism in the stage device of the first modified example.
FIG. 10B is a diagram (No. 2) for explaining the control method of the canceling mechanism in the stage device of the first modification.
FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a stage apparatus according to a second modification.
FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of a stage apparatus according to a third modification.
FIG. 13 is a flowchart for explaining a device manufacturing method according to the present invention.
FIG. 14 is a flowchart showing a specific example of step 204 in FIG.

本発明の一実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。図1には、一実施形態の露光装置10が一部断面して概略的に示されている。  An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows an exposure apparatus 10 according to an embodiment in partial cross section.

この露光装置10は、マスクとしてのレチクルRと感光物体(及び物体)としてのウエハWとを一次元方向(ここでは、図1における紙面直交方向であるY軸方向とする)に同期移動しつつ、レチクルRに形成された回路パターンを投影光学系PLを介してウエハW上の複数のショット領域にそれぞれ転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。  The exposure apparatus 10 synchronously moves a reticle R as a mask and a wafer W as a photosensitive object (and an object) in a one-dimensional direction (here, a Y-axis direction that is a direction perpendicular to the plane of FIG. 1). A scanning exposure apparatus of a step-and-scan method, that is, a so-called scanning stepper, which transfers a circuit pattern formed on the reticle R to a plurality of shot areas on the wafer W via the projection optical system PL.

露光装置10は、照明光ILによりレチクルRを照明する照明系12、レチクルRが載置されるレチクルステージRST、レチクルRから射出される照明光ILをウエハW上に投射する投影光学系PL、ウエハWが載置されるステージ装置20等を備えている。  The exposure apparatus 10 includes an illumination system 12 that illuminates the reticle R with illumination light IL, a reticle stage RST on which the reticle R is mounted, a projection optical system PL that projects illumination light IL emitted from the reticle R onto the wafer W, A stage device 20 on which the wafer W is placed is provided.

前記照明系12は、例えば特開平6−349701号公報及びこれに対応する米国特許第5,534,970号などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ(フライアイレンズ、内面反射型インテグレータ、あるいは回折光学素子など)等を含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変NDフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイックミラー等(いずれも不図示)から成る照明光学系とを含んで構成されている。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。この照明系12では、回路パターン等が形成されたレチクルR上でX軸方向に細長く延びるスリット状(又は矩形状)の照明領域(この照明領域はレチクルブラインドで規定される)を照明光ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとしては、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの遠紫外光、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)あるいはFレーザ光(波長157nm)などの真空紫外光などが用いられる。照明光ILとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(g線、i線等)を用いることも可能である。The illumination system 12 includes a light source, an optical integrator (fly-eye lens, internal reflection type integrator) as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-349701 and US Pat. No. 5,534,970 corresponding thereto. Or an illumination optical system including a relay lens, a variable ND filter, a reticle blind, a dichroic mirror, and the like (all not shown). To the extent permitted by national legislation in the designated country (or selected selected country) designated in this international application, the disclosures in the above publications and corresponding US patents are incorporated herein by reference. In the illumination system 12, a slit-like (or rectangular) illumination area (this illumination area is defined by the reticle blind) extending in the X-axis direction on the reticle R on which a circuit pattern or the like is formed is defined by the illumination light IL. Illuminate with almost uniform illumination. Here, as the illumination light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), vacuum ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) or F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like is used. As the illumination light IL, it is also possible to use an ultraviolet bright line (g-line, i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp.

ここで、照明系12内の各駆動部、例えば可変NDフィルタ、レチクルブラインド等は、主制御装置50からの指示に応じ不図示の照明制御装置(露光コントローラ)によって制御される。  Here, each drive unit in the illumination system 12, such as a variable ND filter and a reticle blind, is controlled by an unillustrated illumination control device (exposure controller) in response to an instruction from the main control device 50.

前記レチクルステージRST上には、レチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、レチクルステージ駆動部22によって、照明系12の光軸(後述する投影光学系PLの光軸AXに一致)に垂直なXY平面内でX軸方向、Y軸方向及びθz方向(Z軸回りの回転方向)に微少駆動可能であるとともに、レチクルステージベース30の上面に沿って所定の走査方向(Y軸方向)に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージ駆動部22は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図1では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。なお、レチクルステージRSTとしては、Y軸方向に一次元駆動する粗動ステージと、該粗動ステージに対してレチクルRを少なくとも3自由度方向(X軸方向、Y軸方向、及びθz方向)に微小駆動可能な微動ステージとを有する粗微動構造のステージを採用しても勿論良い。  On reticle stage RST, reticle R is fixed, for example, by vacuum suction. Reticle stage RST is driven by reticle stage drive unit 22 in the X-axis direction, Y-axis direction, and θz direction (in the XY plane perpendicular to the optical axis AX of projection optical system PL described later) in the XY plane. It can be driven minutely in the rotational direction around the Z axis) and can be driven at a scanning speed designated in a predetermined scanning direction (Y axis direction) along the upper surface of the reticle stage base 30. The reticle stage drive unit 22 is a mechanism that uses a linear motor, a voice coil motor, or the like as a drive source, but is shown as a simple block in FIG. 1 for convenience of illustration. Note that the reticle stage RST includes a coarse movement stage that is one-dimensionally driven in the Y-axis direction, and the reticle R in at least three degrees of freedom with respect to the coarse movement stage (X-axis direction, Y-axis direction, and θz direction). Of course, a coarse / fine movement stage having a fine movement stage that can be finely driven may be employed.

レチクルステージRSTのXY面内の位置(θz回転を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16によって、移動鏡15を介して、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計16からのレチクルステージRSTの位置情報(θz回転量(ヨーイング量)などの回転情報を含む)は主制御装置50に供給される。主制御装置50では、レチクルステージRSTの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部22を介してレチクルステージRSTを駆動制御する。なお、移動鏡15に代えて、例えば、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡15の反射面に相当)を形成しても良い。  The position of the reticle stage RST in the XY plane (including θz rotation) is resolved by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 via a movable mirror 15 to a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example. Always detected. Position information (including rotation information such as the θz rotation amount (yaw amount)) of reticle stage RST from reticle interferometer 16 is supplied to main controller 50. Main controller 50 controls driving of reticle stage RST via reticle stage driving unit 22 based on position information of reticle stage RST. Instead of the movable mirror 15, for example, the end surface of the reticle stage RST may be mirror-finished to form a reflective surface (corresponding to the reflective surface of the movable mirror 15).

前記投影光学系PLとしては、物体面側(レチクル側)と像面側(ウエハ側)の両方がテレセントリックでその投影倍率が1/4(又は1/5)の縮小系が用いられている。このため、レチクルRに照明系12から照明光(紫外パルス光)ILが照射されると、レチクルR上に形成された回路パターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系PLに入射し、その照明光ILの照射領域(前述の照明領域)内の回路パターンの像(部分倒立像)が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系PLの像面側の視野の中央にX軸方向に細長いスリット状(又は矩形状(多角形))に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系PLの結像面に配置されたウエハW上の複数のショット領域のうちの1つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。  As the projection optical system PL, a reduction system in which both the object plane side (reticle side) and the image plane side (wafer side) are telecentric and the projection magnification is 1/4 (or 1/5) is used. For this reason, when the illumination light (ultraviolet pulsed light) IL is irradiated from the illumination system 12 onto the reticle R, the image forming light beam from the portion illuminated by the ultraviolet pulsed light in the circuit pattern region formed on the reticle R. Is incident on the projection optical system PL, and an image (partial inverted image) of the circuit pattern in the irradiation area (the above-described illumination area) of the illumination light IL is an image of the projection optical system PL for each pulse irradiation of ultraviolet pulse light. In the center of the field of view on the surface side, the image is limited and formed into a slit shape (or rectangular shape (polygon)) elongated in the X-axis direction. Thereby, the partially inverted image of the projected circuit pattern is reduced and transferred to the resist layer on the surface of one of the plurality of shot areas on the wafer W arranged on the imaging plane of the projection optical system PL. .

投影光学系PLとしては、照明光ILとしてKrFエキシマレーザ光又はArFエキシマレーザ光などを用いる場合には、屈折光学素子(レンズ素子)のみから成る屈折系が主として用いられるが、照明光ILとしてFレーザ光を用いる場合には、例えば特開平3−282527号公報及びこれに対応する米国特許第5,220,454号などに開示されるような、屈折光学素子と反射光学素子(凹面鏡やビームスプリッタ等)とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系(反射屈折系)、あるいは反射光学素子のみから成る反射系が主として用いられる。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。但し、Fレーザ光を用いる場合に、屈折系を用いることは可能である。As the projection optical system PL, when KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, or the like is used as the illumination light IL, a refraction system composed only of refractive optical elements (lens elements) is mainly used. When two laser beams are used, for example, a refractive optical element and a reflective optical element (concave mirror or beam) disclosed in JP-A-3-282527 and the corresponding US Pat. No. 5,220,454 are disclosed. A so-called catadioptric system (catadioptric system) in combination with a splitter or the like, or a reflective system composed only of reflective optical elements is mainly used. To the extent permitted by national legislation in the designated country (or selected selected country) designated in this international application, the disclosures in the above publications and corresponding US patents are incorporated herein by reference. However, it is possible to use a refraction system when using F 2 laser light.

前記ステージ装置20は、投影光学系PLの図1における下方に配置され、ウエハWを保持するステージとしてのウエハステージWST、該ウエハステージWSTをX軸(第1軸)方向に所定ストロークで駆動するとともに、Y軸(第2軸)方向及びZ軸(第3軸)回りの回転方向(θz方向)に微小駆動する第1駆動機構、及び該第1駆動機構と一体的にウエハステージWSTをY軸方向に駆動する第2駆動機構等を備えている。  The stage device 20 is disposed below the projection optical system PL in FIG. 1, and drives the wafer stage WST as a stage for holding the wafer W, and drives the wafer stage WST in the X axis (first axis) direction with a predetermined stroke. At the same time, the first drive mechanism that finely drives in the Y axis (second axis) direction and the rotation direction (θz direction) around the Z axis (third axis), and the wafer stage WST are integrated with the first drive mechanism as Y A second drive mechanism that drives in the axial direction is provided.

以下、このステージ装置20の構成各部について、図2を中心に、適宜その他の図面を参照しつつ詳述する。  Hereinafter, each part of the configuration of the stage apparatus 20 will be described in detail with reference to other drawings as appropriate, centering on FIG.

前記ウエハステージWSTは、クリーンルームの床面Fで複数(例えば3つ)の防振ユニット92を介して略水平に支持された平面視(上方から見て)長方形の第1定盤44の上方に配置されている。この第1定盤44の上面44aは、平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージWSTを案内するガイド面とされている。以下においては、第1定盤44の上面44aを「ガイド面44a」とも記述する。  Wafer stage WST is positioned above first surface plate 44 that is rectangular in plan view (viewed from above) and is supported substantially horizontally by a plurality of (for example, three) vibration isolation units 92 on floor surface F of the clean room. Is arranged. The upper surface 44a of the first surface plate 44 is finished with a very high flatness and serves as a guide surface for guiding the wafer stage WST. Hereinafter, the upper surface 44a of the first surface plate 44 is also referred to as a “guide surface 44a”.

上記複数の防振ユニット92は、床面Fから第1定盤44に伝達される微振動(暗振動)を、マイクロGレベルで絶縁する。なお、複数の防振ユニット92として、第1定盤44の所定個所にそれぞれ固定された半導体加速度計等の振動センサの出力に基づいて第1定盤44をそれぞれ積極的に制振する、いわゆるアクティブ防振装置を用いることは勿論可能である。  The plurality of vibration isolation units 92 insulate the micro vibration (dark vibration) transmitted from the floor surface F to the first surface plate 44 at the micro G level. In addition, as the plurality of vibration isolation units 92, the first surface plate 44 is actively controlled based on the output of a vibration sensor such as a semiconductor accelerometer fixed to a predetermined position of the first surface plate 44. Of course, it is possible to use an active vibration isolator.

前記ウエハステージWSTは、図2に示されるように、ウエハWを保持するウエハテーブルWTBと、該ウエハテーブルWTBをZ・チルト駆動機構96a〜96cを介して支持するステージ本体100とを備えている。  As shown in FIG. 2, wafer stage WST includes wafer table WTB for holding wafer W and stage body 100 for supporting wafer table WTB via Z / tilt drive mechanisms 96a to 96c. .

ステージ本体100は、図3(A)に示されるように、YZ断面が矩形の枠状体によって構成されている。このステージ本体100は、Z軸方向に関して所定間隔を隔てて配設された天板99a及び底板99bと、当該天板99a及び底板99b相互間にY軸方向に所定間隔を隔てて配置され、両者を連結する2枚の側板99c,99dとを有している。このうち、天板99aとしては、平面視(上方から見て)多角形の板部材が用いられ、残りの板99b、99c、99dとしては、長方形の板部材が用いられている。  As shown in FIG. 3A, the stage main body 100 is constituted by a frame body having a rectangular YZ section. The stage main body 100 is arranged at a predetermined interval in the Y-axis direction between the top plate 99a and the bottom plate 99b disposed at a predetermined interval in the Z-axis direction, and between the top plate 99a and the bottom plate 99b. Have two side plates 99c and 99d. Among these, a polygonal plate member is used as the top plate 99a in plan view (viewed from above), and rectangular plate members are used as the remaining plates 99b, 99c, and 99d.

底板99bの底面には、図3(A)に示されるように、第1の軸受け機構としての複数の気体静圧軸受け(例えばエアベアリング)94が設けられている。この気体静圧軸受け94から前述した第1定盤44のガイド面44aに向けて加圧気体(例えばヘリウム又は窒素ガス(あるいはクリーンな空気)など)を噴き付けることにより、その加圧気体の静圧とウエハステージWST(全体)の自重との釣り合いによりウエハステージWSTがガイド面44aの上方に数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されている。  As shown in FIG. 3A, a plurality of gas static pressure bearings (for example, air bearings) 94 as a first bearing mechanism are provided on the bottom surface of the bottom plate 99b. By spraying pressurized gas (for example, helium or nitrogen gas (or clean air)) from the gas static pressure bearing 94 toward the guide surface 44a of the first surface plate 44 described above, the static pressure of the pressurized gas is reduced. Due to the balance between the pressure and the own weight of wafer stage WST (whole), wafer stage WST is levitated and supported above guide surface 44a through a clearance of about several μm.

前記天板99aの下面の中央部には、図3(A)に示されるように、第2可動子としての磁極ユニット76Aが固定されている。また、天板99aの下面の磁極ユニット76AのY軸方向の一側及び他側には、一対の第3可動子としての磁極ユニット76B,76Cが設けられている。これら磁極ユニット76A〜76Cのうち、磁極ユニット76Aは、YZ断面矩形の磁性体から成る枠状部材31と該枠状部材31の内側の一対の対向面(上面及び下面)にそれぞれ設けられた一対のX軸方向に細長く延びる永久磁石33A、33Bとを備えている。永久磁石33Aと永久磁石33Bとは、互いに逆極性とされている。従って、永久磁石33Aと永久磁石33Bとの間には、磁束の向きが−Z方向(又は−Z方向)の磁界が生じている。  As shown in FIG. 3A, a magnetic pole unit 76A as a second mover is fixed to the center of the lower surface of the top plate 99a. Also, magnetic pole units 76B and 76C as a pair of third movers are provided on one side and the other side of the magnetic pole unit 76A on the lower surface of the top plate 99a in the Y-axis direction. Among these magnetic pole units 76A to 76C, the magnetic pole unit 76A is a pair of a frame-shaped member 31 made of a magnetic body having a rectangular YZ section and a pair of opposing surfaces (upper surface and lower surface) inside the frame-shaped member 31. Permanent magnets 33A and 33B extending in the X-axis direction. The permanent magnet 33A and the permanent magnet 33B have opposite polarities. Therefore, a magnetic field having a magnetic flux direction of -Z direction (or -Z direction) is generated between the permanent magnet 33A and the permanent magnet 33B.

残りの磁極ユニット76B,76Cのうちの一方の磁極ユニット76Bは、図3(A)に示されるように、YZ断面矩形の磁性体から成る枠状部材35と、該枠状部材35の内側の一対の対向面(上面及び下面)にX軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石37とを有している。この場合、X軸方向に隣り合う界磁石37同士、Z軸方向で向かい合う界磁石37同士は互いに逆極性とされている。このため、枠状部材35の内部空間には、X軸方向に関して交番磁界が形成されている。なお、もう一方の磁極ユニット76Cも前記磁極ユニット76Bと同様に構成されている。  As shown in FIG. 3A, one of the remaining magnetic pole units 76B and 76C includes a frame-shaped member 35 made of a magnetic body having a rectangular YZ cross section, and an inner side of the frame-shaped member 35. A plurality of field magnets 37 are disposed on the pair of opposing surfaces (upper surface and lower surface) at predetermined intervals along the X-axis direction. In this case, the field magnets 37 adjacent in the X-axis direction and the field magnets 37 facing each other in the Z-axis direction have opposite polarities. For this reason, an alternating magnetic field is formed in the internal space of the frame-shaped member 35 in the X-axis direction. The other magnetic pole unit 76C is configured similarly to the magnetic pole unit 76B.

前記固定子ユニット60は、図3(A)及び図3(B)を総合するとわかるように、X軸方向に延びるYZ断面がH字状の第2固定子としての電機子ユニット61Aと、該電機子ユニット61Aの±Y側に所定間隔を隔ててかつ平行に延設された断面H字状の一対の第3固定子としての電機子ユニット61B,61Cと、これら電機子ユニット61A〜61Cの長手方向の一端部と他端部をそれぞれ一体化する一対の取り付け部材65A,65Bとを有している。  3A and 3B, the stator unit 60 includes an armature unit 61A as a second stator having a Y-shaped cross section extending in the X-axis direction. The armature units 61B and 61C as a pair of third stators having a H-shaped cross section extending in parallel with a predetermined interval on the ± Y side of the armature unit 61A, and the armature units 61A to 61C. It has a pair of attachment members 65A and 65B that integrate one end and the other end in the longitudinal direction.

このうち、電機子ユニット61Aは、前述した磁極ユニット76Aを構成する永久磁石33A、33Bと枠状部材31とによって形成される空間内に挿入されている。また、電機子ユニット61Bは、前述した磁極ユニット76Bの内部空間に挿入されている。また、電機子ユニット61Cは、前述した磁極ユニット76Cの内部空間に挿入されている。本実施形態では、固定子ユニット60とウエハステージ本体100とを組み付けるに際しては、電機子ユニット61A〜61Cの長手方向の一端部を、例えば取り付け部材65Aで連結した状態で、電機子ユニット61A〜61Cの長手方向の他端部を、対応する磁極ユニット76A〜76Cの内部空間にそれぞれ挿入し、その挿入後に電機子ユニット61A〜61Cの長手方向の一端部を、取り付け部材65Bで連結することとすれば良い。  Among these, the armature unit 61A is inserted into a space formed by the permanent magnets 33A and 33B and the frame-shaped member 31 constituting the magnetic pole unit 76A described above. The armature unit 61B is inserted into the internal space of the magnetic pole unit 76B described above. The armature unit 61C is inserted into the internal space of the magnetic pole unit 76C described above. In the present embodiment, when the stator unit 60 and the wafer stage main body 100 are assembled, the armature units 61A to 61C are connected in a state where one end in the longitudinal direction of the armature units 61A to 61C is connected by, for example, the mounting member 65A. Are inserted into the internal spaces of the corresponding magnetic pole units 76A to 76C, respectively, and one end in the longitudinal direction of the armature units 61A to 61C is connected by an attachment member 65B after the insertion. It ’s fine.

前記電機子ユニット61Aの内部には、例えば磁極ユニット76A内に形成されたZ軸方向の磁界中で−X方向にのみあるいは−X方向にのみ電流を流すことができるような配置で1つ又は複数の電機子コイルが配設されている。この場合、電機子コイルとしては、例えばY軸方向に所定間隔で配置されたX軸方向に細長く延びる環状の一対のコイルを用いることができる。  In the armature unit 61A, for example, one is arranged in such a manner that current can flow only in the −X direction or only in the −X direction in a magnetic field in the Z-axis direction formed in the magnetic pole unit 76A. A plurality of armature coils are provided. In this case, as the armature coil, for example, a pair of annular coils extending in the X-axis direction and arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction can be used.

本実施形態では、この電機子ユニット61Aを構成する電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が主制御装置50によって制御されるようになっており、これによって、磁極ユニット76Aを電機子ユニット61Aに対してY軸方向に駆動する駆動力(ローレンツ力)の大きさ及び方向が任意に制御される。すなわち、電機子ユニット61Aと、磁極ユニット76Aとによって、ウエハステージWSTをY軸方向に微小駆動するY軸微動モータ75Aが構成されている。以下においては、電機子ユニット61AをY軸微動固定子61Aとも呼び、磁極ユニット76AをY軸微動可動子76Aとも呼ぶものとする。  In the present embodiment, the magnitude and direction of the current supplied to the armature coils constituting the armature unit 61A are controlled by the main controller 50, whereby the magnetic pole unit 76A is controlled by the armature. The magnitude and direction of the driving force (Lorentz force) that drives the unit 61A in the Y-axis direction is arbitrarily controlled. In other words, armature unit 61A and magnetic pole unit 76A constitute a Y-axis fine movement motor 75A that minutely drives wafer stage WST in the Y-axis direction. Hereinafter, the armature unit 61A is also referred to as a Y-axis fine movement stator 61A, and the magnetic pole unit 76A is also referred to as a Y-axis fine movement movable element 76A.

また、前記電機子ユニット61B,61Cの内部には、X軸方向に沿って所定間隔(所定ピッチ)で複数の電機子コイルが配設されている。本実施形態では、磁極ユニット76B,76Cの内部空間にそれぞれ形成されるX軸方向に関する交番磁界の中に位置する少なくとも1つの電機子コイルに対して供給される電流の大きさ及び方向が主制御装置50によって制御されるようになっており、これによってステージ本体100に設けられた磁極ユニット76B,76Cのそれぞれを、電機子ユニット61B,61Cに対して、X軸方向に駆動する駆動力(ローレンツ力)の大きさ及び方向が任意に制御される。この場合、例えば図5(A)に示されるように、ウエハステージWSTの重心Gsに関して対称な位置にX軸方向の駆動力fを生じさせることで、ウエハステージWST(の重心)を2×fの力でX軸方向に駆動することができる。また、図5(B)に示されるように、ウエハステージWSTの重心Gsに関して対称な位置に同一の大きさ、かつ反対方向の駆動力f及び−fを発生させることにより、ウエハステージWSTを重心Gs回りに回転させることができる。A plurality of armature coils are arranged in the armature units 61B and 61C at predetermined intervals (predetermined pitch) along the X-axis direction. In the present embodiment, the magnitude and direction of the current supplied to at least one armature coil located in the alternating magnetic field in the X-axis direction formed in the internal space of each of the magnetic pole units 76B and 76C is the main control. The apparatus 50 controls the magnetic pole units 76B and 76C provided in the stage main body 100 to drive the armature units 61B and 61C in the X-axis direction (Lorentz). The magnitude and direction of the force) are arbitrarily controlled. In this case, for example, as shown in FIG. 5 (A), by causing the driving force f 1 of the X-axis direction at symmetrical positions with respect to the center of gravity Gs of wafer stage WST, a wafer stage WST (the center of gravity of the) 2 × it can be driven in the X-axis direction with a force of f 1. Further, as shown in FIG. 5B, by generating driving forces f 1 and −f 1 having the same magnitude and opposite directions at symmetrical positions with respect to the center of gravity Gs of wafer stage WST, wafer stage WST is generated. Can be rotated around the center of gravity Gs.

すなわち、電機子ユニット61B,61Cと、これらにそれぞれ係合する磁極ユニット76B,76Cとによって、ウエハステージWSTをX軸方向に所定ストロークで駆動し、かつウエハステージWSTをZ軸回りの回転方向に微小駆動するムービングマグネット型のX軸リニアモータ75B,75Cが構成されている。以下においては、電機子ユニット61B,61CをX軸固定子61B,61Cとも呼び、磁極ユニット76B,76CをX軸可動子76B,76Cとも呼ぶものとする。  That is, the armature units 61B and 61C and the magnetic pole units 76B and 76C that engage with the armature units 61B and 61C, respectively, drive the wafer stage WST with a predetermined stroke in the X-axis direction, and move the wafer stage WST in the rotation direction around the Z-axis. The moving magnet type X-axis linear motors 75B and 75C that are finely driven are configured. Hereinafter, the armature units 61B and 61C are also referred to as X-axis stators 61B and 61C, and the magnetic pole units 76B and 76C are also referred to as X-axis movers 76B and 76C.

また、これまでの説明から明らかなように、ステージ本体100に設けられたY軸微動可動子76A及びX軸可動子76B,76Cによって、可動子ユニットが構成され、該可動子ユニットと、前述の固定子ユニット60とによって、電磁相互作用によりウエハステージWSTを、X軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、Y軸方向及びZ軸回りに微小駆動する第1の駆動機構が構成されている。  Further, as is clear from the above description, the mover unit is constituted by the Y-axis fine movement movable element 76A and the X-axis movable elements 76B and 76C provided in the stage main body 100, and the movable element unit and the above-described movable element unit The stator unit 60 constitutes a first drive mechanism that drives the wafer stage WST with a predetermined stroke in the X-axis direction by electromagnetic interaction and finely drives it about the Y-axis direction and the Z-axis.

前記第1定盤44のX軸方向の一側(−X側)及び他側(−X側)には、図1に示されるように、XZ断面L字状でY軸方向を長手方向とする一対の第2定盤46A、46Bが左右対称な状態で配置されている。このうち、第1定盤44の−X側に位置する一方の第2定盤46Aは、クリーンルームの床面F上に固定されており、その+X側(内側)の端部が凸部とされている。この凸部の上面(以下、便宜上「第1面」とも呼ぶ)146a(図2参照)は、前述の固定子ユニット60を後述するようにしてZ軸方向に関して支持する支持面とされている。また、凸部の外側の一段下がった面(以下、便宜上「第2面」とも呼ぶ)146bには、図2に示されるように、Y軸方向を長手方向とする断面U字状のガイド部材48Aが固定されている。  On one side (−X side) and the other side (−X side) of the first surface plate 44 in the X-axis direction, as shown in FIG. A pair of second surface plates 46A and 46B are arranged symmetrically. Among these, one 2nd surface plate 46A located in the -X side of the 1st surface plate 44 is being fixed on the floor surface F of a clean room, and the edge part of the + X side (inner side) is made into a convex part. ing. An upper surface (hereinafter also referred to as “first surface”) 146a (see FIG. 2) of the convex portion is a support surface that supports the stator unit 60 in the Z-axis direction as described later. A guide member having a U-shaped cross section having a longitudinal direction in the Y-axis direction as shown in FIG. 2 is provided on a surface (hereinafter also referred to as “second surface” for convenience) 146b outside the convex portion. 48A is fixed.

第1定盤44の+X側に位置する他方の第2定盤46Bは、クリーンルームの床面F上に気体静圧軸受け(例えばエアベアリング)42を介して浮上支持されている。この第2定盤46Bは、第2定盤46Aと左右対称ではあるが同様の形状を有している。なお、この第2定盤46Bは、前述した第2定盤46Aに比べY軸方向の長さが幾分長く形成されている(図2参照)。  The other second surface plate 46B located on the + X side of the first surface plate 44 is levitated and supported on the floor surface F of the clean room via a gas static pressure bearing (for example, an air bearing) 42. The second surface plate 46B is symmetrical to the second surface plate 46A, but has the same shape. The second surface plate 46B is formed to be slightly longer in the Y-axis direction than the above-described second surface plate 46A (see FIG. 2).

図2に示されるように、第2定盤46Bは、−X側(内側)端部が凸部とされており、該凸部の上面(以下、便宜上「第1面」とも呼ぶ)146c及び±X側の側面(146e,146f(図4参照))は、固定子ユニット60を後述するようにしてZ軸方向及びX軸方向に関してそれぞれ支持する支持面とされている。また、凸部の外側の一段下がった面(以下、便宜上「第2面」とも呼ぶ)146dには、前述したガイド部材48Aと同様の形状を有するガイド部材48Bが固定されている。  As shown in FIG. 2, the second surface plate 46B has a −X side (inner side) end portion as a convex portion, and an upper surface (hereinafter also referred to as “first surface” for convenience) 146c of the convex portion. The side surfaces (146e, 146f (see FIG. 4)) on the ± X side are support surfaces that support the stator unit 60 in the Z-axis direction and the X-axis direction as described later. Further, a guide member 48B having the same shape as the above-described guide member 48A is fixed to a surface 146d (hereinafter also referred to as “second surface” for convenience) that is lowered by one step outside the convex portion.

前記固定子ユニット60の長手方向一端部及び他端部には、図3(B)に示されるように、取り付け部材65A,65Bをそれぞれ介して第1可動子としての一対の電機子ユニット64A、64Bが設けられている。  As shown in FIG. 3 (B), a pair of armature units 64A as first movers are attached to one end and the other end of the stator unit 60 via attachment members 65A and 65B, respectively. 64B is provided.

また、取り付け部材65A、65Bの底面には、第2の軸受け機構としての気体静圧軸受け(例えばエアベアリング)51A、51B(ただし、図2では、一方の第2の軸受け機構51Bについては不図示、図4参照)が設けられている。  Further, on the bottom surfaces of the mounting members 65A and 65B, static gas bearings (eg, air bearings) 51A and 51B as second bearing mechanisms (not shown in FIG. 2 for one of the second bearing mechanisms 51B). 4).

一方の取り付け部材65Aに設けられた気体静圧軸受け51Aは、図2に示されるように、前述した第2定盤46Aの凸部の上面(第1面)146aに対向して配置されている。気体静圧軸受け51Aからは第1面146aに向けて加圧気体(例えばヘリウム又は窒素ガス(あるいはクリーンな空気)など)が噴出され、その加圧気体の静圧によって気体静圧軸受け51Aの軸受け面と第1面146aとの間に数μm程度のクリアランスが形成されている。  As shown in FIG. 2, the static gas bearing 51A provided on one attachment member 65A is disposed to face the upper surface (first surface) 146a of the convex portion of the second surface plate 46A described above. . A pressurized gas (for example, helium or nitrogen gas (or clean air)) is ejected from the gas static pressure bearing 51A toward the first surface 146a, and the bearing of the gas static pressure bearing 51A is generated by the static pressure of the pressurized gas. A clearance of about several μm is formed between the surface and the first surface 146a.

他方の取り付け部材65Bに設けられた気体静圧軸受け51Bは、図4に示されるように、第2定盤46Bの第1面146cに対向して配置されている。この気体静圧軸受け51Bからは、第1面146cに向けて加圧気体が噴出され、その加圧気体の静圧によって気体静圧軸受け51Bの軸受け面と第1面146cとの間に数μm程度のクリアランスが形成されている。  As shown in FIG. 4, the static gas bearing 51 </ b> B provided on the other mounting member 65 </ b> B is disposed to face the first surface 146 c of the second surface plate 46 </ b> B. From this gas static pressure bearing 51B, pressurized gas is ejected toward the first surface 146c, and due to the static pressure of the pressurized gas, several μm is formed between the bearing surface of the gas static pressure bearing 51B and the first surface 146c. A certain degree of clearance is formed.

すなわち、固定子ユニット60及び一対の電機子ユニット64A、64Bの全体が、気体静圧軸受け51A、51Bによって第2定盤46A、46Bの第1面146a,146cに対して非接触でZ軸方向に関して支持されている。  That is, the entire stator unit 60 and the pair of armature units 64A and 64B are in non-contact with the first surfaces 146a and 146c of the second surface plates 46A and 46B by the static gas bearings 51A and 51B in the Z-axis direction. Is supported.

前記エアベアリング51BのX軸方向の一側と他側には、図4に示されるように、一対の気体静圧軸受け151a、151bがそれぞれ固定されている。このうち、一方の気体静圧軸受け151aは、第2定盤46Bの凸部の側面146eに対向して配置され、該側面146eに向けて加圧気体を噴出している。また、他方の気体静圧軸受け151bは、第2定盤46Bの凸部の側面146fに対向して配置され、該側面146fに向けて加圧気体を噴出している。この場合、気体静圧軸受け151a、151bからそれぞれ噴出される加圧気体の静圧(隙間内圧力)の釣り合いにより、凸部とそれぞれの気体静圧軸受けとの間には、それぞれ数μm程度のクリアランスが形成され、かつ維持されるようになっている。本実施形態では、第2定盤46Bの凸部は、固定子ユニット60のヨーガイドの役目を兼ねている。また、気体静圧軸受け151a、151bによってウエハステージWST(可動子ユニット)のX軸方向への駆動時に生じる反力を固定子ユニット60を介して第2定盤46Bに伝達する伝達機構が構成されている。  As shown in FIG. 4, a pair of static gas bearings 151a and 151b are fixed to one side and the other side of the air bearing 51B in the X-axis direction. Among these, one gas static pressure bearing 151a is arrange | positioned facing the side surface 146e of the convex part of the 2nd surface plate 46B, and is ejecting pressurized gas toward this side surface 146e. The other gas static pressure bearing 151b is arranged to face the side surface 146f of the convex portion of the second surface plate 46B, and jets pressurized gas toward the side surface 146f. In this case, due to the balance of the static pressure (pressure in the gap) of the pressurized gas ejected from the gas static pressure bearings 151a and 151b, between the convex portion and each gas static pressure bearing is about several μm. A clearance is formed and maintained. In the present embodiment, the convex portion of the second surface plate 46B also serves as a yaw guide for the stator unit 60. Also, a transmission mechanism is configured to transmit reaction force generated when the wafer stage WST (movable unit) is driven in the X-axis direction to the second surface plate 46B via the stator unit 60 by the static gas bearings 151a and 151b. ing.

なお、前述のように、第1定盤44を支持する防振ユニット92は、床面Fから伝達される振動を絶縁させる機能を有する。そのために、この防振ユニット92によって第1定盤44がZ軸方向に微小駆動できるような構成としても良い。また、防振ユニット92を、例えばアクチュエータとエアマウントとを有するようなアクティブ防振装置とした場合においても、このアクチュエータによって第1定盤44をZ軸方向に能動的に動かすことで防振機能を働かせることもできる。また、必要に応じてアクティブ防振装置によって6自由度方向(X,Y,Z,θx,θy,θz方向)に第1定盤44を移動させることで制振させるようにしても良い。更に、ウエハステージWSTのウエハ保持面と投影光学系PLの焦点位置とのZ軸方向の位置関係を所定の関係に維持するために、アクチュエータ等によって第1定盤44をZ軸方向に移動させることも考えられる。このように第1定盤44を移動させた場合、第1定盤44のガイド面44a上にあるウエハステージWSTも第1定盤44と略同じような働きをする。従って、第1定盤44がZ軸方向に移動可能に構成されている場合、第1定盤44と第2定盤46A,46Bとの間で、Z軸方向に関する相対位置の変化が生じる。また、第1定盤44がθx,θy方向に移動(回転)できるように構成した場合においても、第1定盤44と第2定盤46A,46Bとの間で、Z軸方向に関する相対位置の変化が生じる。本実施形態の構成においては、Y軸微動モータ75A,X軸リニアモータ75B,75Cは、それぞれの可動子(磁極ユニット76A,76B,76C)が、ウエハステージWSTに固定された状態で第1定盤44上に支持される。また、それぞれの固定子(電機子ユニット61A,61B,61C)は、一対の取付部材65A,65Bを介して第2定盤46A,46B上に支持される。その結果、Z軸方向における第1定盤44と第2定盤46A,46Bとの間の相対位置が変化すると、Y軸微動モータ75A,X軸リニアモータ75B,75Cは、それぞれの可動子と固定子との間のZ軸方向における相対位置も変化することになる。従って、これらのモータ75A,75B,75Cそれぞれの可動子と固定子との間のZ軸方向に関する間隔(ギャップ)は、第1定盤44がZ軸方向に移動しても、可動子と固定子とが接触しないような値に予め定めておく必要がある。例えば、走査露光中、第1定盤44が防振ユニット92によってZ軸方向に移動できる範囲を基準位置から±0.3〜3.0mmと設定した場合、モータ75A,75B,75Cそれぞれの可動子と固定子との間のZ軸方向の間隔はそれぞれ0.4〜4.0mm程度に設定すると良い。この場合、モータ75A,75B,75Cそれぞれは、可動子と固定子とのギャップ距離によって、駆動方向の出力が変化しないように構成されていることが望ましい。また、ステージ装置20のメンテナンス等を行なう際に、第1定盤44のZ位置が変化する場合(例えば、防振ユニット92がエアマウントを有していて、そのエアを抜いた状態にしたときなど)もモータ75A,75B,75Cそれぞれの可動子と固定子とが接触しないようにする必要がある。このとき、可動子と固定子との間隔だけでは接触を防ぐことができない場合には、予めストッパ等を設けておき、このストッパで接触を防止できるようにした後で、第1定盤44のZ軸方向の位置を変更するようにすれば良い。また、第1定盤44と第2定盤46A,46Bとの間のガイド面の平行度が変化した場合、気体静圧軸受け51A,51B,151a,151bにおけるクリアランスが減少し、例えば軸受けと定盤のガイド面とが接触する場合もあり得る。そこで、例えば、取り付け部材65Bと固定子ユニット60との間及び取り付け部材65Aと気体静圧軸受け51Aとの間に板バネ、フレキシャ等を備えたヒンジ機構(図示せず)を設け、前記平行度の変化を許容できるように構成しても良い。この場合、取り付け部材65Bと固定子ユニット60との間に設けられるヒンジ機構は、θy方向の自由度を持つ構成とし、取り付け部材65Aと気体静圧軸受け51Aとの間に設けられるヒンジ機構は、θx方向とθy方向の自由度を持つ構成とすれば良い。これらのヒンジ機構により、第1定盤44と第2定盤46A,46Bとの平行度が変化しても、ヒンジ機構での変形によって気体静圧軸受け51A,51B,151a,151bに回転方向の応力(ストレス)が作用することがなく、これら各気体静圧軸受けにおける所定のクリアランスを維持することが可能となる。  As described above, the vibration isolation unit 92 that supports the first surface plate 44 has a function of insulating vibration transmitted from the floor surface F. For this purpose, the anti-vibration unit 92 may be configured so that the first surface plate 44 can be finely driven in the Z axis direction. Further, even when the vibration isolation unit 92 is an active vibration isolation device having an actuator and an air mount, for example, the vibration control function is achieved by actively moving the first surface plate 44 in the Z-axis direction by the actuator. Can also work. Moreover, you may make it suppress a vibration by moving the 1st surface plate 44 to a 6 degrees-of-freedom direction (X, Y, Z, (theta) x, (theta) y, (theta) z direction) with an active vibration isolator as needed. Further, in order to maintain the positional relationship in the Z-axis direction between the wafer holding surface of wafer stage WST and the focal position of projection optical system PL, the first surface plate 44 is moved in the Z-axis direction by an actuator or the like. It is also possible. When the first surface plate 44 is moved in this way, the wafer stage WST on the guide surface 44 a of the first surface plate 44 also functions substantially the same as the first surface plate 44. Therefore, when the first surface plate 44 is configured to be movable in the Z-axis direction, a relative position change in the Z-axis direction occurs between the first surface plate 44 and the second surface plates 46A and 46B. Further, even when the first surface plate 44 is configured to move (rotate) in the θx and θy directions, the relative position in the Z-axis direction between the first surface plate 44 and the second surface plates 46A and 46B. Changes occur. In the configuration of the present embodiment, the Y-axis fine movement motor 75A and the X-axis linear motors 75B and 75C are first fixed with the respective movers (magnetic pole units 76A, 76B, and 76C) fixed to the wafer stage WST. Supported on a board 44. Each stator (armature units 61A, 61B, 61C) is supported on the second surface plates 46A, 46B via a pair of mounting members 65A, 65B. As a result, when the relative position between the first surface plate 44 and the second surface plates 46A and 46B in the Z-axis direction changes, the Y-axis fine movement motor 75A and the X-axis linear motors 75B and 75C The relative position in the Z-axis direction with the stator also changes. Accordingly, the distance (gap) in the Z-axis direction between the mover and the stator of each of the motors 75A, 75B, and 75C is fixed even if the first surface plate 44 moves in the Z-axis direction. It is necessary to determine in advance a value that does not contact the child. For example, when the range in which the first surface plate 44 can be moved in the Z-axis direction by the image stabilization unit 92 is set to ± 0.3 to 3.0 mm from the reference position during scanning exposure, the motors 75A, 75B, and 75C are movable. The distance between the child and the stator in the Z-axis direction is preferably set to about 0.4 to 4.0 mm. In this case, each of the motors 75A, 75B, and 75C is preferably configured so that the output in the driving direction does not change depending on the gap distance between the mover and the stator. Further, when the Z position of the first surface plate 44 is changed during maintenance of the stage device 20 (for example, when the vibration isolation unit 92 has an air mount and the air is removed) Etc.) needs to prevent the mover and the stator of each of the motors 75A, 75B, and 75C from contacting each other. At this time, if the contact cannot be prevented only by the distance between the mover and the stator, a stopper or the like is provided in advance, and after this stopper can be prevented, The position in the Z-axis direction may be changed. In addition, when the parallelism of the guide surface between the first surface plate 44 and the second surface plates 46A and 46B changes, the clearance in the gas static pressure bearings 51A, 51B, 151a and 151b decreases. There may be cases where the guide surface of the board comes into contact. Therefore, for example, a hinge mechanism (not shown) provided with a leaf spring, a flexure, or the like is provided between the attachment member 65B and the stator unit 60 and between the attachment member 65A and the gas static pressure bearing 51A. You may comprise so that the change of can be accept | permitted. In this case, the hinge mechanism provided between the attachment member 65B and the stator unit 60 is configured to have a degree of freedom in the θy direction, and the hinge mechanism provided between the attachment member 65A and the gas static pressure bearing 51A is A configuration having degrees of freedom in the θx direction and the θy direction may be used. Even if the parallelism between the first surface plate 44 and the second surface plates 46A and 46B is changed by these hinge mechanisms, the gas static pressure bearings 51A, 51B, 151a, and 151b are rotated in the rotational direction by deformation of the hinge mechanism. Stress (stress) does not act, and it becomes possible to maintain a predetermined clearance in each of these static gas bearings.

図2に戻り、前記一対の電機子ユニット64A、64Bにそれぞれ対向して、第2定盤46A,46B上方には、第1固定子としての一対の磁極ユニット62A、62BがY軸方向に沿って延設されている。  Returning to FIG. 2, a pair of magnetic pole units 62A and 62B as first stators are disposed along the Y-axis direction above the second surface plates 46A and 46B so as to face the pair of armature units 64A and 64B, respectively. It is extended.

これら磁極ユニット62A、62Bのうち一方の磁極ユニット62Aは、図2に示されるように、平面視(上方から見て)矩形板状の上板部材54Aと、該上板部材54Aと同一形状を有する下板部材54Bと、これら上板部材54A及び下板部材54Bとを連結する状態で設けられた断面コ字状(U字状)の中間部材56とから成るヨーク60Aと、このヨーク60Aの一対の対向面(上面及び下面)にY軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石108とを有している。この場合、Y軸方向に隣り合う界磁石108同士、Z軸方向で向かい合う界磁石108同士が逆極性とされている。このため、ヨーク60Aの内部空間には、Y軸方向に関して交番磁界が形成されている。  As shown in FIG. 2, one of the magnetic pole units 62A and 62B has a rectangular plate-like upper plate member 54A and the same shape as the upper plate member 54A in plan view (viewed from above). A yoke 60A comprising a lower plate member 54B having an intermediate member 56 having a U-shaped cross-section (U-shape) provided in a state of connecting the upper plate member 54A and the lower plate member 54B, and the yoke 60A A plurality of field magnets 108 are disposed on the pair of opposing surfaces (upper surface and lower surface) at predetermined intervals along the Y-axis direction. In this case, the field magnets 108 adjacent in the Y-axis direction and the field magnets 108 facing each other in the Z-axis direction have opposite polarities. For this reason, an alternating magnetic field is formed in the internal space of the yoke 60A in the Y-axis direction.

他方の磁極ユニット62Bも、磁極ユニット64Aと同様に構成されている。すなわち、平面視(上方から見て)矩形板状の上板部材54Aと、該上板部材54Aと同一形状を有する下板部材54Bと、これら上板部材54A及び下板部材54Bとを連結する状態で設けられた断面コ字状(U字状)の中間部材56とから成るヨーク60Bと、このヨーク60Bの一対の対向面(上面及び下面)にY軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石108とを有している。ヨーク60Bの内部空間にも、Y軸方向に関して交番磁界が形成されている。  The other magnetic pole unit 62B is configured similarly to the magnetic pole unit 64A. That is, the upper plate member 54A having a rectangular plate shape in plan view (viewed from above), the lower plate member 54B having the same shape as the upper plate member 54A, and the upper plate member 54A and the lower plate member 54B are connected. A yoke 60B composed of an intermediate member 56 having a U-shaped cross section (U-shape) provided in a state and a pair of opposing surfaces (upper surface and lower surface) of the yoke 60B are arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction. And a plurality of field magnets 108 provided. An alternating magnetic field is also formed in the inner space of the yoke 60B in the Y-axis direction.

前記電機子ユニット64A、64Bは、内部が中空とされた筐体と、該筐体内にY軸方向に沿って所定間隔で配設された不図示の電機子コイルとにより構成されている。  The armature units 64A and 64B are configured by a casing whose inside is hollow, and armature coils (not shown) disposed in the casing at predetermined intervals along the Y-axis direction.

従って、電機子ユニット64A、64Bをそれぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、磁極ユニット62A、62Bをそれぞれ構成する界磁石の発生する磁界(交番磁界)との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力により、電機子ユニット64A、64B(すなわち固定子ユニット60)が磁極ユニット62A、62Bに沿ってY軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、電機子ユニット64A、64Bと磁極ユニット62A、62Bとによって、ムービングコイル型のリニアモータから成る、第2駆動機構としての一対のY軸リニアモータ66A、66Bが、それぞれ構成されている。従って、以下では、磁極ユニット62A、62BをY軸固定子62A、62Bとも呼び、電機子ユニット64A、64BをY軸可動子64A、64Bとも呼ぶ。  Accordingly, Lorentz generated by electromagnetic interaction between the current flowing through the armature coils constituting the armature units 64A and 64B and the magnetic field (alternating magnetic field) generated by the field magnets constituting the magnetic pole units 62A and 62B, respectively. The armature units 64A and 64B (that is, the stator unit 60) are driven in the Y-axis direction along the magnetic pole units 62A and 62B by the force. That is, in this embodiment, the armature units 64A and 64B and the magnetic pole units 62A and 62B constitute a pair of Y-axis linear motors 66A and 66B as a second drive mechanism, each of which includes a moving coil type linear motor. Has been. Therefore, hereinafter, the magnetic pole units 62A and 62B are also called Y-axis stators 62A and 62B, and the armature units 64A and 64B are also called Y-axis movers 64A and 64B.

また、一方の磁極ユニット(Y軸固定子)62Aの下面には、Y軸方向を長手方向とする角柱状のスライド部材68Aが固定され、他方の磁極ユニット(Y軸固定子)62Bの下面には、Y軸方向を長手方向とする角柱状のスライド部材68Bが固定されている。  Further, a prismatic slide member 68A having the longitudinal direction in the Y-axis direction is fixed to the lower surface of one magnetic pole unit (Y-axis stator) 62A, and the lower surface of the other magnetic pole unit (Y-axis stator) 62B. A prismatic slide member 68B having a longitudinal direction in the Y-axis direction is fixed.

一方のスライド部材68Aは、図2に示されるように、そのX軸方向両側の側面及び下面が、前述したU字状のガイド部材48Aの内側の3面にそれぞれ対向する状態で配置されており、スライド部材68Aは3方向(+X方向、−X方向及び−Z方向)から不図示の気体静圧軸受け(例えばエアベアリング)をそれぞれ介してガイド部材48Aによって非接触で支持されている。この場合、Y軸固定子62Aの下面とガイド部材48Aとの間には、所定のクリアランスが形成されている。  As shown in FIG. 2, one slide member 68A is disposed such that the side surfaces and the lower surface on both sides in the X-axis direction face the three inner surfaces of the U-shaped guide member 48A. The slide member 68A is supported in a non-contact manner by the guide member 48A from three directions (+ X direction, -X direction and -Z direction) through gas static pressure bearings (for example, air bearings) (not shown). In this case, a predetermined clearance is formed between the lower surface of the Y-axis stator 62A and the guide member 48A.

他方のスライド部材68Bは、図2に示されるように、そのX軸方向両側の側面及び下面が、前述したU字状のガイド部材48Bの内側の3面にそれぞれ対向する状態で配置されており、スライド部材68Bは3方向(+X方向、−X方向及び−Z方向)から不図示の気体静圧軸受け(例えばエアベアリング)をそれぞれ介してガイド部材48Bによって非接触で支持されている。この場合、Y軸固定子62Bの下面とガイド部材48Bとの間には、所定のクリアランスが形成されている。  As shown in FIG. 2, the other slide member 68B is disposed in such a manner that the side surfaces and the lower surface on both sides in the X-axis direction face the three inner surfaces of the U-shaped guide member 48B. The slide member 68B is supported in a non-contact manner by the guide member 48B from three directions (+ X direction, -X direction, and -Z direction) through gas static pressure bearings (not shown) (for example, air bearings). In this case, a predetermined clearance is formed between the lower surface of the Y-axis stator 62B and the guide member 48B.

前記Z・チルト駆動機構96a〜96cは、ステージ本体100の上面のほぼ正三角形の頂点となる位置にそれぞれ配置されている。Z・チルト駆動機構96a〜96cのそれぞれは、ウエハテーブルWTBを支持するとともに、独立してZ軸方向に微少駆動するボイスコイルモータを含む。従って、Z・チルト駆動機構96a〜96cによって、ウエハテーブルWTBはZ軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、及びθy方向(Y軸回りの回転方向)の3自由度方向について微少駆動される。本実施形態では、Z・チルト駆動機構96a〜96cは、図1の主制御装置50によって制御される。  The Z / tilt driving mechanisms 96a to 96c are respectively arranged at positions on the upper surface of the stage main body 100 that are substantially vertexes of an equilateral triangle. Each of the Z / tilt driving mechanisms 96a to 96c includes a voice coil motor that supports the wafer table WTB and independently drives it slightly in the Z-axis direction. Accordingly, the wafer table WTB is slightly driven by the Z / tilt driving mechanisms 96a to 96c in the three-degree-of-freedom directions in the Z-axis direction, the θx direction (the rotation direction around the X axis), and the θy direction (the rotation direction around the Y axis). Is done. In the present embodiment, the Z / tilt drive mechanisms 96a to 96c are controlled by the main controller 50 of FIG.

Z・チルト駆動機構96a〜96cによってステージ本体100上で支持された前記ウエハテーブルWTB上には、図1に示されるように、ウエハホルダ25を介してウエハWが静電吸着又は真空吸着により固定されている。ウエハテーブルWTBのXY面内の位置(θz回転を含む)は、ウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)104により、移動鏡102を介して、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時計測されている。  On the wafer table WTB supported on the stage main body 100 by the Z / tilt drive mechanisms 96a to 96c, as shown in FIG. 1, the wafer W is fixed by electrostatic chucking or vacuum chucking via the wafer holder 25. ing. The position (including the θz rotation) of wafer table WTB in the XY plane is determined by a wafer laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) 104 via a movable mirror 102 with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example. It is constantly measured.

ここで、ウエハテーブルWTB上には、実際には、図2に示されるように、Y軸方向の一側(+Y側)の端部にX軸方向に延びるY移動鏡102aが固定され、X軸方向の一側(−X側)の端部にY軸方向に延びるX移動鏡102bが固定されている。これらの移動鏡102a、102bの外面は、鏡面加工がなされた反射面とされている。また、上記の移動鏡102a、102bに対応して、ウエハ干渉計も、Y移動鏡102aの反射面にレーザビーム(測長ビーム)を照射するY干渉計と、X移動鏡102bの反射面にレーザビーム(測長ビーム)を照射するX干渉計とが設けられている。  Here, on the wafer table WTB, actually, as shown in FIG. 2, a Y movable mirror 102a extending in the X-axis direction is fixed to one end (+ Y side) of the Y-axis direction. An X moving mirror 102b extending in the Y axis direction is fixed to one end (−X side) in the axial direction. The outer surfaces of these movable mirrors 102a and 102b are reflective surfaces that are mirror-finished. Corresponding to the moving mirrors 102a and 102b, the wafer interferometer also has a Y interferometer that irradiates a laser beam (length measuring beam) on the reflecting surface of the Y moving mirror 102a and a reflecting surface of the X moving mirror 102b. An X interferometer that irradiates a laser beam (length measuring beam) is provided.

このように、移動鏡、ウエハ干渉計はそれぞれ複数設けられているが、図1では、これらが代表的に移動鏡102、ウエハ干渉計104として示されている。  As described above, a plurality of movable mirrors and wafer interferometers are provided. In FIG. 1, these are typically shown as the movable mirror 102 and the wafer interferometer 104.

この場合、X干渉計及びY干渉計としては、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられており、ウエハテーブルWTBのX、Y位置及びヨーイング(Z軸回りの回転であるθz回転)に加え、ピッチング(X軸回りの回転であるθx回転)、ローリング(Y軸回りの回転であるθy回転))も計測可能とされている。なお、例えば、ウエハテーブルWTBの端面を鏡面加工して反射面(前述の移動鏡102a,102bの反射面に相当)を形成しても良い。また、前述の多軸干渉計は45°傾いてウエハテーブルWTBに設置される反射面を介して、投影光学系PLが載置される架台(不図示)に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系PLの光軸方向(Z軸方向)に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。  In this case, as the X interferometer and the Y interferometer, a multi-axis interferometer having a plurality of measurement axes is used, and the X and Y positions of the wafer table WTB and yawing (the θz rotation that is a rotation around the Z axis) are used. ), Pitching (θx rotation that is rotation around the X axis), and rolling (θy rotation that is rotation around the Y axis)) can also be measured. For example, the end surface of wafer table WTB may be mirror-finished to form a reflecting surface (corresponding to the reflecting surfaces of the aforementioned moving mirrors 102a and 102b). In addition, the multi-axis interferometer described above tilts the laser beam to a reflective surface installed on a gantry (not shown) on which the projection optical system PL is placed via a reflective surface installed on the wafer table WTB with an inclination of 45 °. Irradiation may be performed to detect relative position information regarding the optical axis direction (Z-axis direction) of the projection optical system PL.

ウエハ干渉計104で計測されるウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)の位置情報(又は速度情報)は主制御装置50に送られ、主制御装置50ではウエハステージWSTの位置情報(又は速度情報)に基づいてY軸リニアモータ66A,66B、X軸リニアモータ75B,75C、Y軸微動モータ75Aを介してウエハステージWSTのXY面内位置を制御する。  The position information (or speed information) of wafer table WTB (wafer stage WST) measured by wafer interferometer 104 is sent to main controller 50, and main controller 50 stores the position information (or speed information) of wafer stage WST. Based on the Y axis linear motors 66A and 66B, the X axis linear motors 75B and 75C, and the Y axis fine movement motor 75A, the position in the XY plane of the wafer stage WST is controlled.

ステージ装置20は、図2に示されるように、前述のY軸固定子62A,62BのY軸方向の位置を調整する2つの位置調整機構52A,52Bを更に備えている。このうちの一方の位置調整機構52Bは、図2に示されるように、床面F上に支持部材72を介して所定高さ位置で支持された電機子ユニット74を固定子として有し、前述した磁極ユニット62B、すなわちY軸固定子62Bの一部を可動子として有するムービングマグネット型のリニアモータによって構成されている。  As shown in FIG. 2, the stage device 20 further includes two position adjusting mechanisms 52A and 52B that adjust the positions of the Y-axis stators 62A and 62B in the Y-axis direction. As shown in FIG. 2, one of the position adjustment mechanisms 52B has an armature unit 74 supported on the floor surface F at a predetermined height position via a support member 72 as a stator. The magnetic pole unit 62B, that is, a moving magnet type linear motor having a part of the Y-axis stator 62B as a mover.

すなわち、電機子ユニット74は、図6に示されるように、Y軸固定子62Bを構成するヨーク60Bの中間部材56に形成された矩形開口OPを介してヨーク60Bの内部空間(複数の界磁石によって交番磁界が形成された空間)に挿入されている。電機子ユニット74の内部には、少なくとも1つの電機子コイルが設けられており、この電機子コイルに流れるX軸方向の電流と、上記の交番磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力により、Y軸固定子62Bが電機子ユニット74に対してY軸方向に駆動される。この場合、電機子ユニット74内部の電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、図1の主制御装置50によって制御されるようになっている。  That is, as shown in FIG. 6, the armature unit 74 has an internal space (a plurality of field magnets) of the yoke 60B through a rectangular opening OP formed in the intermediate member 56 of the yoke 60B constituting the Y-axis stator 62B. Is inserted in a space where an alternating magnetic field is formed. At least one armature coil is provided inside the armature unit 74, and the Lorentz force generated by the electromagnetic interaction between the current in the X-axis direction flowing through the armature coil and the alternating magnetic field. Thus, the Y-axis stator 62B is driven in the Y-axis direction with respect to the armature unit 74. In this case, the magnitude and direction of the current supplied to the armature coil in the armature unit 74 are controlled by the main controller 50 in FIG.

他方の位置調整機構52Aは、上述した位置調整機構52Bと同様の構成のムービングマグネット型のリニアモータによって構成され、Y軸固定子62AをY軸方向に駆動する。  The other position adjustment mechanism 52A is configured by a moving magnet type linear motor having the same configuration as the position adjustment mechanism 52B described above, and drives the Y-axis stator 62A in the Y-axis direction.

なお、これらの位置調整機構52A,52BによるY軸固定子の位置調整のタイミング等については更に後述する。  The timing for adjusting the position of the Y-axis stator by these position adjusting mechanisms 52A and 52B will be described later.

ステージ装置20は、ウエハステージWSTのX軸方向への駆動の際に生じる反力の作用に起因して第2定盤46Bに生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えている。この相殺機構78は、図2に示されるように、第2定盤46Bの第2面146dの−Y側端部に、配設されている。この相殺機構78は、図2及び図7(A)に示されるように、第2定盤46B上に固定された固定部78Aと、該固定部78Aの長手方向に沿って移動する可動部78Bとを備えている。  Stage device 20 further includes a canceling mechanism that cancels the rotational moment generated in second platen 46B due to the reaction force generated when wafer stage WST is driven in the X-axis direction. As shown in FIG. 2, the canceling mechanism 78 is disposed at the −Y side end of the second surface 146d of the second surface plate 46B. As shown in FIGS. 2 and 7A, the canceling mechanism 78 includes a fixed portion 78A fixed on the second surface plate 46B, and a movable portion 78B that moves along the longitudinal direction of the fixed portion 78A. And.

前記固定部78Aは、図7(B)に示されるように、断面略U字状のガイド179と該ガイド179の上面に固定された固定子RMaとを備えている。この場合、ガイド179が、第2定盤46B上に直接固定されている。前記固定子RMaは、断面I字状でその内部に複数の電機子コイルが配置されている。  As shown in FIG. 7B, the fixing portion 78 </ b> A includes a guide 179 having a substantially U-shaped cross section and a stator RMa fixed to the upper surface of the guide 179. In this case, the guide 179 is directly fixed on the second surface plate 46B. The stator RMa has an I-shaped cross section, and a plurality of armature coils are disposed therein.

前記可動部78Bは、図7(B)に示されるように、可動子RMbと、該可動子RMbのY軸方向両側に固定された一対の重量物(マス)178A,178Bとを備えている。可動子RMbは、断面矩形の筒状部材と、該筒状部材の内側の一対の対向面(Y軸方向の両側面)に固定された複数の界磁石とから構成されている。  As shown in FIG. 7B, the movable portion 78B includes a movable element RMb and a pair of heavy objects (mass) 178A and 178B fixed to both sides of the movable element RMb in the Y-axis direction. . The mover RMb is composed of a cylindrical member having a rectangular cross section and a plurality of field magnets fixed to a pair of opposing surfaces (both side surfaces in the Y-axis direction) inside the cylindrical member.

固定子RMaと可動子RMbとが、図7(A)に示されるように係合した状態においては、固定子RMa内を流れる電流と、可動子RMb内に形成される磁界との間の電磁相互作用により、可動子RMbにはX軸方向の駆動力が作用することとなる。すなわち、これら固定子RMaと可動子RMbとにより、ムービングマグネット型のリニアモータRMが構成されている。  In a state where the stator RMa and the mover RMb are engaged as shown in FIG. 7A, an electromagnetic wave between a current flowing in the stator RMa and a magnetic field formed in the mover RMb. Due to the interaction, the driving force in the X-axis direction acts on the mover RMb. That is, the moving magnet type linear motor RM is constituted by the stator RMa and the mover RMb.

また、可動子RMbのY軸方向両側に固定されたマス178A,178Bのガイド179に対向する部分の一部には、不図示の気体静圧軸受けが設けられており、当該気体静圧軸受けを介してマス178A,178Bがガイド179に対して数μmのクリアランスを介して浮上支持されている。これらのマス178A,178Bは、小さなストロークで大きな反力(力)を発生させるために設けられている。マス178A,178Bとしては、比較的密度の大きい部材で構成するなどして、質量をできる限り大きくすることが望ましい。  In addition, a gas static pressure bearing (not shown) is provided on a part of the portion of the masses 178A and 178B facing the guide 179 fixed on both sides in the Y axis direction of the mover RMb. Thus, the masses 178A and 178B are levitated and supported with respect to the guide 179 through a clearance of several μm. These masses 178A and 178B are provided to generate a large reaction force (force) with a small stroke. As the masses 178A and 178B, it is desirable to make the mass as large as possible, for example, by configuring the masses with a relatively high density member.

このようにして構成された相殺機構78(すなわちリニアモータRM)は、図1の主制御装置50によって後述するようにして制御される。  The canceling mechanism 78 (that is, the linear motor RM) configured as described above is controlled by the main controller 50 of FIG. 1 as described later.

ステージ装置20は、図2に示されるように、第2定盤46BをX軸方向に駆動可能なボイスコイルモータ80を更に備えている。このボイスコイルモータ80は、第2定盤46Bの+X側の側面に突設された平板状の可動子81と、該可動子81と非接触で係合するように、支持部材83を介して床面Fの上方に配置された断面U字状の固定子82とを備えている。この場合、例えば可動子81が、その内部に電機子コイルを有する電機子ユニットであり、固定子82が、その内側の一対の対向面(上面及び下面)に互いに逆極性の界磁石が設けられた磁極ユニットであることとすることができる。  As shown in FIG. 2, the stage device 20 further includes a voice coil motor 80 that can drive the second surface plate 46B in the X-axis direction. The voice coil motor 80 has a flat plate-like movable element 81 projecting on the side surface on the + X side of the second surface plate 46B and a support member 83 so as to engage with the movable element 81 in a non-contact manner. And a stator 82 having a U-shaped cross section disposed above the floor surface F. In this case, for example, the mover 81 is an armature unit having an armature coil therein, and the stator 82 is provided with field magnets having opposite polarities on a pair of opposed surfaces (upper surface and lower surface) inside thereof. It can be a magnetic pole unit.

可動子81は、第2定盤46Bの重心に対応するY軸方向の位置に設けられている。従って、ボイスコイルモータ80が、主制御装置50により駆動された場合に、第2定盤46Bをθz回転させることなく、X軸方向に駆動することが可能となっている。  The mover 81 is provided at a position in the Y-axis direction corresponding to the center of gravity of the second surface plate 46B. Therefore, when the voice coil motor 80 is driven by the main controller 50, it is possible to drive the second surface plate 46B in the X-axis direction without rotating the second surface plate 46B by θz.

図1に戻り、本実施形態の露光装置10は、主制御装置50によってオンオフが制御される光源を有し、投影光学系PLの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を、光軸AXに対して斜め方向より照射する照射系AFaと、それらの結像光束のウエハW表面での反射光束を受光する受光系AFbとから成る斜入射方式の多点焦点位置検出系から成る焦点位置検出系を、更に備えている。なお、本実施形態の焦点位置検出系(AFa、AFb)と同様の多点焦点位置検出系の詳細な構成は、例えば特開平6−283403号公報及びこれに対応する米国特許第5,448,332号等に開示されている。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。  Returning to FIG. 1, the exposure apparatus 10 of the present embodiment has a light source whose on / off is controlled by the main controller 50, and forms many pinholes or slit images toward the image plane of the projection optical system PL. Of the oblique incidence system comprising an irradiation system AFa that irradiates an imaging light beam for the purpose from an oblique direction with respect to the optical axis AX, and a light receiving system AFb that receives the reflected light beam on the surface of the wafer W. A focal position detection system comprising a multipoint focal position detection system is further provided. A detailed configuration of a multipoint focal position detection system similar to the focal position detection system (AFa, AFb) of the present embodiment is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403 and US Pat. No. 5,448, corresponding thereto. No. 332 and the like. To the extent permitted by national legislation in the designated country (or selected selected country) designated in this international application, the disclosures in the above publications and corresponding US patents are incorporated herein by reference.

主制御装置50では、後述する走査露光時等に、受光系AFbからの焦点ずれ信号(デフォーカス信号)、例えばSカーブ信号に基づいて、Z・チルト駆動機構96a〜96cを介してウエハテーブルWTBのZ軸方向への移動、及び2次元面に対する傾斜(すなわち、θx,θy方向の回転)を制御する、すなわち多点焦点位置検出系(AFa、AFb)の検出結果に基づいてウエハテーブルWTBの移動を制御することにより、照明光ILの照射領域(照明領域と結像関係になる露光領域)内で投影光学系PLの結像面とウエハW(ショット領域)の表面とを実質的に合致させる(換言すれば、露光領域内でショット領域の表面を投影光学系PLの焦点深度内に設定する)オートフォーカス(自動焦点合わせ)及びオートレベリングを実行する。  Main controller 50 performs wafer table WTB via Z / tilt drive mechanisms 96a to 96c based on a defocus signal (defocus signal) from light receiving system AFb, for example, an S curve signal, during scanning exposure described later. Of the wafer table WTB is controlled based on the detection result of the multipoint focal position detection system (AFa, AFb). By controlling the movement, the imaging plane of the projection optical system PL and the surface of the wafer W (shot area) are substantially matched within the irradiation area of the illumination light IL (exposure area having an imaging relationship with the illumination area). Auto focus (auto focus) and auto leveling are performed (in other words, the surface of the shot area is set within the focal depth of the projection optical system PL in the exposure area) To do.

上述のように構成される本実施形態の露光装置10によると、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント、不図示のアライメント系のベースライン計測、並びにEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)方式のウエハアライメント等の所定の準備作業が行われた後、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。  According to the exposure apparatus 10 of the present embodiment configured as described above, similarly to a normal scanning stepper, reticle alignment, baseline measurement of an alignment system (not shown), and EGA (enhanced global alignment) method are used. After a predetermined preparatory work such as wafer alignment is performed, a step-and-scan exposure operation is performed as follows.

なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば特開平7−176468号公報及びこれに対応する米国特許第5,646,413号に詳細に開示されており、これに続くEGAについては、特開昭61−44429号公報及びこれに対応する米国特許第4,780,617号等に詳細に開示されている。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報並びにこれらに対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。  The above-described preparation operations such as reticle alignment and baseline measurement are disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176468 and US Pat. No. 5,646,413 corresponding thereto, followed by this. EGA is disclosed in detail in JP-A-61-44429 and US Pat. No. 4,780,617 corresponding thereto. As long as the national laws of the designated country (or selected selected country) designated in this international application permit, the disclosures in the above publications and the corresponding US patents are incorporated herein by reference. .

すなわち、主制御装置50では、ウエハアライメントの結果に基づいて、ウエハテーブルWTB上に保持されたウエハW上の第1ショット領域(ファーストショット領域)の露光のための加速開始位置にウエハステージWSTを移動する。この移動は、主制御装置50により、ウエハ干渉計104の計測値に基づいて、Y軸リニアモータ66A、66B、及びX軸リニアモータ75B、75Cを制御することによって行われる。  That is, main controller 50 places wafer stage WST at the acceleration start position for exposure of the first shot area (first shot area) on wafer W held on wafer table WTB based on the result of wafer alignment. Moving. This movement is performed by the main controller 50 controlling the Y-axis linear motors 66A and 66B and the X-axis linear motors 75B and 75C based on the measurement value of the wafer interferometer 104.

次いで、主制御装置50では、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとのY軸方向の相対走査を開始して、ウエハW上のファーストショット領域に対する走査露光を行い、そのファーストショット領域にレチクルRの回路パターンを投影光学系PLを介して縮小転写する。  Next, main controller 50 starts relative scanning in the Y-axis direction between reticle stage RST and wafer stage WST, performs scanning exposure on the first shot area on wafer W, and circuit for reticle R in the first shot area. The pattern is reduced and transferred via the projection optical system PL.

ここで、走査露光の際に、主制御装置50は、レチクル干渉計22、ウエハ干渉計104の計測値をモニタしつつ、レチクルステージ駆動部22及びY軸リニアモータ66A、66Bを制御することにより、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとを相対走査するが、この相対走査中(少なくとも露光中)は、両者を精度良く同期させる必要がある。かかる点を考慮して、レチクルステージRSTのウエハステージWSTに対する追従誤差が極力生じないように、主制御装置50はY軸微動モータ75Aを用いて、ウエハステージWSTのY軸方向位置の微調整を行っている。  Here, at the time of scanning exposure, main controller 50 controls reticle stage driving unit 22 and Y-axis linear motors 66A and 66B while monitoring the measurement values of reticle interferometer 22 and wafer interferometer 104. The reticle stage RST and the wafer stage WST are relatively scanned. During this relative scanning (at least during exposure), it is necessary to synchronize both with high accuracy. Considering this point, main controller 50 uses Y-axis fine movement motor 75A to finely adjust the position of wafer stage WST in the Y-axis direction so that the tracking error of reticle stage RST with respect to wafer stage WST does not occur as much as possible. Is going.

また、走査露光中には、前述した焦点位置検出系(AFa,AFb)の出力に基づくオートフォーカス、オートレベリングが主制御装置50によりZ・チルト駆動機構96a〜96cを介して実行されている。  During scanning exposure, autofocus and autoleveling based on the output of the focus position detection system (AFa, AFb) described above are executed by the main controller 50 via the Z / tilt drive mechanisms 96a to 96c.

このようにして、ファーストショットの走査露光が終了すると、主制御装置50により、ウエハステージWSTがX軸方向にステップ移動され、セカンドショット領域(第2番目のショット領域)の露光のための加速開始位置に移動される。そして、主制御装置50の管理の下、セカンドショット領域に対して上記と同様の走査露光が行われる。  When the first shot scanning exposure is thus completed, main controller 50 moves wafer stage WST stepwise in the X-axis direction, and starts acceleration for exposure of the second shot area (second shot area). Moved to position. Then, under the control of the main controller 50, the same scanning exposure as described above is performed on the second shot area.

このようにして、ウエハW上のショット領域の走査露光とショット領域間のステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハW上の全ての露光対象ショット領域にレチクルRの回路パターンが順次転写される。  In this way, the scanning exposure of the shot area on the wafer W and the stepping operation between the shot areas are repeatedly performed, and the circuit pattern of the reticle R is sequentially transferred to all the exposure target shot areas on the wafer W.

上述のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中に、ウエハステージWSTが固定子ユニット60とともにY軸方向へ駆動されると、その駆動による反力がY軸リニアモータ66A,66Bを構成するY軸固定子62A,62Bに作用する。この反力の作用により、Y軸固定子62A,62Bはガイド48A,48Bに沿ってY軸方向に駆動される。この場合、ガイド48A,48Bと、Y軸固定子62A,62Bに固定されたスライダ68A,68Bとの間は気体静圧軸受けにより非接触とされているので、運動量保存則が略成立するようにY軸固定子62A,62Bが移動し、前述の反力がほぼ完全にキャンセルされる。  When wafer stage WST is driven in the Y-axis direction together with stator unit 60 during the above-described step-and-scan exposure operation, the reaction force generated by the drive causes Y-axis that constitutes Y-axis linear motors 66A and 66B. It acts on the stators 62A and 62B. Due to the reaction force, the Y-axis stators 62A and 62B are driven in the Y-axis direction along the guides 48A and 48B. In this case, the guides 48A and 48B and the sliders 68A and 68B fixed to the Y-axis stators 62A and 62B are not in contact with each other by a static gas bearing, so that the momentum conservation law is substantially established. The Y-axis stators 62A and 62B move, and the aforementioned reaction force is almost completely canceled.

但し、Y軸固定子62A,62Bが上記の反力に応じた距離だけ繰り返し移動した場合、Y軸固定子62A,62Bが所定の基準位置からずれ、最悪の場合には、ウエハステージWSTの必要なストローク範囲から外れてしまう可能性がある。このため、本実施形態では、主制御装置50が、露光精度に影響を与えないタイミング、すなわち、例えば露光動作やアライメント動作が行われていない時間などに、前述した位置調整機構52A,52Bを構成する電機子コイルに対する供給電流を制御することにより、Y軸固定子62A,62Bを所定の基準位置に戻す動作を行うようになっている。  However, when the Y-axis stators 62A and 62B are repeatedly moved by a distance corresponding to the reaction force, the Y-axis stators 62A and 62B are displaced from a predetermined reference position, and in the worst case, the wafer stage WST is necessary. May be out of range. Therefore, in the present embodiment, the main controller 50 configures the position adjustment mechanisms 52A and 52B described above at a timing that does not affect the exposure accuracy, that is, at a time when, for example, the exposure operation or the alignment operation is not performed. The Y-axis stators 62A and 62B are returned to a predetermined reference position by controlling the current supplied to the armature coil.

また、ウエハステージWSTのY軸方向への目標位置に基づいて、その目標位置にウエハステージWSTを駆動した際に生じる反力が運動量保存則でキャンセルされるような位置にY軸固定子62A,62Bが移動するように、位置調整機構52A,52Bを常時制御するようにしても良い。この場合においても、露光動作やアライメント動作が行われていないタイミングで位置調整機構52A,52Bを駆動するように制御すると良い。  Further, based on the target position of wafer stage WST in the Y-axis direction, Y-axis stator 62A, is positioned so that the reaction force generated when wafer stage WST is driven to the target position is canceled by the momentum conservation law. The position adjustment mechanisms 52A and 52B may be controlled at all times so that 62B moves. Even in this case, it is preferable to control the position adjusting mechanisms 52A and 52B to be driven at the timing when the exposure operation and the alignment operation are not performed.

一方、ウエハステージWSTがX軸方向に沿って駆動されると、その駆動による反力は、固定子ユニット60に作用し、該固定子ユニット60がウエハステージWSTとは反対方向に移動しようとする。この場合、固定子ユニット60は、気体静圧軸受け151a,151bを介して、第2定盤46Bに対するX軸方向の位置が維持されているので、上記のX軸方向の反力が第2定盤46Bにも伝達され、固定子ユニット60と第2定盤46Bとが一体的にウエハステージWSTとは反対方向に移動する。  On the other hand, when wafer stage WST is driven along the X-axis direction, the reaction force due to the drive acts on stator unit 60, and stator unit 60 attempts to move in the opposite direction to wafer stage WST. . In this case, since the stator unit 60 maintains the position in the X-axis direction with respect to the second surface plate 46B via the static gas bearings 151a and 151b, the reaction force in the X-axis direction described above is the second constant force. The stator unit 60 and the second surface plate 46B are integrally moved in the opposite direction to the wafer stage WST.

この場合、第2定盤46Bは床面F上にて浮上支持されているので、固定子ユニット60と第2定盤46Bとは、運動量保存則が略成立するように一体的にX軸方向に移動し、これによりウエハステージWSTのX軸方向への駆動による反力がほぼ完全にキャンセルされる。また、このように固定子ユニット60のみが反力キャンセルのために移動するのではなく、固定子ユニット60とともに第2定盤46Bが移動するので、それらの重量が増える分、X軸方向への移動ストロークを小さく抑えることが可能である。  In this case, since the second surface plate 46B is levitated and supported on the floor surface F, the stator unit 60 and the second surface plate 46B are integrally formed in the X-axis direction so that the momentum conservation law is substantially established. Thus, the reaction force due to the driving of wafer stage WST in the X-axis direction is almost completely canceled. In addition, only the stator unit 60 does not move for canceling the reaction force in this way, but the second surface plate 46B moves together with the stator unit 60. Therefore, as the weight thereof increases, the second platen 46B moves in the X-axis direction. It is possible to keep the moving stroke small.

この場合において、ウエハステージWSTのX軸方向への駆動による反力が第2定盤46B及びガイド部材48B、Y軸固定子62Bなどの第2定盤46Bに支持された部材から成る系の重心に作用する場合には問題ないが、図8に示されるように、ウエハステージWSTが、前記系の重心Gpよりも距離L1だけ離れた位置にあり、その位置に反力が作用する場合には、第2定盤46Bに回転モーメント(トルク)Mが発生してしまう。そこで、本実施形態では、主制御装置50が、その反力の大きさ及び作用点の位置に応じて、前述の相殺機構78を構成する可動部78BをX軸方向に駆動することで、回転モーメントMを第2定盤46Bを含む閉じた系内で相殺する。In this case, the center of gravity of the system composed of members supported by the second surface plate 46B such as the second surface plate 46B, the guide member 48B, and the Y-axis stator 62B is a reaction force generated by driving the wafer stage WST in the X-axis direction. However, as shown in FIG. 8, when the wafer stage WST is located at a distance L1 away from the center of gravity Gp of the system and a reaction force acts on that position. , rotation moment (torque) M 1 is generated in the second plate 46B. Therefore, in the present embodiment, the main control device 50 rotates the movable portion 78B constituting the canceling mechanism 78 in the X-axis direction according to the magnitude of the reaction force and the position of the action point. to offset the moments M 1 in the closed system including a second plate 46B.

より具体的には、主制御装置50は、ウエハステージWSTのX軸方向への移動による反力(F)と、系の重心Gpから反力(F)が作用する点までの距離(L1)に応じて発生する重心回りの回転モーメント(M)と、相殺機構78の可動部78BのX軸方向への移動による反力(F)と、系の重心Gpから反力(F)が作用する点までの距離(L2)に応じて発生する重心回りの回転モーメントとが相反する方向で同一の大きさとなるように、相殺機構78の可動部78Bを駆動制御する。これにより、第2定盤46Bを含む系の重心Gp回りに作用するモーメント(M)を第2定盤46Bを含む系内で相殺することが可能となり、回転モーメントMによる第2定盤46Bの回転を防止することができる。More specifically, main controller 50 determines the reaction force (F 1 ) due to movement of wafer stage WST in the X-axis direction and the distance from the center of gravity Gp of the system to the point where reaction force (F 1 ) acts ( L1), the rotational moment around the center of gravity (M 1 ), the reaction force (F 2 ) due to the movement of the movable portion 78B of the canceling mechanism 78 in the X-axis direction, and the reaction force (F 2 ) The movable portion 78B of the canceling mechanism 78 is driven and controlled so that the rotational moment about the center of gravity generated according to the distance (L2) to the point at which 2 ) acts is the same in the opposite direction. As a result, the moment (M 1 ) acting around the center of gravity Gp of the system including the second surface plate 46B can be canceled in the system including the second surface plate 46B, and the second surface plate due to the rotational moment M 1 is obtained. The rotation of 46B can be prevented.

本実施形態では、上記のようにして第2定盤46Bを含む系に作用する回転モーメントを相殺することが可能であるが、第2定盤46Bは、反力Fと反力Fとの合力の作用によって、運動量保存則に従いつつX軸方向に微小量ではあるが、移動する。この第2定盤46Bの移動に伴い、前述の固定子ユニット60及び一対のY軸可動子64A、64Bが、第2定盤46B等に対してX軸方向に移動する。このような移動が、繰り返し行われると、第2定盤46B及び固定子ユニット60等が基準位置からずれ、そのずれが大きくなると、Y軸リニアモータ66Aの制御等に影響が生じることとなる。すなわち、例えばY軸可動子64AがY軸固定子62Aの内部空間から外れてしまったり、エアベアリング51Aが第2定盤46Aの第1面146aから外れてしまったりする可能性がある。従って、このような事態が発生することがないように、主制御装置50では、露光動作やアライメント動作が行われていない間に、ボイスコイルモータ80の駆動を制御し、第2定盤46B及び固定子ユニット60を所定の基準位置、あるいはその近傍に適宜移動する。In the present embodiment, it is possible to cancel the rotational moment acting on the system including the second surface plate 46B as described above. However, the second surface plate 46B has a reaction force F 1 and a reaction force F 2 . Due to the action of the resultant force, the X-axis direction moves although it is a minute amount while following the momentum conservation law. As the second surface plate 46B moves, the stator unit 60 and the pair of Y-axis movers 64A and 64B move in the X-axis direction with respect to the second surface plate 46B and the like. If such movement is repeated, the second surface plate 46B, the stator unit 60, and the like are displaced from the reference position. If the displacement is increased, the control of the Y-axis linear motor 66A is affected. That is, for example, the Y-axis movable element 64A may be disengaged from the internal space of the Y-axis stator 62A, or the air bearing 51A may be disengaged from the first surface 146a of the second surface plate 46A. Therefore, in order to prevent such a situation from occurring, the main controller 50 controls the driving of the voice coil motor 80 while the exposure operation and the alignment operation are not performed, and the second surface plate 46B and The stator unit 60 is appropriately moved to a predetermined reference position or the vicinity thereof.

また、ウエハステージWSTのX軸方向への目標位置に基づいて、その目標位置にウエハステージWSTを駆動した際に生じる反力が運動量保存則でキャンセルされるような位置に第2定盤46B及び固定子ユニット60が移動するようにボイスコイルモータ80を常時制御しても良い。この場合においても、露光動作やアライメント動作が行われていないタイミングでボイスコイルモータ80を駆動するように制御すると良い。  Further, based on the target position of wafer stage WST in the X-axis direction, the second surface plate 46B and the second surface plate 46B are positioned so that the reaction force generated when wafer stage WST is driven to the target position is canceled by the momentum conservation law. The voice coil motor 80 may be constantly controlled so that the stator unit 60 moves. Even in this case, it is preferable to control the voice coil motor 80 to be driven at a timing when the exposure operation and the alignment operation are not performed.

以上のようにすることで、露光動作、アライメント動作中に生じる反力は、ほぼ完全にキャンセルされ、また、その反力により第2定盤46B等に与えられる回転モーメントの影響を極力抑えることができ、更には、Y軸リニアモータの制御不能などが発生するのを確実に回避することができる。  By doing as described above, the reaction force generated during the exposure operation and the alignment operation is almost completely canceled, and the influence of the rotational moment given to the second surface plate 46B or the like by the reaction force can be suppressed as much as possible. In addition, it is possible to reliably avoid the occurrence of inability to control the Y-axis linear motor.

以上詳細に説明したように、本実施形態に係るステージ装置20によると、ウエハステージWSTは、第1定盤44に形成されたガイド面44aに案内され、前述の第1駆動機構を構成するX軸リニアモータ75B,75CによりX軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Z軸回りの回転方向に微小駆動される。また、ウエハステージWSTは、第1駆動機構を構成するY軸微動モータ75AによりY軸方向に微小駆動される。さらに、ウエハステージWSTは、第1定盤44に形成されたガイド面44aに案内され、第2駆動機構を構成する一対のY軸固定子64A、64Bと対応する一対のY軸可動子65A、65Bとの間の電磁相互作用により発生する駆動力(すなわち一対のY軸リニアモータ66A、66Bの駆動力)により、前記一対のY軸可動子65A、65Bが長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた固定子ユニット60と一体的に、Y軸方向に駆動される。  As described above in detail, according to the stage apparatus 20 according to the present embodiment, the wafer stage WST is guided by the guide surface 44a formed on the first surface plate 44, and constitutes the first drive mechanism described above. The shaft linear motors 75B and 75C are driven with a predetermined stroke in the X-axis direction and are finely driven in the rotation direction around the Z-axis. Wafer stage WST is finely driven in the Y-axis direction by Y-axis fine movement motor 75A constituting the first drive mechanism. Further, wafer stage WST is guided by guide surface 44a formed on first surface plate 44, and a pair of Y-axis movers 65A corresponding to a pair of Y-axis stators 64A and 64B constituting the second drive mechanism, The pair of Y-axis movers 65A and 65B has one end and the other end in the longitudinal direction due to a driving force generated by electromagnetic interaction with 65B (that is, a driving force of the pair of Y-axis linear motors 66A and 66B). Are driven in the Y-axis direction integrally with the stator unit 60 provided respectively.

この場合、第1駆動機構(Y軸微動モータ75A、X軸リニアモータ75B,75C)を構成する固定子ユニット60(X軸固定子61B、61C及びY軸微動固定子61Aを含む)は、第1定盤44とは振動的に分離された第2定盤46A,46Bの第1面146a,146cによりZ軸方向に関して支持されている。  In this case, the stator unit 60 (including the X-axis stators 61B and 61C and the Y-axis fine movement stator 61A) constituting the first drive mechanism (Y-axis fine movement motor 75A, X-axis linear motors 75B and 75C) The first surface 146a and 146c of the second surface plates 46A and 46B separated from the first surface plate 44 are supported in the Z-axis direction.

従って、ウエハステージWSTが固定子ユニット60とともに一対のY軸リニアモータ66A、66BによりY軸方向に駆動される際に、一対のY軸固定子64A、64Bに振動が仮に発生した場合にも、その振動は、Y軸固定子64A、64Bを個別に支持する第2定盤46A、46Bに伝達するのみで、これらと振動的に分離された第1定盤44に伝達されることはない。また、Y軸固定子64A、64Bの振動が対応するY軸可動子65A、65Bに伝達されたとしても、それらのY軸可動子65A、65Bがその両端に設けられた固定子ユニット60は、一対の第2定盤46A、46Bの支持面146a、146Bに気体静圧軸受けを介してZ軸方向に関して非接触で支持されているので、第2定盤46A、46Bに振動が伝達されることはあっても、これらの第2定盤46A、46Bと振動的に分離された第1定盤44に伝達されることはない。また、Y軸可動子65A、65Bの振動が固定子ユニット60に影響を与えることも殆どない。なお、防振ユニット92は、第1定盤44に伝達される振動の影響がなければ、必ずしも設ける必要はない。防振ユニット92を設けない場合、第1定盤44と第2定盤46A,46Bとを一体に構成しても良い。  Therefore, when the wafer stage WST is driven in the Y-axis direction by the pair of Y-axis linear motors 66A and 66B together with the stator unit 60, even if vibration occurs in the pair of Y-axis stators 64A and 64B, The vibration is transmitted only to the second surface plates 46A and 46B that individually support the Y-axis stators 64A and 64B, and is not transmitted to the first surface plate 44 that is vibrationally separated from these. Even if the vibrations of the Y-axis stators 64A and 64B are transmitted to the corresponding Y-axis movers 65A and 65B, the stator unit 60 provided with the Y-axis movers 65A and 65B at both ends thereof is Since the support surfaces 146a and 146B of the pair of second surface plates 46A and 46B are supported in a non-contact manner with respect to the Z-axis direction via the static gas bearings, vibration is transmitted to the second surface plates 46A and 46B. However, it is not transmitted to the first surface plate 44 that is vibrationally separated from the second surface plates 46A and 46B. Further, the vibrations of the Y-axis movers 65A and 65B hardly affect the stator unit 60. The anti-vibration unit 92 is not necessarily provided if there is no influence of vibration transmitted to the first surface plate 44. When the vibration isolation unit 92 is not provided, the first surface plate 44 and the second surface plates 46A and 46B may be configured integrally.

また、可動子ユニット(具体的には、Y軸微動可動子76A)と固定子ユニット60(具体的には、Y軸微動固定子61A)との間の電磁相互作用により発生する駆動力よりウエハステージWSTをY軸方向(走査方向)へ微小駆動することができるので、ウエハステージWST(可動子ユニット)と固定子ユニット60とのY軸方向の位置関係を維持するためにエアベアリング等を設ける必要がないとともに、ウエハステージWSTをY軸方向に関して所望の位置に精度良く移動させることが可能となる。  Further, the wafer is generated by a driving force generated by electromagnetic interaction between the mover unit (specifically, the Y-axis fine movement mover 76A) and the stator unit 60 (specifically, the Y-axis fine movement stator 61A). Since stage WST can be finely driven in the Y-axis direction (scanning direction), an air bearing or the like is provided in order to maintain the positional relationship between wafer stage WST (movable unit) and stator unit 60 in the Y-axis direction. It is not necessary, and wafer stage WST can be accurately moved to a desired position in the Y-axis direction.

この場合、固定子ユニット60のY軸方向への移動が直接的にウエハステージWSTに影響を与えることもない。これにより、ウエハステージWSTのY軸方向への駆動がウエハステージWSTの振動要因となることがなく、Y軸方向への駆動に際してウエハステージWSTの位置制御精度を高く維持することができる。  In this case, movement of stator unit 60 in the Y-axis direction does not directly affect wafer stage WST. Thereby, driving in the Y-axis direction of wafer stage WST does not become a vibration factor of wafer stage WST, and the position control accuracy of wafer stage WST can be maintained high during driving in the Y-axis direction.

また、ウエハステージWSTは、可動子ユニットと固定子ユニット60との間の電磁相互作用によって生じる駆動力によりガイド面44aに案内された状態で、固定子ユニット60に沿ってX軸方向へ駆動されるので、この駆動の際にウエハステージWSTに振動が生じることもない。また、この駆動による反力が、固定子ユニット60を介してY軸固定子64A、64Bをそれぞれ支持する第2定盤46A、46Bに伝達されても、この振動が第1定盤44に伝達されることはない。  Wafer stage WST is driven in the X-axis direction along stator unit 60 in a state of being guided by guide surface 44a by a driving force generated by electromagnetic interaction between mover unit and stator unit 60. Therefore, vibration does not occur in wafer stage WST during this driving. Further, even if the reaction force due to this driving is transmitted to the second surface plates 46A and 46B supporting the Y-axis stators 64A and 64B via the stator unit 60, this vibration is transmitted to the first surface plate 44. Will never be done.

従って、ステージ装置20によると、ウエハステージWSTの駆動により生じる反力に起因する各部の振動がウエハステージWSTの位置制御性を悪化させる要因となることが殆どなく、ウエハステージWSTの高精度な位置制御を実現することができる。  Therefore, according to stage device 20, the vibration of each part due to the reaction force generated by driving wafer stage WST hardly causes deterioration of the position controllability of wafer stage WST, and high-accuracy position of wafer stage WST is achieved. Control can be realized.

また、ステージ装置20によると、固定子ユニット60は、X軸方向に延びるY軸微動固定子61Aと、該Y軸微動固定子61Aを中心としてY軸方向の一側と他側にそれぞれ配置されたX軸方向に延びる一対のX軸固定子61B,61Cとを含み、可動子ユニットは、Y軸微動固定子61Aとの間の電磁相互作用によりウエハステージWSTをY軸方向に微小駆動する駆動力を発生するY軸微動可動子76Aと、一対のX軸固定子61B,61Cとの間で個別に電磁相互作用を行い、ウエハステージWSTをX軸方向に駆動する駆動力をそれぞれ発生する一対のX軸可動子76B,76Cとを含んでいる。すなわち、ウエハステージWSTをY軸方向に微小駆動するY軸微動モータ75Aと、該Y軸微動モータ75Aを中心としY軸方向の一側と他側にそれぞれ配置されたX軸リニアモータ75B,75Cとを有しているので、X軸リニアモータ75B,75Cの駆動力を同一とすることにより、ステージの重心近傍に駆動力を作用させることが可能となり、X軸リニアモータ75B,75Cの駆動力を大きさが同一で反対方向の力とすることにより、重心回りの回転駆動を行うことができる。  Further, according to the stage device 20, the stator unit 60 is arranged on the Y axis fine movement stator 61A extending in the X axis direction, and on one side and the other side of the Y axis direction centering on the Y axis fine movement stator 61A. The mover unit includes a pair of X-axis stators 61B and 61C extending in the X-axis direction, and the mover unit drives the wafer stage WST minutely in the Y-axis direction by electromagnetic interaction with the Y-axis fine movement stator 61A. A pair of electromagnetic forces that individually generate electromagnetic force between the Y-axis fine-moving movable element 76A that generates force and the pair of X-axis stators 61B and 61C to generate driving force for driving the wafer stage WST in the X-axis direction. X-axis movers 76B and 76C. That is, Y-axis fine motor 75A that finely drives wafer stage WST in the Y-axis direction, and X-axis linear motors 75B and 75C disposed around one side and the other side in the Y-axis direction with Y-axis fine motor 75A as the center. Therefore, by making the driving force of the X-axis linear motors 75B and 75C the same, it becomes possible to apply the driving force in the vicinity of the center of gravity of the stage, and the driving force of the X-axis linear motors 75B and 75C. Can be driven about the center of gravity.

また、本実施形態に係るステージ装置20によると、Y軸リニアモータ66A,66Bは、可動子64A,64Bが電機子ユニットから成り、固定子64A,64Bが磁極ユニットから成る、一対のムービングコイル型のリニアモータによって構成されているので、可動子側を軽量化することができるとともに、固定子側を重量化することができる。この場合、固定子がカウンタマスとして機能する際のストロークを小さくすることができ、装置の小型化を図ることが可能となる。また、本実施形態では、ムービングコイル型のY軸リニアモータ66A,66Bを採用しているので、ウエハステージを2つ備え、該2つのウエハステージのY軸リニアモータの固定子を共通にすることで、ウエハステージを2つ備えるツインウエハステージタイプのウエハステージ装置を比較的容易に実現することが可能となる。  Further, according to the stage apparatus 20 according to the present embodiment, the Y-axis linear motors 66A and 66B are a pair of moving coil types in which the movers 64A and 64B are composed of armature units and the stators 64A and 64B are composed of magnetic pole units. Therefore, the mover side can be reduced in weight and the stator side can be increased in weight. In this case, the stroke when the stator functions as a counter mass can be reduced, and the apparatus can be miniaturized. In this embodiment, since the moving coil type Y-axis linear motors 66A and 66B are employed, two wafer stages are provided, and the stators of the Y-axis linear motors of the two wafer stages are made common. Thus, a twin wafer stage type wafer stage apparatus having two wafer stages can be realized relatively easily.

また、第2定盤46A,46Bは、Y軸固定子62A,62Bの基盤をも兼ねており、各Y軸固定子62A,62Bは、第2定盤46A,46Bとの間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくともY軸方向に関する相対移動が許容されている。このため、ウエハステージWSTのY軸方向への駆動時に、固定子ユニット60と一体でY軸可動子64A,64BがY軸方向に駆動される際にY軸固定子62A,62Bに生じる反力によりY軸固定子62A,62Bが運動量保存則に従ってY軸方向に移動する。これにより、その反力がほぼ完全にキャンセルされ、振動の発生が防止される。この場合、重心位置の移動も生じないので、偏荷重の発生もない。  The second surface plates 46A and 46B also serve as the bases of the Y-axis stators 62A and 62B. The Y-axis stators 62A and 62B have a frictional force between the second surface plates 46A and 46B. In a substantially zero state, relative movement at least in the Y-axis direction is allowed. Therefore, when the wafer stage WST is driven in the Y-axis direction, the reaction force generated in the Y-axis stators 62A and 62B when the Y-axis movable elements 64A and 64B are driven in the Y-axis direction integrally with the stator unit 60. Thus, the Y-axis stators 62A and 62B move in the Y-axis direction in accordance with the momentum conservation law. As a result, the reaction force is almost completely canceled and the occurrence of vibration is prevented. In this case, since the center of gravity does not move, there is no occurrence of uneven load.

また、本実施形態に係るステージ装置20によると、固定子ユニット60は、ウエハステージWST及びガイド面44aとの間の摩擦力がほぼゼロの状態で、X軸方向に関する相対移動が許容されているので、ウエハステージWSTのX軸方向への駆動の際にはその駆動力の反力により固定子ユニット60が、運動量保存則に従ってX軸方向に移動し、その反力がキャンセルされ、その反力に起因する振動の発生を防止することができる。更に、第2定盤46Bは、床面Fに対して移動可能とされ、ウエハステージWST(X軸可動子76B,76C)のX軸方向への駆動時に固定子ユニット60に生じる反力を、第2定盤46Bに伝達する気体静圧軸受け151a、151bが、固定子ユニット60に設けられている。このため、ウエハステージWST(X軸可動子76B,76C)の反力が固定子ユニット60及び第2定盤46B等の移動によりキャンセルされる。この場合、第2定盤46Bなどの質量は大きいので、その移動距離を極力短くすることが可能となっている。  Further, according to the stage apparatus 20 according to the present embodiment, the stator unit 60 is allowed to move relative to the X-axis direction while the frictional force between the wafer stage WST and the guide surface 44a is substantially zero. Therefore, when the wafer stage WST is driven in the X-axis direction, the stator unit 60 moves in the X-axis direction according to the momentum conservation law due to the reaction force of the drive force, and the reaction force is canceled and the reaction force It is possible to prevent the occurrence of vibration due to the above. Further, the second surface plate 46B is movable with respect to the floor surface F, and the reaction force generated in the stator unit 60 when the wafer stage WST (X-axis movable elements 76B and 76C) is driven in the X-axis direction is Gas static pressure bearings 151 a and 151 b that transmit to the second surface plate 46 </ b> B are provided in the stator unit 60. For this reason, the reaction force of wafer stage WST (X-axis movers 76B and 76C) is canceled by the movement of stator unit 60, second surface plate 46B, and the like. In this case, since the mass of the second surface plate 46B and the like is large, it is possible to shorten the moving distance as much as possible.

また、本実施形態に係るステージ装置20によると、前述の2つの位置調整機構52A,52Bにより、Y軸固定子62A,62BのY軸方向の位置を所定の基準位置まで戻すことが可能であることから、Y軸固定子62A,62Bの移動ストロークを大きくとる必要がなく、その分小型化を図ることが可能となっている。また、位置調整装置52A,52Bは、Y軸固定子62A、62Bの一部を可動子としているので、Y軸リニアモータと別個に磁極ユニット(又は電機子ユニット)を設ける必要がない。  Further, according to the stage apparatus 20 according to the present embodiment, the positions of the Y-axis stators 62A and 62B in the Y-axis direction can be returned to a predetermined reference position by the above-described two position adjustment mechanisms 52A and 52B. For this reason, it is not necessary to increase the movement stroke of the Y-axis stators 62A and 62B, and the size can be reduced accordingly. Further, since the position adjusting devices 52A and 52B use a part of the Y-axis stators 62A and 62B as movers, it is not necessary to provide a magnetic pole unit (or armature unit) separately from the Y-axis linear motor.

更に、ステージ装置20によると、前述した相殺機構78により、ウエハステージWSTの駆動時の反力に起因する第2定盤46Bの回転の発生を防止することが可能である。  Furthermore, according to the stage apparatus 20, it is possible to prevent the occurrence of rotation of the second surface plate 46B due to the reaction force when the wafer stage WST is driven by the canceling mechanism 78 described above.

また、本実施形態の露光装置10によると、ステージ装置20によりウエハステージWSTの位置制御性の向上が図られるので、これによりウエハステージWST上に保持されたウエハWに精度良くレチクルRのパターンを転写することが可能となる。  Further, according to the exposure apparatus 10 of the present embodiment, the position controllability of the wafer stage WST can be improved by the stage apparatus 20, so that the pattern of the reticle R can be accurately formed on the wafer W held on the wafer stage WST. It becomes possible to transfer.

また、露光装置10によると、ステージ装置20は、走査方向に関して粗微動型の構成が採用されているので、走査露光時のレチクルステージRSTとウエハステージWSTとの同期精度を向上させることができ、この点においても、露光精度(レチクルパターンとウエハとの重ね合わせ精度など)の向上が可能となる。  Further, according to the exposure apparatus 10, since the stage apparatus 20 adopts a coarse / fine movement type configuration in the scanning direction, the synchronization accuracy between the reticle stage RST and the wafer stage WST at the time of scanning exposure can be improved. In this respect as well, it is possible to improve the exposure accuracy (such as the overlay accuracy between the reticle pattern and the wafer).

なお、上記実施形態では、第2定盤をY軸固定子に対応して2つ備えるものとしたが、これに限らず、第2定盤は1つであっても良い。この場合、例えば、第2定盤としては第1定盤44を取り囲むような枠状の定盤を採用することができる。  In the above-described embodiment, two second surface plates are provided corresponding to the Y-axis stator. However, the present invention is not limited to this, and there may be one second surface plate. In this case, for example, a frame-shaped surface plate surrounding the first surface plate 44 can be adopted as the second surface plate.

また、上記実施形態では、2つの第2定盤46A,46Bのうちの一方の第2定盤46Bを床面上で浮上支持し、該一方の第2定盤46BをX軸方向のカウンタマスとして用いる場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、2つの第2定盤46A,46Bのいずれも、床面F上に浮上支持される構成を採用しても良い。また、この場合には、2つの第2定盤46A,46Bを所定の連結部材で連結し、各定盤が同一量だけ移動するような構成を採用しても良い。例えば、2つの第2定盤46A,46Bを所定の連結部材で連結するかあるいは一体化して第1定盤44を取り囲むような枠状の定盤とし、この定盤を床面F上に浮上支持してX軸方向及びY軸方向への移動並びにθz回転が可能なように構成しても良い。これにより、第2定盤をX軸方向及びθz方向用のカウンタマスとして機能させることができる。そして、この第2定盤のX軸方向の位置及びY軸方向の位置の調整、並びにθz回転の除去を行うための駆動装置を設けても良い。この駆動装置としては、前述の位置調整機構52A,52B、ボイスコイルモータ80、相殺機構78等と同様の構成を用いることができる。さらに、第1定盤44と第2定盤46A,46Bとを一体化してX軸方向、Y軸方向、θz回転用のカウンタマスとして機能させることも可能である。  In the above-described embodiment, one of the two second surface plates 46A and 46B is levitated and supported on the floor surface, and the one second surface plate 46B is counter-massed in the X-axis direction. However, the present invention is not limited to this, and any of the two second surface plates 46A and 46B may be configured to be levitated and supported on the floor surface F. In this case, a configuration in which the two second surface plates 46A and 46B are connected by a predetermined connecting member and the respective surface plates move by the same amount may be employed. For example, the two second surface plates 46A and 46B are connected by a predetermined connecting member or integrated into a frame-shaped surface plate surrounding the first surface plate 44, and the surface plate floats on the floor F. It may be configured so that it can be supported and moved in the X-axis direction and the Y-axis direction and θz rotation. As a result, the second surface plate can function as a counter mass for the X-axis direction and the θz direction. A drive device for adjusting the position of the second surface plate in the X-axis direction and the position of the Y-axis direction and removing the θz rotation may be provided. As this driving device, the same configuration as the position adjusting mechanisms 52A and 52B, the voice coil motor 80, the canceling mechanism 78, etc. can be used. Furthermore, the first surface plate 44 and the second surface plates 46A and 46B can be integrated to function as a counter mass for X-axis direction, Y-axis direction, and θz rotation.

また、第2定盤46A、46Bを所定の連結部材で連結するかあるいは一体化して第1定盤44を囲むような枠状部材とし、この枠状部材にY軸リニアモータ66A、66BのY軸固定子(磁極ユニット)62A、62Bを固定する構成としても良い。そして、この枠状部材を床面F上に浮上支持してX軸方向及びY軸方向への移動並びにθz回転が可能なように構成し、X軸方向、Y軸方向、θz回転用のカウンタマスとして機能させても良い。この場合においても、前述のように、枠状部材のX軸方向の位置及びY軸方向の位置の調整、並びにθz回転の除去を行うための駆動装置を設けても良い。さらに、枠状部材と第1定盤44とを一体化して前記反力が第1定盤44に伝わるようにし、その第1定盤44をX軸方向、Y軸方向、θz回転用のカウンタマスとして機能させることも可能である。  Further, the second surface plates 46A and 46B are connected by a predetermined connecting member or integrated to form a frame-shaped member surrounding the first surface plate 44, and the Y-axis linear motors 66A and 66B are connected to the frame-shaped member. It is good also as a structure which fixes axial stator (magnetic pole unit) 62A, 62B. The frame-like member is floated and supported on the floor surface F so as to be able to move in the X-axis direction and the Y-axis direction and rotate θz, and a counter for rotating in the X-axis direction, Y-axis direction, and θz It may function as a mass. Also in this case, as described above, a driving device for adjusting the position of the frame member in the X-axis direction and the position in the Y-axis direction and removing the θz rotation may be provided. Further, the frame member and the first surface plate 44 are integrated so that the reaction force is transmitted to the first surface plate 44, and the first surface plate 44 is countered for rotating in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz. It is also possible to function as a mass.

なお、上記実施形態で説明した相殺機構78は、一例であって、本発明のステージ装置では、特定定盤(上記実施形態では第2定盤46B)上に設けられ、ステージ(可動子ユニット)のX軸方向への駆動時に生じる反力の作用に起因して前記特定定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構の構成として、種々の構成を採用することができる。  The canceling mechanism 78 described in the above embodiment is an example, and in the stage device of the present invention, it is provided on a specific surface plate (second surface plate 46B in the above embodiment), and a stage (mover unit). Various configurations can be adopted as the configuration of the canceling mechanism that cancels the rotational moment generated in the specific surface plate due to the action of the reaction force generated when driving in the X-axis direction.

すなわち、例えば図9に示されるような構成を採用することも可能である(以下、第1の変形例と呼ぶ)。この図9に示される第1の変形例に係るステージ装置20’は、前述したステージ装置20とほぼ同様に構成されているが、相殺機構78に代えて、相殺機構BMが設けられている点に特徴を有している。  That is, for example, a configuration as shown in FIG. 9 can be employed (hereinafter referred to as a first modification). The stage device 20 ′ according to the first modification shown in FIG. 9 is configured in substantially the same manner as the stage device 20 described above, but is provided with a canceling mechanism BM instead of the canceling mechanism 78. It has the characteristics.

この相殺機構BMは、第2定盤46Bの−X側端部に設けられたY軸方向を長手方向とするガイド181と、該ガイド181に係合状態とされたバランスマス182とを備えている。前記バランスマス182は、不図示の駆動機構によりガイド181に沿ってY軸方向に駆動可能となっている。  The canceling mechanism BM includes a guide 181 provided at the −X side end of the second surface plate 46B and having a Y axis direction as a longitudinal direction, and a balance mass 182 engaged with the guide 181. Yes. The balance mass 182 can be driven in the Y-axis direction along the guide 181 by a drive mechanism (not shown).

前記バランスマス182は、ウエハステージWSTのY軸方向の位置に応じて主制御装置50により前記駆動機構を介して駆動され、ウエハステージWSTがX軸方向に駆動された際に生じる反力の第2定盤46Bへの伝達部近傍に、第2定盤46B及び相殺機構BMを含む系の重心が位置するように制御される。すなわち、図10(A)に示されるようにウエハステージWSTがY軸方向一側(+Y側端部)近傍に位置する場合には、バランスマス182も+Y側端部に位置するように制御され、図10(B)に示されるようにウエハステージWSTがY軸方向他側(−Y側端部)近傍に位置する場合には、バランスマス182も−Y側端部に位置するように制御される。  The balance mass 182 is driven through the drive mechanism by the main controller 50 in accordance with the position of the wafer stage WST in the Y-axis direction, and a first reaction force generated when the wafer stage WST is driven in the X-axis direction. Control is performed so that the center of gravity of the system including the second surface plate 46B and the canceling mechanism BM is positioned in the vicinity of the transmission portion to the 2 surface plate 46B. That is, as shown in FIG. 10A, when wafer stage WST is positioned near one side in the Y-axis direction (+ Y side end), balance mass 182 is controlled to be positioned at the + Y side end. As shown in FIG. 10B, when wafer stage WST is positioned near the other side in the Y-axis direction (−Y side end), control is performed so that balance mass 182 is also positioned at the −Y side end. Is done.

このように、第1の変形例に係るステージ装置20’によると、ウエハステージWSTの位置(Y軸方向位置)に関わらず、ウエハステージWSTのX軸方向駆動に伴う反力は、常に第2定盤46Bの重心付近に伝達することとなるため、第2定盤46Bにはトルク成分が発生しない、あるいは発生しても僅かな量に抑制することができる。  As described above, according to the stage apparatus 20 ′ according to the first modification, the reaction force accompanying the X-axis direction driving of the wafer stage WST is always the second regardless of the position (Y-axis direction position) of the wafer stage WST. Since the torque is transmitted to the vicinity of the center of gravity of the surface plate 46B, no torque component is generated on the second surface plate 46B, or even if it is generated, it can be suppressed to a small amount.

なお、相殺機構BMを構成するバランスマス182の質量は、第2定盤46Bに生じるトルク成分を見積もり、それを打ち消すことが可能な値に設定することとし、バランスマス182の駆動量は、バランスマス182の質量に応じて調整するものとする。  Note that the mass of the balance mass 182 constituting the canceling mechanism BM is set to a value that allows the torque component generated in the second surface plate 46B to be estimated and canceled, and the drive amount of the balance mass 182 It shall be adjusted according to the mass of the mass 182.

また、上記相殺機構BMに代えて図11に示されるような2つのアクチュエータ(リアクションモータ)80A,80Bを、相殺機構として備えた第2の変形例に係るステージ装置20”を、ステージ装置20に代えて採用しても良い。この第2の変形例に係るステージ装置20”では、ウエハステージWSTの駆動に伴って生じる反力の作用による第2定盤46Bのトルク成分をキャンセルする相殺機構が、第2定盤46Bの+X側にY軸方向に所定間隔を隔てて配置された2つのアクチュエータ(リアクションモータ)80A,80Bによって構成されている。  In addition, a stage apparatus 20 ″ according to a second modification provided with two actuators (reaction motors) 80A and 80B as shown in FIG. The stage device 20 ″ according to the second modification may include a canceling mechanism that cancels the torque component of the second surface plate 46B due to the reaction force generated when the wafer stage WST is driven. The second surface plate 46B includes two actuators (reaction motors) 80A and 80B arranged at a predetermined interval in the Y-axis direction on the + X side.

前記一方のアクチュエータ(リアクションモータ)80Aとしては、例えば第2定盤46Bの+X側の面の−Y側端部近傍に突設された可動子81Aと、該可動子81Aとの間の電磁相互作用によりX軸方向の駆動力を発生する固定子82Aとから成るボイスコイルモータを用いることができる。この場合固定子82Aは、支持部材83Aによって床面Fから所定高さの位置で支持されている。  As the one actuator (reaction motor) 80A, for example, a movable element 81A protruding near the −Y side end of the + X side surface of the second surface plate 46B, and the electromagnetic mutual between the movable element 81A A voice coil motor including a stator 82A that generates a driving force in the X-axis direction by action can be used. In this case, the stator 82A is supported at a predetermined height from the floor surface F by the support member 83A.

他方のアクチュエータ(リアクションモータ)80Bとしては、上記アクチュエータ(リアクションモータ)80Aと同様に、支持部材83Bによって支持された固定子82Bと第2定盤46Bの+X側の面の+Y側端部近傍に突設された可動子81Bとから成るボイスコイルモータを用いることができる。  As the other actuator (reaction motor) 80B, similar to the actuator (reaction motor) 80A, the stator 82B supported by the support member 83B and the vicinity of the + Y side end of the + X side surface of the second surface plate 46B. A voice coil motor including the projecting movable element 81B can be used.

この第2の変形例に係るステージ装置20”によると、2つのアクチュエータ80A,80Bから第2定盤46A,46Bに与えられるX軸方向の力のバランスを調整することによって、ウエハステージWSTの移動に伴って第2定盤46Bに生じるトルク成分をほぼ完全にキャンセルすることが可能となる。  According to the stage apparatus 20 ″ according to the second modification, the wafer stage WST is moved by adjusting the balance of the forces in the X-axis direction applied from the two actuators 80A, 80B to the second surface plates 46A, 46B. Accordingly, the torque component generated in the second surface plate 46B can be canceled almost completely.

なお、これら2つのアクチュエータ80A,80Bの駆動によって支持部材83A、83Bに作用する反力を、必要に応じて、別途不図示の3自由度のカウンタマスを用いてキャンセルすることとしても良い。また、2つのアクチュエータ80A,80Bに前記ボイスコイルモータ80の機能を併用させても良い。すなわち、2つのアクチュエータ80A,80Bを、第2定盤46Bに生じるトルク成分のキャンセルに用いるだけでなく、前述のように第2定盤46B及び固定子ユニット60を所定の基準位置又はその近傍に移動させるために使用することとしても良い。  The reaction force acting on the support members 83A and 83B by driving these two actuators 80A and 80B may be canceled using a counter mass with three degrees of freedom (not shown) as necessary. Further, the function of the voice coil motor 80 may be used in combination with the two actuators 80A and 80B. That is, not only the two actuators 80A and 80B are used for canceling the torque component generated in the second surface plate 46B, but the second surface plate 46B and the stator unit 60 are brought to a predetermined reference position or in the vicinity thereof as described above. It may be used for movement.

更に、図12に示されるような第3の変形例のステージ装置120を、前述のステージ装置20に代えて採用することとしても良い。この第3の変形例のステージ装置120は、第2定盤46B上に配置された2つのリアクションモータ115A,115Bによって相殺機構が構成されている点に特徴を有する。  Furthermore, a stage device 120 of the third modification as shown in FIG. 12 may be employed in place of the stage device 20 described above. The stage device 120 of the third modified example is characterized in that a canceling mechanism is constituted by two reaction motors 115A and 115B arranged on the second surface plate 46B.

一方のリアクションモータ115Aは、図12に示されるように、X軸方向を長手方向とし、第2定盤46Bの−Y端部近傍に固定されたガイド114と、該ガイド114に沿ってスライド移動可能な固定子部112と、該固定子部112の内部に設けられた可動子113とを備えている。  As shown in FIG. 12, one reaction motor 115 </ b> A has a guide 114 fixed in the vicinity of the −Y end of the second surface plate 46 </ b> B with the X-axis direction as a longitudinal direction, and slides along the guide 114. A possible stator portion 112 and a movable element 113 provided inside the stator portion 112 are provided.

前記固定子部112は、Z軸方向に所定間隔を隔てて設けられた一対のマス111A,111Bと、これらのマス111A,111B同士が対向する面に設けられた複数の永久磁石を含んで構成される固定子ユニット(不図示)とを備えている。この場合、下方に位置するマス111Bは、ガイド114及び第2定盤46Bに対して不図示のエアベアリング等を介して非接触とされている。  The stator portion 112 includes a pair of masses 111A and 111B provided at a predetermined interval in the Z-axis direction, and a plurality of permanent magnets provided on surfaces where these masses 111A and 111B face each other. And a stator unit (not shown). In this case, the lower mass 111B is not in contact with the guide 114 and the second surface plate 46B via an air bearing (not shown) or the like.

前記可動子113は、内部に複数の電機子コイルを含む電機子ユニットから成り、マス111A、111B間に挿入されている。すなわち、可動子113は、該可動子113の電機子コイルに供給される電流と固定子ユニットによって形成される磁界との間の電磁相互作用により、固定子部112の内部でX軸方向に駆動されるようになっている。  The movable element 113 includes an armature unit including a plurality of armature coils therein, and is inserted between the masses 111A and 111B. That is, the mover 113 is driven in the X-axis direction inside the stator portion 112 by electromagnetic interaction between the current supplied to the armature coil of the mover 113 and the magnetic field formed by the stator unit. It has come to be.

すなわち、このように構成されるリアクションモータ115Aによると、可動子113が例えば+X方向に駆動されると、その駆動によって生じる反力が固定子部112に作用し、固定子部112が可動子113の駆動方向とは反対の方向(−X方向)に移動する。さらに、この固定子部112の移動による+X方向の反力が、第2定盤46Bに作用する。従って、第2定盤46Bには+X方向の力が作用することとなる。このように、リアクションモータ115Aによると、可動子113の駆動方向と同一方向の力を第2定盤46Bに作用させることができる。  That is, according to the reaction motor 115A configured as described above, when the mover 113 is driven in the + X direction, for example, the reaction force generated by the drive acts on the stator part 112, and the stator part 112 is moved to the mover 113. It moves in the direction opposite to the driving direction (−X direction). Further, a reaction force in the + X direction due to the movement of the stator portion 112 acts on the second surface plate 46B. Accordingly, a force in the + X direction acts on the second surface plate 46B. Thus, according to the reaction motor 115A, a force in the same direction as the driving direction of the mover 113 can be applied to the second surface plate 46B.

他方のリアクションモータ115Bも、上述のリアクションモータ115Aと同様に構成されている。  The other reaction motor 115B is configured similarly to the above-described reaction motor 115A.

従って、第3の変形例のステージ装置120によると、第2定盤46B上に配置された2つのリアクションモータ115A,115Bのそれぞれから第2定盤46Bに伝達される反力のバランスを調整することで、第2定盤46Bに作用するウエハステージWSTの位置及び移動に起因するトルク成分をキャンセルすることが可能である。この場合、リアクションモータ115A,115Bを構成する固定子部112のマス111A,111Bの質量や発生推力等を、ウエハステージWSTのY軸方向位置や、第2定盤46Bに生じるトルク成分に基づいて見積もることにより、トルク成分をほぼ完全にキャンセルすることが可能となる。  Therefore, according to the stage device 120 of the third modified example, the balance of the reaction force transmitted from the two reaction motors 115A and 115B arranged on the second surface plate 46B to the second surface plate 46B is adjusted. Thus, it is possible to cancel the torque component resulting from the position and movement of wafer stage WST acting on second surface plate 46B. In this case, the masses and generated thrusts of the masses 111A and 111B of the stator portion 112 constituting the reaction motors 115A and 115B are based on the Y-axis direction position of the wafer stage WST and the torque component generated on the second surface plate 46B. By estimating, it is possible to cancel the torque component almost completely.

なお、リアクションモータ(115A,115B)については、第2定盤46B上に2つ設けるものとしたが、これに限らず、上記実施形態の相殺機構78と同様にリアクションモータを1つのみ設けることとしても良い。  The two reaction motors (115A, 115B) are provided on the second surface plate 46B. However, the present invention is not limited to this, and only one reaction motor is provided as in the canceling mechanism 78 of the above embodiment. It is also good.

なお、上記実施形態では、位置調整機構の可動子としてY軸リニアモータの一部を兼用するものとしたが、これに限らず、Y軸固定子に、別途可動子を取り付けても良いことは勿論である。  In the above-described embodiment, a part of the Y-axis linear motor is also used as the mover of the position adjustment mechanism. However, the present invention is not limited to this. Of course.

なお、上記実施形態では、第2定盤を所定位置に戻す位置調整機構としてボイスコイルモータを用いるものとしたが、リニアモータ等の別の駆動機構を用いても勿論良い。  In the above embodiment, the voice coil motor is used as the position adjusting mechanism for returning the second surface plate to the predetermined position, but it is needless to say that another driving mechanism such as a linear motor may be used.

なお、上記実施形態では、X軸リニアモータにムービングマグネット型のリニアモータを採用し、Y軸リニアモータにムービングコイル型のリニアモータを採用するものとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、両リニアモータともにムービングコイル型のリニアモータを採用しても良いし、ともにムービングマグネット型のリニアモータを採用しても良い。また、X軸リニアモータをムービングコイル型のリニアモータとし、Y軸リニアモータをムービングマグネット型のリニアモータとしても良い。  In the above embodiment, a moving magnet type linear motor is used for the X-axis linear motor and a moving coil type linear motor is used for the Y-axis linear motor. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, both of the linear motors may be moving coil type linear motors, or both may be moving magnet type linear motors. The X-axis linear motor may be a moving coil type linear motor, and the Y-axis linear motor may be a moving magnet type linear motor.

なお、上記実施形態では、第1駆動機構が2つのX軸リニアモータと1つのY軸微動モータとにより構成されるものとしたが、ウエハステージWSTを第1軸方向(例えばX軸方向)に所定ストロークで駆動するとともに、ウエハステージWSTの移動面と平行な面内で前記第1軸に直交する第2軸方向(例えばY軸方向)並びに前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸(例えばZ軸)回りに微小駆動する駆動機構であれば、その構成は上記実施形態の構成に限られるものではない。  In the above embodiment, the first drive mechanism is constituted by two X-axis linear motors and one Y-axis fine movement motor. However, wafer stage WST is moved in the first axis direction (for example, the X-axis direction). The second axis direction (for example, the Y-axis direction) orthogonal to the first axis and the first axis orthogonal to the first axis and the second axis in a plane parallel to the moving surface of the wafer stage WST are driven with a predetermined stroke. The configuration is not limited to the configuration of the above embodiment as long as it is a drive mechanism that finely drives around three axes (for example, the Z axis).

なお、上記実施形態では、Y軸固定子、並びにX軸固定子及び第2定盤が、カウンタマスとしての機能を有する場合について説明したが、これに限らず、各部はカウンタマスとしての機能を有していなくても良い。  In the above embodiment, the case where the Y-axis stator, the X-axis stator, and the second surface plate have a function as a counter mass has been described. However, the present invention is not limited to this, and each unit functions as a counter mass. It does not have to have.

なお、上記実施形態では、ウエハステージWSTが第1定盤44のガイド面44aに対して気体静圧軸受けにより浮上支持され、固定子ユニット60が第2定盤46A,46Bの第1面146a、146cに対して気体静圧軸受けにより浮上支持される場合について説明したが、これに限らず、磁気浮上や機械的なガイドを採用することとしても良い。  In the above embodiment, wafer stage WST is levitated and supported by a static gas bearing with respect to guide surface 44a of first surface plate 44, and stator unit 60 has first surface 146a of second surface plates 46A and 46B, Although the case where levitation support is performed with respect to 146c by the hydrostatic bearing has been described, the present invention is not limited thereto, and magnetic levitation or a mechanical guide may be employed.

なお、上記実施形態では、本発明がスキャニング・ステッパに適用された場合について説明したが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式のステッパ等の静止露光型の露光装置にも適用できる。  In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning stepper has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a static exposure type exposure apparatus such as a step-and-repeat stepper.

また、上記実施形態では、本発明のステージ装置が、露光装置のウエハを保持するステージ装置に適用された場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、露光装置以外の精密機械などにも本発明のステージ装置は好適に適用できるものである。  In the above embodiment, the case where the stage apparatus of the present invention is applied to a stage apparatus that holds a wafer of an exposure apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and a precision machine other than the exposure apparatus is used. The stage apparatus of the present invention can be suitably applied to the above.

なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。  An illumination optical system and projection optical system composed of a plurality of lenses are incorporated into the exposure apparatus body for optical adjustment, and a reticle stage and wafer stage made up of a number of mechanical parts are attached to the exposure apparatus body to provide wiring and piping. , And further performing general adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.), the exposure apparatus of the above embodiment can be manufactured. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、有機EL及びDNAチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、DUV(遠紫外)光やVUV(真空紫外)光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のX線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。  The present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element. An exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a device used for manufacturing a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus for transferring a pattern onto a ceramic wafer, an exposure apparatus used for manufacturing an image pickup device (CCD or the like), a micromachine, an organic EL, a DNA chip, and the like. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. Here, in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, meteorite, Magnesium fluoride or quartz is used. Further, in a proximity type X-ray exposure apparatus or an electron beam exposure apparatus, a transmission mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate.

《デバイス製造方法》
次に上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
<Device manufacturing method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus in a lithography process will be described.

図13には、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)の製造例のフローチャートが示されている。図13に示されるように、まず、ステップ201(設計ステップ)において、デバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ202(マスク製作ステップ)において、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203(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。  FIG. 13 shows a flowchart of a manufacturing example of a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). As shown in FIG. 13, first, in step 201 (design step), device function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step 202 (mask manufacturing step), a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step 203 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.

次に、ステップ204(ウエハ処理ステップ)において、ステップ201〜ステップ203で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ205(デバイス組立てステップ)において、ステップ204で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ205には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。  Next, in step 204 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in steps 201 to 203, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like as will be described later. Next, in step 205 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step 204. Step 205 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary.

最後に、ステップ206(検査ステップ)において、ステップ205で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。  Finally, in step 206 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and durability test of the device created in step 205 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.

図14には、半導体デバイスにおける、上記ステップ204の詳細なフロー例が示されている。図14において、ステップ211(酸化ステップ)においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ212(CVDステップ)においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ213(電極形成ステップ)においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ214(イオン打ち込みステップ)においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ211〜ステップ214それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。  FIG. 14 shows a detailed flow example of step 204 in the semiconductor device. In FIG. 14, in step 211 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step 212 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 213 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 214 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above-described steps 211 to 214 constitutes a pre-processing process at each stage of wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ215(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ216(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置)及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ217(現像ステップ)においては露光されたウエハを現像し、ステップ218(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ219(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。  At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step 215 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 216 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step 217 (development step), the exposed wafer is developed, and in step 218 (etching step), the exposed member other than the portion where the resist remains is removed by etching. In step 219 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed.

これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。  By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程(ステップ216)において上記実施形態の露光装置が用いられるので、ウエハ上に精度良くレチクルのパターンを転写することができる。この結果、高集積度のマイクロデバイスの歩留まりを向上させることができ、その生産性を向上させることができる。  If the device manufacturing method of this embodiment described above is used, the exposure apparatus of the above embodiment is used in the exposure step (step 216), so that the reticle pattern can be accurately transferred onto the wafer. As a result, the yield of highly integrated microdevices can be improved, and the productivity can be improved.

以上説明したように、本発明のステージ装置は、物体が載置されたステージを2次元面内で移動するのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、高集積度のマイクロデバイスを生産するのに適している。  As described above, the stage apparatus of the present invention is suitable for moving a stage on which an object is placed in a two-dimensional plane. The exposure apparatus of the present invention is suitable for transferring a pattern formed on a mask onto a photosensitive object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for producing highly integrated microdevices.

Claims (26)

物体が載置されるステージと;
前記ステージに設けられた可動子ユニットと、該可動子ユニットとの間の電磁相互作用により前記ステージを、第1軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、前記ステージの移動面と平行な面内で前記第1軸に直交する第2軸方向並びに前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸回りに微小駆動する、前記第1軸方向に延びる固定子ユニットとを有する第1駆動機構と;
前記固定子ユニットの前記第1軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第1可動子と、該各第1可動子との間の電磁相互作用により対応する第1可動子と一体的に前記固定子ユニットを前記第2軸方向に駆動する駆動力を発生する一対の第1固定子とを有する第2駆動機構と;
前記ステージを案内するガイド面が形成された第1定盤と;
前記第1定盤とは振動的に分離され、前記固定子ユニットを前記第3軸方向に関して支持する支持面が形成され、前記一対の第1固定子のそれぞれを支持する少なくとも1つの第2定盤と;を備えるステージ装置。
A stage on which the object is placed;
The stage is driven with a predetermined stroke in the first axis direction by electromagnetic interaction between the mover unit provided on the stage and the mover unit, and within a plane parallel to the moving surface of the stage. A first drive mechanism having a stator unit extending in the first axis direction that finely drives around a second axis direction orthogonal to the first axis and a third axis orthogonal to the first axis and the second axis. When;
A pair of first movers provided respectively at one end and the other end of the stator unit in the first axial direction and corresponding first moveable by electromagnetic interaction between the first movers. A second drive mechanism having a pair of first stators that generate a driving force for driving the stator unit in the second axial direction integrally with a child;
A first surface plate on which a guide surface for guiding the stage is formed;
The first surface plate is separated from the first surface plate in vibration, and a support surface for supporting the stator unit with respect to the third axial direction is formed, and at least one second constant surface supporting each of the pair of first stators. A stage device comprising: a board;
請求項1に記載のステージ装置において、
前記固定子ユニットと前記可動子ユニットとは、前記ステージの走査中における前記第1定盤と前記第2定盤との前記第3軸方向の相対位置の変化を許容するように、前記第3軸方向の間隔が設定されていることを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 1, wherein
The stator unit and the mover unit are configured to allow the change in the relative position of the first surface plate and the second surface plate in the third axis direction during scanning of the stage. A stage apparatus characterized in that an axial interval is set.
請求項1に記載のステージ装置において、
前記固定子ユニットは、前記第1軸方向に延びる第2固定子と、該第2固定子を中心として前記第2軸方向の一側と他側にそれぞれ配置された前記第1軸方向に延びる一対の第3固定子とを含み、
前記可動子ユニットは、前記第2固定子との間の電磁相互作用により前記ステージを前記第2軸方向に微小駆動する駆動力を発生する第2可動子と、前記一対の第3固定子との間で個別に電磁相互作用を行い、前記ステージを前記第1軸方向に駆動する駆動力をそれぞれ発生する一対の第3可動子とを含むことを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 1, wherein
The stator unit extends in the first axial direction disposed on one side and the other side of the second axial direction with the second stator extending in the first axial direction and the second stator as a center. A pair of third stators,
The mover unit includes a second mover that generates a driving force for minutely driving the stage in the second axis direction by electromagnetic interaction with the second stator, and the pair of third stators. A stage apparatus comprising: a pair of third movers that individually perform electromagnetic interaction between each other to generate a driving force for driving the stage in the first axis direction.
請求項1に記載のステージ装置において、
前記ステージは、前記可動子ユニットが設けられたステージ本体と、該ステージ本体上で前記物体を保持して少なくとも前記第3軸方向に微小駆動可能なテーブルとを有することを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 1, wherein
The stage device includes a stage main body provided with the mover unit, and a table that holds the object on the stage main body and can be micro-driven at least in the third axis direction.
請求項1に記載のステージ装置において、
前記第2駆動機構は、前記各第1可動子が電機子ユニットから成り、前記各第1固定子が磁極ユニットから成る、一対のムービングコイル型のリニアモータによって構成されていることを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 1, wherein
The second drive mechanism is constituted by a pair of moving coil type linear motors in which each first mover is composed of an armature unit and each first stator is composed of a magnetic pole unit. Stage device.
請求項1に記載のステージ装置において、
前記ステージに前記ガイド面に対向して設けられ、前記ステージを前記ガイド面に対して非接触で支持する第1の軸受け機構と;
前記固定子ユニットに前記第2定盤の支持面に対向して設けられ、前記固定子ユニットを前記支持面に対して非接触で支持する第2の軸受け機構と;を更に備えるステージ装置。
The stage apparatus according to claim 1, wherein
A first bearing mechanism provided on the stage so as to face the guide surface and supporting the stage in a non-contact manner with respect to the guide surface;
A stage device further comprising: a second bearing mechanism provided on the stator unit so as to face the support surface of the second surface plate and supporting the stator unit in a non-contact manner with respect to the support surface.
請求項1に記載のステージ装置において、
前記各第1固定子は、前記第2定盤との間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくとも前記第2軸方向に関する相対移動が許容されていることを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 1, wherein
Each of the first stators is allowed to move relative to at least the second axial direction in a state where the friction force between the first stator and the second surface plate is substantially zero.
請求項7に記載のステージ装置において、
前記各第1固定子の前記第2軸方向の位置を調整する2つの位置調整機構を更に備えるステージ装置。
The stage apparatus according to claim 7, wherein
A stage device further comprising two position adjusting mechanisms for adjusting the position of each first stator in the second axial direction.
請求項8に記載のステージ装置において、
前記第2駆動機構が、固定子として磁極ユニットをそれぞれ有する一対のムービングコイル型のリニアモータを含み、
前記各位置調整機構は、前記磁極ユニットの一部を可動子とすることを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 8, wherein
The second drive mechanism includes a pair of moving coil linear motors each having a magnetic pole unit as a stator;
In each of the position adjusting mechanisms, a part of the magnetic pole unit is a mover.
請求項1に記載のステージ装置において、
前記固定子ユニットは、前記ステージ及び前記ガイド面との間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくとも前記第1軸方向に関する相対移動が許容されていることを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 1, wherein
The stage unit is characterized in that relative movement at least in the first axial direction is allowed in a state in which a frictional force between the stage and the guide surface is substantially zero.
請求項10に記載のステージ装置において、
前記第2定盤は、前記一対の第1固定子に対応して一対設けられ、該一対の第2定盤の少なくとも一方の特定定盤は、床面に対して移動可能とされ、
前記可動子ユニットの前記第1軸方向への駆動時に生じる反力を前記固定子ユニットを介して前記特定定盤に伝達する伝達機構を更に備えるステージ装置。
The stage apparatus according to claim 10, wherein
The second surface plate is provided in a pair corresponding to the pair of first stators, and at least one specific surface plate of the pair of second surface plates is movable with respect to the floor surface,
A stage device further comprising a transmission mechanism for transmitting a reaction force generated when the mover unit is driven in the first axial direction to the specific surface plate via the stator unit.
請求項11に記載のステージ装置において、
前記特定定盤上に設けられ、前記反力の作用に起因して前記特定定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えるステージ装置。
The stage apparatus according to claim 11, wherein
A stage device further provided with a canceling mechanism that is provided on the specific surface plate and cancels a rotational moment generated on the specific surface plate due to the action of the reaction force.
請求項12に記載のステージ装置において、
前記相殺機構は、前記特定定盤上に固定された固定子と、該固定子との間の電磁相互作用により駆動され、前記回転モーメントによる前記特定定盤の回転を相殺する方向の反力を発生する可動子とを有することを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 12, wherein
The canceling mechanism is driven by an electromagnetic interaction between a stator fixed on the specific surface plate and the stator, and generates a reaction force in a direction to cancel the rotation of the specific surface plate due to the rotational moment. A stage apparatus comprising: a movable element that generates the stage.
請求項13に記載のステージ装置において、
前記相殺機構は、前記第1可動子の前記第2軸方向の位置と、前記ステージの前記第1軸方向への駆動量とに応じた所定量だけ、前記可動子を所定方向に駆動することを特徴とするステージ装置。
The stage device according to claim 13,
The canceling mechanism drives the mover in a predetermined direction by a predetermined amount according to the position of the first mover in the second axis direction and the drive amount of the stage in the first axis direction. A stage device characterized by the above.
物体が載置されるステージと;
前記ステージに設けられた可動子ユニットと、該可動子ユニットとの間の電磁相互作用により前記ステージを、第1軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、前記ステージの移動面と平行な面内で前記第1軸に直交する第2軸方向並びに前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸回りに微小駆動する、前記第1軸方向に延びる固定子ユニットとを有する第1駆動機構と;
前記固定子ユニットの前記第1軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第1可動子と、該各第1可動子との間の電磁相互作用により対応する第1可動子と一体的に前記固定子ユニットを前記第2軸方向に駆動する駆動力を発生する一対の第1固定子とを有する第2駆動機構と;を備え、
前記各第1固定子が、少なくとも前記第2軸方向に関する移動を許容された状態で支持されていることを特徴とするステージ装置。
A stage on which the object is placed;
The stage is driven with a predetermined stroke in the first axis direction by electromagnetic interaction between the mover unit provided on the stage and the mover unit, and in a plane parallel to the moving surface of the stage. A first drive mechanism having a stator unit extending in the first axis direction that finely drives around a second axis direction orthogonal to the first axis and a third axis orthogonal to the first axis and the second axis. When;
A pair of first movers provided respectively at one end and the other end of the stator unit in the first axial direction and corresponding first moveable by electromagnetic interaction between the first movers. A second drive mechanism having a pair of first stators for generating a driving force for driving the stator unit in the second axial direction integrally with a child;
Each of the first stators is supported in a state in which movement in at least the second axial direction is allowed.
請求項15に記載のステージ装置において、
前記固定子ユニットは、前記ステージに対し、互いの間の摩擦力がほぼゼロの状態で少なくとも前記第1軸方向に関する相対移動が許容されていることを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 15,
The stage unit is characterized in that relative movement in at least the first axial direction is allowed with respect to the stage in a state in which friction force between the stator units is substantially zero.
請求項15に記載のステージ装置において、
前記各第1固定子の少なくとも一方の前記第1軸方向の位置を調整する第1の位置調整機構を更に備えるステージ装置。
The stage apparatus according to claim 15,
A stage apparatus further comprising a first position adjusting mechanism for adjusting a position of at least one of the first stators in the first axial direction.
請求項15に記載のステージ装置において、
前記各第1固定子の前記第2軸方向の位置を調整する第2の位置調整機構を更に備えるステージ装置。
The stage apparatus according to claim 15,
A stage device further comprising a second position adjusting mechanism for adjusting the position of each first stator in the second axial direction.
請求項15に記載のステージ装置において、
前記各第1固定子の少なくとも一方は、前記固定子ユニットの前記第1軸方向への駆動時に生じる反力によって前記第1軸方向に移動可能に支持されていることを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 15,
At least one of the first stators is supported so as to be movable in the first axial direction by a reaction force generated when the stator unit is driven in the first axial direction.
請求項19に記載のステージ装置において、
前記反力の作用に起因して前記各第1固定子の少なくとも一方に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えるステージ装置。
The stage device according to claim 19,
A stage device further comprising a canceling mechanism that cancels a rotational moment generated in at least one of the first stators due to the reaction force.
請求項19に記載のステージ装置において、
前記ステージを支持する第1定盤と;
前記一対の第1固定子のそれぞれを支持し、少なくとも1つが床面に対して移動可能な第2定盤と;
前記可動子ユニットの前記第1軸方向への駆動時に生じる反力を、前記固定子ユニットを介して前記少なくとも1つの第2定盤に伝達する伝達機構と;を更に備えるステージ装置。
The stage device according to claim 19,
A first surface plate supporting the stage;
A second surface plate that supports each of the pair of first stators and at least one of which is movable with respect to the floor surface;
A stage device further comprising: a transmission mechanism that transmits a reaction force generated when the mover unit is driven in the first axial direction to the at least one second surface plate via the stator unit.
請求項21に記載のステージ装置において、
前記反力の作用に起因して前記少なくとも1つの第2定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えるステージ装置。
The stage apparatus according to claim 21, wherein
A stage device further comprising a canceling mechanism that cancels a rotational moment generated in the at least one second surface plate due to the action of the reaction force.
請求項22に記載のステージ装置において、
前記相殺機構は、前記少なくとも1つの第2定盤上に固定された固定子と;
該固定子との間の電磁相互作用により駆動され、前記回転モーメントによる前記少なくとも1つの第2定盤の回転を相殺する方向の反力を発生する可動子と;を有することを特徴とするステージ装置。
The stage apparatus according to claim 22,
The offset mechanism includes a stator fixed on the at least one second surface plate;
A stage driven by electromagnetic interaction with the stator and generating a reaction force in a direction to cancel the rotation of the at least one second surface plate due to the rotational moment. apparatus.
マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、
前記感光物体が前記物体として前記ステージ上に載置される請求項1〜23のいずれか一項に記載のステージ装置を具備することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a photosensitive object,
24. An exposure apparatus comprising the stage apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive object is placed on the stage as the object.
請求項24に記載の露光装置において、
前記パターンを前記感光物体上に投影する投影光学系と;
前記マスクが載置されるマスクステージと;
前記マスクステージと前記ステージとを同期して、前記第2軸方向に関して、前記投影光学系に対して相対移動する同期移動装置と;を更に備える露光装置。
The exposure apparatus according to claim 24, wherein
A projection optical system for projecting the pattern onto the photosensitive object;
A mask stage on which the mask is placed;
An exposure apparatus further comprising: a synchronous movement device that synchronizes the mask stage and the stage and moves relative to the projection optical system in the second axis direction.
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項24に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
A device manufacturing method including a lithography process,
25. A device manufacturing method, wherein exposure is performed using the exposure apparatus according to claim 24 in the lithography process.
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