JP3536382B2 - ステージ装置および走査型露光装置 - Google Patents
ステージ装置および走査型露光装置Info
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステージ装置に関して、
例えば液晶表示基板等の製造用の走査型露光装置のステ
ージ装置に適用し得る。
例えば液晶表示基板等の製造用の走査型露光装置のステ
ージ装置に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】従来、走査型露光装置では例えば感光基
板を走査露光する場合、マスクと感光基板とを可動ステ
ージに載置し、この可動ステージを定盤上で等速度移動
させる構成のステージ装置が用いられている。図５に示
すように、ステージ装置１では、定盤２上に設置された
駆動アクチユエータ３によつて可動ステージ４が駆動さ
れる。可動ステージ４は、駆動アクチユエータ３の加速
推力Ｆa によつて加速され移動開始し、定盤２上を等速
移動しながら感光基板を走査露光した後、駆動アクチユ
エータ３の減速推力によつて減速され停止する。このス
テージ装置１には防振装置５が設けられ、床６からの振
動が可動ステージ４に伝わらないようになつている。
板を走査露光する場合、マスクと感光基板とを可動ステ
ージに載置し、この可動ステージを定盤上で等速度移動
させる構成のステージ装置が用いられている。図５に示
すように、ステージ装置１では、定盤２上に設置された
駆動アクチユエータ３によつて可動ステージ４が駆動さ
れる。可動ステージ４は、駆動アクチユエータ３の加速
推力Ｆa によつて加速され移動開始し、定盤２上を等速
移動しながら感光基板を走査露光した後、駆動アクチユ
エータ３の減速推力によつて減速され停止する。このス
テージ装置１には防振装置５が設けられ、床６からの振
動が可動ステージ４に伝わらないようになつている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなス
テージ装置１の構成では、可動ステージ４を駆動する
際、駆動アクチユエータ３によつて可動ステージ４に加
えられる作用力Ｆa に対して発生する反作用力Ｆa ´が
定盤２に伝わり定盤２に揺れが発生するという問題があ
つた。駆動アクチユエータ３の駆動により定盤２に揺れ
が発生すると、可動ステージ４に揺れ成分に相当する外
乱が働き、可動ステージ４の走査速度の安定性や位置決
め精度等の走査精度が悪くなるという問題があつた。こ
のため定盤２の揺れが減衰して小さくなるまでの間、ス
テージの加減速のための移動距離を長くして、この間は
露光を行わないようにしていた。
テージ装置１の構成では、可動ステージ４を駆動する
際、駆動アクチユエータ３によつて可動ステージ４に加
えられる作用力Ｆa に対して発生する反作用力Ｆa ´が
定盤２に伝わり定盤２に揺れが発生するという問題があ
つた。駆動アクチユエータ３の駆動により定盤２に揺れ
が発生すると、可動ステージ４に揺れ成分に相当する外
乱が働き、可動ステージ４の走査速度の安定性や位置決
め精度等の走査精度が悪くなるという問題があつた。こ
のため定盤２の揺れが減衰して小さくなるまでの間、ス
テージの加減速のための移動距離を長くして、この間は
露光を行わないようにしていた。
【０００４】このため、可動ステージ４を移動させる際
の立ち上がり及び立ち下がり時間を短縮するように駆動
アクチユエータの駆動力を強めて加速又は減速をするこ
とが難しくなり、スループツトが悪くなるという問題が
あつた。さらに、可動ステージ４を等速度で走査できる
ようになるまでのストロークが長くなるため装置全体が
大型化して装置コストが高くなるという問題があつた。
の立ち上がり及び立ち下がり時間を短縮するように駆動
アクチユエータの駆動力を強めて加速又は減速をするこ
とが難しくなり、スループツトが悪くなるという問題が
あつた。さらに、可動ステージ４を等速度で走査できる
ようになるまでのストロークが長くなるため装置全体が
大型化して装置コストが高くなるという問題があつた。
【０００５】さらに上述した反作用力による定盤２の揺
れを小さくするために、除振装置５の特性を変更（例え
ば剛性を上げる粘性減衰率を高める等）すると、逆に床
６からの振動が除去しにくくなるといつた問題があつ
た。このように、反作用力による定盤２の揺れを小さく
するためには可動ステージ４に対して加える加減速時の
作用力（即ち、加速度）を低く抑える以外には有効な手
だてがなかつた。
れを小さくするために、除振装置５の特性を変更（例え
ば剛性を上げる粘性減衰率を高める等）すると、逆に床
６からの振動が除去しにくくなるといつた問題があつ
た。このように、反作用力による定盤２の揺れを小さく
するためには可動ステージ４に対して加える加減速時の
作用力（即ち、加速度）を低く抑える以外には有効な手
だてがなかつた。
【０００６】また上述の例とは別に駆動アクチユエータ
を定盤から独立した支持部により支持することによつ
て、加減速駆動によつて発生する反作用力が定盤に直接
伝わらない構成にすることも考えられる。しかし、この
ような構成では加減速駆動時の反作用力が定盤に伝わる
のは防ぐことができるが、例えば床からの振動等による
外乱が駆動アクチユエータを通じて等速移動中の可動ス
テージに伝わるという問題があつた。さらに駆動制御ル
ープ内には定盤を支持している除振装置の特性が入るた
め、制御による走査中の振動除去の能力が除振装置の特
性によつて制限され制御性能を上げるのに限界があると
いう問題があつた。
を定盤から独立した支持部により支持することによつ
て、加減速駆動によつて発生する反作用力が定盤に直接
伝わらない構成にすることも考えられる。しかし、この
ような構成では加減速駆動時の反作用力が定盤に伝わる
のは防ぐことができるが、例えば床からの振動等による
外乱が駆動アクチユエータを通じて等速移動中の可動ス
テージに伝わるという問題があつた。さらに駆動制御ル
ープ内には定盤を支持している除振装置の特性が入るた
め、制御による走査中の振動除去の能力が除振装置の特
性によつて制限され制御性能を上げるのに限界があると
いう問題があつた。
【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、加減速駆動時に駆動アクチユエータによつて定盤に
発生する振動を抑えると共に床からの振動による外乱に
対しても影響されないステージ装置を提案しようとする
ものである。
で、加減速駆動時に駆動アクチユエータによつて定盤に
発生する振動を抑えると共に床からの振動による外乱に
対しても影響されないステージ装置を提案しようとする
ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】振動の伝播を抑制する機
構を有する除振台（２）と、除振台（２）上を所定の方
向に移動する移動ステージ（１７）と、除振台（２）と
独立して設置され、停止している移動ステージ（１７）
のほぼ重心位置に対して加速推力（Fa）を与えて移動ス
テージ（１７）を所定の移動方向へ加速し移動させると
共に移動している移動ステージ（１７）のほぼ重心位置
に対して減速推力（Fb）を与えて移動ステージ（１７）
を減速し停止させる加減速駆動手段（２０、２１）と、
移動ステージ（１７）に設置され、移動ステージ（１
７）を等速度で駆動する等速駆動手段（１８）とを具え
る。
構を有する除振台（２）と、除振台（２）上を所定の方
向に移動する移動ステージ（１７）と、除振台（２）と
独立して設置され、停止している移動ステージ（１７）
のほぼ重心位置に対して加速推力（Fa）を与えて移動ス
テージ（１７）を所定の移動方向へ加速し移動させると
共に移動している移動ステージ（１７）のほぼ重心位置
に対して減速推力（Fb）を与えて移動ステージ（１７）
を減速し停止させる加減速駆動手段（２０、２１）と、
移動ステージ（１７）に設置され、移動ステージ（１
７）を等速度で駆動する等速駆動手段（１８）とを具え
る。
【０００９】また、本発明のステージ装置においては、
加減速駆動手段（２０、２１）が移動ステージ（１７）
の移動方向における検出位置に応じて移動ステージ（１
７）に対して加減速推力（Fb）を与える。また、本発明
のステージ装置においては、加減速駆動手段（２０、２
１）による移動ステージ（１７）の移動ストロークは、
等速駆動手段（１８）による移動ステージ（１７）の移
動ストロークよりも短い。また、本発明の走査型露光装
置は、マスク（１４）と基板（１５）とを走査させて、
マスク（１４）のパタ−ンを基板（１５）に露光する走
査型露光装置であって、マスク（１４）と基板（１５）
とを走査する走査ステージ（１７）と、この走査ステー
ジ（１７）を移動可能に支持する定盤（２）と、この定
盤（２）とは独立して設けられた支持部（２２、２３）
と、走査ステージ（１７）を駆動させた際に発生する反
作用力が支持部（２２、２３）に伝わるように、少なく
とも一部が支持部（２２、２３）に接続され、走査ステ
ージ（１７）を駆動する駆動手段（２０、２１）と、少
なくとも一部が定盤（２）に設けられ、走査ステージ
（１７）の位置を検出するレーザ干渉計（３１）とを具
えている。また、本発明の走査型露光装置は、マスク
（１４）のパタ−ンを照明する照明光学系（１１）を定
盤（２）により支持している。また、本発明の走査型露
光装置は、マスク（１４）のパタ−ンを基板（１５）に
投射する投射光学系（１５）を定盤（２）により支持し
ている。この投射光学系（１５）は縮小系にしてもい
い。また、本発明の走査型露光装置は、定盤（２）が床
からの振動を除振する除振装置（５）により支持されて
いる。
加減速駆動手段（２０、２１）が移動ステージ（１７）
の移動方向における検出位置に応じて移動ステージ（１
７）に対して加減速推力（Fb）を与える。また、本発明
のステージ装置においては、加減速駆動手段（２０、２
１）による移動ステージ（１７）の移動ストロークは、
等速駆動手段（１８）による移動ステージ（１７）の移
動ストロークよりも短い。また、本発明の走査型露光装
置は、マスク（１４）と基板（１５）とを走査させて、
マスク（１４）のパタ−ンを基板（１５）に露光する走
査型露光装置であって、マスク（１４）と基板（１５）
とを走査する走査ステージ（１７）と、この走査ステー
ジ（１７）を移動可能に支持する定盤（２）と、この定
盤（２）とは独立して設けられた支持部（２２、２３）
と、走査ステージ（１７）を駆動させた際に発生する反
作用力が支持部（２２、２３）に伝わるように、少なく
とも一部が支持部（２２、２３）に接続され、走査ステ
ージ（１７）を駆動する駆動手段（２０、２１）と、少
なくとも一部が定盤（２）に設けられ、走査ステージ
（１７）の位置を検出するレーザ干渉計（３１）とを具
えている。また、本発明の走査型露光装置は、マスク
（１４）のパタ−ンを照明する照明光学系（１１）を定
盤（２）により支持している。また、本発明の走査型露
光装置は、マスク（１４）のパタ−ンを基板（１５）に
投射する投射光学系（１５）を定盤（２）により支持し
ている。この投射光学系（１５）は縮小系にしてもい
い。また、本発明の走査型露光装置は、定盤（２）が床
からの振動を除振する除振装置（５）により支持されて
いる。
【００１０】
【作用】加減速駆動手段（２０、２１）を除振台（２）
と独立して設置するとともに移動ステージ（１７）の重
心に対して推力を与えることにより、移動ステージ（１
７）を加減速駆動する際、加速推力（Fa）の作用力に対
して発生する反作用力による揺れを除振台（２）に与え
ることなく移動ステージ（１７）を移動することがで
き、移動ステージ（１７）に加減速駆動手段（２０、２
１）と独立した等速駆動手段（１８）を設置したことに
より、移動ステージ（１７）が加減速駆動手段（２０、
２１）の影響を受けずに等速移動し得る。
と独立して設置するとともに移動ステージ（１７）の重
心に対して推力を与えることにより、移動ステージ（１
７）を加減速駆動する際、加速推力（Fa）の作用力に対
して発生する反作用力による揺れを除振台（２）に与え
ることなく移動ステージ（１７）を移動することがで
き、移動ステージ（１７）に加減速駆動手段（２０、２
１）と独立した等速駆動手段（１８）を設置したことに
より、移動ステージ（１７）が加減速駆動手段（２０、
２１）の影響を受けずに等速移動し得る。
【００１１】さらに加減速駆動手段（２０、２１）が移
動ステージ（１７）の移動方向における位置検出するレ
ーザ干渉計（３１）の出力に応じて移動ステージ（１
７）に対して減速推力（Fb）を与えることにより、露光
中に不要な減速力を移動ステージ（１７）に加えること
がなくなる。また、加減速駆動手段（２０、２１）によ
る移動ステージ（１７）の移動ストロークは、等速駆動
手段（１８）による移動ステージ（１７）の移動ストロ
ークよりも短いので、加減速駆動手段（２０、２１）を
小型化することができる。また、本発明の走査型露光装
置は、レーザ干渉計（３１）の少なくとも一部が定盤
（２）に設けられているので、レーザ干渉計（３１）が
マスク（１４）と基板（１６）とを走査させた際に発生
する反作用力の影響を受けることがない。また、本発明
の走査型露光装置は、照明光学系（１１）が定盤（２）
により支持されているので、照明光学系（１１）がステ
ージ（１７）を駆動させた際に発生する反作用力の影響
を受けることがない。また、本発明の走査型露光装置
は、投射光学系（１５）が定盤（２）により支持されて
いるので、投射光学系（１５）がステージ（１７）を駆
動させた際に発生する反作用力の影響を受けることがな
い。この投射光学系（１５）を縮小系にすれば縮小投影
の走査露光への適用ができる。また、本発明の走査型露
光装置は、除振装置（５）により床からの振動を除振し
ている。
動ステージ（１７）の移動方向における位置検出するレ
ーザ干渉計（３１）の出力に応じて移動ステージ（１
７）に対して減速推力（Fb）を与えることにより、露光
中に不要な減速力を移動ステージ（１７）に加えること
がなくなる。また、加減速駆動手段（２０、２１）によ
る移動ステージ（１７）の移動ストロークは、等速駆動
手段（１８）による移動ステージ（１７）の移動ストロ
ークよりも短いので、加減速駆動手段（２０、２１）を
小型化することができる。また、本発明の走査型露光装
置は、レーザ干渉計（３１）の少なくとも一部が定盤
（２）に設けられているので、レーザ干渉計（３１）が
マスク（１４）と基板（１６）とを走査させた際に発生
する反作用力の影響を受けることがない。また、本発明
の走査型露光装置は、照明光学系（１１）が定盤（２）
により支持されているので、照明光学系（１１）がステ
ージ（１７）を駆動させた際に発生する反作用力の影響
を受けることがない。また、本発明の走査型露光装置
は、投射光学系（１５）が定盤（２）により支持されて
いるので、投射光学系（１５）がステージ（１７）を駆
動させた際に発生する反作用力の影響を受けることがな
い。この投射光学系（１５）を縮小系にすれば縮小投影
の走査露光への適用ができる。また、本発明の走査型露
光装置は、除振装置（５）により床からの振動を除振し
ている。
【００１２】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
する。
【００１３】図１において、１０は全体として走査型露
光装置を示し、振動発生を抑制する定盤２上には照明光
学系１１が架台１２により支持されている。定盤２は床
６からの振動を取り除く除振装置５を介して床６上に支
持されている。照明光学系１１の照射部１３からマスク
１４に対して露光光が出射され、マスク１４の描画パタ
ーンを投射光学系１５によつて感光基板１６に投射す
る。
光装置を示し、振動発生を抑制する定盤２上には照明光
学系１１が架台１２により支持されている。定盤２は床
６からの振動を取り除く除振装置５を介して床６上に支
持されている。照明光学系１１の照射部１３からマスク
１４に対して露光光が出射され、マスク１４の描画パタ
ーンを投射光学系１５によつて感光基板１６に投射す
る。
【００１４】マスク１４及び感光基板１５は断面がコの
字型の走査ステージ１７の上部１７Ａと下部１７Ｂとに
それぞれ配置され、投射レンズ１５に対して図のＹ方向
に走査ステージ１７を走査することによつてマスク１４
上のパターンを感光基板１６上に露光する。走査ステー
ジ１７は、定盤２上に走査方向に沿つて敷設されたリニ
アモータ１８のレール上に静圧空気軸受け（共に図示せ
ず）によつて支持案内されている。
字型の走査ステージ１７の上部１７Ａと下部１７Ｂとに
それぞれ配置され、投射レンズ１５に対して図のＹ方向
に走査ステージ１７を走査することによつてマスク１４
上のパターンを感光基板１６上に露光する。走査ステー
ジ１７は、定盤２上に走査方向に沿つて敷設されたリニ
アモータ１８のレール上に静圧空気軸受け（共に図示せ
ず）によつて支持案内されている。
【００１５】走査ステージ１７は、走査ステージ１７を
間に走査方向（Ｙ軸方向）上に対向して設置されるボイ
スコイルモータ２０及び２１によつて移動及び停止の際
の加減速の駆動力を与えられる。ボイスコイルモータ２
０及び２１は定盤２と独立してそれぞれ支持部２２及び
２３によつて床６上に設置されている。ここで走査ステ
ージ１７を加減速する際、ボイスコイルモータ２０又は
２１は加速推力又は減速推力を加速時又は減速時の短い
間だけ走査ステージ１７のほぼ重心位置に対して与え
る。これにより、加減速時に走査ステージ１７に揺れが
発生するような要因（反作用力）を小さく抑えることが
でき、走査時の安定を保つことができる。
間に走査方向（Ｙ軸方向）上に対向して設置されるボイ
スコイルモータ２０及び２１によつて移動及び停止の際
の加減速の駆動力を与えられる。ボイスコイルモータ２
０及び２１は定盤２と独立してそれぞれ支持部２２及び
２３によつて床６上に設置されている。ここで走査ステ
ージ１７を加減速する際、ボイスコイルモータ２０又は
２１は加速推力又は減速推力を加速時又は減速時の短い
間だけ走査ステージ１７のほぼ重心位置に対して与え
る。これにより、加減速時に走査ステージ１７に揺れが
発生するような要因（反作用力）を小さく抑えることが
でき、走査時の安定を保つことができる。
【００１６】さらに、このとき走査ステージ１７に対し
て与える加速推力又は減速推力の作用力によつて発生す
る反作用力は、支持部２２及び２３を伝つて床６に逃げ
直接、定盤２には伝達されない。これにより定盤２を支
持する除振装置５の特性を主に床６面から定盤２に伝わ
る振動を除振対象として設定すればよくなり、除振装置
５の特性設定が容易になると共に高い除振性能を得るこ
とができる。
て与える加速推力又は減速推力の作用力によつて発生す
る反作用力は、支持部２２及び２３を伝つて床６に逃げ
直接、定盤２には伝達されない。これにより定盤２を支
持する除振装置５の特性を主に床６面から定盤２に伝わ
る振動を除振対象として設定すればよくなり、除振装置
５の特性設定が容易になると共に高い除振性能を得るこ
とができる。
【００１７】図２はボイスコイルモータ２０及び２１に
よる定盤２上の走査ステージ１７の駆動を示し、図３は
そのときの駆動電流による速度制御を示す。先ず、定盤
２上の走査ステージ１７は一方のボイスコイルモータ２
０に流す駆動電流Ｉa （図３（Ｂ））によつて可動子２
０Ａが駆動され走査ステージ１７に対して加速推力Ｆa
が与えられる。走査ステージ１７は加速推力Ｆa によつ
て加速領域（図３（Ａ））に入り、加速推力Ｆa に応じ
た所定速度に達する。ここで所定速度に達した走査ステ
ージ１７はリニアモータ１８によつて移動制御される。
よる定盤２上の走査ステージ１７の駆動を示し、図３は
そのときの駆動電流による速度制御を示す。先ず、定盤
２上の走査ステージ１７は一方のボイスコイルモータ２
０に流す駆動電流Ｉa （図３（Ｂ））によつて可動子２
０Ａが駆動され走査ステージ１７に対して加速推力Ｆa
が与えられる。走査ステージ１７は加速推力Ｆa によつ
て加速領域（図３（Ａ））に入り、加速推力Ｆa に応じ
た所定速度に達する。ここで所定速度に達した走査ステ
ージ１７はリニアモータ１８によつて移動制御される。
【００１８】このように等速度移動領域（図３（Ａ））
に入つた走査ステージ１７には、外乱により変動する移
動速度に対して制御系３０による速度フイードバツクが
かけられ、等速度に制御される（図３（Ｃ））。ここで
走査ステージ１７の位置及び移動速度の検出には、定盤
２上に配置されたレーザ干渉計３１が用いられる。レー
ザ干渉計３１では、レーザ発振器３２から出射されるレ
ーザ光はビームスプリツタ３３によつて参照光Ｌ１と測
定光Ｌ２に分けられる。参照光Ｌ１は架台１２に設置さ
れた固定ミラー３４に照射され、一方測定光Ｌ２は固定
ミラー３５によつて反射されて移動ミラー３６に照射さ
れる。この参照光Ｌ１と測定光Ｌ２の戻り光を干渉計レ
シーバ３７によつて検出することで投射光学系１５と走
査ステージ１７との相対位置及び相対移動速度を検出す
る。このようにして測定した走査ステージ１７の位置及
び移動速度は制御系３０にフイードバツクされ、ボイス
コイルモータ２０、２１の駆動タイミング及びリニアモ
ータ１８の等速度駆動に応用される。
に入つた走査ステージ１７には、外乱により変動する移
動速度に対して制御系３０による速度フイードバツクが
かけられ、等速度に制御される（図３（Ｃ））。ここで
走査ステージ１７の位置及び移動速度の検出には、定盤
２上に配置されたレーザ干渉計３１が用いられる。レー
ザ干渉計３１では、レーザ発振器３２から出射されるレ
ーザ光はビームスプリツタ３３によつて参照光Ｌ１と測
定光Ｌ２に分けられる。参照光Ｌ１は架台１２に設置さ
れた固定ミラー３４に照射され、一方測定光Ｌ２は固定
ミラー３５によつて反射されて移動ミラー３６に照射さ
れる。この参照光Ｌ１と測定光Ｌ２の戻り光を干渉計レ
シーバ３７によつて検出することで投射光学系１５と走
査ステージ１７との相対位置及び相対移動速度を検出す
る。このようにして測定した走査ステージ１７の位置及
び移動速度は制御系３０にフイードバツクされ、ボイス
コイルモータ２０、２１の駆動タイミング及びリニアモ
ータ１８の等速度駆動に応用される。
【００１９】定盤２上での１回の露光走査が終了し走査
ステージ１７がレールの一方の終端に近づくと、検出系
３１の検出結果に基づいて制御系３０は駆動電流Ｉb に
よつてボイスコイルモータ２１を駆動制御し（図３
（Ｄ））、可動子２１Ａを介して減速推力Ｆb を走査ス
テージ１７に対して加える。これによつて、走査ステー
ジ１７は減速領域（図３（Ａ））に入り減速され停止す
る。
ステージ１７がレールの一方の終端に近づくと、検出系
３１の検出結果に基づいて制御系３０は駆動電流Ｉb に
よつてボイスコイルモータ２１を駆動制御し（図３
（Ｄ））、可動子２１Ａを介して減速推力Ｆb を走査ス
テージ１７に対して加える。これによつて、走査ステー
ジ１７は減速領域（図３（Ａ））に入り減速され停止す
る。
【００２０】ここで走査ステージ１７の減速させ停止さ
せる際のタイミングが制御系３０によつて制御される。
走査ステージ１７が走査軸のレール他端手前の位置に達
すると、制御系３０は干渉計レシーバによる測定結果か
ら得られるステージの相対位置及び相対移動速度に基づ
いて、ボイスコイルモータ２１を駆動する。走査ステー
ジ１７がボイスコイルモータ２１に接触するところによ
り、減速推力Ｆb をボイスコイルモータに与える電流を
制御して発生させ、その推力で走査ステージ１７を減速
停止させる。ここでボイスコイルモータ２１の可動子２
１Ａに若干のストローク余裕を持たせておき、可動子２
１Ａを走査ステージ１７とほぼ同等の速度で駆動するこ
とによつて衝突の際の衝撃を軽減する。これにより走査
ステージ１７は停止時に定盤２に対して大きな外乱を与
えずに済む。
せる際のタイミングが制御系３０によつて制御される。
走査ステージ１７が走査軸のレール他端手前の位置に達
すると、制御系３０は干渉計レシーバによる測定結果か
ら得られるステージの相対位置及び相対移動速度に基づ
いて、ボイスコイルモータ２１を駆動する。走査ステー
ジ１７がボイスコイルモータ２１に接触するところによ
り、減速推力Ｆb をボイスコイルモータに与える電流を
制御して発生させ、その推力で走査ステージ１７を減速
停止させる。ここでボイスコイルモータ２１の可動子２
１Ａに若干のストローク余裕を持たせておき、可動子２
１Ａを走査ステージ１７とほぼ同等の速度で駆動するこ
とによつて衝突の際の衝撃を軽減する。これにより走査
ステージ１７は停止時に定盤２に対して大きな外乱を与
えずに済む。
【００２１】以上の構成において、走査ステージ１７上
のマスク１４と感光基板１０を走査露光する場合、図２
に示すように、走査ステージ１７はボイスコイルモータ
２０の可動子２０Ａによつて推しだされ、加速推力Ｆa
を受けて移動を開始する。このとき加速推力Ｆa の作用
力に対して発生する反作用力Ｆa ´は、支持部２２又は
２３から床６を伝わつて大地に逃げ、直接定盤２に影響
を及ぼすことがなくなる。
のマスク１４と感光基板１０を走査露光する場合、図２
に示すように、走査ステージ１７はボイスコイルモータ
２０の可動子２０Ａによつて推しだされ、加速推力Ｆa
を受けて移動を開始する。このとき加速推力Ｆa の作用
力に対して発生する反作用力Ｆa ´は、支持部２２又は
２３から床６を伝わつて大地に逃げ、直接定盤２に影響
を及ぼすことがなくなる。
【００２２】走査ステージ１７は加速推力Ｆa によつて
所定速度に達した後、リニアモータ１８によつて等速度
に制御されレール上を移動する。走査ステージ１７が走
査方向に等速移動を開始すると、投射光によつて照射さ
れるマスクの投射パターンが投射光学系１５を介して感
光基板１６上に露光走査される。走査ステージ１７は１
回の露光走査を終了してレールの終端に近づくと、レー
ザ干渉計３１によつて測定されたステージの移動速度に
基づいて、対向するもう一方のボイスコイルモータ２１
からの減速推力Ｆb を可動子２１Ａを介してタイミング
を合わせて受け減速され停止される。これにより走査ス
テージ１７は露光走査終了後にあまり大きな衝撃を受け
ずに停止させられるので、定盤に対して大きな揺れを発
生させることがない。
所定速度に達した後、リニアモータ１８によつて等速度
に制御されレール上を移動する。走査ステージ１７が走
査方向に等速移動を開始すると、投射光によつて照射さ
れるマスクの投射パターンが投射光学系１５を介して感
光基板１６上に露光走査される。走査ステージ１７は１
回の露光走査を終了してレールの終端に近づくと、レー
ザ干渉計３１によつて測定されたステージの移動速度に
基づいて、対向するもう一方のボイスコイルモータ２１
からの減速推力Ｆb を可動子２１Ａを介してタイミング
を合わせて受け減速され停止される。これにより走査ス
テージ１７は露光走査終了後にあまり大きな衝撃を受け
ずに停止させられるので、定盤に対して大きな揺れを発
生させることがない。
【００２３】以上の構成によれば、定盤２と独立して走
査ステージを駆動するボイスコイルモータを設けたこと
により、走査露光の際、走査ステージ１７の加減速時に
ボイスコイルモータ２０及び２１によつて発生される反
作用力が直接、定盤に伝えられることなく走査ステージ
１７を加減速制御できる。これにより走査ステージ１７
の加減速時に定盤に対してボイスコイルモータの推力
（反作用）による揺れが発生することなく、走査時の速
度ムラ等が大幅に軽減され、走査精度及び露光精度を高
めることができる。
査ステージを駆動するボイスコイルモータを設けたこと
により、走査露光の際、走査ステージ１７の加減速時に
ボイスコイルモータ２０及び２１によつて発生される反
作用力が直接、定盤に伝えられることなく走査ステージ
１７を加減速制御できる。これにより走査ステージ１７
の加減速時に定盤に対してボイスコイルモータの推力
（反作用）による揺れが発生することなく、走査時の速
度ムラ等が大幅に軽減され、走査精度及び露光精度を高
めることができる。
【００２４】またリニアモータ１８がボイスコイルモー
タ２０及び２１と独立して設置されていることにより、
重量の大きいものを制御する場合や急峻な加減速を要す
る場合にはボイスコイルモータのみの推力を大きくすれ
ば良く、走査ステージ１７の構造を変更することなく従
つて走査ステージ１７の重量を増やすことなく高スルー
プツト化等の走査性能を向上し得る。
タ２０及び２１と独立して設置されていることにより、
重量の大きいものを制御する場合や急峻な加減速を要す
る場合にはボイスコイルモータのみの推力を大きくすれ
ば良く、走査ステージ１７の構造を変更することなく従
つて走査ステージ１７の重量を増やすことなく高スルー
プツト化等の走査性能を向上し得る。
【００２５】さらに従来、加減速時と等速時に共通のア
クチユエータを用いていたときには、加減速に合わせる
ために露光走査の全ストロークに亘り、高推力のアクチ
ユエータを用いることになつていたが、駆動アクチユエ
ータを加減速用のボイスコイルモータと等速用のリニア
モータとに分けることによつて必要最小限の推力を必要
最小限の期間だけ発生させるだけで良くなつた。これに
より、それぞれのアクチユエータを小型化することがで
きるので、可動部の重量を軽減し、可動部を効率良く動
かすことができ、装置の運用面で全体でのコスト低減が
実現し得る。
クチユエータを用いていたときには、加減速に合わせる
ために露光走査の全ストロークに亘り、高推力のアクチ
ユエータを用いることになつていたが、駆動アクチユエ
ータを加減速用のボイスコイルモータと等速用のリニア
モータとに分けることによつて必要最小限の推力を必要
最小限の期間だけ発生させるだけで良くなつた。これに
より、それぞれのアクチユエータを小型化することがで
きるので、可動部の重量を軽減し、可動部を効率良く動
かすことができ、装置の運用面で全体でのコスト低減が
実現し得る。
【００２６】さらにボイスコイルモータやリニアモータ
は高推力を発生させると熱が発生するが、除振台と独立
して設置されたボイスコイルモータではこの熱を床へ逃
すことができ、定盤及び走査ステージ１７に熱変形が生
じるのを未然に防止し得る。さらに除振装置は床からの
振動のみを減衰させれば良いので、除振装置の特性を床
振動の減衰のみに限定させて除振装置の性能を向上させ
ることができる。またこのとき除振装置の性能を所定の
ものとして、コスト低減を選択するようにしても良い。
は高推力を発生させると熱が発生するが、除振台と独立
して設置されたボイスコイルモータではこの熱を床へ逃
すことができ、定盤及び走査ステージ１７に熱変形が生
じるのを未然に防止し得る。さらに除振装置は床からの
振動のみを減衰させれば良いので、除振装置の特性を床
振動の減衰のみに限定させて除振装置の性能を向上させ
ることができる。またこのとき除振装置の性能を所定の
ものとして、コスト低減を選択するようにしても良い。
【００２７】なお、上述の実施例においては、加減速制
御のアクチユエータに小ストロークで高推力の得られる
ボイスコイルモータを用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えばアクチユエータとして油圧
又は空圧シリンダやカムを用いても良く、これにより更
に装置コストを削減することができる。さらに上述の実
施例においては、等倍投影する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、縮小投影の走査露光にも適用し
得る。この場合、レチクル等の駆動位置は除振装置支持
部より離れた高い位置になることが多い。このように除
振装置から離れた部分を加減速しなければならない場合
でも本方式であれば、装置全体を揺らす原因となる反作
用力を外部に逃すことができるため、露光精度を悪化さ
せるのを未然に防止し得る。
御のアクチユエータに小ストロークで高推力の得られる
ボイスコイルモータを用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えばアクチユエータとして油圧
又は空圧シリンダやカムを用いても良く、これにより更
に装置コストを削減することができる。さらに上述の実
施例においては、等倍投影する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、縮小投影の走査露光にも適用し
得る。この場合、レチクル等の駆動位置は除振装置支持
部より離れた高い位置になることが多い。このように除
振装置から離れた部分を加減速しなければならない場合
でも本方式であれば、装置全体を揺らす原因となる反作
用力を外部に逃すことができるため、露光精度を悪化さ
せるのを未然に防止し得る。
【００２８】また上述の実施例においては、走査ステー
ジの等速制御用にリニアモータを用いた場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、例えばボールネジ、キ
ヤプスタンドライブ又はベルトドライブ等のアクチユエ
ータを用いるようにしても上述の実施例の効果と同様の
効果が得られる。さらに上述の実施例においては、走査
ステージの減速時にボイスコイルモータの駆動タイミン
グを制御して走査ステージがボイスコイルモータに接触
する際の衝撃を緩和する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、ボイスコイルモータの可動子の慣性モ
ーメントを小さくしたり、可動子側にシヨツクアブソー
バーを付加するようにしても良い。
ジの等速制御用にリニアモータを用いた場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、例えばボールネジ、キ
ヤプスタンドライブ又はベルトドライブ等のアクチユエ
ータを用いるようにしても上述の実施例の効果と同様の
効果が得られる。さらに上述の実施例においては、走査
ステージの減速時にボイスコイルモータの駆動タイミン
グを制御して走査ステージがボイスコイルモータに接触
する際の衝撃を緩和する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、ボイスコイルモータの可動子の慣性モ
ーメントを小さくしたり、可動子側にシヨツクアブソー
バーを付加するようにしても良い。
【００２９】また上述の実施例においては、１軸ステー
ジの走査装置の場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、図４に示すように、例えば２軸ステージの走査
方向の軸に対して用いるようにしても良い。すなわち２
軸ステージ４０は、定盤２平面上のＸ軸方向への移動軸
に対して直交するＹ軸方向に走査方向が設定されてい
る。この２軸ステージ４０において、走査ステージ４１
のＸ軸方向への移動は、定盤２と独立して設置されたボ
イスコイルモータ４２及び対になるボイスコイルモータ
（図示せず）により加減速駆動され、定盤２上に敷設さ
れたリニアモータ４４に沿つて等速度で移動される。さ
らに走査ステージ４１はＸ軸方向へレール４５Ａ及び４
５Ｂ上を移動する。このように、ステージが多軸化して
も、走査ステージを走査する軸に対して直接、定盤の外
部にボイスコイルモータ等のアクチユエータを設置する
ことにより上述の実施例と同様にの効果が得られる。
ジの走査装置の場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、図４に示すように、例えば２軸ステージの走査
方向の軸に対して用いるようにしても良い。すなわち２
軸ステージ４０は、定盤２平面上のＸ軸方向への移動軸
に対して直交するＹ軸方向に走査方向が設定されてい
る。この２軸ステージ４０において、走査ステージ４１
のＸ軸方向への移動は、定盤２と独立して設置されたボ
イスコイルモータ４２及び対になるボイスコイルモータ
（図示せず）により加減速駆動され、定盤２上に敷設さ
れたリニアモータ４４に沿つて等速度で移動される。さ
らに走査ステージ４１はＸ軸方向へレール４５Ａ及び４
５Ｂ上を移動する。このように、ステージが多軸化して
も、走査ステージを走査する軸に対して直接、定盤の外
部にボイスコイルモータ等のアクチユエータを設置する
ことにより上述の実施例と同様にの効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】上述のように本発明のステージ装置によ
れば、加減速駆動手段を除振台と独立して設置するとと
もに移動ステージの重心に対して推力を与えることによ
り、移動ステージを加減速駆動する際、加速推力の作用
力に対して発生する反作用力による揺れを定盤に与える
ことなく移動ステージを移動することができ、移動ステ
ージに加減速駆動手段と独立した等速駆動手段を設置し
たことにより、移動ステージが加減速駆動手段の影響を
受けずに等速移動し得るステージ装置を実現し得る。ま
た、本発明の走査型露光装置によれば、レーザ干渉計の
少なくとも一部が定盤に設けられているので、レーザ干
渉計がマスクと基板とを走査させた際に発生する反作用
力の影響を受けることなく、ステージの位置を検出する
ことができる。また、本発明の走査型露光装置は、照明
光学系が定盤により支持されているので、照明光学系が
ステージを駆動させた際に発生する反作用力の影響を受
けることなく、パタ−ンを照明することができる。ま
た、本発明の走査型露光装置は、投射光学系が定盤によ
り支持されているので、投射光学系がステージを駆動さ
せた際に発生する反作用力の影響を受けることなく、パ
タ−ンを基板に投射することができる。また、本発明の
走査型露光装置は、除振装置により床からの振動を除振
することができる。
れば、加減速駆動手段を除振台と独立して設置するとと
もに移動ステージの重心に対して推力を与えることによ
り、移動ステージを加減速駆動する際、加速推力の作用
力に対して発生する反作用力による揺れを定盤に与える
ことなく移動ステージを移動することができ、移動ステ
ージに加減速駆動手段と独立した等速駆動手段を設置し
たことにより、移動ステージが加減速駆動手段の影響を
受けずに等速移動し得るステージ装置を実現し得る。ま
た、本発明の走査型露光装置によれば、レーザ干渉計の
少なくとも一部が定盤に設けられているので、レーザ干
渉計がマスクと基板とを走査させた際に発生する反作用
力の影響を受けることなく、ステージの位置を検出する
ことができる。また、本発明の走査型露光装置は、照明
光学系が定盤により支持されているので、照明光学系が
ステージを駆動させた際に発生する反作用力の影響を受
けることなく、パタ−ンを照明することができる。ま
た、本発明の走査型露光装置は、投射光学系が定盤によ
り支持されているので、投射光学系がステージを駆動さ
せた際に発生する反作用力の影響を受けることなく、パ
タ−ンを基板に投射することができる。また、本発明の
走査型露光装置は、除振装置により床からの振動を除振
することができる。
【図１】本発明による一実施例の全体構成を示す略線的
側面図である。
側面図である。
【図２】ボイスコイルモータによる走査ステージの駆動
を示す略線的側面図である。
を示す略線的側面図である。
【図３】走査ステージの速度制御を示すグラフである。
【図４】２軸機構のステージ装置を示す略線的斜視図で
ある。
ある。
【図５】従来のステージ装置における揺れの発生を示す
略線的側面図である。
略線的側面図である。
１、４０……ステージ装置、２……定盤、５……除振装
置、１０……走査型露光装置、１１……照明光学系、１
２……架台、１３……照射部、１４……マスク、１５…
…投射光学系、１６……感光基板、１７、４１……走査
ステージ、１８……リニアモータ、２０、２１、４２…
…ボイスコイルモータ、２０Ａ、２１Ａ……可動子、２
２、２３……支持部、３０……制御系、３１……レーザ
干渉計、３２……レーザ発振器、３３……ビームスプリ
ツタ、３４、３５……固定ミラー、３６……移動ミラ
ー、３７……干渉計レシーバ。
置、１０……走査型露光装置、１１……照明光学系、１
２……架台、１３……照射部、１４……マスク、１５…
…投射光学系、１６……感光基板、１７、４１……走査
ステージ、１８……リニアモータ、２０、２１、４２…
…ボイスコイルモータ、２０Ａ、２１Ａ……可動子、２
２、２３……支持部、３０……制御系、３１……レーザ
干渉計、３２……レーザ発振器、３３……ビームスプリ
ツタ、３４、３５……固定ミラー、３６……移動ミラ
ー、３７……干渉計レシーバ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−328962（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−86611（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−254555（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−163354（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−163353（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−121294（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−77126（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−129209（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−125048（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−307091（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−199814（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−1585（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−179419（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 9/00
G05D 3/00
Claims (8)
- 【請求項１】 振動の伝播を抑制する機構を有する除振
台と、 前記除振台上を所定の方向に移動する移動ステージと、 前記除振台と独立して設置され、停止している前記移動
ステージのほぼ重心位置に対して加速推力を与えて前記
移動ステージを所定の移動方向へ加速し移動させると共
に移動している前記移動ステージのほぼ重心位置に対し
て減速推力を与えて前記移動ステージを減速し停止させ
る加減速駆動手段と、 前記移動ステージに設置され、前記移動ステージを等速
度で駆動する等速駆動手段と、を具えることを特徴とす
るステージ装置。 - 【請求項２】 前記加減速駆動手段は前記移動ステージ
の前記移動方向における位置を検出し、当該位置に応じ
て前記移動ステージに対して前記減速推力を与えること
を特徴とする請求項１に記載のステージ装置。 - 【請求項３】 前記加減速駆動手段による前記移動ステ
ージの移動ストロークは、前記等速駆動手段による前記
移動ステージの移動ストロークよりも短いことを特徴と
する請求項１または２記載のステージ装置。 - 【請求項４】 マスクと基板とを走査させて、前記マス
クのパタ−ンを前記基板に露光する走査型露光装置にお
いて、前記マスクと前記基板とを走査する走査ステージと、 前記走査ステージを移動可能に支持する定盤と、 前記定盤とは独立して設けられた支持部と、 前記走査ステージを駆動させた際に発生する反作用力が
前記支持部に伝わるように、少なくとも一部が前記支持
部に接続され、前記走査ステージを駆動する駆動手段
と、 少なくとも一部が前記定盤に設けられ、前記走査ステー
ジの位置を検出するレーザ干渉計とを具えることを特徴
とする走査型露光装置。 - 【請求項５】 前記マスクのパタ−ンを照明する照明光
学系を前記定盤により支持したことを特徴とする請求項
４記載の走査型露光装置。 - 【請求項６】 前記マスクのパタ−ンを前記基板に投射
する投射光学系を前記定盤により支持したことを特徴と
する請求項４または５記載の走査型露光装置。 - 【請求項７】 前記投射光学系は縮小系であることを特
徴とする請求項６記載の走査型露光装置。 - 【請求項８】 前記定盤は床からの振動を除振する除振
装置により支持されていることを特徴とする請求項４か
ら７のいずれか一項に記載の走査型露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27065494A JP3536382B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | ステージ装置および走査型露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27065494A JP3536382B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | ステージ装置および走査型露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08111374A JPH08111374A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3536382B2 true JP3536382B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=17489105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27065494A Expired - Fee Related JP3536382B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | ステージ装置および走査型露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3536382B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014066986A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Fujifilm Corp | 露光描画装置、移動制御方法およびプログラム |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999025011A1 (en) | 1997-11-12 | 1999-05-20 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus |
| EP1134793A4 (en) | 1998-06-17 | 2006-07-26 | Nikon Corp | EXPOSURE METHOD AND DEVICE |
| JP4144980B2 (ja) | 1999-09-22 | 2008-09-03 | オリンパス株式会社 | ステージ装置 |
| JP2002365026A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Sigma Technos Kk | 基板検査装置 |
| US7320455B2 (en) * | 2003-10-24 | 2008-01-22 | Newport Corporation | Instrumented platform for vibration-sensitive equipment |
| US7292317B2 (en) * | 2005-06-08 | 2007-11-06 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing substrate stage compensating |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP27065494A patent/JP3536382B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014066986A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Fujifilm Corp | 露光描画装置、移動制御方法およびプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08111374A (ja) | 1996-04-30 |
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