JP3750263B2

JP3750263B2 - Vibration isolator and exposure apparatus

Info

Publication number: JP3750263B2
Application number: JP07777697A
Authority: JP
Inventors: 正人高橋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JPH10275756A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除振装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、除振台の振動を打ち消すようにアクチュエータにより除振台を駆動するいわゆるアクティブ方式の除振装置及びこの除振装置を備えた露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置、即ちいわゆるステッパ等の精密機器の高精度化に伴い、設置床から定盤（除振台）に作用する微振動をマイクロＧレベルで絶縁する必要が生じている。除振装置の除振台を支持する除振パッドとしてはダンピング液中に圧縮コイルバネを入れた機械式ダンパや空気式ダンパ等種々のものが使用され、除振パッド自体がある程度のセンタリング機能を備えている。特に、空気式ダンパを備えた空気バネ除振装置はバネ定数を小さく設定でき、約１０Ｈｚ以上の振動を絶縁することから、精密機器の支持に広く用いられている。また、最近では従来のパッシブ除振装置の限界を打破するために、アクティブ除振装置が提案されている（例えば、本願と同一出願人に係る特願平７−８３５７７号等参照）。これは、除振台の振動をセンサで検出し、このセンサの出力に基づいてアクチュエータを駆動することにより振動制御を行う除振装置であり、低周波制御帯域に共振ピークの無い理想的な振動絶縁効果を持たせることができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のアクティブ除振装置では残留振動によるスループットの低下という問題を生じていた。すなわち、上述のアクティブ除振装置上に設置されたステッパで、外部からレチクルやウエハを供給して、ステッパ上の所定の位置に位置決めをしようとした場合、ステッパの残留振動があると正確な位置決めができなくなる。そのため、この残留振動が整定するまでの間、ウエハやレチクルのローディングができずに、ステッパのスループットが低下する。
【０００４】
本発明の目的は、外乱振動の抑制（制振）が可能で、ウエハやレチクルの交換に際して残留振動が整定するまでの待ち時間を短縮し、スループットの向上を計ることが可能な除振装置及びこれを備えた露光装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）一実施の形態を示す図１、図７および図８に対応付けて本発明を説明すると、請求項１に記載の発明は、床面に対してパッド４Ａ〜４Ｄ（パッド４Ｄは不図示）を介し、保持された除振台６と；除振台６を駆動する除振台アクチュエータ７Ａ〜７Ｄおよび３２Ａ〜３２Ｃ（アクチュエータ７Ｃおよび７Ｄは不図示）と；除振台６の変位を検出する除振台変位センサ１０Ｚ₁〜１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂および１０Ｘと；少なくとも除振台変位センサ１０Ｚ₁〜１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂および１０Ｘからの出力に基づいて除振台６の振動を抑制するように除振台アクチュエータ７Ａ〜７Ｄおよび３２Ａ〜３２Ｃを駆動制御する除振台振動制御系１１と；除振台６に設置された載置台１０１および１０２と；載置台１０１および１０２を駆動する載置台アクチュエータ９５Ｘ、９５Ｙ、９５Ｒ、９６Ｘ、９６Ｙおよび９６Ｒと；載置台１０１および１０２の変位を検出する載置台変位センサ３８Ｘ、３８Ｙ、３８Ｒ、３９Ｘ、３９Ｙおよび３９Ｒと；載置台変位センサ３８Ｘ、３８Ｙ、３８Ｒ、３９Ｘ、３９Ｙおよび３９Ｒの出力に基づいて載置台１０１および１０２の位置を抑制するように載置台アクチュエータ９５Ｘ、９５Ｙ、９５Ｒ、９６Ｘ、９６Ｙおよび９６Ｒを駆動制御する載置台位置制御系１１０と；載置台１０１あるいは１０２との間で載置物を受け渡しするために床面に設置された載置物受け渡し手段２００により、載置物を少なくとも載置するときには、除振台変位センサ１０Ｚ₁〜１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂および１０Ｘにより検出された除振台６の変位情報を載置台１０１および１０２の変位情報に変換する変位情報変換手段９１および９２を有し；変位情報変換手段９１および９２により求められた変位情報に基づいて、載置台１０１および１０２の変位を載置台位置制御系１１０により補正することにより上述した目的を達成する。
（２）一実施の形態を示す図３に対応づけて説明すると、請求項２に記載の発明において、除振台振動制御系１１は、少なくとも除振台変位センサ１０Ｚ₁〜１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂および１０Ｘからの出力に基づいて除振台６の振動を抑制する振動制御ループをさらに有し、除振台変位センサ１０Ｚ₁〜１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂および１０Ｘの出力に対して有効あるいは無効に選択可能な所定幅の不感帯を振動制御ループに設けたものである。
（３）一実施の形態を示す図１に対応づけて説明すると、請求項３の発明は、マスクＲに形成されたパターンを、投影光学系ＰＬを介して基板ステージ１０２上の基板Ｗに転写する露光装置に、請求項１または２に記載の発明を適用したものである。
【０００６】
請求項４記載の発明は、基板ステージ（２０）に載置された基板（Ｗ）にパターンを露光する露光装置であって、基板ステージ（２０）とは独立して設けられ、基板ステージ（２０）との間で基板（Ｗ）を受け渡す基板ローダ（２００）と、基板ステージ（２０）を保持する露光本体部（４０）と、露光本体部（４０）の変位に関する情報を検出する変位センサ（１０）と、基板ローダ（２００）から基板（Ｗ）を受け取る際に、変位センサ（１０）の検出結果に基づいて基板ステージ（２０）の位置を補正する制御装置（１１）とを備えている。
請求項５記載の発明は、パターンがレチクルステージ（１０１）に載置されたレチクル（Ｒ）に形成されており、レチクルステージ（１０１）と基板ステージ（２０）とを走査してパターンを基板（Ｗ）に露光している。
請求項６記載の発明は、レチクルステージ（１０１）に載置されたレチクル（Ｒ）のパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板ステージ（２０）に載置された基板（Ｗ）に露光する露光装置であって、レチクルステージ（１０１）と基板ステージ（２０）とを走査する走査手段と、投影光学系（ＰＬ）とは独立して設けられ、基板ステージ（２０）との間で基板（Ｗ）を受け渡す基板ローダ（２００）と、投影光学系（ＰＬ）を保持する露光本体部（４０）と、露光本体部（４０）の変位に関する情報を検出する変位センサ（１０）と、基板ローダ（２００）から基板（Ｗ）を受け取る際に、変位センサ（１０）の検出結果に基づいて基板ステージ（２０）の位置を補正する制御装置（１１）とを備えている。
請求項７記載の発明は、露光本体部（４０）がレチクルステージ（１０１）を保持している。
請求項８記載の発明は、露光本体部（４０）が基板ステージ（２０）を保持している。
請求項９記載の発明は、レチクルステージ（１０１）に載置されたレチクル（Ｒ）に形成されたパターンを基板（Ｗ）に露光する露光装置であって、レチクルステージ（１０１）とは独立して設けられ、レチクルステージ（１０１）との間でレチクル（Ｒ）を受け渡すレチクル受け渡し手段と、レチクルステージ（１０１）を保持する露光本体部（４０）と、露光本体部（４０）の変位に関する情報を検出する変位センサ（１０）と、レチクル受け渡し手段からレチクル（Ｒ）を受け取る際に、変位センサ（１０）の検出結果に基づいてレチクルステージ（１０１）の位置を補正する制御装置（１１）とを備えている。
請求項１０記載の発明は、露光本体部（４０）は、パターンを基板（Ｗ）に投影する投影光学系（ＰＬ）を保持している。
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かりやすくするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図１ないし図８に基づいて説明する。
【０００８】
図１には、一実施の形態に係るステップ・アンド・スキャン型の露光装置１００の概略斜視図が示されている。この図１において、設置面としての床上に長方形板状の台座２が設置され、この台座２上に除振パッド４Ａ〜４Ｄ（但し、図１では紙面奥側の除振パッド４Ｄは図示せず）が設置され、これらの除振パッド４Ａ〜４Ｄ上に除振台としての長方形状の定盤６が設置されている。ここで、後述するように本実施の形態では投影光学系ＰＬが使用されているため、投影光学系ＰＬの光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に直交する平面内で定盤６の長手方向にＸ軸を、これに直交する方向にＹ軸を取る。また、それぞれの軸回りの回転方向をＺθ、Ｘθ、Ｙθ方向と定める。なお、以下の説明において、必要に応じ、図１中のＸ、Ｙ、Ｚ軸を示す各矢印の示す方向を＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚ方向、これと反対の方向を−Ｘ、−Ｙ、−Ｚ方向と区別して用いるものとする。
【０００９】
除振パッド４Ａ〜４Ｄは、それぞれ定盤６の長方形の底面の４個の角部付近に配置されている。本実施の形態では、除振パッド４Ａ〜４Ｄとして空気式ダンパが使用され、空気の圧力により除振パッド４Ａ〜４Ｄの高さを調整できるため、その空気式ダンパは上下動機構の役目をも兼ねている。勿論、上下動機構を別に設けてダンピング液中に圧縮コイルばねを入れた機械式ダンパ等を除振パッドとして使用してもよい。
【００１０】
台座２と定盤６との間に除振パッド４Ａと並列にアクチュエータ７Ａが設置されている。アクチュエータ７Ａは、台座２上に固定された固定子９Ａと定盤６の底面に固定された可動子８Ａとから構成され、制御装置１１（図１では図示省略、図３参照）からの指示に応じて台座２から定盤６の底面に対するＺ方向の付勢力、又は定盤６の底面から台座２に向かう吸引力を発生する。他の除振パッド４Ｂ〜４Ｄにおいても、除振パッド４Ａと同様にそれぞれ並列にアクチュエータ７Ｂ〜７Ｄが設置され（但し、図１では紙面奥側のアクチュエータ７Ｃ、７Ｄは図示せず）、これらのアクチュエータ７Ｂ〜７Ｄの付勢力又は吸引力もそれぞれ制御装置１１（図１では図示省略、図３参照）により設定される。アクチュエータ７Ａ〜７Ｄの制御方法については、後述する。
【００１１】
次に、アクチュエータ７Ａの具体的構成について図２に基づいて説明する。
【００１２】
図２（ａ）には、アクチュエータ７Ａの構成の一例が示されている。この図２（ａ）において、固定子９Ａは、Ｎ極の軸９Ａａの両側にＳ極の軸９Ａｂ，９Ａｃが形成されたマグネットよりなる。また、可動子８Ａは、軸９Ａａに遊嵌する内筒１２、この内筒１２の外側に巻回されたコイル１３、及びこのコイル１３を覆う外筒１４より構成され、コイル１３に流れる電流を調整することにより、固定子９Ａと可動子８Ａとの間に、軸９Ａａに平行な方向（±Ｚ方向）の力が発生する。
【００１３】
図２（ｂ）には、アクチュエータ７Ａの別の例が示されている。この図２（ｂ）において、第１部材１５に磁性体の固定子１６が固定され、第２部材１７に固定子１６を挟むように内筒１８Ａ及び１８Ｂが固定され、内筒１８Ａ及び１８Ｂの外側にそれぞれコイル１９Ａ及び１９Ｂが巻回されている。この場合も、コイル１９Ａ及び１９Ｂに流す電流を調整することにより、第１部材１５と第２部材１７との間の吸引力のバランスを変化させて力を発生する。その他のアクチュエータ７Ｂ〜７Ｄもアクチュエータ７Ａと同様に構成されている。
【００１４】
図１に戻り、定盤６の＋Ｙ方向側の側面には、定盤６のＺ方向加速度を検出する振動センサとしての加速度センサ５Ｚ₁、５Ｚ₂が取り付けられている。また、定盤６上面の＋Ｙ方向端部には定盤６のＹ方向加速度を検出する振動センサとしての加速度センサ５Ｙ₁、５Ｙ₂が取り付けられ、定盤６上面の＋Ｘ方向端部には定盤６のＸ方向加速度を検出する振動センサとしての加速度センサ５Ｘが取り付けられている。これらの加速度センサ５Ｚ₁、５Ｚ₂、５Ｙ₁、５Ｙ₂、５Ｘとしては、例えば半導体式加速度センサが使用される。これらの加速度センサ５Ｚ₁、５Ｚ₂、５Ｙ₁、５Ｙ₂、５Ｘの出力も制御装置１１（図１では図示省略、図３参照）に供給されている。
【００１５】
また、定盤６の＋Ｙ方向側の側面には、所定面積の矩形の金属板（導電性材料）２３₁、２３₂が貼り付けられている。本実施の形態では、定盤６として非導電性材料であるセラミックス製の定盤が使用されており、金属板２３₁、２３₂に対向する位置に定盤のＹ方向変位を検出する変位センサ１０Ｙ₁、１０Ｙ₂（図１では図面の錯綜をさけるため図示省略、図３参照）が設けられている。これらの変位センサ１０Ｙ₁、１０Ｙ₂としては、例えば、渦電流変位センサが使用される。この渦電流変位センサによれば、予め絶縁体に巻いたコイルに交流電圧を加えておき、導電性材料（導電体）から成る測定対象に近づけると、コイルによって作られた交流磁界によって導電体に渦電流が発生し、この渦電流によって発生する磁界は、コイルの電流によって作られた磁界と逆方向であり、これら２つの磁界が重なり合って、コイルの出力に影響を与え、コイルに流れる電流の強さ及び位相が変化する。この変化は、測定対象がコイルに近いほど大きくなり、逆に遠いほど小さくなるので、コイルから電気信号を取り出すことにより、測定対象の位置、変位を知る事ができる。この他、変位センサとして、静電容量がセンサの電極と測定対象物間の距離に反比例することを利用して非接触でセンサと測定対象物間の距離を検出する静電容量式非接触変位センサを使用しても良い。なお、背景光の影響を阻止できる構成にすれば、変位センサとしてＰＳＤ（半導体光位置検出器）を使用することも可能である。
【００１６】
また、定盤６上面の＋Ｙ方向端部には所定面積の金属版２３₃、２３₄が貼り付けられている。これらの金属板２３₃、２３₄に対向して定盤６のＺ方向変位を検出する渦電流変位センサから成る変位センサ１０Ｚ₁、１０Ｚ₂（図１では図示省略、図３参照）が設けられている。さらに、定盤６上面の＋Ｘ方向の側面には所定面積の金属板２３₅が貼り付けられ、この金属板２３₅に対向して定盤６のＸ方向変位を検出する渦電流変位センサから成る変位センサ１０Ｘ（図１では図示省略、図３参照）が設けられている。同様に、変位センサ１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｘの出力も制御装置１１（図１では図示省略、図３参照）に供給されている。
【００１７】
定盤６上には図示しない駆動手段によってＸＹ２次元方向に駆動されるＸＹステージ２０が載置されている。さらに、このＸＹステージ２０上にＺレベリングステージ、θステージ（いずれも図示省略）が載置され、これらＸＹステージ２０、Ｚレベリングステージ、θステージでウエハステージ１０２が構成される。θステージの上には、ウエハホルダ２１を介して感光基板としてのウエハＷが吸着保持されている。また、定盤６上でＸＹステージ２０を囲むように第１コラム２４が設けられ、第１コラム２４の上板の中央部に投影光学系ＰＬが固定され、第１コラム２４の上板に投影光学系ＰＬを囲むように第２コラム２６が設けられ、第２コラム２６の上板の中央部には図示しない駆動手段によってＸＹ２次元方向に駆動されるＸＹステージ２７が載置されている。このＸＹステージ２７の上にはさらに、θステージ（図示省略）が載置され、これらＸＹステージ２７およびθステージでレチクルステージ１０１が構成される。そしてこのレチクルステージ１０１の上に、マスクとしてのレチクルＲが載置されている。
【００１８】
ウエハステージ１０２のＸ、ＹおよびＺθ方向の位置は、変位センサとしてのレーザ干渉計３９Ｘ、３９Ｙおよび３９Ｒによって検出される（レーザ干渉計３９Ｒは不図示）。これらレーザ干渉計３９Ｘ、３９Ｙ、３９Ｒの出力は、制御装置１１（図３参照）、ステージ位置制御装置１１０（図８参照）および図示しない主制御装置に入力されている。Ｚレベリングステージは、Ｚ軸方向の駆動及びＺ軸に対する傾斜が調整可能に構成され、θステージはＺ軸回りの微小回転が可能に構成されている。従って、ＸＹステージ２０、Ｚレベリングステージ及びθステージによって、ウエハＷは３次元的に位置決めが可能となっている。
【００１９】
レチクルステージ１０１のＸ、ＹおよびＺθ方向の位置も、ウエハステージ１０２と同様に変位センサとしてのレーザ干渉計３８Ｘ、３８Ｙおよび３８Ｒによって検出され（レーザ干渉計３８Ｒは不図示）、これらレーザ干渉計３８Ｘ、３８Ｙ、３８Ｒの出力は、制御装置１１（図３参照）、ステージ位置制御装置１１０（図８参照）および図示しない主制御装置に入力されている。なお、レチクルＲについてはＸ、ＹおよびＺθ方向に位置調整可能な構成となっている。
【００２０】
レチクルＲの上方には、図示しない照明光学系が配置され、図示しない主制御装置はレチクルＲ及びウエハＷの相対位置合わせ（アライメント）及び図示しない焦点検出系によるオートフォーカスを行ないつつ、照明光学系からの露光用の照明光ＥＬの下で、レチクルＲのパターンを投影光学系ＰＬによりウエハＷの各ショット領域に結像し、順次露光するようになっている。本実施の形態では、各ショット領域の露光に際しては主制御装置によりレチクルステージ１０１とウエハステージ１０２とがそれぞれの駆動手段を介してＸ軸方向（走査方向）に沿って所定の速度比で相対走査される。
【００２１】
第１コラム２４は、４本の脚部２４ａ〜２４ｄ（図１では紙面奥側の脚部２４ｄは図示せず）により定盤６上に設置されている。脚部２４ｂの＋Ｘ方向の側面には、第１コラム２４のＺ方向の加速度を検出する加速度センサ５Ｚ₃が取り付けられている。この加速度センサ５Ｚ₃としては、例えばピエゾ抵抗効果型あるいは静電容量型の半導体式加速度センサが使用される。この加速度センサ５Ｚ₃の出力も制御装置１１（図１では図示省略、図３参照）に入力されている。また、第１コラム２４の上板上面の＋Ｙ方向端部でかつ＋Ｘ方向端部となるコーナーの部分には、所定面積の金属板２３₆が貼り付けられている。この金属板２３₆に対向して第１コラム２４のＺ方向変位を検出する渦電流変位センサから成る変位センサ１０Ｚ₃（図１では図示省略、図３参照）が設けられている。
【００２２】
更に、第１コラム２４の−Ｘ方向の側面にピン３５Ａが埋め込まれ、このピン３５Ａと床上に固定された図示しない支柱との間に、アクチュエータ３２Ａが取り付けられている。アクチュエータ３２Ａは、アクチュエータ７Ａと同様に、図示しない支柱に固定された発磁体よりなる固定子３４Ａと、ピン３５Ａに取り付けられたコイルを含む可動子３３Ａとから構成され、制御装置１１から可動子３３Ａ内のコイルに流れる電流を調整することにより、ピン３５Ａに対して±Ｙ方向に力を与えることができる。同様に、第１コラム２４の＋Ｘ方向の側面にピン３５Ｂが埋め込まれ、このピン３５Ｂと床上に固定された図示しない支柱との間に、アクチュエータ３２Ａと同一構成のアクチュエータ３２Ｂが取り付けられ、制御装置１１からの指示によりピン３５Ｂに対して±Ｙ方向に力を与えることができるようになっている。また、第１コラム２４の＋Ｘ方向の側面の中央部と床上の図示しない支柱との間に、アクチュエータ３２Ａと同一構成のアクチュエータ３２Ｃが設置され、制御装置１１からの指示によりアクチュエータ３２Ｃを介して第１コラム２４に対して±Ｘ方向に力を与えることができる。制御装置１１による、アクチュエータ３２Ａ〜３２Ｃの制御方法についても後述する。
【００２３】
ここで、露光装置１００の設置時の定盤６の高さ及び水平レベルの調整について簡単に説明すると、変位センサ１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｚ₃で計測された定盤６のＺ方向変位（高さ）が図示しない除振パッド４Ａ〜４Ｄの制御系（図示省略）に伝えられ、これらのデータを基に除振パッド４Ａ〜４Ｄの制御系は、定盤６の高さを予め設定されている値にすると共に水平レベルを維持するための各除振パッド４Ａ〜４Ｄの高さを算出する。その後、この制御系は、除振パッド４Ａ〜４Ｄの高さをそれぞれ算出した値に設定する。その後、除振パッド４Ａ〜４Ｄの高さはそれぞれその設定値に維持される。これにより、定盤６に歪みを生ずることがなく、定盤６上のＸＹステージ２０の位置決め精度等が高精度に維持される。
【００２４】
本実施の形態では、定盤６、ウエハステージ１０２、ウエハホルダ２１、第１コラム２４、投影光学系ＰＬ、第２コラム２６、及びレチクルステージ１０１等により露光本体部４０（図３参照）が構成されている。
【００２５】
次に、この露光本体部４０の除振のためのアクチュエータ７Ａ〜７Ｄ、３２Ａ〜３２Ｃの制御系について、制御装置１１を中心に、図３のブロック図に基づいて説明する。
【００２６】
制御装置１１は、変位センサ１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｘ及び加速度センサ５Ｚ₁、５Ｚ₂、５Ｚ₃、５Ｙ₁、５Ｙ₂、５Ｘの出力に基づいて定盤６を含む露光本体部４０の振動を抑制するようにアクチュエータ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを駆動制御する振動制御系を構成している。
【００２７】
これを更に詳述すると、振動制御系は、第１の座標変換部４２と、６つの減算器４６ａ〜４６ｆと、６つの補正ブロック１０００ａ〜１０００ｆと、位置コントローラＸＰＩ、ＹＰＩ、ＺＰＩ、ＸθＰＩ、ＹθＰＩ、ＺθＰＩと、６つの速度変換ゲイン５２ａ〜５２ｆと、第２の座標変換部４８と、６つの積分器５０ａ〜５０ｆと、６つの減算器５４ａ〜５４ｆと、速度コントローラＶＸＰＩ、ＶＹＰＩ、ＶＺＰＩ、ＶＸθＰＩ、ＶＹθＰＩ、ＶＺθＰＩと、非干渉化計算部５６と、７つの推力ゲイン５８ａ〜５８ｇとから成る。そして、第１の座標変換部４２は、変位センサ１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｘの出力を図示しないＡ／Ｄコンバータをそれぞれ介して入力し、露光本体部４０の重心の６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｘθ、Ｙθ、Ｚθ：図１参照）の変位量（ｘ、ｙ、ｚ、θ_x、θ_y、θ_z）に変換する。減算器４６ａ〜４６ｆは、第１の座標変換部４２で変換した重心の６自由度方向の変位量（ｘ、ｙ、ｚ、θ_x、θ_y、θ_z）を、目標値出力部４４から入力される６自由度方向の重心位置の目標値（ｘ₀、ｙ₀、ｚ₀、θ_x0 、θ_y0 、θ_z0）からそれぞれ減じて６自由度のそれぞれの方向の位置偏差（Δｘ＝ｘ₀−ｘ、Δｙ＝ｙ₀−ｙ、Δｚ＝ｚ₀−ｚ、Δθ_x＝θ_x0−θ_x、Δθ_y＝θ_y0−θ_y、Δθ_z＝θ_z0−θ_z）をそれぞれ算出する。補正ブロック１０００ａ〜１０００ｆは、減算器４６ａ〜４６ｆで算出された位置偏差Δｘ、Δｙ、Δｚ、Δθ_x、Δθ_y、Δθ_zより、後述する処理手順に従って補正位置偏差Δｘｃ、Δｙｃ、Δｚｃ、Δθ_xｃ、Δθ_yｃ、Δθ_zｃを算出する。位置コントローラＸＰＩ、ＹＰＩ、ＺＰＩ、ＸθＰＩ、ＹθＰＩ、ＺθＰＩは、補正位置偏差Δｘｃ、Δｙｃ、Δｚｃ、Δθ_xｃ、Δθ_yｃ、Δθ_zｃを動作信号として６自由度のそれぞれの方向の制御動作を行なうＰＩコントローラから成る。速度変換ゲイン５２ａ〜５２ｆは、位置コントローラＸＰＩ、ＹＰＩ、ＺＰＩ、ＸθＰＩ、ＹθＰＩ、ＺθＰＩからの出力を速度指令値ｘ₀’、ｙ₀’、ｚ₀’、θ_x0’、θ_y0’、θ_z0’にそれぞれ変換する。第２の座標変換部４８は、加速度センサ５Ｚ₁、５Ｚ₂、５Ｚ₃、５Ｙ₁、５Ｙ₂、５Ｘの出力を図示しないＡ／Ｄコンバータをそれぞれ介して入力し、重心の６自由度方向の加速度（ｘ”、ｙ”、ｚ”、θ_x”、θ_y”、θ_z”）に変換する。６つの積分器５０ａ〜５０ｆは、第２の座標変換部４８で変換後の重心の６自由度方向の加速度ｘ”、ｙ”、ｚ”、θ_x”、θ_y”、θ_z”をそれぞれ積分してそれぞれの方向の重心の速度ｘ’、ｙ’、ｚ’、θ_x’、θ_y’、θ_z’に変換する。減算器５４ａ〜５４ｆは、速度変換ゲイン５２ａ〜５２ｆで変換された速度指令値ｘ₀’、ｙ₀’、ｚ₀’、θ_x0’、θ_y0’、θ_z0’から積分器５０ａ〜５０ｆの出力ｘ’、ｙ’、ｚ’、θ_x’、θ_y’、θ_z’をそれぞれ減じて６自由度方向のそれぞれの方向の速度偏差（Δｘ’＝ｘ₀’−ｘ’、Δｙ’＝ｙ₀’−ｙ’、Δｚ’＝ｚ₀’−ｚ’、Δθ_x’＝θ_x0’−θ_x’、Δθ_y’＝θ_y0’−θ_y’、Δθ_z’＝θ_z0’−θ_z’）を算出する。速度コントローラＶＸＰＩ、ＶＹＰＩ、ＶＺＰＩ、ＶＸθＰＩ、ＶＹθＰＩ、ＶＺθＰＩは、減算器５４ａ〜５４ｆで算出された速度偏差Δｘ’、Δｙ’、Δｚ’、Δθ_x’、Δθ_y’、Δθ_z’を動作信号として制御動作を行なうＰＩコントローラから成る。非干渉化計算部５６は、速度コントローラで演算された速度制御量を各アクチュエータの位置で発生すべき速度指令値に変換するための非干渉化演算を行なう。推力ゲイン５８ａ〜５８ｇは、非干渉化計算部５６で変換後の各アクチュエータの位置で発生すべき速度指令値を各アクチュエータで発生すべき推力にそれぞれ変換する。
【００２８】
すなわち、本実施の形態の振動制御系は、変位センサ、位置コントローラ等を含んで構成される位置制御ループの内側に、その内部ループとして加速度センサ、積分器、速度コントローラ等を含んで構成される速度制御ループを有する多重ループ制御系となっている。
【００２９】
以上に説明した多重ループ制御系で構成される振動制御ループの中の位置制御ループにおいて、投影露光装置の本体部（図１の、定盤６よりも上の部分）に不図示の信号ケーブルの弾性力や重さなどにより定常力が作用していた場合、この定常力によって生ずる投影露光装置の本体部の変位を補正しようとして各アクチュエータには定常推力が発生し、これにより局部的な発熱を生ずる。そしてこの発熱により、チャンバ内の空気のゆらぎを生じ、たとえばＸＹステージの移動量を測定するレーザ干渉計などの測定精度が低下することがある。
【００３０】
ここで、投影露光装置の動作について考えると、たとえばレチクルロード、ウエハロード、アライメント、露光、ステージ移動などの一連の動作において、すべての動作中に高い除振能力を要する訳ではない。そこで、さほど高い除振能力を必要としないときには、位置制御ループ内における位置偏差に基づくフィードバック量を低減することにより、定常推力の発生を抑制して各アクチュエータからの発熱を抑制することができる。
【００３１】
例えば、レチクルロード中などのように、投影露光装置に高い除振能力が要求されないときには、図３における位置制御ループにおいて、減算器４６ａ〜４６ｆで求められた位置偏差Δｘ、Δｙ、Δｚ、Δθ_x、Δθ_y、Δθ_zが所定値に収まっている限り、これらの位置偏差をフィードバックしなければよい。つまりこれらの位置偏差に対して不感帯を設ければよい。この例について、図４〜図６を参照して説明する。
【００３２】
図４〜図６はいずれも図３に示す制御装置１１の内部における位置制御ループの一部を構成する処理を説明するフローチャートである。図４に示すフローチャートにおいて、制御装置１１はステップＳ４１で、図１に示す投影露光装置のレチクルロードや露光などの動作に応じて位置偏差Δｘ、Δｙ、Δｚ、Δθ_x、Δθ_y、Δθ_zに不感帯を設定するかどうかを判定する。そして高い除振能力が不要な動作中であることを検出、すなわち不感帯の設定が可能と判定した場合にはステップＳ４２で不感帯フラグを１にセットする。逆にステップＳ４１で高い除振能力を必要とする動作中であることを検出、すなわち不感帯の設定をすべきではないと判定した場合にはステップＳ４３で不感帯フラグを０にセットする。
【００３３】
図５（ａ）は図３における減算器４６ａ〜４６ｆおよび補正ブロック１０００ａ〜１０００ｃにおける処理内容を示している。先ず、ステップＳ５１で位置偏差Δｘ、Δｙ、Δｚ、Δθ_x、Δθ_y、Δθ_zを求める（減算器４６ａ〜４６ｆの処理。以後、説明の煩雑化を避けるため、必要に応じて位置偏差Δｘ、Δｙ、Δｚ、Δθ_x、Δθ_y、Δθ_zをΔとして表示する）。ステップＳ５２において不感帯フラグをチェックし、不感帯フラグが０のときにはステップＳ５３で補正位置偏差Δｘｃ、Δｙｃ、Δｚｃ、Δθ_xｃ、Δθ_yｃ、Δθ_zｃ（以後、説明の煩雑化を避けるため、必要に応じて補正位置偏差Δｘｃ、Δｙｃ、Δｚｃ、Δθ_xｃ、Δθ_yｃ、Δθ_zｃをΔｃとして表示する。）には補正を加えず、つまりΔｃ＝Δとして処理を終え、次段の処理ブロック、すなわち図３に示す位置コントローラＸＰＩ、ＹＰＩ、ＺＰＩ、ＸθＰＩ、ＹθＰＩ、ＺθＰＩに補正位置偏差Δｃを送る。
【００３４】
ステップＳ５２で不感帯フラグが１であった場合、ステップＳ５４で位置偏差Δが所定の不感帯幅Ｗｄｚよりも大きいか小さいかを判定する。そして位置偏差Δが不感帯幅Ｗｄｚ未満であった場合にはステップＳ５４で補正位置偏差Δｃを０として処理を終えて図３に示す位置コントローラＸＰＩ、ＹＰＩ、ＺＰＩ、ＸθＰＩ、ＹθＰＩ、ＺθＰＩに補正位置偏差Δｃを送る。
【００３５】
ステップＳ５４で位置偏差Δが所定の不感帯幅Ｗｄｚと等しいか、不感帯幅Ｗｄｚよりも大きかった場合、ステップＳ５６で以下の式（１）に示す処理を行い、図３に示す位置コントローラＸＰＩ、ＹＰＩ、ＺＰＩ、ＸθＰＩ、ＹθＰＩ、ＺθＰＩに補正位置偏差Δｃを送る。
【数１】

【００３６】
図５（ａ）に示す処理内容について、補正ブロック１０００ａ〜１０００ｆをアナログの入出力系に見立て、図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ｂ）のグラフにおいて、横軸に入力としての位置偏差Δをとり、縦軸に出力としての補正位置偏差Δｃをとる。そして、不感帯フラグが０のときにはａの破線で示すようにΔｃ＝Δとして位置コントローラＸＰＩ、ＹＰＩ、ＺＰＩ、ＸθＰＩ、ＹθＰＩ、ＺθＰＩに補正位置偏差Δｃを出力する。逆に不感帯フラグが１のときにはｂの実線で示すように＋側、−側のそれぞれに不感帯幅Ｗｄｚを有する入出力特性で位置コントローラＸＰＩ、ＹＰＩ、ＺＰＩ、ＸθＰＩ、ＹθＰＩ、ＺθＰＩに補正位置偏差Δｃを出力する。
【００３７】
以上のように振動制御系を構成することにより、高い除振能力が必要なときにのみ各アクチュエータに推力が発生するようになるので、これら各アクチュエータからの不必要な発熱を防止することができる。
【００３８】
なお、以上の説明では、位置偏差Δから補正位置偏差Δｃを求める際に、所定幅Ｗｄｚの不感帯幅を考慮するか、あるいは考慮しないかの判定を不感帯フラグを用いて行う例について説明したが、この不感帯フラグを用いなくてもよい。以下、図６を参照してこの例について説明する。
【００３９】
図６（ａ）に示すフローチャートは、図５（ａ）に示す位置制御フィードバック量設定ルーチンの別の例を示しており、図５（ａ）におけるステップＳ５２、つまり不感帯フラグ判定処理と、ステップＳ５３、つまり不感帯フラグがセットされていなかった場合の処理とをなくした以外は図５（ａ）のものと同様であるので、図５（ａ）のものとの差異を中心に説明する。
【００４０】
図５（ａ）に示すフローチャートにおいて、不感帯幅Ｗｄｚは所定値に固定されたものであったが、図６（ａ）に示すフローチャートのステップＳ６２にける不感帯幅Ｗｄｚｖは可変となっている。この不感帯幅Ｗｄｚｖは、制御装置１１に組み込まれた処理プログラム中の不図示の不感帯幅設定ルーチンにより、投影露光装置の処理内容に応じて設定される。そして投影露光装置の処理内容が、最も高い除振能力のもとで行われる必要があるときには不感帯幅Ｗｄｚｖは０に設定され、逆にさほど高い除振能力が必要とされないときには、その程度に応じて不感帯幅Ｗｄｚｖが任意の値に設定される。
【００４１】
以上のようにして設定された不感帯幅Ｗｄｖｚに応じて図６（ａ）に示すフローチャートに基づく処理が行われる結果を、図５（ｂ）を参照して説明したのと同様に、補正ブロック１０００ａ〜１０００ｆをアナログの入出力系に見立てた入出力の関係を図６（ｂ）に示す。
【００４２】
図６（ｂ）に示すグラフにおいて、不感帯幅Ｗｄｖｚが０のときには破線ａに示すようなΔｃ＝Δの関係となる。これは、図５（ｂ）に示すグラフにおいて、不感帯フラグが０のときのΔｃとΔとの入出力関係を示す破線ａに等しい。再び図６（ｂ）を参照し、不感帯幅Ｗｄｚｖが比較的狭いＷｄｚｖ1であったときには一点鎖線ｂで示すような入出力関係で、あるいは不感帯幅Ｗｄｚｖが比較的広いＷｄｖｚ2であったときには実線ｃで示すような入出力関係で示される。そして、例えば実線ｃに示すような入出力関係にあるときに、外乱に対する反応はそれなりに抑制されるので、各アクチュエータの推力も減り、したがって各アクチュエータからの発熱を防止することができる。
【００４３】
以上の実施の形態の説明で、レチクルロード中には露光装置に高い除振能力が要求されないことについて述べたが、これは露光時などのときに比較しての話であり、絶対的に見ればレチクルやウエハのロード中も高い除振能力が要求される。従って、露光装置に残留振動があった場合には、この残留振動が整定してからでないと所望の位置決め精度が得られないことになる。したがって、従来の技術でも説明したように残留振動が整定するまでに要する時間が装置のスループット向上を妨げる。スループットを高めるためには、除振装置のサーボ剛性を高めることも有効であるが、装置の大型化や製造コストの上昇を招くことになり、実際的でない。以下、除振装置のサーボ剛性を高めることなく露光装置のスループットを向上する例について説明する。
【００４４】
図７を参照して本発明の実施の形態に係る露光装置１００と、この露光装置１００に付随するウエハローダ２００について説明する。露光装置１００は床Ｆに設置され、同様にウエハローダ２００も床Ｆに設置されている。また、露光装置の変位を検出する変位センサ（１０Ｘ、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｚ₃）は、床Ｆに設置されたコラム３００に設置されており、露光装置１００の、床Ｆに対する変位が検出される。
【００４５】
以上の構成で、露光装置１００の揺れが所定値以下に収まっている場合には、搬送部２１０を介してレチクルステージ１０２にウエハＷをロードすれば所定の位置決め精度を得ることができる。一方、露光装置１００に所定値以上の振幅の残留振動による変位が変位センサ（１０Ｘ、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｚ₃）で検出された場合、検出された変位を相殺するようにウエハステージを駆動することにより、搬送部２１０あるいはウエハＷとウエハステージ１０２との間の相対変位も相殺される。これにより、露光装置１００の残留振動が整定する前にウエハＷのロードが可能となり、露光装置１００のスループットが向上する。
【００４６】
なお、レチクルをロードする際にも、レチクルステージ１０１をウエハステージ１０２と同様の方法で駆動すればよい。以下、図８を参照してウエハステージ１０２、レチクルステージ１０１の制御方法について説明する。
【００４７】
図８は、ウエハステージ１０２、レチクルステージ１０１を制御するためのステージ位置制御装置１１０を説明するブロック図である。なお、露光本体部４０の除振制御を行う制御装置１１の構成を示す図３と同じ部分には同じ番号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
第１の座標変換部４２より得られた、露光本体部４０の重心の６自由度方向の変位は、先に説明した６つの減算器４６ａ〜４６ｆに加えられるとともに、レチクルステージ座標変換部７１およびウエハステージ座標変換部７２にも導かれる。レチクルステージ座標変換部７１は、露光本体部４０の重心の６自由度方向の変位情報からレチクルステージ１０１のＸ軸およびＹ軸方向に沿う変位Ｘ、ＹとＺθ軸まわりの変位（Ｒｏｔ）とを求める。
【００４９】
減算器９３ａ〜９３ｃは、レチクルステージ座標変換部７１から出力される、レチクルステージ１０１のＸ軸およびＹ軸方向に沿う変位Ｘ、ＹとＺθ軸まわりの変位（Ｒｏｔ）と、レーザ干渉計３８Ｘ、３８Ｙ、３８Ｒより求められるレチクルステージ１０１の変位とを、目標値出力部８１から入力されるレチクルステージ１０１の目標値（Ｘ、Ｙ、Ｒｏｔ）からそれぞれ減じて、それぞれの位置偏差を算出する。
【００５０】
レチクルステージ制御部９１は、減算器９３ａ〜９３ｃから算出されたそれぞれの位置偏差をもとにレチクルステージ１０１をＸ、ＹおよびＺθ軸方向に駆動するアクチュエータ９５Ｘ、９５Ｙ、９５Ｒの駆動量を求めて駆動信号を発する。
【００５１】
以上のようにして、露光本体部４０の残留振動による変位を相殺するようにレチクルステージ１０１を駆動することにより、露光本体部４０の残留振動の整定を待つことなくレチクルロードを高精度に行うことができるので、露光装置のスループットを向上させることができる。また、レチクルステージ１０１で露光本体部４０の振動を補正することにより、先に説明した不感帯幅をさらに拡大することができるので、アクチュエータ７Ａ〜７Ｄからの発熱を抑制することができる。あるいは、レチクルロードをさらに精密に行う必要があるときには、上述した不感帯幅を設けずに露光本体部４０を除振制御した上で、さらにレチクルステージ１０１を駆動し、露光本体部４０の残留振動によるレチクルステージ１０１の変位を補正してもよい。
【００５２】
なお、この残留振動補正時のレチクルステージの移動量はごく僅かで、レチクルステージ移動時に生ずる加速度も極めて小さなものであり、ステージ駆動にともなう新たな振動を起こすことはない。
【００５３】
ウエハステージ１０２の制御についても上述したレチクルステージの制御と同様であり、その説明を省略する。
【００５４】
以上のステージ位置制御装置１１０の動作説明において、第１の座標変換部４２より得られる露光本体部４０の６自由度方向の変位情報をもとにレチクルステージ１０１あるいはウエハステージ１０２の変位を求める例について説明したが、これに代えて変位センサ（１０Ｘ、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｚ₃）で検出された変位信号を直接レチクルステージ座標変換部７１およびウエハステージ座標変換部７２に導いてそれぞれのステージ変位を求めるようにしてもよい。
【００５５】
また、以上の実施の形態の説明において、除振台の振動制御系が、変位センサ１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｘ、位置コントローラＸＰＩ〜ＺθＰＩ等で構成される位置制御ループの内側に、加速度センサ５Ｚ₁〜５Ｚ₃、５Ｙ₁、５Ｙ₂、５Ｘ、速度コントローラＶＸＰＩ〜ＶＺθＰＩ等で構成される速度制御ループを有する多重ループ制御系である場合を例にとって説明したが、比較的周期の長い振動に対しては位置制御ループのみで構成される振動制御系で除振制御すればよく、このときにも変位センサ１０Ｚ₁、１０Ｚ₂、１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｘで得られる信号をもとに各ステージの位置制御をすればよい。
【００５６】
なお、本発明に係る除振装置は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置やステッパ方式の投影露光装置などの光学式の露光装置のみならず、荷電粒子線露光装置にも適用可能である。
【００５７】
以上の発明の実施の形態の説明と請求項との対応において、定盤６が除振台を、アクチュエータ７Ａ〜７Ｄおよび３２Ａ〜３２Ｃが除振台アクチュエータを、変位センサ１０Ｚ₁〜１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂および１０Ｘが除振台変位センサを、制御装置１１が振動台振動制御系を、レーザ干渉計３８Ｘ、３８Ｙ、３８Ｒ、３９Ｘ、３９Ｙおよび３９Ｒが載置台変位センサを、ステージ位置制御装置１１０が載置台位置制御系を、ウエハローダ２００が載置物受け渡し手段を、レチクルステージ座標変換部７１およびウエハステージ座標変換部７２が変位情報変換手段をそれぞれ構成する。
【００５８】
【発明の効果】
（１）請求項１または３に記載の発明によれば、除振台変位センサからの出力に基づいて載置台の変位量を求め、除振台の振動による載置台の変位を相殺するように載置台を駆動することにより、除振台の残留振動の整定を待つことなく、高い位置決め精度を有した状態でレチクルやウエハなどの載置物を載置台に載置することができる。これにより高スループット化が実現可能となる。
（２）請求項２または３に記載の発明によれば、除振台振動制御系の振動制御ループに所定幅の不感帯を設けることにより、アクチュエータからの不必要な発熱を防止でき、この発熱に伴う精度の低下を防止することができる。このとき、除振台振動制御系に不感帯を設けることにより振動が発生するが、この振動で生ずる載置台の変位は、載置台を駆動することにより相殺して、高い位置決め精度を維持することができる。
（３）請求項４から請求項８に記載の発明によれば、変位センサの検出結果に基づいて基板ステージの位置を補正しているので、精度よく基板ステージに基板を受け取ることができる。
（４）請求項９及び請求項１０に記載の発明によれば、変位センサの検出結果に基づいてレチクルステージの位置を補正しているので、精度よくレチクルステージにレチクルを受け取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係る投影露光装置を示す斜視図である。
【図２】（ａ）はアクチュエータ７Ａの一例を示す拡大断面図、（ｂ）はアクチュエータ７Ａの他の例を示す拡大断面図である。
【図３】アクチュエータの制御系の構成を示す制御ブロック図である。
【図４】図３に示す制御系の位置制御ループ不感帯設定ルーチンを説明するフローチャート
【図５】図３に示す制御系の位置制御ループフィードバック量設定ルーチンの一例を説明する図であり、（ａ）がそのフローチャートを、（ｂ）がこのルーチンによって処理されたフィードバック量を模式的に表したグラフである。
【図６】図３に示す制御系の位置制御ループフィードバック量設定ルーチンの別の例を説明する図であり、（ａ）がそのフローチャートを、（ｂ）がこのルーチンによって処理されたフィードバック量を模式的に表したグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る投影露光装置とウエハローダとの配置関係を説明する図である。
【図８】ステージ位置制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【符号の説明】
４Ａ〜４Ｄ除振パッド
５Ｚ₁〜５Ｚ₃、５Ｙ₁、５Ｙ₂、５Ｘ加速度センサ（振動センサ）
６定盤（除振台）
７Ａ〜７Ｄ、３２Ａ〜３２Ｃアクチュエータ
１０Ｚ₁〜１０Ｚ₃、１０Ｙ₁、１０Ｙ₂、１０Ｘ変位センサ
１１制御装置
２０、２７ＸＹステージ
３８Ｘ、３８Ｙ、３８Ｒレーザ干渉計
３９Ｘ、３９Ｙ、３９Ｒレーザ干渉計
４０露光本体部
７１レチクルステージ座標変換部
７２ウエハステージ座標変換部
９１レチクルステージ制御部
９２ウエハステージ制御部
９５Ｘ、９５Ｙ、９５Ｒアクチュエータ
９６Ｘ、９６Ｙ、９６Ｒアクチュエータ
１００露光装置
１０１レチクルステージ
１０２ウエハステージ
１１０ステージ位置制御装置
２００ウエハローダ
Ｆ床
Ｒレチクル（マスク）
ＰＬ投影光学系
Ｗウエハ（感光基板）
１０００ａ〜１０００ｆ補正ブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration isolator and an exposure apparatus. More specifically, the present invention relates to a so-called active type vibration isolator that drives an anti-vibration table by an actuator so as to cancel vibration of the vibration isolator base, and an exposure equipped with the vibration isolator. Regarding the device.
[0002]
[Prior art]
As the precision of step-and-repeat reduction projection exposure equipment, that is, precision instruments such as so-called steppers, increases, it is necessary to insulate the micro-vibration acting on the surface plate (vibration isolation table) from the installation floor at the micro G level. Has occurred. As a vibration isolation pad that supports the vibration isolation table of the vibration isolation device, various types such as a mechanical damper and a pneumatic damper in which a compression coil spring is placed in a damping liquid are used, and the vibration isolation pad itself has a certain centering function. ing. In particular, an air spring vibration isolator provided with a pneumatic damper can be set to a small spring constant and insulates vibrations of about 10 Hz or more, and is therefore widely used for supporting precision instruments. Recently, an active vibration isolator has been proposed to overcome the limitations of the conventional passive vibration isolator (for example, see Japanese Patent Application No. 7-83577 related to the same applicant as the present application). This is a vibration isolation device that detects vibrations of the vibration isolation table using a sensor and controls the vibration by driving an actuator based on the output of this sensor. It is an ideal vibration that has no resonance peak in the low frequency control band. It can have an insulating effect.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described active vibration isolator has a problem of reduced throughput due to residual vibration. That is, when a stepper installed on the above-mentioned active vibration isolator is used to supply a reticle or wafer from the outside and attempt to position at a predetermined position on the stepper, if there is residual vibration of the stepper, accurate positioning Can not be. For this reason, the wafer or reticle cannot be loaded until the residual vibration is settled, and the throughput of the stepper is reduced.
[0004]
An object of the present invention is to provide a vibration isolator capable of suppressing (vibrating) disturbance vibration, shortening a waiting time until the residual vibration is settled when exchanging a wafer or a reticle, and improving throughput. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus provided with this.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) The present invention will be described with reference to FIGS. 1, 7, and 8 showing an embodiment. The invention according to claim 1 is directed to pads 4A to 4D (pad 4D is not attached to the floor surface). The vibration isolation table 6 is held via; the vibration isolation table actuators 7A to 7D and 32A to 32C (actuators 7C and 7D are not shown) that drive the vibration isolation table 6; Detecting vibration isolation table displacement sensor 10Z₁-10Z_Three10Y₁10Y₂And 10X; at least a vibration isolation table displacement sensor 10Z₁-10Z_Three10Y₁10Y₂And a vibration isolation table vibration control system 11 that drives and controls the vibration isolation table actuators 7A to 7D and 32A to 32C so as to suppress vibration of the vibration isolation table 6 based on the output from 10X; Mounting tables 101 and 102;

mounting table actuators

95X, 95Y, 95R, 96X, 96Y and 96R for driving the mounting tables 101 and 102; mounting

table displacement sensors

38X, 38Y for detecting the displacement of the mounting tables 101 and 102; 38R, 39X, 39Y and 39R;

mounting table actuators

95X, 95Y, 95R, so as to suppress the positions of the mounting tables 101 and 102 based on the outputs of the mounting

table displacement sensors

38X, 38Y, 38R, 39X, 39Y and 39R Mounting table position control system 110 for driving and controlling 96X, 96Y and 96R; The figurine transfer means 200 mounting installed on the floor to Rui to pass the object placed between the 102, when at least placing the mounting object, the anti-vibration table displacement sensor 10Z₁-10Z_Three10Y₁10Y₂And displacement information conversion means 91 and 92 for converting the displacement information of the vibration isolation table 6 detected by 10X into the displacement information of the mounting tables 101 and 102; the displacement information obtained by the displacement information conversion means 91 and 92 Based on this, the above-described object is achieved by correcting the displacement of the mounting tables 101 and 102 by the mounting table position control system 110.
(2) Referring to FIG. 3 showing one embodiment, in the invention according to claim 2, the vibration isolation table vibration control system 11 includes at least the vibration isolation table displacement sensor 10Z.₁-10Z_Three10Y₁10Y₂And a vibration control loop for suppressing vibration of the vibration isolation table 6 based on the output from 10X, and the vibration isolation table displacement sensor 10Z₁-10Z_Three10Y₁10Y₂And a dead band of a predetermined width that can be selected to be valid or invalid for the output of 10X is provided in the vibration control loop.
(3) Referring to FIG. 1 showing an embodiment, the invention of claim 3 transfers the pattern formed on the mask R to the substrate W on the substrate stage 102 via the projection optical system PL. The invention according to

claim

1 or 2 is applied to an exposure apparatus that performs the above.
[0006]
The invention described in claim 4 is an exposure apparatus that exposes a pattern to the substrate (W) placed on the substrate stage (20), and is provided independently of the substrate stage (20). ), A substrate loader (200) that delivers the substrate (W), an exposure main body (40) that holds the substrate stage (20), and a displacement sensor that detects information relating to the displacement of the exposure main body (40). (10) and a control device (11) for correcting the position of the substrate stage (20) based on the detection result of the displacement sensor (10) when receiving the substrate (W) from the substrate loader (200). Yes.
According to the fifth aspect of the present invention, the pattern is formed on the reticle (R) placed on the reticle stage (101), and the pattern is scanned on the reticle stage (101) and the substrate stage (20). W) is exposed.
According to the sixth aspect of the present invention, the pattern of the reticle (R) placed on the reticle stage (101) is exposed to the substrate (W) placed on the substrate stage (20) via the projection optical system (PL). An exposure apparatus that scans the reticle stage (101) and the substrate stage (20) and the projection optical system (PL) independently of the substrate stage (20). A substrate loader (200) that delivers (W), an exposure main body (40) that holds the projection optical system (PL), a displacement sensor (10) that detects information relating to the displacement of the exposure main body (40), And a control device (11) for correcting the position of the substrate stage (20) based on the detection result of the displacement sensor (10) when receiving the substrate (W) from the substrate loader (200).
According to the seventh aspect of the present invention, the exposure main body (40) holds the reticle stage (101).
In the invention according to claim 8, the exposure main body (40) holds the substrate stage (20).
The invention described in claim 9 is an exposure apparatus that exposes a pattern formed on a reticle (R) placed on a reticle stage (101) onto a substrate (W), and is independent of the reticle stage (101). A reticle transfer means for transferring the reticle (R) to and from the reticle stage (101), an exposure main body (40) for holding the reticle stage (101), and displacement of the exposure main body (40). A displacement sensor (10) for detecting information and a control device (11) for correcting the position of the reticle stage (101) based on the detection result of the displacement sensor (10) when receiving the reticle (R) from the reticle delivery means. And.
In the invention described in claim 10, the exposure main body (40) holds a projection optical system (PL) for projecting a pattern onto the substrate (W).
In the section of the means for solving the above-described problems for explaining the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the invention are used for easy understanding of the present invention. It is not limited.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0008]
FIG. 1 shows a schematic perspective view of a step-and-scan type exposure apparatus 100 according to an embodiment. In FIG. 1, a rectangular plate-like pedestal 2 is installed on the floor as an installation surface, and the vibration isolation pads 4A to 4D (however, in FIG. 1, the vibration isolation pad 4D on the back side of the page is not shown). ) And a rectangular surface plate 6 as a vibration isolation table is installed on the vibration isolation pads 4A to 4D. Here, since the projection optical system PL is used in the present embodiment as will be described later, the Z axis is taken in parallel to the optical axis of the projection optical system PL, and the surface plate 6 is arranged in a plane orthogonal to the Z axis. The X axis is taken in the longitudinal direction, and the Y axis is taken in a direction perpendicular to the X axis. Further, the rotation directions around the respective axes are defined as Zθ, Xθ, and Yθ directions. In the following description, the directions indicated by the arrows indicating the X, Y, and Z axes in FIG. 1 are the + X, + Y, and + Z directions, and the opposite directions are −X, −Y, and −Z in the following description. It shall be used separately from the direction.
[0009]
The vibration isolation pads 4 </ b> A to 4 </ b> D are respectively disposed near the four corners of the rectangular bottom surface of the surface plate 6. In the present embodiment, pneumatic dampers are used as the vibration isolation pads 4A to 4D, and the height of the vibration isolation pads 4A to 4D can be adjusted by the air pressure. Therefore, the pneumatic damper also serves as a vertical movement mechanism. Also serves as. Of course, a mechanical damper having a separate vertical movement mechanism and a compression coil spring in the damping liquid may be used as the vibration isolation pad.
[0010]
An actuator 7A is installed in parallel with the vibration isolation pad 4A between the base 2 and the surface plate 6. The actuator 7A includes a stator 9A fixed on the pedestal 2 and a mover 8A fixed to the bottom surface of the surface plate 6, and receives instructions from the control device 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3). Accordingly, an urging force in the Z direction from the pedestal 2 to the bottom surface of the surface plate 6 or a suction force from the bottom surface of the surface plate 6 toward the pedestal 2 is generated. In the other vibration isolation pads 4B to 4D, actuators 7B to 7D are installed in parallel as in the case of the vibration isolation pad 4A (however, in FIG. 1, the actuators 7C and 7D on the back side of the drawing are not shown). The biasing force or suction force of the actuators 7B to 7D is also set by the control device 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3). A method for controlling the actuators 7A to 7D will be described later.
[0011]
Next, a specific configuration of the actuator 7A will be described with reference to FIG.
[0012]
FIG. 2A shows an example of the configuration of the actuator 7A. In FIG. 2A, the stator 9A is composed of a magnet having S poles 9Ab and 9Ac formed on both sides of an N pole 9Aa. The mover 8A includes an inner cylinder 12 that is loosely fitted to the shaft 9Aa, a coil 13 that is wound around the outer side of the inner cylinder 12, and an outer cylinder 14 that covers the coil 13. By adjusting, a force in the direction parallel to the shaft 9Aa (± Z direction) is generated between the stator 9A and the mover 8A.
[0013]
FIG. 2B shows another example of the actuator 7A. In FIG. 2B, the magnetic stator 16 is fixed to the first member 15, the inner cylinders 18A and 18B are fixed to the second member 17 so as to sandwich the stator 16, and the inner cylinders 18A and 18B are fixed. Coils 19A and 19B are wound on the outside. Also in this case, a force is generated by changing the balance of the attractive force between the first member 15 and the second member 17 by adjusting the current flowing through the coils 19A and 19B. The other actuators 7B to 7D are configured similarly to the actuator 7A.
[0014]
Returning to FIG. 1, an acceleration sensor 5 </ b> Z as a vibration sensor that detects the acceleration in the Z direction of the surface plate 6 is provided on the side surface of the surface plate 6 on the + Y direction side.₁5Z₂Is attached. Further, an acceleration sensor 5Y as a vibration sensor for detecting the acceleration in the Y direction of the surface plate 6 is provided at the + Y direction end of the upper surface of the surface plate 6.₁5Y₂And an acceleration sensor 5X as a vibration sensor for detecting the X-direction acceleration of the surface plate 6 is attached to the + X direction end of the upper surface of the surface plate 6. These acceleration sensors 5Z₁5Z₂5Y₁5Y₂For example, a semiconductor acceleration sensor is used as 5X. These acceleration sensors 5Z₁5Z₂5Y₁5Y₂The output of 5X is also supplied to the control device 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3).
[0015]
A rectangular metal plate (conductive material) 23 having a predetermined area is provided on the side surface of the surface plate 6 on the + Y direction side.₁, 23₂Is pasted. In the present embodiment, a ceramic surface plate which is a non-conductive material is used as the surface plate 6, and the metal plate 23 is used.₁, 23₂Displacement sensor 10Y for detecting the displacement of the surface plate in the Y direction at a position opposite to₁10Y₂(In FIG. 1, illustration is omitted to avoid complication of the drawing, see FIG. 3). These displacement sensors 10Y₁10Y₂For example, an eddy current displacement sensor is used. According to this eddy current displacement sensor, when an alternating voltage is applied to a coil wound around an insulator in advance and is brought close to a measurement object made of a conductive material (conductor), the alternating magnetic field generated by the coil causes the conductor to An eddy current is generated, and the magnetic field generated by this eddy current is in the opposite direction to the magnetic field created by the coil current. These two magnetic fields overlap to affect the output of the coil, and the current flowing in the coil Strength and phase change. This change increases as the object to be measured is closer to the coil, and conversely decreases as the object is farther away. Therefore, the position and displacement of the object to be measured can be known by extracting an electric signal from the coil. In addition, as a displacement sensor, a capacitive non-contact displacement that detects the distance between the sensor and the measurement object in a non-contact manner by utilizing the fact that the capacitance is inversely proportional to the distance between the sensor electrode and the measurement object. A sensor may be used. In addition, if it is set as the structure which can prevent the influence of background light, it is also possible to use PSD (semiconductor optical position detector) as a displacement sensor.
[0016]
Further, a metal plate 23 having a predetermined area is provided at the + Y direction end of the upper surface of the surface plate 6._Three, 23_FourIs pasted. These metal plates 23_Three, 23_FourDisplacement sensor 10Z comprising an eddy current displacement sensor for detecting the Z-direction displacement of the surface plate 6 opposite to₁10Z₂(Not shown in FIG. 1, refer to FIG. 3). Further, a metal plate 23 having a predetermined area is provided on the side surface in the + X direction on the upper surface of the surface plate 6._FiveIs pasted and this metal plate 23_FiveA displacement sensor 10 </ b> X (not shown in FIG. 1, see FIG. 3), which is an eddy current displacement sensor that detects a displacement in the X direction of the surface plate 6, is provided. Similarly, the displacement sensor 10Y₁10Y₂10Z₁10Z₂The output of 10X is also supplied to the control device 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3).
[0017]
On the surface plate 6, an XY stage 20 that is driven in an XY two-dimensional direction by a driving means (not shown) is placed. Further, a Z leveling stage and a θ stage (both not shown) are mounted on the XY stage 20, and a wafer stage 102 is constituted by the XY stage 20, the Z leveling stage, and the θ stage. On the θ stage, a wafer W as a photosensitive substrate is sucked and held via a wafer holder 21. A first column 24 is provided on the surface plate 6 so as to surround the XY stage 20. The projection optical system PL is fixed to the center of the upper plate of the first column 24, and is projected onto the upper plate of the first column 24. A second column 26 is provided so as to surround the optical system PL, and an XY stage 27 that is driven in an XY two-dimensional direction by a driving unit (not shown) is placed at the center of the upper plate of the second column 26. A θ stage (not shown) is further placed on the XY stage 27, and the reticle stage 101 is constituted by the XY stage 27 and the θ stage. A reticle R as a mask is placed on the reticle stage 101.
[0018]
The positions of wafer stage 102 in the X, Y, and Zθ directions are detected by

laser interferometers

39X, 39Y, and 39R as displacement sensors (laser interferometer 39R is not shown). The outputs of these

laser interferometers

39X, 39Y, 39R are input to the control device 11 (see FIG. 3), the stage position control device 110 (see FIG. 8), and a main control device (not shown). The Z leveling stage is configured such that the drive in the Z-axis direction and the tilt with respect to the Z-axis can be adjusted, and the θ stage is configured to be capable of minute rotation around the Z-axis. Therefore, the wafer W can be three-dimensionally positioned by the XY stage 20, the Z leveling stage, and the θ stage.
[0019]
The positions of reticle stage 101 in the X, Y, and Zθ directions are also detected by

laser interferometers

38X, 38Y, and 38R as displacement sensors in the same manner as wafer stage 102 (laser interferometer 38R is not shown), and these

laser interferometers

38X , 38Y, 38R are input to the control device 11 (see FIG. 3), the stage position control device 110 (see FIG. 8), and a main control device (not shown). Note that the reticle R is configured to be positionally adjustable in the X, Y, and Zθ directions.
[0020]
An illumination optical system (not shown) is disposed above the reticle R, and a main controller (not shown) performs relative alignment (alignment) of the reticle R and the wafer W and performs autofocus by a focus detection system (not shown), and the illumination optical system. The pattern of the reticle R is imaged on each shot area of the wafer W by the projection optical system PL under the illumination light EL for exposure from, and sequentially exposed. In the present embodiment, when exposing each shot area, the main control unit causes the reticle stage 101 and the wafer stage 102 to perform relative scanning at a predetermined speed ratio along the X-axis direction (scanning direction) via the respective driving means. Is done.
[0021]
The first column 24 is installed on the surface plate 6 by four leg portions 24a to 24d (in FIG. 1, the leg portion 24d on the back side of the drawing is not shown). On the side surface of the leg portion 24b in the + X direction, an acceleration sensor 5Z that detects the acceleration of the first column 24 in the Z direction._ThreeIs attached. This acceleration sensor 5Z_ThreeFor example, a piezoresistive effect type or a capacitance type semiconductor type acceleration sensor is used. This acceleration sensor 5Z_ThreeIs also input to the control device 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3). Further, a metal plate 23 having a predetermined area is formed at the corner of the upper surface of the upper plate of the first column 24 in the + Y direction end and the + X direction end.₆Is pasted. This metal plate 23₆Displacement sensor 10Z comprising an eddy current displacement sensor that detects the Z-direction displacement of the first column 24 opposite to the first column 24_Three(Not shown in FIG. 1, refer to FIG. 3).
[0022]
Further, a pin 35A is embedded in the side surface of the first column 24 in the −X direction, and an actuator 32A is attached between the pin 35A and a post (not shown) fixed on the floor. Similar to the actuator 7A, the actuator 32A is composed of a stator 34A made of a magnetic generator fixed to a post (not shown) and a mover 33A including a coil attached to the pin 35A. By adjusting the current flowing through the inner coil, a force can be applied in the ± Y direction to the pin 35A. Similarly, a pin 35B is embedded in the side surface of the first column 24 in the + X direction, and an actuator 32B having the same configuration as the actuator 32A is attached between the pin 35B and a post (not shown) fixed on the floor. 11 can apply a force to the pin 35B in the ± Y direction. In addition, an actuator 32C having the same configuration as the actuator 32A is installed between the central portion of the side surface in the + X direction of the first column 24 and a support column (not shown) on the floor, and the first column 24 is configured to receive the first through the actuator 32C according to an instruction from the control device 11. A force can be applied to one column 24 in the ± X direction. A method for controlling the actuators 32A to 32C by the control device 11 will also be described later.
[0023]
Here, the adjustment of the height and horizontal level of the surface plate 6 when the exposure apparatus 100 is installed will be briefly described.₁10Z₂10Z_ThreeThe Z-direction displacement (height) of the surface plate 6 measured in step 1 is transmitted to a control system (not shown) of the vibration isolation pads 4A to 4D (not shown), and the control system of the vibration isolation pads 4A to 4D is based on these data. Calculates the height of each vibration isolation pad 4A to 4D for maintaining the horizontal level while setting the height of the surface plate 6 to a preset value. Thereafter, the control system sets the heights of the vibration isolation pads 4A to 4D to calculated values. Thereafter, the height of each of the vibration isolation pads 4A to 4D is maintained at the set value. Thereby, the surface plate 6 is not distorted, and the positioning accuracy of the XY stage 20 on the surface plate 6 is maintained with high accuracy.
[0024]
In the present embodiment, the exposure main body 40 (see FIG. 3) is configured by the surface plate 6, the wafer stage 102, the wafer holder 21, the first column 24, the projection optical system PL, the second column 26, the reticle stage 101, and the like. ing.
[0025]
Next, a control system of the actuators 7A to 7D and 32A to 32C for vibration isolation of the exposure main body 40 will be described based on the block diagram of FIG.
[0026]
The control device 11 includes a displacement sensor 10Z.₁10Z₂10Z_Three10Y₁10Y₂10X and acceleration sensor 5Z₁5Z₂5Z_Three5Y₁5Y₂A vibration control system is configured to drive and control the

actuators

7A, 7B, 7C, 7D, 32A, 32B, and 32C so as to suppress vibration of the exposure main body 40 including the surface plate 6 based on the output of 5X.
[0027]
More specifically, the vibration control system includes a first coordinate converter 42, six subtractors 46a to 46f, six correction blocks 1000a to 1000f, position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, and YθPI. , ZθPI, six speed conversion gains 52a to 52f, a second coordinate conversion unit 48, six integrators 50a to 50f, six subtractors 54a to 54f, and speed controllers VXPI, VYPI, VZPI, VXθPI , VYθPI, VZθPI, a non-interacting calculation unit 56, and seven thrust gains 58a to 58g. The first coordinate conversion unit 42 is connected to the displacement sensor 10Z.₁10Z₂10Z_Three10Y₁10Y₂10X outputs are input via A / D converters (not shown), respectively, and the amount of displacement (X, Y, Z, Xθ, Yθ, Zθ: refer to FIG. 1) of the center of gravity of the exposure main body 40 (see FIG. 1). x, y, z, θ_x, Θ_y, Θ_z). The subtractors 46a to 46f are displacement amounts (x, y, z, θ) of the center of gravity converted by the first coordinate converter 42 in the direction of 6 degrees of freedom._x, Θ_y, Θ_z) Is input from the target value output unit 44 to the target value (x₀, Y₀, Z₀, Θ_x0 , Θ_y0 , Θ_z0), The position deviation in each direction with 6 degrees of freedom (Δx = x₀−x, Δy = y₀−y, Δz = z₀-Z, Δθ_x= Θ_x0−θ_x, Δθ_y= Θ_y0−θ_y, Δθ_z= Θ_z0−θ_z) Respectively. The correction blocks 1000a to 1000f have positional deviations Δx, Δy, Δz, Δθ calculated by the subtractors 46a to 46f._x, Δθ_y, Δθ_zAccordingly, the corrected position deviations Δxc, Δyc, Δzc, Δθ are processed according to the processing procedure described later._xc, Δθ_yc, Δθ_zc is calculated. The position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, YθPI, ZθPI are corrected position deviations Δxc, Δyc, Δzc, Δθ._xc, Δθ_yc, Δθ_zIt consists of a PI controller that performs control operations in 6 directions with c as an operation signal. The speed conversion gains 52a to 52f are output from the position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, YθPI, and ZθPI as speed command values x.₀’, Y₀', Z₀', Θ_x0', Θ_y0', Θ_z0Respectively converted to '. The second coordinate conversion unit 48 includes the acceleration sensor 5Z.₁5Z₂5Z_Three5Y₁5Y₂5X outputs are input via A / D converters (not shown), respectively, and accelerations in the direction of 6 degrees of freedom of the center of gravity (x ″, y ″, z ″, θ_x”, Θ_y”, Θ_zThe six integrators 50a to 50f are accelerations x ″, y ″, z ″, θ in six-degree-of-freedom directions of the center of gravity converted by the second coordinate conversion unit 48._x”, Θ_y”, Θ_z”And centroid speeds x ′, y ′, z ′, θ in each direction._x', Θ_y', Θ_zConvert to '. The subtracters 54a to 54f are speed command values x converted by the speed conversion gains 52a to 52f.₀’, Y₀', Z₀', Θ_x0', Θ_y0', Θ_z0'To the outputs x', y ', z', θ of the integrators 50a to 50f_x', Θ_y', Θ_z′ Is subtracted, and the speed deviation in each direction of 6 degrees of freedom (Δx ′ = x₀'-X', Δy '= y₀'-Y', Δz '= z₀'-Z', Δθ_x′ = Θ_x0'-Θ_x′, Δθ_y′ = Θ_y0'-Θ_y′, Δθ_z′ = Θ_z0'-Θ_z′) Is calculated. The speed controllers VXPI, VYPI, VZPI, VXθPI, VYθPI, VZθPI are the speed deviations Δx ′, Δy ′, Δz ′, Δθ calculated by the subtracters 54a to 54f._x′, Δθ_y′, Δθ_zIt consists of a PI controller that performs a control operation using 'as an operation signal. The non-interacting calculation unit 56 performs non-interacting calculation for converting the speed control amount calculated by the speed controller into a speed command value to be generated at the position of each actuator. The thrust gains 58a to 58g convert the speed command value that should be generated at the position of each actuator after being converted by the non-interacting calculation unit 56 into the thrust that should be generated by each actuator.
[0028]
That is, the vibration control system of the present embodiment is configured to include an acceleration sensor, an integrator, a speed controller, etc. as an inner loop inside a position control loop including a displacement sensor, a position controller, and the like. This is a multi-loop control system having a speed control loop.
[0029]
In the position control loop in the vibration control loop constituted by the multiple loop control system described above, a signal cable (not shown) is attached to the main body of the projection exposure apparatus (portion above the surface plate 6 in FIG. 1). When a steady force is applied due to elastic force, weight, etc., a steady thrust is generated in each actuator in an attempt to correct the displacement of the main body of the projection exposure apparatus caused by this steady force, thereby generating local heat generation. Arise. This heat generation may cause fluctuations in the air in the chamber, which may reduce the measurement accuracy of a laser interferometer that measures the amount of movement of the XY stage, for example.
[0030]
Here, considering the operation of the projection exposure apparatus, for example, in a series of operations such as reticle loading, wafer loading, alignment, exposure, and stage movement, a high vibration isolation capability is not required during all operations. Thus, when a very high vibration isolation capability is not required, the amount of feedback based on the position deviation in the position control loop can be reduced to suppress the generation of steady thrust and the heat generation from each actuator.
[0031]
For example, when the projection exposure apparatus does not require a high vibration isolation capability, such as during reticle loading, the position deviations Δx, Δy, Δz, Δθ obtained by the subtractors 46a to 46f in the position control loop in FIG._x, Δθ_y, Δθ_zAs long as is within a predetermined value, these positional deviations need not be fed back. That is, a dead zone may be provided for these positional deviations. This example will be described with reference to FIGS.
[0032]
4 to 6 are flowcharts for explaining processing that constitutes a part of the position control loop inside the control device 11 shown in FIG. In the flowchart shown in FIG. 4, the control device 11 is step S41, and position deviations Δx, Δy, Δz, Δθ according to operations such as reticle loading and exposure of the projection exposure apparatus shown in FIG._x, Δθ_y, Δθ_zDetermine whether to set a dead band in If it is detected that an operation requiring no high vibration isolation capability is being performed, that is, if it is determined that the dead zone can be set, the dead zone flag is set to 1 in step S42. On the other hand, if it is detected in step S41 that an operation requiring a high vibration isolation capability is in progress, that is, it is determined that the dead zone should not be set, the dead zone flag is set to 0 in step S43.
[0033]
FIG. 5A shows the processing contents in the subtractors 46a to 46f and the correction blocks 1000a to 1000c in FIG. First, in step S51, positional deviations Δx, Δy, Δz, Δθ_x, Δθ_y, Δθ_z(Processing of the subtractors 46a to 46f. Hereinafter, in order to avoid complication of explanation, the positional deviations Δx, Δy, Δz, Δθ are necessary as necessary._x, Δθ_y, Δθ_zIs displayed as Δ). In step S52, the dead zone flag is checked, and when the dead zone flag is 0, the correction position deviations Δxc, Δyc, Δzc, Δθ in step S53._xc, Δθ_yc, Δθ_zc (hereinafter, correction position deviations Δxc, Δyc, Δzc, Δθ are necessary as necessary to avoid complicated explanation)_xc, Δθ_yc, Δθ_zDisplay c as Δc. ) Is not corrected, that is, the processing is terminated with Δc = Δ, and the corrected position deviation Δc is sent to the next processing block, that is, the position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, YθPI, and ZθPI shown in FIG.
[0034]
If the dead zone flag is 1 in step S52, it is determined in step S54 whether the positional deviation Δ is larger or smaller than a predetermined dead zone width Wdz. If the positional deviation Δ is less than the dead zone width Wdz, the corrected positional deviation Δc is set to 0 in step S54 and the process is terminated. Send Δc.
[0035]
If the position deviation Δ is equal to or larger than the predetermined dead band width Wdz in step S54, the process shown in the following equation (1) is performed in step S56, and the position controllers XPI, YPI, The correction position deviation Δc is sent to ZPI, XθPI, YθPI, and ZθPI.
[Expression 1]

[0036]
The processing contents shown in FIG. 5A will be described with reference to FIG. 5B, assuming that the correction blocks 1000a to 1000f are analog input / output systems. In the graph of FIG. 5B, the horizontal axis represents the position deviation Δ as an input, and the vertical axis represents the corrected position deviation Δc as an output. When the dead zone flag is 0, the corrected position deviation Δc is output to the position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, YθPI, and ZθPI with Δc = Δ as shown by the broken line a. Conversely, when the dead zone flag is 1, as shown by the solid line b, the corrected position deviation Δc is applied to the position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, YθPI, and ZθPI with the input / output characteristics having the dead zone width Wdz on the + side and − side, respectively. Is output.
[0037]
By configuring the vibration control system as described above, thrust is generated in each actuator only when high vibration isolation capability is required, so that unnecessary heat generation from each actuator can be prevented. .
[0038]
In the above description, the example in which the dead band width of the predetermined width Wdz is considered or not is determined using the dead band flag when determining the corrected position deviation Δc from the position deviation Δ. This dead zone flag may not be used. Hereinafter, this example will be described with reference to FIG.
[0039]
The flowchart shown in FIG. 6A shows another example of the position control feedback amount setting routine shown in FIG. 5A. Step S52 in FIG. 5A, that is, dead zone flag determination processing, and step S53 are shown. That is, since the processing is the same as that in FIG. 5A except that the processing when the dead zone flag is not set is omitted, the difference from FIG. 5A will be mainly described.
[0040]
In the flowchart shown in FIG. 5A, the dead zone width Wdz is fixed to a predetermined value, but the dead zone width Wdzv in step S62 of the flowchart shown in FIG. 6A is variable. This dead band width Wdzv is set according to the processing content of the projection exposure apparatus by a dead band width setting routine (not shown) in the processing program incorporated in the control device 11. When the processing content of the projection exposure apparatus needs to be performed under the highest vibration isolation capability, the dead zone width Wdzv is set to 0, and conversely, when a very high vibration isolation capability is not required, depending on the degree. Thus, the dead zone width Wdzv is set to an arbitrary value.
[0041]
The result of the processing based on the flowchart shown in FIG. 6A according to the dead band width Wdvz set as described above is the correction block 1000a as described with reference to FIG. 5B. FIG. 6B shows an input / output relationship in which ~ 1000f is regarded as an analog input / output system.
[0042]
In the graph shown in FIG. 6B, when the dead band width Wdvz is 0, a relationship of Δc = Δ as shown by a broken line a is obtained. This is equivalent to the broken line a indicating the input / output relationship between Δc and Δ when the dead zone flag is 0 in the graph shown in FIG. Referring to FIG. 6B again, when the dead zone width Wdzv is relatively narrow Wdzv1, an input / output relationship as indicated by a one-dot chain line b, or when the dead zone width Wdzv is relatively wide Wdvz2, the solid line c. It is shown in the input / output relationship as shown. For example, when there is an input / output relationship as shown by the solid line c, the reaction to the disturbance is moderately suppressed, so that the thrust of each actuator is reduced, and therefore heat generation from each actuator can be prevented.
[0043]
In the above description of the embodiment, it has been described that the exposure apparatus does not require a high vibration isolation capability during reticle loading, but this is a comparison with the case of exposure and the like. For example, a high vibration isolation capability is required even during loading of a reticle or wafer. Therefore, if there is residual vibration in the exposure apparatus, the desired positioning accuracy cannot be obtained until the residual vibration has settled. Therefore, as described in the prior art, the time required for the residual vibration to settle is hindered from improving the throughput of the apparatus. In order to increase the throughput, it is effective to increase the servo rigidity of the vibration isolation device, but this increases the size of the device and increases the manufacturing cost, which is not practical. Hereinafter, an example in which the throughput of the exposure apparatus is improved without increasing the servo rigidity of the vibration isolation apparatus will be described.
[0044]
With reference to FIG. 7, an exposure apparatus 100 according to an embodiment of the present invention and a wafer loader 200 associated with the exposure apparatus 100 will be described. The exposure apparatus 100 is installed on the floor F, and the wafer loader 200 is installed on the floor F as well. Also, a displacement sensor (10X, 10Y) that detects the displacement of the exposure apparatus.₁10Y₂10Z₁10Z₂10Z_Three) Is installed in a column 300 installed on the floor F, and the displacement of the exposure apparatus 100 relative to the floor F is detected.
[0045]
With the above configuration, when the swing of the exposure apparatus 100 is below a predetermined value, a predetermined positioning accuracy can be obtained by loading the wafer W onto the reticle stage 102 via the transfer unit 210. On the other hand, the displacement due to the residual vibration having an amplitude of a predetermined value or more is applied to the exposure apparatus 100 by a displacement sensor (10X, 10Y₁10Y₂10Z₁10Z₂10Z_Three), The relative displacement between the transfer unit 210 or the wafer W and the wafer stage 102 is also canceled by driving the wafer stage so as to cancel the detected displacement. Thereby, the wafer W can be loaded before the residual vibration of the exposure apparatus 100 is settled, and the throughput of the exposure apparatus 100 is improved.
[0046]
Note that the reticle stage 101 may be driven in the same manner as the wafer stage 102 when loading the reticle. Hereinafter, a method for controlling the wafer stage 102 and the reticle stage 101 will be described with reference to FIG.
[0047]
FIG. 8 is a block diagram illustrating a stage position control device 110 for controlling the wafer stage 102 and the reticle stage 101. The same parts as those in FIG. 3 showing the configuration of the control device 11 that performs the vibration isolation control of the exposure main body 40 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0048]
The displacement in the direction of 6 degrees of freedom of the center of gravity of the exposure main body 40 obtained from the first coordinate converter 42 is applied to the six subtractors 46a to 46f described above, and the reticle stage coordinate converter 71 and It is also guided to the wafer stage coordinate conversion unit 72. Reticle stage coordinate conversion unit 71 calculates displacement X, Y along the X-axis and Y-axis directions of reticle stage 101 and the displacement (Rot) about the Zθ axis from the displacement information in the direction of 6 degrees of freedom of the center of gravity of exposure main body 40. Ask.
[0049]
The subtractors 93a to 93c are output from the reticle stage coordinate conversion unit 71, and the displacement (Rot) around the X and Y axes of the reticle stage 101 along the X axis and Y axis directions, the laser interferometer 38X, The displacement of the reticle stage 101 obtained from 38Y and 38R is subtracted from the target value (X, Y, Rot) of the reticle stage 101 input from the target value output unit 81 to calculate the respective position deviations.
[0050]
Reticle stage control unit 91 obtains the drive amounts of

actuators

95X, 95Y, and 95R that drive reticle stage 101 in the X, Y, and Zθ axis directions based on the positional deviations calculated from subtractors 93a to 93c. Issue a drive signal.
[0051]
As described above, by driving the reticle stage 101 so as to cancel out the displacement due to the residual vibration of the exposure main body 40, the reticle loading can be performed with high accuracy without waiting for the residual vibration of the exposure main body 40 to settle. Therefore, the throughput of the exposure apparatus can be improved. Further, by correcting the vibration of the exposure main body 40 with the reticle stage 101, the dead band width described above can be further expanded, so that heat generation from the actuators 7A to 7D can be suppressed. Alternatively, when it is necessary to load the reticle more precisely, the exposure main body 40 is subjected to vibration isolation control without providing the above-described dead band width, and the reticle stage 101 is further driven to cause the residual vibration of the exposure main body 40. The displacement of the reticle stage 101 may be corrected.
[0052]
It should be noted that the amount of movement of the reticle stage at the time of correcting the residual vibration is very small, and the acceleration generated when the reticle stage is moved is extremely small, so that no new vibration is caused by driving the stage.
[0053]
The control of wafer stage 102 is the same as the control of reticle stage described above, and a description thereof is omitted.
[0054]
In the above description of the operation of the stage position control device 110, an example of obtaining the displacement of the reticle stage 101 or the wafer stage 102 based on the displacement information in the six degrees of freedom direction of the exposure main body 40 obtained from the first coordinate conversion unit 42. However, instead of this, displacement sensors (10X, 10Y₁10Y₂10Z₁10Z₂10Z_ThreeThe displacement signal detected in (1) may be directly guided to reticle stage coordinate conversion unit 71 and wafer stage coordinate conversion unit 72 to determine the respective stage displacements.
[0055]
In the description of the above embodiment, the vibration control system of the vibration isolation table is the displacement sensor 10Z.₁10Z₂10Z_Three10Y₁10Y₂10X, the position sensor XPI to ZθPI, etc., inside the position control loop, the acceleration sensor 5Z₁~ 5Z_Three5Y₁5Y₂5X, a multi-loop control system having a speed control loop composed of speed controllers VXPI to VZθPI and the like has been described as an example. However, for vibrations having a relatively long period, it is composed only of a position control loop. The vibration control system may be used to perform vibration isolation control.₁10Z₂10Z_Three10Y₁10Y₂The position of each stage may be controlled based on the signal obtained at 10X.
[0056]
The vibration isolator according to the present invention is not limited to an optical exposure apparatus such as a step-and-scan type scanning exposure type projection exposure apparatus or a stepper type projection exposure apparatus, but also to a charged particle beam exposure apparatus. Applicable.
[0057]
In the correspondence between the description of the embodiment of the present invention and the claims, the surface plate 6 is the vibration isolation table, the actuators 7A to 7D and 32A to 32C are the vibration isolation table actuator, and the displacement sensor 10Z.₁-10Z_Three10Y₁10Y₂And 10X are vibration isolation table displacement sensors, the control device 11 is a vibration table vibration control system, the

laser interferometers

38X, 38Y, 38R, 39X, 39Y and 39R are mounting table displacement sensors, and the stage position control device 110 is a mounting table. In the position control system, the wafer loader 200 constitutes an object delivery means, and the reticle stage coordinate converter 71 and the wafer stage coordinate converter 72 constitute a displacement information converter.
[0058]
【The invention's effect】
(1) According to the invention described in

claim

1 or 3, the displacement amount of the mounting table is obtained based on the output from the vibration isolation table displacement sensor, and the displacement of the mounting table due to the vibration of the vibration isolation table is canceled out. By driving the mounting table, a mounting object such as a reticle or a wafer can be mounted on the mounting table with high positioning accuracy without waiting for the residual vibration of the vibration isolation table to settle. As a result, high throughput can be realized.
(2) According to the invention described in

claim

2 or 3, unnecessary heat generation from the actuator can be prevented by providing a dead band of a predetermined width in the vibration control loop of the vibration isolation table vibration control system. The accompanying decrease in accuracy can be prevented. At this time, vibration is generated by providing a dead zone in the vibration isolation table vibration control system, but the displacement of the mounting table caused by this vibration can be canceled by driving the mounting table, and high positioning accuracy can be maintained. it can.
(3) According to the invention described in claims 4 to 8, since the position of the substrate stage is corrected based on the detection result of the displacement sensor, the substrate can be accurately received by the substrate stage.
(4) According to the ninth and tenth aspects of the present invention, since the position of the reticle stage is corrected based on the detection result of the displacement sensor, the reticle can be accurately received by the reticle stage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a projection exposure apparatus according to an embodiment.
2A is an enlarged cross-sectional view showing an example of an actuator 7A, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view showing another example of the actuator 7A.
FIG. 3 is a control block diagram showing a configuration of an actuator control system;
FIG. 4 is a flowchart for explaining a position control loop dead zone setting routine of the control system shown in FIG. 3;
5A and 5B are diagrams for explaining an example of a position control loop feedback amount setting routine of the control system shown in FIG. 3, in which FIG. 5A is a flow chart, and FIG. 5B is a schematic view of a feedback amount processed by this routine. It is the graph represented to.
6 is a diagram for explaining another example of the position control loop feedback amount setting routine of the control system shown in FIG. 3, where (a) shows the flowchart, and (b) shows the feedback amount processed by this routine. It is the graph represented typically.
FIG. 7 is a view for explaining the positional relationship between the projection exposure apparatus and the wafer loader according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a control block diagram showing a configuration of a stage position control device.
[Explanation of symbols]
4A-4D vibration isolation pad
5Z₁~ 5Z_Three5Y₁5Y₂5X Acceleration sensor (vibration sensor)
6 Surface plate (vibration isolation table)
7A-7D, 32A-32C Actuator
10Z₁-10Z_Three10Y₁10Y₂10X displacement sensor
11 Control device
20, 27 XY stage
38X, 38Y, 38R laser interferometer
39X, 39Y, 39R Laser interferometer
40 Exposure body
71 Reticle stage coordinate converter
72 Wafer stage coordinate converter
91 Reticle stage controller
92 Wafer stage controller
95X, 95Y, 95R Actuator
96X, 96Y, 96R Actuator
100 exposure equipment
101 reticle stage
102 Wafer stage
110 Stage position control device
200 Wafer loader
F floor
R reticle (mask)
PL projection optical system
W wafer (photosensitive substrate)
1000a to 1000f Correction block

Claims

A vibration isolation table held via a pad with respect to the floor;
A vibration isolation table actuator for driving the vibration isolation table;
A vibration isolation table displacement sensor for detecting a displacement of the vibration isolation table;
A vibration isolation table vibration control system that drives and controls the vibration isolation table actuator so as to suppress vibration of the vibration isolation table based on at least an output from the vibration isolation table displacement sensor;
A mounting table installed on the vibration isolation table;
A mounting table actuator for driving the mounting table;
A mounting table displacement sensor for detecting displacement of the mounting table;
A mounting table position control system that drives and controls the mounting table actuator so as to suppress the position of the mounting table based on the output of the mounting table displacement sensor;
When the above-mentioned object is placed at least by the placing object delivery means installed on the floor in order to deliver the object to and from the mounting table, the vibration isolation detected by the vibration isolation table displacement sensor Displacement information conversion means for converting the displacement information of the table into the displacement information of the table described above,
A vibration isolator that corrects the displacement of the mounting table by the mounting table position control system based on the displacement information obtained by the displacement information converting means.

The vibration isolator according to claim 1,
The vibration isolation table vibration control system further includes a vibration control loop that suppresses vibration of the vibration isolation table based on at least an output from the vibration isolation table displacement sensor,
A vibration isolator comprising a dead band having a predetermined width that can be selected to be valid or invalid with respect to the output of the vibration isolator displacement sensor.

An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask to a substrate on a substrate stage via a projection optical system,
An exposure apparatus comprising the vibration isolation device according to claim 1 or 2 as a vibration isolation device for an exposure main body.

In an exposure apparatus that exposes a pattern to a substrate placed on a substrate stage,
  A substrate loader that is provided independently of the substrate stage and delivers the substrate to and from the substrate stage;
  An exposure main body for holding the substrate stage;
  A displacement sensor for detecting information on the displacement of the exposure main body,
  An exposure apparatus comprising: a control device that corrects a position of the substrate stage based on a detection result of the displacement sensor when the substrate is received from the substrate loader.

The exposure apparatus according to claim 4, wherein
The pattern is formed on a reticle placed on a reticle stage,
An exposure apparatus that scans the reticle stage and the substrate stage to expose the pattern onto the substrate.

In an exposure apparatus that exposes a pattern of a reticle placed on a reticle stage onto a substrate placed on a substrate stage via a projection optical system,
  Scanning means for scanning the reticle stage and the substrate stage;
  A substrate loader that is provided independently of the projection optical system and delivers the substrate to and from the substrate stage;
  An exposure main body for holding the projection optical system;
  A displacement sensor for detecting information on the displacement of the exposure main body,
  An exposure apparatus comprising: a control device that corrects a position of the substrate stage based on a detection result of the displacement sensor when the substrate is received from the substrate loader.

The exposure apparatus according to claim 6.
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure main body holds the reticle stage.

The exposure apparatus according to claim 6 or 7,
The exposure apparatus characterized in that the exposure main body holds the substrate stage.

An exposure apparatus for exposing a pattern formed on a reticle placed on a reticle stage onto a substrate,
  A reticle delivery means provided independently of the reticle stage, for delivering the reticle to and from the reticle stage;
  An exposure main body for holding the reticle stage;
  A displacement sensor for detecting information on the displacement of the exposure main body,
  An exposure apparatus comprising: a control device that corrects a position of the reticle stage based on a detection result of the displacement sensor when the reticle is received from the reticle delivery means.

The exposure apparatus according to claim 9, wherein
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure main body unit holds a projection optical system that projects the pattern onto the substrate.