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JPH09312255A - Exposure equipment - Google Patents
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JPH09312255A - Exposure equipment - Google Patents

Exposure equipment

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JPH09312255A
JPH09312255A JP15158496A JP15158496A JPH09312255A JP H09312255 A JPH09312255 A JP H09312255A JP 15158496 A JP15158496 A JP 15158496A JP 15158496 A JP15158496 A JP 15158496A JP H09312255 A JPH09312255 A JP H09312255A
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reticle
mask
wafer
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明光 蛯原
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体の傾きや揺れを抑え、しかもマスク
ステージと基板ステージとの同期性能の向上を図る。 【解決手段】 マスクステージ16と基板ステージ14
とがベース部材12上に浮上支持されているので、両ス
テージ16、14がリニアモータ13によって走査方向
に沿って互いに逆向きに非接触で駆動され、この際の両
ステージ16、14の動きがベース部材12その他に何
等の力を作用させることもなく、運動量は保存される。
ここで、ステージ16とステージ14の質量比が不図示
の投影光学系の縮小倍率と同一に設定されているので、
運動量保存の法則により、ステージ16とステージ14
の速度比が投影光学系の縮小倍率の逆数となって、両ス
テージ16、14が正確に同期制御される。
(57) [Abstract] An object of the present invention is to suppress the tilt and swing of the entire apparatus and to improve the synchronization performance between the mask stage and the substrate stage. A mask stage 16 and a substrate stage 14
And are levitationally supported on the base member 12, both stages 16 and 14 are driven by the linear motor 13 in opposite directions in the scanning direction in a non-contact manner. The momentum is preserved without applying any force to the base member 12 or the like.
Here, since the mass ratio of the stage 16 and the stage 14 is set to be the same as the reduction ratio of the projection optical system (not shown),
According to the law of conservation of momentum, stage 16 and stage 14
The speed ratio is the reciprocal of the reduction ratio of the projection optical system, and the two stages 16 and 14 are accurately controlled in synchronization.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は露光装置に係り、更
に詳しくはマスクを保持するマスクステージと感光基板
を保持する基板ステージとを同期走査しつつ、マスクに
形成されたパターン(半導体回路パターンや液晶回路パ
ターン)を投影光学系を介して感光基板に転写する露光
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, and more specifically, to a pattern (semiconductor circuit pattern or pattern formed on a mask while synchronously scanning a mask stage holding a mask and a substrate stage holding a photosensitive substrate. The present invention relates to an exposure device that transfers a liquid crystal circuit pattern) onto a photosensitive substrate via a projection optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子製造用の露光装置とし
て解像線幅0.5μm以下を実現するステップ・アンド
・スキャン方式(以下、適宜「S&S方式」という)の
走査型露光装置が開発され、半導体製造ラインでの本格
的な実用化に向けて積極的な改良がなされている。その
ようなS&S方式の露光装置は、例えば、特開昭56
ー111218号公報、SPIE Vol.1088 Optical/Lase
r Microlithography II(1989)の第424頁〜第433
頁、特開平2ー229423号公報、特開平4ー2
77612号公報等に開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a step-and-scan type (hereinafter referred to as "S & S method") scanning type exposure apparatus for realizing a resolution line width of 0.5 .mu.m or less has been developed as an exposure apparatus for manufacturing semiconductor elements. , Are actively being improved for full-scale practical use in semiconductor manufacturing lines. Such an S & S type exposure apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 56-56.
-111218 Publication, SPIE Vol.1088 Optical / Lase
r Microlithography II (1989), pages 424-433.
Page, JP-A-2-229423, JP-A-4-4-2
No. 77612, and the like.

【0003】このうち、上記の公報には、等倍のミラ
ープロジェクションをS&S方式で使用するためにマス
クを走査露光時の走査方向に1次元移動させ、半導体ウ
エハは走査方向へスキャン移動させ、かつそれと直交し
た方向へステップ移動させる構成にすることが開示され
ている。また、上記の文献には、光学レンズと反射鏡
とを組合わせた円弧状スリット視野を有する1/4縮小
投影光学系を使って、走査露光時にマスク(又はレチク
ル)とウエハとの速度比を精密に4:1に制御したS&
S方式の縮小投影走査型露光装置が開示されている。ま
た、上記の公報には、照明光としてエキシマレーザを
用い、通常の縮小投影レンズ系の円形像視野内に内接す
る正六角形を実効的な投影領域に制限してS&S方式の
露光を行う装置が開示され、上記の公報には、通常の
縮小投影レンズ系の円形像視野内の直径に沿った直線ス
リット(長方形)状領域を実効的な投影領域に制限して
S&S方式の露光を行う装置が開示されている。
Among them, in the above publication, the mask is moved one-dimensionally in the scanning direction at the time of scanning exposure in order to use the mirror projection of the same size in the S & S system, and the semiconductor wafer is scanned and moved in the scanning direction. It is disclosed that the structure is configured to be step-moved in a direction orthogonal to it. Further, in the above-mentioned document, a 1/4 reduction projection optical system having an arcuate slit field of view in which an optical lens and a reflecting mirror are combined is used, and the speed ratio between the mask (or reticle) and the wafer is measured during scanning exposure. Precisely controlled 4: 1 S &
An S-type reduction projection scanning type exposure apparatus is disclosed. Further, in the above publication, an excimer laser is used as illumination light, and an S & S type exposure is performed by limiting a regular hexagon inscribed in a circular image field of a general reduction projection lens system to an effective projection area. In the above publication, the S & S exposure is performed by limiting the linear slit (rectangular) shaped area along the diameter in the circular image field of the ordinary reduction projection lens system to the effective projection area. A device is disclosed.

【0004】この他、特開平6ー300973号公報
には、より高い解像力を得るために複数の光学レンズと
ビームスプリッタと凹面鏡とで構成されて、露光用照明
光として波長が200nm以下のArFエキシマレーザ
に適用した縮小投影光学系が開示されている。それと同
様の投影光学系は、本願と同一出願人に係る特願平5−
88087号公報にも開示されている。
In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-300973 discloses an ArF excimer having a wavelength of 200 nm or less as exposure illumination light, which is composed of a plurality of optical lenses, a beam splitter, and a concave mirror in order to obtain higher resolution. A reduction projection optical system applied to a laser is disclosed. A projection optical system similar to that is disclosed in Japanese Patent Application No.
It is also disclosed in Japanese Patent No. 88087.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した各従来技術に
おいて、縮小投影光学系を使った走査型露光装置では、
一般にレチクルを保持するレチクルステージとウエハを
保持するウエハステージとを投影光学系の縮小倍率の逆
数に一致した速度比で走査移動させる構成となってい
る。このため、レチクルステージ用の駆動源(例えばリ
ニアモータ)とウエハステージ用の駆動源(例えばリニ
アモータ)とを装置ボディ(投影光学系を固定するコラ
ム等)に個別に設け、レチクルとウエハとが一定の速度
比を保って相対移動されるように、両方の駆動源を精密
に同期制御する必要があった。すなわち、走査露光時に
レチクルステージを投影光学系に対して1次元移動させ
るリニアモータと、ウエハステージを投影光学系に対し
て1次元移動させるリニアモータと、各ステージの投影
光学系に対する移動位置を個別に計測するレーザ干渉計
の計測値に基づいて各リニアモータを個別に精密制御す
るサーボ制御回路とが必要となる。
In each of the above-mentioned prior arts, in the scanning type exposure apparatus using the reduction projection optical system,
Generally, the reticle stage holding the reticle and the wafer stage holding the wafer are configured to scan and move at a speed ratio that matches the reciprocal of the reduction magnification of the projection optical system. For this reason, a drive source for the reticle stage (for example, a linear motor) and a drive source for the wafer stage (for example, a linear motor) are separately provided in the apparatus body (column for fixing the projection optical system), and the reticle and the wafer are separated from each other. It was necessary to precisely control both drive sources so that they were moved relative to each other while maintaining a constant speed ratio. That is, a linear motor that linearly moves the reticle stage relative to the projection optical system during scanning exposure, a linear motor that linearly moves the wafer stage relative to the projection optical system, and the moving position of each stage relative to the projection optical system are individually specified. A servo control circuit for individually precisely controlling each linear motor based on the measured value of the laser interferometer is required.

【0006】また、かかる縮小投影光学系を用いる走査
型露光装置の場合、レチクルステージ(マスクステー
ジ)とウエハステージ(基板ステージ)とが各々異なる
動特性を持つために、特性の良い方のステージが特性の
劣る方のステージを追いかけてスキャンする方法が一般
的に採用されている。しかしながら、特性の劣るステー
ジは装置の骨組みとなるボディの揺れなどの影響も受け
て整定が遅く、同期性能を向上させるためには、特性の
良い方のステージとして極めて動特性の良いステージが
必要であるばかりでなく、いわゆるアクティブ除振装置
(防振装置)等のボディの揺れを減少させるための特別
な装置が必要不可欠であり、その分装置構成が複雑化す
ると共にコストの上昇を招くという不都合があった。
Further, in the case of a scanning type exposure apparatus using such a reduction projection optical system, the reticle stage (mask stage) and the wafer stage (substrate stage) have different dynamic characteristics. A method of scanning by following the stage with the poorer characteristics is generally adopted. However, the stage with inferior characteristics is slow in settling due to the influence of body shake, which is the framework of the device, and in order to improve the synchronization performance, a stage with excellent dynamic characteristics is required as the stage with better characteristics. Not only that, but also a special device such as so-called active vibration isolator (vibration isolator) for reducing body sway is indispensable, which complicates the device configuration and increases cost. was there.

【0007】更には、上記、の公報に記載の装置の
ように、レチクルからウエハに到る光軸が直線的になっ
ている縮小投影系を使った走査露光装置では、一般的に
レチクルステージとウエハステージとが共に水平方向に
移動するように配置され、かつ垂直方向には80〜15
0cm程度離れるように構成されることから、レチクル
ステージは露光装置ボディの上方に配置されることにな
り、レチクルステージの走査露光時のスキャン移動によ
って装置全体が傾いたり、装置ボディを構成する各構造
物(コラム、定盤等)に過大な応力を加えたりすると言
った不都合もあった。
Further, in the scanning exposure apparatus using the reduction projection system in which the optical axis from the reticle to the wafer is linear, like the apparatus described in the above-mentioned publication, a reticle stage is generally used. The wafer stage and the wafer stage are arranged so as to move in the horizontal direction, and 80 to 15 in the vertical direction.
Since the reticle stage is configured to be separated by about 0 cm, the reticle stage is arranged above the exposure apparatus body, and the entire apparatus tilts due to the scan movement of the reticle stage during scanning exposure, and each structure forming the apparatus body. There was also the inconvenience of saying that excessive stress was applied to things (columns, surface plates, etc.).

【0008】また、レチクルステージ用のリニアモータ
とウエハステージ用のリニアモータとの同期制御に乱調
が発生したり、干渉計に計測誤差(カウントミス)が発
生した場合、ウエハ上のショット領域に転写されたパタ
ーン像が走査方向に関する転写倍率が不均一なものとな
るといった不都合をも有していた。
In addition, if a synchronism occurs in the synchronous control of the linear motor for the reticle stage and the linear motor for the wafer stage, or if a measurement error (count error) occurs in the interferometer, it is transferred to the shot area on the wafer. There is also a disadvantage that the transferred pattern image has a non-uniform transfer magnification in the scanning direction.

【0009】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その目的は、単純な構成で、
装置を構成する構造物に発生する応力を低減し、装置全
体の傾きや揺れを抑え、しかもマスクステージと基板ス
テージとの同期性能の向上を図ることができる露光装置
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the inconveniences of the prior art, and its object is to provide a simple structure.
It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus which can reduce the stress generated in a structure forming the apparatus, suppress the inclination and swing of the entire apparatus, and improve the synchronization performance between the mask stage and the substrate stage.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、マスクを保持するマスクステージと感光基板を保持
する基板ステージとを同期走査しつつ、前記マスクに形
成されたパターンを投影光学系を介して前記感光基板に
転写する露光装置であって、空気軸受けを介してベース
部材上に浮上支持された前記基板ステージと;前記基板
ステージの質量の前記投影光学系の縮小倍率倍の質量を
有し、前記ベース部材上に空気軸受けを介して浮上支持
されたマスクステージと;前記両ステージ間に設けら
れ、前記両ステージを走査方向に沿って互いに逆向きに
駆動する第1のリニアモータとを有する。
According to a first aspect of the present invention, a pattern formed on the mask is projected while a mask stage holding a mask and a substrate stage holding a photosensitive substrate are synchronously scanned. And a substrate stage that is floated and supported on a base member via an air bearing; and a mass that is a reduction magnification of the projection optical system times the mass of the substrate stage. A mask stage that is floated and supported on the base member via an air bearing; and a first linear motor that is provided between the two stages and that drives the two stages in opposite directions along the scanning direction. Have.

【0011】これによれば、マスクステージを基板ステ
ージとがベース部材上に浮上支持されているので、両ス
テージが第1のリニアモータによって走査方向に沿って
互いに逆向きに非接触で駆動され、この際の両ステージ
の動きがベース部材その他に何等の力を作用させること
もなく、運動量は保存される。ここで、マスクステージ
の質量が基板ステージの質量の投影光学系の縮小倍率倍
とされていることから、運動量保存の法則により、マス
クステージと基板ステージの速度比が投影光学系の縮小
倍率の逆数となって、両ステージが正確に同期制御され
る。また、系全体の重心位置は殆ど変化しないので、両
ステージの走査により、ベース部材を含むボディ本体が
揺れたり、傾いたりすることもない。
According to this, since the mask stage and the substrate stage are floated and supported on the base member, both stages are driven by the first linear motor in opposite directions along the scanning direction without contact, At this time, the movement of both stages does not exert any force on the base member and the like, and the momentum is preserved. Since the mass of the mask stage is the reduction magnification of the mass of the substrate stage times that of the projection optical system, the speed ratio between the mask stage and the substrate stage is the reciprocal of the reduction ratio of the projection optical system according to the law of conservation of momentum. Therefore, both stages are accurately controlled in synchronization. Further, since the center of gravity of the entire system hardly changes, the body main body including the base member does not sway or tilt due to the scanning of both stages.

【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の露光装置において、前記投影光学系は、前記感光基板
上に前記マスクに形成されたパターンの倒立像を投影す
る光学系であることを特徴とする。これによれば、マス
クのパターンが非対称な形状のパターンであっても、マ
スクステージと基板ステージとが第1のリニアモータに
よって互いに逆向きに同期走査される際に、パターンの
像が感光基板上に正確に投影露光される。
According to a second aspect of the present invention, in the exposure apparatus according to the first aspect, the projection optical system is an optical system for projecting an inverted image of the pattern formed on the mask on the photosensitive substrate. It is characterized by According to this, even if the mask pattern has an asymmetrical shape, when the mask stage and the substrate stage are synchronously scanned in opposite directions by the first linear motor, an image of the pattern is formed on the photosensitive substrate. Is accurately projected and exposed.

【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の露光装置において、前記感光基板が基板ステー
ジ上に水平に保持され、前記マスクが前記マスクステー
ジ上に垂直に保持されると共に、前記投影光学系が、複
数の透過光学素子、光分割器及び反射光学素子とを含
み、物体面に配置された前記マスクのパターンを結像面
に配置された前記感光基板上に所定の縮小倍率で投影す
る光学系であることを特徴とする。
The invention described in claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the exposure apparatus described in (1), the photosensitive substrate is held horizontally on a substrate stage, the mask is held vertically on the mask stage, and the projection optical system includes a plurality of transmissive optical elements and a light splitter. And a reflective optical element, which is an optical system for projecting the pattern of the mask arranged on the object plane onto the photosensitive substrate arranged on the image plane at a predetermined reduction magnification.

【0014】これによれば、例えば、光分割器を介して
マスクステージと反対側に請求項4に記載のハーフTT
Lアライメント検出系を配置することが可能になり、こ
のようにした場合には、ハーフTTLアライメント検出
系により光分割器を介してマスクに形成されたアライメ
ントマークと感光基板上のアライメントマークとを別々
に又は同時に検出することが可能になり、レチクルアラ
イメントマークの検出とウエハアライメントマークの検
出を単一の検出系により兼用することが可能になる。
According to this, for example, the half TT according to claim 4 is provided on the side opposite to the mask stage via an optical splitter.
It becomes possible to dispose the L alignment detection system, and in this case, the alignment mark formed on the mask by the half TTL alignment detection system via the optical splitter and the alignment mark on the photosensitive substrate are separated. Can be detected simultaneously or simultaneously, and the detection of the reticle alignment mark and the detection of the wafer alignment mark can be combined by a single detection system.

【0015】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
3のいずれか一項に記載の露光装置において、前記ベー
ス部材と前記マスクステージとの間に、当該マスクステ
ージを前記走査方向に沿って駆動する第2のリニアモー
タが設けられていることを特徴とする。これによれば、
第1のリニアモータをOFFにした状態で、第2のリニ
アモータを駆動することにより、ベース部材に対しマス
クステージを独立して走査方向に駆動することが可能に
なり、これによりマスクステージの位置のリセットや微
調整が可能になる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the exposure apparatus according to any one of the first to third aspects, the mask stage is provided between the base member and the mask stage in the scanning direction. It is characterized in that a second linear motor that is driven by a motor is provided. According to this,
By driving the second linear motor with the first linear motor turned off, the mask stage can be independently driven with respect to the base member in the scanning direction. It is possible to reset and fine-tune.

【0016】請求項6に記載の発明は、請求項3又は5
に記載の露光装置において、前記ベース部材と前記基板
ステージとの間に、当該基板ステージを前記走査方向に
沿って駆動する第3のリニアモータが設けられているこ
とを特徴とする。これによれば、第1のリニアモータ
(及び第2のリニアモータ)をOFFにした状態で、第
3のリニアモータを駆動することにより、ベース部材に
対し基板ステージを独立して走査方向に駆動することが
可能になり、これにより基板ステージの位置のリセット
や微調整が可能になる。
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 3 or 5.
In the exposure apparatus described in (3), a third linear motor that drives the substrate stage along the scanning direction is provided between the base member and the substrate stage. According to this, by driving the third linear motor with the first linear motor (and the second linear motor) turned off, the substrate stage is independently driven with respect to the base member in the scanning direction. This makes it possible to reset or finely adjust the position of the substrate stage.

【0017】請求項7に記載の発明は、請求項5又は6
に記載の露光装置において、前記第1のリニアモータに
よる前記両ステージの走査時の速度比を微調整する回生
制動制御回路が前記第2のリニアモータ及び第3のリニ
アモータの少なくとも一方に併設されていることを特徴
とする。これによれば、回生制動制御回路により第2の
リニアモータ及び第3のリニアモータの少なくとも一方
に回生制動作用を行なわせることにより、第1のリニア
モータによって互いに逆向きに走査されるマスクステー
ジ及び基板ステージの少なくともいずれか一方の見かけ
上の質量を増加させ、両ステージの走査時の速度比を微
調整することが可能になる。ここで、回生制動とは、モ
ータを一種の発電機として機能させることにより、制動
作用を生じさせることをいい、これによって第1のリニ
アモータによって駆動される負荷を増加(すなわち、マ
スクステージ及び基板ステージの少なくとも一方の見か
け上の質量を増加)させることができる。
The invention according to claim 7 is the invention according to claim 5 or 6.
In the exposure apparatus described in (1), a regenerative braking control circuit that finely adjusts a speed ratio of the first linear motor during scanning of the both stages is provided together with at least one of the second linear motor and the third linear motor. It is characterized by According to this configuration, the regenerative braking control circuit causes at least one of the second linear motor and the third linear motor to perform the regenerative braking action, so that the mask stage scanned in the opposite directions by the first linear motor and the mask stage It is possible to increase the apparent mass of at least one of the substrate stages and finely adjust the speed ratio during scanning of both stages. Here, the regenerative braking means that the motor functions as a kind of generator to generate a braking action, thereby increasing the load driven by the first linear motor (that is, the mask stage and the substrate). The apparent mass of at least one of the stages can be increased).

【0018】この請求項7に記載の発明によれば、両ス
テージの質量比が所望の値に正確に設定されていない場
合に両ステージの速度比を調整して所望の同期性能を確
保することができる他、意識的に両ステージの質量比を
所望の値から僅かにずれしておき、走査時に回生制動量
を適度に調整することで常に両ステージの速度比を投影
光学系の縮小倍率の逆数に一致させることにより、運動
量が完全に保存されない場合にも安定した同期性能を確
保することが可能になる。
According to the seventh aspect of the present invention, when the mass ratio of both stages is not accurately set to a desired value, the speed ratio of both stages is adjusted to ensure the desired synchronization performance. In addition to consciously slightly shifting the mass ratio of both stages from the desired value and adjusting the regenerative braking amount appropriately during scanning, the speed ratio of both stages is always adjusted to the reduction ratio of the projection optical system. By matching the reciprocal number, stable synchronization performance can be secured even when the momentum is not completely preserved.

【0019】請求項8に記載の発明によれば、請求項1
ないし7のいずれか一項に記載の露光装置において、前
記基板ステージが、前記第1のリニアモータにより走査
方向に駆動される第1ステージと、前記感光基板を保持
して前記第1ステージと一体的に前記走査方向に移動す
るとともに該第1ステージに案内されて走査方向に直交
する方向に移動可能な第2ステージとを有することを特
徴とする。これによれば、基板を保持する第2ステージ
を第1ステージと一体的に走査方向に移動させて、走査
露光を行ない、次いで第2ステージを第1ステージに対
して走査方向に直交する方向に移動させることを繰り返
すことにより、いわゆるステップ・アンド・スキャン方
式の露光を容易に実現できる。
According to the invention of claim 8, claim 1
8. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the substrate stage is a first stage driven in the scanning direction by the first linear motor, and the first stage holds the photosensitive substrate and is integrated with the first stage. And a second stage which is movable in the direction orthogonal to the scanning direction while being guided by the first stage. According to this, the second stage holding the substrate is moved in the scanning direction integrally with the first stage to perform scanning exposure, and then the second stage is moved in a direction orthogonal to the scanning direction with respect to the first stage. By repeating the movement, so-called step-and-scan type exposure can be easily realized.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の原理的構成を図1
に基づいて説明する。図1には、本発明に係る露光装置
10の原理的構成が示されている。この露光装置10
は、ベース部材としての除振台12と、この除振台12
上にエアーベアリング(空気軸受け)13を介して浮上
支持された基板ステージ14と、この基板ステージ14
上に浮上支持されたマスクステージ16とを備えてい
る。そして、基板ステージ14とマスクステージ16と
の間には、リニアモータ18が設けられている。すなわ
ち、例えば、質量Mrのマスクステージ16側にはリニ
アモータ18の駆動コイル18Aが設けられ、質量Mw
の基板ステージ14側にはリニアモータ18のマグネッ
ト・トラック部18Bが設けられている。また、マスク
ステージ16の質量Mrと基板ステージ14の質量Mw
の比が、不図示の投影光学系の縮小倍率倍になってい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The principle configuration of the present invention is shown in FIG.
It will be described based on. FIG. 1 shows the basic configuration of an exposure apparatus 10 according to the present invention. This exposure apparatus 10
Is a vibration isolation table 12 as a base member, and the vibration isolation table 12
A substrate stage 14 which is levitationally supported on an upper surface via an air bearing (air bearing) 13, and this substrate stage 14
The mask stage 16 is floated and supported above. A linear motor 18 is provided between the substrate stage 14 and the mask stage 16. That is, for example, the drive coil 18A of the linear motor 18 is provided on the mask stage 16 side of the mass Mr, and the mass Mw
A magnet track portion 18B of the linear motor 18 is provided on the substrate stage 14 side of the. Further, the mass Mr of the mask stage 16 and the mass Mw of the substrate stage 14
Is a reduction magnification of the projection optical system (not shown).

【0021】このようにして構成された本発明に係る露
光装置10によれば、両ステージ14、16が浮上支持
されていることから、リニアモータ18が励起されたと
き、内力のみが働き、大きさが等しく方向が反対の作用
力F1と反作用力F2(F2=−F1)がそれぞれのス
テージ16、14に加えられる。この力によって生じる
両ステージ16、14の移動速度をVr、Vwとする
と、空気抵抗等を無視して考えれば、運動量保存の法則
により、 Mr・Vr=Mw・Vw が成り立つ。従って、両ステージ16、14の速度比
は、 Vr/Vw=Mw/Mr となる。しかるに、本発明の場合、両ステージ16、1
4の質量の比Mr/Mwは、前記の如く不図示の投影光
学系の縮小倍率Mp1と等しく設定されているから、 Vr/Vw=Mw/Mr=1/Mp1 となって、両ステージ16、14の速度比が投影光学系
の縮小倍率の逆数と一致する。従って、理想的に、運動
量が保存されている系が構成されている場合には、基板
ステージ14及びマスクステージ16の一方のみの速度
(又位置)をサーボ制御すれば、常に両ステージ14、
16を確実に同期走査することができる。
According to the exposure apparatus 10 of the present invention thus constructed, since both stages 14 and 16 are supported by levitation, when the linear motor 18 is excited, only the internal force acts and the magnitude is large. Acting force F1 and reaction force F2 (F2 = -F1) having the same magnitude but opposite directions are applied to the respective stages 16 and 14. Given that the moving speeds of both stages 16 and 14 caused by this force are Vr and Vw, if air resistance and the like are ignored, the law of conservation of momentum holds that Mr.Vr = Mw.Vw. Therefore, the speed ratio of both stages 16 and 14 is Vr / Vw = Mw / Mr. However, in the case of the present invention, both stages 16 and 1
Since the mass ratio Mr / Mw of 4 is set equal to the reduction magnification Mp1 of the projection optical system (not shown) as described above, Vr / Vw = Mw / Mr = 1 / Mp1 and both stages 16, The speed ratio of 14 matches the reciprocal of the reduction ratio of the projection optical system. Therefore, ideally, when a system in which the momentum is preserved is configured, if the speed (or position) of only one of the substrate stage 14 and the mask stage 16 is servo-controlled, both stages 14 and
16 can be reliably scanned synchronously.

【0022】例えば、マスクステージ16にサーボがな
された場合、仮に、マスクステージ16が振動的な動き
をしても、基板ステージ14は質量比の逆数と同じ速度
比でマスクステージ16と相似的な振動的な動きをす
る。また、運動量が保存されるため、系の重心位置は常
に一定であるから除振台12を揺らすこともない。従っ
て、両ステージ16、14の走査時の同期誤差は常に零
となる。
For example, when servo is performed on the mask stage 16, even if the mask stage 16 moves oscillatingly, the substrate stage 14 is similar to the mask stage 16 at the same speed ratio as the reciprocal of the mass ratio. It vibrates. Further, since the momentum is stored, the center of gravity of the system is always constant, so that the vibration isolation table 12 does not rock. Therefore, the synchronization error during scanning of both stages 16 and 14 is always zero.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

《第1実施例》以下、本発明の第1実施例を図2ないし
図4に基づいて説明する。図2ないし図3には、第1実
施例に係るステップ・アンド・スキャン方式の露光装置
100の主要部の構成が示されている。
<< First Embodiment >> A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 3 show the configuration of the main part of the step-and-scan exposure apparatus 100 according to the first embodiment.

【0024】この露光装置100は、不図示の除振パッ
ド上に水平に保持されたベース部材としてのベース構造
体200と、このベース構造体200上に浮上支持され
た基板ステージとしてのウエハステージ14及びマスク
ステージとしてのレチクルステージ体206と、ウエハ
ステージ14の上方で不図示の本体コラムに保持されベ
ース構造体200に固定された投影光学形PLと、同じ
く不図示の本体コラムに保持されベース構造体200に
固定された照明光学系212とを備えている。ここで、
前記ウエハステージ14は、X方向(走査方向)に移動
可能な第1のステージとしての第1ウエハステージ体2
08と、この第1ウエハステージ体208に案内されX
方向に直交するY方向に移動可能な第2ステージとして
の第2ウエハステージ体220とから構成されている。
なお、この具体的構成については、後に詳述する。
The exposure apparatus 100 includes a base structure 200 as a base member which is horizontally held on a vibration isolation pad (not shown), and a wafer stage 14 as a substrate stage which is floated and supported on the base structure 200. Also, a reticle stage body 206 as a mask stage, a projection optical type PL held by a main body column (not shown) above the wafer stage 14 and fixed to the base structure 200, and a base structure similarly held by a main body column (not shown). The illumination optical system 212 fixed to the body 200 is provided. here,
The wafer stage 14 is a first wafer stage body 2 as a first stage that is movable in the X direction (scanning direction).
08, and X is guided by the first wafer stage body 208.
The second wafer stage body 220 is a second stage movable in the Y direction orthogonal to the direction.
The specific configuration will be described later in detail.

【0025】ベース構造体200の上面には、図2にお
けるY方向の一端(左端)部側にY方向に直交するX方
向(紙面に直交する方向)に互いに平行に延びた2本の
角柱状の固定ガイドレール202、204が突設され、
ベース構造体200の他の上面は、各移動体(ステージ
類)をZ方向に支持してXY平面内でスムーズに移動さ
せるためにフラットに研磨されている。一方の固定ガイ
ドレール202には、X方向に移動可能なレチクルステ
ージ体206をZ方向に規定するガイド面202AとY
方向に規定するガイド面202Bとが形成され、他方の
固定ガイドレール204には、X方向に移動可能な第1
ウエハステージ体208をY方向に規定するガイド面2
04Aが形成されている。
On the upper surface of the base structure 200, two prisms extending parallel to each other in the X direction (direction orthogonal to the paper surface) orthogonal to the Y direction on one end (left end) side in the Y direction in FIG. Fixed guide rails 202 and 204 of
The other upper surface of the base structure 200 is flatly polished in order to support the moving bodies (stages) in the Z direction and move them smoothly in the XY plane. On one of the fixed guide rails 202, a guide surface 202A that defines a reticle stage body 206 that is movable in the X direction in the Z direction and a Y surface are provided.
The guide surface 202B that defines the direction is formed, and the other fixed guide rail 204 has a first movable surface in the X direction.
Guide surface 2 for defining the wafer stage body 208 in the Y direction
04A is formed.

【0026】レチクルステージ体206としては、図2
に示されるように、マスクとしてのレチクルRを垂直に
保持する縦型のものが使用され、このレチクルステージ
体206には、レチクルRを垂直に保持して投影光学系
PLの光軸AXと垂直な面(図中のXZ面)内で並進微
動と回転微動とを行うレチクル微動ステージ210が設
けられている。
The reticle stage body 206 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a vertical type that holds the reticle R as a mask vertically is used, and this reticle stage body 206 holds the reticle R vertically and is perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL. There is provided a reticle fine movement stage 210 for performing fine movement in translation and fine movement in rotation within a plane (XZ plane in the drawing).

【0027】前記照明光学系212は、レチクルRに関
して投影光学系PLと反対側に配置され、レチクルRの
矩形のパターン領域を走査露光時の走査方向(X方向)
と直交した方向にスリット状(又は矩形状)に延びた強
度分布の照明光で照射する。その直線的なスリット状照
明光で照射されるレチクルRのパターン部分は、投影光
学系PLの水平な光軸AXと垂直な物体面側の円形視野
の中央に位置し、透過光学素子としての第1レンズ群G
1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、光分割器と
してのビームスプリッタBS及び反射光学素子としての
凹面鏡MRによって両側テレセントリックに構成される
所定の縮小倍率Mp1(本実施例では1/4とする)の投
影光学系PLを通して、例えば、0.35μm以下の解
像力でウエハW上に投影される。ここで、この投影光学
系としては、レチクルRのパターン面に形成された不図
示の回路パターンの倒立像(X軸上で倒立)をウエハW
上に投影するものが使用される。なお、このような投影
光学系PLの詳細な構成は、先に挙げた特開平5ー88
087号公報は特開平6ー300973号公報等に詳し
く開示されているので、ここではそれ以上の説明を省略
する。
The illumination optical system 212 is arranged on the opposite side of the projection optical system PL with respect to the reticle R, and the rectangular pattern area of the reticle R is scanned in the scanning direction (X direction).
Irradiation light having an intensity distribution that extends in a slit shape (or a rectangular shape) in a direction orthogonal to is irradiated. The pattern portion of the reticle R illuminated with the linear slit-shaped illumination light is located at the center of the circular visual field on the object plane side perpendicular to the horizontal optical axis AX of the projection optical system PL, and serves as the first transmission optical element. 1 lens group G
A predetermined reduction magnification Mp1 (1/4 in this embodiment) which is telecentric on both sides by the first, second lens group G2, third lens group G3, beam splitter BS as a light splitter, and concave mirror MR as a reflection optical element. Through the projection optical system PL of (3). Here, as the projection optical system, an inverted image (inverted on the X axis) of a circuit pattern (not shown) formed on the pattern surface of the reticle R is used as the wafer W.
What is projected above is used. The detailed configuration of such a projection optical system PL is described in the above-mentioned JP-A-5-88.
No. 087 is disclosed in detail in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-300973, etc., and therefore further description is omitted here.

【0028】さて、前記レチクルステージ体206の底
部には、固定ガイドレール202のガイド面202Aに
対向してレチクルステージ体206の自重を支えるエア
ベアリング(空気軸受け)用のパッドPDA、固定ガイ
ドレール202のガイド面202Bに対向してレチクル
ステージ体206のY方向変位を拘束するエアベアリン
グ用のパッドPDB、及び固定ガイドレール202と2
04との間のベース構造体200の表面200Aに対向
してレチクルステージ体206の自重を支えるエアベア
リング用のパッドPDCが固定されている。これらのパ
ッドのうちY方向変位拘束用のパッドPDBは、加圧空
気を噴出する複数のエアパッド部とそれと交互にX方向
(紙面と直交する方向)に配置されて空気を吸引する複
数のバキュームパッド部とを組合せた空圧/真空コンビ
ネーション型パッド(真空予圧型空気軸受け)で構成さ
れる。この空圧/真空コンビネーション型パッドによれ
ば、バキュームパッド部の吸引力(予圧力)とエアパッ
ド部からの噴出空気の圧力との釣合いにより、レチクル
ステージ体206がガイド面から所定のクリアランスを
隔てて浮上支持される。また、パッドPDA、パッドP
DCの場合は、レチクルステージ体206の自重が予圧
力として作用し、この自重とパッドPDA、パッドPD
Cからの噴出空気の圧力との釣合いにより、レチクルス
テージ体206が、ガイド面から所定のクリアランスを
隔てて浮上支持される。以下の説明においても、パッド
が自重を支えるとは、この意味で用いる。
At the bottom of the reticle stage body 206, a pad PDA for an air bearing (air bearing) that faces the guide surface 202A of the fixed guide rail 202 and supports the weight of the reticle stage body 206, and the fixed guide rail 202. Of the reticle stage body 206 facing the guide surface 202B of the air bearing pad PDB for the air bearing, and the fixed guide rails 202 and 2
An air bearing pad PDC for supporting the weight of the reticle stage body 206 is fixed so as to face the surface 200A of the base structure 200 between the pad structure 04 and the base structure 04. Of these pads, the pad PDB for restraining displacement in the Y direction is a plurality of air pads that eject pressurized air and a plurality of vacuum pads that are alternately arranged in the X direction (direction orthogonal to the paper surface) to suck air. It is composed of a pneumatic / vacuum combination type pad (vacuum preload type air bearing) which is a combination of parts. According to this pneumatic / vacuum combination type pad, the reticle stage body 206 separates a predetermined clearance from the guide surface by the balance between the suction force (preload) of the vacuum pad portion and the pressure of the air blown from the air pad portion. Suspended and supported. In addition, pad PDA, pad P
In the case of DC, the own weight of the reticle stage body 206 acts as a preload, and this own weight and the pad PDA, the pad PD
The reticle stage body 206 is levitationally supported by a predetermined clearance from the guide surface in balance with the pressure of the air blown out from C. Also in the following description, the pad supports its own weight in this sense.

【0029】固定ガイドレール204のY方向他端側部
分のベース構造体200上面に、第1ウエハステージ体
208と、第2ウエハステージ体220とから成る前記
ウエハステージ14が浮上支持されている。
The wafer stage 14 consisting of a first wafer stage body 208 and a second wafer stage body 220 is levitationally supported on the upper surface of the base structure 200 at the other end of the fixed guide rail 204 in the Y direction.

【0030】第1ウエハステージ体208は、ベース構
造体200上でXY平面に広がった矩形フレーム上に形
成され(図3参照)、その自重はベース構造体200の
上面と対向して4隅に配置されたエアベアリング用のパ
ッドPDD、PDEで支えられる。そして、第1ウエハ
ステージ体208のY方向(紙面内の左右方向)の変位
は、固定ガイドレール204の垂直なガイド面204A
と対向して第1ウエハステージ体208に固定された空
圧/真空コンビネーション型パッドPDFで拘束され
る。これによって、第1ウエハステージ体208はガイ
ド面204Aとベース構造体200の表面とに案内され
てX方向にフリクションレスで移動可能となる。
The first wafer stage body 208 is formed on a rectangular frame spread on the XY plane on the base structure 200 (see FIG. 3), and its own weight faces the upper surface of the base structure 200 at four corners. It is supported by pads PDD and PDE for air bearings arranged. Then, the displacement of the first wafer stage body 208 in the Y direction (the horizontal direction in the paper surface) is caused by the vertical guide surface 204A of the fixed guide rail 204.
Is constrained by a pneumatic / vacuum combination type pad PDF fixed to the first wafer stage body 208 so as to face. As a result, the first wafer stage body 208 is guided by the guide surface 204A and the surface of the base structure 200 and is movable in the X direction without friction.

【0031】そして、この第1ウエハステージ体208
とレチクルステージ体206との間には、X方向に沿っ
て配置された第1のリニアモータ216が設けられる。
この第1のリニアモータ216は、第1ウエハステージ
体208側に固定され、X方向の移動ストロークに渡っ
て延びるマグネット・トラック部216A(このマグネ
ット・トラック部216Aは、X軸方向に延びる断面コ
字状のヨークとこのヨークの上下面に固定された一対の
マグネットとから成る)と、レチクルステージ体206
側に固定された駆動コイル部216Bとで構成され、X
方向の推力を発生する。すなわち、本第1実施例では、
リニアモータ216が駆動されることにより、例えば、
駆動コイル部216Bと一体的にレチクルステージ部2
06が紙面手前側に駆動されると、その反作用によりマ
グネット・トラック部216Aと一体的にウエハステー
ジ14が紙面奥側に駆動されるようになっている。
Then, the first wafer stage body 208
A first linear motor 216 arranged along the X direction is provided between the reticle stage body 206 and the reticle stage body 206.
The first linear motor 216 is fixed to the first wafer stage body 208 side and extends over a moving stroke in the X direction. A magnet track portion 216A (the magnet track portion 216A has a cross-sectional shape extending in the X axis direction). ), A reticle stage body 206, and a pair of magnets fixed to the upper and lower surfaces of the yoke.
And a drive coil portion 216B fixed to the side,
Generates directional thrust. That is, in the first embodiment,
By driving the linear motor 216, for example,
The reticle stage unit 2 is integrated with the drive coil unit 216B.
When 06 is driven to the front side of the paper, the reaction causes the wafer stage 14 to be driven to the back side of the paper integrally with the magnet / track portion 216A.

【0032】また、前記レチクルステージ体206は、
X方向に沿って設けられた第2のリニアモータ214に
よって単独でX方向に移動可能とされる。このリニアモ
ータ214は、ベース構造体200側に固定され、レチ
クルステージ体206のX方向の移動ストロークに渡る
マグネット・トラック部214A(このマグネット・ト
ラック部214Aは、ガイド面200A上に固定された
断面U字状のヨークとこのヨークの左右内面に固定され
た一対のマグネットとから成る)と、レチクルステージ
体206側に固定された駆動コイル部214Bとで構成
され、X方向の推力を発声する。この第2のリニアモー
タ214は、レチクルステージ体206を所定のリセッ
ト位置に戻す際に使用される他、種々の役割を有する
が、これについては後述する。
Further, the reticle stage body 206 is
The second linear motor 214 provided along the X direction can independently move in the X direction. The linear motor 214 is fixed to the base structure 200 side, and the magnet track portion 214A extends over the movement stroke of the reticle stage body 206 in the X direction (the magnet track portion 214A is a cross section fixed on the guide surface 200A). It is composed of a U-shaped yoke and a pair of magnets fixed to the left and right inner surfaces of the yoke) and a drive coil portion 214B fixed to the reticle stage body 206 side, and produces thrust in the X direction. The second linear motor 214 is used to return the reticle stage body 206 to a predetermined reset position and has various roles, which will be described later.

【0033】さらに、前記第1ウエハステージ体208
のフレームの内側には、図2及び図3に示されるよう
に、ウエハWを真空吸着するウエハホルダ218と基準
マーク板FMとを搭載した第2ウエハステージ体220
がY方向に移動可能に保持される。なお、図3はXY平
面上で見たウエハステージ体の構成を表している。この
第2ウエハステージ体220の下部には、図2に示され
るようにベース構造体200の上面と対向して、その自
重を支えるためのエアベアリング用の複数のパッドPD
I、PDGが取り付けられている。
Further, the first wafer stage body 208
As shown in FIGS. 2 and 3, a second wafer stage body 220, on which a wafer holder 218 for vacuum-sucking the wafer W and a fiducial mark plate FM are mounted, is mounted inside the frame of the second wafer stage body 220.
Are held so as to be movable in the Y direction. Note that FIG. 3 shows the configuration of the wafer stage body as seen on the XY plane. In the lower part of the second wafer stage body 220, as shown in FIG. 2, a plurality of pads PD for air bearings are provided to face the upper surface of the base structure 200 and to support its own weight.
I and PDG are attached.

【0034】また、第2ウエハステージ体220を挟ん
でY方向に延びた第1ウエハステージ体208の2本の
直線フレーム部のいずれか一方の内側面には、図3にも
示されるように第2ウエハステージ体220とY方向に
案内する(X方向変位を拘束する)ためのガイド面22
2が形成され、第2ウエハステージ体220の一方の端
部にはガイド面222と対向するような一対の空圧/真
空コンビネーション型パッドPDHが固定されている。
As shown in FIG. 3, the inner surface of either one of the two linear frame portions of the first wafer stage body 208 extending in the Y direction with the second wafer stage body 220 sandwiched therebetween, as shown in FIG. A guide surface 22 for guiding in the Y direction (constraining the displacement in the X direction) with the second wafer stage body 220.
2 is formed, and a pair of pneumatic / vacuum combination type pads PDH facing the guide surface 222 are fixed to one end of the second wafer stage body 220.

【0035】さらに、第1ウエハステージ体208のY
方向に延びた2本の直線フレーム部の各々と第2ウエハ
ステージ体220との間には、図3に示されるように第
2ウエハステージ体220を第1ウエハステージ体20
8に対してY方向に移動させる一対のリニアモータ24
0、242が設けられる。その一対のリニアモータ24
0、242の各駆動コイル部240A、242Aは第2
ウエハステージ体220の両側に固定されるので、各リ
ニアモータ240、242の駆動量を微妙に変えること
で第2ウエハステージ体220をベース構造体200の
表面上で微小回転(秒オーダー)させることができる。
Further, Y of the first wafer stage body 208
Between each of the two linear frame portions extending in the direction and the second wafer stage body 220, the second wafer stage body 220 is provided with the second wafer stage body 220 as shown in FIG.
A pair of linear motors 24 for moving in the Y direction with respect to
0, 242 are provided. The pair of linear motors 24
0, 242 drive coil portions 240A, 242A are the second
Since it is fixed on both sides of the wafer stage body 220, the second wafer stage body 220 is slightly rotated (second order) on the surface of the base structure 200 by subtly changing the driving amount of each linear motor 240, 242. You can

【0036】ここで、図3を参照してレチクルRと第
1、第2ウエハステージ体208、220とのXY平面
上での反値構成をさらに説明する。図3においては、X
Z平面内でのレチクルRのX方向(走査方向)の移動位
置とレチクルRのXZ平面内での微小回転量(ヨーイン
グ誤差)は、レチクルステージ体206に設けられた微
動ステージ210の一部に固定された反射鏡CMxに測
長用のレーザビームを投射し、その反射ビームを受光す
るレーザ干渉計RIFx、RIFθによって逐次計測さ
れる。また、図2、3のいずれにも示されていないが、
レチクル微動ステージ210のZ方向(図2では紙面内
の上下方向、図3では紙面に直交する方向)に関する位
置を逐次計測するレーザ干渉計RIFyも設けられてい
る。ここで、このレーザ干渉計RIFyは、レチクル微
動ステージ210のZ方向位置を計測するのであるが、
ウエハステージ座標系で考えた場合、このZ方向位置
は、Y方向位置に対応するので、敢てレーザ干渉計RI
Fyという符号を用いている。従って、以下の説明で
は、このレーザ干渉計RIFyの計測値は、PYと表現
する。
Now, with reference to FIG. 3, a description will be further given of the inverse value configuration of the reticle R and the first and second wafer stage bodies 208 and 220 on the XY plane. In FIG. 3, X
The movement position of the reticle R in the X direction (scanning direction) in the Z plane and the minute rotation amount (yawing error) of the reticle R in the XZ plane are part of the fine movement stage 210 provided in the reticle stage body 206. A laser beam for length measurement is projected onto the fixed reflecting mirror CMx, and the laser beams are sequentially measured by laser interferometers RIFx and RIFθ that receive the reflected beam. Also, although not shown in any of FIGS.
There is also provided a laser interferometer RIFy that sequentially measures the position of the reticle fine movement stage 210 in the Z direction (the vertical direction in the paper surface in FIG. 2, the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 3). Here, the laser interferometer RIFy measures the position of the reticle fine movement stage 210 in the Z direction.
Considering the wafer stage coordinate system, this Z-direction position corresponds to the Y-direction position.
The symbol Fy is used. Therefore, in the following description, the measurement value of the laser interferometer RIFy is expressed as PY.

【0037】また、ウエハWのXY平面内での座標位置
は、第2ウエハステージ体220上のY方向の他端(右
端)にX軸方向に延設された移動鏡Myに測長用のレー
ザビームを投射し、その反射ビームを受光するレーザ干
渉計WIFyと、第2ウエハステージ体220上のX方
向の一端にY軸方向に延設された移動鏡Mxに測長用の
レーザビームを投射し、その反射ビームを受光するレー
ザ干渉計WIFxとによって逐次計測される。各干渉計
WIFx,WIFyは、同時に第2ウエハステージ体2
20の微小回転量(ヨーイング誤差)も逐次計測してい
る。なお、移動鏡、干渉計ともに図2では図示が省略さ
れている。
The coordinate position of the wafer W in the XY plane is measured by the movable mirror My extending in the X-axis direction at the other end (right end) in the Y-direction on the second wafer stage body 220. A laser interferometer WIFy, which projects a laser beam and receives the reflected beam, and a laser beam for measuring length, are transmitted to a movable mirror Mx extending in the Y-axis direction at one end of the second wafer stage body 220 in the X-direction. It is sequentially measured by a laser interferometer WIFx that projects and reflects the reflected beam. Each of the interferometers WIFx and WIFy simultaneously operates the second wafer stage body 2
The minute rotation amount of 20 (yawing error) is also sequentially measured. The moving mirror and the interferometer are not shown in FIG.

【0038】以上の各干渉計RIFx、RIFθ、RI
Fy、WIFx、WIFyは、いずれもベース構造体2
00を基準としてレチクルRやウエハWの座標位置を計
測するように、基準となる平面鏡やコーナープリズム
(いずれも図示せず)はベース構造体200に対して固
定されている。
Each of the above interferometers RIFx, RIFθ, RI
Fy, WIFx, and WIFy are all the base structure 2
A reference plane mirror and a corner prism (neither shown) are fixed to the base structure 200 so that the coordinate positions of the reticle R and the wafer W are measured with reference to 00.

【0039】ところで、図3中のウエハWには1つのシ
ョット領域SAが示されているが、図3の状態ではショ
ット領域SAの中心点が投影光学系PLの垂直な光軸A
X(図2中のレンズ群G3の光軸)と丁度合致した瞬間
を表し、そのときレチクルRのパターン領域の中心点も
水平な光軸AX(図2中のレンズ群G1、G2の光軸)
と丁度合致する。
Although one shot area SA is shown on the wafer W in FIG. 3, in the state of FIG. 3, the center point of the shot area SA is the vertical optical axis A of the projection optical system PL.
X (the optical axis of the lens group G3 in FIG. 2), the center point of the pattern area of the reticle R is also the horizontal optical axis AX (the optical axis of the lens groups G1 and G2 in FIG. 2). )
Matches exactly.

【0040】この他、本第1実施例の露光装置100で
は、投影光学系PLとレチクルRとの間から投影光学系
PLの投影視野の周辺部を介して、ウエハW上または基
準マーク板FM上に形成されたアライメントマークを光
電的に検出するTTL(スルー・ザ・レンズ)方式のア
ライメント光学系230と、ビームスプリッタBSと第
3レンズ群G3とを介してウエハW上または基準マーク
板FM上のアライメントマークを検出したり、ビームス
プリッタBSと第2、1レンズ群G2、G1とを介して
レチクルR上のアライメントマークを検出したりするハ
ーフTTL方式のアライメント光学系232とが設けら
れている。
In addition, in the exposure apparatus 100 of the first embodiment, on the wafer W or the fiducial mark plate FM from between the projection optical system PL and the reticle R via the peripheral part of the projection visual field of the projection optical system PL. Through the beam splitter BS and the third lens group G3, the alignment optical system 230 of the TTL (through the lens) system for photoelectrically detecting the alignment mark formed on the wafer W or the reference mark plate FM. A half-TTL alignment optical system 232 is provided for detecting the upper alignment mark and detecting the alignment mark on the reticle R via the beam splitter BS and the second and first lens groups G2 and G1. There is.

【0041】以上の構成において、レチクルステージ体
206とレチクル微動ステージ210との両方の質量の
合計値Mrと、ウエハステージ14、すなわち第1ウエ
ハステージ体208と第2ウエハステージ体220との
両方の質量の合計値Mwとの比は、投影光学系PLの縮
小倍率Mp1と等しくなるように設定されている。本実施
例の場合は、前記の如く、投影光学系の倍率Mp1が1/
4であるから、質量比Mr/Mwも1/4に設定され
る。具体的な一例を挙げると、使用されるウエハWの直
径に依存する処が大きいがウエハステージ体の合計の質
量Mwを40〜100Kg程度、レチクルステージ体の
合計の質量Mrを10〜25Kg程度にすることができ
る。
In the above structure, the total mass Mr of both the reticle stage body 206 and the reticle fine movement stage 210 and the wafer stage 14, that is, both the first wafer stage body 208 and the second wafer stage body 220. The ratio to the total mass value Mw is set to be equal to the reduction magnification Mp1 of the projection optical system PL. In this embodiment, as described above, the magnification Mp1 of the projection optical system is 1 /
Since it is 4, the mass ratio Mr / Mw is also set to 1/4. As a specific example, the total mass Mw of the wafer stage body is about 40 to 100 kg, and the total mass Mr of the reticle stage body is about 10 to 25 kg, although it depends largely on the diameter of the wafer W used. can do.

【0042】図4には、この第1実施例に係る露光装置
100の制御系の構成が示されている。この制御系は、
アライメント制御系259、ステージ主制御系260、
駆動回路253、駆動系254、主走査駆動系255及
び駆動回路256等を含んで構成されている。ここで、
この制御系の上記構成各部についてその作用とともに説
明する。
FIG. 4 shows the configuration of the control system of the exposure apparatus 100 according to the first embodiment. This control system
Alignment control system 259, stage main control system 260,
The drive circuit 253, the drive system 254, the main scanning drive system 255, the drive circuit 256, and the like are included. here,
The respective components of the control system will be described together with their actions.

【0043】前述したTTLアライメント検出系230
からの検出情報と、ハーフTTLアライメント検出系2
32からの検出情報とは、アライメント制御系259に
入力され、ここでウエハW、レチクルR、または基準マ
ーク板FM上のアライメントマークの座標位置や位置ず
れ誤差が決定される。
The above-mentioned TTL alignment detection system 230
Detection information from the half TTL alignment detection system 2
The detection information from 32 is input to the alignment control system 259, where the coordinate position and the positional deviation error of the wafer W, the reticle R, or the alignment mark on the fiducial mark plate FM are determined.

【0044】ステージ主制御系260は、不図示のオペ
レーション用のミニ・コンピュータとインターフェース
され、前述した各リニアモータ214、216、24
0、242、レチクル微動ステージ210をそれぞれ駆
動制御する駆動系254、主走査駆動系255、駆動回
路256、駆動回路253と接続される。
The stage main control system 260 is interfaced with a mini computer for operation (not shown), and each of the linear motors 214, 216 and 24 described above is connected.
0, 242, a drive system 254 for controlling the reticle fine movement stage 210, a main scanning drive system 255, a drive circuit 256, and a drive circuit 253, respectively.

【0045】この内、駆動回路253は、レチクル側の
干渉計RIFx,RIFθ,RIFyによって計測され
るX方向、Y方向、回転(ヨーイング)方向の各位置情
報PX,PY,Pθと主制御系260からの指令情報と
に基づいてレチクル微動ステージ210をサーボ制御
し、アライメント時や走査露光中にレチクルRを微小移
動させる。
Among them, the drive circuit 253 has position information PX, PY, Pθ in the X direction, Y direction, rotation (yaw) direction and main control system 260 measured by interferometers RIFx, RIFθ, RIFy on the reticle side. The reticle fine movement stage 210 is servo-controlled based on the command information from the reticle R, and the reticle R is finely moved during alignment or during scanning exposure.

【0046】また、駆動系254は、レチクル側の干渉
計RIFxによって計測される位置情報PX(及び速度
情報Vx)と主制御系260からの指令情報とに基づい
て第2のリニアモータ214の駆動をサーボ制御する。
The drive system 254 drives the second linear motor 214 based on the position information PX (and speed information Vx) measured by the reticle side interferometer RIFx and the command information from the main control system 260. Servo control.

【0047】また、主走査駆動回路255は、主に走査
露光時に作動し、レチクル側の干渉計RIFxによって
計測される速度情報Vx(又は位置情報PX)とウエハ
側の干渉計WIFxによって計測される速度情報Vx
(又は位置情報PX)とにいずれか一方、あるいは両方
をモニタしつつ、レチクルステージ体206と第1ウエ
ハステージ体208の少なくとも一方の絶対速度が主制
御系260からの速度指令情報と等しくなるように第1
のリニアモータ216をサーボ制御する。
The main scanning drive circuit 255 operates mainly during scanning exposure, and is measured by the velocity information Vx (or position information PX) measured by the reticle side interferometer RIFx and the wafer side interferometer WIFx. Speed information Vx
(Or position information PX), while monitoring either one or both, the absolute speed of at least one of the reticle stage body 206 and the first wafer stage body 208 becomes equal to the speed command information from the main control system 260. First
Servo control of the linear motor 216.

【0048】駆動回路256は、ウエハ側の干渉計WI
Fx,WIFyによって計測される位置情報PX,P
Y,Pθと主制御系260からの指令情報とに基づい
て、前述した一対のリニアモータ240、242の駆動
をサーボ制御する。
The drive circuit 256 is a wafer side interferometer WI.
Position information PX, P measured by Fx, WIFy
The drive of the pair of linear motors 240 and 242 described above is servo-controlled based on Y and Pθ and command information from the main control system 260.

【0049】次に、上述のようにして構成された本第1
実施例の露光装置100の走査露光時の動作を説明す
る。ここでは、ハーフTTLアライメント検出系232
によるレチクルアライメント及びTTLアライメント検
出系230によるレチクルRとウエハWのグローバルア
ライメント及び基準板FMを用いたベースライン計測等
の事前準備は、完了しているものとする。
Next, the first book constructed as described above
The operation of the exposure apparatus 100 of the embodiment during scanning exposure will be described. Here, the half TTL alignment detection system 232
It is assumed that the reticle alignment according to the above, the global alignment between the reticle R and the wafer W by the TTL alignment detection system 230, the baseline measurement using the reference plate FM, and the like have been completed.

【0050】まず、ステージ主制御系260では、投影
光学系PLの露光フィールド内に、ウエハW上の所定の
ショット領域のX軸方向の一端部を位置決めすべく、主
走査駆動系254及び駆動回路256に指令を与えて、
リニアモータ216及びリニアモータ240、242を
駆動する。これにより、第2ウエハステージ体220
が、第1ウエハステージ体208と一体的にレチクルス
テージ体206と反対方向にX移動されるとともに第1
のウエハステージ体208に対してY方向に駆動され、
当該ショット領域のX軸方向に一端部が投影光学系PL
の露光フィールド内に、位置決めされる。次に、ステー
ジ主制御系260では、駆動系254を介して第2のリ
ニアモータ214を駆動してレクチルステージ体206
を所定のリセット位置に戻す。これにより、レチクルの
X軸方向の他端部が投影光学系PLの露光フィールドに
一致する。なお、この場合において、レクチルステージ
体206がX方向に位置変化しないように、第2のリニ
アモータ214をレチクル用干渉計250の計測値に基
づいてサーボ制御した状態で、第1のリニアモータ21
6を駆動させて第1、第2ウエハステージ体208、2
20を一体としてベース構造体200上で単独にX方向
に移動させた後、第2のリニアモータ214のみをレチ
クル用干渉計250の計測値に基づいてサーボ制御する
ことにより、レチクルステージ体206をベース構造体
200上で単独にX方向に移動させるようにしても良
い。
First, in the stage main control system 260, the main scanning drive system 254 and the drive circuit are arranged so as to position one end portion of a predetermined shot area on the wafer W in the X-axis direction within the exposure field of the projection optical system PL. Give a command to 256,
The linear motor 216 and the linear motors 240 and 242 are driven. As a result, the second wafer stage body 220
Of the first wafer stage body 208 is moved X in the direction opposite to the reticle stage body 206 integrally with the first wafer stage body 208.
Driven in the Y direction with respect to the wafer stage body 208 of
One end of the shot area in the X-axis direction has a projection optical system PL.
Positioned within the exposure field of the. Next, the stage main control system 260 drives the second linear motor 214 via the drive system 254 to drive the reticle stage body 206.
To the predetermined reset position. As a result, the other end of the reticle in the X-axis direction coincides with the exposure field of the projection optical system PL. In this case, the second linear motor 214 is servo-controlled based on the measurement value of the reticle interferometer 250 so that the position of the reticle stage body 206 does not change in the X direction.
6 to drive the first and second wafer stage bodies 208, 2
20 is moved integrally on the base structure 200 in the X direction, and then only the second linear motor 214 is servo-controlled based on the measurement value of the reticle interferometer 250 to move the reticle stage body 206. Alternatively, the base structure 200 may be independently moved in the X direction.

【0051】次に、ステージ主制御系260では主走査
駆動系255に指令を与えてリニアモータ216を駆動
して当該ショット領域の露光を開始する。本第1実施例
の場合、ウエハステージ14及びレチクルステージ体2
06は共にベース構造体200上でエアベアリング(真
空軸受け)を介して浮上支持されていることから、第1
のリニアモータ216の駆動コイル部216Bへ駆動電
流を供給すると、運動量保存則に従って第1ウエハステ
ージ体208と第2ウエハステージ体220とは一体と
なってベース構造体200の上面を例えば+X方向に速
度Vwで移動し、レチクルステージ体206はベース構
造体200の上面を−X方向に速度Vrで移動する。こ
の場合において、前記の如く、レチクルステージ体20
6とレチクル微動ステージ210との両方の質量の合計
値Mrとウエハステージ14の全体の質量Mwとの比
が、投影光学系PLの縮小倍率1/4に等しく設定され
ていることから、運動量保存の法則により、加速時、等
速時、減速時のいかんに拘らず、レチクルステージ体2
06とウエハステージ14との速度比は4:1、即ち縮
小倍率Mp1の逆数に等しくなる。従って、ウエハステー
ジ14及びレチクルステージ体206の一方のみの速度
(又は位置)をサーボ制御すれば、常に両者を確実に同
期走査することができる。
Next, the stage main control system 260 gives a command to the main scanning drive system 255 to drive the linear motor 216 to start the exposure of the shot area. In the case of the first embodiment, the wafer stage 14 and the reticle stage body 2
Since both 06 are levitationally supported on the base structure 200 via an air bearing (vacuum bearing),
When a drive current is supplied to the drive coil portion 216B of the linear motor 216 of FIG. 1, the first wafer stage body 208 and the second wafer stage body 220 are integrated with each other on the upper surface of the base structure 200 in the + X direction, for example, according to the law of conservation of momentum. The reticle stage body 206 moves at the speed Vw, and moves on the upper surface of the base structure 200 in the −X direction at the speed Vr. In this case, as described above, the reticle stage body 20
Since the ratio of the total mass Mr of both 6 and the reticle fine movement stage 210 to the total mass Mw of the wafer stage 14 is set equal to the reduction ratio 1/4 of the projection optical system PL, the momentum conservation The reticle stage body 2 regardless of acceleration, constant velocity, or deceleration.
The speed ratio of 06 to the wafer stage 14 is 4: 1, that is, the reciprocal of the reduction ratio Mp1. Therefore, by servo-controlling the speed (or position) of only one of the wafer stage 14 and the reticle stage body 206, both can always be reliably and synchronously scanned.

【0052】ここで、各走査速度Vw、Vrの絶対値
(ベース構造体200に対する速度)は、走査露光時に
ウエハW上に与えられる露光量を左右するので、主走査
駆動系255ではレチクルステージ体206のX方向位
置計測用の干渉計RIFxか、第1ウエハステージ体2
08のX方向位置計測用の干渉計WIFxのいずれか一
方から出力される速度情報をモニタしつつ、その速度が
指定された一定値になるように第1のリニアモータ21
6の駆動をサーボ制御することは必要となる。
Here, since the absolute values of the scanning velocities Vw and Vr (velocity with respect to the base structure 200) influence the amount of exposure given on the wafer W during scanning exposure, in the main scanning drive system 255, the reticle stage body is used. The interferometer RIFx for position measurement in the X direction 206, or the first wafer stage body 2
While monitoring the speed information output from one of the interferometers WIFx for position measurement in the X direction 08, the first linear motor 21 is controlled so that the speed becomes a designated constant value.
Servo control of the drive of 6 is required.

【0053】例えば、レチクルステージ体206にサー
ボがなされた場合、仮に、レチクルステージ体206が
振動的な動きをしても、ウエハステージ14は質量比の
逆数と同じ速度比を維持した状態でレチクルステージ体
206と相似的な振動的な動きをする。また、運動量が
保存されるため、系の重心位置は常に一定であるからベ
ース構造体200を揺らすこともない。従って、両者の
走査露光時の同期誤差は常に零となる。
For example, when servo is performed on the reticle stage body 206, even if the reticle stage body 206 moves in an oscillating manner, the wafer stage 14 maintains the same velocity ratio as the reciprocal of the mass ratio. It makes an oscillatory movement similar to that of the stage body 206. In addition, since the momentum is stored, the center of gravity of the system is always constant, so that the base structure 200 does not rock. Therefore, the synchronization error of both scanning exposures is always zero.

【0054】このようにしてウエハW上の一つのショッ
ト領域の露光が終了すると、ステージ主制御系260で
は駆動回路256を介してリニアモータ240、242
を駆動してウエハWの当該露光済みのショットの隣のシ
ョット領域を投影光学系PLの露光フィールド内に位置
決めする(ステッピングを行なう)。この位置決め後、
ステージ主制御系260では主走査駆動系255を介し
てリニアモータ216を駆動し、レチクルステージ体2
06を前と反対方向(+X方向)に走査して当該ショッ
トの露光を開始する。この場合、ウエハステージ14は
−X方向にレチクルステージ体206の1/4の速度で
走査される。
When the exposure of one shot area on the wafer W is completed in this way, the stage main control system 260 drives the linear motors 240 and 242 via the drive circuit 256.
Is driven to position the shot area next to the exposed shot on the wafer W in the exposure field of the projection optical system PL (stepping is performed). After this positioning,
The stage main control system 260 drives the linear motor 216 via the main scanning drive system 255 to drive the reticle stage body 2
06 is scanned in the opposite direction (+ X direction) to start exposure of the shot. In this case, the wafer stage 14 is scanned in the −X direction at a speed of ¼ of the reticle stage body 206.

【0055】以後、同様にして、ステップ・アンド・ス
キャン方式でウエハ上のショット領域の露光が行われ
る。
Thereafter, similarly, the exposure of the shot area on the wafer is performed by the step-and-scan method.

【0056】以上説明したように、本第1実施例による
と、レチクル側のステージ体とウエハ側のステージ体と
の質量比Mr/Mwを投影光学系PLの縮小倍率Mp1と
等しく設定するだけで、複雑な同期制御回路等を設ける
ことなく、また、特に動特性に優れたステージやアクテ
ィブ除振装置等の特別な除振装置を用いることなく、簡
単な構成でレチクル構造体206とウエハステージ12
とを、運動量保存の法則に基づいて常に同期誤差零で走
査することができるという効果がある。また、レチクル
ステージ体206とウエハステージ14(ウエハステー
ジ体208、220)とが運動量保存則に従って互いに
逆向きに移動するため、ベース構造体200を含む装置
ボディ全体のX方向に関する重心位置がほとんど変わら
ず、装置の揺れが低減されると言った効果も得られる。
As described above, according to the first embodiment, the mass ratio Mr / Mw between the stage body on the reticle side and the stage body on the wafer side is set equal to the reduction magnification Mp1 of the projection optical system PL. The reticle structure 206 and the wafer stage 12 have a simple structure without providing a complicated synchronization control circuit or the like, and without using a stage having excellent dynamic characteristics or a special vibration isolator such as an active vibration isolator.
It is possible to always scan and with zero synchronization error based on the law of conservation of momentum. Further, since the reticle stage body 206 and the wafer stage 14 (wafer stage bodies 208 and 220) move in opposite directions in accordance with the law of conservation of momentum, the center of gravity position of the entire apparatus body including the base structure 200 in the X direction almost changes. In addition, the effect that the shake of the device is reduced can be obtained.

【0057】ところで、本第1実施例では、上記の如
く、レチクルステージ体206と基板ステージ(ウエハ
ステージ体208、220)との間にスキャン方向(X
方向)に延設されたリニアモータ216が配置され、ウ
エハステージ14がベース構造体200上を非接触状態
でX方向に1次元移動するようにエアベアリングで支持
され、レチクルステージ体206がベース構造体200
上を非接触状態でX方向に1次元移動するようにエアベ
アリングで支持されている。
By the way, in the first embodiment, as described above, the scanning direction (X) is provided between the reticle stage body 206 and the substrate stage (wafer stage bodies 208, 220).
Direction), a linear motor 216 is disposed, the wafer stage 14 is supported by an air bearing so as to move one-dimensionally in the X direction on the base structure 200 in a non-contact state, and the reticle stage body 206 is structured as a base structure. Body 200
It is supported by an air bearing so as to move one-dimensionally in the X direction in a non-contact state above.

【0058】従ってリニアモータ216の駆動コイル部
216Bに駆動電流が供給されている間は、運動量保存
則に従ってレチクルRとウエハWのX方向の相対位置関
係は制御されたものとなる。ところが、リニアモータ2
16への給電が断たれるとレチクルステージ体206と
ウエハステージ14とのX方向の相対位置関係を保つ強
制力が失われることになる。
Therefore, while the drive current is being supplied to the drive coil portion 216B of the linear motor 216, the relative positional relationship between the reticle R and the wafer W in the X direction is controlled according to the law of conservation of momentum. However, the linear motor 2
When the power supply to 16 is cut off, the force for maintaining the relative positional relationship between the reticle stage body 206 and the wafer stage 14 in the X direction is lost.

【0059】このため、リニアモータ216への給電が
断たれたときに生じる露光装置内部の振動源(他のモー
タ等)からの振動、露光装置外部の空調機器等がらの振
動、露光装置を設置する床面の振動、或いは露光装置全
体の僅かな傾斜等によって、レチクルステージ体206
とウエハステージ14とのX方向の相対位置関係が徐々
にずれてくる可能性がある。
Therefore, when the power supply to the linear motor 216 is cut off, the vibration from the vibration source (such as another motor) inside the exposure apparatus, the vibration from the air conditioner outside the exposure apparatus, and the exposure apparatus are installed. The reticle stage body 206 is subject to vibrations of the floor surface or a slight inclination of the entire exposure apparatus.
The relative positional relationship between the wafer stage 14 and the wafer stage 14 may gradually deviate.

【0060】この場合において、リニアモータ216の
コイル配置、各コイルの巻線構造、駆動電流の供給制御
等を工夫して、レチクルステージ体206とウエハステ
ージ14とのX方向の相対変位を零に保つようなサーボ
制御が可能なリニアモータとすることもできる。この場
合はリニアモータ216への供給電流を制御するだけ
で、容易にレチクルRとウエハWとのX方向の相対位置
関係を静止させることができる。しかしながらその場合
でも、各種振動や露光装置の傾斜等によってレチクルス
テージ体206とウエハステージ14とが一体となって
ベース構造体200上をX方向にずれる可能性がある。
In this case, the relative displacement of the reticle stage body 206 and the wafer stage 14 in the X direction is made zero by devising the coil arrangement of the linear motor 216, the winding structure of each coil, the supply control of the drive current, and the like. It is also possible to use a linear motor that is capable of servo control so as to maintain it. In this case, the relative positional relationship between the reticle R and the wafer W in the X direction can be easily stopped simply by controlling the current supplied to the linear motor 216. However, even in that case, there is a possibility that the reticle stage body 206 and the wafer stage 14 may be integrated with each other and be displaced on the base structure 200 in the X direction due to various vibrations, the tilt of the exposure apparatus, and the like.

【0061】いずれの場合も、レチクルステージ体20
6はウエハステージ14がベース構造体200に対して
ずれてしまうことに違いはなく、このことはベース構造
体200に対して固定された照明系212の光軸(又は
照明光束)と、走査露光開始時に設定されるべきレチク
ルRとのX方向の相対位置関係が変化することを意味
し、ステップ&スキャン方式の露光シーケンスに重大な
影響を与えることになる。
In either case, the reticle stage body 20
No. 6 is no different in that the wafer stage 14 is displaced with respect to the base structure 200. This means that the optical axis (or illumination light flux) of the illumination system 212 fixed with respect to the base structure 200 and the scanning exposure. This means that the relative positional relationship in the X direction with the reticle R, which should be set at the start, changes, and this has a significant effect on the exposure sequence of the step & scan system.

【0062】このような不都合を解消すべく、第2のリ
ニアモータ214が機能する。すなわち、本第1実施例
の露光装置100では、運動量保存則に従った速度比で
レチクルステージ体206とウエハステージ14(ウエ
ハステージ体208、220)との相対位置関係を制御
する第1のリニアモータ216の他に、ベース構造体2
00に対するレチクルステージ体206の絶対位置を制
御する第2のリニアモータ214が設けられていること
から、走査露光時に運動量保存則に従ってレチクルステ
ージ体206とウエアステージ14(ウエハステージ体
208、220)とを逆向きに移動させるときは第2の
リニアモータ214の駆動コイル部214Bの給電端子
を開放して無負荷状態にし、一方、レチクルステージ体
206の絶対位置を制御するときは、ベース構造体20
0に対するレチクルステージ体206のX方向位置計測
用の干渉計RIFxからの位置情報や速度情報に基づい
て第2のリニアモータ214をサーボ制御することがで
きる。
In order to eliminate such inconvenience, the second linear motor 214 functions. That is, in the exposure apparatus 100 according to the first embodiment, the first linear system that controls the relative positional relationship between the reticle stage body 206 and the wafer stage 14 (wafer stage bodies 208 and 220) at a speed ratio according to the law of conservation of momentum. In addition to the motor 216, the base structure 2
Since the second linear motor 214 for controlling the absolute position of the reticle stage body 206 with respect to 00 is provided, the reticle stage body 206 and the wear stage 14 (wafer stage bodies 208, 220) are separated according to the momentum conservation law during scanning exposure. Is moved in the opposite direction, the power supply terminal of the drive coil portion 214B of the second linear motor 214 is opened to put it in an unloaded state. On the other hand, when the absolute position of the reticle stage body 206 is controlled, the base structure 20
The second linear motor 214 can be servo-controlled based on position information and velocity information from the interferometer RIFx for measuring the position of the reticle stage body 206 in the X direction with respect to zero.

【0063】従って、各リニアモータをS&S方式のウ
エハ露光シーケンスに応じて連携制御することにより、
照明光束に対するレチクルRの位置を常に正確に管理す
ることが可能となる。
Therefore, by linearly controlling each linear motor in accordance with the S & S type wafer exposure sequence,
It is possible to always accurately control the position of the reticle R with respect to the illumination light flux.

【0064】さらに、露光処理が完了した後のレチクル
R、ウエハWのベース構造体200に対する位置関係を
露光処理開始時の位置関係から変化しないようにできる
ため、レチクル交換やウエハ交換の際の自動搬送機構の
アーム等との間での受渡し位置のずれが防止されるとい
った利点もある。
Further, since the positional relationship between the reticle R and the wafer W after the exposure processing is completed can be kept unchanged from the positional relationship at the start of the exposure processing, it is possible to automatically perform the reticle replacement and the wafer replacement. There is also an advantage that displacement of the delivery position between the transfer mechanism and the arm or the like can be prevented.

【0065】なお、上記第1実施例では投影光学系とし
てレチクルRのパターンの倒立像をウエハW上に投影す
る倒立系の光学系を使用する場合を例示したが、上下対
称の回路パターンを露光する場合等には、回路パターン
の正立像を感光基板上に結像する正立系の光学系を投影
光学系として使用することは可能である。
In the first embodiment, the case where an inverted optical system for projecting the inverted image of the pattern of the reticle R onto the wafer W is used as the projection optical system is illustrated, but a vertically symmetrical circuit pattern is exposed. In such a case, it is possible to use an erecting optical system for forming an erect image of the circuit pattern on the photosensitive substrate as the projection optical system.

【0066】さらに、上記第1実施例では、投影光学系
の縮小倍率が1/4である場合を例示したが、投影光学
系の縮小倍率は何倍であってもかまわない。例えば、縮
小倍率が1倍(等倍)であっても、本発明のメリットは
大きなものがある。すなわち、本発明によれば、運動量
が保存されるので、ステージの移動により系の重心位置
が移動することなく、ステージの移動による反力でボデ
ィが揺れることがないので、アクティブ除振装置等の高
価な除振装置等が不要になり、しかも一方のステージが
振動的な動きをしても他方のステージがこれに応じて同
様の振動的な動きをし、同期誤差が生じることがないか
らである。
Further, in the above-mentioned first embodiment, the case where the reduction magnification of the projection optical system is 1/4 has been illustrated, but the reduction magnification of the projection optical system may be any magnification. For example, even if the reduction ratio is 1 (one size), the merit of the present invention is great. That is, according to the present invention, since the momentum is saved, the position of the center of gravity of the system does not move due to the movement of the stage, and the body does not shake due to the reaction force due to the movement of the stage. This eliminates the need for an expensive anti-vibration device, etc., and even if one stage vibrates, the other stage moves in a similar vibrating manner, and no synchronization error occurs. is there.

【0067】《第2実施例》次に、本発明の第2実施例
を図5に基づいて説明する。ここで、前述した第1実施
例と同一又は同等の構成部分については同一の符号を用
いると共にその説明を簡略にし若しくは省略する。この
第2実施例は、図5に示されるように、リニアモータ2
14に機能的に関連して発電用コイル257と、そのコ
イル257からの電流を消費する回生制動用の負荷回路
258とが併設されている点に特徴を有する。制御系の
その他の構成及びその他の装置構成等は前述した第1実
施例と同一である。
<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as in the first embodiment described above, and the description thereof will be simplified or omitted. In the second embodiment, as shown in FIG.
14 is functionally related to the power generation coil 257 and a load circuit 258 for regenerative braking that consumes the current from the coil 257. The other structure of the control system and the other device structure are the same as those in the first embodiment.

【0068】この第2実施例では、第2のリニアモータ
214を利用して、走査露光時のレチクルステージ体2
06とウエハステージ14(ウエハステージ体208、
220)との速度比を、例えば±0.1%程度の範囲内
でp.p.mオーダーの分解能で微調整する回生制御回
路、具体的には図5中の発電用コイル257と負荷回路
258とを設け、走査方向に関する転写倍率を微小変化
(ウエハW上での走査方向の設計寸法を35mmとした
とき、それを全体として数百nm程度だけ伸縮)させ
る。
In the second embodiment, the reticle stage body 2 during scanning exposure is utilized by using the second linear motor 214.
06 and the wafer stage 14 (wafer stage body 208,
220) and the speed ratio thereof is, for example, within a range of about ± 0.1%. p. A regenerative control circuit for finely adjusting the resolution on the order of m, specifically a power generation coil 257 and a load circuit 258 in FIG. 5, is provided to make a minute change in the transfer magnification in the scanning direction (design in the scanning direction on the wafer W). When the dimension is 35 mm, it is expanded / contracted by about several hundred nm as a whole).

【0069】これを更に詳述すると、発電用コイル25
7は第2のリニアモータ214内に特別な発電用コイル
を設けるか、駆動用のコイルを発電用に兼用するかして
構成され、第1のリニアモータ216でレチクルステー
ジとウエハステージとを逆向きに移動させている間、そ
の発電用コイルの端子に負荷回路258(適当な負荷抵
抗器を含む)を接続して回生制御を行うことで、レチク
ルステージ体206のX方向の動負荷を増大させ、レチ
クルステージ体206とウエハステージ14の速度比を
微少量変化させる。
This will be described in more detail. The power generating coil 25
7 is configured by providing a special power-generating coil in the second linear motor 214 or using a driving coil also for power generation. The first linear motor 216 reverses the reticle stage and the wafer stage. While moving in the direction, the load circuit 258 (including an appropriate load resistor) is connected to the terminal of the power generation coil to perform regenerative control, thereby increasing the dynamic load of the reticle stage body 206 in the X direction. Then, the speed ratio between the reticle stage body 206 and the wafer stage 14 is slightly changed.

【0070】なお、回生制動量の制御のために、負荷回
路258は発電用コイル257からな電流を高速スイッ
チング素子等を介して負荷抵抗器に流すように構成さ
れ、スイッチング素子のオン・オフの周波数やオン時間
とオフ時間のデューティ比等を広範囲に可変させるよう
にすればよい。
In order to control the amount of regenerative braking, the load circuit 258 is constructed so that the current from the coil 257 for power generation is passed through the load resistor via the high speed switching element or the like, and the switching element is turned on / off. The frequency, the duty ratio of the on-time and the off-time, etc. may be varied over a wide range.

【0071】ここでは、速度比Vw/Vrを縮小倍率M
p1と精密に微調整するために、第2のリニアモータ21
4の駆動コイル部214Bと一体になった発電用コイル
257(図5参照)と負荷回路258を利用して、レチ
クルステージ体206の移動方向に対して動的負荷を加
えるように制御する。その負荷回路258は発電用コイ
ル257に対して可変負荷抵抗器として作用し、発電用
コイル257から取り出す電流を、主走査駆動回路25
5からの制御指令に応じてほぼ連続的に変化させる機能
を有する。
Here, the speed ratio Vw / Vr is set to the reduction ratio M
The second linear motor 21 for fine adjustment with p1
The load generating circuit 257 (see FIG. 5) integrated with the driving coil unit 214B of No. 4 and the load circuit 258 are used to control so as to apply a dynamic load to the moving direction of the reticle stage body 206. The load circuit 258 acts as a variable load resistor with respect to the power generation coil 257, and the current drawn from the power generation coil 257 is supplied to the main scanning drive circuit 25.
It has a function of changing it substantially continuously in accordance with a control command from 5.

【0072】走査露光の間、レチクルステージ体206
は速度Vrで移動しようとするが、発電用コイル257
の端子に適当な負荷抵抗が接続されていると、その負荷
抵抗器で消費されるエネルギーに対応した運動量がレチ
クルステージ体206に加算されることになる。これは
レチクルステージ体206の見かけ上の質量Mrを微小
量だけ増加させることに相当する。このため、ウエハス
テージ14とレチクルステージ体206との速度比Vw
/Vrが微調整される。
During scanning exposure, reticle stage body 206
Tries to move at speed Vr, but power generation coil 257
If an appropriate load resistor is connected to the terminal of, the momentum corresponding to the energy consumed by the load resistor is added to the reticle stage body 206. This corresponds to increasing the apparent mass Mr of the reticle stage body 206 by a minute amount. Therefore, the speed ratio Vw between the wafer stage 14 and the reticle stage body 206 is Vw.
/ Vr is finely adjusted.

【0073】この場合、レチクルステージ体206の見
かけ上の質量は増大する方向にしか作用しないので、質
量比Mr/Mwが大きくなって速度比Vw/Vrが、M
p1<(Vw/Vr)の方向に調整される。このため静止
状態での質量比Mr/Mwが、縮小倍率Mp1に対してわ
ずかに小さくなるように各ステージ体の質量を設定して
おき、走査露光時には常に回生制動量を適度に調整する
ことで速度比と縮小倍率とを一致させればよい。
In this case, since the apparent mass of the reticle stage body 206 acts only in the increasing direction, the mass ratio Mr / Mw becomes large and the speed ratio Vw / Vr becomes M.
It is adjusted in the direction of p1 <(Vw / Vr). Therefore, the mass of each stage body is set so that the mass ratio Mr / Mw in the stationary state becomes slightly smaller than the reduction ratio Mp1, and the regenerative braking amount is always adjusted appropriately during scanning exposure. The speed ratio and the reduction ratio may be matched.

【0074】一方、運動量保存則に従ってウエハステー
ジ14とレチクルステージ体206とを互いに逆向きに
走査移動させているときに、第2のリニアモータ214
の駆動コイル部214Bに給電してレチクルステージ体
206の駆動に併用すると、レチクルステージ体206
の見かけ上の動的質量をわずかに小さくすることができ
るので、速度比Vw/VrをMp1>(Vw/Vr)の方
向に調整することも可能である。
On the other hand, when the wafer stage 14 and the reticle stage body 206 are scanningly moved in opposite directions according to the law of conservation of momentum, the second linear motor 214 is moved.
When the reticle stage body 206 is driven by supplying power to the drive coil portion 214B of the reticle stage body 206,
Since the apparent dynamic mass of can be slightly reduced, it is also possible to adjust the speed ratio Vw / Vr in the direction of Mp1> (Vw / Vr).

【0075】以上説明した本第2実施例によると、走査
露光時のレチクルRとウエハWとの走査速度比が回生制
動量(発電用コイルからの電流値)の制御によって極め
て容易に微調整できることから、レチクルRとウエハW
との速度比を干渉計の計測結果から検出し、その検出値
が予め設定された値になるように回生制動量をフィード
バッグ制御すれば、走査方向に関する転写倍率を一律に
微調整できるだけでなく、ウエハW上のショット領域の
走査開始部分と終了部分との速度比と、ショット領域の
中央部分の速度比とを微妙に変えることで、転写歪み
(ディストーション)を調整することもできる。
According to the second embodiment described above, the scanning speed ratio between the reticle R and the wafer W during scanning exposure can be finely adjusted very easily by controlling the regenerative braking amount (current value from the power generation coil). From reticle R and wafer W
By detecting the speed ratio between and from the measurement results of the interferometer and controlling the regenerative braking amount so that the detected value becomes a preset value, the transfer magnification in the scanning direction can not only be finely adjusted. It is also possible to adjust the transfer distortion (distortion) by subtly changing the speed ratio between the scanning start portion and the end portion of the shot area on the wafer W and the speed ratio of the central portion of the shot area.

【0076】なお、上記第1、第2実施例では、レチク
ルステージ体206をベース構造体200上で単独にス
キャン方向に移動させるためにリニアモータ214を設
けたが、これに代えてあるいはこれと共に第1、第2ウ
エハステージ体208、220のX方向の位置を確実に
静止させたり、第1、第2ウエハステージ体208、2
20をベース構造体200上で単独に移動させたりする
ために、ベース構造体200と第1ウエハステージ体2
08との間にX方向の推力を発生する第3のリニアモー
タを設け、ウエハ用干渉計252(WIFx)の計測値
に基づいてその第3リニアモータをサーボ制御するよう
にしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the linear motor 214 is provided to move the reticle stage body 206 independently on the base structure 200 in the scanning direction, but instead of this or together with this, the linear motor 214 is provided. The positions of the first and second wafer stage bodies 208 and 220 in the X direction can be securely stopped, and the first and second wafer stage bodies 208 and 2 can be fixed.
In order to independently move 20 on the base structure 200, the base structure 200 and the first wafer stage body 2
08, a third linear motor that generates thrust in the X direction may be provided, and the third linear motor may be servo-controlled based on the measurement value of the wafer interferometer 252 (WIFx).

【0077】次に、上記第2実施例の装置に、不図示の
第3のリニアモータを追加した場合について、レチクル
Rのパターン領域をウエハW上のショット領域とをアラ
イメントして走査露光する場合の一連のシーケンスを説
明する。
Next, in the case where a third linear motor (not shown) is added to the apparatus of the second embodiment, when scanning exposure is performed by aligning the pattern area of the reticle R with the shot area on the wafer W. The sequence of the above will be described.

【0078】(1)レチクルステージ体をローディング
位置に移動させ、レチクルRをステージ上に設置する。
このときウエハステージ14は、レチクルステージ体の
移動に伴う運動量保存則に従って逆向きに移動させても
よいし、第3のリニアモータをサーボ制御して強制的に
所定位置に静止させておいてもよい。
(1) The reticle stage body is moved to the loading position, and the reticle R is set on the stage.
At this time, the wafer stage 14 may be moved in the opposite direction in accordance with the law of conservation of momentum associated with the movement of the reticle stage body, or may be forced to stand still at a predetermined position by servo-controlling the third linear motor. Good.

【0079】(2)レチクルステージ体206とウエハ
ステージ体220とが投影光学系の像視野に関して所定
の位置に設定されるように各ステージ体206、20
8、220を移動させ、ウエハステージ体220上に固
定された基準マークとレチクルR上のアライメントマー
クとを投影光学系PLを通してアライメント検出系23
2で相互に光電検出し、ウエハステージ体220の移動
座標系に対してレチクルRがX、Y、θの各方向に整合
されるようにレチクルステージ体206上の微動ステー
ジ210を制御する。レチクルRがウエハステージ体2
20の移動座標系に対して整合された時点で、レチクル
用干渉計250からのX、Y計測値と、ウエハ用干渉計
252からのX、Y計測値とを1次整合達成位置として
記憶する。以後、その位置関係がただちに再現されるよ
うに管理される。
(2) The reticle stage body 206 and the wafer stage body 220 are set so that the stage bodies 206 and 20 are set at predetermined positions with respect to the image field of the projection optical system.
8 and 220 are moved so that the reference mark fixed on the wafer stage body 220 and the alignment mark on the reticle R are passed through the projection optical system PL to detect the alignment detection system 23.
Photoelectric detection is mutually performed at 2 and the fine movement stage 210 on the reticle stage body 206 is controlled so that the reticle R is aligned in the X, Y, and θ directions with respect to the moving coordinate system of the wafer stage body 220. Reticle R is wafer stage body 2
When aligned with the moving coordinate system of 20, the X and Y measurement values from the reticle interferometer 250 and the X and Y measurement values from the wafer interferometer 252 are stored as primary alignment achievement positions. . After that, the positional relationship is managed so that it is immediately reproduced.

【0080】(3)ウエハWをウエハステージ体220
上に載置するために、ウエハステージ体220を所定の
ローディング位置に移動させる。その後、ウエハW上の
いくつかのショット領域に付随して形成されたアライメ
ントマークの各々が投影光学系PLの視野内に次々に配
置されるようにウエハステージ体220を移動させ、各
アライメントマークを投影光学系PLを介してアライメ
ント検出系230で順次検出する。その検出結果に基づ
いて、ウエハW上のショット領域の配置座標系とレチク
ルRのパターン領域との相対位置関係(X、Y、θ方
向)が決定される。
(3) Wafer W on Wafer Stage Body 220
The wafer stage body 220 is moved to a predetermined loading position in order to be placed thereon. After that, the wafer stage body 220 is moved so that the alignment marks formed in association with some shot areas on the wafer W are sequentially arranged within the field of view of the projection optical system PL, and each alignment mark is moved. The alignment detection system 230 sequentially detects the projection optical system PL. Based on the detection result, the relative positional relationship (X, Y, θ directions) between the arrangement coordinate system of the shot area on the wafer W and the pattern area of the reticle R is determined.

【0081】(4)決定された位置関係のうちX方向に
位置ずれが生じているときは、第3のリニアモータを駆
動してウエハステージ14がベース構造体に対して変位
しないようにサーボロックさせた状態で、第1のリニア
モータ216を駆動させてレチクルステージ体206を
ウエハステージ14に対してX方向に微動させる。また
ウエハW上のショット配列座標系とレチクルRのパター
ン領域とのY方向の相対位置誤差は、ウエハステージ体
220か、レチクルステージ体206上の微動ステージ
210によって補正され、θ方向の相対位置誤差はリニ
アモータ240、242によるウエハステージ体220
の微小回転により補正される。なお、ウエハステージ体
220上にθステージを別に設けても良い。
(4) When a positional deviation occurs in the X direction among the determined positional relationships, the third linear motor is driven to servo-lock so that the wafer stage 14 is not displaced with respect to the base structure. In this state, the first linear motor 216 is driven to finely move the reticle stage body 206 in the X direction with respect to the wafer stage 14. A relative position error in the Y direction between the shot array coordinate system on the wafer W and the pattern area of the reticle R is corrected by the wafer stage body 220 or the fine movement stage 210 on the reticle stage body 206, and a relative position error in the θ direction. Is a wafer stage body 220 using linear motors 240 and 242.
It is corrected by a minute rotation of. The θ stage may be separately provided on the wafer stage body 220.

【0082】(5)こうしてレチクルRのパターン領域
とウエハW上のショット配列座標系とがX、Y、θ方向
に関して精密に整合された時点で、レチクルステージ体
206とウエハステージ体220とのX、Y方向の相対
位置関係を2次整合達成位置として干渉計から読み取っ
て記憶する。この2次整合達成位置は、そのウエハWを
露光処理している間の各ステージ体の移動位置の管理の
基準として利用される。
(5) When the pattern area of the reticle R and the shot arrangement coordinate system on the wafer W are precisely aligned in the X, Y, and θ directions in this way, the X of the reticle stage body 206 and the wafer stage body 220 is X. , The relative positional relationship in the Y direction is read from the interferometer and stored as the secondary alignment achievement position. The secondary alignment achievement position is used as a reference for managing the movement position of each stage body during the exposure processing of the wafer W.

【0083】(6)次に、レチクルR上のパターン領域
が照明光束によって照射開始される位置にくるようにレ
チクルステージ体206をX方向に位置付けるととも
に、ウエハW上の1つのショット領域が露光開始される
位置にくるようにウエハステージ14をX方向に位置付
ける。
(6) Next, the reticle stage body 206 is positioned in the X direction so that the pattern area on the reticle R is located at the position where the irradiation of the illumination light beam is started, and one shot area on the wafer W is exposed. The wafer stage 14 is positioned in the X direction so as to come to the above position.

【0084】(7)そして、第1のリニアモータ216
を駆動し、運動量保存則に従ってレチクルステージ体2
06とウエハステージ14とを投影光学系PLの結像倍
率Mp1に対応した所定の速度比で逆向きに移動させる。
この際、走査方向に関する転写倍率の微調整は両ステー
ジ間の速度比変動の許容範囲内への抑制が必要とされる
場合は、速度比変化(又は相対位置関係の変化立)の精
密な計測結果に基づいて第2のリニアモータ214、第
3のリニアモータを積極的に制御し、レチクルステージ
体206又はウエハステージ14の見かけ上の動的質量
を連続的に微調整すればよい。
(7) Then, the first linear motor 216
Drive the reticle stage body 2 according to the law of conservation of momentum.
06 and the wafer stage 14 are moved in opposite directions at a predetermined speed ratio corresponding to the imaging magnification Mp1 of the projection optical system PL.
At this time, fine adjustment of the transfer magnification in the scanning direction requires precise measurement of the change in the speed ratio (or the change in the relative positional relationship) when it is necessary to suppress the change in the speed ratio between both stages within the allowable range. Based on the result, the second linear motor 214 and the third linear motor may be positively controlled to continuously finely adjust the apparent dynamic mass of the reticle stage body 206 or the wafer stage 14.

【0085】《変形例》次に、変形例を図6(A)、
(B)に基づいて説明する。
<< Modification >> Next, a modification is shown in FIG.
Description will be made based on (B).

【0086】この変形例の露光装置は、感光基板として
のウエハWのみでなく、マスクとしてのレチクルRがレ
チクルステージ16上に水平に保持されている点に特徴
を有する。
The exposure apparatus of this modification is characterized in that not only the wafer W as a photosensitive substrate but also the reticle R as a mask is held horizontally on the reticle stage 16.

【0087】この露光装置は、定盤12上にエアーベア
リング(空気軸受け)13を介して浮上支持されたレチ
クルステージ16及び基板ステージ14と、回路パター
ンを縮小投影する反射光学系から成る投影光学系PL
と、光源20とを備えている。
This exposure apparatus is a projection optical system including a reticle stage 16 and a substrate stage 14 which are levitationally supported on a surface plate 12 via an air bearing (air bearing) 13 and a reflection optical system for reducing and projecting a circuit pattern. PL
And a light source 20.

【0088】この変形例の露光装置においては、基板ス
テージ14は定盤12上に浮上支持されX軸方向に移動
可能な第1ステージ14Aと、この第1ステージ14A
上をリニアモータによってY軸方向に駆動される第2ス
テージ14Bとを有している。この第2ステージ14B
上にウエハWが保持されている。
In the exposure apparatus of this modified example, the substrate stage 14 is floated and supported on the surface plate 12 and is movable in the X-axis direction, and the first stage 14A.
It has a second stage 14B that is driven in the Y-axis direction by a linear motor. This second stage 14B
The wafer W is held on the top.

【0089】レチクルステージ16は、図6(B)に示
されるように、第1ステージ14Aを跨いだ状態で配置
されており、両ステージ16、14A間には、コイル1
8Aとマグネット18Bとから成るリニアモータ18、
18が介装されている。
As shown in FIG. 6 (B), the reticle stage 16 is arranged so as to straddle the first stage 14A, and the coil 1 is placed between both stages 16 and 14A.
Linear motor 18 consisting of 8A and magnet 18B,
18 is interposed.

【0090】光源20からの露光光が不図示の照明光学
系を介してレチクルRを下方から照明すると、細長い照
明領域(投影光学系の露光フィールドに対応)内の回路
パターンの像が投影光学系PLを介してウエハW上に縮
小投影される。
When the exposure light from the light source 20 illuminates the reticle R from below via the illumination optical system (not shown), the image of the circuit pattern in the elongated illumination area (corresponding to the exposure field of the projection optical system) is projected. The image is reduced and projected onto the wafer W via the PL.

【0091】従って、この変形例の場合も、レチクルス
テージ16と基板ステージ14の質量の比を投影光学系
PLの縮小倍率Mp1と同一に設定しておけば、上記各実
施例と同様に、両ステージ16、14の同期誤差が常に
零で回路パターンの走査露光が行われ。同様の効果が得
られる。
Therefore, also in this modification, if the ratio of the masses of the reticle stage 16 and the substrate stage 14 is set to be the same as the reduction magnification Mp1 of the projection optical system PL, both of them are the same as in the above embodiments. The scanning error of the circuit pattern is performed when the synchronization error of the stages 16 and 14 is always zero. The same effect can be obtained.

【0092】なお、上記第1、第2実施例では感光基板
ば基板ステージ上に水平に保持される場合、すなわち横
置きの基板ステージを使用する場合を例示したが、感光
基板が基板ステージに垂直に保持される、すなわち縦置
きの基板ステージを使用する露光装置に本発明を適用す
ることは可能である。
In the first and second embodiments described above, the case where the photosensitive substrate is held horizontally on the substrate stage, that is, the case where a horizontally placed substrate stage is used is illustrated. However, the photosensitive substrate is perpendicular to the substrate stage. It is possible to apply the present invention to an exposure apparatus which is held by the substrate, that is, which uses a vertically placed substrate stage.

【0093】また、上記第1、第2実施例では、第2ス
テージを非走査方向に駆動する駆動手段としてリニアモ
ータを使用する場合を例示したが、本発明がこれに限定
されることはなく、送りねじ機構を用いて第2ステージ
を非走査方向に駆動するような構成にしても良い。
Further, in the above-mentioned first and second embodiments, the case where the linear motor is used as the drive means for driving the second stage in the non-scanning direction is illustrated, but the present invention is not limited to this. Alternatively, the feed screw mechanism may be used to drive the second stage in the non-scanning direction.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単純な構成で、装置を構成する構造物に発生する応力を
低減し、装置全体の傾きや揺れを抑え、しかもマスクス
テージと基板ステージとの同期性能の向上を図ることが
できるという従来にない優れた効果がある。
As described above, according to the present invention,
An unprecedented advantage that can reduce the stress generated in the structure that constitutes the device, suppress the tilt and swing of the entire device with a simple structure, and improve the synchronization performance between the mask stage and the substrate stage. There is an effect.

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

【図1】本発明の原理的な構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】第1実施例の露光装置を示す概略構成図であ
る。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an exposure apparatus of the first embodiment.

【図3】図1の装置の概略平面図である。3 is a schematic plan view of the device of FIG.

【図4】図1の装置の制御系の構成を示すブロック図で
ある。
4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the apparatus of FIG.

【図5】第2実施例の装置の制御系の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control system of the device of the second embodiment.

【図6】変形例を示す図であって、(A)は概略正面
図、(B)は(A)の右側面図である。
6A and 6B are views showing a modified example, in which FIG. 6A is a schematic front view and FIG. 6B is a right side view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 露光装置 12 定盤(ベース部材) 13 エアベアリング(空気軸受け) 14 ウエハステージ(基板ステージ) 16 マスクステージ 18 第1のリニアモータ 100 露光装置 200 ベース構造体(ベース部材) 206 レチクルステージ体(マスクステージ) 208 第1ウエハステージ体(第1ウエハステージ) 214 第2のリニアモータ 216 第1のリニアモータ 220 第2ウエハステージ体(第2ウエハステージ) 232 ハーフTTLアライメント検出系 257 発電コイル(回生制動制御回路の一部) 258 負荷回路(回生制動制御回路の一部) R レチクル(マスク) W ウエハ(感光基板) PL 投影光学系 G1 第1レンズ群(透過光学素子) G2 第2レンズ群(透過光学素子) G3 第3レンズ群(透過光学素子) BS ビームスプリッタ(光分割器) MR 凹面鏡(反射光学素子) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 exposure apparatus 12 surface plate (base member) 13 air bearing (air bearing) 14 wafer stage (substrate stage) 16 mask stage 18 first linear motor 100 exposure apparatus 200 base structure (base member) 206 reticle stage body (mask Stage) 208 first wafer stage body (first wafer stage) 214 second linear motor 216 first linear motor 220 second wafer stage body (second wafer stage) 232 half TTL alignment detection system 257 generator coil (regenerative braking) 258 load circuit (part of regenerative braking control circuit) R reticle (mask) W wafer (photosensitive substrate) PL projection optical system G1 first lens group (transmissive optical element) G2 second lens group (transmission) Optical element) G3 Third lens group (transmissive optical element) ) BS beam splitter (optical splitter) MR concave mirror (reflection optical element)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクを保持するマスクステージと感光
基板を保持する基板ステージとを同期走査しつつ、前記
マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記
感光基板に転写する露光装置であって、 空気軸受けを介してベース部材上に浮上支持された前記
基板ステージと;前記基板ステージの質量の前記投影光
学系の縮小倍率倍の質量を有し、前記ベース部材上に空
気軸受けを介して浮上支持されたマスクステージと;前
記両ステージ間に設けられ、前記両ステージを走査方向
に沿って互いに逆向きに駆動する第1のリニアモータと
を有する露光装置。
1. An exposure apparatus for transferring a pattern formed on the mask onto the photosensitive substrate via a projection optical system while synchronously scanning a mask stage holding the mask and a substrate stage holding the photosensitive substrate. A substrate stage that is levitationally supported on a base member via an air bearing; a mass that is a reduction magnification of the projection optical system times the mass of the substrate stage, and the substrate stage has an air bearing on the base member. An exposure apparatus comprising: a floating and supported mask stage; and a first linear motor that is provided between the stages and drives the stages in opposite directions along the scanning direction.
【請求項2】 前記投影光学系は、前記感光基板上に前
記マスクに形成されたパターンの倒立像を投影する光学
系であることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the projection optical system is an optical system that projects an inverted image of a pattern formed on the mask on the photosensitive substrate.
【請求項3】 前記感光基板が基板ステージ上に水平に
保持され、前記マスクが前記マスクステージ上に垂直に
保持されると共に、前記投影光学系が、複数の透過光学
素子、光分割器及び反射光学素子とを含み、物体面に配
置された前記マスクのパターンを結像面に配置された前
記感光基板上に所定の縮小倍率で投影する光学系である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
3. The photosensitive substrate is held horizontally on a substrate stage, the mask is held vertically on the mask stage, and the projection optical system comprises a plurality of transmissive optical elements, a light splitter and a reflector. 3. An optical system including an optical element for projecting the pattern of the mask arranged on the object plane onto the photosensitive substrate arranged on the image plane at a predetermined reduction magnification. The exposure apparatus according to.
【請求項4】 前記光分割器を介して前記マスクに形成
されたアライメントマークと前記感光基板上のアライメ
ントマークとの両者を検出可能なハーフTTLアライメ
ント検出系を更に有する請求項3に記載の露光装置。
4. The exposure according to claim 3, further comprising a half TTL alignment detection system capable of detecting both the alignment mark formed on the mask and the alignment mark on the photosensitive substrate via the light splitter. apparatus.
【請求項5】 前記ベース部材と前記マスクステージと
の間に、当該マスクステージを前記走査方向に沿って駆
動する第2のリニアモータが設けられていることを特徴
とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の露光装
置。
5. A second linear motor for driving the mask stage in the scanning direction is provided between the base member and the mask stage. The exposure apparatus according to any one of claims.
【請求項6】 前記ベース部材と前記基板ステージとの
間に、当該基板ステージを前記走査方向に沿って駆動す
る第3のリニアモータが設けられていることを特徴とす
る請求項3又は5に記載の露光装置。
6. A third linear motor for driving the substrate stage in the scanning direction is provided between the base member and the substrate stage, according to claim 3 or 5. The exposure apparatus described.
【請求項7】 前記第1のリニアモータによる前記両ス
テージの走査時の速度比を微調整する回生制動制御回路
が前記第2のリニアモータ及び第3のリニアモータの少
なくとも一方に併設されていることを特徴とする請求項
5又は6に記載の露光装置。
7. A regenerative braking control circuit that finely adjusts a speed ratio of the first linear motor during scanning of the both stages is provided together with at least one of the second linear motor and the third linear motor. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the exposure apparatus is an exposure apparatus.
【請求項8】 前記基板ステージが、前記第1のリニア
モータによる走査方向に駆動される第1ステージと、前
記感光基板を保持して前記第1ステージと一体的に前記
走査方向に移動するとともに該第1ステージに案内され
て走査方向に直交する方向に移動可能な第2ステージと
を有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか
一項に記載の露光装置。
8. The substrate stage moves in the scanning direction integrally with the first stage, which holds the photosensitive substrate, and a first stage driven in the scanning direction by the first linear motor. 8. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a second stage guided by the first stage and movable in a direction orthogonal to the scanning direction.
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