JPH08130179A - ステージ装置 - Google Patents
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- JPH08130179A JPH08130179A JP6268546A JP26854694A JPH08130179A JP H08130179 A JPH08130179 A JP H08130179A JP 6268546 A JP6268546 A JP 6268546A JP 26854694 A JP26854694 A JP 26854694A JP H08130179 A JPH08130179 A JP H08130179A
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
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- G03F7/70716—Stages
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- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
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- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
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- G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マスク上のパターンを投影光学系を介して感
光性の基板上に露光する走査型の露光装置のステージ装
置の重量を軽減し、ステージの駆動装置の発熱を抑え
て、ステージの表面精度やステージの位置計測用の干渉
計の計測精度を向上させる。 【構成】 レチクルステージとして、レチクルベース１
０、そのレチクルステージ上に載置され走査方向の移動
を行う走査ステージ９及びその走査ステージの上に載置
されＸＹ方向及び回転方向に微動できる微動ステージ８
を設け、微動ステージ８の駆動装置として、走査方向の
駆動を行う電磁力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂと非
走査方向の駆動を行い且つ電磁力式アクチュエータ３９
Ａ，３９Ｂより推力の小さな電磁力式アクチュエータ４
２Ａ，４２Ｂとを設ける。
光性の基板上に露光する走査型の露光装置のステージ装
置の重量を軽減し、ステージの駆動装置の発熱を抑え
て、ステージの表面精度やステージの位置計測用の干渉
計の計測精度を向上させる。 【構成】 レチクルステージとして、レチクルベース１
０、そのレチクルステージ上に載置され走査方向の移動
を行う走査ステージ９及びその走査ステージの上に載置
されＸＹ方向及び回転方向に微動できる微動ステージ８
を設け、微動ステージ８の駆動装置として、走査方向の
駆動を行う電磁力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂと非
走査方向の駆動を行い且つ電磁力式アクチュエータ３９
Ａ，３９Ｂより推力の小さな電磁力式アクチュエータ４
２Ａ，４２Ｂとを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に露光装置で使用さ
れるステージ装置に関し、特に、半導体素子等を製造す
るためのステップ・アンド・スキャン方式の露光装置の
レチクルステージ又はウエハステージに適用して好適な
ものである。
れるステージ装置に関し、特に、半導体素子等を製造す
るためのステップ・アンド・スキャン方式の露光装置の
レチクルステージ又はウエハステージに適用して好適な
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子、又は液晶表示素
子等をフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際に、
レチクル（又はフォトマスク等）上に形成されたパター
ンを、投影光学系を介してフォトレジストが塗布された
ウエハ（又はガラスプレート等）上に露光する投影露光
装置が使用されている。
子等をフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際に、
レチクル（又はフォトマスク等）上に形成されたパター
ンを、投影光学系を介してフォトレジストが塗布された
ウエハ（又はガラスプレート等）上に露光する投影露光
装置が使用されている。
【０００３】近年、半導体素子等の１個のチップパター
ンが大型化する傾向にあるため、レチクル上のより大き
な面積のパターンをウエハ上に露光する投影露光装置が
求められている。斯かる露光面積の拡大の要求に、レチ
クルの全面のパターンを一括露光する所謂ステップ・ア
ンド・リピート方式の投影露光装置で応えるものとする
と、投影光学系をそのまま大型化する必要があるが、広
い露光フィールドの全面で高い結像性能を有する投影光
学系は製造コストが高いという不都合がある。
ンが大型化する傾向にあるため、レチクル上のより大き
な面積のパターンをウエハ上に露光する投影露光装置が
求められている。斯かる露光面積の拡大の要求に、レチ
クルの全面のパターンを一括露光する所謂ステップ・ア
ンド・リピート方式の投影露光装置で応えるものとする
と、投影光学系をそのまま大型化する必要があるが、広
い露光フィールドの全面で高い結像性能を有する投影光
学系は製造コストが高いという不都合がある。
【０００４】そこで、ウエハの各ショット領域を走査開
始位置に移動させた後、レチクルを照明した状態で、レ
チクルを投影光学系の光軸を横切る方向に走査するのと
同期して、ウエハを投影光学系の光軸を横切る方向に走
査することにより、レチクルのパターンをウエハの各シ
ョット領域に露光する所謂ステップ・アンド・スキャン
方式等の走査型露光装置が注目されている。
始位置に移動させた後、レチクルを照明した状態で、レ
チクルを投影光学系の光軸を横切る方向に走査するのと
同期して、ウエハを投影光学系の光軸を横切る方向に走
査することにより、レチクルのパターンをウエハの各シ
ョット領域に露光する所謂ステップ・アンド・スキャン
方式等の走査型露光装置が注目されている。
【０００５】図４は、従来の走査型露光装置の概略構成
を示し、この図４において、照明光学系中の図示省略さ
れたオプティカル・インテグレータからの照明光ＩＬ
が、第１リレーレンズ１を介して視野絞り２を照明す
る。この視野絞り２のスリット状開口を通過した照明光
が、第２リレーレンズ３、光路折り曲げ用のミラー４、
及び照明コンデンサーレンズ５を介して、レチクル６上
のスリット状の照明領域７を均一な照度で照明する。そ
の視野絞り２の配置面とレチクル６のパターン形成面と
は共役であり、視野絞り２に形成された短辺方向の幅ｄ
S の矩形開口の投影像が、スリット状の照明領域７とな
っている。
を示し、この図４において、照明光学系中の図示省略さ
れたオプティカル・インテグレータからの照明光ＩＬ
が、第１リレーレンズ１を介して視野絞り２を照明す
る。この視野絞り２のスリット状開口を通過した照明光
が、第２リレーレンズ３、光路折り曲げ用のミラー４、
及び照明コンデンサーレンズ５を介して、レチクル６上
のスリット状の照明領域７を均一な照度で照明する。そ
の視野絞り２の配置面とレチクル６のパターン形成面と
は共役であり、視野絞り２に形成された短辺方向の幅ｄ
S の矩形開口の投影像が、スリット状の照明領域７とな
っている。
【０００６】レチクル６の照明領域７内のパターン像
が、両側テレセントリック（又は片側テレセントリッ
ク）の投影光学系１４を介してウエハ１７上のスリット
状の露光領域１８内に結像投影される。ここで、投影光
学系１４の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面
内で図４の紙面に垂直にＸ軸を取り、図４の紙面に平行
にＹ軸を取る。Ｙ軸に平行な方向が走査方向である。
が、両側テレセントリック（又は片側テレセントリッ
ク）の投影光学系１４を介してウエハ１７上のスリット
状の露光領域１８内に結像投影される。ここで、投影光
学系１４の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面
内で図４の紙面に垂直にＸ軸を取り、図４の紙面に平行
にＹ軸を取る。Ｙ軸に平行な方向が走査方向である。
【０００７】このとき、レチクル６は、微動ステージ８
上に保持され、微動ステージ８は走査ステージ９上にＸ
Ｙ平面内で移動自在且つ回転自在に載置され、走査ステ
ージ９は、レチクルベース１０上に不図示のリニアモー
タにより走査方向であるＹ方向（又は−Ｙ方向）に駆動
されるように載置されている。微動ステージ８上の端部
に固定された移動鏡１１及び外部に設置されたレーザ干
渉計１２により計測された微動ステージ８の走査方向及
び非走査方向の座標が主制御系１３に供給されている。
主制御系１３は、供給された座標に基づいて微動ステー
ジ８の位置、及び走査ステージ９の走査速度等の制御を
行う。
上に保持され、微動ステージ８は走査ステージ９上にＸ
Ｙ平面内で移動自在且つ回転自在に載置され、走査ステ
ージ９は、レチクルベース１０上に不図示のリニアモー
タにより走査方向であるＹ方向（又は−Ｙ方向）に駆動
されるように載置されている。微動ステージ８上の端部
に固定された移動鏡１１及び外部に設置されたレーザ干
渉計１２により計測された微動ステージ８の走査方向及
び非走査方向の座標が主制御系１３に供給されている。
主制御系１３は、供給された座標に基づいて微動ステー
ジ８の位置、及び走査ステージ９の走査速度等の制御を
行う。
【０００８】一方、ウエハ１７は、ウエハホルダー１９
を介してＸステージ２０上に載置され、Ｘステージ２０
は、Ｙステージ２１上に駆動モータ２７によりＸ方向に
駆動自在に載置され、Ｙステージ２１は、装置ベース２
２上に駆動モータ２５及び送りねじ２６によりＹ方向に
駆動自在に載置されている。Ｘステージ２０上にはウエ
ハ１７のＺ方向への位置を調整するＺステージ、及びウ
エハ１７の傾斜角を調整するレベリングステージ等（不
図示）が載置されている。また、Ｘステージ２０上に固
定された移動鏡２３及び外部に設置されたレーザ干渉計
２４により計測されたＸステージ２０の２次元座標が主
制御系１３に供給され、主制御系１３は、供給された座
標に基づいて駆動モータ２５及び２７等の動作を制御す
る。
を介してＸステージ２０上に載置され、Ｘステージ２０
は、Ｙステージ２１上に駆動モータ２７によりＸ方向に
駆動自在に載置され、Ｙステージ２１は、装置ベース２
２上に駆動モータ２５及び送りねじ２６によりＹ方向に
駆動自在に載置されている。Ｘステージ２０上にはウエ
ハ１７のＺ方向への位置を調整するＺステージ、及びウ
エハ１７の傾斜角を調整するレベリングステージ等（不
図示）が載置されている。また、Ｘステージ２０上に固
定された移動鏡２３及び外部に設置されたレーザ干渉計
２４により計測されたＸステージ２０の２次元座標が主
制御系１３に供給され、主制御系１３は、供給された座
標に基づいて駆動モータ２５及び２７等の動作を制御す
る。
【０００９】スキャン露光時には、投影光学系１４の投
影倍率をβとすると、主制御系１３の制御のもとで、レ
チクル側の走査ステージ９を例えばＢ１方向に速度ＶR
で走査するのと同期して、ウエハ側のＹステージ２１を
Ｃ１方向に速度ＶW(＝β・Ｖ R)で走査することにより、
レチクル６のパターン像が逐次ウエハ１７上に投影露光
される。
影倍率をβとすると、主制御系１３の制御のもとで、レ
チクル側の走査ステージ９を例えばＢ１方向に速度ＶR
で走査するのと同期して、ウエハ側のＹステージ２１を
Ｃ１方向に速度ＶW(＝β・Ｖ R)で走査することにより、
レチクル６のパターン像が逐次ウエハ１７上に投影露光
される。
【００１０】図５はその同期走査の様子を示す斜視図で
あり、この図５において、斜線を施したスリット状の照
明領域７に対してＢ１方向にレチクル６のパターン領域
１５を走査するのと同期して、斜線を施した露光領域１
８に対してＣ１方向にウエハ１７のショット領域１６が
走査される。これにより、ショット領域１６上にレチク
ル６のパターン領域１５内のパターン像が逐次露光され
る。
あり、この図５において、斜線を施したスリット状の照
明領域７に対してＢ１方向にレチクル６のパターン領域
１５を走査するのと同期して、斜線を施した露光領域１
８に対してＣ１方向にウエハ１７のショット領域１６が
走査される。これにより、ショット領域１６上にレチク
ル６のパターン領域１５内のパターン像が逐次露光され
る。
【００１１】図６は、図４中のレチクルステージの平面
図、図７はそのレチクルステージの側面図であり、図６
に示すように、走査ステージ９は、レチクルベース１０
上のＹ軸に平行なリニアガイド３４Ａ及び３４Ｂに沿っ
てＹ方向に移動自在に載置されている。また、固定子３
３Ａ及び可動子３２Ａより第１のリニアモータ３１Ａが
構成され、固定子３３Ｂ及び可動子３２Ｂより第２のリ
ニアモータ３１Ｂが構成されている。そして、固定子３
３Ａ及び３３Ｂはレチクルベース１０上にリニアガイド
３４Ａ，３４Ｂに平行に固定され、固定子３３Ａ及び３
３Ｂに沿って走査ステージ９に可動子３２Ａ及び３２Ｂ
が固定されている。これら２つのリニアモータ３１Ａ及
び３１Ｂにより、レチクルベース１０に対して走査ステ
ージ９が＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に駆動される。
図、図７はそのレチクルステージの側面図であり、図６
に示すように、走査ステージ９は、レチクルベース１０
上のＹ軸に平行なリニアガイド３４Ａ及び３４Ｂに沿っ
てＹ方向に移動自在に載置されている。また、固定子３
３Ａ及び可動子３２Ａより第１のリニアモータ３１Ａが
構成され、固定子３３Ｂ及び可動子３２Ｂより第２のリ
ニアモータ３１Ｂが構成されている。そして、固定子３
３Ａ及び３３Ｂはレチクルベース１０上にリニアガイド
３４Ａ，３４Ｂに平行に固定され、固定子３３Ａ及び３
３Ｂに沿って走査ステージ９に可動子３２Ａ及び３２Ｂ
が固定されている。これら２つのリニアモータ３１Ａ及
び３１Ｂにより、レチクルベース１０に対して走査ステ
ージ９が＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に駆動される。
【００１２】また、図７に示すように、走査ステージ９
上には微動ステージ８が載置され、不図示の駆動系によ
り、走査ステージ９に対してＸ方向、Ｙ方向に微動し、
且つ走査ステージ９上でθ方向に微動回転することがで
きるようになっている。ところで、従来この種の微動ス
テージの駆動方式としては、サーボモータの回転運動を
直線運動に変換する機構系を３組使用し、その３組の機
構系により微動ステージをＸ方向、Ｙ方向、θ方向の３
方向に移動する方式が採られていた。
上には微動ステージ８が載置され、不図示の駆動系によ
り、走査ステージ９に対してＸ方向、Ｙ方向に微動し、
且つ走査ステージ９上でθ方向に微動回転することがで
きるようになっている。ところで、従来この種の微動ス
テージの駆動方式としては、サーボモータの回転運動を
直線運動に変換する機構系を３組使用し、その３組の機
構系により微動ステージをＸ方向、Ｙ方向、θ方向の３
方向に移動する方式が採られていた。
【００１３】また、２次元のステージの駆動系として電
磁力式アクチュエータを用いる方式も提案されているが
（例えば特開平２−３５７０９号公報参照）、この方式
では２つの駆動方向による推力の差は無く、且つ重量が
重く発熱による変形の対策もなされていなかった。
磁力式アクチュエータを用いる方式も提案されているが
（例えば特開平２−３５７０９号公報参照）、この方式
では２つの駆動方向による推力の差は無く、且つ重量が
重く発熱による変形の対策もなされていなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁力式アクチュエータを使用した微動ステージにおい
ては、微動ステージを２方向に移動させる電磁力式アク
チュエータの駆動方向による形状、推力等の違いがな
く、特に走査型の露光装置では、非走査方向への移動の
ための推力は走査方向ほど必要としないにもかかわらず
過剰な推力を持つ電磁力式アクチュエータが使用され、
微動ステージの重量を増加させ且つ熱の発生を増加させ
る要因となっていた。
電磁力式アクチュエータを使用した微動ステージにおい
ては、微動ステージを２方向に移動させる電磁力式アク
チュエータの駆動方向による形状、推力等の違いがな
く、特に走査型の露光装置では、非走査方向への移動の
ための推力は走査方向ほど必要としないにもかかわらず
過剰な推力を持つ電磁力式アクチュエータが使用され、
微動ステージの重量を増加させ且つ熱の発生を増加させ
る要因となっていた。
【００１５】このように、微動ステージの重量が増加す
ると、固有振動数が低下して応答速度を高くできないと
いう不都合があった。更に、電磁力式アクチュエータの
コイルの発熱により微動ステージが変形し、レチクルの
保持面や反射鏡の保持面等の精度が低下する不都合があ
った。また、コイルの発熱は、微動ステージの位置検出
を行う干渉計等の計測系の計測精度を劣化させる要因と
なっていた。例えば干渉計を使用した場合は、コイルの
発熱により周辺の空気が加熱し干渉計の光路上の空気に
温度のむらや揺らぎが発生し、測定値に誤差が生ずる不
都合があった。
ると、固有振動数が低下して応答速度を高くできないと
いう不都合があった。更に、電磁力式アクチュエータの
コイルの発熱により微動ステージが変形し、レチクルの
保持面や反射鏡の保持面等の精度が低下する不都合があ
った。また、コイルの発熱は、微動ステージの位置検出
を行う干渉計等の計測系の計測精度を劣化させる要因と
なっていた。例えば干渉計を使用した場合は、コイルの
発熱により周辺の空気が加熱し干渉計の光路上の空気に
温度のむらや揺らぎが発生し、測定値に誤差が生ずる不
都合があった。
【００１６】本発明は斯かる点に鑑み、微動ステージの
重量が軽量化され且つ微動ステージと計測系とが駆動系
で発生する熱の影響をあまり受けることのない走査型露
光装置に適したステージ装置を提供することを目的とす
る。
重量が軽量化され且つ微動ステージと計測系とが駆動系
で発生する熱の影響をあまり受けることのない走査型露
光装置に適したステージ装置を提供することを目的とす
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によるステージ装
置は、転写用のパターンが形成されたマスクを照明し、
そのマスクを所定の走査方向（Ｙ方向又は−Ｙ方向）に
走査するのと同期して感光基板をその所定の走査方向に
対応する走査方向に走査することにより、そのマスクの
パターンを逐次その感光基板上に露光する走査型露光装
置に設けられ、そのマスク又はその感光基板よりなる走
査対象物を走査するためのステージ装置において、ベー
ス（１０）と、このベース上でその走査方向に移動自在
に配置された走査ステージ（９）と、この走査ステージ
に対してその走査対象物の走査方向、及びこの走査方向
に直交する非走査方向（Ｘ方向又は−Ｘ方向）にそれぞ
れ所定範囲内で移動自在に配置されその走査対象物が載
置される微動ステージ（８）と、その走査ステージ
（９）に対してその非走査方向にその微動ステージ
（８）を駆動する第１の電磁力型アクチュエータ（４２
Ａ，４２Ｂ）と、その走査ステージ（９）に対してその
走査方向にその第１の電磁力型アクチュエータ（４２
Ａ，４２Ｂ）より大きな推力でその微動ステージ（８）
を駆動する第２の電磁力型アクチュエータ（３９Ａ，３
９Ｂ）と、を設けたものである。
置は、転写用のパターンが形成されたマスクを照明し、
そのマスクを所定の走査方向（Ｙ方向又は−Ｙ方向）に
走査するのと同期して感光基板をその所定の走査方向に
対応する走査方向に走査することにより、そのマスクの
パターンを逐次その感光基板上に露光する走査型露光装
置に設けられ、そのマスク又はその感光基板よりなる走
査対象物を走査するためのステージ装置において、ベー
ス（１０）と、このベース上でその走査方向に移動自在
に配置された走査ステージ（９）と、この走査ステージ
に対してその走査対象物の走査方向、及びこの走査方向
に直交する非走査方向（Ｘ方向又は−Ｘ方向）にそれぞ
れ所定範囲内で移動自在に配置されその走査対象物が載
置される微動ステージ（８）と、その走査ステージ
（９）に対してその非走査方向にその微動ステージ
（８）を駆動する第１の電磁力型アクチュエータ（４２
Ａ，４２Ｂ）と、その走査ステージ（９）に対してその
走査方向にその第１の電磁力型アクチュエータ（４２
Ａ，４２Ｂ）より大きな推力でその微動ステージ（８）
を駆動する第２の電磁力型アクチュエータ（３９Ａ，３
９Ｂ）と、を設けたものである。
【００１８】この場合、その第１及び第２の電磁力型ア
クチュエータ（４２Ａ，４２Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）とし
て、それぞれコイルを有する固定子（４１Ａ，４１Ｂ，
３８Ａ，３８Ｂ）がその走査ステージ（９）側に固定さ
れるムービングマグネット方式の電磁力型アクチュエー
タを用い、その第１及び第２の電磁力型アクチュエータ
（４２Ａ，４２Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）のそれぞれの固定
子（４１Ａ，４１Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ）を所定の冷却液
（６３）を循環させて冷却する冷却手段（５３〜５５，
５６ａ〜５６ｃ）を設けることが好ましい。
クチュエータ（４２Ａ，４２Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）とし
て、それぞれコイルを有する固定子（４１Ａ，４１Ｂ，
３８Ａ，３８Ｂ）がその走査ステージ（９）側に固定さ
れるムービングマグネット方式の電磁力型アクチュエー
タを用い、その第１及び第２の電磁力型アクチュエータ
（４２Ａ，４２Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）のそれぞれの固定
子（４１Ａ，４１Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ）を所定の冷却液
（６３）を循環させて冷却する冷却手段（５３〜５５，
５６ａ〜５６ｃ）を設けることが好ましい。
【００１９】また、その微動ステージ（８）上に固定さ
れた移動鏡（４８Ａ，４８Ｂ，５１）と、この移動鏡に
対して計測用の光ビームを照射してその走査ステージ
（９）に対するその微動ステージ（８）の変位を検出す
る干渉計（４７Ａ，４７Ｂ，５０）と、を設け、その冷
却手段（５３〜５５，５６ａ〜５６ｃ）は、その干渉計
（４７Ａ，４７Ｂ，５０）からの光ビームが通過する光
路（４９Ａ，４９Ｂ，５２）に近い部分からその冷却液
（６３）を循環させることが好ましい。
れた移動鏡（４８Ａ，４８Ｂ，５１）と、この移動鏡に
対して計測用の光ビームを照射してその走査ステージ
（９）に対するその微動ステージ（８）の変位を検出す
る干渉計（４７Ａ，４７Ｂ，５０）と、を設け、その冷
却手段（５３〜５５，５６ａ〜５６ｃ）は、その干渉計
（４７Ａ，４７Ｂ，５０）からの光ビームが通過する光
路（４９Ａ，４９Ｂ，５２）に近い部分からその冷却液
（６３）を循環させることが好ましい。
【００２０】また、その第１及び第２の電磁力型アクチ
ュエータ（４２Ａ，４２Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）の一方
は、並列に配置された１対の電磁力型アクチュエータ
（３９Ａ，３９Ｂ、又は４２Ａ，４２Ｂ）よりなること
が好ましい。
ュエータ（４２Ａ，４２Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）の一方
は、並列に配置された１対の電磁力型アクチュエータ
（３９Ａ，３９Ｂ、又は４２Ａ，４２Ｂ）よりなること
が好ましい。
【００２１】
【作用】斯かる本発明のステージ装置によれば、走査型
露光装置では走査方向へは特に走査の開始及び終了時に
微動ステージに大きな慣性力が加わるのに対して、非走
査方向へは微動ステージに加わる慣性力はほとんど無視
できる程度であることを利用して、微動ステージ（８）
の非走査方向（Ｘ方向又は−Ｘ方向）の駆動を行う電磁
力式アクチュエータ（４２Ａ，４２Ｂ）として推力の小
さいものを使用する。これにより、その電磁力式アクチ
ュエータの可動子（４０Ａ，４０Ｂ）の形状及び重量を
小さくすることができるため、微動ステージ（８）の総
重量が軽量化され、ステージの制御性能が向上する。ま
た、非走査方向用の電磁力式アクチュエータ（４２Ａ，
４２Ｂ）のコイルの容量も小さくすることができる。従
って、そのコイルからの発生熱量も少なくなるため各ス
テージ（８，９，１０）の熱変形が少なくなり、位置計
測用の測定機器に対する熱による悪影響を緩和すること
ができる。
露光装置では走査方向へは特に走査の開始及び終了時に
微動ステージに大きな慣性力が加わるのに対して、非走
査方向へは微動ステージに加わる慣性力はほとんど無視
できる程度であることを利用して、微動ステージ（８）
の非走査方向（Ｘ方向又は−Ｘ方向）の駆動を行う電磁
力式アクチュエータ（４２Ａ，４２Ｂ）として推力の小
さいものを使用する。これにより、その電磁力式アクチ
ュエータの可動子（４０Ａ，４０Ｂ）の形状及び重量を
小さくすることができるため、微動ステージ（８）の総
重量が軽量化され、ステージの制御性能が向上する。ま
た、非走査方向用の電磁力式アクチュエータ（４２Ａ，
４２Ｂ）のコイルの容量も小さくすることができる。従
って、そのコイルからの発生熱量も少なくなるため各ス
テージ（８，９，１０）の熱変形が少なくなり、位置計
測用の測定機器に対する熱による悪影響を緩和すること
ができる。
【００２２】また、第１及び第２の電磁力型アクチュエ
ータ（４２Ａ，４２Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）が、ムービン
グマグネット方式の電磁力型アクチュエータであり、そ
の第１及び第２の電磁力型アクチュエータのそれぞれの
固定子（４１Ａ，４１Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ）を所定の冷
却液（６３）を循環させて冷却する冷却手段（５３，５
４，５５，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ）を設ける場合に
は、ムービングマグネット方式の電磁力式アクチュエー
タ（３９Ａ，３９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ）を使用すること
により微動ステージ（８）から熱源（コイル）が離れる
ため、微動ステージ（８）の熱変形をムービングコイル
方式の電磁力式アクチュエータを使用する場合に比べて
小さくすることができる。
ータ（４２Ａ，４２Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）が、ムービン
グマグネット方式の電磁力型アクチュエータであり、そ
の第１及び第２の電磁力型アクチュエータのそれぞれの
固定子（４１Ａ，４１Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ）を所定の冷
却液（６３）を循環させて冷却する冷却手段（５３，５
４，５５，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ）を設ける場合に
は、ムービングマグネット方式の電磁力式アクチュエー
タ（３９Ａ，３９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ）を使用すること
により微動ステージ（８）から熱源（コイル）が離れる
ため、微動ステージ（８）の熱変形をムービングコイル
方式の電磁力式アクチュエータを使用する場合に比べて
小さくすることができる。
【００２３】更に、熱源としての固定子（３８Ａ，３８
Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ）を液冷却することにより、全体の
発熱量が小さく抑えられる。更に、固定子を冷却するの
は機構的に容易である。また、微動ステージ（８）上に
固定された移動鏡（４８Ａ，４８Ｂ，５１）と、この移
動鏡に対して計測用の光ビームを照射してその走査ステ
ージ（９）に対する微動ステージ（８）の変位を検出す
る干渉計（４７Ａ，４７Ｂ，５０）と、を設け、冷却手
段（５３〜５５，５６ａ〜５６ｃ）が、その干渉計から
の光ビームが通過する光路（４９Ａ，４９Ｂ，５２）に
近い部分からその冷却液（６３）を循環させる場合に
は、その冷却液の冷却能力が最も大きい状態で光路（４
９Ａ，４９Ｂ，５２）に近い電磁力式アクチュエータ
（４２Ｂ）から順次冷却されるのでその光路上の気体の
温度調節が安定的に行われ、計測精度が高く維持され
る。
Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ）を液冷却することにより、全体の
発熱量が小さく抑えられる。更に、固定子を冷却するの
は機構的に容易である。また、微動ステージ（８）上に
固定された移動鏡（４８Ａ，４８Ｂ，５１）と、この移
動鏡に対して計測用の光ビームを照射してその走査ステ
ージ（９）に対する微動ステージ（８）の変位を検出す
る干渉計（４７Ａ，４７Ｂ，５０）と、を設け、冷却手
段（５３〜５５，５６ａ〜５６ｃ）が、その干渉計から
の光ビームが通過する光路（４９Ａ，４９Ｂ，５２）に
近い部分からその冷却液（６３）を循環させる場合に
は、その冷却液の冷却能力が最も大きい状態で光路（４
９Ａ，４９Ｂ，５２）に近い電磁力式アクチュエータ
（４２Ｂ）から順次冷却されるのでその光路上の気体の
温度調節が安定的に行われ、計測精度が高く維持され
る。
【００２４】また、第１及び第２の電磁力型アクチュエ
ータ（３９Ａ，３９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ）の一方が、並
列に配置された１対の電磁力型アクチュエータ（３９
Ａ，３９Ｂ，又は４２Ａ，４２Ｂ）よりなる場合には、
走査方向又は非走査方向の駆動ばかりでなく、その１対
の電磁力型アクチュエータに逆方向の推力を与えること
により回転方向の駆動を行うことができる。
ータ（３９Ａ，３９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ）の一方が、並
列に配置された１対の電磁力型アクチュエータ（３９
Ａ，３９Ｂ，又は４２Ａ，４２Ｂ）よりなる場合には、
走査方向又は非走査方向の駆動ばかりでなく、その１対
の電磁力型アクチュエータに逆方向の推力を与えること
により回転方向の駆動を行うことができる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明によるステージ装置の一実施例
につき図１〜図３を参照して説明する。本実施例は、ス
テップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置のレチク
ルステージに本発明を適用したものであり、図１〜図３
において図４〜図７に対応する部分には同一符号を付し
てその詳細説明を省略する。
につき図１〜図３を参照して説明する。本実施例は、ス
テップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置のレチク
ルステージに本発明を適用したものであり、図１〜図３
において図４〜図７に対応する部分には同一符号を付し
てその詳細説明を省略する。
【００２６】図１は本実施例のレチクルステージの平面
図であり、この図１において、ベース１０上のリニアガ
イド３４Ａ及び３４Ｂに沿ってＹ方向に摺動自在に走査
ステージ９が載置され、走査ステージ９はリニアモータ
３１Ａ及び３１Ｂによりレチクルベース１０に対して＋
Ｙ方向又は−Ｙ方向に駆動される。また、走査ステージ
９のＹ方向の端部にＹ軸用の移動鏡４５が固定され、移
動鏡４５に対して外部のレーザ干渉計４４から光路４６
で示されるようにＹ軸に平行にレーザビームが照射され
ている。レーザ干渉計４４の計測値より走査ステージ９
のＹ座標が求められる。
図であり、この図１において、ベース１０上のリニアガ
イド３４Ａ及び３４Ｂに沿ってＹ方向に摺動自在に走査
ステージ９が載置され、走査ステージ９はリニアモータ
３１Ａ及び３１Ｂによりレチクルベース１０に対して＋
Ｙ方向又は−Ｙ方向に駆動される。また、走査ステージ
９のＹ方向の端部にＹ軸用の移動鏡４５が固定され、移
動鏡４５に対して外部のレーザ干渉計４４から光路４６
で示されるようにＹ軸に平行にレーザビームが照射され
ている。レーザ干渉計４４の計測値より走査ステージ９
のＹ座標が求められる。
【００２７】走査ステージ９上には、微動ステージ８
が、後述する駆動系によりＸ方向、Ｙ方向、及び回転方
向（θ方向）に微動できるように載置され、中央部に開
口（不図示）が形成された微動ステージ８上に原版パタ
ーンの形成されたレチクル６（図２参照）が真空吸着等
により保持されている。レチクルの下面のパターン形成
領域のスリット状の照明領域に不図示の照明光学系から
露光用の照明光が照射され、走査露光時には照明領域の
短手方向である＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に走査ステー
ジ９を介してレチクルが所定速度で走査され、必要に応
じて微動ステージ８による位置調整が行われる。
が、後述する駆動系によりＸ方向、Ｙ方向、及び回転方
向（θ方向）に微動できるように載置され、中央部に開
口（不図示）が形成された微動ステージ８上に原版パタ
ーンの形成されたレチクル６（図２参照）が真空吸着等
により保持されている。レチクルの下面のパターン形成
領域のスリット状の照明領域に不図示の照明光学系から
露光用の照明光が照射され、走査露光時には照明領域の
短手方向である＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に走査ステー
ジ９を介してレチクルが所定速度で走査され、必要に応
じて微動ステージ８による位置調整が行われる。
【００２８】また、微動ステージ８のＹ方向の端部にＹ
軸用の移動鏡４８Ａ，４８Ｂが固定され、移動鏡４８
Ａ，４８Ｂに対してそれぞれ外部のレーザ干渉計４７
Ａ，４７Ｂから光路４９Ａ，４９Ｂで示されるようにＹ
軸に平行にレーザビームが照射されている。レーザ干渉
計４７Ａ，４７Ｂの計測値の平均値より微動ステージ８
のＹ座標が求められ、レーザ干渉計４７Ａ，４７Ｂの計
測値の差分より微動ステージ８の回転角が求められる。
また、微動ステージ８のＸ方向の端部にＸ軸用の移動鏡
５１が固定され、移動鏡５１に対して外部のレーザ干渉
計５０から光路５２で示されるようにＸ軸に平行にレー
ザビームが照射されている。レーザ干渉計５０の計測値
より微動ステージ８のＸ座標が求められ、このように計
測されたＸ座標、Ｙ座標、及び回転角に基づいて走査ス
テージ９のＹ方向への位置、及び走査速度が制御され、
並行して微動ステージ８の位置及び回転角が制御され
る。
軸用の移動鏡４８Ａ，４８Ｂが固定され、移動鏡４８
Ａ，４８Ｂに対してそれぞれ外部のレーザ干渉計４７
Ａ，４７Ｂから光路４９Ａ，４９Ｂで示されるようにＹ
軸に平行にレーザビームが照射されている。レーザ干渉
計４７Ａ，４７Ｂの計測値の平均値より微動ステージ８
のＹ座標が求められ、レーザ干渉計４７Ａ，４７Ｂの計
測値の差分より微動ステージ８の回転角が求められる。
また、微動ステージ８のＸ方向の端部にＸ軸用の移動鏡
５１が固定され、移動鏡５１に対して外部のレーザ干渉
計５０から光路５２で示されるようにＸ軸に平行にレー
ザビームが照射されている。レーザ干渉計５０の計測値
より微動ステージ８のＸ座標が求められ、このように計
測されたＸ座標、Ｙ座標、及び回転角に基づいて走査ス
テージ９のＹ方向への位置、及び走査速度が制御され、
並行して微動ステージ８の位置及び回転角が制御され
る。
【００２９】また、図２に示すように、微動ステージ８
と走査ステージ９との間には、球状の複数個の転動体
（図２では、その中の４３Ａ，４３Ｂのみが現れてい
る）が設けられており、微動ステージ８はこれらの転動
体４３Ａ，４３Ｂ等を介して、走査ステージ９の平面上
を、滑らかに移動する。次に、微動ステージ８の駆動系
について詳しく説明する。
と走査ステージ９との間には、球状の複数個の転動体
（図２では、その中の４３Ａ，４３Ｂのみが現れてい
る）が設けられており、微動ステージ８はこれらの転動
体４３Ａ，４３Ｂ等を介して、走査ステージ９の平面上
を、滑らかに移動する。次に、微動ステージ８の駆動系
について詳しく説明する。
【００３０】図１及び図２に示すように、微動ステージ
８の＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の側面には、それぞれ微動ス
テージ８を主に走査露光時の走査方向であるＹ方向に駆
動するムービングマグネット型（ＭＭ型）のリニアモー
タよりなる電磁力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂが設
けられている。電磁力式アクチュエータ３９Ａは，微動
ステージ８の＋Ｘ方向の側面に固定された可動子３７Ａ
と走査ステージ９に固定された固定子３８Ａとからな
り、コイルを内蔵する固定子３８Ａに電流が流されるこ
とにより、マグネットを内蔵する可動子３７Ａに直線的
な力が加わり、可動子３７ＡがＹ方向又は−Ｙ方向へ移
動する。電流を逆に流すことにより移動方向が逆転す
る。以下、微動ステージ８の駆動に使用される本例の全
ての電磁力式アクチュエータはＭＭ型のリニアモータで
あり、同様の動作を行う。
８の＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の側面には、それぞれ微動ス
テージ８を主に走査露光時の走査方向であるＹ方向に駆
動するムービングマグネット型（ＭＭ型）のリニアモー
タよりなる電磁力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂが設
けられている。電磁力式アクチュエータ３９Ａは，微動
ステージ８の＋Ｘ方向の側面に固定された可動子３７Ａ
と走査ステージ９に固定された固定子３８Ａとからな
り、コイルを内蔵する固定子３８Ａに電流が流されるこ
とにより、マグネットを内蔵する可動子３７Ａに直線的
な力が加わり、可動子３７ＡがＹ方向又は−Ｙ方向へ移
動する。電流を逆に流すことにより移動方向が逆転す
る。以下、微動ステージ８の駆動に使用される本例の全
ての電磁力式アクチュエータはＭＭ型のリニアモータで
あり、同様の動作を行う。
【００３１】微動ステージ８の−Ｘ方向の側面に固定さ
れた可動子３７Ｂと走査ステージ９に固定された固定子
３８Ｂとからなる電磁力式アクチュエータ３９Ｂと上記
の電磁力式アクチュエータ３９Ａとにより、微動ステー
ジ８は＋Ｙ方向、−Ｙ方向、又は回転方向へ駆動され
る。この回転方向への駆動は、可動子３７Ａ，３７Ｂが
固定子３８Ａ，３８Ｂに接触しない範囲で行われる。
れた可動子３７Ｂと走査ステージ９に固定された固定子
３８Ｂとからなる電磁力式アクチュエータ３９Ｂと上記
の電磁力式アクチュエータ３９Ａとにより、微動ステー
ジ８は＋Ｙ方向、−Ｙ方向、又は回転方向へ駆動され
る。この回転方向への駆動は、可動子３７Ａ，３７Ｂが
固定子３８Ａ，３８Ｂに接触しない範囲で行われる。
【００３２】また、微動ステージ８の−Ｙ方向及び＋Ｙ
方向の側面には、それぞれ微動ステージ８を主に走査方
向に直交する非走査方向であるＸ方向に駆動する電磁力
式アクチュエータ４２Ａ，４２Ｂが設けられている。電
磁力式アクチュエータ４２Ａは，微動ステージ８の−Ｙ
方向の側面に固定された可動子４０Ａと走査ステージ９
に固定された固定子４１Ａとからなり、電磁力式アクチ
ュエータ４２Ｂは，微動ステージ８の＋Ｙ方向の側面に
固定された可動子４０Ｂと走査ステージ９に固定された
固定子４１Ｂとから構成され、電磁力式アクチュエータ
４２Ａ，４２Ｂにより、微動ステージ８は＋Ｘ方向、−
Ｘ方向、又は回転方向へ駆動される。
方向の側面には、それぞれ微動ステージ８を主に走査方
向に直交する非走査方向であるＸ方向に駆動する電磁力
式アクチュエータ４２Ａ，４２Ｂが設けられている。電
磁力式アクチュエータ４２Ａは，微動ステージ８の−Ｙ
方向の側面に固定された可動子４０Ａと走査ステージ９
に固定された固定子４１Ａとからなり、電磁力式アクチ
ュエータ４２Ｂは，微動ステージ８の＋Ｙ方向の側面に
固定された可動子４０Ｂと走査ステージ９に固定された
固定子４１Ｂとから構成され、電磁力式アクチュエータ
４２Ａ，４２Ｂにより、微動ステージ８は＋Ｘ方向、−
Ｘ方向、又は回転方向へ駆動される。
【００３３】これらの非走査方向用の電磁力式アクチュ
エータ４２Ａ，４２Ｂとしては共に、上記の走査方向用
の電磁力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂと比較して小
さな推力を有するものが使用される。ここで、電磁力式
アクチュエータと微動ステージ８との動作に関し簡単に
説明する。先ず、走査ステージ９が走査方向に定速移動
している時、２つの電磁力式アクチュエータ４２Ａ，４
２Ｂにそれぞれ同一方向に推力を与えることにより、微
動ステージ８をＸ方向に駆動することができる。また、
同様に２つの電磁力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂに
それぞれ同一方向に推力を与えることにより、微動ステ
ージ８をＹ方向に駆動することができる。
エータ４２Ａ，４２Ｂとしては共に、上記の走査方向用
の電磁力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂと比較して小
さな推力を有するものが使用される。ここで、電磁力式
アクチュエータと微動ステージ８との動作に関し簡単に
説明する。先ず、走査ステージ９が走査方向に定速移動
している時、２つの電磁力式アクチュエータ４２Ａ，４
２Ｂにそれぞれ同一方向に推力を与えることにより、微
動ステージ８をＸ方向に駆動することができる。また、
同様に２つの電磁力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂに
それぞれ同一方向に推力を与えることにより、微動ステ
ージ８をＹ方向に駆動することができる。
【００３４】これに対して、例えばＸ方向の駆動を行う
２つの電磁力式アクチュエータ４２Ａ，４２Ｂに互いに
逆方向の推力を与えることにより微動ステージ８を回転
させることができる。Ｙ方向の電磁力式アクチュエータ
３９Ａ，３９Ｂについても同様である。更に、走査露光
時に走査ステージ９が走査方向（Ｙ方向）に加減速され
るときに、この加速度により微動ステージ８にＹ方向に
大きな慣性力が発生するが、電磁力式アクチュエータ３
９Ａ，３９Ｂの推力によりその慣性力を相殺し、微動ス
テージ８と走査ステージ９との相対速度を０にすること
ができる。この走査方向（Ｙ方向）の慣性力を相殺する
ために必要な推力は、非走査方向（Ｘ方向）に必要な推
力に比較し大きなものであり、電磁力式アクチュエータ
３９Ａ，３９Ｂとしては比較的大きな推力を持つ大型の
ものを使用する。
２つの電磁力式アクチュエータ４２Ａ，４２Ｂに互いに
逆方向の推力を与えることにより微動ステージ８を回転
させることができる。Ｙ方向の電磁力式アクチュエータ
３９Ａ，３９Ｂについても同様である。更に、走査露光
時に走査ステージ９が走査方向（Ｙ方向）に加減速され
るときに、この加速度により微動ステージ８にＹ方向に
大きな慣性力が発生するが、電磁力式アクチュエータ３
９Ａ，３９Ｂの推力によりその慣性力を相殺し、微動ス
テージ８と走査ステージ９との相対速度を０にすること
ができる。この走査方向（Ｙ方向）の慣性力を相殺する
ために必要な推力は、非走査方向（Ｘ方向）に必要な推
力に比較し大きなものであり、電磁力式アクチュエータ
３９Ａ，３９Ｂとしては比較的大きな推力を持つ大型の
ものを使用する。
【００３５】更に本例では、電磁力式アクチュエータ３
９Ａ，３９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂから発生する熱を除去す
るための冷却手段を設けている。この冷却手段につき、
図１及び図３を参照して説明する。図１において、電磁
力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの
それぞれの固定子３８Ａ，３８Ｂ，４１Ａ，４１Ｂは、
下記の循環冷却経路内に配置され、液冷式温度調節装置
５３により所定の温度に調節されて内部の循環ポンプに
より送り出される冷却液により冷却される。循環冷却経
路は、液冷式温度調節装置５３から、直列的に順次冷却
液循環チューブ５４、固定子４１Ｂ、冷却液循環チュー
ブ５６ａ、固定子３８Ｂ、冷却液循環チューブ５６ｂ、
固定子４１Ａ、冷却液循環チューブ５６ｃ、固定子３８
Ａ、及び冷却液循環チューブ５５を経由して再び液冷式
温度調節装置５３に戻る経路により構成される。また、
冷却液は、レーザ干渉計の光路４９Ａに近い冷却液循環
チューブ５４から流出し、次にレーザ干渉計の光路４９
Ｂに近い冷却液循環チューブ５６ａを通り、その直後に
レーザ干渉計の光路５２に近い固定子３８Ｂ中を通って
いる。従って、レーザ干渉計の光路４９Ａ，４９Ｂ，５
２での温度が高精度に所定のレベルに維持されている。
９Ａ，３９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂから発生する熱を除去す
るための冷却手段を設けている。この冷却手段につき、
図１及び図３を参照して説明する。図１において、電磁
力式アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの
それぞれの固定子３８Ａ，３８Ｂ，４１Ａ，４１Ｂは、
下記の循環冷却経路内に配置され、液冷式温度調節装置
５３により所定の温度に調節されて内部の循環ポンプに
より送り出される冷却液により冷却される。循環冷却経
路は、液冷式温度調節装置５３から、直列的に順次冷却
液循環チューブ５４、固定子４１Ｂ、冷却液循環チュー
ブ５６ａ、固定子３８Ｂ、冷却液循環チューブ５６ｂ、
固定子４１Ａ、冷却液循環チューブ５６ｃ、固定子３８
Ａ、及び冷却液循環チューブ５５を経由して再び液冷式
温度調節装置５３に戻る経路により構成される。また、
冷却液は、レーザ干渉計の光路４９Ａに近い冷却液循環
チューブ５４から流出し、次にレーザ干渉計の光路４９
Ｂに近い冷却液循環チューブ５６ａを通り、その直後に
レーザ干渉計の光路５２に近い固定子３８Ｂ中を通って
いる。従って、レーザ干渉計の光路４９Ａ，４９Ｂ，５
２での温度が高精度に所定のレベルに維持されている。
【００３６】図３は、図２の電磁力式アクチュエータ４
２Ｂを図２の紙面に平行に切断した断面図であり、図３
に示すように、固定子４１Ｂは、ベース６０と、このベ
ース６０上に固定された中空のカバー６１と、このカバ
ー６１内に収められたコイル６２とから構成されてい
る。この場合、コイル６２を冷却するために、コイル６
２とカバー６１の内面との間に冷却液６３が流れてい
る。コイル６２の絶縁性が良好な場合には、冷却液６３
としては例えば水が使用できる。但し、冷却液６３とし
ては、コイル６２及びカバー６１に対する腐食性がな
く、導電性がなく、且つ化学的に不活性な液体が望まし
い。そこで、本実施例では、冷却液６３として例えばフ
ッ素系不活性液体等を使用する。
２Ｂを図２の紙面に平行に切断した断面図であり、図３
に示すように、固定子４１Ｂは、ベース６０と、このベ
ース６０上に固定された中空のカバー６１と、このカバ
ー６１内に収められたコイル６２とから構成されてい
る。この場合、コイル６２を冷却するために、コイル６
２とカバー６１の内面との間に冷却液６３が流れてい
る。コイル６２の絶縁性が良好な場合には、冷却液６３
としては例えば水が使用できる。但し、冷却液６３とし
ては、コイル６２及びカバー６１に対する腐食性がな
く、導電性がなく、且つ化学的に不活性な液体が望まし
い。そこで、本実施例では、冷却液６３として例えばフ
ッ素系不活性液体等を使用する。
【００３７】一方、可動子４０Ｂは、固定子４１Ｂ上の
固定板６５に固定子４１Ｂを挟むように１対のマグネッ
ト６４及び６５を固定して構成されている。即ち、本実
施例の電磁力式アクチュエータ４２Ｂは、可動子４１Ｂ
にマグネットが組み込まれたムービングマグネット方式
である。この場合、主な発熱源であるコイル６２は固定
子４１Ｂ側に組み込まれているため、そのコイル６２の
冷却が容易となっている。他の電磁力式アクチュエータ
３９Ａ，３９Ｂ，４２Ａについても同様の構成である。
固定板６５に固定子４１Ｂを挟むように１対のマグネッ
ト６４及び６５を固定して構成されている。即ち、本実
施例の電磁力式アクチュエータ４２Ｂは、可動子４１Ｂ
にマグネットが組み込まれたムービングマグネット方式
である。この場合、主な発熱源であるコイル６２は固定
子４１Ｂ側に組み込まれているため、そのコイル６２の
冷却が容易となっている。他の電磁力式アクチュエータ
３９Ａ，３９Ｂ，４２Ａについても同様の構成である。
【００３８】以上のように、従来は、走査方向及び非走
査方向にかかわりなく同じ推力を有する電磁力式アクチ
ュエータが使用されていたため、非走査方向の推力を与
える電磁力式アクチュエータとしては、過剰な推力を有
するものが使用されており、結果としてステージ全体の
重量が増え、また無駄なコストを費やしていたことにな
る。これに対して本例では走査方向及び非走査方向のそ
れぞれに適正な推力を持つ電磁力式アクチュエータを使
用し、結果としてステージ全体の重量を減らし、発熱量
を減らし、且つ無駄なコストを削減している。
査方向にかかわりなく同じ推力を有する電磁力式アクチ
ュエータが使用されていたため、非走査方向の推力を与
える電磁力式アクチュエータとしては、過剰な推力を有
するものが使用されており、結果としてステージ全体の
重量が増え、また無駄なコストを費やしていたことにな
る。これに対して本例では走査方向及び非走査方向のそ
れぞれに適正な推力を持つ電磁力式アクチュエータを使
用し、結果としてステージ全体の重量を減らし、発熱量
を減らし、且つ無駄なコストを削減している。
【００３９】また、本例によれば、吸熱用の液体の循環
により電磁力式アクチュエータの主に固定子内のコイル
で発生する熱が、走査ステージ９、微動ステージ８等に
放射熱、又は伝導熱として漏れることなく、効率的に冷
却が行われる。更に、干渉計のそれぞれのレーザービー
ムに対する温度や、空気の揺らぎによる影響をより少な
くすることができる。
により電磁力式アクチュエータの主に固定子内のコイル
で発生する熱が、走査ステージ９、微動ステージ８等に
放射熱、又は伝導熱として漏れることなく、効率的に冷
却が行われる。更に、干渉計のそれぞれのレーザービー
ムに対する温度や、空気の揺らぎによる影響をより少な
くすることができる。
【００４０】なお、本実施例では電磁力式アクチュエー
タとしてリニアモータを用いたが、その代わりに例えば
ボイス・コイル・モータ等を使用しても同様な効果が得
られる。また、本実施例では各電磁力式アクチュエータ
を直列的につないで冷却する方法を用いたが、各電磁力
式アクチュエータを並列的に冷却することもできる。こ
の並列的に冷却する方法はそれぞれの電磁力式アクチュ
エータを同じ条件で冷却できる点で有利であるが、配管
的に複雑になる面と温度調節装置が一台の場合、冷却液
が圧力の低い方に一方的に流れる等制御面で難しい面が
ある。
タとしてリニアモータを用いたが、その代わりに例えば
ボイス・コイル・モータ等を使用しても同様な効果が得
られる。また、本実施例では各電磁力式アクチュエータ
を直列的につないで冷却する方法を用いたが、各電磁力
式アクチュエータを並列的に冷却することもできる。こ
の並列的に冷却する方法はそれぞれの電磁力式アクチュ
エータを同じ条件で冷却できる点で有利であるが、配管
的に複雑になる面と温度調節装置が一台の場合、冷却液
が圧力の低い方に一方的に流れる等制御面で難しい面が
ある。
【００４１】なお、本実施例は、ステップ・アンド・ス
キャン方式の投影露光装置に使用されるレチクルステー
ジに本発明のステージ装置を適用したものであるが、レ
チクルステージに限らず、ウエハステージにも適用でき
るものである。このように本発明は上述実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。
キャン方式の投影露光装置に使用されるレチクルステー
ジに本発明のステージ装置を適用したものであるが、レ
チクルステージに限らず、ウエハステージにも適用でき
るものである。このように本発明は上述実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。
【００４２】
【発明の効果】本発明のステージ装置によれば、走査型
露光装置における非走査方向の駆動に推力の小さな電磁
力式アクチュエータを使用するので、微動ステージの重
量を軽くすることができる。そのため微動ステージの固
有振動数が高くなり制御性能が向上するという効果があ
る。また、電磁力式アクチュエータの推力を小さくする
ことにより、コイルによる発熱が少なくなるため、主に
微動ステージの熱変形や干渉計等の計測機器の計測精度
に対する悪影響をより少なくすることができる。
露光装置における非走査方向の駆動に推力の小さな電磁
力式アクチュエータを使用するので、微動ステージの重
量を軽くすることができる。そのため微動ステージの固
有振動数が高くなり制御性能が向上するという効果があ
る。また、電磁力式アクチュエータの推力を小さくする
ことにより、コイルによる発熱が少なくなるため、主に
微動ステージの熱変形や干渉計等の計測機器の計測精度
に対する悪影響をより少なくすることができる。
【００４３】また、第１及び第２の電磁力型アクチュエ
ータとして、ムービングマグネット方式の電磁力型アク
チュエータを用い、その第１及び第２の電磁力型アクチ
ュエータのそれぞれの固定子を所定の冷却液を循環させ
て冷却する冷却手段を設ける場合には、ムービングマグ
ネット方式の電磁力式アクチュエータを使用することに
より、ムービングコイル方式の電磁力式アクチュエータ
を使用する場合に比較して、微動ステージから熱源（コ
イル）までの距離が長くなり、微動ステージの熱変形が
小さくなる利点がある。更に、固定子を液冷却するのは
構造上容易である。
ータとして、ムービングマグネット方式の電磁力型アク
チュエータを用い、その第１及び第２の電磁力型アクチ
ュエータのそれぞれの固定子を所定の冷却液を循環させ
て冷却する冷却手段を設ける場合には、ムービングマグ
ネット方式の電磁力式アクチュエータを使用することに
より、ムービングコイル方式の電磁力式アクチュエータ
を使用する場合に比較して、微動ステージから熱源（コ
イル）までの距離が長くなり、微動ステージの熱変形が
小さくなる利点がある。更に、固定子を液冷却するのは
構造上容易である。
【００４４】また、微動ステージ上に固定された移動鏡
と、この移動鏡に対して計測用の光ビームを照射して走
査ステージに対する微動ステージの変位を検出する干渉
計と、を有し、冷却手段が、干渉計からの光ビームが通
過する光路に近い部分からその冷却液を循環させる場合
には、光路上の環境気体の温度が安定的に調節され、干
渉計の測定誤差が減少する効果がある。
と、この移動鏡に対して計測用の光ビームを照射して走
査ステージに対する微動ステージの変位を検出する干渉
計と、を有し、冷却手段が、干渉計からの光ビームが通
過する光路に近い部分からその冷却液を循環させる場合
には、光路上の環境気体の温度が安定的に調節され、干
渉計の測定誤差が減少する効果がある。
【００４５】また、第１及び第２の電磁力型アクチュエ
ータの一方が、並列に配置された１対の電磁力型アクチ
ュエータよりなる場合には、その１対の磁力型アクチュ
エータに逆方向の推力を与えることにより回転方向の駆
動を行うことができる。
ータの一方が、並列に配置された１対の電磁力型アクチ
ュエータよりなる場合には、その１対の磁力型アクチュ
エータに逆方向の推力を与えることにより回転方向の駆
動を行うことができる。
【図１】本発明によるステージ装置の一実施例を示す平
面図である。
面図である。
【図２】図１のステージ装置の正面図である。
【図３】図２の電磁力式アクチュエータ４２Ｂを図２の
紙面に平行に切断した断面図である。
紙面に平行に切断した断面図である。
【図４】従来の走査型投影露光装置の一例を示す概略構
成図である。
成図である。
【図５】図４の走査型投影露光装置における同期走査を
説明するための斜視図である。
説明するための斜視図である。
【図６】図４のレチクルステージの平面図である。
【図７】図５のレチクルステージの正面図である。
８ 微動ステージ ９ 走査ステージ １０ レチクルベース ３７Ａ，３７Ｂ 可動子 ３８Ａ，３８Ｂ 固定子 ３９Ａ，３９Ｂ 電磁力式アクチュエータ（走査方向駆
動用） ４０Ａ，４０Ｂ 可動子 ４１Ａ，４１Ｂ 固定子 ４２Ａ，４２Ｂ 電磁力式アクチュエータ（非走査方向
駆動用） ４７Ａ，４７Ｂ，５０ 干渉計 ４９Ａ，４９Ｂ，５２ レーザービームの光路 ５３ 液冷式温度調節装置 ５４，５５，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ 冷却液循環チュ
ーブ
動用） ４０Ａ，４０Ｂ 可動子 ４１Ａ，４１Ｂ 固定子 ４２Ａ，４２Ｂ 電磁力式アクチュエータ（非走査方向
駆動用） ４７Ａ，４７Ｂ，５０ 干渉計 ４９Ａ，４９Ｂ，５２ レーザービームの光路 ５３ 液冷式温度調節装置 ５４，５５，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ 冷却液循環チュ
ーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１２Ｂ 5/00 Ｔ 6947−2Ｆ
Claims (4)
- 【請求項１】 転写用のパターンが形成されたマスクを
照明し、該マスクを所定の走査方向に走査するのと同期
して感光基板を前記所定の走査方向に対応する走査方向
に走査することにより、前記マスクのパターンを逐次前
記感光基板上に露光する走査型露光装置に設けられ、前
記マスク又は前記感光基板よりなる走査対象物を走査す
るためのステージ装置において、 ベースと、 該ベース上で前記走査方向に移動自在に配置された走査
ステージと、 該走査ステージに対して前記走査対象物の走査方向、及
び該走査方向に直交する非走査方向にそれぞれ所定範囲
内で移動自在に配置され前記走査対象物が載置される微
動ステージと、 前記走査ステージに対して前記非走査方向に前記微動ス
テージを駆動する第１の電磁力型アクチュエータと、 前記走査ステージに対して前記走査方向に前記第１の電
磁力型アクチュエータより大きな推力で前記微動ステー
ジを駆動する第２の電磁力型アクチュエータと、を備え
たことを特徴とするステージ装置。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の電磁力型アクチュエ
ータは、それぞれコイルを有する固定子が前記走査ステ
ージ側に固定されるムービングマグネット方式の電磁力
型アクチュエータであり、 前記第１及び第２の電磁力型アクチュエータのそれぞれ
の固定子を所定の冷却液を循環させて冷却する冷却手段
を設けたことを特徴とする請求項１記載のステージ装
置。 - 【請求項３】 前記微動ステージ上に固定された移動鏡
と、該移動鏡に対して計測用の光ビームを照射して前記
走査ステージに対する前記微動ステージの変位を検出す
る干渉計と、を有し、 前記冷却手段は、前記干渉計からの光ビームが通過する
光路に近い部分から前記冷却液を循環させることを特徴
とする請求項２記載のステージ装置。 - 【請求項４】 前記第１及び第２の電磁力型アクチュエ
ータの一方は、並列に配置された１対の電磁力型アクチ
ュエータよりなることを特徴とする請求項１、２又は３
記載のステージ装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26854694A JP3484684B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | ステージ装置及び走査型露光装置 |
| US08/935,445 US5850280A (en) | 1994-06-16 | 1997-09-23 | Stage unit, drive table, and scanning exposure and apparatus using same |
| US09/227,184 US6124923A (en) | 1994-11-01 | 1999-01-08 | Stage unit, drive table, and scanning exposure apparatus using the same |
| US09/317,854 US6211946B1 (en) | 1994-06-16 | 1999-05-25 | Stage unit, drive table, and scanning exposure apparatus using the same |
| US09/327,621 US6721034B1 (en) | 1994-06-16 | 1999-06-08 | Stage unit, drive table, and scanning exposure apparatus using the same |
| US09/559,358 US6262797B1 (en) | 1994-11-01 | 2000-04-27 | Stage unit, drive table, and scanning exposure apparatus using the same |
| US11/033,130 US7202936B2 (en) | 1994-06-16 | 2005-01-12 | Stage unit, drive table, and scanning exposure apparatus using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26854694A JP3484684B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | ステージ装置及び走査型露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08130179A true JPH08130179A (ja) | 1996-05-21 |
| JP3484684B2 JP3484684B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=17460038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26854694A Expired - Lifetime JP3484684B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-11-01 | ステージ装置及び走査型露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6124923A (ja) |
| JP (1) | JP3484684B2 (ja) |
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| KR20230153263A (ko) | 2022-04-28 | 2023-11-06 | 캐논 가부시끼가이샤 | 스테이지 장치, 전사장치 및 물품제조방법 |
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