JPH11243132A - 位置決め装置およびこれを用いた露光装置 - Google Patents
位置決め装置およびこれを用いた露光装置Info
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- JPH11243132A JPH11243132A JP10115890A JP11589098A JPH11243132A JP H11243132 A JPH11243132 A JP H11243132A JP 10115890 A JP10115890 A JP 10115890A JP 11589098 A JP11589098 A JP 11589098A JP H11243132 A JPH11243132 A JP H11243132A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成でステージ加振力増大に伴う振動
の伝達を防止し、高速かつ高精度な位置決めを可能にす
る。 【解決手段】 移動可能なステージと、該ステージを所
定方向へ移動させる第１リニアモータと、該移動手段を
支持する定盤とを備えた位置決め装置において、質量体
と、該質量体を支持案内するガイドと、該質量体を移動
させる第２リニアモータと、該第２リニアモータを制御
する制御手段とを有し、該第１リニアモータによって該
ステージを移動した際に生じる該定盤に働く力を打消す
力を付与する慣性力付与手段を設ける。
の伝達を防止し、高速かつ高精度な位置決めを可能にす
る。 【解決手段】 移動可能なステージと、該ステージを所
定方向へ移動させる第１リニアモータと、該移動手段を
支持する定盤とを備えた位置決め装置において、質量体
と、該質量体を支持案内するガイドと、該質量体を移動
させる第２リニアモータと、該第２リニアモータを制御
する制御手段とを有し、該第１リニアモータによって該
ステージを移動した際に生じる該定盤に働く力を打消す
力を付与する慣性力付与手段を設ける。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造のリソ
グラフィ工程で使用する露光装置、あるいは各種精密加
工機あるいは各種精密測定器等での位置決めに好適に使
用される位置決め装置、またこの位置決め装置を用いた
露光装置やデバイス製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、半導体素子製造に用いられる露光
装置として、いわゆるステッパと呼ばれる装置が知られ
ている。このステッパは、半導体ウエハを投影レンズ下
でステップ移動させながら、レチクル上に形成されてい
るパターン像を投影レンズでウエハ上に縮小投影し、１
枚のウエハ上の複数箇所に順次露光していくものであ
る。ステッパは、解像度および重ね合わせ精度の性能面
から露光装置の主流と見られている。 【０００３】図２４は従来の露光装置における本体構造
体およびウエハステージの搭載例を示す正面図である。
同図において、１はレチクルパターンを照明する照明
部、２は転写すべきパターンを有するレチクル、３はレ
チクル２上に形成されたパターンをウエハ上に投影する
投影レンズ、４は投影レンズを支持する鏡筒支持体であ
る。５は不図示のウエハを載置するトップステージであ
り、θ方向、Ｚ方向、α方向およびβ方向に移動可能な
機能を有している。６はトップステージ５を搭載しＸ方
向およびＹ方向に移動可能なＸＹステージ、８は上面に
案内面を有しＸＹステージ６および可動ガイド７を静圧
エア軸受部を介してＺ方向に非接触で支持するステージ
ベースである。９はステージベース８を搭載し支持固定
する定盤であり、鏡筒支持体４が一体的に結合されてい
る。１１は鏡筒支持体４を支持するために４か所に配置
されたエアーマウントである。鏡筒支持体４は定盤９を
介してエアーマウント１１に支持されている。３３ａは
投影レンズ３とＸＹステージ６との相対位置を計測する
ためのレーザ干渉計、１６ａは投影レンズ３の焦点位置
とウエハ上面間の距離を計測するフォーカス検出部の投
光部、１６ｂは同じくフォーカス検出部の受光部であ
る。 【０００４】このような構成の露光装置で処理される半
導体ウエハについては、半導体素子の大面積化およびコ
スト低減を図るために、大口径、大サイズの半導体ウエ
ハを用いる傾向にある。また、半導体素子の高集積化と
共に、高速かつ高精度なウエハステージの位置合わせ、
および高スループット化等が切望されている。 【０００５】しかしながら、このような従来の露光装置
においては、搭載する半導体ウエハの大口径化に対応
し、高速・高精度にＸＹステージ６を動かすためには、
ＸＹステージ６の動特性の向上を図らなければならな
い。このためガイド剛性を上げる等の必要が生じ、ステ
ージ重量は単にストロークアップによる重量増加分より
さらに増大せざるを得ない。さらに、高スループット化
に対応するためにＸＹステージ６の移動加速度および移
動速度のアップを図り移動時間短縮を狙うと、ステージ
移動の加速度による加振力は益々大きくなる。投影レン
ズ３の重量増加によるレンズ保持等の構造体の相対的な
剛性の低下と併せて、上記従来例では、 構造体強化による装置の大型化、コストアップが生じ
る。 加振力増大に伴い、防振マウント１１に支持された装
置全体および装置に搭載される機構系の固有振動が励起
され、ウエハステージ５やレーザ干渉計３３ａに外乱振
動が伝わり、高速・高精度な位置決めが妨げられる。 ＸＹステージ６が移動するとステージ自体の重量で鏡
筒支持体４および定盤９で支えられている装置全体のＸ
Ｙ方向の重心位置が変化し、複数のエアーマウント１１
の支持力の配分が変化する。こうした支持力バランスの
変化は、ＸＹステージ６の位置および姿勢を計測するレ
ーザ干渉計３３ａやフォーカスセンサ１６ａ，１６ｂの
基準となっている鏡筒支持体４を変形させ、ウエハの重
ね合わせ精度等を劣化させる。 等の問題点が生じる。 【０００６】例えばＵＳＰ５６１０６８６や特開平−３
３５５３８号公報等に記載された位置決め装置は、基盤
上でステージを駆動した時の基盤の揺れに起因する基盤
とステージとの相対的なズレを防ぐため、リニアモータ
が基盤の揺れに対応する加速度をステージに与えてい
る。 【０００７】しかし、ステージが移動するとステージ自
体の重量により装置全体のＸＹ方向の重心位置が変化
し、位置決め装置全体を支持している複数の支持体の支
持力配分が変化する。こうした支持力のバランス変化
は、ＸＹステージ位置および姿勢を計測するレーザ干渉
計やフォーカスセンサの基準となっている支持体を変形
させ、ウエハの重ね合わせ精度等を劣化させるという問
題を生じる。 【０００８】また、上記公報に記載された従来例では、
ボールネジで駆動しているステージの駆動反力を相殺す
べくリニアモータによって加速度を与えているが、同一
の固定子もしくはテーブルに２つのアクチュエータ（ボ
ールネジとリニアモータ）を取付けているため、加速度
がうまく伝わらず実現が困難である。また、ステージの
駆動源（ボールネジ）と異なる種類のアクチュエータ
（リニアモータ）を用いているため、ステージの駆動反
力によって発生する微小振動を適切に相殺することは非
常に困難である。 【０００９】また、特開平３−２１８９４号公報、特開
平３−１０７６３９号公報、および特開平３−１２５０
４８号公報等に記載された位置決め装置は、基盤の揺れ
やステージの振動を防ぐため、バランス部材をボールね
じで駆動し、振動に対する加速度を基盤やステージに与
えている。 【００１０】しかし、ステージの移動やバランス部材の
移動にボールねじを用いているため、ボールねじの軸回
りにモーメントが生じる原因となっている。このため、
基盤やステージに回転モーメントが働き、外乱振動を引
き起こすことになり、ステージの位置決め精度を低下さ
せる原因となる恐れがある。また、ボールねじを用いる
と潤滑材等が必要になるため、ステージの清浄度やメン
テナンス性が低下する。 【００１１】さらに、機械的な接触があるボールねじを
用いた系は、固有振動を完全に抑えることができず、残
留振動が生じてしまう。したがってバランス部材に対し
てさらに高度な制御系を構築する必要がある。 【００１２】近年では、半導体ウエハの高集積回路の線
幅はサブミクロンのオーダーとなり、このようなボール
ねじによる振動の励起は、露光装置の性能に大きな悪影
響を与える原因となる。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑みて成されたものであり、簡単な構成でステージ加振
力増大に伴う振動の伝達を防止し、高速かつ高精度な位
置決めを可能とすることを目的とする。 【００１４】また、本発明の他の目的は、ステージの移
動に伴って生じた慣性力の伝達を打ち消すような慣性力
を付与することにより、ステージの移動に伴う振動の伝
達を防止することにある。 【００１５】また、本発明の更に他の目的は、ステージ
の２次元の位置決めを行なう装置において、装置全体の
重心を一定に保ち、高速・高精度な位置決めを可能とす
ることにある。 【００１６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の一態様によれば、移動可能なステージと、該
ステージを所定方向へ移動させる第１リニアモータと、
該移動手段を支持する定盤と、該第１リニアモータによ
って該ステージを移動した際に生じる該定盤に働く力を
打消す力を付与する慣性力付与手段とを有し、該慣性力
付与手段は、質量体と、該質量体を支持案内するガイド
と、該質量体を移動させる第２リニアモータと、該第２
リニアモータを制御する制御手段とを含むことを特徴と
する位置決め装置が提供される。 【００１７】また、本発明によれば、上述の位置決め装
置を適用した露光装置が提供される。更に、本発明によ
れば、上述の露光装置を用いて半導体デバイスの製造を
行なう製造方法が提供される。 【００１８】 【実施例】以下、図面を用いて、本発明の他の特徴や利
点を説明する。なお、各図面において、共通または対応
する部分には同一の符号を付している。 ＜第１実施例＞以下の実施例では、特に半導体リソグラ
フィに用いられる投影露光装置の位置決め装置に本発明
を適用して説明する。第１実施例の投影露光装置は、図
１に示されるように投影光学系３と、半導体ウエハを搭
載するステージ６と、該ステージを投影光学系３に対し
直交平面上に１次元または２次元に移動させるためのス
テージ移動機構と、前記投影光学系３を支持する鏡筒支
持体４と、前記ステージ移動機構を支持するステージベ
ース８と、このステージベース８に装着された慣性力付
与機構とを具備する。 【００１９】鏡筒支持体４とステージベース８は、定盤
９を介して一体的に結合されており、定盤９はエアーマ
ウント１１に支持される。なお、鏡筒支持体４とステー
ジベース８を搭載する基台１２（図８、１２または１９
参照）を設け、エアーマウント１１と８１により鏡筒支
持体４とステージベース８を分離独立させてもよい。こ
の点については第２実施例で説明する。 【００２０】慣性力付与機構は、ステージ６の加減速度
に応じた慣性力の作用平面近傍に、すなわち、図２に示
すように、ステージベース８または定盤９に４個配置さ
れ、前記ステージ６の慣性力を打ち消すように駆動制御
する。この慣性力付与機構は、質量体１３（１３ａ〜１
３ｄ）と質量体１３を支持案内するガイド１４（１４ａ
〜１４ｄ）と、質量体１３を移動させるリニアモータ５
２，５３（図３）と、このリニアモータを制御する制御
部（図５で後述のコントローラ１５３および質量体駆動
用ドライバ１５５）とで構成される。また、ガイド１４
は図３で説明する静圧空気軸受け５１を含む。以下第１
実施例を詳細に説明する。 【００２１】図１は本発明の第１実施例による投影露光
装置の正面図、図２は図１のステージ部分の上面図であ
る。 【００２２】同図において、２は転写すべきパターンを
有するレチクル、１はレチクル２を露光光で照明する照
明部であり、光源や照明用レンズを含む。３はレチクル
２上に形成されたパターンをウエハ上に投影する投影レ
ンズ、４は投影レンズを支持する鏡筒支持体である。 【００２３】５は不図示のウエハを載置するトップステ
ージであり、θ方向、Ｚ方向、α方向およびβ方向に移
動可能な機能を有している。６はトップステージ５を搭
載しＸ方向およびＹ方向に移動可能なＸＹステージ、７
はＸＹステージ６を静圧エア軸受部を介してＹ方向に非
接触で支持しＸ方向に移動可能なように案内する可動ガ
イド、８は上面に案内面を有しＸＹステージ６および可
動ガイド７を静圧エア軸受部を介してＺ方向に非接触で
支持するステージベース、２１はステージベース８に一
体的に取り付けられ可動ガイド７を静圧エア軸受部を介
してＸ方向に非接触で支持しＹ方向に移動可能なように
案内するヨーガイドである。２２はＸＹステージ６をＸ
方向に駆動するリニアモータの固定子である。このリニ
アモータは固定子２２が可動ガイド７に固定され、不図
示の可動子はＸＹステージ６に取り付けられている。２
３ａおよび２３ｂは可動ガイド７をＹ方向に駆動するリ
ニアモータの固定子であり、相互に対向するようにステ
ージベース８に配置固定されている。２４ａおよび２４
ｂは可動ガイド７をＹ方向に駆動するリニアモータの可
動子であり、相互に対向するように可動ガイド７に取り
付けられている。 【００２４】９はステージベース８を搭載する定盤であ
る。定盤９と鏡筒支持体４は一体的に結合されている。
また、定盤９とステージベース８も一体的に結合されて
いる。１１は鏡筒支持体４および定盤９を支持するため
に４か所に配置されたエアーマウント（ダンパ）であ
る。エアーマウント１１は床から鏡筒支持体４および定
盤９に伝わる振動を絶縁する。 【００２５】３３ａは投影レンズ３とＸＹステージ６と
の相対位置を計測するためのレーザ干渉計、１６ａは投
影レンズ３の焦点位置とウエハ上面間の距離を計測する
フォーカス検出部の投光部、１６ｂは同じくフォーカス
検出部の受光部である。これらの投光部１６ａと受光部
１６ｂは各々投影レンズ３に固定されている。３２ａ，
３２ｂはトップステージ５に取り付けられた反射ミラー
である。 【００２６】１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）
は定盤９に慣性力を付与するための質量体、１４（１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）は質量体１３を支持案内
するガイドであり定盤９に固定されている。 【００２７】図３は慣性力付与機構の詳細構成を示す断
面図である。同図において、５１は質量体１３を１軸方
向に支持案内する静圧空気軸受けである。５２は質量体
１３を駆動するリニアモータの可動子であり質量体に固
定されている。５３はリニアモータの固定子でありその
両端あるいは一方の端がガイド１４に固定されている。 【００２８】このとき、リニアモータの駆動力の作用軸
と、質量体の重心位置がほぼ一致していることが望まし
い。そのため本実施例では、前記要件を満たすため、筒
状の質量体を採用しているが、質量体の形状はこれに限
られるものではない。 【００２９】図４は、本実施例の露光装置のＸＹステー
ジ用測定系（レーザ計測システム）の配置を示す斜視図
であり、図１のトップステージ５の周辺のレーザ干渉計
３３ａ等の部分を詳細に表わした図である。 【００３０】図４において、３１は光源であるレーザヘ
ッド、３２ａおよび３２ｂは図１のトップステージ５に
取り付けられた反射ミラー、３３ａはＸ方向を計測する
干渉計、３３ｂはＹ方向を計測する干渉計、３３ｃはト
ップステージ５のヨーイングすなわち投影レンズの光軸
に対するθ方向を計測する干渉計である。３４ａ，３４
ｂ，３４ｃは干渉縞を電気信号に変換するレシーバであ
り、３４ａはＸ方向用、３４ｂはＹ方向用、３４ｃはθ
方向用である。 【００３１】図５は本実施例の制御系のシステム図であ
る。同図において、１５１は図４で示したＸ，Ｙ，θレ
ーザ測定システムであり、トップステージ５が搭載され
たＸＹステージ６の位置を測定する。１５３はＸＹステ
ージ６およびトップステージ５の位置信号（ｘ，ｙ，
θ）をフィードバックし各駆動軸に所定の動作指令を行
なうコントローラである。１５６はコントローラ１５３
の指令信号を基に図２のリニアモータ固定子２２および
２３ａ，２３ｂのコイル部に電流を流しＸＹステージ６
をドライブするリニアモータドライバ、１５５はコント
ローラ１５３からの指令により図１中の質量体１３（１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）をドライブする質量体
駆動用ドライバ、１５７はトップステージ５の各駆動軸
をドライブするトップステージ用ドライバである。質量
体１３の駆動制御は、質量体１３の位置あるいは加速度
を計測し（不図示）フィードバックすることで行なわれ
る。 【００３２】上記構成において、まず露光すべきウエハ
（図示しない）をトップステージ５に載置し、コントロ
ーラ１５３（図５）からＸＹステージ６およびトップス
テージ５に駆動信号を与え、上記ウエハを投影レンズ３
下の所定の位置および姿勢に駆動する。ここで、上記ウ
エハのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向および各軸の回転方向
（それぞれα方向、β方向、θ方向）の目標とする位置
に対する偏差が、レーザ計測システムおよびフォーカス
検出システムの出力を基にコントローラ１５３および外
部のコントローラにより計算され、リニアモータドライ
バ１５６やトップステージ用ドライバ１５７等各々の駆
動部にフィードバックされ、ウエハは所定の位置、姿勢
に位置決め制御される。そして露光後、次の所定の位置
にウエハ（トップステージ５）を移動し露光するという
動作を繰り返す。 【００３３】ＸＹステージ６の移動は、所定の速度曲線
に倣うようにコントローラ１５３からリニアモータドラ
イバ１５６に指令信号が与えられ、リニアモータが前記
指令信号に応じた駆動力を発生することにより行なわれ
る。前記駆動力の大きさはＸＹステージ６の質量と所定
の加減速度とで決まる慣性力と等しく、その駆動反力が
ステージベース８に作用し、定盤９に伝わる。このと
き、コントローラ１５３からは質量体駆動用ドライバ１
５５に前記駆動反力を打ち消すように指令信号が与えら
れ、質量体１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが定盤９の
変位を極力小さくするように駆動される。 【００３４】例えば、前記指令信号は次のように求めら
れる。図６においてＸ方向駆動時を想定し、ＸＹステー
ジ６とトップステージ５を駆動するときの反力をＦｘ、
質量体１３ａ，１３ｂを駆動するときに発生する反力を
Ｒａ，Ｒｂ、可動ガイド７上のリニアモータ固定子２２
の中心軸と質量体１３ａ，１３ｂの移動軸との距離をＬ
ａ，Ｌｂとすると、各力の作用点間の距離Ｌａ，Ｌｂは
予め求められ、力の釣り合い式とモーメントの釣り合い
式より反力Ｒａ，Ｒｂは以下の式（１）で表わされる。 【００３５】 【数１】 【００３６】質量体１３ａ，１３ｂの質量をＭａ，Ｍ
ｂ、トップステージ５とＸＹステージ６をあわせたＸ方
向の移動体質量をＭｘとすると、質量体１３ａ，１３ｂ
の必要な駆動ストロークＳａ，ＳｂはＸＹステージのＸ
方向のストロークＳｘに対する質量比で決まる。必要最
大ストロークは以下の式（２）で表わされる。 【００３７】 【数２】 【００３８】また、図７に示すように、Ｙ方向駆動時に
ついても同様に、駆動反力をＦｙ１，Ｆｙ２、質量体１
３ｃ，１３ｄを駆動して発生させる反力をＲｃ，Ｒｄ、
トップステージ５の中心軸とトップステージ５のＹ方向
駆動軸および質量体１３ｃ，１３ｄの駆動軸との距離を
Ｌｙ１，Ｌｙ２，Ｌｃ，Ｌｄとすると、反力Ｒｃおよび
Ｒｄは以下の式（３）で表わされる。 【００３９】 【数３】 【００４０】質量体１３ｃ，１３ｄの質量をＭｃ，Ｍ
ｄ、トップステージ５とＸＹステージ６と可動ガイド７
をあわせたＹ方向の移動体質量をＭｙとすると、質量体
１３ｃ，１３ｄの必要な駆動ストロークＳｃ，ＳｄはＸ
ＹステージのＹ方向のストロークＳｙに対する質量比で
決まる。必要最大ストロークは以下の式（４）で表わさ
れる。 【００４１】 【数４】【００４２】以上述べたように、加減速時にステージベ
ース８を介して定盤９に作用するＸ方向、Ｙ方向および
θ方向の大きな駆動反力は、質量体１３ａ，１３ｂ，１
３ｃ，１３ｄを反対方向に駆動し逆向きの駆動反力を発
生させることにより打ち消され、鏡筒支持体４は揺すら
れない。α方向、β方向のモーメント反力は定盤９に伝
わり鏡筒支持体４を揺するが、この反力は他の方向の力
に比べ非常に小さい。 【００４３】したがって、エアーマウント１１に支持さ
れた装置全体および装置に搭載された機構系各部の固有
振動が励起されることもなく、ウエハステージやレーザ
計測システムおよびフォーカス検出システムに外乱振動
が伝わらない。 【００４４】本実施例の特徴は、ＸＹステージ６の加減
速時に発生する慣性力に伴い、ステージベース８に伝わ
る大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）を定盤９に取
り付けられた質量体１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを
駆動し前記反力を打ち消すようにしたことである。これ
により、エアーマウント１１に支持された装置全体およ
び装置に搭載された機構系各部の固有振動が励起される
ことなく、ウエハステージやレーザ計測システムおよび
フォーカス検出システムに外乱振動が伝わらないため、
高速・高精度な位置決めを達成できる。 【００４５】また、本実施例では、ステージおよび質量
体の駆動にリニアモータを用いている。そのためボール
ねじのような、ふれ回りが生じず、定盤やステージに回
転モーメントが伝達されず、外乱振動が軽減されるた
め、高速・高精度な露光を行なうことができる。さら
に、ステージおよび質量体とも、非接触駆動が可能であ
るため、ボールねじの場合に起きがちな固有振動による
残留振動を抑えることができる。また、ステージの駆動
手段と質量体の駆動手段が、ともにリニアモータである
ため、異種の駆動手段では打ち消すことが困難であった
微小な振動も容易に相殺することができる。 【００４６】＜第２実施例＞図８は本発明の第２の実施
例を示す装置の正面図である。同図において、図１〜７
に示した第１実施例と同じ部材には同一番号を付けてい
る。図８において、８１はステージベース８を支持する
ために３カ所あるいはそれ以上の箇所に配置されたエア
ーマウント、１２はエアーマウント１１を介して鏡筒支
持体４を支持し、かつエアーマウント８１を介してステ
ージベース８を支持する基台である。慣性力付与機構を
構成するところのガイド１４ａ〜１４ｄはステージベー
ス８に固定されている。 【００４７】上記構成の露光装置においても、第１実施
例と同様にＸＹステージ６およびトップステージ５を所
定の位置に移動するときの加減速に応じて移動体１３
（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）を駆動しステージ
ベース８に直接慣性力を付与することにより、ステージ
ベース８は揺すられない。したがって、エアーマウント
８１に支持されたウエハステージの固有振動が励起され
ることはない。また鏡筒支持体４はエアーマウント８１
およびエアーマウント１１によりウエハステージと振動
絶縁されているため、装置機構系各部の固有振動が励起
されることもなく、レーザ計測システムおよびフォーカ
ス検出システムに外乱振動が伝わらない。 【００４８】本実施例の特徴は、鏡筒支持体とウエハス
テージが別体で構成されている露光装置において、ＸＹ
ステージ６の加減速時に発生する慣性力が、ステージベ
ース８に伝わって生じる大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、
θ方向）を打ち消すようにステージベース８に取り付け
られた質量体１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）
を駆動し、エアーマウント８１に支持されたウエハステ
ージの固有振動が励起されないようにしたこと、かつ鏡
筒支持体４はエアーマウント８１およびエアーマウント
１１によりウエハステージと振動絶縁して装置機構系各
部の固有振動が励起されないようにしたことである。こ
のため、レーザ計測システムおよびフォーカス検出シス
テムに外乱振動が伝わらず、高速・高精度な位置決めを
達成することができる。 【００４９】＜第３実施例＞図９は本発明の第３の実施
例を示すステージ部分の上面図である。図９において、
図１〜７に示した第１実施例と同じ部材には同一番号を
付けている。図９において、１１３ａ，１１３ｂ，１１
３ｃ，１１３ｄはステージベース８に慣性力を付与する
ための質量体である。また、１１４ａ，１１４ｂ，１１
４ｃ，１１４ｄは質量体１１３ａ，１１３ｂ，１１３
ｃ，１１３ｄを支持案内するガイドでありステージベー
ス８に固定されている。 【００５０】上記構成において、ＸＹステージをＸ方向
に駆動するときに発生する駆動反力を打ち消すときは、
質量体１１３ａおよび１１３ｂを駆動し、ＸＹステージ
をＹ方向に駆動するときは質量体１１３ｃおよび質量体
１１３ｄを駆動することにより、第２実施例と同等の効
果が得られる。 【００５１】第３実施例の特徴は、装置全体の大きさを
大きくすることなく、質量体１１３ａ，１１３ｂ，１１
３ｃ，１１３ｄの移動ストロークを長くし、質量体１１
３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄの質量を軽くし、
装置全体の質量を軽量化することができることである。 【００５２】以上の実施例によれば、ＸＹステージ６の
移動加速度による加振力は、慣性力付与手段１３，１１
３により打ち消されるため、装置全体および装置に搭載
される機構系の固有振動が励起されることがない。した
がって、ステージの露光用光学系等に対する高速、 高精
度な位置決めを行なうことができる。 【００５３】さらに、ＸＹステージ６が移動するとステ
ージ自体の重量で複数のエアーマウントの支持力の配分
が変化するが、本発明による慣性力付与手段としての質
量体がステージの重心移動を打ち消す。したがって、鏡
筒支持体および定盤（装置本体構造体）を支持するエア
ーマウントの支持力バランスが変化しない。したがっ
て、定盤および鏡筒支持体等の姿勢変動や構造体変形が
生じず高精度な位置決めが行なわれる。 【００５４】また、ステージ移動に伴う装置本体（鏡筒
支持体および定盤）の変形を抑えることができるため、
ウエハの大型化に伴いウエハステージが大型化されても
装置本体の高剛性化、大型化によるコストアップを抑え
ることができる。 【００５５】＜第４実施例＞第４の実施例では、Ｘ方向
に慣性力を付与するための機構をステージとともにＹ方
向ヘ移動可能とし、より効果的に反力を作用させてステ
ージ移動時の振動を軽減させる。 【００５６】図１０は第４実施例による投影露光装置の
概観を表わす図である。また、図１１は図１０のステー
ジ部分の平面図である。図１０、図１１において、図１
および図２と同様の構成には同一の参照番号を付してあ
る。 【００５７】１３ｘ，１３ｙは定盤９に慣性力を付与す
るための質量体、１４ｘ，１４ｙは質量体１３を支持案
内するガイドであり、１４ｘは可動ガイド７に、１４ｙ
は定盤９にそれぞれ固定されている。ここで、定盤９は
ステージベース８と一体となっているため、１４ｙはス
テージベース８に設けても良い。１４ｘは可動ガイド７
に固定されているため、質量体１３ｘおよびガイド１４
ｘ等で構成されるＸ方向慣性力付与機構は、トップステ
ージ５およびＸＹステージ６とともにＹ方向に移動可能
である。このとき質量体Ι３ｘを駆動するときに発生す
る力の作用軸は、トップステージ５およびＸＹステージ
６をＸ方向に駆動するときに発生する力の作用軸と、ベ
ースの基準面に垂直な方向から見たときにほぼ一致する
ように配置されている。また、質量体１３ｙを駆動する
ときに発生する力の作用軸は、トップステージ５、ＸＹ
ステージ６、可動ガイド７およびＸ方向慣性力付与手段
等をＹ方向に駆動するときに発生する力の作用軸と、ベ
ースの基準面に垂直な方向から見たときにほぼ一致する
ように配置されている。どちらの場合も望ましくは、ベ
ースの基準面に水平な方向から見たときにも、ほぼ一致
している方が良い。 【００５８】質量体１３ｘ，１３ｙおよびガイド１４
ｘ，１４ｙで構成される慣性力付与機構の構造は第１実
施例（図３）で説明したとおりである。また、レーザ計
測システム、および制御系についても、第１実施例（図
４、図５）で説明したとおりである。ただし、質量体駆
動用ドライバ１５５は図１１の質量体１３ｘ，１３ｙを
ドライブすることになる。 【００５９】上記構成において、まず露光すべきウエハ
（不図示）をトップステージ５に載置し、不図示の外部
コントローラからＸＹステージ６およびトップステージ
５に駆動信号を与え、上記ウエハを投影レンズ３下の所
定の位置および姿勢に駆動する。ここで、上記ウエハの
Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向および各軸の回転方向（それぞ
れα方向、β方向、θ方向）の目標とする位置に対する
偏差が、レーザ計測システムの出力を基に外部コントロ
ーラにより計算され、各々の駆動部にフィードバックさ
れ、ウエハは所定の位置および姿勢に位置決め制御され
る。露光後、次の所定の位置に移動し露光する動作を繰
り返す。ＸＹステージ６の移動は、所定の速度曲線に倣
うようにコントローラ１５３からリニアモータドライバ
１５６に指令信号が与えられ、リニアモータが前記指令
信号に応じた駆動力を発生することにより行なわれる。
前記駆動力の大きさはＸＹステージ６の質量と所定の加
減速度とで決まる慣性力と等しく、その駆動反力がステ
ージベース８に作用し定盤９に伝わる。このとき、コン
トローラ１５３からは質量駆動用ドライバ１５５に前記
駆動反力を打ち消すように指令信号が与えられ、質量体
１３ｘ，１３ｙが定盤９の変位を極力抑えて駆動され
る。 【００６０】例えば前記駆動信号は次のように求められ
る。図１０においてＸ方向駆動時を想定すると、ＸＹス
テージ６とトップステージ５を駆動するときの反力をＦ
ｘ、質量体１３ｘを駆動するときに発生する反力をＲｘ
とする。力の釣り合い式より反力Ｒｘは以下の式（５）
で表わされる。 【００６１】 【数５】 このとき、質量体１３ｘは可動ガイド７とともにＹ方向
に移動するため、ＦｘとＲｘの作用軸はベースの基準面
に垂直な方向から見たときにほぼ一致している。そのた
め、ＦｘとＲｘの合力による回転トルクは発生しない。
質量体１３ｘの質量をｍｘ、トップステージ５とＸＹス
テージ６を合わせたＸ方向の移動体質量をＭｘとする
と、質量体１３ｘの必要な駆動ストロークｓｘはＸＹス
テージのＸ方向のストロークＳｘに対してＭｘとｍｘの
質量比で決まり、以下の式（６）で表わされる。 【００６２】 【数６】このとき、ｍｘを大きくして質量比Ｍｘ／ｍｘを小さく
し、駆動ストロークｓｘを小さくするほど、質量体１３
ｘを駆動するために必要なエネルギーは小さくすること
が可能である。しかし、この場合は質量体１３ｘを含む
Ｙ方向移動質量は大きくなるため、Ｙ方向の移動に必要
なエネルギーは大きくなる。したがって、Ｍｘとｍｘの
質量比はステージの駆動パターンによって最適に決める
必要がある。例えば、Ｘ方向の移動に対し、Ｙ方向の移
動が多い場合には、ｍｘを小さくしてＹ方向の移動質量
を小さくしたほうが、トータルの駆動エネルギーを小さ
くすることができる。逆に、Ｘ方向の移動に対し、Ｙ方
向の移動が少ない場合には、ｍｘを大きくして質量比Ｍ
ｘ／ｍｘを小さくしたほうが、トータルの駆動エネルギ
ーを小さくすることができる。 【００６３】また、図１１に示すように、Ｙ方向駆動に
ついても同様に、駆動反力をＦｙ１，Ｆｙ２、質量体１
３ｙを駆動して発生させる反力をＲｙとする。したがっ
て反力は以下の式（７）で表わされる。 【００６４】 【数７】 通常Ｆｙ１とＦｙ２の合力の作用軸がＹ方向の移動質量
の重心を通るように、Ｆｙ１とＦｙ２の比率が決定され
る。質量１３ｘを適切に駆動すると、Ｙ方向の移動質量
の重心はほぼ一定に保たれる。そのため、Ｆｙ１とＦｙ
２の比率も一定に保つことができる。このとき、質量体
１３ｙを駆動して発生させる反力Ｒｙの作用軸がＦｙ１
とＦｙ２の合力の作用軸と一致するように、質量体１３
ｙを配置しておくことにより、Ｆｙ１、Ｆｙ２、Ｒｙの
合力による回転トルクは発生しない。 【００６５】質量体１３ｙの質量をｍｙ、トップステー
ジ５とＸＹステージ６と可動ガイド７を合わせたＹ方向
の移動体質量をＭｙとすると、質量体１３ｙの必要な駆
動ストロークｓｙはＸＹステージのＹ方向のストローク
Ｓｙに対する質量比で決まる。必要最大ストロークは以
下の式（８）で表わされる。 【００６６】 【数８】 このとき、ｍｙを大きくして質量比Ｍｙ／ｍｙを小さく
し、駆動ストロークｓｙを小さくするほど、質量体１３
ｙを駆動するために必要なエネルギーは小さくすること
が可能である。 【００６７】以上述べたように、加減速時にステージベ
ース９に作用するＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の大きな
駆動反力は、質量体１３ｘ，１３ｙを反対方向に駆動
し、逆向きの駆動反力を発生させることにより打ち消さ
れ、鏡筒支持体４は揺すられない。また、質量体１３
ｘ，１３ｙをそれぞれＸ方向駆動反力、Ｙ方向駆動反力
の作用軸上に配置することによって、回転トルクの発生
を防止することができる。α方向、β方向のモーメント
反力は基盤に伝わり鏡筒支持体を揺するが、この反力は
他の方向の力に比べ非常に小さい。 【００６８】したがって、エアーマウント１１に支持さ
れた装置全体および装置に搭載された機構系各部の固有
振動が励起されることなく、ウエハステージやレーザ計
測システムおよびフォーカス検出システムに外乱振動が
伝わらない。 【００６９】本実施例によれば、ＸＹステージ６の加減
速時に発生する慣性力に伴い、ステージベース８に伝わ
る大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）を質量体１３
ｘ，１３ｙを駆動し前記反力を打ち消すようにしたこと
により、エアーマウント１１に支持された装置全体およ
び装置に搭載された機構系各部の固有振動が励起される
ことなく、ウエハステージやレーザ計測システムおよび
フォーカス検出システムに外乱振動が伝わらないため、
高速・高精度な位置決めを達成できる。 【００７０】特に、Ｘ方向に慣性力を発生させる慣性力
付与手段がＹ方向に移動可能な構成になっているため、
ステージ移動時に発生する振動を可動ガイドに直接反力
を作用させて軽減させることができる。 【００７１】さらに、ＸＹステージの移動にともない慣
性力付与手段の質量が移動するため、エアーマウントで
支えられている位置決め装置全体の重心位置が一定に保
たれ、ウエハの重ね合わせ精度が向上する。 【００７２】＜第５実施例＞図１２は本発明の第５の実
施例を示す露光装置の正面図である。図１３は図１２の
位置決めステージ装置の上面図である。図中、図１０〜
１１で示す構成と同様のものには同一番号をつけてい
る。 【００７３】図１２において、８１はステージベースを
支持するために３ヶ所あるいはそれ以上の箇所に配置さ
れたエアーマウント（ダンパ）、１２はエアーマウント
１１を介して鏡筒支持体４を支持し、かつエアーマウン
ト８１を介してステージベース８を支持する基台であ
る。慣性力付与機構を構成する所のガイドｌ４ｘは可動
ガイド７に、ガイド１４ｙはステージベース８にそれぞ
れ固定されている。ガイド１４ｘは可動ガイド７に固定
されているため、質量体１３ｘおよび１４ｘ等で構成さ
れるＸ方向の慣性力付与機構は、トップステージ５およ
びＸＹステージ６とともにＹ方向に移動可能である。こ
のとき質量体１３ｘを駆動するときに発生する力の作用
軸は、トップステージ５およびＸＹステージ６をＸ方向
に駆動するときに発生する力の作用軸と、ベースの基準
面に垂直な方向から見たときにほぼ一致するように配置
されている。また、質量体１３ｙを駆動するときに発生
する力の作用軸は、トップステージ５、ＸＹステージ
６、可動ガイド７およびＸ方向慣性力付与手段をＹ方向
に駆動するときに発生する力の作用軸と、ベースの基準
面に垂直な方向から見たときにほぼ一致するように配置
されている。どちらの場合も、ベースの基準面に水平な
方向から見たときにも、ほぼ一致していることが望まし
い。 【００７４】上記構成の露光装置においても第４実施例
と同様にＸＹステージ６およびトップステージ５を所定
の位置に移動するときに加減速に応じて質量体１３（１
３ｘ，１３ｙ）を駆動しステージベース８に直接慣性力
を付与することにより、ステージベース８は揺すられな
い。したがって、エアーマウント８１に支持されたウエ
ハステージの固有振動が励起されることはなく、また鏡
筒支持体４はエアーマウント８１およびエアーマウント
１１によりウエハステージと振動絶縁されているため、
装置機構系各部の固有振動が励起されることもない。こ
のため、レーザ計測システムおよびフォーカス検出シス
テムに外乱振動が伝わらない。 【００７５】本実施例では、鏡筒支持体とウエハステー
ジが別体で構成されている露光装置において、ＸＹステ
ージ６の加減速時に発生する慣性力に伴い、ステージベ
ース８に伝わる大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）
をステージベース８に取り付けられた質量体１３（１３
ｘ、１３ｙ）を駆動し前記反力を打ち消すようにしてい
る。これにより、エアーマウント８１に支持されたウエ
ハステージの固有振動が励起されることなく、また鏡筒
支持体４はエアーマウント８１およびエアーマウント１
１によりウエハステージと振動絶縁されているため、装
置機構系各部の固有振動が励起されることがない。よっ
て、レーザ計測システムおよびフォーカス検出システム
に外乱振動が伝わることがないため、高速・高精度な位
置決めを達成できる。 【００７６】さらに、ＸＹステージの移動にともない慣
性力付与機構の質量が移動するため、エアーマウントで
支えられている位置決め装置全体の重心位置が一定に保
たれ、ウエハの重ね合わせ精度が向上する。 【００７７】＜第６実施例＞図１４は本発明の第６の実
施例を示す位置決めステージ装置の上面図である。図
中、先の図１０、図１１の実施例と同じ部材には同一番
号をつけている。 【００７８】図１４において、１３ｘ１，１３ｘ２，１
３ｙ１，３ｙ２はステージベース８に慣性力を付与する
ための質量体、１４ｘ１，１４ｘ２，１４ｙ１，１４ｙ
２はそれぞれ質量体１３ｘ１，１３ｘ２，１３ｙ１，１
３ｙ２を支持案内するガイドである。このうちのガイド
１４ｘ１，１４ｘ２は可動ガイド７に固定されており、
質量体１３ｘ１，１３ｘ２およびガイド１４ｘ１，１４
ｘ２等で構成されるＸ方向慣性力付与手段は、トップス
テージ５およびＸＹステージ６とともにＹ方向に移動可
能である。 【００７９】質量体１３ｘ１，１３ｘ２を移動させるた
めの駆動力の作用軸は、トップステージ５およびＸＹス
テージ６をＸ方向に移動させる駆動力の作用軸と、ベー
スの基準面に垂直な方向から見たときにほぼ一致するよ
うに配置されている。また、質量体１３ｙ１，１３ｙ２
を移動させるための駆動力の作用軸は、トップステージ
５、ＸＹステージ６、可動ガイド７およびＸ方向慣性力
付与機構等をＹ方向に駆動するときの駆動力の作用軸
と、ベースの基準面に垂直な方向から見たときにほぼ一
致するように配置されている。どちらの場合も望ましく
は、ベースの基準面に水平な方向から見たときにも、ほ
ぼ一致している方が良い。 【００８０】上記構成において、ＸＹステージをＸ方向
に駆動するときに発生する駆動反力を打ち消すために質
量体１３ｘ１，１３ｘ２を駆動してＸ方向に沿ってＸＹ
ステージとは反対方向に移動させる。一方、ＸＹステー
ジをＹ方向に駆動するときは質量体１３ｙ１，１３ｙ２
を駆動してＹ方向に沿ってＸＹステージとは反対方向に
移動させる。 【００８１】本実施例によれば、質量体１３ｘ１，１３
ｘ２を可動ガイド７の両脇に配置することにより、質量
体駆動時の力の作用軸とトップステージ５およびＸＹス
テージ６駆動時の力の作用軸とをほぼ一致させることが
できる。また、複数個の慣性力付与手段によって質量体
の配置の制約を軽減させ、設計上の自由度を高めてい
る。 【００８２】さらに、ＸＹステージの移動にともない慣
性力付与機構の質量が移動するため、エアーマウントで
支えられている位置決め装置全体の重心位置が一定に保
たれ、ウエハの重ね合わせ精度が向上する。 【００８３】また、質量体１３ｙ１，１３ｙ２を左右対
称的に配置することにより、複数の各エアーマウント８
１にかかる荷重負荷を分散して、特定のエアーマウント
に過大な荷重がかかることを防ぐことができる。 【００８４】＜第７実施例＞第７の実施例では、前述の
Ｘ方向およびＹ方向に慣性力を付与するための直動慣性
力付与機構の他に、回転慣性力を付与するための回転慣
性力付与機構を設け、より効果的に反力を作用させてス
テージ移動時の振動を軽減させる。 【００８５】図１５は本発明の第７実施例を示す露光装
置の正面図である。図１６は図１５における位置決めス
テージ装置の上面図である。図中、図１〜４で示す構成
と同様のものには同一番号をつけている。 【００８６】図において、１３（１３ｘ，１３ｙ）は定
盤９に慣性力を付与するための質量体、１４（１４ｘ，
１４ｙ）は質量体１３を支持案内するガイドであり、定
盤９に固定されている。 【００８７】３５は定盤９に回転慣性力を付与するため
の回転質量体、３６は回転質量体３５を支持案内するガ
イドであり、定盤９に固定されている。回転質量体３５
を駆動するモータ（不図示）は、回転トルクのみを発生
させ、並進力は発生させないものが望ましい。そのた
め、回転質量体３５を駆動するモータとしては、例えば
電磁力を用いて非接触にトルクを発生させられるものが
好ましい。 【００８８】質量体１３ｘ，１３ｙおよびガイド１４
ｘ，１４ｙで構成される慣性力付与機構の構造は第１実
施例（図３）で説明した通りである。また、レーザ計測
システム、および制御系についても、第１実施例（図
４、図５）で説明した通りである。ただし、質量体駆動
用ドライバによる質量体１３ｘ，１３ｙおよび３５のド
ライブ方法については後述する。 【００８９】上記構成において、まず露光すべきウエハ
（不図示）をトップステージ５に載置し、不図示の外部
のコントローラからＸＹステージ６およびトップステー
ジ５に駆動信号を与え、上記ウエハを投影レンズ３下の
所定の位置および姿勢に駆動する。ここで、上記ウエハ
のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向および各軸の回転方向（それ
ぞれα方向、β方向、θ方向）の目標とする位置に対す
る偏差が、レーザ計測システムの出力を基に外部のコン
トローラにより計算され、各々の駆動部にフィードバッ
クされ、ウエハは所定の位置、姿勢に位置決め制御され
る。そして露光後、次の所定の位置に移動し露光すると
いう動作を繰り返す。ＸＹステージ６の移動は、所定の
速度曲線に倣うように図５のコントローラ１５３からリ
ニアモータドライバ１５６に指令信号が与えられ、リニ
アモータが前記指令信号に応じた駆動力を発生すること
により行なわれる。前記駆動力の大きさはＸＹステージ
６の質量と所定の加減速度とで決まる慣性力と等しく、
その駆動反力がステージベース８に作用し定盤９に伝わ
る。このとき、コントローラ１５３からは質量体駆動用
ドライバ１５５に前記駆動反力を打ち消すように指令信
号が与えられ、質量体１３ｘ，１３ｙ，３５が定盤９の
変位を極力小さくなるように駆動される。 【００９０】例えば、前記駆動信号（駆動反力を打ち消
すための指令信号）は次のように求められる。図１７に
おいて、Ｘ方向駆動時を想定する。ＸＹステージ６とト
ップステージ５を駆動するときの反力をＦｘ、質量体１
３ｘを駆動するときに発生する反力をＲｘ、質量体３５
を回転させるときに発生する反力トルクをＴθとし、定
盤９と定盤９上に設置されて駆動反力を受けるすべての
ものを合わせた重心をＧとし、重心Ｇから可動ガイド上
のリニアモータ固定子２２の中心までの距離をＬｘ、重
心Ｇから質量体１３ｘを駆動するリニアモータ固定子５
３の中心までの距離をｌｘとすると、各力の作用点間の
距離Ｌｘ、ｌｘは予め求められ、力の釣合い式とモーメ
ントの釣合い式より反力Ｒｘ、Ｔθは次式（９）で表わ
される。 【００９１】 【数９】 質量体１３ｘの質量をｍｘ、トップステージ５とＸＹス
テージ６を合わせたＸ方向の移動体質量をＭｘとする
と、質量体１３ｘの必要な駆動ストロークｓｘはＸＹス
テージ６のＸ方向のストロークＳｘに対する質量比で決
まる。必要最大ストロークは次式（１０）で表わされ
る。 【００９２】 【数１０】 また、図１８に示すように、Ｙ方向駆動についても同様
に、駆動反力をＦｙ１、Ｆｙ２、質量体１３ｙを駆動し
て発生させる反力をＲｙ、重心Ｇから各力の作用点まで
の距離をＬｙ１、Ｌｙ２、ｌｙとする。質量体３５を回
転させるときに発生する反力トルクをＴθとすると、反
力Ｒｙ、Ｔθは次式（１１）で表わされる。 【００９３】 【数１１】 質量体１３ｙの質量をｍｙ、トップステージ５とＸＹス
テージ６と可動ガイド７をあわせたＹ方向の移動体質量
をＭｙとすると、質量体１３ｙの必要な駆動ストローク
ｓｙはＸＹステージ６のＹ方向のストロークＳｙに対す
る質量比で決まる。必要最大ストロークは次式（１２）
で表わされる。 【００９４】 【数１２】 また、質量体１３ｘ，１３ｙの作用軸が重心Ｇ上にある
と、ｌｘ、ｌｙが０となり、反力トルクＴθの計算が容
易となる。 【００９５】以上述べたように、加減速時にステージベ
ース９に作用するＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の大きな
駆動反力は、質量体１３ｘ，１３ｙ，３５を反対方向に
駆動し逆向きの駆動反力を発生させることにより打ち消
され、鏡筒支持体４は揺すられない。α方向、β方向の
モーメント反力は定盤９に伝わり鏡筒支持体４を揺する
が、この反力は他の方向の力に比べ非常に小さい。 【００９６】したがって、エアーマウント１１に支持さ
れた装置全体および装置に搭載された機構系各部の固有
振動が励起されることなく、ウエハステージやレーザ計
測システムおよびフォーカス検出システムに外乱振動が
伝わらない。 【００９７】本実施例によれば、ＸＹステージ６の加減
速時に発生する慣性力に伴い、ステージベース８に伝わ
る大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）を、定盤９に
取り付けられた質量体１３ｘ，１３ｙ，３５を駆動し前
記反力を打ち消すようにしたことにある。これによれ
ば、エアーマウント１１に支持された装置全体および装
置に搭載された機構系各部の固有振動が励起されること
なく、ウエハステージやレーザ計測システムおよびフォ
ーカス検出システムに外乱振動が伝わらないため、高速
・高精度な位置決めを達成できる。 【００９８】さらに、ＸＹステージ６が移動するとステ
ージ自体の重量で、複数のエアーマウント１１の支持力
の配分が変化するが、慣性力付与手段の質量体がステー
ジの重心移動を打ち消す。したがって、鏡筒支持体４お
よび定盤９（装置本体構造体）を支持するエアーマウン
ト１１の支持力バランスが変化しない。したがって、定
盤９および鏡筒支持体４の姿勢変動や構造体変形が生じ
ず高精度な位置決めが行なわれる。 【００９９】また、ステージ移動に伴う装置本体（鏡筒
支持体および定盤）の変形を抑えることができるため、
ウエハの大型化に伴いウエハステージが大型化されても
装置本体の高剛性化、大型化によるコストアップを抑え
ることができる。 【０１００】＜第８実施例＞図１９は本発明の第８の実
施例に係る露光装置の正面図である。同図において、前
述の第７実施例と同じ部材には同一番号をつけている。
図１９において、８１はステージベース８を支持するた
めに３ヵ所あるいはそれ以上の箇所に配置されたエアー
マウント、１２はエアーマウント１１を介して鏡筒支持
体４を支持し、且つエアーマウント８１を介してステー
ジベース８を支持する基台である。慣性力付与手段を構
成するところのガイド１４ｘ，１４ｙ，３６はステージ
ベース８に固定されている。 【０１０１】上記構成の露光装置においても、第７実施
例と同様にＸＹステージ６およびトップステージ５を所
定の位置に移動するときの加減速に応じて質量体１３
（１３ｘ，１３ｙ）、３５を駆動しステージベース８に
直接慣性力を付与することにより、ステージベース８は
揺すられない。したがって、エアーマウント８１に支持
されたウエハステージの固有振動が励起されることはな
く、また鏡筒支持体４はエアーマウント８１およびエア
ーマウント１１によりウエハステージと振動絶縁されて
いるため、装置機構系各部の固有振動が励起されること
もない。このため、レーザ計測システムおよびフォーカ
ス検出システムに外乱振動が伝わらない。 【０１０２】本実施例によれば、鏡筒支持体４とウエハ
ステージ８が別体で構成構成されている露光装置におい
て、ＸＹステージ６の加減速時に発生する慣性力に伴
い、ステージベース８に伝わる大きな反力（Ｘ方向、Ｙ
方向、θ方向）を、ステージベース８に取り付けられた
質量体１３（１３ｘ，１３ｙ）、３５を駆動して打ち消
すようにしたことにある。これによれば、エアーマウン
ト８１に支持されたウエハステージの固有振動が励起さ
れることがない。また鏡筒支持体４はエアーマウント８
１およびエアーマウント１１によりウエハステージと振
動絶縁されているため、装置機構系各部の固有振動が励
起されることがない。したがって、レーザ計測システム
およびフォーカス検出システムに外乱振動が伝わらず、
高速・高精度な位置決めを達成できる。 【０１０３】＜第９実施例＞図２０は本発明の第９の実
施例に係る露光装置のステージ部分の上面図である。こ
の図において、前述の実施例と同じ部材には同一番号を
つけている。図２０において、１３ｘ１，１３ｘ２，１
３ｙ１，１３ｙ２，３５はステージべース８に慣性力を
付与するための質量体、１４ｘ１，１４ｘ２，１４ｙ
１，１４ｙ２，３６は質量体１３ｘ１、１３ｘ２、１３
ｙ１、１３ｙ２、３５を支持案内するガイドでありステ
ージべース８に固定されている。 【０１０４】上記構成において、ＸＹステージをＸ方向
に駆動するときに発生する駆動反力を打ち消すときは、
質量体１３ｘ１、１３ｘ２および３５を駆動し、ＸＹス
テージをＹ方向に駆動するときは質量体１３ｙ１、１３
ｙ２および３５を駆動することにより、第８実施例と同
等の効果が得られる。 【０１０５】本実施例によれば、質量体１３ｘ１，１３
ｘ２，１３ｙ１，１３ｙ２を対称に配置したことにあ
り、これによれば、エアーマウント８にかかる負荷を一
定にし、特定のエアーマウントに過大な荷重が架かるの
を防ぐことができる。 【０１０６】＜第１０実施例＞図２１は、本発明の第１
０の実施例に係る露光装置のステージ部分の上面図であ
る。同図において、前述の実施例と同じ部材には同一番
号をつけている。図２１において、１３ｘ１，１３ｘ
２，１３ｙ１，１３ｙ２，３５はステージべース８に慣
性力を付与するための質量体、１４ｘ１，１４ｘ２，１
４ｙ１，１４ｙ２，３６は質量体１３ｘ１，１３ｘ２，
１３ｙ１，１３ｙ２，３５を支持案内するガイドであり
ステージべース８に固定されている。 【０１０７】上記構成において、ＸＹステージをＸ方向
に駆動するときに発生する駆動反力を打ち消すときは、
質量体１３ｘ１、１３ｘ２および３５を駆動し、ＸＹス
テージをＹ方向に駆動するときは質量体１３ｙ１、１３
ｙ２および３５を駆動することにより、第８実施例と同
等の効果が得られる。 【０１０８】本実施例によれば、装置全体の大きさを大
きくすることなく、質量体１３ｘ１，１３ｘ２，１３ｙ
１，１３ｙ２の移動ストロークを長くし、質量体１３ｘ
１，１３ｘ２，１３ｙ１，１３ｙ２質量を軽くしたこと
にある。これによれば、装置全体の質量を軽量化するこ
とができる。 【０１０９】 【デバイス生産方法の実施例】次に上記説明した露光装
置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図２２は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設
計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２
（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスク
を製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステ
ップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意
したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によっ
てウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作
製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ス
テップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行な
う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これ
が出荷（ステップ７）される。 【０１１０】図２３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明したアライメント装置
を有する露光装置によってマスクの回路パターンをウエ
ハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光した
ウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現
像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９
（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となった
レジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行な
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。本実施例ではこの繰り返しの各プロセスにおい
て、上記述べたように慣性力付与手段を適切に駆動制御
するすることで、プロセスに影響を受けず正確な位置合
わせを可能としている。本実施例の生産方法を用いれ
ば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コ
ストに製造することができる。 【０１１１】 【効果の説明】以上のように、上記各実施例によれば、
ステージの移動加速度による加振力は、リニアモータを
用いた慣性力付与機構により打ち消されるため、装置全
体および装置に搭載される機構系の固有振動が励起され
ることがない。したがって、ステージに搭載されたウエ
ハの投影レンズに対する位置決めを高速、 高精度に行な
うことができる。 【０１１２】また、上記実施例では、ステージおよび質
量体の駆動にリニアモータを用いている。そのためボー
ルねじのような、ふれ回りが生じず、定盤やステージに
回転モーメントが伝達されず、外乱振動が軽減されるた
め、高速・高精度な露光を行なうことができる。さら
に、ステージおよび質量体とも、非接触駆動が可能であ
るため、ボールねじの場合に起きがちな固有振動による
残留振動を抑えることができる。また、ステージの駆動
手段と質量体の駆動手段が、ともにリニアモータである
ため、異種の駆動手段では打ち消すことが困難であった
微小な振動も容易に相殺することができる。 【０１１３】また、ステージが移動するとステージ自体
の重量で複数の振動除去機構の支持力の配分が変化する
が、慣性力付与機構の質量体がステージの重心移動を打
ち消す。したがって、定盤を支持する振動除去機構の支
持力バランスが変化しない。したがって、定盤およびそ
れらに搭載されているウエハや投影光学系の姿勢変動や
構造体変形が生じず高精度な位置決めが行なわれる。 【０１１４】また、ステージ移動に伴う装置本体の変形
を抑えることができるため、ウエハの大型化に伴いステ
ージが大型化されても装置本体の高剛性化、大型化によ
るコストアップを抑えることができる。以上のように、
所定の方向に所望の慣性力を発生させる慣性力付与機構
により、ステージの移動加速度による振動の励起を当該
所定方向に関して打ち消すことができる。また、慣性力
付与機構に質量体の移動を利用しているため、ステージ
の移動加速度による慣性力を軽減するほかに、ステージ
の重心位置の変化も打ち消す効果がある。特に、第４〜
６実施例によれば、第２方向に慣性力を発生させる慣性
力付与機構がステージとともに第１の方向に移動可能な
構成になっている。このため、ステージの第２方向への
移動時に発生する振動を可動ガイドに直接反力を作用さ
せて軽減させることができる。したがって、位置決め装
置の高速・高精度な位置決めを行なうことができる。 【０１１５】また、回転モーメントを発生するための回
転慣性力付与手段により、モーメント反力を容易に打ち
消すことができる。したがって、エアーマウントに支持
された装置全体および装置に搭載された機構系各部の固
有振動が励起されることなく、ウエハステージやレーザ
計測システムおよびフォーカスシステムに外乱が伝達さ
れないため、高速・高精度な位置決めを達成できる。 【０１１６】また、二次元のステージの移動加速度によ
る加振力は、慣性力付与機構により打ち消されるため、
装置全体および装置に搭載される機構系の固有振動が励
起されることがない。したがって、ステージの露光用光
学系等に対する高速・高精度な位置決めを行なうことが
できる。 【０１１７】また、慣性力付与機構を複数設置すること
で、慣性力付与機構の配置に対する設計上の自由度を上
げることができ、ステージ駆動機構の力作用軸と慣性力
付与機構の力作用軸とを略一致させることが容易にな
る。 【０１１８】さらに、慣性力付与機構の質量体がステー
ジの重心移動を打ち消すので、鏡筒支持体および基盤
（装置本体構造）を支持するエアーマウントの支持力の
バランスが変化しない。したがって、位置決め装置全体
および鏡筒支持体の姿勢変動や構造体変形が生じず、高
精度な半導体露光装置が実現する。本発明は、本発明の
精神と観点を外れない範囲で種々変更することができ、
クレームに限定される以外、特定の実施例に限定される
ものではない。
グラフィ工程で使用する露光装置、あるいは各種精密加
工機あるいは各種精密測定器等での位置決めに好適に使
用される位置決め装置、またこの位置決め装置を用いた
露光装置やデバイス製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、半導体素子製造に用いられる露光
装置として、いわゆるステッパと呼ばれる装置が知られ
ている。このステッパは、半導体ウエハを投影レンズ下
でステップ移動させながら、レチクル上に形成されてい
るパターン像を投影レンズでウエハ上に縮小投影し、１
枚のウエハ上の複数箇所に順次露光していくものであ
る。ステッパは、解像度および重ね合わせ精度の性能面
から露光装置の主流と見られている。 【０００３】図２４は従来の露光装置における本体構造
体およびウエハステージの搭載例を示す正面図である。
同図において、１はレチクルパターンを照明する照明
部、２は転写すべきパターンを有するレチクル、３はレ
チクル２上に形成されたパターンをウエハ上に投影する
投影レンズ、４は投影レンズを支持する鏡筒支持体であ
る。５は不図示のウエハを載置するトップステージであ
り、θ方向、Ｚ方向、α方向およびβ方向に移動可能な
機能を有している。６はトップステージ５を搭載しＸ方
向およびＹ方向に移動可能なＸＹステージ、８は上面に
案内面を有しＸＹステージ６および可動ガイド７を静圧
エア軸受部を介してＺ方向に非接触で支持するステージ
ベースである。９はステージベース８を搭載し支持固定
する定盤であり、鏡筒支持体４が一体的に結合されてい
る。１１は鏡筒支持体４を支持するために４か所に配置
されたエアーマウントである。鏡筒支持体４は定盤９を
介してエアーマウント１１に支持されている。３３ａは
投影レンズ３とＸＹステージ６との相対位置を計測する
ためのレーザ干渉計、１６ａは投影レンズ３の焦点位置
とウエハ上面間の距離を計測するフォーカス検出部の投
光部、１６ｂは同じくフォーカス検出部の受光部であ
る。 【０００４】このような構成の露光装置で処理される半
導体ウエハについては、半導体素子の大面積化およびコ
スト低減を図るために、大口径、大サイズの半導体ウエ
ハを用いる傾向にある。また、半導体素子の高集積化と
共に、高速かつ高精度なウエハステージの位置合わせ、
および高スループット化等が切望されている。 【０００５】しかしながら、このような従来の露光装置
においては、搭載する半導体ウエハの大口径化に対応
し、高速・高精度にＸＹステージ６を動かすためには、
ＸＹステージ６の動特性の向上を図らなければならな
い。このためガイド剛性を上げる等の必要が生じ、ステ
ージ重量は単にストロークアップによる重量増加分より
さらに増大せざるを得ない。さらに、高スループット化
に対応するためにＸＹステージ６の移動加速度および移
動速度のアップを図り移動時間短縮を狙うと、ステージ
移動の加速度による加振力は益々大きくなる。投影レン
ズ３の重量増加によるレンズ保持等の構造体の相対的な
剛性の低下と併せて、上記従来例では、 構造体強化による装置の大型化、コストアップが生じ
る。 加振力増大に伴い、防振マウント１１に支持された装
置全体および装置に搭載される機構系の固有振動が励起
され、ウエハステージ５やレーザ干渉計３３ａに外乱振
動が伝わり、高速・高精度な位置決めが妨げられる。 ＸＹステージ６が移動するとステージ自体の重量で鏡
筒支持体４および定盤９で支えられている装置全体のＸ
Ｙ方向の重心位置が変化し、複数のエアーマウント１１
の支持力の配分が変化する。こうした支持力バランスの
変化は、ＸＹステージ６の位置および姿勢を計測するレ
ーザ干渉計３３ａやフォーカスセンサ１６ａ，１６ｂの
基準となっている鏡筒支持体４を変形させ、ウエハの重
ね合わせ精度等を劣化させる。 等の問題点が生じる。 【０００６】例えばＵＳＰ５６１０６８６や特開平−３
３５５３８号公報等に記載された位置決め装置は、基盤
上でステージを駆動した時の基盤の揺れに起因する基盤
とステージとの相対的なズレを防ぐため、リニアモータ
が基盤の揺れに対応する加速度をステージに与えてい
る。 【０００７】しかし、ステージが移動するとステージ自
体の重量により装置全体のＸＹ方向の重心位置が変化
し、位置決め装置全体を支持している複数の支持体の支
持力配分が変化する。こうした支持力のバランス変化
は、ＸＹステージ位置および姿勢を計測するレーザ干渉
計やフォーカスセンサの基準となっている支持体を変形
させ、ウエハの重ね合わせ精度等を劣化させるという問
題を生じる。 【０００８】また、上記公報に記載された従来例では、
ボールネジで駆動しているステージの駆動反力を相殺す
べくリニアモータによって加速度を与えているが、同一
の固定子もしくはテーブルに２つのアクチュエータ（ボ
ールネジとリニアモータ）を取付けているため、加速度
がうまく伝わらず実現が困難である。また、ステージの
駆動源（ボールネジ）と異なる種類のアクチュエータ
（リニアモータ）を用いているため、ステージの駆動反
力によって発生する微小振動を適切に相殺することは非
常に困難である。 【０００９】また、特開平３−２１８９４号公報、特開
平３−１０７６３９号公報、および特開平３−１２５０
４８号公報等に記載された位置決め装置は、基盤の揺れ
やステージの振動を防ぐため、バランス部材をボールね
じで駆動し、振動に対する加速度を基盤やステージに与
えている。 【００１０】しかし、ステージの移動やバランス部材の
移動にボールねじを用いているため、ボールねじの軸回
りにモーメントが生じる原因となっている。このため、
基盤やステージに回転モーメントが働き、外乱振動を引
き起こすことになり、ステージの位置決め精度を低下さ
せる原因となる恐れがある。また、ボールねじを用いる
と潤滑材等が必要になるため、ステージの清浄度やメン
テナンス性が低下する。 【００１１】さらに、機械的な接触があるボールねじを
用いた系は、固有振動を完全に抑えることができず、残
留振動が生じてしまう。したがってバランス部材に対し
てさらに高度な制御系を構築する必要がある。 【００１２】近年では、半導体ウエハの高集積回路の線
幅はサブミクロンのオーダーとなり、このようなボール
ねじによる振動の励起は、露光装置の性能に大きな悪影
響を与える原因となる。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑みて成されたものであり、簡単な構成でステージ加振
力増大に伴う振動の伝達を防止し、高速かつ高精度な位
置決めを可能とすることを目的とする。 【００１４】また、本発明の他の目的は、ステージの移
動に伴って生じた慣性力の伝達を打ち消すような慣性力
を付与することにより、ステージの移動に伴う振動の伝
達を防止することにある。 【００１５】また、本発明の更に他の目的は、ステージ
の２次元の位置決めを行なう装置において、装置全体の
重心を一定に保ち、高速・高精度な位置決めを可能とす
ることにある。 【００１６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の一態様によれば、移動可能なステージと、該
ステージを所定方向へ移動させる第１リニアモータと、
該移動手段を支持する定盤と、該第１リニアモータによ
って該ステージを移動した際に生じる該定盤に働く力を
打消す力を付与する慣性力付与手段とを有し、該慣性力
付与手段は、質量体と、該質量体を支持案内するガイド
と、該質量体を移動させる第２リニアモータと、該第２
リニアモータを制御する制御手段とを含むことを特徴と
する位置決め装置が提供される。 【００１７】また、本発明によれば、上述の位置決め装
置を適用した露光装置が提供される。更に、本発明によ
れば、上述の露光装置を用いて半導体デバイスの製造を
行なう製造方法が提供される。 【００１８】 【実施例】以下、図面を用いて、本発明の他の特徴や利
点を説明する。なお、各図面において、共通または対応
する部分には同一の符号を付している。 ＜第１実施例＞以下の実施例では、特に半導体リソグラ
フィに用いられる投影露光装置の位置決め装置に本発明
を適用して説明する。第１実施例の投影露光装置は、図
１に示されるように投影光学系３と、半導体ウエハを搭
載するステージ６と、該ステージを投影光学系３に対し
直交平面上に１次元または２次元に移動させるためのス
テージ移動機構と、前記投影光学系３を支持する鏡筒支
持体４と、前記ステージ移動機構を支持するステージベ
ース８と、このステージベース８に装着された慣性力付
与機構とを具備する。 【００１９】鏡筒支持体４とステージベース８は、定盤
９を介して一体的に結合されており、定盤９はエアーマ
ウント１１に支持される。なお、鏡筒支持体４とステー
ジベース８を搭載する基台１２（図８、１２または１９
参照）を設け、エアーマウント１１と８１により鏡筒支
持体４とステージベース８を分離独立させてもよい。こ
の点については第２実施例で説明する。 【００２０】慣性力付与機構は、ステージ６の加減速度
に応じた慣性力の作用平面近傍に、すなわち、図２に示
すように、ステージベース８または定盤９に４個配置さ
れ、前記ステージ６の慣性力を打ち消すように駆動制御
する。この慣性力付与機構は、質量体１３（１３ａ〜１
３ｄ）と質量体１３を支持案内するガイド１４（１４ａ
〜１４ｄ）と、質量体１３を移動させるリニアモータ５
２，５３（図３）と、このリニアモータを制御する制御
部（図５で後述のコントローラ１５３および質量体駆動
用ドライバ１５５）とで構成される。また、ガイド１４
は図３で説明する静圧空気軸受け５１を含む。以下第１
実施例を詳細に説明する。 【００２１】図１は本発明の第１実施例による投影露光
装置の正面図、図２は図１のステージ部分の上面図であ
る。 【００２２】同図において、２は転写すべきパターンを
有するレチクル、１はレチクル２を露光光で照明する照
明部であり、光源や照明用レンズを含む。３はレチクル
２上に形成されたパターンをウエハ上に投影する投影レ
ンズ、４は投影レンズを支持する鏡筒支持体である。 【００２３】５は不図示のウエハを載置するトップステ
ージであり、θ方向、Ｚ方向、α方向およびβ方向に移
動可能な機能を有している。６はトップステージ５を搭
載しＸ方向およびＹ方向に移動可能なＸＹステージ、７
はＸＹステージ６を静圧エア軸受部を介してＹ方向に非
接触で支持しＸ方向に移動可能なように案内する可動ガ
イド、８は上面に案内面を有しＸＹステージ６および可
動ガイド７を静圧エア軸受部を介してＺ方向に非接触で
支持するステージベース、２１はステージベース８に一
体的に取り付けられ可動ガイド７を静圧エア軸受部を介
してＸ方向に非接触で支持しＹ方向に移動可能なように
案内するヨーガイドである。２２はＸＹステージ６をＸ
方向に駆動するリニアモータの固定子である。このリニ
アモータは固定子２２が可動ガイド７に固定され、不図
示の可動子はＸＹステージ６に取り付けられている。２
３ａおよび２３ｂは可動ガイド７をＹ方向に駆動するリ
ニアモータの固定子であり、相互に対向するようにステ
ージベース８に配置固定されている。２４ａおよび２４
ｂは可動ガイド７をＹ方向に駆動するリニアモータの可
動子であり、相互に対向するように可動ガイド７に取り
付けられている。 【００２４】９はステージベース８を搭載する定盤であ
る。定盤９と鏡筒支持体４は一体的に結合されている。
また、定盤９とステージベース８も一体的に結合されて
いる。１１は鏡筒支持体４および定盤９を支持するため
に４か所に配置されたエアーマウント（ダンパ）であ
る。エアーマウント１１は床から鏡筒支持体４および定
盤９に伝わる振動を絶縁する。 【００２５】３３ａは投影レンズ３とＸＹステージ６と
の相対位置を計測するためのレーザ干渉計、１６ａは投
影レンズ３の焦点位置とウエハ上面間の距離を計測する
フォーカス検出部の投光部、１６ｂは同じくフォーカス
検出部の受光部である。これらの投光部１６ａと受光部
１６ｂは各々投影レンズ３に固定されている。３２ａ，
３２ｂはトップステージ５に取り付けられた反射ミラー
である。 【００２６】１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）
は定盤９に慣性力を付与するための質量体、１４（１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）は質量体１３を支持案内
するガイドであり定盤９に固定されている。 【００２７】図３は慣性力付与機構の詳細構成を示す断
面図である。同図において、５１は質量体１３を１軸方
向に支持案内する静圧空気軸受けである。５２は質量体
１３を駆動するリニアモータの可動子であり質量体に固
定されている。５３はリニアモータの固定子でありその
両端あるいは一方の端がガイド１４に固定されている。 【００２８】このとき、リニアモータの駆動力の作用軸
と、質量体の重心位置がほぼ一致していることが望まし
い。そのため本実施例では、前記要件を満たすため、筒
状の質量体を採用しているが、質量体の形状はこれに限
られるものではない。 【００２９】図４は、本実施例の露光装置のＸＹステー
ジ用測定系（レーザ計測システム）の配置を示す斜視図
であり、図１のトップステージ５の周辺のレーザ干渉計
３３ａ等の部分を詳細に表わした図である。 【００３０】図４において、３１は光源であるレーザヘ
ッド、３２ａおよび３２ｂは図１のトップステージ５に
取り付けられた反射ミラー、３３ａはＸ方向を計測する
干渉計、３３ｂはＹ方向を計測する干渉計、３３ｃはト
ップステージ５のヨーイングすなわち投影レンズの光軸
に対するθ方向を計測する干渉計である。３４ａ，３４
ｂ，３４ｃは干渉縞を電気信号に変換するレシーバであ
り、３４ａはＸ方向用、３４ｂはＹ方向用、３４ｃはθ
方向用である。 【００３１】図５は本実施例の制御系のシステム図であ
る。同図において、１５１は図４で示したＸ，Ｙ，θレ
ーザ測定システムであり、トップステージ５が搭載され
たＸＹステージ６の位置を測定する。１５３はＸＹステ
ージ６およびトップステージ５の位置信号（ｘ，ｙ，
θ）をフィードバックし各駆動軸に所定の動作指令を行
なうコントローラである。１５６はコントローラ１５３
の指令信号を基に図２のリニアモータ固定子２２および
２３ａ，２３ｂのコイル部に電流を流しＸＹステージ６
をドライブするリニアモータドライバ、１５５はコント
ローラ１５３からの指令により図１中の質量体１３（１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）をドライブする質量体
駆動用ドライバ、１５７はトップステージ５の各駆動軸
をドライブするトップステージ用ドライバである。質量
体１３の駆動制御は、質量体１３の位置あるいは加速度
を計測し（不図示）フィードバックすることで行なわれ
る。 【００３２】上記構成において、まず露光すべきウエハ
（図示しない）をトップステージ５に載置し、コントロ
ーラ１５３（図５）からＸＹステージ６およびトップス
テージ５に駆動信号を与え、上記ウエハを投影レンズ３
下の所定の位置および姿勢に駆動する。ここで、上記ウ
エハのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向および各軸の回転方向
（それぞれα方向、β方向、θ方向）の目標とする位置
に対する偏差が、レーザ計測システムおよびフォーカス
検出システムの出力を基にコントローラ１５３および外
部のコントローラにより計算され、リニアモータドライ
バ１５６やトップステージ用ドライバ１５７等各々の駆
動部にフィードバックされ、ウエハは所定の位置、姿勢
に位置決め制御される。そして露光後、次の所定の位置
にウエハ（トップステージ５）を移動し露光するという
動作を繰り返す。 【００３３】ＸＹステージ６の移動は、所定の速度曲線
に倣うようにコントローラ１５３からリニアモータドラ
イバ１５６に指令信号が与えられ、リニアモータが前記
指令信号に応じた駆動力を発生することにより行なわれ
る。前記駆動力の大きさはＸＹステージ６の質量と所定
の加減速度とで決まる慣性力と等しく、その駆動反力が
ステージベース８に作用し、定盤９に伝わる。このと
き、コントローラ１５３からは質量体駆動用ドライバ１
５５に前記駆動反力を打ち消すように指令信号が与えら
れ、質量体１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが定盤９の
変位を極力小さくするように駆動される。 【００３４】例えば、前記指令信号は次のように求めら
れる。図６においてＸ方向駆動時を想定し、ＸＹステー
ジ６とトップステージ５を駆動するときの反力をＦｘ、
質量体１３ａ，１３ｂを駆動するときに発生する反力を
Ｒａ，Ｒｂ、可動ガイド７上のリニアモータ固定子２２
の中心軸と質量体１３ａ，１３ｂの移動軸との距離をＬ
ａ，Ｌｂとすると、各力の作用点間の距離Ｌａ，Ｌｂは
予め求められ、力の釣り合い式とモーメントの釣り合い
式より反力Ｒａ，Ｒｂは以下の式（１）で表わされる。 【００３５】 【数１】 【００３６】質量体１３ａ，１３ｂの質量をＭａ，Ｍ
ｂ、トップステージ５とＸＹステージ６をあわせたＸ方
向の移動体質量をＭｘとすると、質量体１３ａ，１３ｂ
の必要な駆動ストロークＳａ，ＳｂはＸＹステージのＸ
方向のストロークＳｘに対する質量比で決まる。必要最
大ストロークは以下の式（２）で表わされる。 【００３７】 【数２】 【００３８】また、図７に示すように、Ｙ方向駆動時に
ついても同様に、駆動反力をＦｙ１，Ｆｙ２、質量体１
３ｃ，１３ｄを駆動して発生させる反力をＲｃ，Ｒｄ、
トップステージ５の中心軸とトップステージ５のＹ方向
駆動軸および質量体１３ｃ，１３ｄの駆動軸との距離を
Ｌｙ１，Ｌｙ２，Ｌｃ，Ｌｄとすると、反力Ｒｃおよび
Ｒｄは以下の式（３）で表わされる。 【００３９】 【数３】 【００４０】質量体１３ｃ，１３ｄの質量をＭｃ，Ｍ
ｄ、トップステージ５とＸＹステージ６と可動ガイド７
をあわせたＹ方向の移動体質量をＭｙとすると、質量体
１３ｃ，１３ｄの必要な駆動ストロークＳｃ，ＳｄはＸ
ＹステージのＹ方向のストロークＳｙに対する質量比で
決まる。必要最大ストロークは以下の式（４）で表わさ
れる。 【００４１】 【数４】【００４２】以上述べたように、加減速時にステージベ
ース８を介して定盤９に作用するＸ方向、Ｙ方向および
θ方向の大きな駆動反力は、質量体１３ａ，１３ｂ，１
３ｃ，１３ｄを反対方向に駆動し逆向きの駆動反力を発
生させることにより打ち消され、鏡筒支持体４は揺すら
れない。α方向、β方向のモーメント反力は定盤９に伝
わり鏡筒支持体４を揺するが、この反力は他の方向の力
に比べ非常に小さい。 【００４３】したがって、エアーマウント１１に支持さ
れた装置全体および装置に搭載された機構系各部の固有
振動が励起されることもなく、ウエハステージやレーザ
計測システムおよびフォーカス検出システムに外乱振動
が伝わらない。 【００４４】本実施例の特徴は、ＸＹステージ６の加減
速時に発生する慣性力に伴い、ステージベース８に伝わ
る大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）を定盤９に取
り付けられた質量体１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを
駆動し前記反力を打ち消すようにしたことである。これ
により、エアーマウント１１に支持された装置全体およ
び装置に搭載された機構系各部の固有振動が励起される
ことなく、ウエハステージやレーザ計測システムおよび
フォーカス検出システムに外乱振動が伝わらないため、
高速・高精度な位置決めを達成できる。 【００４５】また、本実施例では、ステージおよび質量
体の駆動にリニアモータを用いている。そのためボール
ねじのような、ふれ回りが生じず、定盤やステージに回
転モーメントが伝達されず、外乱振動が軽減されるた
め、高速・高精度な露光を行なうことができる。さら
に、ステージおよび質量体とも、非接触駆動が可能であ
るため、ボールねじの場合に起きがちな固有振動による
残留振動を抑えることができる。また、ステージの駆動
手段と質量体の駆動手段が、ともにリニアモータである
ため、異種の駆動手段では打ち消すことが困難であった
微小な振動も容易に相殺することができる。 【００４６】＜第２実施例＞図８は本発明の第２の実施
例を示す装置の正面図である。同図において、図１〜７
に示した第１実施例と同じ部材には同一番号を付けてい
る。図８において、８１はステージベース８を支持する
ために３カ所あるいはそれ以上の箇所に配置されたエア
ーマウント、１２はエアーマウント１１を介して鏡筒支
持体４を支持し、かつエアーマウント８１を介してステ
ージベース８を支持する基台である。慣性力付与機構を
構成するところのガイド１４ａ〜１４ｄはステージベー
ス８に固定されている。 【００４７】上記構成の露光装置においても、第１実施
例と同様にＸＹステージ６およびトップステージ５を所
定の位置に移動するときの加減速に応じて移動体１３
（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）を駆動しステージ
ベース８に直接慣性力を付与することにより、ステージ
ベース８は揺すられない。したがって、エアーマウント
８１に支持されたウエハステージの固有振動が励起され
ることはない。また鏡筒支持体４はエアーマウント８１
およびエアーマウント１１によりウエハステージと振動
絶縁されているため、装置機構系各部の固有振動が励起
されることもなく、レーザ計測システムおよびフォーカ
ス検出システムに外乱振動が伝わらない。 【００４８】本実施例の特徴は、鏡筒支持体とウエハス
テージが別体で構成されている露光装置において、ＸＹ
ステージ６の加減速時に発生する慣性力が、ステージベ
ース８に伝わって生じる大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、
θ方向）を打ち消すようにステージベース８に取り付け
られた質量体１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）
を駆動し、エアーマウント８１に支持されたウエハステ
ージの固有振動が励起されないようにしたこと、かつ鏡
筒支持体４はエアーマウント８１およびエアーマウント
１１によりウエハステージと振動絶縁して装置機構系各
部の固有振動が励起されないようにしたことである。こ
のため、レーザ計測システムおよびフォーカス検出シス
テムに外乱振動が伝わらず、高速・高精度な位置決めを
達成することができる。 【００４９】＜第３実施例＞図９は本発明の第３の実施
例を示すステージ部分の上面図である。図９において、
図１〜７に示した第１実施例と同じ部材には同一番号を
付けている。図９において、１１３ａ，１１３ｂ，１１
３ｃ，１１３ｄはステージベース８に慣性力を付与する
ための質量体である。また、１１４ａ，１１４ｂ，１１
４ｃ，１１４ｄは質量体１１３ａ，１１３ｂ，１１３
ｃ，１１３ｄを支持案内するガイドでありステージベー
ス８に固定されている。 【００５０】上記構成において、ＸＹステージをＸ方向
に駆動するときに発生する駆動反力を打ち消すときは、
質量体１１３ａおよび１１３ｂを駆動し、ＸＹステージ
をＹ方向に駆動するときは質量体１１３ｃおよび質量体
１１３ｄを駆動することにより、第２実施例と同等の効
果が得られる。 【００５１】第３実施例の特徴は、装置全体の大きさを
大きくすることなく、質量体１１３ａ，１１３ｂ，１１
３ｃ，１１３ｄの移動ストロークを長くし、質量体１１
３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄの質量を軽くし、
装置全体の質量を軽量化することができることである。 【００５２】以上の実施例によれば、ＸＹステージ６の
移動加速度による加振力は、慣性力付与手段１３，１１
３により打ち消されるため、装置全体および装置に搭載
される機構系の固有振動が励起されることがない。した
がって、ステージの露光用光学系等に対する高速、 高精
度な位置決めを行なうことができる。 【００５３】さらに、ＸＹステージ６が移動するとステ
ージ自体の重量で複数のエアーマウントの支持力の配分
が変化するが、本発明による慣性力付与手段としての質
量体がステージの重心移動を打ち消す。したがって、鏡
筒支持体および定盤（装置本体構造体）を支持するエア
ーマウントの支持力バランスが変化しない。したがっ
て、定盤および鏡筒支持体等の姿勢変動や構造体変形が
生じず高精度な位置決めが行なわれる。 【００５４】また、ステージ移動に伴う装置本体（鏡筒
支持体および定盤）の変形を抑えることができるため、
ウエハの大型化に伴いウエハステージが大型化されても
装置本体の高剛性化、大型化によるコストアップを抑え
ることができる。 【００５５】＜第４実施例＞第４の実施例では、Ｘ方向
に慣性力を付与するための機構をステージとともにＹ方
向ヘ移動可能とし、より効果的に反力を作用させてステ
ージ移動時の振動を軽減させる。 【００５６】図１０は第４実施例による投影露光装置の
概観を表わす図である。また、図１１は図１０のステー
ジ部分の平面図である。図１０、図１１において、図１
および図２と同様の構成には同一の参照番号を付してあ
る。 【００５７】１３ｘ，１３ｙは定盤９に慣性力を付与す
るための質量体、１４ｘ，１４ｙは質量体１３を支持案
内するガイドであり、１４ｘは可動ガイド７に、１４ｙ
は定盤９にそれぞれ固定されている。ここで、定盤９は
ステージベース８と一体となっているため、１４ｙはス
テージベース８に設けても良い。１４ｘは可動ガイド７
に固定されているため、質量体１３ｘおよびガイド１４
ｘ等で構成されるＸ方向慣性力付与機構は、トップステ
ージ５およびＸＹステージ６とともにＹ方向に移動可能
である。このとき質量体Ι３ｘを駆動するときに発生す
る力の作用軸は、トップステージ５およびＸＹステージ
６をＸ方向に駆動するときに発生する力の作用軸と、ベ
ースの基準面に垂直な方向から見たときにほぼ一致する
ように配置されている。また、質量体１３ｙを駆動する
ときに発生する力の作用軸は、トップステージ５、ＸＹ
ステージ６、可動ガイド７およびＸ方向慣性力付与手段
等をＹ方向に駆動するときに発生する力の作用軸と、ベ
ースの基準面に垂直な方向から見たときにほぼ一致する
ように配置されている。どちらの場合も望ましくは、ベ
ースの基準面に水平な方向から見たときにも、ほぼ一致
している方が良い。 【００５８】質量体１３ｘ，１３ｙおよびガイド１４
ｘ，１４ｙで構成される慣性力付与機構の構造は第１実
施例（図３）で説明したとおりである。また、レーザ計
測システム、および制御系についても、第１実施例（図
４、図５）で説明したとおりである。ただし、質量体駆
動用ドライバ１５５は図１１の質量体１３ｘ，１３ｙを
ドライブすることになる。 【００５９】上記構成において、まず露光すべきウエハ
（不図示）をトップステージ５に載置し、不図示の外部
コントローラからＸＹステージ６およびトップステージ
５に駆動信号を与え、上記ウエハを投影レンズ３下の所
定の位置および姿勢に駆動する。ここで、上記ウエハの
Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向および各軸の回転方向（それぞ
れα方向、β方向、θ方向）の目標とする位置に対する
偏差が、レーザ計測システムの出力を基に外部コントロ
ーラにより計算され、各々の駆動部にフィードバックさ
れ、ウエハは所定の位置および姿勢に位置決め制御され
る。露光後、次の所定の位置に移動し露光する動作を繰
り返す。ＸＹステージ６の移動は、所定の速度曲線に倣
うようにコントローラ１５３からリニアモータドライバ
１５６に指令信号が与えられ、リニアモータが前記指令
信号に応じた駆動力を発生することにより行なわれる。
前記駆動力の大きさはＸＹステージ６の質量と所定の加
減速度とで決まる慣性力と等しく、その駆動反力がステ
ージベース８に作用し定盤９に伝わる。このとき、コン
トローラ１５３からは質量駆動用ドライバ１５５に前記
駆動反力を打ち消すように指令信号が与えられ、質量体
１３ｘ，１３ｙが定盤９の変位を極力抑えて駆動され
る。 【００６０】例えば前記駆動信号は次のように求められ
る。図１０においてＸ方向駆動時を想定すると、ＸＹス
テージ６とトップステージ５を駆動するときの反力をＦ
ｘ、質量体１３ｘを駆動するときに発生する反力をＲｘ
とする。力の釣り合い式より反力Ｒｘは以下の式（５）
で表わされる。 【００６１】 【数５】 このとき、質量体１３ｘは可動ガイド７とともにＹ方向
に移動するため、ＦｘとＲｘの作用軸はベースの基準面
に垂直な方向から見たときにほぼ一致している。そのた
め、ＦｘとＲｘの合力による回転トルクは発生しない。
質量体１３ｘの質量をｍｘ、トップステージ５とＸＹス
テージ６を合わせたＸ方向の移動体質量をＭｘとする
と、質量体１３ｘの必要な駆動ストロークｓｘはＸＹス
テージのＸ方向のストロークＳｘに対してＭｘとｍｘの
質量比で決まり、以下の式（６）で表わされる。 【００６２】 【数６】このとき、ｍｘを大きくして質量比Ｍｘ／ｍｘを小さく
し、駆動ストロークｓｘを小さくするほど、質量体１３
ｘを駆動するために必要なエネルギーは小さくすること
が可能である。しかし、この場合は質量体１３ｘを含む
Ｙ方向移動質量は大きくなるため、Ｙ方向の移動に必要
なエネルギーは大きくなる。したがって、Ｍｘとｍｘの
質量比はステージの駆動パターンによって最適に決める
必要がある。例えば、Ｘ方向の移動に対し、Ｙ方向の移
動が多い場合には、ｍｘを小さくしてＹ方向の移動質量
を小さくしたほうが、トータルの駆動エネルギーを小さ
くすることができる。逆に、Ｘ方向の移動に対し、Ｙ方
向の移動が少ない場合には、ｍｘを大きくして質量比Ｍ
ｘ／ｍｘを小さくしたほうが、トータルの駆動エネルギ
ーを小さくすることができる。 【００６３】また、図１１に示すように、Ｙ方向駆動に
ついても同様に、駆動反力をＦｙ１，Ｆｙ２、質量体１
３ｙを駆動して発生させる反力をＲｙとする。したがっ
て反力は以下の式（７）で表わされる。 【００６４】 【数７】 通常Ｆｙ１とＦｙ２の合力の作用軸がＹ方向の移動質量
の重心を通るように、Ｆｙ１とＦｙ２の比率が決定され
る。質量１３ｘを適切に駆動すると、Ｙ方向の移動質量
の重心はほぼ一定に保たれる。そのため、Ｆｙ１とＦｙ
２の比率も一定に保つことができる。このとき、質量体
１３ｙを駆動して発生させる反力Ｒｙの作用軸がＦｙ１
とＦｙ２の合力の作用軸と一致するように、質量体１３
ｙを配置しておくことにより、Ｆｙ１、Ｆｙ２、Ｒｙの
合力による回転トルクは発生しない。 【００６５】質量体１３ｙの質量をｍｙ、トップステー
ジ５とＸＹステージ６と可動ガイド７を合わせたＹ方向
の移動体質量をＭｙとすると、質量体１３ｙの必要な駆
動ストロークｓｙはＸＹステージのＹ方向のストローク
Ｓｙに対する質量比で決まる。必要最大ストロークは以
下の式（８）で表わされる。 【００６６】 【数８】 このとき、ｍｙを大きくして質量比Ｍｙ／ｍｙを小さく
し、駆動ストロークｓｙを小さくするほど、質量体１３
ｙを駆動するために必要なエネルギーは小さくすること
が可能である。 【００６７】以上述べたように、加減速時にステージベ
ース９に作用するＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の大きな
駆動反力は、質量体１３ｘ，１３ｙを反対方向に駆動
し、逆向きの駆動反力を発生させることにより打ち消さ
れ、鏡筒支持体４は揺すられない。また、質量体１３
ｘ，１３ｙをそれぞれＸ方向駆動反力、Ｙ方向駆動反力
の作用軸上に配置することによって、回転トルクの発生
を防止することができる。α方向、β方向のモーメント
反力は基盤に伝わり鏡筒支持体を揺するが、この反力は
他の方向の力に比べ非常に小さい。 【００６８】したがって、エアーマウント１１に支持さ
れた装置全体および装置に搭載された機構系各部の固有
振動が励起されることなく、ウエハステージやレーザ計
測システムおよびフォーカス検出システムに外乱振動が
伝わらない。 【００６９】本実施例によれば、ＸＹステージ６の加減
速時に発生する慣性力に伴い、ステージベース８に伝わ
る大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）を質量体１３
ｘ，１３ｙを駆動し前記反力を打ち消すようにしたこと
により、エアーマウント１１に支持された装置全体およ
び装置に搭載された機構系各部の固有振動が励起される
ことなく、ウエハステージやレーザ計測システムおよび
フォーカス検出システムに外乱振動が伝わらないため、
高速・高精度な位置決めを達成できる。 【００７０】特に、Ｘ方向に慣性力を発生させる慣性力
付与手段がＹ方向に移動可能な構成になっているため、
ステージ移動時に発生する振動を可動ガイドに直接反力
を作用させて軽減させることができる。 【００７１】さらに、ＸＹステージの移動にともない慣
性力付与手段の質量が移動するため、エアーマウントで
支えられている位置決め装置全体の重心位置が一定に保
たれ、ウエハの重ね合わせ精度が向上する。 【００７２】＜第５実施例＞図１２は本発明の第５の実
施例を示す露光装置の正面図である。図１３は図１２の
位置決めステージ装置の上面図である。図中、図１０〜
１１で示す構成と同様のものには同一番号をつけてい
る。 【００７３】図１２において、８１はステージベースを
支持するために３ヶ所あるいはそれ以上の箇所に配置さ
れたエアーマウント（ダンパ）、１２はエアーマウント
１１を介して鏡筒支持体４を支持し、かつエアーマウン
ト８１を介してステージベース８を支持する基台であ
る。慣性力付与機構を構成する所のガイドｌ４ｘは可動
ガイド７に、ガイド１４ｙはステージベース８にそれぞ
れ固定されている。ガイド１４ｘは可動ガイド７に固定
されているため、質量体１３ｘおよび１４ｘ等で構成さ
れるＸ方向の慣性力付与機構は、トップステージ５およ
びＸＹステージ６とともにＹ方向に移動可能である。こ
のとき質量体１３ｘを駆動するときに発生する力の作用
軸は、トップステージ５およびＸＹステージ６をＸ方向
に駆動するときに発生する力の作用軸と、ベースの基準
面に垂直な方向から見たときにほぼ一致するように配置
されている。また、質量体１３ｙを駆動するときに発生
する力の作用軸は、トップステージ５、ＸＹステージ
６、可動ガイド７およびＸ方向慣性力付与手段をＹ方向
に駆動するときに発生する力の作用軸と、ベースの基準
面に垂直な方向から見たときにほぼ一致するように配置
されている。どちらの場合も、ベースの基準面に水平な
方向から見たときにも、ほぼ一致していることが望まし
い。 【００７４】上記構成の露光装置においても第４実施例
と同様にＸＹステージ６およびトップステージ５を所定
の位置に移動するときに加減速に応じて質量体１３（１
３ｘ，１３ｙ）を駆動しステージベース８に直接慣性力
を付与することにより、ステージベース８は揺すられな
い。したがって、エアーマウント８１に支持されたウエ
ハステージの固有振動が励起されることはなく、また鏡
筒支持体４はエアーマウント８１およびエアーマウント
１１によりウエハステージと振動絶縁されているため、
装置機構系各部の固有振動が励起されることもない。こ
のため、レーザ計測システムおよびフォーカス検出シス
テムに外乱振動が伝わらない。 【００７５】本実施例では、鏡筒支持体とウエハステー
ジが別体で構成されている露光装置において、ＸＹステ
ージ６の加減速時に発生する慣性力に伴い、ステージベ
ース８に伝わる大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）
をステージベース８に取り付けられた質量体１３（１３
ｘ、１３ｙ）を駆動し前記反力を打ち消すようにしてい
る。これにより、エアーマウント８１に支持されたウエ
ハステージの固有振動が励起されることなく、また鏡筒
支持体４はエアーマウント８１およびエアーマウント１
１によりウエハステージと振動絶縁されているため、装
置機構系各部の固有振動が励起されることがない。よっ
て、レーザ計測システムおよびフォーカス検出システム
に外乱振動が伝わることがないため、高速・高精度な位
置決めを達成できる。 【００７６】さらに、ＸＹステージの移動にともない慣
性力付与機構の質量が移動するため、エアーマウントで
支えられている位置決め装置全体の重心位置が一定に保
たれ、ウエハの重ね合わせ精度が向上する。 【００７７】＜第６実施例＞図１４は本発明の第６の実
施例を示す位置決めステージ装置の上面図である。図
中、先の図１０、図１１の実施例と同じ部材には同一番
号をつけている。 【００７８】図１４において、１３ｘ１，１３ｘ２，１
３ｙ１，３ｙ２はステージベース８に慣性力を付与する
ための質量体、１４ｘ１，１４ｘ２，１４ｙ１，１４ｙ
２はそれぞれ質量体１３ｘ１，１３ｘ２，１３ｙ１，１
３ｙ２を支持案内するガイドである。このうちのガイド
１４ｘ１，１４ｘ２は可動ガイド７に固定されており、
質量体１３ｘ１，１３ｘ２およびガイド１４ｘ１，１４
ｘ２等で構成されるＸ方向慣性力付与手段は、トップス
テージ５およびＸＹステージ６とともにＹ方向に移動可
能である。 【００７９】質量体１３ｘ１，１３ｘ２を移動させるた
めの駆動力の作用軸は、トップステージ５およびＸＹス
テージ６をＸ方向に移動させる駆動力の作用軸と、ベー
スの基準面に垂直な方向から見たときにほぼ一致するよ
うに配置されている。また、質量体１３ｙ１，１３ｙ２
を移動させるための駆動力の作用軸は、トップステージ
５、ＸＹステージ６、可動ガイド７およびＸ方向慣性力
付与機構等をＹ方向に駆動するときの駆動力の作用軸
と、ベースの基準面に垂直な方向から見たときにほぼ一
致するように配置されている。どちらの場合も望ましく
は、ベースの基準面に水平な方向から見たときにも、ほ
ぼ一致している方が良い。 【００８０】上記構成において、ＸＹステージをＸ方向
に駆動するときに発生する駆動反力を打ち消すために質
量体１３ｘ１，１３ｘ２を駆動してＸ方向に沿ってＸＹ
ステージとは反対方向に移動させる。一方、ＸＹステー
ジをＹ方向に駆動するときは質量体１３ｙ１，１３ｙ２
を駆動してＹ方向に沿ってＸＹステージとは反対方向に
移動させる。 【００８１】本実施例によれば、質量体１３ｘ１，１３
ｘ２を可動ガイド７の両脇に配置することにより、質量
体駆動時の力の作用軸とトップステージ５およびＸＹス
テージ６駆動時の力の作用軸とをほぼ一致させることが
できる。また、複数個の慣性力付与手段によって質量体
の配置の制約を軽減させ、設計上の自由度を高めてい
る。 【００８２】さらに、ＸＹステージの移動にともない慣
性力付与機構の質量が移動するため、エアーマウントで
支えられている位置決め装置全体の重心位置が一定に保
たれ、ウエハの重ね合わせ精度が向上する。 【００８３】また、質量体１３ｙ１，１３ｙ２を左右対
称的に配置することにより、複数の各エアーマウント８
１にかかる荷重負荷を分散して、特定のエアーマウント
に過大な荷重がかかることを防ぐことができる。 【００８４】＜第７実施例＞第７の実施例では、前述の
Ｘ方向およびＹ方向に慣性力を付与するための直動慣性
力付与機構の他に、回転慣性力を付与するための回転慣
性力付与機構を設け、より効果的に反力を作用させてス
テージ移動時の振動を軽減させる。 【００８５】図１５は本発明の第７実施例を示す露光装
置の正面図である。図１６は図１５における位置決めス
テージ装置の上面図である。図中、図１〜４で示す構成
と同様のものには同一番号をつけている。 【００８６】図において、１３（１３ｘ，１３ｙ）は定
盤９に慣性力を付与するための質量体、１４（１４ｘ，
１４ｙ）は質量体１３を支持案内するガイドであり、定
盤９に固定されている。 【００８７】３５は定盤９に回転慣性力を付与するため
の回転質量体、３６は回転質量体３５を支持案内するガ
イドであり、定盤９に固定されている。回転質量体３５
を駆動するモータ（不図示）は、回転トルクのみを発生
させ、並進力は発生させないものが望ましい。そのた
め、回転質量体３５を駆動するモータとしては、例えば
電磁力を用いて非接触にトルクを発生させられるものが
好ましい。 【００８８】質量体１３ｘ，１３ｙおよびガイド１４
ｘ，１４ｙで構成される慣性力付与機構の構造は第１実
施例（図３）で説明した通りである。また、レーザ計測
システム、および制御系についても、第１実施例（図
４、図５）で説明した通りである。ただし、質量体駆動
用ドライバによる質量体１３ｘ，１３ｙおよび３５のド
ライブ方法については後述する。 【００８９】上記構成において、まず露光すべきウエハ
（不図示）をトップステージ５に載置し、不図示の外部
のコントローラからＸＹステージ６およびトップステー
ジ５に駆動信号を与え、上記ウエハを投影レンズ３下の
所定の位置および姿勢に駆動する。ここで、上記ウエハ
のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向および各軸の回転方向（それ
ぞれα方向、β方向、θ方向）の目標とする位置に対す
る偏差が、レーザ計測システムの出力を基に外部のコン
トローラにより計算され、各々の駆動部にフィードバッ
クされ、ウエハは所定の位置、姿勢に位置決め制御され
る。そして露光後、次の所定の位置に移動し露光すると
いう動作を繰り返す。ＸＹステージ６の移動は、所定の
速度曲線に倣うように図５のコントローラ１５３からリ
ニアモータドライバ１５６に指令信号が与えられ、リニ
アモータが前記指令信号に応じた駆動力を発生すること
により行なわれる。前記駆動力の大きさはＸＹステージ
６の質量と所定の加減速度とで決まる慣性力と等しく、
その駆動反力がステージベース８に作用し定盤９に伝わ
る。このとき、コントローラ１５３からは質量体駆動用
ドライバ１５５に前記駆動反力を打ち消すように指令信
号が与えられ、質量体１３ｘ，１３ｙ，３５が定盤９の
変位を極力小さくなるように駆動される。 【００９０】例えば、前記駆動信号（駆動反力を打ち消
すための指令信号）は次のように求められる。図１７に
おいて、Ｘ方向駆動時を想定する。ＸＹステージ６とト
ップステージ５を駆動するときの反力をＦｘ、質量体１
３ｘを駆動するときに発生する反力をＲｘ、質量体３５
を回転させるときに発生する反力トルクをＴθとし、定
盤９と定盤９上に設置されて駆動反力を受けるすべての
ものを合わせた重心をＧとし、重心Ｇから可動ガイド上
のリニアモータ固定子２２の中心までの距離をＬｘ、重
心Ｇから質量体１３ｘを駆動するリニアモータ固定子５
３の中心までの距離をｌｘとすると、各力の作用点間の
距離Ｌｘ、ｌｘは予め求められ、力の釣合い式とモーメ
ントの釣合い式より反力Ｒｘ、Ｔθは次式（９）で表わ
される。 【００９１】 【数９】 質量体１３ｘの質量をｍｘ、トップステージ５とＸＹス
テージ６を合わせたＸ方向の移動体質量をＭｘとする
と、質量体１３ｘの必要な駆動ストロークｓｘはＸＹス
テージ６のＸ方向のストロークＳｘに対する質量比で決
まる。必要最大ストロークは次式（１０）で表わされ
る。 【００９２】 【数１０】 また、図１８に示すように、Ｙ方向駆動についても同様
に、駆動反力をＦｙ１、Ｆｙ２、質量体１３ｙを駆動し
て発生させる反力をＲｙ、重心Ｇから各力の作用点まで
の距離をＬｙ１、Ｌｙ２、ｌｙとする。質量体３５を回
転させるときに発生する反力トルクをＴθとすると、反
力Ｒｙ、Ｔθは次式（１１）で表わされる。 【００９３】 【数１１】 質量体１３ｙの質量をｍｙ、トップステージ５とＸＹス
テージ６と可動ガイド７をあわせたＹ方向の移動体質量
をＭｙとすると、質量体１３ｙの必要な駆動ストローク
ｓｙはＸＹステージ６のＹ方向のストロークＳｙに対す
る質量比で決まる。必要最大ストロークは次式（１２）
で表わされる。 【００９４】 【数１２】 また、質量体１３ｘ，１３ｙの作用軸が重心Ｇ上にある
と、ｌｘ、ｌｙが０となり、反力トルクＴθの計算が容
易となる。 【００９５】以上述べたように、加減速時にステージベ
ース９に作用するＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の大きな
駆動反力は、質量体１３ｘ，１３ｙ，３５を反対方向に
駆動し逆向きの駆動反力を発生させることにより打ち消
され、鏡筒支持体４は揺すられない。α方向、β方向の
モーメント反力は定盤９に伝わり鏡筒支持体４を揺する
が、この反力は他の方向の力に比べ非常に小さい。 【００９６】したがって、エアーマウント１１に支持さ
れた装置全体および装置に搭載された機構系各部の固有
振動が励起されることなく、ウエハステージやレーザ計
測システムおよびフォーカス検出システムに外乱振動が
伝わらない。 【００９７】本実施例によれば、ＸＹステージ６の加減
速時に発生する慣性力に伴い、ステージベース８に伝わ
る大きな反力（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）を、定盤９に
取り付けられた質量体１３ｘ，１３ｙ，３５を駆動し前
記反力を打ち消すようにしたことにある。これによれ
ば、エアーマウント１１に支持された装置全体および装
置に搭載された機構系各部の固有振動が励起されること
なく、ウエハステージやレーザ計測システムおよびフォ
ーカス検出システムに外乱振動が伝わらないため、高速
・高精度な位置決めを達成できる。 【００９８】さらに、ＸＹステージ６が移動するとステ
ージ自体の重量で、複数のエアーマウント１１の支持力
の配分が変化するが、慣性力付与手段の質量体がステー
ジの重心移動を打ち消す。したがって、鏡筒支持体４お
よび定盤９（装置本体構造体）を支持するエアーマウン
ト１１の支持力バランスが変化しない。したがって、定
盤９および鏡筒支持体４の姿勢変動や構造体変形が生じ
ず高精度な位置決めが行なわれる。 【００９９】また、ステージ移動に伴う装置本体（鏡筒
支持体および定盤）の変形を抑えることができるため、
ウエハの大型化に伴いウエハステージが大型化されても
装置本体の高剛性化、大型化によるコストアップを抑え
ることができる。 【０１００】＜第８実施例＞図１９は本発明の第８の実
施例に係る露光装置の正面図である。同図において、前
述の第７実施例と同じ部材には同一番号をつけている。
図１９において、８１はステージベース８を支持するた
めに３ヵ所あるいはそれ以上の箇所に配置されたエアー
マウント、１２はエアーマウント１１を介して鏡筒支持
体４を支持し、且つエアーマウント８１を介してステー
ジベース８を支持する基台である。慣性力付与手段を構
成するところのガイド１４ｘ，１４ｙ，３６はステージ
ベース８に固定されている。 【０１０１】上記構成の露光装置においても、第７実施
例と同様にＸＹステージ６およびトップステージ５を所
定の位置に移動するときの加減速に応じて質量体１３
（１３ｘ，１３ｙ）、３５を駆動しステージベース８に
直接慣性力を付与することにより、ステージベース８は
揺すられない。したがって、エアーマウント８１に支持
されたウエハステージの固有振動が励起されることはな
く、また鏡筒支持体４はエアーマウント８１およびエア
ーマウント１１によりウエハステージと振動絶縁されて
いるため、装置機構系各部の固有振動が励起されること
もない。このため、レーザ計測システムおよびフォーカ
ス検出システムに外乱振動が伝わらない。 【０１０２】本実施例によれば、鏡筒支持体４とウエハ
ステージ８が別体で構成構成されている露光装置におい
て、ＸＹステージ６の加減速時に発生する慣性力に伴
い、ステージベース８に伝わる大きな反力（Ｘ方向、Ｙ
方向、θ方向）を、ステージベース８に取り付けられた
質量体１３（１３ｘ，１３ｙ）、３５を駆動して打ち消
すようにしたことにある。これによれば、エアーマウン
ト８１に支持されたウエハステージの固有振動が励起さ
れることがない。また鏡筒支持体４はエアーマウント８
１およびエアーマウント１１によりウエハステージと振
動絶縁されているため、装置機構系各部の固有振動が励
起されることがない。したがって、レーザ計測システム
およびフォーカス検出システムに外乱振動が伝わらず、
高速・高精度な位置決めを達成できる。 【０１０３】＜第９実施例＞図２０は本発明の第９の実
施例に係る露光装置のステージ部分の上面図である。こ
の図において、前述の実施例と同じ部材には同一番号を
つけている。図２０において、１３ｘ１，１３ｘ２，１
３ｙ１，１３ｙ２，３５はステージべース８に慣性力を
付与するための質量体、１４ｘ１，１４ｘ２，１４ｙ
１，１４ｙ２，３６は質量体１３ｘ１、１３ｘ２、１３
ｙ１、１３ｙ２、３５を支持案内するガイドでありステ
ージべース８に固定されている。 【０１０４】上記構成において、ＸＹステージをＸ方向
に駆動するときに発生する駆動反力を打ち消すときは、
質量体１３ｘ１、１３ｘ２および３５を駆動し、ＸＹス
テージをＹ方向に駆動するときは質量体１３ｙ１、１３
ｙ２および３５を駆動することにより、第８実施例と同
等の効果が得られる。 【０１０５】本実施例によれば、質量体１３ｘ１，１３
ｘ２，１３ｙ１，１３ｙ２を対称に配置したことにあ
り、これによれば、エアーマウント８にかかる負荷を一
定にし、特定のエアーマウントに過大な荷重が架かるの
を防ぐことができる。 【０１０６】＜第１０実施例＞図２１は、本発明の第１
０の実施例に係る露光装置のステージ部分の上面図であ
る。同図において、前述の実施例と同じ部材には同一番
号をつけている。図２１において、１３ｘ１，１３ｘ
２，１３ｙ１，１３ｙ２，３５はステージべース８に慣
性力を付与するための質量体、１４ｘ１，１４ｘ２，１
４ｙ１，１４ｙ２，３６は質量体１３ｘ１，１３ｘ２，
１３ｙ１，１３ｙ２，３５を支持案内するガイドであり
ステージべース８に固定されている。 【０１０７】上記構成において、ＸＹステージをＸ方向
に駆動するときに発生する駆動反力を打ち消すときは、
質量体１３ｘ１、１３ｘ２および３５を駆動し、ＸＹス
テージをＹ方向に駆動するときは質量体１３ｙ１、１３
ｙ２および３５を駆動することにより、第８実施例と同
等の効果が得られる。 【０１０８】本実施例によれば、装置全体の大きさを大
きくすることなく、質量体１３ｘ１，１３ｘ２，１３ｙ
１，１３ｙ２の移動ストロークを長くし、質量体１３ｘ
１，１３ｘ２，１３ｙ１，１３ｙ２質量を軽くしたこと
にある。これによれば、装置全体の質量を軽量化するこ
とができる。 【０１０９】 【デバイス生産方法の実施例】次に上記説明した露光装
置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図２２は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設
計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２
（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスク
を製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステ
ップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意
したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によっ
てウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作
製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ス
テップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行な
う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これ
が出荷（ステップ７）される。 【０１１０】図２３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明したアライメント装置
を有する露光装置によってマスクの回路パターンをウエ
ハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光した
ウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現
像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９
（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となった
レジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行な
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。本実施例ではこの繰り返しの各プロセスにおい
て、上記述べたように慣性力付与手段を適切に駆動制御
するすることで、プロセスに影響を受けず正確な位置合
わせを可能としている。本実施例の生産方法を用いれ
ば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コ
ストに製造することができる。 【０１１１】 【効果の説明】以上のように、上記各実施例によれば、
ステージの移動加速度による加振力は、リニアモータを
用いた慣性力付与機構により打ち消されるため、装置全
体および装置に搭載される機構系の固有振動が励起され
ることがない。したがって、ステージに搭載されたウエ
ハの投影レンズに対する位置決めを高速、 高精度に行な
うことができる。 【０１１２】また、上記実施例では、ステージおよび質
量体の駆動にリニアモータを用いている。そのためボー
ルねじのような、ふれ回りが生じず、定盤やステージに
回転モーメントが伝達されず、外乱振動が軽減されるた
め、高速・高精度な露光を行なうことができる。さら
に、ステージおよび質量体とも、非接触駆動が可能であ
るため、ボールねじの場合に起きがちな固有振動による
残留振動を抑えることができる。また、ステージの駆動
手段と質量体の駆動手段が、ともにリニアモータである
ため、異種の駆動手段では打ち消すことが困難であった
微小な振動も容易に相殺することができる。 【０１１３】また、ステージが移動するとステージ自体
の重量で複数の振動除去機構の支持力の配分が変化する
が、慣性力付与機構の質量体がステージの重心移動を打
ち消す。したがって、定盤を支持する振動除去機構の支
持力バランスが変化しない。したがって、定盤およびそ
れらに搭載されているウエハや投影光学系の姿勢変動や
構造体変形が生じず高精度な位置決めが行なわれる。 【０１１４】また、ステージ移動に伴う装置本体の変形
を抑えることができるため、ウエハの大型化に伴いステ
ージが大型化されても装置本体の高剛性化、大型化によ
るコストアップを抑えることができる。以上のように、
所定の方向に所望の慣性力を発生させる慣性力付与機構
により、ステージの移動加速度による振動の励起を当該
所定方向に関して打ち消すことができる。また、慣性力
付与機構に質量体の移動を利用しているため、ステージ
の移動加速度による慣性力を軽減するほかに、ステージ
の重心位置の変化も打ち消す効果がある。特に、第４〜
６実施例によれば、第２方向に慣性力を発生させる慣性
力付与機構がステージとともに第１の方向に移動可能な
構成になっている。このため、ステージの第２方向への
移動時に発生する振動を可動ガイドに直接反力を作用さ
せて軽減させることができる。したがって、位置決め装
置の高速・高精度な位置決めを行なうことができる。 【０１１５】また、回転モーメントを発生するための回
転慣性力付与手段により、モーメント反力を容易に打ち
消すことができる。したがって、エアーマウントに支持
された装置全体および装置に搭載された機構系各部の固
有振動が励起されることなく、ウエハステージやレーザ
計測システムおよびフォーカスシステムに外乱が伝達さ
れないため、高速・高精度な位置決めを達成できる。 【０１１６】また、二次元のステージの移動加速度によ
る加振力は、慣性力付与機構により打ち消されるため、
装置全体および装置に搭載される機構系の固有振動が励
起されることがない。したがって、ステージの露光用光
学系等に対する高速・高精度な位置決めを行なうことが
できる。 【０１１７】また、慣性力付与機構を複数設置すること
で、慣性力付与機構の配置に対する設計上の自由度を上
げることができ、ステージ駆動機構の力作用軸と慣性力
付与機構の力作用軸とを略一致させることが容易にな
る。 【０１１８】さらに、慣性力付与機構の質量体がステー
ジの重心移動を打ち消すので、鏡筒支持体および基盤
（装置本体構造）を支持するエアーマウントの支持力の
バランスが変化しない。したがって、位置決め装置全体
および鏡筒支持体の姿勢変動や構造体変形が生じず、高
精度な半導体露光装置が実現する。本発明は、本発明の
精神と観点を外れない範囲で種々変更することができ、
クレームに限定される以外、特定の実施例に限定される
ものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例に係る投影露光装置を
表わす正面図である。 【図２】 図１に示した投影露光装置におけるウエハ搭
載ステージ部分の上面図である。 【図３】 図１に示した投影露光装置の質量体およびそ
のガイド部分の詳細構成を示す図である。 【図４】 図１に示した投影露光装置におけるレーザ計
測システムの配置を説明する図である。 【図５】 図１に示した投影露光装置の制御系の構成を
示すブロック図である。 【図６】 図１に示した投影露光装置のウエハ搭載ステ
ージ部分における、Ｘ方向の作用、反作用を説明する図
である。 【図７】 図１に示した投影露光装置のウエハ搭載ステ
ージ部分における、Ｙ方向の作用、反作用を説明する図
である。 【図８】 本発明の第２の実施例に係る投影露光装置を
表わす正面図である。 【図９】 本発明の第３の実施例に係るウエハ搭載ステ
ージ部分の上面図である。 【図１０】 本発明の第４の実施例に係る投影露光装置
を表わす正面図である。 【図１１】 図１０に示した投影露光装置におけるウエ
ハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図１２】 本発明の第５の実施例に係る投影露光装置
を表わす正面図である。 【図１３】 図１２に示した投影露光装置におけるウエ
ハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図１４】 本発明の第６の実施例に係る投影露光装置
のウエハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図１５】 本発明の第７の実施例に係る投影露光装置
を表わす正面図である。 【図１６】 図１５に示した投影露光装置におけるウエ
ハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図１７】 図１５に示した投影露光装置のウエハ搭載
ステージ部分における、Ｘ方向の作用、反作用を説明す
る図である。 【図１８】 図１５に示した投影露光装置のウエハ搭載
ステージ部分における、Ｙ方向の作用、反作用を説明す
る図である。 【図１９】 本発明の第８の実施例に係る投影露光装置
を表わす正面図である。 【図２０】 本発明の第９の実施例に係る投影露光装置
を表わすウエハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図２１】 本発明の第１０の実施例に係る投影露光装
置を表わすウエハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図２２】 第１〜１０実施例で説明した投影露光装置
を適用できるデバイス製造工程を説明する図である。 【図２３】 第１〜１０実施例で説明した投影露光装置
を適用できるデバイス製造工程を説明する図である。 【図２４】 従来の投影露光装置を表わす上面図であ
る。 【符号の説明】 １：照明部、２：レチクル、３：投影レンズ、４：鏡筒
支持体、５：トップステージ、６：ＸＹステージ、７：
可動ガイド、８：ステージベース、９：定盤、１１，８
１：エアーマウント、１２：基台、１３（１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄ），１１３（１１３ａ，１１３ｂ，
１１３ｃ，１１３ｄ）：質量体、１４（１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄ），１１４（１１４ａ，１１４ｂ，
１１４ｃ，１１４ｄ）：ガイド、１６ａ：フォーカス検
出部の投光部、１６ｂ：フォーカス検出部の受光部、２
２，２２ａ，２２ｂ，５３：リニアモータ固定子、２４
ａ，２４ｂ，５２：リニアモータ可動子、３５：回転質
量体、３６：回転質量体ガイド、１５５：質量体駆動用
ドライバ、１５６：リニアモータドライバ。
表わす正面図である。 【図２】 図１に示した投影露光装置におけるウエハ搭
載ステージ部分の上面図である。 【図３】 図１に示した投影露光装置の質量体およびそ
のガイド部分の詳細構成を示す図である。 【図４】 図１に示した投影露光装置におけるレーザ計
測システムの配置を説明する図である。 【図５】 図１に示した投影露光装置の制御系の構成を
示すブロック図である。 【図６】 図１に示した投影露光装置のウエハ搭載ステ
ージ部分における、Ｘ方向の作用、反作用を説明する図
である。 【図７】 図１に示した投影露光装置のウエハ搭載ステ
ージ部分における、Ｙ方向の作用、反作用を説明する図
である。 【図８】 本発明の第２の実施例に係る投影露光装置を
表わす正面図である。 【図９】 本発明の第３の実施例に係るウエハ搭載ステ
ージ部分の上面図である。 【図１０】 本発明の第４の実施例に係る投影露光装置
を表わす正面図である。 【図１１】 図１０に示した投影露光装置におけるウエ
ハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図１２】 本発明の第５の実施例に係る投影露光装置
を表わす正面図である。 【図１３】 図１２に示した投影露光装置におけるウエ
ハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図１４】 本発明の第６の実施例に係る投影露光装置
のウエハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図１５】 本発明の第７の実施例に係る投影露光装置
を表わす正面図である。 【図１６】 図１５に示した投影露光装置におけるウエ
ハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図１７】 図１５に示した投影露光装置のウエハ搭載
ステージ部分における、Ｘ方向の作用、反作用を説明す
る図である。 【図１８】 図１５に示した投影露光装置のウエハ搭載
ステージ部分における、Ｙ方向の作用、反作用を説明す
る図である。 【図１９】 本発明の第８の実施例に係る投影露光装置
を表わす正面図である。 【図２０】 本発明の第９の実施例に係る投影露光装置
を表わすウエハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図２１】 本発明の第１０の実施例に係る投影露光装
置を表わすウエハ搭載ステージ部分の上面図である。 【図２２】 第１〜１０実施例で説明した投影露光装置
を適用できるデバイス製造工程を説明する図である。 【図２３】 第１〜１０実施例で説明した投影露光装置
を適用できるデバイス製造工程を説明する図である。 【図２４】 従来の投影露光装置を表わす上面図であ
る。 【符号の説明】 １：照明部、２：レチクル、３：投影レンズ、４：鏡筒
支持体、５：トップステージ、６：ＸＹステージ、７：
可動ガイド、８：ステージベース、９：定盤、１１，８
１：エアーマウント、１２：基台、１３（１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄ），１１３（１１３ａ，１１３ｂ，
１１３ｃ，１１３ｄ）：質量体、１４（１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄ），１１４（１１４ａ，１１４ｂ，
１１４ｃ，１１４ｄ）：ガイド、１６ａ：フォーカス検
出部の投光部、１６ｂ：フォーカス検出部の受光部、２
２，２２ａ，２２ｂ，５３：リニアモータ固定子、２４
ａ，２４ｂ，５２：リニアモータ可動子、３５：回転質
量体、３６：回転質量体ガイド、１５５：質量体駆動用
ドライバ、１５６：リニアモータドライバ。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ
Ｂ２３Ｑ 1/14 Ｂ
1/30
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基準面を有する定盤と、移動可能なステ
ージと、該ステージを所定方向へ移動させる第１リニア
モータと、慣性力を発生させる慣性力付与手段とを備
え、 該慣性力付与手段は、質量体と、該質量体を支持するガ
イドと、該質量体を移動させる第２リニアモータと、該
第２リニアモータを制御する制御手段とを含むことを特
徴とする位置決め装置。 【請求項２】 前記慣性力付与手段は、前記定盤に働く
力を打ち消すように定盤に対して慣性力を付与すること
を特徴とする請求項１記載の位置決め装置。 【請求項３】 前記慣性力付与手段は、前記ステージの
移動に応じた慣性力の作用平面近傍に配置されることを
特徴とする請求項１または２記載の位置決め装置。 【講求項４】 前記慣性力付与手段は、複数の質量体を
含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記
載の位置決め装置。 【請求項５】 前記ガイドが静圧軸受を有することを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の位置決め
装置。 【請求項６】 前記第１リニアモータの力作用軸と、前
記慣性力付与手段の力作用軸とが、実質的に一致してい
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載
の位置決め装置。 【請求項７】 前記質量体が筒形状を有することを特徴
とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の位置決め装
置。 【請求項８】 定盤上で第１方向に移動可能な第１移動
体と、第１方向に直交する第２方向に移動可能な第２移
動体とを含み、２軸方向に移動可能なステージと、 該第１移動体を第１方向へ移動させる第１移動手段と、 該第２移動体を第２方向に移動させる第２移動手段と、 慣性力を発生させる第１慣性力付与手段とを有し、 該第１慣性力付与手段は、該第１移動体と共に第１方向
に移動し且つ第２方向に所望の慣性力を発生することを
特徴とする位置決め装置。 【請求項９】 前記第１慣性力付与手段は、質量体と、
該質量体を支持案内するガイドと、該質量体を移動させ
る質量体移動手段と、該質量体移動手段を制御する制御
手段とを具備し、 前記第２移動体と反対方向へ該質量体を第２方向に移動
し、前記第２移動体の移動によって生じる慣性力を打ち
消すことを特徴とする請求項８記載の位置決め装置。 【請求項１０】 前記ガイドが静圧軸受を有することを
特徴とする請求項８または９記載の位置決め装置。 【請求項１１】 前記移動手段はリニアモータを有する
ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載
の位置決め装置。 【請求項１２】 前記第２移動手段の力作用軸と、前記
第１慣性力付与手段の力作用軸とが、前記定盤の基準面
に垂直な方向から見た時にほぼ一致していることを特徴
とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の位置決め
装置。 【請求項１３】 前記定盤に配置され、前記第１方向へ
の所望の慣性力を付与するための第２慣性力付与手段を
更に含むことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１
つに記載の位置決め装置。 【請求項１４】 前記第１移動手段の力作用軸と、前記
第２慣性力付与手段の力作用軸とが、前記基準面に垂直
な方向から見た時にほぼ一致していることを特徴とする
請求項１３記載の位置決め装置。 【請求項１５】 前記第１および第２慣性力付与手段
は、前記第１もしくは第２移動体の移動に伴う重心位置
変化または慣性力が軽減するように、該第１もしくは第
２移動体の移動とほぼ同時に、慣性力付与のための質量
体を移動させることを特徴とする請求項１３または１４
記載の位置決め装置。 【請求項１６】 前記第１および第２慣性力付与手段の
少なくとも一方が複数の質量体を含むことを特徴とする
請求項８〜１５のいずれか１つに記載の位置決め装置。 【請求項１７】 前記第１および第２移動体の位置情報
または加速度情報を得るための計測手段を更に備え、 前記第１および第２慣性力付与手段は、前記計測手段で
得られた情報に基づいて慣性力を付与するための質量体
の移動を制御することを特徴とする請求項８〜１６のい
ずれか１つに記載の位置決め装置。 【請求項１８】 前記計測手段は、レーザ干渉計を有す
ることを特徴とする請求項８〜１７のいずれか１つに記
載の位置決め装置。 【請求項１９】 基準面を有する定盤と、移動可能なス
テージと、該ステージを所定方向へ移動させる移動手段
と、力を発生する力付与手段とを有し、 該力付与手段は、並進慣性力を発生するための並進慣性
力付与手段と、回転モーメントを発生するための回転力
付与手段を有することを特徴とする位置決め装置。 【請求項２０】 前記並進慣性力付与手段と前記回転力
付与手段の少なくとも一方により、前記定盤に生じる力
を打ち消すように定盤に対して力を付与することを特徴
とする請求項１９記載の位置決め装置。 【請求項２１】 前記並進慣性力付与手段は、質量体
と、該質量体を支持案内するガイドと、該質量体を移動
させる質量体移動手段と、この質量体移動手段を制御す
る制御手段とを具備することを特徴とする請求項１９ま
たは２０記載の位置決め装置。 【請求項２２】 前記並進慣性力付与手段のガイドは、
静圧空気軸受を有することを特徴とする請求項１９〜２
１のいずれか１つに記載の位置決め装置。 【請求項２３】 前記移動手段は、リニアモータである
ことを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１つに記
載の位置決め装置。 【請求項２４】 前記回転力付与手段は、前記ステージ
および前記並進慣性力付与手段の加減速に応じて前記定
盤に作用する回転トルクを打ち消すように駆動制御され
ることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか１つに
記載の位置決め装置。 【請求項２５】 前記回転力付与手段は、回転質量体
と、該回転質量体を支持案内するガイドと、該回転質量
体を回転させる回転質量体回転手段と、この回転質量体
回転手段を制御する制御手段とを具備することを特徴と
する請求項１９〜２４のいずれか１つに記載の位置決め
装置。 【請求項２６】 前記回転力付与手段のガイドは、静圧
軸受を有することを特徴とする請求項２５のいずれか１
つに記載の位置決め装置。 【請求瑣２７】 前記回転質量体の回転軸は、前記定盤
の基準面と直交することを特徴とする請求項２５または
２６記載の位置決め装置。 【請求項２８】 請求項１〜２７のいずれか１つに記載
の位置決め装置をウエハステージに用いたことを特徴と
する露光装置。 【請求項２９】 前記定盤が、床に除振手段を介して配
置され、該定盤上に投影光学系が搭載されていることを
特徴とする請求項２８記載の露光装置。 【請求項３０】 前記定盤が、床に除振手段を介して配
置され、投影光学系は該除振手段とは別の除振手段を介
して床に設置されたほかの定盤上に搭載されていること
を特徴とする請求項２８記載の露光装置。 【請求項３１】 請求項２８〜３０のいずれか１つに記
載の露光装置を用意するステップと、ウエハにレチクル
パターンを転写するステップを有することを特徴とする
デバイス製造方法。 【請求項３２】 ウエハに露光された部分を現像するス
テップと、ウエハ上に形成されたチップを切り離すステ
ップとを更に有することを特徴とする請求項３１記載の
デバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11589098A JP3963410B2 (ja) | 1997-04-22 | 1998-04-13 | 位置決め装置およびこれを用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11740997 | 1997-04-22 | ||
| JP26866597 | 1997-10-01 | ||
| JP36672197 | 1997-12-26 | ||
| JP9-268665 | 1997-12-26 | ||
| JP9-117409 | 1997-12-26 | ||
| JP9-366721 | 1997-12-26 | ||
| JP11589098A JP3963410B2 (ja) | 1997-04-22 | 1998-04-13 | 位置決め装置およびこれを用いた露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11243132A true JPH11243132A (ja) | 1999-09-07 |
| JP3963410B2 JP3963410B2 (ja) | 2007-08-22 |
Family
ID=27470297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11589098A Expired - Fee Related JP3963410B2 (ja) | 1997-04-22 | 1998-04-13 | 位置決め装置およびこれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3963410B2 (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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