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JP2000077313A - Stage device and exposure device - Google Patents

Stage device and exposure device

Info

Publication number
JP2000077313A
JP2000077313A JP10248902A JP24890298A JP2000077313A JP 2000077313 A JP2000077313 A JP 2000077313A JP 10248902 A JP10248902 A JP 10248902A JP 24890298 A JP24890298 A JP 24890298A JP 2000077313 A JP2000077313 A JP 2000077313A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
plate
control
mask
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10248902A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Saeki
和明 佐伯
Tomohide Hamada
智秀 浜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10248902A priority Critical patent/JP2000077313A/en
Priority to TW088111325A priority patent/TW429414B/en
Priority to KR1019990032803A priority patent/KR100614013B1/en
Priority to US09/372,343 priority patent/US6744511B1/en
Publication of JP2000077313A publication Critical patent/JP2000077313A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステージの制御性能を向上させる。 【解決手段】 第1ステージPSTは、駆動機構16の
可動部16bが設けられた第1部分22と、物体Pを保
持する第2部分19とを有し、駆動機構16によってY
軸方向に駆動される。制御装置11では、第1部分19
の位置を計測する干渉計24の計測結果に基づいて駆動
機構16を介して物体19の位置を制御する。このた
め、第1部分22と第2部分19との間に何らかの原因
により機械的な固有振動が生じても、第1ステージの位
置を制御する位置制御系内には、機械的な固有振動が共
振モードとして含まれないことから、そのステージ制御
系の応答帯域を広げることができる。従って、機械的固
有振動の影響を回避して第1ステージの制御性能を向上
させることができる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To improve the control performance of a stage. SOLUTION: A first stage PST has a first part 22 provided with a movable part 16b of a driving mechanism 16 and a second part 19 holding an object P.
Driven in the axial direction. In the control device 11, the first part 19
The position of the object 19 is controlled via the drive mechanism 16 based on the measurement result of the interferometer 24 for measuring the position of the object 19. For this reason, even if mechanical natural vibration occurs between the first part 22 and the second part 19 for some reason, mechanical natural vibration is not generated in the position control system that controls the position of the first stage. Since it is not included as a resonance mode, the response band of the stage control system can be expanded. Therefore, the control performance of the first stage can be improved by avoiding the influence of mechanical natural vibration.

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、ステージ装置及び
露光装置に係り、さらに詳しくは、液晶ディスプレイパ
ネル、集積回路、薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造す
るためのリソグラフィ工程で用いられる露光装置及びこ
の露光装置に好適なステージ装置に関する。
The present invention relates to a stage apparatus and an exposure apparatus, and more particularly, to an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing devices such as a liquid crystal display panel, an integrated circuit, and a thin-film magnetic head. The present invention relates to a stage device suitable for an exposure device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、液晶ディスプレイパネル、集
積回路等を製造するためのリソグラフィ工程では、マス
クのパターンを基板上に転写する種々の露光装置が用い
られている。例えば、液晶用の露光装置としては、ステ
ップ・アンド・リピート方式の静止露光型の投影露光装
置(いわゆる液晶ステッパ)や、マスクステージとプレ
ートステージとを投影光学系に対して同一方向に走査し
て、マスクのパターンをプレート(ガラス基板)上に転
写する一括転写方式の走査型露光装置などの投影露光装
置が主として用いられている。また、最近では、液晶デ
ィスプレイパネルの大型化、これに伴うプレートの大型
化等に対応してステッパと同様に1枚のプレートに対し
て複数ショットの露光を行うが、ステッパに比べて大面
積の露光が可能なステップ・アンド・スキャン方式の走
査型露光装置(スキャニング・ステッパ)も開発されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing a liquid crystal display panel, an integrated circuit or the like, various exposure apparatuses for transferring a mask pattern onto a substrate have been used. For example, as an exposure apparatus for liquid crystal, a step-and-repeat type static exposure type projection exposure apparatus (a so-called liquid crystal stepper), or a method in which a mask stage and a plate stage are scanned in the same direction with respect to a projection optical system. A projection exposure apparatus such as a batch transfer type scanning exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a plate (glass substrate) is mainly used. Recently, in response to the enlargement of the liquid crystal display panel and the accompanying increase in the size of the plate, a single plate is exposed to a plurality of shots in the same manner as a stepper. A step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) capable of exposure has also been developed.

【0003】図5には、上記の一括転写方式(あるいは
ステップ・アンド・スキャン方式)の走査型露光装置
が、ステージ系を中心として示され、図6には、この図
5の制御装置(コントローラ)101を中心として構成
されるステージ制御装置の構成が示されている。
FIG. 5 shows a scanning exposure apparatus of the above-described batch transfer type (or step-and-scan type) focusing on a stage system. FIG. 6 shows a control unit (controller) of FIG. 2) shows a configuration of a stage control device mainly composed of 101.

【0004】図5において、マスクステージMSTとプ
レートステージPSTとは、投影光学系PLを保持する
本体コラム102を構成する上部定盤102a及び下部
定盤102b上に不図示のエアパッドをそれぞれ介して
支持され、リニアモータ104、106によって紙面内
左右方向(以下、「走査方向」と呼ぶ)に駆動されるよ
うになっている。マスクステージMSTを駆動するリニ
アモータ104の固定子104aは、上部定盤102a
に固定され、その可動子104bはマスクステージMS
Tに固定されている。また、マスクステージMSTの走
査方向の位置は、本体コラム102に固定されたマスク
ステージ位置計測用レーザ干渉計108によって常時計
測される。
In FIG. 5, a mask stage MST and a plate stage PST are supported on an upper surface plate 102a and a lower surface plate 102b constituting a main body column 102 for holding a projection optical system PL via air pads (not shown). Then, they are driven by the linear motors 104 and 106 in the horizontal direction on the paper (hereinafter referred to as “scanning direction”). The stator 104a of the linear motor 104 that drives the mask stage MST includes an upper surface plate 102a
, And the movable element 104b is fixed to the mask stage MS.
Fixed to T. The position of the mask stage MST in the scanning direction is constantly measured by the mask stage position measuring laser interferometer 108 fixed to the main body column 102.

【0005】プレートステージPSTを駆動するリニア
モータ106の固定子106aは、下部定盤102bに
固定され、その可動子106bはプレートステージPS
Tの底部に固定されている。プレートステージPST
は、前記可動子106bが固定される移動テーブル11
0と、この移動テーブル110上にZ・θ駆動機構11
4を介して搭載された基板テーブル116とを備えてい
る。基板テーブル116の走査方向の位置は、本体コラ
ム102に固定されたプレートステージ位置計測用レー
ザ干渉計112によって常時計測される。
[0005] The stator 106a of the linear motor 106 for driving the plate stage PST is fixed to the lower platen 102b, and the movable member 106b is connected to the plate stage PS.
It is fixed to the bottom of T. Plate stage PST
Is a movable table 11 to which the mover 106b is fixed.
0 and the Z · θ drive mechanism 11
4 is mounted on the substrate table 116. The position of the substrate table 116 in the scanning direction is constantly measured by the plate stage position measuring laser interferometer 112 fixed to the main body column 102.

【0006】次に、ステージ制御装置による各ステージ
の制御の仕組みについて、図6を参照して説明する。
Next, the mechanism of control of each stage by the stage control device will be described with reference to FIG.

【0007】図6に示されるように、干渉計112、減
算器118、プレートステージサーボ演算部120、プ
レートステージ駆動アンプ122及びこのアンプ122
から出力される駆動信号S2によって駆動されるリニア
モータ106によって、プレートステージPSTの位置
制御ループが構成されている。また、干渉計112から
のプレートステージ位置情報S1が、差分器(すなわち
微分器)124を介してプレートステージサーボ演算部
120にフィードバック入力されており、これにより位
置制御ループの内部ループ(マイナーループ)として速
度制御ループが構成されている。前記位置制御ループの
減算器118に対し目標値出力部126から目標位置が
入力されている。このようにして構成されたプレートス
テージPSTの位置・速度制御ループによって、目標位
置と干渉計112の出力との差である位置偏差が零とな
るようなプレートステージの位置・速度制御が行われ
る。
As shown in FIG. 6, an interferometer 112, a subtractor 118, a plate stage servo operation unit 120, a plate stage drive amplifier 122 and this amplifier 122
The position control loop of the plate stage PST is formed by the linear motor 106 driven by the drive signal S2 output from the control unit. Further, the plate stage position information S1 from the interferometer 112 is fed back to the plate stage servo calculation unit 120 via a differentiator (that is, a differentiator) 124, whereby the inner loop (minor loop) of the position control loop is obtained. As a speed control loop. The target position is input from the target value output unit 126 to the subtracter 118 of the position control loop. With the position / speed control loop of the plate stage PST configured as described above, the position / speed control of the plate stage is performed such that the position deviation, which is the difference between the target position and the output of the interferometer 112, becomes zero.

【0008】上記と同様に、干渉計108、減算器12
8、マスクステージサーボ演算部130、マスクステー
ジ駆動アンプ132及びこのアンプ132から出力され
る駆動信号S4によって駆動されるリニアモータ104
によって、マスクステージMSTの位置制御ループが構
成されている。この位置制御ループの減算器128に対
し、干渉計112の出力であるプレートステージ位置情
報S1が目標位置として入力されている。従って、マス
クステージMSTの位置制御ループにより、干渉計11
2の出力S1と干渉計108の出力S3との差である位
置偏差が零となるような、プレートステージPSTに対
するマスクステージMSTの追従制御が行われる。
As described above, the interferometer 108 and the subtractor 12
8, mask stage servo operation unit 130, mask stage drive amplifier 132, and linear motor 104 driven by drive signal S4 output from this amplifier 132
Thereby, a position control loop of the mask stage MST is configured. The plate stage position information S1 output from the interferometer 112 is input as a target position to the subtractor 128 of this position control loop. Therefore, the interferometer 11 is controlled by the position control loop of the mask stage MST.
The follow-up control of the mask stage MST with respect to the plate stage PST is performed so that the position deviation, which is the difference between the output S1 of the second stage 2 and the output S3 of the interferometer 108, becomes zero.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】一般に、閉ループ制御
系にあっては、帯域幅(閉ループ周波数特性のゲイン
が、周波数ω→0における低周波ゲインの√(1/2)
倍になる周波数、dBゲインで表現すると、ω→0の低
周波ゲインより3dB(デシベル)低下する周波数)
が、どれほどの周波数成分まで、系が入力を忠実に追従
し得るかという目安を与えるが、本明細書においては、
この帯域幅に代えて、ゲインがω→0における低周波ゲ
イン(通常0dB)から低下し始める周波数を応答帯域
(サーボ応答帯域ともいう)として定義するものとす
る。
Generally, in a closed loop control system, the bandwidth (the gain of the closed loop frequency characteristic is √ (1/2) of the low frequency gain at the frequency ω → 0)
Expressed as a frequency that is doubled, expressed in dB gain, a frequency that is 3 dB (decibel) lower than the low frequency gain of ω → 0)
Gives an indication of how many frequency components the system can faithfully follow the input, but in this specification,
Instead of this bandwidth, a frequency at which the gain starts to decrease from a low frequency gain (usually 0 dB) when ω → 0 is defined as a response band (also called a servo response band).

【0010】そうすると、図6のようなステージ制御系
にあっては、プレートステージ位置・速度制御ループの
応答帯域により、例えば走査露光時に行われるプレート
ステージの一定速度制御(等速度制御)の際の加減速
度、整定特性、速度むら、あるいは、ステップ・アンド
・スキャン方式の露光装置の場合のショット間ステッピ
ング時等に行われるプレートステージの位置決め制御の
際の加減速度整定特性、位置決め精度等のプレートステ
ージ制御性能が決定されると言える。
Then, in the stage control system as shown in FIG. 6, for example, the constant speed control (constant speed control) of the plate stage performed at the time of scanning exposure is performed by the response band of the plate stage position / speed control loop. Plate stages such as acceleration / deceleration, settling characteristics, speed irregularity, or acceleration / deceleration settling characteristics, positioning accuracy, etc. for plate stage positioning control performed during shot-to-shot stepping in the case of a step-and-scan exposure apparatus It can be said that the control performance is determined.

【0011】しかしながら、上記従来のステージ制御装
置にあっては、駆動源であるリニアモータ106から離
れた基板テーブル116の位置を、干渉計112によっ
て計測しており、この基板テーブル116とリニアモー
タ106の可動子106bが固定された移動テーブル1
10との間には、プレートステージの走査方向の位置制
御とは無関係のZ・θ駆動機構114が存在し、周波数
の低い機械的な固有振動が共振モードとしてプレートス
テージ位置・速度制御ループ内に含まれる。この場合、
例えば、プレートステージ駆動の際に、上記Z・θ駆動
機構114の固有振動が発生すると、この固有振動の影
響を受けた基板テーブル116の位置情報が位置制御ル
ープ内にフィードバック入力されるため、プレートステ
ージの位置・速度制御が困難となるので、このような事
態の発生を防止する必要がある。このような理由によ
り、従来のステージ制御系にあっては、プレートステー
ジの位置・速度制御ループの応答帯域を十分に広げるこ
とができず、この結果プレートステージ制御性能を必ず
しも十分に高くすることができないという不都合があっ
た。
However, in the above-described conventional stage control device, the position of the substrate table 116 distant from the linear motor 106 which is a driving source is measured by the interferometer 112. Moving table 1 to which the mover 106b is fixed
10, there is a Z · θ drive mechanism 114 unrelated to the position control of the plate stage in the scanning direction, and mechanical natural vibration having a low frequency is generated in the plate stage position / speed control loop as a resonance mode. included. in this case,
For example, when the natural vibration of the Z · θ drive mechanism 114 occurs during driving of the plate stage, the position information of the substrate table 116 affected by the natural vibration is fed back into the position control loop, Since it becomes difficult to control the position and speed of the stage, it is necessary to prevent such a situation from occurring. For these reasons, in the conventional stage control system, the response band of the position / velocity control loop of the plate stage cannot be sufficiently widened, and as a result, the plate stage control performance is not necessarily sufficiently high. There was an inconvenience of not being able to do so.

【0012】図7(A)、(B)には、上記の固有振動
の振動数を60Hzとした場合の従来のステージ制御系
におけるプレートステージPSTの位置制御ループの周
波数応答特性におけるゲイン特性、位相特性がそれぞれ
示されている。この図7から明らかなように、プレート
ステージの応答帯域は約10Hz程度となっている。
FIGS. 7A and 7B show a gain characteristic and a phase in a frequency response characteristic of a position control loop of a plate stage PST in a conventional stage control system when the frequency of the natural vibration is 60 Hz. The characteristics are shown respectively. As is clear from FIG. 7, the response band of the plate stage is about 10 Hz.

【0013】また、プレートステージ制御性能を十分に
高くすることができない結果、プレートステージPST
の加減速終了後に発生するオーバーシュート(入力に急
激な変化が起こった場合のシステムの応答が期待される
値を超えること;行き過ぎ量)、アンダーシュート(オ
ーバーシュートの逆で、入力に急激な変化が起こった場
合のシステムの応答が期待される値に届かないこと;行
き足りない量)が大きくなり、プレートステージの位置
を位置指令として行われるマスクステージの追従制御性
能が悪化するという不都合もあった。
Further, as a result of the plate stage control performance not being able to be sufficiently increased, the plate stage PST
Overshoot that occurs after the end of acceleration / deceleration of the system (the response of the system when the input changes suddenly exceeds the expected value; excessive amount), undershoot (the sudden change in the input is the opposite of overshoot) The response of the system does not reach the expected value in the event of the occurrence of an error; that is, the amount of unsatisfactory amount) increases, and the tracking control performance of the mask stage, which is performed using the position of the plate stage as a position command, also deteriorates. Was.

【0014】ところで、上述したプレートステージと同
様の問題は、Yステージの上部にXステージの駆動機構
を介してXステージを搭載する2段構造のXYステージ
や、粗動ステージの上方に駆動機構を介して微動ステー
ジを搭載するいわゆる粗微動構造のレチクルステージの
制御系においても同様に生じ得る。
A problem similar to the above-mentioned plate stage is that a two-stage XY stage in which the X stage is mounted on the Y stage via a driving mechanism for the X stage, or a driving mechanism above the coarse movement stage. This can also occur in a control system of a reticle stage having a so-called coarse / fine movement structure in which a fine movement stage is mounted via the same.

【0015】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第1の目的は、ステージの制御性能を向上させ
ることができるステージ制御装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a stage control device capable of improving the control performance of a stage.

【0016】また、本発明の第2の目的は、スループッ
ト及びパターンの転写精度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。
A second object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of improving throughput and pattern transfer accuracy.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第1のステ
ージ装置は、物体(P)を保持して移動可能な第1ステ
ージ(PST)と、前記第1ステージを少なくとも第1
方向に駆動する駆動機構(16)とを有するステージ装
置において、前記第1ステージは、前記駆動機構の可動
部(16b)を少なくとも有する第1部分(22)と、
前記物体を保持する第2部分(19)と、を有し、前記
第1部分の所定の計測方向の位置を計測する第1の位置
計測装置(24)と、前記第1の位置計測装置の計測結
果に基づいて、前記物体の少なくとも前記第1方向の位
置を制御すべく、前記駆動機構を制御する第1のステー
ジ制御系(L1)とを備えたことを特徴とする。
A first stage device according to the present invention comprises a first stage (PST) that can move while holding an object (P), and at least a first stage (PST) that moves the first stage.
A stage mechanism having a driving mechanism (16) for driving in a direction, wherein the first stage has a first part (22) having at least a movable part (16b) of the driving mechanism;
A first position measuring device (24) having a second portion (19) for holding the object, and measuring a position of the first portion in a predetermined measurement direction; A first stage control system (L1) for controlling the driving mechanism to control at least the position of the object in the first direction based on the measurement result.

【0018】これによれば、第1ステージは、駆動機構
の可動部を少なくとも有する第1部分と、物体を保持す
る第2部分と、を有し、駆動機構によって少なくとも第
1方向に駆動されるようになっている。また、第1のス
テージ制御系では、第1の位置計測装置の計測結果に基
づいて、前記物体の少なくとも第1方向の位置を制御す
べく、駆動機構を制御する。
According to this, the first stage has the first portion having at least the movable portion of the driving mechanism and the second portion holding the object, and is driven by the driving mechanism in at least the first direction. It has become. Further, the first stage control system controls the driving mechanism based on the measurement result of the first position measuring device to control at least the position of the object in the first direction.

【0019】すなわち、第1のステージ制御系は、位置
制御の対象である物体を保持する第2部分の位置計測結
果ではなく、駆動機構の可動部を有する第1部分の位置
計測結果に基づいて駆動機構を制御するので、例えば、
第1部分と第2部分との間に何らかの原因による機械的
な固有振動が生じても、第1のステージ制御系内に機械
的な固有振動が共振モードとして含まれないことから、
結果的に第1のステージ制御系の応答帯域を広げること
ができる。従って、機械的固有振動の影響を回避してス
テージ(第1ステージ)の制御性能を向上させることが
できる。
That is, the first stage control system is based on the position measurement result of the first portion having the movable portion of the drive mechanism, not the position measurement result of the second portion holding the object to be position-controlled. Since the drive mechanism is controlled, for example,
Even if mechanical natural vibration occurs for some reason between the first part and the second part, mechanical natural vibration is not included as a resonance mode in the first stage control system.
As a result, the response band of the first stage control system can be expanded. Therefore, the control performance of the stage (first stage) can be improved while avoiding the influence of mechanical natural vibration.

【0020】ここで、「駆動機構の可動部を少なくとも
有する第1部分」とは、ステージの第1部分が駆動機構
の可動部によって構成される場合、及び、第1部分と可
動部とは別部材であるが、その可動部が第1部分に固定
されている場合のいずれの場合をも含む。従って、第1
の計測装置の計測ポイントも前記可動部及び前記別部材
のいずれに設定しても良い。
Here, "the first portion having at least the movable portion of the drive mechanism" means that the first portion of the stage is constituted by the movable portion of the drive mechanism, and that the first portion and the movable portion are different from each other. It is a member, and includes any case where the movable portion is fixed to the first portion. Therefore, the first
The measuring point of the measuring device may be set to either the movable part or the separate member.

【0021】また、第1の位置計測装置の計測方向は、
前記第1方向と一致する方向であることが望ましいが、
これ以外の方向(但し、第1方向に直交する方向は除
く)であっても良い。かかる場合にも、三角関数演算に
より第1部分の第1方向の位置を求めることができるか
らである(後述する第2の位置計測装置において同
じ)。
The measuring direction of the first position measuring device is as follows:
It is desirable that the direction coincides with the first direction,
A direction other than this (however, a direction orthogonal to the first direction is excluded) may be used. Even in such a case, the position of the first portion in the first direction can be obtained by the trigonometric function operation (the same applies to a second position measurement device described later).

【0022】上記第1のステージ装置において、前記第
2部分(19)の所定の計測方向の位置を計測する第2
の位置計測装置(25)を備えている場合には、前記第
1のステージ制御系(L1)は、前記第1部分(22)
と前記第2部分との前記第1方向の位置の誤差を補償す
べく、前記第1、第2の位置計測装置(24、25)の
計測結果に基づいて前記駆動機構(16)を更に制御し
ても良い。かかる場合、第1のステージ制御系が、第1
部分と第2部分との第1方向の位置の誤差を補償すべ
く、第1、第2の位置計測装置の計測結果に基づいて駆
動機構を更に制御するので、結果的に第2部分、従って
これに保持された物体を所望の位置に正確に位置決めす
ることができる。
In the first stage apparatus, the second stage for measuring the position of the second portion in a predetermined measurement direction is provided.
When the first stage control system (L1) is provided with the position measuring device (25), the first portion (22)
The drive mechanism (16) is further controlled based on the measurement results of the first and second position measuring devices (24, 25) so as to compensate for a positional error between the first and second portions in the first direction. You may. In such a case, the first stage control system
The drive mechanism is further controlled based on the measurement results of the first and second position measuring devices so as to compensate for an error in the position of the portion and the second portion in the first direction. The object held thereby can be accurately positioned at a desired position.

【0023】なお、上記第1ステージを構成する第1部
分と第2部分とは、別々の部材から成り、ある程度の自
由度を持って相互に連結されていても良いが、第1部分
と第2部分とは一体的に形成されていても良い。この
「一体的に形成」とは、同一部材の一体成形は勿論、別
部材同士を強固に固定した場合の双方を含む。
The first portion and the second portion constituting the first stage may be composed of separate members and may be connected to each other with a certain degree of freedom. The two parts may be formed integrally. The term “integrally formed” includes both the case where the same member is integrally formed and the case where separate members are firmly fixed to each other.

【0024】また、本発明に係る第2のステージ装置
は、上記第1のステージ装置において、前記第1ステー
ジ(PST)とは異なる第2ステージ(MST)と、前
記第2部分(19)の所定の計測方向の位置を計測する
第2の位置計測装置(25)と、前記第2の位置計測装
置の計測結果に基づいて、前記第1ステージと前記第2
ステージとが所定の位置関係になるように、前記第2ス
テージを制御する第2のステージ制御系(L2)と、を
備えることを特徴とする。
Further, the second stage device according to the present invention is the first stage device, wherein a second stage (MST) different from the first stage (PST) and a second stage (19) are provided. A second position measurement device (25) for measuring a position in a predetermined measurement direction; and the first stage and the second stage based on a measurement result of the second position measurement device.
A second stage control system (L2) for controlling the second stage so that the stage has a predetermined positional relationship.

【0025】これによれば、上記第1のステージ装置に
より第1ステージの位置制御性能を向上させることがで
きるので、第1ステージの加減速終了後のオーバーシュ
ート及びアンダーシュートに起因する位置誤差を小さく
できる。このため、第2の位置計測装置による第2部分
の所定の計測方向の位置の計測結果に含まれる誤差が小
さくなり、この第2の位置計測装置の計測結果に基づい
て行われる第1ステージに対する第2ステージの位置関
係の調整のための第2ステージの制御性能が向上する。
According to this, since the position control performance of the first stage can be improved by the first stage device, the position error caused by overshoot and undershoot after the end of acceleration / deceleration of the first stage can be reduced. Can be smaller. For this reason, an error included in the measurement result of the position of the second portion in the predetermined measurement direction by the second position measurement device is reduced, and the error of the first stage performed based on the measurement result of the second position measurement device is reduced. The control performance of the second stage for adjusting the positional relationship of the second stage is improved.

【0026】また、本発明に係る第1の露光装置は、所
定のパターンを基板(P)上に転写する露光装置であっ
て、前記第1のステージ装置を備え、第1ステージ(P
ST)の前記第2部分(19)に前記基板が載置される
ことを特徴とする。
A first exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus for transferring a predetermined pattern onto a substrate (P), comprising the first stage device, and a first stage (P)
The substrate is placed on the second portion (19) of (ST).

【0027】これによれば、第1のステージ装置によ
り、前述の如く、応答帯域の拡大により第1ステージの
制御性能を向上させることができる結果、第1ステージ
の第2部分に載置された基板の位置決め整定時間、位置
決め精度の向上が可能である。従って、スループットの
向上とパターンの転写精度の向上を両立させることがで
きる。
According to this, as described above, the control performance of the first stage can be improved by expanding the response band by the first stage device, and as a result, it is mounted on the second portion of the first stage. It is possible to improve the positioning settling time and the positioning accuracy of the substrate. Therefore, both improvement in throughput and improvement in pattern transfer accuracy can be achieved.

【0028】また、本発明に係る第2の露光装置は、マ
スク(M)と基板(P)とを同期移動して前記マスクの
パターンを基板上に転写する露光装置であって、前記第
2のテージ装置を備え、前記第1ステージ及び前記第2
ステージの一方が前記マスクが載置されるマスクステー
ジ(MST)であり、他方が前記基板が載置される基板
ステージ(PST)であることを特徴とする。
A second exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus for transferring a mask pattern onto a substrate by synchronously moving a mask (M) and a substrate (P). The first stage and the second stage
One of the stages is a mask stage (MST) on which the mask is mounted, and the other is a substrate stage (PST) on which the substrate is mounted.

【0029】これによれば、上記第2のステージ装置で
は、第1のステージ制御系による第1ステージの位置制
御性能を向上させることができるとともに、第2のステ
ージ制御系による第1ステージに対する第2ステージの
位置関係の調整のための第2ステージの制御性能を向上
することができる。従って、第1ステージ及び第2ステ
ージの一方がマスクが載置されるマスクステージであ
り、他方が基板が載置される基板ステージである場合に
は、走査露光時のマスクステージと基板ステージとの同
期整定時間及び等速同期制御をより高精度に行うことが
できる。これにより、スループットの向上とマスクと基
板との重ね合わせ精度(パターンの転写精度)の向上を
図ることができる。
According to this, in the second stage apparatus, the position control performance of the first stage by the first stage control system can be improved, and the second stage control system can control the position of the first stage with respect to the first stage. The control performance of the second stage for adjusting the positional relationship between the two stages can be improved. Therefore, when one of the first stage and the second stage is a mask stage on which a mask is mounted, and the other is a substrate stage on which a substrate is mounted, the mask stage and the substrate stage at the time of scanning exposure are different from each other. Synchronous settling time and constant-speed synchronous control can be performed with higher accuracy. As a result, it is possible to improve the throughput and the overlay accuracy (pattern transfer accuracy) between the mask and the substrate.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
〜図4に基づいて説明する。図1には、一実施形態の露
光装置10の構成が概略的に示されている。この露光装
置10は、液晶表示素子パターンが形成されたマスクM
と、第1ステージとしてのプレートステージPSTに保
持された基板(及び物体)としてのガラスプレート(以
下、「プレート」という)Pとを、投影光学系PLに対
して第1方向、すなわち所定の走査方向(ここでは、図
1のY軸方向(紙面内左右方向)とする)に沿って同一
速度で同一方向に相対走査することにより、マスクMに
形成されたパターンをプレートP上に転写する等倍一括
転写型の液晶用走査型露光装置である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus 10 according to one embodiment. The exposure apparatus 10 includes a mask M on which a liquid crystal display element pattern is formed.
And a glass plate (hereinafter, referred to as a “plate”) P as a substrate (and an object) held on a plate stage PST as a first stage with respect to a projection optical system PL in a first direction, that is, a predetermined scan. The pattern formed on the mask M is transferred onto the plate P by relatively scanning in the same direction at the same speed along the direction (here, the Y-axis direction in FIG. 1 (the left-right direction in the drawing)). This is a double batch transfer type scanning exposure apparatus for liquid crystal.

【0031】この露光装置10は、露光用照明光ILに
よりマスクM上の所定のスリット状照明領域(図1のX
軸方向(紙面直交方向)に細長く延びる長方形の領域又
は円弧状の領域)を照明する照明系IOP、パターンが
形成されたマスクMを保持してY軸方向に移動する第2
ステージとしてのマスクステージMST、マスクMの上
記照明領域部分を透過した露光用照明光ILをプレート
Pに投射する投影光学系PL、プレートPを保持してY
軸方向に移動するプレートステージPST、マスクステ
ージMST及びプレートステージPSTを支持するとと
もに投影光学系PLを保持する本体コラム12、及び前
記両ステージMST、PSTを制御する制御装置11等
を備えている。
The exposure apparatus 10 uses an exposure illumination light IL to expose a predetermined slit-shaped illumination area (X in FIG. 1) on the mask M.
An illumination system IOP for illuminating a rectangular area or an arc-shaped area elongated in an axial direction (a direction perpendicular to the paper surface), and a second system that moves in the Y-axis direction while holding a mask M on which a pattern is formed.
A mask stage MST as a stage, a projection optical system PL for projecting the illumination light IL for exposure transmitted through the above-described illumination area portion of the mask M onto the plate P, and a Y holding the plate P
The apparatus includes a main body column 12 that supports the plate stage PST that moves in the axial direction, the mask stage MST, and the plate stage PST and that holds the projection optical system PL, and a control device 11 that controls the two stages MST and PST.

【0032】前記照明系IOPは、例えば特開平9−3
20956号公報に開示されように、光源ユニット、シ
ャッタ、2次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光
レンズ系、視野絞り(ブラインド)、及び結像レンズ系
等(いずれも図示省略)から構成され、次に述べるマス
クステージMST上に載置され保持されたマスクM上の
上記スリット状照明領域を均一な照度で照明する。
The illumination system IOP is disclosed, for example, in JP-A-9-3
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 200956, the light source unit, a shutter, a secondary light source forming optical system, a beam splitter, a condenser lens system, a field stop (blind), an imaging lens system, and the like (all not shown). The slit-shaped illumination area on the mask M mounted and held on the mask stage MST described below is illuminated with uniform illuminance.

【0033】マスクステージMSTは、不図示のエアパ
ッドによって、本体コラム12を構成する上部定盤12
aの上面の上方に数ミクロン程度のクリアランスを介し
て浮上支持されており、駆動機構14によってY軸方向
に駆動される。
The mask stage MST is formed by an upper surface plate 12 constituting a main body column 12 by an air pad (not shown).
It is levitated and supported above the upper surface of a through a clearance of about several microns, and is driven in the Y-axis direction by a driving mechanism 14.

【0034】マスクステージMSTを駆動する駆動機構
14としては、ここではリニアモータが用いられている
ので、以下、この駆動機構をリニアモータ14と呼ぶ。
このリニアモータ14の固定子14aは、上部定盤12
aの上部に固定され、Y軸方向に沿って延設されてい
る。また、リニアモータ14の可動子14bはマスクス
テージMSTに固定されている。また、マスクステージ
MSTのY軸方向の位置は、本体コラム12に固定され
たマスクステージ位置計測用レーザ干渉計(以下、「マ
スク用干渉計」という)18によって投影光学系PLを
基準として所定の分解能、例えば数nm程度の分解能で
常時計測されている。このマスク用干渉計18で計測さ
れるマスクステージMSTのY位置情報S3は、制御装
置11に供給されている(図2参照)。
Since a linear motor is used as the drive mechanism 14 for driving the mask stage MST, this drive mechanism is hereinafter referred to as a linear motor 14.
The stator 14a of the linear motor 14 is
a and is extended along the Y-axis direction. The mover 14b of the linear motor 14 is fixed to the mask stage MST. The position of the mask stage MST in the Y-axis direction is determined by a mask stage position measuring laser interferometer (hereinafter, referred to as “mask interferometer”) 18 fixed to the main body column 12 with reference to the projection optical system PL. It is always measured at a resolution, for example, a resolution of about several nm. The Y position information S3 of the mask stage MST measured by the mask interferometer 18 is supplied to the control device 11 (see FIG. 2).

【0035】前記投影光学系PLは、本体コラム12の
上部定盤12aの下方に配置され、本体コラム12を構
成する保持部材12cによって保持されている。投影光
学系PLとしては、ここでは等倍の正立正像を投影する
ものが用いられている。従って、照明系IOPからの露
光用照明光ILによってマスクM上の上記スリット状照
明領域が照明されると、その照明領域部分の回路パター
ンの等倍像(部分正立像)がプレートP上の前記照明領
域に共役な被露光領域に投影されるようになっている。
なお、例えば、特開平7−57986号公報に開示され
るように、投影光学系PLを、複数組の等倍正立の投影
光学系ユニットで構成しても良い。
The projection optical system PL is arranged below the upper surface plate 12a of the main body column 12, and is held by a holding member 12c constituting the main body column 12. As the projection optical system PL, one that projects an erect erect image at the same magnification is used here. Accordingly, when the slit-shaped illumination area on the mask M is illuminated by the exposure illumination light IL from the illumination system IOP, an equal-magnification image (partial erect image) of the circuit pattern in the illumination area is formed on the plate P. The image is projected onto a region to be exposed conjugate to the illumination region.
For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-57986, the projection optical system PL may be constituted by a plurality of sets of equal-size erect projection optical system units.

【0036】前記プレートステージPSTは、投影光学
系PLの下方に配設され、不図示のエアパッドによっ
て、本体コラム12を構成する下部定盤12bの上面の
上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持
されている。このプレートステージPSTは、駆動機構
としてのリニアモータ16によってY軸方向に駆動され
る。このリニアモータ16の固定子16aは、下部定盤
12bに固定され、Y軸方向に沿って延設されている。
また、リニアモータ16の可動部としての可動子16b
はプレートステージPSTの底部に固定されている。
The plate stage PST is arranged below the projection optical system PL, and floats above the upper surface of the lower platen 12b constituting the main body column 12 through a clearance of about several microns by an air pad (not shown). Supported. The plate stage PST is driven in the Y-axis direction by a linear motor 16 as a driving mechanism. The stator 16a of the linear motor 16 is fixed to the lower surface plate 12b and extends along the Y-axis direction.
Further, a mover 16b as a movable portion of the linear motor 16
Is fixed to the bottom of the plate stage PST.

【0037】プレートステージPSTは、前記リニアモ
ータ16の可動子16bが固定された第1部分としての
移動テーブル22と、この移動テーブル22上に搭載さ
れたZ・θ駆動機構20と、このZ・θ駆動機構20の
上部に載置された第2部分としての基板テーブル19と
を備えている。この基板テーブル19上にプレートPが
載置され、不図示のバキュームチャックを介して吸着固
定されている。また、この基板テーブル19は、Z・θ
駆動機構20によって、上下方向及び回転方向に微少駆
動されるようになっている。
The plate stage PST includes a moving table 22 as a first part to which the mover 16b of the linear motor 16 is fixed, a Z · θ driving mechanism 20 mounted on the moving table 22, a substrate table 19 as a second part mounted on the upper part of the θ drive mechanism 20. A plate P is placed on the substrate table 19, and is fixed by suction via a vacuum chuck (not shown). Further, the substrate table 19 has a value of Z · θ.
The drive mechanism 20 is adapted to be minutely driven in the vertical and rotational directions.

【0038】前記移動テーブル22のY軸方向の位置
は、本体コラム12に固定された第1の位置計測装置と
しての第1のプレート用干渉計24によって投影光学系
PLを基準として所定の分解能、例えば数nm程度の分
解能で常時計測されている。この第1のプレート用干渉
計24で計測される移動テーブル22のY位置情報S0
は、制御装置11に供給されている(図2参照)。
The position of the moving table 22 in the Y-axis direction is determined by a first plate interferometer 24 as a first position measuring device fixed to the main body column 12 at a predetermined resolution with reference to the projection optical system PL. For example, it is always measured with a resolution of about several nm. Y position information S0 of the moving table 22 measured by the first plate interferometer 24
Are supplied to the control device 11 (see FIG. 2).

【0039】また、前記基板テーブル19のY軸方向の
位置は、本体コラム12に固定された第2の位置計測装
置としての第2のプレート用干渉計25によって投影光
学系PLを基準として所定の分解能、例えば数nm程度
の分解能で常時計測されている。
The position of the substrate table 19 in the Y-axis direction is determined by a second plate interferometer 25 as a second position measuring device fixed to the main body column 12 with respect to the projection optical system PL. It is always measured at a resolution, for example, a resolution of about several nm.

【0040】この第2のプレート用干渉計25として
は、ここでは、Y軸方向に直交するX軸方向(図1にお
ける紙面直交方向)に所定距離Lだけ離れた2本のY軸
方向の測長ビームを基板テーブル19に対して照射する
2軸干渉計が用いられており、各測長軸の計測値が制御
装置11(及びこれを介して不図示の主制御装置)に供
給されている。この第2のプレート用干渉計25の各測
長軸の計測値をY1、Y2とすると、Y=(Y1+Y
2)/2により基板テーブル19のY軸方向の位置を求
め、θ=(Y1−Y2)/Lにより基板テーブル19の
Z軸回りの回転量を求めることができるが、以下の説明
においては、特に必要な場合以外は、第2のプレート用
干渉計25から上記のYが基板テーブル19のY位置情
報S1として出力されるものとする。
In this case, the second plate interferometer 25 has two Y-axis directions separated by a predetermined distance L in the X-axis direction (perpendicular to the plane of FIG. 1) orthogonal to the Y-axis direction. A two-axis interferometer that irradiates a long beam to the substrate table 19 is used, and the measured values of each measurement axis are supplied to the control device 11 (and a main control device (not shown) via the control device). . Assuming that the measurement values of the respective measurement axes of the second plate interferometer 25 are Y1 and Y2, Y = (Y1 + Y
The position of the substrate table 19 in the Y-axis direction can be obtained by 2) / 2, and the rotation amount of the substrate table 19 around the Z-axis can be obtained by θ = (Y1−Y2) / L. In the following description, It is assumed that the Y is output from the second plate interferometer 25 as the Y position information S1 of the substrate table 19 unless otherwise required.

【0041】さらに、本実施形態では、プレートPのZ
方向位置を計測する不図示の焦点位置検出系、例えば斜
入射光式の焦点位置検出系が投影光学系PLを保持する
保持部材12cに固定されており、この焦点位置検出系
からのプレートPのZ位置情報が不図示の主制御装置に
供給されており、主制御装置では例えば、走査露光中に
このZ位置情報に基づいてZ・θ駆動機構20を介して
プレートPのZ位置を投影光学系PLの結像面に一致さ
せるオートフォーカス動作を実行するようになってい
る。なお、主制御装置では、上記のθ(Z軸回りの回転
量)に基づいてZ・θ駆動機構20を介して走査露光中
のプレートPの回転を制御したり、あるいはマスクMと
プレートPとのアライメント結果から求められる両者の
回転誤差に基づいてZ・θ駆動機構20を介してプレー
トPの回転を制御したりするようになっている。
Further, in this embodiment, the Z of the plate P
A focus position detection system (not shown) for measuring the directional position, for example, an oblique incident light type focus position detection system is fixed to a holding member 12c for holding the projection optical system PL. The Z position information is supplied to a main controller (not shown). The main controller, for example, projects the Z position of the plate P via the Z · θ driving mechanism 20 based on the Z position information during scanning exposure. An autofocus operation for matching the image plane of the system PL is performed. The main controller controls the rotation of the plate P during scanning exposure through the Z · θ drive mechanism 20 based on the above θ (the amount of rotation about the Z axis), or controls the mask M and the plate P The rotation of the plate P is controlled via the Z · θ drive mechanism 20 based on the rotation error between the two obtained from the alignment result.

【0042】図2には、制御装置11を中心として構成
されるステージ制御装置のブロック図が示され、図3に
は、このステージ制御装置と等価な制御系の制御ブロッ
ク図が示されている。
FIG. 2 is a block diagram of a stage control device mainly constituted by the control device 11, and FIG. 3 is a control block diagram of a control system equivalent to the stage control device. .

【0043】制御装置11は、目標位置Pref、指令速
度Vref、指令加速度αrefを出力する目標値出力部26
と、この目標値出力部26から出力される目標位置P
refと第1のプレート用干渉計24から出力されるY位
置情報S0、すなわち移動テーブル22のY軸方向の現
在位置との差(位置偏差)を演算する減算器28と、こ
の減算器28からの出力と目標値出力部26からフィー
ドフォワード入力される指令速度Vrefとが入力される
プレートステージサーボ演算部32と、このプレートス
テージサーボ演算部32の出力と目標値出力部26から
フィードフォワード入力される指令加速度αrefに対応
する制御量とを加算する加算器55と、この加算器55
の出力をプレートステージ駆動信号S2に変換してリニ
アモータ16に与えるプレートステージ駆動アンプ36
と、位置情報S0を差分してプレートステージサーボ演
算部32に入力する差分器40とを備えている。差分器
40は、前回サンプリング時の値と今回サンプリング時
との値との差をサンプリングクロック間隔で除して位置
情報S0の時間変化率、すなわち移動テーブル22の速
度を求めるものである。
The control device 11 outputs a target position P ref , a command speed V ref , and a command acceleration α ref to a target value output unit 26.
And the target position P output from the target value output unit 26.
a subtractor 28 for calculating a difference (positional deviation) between ref and the Y position information S0 output from the first plate interferometer 24, that is, the current position of the moving table 22 in the Y-axis direction; Of the plate stage servo operation unit 32 to which the output of the plate stage and the command speed V ref input by the feedforward input from the target value output unit 26 are input, and the feedforward input from the output of the plate stage servo operation unit 32 and the target value output unit 26 An adder 55 for adding a control amount corresponding to the command acceleration α ref to be inputted, and the adder 55
Is converted into a plate stage drive signal S2 and supplied to the linear motor 16 by a plate stage drive amplifier 36
And a differentiator 40 for subtracting the position information S0 and inputting the difference to the plate stage servo calculator 32. The differentiator 40 obtains the time change rate of the position information S0, that is, the speed of the movement table 22, by dividing the difference between the value at the previous sampling and the value at the current sampling by the sampling clock interval.

【0044】また、制御装置11は、第2のプレート用
干渉計25から出力されるY位置情報S1とマスク用干
渉計18から出力されるY位置情報S3とを入力し、両
者の差である基板テーブル19とマスクステージMST
とのY軸方向の位置偏差を演算する減算器44と、この
減算器44からの出力が入力されるマスクステージサー
ボ演算部46と、このマスクステージサーボ演算部46
の出力をマスクステージ駆動信号S4に変換してリニア
モータ14に与えるマスクステージ駆動アンプ48とを
備えている。
Further, the control device 11 inputs the Y position information S1 output from the second plate interferometer 25 and the Y position information S3 output from the mask interferometer 18, and calculates the difference between the two. Substrate table 19 and mask stage MST
Subtractor 44 for calculating a positional deviation in the Y-axis direction from the above, a mask stage servo calculator 46 to which an output from the subtracter 44 is input, and a mask stage servo calculator 46
And a mask stage drive amplifier 48 which converts the output of the above into a mask stage drive signal S4 and supplies the output to the linear motor 14.

【0045】前記プレートステージサーボ演算部32
は、例えば、図3に示されるように、減算器28からの
位置偏差を動作信号として(比例)制御動作を行うPコ
ントローラ50と、このPコントローラ50から出力さ
れる速度指令値と図2の差分器40の出力に相当する図
3の積分回路56の出力、すなわち移動テーブル22の
現在速度との差である速度偏差を演算する減算器52
と、この減算器52の出力と目標値出力部26からフィ
ードフォワード入力される指令速度Vrefとを加算する
加算器53と、この加算器53の出力である速度偏差を
動作信号として(比例+積分)制御動作(PI制御動
作)と位相進み補償制御とを組合せた制御動作を行うP
Iコントローラ54とを含んで構成することができる。
なお、PIコントローラ54は、位相進み補償回路、例
えばCR回路を内蔵しているものとする。
The plate stage servo operation section 32
As shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG. 3, a P controller 50 that performs a (proportional) control operation using a position deviation from the subtractor 28 as an operation signal, a speed command value output from the P controller 50 and a P command shown in FIG. A subtracter 52 that calculates an output of the integrating circuit 56 of FIG. 3 corresponding to the output of the differentiator 40, that is, a speed deviation that is a difference from the current speed of the moving table 22.
And an adder 53 that adds the output of the subtracter 52 and the command speed Vref that is fed forward from the target value output unit 26. The speed deviation that is the output of the adder 53 is used as an operation signal (proportional + P) for performing a control operation combining the control operation (PI control operation) and the phase lead compensation control
And an I controller 54.
The PI controller 54 has a built-in phase lead compensation circuit, for example, a CR circuit.

【0046】本実施形態では、図2に示される第1のプ
レート用干渉計24、減算器28、差分器40、プレー
トステージサーボ演算部32、プレートステージ駆動ア
ンプ36及びリニアモータ16によって、図3に示され
る、プレートステージPSTの位置の比例制御を行う位
置制御ループLL1と、その内部ループ(マイナールー
プ)を構成する上記のPI制御動作と位相進み補償制御
とを組合せた制御動作を行う速度制御ループLL2とを
有する多重ループ制御系L1が構成されている。この多
重ループ制御系L1によって、第1のステージ制御系と
してのプレートステージ位置・速度制御系L1が構成さ
れている。ここで、プレートステージ位置・速度制御系
L1を多重ループ制御系としたのは、例えば定常速度偏
差の改善を図る等のためである。
In this embodiment, the first plate interferometer 24, subtractor 28, differentiator 40, plate stage servo operation unit 32, plate stage drive amplifier 36 and linear motor 16 shown in FIG. And a speed control for performing a control operation in which the PI control operation and the phase lead compensation control which constitute the inner loop (minor loop) of the position control loop LL1 for performing the proportional control of the position of the plate stage PST are performed. A multi-loop control system L1 having a loop LL2 is configured. The multi-loop control system L1 forms a plate stage position / speed control system L1 as a first stage control system. The reason why the plate stage position / speed control system L1 is a multi-loop control system is, for example, to improve a steady-state speed deviation.

【0047】前記マスクステージサーボ演算部46は、
例えば、図3に示されるように、減算器44からの位置
偏差を動作信号としてPI制御動作を行うPIコントロ
ーラによって構成することができる。
The mask stage servo operation section 46 comprises:
For example, as shown in FIG. 3, it can be configured by a PI controller that performs a PI control operation using a position deviation from the subtractor 44 as an operation signal.

【0048】本実施形態では、図2に示されるマスク用
干渉計18、減算器44、マスクステージサーボ演算部
46、マスクステージ駆動アンプ48及びリニアモータ
14によって、図3に示される、第2のプレート用干渉
計25からの基板テーブル19のY位置情報S1を目標
値とみなしてマスクステージMSTの位置制御を行う第
2のステージ制御系としてのマスクステージ位置制御系
L2が構成されている。このマスクステージ位置制御系
L2によって、基板テーブル19のY位置情報S1を目
標入力としてマスクステージMSTのプレートステージ
PSTに対する追従制御が行われるようになっている。
なお、上記と同様の理由により、マスクステージの制御
系をプレートステージ位置・速度制御系L1と同様に多
重ループ制御系にしても構わない。
In the present embodiment, the mask interferometer 18, the subtractor 44, the mask stage servo calculator 46, the mask stage drive amplifier 48, and the linear motor 14 shown in FIG. A mask stage position control system L2 is configured as a second stage control system that performs position control of the mask stage MST by regarding the Y position information S1 of the substrate table 19 from the plate interferometer 25 as a target value. The mask stage position control system L2 controls the mask stage MST to follow the plate stage PST using the Y position information S1 of the substrate table 19 as a target input.
For the same reason as described above, the control system of the mask stage may be a multi-loop control system like the plate stage position / speed control system L1.

【0049】さらに、本実施形態では、図2に示される
ように、制御装置11の内部に、位置情報S1と位置情
報S0とに基づいて、基板テーブル19の位置と移動テ
ーブル22との位置の差(誤差)を求め、この誤差を補
償するための指令値を演算する演算部38が設けられ、
この演算部38の出力は、スイッチ回路42を介して、
減算器28とプレートステージサーボ演算部32との間
に配置された加算器30に接続されている。スイッチ回
路42は、通常はオフ(OFF)となっており、必要に
応じて不図示の主制御装置によりオン(ON)とされ、
このスイッチ回路42がオンとなった場合に、演算部3
8では基板テーブル19の位置と移動テーブル22との
位置の差分を積分し、その積分値を補正値(上記誤差を
補償するための指令値)として上記のプレートステージ
位置・速度制御系L1(具体的には、位置制御ループL
L1)にフィードフォワード入力する。すなわち、演算
部38とスイッチ回路42とによって基板テーブル19
の位置と移動テーブル22との位置の差(誤差)を補償
する補償系C1が構成されている。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the position of the substrate table 19 and the position of the moving table 22 are stored in the control device 11 based on the position information S1 and the position information S0. A calculation unit 38 is provided for calculating a difference (error) and calculating a command value for compensating the error.
The output of the arithmetic unit 38 is output via the switch circuit 42
It is connected to an adder 30 arranged between the subtractor 28 and the plate stage servo operation unit 32. The switch circuit 42 is normally off (OFF), and is turned on (ON) by a main controller (not shown) as necessary.
When this switch circuit 42 is turned on, the operation unit 3
In step 8, the difference between the position of the substrate table 19 and the position of the moving table 22 is integrated, and the integrated value is used as a correction value (a command value for compensating the error) as described above for the plate stage position / speed control system L1 (specifically). Specifically, the position control loop L
Feed forward input to L1). That is, the arithmetic operation unit 38 and the switch circuit 42 allow the substrate table 19
A compensation system C1 for compensating for a difference (error) between the position of the moving table 22 and the position of the moving table 22 is configured.

【0050】なお、制御装置11をマイクロコンピュー
タによって構成し、図2の各部の機能をマイクロコンピ
ュータのソフトウェアあるいはファームウェアによって
実現しても良いことは勿論である。
It is needless to say that the control device 11 may be constituted by a microcomputer, and the function of each unit in FIG. 2 may be realized by software or firmware of the microcomputer.

【0051】ここで、上記のプレートステージ位置・速
度制御系L1の具体的な制御動作を、図2を適宜参照し
つつ図3に基づいて説明する。ここでは、スイッチ回路
42はオフであるものとする。
Here, a specific control operation of the above-described plate stage position / speed control system L1 will be described with reference to FIG. 3 while appropriately referring to FIG. Here, it is assumed that the switch circuit 42 is off.

【0052】目標値出力部26からプレートステージP
STの目標位置Prefの信号が出力されると、減算器2
8によりその目標位置Prefと第1のプレート用干渉計
24からのY位置情報S0との差である位置偏差が演算
され、この位置偏差を動作信号としてPコントローラ5
0が比例制御動作を行い、その結果、Pコントローラ5
0から速度指令値が減算器52に与えられる。減算器5
2では、この速度指令値と図3の積分回路56の出力で
ある移動テーブル22の現在速度(実際には、図2の差
分器40で演算される移動テーブル22の位置の前回サ
ンプリング値と今回サンプリング値の差分によって求め
た移動テーブルの速度)の差である速度偏差を演算し、
加算器53がこの速度偏差と指令速度Vrefとを加算
し、指令速度Vrefが加算された速度偏差を動作信号と
してPIコントローラ54がPI制御動作と位相進み補
償制御とを組合せた制御動作を行い、その結果、PIコ
ントローラ54から所定の推力指令値(制御量)が加算
器55に出力される。この加算器55には、指令加速度
αrefがゲインMP/K1(これは、プレートステージP
STの質量MPを後述する推力変換ゲインK1で除した
値に相当するゲインである)の作用によって変換された
推力指令値(制御量)が入力されている。そして、加算
器55では、ゲインMP/K1からの出力とプレートス
テージサーボ演算部32の出力とを加算する。そして、
この加算器55の出力である制御量(推力指令値)が推
力変換ゲインK1によって力Fに変換される。この力F
は、図3からも明らかなように、プレートステージサー
ボ演算部32の出力の推力変換値と、目標値出力部26
からフィードフォワード入力された指令加速度αref
推力変換値(MP・αref)の和に相当する。
From the target value output unit 26 to the plate stage P
When the signal of the ST target position Pref is output, the subtractor 2
8, a position deviation which is a difference between the target position Pref and the Y position information S0 from the first plate interferometer 24 is calculated.
0 performs a proportional control operation, and as a result, the P controller 5
From 0, the speed command value is given to the subtractor 52. Subtractor 5
2, the speed command value and the current speed of the moving table 22 which is the output of the integration circuit 56 in FIG. 3 (actually, the previous sampling value of the position of the moving table 22 calculated by the differentiator 40 in FIG. Calculate the speed deviation, which is the difference between the speeds of the moving table obtained from the difference between the sampling values,
The adder 53 adds the speed deviation and the command speed Vref, and the PI controller 54 performs a control operation combining the PI control operation and the phase advance compensation control with the speed deviation to which the command speed Vref is added as an operation signal. As a result, a predetermined thrust command value (control amount) is output from the PI controller 54 to the adder 55. In the adder 55, the command acceleration α ref has a gain M P / K1 (this is the plate stage P
Converted thrust command value by the action of a gain) equivalent mass M P of ST to a value obtained by dividing the thrust conversion gain K1 to be described later (the control amount) is input. Then, the adder 55 adds the output from the gain MP / K1 and the output of the plate stage servo operation unit 32. And
The control amount (thrust command value) which is the output of the adder 55 is converted into the force F by the thrust conversion gain K1. This force F
As is clear from FIG. 3, the thrust conversion value of the output of the plate stage servo calculation unit 32 and the target value output unit 26
Is equivalent to the sum of the thrust conversion values (M P · α ref ) of the command acceleration α ref input feed-forward.

【0053】ここで、上記の推力変換ゲインK1の動作
と実際の現象との対応を説明すると、加算器55からの
推力指令値が図2のプレートステージ駆動アンプ36に
与えられ、該アンプ36からのプレートステージ駆動信
号S2がリニアモータ16に与えられて、リニアモータ
16が推力Fを発生することと等価である。
Here, the correspondence between the operation of the thrust conversion gain K1 and the actual phenomenon will be described. The thrust command value from the adder 55 is given to the plate stage drive amplifier 36 in FIG. Is applied to the linear motor 16 and the linear motor 16 generates a thrust F.

【0054】そして、プレートステージPSTがその推
力(F)に応じた加速度αでY軸方向に駆動される。こ
のプレートステージPSTの駆動という現象を、言い換
えると、上記の推力FがプレートステージPSTの質量
の逆数に対応するゲイン(1/MP)の作用により、加
速度αに変換されることと等価である。かかる意味で、
図3では、ゲイン(1/MP)が制御系の構成要素とし
て示されている。
Then, the plate stage PST is driven in the Y-axis direction at an acceleration α corresponding to the thrust (F). This phenomenon of driving the plate stage PST is equivalent to the fact that the thrust F is converted into the acceleration α by the action of the gain (1 / M P ) corresponding to the reciprocal of the mass of the plate stage PST. . In this sense,
FIG. 3 shows the gain (1 / M P ) as a component of the control system.

【0055】そして、上記の加速度αが、積分回路5
6、58で順次速度、位置に変換され、速度情報が減算
器52にフィードバック入力されるとともに、位置情報
S0が前記減算器28にフィードバック入力され、この
ようにしてプレートステージ位置・速度制御ループL1
によって、目標位置Prefと第1のプレート用干渉計2
4からの位置情報S0との差である位置偏差が零となる
ようなプレートステージPSTの位置・速度制御が行わ
れる。
The acceleration α is calculated by the integration circuit 5
The speed and position are sequentially converted in steps 6 and 58, the speed information is fed back to the subtractor 52, and the position information S0 is fed back to the subtractor 28. Thus, the plate stage position / speed control loop L1
The target position Pref and the first plate interferometer 2
The position / speed control of the plate stage PST is performed such that the position deviation, which is the difference from the position information S0 from position No. 4 becomes zero.

【0056】上述したように、本実施形態では、目標位
置Prefに加え、指令速度Vref、指令加速度αrefが、
プレートステージ位置・速度制御系L1にフィードフォ
ワード入力されている(図3参照)。これは、プレート
ステージの位置のフィードバックループに加え、速度及
び加速度をフィードフォワードしてプレートステージP
STを制御することにより、プレートステージPSTを
含む系全体の周波数特性を向上させ、制御装置11によ
るプレートステージPSTの制御性、例えば位置制御応
答性の一層の向上を図ったものである。
As described above, in the present embodiment, in addition to the target position P ref , the command speed V ref and the command acceleration α ref are represented by:
Feedforward input is made to the plate stage position / speed control system L1 (see FIG. 3). This is because, in addition to the feedback loop of the position of the plate stage, the speed and the acceleration are fed forward and the plate stage P
By controlling ST, the frequency characteristics of the entire system including the plate stage PST are improved, and the controllability of the plate stage PST by the control device 11, for example, the position control response is further improved.

【0057】なお、図3の積分回路56、58は実際に
は、存在せず、積分回路56の出力である速度信号は差
分器40の出力であり、積分回路58の出力S0は、干
渉計24の出力であるが、図3においては、制御ブロッ
ク図の書き方の慣習に従って積分回路56、58を図示
しているものである。
It should be noted that the integrating circuits 56 and 58 of FIG. 3 do not actually exist, the speed signal output from the integrating circuit 56 is the output of the differentiator 40, and the output S0 of the integrating circuit 58 is The output of 24 is shown in FIG. 3, but the integration circuits 56 and 58 are shown in accordance with the convention of writing a control block diagram.

【0058】次に、上記マスクステージ位置制御系L2
の具体的な制御動作を、図2を適宜参照しつつ図3に基
づいて説明する。
Next, the mask stage position control system L2
Will be described based on FIG. 3 with reference to FIG. 2 as appropriate.

【0059】第2のプレート用干渉計25から位置情報
S1が減算器44に入力されると、減算器44では位置
情報S1とマスク用干渉計18からのY位置情報S3と
の差である位置偏差を演算する。次に、この位置偏差を
動作信号としてPIコントローラ46がPI制御動作を
行い、その結果、PIコントローラ46から所定の制御
量(図2のマスクステージ駆動信号S4に対応する制御
量)が出力される。そして、この制御量が推力変換ゲイ
ンK2によって力F’に変換される。この推力変換ゲイ
ンK2の動作と実際の現象との対応を説明すると、PI
コントローラ46から所定の制御量が図2のマスクステ
ージ駆動アンプ48に与えられ、該アンプ48からのマ
スクステージ駆動信号S4がリニアモータ14に与えら
れて、リニアモータ14が推力F’を発生することと等
価である。
When the position information S1 is input from the second plate interferometer 25 to the subtractor 44, the subtractor 44 calculates a position corresponding to the difference between the position information S1 and the Y position information S3 from the mask interferometer 18. Calculate the deviation. Next, the PI controller 46 performs a PI control operation using the position deviation as an operation signal, and as a result, a predetermined control amount (a control amount corresponding to the mask stage drive signal S4 in FIG. 2) is output from the PI controller 46. . Then, this control amount is converted into a force F ′ by the thrust conversion gain K2. The correspondence between the operation of the thrust conversion gain K2 and the actual phenomenon will be described.
A predetermined control amount is given from the controller 46 to the mask stage drive amplifier 48 in FIG. 2, and the mask stage drive signal S4 from the amplifier 48 is given to the linear motor 14 so that the linear motor 14 generates a thrust F ′. Is equivalent to

【0060】そして、マスクステージMSTがその推力
(F’)に応じた加速度βでY軸方向に駆動される。こ
のマスクステージMSTの駆動という現象を、言い換え
ると、上記の推力F’がマスクステージMSTの質量の
逆数に対応するゲイン(1/MM)の作用により、加速
度βに変換されることと等価である。かかる意味で、図
3では、ゲイン(1/MM)が制御系の構成要素として
示されている。
Then, mask stage MST is driven in the Y-axis direction at an acceleration β corresponding to the thrust (F ′). This phenomenon of driving the mask stage MST, in other words, is equivalent to the fact that the thrust F ′ is converted into the acceleration β by the action of the gain (1 / M M ) corresponding to the reciprocal of the mass of the mask stage MST. is there. In this sense, FIG. 3 shows the gain (1 / MM ) as a component of the control system.

【0061】そして、上記の加速度βが、積分回路6
0、62で順次速度、位置に変換され、位置情報S3が
前記減算器44にフィードバック入力され、このように
してマスクステージ位置制御ループL2により、第2の
プレート用干渉計25からの位置情報S1とマスク用干
渉計18からの位置情報S3との差である位置偏差が零
となるような、プレートステージPSTに対するマスク
ステージMSTの追従制御が行われる。
Then, the acceleration β is calculated by the integrating circuit 6
The position information S3 is sequentially converted into speed and position at 0 and 62, and the position information S3 is fed back to the subtractor 44. In this way, the position information S1 from the second plate interferometer 25 is transmitted by the mask stage position control loop L2. The follow-up control of the mask stage MST with respect to the plate stage PST is performed such that the position deviation, which is the difference between the position information S3 from the mask interferometer 18 and the position information S3 becomes zero.

【0062】本実施形態の露光装置10では、走査露光
に際しては、上記図3の制御系と等価なステージ制御装
置により、プレートステージPSTの一定速度制御及び
このプレートステージPSTに対するマスクステージの
追従制御が、目標値出力部26からの目標位置(加減速
指令に対応)に基づいて行われる。
In the exposure apparatus 10 of the present embodiment, at the time of scanning exposure, a constant speed control of the plate stage PST and a follow-up control of the mask stage with respect to the plate stage PST are performed by a stage control device equivalent to the control system of FIG. , Based on the target position from the target value output unit 26 (corresponding to the acceleration / deceleration command).

【0063】この場合、プレートステージ位置・速度制
御系L1には、第1のプレート用干渉計24からの移動
テーブル22のY位置情報S0が、プレートステージの
位置情報として入力されているので、Z・θ駆動機構2
0の存在により、移動テーブル22と基板テーブル19
との間に機械的な固有振動が発生しても、上記プレート
ステージ位置・速度制御系L1内には、前記固有振動
が、共振モードとして含まれないため、サーボ応答帯域
を広げることができるので、結果的にプレートステージ
制御性能を向上させることができる。
In this case, since the Y position information S0 of the moving table 22 from the first plate interferometer 24 is input to the plate stage position / speed control system L1 as the position information of the plate stage, Z・ Θ drive mechanism 2
0, the movement table 22 and the substrate table 19
Even if mechanical natural vibration occurs between the above and the above, since the natural vibration is not included as a resonance mode in the plate stage position / speed control system L1, the servo response band can be expanded. As a result, the plate stage control performance can be improved.

【0064】図4(A)、(B)には、上記の固有振動
の振動数を60Hzとしたシミュレーション結果で得ら
れた本実施形態に係るステージ制御装置の周波数応答特
性におけるゲイン特性、位相特性(ボード線図)がそれ
ぞれ示されている。
FIGS. 4A and 4B show gain characteristics and phase characteristics in the frequency response characteristics of the stage control device according to the present embodiment obtained by simulation results in which the frequency of the natural vibration is 60 Hz. (Board diagrams) are shown.

【0065】図4(A)において、符号G1(f)は、
干渉計24の計測値を出力とした場合の、目標位置(入
力)に対する系の応答を示すゲイン特性を示し、符号G
2(f)は、干渉計25の計測値を出力とした場合の、
目標位置(入力)に対する系の応答を示すゲイン特性を
示す。また、図4(B)において、符号P1(f)、P
2(f)は、図4(A)のG1(f)、G2(f)に対
応する位相特性をそれぞれ示す。
In FIG. 4A, reference symbol G1 (f) is
A symbol G indicates a gain characteristic indicating a response of the system to a target position (input) when the measurement value of the interferometer 24 is output.
2 (f) is a case where the measurement value of the interferometer 25 is output.
5 shows a gain characteristic indicating a response of the system to a target position (input). Also, in FIG. 4B, reference numerals P1 (f), P1 (f)
2 (f) shows phase characteristics corresponding to G1 (f) and G2 (f) in FIG. 4 (A), respectively.

【0066】図4(A)のG2(f)から判るように、
本実施形態では、サーボ応答帯域が約20Hzとなって
おり、前述した図7(A)のゲイン特性と比較すると、
本実施形態では約10Hz応答帯域が拡大していること
が判る。
As can be seen from G2 (f) in FIG.
In the present embodiment, the servo response band is about 20 Hz, and when compared with the gain characteristic of FIG.
In the present embodiment, it can be seen that the response band of about 10 Hz is expanded.

【0067】すなわち、本実施形態では、応答帯域が拡
大して従来例に比べてより高い周波数成分まで、系が入
力を忠実に追従できるので、結果的に、プレートステー
ジの目標走査速度に対する整定時間を短縮することがで
きる。換言すれば、整定時間として同一の時間を設定す
ると、プレートステージPSTの目標走査速度をより高
速化することができる。
That is, in the present embodiment, the response band is expanded, and the system can accurately follow the input up to higher frequency components as compared with the conventional example. As a result, the settling time for the target scanning speed of the plate stage is consequently settled. Can be shortened. In other words, if the same time is set as the settling time, the target scanning speed of the plate stage PST can be further increased.

【0068】また、上記の応答帯域の拡大により、プレ
ートステージ加減速終了後のオーバーシュート及びアン
ダーシュートを小さくすることができ、基板テーブル1
9の位置を目標値としてマスクステージ位置制御ループ
L2によって行われるプレートステージPSTに対する
マスクステージMSTの追従制御性能も向上もする。従
って、スキャン露光のためのプレートステージPSTと
マスクステージMSTとの等速同期整定時間の短縮、あ
るいは両ステージMST、PSTの走査速度の高速化が
可能となり、結果的にスループットの向上が可能であ
る。さらに、プレートステージPSTの制御性能及びプ
レートステージPSTに対するマスクステージMSTの
追従性能が向上する結果、露光中の両ステージの等速度
制御期間中においてもより理想に近い状態で両ステージ
の等速度制御を実現することができ、これによりマスク
とプレートとの重ね合せ精度が向上し、パターンの転写
精度、すなわち露光精度の向上も可能である。
Further, by expanding the response band, the overshoot and the undershoot after the end of the plate stage acceleration / deceleration can be reduced.
The follow-up control performance of the mask stage MST with respect to the plate stage PST performed by the mask stage position control loop L2 with the position 9 as the target value is also improved. Therefore, it is possible to shorten the settling time of the constant speed synchronization between the plate stage PST and the mask stage MST for scan exposure, or to increase the scanning speed of both stages MST and PST, and as a result, the throughput can be improved. . Furthermore, the control performance of the plate stage PST and the follow-up performance of the mask stage MST with respect to the plate stage PST are improved. As a result, even during the constant speed control period of both stages during exposure, constant speed control of both stages is performed in a state closer to ideal. This makes it possible to improve the overlay accuracy of the mask and the plate, and to improve the pattern transfer accuracy, that is, the exposure accuracy.

【0069】また、本実施形態においては、移動テーブ
ル22の位置制御を行うことにより、プレートステージ
PSTの位置制御を実現するため、厳密には、基板テー
ブル19の位置と移動テーブル22の位置とのずれが発
生するが、走査露光中においては、投影光学系PL基準
でのプレートステージ一定速度制御、及びこのプレート
ステージに対するマスクステージの追従制御によって、
マスクと基板との同期制御を実現するため、結果的に不
都合は生じない。
In the present embodiment, in order to realize the position control of the plate stage PST by controlling the position of the moving table 22, strictly speaking, the position of the substrate table 19 and the position of the moving table 22 are changed. Although the displacement occurs, during the scanning exposure, the plate stage constant speed control based on the projection optical system PL, and the follow-up control of the mask stage with respect to the plate stage,
Since the synchronous control between the mask and the substrate is realized, no inconvenience occurs as a result.

【0070】なお、例えば、アライメント時等におい
て、プレートステージPSTの厳密な位置決め制御が必
要な場合には、プレートステージPSTの移動後半の減
速終了後に、不図示の主制御装置により補償系C1を構
成するスイッチ回路42をオンにすることにより、演算
部38により基板テーブル位置と移動テーブル位置との
差分が時間積分され、その積分値が補正値としてプレー
トステージの位置制御ループLL1にフィードフォワー
ド入力され、移動テーブル22でなく、基板ステージ1
9を目標位置Prefに正確に停止させることができる。
For example, when strict positioning control of the plate stage PST is required at the time of alignment or the like, the compensation system C1 is configured by a main controller (not shown) after the deceleration in the latter half of the movement of the plate stage PST. When the switch circuit 42 is turned on, the difference between the substrate table position and the moving table position is time-integrated by the calculation unit 38, and the integrated value is feed-forward input to the position control loop LL1 of the plate stage as a correction value. Substrate stage 1 instead of moving table 22
9 can be accurately stopped at the target position Pref.

【0071】なお、複数のレンズから構成される照明光
学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整を
するとともに、多数の機械部品からなるマスクステージ
やプレートステージを露光装置本体に取り付けて配線や
配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)
をすることにより本実施形態の露光装置を製造すること
ができる。露光装置の製造は温度およびクリーン度等が
管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
The illumination optical system and the projection optical system composed of a plurality of lenses are incorporated in the exposure apparatus main body for optical adjustment, and a mask stage and a plate stage composed of many mechanical parts are attached to the exposure apparatus main body for wiring. And pipe connection, and further comprehensive adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.)
By doing so, the exposure apparatus of the present embodiment can be manufactured. It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room in which the temperature, the degree of cleanliness, and the like are controlled.

【0072】なお、上記実施形態では、本発明が等倍一
括転写型の液晶用走査型露光装置に適用された場合につ
いて説明したが、これに限らず、ステップ・アンド・リ
ピート方式の液晶用ステッパやステップ・アンド・スキ
ャン方式の液晶用スキャニング・ステッパは勿論、半導
体製造用のステッパや、スキャニング・ステッパ等の露
光装置にも好適に適用することができる。また、マスク
MとプレートPとを鉛直方向に沿って保持する縦型露光
装置にも適用することができる。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a unit-size batch transfer type scanning exposure apparatus for liquid crystal has been described. However, the present invention is not limited to this, and a step-and-repeat type liquid crystal stepper can be used. The present invention can be suitably applied not only to a scanning stepper for a liquid crystal of a step-and-scan method, but also to an exposure apparatus such as a stepper for manufacturing a semiconductor or a scanning stepper. Further, the present invention can also be applied to a vertical exposure apparatus that holds the mask M and the plate P along the vertical direction.

【0073】前述のように、本発明に係るステージ装置
によれば、基板ステージの位置制御性能を向上させるこ
とができるので、特に、ステッパやスキャニング・ステ
ッパ等の逐次移動型の露光装置に本発明を適用した場合
には、ショット間ステッピング時やアライメント位置へ
の移動時においてもスループットの向上及び位置決め性
能の向上が可能である。特に、基板ステージの位置決め
性能の向上には、上記実施形態中の補償系C1と同様の
補償系を備えていることが望ましい。
As described above, according to the stage apparatus according to the present invention, the position control performance of the substrate stage can be improved. Therefore, the present invention is particularly applicable to a sequentially moving exposure apparatus such as a stepper or a scanning stepper. Is applied, it is possible to improve the throughput and the positioning performance even when stepping between shots or moving to an alignment position. In particular, in order to improve the positioning performance of the substrate stage, it is desirable to provide a compensation system similar to the compensation system C1 in the above embodiment.

【0074】上記の他、電子ビーム露光装置や、X線露
光装置等の露光装置の他、基板を保持して移動する基板
ステージを備えた装置、例えばレーザリペア装置等に
も、本発明に係るステージ装置は適用可能である。
In addition to the above, the present invention also relates to an exposure apparatus such as an electron beam exposure apparatus or an X-ray exposure apparatus, or an apparatus having a substrate stage for holding and moving a substrate, such as a laser repair apparatus. The stage device is applicable.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜3に記
載の各発明によれば、機械的固有振動の影響を回避して
ステージの制御性能を向上させることができるという効
果がある。
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, there is an effect that the control performance of the stage can be improved by avoiding the influence of mechanical natural vibration.

【0076】また、請求項4に記載の発明によれば、第
1ステージに対する第2ステージの位置関係調整のため
の第2ステージの制御性能をも向上させることができる
という効果がある。
Further, according to the invention described in claim 4, there is an effect that the control performance of the second stage for adjusting the positional relationship of the second stage with respect to the first stage can also be improved.

【0077】また、請求項5及び6に記載の各発明によ
れば、スループット及びパターンの転写精度の向上を図
ることができるという優れた効果がある。
According to each of the fifth and sixth aspects of the present invention, there is an excellent effect that the throughput and the pattern transfer accuracy can be improved.

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

【図1】一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図
である。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment.

【図2】図1の制御装置を中心として構成されるステー
ジ制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a stage control device mainly including the control device of FIG. 1;

【図3】図2のステージ制御装置と等価な制御系を示す
制御ブロック図である。
FIG. 3 is a control block diagram showing a control system equivalent to the stage control device of FIG. 2;

【図4】(A)、(B)は、固有振動の振動数を60H
zとしたシミュレーション結果で得られた本実施形態に
係るステージ制御装置の周波数応答特性におけるゲイン
特性、位相特性をそれぞれ示すボード線図である。
FIGS. 4A and 4B show the natural vibration frequency of 60H.
FIG. 9 is a Bode diagram showing gain characteristics and phase characteristics in the frequency response characteristics of the stage control device according to the present embodiment, obtained as a result of simulation with z.

【図5】従来の露光装置の構成を概略的に示す図であ
る。
FIG. 5 is a view schematically showing a configuration of a conventional exposure apparatus.

【図6】従来のステージ制御装置の構成を示すブロック
図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional stage control device.

【図7】(A)、(B)は、固有振動の振動数を60H
zとした場合の従来のステージ制御系(具体的にはプレ
ートステージの位置制御ループ)の周波数応答特性にお
けるゲイン特性、位相特性をそれぞれ示すボード線図で
ある。
FIGS. 7A and 7B show the natural vibration frequency of 60H.
FIG. 9 is a Bode diagram showing gain characteristics and phase characteristics in frequency response characteristics of a conventional stage control system (specifically, a position control loop of a plate stage) when z is set.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…露光装置、16…リニアモータ(駆動機構)、1
6b…可動子(可動部)、19…基板テーブル(第2部
分)、22…移動テーブル(第1部分)、24…第1の
プレート用干渉計(第1の位置計測装置)、25…第2
のプレート用干渉計(第2の位置計測装置)、PST…
プレートステージ(第1ステージ)、L1…プレートス
テージ位置・速度制御系(第1のステージ制御系)、M
ST…マスクステージ(第2ステージ)、L2…マスク
ステージ位置制御系(第2のステージ制御系)、P…プ
レート(物体、基板)、M…マスク。
10 exposure apparatus, 16 linear motor (drive mechanism), 1
6b: mover (movable part), 19: substrate table (second part), 22: moving table (first part), 24: first plate interferometer (first position measuring device), 25: second 2
Plate interferometer (second position measuring device), PST ...
Plate stage (first stage), L1 ... Plate stage position / speed control system (first stage control system), M
ST: mask stage (second stage), L2: mask stage position control system (second stage control system), P: plate (object, substrate), M: mask.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 515G 516B Fターム(参考) 2F078 CA02 CA08 CB02 CB05 CB09 CB12 CC07 CC11 CC15 5F031 CA05 CA07 JA02 KA06 LA08 MA27 5F046 AA23 BA05 CC01 CC02 CC03 CC05 CC06 CC08 CC10 CC16 CC18 DA06 DA07 DA08 DB05──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/30 515G 516B F-term (Reference) 2F078 CA02 CA08 CB02 CB05 CB09 CB12 CC07 CC11 CC15 5F031 CA05 CA07 JA02 KA06 LA08 MA27 5F046 AA23 BA05 CC01 CC02 CC03 CC05 CC06 CC08 CC10 CC16 CC18 DA06 DA07 DA08 DB05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物体を保持して移動可能な第1ステージ
と、前記第1ステージを少なくとも第1方向に駆動する
駆動機構とを有するステージ装置において、 前記第1ステージは、前記駆動機構の可動部を少なくと
も有する第1部分と、前記物体を保持する第2部分と、
を有し、 前記第1部分の所定の計測方向の位置を計測する第1の
位置計測装置と、 前記第1の位置計測装置の計測結果に基づいて、前記物
体の少なくとも前記第1方向の位置を制御すべく、前記
駆動機構を制御する第1のステージ制御系とを備えたこ
とを特徴とするステージ装置。
1. A stage device comprising: a first stage capable of holding an object and being movable; and a driving mechanism for driving the first stage in at least a first direction, wherein the first stage is movable by the driving mechanism. A first portion having at least a portion, a second portion holding the object,
And a first position measuring device that measures a position of the first portion in a predetermined measuring direction; and a position of the object in at least the first direction based on a measurement result of the first position measuring device. And a first stage control system for controlling the driving mechanism in order to control the stage mechanism.
【請求項2】 前記第2部分の所定の計測方向の位置を
計測する第2の位置計測装置を備え、 前記第1のステージ制御系は、前記第1部分と前記第2
部分との前記第1方向の位置の誤差を補償すべく、前記
第1、第2の位置計測装置の計測結果に基づいて前記駆
動機構を更に制御することを特徴とする請求項1に記載
のステージ装置。
And a second position measuring device for measuring a position of the second portion in a predetermined measurement direction, wherein the first stage control system is configured to control the first portion and the second portion.
2. The drive mechanism according to claim 1, wherein the drive mechanism is further controlled based on a measurement result of the first and second position measurement devices to compensate for a position error in the first direction with respect to a portion. 3. Stage equipment.
【請求項3】 前記第1部分と第2部分とは一体的に形
成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の
ステージ装置。
3. The stage device according to claim 1, wherein the first portion and the second portion are formed integrally.
【請求項4】 前記第1ステージとは異なる第2ステー
ジと、 前記第2部分の所定の計測方向の位置を計測する第2の
位置計測装置と、 前記第2の位置計測装置の計測結果に基づいて、前記第
1ステージと前記第2ステージとが所定の位置関係にな
るように、前記第2ステージを制御する第2のステージ
制御系と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の
ステージ装置。
4. A second stage different from the first stage, a second position measuring device for measuring a position of the second portion in a predetermined measuring direction, and a measurement result of the second position measuring device. 2. The control device according to claim 1, further comprising: a second stage control system that controls the second stage such that the first stage and the second stage have a predetermined positional relationship based on the first stage and the second stage. 3. Stage equipment.
【請求項5】 所定のパターンを基板上に転写する露光
装置であって、 請求項1〜3のいずれか一項に記載のステージ装置を備
え、 前記第1ステージの前記第2部分に前記基板が載置され
ることを特徴とする露光装置。
5. An exposure apparatus for transferring a predetermined pattern onto a substrate, comprising: the stage device according to claim 1, wherein the substrate is provided on the second portion of the first stage. An exposure apparatus, on which is mounted.
【請求項6】 マスクと基板とを同期移動して前記マス
クのパターンを基板上に転写する露光装置であって、 請求項4に記載のステージ装置を備え、 前記第1ステージ及び前記第2ステージの一方が前記マ
スクが載置されるマスクステージであり、他方が前記基
板が載置される基板ステージであることを特徴とする露
光装置。
6. An exposure apparatus for transferring a pattern of the mask onto a substrate by synchronously moving a mask and a substrate, comprising the stage device according to claim 4, wherein the first stage and the second stage are provided. One is a mask stage on which the mask is mounted, and the other is a substrate stage on which the substrate is mounted.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006203113A (en) * 2005-01-24 2006-08-03 Nikon Corp Stage apparatus, stage control method, exposure apparatus and method, and device manufacturing method
CN100451835C (en) * 2003-09-22 2009-01-14 Asml荷兰有限公司 Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
WO2020188759A1 (en) * 2019-03-19 2020-09-24 株式会社日立ハイテク Stage movement control apparatus and charged particle beam system

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