(57)【要約】【課題】ステージの製造コストの上昇を招くことなくステージの同期精度及びスループットを向上させることができるステージ制御装置及び方法並びに当該装置を備え当該方法を用いる露光装置を提供する。【解決手段】移動可能に支持されたステージの加速を制御するステージ制御装置において、ステージの加速時間は加速度を上昇させる第１期間（０〜ｋ・ｔａｃｃ）と加速度を下降させる第２期間（ｋ・ｔａｃｃ〜ｔａｃｃ）とを含み、第１期間における加速度曲線は上に凸の形状に設定され、２期間における加速度曲線は下に凸の形状に設定されている。【選択図】　図４
2004039803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能に支持されたステージの加速を制御するステージ制御装置において、
前記ステージの加速時間は加速度を上昇させる第１期間と当該加速度を下降させる第２期間とを含み、前記第１期間における加速度曲線は上に凸の形状に設定され、前記第２期間における加速度曲線は下に凸の形状に設定されることを特徴とするステージ制御装置。
【請求項２】
前記ステージは、供給される電力に応じた推力を発生する推力発生装置を備え、
前記ステージの加速時間内における前記第１期間と前記第２期間との割合は、前記推力発生装置の性能と、前記第２期間終了時点における前記ステージの速度の整定時間とに応じて設定されることを特徴とする請求項１記載のステージ制御装置。
【請求項３】
前記第１期間における加速度曲線及び前記第２期間における加速度曲線は２次以上の関数であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のステージ制御装置。
【請求項４】
前記第２期間終了付近における前記加速度曲線は、その時間微分が滑らかに零に漸近するよう設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のステージ制御装置。
【請求項５】
前記第１期間は前記第２期間よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のステージ制御装置。
【請求項６】
パターンが形成されたマスクと感光基板とを同期移動しつつ、前記マスクに形成されたパターンを前記感光基板上に転写する露光装置であって、
前記マスクを保持して移動するマスクステージと、
前記感光基板を保持して移動する基板ステージと、
前記マスクに形成されたパターンを前記感光基板上へ転写する際に、前記マスクステージ及び前記基板ステージをそれぞれの同期移動方向への目標速度まで加速する請求項１から請求項５の何れか一項に記載のステージ制御装置と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
移動可能に支持されたステージの加速を制御するステージ制御方法において、
前記ステージの加速時間内に設定された第１期間中、上に凸の形状に設定された加速度曲線に沿って加速度を上昇させる加速度上昇工程と、
前記第１期間が終了した後の第２期間中、下に凸の形状に設定された加速度曲線に沿って加速度を下降させる加速度下降工程と
を含むことを特徴とするステージ制御方法。
【請求項８】
前記ステージの加速時間内における前記第１期間と前記第２期間との割合は、前記ステージに設けられた前記推力発生装置の性能と、前記第２期間終了時点における前記ステージの速度の整定時間とに応じて設定されることを特徴とする請求項７記載のステージ制御方法。
【請求項９】
前記第１期間における加速度曲線及び前記第２期間における加速度曲線は２次以上の関数であることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のステージ制御方法。
【請求項１０】
前記第２期間終了付近における前記加速度曲線は、その時間微分が滑らかに零に漸近するよう設定されていることを特徴とする請求項７から請求項９の何れか一項に記載のステージ制御方法。
【請求項１１】
前記第１期間は前記第２期間よりも短く設定されていることを特徴とする請求項７から請求項１０の何れか一項に記載のステージ制御方法。
【請求項１２】
パターンが形成されたマスクと感光基板とを同期移動しつつ、前記マスクに形成されたパターンを前記感光基板上に転写する露光装置であって、
前記マスクを保持して移動するマスクステージと、
前記感光基板を保持して移動する基板ステージと、
前記マスクに形成されたパターンを前記感光基板上へ転写する際に、請求項７から請求項１１の何れか一項に記載のステージ制御方法を用いて前記マスクステージ及び前記基板ステージをそれぞれの同期移動方向への目標速度まで加速する制御装置と
を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ制御装置及び方法並びに露光装置に係り、特にマスク（レチクル）、ウェハ等の移動対象物を載置した状態で移動可能に構成されたステージの動作を制御するステージ制御装置及び方法並びに当該装置を備え当該方法を用いる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ、半導体デバイス、撮像装置（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィ工程では、投影光学系を介して、マスク又はレチクルに形成された回路パターンを、表面にフォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等の感光基板に投影する露光装置が用いられている。この露光装置の一つとしてとして、レチクルに形成されたパターンをウェハ上の各ショット領域に一括して縮小投影するようにしたステップ・アンド・リピート方式の露光装置（ステッパー）が知られている。ステッパーでは１つのショット領域に対して一括露光を行い、露光が終了するとウェハをステップ移動して次のショット領域に対する一括露光を行う動作が繰り返し行われる。
【０００３】
また、レチクルに形成されたパターンの露光範囲を拡大するために、照明光学系からの露光光をスリット状に制限し、このスリット光を用いてレチクルに形成されたパターンの一部をウェハ上に縮小投影した状態で、レチクルとウェハとを投影光学系に対して同期走査してパターンをウェハ上に逐次転写するようにしたステップ・アンド・スキャン方式の走査型の露光装置も用いられている。
【０００４】
一般的に露光装置においては、レチクル及びウェハを高精度に位置決めし、あるいは、レチクル及び／又はウェハを一定速度で高精度に走査するために、ステージ装置が用いられる。この種のステージ装置においては、ステージを高速且つ非接触で駆動するための駆動機構として例えばリニアモータが用いられる。リニアモータは固定子及び移動子を備えており、固定子及び移動子の一方がコイルを含むときは、他方は磁石等の発磁体を含む構成とされる。
【０００５】
走査型露光装置の一形態として、ウェハを保持するウェハステージと、レチクルを保持するレチクルステージとを備えたものがある。また、同期精度を高めるために、レチクルステージは、レチクル微動ステージとレチクル粗動ステージとから構成される。各ステージにおいては、例えばＰＩＤタイプのステージ制御装置により露光のための位置決めとスキャン動作とが行われる。特に、レチクル粗動ステージは高速移動するので、大きな推力を得るためのリニアモータ及び駆動アンプが必要とされる。
【０００６】
図９は、走査露光装置に設けられる従来のステージ制御装置の構成例を示すブロック図である。ここでは、ウェハステージ及びレチクルステージの各々には、アンプモデルとリニアモータ等の駆動機構とが含まれているものとする。また、各ステージに関して、ＰＩＤタイプコントローラを用いた負帰還回路が形成されている。図９において、ウェハステージ１０３に関しては、演算部１０１、ウェハコントローラ１０２、ウェハステージ１０３、及びレーザ干渉計１０４から負帰還回路が生成されており、レチクルステージ１０８に関しては、演算部１０６、レチクルコントローラ１０７、レチクルステージ１０８、及びレーザ干渉計１０９から負帰還回路が形成されている。尚、上述のような走査型露光装置にはレチクルを保持するレチクル微動ステージとレチクル粗動ステージとを備えるが、図９においては説明を簡単にするためにこれらをまとめてレチクルステージ１０８としている。
【０００７】
目標位置発生器１００はウェハステージ１０３の目標位置を示す目標位置信号を出力する。演算部１０１は目標位置発生器１００から出力される目標位置信号とレーザ干渉計１０４から出力される帰還信号との偏差を求めて偏差信号として出力する。ウェハコントローラ１０２は、演算部１０１から出力される偏差信号に基づいて、ウェハステージ１０３に与える推力を示す制御信号を出力する。この制御信号は図示しないアンプで増幅されてウェハステージ１０３の各駆動機構に供給される。レーザ干渉計１０４はウェハステージ１０３の位置を計測し、その計測結果を帰還信号として出力する。
【０００８】
また、レーザ干渉計１０４から出力される帰還信号は、変換回路１０５に入力されてレチクルステージ１０８の目標位置を示す目標位置信号に変換される。図９に示した例では、不図示の投影光学系の投影倍率が１／４に設定されているため、変換回路１０５はレーザ干渉計１０４からの帰還信号を４倍する回路に設定される。つまり、投影光学系の投影倍率が１／４のときに、ウェハステージ１０３とレチクルステージ１０８とを同期させて移動させるためには、レチクルステージ１０８の移動量をウェハステージ４３の移動量の４倍にする必要があるため変換回路１０５はレーザ干渉計１０４からの帰還信号を４倍する回路に設定される。
【０００９】
変換回路１０５からの目標位置信号は演算部１０６に入力される。演算部１０６は、変換回路１０５からの目標位置信号とレーザ干渉計１０９からの帰還信号との偏差を求めて偏差信号として出力する。レチクルコントローラ１０７は、演算部１０６から出力される偏差信号に基づいてレチクルステージ１０８に与える推力を示す制御信号を出力する。この制御信号はアンプで増幅されてレチクルステージ１０８の各駆動機構に供給される。レーザ干渉計１０９はレチクルステージ１０８の位置を計測し、その計測結果を帰還信号として出力する。
【００１０】
以上の構成のステージ制御装置は、目標位置発生器１００から出力される目標位置信号に基づいて、ウェハコントローラ１０２がウェハステージ１０３の動作を制御し、レチクルコントローラ１０７がウェハステージ１０３に関する帰還回路の帰還信号を変換した信号（目標位置信号）に基づいて、レチクルステージ１０８の動作を制御しているため、所謂マスター・スレーブの制御系を構成している。
【００１１】
ウェハステージ１０３とレチクルステージ１０８とを同期して移動させるときには、まず目標位置発生器１００から目標位置信号が出力され、この目標位置信号とレーザ干渉計１０４から出力される帰還信号との偏差が演算部１０１で求められ、この偏差を示す偏差信号に基づいてウェハコントローラ１０２がウェハステージ１０３に対して制御信号を出力する。また、レーザ干渉計１０４からの帰還信号は変換回路１０５で４倍に増幅されて目標位置信号として出力され、この目標位置信号とレーザ干渉計１０９から出力される帰還信号との偏差が演算部１０６で求められ、この偏差を示す偏差信号に基づいてレチクルコントローラ１０７がレチクルステージ１０８に制御信号を出力する。
【００１２】
ウェハステージ１０３及びレチクルステージ１０８は、それぞれ入力される制御信号に追従して加速した後、一定の速度で互いに逆方法（不図示の投影光学系がウェハ上にレチクルのパターンの倒立像を投影する場合）に同期して移動する。この状態で照明光をレチクル上に照射してウェハ上に設定された１つのショットに対してレチクルに形成されたパターンの一部をウェハ上に投影しつつレチクルステージ１０８とウェハステージ１０３とを同期移動させることにより、そのショット領域に逐次レチクルのパターンが転写される。１つのショット領域に対してレチクルに形成されたパターンの転写が終了すると、入力される制御信号に追従して減速した後、レチクルステージ１０８とウェハステージ１０３とを停止させる。以上の動作を他のショット領域に対しても順次繰り返し行って、ウェハ全面にレチクルのパターンを転写する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した露光装置、特に走査型露光装置においては、レチクルとウェハとを同期移動させつつ、レチクルに形成されているパターンを逐次ウェハ上に転写しているため、レチクルのパターンを忠実にウェハに転写するためには、レチクルとウェハとの同期誤差を極力小さくして同期精度を高める必要がある。また、マイクロデバイスの製造効率を高めるために、スループット、即ち単位時間に露光処理を行うことができるウェハの枚数を向上させることが要求されている。
【００１４】
レチクルステージ１０８及びウェハステージ１０３（以下、これらを総称するときはステージという）の移動動作を制御する制御系において、ステージの同期精度及びスループットに影響を与える要素は、サーボ系の性能及びステージの加速度（あるいは位置、速度）の時間的変化を規定する目標軌道である。特に、目標軌道の設計によってステージの最大加速度（最大駆動力）、平均加速度、加速時間、及び整定時間が定まるため、その設計は極めて重要になる。ここで、整定時間とは、加速が動作が終了して等速運動に移行したときに生ずる振動が収束するのに要する時間である。
【００１５】
目標軌道の設計においては、最大加速度及び平均加速度を高く設定して加速時間を短縮すれば、ステージの加速に要する時間を短縮することができるため、スループットの向上を図ることができる。しかしながら、ステージを急激に加速すると、加速動作が終了してから等速運動に移行したときの振動が大きくなって整定時間が長くなるため、同期精度を悪化させるとともにスループットが悪化してしまう。ここで、従来の目標軌道の例について簡単に説明する。
【００１６】
図１０は、目標軌道の第１従来例を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はステージの位置、速度、加速度、及びジャーク（加速度の時間微分）の時間変化をそれぞれ示している。尚、図１０においては、ステージが静止している状態から一定速度（Ｖ３１）に達するまでの目標軌道のみを示している。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）において、破線で示した曲線は加速度の時間変化が略台形状の折れ線状に設定された目標軌道であり、実線で示した曲線は加速度の時間変化が上に凸の放物線状に設定された目標軌道である。図１０（ｃ）に示すように、これらの目標軌道は最大加速度と平均加速度との比は１．５：１であり、比較的小さいことが分かる。しかしながら、図１０（ｄ）から分かるように、加速終了時点ｔ２１において加速度が急激に零に変化しているため、加速終了時点ｔ２１においてステージの残留振動が大きく発生するため、整定時間が長くなり、結局のところ同期精度の悪化及びスループットの低下を招く。
【００１７】
図１１は、目標軌道の第２従来例を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はステージの位置、速度、加速度、及びジャークの時間変化をそれぞれ示している。尚、図１１においては、図１０と同様にステージが静止している状態から一定速度（Ｖ３１）に達するまでの目標軌道のみを示しており、加速終了時点は、図１０と同様にｔ２１に設定してある。図１１（ｃ）に示すように、この目標軌道は最大加速度と平均加速度との比が２：１となり、図１０（Ｃ）に示したものよりも大きくなるが、図１１（ｄ）から分かるように、加速開始時点においてジャーク零から徐々に大きくなり、且つ加速終了時点ｔ２１において加速度が徐々に零に漸近する変化をするように加速度が設定されているため整定時間を短縮することができる。尚、図１１に示した目標軌道を用いたステージの制御の詳細については、例えば特開２０００−０４０６５８号公報を参照されたい。
【００１８】
ところで、ステージの最大加速度を高く設定すると、リニアモータに対してより多くの電流を流す必要がある。リニアモータに大電流が流れると発熱が多くなるため、冷却上の問題が生ずるとともに、リニアモータに大電流を供給するためにアンプも大型化する。よって、リニアモータ及びアンプを含めたステージの設計が困難になって製造コストの上昇を招くという問題がある。従って、これらの問題を招かずに、ステージの同期精度及びスループットを向上させるためには、最大加速度がさほど大きくない第１従来例の長所と整定時間を短縮することができる第２従来例の長所との両方を兼ね備えた目標軌道が必要とされている。
【００１９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ステージの製造コストの上昇を招くことなくステージの同期精度及びスループットを向上させることができるステージ制御装置及び方法並びに当該装置を備え当該方法を用いる露光装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のステージ制御装置は、移動可能に支持されたステージの加速を制御するステージ制御装置において、前記ステージの加速時間は加速度を上昇させる第１期間と当該加速度を下降させる第２期間とを含み、前記第１期間における加速度曲線は上に凸の形状に設定され、前記第２期間における加速度曲線は下に凸の形状に設定されることを特徴としている。
この発明によれば、加速度を上昇させる第１期間における加速度曲線を上に凸の形状に設定しているため、第１期間における平均加速度を上昇させて最大加速度と平均加速度の比を小さくすることができるとともに、最大加速度を低下させることができる。その結果として、ステージの設計が容易となり、ステージの製造コストの上昇を抑えることができる。また、第１期間における平均加速度を上昇させることで、スループットの向上を図ることもできる。
また、加速度を下降させる第２期間における加速度曲線を下に凸の形状に設定しているため、ステージの加速終了時点におけるステージの振動を抑えられて整定時間を短縮することができ、その結果として同期精度が向上するとともにスループットを向上を図ることができる。
また、本発明のステージ制御装置は、前記ステージが、供給される電力に応じた推力を発生する推力発生装置を備え、前記ステージの加速時間内における前記第１期間と前記第２期間との割合は、前記推力発生装置の性能と、前記第２期間終了時点における前記ステージの速度の整定時間とに応じて設定されることを特徴としている。
また、本発明のステージ制御装置は、前記第１期間における加速度曲線及び前記第２期間における加速度曲線が２次以上の関数であることを特徴としている。
また、本発明のステージ制御装置は、前記第２期間終了付近における前記加速度曲線は、その時間微分が滑らかに零に漸近するよう設定されていることを特徴としている。
また、本発明のステージ制御装置は、前記第１期間が前記第２期間よりも短く設定されていることを特徴としている。
本発明の露光装置は、パターンが形成されたマスク（Ｒ）と感光基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを前記感光基板（Ｗ）上に転写する露光装置であって、前記マスク（Ｒ）を保持して移動するマスクステージ（ＲＣＳ、ＲＦＳ）と、前記感光基板（Ｗ）を保持して移動する基板ステージ（ＷＳ）と、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを前記感光基板（Ｗ）上へ転写する際に、前記マスクステージ（ＲＣＳ、ＲＦＳ）及び前記基板ステージ（ＷＳ）をそれぞれの同期移動方向への目標速度まで加速する上記の何れかの記載のステージ制御装置（３３）とを備えることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明のステージ制御方法は、移動可能に支持されたステージの加速を制御するステージ制御方法において、前記ステージの加速時間内に設定された第１期間中、上に凸の形状に設定された加速度曲線に沿って加速度を上昇させる加速度上昇工程（Ｓ１）と、前記第１期間が終了した後の第２期間中、下に凸の形状に設定された加速度曲線に沿って加速度を下降させる加速度下降工程（Ｓ２）とを含むことを特徴としている。
また、本発明のステージ制御方法は、前記ステージの加速時間内における前記第１期間と前記第２期間との割合が、前記ステージに設けられた前記推力発生装置の性能と、前記第２期間終了時点における前記ステージの速度の整定時間とに応じて設定されることを特徴としている。
また、本発明のステージ制御方法は、前記第１期間における加速度曲線及び前記第２期間における加速度曲線が２次以上の関数であることを特徴としている。
また、本発明のステージ制御方法は、前記第２期間終了付近における前記加速度曲線は、その時間微分が滑らかに零に漸近するよう設定されていることを特徴としている。
また、本発明のステージ制御方法は、前記第１期間が前記第２期間よりも短く設定されていることを特徴としている。
本発明の露光装置は、パターンが形成されたマスク（Ｒ）と感光基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを前記感光基板（Ｗ）上に転写する露光装置であって、前記マスク（Ｒ）を保持して移動するマスクステージ（ＲＣＳ、ＲＦＳ）と、前記感光基板（Ｗ）を保持して移動する基板ステージ（ＷＳ）と、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを前記感光基板（Ｗ）上へ転写する際に、上記の何れかに記載のステージ制御方法を用いて前記マスクステージ（ＲＣＳ、ＲＦＳ）及び前記基板ステージ（ＷＳ）をそれぞれの同期移動方向への目標速度まで加速する制御装置（３３）とを備えることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるステージ制御装置及び露光装置について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による露光装置の構成を示す正面図である。本実施形態においては、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型の露光装置を例に挙げて説明する。尚、以下の説明においては、図１中に示したようにＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｙ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるよう設定され、Ｘ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００２２】
図１において、設置面１１の上に４つ（図１では２つのみを図示）の防振装置（除振機構）１２を介してベース部材（ベース又は定盤）１３が設けられている。防振装置１２は、ベース部材１３の４隅付近にそれぞれ配置されており、特に限定はされないが、例えば空気式ダンパやダンピング液中に圧縮コイルバネを入れた機械式ダンパ等からなるパッシブ型のもの、ベース部材に設けられた不図示の振動検出器による検出信号に基づいて該振動を抑制するように変位されるアクチュエータを備えたアクティブ型のもの、あるいはこれらの双方を備えたもの等が用いられる。ベース部材１３は、石、セラミックスあるいは鉄等の高剛性の部材から構成される。
【００２３】
ベース部材１３の上には、その上部に投影光学系１４を保持した第１コラム１５が設けられており、第１コラム１５の上には第２コラム（ベース又は定盤）１６が設けられている。第２コラム１６上には回路パターンが形成されたマスクとしてのレチクルＲを移動するための駆動装置としてのレチクル粗動ステージユニットＲＣＳ及びレチクル微動ステージユニットＲＦＳが設けられている。また、ベース部材１３上には、感光基板としてのウェハＷを移動するための基板ステージとしてのウェハステージユニットＷＳが設けられている。これにより、レチクルＲ及びウェハＷは、投影光学系１４の光軸に沿う方向（図１中のＺ方向）の位置が互いに異なる面であって、この光軸に直交する面内で２次元方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動可能となっている。
【００２４】
本実施形態では露光装置の走査方向はＹ方向に設定してあるので、レチクルＲ及びウェハＷのＹ方向に関する駆動制御について主として説明する。レチクルＲ及びウェハＷのＸ方向の位置決め制御並びにＺ軸回りの回転方向（θ方向）及びＸＹ平面に対する傾斜角の調節については通常通り容易に実施することができるので、その説明は省略する。
【００２５】
ウェハステージＷＳは、固定子１７と、固定子１７に対してＹ方向に移動可能な移動子１８と、移動子１８上に取り付けられたステージ１９とを備えている。固定子１７及びこれと協働する移動子１８は、リニアモータにより提供され得る。特に、本実施形態では、固定子１７はエアベアリング等によるスライド機構２０によってベース部材１３上でＹ方向に移動可能に設けられている。固定子１７はベース部材１３上に固定されていても良い。上面に感光剤が塗布されたウェハＷは、例えばその裏面全体を吸引吸着されることによりステージ１９上に保持される。尚、図１においては、移動子１８及びステージ１９が別の部材として図示されているが、これらは共通の部材により提供されても良い。
【００２６】
レチクル粗動ステージユニットＲＣＳは、固定子２１と、固定子２１に対してＹ方向に移動可能な移動子２２と、移動子２２上に取り付けられたステージ２３とを備えている。固定子２１及びこれと協働する移動子２２は、リニアモータによって提供され得る。特に、この実施形態では、固定子２１は、エアベアリング等を有するスライド機構２４によって第２コラム１６上でＹ方向に移動可能に設けられている。固定子２１は第２コラム１６上に固定されていても良い。尚、図１においては、移動子２２及びステージ２３が別部材として図示されているが、これらは共通の部材により提供されても良い。
【００２７】
レチクル微動ステージユニットＲＦＳは、レチクル粗動ステージユニットＲＣＳのステージ２３上に設けられている。レチクル微動ステージユニットＲＦＳは、固定子２５と、固定子２５に対してＹ方向に移動可能に設けられた移動子２６と、移動子２６上に取り付けられたステージ２７とを備えている。固定子２５及びこれと協働する移動子２６はリニアモータによって提供され得る。この実施形態では、固定子２５はステージ２３上に固定されている。また、図１においては、移動子２６及びステージ２７が別部材として図示されているが、これらは共通の部材により提供されても良い。ステージ２７は、その表面に転写すべきパターンが形成されたレチクルＲをそのパターン形成面を下に向けた状態でその周辺部近傍を吸着保持する機能を有している。尚、上記レチクル粗動ステージユニットＲＣＳ及びレチクル微動ステージユニットＲＦＳは、本発明にいうマスクステージに相当する。
【００２８】
第２コラム１６上には第３コラム２９が設けられており、第３コラム２９には、不図示のエキシマレーザ等の光源から射出された光を所定の照明光に変換してレチクルＲに導くための照明光学系３０が取り付けられている。
【００２９】
ウェハＷを保持するステージ１９上の一端には移動鏡３１が取り付けられており、第１コラム１５には移動鏡３１に対応するように位置検出装置であるレーザ干渉計３２が設けられている。レーザ干渉計３２及び移動鏡３１によってステージ１９のＹ方向の位置が所定の分解能（例えば０．００１μｍ程度）で計測される。その計測値はコンピュータのハードウェア及びソフトウェアによって提供され得る制御装置３３に供給されて、計測値に基づいてウェハステージユニットＷＳが制御されることにより、ステージ１９の加速、減速、及び走査に際しての移動並びに位置決めが実行される。
【００３０】
レチクル微動ステージユニットＲＦＳのためのステージ２３上には移動鏡３４が取り付けられており、第３コラム２９には移動鏡３４に対応するように位置検出装置であるレーザ干渉計３５が取り付けられている。レーザ干渉計３５及び移動鏡３４によってステージ２３のＹ方向の位置が所定の分解能（例えば０．００１μｍ程度）で計測される。その計測値は制御装置３３に供給されて、計測値に基づいてレチクル粗動ステージユニットＲＣＳが制御されることにより、ステージ２３の加速、減速、及び走査に際しての移動並びに位置決めが実行される。
【００３１】
レチクルＲを保持するステージ２７上には移動鏡３６が取り付けらてれおり、第３コラム２９には移動鏡３６に対応するように位置検出装置であるレーザ干渉計３７が設けられている。レーザ干渉計３７及び移動鏡３６によってステージ２７のＹ方向の位置が所定の分解能（例えば０．００１μｍ程度）で計測される。その計測値は制御装置３３に供給されて、計測値に基づいてレチクル微動ステージユニットＲＦＳが制御されることにより、ステージ２７の加速、減速、及び走査に際しての移動並びに位置決めが実行される。
【００３２】
照明光学系３０は、レチクルＲの矩形のパターン領域を、走査露光時の走査方向（Ｙ方向）と直交した方向（Ｘ方向）に断面スリット状（矩形状）に伸びた照明光で上から照射する。このＸ方向に直線的なスリット状照明光のレチクルＲ上での照明領域は、投影光学系１４の光軸と垂直な物体面側の円形視野の中央に位置し、所定の縮小倍率β（本実施形態では１／４）の投影光学系１４を介して、その照明領域内のレチクルＲのパターンの一部の像が、所定の解像度でウェハＷ上に投影される。この投影光学系１４としては、レチクルＲのパターン面に形成されたパターンの縮小倒立像をウェハＷ上に投影するものが用いられる。
【００３３】
走査露光時においては、制御装置３３からウェハステージユニットＷＳ、レチクル粗動ステージユニットＲＣＳ、及びレチクル微動ステージユニットＲＦＳに露光開始のコマンドが送出され、これに応じてレチクルＲは＋Ｙ方向に速度Ｖｍで走査移動させられると共に、これと同期して、ウェハＷは−Ｙ方向に速度Ｖｗ（＝β・Ｖｍ）で走査移動させられる。尚、同様の速度比でレチクルＲを−Ｙ方向に移動させると共にウェハＷを＋Ｙ方向に移動させても良い。
【００３４】
このとき、レチクル粗動ステージユニットＲＣＳに着目すると、移動子２２及びステージ２３の加速又は減速に伴い、その反力が固定子２１に作用し、固定子２１はこの実施形態ではスライド機構２４により第２コラム１６に対して移動可能にされているので、固定子２１は移動子２２の移動方向に対して反対方向に移動しようとする。それにより生じる反力の影響を防止するために、リアクションフレーム機構が採用されている。
【００３５】
リアクションフレーム機構は、第２コラム１６（従って、ベース部材１３）とは独立して設けられたリアクションフレーム３８と、リアクションフレーム３８に配設されステージ２３の移動により固定子２１に作用する反力を相殺する力を発生する反力装置とを備えている。特にこの実施形態では、パッシブ型のリアクションフレーム機構が採用され、反力装置は、固定子２１とリアクションフレーム２８とを接続する弾性体あるいは剛体からなるリアクションバー３９によって提供されている。
【００３６】
これにより、ステージ２３の加速又は減速に伴う反力はリアクションバー３９及びリアクションフレーム３８を介して設置面１１に逃がされ、一定の露光精度が確保されるようになっている。尚、リアクションバー３９の途中にその伸縮を電気的に制御可能なアクチュエータを設ける等によりアクティブ型のリアクションフレーム機構を構成しても良い。また、同様にして、ウェハステージユニットＷＳにリアクションフレーム機構を適用しても良い。
【００３７】
図２は、図１に示した露光装置に適用可能なリニアモータの断面図である。このリニアモータは固定子Ｓと固定子Ｓに対して移動する移動子Ｍとを有している。このリニアモータがレチクル粗動ステージユニットＲＣＳ（図１参照）に適用される場合には、固定子Ｓは図１に示した固定子２１の一部を構成し、移動子Ｍは図１に示した移動子２２の一部を構成する。固定子Ｓは、フレーム４０と、フレーム４０に対して固定されたコイル４１と、フレーム４０に固定されコイル４１を覆う金属板からなるカバー４２とを備えている。移動子Ｍはコイル４１と協働して推力を得るための永久磁石を含んでいる。
【００３８】
ウェハステージユニットＷＳの駆動力及びレチクル粗動ステージユニットＲＣＳの駆動力は図２に示したほぼ同様の構成のリニアモータによって提供される。本実施形態では、かかる同様の特性を有するリニアモータの特徴を考慮して制御装置３３がウェハステージユニットＷＳとレチクル粗動ステージユニットＲＣＳ及びレチクル微動ステージユニットＲＦＳとの同期誤差を迅速且つ高精度に解消する制御を行っている。
【００３９】
次に、本発明の一実施形態によるステージ制御装置としての制御装置３３について説明する。図３は、本発明の一実施形態によるステージ制御装置の主要部をなす制御装置３３の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置３３は、ウェハＷ又はウェハステージユニットＷＳのステージ１９（図１参照）の目標位置を与える基準信号ＲＳ１を発生する目標位置発生器５０と、目標位置発生器５０から出力される基準信号ＲＳ１に基づいてウェハステージユニットＷＳを駆動するウェハステージ制御部と、基準信号ＲＳ１に基づいてレチクル粗動ステージユニットＲＣＳを駆動するレチクル粗動ステージ制御部と、ウェハステージ制御部における帰還信号ＦＳ１に基づいてレチクル微動ステージＲＦＳを駆動するレチクル微動ステージ制御部とを有する。
【００４０】
ウェハステージ制御部は、演算部５１、ＰＩＤタイプコントローラ５２、加算器５３、及びコントローラ５４を含んで構成される。演算部５１は、目標位置発生器５０から出力される基準信号ＲＳ１と、レーザ干渉計３２から出力される帰還信号ＦＳ１との差分に応じた偏差信号ＥＳ１を出力する。尚、ウェハステージユニットＷＳのステージ１９の位置はレーザ干渉計３２（図１参照）により検出され、その結果として帰還信号ＦＳ１が生成される。
【００４１】
ＰＩＤタイプコントローラ５２は、入力される偏差信号ＥＳ１に基づいてウェハステージユニットＷＳの推力に関する制御信号ＣＳ１を生成する。コントローラ５４は、目標位置発生器５０から出力される基準信号ＲＳ１に基づいて、ウェハステージユニットＷＳの推力に関する制御信号ＤＳ１を出力してフィードフォワード制御する。ここで、コントローラ５４を用いてフィードフォワード制御するのは、ウェハステージユニットＷＳの位置決めに要する時間及び設定速度に達する時間を仕様で定められた時間内に収めるため、及び同期精度を仕様で定められた同期精度内に収めるためである。尚、ＰＩＤタイプコントローラ５２及びコントローラ５４は、本発明にいう制御装置の一部に相当する。
【００４２】
レチクル粗動ステージ制御部は、変換回路５５、演算部５６、ＰＩＤタイプコントローラ５７、加算器５８、及びコントローラ５９を含んで構成される。変換回路５５は基準信号ＲＳ１を所定の規則に従って変換して基準信号ＲＳ２を出力する。例えば、変換回路５５は、投影光学系１４（図１参照）の投影倍率に応じた４倍の比例演算を提供する。演算部５６は、変換回路５５から出力される基準信号ＲＳ２と、レーザ干渉計３２から出力される帰還信号ＦＳ２との差分に応じた偏差信号ＥＳ２を出力する。尚、レチクル粗動ステージユニットＲＣＳのステージ２３の位置はレーザ干渉計３５（図１参照）により検出され、その結果として帰還信号ＦＳ２が生成される。
【００４３】
ＰＩＤタイプコントローラ５７は、入力される偏差信号ＥＳ２に基づいて、レチクル粗動ステージユニットＲＣＳの推力に関する制御信号ＣＳ２を生成する。コントローラ５９は、変換回路５５から出力される基準信号ＲＳ２とレーザ干渉計３５から出力される帰還信号ＦＳ２とに基づいて、レチクル粗動ステージユニットＲＣＳの推力に関する制御信号ＤＳ２を出力してフィードフォワード制御する。ここで、コントローラ５９を用いてフィードフォワード制御するのは、レチクル粗動ステージユニットＲＣＳの位置決めに要する時間及び設定速度に達する時間を仕様で定められた時間内に収めるため、及び同期精度を仕様で定められた同期精度内に収めるためである。尚、ＰＩＤタイプコントローラ５７及びコントローラ５９は、本発明にいう制御装置の一部に相当する。
【００４４】
また、レチクル微動ステージ制御部は、変換マトリックス回路６０、演算部６１、及びＰＩＤタイプコントローラ６２を含んで構成される。変換マトリックス回路６０は、レーザ干渉計３２から出力される帰還信号ＦＳ１を所定の規則に従って変換して目標とする同期位置を示す基準信号ＲＳ３を出力する。演算部６１は、変換マトリックス回路６０から出力される基準信号ＲＳ３と、レーザ干渉計３７から出力される帰還信号ＦＳ３との差分に応じた偏差信号ＥＳ３を出力する。
【００４５】
ＰＩＤタイプコントローラ６２は、演算部６１から出力される偏差信号ＥＳ３に応じた制御信号ＣＳ３０を出力してレチクル微動ステージユニットＲＦＳの駆動制御を行う。レチクル微動ステージユニットＲＦＳのステージ２７の位置はレーザ干渉計３７により検出され、その結果として帰還信号ＦＳ３が生成される。尚、ＰＩＤタイプコントローラ６２も、本発明にいう制御装置の一部に相当する。
【００４６】
以上、本発明の一実施形態によるステージ制御装置として制御装置３３の構成について説明したが、次に制御装置３３がウェハステージユニットＷＳ、レチクル粗動ステージユニットＲＣＳ、及びレチクル微動ステージユニットＲＦＳ各々に出力する推力に関する制御信号ＣＳ１０〜ＣＳ３０について説明する。尚、この推力に関する信号とは、各ステージユニットの加速動作を制御する信号を意味している。
【００４７】
図４は、本実施形態のステージ制御装置で用いられる目標軌道を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はステージの位置、速度、加速度、及びジャーク（加速度の時間微分）の時間変化をそれぞれ示している。尚、図４に示した目標軌道は、ウェハステージユニットＷＳ並びにレチクル粗動ステージユニットＲＣＳ及びレチクル微動ステージユニットＲＦＳを含めたレチクルステージユニットに適用することができるが、以下の説明ではウェハステージユニットＷＳに適用した場合を例に挙げて説明する。図４においては、図１０、図１１と同様に、ステージが静止している状態から一定速度（Ｖ３１）に達するまでの目標軌道のみを示している。
【００４８】
図４において、実線で示した曲線は本実施形態で用いられる目標軌道である。尚、比較のため、図１１に示した従来の目標軌道を破線で併せて示している。図４（ｃ）に示すように、本実施形態で用いられる目標軌道は、ウェハステージユニットＷＳの加速期間（加速開始時点が０であり、加速終了時点がｔａｃｃである期間）が加速度を上昇させる期間（０＜ｔ≦ｋ・ｔａｃｃ：第１期間）と加速度を下降させる期間（ｋ・ｔａｃｃ＜ｔ≦ｔａｃｃ第２期間）とに分けられる。ここで、変数ｋは０＜ｋ＜１を満たす数であり、加速期間の加速終了時点ｔａｃｃは、図１０、図１１に示した加速終了時点ｔ２１と同じ時点に設定してある。
【００４９】
本実施形態では、加速度を上昇させる第１期間における加速度曲線を上に凸の形状に設定し、加速度を下降させる第２期間における加速度曲線を下に凸の形状に設定している。加速度曲線をこのような形状に設定するのは、最終的にはウェハステージユニットＷＳの製造コストの上昇を招くことなくウェハステージユニットＷＳの同期精度及びスループットを向上させるためである。
【００５０】
具体的に説明すると、第１期間における加速度曲線を上に凸の形状にすると、図４（ｄ）に示すようにジャークは時刻０において値がＪ１１と大きい値から始まり、直線的に徐々に減少して第１期間の終了時点（ｋ・ｔａｃｃ）において０になるように変化する。つまり、加速期間の前半部分に設けられた第１期間における平均加速度が上昇し、最大加速度Ａｍａｘと平均加速度との比が小さくなり、更には最大加速度Ａｍａｘが小さくなる。これによって、最大加速度Ａｍａｘを得るためにウェハステージユニットＷＳに流す必要のある電流値を小さくすることができるため冷却上の問題も解消され、更にはアンプも小型化することができ、ウェハステージユニットＷＳの製造コストの上昇を抑えることができる。また、図４（ｂ）に示すように速度が従来よりも早く上昇し、図４（ａ）に示すように同一時間内において到達する距離が従来よりも長くなるため、スループットの向上を図ることができる。
【００５１】
また、第２期間における加速度曲線を下に凸の形状に設定すると、図４（ｄ）に示すように、加速終了時点ｔａｃｃにおいてジャークが滑らかに零に漸近するため、加速期間が終了して等速運動期間に移行したときの振動を抑えることができ、整定時間を短縮することができる。この結果として、スループットの向上を図ることができる。尚、加速終了時間ｔａｃｃにおいて、ジャークが緩やかに零に漸近する変化をするほど整定時間が短縮される傾向があるため、整定時間の短縮を重視するならば、第２期間の終了時点における加速度曲線の曲率をより大きなものとすればよい。
【００５２】
第１期間において設定された上に凸の形状を有する加速度曲線及び第２期間において設定された下に凸の形状を有する加速度曲線は、三角関数、多項式の関数、その他の種々の関数で表すことができる。ここでは、簡単のため最小次数の多項式の関数を用いて設定した加速度曲線を例に挙げて説明する。つまり、第１期間における加速度曲線を二次曲線で構成し、第２期間における加速度曲線を三次曲線で構成した例について説明する。
【００５３】
いま、加速度曲線の最大加速度をＡｍａｘ、平均加速度をＡａｖｇ、ウェハステージユニットＷＳの最大速度をＶｍａｘ、加速時間をＴａｃｃとする。尚、加速時間Ｔａｃｃは、図４中において、時刻０から加速終了時点ｔａｃｃまでの時間である。これらの関係は、以下の（１）式で表される。
【数１】
2004039803.tif 000003
ここで、変数ｋは０＜ｋ＜１を満たす数である。
【００５４】
上記（１）式において、ｋ＝０を代入すると最大加速度Ａｍａｘと平均加速度Ａａｖｇの比は２：１になり、ｋ＝１を代入すると最大加速度Ａｍａｘと平均加速度Ａａｖｇの比は１．５：１になることが分かる。つまり、ｋが０に近づくにつれて図１１（ｃ）に示した加速度曲線と同様の加速度曲線が得られ、ｋが１に近づくにつれて図１０（ｃ）に示した加速度曲線と同様の加速度曲線が得られることになる。
【００５５】
図１１（ｃ）に示した加速度曲線を用いた場合には整定時間は短くなるが最大加速度が高くなり、逆に図１０（ｃ）に示した加速度曲線を用いた場合には、最大加速度が低くなるが整定時間が長くなるという傾向を有していた。このため、加速度曲線を設定するにあたっては、ウェハステージユニットＷＳに設けられるリニアモータ（推力発生装置）の性能（例えば、流すことのできる最大電流）と整定時間とを考慮して変数ｋの値を設定する必要がある。例えば、リニアモータが大電流を流しても耐えられる性能を有していれば、変数ｋの値をより０に近い値に設定して整定時間の短縮を図り、逆にリニアモータに流す電流が制限されるのであれば、変数ｋの値をより１に近い値に設定して流れる電流値を制限する設計を行う必要がある。
【００５６】
上記の第１期間に設定される加速度曲線Ａ２（ｔ）の具体的な例は、以下の（２）式で表される。尚、以下の（２）式において、Ｖ２（ｔ）は速度の時間変化を示す曲線であり、Ｓ２（ｔ）は位置の時間変化を示す曲線である。
【数２】
2004039803.tif 000004
尚、上記（２）式中の係数ａ２２，ａ２１は以下の（３）式で表される。
【数３】
2004039803.tif 000005
【００５７】
また、第２期間に設定される加速度曲線Ａ３（ｔ）の具体的な例は、以下の（４）式で表される。尚、以下の（４）式において、Ｖ３（ｔ）は速度の時間変化を示す曲線であり、Ｓ３（ｔ）は位置の時間変化を示す曲線である。
【数４】
2004039803.tif 000006
尚、上記（４）式中の係数ａ３３，ａ３２，ａ３１，ａ３０並びに係数Ｖ３０及び係数３０は、以下の（５）式で表される。
【数５】
2004039803.tif 000007
また、上記（５）式に示した係数ａ３３，ａ３２，ａ３１，ａ３０中で用いられている係数ｍは以下の（６）式で表される。
【数６】
2004039803.tif 000008
【００５８】
以上の（２）式に示した加速度曲線Ａ２（ｔ）及び（４）式に示した加速度曲線Ａ３（ｔ）を用いて、変数ｋを変化させつつシミュレートした結果、変数ｋが０．４＜ｋ＜０．６の範囲において、最大加速度Ａｍａｘと平均加速度Ａａｖｇの比が１．７６〜１．８７程度になった。前述したように、変数ｋの値は、ウェハステージユニットＷＳに設けられるリニアモータの性能と整定時間とを考慮して定められるが、以上のｋの範囲及び最大加速度Ａｍａｘと平均加速度Ａａｖｇの比の範囲は、ウェハステージユニットＷＳを設計する上での指針の１つとして極めて有用である。第１期間及び第２期間は変数ｋの値が０．５のときに等しくなるため、第１期間は第２期間よりも短く設定されることが好ましいことが分かる。
【００５９】
図５は、本実施形態で用いる加速度曲線、図１０（ｃ）に示した加速度曲線、及び図１１（ｃ）に示した加速度曲線を比較するための図である。図５において、符号Ｌ１を付した実線の曲線が本実施形態で用いる加速度曲線であり、符号Ｌ２を付した点線の曲線が図１０（ｃ）に示した加速度曲線であり、符号Ｌ３を付した破線の曲線が図１１（ｃ）に示した加速度曲線である。尚、図５に示した符号Ｌ１を付した曲線は、変数ｋを０．３に設定したときの加速度曲線である。
【００６０】
図５に示すように、本実施形態で用いる加速度曲線Ｌ１の最大加速度の値は、加速度曲線Ｌ２の最大加速度の値と加速度曲線Ｌ３の最大加速度の値との間の値となり、最大加速度Ａｍａｘと平均加速度Ａａｖｇとの比は、１．８１：１となっている。よって、加速度曲線Ｌ３を用いるときよりも最大加速度を低下させることができるとともに、加速度曲線Ｌ２のように加速終了時点ｔａｃｃにおいて、急激に加速度が変化することがない。また、図５中において、加速度曲線Ｌ１と加速度曲線Ｌ２とによって囲まれる斜線を付して示した領域Ｄ１の面積と領域Ｄ２の面積とは等しい面積である。この図から、加速度曲線Ｌ１は、いわば加速度曲線Ｌ３を時間的に前の方に倒した形状となっていることが分かる。
【００６１】
以上、本発明のステージ制御装置としての制御装置３３で用いられる目標軌道、特に加速度曲線について説明したが、次に露光時の動作について簡単に説明する。図６は、露光時の動作の一例を示すフローチャートである。尚、図６に示したフローチャートは、ウェハステージユニットＷＳ並びにレチクル粗動ステージユニットＲＣＳ及びレチクル微動ステージユニットＲＦＳを含めたレチクルステージユニットを加速してから減速させるまでの動作を簡単に示したフローチャートであり、露光時にはこの動作が繰り返し行われる。
【００６２】
露光開始のコマンドが送出されると、制御装置３３は、まず上に凸の加速度曲線に沿ってウェハステージユニットＷＳ及びレチクルステージユニットの加速度を上昇させる（ステップＳ１：加速度上昇工程）。この制御によって、ウェハステージユニットＷＳは−Ｙ方向に加速されて移動を開始し、レチクルステージユニットは、＋Ｙ方向に加速されて移動を開始する。ウェハステージユニットＷ及びレチクルステージユニットの加速度の上昇は、第１期間が終了するまで行われる。第１期間が終了すると、次に、下に凸の加速度曲線に沿ってウェハステージユニットＷＳ及びレチクルステージユニットの加速度を下降させる（ステップＳ２：加速度下降工程）。この工程では、図４に示したように、第２期間の終了付近においてジャークが滑らかに零に漸近するように設定されている。
【００６３】
第２期間が終了すると、スリット状の照明光をレチクルＲに照射しつつ、ウェハステージユニットＷＳを−Ｙ方向に速度Ｖｗ（＝β・Ｖｍ）で走査移動するとともに、レチクルステージユニットを＋Ｙ方向に速度Ｖｍで走査移動しつつ、レチクルに形成されたパターンを、投影光学系１４を介してウェハＷ上に設定されたショット領域に転写する（ステップＳ３）。レチクルのパターンの転写が終了すると、制御装置３３はウェハステージユニットＷＳ及びレチクルステージユニットを減速して停止させる（ステップＳ４）。以上の動作はウェハＷ上の他のショットに対しても同様に行われる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置にも適用可能である。また、光源としては、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）等のエキシマレーザに限らず、超高圧水銀ランプから射出されるｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）から射出されるレーザ光、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）から射出されるレーザ光、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）から射出されるレーザ光、更には、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることができる。
【００６５】
また、上記実施形態において、図３に示したコントローラ５２，５７，６２はＰＩＤタイプコントローラ、Ｐタイプコントローラ、及びＰＩタイプコントローラの何れであっても良い。また、コントローラ５２，５７、６２は現在制御理論に基づいたロバストコントローラであっても良い。更に、上記実施形態では、簡単化のため二次関数及び三次関数を用いて加速度曲線を設定した場合を例に挙げて説明したが、これ以上の高次の関数あっても良いことはいうまでもない。
【００６６】
次に、本発明の実施形態による露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法について簡単に説明する。図７は、マイクロデバイス（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）の製造例のフローチャートを示す図である。図７に示すように、まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウェハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【００６７】
次に、ステップＳ１３（ウェハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００６８】
図８は、半導体デバイスの場合における、図７のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。図８において、ステップＳ２１（酸化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００６９】
ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ：転写工程）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ：現像工程）においては露光されたウェハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００７０】
以上説明した本実施形態のマイクロデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ２６）において上記の露光装置及び上で説明した露光方法が用いられ、真空紫外域の照明光により解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができるので、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まり良く生産することができる。
【００７１】
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウェハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加速度を上昇させる第１期間における加速度曲線を上に凸の形状に設定しているため、第１期間における平均加速度を上昇させて最大加速度と平均加速度の比を小さくすることができるとともに、最大加速度を低下させることができるという効果がある。その結果として、ステージの設計が容易となり、ステージの製造コストの上昇を抑えることができる。また、第１期間における平均加速度を上昇させることで、スループットの向上を図ることもできるという効果がある。
また、加速度を下降させる第２期間における加速度曲線を下に凸の形状に設定しているため、ステージの加速終了時点におけるステージの振動を抑えられて整定時間を短縮することができ、その結果として同期精度が向上するとともにスループットを向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による露光装置の構成を示す正面図である。
【図２】図１に示した露光装置に適用可能なリニアモータの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるステージ制御装置の主要部をなす制御装置３３の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態のステージ制御装置で用いられる目標軌道を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はステージの位置、速度、加速度、及びジャーク（加速度の時間微分）の時間変化をそれぞれ示している。
【図５】本実施形態で用いる加速度曲線、図１０（ｃ）に示した加速度曲線、及び図１１（ｃ）に示した加速度曲線を比較するための図である。
【図６】露光時の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図８】半導体デバイスの場合における、図７のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。
【図９】走査露光装置に設けられる従来のステージ制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】目標軌道の第１従来例を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はステージの位置、速度、加速度、及びジャーク（加速度の時間微分）の時間変化をそれぞれ示している。
【図１１】目標軌道の第２従来例を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はステージの位置、速度、加速度、及びジャークの時間変化をそれぞれ示している。
【符号の説明】
Ｒ　　　　レチクル（マスク）
Ｗ　　　　ウェハ（感光基板）
ＲＣＳ　　レチクル粗動ステージユニット（マスクステージ）
ＲＦＳ　　レチクル微動ステージユニット（マスクステージ）
ＷＳ　　　ウェハステージユニット（基板ステージ）
３３　　　制御装置（ステージ制御装置）
【図１】
2004039803.tif 000009
【図２】
2004039803.tif 000010
【図３】
2004039803.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004039803.tif 000017
【図１０】
2004039803.tif 000018
【図１１】
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