(57)【要約】【課題】  大型化することなく、定盤上の振動を効果的に低減させたアクティブマウントおよび露光装置を提供すること。【解決手段】  定盤を除振支持する支持手段と、前記定盤を駆動するアクチュエータと、前記定盤の剛体振動モードを検出する振動センサと、前記振動センサの出力を補償して前記アクチュエータに駆動力を発生させる第1の振動制御ループと、前記定盤の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサとを設けたアクティブマウントとする。【選択図】  図１
2005311165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤を除振支持する支持手段と前記定盤を駆動するアクチュエータと、前記定盤の剛体振動モードを検出する振動センサと、前記振動センサの出力を補償して前記アクチュエータに駆動力を発生させる第1の振動制御ループと、前記定盤の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサを設けたことを特徴とするアクティブマウント。
【請求項２】
定盤上に搭載された構造部材や機器の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサを設けたせ請求項1記載のアクティブマウント。
【請求項３】
前記振動センサが加速度計あるいは速度計であることを特徴とする請求項１〜２記載のアクティブマウント。
【請求項４】
前記振動センサの出力を補償して、前記アクチュエータに駆動力を発生させる第２の振動制御ループを設けたことを特徴とする請求項１〜３記載のアクティブマウント。
【請求項５】
前記アクチュエータが、リニアモータなどの力発生型アクチュエータであることを特徴とする請求項1〜４記載のアクティブマウント。
【請求項６】
前記アクチュエータが、圧電素子、超磁歪素子などの変位発生型アクチュエータであることを特徴とする請求項1〜４記載のアクティブマウント。
【請求項７】
前記アクチュエータによって発生する駆動力は粘性力であることを特徴とする請求項１〜６記載のアクティブマウント。
【請求項８】
請求項１〜７記載の何れかのアクティブマウントを備えたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子又は液晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する際に、レチクルのパターンを逐次ウエハ上に転写露光する露光装置およびアクティブマウントに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子製造のためのフォトリソグラフィ工程には、レチクルの微細パターンを感光剤の塗布されたシリコンウエハ上に転写する光露光装置が使用されている。従来からの露光方式は、ウエハの一領域を順次投影光学系の露光フィールド内へ移動させて、レチクルパターンの露光を繰り返すステップ・アンド・リピート方式である。最近では、半導体素子の大型化に伴う露光領域の大フィールド化の要求が高まっているが、この要求を満たす方式として、スリット状の照明光をレチクルに照射し、レチクルを保持するレチクルステージとウエハを保持するウエハステージを、投影光学系の縮小倍率比で同期移動させながらレチクル全体のパターンをウエハにスキャン露光していくステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が使用されている。
【０００３】
図３にステップ・アンド・スキャン露光装置の例を示す。
【０００４】
レチクル101はX、Y、θz(Z軸まわりの回転)方向に駆動可能なレチクルステージ102に保持され、ウエハ103はX、Y、Zおよびθx、θy、θz方向に駆動可能なウエハステージ104に保持されている。投影光学系105、ステージ位置を計測するレーザ干渉計106、ウエハ像面計測のためのフォーカスセンサ107は全て鏡筒定盤108に設置され、鏡筒定盤は3点または4点において、アクティブマウント109で支持され（図では前面2点のみ表示）、設置床110の振動絶縁と、定盤の剛体振動モード（1〜15Hz程度）の制振をしている。即ちアクティブマウントは、鏡筒定盤を除振支持する支持手段109aと前記鏡筒定盤を駆動するアクチュエータ109bと、前記鏡筒定盤の剛体振動モードを検出する振動センサ111と、前記振動センサの出力を補償して前記アクチュエータを駆動する振動制御ループ（フィルタ回路112、補償回路113、駆動回路114）を有している。
【０００５】
照明系115から出射されたスリット光は微細パターンの形成されたレチクル101に照射され、そのパターンは、レチクルステージ102とウエハステージ104の駆動により、ウエハ103上に転写される。露光中のレチクルステージ102とウエハステージ104の駆動方向は一般に逆方向であり、投影光学系105の縮小倍率である1/4にステージ間の速度比を維持するために、ウエハステージ104をマスタ、レチクルステージ102をスレーブとするマスタスレーブ方式の同期制御系を有している。また、鏡筒定盤108および設置床110の両者に対して、振動的に絶縁された反力受け構造体116を設けて、ステージ駆動時に第１のリニアモータ117の固定子に作用する駆動反力に等価な力を、反力受け構造体から支持された第２のリニアモータ118でキャンセルするように作用させて、鏡筒定盤に残留する振動を低減している。
【特許文献１】特開平06-181158
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
露光装置においては、転写品質を大きく支配する投影光学系や、ステージ位置を計測するレーザ干渉計などが配置される鏡筒定盤上の振動を抑制することが重要であるが、上記従来の露光装置においても、第１、第２のリニアモータの力作用線のズレやモータ推力のムラ等によってキャンセルしきれない反力成分や、装置設置床からの振動伝達によって発生する鏡筒定盤の構造共振や、照明系などの搭載機器の構造共振による残留振動が、転写品質を劣化させるといる問題があった。これを低減するために鏡筒定盤や搭載機器の剛性を高くして変形や振動の絶対値を小さくする方法は、定盤重量の増加と装置の大型化を引き起こしてしまう。また露光装置に組み込まれるアクティブマウントは、低周波数の剛体振動モードを検出して制振制御するので、高周波数帯域に存在する鏡筒定盤上の構造共振については制振効果を発揮できなかった。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、大型化することなく、定盤上の振動を効果的に低減させたアクティブマウントおよび露光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
定盤を除振支持する支持手段と前記定盤を駆動するアクチュエータと、前記定盤の剛体振動モードを検出する振動センサと、前記振動センサの出力を補償して前記アクチュエータに駆動力を発生させる振動制御ループを有するアクティブマウントにおいて、前記定盤の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサを設ける。さらに前記定盤上に搭載された構造部材や機器の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサを設ける。そして、前記弾性振動を検出するための振動センサの出力を補償して、前記アクチュエータに駆動力を発生させる第2の振動制御ループを具備する。本発明の好ましい実施例において、前記弾性振動を検出するための振動センサは加速度計あるいは速度計であり、前記弾性振動を検出するための振動センサの出力を補償して、前記アクチュエータに発生する駆動力は粘性力である。また、前記第２の振動制御ループを具備するアクティブマウントによって、投影光学系と計測系を搭載する定盤を支持した露光装置である。
【０００９】
（作用）
本発明では定盤の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサを、さらに前記定盤上に搭載された構造部材や機器の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサを設けて、前記振動センサの出力を補償して、前記定盤を駆動するアクチュエータに駆動力を粘性力とする。これによって定盤上の構造共振のダンピングが向上し、定盤上の振動が低減するので、定盤上に投影光学系と計測系を搭載する露光装置の転写精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明のアクティブマウントおよび露光装置においては、除振支持された定盤の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサと前記定盤上に搭載された構造部材や機器の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサを設けて、前記振動センサの出力を補償することによって、定盤に粘性力が作用するようにアクチュエータを駆動する。これによって投影光学系と計測系を搭載する定盤上の構造共振のダンピングが向上するので、定盤を大型化することなく、露光装置の転写精度が向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る露光装置の構成を示す。
【００１２】
同図において、鏡筒定盤8はアクティブマウント9によって３点で支持されている（２点のみ図示）。前記アクティブマウントは、支持手段9aと前記鏡筒定盤を駆動するアクチュエータ9bと、前記鏡筒定盤の剛体振動モードを検出する振動センサ11と、前記振動センサの出力を補償して前記アクチュエータを駆動する振動制御ループ（フィルタ回路12、補償回路13、駆動回路14）を具備する。
【００１３】
さらに、前記鏡筒定盤の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動を検出するための振動センサ21と、照明系15、レチクル定盤22などの鏡筒定盤上の搭載物の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による振動を検出するための振動センサ23、24を具備する。
【００１４】
そして、前記振動センサ（21、23、24）から、夫々の構造共振構造共振（撓み、曲げ、捻り等）成分を抽出するフイルタ回路25と、前記フィルタ回路からの振動を補償する補償回路27と、前記補償回路の信号に基づき、前記アクチュエータに駆動力を発生させる駆動回路14とよって第2の振動制御ループが構成されている。振動センサ（21、23、24）は加速度計あるいは速度計であり、鏡筒定盤や照明系、レチクル定盤に限らず、定盤上の振動部位に任意の数だけ配置することができる。また、前記アクチュエータは、リニアモータなどの力発生型アクチュエータ、あるいは圧電素子、超磁歪素子などの変位発生型アクチュエータで構成される。
【００１５】
上記のように構成された露光装置において、その動作を説明する。
【００１６】
照明系15から出射されたスリット光は微細パターンの形成されたレチクル1に照射され、そのパターンは、レチクルステージ2とウエハステージ4の駆動により、ウエハ3上に転写される。露光中のレチクルステージとウエハステージの駆動方向は逆方向であり、速度比を投影光学系5の縮小倍率である1/4に維持するために、ウエハステージをマスタ、レチクルステージをスレーブとするマスタスレーブ方式の同期制御を行っている。
【００１７】
また、鏡筒定盤8および設置床10の両者に対して、振動的に絶縁された反力受け構造体16を設けて、ステージ駆動時に第１のリニアモータ17の固定子に作用する駆動反力に等価な力を、反力受け構造体から支持された第２のリニアモータ18でキャンセルするように作用させて、鏡筒定盤に残留する振動を低減している。
【００１８】
この時、第１、第２のリニアモータの力作用線のズレやモータ推力のムラ等によってキャンセルしきれない反力成分や、装置設置床からの振動伝達によって発生する鏡筒定盤の構造共振や、照明系15やレチクル定盤22などの搭載物の構造共振による残留振動が発生するが、振動センサ21、23、24とフイルタ回路25によって、鏡筒定盤の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による弾性振動および鏡筒定盤上の搭載物の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による振動が検出・抽出され、それらの信号が補償回路26によって速度相当に変換され、駆動回路14を介して、アクチュエータ9に駆動力が発生する。これにより、前記鏡筒定盤に粘性力が働き、定盤上の構造共振のダンピングが向上し、定盤上の振動が低減するので、定盤上に投影光学系と計測系を搭載する露光装置の転写精度が向上する。
【００１９】
図２は、本発明の効果を確認した実験結果の一例である。図においては、150Hzから300Hzに存在するのが鏡筒定盤の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）と照明系15、レチクル定盤22などの搭載機器の構造共振（撓み、曲げ、捻り等）による振動ピークである（破線）。本発明による第２の振動制御ループの作用により、これら振動ピークにダンピングが掛かり、ピークが小さくなっているのがわかる（実線）。第２の振動制御ループの補償回路は、これら振動ピークのみを抽出する複数のバンドパスフィルタに加え、高周波側300Hz以上に存在する振動ピークを除外するためのローパスフィルタとノッチフィルタを併用して制御系の安定性向上を図っている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例に係る露光装置の構成。
【図２】本発明の第２の振動ループの効果を示す実験結果。
【図３】従来の露光装置。
【符号の説明】
【００２１】
１  レチクル
２  レチクルステージ
３  ウエハ
４  ウエハステージ
５  投影光学系
６  レーザ干渉計
８  鏡筒定盤
９  アクティブマウント
１０  設置床
１１  振動センサ
１２  フィルタ回路
１３  補償回路
１４  駆動回路
１５照明系
１６  反力受け構造体
１７、１９  第１のリニアモータ
１８、２０  第２のリニアモータ
２１、２３、２４  振動センサ
２２  レチクル定盤
２５  フィルタ回路
２６  補償回路
１０１  レチクル
１０２  レチクルステージ
１０３  ウエハ
１０４  ウエハステージ
１０５  投影光学系
１０６  レーザ干渉計
１０７  フォーカスセンサ
１０８  鏡筒定盤
１０９  アクティブマウント
１１０  設置床
１１１  振動センサ
１１２  フィルタ回路
１１３  補償回路
１１４  駆動回路
１１５  照明系
１１６  反力受け構造体
１１７、１１９  第１のリニアモータ
１１８、１２０  第２のリニアモータ
【図１】
2005311165.tif 000003
【図２】
2005311165.tif 000004
【図３】
2005311165.tif 000005