JP2000260691A - ステージおよび露光装置並びに定盤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間に亙って性能を維持し、且つ高剛性、
軽量化および低価格化を実現する。 【解決手段】 定盤２４の表面３１ａを移動する可動体
２５を有するステージ１８であって、定盤２４が本体部
３０と表面３１ａを形成する表面部３１とを有し、本体
部３０と表面部３１とは異なる材質で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可動体が定盤上の
平面内を移動するステージ、およびこのステージによっ
て精密移動および位置決めされるマスク、基板を用いて
露光処理を行う露光装置、並びに上記定盤を製造するた
めの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＶＬＳＩのパターン転写に用い
られる各種露光装置（ステッパー等）、転写マスクの描
画装置、マスクパターンの位置座標測定装置、あるいは
その他の位置決め装置では、対象物を保持して直交する
二軸（Ｘ、Ｙ軸）方向に精密に移動するステージが用い
られている。

【０００３】図７は、この種のステージの一例を示す外
観斜視図である。ステージ１は、略直方体形状の定盤２
と、該定盤２の表面に沿ったＸ方向に移動するＸステー
ジ３とＹ方向に移動するＹステージ４とから構成されて
いる。Ｙステージ４は、Ｘ方向に沿って延在するように
配置され、定盤２の端縁にＹ方向に延在するように設け
られたＹガイド５をガイドにしてＹ駆動用リニアモータ
６によって駆動される。

【０００４】Ｘステージ３は、Ｙステージ４に外嵌し、
このＹステージ４をガイドにしてＸ駆動用リニアモータ
７によって駆動される。また、Ｘステージ３およびＹス
テージ４の底部には、エアガイド機構を構成するエアパ
ッド８，９がそれぞれ設けられている。そのため、Ｘス
テージ３およびＹステージ４は、定盤２に対して微小隙
間をもって浮上走行し、該定盤２との間で摩擦力が作用
しない構成になっている。

【０００５】一方、Ｘステージ３の頂部には、ガラス基
板やウエハ等の基板を保持する可動テーブル１０が設け
られている。この可動テーブル１０は、Ｘステージ３お
よびＹステージ４がそれぞれＸ方向、Ｙ方向に移動する
ことで定盤２の表面に沿った二次元方向に自在に移動で
きるようになっている。

【０００６】また、可動テーブル１０上の端縁には、直
交する方向に長尺ミラー１１，１２がそれぞれ設置され
ている。各長尺ミラー１１，１２には、レーザ干渉計
（不図示）からレーザ光が射出され、その反射光と入射
光との干渉に基づいて各長尺ミラー１１，１２とレーザ
干渉計との間の距離、すなわち可動テーブル１０の位置
が高分解能、高精度に検出される構成になっている。

【０００７】ところで、従来、上記の定盤２の多くは、
石材によって形成されている。石材は、金属（特に鉄系
の鋳物）やセラミックスに比べて剛性が低く、強度が小
さい。そのため、石材に対して金属やセラミックスと同
等の剛性、強度を取ろうとすると重量増が避けられな
い。さらに、石材は、加工上の自由度が小さいため、実
際に使用する場合は石の固まりの状態で設置されること
がほとんどである。

【０００８】そのため、定盤２としては、鋳物のように
リブ構造を採用して軽量化を図ることができず、重量化
の問題を回避できなかった。この問題を解決するため
に、定盤２を鋳物で形成するとともにその表面にニッケ
ル・リン・メッキを施したり、定盤２をアルミニウム系
の材料で形成するとともにその表面にアルマイト処理を
施すことで、表面の酸化防止と硬度アップを図るという
方策が採られていた。

【０００９】ところが、エアガイド機構においては、可
動テーブル１０の移動中にエアが遮断されてしまうこと
がある。この際、可動テーブル１０と定盤２とが接触し
て定盤２に傷が付く虞がある。また、可動テーブル１０
と定盤２との間に小さな粉塵等が存在した状態で稼働テ
ーブル１０が移動した場合も定盤２に傷が付く虞があ
る。このとき、上記金属素材を使うどちらの場合も、定
盤２の表面に傷が付くと、上記金属素材の表面が盛り上
がってしまう。この状態でＸステージおよびＹステージ
４が定盤２の表面に沿って移動すると、定盤２の盛り上
がりとエアパッド８，９との間に擦れが発生することに
なる。

【００１０】そのため、エアガイド機構の運動精度が損
なわれたり、エアガイド機構の動特性が変動すること
で、可動テーブル１０に対する制御性能が著しく低下し
てしまうことがあった。さらに、その状態で長時間の使
用を続けると、エアパッド８，９が徐々に傷いて致命傷
にまで到るケースや、極端なときにはエアパッド８，９
がかじることでステージ１が作動不能になってしまうこ
とがあり、長期的な安定性という観点ではこのような難
点を抱えていた。加えて、定盤２に対してメッキやアル
マイト処理を施すには大きさに限界があり、露光装置に
使われるような大型形状には適用できなかった。

【００１１】そこで、定盤２の多くは、エアガイド機構
の性能維持の面から石材で構成されている。この場合、
定盤２が小さな粉塵等で表面に傷が付いても表面の組織
が欠落するのみで、金属のように表面組織が盛り上がる
ことがない。欠落した小さな組織もエアパッド８，９の
静圧により、エアパッド８，９の外に吹き飛ばされる。
そのため、エアパッド８，９に致命傷を与えたり、エア
ギャップの小さくなったところが局所的に発生してかじ
り易くなるということもない。

【００１２】さらに、近年では、石材の代わりにセラミ
ックスを用いることが検討されている。セラミックス
は、石材よりも硬く、且つ耐摩耗性に優れているため、
供給エアのＯＮ／ＯＦＦ時に徐々にガイド部が傷ついた
り、摩耗することでエアガイド機構の性能が変動する度
合いが極端に小さい。また、石材は吸水性を有している
ため、裏面側に肉抜き加工を施した場合、表面側と裏面
側とで表面積が異なり、両面の吸水量が同一にならない
等の理由から、石材の定盤にはこの吸水性に起因する平
面度変化が発生するが、セラミックスにはこのような不
都合も発生しない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のステージおよび露光装置並びに定盤の製
造方法には、以下のような問題が存在する。セラミック
スは、単体で大きな体積を有するものを製造することが
不可能であり、また、複雑な形状に構成することが困難
であるという特性も有している。そのため、定盤２を全
てセラミックスで製作した例は、１軸のみのステージで
あったり、非常にストロークが小さいステージであった
りと、肉抜きをしなくても重量的に問題とならないよう
な小型のものに限られていた。

【００１４】さらに、セラミックスは、将来的に大きな
ものが製造可能になった場合でも、製造設備に掛かるコ
ストや歩留まりに代表される量産性の悪さを考慮する
と、最終的に非常に高価なものとなり、工業製品に適用
できる価格にならないといった問題点がある。

【００１５】また、一枚のウエハやガラスプレートから
製作するＩＣチップやＬＣＤパネルを増やすために、こ
れらウエハやガラスプレートの大型化を求める要望が今
後さらに強まることが予想される。そうなると、必然的
に露光装置も大型化し、これに伴って大きなエアガイド
用の定盤が必要になってくる。大型の定盤は、上述した
ように、コストもさることながらその運搬も大きな問題
となる。すなわち、石材で定盤を製造すると、必要な強
度を得るために非常に厚いものとなり、装置全体として
運搬不能の重量になってしまう。さらに、石材は、脆い
ため、運搬中に欠けが発生したり、万一強い衝撃が加わ
った場合には割れてしまうという問題点があった。

【００１６】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、長期間に亙って性能を維持することが可能
で、且つ高剛性、軽量化および低価格化が実現するステ
ージ、およびこのステージを備えた露光装置並びに定盤
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図１ないし図６に対応
付けした以下の構成を採用している。本発明のステージ
は、定盤（２４）の表面（３１ａ、３４ａ）を移動する
可動体（２５）を有するステージ（１８）であって、定
盤（２４）は、本体部（３０）と表面（３１ａ、３４
ａ）を形成する表面部（３１、３４）とを有し、本体部
（３０）と表面部（３１、３４）とは異なる材質である
ことを特徴とするものである。

【００１８】従って、本発明のステージでは、可動体が
移動する表面部（３１、３４）のみ、表面組織が欠落す
る材質のもの、例えばセラミックスを選択して使用する
ことができる。そのため、長期間に亙ってステージ（１
８）の性能を維持できるとともに、表面部（３１、３
４）を構成する材質で定盤（２４）全体を構成する必要
がなくなり、コスト増を回避できる。また、表面（３１
ａ、３４ａ）における特性を考慮することなく本体部
（３０）の材質を選択できるので、例えば、本体部（３
０）の材質を鉄系の鋳物とすることで、リブ構造を取る
ことが可能になり、高剛性を得るとともに軽量化も図れ
る形状に容易に製造することができる。

【００１９】また、本発明の露光装置は、マスクステー
ジ（１６）に保持されたマスク（Ｍ）のパターンを基板
ステージ（１８）に保持された基板（Ｐ）に露光する露
光装置（１３）において、マスクステージ（１６）と基
板ステージ（１８）との少なくとも一方のステージとし
て、請求項１から８のいずれかに記載されたステージ
（１８）が設置されることを特徴とするものである。

【００２０】従って、本発明の露光装置では、マスクス
テージ（１６）および基板ステージ（１８）の少なくと
もどちらか一方に設置された請求項１から８のいずれか
に記載されたステージ（１８）を用いて、マスクステー
ジ（１６）に保持されたマスク（Ｍ）のパターンを基板
ステージ（１８）に保持された基板（Ｐ）に露光するこ
とができる。

【００２１】そして、本発明の定盤の製造方法は、セラ
ミックスを熔射するノズル（３６）を定盤（２４）の表
面（３１ａ、３４ａ）に対向配置し、定盤（２４）とノ
ズル（３６）とを表面（３１ａ、３４ａ）に沿った一方
向に相対移動させてセラミックスを熔射した後に、定盤
（２４）とノズル（３６）とを表面（３１ａ、３４ａ）
に沿った前記一方向と略直交する方向に相対移動させる
ことを順次繰り返すことを特徴とするものである。

【００２２】従って、本発明の定盤の製造方法では、ノ
ズル（３６）および定盤（２４）の一方向および該一方
向と直交する方向への相対移動を組み合わせることで、
一方向に沿って形成されたセラミックス層を直交方向に
亙って形成できるので、定盤（２４）の表面（３１ａ、
３４ａ）にセラミックス層を形成することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のステージおよび露
光装置並びに定盤の製造方法の実施の形態を、図１およ
び図２を参照して説明する。ここでは、本発明のステー
ジを、露光装置においてウエハ等の基板を保持する基板
ステージに設置する場合の例を用いて説明する。これら
の図において、従来例として示した図７と同一の構成要
素には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２４】図２は、露光装置１３の概略構成図であ
る。露光装置１３は、マスク（レチクル）Ｍに形成され
たパターン（例えば、半導体素子パターン）を、感光剤
が塗布された略円形のウエハ（基板）Ｗ上へ投影転写す
るものであって、光源１４、照明光学系１５、マスクス
テージ１６、投影光学系１７および基板ステージ（ステ
ージ）１８から概略構成されている。ここで、投影光学
系１７の光軸に平行にＺ軸が、光軸に垂直な面内におい
て、図２の紙面に平行にＸ軸が、光軸に垂直な面内にお
いて図２の紙面に垂直にＹ軸がそれぞれ設定されている
ものとする。

【００２５】光源１４は、露光光としてのビームＢを発
するものであり、超高圧水銀ランプ等で構成されてい
る。光源１４から射出されたビームＢは、反射ミラー１
９で反射されて照明光学系１５に入射する。

【００２６】照明光学系１５は、いずれも不図示のリレ
ーレンズ、ビームＢを均一化するためのオプチカルイン
テグレータ（フライアイレンズ等）、ビームＢをオプチ
カルインテグレータに入射させるインプットレンズ、オ
プチカルインテグレータから射出したビームＢをマスク
Ｍ上に集光するためのリレーレンズ、コンデンサーレン
ズ等を有している。照明光学系１５から射出されたビー
ムＢは、反射ミラー２０によって反射されて、ウエハＷ
上に露光すべきパターンを有しマスクステージ１６上に
保持されたマスクＭに入射する。なお、図示省略するも
のの、マスクステージ１６には移動鏡が設けられてい
て、位置計測装置である不図示のレーザ干渉系からのレ
ーザ光の照射によりマスクステージ１６の位置が検出さ
れるようになっている。

【００２７】投影光学系１７は、マスクＭの照明領域に
存在するパターンの像をウエハＷ上に結像させるもので
ある。基板ステージ１８は、ウエハＷを保持するもので
あって、互いに直交する方向（Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元方
向）へ移動自在とされている。この基板ステージ１８上
には、移動鏡１８ａが設けられている。移動鏡１８ａに
は、位置計測装置である不図示のレーザ干渉計からレー
ザ光２１が射出され、その反射光と入射光との干渉に基
づいて移動鏡１８ａとレーザ干渉計との間の距離、すな
わち基板ステージ１８（ひいてはウエハＷ）の位置が検
出される構成になっている。

【００２８】したがって、マスクＭを透過したビームＢ
は、投影光学系１７を介してウエハＷに結像する。そし
て、ウエハＷ上の露光領域には、マスクＭの照明領域に
あるパターン像が形成される。そして、基板ステージ１
８の位置を検出しつつ、基板ステージ１８を介してウエ
ハＷを二次元的に移動させながら順次露光を行うことに
よって、ウエハＷの露光領域にマスクＭのパターンを逐
次転写することができる。

【００２９】図１は、基板ステージ１８の外観斜視図で
ある。基板ステージ１８は、ベース２２、防振・除振装
置２３、定盤２４、可動プレート（可動体）２５、Ｘガ
イド２６、Ｘ駆動用リニアモータ２７、Ｙガイド２８お
よびＹ駆動用リニアモータ２９、２９を主体として構成
されている（なお、この図においては、便宜上移動鏡等
は省略してある）。防振・除振装置２３は、空気式ダン
パやピエゾダンパなどを有し、定盤２４に加わる振動を
防振、除振するものであって、ベース２２と定盤２４と
の間に配置されている。

【００３０】定盤２４は、定盤本体（本体部）３０と該
定盤本体３０の上面に貼設されたセラミックス板（表面
部）３１とから構成されている。定盤本体３０は、イン
バー鋳鉄やニレジスト鋳鉄等の低熱膨張鋳物により形成
されており、十分な剛性を有し、且つ防振・除振装置２
３を組み込むために肉抜きを施したリブ構造を裏面側に
有している。また、定盤本体３０としてアルミニウムを
用いてもよい。アルミニウムを定盤本体３０として用い
た場合には、定盤２４の軽量化がより期待できる。

【００３１】セラミックス板３１は、アルミナセラミッ
クスによって平面視矩形状の板状に形成されており、そ
の表面３１ａに沿って可動プレート２５が移動する構成
になっている。また、セラミックス板３１は、定盤本体
３０とほぼ同一の線膨張係数を有している。これら定盤
本体３０およびセラミックス板３１は、当接面において
エポキシ系接着剤（不図示）によって貼着されている。

【００３２】Ｘガイド２６は、Ｘ駆動用リニアモータ２
７の駆動によりＸ方向に自在に移動するものである。Ｙ
ガイド２８は、セラミックス板３１の表面３１ａに沿っ
たＹ方向に延在する長尺形状を成しており、Ｘガイド２
６と一体的に構成されることで該Ｘガイド２６の移動に
よりＸ方向に移動するようになっている。可動プレート
２５は、ウエハＷを保持するホルダ（不図示）を有し、
Ｙ駆動用リニアモータ２９、２９の駆動によってＹガイ
ド２８をガイドにしてＹ方向に自在に移動するものであ
る。

【００３３】Ｙ駆動用リニアモータ２９、２９およびＹ
ガイド２８の両端には、これらを一体的に支持するプレ
ート３２、３２がセラミックス板３１に対向するように
設けられている。そして、各プレート３２、３２の底面
には、セラミックス板３１の表面３１ａに臨むように非
接触ベアリングであるエアパッド（不図示）が配設され
ている。また、可動プレート２５には、Ｙ駆動用リニア
モータ２９、２９およびＹガイド２８を挟んでプレート
３３が該可動プレート２５に一体的に設けられている。
このプレート３３の底面にも、セラミックス板３１の表
面３１ａに臨むようにエアパッド（不図示）が配設され
ている。

【００３４】上記の構成の基板ステージ１８において定
盤２４を製造する手順について説明する。まず、セラミ
ックス板３１の裏面もしくは定盤本体３０の上面、また
は双方にエポキシ系接着剤を薄く塗布する。次に、セラ
ミックス板３１と定盤本体３０とを当接させた後、人手
または所定の押圧機構により所定の圧力でセラミックス
板３１を押圧し、これらを貼着する。このとき、接着層
の厚さが２０μｍ程度になるような圧力で押圧する。接
着層が薄いため、定盤２４としての剛性が劣化すること
はない。そして、接着剤が硬化した後に、セラミックス
板３１の表面３１ａを研削・研磨して所定の面精度を出
す。

【００３５】この後、定盤２４をベース２２に取り付け
るとともに、防振・除振装置２３、可動プレート２５、
Ｘガイド２６、Ｘ駆動用リニアモータ２７、Ｙガイド２
８およびＹ駆動用リニアモータ２９、２９を組み込むこ
とにより基板ステージ１８が得られる。

【００３６】本実施の形態のステージでは、定盤２４が
定盤本体３０とセラミックス板３１とに分割されている
ので、それぞれを異なる材質で形成することで、剛性を
受け持つ機能および可動プレート２５との間で擦れを発
生させない機能とに分離することができる。そのため、
各機能に応じた特性を持つ材質を適宜選択することがで
きるようになり、汎用性を高めることができる。

【００３７】具体的には、定盤２４の表面３１ａがセラ
ミックス板３１で形成されており、表面３１ａに傷が付
いても盛り上がることがないので、エアガイド機構との
間に擦れが発生せず、したがってエアガイド機構が損傷
することなく長期間に亙ってその性能を維持することが
できる。また、セラミックス板３１は、定盤２４全体で
はなく、その表面のみを構成する板状なので容易に製造
することができ、コストを低減させることができる。さ
らに、セラミックスは、非磁性体であるので、非接触ベ
アリングとして磁気ベアリングを用いた際には、該磁気
ベアリングに悪影響を及ぼさないため好適である。ま
た、定盤本体３０が金属材である鋳物で構成され、加工
性に優れているため、肉抜きやリブ構造を容易に形成で
き、軽量化および高剛性を両立させることができる。

【００３８】加えて、比剛性の高いセラミックス板３１
を鋳物で形成された定盤本体３０に貼設することで鋳物
単体時よりも強度が増し、捻り変形やたわみ変形量を小
さくできるという効果も生じる。また、セラミックス材
も鋳物も素材としての吸水率はほぼ零なので、石材のよ
うに湿度変化によって膨潤することで平面度が変化する
ことも防止できる。

【００３９】また、本実施の形態のステージでは、定盤
本体３０とセラミックス板３１とがほぼ同一の線膨張係
数を有しているので、これらに熱変化が生じても定盤本
体３０とセラミックス板３１との間に、熱変化に伴う圧
縮力または引張り力が作用せず、定盤２４として歪みが
発生することを未然に防ぐことができる。そのため、本
実施の形態の露光装置１３では、定盤２４の歪みによっ
て投影像に悪影響が及ぶことなく、結像特性を高精度に
維持することができる。

【００４０】さらに、本実施の形態のステージでは、セ
ラミックス板３１が接着剤によって定盤本体３０と貼着
されているので、定盤２４が変形した際にも接着層が微
小滑りを起こすことで減衰効果が高まり、特に定盤２４
のねじり共振等に対して有効である。

【００４１】図３は、本発明のステージの第２の実施の
形態を示す図である（なお、この図においては、便宜
上、駆動用リニアモータ、Ｘガイド、Ｙガイドおよび可
動プレート等を省略してある）。この図において、図１
および図２に示す第１の実施の形態の構成要素と同一の
要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
第２の実施の形態と上記の第１の実施の形態とが異なる
点は、定盤２４の構成である。

【００４２】この図に示すように、定盤２４は、定盤本
体３０と二枚に分割されたセラミックス板（表面部）３
４、３４とから構成されている。各セラミックス板３
４、３４は、上記と同様に、エポキシ系接着剤によって
定盤本体３０の上面に貼着されている。また、セラミッ
クス板３４、３４同士は、それぞれの突き合わせ面が研
削され、やはりエポキシ系接着剤によって突き合わせ面
に隙間が生じないように貼着されている。また、セラミ
ックス板３４、３４の接続部は、平坦になるように加工
されている。他の構成は、上記第１の実施の形態と同様
である。

【００４３】本実施の形態のステージおよび露光装置で
は、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果が得られ
ることに加えて、大きさが二倍になると価格が二倍では
なく、それ以上になってしまうという現状を踏まえた場
合、分割したセラミックス板３４、３４を貼り合わせて
使用することにより、一層の低価格化を実現することが
できる。

【００４４】なお、図４は、本発明のステージの第３の
実施の形態を示す図であり、この形態では、分割したセ
ラミックス板３４、３４を四枚貼り合わせて定盤本体３
０に貼着している。このように、一定の大きさを有する
セラミックス板をあらかじめ複数枚用意しておき、定盤
本体３０の大きさに合わせて敷き詰めて、定盤２４の表
面３４ａを形成することで任意の大きさを有するステー
ジに適宜対応することができるとともに、より低価格の
ステージ１８、ひいては露光装置１３を実現することが
できる。

【００４５】図５は、本発明のステージの第４の実施の
形態を示す図である。この図において、図４に示す第３
の実施の形態の構成要素と同一の要素については同一符
号を付し、その説明を省略する。第４の実施の形態と上
記の第３の実施の形態とが異なる点は、セラミックス３
４…３４を互いに離間するように配置したことである。

【００４６】すなわち、各セラミックス板３４…３４の
短辺の長さＬが、可動プレート２５の移動ストロークよ
りも大きい場合は、この図に示すように、各セラミック
ス板３４…３４毎に、エアパッド３５が各セラミックス
板３４…３４からはみ出さないように配置することが可
能になる。したがって、本実施の形態のステージでは、
隣り合うセラミックス板３４同士を接着剤で貼り合わせ
たり、接続部を平坦化するために別途加工を施す必要が
なくなり、製造工数の削減および一層の低価格化に寄与
できる。この場合、セラミックス板３４およびエアパッ
ド３５の数は、本実施の形態のように四ヶ所に限定され
るものではなく、三ヶ所やそれ以上であってもよいこと
は言うまでもない。

【００４７】図６は、本発明のステージの第５の実施の
形態を示す図である（なお、この図においては、便宜
上、定盤本体３０のみを図示している）。この図におい
て、図１および図２に示す第１の実施の形態の構成要素
と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省
略する。第５の実施の形態と上記の第１の実施の形態と
が異なる点は、定盤２４の製造方法である。

【００４８】すなわち、定盤２４は、低熱膨張鋳物で形
成された定盤本体３０にセラミックスを熔射することで
製造される。具体的な製造方法は、まず、図６（ａ）に
示すように、定盤本体３０をＸＹ平面に沿って載置する
とともに、セラミックスをプラズマ熔射等で熔射するノ
ズル３６を定盤本体３０の表面に対向配置して、ノズル
３６を定盤本体３０の表面に沿って＋Ｙ方向（一方向）
に相対移動させる。これにより、ノズル３６の幅に相当
するセラミックスが定盤本体３０上に帯状に熔射され
る。

【００４９】次に、図６（ｂ）に示すように、定盤本体
３０をノズル３６に対して＋Ｘ方向（直交する方向）
に、ノズル３６の幅よりも若干短い距離相対移動させる
とともに、ノズル３６を定盤本体３０に対して−Ｙ方向
に相対移動させる。そして、これらの一連の動作を順次
繰り返すことにより、定盤本体３０の表面に厚さ約２０
０μｍのセラミックス層が形成された定盤２４が得られ
る。この後、定盤２４の表面を研削・研磨することで約
１００μｍの平滑なセラミックス層を有する定盤２４が
完成する。なお、ノズル３６と定盤本体３０とが上記方
向に相対移動すれば、移動するのはノズル３６のみや定
盤本体３０のみでもよい。

【００５０】本実施の形態の定盤の製造方法では、大面
積の定盤２４でも容易にセラミックス層を形成できるだ
けでなく、メッキ等の処理と違い金属表面を覆う層を１
０倍程度厚くできるため、一旦セラミックスを熔射すれ
ば、その後は上記の実施の形態と同様に取り扱うことが
でき、基板ステージ１８としては上記の形態と同様の効
果が得られる。なお、この熔射に用いるセラミックス材
は、アルミナセラミックス、窒化珪素、タングステンカ
ーバイト等が適用できる。

【００５１】なお、上記実施の形態において、セラミッ
クス層や接着層の厚さは単に一例を示したものであり、
本発明のステージを限定するものではない。また、定盤
２４の表面をセラミックス材で形成する構成としたが、
これに限られるものではなく、例えばセラミックス材と
同等の性能を有する結晶化ガラスなどの他の素材を用い
る構成であってもよい。結晶化ガラスを用いた場合、製
造時の収縮率が小さく、また炉の温度もセラミックスよ
りも低く済む等の効果が得られる。

【００５２】また、本発明のステージを露光装置１３の
基板ステージ１８に適用した構成としたが、マスクＭを
保持するマスクステージ１６に適用できることはもちろ
んのこと、露光装置１３以外にも転写マスクの描画装
置、マスクパターンの位置座標測定装置等の精密測定機
器にも適用可能である。

【００５３】さらに、上記実施の形態において、セラミ
ックス板３１、３４を定盤本体３０に接着剤で貼着する
構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、
定盤下部からのネジ締結や、定盤上部からのネジ締結で
あってもよい。上部からのネジ締結の場合、締結後、ネ
ジ頭部の座グリ穴にセラミックスのキャップを装着する
ことが好ましい。

【００５４】また、定盤本体３０上のセラミックス板３
１、３４や熔射したセラミックスを研削、研磨する手段
としては、サーフェイスグラインダーの他、レベルメー
タを使って二点間の傾きを取り、盛り上がっているとこ
ろを研磨してゆく、いわゆる部分研磨機を用いることも
可能である。

【００５５】基板ステージ１８やマスクステージ１６の
駆動装置としては、２次元に磁石を配置した磁石ユニッ
トと、２次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対
向させ、電磁力によりステージを駆動する平面モータを
用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニッ
トとのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニット
と電機子ユニットとの他方を定盤本体３０に設ければよ
い。

【００５６】なお、基板としては、液晶ディスプレイデ
バイス用のガラスプレートや、半導体デバイス用の半導
体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、ある
いは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版
（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

【００５７】露光装置１３としては、マスクＭとウエハ
Ｗとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、ウ
エハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リ
ピート方式の露光装置（ステッパー）でも、マスクＭと
ウエハＷとを同期移動してマスクＭのパターンを露光す
るステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装
置（スキャニング・ステッパー）にも適用することがで
きる。

【００５８】露光装置１３の種類としては、液晶ディス
プレイデバイス製造用や、半導体製造用の露光装置や、
薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはマスクＭ
などを製造するための露光装置などにも広く適用でき
る。

【００５９】また、光源１４として、超高圧水銀ランプ
から発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５
ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７
ｎｍ）、Ｘ線や電子銃などを用いることができる。ま
た、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高周波などを用い
ることもできる。

【００６０】投影光学系１７の倍率は、縮小系のみなら
ず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学
系１７としては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用い
る場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過す
る材料を用い、Ｆ₂レーザを用いる場合は反射屈折系ま
たは屈折系の光学系にする。さらに、投影光学系１７を
用いることなく、マスクＭとウエハＷとを密接させてマ
スクＭのパターンを露光するプロキシミティ露光装置に
も適用することができる。

【００６１】基板ステージ１８やマスクステージ１６に
リニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いた
エア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を
用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ス
テージ１６，１８は、ガイドに沿って移動するタイプで
もよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであっても
よい。

【００６２】基板ステージ１８の移動により発生する反
力は、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃が
してもよい。マスクステージ１６の移動により発生する
反力は、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃
がしてもよい。

【００６３】複数の光学素子から構成される照明光学系
１５および投影光学系１７をそれぞれ露光装置本体に組
み込んでその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１６や基板ステージ１８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の
形態の露光装置１３を製造することができる。なお、露
光装置１３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。

【００６４】液晶ディスプレイデバイスや半導体デバイ
ス等のデバイスは、各デバイスの機能・性能設計を行う
ステップ、この設計ステップに基づいたマスクＭを製作
するステップ、ウエハＷ、ガラス基板等を製作するステ
ップ、前述した実施の形態の露光装置１３によりマスク
ＭのパターンをウエハＷ、ガラス基板に露光するステッ
プ、各デバイスを組み立てるステップ、検査ステップ等
を経て製造されるものである。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るス
テージは、定盤が本体部と表面部とを有しており、これ
ら本体部と表面部とが異なる材質である構成となってい
る。これにより、このステージでは、剛性を受け持つ機
能および可動体との間で擦れを発生させない機能とに分
離することができるため、各機能に応じた特性を持つ材
質を適宜選択することができるようになり、単一材で発
生した重量化、コストアップ、剛性不足等の不具合を解
消できるようになり、汎用性を高めることができるとい
う効果が得られる。

【００６６】請求項２に係るステージは、本体部が金属
材で形成され、表面部がセラミックス材で形成される構
成となっている。これにより、このステージでは、エア
ガイド機構との間に擦れが発生せず、したがってエアガ
イド機構が損傷することなく長期間に亙ってその性能を
維持することができるとともに、セラミックスが非磁性
体であるので、エアパッド機構に磁気ベアリングを用い
た際には、該磁気ベアリングに悪影響を及ぼさないとい
う効果が得られる。また、本体部が金属材である鋳物で
構成され、加工性に優れているため、肉抜きやリブ構造
を容易に形成でき、軽量化および高剛性を両立させるこ
とができるという優れた効果が得られる。さらに、セラ
ミックス材も金属材も素材としての吸水率はほぼ零なの
で、石材のように湿度変化によって膨潤することで平面
度が変化することも防止できる。

【００６７】請求項３に係るステージは、本体部に熔射
したセラミックス材で表面部が形成される構成となって
いる。これにより、このステージでは、大面積の定盤で
も容易にセラミックス層を形成できるだけでなく、メッ
キ等の処理と違い金属表面を覆う層を厚くできるという
効果が得られる。

【００６８】請求項４に係るステージは、本体部に貼設
されたセラミックス板で表面部が形成される構成となっ
ている。これにより、このステージでは、大面積の定盤
であっても容易に製造することができ、コストを低減さ
せることができるとともに、金属材単体時よりも強度が
増し、捻り変形やたわみ変形量を小さくできるという効
果も生じる。

【００６９】請求項５に係るステージは、セラミックス
板が複数に分割されて貼設される構成となっている。こ
れにより、このステージでは、一枚のセラミックス板を
用いる場合に比べて一層の低価格化が実現できるととも
に、一定の大きさを有するセラミックス板をあらかじめ
複数枚用意しておき、本体部の大きさに合わせて敷き詰
めることで任意の大きさを有するステージに容易に対応
できるという効果が得られる。

【００７０】請求項６に係るステージは、セラミックス
板の長さが可動体の移動ストロークよりも大きい構成と
なっている。これにより、このステージでは、セラミッ
クス板同士を接着剤で貼り合わせたり、接続部を平坦化
するために別途加工を施す必要がなくなり、製造工数の
削減および一層の低価格化に寄与できるという効果が得
られる。

【００７１】請求項７に係るステージは、セラミックス
板が接着剤により本体部に貼着される構成となってい
る。これにより、このステージでは、定盤のねじり共振
等、定盤が変形した際にも接着層が微小滑りを起こすこ
とで減衰効果が高まるという優れた効果を奏するもので
ある。

【００７２】請求項８に係るステージは、表面部が本体
部とほぼ同一の線膨張係数を有する構成となっている。
これにより、このステージでは、表面部および本体部に
熱変化が生じても本体部と表面部との間に圧縮力または
引張り力が作用せず、定盤として歪みが発生することを
未然に防ぐことができるという効果が得られる。

【００７３】請求項９に係る露光装置は、マスクステー
ジと基板ステージとの少なくとも一方のステージとし
て、請求項１から８のいずれかに記載されたステージが
設置される構成となっている。これにより、この露光装
置では、低価格化および軽量化が実現できるとともに、
長期間に亙ってステージ性能を維持することができ、結
像特性を高精度に維持できるという効果が得られる。

【００７４】請求項１０に係る定盤の製造方法は、定盤
とノズルとを定盤の表面に沿った一方向に相対移動させ
てセラミックスを熔射した後に、定盤とノズルとを一方
向と略直交する方向に相対移動させることを順次繰り返
す構成となっている。これにより、この定盤の製造方法
では、大面積の定盤であっても容易、且つ厚くセラミッ
クス層を形成できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、定盤本体にセラミックス板が貼設された基板ステー
ジの外観斜視図である。

【図２】 同基板ステージを備えた露光装置の概略構成
図である。

【図３】 本発明の第２の実施の形態を示す図であっ
て、定盤本体に二枚のセラミックス板が貼設された基板
ステージの外観斜視図である。

【図４】 本発明の第３の実施の形態を示す図であっ
て、定盤本体に四枚のセラミックス板が貼設された基板
ステージの外観斜視図である。

【図５】 本発明の第４の実施の形態を示す図であっ
て、定盤本体に四枚のセラミックス板が互いに離間して
貼設された基板ステージの外観斜視図である。

【図６】 本発明の第５の実施の形態を示す図であっ
て、定盤上にセラミックスを熔射する手順を説明するた
めの説明図である。

【図７】 従来技術によるステージの一例を示す外観斜
視図である。

【符号の説明】

Ｍ マスク（レチクル） Ｗ ウエハ基板（基板） １３ 露光装置 １６ マスクステージ １８ 基板ステージ（ステージ） ２４ 定盤 ２５ 可動プレート（可動体） ３０ 定盤本体（本体部） ３１、３４ セラミックス板（表面部） ３１ａ、３４ａ 表面 ３６ ノズル

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定盤の表面を移動する可動体を有するス
   テージであって、 前記定盤は、本体部と前記表面を形成する表面部とを有
   し、前記本体部と前記表面部とは異なる材質であること
   を特徴とするステージ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のステージにおいて、 前記本体部は金属材で形成され、前記表面部はセラミッ
   クス材で形成されていることを特徴とするステージ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のステージにおいて、 前記表面部は、前記本体部に熔射したセラミックス材に
   より形成されることを特徴とするステージ。
4. 【請求項４】 請求項２記載のステージにおいて、 前記表面部は、前記本体部に貼設されたセラミックス板
   により形成されることを特徴とするステージ。
5. 【請求項５】 請求項４記載のステージにおいて、 前記セラミックス板は、複数に分割されて貼設されるこ
   とを特徴とするステージ。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載のステージにおい
   て、 前記セラミックス板の長さは、前記可動体の移動ストロ
   ークよりも大きいことを特徴とするステージ。
7. 【請求項７】 請求項４から６のいずれかに記載された
   ステージにおいて、 前記セラミックス板は、前記本体部に接着剤により貼着
   されることを特徴とするステージ。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載のステ
   ージにおいて、 前記表面部は、前記本体部とほぼ同一の線膨張係数を有
   することを特徴とするステージ。
9. 【請求項９】 マスクステージに保持されたマスクのパ
   ターンを基板ステージに保持された基板に露光する露光
   装置において、 前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも
   一方のステージとして、請求項１から８のいずれかに記
   載されたステージが設置されることを特徴とする露光装
   置。
10. 【請求項１０】 セラミックスを熔射するノズルを定盤
    の表面に対向配置し、前記定盤と前記ノズルとを前記表
    面に沿った一方向に相対移動させて前記セラミックスを
    熔射した後に、前記定盤と前記ノズルとを前記表面に沿
    った前記一方向と略直交する方向に相対移動させること
    を順次繰り返すことを特徴とする定盤の製造方法。