JP2002261000A - 位置決めステージおよび露光装置 - Google Patents

位置決めステージおよび露光装置

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JP2002261000A
JP2002261000A JP2001372128A JP2001372128A JP2002261000A JP 2002261000 A JP2002261000 A JP 2002261000A JP 2001372128 A JP2001372128 A JP 2001372128A JP 2001372128 A JP2001372128 A JP 2001372128A JP 2002261000 A JP2002261000 A JP 2002261000A
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Michael Kovalerchik
コバレルチク ミカエル
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ステージを駆動するモータが発生する磁場によ
り、電子線あるいはＥＵＶ光リソグラフィシステムにお
ける位置決めが、影響を受けないようにする。 【解決手段】静止フレームに係合されたスライダを第１
の方向の所定の位置に移動させることによりサポートプ
ラットフォームを位置決めし、その後、サポートプラッ
トフォームが第２の方向に移動するときに、物体を電子
線またはＥＵＶ光により露光する。スライダーを第１方
向に移動するとき、露光はしていないので、マグネット
トラックに関わる磁場の移動が電子線を妨げないし、ス
テージの位置決めに影響を与えない。また、サポートプ
ラットフォームが第２の方向に移動しているとき、マグ
ネットトラックは静止しており、露光の間に電子線を妨
げることはないし、ステージの位置決めに影響を与えな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体を保持し、動
かし、位置決めするステージに関するものであり、より
詳細には、半導体装置を製造する電子線あるいはＥＵＶ
リソグラフィイーシステムに使用する位置決め装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子線リソグラフィーシステムのような
リソグラフィー装置を用いて、レチクル、半導体回路や
液晶ディスプレイが製造されている。回路を製造するに
は、リソグラフィーシステムの光学系の下で、物体を繰
り返し正確に位置決めする必要がある。そのような正確
な位置決めには、半導体回路の製造プロセスの際に、新
しく形成された層にある微小な特徴物と前回に形成され
た層にある微小な特徴物との正確な位置合わせが必要と
なる。
【０００３】リソグラフィー光学系下のウエハあるいは
レチクルのような物体を正確に位置決めするための複雑
なシステムが開発されてきた。ステップアンドリピート
方式は、リソグラフィー装置の下で位置決めステージに
載せた物体を位置決めするのにＸＹ位置決めシステムを
しばしば用いる。これにより、リソグラフィ装置により
光または電荷微粒子のパターンが物体の一部に露光さ
れ、物体は他の場所に位置決めされて再び光または電荷
微粒子のパターンを露光される。物体の位置を正確に位
置決めするため、様様なタイプの位置決めステージとス
テージをリソグラフィ装置下で所望の位置に位置決めす
るためのリニアモータが開発されてきた。
【０００４】作用される物体は、典型的にはモータとＸ
Ｙステージにより位置決めされるものである。典型的に
は、そのようなガイドはＸガイド装置とＹガイド装置を
含むものであり、１つのガイド装置が他のガイド装置の
上に載せられて動くものである。しばしばウエハステー
ジはガイド装置の上に載せられるものである。ウエハの
位置決めの間ガイドが動いている間、モータのマグネッ
ト装置は他の磁性材料と同様に動く。その結果として、
マグネット装置と他の材料による磁場の移動により、電
子線リソグラフィの電子線は干渉を受ける。
【０００５】電子線リソグラフィは高品質のパターンを
製造するのに用いられる。電子線は磁気あるいは静電レ
ンズと偏向器を通過し、ウエハ表面に焦点を結び、ウエ
ハ上のＸＹ方向に向けられる。電子線露光システムは典
型的には、電子線源、所定のパターンに形成された電子
線を偏向させる偏向システム、電子線の焦点を結ばせる
磁気投影レンズを含んでいる。偏向され焦点を結んだ電
子線は、例えば、半導体マスクのような物体の上に照射
される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来からの位置決めス
テージでは、モータや他の磁性材料によって引き起こさ
れる磁場から電子線リソグラフィシステムがシールドさ
れていない。このように、物体を電子線に露光させてい
る時にステージを位置決めする際に生じる磁場の動きを
制限する位置決めステージを提供することが望まれてい
る。また、電子線から磁場をシールドし、電子線リソグ
ラフィシステムにおいて、物体を信頼性高く位置決めす
ることが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステージ位置
決めシステムのモータや他の磁性材料による磁場により
電子線リソグラフィシステムの電子線が干渉を受けるこ
とを最小限にするステージ位置決めシステムを供給する
ことにより、従来例における決定を解消するものであ
る。本発明はまた、ＥＵＶ光リソグラフィで使用するこ
とのできる位置決めシステムを供給するものもある。
【０００８】本発明のステージ位置決めシステムは固定
フレーム、フレームに対して第１の方向に移動可能なス
ライダー、スライダに係合されており第１の方向に可動
なさポートプラットフォームからなっている。サポート
プラットフォームは第１の方向とは通常直角の第２の方
向に可動にスライダに係合している。ステージ位置決め
システムは更に、第１、第２リニアモータを含んでい
る。
【０００９】好ましい実施例として、第１リニアモータ
はフレームに係合されているマグネット装置とスライダ
に係合されている第１コイル装置を含んでいる。第１コ
イル装置に電流を加えると、スライダは第１の方向に動
く。第２リニアモータは、スライダに係合された第２マ
グネット装置とサポートプラットフォームに係合された
第２コイル装置を含む。第２コイル装置に電流を加える
とサポートプラットフォームは第２の方向に動く。
【００１０】第１マグネット装置は、間にスライダを置
くのに十分な距離を空けて平行に置かれた一対のマグネ
ットトラックを含む。第１コイル装置はマグネットトラ
ックと相互作用をするように、スライダの他端から伸び
たコイルを含む。フレームはレールを含み、スライダは
レールと共に動くスライダブロックを含む。スライダブ
ロックは、ローラベアリング、ニードルベアリング、玉
ベアリング、ガスベアリングから選ばれたものが含まれ
ている。マグネットトラックは、マグネット装置により
引き起こされる磁場の電子線の影響を防ぐために、実質
的にシールドされていることが望ましい。
【００１１】スライダは、スライダの軸に平行に伸びて
いる一対のシャフトを含み、サポートプラットフォーム
はシャフトに移動可能に係合された一対のスリーブを含
む。一対のスリーブはシャフトの周りのスリーブを支持
するためのガスベアリングを含んでいる。
【００１２】本発明は、リソグラフィシステムでの物体
を露光させる方法に関係している。物体を第１の方向に
位置決めする静止フレームに移動可能に係合されたスラ
イダ、サポートプラットフォーム上に置かれた物体が第
２の方向に位置決め可能がスライダに移動可能に係合さ
れたサポートプラットフォーム、スライダを第１の方向
に移動させる第１リニアモータ、サポートプラットフォ
ームを第２の方向に移動させる第２リニアモータ、を含
み、スライダを第１の方向の所定の位置に移動させるこ
とによりサポートプラットフォームを位置決めし、サポ
ートプラットフォームが第２の方向に動く時に物体を光
または電子線を露光するものである。光または電子線を
露光しながらサポートプラットフォームを動かした後、
第１の方向にスライダを動かす手順は物体に対する露光
操作が終了するまで繰り替えされる。
【００１３】位置決めステージは電子線リソグラフィあ
るはＥＵＶ光リソグラフィシステムで使用することがで
きる。リソグラフィシステムは、電子線源またはＥＵＶ
光源、マスク上のパターンを物体の表面に投影する投影
システム、物体に電子線を位置決めする偏向システム、
そして本発明によるステージ位置決めシステムからなっ
ている。ＥＵＶ光源が使用される時、偏向器は不用とな
る。
【００１４】電子線とＥＵＶ光リソグラフィシステムの
ステージ位置決めシステムは物体が電子線あるいはＥＵ
Ｖ光を露光されていない時にサポートプラットフォーム
を第１の方向に動かすのが望ましい。サポートプラット
フォームは、次に物体が電子線またはＥＵＶ光に露光さ
れている時に第２の方向へ移動される。これにより、物
体の露光の際、サポートプラットフォームを第２の方向
に動かせるマグネット装置は静止していることになる。
電子線は磁場に敏感であるが、ＥＵＶ光はそうではない
ことに注意すべきである。
【００１５】
【実施例】電子線リソグラフィは、物体に電子線を照射
するリソグラフィシステムの一つの形態である。電子線
は磁場に対して非常に敏感であり、これにより、露光の
性能が左右されることもある。このため、露光中は、導
磁性材料の動きは最小限にする必要がある。全てでなく
とも、ほとんどの位置決めステージは、露光の際に動く
導磁性の部品を含んでいる。第１に心配となるのは、物
体を望まれる位置に位置決めする磁性部品の動きであ
る。ベアリング、サポート部材、磁気シールドのような
ステージにおいて使用される他の磁性材料は同様に、露
光性能に影響を与えるため、システムを較正するときに
は考慮に入れなければならない。これらの磁性材料が動
くと、これらの材料に伴なう磁場もまた動く。電子線の
性能、つまりここでは、システムの露光装置に影響を与
えることのできるのは磁場の動きである。
【００１６】本発明の位置決めステージは物体への露光
の際、これらの磁気部材の動きを最小限にするようにな
っている。好ましい実施例においては、サポートプラッ
トフォームは、電子線が偏向され、物体からシールドさ
れている間、第１の方向に動くものである。物体を電子
線からシールドする一つの方法は、電子線を遮断する遮
蔽装置を用いることである。あるいは、電子線と物体の
間に開閉機器を置いて、電子線を遮断してもよい。サポ
ートプラットフォームが第１の方向にスライドして動く
と、サポートプラットフォームの動きに伴なう磁性部材
も同様に第２の方向へ動く。この動きに伴なう他の磁性
部材も動く。しかしながら、この間には、物体は露光さ
れていないため、磁性部材と他の磁性部材の動きは露光
性能に影響を与えない。サポートプラットフォームは次
に第２の方向つまり通常は第１の動きに対して直角方向
へ動き、その間物体は電子線を露光されている。サポー
トプラットフォームは、ほとんどが非磁性部材でできて
いるため、物体への露光の間磁性材料の動きは少ない。
【００１７】露光中の比較的重く嵩ばる部材の動きを最
小にすることは、サポートプラットフォームが動く際に
生ずる振動の量を最小限にすることにもなる。これらの
振動はシステムの露光性能に悪い影響を与える。位置決
めステージは、露光の間、そのような部材の動き最小に
するように設計されている。
【００１８】図を参照しつつ説明する。先ず、図１は本
発明のステージ位置決めシステムであり、２０で示され
ている。ステージ位置決めシステム２０は、例えば、半
導体のプロセスの間に半導体ウエハWあるいはレチクル
（図示せず）を位置決めするのに使われても良い。ステ
ージ位置決めシステム２０のモータは、モータの磁場に
よる電子線への影響を、以下の述べるように減らすよう
になっているので、ステージ位置決めシステム２０は、
とりわけ電子線リソグラフィに適用するのに有利であ
る。本発明のステージ位置決めシステム２０は他のタイ
プのシステム、例えば、EUVリソグラフィに容易に適用
できることを理解すべきである。電子線露光システムを
参照して説明するのは、単に、本発明のステージ位置決
めシステム２０のコンセプトの具体例を示すためのもの
である。更に、ステージ位置決めシステム２０はウエハ
ステージを参照しているが、レチクルステージにも使用
できるものである。
【００１９】ステージ位置決めシステム２０は、固定フ
レーム２８、フレームに対してX方向（第１の方向）に
可動なスライダ３０、半導体ウエハWを保持するサポー
トプラットフォーム３２からなっている。サポートプラ
ットフォーム３２はY方向（第２の方向）に沿って動く
ように、スライダ３０に取り付けられている。位置決め
ステージ２０は、更に、X方向にスライダ３０を動かせ
る２つのXリニアモータ（第１モータ）３４と、サポー
トプラットフォーム３３をY方向に動かすYリニアモータ
３６を備えている。Xリニアモータ３４のそれぞれは、
マグネットトラック４０とマグネットトラックによる磁
場との相互作用によりスライダ３０をX方向に動かす力
を引き起こすコイル４２を含んでいる（図１、３）。同
様に、Yモータ３６はマグネットトラック４４とコイル
４６を含んでおり、マグネットトラックの磁場と相互作
用によりサポートプラットフォーム３３をY方向に動か
す力を引き起こすようになっている（図２、６）。Xリ
ニアモータ３４のマグネットトラック４０はマグネット
装置を構成し、一つあるいはそれ以上のコイル４２はコ
イル装置を構成する。
【００２０】マグネット装置およびコイル装置の形態は
本発明の趣旨から外れない範囲でここに示したものとは
異なっても構わないということを理解すべきである。例
えば、図１に示したように、第１マグネット装置はフレ
ームに取り付けられており、図２に示したように、第１
コイル装置はスライダの端部に取り付けられている。あ
るいは、第１マグネット装置はスライダに取り付け、第
１コイルはフレームに取り付けることも可能である。
【００２１】加えて、図２，３はスライダに取り付けら
れた第２マグネット装置とサポートプラットフォームに
取り付けられた第２コイル装置を持つ好ましい実施例を
示したものである。あるいは、第２マグネットコイルは
スライダに取り付け、第２マグネット装置はサポートプ
ラットフォームに取り付けることも可能である。しか
し、この実施例では、物体が露光されている時に第２マ
グネット装置は動かされていることになる。
【００２２】サポートプラットフォーム３３がリソグラ
フィシステムのスキャン中にY方向に動くように位置決
めステージ２０が動くようにするのが好ましい（図１，
２）。マグネットトラック４０、４４はサポートプラッ
トフォーム３３のY方向への動きの間静止している。こ
のように、マグネットトラック４０，４４に係わる磁場
の移動は、スキャンの間に電子線を妨げることはない。
サポートプラットフォーム３２がX方向に動く時、Yマグ
ネットトラック４４も同様に動く。しかし、Yマグネッ
トトラックの動きは少しも影響を与えない。というの
は、リソグラフィーシステムはこの時スキャンをしてい
ないからである。電子線は、サポートプラットフォーム
から、止められているか、シールドされているか、他方
向へ向かされているかの何れかである。プラットフォー
ムがX方向へ動く間スキャンは行なわれていないから、Y
リニアモータの動きによる効果は物体のパターニングに
何の影響も与えない。
【００２３】良く知られているように、コイル装置４
２，４６を動かすのに十分な力は、コイル装置に適当な
電流を流すことにより、コイル装置とマグネットトラッ
ク４０，４４の間で引き起こされる。Xリニアモータ３
４を同期させることにより、Xコイル装置４２に力が加
えられ、コイル装置４２はスライダ３０に係合されてい
るため、X方向に動くことになる。同様に、Yリニアモー
タ３６を励磁させることにより、Yコイル装置４６に力
が加えられ、Yコイル装置４６はサポートプラットフォ
ーム３２に係合されているので、Y軸に沿ってサポート
プラットフォーム３３の位置決めが行なわれる。
【００２４】２つの平行なXリニアモータ３４を用いる
ことにより、Z軸周りのモーメントが発生することを減
少あるいは阻止しするだけでなく、サポートプラットフ
ォーム３３の振動を減少あるいは阻止するように作用す
る。とりわけ、２つの平行なXリニアモータ３４を用い
ることにより、スライダ３０のY方向の重心あるいは重
心に近い個所を駆動するように作用する。
【００２５】フレーム２８は２つのフレーム２８ａ、２
８ｂからなっており、それぞれがＹ軸に沿って十分な距
離を置いて配置されており、その間をスライダ３０が動
けるようになっている（図１，２）。それぞれのフレー
ム２８ａ、２８ｂはフレームに沿って伸びる一対のレー
ル５０を含んでいる。レール５０はフレーム２８ａ、２
８ｂの内壁５０に沿って配置されており、内壁の上端と
下端に位置決めされている。レール５０はスライダ３０
の他端から伸びているＵ字型をしたスライダブロック５
４のためのガイドである。それぞれのレール５０に対し
て１組のスライダブロック、従って、２組のスライダブ
ロック５４が、スライダ３０のそれぞれの端に取り付け
られている。スライダブロック５４とレール３０はどの
ようなスライダブロック、レールでも構わない。例え
ば、ローラを使うものであっても構わない。レールとス
ライダブロック５４の構成は、本発明の趣旨から外れな
い範囲において、異なっても構わないことを理解すべき
である。例えば、ローラを使うものではなく、空気軸
受、あるいは玉軸受を用いたものでも良い。
【００２６】プラットフォームがY方向に動いている時
だけスキャンすることによる利点は、Xベアリング５４
によって引き起こされる振動はスライダ３０がX方向に
動く時だけに生じることである。スライダ３０は露光時
にX方向にには動かないため、ベアリング５４によって
引き起こされる振動は露光性能に影響を与えない。その
結果、実施例としては、スライダ３０をX方向に動かす
ための低価格で従来からあるローラタイプのベアリング
をに含んでも良い。また、Y方向にスライダ３０に沿っ
てサポートプラットフォーム３３を動かすのに高級なガ
スベアリングを用いても良い。
【００２７】Xリニアモータ３４のXマグネットトラック
４０はそれぞれが、フレーム２８ａ、２８ｂに配置され
ている（図１、３）。それぞれのマグネットトラック４
０は一般にＵ字型をしたサポート５６と複数のマグネッ
ト５８からなるマグネット配列とからなっている。マグ
ネットトラック４０は動的にコイル装置４２を受けるス
ロット６０を形成する。マグネットトラック４０は、コ
イル装置４２の長さＬｃにＸリニアモータ３４のＸ方向
のストロークを足し合わせたものよりも好ましくは長く
なっている（図２，４）。マグネットトラック４０はシ
ールド６２に取り囲まれており、それに固定されている
（図３）。図１に示したように、シールド６２は、フレ
ーム２８ａ、２８ｂを形成し、それぞれはＵ字型部材６
３と内壁５２からなる。マグネットトラック４０はシー
ルド６２によって完全にシールドされている。但し、内
壁５２に形成され、トラックの長さ方向に沿ってコイル
装置４２の動きを許容するマグネットトラックの長さに
沿って伸びるスロット６４ではシールドされていない。
シールド６２は、好ましくは、マグネットトラック４０
によって引き起こされる磁場をシールドし、マグネット
トラックの磁場により電子線が干渉を受けることを阻止
する。
【００２８】コイル装置４２は、一般にマグネット５８
の間の距離ｄよりも僅かに小さい厚さｔを持つ平面状を
したものである。コイル装置４２は、スライダの端部よ
り外側に伸びるコネクティング部材６８によりスライダ
３０対抗面に係合されている（図３，４）。コネクティ
ング部材６８はシールド６２のスロット６４の幅Ｌｗよ
り僅かに小さい厚さｔｃを持っている。
【００２９】スライダ３０はスライダの長さ方向のＡ軸
に沿って伸びる伸展部材６９と、伸展部材に平行に伸び
ている二本のシリンダシャフト７０からなっている（図
１，５）。伸展部材６９とシャフト７０は、それぞれの
端部が係合されスライダ３０を構成するようになってい
る。進展部材６９はＹマグネットトラックとシールド７
２からなっている。これは上記に図３にて示したＸマグ
ネットトラック４０とシールド６２に類似している。シ
ールド７２は側壁７６に形成された長さ方向のスロット
７４を持っており、その中に、コイル装置４６とサポー
トプラットフォーム３２を係合する係合部材を配置して
いる（図５，６）。側壁７６は、シールド７２の他の位
置に取り外し可能に係合されており、コイル４６は組み
立ての間マグネットトラック４４内に位置決めされる。
【００３０】サポートプラットフォーム３２は、２つの
シャフト７０を内部に配置するためのシリンダスリーブ
８２を含む。エアベアリング（図示せず）はスリーブの
中央開口８４内に配置されている。エアベアリングは、
Ｙ方向にシャフト７０に沿ってサポートプラットフォー
ム３２を滑らすように働く。ローラ、ニードル、玉ベア
リングのような機械的ベアリング、ガスベアリングを含
むどのようなベアリングでも使用することができる。好
ましくは、スリーブ８２の内面とシャフト７０の外面の
間に圧縮された空気、窒素、あるいは他のガスを使用し
てサポートプラットフォーム３３の質量を支えるガスベ
アリングが望ましい。ガスベアリングの使用により、ス
キャン動作の間にサポートプラットフォーム３３へ伝わ
る振動を最小限にする。サポートプラットフォーム３２
は中央開口８６を持っており、これは長さ方向に伸びて
おり、スリーブ８２に平行で、シールド７２に覆われる
ような大きさになっている。コイル装置４６は中央開口
８６の一部を貫通して伸び、サポートプラットフォーム
の重心線Ｃｇに沿う線に配置されている。これにより、
サポートプラットフォーム３３の重心を駆動することに
より、サポートプラットフォームの振動、ヨー回転を減
少させたり、防ぐ効果がある。
【００３１】図５に示したように、サポートプラットフ
ォーム３３を載せるためにスリーブ８２の上表面に３つ
のパッドが配置されている。サポートプラットフォーム
３２は更に２つのクロス部材９４ａ、９４ｂからなって
いる。これにより、サポートプラットフォームの動作の
間サポートプラットフォーム３３とシールド７２の接触
を防ぐことができる。
【００３２】本発明の趣旨から外れない範囲において、
スリーブ８２とシャフト７０はここに示した形状からは
異なるものであっても構わないこと理解すべきである。
例えば、シャフト７９のそれぞれは、円形の断面を持つ
ものとして示されたが、楕円、矩形等の他の断面形状を
持つものであっても構わない。対応するスリーブは同様
に対応する断面形状を持つものになる。
【００３３】サポートプラットフォーム３３は半導体ウ
エハＷやレチクルのような１つまたはそれ以上の物体を
露光システムに対して動かし位置決めするためのもので
ある。物体は、クランプ、真空チャック、あるいは他の
適当な装置によりプラットフォーム３３に固定されても
良い。ステージの大きさは、仕様により大きく変る。干
渉計（図示せず）のような装置がサポートプラットフォ
ーム３３の位置と方向を計測するのに使用されても構わ
ない。干渉計はサポートプラットフォームの面９６ａ、
９６ｂに配置されたミラーからの反射された信号を計測
し、サポートプラットフォームの方向と位置を計測する
ものである（図６）。サポートプラットフォーム３３
は、延長部９８を含むものである。これにより、鏡面化
された面９６ａの長さが増加し、干渉計からの信号の届
く範囲が増大することになる。
【００３４】フィードバックコントローラ（図示せず）
はサポートプラットフォーム３３の方向と位置に対応し
てコイル装置４２，４６に異なったレベルの電流を送る
ようにしても良い。干渉計あるは他の適当な位置検出セ
ンサがサポートプラットフォーム３３の方向と位置を示
す信号をフィードバックコントローラに送っても良い。
【００３５】Ｘ方向リニアモータ３４は、サポートプラ
ットフォーム３３がヨー回転、即ち、Ｚ軸（図１）回り
の回転を防ぐために作動的に駆動される。そのようなＸ
方向リニアモータ３４の作動駆動は、スライダ３０が回
転、つまり、片側が他の側に対して速く動く傾向を補償
するものである。このスライダ３０の傾向は加えられた
電流に対するリニアモータ３４の理想的でない応答によ
って生じるものである。
【００３６】ステージ位置決めシステム２０は、適当な
材料、例えば、鉄、アルミニウム、セラミックス、プラ
スチック等の材料から構成されていても良い。電子線リ
ソグラフィに適用するためには、動く物体は、セラミッ
クスやプラスチックのような非導電、非磁性材料ででき
ていることが好ましい。
【００３７】図７は本発明のステージ位置決めシステム
２０が使用されている電子線リソグラフィシステム１０
０の一部を示したものである。電子線露光システムは電
子線源１０２、電子線コラム１０４、所定の自由度（例
えば、３，６の自由度）を持ち、半導体ウエハＷのよう
な試料を電子線コラム１０４に対して位置決めし、ウエ
ハを光学系に対して正確なアライメントをするためのス
テージを含んでいる。電子線コラム１０４は一般に、例
えば、コンデンサレンズ、アライメントステージ、レン
ズステージ、投影レンズ、偏向システムを含む、それぞ
れのステージを垂直方向に配置したものからなってい
る。露光システムでは、これらのステージのうち、１つ
の使用、あるいは１つまたは複数のステージを組み合わ
せて使用するものである。露光システムは、マスクによ
るパターンを物体の表面に投影するのに用いられてい
る。電子線露光システム１００は、ガス分子が電子線を
乱すことがないように真空状態で作動される。
【００３８】電子源（ガン）１０２は、軸Ａに沿ってＺ
方向に、照明開口１０６を通じて、電子線Ｅを照射す
る。照明開口１０６を通過すると、電子線Ｅは、コンデ
ンサとして働くマグネットレンズによりコリメート（平
行化）される。電子線Ｅはの形は、ガウス分布でも良い
し、あるいは、矩形、三角形のような単純な幾何形状で
あっても良いし、あるいは、ウエハＷに照射されるパタ
ーンの一部であっても良い。電子線は、最終的なウエハ
パターンが形成された領域を通過する。電子線コラム１
０４は、電子線ＥをウエハＷ上に焦点を結ばせる磁場あ
るいは静電レンズ１０８と、フォトレジストが塗布され
たウエハの特定部分に電子線を向ける偏向器１１０を含
む。
【００３９】図７の電子線露光システムに示したよう
に、レンズ装置は電子線コラム１０４の軸Ａに沿って配
置される。分かり易くするために、システムの一部は除
去している。回路パターンが形成されているレチクル
（マスク）Ｒはレンズ装置１０８の間に配置されてい
る。レチクルＲは集積回路の層のパターンを記録したも
のである。電子線ＥはレチクルＲの部分を通じてステッ
プし、これの繰り返しにより集積回路のパターンを形成
するようになっている。電子線ＥがレチクルＲを通過す
ると、電子線はレチクルに含まれている情報をパターン
化されることになる。
【００４０】本発明によるＥＵＶ光リソグラフィシステ
ム１２０の実施例を図８に模式化して示している。実施
例は、露光の照明光としてＵＶ範囲の光を用いた投影露
光装置である。ＥＵＶ光は波長が、０．１〜４００ｎｍ
の間の波長を持つもので、好ましくは１〜５０ｎｍ程度
が望ましい。投影像は、像光学系システム１２２を用い
たもので、ウエハ１２６上のマスク１２４によるパター
ンの縮小像を形成するものである。図８において、像光
学系システム１２０の光軸はＺ方向に伸びている。Ｙ方
向は紙面に垂直な方向である。
【００４１】上に述べたように、ウエハ１２６上に映さ
れるパターンは反射型マスク１２４により決められる。
これは、マスクステージ１２８の上に配置されている。
ウエハ１２６はウエハステージ１３０の上に載せられて
いる。典型的には、露光はステップ・スキャンによりな
される。ここで、マスクパターンは連続的な部分（露光
領域）に投影され、露光の間、マスクステージ１２８と
ウエハステージ１３０はそれぞれ相対的に位相を合わせ
て移動する。マスク１２４とウエハ１２６をスキャンす
るには、像光学システム１２２に対して１つの自由度に
対して行なわれる。マスク１２４の全ての領域をウエハ
のそれぞれの領域に露光すると、ウエハ１２６のダイ上
へのパターンの露光は完了する。次に、露光はウエハ１
２６の次のダイへとステップして進む。
【００４２】露光のための照明光として使用するＥＵＶ
光は大気中では低い透過性を持っている。そのため、Ｅ
ＵＶ光が通過する光経路は真空チャンバ１３２に囲まれ
ているのが好ましい。真空チャンバ１３２は適当な真空
ポンプ１３４を用いて真空に保たれている。ＥＵＶ光は
レーザプラズマＸ線源によって生成されたものであるこ
とが望ましい。レーザプラズマＸ線源はレーザ源１３６
（励起光源として作用）とキセノンガス供給装置１３８
からなっている。レーザプラズマＸ線源は真空チャンバ
１４０によって取り囲まれている。レーザプラズマＸ線
源によって生成されたＥＵＶ光は真空チャンバ１４０の
窓１４１を通過する。窓１４１はレーザプラズマＸ線源
が妨害を受けずに通過できるような開口としても構わな
い。真空チャンバ１４０は真空チャンバ１３２から分離
されていることが望ましい。これは、キセノンガスを放
出するノズル１４２によりゴミが生成される傾向がある
からである。
【００４３】レーザ源１３６は紫外線以下の波長を持つ
レーザ光を発生させるものである。例えば、ＹＡＧレー
ザ、エキシマレーザが使用される。レーザ源１３６から
のレーザ光は集光され、ノズル１４２から放出されたキ
セノンガス（キセノンガス供給装置１３８から供給され
ている）の流れに照射される。キセノンガスの流れに照
射すると、キセノンガスを十分に暖め、プラズマを生じ
させる。レーザで励起されたキセノンガスの分子が低い
エネルギ状態に落ちる時、ＥＵＶ光の光子が放出され
る。
【００４４】放物面ミラー１４４は、キセノンガス放出
部の近傍に配置されている。放物面ミラー１４４はプラ
ズマによって生成されたＥＵＶ光を集光する。放物面ミ
ラー１４４は集光光学系を構成し、ノズル１４２からの
キセノンガスが放出される位置の近傍に焦点位置がくる
ように配置されている。放物面ミラー１４４はＥＵＶ光
を反射するのに適当な多層膜からなっている。多層膜
は、典型的には、放物面ミラー１４４の凹面の表面に備
えられている。ＥＵＶ光は多層膜で反射し、真空チャン
バ１４０の窓１４１を通じて集光ミラー１４６へと達す
る。集光ミラー１４６は反射型マスク１２４へとＥＵＶ
光を集光、反射させる。集光ミラー１４６はまた、ＥＵ
Ｂ光を反射する多層膜からなっている。ＥＵＶ光は集光
ミラー１４６で反射され、反射型マスク１２４の所定の
部分を照明する。ここで言及されたように、放物面ミラ
ー１４４と集光ミラー１４６は図８に示した装置の照明
システムを構成する。
【００４５】反射型マスク１２４は、上に述べた様に多
層膜のＥＵＶを反射する表面を持っているので、マスク
１２４の説明はここでは省略する。マスク１２４でＥＵ
Ｖ光が反射されると、ＥＵＶ光はマスク１２４からのパ
ターンデータにより「パターン化」される。パターン化
されたＥＵＶ光は投影システム１２を通じてウエハ１２
６に達する。
【００４６】１つの実施例として、像光学システム１２
２は、４つの反射ミラーからなっている。つまり、凹面
第１ミラー１５０ａ、凸面第２ミラー１５０ｂ、凸面第
３ミラー１５０ｃ、凹面第４ミラー１５０ｄ。それぞれ
のミラー、１５０ａ〜１５０ｄは多層膜（ＥＵＶ光を反
射）が備えられている。本実施例のミラー１５０ａ〜１
５０ｄは、それぞれの光軸が互いに一致するように配置
されている。
【００４７】それぞれのミラー１５０ａ〜１５０ｂによ
って決められる光路が妨げられるのを防ぐために、第１
ミラー１５０ａ、第２ミラー１５０ｂ、第４ミラー１５
０ｄには、適当な切り欠きを設けている。（図８におい
て、ミラーの破線部分はそれぞれの切り欠き部分を示し
ている。）反射型マスク１８により反射されたＥＵＶ光
は第１ミラー１５０ｃから第４ミラー１５０ｄまで順次
反射されて、マスクパターンの縮小された像を形成す
る。この場合、ウエハ１２６の露光域内で所定の縮小率
β（例えば、１/４、１/５、１/６）で像が形成され
る。投影システム１２２は、像の側（ウエハの側）でテ
レセントリックになるようになっている。
【００４８】反射型マスク１２４は可動のレチクルステ
ージ１２８によって少なくともＸ−Ｙ平面内で支持され
ている。ウエハ１２６は、好ましくは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向
に可動ウエハステージ１３０によって支持されている。
ウエハ上のダイを露光するには、ＥＵＶ光が照明システ
ムによりマスク１２４の所定の領域に照射され、マスク
１２４とウエハ１２６は像光システム１２２に対して、
像光学システム１２２の縮小率に従った所定の速度で動
く。このようにして、マスクパターンはウエハ１２６上
の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。
【００４９】露光の際には、ウエハ１２６上のレジスト
から生じるガスが像光学システム１２２のミラー１５０
ａ〜１５０ｄに影響を与えないように、ウエハ１２６は
パーティション１５２の後ろに配置されることが望まし
い。パーティション１５２は開口１５２ａを持ってお
り、それを通じてＥＵＶ光がミラー１５０ｄからウエハ
１２６へと照射される。パーティション１５２内の空間
は真空ポンプ１５４により真空排気されている。このよ
うに、レジストに照射することにより生じるガス状のゴ
ミがミラー１５０ａ〜１５０ｄあるいはマスク１２６に
付着するのを防ぐ。それゆえ、これらの光学性能の悪化
を防いでいる。
【００５０】本発明によるステージ位置決めシステム２
０は多くの利点を持っていることが理解されるはすであ
る。重要なことは、このシステム２０は、マグネットト
ラック４０、４４の動きなしに、サポートプラットフォ
ーム３３を動かすことができる点である。何故なら、マ
グネットトラック４０，４４は露光中には静止してお
り、磁場の移動は最小限になっている。また、第１方向
屁のスライダーの動きによる振動も除去される。更に、
マグネットトラック４０、４４は実質的にシールドされ
ており、磁場と電子線との干渉を防いでいる。その結
果、ステージ位置決めシステム２０は電子線あるいはＥ
ＵＶ光リソグラフィーシステムにおいて半導体ウエハま
たはレチクルの位置決めをするのに、正確で信頼性の高
いものとなっている。
【００５１】本発明の目的から離れない範囲において、
上記の構成、方法は様様な変更が可能である。それゆ
え、上記の記述および図で示した全ての事柄は、一例と
解釈し、限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のステージ位置決めシステムの斜
視図である。
【図２】図２は細部を示すため一部を取り除いた形での
図１の位置決めシステムの斜視図である。
【図３】図３は図２の３−３で示す線を含む断面を示す
図である。
【図４】図４は図１の位置決めシステムのスライダを示
す斜視図である。
【図５】図５は細部を示すためにサポートプラットフォ
ームを除去した図１の位置決めシステムのスライダとX
リニアモータの一部を示す斜視図である。
【図６】図６は図１の位置決めシステムのサポートプラ
ットフォームを示す斜視図である。
【図７】図７は細部を示すために一部を取り除いた電子
線露光装置の一部を示す斜視図である。
【図８】図８は本発明の位置決めシステムを用いたEUV
リソグラフィを示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 ５０３Ａ Ｆターム(参考） 2F078 CA02 CB13 CC07 5F031 CA02 CA07 HA02 HA13 HA23 HA53 JA06 JA28 KA06 LA04 LA08 MA27 NA02 NA14 NA18 5F046 CC18 GA11 GA12 GA14 5F056 CB21 EA14

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】処理される物体を支える静止フレームと、
    前記静止フレームに対して第１の方向に可動なスライダ
    と、前記スライダに係合され前記第１の方向に移動可能
    であり第２の方向に動くことが可能なように前記スライ
    ダに係合されたサポートプラットフォームと、第１マグ
    ネット装置と第１コイル装置からなり前記第１マグネッ
    ト装置と共に前記スライダを前記第１の方向へ動かす第
    １リニアモータと、第２マグネット装置と前記サポート
    プラットフォームに取り付けられた第２コイル装置から
    なり前記第２マグネット装置と共に前記サポートプラッ
    トフォームを前記第２の方向へ動かす第２リニアモータ
    と、からなるステージ位置決めシステムであって、透磁
    性を持つ前記ステージ位置決めシステムの要素が物体の
    処理の間静止していることを特徴とするステージ位置決
    め装置。
  2. 【請求項２】前記第１マグネット装置は前記フレームに
    係合しており、前記第２方向に長さに等しい距離だけは
    平行に離れて置かれたマグネットトラックからなってい
    ることを特徴とする請求項１に記載のステージ位置決め
    システム。
  3. 【請求項３】前記第１コイル装置は少なくとも２つのコ
    イルからなっていることを特徴とする請求項２に記載の
    ステージ位置決めシステム。
  4. 【請求項４】前記第２マグネット装置は前記スライダの
    軸に沿って伸びるマグネットトラックからなり、前記第
    ２コイル装置は少なくとも１つのコイルからなることを
    特徴とする請求項１に記載のステージ位置決めシステ
    ム。
  5. 【請求項５】前記第１および第２マグネット装置はそれ
    ぞれがマグネットシールドを含むものであることを特徴
    とする請求項１に記載のステージ位置決めシステム。
  6. 【請求項６】前記スライダは、前記スライダの軸に平行
    に伸びている一対のシャフトからなり、前記サポートプ
    ラットフォームはシャフト上に可動に係合された一対の
    スリーブを含むことを特徴とする請求項１に記載のステ
    ージ位置決めシステム。
  7. 【請求項７】前記一対のスリーブは前記一対のシャフト
    に対して前記一対のスリーブを支持するガスベアリング
    を含むものであることを特徴とする請求項６に記載のス
    テージ位置決めシステム。
  8. 【請求項８】前記フレームはレールと前記スライダと前
    記レールに対して動くスライダブロックを含むものであ
    ることを特徴とする請求項１に記載のステージ位置決め
    システム。
  9. 【請求項９】前記スライダブロックはローラベアリン
    グ、ニードルベアリング、玉ベアリングあるいはガスベ
    アリングから選ばれたベアリングを含むことを特徴とす
    る請求項８に記載のステージ位置決めシステム。
  10. 【請求項１０】前記フレームはレール、スライダ、前記
    レールに対して可動なスライダブロックを含み、前記ス
    ライダブロックは更にローラベアリング、ニードルベア
    リング、玉ベアリングあるいはガスベアリングから選ば
    れたベアリングを含むことを特徴とする請求項７に記載
    のステージ位置決めシステム。
  11. 【請求項１１】物体にパターンを写すための電子線リソ
    グラフィシステムであって、電子線を発生させるための
    電子線源と、マスク上のパターンを物体の表面に投影す
    る投影システムと、前記物体を保持し位置決めするステ
    ージ位置決めシステムとからなり、前記ステージ位置決
    めシステムは、処理される物体を保持する静止フレーム
    と、前記静止フレームに対して第１の方向に可動なスラ
    イダと、前記スライダに係合し前記第１の方向に可動
    で、第２の方向へ可動なように前記スライダに係合され
    たプラットフォームと、第１マグネット装置と、前記第
    １マグネット装置とともに前記スライダを前記第１の方
    向に動かす第１コイル装置とからなる第１リニアモータ
    と、第２マグネット装置と、前記サポートプラットフォ
    ームに係合され前記第２マグネット装置と共に前記サポ
    ートプラットフォームを前記第２の方向に動かせる第２
    コイル装置からなる第２リニアモータと、からなるシス
    テムであって、物体の処理の間、磁性体を持っている前
    記ステージ位置決め装置の要素は静止していることを特
    徴とする電子線リソグラフィシステム。
  12. 【請求項１２】前記第１マグネット装置は前記フレーム
    に係合され、前記スライダの長さに等しい距離だけ前記
    第２の方向へ空間を空けて配置された２つの平行なマグ
    ネットトラックからなることを特徴とする請求項１１に
    記載の電子線リソグラフィシステム。
  13. 【請求項１３】前記第１コイル装置は少なくとも２つの
    コイルからなることを特徴とする請求項１２に記載の電
    子線リソグラフィシステム。
  14. 【請求項１４】前記第２マグネット装置は前記スライダ
    の軸に沿って伸びるマグネットトラックからなり、前記
    第２コイル装置は少なくとも１つのコイルからなること
    を特徴とする請求項１１に記載の電子線リソグラフィシ
    ステム。
  15. 【請求項１５】前記第１および第２マグネット装置のそ
    れぞれは、マグネットシールドを含んでいることを特徴
    とする請求項１１に記載の電子線リソグラフィシステ
    ム。
  16. 【請求項１６】前記スライダは前記スライダの軸に平行
    に伸びる一対のシャフトからなり、前記サポートプラッ
    トフォームは前記シャフト上に移動可能に載せられた一
    対のスリーブを含むものであることを特徴とする請求項
    １１に記載の電子線リソグラフィシステム。
  17. 【請求項１７】前記一対のスリーブは前記一対のシャフ
    トに対して前記一対のスリーブを支持するガスベアリン
    グを含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子線リ
    ソグラフィシステム。
  18. 【請求項１８】前記フレームは更に、前記スライダの軸
    に対して直角に伸びている少なくとも１つのレールから
    なることを特徴とする請求項１７に記載の電子線リソグ
    ラフィシステム。
  19. 【請求項１９】前記レールは更にローラベアリング、ニ
    ードルベアリング、エアベアリング、あるいは玉ベアリ
    ングからなることを特徴とする請求項１８に記載の電子
    線リソグラフィシステム。
  20. 【請求項２０】前記サポートプラットフォームが前記第
    ２の方向へ動く時に前期物体は前記電子線に露光される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電子線リソグラフ
    ィシステム。
  21. 【請求項２１】前記スライダが前記第１の方向に動いて
    いる時には、前記物体は前記電子線に露光されていない
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電子線リソグラフ
    ィシステム。
  22. 【請求項２２】パターンを物体に投影するＥＵＶ光リソ
    グラフィシステムであって、ＥＵＶ光を生成するＥＵＶ
    光源と、マスク上のパターンを物体の表面に投影する投
    影システムと、前記物体を支持し位置決めするステージ
    位置決めシステムとからなり、前記位置決めシステム
    は、静止フレームと、前記フレームに対して第１の方向
    に可動なスライダと、前記スライダに係合し前記第１の
    方向に可動で前記スライダに前記第２の方向へ動くこと
    が可能なように係合されているサポートプラットフォー
    ムと、前記第１マグネット装置と、前記第１マグネット
    装置と共に前記スライダを前記第１の方向に動かす第1
    コイル装置とからなる第１リニアモータと、第２マグネ
    ット装置と、前記サポートプラットフォームに係合され
    前記第２マグネット装置と共に前記サポートプラットフ
    ォームを前記第２の方向へ動かす第2コイル装置とから
    なる第２リニアモータと、からなることを特徴とするＥ
    ＵＶ光リソグラフィシステム。
  23. 【請求項２３】前記第１マグネット装置は前記フレーム
    に係合され、前記スライダの長さに等しい距離だけ前記
    第２の方向に空間を空けて平行に配置された２つのマグ
    ネットトラックからなることを特徴とする請求項２２に
    記載のＥＵＶ光リソグラフィシステム。
  24. 【請求項２４】前記第１コイル装置は少なくとも２つの
    コイルからなっていることを特徴とする請求項２３に記
    載のＥＵＶ光リソグラフィシステム。
  25. 【請求項２５】前記第２マグネット装置は前記スライダ
    の軸に沿って伸びるマグネットトラックからなり、前記
    第２コイル装置は少なくとも１つのコイルからなること
    を特徴とする請求項２２に記載のＥＵＶ光リソグラフィ
    システム。
  26. 【請求項２６】前記スライダは前記スライダの軸に平行
    に伸びた一対の軸からなり、前記サポートプラットフォ
    ームは前記シャフトに可動的に係合された一対のスリー
    ブを含むことを特徴とする請求項２２に記載のＥＵＶ光
    リソグラフィシステム。
  27. 【請求項２７】前記一対のスリーブは前記一対のシャフ
    トに対して前記一対のスリーブを支持するためのガスベ
    アリングを含むことを特徴とする請求項２６に記載のＥ
    ＵＶ光リソグラフィシステム。
  28. 【請求項２８】サポートプラットフォームが前記第２の
    方向に動く時に前記物体は前記ＥＵＶ光を露光すること
    を特徴とする請求項２２に記載のＥＵＶ光リソグラフィ
    システム。
  29. 【請求項２９】前記スライダが前記第１の方向に動く時
    には前記物体は前記ＥＵＶ光に露光されないことを特徴
    とする請求項２２に記載のＥＵＶ光リソグラフィシステ
    ム。
  30. 【請求項３０】リソグラフィシステムにおいて物体を露
    光する方法であって、前記物体が第１の方向に位置決め
    されるように静止フレームに対して可動的に係合された
    スライダと、サポートプラットフォーム上に置かれた前
    記物体が第２の方向に位置決めされるように、前記スラ
    イダに可動的に係合された前記サポートプラットフォー
    ムと、前記第１の方向に前記スライダを動かす第１リニ
    アモータと、前記第２の方向に前記サポートプラットフ
    ォームを動かす第２リニアモータと、を備え、前記第１
    の方向の所望の位置に前記スライダを動かすことにより
    前記サポートプラットフォームを位置決めし、前記サポ
    ートプラットフォームが前記第２の方向に動く時に前記
    物体を光あるいは電子線に露光することを特徴とする露
    光方法。
  31. 【請求項３１】前記スライダを前記第１の方向の複数の
    所定の位置へ動かすことにより前記サポートプラットフ
    ォームの位置決めを繰り返し、それぞれの連続する前記
    スライダの前記第１の方向への位置決めの後、前記サポ
    ートプラットフォームが前記第２の方向に移動して、前
    記物体が光または電子線により露光されることを特徴と
    する請求項３０に記載の露光方法。
  32. 【請求項３２】前記第１リニアモータが前記フレームに
    係合されている第１マグネット装置と、前記スライダの
    長さに等しい距離を前記第２の方向に隔てて配置された
    2つのの並行なマグネットトラックからなっており、第
    １コイル装置は少なくとも２つのコイルからなり、それ
    ぞれのコイルは前記スライダの端から外へ向かって伸び
    ていることを特徴とする請求項３０に記載の露光方法。
  33. 【請求項３３】前記第２リニアモータは前記スライダに
    係合された第２マグネット装置と、前記スライダの軸に
    沿って伸びるマグネットトラックからなり、第２コイル
    装置は少なくとも１つのコイルからなるものであること
    を特徴とする請求項３０に記載の露光方法。
  34. 【請求項３４】前記スライダは前記スライダの軸に平行
    に伸びている一対のシャフトからなり、前記サポートプ
    ラットフォームは前記シャフト上に可動的に係合された
    一対のスリーブを含むことを特徴とする請求項３０に記
    載の露光方法。
  35. 【請求項３５】前記一対のスリーブは前記一対のシャフ
    トに対して、前記一対のスリーブを支持するガスベアリ
    ングを含むものであることを特徴とする請求項３４に記
    載の露光方法。
  36. 【請求項３６】前記フレームはレールとスライダからな
    っており、スライダブロックは前記レールと組み合わさ
    れており、前記スライダブロックはローラベアリング、
    ニードルベアリング、玉ベアリングあるいはガスベアリ
    ングから選ばれたベアリングからなることを特徴とする
    請求項３５に記載の露光方法。
JP2001372128A 2000-12-08 2001-12-06 位置決めステージおよび露光装置 Pending JP2002261000A (ja)

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US09/731,934 US20030230729A1 (en) 2000-12-08 2000-12-08 Positioning stage with stationary and movable magnet tracks
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US09/796641 2001-03-02

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