JP2005032848A

JP2005032848A - 露光装置

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Publication number: JP2005032848A
Application number: JP2003194078A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Hirayanagi; 徳行平柳
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】ステージ装置のストローク自由度を増し、装置本体のサイズや設置面積を低減できる等の利点を有する露光装置を提供する。
【解決手段】ウェハステージ装置１００のＸスライダ１３３上には高精度ステージ部１４１が搭載されており、その上には低精度ステージ部１４５が搭載されている。これら両ステージ部１４１、１４５間には気体軸受けやエアシリンダ等のアクチュエータ等が介装されており、低精度ステージ部１４５は高精度ステージ部１４１に対してＸＹ方向に移動可能となっている。低精度ステージ部１４５の上面には、ウェハ１４０の載置されるテーブル１３５が搭載されている。このようなステージ装置１００は、ステージストロークを確保しつつ、高精度ステージ部１４１を小型化できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィーに用いられる露光装置に関する。特には、ステージ装置のストローク自由度を増し、装置本体のサイズや設置面積を低減できる等の利点を有する露光装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、半導体露光装置に対して、装置の高解像化や大露光フィールド化等の要請が一層高まっている。そして、露光装置の高解像度化の要求に応え得るものとして、電子線等の光以外のエネルギ線を用いた半導体露光装置が注目されている。電子線を用いる露光装置においては、半導体デバイスパターンをウェハ（感応基板）上に形成する手法の一つとして、デバイスパターンを多数の小パターン領域（サブフィールド）に分割し、各サブフィールド毎にウェハにパターンを一括的に転写する方式（分割転写方式）がある。
【０００３】
この分割転写方式においては、パターン原版としてのレチクル（マスク）を電子光学系中に配置し、マスクを通過した電子ビームをウェハ上に投影する。その際、電子ビームを偏向させる、あるいは、マスクステージやウェハステージを移動させる等をして、マスク上の各サブフィールドに順次電子ビームを照明し、ウェハ上に各サブフィールドのパターンをそれぞれ一括的に転写する。そして、ウェハ上では、各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより、デバイスパターン全体を転写する。
【０００４】
ここで、分割されたサブフィールドの像をウェハ上に高精度で繋ぎ合わせるためには、レチクルステージ、ウェハステージ及び投影レンズ（投影光学系光軸）を相互に高精度に位置合わせする必要がある。あるいは、ウェハ上に既に形成されている下層パターンに対し正確にパターンを重ね合わせるためにも、同様の高い位置合わせ技術が必要となる。さらに、ウェハ全体の多数のチップ領域の各々を光学系の露光領域に位置させる際にも、ウェハステージを移動させる。
【０００５】
以下、図面を参照しつつ述べる。
図９（Ａ）は典型的なウェハステージ装置（Ｈ型ステージ装置）の平面図であり、図９（Ｂ）は同ステージ装置の正面図（図９（Ａ）の下側から見た図）である。
図１０は、図９のウェハステージ装置のステージ（テーブル）本体及びその上のウェハを示す拡大平面図である。
【０００６】
図９に示すウェハステージ装置２００は、いわゆるＨ型のステージ装置である。このステージ装置２００は、図９（Ａ）中のＹ軸方向に互いに平行に延びる固定ガイド（Ｙガイド）２０１、２０２が設けられている。各Ｙガイド２０１、２０２には、それぞれＹスライダ２１１、２１２がスライド可能に外嵌している。各Ｙスライダ２１１、２１２は、図示せぬリニアモータ等により駆動されて、Ｙガイド２０１、２０２に沿ってそれぞれスライドする。
【０００７】
両Ｙスライダ２１１、２１２間には、図９（Ａ）中のＸ軸方向に延びる移動ガイド（Ｘガイド）２３１が掛け渡されている。このＸガイド２３１には、Ｘスライダ２３３がスライド可能に外嵌している。Ｘスライダ２３３は、図示せぬリニアモータ等により駆動されて、Ｘガイド２３１に沿ってスライドする。Ｘスライダ２３３の上面には、四角いテーブル２３５が搭載されている。このテーブル２３５の２つの側面（図９（Ａ）の上及び左）には、移動鏡２３６、２３７がそれぞれ取り付けられている。各移動鏡２３６、２３７の対向位置には、それぞれレーザ干渉計２３８、２３９が配置されている。各干渉計２３８、２３９から移動鏡２３６、２３７に向けてレーザ（図中二点鎖線で示す）を当てて、その反射レーザを受けることにより、テーブル２３５の位置を検出してモニタすることができる。
【０００８】
露光装置内部において、テーブル２３５は、図１０に二点鎖線の円で仮想的に示す投影光学系鏡筒２６５の下方に配置される。この投影光学系鏡筒２６５の側面付近には、アライメント光学系鏡筒２６１が固定されている。図１０にわかり易く示すように、テーブル２３５上にはウェハ２４０が載置される。このウェハ２４０には、多数のチップ２４１が形成される。各チップ２４１は、さらに複数のストライプ２４３に分割されている（これは図中最下部のチップにのみ示されている）。テーブル２３５上において、ウェハ２４０の図１０中右上にはアライメントマークプレート２５１が設けられている。
【０００９】
テーブル２３５上のウェハ２４０の位置を露光装置の座標系上に位置合せ（アライメント）するには、アライメント光学系鏡筒２６１の下方にアライメントマークプレート２５１を位置させてマーク位置の計測を行い、ウェハ２４０上に既に形成されている下層パターンの位置を求める。続いて、Ｘスライダ２３３・Ｙスライダ２１１、２１２をスライドさせてテーブル２３５を送り、ウェハ２４０上の数点〜数十点の光学式アライメントマーク（図１０に×印で示す）を選択してマーク位置を計測する。そして、この計測結果からパターン配列の線形誤差成分等を算出し、ウェハ２４０と投影光学系鏡筒２６５との座標調整（アライメント）を行う。その後、ウェハ２４０上の各チップ２４１を投影光学系鏡筒２６５の直下に移動させながら、露光を行う（図１０における右端のチップ２４１参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このようなステージ装置２００においては、前述のアライメント・露光を行う際に、図１０中に示す最低ウェハステージストローク（ウェハ２４０の左端からアライメントマークプレート２５１の右端まで）が必要となる。このウェハステージストロークは、ウェハサイズより大きい。なお、その他の動作も必要となることから、ステージストローク（すなわちＸスライダ２３３・Ｙスライダ２１１、２１２の移動ストローク）は、ウェハサイズの１．５倍程度はあることが好ましい。そこで、このステージストロークを稼ぐために、Ｘスライダ２３３・Ｙスライダ２１１、２１２の移動ストロークを大きくしようとすると、Ｘガイド２３１・Ｙガイド２０１、２０２を長くしなければならず、露光装置の大型化を引き起こす要因となる。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ステージ装置のストローク自由度を増し、装置本体のサイズや設置面積を低減できる等の利点を有する露光装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の露光装置は、感応基板を載置して移動・位置決めするステージ装置と、前記感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する光学系と、を備える露光装置であって、前記ステージ装置が、高精度の位置決めを行う高精度ステージ装置部と、低精度の位置決めを行う低精度ステージ装置部と、が組み合わされたものであり、露光中は前記低精度ステージ装置部を動かさず前記高精度ステージ装置部のみを動かし、非露光時に前記低精度ステージ装置部を動かして前記ステージ装置全体のストロークを増大させることを特徴とする。
【００１３】
この露光装置のステージ装置全体の合計ストロークは、高精度ステージ装置部のストロークに低精度ステージ装置部のストロークを足したものとなる。そのため、必要なステージストロークを確保しつつ、高精度ステージ装置部を小型化できる。さらに、両ステージ装置部の組み合わせ構造を種々工夫することにより、ステージ装置全体も小型化が可能になるので、露光装置全体のサイズや装置の設置面積を小さくすることができ、製造コストやランニングコストを低減できる。
【００１４】
本発明の露光装置においては、前記感応基板上の一連走査露光領域（ストライプ、チップ）を、前記ステージ装置を連続走査しながらスキャン露光する間は、前記高精度ステージ装置部を動かし、露光終了した一連走査露光領域から次に露光する一連走査露光領域に露光のフィールドを移動する際には、前記低精度ステージ装置部をも動かすことができる。
一連走査露光領域間の移動中には露光を行わないので、感応基板の高精度な位置決めは不要である。そこで、この移動中には低精度ステージ装置部を動かし、同時又はその後に、高精度ステージ装置部を動かして微妙な位置決め誤差を修正する。
【００１５】
本発明の露光装置においては、前記高精度ステージ装置部と前記低精度ステージ装置部との複合的な位置決め誤差を計測し、該誤差を、感応基板を載置して移動・位置決めするステージ装置の位置を制御することにより補正するか、前記エネルギ線を偏向させることにより補正することができる。
この場合、複合的な位置決め誤差を把握して補正することにより、パターンの転写精度を確保できる。
【００１６】
本発明の露光装置においては、前記高精度ステージ装置部が、２次元ガイド機構、及び、該ガイド機構に案内されるスライダを有し、該スライダ上に前記低精度ステージ装置部が搭載されており、前記低精度ステージ装置部の可動部分が前記高精度ステージ装置部のガイド機構上にオーバーハングするように張り出すことができる。
このように構成することにより、ステージ全体の寸法をより小さくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、分割転写方式の電子線投影露光技術の概要を説明する。なお、以下の説明では、電子線を用いた縮小投影転写方式の場合について述べるが、本発明はレチクルを用いずに直接露光する方式や、紫外線・ＥＵＶ光等を用いる方式にも適用できる。
【００１８】
図６は、分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
図６に示す光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には、２段のコンデンサレンズ２、３が備えられている。放射された電子線は、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束され、ブランキング開口７にクロスオーバーＣ．Ｏ．を結像する。
【００１９】
２段目のコンデンサレンズ３の下には、矩形開口４が備えられている。この矩形開口（照明ビーム成形開口）４は、レチクル（マスク）１０の一つのサブフィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明する照明ビームのみを通過させる。この矩形開口４の像は、レンズ９によってレチクル１０に結像される。矩形開口４の下方には、ブランキング偏向器５が配置されている。この偏向器５は、必要時に照明ビームを偏向させてブランキング開口７の非開口部に当て、ビームがレチクル１０に当たらないようにする。
【００２０】
ブランキング開口７の下には、照明ビーム偏向器８が配置されている。この偏向器８は、主に照明ビームを図６の横方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明光学系の視野内にあるレチクル１０の各サブフィールドの照明を行う。照明ビーム偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置されている。この照明レンズ９は、レチクル１０上に矩形開口４を結像させる。
【００２１】
レチクル１０は、図７を用いて後述するように、実際には光軸垂直面内（ＸＹ面）に広がっており、多数のサブフィールドを有する。レチクル１０上には、全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン（チップパターン）が形成されている。もちろん、複数のレチクルに１個の半導体デバイスチップをなすパターンを分割して配置してもよい。
【００２２】
レチクル１０は、移動可能なレチクルステージ１１上に載置されている。このレチクルステージ１１によりレチクル１０を光軸垂直方向（ＸＹ方向）に動かすことで、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるレチクル上の各サブフィールドを照明することができる。レチクルステージ１１には、レーザ干渉計を用いた位置検出器１２が付設されており、レチクルステージ１１の位置をリアルタイムで正確に把握することができる。
【００２３】
レチクル１０の下方には、投影レンズ１５、１９、偏向器１６が設けられている。レチクル１０の１つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ２３上の所定の位置に結像される。なお、投影レンズ１５、１９、偏向器１６（像位置調整偏向器）の詳しい作用については、図８を参照しつつ後述する。ウェハ２３上には、適当なレジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが与えられ、レチクル上のパターンが縮小されてウェハ２３上に転写される。
【００２４】
レチクル１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、このクロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられている。このコントラスト開口１８は、レチクル１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に到達しないよう遮断する。
【００２５】
ウェハ２３の直上には、反射電子検出器２２が配置されている。この反射電子検出器２２は、ウェハ２３の被露光面等で反射される電子の量を検出する。例えば、レチクル１０上のマークパターンを通過したビームでウェハ２３上のマークを走査し、その際のマークからの反射電子を検出することにより、レチクル１０とウェハ２３の相対的位置関係やビームドリフトの量を知ることができる。
【００２６】
ウェハ２３は、図示せぬ静電チャックを介して、ＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。前述したレチクルステージ１１とウェハステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパターン内の各部を順次露光することができる。ウェハステージ２４には、ピエゾ素子等のアクチュエータで構成された、ウェハ２３のＺ方向やウェハ２３のチルト姿勢（θｘ、θｙ回転量）を制御する駆動機構（図示されず）が装備されている。さらに、ウェハ２３の真上には、ウェハ２３のＺ方向位置を検出するオートフォーカス（ＡＦ）装置（図示されず）も装備されている。ウェハステージ２４上の反射電子検出器２２の側方には、ウェハステージ２４上に設けられた光学式フィジシャルマーク（図示されず）の位置を検出する光学式マーク検出センサー２６が配置されている。
【００２７】
前述した各レンズ２、３、９、１５、１９及び各偏向器５、８、１６は、各々のコイル電源制御部２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６ａを介してコントローラ３１によりコントロールされる。また、レチクルステージ１１及びウェハステージ２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、コントローラ３１により制御される。ステージ位置検出器１２、２５は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含むインターフェース１２ａ、２５ａを介してコントローラ３１に信号を送る。また、反射電子検出器２２も同様のインターフェース２２ａを介してコントローラ３１に信号を送る。
【００２８】
コントローラ３１は、ステージ位置の制御誤差等を把握し、その誤差を像位置調整偏向器１６で補正する。これにより、レチクル１０上のサブフィールドの縮小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そして、ウェハ２３上で各サブフィールド像が繋ぎ合わされて、レチクル上のチップパターン全体がウェハ上に転写される。なお、この点については、図８を参照しつつ、さらに詳しく後述する。
【００２９】
次に、分割転写方式の電子線投影露光に用いられるレチクルの詳細例について説明する。
図７は、電子線投影露光用のレチクルの構成例を模式的に示す図である。（Ａ）は全体の平面図であり、（Ｂ）は一部の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メンブレイン領域の平面図である。
このようなレチクルは、例えばシリコンウェハに電子線描画・エッチングを行うことにより製作できる。
【００３０】
図７（Ａ）には、レチクル１０における全体のパターン分割配置状態が示されている。この図中に多数の正方形４１で示されている領域が、一つのサブフィールドに対応したパターン領域を含む小メンブレイン領域（厚さ０．１μｍ〜数μｍ）である。図７（Ｃ）に示すように、小メンブレイン領域４１は、中央部のパターン領域（サブフィールド）４２と、その周囲の額縁状の非パターン領域（スカート４３）とからなる。サブフィールド４２は転写すべきパターンの形成された部分である。スカート４３はパターンの形成されてない部分であり、照明ビームの縁の部分が当たる。パターン形成の形態としては、メンブレインに孔開き部を設けるステンシルタイプと、電子線の高散乱体からなるパターン層をメンブレイン上に形成する散乱メンブレンタイプとがある。
【００３１】
一つのサブフィールド４２は、現在検討されているところでは、レチクル上で０．４〜４ｍｍ角程度の大きさを有する。投影の縮小率を１／４とすると、サブフィールドがウェハ上に縮小投影された投影像の大きさは、０．１〜１ｍｍ角である。小メンブレイン領域４１の周囲の直交する格子状のマイナーストラットと呼ばれる部分４５は、レチクルの機械強度を保つための、例えば厚さ０．５〜１ｍｍ程度の梁である。マイナーストラット４５の幅は、例えば０．１ｍｍ程度である。なお、スカート４３の幅は、例えば０．０５ｍｍ程度である。
【００３２】
図７（Ａ）に示すように、図の横方向（Ｘ方向）に多数の小メンブレイン領域４１が並んで一つのグループ（エレクトリカルストライプ４４）をなし、そのようなエレクトリカルストライプ４４が図の縦方向（Ｙ方向）に多数並んで１つのメカニカルストライプ４９を形成している。エレクトリカルストライプ４４の長さ（メカニカルストライプ４９の幅）は照明光学系の偏向可能視野の大きさによって制限される。なお、一つのエレクトリカルストライプ４４内における隣り合うサブフィールド間に、スカートやマイナーストラットのような非パターン領域を設けない方式も検討されている。
【００３３】
メカニカルストライプ４９は、Ｘ方向に並列に複数存在する。隣り合うメカニカルストライプ４９の間にメジャーストラット４７として示されている幅の太い梁は、レチクル全体のたわみを小さく保つためのものである。メジャーストラット４７はマイナーストラット４５と一体である。現在有力と考えられている方式によれば、１つのメカニカルストライプ（以下単にストライプと呼ぶ）４９内のＸ方向のサブフィールド４２の列（エレクトリカルストライプ４４）は、電子線偏向により順次露光される。一方、ストライプ４９内のＹ方向の列は、連続ステージ走査により順次露光される。
【００３４】
図８は、レチクルからウェハへのパターン転写の様子を模式的に示す斜視図である。
図８の上部にレチクル１０上の１つのストライプ４９が示されている。ストライプ４９には、前述の通り多数のサブフィールド４２（スカートについては図示省略）及びマイナーストラット４５が形成されている。図８の下部には、レチクル１０と対向するウェハ２３が示されている。
【００３５】
この図では、レチクル上のストライプ４９において、一番手前のエレクトリカルストライプ４４の左隅のサブフィールド４２−１が、上流からの照明ビームＩＢにより照明されている。そして、サブフィールド４２−１を通過したパターンビームＰＢが、２段の投影レンズと像位置調整偏向器（図６参照）の作用によりウェハ２３上の所定の領域５２−１に縮小投影されている。パターンビームＰＢは、レチクル１０とウェハ２３の間で、２段の投影レンズの作用により、光軸と平行な方向から光軸と交差する方向へ、そしてその逆に計２回偏向される。
【００３６】
ウェハ２３上におけるサブフィールド像の転写位置は、レチクル１０とウェハ２３との間の光路中に設けられた偏向器（図６の符号１６）により、各パターン小領域４２に対応する被転写小領域５２が互いに接するように調整される。すなわち、レチクル上のパターン小領域４２を通過したパターンビームＰＢを第１投及び第２投影レンズでウェハ２３上に収束させるだけでは、レチクル１０のパターン小領域４２のみならずマイナーストラット４５及びスカートの像までも所定の縮小率で転写することとなり、マイナーストラット４５等の非パターン領域に相当する無露光領域が各被転写小領域５２の間に生じる。このようにならないよう、非パターン領域の幅に相当する分だけ、パターン像の転写位置をずらしている。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態に係る露光装置のステージ装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るステージ装置の図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図である。
このウェハステージ装置１００は、前述した図６のウェハステージ２４に相当する。このステージ装置１００は、図１（Ａ）のＹ軸方向に互いに平行に延びる固定ガイド（Ｙガイド）１０１、１０２が設けられている。各Ｙガイド１０１、１０２には、それぞれＹスライダ１１１、１１２がスライド可能に外嵌している。各Ｙスライダ１１１、１１２は、図示せぬリニアモータ等により駆動されて、Ｙガイド１０１、１０２に沿ってそれぞれスライドする。
【００３８】
両Ｙスライダ１１１、１１２間には、図１（Ａ）のＸ軸方向に延びる移動ガイド（Ｘガイド）１３１が掛け渡されている。このＸガイド１３１には、Ｘスライダ１３３がスライド可能に外嵌している。Ｘスライダ１３３は、図示せぬリニアモータ等により駆動されて、Ｘガイド１３１に沿ってスライドする。図１（Ｂ）に示すように、Ｘスライダ１３３上には高精度ステージ部１４１が搭載されており、その上には低精度ステージ部１４５が搭載されている。これら両ステージ部１４１、１４５間には気体軸受けやエアシリンダ等のアクチュエータ（図示されず）等が介装されており、低精度ステージ部１４５（上側のステージ）は高精度ステージ部１４１（下側のステージ）に対してＸＹ方向に移動可能となっている。なお、これら両ステージ部１４１、１４５には、微動機構やカウンタマス等を組み込むこともできる。
【００３９】
低精度ステージ部１４５の上面には、四角いテーブル１３５が搭載されている。このテーブル１３５の２つの側面（図１（Ａ）の上及び左）には、移動鏡１３６、１３７がそれぞれ取り付けられている。各移動鏡１３６、１３７の対向位置には、それぞれレーザ干渉計１３８、１３９が配置されている。これら干渉計１３８、１３９は、前述した図６のコントローラ３１に接続されている。各干渉計１３８、１３９から移動鏡１３６、１３７に向けてレーザ（図中二点鎖線で示す）を当て、その反射レーザを受けることにより、テーブル１３５の位置を検出してモニタすることができる。テーブル１３５上にはウェハ１４０が載置される。
【００４０】
次に、このステージ装置の動作について説明する。なお、以下の説明における前奥とは図２（Ａ）〜図５（Ａ）におけるＹ方向を意味し、左右とは同図におけるＸ方向を意味する。
図２（Ａ）は、図１のステージ装置の左奥移動時の平面図であり、図２（Ｂ）は同ステージ装置の正面図である。
図３（Ａ）は、図１のステージ装置の左前移動時の平面図であり、図３（Ｂ）は同ステージ装置の側面図である。
図４（Ａ）は、図１のステージ装置の右奥移動時の平面図であり、図４（Ｂ）は同ステージ装置の正面図である。
図５（Ａ）は、図１のステージ装置の右前移動時の平面図であり、図５（Ｂ）は同ステージ装置の側面図である。
【００４１】
図２の状態では、Ｙガイド１０１、１０２に沿って奥側にＹスライダ１１１、１１２を動かし、Ｘガイド１３１に沿って左側にＸスライダ１３３を動かしており、高精度ステージ装置部１４１及び低精度ステージ部１４５が左奥側に移動している。さらに、高精度ステージ部１４１に対して低精度ステージ部１４５を左側に動かしており、テーブル１３５・ウェハ１４０がさらに左側に移動している。このとき、ステージ装置１００全体のストロークは、Ｘスライダ１３３の移動量に高精度ステージ部１４１に対する低精度ステージ部１４５の移動量を足したものとなり、図２（Ｂ）にわかり易く示すように、低精度ステージ部１４５の可動部分がＹガイド１０２・Ｙスライダ１１２上にオーバーハングするように、Ｙ方向奥側に張り出す。
【００４２】
図３の状態では、Ｙガイド１０１、１０２に沿って前側にＹスライダ１１１、１１２を動かし、Ｘガイド１３１に沿って左側にＸスライダ１３３を動かしており、高精度ステージ装置部１４１及び低精度ステージ部１４５が左前側に移動している。さらに、高精度ステージ部１４１に対して低精度ステージ部１４５を左側に動かしており、テーブル１３５・ウェハ１４０がさらに左側に移動している。このときも、ステージ装置１００全体のストロークは、Ｘスライダ１３３の移動量に高精度ステージ部１４１に対する低精度ステージ部１４５の移動量を足したものとなり、図３（Ｂ）にわかり易く示すように、低精度ステージ部１４５の可動部分がＹガイド１０２・Ｙスライダ１１２上にオーバーハングするように、Ｙ方向前側に張り出す。
【００４３】
図４の状態では、Ｙガイド１０１、１０２に沿って奥側にＹスライダ１１１、１１２を動かし、Ｘガイド１３１に沿って右側にＸスライダ１３３を動かしており、高精度ステージ装置部１４１及び低精度ステージ部１４５が右奥側に移動している。さらに、高精度ステージ部１４１に対して低精度ステージ部１４５を右側に動かしており、テーブル１３５・ウェハ１４０がさらに右側に移動している。このとき、ステージ装置１００全体のストロークは、Ｘスライダ１３３の移動量に高精度ステージ部１４１に対する低精度ステージ部１４５の移動量を足したものとなり、図４（Ｂ）にわかり易く示すように、低精度ステージ部１４５の可動部分がＹガイド１０２・Ｙスライダ１１２上にオーバーハングするように、Ｙ方向奥側に張り出す。
【００４４】
図５の状態では、Ｙガイド１０１、１０２に沿って前側にＹスライダ１１１、１１２を動かし、Ｘガイド１３１に沿って右側にＸスライダ１３３を動かしており、高精度ステージ装置部１４１及び低精度ステージ部１４５が右前側に移動している。さらに、高精度ステージ部１４１に対して低精度ステージ部１４５を右側に動かしており、テーブル１３５・ウェハ１４０がさらに右側に移動している。このときも、ステージ装置１００全体のストロークは、Ｘスライダ１３３の移動量に高精度ステージ部１４１に対する低精度ステージ部１４５の移動量を足したものとなり、図５（Ｂ）にわかり易く示すように、低精度ステージ部１４５の可動部分がＹガイド１０２・Ｙスライダ１１２上にオーバーハングするように、Ｙ方向前側に張り出す。
【００４５】
前述の各状態において、露光中は低精度ステージ部１４５を動かさず高精度ステージ部１４１のみを動かし、通常の露光に使用する高精度ステージ部１４１の駆動範囲内で露光を行う。この際、レーザ干渉計１３８、１３９で両ステージ部１４１、１４５の複合的な位置決め誤差が計測され、この位置決め誤差を電子線を偏向させる等により補正する。このようにして複合的な位置決め誤差を把握して補正することにより、パターンの転写精度を確保できる。そして、非露光時には高精度ステージ部１４１に対して低精度ステージ部１４５を動かし、ステージ装置全体のストロークを増大させてから低精度ステージ部１４５を固定し、再び通常の露光に使用する高精度ステージ部１４１の駆動範囲内で露光を行う。このようなステージの動作は、図２〜図５の各図に示すステージ装置の移動を１枚のウェハ１４０の露光が完了するまで行う。
【００４６】
なお、各図に示す状態において、前述した図７のレチクル上の一連走査露光領域（ストライプ、チップ）を、ステージ装置を走査しながら連続的にスキャン露光する間は高精度ステージ部１４１を動かし、露光終了した一連走査露光領域から次に露光する一連走査露光領域に露光のフィールドを移動する際には、低精度ステージ部１４５をも動かして露光する。一連走査露光領域間の移動中には露光を行わないので、ウェハの高精度な位置決めは不要であり、この移動中には低精度ステージ部１４５を動かし、その後に、高精度ステージ部１４１を動かして微妙な位置決め誤差を修正するのである。
【００４７】
このように、本発明に係るステージ装置１００は、ステージストロークを確保しつつ、高精度ステージ部１４１を小型化できる。さらに、両ステージ部１４１、１４５の組み合わせ構造を種々工夫することにより、ステージ装置１００全体も小型化可能となるので、露光装置全体のサイズや装置の設置面積を小さくすることができ、製造コストやランニングコストを低減できる。具体的には、通常の露光時に駆動する高精度ステージ部１４１のストロークは従来の半分となり、ステージの設置面積は例えば１／２〜１／４程度に低減できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ステージ装置のストローク自由度を増し、装置本体のサイズや設置面積を低減できる等の利点を有する露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るステージ装置の図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１のステージ装置の左奥移動時の平面図であり、図２（Ｂ）は同ステージ装置の正面図である。
【図３】図３（Ａ）は、図１のステージ装置の左前移動時の平面図であり、図３（Ｂ）は同ステージ装置の側面図である。
【図４】図４（Ａ）は、図１のステージ装置の右奥移動時の平面図であり、図４（Ｂ）は同ステージ装置の正面図である。
【図５】図５（Ａ）は、図１のステージ装置の右前移動時の平面図であり、図５（Ｂ）は同ステージ装置の側面図である。
【図６】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図７】電子線投影露光用のレチクルの構成例を模式的に示す図である。（Ａ）は全体の平面図であり、（Ｂ）は一部の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メンブレイン領域の平面図である。
【図８】レチクルからウェハへのパターン転写の様子を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９（Ａ）は典型的なウェハステージ装置（Ｈ型ステージ装置）の平面図であり、図９（Ｂ）は同ステージ装置の正面図（図９（Ａ）の下側から見た図）である。
【図１０】図９のウェハステージ装置のステージ（テーブル）本体及びその上のウェハを示す拡大平面図である。
【符号の説明】
１電子銃２、３コンデンサレンズ
４矩形開口（照明ビーム成形開口）５ブランキング偏向器
７ブランキング開口８照明ビーム偏向器
９照明レンズ１０レチクル（マスク）
１１レチクルステージ１２位置検出器
１５、１９投影レンズ１６偏向器
１８コントラスト開口２２反射電子検出器
２３（１４０）ウェハ２４（１００）ウェハステージ
２６光学式マーク検出センサー３１コントローラ
１００（２４）ウェハステージ装置
１０１、１０２固定ガイド（Ｙガイド）１１１、１１２Ｙスライダ
１３１移動ガイド（Ｘガイド）１３３Ｘスライダ
１３５テーブル１３６、１３７移動鏡
１３８、１３９レーザ干渉計１４０（２３）ウェハ
１４１高精度ステージ部１４５低精度ステージ部

Claims

感応基板を載置して移動・位置決めするステージ装置と、
前記感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する光学系と、を備える露光装置であって、
前記ステージ装置が、高精度の位置決めを行う高精度ステージ装置部と、低精度の位置決めを行う低精度ステージ装置部と、が組み合わされたものであり、
露光中は前記低精度ステージ装置部を動かさず前記高精度ステージ装置部のみを動かし、非露光時に前記低精度ステージ装置部を動かして前記ステージ装置全体のストロークを増大させることを特徴とする露光装置。
前記感応基板上の一連走査露光領域（ストライプ、チップ）を、前記ステージ装置を連続走査しながらスキャン露光する間は、前記高精度ステージ装置部を動かし、
露光終了した一連走査露光領域から次に露光する一連走査露光領域に露光のフィールドを移動する際には、前記低精度ステージ装置部をも動かすことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記高精度ステージ装置部と前記低精度ステージ装置部との複合的な位置決め誤差を計測し、
該誤差を、感応基板を載置して移動・位置決めするステージ装置の位置を制御することにより補正するか、前記エネルギ線を偏向させることにより補正することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
前記高精度ステージ装置部が、２次元ガイド機構、及び、該ガイド機構に案内されるスライダを有し、
該スライダ上に前記低精度ステージ装置部が搭載されており、
前記低精度ステージ装置部の可動部分が前記高精度ステージ装置部のガイド機構上にオーバーハングするように張り出すことを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。