JP2005166996A - 基板処理装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 基礎部上にエアマウント等を介して主要部を戴置する装置において、装置に大きな振動が加わった際に、装置に大きな衝撃を与えることなく主要部と基礎部とを固定することにより、装置の損壊を回避することができる基板処理装置等を提供する。
【解決手段】 床部Fに固定された基礎部200と、基礎部200に対して振動的に分離されて支持された主要部150とを有する基板処理装置EXにおいて、基礎部200に対する主要部150の床部Fに沿った第1方向の運動を許容しつつ、第1方向と略直交し床部に沿った第2方向の運動を弾性を持って拘束可能な固定装置340と、固定装置340の拘束状態と非拘束状態とを床部の振動状態に応じて切り替える制御装置CONTとを有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、基礎部上に防振パッド等を介して主要部を支持する基板処理装置、特に、高集積半導体回路素子の製造のためのリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する技術である。
主要部が外部の振動の影響を受けることを嫌う機械装置の場合は、機械装置の基礎部上に防振パッドを介して主要部を支持することにより、主要部を基礎部から振動的に遮断し、主要部が外部の機械の振動または近隣の道路等を通行する自動車等による振動の影響を受けないようにしている。
例えば、半導体デバイスの製造過程で用いられる露光装置の場合には、外部からの振動の影響を遮断するために、露光装置の土台となる基礎部を床部に固定して据え付け、その基礎部の上にエアマウントを介して、投影光学系やレチクルステージ等を含む主要部を非接触に戴置している。
上記の様な機械装置及び露光装置において、地震等に伴う大きな振動が装置に加わった場合には、防振パッドやエアマウント上の主要部が脱落し、装置内外に重大な損傷を与えることが予測される。このため、基礎部と主要部との間にストッパ装置を設け、地震等の大きな振動が加わった際に動作させて、主要部と可動部とを確実に固定し、露光装置等の損壊、或いはその周辺に与える影響を回避している。
特開平11−159571号公報
しかしながら、従来の技術では、装置に大きな振動が加わった際に、ストッパ装置を動作させると、ストッパ装置を介して基礎部と主要部とが激しく衝突し、装置が損壊してしまう場合があった。すなわち、ストッパ装置は、主要部と基礎部との相対移動を瞬時に停止させなければならないが、急激に主要部と基礎部との相対移動を停止させると、却って主要部或いは基礎部に壊滅的な衝撃を与えることとなり、装置が損壊してしまう可能性があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、基礎部上にエアマウント等を介して主要部を戴置する装置において、装置に大きな振動が加わった際に、装置に大きな衝撃を与えることなく主要部と基礎部とを固定(拘束)することにより、装置の損壊を回避することができる基板処理装置、及びデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る基板処理装置及びデバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第1の発明は、床部(F)に固定された基礎部(200)と、基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部(150)とを有する基板処理装置(EX)において、基礎部に対する主要部の床部に沿った第1方向(X方向)の運動を許容しつつ、第1方向と略直交し床部に沿った第2方向(Y方向)の運動を弾性を持って拘束可能な固定装置(340)と、固定装置(340)の拘束状態と非拘束状態とを床部の振動状態に応じて切り替える制御装置(CONT)とを有するようにした。この発明によれば、床部の振動状態に応じて主要部の拘束と非拘束とを切り替えて、基板処理装置に損傷を与えるおそれのある床振動が発生した場合に主要部を拘束することができる。そして、基礎部に対する主要部の第2方向の移動は弾性を持って拘束し、第1方向の移動は拘束しないので、拘束に際して主要部に衝撃を与えず、基板処理装置を損壊することはない。
また、固定装置(340)は、主要部(150)と基礎部(200)との何れか一方に設けられた被固定部材(350,352)と、主要部と基礎部との何れか他方に設けられ、被固定部材を第2方向(Y方向)に挟持した状態で第1方向(X方向)に移動可能な固定部材(340A〜340D)とを有するものでは、被固定部材における第2方向の両側に固定部材を配置することにより、被固定部材の第2方向への移動を容易に拘束することができる。更に被固定部材を挟んだ状態で第1方向に移動できるので、主要部の運動の一部を第1方向への移動に逃がすことができる。
また、固定部材(340A〜340D)は、被固定部材(350,352)に対してそれぞれ独立に駆動されて被固定部材(350,352)を挟持する2つの固定子(343A〜343D)を有するものでは、被固定部材の第2方向の両側に配置した各固定子が独立して駆動されるので、各固定子が一体となって駆動する場合のように何れか一方の固定子のみが被固定部材と当接するのではなく、全ての固定子が被固定部材と当接して、第2方向への移動を拘束することができる。
また、固定子(343A〜343D)は、被固定部材(350,352)に対向する面(343As〜343Ds)に弾性体(344A〜344D)を有するものでは、固定子が被固定部材と当接する際に、弾性体が変形するので、衝突時の衝撃を緩和することができる。
また、固定部材(340A〜340D)と被固定部材(350,352)との少なくとも一方は、主要部(150)と基礎部(200)との何れか一方に弾性体(346A〜346D)を介して支持されるものでは、固定部材或いは被固定部材に伝わる衝撃が弾性体の変形により緩和される。
また、第2方向(Y方向)の運動を許容し、第1方向(X方向)の運動を弾性を持って拘束する第2固定装置(320)を有するものでは、固定装置によって拘束されない主要部の第1方向の運動を第2固定装置によって弾性を持って拘束することができるので、主要部に衝撃を与えることなく主要部の水平方向の運動(X,Y方向の並進、θZ方向の回転)を完全に拘束することができる。
第2の発明は、床部(F)に固定された基礎部(200)と、基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部(40)とを有する基板処理装置(EX)において、基礎部と主要部とのいずれか一方に設置され、基礎部に対する主要部の拘束と非拘束とを切り替え可能な固定装置(430)と、固定装置による主要部の拘束と非拘束とを床部の振動状態に応じて切り替える制御装置(CONT)とを備え、固定装置は、基礎部と主要部とのいずれか他方に接触して摩擦力により主要部の運動を抑制する平板部(433b)と、基礎部と主要部とのいずれか他方と係合して、主要部の可動範囲を限定する係合部(433a)とを有する固定部材を備えるようにした。この発明によれば、固定装置を動作させると、固定部材の平板部が主要部の運動を抑制し、更に係合部が主要部の可動範囲を限定するので、拘束時の衝撃を緩和することできる。
第3の発明は、床部(F)に固定された基礎部(200)と、基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部(40,150)とを有する基板処理装置(EX2)において、床部の振動状態に応じて、基礎部と主要部との間に介在して基礎部と主要部との相対移動を拘束するエアバッグ(372,472)を有するようにした。この発明によれば、基礎部と主要部との間に配置したエアバッグは、基礎部及び主要部に徐々に接触し、膨らみながら基礎部の運動を拘束するので、基礎部を急激に拘束することがない。
また、基礎部(200)と主要部(40)とのいずれか一方に設けられた被固定部材(43)を有し、エアバッグ(472)は、被固定部材を囲むように基礎部と主要部とのいずれか他方に設けられるものでは、主要部の運動を挟むように徐々に拘束するので、主要部の各方向の移動を容易に拘束することができる。
第4の発明は、第1から第3の発明の基板処理装置(EX,EX2)が、マスク(R)に形成されたパターンを光ビームを用いて基板(W)上に転写する露光装置(EX,EX2)であるようにした。この発明によれば、大きな振動が加わった際であっても、露光装置が損壊しないので、即座に露光処理を再開することができる。
第5の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第1から第4の発明の基板処理装置(EX,EX2)を用いるようにした。この発明によれば、リソグラフィ工程中の様々な工程中における各種デバイス製造装置のダウンタイムが短縮される。
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第1の発明は、床部に固定された基礎部と、基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部とを有する基板処理装置において、基礎部に対する主要部の床部に沿った第1方向の運動を許容しつつ、第1方向と略直交し床部に沿った第2方向の運動を弾性を持って拘束可能な固定装置と、固定装置の拘束状態と非拘束状態とを床部の振動状態に応じて切り替える制御装置とを有するようにした。この発明によれば、床部の振動状態に応じて主要部の拘束と非拘束とを切り替えることができるので、基板処理装置に損傷を与えるおそれのある床振動が発生した場合に主要部を拘束することができる。そして、基礎部に対する主要部の第2方向の移動は弾性を持って拘束し、第1方向の移動は拘束しないので、拘束に際して主要部に衝撃を与えることはなく、急激な拘束による基板処理装置の損傷を免れることができる。
また、固定装置が、主要部と基礎部との何れか一方に設けられた被固定部材と、主要部と基礎部との何れか他方に設けられ、被固定部材を第2方向に挟持した状態で第1方向に移動可能な固定部材と、を有するものでは、被固定部材の第2方向への移動を容易に拘束することができ、主要部の運動の一部を第1方向への移動に逃がすことができるので、装置の損壊を回避することができる。
また、固定部材が、被固定部材に対してそれぞれ独立に駆動されて被固定部材を挟持する2つの固定子を有するものでは、固定子が独立して被固定部材と当接して第2方向への移動を拘束するので、各固定子への負担を分散しつつ、被固定部材を確実に拘束することができる。
また、固定子が、被固定部材に対向する面に弾性体を有するものでは、固定子が被固定部材と当接する際に、弾性体が変形して、衝突時の衝撃を緩和するので、装置の損壊を回避することができる。
また、固定部材と被固定部材との少なくとも一方が、主要部と基礎部との何れか一方に弾性体を介して支持されるものでは、固定部材或いは被固定部材に伝わる衝撃が弾性体の変形により緩和され、装置の損壊を回避することができる。
また、第2方向の運動を許容し、第1方向の運動を弾性を持って拘束する第2固定装置を有するものでは、第2方向の運動を拘束する固定装置と、第1方向の運動を拘束する第2固定装置とを同時に用いることにより、固定装置及び第2固定装置がそれぞれ独立して作用して、主要部に対して第1方向と第2方向とのいずれかの方向の衝撃も与えることなく、主要部の運動(X,Y方向の並進、θZ方向の回転)を拘束するので、装置の損壊を回避することができる。
第2の発明は、床部に固定された基礎部と、基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部とを有する基板処理装置において、基礎部と主要部とのいずれか一方に設置され、基礎部に対する主要部の拘束と非拘束とを切り替え可能な固定装置と、固定装置による主要部の拘束と非拘束とを床部の振動状態に応じて切り替える制御装置とを備え、固定装置は、基礎部と主要部とのいずれか他方に接触して摩擦力により主要部の運動を抑制する平板部と、基礎部と主要部とのいずれか他方と係合して、主要部の可動範囲を限定する係合部とを有する固定部材を備えるようにした。この発明によれば、固定部材の平板部が主要部の運動を抑制し、更に係合部が主要部の可動範囲を限定するので、拘束時の衝撃が緩和され、装置の損壊を回避することができる。
第3の発明は、床部に固定された基礎部と、基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部とを有する基板処理装置において、床部の振動状態に応じて、基礎部と主要部との間に介在して基礎部と主要部との相対移動を拘束するエアバッグを有するようにした。この発明によれば、エアバッグが基礎部及び主要部に徐々に接触し、膨らみながら基礎部の運動を拘束するので、基礎部及び主要部との衝突が緩和され、装置の損壊を回避することができる。
また、基礎部と主要部とのいずれか一方に設けられた被固定部材を有し、エアバッグは、被固定部材を囲むように基礎部と主要部とのいずれか他方に設けられるものでは、主要部の運動を挟むように徐々に拘束するので、主要部の各方向の移動を容易に拘束することができる。
第4の発明は、第1から第3の発明の基板処理装置が、マスクに形成されたパターンを光ビームを用いて基板上に転写する露光装置であるようにした。この発明によれば、大きな振動が加わった際であっても、即座に露光処理を再開することができるので、露光装置のダウンタイムを短縮することができる。
第5の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第1から第4の発明の基板処理装置を用いるようにした。この発明によれば、リソグラフィ工程中の様々な工程中における各種デバイス製造装置のダウンタイムが短縮されるので、各種デバイス製造装置の稼働率が向上し、安価なデバイスを製造することができる。
以下、本発明の基板処理装置及びデバイスの製造方法の第1実施形態について図を参照して説明する。図1は、露光装置EXの構成を示す模式図である。露光装置EXは、レチクル(マスク)Rとウエハ(基板)Wとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルRに形成された回路パターンを投影光学系30を介してウエハW上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。
なお、以下の説明において、投影光学系30の光軸と一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でレチクルRとウエハWとの同期移動方向(走査方向)をX軸方向、Z軸方向及びX軸方向に垂直な方向(非走査方向)をY軸方向とする。更に、X軸、Y軸、及びZ軸まわり方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
露光装置(基板処理装置)EXは、光源5からの照明光によりレチクルを照明する照明光学系10、レチクルRを保持するレチクルステージ20、レチクルから射出される照明光をウエハW上に投射する投影光学系30、ウエハWを保持するウエハステージ40、レチクルステージ20と投影光学系30等を保持する本体フレーム100と、本体フレーム100及びウエハステージ40を支持する基礎フレーム200等を備える。また、露光装置EXに地震等の過大な振動が加わった場合に、露光装置EXの損壊を防止するストッパシステム310,410を備える。
照明光学系10は、ハウジング11と、その内部に所定の位置関係で配置されたリレーレンズ系、光路折り曲げ用ミラー、コンデンサレンズ系等から成る光学部品を備える。そして、光源5から射出されたレーザビームは、照明光学系10に入射され、レーザビームの断面形状が整形されるとともに照度分布がほぼ均一な照明光(露光光)となってレチクル上に照射される。
この照明光学系10は、本体フレーム100を構成する第2架台120の上面に固定された上方向(Z方向)に伸びる照明系支持部材12によって支持される。
レチクルステージ20は、レチクルRを保持するレチクル微動ステージと、レチクル微動ステージと一体に走査方向であるX軸方向に所定ストロークで移動するレチクル粗動ステージと、これらを移動させるリニアモータ等(いずれも不図示)を備える。そして、レチクル微動ステージには、矩形開口が形成されており、開口周辺部に設けられたレチクル吸着機構によりレチクルRが真空吸着等により保持される。また、レチクル微動ステージの2次元的な位置及び回転角、並びにレチクル粗動ステージのX軸方向の位置は、不図示のレーザ干渉計により高精度に計測され、この計測結果に基づいてレチクルRの位置及び速度が制御される。
このレチクルステージ20は、本体フレーム100を構成する第2架台120の上面に不図示の非接触ベアリング(例えば気体静圧軸受け)を介して浮上支持される。
投影光学系30は、物体面側(レチクル側)と像面側(ウエハ側)の両方がテレセントリックであり、所定の投影倍率β(βは、例えば1/5)で縮小する縮小系が用いられる。このため、レチクルに照明光学系10から照明光(紫外パルス光)が照射されると、レチクルR上に形成された回路パターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系30に入射し、その回路パターンの部分倒立像が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系30の像面側の視野中央にY軸方向に細長いスリット状又は矩形状(多角形)に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系30の結像面に配置されたウエハW上の複数のショット領域のうちの1つのレジスト層に縮小転写される。
また、投影光学系30の外壁にはフランジ31が設けられ、本体フレーム100を構成する第1架台110に設けられた穴部111に挿入されて、フランジ31を介して支持される。
ウエハステージ(主要部)40は、ウエハWを保持するウエハホルダと、ウエハホルダと一体にリニアモータ等によりX軸方向に連続移動するとともにY軸方向にステップ移動し、更にθZ方向に微少移動可能なXYテーブル41、XYテーブル41を支持する定盤42を備える。また、XYテーブル41は、ウエハWのレベリング及びフォーカシングを行うためにZ軸方向、θX方向(X軸回りの回転方向)、及びθY方向(Y軸回りの回転方向)の3方向の微少運動が可能であり、全体として、6自由度を有する。また、ウエハステージ40には、XYテーブル41の駆動時に発生する反力をキャンセルするため、XYテーブル41の駆動方向とは反対方向に移動するカウンタマスを備えている。XYテーブル41のXY方向位置及びθX方向、θY方向、θZ方向の回転角は、不図示のレーザ干渉計により高精度に計測され、この計測結果に基づいてXYテーブル41、ひいてはウエハWの位置及び速度が制御される。
ウエハステージ40が備える定盤42は、エアマウント400を介して基礎フレーム200のベース部201上に支持される。エアマウント400は、定盤42を非接触で駆動するアクチュエータと、定盤42に取り付けられた加速度計と、定盤42の位置を非接触で検出する位置センサ(いずれも不図示)と共に、床振動を遮断しつつ定盤42の位置を制御するアクティブ防振台を構成している。これにより、ウエハステージ40は基礎フレーム200から振動的に分離され、能動的に防振支持される。
制御装置CONTは、露光装置EXを統括的に制御するものであり、各種演算及び制御を行う演算部の他、各種情報を記録する記憶部や入出力部等を備える。
そして、例えば、レチクルステージ20及びウエハステージ40に設けられたレーザ干渉計の検出結果に基づいてレチクルR及びウエハWの位置を制御して、レチクルRに形成された回路パターンの像をウエハW上のショット領域に転写する露光動作を繰り返し行う。また、後述する加速度計360,460の計測結果に基づいて、ストッパシステム310,410による拘束状態と非拘束状態との切り替えを行う。
本体フレーム100は、投影光学系30等を支持する第1架台110と、投影光学系30の上方に配置されるレチクルステージ20等を支持する第2架台120とから構成される。第1架台110は、板形の部材からなり、円筒状の投影光学系30の外径よりもやや大きく形成された穴部111を備え、この穴部111に投影光学系30が挿入されて、投影光学系30を支持する。第2架台120は、レチクルステージ20を戴置する支持盤121と、支持盤121の外周部の下面から下方に伸びて、第1架台110と連結する複数の支柱122とから構成される。支柱122は、第2架台120の安定性を考慮すると3本であることが望ましいが、これに限るものではない。また、支持盤121と複数の支柱122とは、ボルト等の締結手段等で連結される構造であっても、一体に形成される構造であってもよい。そして、支柱122がボルト等の締結手段により第1架台110と締結されることにより、第1架台110と第2架台120とが一体に構成される。なお、支柱122と第1架台110とは、第1架台110に支持される投影光学系30と第2架台120に支持されるレチクルステージ20とが所定の位置関係となるように調整されて締結される。
なお、以下の説明において、本体フレーム100と、照明光学系10、レチクルステージ20、投影光学系30等の本体フレーム100に支持される装置群とを合わせて主要部150と呼ぶ。
基礎フレーム(基礎部)200は、クリーンルームの床部F上に3つの足部211を介して略水平に載置される。基礎フレーム200は、ウエハステージ40を戴置するベース部201と、ベース部201の上面から上方向に所定の長さで伸びる複数の支柱202とを備える。そして、支柱202上に、エアマウント300を介して、本体フレーム100を浮上支持する。なお、支柱202は、本体フレーム100の安定性を考慮すると3本であることが望ましいが、これに限るものではない。また、ベース部201と複数の支柱202とは、締結手段等で連結される構造であっても、一体に形成される構造であってもよい。
エアマウント300(300A〜C)は、いわゆる空気バネであり、本体フレーム100(主要部150)を基礎フレーム200上に床部Fから振動的に分離して支持している。エアマウント300(300A〜C)は、本体フレーム100を非接触で駆動するアクチュエータと、本体フレーム100上に取り付けられた加速度計と、本体フレーム100の位置を非接触で検出する位置センサ(いずれも不図示)と共に、床振動を遮断しつつ本体フレーム100の位置を制御するアクティブ防振台を構成している。アクティブ防振台を構成するアクチュエータおよび位置センサは床部Fの振動を遮断するため非接触方式のものが採用されており、本体フレーム100とは所定の距離をおいて離間している。この所定の距離を確保するために、エアマウント300に支持された本体フレーム100は、水平面(XY面)内の移動量が1〜2mm程度となるように規制されている。そして、地震等により露光装置EXに大きな振動が加わった際、本体フレーム100が規制を超えて移動しないように本体フレーム100の移動を拘束するストッパシステム310が基礎フレーム200に設置される。
図2は、ストッパシステム310を示す模式図である。ストッパシステム310は、主要部150のY方向(第2方向)の移動を許容しつつ、X方向(第1方向)の移動を規制及び拘束するストッパ装置(第2固定装置)320と、主要部150のX方向の移動を許容しつつ、Y方向の移動を規制及び拘束するストッパ装置(固定装置)340とから構成される。
ストッパ装置320は、図2に示すように、2つのストッパ部320A,320Bから構成され、主要部150(本体フレーム100)のX方向の両側に、主要部150を挟んで対称に配置される。
ストッパ装置340は、図2に示すように、4つのストッパ部340A〜340Dから構成され、主要部150のX方向の両側に、それぞれ2つのストッパ部が配置される。具体的には、本体フレーム100の+X方向側にはストッパ部340A,Bが、−X方向側にはストッパ部340C,Dが配置される。更に、ストッパ部340A,B及びストッパ部340C,Dは、本体フレーム100のX方向の両側面に設けられた突起部350,352をY方向に挟んで対称に配置される。
なお、ストッパ装置320と異なり、ストッパ装置340を4つのストッパ部340A〜340Dで構成するのは、本体フレーム100のX方向の両側に全てのストッパ装置320,340を設けることにより本体フレーム100の回転方向(θZ方向)の拘束力を向上させると共に、ストッパ装置340のメンテナンスを容易にするためである。すなわち、本体フレーム100の外周にはウエハ搬送装置や塗布現像装置等の周辺装置が配置されるので外周4方向全てからメンテナンスを行うことは困難である。このため、ストッパ装置320,340をX方向の2面に集中させてX方向両面のみにメンテナンススペースを確保してメンテナンスを容易にしている。したがって、これら周辺装置の配置上の制約がなければ、ストッパ装置340をストッパ装置320と同一の構成として、本体フレーム100のY方向の両側に配置してもよい。また、周辺装置の配置に応じて、ストッパ装置320とストッパ装置340との両方をY方向の両側に配置してもよい。
そして、ストッパシステム310は、非動作時には、基礎フレーム200に対して本体フレーム100を拘束せず、本体フレーム100のX方向の移動を1〜2mm程度許容する。一方、クリーンルームの床部F上に配置された加速度計360により計測された振動が所定の閾値を超えた際は、制御装置CONTからの指令により動作し、主要部150を基礎フレーム200に対して拘束する。
なお、加速度計360は、クリーンルームの床部Fのみならず、クリーンルームが設置される建屋の地上階の床部、或いは屋外の地面などに設置してもよい。また、露光装置EXが複数台ある場合には、それぞれの露光装置EX毎に加速度計360を接続してもよいし、複数台の露光装置EXに1つの加速度計360を接続してもよい。また、ストッパシステム310が作動する加速度、すなわち閾値は、露光装置EXの種類、設置場所等の条件に応じて、任意に定められる。
図3はストッパ装置320を示す図であり、図3(a)は側面図、図3(b)は図3(a)における矢視Pを示す図である。
上述したように、ストッパ装置320は、同一構成の2つのストッパ部320A,320Bから構成されるので、代表してストッパ部320Aについて説明する。なお、ストッパ部320Bについては、各構成要素の符号中のアルファベットを「A」から「B」とすればよいので、図示及び説明を省略する。
ストッパ部320Aは、図3(a)に示すように、基礎フレーム200からZ方向に立設する柱321と、柱321に連結されてZ方向に所定のストロークを有するシリンダ322Aと、シリンダ322Aに連結されてZ方向に移動する固定子323Aとを備える。なお、柱321とシリンダ322Aとは、ゴム板326Aを介して間接的に接続される。また、固定子323Aは、図3(b)に示すように、シリンダ322Aの先端に設けられたY方向に平行な軸325Aに嵌合してシリンダ322Aに連結されるので、軸325Aに沿ってY方向に数mm程度、微動可能である。更に、固定子323Aにおける本体フレーム100と対向する面323Asは、図3(a)に示すように、ZY平面から約10〜30度程度の角度で傾けられる。そして、その対向面323Asには、ゴム板324Aが設けられる。
一方、本体フレーム100のX方向の側面には、固定子323Aと対向する部位330Aが形成される。部位330Aにおける固定子323Aとの対向面330Asは、対向面323Asと平行に形成され、その対向面330Asには、ゴム板331Aが設けられる。
そして、シリンダ322Aの非動作時(最も縮んでいる時)には、ゴム板331Aとゴム板324Aとの間には、X方向に1〜2mm程度の隙間が形成される(図2参照)。
なお、ゴム板331Aとゴム板324Aとの間に、X方向に1〜2mm程度の隙間が形成されるのは、主要部150の基礎フレーム200に対するX方向の移動を可能にするためである。また、ゴム板331Aとゴム板324AとがZY平面から所定の角度で傾けられるのは、ゴム板331Aとゴム板326Aとの当接時にシリンダ322Aの駆動力の全てが直接、主要部150に加わるのを避けて、主要部150に与える衝撃を小さく抑えるためである。
これにより、ストッパ装置320は、非動作時には、ストッパ部320A,Bが受動的に本体フレーム100と当接して、基礎フレーム200に対する主要部150のX方向の移動量が1〜2mm程度となるように規制することができる。また、シリンダ322A,Bを動作させると、固定子323A,Bがそれぞれ能動的に本体フレーム100と当接することにより、基礎フレーム200に対する主要部150のX方向の移動を拘束することができる。
図4はストッパ装置340を示す図であり、図4(a)は側面図、図4(b)は上面面図、図4(c)は図4(a)における矢視Qを示す図である。
上述したように、ストッパ装置340は、同一構成の4つのストッパ部(固定部材)340A〜340Dから構成されるので、代表してストッパ部340A,Bについて説明する。なお、ストッパ部340C,Dについては、各構成要素の符号中のアルファベットを「A」から「C」、「B」から「D」とすればよい(必要に応じて括弧付き符号を付記する)ので、図示及び説明を省略する。
ストッパ部340A,Bは、図4(a)に示すように、基礎フレーム200からZ方向に立設する柱341と、柱341に連結されてZ方向に所定のストロークを有する2つのシリンダ342A,Bと、シリンダ342A,Bのそれぞれに連結されてZ方向に移動する固定子343A,Bとを備える。なお、柱341とシリンダ342A,Bとは、ゴム板(弾性体)346A,Bを介して間接的に接続される。また、固定子343A,Bは、図4(c)に示すように、シリンダ342A,Bの先端に設けられたX方向に平行な軸345A,Bに嵌合してシリンダ342A,Bに連結されるので、軸345A,Bに沿ってそれぞれX方向に数mm程度、微動可能である。更に、固定子343A,Bにおける本体フレーム100の突起部350(352)と対向する面343As,343Bsは、図4(a)に示すように、ZX平面から約10〜30度程度の角度で傾けられる。そして、その対向面343As,343Bsには、それぞれゴム板(弾性体)344A,Bが設けられる。
一方、図4(b)に示すように、本体フレーム100のX方向の側面には、X方向に突き出した突起部(被固定部材)350(352)が設けられる。そして、突起部350におけるY方向の両側の対向面350As,Bs(352Cs,Ds)は、固定子343A,Bの対向面343As,343Bsと平行に形成され、その対向面350As,Bsには、ゴム板351A,B(353C,D)が設けられる。
そして、シリンダ342A,Bのそれぞれの非動作時(最も縮んでいる時)には、ゴム板351Aとゴム板344Aとの間、及びゴム板351Bとゴム板344Bとの間には、それぞれY方向に1〜2mm程度の隙間が形成される(図2参照)。
なお、ゴム板351A,Bとゴム板344A,Bとの間に、それぞれY方向に1〜2mm程度の隙間が形成されるとともに、ゴム板351A,Bとゴム板344A,BとがZX平面から所定の角度で傾けられるのは、ストッパ装置320の場合の理由と同じである。
これにより、ストッパ装置340は、非動作時には、ストッパ部340A〜Dが受動的に本体フレーム100の突起部350と当接して、基礎フレーム200に対する主要部150のY方向の移動量が1〜2mm程度となるように規制することができる。また、シリンダ342A〜Dを動作させると、固定子343A〜Dがそれぞれ能動的に本体フレーム100の突起部350,352と当接することにより、基礎フレーム200に対する主要部150のY方向の移動を拘束することができる。
図5は、ストッパシステム410を示す模式図である。定盤42(ウエハステージ40)はエアマウント400を介して基礎フレーム200上で6自由度を有するように防振支持されている。ストッパシステム410は、基礎フレーム200上に設けられ、定盤42の基礎フレーム200に対するXY方向の移動量が1〜2mm程度となるように規制し、また、露光装置EXに大きな振動が加わった際に定盤42の揺れを拘束する。
ストッパシステム410は、図5に示すように、ウエハステージ40のXY方向の移動を規制拘束するストッパ装置420と、ウエハステージ40のXY方向の移動を拘束するストッパ装置(固定装置)430とから構成される。
そして、ストッパシステム410は、非動作時には、ストッパ装置420により、基礎フレーム200に対するウエハステージ40のXY方向の移動量が1〜2mm程度となるように規制する。一方、クリーンルームの床部F上配置された加速度計460により計測された振動が所定の閾値を超えた際に、制御装置CONTからの指令によりストッパ装置430を動作させ、ウエハステージ40を基礎フレーム200に対して拘束する。
なお、この加速度計460は、ストッパシステム310で用いた加速度計360を共用することもできる。また、ストッパシステム410が作動する閾値は、ストッパシステム310の閾値と同一であってもよいし、ストッパシステム310,410毎に異なる値としてもよい。
ストッパ装置420は、ウエハステージ40の定盤42のXY方向のそれぞれの側面と1〜2mm程度の隙間を開けるように、基礎フレーム200のベース部201から立設した4本の柱421から構成される。なお、柱421におけるウエハステージ40(定盤42)との対向面には、ゴム板422が設けられる。これにより、ストッパ装置420は、受動的に定盤42の側面に当接して、基礎フレーム200に対する定盤42のXY方向の移動量がそれぞれ1〜2mm程度となるように規制することができる。
ストッパ装置430は、基礎フレーム200のベース部201の略中央部からZ方向に立設する柱431と、柱431に連結されてZ方向に所定のストロークを有するシリンダ432と、シリンダ432に連結されてZ方向に移動する固定子433とを備える。なお、柱431とシリンダ432とは、ゴム板434を介して間接的に接続される。また、固定子433は、ゴム等の弾性体からなり、円柱形部(係合部)433aにフランジ部(平板部)433bを設けた形状を有する。
一方、ウエハステージ40の定盤42の下面42aには、固定子433の円柱形部433aよりも直径で2〜4mm程度大きな円形の穴部43が形成されている。そして、シリンダ432の非動作時(最も縮んでいる時)において、固定子433は円柱形部433aの一部が穴部43の半径方向に1〜2mm程度のクリアランスを持って挿入されるように配置されている。そして、シリンダ432の動作時には、固定子433はフランジ部433bが定盤42の下面42aと当接するまで穴部43に挿入される。これにより、ストッパ装置430の円柱形部433aが定盤42の穴部43に半径方向に1〜2mm程度の隙間を持って挿入されているので、ストッパ装置420のみならず、ストッパ装置430の円柱形部433aによっても定盤41のXY方向の移動を規制することができる。また、ストッパ装置430のシリンダ432を動作させると、固定子433のフランジ部433bが定盤42の下面42aと当接し、摩擦力によって定盤42のXY方向の運動を規制することができる。
続いて、以上のような構成を備えた露光装置EX、特にストッパシステム310,410の作用について説明する。
露光装置EXでは、照明光のもとで、レチクルRの照明領域内の回路パターンの像が、投影光学系30を介して投影倍率βで表面にレジストが塗布されたウエハW上のスリット状の露光領域(照明領域に共役な領域)に投影される。この状態でレチクルRとウエハWとを同期して所定の走査方向(X軸方向)に移動することで、ウエハW上の一つのショット領域にレチクルRの回路パターンが転写される。
このような通常運転が行われている際には、ストッパシステム310,410は、受動的に作用し、基礎フレーム200に対する主要部150及びウエハステージ40のXY方向の動作をそれぞれ1〜2mm程度となるように受動的に規制する。すなわち、上述したように、ストッパシステム310におけるストッパ装置320,340は、それぞれ主要部150(本体フレーム100)と1〜2mm程度の隙間を介して離間しているので、主要部150は、基礎フレーム200上でXY方向にそれぞれ上述した範囲内で移動が可能であり、それ以上の距離を移動した場合にのみ、本体フレーム100がストッパ装置320のストッパ部320A,B或いはストッパ装置340のストッパ部340A〜Dに当接して、その移動が規制される。同様に、ストッパシステム410におけるストッパ装置420は、ウエハステージ40と1〜2mm程度の隙間を介して離間しているので、ウエハステージ40は、基礎フレーム200上でXY方向にそれぞれ上述した範囲内で移動が可能であり、それ以上の距離を移動した場合にのみ、ウエハステージ40がストッパ装置420に当接して、その移動が規制される。また、ストッパ装置430も円柱形部433aと穴部43との隙間の範囲でウエハステージ40の移動を規制する。
次に、ストッパシステム310,410が能動的に作用する場合について説明する。
ストッパシステム310,410では、例えば地震等が発生すると、クリーンルームの床部F上配置された加速度計360,460により、その振動が計測される。加速度計360,460の計測結果は、制御装置CONTにより閾値と比較され、閾値を超える場合には、制御装置CONTは、ストッパシステム310,410に指令し、ストッパ装置320,340、ストッパ装置430を動作させる。具体的には、ストッパ部320A,Bのシリンダ322A,B及びストッパ部340A〜Dのシリンダ342A〜Dを動作させて、固定子323A,B及び固定子343A〜Dを本体フレーム100に向けて移動させる。また、ストッパ装置430のシリンダ432を動作させて、固定子433を定盤42に向けて移動させる。
まず、ストッパシステム310の動作について詳述する。
固定子323A,Bを本体フレーム100に向けて移動させると、固定子323A,Bの対向面323As,Bsと本体フレーム100のX方向の側面に設けられた部位330A,Bの対向面330As,Bsとの距離が近づき、最終的には、対向面323As,Bsに設けられたゴム板324A,Bと対向面330Asに貼り付けられたゴム板331A,Bとが当接する。
同様に、固定子343A〜Dを本体フレーム100に向けて移動させると、固定子343A〜Dの対向面343As〜Dsと本体フレーム100のX方向のそれぞれの側面に設けられた突起部350,352の対向面350As,Bs,352Cs,Dsとの距離が近づき、最終的には、対向面343As〜Dsに設けられたゴム板344A〜Dと対向面350As,Bs,352Cs,Dsに貼り付けられたゴム板351A,B,353C,Dとが当接する。
なお、対向面323As,Bsと対向面330As、対向面343As〜Dsと対向面350As,Bs,352Cs,Dsのそれぞれが、シリンダ322A,B,324A〜Dの駆動方向(Z方向)に対して約10〜30度程度の角度で傾けられているので、ゴム板324A,Bとゴム板331A,B、ゴム板344A〜Dとゴム板351A,B,353C,Dのそれぞれは、徐々に近づいて当接する。したがって、固定子323A,B,固定子343A〜Dにより主要部150を拘束する際に、露光装置EXに与える衝撃を抑えることができる。
また、基礎フレーム200に対する主要部150のX方向及びY方向の移動を拘束する際に、弾性体であるゴム板324A,Bとゴム板331A,B、及びゴム板344A〜Dとゴム板351A,B,353C,Dがそれぞれ変形することにより、固定子323A,B,固定子343A〜Dが主要部150を拘束する際に、露光装置EXに与える衝撃を抑えることができる。なお、ゴム板324A,B,331A,B,344A〜D,351A,B,353C,Dの厚み等の形状等を適宜変更することにより、緩衝能力を調整することができる。
更に、ストッパシステム310のシリンダ322A,B,シリンダ342A〜Dは、ゴム板326A,B,ゴム板346A〜Dを介して、基礎フレーム200に固定した柱321,柱341に間接的に連結されているので、ゴム板326A,B,ゴム板346A〜Dが変形することにより、固定子323A,B,固定子343A〜Dにより主要部150を拘束する際に、露光装置EXに与える衝撃を更に抑えることができる。
ところで、地震の発生等により露光装置EXが大きく揺らされた場合、主要部150(本体フレーム100)と基礎フレーム200との相対位置は、露光装置EXの振動状況により変化する。すなわち、+X,−X,+Y,−Y方向の各方向における本体フレーム100と基礎フレーム200との間の距離は一定ではない。したがって、例えば、主要部150のX方向の移動を拘束する固定子323A,Bの場合には、固定子323Aが本体フレーム100に当接したとしても、固定子323Bはまだ本体フレーム100に当接していない時が存在する。
しかしながら、ストッパ部320A,Bは、それぞれ独立して動作するので、シリンダ322Aに取り付けた固定子323Aが本体フレーム100に当接して、シリンダ322AのX方向の動作が停止したとしても、シリンダ322Bは、固定子323Bが本体フレーム100に当接するまで動作して、最終的には、本体フレーム100のX方向の両側に固定子323A,Bが当接して、基礎フレーム200に対する主要部150のX方向の移動を完全に拘束することができる。
同様に、主要部150のY方向の移動を拘束する固定子343A〜Dの場合には、例えば固定子343Aが本体フレーム100に当接したとしても、固定子343B〜Dはまだ本体フレーム100に当接していない時が存在するが、固定子343A〜Dはそれぞれ独立に動作して、順次、本体フレーム100に当接して、本体フレーム100のY方向の移動を拘束することができる。
このように、ストッパ部320A,B,340A〜Dがそれぞれ独立に動作するので、本体フレーム100と基礎フレーム200との隙間が狭い箇所に配置された固定子323A,B,343A〜Dから、順次、基礎フレーム200と当接し、主要部150のX方向、Y方向の各方向の並進運動、及びθZ方向の回転運動を確実に拘束する。
また、基礎フレーム200に対する主要部150の移動方向、速度、加速度等は、露光装置EXに加わった振動の方向・強さ等により、時々刻々と変化する。したがって、主要部150のX方向の移動を拘束しようとする際、主要部150はX方向と同時にY方向へも移動中である場合が殆どである。例えば、固定子323A,Bが本体フレーム100に当接してX方向の移動を拘束する場合、ゴム板324A,Bの圧縮方向の弾性によりX方向に関しては衝撃を与えることなく速やかに拘束することができるが、同時にY方向も拘束しようとするとゴム板324A,Bのせん断方向の弾性が十分でなくY方向に衝撃を与えてしまうおそれがある。
しかしながら、本ストッパシステム310のストッパ装置320は、固定子323A,Bが本体フレーム100に当接したままY方向に移動し、Y方向には拘束力を持たないので、主要部150に対してX,Y方向のいずれの方向の衝撃も与えることはない。また、主要部150のXY両方向の移動を十分に拘束するためには、ストッパ装置320をXY両方向において高剛性に構成する必要があるが、このような構成は装置構成上困難である場合が多い。しかしながら、ストッパ装置320はX方向のみ高剛性に構成すれば足りるので、簡単な装置構成とすることができる。
同様に、ストッパ装置340は、固定子343A〜Dが本体フレーム100に当接し、主要部150に衝撃を与えることなくY方向に拘束すると共に、X方向に関しては拘束力を持たないので主要部150に対していずれの方向の衝撃も与えることなく主要部150をY方向に拘束することができる。
したがって、ストッパシステム310は、ストッパ装置320,340を備えることにより、主要部150にX,Y方向のいずれの方向の衝撃も与えることなくXY方向の運動を拘束することができ、これにより地震等による大きな振動が発生した場合であっても、露光装置の損壊を回避することができる。
次に、ストッパシステム410の動作について詳述する。
ストッパ装置430のシリンダ432を動作させて、固定子433をウエハステージ40に向けて移動させると、固定子433の円柱形部433aが定盤42の下面42aに形成された穴部43に挿入され、更に固定子433のフランジ部433bが定盤42の下面42aに当接する。したがって、固定子433のフランジ部433bと定盤42の下面42aとの摩擦力によりウエハステージ40の定盤42の基礎フレーム200に対する運動が抑制される。そして、定盤42が摩擦力に抵抗して移動した場合には、固定子433の円柱形部433aと定盤42の穴部43の内側面とが当接して、定盤42の基礎フレーム200に対するそれ以上の移動が拘束される。このように、ストッパ装置430は定盤42と固定子433との摩擦力により定盤42を拘束するので、定盤42の拘束時に衝撃を与えるのを緩和することができる。また、固定子433がゴム等の弾性体からなるとともに、固定子433を駆動するシリンダ432がゴム板434を介して間接的に基礎フレーム200に接続されるので、定盤42を拘束する際の衝撃が更に緩和され、ウエハステージ40の損壊を回避することができる。
なお、固定子433を定盤42に押し当てるシリンダ432の駆動力は、固定子433と定盤42とが当接する時の衝撃によりウエハステージ40が損壊しない程度の力であり、かつ、所定の震度(例えば震度4)で露光装置EXが揺れた場合に定盤42が固定子433に対して動かない摩擦力を発生する程度の力となるように設定されている。
以上、説明したように、露光装置EXに過大な振動が加わった際に、基礎フレーム200に対する主要部150或いはウエハステージ40の移動をストッパシステム310,410により拘束するので、主要部150或いはウエハステージ40が基礎フレーム200に対して拘束される際、衝撃を受けることはなく、露光装置EXの損壊を回避することができる。すなわち、従来のように、露光装置EXに大きな振動が加わった際に、主要部150(本体フレーム100)と基礎フレーム200に設けた機械的ストッパとが激しく衝突して、投影光学系30等の各種調整がずれて、その復旧に時間を要したり、露光装置EXが損壊して復旧不可能となったりすることがなくなる。
このように、露光装置EXの損壊が回避されるので、ストッパシステム310,410の動作を解除すれば、即座に露光処理を再開することができ、露光装置EXのダウンタイムが最小限に抑えられる。
次に、本発明の第2実施形態について図を参照して説明する。
図6は、露光装置EX2の構成を示す模式図である。露光装置(基板処理装置)EX2は、第1実施形態の露光装置EXと略同一の構成を備えるが、地震等の過大な振動が露光装置EXに加わった場合に露光装置EX2の損壊を防止する装置として、ストッパシステム310,410に替えてストッパシステム370,470が設けられる。なお、露光装置EX2において、第1実施形態の露光装置EXと同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
ストッパシステム370は、図6に示すように、基礎フレーム200からZ方向に立設し、本体フレーム100の四方の各側面からそれぞれ所定の距離で離間する4本の柱371と、柱371の先端に設けられたエアバッグ372を備える。すなわち、本体フレーム100のX方向、Y方向の各両側にそれぞれエアバッグ372が配置される。なお、第1実施形態におけるストッパシステム310のように、本体フレーム100に突起部350,352を設けることにより、全てのエアバッグ372を本体フレーム100のX方向側等に配置してもよい。エアバッグ372は、膨らむと略半球状になるゴム製の中空部材であり、通常状態では畳まれた状態で柱371に収容されている。そして、エアバッグ372には高圧ガスボンベ373が連結されており、エアバッグ372と高圧ガスボンベ373との間には電磁弁374が設けられている。電磁弁374は制御装置CONTに接続され、制御装置CONTの指令により開閉が行われる。
ストッパシステム470は、図6に示すように、ウエハステージ40の定盤42の下面42aに設けられた四角柱形の突起部(被固定部材)44と、突起部44の四方の側面とそれぞれ対向するように基礎フレーム200からZ方向に立設し、突起部44からそれぞれ所定の距離で離間する4本の柱471と、柱471の先端に設けられたエアバッグ472を備える。すなわち、ウエハステージ40の突起部44のX方向、Y方向の各両側にそれぞれエアバッグ472が配置される。なお、エアバッグ472は、上述したエアバッグ372と略同一の構成を備え、またエアバッグ372と同様に、電磁弁473を介して高圧ガスボンベ373に連結されている。
次に、ストッパシステム370,470が能動的に作用する場合について説明する。
ストッパシステム370,470では、例えば地震等が発生すると、クリーンルームの床部F上配置された加速度計360,460により、その振動が計測される。加速度計360,460の計測結果は、制御装置CONTにより閾値と比較され、閾値を超える場合には、制御装置CONTは、ストッパシステム370,470に指令し、全てのエアバッグ372,472を作動させる。
制御装置CONTから指令を受けたストッパシステム370,470は、それぞれ電磁弁374,473を開放し、高圧ガスボンベ373内のガスをエアバッグ372,472に供給する。これによって、エアバッグ372,472は瞬時にして膨張し、本体フレーム100或いは定盤42の移動を拘束する。本体フレーム100或いは定盤42は、エアバッグ372,472によって弾性を持って受け止められるので衝撃を受けることなく拘束される。
この場合において、エアバッグ372,472に供給されるガスとしては安定的な不活性ガス(例えば窒素ガス)が用いられる。また、供給されるガスの圧力は、本体フレーム100或いは定盤42がエアバッグ372,472と当接した時に損壊しない程度の弾性を有するように決定される。更に、高圧ガスボンベ373とエアバッグ372,472との間にオリフィスを設け、エアバッグ372,472の膨張速度を最適に調整するのが望ましい。
なお、ストッパシステム370,470の変形例として、本体フレーム100或いはウエハステージ40(突起部44)を取り囲むリング形のエアバッグ372,472を用いてもよい。略半球状の中空部材からなるエアバッグ372,472を複数用いた場合には、各エアバッグ372,472の膨張時間に差が生じてしまうが、単体のリング形のエアバッグ372,472であれば、略同時に本体フレーム100或いはウエハステージ40(突起部44)の全周を拘束するので、主要部150及びウエハステージ40が受ける衝撃が各方向で均等に緩和され、露光装置EX2の損壊を回避することができる。
また、エアバッグ372,472として蛇腹状部材を用いても構わない。更に本実施形態では、高圧ガスボンベ373内のガスとして窒素ガスを用いたが、これに限らず、空気を用いてもよい。
以上、説明したように、露光装置EX2に過大な振動が加わった際に、基礎フレーム200に対する主要部150或いはウエハステージ40の移動を、ストッパシステム370,470で拘束するので、主要部150或いはウエハステージ40が基礎フレーム200に対して急激に拘束されることなく、露光装置EX2の損壊を回避することができる。
このように、露光装置EX2の損壊が回避されるので、即座に露光処理を再開することができ、露光装置EX2のダウンタイムが最小限に抑えられる。
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
例えば、上述した実施形態では、ストッパシステム310,370,470により主要部150(本体フレーム100)或いはウエハステージ40を四方(+X,−X,+Y,−Y方向)からを当接して拘束する場合について説明したが、これに限らない。主要部150或いはウエハステージ40の水平方向の運動(X,Y方向の並進、θZ方向の回転)を拘束できればよいので、本体フレーム100或いはウエハステージ40の三方(それぞれ120度で交際する3方向)、或いは四方向以上の方向から当接して拘束してもよい。つまり、ストッパシステムにおける固定子やエアバックの数は、適宜増減させてもよい。
また、上述した実施形態では、主要部150或いはウエハステージ40の水平方向の運動(X,Y方向の並進、θZ方向の回転)を略同時に拘束する場合について説明したが、所定の方向の運動のみを拘束する場合であっても構わない。これによれば、振動を抑えたい方向にストッパシステムを配置することにより、所望の方向に主要部150或いはウエハステージ40を拘束することができる。
また、各方向毎にストッパシステムが動作する閾値を変えてもよい。これによれば、振動に弱い方向では、小さな振動でもストッパシステムを動作させて、露光装置の損壊を回避することができる。
ウエハステージ40の移動を拘束するストッパシステム410において、固定子433及び穴部43をそれぞれ複数設けてもよい。固定子433及び穴部43を複数設けることにより、フランジ部433bと定盤42の下面42aとの接触面積が増えて、よりウエハステージ40の移動を抑制できるからである。また、円柱形部433aと穴部43の内側面との当接箇所が複数になるので、ウエハステージ40を確実に拘束することができるとともに、ウエハステージ40の回転運動も拘束できるようになる。
また、上述した実施形態では、ストッパシステム310,410,370,470を基礎フレーム200側に設ける場合について説明したが、主要部150(本体フレーム100)側及びウエハステージ40側に設けてもよい。また、ストッパシステム310,370,410,470における各ストッパ装置を、基礎フレーム200側と本体フレーム100側及びウエハステージ40側とに適宜振り分けて配置してもよい。
また、ウエハWとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ等が適用される。
露光装置EXとしては、レチクルとウエハとを同期移動してレチクルのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、レチクルとウエハとを静止した状態でレチクルのパターンを一括露光し、ウエハを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。また、本発明はウエハ上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報、特表2000−505958号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。
露光装置EXの種類としては、ウエハに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるいはレチクル又はマスク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。
また、ウエハステージやレチクルステージ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いい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。さらに、ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット(永久磁石)と電機子ユニット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の他方をステージの移動面側(ベース)に設ければよい。
ウエハステージの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報に記載されているように、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。
レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に記載されているように、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。
また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置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。
また、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行う工程、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作する工程、シリコン材料からウエハを製造する工程、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理工程、デバイス組み立て工程(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査工程等を経て製造される。
露光装置EXの構成を示す模式図 ストッパシステム310を示す模式図 ストッパ装置320を示す図 ストッパ装置340を示す図 ストッパシステム410を示す模式図 露光装置EX2の構成を示す模式図
符号の説明
10 照明光学系
20 レチクルステージ
30 投影光学系
40 ウエハステージ(主要部)
44 突起部(被固定部材)
100 本体フレーム
150 主要部
200 基礎フレーム(基礎部)
320 ストッパ装置(第2固定装置)
340 ストッパ装置(固定装置)
340A〜D ストッパ部(固定部材)
343(343A〜D) 固定子
343s(343As,Bs) 対向面
344(344A,B) ゴム板(弾性体)
346(346A,B) ゴム板(弾性体)
350,352 突起部(被固定部材)
372,472 エアバッグ
430 ストッパ装置(固定装置)
433a 円柱形部(係合部)
433b フランジ部(平板部)
EX,EX2 露光装置(基板処理装置)
CONT 制御装置
F 床部
R レチクル(マスク)
W ウエハ(基板)


Claims (11)

  1. 床部に固定された基礎部と、前記基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部とを有する基板処理装置において、
    前記基礎部に対する前記主要部の前記床部に沿った第1方向の運動を許容しつつ、前記第1方向と略直交し前記床部に沿った第2方向の運動を弾性を持って拘束可能な固定装置と、
    前記固定装置の拘束状態と非拘束状態とを前記床部の振動状態に応じて切り替える制御装置とを有することを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記固定装置は、前記主要部と前記基礎部との何れか一方に設けられた被固定部材と、
    前記主要部と前記基礎部との何れか他方に設けられ、前記被固定部材を前記第2方向に挟持した状態で前記第1方向に移動可能な固定部材と、
    を有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
  3. 前記固定部材は、前記被固定部材に対してそれぞれ独立に駆動されて前記被固定部材を挟持する2つの固定子を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の基板処理装置。
  4. 前記固定子は、前記被固定部材に対向する面に弾性体を有することを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
  5. 前記固定部材と前記被固定部材との少なくとも一方は、前記主要部と前記基礎部との何れか一方に弾性体を介して支持されることを特徴とする請求項2から請求項4のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記第2方向の運動を許容し、前記第1方向の運動を弾性を持って拘束する第2固定装置を有することを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 床部に固定された基礎部と、前記基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部とを有する基板処理装置において、
    前記基礎部と前記主要部とのいずれか一方に設置され、前記基礎部に対する前記主要部の拘束と非拘束とを切り替え可能な固定装置と、
    前記固定装置による前記主要部の拘束と非拘束とを前記床部の振動状態に応じて切り替える制御装置とを備え、
    前記固定装置は、前記基礎部と前記主要部とのいずれか他方に接触して摩擦力により前記主要部の運動を抑制する平板部と、前記基礎部と前記主要部とのいずれか他方と係合して、前記主要部の可動範囲を限定する係合部とを有する固定部材を備えたことを特徴とする基板処理装置。
  8. 床部に固定された基礎部と、前記基礎部に対して振動的に分離されて支持された主要部とを有する基板処理装置において、
    前記床部の振動状態に応じて、前記基礎部と前記主要部との間に介在して前記基礎部と前記主要部との相対移動を拘束するエアバッグを有することを特徴とする基板処理装置。
  9. 前記基礎部と前記主要部とのいずれか一方に設けられた被固定部材を有し、
    前記エアバッグは、前記被固定部材を囲むように前記基礎部と前記主要部とのいずれか他方に設けられることを特徴とする請求項8に記載の基板処理装置。
  10. 前記基板処理装置は、マスクに形成されたパターンを光ビームを用いて基板上に転写する露光装置であることを特徴する請求項1から請求項9のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  11. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項1から請求項10のうちいずれか一項に記載の基板処理装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。


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