JP2005303117A - Air actuator, stage apparatus, aligner, and method for manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子線露光装置等の精密移動・位置決め用ステージ装置の駆動部として用いられるエアアクチュエータ(圧縮気体による駆動装置)に関する。 The present invention relates to an air actuator (driving device using compressed gas) used as a driving unit for a precision movement / positioning stage device such as an electron beam exposure apparatus.
光リソグラフィ装置では、X、Y及びθZ駆動可能な3自由度ステージの上に、θX、θY及びZ駆動可能な3自由度テーブルを搭載したステージ装置が使用されている。このステージ装置の駆動手段としては、電磁力を利用したVCM(ボイスコイルモータ)やリニアモータが一般的に用いられている。
ところが、解像度100nm以下を実現する露光装置として注目される電子線露光装置において、上述したステージ装置を用いると、ステージの移動に伴う周辺の磁場変動に電子ビームが影響を受けて、パターン転写精度が低下してしまう。
このため、リニアモータの磁気を磁気シールドで遮蔽したステージ装置や、エアアクチュエータを用いたステージ装置(特許文献1参照)等が提案されている。
However, in the electron beam exposure apparatus that is attracting attention as an exposure apparatus that realizes a resolution of 100 nm or less, if the above-described stage apparatus is used, the electron beam is affected by the surrounding magnetic field fluctuation accompanying the movement of the stage, and the pattern transfer accuracy is reduced. It will decline.
For this reason, a stage device in which the magnetism of the linear motor is shielded by a magnetic shield, a stage device using an air actuator (see Patent Document 1), and the like have been proposed.
電子線露光装置に用いられるステージ装置は、真空雰囲気での使用が前提であるため、エアアクチュエータには供給した気体を回収する回収機構が設けられている。
しかしながら、回収された気体は、そのまま大気中に排気されているため、気体使用量が増大し、ランニングコストがかさんでしまうという問題がある。
Since the stage apparatus used in the electron beam exposure apparatus is premised on use in a vacuum atmosphere, the air actuator is provided with a recovery mechanism for recovering the supplied gas.
However, since the recovered gas is exhausted into the atmosphere as it is, there is a problem that the amount of gas used increases and the running cost increases.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、電子線露光装置等の精密移動・位置決め用ステージ装置の駆動部として用いられるエアアクチュエータにおいて、使用される気体の量を抑えることができるエアアクチュエータ、及びこれを用いたステージ装置、露光装置等を提案することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is an air actuator that can suppress the amount of gas used in an air actuator that is used as a drive unit for a precision movement / positioning stage device such as an electron beam exposure apparatus. It is an object to propose an actuator, a stage device using the same, an exposure device, and the like.
本発明に係るエアアクチュエータ、ステージ装置、露光装置、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、真空環境或いは所定ガス(G)環境内において使用されるエアアクチュエータ(10,20)において、高圧ガス(A)を供給する高圧ガス供給部(30)と、供給された高圧ガスを回収するとともに、回収した高圧ガスを高圧ガス供給部に送気する高圧ガス循環部(40)とを備えるようにした。この発明によれば、エアアクチュエータに供給する高圧ガスが再利用されるので、エアアクチュエータのランニングコストを大幅に抑えることができる。
In the air actuator, the stage apparatus, the exposure apparatus, and the device manufacturing method according to the present invention, the following means are employed in order to solve the above problems.
The first invention is a high pressure gas supply section (30) for supplying a high pressure gas (A) and a high pressure supplied thereto in an air actuator (10, 20) used in a vacuum environment or a predetermined gas (G) environment. A high pressure gas circulation section (40) for collecting the gas and sending the collected high pressure gas to the high pressure gas supply section is provided. According to the present invention, since the high-pressure gas supplied to the air actuator is reused, the running cost of the air actuator can be greatly reduced.
また、高圧ガス循環部(40)は、高圧ガス(A)に含まれる不純物を取り除くフィルタ(33,43)を備えるものでは、クリーン度を常に保つことができるので、例えば半導体製造設備内での使用が可能になる。
また、高圧ガス循環部(40)は、高圧ガス(A)の温度を調整する調温部(44)を備えるものでは、エアアクチュエータの駆動に伴う温度上昇を抑えることができる。
また、高圧ガス循環部(40)は、高圧ガス(A)の湿度を管理する調湿部(45)を備えるものでは、結露によるエアアクチュエータの不具合発生を回避することができる。
また、高圧ガス(G)としては、空気、窒素、ヘリウム、酸素、アルゴンのいずれかを用いることができる。
また、所定ガス(A)としては、窒素、ヘリウム、酸素のいずれかを用いることができる。
Moreover, since the high pressure gas circulation section (40) includes a filter (33, 43) that removes impurities contained in the high pressure gas (A), the cleanliness can always be maintained. Can be used.
In addition, the high-pressure gas circulation unit (40) that includes the temperature adjustment unit (44) that adjusts the temperature of the high-pressure gas (A) can suppress a temperature increase caused by driving of the air actuator.
Moreover, if the high pressure gas circulation section (40) includes the humidity control section (45) that manages the humidity of the high pressure gas (A), it is possible to avoid the occurrence of a malfunction of the air actuator due to condensation.
As the high-pressure gas (G), any of air, nitrogen, helium, oxygen, and argon can be used.
Further, as the predetermined gas (A), any of nitrogen, helium, and oxygen can be used.
第2の発明は、板状体(R,W)を戴置して移動可能なテーブルを有するステージ装置において、テーブルを移動させる駆動部(10,20)に、第1の発明のエアアクチュエータ(10,20)が用いられるようにした。この発明によれば、ステージ装置のランニングコストが抑えられるとともに、ステージの駆動にともなう磁界の変動を回避することができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a stage device having a movable table on which plate-like bodies (R, W) are placed. The drive unit (10, 20) for moving the table is provided with the air actuator ( 10, 20). According to the present invention, the running cost of the stage apparatus can be suppressed, and the fluctuation of the magnetic field accompanying the stage drive can be avoided.
第3の発明は、マスク(R)を保持するマスクステージ(120)と、基板(W)を保持する基板ステージ(140)とを有し、マスクに形成されたパターン(PA)を基板に露光する露光装置(EX)において、マスクステージと基板ステージの少なくとも一方に、第2の発明のステージ装置(50)を用いるようにした。この発明によれば、露光装置のランニングコストを抑えることができるとともに、ステージ周辺の磁界の変動を回避することができる。
また、露光装置(EX)が、電子線(EB)をマスク(R)に投射して、基板を露光する電子線露光装置(EX)であるものでは、ステージの周辺における磁界変動がないので、電子線を基板の所定位置に正確に導くことができる。
3rd invention has the mask stage (120) holding a mask (R), and the substrate stage (140) holding a board | substrate (W), and exposes the pattern (PA) formed in the mask to a board | substrate. In the exposure apparatus (EX), the stage apparatus (50) of the second invention is used for at least one of the mask stage and the substrate stage. According to the present invention, the running cost of the exposure apparatus can be suppressed, and the fluctuation of the magnetic field around the stage can be avoided.
In addition, since the exposure apparatus (EX) is an electron beam exposure apparatus (EX) that exposes the substrate by projecting the electron beam (EB) onto the mask (R), there is no magnetic field fluctuation around the stage. The electron beam can be accurately guided to a predetermined position on the substrate.
第4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3の発明の露光装置(EX)を用いるようにした。この発明によれば、微細なパターンが形成されたデバイスを低コストに製造することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the device manufacturing method including the lithography step, the exposure apparatus (EX) of the third aspect is used in the lithography step. According to the present invention, a device in which a fine pattern is formed can be manufactured at low cost.
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第1の発明のエアアクチュエータによれば、ランニングコストを大幅に抑えることができるので、例えば半導体の製造装置等の駆動源に用いた場合には、製造される半導体のコストを抑えることができる。
第2の発明のステージ装置によれば、駆動源のランニングコストが抑えられるので、ステージ装置としてのランニングコストも抑えられる。
第3の発明の露光装置によれば、微細なパターンを安価に形成することができる。特に、電子線露光装置の場合には、ステージ装置の周辺の磁界変動がないので、電子線を基板の所定位置に正確に導くことができる。
第4の発明のデバイスの製造方法によれば、微細なパターンが形成されたデバイスを低価格に製造することができるので、大容量化、高速化、大集積化されたデバイスの拡販を押し進めることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the air actuator of the first aspect of the present invention, the running cost can be greatly reduced, so that the cost of the semiconductor to be manufactured can be reduced when used for a drive source such as a semiconductor manufacturing apparatus.
According to the stage apparatus of the second aspect of the invention, the running cost of the drive source can be suppressed, so that the running cost as the stage apparatus can also be suppressed.
According to the exposure apparatus of the third invention, a fine pattern can be formed at low cost. In particular, in the case of an electron beam exposure apparatus, since there is no magnetic field fluctuation around the stage apparatus, the electron beam can be accurately guided to a predetermined position on the substrate.
According to the device manufacturing method of the fourth invention, it is possible to manufacture a device having a fine pattern formed at a low price. Therefore, it is necessary to promote the sales expansion of a large capacity, high speed and large integrated device. Can do.
以下、本発明のエアアクチュエータ、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図1は、エアアクチュエータ10の構成を示す側面断面図である。
エアアクチュエータ10は、ガイド固定部11と固定ガイド12とスライダ13等から構成される。固定ガイド12は、中空のボックス状をしたスライダ13に嵌合されることにより、スライダ13が固定ガイド12に沿って移動可能となっている。
スライダ13の両端側の内面は、固定ガイド12との摺動面となっており、摺動面の上下及び両側面(不図示)にエアパッド16が付設される。
エアパッド16には、エア配管14aから圧縮気体(高圧ガス)Aが供給される。エアパッド16の周囲には、順に大気開放ガードリング17、低真空排気ガードリング18、高真空排気ガードリング19が設けられる。なお、固定ガイド12内には、これらのガードリング17,18,19から圧縮気体Aを回収及び排気するための通路(不図示)も形成される。
固定ガイド12のほぼ中央には、しきり板12e,12fが設けられる。また、スライダ13の中央部は、しきり板12e,12fにより、2つの気体室13a,13bに分割される。また、固定ガイド12内には、スライダ13の気体室13a,13bに圧縮気体Aを供給するための通路12aが設けられる。通路12aの両端部には、圧空制御弁15が設けられており、気体室13a,13bに供給する圧縮気体Aの圧力を制御可能とする。
そして、隣り合う気体室13a,13bに圧力差をつけることにより、スライダ13を固定ガイド12に沿って往復移動させることが可能となる。例えば、気体室13aの圧力を気体室13bよりも高くすることにより、気体室13a,13bの内壁にかかる圧力に差が生じる。そして、比較的高い圧力のかかった気体室13aの左方の内壁が押され、スライダ13が固定ガイド12に沿って相対的に左方向に移動する。
なお、エアアクチュエータ10に供給される圧縮気体Aとしては、空気、窒素、ヘリウム、酸素、アルゴンのいずれかであることが好ましい。
Hereinafter, embodiments of an air actuator, a stage apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view showing the configuration of the
The
The inner surfaces of both ends of the
A compressed gas (high pressure gas) A is supplied to the
In the approximate center of the
The
The compressed gas A supplied to the
図2は、エアアクチュエータ10の気体供給循環系を示す図である。
エアアクチュエータ10には、エア供給系30により圧縮気体(高圧ガス)Aが供給される。
エア供給系(高圧ガス供給部)30は、コンプレッサー31、タンク32、フィルタ33、ミストセパレータ34、レギュレータ35、エア配管14b、圧空制御弁15等からなり、圧縮気体Aをエアアクチュエータ10の気体室13a,13bに送気する。
そして、2つの圧空制御弁15の動作を制御することにより、エアアクチュエータ10の気体室13a,13bに圧力差を発生させてスライダ13を往復移動させる。
また、2つの圧空制御弁15の動作させることにより、気体室13a,13bから排気される圧縮気体Aは、2つの圧空制御弁15を介してエア循環系40に送気される。
エア循環系(高圧ガス循環部)40は、エア配管41、タンク42、フィルタ43、調温器(調温部)44、調湿器(調湿部)45等からなり、エアアクチュエータ10から回収した圧縮気体Aをコンプレッサー31に送気する。なお、エアアクチュエータ10から回収した圧縮気体Aの一部を大気放出してもよい。
これにより、エアアクチュエータ10を駆動するために用いられる圧縮気体Aは、エアアクチュエータ10とエア供給系30とエア循環系40とを循環するので、その使用量を大幅に抑えることができる。
FIG. 2 is a view showing a gas supply circulation system of the
The
The air supply system (high pressure gas supply unit) 30 includes a
Then, by controlling the operation of the two
Further, by operating the two compressed
The air circulation system (high-pressure gas circulation unit) 40 includes an
Thereby, since the compressed gas A used for driving the
次に、本発明のステージ装置について説明する。
図3は、本発明のステージ装置50を示す斜視図である。このステージ装置50は、X方向及びY方向の駆動源として、エアアクチュエータ(駆動部)10,20が用いられる。
定盤51の上面の2箇所には、それぞれ2つのガイド固定部11を介して、X方向に平行に延びる2本の固定ガイド12が対向するように固定される。この2本の固定ガイド12及びその周辺の部材は、基本的に同様の構成をしている。各固定ガイド12には、中空のボックス状をしたスライダ13がX方向に摺動可能に嵌合されている。この固定ガイド12とスライダ13とは、エアアクチュエータ10を構成しており、スライダ13はX方向に駆動可能となっている。スライダ13の側面には、エアアクチュエータ10に圧縮気体Aを供給するためのエア配管14が設けられている。
2つのスライダ13の間には、Y方向に延びる移動ガイド21が掛け渡されている。移動ガイド21には、中空のボックス状をしたスライダ22がY方向に摺動可能に嵌合されている。この移動ガイド21とスライダ22とは、エアアクチュエータ20を構成しており、スライダ22がY方向に駆動可能となっている。なお、エアアクチュエータ20の基本的な構成は、エアアクチュエータ10と同様である。
スライダ22には、エアアクチュエータ20に圧縮気体Aを供給するためのエア配管14が設けられている。また、スライダ22の側面には、フランジ状のテーブル52が突設される。そして、テーブル52には、6自由度微動テーブルや移動鏡等を固定することが可能となっている。
上述のように、ステージ装置50においては、X方向及びY方向の駆動用にエアアクチュエータ10,20を備えているので、磁場変動をほとんど発生させずに、テーブル52をX方向及びY方向に移動及び位置決めすることができる。
また、テーブル52上に、レチクルRやウエハW等の板状体を戴置可能な6自由度微動テーブル等を設けることにより、レチクルRやウエハWの正確な位置決めを行うことができる。
Next, the stage apparatus of the present invention will be described.
FIG. 3 is a perspective view showing the
Two fixed
A moving
The
As described above, since the
Further, by providing a 6-degree-of-freedom fine movement table or the like on which a plate-like body such as reticle R or wafer W can be placed on table 52, reticle R or wafer W can be accurately positioned.
図4は、電子ビーム露光装置EXの構成を示す模式図である。
電子ビーム露光装置(電子線露光装置)EXは、レチクル(板状体,マスク)Rとウエハ(板状体,基板)Wとを一次元方向に同期移動しつつ、電子ビーム(電子線)EBを用いてレチクルRに形成されたパターン(デバイスパターン)PAを投影光学系130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。
そして、電子ビーム露光装置EXは、電子ビームEBを放出する電子銃105と、電子銃105から放出される電子ビームEBを所定の形状の電子ビームEBに形成してレチクルRを照射する照明光学系110と、レチクルRを保持するレチクルステージ120、レチクルRを通過した電子ビームEBをウエハW上に投射結像させる投影光学系130、ウエハWを保持するウエハステージ140、電子ビーム露光装置EXを統括的に制御する制御装置150等を備える。このうち、レチクルステージ120、ウエハステージ140はチャンバ161,162内に収容され、また照明光学系110及び投影光学系130はそれぞれハウジング113、鏡筒135内に収容され、真空或いは所定ガスG(例えば、窒素、ヘリウム、酸素等)内に配置される。
なお、以下の説明において、投影光学系130の光軸AX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。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the electron beam exposure apparatus EX.
The electron beam exposure apparatus (electron beam exposure apparatus) EX is an electron beam (electron beam) EB while synchronously moving a reticle (plate body, mask) R and a wafer (plate body, substrate) W in a one-dimensional direction. Is used to transfer a pattern (device pattern) PA formed on the reticle R to each shot area on the wafer W via the projection
The electron beam exposure apparatus EX includes an
In the following description, the direction that coincides with the optical axis AX of the projection
電子銃105は、例えば、熱電子放射型のランタンヘキサボライト(LaB6)、タンタル(Ta)が用いられる。
照明光学系110は、ハウジング113内にコンデンサレンズ111と、2段の電磁偏向器あるいは静電偏向器からなる視野選択偏向器112等を備える。そして、電子銃105から射出された電子ビームEBは、コンデンサレンズ111で平行ビームとされ、その後、視野選択偏向器112によりXY平面内の主にX方向に偏向されて、レチクルRの所定の照射領域に導かれる。なお、視野選択偏向器112における偏向量は、後述する制御装置150により制御される。
As the
The illumination
レチクルステージ(ステージ装置,マスクステージ)120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Y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エアアクチュエータ(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、円形開口が形成されており、この開口周辺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。
このレチクルステージ120には、上述したステージ装置50が用いられる。
そして、レチクルステージ120の2次元的な位置及び回転角は、レチクルステージ120上の端部に固定された移動鏡126の位置変化を、レーザ干渉計127によって所定の分解能でリアルタイムに計測される。また、レチクルステージ120のY方向の位置は、移動鏡126、レーザ干渉計127とほぼ直交するように配置された不図示の移動鏡とレーザ干渉計によって計測される。
Reticle stage (stage apparatus, mask stage) 120 moves a reticle fine movement stage that holds reticle R, a reticle coarse movement stage that moves together with reticle fine movement stage with a predetermined stroke in the Y-axis direction, which is the scanning direction, and the like. Air actuators (both not shown) are provided. The reticle fine movement stage has a circular opening, and the reticle R is held by vacuum suction or the like by a reticle suction mechanism provided around the opening.
As the
Then, the two-dimensional position and rotation angle of the
投影光学系130は、所定の投影倍率β(βは、例えば1/4)で縮小する縮小系が用いられる。偏向器131、投影レンズ132,133、コントラストアパーチャー134等を備える。そして、レチクルRを通過した電子ビームEBは偏向器131により所定量偏向された上で第一投影レンズ132に導かれる。その後、第一投影レンズ132により、レチクルRとウエハWの間を縮小率比で内分する点にクロスオーバで像を結んだ後、第二投影レンズ133を介してウエハW上の所定位置に投影倍率βで結像される。これらの光学系部材は、鏡筒135内に収容される。
The projection
ウエハステージ(ステージ装置,基板ステージ)140は、ウエハWを保持するウエハホルダ141、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ウエハホルダ141をZ軸方向、θX方向、及びθY方向の3自由度方向に微小駆動するウエハテーブル142、ウエハテーブル142をY軸方向に連続移動するとともにX軸方向にステップ移動するXYテーブル143、XYテーブル143をXY平面に沿った2次元方向に移動可能に支持するウエハ定盤144、これらを駆動するエアアクチュエータ(不図示)等を備える。
このウエハステージ140には、上述したステージ装置50が用いられる。
そして、ウエハテーブル142のX方向の位置は、ウエハテーブル142上のX方向の端部に固定された移動鏡146の位置変化を計測するレーザ干渉計147によって所定の分解能でリアルタイムに計測される。また、ウエハテーブル142のY方向の位置は、移動鏡146、レーザ干渉計147とほぼ直交するように配置された不図示の移動鏡とレーザ干渉計によって計測される。なお、これらレーザ干渉計147の少なくとも一方は、測長軸を2軸以上有する多軸干渉計であり、これらレーザ干渉計147の計測値に基づいてウエハテーブル142(ひいてはウエハW)のθZ方向の回転量及びレベリング量も求めることができる。
A wafer stage (stage apparatus, the substrate stage) 140,
The
The position of the wafer table 142 in the X direction is measured in real time with a predetermined resolution by a
制御装置150は、電子ビーム露光装置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120及びウエハステージ140に設けられたレーザ干渉計127,147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、入出力部から入力される露光データと、レーザ干渉計127,147が検出するレチクルステージ120及びウエハステージ140の位置情報とに基づいて、視野選択偏向器112及び偏向器131による電子ビームEBの偏向量を演算し、求めた偏向量に基づいて視野選択偏向器112及び偏向器131による電子ビームEBの偏向量が制御される。
なお、入出力部の入力装置としては、露光データの作成装置で作成した磁気情報を読み取るもの、レチクルRやウエハWに登録された露光情報をこれらの搬入の際に読み取るもの等がある。
The
Then, for example, the positions of the reticle R and the wafer W are controlled based on the detection results of the
Further, based on the exposure data input from the input / output unit and the position information of the
As an input device of the input / output unit, there are a device that reads magnetic information created by a device for creating exposure data, a device that reads exposure information registered in the reticle R and wafer W, and the like.
続いて、以上のような構成を備えた電子ビーム露光装置EXの作用について説明する。
まず、レチクルR及びウエハWが、各種アライメント処理を経て、レチクルステージ120或いはウエハステージ140上に精度よく戴置される。そして、アライメント結果に基づいて、ウエハステージ140を移動させ、ウエハWのファーストショット(第1番目のショット領域)の露光処理が開始される。
露光処理では、電子銃105から射出されて断面正方形状(例えば1mm角)に整形された電子ビームEBが、視野選択偏向器112により光学系の光軸AXから所定距離だけ偏向せしめられてレチクルRの照射領域に導かれる。照射領域への電子ビームEBの照射に伴って、その領域に形成されたパターンに対応した形状のパターン像が第1投影レンズ132及び第2投影レンズ133を介してウエハWの対応部に所定の縮小率(例えば1/4)で結像投影される。1回のショット(照射)毎に、ウエハW上で250μm角の領域(エリア)を一括で転写する。そして、投影時にはサブフィールドを単位として電子ビームEBの照射が繰り返され、各サブフィールド内のパターン像がウエハW上の異なる被転写サブフィ−ルドに順次投影される。
これらの一連の動作を、レチクルRとウエハWを4:1の速度で同期を取りながら移動させ、電子ビームEBをレチクルR上で20mm幅(ウエハW上では1/4倍の5mm幅)にて電磁偏向で振りながら(走査しながら)、回路パターンを露光する。
このように、電子ビーム露光装置EXでは、電子ビームEBの偏向幅の大きさとも相まって、露光時間を大幅に短縮し、スループットを飛躍的に向上することができる。
Next, the operation of the electron beam exposure apparatus EX having the above configuration will be described.
First, the reticle R and the wafer W are placed on the
In the exposure processing, the electron beam EB emitted from the
These series of operations are performed by moving the reticle R and the wafer W at a speed of 4: 1 while synchronizing them so that the electron beam EB is 20 mm wide on the reticle R (5 mm width that is 1/4 times on the wafer W). The circuit pattern is exposed while swinging (scanning) with electromagnetic deflection.
Thus, in the electron beam exposure apparatus EX, coupled with the deflection width of the electron beam EB, the exposure time can be significantly shortened and the throughput can be dramatically improved.
ところで、電子ビームEBを用いた露光処理では、電子ビームEBをウエハW上の所定位置に正確に導くためには、レチクルステージ120及びウエハステージ140の移動の際に、周辺の磁界に変動させないようにする必要がある。
本発明の電子ビーム露光装置EXによれば、レチクルステージ120及びウエハステージ140(ステージ装置50)の駆動装置には、エアアクチュエータ10,20が用いられているので、周辺の磁界の変動が発生しない。しかも、エアアクチュエータ10,20にエア循環系40を設けたので、圧縮気体Aの排気量を抑えることが可能となり、電子ビーム露光装置EXのランニングコストが抑えられる。
また、エア循環系40は、圧縮気体Aに含まれる不純物を取り除くフィルタ43,33を備えるので、クリーン度を常に保つことができる。したがって、電子ビーム露光装置EX等に好適に用いられる。
また、エア循環系40は、圧縮気体Aの温度を調整する調温器44を備えるので、エアアクチュエータ10,20の駆動に伴うエアアクチュエータ10,20の温度上昇を抑えることができる。更に、調湿器45を備えるので、結露によるエアアクチュエータ10,20の不具合発生を回避することができる。
By the way, in the exposure process using the electron beam EB, in order to accurately guide the electron beam EB to a predetermined position on the wafer W, the surrounding magnetic field is not changed when the
According to the electron beam exposure apparatus EX of the present invention, since the
Further, since the
In addition, since the
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。 Note that the operation procedures shown in the above-described embodiment, or the shapes and combinations of the components are examples, and can be variously changed based on process conditions, design requirements, and the like without departing from the gist of the present invention. is there. For example, the present invention includes the following modifications.
例えば、エアアクチュエータ10における気体室13a,13bから排気される圧縮気体Aのみを回収する場合について説明したが、スライダ13の内面に設けられた大気開放ガードリング17、低真空排気ガードリング18、高真空排気ガードリング19から排気される圧縮気体Aを回収して、エア供給系30に戻してもよい。
For example, the case where only the compressed gas A exhausted from the
また、本発明が適用される露光装置としては、マスクを用いる構成には限らない。マスクを用いずに直接基板上にパターンを形成する構成としてもよい。
また、電子線露光装置には、限らない。電子ビームに替えて、g線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)やX線を用いることができる。
さらに、投影光学系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。
Further, the exposure apparatus to which the present invention is applied is not limited to a configuration using a mask. A pattern may be formed directly on the substrate without using a mask.
The electron beam exposure apparatus is not limited. Instead of the electron beam, g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 laser (157 nm) or X-ray can be used.
Further, the magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system.
また、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを露光し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置を用いてもよい。
また、本発明が適用される露光装置として、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置を用いてもよい。
Alternatively, a step-and-repeat type exposure apparatus that exposes the mask pattern while the mask and the substrate are stationary and sequentially moves the substrate stepwise may be used.
Further, as an exposure apparatus to which the present invention is applied, a proximity exposure apparatus that exposes a mask pattern by bringing a mask and a substrate into close contact without using a projection optical system may be used.
また、露光装置の用途としては半導体デバイス製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適用できる。 Further, the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device. For example, an exposure apparatus for liquid crystal that exposes a liquid crystal display element pattern on a square glass plate and a thin film magnetic head are manufactured. Therefore, the present invention can be widely applied to an exposure apparatus.
また、投影光学系としては、電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いる場合の他、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レーザやX線を用いる場合は反射屈折系または反射系の光学系を用いる(このとき、レチクルも反射型タイプのものを用いる)。 In addition to using an electron optical system consisting of an electron lens and a deflector as the projection optical system, when using far ultraviolet rays such as an excimer laser, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material. When an F 2 laser or X-ray is used, a catadioptric system or a reflective optical system is used (at this time, the reticle is also of a reflective type).
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。
また、ウエハステージの移動により発生する反力は、カウンタマスをウエハステージの移動方向と逆方向に移動させることにより相殺させてもよい。
The reaction force generated by the movement of the wafer stage may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475.
The reaction force generated by the movement of the wafer stage may be canceled by moving the counter mass in the direction opposite to the movement direction of the wafer stage.
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。 The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224.
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。 An exposure apparatus to which the present invention is applied assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
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。 In addition, in the semiconductor device, the process of designing the function and performance of the device, the process of manufacturing a mask (reticle) based on this design step, the process of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus of the above-described embodiment It is manufactured through a wafer processing process for exposing a pattern to a wafer, a device assembly process (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection process, and the like.
10,20 エアアクチュエータ(駆動部)
30 エア供給系(高圧ガス供給部)
33,43 フィルタ
40 エア循環系(高圧ガス循環部)
44 調温器(調温部)
45 調湿器(調湿部)
50 ステージ装置
52 テーブル
120 レチクルステージ(ステージ装置,マスクステージ)
140 ウエハステージ(ステージ装置,基板ステージ)
A 圧縮気体(高圧ガス)
G 所定ガス
R レチクル(板状体,マスク)
W ウエハ(板状体,基板)
PA パターン
EB 電子ビーム(電子線)
EX 電子ビーム露光装置(電子線露光装置)
10, 20 Air actuator (drive unit)
30 Air supply system (high pressure gas supply part)
33, 43
44 Temperature controller (temperature control section)
45 Humidifier (humidity control section)
50
140 Wafer stage (stage device, substrate stage)
A Compressed gas (high pressure gas)
G Predetermined gas R Reticle (plate, mask)
W wafer (plate, substrate)
PA pattern EB Electron beam (electron beam)
EX Electron beam exposure system (electron beam exposure system)
Claims (10)
高圧ガスを供給する高圧ガス供給部と、
供給された前記高圧ガスを回収するとともに、回収した前記高圧ガスを前記高圧ガス供給部に送気する高圧ガス循環部と、
を備えることを特徴とするエアアクチュエータ。 In an air actuator used in a vacuum environment or a predetermined gas environment,
A high pressure gas supply section for supplying high pressure gas;
A high-pressure gas circulation unit that collects the supplied high-pressure gas and supplies the collected high-pressure gas to the high-pressure gas supply unit;
An air actuator comprising:
前記テーブル部を移動させる駆動部に、請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載のエアアクチュエータが用いられることを特徴とするステージ装置。 In a stage apparatus having a table portion that is movable by placing a plate-like body,
A stage apparatus using the air actuator according to any one of claims 1 to 6 as a driving unit for moving the table unit.
前記マスクステージと前記基板ステージの少なくとも一方に、請求項7に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus having a mask stage for holding a mask and a substrate stage for holding a substrate, and exposing the pattern formed on the mask to the substrate,
An exposure apparatus using the stage apparatus according to claim 7 for at least one of the mask stage and the substrate stage.
10. A device manufacturing method including a lithography process, wherein the exposure apparatus according to claim 8 or 9 is used in the lithography process.
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