JP2006005138A

JP2006005138A - 移動装置

Info

Publication number: JP2006005138A
Application number: JP2004179500A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tanaka; 英雄田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】本発明は、新たな減衰機構を露光装置に設けることなく、本体定盤系の振動、及び変形を抑制し、より高精度、かつ高生産性を実現した露光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】露光装置内の移動装置において、一回のスキャン露光行程の後、次の露光領域に該移動装置をスキャン方向と直角方向に移動させ位置決めしている間に、本体定盤にスキャン駆動によって発生した振動、及び変形を低減させるように、該定盤振動に対して該移動装置を逆位相となるように駆動させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体リソグラフィ工程等の高精度の加工に好適に用いられる移動装置に関する。

露光装置は、高精度、かつ高速でステージを駆動させるため、その駆動で発生する反力が装置に及ぼす振動が問題となる。特にステップアンドスキャン型の露光装置においては、各露光シーケンスごとに、スキャン方向に高速でウエハーステージ、レチクル（マスク）ステージ、さらにマスキング結像系のブレードをスキャン方向と垂直方向に駆動することになり、本体定盤系に与える振動、及び変形は従来よりも増大している。さらに、ウエハーの大型化に伴うステージ重量の増加、スループットアップのためのステージスピード増加に伴い、ますますステージ駆動によって励起される振動は問題となっている。

そこで露光装置には、ステージを支える本体定盤にステージ駆動時の反力による振動が伝わらないように、反力受けや、カウンターマス機構を用いるのが一般的である。前者反力受けは、特開平１０−０５０５８６号公報にあるように、本体定盤とは別の構造体と本体定盤、もしくは本体定盤とは別の構造体と本体定盤に弾性支持されたステージ駆動用リニアモータの固定子を連結し、ステージ駆動時の反力に見合う力をその連結部に外部より入力することで、本体定盤の振動を押さえる機構をもっている。後者カウンターマス機構は、ステージ駆動用リニアモータ固定子をステージと同様に本体定盤上で平面に自由に動くように案内する機構である。ステージ駆動時の反力を受けて固定子がカウンターマスとして作用し、ステージ稼動部と固定子との質量比に従ってステージ駆動方向とは逆向きの運動をすることで駆動時の反力を相殺し、ステージ外部に駆動時の反力を出さないシステムである。

しかし、実際にはいずれの機構においても必ず反力の漏れが存在し、その漏れによって定盤の振動、及び変形が励起され、更なるステージの位置決め精度向上、及びスループットアップへの障害となる可能性があった。
特開平１０−０５０５８６号公報

反力受け機構や、カウンターマス機構を採用する事で、ステージ駆動時に本体定盤に入る振動を理論上ゼロにすることが可能だが、実際には１００％振動を相殺することは不可能である。そのため必ずステージ駆動時の反力の漏れが存在し、本体定盤に振動、及び変形を与えている。

さらに、近年、露光装置設置床の振動に対する露光装置の振動抑制効果を高めるため、本体定盤系を支える除振装置の低固有振動数化、つまり低剛性化が進んでおり、ステージ駆動時の定盤の振動を抑える制振性は低くなっている。そのためステージ駆動時の反力の漏れによって、振動が励起されやすく、問題となっている。

また、露光装置の一層の巨大化に伴い、本体構造体の剛性は低下していく傾向にあり、ステージスキャン時に励起される本体構造体の弾性モードの影響が大きくなっており、ステージの更なる位置決め精度の向上の障害となっている。

本発明が目的とするところは、新たな減衰機構を露光装置に設けることなく、上記の本体定盤系の振動、及び変形を抑制し、より高精度、かつ高生産性を実現した露光装置を提供することである。

ステップアンドスキャン型露光装置において、ウエハー上の１つの露光領域での１回のスキャン露光が終了した後に、次の露光領域へとウエハーをスキャン方向と直角に移動させ位置決めを行っている間に、ウエハーステージの制御ループを切り替え、本体定盤に取付けられた加速度計の信号をモニタし、定盤の振動を低減するような振動を与えるようにステージを駆動することによって、定盤振動、及び変形を早く収束させ、次の露光領域でのスキャン露光に定盤の振動が悪影響を与えないようにする。スキャン時に励起される主な振動は、スキャン方向振動、及びスキャン方向へのピッチング振動であり、スキャン方向と直角に移動しながら次の露光領域へ位置決めを行っているウエハーステージを、スキャン方向に振動させ定盤振動を制御することになるため、位置決め時間に悪影響を与えない。

さらに、ウエハーステージが次のショットへ移動している待ち時間の間に、レチクル（マスク）ステージにおいても、ウエハーステージと同様に本体定盤の加速度をモニタし、フィードバックループを用いて、定盤振動、及び変形を低減するように、例えば逆位相になるようにレチクルステージを駆動することも可能である。同時に、マスキング結像系のブレードも、周辺の振動を打ち消すように駆動することも可能である。また上記のどの移動装置にあっても、定盤振動制御時は、反力受けを採用している移動装置においては、ステージの反力受けを作動させず、反力が定盤に伝わるよう制御系を切り替える。同様に、固定子をカウンターマスとして使用するシステムにおいては、固定子をリニアモータ等でサーボロックすることによって、定盤にステージ駆動の反力を伝え振動を打ち消すように作用させる。

また、定盤振動制御時のステージは、上記の定盤上に設置した加速度計を利用したフィードバックループであっても良いが、あらかじめウエハー上のすべての露光領域での１回のスキャン後の本体定盤振動を測定し、定盤振動を抑制するのに必要な非露光時ステージの駆動パターンを求め、ステージの駆動指令パターンを与える方法でも良い。

ステージの駆動に起因する定盤の変位、変形を、新たな減衰機構を付加することなく低減することが出来、位置決め精度、及びスループットの更なる向上が容易に可能となる。

以下、図に基づいて本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の移動装置の第一実施例を示す図である。ウエハーステージ５、レチクルステージ８は、それぞれウエハーステージ定盤３、鏡筒定盤７上のレチクルステージ定盤１０で静圧を利用したエアベアリングを用いて非接触で案内されている。各定盤は、ウエハーステージダンパ４、鏡筒ダンパ６で装置設置床の振動を絶縁するように支持されている。

本発明の実施例を、まずウエハーステージ５について説明する。ウエハーステージはスキャン露光時に図中Ｙ方向に高速で稼動する。そのステージの加減速時に発生する反力をウエハーステージ反力受け９で低減させる。１回のスキャン露光終了後、ウエハーステージは図中Ｘ方向にステップし、次の露光領域へと移動するが、そのＸステップを行っている間にウエハーステージ定盤上の加速度計１２を用いて、定盤の振動をモニタし、定盤の振動が最小となるようにステージの駆動指令値に定盤加速度をフィードバックし制御を行う。なおこの定盤振動制御時は、通常のステージ制御系とは異なる本制御系に切り替え、さらに反力受けを作用しない状態にし、ステージ駆動の反力が定盤に全て伝達するようにする。加速度計は、不図示の複数個を用いることも可能である。スキャン後に残留している振動は、主にスキャン方向に起因するものであり、本発明はその振動を抑制することを最重点としているが、ステージが駆動可能なすべての方向に対して、定盤の振動と逆位相の振動を与えることで、定盤振動を低減する効果を得ることが当然可能である。例えば、定盤にチルト方向の振動があった場合、ステージを同じく逆位相でチルト駆動することで、振動を低減することも可能である。

また、フィードバックループを組まずに、あらかじめウエハーの各ショットでステージを１回スキャンした時の定盤の振動を測定し、その定盤の振動を最小にするための振動を与えるためのステージの駆動パターン（例えば、定盤振動に対して逆位相の振動）を計算し、１回のスキャンが終了するごとにステージの位置に適合した駆動パターンを随時実行して定盤の残留振動を低減しても良い。

なお、上記説明はウエハーステージのみに限って行ったが、レチクルステージ、また不図示のマスキング結像系のブレードについても同様にウエハーステージのＸステップ中に定盤の振動を抑制するための駆動を行うことが可能である。

図２は本発明の移動装置の第一実施例を示す図である。なお、図１と同じ構成要素には図１と同じ番号を付してある。

ウエハーステージを駆動するリニアモータ１４が固定子であると同時に、定盤上に静圧を用いたエアベアリングで非接触に案内されており、ステージを加減速する際に生じる反力をキャンセルするためにステージの慣性力の方向に動くカウンターマスとして機能する。同様に、レチクルステージリニアモータ固定子１５もカウンターマスとして機能する。第一の実施例と同様に、ステージ定盤上に設置した加速度計で定盤振動をモニタし、スキャン後の定盤の残留振動を最小とし、次のスキャンに悪影響を及ぼさないように、ステージＸステップ中のステージ駆動指令値にフィードバックする。また、フィードバックループを組まずに、あらかじめスキャン後の定盤振動を測定し、計算した駆動パターンを随時実行しても良い。カウンターマスには、固定子移動量を補正するための不図示の位置補正リニアモータが取付けられているが、スキャン後の定盤残留振動を低減するためにステージを駆動する際には、固定子を定盤に対してロックするように位置補正リニアモータを使用する。なお、第二実施例においても、レチクルステージ、また不図示のマスキング結像系のブレードについても同様にウエハーステージのＸステップ中に定盤の振動を抑制するための駆動を行うことが可能である。

本発明の移動装置の第一実施例を示す。本発明の移動装置の第二実施例を示す。

符号の説明

１露光装置設置床
２ベースフレーム
３ウエハーステージ定盤
４ウエハーステージダンパ
５ウエハーステージ
６鏡筒ダンパ
７鏡筒定盤
８レチクルステージ
９ウエハーステージ反力受け
１０レチクルステージ反力受け
１１反力受け構造体
１２加速度計
１３レチクルステージ定盤
１４ウエハーステージリニアモータ固定子
１５レチクルステージリニアモータ固定子

Claims

露光装置内の移動装置において、一回のスキャン露光行程の後、次の露光領域に該移動装置をスキャン方向と直角方向に移動させ位置決めしている間に、本体定盤にスキャン駆動によって発生した振動、及び変形を低減させるように、該定盤振動に対して該移動装置を逆位相となるように駆動させることを特徴とする移動装置。
前記移動装置は、非露光時には次の露光領域への位置決めを行いながら、定盤振動に対して逆位相の駆動に限らず、本体定盤加速度をフィードバックし、定盤振動を低減するための駆動をすることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
前記移動装置は、あらかじめ移動装置の駆動指令パターンとして、前記定盤振動と逆位相となる移動装置の駆動パターンとして組み込み、それに従って駆動することを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
前記移動装置の駆動時の反力をキャンセルするシステムを併せ持つ移動装置において、スキャン露光後の定盤振動を低減させる過程において、前記反力キャンセルシステムを稼動させずに該移動装置を駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の移動装置。
前記移動装置のリニアモータ固定子をカウンターマスとして使用し、前記移動装置の駆動時の反力を前記固定子を駆動方向と反対に動かし、定盤振動を低減させる過程においては、該固定子をロックして該移動装置を駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の移動装置。