JP2007043203A - Exposure apparatus, device manufacturing method using it, and stage apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造工程において用いられる露光装置に係り、特にレチクルパターンをシリコンウエハ上に投影して転写する投影露光装置に関するものであり、なかでもレチクルパターンをウエハ上に投影露光する際、レチクルとシリコンウエハとを投影露光系に対して同期して走査する走査露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus used in a semiconductor manufacturing process, and more particularly to a projection exposure apparatus for projecting and transferring a reticle pattern onto a silicon wafer, and in particular, when performing reticle exposure of a reticle pattern on a wafer. The present invention relates to a scanning exposure apparatus that scans a silicon wafer and a silicon wafer in synchronization with a projection exposure system.
従来、一括露光方式の露光装置(ステッパ)では、投影光学系がレンズによって構成されている場合、結像領域は円形状となる。しかし、半導体集積回路は一般的に矩形形状であるため、一括露光の場合の転写領域は、投影光学系の有する円の結像領域に内接する矩形の領域となる。従って、最も大きな転写領域でも一辺が円の直径の1/√2の正方形である。 Conventionally, in a batch exposure type exposure apparatus (stepper), when the projection optical system is constituted by a lens, the imaging region is circular. However, since the semiconductor integrated circuit is generally rectangular, the transfer area in the case of collective exposure is a rectangular area inscribed in the imaging area of the circle of the projection optical system. Therefore, even in the largest transfer region, one side is a square of 1 / √2 of the diameter of the circle.
これに対して、投影光学系の有する円形状の結像領域のほぼ直径の寸法を有するスリット形状の露光領域を用いて、レチクルとウエハとを同期させながら走査移動させることによって、転写領域を拡大させる走査露光方式(ステップアンドスキャン方式)が提案されている。この方式では、同一の大きさの結像領域を有する投影光学系を用いた場合、投影レンズを用いて従来のステッパより大きな各転写領域ごとに一括露光を行なうことができる。すなわち、走査方向に対しては光学系による制限がなくなるので走査ステージのストローク分だけ確保することができ、走査方向に対して直角な方向には従来のステッパの略√2倍の転写領域を確保できる。 On the other hand, the transfer area is enlarged by scanning and moving the reticle and wafer in synchronism using the slit-shaped exposure area having the diameter of the circular image formation area of the projection optical system. A scanning exposure method (step-and-scan method) has been proposed. In this system, when a projection optical system having an imaging region of the same size is used, it is possible to perform batch exposure for each transfer region larger than a conventional stepper using a projection lens. That is, since there is no restriction by the optical system in the scanning direction, it can be ensured by the stroke of the scanning stage, and a transfer area approximately √2 times that of the conventional stepper is ensured in the direction perpendicular to the scanning direction. it can.
半導体集積回路を製造するための露光装置は、高い集積度のチップの製造に対応するために、転写領域の拡大と解像力の向上が望まれている。より小さい投影光学系を採用できることは、光学性能上からも、コスト的にも有利であり、ステップアンドスキャン方式の露光方法は、今後の露光装置の主流として注目されている。 An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit is desired to expand a transfer region and improve resolution in order to cope with manufacture of a highly integrated chip. The adoption of a smaller projection optical system is advantageous in terms of optical performance and cost, and the step-and-scan type exposure method is attracting attention as a mainstream of future exposure apparatuses.
このようなステップアンドスキャン方式の露光装置の概略を図14に示す。図14に示す露光装置は、レチクルステージ101上のレチクル基板102のパターンの一部を投影光学系12を介してウエハステージ7上のウエハ6に投影し、投影光学系12に対し相対的にレチクル基板102とウエハ6をY方向に同期走査することにより、レチクル基板102のパターンをウエハステージ7上のウエハ6に投影する。このスキャン露光を、ウエハ6上の複数の転写領域(ショット)に対して繰り返し行なうためのステップ移動を介在させながら行なうステップアンドスキャン型の露光装置である。
An outline of such a step-and-scan exposure apparatus is shown in FIG. The exposure apparatus shown in FIG. 14 projects a part of the pattern of the
レチクルステージ101は、図15に詳細を示すように、その両側に対称に設けられたリニアモータ103A,B,C,DによってY方向へ駆動する。103A,103Bは前記レチクルステージ101を駆動するコイル、103C,103Dは前記コイル103A,103Bに対して磁界を印加するマグネットからなる磁気回路のヨークである。
As shown in detail in FIG. 15,
以上の従来の露光装置により露光を行なう際、レチクルステージ101のY方向への走査移動に伴って、図16,17に示すようにレチクルステージ101が走査を開始する前の状態(図17(2))では、レチクルステージ101の荷重重心位置はY方向でステージ端面からCの寸法位置にあるが、走査露光を行ないレチクルステージ101がY方向に移動した直後の状態(図17(3))では、レチクルステージ101の荷重重心位置はステージの移動に伴いY方向のステージ端面からDの寸法位置に移動する。また、レチクルステージ101は走査露光を行なった後は再び図17(4)に示す位置に戻り、次の露光に備える。つまり走査露光に伴い、以上のレチクルステージ101の移動と同期して、レチクルステージ101の荷重重心は走査露光前後でY方向にC寸法からD寸法の間で移動し、図17(5)に示すようにレチクルステージ101から、レチクルステージ101を支持している構造体113に対して荷重WC および荷重WD を前記位置CおよびDにて印加することになる。その際、構造体113の上面板はZ方向に変位して寸法ΔZのたわみ変形が生じ、構造体113の変形を伴い走査露光することになる。このように構造体113の変形を伴うことにより、前記レチクルステージ101の傾きおよび縮小露光系の支持系および露光光学系全体のひずみを発生させ、露光精度を悪化させる欠点があった。
When exposure is performed by the conventional exposure apparatus described above, as shown in FIGS. 16 and 17, the
また、従来の露光装置により露光を行なう際、図18に示すようにレチクルステージ101の走査に伴い、レチクルステージ101を移動させるリ二アモータコイル103Bとヨーク103Dに推力とそれに対する反力が発生する。例えば、レチクルステージ101の走査開始時には図18(1)に示すように、リニアモータコイル103B(103A)に推力Fmが発生し、それに伴い固定側のヨーク103D(103C)には反力Fm'が発生する。また、ヨーク103D(103C)に発生した反力Fm'はヨーク103D(103C)が固定されている構造体113に対して一体的に働き、構造体113を−Y方向に移動させる方向に反力を発生させ、微少変位および振動を構造体113ならびに鏡筒定盤11(図14)に発生させる。
Further, when exposure is performed by a conventional exposure apparatus, thrust and reaction force are generated in the
ここでこの微少変位および振動は走査露光系に対しては外乱として働き、走査露光時にレチクルステージ101とウエハステージ7との同期走査を行なう際に、安定な露光精度を確保する露光制御系に対して制御を不安定にする要因になる欠点があった。
Here, the minute displacement and vibration act as disturbances for the scanning exposure system, and for the exposure control system that ensures stable exposure accuracy when performing synchronous scanning of the
これに対して、特開平3−21894号公報や特開平3−107639号公報に開示される装置では、レチクルではないが、ウエハを保持するウエハステージの移動方向と逆ベクトル方向に移動するバランサを設け、ウエハステージの加減速に伴う振動を軽減する技術を開示している。
しかしながら、これらに開示される装置では、ステージの駆動源とバランサの駆動源とが全く別ものであるため、さらには駆動源には送りネジ機構を用いているために、装置の大型化や重量増大を招くという問題を有している。また、ステージの重心の移動軸とバランサの重心の移動軸とが一致していないので、ステージとバランサのそれぞれの反力の作用軸は一致しない。そのため、移動時には両者の間でモーメント力が発生するため、完全なバランスは難しいという問題を有している。これらの問題は、ウエハステージよりも重心位置の高いレチクルステージにおいては、より深刻となる。 However, in the devices disclosed in these, the stage drive source and the balancer drive source are completely different, and further, because the drive source uses a feed screw mechanism, the size and weight of the device are increased. It has the problem of causing an increase. Further, since the axis of movement of the center of gravity of the stage and the axis of movement of the center of gravity of the balancer do not match, the reaction axes of the reaction forces of the stage and balancer do not match. For this reason, a moment force is generated between the two at the time of movement, so that there is a problem that perfect balance is difficult. These problems become more serious in the reticle stage having a higher center of gravity than the wafer stage.
本発明では、上記従来例をより改良するもので、レチクルステージの走査時に発生するレチクルステージの荷重重心移動に伴う構造体の変形、および走査露光時のリニアモータ固定側ヨークに生じる反力による構造体および鏡筒定盤の微少変位および振動を無くし、露光装置に用いられた際に装置トータルのスループットや露光精度を向上させることが可能なステージ装置およびこのようなステージ装置を用いた露光装置を提供することを目的とする。 In the present invention, the above conventional example is further improved, and the structure is caused by the deformation of the structure accompanying the movement of the load center of gravity of the reticle stage that occurs during the scanning of the reticle stage, and the reaction force that occurs in the linear motor fixed side yoke during the scanning exposure. A stage apparatus capable of eliminating minute displacement and vibration of the body and the lens barrel surface plate and improving the total apparatus throughput and exposure accuracy when used in an exposure apparatus, and an exposure apparatus using such a stage apparatus The purpose is to provide.
上記目的を達成するために本発明の露光装置は、原版面に描かれたパターンを投影光学系を介してスリット状に基板に投影し、該投影光学系に対し前記原版と基板を相対的に走査することにより前記原版のパターンを前記基板に露光する露光装置において、前記原版を保持する原版ステージの走査方向と逆方向に移動可能な可動部が設けられ、走査露光時に前記原版ステージと該可動部を実質上同じ軸上を互いに逆方向に同期して移動することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an exposure apparatus of the present invention projects a pattern drawn on an original surface onto a substrate in a slit shape via a projection optical system, and the original plate and the substrate are relative to the projection optical system. In the exposure apparatus that exposes the pattern of the original plate on the substrate by scanning, a movable portion that is movable in a direction opposite to the scanning direction of the original stage holding the original plate is provided, and the original stage and the movable portion are movable during scanning exposure. The parts are moved on the substantially same axis in synchronization with each other in opposite directions.
本発明の実施の一形態によれば、レチクルステージの走査移動方向と実質同軸上を逆向きに移動する可動部および駆動手段(ダイナミックダンパ)を、レチクルステージガイド、および磁気回路の固定側ヨーク(可動側にコイルが設けられた場合)またはコイル支持部材(可動側にマグネットが設けられた場合)を共用するように設けている。 According to one embodiment of the present invention, a movable part and a driving means (dynamic damper) that move in a direction substantially coaxial with the scanning movement direction of the reticle stage, a reticle stage guide, and a fixed side yoke ( A coil support member (when a magnet is provided on the movable side) or a coil support member (when a coil is provided on the movable side) is provided.
上記の構成により、従来例で問題となっていた、レチクルステージの走査に伴う、レチクルステージユニットの荷重重心位置の移動およびリニアモータ固定側に生ずる反力を相殺するように前記可動部を移動制御し、ダイナミックダンパとして働かせることにより、従来例の問題を解決することができる。 With the above configuration, the movable portion is moved and controlled so as to cancel out the movement of the load center of gravity of the reticle stage unit and the reaction force generated on the fixed side of the linear motor, which has been a problem in the conventional example, due to the scanning of the reticle stage. However, the problem of the conventional example can be solved by acting as a dynamic damper.
以上のように、走査露光時、原版を走査するためのステージの移動による、露光装置の構造体や鏡筒定盤の変形や微少変位や振動を従来以上に防止または低減することができ、安定した同期走査露光を可能とし、露光精度とスループットの向上を計ることができる。また、前記走査ステージを駆動することによる反力を装置外に逃がす等の大掛かりな構造体が不要なため、露光装置をコンパクトに構成することが可能になる。 As described above, at the time of scanning exposure, deformation, minute displacement and vibration of the structure of the exposure apparatus and the lens barrel surface plate due to movement of the stage for scanning the original plate can be prevented or reduced more than before, and stable. Thus, the synchronized scanning exposure can be performed, and the exposure accuracy and the throughput can be improved. In addition, since a large structure such as a reaction force caused by driving the scanning stage to escape outside the apparatus is unnecessary, the exposure apparatus can be made compact.
以下に本発明の実施例を説明する。図1は本発明の一実施例に係る露光装置の外観を示す斜視図、図2R>2は図1の露光装置を側面方向から見た様子を模式的に示した図である。 Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2R> 2 is a view schematically showing the exposure apparatus of FIG. 1 as viewed from the side.
これらの図に示すように、この露光装置は、レチクルステージ1の上のレチクル基板2のパターンの一部を投影光学系12を介して、ウエハステージ7上のウエハ6に投影し、投影光学系12に対し相対的にレチクル基板2とウエハ6をY方向に同期走査することにより、レチクル基板2のパターンをウエハステージ7上のウエハ6に転写し、このY方向への同期走査およびそれによるレチクルパターンの転写をウエハ6上の複数の転写領域(ショット)に対して、繰り返し行なうためのステップ移動を介在させながら行なうステップアンドスキャン型の露光装置である。
As shown in these drawings, this exposure apparatus projects a part of a pattern of a
レチクルステージ1はリニアモータ3A,3BによってY方向へ駆動し、ウエハステージ7のXステージ7Bは不図示のリニアモータによってX方向に駆動し、Yステージ7Cは不図示のリニアモータによってY方向へ駆動するようになっている。
また、本実施例では図5および図6に示すように、レチクルステージ1のY方向ガイドに前記レチクルステージ1の走査移動方向とは180゜逆向きに移動可能に、かつ、およそレチクルステージ1およびレチクル基板2を合わせた荷重を持つ可動部4が設けられ、該可動部4の両側にはリニアモータコイル5A,5Bが設けられ、前記リニアモータ3のヨーク3C,3Dを共用して可動部4を駆動する。
Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the Y stage guide of the
前記リニアモータコイル5A側の外側にはリニアモータコイル5AのY方向の位置を検出する位置センサ5Cが設けられ、レチクルステージ1が走査移動する際、リニアモータコイル5Aの位置(すなわち可動部4の位置)を該位置センサ5Cにて検出するとともにレチクルステージ1のY方向位置をレーザ干渉計16にて計測し、それぞれの検出および計測信号よりレチクルステージ1と可動部4の移動距離および移動速度が制御されながら駆動される。
A
図1および図2を参照して、レチクル基板2およびウエハ6の同期走査は、レチクルステージ1およびYステージ7CをY方向へ一定の速度比率(例えば4:−1、「−」は向きが逆であることを示す)で駆動させることにより行なう。また、X方向へのステップ移動はXステージ7Bにより行なう。Xステージ7BにはZ方向への移動およびZ軸回りのθ調整を行なうZステージ7Aが設けられている。ウエハステージ7は、ステージ定盤8上に設けられ、ステージ定盤8はベースフレーム9に対して高精度に水平に置かれている。レチクルステージ1および投影光学系12は鏡筒定盤11上に設けられ、鏡筒定盤11は床等に設置されたベースフレーム9上に支持されている。ダンパ10は床などからベースフレーム9に伝わる外乱振動を、アクティブに制振もしくは除振するアクティブダンパであるが、パッシブダンパを用いてもよく、あるいはダンパを介せずに支持してもよい。
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, in the synchronous scanning of
また、この露光装置は、ウエハステージ7上のウエハ6が投影光学系12のフォーカス面に位置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを備えている。すなわち、図2に示すように、鏡筒定盤11に固定された投光手段14によりウエハ6に対して斜め方向から光を照射し、その反射光の位置を受光手段15により検出することにより投影光学系の光軸方向のウエハ表面の位置が検出される。
The exposure apparatus also includes a focus sensor for detecting whether the
また、不図示のレーザ干渉計光源から発せられた光がレチクルステージ用Y方向レーザ干渉計16に導入される。そして、Y方向レーザ干渉計16に導入された光は、レーザ干渉計16内のビームスプリッタ(不図示)によってレーザ干渉計16内の固定鏡(不図示)に向かう光とY方向の移動鏡(不図示)に向かう光とに別れる。Y方向移動鏡に向かう光は、Y方向測長光路を通ってレチクルステージ1に固定されたY方向移動鏡に入射する。ここで反射された光は再びY方向測長光路を通ってレーザ干渉計内のビームスプリッタに戻り、固定鏡で反射された光と重ね合わされる。このときの光の干渉の変化を検出することによりY方向の移動距離を測定する。このようにして、計測された移動距離情報は、図示しない走査制御装置にフィードバックされ、レチクルステージ1の走査位置の位置決め制御がなされる。
Further, light emitted from a laser interferometer light source (not shown) is introduced into the Y-
また、レーザ干渉計光源(不図示)から発せられた光がウエハステージ用Y方向レーザ干渉計17に導入される。そして、Y方向レーザ干渉計17に導入された光は、レーザ干渉計17内のビームスプリッタ(不図示)によってレーザ干渉計17内の固定鏡(不図示)に向かう光とY方向の移動鏡(不図示)に向かう光とに別れる。Y方向移動鏡に向かう光は、Y方向測長光路を通ってウエハステージ7に固定されたY方向移動鏡に入射する。ここで反射された光は再びY方向測長光路を通ってレーザ干渉計17内のビームスプリッタに戻り、固定鏡で反射された光と重ね合わされる。このときの光の干渉の変化を検出することによりY方向の移動距離を測定する。このようにして、計測された移動距離情報は、図示しない走査制御装置にフィードバックされ、ウエハステージ7の走査位置の位置決め制御がなされる。
Further, light emitted from a laser interferometer light source (not shown) is introduced into the Y-
また、上記Y方向の測定と同じく、レーザ干渉計光源(不図示)から発せられた光がウエハステージ用X方向レーザ干渉計(不図示)に導入され、X方向レーザ干渉計に導入された光は、レーザ干渉計内のビームスプリッタ(不図示)によってレーザ干渉計内の固定鏡(不図示)に向かう光とX方向の移動鏡(不図示)に向かう光とに別れる。X方向移動鏡に向かう光は、X方向測長光路を通ってウエハステージ7に固定されたX方向移動鏡に入射する。ここで反射された光は再びX方向測長光路を通ってレーザ干渉計内のビームスプリッタに戻り、固定鏡で反射された光と重ね合わされる。このときの光の干渉の変化を検出することによりX方向の移動距離を測定する。このようにして、計測された移動距離情報は、図示しない走査制御装置にフィードバックされ、ウエハステージ7の走査位置の位置決め制御がなされる。
Similarly to the measurement in the Y direction, light emitted from a laser interferometer light source (not shown) is introduced into an X direction laser interferometer (not shown) for a wafer stage, and is introduced into the X direction laser interferometer. Is separated into light directed to a fixed mirror (not shown) in the laser interferometer and light directed to a moving mirror (not shown) in the X direction by a beam splitter (not shown) in the laser interferometer. The light traveling toward the X-direction moving mirror enters the X-direction moving mirror fixed to the
13は前記レチクルステージ1の駆動手段であるリニアモータの固定側に設けられたヨーク3C,3D(固定子)を支持固定する構造体で、前記鏡筒定盤11上に搭載されている。
不図示のウエハ搬送手段により、装置前面の搬送経路を経てウエハステージ7上にウエハ6が搬入され、所定の位置合わせが終了すると、露光装置は走査露光およびステップ移動を繰り返しながら、ウエハ6上の複数の露光領域に対してレチクル基板2のパターンを露光転写する。走査露光に際しては、レチクルステージ1およびYステージ7CをY方向(走査方向)へ所定の速度比で移動させて、スリット状の露光光でレチクル基板2上のパターンを走査するとともに、その投影像でウエハ6を走査することにより、ウエハ6上の所定の露光領域に対してレチクル基板2上のパターンーを露光する。走査露光中、ウエハ6表面の高さは前記フォーカスセンサで計測され、その計測値に基づきウエハステージ7の高さとチルトがリアルタイムで制御されフォーカス補正が行なわれる。1つの露光領域に対する走査露光が終了したら、Xステージ7BをX方向へ駆動してウエハをステップ移動させることにより、他の露光領域を走査露光の開始位置に対して位置決めし、走査露光を行なう。なお、このX方向へのステップ移動と、Y方向への走査露光のための移動との組み合わせにより、ウエハ6上の複数の露光領域に対して順次効率良く露光が行なわれるように、各露光領域の配置、Yの正または負のいずれかへの走査方向、各露光領域への露光順等が設定されている。
When the
以上の構成で、レチクルステージ1にてレチクル基板2とウエハ6とを同期走査させる際に、図7(1)〜(4)に示すようにレチクルステージ1および可動部4がそれぞれ逆向きに移動する。ここで、図7(2)は走査露光開始時のレチクルステージ1および可動部4の位置で、レチクルステージユニット全体の荷重重心はステージ端部からのY方向距離Aの位置にある。さらにレチクルステージ1のコイル3A,3B(可動子)に駆動電流を流し走査露光させることに伴い、それに同期して前記可動部4もコイル5A,5B(可動子)に駆動電流が流されてレチクルステージ1とは逆方向に移動制御されることにより、結果としてレチクルステージユニット全体の荷重重心は、前記走査露光前の荷重重心と同じステージ端部からのY方向距離Aの寸法に変わらずにあることになる。
With the above configuration, when the
この時、図7(2)の位置から図7(3)の位置まで、前記荷重重心は連続的にステージ端部からのY方向距離Aの寸法に変わらずにある。さらに、走査露光後にレチクルステージ1が走査開始位置に戻されても、図8(4)に示すように、当然に前記荷重重心は連続的にステージ端部からのY方向距離Aの寸法に変わらずにある。
At this time, from the position of FIG. 7 (2) to the position of FIG. 7 (3), the center of gravity of the load is continuously unchanged in the dimension of the distance A in the Y direction from the stage end. Further, even if the
以上のように、本実施例に示したレチクルステージ1上に設けた可動部4をレチクル走査方向とは逆方向に走査移動させることにより、図7(1)および図10(1)に示すようにレチクルステージユニット全体の荷重WA の重心移動がなく、結果、図10(1)に示すように構造体13の上面板13Aを従来例(図8(2)および図10(2))のように荷重重心移動による変形をさせることなく安定に走査露光を行なうことができる。
As described above, as shown in FIGS. 7 (1) and 10 (1), the
以上の構成で、レチクルステージ1にてレチクル基板2とウエハ6とを同期走査させる際に、図9(1)〜(3)に示すようにレチクルステージ1および可動部4がそれぞれ逆向きに移動する。ここで、図9(1)は走査露光開始時のレチクルステージ1および可動部4の位置を示す。ここで走査開始時にはレチクルステージ1にはレチクルステージの両側に設けられたコイル3A,3Bに流された駆動電流により走査移動方向に推力Faが発生し、それと同時に前記リニアモータの固定側に設けられたヨーク3C,3Dに前記推力に対して相対する反力Fa'が発生している。また、可動部4は可動部の両側に設けられたコイル5A,5Bに、前記レチクルステージの駆動電流に同期して駆動電流が流されることにより可動部には推力Fdが発生し、可動部を前記レチクルステージ1の走査移動する方向とは180゜逆方向に移動させる。それと同時に前記リニアモータの固定側に設けられたヨーク3C,3Dに前記推力に対して相対する反力Fd'が発生する。この時、リニアモータヨークに発生する反力Fa'および反力Fd'はそれぞれ180゜逆方向に向かって発生し、かつ等しい反力が発生するため互いの反力ベクトルが相殺し合い、結果として前記リニアモータのヨーク3C,3Dに発生する反力はほぼ0になる。また、図9(2)に走査終了時の減速停止時の反推力Fbと同じく反力Fb'を示す。また可動部4の減速停止時の反推力Feおよび反力Fe'を示す。ここでも、上記走査開始時と同じく減速停止時にヨーク3C,3Dに発生するそれぞれの反力ベクトルは相殺され0になる。また、図9(3)に走査終了後に走査開始位置に戻る際の減速停止時の反推力Fcと同じく反力Fc'を示す。また可動部4の減速停止時の反推力Ffおよび反力Ff'を示す。ここでも、上記走査開始時と同じく減速停止時にヨーク3C,3Dに発生するそれぞれの反力ベクトルは相殺され0になる。以上のように、本実施例に示した走査露光では従来例のように、ヨークに発生する反力により構造体13および鏡筒定盤11に微少変位を与えたり、振動させたりすることが無くなり、安定に同期走査露光をすることができる。
With the above configuration, when the
以上に示した可動部4の移動制御方法を以下に示す。図3に可動部の制御系構成図を、図4にレチクルステージ駆動信号からレチクルステージヨークあるいは固定部への伝達率を各駆動周波数で計測した周波数特性を示す。図4において、実線はアクティブダンパ制御なしの場合(従来例)を、破線はアクティブダンパ制御ありの場合(本実施例)を示す。
The movement control method of the
図3に示すように、レチクルステージ1(図1)が走査方向に移動することにより、レチクルステージ用Y方向レーザ干渉計16により計測されたレチクルステージ1のY方向の移動位置アナログ信号が得られ、その移動位置アナログ信号がアンプ18により増幅され、A/Dコンバータ19でデジタル信号に変換され、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)20で演算処理され、ホストコンピュータ21にて制御情報として処理される。ホストコンピュータ21ではこれを元に、前述した可動部4とリニアモータコイル5A,5Bより構成されたアクティブダンパの制御情報をDSP20に出し、DSP20はアクティブダンパ制御信号であるデジタル信号を演算出力する。この演算出力は、さらにD/Aコンバータ22でデジタル信号からアナログ信号に変換され、そのアナログ信号がパワーアンプ23により前記リニアモータコイル5A,5Bを駆動するのに十分な電流値まで増幅される。そして、リニアモータコイル5A,5Bに駆動電流が印加され、可動部4がレチクルステージ1の走査移動に伴い発生するステージユニットの荷重重心移動およびリニアモータ固定側に発生する反力を相殺するように駆動制御される。
As shown in FIG. 3, when the reticle stage 1 (FIG. 1) moves in the scanning direction, an analog signal indicating the movement position of the
図4に、前述したアクティブダンパ制御をかけた場合とかけない場合での、レチクルステージ駆動信号からレチクルステージヨーク3C,3Dあるいは固定部への伝達率を各駆動周波数で計測した周波数特性を示す。ここで実線で示すカーブフィットはアクティブダンパ制御をかけない場合で、図に示すように周波数f1,f2,f3,f4 ,‥‥‥に、レチクルステージ1の駆動コイル3A,3Bを加振源としたときに前記反力により生ずるレチクルステージヨーク3C,3Dおよび固定側に生じる振動モード(1次モード、2次モード、3次モード、‥‥‥)が発生する。ここで、前述した可動部4およびリニアモータコイル5A,5Bよりなるアクティブダンパによる制御をかけた時の、カーブフィットを破線で示す。図に示したように、f1での共振ピークg1はアクティブダンパ制御によりピークg1'まで振幅が押え込まれているのが解る。同じくf2での共振ピークもg2からg2'へと押え込まれている。アクティブダンパの制御帯域を十分広げることにより、図4破線に示すように、第5次モード(f5)まで振動ピークをアクティブダンパで押え込むことが可能となる。
FIG. 4 shows frequency characteristics obtained by measuring the transmission rate from the reticle stage drive signal to the
以上のように、アクティブダンパの駆動制御をレチクルステージ1の走査移動位置を検出して行なうことにより、レチクルステージユニットに発生する反力を相殺することができる。
As described above, the reaction control generated in the reticle stage unit can be canceled by performing the drive control of the active damper by detecting the scanning movement position of the
上述においては、レチクルステージ1を駆動するリニアモータ3として固定側をヨーク、可動側をコイルとするものを用いた例を示したが、可動側をマグネット、固定側をコイルとするリニアモータを用いる場合も本実施例と同様の考え方を適用できることは勿論である。すなわち、この場合には、固定側のコイルを支持するコイル支持部材をアクティブダンパの磁気回路として共用すればよい。
In the above description, the
本実施例によれば、(1)レチクルステージの走査移動方向と逆向きに移動する可動部および駆動手段(ダイナミックダンパ)を、レチクルステージガイドおよび磁気回路の固定側ヨーク(可動側にコイルが設けられた場合)あるいはコイル支持部材(可動側にマグネットが設けられた場合)を共用するように設けることで、従来例で問題となっていた、レチクルステージの走査に伴う、レチクルステージユニットの荷重重心位置の移動およびリニアモータ固定側に生ずる反力を相殺するように前記可動部を移動制御し、ダイナミックダンパとして働かせることにより、レチクルステージユニット全体荷重の重心移動がなく、その結果、露光装置の構造体を変形をさせることなく安定に走査露光を行なうことができ、露光精度とスループットの向上を計れる効果がある。 According to the present embodiment, (1) the movable portion and the driving means (dynamic damper) that move in the direction opposite to the scanning movement direction of the reticle stage are provided, the reticle stage guide and the fixed side yoke of the magnetic circuit (the coil is provided on the movable side). ) Or a coil support member (when a magnet is provided on the movable side) is shared so that the load center of gravity of the reticle stage unit accompanying the scanning of the reticle stage has been a problem in the conventional example. The movement of the movable part is controlled so as to cancel the movement of the position and the reaction force generated on the fixed side of the linear motor, and by acting as a dynamic damper, there is no movement of the center of gravity of the entire reticle stage unit, resulting in the structure of the exposure apparatus. Stable scanning exposure without deforming the body, exposure accuracy and throughput There can be achieved the effect of improvement.
(2)また、レチクルステージの走査移動方向と逆向きに移動する可動部および駆動手段(ダイナミックダンパ)を、レチクルステージガイドおよび磁気回路の固定側ヨーク(可動側にコイルが設けられた場合)あるいはコイル支持部材(可動側にマグネットが設けられた場合)を共用するように設け、リニアモータヨークに発生する反力の反力ベクトルを相殺させ、ヨークに発生する反力により露光装置の構造体および鏡筒定盤に微少変位を与えたり、振動させたりすることが無くなり、安定な同期走査露光を可能とし、露光精度および装置のスループットを向上させる効果が得られる。 (2) Further, a movable part and a driving means (dynamic damper) that move in the direction opposite to the scanning movement direction of the reticle stage are used as a reticle stage guide and a fixed yoke of the magnetic circuit (when a coil is provided on the movable side) or A coil support member (when a magnet is provided on the movable side) is provided so as to share the counter force vector of the reaction force generated in the linear motor yoke, and the exposure apparatus structure and There is no need to give a minute displacement or vibration to the lens barrel surface plate, so that stable synchronous scanning exposure is possible, and the effect of improving the exposure accuracy and the throughput of the apparatus can be obtained.
(3)さらに、レチクルステージの移動時に発生する駆動反力をステージ内部で相殺することにより、反力を装置外に逃がす等の大掛かりな構造体が不要になるため、露光装置をコンパクトに構成することが可能になる。 (3) Furthermore, since the driving reaction force generated when the reticle stage is moved is canceled inside the stage, a large structure such as releasing the reaction force to the outside of the apparatus becomes unnecessary, so that the exposure apparatus is made compact. It becomes possible.
上記実施例では、レチクルステージの走査方向と逆方向に移動し、ダイナミックダンパとして働く可動部は、前記レチクルステージと同軸上の案内ガイドにより移動し、駆動手段も同一ヨークにて駆動していたが、他に図11(1)に示す様に、レチクルステージ1のリニアモータヨーク3E,3Fを共用する形で、案内ガイド3G,3Hを別に外側にそれぞれ持つ可動部4A,4Bを並列に設ける構成としてもよい。この構成でも、レチクルステージ1および可動部4A,4Bを走査移動させた際、図11(2),(3)に示すようにステージユニットの荷重重心はステージ端面からの寸法Eの位置から動くことなく走査露光を行なうことができる。また、レチクルステージ1が走査開始時に、レチクルステージ1の駆動コイル3A,3Bに駆動電流が流れ、それぞれのコイルに対して推力FiおよびFgが発生し、リニアモータヨーク3E,3Fには同時に反力Fi'およびFg'が発生する。またレチクルステージ1とは逆方向に可動部4A,4Bを駆動する電流がコイル5C,5Dに流れそれぞれのコイルに推力Fh,Fjが発生し同時にリニアモータヨーク3E,3Fに前記反力Fi'およびFg'に等しい大きさのFh'およびFj'が発生する。よって、リニアモータヨーク3E,3Fに発生した反力ベクトルの総和は相殺され、反力の発生はほぼ0となる。以上より、上述の実施例とほぼ等しい効果が得られる。
In the above embodiment, the movable portion that moves in the opposite direction to the scanning direction of the reticle stage and moves as a dynamic damper is moved by a guide guide coaxial with the reticle stage, and the driving means is driven by the same yoke. In addition, as shown in FIG. 11 (1),
(デバイス生産方法の実施例)
次に上記説明した露光装置または露光方法を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
(Example of device production method)
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus or exposure method will be described.
図12は微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示す。
ステップ1(回路設計)ではデバイスのパターン設計を行なう。
ステップ2(マスク製作)では設計したパターンを形成したマスクを製作する。
一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。
ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。
ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。
FIG. 12 shows a flow of manufacturing a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.).
In step 1 (circuit design), a device pattern is designed.
In step 2 (mask production), a mask on which the designed pattern is formed is produced.
On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon or glass.
Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer.
The next step 5 (assembly) is referred to as a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in
In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test.
Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).
図13は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。
ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。
ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。
ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。
ステップ15(レジスト処理)ではウエハにレジストを塗布する。
ステップ16(露光)では上記説明した露光装置または露光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光する。
ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。
ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造することができる。
FIG. 13 shows a detailed flow of the wafer process.
In step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized.
In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface.
In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition.
In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer.
In step 15 (resist process), a resist is applied to the wafer.
In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is arranged in a plurality of shot areas on the wafer and printed by exposure using the above-described exposure apparatus or exposure method.
In step 17 (development), the exposed wafer is developed.
In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. If the production method of the present embodiment is used, a large-sized device that has been difficult to manufacture can be manufactured at low cost.
1:レチクルステージ、2:レチクル基板、3A,3B:コイル、3C,3D:ヨーク、4:可動部、5A,5B:コイル、6:ウエハ、7:ウエハステージ、7A:Zステージ、7B,7C:リニアモータ、8:ステージ定盤、9:ベースフレーム、10:ダンパ、11:鏡筒定盤、12:投影光学系、13:構造体、14:投光手段、15:受光手段、16:レチクルステージ用Y方向レーザ干渉計、17:ウエハステージ用Y方向レーザ干渉計、18:アンプ、19:A/Dコンバータ、20:DSP(デジタルシグナルプロセッサ)、21:ホストコンピュータ、22:D/Aコンバータ、23:パワーアンプ、101:レチクルステージ、102:レチクル基板、103A,103B:コイル、103C,103D:ヨーク、113:構造体。 1: reticle stage, 2: reticle substrate, 3A, 3B: coil, 3C, 3D: yoke, 4: movable part, 5A, 5B: coil, 6: wafer, 7: wafer stage, 7A: Z stage, 7B, 7C : Linear motor, 8: Stage platen, 9: Base frame, 10: Damper, 11: Lens barrel platen, 12: Projection optical system, 13: Structure, 14: Light projecting means, 15: Light receiving means, 16: Y-direction laser interferometer for reticle stage, 17: Y-direction laser interferometer for wafer stage, 18: amplifier, 19: A / D converter, 20: DSP (digital signal processor), 21: host computer, 22: D / A Converter, 23: Power amplifier, 101: Reticle stage, 102: Reticle substrate, 103A, 103B: Coil, 103C, 103D: Yoke, 11 : Structure.
Claims (6)
A device manufacturing method comprising: manufacturing a device by a step of preparing and exposing the exposure apparatus according to claim 1.
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