JP2007266187A - ステージ装置、露光装置、デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】加減速移動時における板状部材の変形を抑止することができるステージ装置、それを用いた露光装置を提案する。
【解決手段】ステージ装置RSTは、保持面RHに板状部材Rを保持しつつ保持面RHに沿った所定方向Yに移動する移動体22と、保持面RHに保持された板状部材Rを所定方向Yに沿って付勢する付勢部16,17と、付勢部16,17による板状部材Rへの付勢力を制御して移動体22の加減速移動に伴う板状部材Rの変形を抑止する付勢力制御部と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】ステージ装置RSTは、保持面RHに板状部材Rを保持しつつ保持面RHに沿った所定方向Yに移動する移動体22と、保持面RHに保持された板状部材Rを所定方向Yに沿って付勢する付勢部16,17と、付勢部16,17による板状部材Rへの付勢力を制御して移動体22の加減速移動に伴う板状部材Rの変形を抑止する付勢力制御部と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、マスク等を保持しつつ移動するステージ装置、および露光処理、デバイスの製造方法に関する。
半導体素子等を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置(いわゆるスキャニングステッパ)などの逐次移動型の投影露光装置が主流となっている。
このような露光装置においては、レチクル(マスク)やウエハ(感光基板)等を真空吸着或いは静電吸着しつつ、2次元面内を移動可能なステージ装置が設けられている。例えば、レチクルを真空吸着する場合には、保持面に吸引路が設けられ、この吸引路に接続された負圧吸引装置により負圧吸引(真空吸引)することで、レチクルを保持面に吸着させ、その吸着力を垂直抗力とした静止摩擦力によって、レチクルを保持している。
このような露光装置においては、レチクル(マスク)やウエハ(感光基板)等を真空吸着或いは静電吸着しつつ、2次元面内を移動可能なステージ装置が設けられている。例えば、レチクルを真空吸着する場合には、保持面に吸引路が設けられ、この吸引路に接続された負圧吸引装置により負圧吸引(真空吸引)することで、レチクルを保持面に吸着させ、その吸着力を垂直抗力とした静止摩擦力によって、レチクルを保持している。
また、露光装置においては、生産性を高めるために、ステージ装置の移動時の加速度が大きくなる傾向にある。しかし、加速度が大きくなると、レチクルを保持する静止摩擦力の不足からレチクルが位置ずれてしまうので、例えば特許文献1に示すように、レチクルの側面を付勢する付勢装置を設ける技術が提案されている。
特開2002−343850号公報
露光装置に対する生産性向上の要請は依然として高い。例えば、ウエハの露光処理は、レチクルステージ装置及びウエハステージ装置が等速移動している時に行われるものであるが、これらのステージ装置の加減速時においても露光処理をすることで、スループットの向上を図りたいとの要請もある。
このように、ステージ装置の加減速時に露光処理を行う場合には、ステージ装置に載置されたレチクルが、ステージ装置の加減速に伴って撓んで(変形して)しまう場合があるので、これを防止(矯正)する必要がある。
しかしながら、従来の技術は、ステージ装置の加減速時におけるレチクルの位置ずれを防止するに過ぎず、加減速時におけるレチクルの変形を防止することができないという問題がある。
このように、ステージ装置の加減速時に露光処理を行う場合には、ステージ装置に載置されたレチクルが、ステージ装置の加減速に伴って撓んで(変形して)しまう場合があるので、これを防止(矯正)する必要がある。
しかしながら、従来の技術は、ステージ装置の加減速時におけるレチクルの位置ずれを防止するに過ぎず、加減速時におけるレチクルの変形を防止することができないという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、加減速移動時における板状部材の変形を抑止することができるステージ装置、それを用いた露光装置、デバイスの製造方法を提案することを目的とする。
本発明に係るステージ装置、露光装置、デバイスの製造方法では、上記課題を解決するために、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の手段を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
第一の発明は、ステージ装置(RST)は、保持面(RH)に板状部材(R)を保持しつつ前記保持面に沿った所定方向に移動する移動体(22)と、前記保持面に保持された前記板状部材を前記所定方向に沿って付勢する付勢部(16,17)と、前記付勢部による前記板状部材への付勢力を制御して前記移動体の加減速移動に伴う前記板状部材の変形を抑止する付勢力制御部(CONT)と、を備えるようにした。
また、ステージ装置(RST)は、板状部材(R)を保持する保持面(RH2)と、前記保持面を非接触に保持すると共に前記保持面に沿った所定方向に移動する移動体(22)と、前記移動体に設けられ、前記保持面に保持された前記板状部材における前記所定方向に略直交する一対の側面(S1,S2)を付勢して前記板状部材を挟持する付勢部(18,19)と、を備えるようにした。
第二の発明は、マスク(R)を保持するマスクステージ(RST)と、基板(W)を保持する基板ステージ(WST)とを有し、前記マスクに形成されたパターン(PA)を前記基板に露光する露光装置(EX)において、前記マスクステージに、第一の発明に係るステージ装置を用いるようにした。
第三の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において第二の発明に係る露光装置(EX)を用いるようにした。
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
この発明によれば、板状部材を載置する移動体が所定方向に加減速移動した場合であっても、板状部材の側面を所定方向に沿って付勢することで、移動体の加減速移動に伴う板状部材の変形を抑止することができる。このため、ステージ装置の加減速移動時においても、感光基板の露光処理が可能な露光装置が実現できる。したがって、高いスループットが実現でき、安価で高性能なデバイスを提供することが可能となる。
この発明によれば、板状部材を載置する移動体が所定方向に加減速移動した場合であっても、板状部材の側面を所定方向に沿って付勢することで、移動体の加減速移動に伴う板状部材の変形を抑止することができる。このため、ステージ装置の加減速移動時においても、感光基板の露光処理が可能な露光装置が実現できる。したがって、高いスループットが実現でき、安価で高性能なデバイスを提供することが可能となる。
以下、本発明に係るステージ装置、露光装置、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、本発明の実施形態に係る露光装置EXの概略構成を示す図である。
露光装置EXは、レチクルRとウエハWとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルRに形成されたパターンPAを投影光学系PL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。
露光装置EXは、露光光ELによりレチクルRを照明する照明光学系IL、レチクルRを保持して移動可能なレチクルステージRST、レチクルRから射出される露光光ELをウエハW上に投射する投影光学系PL、ウエハWをウエハホルダWHを介して支持する保持しつつ移動可能なウエハステージWST、露光装置EXを統括的に制御する制御装置CONT等を備える。
なお、以下の説明において、投影光学系PL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Y軸方向、Z軸方向及びY軸方向に垂直な方向(非走査方向)をX軸方向とする。また、X軸、Y軸及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY及びθZ方向とする。
図1は、本発明の実施形態に係る露光装置EXの概略構成を示す図である。
露光装置EXは、レチクルRとウエハWとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルRに形成されたパターンPAを投影光学系PL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。
露光装置EXは、露光光ELによりレチクルRを照明する照明光学系IL、レチクルRを保持して移動可能なレチクルステージRST、レチクルRから射出される露光光ELをウエハW上に投射する投影光学系PL、ウエハWをウエハホルダWHを介して支持する保持しつつ移動可能なウエハステージWST、露光装置EXを統括的に制御する制御装置CONT等を備える。
なお、以下の説明において、投影光学系PL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Y軸方向、Z軸方向及びY軸方向に垂直な方向(非走査方向)をX軸方向とする。また、X軸、Y軸及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY及びθZ方向とする。
照明光学系ILは、レチクルステージRSTに支持されているレチクルRを露光光ELで照明するものであり、露光光ELを射出する露光用光源、露光用光源から射出された露光光ELの照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ELを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ELによるレチクルR上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等(いずれも不図示)を備える。そして、レチクルR上の所定の照明領域は、照明光学系ILにより均一な照度分布の露光光ELで照明される。
照明光学系ILから射出される露光光ELとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)や、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)などが用いられる。
レチクルステージRSTは、レチクルRを保持して移動可能であって、レチクルホルダRHによりレチクルRを真空吸着して保持している。
レチクルステージRSTは、投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面内、すなわち、XY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微小回転可能である。
レチクルステージRSTは、リニアモータ等のレチクルステージ駆動部RSTDにより駆動される。そして、レチクルステージ駆動部RSTDは、制御装置CONTにより制御される。
なお、レチクルホルダRHの詳細構成については、後述する。
レチクルステージRSTは、投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面内、すなわち、XY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微小回転可能である。
レチクルステージRSTは、リニアモータ等のレチクルステージ駆動部RSTDにより駆動される。そして、レチクルステージ駆動部RSTDは、制御装置CONTにより制御される。
なお、レチクルホルダRHの詳細構成については、後述する。
レチクルステージRST上には、移動鏡51が設けられている。また、移動鏡51に対向する位置には、レーザ干渉計52が設けられている。これにより、レチクルステージRST上のレチクルRの2次元方向(XY方向)の位置及びθZ方向の回転角(場合によってはθX、θY方向の回転角も含む)は、レーザ干渉計52によりリアルタイムで計測される。そして、レーザ干渉計52の計測結果は、制御装置CONTに出力される。制御装置CONTは、レーザ干渉計52の計測結果に基づいてレチクルステージ駆動部RSTDを駆動することでレチクルステージRSTに支持されているレチクルRの位置を制御する。
投影光学系PLは、レチクルRのパターンを所定の投影倍率βでウエハWに投影露光するものである。投影光学系PLは、ウエハW側の先端部に設けられた光学素子を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒PKで支持されている。投影光学系PLは、投影倍率βが、例えば1/4、1/5、あるいは1/8の縮小系である。
なお、投影光学系PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系PLの先端部の光学素子は鏡筒PKに対して着脱(交換)可能に設けられる。
なお、投影光学系PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系PLの先端部の光学素子は鏡筒PKに対して着脱(交換)可能に設けられる。
ウエハステージWSTは、ウエハWを支持しつつ移動するものであって、ウエハWをウエハホルダWHを介して保持して、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Zテーブル61、Zテーブル61を支持しつつ、Y軸方向に連続移動及びX軸方向にステップ移動するXYテーブル62、XYテーブル62をXY平面内で移動可能に支持するウエハ定盤63等を備えている。
ウエハステージWSTは、リニアモータ等のウエハステージ駆動部WSTDにより駆動される。ウエハステージ駆動部WSTDは、制御装置CONTにより制御される。そして、Zテーブル61を駆動することにより、Zテーブル61上のウエハホルダWHに保持されているウエハWのZ軸方向における位置(フォーカス位置)等が制御される。また、XYテーブル62を駆動することにより、ウエハWのXY方向における位置(投影光学系PLの像面と実質的に平行な方向の位置)が制御される。
ウエハステージWSTは、リニアモータ等のウエハステージ駆動部WSTDにより駆動される。ウエハステージ駆動部WSTDは、制御装置CONTにより制御される。そして、Zテーブル61を駆動することにより、Zテーブル61上のウエハホルダWHに保持されているウエハWのZ軸方向における位置(フォーカス位置)等が制御される。また、XYテーブル62を駆動することにより、ウエハWのXY方向における位置(投影光学系PLの像面と実質的に平行な方向の位置)が制御される。
ウエハステージWST(Zテーブル61)上には、移動鏡53が設けられている。また、移動鏡53に対向する位置には、レーザ干渉計54が設けられている。これにより、ウエハステージWST上のウエハWの2次元方向の位置及び回転角はレーザ干渉計54によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置CONTに出力される。そして、制御装置CONTは、レーザ干渉計54の計測結果に基づいてウエハステージ駆動部WSTDを介してウエハステージWSTを駆動することで、ウエハステージWSTに支持されているウエハWのX軸、Y軸方向及びθZ方向の位置決めを行う。
また、露光装置EXは、投影光学系PLの像面に対するウエハW表面の位置(フォーカス位置)を検出するフォーカス検出系56を備えている。フォーカス検出系56は、ウエハW表面に対して斜め方向より検出光を投射する投光部56Aと、ウエハW表面で反射した検出光(反射光)を受光する受光部56Bとを備えている。
受光部56Bの受光結果は、制御装置CONTに出力される。そして、制御装置CONTは、フォーカス検出系56の検出結果に基づいてウエハステージ駆動部WSTDを介してウエハステージWST(Zテーブル61)を駆動することで、ウエハW表面の位置を投影光学系PLの焦点深度内に収める。すなわち、Zテーブル61は、ウエハWのフォーカス位置及び傾斜角を制御してウエハWの表面をオートフォーカス方式及びオートレベリング方式で投影光学系PLの像面に合わせ込む。
受光部56Bの受光結果は、制御装置CONTに出力される。そして、制御装置CONTは、フォーカス検出系56の検出結果に基づいてウエハステージ駆動部WSTDを介してウエハステージWST(Zテーブル61)を駆動することで、ウエハW表面の位置を投影光学系PLの焦点深度内に収める。すなわち、Zテーブル61は、ウエハWのフォーカス位置及び傾斜角を制御してウエハWの表面をオートフォーカス方式及びオートレベリング方式で投影光学系PLの像面に合わせ込む。
次に、レチクルホルダRHの詳細な構成について説明する。
図2は、レチクルステージRST及びレチクルホルダRHの概略構成を示す斜視図である。
レチクルステージRSTは、レチクル定盤21と、レチクル定盤21の上面に沿って2次元的に移動可能に支持されるレチクルテーブル22とを備えている。
レチクルテーブル22の底面には、不図示のエアベアリング(エアパッド)が複数固定されており、これらのエアベアリングによってレチクルテーブル22がレチクル定盤21上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。
レチクル定盤21の中央部には開口21aが、レチクルテーブル22の中央部には開口22aが、それぞれ形成されており、開口21a,22aをレチクルRのパターン像が通過するようになっている。
また、開口22aの周縁には、レチクルRを吸着保持するレチクルホルダRHが設けられている。
図2は、レチクルステージRST及びレチクルホルダRHの概略構成を示す斜視図である。
レチクルステージRSTは、レチクル定盤21と、レチクル定盤21の上面に沿って2次元的に移動可能に支持されるレチクルテーブル22とを備えている。
レチクルテーブル22の底面には、不図示のエアベアリング(エアパッド)が複数固定されており、これらのエアベアリングによってレチクルテーブル22がレチクル定盤21上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。
レチクル定盤21の中央部には開口21aが、レチクルテーブル22の中央部には開口22aが、それぞれ形成されており、開口21a,22aをレチクルRのパターン像が通過するようになっている。
また、開口22aの周縁には、レチクルRを吸着保持するレチクルホルダRHが設けられている。
レチクルテーブル22は、下面端縁に設けられたエアガイド31がレチクル定盤21の上面に固定されると共にY軸方向に延びる一対のYガイド32に沿って移動することにより、Y軸方向に案内されるようになっている。なお、各エアガイド31は、これらYガイド32に対して不図示のエアベアリングによって非接触で支持されている。
レチクルテーブル22の+X側端縁には可動子41が突設されており、また、レチクル定盤21上にはY軸方向に延びる固定子42が、可動子41に対向して支持されている。そして、これら可動子41および固定子42によってムービングコイル型のリニアモータ40が構成されており、可動子41が固定子42との間の電磁気的相互作用により駆動されることで、レチクルテーブル22はY方向に移動する。
レチクルテーブル22の+X側端縁には可動子41が突設されており、また、レチクル定盤21上にはY軸方向に延びる固定子42が、可動子41に対向して支持されている。そして、これら可動子41および固定子42によってムービングコイル型のリニアモータ40が構成されており、可動子41が固定子42との間の電磁気的相互作用により駆動されることで、レチクルテーブル22はY方向に移動する。
また、レチクルテーブル22の上面には、レチクルRを吸着保持するレチクルホルダRHが、開口22aのX方向の両周縁部に、Y方向に延設されている。
レチクルホルダRHは、負圧吸引装置(不図示)に接続する複数の吸引孔が形成された吸着面Aを備えており、吸着面A上にレチクルRが載置された状態で負圧吸引装置を駆動することにより、レチクルRを吸着保持することが可能となっている。
レチクルホルダRHは、負圧吸引装置(不図示)に接続する複数の吸引孔が形成された吸着面Aを備えており、吸着面A上にレチクルRが載置された状態で負圧吸引装置を駆動することにより、レチクルRを吸着保持することが可能となっている。
また、図2に示すように、レチクルテーブル22上には、レチクルRを挟んだY方向両側に、アクチュエータ16(16a〜16d),17(17a〜17d)が、それぞれレチクルRの側面S1,S2に沿って、所定の間隔をあけて配置されている。
アクチュエータ16(16a〜16d)は、レチクルRの+Y方向側の側面S1に対して、−Y方向の力を付与するものである。同様に、アクチュエータ17(17a〜17d)は、レチクルRの−Y方向側の側面S2に対して、+Y方向の力を付与するものである。
アクチュエータ16,17は、例えば、積層型圧電アクチュエータ、VCM(ボイスコイルモータ)等のリニアアクチュエータによって構成されている。積層型圧電アクチュエータ等のリニアアクチュエータによって構成されている。
アクチュエータ16,17は、レチクルRに対して、Y方向に沿った同軸上に配置されている。例えば、アクチュエータ16aとアクチュエータ17aとがレチクルRをY方向に挟んで対向配置される。また、アクチュエータ16,17は、それぞれレチクルRのX方向の中心に対して線対称となるように配置されている。
アクチュエータ16(16a〜16d)は、レチクルRの+Y方向側の側面S1に対して、−Y方向の力を付与するものである。同様に、アクチュエータ17(17a〜17d)は、レチクルRの−Y方向側の側面S2に対して、+Y方向の力を付与するものである。
アクチュエータ16,17は、例えば、積層型圧電アクチュエータ、VCM(ボイスコイルモータ)等のリニアアクチュエータによって構成されている。積層型圧電アクチュエータ等のリニアアクチュエータによって構成されている。
アクチュエータ16,17は、レチクルRに対して、Y方向に沿った同軸上に配置されている。例えば、アクチュエータ16aとアクチュエータ17aとがレチクルRをY方向に挟んで対向配置される。また、アクチュエータ16,17は、それぞれレチクルRのX方向の中心に対して線対称となるように配置されている。
アクチュエータ16,17は、レチクルテーブル22がY方向に加減速移動する際に、制御装置CONTからの指令により駆動する。
例えば、レチクルテーブル22が+Y方向に加速移動すると、レチクルRは慣性力によって−Y方向に撓んでしまう。そこで、レチクルテーブル22の加減速移動時に発生するレチクルRの撓み量(Y方向の変形)に応じて、アクチュエータ16,17によりレチクルRの側面S1,S2に対してY方向の力を付与することで、レチクルRの撓みを抑止(矯正)するようになっている。つまり、レチクルテーブル22の加減速移動により、レチクルRに+Y方向の慣性力がかかる場合には、アクチュエータ16により側面S1に対して−Y方向の力を付与することで、レチクルRの+Y方向の撓みを抑止(矯正)するようになっている。一方、レチクルテーブル22の加減速移動により、レチクルRに−Y方向の慣性力がかかる場合には、アクチュエータ17により側面S2に対して+Y方向の力を付与することで、レチクルRの−Y方向の撓みを抑止(矯正)するようになっている。
また、アクチュエータ16,17がレチクルRに付与する力は、レチクルRの撓み量(変形量)に応じて制御される。このレチクルRの撓み量(変形量)は、レチクルテーブル22の加減速情報から求められる。
例えば、レチクルテーブル22が+Y方向に加速移動すると、レチクルRは慣性力によって−Y方向に撓んでしまう。そこで、レチクルテーブル22の加減速移動時に発生するレチクルRの撓み量(Y方向の変形)に応じて、アクチュエータ16,17によりレチクルRの側面S1,S2に対してY方向の力を付与することで、レチクルRの撓みを抑止(矯正)するようになっている。つまり、レチクルテーブル22の加減速移動により、レチクルRに+Y方向の慣性力がかかる場合には、アクチュエータ16により側面S1に対して−Y方向の力を付与することで、レチクルRの+Y方向の撓みを抑止(矯正)するようになっている。一方、レチクルテーブル22の加減速移動により、レチクルRに−Y方向の慣性力がかかる場合には、アクチュエータ17により側面S2に対して+Y方向の力を付与することで、レチクルRの−Y方向の撓みを抑止(矯正)するようになっている。
また、アクチュエータ16,17がレチクルRに付与する力は、レチクルRの撓み量(変形量)に応じて制御される。このレチクルRの撓み量(変形量)は、レチクルテーブル22の加減速情報から求められる。
図3は、レチクルステージRST(レチクルテーブル22)の走査時の加速度等と時間との関係を示す図、及びアクチュエータ16,17がレチクルRに付与する力と時間との関係を示す図である。
図3(A)〜(C)のX軸は時間を表し、Y軸はレチクルステージRSTのY方向の位置、速度及び加速度を時間との関係で表している。図3(D),(E)のY軸はアクチュエータ16,17がレチクルRに付与する力を時間との関係で表している。
図3(A)は、時間とレチクルステージRST(レチクルテーブル22)の位置との関係を示しており、レチクルステージRSTは、時間t0からt5までの間に位置0から+Yまで移動する。
図3(B)に示すように、レチクルテーブル22は、時間t2からt3までの間は一定速度Vcで移動している。時間t0より前と時間t5の後では静止している。なお、時間t2とtSETとの間には、レチクルステージRSTの加速中にレチクルR等に発生した振動が収束するまでの整定時間が存在している。
図3(C)は、走査時のレチクルステージRSTの加速度および減速度を示しており、加速度は時間t0ではゼロであり、その後時間t1で+Aとなるまで線形に増大していく。そして、時間t1からは、時間t2でゼロになるまで線形に減少していく。時間t2から時間t3までの加速度はゼロである。そして、時間t3から時間t4までは、加速度は逆向きの方向に線形に増加し、時間t4で最大の減速度(−A)となる。その後、加速度は線形に増加し、時間t5でゼロとなる。この時点でレチクルステージRSTは減速し終わり、速度はゼロとなる。
図3(A)〜(C)のX軸は時間を表し、Y軸はレチクルステージRSTのY方向の位置、速度及び加速度を時間との関係で表している。図3(D),(E)のY軸はアクチュエータ16,17がレチクルRに付与する力を時間との関係で表している。
図3(A)は、時間とレチクルステージRST(レチクルテーブル22)の位置との関係を示しており、レチクルステージRSTは、時間t0からt5までの間に位置0から+Yまで移動する。
図3(B)に示すように、レチクルテーブル22は、時間t2からt3までの間は一定速度Vcで移動している。時間t0より前と時間t5の後では静止している。なお、時間t2とtSETとの間には、レチクルステージRSTの加速中にレチクルR等に発生した振動が収束するまでの整定時間が存在している。
図3(C)は、走査時のレチクルステージRSTの加速度および減速度を示しており、加速度は時間t0ではゼロであり、その後時間t1で+Aとなるまで線形に増大していく。そして、時間t1からは、時間t2でゼロになるまで線形に減少していく。時間t2から時間t3までの加速度はゼロである。そして、時間t3から時間t4までは、加速度は逆向きの方向に線形に増加し、時間t4で最大の減速度(−A)となる。その後、加速度は線形に増加し、時間t5でゼロとなる。この時点でレチクルステージRSTは減速し終わり、速度はゼロとなる。
図3(D)は、アクチュエータ16がレチクルRに付与する力と時間との関係を示している。また、図3(E)はアクチュエータ17がレチクルRに付与する力と時間との関係を示している。
図3(D),(E)に示すように、アクチュエータ16,17がレチクルRに付与する力は、走査時のレチクルステージRSTの加速度および減速度に対応している。レチクルステージRSTが加速時には、レチクルRが−Y方向に撓むので、アクチュエータ17を駆動してレチクルRに+Y方向の力を付与することで、レチクルRの撓みを抑止する。一方、レチクルステージRSTが減速時には、レチクルRが+Y方向に撓むので、アクチュエータ16を駆動してレチクルRに−Y方向の力を付与することで、レチクルRの撓みを抑止する。
このように、アクチュエータ16,17をレチクルステージRSTの加速時および減速時)に対応して制御することで、レチクルRの撓みを抑止することができる。そして、レチクルステージRSTの走査時の加速度および減速度の情報は、露光装置EX(特にレチクルステージRST)の動作プログラムに予め設定されている。そこで、レチクルステージRSTの走査時の加速度および減速度の情報から、レチクルRに付与する力を予め求めておき、レチクルステージRSTの走査時(加減速移動時)にアクチュエータ16,17にその力を発生させるように制御する。つまり、露光装置EXの動作プログラムの情報に基づいて、アクチュエータ16,17をフィードフォワード制御することで、レチクルステージRSTの走査時(加減速移動時)におけるレチクルRの撓み発生を抑止する。
図3(D),(E)に示すように、アクチュエータ16,17がレチクルRに付与する力は、走査時のレチクルステージRSTの加速度および減速度に対応している。レチクルステージRSTが加速時には、レチクルRが−Y方向に撓むので、アクチュエータ17を駆動してレチクルRに+Y方向の力を付与することで、レチクルRの撓みを抑止する。一方、レチクルステージRSTが減速時には、レチクルRが+Y方向に撓むので、アクチュエータ16を駆動してレチクルRに−Y方向の力を付与することで、レチクルRの撓みを抑止する。
このように、アクチュエータ16,17をレチクルステージRSTの加速時および減速時)に対応して制御することで、レチクルRの撓みを抑止することができる。そして、レチクルステージRSTの走査時の加速度および減速度の情報は、露光装置EX(特にレチクルステージRST)の動作プログラムに予め設定されている。そこで、レチクルステージRSTの走査時の加速度および減速度の情報から、レチクルRに付与する力を予め求めておき、レチクルステージRSTの走査時(加減速移動時)にアクチュエータ16,17にその力を発生させるように制御する。つまり、露光装置EXの動作プログラムの情報に基づいて、アクチュエータ16,17をフィードフォワード制御することで、レチクルステージRSTの走査時(加減速移動時)におけるレチクルRの撓み発生を抑止する。
また、レチクルRの変形量は、レチクルRのX方向の位置によって異なる。例えば、レチクルRの中心部は、レチクルホルダRHの吸着面Aから最も離間した部位であるため、その撓み量(Y方向への変位)が最も大きくなる。このため、レチクルRのX方向中心部の近傍に配置されたアクチュエータ16b,16c,17b,17cの方が、X方向両端部の近傍に配置されたアクチュエータ16a,16d,17a,17dに比べて、大きな力をレチクルRの側面S1,S2に対して付与するようになっている。つまり、アクチュエータ16a〜16d,17a〜17dがレチクルRに付加する力の割合は、各アクチュエータの配置位置(X方向の位置)により求められる。
このように、レチクルRを載置するレチクルステージRST(レチクルテーブル22)がY方向に加減速移動した場合であっても、レチクルRの側面S1,S2をアクチュエータ16,17によりY方向に沿って付勢することで、加減速移動に伴うレチクルRの撓み(Y方向の変形)を抑止(矯正)することができる。
このため、露光装置EXでは、レチクルステージRSTの加減速移動時においてもウエハWの露光処理が可能となる。つまり、図3において、従来は時間tSETからt3までの間に露光処理を行っていたが、本実施形態の露光装置EXでは、時間t0からt5まで絶え間なく露光処理を行うことが可能である。
したがって、露光処理の高スループットが図られ、高性能で安価なデバイスを製造することができる。
このため、露光装置EXでは、レチクルステージRSTの加減速移動時においてもウエハWの露光処理が可能となる。つまり、図3において、従来は時間tSETからt3までの間に露光処理を行っていたが、本実施形態の露光装置EXでは、時間t0からt5まで絶え間なく露光処理を行うことが可能である。
したがって、露光処理の高スループットが図られ、高性能で安価なデバイスを製造することができる。
次に、レチクルホルダRHの変形例について説明する。
図4は、レチクルステージRST及びレチクルホルダRH2の概略構成を示す平面図及び断面図である。なお、上述したレチクルステージRST及びレチクルホルダRHと同一の構成部材等については、同一の符号を付してその説明を省略する。
レチクルステージRSTは、レチクル定盤21と、レチクル定盤21の上面に沿って2次元的に移動可能に支持されるレチクルテーブル22とを備えている。更に、レチクルテーブル22上には、レチクルテーブル22の上面に非接触に支持されるサブスライダ23が配置されている。サブスライダ23の底面には、不図示のエアベアリング(エアパッド)が複数固定されており、これらのエアベアリングによってサブスライダ23がレチクルテーブル上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。
そして、サブスライダ23に形成された開口23aの周縁には、レチクルRを吸着保持するレチクルホルダRHが設けられる。
図4は、レチクルステージRST及びレチクルホルダRH2の概略構成を示す平面図及び断面図である。なお、上述したレチクルステージRST及びレチクルホルダRHと同一の構成部材等については、同一の符号を付してその説明を省略する。
レチクルステージRSTは、レチクル定盤21と、レチクル定盤21の上面に沿って2次元的に移動可能に支持されるレチクルテーブル22とを備えている。更に、レチクルテーブル22上には、レチクルテーブル22の上面に非接触に支持されるサブスライダ23が配置されている。サブスライダ23の底面には、不図示のエアベアリング(エアパッド)が複数固定されており、これらのエアベアリングによってサブスライダ23がレチクルテーブル上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。
そして、サブスライダ23に形成された開口23aの周縁には、レチクルRを吸着保持するレチクルホルダRHが設けられる。
サブスライダ23には、レチクルRを吸着保持するレチクルホルダRHが、開口23aのX方向の両周縁部に、Y方向に延設されている。
サブスライダ23は、そのY方向の長さがレチクルRよりも短くなっている。したがって、サブスライダ23上のレチクルホルダRH2(吸着面A2)により、レチクルRを吸着保持すると、レチクルRのY方向の端部が、サブスライダ23からはみ出した状態となっている。
サブスライダ23は、そのY方向の長さがレチクルRよりも短くなっている。したがって、サブスライダ23上のレチクルホルダRH2(吸着面A2)により、レチクルRを吸着保持すると、レチクルRのY方向の端部が、サブスライダ23からはみ出した状態となっている。
また、図4に示すように、レチクルテーブル22上には、レチクルRを挟んだY方向両側に、クランプ18,19が、それぞれレチクルRの側面S1,S2に沿って配置されている。クランプ18は、レチクルRの+Y方向側の側面S1に対して、−Y方向の力を付与するものである。同様に、クランプ19は、レチクルRの−Y方向側の側面S2に対して+Y方向の力を付与するものである。
すなわち、レチクルR及びレチクルRを載置するサブスライダ23は、クランプ18,19を介して、レチクルテーブル22に支持(Y方向に挟持)されるようになっている。
なお、クランプ18,19は、例えば、積層型圧電アクチュエータやエアシリンダ等の押圧部18a,19aと、側面S1,S2の略全面に接触して押圧部18a,19aの力をレチクルRに略均一に伝えるクランプ部材18b,19bとによって構成されている。クランプ部材18b,19bは、レチクルステージRSTの加減速移動時においても、変形が生じない程度の高剛性の部材によって構成されている。
すなわち、レチクルR及びレチクルRを載置するサブスライダ23は、クランプ18,19を介して、レチクルテーブル22に支持(Y方向に挟持)されるようになっている。
なお、クランプ18,19は、例えば、積層型圧電アクチュエータやエアシリンダ等の押圧部18a,19aと、側面S1,S2の略全面に接触して押圧部18a,19aの力をレチクルRに略均一に伝えるクランプ部材18b,19bとによって構成されている。クランプ部材18b,19bは、レチクルステージRSTの加減速移動時においても、変形が生じない程度の高剛性の部材によって構成されている。
このように、レチクルRの側面S1,S2に略均一に力が付与されており、しかもレチクルRを保持するサブスライダ23がレチクルテーブル22に対して浮上支持されているので、レチクルステージRST(レチクルテーブル22)が加減速移動したとしても、レチクルRが撓んでしまうことが抑止される。すなわち、レチクルRをサブスライダ23(レチクルホルダRH2)により保持することで、レチクルRの中央部が大きく撓むことなく、レチクルRの全体がY方向にスライドするようになる。このため、このレチクルRを、クランプ18,19によりY方向に挟持することで、上述したように、レチクルRの撓みが抑止できる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、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。
本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
上記実施形態では、レチクルRを吸着保持するレチクルホルダRH,RH2について説明したが、これに限らず、ウエハWを吸着保持するウエハホルダに適用しても構わない。また、レチクルRを吸引吸着する場合に代えて静電吸着したり、吸引吸着と静電吸着とを併用してもよい。
露光装置EXとしては、投影光学系PLとウエハWとの間に液体を配置しつつ、この液体を解してウエハWの露光を行う液浸型露光装置であってもよい。
露光装置EXの用途としては、半導体製造用の露光装置や、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に限定されることなく、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
露光装置EXの用途としては、半導体製造用の露光装置や、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に限定されることなく、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
本実施形態の露光装置EX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。
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。
そして、半導体デバイスは、図5に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板(ウエハ、ガラスプレート)を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置によりレチクルRのパターンをウエハWに露光する基板処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(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)205、検査ステップ206等を経て製造される。
16,17…アクチュエータ(付勢部)
18,19…クランプ(付勢部)
22…レチクルテーブル(移動体)
23…サブスライダ
RST…レチクルステージ(ステージ装置、マスクステージ)
RH,RH2…レチクルホルダ(保持面)
R…レチクル(板状部材、マスク)
PA…パターン
S1,S2…側面
W…ウエハ(基板)
WST…ウエハステージ(基板ステージ)
EX…露光装置
CONT…制御装置(付勢力制御部)
18,19…クランプ(付勢部)
22…レチクルテーブル(移動体)
23…サブスライダ
RST…レチクルステージ(ステージ装置、マスクステージ)
RH,RH2…レチクルホルダ(保持面)
R…レチクル(板状部材、マスク)
PA…パターン
S1,S2…側面
W…ウエハ(基板)
WST…ウエハステージ(基板ステージ)
EX…露光装置
CONT…制御装置(付勢力制御部)
Claims (9)
- 保持面に板状部材を保持しつつ前記保持面に沿った所定方向に移動する移動体と、
前記保持面に保持された前記板状部材を前記所定方向に沿って付勢する付勢部と、
前記付勢部による前記板状部材への付勢力を制御して前記移動体の加減速移動に伴う前記板状部材の変形を抑止する付勢力制御部と、
を備えることを特徴とするステージ装置。 - 前記付勢部は、前記板状部材における前記所定方向に略直交する一対の側面に沿って、複数設けられることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。
- 前記付勢部は、圧電アクチュエータからなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のステージ装置。
- 前記付勢力制御部は、予め得られた前記移動体の加減速移動情報に基づいて、前記付勢部を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
- 板状部材を保持する保持面と、
前記保持面を非接触に保持すると共に、前記保持面に沿った所定方向に移動する移動体と、
前記移動体に設けられ、前記保持面に保持された前記板状部材における前記所定方向に略直交する一対の側面を付勢して前記板状部材を挟持する付勢部と、
を備えることを特徴とするステージ装置。 - 前記付勢部は、前記一対の側面を略均一に付勢することを特徴とする請求項5に記載のステージ装置。
- 前記付勢部の付勢力は、前記移動体の最大加減速時に前記板状部材が受ける力よりも大きいことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のステージ装置。
- マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記マスクステージに、請求項1から請求項7のうちいずれか一項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。 - 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8に記載の露光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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- 2006-03-28 JP JP2006087480A patent/JP2007266187A/ja active Pending
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