JP2008235470A - Planar motor apparatus, stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平面モータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a planar motor device, a stage device, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.
半導体素子、液晶表示素子、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他の各種デバイスの製造工程の1つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(これらを総称する場合にはマスクという)に形成されたパターンを、投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたガラスプレート又はウエハ等の基板に転写する露光装置が用いられている。この露光装置では、基板を露光位置に高い精度で位置決めする必要があるため、基板は基板ホルダ上に真空吸着等によって保持されるようになっており、この基板ホルダが基板テーブル上に固定されている。 In the photolithography process, which is one of the manufacturing processes of imaging elements such as semiconductor elements, liquid crystal display elements, CCDs (Charge Coupled Devices), thin film magnetic heads, and other various devices, masks or reticles (when these are collectively referred to) An exposure apparatus that transfers a pattern formed on a mask) onto a substrate such as a glass plate or a wafer coated with a photoresist via a projection optical system is used. In this exposure apparatus, since it is necessary to position the substrate at an exposure position with high accuracy, the substrate is held on the substrate holder by vacuum suction or the like, and the substrate holder is fixed on the substrate table. Yes.
近年においては、スループット(単位時間に露光処理することができる基板の枚数)を向上させるため基板をより高速に移動させることが要求されている。また、基板に転写するパターンの微細化により、機械的な案内面の精度等に影響されることなく高精度に基板の位置決めを実現することも要求されている。更にはメンテナンスの機会を少なくして露光装置の稼働時間を伸ばすために機械的な摩擦を回避して長寿命化することも要求されている。 In recent years, it has been required to move the substrate at a higher speed in order to improve throughput (the number of substrates that can be exposed per unit time). In addition, it is also required to realize the positioning of the substrate with high accuracy without being affected by the accuracy of the mechanical guide surface by miniaturizing the pattern to be transferred to the substrate. Furthermore, in order to extend the operating time of the exposure apparatus by reducing maintenance opportunities, it is also required to extend the life by avoiding mechanical friction.
これらの要求を満たすために、基板が載置された基板テーブルを非接触で2次元方向に駆動して基板の位置決めを行うステージ装置が開発されている。 In order to satisfy these requirements, a stage apparatus has been developed that positions a substrate by driving a substrate table on which the substrate is placed in a two-dimensional direction without contact.
このような平面モータとして、例えば2次元的に配列されたコイルを備える固定部と、2次元的に配列された永久磁石を有する移動部とから構成された平面モータがある。固定部の表面の寸法は例えば1m×1m程度である。コイルに電流を流すことで発生するローレンツ力を利用し、固定部に対して移動部を2次元的に駆動する平面モータが案出されている(例えば、特許文献1〜3参照)。 As such a planar motor, there is, for example, a planar motor constituted by a fixed part having coils arranged two-dimensionally and a moving part having permanent magnets arranged two-dimensionally. The dimension of the surface of the fixed part is, for example, about 1 m × 1 m. Planar motors have been devised that use Lorentz force generated by passing a current through a coil to drive a moving part two-dimensionally with respect to a fixed part (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
これらの平面モータでは、移動部に気体噴出部を設け、固定部に対して移動部を浮上させることで非接触の移動が可能になっている。この手法では、気体を噴出する面(気体噴出面)の平面度が低いと移動部の浮上状態が不安定になるため、気体噴出面の平面度を高くする必要がある。例えば、固定部の表面に厚さ1mm程度以下の板状部材を配置する手法が提案されている。
しかしながら、固定部の表面のほぼ全面(1m×1m)に厚さが1mm程度の板状部材を形成するのは、実際には極めて困難である。
このような事情に鑑み、本発明の目的は、移動部が安定して浮上移動を行うことができると共に、容易に製造が可能な平面モータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。
However, it is actually very difficult to form a plate-like member having a thickness of about 1 mm on almost the entire surface (1 m × 1 m) of the fixed portion.
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a planar motor device, a stage device, an exposure apparatus, and a device manufacturing method that can stably move and move and move easily. There is to do.
上記目的を達成するため、本発明に係る平面モータ装置は、所定の案内面を形成する固定部(16)と、前記案内面に沿って移動する移動部(17)とを備えた平面モータ装置であって、前記固定部は、複数が配列され、それぞれが前記案内面の一部を形成している案内部材(21)を有し、前記移動部は、1個以上の前記案内部材に対して気体を噴出する気体噴出部材(26)を含み、2個以上の前記案内部材を跨いで移動可能であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a planar motor device according to the present invention includes a fixed portion (16) that forms a predetermined guide surface and a movable portion (17) that moves along the guide surface. The fixing portion includes a plurality of guide members (21) each of which forms a part of the guide surface, and the moving portion is connected to one or more guide members. And a gas jetting member (26) for jetting gas. The gas jetting member (26) is movable across two or more guide members.
本発明によれば、複数の案内部材が案内面の一部を形成すると共に、移動部が1個以上の案内部材に対して気体を噴出する気体噴出部材を含み2個以上の案内部材を跨いで移動可能となっているので、常に2個以上の案内部材に気体が噴出されることになる。このため、移動部は常に2個以上の案内部材によって浮上支持されることになる。加えて、この構成では、案内面のほぼ全面に亘って大面積且つ薄い板部材を設ける必要はない。 According to the present invention, the plurality of guide members form part of the guide surface, and the moving unit includes the gas ejection member that ejects gas to the one or more guide members, and straddles the two or more guide members. Therefore, the gas is always ejected to two or more guide members. For this reason, the moving part is always levitated and supported by two or more guide members. In addition, in this configuration, it is not necessary to provide a large area and thin plate member over almost the entire guide surface.
本発明に係るステージ装置(RST、WST)は、上記の平面モータ装置が搭載されている。上記平面モータ装置は、ステージ装置の駆動手段として搭載されている。 The stage device (RST, WST) according to the present invention is equipped with the above planar motor device. The planar motor device is mounted as a driving unit for the stage device.
本発明に係る露光装置(10)は、上記のステージ装置が搭載されている。上記ステージ装置は、露光装置のマスクステージ(RST)及び基板ステージ(WST)のうち少なくとも一方のステージとして搭載されている。 The exposure apparatus (10) according to the present invention is equipped with the above stage apparatus. The stage apparatus is mounted as at least one of a mask stage (RST) and a substrate stage (WST) of the exposure apparatus.
本発明に係るデバイスの製造方法は、上記の露光装置を用いたものである。上記露光装置は、デバイスを露光する工程において用いられるものである。 A device manufacturing method according to the present invention uses the above-described exposure apparatus. The said exposure apparatus is used in the process of exposing a device.
本発明によれば、移動部が常に2個以上の案内部材によって浮上支持されることになるので、案内面に沿って安定して移動することとなる。加えて、案内面のほぼ全面に亘って大面積且つ薄い板部材を設ける必要はないので、容易に製造が可能な平面モータを得ることができる。 According to the present invention, the moving part is always supported by being levitated by the two or more guide members, so that the moving part stably moves along the guide surface. In addition, since it is not necessary to provide a thin plate member having a large area over almost the entire guide surface, a flat motor that can be easily manufactured can be obtained.
[第1実施形態]
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による平面モータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a planar motor device, a stage device, an exposure apparatus, and a device manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
同図に示す露光装置10は、半導体素子を製造するための露光装置であり、レチクルRとウエハWとを同期移動させつつ、レチクルRに形成されたパターンを逐次ウエハW上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型の露光装置である。
An
以下の説明においては、必要であれば図中にXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。このXYZ直交座標系は、X軸及びZ軸が紙面に対して平行となるよう設定され、Y軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。また、露光時におけるウエハW及びレチクルRの同期移動方向(走査方向)はY方向に設定されているものとする。 In the following description, if necessary, an XYZ orthogonal coordinate system is set in the drawing, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. This XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X-axis and the Z-axis are parallel to the paper surface, and the Y-axis is set to a direction perpendicular to the paper surface. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z-axis is set vertically upward. Further, it is assumed that the synchronous movement direction (scanning direction) of the wafer W and the reticle R at the time of exposure is set in the Y direction.
図1に示すように、露光装置10は、照明光学系ILSと、マスクとしてのレチクルRを保持するレチクルステージRSTと、投影光学系PLと、基板としてのウエハWをXY平面内でX方向及びY方向の2次元方向に移動させるステージユニットWST1、WST2を備えるステージ装置としてのウエハステージWSTと、これらを制御する主制御装置MCSとを主体として構成されている。図1では図示を省略しているが、ウエハステージWSTには、ステージユニットWST1、WST2に加えて、露光装置10の性能を測定する各種測定機器が設けられたステージユニットWST3(図1には図示せず。図2参照。)も設けられている。
As shown in FIG. 1, the
照明光学系ILSは、不図示の光源ユニット(例えば、超高圧ハロゲンランプ又はエキシマレーザ等のレーザ光源)から射出された露光光がレチクルR上の矩形(又は円弧状)の照明領域IARに均一な照度で照射されるように、当該露光光の整形及び照度分布の均一化を行う。レチクルステージRSTは、不図示のレチクルベース上にステージ可動部11を設けた構成になっている。ステージ可動部11が露光時にレチクルベース上を所定の走査速度で所定の走査方向に沿って移動するようになっている。
In the illumination optical system ILS, the exposure light emitted from a light source unit (not shown) (for example, a laser light source such as an ultra-high pressure halogen lamp or an excimer laser) is uniform in a rectangular (or arc-shaped) illumination area IAR on the reticle R. The exposure light is shaped and the illuminance distribution is made uniform so that the illuminance is applied. Reticle stage RST has a structure in which stage
ステージ可動部11の上面には、レチクルRが例えば真空吸着により保持される。ステージ可動部11のレチクルRの下方には、露光光通過穴(図示省略)が形成されている。ステージ可動部11の端部には、反射鏡12が配置されている。反射鏡12の位置をレーザ干渉計13が測定することにより、ステージ可動部11の位置を検出可能になっている。レーザ干渉計13の検出結果はステージ制御系SCSへ出力されるようになっている。ステージ制御系SCSは、レーザ干渉計13の検出結果と、ステージ可動部11の移動位置に基づく主制御装置MCSからの制御信号とに基づいて、ステージ可動部11を駆動する。図1においては図示を省略しているが、レチクルステージRSTの上方には、レチクルアライメントセンサが設けられている。当該レチクルアライメントセンサは、レチクルRに形成されたマーク(レチクルマーク)とウエハステージWSTの基準位置を定める基準部材に形成された基準マークとを同時に観察し、これらの相対的な位置関係を測定する。
The reticle R is held on the upper surface of the stage
投影光学系PLは、例えば縮小倍率がα(αは、例えば4又は5)である縮小光学系である。この投影光学系PLは、レチクルステージRSTの下方に配置されており、自身の光軸AXの方向がZ軸方向に設定されている。ここではテレセントリックな光学配置となるように、光軸AX方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。 The projection optical system PL is a reduction optical system whose reduction magnification is α (α is, for example, 4 or 5). The projection optical system PL is arranged below the reticle stage RST, and the direction of its own optical axis AX is set to the Z-axis direction. Here, a refracting optical system comprising a plurality of lens elements arranged at a predetermined interval along the optical axis AX direction is used so as to provide a telecentric optical arrangement.
レンズエレメントは、光源ユニットから射出される光の波長に応じて適切なものが選択される。上記照明光学系ILSによりレチクルRの照明領域IARが照明されると、レチクルRの照明領域IAR内のパターンの縮小像(部分倒立像)が、ウエハW上の照明領域IARに共役な露光領域IAに形成される。 An appropriate lens element is selected according to the wavelength of light emitted from the light source unit. When the illumination area IAR of the reticle R is illuminated by the illumination optical system ILS, a reduced image (partial inverted image) of the pattern in the illumination area IAR of the reticle R is an exposure area IA conjugate to the illumination area IAR on the wafer W. Formed.
図2は、ウエハステージWSTの構成を示す上面図である。図1、図2に示す通り、ウエハステージWSTは、ベース部材14と、このベース部材14の上面の上方に数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されたステージユニットWST1〜WST3と、これらのステージユニットWST1〜WST3の各々をXY面内で2次元方向に駆動する駆動装置15とを主体として構成されている。
FIG. 2 is a top view showing the configuration of wafer stage WST. As shown in FIGS. 1 and 2, wafer stage WST includes
ステージユニットWST1、WST2はウエハWを保持・搬送するユニットであり、ステージユニットWST3は露光装置10の性能を測定する各種測定機器を搬送するユニットである。ステージユニットWST1〜WST3の各々に設けられた駆動装置15を個別に駆動することで、ステージユニットWST1〜WST3の各々を個別にXY面内の任意の方向に移動させることができる。
Stage units WST1 and WST2 are units for holding and transporting wafer W, and stage unit WST3 is a unit for transporting various measuring instruments for measuring the performance of
図2に示す例において、ステージユニットWST2が配置されている位置がウエハWのローディングポジションである。露光処理を終えたウエハWをアンロードする場合及び未露光処理のウエハWをロードする場合には、ステージユニットWST1、WST2の何れか一方がこの位置に配置されるようになっている。 In the example shown in FIG. 2, the position where the stage unit WST2 is arranged is the loading position of the wafer W. When unloading the wafer W after the exposure process and when loading the unexposed wafer W, one of the stage units WST1 and WST2 is arranged at this position.
図2に示す例において、ステージユニットWST1が配置されている位置が露光ポジションである。ステージユニットに載置されたウエハW(あるいはウエハW周囲のステージユニットそのもの)の所望領域に対して露光が行われるようにするためにはステージユニットが移動するので、このときのステージユニットの移動領域を含むように露光領域(露光ステーション)が設定される。露光時には、露光処理を行うウエハWを保持するステージユニットWST1、WST2の何れか一方がこの領域に配置されるようになっており、他方のステージユニットは露光中のステージユニットの移動を邪魔しない位置に退避(ローディングポジションでもよい)している。ステージユニットWST1、WST2は、個別にXY面内の任意の方向に移動するようになっているため、ローディングポジションと露光領域とを交互に入れ替わることが可能になっている。一方のステージユニットに載置されたウエハWの露光処理が終わるのを待つ間に、他方のステージユニットにローディングされた露光前のウエハWのフォーカシング情報を検出しておくことができるように構成しても良い。例えば、前記露光処理中のステージユニットの動きを干渉しないように前記ローディングポジションを含む計測領域を設定し、この計測領域内でウエハWのフォーカシング測定が行われるようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 2, the position where the stage unit WST1 is arranged is the exposure position. Since the stage unit moves in order to perform exposure on a desired area of the wafer W (or the stage unit itself around the wafer W) placed on the stage unit, the movement area of the stage unit at this time The exposure area (exposure station) is set to include At the time of exposure, either one of the stage units WST1 and WST2 holding the wafer W to be exposed is arranged in this area, and the other stage unit is a position that does not interfere with the movement of the stage unit during exposure. Evacuated (may be a loading position). Since the stage units WST1 and WST2 are individually moved in any direction in the XY plane, the loading position and the exposure area can be alternately switched. While waiting for the exposure processing of the wafer W placed on one stage unit to finish, the focusing information of the wafer W before exposure loaded on the other stage unit can be detected. May be. For example, a measurement region including the loading position may be set so as not to interfere with the movement of the stage unit during the exposure process, and the focusing measurement of the wafer W may be performed within this measurement region.
ステージユニットWST3に設けられる各種測定機器には、例えば照度センサ、照度ムラセンサ、空間像測定装置、収差測定装置、偏光状態測定装置などのセンサや測定装置がある。照度センサは、投影光学系PLを介してウエハステージWST上に照射される露光光の照度を測定する。照度ムラセンサは、露光光の照度ムラを測定する。空間像測定装置は、投影光学系PLを介してウエハステージWST上に投影される光学像の空間像を測定する。収差測定装置は、投影光学系PLの収差を測定する。偏光状態測定装置は、ウエハステージWST上に照射される露光光の偏光状態を測定する。 Examples of various measuring devices provided in the stage unit WST3 include sensors and measuring devices such as an illuminance sensor, an illuminance unevenness sensor, an aerial image measuring device, an aberration measuring device, and a polarization state measuring device. The illuminance sensor measures the illuminance of exposure light irradiated on wafer stage WST via projection optical system PL. The illuminance unevenness sensor measures the illuminance unevenness of the exposure light. The aerial image measuring apparatus measures an aerial image of an optical image projected on wafer stage WST via projection optical system PL. The aberration measuring device measures the aberration of the projection optical system PL. The polarization state measuring device measures the polarization state of the exposure light irradiated onto wafer stage WST.
ウエハステージWST3には、ウエハステージWSTの基準位置、基準平面等を定める基準部材が設けられている。基準部材には、当該基準位置、基準平面などを定めるための基準マークが形成されている。ステージユニットWST3は、ステージユニットWST1、WST2とは個別にXY面内の任意の方向に移動可能になっているため、例えばウエハWの露光処理を開始する前に投影光学系PLの下方(−Z方向)に移動させてウエハステージWST上に照射される露光光の照度又は照度ムラ等を測定することができるようになっている。 Wafer stage WST3 is provided with a reference member that determines the reference position, reference plane, and the like of wafer stage WST. A reference mark for defining the reference position, the reference plane, and the like is formed on the reference member. Since stage unit WST3 is movable separately from stage units WST1 and WST2 in any direction within the XY plane, for example, before the exposure processing of wafer W is started (−Z The illuminance or illuminance unevenness of the exposure light irradiated on the wafer stage WST by moving in the direction) can be measured.
駆動装置15は、ベース部材14の上部に埋設された固定部16と、ステージユニットWST1〜WST3の底部(ベース対向面側)に固定された移動部17とを含んで構成される平面モータを備えている。尚、以下の説明においては、上記の駆動装置15を、便宜上、平面モータ15と呼ぶものとする。
The driving
ウエハWは、例えば真空吸着によってステージユニットWST1、WST2上に固定されている。ステージユニットWST1〜WST3上の一端にはレーザ干渉計18からのレーザビームを反射する移動鏡19が固定されており、外部に配置されたレーザ干渉計18により、ステージユニットWST1〜WST3のXY面内での位置が例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。
Wafer W is fixed on stage units WST1 and WST2 by, for example, vacuum suction. A
図1においては図示を簡略化しているが、ステージユニットWST1〜WST3上には走査方向であるY軸方向に直交する反射面を有する移動鏡と、非走査方向であるX軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられている。レーザ干渉計18は走査方向に1軸、非走査方向には2軸設けられており、図1ではこれらが代表的に移動鏡19、レーザ干渉計18として示されている。図1においては、レーザ干渉計18からのレーザ光がステージユニットWST1に設けられた移動鏡19に照射されている状態を図示しているが、ステージWST2、WST3についても同様のレーザ干渉計が設けられている。
Although the illustration is simplified in FIG. 1, a movable mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction that is the scanning direction and a reflection orthogonal to the X-axis direction that is the non-scanning direction on the stage units WST1 to WST3. And a movable mirror having a surface. The
ステージユニットWST1〜WST3の位置情報(又は速度情報)はステージ制御系SCS及びこれを介して主制御装置MCSに送られる。ステージ制御系SCSでは主制御装置MCSからの指示に応じてステージユニットWST1〜WST3の各々の位置情報(又は速度情報)に基づいて平面モータ15を介してステージユニットWST1〜WST3のXY面内の移動をそれぞれ制御する。
The position information (or speed information) of the stage units WST1 to WST3 is sent to the stage control system SCS and the main controller MCS via this. In the stage control system SCS, the stage units WST1 to WST3 are moved in the XY plane via the
ウエハステージWSTの構成について詳細に説明する。図3はウエハステージWSTに設けられるステージユニットWST1の上面図であり、図4は図3中のA−A線に沿った断面矢視図である。図3、図4においては図1、図2に示した部材と同一の部材については同一の符号を付してある。ステージユニットWST1とステージユニットWST2とは同一構成であるため、ここではステージユニットWST1を代表させて説明する。 The configuration of wafer stage WST will be described in detail. FIG. 3 is a top view of stage unit WST1 provided on wafer stage WST, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 and 4, the same members as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. Since stage unit WST1 and stage unit WST2 have the same configuration, stage unit WST1 will be described as a representative here.
平面モータ15は、固定部16と移動部17とを備え、さらに固定部16はベース部材14に固定された複数のコア部材22を有する。複数のコア部材22はXY面内において所定のピッチでマトリクス状に配列されており、その頭部22aの先端部(図中上端面)は略面一状態となっていてステージユニットWST1(WST2,WST3)の案内面24を形成している。ステージユニットWST1は、エアパッド27によって、案内面24に対して所定の間隔(数ミクロン程度)で浮上した状態で固定部16に支持されるようになっている。そして、移動時には、案内面24に沿って、案内面24とは非接触の状態でX,Y,θz方向に移動できるようになっている。
固定部16についてさらに詳細を説明すると、複数のコア部材22それぞれは、前述の案内面24の一部となる面を含む頭部22aとそれを支える支柱部22bとを有している。コア部材22の頭部22aと支柱部22bとは一体的に設けてもよいし、分割可能に構成してもよい。各コア部材22の頭部22a及び支柱部22bは、例えばSS400相当の低炭素鋼、またはステンレス等の磁性体で構成されるようにすることができる。また、全て同一材料とせずに一部を適宜変更してもよい。
The
The fixing
頭部22aはXY面内における断面形状が矩形形状になっており、支柱部22bのXY面内における断面形状は円形形状になっている。前述のように頭部22aの先端部は平坦な面になっており、その高さ(図ではZ位置)は略同一となっていて、案内面24を構成している。本実施形態では、ベース部材14の上面(Z位置)も略平面に形成されており、ベース部材14上面から各頭部22aまでの寸法(ベース部材14の上面からの高さ)はほぼ同一となっている。そして、ベース部材14から複数の支柱部22bが立設されている。各支柱部22bにはコイル21が巻回されており、それぞれの支柱部22bとコイル21とは磁気的に接続された状態になっている。これにより、コイル21に電流を流したときにコイル21から発生する磁束は、支柱部22b、頭部22a(つまりコア部材22)を介して効率よく案内面24側に伝わる。その結果、コイル21が発生する磁束と後述する移動部17の永久磁石26が発生する磁束とを効率よく協働させる(磁気吸引力を発生させる)ことができる。
The
図5は、コア部材22の拡大図である。同図に示す通り、コイル21は、断熱材Tを介してコア部材22の支柱部22bに巻回されている。コイル21に電流を流したときに発生する熱がコア部材22に伝わると、コア部材21が膨張し、コア部材22のXY面における位置ずれが生じ、又はZ方向へ膨張することによって案内面24に凹凸が生じる。この凹凸によってステージユニットWST1〜WST3の位置決め誤差が生じてしまう。断熱材Tを介してコイル21を巻回することにより、位置決め誤差の発生を防ぐことが可能になっている。断熱材Tとしては、例えば、コイル21と支柱部22bとの磁気的接続を妨げず、かつ断熱性及び耐熱性に優れたものであることが望ましく、材料としては、例えば、樹脂等を用いることができる。
上述のように、複数のコア部材22の頭部22aの先端部が集まって案内面となるが、各頭部22aそれぞれの位置と平面度が所定の値を満たしていればよく、各頭部22a同士を固定する必要はない。頭部22aの間に隙間ができて、その隙間を雰囲気中の気体(大気、真空でもよいし、N2等でパージされていても良い)が満たしていても構わない。コア部材22より磁束が通り易い物体でなければ、特に構わないとも言える。
また、コア部材22の頭部22aの先端部にそれぞれ保護部材を形成してもよい。この場合は保護部材の上面が案内面24となるので、保護部材の上面の高さ(図ではZ位置)が同一面となるようにする。保護部材は、各頭部22aに板状の部材を設けるようにしてもよいし、各頭部22aに膜を形成するようにしてもよい。膜は、例えば、厚さ数百ミクロン程度で溶射により形成することができる。
さらに、コア部材22の頭部22aの先端部に非磁性部材を形成してもよい。この場合は非磁性部材の上面が案内面24となるので、非磁性部材の上面の高さ(図ではZ位置)が同一面となるようにする。非磁性部材は、各頭部22aに板状の部材を設けるようにしてもよいし、各頭部22aに膜を形成するようにしてもよい。膜は、例えば、厚さ数百ミクロン程度で溶射により形成することができる。
また、コア部材22同士が接触してコイル21による磁束の経路に影響を与えるおそれがある場合、接触しそうな部位(例えば、頭部22aの側面部)を非磁性材料等でコーティングしておいてもよい。あるいは、コア部材22(頭部22a)全体を非磁性材料等でコーティングし、必要な部分のみコーティングを剥がすようにしてもよい。
非磁性部材としては、アルミナ(Al2O3)を溶射によって形成してもよいし、他のセラッミクスにより形成してもよい。また、SUS等を用いてもよい。
非磁性部材と保護部材は、どちらか一方のみをコア部材22に設けてもよいし、双方を設けてもよい。例えばコア部材22の頭部22aの先端部に非磁性部材を設け、その上に保護部材を設けるようにしてもよい。
FIG. 5 is an enlarged view of the
As described above, the tips of the
Moreover, you may form a protection member in the front-end | tip part of the
Further, a nonmagnetic member may be formed at the tip of the
If there is a possibility that the
As the non-magnetic member, alumina (Al 2 O 3 ) may be formed by thermal spraying, or may be formed by other ceramics. Also, SUS or the like may be used.
Only one of the nonmagnetic member and the protective member may be provided on the
固定部16に設けられるコイル21には、U相、V相、及びW相からなる三相交流が供給される。XY面内で配列されたコイル21の各々に各相の電流を所定の順序で所定のタイミングで印加することにより、ステージユニットWST1〜WST3を所望の方向に所望の速度で移動させることができるようになっている。
The
図6は、図4中のB−B線に沿った断面矢視図である。図6においては、各コイル21に印加される三相交流の各相を、コア部材22の頭部22aに対応付けて図示している。同図に示す通り、U相、V相、及びW相の各相がXY面内で規則的に配列されている。
6 is a cross-sectional arrow view taken along line BB in FIG. In FIG. 6, each phase of the three-phase alternating current applied to each
次に、ウエハステージWSTの一部をなす移動部17の構成を説明する。図4に示すように、移動部17は、第1ステージ25、永久磁石26、エアパッド27を有している。第1ステージ25の上面には、第2ステージ28、水平駆動機構29、及び垂直駆動機構30が設けられている。
Next, the configuration of the moving
図7は、図4中のC−C線に沿った断面矢視図である。なお、図7には、コア部材22の頭部22aの位置が破線で記載されている。
エアパッド27は、第1ステージ25の底面側の各角部に1つずつ設けられており、例えば多孔質材料からなる。このエアパッド27は、コア部材22に向けてエア(空気)を吹き付ける構成になっている。エアパッド27からコア部材22に向けてエアが吹き付けられることにより、固定部16が移動部17を浮上支持することが可能になっている。各エアパッド27は、常に2つ以上の頭部22aにまたがることが可能な程度の面積を有している。このため、本実施形態のように隣接する頭部22a同士の間に隙間が形成されていても、2個以上の頭部22aに対して同時に気体を噴出することが可能になっており、2個以上の頭部22aを跨いで移動することが可能になっている。なお、エアパッド27の大きさ(面積)は、特に図示した構成のものに限定されるものではなく、装置の構成等によって適宜変更することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional arrow view taken along the line CC in FIG. In FIG. 7, the position of the
One
永久磁石26は、第1ステージ25の底面側に配置された複数のエアパッド27同士の間に、第1ステージ25の4辺に沿ってそれぞれ複数ずつ設けられている。永久磁石26は、磁性部材として機能し、隣接するもの同士が互いに異なる極となるように配列されている。隣接する永久磁石26の極を異ならせることで、X方向及びY方向の両方向に交番磁界が形成されるようになっている。この交番磁界とコイル21への通電によって生じる磁界とが協働して、ローレンツ力によって平面モータ15としてのX方向及びY方向の両方向に対する推進力が発生する。つまり、固定部16と移動部17との間に前記推進力が発生する。
なお、永久磁石26の材料としては、ネオジウム・鉄・コバルト磁石、アルミニウム・ニッケル・コバルト(アルニコ)磁石、フェライト磁石、サマリウム・コバルト磁石、又はネオジム・鉄・ボロン磁石等の希土類磁石などが挙げられる。
A plurality of
Examples of the material of the
第2ステージ28は、垂直駆動機構30により第1ステージ25上に支持されている。垂直駆動機構30は、例えばボイスコイルモータ(VCM)等を含む支持機構30a、30b、30c(図3参照)を備えている。これらの支持機構30a、30b、30cによって第2ステージ28の異なる3点を支持している。支持機構30a、30b、30cはZ方向に伸縮自在に構成されている。これら支持機構30a、30b、30cを同一の伸縮量で駆動することにより、第2ステージ28をZ方向に移動させるようになっている。支持機構30a、30b、30cを独立して駆動する、又は、異なる互いに伸縮量で駆動することにより、第2ステージ28のX軸の周りの回転量、及びY軸の周りの回転量を調節するようになっている。
The
水平駆動機構29は、例えばボイスコイルモータ(VCM)等を含む駆動機構29a、29b、29c(図3参照)を備えている。これらの駆動機構29a、29b、29cによって第2ステージ28のXY面内における位置及びZ軸回りの回転を調節する。駆動機構29a、29bを同一の伸縮量で駆動することにより第2ステージ28のY方向の位置を可変する。駆動機構29cを駆動することにより第2ステージ28のX方向の位置を可変する。駆動機構29a、29bを互いに異なる伸縮量で駆動することにより第2ステージ28のZ軸回りの回転を可変する。第2ステージ28を第1ステージ25と非接触で移動させることができるように、垂直駆動機構30及び水平駆動機構29にともに移動部(第2ステージ28)を非接触で移動させる非接触型のアクチュエータを用いることができるが、それに限定されるものではない。一方のみに用いるようにしてもよいし、ともに非接触型ではないアクチュエータを用いてもよい。
The
このように、上述した平面モータ15によって駆動される第1ステージ25が粗動ステージであり、水平駆動機構29及び垂直駆動機構30によって駆動される第2ステージ28が微動ステージであるということができる。水平駆動機構29及び垂直駆動機構30は、ステージ制御系SCSの制御の下で第2ステージ28のXY面内における位置及びZ方向の位置を調整する。
Thus, it can be said that the
以上説明した構成のステージユニットWST1を移動させる場合には、三相交流で駆動する公知のリニアモータと同様の駆動方法を用いることができる。つまり、ステージユニットWST1がX方向に移動可能に構成されたリニアモータとY方向に移動可能に構成されたリニアモータからなると考え、ステージユニットWST1をX方向に移動させる場合には、X方向に配列された各コイル21に対してX方向に移動可能に構成されたリニアモータと同様の三相交流を印加し、ステージユニットWST1をY方向に移動させる場合には、Y方向に配列された各コイル21に対してY方向に移動可能に構成されたリニアモータと同様の三相交流を印加すれば良い。
When the stage unit WST1 having the above-described configuration is moved, a driving method similar to a known linear motor that is driven by three-phase AC can be used. That is, when the stage unit WST1 is considered to be composed of a linear motor configured to be movable in the X direction and a linear motor configured to be movable in the Y direction, the stage unit WST1 is arranged in the X direction when moving in the X direction. When the same three-phase alternating current as that of a linear motor configured to be movable in the X direction is applied to each of the
図1に示すように、上記実施形態の露光装置10は、エアパッドに対して加圧エアを供給するための空気ポンプ40を備えている。空気ポンプ40とステージユニットWST1、WST2とはチューブ41、42を介してそれぞれ接続されており、空気ポンプ40からのエアは、チューブ41を介してステージユニットWST1に供給されるとともに、チューブ42を介してステージユニットWST2に供給されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
図1においては図示を省略しているが、露光装置10にはウエハWに形成されたアライメントマークの位置情報を計測するためのオフ・アクシス型のウエハライメントセンサが投影光学系PLの側方に設けられ、又は投影光学系PLを介してウエハWに形成されたアライメントマークの位置情報を計測するTTL(スルー・ザ・レンズ)型のアライメントセンサが設けられている。また、ウエハWに対して斜め方向からスリット状の検出光を照射し、その反射光を測定してウエハWのZ方向の位置及び姿勢(X軸及びY軸回りの回転)を検出し、この検出結果に基づいてウエハWのZ方向の位置及び姿勢を補正してウエハWの表面を投影光学系PLの像面に合わせ込むオートフォーカス機構及びオートレベリング機構が設けられている。
Although not shown in FIG. 1, an off-axis type wafer alignment sensor for measuring position information of alignment marks formed on the wafer W is provided in the
以上、本発明の一実施形態による平面モータ装置、ステージ装置、及び露光装置の構成について説明したが、次に露光時の動作について簡単に説明する。1ロット分のウエハWに対して露光処理を行う場合には、例えばステージユニットWST3に設けられた各種測定機器を用いた露光装置の性能測定が行われた後で露光処理が開始される。露光装置の性能測定が開始されると、主制御装置MCSは、例えばステージユニットWST1、WST2を共に露光ポジションから退避させ、代わりにステージユニットWST3を露光ポジションに配置する。併せて、不図示のレチクルローダを制御してパターンが形成されていないレチクル(テストレチクル)をレチクルステージRST上にロードする。 The configuration of the planar motor device, the stage device, and the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention has been described above. Next, the operation during exposure will be briefly described. When performing the exposure process on the wafers W for one lot, the exposure process is started after the performance measurement of the exposure apparatus using various measuring devices provided in the stage unit WST3, for example. When the performance measurement of the exposure apparatus is started, main controller MCS retracts both stage units WST1 and WST2 from the exposure position, for example, and places stage unit WST3 in the exposure position instead. At the same time, a reticle loader (test reticle) on which a pattern is not formed is loaded on the reticle stage RST by controlling a reticle loader (not shown).
この状態で主制御装置MCSは、照明光学系ILSの光学特性(開口絞りの開口数、照明条件等)を設定し、不図示の光源ユニットから露光光を射出させ、レチクルR及び投影光学系PLを順次介してステージユニットWST3上に照射される露光光の照度、照度むらの測定を照度センサ及び照度むらセンサを用いてそれぞれ測定する。また、収差測定装置を用いて投影光学系PLの残存収差を測定する。これらの測定が終了すると、主制御装置MCSは、得られた測定結果を用いて照明光学系ILSの光学特性を調整するとともに、投影光学系PLに設けられているレンズエレメントの1つ又は複数を光軸AX方向に移動させ、又は光軸AXに対して偏心させることによって投影光学系PLの結像性能を調整する。 In this state, main controller MCS sets the optical characteristics of illumination optical system ILS (numerical aperture of aperture stop, illumination conditions, etc.), emits exposure light from a light source unit (not shown), reticle R, and projection optical system PL. Are measured using the illuminance sensor and the illuminance unevenness sensor, respectively. Further, the residual aberration of the projection optical system PL is measured using an aberration measuring device. When these measurements are completed, the main control unit MCS adjusts the optical characteristics of the illumination optical system ILS using the obtained measurement results, and controls one or more lens elements provided in the projection optical system PL. The imaging performance of the projection optical system PL is adjusted by moving in the direction of the optical axis AX or decentering with respect to the optical axis AX.
以上の処理を終えると、例えばベースライン計測が行われる。ここで、ベースラインとは例えばレチクルRに形成されたパターンの投影光学系PLによる投影像の中心位置と、投影光学系PLの側方に設けられたウエハライメントセンサの計測視野中心との距離をいう。ベースライン計測を行うには、まず、主制御装置MCSが不図示のレチクルローダを制御してレチクルステージRST上に保持されているレチクルをアンロードするとともに、露光処理で最初に用いるレチクルRをレチクルステージRST上にロードする。 When the above processing is completed, for example, baseline measurement is performed. Here, the base line is, for example, the distance between the center position of the projection image of the pattern formed on the reticle R by the projection optical system PL and the measurement visual field center of the wafer alignment sensor provided on the side of the projection optical system PL. Say. To perform baseline measurement, the main controller MCS first controls a reticle loader (not shown) to unload the reticle held on the reticle stage RST, and also uses the reticle R to be used first in the exposure process as the reticle. Load on stage RST.
次いで、不図示のレチクルアライメントセンサを用いてレチクルRに形成されているレチクルマークと、露光ポジションに配置されたステージユニットWST3に設けられている基準部材の基準マークとを同時に観察して、基準マークに対するレチクルマークの位置ずれ量を計測する。次に、主制御装置MCSは、ステージユニットWST3を所定量だけ移動させてウエハライメントセンサの下方に配置し、基準部材に形成されている基準マークをウエハライメントセンサの計測視野内に配置し、ウエハライメントセンサを用いて基準マークの位置情報を計測する。上記のレチクルアライメントセンサの計測結果とウエハライメントセンサの計測結果とからベースライン量が求められる。 Next, using a reticle alignment sensor (not shown), the reticle mark formed on the reticle R and the reference mark of the reference member provided on the stage unit WST3 disposed at the exposure position are simultaneously observed, and the reference mark Measure the amount of reticle mark displacement relative to. Next, main controller MCS moves stage unit WST3 by a predetermined amount and disposes it below the wafer alignment sensor, disposes the reference mark formed on the reference member within the measurement field of view of the wafer alignment sensor, and The position information of the reference mark is measured using a lement sensor. A baseline amount is obtained from the measurement result of the reticle alignment sensor and the measurement result of the wafer alignment sensor.
以上の各種計測が終了すると、主制御装置MCSはステージユニットWST3を露光ポジションから退避するとともに、例えばステージユニットWST1をローディングポジションに配置する。そして、ロット先頭のウエハWが保持されたステージユニットWST1をウエハライメントセンサの下方に配置し、ウエハW上のアライメントマーク数個(3〜9個程度)について位置計測を行う。そして、この計測結果に基づいて主制御装置MCSがEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)演算を行い、ウエハW上に設定された全てのショット領域の配列の規則性を決定する。ここで、EGA演算とは、ウエハW上に予め設定された代表的な一部(3〜9個)のショット領域の各々に付随して形成されたマーク(アライメントマーク)の位置情報と、その設計情報とに基づいてウエハW上に設定された全てのショット領域の配列の規則性を統計的な手法で決定する演算方法をいう。 When the above various measurements are completed, main controller MCS retracts stage unit WST3 from the exposure position and places stage unit WST1 at the loading position, for example. Then, the stage unit WST1 holding the wafer W at the head of the lot is arranged below the wafer alignment sensor, and position measurement is performed for several alignment marks (about 3 to 9) on the wafer W. Then, based on the measurement result, main controller MCS performs EGA (Enhanced Global Alignment) calculation, and determines the regularity of the arrangement of all shot areas set on wafer W. Here, the EGA calculation refers to position information of marks (alignment marks) formed on each of a part of typical (3 to 9) shot areas preset on the wafer W, An arithmetic method that determines the regularity of the arrangement of all shot areas set on the wafer W based on the design information by a statistical method.
以上のEGA演算によってウエハW上におけるショット領域の配列を求めると、主制御装置MCSは、得られたショット領域の座標値を前述したベースライン量で補正した座標値を求める。この補正した座標値を用いてステージユニットWST1を駆動すれば、ウエハW上の各ショット領域を投影光学系PLの露光領域IAに位置合わせすることができる。本実施形態の露光装置10は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、ショット領域を露光する場合には、レチクルステージRST及びステージユニットWST1を加速させ、各々が所定の速度に達して同期がとれてから、主制御装置MCSが照明光学系ILSから露光光を射出させてレチクルRを照明し、レチクルRのパターンの像を投影光学系PLを介してウエハW上に投影する。
When the array of shot areas on the wafer W is obtained by the above EGA calculation, the main controller MCS obtains coordinate values obtained by correcting the coordinate values of the obtained shot areas by the above-described baseline amount. By driving the stage unit WST1 using the corrected coordinate values, each shot area on the wafer W can be aligned with the exposure area IA of the projection optical system PL. Since
走査時には、露光領域IAにレチクルRの一部のパターン像が投影され、投影光学系PLに対して、レチクルRが−X方向(又は+X方向)に速度Vで移動するのに同期して、ウエハWが+X方向(又は−X方向)に速度β・V(βは投影倍率)で移動する。1つのショット領域に対する露光処理が終了すると、主制御装置MCSはステージユニットWST1をステッピング移動させて次のショット領域を走査開始位置に移動させ、以下同様にステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。 At the time of scanning, a partial pattern image of the reticle R is projected onto the exposure area IA, and in synchronization with the movement of the reticle R in the −X direction (or + X direction) at the speed V with respect to the projection optical system PL, The wafer W moves in the + X direction (or -X direction) at a speed β · V (β is a projection magnification). When the exposure process for one shot area is completed, main controller MCS moves stage unit WST1 to step the next shot area to the scanning start position, and thereafter, similarly to each shot area by the step-and-scan method. Exposure processing is performed sequentially.
このように、本実施形態によれば、案内面24は2個以上のコア部材22の頭部22aによって構成され、移動部17はその2個以上の頭部22aを跨って移動することができる。それぞれの頭部22aは互いに接着されている必要はなく、コア部材22同士(頭部22a同士)の間に隙間(数mm程度以下)が形成されていてもよい。したがって、案内面24のほぼ全面に亘って一体化された部材や膜等で移動面を構成する必要はないので、容易に製造が可能な平面モータを得ることができる。
Thus, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、コア部材22の頭部22aに空気を吹き付けるエアパッド27が多孔質材料からなることとしたので、コア部材22同士の間に隙間が形成されていても、エアパッド27からの空気がコア部材22の頭部22aに確実に吹き付けられることとなる。これにより、移動部17を一層安定して移動させることができる。
According to the present embodiment, since the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態では、平面モータのうち固定部の構成が第1実施形態とは異なっているので、この点を中心に説明する。
図8は本実施形態に係る平面モータ115の構成を示す断面図であり、第1実施形態における図4に対応している。図9は、図8中のD−D線に沿った断面矢視図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, since the configuration of the fixed portion of the planar motor is different from that of the first embodiment, this point will be mainly described.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of the
図8に示すように、平面モータ115は、固定部116と、移動部117とを有している。移動部117は、第1実施形態と同様に第1ステージ125と、永久磁石126と、エアパッド127とを有している。第1ステージ125、永久磁石126及びエアパッド127の構成、配置は第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
As shown in FIG. 8, the
固定部116は、ベース部材114上にコア部材122が複数設けられている。複数のコア部材122は、第1実施形態の構成と同一の寸法の隙間をもってXY面内にマトリクス状に配列されている(図9参照)。第1実施形態と同様に、各コア部材122は、頭部122aと支柱部122bとを主体として構成されており、支柱部122bには断熱材(図示しない)を介してコイル121が巻回されている。
In the fixing
本実施形態では、各コア部材122の間に平坦化部材123が設けられている。平坦化部材123は、例えばセラミックなどの非磁性材料からなり、断面視で矩形形状をなしており、ベース部材114上に直接設けられている。平坦化部材123とコア部材122との間には所定の間隔で隙間が形成されている。
In the present embodiment, a
平坦化部材123の先端面(図中の上面)と、コア部材122の先端面とは、ほぼ面一になっている。この面一に形成されたコア部材122の頭部122aの先端面と平坦化部材123の先端面とで固定部116の案内面124が構成されている。エアパッド127からは、これら頭部122aの先端面及び平坦化部材123の先端面に対して空気が吹き付けられるようになっている。
図9に示すように、コア部材122同士の間に配置された平坦化部材123は、コア部材122の配列方向(行方向又は列方向)に沿って複数設けられている。コア部材122の配列方向のうち列方向(図中Y方向)に延在する平坦化部材123は、自身のY方向の寸法がコア部材122の頭部122aのY方向の寸法とほぼ同一となっている。Y方向に延在する平坦化部材123とコア部材122の頭部122aとはY方向上の位置が揃うように配列されている。
図中X方向に延在する平坦化部材123は、自身のX方向の寸法がコア部材122の頭部122aのX方向の寸法よりもやや大きくなっている。X方向に延在する平坦化部材123は、コア部材122の頭部122aに対して、X方向にはみ出すように配列されている。
The front end surface (upper surface in the drawing) of the flattening
As shown in FIG. 9, a plurality of
In the drawing, the planarizing
このように、本実施形態によれば、コア部材122同士の間に平坦化部材123が複数設けられているので、コア部材122間の隙間を小さくすることができる。このため、エアパッド127からの気体が吹き付けられる案内面124の平坦度を向上させることができる。
Thus, according to this embodiment, since the plurality of
なお、本実施形態では、上記構成に限られず、例えば図10に示すように、図中X方向に延在する平坦化部材123が複数のコア部材122に跨って設けられた構成であっても構わない。
In addition, in this embodiment, it is not restricted to the said structure, For example, as shown in FIG. 10, even if it is the structure by which the
また、例えば図11に示すように、コア部材122と平坦化部材123とを密着(ただし、必ずしも、コア部材122と平坦化部材123とを接着等によって固定する必要はない)させる構成にしても構わない。このようにすれば、コア部材122の先端面と平坦化部材123の先端面とが連続した平坦面となるため、案内面124の平坦度を一層向上させることができる。
For example, as shown in FIG. 11, the
また、図11に示すように、平坦化部材123の内部に、温度調整用の流体を流通させる流通路123aを設けても構わない。流通路123aに流体を流通させる場合、ベース部材114には、流体(温度調整用媒体)を流通させるための流通装置143を取り付ける。この流通装置143と流通路123aとの間は、例えば冷媒供給管144、冷媒供給管145を介して接続する。流通装置143には、例えば上述した主制御装置MCSなどから動作信号が供給されるようにする。主制御装置MCSから動作信号が供給されると、流通装置143から温度調整用媒体が冷媒供給管144に送り出される。この温度調整用媒体は冷媒供給管144を介して当該流通路123aに供給され、流通路を流通した後は温度調整用媒体排出管145を介して流通装置143に回収される。上記の流通路には、例えば水等の温度調整用媒体を供給するように構成することができる。
Further, as shown in FIG. 11, a
このようにすれば、案内面124の平坦度を向上させつつコア部材122を冷却することが可能となる。コア部材122を冷却することによって、コア部材122が熱によって変形するのを防ぐことができ、案内面124の平坦度が損なわれるのを防ぐことができる。また、熱に起因して周囲の雰囲気中に与える現象を抑えることができる。
In this way, the
この場合、図11に示すように、内部に流通路123aが形成された平坦化部材123をコイル121にも接触させるように構成することも可能である。コイル121は電流を流すことによって発熱源となる。流通路123aが形成された平坦化部材123をコイルに接触させることによって、発熱源を直接的に冷却することができるという利点がある。
In this case, as shown in FIG. 11, it is also possible to configure so that the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を説明する。本実施形態では、平面モータの固定部のうち、コイルの発熱を抑える構成を説明する。図12は、本実施形態に係る平面モータ215の構成を示す図であり、第1実施形態における図4に対応している。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment demonstrates the structure which suppresses the heat_generation | fever of a coil among the fixing | fixed parts of a planar motor. FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the
この平面モータ215は、ベース部材214上に設けられたコア部材222の支柱部222bにコイル221及び冷却部材223が巻回された構成になっている。冷却部材223の内部には、温度調整用の流体を流通させる流通路223aが形成されている。ベース部材214には、流体(温度調整用媒体)を流通させるための流通装置243が取り付けられている。この流通装置243と流通路223aとの間は、冷媒供給管244、245を介して接続されている。流通装置243には、例えば上述した主制御装置MCSなどから動作信号が供給されるようにする。
The
この冷却部材223は、コア部材222の頭部222aとコイル221との間に配置されている。この位置に冷却部材223を配置することにより、コイル221での発熱が頭部222aに伝達するのを防ぐことができるようになっている。冷却部材223とコイル221とは密着した状態になっており、冷却部材223と支柱部222bとも密着した状態になっている。このため、冷却部材223によって支柱部222b及びコイル221の両方を冷却することができるようになっている。なお、他の構成は第1実施形態と同様である。
The cooling
本実施形態によれば、コア部材222の頭部222aとコイル221との間に冷却部材223を配置することにより、コイル221における発熱が頭部222aに伝達するのを防ぐことができるので、当該頭部222aの先端部が熱により変形するのを防ぐことができる。このため、頭部222aの先端部によって構成される案内面224の変形を効果的に防ぐことができる。
According to the present embodiment, by disposing the cooling
なお、本実施形態の構成において、コア部材222同士の間に平坦化部材を設ける構成としても構わない。この場合、平坦化部材の内部に温度調整用の流体を流通させる流通路を設けるようにするとより好ましい。このような構成により、冷却部材223による冷却に加えて平坦化部材によっても冷却されることになるため、熱による案内面224の変形を一層効果的に防ぐことができる。
In the configuration of the present embodiment, a planarizing member may be provided between the
特に、平坦化部材とコア部材222とを密着させる場合、コア部材222(特にコイル221)から発生する熱が固定部の内部にこもりやすくなり、この内部にこもった熱によって頭部222aの変形が起こりやすくなる可能性がある。これに対して、上記のように平坦化部材による冷却と冷却部材223による冷却とを組み合わせることで、コイル221を効果的に冷却し、熱による案内面224の変形を確実に防ぐことができる。また、前述と同様、熱に起因して周囲の雰囲気中に与える現象を抑えることができる。
In particular, when the flattening member and the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を説明する。本実施形態では、平面モータのうち固定部の構成の他の例を説明する。図13は、本実施形態に係る平面モータの固定部316の構成を示す図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, another example of the configuration of the fixed portion of the planar motor will be described. FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the fixing
固定部316は、ベース部材314上にコア部材322が複数設けられており、所定の寸法の隙間をもってXY面内にマトリクス状に配列されている。各コア部材322は、頭部322aと支柱部322bとを主体として構成されており、支柱部322bには断熱材(図示しない)を介してコイル321が巻回されている。
The fixing
各コア部材322の間には、コイル321に近接するように冷却部材323が設けられている。冷却部材323は、例えばセラミックなどの非磁性材料からなり、断面視で矩形形状をなしており、ベース部材314上に直接設けられている。冷却部材323とコア部材322との間には所定の間隔で隙間が形成されている。なお、冷却部材323とコイル321とを密着(ただし、必ずしも、コイル321と冷却部材323とを接着等によって固定する必要はない)させても構わない。
A cooling
本実施形態では、第1実施形態の構成に比べて、コア部材322の頭部322aの平面視での寸法(面積)が大きくなっている。冷却部材323の先端面(図中の上面)はコア部材322の頭部322aよりも下側に設けられており、冷却部材323の一部がこのコア部材322の頭部322aによって覆われた構成になっている。したがって、本実施形態では、コア部材322の頭部322aの先端面のみによって固定部316の案内面324が構成されている。エアパッド(図示省略)からは、これら頭部322aの先端面に対して空気が吹き付けられるようになっている。
In the present embodiment, the dimension (area) in plan view of the head 322a of the
また、冷却部材323の内部には、温度調整用の流体を流通させる流通路323aが形成されている。ベース部材314には、流体(温度調整用媒体)を流通させるための流通装置343が取り付けられている。この流通装置343と流通路323aとの間は、冷媒供給管344、345を介して接続されている。流通装置343には、例えば上述した主制御装置MCSなどから動作信号が供給されるようにする。
In addition, a
このように、本実施形態によれば、コイル321に近接するように冷却部材323が設けられているので、コイル321における発熱が頭部322aに伝達するのを防ぐことができる。これにより、当該頭部322aの先端部が熱により変形するのを防ぐことができると共に、前述と同様、熱に起因して周囲の雰囲気中に与える現象を抑えることができる。しかも、冷却部材323がこのコア部材322の頭部322aによって覆われた構成になっており、コア部材322の頭部322aの先端面のみによって固定部316の案内面324が構成されているので、案内面324の平面性はコア部材322の頭部322aの配置によってのみ影響されることになり、冷却部材323の配置には影響されないことになる。したがって、案内面324の平面性を保持するにはコア部材322(頭部322a)の設計のみを考慮するだけで済むため、固定部316の設計・製造を容易に行うことができる。
Thus, according to this embodiment, since the cooling
図11〜13に示すような温度調整用の流通路を平坦化部材、非磁性材料の部材等に設ける場合、図9のように個々の部材に流通路を設ける代わりに、図10bのように図中X方向に延在するように部材を設け、そこにのみ流通路を形成するようにして流体の循環路が増えないようにしてもよい。 When a temperature adjusting flow passage as shown in FIGS. 11 to 13 is provided in a flattening member, a non-magnetic material member, etc., instead of providing a flow passage in each member as shown in FIG. 9, as shown in FIG. A member may be provided so as to extend in the X direction in the drawing, and a flow path may be formed only there so that the circulation path of the fluid does not increase.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、本発明をステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、レチクルのパターンを一括して転写するステップ・アンド・リピート方式の露光装置(所謂、ステッパ)にも本発明を適用することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, It can change freely within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a step-and-scan type exposure apparatus has been described as an example. However, a step-and-repeat type exposure that collectively transfers a reticle pattern is used. The present invention can also be applied to an apparatus (so-called stepper).
また、上記実施形態では、ステージユニットWST1の移動部17に永久磁石26が設けられ、固定部16にコイル21が設けられた所謂ムービングマグネット型のウエハステージWSTを例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、ステージユニットの移動部にコイルが設けられ、固定部に永久磁石が設けられた所謂ムービングコイル型のウエハステージにも本発明を適用することができる。また、上記実施形態ではウエハステージWSTに本発明を適用した場合について説明したが、レチクルステージRSTにも適用することができ、更にはレチクルステージRSTとウエハステージWSTの両ステージに適用することも可能である。
In the above-described embodiment, the
また、露光装置に設けられる光源ユニットとしては、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)等のエキシマレーザに限らず、超高圧水銀ランプから射出されるg線(436nm)及びi線(365nm)、F2レーザ(157nm)から射出されるレーザ光、Kr2レーザ(146nm)から射出されるレーザ光、Ar2レーザ(126nm)から射出されるレーザ光、更には、X線や電子線などの荷電粒子線を用いることができる。 The light source unit provided in the exposure apparatus is not limited to an excimer laser such as a KrF excimer laser (248 nm) or an ArF excimer laser (193 nm), but also includes g-line (436 nm) and i-line emitted from an ultra-high pressure mercury lamp ( 365 nm), laser light emitted from an F2 laser (157 nm), laser light emitted from a Kr2 laser (146 nm), laser light emitted from an Ar2 laser (126 nm), and charging such as X-rays and electron beams Particle beams can be used.
また、本発明の露光装置は、半導体素子の製造に用いられてデバイスパターンを半導体基板上へ転写する露光装置、液晶表示素子の製造に用いられて回路パターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。 The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus that is used for manufacturing a semiconductor element to transfer a device pattern onto a semiconductor substrate, an exposure apparatus that is used for manufacturing a liquid crystal display element to transfer a circuit pattern onto a glass plate, The present invention can also be applied to an exposure apparatus that is used for manufacturing a thin film magnetic head and transfers a device pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor such as a CCD.
次に、本発明の一実施形態による露光装置を用いた液晶表示素子の製造方法について説明する。図14は、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する製造工程の一部を示すフローチャートである。図14中のパターン形成工程S1では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンをウエハW上に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、ウエハW上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光されたウエハWは、現像工程、エッチング工程、剥離工程等の各工程を経ることによって、ウエハW上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程S2に移行する。 Next, a method for manufacturing a liquid crystal display element using the exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a flowchart showing a part of a manufacturing process for manufacturing a liquid crystal display element as a microdevice. In the pattern forming step S1 in FIG. 14, a so-called photolithography step is performed in which the mask pattern is transferred and exposed onto the wafer W using the exposure apparatus of the present embodiment. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the wafer W. Thereafter, the exposed wafer W is subjected to various processes such as a developing process, an etching process, and a peeling process, whereby a predetermined pattern is formed on the wafer W, and the process proceeds to the next color filter forming process S2.
カラーフィルタ形成工程S2では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列され、又はR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。
そして、カラーフィルタ形成工程S2の後に、セル組み立て工程S3が実行される。このセル組み立て工程S3では、パターン形成工程S1にて得られた所定パターンを有するウエハW、及びカラーフィルタ形成工程S2にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。
In the color filter forming step S2, a set of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) is arranged in a matrix, or a filter having three stripes of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of sets in the horizontal scanning line direction.
And cell assembly process S3 is performed after color filter formation process S2. In this cell assembling step S3, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the wafer W having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S1, the color filter obtained in the color filter forming step S2, and the like.
セル組み立て工程S3では、例えば、パターン形成工程S1にて得られた所定パターンを有するウエハWとカラーフィルタ形成工程S2にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。その後、モジュール組立工程S4にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細なパターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。 In the cell assembly step S3, for example, liquid crystal is injected between the wafer W having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S1 and the color filter obtained in the color filter formation step S2, and a liquid crystal panel (liquid crystal Cell). Thereafter, in the module assembly step S4, components such as an electric circuit and a backlight for performing display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having an extremely fine pattern can be obtained with high throughput.
次に、本発明の実施形態による露光装置を半導体素子を製造する露光装置に適用し、この露光装置を用いて半導体素子を製造する方法について説明する。図15は、マイクロデバイスとしての半導体素子を製造する製造工程の一部を示すフローチャートである。図15に示す通り、まず、ステップS10(設計ステップ)において、半導体素子の機能・性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS11(マスク製作ステップ)において、設計したパターンを形成したマスク(レチクル)を製作する。一方、ステップS12(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。 Next, a method for manufacturing a semiconductor element using the exposure apparatus will be described in which the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention is applied to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element. FIG. 15 is a flowchart showing a part of a manufacturing process for manufacturing a semiconductor element as a micro device. As shown in FIG. 15, first, in step S10 (design step), the function / performance design of the semiconductor element is performed, and the pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S11 (mask manufacturing step), a mask (reticle) on which the designed pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S12 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
次に、ステップS13(ウエハ処理ステップ)において、ステップS10〜ステップS12で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS14(デバイス組立ステップ)において、ステップS13で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップS14には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS15(検査ステップ)において、ステップS14で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。 Next, in step S13 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in steps S10 to S12, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S14 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step S13. This step S14 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S15 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S14 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.
図16は、図15のステップS13の詳細なフローの一例を示す図である。図16において、ステップS21(酸化ステップ)においてはウエハの表面を酸化させる。ステップS22(CVDステップ)においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップS23(電極形成ステップ)においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS24(イオン打込みステップ)においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップS21〜ステップS24のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。 FIG. 16 is a diagram showing an example of a detailed flow of step S13 of FIG. In FIG. 16, in step S21 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step S22 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step S23 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step S24 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps S21 to S24 constitutes a pre-processing process at each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS25(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップS26(露光工程)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置)及び露光方法によってマスクのパターンをウエハに転写する。次に、ステップS27(現像工程)においては露光されたウエハを現像し、ステップS28(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS29(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重にパターンが形成される。 At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S25 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step S26 (exposure process), the mask pattern is transferred to the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step S27 (development process), the exposed wafer is developed, and in step S28 (etching step), the exposed members other than the portions where the resist remains are removed by etching. In step S29 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these pre-processing and post-processing steps, multiple patterns are formed on the wafer.
以上説明した本実施形態のマイクロデバイス製造方法を用いれば、パターン形成工程(ステップS1)又は露光工程(ステップS26)において上記の露光装置を用いてレチクル(マスク)を保持するステージとプレート(ウエハ)を保持するステージとが走査される。このため、レチクル(マスク)とプレート(ウエハ)との移動時間を短縮することができるとともに、重ね合わせ精度を高めることができるため、微細なデバイスを歩留まり良く効率的に生産することができる。 If the microdevice manufacturing method of the present embodiment described above is used, a stage and a plate (wafer) that hold a reticle (mask) using the above exposure apparatus in the pattern formation step (step S1) or the exposure step (step S26). And the stage holding the are scanned. Therefore, the movement time between the reticle (mask) and the plate (wafer) can be shortened, and the overlay accuracy can be increased, so that a fine device can be efficiently produced with a high yield.
また、液晶表示素子又は半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘパターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、DUV(深紫外)やVUV(真空紫外)光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のX線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、WO99/34255号、WO99/50712号、WO99/66370号、特開平11−194479号、特開2000−12453号、特開2000−29202号等に開示されている。 In addition, not only microdevices such as liquid crystal display elements or semiconductor elements, but also mother reticles for manufacturing reticles or masks used in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern to a glass substrate or silicon wafer. Here, in an exposure apparatus using DUV (deep ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, Magnesium fluoride or quartz is used. In proximity-type X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, and the like, a transmissive mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate. Such an exposure apparatus is disclosed in WO99 / 34255, WO99 / 50712, WO99 / 66370, JP-A-11-194479, JP-A2000-12453, JP-A-2000-29202, and the like. .
また、本発明は、投影光学系PLとウエハWとの間を局所的に液体で満たす液浸露光装置、特開平6−124873号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置、特開平10−303114号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置の何れの露光装置にも適用可能である。 The present invention also relates to an immersion exposure apparatus that locally fills the space between the projection optical system PL and the wafer W with a liquid, and a stage that holds a substrate to be exposed as disclosed in JP-A-6-124873. An immersion exposure apparatus for moving a liquid in a liquid tank, a liquid tank having a predetermined depth formed on a stage as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303114, and an immersion exposure for holding a substrate therein The present invention can be applied to any exposure apparatus.
更に、ウエハステージWSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−166475号公報(USP5、528、118)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、レチクルステージRSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−330224号公報(US S/N08/416、558)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。 Further, a frame member is used as described in JP-A-8-166475 (USP 5,528, 118) so that the reaction force generated by the movement of wafer stage WST is not transmitted to projection optical system PL. May be mechanically released to the floor (ground). Further, the reaction force generated by the movement of the reticle stage RST is not transmitted to the projection optical system PL, as described in JP-A-8-330224 (US S / N08 / 416, 558). You may escape to the floor (ground) mechanically using a member.
10…露光装置 14…ベース部材 15…平面モータ 16…固定部 17…移動部 21…コイル 22…コア部材 22a…頭部 22b…支柱部 24…案内面 25…ステージ 26…永久磁石 27…エアパッド 43…流通装置 123…平坦化部材 123a…流通路 223…冷却部材 223a…流通路
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記固定部は、複数が配列され、それぞれが前記案内面の一部を形成している案内部材を有し、
前記移動部は、1個以上の前記案内部材に対して気体を噴出する気体噴出部材を含み、2個以上の前記案内部材を跨いで移動可能である平面モータ装置。 A planar motor device comprising a fixed portion that forms a predetermined guide surface and a moving portion that moves along the guide surface,
The fixing portion has a guide member in which a plurality are arranged, each forming a part of the guide surface,
The said moving part is a planar motor apparatus which contains the gas ejection member which ejects gas with respect to one or more said guide members, and can move across two or more said guide members.
前記移動部は、前記磁界発生部材で発生した磁界と対応する磁性部材を有している請求項1又は請求項2に記載の平面モータ装置。 At least one of the plurality of guide members has a core member magnetically connected to the magnetic field generating member,
The planar motor device according to claim 1, wherein the moving unit includes a magnetic member corresponding to a magnetic field generated by the magnetic field generating member.
前記平坦化部材が、前記コア部材に密着して設けられている請求項4に記載の平面モータ装置。 A plurality of the core members are provided,
The planar motor device according to claim 4, wherein the planarizing member is provided in close contact with the core member.
前記冷却部材は、前記磁界発生部材に近接するように設けられている請求項8に記載の平面モータ装置。 The magnetic field generating member is provided so as to surround each of the core members,
The planar motor device according to claim 8, wherein the cooling member is provided so as to be close to the magnetic field generating member.
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