JP2009094357A - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ステージが搭載される除振台の初期化を従来よりも短時間に行うことができる露光装置を提供する。
【解決手段】
露光装置の電源をオン状態にし、第１のアクチュエータを駆動することによりベローズに前記気体圧力を供給して、除振台を水平状態にする場合において、電源がオフ状態におけるステージの位置と予め用意した計算式とを用いてベローズへの負荷に対応する第１の気体圧力を計算し、第１の電磁弁が閉状態のまま、第１の圧力計測手段および第１のアクチュエータを用いて第１の気体圧力を供給した後で、第１の電磁弁を開状態にして、除振台の位置に基づいて第１のアクチェエータによりベローズに気体圧力を供給することにより、記除振台を水平状態にすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステージを載置する除振台を有する露光装置に関するものである。

従来、例えば、特開２０００−１２４３５号公報（特許文献１）により、空気バネの推力調節に際して生じる傾きや揺れを抑制可能な除振装置および露光装置が提案されている。
この従来例の露光装置は、ベローズとエアアクチュエータによって支持される除振台を持つ。この除振台上には、リニアモーターで駆動され且つウェハ等の基板を載置して移動するステージと、このステージの位置を計測する手段と、がある。
この露光装置の電源がオフ状態（リセット状態がある場合は、その状態も含む）になった後の除振台の初期化方法は、除振台に設けられる位置計測手段から得た位置情報を基に、除振台が水平状態になるように、ベローズへエアアクチュエータからエア供給を行う。
特開２０００−１２４３５号公報

しかし、この従来例の露光装置の電源がオフ状態、又は、リセット状態になると、エアアクチュエータおよびリニアモーターは制御不能となる。
そのため、除振台を支持するベローズへのエア圧力供給は不定となり、除振台上に設けられたステージの位置も不定となり、この結果、除振台は床へ着座状態となり、除振台上に設けられたステージの位置決め精度が劣化する。
特に、除振台の初期化において、除振台に設けられる位置計測手段からの位置情報のみを基に、床への着座状態から除振台の初期化（水平状態化）を行おうとすると、初期化完了までに時間を要する。
そこで、本発明は、ステージが搭載される除振台の初期化を従来よりも短時間に行うことができる露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の露光装置は、床に設けられる複数のベローズと、前記複数のベローズにより支持される除振台と、前記除振台の位置を計測する第１計測手段と、前記ベローズに気体圧力を供給するための第１のアクチュエータと、前記ベローズと前記第１のアクチュエータの間に在り、露光装置の電源がオフ状態となるとき、連動して閉状態にされる第１の電磁弁と、前記気体圧力を計測する第１の圧力計測手段と、前記除振台上に設けられるパッドと、前記パッドにより支持されるステージと、前記ステージの位置を計測する第２計測手段と、前記パッドに気体圧力を供給し、前記ステージを浮上させるための第２のアクチュエータと、前記パッドと前記第２のアクチュエータの間に在り、前記露光装置の電源がオフ状態となるとき、連動して閉状態にされる第２の電磁弁と、を有し、前記露光装置の前記電源をオン状態にし、前記第１のアクチュエータを駆動することにより前記ベローズに前記気体圧力を供給して、前記除振台を水平状態にする場合において、前記電源がオフ状態における前記ステージの位置と予め用意した計算式とを用いて前記ベローズへの負荷に対応する第１の気体圧力を計算し、前記第１の電磁弁が閉状態のまま、前記第１の圧力計測手段および前記第１のアクチュエータを用いて前記第１の気体圧力を供給した後で、前記第１の電磁弁を開状態にして、前記除振台の位置に基づいて前記第１のアクチェエータにより前記ベローズに気体圧力を供給することにより、前記除振台を水平状態にすることを特徴とする。
さらに、本発明の露光装置は、複数のベローズと、前記複数のベローズにより支持される除振台と、前記ベローズに気体圧力を供給するためのアクチュエータと、前記除振台の位置を計測する第１計測手段と、前記ベローズと前記アクチュエータの間に設けた電磁弁と、
前記除振台上に搭載されたステージと、前記ステージの位置を計測する第２計測手段と、前記装置の前記電源をオン状態にし、前記アクチュエータを駆動することにより前記ベローズに前記気体圧力を供給して前記除振台を水平状態にする場合において、前記電源がオフ状態における前記ステージの位置と予め用意した計算式とを用いて前記ベローズの負荷に対応する第１の気体圧力を計算し、前記電磁弁が閉状態のまま前記第１の気体圧力を供給した後で、前記第１の電磁弁を開状態にして前記除振台の位置に基づいて前記ベローズに気体圧力を供給することにより、前記除振台を水平状態にすることを特徴とする。

本発明によれば、ステージが搭載される除振台の初期化を従来よりも短時間に行うことができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

図１、図２を参照して、本発明の実施例の露光装置を説明する。
複数のベローズ３、４、５、６は、工場などの床３１に設けられ、除振台１は、複数のベローズ３、４、５、６により支持される。
第１計測手段１４は、除振台１の下に設けられ、非接触マイクロあるいは光学スケールから成り、除振台１の位置を計測する手段である。
第１のアクチュエータであるエアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、サーボ弁あるいは電空変換機から成り、ベローズ３、４、５、６にエア元圧３０から第１の気体圧力を供給する手段である。
第１の電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、ベローズ３、４、５、６とエアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの間に配管１７を介して在り、露光装置の電源がオフ状態となるとき、連動して閉状態にされる。
第１の圧力計測手段である圧力センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、配管１７を介してエアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと第１の電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ接続され、第１の気体圧力であるエア圧力を計測する手段である。
パッド１３は、除振台１の上に設けられる。

ステージ２は、パッド１３により支持され、基板２ａが載置され、図示されないリニアモーターにより駆動され移動される手段である。
第２計測手段１５は、除振台１の上に設けられ、レーザー干渉計あるいは光学スケールから成り、ステージ２の位置を計測する手段である。
第２のアクチュエータであるエアアクチュエータ８は、サーボ弁あるいは電空変換機から成り、パッド１３にエア元圧３０から第２の気体圧力であるエア圧力を供給し、ステージ２を浮上させる。
第２の圧力計測手段である圧力センサ１０は、第２のアクチュエータ８と第２の電磁弁１２の間に配管１７を介して接続される。
第２の電磁弁１２は、パッド１３と圧力センサ１０、第２のアクチュエータ８の間に配管１７を介して在り、露光装置の電源がオフ状態となるとき、連動して閉状態にされる。
コントローラ１６は、第１のアクチュエータであるエアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄおよび第２のアクチュエータ８を制御する手段である。

次に、図１、図２を参照して、さらに、除振台１を説明する。
除振台１は、エアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄによって各ベローズ３,４,５,６を駆動する推力を与えられる。
さらに、コントローラ１６が、第１計測手段１４からの位置情報を基に、除振台１が水平状態になるように各エアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを駆動して、ベローズ３,４,５,６への第１の気体圧力の調整を行い、除振台１の位置決め制御をする。
ここで、各ベローズ３,４,５,６に接続された第１の電磁弁である電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、位置決め制御が行われている間は開状態である。
第１計測手段１４および第２計測手段１５から、除振台１およびステージ２のいずれかの位置情報に異常を確認すると、エアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、各ベローズ３,４,５,６へのエア圧力の供給を停止する。
また、位置情報に異常を確認したとき、ベローズ３,４,５,６に接続された電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは閉状態になる。
除振台１のエアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、露光装置の電源がオフ状態になると、それと連動して各ベローズ３,４,５,６への第１の気体圧力の供給を停止する。
ベローズ３,４,５,６に接続された電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、露光装置の電源がオフ状態になると閉状態となる。

図１、図２を参照して、さらに、ステージ２を説明する。
ステージ２は、図示されないリニアモーターにより駆動される。
ステージ２の位置決め制御を行うコントローラ１６が、第２計測手段１５からの位置情報を基にサーボ制御を行い、除振台１の上をＸＹ方向に自由に移動して位置決めする。
また、ステージ２は、サーボ制御がなされている間、ステージ２の下部に有するパッド１３に配管１７を介して接続されている電磁弁１２を開状態にし、エアアクチュエータ８から第２の気体圧力が与えられ、ステージ２は除振台１上に浮上する。
ステージ２を駆動する図示されないリニアモーターは、第１計測手段１４と第２計測手段１５により、除振台１およびステージ２のいずれかの位置情報に異常を確認すると、それと連動してステージ２への推力の供給を停止する。
ステージ２を駆動する図示されないリニアモーターは、露光装置の電源がオフ状態になると、それと連動してステージ２への推力の供給を停止する。
ステージ２の下部のパッド１３に配管１７を介して接続された第２の電磁弁である電磁弁１２は、ステージ２を駆動する図示されないリニアモーターによるステージ２への推力の供給が停止すると、それと連動して閉状態となる。

以下、本実施例において、位置決め装置の制御性能を劣化させている要因である除振台の床への着座を回避し、位置決め装置の制御性能を向上することを説明する。
まず、図２に示される位置にステージ２が位置決めされる。
露光装置の電源がオフ状態では、除振台１に設けられるエアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ及びステージ２に設けられる図示されないリニアモーターは制御不能となる。
このため、ベローズ３,４,５,６へのエア圧力供給は不定となり、ステージ２の位置も不定となり、除振台１は床３１に着座状態となる。
この除振台１の床３１への着座を防止する方法として、露光装置の電源がオフ状態になったときに、ステージ２を除振台１の上に着座させさる。
それと同時にベローズ３,４,５,６に配管１７を介して接続された第１の電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを閉状態にする。
除振台１の上に設けられたステージ２の下部に設けられるパッド１３に接続された第２の電磁弁１２は、露光装置の電源がオフ状態になると、それと連動して閉状態となる。
このため、ステージ２は除振台１の上に着座し、ステージ２の位置は不定とならない。
ベローズ３,４,５,６に接続された第１の電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、露光装置の電源がオフ状態になると、それと連動して閉状態となる。
そのため、ベローズ３,４,５,６は、除振台１が水平状態であったときのエア圧力が保たれたままになっている。
このため、露光装置の電源がオフ状態になっても、ベローズ３,４,５,６には水平状態でのエア圧が保たれ、且つ、ステージ２は除振台１の上に着座状態にあるので、ベローズ３,４,５,６への負荷は変動しない。
この結果、除振台１は水平状態のまま床３１へ着座することはない。

次に、図１、図２、図３を参照して、露光装置の初期化方法について説明する。
ここで露光装置の初期化とは、露光装置の電源のオフ状態から、電源をオン状態にすることをいう。
さらに、第１計測手段１４からの除振台１の位置情報を基に、エアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを駆動し、ベローズ３,４,５,６に第１の気体圧力を供給して、除振台１が水平状態になるように制御することをいう。
以下、第１計測手段１４からの除振台１の位置情報のみを基にするよりも、効率良く短時間に除振台１を初期化できる初期化手順について説明する。
まず、露光装置の電源をオンにしたとき、ベローズ３,４,５,６に接続される電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは閉の状態のままにする。（ステップ１０１）
次に、第２計測手段１５により除振台１上のステージ２の位置を計測する。（ステップ１０２）
次に、ステージ２の位置情報からベローズ３,４,５,６にかかる負荷を予め用意した計算式より求める。（ステップ１０３）
次に、ステップ１０３で求められたベローズ３,４,５,６にかかる負荷に対応するように、ベローズ３，４，５，６へ供給する第１の気体圧力を計算式より求める。（ステップ１０４）
次に、第１の圧力計測手段である圧力センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄによる第１の気体圧力の情報を基に、ステップ１０４で求めた第１の気体圧力になるまで、エアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを駆動する。（ステップ１０５）
次に、圧力センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの値が、全てステップ１０４で求めた第１の気体圧力値になると、第１の電磁弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを開状態にする。（ステップ１０６）
次に、第１計測手段１４からの除振台１の位置情報を基に、ベローズ３,４,５,６と、エアアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを駆動して除振台１が水平状態になるように制御する。（ステップ１０７）
以上の手順によると、本実施例において、除振台１の水平状態に維持されるため、第１計測手段１４からの除振台１の位置情報のみを基に、除振台１の床３１への着座状態から初期化する場合よりも、短時間で初期化され、効率が向上する。

次に、図４及び図５を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
露光装置を用いてウェハを露光する工程と、前記ウェハを現像する工程とを備え、具体的には、以下の工程から成る。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。
ステップ３（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップ５（組立）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウェ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）等の組み立て工程を含む。
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う。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。

図５は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。
ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）では、ウェハに電極を形成する。
ステップ１４（イオン打込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。
ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。
ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。
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うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。

除振台およびステージを有する本発明の実施例の露光装置の側面図である。 除振台およびステージを有する本発明の実施例の露光装置の平面図である。 本発明の実施例の露光装置の初期化方法のフローチャートである。 露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。 図４に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１：除振台
２：ステージ ２ａ：基板
３，４，５，６： ベローズ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ：エアアクチュエータ
８：エアアクチュエータ
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ：圧力センサ
１０：圧力センサ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ：電磁弁
１２：電磁弁
１３：パッド
１４：第１計測手段
１５：第２計測手段
１６：コントローラ
１７：配管
１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５：信号線

Claims (8)

1. 床に設けられる複数のベローズと、
   前記複数のベローズにより支持される除振台と、
   前記除振台の位置を計測する第１計測手段と、
   前記ベローズに気体圧力を供給するための第１のアクチュエータと、
   前記ベローズと前記第１のアクチュエータの間に在り、露光装置の電源がオフ状態となるとき、連動して閉状態にされる第１の電磁弁と、
   前記気体圧力を計測する第１の圧力計測手段と、
   前記除振台上に設けられるパッドと、
   前記パッドにより支持されるステージと、
   前記ステージの位置を計測する第２計測手段と、
   前記パッドに気体圧力を供給し、前記ステージを浮上させるための第２のアクチュエータと、
   前記パッドと前記第２のアクチュエータの間に在り、前記露光装置の電源がオフ状態となるとき、連動して閉状態にされる第２の電磁弁と、を有し、
   前記露光装置の前記電源をオン状態にし、前記第１のアクチュエータを駆動することにより前記ベローズに前記気体圧力を供給して、前記除振台を水平状態にする場合において、
   前記電源がオフ状態における前記ステージの位置と予め用意した計算式とを用いて前記ベローズへの負荷に対応する第１の気体圧力を計算し、前記第１の電磁弁が閉状態のまま、前記第１の圧力計測手段および前記第１のアクチュエータを用いて前記第１の気体圧力を供給した後で、前記第１の電磁弁を開状態にして、前記除振台の位置に基づいて前記第１のアクチュエータにより前記ベローズに気体圧力を供給することにより、前記除振台を水平状態にすることを特徴とする露光装置。
2. 前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータは、サーボ弁あるいは電空変換機から成ることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記第１のアクチュエータは、配管を介して前記第１の圧力計測手段と接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 前記第２のアクチュエータは、配管を介して第２の圧力計測手段と接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の露光装置。
5. 前記第１計測手段は、非接触マイクロあるいは光学スケールから成ることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の露光装置。
6. 前記第２計測手段は、レーザー干渉計あるいは光学スケールから成ることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の露光装置。
7. 複数のベローズと、
   前記複数のベローズにより支持される除振台と、
   前記ベローズに気体圧力を供給するためのアクチュエータと、
   前記除振台の位置を計測する第１計測手段と、
   前記ベローズと前記アクチュエータの間に設けた電磁弁と、
   前記除振台上に搭載されたステージと、
   前記ステージの位置を計測する第２計測手段と、
   前記装置の前記電源をオン状態にし、前記アクチュエータを駆動することにより前記ベローズに前記気体圧力を供給して前記除振台を水平状態にする場合において、
   前記電源がオフ状態における前記ステージの位置と予め用意した計算式とを用いて前記ベローズの負荷に対応する第１の気体圧力を計算し、前記電磁弁が閉状態のまま前記第１の気体圧力を供給した後で、前記第１の電磁弁を開状態にして前記除振台の位置に基づいて前記ベローズに気体圧力を供給することにより、前記除振台を水平状態にすることを特徴とする露光装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   前記基板を現像する工程と、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。

Images