JP2009141284A - Piston device, anti-vibration device, and exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、支持装置及び露光装置に関するものである。 The present invention relates to a support apparatus and an exposure apparatus.
半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して基板としてのレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。従来は、投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式(一括露光型)の投影露光装置(ステッパー)が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを、投影光学系に対して同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置(走査型露光装置)も注目されている。 Projection exposure apparatus for transferring an image of a reticle pattern as a mask to each shot region on a wafer (or glass plate or the like) coated with a resist as a substrate via a projection optical system when manufacturing a semiconductor element or the like Is used. Conventionally, as a projection exposure apparatus, a step-and-repeat type (batch exposure type) projection exposure apparatus (stepper) has been widely used. Recently, a reticle and a wafer are scanned synchronously with respect to a projection optical system. A scanning exposure type projection exposure apparatus (scanning type exposure apparatus) such as a step-and-scan system in which exposure is performed is also attracting attention.
従来の露光装置では、パターン原版であるレチクルとそのパターンが転写されるウエハとをそれぞれ支持搬送するレチクルステージ、及びウエハステージの駆動部が、投影光学系を支持する構造体に固定されており、また、投影光学系も重心付近がその構造体に固定されていた。また、ウエハステージを高精度に位置決めするために、ウエハステージの位置をレーザ干渉計により計測しており、ウエハステージには、レーザ干渉計用の移動鏡が取り付けられていた。 In a conventional exposure apparatus, a reticle stage that supports and conveys a reticle that is a pattern original and a wafer to which the pattern is transferred, and a drive unit of the wafer stage are fixed to a structure that supports a projection optical system, In addition, the vicinity of the center of gravity of the projection optical system is fixed to the structure. Further, in order to position the wafer stage with high accuracy, the position of the wafer stage is measured by a laser interferometer, and a moving mirror for the laser interferometer is attached to the wafer stage.
上記の如く従来の露光装置では、ウエハステージ等の駆動部と投影光学系とが同一の構造体に固定されていたため、ステージの駆動反力により生じる振動が構造体に伝達し、更に投影光学系にも振動が伝達していた。そして、全ての機械構造物は所定の周波数の振動に対して機械共振するため、このような振動がその構造体に伝達すると、構造体の変形や共振現象が引き起こされ、転写パターン像の位置ずれやコントラストの低下が生じるという不都合があった。 As described above, in the conventional exposure apparatus, since the driving unit such as the wafer stage and the projection optical system are fixed to the same structure, the vibration generated by the driving reaction force of the stage is transmitted to the structure, and further the projection optical system. The vibration was also transmitted. Since all mechanical structures mechanically resonate with vibrations of a predetermined frequency, transmission of such vibrations to the structure causes deformation of the structure and resonance phenomenon, resulting in misalignment of the transferred pattern image. And there is a disadvantage that the contrast is lowered.
そこで、特許文献1には、除振装置を介して投影光学系をフレームに吊り下げ支持することにより、比較的簡単な機構で投影光学系に伝わる振動を抑える技術が開示されている。
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
除振装置として、例えばシリンダとピストンとを有するピストン装置を用い、ピストンで投影光学系を支持する場合、シリンダに対してピストンを非接触で円滑に駆動するために、シリンダがピストンとの間に形成する空隙に、加圧された流体(気体や液体)を供給するとともに、供給した流体を吸引することで構成した流体ベアリングを使用することが考えられる。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
For example, when a piston device having a cylinder and a piston is used as the vibration isolator and the projection optical system is supported by the piston, the cylinder is placed between the piston and the piston in order to smoothly drive the piston without contact with the cylinder. It is conceivable to use a fluid bearing configured by supplying a pressurized fluid (gas or liquid) to the gap to be formed and sucking the supplied fluid.
ところが、ピストン装置に流体ベアリングを用いる場合には、例えば真空室で用いる場合のように、当該流体が漏れ出す量を微少量に抑えることが強く求められる場合がある。この場合、ピストンにおけるピストンヘッド及びロッド部のそれぞれにおいてシリンダとのクリアランスを微少量に抑える必要が生じる。 However, when a fluid bearing is used in the piston device, there is a case where it is strongly required to suppress the amount of the fluid leaking to a very small amount, for example, when used in a vacuum chamber. In this case, it is necessary to keep the clearance with the cylinder at a very small amount in each of the piston head and the rod portion of the piston.
そのため、シリンダ及びピストンのそれぞれにおいて、シリンダヘッド及びロッドの相対移動箇所(シリンダにおける孔部の内径、シリンダヘッド及びロッドの外径)を高精度に製作する必要がある。ところが、上記のシリンダにおける内径、及びピストンにおける外径は高精度に製作することが比較的容易であるが、シリンダにおける孔部の同心度及び同軸度や、ピストンヘッドとロッドとの同心度及び同軸度を、全て高精度に製作することは困難である。孔部の同心度、同軸度が低い場合、すなち、シリンダヘッドが移動する孔部と、ロッドが移動する孔部とが偏心していたり、軸方向が交差していると、シリンダヘッド及びロッドの少なくとも一方が損傷する(いわゆる、カジリが生じる)可能性がある。
また、上述した同心度、同軸度を高精度に仕上げると、シリンダ及びピストンの製造コストが上昇するという問題を生じさせてしまう。
この問題は、流体として気体を用いる場合に限られず、液体を用いる場合にも同様に生じる可能性がある。
For this reason, in each of the cylinder and the piston, it is necessary to manufacture the relative movement locations of the cylinder head and the rod (the inner diameter of the hole in the cylinder and the outer diameter of the cylinder head and the rod) with high accuracy. However, the inner diameter of the cylinder and the outer diameter of the piston are relatively easy to manufacture with high precision, but the concentricity and coaxiality of the hole in the cylinder and the concentricity and coaxiality of the piston head and the rod It is difficult to manufacture all the degrees with high precision. If the concentricity and concentricity of the hole are low, that is, if the hole where the cylinder head moves and the hole where the rod moves are eccentric or if the axial direction intersects, the cylinder head and rod May damage (so-called galling).
Further, if the above-described concentricity and coaxiality are finished with high accuracy, the manufacturing cost of the cylinder and the piston will increase.
This problem is not limited to the case where gas is used as the fluid, and may occur similarly when using liquid.
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、損傷を生じさせず、またシリンダ及びピストンの製作が容易でコスト上昇を抑制できるピストン装置及び防振装置並びに露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and provides a piston device, an anti-vibration device, and an exposure device that do not cause damage, can be easily manufactured as a cylinder and a piston, and can suppress an increase in cost. For the purpose.
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図1ないし図13に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のピストン装置は、シリンダ(61)内の第1孔部(63)にピストンヘッド(71)が軸方向に移動し、シリンダ内の第2孔部(64)にピストンヘッドと結合されたロッド(72)が軸方向に移動するピストン装置(PT)であって、ピストンヘッドとロッドとを、軸方向について拘束し、軸方向と異なる方向について非拘束で連結する連結部材(90)を有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 13 showing the embodiment.
In the piston device of the present invention, the piston head (71) moves in the axial direction in the first hole (63) in the cylinder (61) and is coupled to the piston head in the second hole (64) in the cylinder. A piston device (PT) in which the rod (72) moves in the axial direction, and includes a connecting member (90) that restrains the piston head and the rod in the axial direction and connects in a non-constrained direction in a direction different from the axial direction. It is characterized by this.
従って、本発明のピストン装置では、ピストンヘッド(71)とロッド(72)とが一体物ではなく、連結部材(90)により移動方向である軸方向とは異なる方向には非拘束で連結されているため、ピストンヘッドとロッドとを同心度及び同軸度が高精度になるように製作する必要がない。また、本発明のピストン装置では、第1孔部と第2孔部との同心度及び同軸度が高精度には製作されていないシリンダであっても、第1孔部を移動するピストンヘッドと、第2孔部を移動するロッドとを連結部材が拘束しないため、ピストンヘッドは第1孔部に沿って、ロッドは第2孔部に沿ってそれぞれ移動する。そのため、シリンダ、ピストンヘッド、ロッドのいずれも損傷することがない。また、第1孔部及び第2孔部の同心度及び同軸度を高精度に製作する必要が生じないため、製造コストが上昇することを抑制できる。 Therefore, in the piston device of the present invention, the piston head (71) and the rod (72) are not integrated, but are connected by a connecting member (90) in an unconstrained direction in a direction different from the axial direction as the moving direction. Therefore, it is not necessary to manufacture the piston head and the rod so that the concentricity and the coaxiality are highly accurate. In the piston device of the present invention, even if the concentricity and coaxiality of the first hole and the second hole are not manufactured with high accuracy, Since the connecting member does not restrain the rod that moves through the second hole, the piston head moves along the first hole, and the rod moves along the second hole. Therefore, none of the cylinder, piston head, or rod is damaged. Moreover, since it is not necessary to manufacture the concentricity and the coaxiality of the first hole and the second hole with high accuracy, it is possible to suppress an increase in manufacturing cost.
また、本発明の防振装置は、先に記載のピストン装置を備えることを特徴とするものである。また、本発明の露光装置は、先に記載の防振装置を備えることを特徴とするものである。
従って、本発明の防振装置及び露光装置では、ピストン装置に損傷を生じさせたり、コスト上昇を招くことがなく、安定性が高く、低価格の防振装置及び露光装置を提供することができる。
The vibration isolator according to the present invention includes the piston device described above. The exposure apparatus of the present invention is characterized by including the above-described vibration isolator.
Therefore, in the vibration isolator and the exposure apparatus of the present invention, it is possible to provide an anti-vibration apparatus and an exposure apparatus that are highly stable and inexpensive without causing damage to the piston device or incurring an increase in cost. .
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。 In order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings showing one embodiment, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment.
本発明では、損傷を生じさせず、またシリンダ及びピストンの製作が容易でコスト上昇を抑制することが可能になる。 According to the present invention, no damage is caused, and the cylinder and the piston can be easily manufactured, thereby suppressing an increase in cost.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、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。そして、水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The predetermined direction in the horizontal plane is the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is the Z-axis direction. To do. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.
(第1実施形態)
図1は、露光装置EXを示す概略構成図である。本実施形態においては、露光装置EXが、極端紫外(EUV:Extreme Ultra-Violet)光で基板Pを露光するEUV露光装置である場合を例にして説明する。極端紫外光は、例えば波長5〜50nm程度の軟X線領域の電磁波である。以下の説明において、極端紫外光を適宜、EUV光、と称する。一例として、本実施形態では、波長13.5nmのEUV光を露光光ELとして用いる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic block diagram that shows the exposure apparatus EX. In the present embodiment, a case where the exposure apparatus EX is an EUV exposure apparatus that exposes the substrate P with extreme ultra-violet (EUV) light will be described as an example. Extreme ultraviolet light is an electromagnetic wave in a soft X-ray region having a wavelength of about 5 to 50 nm, for example. In the following description, extreme ultraviolet light is appropriately referred to as EUV light. As an example, in the present embodiment, EUV light having a wavelength of 13.5 nm is used as the exposure light EL.
まず、本実施形態に係る露光装置EXの概略について説明する。
図1において、露光装置EXは、パターンが形成されたマスクMを保持しながら移動可能なマスクステージ1と、基板Pを保持しながら移動可能な基板ステージ2と、露光光ELを発生する光源装置3と、光源装置3からの露光光ELでマスクMを照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を基板Pに投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置4とを備えている。基板Pは、半導体ウエハ等の基材の表面に感光材(レジスト)等の膜が形成されたものを含む。マスクMは、基板Pに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。
First, an outline of the exposure apparatus EX according to the present embodiment will be described.
In FIG. 1, an exposure apparatus EX includes a mask stage 1 that is movable while holding a mask M on which a pattern is formed, a
本実施形態において、マスクMは、EUV光を反射可能な多層膜を有する反射型マスクである。露光装置EXは、多層膜でパターンが形成されたマスクMの表面(反射面)を露光光EL(EUV光)で照明し、そのマスクMで反射した露光光ELで感光性を有する基板Pを露光する。 In the present embodiment, the mask M is a reflective mask having a multilayer film capable of reflecting EUV light. The exposure apparatus EX illuminates the surface (reflection surface) of the mask M, on which the pattern is formed of the multilayer film, with the exposure light EL (EUV light), and the substrate P having photosensitivity with the exposure light EL reflected by the mask M. Exposure.
本実施形態の露光装置EXは、露光光ELが進行する第1空間5を所定状態の環境に設定可能なチャンバ装置6を備えている。チャンバ装置6は、露光光ELが進行する第1空間5を形成する第1部材7と、第1空間5の環境を調整する第1調整装置8とを備える。
本実施形態において、第1調整装置8は、真空システムを含み、第1空間5を真空状態に調整する。制御装置4は、第1調整装置8を用いて、露光光ELが進行する第1空間5をほぼ真空状態に調整する。一例として、本実施形態においては、第1空間5の圧力は、1×10−4〔Pa〕程度の減圧雰囲気に調整される。
The exposure apparatus EX of the present embodiment includes a chamber apparatus 6 that can set the
In the present embodiment, the
光源装置3から射出された露光光ELは、第1空間5を進行する。本実施形態においては、第1空間5に、照明光学系ILの少なくとも一部、及び投影光学系PLが配置される。光源装置3から射出された露光光ELは、第1空間5に配置されている照明光学系IL及び投影光学系PLを通る。また、本実施形態においては、第1空間5に基板ステージ2が配置される。
The exposure light EL emitted from the light source device 3 travels through the
本実施形態において、第1部材7は、第1開口9と、第1開口9の周囲に設けられた第1面11とを有する。第1開口9は、第1空間5を進行した露光光ELが入射可能な位置に形成されている。本実施形態においては、第1開口9は、照明光学系ILから射出された露光光ELが入射可能な位置に形成されている。
In the present embodiment, the
マスクステージ1は、第1開口9を覆うように配置される。マスクステージ1は、第1面11と対向する第2面12を有し、第1面11にガイドされつつ第1開口9との間で相対運動が可能である。本実施形態において、第1部材7の第1面11とマスクステージ1の第2面12との間にガスシール機構10が形成される。本実施形態においては、第1面11と第2面12との間に所定のギャップG1が形成される。ギャップG1は、所定量(例えば0.1〜1μm程度)に調整されており、ギャップG1を介して第1空間5の内側にガスが流入することが抑制されている。本実施形態においては、第1開口9がマスクステージ1によって覆われ、第1部材7の第1面11とマスクステージ1の第2面12との間にガスシール機構10が形成されることによって、第1空間5は、ほぼ密閉された状態となる。これにより、チャンバ装置6は、第1空間5を所定状態(真空状態)に制御可能である。
The mask stage 1 is disposed so as to cover the
マスクステージ1は、第1開口9を介して、マスクMのパターン面(−Z側の面)が第1空間5に配置されるように、マスクMを保持する。本実施形態においては、マスクステージ1は、第1空間5の+Z側に配置され、マスクMの反射面が−Z側(第1空間5側)を向くように、マスクMを保持する。また、本実施形態においては、マスクステージ1は、マスクMの反射面とXY平面とがほぼ平行となるように、マスクMを保持する。照明光学系ILから射出された露光光ELは、マスクステージ1に保持されているマスクMの反射面に照射される。
The mask stage 1 holds the mask M so that the pattern surface (the surface on the −Z side) of the mask M is disposed in the
本実施形態において、マスクステージ1は、第1開口9より大きく、第2面12が形成された第1ステージ13と、第1開口9より小さく、マスクMを保持しながら第1ステージ13に対して移動可能な第2ステージ14とを含む。第1ステージ13は、第1開口9を覆うように配置され、その第1ステージ13の第2面12と第1部材7の第1面11との間にガスシール機構10が形成される。第1ステージ13は、第1面11にガイドされつつ、第1開口9に対して移動可能である。第2ステージ14は、第1ステージ13の−Z側(第1空間5側)に配置されている。第2ステージ14に保持されたマスクMは、第1開口9を介して第1空間5に配置される。第2ステージ14は、マスクMを保持した状態で、第1ステージ13に対して移動可能である。
In the present embodiment, the mask stage 1 is larger than the
また、本実施形態においては、チャンバ装置6は、第1部材7の外面との間で、マスクステージ1を収容する第2空間15を形成する第2部材16と、第2空間15の環境を調整する第2調整装置17とを備えている。本実施形態において、第1空間5及び第2空間15の外側は、大気空間であり、第1空間5及び第2空間15の外側の空間の圧力は、大気圧である。第2調整装置17は、第2空間15を、第1空間5の圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力に調整する。一例として、本実施形態においては、第2空間15の圧力は、1×10−1〔Pa〕程度に調整される。
Further, in the present embodiment, the chamber device 6 has the
すなわち、本実施形態において、マスクステージ1の少なくとも一部は第2空間15に配置され、マスクステージ1に保持されたマスクMは、第1空間5に配置される。
That is, in the present embodiment, at least a part of the mask stage 1 is disposed in the
図2は、マスクステージ1の動作の一例を説明するための模式図である。本実施形態の露光装置EXは、マスクMと基板Pとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクMのパターンの像を基板Pに投影する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)である。本実施形態においては、マスクMの走査方向(同期移動方向)をY軸方向とし、基板Pの走査方向(同期移動方向)もY軸方向とする。露光装置EXは、基板Pのショット領域を投影光学系PLの投影領域に対してY軸方向に移動するとともに、その基板Pのショット領域のY軸方向への移動と同期して、照明光学系ILの照明領域に対してマスクMのパターン形成領域をY軸方向に移動しつつ、マスクMを露光光ELで照明し、そのマスクMからの露光光ELを基板Pに照射して、その基板Pを露光する。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the mask stage 1. The exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that projects an image of the pattern of the mask M onto the substrate P while synchronously moving the mask M and the substrate P in a predetermined scanning direction. In this embodiment, the scanning direction (synchronous movement direction) of the mask M is the Y-axis direction, and the scanning direction (synchronous movement direction) of the substrate P is also the Y-axis direction. The exposure apparatus EX moves the shot area of the substrate P in the Y-axis direction with respect to the projection area of the projection optical system PL, and synchronizes with the movement of the shot area of the substrate P in the Y-axis direction. While moving the pattern formation region of the mask M with respect to the illumination region of the IL in the Y-axis direction, the mask M is illuminated with the exposure light EL, and the substrate P is irradiated with the exposure light EL from the mask M. Expose P.
図2に示すように、マスクステージ1は、第1開口9を介して、マスクMが第1空間5に配置されるようにマスクMを保持しながら移動可能である。本実施形態において、第1ステージ13は、第1面11にガイドされつつ、少なくともY軸方向に移動可能となっている。
As shown in FIG. 2, the mask stage 1 is movable through the
第1ステージ13は、基板P上の1つのショット領域の走査露光中に、マスクMのパターン形成領域全体が照明光学系ILの照明領域を通過するように、Y軸方向(走査方向)に、比較的大きなストロークを有している。第1ステージ13がY軸方向に移動することによって、第1ステージ13に支持されている第2ステージ14も、第1ステージ13とともにY軸方向に移動する。したがって、第1ステージ13がY軸方向に移動することによって、第2ステージ14に保持されているマスクMも、第1ステージ13とともにY軸方向に移動する。第2ステージ14は、第1ステージ13に対して、微かに移動可能である。
The
基板Pを露光するとき、制御装置4は、マスクステージ1を制御して、マスクステージ1に保持されているマスクMを露光開始位置(走査開始位置)に移動する。図2(A)には、マスクMが露光開始位置に配置されている状態が示されている。そして、制御装置4は、照明光学系ILより露光光ELを射出しながら、マスクステージ1をY軸方向(ここでは−Y方向)に移動して、図2(A)に示す状態から、図2(B)に示す状態に遷移させる。図2(B)には、マスクMが露光終了位置(走査終了位置)に配置されている状態が示されている。 When exposing the substrate P, the control device 4 controls the mask stage 1 to move the mask M held on the mask stage 1 to an exposure start position (scanning start position). FIG. 2A shows a state in which the mask M is disposed at the exposure start position. Then, the control device 4 moves the mask stage 1 in the Y-axis direction (here, the −Y direction) while emitting the exposure light EL from the illumination optical system IL, and from the state shown in FIG. Transition to the state shown in 2 (B). FIG. 2B shows a state in which the mask M is disposed at the exposure end position (scan end position).
本実施形態においては、第1部材7の第1面11と第1ステージ13の第2面12との間にガスシール機構10が形成されており、第1部材7に対して第1ステージ13を移動した場合においても、第1空間5の内側にガスが流入することが抑制される。また、後述するように、本実施形態においては、第1面11と第2面12とのギャップG1を調整するギャップ調整機構が設けられており、第1部材7に対して第1ステージ13を移動している状態においても、第1面11と第2面12とのギャップG1は所定量に維持される。これにより、第1部材7に対して第1ステージ13を移動した場合においても、第1空間5の内側にガスが流入することが抑制される。
In the present embodiment, the
次に、図1を参照しながら、上述した各要素のそれぞれについて説明する。
本実施形態において、第1部材7は、第1面11が形成されたガイド部材18と、ガイド部材18の少なくとも一部と対向するチャンバ部材19とを含む。ガイド部材18は、マスクステージ1の移動をガイドする。マスクステージ1は、ガイド部材18の第1面11にガイドされつつ、第1開口9に対して移動する。
Next, each of the above-described elements will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the
また、チャンバ装置6は、ガイド部材18とチャンバ部材19とを接続するベローズ部材20を有する。べロース部材20は、可撓性を有し、弾性変形可能である。本実施形態において、ベローズ部材20は、金属製である。一例として、本実施形態のベローズ部材20は、ステンレス製である。ステンレスは、脱ガス(アウトガス)が少ない。そのため、ベローズ部材20が第1空間5に与える影響を抑制することができる。
Further, the chamber device 6 includes a
本実施形態においては、第1部材7は、ガイド部材18、チャンバ部材19、及びベローズ部材20を含む。ガイド部材18、チャンバ部材19、ベローズ部材20、及びマスクステージ1によって、ほぼ密閉された第1空間5が形成される。
In the present embodiment, the
本実施形態において、露光装置EXは、ベース部材21と、ベース部材21上に第1防振システム22を介して支持された第1支持部材23とを備えている。チャンバ部材19は、第1支持部材23に支持されている。また、ベース部材21上には、第1フレーム部材24が配置されている。第1フレーム部材24は、支柱部25と、支柱部25の上端に接続された支持部26とを含む。支持部26上には、ガイド部材18の下面を支持する第2支持部材27が接続されている。チャンバ部材19と第2支持部材27とは離れている。また、チャンバ部材19と第1フレーム部材24とは離れており、チャンバ部材19と第1フレーム部材24との間に、ベローズ部材等の可撓性(弾性)を有するシール機構が配置される。チャンバ部材19は、第2支持部材27に支持されたガイド部材18の下面18Bと対向する上面19Aを有する。ベローズ部材20は、ガイド部材18の下面18Bとチャンバ部材19の上面19Aとを接続するように配置されている。
In the present embodiment, the exposure apparatus EX includes a
光源装置3は、露光光ELを発生する。本実施形態の光源装置3は、例えばキセノン(Xe)等のターゲット材料にレーザー光を照射して、そのターゲット材料をプラズマ化し、EUV光を発生させるレーザ生成プラズマ光源装置、所謂LPP(Laser Produced Plasma)方式の光源装置である。なお、光源装置3としては、所定ガス中で放電を発生させて、その所定ガスをプラズマ化し、EUV光を発生させる放電生成プラズマ光源装置、所謂DPP(Discharge Produced Plasma)方式の光源装置であってもよい。光源装置3で発生したEUV光(露光光EL)は、照明光学系ILに入射する。 The light source device 3 generates exposure light EL. The light source device 3 of the present embodiment is a laser-generated plasma light source device, so-called LPP (Laser Produced Plasma), which irradiates a target material such as xenon (Xe) with laser light to convert the target material into plasma and generate EUV light. ) Type light source device. The light source device 3 is a so-called DPP (Discharge Produced Plasma) type light source device that generates discharge in a predetermined gas, plasmifies the predetermined gas, and generates EUV light. Also good. The EUV light (exposure light EL) generated by the light source device 3 enters the illumination optical system IL.
照明光学系ILは、光源装置3からの露光光ELでマスクMを照明する。照明光学系ILは、複数の光学素子を含み、マスクM上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明光学系ILの光学素子は、EUV光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばMo/Si多層膜を含む。 The illumination optical system IL illuminates the mask M with the exposure light EL from the light source device 3. The illumination optical system IL includes a plurality of optical elements, and illuminates a predetermined illumination area on the mask M with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution. The optical element of the illumination optical system IL includes a multilayer film reflecting mirror including a multilayer film capable of reflecting EUV light. The multilayer film of the optical element includes, for example, a Mo / Si multilayer film.
マスクステージ1の第1ステージ13は、マスクMを保持した状態で、X軸、Y軸、及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。マスクステージ1の第2ステージ14は、マスクM保持した状態で、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。本実施形態においては、マスクステージ1(マスクM)の位置情報を計測可能なレーザ干渉計(不図示)、及びマスクMの反射面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム(不図示)が設けられており、制御装置4は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、マスクステージ1に保持されているマスクMの位置を制御する。
The
マスクステージ1の第1ステージ13及び第2ステージ14は、金属製である。一例として、本実施形態の第1ステージ13及び第2ステージ14は、脱ガス(アウトガス)が少ないステンレス製である。
The
投影光学系PLは、複数の光学素子を含み、マスクMのパターンの像を所定の投影倍率で基板Pに投影する。投影光学系PLの光学素子は、EUV光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばMo/Si多層膜を含む。 Projection optical system PL includes a plurality of optical elements, and projects an image of the pattern of mask M onto substrate P at a predetermined projection magnification. The optical element of the projection optical system PL includes a multilayer reflector having a multilayer film capable of reflecting EUV light. The multilayer film of the optical element includes, for example, a Mo / Si multilayer film.
投影光学系PLの複数の光学素子は、鏡筒28に保持されている。鏡筒28は、フランジ29を有する。そして、投影光学系PLは、このフランジ29において、防振装置(支持装置)60により支持対象物として、例えば光軸を中心とする3ヶ所で吊り下げ支持されている。この防振装置60の詳細については、後述する。
A plurality of optical elements of the projection optical system PL are held by the
基板ステージ2は、基板Pの表面(露光面)とXY平面とがほぼ平行となるように、基板Pを保持する。また、本実施形態においては、基板ステージ2は、基板Pの表面が+Z方向を向くように、基板Pを保持する。投影光学系PLから射出された露光光ELは、基板ステージ2に保持されている基板Pに照射される。
The
基板ステージ2は、基板Pを保持した状態で、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6つ方向に移動可能である。本実施形態においては、基板ステージ2(基板P)の位置情報を計測可能なレーザ干渉計(不図示)、及び基板Pの表面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム(不図示)が設けられており、制御装置4は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、基板ステージ2に保持されている基板Pの位置を制御する。
The
図3は、マスクステージ1の近傍を示すXZ平面と平行な断面図、図4は、図3の一部を拡大した図、図5は、マスクステージ1の近傍を示す斜視図である。 3 is a cross-sectional view parallel to the XZ plane showing the vicinity of the mask stage 1, FIG. 4 is an enlarged view of a part of FIG. 3, and FIG. 5 is a perspective view showing the vicinity of the mask stage 1.
図3、図4、及び図5において、露光装置EXは、第1ステージ13をY軸方向に移動するための第1ステージ駆動装置32を備えている。第1ステージ駆動装置32は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む。本実施形態においては、第1ステージ駆動装置32は、第1ステージ13のX軸方向両側に設けられた可動子32Aと、可動子32Aに対応して設けられた固定子32Bとを有する。制御装置4は、第1ステージ駆動装置32を用いて、第1ステージ13をY軸方向に移動可能である。
3, 4, and 5, the exposure apparatus EX includes a first
本実施形態において、固定子32Bは、ガイド部材18上に配置されている。固定子32Bとガイド部材18との間には、ガスベアリングが配置されており、固定子32Bは、ガイド部材18に対して非接触で支持されている。このため、運動量保存の法則により、第1ステージ13の+Y方向(−Y方向)の移動に応じて、固定子32Bが−Y方向(+Y方向)に移動する。この固定子32Bの移動により、第1ステージ13の移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を抑制することができる。すなわち、本実施形態において、固定子32Bは、所謂カウンタマスとして機能する。
In the present embodiment, the
また、露光装置EXは、第1ステージ13に対して第2ステージ14を移動するための第2ステージ駆動装置33を備えている。第2ステージ駆動装置33は、例えばボイスコイルモータ等のアクチュエータを含む。本実施形態においては、第2ステージ駆動装置33は、第2ステージ14に設けられた可動子33Aと、可動子33Aに対応して設けられた固定子33Bとを有する。固定子33Bは、第1ステージ13の下面に接続されている。制御装置4は、第2ステージ駆動装置33を用いて、第1ステージ13に対して第2ステージ14をX軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向に移動可能である。
Further, the exposure apparatus EX includes a second
また、本実施形態においては、第1ステージ13と第2ステージ14との間に、第2ステージ14のZ軸方向に作用する自重をキャンセルする自重キャンセル機構34が配置されている。自重キャンセル機構34は、例えばベローズ部材を含む。
In the present embodiment, a self-
また、露光装置EXは、ガイド部材18の第1面11と、第1ステージ13の第2面12とのギャップG1を調整するギャップ調整機構35を備えている。本実施形態において、ギャップ調整機構35は、電磁力で、第1面11と第2面12とのギャップG1を調整する。
Further, the exposure apparatus EX includes a
本実施形態において、ガイド部材18上には、固定部材36が配置されている。固定部材36は、第2面12(下面)と反対側の第1ステージ13の上面37と対向する下面38を有する。ギャップ調整機構35は、固定部材36の下面38に配置された電磁石ユニット39を含む。ギャップ調整機構35は、電磁石ユニット39に供給する電力(電流)を調整することによって、固定部材36の下面38と第1ステージ13の上面37との間に発生する力(吸引力)を調整可能である。ギャップ調整機構35は、固定部材36の下面38と第1ステージ13の上面37との間に発生する力を調整することによって、第1面11と第2面12とのギャップG1を調整することができる。
In the present embodiment, a fixing
なお、本実施形態において、第1面11と第2面12との間に、差動排気型のガスベアリングを配置することができる。これにより、ギャップ調整機構35が必要とする力を弱くすることができる。
In the present embodiment, a differential exhaust gas bearing can be disposed between the
なお、X軸とほぼ直交する第1ステージ13の内側面40と、その内側面40と対向するガイド部材18の外側面41との間のギャップを調整する調整機構を設けることができる。例えば、外側面41に電磁石ユニットを配置して、その電磁石ユニットに供給する電力を調整することによって、第1ステージ13の内側面40とガイド部材18の外側面41との間に発生する力を調整して、内側面40と外側面41との間のギャップを調整することができる。これにより、第1ステージ13のX軸方向の位置を調整することができる。なお、内側面40と外側面41とのギャップを調整するために、内側面40と外側面41との間に、差動排気型のエアベアリングを配置してもよい。
An adjustment mechanism that adjusts the gap between the
また、第1ステージ13の+X側に配置されている可動子32A及び固定子32Bによる駆動量と、第1ステージ13の−X側に配置されている可動子32A及び固定子32Bによる駆動量とを異ならせることによって、第1ステージ13のθZ方向の位置を調整することができる。また、第1ステージ13の下面と第2ステージ14の上面との間に、ボイスコイルモータ等のアクチュエータを配置して、第1ステージ13に対して第2ステージ14をZ軸、θX、及びθY方向に移動可能である。
Further, the driving amount by the
図3及び図5に示すように、第2部材16は、チャンバ部材19の上面に接続され、第2開口42を有する本体部材43と、本体部材43に対して着脱可能であり、第2開口42を覆う蓋部材44とを含む。本体部材43と蓋部材44とが接続されることによって、ほぼ密閉された第2空間15が形成される。また、本体部材43から蓋部材44を外すことによって、第2空間15が開放される。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
本実施形態において、第1ステージ13、第1ステージ駆動装置32、及びギャップ調整機構35等が、第2空間15に配置されている。また、図5に示すように、第1ステージ駆動装置32、第2ステージ駆動装置33、及びギャップ調整機構35等に動力(電力等)を供給するためのケーブル45も、第2空間15に配置されている。本実施形態において、ケーブル45は、所謂ケーブルベアに支持されている。これにより、例えば作業者は、本体部材43から蓋部材44を外すことによって、第2空間15に配置されている各機器、部材等に容易にアクセス可能である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、本体部材43は、第1フランジ43Fを有し、蓋部材44は、第1フランジ43Fと対向可能な第2フランジ44Fを有する。第1フランジ43Fと第2フランジ44Fとを、例えばボルト等によって接続することによって、本体部材43と蓋部材44とが接続され、密閉された第2空間15が形成される。本実施形態において、本体部材43の第1フランジ43Fは、XY平面に対して傾斜しているので、作業者は、第2空間15に配置されている各機器、部材等に対して容易にアクセス可能である。また、第1フランジ43FをXY平面に対して傾斜させておくことで、第2空間15に配置されている各機器、部材等を取り出す際、あるいは第2空間15に各機器、部材等を取り付ける際の作業を円滑に実行可能である。
In the present embodiment, the
なお、図5に示すように、第1ステージ13の上面には複数の切り欠きが形成され、リブ46が形成されている。これにより、強度を維持したまま第1ステージ13の軽量化が実現されている。
As shown in FIG. 5, a plurality of notches are formed on the upper surface of the
続いて、防振装置60について説明する。
図6は、防振装置60の概略構成を示す断面図である。
防振装置60は、吊り下げ部材(支持部材)30を介して投影光学系PLを吊り下げ支持するピストン装置PTを有している。吊り下げ部材30は、支持方向であるZ方向については投影光学系PLを拘束し、Z方向とは異なる方向(X方向、Y方向、θX方向、θY方向、θZ方向)については非拘束で支持するものであり、例えばワイヤー等が用いられる。
Next, the
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
The
ピストン装置PTは、シリンダ61と、シリンダ61に対してZ方向に移動するピストンヘッド71とを有している。ピストンヘッド71には、当該ピストンヘッド71よりも小径で下端に吊り下げ部材30が設けられたZ方向に延びるロッド72が線状部材としてのワイヤー(連結部材)90により一体的に接続されている。ワイヤー90は、一端がピストンヘッド71の下面中央部(−Z側の面の中央部)に接続され、他端がロッド72の上面中央部(+Z側の面の中央部)に接続され、これらピストンヘッド71及びロッド72を軸方向(Z方向)に拘束し、軸方向とは異なる方向(X方向、Y方向、θX方向、θY方向、θZ方向)については非拘束で連結している。これらピストンヘッド71、ロッド72、ワイヤー90により、ピストンが構成される。
なお、ロッド72の下端は、第1空間に臨んで設けられている。
The piston device PT includes a
Note that the lower end of the
シリンダ61は、チャンバ部材19に設けられて第1空間5と第2空間15とを区画するベローズ部材62(図3及び図6参照)をZ方向に貫通して設けられており、底部は第1空間5に収容され、頂部は第2空間15に収容されている。シリンダ61には、第2空間15に開口し、ピストンヘッド71が移動するZ方向に延在する孔部(第1孔部)63と、Z方向に延びて第1空間5及び孔部63に開口・連通する空隙(第2孔部)64とが設けられている。この空隙64には、ロッド72が軸方向に移動自在に設けられている。また、ピストンヘッド71と孔部63の底面63Aとの間に気体室73が形成される。
The
シリンダ61には、気体室73に一端が開口する貫通孔67が形成されている。貫通孔67の他端は、補助容積となる圧空室68に接続されている。そのため、気体室73は、圧空室68の気圧と同等に調整され、ピストンヘッド71は、気体室73の気圧に応じた力で、ワイヤー90、ロッド72及び吊り下げ部材30を介して投影光学系PLを吊り下げ支持する。換言すると、圧空室68の気圧を調整することにより、ピストンヘッド71の位置、すなわち投影光学系PLの位置を調整することができ、入力する外乱を相殺するように圧空室68の気圧を調整することで、投影光学系PLに伝わる振動を抑制することができる。
The
また、孔部63とピストンヘッド71との間には、孔部63に対するピストンヘッド71の移動を非接触で支持するための気体軸受74が設けられる。同様に、空隙64とロッド72との間には、空隙64に対するロッド72の移動を非接触で支持するための気体軸受75が設けられる。
Further, a
気体軸受74は、気体供給装置76により供給される高圧の気体を吹き出す気体吹出し部77を有している。シリンダ61における気体吹出し部77よりも第2空間15側には、孔部63とピストンヘッド71との間の気体を吸引する吸引装置78が設けられている。この吸引装置78は、気体吹出し部77よりも第2空間15に近い位置で孔部63に開口して設けられた吸引口79と、吸引口79を介して気体を吸引する負圧吸引源80とを備えている。
The
そして、気体吹出し部77からピストンヘッド71に向けて高圧の気体を吹き出すとともに、当該気体を吸引口79を介して吸引することにより、第2空間15の真空度(圧力)に与える影響が小さい気体軸受74が形成され、ピストンヘッド71はシリンダ61に対して例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して軸方向に移動自在に支持される。
A gas having a small influence on the degree of vacuum (pressure) of the
同様に、気体軸受75は、気体供給装置81により供給される高圧の気体を吹き出す気体吹出し部82を有している。シリンダ61における気体吹出し部82よりも第1空間5側には、空隙64とロッド72との間の気体を吸引する吸引装置83が設けられている。この吸引装置83は、気体吹出し部82よりも第1空間5に近い位置で空隙64に開口して設けられた吸引口84と、吸引口84を介して気体を吸引する負圧吸引源85とを備えている。
なお、気体供給装置76、81は共用とする構成としてもよく、また負圧吸引源80、85についても共用としてもよい。
Similarly, the
The
そして、気体吹出し部82からロッド72に向けて高圧の気体を吹き出すとともに、当該気体を吸引口84を介して吸引することにより、第2空間15の真空度(圧力)に与える影響が小さい気体軸受75が形成され、ロッド72はシリンダ61に対して例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して軸方向に移動自在に支持される。
A gas bearing that has a small influence on the degree of vacuum (pressure) of the
また、シリンダ61における吸引口84よりも第1空間5に近い位置には、吸気路86が設けられている。吸気路86は、吸引口84により空隙64から気体を吸引する位置よりも第1空間5に近い位置で空隙64に一端が開口し、他端が第2空間15に開口して設けられている。
Further, an
次に、上述の構成を有する露光装置EXの動作の一例について説明する。 Next, an example of the operation of the exposure apparatus EX having the above-described configuration will be described.
第1空間5が、第1調整装置8によって、真空状態に調整される。また、第2空間15が、第2調整装置17によって、第1空間5の圧力より高く、かつ大気圧よりも低い圧力に調整される。第1面11と第2面12とのギャップG1は、ギャップ調整機構35によって所定量に調整されており、第1面11と第2面12との間に形成されたガスシール機構10によって、第1空間5の内側にガスが流入することが抑制されている。これにより、第1空間5の真空状態、環境が維持される。
The
マスクMがマスクステージ1に保持されるとともに、基板Pが基板ステージ2に保持された後、制御装置4は、基板Pの露光処理を開始する。マスクMを露光光ELで照明するために、制御装置4は、光源装置3の発光動作を開始する。
After the mask M is held on the mask stage 1 and the substrate P is held on the
光源装置3の発光動作により光源装置3から射出された露光光ELは、照明光学系ILに入射する。照明光学系ILに入射した露光光ELは、その照明光学系ILを進行した後、第1開口9に供給される。第1開口9に供給された露光光ELは、第1開口9を介してマスクステージ1に保持されているマスクMに入射する。マスクステージ1に保持されているマスクMは、光源装置3より射出され、照明光学系ILを介した露光光EL(EUV光)で照明される。マスクMの反射面に照射され、その反射面で反射した露光光ELは、第1空間5に配置されている投影光学系PLに入射する。投影光学系PLに入射した露光光ELは、その投影光学系PLを進行した後、基板ステージ2に保持されている基板Pに照射される。
The exposure light EL emitted from the light source device 3 by the light emission operation of the light source device 3 enters the illumination optical system IL. The exposure light EL that has entered the illumination optical system IL travels through the illumination optical system IL and is then supplied to the
制御装置4は、マスクMのY軸方向への移動と同期して、基板PをY軸方向に移動しつつ、マスクMを露光光ELで照明する。これにより、基板Pは露光光ELで露光され、マスクMのパターンの像が基板Pに投影される。 The control device 4 illuminates the mask M with the exposure light EL while moving the substrate P in the Y-axis direction in synchronization with the movement of the mask M in the Y-axis direction. Thereby, the substrate P is exposed with the exposure light EL, and an image of the pattern of the mask M is projected onto the substrate P.
上記の露光処理においては、圧空室68の気圧を調整することにより、ピストンヘッド71の位置、すなわち投影光学系PLの位置を調整することができ、入力する外乱を相殺するように圧空室68の気圧を調整することで、投影光学系PLに伝わる振動を抑制することができるが、このとき、ピストンヘッド71は、気体吹出し部77から吹き出された気体で形成された気体軸受74で支持されることで、シリンダ61に対して非接触で円滑に移動可能である。
In the above exposure processing, the position of the
同様に、ロッド72は、気体吹出し部82から吹き出された気体で形成された気体軸受75で支持されることで、シリンダ61(空隙64)に対して非接触で円滑に移動可能である。ここで、気体吹出し部82から空隙64に吹き出された気体は、負圧吸引源85の駆動により吸引口84から吸引されるため、空隙64の下端(−Z側端部)から第1空間5に漏れだして、第1空間5の真空状態(負圧状態)に悪影響を及ぼすことが回避される。また、空隙64に吹き出されたものの、吸引口84から吸引しきれなかった気体については、吸気路86から吸気されて第2空間15に排気されるため、第1空間5に気体が流れて第1空間5の真空状態に悪影響が及ぶことを防止できる。
Similarly, the
ここで、孔部63と空隙64とは、製作誤差(加工誤差)等により偏心して形成されたり、中心軸が互いに傾斜して形成される可能性がある。
図7は、空隙64が孔部63(シリンダ61の中心軸)に対して偏心して形成された様子を簡略的に示した図であり、図8は、空隙64が孔部63(シリンダ61の中心軸)に対して傾斜して形成された様子を簡略的に示した図である。
Here, the
FIG. 7 is a diagram schematically showing a state in which the
図7に示すように、空隙64が孔部63に対して偏心して(低い同心度で)形成された場合には、気体室73の気圧に応じてピストンヘッド71が孔部63に沿って移動するのに伴って、投影光学系PLを支持するロッド72は、ワイヤー90にZ方向に拘束されて空隙64に沿って移動する。このとき、ワイヤー90が偏心方向(図7中、右方向)に変形することで、この偏心方向についてはロッド72を拘束しないため、ピストンヘッド71及びロッド72は、それぞれ孔部63、空隙64に沿って円滑に移動することになる。
As shown in FIG. 7, when the
また、図8に示すように、空隙64が孔部63に対して中心軸が交差して(低い同軸度で)形成された場合には、気体室73の気圧に応じてピストンヘッド71が孔部63に沿って移動するのに伴って、投影光学系PLを支持するロッド72は、ワイヤー90にZ方向に拘束されて空隙64に沿って移動することになる。
そのため、シリンダ61における孔部63と空隙64とが偏心していたり、軸方向が交差する場合でも、ピストンヘッド71及びロッド72は損傷することなく移動する。
Further, as shown in FIG. 8, when the
Therefore, even if the
このように、本実施形態では、ピストンを構成するピストンヘッド71とロッド72とを分割し、これらをZ方向に拘束し他の方向について非拘束とするワイヤー90で連結しているため、気体軸受74、75を用いる場合でも、ピストンヘッド71とロッド72とを同心且つ同軸で製作する必要がなくなり、ピストンの製造に係るコストを低減できるとともに、シリンダ61に対しても孔部63と空隙64とを高精度に同心且つ同軸で製作する必要がなくなり、シリンダ61の製造に係るコストを低減することが可能になる。
As described above, in this embodiment, the
従って、本実施形態では、投影光学系PLを吊り下げ支持する防振装置60が上記ピストン装置PTを備えているため、ピストンに損傷を生じさせることなく、また製造コストが上昇することなく、安定して投影光学系PLを吊り下げ支持することが可能になり、パターンの投影特性が低下せず、高品質で低価格の露光装置を提供することが可能になる。
Therefore, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、支持方向であるZ方向にのみ拘束する吊り下げ部材30により投影光学系PLを吊り下げ支持しているため、投影光学系PLにZ方向以外の力が加わって歪み、投影特性に悪影響を及ぼすことを抑制でき、投影特性に優れた高品質の露光装置EXを得ることができる。
Further, in the present embodiment, since the projection optical system PL is suspended and supported by the
(第2実施形態)
続いて、ピストン装置PTの第2実施形態について、図9乃至図11を参照して説明する。
なお、これらの図において、図1乃至図8に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
第2実施形態と上記の第1実施形態とが異なる点は、ピストンヘッド71とロッド72とを連結する連結部材の構成である。
(Second Embodiment)
Then, 2nd Embodiment of piston apparatus PT is described with reference to FIG. 9 thru | or FIG.
In these drawings, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is the configuration of the connecting member that connects the
すなわち、図9に示すように、本実施形態におけるピストンヘッド71とロッド72とは、ピボット装置(連結部材)91で連結されている。
このピボット装置91は、棒状部材92と、棒状部材92の上端をピストンヘッド71と結合するピボット部93と、棒状部材92の下端をロッド72と結合するピボット部94とから構成される。
That is, as shown in FIG. 9, the
The
ピボット部93は、棒状部材の先端に設けられた球状部93Aと、ピストンヘッド71に設けられ球状部93Aを球面に沿って移動自在に嵌合させる凹球面部93Bとから構成されている。同様に、ピボット部94は、棒状部材の先端に設けられた球状部94Aと、ロッド72に設けられ球状部94Aを球面に沿って移動自在に嵌合させる凹球面部94Bとから構成されている。
The
棒状部材92は、Z方向についてはピストンヘッド71とロッド72とを拘束しつつ、上記ピボット部93、94に球状部93A、94Aの各球面に沿って移動することにより、Z方向と交差する方向の軸周りの方向(θX方向、θY方向、θZ方向)については非拘束でピストンヘッド71とロッド72とを連結する。
In the Z direction, the rod-shaped
そして、図10に示すように、空隙64が孔部63に対して偏心して(低い同芯度で)形成された場合には、気体室73の気圧に応じてピストンヘッド71が孔部63に沿って移動するのに伴って、投影光学系PLを支持するロッド72は、棒状部材92にZ方向に拘束されて空隙64に沿って移動する。このとき、棒状部材92がピボット部93、94において、図10中、紙面と直交する軸周りにそれぞれ回転することにより、ロッド72は円滑に空隙64に沿って移動できる。
As shown in FIG. 10, when the
また、図11に示すように、空隙64が孔部63に対して中心軸が交差して(低い同軸度で)形成された場合には、気体室73の気圧に応じてピストンヘッド71が孔部63に沿って移動するのに伴って、投影光学系PLを支持するロッド72は、棒状部材92にZ方向に拘束されて空隙64に沿って移動することになる。
そのため、シリンダ61における孔部63と空隙64とが偏心していたり、軸方向が交差する場合でも、ピストンヘッド71及びロッド72は損傷することなく、孔部63、空隙64に沿った姿勢を保持したまま移動する。
このように、本実施形態でも、上記第1実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
In addition, as shown in FIG. 11, when the
Therefore, even if the
Thus, also in this embodiment, the same operations and effects as in the first embodiment can be obtained.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した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設計要求等に基づき種々変更可能である。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、気体軸受として窒素やアルゴン等を用いるようにしたが、それらに限定されるものではない。例えば、空気を用いた空気軸受としてもよい。また、ピストンヘッド71が気体(気体軸受と同じ気体を用いるようにしてあるが、異なるものでもよい)の圧力で移動する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、他の気体を用いる構成としてもよい。
また、上記実施形態では、連結部材として線状部材であるワイヤーを一例として挙げたが、これ以外にも、例えばチェーンを用いる構成としてもよい。また、吊り下げ部材30としてワイヤー等を用いるものとして説明したが、これに限られず、例えばリング状の部材が複数連なった鎖状のものを用いる構成としてもよい。
For example, in the above embodiment, nitrogen, argon, or the like is used as the gas bearing, but the present invention is not limited thereto. For example, an air bearing using air may be used. In addition, the
Moreover, in the said embodiment, although the wire which is a linear member was mentioned as an example as a connection member, it is good also as a structure which uses a chain other than this, for example. Moreover, although demonstrated as what uses a wire etc. as the suspending
また、上記実施形態では、気体の圧力によりピストンヘッド71が移動する構成を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、ピストンヘッド71とロッド72との間に所定圧力の流体(純水や油)が装填される構成であっても適用可能である。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
また、上記実施形態では、支持対象物(防振対象物)として露光装置EXにおける投影光学系PLを支持する構成について説明したが、この他にも例えば、計測光を照射することによりレンズ計測等を行うフィゾー型干渉計等を吊り下げ支持する際に用いてもよい。
この場合、干渉計を真空環境下に設置することができるため、空気揺らぎ等の計測誤差要因を排除することが可能になり、より高精度の計測を実施することができる。
In the above-described embodiment, the configuration in which the projection optical system PL in the exposure apparatus EX is supported as a support object (anti-vibration object) has been described. However, for example, lens measurement by irradiating measurement light, etc. It may be used when a Fizeau interferometer or the like that performs is suspended and supported.
In this case, since the interferometer can be installed in a vacuum environment, it is possible to eliminate measurement error factors such as air fluctuations, and more accurate measurement can be performed.
なお、上記各実施形態の基板(物体)としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。 The substrate (object) in each of the above embodiments is not limited to a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or a mask or reticle used in an exposure apparatus. The original plate (synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.
露光装置EXとしては、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。また、本発明は基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。 As the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise. The present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus that partially transfers at least two patterns on the substrate P.
また、例えば米国特許第6,611,316号に開示されているように、2つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、1回の走査露光によって基板上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two mask patterns are synthesized on a substrate via a projection optical system, and one scanning exposure is performed on one substrate. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of shot areas almost simultaneously.
露光装置EXの種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。 The type of exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto a substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). In addition, the present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a micromachine, MEMS, DNA chip, reticle, mask, or the like.
また、本発明は、基板ステージ(ウエハステージ)が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及び6,590,634号)、特表2000−505958号(対応米国特許5,969,441号)或いは米国特許6,208,407号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願2004−168481号のウエハステージに適用してもよい。 The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus provided with a plurality of substrate stages (wafer stages). The structure and exposure operation of a twin stage type exposure apparatus are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-163099 and 10-214783 (corresponding US Pat. Nos. 6,341,007, 6,400,441, 6,549). , 269 and 6,590,634), JP 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5,969,441) or US Pat. No. 6,208,407. Furthermore, the present invention may be applied to the wafer stage disclosed in Japanese Patent Application No. 2004-168482 filed earlier by the present applicant.
また、本発明が適用される露光装置は、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。 An exposure apparatus to which the present invention is applied assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図12は、マイクロデバイス(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)の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップS10(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)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、設計した回路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。
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, an embodiment of a manufacturing method of a micro device using the exposure apparatus and the exposure method according to the embodiment of the present invention in the lithography process will be described. FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing example of a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, or the like).
First, in step S10 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S11 (mask manufacturing step), a mask (reticle) on which the designed circuit 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.
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13は、半導体デバイスの場合におけるステップS13の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS21(酸化ステップ)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。
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(露光ステップ)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回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップS27(現像ステップ)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、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a detailed process of step S13 in the case of a semiconductor device.
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.
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 step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step S27 (development step), the exposed wafer is developed, and in step S28 (etching step), exposed members other than the portion 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 steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
また、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回路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。 Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., from mother reticles to glass substrates and The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a silicon wafer or the like. 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. .
EX…露光装置、 P…基板、 PL…投影光学系(支持対象物)、 PT…ピストン装置、 1…マスクステージ、 5…第1空間、 15…第2空間、 30…吊り下げ部材(支持部材)、 60…防振装置(支持装置)、 61…シリンダ、 63…孔部(第1孔部)、 64…空隙(第2孔部)、 71…ピストンヘッド、 72…ロッド、 75…気体軸受、 77、82…気体吹出し部、 83…吸引装置、 84…吸引口、 86…吸気路、 90…ワイヤー(線状部材、連結部材)、 91…ピボット装置(連結部材)、 92…棒状部材、 93、94…ピボット部 EX ... Exposure device, P ... Substrate, PL ... Projection optical system (supported object), PT ... Piston device, 1 ... Mask stage, 5 ... First space, 15 ... Second space, 30 ... Hanging member (support member) ), 60 ... Vibration isolator (support device), 61 ... Cylinder, 63 ... Hole (first hole), 64 ... Air gap (second hole), 71 ... Piston head, 72 ... Rod, 75 ... Gas bearing , 77, 82 ... a gas blowing part, 83 ... a suction device, 84 ... a suction port, 86 ... an intake passage, 90 ... a wire (linear member, connection member), 91 ... a pivot device (connection member), 92 ... a rod-like member, 93, 94 ... Pivot part
Claims (12)
前記ピストンヘッドと前記ロッドとを、前記軸方向について拘束し、前記軸方向と異なる方向について非拘束で連結する連結部材を有するピストン装置。 A piston device in which a piston head moves in the axial direction in a first hole in the cylinder, and a rod coupled to the piston head moves in the axial direction in a second hole in the cylinder,
The piston apparatus which has a connection member which restrains the said piston head and the said rod about the said axial direction, and connects unconstrained about the direction different from the said axial direction.
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