JP2010199243A - ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010199243A JP2010199243A JP2009041296A JP2009041296A JP2010199243A JP 2010199243 A JP2010199243 A JP 2010199243A JP 2009041296 A JP2009041296 A JP 2009041296A JP 2009041296 A JP2009041296 A JP 2009041296A JP 2010199243 A JP2010199243 A JP 2010199243A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- top plate
- actuators
- stage
- axis
- fine movement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
【解決手段】移動可能な天板と、前記天板を駆動する駆動部とを備えたステージ装置で、前記ステージ装置の座標系を、前記天板の重心位置を原点、前記天板の厚み方向をz軸とする前記天板の慣性主軸に一致した右手座標系(x,y,z)とし、前記天板の質量をJ0、x軸回りの慣性モーメントをJx、y軸回りの慣性モーメントをJy、x0及びをy0をそれぞれx0=(3Jy/J0)1/2、y0=(3Jx/J0)1/2とするとき、前記駆動部は前記天板を前記z軸の方向に駆動する4つのzアクチュエータを含み、前記4つのzアクチュエータは、その前記天板に対する作用点の(x,y)座標がそれぞれ特定に配置されている。
【選択図】図1
Description
まず、ステージ装置の座標系を定義する。図2に示すように、移動可能な天板(微動ステージ)が固定部に対して平衡状態であるときの重心位置を原点0とし、微動ステージが最短寸法となる方向、即ち微動ステージの厚み方向をz軸とする。そして、座標系を微動ステージの慣性主軸に一致した右手座標系(x,y,z)とする。x軸、y軸、z軸の各軸周りで右ねじ方向の回転軸をそれぞれθx、θy、θzとする。この座標系をステージ座標系と呼ぶことにする。
はp×qの実数行列の集合を意味する。
次に各モード形状Wiを定義する。i=1〜6の剛体モードとする。固有角振動数は、剛体モードなのでωi=0である。軸方向は、x、y、z、θx、θy、θzの順とする。慣性行列Jを数式10のように定義する。
i>6を弾性モードとする。ただし、境界条件が完全自由である平板の弾性モードの一般解は求めることができない。そのため、数値解法として有限要素法(Finite Element Method)や重ね合せ法(Superposition Method)が用いられている。本発明はこの数値解法を制限しないが、平板の物性や寸法に対する定性的な解釈がし易いため、非特許文献6,7に示されるGormanによる重ね合せ法(以下Gorman法)を用いて説明する。Gorman法では、まず寸法比φ=y0/x0、ポアソン比ν、近似次数rを決める。次に境界条件を満たす無次元固有振動数Ψiを数値的に探索する。すると、z方向に振動する横弾性モードについては、ヤング率E、密度ρから次の数式13で固有角振動数ωiが決まる。
まず、式16の変換行列を定義する。
微動ステージの速度を計測するセンサの計測点の座標を並べた計測点集合をsとする。露光位置eにおける3次の並進速度及び3次の回転速度の推定値からなる計6次の制御出力dη/dtは次の式19のように定義できる。
以上の運動方程式、制御入力、制御出力により次式20の状態方程式が得られる。
従って、入力uから出力dη/dtへの開ループ伝達関数行列G(jω)は次の式21のようにi=1〜nのモード毎に表す事が可能である。
FFPR条件の定義は以下である。「制御駆動入力uから速度dξ/dtまでの正方な伝達関数G(jω)は式23の条件を満たすとき、制御帯域ωbwで有限周波数正実(Finite Frequency Positive Real)である。」
本発明では、制御帯域ωbwに対し、露光位置e及び計測点集合sの定義域内で、作用点集合aを設計値として、式24の評価値λbwを最大化した。
各モードの影響度を明確にする事で、どの程度までモードを考慮するべきか判断できる。前記FFPR条件を、微動ステージの
zアクチュエータ:(+0.55 x0,+0.55 y0)、(−0.55 x0,+0.55 y0)、(−0.55 x0,−0.55 y0)、(+0.55 x0,−0.55 y0)
xアクチュエータ:(0,+0.9 y0)、(0,−0.9 y0)
yアクチュエータ:(+0.9 x0,0)、(−0.9x0,0)
zアクチュエータ:(+0.45 x0〜+0.65 x0,+0.45 y0〜+0.65 y0)、(−0.65 x0〜−0.45 x0,+0.45 y0〜+0.65 y0)、(−0.65 x0〜−0.45 x0,−0.65 y0〜−0.45 y0)及び(+0.45x0〜+0.65 x0,−0.65 y0〜−0.45 y0)
xアクチュエータ:(−0.10 x0〜+0.10 x0,+0.80 y0〜+1.00 y0)、(−0.10 x0〜+0.10 x0,−1.00 y0〜−0.80 y0)
yアクチュエータ:(+0.80 x0〜+1.00 x0,−0.10 y0〜+0.10 y0)、(−1.00 x0〜−0.80 x0,−0.10 y0〜+0.10 y0)
zアクチュエータ:(+0.50 x0〜+0.60 x0,+0.50 y0〜+0.60 y0)、(−0.60 x0〜−0.50 x0,+0.50 y0〜+0.60 y0)、(−0.60 x0〜−0.50 x0,−0.60 y0〜−0.50 y0)、(+0.50 x0〜+0.60 x0,−0.60 y0〜−0.50 y0)
xアクチュエータ: (−0.05 x0〜+0.05 x0,+0.85 y0〜+0.95 y0)、(−0.05 x0〜+0.05 x0,−0.95 y0〜−0.85 y0)
yアクチュエータ:(+0.85 x0〜+0.95 x0,−0.05 y0〜+0.05 y0)、(−0.95 x0〜−0.85 x0,−0.05 y0〜+0.05 y0)
zアクチュエータの従来例の配置は図16のとおりである。このときのz、θx、θy軸について、FFPR条件であるλbwのxy分布を図8に示す。制御帯域ωbwは最低次振動モードω7の1/2、即ちωbw=ω7/2とした。横軸、縦軸はそれぞれx0、y0で正規化したステージ座標ex/x0、ey/y0、 丸印○はzアクチュエータの作用点である。色の濃さはλbw[sec]を表す。色が濃いほどFFPR条件が悪いことを意味する。
一方、最適な配置である図1について、同様のλbw分布を図9に示す。図示の通り、従来配置に比べ色の濃い部分が減少し、露光位置eに依らず、制御帯域を向上できる。
z、θx、θy軸のλbwと制御帯域ωbwの相関を図10に示す。横軸は最低次振動モードω7で正規化した制御帯域ωbw/ω7、縦軸はλbwである。最適化結果の方が、正方向に大きくする事ができ、結果として位置決め精度向上と制御帯域向上を同時に実現できる。
次に、x、yアクチュエータの従来例配置を示す図16の場合の、x、y、θz軸について、λbwのxy分布を図11に示す。丸印及び矢印はx、yアクチュエータの作用点及び方向である。
一方、最適な配置である図1について、同様のλbw分布を図12に示す。従来配置に比べ色の濃い部分が減少し、露光位置eに依らず、制御帯域を向上できることが分かる。
x、y、θz軸のλbwと制御帯域ωbwの相関を図13に示す。最適化結果の方が、正方向に大きくする事ができ、位置決め精度向上と制御帯域向上を同時に実現できる。
作用効果を明確にするため、微動ステージの物理モデル、制御帯域評価値を定義する必要がある。そのために必要な技術について概要を説明する。微動ステージの物理モデルは、モード座標系を導入する事で運動方程式及び、各点に対する作用力の影響を表現できる(非特許文献1)。制御帯域の評価値は、FFPR条件(finite frequency positive-realness/有限周波数正実性)を用いる。1入力1出力系の高帯域化のためには、制御すべき剛体モードへの入力方向と、計測されてしまう弾性モードの出力方向との一致(同相化/in-phaseness)が良い事が示されている(非特許文献2〜4)。FFPR条件は、同相性をさらに多入力多入出力系に一般化した条件である(非特許文献5)。
前記最適配置の結果を反映した、第1実施形態のステージ装置を図14に示す。zアクチュエータ13a〜13d、xアクチュエータ14a〜14b、yアクチュエータ15a〜15bの固定部は粗動ステージ12の上にあり、粗動ステージ12から微動ステージ11へ任意の力を印加できる。xyzセンサ16a〜16dは、微動ステージ11の各固定点におけるxyz変位及び速度を計測できる。微動ステージ11の形状は高剛性が望ましい。そのため、横縦幅は、ウエハサイズに近い幅が良い。厚みは、他の設計仕様に悪影響しない範囲で、厚い方が良い。また、前記近似寸法x0、y0の意味での最適位置にアクチュエータ13,14,15を配置しているため、微動ステージ11の形状は、厳密に長方形板状である必要はない。
第2実施形態のステージ装置を図15に示す。zアクチュエータ23a〜23d、xアクチュエータ24a〜24b、yアクチュエータ25a〜25bの配置は、第1実施形態と同じである。31は粗動ステージである。第1実施形態と異なり、変位及び速度を計測するxyzセンサ26a〜26dは、微動ステージ21の側面を計測し、露光位置によって計測位置が異なる。このようなシステムおいても、本発明のアクチュエータ配置は有効である。
以下、本発明のステージ装置が適用される例示的な露光装置を説明する。露光装置は図17に示すように、照明装置101、レチクルを搭載したレチクルステージ102、投影光学系103、ウエハを搭載したウエハステージ104とを有する。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンをウエハに投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式またはステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。照明装置101は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザを使用する。レーザは、波長約193nmのArFエキシマレーザ、波長約248nmのKrFエキシマレーザ、波長約153nmのF2エキシマレーザなどを使用することができる。しかし、レーザの種類はエキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、そのレーザの個数も限定されない。光源にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。投影光学系103は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子を少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。レチクルステージ102およびウエハステージ104は、たとえばリニアモータによって移動可能である。ステップアンドスキャン投影露光方式の場合には、それぞれのステージは同期して移動する。また、レチクルのパターンをウエハ上に位置合わせするためにウエハステージおよびレチクルステージの少なくともいずれかに別途アクチュエータを備える。このような露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用されうる。
次に、半導体集積回路素子、液晶表示素子等のデバイス製造方法を例示的に説明する。デバイスは、上述の露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、露光工程で露光された基板を現像する現像工程と、現像工程で現像された基板を加工する他の周知の工程とを経ることによって製造される。他の周知の工程は、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング工程などである。
Claims (13)
- 移動可能な天板と、前記天板を駆動する駆動部とを備えたステージ装置であって、
前記ステージ装置の座標系を、前記天板の重心位置を原点、前記天板の厚み方向をz軸とする前記天板の慣性主軸に一致した右手座標系(x,y,z)とし、前記天板の質量をJ0、x軸回りの慣性モーメントをJx、y軸回りの慣性モーメントをJy、x0及びをy0をそれぞれx0=(3Jy/J0)1/2、y0=(3Jx/J0)1/2とするとき、
前記駆動部は前記天板を前記z軸の方向に駆動する4つのzアクチュエータを含み、
前記4つのzアクチュエータは、その前記天板に対する作用点の(x,y)座標がそれぞれ
(+0.45 x0〜+0.65 x0,+0.45 y0〜+0.65 y0)、
(−0.65 x0〜−0.45 x0,+0.45 y0〜+0.65 y0)、
(−0.65 x0〜−0.45 x0,−0.65 y0〜−0.45 y0)、
(+0.45 x0〜+0.65 x0,−0.65 y0〜−0.45 y0)であるように配置されていることを特徴とするステージ装置。 - 移動可能な天板と、前記天板を駆動する駆動部とを備えたステージ装置であって、
前記ステージ装置の座標系を、前記天板の重心位置を原点、前記天板の厚み方向をz軸とする前記天板の慣性主軸に一致した右手座標系(x,y,z)とし、前記天板の質量をJ0、x軸回りの慣性モーメントをJx、y軸回りの慣性モーメントをJy、x0及びをy0をそれぞれx0=(3Jy/J0)1/2、y0=(3Jx/J0)1/2とするとき、
前記駆動部は、前記天板を前記x軸の方向に駆動する2つのxアクチュエータと、前記y軸の方向に駆動する2つのyアクチュエータとを含み、
前記2つのxアクチュエータは、その前記天板に対する作用点の(x,y)座標がそれぞれ
(−0.10 x0〜+0.10 x0,+0.80 y0〜+1.00 y0)、
(−0.10 x0〜+0.10 x0,−1.00 y0〜−0.80 y0)であるように配置され、
前記2つのyアクチュエータは、その前記天板に対する作用点の(x,y)座標がそれぞれ
(+0.80 x0〜+1.00 x0,−0.10 y0〜+0.10 y0)、
(−1.00 x0〜−0.80 x0,−0.10 y0〜+0.10 y0)であるように配置されていることを特徴とするステージ装置。 - 前記4つのzアクチュエータは、その前記天板に対する作用点の(x,y)座標がそれぞれ
(+0.50 x0〜+0.60 x0,+0.50 y0〜+0.60 y0)、
(−0.60 x0〜−0.50 x0,+0.50 y0〜+0.60 y0)、
(−0.60 x0〜−0.50 x0,−0.60 y0〜−0.50 y0)、
(+0.50 x0〜+0.60 x0,−0.60 y0〜−0.50 y0) であるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。 - 前記2つのxアクチュエータは、その前記天板に対する作用点の(x,y)座標がそれぞれ
(−0.05 x0〜+0.05 x0,+0.85 y0〜+0.95 y0)、
(−0.05 x0〜+0.05 x0,−0.95 y0〜−0.85 y0) であるように配置され、
前記2つのyアクチュエータは、その前記天板に対する作用点の(x,y)座標がそれぞれ
(+0.85 x0〜+0.95 x0,−0.05 y0〜+0.05 y0)、
(−0.95 x0〜−0.85 x0,−0.05 y0〜+0.05 y0) であるように配置されていることを特徴とする請求項2に記載のステージ装置。 - 前記4つのzアクチュエータは、少なくとも1つの非接触アクチュエータを含むことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載のステージ装置。
- 前記4つのzアクチュエータは、少なくとも1つのリニアモータを含むことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載のステージ装置。
- 前記4つのzアクチュエータは、少なくとも1つの圧電アクチュエータを含むことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載のステージ装置。
- 前記2つのxアクチュエータ及び2つのyアクチュエータは、少なくとも1つの非接触アクチュエータを含むことを特徴とする請求項2又は請求項4に記載のステージ装置。
- 前記2つのxアクチュエータ及び2つのyアクチュエータは、少なくとも1つのリニアモータを含むことを特徴とする請求項2又は請求項4に記載のステージ装置。
- 前記2つのxアクチュエータ及び2つのyアクチュエータは、少なくとも1つの圧電アクチュエータを含むことを特徴とする請求項2又は請求項4に記載のステージ装置。
- 粗動ステージをさらに含み、
前記天板は、前記粗動ステージに対して微動可能な微動ステージであり、前記アクチュエータは前記微動ステージを駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載のステージ装置。 - 基板を露光する露光装置であって、
前記露光装置は、請求項11に記載のステージ装置を備え、
前記露光される基板が前記微動ステージによって保持されることを特徴とする露光装置。 - 請求項12に記載の露光装置によって基板を露光する工程と、
前記露光された基板を現像する工程と、を含むデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009041296A JP5276467B2 (ja) | 2009-02-24 | 2009-02-24 | ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009041296A JP5276467B2 (ja) | 2009-02-24 | 2009-02-24 | ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010199243A true JP2010199243A (ja) | 2010-09-09 |
JP5276467B2 JP5276467B2 (ja) | 2013-08-28 |
Family
ID=42823686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009041296A Active JP5276467B2 (ja) | 2009-02-24 | 2009-02-24 | ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5276467B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013183153A (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ステージ装置 |
JP2016503521A (ja) * | 2012-11-27 | 2016-02-04 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | リソグラフィ装置、基板支持システム、デバイス製造方法及び制御プログラム |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04129209A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-04-30 | Canon Inc | 露光装置 |
JP2001267220A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-28 | Nikon Corp | ステージ装置および露光装置 |
JP2004162745A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Canon Inc | 弾性振動の制御装置 |
JP2004179216A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Nikon Corp | ステージ装置及び露光装置 |
JP2007184621A (ja) * | 2007-01-12 | 2007-07-19 | Canon Inc | 振動制御装置及び振動制御方法及び露光装置及びデバイスの製造方法 |
US20080067968A1 (en) * | 2006-09-12 | 2008-03-20 | Nikon Corporation | Identifying and compensating force-ripple and side-forces produced by linear actuators |
-
2009
- 2009-02-24 JP JP2009041296A patent/JP5276467B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04129209A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-04-30 | Canon Inc | 露光装置 |
JP2001267220A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-28 | Nikon Corp | ステージ装置および露光装置 |
JP2004162745A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Canon Inc | 弾性振動の制御装置 |
JP2004179216A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Nikon Corp | ステージ装置及び露光装置 |
US20080067968A1 (en) * | 2006-09-12 | 2008-03-20 | Nikon Corporation | Identifying and compensating force-ripple and side-forces produced by linear actuators |
JP2007184621A (ja) * | 2007-01-12 | 2007-07-19 | Canon Inc | 振動制御装置及び振動制御方法及び露光装置及びデバイスの製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013183153A (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ステージ装置 |
JP2016503521A (ja) * | 2012-11-27 | 2016-02-04 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | リソグラフィ装置、基板支持システム、デバイス製造方法及び制御プログラム |
US9715182B2 (en) | 2012-11-27 | 2017-07-25 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, substrate support system, device manufacturing method and control program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5276467B2 (ja) | 2013-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Butler | Position control in lithographic equipment [applications of control] | |
Schmidt | Ultra-precision engineering in lithographic exposure equipment for the semiconductor industry | |
US7782446B2 (en) | Stage system and lithographic apparatus comprising such stage system | |
JP6955117B2 (ja) | 振動絶縁システムおよびリソグラフィ装置 | |
US20110164230A1 (en) | Positioning apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
US20050077986A1 (en) | Positioning device, exposure apparatus using the positioning device, and device production method | |
JP4932866B2 (ja) | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 | |
JP5276467B2 (ja) | ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法 | |
TWI748567B (zh) | 熱機械致動器 | |
US11914307B2 (en) | Inspection apparatus lithographic apparatus measurement method | |
TWI550359B (zh) | 微影裝置及元件製造方法 | |
KR102209597B1 (ko) | 스테이지 시스템, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 | |
TWI837918B (zh) | 微影裝置平台耦合 | |
TWI829151B (zh) | 定位系統、微影裝置、驅動力衰減方法、及器件製造方法 | |
US11940264B2 (en) | Mirror calibrating method, a position measuring method, a lithographic apparatus and a device manufacturing method | |
US20230010584A1 (en) | Method of using a dual stage lithographic apparatus and lithographic apparatus | |
US11774865B2 (en) | Method of controlling a position of a first object relative to a second object, control unit, lithographic apparatus and apparatus | |
NL2024847A (en) | Method of using a dual stage lithogrpahic apparatus and lithographic apparatus | |
JP2715182B2 (ja) | 露光装置 | |
WO2023078788A1 (en) | Lithographic apparatus stage coupling | |
NL2024767A (en) | Object positioner device, stage support, lithographic apparatus, object inspection apparatus, method for adapting an object positioner device, device manufacturing method | |
JP2023511702A (ja) | 位置決め装置 | |
CN112567541A (zh) | 压电致动器、致动器系统、衬底支撑件和包括致动器的光刻设备 | |
TW202017101A (zh) | 基板支撐、微影設備、基板檢測設備與裝置製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130412 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130419 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130517 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5276467 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |