JP2010251622A - Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010251622A JP2010251622A JP2009101475A JP2009101475A JP2010251622A JP 2010251622 A JP2010251622 A JP 2010251622A JP 2009101475 A JP2009101475 A JP 2009101475A JP 2009101475 A JP2009101475 A JP 2009101475A JP 2010251622 A JP2010251622 A JP 2010251622A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- drive mechanism
- driving
- drive
- guide
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、原版のパターンを基板に露光する露光装置の基板ステージ装置に関する。 The present invention relates to a substrate stage apparatus of an exposure apparatus that exposes a pattern of an original on a substrate.
露光装置が有するステージ装置においては、高精度の位置決め、案内が必要とされ、さらに機械的な磨耗を極力抑える必要がある。この観点から、基板ステージおよびマスクステージにおいては、ガイド面をエアベアリングが滑走し非接触で可動するステージが開発され搭載されている。また、ステージ可動部の駆動方法として、1軸あるいは多軸方向に可動する電磁力駆動方式を利用したリニアモータによる駆動が採用されている。 In the stage apparatus included in the exposure apparatus, high-precision positioning and guidance are required, and it is necessary to suppress mechanical wear as much as possible. From this point of view, in the substrate stage and the mask stage, a stage in which an air bearing slides on the guide surface and moves without contact is developed and mounted. In addition, as a method for driving the stage movable unit, driving by a linear motor using an electromagnetic force driving system that is movable in a single-axis or multi-axis direction is adopted.
基板ステージにおいては、リニアモータ駆動によるXY方向2軸ステージが採用されているが、次のような解決すべき課題がある。Y方向(走査方向)駆動機構の力の作用点とX方向駆動機構の重心点、それぞれの高さ方向の位置が一致していない場合、XYステージが走査方向に加減速すると、XYステージは、走査方向に対してピッチング方向の揺れが発生する。また、XYステージの慣性力によって、X方向ガイドとエアベアリングの間隔が変化し、XYステージは安定した状態を維持することができない。 In the substrate stage, an XY-direction biaxial stage driven by a linear motor is employed, but there are the following problems to be solved. If the point of action of the force in the Y direction (scanning direction) drive mechanism and the center of gravity of the X direction drive mechanism do not coincide with each other in the height direction, when the XY stage accelerates or decelerates in the scanning direction, the XY stage Shaking in the pitching direction occurs with respect to the scanning direction. Further, the interval between the X-direction guide and the air bearing changes due to the inertial force of the XY stage, and the XY stage cannot maintain a stable state.
この問題に対し、特許文献1では、ステージの定速運転中にその位置を測定する手段にエラーが発生した場合に、誤動作発生直前の測定値を用いてステージの駆動制御を行う方式が開示されている。また特許文献2では、ステージの駆動に伴う駆動反力を効果的に相殺するため、定盤に垂直な方向に移動する質量体を用いる方式が開示されている。さらに特許文献3では、ステージの位置制御性の向上のため、スキャン方向のガイド部材にスリットを設ける方式が開示されている。 In response to this problem, Patent Document 1 discloses a method of performing stage drive control using a measurement value immediately before the occurrence of a malfunction when an error occurs in the means for measuring the position during constant speed operation of the stage. ing. Patent Document 2 discloses a method using a mass body that moves in a direction perpendicular to the surface plate in order to effectively cancel the driving reaction force accompanying the driving of the stage. Further, Patent Document 3 discloses a method in which a slit is provided on a guide member in the scanning direction in order to improve the position controllability of the stage.
しかしこれらの技術によっても、XYステージの揺れを抑えた高精度な位置決めをおこない、かつXYステージの高速化を駆動部重量増加を抑えつつ行うことは難しく露光装置の生産性の向上をはかる上で課題となっていた。 However, even with these technologies, it is difficult to position the XY stage with high accuracy and to increase the speed of the XY stage while suppressing an increase in the weight of the drive unit, thereby improving the productivity of the exposure apparatus. It was an issue.
そこで、本発明は、XYステージのピッチング方向の揺れを抑えた高精度な位置決めを行う基板ステージを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a substrate stage that performs high-accuracy positioning while suppressing shaking in the pitching direction of the XY stage.
上記課題を解決するための本発明の基板ステージは、ステージと、前記ステージを第1方向に駆動する第1駆動機構と、前記ステージを前記第1方向に直交する第2方向に駆動する第2駆動機構と、前記第2駆動機構による前記第2方向へのステージの駆動を案内する駆動ガイドと、前記駆動ガイドと対向して設けられ前記ステージを支持するエアベアリングと、を有するステージ装置であって、前記第2駆動機構は、前記ステージを前記第1方向に駆動する手段を更に有し、前記第1駆動機構によって前記ステージを駆動する際に、前記駆動ガイドと前記エアベアリングとの間隔を、前記第2駆動機構を駆動することで制御する制御手段を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a substrate stage of the present invention includes a stage, a first driving mechanism that drives the stage in a first direction, and a second that drives the stage in a second direction orthogonal to the first direction. A stage device comprising: a drive mechanism; a drive guide for guiding the drive of the stage in the second direction by the second drive mechanism; and an air bearing provided opposite to the drive guide and supporting the stage. The second drive mechanism further includes means for driving the stage in the first direction, and when the stage is driven by the first drive mechanism, an interval between the drive guide and the air bearing is set. And a control means for controlling the second drive mechanism by driving the second drive mechanism.
本発明によれば、XYステージのピッチング方向の揺れを抑え高精度な位置決めを行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform positioning with high accuracy while suppressing the shaking of the XY stage in the pitching direction.
まず、図3を用いて本発明の実施形態の基板ステージが搭載される走査型露光装置の説明をする。図3は走査型投影露光装置の全体構成を示す概念図である。マスク(原版)上のパターンを投影光学系10を経由してプレート36(基板)に露光する露光装置であって、投影光学系10を挟んで垂直方向の上側にマスクステージ20が配置され、下側にプレートステージ30(被露光基板ステージ)が配置されている。これらマスクステージ20とプレートステージ30はそれぞれ個別に移動可能であり、これらの移動位置はともにレーザ干渉測長器50により計測される。プレートステージ30においてはプレートステージ制御装置60(制御手段)がその計測結果にもとづきプレートステージ30の動きを制御している。 プレートステージ30は、本体ベース31上に配置したY方向(第1方向)に駆動するYステージ32およびX方向に駆動するXステージ33を有する。なお、Y方向は走査方向(長手方向)であり、X方向(第2方向)は非走査方向(短手方向)であって、互いに直交する方向である。本実施形態では、Xステージ33およびYステージ32を統合して、X方向とY方向の二方向に駆動可能な二軸のステージを採用し、XYステージ100としている。
First, a scanning exposure apparatus on which a substrate stage according to an embodiment of the present invention is mounted will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the overall configuration of the scanning projection exposure apparatus. An exposure apparatus that exposes a pattern on a mask (original plate) onto a plate (substrate) via a projection
このXYステージ100上にθZステージ34が搭載され、この上にプレートチャック35を配置し、それにより露光されるべきプレート36を支持する。従って、プレート36は、プレートステージ30によりX、YおよびZ方向に移動可能であると共にXY面内でも回転可能に支持されることになる。θZステージ34は、露光時、プレート36の表面を投影光学系10のプレート側焦点面に一致させるためのものである。マスクステージ20は、マスクステージ基板21と、その上に配置されたXYθステージ22とを備え、この上に投影されるべきパタ−ンを有するマスク23を配置される。従って、マスク23はXおよびY方向に移動可能であると共にXY面内で回転可能に支持されることになる。マスクステージ20の上方には、マスク23とプレート36の像を投影光学系10を介して観察できる観察光学系40が配置され、さらにその上方に照明光学系41が配置されている。
A
次に図1および図2を用いてプレートステージ30の細部を説明する。プレートステージ30においては、Yステージ32およびXステージ33を統合し、XY方向の二軸ステージ、すなわちXYステージ100が採用され、リニアモータ駆動により駆動されている。この二軸ステージは露光装置の走査方向(長手方向)とこれと垂直な非走査方向(短手方向)から成り立っている。走査方向には一本あるいは複数本の平行で適正値間隔に配置されたY方向ガイド111がある。このY方向ガイド111には一対の可動部、Yスライダ(図示せず)があり、これらは走査方向と垂直なX方向ガイド113(駆動ガイド)に連結されている。X方向ガイド113は、第2駆動機構102によるステージ100のX方向への駆動を案内するものである。またXYステージ100下方に位置するX方向ガイド113に対向して第2駆動機構103があり、本発明の特徴である二軸駆動機構を搭載している。
Next, the detail of the
X方向ガイド113とXYステージ100との間にはエアベアリング120(XYステージを支持するエアベアリング)が配置されXYステージを摩擦なく保持している。さらにX方向ガイド113とエアベアリング120との間隔を測定するため位置検知センサ121がXYステージ100の下面に配置されている。 さらにX方向ガイド113には走査方向に駆動するための第1駆動機構102が備わっている。本実施形態においては第1駆動機構102としてリニアモータを採用している。
An air bearing 120 (an air bearing that supports the XY stage) is disposed between the
X方向ガイド113は一本あるいは複数本で平行かつ適正値間隔に配置されており、Xスライダ(図示せず)はX方向ガイド113と対をなし、X方向ガイド113の上を滑走する。またX方向ガイド113には非走査方向に駆動するためのリニアモータの固定子(図示せず)が連結されおり、また、Xスライダには非走査方向に駆動するためのリニアモータの可動子(図示せず)が連結されている。また、Xスライダにはプレート36を置くための台であるプレートチャック35と、ステージ位置を知るためのレーザ干渉測長器50の干渉ミラー52が走査方向と非走査方向に搭載されている。
One or a plurality of
走査方向に沿って、Yスライダを高精度に移動するため、走査方向にYAW方向ガイド110がある。YAW方向ガイド110は、第1駆動機構102によるステージ100のY方向への駆動を案内するものである。YAW方向ガイド110は、単独でプレートステージ30に構成されているか、Y方向ガイド111の側面をYAW方向ガイド110として利用している。非走査方向に沿って、Xスライダを高精度に移動するため、非走査方向にX方向精度ガイド114がある。このX方向精度ガイド114は、単独でプレートステージ30に構成されているか、図1に示すようにX方向ガイド113の側面を利用していることが多い。
In order to move the Y slider with high accuracy along the scanning direction, there is a
次に、XYステージ100における第2駆動機構103について説明する。第2駆動機構103は二つの異なる軸方向の駆動を行う二軸駆動機構を搭載している。二軸駆動機構の一例として、にムービングコイル方式リニアモータの概略図を図5に示す。可動子を構成するコイル205はコイルに流れる電流により磁場を発生し、進行方向両側に配置され、隣同士で極性の異なるように配置された磁石206(リニアモータの固定子)との相互作用により進行方向に移動する。コイル205の位置はコイルに取り付けられたセンサ207で計測され、制御されている。
Next, the
このようなリニアモータを走査方向(長手方向)と非走査方向(短手方向)の二方向に配置したものが第2駆動機構103の二軸駆動機構であり、図6にその概念図を示す。すなわち、リニアモータの固定子を走査方向と非走査方向の二方向に配置し走査方向固定子202と非走査方向固定子201とする。それぞれの固定子と対になるようにリニアモータ可動側に走査方向可動子212と非走査方向可動子211を配置する。リニアモータの走査方向(長手方向)と非走査方向(短手方向)を別々に制御・駆動することによって、二軸駆動を可能にしている。また、特開平11−18406号公報に記載のもののように、X方向駆動用コイルとY方向駆動用コイルを備えたものを用いることができる。また、X方向駆動用コイルとY方向駆動用コイルとで構成された固定子で磁石を含む可動子を挟む構成も用いることができる。さらに、リニアパルスモータを用いて二軸駆動させる構成にすることも可能である。
Such a linear motor is arranged in two directions, ie, a scanning direction (longitudinal direction) and a non-scanning direction (short direction), which is a two-axis driving mechanism of the
XYステージ100の動作を図4のフローチャートに従って説明する。以下の各ステップはプレートステージ制御装置60により制御されている。XYステージ100において、走査方向(長手方向)をY方向、非走査方向(短手方向)をX方向とする。従来の技術のところで述べたようにXYステージ100が第1駆動機構102(Y駆動機構)により、走査方向に加速あるいは減速すると、XYステージ100は、走査方向に対してピッチング(第2方向回りの回転)方向の揺れが発生する。ステップ1で、このXYステージ100のピッチング量をXYステージ100の下方にあるレーザ干渉測長器50で計測する。レーザ干渉測長器50では、レーザヘッド51より射出されたレーザ光を反射ミラー54で反射し干渉ミラー52で距離を計測する。
The operation of the
ステップ2で、この計測値にもとづいて、第2駆動機構103は二軸駆動機構により、XYステージ100を走査方向に微動駆動し、ピッチング量を調整する(フィードバック制御)ことで、ピッチング方向の揺れを低減する。ステップ3で、位置検知センサ121がX方向ガイド113とエアベアリング120との間隔を測定する。ステップ4で、その測定値(測定結果)が所定の目標値の許容範囲であるか判定する。許容範囲外である場合は目標値の許容範囲に至るまでステップ1〜ステップ3を繰り返し、XYステージ100のピッチング量を二軸駆動機構による走査方向の微動駆動で調整し、許容範囲となったら終了する。
In step 2, based on this measurement value, the
この結果、XYステージ100の走査方向の加減速の間であっても、常に、X方向ガイド113とエアベアリング120の間隔を適正値に保つことが可能となる。これによりエアベアリング120の剛性が適正値通り保たれ、XYステージ100の位置決めを高精度に行うことができる。また、XYステージ100を加速または減速させても、エアベアリング120の剛性が適正値通り保たれているため、XYステージ100を安定に保つことができる。 またXYステージの加速度を上げてもエアベアリング120の剛性が適正値通り保たれるため、XYステージ100の高速な駆動が可能となり、駆動部重量の増加を招かずに、露光装置としての生産性を上げることができる。
As a result, even during acceleration / deceleration in the scanning direction of the
[デバイス製造方法の実施形態]
次に、本発明の一実施形態のデバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス等)の製造方法について説明する。当該方法において、本発明を適用した露光装置を使用し得る。 半導体デバイスは、ウエハ(半導体基板)に集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程とを経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、その工程で露光されたウエハを現像する工程とを含み得る。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)と、パッケージング工程(封入)とを含み得る。また、液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、その工程で露光されたガラス基板を現像する工程とを含み得る。 本実施形態のデバイス製造方法は、デバイスの生産性、品質および生産コスト、ならびに安全性の少なくとも一つにおいて従来よりも有利である。 以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
[Embodiment of Device Manufacturing Method]
Next, a method for manufacturing a device (semiconductor device, liquid crystal display device, etc.) according to an embodiment of the present invention will be described. In this method, an exposure apparatus to which the present invention is applied can be used. A semiconductor device is manufactured through a pre-process for producing an integrated circuit on a wafer (semiconductor substrate) and a post-process for completing an integrated circuit chip on the wafer produced in the pre-process as a product. The pre-process may include a step of exposing the wafer coated with the photosensitive agent using the above-described exposure apparatus, and a step of developing the wafer exposed in the step. The post-process can include an assembly process (dicing, bonding) and a packaging process (encapsulation). Moreover, a liquid crystal display device is manufactured by passing through the process of forming a transparent electrode. The step of forming the transparent electrode includes a step of applying a photosensitive agent to a glass substrate on which a transparent conductive film is deposited, a step of exposing the glass substrate on which the photosensitive agent is applied, using the above-described exposure apparatus, and the step And developing the glass substrate exposed in step (b). The device manufacturing method of this embodiment is more advantageous than the conventional one in at least one of device productivity, quality and production cost, and safety. As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
60:プレートステージ制御装置 100:XYステージ
102:第1駆動機構 103:第2駆動機構
113:X方向ガイド 120:エアベアリング
121:位置検知センサ
60: plate stage control device 100: XY stage 102: first drive mechanism 103: second drive mechanism 113: X direction guide 120: air bearing 121: position detection sensor
Claims (6)
前記ステージを第1方向に駆動する第1駆動機構と、
前記ステージを前記第1方向に直交する第2方向に駆動する第2駆動機構と、
前記第2駆動機構による前記第2方向へのステージの駆動を案内する駆動ガイドと、
前記駆動ガイドと対向して設けられ前記ステージを支持するエアベアリングと、
を有するステージ装置であって、
前記第2駆動機構は、前記ステージを前記第1方向に駆動する手段を更に有し、
前記第1駆動機構によって前記ステージを駆動する際に、前記駆動ガイドと前記エアベアリングとの間隔を、前記第2駆動機構を駆動することで制御する制御手段を有することを特徴とするステージ装置。 Stage,
A first drive mechanism for driving the stage in a first direction;
A second drive mechanism for driving the stage in a second direction orthogonal to the first direction;
A drive guide for guiding the drive of the stage in the second direction by the second drive mechanism;
An air bearing provided opposite to the drive guide and supporting the stage;
A stage apparatus comprising:
The second drive mechanism further includes means for driving the stage in the first direction,
A stage device comprising: control means for controlling the distance between the drive guide and the air bearing by driving the second drive mechanism when the stage is driven by the first drive mechanism.
前記制御手段は、前記測定手段の測定結果に基づいて前記第2駆動機構を駆動させることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。 Measuring means for measuring a distance between the drive guide and the air bearing;
The stage apparatus according to claim 1, wherein the control unit drives the second drive mechanism based on a measurement result of the measurement unit.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のステージ装置を用いて前記原版または基板を移動させることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects and exposes an original pattern onto a substrate,
An exposure apparatus that moves the original plate or the substrate using the stage apparatus according to claim 1.
前記露光された基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
Exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 5;
Developing the exposed substrate;
A device manufacturing method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009101475A JP2010251622A (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009101475A JP2010251622A (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010251622A true JP2010251622A (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=43313614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009101475A Pending JP2010251622A (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010251622A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101862311B1 (en) | 2013-10-22 | 2018-05-29 | 에이피시스템 주식회사 | Apparatus for processing substrate |
-
2009
- 2009-04-17 JP JP2009101475A patent/JP2010251622A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101862311B1 (en) | 2013-10-22 | 2018-05-29 | 에이피시스템 주식회사 | Apparatus for processing substrate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10586728B2 (en) | Suction device, carry-in method, carrier system and exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP3814453B2 (en) | Positioning apparatus, semiconductor exposure apparatus, and device manufacturing method | |
KR20150089080A (en) | Transfer system, exposure apparatus, transfer method, exposure method, device manufacturing method, and suction apparatus | |
JP5505871B2 (en) | Mobile device and exposure apparatus | |
WO2001027978A1 (en) | Substrate, stage device, method of driving stage, exposure system and exposure method | |
KR102082846B1 (en) | Driving system and driving method, light exposure device and light exposure method, and driving system designing method | |
JPH11191585A (en) | Stage device and aligner using it and/or device manufacture | |
KR20100072015A (en) | Drive control method, drive control apparatus, stage control method, stage control apparatus, exposure method, exposure apparatus and measuring apparatus | |
JP6452338B2 (en) | Stage device and driving method thereof | |
CN113359397B (en) | Moving body apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2012004201A (en) | Mobile device, exposure device, device manufacturing method, flat panel display manufacturing method and mobile device control method | |
JP5495948B2 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2010251622A (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5506207B2 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2004134456A (en) | Moving device, aligner, and method of manufacturing device | |
JP2011244608A (en) | Linear motor, mobile device, exposure device, device manufacturing method, and flat panel display manufacturing method | |
JP2001102279A (en) | Stage device and aligner | |
JP6172913B2 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus and article manufacturing method | |
JP2022521571A (en) | Inspection equipment, lithography equipment and measurement method | |
WO2016159201A1 (en) | Exposure device, method for producing flat panel display, method for producing device, and exposure method | |
TW550668B (en) | Stage apparatus, exposure system and device production method | |
JP2003209047A (en) | Moving device, method of controlling the same, and method of manufacturing the same | |
JPH02201913A (en) | Aligner | |
JP2013218017A (en) | Mobile device, exposure device, device manufacturing method and flat panel display manufacturing method, and mobile system | |
JP2021536032A (en) | Board support, lithography equipment, board inspection equipment, device manufacturing method |