JP3048508B2 - 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 - Google Patents
位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置Info
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置や形状
計測装置等においてウエハ等基板や被測定物等の位置決
めに用いられる位置決めステージ装置およびこれを用い
た露光装置に関するものである。
計測装置等においてウエハ等基板や被測定物等の位置決
めに用いられる位置決めステージ装置およびこれを用い
た露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体露光装置や形状計測装置等におい
ては、ウエハ等基板や被測定物を露光光や測定用照明光
に対して高精度で位置決めすることが要求される。
ては、ウエハ等基板や被測定物を露光光や測定用照明光
に対して高精度で位置決めすることが要求される。
【０００３】図７は一従来例による位置決めステージ装
置Ｅ0 を示すもので、これは、台盤１０１の案内面１０
１ａに沿って所定の方向に往復移動自在である移動台１
０２と、これを移動させるリニアモータ１０３と、移動
台１０２と一体であるミラー１０２ａの反射光を受光す
るレーザ干渉計１０４を有し、移動台１０２は案内面１
０１ａに対向する静圧パッド１０２ｂによって台盤１０
１に非接触で支持され、移動台１０２の表面には図示し
ないウエハ等の位置決め対象物体Ｗ0 が真空吸着力等に
よって保持される。レーザ干渉計１０４はミラー１０２
ａの反射光から移動台１０２の位置を検出し、その出力
をコントローラ１０４ａを経てリニアモータ１０３のド
ライバ（駆動回路）１０３ａにフィードバックする。
置Ｅ0 を示すもので、これは、台盤１０１の案内面１０
１ａに沿って所定の方向に往復移動自在である移動台１
０２と、これを移動させるリニアモータ１０３と、移動
台１０２と一体であるミラー１０２ａの反射光を受光す
るレーザ干渉計１０４を有し、移動台１０２は案内面１
０１ａに対向する静圧パッド１０２ｂによって台盤１０
１に非接触で支持され、移動台１０２の表面には図示し
ないウエハ等の位置決め対象物体Ｗ0 が真空吸着力等に
よって保持される。レーザ干渉計１０４はミラー１０２
ａの反射光から移動台１０２の位置を検出し、その出力
をコントローラ１０４ａを経てリニアモータ１０３のド
ライバ（駆動回路）１０３ａにフィードバックする。
【０００４】また、移動台１０２の表面はリニアモータ
１０３の発熱や位置決め対象物体Ｗ0 に照射される露光
光等の照明光によって加熱されて熱膨張を起こし、この
ために位置決め対象物体Ｗ0 とミラー１０２ａの離間距
離が変化する傾向があるため、移動台１０２上に前記離
間距離の変化を測定する距離センサ１０５が配設され、
その出力を演算器１０５ａを経てコントローラ１０４ａ
に導入し、リニアモータ１０３のドライバ１０３ａにフ
ィードバックすることで、移動台１０２の熱膨張に起因
する位置決め精度の低下を防ぐように構成されている。
１０３の発熱や位置決め対象物体Ｗ0 に照射される露光
光等の照明光によって加熱されて熱膨張を起こし、この
ために位置決め対象物体Ｗ0 とミラー１０２ａの離間距
離が変化する傾向があるため、移動台１０２上に前記離
間距離の変化を測定する距離センサ１０５が配設され、
その出力を演算器１０５ａを経てコントローラ１０４ａ
に導入し、リニアモータ１０３のドライバ１０３ａにフ
ィードバックすることで、移動台１０２の熱膨張に起因
する位置決め精度の低下を防ぐように構成されている。
【０００５】すなわち、移動台１０２上の位置決め対象
物体Ｗ0 の前記照明光等に対する位置決めは、図示しな
いコンピュータの指令によってドライバ１０３ａを駆動
し、その駆動量をレーザ干渉計１０４の出力と距離セン
サ１０５の出力によって補正することで極めて高精度で
行なわれる。
物体Ｗ0 の前記照明光等に対する位置決めは、図示しな
いコンピュータの指令によってドライバ１０３ａを駆動
し、その駆動量をレーザ干渉計１０４の出力と距離セン
サ１０５の出力によって補正することで極めて高精度で
行なわれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように、移動台上に距離センサ
が配設されているために以下のような解決すべき課題が
ある。
の技術によれば、前述のように、移動台上に距離センサ
が配設されているために以下のような解決すべき課題が
ある。
【０００７】（１） 移動台上に距離センサの設置スペ
ースが必要であるために、位置決めステージ装置全体が
大型化する。
ースが必要であるために、位置決めステージ装置全体が
大型化する。
【０００８】（２） 距離センサの重量が加わるために
移動台が高重量化し、振動の抑制が困難で高速化を促進
できない。
移動台が高重量化し、振動の抑制が困難で高速化を促進
できない。
【０００９】（３） 距離センサ自体の発熱が加わって
移動台の熱膨張が著しく大きくなるおそれがある。
移動台の熱膨張が著しく大きくなるおそれがある。
【００１０】（４） 設計段階で距離センサの構成や配
設位置を検討する工程が加わるために装置が高コスト化
する。
設位置を検討する工程が加わるために装置が高コスト化
する。
【００１１】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであって、移動台の温度変
化に起因する誤差を確実に補正できるうえに、移動台の
高重量化や装置全体の大型化および設計の複雑化等を招
くおそれのない位置決めステージ装置およびこれを用い
た露光装置を提供することを目的とするものである。
の課題に鑑みてなされたものであって、移動台の温度変
化に起因する誤差を確実に補正できるうえに、移動台の
高重量化や装置全体の大型化および設計の複雑化等を招
くおそれのない位置決めステージ装置およびこれを用い
た露光装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の位置決めステージ装置は、対象物体を位置
決めするため台盤上を駆動手段によって移動する移動台
と、該移動台と一体であるミラーの反射光に基づいて前
記移動台の現在位置を検出する現在位置検出手段と、前
記対象物体と前記ミラーの間で前記移動台の温度を検出
するように配設された少なくとも１個の温度センサと、
その出力に基づいて前記対象物体と前記ミラーの離間距
離の変化を算出する演算手段と、前記現在位置検出手段
の出力および前記演算手段の出力に基づいて前記駆動手
段の駆動量を制御する制御手段を有することを特徴とす
る。
め、本発明の位置決めステージ装置は、対象物体を位置
決めするため台盤上を駆動手段によって移動する移動台
と、該移動台と一体であるミラーの反射光に基づいて前
記移動台の現在位置を検出する現在位置検出手段と、前
記対象物体と前記ミラーの間で前記移動台の温度を検出
するように配設された少なくとも１個の温度センサと、
その出力に基づいて前記対象物体と前記ミラーの離間距
離の変化を算出する演算手段と、前記現在位置検出手段
の出力および前記演算手段の出力に基づいて前記駆動手
段の駆動量を制御する制御手段を有することを特徴とす
る。
【００１３】複数の温度センサがそれぞれ対象物体とミ
ラーの間で移動台の複数の部位に配設されており、演算
手段が、前記複数の温度センサのそれぞれの出力のうち
の１つを採用するように構成されているとよい。
ラーの間で移動台の複数の部位に配設されており、演算
手段が、前記複数の温度センサのそれぞれの出力のうち
の１つを採用するように構成されているとよい。
【００１４】複数の温度センサがそれぞれ対象物体とミ
ラーの間で移動台の複数の部位に配設されており、演算
手段が、各温度センサの出力に基づいて前記移動台の各
部位の変形量を算出するように構成されていてもよい。
ラーの間で移動台の複数の部位に配設されており、演算
手段が、各温度センサの出力に基づいて前記移動台の各
部位の変形量を算出するように構成されていてもよい。
【００１５】また、移動台に保持された対象物体の位置
決めの中心位置の変化に基づいて演算手段の出力を補正
するように構成されているとよい。
決めの中心位置の変化に基づいて演算手段の出力を補正
するように構成されているとよい。
【００１６】
【作用】上記装置によれば、対象物体とミラーの間で移
動台の温度を直接温度センサによって検出し、その出力
から移動台上の対象物体とミラーとの間の離間距離の変
化を求め、これを現在位置検出手段の出力とともに駆動
手段にフィードバックすることで温度変化に起因する位
置決め精度の低下を防ぐことができる。温度センサは一
般に距離センサより軽量かつ小型であり、また、その取
り付けも容易であるために、移動台の高重量化や装置全
体の大型化および設計の複雑化等を招くおそれもない。
その結果、高性能でしかも安価な位置決めステージ装置
を実現できる。
動台の温度を直接温度センサによって検出し、その出力
から移動台上の対象物体とミラーとの間の離間距離の変
化を求め、これを現在位置検出手段の出力とともに駆動
手段にフィードバックすることで温度変化に起因する位
置決め精度の低下を防ぐことができる。温度センサは一
般に距離センサより軽量かつ小型であり、また、その取
り付けも容易であるために、移動台の高重量化や装置全
体の大型化および設計の複雑化等を招くおそれもない。
その結果、高性能でしかも安価な位置決めステージ装置
を実現できる。
【００１７】移動台に保持された対象物体の位置決めの
中心位置の変化に基づいて演算手段の出力を補正するよ
うに構成されていれば、ステッパのウエハステージのよ
うに位置決め対象物体の位置決めの中心位置が逐次変化
する場合でも高精度の位置決めを行なうことができる。
中心位置の変化に基づいて演算手段の出力を補正するよ
うに構成されていれば、ステッパのウエハステージのよ
うに位置決め対象物体の位置決めの中心位置が逐次変化
する場合でも高精度の位置決めを行なうことができる。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】図１は第１実施例による位置決めステージ
装置Ｅ1 を説明する説明図であって、これは、台盤１の
案内面１ａに沿って所定の方向に往復移動自在である移
動台２と、これを移動させる駆動手段であるリニアモー
タ３と、移動台２と一体であるミラー２ａの反射光を受
光する現在位置検出手段であるレーザ干渉計４を有し、
移動台２は案内面１ａに対向する静圧パッド２ｂを備え
ており、これによって案内面１ａに非接触で支持され、
移動台２の表面には図示しないウエハ等の位置決め対象
物体（対象物体）Ｗ1 が真空吸着力等によって保持され
る。レーザ干渉計４はミラー２ａの反射光から移動台２
の位置を検出し、その出力をコントローラ４ａを経てリ
ニアモータ３のドライバ（駆動回路）３ａにフィードバ
ックする。
装置Ｅ1 を説明する説明図であって、これは、台盤１の
案内面１ａに沿って所定の方向に往復移動自在である移
動台２と、これを移動させる駆動手段であるリニアモー
タ３と、移動台２と一体であるミラー２ａの反射光を受
光する現在位置検出手段であるレーザ干渉計４を有し、
移動台２は案内面１ａに対向する静圧パッド２ｂを備え
ており、これによって案内面１ａに非接触で支持され、
移動台２の表面には図示しないウエハ等の位置決め対象
物体（対象物体）Ｗ1 が真空吸着力等によって保持され
る。レーザ干渉計４はミラー２ａの反射光から移動台２
の位置を検出し、その出力をコントローラ４ａを経てリ
ニアモータ３のドライバ（駆動回路）３ａにフィードバ
ックする。
【００２０】また、移動台２の表面はリニアモータ３の
発熱や位置決め対象物体Ｗ1 に照射される露光光等の照
明光によって加熱されて熱膨張を起こし、このために位
置決め対象物体Ｗ1 とミラー２ａの離間距離が変化する
傾向があるため、移動台２の温度変化を測定する温度セ
ンサ５が配設され、その出力をアンプ５ａを経て演算手
段である演算器５ｂに導入して前記温度変化による位置
決め対象物体Ｗ 1 とミラー２ａの離間距離の変化量を算
出し、これをレーザ干渉計４の出力とともに制御手段で
あるコントローラ４ａに導入し、リニアモータ３の駆動
量を補正することで、移動台２の熱膨張に起因する位置
決め対象物体Ｗ 1 の位置決め精度の低下を防ぐように構
成されている。
発熱や位置決め対象物体Ｗ1 に照射される露光光等の照
明光によって加熱されて熱膨張を起こし、このために位
置決め対象物体Ｗ1 とミラー２ａの離間距離が変化する
傾向があるため、移動台２の温度変化を測定する温度セ
ンサ５が配設され、その出力をアンプ５ａを経て演算手
段である演算器５ｂに導入して前記温度変化による位置
決め対象物体Ｗ 1 とミラー２ａの離間距離の変化量を算
出し、これをレーザ干渉計４の出力とともに制御手段で
あるコントローラ４ａに導入し、リニアモータ３の駆動
量を補正することで、移動台２の熱膨張に起因する位置
決め対象物体Ｗ 1 の位置決め精度の低下を防ぐように構
成されている。
【００２１】例えば、移動台２が露光装置のウエハステ
ージであって、移動台２上の位置決め対象物体Ｗ1 が図
示しない露光手段である光源から照射される露光光に対
して位置決めされるウエハであるとき、図示しないコン
ピュータの指令によって所定のプログラムに従ってリニ
アモータ３を駆動するとともに、その駆動量をレーザ干
渉計４の出力と温度センサ５の出力によって補正するこ
とで、前記露光光に対するウエハＷ1 の位置決めを極め
て高精度で行なうことができる。
ージであって、移動台２上の位置決め対象物体Ｗ1 が図
示しない露光手段である光源から照射される露光光に対
して位置決めされるウエハであるとき、図示しないコン
ピュータの指令によって所定のプログラムに従ってリニ
アモータ３を駆動するとともに、その駆動量をレーザ干
渉計４の出力と温度センサ５の出力によって補正するこ
とで、前記露光光に対するウエハＷ1 の位置決めを極め
て高精度で行なうことができる。
【００２２】温度センサ５の出力に基づくリニアモータ
駆動量の補正は以下のように行なわれる。
駆動量の補正は以下のように行なわれる。
【００２３】図２に示すように、ミラー２ａの反射面と
位置決め対象物体Ｗ1 の中心Ｏ1 の離間距離をＬ1 とし
たとき、移動台２の温度が露光光やリニアモータ３の発
熱等によってΔＴだけ上昇すると、移動台２の変形によ
る前記離間距離Ｌ1 の変化量Ｄ1 は以下のように表わさ
れる。
位置決め対象物体Ｗ1 の中心Ｏ1 の離間距離をＬ1 とし
たとき、移動台２の温度が露光光やリニアモータ３の発
熱等によってΔＴだけ上昇すると、移動台２の変形によ
る前記離間距離Ｌ1 の変化量Ｄ1 は以下のように表わさ
れる。
【００２４】 Ｄ1 ＝α×Ｌ1 ×ΔＴ ・・・・・（１） ここで、α：移動台２の材料の熱膨張係数 そこで、温度センサ５によって検出された温度変化をア
ンプ５ａによって増幅し、演算器５ｂにおいて式（１）
による離間距離Ｌ1 の変化量Ｄ1 を算出し、これをレー
ザ干渉計４の出力の補正値としてコントローラ４ａに導
入する。
ンプ５ａによって増幅し、演算器５ｂにおいて式（１）
による離間距離Ｌ1 の変化量Ｄ1 を算出し、これをレー
ザ干渉計４の出力の補正値としてコントローラ４ａに導
入する。
【００２５】例えば、前記熱膨張係数αが１０×１０-6
／℃、前記離間距離Ｌ1 が１００ｍｍであるとき、移動
台２の温度が０．１℃上昇すると離間距離Ｌ1 の変化量
Ｄ1は式（１）から Ｄ1 ＝（１０×１０-6／℃）×１００×０．１＝１×１０-4（ｍｍ） ＝０．１（μｍ） このように、温度が０．１℃上昇しただけでも位置決め
対象物体Ｗ1 の位置決め精度は０．１μｍの誤差を発生
する。このような位置決め精度の低下は、特に、ウエハ
に転写されるパターンが線幅０．２５μｍまで高精細化
した露光装置等においては許容できず、その結果、上記
のような補正が不可欠である。
／℃、前記離間距離Ｌ1 が１００ｍｍであるとき、移動
台２の温度が０．１℃上昇すると離間距離Ｌ1 の変化量
Ｄ1は式（１）から Ｄ1 ＝（１０×１０-6／℃）×１００×０．１＝１×１０-4（ｍｍ） ＝０．１（μｍ） このように、温度が０．１℃上昇しただけでも位置決め
対象物体Ｗ1 の位置決め精度は０．１μｍの誤差を発生
する。このような位置決め精度の低下は、特に、ウエハ
に転写されるパターンが線幅０．２５μｍまで高精細化
した露光装置等においては許容できず、その結果、上記
のような補正が不可欠である。
【００２６】なお、式（１）は本実施例による位置決め
ステージ装置を単純化してモデル化することで、前記離
間距離Ｌ1 の変化量Ｄ1 （補正量）を温度変化ΔＴの最
も簡単な関数として表わしたものであるが、実際には、
温度センサ５を配設する位置や位置決めステージ装置の
全体構造および各部位の材質等を考慮した適切な関数を
導出し、これに基づいて前述の補正量をより正確に求め
る。
ステージ装置を単純化してモデル化することで、前記離
間距離Ｌ1 の変化量Ｄ1 （補正量）を温度変化ΔＴの最
も簡単な関数として表わしたものであるが、実際には、
温度センサ５を配設する位置や位置決めステージ装置の
全体構造および各部位の材質等を考慮した適切な関数を
導出し、これに基づいて前述の補正量をより正確に求め
る。
【００２７】例えば、図３に示すように中空構造あるい
は２重構造の位置決めステージである場合は、該位置決
めステージの移動台１２の表面の温度を検出する温度セ
ンサ１５に加えて、移動台１２の底部の温度を検出する
補助温度センサ１６を配設し、温度センサ１５と補助温
度センサ１６の出力のうちで、ミラー１２ａと位置決め
対象物体Ｗ2 の間の離間距離Ｌ2 の変化に対して、より
敏感に反応する方を選択して採用するかあるいは両者に
熱膨張係数等による重みづけを行なって加算したものを
用いてもよい。
は２重構造の位置決めステージである場合は、該位置決
めステージの移動台１２の表面の温度を検出する温度セ
ンサ１５に加えて、移動台１２の底部の温度を検出する
補助温度センサ１６を配設し、温度センサ１５と補助温
度センサ１６の出力のうちで、ミラー１２ａと位置決め
対象物体Ｗ2 の間の離間距離Ｌ2 の変化に対して、より
敏感に反応する方を選択して採用するかあるいは両者に
熱膨張係数等による重みづけを行なって加算したものを
用いてもよい。
【００２８】また、図４に示すように、移動台２２をそ
の材質等に基づいて複数の部位２２ａ〜２２ｃに分割
し、ミラー２２ａと位置決め対象物体Ｗ3 の間の離間距
離Ｌ3の変化が最も敏感に移動台２２の温度上昇に対し
て反応する部分を実験やモデル化したものの解析等によ
って求め、該部位に温度センサ２５を配設してもよい。
の材質等に基づいて複数の部位２２ａ〜２２ｃに分割
し、ミラー２２ａと位置決め対象物体Ｗ3 の間の離間距
離Ｌ3の変化が最も敏感に移動台２２の温度上昇に対し
て反応する部分を実験やモデル化したものの解析等によ
って求め、該部位に温度センサ２５を配設してもよい。
【００２９】さらには、図５に示すように、移動台３２
の各部位３２ａ〜３２ｄのそれぞれに温度センサの各部
位３５ａ〜３５ｄを設け、これらの出力に各部位の長さ
Ｌ4〜Ｌ7 や熱膨張係数等による重みづけを行なう方法
を採用してもよい。
の各部位３２ａ〜３２ｄのそれぞれに温度センサの各部
位３５ａ〜３５ｄを設け、これらの出力に各部位の長さ
Ｌ4〜Ｌ7 や熱膨張係数等による重みづけを行なう方法
を採用してもよい。
【００３０】本実施例によれば、位置決めステージ装置
の移動台の温度を直接測定してその変形量である熱膨張
量を算出するものであり、予め、温度変化に起因する位
置決め対象物体とミラーの離間距離の変化を測定してお
けば、温度センサの出力から位置決めの補正量を極めて
正確に検知できる。従って、リニアモータ等の発熱や露
光光等によって移動台の温度が変化してもこれに起因す
る位置決め精度の低下を確実に防ぐことができる。加え
て、温度センサは距離センサよりも軽量かつ小型である
ため、移動台が高重量化または大型化するおそれがない
うえに温度センサ自体の発熱量も距離センサに比べて小
形であり、また、任意の部位に簡単に取り付けることも
できるため、設計が複雑化するおそれもない。
の移動台の温度を直接測定してその変形量である熱膨張
量を算出するものであり、予め、温度変化に起因する位
置決め対象物体とミラーの離間距離の変化を測定してお
けば、温度センサの出力から位置決めの補正量を極めて
正確に検知できる。従って、リニアモータ等の発熱や露
光光等によって移動台の温度が変化してもこれに起因す
る位置決め精度の低下を確実に防ぐことができる。加え
て、温度センサは距離センサよりも軽量かつ小型である
ため、移動台が高重量化または大型化するおそれがない
うえに温度センサ自体の発熱量も距離センサに比べて小
形であり、また、任意の部位に簡単に取り付けることも
できるため、設計が複雑化するおそれもない。
【００３１】その結果、極めて高精度でしかも安価な位
置決めステージ装置を実現できる。
置決めステージ装置を実現できる。
【００３２】図６は第２実施例による位置決めステージ
装置Ｅ2 を説明する説明図であって、これは、第１実施
例の移動台２と同様の移動台４２が縮小投影型の露光装
置（ステッパ）のウエハステージであり、移動台４２上
の位置決め対象物体Ｗ4 は光源４６から発生される露光
光によって露光されるウエハである。すなわち、本実施
例の位置決めステージ装置Ｅ2 はウエハＷ4 （位置決め
対象物体）をステップ移動させてウエハＷ4 の各露光領
域を逐次露光光に対して位置決めするものである。台盤
４１、移動台４２、ミラー４２ａ、リニアモータ４３、
ドライバ４３ａ、レーザ干渉計４４、コントローラ４４
ａ、温度センサ４５、アンプ４５ａ、演算器４５ｂはそ
れぞれの第１実施例の台盤１、移動台２、ミラー２ａ、
リニアモータ３、ドライバ３ａ、レーザ干渉計４、コン
トローラ４ａ、温度センサ５、アンプ５ａ、演算器５ｂ
と同様であるので説明は省略する。
装置Ｅ2 を説明する説明図であって、これは、第１実施
例の移動台２と同様の移動台４２が縮小投影型の露光装
置（ステッパ）のウエハステージであり、移動台４２上
の位置決め対象物体Ｗ4 は光源４６から発生される露光
光によって露光されるウエハである。すなわち、本実施
例の位置決めステージ装置Ｅ2 はウエハＷ4 （位置決め
対象物体）をステップ移動させてウエハＷ4 の各露光領
域を逐次露光光に対して位置決めするものである。台盤
４１、移動台４２、ミラー４２ａ、リニアモータ４３、
ドライバ４３ａ、レーザ干渉計４４、コントローラ４４
ａ、温度センサ４５、アンプ４５ａ、演算器４５ｂはそ
れぞれの第１実施例の台盤１、移動台２、ミラー２ａ、
リニアモータ３、ドライバ３ａ、レーザ干渉計４、コン
トローラ４ａ、温度センサ５、アンプ５ａ、演算器５ｂ
と同様であるので説明は省略する。
【００３３】本実施例においては、ウエハＷ4 をステッ
プ移動させるたびに、ウエハＷ4 の位置決めの中心位置
Ｏ4 とミラー４２ａの離間距離Ｌ5 が変化する。すなわ
ち、ウエハＷ4 の中心が位置決めの中心位置Ｏ4 にある
ときは、レーザ干渉計４４と露光光の光軸の間の離間距
離Ａ（図示せず）とミラー４２ａの反射面とレーザ干渉
計４４の間の離間距離ｕ（計測距離）の間には以下の関
係が成立する。
プ移動させるたびに、ウエハＷ4 の位置決めの中心位置
Ｏ4 とミラー４２ａの離間距離Ｌ5 が変化する。すなわ
ち、ウエハＷ4 の中心が位置決めの中心位置Ｏ4 にある
ときは、レーザ干渉計４４と露光光の光軸の間の離間距
離Ａ（図示せず）とミラー４２ａの反射面とレーザ干渉
計４４の間の離間距離ｕ（計測距離）の間には以下の関
係が成立する。
【００３４】Ｌ5 ＝Ａ−ｕ ・・・・・（２） ウエハＷ4 が図６に示す位置からΔｘだけステップ移動
したときは、以下の関係が成立する。
したときは、以下の関係が成立する。
【００３５】Ｌ5 ＝Ａ−ｕ−Δｘ ・・・・・（３） 移動台４２の温度がΔＴだけ上昇したときのミラー４２
ａの反射面と位置決め対象物体Ｗ5 の位置決めの中心の
離間距離の変化量Ｄ5 （補正量）は、式（１）と（３）
から以下のように求められる。
ａの反射面と位置決め対象物体Ｗ5 の位置決めの中心の
離間距離の変化量Ｄ5 （補正量）は、式（１）と（３）
から以下のように求められる。
【００３６】 Ｄ5 ＝α×（Ａ−ｕ−Δｘ）×ΔＴ ・・・・・（４） なお、式（１）および式（４）は、いずれも位置決めス
テージ装置を単純化してモデル化し、ミラーの反射面と
位置決め対象物体の位置決めの中心の離間距離の変化量
を最も簡単な形で求めたものであり、実際には、前記離
間距離が温度センサを設置する位置や位置決めステージ
装置の全体構造および各部の材質等によってｕ，ｘを含
む複雑な関数ｆ（ｕ，ｘ）で表わされるため、式（４）
の替わりに以下の式（５）が用いられる。
テージ装置を単純化してモデル化し、ミラーの反射面と
位置決め対象物体の位置決めの中心の離間距離の変化量
を最も簡単な形で求めたものであり、実際には、前記離
間距離が温度センサを設置する位置や位置決めステージ
装置の全体構造および各部の材質等によってｕ，ｘを含
む複雑な関数ｆ（ｕ，ｘ）で表わされるため、式（４）
の替わりに以下の式（５）が用いられる。
【００３７】 Ｄ5 ＝α×ｆ（ｕ，ｘ）ΔＴ ・・・・・（５） また、以上のように簡単なモデル化を行なうほかに、有
限要素モデルを用いた熱変形解析や感度解析、もしくは
温度と変形との関係を多点で計測する予備実験などによ
り、移動台の変形量と温度との相関を求めながら温度セ
ンサの取付位置や重みづけの大きさを決めることができ
る。
限要素モデルを用いた熱変形解析や感度解析、もしくは
温度と変形との関係を多点で計測する予備実験などによ
り、移動台の変形量と温度との相関を求めながら温度セ
ンサの取付位置や重みづけの大きさを決めることができ
る。
【００３８】移動台の構造や移動台各部位の材質により
位置決め対象物体とミラーの離間距離の変動と相関の高
い部分は様々である。このように相関が簡単なモデル化
によって容易に導かれない場合は、実験、解析が有効で
ある。例えば、実験を行なう場合、移動台上の多くの点
において温度を変化させ、その温度変化と前記離間距離
の変動との相関性を求める。一点で温度を測定する場合
には、相関性のもっとも高い箇所を測定点とし、多点で
測定する場合には相関性に応じて重みづけを行なった。
また、熱変形解析の場合、移動台をモデル化し、単位温
度の温度変化を境界条件として与え、そのときの離間距
離の変動の度合いから、相関性の高い箇所や重みづけの
際の重みを決めた。感度解析の場合には、移動台の各部
位の温度に関する位置決め対象物体とミラーの間の離間
距離の導関数を求めることにより、各点の温度に関する
前記離間距離の感度が導かれる。感度が一番高い点や各
部位の感度の比から測定点の重みづけを行なった。
位置決め対象物体とミラーの離間距離の変動と相関の高
い部分は様々である。このように相関が簡単なモデル化
によって容易に導かれない場合は、実験、解析が有効で
ある。例えば、実験を行なう場合、移動台上の多くの点
において温度を変化させ、その温度変化と前記離間距離
の変動との相関性を求める。一点で温度を測定する場合
には、相関性のもっとも高い箇所を測定点とし、多点で
測定する場合には相関性に応じて重みづけを行なった。
また、熱変形解析の場合、移動台をモデル化し、単位温
度の温度変化を境界条件として与え、そのときの離間距
離の変動の度合いから、相関性の高い箇所や重みづけの
際の重みを決めた。感度解析の場合には、移動台の各部
位の温度に関する位置決め対象物体とミラーの間の離間
距離の導関数を求めることにより、各点の温度に関する
前記離間距離の感度が導かれる。感度が一番高い点や各
部位の感度の比から測定点の重みづけを行なった。
【００３９】以上のように、実験もしくは解析により変
形と温度との相関を求めながら温度センサの取付位置や
重みの大きさを決めることができる。これにより、精度
の高い位置補正が可能となり、移動台の位置決め精度が
従来より大幅に向上する。
形と温度との相関を求めながら温度センサの取付位置や
重みの大きさを決めることができる。これにより、精度
の高い位置補正が可能となり、移動台の位置決め精度が
従来より大幅に向上する。
【００４０】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
で、次に記載するような効果を奏する。
【００４１】移動台の温度変化に起因する位置決め精度
の低下を確実に防ぐことができるうえに、距離センサを
用いた場合のように移動台の高重量化や装置全体の大型
化および設計の複雑化等を招くおそれもない。その結
果、高性能で安価な位置決めステージ装置を実現し、露
光装置の高精度化と低コスト化を大きく促進できる。
の低下を確実に防ぐことができるうえに、距離センサを
用いた場合のように移動台の高重量化や装置全体の大型
化および設計の複雑化等を招くおそれもない。その結
果、高性能で安価な位置決めステージ装置を実現し、露
光装置の高精度化と低コスト化を大きく促進できる。
【図１】第１実施例による位置決めステージ装置を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図２】図１の位置決めステージ装置の移動台のみを説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図３】第１実施例の一変形例による移動台を説明する
説明図である。
説明図である。
【図４】第１実施例の別の変形例による移動台を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図５】第１実施例のさらに別の変形例による移動台を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図６】第２実施例による位置決めステージ装置を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図７】従来例を説明する説明図である。
１ 台盤 ２，１２，２２，３２，４２ 移動台 ３，４３ リニアモータ ４，４４ レーザ干渉計 ５，１５，２５，３５，４５ 温度センサ ４６ 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−174009（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−248854（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−51901（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−201413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−139014（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−334245（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−19145（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 3/12 305 H01L 21/68 B23Q 17/24
Claims (6)
- 【請求項１】 対象物体を位置決めするため台盤上を駆
動手段によって移動する移動台と、該移動台と一体であ
るミラーの反射光に基づいて前記移動台の現在位置を検
出する現在位置検出手段と、前記対象物体と前記ミラー
の間で前記移動台の温度を検出するように配設された少
なくとも１個の温度センサと、その出力に基づいて前記
対象物体と前記ミラーの離間距離の変化を算出する演算
手段と、前記現在位置検出手段の出力および前記演算手
段の出力に基づいて前記駆動手段の駆動量を制御する制
御手段を有する位置決めステージ装置。 - 【請求項２】 複数の温度センサがそれぞれ対象物体と
ミラーの間で移動台の複数の部位に配設されており、演
算手段が、前記複数の温度センサのそれぞれの出力のう
ちの１つを採用するように構成されていることを特徴と
する請求項１記載の位置決めステージ装置。 - 【請求項３】 複数の温度センサがそれぞれ対象物体と
ミラーの間で移動台の複数の部位に配設されており、演
算手段が、各温度センサの出力に基づいて前記移動台の
各部位の変形量を算出するように構成されていることを
特徴とする請求項１記載の位置決めステージ装置。 - 【請求項４】 移動台に保持された対象物体の位置決め
の中心位置の変化に基づいて演算手段の出力を補正する
ように構成されていることを特徴とする請求項１ないし
３いずれか１項記載の位置決めステージ装置。 - 【請求項５】 移動台が縮小投影型の露光装置のウエハ
ステージであることを特徴とする請求項４記載の位置決
めステージ装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか１項記載の位
置決めステージ装置と、これに保持されたウエハを露光
する露光手段を有する露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29586794A JP3048508B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29586794A JP3048508B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08137550A JPH08137550A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3048508B2 true JP3048508B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=17826217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29586794A Expired - Fee Related JP3048508B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048508B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010171051A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 移載機 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997046925A1 (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-11 | The Boeing Company | Method for improving the accuracy of machines |
| KR100351969B1 (ko) * | 2000-04-07 | 2002-09-12 | 미래산업 주식회사 | 리니어 모터가 적용된 갠트리의 온도변화에 따른속도제어장치 |
| US10996572B2 (en) * | 2019-02-15 | 2021-05-04 | Applied Materials, Inc. | Model based dynamic positional correction for digital lithography tools |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP29586794A patent/JP3048508B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010171051A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 移載機 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08137550A (ja) | 1996-05-31 |
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