JP4186945B2 - 露光装置 - Google Patents
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Description
次に、本発明の第2の露光装置は、マスク(1)のパタ−ンを基板(3)に形成する露光装置において、平面に沿って移動可能に配置されたマスクベース(9)と、そのマスクを保持してそのマスクベースのその平面に対向する面にほぼ平行な他の面に移動可能に配置されたマスクステージ(4)と、このマスクステージとそのマスクベースとに接続され、そのマスクステージを駆動する第1リニアモータと、この第1リニアモータによりそのマスクステージを駆動した際の反力により、そのマスクベースがそのマスクステージとは逆方向に移動するように、そのマスクベースを移動可能に支持する支持手段と、を備えたものである。
その支持手段は、流体軸受を有していることが望ましい。
また、マスクベース(9)の変位量を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいてマスクベース(9)を駆動する第2リニアモータとを備えていてもよい。
また、その検出手段がリニアエンコーダを有していてもよい。
また、その第1リニアモータがそのマスクステージ(4)に接続されたコイルと、そのマスクベース(9)に接続されたマグネット(11)とを有していてもよい。
また、そのマスクベース(9)の移動量がそのマスクステージ(4)の移動量よりも小さくてもよい。
また、本発明の第2の露光装置によれば、マスクステージを駆動した際に発生する反力を低減することができるので、高精度な露光を行うことができる。
図1は、本例の投影露光装置を示し、この図1において、露光時には照明光学系(不図示)からの水銀ランプのi線、又はKrF、ArF、F2 等のエキシマレーザ光等の露光光が、レチクル1のパターン面の照明領域を照明する。そして、レチクル1の照明領域内のパターン像が投影光学系2を介して所定の投影倍率β(βは通常1/4,1/5等)で、フォトレジストが塗布されたウエハ3上に投影露光される。以下、振動がない状態での投影光学系2の光軸AXに平行にZ軸を取り、その光軸AXに垂直な平面内での直交座標系をX軸、Y軸として説明する。
レチクルステージ4は、特開平8−63231号公報に開示されているようなガイドレスステージであり、X軸方向、Y軸方向、及び投影光学系2の光軸AX回りの回転方向に駆動自在である。また、レチクルステージ4の側面に固定されたコイルと、対向してレチクルベース9上に固定された1対のモータマグネット11A,11Bとからレチクルステージ4を駆動する1対のリニアモータが構成され、レチクルベース9は構造体6の上面10に対して空気軸受けのような流体軸受け(不図示)を介して支持されている。モータマグネット11A,11Bの端部から構造体6上に設置されたコイルユニット12A,12Bの端部が挿入され、モータマグネット11A,11Bとコイルユニット12A,12Bとから構成される1対のリニアモータによって、構造体6に対して、レチクルベース9をX軸方向に位置決めする。そして、構造体6は4本の脚部6aを介して防振パッド49により床上に支持されており、床からの振動を低減する。
図2は、本例の露光装置の投影光学系2を示し、この図2において、光軸AX上で物体平面15と像面16を縮小投影倍率比β(=a/bとする)で内分する点を投影光学系2の基準点17とする。この基準点17を中心として光軸AXと直交する平面内の任意の軸に対して投影光学系2が微小回転しても、物体平面15と像面16の位置関係は変化しない。この基準点17を通り光軸AXに垂直な平面上に、参照鏡13,14の中心が設定され、これらの中心にレーザビームが照射されている。従って、投影光学系2が外乱振動により揺動した場合であっても、基準点17を含み、かつ投影光学系2の光軸AXと直交する平面と投影光学系2を包む鏡筒の外面との交点(参照鏡13,14)と、レチクルステージ4、及びウエハステージ5との相対変位を常にレーザ干渉計18X,18Yで計測し、その計測値と目標値とが一致するようにレチクルステージ4、及びウエハステージ5を制御することにより、ウエハ3上に形成されるパターンの位置ずれを防ぐことができる。
図1に示すように、ウエハステージ5は、ウエハベース7上で位置決めされ、ウエハベース7は、垂直方向に数百μmの変位が可能なエレベータ駆動部8により支持されている。また、ウエハベース7とエレベータ駆動部8との間に粘弾性体(不図示)が備えられており、床からの振動を低減することができるようになっている。また、ウエハベース7には5つの速度センサ(図16にその内の2つ36A,36Bを示す)が備えられ、ウエハステージ5の動きが計測されている。なお速度センサの代わりに加速度センサを使用してもよい。
図5は、図3の案内部材22A及び案内軸22Bを拡大して示し、この図5において、案内軸22Bの両端部には弾性体としてのばね27A,27Bが備えられている。ウエハテーブル20がキャリア21に対して往復運動を行う際には、先ず図5(a)に示すように、ウエハテーブル20の持つ運動エネルギーが案内部材22Aを介してポテンシャルエネルギーに変換され、ばね27Aに貯えられる。次に、図5(b)のように、ばね27Aに貯えられたポテンシャルエネルギーは再びウエハテーブル20の運動エネルギーに変換され、図1のウエハステージ制御系25はその運動エネルギーを利用してウエハテーブル20を−Vの速度で等速移動するように制御する。そして、図5(c)のように、支持部材22Aがバネ27Bに当たると、バネ27Bには+Fの反発力が発生し再びウエハテーブル20の運動エネルギーはポテンシャルエネルギーに変換され、ばね27Bに貯えられる。従って、ウエハテーブル20の往復運動を行う際に消費される力学的エネルギーは主にウエハテーブル20の空気に対する粘性抵抗と弾性体が変形するときの発熱とだけになり、リニアモータ23A,24A及び23B,24Bの発熱量は極めて小さなものとなる。
図10は、ばね27A,27Bを備えた案内軸22Bの端部におけるばね27A,27Bの抗力を示し、この図10において、横軸は案内軸22Bの端部からの距離D(m)、縦軸はばね27A,27Bの抗力FP (N)を表す。ウエハテーブル20を案内軸22Bの端部に静止位置決めするためには、リニアモータ23A,24A及び23B,24Bがばね27A,27Bの抗力とつり合うだけの大きな推力(50N)を発生する必要があり、発熱量が増加してしまう。そこで、このような場合には、案内軸22Bの端部に磁気部材を取り付け、その吸引力を利用してウエハテーブル20を静止位置決めする際に生じる発熱量を低減することが望ましい。
図15(a)は、ウエハテーブル20の支持脚31A等を示す拡大図、図15(b)はその側面図であり、この図15において、支持脚31Aにはすり割り部31Aa及び31Abの底部が変位部34となっている。また変位部34の底部に球面軸受け35を介して流体軸受け32Aが回転できるように取り付けられている。流体軸受け32Aが回転できるように取り付けられている。同様に、図3に示すように、他の支持脚31B,31Cにも流体軸受け32B,32Cが取り付けられている。流体軸受け32Aは図3のウエハベース7の上に静圧気体軸受け方式で載置されている。また、図3(c)の支持脚31Bで示すように、支持脚31A〜31Cにピエゾアクチュエータ33が取り付けられ、ピエゾアクチュエータ33は取り付け部材53を介してウエハテーブル20に固定されている。
図17(a)は、本例の露光装置のウエハ搬送機構の一部を示す平面図、図17(b)はその側面図であり、この図17において、先ず、露光を終えたウエハ3Aを載置したウエハステージ5は露光終了位置Aからウエハ搬出位置Bに移動し、ウエハ3Aは位置P1に移動する。このとき、ウエハ搬送アーム40Aの3本のアームはウエハテーブル20の深溝38とウエハ3Aとに囲まれた空間に入り込み、ウエハテーブル20と接触することはない。ウエハ搬送アーム40Aは、回転及びZ方向への伸縮ができる回転上下部69Aを介して支持部67Aに載置され、支持部67Aは駆動部68Aによって搬送ベース45上を移動する。他方のウエハ搬送アーム40Bにも、支持部67B、回転上下部69B、及び駆動部(不図示)が備えられている。ウエハステージ5が静止すると、ウエハテーブル20がウエハ3Aの真空吸着による固定を解除し、ウエハ搬送アーム40Aがウエハ3Aを真空吸着し、回転上下部69Aによって上昇する。そして、露光を終えたウエハ3Aが図18に示されているウエハカセット48に回収される。
Claims (8)
- マスクのパタ−ンの像を投影光学系を介して基板上に転写する露光装置において、
前記マスクを保持して移動させるマスクステージと、
該マスクステージが移動可能に配置される面を含むマスクベースと、
前記マスクベースの前記マスクステージに対向する面にほぼ平行な他の面が移動可能に配置される面を含むとともに前記投影光学系を支持する構造体と、
前記マスクステージ及び前記マスクベースを相対的に駆動する第1電磁駆動部と、
前記マスクベース及び前記構造体を相対的に駆動する第2電磁駆動部と、を有し、
前記第2電磁駆動部を介して前記マスクベースを制御することによって、前記第1電磁駆動部を介して前記マスクステージを駆動するときの反力の前記構造体に対する影響を低減することを特徴とする露光装置。
- マスクのパタ−ンを基板に形成する露光装置において、
平面に沿って移動可能に配置されたマスクベースと、
前記マスクを保持して前記マスクベースの前記平面に対向する面にほぼ平行な他の面に移動可能に配置されたマスクステージと、
前記マスクステージと前記マスクベースとに接続され、前記マスクステージを駆動する第1リニアモータと、
前記第1リニアモータにより前記マスクステージを駆動した際の反力により、前記マスクベースが前記マスクステージとは逆方向に移動するように、前記マスクベースを移動可能に支持する支持手段と、を備えたことを特徴とする露光装置。
- 請求項2記載の露光装置において、
前記支持手段は、流体軸受を有していることを特徴とする露光装置。 - 請求項2または3記載の露光装置において、
前記マスクベースの変位量を検出する検出手段と、
該検出手段の検出結果に基づいて前記マスクベースを駆動する第2リニアモータと、を備えたことを特徴とする露光装置。 - 請求項4記載の露光装置において、
前記第1リニアモータの一部と前記第2リニアモータとの一部とが共用されていることを特徴とする露光装置。 - 請求項4記載の露光装置において、
前記検出手段はリニアエンコーダを有していることを特徴とする露光装置。 - 請求項2から6のいずれか1項に記載の露光装置において、
前記第1リニアモータは、前記マスクステージに接続されたコイルと、前記マスクべースに接続されたマグネットとを有していることを特徴とする露光装置。 - 請求項2から7のいずれか1項に記載の露光装置において、
前記マスクベースの移動量は、前記マスクステージの移動量よりも小さいことを特徴とする露光装置。
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