JP5328297B2 - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示素子、半導体素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程において、原版のパターンの像を基板に露光する露光装置およびデバイス製造方法に関する。

液晶表示素子、半導体素子は、マスク上に形成されたパターンを基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、基板を載置して２次元移動するプレートステージとパターンを有するマスクを載置して２次元移動するマスクステージとを有する。さらに、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及びプレートステージを逐次移動しながら投影光学系を介して基板に転写するものである。

そして、露光装置としては、基板上にマスクパターン全体を同時に転写する一括露光型露光装置と、マスクステージとプレートステージとを同期走査させつつマスクパターンを連続的に基板上に転写する走査露光型露光装置との２種類が主に知られている。いずれの装置もマスクステージとプレートステージとの相対位置を高精度に一致させることで、マスクステージにチャックしたマスクのパターンをプレートステージにチャックしたプレートに転写する。

そのため、マスクステージとプレートステージの位置決め精度、および同期精度は露光装置の最も重要な性能のひとつである。上記プレートステージおよびマスクステージ（以下、両者を総称してステージという）は、用力ケーブルの接続が必要である。この用力ケーブルは、プレートおよびマスクを吸着するための真空配管、ステージ内に設置されている各種駆動機構への電力供給ケーブル、ステージに設置された各種センサの信号線、ステージを摺動可能とするエアベアリングに使用する圧縮空気配管等を有する。しかしながら、用力ケーブルをランダムに接続し、様々な方向に引き出したのでは各用力ケーブルの張力が複雑に働き合い、ステージの移動に支障を来すこととなる。

そこで、特許文献１において、可動部の移動時に、チューブやケーブルに掛かるストレスを軽減し、移動時の振動や抵抗を大幅に軽減するための移動装置のケーブルガイドが提案されている。この従来例は、走行ガイドに沿って往復運動する可動部である移動スライダ等と固定部であるベースや架台等とに係合する屈曲可能部材としてのチューブとケーブルをガイド対象としている。そして、チューブとケーブルを円弧状に屈曲自在なサポート部材によりガイド保持するものである。サポート部材は一体でフッ素系樹脂からなり、チューブとケーブルはサポート部材に紐状部材にて結束され、固定されており、ケーブルはサポート部材の表面に沿って隣接するケーブル同士が同じ曲率になるよう一層に揃えて固定されている。
特開２００２−２７６４９号公報

上述の従来例においては、ステージ移動によって用力ケーブルに発生する振動が露光動作中のステージへ伝達されることで、ステージ位置決め精度および解像力の劣化が生じるという問題があった。
そこで、本発明は、用力ケーブルから露光動作中のステージに伝達される振動を低減し、ステージ位置決め精度の劣化および解像力の劣化を低減する露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の露光装置は、原版を移動させる原版ステージと、基板を移動させる基板ステージと、前記原版のパターンの像を前記基板に投影する投影光学系とを有する露光装置において、前記原版ステージおよび前記基板ステージの少なくとも１つと本体構造体とを接続する反力板と複数の用力ケーブルとを含むムービングケーブルと、前記複数の用力ケーブルの振動を減衰する第１および第２の減衰材と、を有し、前記ムービングケーブルの屈曲の内側から、前記反射板、複数の用力ケーブル、前記第１の減衰材、複数の用力ケーブル、前記第２の減衰材の順に積層して配置され、前記第２の減衰材は前記第１の減衰材よりも厚いことを特徴とする。

本発明によれば、用力ケーブルから露光動作中のステージに伝達される振動を低減し、ステージ位置決め精度の劣化および解像力の劣化を低減することが可能となる。

先ず、本発明のムービングケーブルが搭載される走査型露光装置の全体構成を図３を用いて説明する。
投影光学系１０を挟んで垂直方向の上側にマスク（原版）２３を移動させるマスクステージ（原版ステージ）２０が配置され、下側にプレート（基板）を移動させるプレートステージ（基板ステージ）３０が配置されている。投影光学系１０は、マスク２３のパターンの像をプレートに投影する光学系である。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により計測制御可能である。

プレートステージ３０は本体ベース３１上に配置したＹステージ３２およびＸステージ３３を有する。なお、Ｘ方向およびＹ方向は互いに直交する方向とする。このＸＹステージ上に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。

マスクステージ２０およびプレートステージ３０は共に、レーザ干渉測長器５０により位置計測制御される。レーザ干渉測長器５０はレ−ザヘッド５１、干渉ミラ−５２、５３、およびθＺステージ３４に取り付けられた第１の反射ミラ−５４とマスクステージ基板２１に取り付けられた第２の反射ミラ−５５を有する。

ここで、レーザ干渉測長器５０のレーザビーム位置は、マスクステージ２０については、上下方向（投影光学系１０の光軸方向）においては、ほぼ投影光学系１０のマスク側焦点面に設定される。また、水平面内においては、ほぼ投影光学系１０の光軸位置に設定される。プレートステージ３０については、水平面内においては、ほぼ投影光学系１０の光軸位置に設定されているが、上下方向においては、投影光学系１０のプレート側焦点面から下側に距離Ｌだけ変位した位置を通るように設定されている。

次に、本発明のムービングケーブルの実施例を図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明のムービングケーブルの側面図である。図２は、本発明のムービングケーブルの断面図である。なお、実施例にあっては、マスクステージ２０に取り付けた状態を示しているが、プレートステージ３０に取り付けても同様な構成となるのでプレートステージ３０の構成については省略する。

ムービングケーブルは、マスクステージ２０およびプレートステージ３０の少なくとも１つと本体構造体２とを接続する反力板３と用力ケーブル１からなる。本体構造体２と駆動部であるマスクステージ２０には真空配管や圧縮空気配管を供給する配管１１と、該配管１１の内側に一体的に配置された電力供給ケーブルや信号ケーブル１２からなる用力ケーブル１とが接続される。さらに、用力ケーブル１と配管１１の外周に用力ケーブル１の荷重を受ける反力板３とからなるムービングケーブルの一端が接続され、該ムービングケーブルの他端は本体構造体２に接続されている。

減衰材４（第１の減衰材）は、用力ケーブル１の積層部分に介在され、振動を減衰する。ムービングケーブルの用力ケーブル１における電力供給ケーブル、信号ケーブル１２との間に振動を減衰する減衰材４を積層し、かつ、ケーブルの最外周にも減衰材５（第２の減衰材）を積層したものである。図２では、減衰材４で電力供給ケーブル、信号ケーブル１２を挟み、複数積層した構成になっている。そして、その外周部に減衰材４よりも厚い減衰材５が設けられている。

このように減衰材４、５を積層することでケーブルの個々に発生する振動を全体に伝達しないようにし、また、反力板３に発生する振動を減衰することができる。このため、ステージ移動によって用力ケーブルに発生する振動を早期に減衰させ、露光動作中のステージへの振動伝達を低減し、ステージ位置決め精度の劣化および解像力の劣化を低減することが可能となる。また、ムービングケーブルが構造体と接触することによって、用力ケーブルが摩耗等の劣化をしてしまうことを防ぐ効果も期待できる。

なお、上記減衰材４、５は粘弾性物質であり変形速度が遅く、かつ反力板３に比べてヤング率が低い、例えば、テフロン（登録商標）材のようなものが望ましい。この素材の選定は、用力ケーブル１の質量、ステージ２０、３０のストローク、反力板３の選定によって変わり、また減衰材４の厚みは減衰材４の張力がどこまで用力ケーブル１に対して許容できるかにより変化する。

また、減衰材４、５としては厚みの厚いものではなく、薄い材料を使用し、積層したほうが減衰材４、５の発生する張力を小さくすることができ好適である。さらに、減衰材４は必ずしも各ケーブルの間に積層する必要はないが、各ケーブルの間に積層して多層構造とすることで、減衰材で発生する張力を小さくし、ケーブルの個々で発生する振動を全体に伝達させないことが望ましい。

次に、デバイス製造方法の実施例について説明する。デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して、感光剤を塗布した基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その露光された基板を現像する工程とを経ることにより形成、製造される。現像された基板を加工する工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等を含む。

本発明の実施例を構成するムービングケーブルの正面図である。 図１の側面側から見た側面図である。 本発明の実施例の露光装置全体を示す正面図である。

符号の説明

１ 用力ケーブル
１１ 配管
１２ 電力供給・信号ケーブル
２ 本体構造体
３ 反力板
４、５ 減衰材
２０ マスクステージ
３０ プレートステージ

Claims (3)

1. 原版を移動させる原版ステージと、
   基板を移動させる基板ステージと、
   前記原版のパターンの像を前記基板に投影する投影光学系とを有する露光装置において、
   前記原版ステージおよび前記基板ステージの少なくとも１つと本体構造体とを接続する反力板と複数の用力ケーブルとを含むムービングケーブルと、
   前記複数の用力ケーブルの振動を減衰する第１および第２の減衰材と、を有し、
   前記ムービングケーブルの屈曲の内側から、前記反力板、複数の用力ケーブル、前記第１の減衰材、複数の用力ケーブル、前記第２の減衰材の順に積層して配置され、
   前記第２の減衰材は前記第１の減衰材よりも厚いことを特徴とする露光装置。
2. 前記第１の減衰材および第２の減衰材は、シート状であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 請求項１または２に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   露光された前記基板を現像する工程と、
   を有することを特徴とするデバイス製造方法。

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