JP7465243B2 - ステージ装置および電子ビーム描画装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は、上記ステージ装置を備え、このステージ装置によって移動可能に支持される試料に電子ビームによってパターンを描画する電子ビーム描画装置である。
図1に示すように、電子ビーム描画装置10は、試料11を移動可能に支持するステージ装置12と、電子ビーム13を照射するビーム照射装置14と、を備えている。電子ビーム描画装置10は、ステージ装置12に支持された試料11に電子ビーム13によってパターンを描画する装置である。試料11は、たとえば、レジスト膜が形成されたフォトマスクブランクスである。電子ビーム描画装置10は、電子ビーム露光装置とも呼ばれる。
電子ビーム描画装置10には、極めて高い描画精度が要求される。描画精度は、仮にビーム照射装置14による電子ビーム13の照射位置を精度良く制御できたとしても、試料11の位置決め精度に誤差が生じると、高い精度要求を満たすことが難しくなる。このため、ステージ機構22の主要な構成部品は、歪みが生じにくい材料であるセラミックスなどによって構成され、XステージおよびYステージを移動させるための軸受は静圧空気軸受によって構成される。また、ステージ装置12の土台となる定盤21には、石定盤が用いられる。セラミックスは、応力による変形が小さい、熱による膨張が小さい、耐摩耗性に優れるなどの特長がある。静圧空気軸受は、ボール軸受などに比べて精度が高い、再現性に優れるなどの特長がある。石定盤は、鋳鉄などの金属製の定盤(以下、「金属定盤」という。)に比べて、温度による変形が小さい、耐摩耗性に優れるなどの特長がある。
図2は、本発明の実施形態に係るステージ装置の構成を示す斜視図である。
図2に示すように、ステージ装置12は、定盤21と、ステージ機構22とを備えている。ステージ機構22は、Xステージ221と、一対のYステージ222とを備えている。
図3に示すように、エアーステージ120は、ガイド122と、スライダ124と、2つのサーボバルブ126a,126bとを備えている。エアーステージ120は、Xステージ221に相当し、ガイド122は案内軸221aに相当し、スライダ124は移動体221bに相当する。スライダ124は、静圧空気軸受128によってガイド122から浮いた状態に支持されている。静圧空気軸受128は、ガイド122とスライダ124との嵌合部分に空気膜130を形成する。より具体的には、静圧空気軸受128は、スライダ124の内面とこれに対向するガイド122の外面との間(隙間部分)に空気膜130を形成することにより、スライダ124をX方向に移動自在に支持する。
Yステージ222は、Y方向と平行に配置された案内軸222aと、案内軸222aに沿って移動する移動体222bとを備えている。案内軸222aは、Y方向と直交する方向で縦に断面したときの形状が矩形になっている。案内軸222aの4つの外面、具体的には案内軸222aの上面、下面、および2つの側面は、それぞれ移動体222bの移動を案内する案内面である。移動体222bは、案内軸222aの4つの外面を取り囲むように断面矩形の筒状に形成されている。移動体222bには図示しない静圧空気軸受が組み込まれている。移動体222bは、案内軸222aの4つの外面に対応する4つの内面を有する。静圧空気軸受は、案内軸222aの4つの外面と、これに近接かつ対向する移動体222bの4つの内面との間に、それぞれ空気膜を形成することにより、案内軸222aに対して移動体222bを浮上させる。これにより、移動体222bは、案内軸222aの軸方向であるY方向に対して静圧空気軸受によって移動自在に支持される。静圧空気軸受を用いたステージ(エアーステージ)の基本的な構成は、Xステージ221の場合と共通であるため説明を省略する。
本実施形態において、位置ズレ検出部は、案内軸222aと移動体222bとの相対的な位置ズレを検出する。位置ズレ検出部が検出する位置ズレは、案内軸222aと移動体222bとの隙間部分に静圧空気軸受によって形成される空気膜の厚み寸法に影響を与える位置ズレである。空気膜の厚み寸法に影響を与える案内軸222aと移動体222bとの相対的な位置ズレとは、案内軸222aの中心軸と直交する仮想平面における、案内軸222aと移動体222bとの相対的な位置ズレを意味する。この位置ズレは、位置ズレ検出部によって直接検出してもよいし間接的に検出してもよい。本実施形態では、一例として、上記空気膜の厚み寸法に影響を与える案内軸222aと移動体222bとの相対的な位置ズレを間接的に検出する場合について説明する。
まず、上述した案内軸222aと移動体222bとの相対的な位置ズレがゼロ、すなわち理想状態のもとでは、図4に示すように、案内軸222aと移動体222bとの隙間部分に形成される空気膜230の厚み寸法t1,t2,t3,t4が、案内軸222aの軸まわりの全周(4面)にわたって均一な寸法になる。本明細書において、空気膜230の厚み寸法t1,t2,t3,t4は、各々の厚み寸法の最小値で規定するものとする。たとえば、案内軸222aの上面側から下面側に向かって厚み寸法t1が徐々に大きくなるように変化している場合は、案内軸222aの上面側における厚み寸法t1の最小値によって、厚み寸法t1を規定する。
以下に、具体的な判定内容を含めたステージ装置12の処理機能について説明する。
図8に示すように、ステージ装置12は、自装置(ステージ装置12)の状態を判定する状態判定部31と、各種の情報を表示する表示部32と、定盤21の温度を制御する温度制御部33と、を備えている。表示部32は、たとえば液晶表示装置、有機EL表示装置などによって構成される。表示部32は、据え置き型でもよいし携帯型でもよい。
まず、位置ズレ監視部310は、位置ズレ検出部30による位置ズレの検出結果を取り込む(ステップS1)。このとき、位置ズレ監視部310は、位置ズレ検出センサ30aが検出する距離L1の情報と、位置ズレ検出センサ30bが検出する距離L2の情報とを取り込む。また、位置ズレ監視部310は、位置ズレ検出部30から取り込んだ位置ズレの検出結果を判定部312に与える。
次に、判定部312は、位置ズレ監視部310から与えられた位置ズレの検出結果に基づいて、位置ズレのズレ量が所定の定盤温度制御用閾値に達したか否かを判定する(ステップS3)。そして、判定部312は、位置ズレのズレ量が所定の定盤温度制御用閾値に達したと判定した場合は、その判定結果を情報出力部318に通知し、この通知を受けて情報出力部318が基準温度の変更を指示する情報を温度制御部33に出力する(ステップS4)。また、判定部312は、位置ズレのズレ量が所定の定盤温度制御用閾値に達していないと判定した場合は、ステップS4の処理をスキップする。
本実施形態によれば、移動体222bの動きに異常が生じる前に、適切なタイミングでメンテナンス作業を実施することができる。このため、無駄なメンテナンス作業を省きつつ、電子ビーム描画装置10の稼働率の低下を抑えることができる。
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
11…試料
12…ステージ装置
13…電子ビーム
22…ステージ機構
30…位置ズレ検出部
31…状態判定部
32…表示部
128…静圧空気軸受(静圧流体軸受)
130…空気膜(流体膜)
221a,222a…案内軸
221b,222b…移動体
310…位置ズレ監視部
312…判定部
314…記憶部
316…インターフェース部
318…情報出力部
Claims (8)
- 定盤と、前記定盤に一体的に固定される脚部と、前記定盤に前記脚部を介して固定状態で支持される案内軸と、前記案内軸に沿って移動する移動体と、前記案内軸と前記移動体との隙間部分に流体膜を形成する静圧流体軸受と、を備えるステージ装置であって、
前記案内軸と前記定盤との相対的な位置ズレを検出する位置ズレ検出部と、
前記位置ズレ検出部が検出する前記位置ズレの検出結果に基づいて、自装置の状態を判定し、その判定結果に応じた情報を出力する状態判定部と、
を備え、
前記位置ズレ検出部は、前記脚部に固定されて前記定盤の基準平面と対向して配置され、前記定盤の前記基準平面までの距離を検出し、
前記状態判定部は、前記位置ズレ検出部が検出する前記位置ズレの検出結果に基づいて、前記定盤の変形を判定する
ステージ装置。 - 前記状態判定部は、前記判定結果に応じた情報として、自装置のメンテナンスに関する情報および前記位置ズレを補正するための情報のうち少なくとも一方の情報を出力する
請求項1に記載のステージ装置。 - 前記状態判定部は、
前記位置ズレ検出部が検出する前記位置ズレのズレ量を監視する位置ズレ監視部と、
前記位置ズレ監視部が監視している前記ズレ量と予め設定された閾値とを比較することにより、自装置の状態を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じた情報を出力する情報出力部と、を含む
請求項1または2に記載のステージ装置。 - 前記判定部は、前記ズレ量が所定のメンテナンス用閾値に達したか否かを判定し、
前記情報出力部は、前記ズレ量が前記メンテナンス用閾値に達したと前記判定部が判定した場合に、前記自装置のメンテナンスに関する情報として、メンテナンスの時期を特定可能な情報を出力する
請求項3に記載のステージ装置。 - 前記自装置のメンテナンスに関する情報を表示する表示部をさらに備える
請求項2に記載のステージ装置。 - 前記定盤の温度が基準温度になるように制御する温度制御部をさらに備え、
前記判定部は、前記ズレ量が所定の定盤温度制御用閾値に達したか否かを判定し、
前記情報出力部は、前記ズレ量が前記定盤温度制御用閾値に達したと前記判定部が判定した場合に、前記位置ズレを補正するための情報として、前記基準温度の変更を指示する情報を前記温度制御部に出力する
請求項3に記載のステージ装置。 - 前記状態判定部は、前記位置ズレ検出部が検出する前記位置ズレのズレ量の経時変化を示す履歴情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記履歴情報を読み出すためのインターフェース部と、を備える
請求項1に記載のステージ装置。 - 請求項1~7のいずれか一項に記載のステージ装置を備え、
前記ステージ装置によって移動可能に支持される試料に電子ビームによってパターンを描画する
電子ビーム描画装置。
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