JPH01284793A - 基板支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マスク上に描かれたパターンの像を感光剤を
塗布したクエへ等の基板上に露光する露光装置等に用い
て好適な基板支持装置に関する。

［従来の技術］ 露光装置における基板支持装置を例に採り説明する。

第８図は、従来の露光装置において用いられていた基板
支持装置の概略構成を示す模式図である。同図において
、１は基板、２は基板支持部、３は板バネ、４は軸、５
はステージを示す。基板１を載置する基板支持部２は、
板バネ（ベアリング等による場合もある）および軸４等
でステージ５に固定されており、エア・クツション等で
ステージの除振を行なうように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで従来は、現在程の微細なパターンの露光を行な
っていなかったこと等により、上記のような構成におい
てステージ５の除振が充分であれば、基板１および基板
支持部２の振動による基板１の変位は無視できる量であ
った。

ところが、最近では超微細なパターンを基板上に形成す
るために高出力の線源が用いられるようになっており、
許容される基板および基板支持部の変位はより小さくな
ってきている。従って、線源からの光線が基板で散乱ま
たは吸収されることによって発生する熱およびステージ
や雰囲気からの熱による基板および基板支持部の熱膨張
は、無視できない変位量になるため、基板および基板支
持部を冷却するために冷却水等を流すことが考えられて
いる。

しかしながら、このような方式では冷却水が流路を通過
する際の管摩擦および冷却水の脈動により、新たに基板
および基板支持部に力が加わってしまう。そして、この
力による基板および基板支持部の振動による変位は０．
００数〜０．０数μｍとなり、超微細なパターンを形成
するうえで必要とされる高精度な位置合せを困難にする
という問題点がある。

本発明は、上述のような問題点に鑑み、基板支持装置に
おいて基板および基板支持部の振動を抑え、露光時の基
板の振動によるパターン形成精度の悪化を防ぐことを目
的とする。

［課題を解決するための手段および作用コ上記の目的を
達成するため、本発明に係る基板支持装置は、基板支持
部に速度センサまたは加速度センサ等の変位センサおよ
び圧電素子等の変位を生じる素子すなわち振動子を取付
けることとしている。これにより、基板および基板支持
部の振動は変位センサによって検出され、その振動に基
づく出力信号が振動子に向けて出力される。そして、振
動子は該出力信号に基づき基板および基板支持部の振動
を相殺するように振動動作を行なう。

なお、変位センサの出力レベルおよび振動子の入力に対
する変位のレベルを考慮して、変位センサの出力を増幅
器を介して振動子に入力することとすれば便宜である。

また、変位センサと振動子の取付けの位置関係に対応し
て、変位センサの出力を同相で、あるいは逆相で振動子
に与えてやるとよい。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例に係る基板支持装置の
概略構成を示す模式図である。また、第２図は、本実施
例の基板支持装置を立体的に表した斜視図であり、第３
図は本実施例の基板支持装置を第２図の矢印Ａの方向か
ら見た平面図である。なお、第１〜３図では同一構成要
素に対しては同一の付番を付してこれを示す。

第１〜３図において、１は基板、２は基板１を真空チャ
ック等の手段により保持するための基板支持部、３は基
板支持部２をステージに固定するための板バネ、４は基
板支持部２をステージに固定し回転方向の変位を与える
ための軸、５は基板支持部２を固定するためのステージ
、６はＸ方向の加速度に感度をもつ加速度センサ、７は
Ｘ方向の変位を生じる圧電素子等の振動子、８はＺ方向
の加速度に感度をもつ加速度センサ、９は２方向の変位
を生じる圧電素子等の振動子、１０はＸ方向の加速度に
感度をもつ加速度センサ、１１はＸ方向の変位を生じる
圧電素子等の振動子、１２は加速度センサおよび圧電素
子等の振動子を基板支持部２に取り付けるための治具、
１３は加速度センサの出力を増幅するためのアンプであ
る。２６は加速度センサの出力および振動子等を制御す
る露光制御ＣＰＵである。

説明のため、第１．３図に示すｘ、ｙ、ｚの向きの座標
系を定めておく。なお、第１図中で各加速度センサａ、
ａ、ｔｏに取付けられたリード線に付された＋、−は、
基板支持部２が振動して＋ｘ、＋ｙあるいは＋２の向き
に加速度が生じたときにそれぞれの方向の加速度センサ
６．８．１０が−に対して十のリード線に正の電位を生
ずるという意を表わす。また、圧電素子７，９．ｉｔに
取付けられたリード線に付された＋、−は、圧電素子７
，９．１１について−に対して十のリード線に正の電位
を与えると各方向の圧電素子７゜９．１１がそれぞれ十
Ｘ、＋ｙ、＋Ｚの向きに正の変位を生じる極性であるこ
とを示す。

第４図は、第２図と同様の本実施例の基板支持装置の斜
視図である。本実施例の装置においては、基板支持部２
の振動の方向は主に第４図に示したｚ軸回りの回転方向
（矢印Ｂの方向）および点０を中心としたＸ軸回りの回
転方向（矢印Ｃの方向）である。

第１〜４図を参照して、基板支持部２の２軸回りの回転
方向の振動を抑える場合の本実施例の装置の動作を説明
する。

例えば上記構成において、基板支持部２に撃力が加わっ
たとする。このときのＺ軸回り方向に生じた加速度はＹ
方向加速度センサ６で検知し、その加速度センサ６の出
力をアンプ１３で増幅した後の出力の周波数特性を第５
図のグラフに示す。

同図のグラフより、１６０）１ｚ、２１０Ｈｚ。

３００Ｈｚ、３３０Ｈｚ、５６０Ｈｚ　（２０Ｈｚ近辺
のピークはノイズ）近辺にピークがあることが分る。

そこで、ここでは簡単のため、板バネ３の弾性定数が異
なり固有振動数が２００Ｈｚであるような上記構成の系
について考えてみる。

Ｚ軸回り方向に周波数ｆおよび変位Ｘで振動していると
すると加速度ａは ａ＝（２πｆ）２　　・Ｘ で与えられる。これに応じて、第１図中のＸ方向に感度
をもつ加速度センサ６は出力Ｖ＝ａｓ　（ｓは加速度セ
ンサの感度）を生じる。第１図中の基板支持部２、板バ
ネ３、軸４およびステージ５からなる系において、Ｘ方
向の固有振動数が２００Ｈｚであるとすると、水冷等に
よって発生する振動は２００Ｈｚが主となる。ここで例
えば加速度センサ６の位置で、基板１および基板支持部
２が振動数２００Ｈｚかつ変位０．０１μｍ？ｙ方向に
振動したとする。このとき、加速度センサ６の感度が１
　ｍ　Ｖ　／　（ｍ／５ｅｃ２）であると、加速度セン
サからの出力は一９６ｄＢｖとなる。

一方、例えば圧電素子７に周波数２００Ｈｚおよび振幅
４ｄＢｖの信号を加えたときのＸ方向の振動の変位が０
．０１μｍであるとする。このとき加速度センサ６の位
置におけるＸ方向の基板１および基板支持部２の変位０
．０１μｍを抑えるためには、加速度センサ６の出力を
入力信号としてアンプ１３により１００ｄＢ増幅し、そ
のアンプ１３の出力信号を同位相のまま圧電素子７に与
えてやる。これによりＸ方向の振動（第４図の矢印Ｂの
方向の振動）を抑えることができる。

同様にＸ、Ｚ方向の振動もそれぞれ加速度センサ１０、
圧電素子１１、加速度センサ８、圧電素子９を用いて振
動を抑えることができる。

なお、上記構成の例によれば加速度センサ６と圧電素子
７を基板支持部２の中心線（Ｚ軸方向）を挟んで対向す
る位置に配置しているので、加速度センサ６の出力と同
相の信号を圧電素子７に対して与えている。一方、Ｘ方
向の振動については加速度センサ１０と圧電素子１１の
位置関係から、加速度センサ１０の出力に対し逆位相の
信号を圧電素子１１に与える必要がある。

上記加速度センサと圧電素子の位置関係についての限定
はアンプの増幅率を変えること等により、解除できるの
でこれにこだわるものではない。また、第１図中ｘ、ｙ
、ｚ方向の振動を取りあげて説明したが、このうちの一
方向または合成された方向への振動についても同様であ
り、これにこだわるものではない。

第６図は、本発明の他の実施例に係る基板支持装置の圧
電素子の取付は部分を示す模式図であり、第１図の装置
とは圧電素子の取付は方法を変えたものである。第７図
はその側面図である。なお、簡単のため図は基板支持部
２の右半分のみ図示し、付番は第１図の装置と同様とす
る。

本実施例では前述の第１の実施例とは異なり、圧電素子
？、９．１１は直接にステージ５に固定されている。そ
のため、圧電素子７，９．１１に直流の電圧を加えるこ
とによって、基板１および基板支持部２をステージ５に
対して一定の変位を与えたまま保つことができる。従っ
て、基板１のアライメントやフォーカシングをこの圧電
素子を用いて行なうことができるという新たな効果があ
る。

第９図は、本発明に係る露光装置の概略全体構成を示す
ブロック図である。同図において、２１はＳＯＲ等の線
源、２２はシャッタ、２３はマスり、２４はウェハ、２
５はウェハの位置決めを行なうＸ−Ｙ−θステージであ
る。線源から発した光線は、シャッタを介してマスクに
照射され、マスク上のパターンがウェハ上に投影される
ことによって焼付露光が行なわれる。

第１０図は、本発明を実施したときの露光の制御方法の
一実施例の説明のための流れ図である。

以下、この流れ図について説明する。今まで述べてきた
方法で能動的に振動を減少させていても、振幅が大きい
ときは、これを減衰させるのにある程度の時間がかかる
。簡単のために振動のモードがＺ軸回りの１つであって
、その固有振動数がｆ、（Ｈｚ）のみであるとし、加速
度センサの位置でのＺ軸回りの方向の振動の許容値（こ
こでいう許容値とは、露光に悪影響を与えない振幅の限
界値であり、この値は予め実験により求めておくことが
できる）がＸ（μｍ）であったとする。露光前のＺ軸回
りの方向の加速度を検出する加速度センサの出力から計
算された加速度をａ（μｍ／５ｅｃ２）とすると、加速
度センサの位置での振動の振幅は （２πｆ０）２ となるから でないならば以上の条件を満足するまで待ってから露光
を行なうようにした。以上の制御方法によって、振動に
よる解像度の悪化を防げるという効果がある。これらの
制御はＣＰＵ２６　（第１．９図）によって行なわれる
。

また、露光中に なる状態になったときには、次回からその画角を露光し
ないことでスルーブツトを大きくできる効果がある。こ
の流れ図を第１１図に示す。簡単に説明すると、露光に
支障を来すような許容値以上の振動がウェハチャックに
生じたときは、その許容値以上の振動値を発したときの
画角の番地をＣＰｔＪによって記憶しておき、次工程か
らはその記憶番地に従ってその番地をとばして露光制御
を行なうようにした。このようにすることにより、スル
ーブツトの向上が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、基板支持装置に
振動を計測するためのセンサとこのセンサからの出力信
号を入力信号とする圧電素子などの振動子を備え、これ
によって基板の振動を打ち消すような力を与えているの
で、 （１）基板および基板支持部の振動を抑えることができ
、振動時の基板の振動によるパターン形成精度の悪化を
防ぐ効果がある。

（２）振動を抑えるための圧電素子等の振動子を基板の
アライメントやフォーカシングに用いることにより、従
来の部品点数を変えずに、振動時の基板の振動によるパ
ターン形成精度の悪化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に係る基板支持装置の
概略構成を示す模式図、 第２図は、本実施例の基板支持装置を立体的に表した斜
視図、 第３図は、本実施例の基板支持装置を第２図の矢印Ａの
方向から見た平面図、 第４図は、基板支持体の振動の様子を示した第２図と同
様の本実施例の基板支持装置の斜視図、第５図は、加速
度センサの出力のアンプによる増幅後における出力の周
波数特性を示すグラフ、第６図は、本発明の別の実施例
に係る基板支持装置の圧電素子の取付は部分を示す模式
図、第７図は、第６図の装置の側面図、 第８図は、従来の露光装置において用いられていた基板
支持装置の概略構成を示す模式図、第９図は、本発明を
実施したときの露光装置の全体構成を示すブロック図、 第１０図は、本発明を実施したときの露光の制御方法の
一実施例を示す流れ図、 第１１図は、別の制御方法の一実施例を示す流れ図であ
る。 １：基板、 ２：基板支持部、 ３：板バネ、 ４：軸、 ５：ステージ、 ６．８，１０：加速度センサ、 ７．９，１１：圧電素子、 １２；治具、 １３：増幅器。 特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　弁理士　　　伊　東　哲　也 代理人　弁理士　　　伊　東　辰　雄 トへ ２−〒１ Ｃ 第　４　区 ０．００２　　　１”Ｊ　Ｋ４ｊＣ（Ｋ）、＋２１　　
　１第５図 第６図 露光ジステち 第９図 第１１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板または基板を支持する部分に、該基板または
   基板を支持する部分の変位に基づく信号を発生するセン
   サおよび該信号を入力して変位を生じる素子を具備する
   ことを特徴とする基板支持装置。
2. （２）前記センサの出力信号が増幅器を介して前記素子
   に与えられる特許請求の範囲第１項に記載の基板支持装
   置。
3. （３）前記センサの出力信号が同相または逆相で前記素
   子に与えられる特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の基板支持装置。