JPH02199813A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH02199813A
JPH02199813A JP1017690A JP1769089A JPH02199813A JP H02199813 A JPH02199813 A JP H02199813A JP 1017690 A JP1017690 A JP 1017690A JP 1769089 A JP1769089 A JP 1769089A JP H02199813 A JPH02199813 A JP H02199813A
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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、半導体素子製造等に用いられる露光装置に関
し、詳しくは基板を載置するステージと投影レンズ搭載
部位とを支持する構造体をそれぞれ別置きとした露光装
置に関する。 〔従来の技術) 従来、半導体素子製造に用いられる露光装置として、い
わゆるステッパと呼ばれる装置が知られている。このス
テッパは、基板例えば半導体クエへを投影レンズ下でス
テップ移動させながら、原板例えばレチクル上に形成さ
れているパターン像を投影レンズで縮小し、1枚のウェ
ハ上の複数箇所に順次露光して行くものである。 ステッパは、解像度および重ね合せ精度の性能面からこ
れらのアライナ(露光装置)の主流と見られている。 第5図は、従来のアライナにおける構造体およびXYス
テージの搭載例を示す。 同図において、1はレチクルパターンを照明する照明部
、2は転写すベミパターンを有するレチクル、3はレチ
クルパターンをウェハ上に投影する投影レンズ、4は投
影レンズ3を支持する鏡筒支持定盤、18aは投影レン
ズ3の焦点とウニへ間の距離を計測するフォーカス検出
部の発光部、16bは同じくフォーカス検出部の受光部
、6はステージの位置を制御するための干渉計、9はト
ップステージ、10はXステージ、11はYステージ、
17はXステージ駆動用DCモータ、18はYステージ
駆動用DCモータ、61は投影レンズ3やXYステージ
10.11などの全体を搭載する支持定盤、62はフレ
ーム、63はサーボマウントである。 このような構成のアライナで処理される半導体クエへに
ついては、半導体素子の大面積化およびコスト低減を図
るために、大口径・大サイズの半導体クエへを用いる傾
向にある。現在、ウェハサイズはφ6′ (φ150m
m)が主流であるが、1989年頃にはφ8′ (φ2
00mm)が主流となるものと見込まれる。 一方、半導体素子(特にDRAM)は4M(メガ)ビッ
ト時代から16M(メガ)ビット時代へと高集積化が進
み、線巾も微細化している。したがって、より高精度の
位置合せ、高精度のXYステージ、高スルーブツト等が
切望されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来のφ3′〜φ6′用露光装置を単に
φ8′用にサイズアップしXYステージを第5図の支持
定盤61に直接固定する従来のステッパの構造によれば
以下のような問題点が生じる。 a)XYステージ9,10.11のストロークアップの
ため、ステージの精度としてストローク前のものと同じ
精度またはそれ以上の精度を保証するためには、ガイド
剛性を上げる必要がある。 また、前記した高精度ステージの要求を満たすために、
ステージ重量は単にストロークアップによる重量増加分
よりさらに増大せざるを得ない、そのため、ステージ移
動の加速度による加振力の増大と投影レンズの重量の増
加によるレンズ支持の構造体の相対剛性ダウンによる振
動問題が生じ、そのために以下のような問題点が発生す
る。 ■構造体強化による装置の大型化およびコストアップが
生じる。 ■構造体制振まで露光およびアライメント動作を行なえ
ないため、生産性がダウンする。 b)一方、ステージの重量増は静的には8動荷重の増大
となり、XYステージのボジシジンにより装置の姿勢が
変化するという問題が生じる。そのため、以下のような
問題点が発生する。 ■アライメント精度が劣化する。 ■生産性のダウンを防止するため、装置姿勢を瞬時に一
定姿勢にする必要がある。そのために第5図の従来構成
においてサーボマウント能力を向上する必要があり、コ
ストアップにつながる。 ■重量増大した装置全体を一定姿勢にするため、サーボ
マウントの能力を向上する必要があり、サーボマウント
の大型化が必要となる。したがって、装置全体の高さが
増す。 C)第5図に示すような従来形のXYステージ支持構造
によれば、XYステージ以外の可動部位が動作した時に
、XYステージを加振する問題が生じる。そのため、 ■アライメント精度の劣化、 ■焼付精度の劣化、 等の問題が発生する。 本発明は、上述の従来形の問題点に鑑み、コンパクトな
構成で装置の振動防止を実現し、安価かつ高精度で高ス
ルーブツトの露光装置を構成することを目的とする。 (課題を解決するための手段および作用〕前記の目的を
達成するため、本発明は、XYステージと本体特に鏡筒
支持体とをそれぞれ別々のマウントで支持する構造とし
、XYステージ穆動による本体振動を防止することを特
徴とする。 かかる構成によれば、XYステージと鏡笥支持体とをそ
れぞれ別々のマウントで支持しているので、XYステー
ジB動による振動が鏡筒支持体を含む本体に与える影響
を最小限とすることができる。 C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〜第4図は、本発明の一実施例に係る露光装置を
示す、第1図は、本発明の特徴を最もよく表わす実施例
の装置の側面図(一部は透視して表わしている)である
。 同図において、1はレチクルを照明する照明部、2は転
写すべきパターンを有するレチクル、3はレチクル上に
形成されたパターンをウェハ上に投影する投影レンズ、
4は投影レンズを支持する鏡筒支持体、5は鏡筒支持体
4を支持するエアーマウント、6はエアーマウント5と
ステージ用マウント14との相対位置関係を位置決めし
てこれらのマウントを設置する位置決め定盤である。 7.8はXYXステージ原点を決定するXY力方向よび
ヨイングセンサーであり、7は鏡筒支持体4に固定され
た原点位置出し用レーザ、8はトップステージ9上に配
置された二次元センサーである。原点位置出し用レーザ
7と二次元センサー8とは1組み以上設置する。 9はXステージ10上に取付けられZ方向、β方向、α
およびβ方向に移動および回転する機能を有するトップ
ステージである。10はX方向に移動可能なXステージ
、11はY方向にB動可能なYステージ、12はXステ
ージ10およびXステージ11を支持するステージベー
ス、13はXYYステージ〜12を支持するXYYステ
ージ定盤、14はステージの移動により生じるステージ
用定盤13の振動を防振させかつ床からの振動を絶縁す
るXYYステージマウントである。このマウント14は
一般的にアクティブマウントと呼ばれる。 15は投影レンズ3とXYXステージの相対位置を計測
しかつXYXステージ姿勢を計測するためのレーザー干
渉測定器、16aは投影レンズ3の焦点位置とウェハ上
面間の距離を計測するフォーカス検出部の投光部、16
bは同じくフォーカス検出部の受光部である。これらの
投光部16aと受光部16bは、それぞれ投影レンズ3
に固定されている。17はXステージ10をX方向に移
動させるための駆動用DCサーボモータ、18はXステ
ージ10とXステージ11とをY方向に移動させるため
の駆動用DCサーボモータである。 第2図は、本実施例の露光装置のXYステージ用測測定
系配置を示す斜視図であり、第1図のトップステージ9
の周辺のレーザ干渉計15等の部分を詳細に表わした図
である。 同図において、21は光源であるレーザーヘッド、22
は第1図のトップ(θ−2およびティルト)ステージ9
に取り付けられた反射ミラー 23はレーザ干渉計、2
4は干渉稿を電気信号に変換するレシーバ、25は第1
図の投影レンズ3と同一の投影レンズ、26は投影レン
ズ3に固定された反射ミラーである。 第3図は、本実施例の露光装置のXYYステージマウン
トいわゆるアクティブマウント(第1図の付番14)の
詳細図である。 同図において、31はXYYステージ定盤13に対しX
Y力方向力を作用させるボイスコイルモータ、32は2
方向く紙面の上下方向)の剛性が高くかつXY力方向対
しては剛性が低いエアーマウント上に固定された積層タ
イプのゴムマウントである。33は固定体に固定された
XY力方向剛性が高くZ方向に剛性が低いエアマウント
、36はエアマウント33の内圧をコントロールするサ
ーボバルブ、37は固定体、38はXYYステージ定盤
13の傾きを検知する非接触タイプの変位計である。 第4図は、本実施例の露光装置のステージおよびXYス
テージ用マウント部制御系のブロック図である。 同図において、41はXYXステージステップ量および
移動速度並びにステージ移動後のステージ定盤の傾きに
対応するエアマウントの空気圧を記憶し、各ドライバー
への動作命令を発信し、さらに所要ステップ量および移
動速度に基づき、瞬間瞬間のステージの位置速度にフィ
ードバックをかける制御コンピューターである。42は
第1図の原点位置出し用レーザ7と二次元センサ8に相
当する原点位置出し部、43は外部から入力されるショ
ット配列情報、44は第2図に示したXY位置計測およ
びヨーイング計測のためのレーザ測定システムである。 45はXY力方向DCサーボモータ46(第1図の付番
17.18)を駆動するXYサーボドライバ、47はト
ップステージである。48はアクティブダンバコントロ
ーラで、サーボバルブ49(第3口付番36)を制御す
るエアーマクント圧力コントローラとボイスコイルモー
タ50(第3口付番31)を駆動するボイスコイルモー
タドライバとからなる。51はステージ定盤13上に取
付けられた加速度計、52はXYステージ用定盤13の
傾きを検知する非接触タイプの変位計(第3面付番3B
)、53はフォーカス検出部(第1口付番16a、16
b)である。 次に、これらの第1〜4図を参照して本実施例の露光装
置の動作を説明する。 まずはじめに、本体とXYステージの相対位置および姿
勢を計測するための原点を、鏡筒支持体4に固定された
レーザーヘッド21からのレーザー光とトップステージ
9上に配置された二次元センサー8により決定する。こ
れ以降、本体リセット命令が制御用コンピュータに入力
されるまで木原点は書き換えられない。 次に、露光すべき半導体ウニへ毎にショット配列(レイ
アウト)およびXY力方向移動量を予め制御用コンピュ
ータ41に入力する。制御用コンピューター41は、こ
れらのデータおよびステージの移動荷重よりステージ移
動後のステージ定盤13の傾きを求めその傾きを補正す
べく各マウントの圧力および速度サーボと位置決めサー
ボ切換え位置を計算し設定する。 そして、XYステージのサーボドライバ45に対しDC
サーボモータ46の駆動指令を行ない、アクティブダン
バコントローラ48内の圧力コントローラに対しサーボ
バルブ49の駆動指令を行なう。次に、XYステージが
速度サーボから位置決めサーボに切り換わった後、ステ
ージ定盤13上に取り付けられた加速度計51からの加
速度データよりアクティブダンバコント・ローラ48内
のボイスコイルモータドライバに対しボイスコイルモー
タ50の駆動指令を行なう、これにより、ステージ定盤
13の振動を制振させると同時に、アクティブダンバコ
ントローラ48内の圧力コントローラに対しサーボバル
ブ駆動指令を出す。 次に、フォーカス検出部53およびステージの位置およ
び姿勢を表わすレーザ測定システム44からのデータと
制御用コンピュータ41内に記憶しである所定レイアウ
トとの差分であるθ(ヨーイング)、α(ローリング)
およびβ(ピッチング)を算出する。そして、xY酸成
分関してはXYステージ用サーボドライバ45に、θ、
αおよびβ成分に関してはトップステージ駆動用ドライ
バに′糟令を出し、DCサーボモータ46およびトップ
ステージ47を所定レイアウト(位置・姿勢)と一致す
るように駆動する。 ここでα成分およびβ成分に関しては、そのデータを制
御用コンピュータ41にフィードバックして、ステージ
の位置と傾きの関係のテーブルを書き換える。 このようにXYステージの位置決めが完了した後に露光
を行なう。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、XYステージと
本体構造体とを別々に配置し、XYステージ用マウント
にアクティブダンバと簡略フィードフすワード適用した
オートレベラーを組合わせるという簡単な構造により、
アクティブダンバを小型化しコスト低減が可能となる。 また、本体構造体から振動源を排除することにより、構
造体をコンパクトにでき軽量化がはかれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る露光装置(ステッパ
)の正面図、 第2図は、上記実施例の装置の測定系の配置を示す斜視
図、 第3図は、上記実施例の装置のステージ用マウントの詳
細な構造を示す断面図、 第4図は、上記実施例の装置のステージおよびマウント
部制御系のブロック図、 第5図は、従来の露光装置の正面図である。 1:照明部、   3:投影レンズ、 4;鏡筒支持体、5:本体用エアーマウント、6:位置
決め定盤、9ニドツブステージ、10 : Xステージ
、11:Yステージ、14 : XYステージ用マウン
ト(アクティブダンバー)、 41:制御用コンピュータ、 44:XY位置計測およびヨーイング計測用レーザー測
定システム、 45:XYサーボドライバ、 48ニアクチイブダンパコントローラ、51:加速度計
、52;非接触変位計。 ン一

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原板上に形成されているパターンを投影レンズを
    介してステージ上に載置された基板に露光する露光装置
    において、 上記基板を載置するステージと上記投影レンズを保持す
    る投影レンズ取付台とをそれぞれ支持する別々の防振マ
    ウントを具備することを特徴とする露光装置。
  2. (2)前記ステージ全体の傾きを補正してステージ移動
    後の全体姿勢を一定に保つように、前記別置きされたス
    テージ用の防振マウントの空気圧をステージ移動完了前
    にコントロールする手段を備えた請求項1に記載の露光
    装置。
  3. (3)前記ステージ用の防振マウントの空気圧コントロ
    ールデータを、1枚前の基板処理時のステージ位置デー
    タおよびステージ全体の傾きデータに基づいて補正する
    手段を備えた請求項2に記載の露光装置。
  4. (4)前記ステージ用の防振マウントがアクティブダン
    バである請求項3に記載の露光装置。
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