JPH09219353A - ステージ装置、及びこれを用いた露光装置やデバイス生産方法 - Google Patents
ステージ装置、及びこれを用いた露光装置やデバイス生産方法Info
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- JPH09219353A JPH09219353A JP2512496A JP2512496A JPH09219353A JP H09219353 A JPH09219353 A JP H09219353A JP 2512496 A JP2512496 A JP 2512496A JP 2512496 A JP2512496 A JP 2512496A JP H09219353 A JPH09219353 A JP H09219353A
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
することで、従来以上の高精度を達成したステージ装置
を提供すること。 【解決手段】 基準面を有する定盤(1)と、定盤
(1)を支持する支持手段(13)と、基準面上で第1
の方向に移動する第1の移動体(3)と、第1の移動体
(3)を駆動する第1の駆動手段(6)と、第1の移動
体(3)を基準にして該第1の方向とは異なる第2の方
向に移動する第2の移動体(5)と、第2の移動体
(5)を駆動する第2の駆動手段(7b)とを備え、定
盤(1)とは別の基台(11、12)によって第1の駆
動手段(6)及び第2の駆動手段(7)の駆動反力を受
けるようにした。また、第1の移動体(3)に対して第
2の駆動手段(7b)を第2の方向に微小に変位可能に
支持する支持機構(14)を設けた。
Description
導体リソグラフィ工程で用いる投影露光装置等に好適
な、高精度で物体の移動及び位置決めをするステージ装
置、ならびにこれを用いた露光装置やデバイス生産方法
に関するものである。
示す図である。同図において、51はステージ基盤であ
り、該ステージ基盤51上にY方向の移動機構としての
Yステージ52が載置されている。53はボールねじに
より回転運動を直線運動に変換しYステージ52を駆動
するDCサーボモータであり、ステージ基盤51に固定
されている。54はYステージ52に載置されているX
ステージ、55はボールねじ56により回転運動を直線
運動に変換しXステージ54を駆動するDCサーボモー
タであり、Yステージ52に固定されている。1はステ
ージ基盤51を保持する定盤である。9a,9bはレー
ザ測長器用の反射ミラ−であり、Xステージ54に固定
されている。8aはXステージ54のX方向の位置を検
出するレ−ザ測長器の干渉計であり、取り付け台10を
介して定盤1に固定されている。13は定盤1を支持
し、装置を設置する床からの振動伝達を遮断するところ
のマウント部材である。
ステージ52及びXステージ54を駆動すると加減速に
伴う慣性力の反力が定盤1に伝わる。ところが、移動体
の加減速に伴う支持反力が定盤1に伝わると、マウント
部材13に支持された機構系の固有振動が励起され、X
ステージ54,Yステージ52やレーザ干渉計8aに外
乱振動が伝わり、高速,高精度な送りを妨げるという課
題があった。
報では、ステージを駆動するためのリニアモータの固定
子をステージ定盤とは独立して支持することで、反力を
定盤に伝えないような構成としている。
ので、上記特開平5-77126号公報に開示の装置をより進
化させた優れた装置を提供することを目的とする。具体
的には、ステージの加減速に伴う反力の影響を小さくす
ることで、従来以上の高精度を達成したステージ装置
や、該ステージ装置を用いた高精度な露光装置、デバイ
ス生産方法などを提供することを目的とする。
明のステージ装置の形態の一つは、基準面を有する定盤
と、該定盤を支持する支持手段と、該基準面上で移動す
る移動体と、該移動体を駆動する駆動手段と、該駆動手
段を支持する前記定盤とは別の基台とを有し、前記移動
体をガイドするガイド部材の少なくとも一部を前記基台
に固設したことを特徴とするものである。
は、基準面を有する定盤と、該定盤を支持する支持手段
と、該基準面上で第1の方向に移動する第1の移動体
と、該第1の移動体を第1の方向に駆動する第1の駆動
手段と、該第1の移動体を基準にして該第1の方向とは
異なる第2の方向に移動する第2の移動体と、該第2の
移動体を第2の方向に駆動する第2の駆動手段とを備
え、前記定盤とは別の基台によって該第1の駆動手段及
び第2の駆動手段の駆動反力を受けるようにしたことを
特徴とするものである。
は、基準面を有する定盤と、該定盤を支持する支持手段
と、該基準面上で第1の方向に移動する第1の移動体
と、該第1の移動体を基準にして該第1の方向とは異な
る第2の方向に移動する第2の移動体と、該第1の移動
体と共に第1の方向に移動すると共に該第2の移動体を
第2の方向に駆動するための駆動手段とを有し、前記第
1の移動体に対して前記駆動手段を前記第2の方向に微
小に変位可能に支持する支持機構を設けたことを特徴と
するものである。
持して位置決めするための上記いずれか記載のステージ
装置と、該被露光基板に対して露光を行う露光手段を有
することを特徴とするものである。ここで前記ステージ
の定盤を基準にして前記露光手段を設けると更に好まし
い。
光装置を用いて露光を行う工程を有することを特徴とす
るものである。
実施の形態例を説明する。図1は本発明の平面図、図2
は図1のA−B断面図である。図3は図1の部分的な平
面図である。
有する定盤である。2は定盤1の案内面に直交する方向
に案内面を有する固定ガイドであり定盤1に固設してい
る。3は定盤1の案内面に直交する方向に案内面g1,
g2を有する可動ガイド(第1の移動体)であり、定盤
1及び固定ガイド2の案内面に静圧軸受パッド4a,4
bを設けて非接触で支持案内している。32は被露光基
板(半導体ウエハ)を真空吸着等の手段により固定する
チャック、5はチャック32を保持する移動ステージ
(第2の移動体)である。また定盤1の案内面に対向し
て静圧軸受パッド4cと可動ガイド3との案内面g1,
g2に対向して静圧軸受パッド4dを設けて非接触で支
持案内している。静圧軸受パッド4c,4dには磁石吸
引及び真空吸着等の手段により予圧を与えている。9
a,9bはレーザ測長器用の反射ミラ−であり、移動ス
テージ5に固設している。8a,8bは移動ステージ5
の位置を検出するレ−ザ測長器の干渉計であり、取り付
け台10,取り付け基盤31を介して定盤1と実質一体
となるように固定している。移動ステージ5の測定手段
である干渉計8a,8bを定盤1を基準に設けること
で、定盤1が変位しても移動ステージ5の動きを正確に
測定することができるようにしている。
の上方にマスクのパターンを基板に露光転写するための
投影光学系を含む露光手段20を設けている。そして、
露光手段20は定盤1を基準にして設けることで、ステ
ージの駆動に伴う反力で両者の間の相対的な変位が起き
ないようにし、投影光学系と被露光基板との位置関係を
高精度に保つようにしている。
を備えたマウント部材13を介して定盤1を支持する基
台である。6は可動ガイド3を非接触でY方向に駆動す
る2本のリニアモータであり、可動子6aを取り付け板
9を介して可動ガイド3の両端に結合し、固定子6bを
基台12を介して基台11に固定している。7は移動ス
テージ5を非接触でX方向に駆動するためのリニアモー
タであり、可動子7aを移動ステージ5に結合し、固定
子7bを4枚の板ばね14を介して可動ガイド3に結合
している。18は定盤1の案内面に略直交する方向に案
内面を有し磁性体材料から成る固定ガイドであり、基台
12を介して基台11に固設している。すなわち固定ガ
イド18は定盤1とは独立して基台11を基準にして設
けている。
る機構の拡大図である。板ばね14を、一端をリニアモ
ータ固定子7bに他端を可動ガイド3に設けた固定部材
15に固定しており、同様の板バネ機構をリニアモータ
7bの他端側にも設け、計4枚の板バネを用いている。
これによって可動ガイド3に対して固定子7bをX方向
にのみ微小に移動可能とする平行移動機構を構成する。
この構成によって、移動ステージ5をリニアモータ7b
でX方向に駆動する際の反力を板バネ機構で逃がして、
可動ガイド3への力の伝達を軽減している。
る静圧軸受パッドであり、固定ガイド18の案内面に対
向して配置し、ヒンジ17を介して固定子7bに結合し
ている。19は静圧軸受パッド16に予圧を与えるため
に設けた永久磁石である。ヒンジ17はX方向に高い剛
性を有し、Y方向の剛性はX方向に比べて小さくなって
いる。リニアモータ7bによるX方向への反力は、ヒン
ジ17及びパッド16を介してガイド18で支持するよ
うになっている。すなわち、ガイド18は可動ガイド3
がY方向への移動する際の案内ガイドの役割と共に、リ
ニアモータ7bの駆動によるX方向への力を支持する役
割を兼ね備えている。なお、正確な位置決めは固定ガイ
ド2を基準にしている。
図6は図5のC−Dの断面図である。リニアモータは、
可動子6aは磁性体材料から成り、N極とS極が対向す
る1組の永久磁石6cを複数個接着によって取り付け、
図6の矢印Hで示す磁束を形成するような磁気回路とし
ている。一方、固定子6bは複数個のコイル6dを直線
上に並べて固着したもので、可動子の永久磁石6cが対
向する空間にコイル6dが位置するように配置してい
る。なお、リニアモータ7も同様の構成となっている。
本実施例のリニアモータは固定子と可動子を持ちローレ
ンツ力によって推力を発生するものであり、多極型リニ
アモータを用いている。
ブロック図である。図中、100は移動ステージ5の駆
動の補償を行うコントローラ、101はリニアモータコ
イルに電流を供給するリニアモータドライバである。リ
ニアモータドライバ101に各々のコイルを接続して、
供給する電流量に応じて移動ステージ5をx及びY方向
に駆動する。電流量は前記レーザ測長器の出力信号をコ
ントローラ100にフィードバックすることにより移動
ステージ5の目標位置偏差に応じた値となる。
0に所定の指令信号を入力することで移動ステージ5を
駆動する。この時、移動ステージ5のY方向駆動の加減
速に伴う慣性力は、Y方向の反力としてリニアモータの
固定子6bを介して基台12に伝わるが、この力は基台
11で受けるため定盤1には反力は伝わらない。また、
移動ステージ5のX方向駆動の加減速に伴う慣性力は、
X方向の反力としてリニアモータの固定子7bに伝わ
り、ヒンジ17,静圧軸受パッド16,固定ガイド18
を介して基台12に伝わるが、この力は基台11で受け
るため定盤1に反力は伝わらない。反力は基台11と基
台12の固有振動を励起するが、マウント部材13によ
って定盤1への振動伝達を遮断する。したがってXYい
ずれの方向に移動においても、マウント部材13で支持
した機構系の固有振動を励起することなく、移動ステー
ジ5やレーザ干渉計8a及び8bに外乱振動が伝わるこ
とがない。
に振動すると、コイル6dに誘導電圧が生じるが、前記
リニアモータドライバ101がコイル6dに流れる電流
量をコントローラ100からの指令信号に応じた値に制
御するため、可動子6aに伝わる駆動力は前記指令信号
に応じた値に保つことができる。また、固定子6bのY
方向以外の振動は非接触であるため可動子6aに伝わら
ない。固定ガイド12の振動については、静圧軸受パッ
ド16及びヒンジ17を介してX方向の振動成分のみリ
ニアモータ7の固定子7bに伝わるが、前記リニアモー
タ6と同様に固定子7bがX方向に振動しても可動子7
aに伝わる駆動力は指令信号に応じた値に保つことがで
きる。
伴う慣性力の反力を定盤とは別の基台で支持することに
より、移動ステージ5やレーザ干渉計8a,8bを支持
する定盤1に力(慣性力)を伝えることがなく、また基
台11の振動を移動ステージ5に伝えることがないた
め、外乱振動となる各種固有振動の励起を小さくするこ
と可能で、高速且つ高精度な位置決めが可能なステージ
装置を達成できる。
7の固定子7bを4枚の板ばね14で構成する1軸弾性
案内機構を用いて可動ガイド3に装着しているが、X方
向のみに移動可能な構成であれば静圧案内あるいは転が
りや滑り案内等の他の方式を用いて装着しても同等の効
果が得られる。静圧案内は非接触(摩擦レス)で固定子
7bを支持するため、固定子7bのX方向の振動が可動
ガイド3に全く伝わらず、外乱振動を遮断することが容
易となる。また、転がりや滑り案内は、摩擦抵抗を小さ
くすることにより、可動ガイド3に伝わる固定子7bの
X方向の振動を遮断することが充分可能であり、簡単な
構成でコストを抑えことができる。
案内方式に静圧軸受を用いているが、転がりや滑り軸受
等の他の方式であっても移動ステージ5の移動に伴う摩
擦等の変動力を充分に抑えた構成であれば、移動ステー
ジ5の移動に伴う慣性力を定盤1に伝えることなく、ま
た基台11の振動を移動ステージ5に伝えなくすること
が可能であり、簡単な構成で装置コストを抑えることが
できる。
3を支持方向にレベリング機能を有するサーボマウント
(いわゆるアクティブダンパ)で構成することも可能で
ある。定盤1は移動ステージ5の移動に伴い各軸(x,
y,z軸)回りのモーメント慣性力を可動ガイド3及び
移動ステージ5の案内部を介して若干受け、基台11に
対し若干の相対的な振動を生じるが、サーボマウントに
よってこの振動を抑えて基台11に対する相対位置を常
に一定に保つことができる。
明した露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例
を説明する。
導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1
(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。
ステップ2(マスク製作)では設計した回路パターンを
形成したマスクを製作する。一方、ステップ3(ウエハ
製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によ
って作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程
であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディン
グ)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含
む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷(ステップ7)される。
を示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン
打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ
18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンが形成される。
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。
によれば、ステージの加減速に伴う反力がステージの位
置決め精度に影響することを極力小さくすることで、従
来以上の高精度を達成したステージ装置を提供すること
ができる。
ド部材の少なくとも一部を基台に固設したことにより、
駆動手段の駆動反力を基台で支持するため定盤を振動さ
せることが無く、従来に増して高精度なステージ装置を
提供することができる。
手段及び第2の駆動手段の駆動反力を共に基台で受ける
ようにしたことにより、移動体を第1、第2のいずれの
方向に駆動しても駆動反力が定盤に伝わらず、従来に増
して高精度な2次元ステージ装置を提供することができ
る。
機構によって定盤と基台との相対位置変動を吸収できる
ため、従来に増して高精度な2次元ステージ装置を提供
することができる。
によって、定盤と基台との相対位置変動を吸収すること
ができるため、従来に増して高精度な2次元ステージ装
置を提供することができる。
ステージ装置を用いた高精度な露光装置やデバイス生産
方法を提供することができる。
Claims (15)
- 【請求項1】 基準面を有する定盤と、該定盤を支持す
る支持手段と、該基準面上で移動する移動体と、該移動
体を駆動する駆動手段と、該駆動手段を支持する前記定
盤とは別の基台とを有し、前記移動体をガイドするガイ
ド部材の少なくとも一部を前記基台に固設したことを特
徴とするステージ装置。 - 【請求項2】 基準面を有する定盤と、該定盤を支持す
る支持手段と、該基準面上で第1の方向に移動する第1
の移動体と、該第1の移動体を第1の方向に駆動する第
1の駆動手段と、該第1の移動体を基準にして該第1の
方向とは異なる第2の方向に移動する第2の移動体と、
該第2の移動体を第2の方向に駆動する第2の駆動手段
とを備え、前記定盤とは別の基台によって該第1の駆動
手段及び第2の駆動手段の駆動反力を受けるようにした
ことを特徴とするステージ装置。 - 【請求項3】 基準面を有する定盤と、該定盤を支持す
る支持手段と、該基準面上で第1の方向に移動する第1
の移動体と、該第1の移動体を基準にして該第1の方向
とは異なる第2の方向に移動する第2の移動体と、該第
1の移動体と共に第1の方向に移動すると共に該第2の
移動体を第2の方向に駆動するための駆動手段とを有
し、前記第1の移動体に対して前記駆動手段を前記第2
の方向に微小に変位可能に支持する支持機構を設けたこ
とを特徴とするステージ装置。 - 【請求項4】 前記支持機構は、バネ機構、静圧案内機
構、転がり案内機構、滑り案内機構のいずれかを有する
ことを特徴とする請求項3記載のステージ装置。 - 【請求項5】 前記第2の駆動手段と前記基台に固設し
たガイド部材との間に位置する軸受パッドと、該軸受パ
ッドと第2駆動手段との間を結合するヒンジ機構を有す
ることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか記載のス
テージ装置。 - 【請求項6】 前記移動体の移動を計測する計測手段を
有し、該計測手段の少なくとも一部を前記定盤に実質一
体に設けたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか
記載のステージ装置。 - 【請求項7】 前記計測手段はレーザー干渉計を有し、
レーザー干渉計本体を定盤に実質一体に設け、干渉計ミ
ラーを移動体と一体に設けたことを特徴とする請求項6
記載のステージ装置。 - 【請求項8】 前記駆動手段は、リニアモータを有する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか記載のステ
ージ装置。 - 【請求項9】 リニアモータは固定子と可動子を有し、
ローレンツ力により推力を発生するモータであることを
特徴とする請求項8記載のステージ装置。 - 【請求項10】 前記移動体を静圧軸受を介して支持す
ることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか記載のス
テージ装置。 - 【請求項11】 前記支持手段は除振機構を有するマウ
ント部材を有することをを特徴とする請求項1乃至10
のいずれか記載のステージ装置。 - 【請求項12】 前記支持手段は、サーボマウント機構
を有することを特徴とする請求項11記載のステージ装
置。 - 【請求項13】 被露光基板を保持して位置決めするた
めの請求項1乃至12のいずれか記載のステージ装置
と、該被露光基板に対して露光を行う露光手段を有する
ことを特徴とする露光装置。 - 【請求項14】 前記ステージの定盤を基準にして前記
露光手段を設けたことを特徴とする請求項13記載の露
光装置。 - 【請求項15】 請求項13又は14記載の露光装置を
用いて露光を行う工程を有することを特徴とするデバイ
スを生産方法。
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