JPH11297613A

JPH11297613A - ステージ装置およびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法

Info

Publication number: JPH11297613A
Application number: JP10114119A
Authority: JP
Inventors: Shin Matsui; 紳松井; Eiji Osanai; 英司小山内; Shinji Oishi; 伸司大石; Tadayuki Kubo; 忠之久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】縦型ステージの動特性を改善する。【解決手段】ウエハ等を保持するＸステージ３０を支
持するＹステージ２０はＹリニアモータ４０によってＹ
軸方向（鉛直方向）に駆動される。Ｙステージ２０は、
ベルト６２によって自重補償用のカウンターマス６１に
連結され、Ｙステージ２０とベルト６２の間は、ベロフ
ラムやエアーシリンダ等のアクチュエータ７０を介して
結合されている。Ｘステージ３０の位置情報に基づいて
アクチュエータ７０を制御することで回転モーメントを
補正し、Ｙガイド１１にかかる負荷を低減するととも
に、アクチュエータ７０の除振性を利用してベルト６２
からＹステージ２０に伝播する振動を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス等
を製造するためのリソグラフィ工程で使用する露光装置
や各種精密加工機あるいは各種精密測定器等に搭載され
るステージ装置およびこれを用いた露光装置ならびにデ
バイス製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイス等の製造に用いら
れる露光装置として一般的にステッパと呼ばれる装置が
知られている。これは、レチクルやマスク等原版のパタ
ーンをウエハ等基板に投影する投影光学系に対して、基
板を２次元的にステップ移動させ、一枚の基板に原版の
パターン複数個分を焼き付けるものである。

【０００３】ステッパの投影光学系に対してウエハ等基
板をステップ移動させて位置決めするステージ装置は、
半導体デバイス等の高集積化に伴なってより高精度のも
のが要求される。

【０００４】また、近年では、１枚のウエハから得られ
るデバイス製品の数すなわち取り個数を増大させるため
にウエハが大型化する傾向にあり、これに伴なってステ
ッパ等のステージ装置は大型化かつ高重量化する。この
ような状態で必要な精度を得るにはステージの動特性を
より一層向上させなければならず、ガイド等の剛性強化
が望まれるが、このためにステージ全体がさらに高重量
化する結果となる。

【０００５】加えて、半導体デバイス等の低価格化のた
めに露光サイクルタイムを短縮してスループットを向上
させることが要求されており、ウエハ等を移動させるス
テージも高速駆動することが望まれる。ところが、大型
でしかも高重量なステージを高速化するには、ステージ
を支える構造体の剛性をより一層強化しなければなら
ず、その結果、装置全体が著しく大型化かつ高重量化
し、コスト高になるおそれがある。

【０００６】他方、最近開発の進んでいる軟Ｘ線（荷電
粒子蓄積リング放射光）等を露光光とするＸ線露光装置
では、ウエハ等基板を垂直に保持し、鉛直またはこれに
近似する基準面内で２次元的にステップ移動させる縦型
ステージが用いられる。このような縦型ステージにおい
ては、上記の大型化や高速化等に伴なう問題に加えて、
ステージを重力方向に移動させるものであるためにステ
ージの自重補償を行なうカウンターマス機構等を必要と
するが、カウンターマス等に振動が発生すればウエハ等
の位置決め精度を劣化させる外乱となり、ステージの動
特性等も著しく劣化して高速化が困難になる。

【０００７】図１７および図１８は一従来例による縦型
ステージを示すものでこれは、台板１１１０ａ上に立設
された定盤１１１０に沿ってＹ軸方向（鉛直方向）に往
復移動自在であるＹステージ１１２０と、Ｙステージ１
１２０上をＸ軸方向に往復移動自在であるＸステージ１
１３０と、Ｙステージ１１２０をＹ軸方向に移動させる
シリンダ１１４０と、Ｘステージ１１３０をＸ軸方向に
移動させる図示しないリニアモータ等を有するＸＹステ
ージである。

【０００８】定盤１１１０は、Ｙステージ１１２０の裏
面をエアパッド等を介して非接触で支持するガイド面を
有する。また、定盤１１１０の一端には、Ｙステージ１
１２０をＹ軸方向に案内するための図示しないＹガイド
（ヨーガイド）が設けられ、このＹガイドとＹステージ
１１２０の間も、エアパッド等によって非接触に保たれ
る。

【０００９】Ｙステージ１１２０とＸステージ１１３０
およびこれに保持された図示しないウエハ等の重さを相
殺（キャンセル）する自重補償機構１１６０は、一端に
Ｙステージ１１２０、他端にカウンターマス１１６１を
吊り下げるベルト１１６２と、これを巻回支持する滑車
１１６３を有し、カウンターマス１１６１の重量は、Ｙ
ステージ１１２０およびＸステージ１１３０とこれに保
持されたウエハ等を含むステージ可動部の重量にバラン
スするように設定されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、ステージとカウンターマスを連結する
ベルトには一般的にスチールベルトやスチールワイヤー
等が用いられるが、ステージを移動させるときにスチー
ルベルト等の剛性不足に起因する数十Ｈｚの固有振動を
発生する。加えてカウンターマス自体がもつ例えば５０
Ｈｚ以上の固有振動がベルトを介して表側のステージに
伝播する。これらの振動は、ステージの位置決め精度を
著しく悪化させ、位置決め制御系の周波数応答特性を向
上させる際の大きな障害となる。

【００１１】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、カウンターマス等の
自重補償機構を備えた縦型ステージの動特性等を改善
し、装置の大型化等を招くことなく位置決めの高速化や
高精度化を大幅に促進できる高性能なステージ装置およ
びこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法を提
供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明のステージ装置は、基準面に沿って鉛直または
これに近似する方向に移動自在であるワークステージ
と、該ワークステージの重さにバランスするカウンター
マスと、該カウンターマスを前記ワークステージに連結
する複数の連結部材と、各連結部材を巻回支持する滑車
と、各連結部材から前記ワークステージに伝播する振動
を除去するための除振手段を有することを特徴とする。

【００１３】また、基準面に沿って鉛直またはこれに近
似する方向に移動自在であるワークステージと、該ワー
クステージに連結された複数の連結部材と、各連結部材
を巻回支持する滑車と、これを回転駆動することで前記
ワークステージの重さにバランスする自重補償用のモー
タと、各連結部材から前記ワークステージに伝播する振
動を除去するための除振手段を有するものでもよい。

【００１４】除振手段が、各連結部材とワークステージ
の連結部に配設されているとよい。

【００１５】除振手段が、各連結部材とカウンターマス
の連結部に配設されていてもよい。

【００１６】除振手段が、各連結部材を巻回支持する滑
車の支持部に配設されていてもよい。

【００１７】

【作用】ワークステージとカウンターマスまたは自重補
償用のモータを連結する連結部材にはスチールベルト等
が用いられるが、スチールベルト等の剛性不足に起因す
る固有振動や、カウンターマスの固有振動が外乱となっ
てワークステージに伝播すると、位置決め制御系の周波
数応答特性を向上させることができない。

【００１８】そこで、除振性を有する空気バネ、エアー
シリンダ、リニアモータ等のアクチュエータあるいは積
層ゴム等の弾性部材を除振手段としてワークステージと
連結部材の連結部や滑車の支持部等に配設し、自重補償
機構からワークステージに伝播する振動を除去する。こ
れによってステージの位置決め精度を向上させ、動特性
を大幅に改善することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２０】図１は第１の実施の形態によるステージ装
置を示すもので、これは、図示しない台板上に立設され
た定盤１０に沿ってＹ軸方向（鉛直またはこれに近似す
る方向）に往復移動自在であるＹステージ２０と、Ｙス
テージ２０上をＸ軸方向に往復移動自在であるＸステー
ジ３０と、Ｙステージ２０をＹ軸方向に移動させる第１
の駆動手段である一対のＹリニアモータ４０と、Ｘステ
ージ３０をＸ軸方向に移動させる第２の駆動手段である
Ｘリニアモータ５０を有するＸＹステージである。図１
においては、後述するＹガイド１１を説明するために図
示左側のＹリニアモータ４０を省略する。

【００２１】定盤１０は、Ｙステージ２０とＸステージ
３０の裏面を図示しない静圧軸受装置であるエアパッド
等を介して非接触で支持する基準面であるＸＹガイド面
１０ａを有する。

【００２２】定盤１０のＸ軸方向の一端には、Ｙステー
ジ２０をＹ軸方向に案内するヨーガイドであるＹガイド
１１（破線で示す）が立設され、Ｙガイド１１のＹガイ
ド面１１ａとＹステージ２０の間は、ヨーガイド静圧軸
受装置であるエアパッド２０ａ等によって非接触に保た
れている。両Ｙリニアモータ４０が駆動されると、Ｙス
テージ２０が定盤１０のＸＹガイド面１０ａ上をＹガイ
ド１１に沿って移動する。

【００２３】Ｙステージ２０は、一対のＹスライダ２
１，２２とこれらによって両端を支持されたＸリニアモ
ータ固定子５２からなる枠体によって構成されている。
両Ｙスライダ２１，２２の裏面が定盤１０のＸＹガイド
面１０ａに面しており、前述のようにエアパッド等を介
して非接触に支持される。また、図示左側のＹスライダ
２２は他方より長尺であり、その側面２２ａがＹガイド
１１のＹガイド面１１ａに面しており、前述のようにエ
アパッド２０ａ等を介して非接触に案内される（図２の
（ｂ）参照）。両Ｙスライダ２１，２２はそれぞれ、連
結板２３によってＹリニアモータ可動子４１に一体的に
結合されている。

【００２４】Ｘステージ３０は、天板３１を有する中空
枠体であり、その中空部をＸリニアモータ固定子５２が
貫通している。天板３１の表面は図示しないワークであ
るウエハを吸着保持するワークステージを形成してい
る。

【００２５】両Ｙリニアモータ４０は、前述のように連
結板２３を介してＹステージ２０のＹスライダ２１，２
２と一体的に結合されたＹリニアモータ可動子４１と、
その開口部を貫通するＹリニアモータ固定子４２を有す
る。

【００２６】各Ｙリニアモータ固定子４２に供給される
電流によって、各Ｙリニアモータ可動子４１にＹ軸方向
の推力が発生し、Ｙステージ２０とＸステージ３０をＹ
軸方向に移動させる。

【００２７】Ｘステージ３０をＸ軸方向に移動させるＸ
リニアモータ可動子は、Ｘステージ３０の天板３１の内
側に固着されている。

【００２８】Ｘリニアモータ固定子５２に供給される電
流によって、Ｘリニアモータ可動子にＸ軸方向の推力が
発生し、Ｘステージ３０をＹリニアモータ固定子５２に
沿ってＸ軸方向に移動させる。

【００２９】Ｙステージ２０とＸステージ３０等の重さ
を相殺（キャンセル）する自重補償機構であるカウンタ
ーマス機構６０は、一端にＹスライダ２１，２２すなわ
ちＹステージ２０、他端にカウンターマス６１を吊り下
げる複数の連結部材であるベルト６２と、これを巻回支
持する滑車６３を有し、カウンターマス６１の重量は、
Ｙステージ２０とＸステージ３０およびこれに保持され
たウエハ等を含むステージ可動部全体の重量にバランス
するように設定されている。

【００３０】Ｘステージ３０がＸ軸方向に移動すると、
Ｙステージ２０とＸステージ３０を含むステージ可動部
の重心位置が変わるため、Ｚ軸のまわり（ωＺ軸方向）
の回転モーメントの釣り合いバランスが損われる。とこ
ろが、カウンターマス機構６０のみではこのモーメント
を受けることができず、Ｙステージ２０を案内するＹガ
イド（ヨーガイド）１１に過大な負荷がかかる。

【００３１】このような大きな負荷を支えるためには、
Ｙガイド１１の剛性を増大させる必要があるが、Ｙガイ
ド１１の剛性強化にはＹガイド１１等の大型化を伴なう
ため、ステージ全体がさらに大型化、高重量化し、ステ
ージの動特性も悪化して、位置決めの高精度や高速化を
著しく妨げる結果となる。

【００３２】また、Ｙステージ２０とカウンターマス６
１を連結するベルト６２にはスチールベルトやスチール
ワイヤー等が用いられるが、Ｙステージ２０を移動させ
るときにスチールベルト等の剛性不足等に起因する固有
振動を発生する。また、カウンターマス６１自体の固有
振動もベルト６２を介してＹステージ２０に伝播する。
このような振動は、ステージの位置決め精度を著しく悪
化させ、位置決め制御系の周波数応答特性を向上させる
際の大きな障害となる。

【００３３】そこで、ベルト６２からＹステージ２０に
伝播する振動を除去し、かつ、前述の回転モーメントに
起因する未解決の課題を総合的に解決するために、Ｘス
テージ３０の変位に応じてベルト６２の張力または有効
長さを調節する除振手段であるアクチュエータ７０をＹ
ステージ２０と各ベルト６２の連結部に設ける。アクチ
ュエータ７０は、図４ないし図６にそれぞれ示すような
ベルト６２の張力を制御するためのベロフラム（空気バ
ネ）７１、エアーシリンダ７２、リニアモータ７３等を
用いる。あるいは図７に示すようにベルト６２とＹステ
ージ２０の間を弾力的に連結する弾性部材である積層ゴ
ム７４を用いる。

【００３４】両Ｙスライダ２１を吊り下げるベルト６２
のそれぞれのアクチュエータ７０の駆動量を、後述する
ように、Ｘステージ３０の位置情報に基づいて個別に制
御することで、各ベルト６２の張力または有効長さを調
節することができる。このようにして、Ｘステージ３０
の移動に伴なって発生する回転モーメントを打ち消す
（補償する）ことで、Ｙステージ２０がＹガイド１１に
与える負荷を低減する。

【００３５】ベロフラム７１、エアーシリンダ７２およ
びリニアモータ７３は除振性を有し、ベルト６２の剛性
不足によって発生する固有振動や、カウンターマス６１
自体の固有振動を吸収して減衰させる。すなわち、アク
チュエータ７０によって、ベルト６２からＹステージ２
０に伝播する振動を除去し、位置決め精度や、位置決め
制御系の周波数応答特性を大幅に向上できる。

【００３６】図７の積層ゴム７４は、Ｙステージ２０の
回転モーメントを補正する効果は期待できないが、ベル
ト６２からＹステージ２０に伝播する振動を効果的に吸
収するものである。

【００３７】Ｙガイド１１のガイド面１１ａとこれに対
向するＹステージ２０（Ｙスライダ２２）の間は、前述
のようにエアパッド２０ａによって非接触に保たれてい
る。Ｙステージ２０は、エアパッド２０ａに加えて磁気
パッド２０ｂを有し、これは、エアパッド２０ａと逆向
きの予圧を与えて、図２の（ａ）に示す軸受剛性ｋ₁を
得るためのものである。

【００３８】また、図３に示すように、Ｙガイド１１と
平行して定盤１０の裏面側にカウンターマスヨーガイド
６４が配設されている。カウンターマスヨーガイド６４
は、カウンターマス６１の一端に設けられたカウンター
マスヨーガイド静圧軸受装置であるエアパッド６１ａお
よび磁気パッド６１ｂに対向し、これらによって、カウ
ンターマス６１を非接触でＹ軸方向に案内する。カウン
ターマス６１の磁気パッド６１ｂは、エアパッド６１ａ
と逆向きの予圧を与えて、図２に示すようにＹステージ
２０側の軸受剛性ｋ₁ より大である軸受剛性ｋ₂ を得る
ように構成されている。

【００３９】このようにカウンターマスヨーガイド６４
の軸受剛性ｋ₂ をＹガイド１１の軸受剛性ｋ₁ より大き
くするのは、Ｘステージ３０のＸ軸方向の移動に伴なっ
てＹステージ２０の重心位置が変化した場合に発生する
回転モーメントの影響が、カウンターマス６１に及ぶの
を防ぐためである。

【００４０】Ｘステージ３０のＹ軸方向とＸ軸方向の位
置は、それぞれ、Ｘステージ３０と一体であるＹ測長用
ミラー３０ａ、Ｘ測長用ミラー３０ｂの反射光を受光す
る位置センサ３０ｃ，３０ｄによって計測される。

【００４１】次に、各アクチュエータ７０として、図４
に示すベロフラム７１を用いた場合を説明する。ベロフ
ラム７１は、給気口７１ａを備えたベローズ７１ｂを有
し、ベローズ７１ｂの上端は、Ｙステージ２０と一体で
ある第１のハウジング７１ｃに連結され、ベローズ７１
ｂの下端は、ベルト６２の下端に結合された第２のハウ
ジング７１ｄに連結されている。給気口７１ａに供給さ
れる空気の圧力を変えることで、ベローズ７１ｂ内の空
気圧を変化させ、これによってベルト６２の張力を変化
させる。

【００４２】また、ベローズ７１ｂ内の空気圧のダンパ
ー効果により、ベルト６２からＹステージ２０に伝播す
る振動を効果的に除去する。

【００４３】図８は、Ｘステージ３０のＸ軸方向の位置
情報に基づいてベローズ７１ｂの空気圧を制御する制御
系を示すブロック図である。Ｘリニアモータ５０の制御
を行なうサーボ系は、図示しないコンピュータから送ら
れる位置指令値と位置センサ３０ｄからフィードバック
されるＸステージ３０のＸ軸方向の位置情報に基づいて
Ｘリニアモータ５０の駆動量を制御する。また、上記の
位置指令値は、ｋｐ変換されてベロフラム制御系の圧力
指令値とともに制御手段であるコントローラ７０ａに送
信され、ベロフラム７１の給気口７１ａに接続されたサ
ーボバルブを調節してベローズ７１ｂ内の空気圧を制御
する。

【００４４】Ｘステージ３０の位置指令値に変換係数ｋ
ｐを乗じてベロフラム制御系の圧力指令値を加算してお
くことで、ステージ可動部の重心位置が変わるときに各
ベロフラム７１内の空気圧を変化させ、各ベルト６２の
張力を調節する。このようにして各ベルト６２の張力を
個別に調節することで、Ｘステージ３０の移動によって
発生する回転モーメントと逆向きの回転モーメントを発
生させ、Ｙガイド１１にかかる負荷を低減する。

【００４５】上記のモーメント補正を行なうことでＹガ
イド１１にかかる負荷が大幅に低減されるため、Ｙガイ
ド１１を大型かつ高重量にすることなく、ステージの動
特性を大幅に向上させ、ステップ移動や位置決めの高速
化と高精度化に対応できる。

【００４６】次に、ベロフラム７１、エアーシリンダ７
２、リニアモータ７３等のアクチュエータ７０や積層ゴ
ム７４等の弾性部材による除振効果について詳しく説明
する。

【００４７】Ｙステージ２０やＸステージ３０を駆動す
るＹリニアモータ４０やＸリニアモータ５０を制御する
位置決め制御系では、一般的にＰＩＤ（比例Ｋｐ・積分
Ｋｉ・微分Ｋｄ）演算が行なわれ、図９のグラフに示す
ように、サーボ剛性Δｄ／Δｅが最も低くなるゲイン交
差周波数が１００Ｈｚ程度になるようにゲイン調整され
る。

【００４８】アクチュエータや積層ゴム等を付加しない
場合は、カウンターマスとこれを吊り下げたベルトとの
共振等によって、例えば３０Ｈｚの振動が外乱として位
置決め制御系に入ると、図９のグラフから判るように数
十Ｈｚ付近のサーボ剛性が低いためにウエハ等を保持す
るワークステージが大きく揺れてしまう。

【００４９】他方、アクチュエータや積層ゴム等の除振
手段を用いてベルトから伝播する数十Ｈｚの振動を除去
すれば、ワークステージには例えば１Ｈｚの振動のみが
伝達されることになる。数Ｈｚの低い周波数の外乱のみ
であれば、位置決め制御系のサーボ剛性が高いために、
動特性等を悪化させるおそれはない。

【００５０】このように、小型かつ高性能なステージ装
置の動特性を大幅に改善することで、半導体デバイス等
を製造するための露光装置の小型化および高性能化と生
産性の向上に大きく貢献できる。

【００５１】各アクチュエータ７０として、ベロフラム
７１の替わりに図５に示すエアーシリンダ７２を用いた
場合は、以下の通りである。給気口７２ａを備えたシリ
ンダ７２ｂはＹステージ２０と一体であり、ベルト６２
の下端にはピストン７２ｃが連結されている。給気口７
２ａに供給される空気の圧力を変えることで、ベルト６
２の張力を変化させる。シリンダ７２ｂの空気圧を制御
する制御系は図８と同様である。

【００５２】各アクチュエータ７０として、図６に示す
リニアモータ７３を用いた場合は、以下の通りである。
リニアモータ７３のコイル７３ａはＹステージ２０と一
体であり、ベルト６２の下端には駆動用のマグネット７
３ｂが連結されている。コイル７３ａに供給される電流
を変えることで、ベルト６２の張力を変化させる。コイ
ル７３ａに供給される電流を制御する制御系は図８と同
様である。

【００５３】図７に示す積層ゴム７４は、その上端をＹ
ステージ２０と一体であるハウジング７４ａに結合さ
れ、積層ゴム７４の下端はベルト６２に結合されたハウ
ジング７４ｂに支持されている。積層ゴム７４がその厚
さを弾力的に変化させることで、ベルト６２からＹステ
ージ２０に伝播する振動を除去する。

【００５４】図１０は、第２の実施の形態を示すもの
で、これは、ベルト６２とＹステージ２０の連結部にア
クチュエータ７０等を設ける替わりに、定盤１０の上端
に配設された滑車６３の軸受部（支持部）にアクチュエ
ータ８０を設けたものである。アクチュエータ８０は、
図１１に示すように、滑車６３を回転支持するころがり
軸受６３ａを載置した軸受ベース６３ｂと定盤１０の間
に配設されたベロフラム８１であり、該ベロフラム８１
の内部構成は、図４のベロフラム７１と同様であり、図
８と同様の制御系によって制御される。

【００５５】ベロフラム８１の替わりに、図５ないし図
７と同様のエアーシリンダ、リニアモータや積層ゴム等
を用いてもよい。

【００５６】定盤１０、Ｙガイド１１、Ｙステージ２
０、Ｘステージ３０、Ｙリニアモータ４０、Ｘリニアモ
ータ５０、カウンターマス機構６０等については第１の
実施の形態と同様であるから同一符号で表わし、説明は
省略する。

【００５７】このように、ベルトの張力や有効長さを調
節するアクチュエータや弾性部材である積層ゴムを滑車
の支持部に用いてもよい。また、同様のアクチュエータ
等を定盤の裏側のベルトとカウンターマスの連結部に設
けても、上記と同様の回転モーメントの補正や除振を効
果的に行なうことができることは言うまでもない。

【００５８】あるいは、図１１に示すころがり軸受６３
ａの替わりに、図１２に示す回転型静圧軸受９０を用い
て滑車６３を回転支持するように構成してもよい。回転
型静圧軸受９０は、滑車６３の軸部を非接触でラジアル
方向とスラスト方向に支持する一対の軸受部材９０ａを
有し、各軸受部材９０ａの軸受間隙９０ｂの許す範囲内
で滑車６３の高さを弾力的に変化させることができる。
このようなダンパー効果によって、ベルト６２からＹス
テージ２０に伝播する振動を除去する。

【００５９】図１３は第３の実施の形態を示すもので、
これは第１および第２の実施の形態のカウンターマス６
１の替わりに、Ｙステージ２０やＸステージ３０を含む
ステージ可動部の重さにバランスするトルクを発生する
自重補償用のモータ１０３によって滑車６３を回転駆動
するように構成した自重補償機構１００を用いるもので
ある。すなわち、滑車６３をモータ１０３によって回転
させてベルト６２を巻き上げることで、ステージ可動部
の重さを相殺（キャンセル）する。

【００６０】各ベルト６２とＹステージ２０すなわちＹ
スライダ２１の間は、除振手段であるアクチュエータ１
１０を介して連結されている。

【００６１】定盤１０、Ｙガイド１１、Ｙステージ２
０、Ｘステージ３０、Ｙリニアモータ４０、Ｘリニアモ
ータ５０等については第１の実施の形態と同様であるか
ら同一符号で表わし、説明は省略する。

【００６２】アクチュエータ１１０には、図４ないし図
６に示したベロフラム７１、エアーシリンダ７２、リニ
アモータ７３を用いる。またアクチュエータ１１０の替
わりに、図７の積層ゴム７４等の弾性部材を設けてもよ
い。

【００６３】このように、カウンターマスのない自重補
償機構等であっても、ベルト等の連結部材によってＹス
テージを吊り下げるものであれば、ベルト等の固有振動
がステージの動特性を劣化させる要因となるため、第１
および第２の実施の形態と同様に除振効果を有するアク
チュエータや弾性部材を配設すればステージ装置の高速
化や高精度化を大きく促進できる。

【００６４】また、アクチュエータをＸステージの位置
情報に基づいて制御し、回転モーメントを補正すること
で装置の小型化や動特性の向上に貢献できる点も第１お
よび第２の実施の形態と同様である。

【００６５】アクチュエータや積層ゴム等の弾性部材
は、図１３に示すようにベルトとＹステージの連結部に
配設してもよいし、滑車の軸受部の支持部に配設するこ
ともできる。

【００６６】あるいは、ベルトを巻き上げる滑車の表面
に積層ゴム層等の弾性材を設けて、これによってベルト
の振動を吸収するように構成してもよい。

【００６７】次に、本発明によるステージ装置を用いた
Ｘ線露光装置の露光光学系について説明する。図１４に
示すように、Ｘ線源であるＳＲ発生装置（荷電粒子蓄積
リング）１から放射されたＸ線であるＳＲ光（荷電粒子
蓄積リング放射光）はシートビーム状であるため、発光
点から所定の距離に設置されたミラー２によってＹ軸方
向に走査される。ミラー２は１枚に限らず、複数枚のミ
ラーを用いてもよい。

【００６８】ミラー２によって反射されたＳＲ光は、Ｘ
線透過膜上にＸ線吸収体からなるパターンが形成された
マスク等原版Ｍを透過し、感光材としてのレジストが塗
布されたウエハＷに照射される。ウエハＷは、前述のス
テージ装置上のウエハチャック（ワークステージ）に保
持され、ステージ装置によってステップ移動および位置
決めが行なわれる。

【００６９】原版Ｍの上流側には露光時間を制御するた
めのシャッタ４が配設され、シャッタ４の駆動装置４ａ
はシャッタコントローラ４ｂによって制御される。ミラ
ー２とシャッタ４の間には図示しないベリリウム膜が設
けられており、ミラー側は超高真空、シャッタ側はヘリ
ウムガスの減圧雰囲気に制御される。

【００７０】次に上記説明した露光装置を利用した半導
体デバイスの製造方法の実施例を説明する。図１５は半
導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるい
は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。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。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。ステップ５
（組立）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。

【００７１】図１６は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。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１
５（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。本実施例の製造方
法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導
体デバイスを製造することができる。

【００７２】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００７３】連結部材からワークステージに伝播する振
動が除去されるため、ステージの動特性を改善すること
ができ、位置決め精度を向上させ、かつステージの高速
化を促進できる。

【００７４】このステージ装置を露光装置に用いれば、
生産性を向上させ、高精度化にも貢献できる。

【００７５】このような露光装置を用いることで、半導
体デバイス等の高集積化や低価格化を大幅に促進でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態によるステージ装置を示す斜
視図である。

【図２】図１の装置のＹガイド等を説明するもので、
（ａ）はＹガイド等の軸受剛性を説明する図、（ｂ）は
Ｙガイドの断面を示す図である。

【図３】図１の装置を裏側からみた斜視図である。

【図４】アクチュエータとして用いるベロフラムを説明
する図である。

【図５】アクチュエータとして用いるエアーシリンダを
説明する図である。

【図６】アクチュエータとして用いるリニアモータを説
明する図である。

【図７】アクチュエータの替わりに用いる積層ゴムを説
明する図である。

【図８】アクチュエータの制御系を示すブロック図であ
る。

【図９】位置決め制御系のサーボ剛性の周波数特性を示
すグラフである。

【図１０】第２の実施の形態を示す斜視図である。

【図１１】図９のアクチュエータを説明する図である。

【図１２】滑車の軸受部に用いる回転型静圧軸受を説明
する図である。

【図１３】第３の実施の形態を示す斜視図である。

【図１４】Ｘ線露光装置を説明する図である。

【図１５】半導体製造工程を示すフローチャートであ
る。

【図１６】ウエハプロセスを示すフローチャートであ
る。

【図１７】一従来例による縦型ステージを示す側面図で
ある。

【図１８】図１７の装置を示す立面図である。

【符号の説明】

１０定盤１１Ｙガイド２０Ｙステージ２３連結板３０Ｘステージ４０Ｙリニアモータ５０Ｘリニアモータ６０カウンターマス機構６１カウンターマス６２ベルト６３滑車７０，８０，１１０アクチュエータ７０ａコントローラ７１，８１ベロフラム７２エアーシリンダ７３リニアモータ７４積層ゴム９０回転型静圧軸受１００自重補償機構１０３モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０５Ｄ 3/00 Ｈ０１Ｌ 21/68 ＫＨ０１Ｌ 21/68 21/30 ５０３Ｆ５１５ＧＢ２３Ｑ 1/14 Ｂ (72)発明者久保忠之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準面に沿って鉛直またはこれに近似す
る方向に移動自在であるワークステージと、該ワークス
テージの重さにバランスするカウンターマスと、該カウ
ンターマスを前記ワークステージに連結する複数の連結
部材と、各連結部材を巻回支持する滑車と、各連結部材
から前記ワークステージに伝播する振動を除去するため
の除振手段を有するステージ装置。
【請求項２】基準面に沿って鉛直またはこれに近似す
る方向に移動自在であるワークステージと、該ワークス
テージに連結された複数の連結部材と、各連結部材を巻
回支持する滑車と、これを回転駆動することで前記ワー
クステージの重さにバランスする自重補償用のモータ
と、各連結部材から前記ワークステージに伝播する振動
を除去するための除振手段を有するステージ装置。
【請求項３】除振手段が、連結部材とカウンターマス
の連結部に配設されていることを特徴とする請求項１記
載のステージ装置。
【請求項４】除振手段が、ワークステージと連結部材
の連結部に配設されていることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のステージ装置。
【請求項５】除振手段が、滑車の軸受部を支持する支
持部に配設されていることを特徴とする請求項１または
２記載のステージ装置。
【請求項６】除振手段が、力を発生するアクチュエー
タであることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１
項記載のステージ装置。
【請求項７】除振手段が、各連結部材とワークステー
ジの連結部に配設された弾性部材であることを特徴とす
る請求項１または２記載のステージ装置。
【請求項８】除振手段が、各連結部材とカウンターマ
スの連結部に配設された弾性部材であることを特徴とす
る請求項１記載のステージ装置。
【請求項９】除振手段が、滑車の表面に設けられた弾
性材であることを特徴とする請求項１または２記載のス
テージ装置。
【請求項１０】除振手段が、滑車の軸部を回転支持す
る回転型静圧軸受であることを特徴とする請求項１また
は２記載のステージ装置。
【請求項１１】弾性部材が積層ゴムを有することを特
徴とする請求項７または８記載のステージ装置。
【請求項１２】ワークステージを基準面に対して非接
触に保つ静圧軸受装置が設けられていることを特徴とす
る請求項１ないし１１いずれか１項記載のステージ装
置。
【請求項１３】基準面に沿ってワークステージを第１
の方向に移動させる第１の駆動手段と、前記ワークステ
ージを前記基準面に沿って第２の方向に移動させる第２
の駆動手段が設けられていることを特徴とする請求項１
ないし１２いずれか１項記載のステージ装置。
【請求項１４】第１および第２の駆動手段がリニアモ
ータであることを特徴とする請求項１３記載のステージ
装置。
【請求項１５】ワークステージを第１の方向に案内す
るヨーガイドと、前記ワークステージを前記ヨーガイド
に対して非接触に保つヨーガイド静圧軸受装置が設けら
れていることを特徴とする請求項１３または１４記載の
ステージ装置。
【請求項１６】連結部材がスチールベルトもしくはス
チールワイヤーであることを特徴とする請求項１ないし
１５いずれか１項記載のステージ装置。
【請求項１７】請求項１ないし１６いずれか１項記載
のステージ装置と、これに保持されたワークを露光する
露光光学系を有する露光装置。
【請求項１８】露光光がＸ線であることを特徴とする
請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】請求項１７または１８記載の露光装置
によってウエハを露光する工程を有するデバイス製造方
法。