JPH11354417A - 走査型露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法ならびにステージ制御装置 - Google Patents
走査型露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法ならびにステージ制御装置Info
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- JPH11354417A JPH11354417A JP10163457A JP16345798A JPH11354417A JP H11354417 A JPH11354417 A JP H11354417A JP 10163457 A JP10163457 A JP 10163457A JP 16345798 A JP16345798 A JP 16345798A JP H11354417 A JPH11354417 A JP H11354417A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B27/00—Photographic printing apparatus
- G03B27/32—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera
- G03B27/42—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera for automatic sequential copying of the same original
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査型露光装置のステージ制御において、演
算量を減らし、高速高精度な位置合わせを行う。 【解決手段】 原版を原版走査方向に移動する原版ステ
ージと、基板を基板走査方向に移動する基板ステージ
と、走査露光のために前記原版ステージと前記基板ステ
ージを各走査方向に沿って同期制御しながら移動する
際、前記原版走査方向におけるヨーイングが生じないよ
うに前記原版ステージを制御し、前記基板走査方向にお
けるヨーイングが生じないように前記基板ステージを制
御する制御手段を有する走査型露光装置によって、走査
方向に関して各ステージを同期制御しながら、ヨーイン
グ方向の制御を独立で行う。
算量を減らし、高速高精度な位置合わせを行う。 【解決手段】 原版を原版走査方向に移動する原版ステ
ージと、基板を基板走査方向に移動する基板ステージ
と、走査露光のために前記原版ステージと前記基板ステ
ージを各走査方向に沿って同期制御しながら移動する
際、前記原版走査方向におけるヨーイングが生じないよ
うに前記原版ステージを制御し、前記基板走査方向にお
けるヨーイングが生じないように前記基板ステージを制
御する制御手段を有する走査型露光装置によって、走査
方向に関して各ステージを同期制御しながら、ヨーイン
グ方向の制御を独立で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスク等の原版と
ウエハ等の基板を相対的に移動させながら露光動作を行
う走査露光装置やこれを用いたデバイス製造方法に関す
る。また、２つのステージの相対的な位置決めを行うた
めのステージ制御装置に関する。
ウエハ等の基板を相対的に移動させながら露光動作を行
う走査露光装置やこれを用いたデバイス製造方法に関す
る。また、２つのステージの相対的な位置決めを行うた
めのステージ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、露光装置としては、ウエハ等の基
板をステップ移動させながら基板上の複数の露光領域に
マスクパターンを投影光学系を介して順次露光するステ
ッパや、投影光学系に対して相対的にマスクと基板をス
リット状の露光光によって走査することによりマスクパ
ターンを基板上に走査露光する走査型の露光装置等が知
られている。このうち、近年、より高精度で微細なパタ
ーンの露光が行えるように、前記ステップ移動と走査露
光を繰り返すことにより、基板上の複数の露光領域に高
精度で微細なパターンを露光転写するステップアンドス
キャン型の走査型露光装置が注目されている。
板をステップ移動させながら基板上の複数の露光領域に
マスクパターンを投影光学系を介して順次露光するステ
ッパや、投影光学系に対して相対的にマスクと基板をス
リット状の露光光によって走査することによりマスクパ
ターンを基板上に走査露光する走査型の露光装置等が知
られている。このうち、近年、より高精度で微細なパタ
ーンの露光が行えるように、前記ステップ移動と走査露
光を繰り返すことにより、基板上の複数の露光領域に高
精度で微細なパターンを露光転写するステップアンドス
キャン型の走査型露光装置が注目されている。
【０００３】走査型露光装置では、スリットにより照明
エリアを制限して投影光学系の比較的光軸に近い部分の
みを利用し、また投影光学系の倍率と、マスクと基板の
相対走査倍率を独立に制御可能なため、より高精度で微
細なパターンの露光が可能となっている。走査露光に際
しては、マスクを搭載したマスクステージや、ウエハ等
の基板を搭載したウエハステージを走査方向と走査方向
に直交する方向ならびに回転方向に対して、精密に制御
しながら高速に移動させるためにレーザ干渉計を用いて
これらのステージの位置と角度を計測している。
エリアを制限して投影光学系の比較的光軸に近い部分の
みを利用し、また投影光学系の倍率と、マスクと基板の
相対走査倍率を独立に制御可能なため、より高精度で微
細なパターンの露光が可能となっている。走査露光に際
しては、マスクを搭載したマスクステージや、ウエハ等
の基板を搭載したウエハステージを走査方向と走査方向
に直交する方向ならびに回転方向に対して、精密に制御
しながら高速に移動させるためにレーザ干渉計を用いて
これらのステージの位置と角度を計測している。
【０００４】図６にこれらのステージの制御系の構成例
を示す。
を示す。
【０００５】メインコントローラ６２からウエハステー
ジ７０とマスクステージ７１にそれぞれ駆動指令が出る
と、それぞれのステージの目標指令値発生手段６３、６
４から駆動指令が出力され、演算手段６５、６７によ
り、各軸の駆動指令となり、各軸の制御手段６８、６９
を経て、制御対象であるウエハステージ７０とマスクス
テージ７１を駆動する。ウエハステージ７０とマスクス
テージ７１は、それぞれレーザ干渉計などの位置センサ
により現在位置をモニタされており、演算手段へフィー
ドバックされている。そして、ウエハステージの目標位
置からの偏差は、位置補償、ゲイン、フィルタで構成さ
れる制御要素６６を介してマスクステージの演算手段に
加算され、ウエハステージをマスタに、マスクステージ
をスレーブとした、マスタースレーブ同期制御を行って
いる。制御対象の軸は、走査方向とそれに直交する方向
の並進方向と、ヨーイング方向等の回転方向となってい
る。
ジ７０とマスクステージ７１にそれぞれ駆動指令が出る
と、それぞれのステージの目標指令値発生手段６３、６
４から駆動指令が出力され、演算手段６５、６７によ
り、各軸の駆動指令となり、各軸の制御手段６８、６９
を経て、制御対象であるウエハステージ７０とマスクス
テージ７１を駆動する。ウエハステージ７０とマスクス
テージ７１は、それぞれレーザ干渉計などの位置センサ
により現在位置をモニタされており、演算手段へフィー
ドバックされている。そして、ウエハステージの目標位
置からの偏差は、位置補償、ゲイン、フィルタで構成さ
れる制御要素６６を介してマスクステージの演算手段に
加算され、ウエハステージをマスタに、マスクステージ
をスレーブとした、マスタースレーブ同期制御を行って
いる。制御対象の軸は、走査方向とそれに直交する方向
の並進方向と、ヨーイング方向等の回転方向となってい
る。
【０００６】マスタースレーブ同期制御の利点として、
投影光学系が縮小系の場合に駆動分解能が小さくとれる
ことが挙げられる。
投影光学系が縮小系の場合に駆動分解能が小さくとれる
ことが挙げられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、マスクステージとウエハステージの相対位置につい
て、並進方向と回転方向の両方を同期制御するため、制
御演算量が増加し、そのために演算時間の増加に伴い、
制御サイクルが延びてしまい、制御特性を劣化させると
いう欠点があった。特に回転方向の誤差の制御は、他成
分を発生させずに駆動制御し、角度を位置指令に換算し
なければならず、並進方向に比べて計算が複雑なため、
演算量が増大していた。しかし、回転方向に関しては相
対的な誤差量に対して誤差の縮小が期待できないため、
上述した並進方向の場合のように駆動分解能を小さくで
きない。そのため、何の利点もなくウエハステージの回
転方向の偏差分がマスクステージの移動量に加算される
ため、演算量だけが大きくなっていた。その上、スレー
ブ側であるマスクステージの回転移動量が大きくなるた
め、ステージの位置決めに時間がかかり高速性能に限界
が生じていた。
は、マスクステージとウエハステージの相対位置につい
て、並進方向と回転方向の両方を同期制御するため、制
御演算量が増加し、そのために演算時間の増加に伴い、
制御サイクルが延びてしまい、制御特性を劣化させると
いう欠点があった。特に回転方向の誤差の制御は、他成
分を発生させずに駆動制御し、角度を位置指令に換算し
なければならず、並進方向に比べて計算が複雑なため、
演算量が増大していた。しかし、回転方向に関しては相
対的な誤差量に対して誤差の縮小が期待できないため、
上述した並進方向の場合のように駆動分解能を小さくで
きない。そのため、何の利点もなくウエハステージの回
転方向の偏差分がマスクステージの移動量に加算される
ため、演算量だけが大きくなっていた。その上、スレー
ブ側であるマスクステージの回転移動量が大きくなるた
め、ステージの位置決めに時間がかかり高速性能に限界
が生じていた。
【０００８】また、マスタースレーブ同期制御によって
各ステージの回転方向の相対位置を制御しているため、
マスクやウエハが走査方向に対して回転方向にずれたま
ま走査露光されてしまう恐れがあった。そのため、マス
クに形成されたパターンが正確にウエハに縮小露光され
ず、斜めにずれて転写されるという欠点があった。
各ステージの回転方向の相対位置を制御しているため、
マスクやウエハが走査方向に対して回転方向にずれたま
ま走査露光されてしまう恐れがあった。そのため、マス
クに形成されたパターンが正確にウエハに縮小露光され
ず、斜めにずれて転写されるという欠点があった。
【０００９】本発明の目的は、このような課題を解決
し、高速高精度な走査型露光装置を提供することにあ
る。
し、高速高精度な走査型露光装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明の走査型露光装置は、原版を原版走査方向に移動す
る原版ステージと、基板を基板走査方向に移動する基板
ステージと、走査露光のために前記原版ステージと前記
基板ステージを走査方向に沿って同期制御しながら移動
する際、前記原版走査方向におけるヨーイングが生じな
いように前記原版ステージを制御し、前記基板走査方向
におけるヨーイングが生じないように前記基板ステージ
を制御する制御手段を有することを特徴とする。
発明の走査型露光装置は、原版を原版走査方向に移動す
る原版ステージと、基板を基板走査方向に移動する基板
ステージと、走査露光のために前記原版ステージと前記
基板ステージを走査方向に沿って同期制御しながら移動
する際、前記原版走査方向におけるヨーイングが生じな
いように前記原版ステージを制御し、前記基板走査方向
におけるヨーイングが生じないように前記基板ステージ
を制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の別の走査露光装置は、原版
を原版走査方向に移動する原版ステージと、基板を基板
走査方向に移動する基板ステージと、走査露光のために
前記原版ステージと前記基板ステージを走査方向に沿っ
て同期制御しながら移動する際、前記原版ステージと前
記基板ステージのそれぞれの回転誤差成分の補正を各ス
テージごとに個別に制御する制御手段を有することを特
徴とする。
を原版走査方向に移動する原版ステージと、基板を基板
走査方向に移動する基板ステージと、走査露光のために
前記原版ステージと前記基板ステージを走査方向に沿っ
て同期制御しながら移動する際、前記原版ステージと前
記基板ステージのそれぞれの回転誤差成分の補正を各ス
テージごとに個別に制御する制御手段を有することを特
徴とする。
【００１２】また、前記回転誤差成分はヨーイング、ピ
ッチング、ローリングの少なくとも一つであるが望まし
い。
ッチング、ローリングの少なくとも一つであるが望まし
い。
【００１３】また、本発明の別の走査露光装置は、パタ
ーンを形成した原版を保持して並進方向と回転方向に該
原版を移動させる原版ステージと、基板を保持して並進
方向と回転方向に該基板を移動させる基板ステージと、
該原版と該基板とを相対的に位置合わせするため該原版
ステージおよび基板ステージの移動を制御する制御手段
とを備え、該制御手段は、該並進方向の移動制御に関し
てはそれぞれのステージを同期制御し、該回転方向の移
動制御に関してはそれぞれのステージを独立して制御す
ることを特徴とする。
ーンを形成した原版を保持して並進方向と回転方向に該
原版を移動させる原版ステージと、基板を保持して並進
方向と回転方向に該基板を移動させる基板ステージと、
該原版と該基板とを相対的に位置合わせするため該原版
ステージおよび基板ステージの移動を制御する制御手段
とを備え、該制御手段は、該並進方向の移動制御に関し
てはそれぞれのステージを同期制御し、該回転方向の移
動制御に関してはそれぞれのステージを独立して制御す
ることを特徴とする。
【００１４】前記回転方向は、少なくとも露光光軸とほ
ぼ平行な方向を軸とする回転方向を含むことが望まし
い。
ぼ平行な方向を軸とする回転方向を含むことが望まし
い。
【００１５】また、前記制御手段は、少なくとも露光光
軸とほぼ平行な方向を軸とする回転方向の移動制御に関
し、各ステージの回転方向の目標値を独立に設定して制
御することが望ましい。
軸とほぼ平行な方向を軸とする回転方向の移動制御に関
し、各ステージの回転方向の目標値を独立に設定して制
御することが望ましい。
【００１６】前記並進方向は、少なくとも露光光軸とほ
ぼ垂直な走査方向を含むことが望ましい。
ぼ垂直な走査方向を含むことが望ましい。
【００１７】また、前記走査方向における前記ステージ
の同期制御は、マスタースレーブ同期制御であることが
望ましく、前記マスタースレーブ同期制御は、前記基板
ステージの走査方向における目標値からの偏差量に応じ
て、前記原版ステージの移動制御を行うことが好まし
い。
の同期制御は、マスタースレーブ同期制御であることが
望ましく、前記マスタースレーブ同期制御は、前記基板
ステージの走査方向における目標値からの偏差量に応じ
て、前記原版ステージの移動制御を行うことが好まし
い。
【００１８】また、前記原版のパターンを前記基板に縮
小露光するための投影光学系を有することが望ましい。
小露光するための投影光学系を有することが望ましい。
【００１９】また、前記原版ステージおよび基板ステー
ジの並進方向および回転方向を計測する計測手段を備え
ることが望ましく、前記計測手段は、レーザ干渉計であ
ることが好ましい。
ジの並進方向および回転方向を計測する計測手段を備え
ることが望ましく、前記計測手段は、レーザ干渉計であ
ることが好ましい。
【００２０】また、本発明のデバイス製造方法は、上記
の走査型露光装置を用意する工程と、前記原版のパター
ンを前記基板に転写する工程を有することを特徴とす
る。また、基板にレジストを塗布する工程と、露光され
た原版を現像する工程とを更に有することが好ましい。
の走査型露光装置を用意する工程と、前記原版のパター
ンを前記基板に転写する工程を有することを特徴とす
る。また、基板にレジストを塗布する工程と、露光され
た原版を現像する工程とを更に有することが好ましい。
【００２１】また、本発明のステージ制御装置は、並進
方向と回転方向に移動可能な第１ステージと、並進方向
と回転方向に移動可能な第２ステージとを停止中または
移動中に相対的に位置決めするステージ制御装置であっ
て、該第１および第２ステージの並進方向の移動制御に
関しては同期制御を行い、該第１および第２ステージの
回転方向の移動制御に関してはそれぞれのステージを独
立して制御することを特徴とする。
方向と回転方向に移動可能な第１ステージと、並進方向
と回転方向に移動可能な第２ステージとを停止中または
移動中に相対的に位置決めするステージ制御装置であっ
て、該第１および第２ステージの並進方向の移動制御に
関しては同期制御を行い、該第１および第２ステージの
回転方向の移動制御に関してはそれぞれのステージを独
立して制御することを特徴とする。
【００２２】なお、本願発明において、ヨーイング、ピ
ッチング、ローリングが生じないとは、全く生じていな
い場合を含むのは当然であるが、走査露光によって原版
パターンが所望の許容される精度で基板に転写される程
度のヨーイング、ピッチング、ローリング誤差が生じて
いる状態をも含むものである。
ッチング、ローリングが生じないとは、全く生じていな
い場合を含むのは当然であるが、走査露光によって原版
パターンが所望の許容される精度で基板に転写される程
度のヨーイング、ピッチング、ローリング誤差が生じて
いる状態をも含むものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】＜実施形態１＞図１は本発明の走
査型露光装置を説明するための概略図である。
査型露光装置を説明するための概略図である。
【００２４】同図において、１は光源である水銀灯やエ
キシマレーザー等の光源からの露光光をスリット状光束
にしてマスク３を照明する照明光学系である。コリメー
タレンズ２によって回路パターンが形成されたマスク３
に照射されたスリット光は、投影光学系４によってウエ
ハ５上に縮小投影される。スリット光は、投影光学系４
の光軸を中心に形成されている。
キシマレーザー等の光源からの露光光をスリット状光束
にしてマスク３を照明する照明光学系である。コリメー
タレンズ２によって回路パターンが形成されたマスク３
に照射されたスリット光は、投影光学系４によってウエ
ハ５上に縮小投影される。スリット光は、投影光学系４
の光軸を中心に形成されている。
【００２５】マスク３はマスクステージ６上に搭載さ
れ、真空吸着によって保持されている。マスクステージ
６上には反射部材となる反射鏡７が搭載され、これとマ
スク位置計測用のレーザーヘッド８およびマスク位置計
測用のレーザ干渉計９によってマスクステージ６の位置
計測を行っている。
れ、真空吸着によって保持されている。マスクステージ
６上には反射部材となる反射鏡７が搭載され、これとマ
スク位置計測用のレーザーヘッド８およびマスク位置計
測用のレーザ干渉計９によってマスクステージ６の位置
計測を行っている。
【００２６】ウエハ５は不図示のウエハチャックに真空
吸着され、ウエハステージ１０に搭載されている。ウエ
ハステージ上には反射部材となるバーミラー１１が載置
されており、これとウエハ位置計測用のレーザーヘッド
１２およびウエハ位置計測用のレーザー干渉計１３によ
ってウエハステージ１０の位置計測が行われている。
吸着され、ウエハステージ１０に搭載されている。ウエ
ハステージ上には反射部材となるバーミラー１１が載置
されており、これとウエハ位置計測用のレーザーヘッド
１２およびウエハ位置計測用のレーザー干渉計１３によ
ってウエハステージ１０の位置計測が行われている。
【００２７】ウエハステージ１０はＸ、Ｙ、Ｚ、ωX、
ωY、ωZ６軸自由度を持っている。このうち投影光学系
４の光軸と垂直なＸ、Ｙ方向に関しては、ステップ動作
と走査露光のためにウエハ全面を移動可能なストローク
を有している。また、ウエハステージ１０の投影光学系
４の光軸と平行なＺ方向のストロークは、ウエハの露光
領域を投影光学系の焦点面に一致させるために必要なス
トロークと、ウエハを受け渡すのに必要なストロークを
有している。また、Ｘ軸回りとＹ軸回りの回転方向（ω
x、ωy）は、ウエハの露光領域を投影光学系の焦点面に
一致させるための微小ストロークを有し、Ｚ軸回りの回
転方向（ωz）は、ウエハの外周基準（オリエンテーシ
ョンフラットまたはノッチ）に位置あわせする搬送系の
精度をカバーするだけのストロークを有する。
ωY、ωZ６軸自由度を持っている。このうち投影光学系
４の光軸と垂直なＸ、Ｙ方向に関しては、ステップ動作
と走査露光のためにウエハ全面を移動可能なストローク
を有している。また、ウエハステージ１０の投影光学系
４の光軸と平行なＺ方向のストロークは、ウエハの露光
領域を投影光学系の焦点面に一致させるために必要なス
トロークと、ウエハを受け渡すのに必要なストロークを
有している。また、Ｘ軸回りとＹ軸回りの回転方向（ω
x、ωy）は、ウエハの露光領域を投影光学系の焦点面に
一致させるための微小ストロークを有し、Ｚ軸回りの回
転方向（ωz）は、ウエハの外周基準（オリエンテーシ
ョンフラットまたはノッチ）に位置あわせする搬送系の
精度をカバーするだけのストロークを有する。
【００２８】マスク３とウエハ５の相対位置を検出する
ための不図示のアライメント検出系がマスク３の上部に
配置されている。相対位置検出後、マスク位置計測レー
ザ干渉計９とウエハ位置計測レーザ干渉計１３により位
置の同期をとって走査露光を行う。マスクとウエハの走
査速度の比は投影光学系の縮小倍率比によって決定され
る。
ための不図示のアライメント検出系がマスク３の上部に
配置されている。相対位置検出後、マスク位置計測レー
ザ干渉計９とウエハ位置計測レーザ干渉計１３により位
置の同期をとって走査露光を行う。マスクとウエハの走
査速度の比は投影光学系の縮小倍率比によって決定され
る。
【００２９】マスクステージ６は３ヶ所に設けられてい
る静圧パッド１４（図１では１つのみ図示）を介してマ
スクステージガイド１５上を移動可能に構成されてい
る。マスク位置計測レーザヘッド８、マスク位置計測レ
ーザ干渉計９およびマスクステージガイド１５は、構造
体１６上に載置され、全体は除振台１７上に搭載された
本体１８により支持されている。さらに、マスクステー
ジ６のＸ方向に沿った両側には、Ｙ方向と平行な走査方
向のストローク全域に対して可動なリニアモータ（不図
示）が配置されている。両側のリニアモータのＹ方向の
駆動量に差分を設けることで、回転方向（走査方向に対
してヨーイング方向）ωZの駆動を行うことが可能であ
る。また、このリニアモータは、走査方向（Ｙ方向）と
直交する水平方向（Ｘ方向）にも微小移動が可能であ
り、マスクステージ６も走査方向（Ｙ方向）と直交する
水平方向（Ｘ方向）に移動可能なように支持され、リニ
アモータの可動子（不図示）とともに移動可能である。
そのため、投影光学系の光軸を回転中心とする回転量
（ωz）を制御することができる。さらに、マスクステ
ージ６の３つの静圧パッド１４には、直列に圧電素子が
配置されており、圧電素子の変位をそれぞれ制御するこ
とで、Ｚ方向の並進方向およびＸ軸回りとＹ軸回りの回
転方向（ωx、ωy）にマスクステージを位置決めでき
る。このため、マスクステージ６も６自由度を有してい
る。
る静圧パッド１４（図１では１つのみ図示）を介してマ
スクステージガイド１５上を移動可能に構成されてい
る。マスク位置計測レーザヘッド８、マスク位置計測レ
ーザ干渉計９およびマスクステージガイド１５は、構造
体１６上に載置され、全体は除振台１７上に搭載された
本体１８により支持されている。さらに、マスクステー
ジ６のＸ方向に沿った両側には、Ｙ方向と平行な走査方
向のストローク全域に対して可動なリニアモータ（不図
示）が配置されている。両側のリニアモータのＹ方向の
駆動量に差分を設けることで、回転方向（走査方向に対
してヨーイング方向）ωZの駆動を行うことが可能であ
る。また、このリニアモータは、走査方向（Ｙ方向）と
直交する水平方向（Ｘ方向）にも微小移動が可能であ
り、マスクステージ６も走査方向（Ｙ方向）と直交する
水平方向（Ｘ方向）に移動可能なように支持され、リニ
アモータの可動子（不図示）とともに移動可能である。
そのため、投影光学系の光軸を回転中心とする回転量
（ωz）を制御することができる。さらに、マスクステ
ージ６の３つの静圧パッド１４には、直列に圧電素子が
配置されており、圧電素子の変位をそれぞれ制御するこ
とで、Ｚ方向の並進方向およびＸ軸回りとＹ軸回りの回
転方向（ωx、ωy）にマスクステージを位置決めでき
る。このため、マスクステージ６も６自由度を有してい
る。
【００３０】図２はマスクステージ６とウエハステージ
１０のレーザ干渉計の配置を模式的に示したものであ
る。
１０のレーザ干渉計の配置を模式的に示したものであ
る。
【００３１】マスク３はマスクステージ６や反射鏡７を
一体的に表したマスクステージ装置４８に搭載されてお
り、同様にウエハ５はウエハステージ１０、ウエハチャ
ック（不図示）、及びバーミラー１１を一体的に表した
ウエハステージ装置４９に搭載されている。同図におい
て、Ｙ方向が走査方向に相当している。
一体的に表したマスクステージ装置４８に搭載されてお
り、同様にウエハ５はウエハステージ１０、ウエハチャ
ック（不図示）、及びバーミラー１１を一体的に表した
ウエハステージ装置４９に搭載されている。同図におい
て、Ｙ方向が走査方向に相当している。
【００３２】ここで、図中の１９、２１、２３、２８、
３１、３５、３７、４１、４２はレーザ光を分割する光
学部材であり、２０、２２、２４、２９、３２、３６、
３８、４３、４６はレーザ光の進行方向を変えるための
光学部材である。また、２５、２６、２７、３０、３
３、３４、３９、４０、４４、４５、４７は位置情報を
計測するための干渉計である。
３１、３５、３７、４１、４２はレーザ光を分割する光
学部材であり、２０、２２、２４、２９、３２、３６、
３８、４３、４６はレーザ光の進行方向を変えるための
光学部材である。また、２５、２６、２７、３０、３
３、３４、３９、４０、４４、４５、４７は位置情報を
計測するための干渉計である。
【００３３】マスクステージ装置４８には、投影光学系
の光軸方向である鉛直（Ｚ）方向以外の位置情報をレー
ザ干渉計で計測できるように、干渉計３９、４０、４
４、４５、４７の５個が配置されている。干渉計３９が
Ｘ軸方向、干渉計４４がＹ軸方向におけるマスクステー
ジ装置４８の位置情報を検出している。Ｘ軸回りの回転
（ωx）情報は、干渉計４４と干渉計４５のそれぞれの
計測値（Ｙ方向）の差分と、干渉計４４と干渉計４５の
Ｚ方向のスパンから算出される。Ｙ軸回りの回転
（ωy）情報は、干渉計３９と干渉計４０のそれぞれの
計測値（Ｘ方向）の差分と、干渉計３９と干渉計４０の
それぞれの計測用レーザー光軸のＺ方向のスパンから算
出される。Ｚ軸回りの回転（ωz）情報は、干渉計４４
と干渉計４７のそれぞれの計測値（Ｙ方向）の差分と、
干渉計４４と干渉計４７のそれぞれの計測用レーザー光
軸のＸ方向のスパンから算出される。
の光軸方向である鉛直（Ｚ）方向以外の位置情報をレー
ザ干渉計で計測できるように、干渉計３９、４０、４
４、４５、４７の５個が配置されている。干渉計３９が
Ｘ軸方向、干渉計４４がＹ軸方向におけるマスクステー
ジ装置４８の位置情報を検出している。Ｘ軸回りの回転
（ωx）情報は、干渉計４４と干渉計４５のそれぞれの
計測値（Ｙ方向）の差分と、干渉計４４と干渉計４５の
Ｚ方向のスパンから算出される。Ｙ軸回りの回転
（ωy）情報は、干渉計３９と干渉計４０のそれぞれの
計測値（Ｘ方向）の差分と、干渉計３９と干渉計４０の
それぞれの計測用レーザー光軸のＺ方向のスパンから算
出される。Ｚ軸回りの回転（ωz）情報は、干渉計４４
と干渉計４７のそれぞれの計測値（Ｙ方向）の差分と、
干渉計４４と干渉計４７のそれぞれの計測用レーザー光
軸のＸ方向のスパンから算出される。
【００３４】同様に、ウエハステージ装置４９には、干
渉計２５、２６、２７、３０、３３、３４の６個が配置
されている。Ｘ軸回りの回転（ωx）情報は、干渉計３
３と干渉計３４のそれぞれの計測値（Ｙ方向）の差分
と、干渉計３３と干渉計３４のそれぞれの計測用レーザ
ー光軸のＺ方向のスパンから算出される。Ｙ軸回りの回
転（ωy）情報は、干渉計２５と干渉計２７のそれぞれ
の計測値（Ｘ方向）の差分と、干渉計２５と干渉計２７
のそれぞれの計測用レーザー光軸のＺ方向のスパンから
算出される。Ｚ軸回りの回転（ωz）情報は、干渉計２
５と干渉計２６のそれぞれの計測値（Ｘ方向）の差分と
それぞれの計測用レーザー光軸のＹ方向のスパンから算
出される回転情報（ωz1）と、干渉計３３と干渉計３０
のそれぞれの計測値（Ｙ方向）の差分とそれぞれの計測
用レーザー光軸のＸ方向のスパンから算出される回転情
報（ωz2）とがある。このうち、走査露光時にはウエハ
ステージ装置の回転情報として（ωz2）を計測し、グロ
ーバルアライメント動作時にはウエハステージ装置の回
転情報として（ωz1）を計測する、というように、ウエ
ハステージ装置のＺ軸回り（ωz）の制御に用いる回転
情報を使い分け、ウエハステージ装置４９のミラー平面
度の影響を低減でき、高精度な測定が行える。また、Ｚ
軸回りの回転に関して、露光領域の中心である光軸回り
の回転量を基準とする場合は、さらにＸ方向およびＹ方
向のステージの位置情報も回転量の算出に用いる必要が
ある。
渉計２５、２６、２７、３０、３３、３４の６個が配置
されている。Ｘ軸回りの回転（ωx）情報は、干渉計３
３と干渉計３４のそれぞれの計測値（Ｙ方向）の差分
と、干渉計３３と干渉計３４のそれぞれの計測用レーザ
ー光軸のＺ方向のスパンから算出される。Ｙ軸回りの回
転（ωy）情報は、干渉計２５と干渉計２７のそれぞれ
の計測値（Ｘ方向）の差分と、干渉計２５と干渉計２７
のそれぞれの計測用レーザー光軸のＺ方向のスパンから
算出される。Ｚ軸回りの回転（ωz）情報は、干渉計２
５と干渉計２６のそれぞれの計測値（Ｘ方向）の差分と
それぞれの計測用レーザー光軸のＹ方向のスパンから算
出される回転情報（ωz1）と、干渉計３３と干渉計３０
のそれぞれの計測値（Ｙ方向）の差分とそれぞれの計測
用レーザー光軸のＸ方向のスパンから算出される回転情
報（ωz2）とがある。このうち、走査露光時にはウエハ
ステージ装置の回転情報として（ωz2）を計測し、グロ
ーバルアライメント動作時にはウエハステージ装置の回
転情報として（ωz1）を計測する、というように、ウエ
ハステージ装置のＺ軸回り（ωz）の制御に用いる回転
情報を使い分け、ウエハステージ装置４９のミラー平面
度の影響を低減でき、高精度な測定が行える。また、Ｚ
軸回りの回転に関して、露光領域の中心である光軸回り
の回転量を基準とする場合は、さらにＸ方向およびＹ方
向のステージの位置情報も回転量の算出に用いる必要が
ある。
【００３５】次に、図３に本発明の特徴をあらわすマス
クステージならびにウエハステージの制御系を示す。
クステージならびにウエハステージの制御系を示す。
【００３６】メインコントローラ５０は、ウエハ側およ
びマスク側のそれぞれの目標指令値発生手段５１、５２
に駆動指令を与える。目標指令値発生手段からの目標値
が、それぞれの演算手段５３、５５に入力される。
びマスク側のそれぞれの目標指令値発生手段５１、５２
に駆動指令を与える。目標指令値発生手段からの目標値
が、それぞれの演算手段５３、５５に入力される。
【００３７】ウエハ側の演算手段５３は、制御手段５７
に対して並進方向である走査方向（Ｙ方向）と走査方向
と直交する方向（Ｘ方向）に関する駆動指令値（Ｗ
ＤX、ＷＤY）を与え、制御手段５６に対して回転方向で
あるヨーイング（ωz）、ピッチング（ωx）およびロー
リング（ωy）に関する駆動指令値（ＷＤωz、ＷＤ
ωz、ＷＤωz）を与える。制御手段５６、５７は制御対
象であるウエハステージ６０を指令値に従って駆動す
る。前述したレーザ干渉計によってウエハステージ６０
の位置や姿勢を計測し、干渉計によって得られた位置・
回転情報または干渉計の計測信号（ＷＦX、ＷＦY、ＷＦ
ωz、ＷＦωz、ＷＦωz）が演算手段５３にフィードバ
ックされる。演算手段５３は、目標指令値発生手段５１
からの目標指令値とフィードバック信号との偏差に基づ
いて偏差信号（ＷＤX、ＷＤY、ＷＤωz、ＷＤωz、ＷＤ
ωz）を制御手段５６、５７に出力する。演算手段５３
は、並進方向の偏差信号（ＷＤX、ＷＤY）を後述する制
御要素５４にも出力している。
に対して並進方向である走査方向（Ｙ方向）と走査方向
と直交する方向（Ｘ方向）に関する駆動指令値（Ｗ
ＤX、ＷＤY）を与え、制御手段５６に対して回転方向で
あるヨーイング（ωz）、ピッチング（ωx）およびロー
リング（ωy）に関する駆動指令値（ＷＤωz、ＷＤ
ωz、ＷＤωz）を与える。制御手段５６、５７は制御対
象であるウエハステージ６０を指令値に従って駆動す
る。前述したレーザ干渉計によってウエハステージ６０
の位置や姿勢を計測し、干渉計によって得られた位置・
回転情報または干渉計の計測信号（ＷＦX、ＷＦY、ＷＦ
ωz、ＷＦωz、ＷＦωz）が演算手段５３にフィードバ
ックされる。演算手段５３は、目標指令値発生手段５１
からの目標指令値とフィードバック信号との偏差に基づ
いて偏差信号（ＷＤX、ＷＤY、ＷＤωz、ＷＤωz、ＷＤ
ωz）を制御手段５６、５７に出力する。演算手段５３
は、並進方向の偏差信号（ＷＤX、ＷＤY）を後述する制
御要素５４にも出力している。
【００３８】マスク側の演算手段５５は、制御手段５８
に対して並進方向である走査方向（Ｙ方向）と走査方向
と直交する方向（Ｘ方向）に関する駆動指令値（Ｒ
ＤX、ＲＤY）を与え、制御手段５９に対して回転方向で
あるヨーイング（ωz）、ピッチング（ωx）およびロー
リング（ωy）に関する駆動指令値（ＲＤωz、ＲＤ
ωz、ＲＤωz）を与える。制御手段５８は演算手段から
の指令値と後述する制御要素からの補償値（ＷＣX、Ｗ
ＣY）に基づいて制御対象であるマスクステージ６１を
並進方向に駆動し、制御手段５９は制御対象であるマス
クステージ６１を回転方向に駆動する。前述したレーザ
干渉計によってマスクステージ６１の位置や姿勢を計測
し、干渉計によって得られた位置・回転情報または干渉
計の計測信号（ＲＦX、ＲＦY、ＲＦωz、ＲＦωz、ＲＦ
ωz）が演算手段５５にフィードバックされる。演算手
段５５は、目標指令値発生手段５２からの目標指令値と
フィードバック信号との偏差に基づいて偏差信号（ＲＤ
X、ＲＤY、ＲＤωz、ＲＤωz、ＲＤωz）を制御手段５
８、５９に出力する。
に対して並進方向である走査方向（Ｙ方向）と走査方向
と直交する方向（Ｘ方向）に関する駆動指令値（Ｒ
ＤX、ＲＤY）を与え、制御手段５９に対して回転方向で
あるヨーイング（ωz）、ピッチング（ωx）およびロー
リング（ωy）に関する駆動指令値（ＲＤωz、ＲＤ
ωz、ＲＤωz）を与える。制御手段５８は演算手段から
の指令値と後述する制御要素からの補償値（ＷＣX、Ｗ
ＣY）に基づいて制御対象であるマスクステージ６１を
並進方向に駆動し、制御手段５９は制御対象であるマス
クステージ６１を回転方向に駆動する。前述したレーザ
干渉計によってマスクステージ６１の位置や姿勢を計測
し、干渉計によって得られた位置・回転情報または干渉
計の計測信号（ＲＦX、ＲＦY、ＲＦωz、ＲＦωz、ＲＦ
ωz）が演算手段５５にフィードバックされる。演算手
段５５は、目標指令値発生手段５２からの目標指令値と
フィードバック信号との偏差に基づいて偏差信号（ＲＤ
X、ＲＤY、ＲＤωz、ＲＤωz、ＲＤωz）を制御手段５
８、５９に出力する。
【００３９】制御要素５４には、ウエハ側の並進方向
（Ｘ、Ｙ）に関する偏差信号が入力される。制御要素５
４は、位相補償、ゲイン、フィルタ等で構成されてお
り、ウエハステージの並進方向の位置決め誤差信号（Ｗ
ＤX、ＷＤY）に応じて、マスクステージを駆動するため
に必要な補償信号（ＷＣX、ＷＣY）をマスク側の並進方
向の制御手段５８に出力する。補償信号（ＷＣX、Ｗ
ＣY）は、制御要素５４に備えられたフィルタによっ
て、マスクステージを振動させる特性を持った特定の周
波数帯域の成分が除去されている。制御手段５８は、前
述した通り、演算手段からの指令値と制御要素からの補
償値を加算して、制御対象であるマスクステージの並進
方向（Ｘ、Ｙ）の駆動制御を行う。
（Ｘ、Ｙ）に関する偏差信号が入力される。制御要素５
４は、位相補償、ゲイン、フィルタ等で構成されてお
り、ウエハステージの並進方向の位置決め誤差信号（Ｗ
ＤX、ＷＤY）に応じて、マスクステージを駆動するため
に必要な補償信号（ＷＣX、ＷＣY）をマスク側の並進方
向の制御手段５８に出力する。補償信号（ＷＣX、Ｗ
ＣY）は、制御要素５４に備えられたフィルタによっ
て、マスクステージを振動させる特性を持った特定の周
波数帯域の成分が除去されている。制御手段５８は、前
述した通り、演算手段からの指令値と制御要素からの補
償値を加算して、制御対象であるマスクステージの並進
方向（Ｘ、Ｙ）の駆動制御を行う。
【００４０】上記の動作によって、並進方向（Ｘ方向と
Ｙ方向）に関してはウエハステージの位置決め誤差に応
じてマスクステージを駆動し、ウエハステージとマスク
ステージの相対的な位置決め誤差の低減を図り、また、
回転方向（ωz方向、ωx方向、ωy方向）に関してはウ
エハステージとマスクステージは独立して駆動制御し、
それぞれのステージが走査方向に対してヨーイング、ピ
ッチング、ローリング等の回転誤差を生じさせないよう
にしている。
Ｙ方向）に関してはウエハステージの位置決め誤差に応
じてマスクステージを駆動し、ウエハステージとマスク
ステージの相対的な位置決め誤差の低減を図り、また、
回転方向（ωz方向、ωx方向、ωy方向）に関してはウ
エハステージとマスクステージは独立して駆動制御し、
それぞれのステージが走査方向に対してヨーイング、ピ
ッチング、ローリング等の回転誤差を生じさせないよう
にしている。
【００４１】ウエハステージおよびマスクステージの駆
動は、駆動パターンとして加速度が台形になるように加
速を行い、一定速度に達した後、ウエハステージとマス
クステージの同期整定のための時間を経て、走査露光が
開始される。
動は、駆動パターンとして加速度が台形になるように加
速を行い、一定速度に達した後、ウエハステージとマス
クステージの同期整定のための時間を経て、走査露光が
開始される。
【００４２】本実施形態で用いられた２つの演算手段、
４つの制御手段および制御要素は、高精度、高速性、同
時性と各種補正動作および安定性が求められるために、
デジタル制御が適用されている。ここで、演算手段５
３、５５において座標演算が行われ、制御手段５６、５
７、５８、５９において各軸の制御演算が行われてい
る。
４つの制御手段および制御要素は、高精度、高速性、同
時性と各種補正動作および安定性が求められるために、
デジタル制御が適用されている。ここで、演算手段５
３、５５において座標演算が行われ、制御手段５６、５
７、５８、５９において各軸の制御演算が行われてい
る。
【００４３】並進方向（Ｘ、Ｙ）に関してはマスタース
レーブ同期制御を行っているため、縮小露光を行う露光
装置の場合、ウエハステージの位置誤差に応じてマスク
ステージを駆動している。このため、ウエハ側の位置誤
差の量より、この誤差に応じたマスクステージの移動量
の方が大きくなる。その結果、並進方向の駆動分解能を
小さくすることができる。また、マスクステージの走査
露光軸以外のストロークが微小なため、構成が簡単とな
り、軽量化が可能で、応答性に優れている。
レーブ同期制御を行っているため、縮小露光を行う露光
装置の場合、ウエハステージの位置誤差に応じてマスク
ステージを駆動している。このため、ウエハ側の位置誤
差の量より、この誤差に応じたマスクステージの移動量
の方が大きくなる。その結果、並進方向の駆動分解能を
小さくすることができる。また、マスクステージの走査
露光軸以外のストロークが微小なため、構成が簡単とな
り、軽量化が可能で、応答性に優れている。
【００４４】回転方向（ωX、ωY、ωZ）の誤差の制御
は、他成分を発生させずに駆動制御し、角度を位置指令
に換算しなければならず、並進方向に比べて計算が複雑
なため、演算量が増大してしまう。従来では、さらにウ
エハステージの回転誤差成分に応じてマスクステージを
駆動していたため、膨大な演算量を処理しなければなら
ないため、制御サイクルが制限され、制御特性を劣化さ
せていた。しかし本実施形態では、回転誤差の制御は同
期制御を行わず、ウエハステージとマスクステージのそ
れぞれを独立で制御しているため、必要な演算量が大幅
に減少し、全体の制御特性を向上させることが可能とな
り、同期制御精度の向上と、走査露光速度の上限アップ
を図ることができる。
は、他成分を発生させずに駆動制御し、角度を位置指令
に換算しなければならず、並進方向に比べて計算が複雑
なため、演算量が増大してしまう。従来では、さらにウ
エハステージの回転誤差成分に応じてマスクステージを
駆動していたため、膨大な演算量を処理しなければなら
ないため、制御サイクルが制限され、制御特性を劣化さ
せていた。しかし本実施形態では、回転誤差の制御は同
期制御を行わず、ウエハステージとマスクステージのそ
れぞれを独立で制御しているため、必要な演算量が大幅
に減少し、全体の制御特性を向上させることが可能とな
り、同期制御精度の向上と、走査露光速度の上限アップ
を図ることができる。
【００４５】また、回転方向に関して、ウエハステージ
とマスクステージの駆動を独立して制御しており、各ス
テージが走査方向に対して回転誤差を補正しているた
め、斜めにずれたまま露光することはなく、高精度な露
光を行うことができる。また、従来のスレーブ側ステー
ジのみ駆動するよりも、各ステージが独立して駆動する
方が回転誤差の分の位置決め時間は早いので、ステージ
装置の高速度化を図ることができる。
とマスクステージの駆動を独立して制御しており、各ス
テージが走査方向に対して回転誤差を補正しているた
め、斜めにずれたまま露光することはなく、高精度な露
光を行うことができる。また、従来のスレーブ側ステー
ジのみ駆動するよりも、各ステージが独立して駆動する
方が回転誤差の分の位置決め時間は早いので、ステージ
装置の高速度化を図ることができる。
【００４６】本発明の本質は並進方向に関しては２つの
ステージを同期制御し、回転方向に関しては２つのステ
ージを独立して制御することである。そのため、本実施
形態では制御要素を介してマスクステージの並進方向の
制御手段に補償信号を加算しているが、これに限るもの
ではない。例えば、ウエハ側の演算手段からの並進方向
の偏差量をマスク側の演算手段に入力し、マスクステー
ジの並進方向の偏差量とウエハ側の並進方向の偏差量と
に基づいて演算を行い、ウエハ側の並進方向の制御手段
に補償量を含んだ信号を出力するようにしても良い。
ステージを同期制御し、回転方向に関しては２つのステ
ージを独立して制御することである。そのため、本実施
形態では制御要素を介してマスクステージの並進方向の
制御手段に補償信号を加算しているが、これに限るもの
ではない。例えば、ウエハ側の演算手段からの並進方向
の偏差量をマスク側の演算手段に入力し、マスクステー
ジの並進方向の偏差量とウエハ側の並進方向の偏差量と
に基づいて演算を行い、ウエハ側の並進方向の制御手段
に補償量を含んだ信号を出力するようにしても良い。
【００４７】なお、本実施形態ではマスクステージを６
軸制御しているが、マスクステージの構成において、マ
スクステージのガイド基準で移動可能とする場合には、
Ｘ軸回りやＹ軸回りの制御・駆動を行わず、Ｘ軸方向・
Ｙ軸方向およびヨーイング方向のみの制御・駆動でも良
い。この場合にも、並進方向はマスタースレーブ同期制
御を行い、ヨーイング方向はマスクステージとウエハス
テージを独立で制御するように構成すれば良い。
軸制御しているが、マスクステージの構成において、マ
スクステージのガイド基準で移動可能とする場合には、
Ｘ軸回りやＹ軸回りの制御・駆動を行わず、Ｘ軸方向・
Ｙ軸方向およびヨーイング方向のみの制御・駆動でも良
い。この場合にも、並進方向はマスタースレーブ同期制
御を行い、ヨーイング方向はマスクステージとウエハス
テージを独立で制御するように構成すれば良い。
【００４８】また、ステージの駆動には非接触で推力を
発生することができるリニアモータのようなものが望ま
しいが、これに限るものではなく、例えばボールネジや
シリンダ等を用いても良く、微小な駆動の場合はピエゾ
素子等の圧電素子を用いても良い。
発生することができるリニアモータのようなものが望ま
しいが、これに限るものではなく、例えばボールネジや
シリンダ等を用いても良く、微小な駆動の場合はピエゾ
素子等の圧電素子を用いても良い。
【００４９】また、本実施形態では、Ｚ方向の制御につ
いては述べていないが、各ステージのＺ方向に対する位
置を計測すれば、同様の制御を行うことができる。
いては述べていないが、各ステージのＺ方向に対する位
置を計測すれば、同様の制御を行うことができる。
【００５０】＜実施形態２＞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４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（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１
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Ｓ７）される。
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４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（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１
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Ｓ７）される。
【００５１】図５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。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。
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。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。
【００５２】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の走査型露光装置
によれば、走査方向に同期制御を行う際に、回転方向の
ずれが生じないように各ステージをそれぞれ制御してい
る。これにより、回転制御のための演算量を大幅に短縮
することができる。また、走査方向に対して回転方向に
ずれたまま露光されることがないため、高精度な露光動
作が期待できる。そのため、高速高精度な位置決めが可
能なので、走査型露光装置の生産性のアップを図ること
ができる。
によれば、走査方向に同期制御を行う際に、回転方向の
ずれが生じないように各ステージをそれぞれ制御してい
る。これにより、回転制御のための演算量を大幅に短縮
することができる。また、走査方向に対して回転方向に
ずれたまま露光されることがないため、高精度な露光動
作が期待できる。そのため、高速高精度な位置決めが可
能なので、走査型露光装置の生産性のアップを図ること
ができる。
【００５３】また、本発明の請求項６記載の走査型露光
装置によれば、並進方向に関しては同期制御を行い、回
転方向に関してはそれぞれのステージを独立して制御し
ている。そのため、回転制御のための演算量を大幅に短
縮することができる。また、回転方向にずれたまま露光
されることがないため、高精度な露光動作が期待でき
る。そのため、高速高精度な位置決めが可能なので、走
査型露光装置の生産性のアップを図ることができる。
装置によれば、並進方向に関しては同期制御を行い、回
転方向に関してはそれぞれのステージを独立して制御し
ている。そのため、回転制御のための演算量を大幅に短
縮することができる。また、回転方向にずれたまま露光
されることがないため、高精度な露光動作が期待でき
る。そのため、高速高精度な位置決めが可能なので、走
査型露光装置の生産性のアップを図ることができる。
【００５４】また、請求項７記載の走査型露光装置によ
れば、ピッチング方向の回転量のずれを減少させること
ができ、高精度な走査型露光装置を提供することができ
る。
れば、ピッチング方向の回転量のずれを減少させること
ができ、高精度な走査型露光装置を提供することができ
る。
【００５５】また、請求項９記載の走査型露光装置によ
れば、回転軸が露光領域の中心であるため、露光領域中
心の回転のずれを生じさせないため、高精度な露光を行
うことができる。
れば、回転軸が露光領域の中心であるため、露光領域中
心の回転のずれを生じさせないため、高精度な露光を行
うことができる。
【００５６】また、請求項１１記載の走査型露光装置に
よれば、走査方向に関するステージの制御にマスタース
レーブ同期制御を行い、高精度な露光を行うことができ
る。
よれば、走査方向に関するステージの制御にマスタース
レーブ同期制御を行い、高精度な露光を行うことができ
る。
【００５７】また、請求項１４記載の走査型露光装置に
よれば、スレーブ側のステージに対して振動を増大させ
るような信号を与えないので、ステージに生じる振動を
減少させることができ、高速高精度な露光を行うことが
できる。
よれば、スレーブ側のステージに対して振動を増大させ
るような信号を与えないので、ステージに生じる振動を
減少させることができ、高速高精度な露光を行うことが
できる。
【００５８】また、請求項１５記載の走査型露光装置に
よれば、走査方向に関して、駆動分解能を小さくするこ
とができる。
よれば、走査方向に関して、駆動分解能を小さくするこ
とができる。
【００５９】また、請求項２３記載の走査型露光装置に
よれば、ステージのヨーイング計測をステージの動作状
況に応じて使い分けているため、計測手段が持つ誤差原
因の影響を軽減させることができる。
よれば、ステージのヨーイング計測をステージの動作状
況に応じて使い分けているため、計測手段が持つ誤差原
因の影響を軽減させることができる。
【００６０】また、請求項２４記載のデバイス製造方法
によれば、高い生産性でデバイスを製造できる。
によれば、高い生産性でデバイスを製造できる。
【００６１】また、請求項２６記載のステージ制御装置
によれば、演算量を減らし、高精度なステージの相対位
置合わせを行うことができる。
によれば、演算量を減らし、高精度なステージの相対位
置合わせを行うことができる。
【図１】第１実施形態の走査型露光装置を説明するため
の概略図
の概略図
【図２】第１実施形態に関するレーザ干渉計の配置の模
式図
式図
【図３】第１実施形態のステージ装置制御図
【図４】デバイス製造のフロー図
【図５】ウエハプロセスのフロー図
【図６】従来の走査型露光装置のステージ装置制御図
１ 照明光学系 ２ コリメータレンズ ３ マスク ４ 投影光学系 ５ ウエハ ６ マスクステージ ７ 反射鏡 ８ マスク位置計測レーザヘッド ９ マスク位置計測レーザ干渉計 １０ ウエハステージ １１ バーミラー １２ ウエハ位置計測レーザヘッド １３ ウエハ位置計測レーザ干渉計 １４ 静圧パッド １５ マスクステージガイド １６ 構造体 １７ 除振台 １８ 本体 ２５、２６、２７、３０、３３、３４ 干渉計 ３９、４０、４４、４５、４７ 干渉計 ４８ マスクステージ装置 ４９ ウエハステージ装置 ５０ メインコントローラ ５１ ウエハ側目標指令値発生手段 ５２ マスク側目標指令値発生手段 ５３ ウエハ側演算手段 ５４ 制御要素 ５５ マスク側演算手段 ５６ ウエハ側回転方向制御手段 ５７ ウエハ側並進方向制御手段 ５８ マスク側並進方向制御手段 ５９ マスク側回転方向制御手段 ６０ ウエハ側制御対象 ６１ マスク側制御対象
Claims (26)
- 【請求項１】 原版を原版走査方向に移動する原版ステ
ージと、基板を基板走査方向に移動する基板ステージ
と、走査露光のために前記原版ステージと前記基板ステ
ージを走査方向に沿って同期制御しながら移動する際、
前記原版走査方向におけるヨーイングが生じないように
前記原版ステージを制御し、前記基板走査方向における
ヨーイングが生じないように前記基板ステージを制御す
る制御手段を有することを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項２】 原版を原版走査方向に移動する原版ステ
ージと、基板を基板走査方向に移動する基板ステージ
と、走査露光のために前記原版ステージと前記基板ステ
ージを走査方向に沿って同期制御しながら移動する際、
前記原版走査方向におけるピッチングが生じないように
前記原版ステージを制御し、前記基板走査方向における
ピッチングが生じないように前記基板ステージを制御す
る制御手段を有することを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項３】 原版を原版走査方向に移動する原版ステ
ージと、基板を基板走査方向に移動する基板ステージ
と、走査露光のために前記原版ステージと前記基板ステ
ージを走査方向に沿って同期制御しながら移動する際、
前記原版走査方向におけるローリングが生じないように
前記原版ステージを制御し、前記基板走査方向における
ローリングが生じないように前記基板ステージを制御す
る制御手段を有することを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項４】 原版を原版走査方向に移動する原版ステ
ージと、基板を基板走査方向に移動する基板ステージ
と、走査露光のために前記原版ステージと前記基板ステ
ージを走査方向に沿って同期制御しながら移動する際、
前記原版ステージと前記基板ステージのそれぞれの回転
誤差成分の補正を各ステージごとに個別に制御する制御
手段を有することを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項５】 前記回転誤差成分はヨーイング、ピッチ
ング、ローリングの少なくとも一つであることを特徴と
する請求項４記載の走査型露光装置。 - 【請求項６】 パターンを形成した原版を保持して並進
方向と回転方向に該原版を移動させる原版ステージと、
基板を保持して並進方向と回転方向に該基板を移動させ
る基板ステージと、該原版と該基板とを相対的に位置合
わせするため該原版ステージおよび基板ステージの移動
を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、該並進方
向の移動制御に関してはそれぞれのステージを同期制御
し、該回転方向の移動制御に関してはそれぞれのステー
ジを独立して制御することを特徴とする走査型露光装
置。 - 【請求項７】 前記回転方向は、少なくとも露光光軸と
ほぼ平行な方向を軸とする回転方向を含むことを特徴と
する請求項６記載の走査型露光装置。 - 【請求項８】 前記制御手段は、少なくとも露光光軸と
ほぼ平行な方向を軸とする回転方向の移動制御に関し、
各ステージの回転方向の目標値を独立に設定して制御す
ることを特徴とする請求項６または７記載の走査型露光
装置。 - 【請求項９】 回転軸が、露光領域の中心であることを
特徴とする請求項７または８記載の走査型露光装置。 - 【請求項１０】 前記並進方向は、少なくとも露光光軸
とほぼ垂直な走査方向を含むことを特徴とする請求項６
〜９いずれか記載の走査型露光装置。 - 【請求項１１】 前記走査方向における前記ステージの
同期制御は、マスタースレーブ同期制御であることを特
徴とする請求項１〜１０いずれか記載の走査型露光装
置。 - 【請求項１２】 前記マスタースレーブ同期制御は、前
記基板ステージの走査方向における目標値からの偏差量
に応じて、前記原版ステージの移動制御を行うことを特
徴とする請求項１１記載の走査型露光装置。 - 【請求項１３】 前記マスタースレーブ同期制御は、前
記基板ステージの走査方向における目標値からの偏差に
基づいて補償量を算出し、前記原版ステージの走査方向
における目標値からの偏差量に該補償量を加算すること
を特徴とする請求項１１記載の走査型露光装置。 - 【請求項１４】 一方のステージの走査方向の目標値か
らの偏差に基づいて誤差信号を算出し、他方のステージ
の振動を増大させる特性を持つ周波数帯域成分を該誤差
信号から除去した補償量を、該他方のステージの移動制
御の際に加算することを特徴とする請求項１１記載の走
査型露光装置。 - 【請求項１５】 前記原版のパターンを前記被露光基板
に縮小露光するための投影光学系を有することを特徴と
する請求項１〜１４いずれか記載の走査型露光装置。 - 【請求項１６】 前記原版ステージと前記基板ステージ
のうち少なくとも一方のステージは、前記走査方向とほ
ぼ垂直な方向に並進移動可能であることを特徴とする請
求項１〜１５いずれか記載の走査型露光装置。 - 【請求項１７】 前記原版ステージおよび基板ステージ
の並進方向および回転方向を計測する計測手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜１６いずれか記載の走査型
露光装置。 - 【請求項１８】 前記計測手段は、前記ステージの少な
くとも走査方向、走査方向と直交する方向、および走査
方向におけるヨーイング方向を計測することを特徴とす
る請求項１〜１７いずれか記載の走査型露光装置。 - 【請求項１９】 前記計測手段は、レーザ干渉計である
ことを特徴とする請求項１７または１８記載の走査型露
光装置。 - 【請求項２０】 前記計測手段は、前記基板ステージの
ヨーイング方向を計測するための複数のヨーイング方向
計測手段を有していることを特徴とする請求項１７〜１
９いずれか記載の走査型露光装置。 - 【請求項２１】 前記複数のヨーイング計測手段は、前
記走査方向における前記基板ステージの２ヶ所の位置を
計測して該基板ステージのヨーイングを計測する第１ヨ
ーイング計測手段と、前記走査方向と直交する方向にお
ける該基板ステージの２ヶ所の位置を計測して該基板ス
テージのヨーイングを計測する第２ヨーイング計測手段
とを有することを特徴とする請求項２０記載の走査型露
光装置。 - 【請求項２２】 前記第１および第２ヨーイング計測手
段は、前記基板ステージの動作状況に応じて使い分ける
ことを特徴とする請求項２１記載の走査型露光装置。 - 【請求項２３】 走査露光時は前記第１ヨーイング計測
手段を用いて前記基板ステージのヨーイングを計測し、
グローバルアライメント時は前記第２ヨーイング計測手
段を用いて前記基板のヨーイングを計測することを特徴
とする請求項２２記載の走査型露光装置。 - 【請求項２４】 請求項１〜２３いずれか記載の走査型
露光装置を用意する工程と、前記原版のパターンを前記
基板に転写する工程を有することを特徴とするデバイス
製造方法。 - 【請求項２５】 基板にレジストを塗布する工程と、露
光された原版を現像する工程とを更に有することを特徴
とする請求項２４記載のデバイス製造方法。 - 【請求項２６】 並進方向と回転方向に移動可能な第１
ステージと、並進方向と回転方向に移動可能な第２ステ
ージとを停止中または移動中に相対的に位置決めするス
テージ制御装置であって、 該第１および第２ステージの並進方向の移動制御に関し
ては同期制御を行い、該第１および第２ステージの回転
方向の移動制御に関してはそれぞれのステージを独立し
て制御することを特徴とするステージ制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10163457A JPH11354417A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 走査型露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法ならびにステージ制御装置 |
| US09/324,647 US6630986B2 (en) | 1998-06-11 | 1999-06-03 | Scanning type exposure apparatus and a device manufacturing method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10163457A JPH11354417A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 走査型露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法ならびにステージ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354417A true JPH11354417A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15774256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10163457A Withdrawn JPH11354417A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 走査型露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法ならびにステージ制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6630986B2 (ja) |
| JP (1) | JPH11354417A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002107136A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Advantest Corp | ステージ装置、測定方法、及び電子ビーム露光装置 |
| CN104820344A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-08-05 | 合肥芯硕半导体有限公司 | 一种精密定位平台Yaw值的测量方法 |
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| US8768643B2 (en) * | 2011-05-10 | 2014-07-01 | Intermolecular, Inc. | Method and apparatus for parallel testing of semiconductor devices |
| JP6331225B2 (ja) * | 2015-08-19 | 2018-05-30 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置、位置制御システム、及びモータ制御方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5699145A (en) * | 1993-07-14 | 1997-12-16 | Nikon Corporation | Scanning type exposure apparatus |
| JP3089150B2 (ja) | 1993-10-19 | 2000-09-18 | キヤノン株式会社 | 位置決めステージ装置 |
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1998
- 1998-06-11 JP JP10163457A patent/JPH11354417A/ja not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-06-03 US US09/324,647 patent/US6630986B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6630986B2 (en) | 2003-10-07 |
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