KR100625625B1 - 기판, 스테이지 장치, 스테이지 구동 방법, 노광 장치 및노광 방법 - Google Patents

기판, 스테이지 장치, 스테이지 구동 방법, 노광 장치 및노광 방법 Download PDF

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Abstract

스테이지 장치(4)는, 정반(3)에 대하여 진동적으로 독립되어 설치된 지지부(8)와, 스테이지 본체(2)의 구동에 따른 반력에 의해 지지부(8) 위를 상기 일 방향으로 이동할 수 있는 반력 스테이지(17)를 구비한다.
이것에 의해, 반력에 의한 진동 복귀 등의 문제를 회피할 수 있기 때문에, 정정 시간이 단축되어 생산성의 향상을 도모할 수 있는 동시에, 지지부의 잔류 진동이 정반에 전달되는 것을 억제할 수 있다.
스테이지, 방진 유니트

Description

기판, 스테이지 장치, 스테이지 구동 방법, 노광 장치 및 노광 방법{SUBSTRATE, STAGE DEVICE, METHOD OF DRIVING STAGE, EXPOSURE SYSTEM AND EXPOSURE METHOD}
본 발명은 유리 기판 또는 웨이퍼 등과 같이 마스크 패턴이 노광되는 기판과, 이 기판을 유지하는 스테이지 본체가 정반(定盤) 위의 평면 내를 이동하는 스테이지 장치와 그 구동 방법, 및 이 스테이지 장치에 유지된 마스크와 기판을 이용하여 노광 처리를 행하는 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것으로서, 특히, 반도체 집적회로 또는 액정표시장치 등의 장치를 제조할 때에, 리소그래피 공정에서 이용하는데 매우 적합한 기판, 스테이지 장치, 스테이지 구동 방법, 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것이다.
종래로부터, 반도체 장치의 제조 공정 중의 하나인 리소그래피 공정에 있어서는, 마스크 또는 레티클(reticle)(이하, 레티클이라고 칭함)에 형성된 회로 패턴을 레지스트(감광제)가 도포된 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등의 기판 위에 전사하는 다양한 노광 장치가 사용되고 있다. 예를 들면, 반도체 장치용의 노광 장치로서는, 최근의 집적회로의 고집적화에 따른 패턴의 최소 선폭(장치 치수(rule))의 미세화에 따라, 레티클의 패턴을 투영 광학계를 이용하여 웨이퍼 위에 축소 전사하는 축소 투영 노광 장치가 주로 사용되고 있다.
이 축소 투영 노광 장치로서는, 레티클의 패턴을 웨이퍼 위의 복수 샷(shot) 영역(노광 영역)에 차례로 전사하는 스텝 앤드 리피트 방식의 정지 노광형 축소 투영 노광 장치(이른바 스텝퍼(stepper)), 또는 이 스텝퍼를 개량한 것으로서, 일본국 특개평8-166043호 공보 등에 개시되는 바와 같은 레티클과 웨이퍼를 1차원 방향으로 동기 이동하여 레티클 패턴을 웨이퍼 위의 각 샷 영역에 전사하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사 노광형 노광 장치(이른바 스캐닝 스텝퍼)가 알려져 있다.
이들 축소 투영 노광 장치에 있어서는, 스테이지 장치로서, 플로어면에 먼저 장치의 기준으로 되는 베이스 플레이트가 설치되고, 그 위에 플로어 진동을 차단하기 위한 방진대를 개재시켜 레티클 스테이지, 웨이퍼 스테이지 및 투영 광학계(투영 렌즈) 등을 지지하는 본체 칼럼(column)이 배치된 것이 다용되고 있다. 최근의 스테이지 장치에서는, 상기 방진대로서, 내압을 제어할 수 있는 에어 마운트, 보이스 코일 모터 등의 액추에이터를 구비하고, 본체 칼럼(메인 프레임)에 부착된, 예를 들어, 6개의 가속도계의 계측값에 의거하여 상기 보이스 코일 모터 등을 제어함으로써 본체 칼럼의 진동을 제어하는 액티브 방진대가 채용되고 있다.
그런데, 상기의 스텝퍼 등에서는, 웨이퍼 위의 일정 샷 영역에 대한 노광 후, 다른 샷 영역에 대하여 차례로 노광을 반복하는 것이기 때문에, 웨이퍼 스테이지(스텝퍼의 경우), 또는 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지(스캐닝 스텝퍼의 경우)의 가속 및 감속 운동에 의해 생기는 반력이 본체 칼럼의 진동 요인으로 되어, 투영 광학계와 웨이퍼 등과의 상대 위치 오차를 발생시킨다는 결점이 있었다. 얼라 인먼트(alignment) 시 또는 노광 시에서의 상기 상대 위치 오차는, 결과적으로 웨이퍼 위에서 설계값과 상이한 위치에 패턴이 전사되거나, 그 위치 오차에 진동 성분을 포함할 경우에는 상 흐려짐(패턴 선폭의 증대)을 초래하는 원인으로 된다는 결점이 있었다. 따라서, 이러한 결점을 억제하기 위해서는, 상기의 액티브 진동대 등에 의해 본체 칼럼의 진동을 충분히 감쇠시킬 필요가 있다. 예를 들면, 스텝퍼의 경우에는, 웨이퍼 스테이지가 원하는 위치에 위치 결정되고 충분히 정정되기를 기다려 얼라인먼트 동작 또는 노광 동작을 개시할 필요가 있다. 또한, 스캐닝 스텝퍼의 경우에는, 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지의 동기 정정을 충분히 확보한 상태에서 노광을 행할 필요가 있었다. 따라서, 스루풋(throughput; 생산성)을 악화시키는 요인으로 되었다.
그래서, 이러한 결점을 개선하는 것으로서, 예를 들어, 일본국 특개평8-166475호 공보 등에 기재되는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력을 프레임부재를 이용하여 기계적으로 플로어(대지)에 도피시키는 발명, 또는 예를 들어, 일본국 특개평8-330224호 공보 등에 기재되는 바와 같이, 레티클 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력을 프레임부재를 이용하여 기계적으로 플로어(대지)에 도피시키는 발명이 알려져 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 스테이지 장치 및 노광 장치에는 다음과 같은 문제가 존재한다.
최근의 레티클 또는 웨이퍼의 대형화에 따라, 양 스테이지가 대형화하고, 상기 일본국 특개평8-166475호 공보 또는 일본국 특개평8-330224호 공보에 기재된 발명을 이용하여도, 프레임부재를 따라서 플로어 측에 도피하는 반력에 기인하여 프레임부재 자체가 진동하거나, 플로어에 도피한 반력이 방진대를 개재시켜 투영 광학계를 유지하는 본체 칼럼(메인 보디)에 전달되어 이것을 가진(加振)하는 이른바 진동 복귀(return)가 발생할 우려가 있다. 따라서, 생산성을 어느 정도 확보하면서 고정밀도의 노광을 행하는 것은 곤란하게 되어 있다.
그래서, 예를 들어, 일본국 특개평8-63231호 공보에는, 베이스 위에 부양 지지되는 스테이지 본체와 구동 프레임을 설치하고, 스테이지 본체의 전진 이동에 따른 반력에 의해 구동 프레임이 후퇴하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에 의하면, 스테이지 본체와 구동 프레임 사이에 운동량 보존의 법칙이 작용하고, 베이스 위에서의 장치의 중심 위치가 유지되기 때문에, 프레임부재에 대한 진동의 영향을 작게 할 수 있다. 그런데, 이 기술을 채용한 경우에도, 스테이지가 대형화하거나 고속화하면, 상기 반력의 영향을 완전히 제거하는 것이 불가능했다.
본 발명은 이상과 같은 점을 고려하여 안출된 것으로서, 대형 스테이지 또는 고속 스테이지를 이용한 경우에도, 스테이지의 위치 제어성을 유지할 수 있는 스테이지 장치, 스테이지 구동 방법, 노광 장치 및 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 대형 스테이지 또는 고속 스테이지를 이용한 경우에도, 생산성을 어느 정도 확보하면서 고정밀도의 노광을 행할 수 있는 노광 장치 및 노광 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 패턴이 고정밀도로 노광된 기판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 실시형태를 나타내는 도 1 내지 도 7에 대응된 이하의 구성을 채용하고 있다.
본 발명의 스테이지 장치는 정반(3, 6) 위를 적어도 일 방향으로 구동할 수 있는 스테이지 본체(2, 5)를 구비한 스테이지 장치(4, 7)로서, 정반(3, 6)에 대하여 진동적으로 독립되어 설치된 지지부(8, 10)와, 스테이지 본체(2, 5)의 구동에 따른 반력에 의해 지지부(8, 10) 위를 상기 일 방향으로 이동할 수 있는 반력 스테이지(17, 37)를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 본 발명의 스테이지 구동 방법은 정반(3, 6) 위를 적어도 일 방향으로 구동할 수 있는 제 1 스테이지(2, 5)를 구비한 스테이지 구동 방법으로서, 제 1 스테이지(2, 5)의 구동에 따른 반력에 의해 상기 일 방향으로 이동할 수 있는 제 2 스테이지(17, 37)를 정반(3, 6)에 대하여 진동적으로 독립된 지지부(8, 10)에 지지시키는 것을 특징으로 하는 것이다. 따라서, 본 발명의 스테이지 장치 및 스테이지 구동 방법에서는, 제 1 스테이지인 스테이지 본체(2, 5)가 정반(3, 6) 위에서 일 방향으로 구동되었을 때에, 스테이지 본체(2, 5)의 구동에 따른 반력에 의해 제 2 스테이지인 반력 스테이지(17, 37)가 스테이지 본체(2, 5)와 반대 방향으로 이동하기 때문에, 스테이지 본체(2, 5)와 반력 스테이지(17, 37) 사이에 운동량 보존의 법칙이 작용한다. 반력 스테이지(17, 37)는 정반(3, 6)에 대하여 진동적으로 독립된 지지부(8, 10) 위를 이동하기 때문에, 지지부(8, 10)의 진동은 정반(3, 6)에 전달되지 않아, 스테이지 본체(2, 5)의 위치 제어성에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 노광 장치는, 마스크 스테이지(2)에 유지된 마스크(R)의 패턴을 기판 스테이지(5)에 유지된 기판(W)에 노광시키는 노광 장치(1)에 있어서, 마스크 스테이지(2)와 기판 스테이지(5) 중의 적어도 한쪽 스테이지로서 특허청구범위의 제 1항 내지 제 9 항중의 어느 한 항에 기재된 스테이지 장치(4, 7)가 이용되는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 본 발명의 노광 방법은, 마스크 스테이지(2)에 유지된 마스크(R)의 패턴을 기판 스테이지(5)에 유지된 기판(W)에 노광시키는 노광 방법에 있어서, 마스크 스테이지(2)와 기판 스테이지(5) 중의 적어도 한쪽 스테이지의 구동 방법으로서 특허청구범위의 청구항 17 내지 청구항 20 중의 어느 한 항에 기재된 스테이지 구동 방법이 이용되는 것을 특징으로 하는 것이다. 따라서, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에서는, 마스크(R) 또는 기판(W)을 유지하는 스테이지 본체(2, 5)의 정정 시간이 단축되어 생산성이 향상되는 동시에, 스테이지 본체(2, 5)에 부가되는 진동의 영향을 억제하여 위치 제어성을 유지할 수 있기 때문에, 고정밀도의 노광을 행할 수 있다. 또한, 마스크 스테이지(2), 기판 스테이지(5) 및 투영 광학계(PL)를 서로 진동적으로 독립시킴으로써, 마스크 스테이지(2) 및 기판 스테이지(5)의 구동에 기인하는 진동이 투영 광학계(PL)에 전달되는 것도 방지할 수 있기 때문에, 마스크(R) 패턴의 결상(結像) 특성도 향상시킬 수 있다. 그리고, 이러한 노광 방법에 의해 노광된 기판(W)에는 마스크(R)의 패턴이 고정밀도로 전사된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 도면으로서, 레티클 스테이지, 웨이퍼 스테이지 및 투영 광학계가 진동에 대해서 독립되어 배치된 노광 장치의 개 략 구성도.
도 2는 상기의 레티클 스테이지를 갖는 스테이지 장치의 외관 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 도면으로서, 양측에 스프링이 접속된 고정자의 측면도.
도 4는 웨이퍼 스테이지를 갖는 스테이지 장치의 부분 확대도.
도 5는 웨이퍼 스테이지를 구동시키는 리니어 모터의 요부 확대도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 도면으로서, 레티클 스테이지, 웨이퍼 스테이지 및 투영 광학계가 진동에 대해서 독립되어 배치된 노광 장치의 개략 구성도.
도 7은 상기의 웨이퍼 스테이지를 갖는 스테이지 장치의 다른 실시형태를 나타내는 외관 사시도.
도 8은 반도체 장치의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로차트.
이하, 본 발명의 기판, 스테이지 장치, 스테이지 구동 방법, 노광 장치 및 노광 방법의 실시형태를 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 여기서는, 예를 들어, 노광 장치로서, 레티클과 웨이퍼를 동기 이동하면서, 레티클에 형성된 반도체 장치의 회로 패턴을 웨이퍼 위에 전사하는 스캐닝 스텝퍼를 사용하는 경우의 예를 이용하여 설명한다. 또한, 이 노광 장치에 있어서는, 본 발명의 스테이지 장치를 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지의 양쪽에 적용하는 것으로 한다.
[제 1 실시형태]
먼저, 도 1 내지 도 5에 의해, 제 1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1에 나타낸 노광 장치(1)는, 광원(도시 생략)으로부터의 노광용 조명 광에 의해 레티클(마스크)(R) 위의 사각형(또는 원호형)의 조명 영역을 균일한 조도로 조명하는 조명 광학계(IU), 레티클(R)을 유지하는 마스크 스테이지로서의 레티클 스테이지(스테이지 본체, 제 1 스테이지)(2) 및 상기 레티클 스테이지(2)를 지지하는 레티클 정반(정반)(3)을 포함하는 스테이지 장치(4), 레티클(R)로부터 사출되는 조명 광을 웨이퍼(기판)(W) 위에 투영하는 투영 광학계(PL), 웨이퍼(W)를 유지하는 기판 스테이지로서의 웨이퍼 스테이지(스테이지 본체, 제 1 스테이지)(5) 및 상기 웨이퍼 스테이지(5)를 유지하는 웨이퍼 정반(정반)(6)을 포함하는 스테이지 장치(7), 상기 스테이지 장치(4) 및 투영 광학계(PL)를 지지하는 반작용 프레임(지지부)(8)으로 개략 구성되어 있다. 또한, 여기서 투영 광학계(PL)의 광축 방향을 Z방향으로 하고, 이 Z방향과 직교하는 방향으로서 레티클(R)과 웨이퍼(W)의 동기 이동 방향을 Y방향으로 하며, 비동기 이동 방향을 X방향으로 한다. 또한, 각각의 축 둘레의 회전 방향을 θZ, θY, θX로 한다.
조명 광학계(IU)는 반작용 프레임(8)의 상면에 고정된 지지 칼럼(9)에 의해 지지된다. 또한, 노광용 조명 광으로서는, 예를 들어, 초고압 수은 램프로부터 사출되는 자외역의 휘선(輝線)(g선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저 광(파장 248㎚) 등의 원(遠)자외광(DUV광), 또는 ArF 엑시머 레이저 광(파장 193㎚) 및 F2 레이저 광(파장 157㎚) 등의 진공자외광(VUV) 등이 사용된다. 반작용 프레임(8)은 플로어면에 수평으로 배치된 베이스 플레이트(10) 위에 설치되어 있고, 그 상부측 및 하부측에는 내측을 향하여 돌출되는 단부(8a, 8b)가 각각 형성되어 있다.
스테이지 장치(4) 중에서 레티클 정반(3)은, 각 코너에서 반작용 프레임(8)의 단부(8a)에 방진 유니트(방진 기구)(11)를 개재시켜 대략 수평으로 지지되어 있고(또한, 지면 안쪽의 방진 유니트에 대해서는 도시하지 않음), 그 중앙부에는 레티클(R)에 형성된 패턴 상이 통과하는 개구(3a)가 형성되어 있다. 방진 유니트(11)는 내압을 조정할 수 있는 에어 마운트(12)와 보이스 코일 모터(13)가 단부(8a) 위에 직렬로 배치된 구성으로 되어 있다. 이들 방진 유니트(11)에 의해, 베이스 플레이트(10) 및 반작용 프레임(8)을 개재시켜 레티클 정반(3)에 전달되는 미소한 진동이 마이크로 G레벨로 절연되도록 되어 있다.
레티클 정반(3) 위에는, 레티클 스테이지(2)가 상기 레티클 정반(3)을 따라 2차원적으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 레티클 스테이지(2)의 저면에는, 비접촉 베어링인 복수의 에어 베어링(에어 패드)(14)이 고정되어 있고, 이들 에어 베어링(14)에 의해 레티클 스테이지(2)가 레티클 정반(3) 위에 수 마이크로 정도의 클리어런스(clearance)를 통하여 부상 지지되어 있다. 또한, 레티클 스테이지(2)의 중앙부에는, 레티클 정반(3)의 개구(3a)와 연통하고, 레티클(R)의 패턴 상이 통과하는 개구(2a)가 형성되어 있다. 또한, 레티클 스테이지(2)는, 2세트의 리니어 모터(구동 기구)(15)에 의해 레티클 정반(3) 위를 주사 방향인 Y방향으로 소정 스트로크 범위에서 구동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 레티클 스테이지(2)는, 레티클(R)을 흡착 유지하여 비주사 방향(X방향) 및 θZ 방향으로 미소 구동시키는 레티클 미동(微動) 스테이지(도시 생략)와, 이 미동 스테이지와 접속되고 X 및 Y방향으로 이동 가능한 조동(粗動) 스테이지를 갖고 있으나, 여기서는 이들을 하나의 스테이지로서 도시한다. 따라서, 레티클 스테이지(2)는, Y방향으로 긴 스트로크로 직선 구동되는 동시에, X방향 및 θZ 방향으로 미소 구동이 가능한 구성으로 되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 레티클 스테이지(2)의 -Y방향 단부에는 코너 큐브로 이루어진 한쌍의 Y 이동 미러(18a, 18b)가 고정되며, 레티클 스테이지(2)의 +X방향 단부에는 Y방향으로 연장되는 평면 미러로 이루어진 X 이동 미러(19)가 고정되어 있다. 그리고, 이들 이동 미러(18a, 18b, 19)에 대하여 측장(測長) 빔을 조사하는 3개의 레이저 간섭계(도시 생략)가 각 이동 미러와의 거리를 계측함으로써, 레티클 스테이지(2)의 X, Y, θZ(Z축 둘레의 회전) 방향의 위치가 고정밀도로 계측된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 레티클 스테이지(2)의 X방향 양 측면의 Z방향 대략 중심 위치에는, 코일을 내장하고 Y방향으로 연장되는 가동자(16)가 각각 일체적으로 설치되어 있다. 그리고, 이들 가동자(16)에 각각 대향하여 반력 스테이지(제 2 스테이지)로서의 단면 コ자 형상의 한쌍의 고정자(17)가 배치되어 있다. 고정자(17)는, 고정자 요크와 이 고정자 요크의 연장 설치 방향을 따라 소정 간격으로 배치된 교번 자계를 발생시키는 다수의 영구자석에 의해 구성되어 있다. 즉, 가동자(16)와 고정자(17)에 의해 가동(moving) 코일형의 리니어 모터(15)가 구성되고, 가동자(16)는 고정자(17)와의 사이의 전자기적 상호작용에 의해 Y방향(일 방 향)으로 구동되도록 되어 있다. 또한, 가동자(16) 등을 포함한 레티클 스테이지(2) 측과 고정자(17) 측과의 중량비는 대략 1:4로 설정되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 각 고정자(17)와 반작용 프레임(8) 상면과의 사이에는, 롤링(rolling) 가이드(20)가 각각 개장(介裝)되어 있다. 롤링 가이드(20)는 축선이 X방향으로 연장되고 각 축선 둘레로 회전되는 복수의 롤러(전동체)(21)가 Y방향으로 일정 간격을 두어 배치된 구성으로 되어 있으며, 고정자(17)는 롤러(21)의 회전에 의해 반작용 프레임(8)에 대하여 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 각 고정자(17)의 Y방향 양측에는, 고정자(17)를 초기 위치로 복귀시키는 복귀 장치를 구성하는 한쌍의 스프링(가압부)(22, 22)의 한쪽 끝이 각각 접속되어 있다. 이들 스프링(22)은, 다른쪽 끝이 반작용 프레임(8)에 고정되어 있고, 고정자(17)를 Y방향에 따른 서로 상반되는 방향으로 대략 동일한 힘으로 각각 가압하는(예를 들어, 끌어당기는) 것이다. 또한, 각 스프링(22)은, 고정자(17)가 이동했을 때에도 탄성 범위에서 변형하도록 충분한 휨량(변형량)이 설정되어 있다. 또한, 이 레티클 스테이지(2)는, 도 1 및 도 2로부터 명확히 알 수 있듯이, X 및 Y방향의 이동에는 레티클 스테이지(2)의 이동을 가이드하는 가이드부재를 갖지 않는 가이드리스(guideless) 스테이지로 되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 투영 광학계(PL)로서, 여기서는 물체면(레티클(R)) 측과 상면(像面)(웨이퍼(W)) 측의 양쪽이 텔레센트릭(telecentric)에 의해 원형의 투영 시야를 갖고, 석영 또는 형석을 광학 초재(硝材)로 한 굴절 광학 소자(렌즈 소자)로 이루어진 1/4(또는 1/5) 축소 배율 의 굴절 광학계가 사용되고 있다. 따라서, 레티클(R)에 조명 광이 조사되면, 레티클(R) 위의 회로 패턴 중에서 조명 광에 의해 조명된 부분으로부터의 결상 광속(光束)이 투영 광학계(PL)에 입사되고, 그 회로 패턴의 부분 도립상이 투영 광학계(PL) 상면 측의 원형 시야 중앙에 슬릿 형상으로 제한되어 결상된다. 이것에 의해, 투영된 회로 패턴의 부분 도립상은, 투영 광학계(PL)의 결상면에 배치된 웨이퍼(W) 위의 복수 샷 영역 중에서 1개의 샷 영역 표면의 레지스트층에 축소 전사된다.
도 4에는 노광 장치(1)의 투영 광학계(PL)로부터 아래쪽이 확대하여 도시되어 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 투영 광학계(PL)의 경통부(鏡筒部) 외주에는 상기 경통부에 일체화된 플랜지(23)가 설치되어 있다. 그리고, 투영 광학계(PL)는, 반작용 프레임(8)의 단부(8b)에 방진 유니트(24)를 개재시켜 대략 수평으로 지지된 주물(鑄物) 등으로 구성된 경통 정반(25)에 광축 방향을 Z 방향으로 하여 위쪽으로부터 삽입되는 동시에, 플랜지(23)가 결합되어 있다. 플랜지(23)의 소재로서는, 낮은 열팽창의 재질, 예를 들어, 인바(Invar; 니켈 36%, 망간 0.25%, 및 미량의 탄소와 다른 원소를 함유하는 철로 이루어진 저팽창의 합금)가 사용되고 있다. 이 플랜지(23)는, 투영 광학계(PL)를 경통 정반(25)에 대하여 점과 면과 V홈을 통하여 3점에서 지지하는 이른바 키네마틱(kinematic) 지지 마운트를 구성하고 있다. 이러한 키네마틱 지지 구조를 채용하면, 투영 광학계(PL)의 경통 정반(25)에 대한 설치가 용이하며, 설치 후의 경통 정반(25) 및 투영 광학계(PL)의 진동, 온도 변화 등에 기인하는 응력을 가장 효과적으로 경감시킬 수 있다는 이점이 있다.
방진 유니트(24)는, 경통 정반(25)의 각 코너에 배치되고(또한, 지면 안쪽의 방진 유니트에 대해서는 도시하지 않음), 내압을 조정할 수 있는 에어 마운트(26)와 보이스 코일 모터(27)가 단부(8b) 위에 직렬로 배치된 구성으로 되어 있다. 이들 방진 유니트(24)에 의해, 베이스 플레이트(10) 및 반작용 프레임(8)을 개재시켜 경통 정반(25)(더 나아가서는 투영 광학계(PL))에 전달되는 미소한 진동이 마이크로 G레벨로 절연되도록 되어 있다.
스테이지 장치(7)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 스테이지(5), 이 웨이퍼 스테이지(5)를 XY 평면에 따른 2차원 방향으로 이동 가능하게 지지하는 웨이퍼 정반(6)을 주체로 구성되어 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 스테이지(5)의 저면에는, 비접촉 베어링인 복수의 에어 베어링(에어 패드)(28)이 고정되어 있고, 이들 에어 베어링(28)에 의해 웨이퍼 스테이지(5)가 웨이퍼 정반(6) 위에, 예를 들어, 수 마이크로 정도의 클리어런스를 통하여 부상 지지되어 있다.
웨이퍼 정반(6)은, 베이스 플레이트(지지부)(10)의 위쪽에 방진 유니트(방진 기구)(29)를 개재시켜 대략 수평으로 지지되어 있다. 방진 유니트(29)는, 웨이퍼 정반(6)의 각 코너에 배치되고(또한, 지면 안쪽의 방진 유니트에 대해서는 도시하지 않음), 내압을 조정할 수 있는 에어 마운트(30)와 보이스 코일 모터(31)가 베이스 플레이트(10) 위에 병렬로 배치된 구성으로 되어 있다. 이들 방진 유니트(29)에 의해, 베이스 플레이트(10)를 개재시켜 웨이퍼 정반(6)에 전달되는 미소한 진동이 마이크로 G레벨로 절연되도록 되어 있다.
웨이퍼 스테이지(5)는, 상기 웨이퍼 스테이지(5)를 X방향으로 구동시키는 한 쌍의 리니어 모터(32)(웨이퍼 스테이지(5)보다도 지면 앞쪽의 리니어 모터는 도시하지 않음)와, 웨이퍼 스테이지(5)를 Y방향으로 구동시키는 한쌍의 리니어 모터(33)(구동 기구)에 의해 웨이퍼 정반(6) 위를 XY 2차원 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 리니어 모터(32)의 고정자는, 웨이퍼 스테이지(5)의 Y방향 양 외측에 X방향을 따라 연장 설치되어 있고, 한쌍의 연결부재(34)에 의해 양 단부 상호간이 연결되어, 사각형의 프레임(35)이 구성되어 있다. 리니어 모터(32)의 가동자는, 웨이퍼 스테이지(5)의 Y방향 양 측면에 고정자에 대향하도록 돌출 설치되어 있다.
또한, 프레임(35)을 구성하는 한쌍의 연결부재(34) 또는 리니어 모터(32)의 하단면에는, 전기자 유니트로 이루어진 가동자(36, 36)가 각각 설치되어 있고, 이들 가동자(36, 36)에 대응하는 자석 유니트를 갖는 제 2 스테이지로서의 고정자(반력 스테이지)(37, 37)가 Y방향으로 연장 설치되어 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 각 고정자(37)와 베이스 플레이트(10) 사이에는 롤링 가이드(38)가 각각 개장되어 있다. 롤링 가이드(38)는 축선이 X방향으로 연장되고 각 축선 둘레로 회전되는 복수의 롤러(전동체)(39)가 Y방향으로 일정 간격을 두어 배치된 구성으로 되어 있으며, 고정자(37)는 롤러(39)의 회전에 의해 지지부로서의 베이스 플레이트(10)에 대하여 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 고정자(17)와 동일하게, 각 고정자(37)의 Y방향 양측에는, 고정자(37)를 초기 위치로 복귀시키는 복귀 장치를 구성하는 한쌍의 스프링(가압부)(40, 40)의 한쪽 끝이 각각 접속되어 있다. 이들 스프링(40)은, 다른쪽 끝이 베이스 플레이트(10)에 고정되어 있고, 고정자(37)를 Y방향에 따른 서로 상반되는 방향으로 대략 동일한 힘으로 각각 가압하는(예를 들어, 끌어당기는) 것이다. 또한, 각 스프링(40)은, 고정자(37)가 이동했을 때에도 탄성 범위에서 변형하도록 충분한 휨량이 설정되어 있다.
그리고, 이들 가동자(36) 및 고정자(37)에 의해 가동 코일형의 리니어 모터(33)가 구성되어 있고, 가동자(36)는 고정자(37)와의 사이의 전자기적 상호작용에 의해 Y방향(일 방향)으로 구동되도록 되어 있다. 즉, 이 리니어 모터(33)에 의해 프레임(35)과 일체적으로 웨이퍼 스테이지(5)가 Y방향으로 구동되도록 되어 있다. 또한, 도 4로부터 명확히 알 수 있듯이, 웨이퍼 스테이지(5)는 Y방향의 이동에는 가이드부재를 갖지 않는 가이드리스 스테이지로 되어 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향 이동에 대해서도 적절히 가이드리스 스테이지로 할 수 있다.
웨이퍼 스테이지(5)의 상면에는, 웨이퍼 홀더(41)를 개재시켜 웨이퍼(W)가 진공 흡착 등에 의해 고정된다. 또한, 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향 위치는, 투영 광학계(PL)의 경통 하단에 고정된 참조 미러(42)를 기준으로 하여, 웨이퍼 스테이지(5)의 일부에 고정된 이동 미러(43)의 위치 변화를 계측하는 위치 계측 장치인 레이저 간섭계(44)에 의해 소정 분해능, 예를 들어, 0.5∼1㎚ 정도의 분해능으로 실시간으로 계측된다. 또한, 상기 참조 미러(42), 이동 미러(43), 레이저 간섭계(44)와 대략 직교하도록 배치된 참조 미러(도시 생략), 이동 미러(도시 생략), 레이저 간섭계(도시 생략)에 의해 웨이퍼 스테이지(5)의 Y방향 위치가 계측된다. 또한, 이들 레이저 간섭계 중의 적어도 한쪽은 측장축을 2축 이상 갖는 다축 간섭계이고, 이들 레이저 간섭계의 계측값에 의거하여 웨이퍼 스테이지(5)(더 나아가서는 웨이퍼(W))의 XY 위치뿐만 아니라, θ 회전량 또는 이들과 함께 레벨링 양도 구할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 레티클 정반(3), 웨이퍼 정반(6), 경통 정반(25)에는, 각 정반의 Z방향 진동을 계측하는 3개의 진동 센서(예를 들어, 가속도계(도시 생략))와 XY 면내 방향의 진동을 계측하는 3개의 진동 센서(예를 들어, 가속도계(도시 생략))가 각각 부착되어 있다. 후자의 진동 센서 중에서 2개는 각 정반의 Y방향 진동을 계측하고, 나머지 진동 센서는 X방향 진동을 계측하는 것이다(이하, 편의상 이들 진동 센서를 진동 센서 그룹이라고 칭함). 그리고, 이들 진동 센서 그룹의 계측값에 의거하여 레티클 정반(3), 웨이퍼 정반(6), 경통 정반(25)의 6 자유도(X, Y, Z, θX, θY, θZ)의 진동을 각각 구할 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 투영 광학계(PL)의 플랜지(23)에는 서로 다른 3개소에 위치 검출 장치인 3개의 레이저 간섭계(45)가 고정되어 있다(다만, 도 4에서는 이들 레이저 간섭계 중의 하나가 대표적으로 도시되어 있음). 각 레이저 간섭계(45)에 대향하는 경통 정반(25)의 부분에는 개구(25a)가 각각 형성되어 있고, 이들 개구(25a)를 통하여 각 레이저 간섭계(45)로부터 Z방향의 측장 빔이 웨이퍼 정반(6)을 향하여 조사된다. 웨이퍼 정반(6) 상면의 각 측장 빔의 대향 위치에는, 반사면이 각각 형성되어 있다. 따라서, 상기 3개의 레이저 간섭계(45)에 의해 웨이퍼 정반(6)의 서로 다른 3점의 Z 위치가 플랜지(23)를 기준으로 하여 각각 계측된다(다만, 도 4에서는 웨이퍼 스테이지(5) 위의 웨이퍼(W) 중앙의 샷 영역이 투 영 광학계(PL)의 광축 바로 아래에 있는 상태가 도시되어 있기 때문에, 측장 빔이 웨이퍼 스테이지(5)에서 차단된 상태로 되어 있음). 또한, 웨이퍼 스테이지(5)의 상면에 반사면을 형성하여, 이 반사면 위의 서로 다른 3점의 Z방향 위치를 투영 광학계(PL) 또는 플랜지(23)를 기준으로 하여 계측하는 간섭계를 설치할 수도 있다.
다음으로, 상기 구성의 스테이지 장치(4, 7) 중에서, 먼저, 스테이지 장치(4)의 동작에 대해서 설명한다.
레티클 스테이지(2)가 리니어 모터(15)의 구동에 의해 주사 방향(예를 들어, +Y방향)으로 이동하면, 구동에 의한 반력으로 고정자(17)가 롤링 가이드(20)에 의해 반작용 프레임(8) 위를 반대 방향(-Y방향)으로 상대 이동한다. 이 때, 롤링 가이드(20)에서는 롤러(21)가 회전되기 때문에, 고정자(17)는 원활하게 이동한다.
여기서, 레티클 스테이지(2)와 고정자(17)와 레티클 정반(3)과의 3자간 마찰이 제로(0)인 경우에는, 운동량 보존의 법칙이 작용하고, 레티클 스테이지(2)의 이동에 따른 고정자(17)의 이동량은 레티클 스테이지(2) 측(Y 이동 미러(18a, 18b), X 이동 미러(19), 가동자(16), 레티클(R) 등을 포함함)과 고정자(17) 측과의 중량비로 결정된다. 구체적으로는, 레티클 스테이지(2) 측과 고정자(17) 측과의 중량비는 약 1:4이기 때문에, 예를 들어, 레티클 스테이지(2)의 +Y방향에서의 30㎝ 이동이 고정자(17)를 -Y방향으로 7.5㎝ 이동시킨다.
따라서, 레티클 스테이지(2)의 주사 방향의 가감속 시의 반력은, 고정자(17)의 이동에 의해 흡수되고, 스테이지 장치(4)에서의 중심 위치가 Y방향에서 실질적으로 고정된다. 또한, 고정자(17)가 지지되는 반작용 프레임(8)은 레티클 정반(3) 을 방진 유니트(11)를 개재시켜 지지하고 있기 때문에, 이들 반작용 프레임(8)과 레티클 정반(3)은 진동적으로 독립 상태로 된다. 따라서, 레티클 스테이지(2)가 구동되었을 때에도, 상기 반력에 의해 레티클 정반(3)이 진동하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 고정자(17)가 -Y방향으로 이동함으로써, 도 3에 나타낸 가압부(22)의 고정자(17)에 대한 가압력의 균형이 붕괴되고, 고정자(17)를 +Y방향으로 가압하는 힘이 증가한다. 따라서, 고정자(17)는 상기 가압력이 균형을 이루는 위치, 즉, 초기 위치(최초(initial) 위치)로 신속하게 복귀하게 된다.
그리고, 방진 유니트(11)에서는, 레이저 간섭계의 계측값에 의거하여, 레티클 스테이지(2)의 이동에 따른 중심 변화에 의한 영향을 무효로 하는 힘(저항력; counterforce)이 피드포워드(feedforward)에 의해 부여되고, 이 힘을 발생시키도록 에어 마운트(12) 및 보이스 코일 모터(13)가 구동된다. 또한, 레티클 스테이지(2)와 고정자(17)와 레티클 정반(3)과의 3자간 마찰이 제로가 아니거나, 레티클 스테이지(2)와 고정자(17)의 이동 방향이 약간 다른 등의 이유에 의해, 레티클 정반(3)의 6 자유도 방향의 미소한 진동이 잔류된 경우에도, 진동 센서 그룹의 계측값에 의거하여 상기 잔류 진동을 제거하도록 에어 마운트(12) 및 보이스 코일 모터(13)를 피드백 제어한다.
한편, 스테이지 장치(7)에서도 스테이지 장치(4)와 동일한 동작이 발생한다.
웨이퍼 스테이지(5)가 리니어 모터(33)의 구동에 의해 주사 방향(+Y방향)으로 이동하면, 구동에 의한 반력으로 고정자(37)가 롤링 가이드(38)에 의해 베이스 플레이트(10) 위를 반대 방향(-Y방향)으로 상대 이동한다. 이 때, 롤링 가이드(38) 에서는 롤러(39)가 회전되기 때문에, 고정자(37)는 원활하게 이동한다. 그리고, 웨이퍼 스테이지(5)와 고정자(37)와 웨이퍼 정반(6)과의 3자간 마찰이 제로인 경우에는, 운동량 보존의 법칙이 작용하고, 웨이퍼 스테이지(5)의 이동에 따른 고정자(37)의 이동량은 웨이퍼 스테이지(5) 측과 고정자(37) 측과의 중량비로 결정된다. 따라서, 웨이퍼 스테이지(5)의 주사 방향의 가감속 시의 반력은, 고정자(37)의 이동에 의해 흡수되고, 스테이지 장치(7)에서의 중심 위치가 Y방향에서 실질적으로 고정된다. 또한, 고정자(37)가 지지되는 베이스 플레이트(10)는 웨이퍼 정반(6)을 방진 유니트(29)를 개재시켜 지지하고 있기 때문에, 이들 베이스 플레이트(10)와 웨이퍼 정반(6)은 진동적으로 독립 상태로 된다. 따라서, 웨이퍼 스테이지(5)가 구동되었을 때에도, 상기 반력에 의해 웨이퍼 정반(6)이 진동하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 고정자(37)가 -Y방향으로 이동함으로써, 도 3에 나타낸 가압부(40)의 고정자(37)에 대한 가압력의 균형이 붕괴되고, 고정자(37)를 +Y방향으로 가압하는 힘이 증가한다. 따라서, 고정자(37)는 상기 가압력이 균형을 이루는 위치, 즉, 초기 위치(최초 위치)로 신속하게 복귀한다.
그리고, 방진 유니트(29)에서는, 레이저 간섭계(44) 등의 계측값에 의거하여, 웨이퍼 스테이지(5)의 이동에 따른 중심 변화에 의한 영향을 무효로 하는 저항력(counterforce)이 피드포워드에 의해 부여되고, 이 힘을 발생시키도록 에어 마운트(30) 및 보이스 코일 모터(31)가 구동된다. 또한, 웨이퍼 스테이지(5)와 고정자(37)와 웨이퍼 정반(6)과의 3자간 마찰이 제로가 아니거나, 웨이퍼 스테이지(5)와 고정자(37)의 이동 방향이 약간 다른 등의 이유에 의해, 웨이퍼 정 반(6)의 6 자유도 방향의 미소한 진동이 잔류된 경우에도, 진동 센서 그룹의 계측값에 의거하여 상기 잔류 진동을 제거하도록 에어 마운트(30) 및 보이스 코일 모터(31)를 피드백 제어한다.
또한, 경통 정반(25)에 있어서는, 레티클 스테이지(2) 및 웨이퍼 스테이지(5)의 이동에 의한 반력으로 고정자(17, 37)가 이동하고, 반작용 프레임(8)에 미소한 진동이 발생하여도, 반작용 프레임(8)과의 사이에 방진 유니트(24)가 개장되어 진동에 대해서 독립되어 있다. 또한, 경통 정반(25)에 미소한 진동이 발생하여도, 경통 정반(25)이 설치된 진동 센서 그룹의 계측값에 의거하여 6 자유도 방향의 진동을 구하고, 에어 마운트(26) 및 보이스 코일 모터(27)를 피드백 제어함으로써 이 미소한 진동을 무효로 하여, 경통 정반(25)을 정상적으로 안정된 위치에 유지할 수 있다. 따라서, 경통 정반(25)에 지지된 투영 광학계(PL)를 안정된 위치에 유지할 수 있고, 투영 광학계(PL)의 진동에 기인하는 패턴 전사 위치의 어긋남 또는 상 흐려짐 등의 발생을 효과적으로 방지하여 노광 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
이어서, 상기 구성의 노광 장치(1)에서의 노광 동작에 대해서 이하에 설명한다. 미리 웨이퍼(W) 위의 샷 영역을 적정 노광량(목표 노광량)으로 주사 노광시키기 위한 각종 노광 조건이 설정되어 있는 것으로 한다. 그리고, 레티클 현미경(도시 생략) 및 오프액시스(off-axis) 얼라인먼트 센서 등을 이용한 레티클 얼라인먼트, 베이스 라인 계측 등의 준비 작업이 실행되고, 그 후, 얼라인먼트 센서를 이용한 웨이퍼(W)의 파인(fine) 얼라인먼트(EGA; Enhanced Global Alignment 등)가 종 료되어, 웨이퍼(W) 위의 복수 샷 영역의 배열 좌표를 구할 수 있다.
이와 같이 하여, 웨이퍼(W)의 노광을 위한 준비 동작이 완료되면, 얼라인먼트 결과에 의거하여 레이저 간섭계(44)의 계측값을 모니터하면서, 리니어 모터(32, 33)를 제어하여 웨이퍼(W)의 제 1 샷의 노광을 위한 주사 개시 위치에 웨이퍼 스테이지(5)를 이동시킨다. 그리고, 리니어 모터(15, 33)를 개재시켜 레티클 스테이지(2)와 웨이퍼 스테이지(5)의 Y방향 주사를 개시하고, 양 스테이지(2, 5)가 각각의 목표 주사 속도에 도달하면, 노광용 조명 광에 의해 레티클(R)의 패턴 영역이 조명되어, 주사 노광이 개시된다.
이 주사 노광 시에는, 레티클 스테이지(2)의 Y방향 이동 속도와 웨이퍼 스테이지(5)의 Y방향 이동 속도가 투영 광학계(PL)의 투영 배율(1/5배 또는 1/4배)에 따른 속도비로 유지되도록, 리니어 모터(15, 33)를 개재시켜 레티클 스테이지(2) 및 웨이퍼 스테이지(5)를 동기 제어한다. 그리고, 레티클(R) 패턴 영역의 서로 다른 영역이 조명 광에 의해 차례로 조명되어, 패턴 영역 전면에 대한 조명이 완료됨으로써, 웨이퍼(W) 위의 제 1 샷의 주사 노광이 완료된다. 이것에 의해, 레티클(R)의 패턴이 투영 광학계(PL)를 통하여 웨이퍼(W) 위의 제 1 샷 영역에 축소 전사된다.
이와 같이 하여, 제 1 샷의 주사 노광이 종료되면, 리니어 모터(32, 33)를 개재시켜 웨이퍼 스테이지(5)가 X 및 Y방향으로 스텝 이동되고, 제 2 샷의 노광을 위해 주사 개시 위치에 이동된다. 이 스텝 이동 시에, 웨이퍼 스테이지(5)의 위치(웨이퍼(W)의 위치)를 검출하는 레이저 간섭계(44)의 계측값에 의거하여, 웨이퍼 스 테이지(5)의 X, Y, θZ 방향 위치를 실시간으로 계측한다. 그리고, 이 계측 결과에 의거하여, 리니어 모터(32, 33)를 제어하여 웨이퍼 스테이지(5)의 XY 위치 변위가 소정 상태로 되도록 웨이퍼 스테이지(5)의 위치를 제어한다. 또한, 웨이퍼 스테이지(5)의 θZ 방향의 변위에 대해서는, 이 변위 정보에 의거하여 웨이퍼(W) 측의 회전 변위 오차를 보정하도록 레티클 스테이지(2)를 회전 제어한다. 그 후, 상기 제 1 샷 영역과 동일하게, 제 2 샷 영역에 대하여 주사 노광을 행한다.
이와 같이 하여, 웨이퍼(W) 위의 샷 영역의 주사 노광과 다음 샷 노광을 위한 스텝 이동이 반복적으로 실행되고, 웨이퍼(W) 위의 모든 노광 대상 샷 영역에 레티클(R)의 패턴이 차례로 전사된다.
본 실시형태의 스테이지 장치 및 노광 장치에서는, 레티클 스테이지(2) 및 웨이퍼 스테이지(5)가 구동될 때의 반력에 의해 고정자(17, 37)가 반대 방향으로 각각 이동하기 때문에 운동량 보존의 법칙이 작용하고, 이들 반력이 반작용 프레임(8) 또는 베이스 플레이트(10), 더 나아가서는 플로어에 전달되는 것을 방지할 수 있어, 진동 복귀 등의 문제를 회피할 수 있기 때문에, 레티클(R) 또는 웨이퍼(W)가 대형화하거나 고속 이동할 경우에도, 정정 시간이 단축되어 생산성 및 노광 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 반작용 프레임(8)이 방진 유니트(11)를 개재시켜 레티클 정반(3)을 지지하고, 베이스 플레이트(10)가 방진 유니트(29)를 개재시켜 웨이퍼 정반(6)을 지지하기 때문에, 반작용 프레임(8) 및 베이스 플레이트(10)의 잔류 진동이 레티클 정반(3) 및 웨이퍼 정반(6)에 전달되는 것을 억제할 수 있어, 각 스테이지(2, 5)의 위치 제어성을 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기 각 스테이지(2, 5)를 구동시키는 리니어 모터(15, 33)의 일부를 각각 구성하는 고정자(17, 37)가 각 스테이지(2, 5)의 구동에 따른 반력으로 이동하기 때문에, 이 반력을 배제하기 위한 기구를 별도로 설치할 필요가 없어, 장치의 소형화 및 저가격화를 실현하는 것도 가능하다. 그리고, 이들 고정자(17, 37)가 상기 반력으로 이동할 때에는, 롤러(21, 39)가 축선 둘레로 회전된다는 간단한 동작에 의해 실행되기 때문에, 장치의 간소화를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 스프링(22, 40)이 서로 상반되는 방향으로 고정자(17, 37)를 각각 가압하고 있기 때문에, 각 고정자(17, 37)가 반력으로 이동했을 때에도, 간단한 기구에 의해 용이하게 초기 위치로 복귀시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태의 노광 장치에서는, 레티클 스테이지(2), 웨이퍼 스테이지(5) 및 투영 광학계(PL)가 방진 유니트(11, 24, 29)에 의해 진동적으로 독립되어 있기 때문에, 레티클 스테이지(2) 및 웨이퍼 스테이지(5)의 구동에 기인하는 진동이 투영 광학계(PL)에 전달되는 것을 방지할 수 있고, 투영 광학계(PL)의 진동에 기인하는 패턴 전사 위치의 어긋남 또는 상 흐려짐 등의 발생을 효과적으로 방지하여 노광 정밀도의 향상을 도모하는 것도 가능하다.
[제 2 실시형태]
도 6은 본 발명의 스테이지 장치 및 노광 장치의 제 2 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서, 도 1 내지 도 5에 나타낸 제 1 실시형태의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여, 그 설명을 생략한다. 제 2 실시형 태와 상기 제 1 실시형태의 서로 다른 점은 스테이지 장치(7)의 구성이기 때문에, 이것에 대해서 후술한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 스테이지 장치(7)는 웨이퍼 스테이지(5), 웨이퍼 정반(6) 및 이들을 아래쪽으로부터 지지하는 지지 플레이트(반력 스테이지)(46)를 주체로 구성되어 있다. 그리고, 상기 고정자(37)는 지지 플레이트(46)와의 사이에 개장된 롤링 가이드(38)에 의해, 지지 플레이트(46)에 대하여 Y방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 또한, 웨이퍼 정반(6)도 지지 플레이트(46)와의 사이에 배치된 방진 유니트(29)에 의해, 지지 플레이트(46)에 대하여 진동에 대해서 독립된 구성으로 되어 있다. 따라서, 지지 플레이트(46)는 고정자(37)의 반력 이동에 대해서는 지지부로서의 역할을 담당하고 있다.
지지 플레이트(46)와 베이스 플레이트(10) 사이에는, 복수의 롤러(전동체)(47)로 이루어진 롤링 가이드(48)가 개장되어 있다. 롤러(47)는 Y방향으로 연장되는 축선 둘레로 각각 회전되고, X방향으로 일정 간격을 두어 배치되어 있다. 그리고, 지지 플레이트(46)는 롤러(47)의 축선 둘레의 회전에 의해, 베이스 플레이트(10)에 대하여 X방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 다른 구성은 상기 제 1 실시형태와 동일하다.
본 실시형태의 스테이지 장치 및 노광 장치에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 작용 및 효과가 얻어지는 동시에, 웨이퍼 스테이지(5)가 +X방향으로 이동했을 때에도, 웨이퍼 스테이지(5)의 이동에 따른 반력으로 지지 플레이트(46)가 -X방향으로 이동하여 운동량 보존의 법칙이 작용한다. 따라서, 주사 노광을 위해 웨이퍼 스테이지(5)가 이동할 때뿐만 아니라, 샷 영역의 변경을 위해 웨이퍼 스테이지(5)를 스텝 이동시킬 때에도, 스텝 이동에 따른 반력에 기인하는 진동 복귀 등의 문제를 회피할 수 있기 때문에, 정정 시간이 보다 단축되어 생산성 및 노광 정밀도의 향상을 한층 더 도모할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서도 베이스 플레이트(10) 또는 지지 플레이트(46)의 잔류 진동이 웨이퍼 정반(6)에 전달되는 것을 억제할 수 있어, 웨이퍼 스테이지(5)의 위치 제어성을 유지할 수 있다.
[제 3 실시형태]
도 7은 본 발명의 스테이지 장치 및 노광 장치의 제 3 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서, 도 1 내지 도 5에 나타낸 제 1 실시형태의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여, 그 설명을 생략한다. 제 3 실시형태와 상기 제 1 실시형태의 서로 다른 점은 웨이퍼 스테이지(5)의 구성이기 때문에, 이것에 대해서 후술한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 투영 광학계(PL)의 Y방향 양측에는 소정 간격을 두어 오프액시스 얼라인먼트 센서(49a, 49b)가 설치되어 있고, 이 얼라인먼트 센서(49a, 49b)가 배열되는 방향을 따라 2개의 웨이퍼 스테이지(5, 5)가 설치되어 있다. 각 웨이퍼 스테이지(5)에는 가동(moving) 코일형 리니어 모터의 가동자를 구성하는 자석 유니트(도시 생략)가 내장되어 있다. 그리고, 웨이퍼 스테이지(5)는, 전기자 유니트를 갖는 고정자로서 X방향으로 연장 설치된 리니어 가이드(50)를 따라 각각 독립되어 웨이퍼 정반(6) 위를 이동할 수 있도록 되어 있다.
리니어 가이드(50)의 양단에는 전기자 유니트로 이루어진 상기 가동자(36)가 아래쪽을 향하여 돌출 설치되어 있고, 양 웨이퍼 스테이지(5, 5)의 가동자(36, 36) 양쪽에 대응하는 고정자(37)가 Y방향으로 연장 설치되어 있다. 따라서, 각 웨이퍼 스테이지(5)는 리니어 가이드(50)를 따라 X방향으로 이동하는 동시에, 고정자(37)를 따라 Y방향으로 각각 독립되어 이동하는 구성으로 되어 있다. 또한, 도 7에 있어서는, 웨이퍼 스테이지(5) 위에 설치되는 이동 미러 및 지표부재 등의 도시를 생략하고 있다.
상기 구성의 노광 장치에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, -Y측에 위치하는 웨이퍼 스테이지(5) 위의 웨이퍼(W)를 투영 광학계(PL)를 통하여 노광 동작을 행하고 있는 동안에, +Y측에 위치하는 웨이퍼 스테이지(5) 위의 웨이퍼(W)에 대하여 얼라인먼트가 실행된다. 구체적으로는, 먼저, 지표부재, 웨이퍼(W) 위에 형성된 얼라인먼트 마크(도시 생략)를 +Y측의 얼라인먼트 센서(49a)를 이용하여 계측하고, 그 계측 결과에 의거하여 웨이퍼(W)의 프리얼라인먼트를 행한다. 다음으로, 웨이퍼(W) 위의 각 샷 영역의 배열을, 예를 들어, EGA를 사용하여 구하는 파인 얼라인먼트가 웨이퍼 스테이지(5)를 이동시키면서 실행된다. 그리고, 노광 순서(sequence)가 종료된 웨이퍼 스테이지(5)는 -Y방향으로 이동하여 얼라인먼트 센서(49b)의 바로 아래에서 웨이퍼 교환이 이루어진 후, 상기 얼라인먼트 순서가 실행된다. 또한, 얼라인먼트 센서(49a)에 의해 얼라인먼트가 실행된 웨이퍼 스테이지(5)도 -Y방향으로 이동하여, 투영 광학계(PL)의 바로 아래에서 노광 순서가 실행된다.
본 실시형태에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과가 얻어지는 동시에, 2개의 웨이퍼 스테이지(5, 5)를 독립적으로 이동시켜, 한쪽 스테이지 위에서 웨이퍼 교환 및 얼라인먼트 동작을 행하고, 다른쪽 스테이지에서 노광 동작을 병행하여 행하고 있기 때문에, 생산성을 대폭으로 향상시킬 수 있다. 또한, 각 스테이지가 Y방향으로 이동할 때에 사용되는 고정자(37)를 양 스테이지의 가동자(36)가 공용하고 있기 때문에, 부품의 삭감, 즉, 장치의 간소화 및 저가격화를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 고정자(17, 37)의 Y방향으로의 이동수단으로서 롤러(21, 39, 47)를 설치하는 구성으로 했으나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 에어 베어링 등의 비접촉 베어링을 설치할 수도 있다. 이 경우, 롤러를 사용했을 때와 동일한 작용 및 효과가 얻어지는 동시에, 고정자(17, 37)가 마찰을 수반하지 않고 이동하기 때문에, 반작용 프레임(8) 또는 베이스 플레이트(10)의 진동 등과 같이 마찰에 따른 외란(外亂)을 배제할 수 있고, 보다 고정밀도의 노광 처리를 실시할 수 있다. 또한, 상기 롤러 또는 에어 베어링은 고정자에 설치할 수도 있고, 고정자를 지지하는 반작용 프레임(8) 또는 베이스 플레이트(10)에 설치할 수도 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 레티클 스테이지(2)도 제 3 실시형태와 같이 복수개의 레티클(R)을 지지할 수 있는 기구로 할 수 있다. 또한, 이 경우, 레티클 스테이지(2)를 구성하는 조동 스테이지는 공통으로 하고, 레티클(R)을 유지하는 미동 스테이지를 독립적으로 복수 설치하는 것이 좋다. 이것에 의해, 레티클 스테이지(2) 전체를 치밀한 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 레티클 스테이지(2) 및 웨이퍼 스테이지(5)의 양쪽에서 고정자(17, 37)가 반력에 의해 이동하는 구성으로 했으나, 어느 한쪽 스테 이지에서만 고정자가 반력 이동해도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는 모든 방진 유니트가 능동적으로 방진을 행하는 구성으로 했으나, 이들 모두, 이들 중의 어느 하나, 또는 임의의 복수가 수동적으로 방진을 행하는 것과 같은 구성일 수도 있다. 또한, 레티클 스테이지(2)를 조동 스테이지와 미동 스테이지의 2단 구성으로 하여, 어느 한쪽 또는 양쪽에 스테이지의 이동에 따른 반력으로 이동하는 부재(예를 들어, 고정자)를 설치하는 것과 같은 구성일 수도 있다. 또한, 상기 실시형태에서는, 본 발명의 스테이지 장치를 노광 장치(1)에 적용하는 구성으로 했으나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 노광 장치(1) 이외에도 전사 마스크의 묘화(描畵) 장치, 마스크 패턴의 위치 좌표 측정 장치 등의 정밀 측정 기기에도 적용 가능하다.
또한, 본 실시형태의 기판으로서는, 반도체 장치용의 반도체 웨이퍼(W)뿐만 아니라, 액정표시장치용의 유리 기판, 또는 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 사용되는 마스크나 레티클의 원판(합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다. 노광 장치(1)로서는, 레티클(R)과 웨이퍼(W, PW)를 동기 이동시켜 레티클(R)의 패턴을 주사 노광시키는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치(스캐닝 스텝퍼; USP5,473,410) 이외에, 레티클(R)과 웨이퍼(W)를 정지시킨 상태에서 레티클(R)의 패턴을 노광시키고, 웨이퍼(W, PW)를 차례로 스텝 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치(스텝퍼)에도 적용할 수 있다. 노광 장치(1)의 종류로서는, 웨이퍼(W)에 반도체 장치 패턴을 노광시키는 반도체 장치 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 액정표시 소자 제조용의 노광 장치, 또는 박막 자기 헤드, 촬상 소자(CCD)나 레티클 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 광범위하게 적용할 수 있다.
또한, 노광용 조명 광의 광원으로서, 초고압 수은 램프로부터 발생하는 휘선(g선(436㎚), h선(404.7㎚), i선(365㎚)), KrF 엑시머 레이저(248㎚), ArF 엑시머 레이저(193㎚), F2 레이저(157㎚)뿐만 아니라, X선 또는 전자선 등의 하전(荷電) 입자선을 이용할 수 있다. 예를 들면, 전자선을 이용할 경우에는 전자총으로서 열전자 방사형의 란탄헥사보라이트(LaB6), 탄탈(Ta)을 사용할 수 있다. 또한, 전자선을 사용할 경우는, 레티클(R)을 이용하는 구성으로 할 수도 있으며, 레티클(R)을 이용하지 않고 직접 웨이퍼 위에 패턴을 형성하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, YAG 레이저 또는 반도체 레이저와 같은 고주파 등을 이용할 수도 있다.
투영 광학계(PL)의 배율은, 축소계뿐만 아니라 등배계 및 확대계를 사용할 수도 있다. 또한, 투영 광학계(PL)로서는, 엑시머 레이저 등의 원자외선을 이용할 경우는 초재로서 석영 또는 형석 등의 원자외선을 투과하는 재료를 사용하고, F2 레이저 또는 X선을 이용할 경우는 반사 굴절계 또는 굴절계의 광학계로 하며(레티클(R)도 반사향 타입의 것을 사용함), 전자선을 이용할 경우에는 광학계로서 전자 렌즈 및 편향기로 이루어진 전자 광학계를 사용하는 것이 좋다. 또한, 전자선이 통과하는 광로는 진공 상태로 해야만 한다. 또한, 투영 광학계(PL)를 사용하지 않고, 레티클(R)과 웨이퍼(W)를 밀접시켜 레티클(R)의 패턴을 노광시키는 프록시미티(Proximity) 노광 장치에도 적용 가능하다.
웨이퍼 스테이지(5) 또는 레티클 스테이지(2)에 리니어 모터(USP5,623,853 또는 USP5,528,118 참조)를 사용할 경우는, 에어 베어링을 이용한 에어 부상형 및 로렌츠힘 또는 저항력을 이용한 자기 부상형의 어느쪽을 사용해도 된다. 또한, 각 스테이지(2, 5)는 가이드를 따라 이동하는 타입일 수도 있고, 가이드를 구비하지 않는 가이드리스 타입일 수도 있다. 각 스테이지(2, 5)의 구동 기구로서는, 2차원으로 자석을 배치한 자석 유니트(영구자석)와, 2차원으로 코일을 배치한 전기자 유니트를 대향시키고 전자력에 의해 각 스테이지(2, 5)를 구동시키는 평면 모터를 사용할 수도 있다. 이 경우, 자석 유니트와 전기자 유니트 중의 어느 한쪽을 스테이지(2, 5)에 접속하고, 자석 유니트와 전기자 유니트 중의 다른쪽을 스테이지(2, 5)의 이동면 측(베이스)에 설치하는 것이 좋다.
이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치(1)는, 본원 특허청구범위에 기재된 각 구성요소를 포함하는 각종 서브시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실행된다. 각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은, 각종 서브시스템 상호의 기계적 접속, 전기회로의 배선 접속, 기압회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에, 각 서브시스템 각각의 조립 공정이 있다. 각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합적인 조정이 실행되어, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 청결도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.
반도체 장치는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 장치의 기능 및 성능 설계를 행하는 스텝 201, 이 설계 스텝에 의거한 마스크(레티클)를 제조하는 스텝 202, 실리콘 재료로 이루어진 웨이퍼를 제조하는 스텝 203, 상술한 실시형태의 노광 장치(1)에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 노광시키는 웨이퍼 처리 스텝 204, 장치 조립 스텝(다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함함) 205, 검사 스텝 206 등을 거쳐 제조된다.
본 발명은 유리 기판 또는 웨이퍼 등과 같이 마스크 패턴이 노광되는 기판과, 이 기판을 유지하는 스테이지 본체가 정반 위의 평면 내를 이동하는 스테이지 장치와 그 구동 방법, 및 이 스테이지 장치에 유지된 마스크와 기판을 이용하여 노광 처리를 행하는 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것으로서, 특히, 반도체 집적회로 또는 액정표시장치 등의 장치를 제조할 때에, 리소그래피 공정에서 이용하여 매우 적합한 기판, 스테이지 장치, 스테이지 구동 방법, 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것이다.
본 발명의 스테이지 장치 및 스테이지 구동 방법에 의하면, 정반에 대하여 진동적으로 독립되어 설치된 지지부와, 스테이지 본체의 구동에 따른 반력에 의해 지지부 위를 이동하는 반력 스테이지를 구비하고 있기 때문에, 진동 복귀 등의 문제를 회피할 수 있고, 정정 시간이 단축되어 생산성의 향상을 도모할 수 있는 동시에, 지지부의 잔류 진동이 정반에 전달되는 것을 억제할 수 있어, 스테이지 본체의 위치 제어성을 유지할 수 있다. 또한, 정반이 방진 기구를 개재시켜 지지부에 지지되기 때문에, 지지부의 잔류 진동이 정반에 전달되는 것을 억제할 수 있어, 스테이지 본체의 위치 제어성을 유지할 수 있다는 효과도 얻어진다. 또한, 반력 스테이지가 스테이지 본체를 일 방향으로 구동시키는 구동 기구의 적어도 일부를 이루는 구성으로 되어 있기 때문에, 반력을 배제하기 위한 기구를 별도로 설치할 필요가 없어, 장치의 소형화 및 저가격화를 실현할 수 있다. 그리고, 반력 스테이지와 지지부 사이에, 축선 둘레로 회전되어 반력 스테이지를 지지부에 대하여 이동시키는 전동체가 개장되기 때문에, 반력 스테이지가 이동할 때에는, 전동체가 축선 둘레로 회전된다는 간단한 동작에 의해 실행되어, 장치의 간소화를 실현할 수 있다. 또한, 반력 스테이지와 지지부 사이에 비접촉 베어링이 개장됨으로써, 반력 스테이지가 마찰을 수반하지 않고 이동하기 때문에, 지지부의 진동 등과 같이 마찰에 따른 외란을 배제할 수 있다. 또한, 반력 스테이지를 서로 상반되는 방향으로 각각 가압하는 가압부 등의 복귀 장치에 의해, 간단한 기구로 용이하게 반력 스테이지를 초기 위치로 복귀시킬 수 있다는 효과도 얻어진다. 또한, 스테이지 본체가 서로 대략 직교하는 방향으로 이동 가능하게 되고, 반력 스테이지가 이 대략 직교하는 방향마다 설치되는 구성으로 되어 있기 때문에, 스테이지 본체가 2차원 이동할 경우에도 이동에 따른 반력에 기인하는 진동 복귀 등의 문제를 회피할 수 있어, 정정 시간이 보다 단축되어 생산성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.
그리고, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에 의하면, 마스크 스테이지와 기판 스테이지의 적어도 한쪽 스테이지로서, 특허청구범위의 제 1항 내지 9 중의 어느 하나에 기재된 스테이지 장치, 또는 특허청구범위의 청구항 17 내지 20 중의 어느 하나에 기재된 스테이지 구동 방법이 이용되기 때문에, 정정 시간이 단축되어 생산성 및 노광 정밀도의 향상을 도모할 수 있는 동시에, 지지부의 잔류 진동이 정반에 전달되는 것을 억제할 수 있어, 스테이지 본체의 위치 제어성을 유지할 수 있다. 또한, 마스크 스테이지, 기판 스테이지 및 투영 광학계가 서로 진동적으로 독립되어 설치됨으로써, 스테이지의 구동에 기인하는 진동이 투영 광학계에 전달되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 투영 광학계의 진동에 기인하는 패턴 전사 위치의 어긋남 또는 상 흐려짐 등의 발생을 효과적으로 방지하여 노광 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 마스크 스테이지가 복수개의 마스크를, 기판 스테이지가 복수개의 기판을 유지함으로써, 교환 및 얼라인먼트 동작과 노광 동작을 병행하여 행할 수 있기 때문에, 생산성을 대폭으로 향상시킬 수 있다. 또한, 고정자를 복수의 가동자에서 공용시키면, 부품의 삭감, 즉, 장치의 간소화 및 저가격화를 실현하는 것이 가능해진다.
한편, 본 발명의 기판에 의하면, 상기 노광 방법을 이용하여 패턴이 노광되기 때문에, 패턴의 중첩 및 선폭 등이 고정밀도로 유지되고, 소정의 장치 특성을 발현하는 것이 가능해진다.

Claims (29)

  1. 정반(定盤) 위를 적어도 일 방향으로 구동할 수 있는 스테이지 본체를 구비한 스테이지 장치로서,
    상기 정반에 대하여 진동적으로 독립하여 배열 설치된 지지부와,
    상기 스테이지 본체의 구동에 따른 반력에 의해 상기 지지부 위를 상기 일 방향으로 이동할 수 있는 반력 스테이지를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정반은 방진 기구를 개재시켜 상기 지지부에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반력 스테이지는, 상기 스테이지 본체를 상기 일 방향으로 구동시키는 구동 기구의 적어도 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 기구는, 상기 스테이지 본체에 설치된 가동자와, 상기 가동자와의 사이의 전자기적 상호작용에 의해 상기 가동자를 상기 일 방향으로 구동시키는 고 정자를 구비하고,
    상기 반력 스테이지는 상기 고정자를 갖는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반력 스테이지와 상기 지지부 사이에는, 축선 둘레로 회전되어 상기 반력 스테이지를 상기 지지부에 대하여 상기 일 방향으로 이동시키는 전동체가 개장(介裝)되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반력 스테이지와 상기 지지부 사이에는 비접촉 베어링이 개장되어 있는 것를 특징으로 하는 스테이지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반력 스테이지를 초기 위치로 복귀시키는 복귀 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복귀 장치는 상기 반력 스테이지를 상기 일 방향에 따른 서로 상반되는 방향으로 가압하는 가압부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지 본체는 서로 대략 직교하는 방향으로 이동 가능하게 되고,
    상기 반력 스테이지는 상기 직교하는 방향 중 어느 한 방향에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  10. 마스크 스테이지와, 기판 스테이지를 구비하고, 상기 마스크 스테이지에 유지된 마스크 패턴을 조명 광학계를 사용하여 조명하고, 상기 기판 스테이지에 유지된 기판에 상기 패턴을 노광하는 노광장치에 있어서,
    상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지의 적어도 한쪽 스테이지는,
    정반 위를 적어도 일 방향으로 구동할 수 있는 스테이지 본체와,
    상기 정반에 대하여 진동적으로 독립하여 배열 설치된 지지부와,
    상기 스테이지 본체의 구동에 따른 반력에 의해 상기 지지부 위를 상기 일 방향으로 이동할 수 있는 반력 스테이지와,
    상기 반력 스테이지를 초기 위치로 복귀시키는 복귀 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지 사이에 설치되고, 상기 마스크 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지, 상기 기판 스테이지 및 상기 투영 광학계가 서로 진동적으로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지는 상기 마스크를 유지하여 제 1 방향으로 이동 가능한 미동(微動) 스테이지와, 상기 미동 스테이지와 접속되고 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 이동 가능한 조동(粗動) 스테이지를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지의 적어도 한쪽은 가이드리스(guideless) 스테이지인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지는 복수개의 마스크를 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지는 복수개의 기판을 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  17. 고정자와 가동자를 구비한 리니어(linear) 모터에 의해 정반 위를 적어도 일 방향으로 구동할 수 있는 스테이지 본체를 구비한 스테이지 구동 방법으로서,
    상기 스테이지 본체의 구동에 따른 반력에 의해 상기 일 방향과는 반대 방향으로 이동할 수 있고, 상기 고정자를 갖는 반력 스테이지를 상기 정반에 대하여 진동적으로 독립된 지지부에 지지시키는 동시에, 상기 반력 스테이지를 초기 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 스테이지 구동 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 반력 스테이지의 중량은 상기 스테이지 본체의 중량보다도 무거운 것을 특징으로 하는 스테이지 구동 방법.
  21. 마스크 스테이지에 유지된 마스크 패턴을 기판 스테이지에 유지된 기판에 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지의 적어도 한쪽 스테이지 본체를 고정자와 가동자를 구비한 리니어 모터에 의해 정반 위에서 구동하고, 상기 고정자를 갖는 반력 스테이지를 상기 정반에 대하여 진동적으로 독립된 지지부에 지지하고, 상기 스테이지 본체의 구동에 의한 반력에 의해 상기 스테이지 본체와는 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지의 이동 중에 상기 패턴을 노광하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지에 복수의 마스크를 유지시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지에 복수의 기판을 유지시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  25. 제 21항에 기재된 노광 방법을 이용하여 패턴이 노광되는 것을 특징으로 하는 기판.
  26. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 한쪽 스테이지는 상기 마스크 스테이지이고,
    상기 반력 스테이지는 상기 스테이지 본체의 중량보다도 무거운 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  27. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 한쪽 스테이지는 상기 기판 스테이지이고,
    상기 반력 스테이지는 상기 스테이지 본체의 중량보다도 무거운 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  28. 마스크를 유지하는 마스크 스테이지에 있어서,
    상기 마스크 스테이지를 이동 가능하게 지지하는 정반과,
    고정자와 가동자를 구비하고, 상기 마스크 스테이지를 상기 정반 위에서 적어도 일 방향으로 구동하는 리니어 모터와,
    상기 정반에 대하여 진동적으로 독립하여 배열 설치된 지지부와,
    상기 고정자를 갖는 동시에, 상기 마스크 스테이지의 중량보다도 무겁고, 상기 마스크 스테이지의 구동에 따른 반력에 의해 상기 지지부 위를 상기 일 방향과는 반대 방향으로 이동할 수 있는 반력 스테이지와,
    상기 반력 스테이지를 초기 위치로 복귀시키는 복귀 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 스테이지.
  29. 기판을 유지하는 기판 스테이지에 있어서,
    상기 기판 스테이지를 이동 가능하게 지지하는 정반과,
    고정자와 가동자를 구비하고, 상기 기판 스테이지를 상기 정반 위에서 적어도 일 방향으로 구동하는 리니어 모터와,
    상기 정반에 대하여 진동적으로 독립하여 배열 설치된 지지부와,
    상기 고정자를 갖는 동시에, 상기 기판 스테이지의 중량보다도 무겁고, 상기 기판 스테이지의 구동에 따른 반력에 의해 상기 지지부 위를 상기 일 방향과는 반대 방향으로 이동할 수 있는 반력 스테이지와,
    상기 반력 스테이지를 초기 위치로 복귀시키는 복귀 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 스테이지.
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