JP2001143997A - 位置決め装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 - Google Patents
位置決め装置、露光装置、及びデバイスの製造方法Info
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- 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
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
実現する。 【解決手段】 微動ステージの水平方向の変位を計測す
るための第1のミラー面と、前記微動ステージの鉛直方
向の変位をレーザー測長器によって計測するための第2
のミラー面を備えた微動ステージにおいて、前記鉛直方
向の変位を計測するための第2のミラー面p2を、前記
第1のミラー面plより下に、別構造として配置する。
また、微動ステージにハーフミラーを設ける。
Description
位置決めするための微動ステージ等を有する位置決め装
置、露光装置、及びデバイスの製造方法に関する。
は、機器の複雑化・高度化・微細化に伴い、高精度化・
高速化が進んでいる。そしてこうした各種機器を支える
“半動体デバイス”を製造する露光装置もまた高速化・
高精度化が急激に進んでおり、ナノメートルオーダの位
置決め精度が要求されてきている。
しては、微少回転機構もしくは、微小並進機構および微
小回転機構を有する微動ステージと、並進方向への大ス
トローク移動機構を有する粗動ステージとから構成する
ものが一般的である。そして粗動ステージによって大ス
トロークの移動を行いつつ、微動ステージの微動アクチ
ュエータによってウエハが像面に一致するように微動ス
テージを位置決め制御し、露光を行う。
来、高精度のレーザ測長器が広く用いられている。この
レーザ測長器では、水平方向の変位の計測方法として
は、干渉計をステージ外部に置いて、ステージにバーミ
ラーを搭載するか、ステージの端面にミラー面を直接蒸
着するなどの方法によって、ステージにミラー面を持た
せる方法が採られる。これによって、露光中心の変位を
直接計測し、アッベ誤差の発生を防ぐわけである。
るステージ内に設けられたリニアエンコーダや静電容量
センサ等を有し、その検出結果に基づいてΖ軸方向の位
置決め制御が行われる。
置検出手段を用いた位置決め装置においては、XY方向
に長ストローク移動するステージに取り付けられたセン
サにより、微動ステージのΖ方向の位置情報を検出する
ため、以下のような問題点が生じる。
り付けられた定盤から直接的に位置情報を検出できない
ため、複数個のセンサを直列に配置して計測せざるを得
ない。そのため、ガイド精度等の影響を受け、計測誤差
が生じ易い。 (2) また、ステージ加減速時の慣性力やステージ自
体の自重が移動荷重として作用したときの、ステージガ
イド部の変形や、ステージを支持搭載する定盤や構造体
の変形が計測誤差となり、高精度な位置決めが難しい。
ローク移動する位置決め装置において、簡単な構成によ
りZ方向変位の計測を提供し、高精度の位置決め装置を
実現することを目的とする。
め、本発明の第1の位置決め装置は、複数の方向に移動
可能な移動体と、該移動体に設けられた第1反射面と、
該移動体に設けられ、該移動体を構成する部材の下面も
しくは側面に該移動体とは別個の部材で形成された第2
反射面と、該第1反射面で第1のレーザ計測ビームを反
射させて該移動体の水平方向及び該水平方向に平行な回
転方向の位置情報、さらに該第2反射面で第2のレーザ
計測ビームを反射させて該水平方向を複数含む面と交差
する方向の該移動体の位置情報をそれぞれ計測する位置
計測器とを有することを特徴とする。
置において、前記第1反射面を、前記移動体を構成する
部材の部材面に対して直接設けることを特徴とする。
位置決め装置において、前記第2反射面は、前記水平方
向とほぼ平行な前記位置計測器の前記第2のレーザ計測
ビームを上方に反射させることを特徴とする。
可能な移動体と、該移動体に設けられた第1反射面と、
該移動体に設けられ、該第1反射面とは平行でない第2
反射面と、該移動体に設けられ、水平方向と交差する方
向における変位をレーザ干渉により計測するためのハー
フミラー面と、該第1反射面で第1のレーザ計測ビーム
を反射させて該移動体の水平方向及び該水平方向に平行
な回転方向の位置情報、さらに該第2反射面で第2のレ
ーザ計測ビームを反射させて該水平方向を複数含む面と
交差する方向の該移動体の位置情報をそれぞれ計測する
位置計測器とを有することを特徴とする。
置において、前記第1反射面へ前記第1のレーザ計測ビ
ームが照射される前記第1反射面上の第1照射点と、前
記第2反射面から反射された前記第2のレーザ計測ビー
ムが前記ハーフミラー面へ照射される前記ハーフミラー
面上の第2照射点の、前記水平方向と交差する方向に対
する位置を、同一もしくはほぼ同一に設定することを特
徴とする。
位置決め装置において、前記第2反射面は、前記水平方
向とほぼ平行な前記第2のレーザ計測ビームを、上方に
反射させることを特徴とする。
れかの位置決め装置において、前記移動体は、前記移動
水平面を有する移動体定盤に搭載されることを特徴とす
る。
れかの位置決め装置において、前記移動体定盤は、該移
動体定盤を除振する移動体除振手段によって除振される
ことを特徴とする。
8のいずれかの位置決め装置において、前記位置計測器
は、前記移動体定盤とは別の計測定盤に搭載され、該計
測定盤は、該計測定盤を除振する計測定盤除振手段によ
って除振されることを特徴とする。
〜第9のいずれかの位置決め装置を備えることを特徴と
する。また、本発明のデバイス製造方法は、本発明の露
光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とする。
本発明の第1の実施例に係る微動ステージを示す平面図
および正面図である。同図において、1はウエハ、2は
ウエハチャック、3はウエハチャック2が設けられた微
動ステージ本体、4〜6は微動ステージ本体3上に設け
られた第1〜第3の並進方向における変位計測のための
バーミラー、7〜9は第1〜第3の鉛直方向の変位計測
のためのバーミラーである。バーミラー4にはミラー面
plが設けられており、ミラー面plの下部にバーミラ
ー7が設けられている。バーミラー7には、鉛直方向お
よび水平方向に対して45度の傾斜角を有するミラー面
p2が設けられている。
レーザ光L1を照射することにより微動ステージのミラ
ー面plにおけるx方向の変位dL1=dxlが計測さ
れる。また、水平方向から入射され、ミラー面p2によ
って鉛直方向に反射される第2のレーザ光L2によっ
て、微動ステージのミラー面p2におけるx方向の変位
と鉛直方向の変位の和dL2=dx2+dzが計測され
る。したがって、微動ステージのy軸方向の傾きをθ
y、第1のレーザ光L1および第2のレーザ光L2によ
る計側点の、鉛直方向の高さの差をhとすれば、 dx2=dx1−hθy であることから、微動ステージの、ミラー面p2におけ
るz方向の変位dzは、 dz=dL2+hθy−dL1 で求めることができる。したがって、本実施例により、
簡単な構成でステージの鉛直方向の位置検出が可能とな
る。
ミラー面p2、p4、p6を、水平方向計測のためのミ
ラー面の下方に、別個の構造体で構成している点に特徴
がある。これは、水平方向および鉛直方向のためのバー
ミラーを同一の部材で構成した場合と比較すると、さら
に小型軽量化が可能となり、各々のミラーの固有振動数
を高域にシフトさせることができる。よって微動ステー
ジ全体としても、高剛性を維持することが可能となる。
は本発明の第2の実施例に係る微動ステージを示す平面
図および正面図である。これらの図において、lはウエ
ハ、2はウエハチャック、3はウエハチャック2が設け
られた微動ステージ本体、34〜36は第1〜第3の鉛
直方向の変位計測のためのバーミラーである。微動ステ
ージ本体3は、+X方向、−X方向および+Y方向の3
方向の端面にこれら水平な3方向の変位を計測するため
のミラー面pl、p3およびp5が蒸着により形成され
ており、かつウエハ1面の高さと前記水平3方向の計測
位置の高さとが一致するように、前記3方向の周囲を残
した形で微動ステージ中央部に彫り込み加工がなされて
いる。ミラー面pl、p3およびp5の下部には、それ
ぞれバーミラー34〜36が設けられている。バーミラ
ー34〜36のそれぞれには、鉛直方向および水平方向
に対して45度の傾斜角を有するミラー面p2、p4お
よびp6が設けられている。
レーザ光L1を照射することにより微動ステージのミラ
ー面plにおけるx方向の変位dL1=dxlが計測さ
れる。また、水平方向から入射され、ミラー面p2によ
って鉛直方向に反射される第2のレーザ光L2によっ
て、微動ステージのミラー面p2におけるx方向の変位
と鉛直方向の変位の和dL2=dx2+dzが計測され
る。したがって、微動ステージのy軸方向の傾きをθ
y、第1のレーザ光Llおよび第2のレーザ光L2によ
る計側点の、鉛直方向の高さの差をhとすれば、 dx2=dxl−hθy であることから、微動ステージの、ミラー面p2におけ
るz方向の変位dzは、 dz=dL2+hθy−dL1 で求めることができる。
をなくし、水平方向のミラー面を微動ステージ本体に直
接蒸着し、またはコーティングすること等により、一体
構造とすることで、高剛性化が可能となる。
おいても、鉛直方向計測のためのミラー面を水平方向計
測のためのミラー面の下方に、別個の構造体で構成して
いる点に特徴がある。これは、水平方向および鉛直方向
のためのバーミラーを同一の部材で構成した場合と比較
すると、さらに小型軽量化が可能となり、各々のミラ一
の固有振動数を高域にシフトさせることができる。よっ
て微動ステージ全体としても、高剛性を維持することが
可能となる。
は本発明の第3の実施例に係る微動ステージを示す平面
図および正面図である。これらの図において、図2と同
一の符号は図2と同じ要素を示す。44〜46は第1〜
第3の鉛直方向の変位計測のためのバーミラーである。
本実施例において図2の第2実施例と異なる点は、バー
ミラー44〜46が、これらに対応する図2のバーミラ
ー34〜36とは異なり、微動ステージ本体3の下面に
固定されている点にある。他の構成および計測動作は第
2実施例の場合と同様であり、本実施例も第2実施例と
同様の効果を奏する。
る。第1および第2の実施例では、例えば各バーミラー
の取り付けをビス締結する場合などにおいて、ミラー面
p2、p4およびp6の面、つまり傾いた面からビス締
結する必要があるため、取り付け強度および精度を保持
する上での難点がある。これに対し、本実施例では、バ
ーミラー44〜46を微動ステージ本体3の下面に配置
したため、底面よりビス締結することができる。
施例である、微動ステージを利用した位置決め装置を示
したものであり、第3の実施例の微動ステージを利用し
て、長ストロークの位置決め装置を実現したものであ
る。なお、簡単のため+x方向の計測についてのみ説明
するが、他の方向についても全く同様である。
した微動ステージ、plおよびp5は並進x方向計測の
ためのミラー面、p2、p6、p7、p9はz方向計測
のためのミラー面、54、56、57、59はバーミラ
ーである。
へ長ストローク移動せしめる粗動ステージ、Mxは粗動
ステージScのX方向可動子、Myは粗動ステージSc
のY方向可動子、Fxは粗動ステージScのX方向固定
子、Fyは粗動ステージScのY方向固定子、GyはY
方向ガイドである。
移動水平面を有するステージ定盤、Dsはステージ定盤
Bsに対する除振手段、11および15は並進x方向計
測のための干渉計、12および16はΖ方向計測のため
の干渉計、Biはレーザ干渉計11、12、15、16
などから構成されるレーザ計測器の部品のうち、計測基
準側に設置すべき部品を搭載するための計測定盤、Di
は計測定盤Biに対する除振手段、Hsは本体フレーム
である。
に着目すると、+x方向の微動ステージSfの端面には
ミラー面plが設けられており、ミラー面plに第1の
レーザ光Llが照射されることより、干渉計11におい
て微動ステージのx方向の変位dxが計測される。z計
測の方法は、第3の実施例で説明した通りである。
ジ自身の高剛性化の効果は、第3の実施例で述べた通り
であるが、さらに本実施例においては、移動体の基準と
なるステージ定盤Bsとは別の計測定盤を設けてレーザ
計測器を搭載し、これを除振することによって、ステー
ジ加減速時の慣性力やステージ自体の自重が移動荷重と
して作用したときの、ステージガイド部の変形や、ステ
ージを支持搭載する定盤や構造体の変形に起因した計測
誤差を除去することが可能となり、以って高精度な位置
決めが可能となる。
の実施例である、微動ステージを利用した位置決め装置
を示したものである。なお、簡単のため、x方向の計測
についてのみ説明するが、他の方向についても全く同様
である。
した微動ステージ、plおよびp5は並進x方向計測の
ためのミラー面、p2、p6、p7、p9はz方向計測
のためのミラー面、64、66、67、69はバーミラ
ーである。
へ長ストローク移動せしめる粗動ステージ、Mxは粗動
ステージScのX方向可動子、Myは粗動ステージSc
のY方向可動子、Fxは粗動ステージScのX方向固定
子、Fyは粗動ステージScのY方向固定子、GyはY
方向ガイドである。
移動水平面を有するステージ定盤、Dsはステージ定盤
Bsに対する除振手段、11および15は並進x方向計
測のための干渉計、R1およびR2はz方向計測のため
のレシーバ、Biはレーザ干渉計やレシーバなどから構
成されるレーザ計測器の部品のうち、計測基準側に設置
すべき部品を搭載するための計測定盤、Diは計測定盤
Biに対する除振手段、Hsは本体フレームである。
した図であり、この図において、Q1は1/4λ板、p
ll、pl2はミラー面、T1はレーザ干渉のためのハ
ーフミラーである。
着目すると、まずミラー面plに第1のレーザ光L1が
照射され、干渉計11において微動ステージのx方向の
変位dxが計測される。
向および鉛直方向に対して45度の傾斜角を有するミラ
ー面p2が設けられ、ステージ本体フレームHsにはバ
ーミラー67があり、そこに水平なミラー面p7が設け
られている。
2のミラー面p2によって鉛直方向に反射される第2の
レーザ光L2は、ハーフミラーT1および1/4λ板Q
1を透過してバーミラー67に設けられたミラー面p7
によって反射され、ハーフミラーT1へ戻る。この過程
で1/4λ板を2回透過したことにより、今度はハーフ
ミラーTlによって水平方向へ反射され、その後再び上
方へ反射され、ミラーp7を経てハーフミラーTlへ戻
る。このときl/4λ板を再度2回透過したことにな
り、今度はハーフミラーTlを通過し、ミラー面p2で
水平方向へ戻される。
いて、第2のレーザ光L2と、参照光との間で干渉が生
じ、これをレシーバR1で受けることによって、微動ス
テージのx方向の変位と垂直方向の変位の和dx+dz
が計測されることになる。これから先の前記第1のミラ
ー面plによって計測されるdxを引くことによって、
垂直方向の変位dzが求まる。他の計測点についても同
様にして垂直方向の変位dzを計測することができる。
搭載する定盤や構造体の変形に起因した計測誤差の除去
効果については、第4の実施例で述べた通りである。
T1を微動ステージに搭載されたバーミラー64に設
け、そこで干渉を発生させており、x位置計測のための
干渉計11と、y方向およびz方向の位置が同一になる
ように設けられている点が大きな特徴である。
測点における、y方向およびz方向の位置が同一になる
ように設けられていることになる。
方向の計測点の高さがhだけ異なる場合のz位置計測に
おいて必要となる、微動ステージのθy方向の回転に起
因した水平方向の変位h・θyの補正が不要となる。つ
まり、本実施例ではθyの計測誤差がz変位計測におけ
るアッベ(abbe)誤差として重畳することがなく、
アッベ誤差をゼロとすることが可能になる。
は高精度の位置制御が可能となるわけである。
れば、簡単な構成によって、メカ振動や慣性力・自重変
動等による計測誤差の生じにくいZ方向変位の計測を提
供することができる。
ジに構成する際に、できるだけ高剛性を維持できる構成
方法を提供することができ、さらに、Ζ方向変位の計測
におけるアッベ(Abbe)誤差をなくし、アッベ誤差
に起因する位置決め精度の劣化が発生しない構成方法を
提供することも可能となる。
示す図である。
示す図である。
示す図である。
示す図である。
示す図である。
拡大図である。
体、4〜6:第1〜第3の並進方向の変位計測のための
バーミラー、7〜9,34〜36,44〜46:第1〜
第3の鉛直方向の変位計測のためのバーミラー、24〜
26:水平方向および鉛直方向変位計測用のミラー面が
形成されたバーミラー、pl,p3,p5:水平方向変
位計測用のミラー面、p2,p4,p6:鉛画方向変位
計測用のミラー面、L1〜L6:レーザ光、Sf:微動
ステージ、54,56,57,59;バーミラー、S
c:粗動ステージ、Mx:粗動ステージScのX方向可
動子、My:粗動ステージScのY方向可動子、Fx:
粗動ステージScのX方向固定子、Fy:粗動ステージ
ScのY方向固定子、Gy:Y方向ガイド、Bs:ステ
ージ定盤、Ds:ステージ定盤Bsに対する除振手段、
11,15:並進x方向計測のための干渉計、R1,R
2:並進z方向計測のためのレシーバ、Bi:計測定
盤、Di:計測定盤Biに対する除振手段、Hs:本体
フレーム、64,66,67,69:バーミラー、1
2,16:並進z方向計測のための干渉計、Q1:1/
4λ板、pll,p12:ミラー面、T1:ハーフミラ
ー。
Claims (11)
- 【請求項1】 複数の方向に移動可能な移動体と、 該移動体に設けられた第1反射面と、 該移動体に設けられ、該移動体を構成する部材の下面も
しくは側面に該移動体とは別個の部材で形成された第2
反射面と、 該第1反射面で第1のレーザ計測ビームを反射させて該
移動体の水平方向及び該水平方向に平行な回転方向の位
置情報、さらに該第2反射面で第2のレーザ計測ビーム
を反射させて該水平方向を複数含む面と交差する方向の
該移動体の位置情報をそれぞれ計測する位置計測器と、 を有することを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項2】 前記第1反射面を、前記移動体を構成す
る部材の部材面に対して直接設けることを特徴とする請
求項1に記載の位置決め装置。 - 【請求項3】 前記第2反射面は、前記水平方向とほぼ
平行な前記位置計測器の前記第2のレーザ計測ビームを
上方に反射させることを特徴とする請求項1または2に
記載の位置決め装置。 - 【請求項4】 複数の方向に移動可能な移動体と、 該移動体に設けられた第1反射面と、 該移動体に設けられ、該第1反射面とは平行でない第2
反射面と、 該移動体に設けられ、水平方向と交差する方向における
変位をレーザ干渉により計測するためのハーフミラー面
と、 該第1反射面で第1のレーザ計測ビームを反射させて該
移動体の水平方向及び該水平方向に平行な回転方向の位
置情報、さらに該第2反射面で第2のレーザ計測ビーム
を反射させて該水平方向を複数含む面と交差する方向の
該移動体の位置情報をそれぞれ計測する位置計測器と、 を有することを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項5】 前記第1反射面へ前記第1のレーザ計測
ビームが照射される前記第1反射面上の第1照射点と、
前記第2反射面から反射された前記第2のレーザ計測ビ
ームが前記ハーフミラー面へ照射される前記ハーフミラ
ー面上の第2照射点の、前記水平方向と交差する方向に
対する位置を、同一もしくはほぼ同一に設定することを
特徴とする請求項4に記載の位置決め装置。 - 【請求項6】 前記第2反射面は、前記水平方向とほぼ
平行な前記第2のレーザ計測ビームを、上方に反射させ
ることを特徴とする請求項4または5に記載の位置決め
装置。 - 【請求項7】 前記移動体は、前記移動水平面を有する
移動体定盤に搭載されることを特徴とする請求項1〜6
のいずれかl項に記載の位置決め装置。 - 【請求項8】 前記移動体定盤は、該移動体定盤を除振
する移動体除振手段によって除振されることを特徴とす
る請求項1〜7のいずれか1項に記載の位置決め装置。 - 【請求項9】 前記位置計測器は、前記移動体定盤とは
別の計測定盤に搭載され、該計測定盤は、該計測定盤を
除振する計測定盤除振手段によって除振されることを特
徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の位置決め
装置。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかの位置決め装
置を備えることを特徴とする露光装置。 - 【請求項11】 請求項10の露光装置を用いてデバイ
スを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32400199A JP2001143997A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 位置決め装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 |
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---|---|---|---|
JP32400199A JP2001143997A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 位置決め装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001143997A true JP2001143997A (ja) | 2001-05-25 |
JP2001143997A5 JP2001143997A5 (ja) | 2006-12-28 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP32400199A Pending JP2001143997A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 位置決め装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2001143997A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-11-15 JP JP32400199A patent/JP2001143997A/ja active Pending
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