JP2005354022A - Stage equipment, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
Stage equipment, exposure apparatus, and device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005354022A JP2005354022A JP2004299785A JP2004299785A JP2005354022A JP 2005354022 A JP2005354022 A JP 2005354022A JP 2004299785 A JP2004299785 A JP 2004299785A JP 2004299785 A JP2004299785 A JP 2004299785A JP 2005354022 A JP2005354022 A JP 2005354022A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- surface plate
- mass
- mass body
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
本発明は位置決めを行うステージ装置に関するものであり、特には半導体露光装置や液晶露光装置に好適に使用されるステージ装置に関するものである。 The present invention relates to a stage apparatus that performs positioning, and more particularly to a stage apparatus that is suitably used in a semiconductor exposure apparatus or a liquid crystal exposure apparatus.
位置決めを行うステージ装置ような、高精度が要求される分野では、特に問題となるものである。ステージの駆では、ステージが駆動する際の駆動反力が振動や変形を引き起こし、位置決め精度に影響を及ぼす。この影響は、露光装置に用いられるステージ装置の動反力を相殺する機構として、特許文献１では、ガイド（１２１，１０７）によってＸＹ方向に移動するステージ（１０５）を支持する定盤（１０９）に対して、Ｘ軸方向に駆動可能な質量体（１１３ａ，１１３ｂ）と、Ｙ軸方向に駆動可能な質量体（１１３ｃ，１１３ｄ）を設けた構成が開示されている（図２０）。また、定盤には回転トルクを発生させる回転質量体（不図示）を設けている。このような構成で、ＸＹ方向およびθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）のステージ駆動反力を相殺するように質量体を駆動させることで駆動反力による振動の影響を低減している。 This is particularly a problem in fields where high accuracy is required, such as stage devices that perform positioning. In the stage drive, the driving reaction force when the stage is driven causes vibration and deformation, which affects the positioning accuracy. This influence is a mechanism for canceling the dynamic reaction force of the stage apparatus used in the exposure apparatus. In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228688, the surface plate (109) that supports the stage (105) moved in the XY directions by the guides (121, 107) On the other hand, a configuration in which mass bodies (113a, 113b) that can be driven in the X-axis direction and mass bodies (113c, 113d) that can be driven in the Y-axis direction is disclosed (FIG. 20). In addition, the surface plate is provided with a rotating mass body (not shown) that generates rotational torque. With such a configuration, the influence of vibration due to the drive reaction force is reduced by driving the mass body so as to cancel the stage drive reaction force in the XY direction and the θ direction (rotation direction around the Z axis).
また、特許文献２では、ステージ（１０６）を搭載する定盤（１０９）が基盤（１１０）に対してエアベアリングにより移動可能に支持されており、定盤の側面および内部には回転自在なロータ（１０８）が設けられている（図２１）。このような構成により、ステージのＸＹ方向の駆動反力は定盤が移動することによって相殺され、θ方向、ωｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、ωｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）の駆動反力はロータが回転することで相殺する。
近年、デバイスの生産性向上のためにウエハの径が大きくなり、ウエハの径に比例してステージの大きさも大きくなっている。それに伴いステージの重量も大きくなっている。またスループット（単位時間内で処理できるウエハ枚数）を上げるために、ステージをより早く動かす必要があり、ステージを高い加速度で動かす傾向がある。つまり、ステージ重量の増大とステージの高加速度化により、ステージの推力は以前よりも大きくなっている。 In recent years, the diameter of a wafer has been increased in order to improve device productivity, and the size of the stage has also increased in proportion to the diameter of the wafer. Along with this, the weight of the stage has also increased. Further, in order to increase the throughput (the number of wafers that can be processed within a unit time), the stage needs to be moved faster, and the stage tends to move at a high acceleration. In other words, the thrust of the stage is larger than before due to the increase in the stage weight and the acceleration of the stage.
特許文献２のように定盤を基盤に対してＸＹ方向に移動させることで反力を相殺する構成では、定盤が移動するストローク分だけ空間を設ける必要がある。そのためにステージ装置全体のサイズが大きくなり、結果として、露光装置自体が大きくなるという問題がある。 In the configuration in which the reaction force is canceled by moving the surface plate in the XY directions with respect to the base as in Patent Document 2, it is necessary to provide space for the stroke that the surface plate moves. Therefore, there is a problem that the size of the entire stage apparatus becomes large, and as a result, the exposure apparatus itself becomes large.
ここで、定盤の重量を大きくすることにより、定盤のストロークを小さくすることも考えられるが、ステージ装置の輸送やメンテナンスなどを考慮に入れると重量をあまり大きくすることができない。 Here, it is conceivable to reduce the stroke of the surface plate by increasing the weight of the surface plate, but the weight cannot be increased too much in consideration of transportation and maintenance of the stage apparatus.
また定盤をエアベアリングで浮上させる場合には、重さ数トンの定盤をエアベアリングで浮かすには、それだけ大きな負荷容量を持つエアベアリングが必要となる。しかしながらエアベアリングの負荷容量を大きくすると、供給する空気の流量も大きくする必要があり、設置先のユーティリティーの仕様によっては設置が困難となる場合がある。 When the surface plate is lifted by an air bearing, an air bearing having a large load capacity is required to lift the surface plate weighing several tons with the air bearing. However, when the load capacity of the air bearing is increased, it is necessary to increase the flow rate of the supplied air, and the installation may be difficult depending on the specifications of the utility at the installation destination.
また、特許文献１のように、定盤の側面に質量体を設けた構成であると、設置スペースが増大してしまう。また質量体をぶら下げる構成であるため、定盤に対して好ましくない変形や、姿勢の劣化を引き起こす可能性がある。 Moreover, if it is the structure which provided the mass body in the side surface of the surface plate like patent document 1, an installation space will increase. Moreover, since it is the structure which hangs a mass body, it may cause an unfavorable deformation | transformation with respect to a surface plate, and the deterioration of an attitude | position.
本発明は上述の課題に鑑みなされたものであり、その目的は設置スペースを考慮しつつ、変形等による精度劣化を抑えた反力相殺機構を備えたステージ装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a stage apparatus including a reaction force canceling mechanism that suppresses deterioration in accuracy due to deformation and the like while considering installation space.
上述の目的を達成するために本発明では、ステージ装置において、移動可能なステージと、該ステージを支持する定盤と、該ステージの移動に伴い前記定盤に作用する並進方向の反力を相殺するように移動する質量体とを有し、前記定盤は前記ステージを案内する第１板状部材と、前記質量体を案内する第２板状部材と、前記第１板状部材と前記第２板状部材を連結する側板を有することを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the present invention cancels a translational reaction force that acts on a movable stage, a surface plate that supports the stage, and a surface plate that moves as the stage moves. And the surface plate has a first plate member for guiding the stage, a second plate member for guiding the mass body, the first plate member, and the first plate member. It has the side plate which connects two plate-shaped members, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明は別の観点では、ステージ装置において、移動可能なステージと、該ステージを支持する定盤と、該ステージの移動に伴い前記定盤に作用する並進方向の反力を相殺するように移動する質量体とを有し、前記定盤は中空構造であり、前記質量体は前記定盤の内部に設けられていることを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, in the stage apparatus, a movable stage, a surface plate supporting the stage, and a translational reaction force acting on the surface plate as the stage moves are canceled out. The surface plate has a hollow structure, and the mass body is provided inside the surface plate.
本発明によれば、設置スペースを考慮しつつ、変形等による精度劣化を抑えた反力相殺機構を備えたステージ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stage apparatus provided with the reaction force cancellation mechanism which suppressed the precision degradation by deformation | transformation etc. can be provided, considering installation space.
（実施例１）
図１に実施例１に係るステージ装置の概略図を示す。図２は図１の定盤断面図である。ステージ１１は不図示のエアベアリングによって、定盤１５の上面に非接触で支持されている。定盤１５は、天板１５Ａ、底板１５Ｂ、四面に配置された側板１５Ｃによって囲まれた中空構造となっており、底板１５Ｂの上面には質量体としてのマス１２が支持されている。マス１２は定盤１５の内部でＸＹ方向に移動可能となっている。
Example 1
FIG. 1 is a schematic diagram of a stage apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a sectional view of the surface plate of FIG. The
天板１５Ａ，底板１５Ｂ，側板１５Ｃは一体に締結されており、床または不図示のエアマウント（除振台）によって支持されている。エアマウントは床振動がステージ性能に与える影響が無視できないときには用いた方がよく、無視できる場合には用いない方がコストを抑えることができる。
The
側板１５Ｃの中央部にはそれぞれ回転質量体としてのロータ１４が取り付けられている。ロータ１４は、側板１５Ｃに固定された固定部（不図示）と、固定部に対して回転する可動部（不図示）を有する。また、天板１５Ａのステージ１１とは反対側の面にもロータ１３が設けられており、同様に固定部と可動部を有する。
A
ステージ１１およびマス１２の移動方法について説明する。
A method for moving the
ステージ１１はいわゆる平面モータによって、固定子（不図示）が固定された天板１５Ａから力を受けて、ＸＹ方向に移動することができる。ここで、固定子は天板１５Ａと一体的に構成してもよい。平面モータは可変磁気抵抗方式（以下、平面パルスモータとする）であっても、ローレンツ方式であってもよい。
The
可変磁気抵抗方式の場合には、固定子として極歯を有する構成となり、特開平１１−１９０７８６号公報や特開２００２−０２３７６４号公報に開示されている。また、ローレンツ方式については、固定子として磁石またはコイルを有する構成となり、特願２００３−１２３８３２号公報において開示されている。これらの駆動機構については、詳細な説明は省略する。なお、ステージ１１はＸＹ方向だけでなく、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ（Ｚ軸回りの回転方向），ωｘ（Ｘ軸回りの回転方向），ωｙ（Ｙ軸回りの回転方向）方向に移動するものであってもよい。
In the case of the variable magnetoresistive method, the stator has pole teeth, which are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-190786 and 2002-023764. Further, the Lorentz system has a configuration having a magnet or a coil as a stator, and is disclosed in Japanese Patent Application No. 2003-123832. Detailed description of these drive mechanisms is omitted. The
マス１２もステージ１１と同様に平面モータによって、固定子としての底板１５Ｂに対してＸＹ方向に移動することができ、上述のどちらの方式であってもよい。なお、マスをガイドを有するモータにより駆動した例は実施例２に示す。
Similarly to the
つぎに、ステージの反力を相殺する方法について、図２を用いて説明する。 Next, a method for canceling the reaction force of the stage will be described with reference to FIG.
ステージ１１に＋Ｘ方向で推力Ｆ１を与えて加速した場合、天板１５Ａにはステージの駆動反力Ｆ１’が−Ｘ方向に作用する。そこで、ステージ１１が駆動するのと同時に、マス１２を−Ｘ方向に推力Ｆ２を与えて加速させる。すると、底板１５Ｂにはマス１２の駆動反力Ｆ２’が作用する。この２つの駆動反力Ｆ１’とＦ２’が等しいように調整することで、定盤１５に加わる駆動反力は相殺され、結果として、定盤１５に作用する力を低減することができる。また、Ｙ方向においてもＸ方向と同様にして定盤１５に作用する力を低減することができる。
When the
つづいて、ステージのモーメント反力を相殺する方法を図２を用いて説明する。図２においてロータ１４を点線で表している。
Next, a method for canceling the moment reaction force of the stage will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the
ステージ１１がＸ方向に加速すると、天板１５Ａにはステージの駆動反力Ｆ１’が作用する。ステージの駆動反力Ｆ１’の作用点は定盤１５の重心と一致しないため、定盤１５にはモーメントＴ１が作用する。またステージ１１がＸ方向に加速すると、ステージの重心とステージに加わる力の作用点の違いによりステージにモーメントＴ（不図示）が作用し、このモーメントＴは定盤１５にも作用する。
When the
またマス１２がＸ方向に加速すると、底板１５Ｂにはマス１２の駆動反力Ｆ２’が作用し、定盤１５にはモーメントＴ２が作用する。またマス１２がＸ方向に加速するとマスの重心と力点の違いにより、マスにはモーメントＴ３（不図示）が作用し、このモーメントＴ３は定盤１５にも作用する。結局、定盤１５にはＴ＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３の時計回りまたは反時計回りのモーメントが作用する。定盤に作用するモーメントを相殺する為に、側板１５Ｃに設けたロータ１４を回転させて、反モーメントを作用させてモーメントを相殺する。その結果、定盤１５に作用するＹ軸回りのモーメントを低減することができる。また、Ｘ軸回りにおいてもＹ軸回りと同様にして定盤１５に作用するモーメントを低減することができる。
When the
ロータ１３と同様のロータを用いて、Ｚ軸回りのモーメントを相殺する方法について図３を用いて説明する。
A method for canceling the moment around the Z-axis using a rotor similar to the
図３は、ステージ装置を上から見た図である。ステージ１１が＋Ｘ方向に加速した場合、ステージ１１の駆動反力Ｆ１’は天板１５Ａに対して−Ｘ方向に作用する。そのために定盤１５にはモーメントｔ１が時計回りに作用する。またマス１２が−Ｘ方向に加速した場合、マス１２の駆動反力Ｆ２’によりモーメントｔ２が時計回り方向に作用する。そこで、これらのモーメントｔ１とｔ２を打ち消すために、天板１５Ａの下面に設けたロータ１３を時計回りに回転させる。これにより、定盤１５には反時計回りの方向に反モーメントｔ３が作用するため、ｔ３がｔ１とｔ２の和と等しくなるように調整することで、定盤１５に作用するＺ軸回りのモーメントを低減することができる。
FIG. 3 is a view of the stage apparatus as viewed from above. When the
なお、上述の説明における時計回り／反時計回りはステージ１１やマス１２が定盤１５の重心に対してどの位置にあるかによって決まるものである。
The clockwise / counterclockwise rotation in the above description is determined by the position of the
さらに、図１に示すステージユニット１６全体の重心が定盤１５の中心に位置するようにステージ１１およびマス１２を位置決めすることにより、ステージ１１およびマス１２が移動しても、移動荷重によって発生するモーメントを零とすることが可能となる。この場合、別途移動荷重を補償するためのシステムを設ける必要がなくなる。
Further, by positioning the
上述の実施例において、定盤１５がステージ１１を支持する案内面（天板１５Ａの上面）と、ステージ１５の移動に伴い定盤１５に作用する並進方向の反力を相殺するように移動するマス１２を案内する案内面（底板１５Ｂの上面）を有することにより、ステージは、マスの移動に伴う定盤の変形といった外乱の影響を受けにくくすることができる。
In the above-described embodiment, the
また、定盤１５は中空構造であり、マス１２は定盤１５の内部に設けられているため、上述の効果に加えて、反力を相殺するために定盤が大ストロークで移動する必要がない上に、定盤に対してマスを外付けして設置スペースが増大することも防ぐことができる。
Further, since the
さらに、上述のマスに加えて、ステージの移動に伴い定盤に作用する回転方向の反力を相殺するように移動するロータを有することで、並進方向に加えて回転方向の反力を相殺することができるため、結果として、設置スペースが抑えつつステージの各軸方向への反力を相殺する機構を提供することができる。 Furthermore, in addition to the above-mentioned mass, by having a rotor that moves so as to cancel the reaction force in the rotation direction acting on the surface plate as the stage moves, the reaction force in the rotation direction is canceled in addition to the translation direction. As a result, it is possible to provide a mechanism that cancels the reaction force in the axial direction of the stage while reducing the installation space.
また、定盤１５はステージを案内する天板１５Ａとマスを案内する底板１５Ｂを側板１５Ｃで連結した構造であることにより、ステージとマスの移動による影響は各板状部材に分散するため、局所的な変形等を防ぐことができる。
The
ここで、ステージおよびマスの案内面がそれぞれステージおよびマスを支持する支持面を兼ねることにより、変形および外乱の影響を低減する効果はさらに顕著となるものである。 Here, the effect of reducing the influence of deformation and disturbance becomes more remarkable when the guide surfaces of the stage and the mass also serve as support surfaces for supporting the stage and the mass, respectively.
なお、ステージは平面モータを用いて定盤に対して移動可能となっているが、これによりステージ装置全体として設置スペースを抑えた簡略な構成が可能となり、さらにガイド等の変形の影響が少ないため、結果として高精度化が実現できるものである。 The stage can be moved with respect to the surface plate using a flat motor, but this enables a simple configuration with a reduced installation space as a whole stage device, and is less affected by deformation of the guide and the like. As a result, high accuracy can be realized.
＜変形例＞
図４〜図７に変形例を示す。以下の変形例では、ステージ１１とマス１２とロータ１３の支持位置を変えた例を説明する。
<Modification>
A modification is shown in FIGS. In the following modification, an example in which the support positions of the
実施例１（図２）では、ロータ１３が天板１５Ａの下面に設けられていたが、図４ではロータ１３は底板１５Ｂに設けられている。このように、Ｚ軸回りの回転方向の反力を相殺するためのロータ１３をステージ１１を案内する天板１５Ａとは別部材に支持にすることでロータ１３の自重変形による影響をステージ１１に与えないようにできる。
In the first embodiment (FIG. 2), the
また、マス１２を底板１５Ｂの下面に配置することで、マスの自重をベース面で支持することが可能であり、局所的な変形を防ぐことができる。
Further, by disposing the
ここで、マス１２は反力相殺の機能を有するために、底板１５Ｂ側から駆動力を受ける必要がある。駆動力については、ガイドを有するリニアモータであってもよく、ガイドを有しない、いわゆる平面モータであってもよい。
Here, since the
図５は図４と同様にステージ、マス、ロータを支持した配置であり、天板１５Ａと底板１５Ｂとの間に減衰材を介在させている。これにより各板状部材に発生する振動を減衰させる効果と、各板状部材間の振動の伝達を減少させる効果が期待できる。
FIG. 5 shows an arrangement in which a stage, a mass, and a rotor are supported as in FIG. 4, and an attenuation material is interposed between the
図６は、ステージ１１を天板１５Ａの下面に設け、マス１２を底板１５Ｂの上面、ロータを底板１５Ｂの下面に設けた例である。
FIG. 6 shows an example in which the
図７は、天板１５Ａと底板１５Ｃとの間に中板１５Ｅを設けた例である。また、ステージ１１に計測手段（または加工手段）１８を設けて、計測対象物（または加工対象物）１９を中板１５Ｅに固定することで、定盤１５内部で移動するステージ、計測対象物、マスの支持を定盤１５で一体的に支持することができるため、コンパクトに装置が構成できる。ここで、計測手段の例としては電気的計測、メカ寸法計測等が挙げられ、計測対象物の例としては電気基板、メカ部品が挙げられる。また、加工手段の例として、レーザー加工ツールが、加工対象物として金属材料等が挙げられる。
FIG. 7 shows an example in which an
（実施例２）
図８〜図１０に実施例２の概略図を示す。
(Example 2)
8 to 10 show schematic diagrams of the second embodiment.
実施例２は実施例１におけるマスにガイドを設けた構成である。実施例１と同一の部分については説明を省略する。 The second embodiment has a configuration in which a guide is provided on the mass in the first embodiment. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
図８は実施例２に係るステージ装置の全体概略図である。図中点線で示した定盤１５の内部が特徴となる部分であり、図９は定盤内部を表す図である。
FIG. 8 is an overall schematic diagram of the stage apparatus according to the second embodiment. The inside of the
定盤内部には、マス２２が井の字型に設けられたガイド２３対して移動可能に案内されている。ここで、ガイド２３は定盤１５に対して固定されており、リニアモータの固定子を有している。そのため、ガイドからリニアモータ可動子としてのマス２２（※に力を与えることが可能であり、その反力はガイド２３を介して定盤１５に伝わる。
Inside the surface plate, a
マス２２はＸ方向に並行な２本のガイドのそれぞれに対して設けられており、図示をしていないが、Ｙ方向に並行な２本のガイドのそれぞれに対しても設けられている。
The
実施例２における反力の相殺方法について図９を用いて説明する。ステージ１１が＋Ｘ方向に加速した場合、その駆動反力Ｆ１’は定盤１５に−Ｘ方向に作用する。この駆動反力を打ち消すために、定盤１５内に設けた２つのマス２２を−Ｘ方向にステージの推力の半分で加速させる。するとステージの駆動反力Ｆ１’とマスの駆動反力Ｆ２’の２倍が等しくなり、ステージ駆動による反力は完全に相殺される。Ｙ方向の反力の相殺方法もＸ方向の場合と同様である。
A reaction force canceling method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. When the
実施例２におけるＺ軸回りに作用するモーメントを相殺する方法については、実施例１と考え方は同じである。ただし実施例２の場合、マス２２の力点Ｐ１、Ｐ２が定盤の重心線Ｌに対して対称な位置になるために、マス２２が動いてもＺ軸回りにモーメントは生じない。そのためにステージ１１が加速した時に定盤１５に生じるＺ軸回りのモーメントと等しくなるように、ロータ１３を回転させればよい。
The method for canceling out the moment acting around the Z axis in the second embodiment is the same as in the first embodiment. However, in the case of the second embodiment, since the force points P1 and P2 of the
またＸ、Ｙ軸回りに作用するモーメントを相殺する方法を図１０を用いて説明する。図１０は実施例２を側面から見た図である。もしマス２２が駆動している時にリニアモータ固定子に作用する反力の力点Ｐ３が定盤１５の重心線Ｌ上にあれば、マス６４が駆動することで作用するモーメントは０（ゼロ）になる。そのためロータ１４を回転させるために必要なモーメントは、ステージ１１が駆動した場合に定盤に作用する反力Ｆ１’によって発生するモーメントと、ステージ１１加速時にステージの力点と重心の違いによって作用するモーメントの和でよい。
A method for canceling out moments acting around the X and Y axes will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a side view of the second embodiment. If the force point P3 of the reaction force acting on the linear motor stator when the
ただし、マスの反力の力点Ｐ３が重心線Ｌ上に無い場合、マス２２の駆動により定盤１５にモーメントが作用する。その時は、リニアモータの反力の力点Ｐ３とステージの力点間の距離にマスおよびステージの推力をかけた値と、ステージの力点と重心間の距離にステージの推力をかけた値と、マスの力点と重心間の距離にマスの推力をかけた値を足し合わせたモーメントをロータ１４に発生させる。
However, when the force point P3 of the mass reaction force is not on the center of gravity line L, a moment acts on the
なお、本実施例では井の字形状にリニアモータを配置したが、その他に十字やＨ字にリニアモータを配置してもよい。井の字形状にするメリットとして、ロータ１３を設置するためのスペースを設けることができ、装置全体として小型化できる。
In this embodiment, the linear motor is arranged in the shape of a well, but the linear motor may be arranged in a cross or an H shape. As a merit of making the shape of a well, a space for installing the
（実施例３）
図１１に実施例３に係るステージ装置の定盤内の概略図を示す。実施例１及び実施例２とは定盤１５内のマスの構成が異なる。ステージの移動については実施例１や実施例２と同様であるため詳細な説明は省略する。
(Example 3)
FIG. 11 is a schematic view of the inside of the surface plate of the stage apparatus according to the third embodiment. The configuration of the mass in the
定盤１５の内部にはＺ軸回りのモーメント反力を相殺するためのロータ１３、Ｘ軸及びＹ軸回りのモーメント反力を相殺するためのロータ１４、Ｘ方向及びＹ方向の反力を相殺するためのマス３１が設けられている。
Inside the
図１２は本実施例に係るマス３１を詳細に説明する図である。Ｘ方向に移動するＸマス３２にはＸモータ可動部３３が設けられており、Ｙ方向に移動するＹマス３５にはＹモータ可動部３６が設けられている。Ｘモータ固定部３４はＹマス３５に固定されており、Ｙモータ固定部３７は定盤内部の天板に取付板３８を介して固定されている。Ｘモータ及びＹモータはいわゆるリニアモータであり、Ｘマス３２及びＹマス３５をそれぞれリニアガイド（不図示）でＸ及びＹ方向にのみ移動するように拘束されている。ここで、リニアガイドはボールやローラを用いた転動式のリニアガイドでよい。
FIG. 12 is a diagram illustrating the
ここで、Ｙマス３５の駆動反力はＹモータ固定部３７および取付板３８を介して定盤１５に伝わり、Ｘマス３２の駆動反力はＸモータ固定部３４、Ｙマス３５、Ｙリニアガイド（不図示）、Ｙモータ固定部３７、取付板３８を介して定盤に伝わる。
Here, the driving reaction force of the
これらのマスを実施例１及び２と同様にステージの移動方向と反対方向に移動させることでＸＹ方向の反力を相殺することができる。 The reaction force in the XY directions can be canceled by moving these masses in the opposite direction to the moving direction of the stage as in the first and second embodiments.
なお、マス３１は定盤内に２つ設けられているがこれについては適宜設計により変更が可能である。また、Ｘ軸回りのロータとＹ軸回りのロータも定盤内部に設けているため、設置スペースを小さくすることができる。
Two
本実施例では、Ｘマス３２とＹマス３５を積重ねた構成としており、これにより反力相殺機構が省スペース化でき、定盤内部にマス等の反力相殺機構を設けた場合に特に有効である。さらに、Ｙ方向にはＹマス３５とともにＸマス３２も移動する（Ｘマスの自重がＹマスによって支持されている）ため、設置スペースの増大を抑えつつマスの重量を大きくすることが可能となる。
In this embodiment, the
＜変形例＞
図１３は実施例３のＸマス３２上にＺ軸回りのモーメント反力を相殺するためのロータを設けた変形例である。Ｚ軸回りのモーメント反力は、Ｘマス３２に固定されたロータ１３の固定部、Ｘマス３２、Ｙマス３５、リニアガイド等を介して定盤に伝わる。
<Modification>
FIG. 13 shows a modification in which a rotor for canceling the moment reaction force around the Z axis is provided on the
このように、Ｚ軸回りのモーメント反力を相殺するロータ１３をＸマス上に設けることで、Ｙ方向にはＹマス３５とＸマス３２とロータ１３が移動し、Ｘ方向にはＸマス３２とロータ１３が移動するため、設置スペースの増大を抑えつつマスの重量を大きくすることが可能となる。
Thus, by providing the
図１４は実施例３のＸマス３２にＸ軸回り及びＹ軸回りのモーメント反力を相殺するためのロータ１４を設けた変形例である。Ｘ軸回り及びＹ軸回りのモーメント反力は、Ｘマス３２に固定されたロータ１４の固定部、Ｘマス３２、Ｙマス３５、リニアガイド等を介して定盤に伝わる。
FIG. 14 shows a modification in which the
このように、Ｘ軸回り及びＹ軸回りのモーメント反力を相殺するロータ１４をＸマス上に設けることで、Ｙ方向にはＹマス３５とＸマス３２とロータ１３、１４が移動し（Ｘマスおよびロータの自重をＹマスが支持しており）、Ｘ方向にはＸマス３２とロータ１３、１４が移動する（ロータの自重をＸマスが支持している）ため、設置スペースの増大を抑えつつマスの重量を大きくすることが可能となる。
In this way, by providing the
（実施例４）
図１５に実施例４に係るステージ装置の概略図を示す。実施例１〜３と同様の機能を有する点については詳細な説明は省略する。実施例１〜３はステージが１つの場合であったが、実施例４はステージが複数（ここでは２つ）設けられている。つまり、定盤１５上にはステージ９１、９２があり、定盤９７の裏面にはマス９３，９４がある。なお図１５の示すステージユニット全体の重心が、定盤９７の重心と一致するようにステージ９１，９２とマス９３，９４が配置されている。定盤９７の側面にはロータ９５、９６が、定盤９７の天板の下面にはロータ９８が設けられている。
Example 4
FIG. 15 is a schematic diagram of a stage apparatus according to the fourth embodiment. A detailed description of points having the same functions as those of the first to third embodiments will be omitted. In the first to third embodiments, the number of stages is one, but in the fourth embodiment, a plurality of (here, two) stages are provided. That is, the
ステージ駆動時に定盤９７に作用する反力、モーメントの相殺方法に関しては実施例１〜３と同じである。ただしステージ９１が加減速した場合に定盤に作用する駆動反力はマス９３で相殺させ、ステージ９２が加減速した場合に定盤に作用する駆動反力はマス９４で相殺させる。
The method of canceling the reaction force and moment acting on the
またステージ９１、９２及びマス９３及び９４が加減速した場合に定盤９７に生じるＸ，Ｙ，Ｚ軸回りのモーメントは、実施例１〜３と同様の方法で相殺させることができる。ただし、ステージとマスがそれぞれ２つずつあるため、各ステージ及びマスの加減速によって定盤９７に作用するモーメントをそれぞれ計算し、足し合わせたモーメントを相殺させるように、ロータ９３，９４にモーメントを作用させる必要がある。
Further, the moments about the X, Y, and Z axes generated on the
＜変形例＞
図１６は、実施例３の構成でステージを複数設けた場合の定盤内部を表す図である。
<Modification>
FIG. 16 is a diagram illustrating the inside of the surface plate when a plurality of stages are provided in the configuration of the third embodiment.
定盤９７の内部は、Ｚ軸回りのモーメントを相殺するためのロータカウンタ９８と、Ｙ軸回りのモーメントを相殺するためのロータカウンタ９５、Ｘ軸回りのモーメントを相殺するためのロータカウンタ９６によって構成されている。定盤９７上を移動する図示していないステージの反力およびモーメントは、定盤９７の内部にあるマス９９及びロータ９５、９６、９８で相殺する。
The inside of the
マス９９は実施例３のようにＸマスとＹマスを積重ねた構成となっており、これにより省スペースとすることができる。さらに変形例のようにロータを積重ねた構成であってもよい。
The
ここで、定盤９７は２つに分割された構成になっているため、それぞれの定盤で反力を相殺することができ、互いの定盤間の振動の伝達を低減することができる。
Here, since the
（露光装置に適用した例）
図１７は、上述のステージ装置を半導体デバイス製造用の露光装置に適用した例を示す図である。
(Example applied to exposure equipment)
FIG. 17 is a diagram showing an example in which the above-described stage apparatus is applied to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device.
この露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用され、原版であるレチクルを介して基板としての半導体ウエハＷ上に照明系ユニット１０１からの露光エネルギーとしての露光光（この用語は、可視光、紫外光、ＥＵＶ光、Ｘ線、電子線、荷電粒子線等の総称である）を投影系としての投影レンズ１０３（この用語は、屈折レンズ、反射レンズ、反射屈折レンズシステム、荷電粒子レンズ等の総称である）を介して照射することによって、ウエハステージ１０４に搭載された基板上に所望のパターンを形成している。
This exposure apparatus is used in the manufacture of semiconductor devices such as semiconductor integrated circuits and devices in which fine patterns are formed, such as micromachines and thin film magnetic heads, on a semiconductor wafer W as a substrate via a reticle as an original plate. Projection lens 103 (the term is a general term for visible light, ultraviolet light, EUV light, X-rays, electron beams, charged particle beams, etc.) as exposure energy from the illumination system unit 101 as a projection system. This term is a general term for a refractive lens, a reflective lens, a catadioptric lens system, a charged particle lens, etc.), thereby forming a desired pattern on a substrate mounted on the
ウエハステージ１０４に搭載したチャック上に基板であるウエハを保持し、照明系ユニット１０１によって、レチクルステージ１０２に搭載された原版であるレチクルのパターンをウエハ上の各領域にステップアンドリピートもしくはステップアンドスキャンで転写する。
A wafer, which is a substrate, is held on a chuck mounted on a
また、ウエハ内の各ショットの位置合わせ、およびウエハとレチクルを位置合わせ（アライメント）を行うためのアライメントスコープ（不図示）が設けられている。ここで、アライメント工程と露光工程が並行して行われる露光装置の場合には、実施例３のようなステージを２つ有する構成となりうる。 In addition, an alignment scope (not shown) is provided for aligning each shot in the wafer and aligning (alignment) the wafer and the reticle. Here, in the case of an exposure apparatus in which the alignment process and the exposure process are performed in parallel, a configuration having two stages as in the third embodiment may be employed.
実施例１〜実施例３に係るステージ装置を上述のウエハステージまたはレチクルステージ、もしくはその双方に用いることで、露光装置は設置面積を大きくすることなく精度を向上することができる。 By using the stage apparatus according to the first to third embodiments for the above-described wafer stage and / or reticle stage, the exposure apparatus can improve the accuracy without increasing the installation area.
（デバイス製造方法）
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１８は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。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う。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
(Device manufacturing method)
Next, a semiconductor device manufacturing process using this exposure apparatus will be described. FIG. 18 is a diagram showing a flow of an entire manufacturing process of a semiconductor device. In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask fabrication), a mask is fabricated based on the designed circuit pattern.
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、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用し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５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）等の組み立て工程を含む。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う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。 On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by using the above-described exposure apparatus and lithography technology using the above-described mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, which is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 5, and is an assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. Process. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. A semiconductor device is completed through these processes, and is shipped in Step 7.
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する（図１９）。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。 The wafer process in Step 4 has the following steps (FIG. 19). An oxidation step for oxidizing the surface of the wafer, a CVD step for forming an insulating film on the wafer surface, an electrode formation step for forming electrodes on the wafer by vapor deposition, an ion implantation step for implanting ions on the wafer, and applying a photosensitive agent to the wafer A resist processing step, an exposure step for transferring the circuit pattern to the wafer after the resist processing step by the above exposure apparatus, a development step for developing the wafer exposed in the exposure step, and an etching step for scraping off portions other than the resist image developed in the development step A resist stripping step that removes the resist that has become unnecessary after etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
１１，３１，３２，９１，９２ ステージ
１２，２２ｘ，２２ｙ，３３，３４，９３，９４ マス
１３、１４，９５，９６ ロータ
１５，９７ 定盤
１５Ａ 天板
１５Ｂ 底板
１５Ｃ 側板
１５Ｄ 中板
１６ ステージ装置
１７ 減衰部材
１８ 計測手段（加工手段）
１９ 計測対象物（加工対象物）
２３ｘ，２３ｙ ガイド
３１ マス
３２ Ｘマス
３３ Ｘモータ可動部
３４ Ｘモータ固定部
３５ Ｙマス
３６ Ｙモータ可動部
３７ Ｙモータ固定部
３８ 取付板
１０１ 照明系ユニット
１０２ レチクルステージ
１０３ 投影レンズ
１０４ ウエハステージ
11, 31, 32, 91, 92
19 Measurement object (processing object)
23x,
Claims (15)
前記定盤は前記ステージを案内する第１板状部材と、前記質量体を案内する第２板状部材と、前記第１板状部材と前記第２板状部材を連結する側板を有することを特徴とするステージ装置。 A movable stage, a surface plate that supports the stage, and a mass body that moves so as to cancel the reaction force in the translational direction that acts on the surface plate as the stage moves,
The surface plate includes a first plate member for guiding the stage, a second plate member for guiding the mass body, and a side plate for connecting the first plate member and the second plate member. A featured stage device.
前記定盤は中空構造であり、前記質量体は前記定盤の内部に設けられていることを特徴とするステージ装置。 A movable stage, a surface plate that supports the stage, and a mass body that moves so as to cancel a translational reaction force acting on the surface plate as the stage moves,
The stage apparatus is characterized in that the surface plate has a hollow structure, and the mass body is provided inside the surface plate.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004299785A JP2005354022A (en) | 2004-05-14 | 2004-10-14 | Stage equipment, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US11/249,700 US7321418B2 (en) | 2004-10-14 | 2005-10-13 | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004144896 | 2004-05-14 | ||
| JP2004299785A JP2005354022A (en) | 2004-05-14 | 2004-10-14 | Stage equipment, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005354022A true JP2005354022A (en) | 2005-12-22 |
Family
ID=35588193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004299785A Withdrawn JP2005354022A (en) | 2004-05-14 | 2004-10-14 | Stage equipment, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005354022A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273633A (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Canon Inc | Stage equipment and method of controlling the same, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| JP2008016840A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-24 | Asml Netherlands Bv | Apparatus to characterize angle-resolved spectroscopy lithography and method of manufacturing device |
| JP2008218768A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Nikon Corp | Mst device, pattern forming apparatus, scanning lithography, and device manufacturing method |
| JP2009033058A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Reaction force processing apparatus |
| JP2009260339A (en) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Asml Netherlands Bv | Positioning system, lithographic apparatus, and device manufacturing method |
| JP2011124292A (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Canon Inc | Exposure device and device manufacturing method |
| US7999940B2 (en) | 2006-06-30 | 2011-08-16 | Asml Netherlands B.V. | Apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization |
-
2004
- 2004-10-14 JP JP2004299785A patent/JP2005354022A/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273633A (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Canon Inc | Stage equipment and method of controlling the same, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US7738080B2 (en) * | 2006-03-30 | 2010-06-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage apparatus, method for controlling the same, exposure apparatus, and method for manufacturing device |
| JP2008016840A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-24 | Asml Netherlands Bv | Apparatus to characterize angle-resolved spectroscopy lithography and method of manufacturing device |
| US7999940B2 (en) | 2006-06-30 | 2011-08-16 | Asml Netherlands B.V. | Apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization |
| US7999943B2 (en) | 2006-06-30 | 2011-08-16 | Asml Netherlands B.V. | Device manufacturing method with angular-resolved spectroscopic lithography characterization |
| JP2008218768A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Nikon Corp | Mst device, pattern forming apparatus, scanning lithography, and device manufacturing method |
| JP2009033058A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Reaction force processing apparatus |
| JP2009260339A (en) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Asml Netherlands Bv | Positioning system, lithographic apparatus, and device manufacturing method |
| US8144310B2 (en) | 2008-04-14 | 2012-03-27 | Asml Netherlands B.V. | Positioning system, lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US9122173B2 (en) | 2008-04-14 | 2015-09-01 | Asml Netherlands B.V. | Positioning system, lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2011124292A (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Canon Inc | Exposure device and device manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7280185B2 (en) | Stage system including fine-motion cable unit, exposure apparatus, and method of manufacturing device | |
| US7224432B2 (en) | Stage device, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| US7656062B2 (en) | Split coil linear motor for z force | |
| US20020003616A1 (en) | Stage system for exposure apparatus and device manufacturing method using the same | |
| US7462958B2 (en) | Z actuator with anti-gravity | |
| US7288859B2 (en) | Wafer stage operable in a vacuum environment | |
| JPWO2008041575A1 (en) | Stage apparatus and exposure apparatus | |
| KR100715785B1 (en) | Positioning device, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| KR101010043B1 (en) | Stage apparatus and exposure apparatus | |
| US7283210B2 (en) | Image shift optic for optical system | |
| US20130258307A1 (en) | Magnet Array Configuration for Higher Efficiency Planar Motor | |
| US7282819B2 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| US20060061218A1 (en) | Dual force wafer table | |
| JP2004228473A (en) | Movable stage device | |
| US7321418B2 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| US7683506B2 (en) | CI-core actuator for long travel in a transverse direction | |
| JP2005354022A (en) | Stage equipment, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP2001023894A (en) | Stage device and aligner | |
| JP3890127B2 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus using the same, and device manufacturing method | |
| EP1530090B1 (en) | Lithographic apparatus and device manufacturing method | |
| JP2005243809A (en) | Aligner and drive means suitably used in the aligner | |
| US7193683B2 (en) | Stage design for reflective optics | |
| US7692768B2 (en) | Iron core motor driven automatic reticle blind | |
| JPH11297613A (en) | Stage equipment, aligner using the equipment, and device-manufacturing method | |
| US20030139044A1 (en) | Moving apparatus and control method therefor, and device manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071010 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100129 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100201 |